CN117734053A - 高伸长高尺寸稳定性hmls聚酯帘子布及其制造方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布及其制造方法与应用，制造方法包括以下步骤：（1）纺丝：以高粘度聚酯PET切片为原料进行熔融纺丝，采用环吹风+缓冷冷却，制得原丝；（2）捻线：使用直捻机对原丝进行捻线制得捻纱；（3）织布：采用喷气织机对捻纱进行织造，制得白坯布；（4）采用两浴浸胶法对白坯布进行浸胶，高温区烘箱温度225‑245℃，浸胶拉伸与浸胶定型的张力比为1.5：1‑3.5：1。本发明制得的HMLS聚酯帘子布的断裂伸长率为17.0‑19.0%,尺寸稳定性系数5.6‑6.4%，HMLS聚酯帘子布应用于轮胎中能够提升轮胎的抗冲击性能和承载能力，提升轮胎在高速行驶中的操控性能。
Description
技术领域
本发明属于聚酯浸胶帘子布技术领域，具体涉及一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布及其制造方法与应用。
背景技术
汽车轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，防止汽车零部件受到剧烈震动和早期损坏，适应车辆的高速性能并降低行驶时的噪音，保证行驶的安全性、操纵稳定性、舒适性和节能经济性，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性，保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性，承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。对于轮胎的各种性能，欧盟及各个国家都有制定相应的标准，而且随着汽车的高速发展，对于轮胎的各项性能要求也会越来越多且严格，为了应对这些变化，提高轮胎性能将显得尤为重要。
聚酯帘子布作为轮胎的主要骨架材料，帘子布性能的提升对于轮胎性能的改进提升非常必要。聚酯帘子布具有强力高、模具高、伸长变形小、尺寸稳定性好、热收缩率及滞后损失小，强力保持率高等特点，故其应用于轮胎中作为骨架材料，尤以子午线轮胎中使用较为广泛。目前，提升轮胎的抗冲击和断裂功等性能，是当今各轮胎和帘布企业的竞相研究的技术方向，是子午线轮胎行业发展的趋势。帘子布断裂伸长率的提高有助于提高帘子布断裂功。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供了高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布及其制造方法与应用。众所周知，在纺丝工段，环吹风温度的高低对原丝断裂强力、断裂伸长、定负荷伸长等性能影响较大，尤其环吹风冷却温度过低势必导致原丝强力的降低，为了解决以上技术难点。纺丝工段在降低环吹风风温、风压、风速的前提下，同时辅以一定的缓冷区温度、纺丝速度、卷绕速度、定量的拉伸倍数，制得高尺寸HMLS聚酯工业原丝，所得原丝通过直捻机捻纱和喷气织机织布制成白坯布，所得白坯布通过特定的高温和特定的拉伸比的浸胶工艺，最终制得了高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布。
为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，包括以下步骤：
(1)纺丝：使用纺牵一体机，将特性粘度为1.10-1.26dL/g的聚酯PET切片进行熔融纺丝-热牵伸定型-卷取成型，制得原丝；
(2)捻线织布：使用直捻机对所述原丝进行捻线，制得捻纱，采用喷气织机对所述捻纱进行织造，制得白坯布；
(3)浸胶成型：采用两浴浸胶法对所述白坯布进行浸胶，高温区烘箱温度225-245℃，热处理0.7-2min，浸胶拉伸与浸胶定型的张力比为1.5：1-3.5：1，制得高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布。
进一步地，步骤(1)中熔融纺丝时，所述聚酯PET切片通过螺杆熔融挤压后经计量泵计量从喷丝板孔挤出成束，丝束通过环吹风装置、缓冷器冷却凝固成纤维；
其中，所述环吹风装置的风温设定为40-55℃，风压设定为800-1200Pa；所述缓冷器的温度设定为220-300℃，缓冷器高度为50-100mm。
进一步地，步骤(1)中热牵伸定型时，熔融纺丝制得的纤维经过甬道，在丝束表面上油，再进行高温牵伸、热定型、松弛定型，最后卷取成型，卷绕速度为5700-5950m/min。
