專利名稱：一種超高速紡聚酯預取向絲的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚酯熔融紡絲方法，特別涉及一種超高速紡聚酯預取向絲(POY)的制備方法，屬于化纖技術領域。
背景技術：
目前，高速紡聚酯預取向絲(POY)產品主要用于加工成假捻變形絲和噴氣變形絲以及復合絲，廣泛應用于服裝，產業和裝飾地毯三大領域。國內聚酯POY —般采用3000m/min 3200m/min的高速紡絲技術制備方法獲得，當紡絲速度超過上述值，POY絲的結晶、取向增加，拉伸和變形性能變差，影響了高速紡絲技術的發展及產品產量的提高。因此，如何利用現有FDY/P0Y設備的柔性化操作，改變工藝技術途徑，將紡絲速度從3000m/min 3200m/min提高到4500m/min 5000m/min的超高速紡,或更高的紡絲速度,提供產業化生產聚酯預取向絲(POY)的制備方法，對于增加效益和利潤，及化纖企業持續發展，具有重大 現實意義。

發明內容
本發明目的是為了解決現有高速紡聚酯預取向絲(POY)制備技術存在的不足，在不改動原有設備的基礎上，提供一種紡絲速度達到4500m/min 5000m/min，產量明顯提高的生產聚酯POY的方法。為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種超高速紡聚酯預取向絲的制備方法，包括切片干燥、熔融擠壓、熔體擠出、冷卻固化、油嘴上油和卷繞成形工序，其工藝條件如下
1、在聚酯切片中加入質量分數為I.O 5. 0%的聚甲基丙烯酸酯添加劑；
2、切片與添加劑在螺桿中充分混合后，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ；
3、熔體經噴絲板擠出成為熔體細流后，采用環吹風冷卻工藝凝固成為絲條；環吹風的工藝條件為壓力40 60Pa，風溫20±2°C，濕度70 ±5% ；
4、上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為700 ±50 mm，絲條經二道油嘴上油；
5、經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O.5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為4545m/min 5050m/min的第一導絲棍，再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為4545m/min 5050m/min的第二導絲棍,導絲棍為冷棍；
6、以4500m/min 5000m/min的卷繞速度進行卷繞成型，制成規格為55dtex 167dtex/24f 72f，斷裂強度為2. 15cN/dex 2. 45cN/dex,斷裂伸長率為110% 130%的的超高速紡聚酯預取向絲絲餅。與現有技術相比，本發明的有益效果是
I、在不改動原有設備的情況下，利用現有P0Y/FDY生產裝置，通過在熔融紡絲在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑，調整和控制高速紡絲成形中纖維的取向和結晶結構，以紡絲速度4500m/min 5000m/min生產聚酯POY，其產品的斷裂伸長率為120%左右，聚酯POY絲的物理性質與用3000m/min 3200m/min紡絲速度紡出的常規高速紡POY性質相當，提高了產量和產品質量，生產成本大幅降低，產品利潤率提高；同時，生產所消耗的水電大幅減少，節能減排，對環境保護意義重大；添加劑的添加主要是在聚合和紡絲階段完成，沒有廢料排出，達到了清潔生產的目的。因此，本發明具有成本低、附加值高和產品質量好、性價比優勢明顯的特點。2、采用二道上油工藝和二道網絡(即將上油和網絡系統改為雙上油和雙網絡系統)，克服了超高速紡POY過程中紡絲速度高而不易上油以及上油均勻性差的不足，使絲束的抱合性差、纖維的摩擦阻力大和卷繞張應力增大，生產過程中易產生毛絲和斷頭的難點，確保正常生產和產品質量。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明技術方案作進一步的描述。本發明的一種超高速紡聚酯預取向絲的制備方法，采用聚酯切片熔融紡絲方式，其制備工藝流程為聚酯切片一干燥一螺桿熔融擠壓一熔體過濾器一熔體混合器一紡絲箱體一計量泵一紡絲組件一初生纖維一冷卻成形一上油集束I—上油集束2 —網絡I—第一導絲盤一網絡2 —第二導絲盤一卷繞成型一聚酯POY絲。在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑，與聚酯切片在螺桿中充分混合熔融，獲得將紡絲速度提高到4500m/min 5000m/min制備聚酯Ρ0Υ,其中，所述的聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的I. O 5. 0%，所紡聚酯預取向絲的孔數為24f 72f, POY 單絲纖度為 I. 50dtex 5. Odtex0本發明的一種超高速紡聚酯預取向絲制備設備，實施中，采用聚酯切片熔融紡絲方式，它基于生產常規品種的FDY設備，包括干燥、螺桿熔融擠壓裝置，在螺桿熔融擠壓裝置的進料口上安裝添加劑注入器，紡絲箱體、計量泵、紡絲組件、噴絲板紡絲裝置，在噴絲板的下方安裝驟冷環吹風冷卻裝置；二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲束的左右兩側，離開噴絲板的距離為700±50mm處；卷繞成形裝置包括第一、第二導絲輥，預網絡器和卷繞機，所述的二道預網絡器置于第一導絲輥的前后，以及4500m/min 5000m/min卷繞錠子。實施例一
