一種非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其紡絲原料采用廢舊聚酯瓶片、化纖泡泡料和增白劑；將紡絲原料經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓干燥系統(tǒng)充分混合與干燥后喂入熔融紡絲系統(tǒng)進(jìn)行紡絲，再經(jīng)卷繞階段預(yù)取向得到一定特性的卷繞絲；再將此卷繞絲經(jīng)過落絲、平衡、集束送入后加工系統(tǒng)進(jìn)行油浴牽伸、蒸汽牽伸、卷曲、熱定型和切斷，制得非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過合理選擇特性粘度的原料、紡絲最高區(qū)溫度及牽伸倍數(shù)等，克服了傳統(tǒng)再生滌綸短纖維高斷裂強(qiáng)度和高斷裂伸長(zhǎng)率不能并存的缺點(diǎn)，使最終產(chǎn)品滿足高強(qiáng)高伸的特性。本發(fā)明原料采用回收聚酯廢料，生產(chǎn)過程不添加有害助劑，不污染環(huán)境，具有實(shí)際推廣意義。
【專利說明】
一種非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及非織造領(lǐng)域，具體涉及一種非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著非織造行業(yè)的不斷發(fā)展、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、生產(chǎn)水平的逐年提 高，產(chǎn)品用途日益廣泛。由于非織造布的結(jié)構(gòu)是直接以纖維的形式存在于布中，所以非織造 材料的性能好壞直接被其所用纖維原料所影響。作為非織造布原料的一種一一再生滌綸短 纖維，其各項(xiàng)性能指標(biāo)對(duì)非織造布后期成品性能影響也十分關(guān)鍵。
[0003] 隨著各種用途的非織造產(chǎn)品的不斷開發(fā)，再生滌綸短纖的各項(xiàng)性能要求也在不斷 提高，因此，研發(fā)滿足各種用途非織造布要求的再生滌綸短纖維，已成為市場(chǎng)必要。例如，一 項(xiàng)具有特殊用途的非織造產(chǎn)品需具備較高的撕裂強(qiáng)度，滿足結(jié)實(shí)耐用的特點(diǎn)，因此該非織 造布在具有高斷裂強(qiáng)度的同時(shí)需兼具較高的延伸性，使成品在受到一定外力作用時(shí)能夠快 速將負(fù)載分散至較寬的布面范圍，進(jìn)一步提高其抗沖擊性，所以進(jìn)一步要求該非織造布所 用纖維原料必須具有很高的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。
[0004]目前，在滌綸短纖維的生產(chǎn)上，高斷裂強(qiáng)度與高斷裂伸長(zhǎng)率是兩個(gè)相反的方向，提 高斷裂強(qiáng)度就會(huì)降低斷裂伸長(zhǎng)率，反之，提高斷裂伸長(zhǎng)率則會(huì)使斷裂強(qiáng)度降低，兩項(xiàng)特性很 難同時(shí)具備。為了填補(bǔ)現(xiàn)有市場(chǎng)滌綸短纖維高斷裂強(qiáng)度以及高斷裂伸長(zhǎng)不能兼有的空缺，
【申請(qǐng)人】對(duì)滌綸短纖維強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率性能方面進(jìn)行深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖的制備方法，所制 備的滌綸短纖維可同時(shí)滿足非織造產(chǎn)品對(duì)纖維原料高斷裂強(qiáng)度和高斷裂伸長(zhǎng)率的雙重要 求，填補(bǔ)現(xiàn)有市場(chǎng)滌綸短纖維高斷裂強(qiáng)度以及高斷裂伸長(zhǎng)不能兼有的空白。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其中，包括如下步驟：
[0008] ①采用廢舊聚酯瓶片、化纖泡泡料和增白劑為紡絲原料，將該紡絲原料經(jīng)真空轉(zhuǎn) 鼓干燥系統(tǒng)充分混合與干燥后，喂入熔融紡絲系統(tǒng)的螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，然后經(jīng)卷 繞階段預(yù)取向得到具有一定特性的卷繞絲，即控制卷繞絲冷拉倍率在2.85-2.90，為獲得較 高斷裂強(qiáng)度的滌綸短纖后牽伸工序的最佳條件；
[0009] ②將上述卷繞絲經(jīng)落絲、平衡后，集束送入后加工系統(tǒng)進(jìn)行油浴牽伸、蒸汽牽伸、 卷曲、松弛熱定型和切斷，制得非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維；
