CN110670159A - 一种高吸湿再生pet纤维长丝制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，包括以下步骤：(1)将清洗破碎过的PET瓶片和原生PET切片分别放入真空转鼓烘箱中干燥预处理；(2)将干燥后的PET瓶片与原生PET切片在反应釜中均匀混合，熔融后得到PET瓶片和原生PET切片的共混液；(3)将无机造孔剂添加到步骤(2)中制备的共混液中，在反应釜中共混，熔融，再通过双螺杆挤压机的异形截面喷丝孔挤压得到中空再生PET纤维；(4)将步骤(3)中制得的中空再生PET纤维与盐酸溶液共热，再经水洗至少5次，烘干，称重。本发明的有益效果为：由本发明方法所获得的中空微穴高吸湿再生PET纤维长丝，内部中空，表面微穴结构很大程度上提高了再生PET纤维的回潮率和吸湿性能。

Description

一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺
技术领域
本发明涉及工业化再生PET纤维长丝的工艺方法，特别是一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺。
背景技术
我国是纤维生产和使用大国，每年纤维的消耗总量超过三千万吨，其中聚酯(PET)纤维用量最大，约占市场的35％。近些年随着纺织工业的高速发展以及近些年化工生产的环保，聚酯纤维的产量逐渐成为制约纺织工业发展的瓶颈。同时，聚酯消耗量大也带来了一些后续的环境问题，譬如说，基于聚酯的纺织品的边角废料和旧服装的数量十分可观，因此各类废弃化纤废料造成的环境污染也越来越严重，基于聚酯的废弃物处置都成了棘手的问题。建立从废料到原料的循环回用是解决这两大难题的有效办法。实现废旧聚酯的回收再利用，不仅可以解决环境污染问题(废旧聚酯垃圾包括废旧服装、聚酯薄膜、矿泉水瓶、可乐瓶)，而且可以改善目前我国产业用纺织品产量、规模等严重不足的现状。我国涤纶再生资源存量主要包括废旧聚酯和废旧纺织品，目前，聚酯瓶的社会年产生量已超过500万吨，存量达到2500万吨；废旧纺织品存量达2600万吨，其中，化学纤维1800万吨，天然纤维800万吨。以废旧纺织品为例，而目前我国重点城市及地区废旧纺织品年收储量只有350万吨。因此在加强生态文明建设，发展绿色循环经济的战略构想下，废旧纺织品回收再利用的潜力很大。实现废旧聚酯的合理再使用具有巨大的经济效益和社会效益，是我国纺织行业发展循环经济的重要领域。
再生聚酯纤维是指以再生聚酯为主要原料的纤维，包括短丝与长丝等，原料来源主要有废弃饮用水和饮料包装瓶、膜片、服装与不织布、在聚酯与纤维生产工序中产生的废丝、废块等，其中以聚酯瓶片为主要原料来源。目前再生纤维原料的主要回收技术有物理回收、化学回收、循环回收、直接回收和红外处理回收,其中大多采用化学方法和物理方法回收废弃聚酯物，然后将回收过的废弃聚酯物加工成再生聚酯纤维。使用再生聚酯纤维为原料开发出的面料不仅环保而且符合可持续发展的要求，而随着我国回收利用技术的不断提高，再生聚酯纤维的品质也在不断提高，有逐步取代原生聚酯纤维的一种趋势。
国内再生聚酯的回收起步比较远，上个世纪80年代末才开始发展。目前国内再生聚酯纤维年产能600多万吨，实际产量近400万吨，约占全球总产量的80％，已成为再生聚酯纤维的第一生产大国。尤其是在江、浙、沪地区，回收聚酯瓶的工厂很多，废瓶再生纤维的加工厂也很多，并逐渐形成一定的生产规模，基本可以达到废料不废的目标。但是相对国外发达国家和地区，我国在废弃纺织品特别是聚酯产品方面尚未形成规模，废弃聚酯的回收利用率、技术水平和产品档次还存在较大的差距。国内再生PET瓶源严重依赖进口的局面没有改善，导致对PET瓶片十分需求，国内原料严重供给跟不上再生PET产能的增长，导致企业开工率低，且再生PET产能增长和原料供给之间的矛盾日益明显。因此我国目前再生PET纤维生产企业开发的产品类型较少，且各个企业之间开发产品基本雷同，缺乏创新性。我国再生PET纤维生产厂家大部分以生产短纤为主，这是因为短纤生产工艺较为简单，产品次品率低，且主要用于填充材料和织造涤纶面料两个领域。单一的生产品种导致我国再生PET纤维创新不足，功能单一，附加效益低，不能满足国内外市场再生PET纤维产品生产发展需求。因此，创新再生PET纤维生产技术，开发具有高经济附加值的再生纤维面料，加快推进高值化再生PET纤维开发研究和产业化势在必行。针对目前基于再生PET纤维的高附加值产品以及再生PET纤维差别化产品的发展趋势，本发明的目的是开发出具有结构可控、亲水性、吸湿快干等功能的环保型高吸湿再生PET纤维。
发明内容
本发明的目的是提供一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，以解决现有技术中的不足，它能够制备出纤维内部中空，表面刻蚀微穴，回潮率高的微穴中空再生PET纤维。
