CN110158194A - 一种高弹性纤维的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高弹性纤维的生产方法，选用PET和PBT通过双螺杆输送机输送到纺丝组件混合后，经侧吹风、上油、预网络、牵伸定型、主网络、卷绕成型、检验、分级包装工序完成生产，其中，PET经输送、预结晶、干燥、熔融挤压、过滤和箱体计量泵进入纺丝组件，PBT经输送、干燥、熔融挤压、过滤和箱体计量泵进入纺丝组件，PET的粘度为0.45‑0.55dl/g，PBT的粘度为1.25‑1.4dl/g,PET和PBT的比例为1:1‑1:1.1。该高弹性纤维的生产方法生产的纤维既具有PBT的特性，又具有PET的特性，同时，因其并列复合的方式，使该纤维具有持久、稳定的高弹性和吸湿排汗的功能。

Description

一种高弹性纤维的生产方法
技术领域：
本发明涉及涤纶复合丝生产技术，特别是一种T4000系列高弹性纤维的生产技术。
背景技术：
聚酯纤维经过几十年的高速发展，现已成为我国产量最大、品种最多的纺织纤维。同时聚酯产业也面临严峻挑战，产品同质同构严重，缺乏核心竞争力。因此，只有研发高新技术产品才能在激烈的市场竞争中取得胜利。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高弹性纤维的生产方法,该生产方法生产的纤维既具有PBT的特性，又具有PET的特性，同时，因其并列复合的方式，使该纤维具有持久、稳定的高弹性和吸湿排汗的功能,可用于机织、喷织、针织等领域的弹性面料；此外，采用该纤维的面料可采用常压沸染染色，100℃即可染色，上染率高，染色成本低，低碳环保。
本发明的技术解决方案是，提供一种高弹性纤维的生产方法，选用PET和 PBT通过双螺杆输送机输送到纺丝组件混合后，经侧吹风、上油、预网络、牵伸定型、主网络、卷绕成型、检验、分级包装工序完成生产，其中，PET经输送、预结晶、干燥、熔融挤压、过滤和箱体计量泵进入纺丝组件，PBT经输送、干燥、熔融挤压、过滤和箱体计量泵进入纺丝组件，PET的粘度为0.45-0.55dl/g，PBT 的粘度为1.25-1.4dl/g,PET和PBT的比例为1:1-1:1.1。
作为优选，纺丝过程中纺丝温度不超过265℃，同时减少熔体停留时间，熔体出螺杆到进纺丝组件的时间控制在20min以内，PBT熔体在主箱体的停留时间控制在5min以内。
作为优选，PBT干燥温度控制在120-130℃，PET结晶温度170℃±5℃、干燥温度160℃±5℃。
作为优选，螺杆入口增加氮气保护装置，从而减少切片氧化，进一步防止熔体降解。
作为优选，PET纺丝温度：汽相275℃±1℃、螺杆一区：266℃±2℃、二区：271℃±2℃、三区：276℃±2℃、四区：279℃±2℃、五区：279℃±2℃；
PBT纺丝温度：汽相263℃±2℃、螺杆一区：252℃±2℃、二区：253℃± 2℃、三区：256℃±2℃、四区：258℃±2℃、五区：260℃±2℃。
作为优选，侧吹风风温22℃，风湿80％，风速0.55m/s。
作为优选，调整导流槽和导流孔的尺寸，导流槽容积为原来的1.5倍，导流孔径增加20％；调整两个喷丝孔的夹角和间距，夹角由原来30°提高到33°，间距由原来0.11mm降低到0.07mm；在两个并列0.24mm孔径的出丝孔末端各自增加长度0.3mm及孔径为0.28mm的膨胀孔。
作为优选，纸管的尾丝槽其槽深降低到0.7mm，槽宽降低到0.6mm；并延长尾丝时间到0.6s；移丝杆来回时间调整到2.3s；加大卷绕超位，空筒由0.5％提高到1.6％，满筒由0.3％提高到1.2％。
采用以上方案后与现有技术相比，本发明具有以下优点：改变原有的FDY 一步法单纤维生产工艺，通过改进，实现一步法双组份纤维的生产，生产的纤维既具有PBT的特性，又具有PET的特性，同时，因其并列复合的方式，使该纤维具有持久、稳定的高弹性和吸湿排汗的功能,可用于机织、喷织、针织等领域的弹性面料；此外，采用该纤维的面料可采用常压沸染染色，100℃即可染色，上染率高，染色成本低，低碳环保。
具体实施方式：
下面就具体实施方式对本发明作进一步说明：