[0010] 其中，所述牽伸總倍數(shù)為3.4,所述油浴伸倍數(shù)控制為總牽伸倍數(shù)的85%，油浴牽 伸為主要強(qiáng)力牽伸，蒸汽牽伸為輔助伸長(zhǎng)率牽伸，蒸汽牽伸倍數(shù)=總牽伸倍數(shù)/油浴牽伸倍 數(shù)。
[0011] 進(jìn)一步，聚酯瓶片和化纖泡泡料的重量比為6:1;該聚酯瓶片特性粘度為0.75- 0.8dl/g，熔點(diǎn)為255-258°C ;該化纖泡泡料特性粘度為0.7-0.75dl/g，熔點(diǎn)為258-265°C。
[0012] 進(jìn)一步，所述熔融紡絲螺桿溫度采用低-高-低的分布形式，其中最高區(qū)（即第三 區(qū)、第四區(qū)）溫度設(shè)置為280-295°C。
[0013] 進(jìn)一步，所述卷繞速度根據(jù)成品絲纖度進(jìn)行調(diào)整，所述卷繞階段油劑配方:絲束平 滑劑8-15kg，抗靜電劑10-15kg，水2000kg，然后進(jìn)行落絲、平衡，所述平衡時(shí)間為10-12h。
[0014] 進(jìn)一步，所述油浴牽伸溫度控制為70-75Γ;油劑配方為絲束平滑劑40-60kg，抗靜 電劑40-60kg，柔軟劑40-60kg，親水劑40-60kg，水2000kg;蒸汽牽伸溫度控制為100-120°C ; 進(jìn)一步，所述真空轉(zhuǎn)鼓干燥系統(tǒng)的干燥溫度為145°C，蒸汽壓力0.45Mpa，真空度為-0.096Mpa，干燥時(shí)間10-12h左右，至所述原料水分含量<80PPM。
[0015] 進(jìn)一步，所述松弛熱定型包括烘干區(qū)、熱定型區(qū)和冷卻區(qū)；所述烘干區(qū)溫度為105-160°C，熱定型溫度控制為160°C，冷卻區(qū)溫度40-105°C ;所述松弛熱定型時(shí)間為20-30min。
[0016] 采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0017] 1.經(jīng)過實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)所用原料特性粘度小于0.7dl/g時(shí)，則冷拉倍率會(huì)高于2.9，而 多次調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝，成品纖維斷裂強(qiáng)度仍普遍較低;通過選用特性粘度為0.70-0.80的原料 以及紡絲溫度的合理控制，卷繞絲冷拉倍率可達(dá)到2.85-2.9，是成品纖維獲得高斷裂強(qiáng)度 的前提。當(dāng)冷拉倍率控制為2.85-2.9時(shí)，根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)，將后道牽伸總倍數(shù)確定為3.4，既不 會(huì)拉斷纖維，也能滿足滌綸短纖維強(qiáng)力方面的需要。
[0018] 2.當(dāng)設(shè)定熔融紡絲螺桿三、四區(qū)溫度280°C以下時(shí)，由于原料本身的特性粘度相對(duì) 較高，該溫度下熔體流動(dòng)性較差，導(dǎo)致出生纖維預(yù)取向度小，雙折射大，卷繞絲冷拉倍率遠(yuǎn) 小于2.85，且原料流變性差，熔體通過噴絲板時(shí)的剪切應(yīng)力大，易造成熔體易破裂、毛絲多 等現(xiàn)象，不能滿足對(duì)成品滌綸短纖維的質(zhì)量要求;而當(dāng)熔融紡絲螺桿最高區(qū)溫度設(shè)置為295 °C以上時(shí)，熔體流變性大，凝固區(qū)絲條拉伸速度快，初生纖維預(yù)取向變大，卷繞絲冷拉倍率 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2.90，則無論如何設(shè)定后道牽伸倍數(shù)，滌綸短纖維的強(qiáng)力都會(huì)很低。
[0019] 3.經(jīng)反復(fù)調(diào)試，根據(jù)總牽伸倍數(shù)設(shè)定為3.4,將后加工油浴牽伸倍數(shù)設(shè)為占總牽伸 倍數(shù)的85%以下時(shí)，纖維因油浴牽伸不充分使得斷裂強(qiáng)度顯著降低，后道蒸汽牽伸很難將 滌給短纖維的強(qiáng)力補(bǔ)充上去；而當(dāng)油浴牽伸牽伸倍數(shù)控制大于總牽伸倍數(shù)的8 5 %時(shí)，蒸汽 牽伸倍數(shù)隨之降低，最終成品斷裂伸長(zhǎng)率顯著降低，且最終產(chǎn)品綜合性能變差。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡 述。
[0021] 實(shí)施例一
