CN102864511A - 利用回收的聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向长丝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用回收的聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向长丝的方法，是以回收的聚酯瓶片料和色母粒为主要原料，经螺杆挤压机挤压熔融、熔体过滤器过滤、喷丝头喷丝、冷却上油、卷绕成型等工序，制成接近原生聚酯切片纺生产的中空有色涤纶预取向长丝产品；所采用的喷丝板的喷丝孔由“C”字型的孔组合而成，其排列方式呈同心圆排列，“C”字型孔的数量与纤维单丝数量相同，通过其喷丝孔喷出，并经牵伸、冷却等后续工序成形的纤维截面形状为圆中空，中空率≥5%。本发明生产的产品符合FZ/T54003-93标准要求，可替代常规原生聚酯生产的中空有色涤纶预取向长丝，该长丝经后道加工后可广泛用于服用织物及工业用织物的生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用回收的聚酯瓶片生产涤纶预取向长丝的方法，具体涉及利用回收的聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向长丝的方法。
背景技术
目前，中空纤维是指内部具有空穴结构的纤维，采用异形喷丝孔的喷丝板纺丝制得。喷丝孔一般采用中间为实心，两“半圆”或“C”型孔，纺丝时高粘度的聚酯熔体高压挤出后，在形成初生纤维的过程中，熔体膨化使纤维壁相互粘接，并迅速冷却固化形成中空，经牵伸和热定型制成服用中空纤维，它具有回弹性、蓬松性和高保暖性等特点，在运动服装、女装、内衣、T恤衫等领域都有广阔的应用前景。但是常规异形丝织物通常需进行染色处理，易对环境造成污染，因而已不能满足国内外市场的需求。目前，国内面料生产企业对回用聚酯瓶片料纺制的异形长丝产品提出了更高的要求，其中包括：①纺制的异形涤纶长丝产品吸水、疏水性能要强；②纺制的异形涤纶长丝产品无需再进行染色，实现环境友好；③纺制的异形有色涤纶长丝材料要有天然织物的柔软手感、毛细效应、透气性和蓬松性，弹性要大。此外，由于回用聚酯瓶片料体积大、比重轻，其干燥过程中常出现塔内搭桥、吸附、走近道等问题。
我国目前在利用回收的聚酯瓶片料纺异形涤纶涤纶长丝应用技术研发方面尚处在起步阶段，与国外技术相比仍存在不小差距。虽然近年来曾有利用聚酯瓶片料纺异形涤纶长丝生产方法的报道，但仅仅局限于一些常规产品，例如采用回收的聚酯瓶片料纺制的聚酯复合丝，以及采用回收的聚酯瓶片料纺制的十”字型截面的异形涤纶预取向长丝，上述产品通常要在染色处理之后，才能用于色织面料的生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用回收的聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向（POY）长丝的方法，本发明生产工艺简单、控制稳定，制得的产品纤维回弹性好、保暖效果佳、质地轻盈、手感柔软。
为解决上述技术问题，本发明一种利用回收的聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向（POY）长丝的方法，包括以下步骤：
（1）采用特性粘度在0.68以上的经检测合格的无色回收聚酯瓶片料作为主要生产原料，先将检测合格的回用聚酯瓶片料进行预结晶，预结晶温度在160-180℃，时间为4-16h；之后对预结晶后的回用聚酯瓶片料进行干燥，干燥温度在160-180℃，时间为3-4h，当回用聚酯瓶片料的含水率在60ppm以下时结束干燥；
（2）将色母粒进行热风干燥，干燥温度为120-150℃，干燥时间为3-5h；然后借助于连续、可计量的母粒喂料机将色母粒喂入螺杆挤压机中，与干燥后的回用聚酯瓶片料混和均匀；所述色母粒重量为回用聚酯瓶片料总重量的3-12%；所述螺杆挤压机的螺杆长径比为38-48；
