CN111411413A - 一种柔性化制备多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柔性化制备多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法，通过柔性在线添加装置，添加一种或多种功能母粒，以原液着色为基础功能，制备多重复合功能高强涤纶工业丝或以两种或两种以上功能助剂复配制成复合功能母粒，再利用柔性在线添加装置进行添加，制备相应的多重复合功能高强涤纶工业丝。本发明生产连续稳定，可以根据后道客户不同需求生产配套产品，有效提升效率，减少人工成本，生产获得的产品具有两种（含）以上功能特性。
Description
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法。
背景技术
涤纶工业丝是指高强、粗旦的涤纶工业用长丝，其纤度一般不小于550dtex。根据其性能可分为高强低伸型(普通标准型)、高模低收缩型、高强低缩型、活性型。其中高模低收缩型涤纶工业丝由于具有断裂强度大、弹性模量高、延伸率低、耐冲击性好等优良性能，在轮胎和机械橡胶制品中有逐步取代普通标准型涤纶工业丝的趋势；高强低伸型涤纶工业丝具有高强度、低伸长、高模量、干热收缩率较高等特点，目前主要用作轮胎帘子线及输送带、帆布的经线以及车用安全带、传送带；高强低缩型涤纶工业丝由于受热后收缩小，其织物或织成的橡胶制品具有良好的尺寸稳定性和耐热稳定性，能吸收冲击负荷，并具有锦纶柔软的特点，主要用于涂层织物(广告灯箱布等)、输送带纬线等；活性型涤纶工业丝是一种新型的工业丝，它与橡胶、PVC具有良好的亲合力，可简化后续加工工艺，并大大提高制品的质量。
功能性涤纶工业丝一般由母粒添加法和熔体注射法两种生产方式制备。常见的母粒添加法生产的功能性涤纶工业丝，功能单一（比如难以同时具备有色和阻燃两种功能或同时具备有色、阻燃和抗老化等多重复合功能），无法满足当前客户对产品功能多重复合的需求。母粒添加法还存在熔体停留时间长、生产灵活性不够的问题，无法实现高品质和柔性化生产。传统的熔体注射法生产流程是：将母粒与高黏PET切片人工称量经由混合料斗混料，混料母粒、PET切片经过干燥脱水后进入螺杆机压机熔融挤出，二次增压计量后注射进入主熔体管道，与主熔体管中高黏熔体静态均匀混合，再由熔体精确计量、组件纺丝、保温缓慢冷却，侧吹风冷却，第一道上油，第二道上油，五对辊拉伸定型，打网络结，卷绕成型。这种方法生产流程长，无法实现小批量柔性化生产，且母粒和高黏切片人工混料精度低，涤纶工业丝的功能性的一致性差，特别对于原液着色品种容易产生色差。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种生产方法灵活方便，生产连续稳定，可以根据后道客户不同需求生产配套产品，有效提升效率，减少人工成本，生产获得的产品具有两种（含）以上功能特性的柔性化制备多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所述的一种柔性化制备多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法，通过柔性在线添加装置，添加一种或多种功能母粒，以原液着色为基础功能，制备多重复合功能高强涤纶工业丝或以两种或两种以上功能助剂复配制成复合功能母粒，再利用柔性在线添加装置进行添加，制备相应的多重复合功能高强涤纶工业丝。
优选地，通过采用有色助剂和阻燃功能助剂复配制成有色阻燃母粒。
优选地，通过采用有色助剂、阻燃功能助剂及抗紫外线老化助剂复配制成有色阻燃抗老化母粒。
进一步，它包括多功能复合母粒在线添加，多功能复合母粒干燥，多功能复合母粒与高黏PET切片分别经过独立的计量单元，由静态混合器充分混合得到一定混合比例的多功能复合母粒和高黏切片的混合料，然后进入螺杆机压机进行熔融挤出，多功能复合母粒与高黏切片混合熔体经过二次增压计量，以熔体注射方式进入到主熔体管道，复配多功能复合母粒与高黏切片混合熔体和主熔体管道中高黏PET熔体再经由管道熔体静态混合器均匀混合，所得混合熔体精确计量后由组件纺丝，保温缓慢冷却，侧吹风冷却，第一道上油，第二道上油，五对辊拉伸定型，打网络结，卷绕成型。