[0022] 本發(fā)明的一種非織造專用高強(qiáng)高伸滌綸短纖維的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0023] 1、紡絲原料采用1800kg廢舊聚酯瓶片、300kg化纖泡泡料和增白劑500g;其中，聚 酯瓶片特性粘度為〇.8dl/g，熔點(diǎn)為255-258Γ;化纖泡泡料特性粘度為0.75dl/g，熔點(diǎn)為 258-265 °C。
[0024] 2、將上述紡絲原料經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓干燥系統(tǒng)充分混合與干燥，所述真空轉(zhuǎn)鼓干燥系統(tǒng) 的干燥溫度為145°C，蒸汽壓力0.45Mpa，真空度為-0.096Mpa，干燥時(shí)間12h，至所述原料水 分含量<80PPM。
[0025] 3、將上述干燥后的紡絲原料，喂入熔融紡絲系統(tǒng)的螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行熔融紡絲形成 初生纖維。所述熔融紡絲螺桿七區(qū)溫度設(shè)置為275°C、278°C、290°C、290°C、280°C、280°C、 270 °C，熔融紡絲噴絲板型號(hào)選擇2400孔，計(jì)量栗的轉(zhuǎn)速設(shè)置28r/min，紡絲速度設(shè)為1350m/ min〇
[0026] 4、將上述所得的初生纖維進(jìn)行卷繞，所述卷繞速度根據(jù)成品絲纖度進(jìn)行調(diào)整，所 述卷繞階段油劑配方為絲束平滑劑15kg、抗靜電劑15kg、水2000kg，經(jīng)卷繞階段預(yù)取向得到 的卷繞絲冷拉倍率在2.85-2.90。然后進(jìn)行落絲、平衡，平衡時(shí)間為12h。
[0027] 5、將上述經(jīng)過步驟4處理過的初生纖維集束后送入后加工系統(tǒng)進(jìn)行牽伸，牽伸總 倍數(shù)根據(jù)卷繞絲斷裂伸長(zhǎng)調(diào)整控制為3.4。一次牽伸為油浴牽伸，油浴牽伸占總倍數(shù)的 85%，即牽伸倍數(shù)設(shè)為2.89,溫度控制為75°C;油劑配方為絲束平滑劑60kg，抗靜電劑60kg， 柔軟劑60kg，親水劑60kg，水2000kg;二次牽伸為蒸汽牽伸，牽伸倍數(shù)設(shè)為1.18，牽伸溫度控 制為110°C。由于牽伸涉及一個(gè)牽伸滑移系數(shù)，所以1.18*2.89 = 3.4102會(huì)比3.4大一些。 [0028] 6、將上述經(jīng)過牽伸的纖維進(jìn)行卷曲和松弛熱定型，所述松弛熱定型包括烘干區(qū)、 熱定型區(qū)和冷卻區(qū)，烘干區(qū)溫度設(shè)為105-160°C，熱定型溫度控制為160°C，冷卻區(qū)溫度40-105°C，松弛熱定型時(shí)間為28min。再經(jīng)切斷，長(zhǎng)度控制為51mm，然后進(jìn)行打包。
[0029]實(shí)施例二
[0030] 步驟3熔融紡絲螺桿七區(qū)溫度分別設(shè)置為285 °C、288°C、295 °C、295°C、290 °C、290 °C、280°C。其余同實(shí)施例一。
[0031] 實(shí)施例三
[0032] 步驟3熔融紡絲螺桿七區(qū)溫度分別設(shè)置為265 °C、268°C、280 °C、280°C、270 °C、270 °C、260°C。其余同實(shí)施例一。
[0033] 對(duì)比例一
[0034] 步驟1紡絲原料選用聚酯瓶片及化纖泡泡料特性粘度小于0.7dl/g以下。其余同實(shí) 施例一。對(duì)比例二
[0035] 步驟3熔融紡絲螺桿七區(qū)溫度分別設(shè)置為295 °C、298°C、305 °C、305°C、300 °C、300 °C、290°C。其余同實(shí)施例一。
[0036] 對(duì)比例三
[0037] 步驟3熔融紡絲螺桿七區(qū)溫度分別設(shè)置為260 °C、263°C、270 °C、270°C、265 °C、265 °C、255°C。其余同實(shí)施例一。
[0038] 對(duì)比例四
[0039] 所述步驟5牽伸總倍數(shù)控制為3.4,所述油浴伸倍數(shù)控制為總牽伸倍數(shù)的80%，即 油浴牽伸倍數(shù)設(shè)置為2.72,蒸汽牽伸倍數(shù)為1.25。其余同實(shí)施例一。
[0040] 對(duì)比例五
[0041] 所述步驟5牽伸總倍數(shù)控制為3.4,所述油浴伸倍數(shù)控制為總牽伸倍數(shù)的90%，即 油浴牽伸倍數(shù)設(shè)置為3.06,蒸汽牽伸倍數(shù)為1.12。其余同實(shí)施例一。
[0042]對(duì)上述所制得的滌綸短纖維進(jìn)行性能測(cè)試，數(shù)據(jù)如下表所示：
