CN115449906A - 一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及涤纶单丝生产技术领域，尤其是涉及的是一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法。该方法包括以下制备步骤：预处理，将聚甲基戊烯切片，随后进行干燥处理；熔融通过设定290‑310℃螺杆各温区，混炼压力8‑12MPa，均匀剪切塑化，所得熔体经台式过滤器过滤，剪切；喷丝处理后熔体输送至计量泵，通过计量泵精确计量输送至组件杯，采用组件杯体，杯中放置海沙与过滤网过滤，得到无杂质熔体，喷丝板多组件挤出喷丝；对喷丝进行冷却处理，随后拉伸、定型、上油处理，最后收卷存储成品单丝。通过优化聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，由聚甲基戊烯新型材料纺制的单丝，具有轻量化，高透明度，较高强度，比常规聚烯烃类材料耐高温180度，具有更优的使用效果。
Description
技术领域
本申请涉及涤纶单丝生产技术领域，尤其是涉及的是一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法。
背景技术
聚甲基戊烯简称TPX，学名聚4-甲基戊烯-1单体，是一种高结晶透明塑料，比重为0.83，是所有塑料中最轻的。表面硬度较低，无毒。透光性能介于有机玻璃和聚苯乙烯之间。燃烧特性能燃烧，离火后继续缓慢燃烧，有熔溶滴落。优点TPX的透光率不随加工条件的变化而变化，也不随产品的厚度而变化，因此，适宜做透明制品。它的刚性大，100℃以上时超过聚丙烯；150℃以上时超过PC。
涤纶单丝主要的生产工艺主要有一步法生产工艺及二步法生产工艺。其中采用高速纺丝和高速拉伸加捻技术，是典型的二步法工艺路线，是生产涤纶单丝采用最多的工艺路线。特点是工艺流程短，生产效率高。高速纺丝的纺丝速度为3000～600m/min，可制得预取向丝 (POY)。在高卷绕速度下，纤维产生一定的取向度，结构比较稳定。拉伸加捻是涤纶单丝生产中必不可少的工序，称为二次成型。拉伸使纤维的结构单元获得稳定而稳固的取向，从而达到提高成品纤维物理机械性能的目的。
涤纶单丝种类较多，有阻燃单丝、三角异形单丝、扁平单丝、高收缩单丝、中空单丝、阳离子单丝、全消光单丝、防紫外线单丝PET单丝尼龙单丝等。
现如今，随着生产技术的不断提升，越来越多的材料被结合制成单丝应用在纺织技术中。聚甲基戊烯纺单丝具备着许多现有技术不同的特点，被越来越多企业所重视。因此，如何制备出符合要求的聚甲基戊烯纺单丝就显得尤为重要了。
发明内容
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过说明书指出的结构来实现和获得。
本申请的目的在于克服上述不足，提供一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法。
为实现上述目的，本申请的技术解决方案是：
一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，包括以下制备步骤：
预处理，将聚甲基戊烯切片，随后进行干燥处理；通过设定290-310℃螺杆多个温区熔融，混炼压力8-12MPa，均匀剪切塑化，所得熔体经台式过滤器过滤，剪切；喷丝处理后熔体输送至计量泵，通过计量泵精确计量输送至组件杯，采用组件杯体，杯中放置海沙与过滤网过滤，得到无杂质熔体，喷丝板多组件挤出喷丝；对喷丝进行冷却处理，随后拉伸、定型、上油处理，最后收卷存储成品单丝。
在一些实施方式中，预处理中加入4％-10％增韧母粒。其中，增韧母粒是以纳米或亚微米碳酸钙粒子为主要原料，经科学严格的表面处理、精密的制造工艺、专业挤出机生产而制得的用于增韧改性聚烯烃的添加材料。其作用就是提高单丝的韧性，抗冲击强度，耐曲折性，耐寒性能。增韧母粒如：丁苯橡胶(SBS)等。
在一些实施方式中，定型处理时，先对单丝热定型，单丝热定型过后，冷却吹凉，均匀通过油轮上油至收卷，收卷机采用全自动PLC张力控制器，步进电机均匀收卷。
