一种超低收缩型涤纶工业丝的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种超低收缩型涤纶工业丝的制造方法，其特点是通过冷却条件的选择和控制来制造一种超低收缩型涤纶工业丝，其工艺流程为高粘熔融涤纶原料——计量——喷丝——冷却——上油——拉伸——热定型——卷绕成形。为降低纤维的不匀率及收缩率，本发明专利技术在工业丝的生产上设置了缓冷器，采用的预冷装置为一种由上下两部分组成的镂空阶梯环形带，环形带的上部分均布直径5～7mm的通孔，下部分均布直径3～4mm的通孔，且布孔密度相等。所得涤纶工业丝的物性指标：断裂强度≥7.0cN/dtex，断裂伸长为20.0±1.5%，在177℃、0.05cN/dtex的测试条件下的干热收缩率为1.9±0.25%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涤纶工业丝的生产方法，尤其是涉及，属于涤纶工业丝制造领域。
技术介绍
涤纶自问世以来，在工业用途上取得了巨大的发展，涤纶工业丝是指高强、粗旦的涤纶工业用长丝。涤纶工业丝以其断裂强度高，初始模量高，延伸率低，耐冲击性好等优良的物理机械性能，在工业上被广泛应用，可作为轮胎帘子线、电缆包线、输送带等橡胶和塑料涂层织物的骨架材料，也可做绳索、车用安全带、传送带、蓬帆布、涂层织物、土工织物坐寸ο涤纶工业丝广泛应用于不同的领域，对于超低收缩型涤纶工业丝来说，其结构特征是PET分子有规律排布，结晶密度较大，结晶度提高而尺寸上的收缩减小。它具有较低的干热收缩率和较好的尺寸稳定性等特点而广泛应用在过滤布、涂层织物，软管和传送带纬线等方面。冷却条件的选择和控制是涤纶工业丝成形过程中的最重要影响因素，它对纤维的取向度、直径不匀率、结晶度、拉伸性能、力学性能、收缩率等均有较大影响。为了获得有良好性能涤纶工业丝，通常在喷丝板下加入一种加热的缓冷装置，使丝束缓慢地冷却，同时加装无风区装置，增加丝束的缓冲区域，更加均匀地冷却丝束。但随着缓冷装置与无风区的加入，侧吹的吹风位置下移，初生纤维的固化点跟着下移，丝束抖动加剧，导致容易产生不稳定的气流，加剧了丝束的抖动，使得熔体出喷丝板后不稳定，纺丝成形受到一定影响，工业丝产生收缩，同时初生纤维在结晶区域附近的停留时间较长，从而导致初生纤维结晶度过大，生产中会导致毛丝和断头，成品率下降。而较好的冷却有利于得到合理取向度和结晶度的纤维，使得纤维具有断裂强度高、线密度偏差率低、干热收缩率合理的优点，可以很好地满足应用的需要。传统的超低收缩型涤纶工业丝的干热收缩率大约为2%( 1700C，Imin, O. 05g/D)，并且容易出现收缩不均匀，不平整的问题。在现有的技术中，中国专利CN 1904153A所述的超低收缩型涤纶工业丝的制造工艺，虽然这种纤维的超低收缩性能良好，但其原料切片粘度要求高，热定型工艺较为复杂。专利CN 101307513B所述的超低收缩型聚酯工业丝是通过给原料中加入无机粉体，并没有改进制造工艺中的冷却过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供。冷却条件的选择和控制是涤纶工业丝成形过程中最重要的影响因素，熔体纺丝过程中，从喷丝板中挤出的熔体细流，经冷却风冷却固化成形，形成纤维的初步聚集态结构，成形的好坏直接影响纤维的可纺性以及成品的质量，对纤维的取向度、直径不匀率、收缩率、结晶度、拉伸性能、力学性能等均有较大影响。本专利技术通过冷却条件的选择和控制，提供。本专利技术的，其工艺流程为高粘熔融涤纶原料一一计量——喷丝——冷却——上油——拉伸——热定型——卷绕成形；所采用的涤纶切片是通过固相增粘而获得的高粘切片，其特性粘度为I. (Tl. 2dl/g，因为其分子量分布越窄，数均分子量越高，拉伸后所得到的纤维强度越高，收缩率越小。所述的冷却依次包括缓冷、预冷、无风区冷却和吹风冷却四部分；最大限度降低初生纤维的取向、结晶和收缩，尽可能提高后拉伸比是制造超低收缩型涤纶工业丝的基础。纺丝速度和冷却条件是影响初生纤维取向的主要因素，而结晶和收缩则主要受冷却方式与工艺的影响；熔体从喷丝板挤出时，熔体的温度很高，细流非常脆弱，经不起任何气流的冲击，同时，过快的冷却会导致纤维沿 径向横截面的皮芯结构和产生卷曲大分子增多，进而致使工业丝产生收缩。为了控制初生纤维的取向、结晶及工业丝的收缩，在工业丝的生产上设置缓冷器(一种环型加热器)，以保证初生纤维均匀、缓慢冷却；缓冷器下为预冷装置，预冷装置为一种被动外环预冷，所述的预冷是针对处于熔融状态的初生纤维的丝束，被动外环预冷是指空气自然流经被动外环装置进而对丝条进行冷却，被动外环装置为镂空环形带，预冷对降低纤维的不匀率及收缩率起到非常重要的作用；预冷装置下为无风装置，无风装置为一种环型结构，其作用是形成四周围起的一个无风区域，无风区冷却介于预冷和吹风冷却之间，无风区使丝束的骤冷区下移，增加丝束的缓冲区域，会使丝束的冷却更加均匀。通过冷却条件的工艺来调整初生纤维在纺程上的温度，以达到降低初生纤维的取向、结晶和工业丝收缩的目的，最终获得高品质的纤维。