本发明的具体生产步骤如下：
（1）多功能复合母粒在线添加：以原液着色为基础功能，添加一种或多种功能母粒，通过柔性在线添加装置进行添加或以两种或两种以上功能助剂复配制成复合功能母粒，通过柔性在线添加装置进行添加；
（2）多功能复合母粒干燥：采用露点≤-50℃的干空气，在90-102℃条件下干燥5-10小时，使阻燃母粒含水≤80ppm；
（3）多功能复合母粒与高黏切片精确计量复配：干燥后的多功能复合母粒，通过母粒计量装置的一个计量工位，精确供应定量多功能复合母粒，同时将黏度为1.08dL/g的高黏切片通过水平输送，进入另一个计量工位计量，同时进入静态混合单元，得到按所需工艺要求比列的多功能复合母粒和高黏切片复配混合料，送入配料仓供螺杆机压机使用；
（4）复配多功能复合母粒挤压熔融保温：采用ø65小螺杆对混合切片进行挤压熔融，同时采用联苯加热保温循环系统，保温温度为275-285℃，比主熔体保温系统低10-20℃，小螺杆各区的加热温度为一区温度270-200℃，二区280-290℃，三区280-295℃，四区到六区275-285℃，比ø150主螺杆的加热温度低10-20℃；
（5）主料高黏切片的挤压熔融与熔体管道保温：采用ø150大螺杆进行挤压熔融，主料高黏切片的黏度为1.05-1.10dL/g，经螺杆六个区加热挤压熔融，螺杆各区的加热温度为一区温度300-315℃，二区295-310℃，三区290-305℃，四区到六区290-295℃，主管道热媒保温温度290-296℃；
（6）按所需工艺要求比列的多功能复合母粒和高黏切片复配混合料经过螺杆熔融挤出和二次增压计量，注射进入主料高黏切片大螺杆熔体主管道；
（7）复配母粒熔体与高黏切片熔体均匀混合：通过在线预装的管状高效静态混合器，对混合熔体进行高速旋转切割混合，得到混合均匀的熔体；
（8）熔体精确计量：采用较大容量的计量泵，控制泵的转速在10-18转/分钟，降低泵的出口温度，控制出口熔体温度≤305℃；
（9）缓慢冷却：计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，经喷丝板孔喷出，其后加热缓冷温度为310-320℃；
（10）侧吹风冷却：经过缓冷的丝束，经过高度为1.8米的侧吹风窗均匀吹出的冷风进行冷却，完成固化成型，风温20-22℃，相对湿度75-90%，风速0.4-1.0m/s；
（11）第一道上油：在丝束进入拉伸定型前，通过第一道油嘴使用松本GXM-100纺丝油剂上油，上油率控制在0.4-0.6%；
（12）第二道上油：通过第二道油嘴使用松本GXM-100油剂上油，上油率控制在0.2-0.4%，两次上油保证总含油率0.7-1.0%；
（13）五对辊拉伸定型：经上油的丝束通过五对辊进行拉伸定型，第一对为冷辊，速度500-550米/分钟，第二对热辊为预拉伸，拉伸倍数1.02-1.05，温度90-98℃，第三对主拉伸，拉伸倍数3.7-3.9，温度120-130℃，第四对辊为次拉伸，拉伸倍数1.4-1.45，温度205-215℃，总拉伸倍数5.3-5.8倍，第五对辊为回缩辊，回缩率≤1%，温度140-150℃；
（14）打网络结：网络点6-10个/米，网络压力3.1-3.6 bar；
（15）卷绕成型：在双多头卷绕机上精密卷绕成型，超喂率2-4%，控制张力0.15-0.2cN/dt。
步骤（8）中，采用15cc/r的计量泵。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明通过柔性在线添加装置，以原液着色为基础功能，添加一种或多种功能母粒或者以两种或多种功能助剂复配制成的母粒进行在线添加，生产获得的产品具有两种（含）以上的功能特性，提高了产品的附加值，降低了同价值产品的能耗；在后道加工中，客户减少了不必要的工序，更利于环境的保护，同时该操作方法简单，便于控制，简化了之前繁琐的工序；本方法使用灵活方便，生产连续稳定，可以实现小批量柔性化生产，可以根据后道客户不同需求生产配套产品，有效提升效率，减少人工成本，可以实现高品质功能性涤纶工业丝生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）采用有色助剂和阻燃助剂复配制成有色阻燃母粒；