在一些实施方式中，预处理中，台式过滤器采用200-300目柱芯滤网。
在一些实施方式中，喷丝处理中，计量泵采用1*4输出行星计量泵。
在一些实施方式中，喷丝处理中，采用直径50-100mm组件杯体，杯中放置40-60海沙与350 目过滤网。
在一些实施方式中，喷丝处理中，喷丝板规格：0.5D*30H。
在一些实施方式中，喷丝处理中，喷丝板组件个数为8组件。
在一些实施方式中，冷却处理时，喷丝掉入正下方冷水浴槽，冷水温度设置15-20℃，通过升降装置调节水面与模孔的位置，调整角度入水快速结晶。
在一些实施方式中，拉伸处理时，拉伸为二次拉伸，原丝通过两个七锟牵伸机，进行热水浴拉伸，热水浴长度4.5M，设定温度80-95℃，使单丝在玻璃化温度拉伸4-5倍，再进行第二次热拉伸1.5-2倍，在第三牵伸与四牵伸之间负牵伸(10-20％)定型箱温度设定150-180℃定型。
通过采用上述的技术方案，本申请的有益效果是：
本申请通过优化聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，由聚甲基戊烯(TPX)新型材料纺制的单丝，具有轻量化，高透明度，较高强度，比常规聚烯烃类材料耐高温180度，具有更优的使用效果。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本申请，但并不用于限定本申请。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过渡结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例一
本实施例提供了一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其制备步骤如下：将聚甲基戊烯经过切片、干燥、熔融、喷丝、冷却、拉伸、二次拉伸、定型、上油、收卷形成成品单丝存储，制备方法是由多个细分步骤所组成。
聚甲基戊烯经过切片后为半透明规则颗粒状。
熔融步骤中：通过设定290℃螺杆多个温区熔融，混炼压力8MPa，均匀剪切塑化，所得熔体经台式过滤器(250目柱芯滤网)过滤、剪切。
喷丝步骤中：熔体输送至计量泵，通过1*4输出行星计量泵精确计量输送至组件杯，采用直径75mm组件杯体，杯中放置40海沙与350目过滤网过滤，得到无杂质熔体，使用0.5D*30H 喷丝板，8组件挤出喷丝，组件压力均匀、条感较好。
冷却步骤中：喷丝掉入正下方冷水浴槽，冷水温度设置15-20℃，通过升降装置调节水面与模孔的位置，使丝以更好的角度入水，快速结晶、高透明、圆整度佳。
拉伸步骤中：原丝通过两个七锟牵伸机，进行热水浴拉伸，热水浴长度4.5M，设定温度 80-95℃，使单丝在玻璃化温度拉伸4-5倍，再进行第二次热拉伸1.5-2倍，提高单丝强度，透明更亮，单丝高倍率拉伸过后，存在内应力，遇热收缩，需要线上定型退火，使其耐热性能稳定，在第三牵伸与四牵伸之间负牵伸(10-20％)定型箱设定150-180℃定型。
上油步骤中：单丝热定型过后，冷却吹凉，均匀通过油轮上油至收卷，收卷机采用全自动PLC张力控制器，步进电机布线，均匀收卷。
生产成品TPX单丝，透明，柔软，中等断裂强度3.9-4.0cn/dtex，表面张力小等特点。
实施例二
本实施例提供了一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其制备方法如下：将聚甲基戊烯经过切片、干燥、熔融、喷丝、冷却、拉伸、二次拉伸、定型、上油、收卷形成成品单丝存储。
聚甲基戊烯经过切片后为半透明规则颗粒状。
熔融步骤中：通过设定300℃螺杆多个温区熔融，混炼压力10MPa，均匀剪切塑化，所得熔体经台式过滤器(300目柱芯滤网)过滤、剪切。
喷丝步骤中：熔体输送至计量泵，通过1*4输出行星计量泵精确计量输送至组件杯，采用直径100mm组件杯体，杯中放置50海沙与350目过滤网过滤，得到无杂质熔体，使用0.5D*30H喷丝板，8组件挤出喷丝，组件压力均匀、条感较好。