所述的冷却依次包括缓冷、预冷、无风区冷却和吹风冷却四部分；所述的缓冷是指丝束周围环境温度为26(T300°C，缓冷区出口处丝束温度为28(T285°C。所述的预冷是被动外环阶梯预冷；所述的被动外环阶梯预冷是指空气自然流经被动外环阶梯装置进而对丝条进行冷却；所述的被动外环阶梯装置为镂空阶梯环形带，所述的镂空阶梯环形带由上下两部分组成；所述的镂空阶梯环形带的上部分的过风面积比为40 60%，高度为20 40mm，所述的过风面积比是指空气流经所述镂空阶梯环形带上部分镂空部分的面积与所述的镂空阶梯环形带的上部分的迎风面的面积之比；所述的镂空阶梯环形带的下部分的过风面积比为15 20%，高度为20 40mm ;所述的过风面积比是指空气流经所述镂空阶梯环形带下部分镂空部分的面积与所述的镂空阶梯环形带的下部分的迎风面的面积之比；所述的预冷是指丝束周围环境温度为16(T260°C，预冷区出口处丝束温度为250 260。。。所述的无风区冷却是指丝束周围环境温度为10(T16(TC，无风区出口处丝束温度为 230 240°C。所述的吹风冷却的风温为15 30°C ;所得到的超低收缩型涤纶工业丝的物性指标线密度偏差率< I. 5%，断裂强度彡7. OcN/dtex，断裂强度CV值彡2. 5%，断裂伸长为20. 0±1· 5%，断裂伸长CV值彡7. 0%，在177°C、0. 05cN/dtex的测试条件下的干热收缩率为I. 9±0. 25%。往往工业丝所强调的是断裂强度和断裂伸长，而忽略对初生纤维的取向、结晶和收缩率的控制，较大的取向、结晶和收缩率对强度不匀、伸长不匀影响很大，而冷却条件的影响是造成初生纤维取向、结晶和工业丝收缩率较大的主要因素。作为优选的技术方案如上所述的所述的缓冷高度为250 300mmo如上所述的，所述的无风区冷却高度为200 300mmo通过控制缓冷、预冷、无风区的高度来保证丝束的停留时间，达到降低丝束的温度以及减少丝束径向的温差的目的，以获得超低收缩型涤纶工业丝。 如上所述的一种超低收缩型涤纶工业丝的制备方法，所述的镂空阶梯环形带的上部分是环形带上均布直径5 7mm的通孔，所述的镂空阶梯环形带的下部分是环形带上均布直径3 4_的通孔，所述的镂空阶梯环形带的上部分和所述的镂空阶梯环形带的下部分的布孔密度相等，所述的布孔密度是指单位面积上的布孔数量。预冷区采用镂空环形带，且选用一定高度和过风面积主要是为了减少空气流经对丝束的扰动，同时又能起到降低丝束的温度作用。如上所述的，所述的无风区冷却介于预冷和吹风冷却之间，无风区是指四周围起的一个无风区域。如上所述的，所述的吹风冷却为侧吹风冷却，其工艺为侧吹风的温度为15 30°C，湿度为60 80%，风速为O. 2 O. 8m/s。如上所述的，所述的方法制得的超低收缩型漆纟仑工业丝单丝纤度5 lOdtex。本专利技术的的基本原理在于当熔体细流离开喷丝板后立即被冷却，使喷丝板拉伸的拉伸应力急速上升，就会较大地提高分子预取向度，且纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低收缩型涤纶工业丝的制造方法，其特征是：所述的制造方法，其工艺流程为高粘熔融涤纶原料——计量——喷丝——冷却——上油——拉伸——热定型——卷绕成形；所述的高粘熔融涤纶原料是指特性粘度为1.0～1.2dl/g的PET切片。所述的冷却依次包括缓冷、预冷、无风区冷却和吹风冷却四部分；所述的缓冷是指丝束周围环境温度为260~300℃，缓冷区出口处丝束温度为280~285℃。所述的预冷是被动外环阶梯预冷；所述的被动外环阶梯预冷是指空气自然流经被动外环阶梯装置进而对丝条进行冷却；所述的被动外环阶梯装置为镂空阶梯环形带，所述的镂空阶梯环形带由上下两部分组成；所述的镂空阶梯环形带的上部分的过风面积比为40～60%，高度为20～40mm，所述的过风面积比是指空气流经所述镂空阶梯环形带上部分镂空部分的面积与所述的镂空阶梯环形带的上部分的迎风面的面积之比；所述的镂空阶梯环形带的下部分的过风面积比为15～20%，高度为20～40mm；所述的过风面积比是指空气流经所述镂空阶梯环形带下部分镂空部分的面积与所述的镂空阶梯环形带的下部分的迎风面的面积之比；所述的预冷是指丝束周围环境温度为160~260℃，预冷区出口处丝束温度为250~260℃。所述的无风区冷却是指丝束周围环境温度为100~160℃，无风区出口处丝束温度为230~240℃。所述的吹风冷却的风温为15～30℃；所得到的超低收缩型涤纶工业丝的物性指标：线密度偏差率≤1.5%，断裂强度≥7.0cN/dtex，断裂强度CV值≤2.5%，断裂伸长为20.0±1.5%，断裂伸长CV值≤7.0%，在177℃、0.05cN/dtex的测试条件下的干热收缩率为1.9±0.25%。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽丽，李文刚，汤方明，王山水，尹立新，杨大矛，王辉，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：