專利名稱：一種高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于聚酯工業(yè)長絲的制造方法，具體涉及一種高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲及其制造方法。
背景技術：
汽車安全帶是在汽車上用于保證乘客以及駕駛員在車身受到猛烈打擊時防止乘客被安全氣囊彈出時傷害的裝置。它由安全帶織物、固定裝置和卡扣等部分組成，其中，安全帶織物為核心組成部分。當車輛受到猛烈撞擊時，安全帶能起到緩沖作用，有效防止或者減輕乘員受二次碰撞所造成傷害。為能夠達到應有的緩沖作用，安全帶織物必須具有較高的強度，穩(wěn)定的延伸性和良好的能量吸收性。同時，為使安全帶具有較高的耐久性，安全帶織物應具有良好的耐磨損性、耐氣候性及色牢度，此外，為使安全帶具有較好的佩戴舒適度，安全帶織物還應具有較好的外觀平整度及手感柔軟舒適度。

目前車用安全帶織物主要采用聚丙烯材料，此種材料的不足之處是抗拉力低、抗老化性能差。有少數(shù)采用滌綸長絲，通過采用一步拉伸法來解決上述不足，但尺寸穩(wěn)定性差，初始模量高，剛性強，手感柔軟性差。專利CN101050552B提供了一種主要用于禮品帶、裝飾帶的滌綸長絲，具有色牢度好的特點，但該滌綸長絲截面呈三葉形，對紡絲組件要求高，且截面異形度提高，不利于產(chǎn)品質量穩(wěn)定。專利CN101200828A利用經(jīng)緯紗中至少一方含有中等收縮型合成纖維絲來提升耐磨損性，但是由于對經(jīng)緯紗要求不一樣，增加了實際使用難度和使用成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲及其制造方法，由本發(fā)明所述方法制造的聚酯工業(yè)長絲既保持了聚酯長絲的生產(chǎn)操作簡單，原料成本低的優(yōu)點，又改善了安全帶的染色性，染色均勻、染色性好，斷裂強度高，并且具有低伸長率，變形小(即束縛能力強)，非常適用于制造前排安全帶，彌補了現(xiàn)有技術中的不足之處。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)一種高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲的制造方法，包括以下步驟A.高粘聚酯切片制備采用連續(xù)式固相聚合的方法，先將低粘聚酯切片在溫度為145°C 175°C條件下預結晶時間0. 20 O. 60h，然后進入溫度為220°C 230°C的結晶預熱器停留4. O 7. 0h，然后進入主反應器，在熱氮氣保護和210°C 230°C高溫條件下進行固相再聚合，物料在主反應器停留時間為20 35h，停留到使其特性粘度由常規(guī)O. 63 O. 67dL/g 提升到 O. 85 I. 00dL/g，端羧基-COOH 彡 14mol/t ;二甘醇彡 O. 95%，同時使切片含水率< 30ppm時產(chǎn)生高粘聚酯切片；B.高粘聚酯切片除雜步驟A中得到的高粘聚酯切片在管路輸送過程中因磨擦而產(chǎn)生靜電，粉末易附著在切片表面，經(jīng)過離子靜電消除器后，附在切片上的粉末呈現(xiàn)不吸附的狀態(tài)，再由高壓風機將其吹至吸風口隔離并除去；經(jīng)除粉處理后的純凈切片再經(jīng)過振動篩裝置，使切片在篩網(wǎng)上以一定的軌跡進行跳躍翻滾運動，隔離并除去較大或并顆的切片；正常尺寸的切片穿過篩網(wǎng)落入螺桿上方的儲料倉，該過程也可以采用先振動后除粉的模式進行除雜；目的是得到顆粒大小均勻、無粉末等雜質，質量更穩(wěn)定的高粘聚酯切片；C.