进一步地，熔融纺丝时的纺丝速度为(第一对辊速度)3500-4500米/分钟；所述热牵伸定型时热定型辊的温度为200-250℃；热牵伸定型时最高辊速与纺丝速度比(即牵伸倍数)1.65-1.73。
进一步地，熔融拉丝时，环吹风装置的风温为40-49℃，风压为1000-1200Pa。
进一步地，所述缓冷器的温度为280-300℃，缓冷器高度为50-75mm。
进一步地，所述纺丝速度为3510-3650m/min。
第二方面，本发明实施例提供了一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布，采用第一方面所述的制造方法制得，所述HMLS聚酯帘子布的断裂伸长率17.0-19.0％,尺寸稳定性指数5.6-6.4％。
第三方面，本发明实施例提供了第二方面所述的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的应用，应用在子午线轿车轮胎中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明采用以下技术：(1)纺丝，以高粘度切片进行熔融纺丝时，采用环吹风冷却，风温40-55℃，风压800-1200Pa，缓冷器温度220-300℃，缓冷器高度50-100mm；纺丝速度3500-4500m/min,卷绕速度5700-5950m/min,牵伸倍数1.65-1.73，制得原丝；(2)捻线，使用直捻机对所述原丝进行加捻，制得捻纱；(3)织布，采用喷气织机对所述捻纱进行织造，制得白坯布；(4)采用两浴浸胶法对白坯布进行浸胶，高温区烘箱温度225-245℃，热处理时间为0.7-2min，浸胶拉伸与浸胶定型的张力比为1.5：1-3.5：1，制得的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布，可以更好的提升轮胎的抗冲击性能、承载性能以及轮胎在高速行驶的操控性能。
本发明在制备原丝过程中，降低环吹风风温、风压、调整缓冷器温度和高度等改进工艺制得原丝，制得原丝在成纤时生成了更高的取向度，高结晶度，使得原丝的尺寸性更优。使用此原丝进行浸胶热处理制造出高伸长高尺寸稳定性聚酯浸胶帘子布。原丝经过加捻织布后，在浸胶工段经双浴浸胶热处理后制得断裂伸长率为17.0-19.0％的浸胶帘子布，帘子布尺寸稳定性系数5.6-6.4％，具有高的断裂伸长率，可提升轮胎的断裂功和抗冲击性能，提升轮胎在高速行驶中的操控性能。
具体实施方式
一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，包括以下步骤：
(1)纺丝：使用纺牵一体机，将特性粘度为1.10-1.26dL/g的聚酯PET切片进行熔融纺丝-热牵伸定型-卷取成型，制得原丝；
(2)捻线织布：使用直捻机对所述原丝进行捻线，制得捻纱，采用喷气织机对所述捻纱进行织造，制得白坯布；
(3)浸胶成型：采用两浴浸胶法对所述白坯布进行浸胶，高温区烘箱温度225-245℃，热处理0.7-2min，浸胶拉伸与浸胶定型的张力比为1.5：1-3.5：1，制得高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布，HMLS聚酯帘子布的断裂伸长率17.0-19.0％,尺寸稳定性指数5.6-6.4％。
步骤(1)中熔融纺丝时，所述聚酯PET切片通过螺杆熔融挤压后经计量泵计量从喷丝板孔挤出成束，丝束通过环吹风装置、缓冷器冷却凝固成纤维；
其中，所述环吹风装置的风温设定为40-55℃，风压设定为800-1200Pa；所述缓冷器的温度设定为220-300℃，缓冷器高度为50-100mm。
优选地，环吹风装置的风温为40-49℃，风压为1000-1200Pa。
缓冷器的温度为280-300℃，缓冷器高度为50-75mm。
步骤(1)中热牵伸定型时，熔融纺丝制得的纤维经过甬道，在丝束表面上油，再进行高温牵伸、热定型、松弛定型，最后卷取成型，卷绕速度为5700-5950m/min。
熔融纺丝时的纺丝速度为(第一对辊速度)3500-4500米/分钟；纺丝速度优选为3510-3650m/min；
所述热牵伸定型时热定型辊的温度为200-250℃；热牵伸定型时最高辊速与纺丝速度比(即牵伸倍数)1.65-1.73。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例和对比例中的原料采用：特性粘度1.10-1.26dL/g的聚酯PET切片。
特性粘度测试方法：GB/T 14190-2017纤维级聚酯(PET)切片试验方法，方法A，苯酚/四氯乙烷＝50/50。
原丝性能测试方法：GB/T 16604-2017涤纶工业长丝。
捻线性能和浸胶帘子布性能试验方法：GB/T 19390-2023轮胎用聚酯浸胶帘子布。