（2）将有色阻燃母粒通过柔性在线添加装置进行添加；
（3）有色阻燃母粒干燥：干空气露点≤-50，风压1.2kgf,温度90℃，干燥时间8小时，母粒含水≤50ppm；
（4）有色阻燃母粒与高黏切片复配：有色阻燃母粒由计量装置的一个计量工位，精确供应定量多功能复合母粒，同时将黏度为1.08dL/g的高黏切片通过水平输送，进入另一个计量工位计量，同时进入静态混合单元，得到按所需工艺要求比列的多功能复合母粒和高黏切片复配混合料，送入配料仓供螺杆机压机使用；
（5）复配多功能复合母粒挤压熔融保温：ø65小螺杆挤压加热温度为一区270℃，二区为280℃，三区为285℃，四区为280℃，五区为275℃，联苯热媒保温温度为278℃；
（6）主料高黏切片的挤压熔融与熔体保温：采用ø150大螺杆进行挤压熔融，采用黏度为1.05-1.10dL/g的高黏切片，经螺杆六个区加热挤压熔融，螺杆各区的加热温度为一区温度295℃，二区305℃，三区303℃，四区到六区292℃，主管道热媒保温温度295℃；
（7）按所需工艺要求比列的多功能复合母粒和高黏切片复配混合料经过螺杆熔融挤出和二次增压计量，注射进入主料高黏切片大螺杆熔体主管道；
（8）复配多功能复合母粒熔体与高黏切片熔体均匀混合：通过在线预装的管状高效静态混合器，对混合熔体进行高速旋转切割混合，得到混合均匀的熔体；
（9）计量：采用15cc/r的计量泵，控制出口熔体温度≤300℃；
（10）缓慢冷却：计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，经喷丝板孔喷出，其后加热缓冷温度为310℃；
（11）侧吹风冷却：经过缓冷的丝束，经过高度为1.8米的侧吹风窗均匀吹出的冷风进行冷却，完成固化成型，风温22℃，相对湿度80%，风速0.5m/s；
（12）上油：第一道油嘴，油剂为松本GXM-100，控制含油率0.55%；
第二道油嘴，控制含油率0.3%；
（13）五对辊拉伸定型：经第一道上油的丝束通过五对辊进行拉伸定型，第一对为冷辊，速度520米/分钟，第二对热辊为预拉伸，拉伸倍数1.03，温度90℃，第三对主拉伸，拉伸倍数3.75，温度125℃，第四对辊为次拉伸，拉伸倍数1.40，温度215℃，第五对辊为回缩辊，回缩率≤1%，温度150℃；
（14）打网络结：采用适配网络器，压力3.5bar，网络点个数8个/m；
（15）卷绕成型：采用超喂纺方式，超喂率2.3%。
通过上述步骤制得的有色阻燃型涤纶工业丝的物性指标为原液着色，线密度偏差率±1.5％，断裂强度≥7.0cN/dtex，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长率为13.5±2.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，干热收缩率7±1.5%。降解温度≥280度，极限氧指数28%，阻燃效果达到离火即灭。
实施例2
（1）采用有色助剂、阻燃功能助剂及抗紫外线老化助剂复配制成有色阻燃抗老化母粒；
（2）将有色阻燃抗老化母粒通过柔性在线添加装置进行添加；
（3）有色阻燃抗老化母粒干燥：干空气露点≤-50，风压1.3kgf,温度95℃，干燥时间9小时，母粒含水≤55ppm；
（4）有色阻燃抗老化母粒与高黏切片复配：有色阻燃抗老化母粒由计量装置的一个计量工位，精确供应定量多功能复合母粒，同时将黏度为1.08dL/g的高黏切片通过水平输送，进入另一个计量工位计量，同时进入静态混合单元，得到按所需工艺要求比列的多功能复合母粒和高黏切片复配混合料，送入配料仓供螺杆机压机使用；
（5）复配多功能复合母粒挤压熔融保温：ø65小螺杆挤压加热温度为一区272℃，二区为285℃，三区为290℃，四区为285℃，五区为280℃，联苯热媒保温温度为280℃；
（6）主料高黏切片的挤压熔融与熔体保温：采用ø150大螺杆进行挤压熔融，采用黏度为1.05-1.10dL/g的高黏切片，经螺杆六个区加热挤压熔融，螺杆各区的加热温度为一区温度296℃，二区308℃，三区302℃，四区到六区294℃，主管道热媒保温温度296℃；