熔融紡絲將固相聚合后純凈的高粘聚酯切片輸送到螺桿擠壓機，螺桿直徑為115 150mm，長徑比22 28，螺桿擠壓機在高溫280°C 310°C條件下擠出熔體，熔體經(jīng)管道分配到各紡絲部位的計量泵進行計量，再經(jīng)紡絲組件在10 35MPa高壓下從直徑為120 240mm的噴絲板中吐出絲條，該噴絲板微孔長度一般為O. 5 3. Omm,微孔直徑為O. 35 I. 0mm，熔體細流經(jīng)由緩冷器時在300 350°C條件下進行加熱，緩冷器的直徑為120 240mm，緩冷器高度為170 300mm，再通過側吹風裝置或者環(huán)吹風裝置進行均勻冷卻成形，在風速為O. 40 O. 80m/s，風溫為22 35°C，風濕RH 50 80%的條件下，絲條冷卻形成初生纖維后進入紡絲甬道；D.牽伸熱定型及卷繞在4頭/位或8頭/位，2 3位/線，I螺桿/線的機臺配置下紡絲，紡絲速度460 800m/min，在初生纖維表面添加O. 30 O. 60%耐高溫油劑， 該高溫油劑可以是油濃為18%的日本松本聚酯工業(yè)絲專用油劑，使絲條獲得良好的集束性和耐磨性，然后在溫度為65°C 165°C和牽伸速度為480 3800m/min條件下進行多級高速牽伸，總牽伸比為5. O 6. 5，使絲束獲得良好的物理機械性能，再經(jīng)過200°C 245°C的高溫松弛熱定型，松弛率O 10%，獲得良好的熱穩(wěn)定性能，在2700 3800m/min的卷繞速度下進行卷繞成型，制得成品。其中所述步驟D中的卷繞成型包括以下兩個步驟1)低速生頭到卷繞機上，生頭速度一般為2500 2700m/min ；2)卷繞機根據(jù)程序自動加速至設定的卷繞速度，然后自動切換卷繞軸，開始正常卷繞，此時的卷繞速度一般為2700 3800m/min。根據(jù)所述方法制造的聚酯工業(yè)長絲，其特征在于根數(shù)為72-144F，纖度為1100-2222dtex,斷裂強度可達到7. 80cN/dtex以上，在11. IKN的條件下定負荷伸長率可以達到4-6%，可控含油率低于O. 30-0. 60%。本發(fā)明制造的聚酯工業(yè)長絲，其線密度(也稱纖度)設計為1100-2222dteX，根數(shù)72-144F，單絲纖度高(10-22.2dteX最佳)，主要適用于制造前排安全帶。這是因為長絲的纖度高，則織成的安全帶耐磨性較好，且剛軟度適中，定負荷伸長率(11. 1KN)較低，可以達到4-6%，對佩戴人員具有良好地保護作用；另外，由于原絲斷裂強度較高且毛絲少，可達到7. 80cN/dtex以上,則織成的安全帶物理機械性能良好,織造效率高，降低安全帶生產(chǎn)商制造成本。長絲中單絲根數(shù)，對安全帶的耐磨性能有一定影響。在相同長絲密度、纖度的前提下，若單絲根數(shù)愈少，則意味著單絲越粗、耐磨性越好。當然長絲根數(shù)愈多，毛絲增多，原絲制造效率及成本亦相應增加，耐磨性稍差，但是模量低、柔韌性更好，適合前排低伸型安全帶吸收能量和佩戴的舒適性，綜合考慮，以單絲纖度11. 1-16. 7dtex聚酯工業(yè)長絲作為原料，在滿足安全帶最基本的耐磨、易回用、具有高強度和能量吸收性等要求的前提下，可以提高安全帶的柔韌性。本發(fā)明采用低溫拉伸與熱定型工藝，原絲具有高強、低伸、高縮的特性，這樣做的好處是節(jié)能降耗；另一方面是考慮到安全帶染色加工定型時可以有進一步的工藝調整空間，利用原絲高縮的特征，安全帶染色等后道工序時采用高溫、加大松弛熱定型等工藝，塑造出高強、超低伸的汽車安全帶，同時由于此過程中分子內(nèi)部無定形區(qū)更容易使染料分子進入，產(chǎn)生更加均勻穩(wěn)固的兩相結構，使安全帶外觀漂亮，光澤穩(wěn)定無色差，達到更加固色的效果。本發(fā)明的有益效果為I、制得的聚酯工業(yè)長絲斷裂強度可達7. 80cN/dtex以上，斷裂伸長率最低可達