本實施例提供一種55dtex/24f超高速紡絲制得聚酯預取向絲。生產工藝及條件如下聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的I. 0%，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ;紡絲溫度 288°C，環吹風風壓為45Pa，環吹風溫度22°C ;二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為700 mm處；經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O. 5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為4545m/min的第一導絲輥，再經壓力為O. 7±0. 05bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為4545m/min的第二導絲輥，導絲輥為冷輥；以4500m/min的卷繞速度紡制得到的55dtex/24f聚酯POY預取向絲絲餅，它的斷裂強度為2.15cN/dtex,斷裂伸長率為123%，條干不勻率CV%為I. 02。實施例二
本實施例提供一種110dteX/36f超高速紡絲制得聚酯預取向絲。其生產工藝及條件如下其超高速紡絲成形加工工藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的I. 5%，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿 的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C^P291±2°C ;紡絲溫度290°C，環吹風風壓為55Pa，環吹風溫度22°C ;二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為750 mm處；經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O. 5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為4645m/min的第一導絲棍,再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為4645m/min 的第二導絲棍,導絲棍為冷棍；卷繞速度4650m/min,紡制得到的110dtex/36f聚酯POY預取向絲絲餅，它的斷裂強度為2. 23cN/dtex,斷裂伸長率為124%，條干不勻率CV%S0. 95。實施例三
本實施例提供一種167dteX/36f超高速紡絲制得聚酯POY預取向絲。其生產工藝及條件如下其超高速紡絲成形加工工藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的2. 0%，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C^P291±2°C ;紡絲溫度293°C，環吹風風壓為60Pa，環吹風溫度22 °C ;二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為730 mm處；經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O. 5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為4850m/min的第一導絲棍,再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為4850m/min 的第二導絲棍,導絲棍為冷棍；卷繞速度4800m/min,紡制得到的167dtex/36f聚酯POY預取向絲的斷裂強度為2. 31cN/dtex，斷裂伸長率為126%，條干不勻率 CV%S0. 91。實施例四
本實施例提供一種167dteX/72f超高速紡絲制得聚酯POY預取向絲。其生產工藝及條件如下其超高速紡絲成形加工工藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的2. 5%，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C^P291±2°C ;紡絲溫度293°C，環吹風風壓為55Pa，環吹風溫度22 °C ;二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為710 mm處；經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O. 5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為4800m/min的第一導絲輥，再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為4800m/min的第二導絲棍，導絲棍為冷棍；卷繞速度4750m/min,紡制得到的167dtex/72f聚酯POY預取向絲的斷裂強度為2. 25cN/dtex，斷裂伸長率為119%，條干不勻率 CV% 為 I. 20。實施例五
本實施例提供一種167dteX/36f超高速紡絲制得聚酯POY預取向絲。其生產工藝及條件如下其超高速紡絲成形加工工藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的3. 0%，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C^P291±2°C ;紡絲溫度293°C，環吹風風壓為60Pa，環吹風溫度22 °C ;二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為750 mm處；經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O. 5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為5050m/min的第一導絲輥，再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為5050m/min的第二導絲棍，導絲棍為冷棍；卷繞速度5000m/min,紡制得到的167dtex/36f聚酯POY預取向絲的斷裂強度為2. 45cN/dtex，斷裂伸長率為120%，條干不勻率 CV%S0. 81。實施例六