（3）将混合均匀的回用聚酯瓶片料、色母粒在螺杆挤压机中加热熔融，加热熔融的聚合物熔体经螺杆挤压后，所述螺杆挤压机头压力控制在10-14MPa，螺杆各区温度控制在280-330℃；
（4）经螺杆挤压后的熔体进入在线可切换熔体过滤器，对熔体进行二次过滤，去除熔体中的杂质；在线可切换熔体过滤器采用粗、精双过滤技术，粗过滤的过滤网精度为150-350目，精过滤的过滤网精度为300-400目，过滤器的温度设定在280-330℃；
（5）过滤后的熔体进入纺丝组件，从喷丝板的“C”字型喷丝孔挤压成丝，然后将预取向长丝按3000-3300m/min的速度卷绕成型，得到横截面为圆中空、中空度≥5%的预取向长丝；所述纺丝组件中的纺丝箱体前的压力保持在4-5 MPa，纺丝箱体的温度为260-298℃；侧吹风的温度为18-28℃，风速为0.2-1m/s，侧吹风长度为800-1500mm；侧吹风湿度为70-85%，上油率为0.5-0.7%。
优选地，步骤（2）中所述色母粒为聚酯色母粒。
优选地，步骤（4）中过滤器的温度设定在280-295℃。
优选地，步骤（5）中纺丝箱体的温度为280-298℃，侧吹风的温度为20-28℃，侧吹风的风速为0.3-0.8 m/s，侧吹风长度为1000-1400mm；所用喷丝板的“C”字型的喷丝孔呈同心圆排列，喷丝孔的数量与纤维单丝数量相同。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
第一，通过本发明所述的设备和生产方法，以及带“C”字型喷丝孔的专用喷丝板生产中空有色涤纶预取向长丝，当熔体从喷丝板“C”字型喷丝孔喷出后，根据膨化原理和熔体流变学原理，形成中空纤维，而“C”字型喷丝孔组合排列的形状就是丝条横截面的整体形状。
第二，由喷丝孔形状为“C”的喷丝板纺制的中空有色涤纶预取向长丝，符合FZ/T54003-93标准要求，中空纤维的中空率在20-30%，因而极大地改善了纤维的回弹性、保暖性，其纤维、织物无需染色，可广泛用于服用织物及工业用织物的生产，可加工制成夹克、运动长裤、内衣等不同用途的服饰面料，其织物不仅质地轻盈，能给人以滑顺、保暖的感觉，而且无需特别处理，可机洗和烘干。
第三，采用在线可切换熔体过滤器过滤，保证纺丝的持续生产和熔体压力的恒定；采用2级熔体过滤装置可有效地去除回用聚酯瓶片料中含量过高的杂质，提高了过滤质量，延长了组件使用周期，保证了纺丝的正常运行，提升了产品的品质。
第四，采用回用聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向长丝，可替代原生聚酯生产中空有色长丝，不仅可以增加回用聚酯瓶片（再生PET）在涤纶长丝领域的市场份额，最大限度地代替PET原生料，而且，还可进一步扩大再生PET的应用范围，有效节约资源，这不仅与我国劳动密集型产业的生产结构相适应，而且采用回用聚酯瓶片料生产中空有色涤纶预取向长丝投入低，产出快，因此有着良好的经济社会效益和广阔的发展前景。
第五，干燥工艺中采用的设备干燥塔，其外形上部采用变径形式，其内部顶端增加了3个三角形的锥体，因此成功解决连续瓶片干燥过程中由于其瓶片体积大、比重轻带来的干燥塔内搭桥、吸附、走近道等不良现象，增强干燥效果，保证纺丝的正常稳定运行。
具体实施方式
实施例1
一种利用回收的聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向（POY）长丝的方法，包括以下步骤：
