CN102168319B - 高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，包括以下工艺步骤：将聚酯切片原料进行预结晶，固相聚合得到高粘度聚酯切片；将高粘度聚酯切片在螺杆挤压机中加热熔融得到高粘度聚酯熔体，高粘度聚酯熔体经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵计量后进入纺丝组件从喷丝板挤出形成丝束，在环吹风装置中冷却成型，进入纺丝甬道；丝束表面上油后，使用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度为3200~3500m/min，总牵拉倍数为1.75~2.1，松弛率为0.92~1.0；而后用高速卷绕头进行卷绕，得到所述的高模量低收缩聚酯工业丝，所述聚酯工业丝的粘度为0.95~1.05dl/g。本发明得到的高强力高模量低收缩聚酯工业丝4.0cN/dtex负荷下的伸长率和干热收缩率和低于9.5%。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯工业丝的生产方法，尤其是一种高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，属于聚酯工业丝制造领域。
背景技术
对于聚酯工业丝领域来说，聚酯工业丝具有发展前途和较高附加值的品种是高模量低收缩聚酯工业丝，用高模量低收缩聚酯工业丝生产的高模量低收缩聚酯帘子布是理想骨架材料，主要应用于汽车以及传输带等工业领域。作为高模量低收缩聚酯工业丝的升级换代的高品质的高强力高模量低收缩聚酯工业丝更代表了聚酯工业丝的发展方向，该品种具有较高的断裂强力，较高的初始模量，较低的定负荷伸长和较低的干热收缩等优异的力学性能，它的性能形成在于聚酯高分子在成纤时生成了高取向度，高结晶度和适当的无定区的超分子结构，该超分子结构是通过提高聚酯大分子的聚合度，高速纺丝，有效丝束冷却，较高牵伸倍数和高温定型形成的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种断裂强力高的高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法。
按照本发明提供的技术方案，所述高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，包括以下工艺步骤：
（1）加工高粘度聚酯切片：将聚酯切片原料进行预结晶，然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度215~230℃、时间18~26h；高粘度聚酯切片的粘度为1.05~1.15dl/g；预结晶温度为160~210℃，预结晶时间为8~12min；
（2）熔融纺丝：将固相聚合后的高粘度聚酯切片在氮气保护下经由螺杆料仓进入螺杆挤压机，在螺杆挤压机中加热熔融得到高粘度聚酯熔体，高粘度聚酯熔体的挤出量为500~800kg/h；得到的高粘度聚酯熔体经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵计量后进入纺丝组件从喷丝板挤出形成丝束，计量泵中高粘度聚酯熔体的供量为560~1000g/min；喷出的丝束经加热筒、隔热筒，在环吹风装置中冷却成型，进入纺丝甬道；所述加热筒的温度为290~350℃，环吹风装置的环吹风温度为50~70℃，风压为0.02~0.05KPa；所述熔体总管、熔体支管和计量泵采用联苯蒸汽加热保温，联苯蒸汽的温度为285~320℃；螺杆挤压机第一区的温度为290~320℃，第二区的温度为290~320℃，第三区的温度为285~315℃，第四区的温度为280~315℃，第五区的温度为280~310℃，第六区的温度为280~310℃，第七区的温度为280~310℃；
（3）在丝束的表面采用纺丝油上油后，使用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度为3200~3500m/min，总牵拉倍数为1.75~2.1，松弛率为0.92~1.0；所述第一对辊的温度为50~100℃，第二对辊的温度为70~130℃，第三对辊~第五对辊的温度为200~260℃，第六对辊的温度为50~200℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为5000~6500m/min，得到所述的高模量低收缩聚酯工业丝，所述聚酯工业丝的粘度为0.95~1.05dl/g。
所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm。
所述加热筒高度为100~200mm，隔断热筒的高度为50~150mm。
所述纺丝油的质量百分浓度为10~30%。
本发明使用高粘度聚酯切片得到高粘度聚酯熔体，通过纺丝牵伸卷绕制得高强高模量低收缩聚酯工业丝纤维的断裂强力达到8.0cn/dtex以上，远高于一般高模量低收缩聚酯工业丝的断裂强力7.0cn/dtex，该产品用于轮胎帘子布，提高帘子布的强力从而节约帘布的用量。本发明得到的高强力高模量低收缩聚酯工业丝4.0cN/dtex负荷下的伸长率和干热收缩率和低于9.5%。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：一种高强力高模量低收缩聚酯工业丝（规格：1670dtex）的生产方法，包括以下工艺步骤：