一种高弹性纤维的生产方法，选用PET和PBT通过双螺杆输送机输送到纺丝组件混合后，经侧吹风、上油、预网络、牵伸定型、主网络、卷绕成型、检验、分级包装工序完成生产，其中，PET经输送、预结晶、干燥、熔融挤压、过滤和箱体计量泵进入纺丝组件，PBT经输送、干燥、熔融挤压、过滤和箱体计量泵进入纺丝组件。并且PBT组分使用的聚酯切片采用江苏恒力集团粘度1.3dl/g左右的特定切片，PET组分使用比常规切片粘度低的上海石化粘度0.5dl/g的特定切片，这样很大程度上加大两种组分的粘度差；PBT与PET组分比例为50:50；纺丝过程中尽量降低PBT纺丝温度(不超过265℃)，同时减少熔体停留时间，熔体出螺杆到进组件这段控制在20分钟以内，选择PET侧的箱体作为主箱体，并且尽量减少PBT熔体在主箱体的停留时间，控制在5分钟以内。另外熔体管路不能有死角，管壁光洁度尽可能高，控制在0.5以内，避免熔体与管壁摩擦生热引起降解；熔体过滤器的滤芯不能过密，我们选择80-120μ的滤芯，以便减少熔体因剪切热造成的降解；组件金属砂不能过细，一般在30-60目之间，组件压力控制在 12-16MPa；控制牵伸倍数，范围为2.1-2.4之间，过小很容易僵丝并回弹变差，过大容易产生毛丝；第一热辊温度70-80℃，第二热辊温度160-165℃；在普通涤纶FDY两组热辊的基础上增加一对分丝辊，目的是达到松弛和预定型，更好地释放纤维的卷曲弹性。
另外，为了PBT聚酯切片干燥效果更好，相对常规切片的干燥工艺，我们采取低温长时间干燥的方式。干燥温度控制在120-130℃，干燥时间在10小时左右， PET结晶温度170℃±5℃、干燥温度160℃±5℃。
为了减少断头，聚酯切片输送方式将原脉冲式空压气输送改造为连续式罗茨风机柔性输送，减少其切片与输送管道间的摩擦产生的粉尘，避免切片内在质量遭受破坏，同时往干燥塔输送时采用振动筛分离出粉尘和大颗粒杂质，进螺杆前也额外增加了自主研发的粉尘分离装置；螺杆入口增加氮气保护装置，可以减少切片氧化，进一步防止熔体降解；PBT螺杆和箱体管路温度比普通PET 设定要低好多，具体为汽相263℃±2℃，螺杆一区：252℃±2℃、二区：253℃±2℃、三区：256℃±2℃、四区：258℃±2℃、五区：260℃±2℃；降低侧吹风温度，控制在22±1℃，湿度保持在75％-85％，风速在0.4-0.6m/s之间；预网络气量选择合理，在0.6-0.9Kg之间；卷绕张力控制在0.16g/D左右，卷绕接触压力比同规格的普通FDY要低，控制在160-180N，这样也利于丝饼在后道织造加工的退绕，尤其是底层丝退绕。通过改进，将二种组分的原料采用不同的熔融纺丝工艺，并在混合箱体中实现温度的平衡，并在纺丝组件中实现双通道熔体汇聚点，使二种组份的原料以一定比例混合后拉伸成原纤维，并采用一步法拉伸技术，实现双组份纤维的研发与生产。
生产过程中，组件上机率低，组件周期偏短。由于喷丝板出丝弯角较大，易产生出丝不良，主要有弯头丝、注头等，从而导致断头多，并间接的影响到了产品质量的稳定性。故我们结合所纺丝熔体的不同粘度特点，对喷丝板进行了重新设计和改进。其中加大了导流槽和导流孔的尺寸，导流槽容积为原来的 1.5倍，导流孔径也增加20％，使熔体在流经喷丝板时更稳定；其次，调整了两个喷丝孔的夹角和间距，夹角由原来30°提高到33°，间距由原来0.11mm降低到现在的0.07mm，达到减少弯角的作用；最后，在两个并列0.24mm孔径的出丝孔末端各自增加了长度0.3mm及孔径为0.28mm的膨胀孔，减少两股熔体复合时因各自的膨胀不一致而对纺丝复合带来的不利影响。通过改进，组件上机率由由原来86％到现在98％，组件周期也延长了5天左右。
由于T4000系列高弹性纤维一般都是细旦品种，生产过程中卷绕时切换成功率很低，为此，做如下调整，(1)调整纸管的尾丝槽，槽深由常规0.9mm降低到 0.7mm，槽宽由0.8mm降低到0.6mm；(2)延长尾丝时间，由0.3s增加到0.6s；(3) 减缓移丝杆来回时间，整个动作时间由原来1.8s调整到2.3s；(4)加大卷绕超位，空筒由0.5％提高到1.6％，满筒由0.3％提高到1.2％。通过以上调整，大大提高了切换成功率，由原来的85％左右到现在的95％以上。
主要工艺参数：
1、规格：55～83dtex/32F系列
2、结晶干燥温度
PET：结晶温度170℃±5℃、干燥温度160℃±5℃
PBT：干燥温度125℃±5℃
3、油剂：日本竹本F-1782，浓度13％±0.5％
4、纺丝：组件压力：PET11MPa，PBT17MPa；
金属砂配比：PET80目35克，PBT30-45目30克
5、纺丝温度：
PET：汽相275℃±1℃、螺杆一区：266℃±2℃、二区：271℃±2℃、三区： 276℃±2℃、四区：279℃±2℃、五区：279℃±2℃；