[0043]

[0044] 備注：
[0045] 由于本發(fā)明采用的聚酯泡泡料以及聚酯熔點(diǎn)綜合范圍為255-265°C，因此對(duì)比例 三溫度設(shè)置不合理，具體實(shí)施過程中由于紡絲最高區(qū)溫度偏低，使得卷繞絲冷拉倍率較低， 而實(shí)施例一中的牽伸倍數(shù)已經(jīng)超過對(duì)比例三中纖維的最大牽伸倍率，后紡牽伸過程中絲束 被拉斷。且由于原料熔融溫度較低，流變性差，前紡絲束疵點(diǎn)較多。
[0046] 由于前階段卷繞絲冷拉倍率控制2.85-2.9(相對(duì)較低），而對(duì)比例五實(shí)施過程中絲 束也多次被拉斷，同時(shí)成品絲的斷裂伸長(zhǎng)率偏低，成品綜合性能均變差，實(shí)際生產(chǎn)中不可 取。
[0047] 根據(jù)非織造專用2.22dteX*51mm再生滌綸短纖維的指定要求，滌綸短纖維需要滿 足斷裂強(qiáng)度大于5. OcN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率范圍為45-55 %。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，當(dāng)原料特性粘度為 0.7-0.8dl/g，熔融紡絲螺桿最高區(qū)（即第三區(qū)、第四區(qū)）溫度設(shè)置為280-295Γ，油浴牽伸倍 數(shù)設(shè)為總牽伸倍數(shù)的85%時(shí)制得的產(chǎn)品效果最佳。
[0048]上述實(shí)施例并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： ① 采用廢舊聚酯瓶片、化纖泡泡料和增白劑為紡絲原料，將該紡絲原料經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓干 燥系統(tǒng)充分混合與干燥后，喂入熔融紡絲系統(tǒng)的螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，然后經(jīng)卷繞階 段預(yù)取向，制得卷繞絲，所述卷繞絲的冷拉倍率控制為2.85-2.90; ② 將上述卷繞絲經(jīng)落絲、平衡后，集束送入后加工系統(tǒng)進(jìn)行油浴牽伸、蒸汽牽伸、卷曲、 松弛熱定型和切斷，制得非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維； 其中，所述牽伸總倍數(shù)設(shè)為3.4，所述油浴牽伸倍數(shù)控制為總牽伸倍數(shù)的85 %。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其特征在 于，所述聚酯瓶片與化纖泡泡料的重量比為6:1;所述聚酯瓶片特性粘度為0.75-0.8dl/g， 熔點(diǎn)為255-258°C ;所述化纖泡泡料特性粘度為0.7-0.75dl/g，熔點(diǎn)為258-265°C。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其特征在 于，所述熔融紡絲螺桿第三區(qū)、第四區(qū)的溫度設(shè)置為280-295Γ。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其特征在 于，所述真空轉(zhuǎn)鼓干燥系統(tǒng)的干燥溫度為145°C，蒸汽壓力0.45Mpa，真空度為-0.096Mpa，干 燥時(shí)間l〇_12h左右，至所述原料水分含量<80PPM。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其特征在 于，所述油浴牽伸的溫度為70-75Γ，所述蒸汽牽伸的溫度為100-120°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其特征在 于，所述卷繞階段油劑為絲束平滑劑8_15kg，抗靜電劑10-15kg，水2000kg。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造專用高強(qiáng)高伸再生滌綸短纖維的制備方法，其特征在 于，所述松弛熱定型包括烘干區(qū)、熱定型區(qū)和冷卻區(qū)；所述烘干區(qū)溫度為l〇5_160°C，熱定型 溫度控制為160°C，冷卻區(qū)溫度控制為40-105°C ;所述松弛熱定型時(shí)間為25-30min。
【文檔編號(hào)】D01D5/14GK105937064SQ201610482252
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】鄭家優(yōu), 仙秋娟
【申請(qǐng)人】福建鑫華股份有限公司