用一步法生产涤纶工业丝的方法.pdf

本发明公开了一种用一步法生产涤纶工业丝的方法，包括固相聚合步骤、熔融纺丝步骤、拉伸热定型步骤和卷绕成型步骤，其特征在于：在所述固相聚合步骤中，将粘度为0.65±0.05dl/g，端羧基含量为24±3mol/t的原料切片，通过连续式固相聚合使切片增粘到1.035±0.01dl/g，含水量≤20ppm，端羧基含量≤15mol/t；在所述熔融纺丝步骤中，纺丝用喷丝板的喷丝孔的长径比为3∶1，喷丝孔的孔径及长度的偏差率为±0.002，喷丝孔在所述喷丝板上均匀排列；在所述的拉伸热定型步骤中，采用四辊拉伸

1、  用一步法生产涤纶工业丝的方法，包括顺序进行的固相聚合步骤、熔融纺丝步骤、拉伸热定型步骤和卷绕成型步骤，其特征在于：
在所述固相聚合步骤中，将粘度为0.65±0.05dl/g，端羧基含量为24±3mol/t的原料切片，通过连续式固相聚合使切片增粘到1.035±0.01dl/g，含水量≤20ppm，端羧基含量≤15mol/t；
在所述熔融纺丝步骤中，纺丝用喷丝板的喷丝孔的长径比为3∶1，喷丝孔的孔径及长度的偏差率为±0.002，喷丝孔在所述喷丝板上均匀排列；
在所述的拉伸热定型步骤中，采用四辊拉伸定型，第一辊组温度为100±10℃，速度为2600±500m/min，第二辊组温度为185±10℃，速度为5350±500m/min，第三辊组温度为245±10℃，速度为6550±500m/min，第四辊组温度为150±10℃，速度为6400±500m/min，总拉伸倍率为2.5～3.5；
所述卷绕成型步骤中，卷绕速度为6300±500m/min；
由上述方法生产出的涤纶工业丝，其断裂强度≥8.2CN/dtex，初始模量≥110CN/dtex，在5％伸长时的模量≥5.0cn/dtex，干热收缩率≤4.1％。

2、  如权利要求1所述的用一步法生产涤纶工业丝的方法，其特征在于：所述连续式固相聚合步骤包括预结晶工序和固相增粘工序，原料切片先通过连续式结晶干燥器进行干燥和预结晶，干燥和预结晶后的原料切片依次流经两个串联的聚合反应器进行固相增粘。

3、  如权利要求1所述的用一步法生产涤纶工业丝的方法，其特征在于：所述熔融纺丝步骤中螺杆挤压机的温度为300±5℃，压力为16±2Mpa。

4、  如权利要求1所述的用一步法生产涤纶工业丝的方法，其特征在于：所述熔融纺丝步骤中，经喷丝板喷出的丝条由冷却风进行冷却成型，并通过加热装置调节纺丝箱内的丝条成型温度。