10% 14%。用之制成的安全帶斷裂強度可達35KN，遠高于現(xiàn)有安全帶28 33KN的標準，物理機械性能好；定負荷伸長(11. 1KN)可達4% 6%，變形小，束縛能力強，是制造前排安全帶的最佳原料。2、制得的聚酯工業(yè)長絲可控含油率低于O. 30-0. 60%，一方面克服了以往紡絲時纖維束O. 60-1. 20%上油率才能保證良好的織造性，另一方面較低的纖維含油率使得安全帶染色均勻性良好(達到4-5級)，光澤穩(wěn)定無色差、無色斑。廢舊聚酯纖維可回收利用，節(jié)能環(huán)保，減少環(huán)境污染，更有效地降低了運行成本。
3、產(chǎn)品制造操作簡單，工藝流程短，自動化程度高，具有很大的發(fā)展空間。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲及其制造方法做進一步詳細說明。一種高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲的制造方法，包括以下步驟A.高粘聚酯切片制備采用連續(xù)式固相聚合的方法，先將低粘聚酯切片在溫度為145°C 175°C條件下預結晶時間0. 20 O. 60h，然后進入溫度為220°C 230°C的結晶預熱器停留4. O 7. 0h，然后進入主反應器，在熱氮氣保護和210°C 230°C高溫條件下進行固相再聚合，物料在主反應器停留時間為20 35h，停留到使其特性粘度由常規(guī)
O.63 O. 67dL/g 提升到 O. 85 I. 00dL/g，端羧基-COOH 彡 14mol/t ;二甘醇彡 O. 95%，同時使切片含水率< 30ppm時產(chǎn)生高粘聚酯切片；B.高粘聚酯切片除雜步驟A中得到的高粘聚酯切片在管路輸送過程中因磨擦而產(chǎn)生靜電，粉末易附著在切片表面，經(jīng)過離子靜電消除器后，附在切片上的粉末呈現(xiàn)不吸附的狀態(tài)，再由高壓風機將其吹至吸風口隔離并除去；經(jīng)除粉處理后的純凈切片再經(jīng)過振動篩裝置，使切片在篩網(wǎng)上以一定的軌跡進行跳躍翻滾運動，隔離并除去較大或并顆(什么是“并顆的切片？)的切片；正常尺寸的切片穿過篩網(wǎng)落入螺桿上方的儲料倉，該過程也可以采用先振動后除粉的模式進行除雜；目的是得到顆粒大小均勻、無粉末等雜質，質量更穩(wěn)定的聞粘聚酷切片；C.熔融紡絲將固相聚合后純凈的高粘聚酯切片輸送到螺桿擠壓機，螺桿直徑為115 150mm，長徑比22 28，螺桿擠壓機在高溫280°C 310°C條件下擠出熔體，熔體經(jīng)管道分配到各紡絲部位的計量泵進行計量，再經(jīng)紡絲組件在10 35MPa高壓下從直徑為120 240mm的噴絲板中吐出絲條，該噴絲板微孔長度一般為O. 5 3. Omm,微孔直徑為O. 35 I. 0mm，熔體細流經(jīng)由緩冷器時在300 350°C條件下進行加熱，緩冷器的直徑為120 240mm，緩冷器高度為170 300mm，再通過側吹風裝置或者環(huán)吹風裝置進行均勻冷卻成形，在風速為O. 40 O. 80m/s，風溫為22 35°C，風濕RH 50 80%的條件下，絲條冷卻形成初生纖維后進入紡絲甬道；D.牽伸熱定型及卷繞在4頭/位或8頭/位，2 3位/線，I螺桿/線的機臺配置下紡絲，紡絲速度460 800m/min，在初生纖維表面添加O. 30 O. 60%耐高溫油劑，該高溫油劑可以是油濃為18%的日本松本聚酯工業(yè)絲專用油劑，使絲條獲得良好的集束性和耐磨性，然后在溫度為65°C 165°C和牽伸速度為480 3800m/min條件下進行多級高速牽伸，總牽伸比為5. O 6. 