本實施例提供一種110dteX/72f超高速紡絲制得聚酯POY預取向絲。其生產工藝及條件如下其超高速紡絲成形加工工藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的3. 5%，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C^P291±2°C ;紡絲溫度293°C，環吹風風壓為55Pa，環吹風溫度22 °C ;二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為650 mm處；經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O. 5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為4900m/min的第一導絲輥，再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為4900m/min的第二導絲棍，導絲棍為冷棍；卷繞速度4850m/min,紡制得到的167dtex/72f聚酯POY預取向絲的斷裂強度為2. 23cN/dtex，斷裂伸長率為121%，條干不勻率 CV%S I. 10。實施例七
本實施例提供一種167dteX/72f超高速紡絲制得聚酯POY預取向絲。其生產工藝及條件如下其超高速紡絲成形加工工藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的4. 0%，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C^P291±2°C ;紡絲溫度293°C，環吹風風壓為55Pa，環吹風溫度22 °C ;二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為700 mm處；經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O. 5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為4950m/min的第一導絲棍,再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為4950m/min的第二導絲輥，導絲輥為冷輥；卷繞速度4900m/min，紡制得到的167dtex/72f聚酯POY預取向絲的斷裂強度為2. 45cN/dtex，斷裂伸長率為130%，條干不勻率 CV%S I. 10。實施例八
本實施例提供一種167dteX/72f超高速紡絲制得聚酯POY預取向絲。其生產工藝及條件如下其超高速紡絲成形加工工藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的5. 0%，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C^P291±2°C ;紡絲溫度293°C，環吹風風壓為55Pa，環吹風溫度22 °C ;二道上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為730 mm處；經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O. 5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度 為5050m/min的第一導絲輥，再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為5050m/min的第二導絲棍，導絲棍為冷棍；卷繞速度5000m/min,紡制得到的167dtex/72f聚酯POY預取向絲的斷裂強度為2. 40cN/dtex，斷裂伸長率為121%，條干不勻率 CV%S 1.02。
權利要求
1.一種超高速紡聚酯預取向絲的制備方法，包括切片干燥、熔融擠壓、熔體擠出、冷卻固化、油嘴上油和卷繞成形工序，其特征在于工藝條件如下 (1)在聚酯切片中加入質量分數為I.O 5. 0%的聚甲基丙烯酸酯添加劑； (2)切片與添加劑在螺桿中充分混合后，采用6級螺桿熔融擠壓工藝，6級螺桿的溫度分別為 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ； (3)熔體經噴絲板擠出成為熔體細流后，采用環吹風冷卻工藝凝固成為絲條；環吹風的工藝條件為壓力40 60Pa，風溫20±2°C，濕度70±5% ； (4)上油集束油架安裝在環吹風冷卻裝置下方絲條的左右兩側，離開噴絲板的距離為.700 ±50 mm，絲條經二道油嘴上油； (5)經噴嘴上油集束后的絲束經壓力為O.5±0. 05 bar第一預網絡器進行預網絡后，輸入速度為4545m/min 5050m/min的第一導絲棍，再經壓力為O. 7±0. 05 bar的第二預網絡器進行預網絡后，進入速度為4545m/min 5050m/min的第二導絲棍,導絲棍為冷棍； (6)以4500m/min 5000m/min的卷繞速度進行卷繞成型，制成規格為55dtex .167dtex/24f 72f，斷裂強度為2. 15cN/dex 2. 45cN/dex,斷裂伸長率為110% 130%的的超高速紡聚酯預取向絲絲餅。
全文摘要
本發明公開了一種超高速紡聚酯預取向絲的制備方法，其工藝流程包括聚酯切片干燥、螺桿熔融、紡絲箱體、計量泵、紡絲組件、熔體擠出、冷卻成形、上油集束1、上油集束2、網絡1、第一導絲盤、網絡2、第二導絲盤和卷繞成型，制得超高速紡聚酯POY絲。本發明利用現有POY/FDY生產裝置，通過熔融紡絲在線添加聚甲基丙烯酸酯添加劑，紡絲速度可達到4500m/min～5000m/min，生產規格為55dtex～167dtex/24f～72f的聚酯預取向絲，產量明顯提高，達到了節能減排，清潔生產的目的。本發明技術方案提供的聚酯預取向絲具有成本低、附加值高和產品質量好、性價比優勢明顯的特點。
文檔編號D01F6/92GK102839432SQ201210351379
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者管新海 申請人:蘇州大學