冷却步骤中：喷丝掉入正下方冷水浴槽，冷水温度设置15-20℃，通过升降装置调节水面与模孔的位置，使丝以更好的角度入水，快速结晶、高透明、圆整度佳。
拉伸步骤中：原丝通过两个七锟牵伸机，进行热水浴拉伸，热水浴长度4.5M，设定温度 80-95℃，使单丝在玻璃化温度拉伸4-5倍，再进行第二次热拉伸1.5-2倍，提高单丝强度，透明更亮，单丝高倍率拉伸过后，存在内应力，遇热收缩，需要线上定型退火，使其耐热性能稳定，在第三牵伸与四牵伸之间负牵伸(10-20％)定型箱设定150-180℃定型。
上油步骤中：单丝热定型过后，冷却吹凉，均匀通过油轮上油至收卷，收卷机采用全自动PLC张力控制器，步进电机布线，均匀收卷。
实施例三
本实施例提供了一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其制备方法如下：将聚甲基戊烯经过切片、干燥、熔融、喷丝、冷却、拉伸、二次拉伸、定型、上油、收卷形成成品单丝存储。
聚甲基戊烯经过切片后为半透明规则颗粒状。
熔融步骤中：通过设定310℃螺杆多个温区熔融，混炼压力12MPa，均匀剪切塑化，所得熔体经台式过滤器(200目柱芯滤网)过滤、剪切。
喷丝步骤中：熔体输送至计量泵，通过1*4输出行星计量泵精确计量输送至组件杯，采用直径50mm组件杯体，杯中放置60海沙与350目过滤网过滤，得到无杂质熔体，使用0.5D*30H 喷丝板，8组件挤出喷丝，组件压力均匀、条感较好。
冷却步骤中：喷丝掉入正下方冷水浴槽，冷水温度设置15-20℃，通过升降装置调节水面与模孔的位置，使丝以更好的角度入水，快速结晶、高透明、圆整度佳。
拉伸步骤中：原丝通过两个七锟牵伸机，进行热水浴拉伸，热水浴长度4.5M，设定温度80-95℃，使单丝在玻璃化温度拉伸4-5倍，再进行第二次热拉伸1.5-2倍，提高单丝强度，透明更亮，单丝高倍率拉伸过后，存在内应力，遇热收缩，需要线上定型退火，使其耐热性能稳定，在第三牵伸与四牵伸之间负牵伸(10-20％)定型箱设定150-180℃定型。
上油步骤中：单丝热定型过后，冷却吹凉，均匀通过油轮上油至收卷，收卷机采用全自动PLC张力控制器，步进电机布线，均匀收卷。
实施例四
本实施例提供了一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其制备步骤如下：将聚甲基戊烯经过切片、干燥、熔融、喷丝、冷却、拉伸、二次拉伸、定型、上油、收卷形成成品单丝存储，制备方法是由多个细分步骤所组成。
聚甲基戊烯经过切片后为半透明规则颗粒状。加入8％增韧母粒，使增韧母粒与聚甲基戊烯混合，随后经熔融步骤继续加工。增韧母粒的作用就是提高单丝的韧性，抗冲击强度，耐曲折性。增韧母粒使用丁苯橡胶(SBS)，能够进一步提升成品单丝的机械性能，8％增韧母粒为4％-10％增韧母粒的一个优选值。
熔融步骤中：通过设定290℃螺杆多个温区熔融，混炼压力8MPa，均匀剪切塑化，所得熔体经台式过滤器(250目柱芯滤网)过滤、剪切。
喷丝步骤中：熔体输送至计量泵，通过1*4输出行星计量泵精确计量输送至组件杯，采用直径75mm组件杯体，杯中放置40海沙与350目过滤网过滤，得到无杂质熔体，使用0.5D*30H 喷丝板，8组件挤出喷丝，组件压力均匀、条感较好。
冷却步骤中：喷丝掉入正下方冷水浴槽，冷水温度设置15-20℃，通过升降装置调节水面与模孔的位置，使丝以更好的角度入水，快速结晶、高透明、圆整度佳。
拉伸步骤中：原丝通过两个七锟牵伸机，进行热水浴拉伸，热水浴长度4.5M，设定温度 80-95℃，使单丝在玻璃化温度拉伸4-5倍，再进行第二次热拉伸1.5-2倍，提高单丝强度，透明更亮，单丝高倍率拉伸过后，存在内应力，遇热收缩，需要线上定型退火，使其耐热性能稳定，在第三牵伸与四牵伸之间负牵伸(10-20％)定型箱设定150-180℃定型。
上油步骤中：单丝热定型过后，冷却吹凉，均匀通过油轮上油至收卷，收卷机采用全自动PLC张力控制器，步进电机布线，均匀收卷。
实施例五
本实施例提供了一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，本实施例与实施例一的区别在于：在熔融步骤前增加了增韧母粒，即增加的与聚甲基戊烯混合的增韧母粒含量为4％，而聚甲基戊烯的含量为96％。