5，使絲束獲得良好的物理機械性能，再經(jīng)過200°C 245°C的高溫松弛熱定型，松弛率O 10%，獲得良好的熱穩(wěn)定性能，在2700 3800m/min的卷繞速度下進行卷繞成型，制得成品。其中所述步驟D中的卷繞成型包括以下兩個步驟1)低速生頭到卷繞機上，生頭速度一般為2500 2700m/min ；2)卷繞機根據(jù)程序自動加速至設定的卷繞速度，然后自動切換卷繞軸，開始正常卷繞，此時的卷繞速度一般為2700 3800m/min。根據(jù)所述方法制造的聚酯工業(yè)長絲，其特征在于根數(shù)為72-144F，纖度為1100-2222dtex,斷裂強度可達到7. 80cN/dtex以上，在11. IKN的條件下定負荷伸長率可以達到4-6%，可控含油率低于O. 30-0. 60%。本發(fā)明制造的聚酯工業(yè)長絲，其線密度(也稱纖度)設計為1100-2222dteX，根數(shù) 72-144F，單絲纖度高(10-22.2dteX最佳)，主要適用于制造前排安全帶。這是因為長絲的纖度高，則織成的安全帶耐磨性較好，且剛軟度適中，定負荷伸長率(11. 1KN)較低，可以達到4-6%，對佩戴人員具有良好地保護作用；另外，由于原絲斷裂強度較高且毛絲少，可達到7. 80cN/dtex以上,則織成的安全帶物理機械性能良好,織造效率高，降低安全帶生產(chǎn)商制造成本。長絲中單絲根數(shù)，對安全帶的耐磨性能有一定影響。在相同長絲密度、纖度的前提下，若單絲根數(shù)愈少，則意味著單絲越粗、耐磨性越好。當然長絲根數(shù)愈多，毛絲增多，原絲制造效率及成本亦相應增加，耐磨性稍差，但是模量低、柔韌性更好，適合前排低伸型安全帶吸收能量和佩戴的舒適性，綜合考慮，以單絲纖度11. 1-16. 7dtex聚酯工業(yè)長絲作為原料，在滿足安全帶最基本的耐磨、易回用、具有高強度和能量吸收性等要求的前提下，可以提高安全帶的柔韌性。本發(fā)明采用低溫拉伸與熱定型工藝，原絲具有高強、低伸、高縮的特性，這樣做的好處是節(jié)能降耗；另一方面是考慮到安全帶染色加工定型時可以有進一步的工藝調整空間，利用原絲高縮的特征，安全帶染色等后道工序時采用高溫、加大松弛熱定型等工藝，塑造出高強、超低伸的汽車安全帶，同時由于此過程中分子內(nèi)部無定形區(qū)更容易使染料分子進入，產(chǎn)生更加均勻穩(wěn)固的兩相結構，使安全帶外觀漂亮，光澤穩(wěn)定無色差，達到更加固色的效果。實施例I一、工藝參數(shù)如下
權利要求
1.一種高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 A.高粘聚酯切片制備采用連續(xù)式固相聚合的方法，先將低粘聚酯切片在溫度為145°C 175°C條件下預結晶時間0. 20 O. 60h，然后進入溫度為220°C 230°C的結晶預熱器停留4. O 7. 0h，然后進入主反應器，在熱氮氣保護和210°C 230°C高溫條件下進行固相再聚合，物料在主反應器停留時間為20 35h，停留到使其特性粘度由常規(guī)O. 63 O.67dL/g 提升至Ij O. 85 I. 00dL/g，端羧基-COOH ( 14mol/t ;二甘醇彡 O. 95%，同時使切片含水率< 30ppm時產(chǎn)生高粘聚酯切片； B.高粘聚酯切片除雜步驟A中得到的高粘聚酯切片在管路輸送過程中因磨擦而產(chǎn)生靜電，粉末易附著在切片表面，經(jīng)過離子靜電消除器后，附在切片上的粉末呈現(xiàn)不吸附的狀態(tài)，再由高壓風機將其吹至吸風口隔離并除去；經(jīng)除粉處理后的純凈切片再經(jīng)過振動篩裝置，使切片在篩網(wǎng)上以一定的軌跡進行跳躍翻滾運動，隔離并除去較大或并顆的切片；正常尺寸的切片穿過篩網(wǎng)落入螺桿上方的儲料倉，該過程也可以采用先振動后除粉的模式進行除雜；目的是得到顆粒大小均勻、無粉末等雜質，質量更穩(wěn)定的高粘聚酯切片； C.