1、预结晶、干燥：采用特性粘度在0.68以上的经检测合格的无色回收聚酯瓶片料作为主要生产原料，先将检测合格的回用聚酯瓶片料进行预结晶，将回用聚酯瓶片料输送到沸腾床式预结晶器中，沸腾床底部开有大量垂直或倾斜的小孔，干热空气通过小孔吹入，使回用聚酯瓶片料沸腾达到预结晶的效果，预结晶温度在160-180℃，时间为4-16h。回用聚酯瓶片料经预结晶后输送到干燥塔，干热空气从塔底进入，对回用聚酯瓶片料进行干燥，干燥温度在160-180℃，时间为3-4h。取少量的回用聚酯瓶片料进行含水率检测，含水率在60ppm以下，即干燥完成；如果含水率在60ppm以上，在前述条件下，适当延长干燥时间，直至含水率在60ppm以下。用于生产上述中空长丝的干燥设备为回用瓶片预结晶器和干燥塔。干燥塔外形上部采用变径形式，内部顶端增加了3个三角形的锥体。
2、色母粒喂入：将色母粒进行热风干燥，干燥温度为120-150℃，干燥时间为3-5h；然后借助于连续、可计量的母粒喂料机将色母粒喂入螺杆挤压机中，与干燥后的回用聚酯瓶片料混和均匀；所述色母粒重量为回用聚酯瓶片料总重量的3-12%；所述螺杆挤压机的螺杆长径比为38-48。色母粒为聚酯色母粒，通过市场购得。所采用的色母粒与回用聚酯瓶片料相容性能很好。可根据产品生产要求，在往螺杆挤压机喂入回用聚酯瓶片料的同时，由另一喂入装置喂入色母粒。回用聚酯瓶片料的喂入方法可经过特制喂料口喂入螺杆挤压机中，同样色母粒的喂入方法可借助于连续、可计量的色母粒喂料机喂入螺杆挤压机中。
3、挤压：将混合均匀的回用聚酯瓶片料、色母粒在螺杆挤压机中加热熔融，加热熔融的聚合物熔体经螺杆挤压后，所述螺杆挤压机头压力控制在10-14MPa，螺杆各区温度控制在280-330℃。
4、过滤：经螺杆挤压后的熔体进入在线可切换熔体过滤器，对熔体进行二次过滤，去除熔体中的杂质；在线可切换熔体过滤器采用粗、精双过滤技术，粗过滤的过滤网精度为150-350目，精过滤的过滤网精度为300-400目，过滤器的温度设定在280-330℃。
5、纺丝：过滤后的熔体进入纺丝组件，从喷丝板的“C”字型喷丝孔挤压成丝，然后将预取向长丝按3000-3300m/min的速度卷绕成型，得到横截面为圆中空、中空度≥5%的预取向长丝。所述纺丝组件中的纺丝箱体前的压力保持在4-5 MPa，纺丝箱体的温度为260-298℃；侧吹风的温度为18-28℃，风速为0.2-1m/s，侧吹风长度为800-1500mm；侧吹风湿度为70-85%，上油率为0.5-0.7%。满卷重量为12kg，满卷率为92%。纺丝装置设有熔体滤后压力与螺杆转速和喂入***之间的联锁压力反馈***，可将熔体挤压压力波动范围控制在±1.5pa之内。
优选地，步骤（4）中所述过滤器的温度设定在280-295℃。
优选地，步骤（5）中所述纺丝箱体的温度为280-298℃，侧吹风的温度为20-28℃，侧吹风的风速为0.3-0.8 m/s，侧吹风长度为1000-1400mm；所述喷丝板的“C”字型的喷丝孔呈同心圆排列，喷丝孔的数量与纤维单丝数量相同。
实施例2
该实施例为生产278dtex/96f中空有色涤纶预取向丝的生产方法,其生产工艺如下：采用特性粘度为0.7的回用聚酯瓶片料（含水率在40ppm）和聚酯色母粒，并将其一并喂入Φ58mm，螺杆长径比（L/D）为48的挤压机中，回用聚酯瓶片料和聚酯色母粒在螺杆挤压机中熔融，经连续式过滤器过滤（过滤精度为25μm，滤前熔体压力为12Mpa，滤后熔体压力控制在10Mpa，熔体温度为292℃）后，再经过齿轮泵计量，进入纺丝箱体进行纺丝，熔体通过Φ100mm96孔的喷丝板上的“C”字型喷丝孔纺丝后，再经过侧吹风冷却，上油高速卷绕，纺成278dtex/96f中空有色涤纶预取向丝。侧吹风风温为21℃，风速为0.4m/s，卷绕速度为3200m/min，278dtex/96f圆中空有色涤纶预取向丝的满卷重量为12kg，满卷率为92%，生产的中空有色涤纶预取向丝的质量指标为：
线密度：278dtex/96f 线密度变异系数：1.05%
断裂强度：2.26cN/dtex 断裂强度变异系数：3.54%
断裂伸长：124.7% 断裂伸长变异系数：3.87%
含油率：0.35% 中空度：10%。
实施例3