（1）加工高粘度聚酯切片：将粘度为0.68dl/g的聚酯切片原料经筛料后进入高速旋转苏立达结晶器进行预结晶，预结晶器使用导热油加热，预结晶温度为180℃，预结晶时间为11min；然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度215℃、时间26h；高粘度聚酯切片的粘度为1.12dl/g，所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm；
（2）熔融纺丝：将固相聚合后的高粘度聚酯切片在氮气保护下经由螺杆料仓进入螺杆挤压机，在螺杆挤压机中加热熔融得到高粘度聚酯熔体，高粘度聚酯熔体的螺杆挤出量为700kg/h；得到的高粘度聚酯熔体经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵计量后进入纺丝组件从喷丝板挤出形成丝束，计量泵中高粘度聚酯熔体的供量为930g/min；喷出的丝束经加热筒、隔热筒，在环吹风装置中冷却成型，进入纺丝甬道；所述加热筒的温度为310℃，所述加热筒高度为150mm，隔断热筒的高度为100mm，环吹风装置的环吹风温度为55℃，风压为0.04KPa；所述熔体总管、熔体支管和计量泵采用联苯蒸汽加热保温，联苯蒸汽的温度为300℃；螺杆挤压机第一区的温度为320℃，第二区的温度为315℃，第三区的温度为305℃，第四区的温度为290℃，第五区的温度为290℃，第六区的温度为290℃，第七区的温度为290℃；
（3）在丝束的表面采用质量百分浓度为23%的日本Matsumoto TERON 3530纺丝油上油后，使用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度为3200m/min，总牵拉倍数为1.75，松弛率为0.92；所述第一对辊的温度为70℃，第二对辊的温度为90℃，第三对辊~第五对辊的温度为256℃，第六对辊的温度为135℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为5580m/min，得到所述的高模量低收缩聚酯工业丝，所述聚酯工业丝的粘度为1.0dl/g。
实施例二：一种高强力高模量低收缩聚酯工业丝（规格：1100dtex）的生产方法，包括以下工艺步骤：
（1）加工高粘度聚酯切片：将粘度为0.68dl/g的聚酯切片原料经筛料后进入高速旋转苏立达结晶器进行预结晶，预结晶器使用导热油加热，预结晶温度为188℃，预结晶时间为8min；然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度230℃、时间21h；高粘度聚酯切片的粘度为1.15dl/g，所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm；
（2）熔融纺丝：将固相聚合后的高粘度聚酯切片在氮气保护下经由螺杆料仓进入螺杆挤压机，在螺杆挤压机中加热熔融得到高粘度聚酯熔体，高粘度聚酯熔体的螺杆挤出量为600kg/h；得到的高粘度聚酯熔体经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵计量后进入纺丝组件从喷丝板挤出形成丝束，计量泵中高粘度聚酯熔体的供量为640g/min；喷出的丝束经加热筒、隔热筒，在环吹风装置中冷却成型，进入纺丝甬道；所述加热筒的温度为350℃，所述加热筒高度为200mm，隔断热筒的高度为150mm，环吹风装置的环吹风温度为60℃，风压为0.03KPa；所述熔体总管、熔体支管和计量泵采用联苯蒸汽加热保温，联苯蒸汽的温度为295℃；螺杆挤压机第一区的温度为310℃，第二区的温度为310℃，第三区的温度为300℃，第四区的温度为285℃，第五区的温度为285℃，第六区的温度为285℃，第七区的温度为285℃；
（3）在丝束的表面采用质量百分浓度为30%的日本Matsumoto TERON 3530纺丝油上油后，使用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度为3300m/min，总牵拉倍数为1.85，松弛率为0.95；所述第一对辊的温度为55℃，第二对辊的温度为90℃，第三对辊~第五对辊的温度为255℃，第六对辊的温度为130℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为5785m/min，得到所述的高模量低收缩聚酯工业丝，所述聚酯工业丝的粘度为0.98dl/g。
实施例三：一种高强力高模量低收缩聚酯工业丝（规格：1440dtex）的生产方法，包括以下工艺步骤：
（1）加工高粘度聚酯切片：将粘度为0.68dl/g的聚酯切片原料经筛料后进入高速旋转苏立达结晶器进行预结晶，预结晶器使用导热油加热，预结晶温度为190℃，预结晶时间为10min；然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相缩聚的温度223℃、时间24h；高粘度聚酯切片的粘度为1.1dl/g，所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm；