熔融紡絲將固相聚合后純凈的高粘聚酯切片輸送到螺桿擠壓機，螺桿直徑為115 150mm，長徑比22 28，螺桿擠壓機在高溫280°C 310°C條件下擠出熔體，熔體經(jīng)管道分配到各紡絲部位的計量泵進行計量，再經(jīng)紡絲組件在10 35MPa高壓下從直徑為120 240mm的噴絲板中吐出絲條，該噴絲板微孔長度一般為O. 5 3. 0mm，微孔直徑為O.35 I. 0mm，熔體細流經(jīng)由緩冷器時在300 350°C條件下進行加熱，緩冷器的直徑為120 240mm，緩冷器高度為170 300mm，再通過側吹風裝置或者環(huán)吹風裝置進行均勻冷卻成形，在風速為O. 40 O. 80m/s，風溫為22 35°C，風濕RH 50 80%的條件下，絲條冷卻形成初生纖維后進入紡絲甬道； D.牽伸熱定型及卷繞在4頭/位或8頭/位，2 3位/線，I螺桿/線的機臺配置下紡絲，紡絲速度460 800m/min,在初生纖維表面添加O. 30 O. 60%耐高溫油劑,該高溫油劑可以是油濃為18%的日本松本聚酯工業(yè)絲專用油劑，使絲條獲得良好的集束性和耐磨性，然后在溫度為65°C 165°C和牽伸速度為480 3800m/min條件下進行多級高速牽伸，總牽伸比為5. O 6. 5，使絲束獲得良好的物理機械性能，再經(jīng)過200°C 245°C的高溫松弛熱定型，松弛率O 10%，獲得良好的熱穩(wěn)定性能，在2700 3800m/min的卷繞速度下進行卷繞成型，制得成品。
2.根據(jù)權利要求I所述的高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲的制造方法，其特征在于，所述步驟D中的卷繞成型包括以下兩個步驟1)低速生頭到卷繞機上，生頭速度一般為2500 2700m/min ；2)卷繞機根據(jù)程序自動加速至設定的卷繞速度，然后自動切換卷繞軸，開始正常卷繞，此時的卷繞速度一般為2700 3800m/min。
3.根據(jù)權利要求I或2所述方法制造的聚酯工業(yè)長絲，其特征在于根數(shù)為72-144F，纖度為1100-2222dtex，斷裂強度可達到7. 80cN/dtex以上，在11. IKN的條件下定負荷伸長率可以達到4-6%，可控含油率低于O. 30-0. 60%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強超低伸型安全帶用聚酯工業(yè)長絲及其制造方法，所述方法包括A.高粘聚酯切片制備；B.高粘聚酯切片除雜；C.熔融紡絲；D.牽伸熱定型及卷繞；由所述方法制造的聚酯工業(yè)長絲根數(shù)為72-144F，纖度為1100-2222dtex，斷裂強度可達到7.80cN/dtex以上，在11.1KN的條件下定負荷伸長率可以達到4-6％，可控含油率低于0.30-0.60％。本發(fā)明的有益效果為用本發(fā)明得到的聚酯工業(yè)長絲制成的安全帶斷裂強度可達35KN，遠高于現(xiàn)有安全帶28～33KN的標準，物理機械性能好，是制造前排安全帶的最佳原料；織造性良好，較低的纖維含油率使得安全帶染色均勻性良好，光澤穩(wěn)定無色差、無色斑；廢舊聚酯纖維可回收利用，節(jié)能環(huán)保，降低運行成本；操作簡單，工藝流程短，自動化程度高，具有很大的發(fā)展空間。
文檔編號D01D5/088GK102808230SQ20121029993
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權日2012年8月22日
發(fā)明者李俊隆, 王好龍 申請人:亞東工業(yè)(蘇州)有限公司