一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法包括以下工藝步驟：（1）制備復合功能性母粒；（2）對廢棄瓶片料進行預處理和增粘改性；（3）共混熔融功能紡絲。該方法工藝過程簡單，節(jié)省原料，成本低，實現(xiàn)了纖維的多功能化。同時本發(fā)明公開了按照本發(fā)明中的方法制備的具有遠紅外，負離子，除異味，抗菌四種功能的復合纖維。
【專利說明】一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于合成纖維生產(chǎn)領域，具體的涉及一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]普通的功能性纖維一般只具有一種單一的功能，如遠紅外纖維，負離子纖維等均指該類型的纖維只能具有遠紅外/負離子中的一種功能。但是人們在實際生活當中需要的產(chǎn)品材料正在向著多功能的方向發(fā)展，一物多用是人們目前生活最為追求的。因此，對單一功能的纖維而言，其已逐漸在高性能差別化纖維的領域失去競爭優(yōu)勢。復合多功能性的產(chǎn)品實現(xiàn)了高技術(shù)含量，產(chǎn)品多樣化的需求。
[0003]同時從另一個角度來看，多功能性的纖維還具有環(huán)保減少能源消耗的優(yōu)勢:僅2012年，世界纖維的產(chǎn)量就高達7937萬噸。纖維的消耗量更是高達7230萬噸，可以想象，這樣巨大的材料生產(chǎn)導致的溫室氣體排放和能源消耗是驚人的，每年廢棄的纖維制品對環(huán)境的破壞也是不言而喻的。一種產(chǎn)品的用途多樣化也是減少重復低價值產(chǎn)品的趨勢之一。打個比方，傳統(tǒng)的滌綸的售價僅為I萬元/噸，單一功能性的纖維售價可以達到3-5萬元/噸，而復合多功能型的則可以達到5-7萬元/噸。在生產(chǎn)復合多功能性產(chǎn)品的基礎上，降低成本追求更大的經(jīng)濟效益是我們亙古不變的追求。
[0004]因此，本發(fā)明針對功能性纖維功能單一以及生產(chǎn)成本高的問題，采用廢棄瓶片料作為紡絲的原料制備出高性能低成本的復合功能性纖維。該方法不僅有利于資源的綜合利用，改善人們的生活環(huán)境，同時，單獨就其技術(shù)本身而言，還能夠開辟新的經(jīng)濟增長點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明公的目的是為提供一種低成本生產(chǎn)復合多功能纖維的生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明公開了一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，包括以下工藝步驟:(I)制備復合功能性母粒；(2)對廢棄瓶片料進行預處理和增粘改性；(3)共混熔融功能紡絲。
[0007]復合功能性母粒的制備:紡織功能母料由超出常規(guī)添加量的助劑加入載體中制得，因此在制備功能性纖維時，可以直接加入功能母料。
[0008]所述步驟(I)中復合性母粒的制備方法為:將復合功能粉體混合均勻后進行真空干燥，干燥溫度100°c，時間為10h，將干燥后的功能材料和PET切片(載體)以15:85的比例混合，送入螺旋擠出機熔融共混擠出，造粒，制得功能性母粒，將母粒密封干燥，干燥溫度為125-140°C,干燥時間為8-12小時,干燥后的含水率為50ppm以下。
[0009]所述步驟(2)中的預處理包括廢棄瓶片料的分選與分離，切片，清洗以及干燥；所述干燥步驟米用填充式干燥箱，干燥溫度為168_182°C,干燥時間為4-5小時,干燥后含水率< 80ppm。
[0010]直接回收的PET瓶片直接擠出造粒后其特性粘度會大幅降低至0.4?0.5dL/g。而即使要求很低的紡織纖維或薄膜用PET的特性粘度都要求高于0.6dL/g。為此，可采用反應增粘方法來提高其相對分子質(zhì)量，以達到較高的特性粘度。