实施例六
本实施例提供了一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，本实施例与实施例四的区别在于：与聚甲基戊烯混合的增韧母粒含量为10％。增韧母粒含量的改变，在一定程度上能改变制备出的聚甲基戊烯纺单丝的韧性强度。
TPX超轻单丝对比各化纤单丝(0.14MM/1F)：
结纶：由TPX新型材料纺制的单丝，具有轻量化，高透明度，较高强度，比常规聚烯烃类材料耐高温180度。
应该理解的是，本申请所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的此类特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
此外，所描述的特征或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在上面的描述中，提供一些具体的细节，例如厚度、数量等，以提供对本申请的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本申请无需上述一个或多个具体的细节便可实现或者也可采用其他结构、组件等实现。
Claims (10)
1.一种聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
预处理，将聚甲基戊烯切片，随后进行干燥处理；通过设定290-310℃螺杆多个温区熔融，混炼压力8-12MPa，均匀剪切塑化，所得熔体经台式过滤器过滤，剪切；
喷丝处理；熔体输送至计量泵，通过计量泵精确计量输送至组件杯，采用组件杯体，杯中放置海沙与过滤网过滤，得到无杂质熔体，喷丝板多组件挤出喷丝；
冷却处理；
拉伸处理；
定型处理；
上油处理；
收卷存储成品单丝。
2.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，预处理中加入4％-10％增韧母粒。
3.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，定型处理时，先对单丝热定型，单丝热定型过后，冷却吹凉，均匀通过油轮上油至收卷，收卷机采用全自动PLC张力控制器，步进电机均匀收卷。
4.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，预处理中，台式过滤器采用200-300目柱芯滤网。
5.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，喷丝处理中，计量泵采用1*4输出行星计量泵。
6.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，喷丝处理中，采用直径50-100mm组件杯体，杯中放置40-60海沙与350目过滤网。
7.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，喷丝处理中，喷丝板规格：0.5D*30H。
8.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，喷丝处理中，喷丝板组件个数为8组件。
9.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，冷却处理时，喷丝掉入正下方冷水浴槽，冷水温度设置15-20℃，通过升降装置调节水面与模孔的位置，调整角度入水快速结晶。
10.根据权利要求1所述的聚甲基戊烯纺单丝的制备方法，其特征在于，拉伸处理时，拉伸为二次拉伸，原丝通过两个七锟牵伸机，进行热水浴拉伸，热水浴长度4.5M，设定温度80-95℃，使单丝在玻璃化温度拉伸4-5倍，再进行第二次热拉伸1.5-2倍，在第三牵伸与四牵伸之间负牵伸(10-20％)定型箱温度设定150-180℃定型。
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