本发明提供了一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，包括以下步骤：
(1)将清洗破碎过的PET瓶片和原生PET切片分别放入真空转鼓烘箱中干燥预处理；
(2)将干燥后的PET瓶片与原生PET切片在反应釜中均匀混合，熔融后得到PET瓶片和原生PET切片的共混液；
(3)将无机造孔剂添加到步骤(2)中制备的共混液中，在反应釜中共混，熔融，再通过双螺杆挤压机的异形截面喷丝孔挤压得到中空再生PET纤维；
(4)将步骤(3)中制得的中空再生PET纤维与盐酸溶液共热，再经水洗至少5次，烘干，称重，即得微穴中空结构的高吸湿再生PET纤维长丝。
优选的是，步骤(1)中所述真空干燥温度为150℃，干燥时间为5-10h。
优选的是，步骤(2)中所述PET瓶片和原生PET切片的共混液中原生PET与PET瓶片的质量比为4:100或6:100或8:100或10:100。
优选的是，步骤(2)中所述熔融温度为250-300℃。
优选的是，步骤(3)中所述无机造孔剂和共混液的质量比为1:100或3:100或5:100或7:100或9:100。
优选的是，步骤(3)中所述无机造孔剂为氯化钙、碳酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种组合。
优选的是，步骤(3)中所述熔融温度为250-300℃，熔融时间为1-5h。
优选的是，步骤(3)中所述双螺杆挤压机的喷丝孔的形状为蜂窝型、十字型、圆型、三叶型、T型。
优选的是，步骤(4)中所述盐酸质量浓度为5g/L或10g/L或15g/L或20g/L或25g/L或30g/L；
优选的是，步骤(4)中所述共热时间为10min或30min或60min或90min，共热温度为20℃或25℃或30℃或35℃或40℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：由本发明方法所获得的中空微穴高吸湿再生PET纤维长丝，热性能以及力学性能变化不大，内部中空，表面微穴结构很大程度上提高了再生PET纤维的回潮率和吸湿性能，再生PET纤维的服用性能增强，可以规模化生产、大面积应用于服饰家纺领域。
附图说明
图1是本发明的高吸湿再生PET纤维长丝的制备流程；
图2是本发明的实施例1制备的高吸湿再生PET纤维长丝的截面中空结构图；
图3是本发明的实施例1制备的高吸湿再生PET纤维长丝的表面微穴结构图。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，包括以下步骤：
(1)将清洗破碎过的PET瓶片和原生PET切片分别放入真空转鼓烘箱中干燥预处理；
(2)将干燥后的PET瓶片与原生PET切片在反应釜中均匀混合，熔融后得到PET瓶片和原生PET切片的共混液；
(3)将无机造孔剂添加到步骤(2)中制备的共混液中，在反应釜中共混，熔融，再通过双螺杆挤压机的异形截面喷丝孔挤压得到中空再生PET纤维；
(4)将步骤(3)中制得的中空再生PET纤维与盐酸溶液共热，再经水洗至少5次，烘干，称重，即得微穴中空结构的高吸湿再生PET纤维长丝。
步骤(1)中所述真空干燥温度为150℃，干燥时间为5-10h。
步骤(2)中所述PET瓶片和原生PET切片的共混液中原生PET与PET瓶片的质量比为4:100或6:100或8:100或10:100。
步骤(2)中所述熔融温度为250-300℃。
步骤(3)中所述无机造孔剂和共混液的质量比为1:100或3:100或5:100或7:100或9:100。
步骤(3)中所述无机造孔剂为氯化钙、碳酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种组合。
步骤(3)中所述熔融温度为250-300℃，熔融时间为1-5h。
步骤(3)中所述双螺杆挤压机的喷丝孔的形状为蜂窝型、十字型、圆型、三叶型、T型。
步骤(4)中所述盐酸质量浓度为5g/L或10g/L或15g/L或20g/L或25g/L或30g/L；
步骤(4)中所述共热时间为10min或30min或60min或90min，共热温度为20℃或25℃或30℃或35℃或40℃。
本发明的实施例1：
一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，包括以下步骤：
(1)将清洁破碎过的PET瓶片和原生PET切片分别放入真空转鼓烘箱中，真空干燥机升温至150℃，烘干5h,得到干燥的PET瓶片和原生PET切片；
(2)将干燥后的PET瓶片与原生PET切片按照质量比4:100，在反应釜中均匀混合，熔融加热至250℃，得到PET瓶片和原生PET的共混液；
(3)将无机造孔剂添加到步骤(2)中的共混液中，无机造孔剂与混合PET质量比1:100,在反应釜中共混，加热至260℃，熔融1h，通过双螺杆挤压机的蜂窝型喷丝孔挤压，得到中空再生PET纤维；