[0011]本發(fā)明采用的是擴鏈增粘法，是在瓶片料PET切片中加入擴鏈劑，使擴鏈劑與PET大分子鏈的至少兩個端基發(fā)生擴鏈反應，達到PET特性粘度增加、分子量升高的目的。本方法要求擴鏈劑含有兩個或兩個以上的反應點，充當鏈增長劑的作用，能夠短時間內(nèi)與PET的端羧基基團或端羥基基團發(fā)生加聚反應，使PET分子量大幅度增長。同時，由于是在PET熔融態(tài)下反應，還要求擴鏈劑在高溫下狀態(tài)穩(wěn)定，不易揮發(fā)；并且容易制備，反應后不生成揮發(fā)性產(chǎn)物。擴鏈增粘法由于具有反應迅速、擴鏈效果好、便于控制、易于操作、可高效生產(chǎn)等優(yōu)點而受到各研究機構(gòu)的青睞，且具有很好的工業(yè)發(fā)展前景。
[0012]所述步驟(2)中的增粘改性采用擴鏈增粘法，具體為將干燥好的廢棄瓶片加入至少一種擴鏈劑混合，然后送入雙螺桿擠出機擠出，冷卻，造粒；所述雙螺桿擠出機的一區(qū)到六區(qū)溫度為250-280°C，機頭溫度為:245°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80rpm，喂料速度為19.0rpm ;造粒后制得的聚酯切片再次送入干燥箱真空干燥，真空度為0.8MPA，干燥時間為20-22小時，干燥溫度為60-90°C。
[0013]本發(fā)明采用共混紡絲法，即將多組分的功能材料先與切片共混，制成功能性母粒后紡絲，使得纖維具有復合功能。這種方法能夠使功能性納米材料均勻分布在纖維中，纖維的功能穩(wěn)定，各種功能表現(xiàn)均勻而持久，尤其表現(xiàn)出理想的耐老化和耐洗滌性能，共混法適用于中、小型紡織廠使用，這樣，可以在相同的紡絲設備中，多品種，多規(guī)格地生產(chǎn)系列化的復合功能化纖。
[0014]所述步驟(3)包括前紡絲和后紡絲過程；
[0015]所述前紡絲是將步驟(I)中干燥好的功能母粒與步驟(2)中得到的聚酯切片混合在紡絲機上進行熔融紡絲制得纖維集束，其中，功能性母粒占兩者混合總重量的10-20%，紡絲溫度為250-290°C，徐冷溫度為150-180°C，側(cè)吹風風速為0.35m/s，風溫為19_20°C，卷繞速度為 1300m/min ；
[0016]所述后紡絲包括油浴牽伸，拉伸處理，卷曲，烘干定型，切斷，其中，油浴牽伸時加入占原料總重量的2-3%的滌綸短纖維油劑，油浴牽伸槽溫度為60-75°C，蒸汽箱溫度為110-120°C，烘干定型溫度為125-150°C，時間為15-30分鐘。
[0017]所述擴鏈劑為環(huán)氧類擴鏈劑。
[0018]所述功能性材料為負離子發(fā)生粉體碳酸鈣、遠紅外陶瓷粉體、抗菌粉體銀粉及除異味的冰川石，混合比例為1:1:1:1。
[0019]所述功能材料研磨成細小粉末，要求直徑為0.03-0.1 μ m。
[0020]同時本發(fā)明保護按照上述方法生產(chǎn)的復合多功能纖維，它是具有遠紅外，抗菌，除異味，負離子四種功能的復合功能性纖維。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022](I)實現(xiàn)了四種功能的纖維產(chǎn)品，實際上，通過各種不同功能的組合，可以生產(chǎn)數(shù)十種復合功能產(chǎn)品。這種技術(shù)僅需調(diào)節(jié)原料組分比例就可實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化。
[0023](2)通過復合功能的母粒制造生產(chǎn)復合功能纖維，可以簡化生產(chǎn)工藝過程，節(jié)省原料，使原料混合方便、混煉質(zhì)量均勻，從而提高生產(chǎn)效率及制品的性能指標。
[0024](3)增粘改性工藝的運用將原本不能作紡織使用的廢料回收再利用了，實現(xiàn)了經(jīng) 濟效益和再生型的生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0025]一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，其特征在于，包括以下工藝步驟:(I)制備復合功能性母粒；(2)對廢棄瓶片料進行預處理和增粘改性；(3)共混熔融功能紡絲。
[0026]所述步驟(I)中復合性母粒的制備方法為:將至少兩種功能材料混合均勻后進行真空干燥，干燥溫度100°c，時間為IOh ;將干燥后的功能材料和PET切片(載體)以15:85比例混合，送入螺旋擠出機熔融共混擠出，造粒，制得功能性母粒；將母粒密封干燥，干燥溫度為125-140°C,干燥時間為8-12小時,干燥后的含水率為50ppm以下。
