CN102839432B - 一种超高速纺聚酯预取向丝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高速纺聚酯预取向丝的制备方法，其工艺流程包括：聚酯切片干燥、螺杆熔融、纺丝箱体、计量泵、纺丝组件、熔体挤出、冷却成形、上油集束1、上油集束2、网络1、第一导丝盘、网络2、第二导丝盘和卷绕成型，制得超高速纺聚酯POY丝。本发明利用现有POY/FDY生产装置，通过熔融纺丝在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂，纺丝速度可达到4500m/min～5000m/min，生产规格为55dtex～167dtex/24f～72f的聚酯预取向丝，产量明显提高，达到了节能减排，清洁生产的目的。本发明技术方案提供的聚酯预取向丝具有成本低、附加值高和产品质量好、性价比优势明显的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯熔融纺丝方法，特别涉及一种超高速纺聚酯预取向丝（POY）的制备方法，属于化纤技术领域。
背景技术
目前，高速纺聚酯预取向丝（POY）产品主要用于加工成假捻变形丝和喷气变形丝以及复合丝，广泛应用于服装，产业和装饰地毯三大领域。国内聚酯POY一般采用3000m/min～3200m/min的高速纺丝技术制备方法获得，当纺丝速度超过上述值，POY丝的结晶、取向增加，拉伸和变形性能变差，影响了高速纺丝技术的发展及产品产量的提高。因此，如何利用现有FDY/POY设备的柔性化操作，改变工艺技术途径，将纺丝速度从3000m/min～3200m/min提高到4500m/min～5000m/min的超高速纺，或更高的纺丝速度，提供产业化生产聚酯预取向丝（POY）的制备方法，对于增加效益和利润，及化纤企业持续发展，具有重大现实意义。
发明内容
本发明目的是为了解决现有高速纺聚酯预取向丝（POY）制备技术存在的不足，在不改动原有设备的基础上, 提供一种纺丝速度达到4500m/min～5000m/min，产量明显提高的生产聚酯POY的方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种超高速纺聚酯预取向丝的制备方法，包括切片干燥、熔融挤压、熔体挤出、冷却固化、油嘴上油和卷绕成形工序，其工艺条件如下：
1、在聚酯切片中加入质量分数为1.0～5.0%的聚甲基丙烯酸酯添加剂；
2、切片与添加剂在螺杆中充分混合后，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；
3、熔体经喷丝板挤出成为熔体细流后，采用环吹风冷却工艺凝固成为丝条；环吹风的工艺条件为：压力40～60Pa，风温20±2℃，湿度70±5%；
4、上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为700±50 mm，丝条经二道油嘴上油；
5、经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为4545m/min～5050m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为4545m/min～5050m/min的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；
6、以4500m/min～5000m/min的卷绕速度进行卷绕成型，制成规格为55dtex～167dtex/24f～72f，断裂强度为2.15cN/dex～2.45cN/dex，断裂伸长率为110%～130%的的超高速纺聚酯预取向丝丝饼。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在不改动原有设备的情况下, 利用现有POY/FDY生产装置，通过在熔融纺丝在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂，调整和控制高速纺丝成形中纤维的取向和结晶结构，以纺丝速度4500m/min～5000m/min生产聚酯POY,其产品的断裂伸长率为120%左右，聚酯POY丝的物理性质与用3000m/min～3200m/min纺丝速度纺出的常规高速纺POY性质相当，提高了产量和产品质量，生产成本大幅降低，产品利润率提高；同时，生产所消耗的水电大幅减少，节能减排，对环境保护意义重大；添加剂的添加主要是在聚合和纺丝阶段完成，没有废料排出，达到了清洁生产的目的。因此，本发明具有成本低、附加值高和产品质量好、性价比优势明显的特点。
2、采用二道上油工艺和二道网络（即将上油和网络系统改为双上油和双网络系统），克服了超高速纺POY过程中纺丝速度高而不易上油以及上油均匀性差的不足，使丝束的抱合性差、纤维的摩擦阻力大和卷绕张应力增大，生产过程中易产生毛丝和断头的难点，确保正常生产和产品质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案作进一步的描述。
本发明的一种超高速纺聚酯预取向丝的制备方法，采用聚酯切片熔融纺丝方式，其制备工艺流程为聚酯切片→干燥→螺杆熔融挤压→熔体过滤器→熔体混合器→纺丝箱体→计量泵→纺丝组件→初生纤维→冷却成形→上油集束1→上油集束2→网络1→第一导丝盘→网络2→第二导丝盘→卷绕成型→聚酯POY丝。
在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂，与聚酯切片在螺杆中充分混合熔融，获得将纺丝速度提高到4500m/min～5000m/min制备聚酯POY，其中，所述的聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的1.0～5.0%，所纺聚酯预取向丝的孔数为24f～72f，POY单丝纤度为1.50dtex～5.0dtex。
本发明的一种超高速纺聚酯预取向丝制备设备，实施中，采用聚酯切片熔融纺丝方式，它基于生产常规品种的FDY设备，包括干燥、螺杆熔融挤压装置，在螺杆熔融挤压装置的进料口上安装添加剂注入器，纺丝箱体、计量泵、纺丝组件、喷丝板纺丝装置，在喷丝板的下方安装骤冷环吹风冷却装置；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝束的左右两侧，离开喷丝板的距离为700±50mm处；卷绕成形装置包括第一、第二导丝辊，预网络器和卷绕机，所述的二道预网络器置于第一导丝辊的前后，以及4500m/min～5000m/min卷绕锭子。
实施例一:
本实施例提供一种55dtex/24f超高速纺丝制得聚酯预取向丝。生产工艺及条件如下：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的1.0%，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；纺丝温度288℃，环吹风风压为45Pa，环吹风温度22℃；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为700 mm处；经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为4545m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为4545m/min的第二导丝辊，导丝辊为冷辊； 以4500m/min的卷绕速度纺制得到的55dtex/24f聚酯POY预取向丝丝饼，它的断裂强度为2.15cN/dtex，断裂伸长率为123%，条干不匀率CV%为1.02。
实施例二：
本实施例提供一种110dtex/36f超高速纺丝制得聚酯预取向丝。其生产工艺及条件如下：其超高速纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的1.5%，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；纺丝温度290℃，环吹风风压为55Pa，环吹风温度22℃；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为750 mm处；经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为4645m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为4645m/min～的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；卷绕速度4650m/min，纺制得到的110dtex/36f聚酯POY预取向丝丝饼，它的断裂强度为2.23cN/dtex，断裂伸长率为124%，条干不匀率CV%为0.95。