（2）熔融纺丝：将固相聚合后的高粘度聚酯切片在氮气保护下经由螺杆料仓进入螺杆挤压机，在螺杆挤压机中加热熔融得到高粘度聚酯熔体，高粘度聚酯熔体的挤出量为650kg/h；得到的高粘度聚酯熔体经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵计量后进入纺丝组件从喷丝板挤出形成丝束，计量泵中高粘度聚酯熔体的供量为832g/min；喷出的丝束经加热筒、隔热筒，在环吹风装置中冷却成型，进入纺丝甬道；所述加热筒的温度为320℃，所述加热筒高度为160mm，隔断热筒的高度为120mm，环吹风装置的环吹风温度为63℃，风压为0.03KPa；所述熔体总管、熔体支管和计量泵采用联苯蒸汽加热保温，联苯蒸汽的温度为295℃；螺杆挤压机第一区的温度为310℃，第二区的温度为310℃，第三区的温度为300℃，第四区的温度为285℃，第五区的温度为285℃，第六区的温度为285℃，第七区的温度为285℃；
（3）在丝束的表面采用质量百分浓度为20%的日本Matsumoto TERON 3530纺丝油上油后，使用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度为3350m/min，总牵拉倍数为1.82，松弛率为0.95；所述第一对辊的温度为60℃，第二对辊的温度为90℃，第三对辊~第五对辊的温度为255℃，第六对辊的温度为120℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为5785m/min，得到所述的高模量低收缩聚酯工业丝，所述聚酯工业丝的粘度为1.02dl/g。
本发明生产的高强高模量低收缩聚酯工业长丝，技术指标如表1所示。
表1
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | |
| 规格 | 1670dtex/480f | 1100dtex/320f | 1440dtex/416f |
| 密度dtex | 1660 | 1112 | 1442 |
| 断裂强度cN/dtex | 8.18 | 8.21 | 8.16 |
| 断裂伸长率% | 11.8 | 11.2 | 11.5 |
| 干热收缩率%（177℃，1min，0.05cN/dtex） | 3.4 | 3.6 | 3.5 |
| 4.0cn/dtex定负荷伸长（%） | 5.6 | 5.5 | 5.6 |
| 定负荷伸长率加干热收缩率（%） | 9.0 | 9.1 | 9.1 |
| 高模量低收缩聚酯工业丝粘度（dL/g） | 1.0 | 0.98 | 1.02 |
本发明所述的方法生产的聚酯工业丝与一般高模量低收缩聚酯工业丝相比，高强高模量低收缩聚酯工业丝具有更优异的断裂强度，加工成的聚酯轮胎帘子布能够更好适应轮胎轻型化的发展趋势。
Claims (4)
1.一种高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）加工高粘度聚酯切片：将聚酯切片原料进行预结晶，然后进行固相聚合得到高粘度聚酯切片，固相聚合的温度215~230℃、时间18~26h；高粘度聚酯切片的粘度为1.05~1.15dl/g；预结晶温度为160~210℃，预结晶时间为8~12min；
（2）熔融纺丝：将固相聚合后的高粘度聚酯切片在氮气保护下经由螺杆料仓进入螺杆挤压机，在螺杆挤压机中加热熔融得到高粘度聚酯熔体，高粘度聚酯熔体的挤出量为500~800kg/h；得到的高粘度聚酯熔体经熔体总管分配到各个熔体支管，再经计量泵计量后进入纺丝组件从喷丝板挤出形成丝束，计量泵中高粘度聚酯熔体的供量为560~1000g/min；喷出的丝束经加热筒、隔热筒，在环吹风装置中冷却成型，进入纺丝甬道；所述加热筒的温度为290~350℃，环吹风装置的环吹风温度为50~70℃，风压为0.02~0.05KPa；所述熔体总管、熔体支管和计量泵采用联苯蒸汽加热保温，联苯蒸汽的温度为285~320℃；螺杆挤压机第一区的温度为290~320℃，第二区的温度为290~320℃，第三区的温度为285~315℃，第四区的温度为280~315℃，第五区的温度为280~310℃，第六区的温度为280~310℃，第七区的温度为280~310℃；
（3）在丝束的表面采用纺丝油上油后，使用六对辊对丝束进行牵伸、定型和松弛，丝束的速度为3200~3500m/min，总牵拉倍数为1.75~2.1，松弛率为0.92~1.0；第一对辊的温度为50~100℃，第二对辊的温度为70~130℃，第三对辊~第五对辊的温度为200~260℃，第六对辊的温度为50~200℃；而后用高速卷绕头进行卷绕，卷绕速度为5000~6500m/min，得到所述的高强力高模量低收缩聚酯工业丝，所述高强力高模量低收缩聚酯工业丝的粘度为0.95~1.05dl/g。
2.如权利要求1所述的高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，其特征是：所述高粘度聚酯切片的羧基含量小于15moi/t，含水量小于30ppm。
3.如权利要求1所述的高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，其特征是：所述加热筒高度为100~200mm，隔热筒的高度为50~150mm。
4.如权利要求1所述的高强力高模量低收缩聚酯工业丝的生产方法，其特征是：所述纺丝油的质量百分浓度为10~30%。
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