该实施例为268dtex/48f中空有色涤纶预取向丝品种的生产方法，其生产工艺如下：采用特性粘度为0.80的回用聚酯瓶片料（含水率在50ppm）和聚酯色母粒，并将其一并喂入Φ58mm，螺杆长径比（L/D）为48的挤压机中，回用聚酯瓶片料和聚酯色母粒在螺杆挤压机中熔融，经连续式过滤器过滤（过滤精度为25μm，滤前熔体压力为12Mpa，滤后熔体压力控制在10Mpa，熔体温度为290℃）后，再经过齿轮泵计量，进入纺丝箱体进行纺丝，熔体通过Φ100mm48孔的喷丝板上的“C”字型喷丝孔纺丝后，再经过侧吹风冷却，上油高速卷绕，纺成268dtex/48f中空有色涤纶预取向丝。侧吹风风温为20℃，风速为0.5m/s，卷绕速度为3000m/min，268dtex/48f 中空有色涤纶预取向丝的满卷重量为12kg，满卷率为93%，生产的圆中空有色涤纶预取向丝的质量指标为：
线密度：268dtex/48f 线密度变异系数：0.90%
断裂强度：2.20cN/dtex 断裂强度变异系数：3.3%
断裂伸长：120.3% 断裂伸长变异系数：4.12%
含油率：0.3% 中空度：≥8% 。
Claims (4)
1.一种利用回收的聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向长丝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）采用特性粘度在0.68以上的经检测合格的无色回收聚酯瓶片料作为主要生产原料，将检测合格的回用聚酯瓶片料进行预结晶，预结晶温度在160-180℃，预结晶时间为4-16h；之后对预结晶后的回用聚酯瓶片料进行干燥，干燥温度在160-180℃，干燥时间为3-4h，当回用聚酯瓶片料的含水率在60ppm以下时结束干燥；
（2）将色母粒进行热风干燥，干燥温度为120-150℃，干燥时间为3-5h；然后借助于连续、可计量的母粒喂料机将色母粒喂入螺杆挤压机中，与干燥后的回用聚酯瓶片料混和均匀；所述色母粒重量为回用聚酯瓶片料总重量的3-12%；所述螺杆挤压机的螺杆长径比为38-48；
（3）将混合均匀的回用聚酯瓶片料、色母粒在螺杆挤压机中加热熔融，加热熔融的聚合物熔体经螺杆挤压后，所述螺杆挤压机头压力控制在10-14MPa，螺杆各区温度控制在280-330℃；
（4）经螺杆挤压后的熔体进入在线可切换熔体过滤器，在线可切换熔体过滤器采用粗、精双过滤技术，粗过滤的过滤网精度为150-350目，精过滤的过滤网精度为300-400目，过滤器的温度设定在280-330℃；
（5）过滤后的熔体进入纺丝组件，从喷丝板的“C”字型喷丝孔挤压成丝，然后将预取向长丝按3000-3300m/min的速度卷绕成型，得到横截面为圆中空、中空度≥5%的预取向长丝；所述纺丝组件中的纺丝箱体前的压力保持在4-5 MPa，纺丝箱体的温度为260-298℃；侧吹风的温度为18-28℃，风速为0.2-1m/s，侧吹风长度为800-1500mm；侧吹风湿度为70-85%，上油率为0.5-0.7%。
2.根据权利要求1所述的利用回收聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向（POY）长丝的方法，其特征在于：步骤（2）中所述色母粒为聚酯色母粒。
3.根据权利要求1或2所述的利用回收聚酯瓶片料生产中空有色涤纶预取向（POY）长丝的方法，其特征在于：步骤（4）中所述过滤器的温度设定在280-295℃。
4.根据权利要求3所述的利用回收聚酯瓶片生产中空有色涤纶预取向（POY）长丝的方法，其特征在于：步骤（5）中所述纺丝箱体的温度为280-298℃，侧吹风的温度为20-28℃，侧吹风的风速为0.3-0.8 m/s，侧吹风长度为1000-1400mm；所述喷丝板的“C”字型的喷丝孔呈同心圆排列，喷丝孔的数量与纤维单丝数量相同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130109 |