实施例三：
本实施例提供一种167dtex/36f超高速纺丝制得聚酯POY预取向丝。其生产工艺及条件如下：其超高速纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的2.0%，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；纺丝温度293℃，环吹风风压为60Pa，环吹风温度22℃；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为730 mm处；经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为4850m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为4850m/min～的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；卷绕速度4800m/min，纺制得到的167dtex/36f聚酯POY预取向丝的断裂强度为2.31cN/dtex，断裂伸长率为126%，条干不匀率CV%为0.91。
实施例四：
本实施例提供一种167dtex/72f超高速纺丝制得聚酯POY预取向丝。其生产工艺及条件如下：其超高速纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的2.5%，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；纺丝温度293℃，环吹风风压为55Pa，环吹风温度22℃；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为710 mm处；经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为4800m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为4800m/min的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；卷绕速度4750m/min，纺制得到的167dtex/72f聚酯POY预取向丝的断裂强度为2.25cN/dtex，断裂伸长率为119%，条干不匀率CV%为1.20。
实施例五：
本实施例提供一种167dtex/36f超高速纺丝制得聚酯POY预取向丝。其生产工艺及条件如下：其超高速纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的3.0%，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；纺丝温度293℃，环吹风风压为60Pa，环吹风温度22℃；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为750 mm处；经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为5050m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为5050m/min的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；卷绕速度5000m/min，纺制得到的167dtex/36f聚酯POY预取向丝的断裂强度为2.45cN/dtex，断裂伸长率为120%，条干不匀率CV%为0.81。
实施例六：
本实施例提供一种110dtex/72f超高速纺丝制得聚酯POY预取向丝。其生产工艺及条件如下：其超高速纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的3.5%，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；纺丝温度293℃，环吹风风压为55Pa，环吹风温度22℃；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为650 mm处；经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为4900m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为4900m/min的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；卷绕速度4850m/min，纺制得到的167dtex/72f聚酯POY预取向丝的断裂强度为2.23cN/dtex，断裂伸长率为121%，条干不匀率CV%为1.10。
实施例七：
本实施例提供一种167dtex/72f超高速纺丝制得聚酯POY预取向丝。其生产工艺及条件如下：其超高速纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的4.0%，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；纺丝温度293℃，环吹风风压为55Pa，环吹风温度22℃；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为700 mm处；经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为4950m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为4950m/min的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；卷绕速度4900m/min，纺制得到的167dtex/72f聚酯POY预取向丝的断裂强度为2.45cN/dtex，断裂伸长率为130%，条干不匀率CV%为1.10。
实施例八：
本实施例提供一种167dtex/72f超高速纺丝制得聚酯POY预取向丝。其生产工艺及条件如下：其超高速纺丝成形加工工艺参数及性能指标为：聚酯切片特性粘度为0.648dl/g，在熔融纺丝中在线添加聚甲基丙烯酸酯添加剂的添加量为聚酯原料质量分数的5.0%，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；纺丝温度293℃，环吹风风压为55Pa，环吹风温度22℃；二道上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为730 mm处；经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为5050m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为5050m/min的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；卷绕速度5000m/min，纺制得到的167dtex/72f聚酯POY预取向丝的断裂强度为2.40cN/dtex，断裂伸长率为121%，条干不匀率CV%为1.02。
Claims (1)
1. 一种超高速纺聚酯预取向丝的制备方法，包括切片干燥、熔融挤压、熔体挤出、冷却固化、油嘴上油和卷绕成形工序，其特征在于工艺条件如下：
（1）在聚酯切片中加入质量分数为1.0～5.0%的聚甲基丙烯酸酯添加剂；
（2）切片与添加剂在螺杆中充分混合后，采用6级螺杆熔融挤压工艺，6级螺杆的温度分别为281±2℃、287±2℃、290±2℃、292±2℃、291±2℃和291±2℃；
（3）熔体经喷丝板挤出成为熔体细流后，采用环吹风冷却工艺凝固成为丝条；环吹风的工艺条件为：压力40～60Pa，风温20±2℃，湿度70±5%；
（4）上油集束油架安装在环吹风冷却装置下方丝条的左右两侧，离开喷丝板的距离为700±50 mm，丝条经二道油嘴上油；
（5）经喷嘴上油集束后的丝束经压力为0.5±0.05 bar第一预网络器进行预网络后，输入速度为4545m/min～5050m/min的第一导丝辊，再经压力为0.7±0.05 bar的第二预网络器进行预网络后，进入速度为4545m/min～5050m/min的第二导丝辊，导丝辊为冷辊；
（6）以4500m/min～5000m/min的卷绕速度进行卷绕成型，制成规格为55dtex～167dtex/24f～72f，断裂强度为2.15cN/dex～2.45cN/dex，断裂伸长率为110%～130%的的超高速纺聚酯预取向丝丝饼。
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