（7）按所需工艺要求比列的多功能复合母粒和高黏切片复配混合料经过螺杆熔融挤出和二次增压计量，注射进入主料高黏切片大螺杆熔体主管道；
（8）复配多功能复合母粒熔体与高黏切片熔体均匀混合：通过在线预装的管状高效静态混合器，对混合熔体进行高速旋转切割混合，得到混合均匀的熔体；
（9）计量：采用15cc/r的计量泵，控制出口熔体温度≤300℃；
（10）缓慢冷却：计量泵将熔体定量送到各纺丝组件，经喷丝板孔喷出，其后加热缓冷温度为315℃；
（11）侧吹风冷却：经过缓冷的丝束，经过高度为1.8米的侧吹风窗均匀吹出的冷风进行冷却，完成固化成型，风温21℃，相对湿度82%，风速0.6m/s；
（12）上油：第一道油嘴，油剂为松本GXM-100，控制含油率0.45%；
第二道油嘴，控制含油率0.35%；
（13）五对辊拉伸定型：经第一道上油的丝束通过五对辊进行拉伸定型，第一对为冷辊，速度530米/分钟，第二对热辊为预拉伸，拉伸倍数1.04，温度95℃，第三对主拉伸，拉伸倍数3.80，温度128℃，第四对辊为次拉伸，拉伸倍数1.41，温度213℃，第五对辊为回缩辊，回缩率≤1%，温度149℃；
（14）打网络结：采用适配网络器，压力3.4bar，网络点个数7个/m；
（15）卷绕成型：采用超喂纺方式，超喂率3.0%。
本发明提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种柔性化制备多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法，其特征在于：通过柔性在线添加装置，添加一种或多种功能母粒，以原液着色为基础功能，制备多重复合功能高强涤纶工业丝或以两种或两种以上功能助剂复配制成复合功能母粒，再利用柔性在线添加装置进行添加，制备相应的多重复合功能高强涤纶工业丝。
2.根据权利要求1所述的柔性化制备多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法，其特征在于：通过采用有色助剂和阻燃功能助剂复配制成有色阻燃母粒。
3.根据权利要求1所述的柔性化制备多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法，其特征在于：通过采用有色助剂、阻燃功能助剂及抗紫外线老化助剂复配制成有色阻燃抗老化母粒。
4.根据权利要求1所述的柔性化制备多重复合功能高强涤纶工业丝的生产方法，其特征在于：它包括多功能复合母粒在线添加，多功能复合母粒干燥，多功能复合母粒与高黏PET分别经过独立的计量单元，由静态混合器充分混合得到一定混合比例的多功能复合母粒和高黏切片的混合料，然后进入螺杆机压机进行熔融挤出，复配多功能复合母粒挤压熔融保温，多功能复合母粒与高黏切片混合熔体经过二次增压计量，以熔体注射方式进入到主熔体管道，复配多功能复合母粒与高黏切片混合熔体和主熔体管道中高黏PET熔体再经由管道熔体静态混合器均匀混合，所得混合熔体精确计量后由组件纺丝，保温缓慢冷却，侧吹风冷却，第一道上油，第二道上油，五对辊拉伸定型，打网络结，卷绕成型。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Jin Liang Inventor after: Wang Xichao Inventor after: Wang Jinxiang Inventor after: Wang Haibo Inventor after: Ye Guorong Inventor after: Ma Jianping Inventor before: Ma Jianping Inventor before: Wang Xichao Inventor before: Jin Liang Inventor before: Wang Jinxiang Inventor before: Wang Haibo Inventor before: Ye Guorong |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200714 |