(4)将步骤(3)中制得的中空再生PET纤维与浓度为5g/L的盐酸溶液共热，在温度为20℃下，反应时间为10min，再经水洗5遍，烘干，称重，得到微穴中空结构的高吸湿再生PET纤维。
本发明的实施例2：
一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，包括以下步骤：
(1)将清洁破碎过的PET瓶片和原生PET切片分别放入真空转鼓烘箱中，真空干燥机升温至150℃，烘干7h,得到干燥的PET瓶片和原生PET切片；
(2)将干燥后的PET瓶片与原生PET切片按照质量比6:100，在反应釜中均匀混合，熔融加热至270℃，得到PET瓶片和原生PET的共混液；
(3)将无机造孔剂添加到步骤(2)中的共混液中，无机造孔剂与混合PET质量比5:100,在反应釜中共混，加热至280℃，熔融2h，通过双螺杆挤压机的十字型喷丝孔挤压得到中空再生PET纤维；
(4)将步骤(3)中制得的中空再生PET纤维与浓度为15g/L的盐酸溶液共热，在温度为30℃下，反应时间为30min，再经水洗6遍，烘干，称重，得到微穴中空结构的高吸湿再生PET纤维。
本发明的实施例3：
一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，包括以下步骤：
(1)将清洁过的PET瓶片和原生PET切片分别放入真空转鼓烘箱中，真空干燥机升温至150℃，烘干10h,得到干燥的PET瓶片和原生PET切片；
(2)将干燥后的PET瓶片与原生PET切片按照质量比10:100，在反应釜中均匀混合，熔融加热至300℃，得到PET瓶片和原生PET的共混液；
(3)将无机造孔剂添加到步骤(2)中的共混液中，无机造孔剂与混合PET质量比7:100,在反应釜中共混，加热至290℃，熔融3h，通过双螺杆挤压机的三叶型喷丝孔挤压得到中空再生PET纤维；
(4)将步骤(3)中制得的中空再生PET纤维与浓度为30g/L的盐酸溶液共热，在温度为40℃下，反应时间为90min，再经水洗10遍，烘干，称重，得到微穴中空结构的高吸湿再生PET纤维。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将清洗破碎过的PET瓶片和原生PET切片分别放入真空转鼓烘箱中干燥预处理；
(2)将干燥后的PET瓶片与原生PET切片在反应釜中均匀混合，熔融后得到PET瓶片和原生PET切片的共混液；
(3)将无机造孔剂添加到步骤(2)中制备的共混液中，在反应釜中共混，熔融，再通过双螺杆挤压机的异形截面喷丝孔挤压得到中空再生PET纤维；
(4)将步骤(3)中制得的中空再生PET纤维与盐酸溶液共热，再经水洗至少5次，烘干，称重，即得微穴中空结构的高吸湿再生PET纤维长丝。
2.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(1)中所述真空干燥温度为150℃，干燥时间为5-10h。
3.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(2)中所述PET瓶片和原生PET切片的共混液中原生PET与PET瓶片的质量比为4:100或6:100或8:100或10:100。
4.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(2)中所述熔融温度为250-300℃。
5.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(3)中所述无机造孔剂和共混液的质量比为1:100或3:100或5:100或7:100或9:100。
6.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(3)中所述无机造孔剂为氯化钙、碳酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(3)中所述熔融温度为250-300℃，熔融时间为1-5h。
8.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(3)中所述双螺杆挤压机的喷丝孔的形状为蜂窝型、十字型、圆型、三叶型、T型。
9.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(4)中所述盐酸质量浓度为5g/L或10g/L或15g/L或20g/L或25g/L或30g/L。
10.根据权利要求1所述的高吸湿再生PET纤维长丝制备工艺，其特征在于：步骤(4)中所述共热时间为10min或30min或60min或90min，共热温度为20℃或25℃或30℃或35℃或40℃。
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