[0027]所述步驟(2)中的預處理包括廢棄瓶片料的分選與分離，切片，清洗以及干燥；所述干燥步驟米用填充式干燥箱，干燥溫度為168_182°C,干燥時間為4-5小時,干燥后含水率< 80ppm ；
[0028]所述步驟(2)中的增粘改性采用擴鏈增粘法，將干燥好的廢棄瓶片加入至少一種擴鏈劑混合，然后送入雙螺桿擠出機擠出，冷卻，造粒；所述雙螺桿擠出機的一區(qū)到六區(qū)溫度為250-280°C，機頭溫度為:245°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80rpm，喂料速度為19.0rpm ;造粒后制得的聚酯切片再次送入干燥箱真空干燥，真空度為0.8MPA，干燥時間為20-22小時，干燥溫度為 60-90。。。
[0029]所述步驟(3)包括前紡絲和后紡絲過程；
[0030]所述前紡絲是將步驟(I)中干燥好的功能性母粒與步驟(2)中得到的聚酯切片混合在紡絲機上進行熔融紡絲制得纖維集束，其中功能性母粒占兩者混合總重量的10-20%，紡絲溫度為250-290°C，徐冷溫度為150-180°C，側(cè)吹風風速為0.35m/s，風溫為19_20°C，卷繞速度為1300m/min ；
[0031]所述后紡絲包括油浴牽伸，拉伸處理，卷曲，烘干定型，切斷，其中，油浴牽伸時加入占原料總重量的2-3%的滌綸短纖維油劑，油浴牽伸槽溫度為60-75°C，蒸汽箱溫度為110-120°C，烘干定型溫度為125-150°C，時間為15-30分鐘。
[0032]所示擴鏈劑為環(huán)氧類擴鏈劑。
[0033]所述功能性材料為負離子發(fā)生粉體碳酸鈣、遠紅外陶瓷粉體、抗菌粉體銀粉及除異味的冰川石，混合比例為1:1:1:1。
[0034]所述功能材料研磨成細小粉末，要求直徑為0.03-0.1 μ m。
[0035]利用上述制備方法生產(chǎn)的一種復合多功能纖維，具有遠紅外，抗菌，除異味，負離子四種功能。
[0036]實施例
[0037]—種具有遠紅外，抗菌，除異味，負離子四種功能的纖維制備方法。
[0038]一:復合功能母粒制備
[0039]將負離子發(fā)生粉體碳酸鈣、遠紅外陶瓷粉體、抗菌粉體銀粉及除異味的冰川石四種粉體材料以相同比例混合，研磨成細小粉末，要求直徑在0.03-0.1 μ m，將混合均勻的粉末送入轉(zhuǎn)鼓真空干燥，干燥溫度100°C，時間為10h。之后選取PET切片為載體，將該混合粉末與PET切片混合，混合比例15:85，混合后送入螺旋擠出機熔融共混擠出，造粒，制得功能性母粒；將母粒密封干燥，干燥溫度為125-140°C，干燥時間為8-12小時，干燥后的含水率為50ppm以下。
[0040]二:廢棄瓶片的預處理和增粘改性造粒
[0041](I)回收回來的瓶片料要先通過分選與分離，切片，清洗以及干燥工藝。國內(nèi)分選分離大部分是采用手工，采用水下切片機進行后再送去清洗。
[0042](2)得到的小塊聚酯切片送入填充式干燥箱進行干燥。干燥箱干燥溫度設為168-182°C，干燥時間為4-5小時，使得聚酯瓶片料含水率< 80ppm。干燥后的聚酯切片送入螺桿擠壓機進行熔融。
[0043](3)將干燥好的聚酯瓶片料和環(huán)氧樹脂擴鏈劑以及均苯四甲酸二酐(PMDA)進行充分混合。然后將混合料送入雙螺桿擠出機進行擠出，冷卻，造粒。設定一到六區(qū)的溫度為250-2800C ;機頭溫度為:245°C ;螺桿轉(zhuǎn)速為:80rpm ;喂料速度:19.0rpm。
[0044](4)聚酯切片干燥:瓶級聚酯切片經(jīng)過重新熔融造粒后，制得的規(guī)則聚酯切片需要重新送入干燥箱進行熔融干燥，此處采用真空轉(zhuǎn)鼓干燥箱。真空度為0.80MPA，干燥時間為20-22小時，干燥溫度為60-90°C。
[0045]三:復合功能紡絲
[0046](I)將干燥好的功能性母粒以10-20%的重量比和聚酯切片進行混合熔融紡絲。
[0047](2)前紡絲:將上述混合體在LHFJ03小型紡絲機上進行熔融紡絲，熔體經(jīng)過噴絲板噴(噴絲孔直徑0.35mm)出后到達徐冷保溫區(qū)，形成熔體細流，通過冷卻吹風固化成型，然后到達給油裝置，通過給油給水使初生纖維集束，最后卷繞成形。紡絲溫度為250-290°C，徐冷溫度為150-180°C，側(cè)吹`風風速為0.35m/s，風溫為19_20°C。卷繞速度為1300m/min。