实施例1
一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，包括以下步骤：
(1)纺丝：以高粘度切片进行熔融纺丝时，环吹风装置的风温40℃，风压1000Pa，缓冷器温度280℃；纺丝速度3650m/min,卷绕速度5950m/min,牵伸倍数1.67(牵伸倍率是最高辊速度与纺丝速度比值)，制得原丝；
(2)捻线：使用直捻机对步骤(1)制得的原丝进行初捻和复捻，制得捻纱；
(3)织布：采用喷气织机对步骤(2)制得的捻纱进行织造，制得白坯布，织物采用渐变筘结构；
(4)采用两浴浸胶法对步骤(3)制得的白坯布进行浸胶，高温区烘箱温度245℃，浸胶拉伸区张力为4500daN,浸胶定型区张力为1286daN，每个高温区停留0.7min，制得的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布。
制造过程中相关工艺参数如下：
表1实施例1制造高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布过程中的工艺参数
实施例2
一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，包括以下步骤：
(1)纺丝：以高粘度切片进行熔融纺丝时，环吹风装置的风温45℃，风压1100Pa,缓冷器温度295℃；纺丝速度3580m/min,卷绕速度5820m/min,牵伸倍数1.69(牵伸倍率是最高辊速度与纺丝速度比值)，制得原丝；
(2)捻线：使用直捻机对步骤(1)制得的原丝进行初捻和复捻，制得捻纱；
(3)织布，采用喷气织机对步骤(2)制得的捻纱进行织造，制得白坯布，织物采用渐变筘结构；
(4)采用两浴浸胶法对步骤(3)制得的帘子布白坯布进行浸胶，高温烘箱温度235℃，浸胶拉伸区张力为3425daN,浸胶定型区张力为1370daN，每个高温区停留1min，制得的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布。
制造过程中相关工艺参数如下：
表2实施例2制造高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布过程中的工艺参数
实施例3
一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，包括以下步骤：
(1)纺丝：以高粘度切片进行熔融纺丝时，环吹风装置的风温49℃，风压1200Pa，缓冷器温度300℃，纺丝速度3510m/min,卷绕速度5720m/min,牵伸倍数1.73(牵伸倍率是最高辊速度与纺丝速度比值)，制得原丝；
(2)捻线：使用直捻机对步骤(1)制得的原丝进行初捻和复捻，制得捻纱；
(3)织布，采用喷气织机对步骤(2)制得的捻纱进行织造，制得白坯布，织物采用渐变筘结构；
(4)采用两浴浸胶法对步骤(3)制得的帘子布白坯布进行浸胶，高温区烘箱温度225℃，浸胶拉伸区张力为2055daN,浸胶定型区张力为1370daN，每个高温区停留2min，制得的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布。
制造过程中相关工艺参数如下：
表3实施例3制造高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布过程中的工艺参数
对比例1
一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，包括以下步骤：
(1)纺丝：以高粘度切片进行熔融纺丝时，环吹风装置的风温63℃，风压1500Pa，缓冷器的温度330℃；纺丝速度3350m/min,卷绕速度5620m/min,牵伸倍数1.80，制得原丝；
(2)捻线，使用直捻机对步骤(1)制得的原丝进行初捻和复捻，制得捻纱；
(3)织布，采用喷气织机对步骤(2)制得的捻纱进行织造，制得白坯布，织物采用渐变筘结构；
(4)采用两浴浸胶法对步骤(3)制得的帘子布白坯布进行浸胶，高温区烘箱温度235℃，浸胶拉伸区张力为3425daN,浸胶定型区张力为1370daN，每个高温区停留1min，制得的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布。
制造过程中相关工艺参数如下：
表4对比例1制造高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布过程中的工艺参数
将实施例1-3与对比例1制得的高尺寸HMLS聚酯帘子布进行相关性能的比较，产品指标如下：