用一步法生产涤纶工业丝的方法
技术领域
本发明涉及一种涤纶工业丝技术领域，尤其涉及一种用一步法生产涤纶工业丝的方法。
背景技术
涤纶工业丝做为橡胶骨架材料，在轮胎、输送带、高压水龙带和建筑装潢领域都有广泛的应用。其中用于高级乘用轮胎的轮胎帘子布，不仅要求帘子布具有高强度高模量保证其具有低损耗性能，减少轮胎在使用中的发热现象，而且要求其具有良好的低收缩性，利于轮胎的成型加工和避免轮胎出现侧面凹痕现象。
目前工业化生产高强高模低缩工业长丝主要有纺丝拉伸一步法和两步法两种。一步法是原料切片(PET切片)经熔融高速纺丝、高温高倍拉伸和热定型制得；两步法是第一步先用原料切片经熔融纺丝、上油卷绕制得涤纶初生丝，第二步再对初生丝进行拉伸和热定型处理。其中一步法具有工艺流程短、产品质量高、效益好和设备占地面积少等优点，所以要优于两步法，但高温纺丝、高温高倍拉伸的纺丝工艺，不仅对设备性能有很高的要求，如纺速至少达到6000～7000m/min，而且由于拉伸热定型是在较高的速度下进行，丝束的受热时间较短，结晶生长不充分，不能兼顾低收缩的要求。因此由于设备原因以及工艺控制困难等因素，一步法的推广应用受到很大的的限制，尤其生产的产品不能同时兼顾高强度、高模量和低收缩率。而且其纺速一般在6000m/min以下，生产的产品一般都达不到高模量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用一步法生产涤纶工业丝的方法，该方法不仅生产效率高，而且生产出的涤纶工业丝具有高强、高模和低缩性能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
用一步法生产涤纶工业丝的方法，包括顺序进行的固相聚合步骤、熔融纺丝步骤、拉伸热定型步骤和卷绕成型步骤：
在所述固相聚合步骤中，将粘度为0.65±0.05dl/g，端羧基含量为24±3mol/t的原料切片，通过连续式固相聚合使切片增粘到1.035±0.01dl/g，含水量≤20ppm，端羧基含量≤15mol/t；
在所述熔融纺丝步骤中，纺丝用喷丝板的喷丝孔的长径比为3∶1，喷丝孔的孔径及长度的偏差率为±0.002，喷丝孔在所述喷丝板上均匀排列；
在所述的拉伸热定型步骤中，采用四辊拉伸定型，第一辊组温度为100±10℃，速度为2600±500m/min，第二辊组温度为185±10℃，速度为5350±500m/min，第三辊组温度为245±10℃，速度为6550±500m/min，第四辊组温度为150±10℃，速度为6400±500m/min，总拉伸倍率为2.5～3.5；
所述卷绕成型步骤中，卷绕速度为6300±500m/min；
由上述方法生产出的涤纶工业丝，其断裂强度≥8.2CN/dtex，初始模量≥110CN/dtex，在5％伸长时的模量≥5.0cn/dtex，干热收缩率≤4.1％。
其中，所述连续式固相聚合步骤包括预结晶工序和固相增粘工序，原料切片先通过连续式结晶干燥器进行干燥和预结晶，干燥和预结晶后的原料切片依次流经两个串联的聚合反应器进行固相增粘。
其中，所述熔融纺丝步骤中螺杆挤压机的温度为300±5℃，压力为16±2Mpa。
其中，所述熔融纺丝步骤中，经喷丝板喷出的丝条由冷却风进行冷却成型，并通过加热装置调节纺丝箱内的丝条成型温度。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的预结晶采用集干燥和预结晶于一体的连续结晶工艺，缩短了工艺流程，提高了干燥结晶效果，预结晶时间在40±2min以内时，原料PET切片的含水率可以达到20ppm以下，结晶度可以达到40％以上。
2、本发明的固相增粘采用两个串联的聚合反应器，PET切片依次流经两个聚合反应器，提高了聚合反应后PET切片的粘度均匀性，从而保证了高速纺丝的稳定性，从而本发明采用国产普通PET切片，就能实现高速纺丝和高温高倍拉伸对纺丝熔体的质量要求。
3、本发明的纺丝步骤使用具有合理喷丝孔长径比和精度要求的新型喷丝板，保证了高速纺丝时对熔体流动性能的要求。
4、本发明纺丝步骤中的加热装置，可调节冷却风量和温度，缓和成型条件，可使丝条的凝固点下移50～100cm，降低了丝条的预取向度，保证了丝条适应于进一步的高速高倍拉伸。
5、本发明的拉伸定型采用四辊拉伸工艺，采用两级高倍拉伸和一级缓和松弛热定型，保证了成品丝高强度、高模量、低收缩和低定伸的协调性。
6、采用本发明所揭示的工业涤纶丝生产方法后，纺丝卷绕速度可以达到6800m/min，而生产的涤纶工业丝可以同时达到高强高模低缩，其断裂强度≥8.2CN/dtex，初始模量≥110CN/dtex，在5％伸长时的模量≥5.0cn/dtex，干热收缩率≤4.1％。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。
实施例1
生产品种1：高强高模低缩涤纶工业长丝1100dtex 103G：
原料PET切片性质：粘度0.60dl/g  端羧基含量26.8mol/t
经连续式固相聚合后切片性质：粘度1.034dl/g端羧基含量14.9mol/t含水量19.5ppm
增粘后的PET切片经螺杆挤压机熔融挤出，螺杆挤压机工艺：
螺杆五个加热区温度分别为：一区：300二区：300三区：296四区：298五区：299
螺杆压力：14.8Mpa
采用一步法纺丝，四辊拉伸定型工艺：
第一辊组：温度95℃，速度2200m/min；
第二辊组：温度180℃，速度5000m/min；
第三辊组：温度240℃，速度6250m/min；
第四辊组：温度145℃，速度6150m/min。
卷绕成型速度：6000m/min。
实施例2
生产品种2：高强高模低缩涤纶工业长丝1670dtex 303G：
原料PET切片性质：粘度0.65dl/g  端羧基含量25.5mol/t
经连续式固相聚合后切片性质：粘度1.035dl/g端羧基含量14.7mol/t含水量19.5ppm
增粘后的PET切片经螺杆挤压机熔融挤出，螺杆挤压机工艺：
螺杆五个加热区温度分别为：一区：302二区：302三区：298四区：299五区：300
螺杆压力：16.0Mpa
采用一步法纺丝，四辊拉伸定型工艺：
第一辊组：温度100℃，速度2600m/min；
第二辊组：温度185℃，速度5350m/min；
第三辊组：温度245℃，速度6550m/min；
第四辊组：温度145℃，速度6400m/min。
卷绕成型速度：6300m/min。
实施例3
生产品种3：高强高模低缩涤纶工业长丝1440dtex 202G
原料PET切片性质：粘度0.69dl/g  端羧基含量21.2mol/t
经连续式固相聚合后切片性质：粘度1.036dl/g端羧基含量14.5mol/t含水量19.2ppm
增粘后的PET切片经螺杆挤压机熔融挤出，螺杆挤压机工艺：
螺杆五个加热区温度分别为：一区：304二区：304三区：300四区：300五区：301
螺杆压力：16.2Mpa
采用一步法纺丝，四辊拉伸定型工艺：
第一辊组：温度108℃，速度3000m/min；
第二辊组：温度195℃，速度5800m/min；
第三辊组：温度255℃，速度7050m/min；
第四辊组：温度155℃，速度6900m/min。
卷绕成型速度：6800m/min。
以上实施例所制得的高强高模低缩工业丝的性能指标见表1：