[0048](3)后紡絲:將卷繞好的絲進行集束處理，經(jīng)過油浴牽伸，同時加入滌綸短纖油劑，其重量為原料總重量的2%-3%。經(jīng)過油浴槽后進行拉伸處理，拉伸后又送入卷曲機卷曲，然后至烘箱進行烘干定型，從烘干機出來的絲再送到切斷機進行切斷。油浴牽伸槽溫度為60-75°C，蒸汽箱溫度為110-120°C，熱定型溫度為125_150°C，時間為15-30分鐘。
[0049]按照上述方法制備得到具有四種功能的纖維，并對其性能進行了測試，結(jié)果如表1所示。
[0050]表1
[0051]纖維性能指標
【權(quán)利要求】
1.一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，其特征在于，包括以下工藝步驟:(I)制備復合功能性母粒；(2)對廢棄瓶片料進行預處理和增粘改性；(3)共混熔融功能紡絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，其特征在于，所述步驟(I)中復合功能性母粒的制備方法為:將至少兩種功能材料混合均勻后進行真空干燥，干燥溫度100°C，時間為IOh ;將干燥后的功能材料和PET切片以15:85的比例混合，送入螺旋擠出機熔融共混擠出，造粒，制得功能性母粒；將該母粒密封干燥，干燥溫度為125-140°C,干燥時間為8-12小時,干燥后的含水率為50ppm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的預處理包括廢棄瓶片料的分選與分離，切片，清洗以及干燥；所述干燥步驟米用填充式干燥箱，干燥溫度為168-182°C,干燥時間為4-5小時,干燥后含水率< SOppm ;所述步驟(2)中的增粘改性采用擴鏈增粘法，將干燥好的廢棄瓶片加入至少一種擴鏈劑混合，然后送入雙螺桿擠出機擠出，冷卻，造粒；所述雙螺桿擠出機的一區(qū)到六區(qū)溫度為250-280°C，機頭溫度為:245°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80rpm，喂料速度為19.0rpm ;造粒后制得的聚酯切片再次送入干燥箱真空干燥，真空度為0.8MPA，干燥時間為20-22小時，干燥溫度為 60-90°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，其特征在于，所述步驟(3)包括前紡絲和后紡絲過程； 所述前紡絲是將步驟(I)中干燥好的功能性母粒與步驟(2)中得到的聚酯切片混合在紡絲機上進行熔融紡絲制得纖維集束，其中，功能性母粒占兩者混合總重量的10-20%，紡絲溫度為250-290°C，徐冷溫度為150-180°C，側(cè)吹風風速為0.35m/s,風溫為19_20°C，卷繞速度為 1300m/min ； 所述后紡絲包括油浴牽伸，拉伸處理，卷曲，烘干定型，切斷，其中，油浴牽伸時加入占原料總重量的2-3%的滌綸短纖維油劑，油浴牽伸槽溫度為60-75°C，蒸汽箱溫度為110-120°C，烘干定型溫度為125-150°C，時間為15-30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，其特征在于，所示擴鏈劑為環(huán)氧類擴鏈劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，其特征在于，所述功能性材料為負離子發(fā)生粉體碳酸鈣、遠紅外陶瓷粉體、抗菌粉體銀粉及除異味的冰川石，混合比例為1:1:1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法，其特征在于，所述功能材料研磨成細小粉末，要求直徑為0.03-0.1 μ m。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述利用廢棄瓶片料生產(chǎn)復合多功能滌綸纖維的方法制得的復合多功能纖維，具有遠紅外，抗菌，除異味，負離子四種功能。
【文檔編號】D01D5/096GK103590136SQ201310558080
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】余燕平, 孫啟友 申請人:江蘇寶潤科技有限公司