PBT：汽相263℃±2℃、螺杆一区：252℃±2℃、二区：253℃±2℃、三区： 256℃±2℃、四区：258℃±2℃、五区：260℃±2℃。
6、侧吹风风温22℃，风湿80％，风速0.55m/s。
7、卷绕：速度：4300米/分，卷绕张力：0.16g/D，预网压力：0.8kg±0.1kg，主网络压力：3.6kg±0.1kg
三、主要产品技术指标：
该新产品在研制过程中，由于二种组份的熔点、特性粘度的不同，致使生产工艺控制也不尽相同，存在一定的冲突，工艺控制难度较大，特别是原料组份比例的控制、纺丝喷丝温度的控制存在较大的难度，可纺性不佳，需要通过创造性的脑力劳动辅以大量的试验并通过工艺细节优化进行生产。为了提高可纺性，干燥方面，由于PBT聚酯切片熔点只有226℃，干燥温度不能过高。例如采取低温长时间的干燥方式，保证聚酯切片干燥的均匀性和稳定性，并获得了较低的含水率。PBT切片很容易出现粉尘，粉尘由于熔点和粘度与切片差异很大，生产过程中对纺丝影响很大，所以除尘工作很重要，在输送环节增加振动筛，同时在进入螺杆前的管路上增加我们自己研发的粉尘分离装置。由于热切片容易热降解，所以在螺杆入口处增加氮气保护装置。纺丝方面，由于PBT稳定性差，条干均匀性不好控制，通过增加整流器、降低侧吹风温度和提高风速来改善。卷绕方面，因纤维弹性高，丝饼容易凸肚，为了改善丝饼成型，调整卷绕张力、卷绕角、接触压力等参数；切换方面我们调整超位、尾丝时间、纸管开槽宽度等，目的是为了提高切换成功率。
本发明改变原有的FDY一步法单纤维生产工艺，通过改进，实现一步法双组份纤维的生产，生产的纤维既具有PBT的特性，又具有PET的特性，同时，因其并列复合的方式，使该纤维具有持久、稳定的高弹性和吸湿排汗的功能,可用于机织、喷织、针织等领域的弹性面料；此外，采用该纤维的面料可采用常压沸染染色，100℃即可染色，上染率高，染色成本低，低碳环保。

Claims (8)

1.一种高弹性纤维的生产方法，其特征在于：选用PET和PBT通过双螺杆输送机输送到纺丝组件混合后，经侧吹风、上油、预网络、牵伸定型、主网络、卷绕成型、检验、分级包装工序完成生产，其中，PET经输送、预结晶、干燥、熔融挤压、过滤和箱体计量泵进入纺丝组件，PBT经输送、干燥、熔融挤压、过滤和箱体计量泵进入纺丝组件，PET的粘度为0.45-0.55dl/g，PBT的粘度为1.25-1.4dl/g,PET和PBT的比例为1:1-1:1.1。
2.根据权利要求1所述的高弹性纤维的生产方法，其特征在于：纺丝过程中纺丝温度不超过265℃，同时减少熔体停留时间，熔体出螺杆到进纺丝组件的时间控制在20min以内，PBT熔体在主箱体的停留时间控制在5min以内。
3.根据权利要求1所述的高弹性纤维的生产方法，其特征在于：PBT干燥温度控制在120-130℃，PET结晶温度170℃±5℃、干燥温度160℃±5℃。
4.根据权利要求1所述的高弹性纤维的生产方法，其特征在于：螺杆入口增加氮气保护装置，从而减少切片氧化，进一步防止熔体降解。
5.根据权利要求1所述的高弹性纤维的生产方法，其特征在于：PET纺丝温度：汽相275℃±1℃、螺杆一区：266℃±2℃、二区：271℃±2℃、三区：276℃±2℃、四区：279℃±2℃、五区：279℃±2℃；
PBT纺丝温度：汽相263℃±2℃、螺杆一区：252℃±2℃、二区：253℃±2℃、三区：256℃±2℃、四区：258℃±2℃、五区：260℃±2℃。
6.根据权利要求1所述的高弹性纤维的生产方法，其特征在于：侧吹风风温22℃，风湿80％，风速0.55m/s。
7.根据权利要求1所述的高弹性纤维的生产方法，其特征在于：调整导流槽和导流孔的尺寸，导流槽容积为原来的1.5倍，导流孔径增加20％；调整两个喷丝孔的夹角和间距，夹角由原来30°提高到33°，间距由原来0.11mm降低到0.07mm；在两个并列0.24mm孔径的出丝孔末端各自增加长度0.3mm及孔径为0.28mm的膨胀孔。
8.根据权利要求7所述的高弹性纤维的生产方法，其特征在于：纸管的尾丝槽其槽深降低到0.7mm，槽宽降低到0.6mm；并延长尾丝时间到0.6s；移丝杆来回时间调整到2.3s；加大卷绕超位，空筒由0.5％提高到1.6％，满筒由0.3％提高到1.2％。
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