表5实施例1-3和对比例1制得的高尺寸HMLS聚酯帘子布的相关性能比较
(1)如表5所示，本发明高伸长高尺寸HMLS聚酯帘子布的原丝的尺寸稳定性是由4.0cN/dtex下定负荷伸长率与177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率的加和来表征的，和值越小代表原丝尺寸稳定性越好；本发明高伸长高尺寸HMLS聚酯帘子布原丝的4.0cN/dtex下定负荷伸长率与177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率的加和低于8.0％。
(2)如表5所示，本发明所述的高伸长高尺寸HMLS聚酯帘子布的高伸长是由断裂伸长率来表征的，数值越大代表；帘子布断裂伸长越大；本发明所述的高伸长高尺寸HMLS聚酯帘子布的断裂伸长率大于17.0％。
(3)如表5所示，本发明所述的高伸长高尺寸HMLS聚酯帘子布的尺寸稳定性是在66.6N下定负荷伸长率与177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率的加和来表征的，数值越小代表尺寸稳定性越好；本发明所述的高伸长高尺寸HMLS聚酯帘子布的66.6N下定负荷伸长率与177℃、2min、0.05cN/dtex条件下的干热收缩率相加和低于6.0％。
本发明的高伸长高尺寸HMLS聚酯帘子布的原丝不限制规格，本发明同样适用于其它原丝旦数的HMLS聚酯帘子布的制造。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）纺丝：使用纺牵一体机，将特性粘度为1.10-1.26dL/g的聚酯PET切片进行熔融纺丝-热牵伸定型-卷取成型，制得原丝；
（2）捻线织布：使用直捻机对所述原丝进行捻线，制得捻纱，采用喷气织机对所述捻纱进行织造，制得白坯布；
（3）浸胶成型：采用两浴浸胶法对所述白坯布进行浸胶，高温区烘箱温度225-245℃，热处理0.7-2min，浸胶拉伸与浸胶定型的张力比为1.5：1-3.5：1，制得高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布。
2.根据权利要求1所述的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，其特征在于，步骤（1）中熔融纺丝时，所述聚酯PET切片通过螺杆熔融挤压后经计量泵计量从喷丝板孔挤出形成丝束，丝束通过环吹风装置、缓冷器冷却凝固成纤维；
其中，所述环吹风装置的风温设定为40-55℃，风压设定为800-1200Pa；所述缓冷器的温度设定为220-300℃，缓冷器高度为50-100mm。
3.根据权利要求1所述的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，其特征在于，步骤（1）中热牵伸定型时，熔融纺丝制得的纤维经过甬道，在丝束表面上油，再进行高温牵伸、热定型、松弛定型，最后卷取成型，卷绕速度为5700-5950m/min。
4.根据权利要求1所述的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，其特征在于，熔融纺丝时的纺丝速度为3500-4500米/分钟；所述热牵伸定型时热定型辊的温度为200-250℃；热牵伸定型时最高辊速与纺丝速度比1.65-1.73。
5.根据权利要求2所述的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，其特征在于，熔融拉丝时，环吹风装置的风温为40-49℃，风压为1000-1200Pa。
6.根据权利要求2所述的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，其特征在于，所述缓冷器的温度为280-300℃，缓冷器高度为50-75mm。
7.根据权利要求4所述的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的制造方法，其特征在于，所述纺丝速度为3510-3650m/min。
8.一种高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的制造方法制得，所述HMLS聚酯帘子布的断裂伸长率17.0%-19.0%,尺寸稳定性指数5.6%-6.4%。
9.权利要求8所述的高伸长高尺寸稳定性HMLS聚酯帘子布的应用，其特征在于，应用在子午线轿车轮胎中。
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