专利名称：聚酯路用工程纤维的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于公路建设的路面新材料，具体涉及一种高性能沥青加强混合材料——聚酯路用工程纤维及其生产方法。
背景技术：
早在20世纪70年代，美国Kapejo公司最早研制开发成功BoniFiber(博尼维)路用工程纤维，(又称涤纶短纤维、PET路用短纤维)。它可以改善沥青路面的高温稳定性、疲劳耐久性，延长沥青路面的使用寿命，在欧美许多国家已广泛应用。随着我国国民经济的快速发展，为提高沥青路面的工程质量，近年来引进了美国博尼维路用纤维，掺加在沥青混合料中。至今全国已有数百项工程建设优质沥青路及桥梁路面。但引进的纤维材料成本高，不利于普及推广。
纵观在我国已有三十年发展历史的聚酯融熔纺丝技术，聚酯纤维生产分为以下三大类，均应用于纺丝领域。
1、聚酯长丝，又称涤纶欠伸丝，它的生产方法即聚酯料干燥，螺杆挤压，融熔纺丝、卷绕预欠伸成型、加热拉伸定型、成品欠伸丝落筒，应用于纺织面料。
2、聚酯弹力丝，又称涤纶弹力丝，它的生产方法即聚酯料干燥、螺杆挤压融熔纺丝、加热欠伸加弹或网络、成品弹力丝落筒。应用于纺织面料。
3、聚酯短纤维，又称涤纶短纤维，它的生产方法即聚酯料干燥、螺杆挤压融熔纺丝、卷绕成型、集束、三道拉伸、卷曲定型、切断成品打包。应用于纺纱及无纺布生产作主要原料。
但从目前所公知的聚酯纤维生产技术及在纺织应用领域开发的聚酯纤维，均未涉及到聚酯纤维应用于建筑工程领域，即新型建材纤维生产方法。
发明内容
本发明的目的，是为满足路用工程纤维的国产化，而提供一种聚酯路用工程纤维(又称涤纶短纤维、PET路用短纤维)的生产方法。
本发明的技术方案如下。
一种聚酯路用工程纤维的生产工艺，专应用于沥青混合料中起加强作用，又称涤纶短纤维和PET路用短纤维，其纤维选用原料包括聚酯切片、涤纶原料、PET切片。
工艺过程包括聚酯料真空干燥，由螺杆熔融挤压纺丝组件、喷丝环吹冷却、风道预拉伸、卷绕成型、集束、涨力、牵伸、油浴拉伸、过热拉伸、涨力、压制输送、干燥定型、切断、成品包装。
添加助剂包括抗老化剂、活化剂、有机硅、硅氧烷、分散剂、平平加、涤纶油剂。
纤维切断规格为2mm、3mm、4mm、6mm、8mm、12mm。
常规的应用于聚酯纺织纤维的聚酯原料，其特性粘度均在0.62～0.66之间。而对于路用工程纤维，要求抗拉强度高、弹性模量大，因此，选用的聚酯原料的特性粘度应在0.8～0.9之间，熔点应高于270℃。
聚酯原料的预处理先用密封设备真空、增粘干燥工艺，将原料达到干燥率小于0.2‰，并确保特性粘度0.8以上。
将已真空、增粘干燥过的原料，投入密封纺丝料仓，由螺杆融熔挤压至纺丝箱体组件，然后经过喷丝、环吹冷却、风道预拉伸、卷绕成型为面条丝。
后欠伸部分生产流程将已卷绕成型的面条丝，集束成60～70万旦(即30～40桶)，通过涨力混匀，送到第一台五辊欠伸机，通过热油槽进行油浴拉伸，到第二台五辊欠伸机进行拉伸，加入热活化剂，到第三台五辊欠伸机进行拉伸，加入热活化剂，过热拉伸，涨力，压制输送，到定型干燥器干燥定型，切断，成品包装。
所述热活化剂包括活化剂、有机硅、硅氧烷、分散剂、平平加、吸油剂。
本发明的有益效果目前国际上常用的路用纤维有天然纤维(木质素纤维)及有机纤维(包括聚酯纤维和聚丙烯腈纤维)。
1、木质素纤维与有机纤维相比，木质素纤维是一种天然的树木中提取的纤维，其聚合度、分子取向度、机械强度、耐各种碱性、耐老化性较差，木质素纤维易受自然和人为因素侵害而粉化，有机纤维则很稳定，更能延长沥青路面寿命，且不污染环境，有机纤维比木质素纤维更能提高沥青路面强度和使用寿命，更能防止路面变形开裂；而且沥青与有机纤维一般都是从石油中提取、合成，因而腈纶纤维很容易均匀混入沥青中，而木质素纤维易缠结，在使用中发生结团现象。
2、目前常用的路用有机纤维有聚丙烯腈纤维及聚酯纤维等，这两种材料相比较，聚丙烯腈纤维的直径细，抗拉强度较高，但断裂延伸率很低(只有8～12％)，这说明纤维脆而易拉断；对于沥青混凝土加强筋要求抗拉强度并不一味追求高，而断裂延伸率却是很重要的参数，因为路面种种因素，如早晚温差的热胀冷缩，外力冲击等使加强筋纤维承受很大的拉伸力。断裂延伸率太低将会导致纤维过早的断裂，失去加强筋的作用。而聚酯路用纤维不但具有很高的抗拉强度，而且断裂伸长率也很大(达到50％左右)，这样在早晚温差的热胀冷缩及外力冲击等的影响下，聚酯纤维沥青混凝土可以承受很大的拉伸力及拉伸应变。
3、聚酯及聚丙烯晴纤维这两种材料制成的纤维都具有高温性能，但聚酯纤维更高，据资料介绍聚丙烯晴材料熔点温度为200℃，纤维在240℃温度下纤维就会变成棕色，这说明材料分子结构已被破坏。而沥青混凝土的拌合温度通常大于200℃。因此聚丙烯晴纤维作为沥青混凝土的加强筋，在施工时，对控制拌合温度的要求较高。而聚酯路用纤维的熔点温度达到250℃以上，大大高于聚丙烯晴材料的熔点温度，聚酯路用纤维的沥青混合料不需改变原有的施工工艺，操作简单方便。在实际使用过程中聚酯纤维比聚丙烯晴材料的路用纤维更方便、实用。
4、聚酯路用纤维可以吸附超过其本身重量的150％的油量，由于其良好的吸油作用，使沥青的粘稠度和粘聚力增大，同时由于纵横交错的加筋作用，使得混合料具有较高强度，极大地提高了路面的柔韧性，从而很好地提高的沥青路面的高温抗车辙能力、低温抗裂性、抗疲劳性能以及抗水害性能等路用性能，从而使路面的使用寿命大大延长。
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式前纺部分工艺参数如下①聚酯原料干燥要求，干燥含水量少于0.2‰，增粘特性粘度0.8以上。
②螺杆熔融挤压温度与速度螺杆加温一区300℃、二区320℃、三区345℃、四区365℃、五区350℃、六区345℃。螺杆挤压力80公斤，速度65转/分。
③熔体过滤采用220目滤芯、计量泵10CC/40转、喷丝板Φ0.5/600孔，环吹风管冷却风速0.4秒。风温18℃～22℃，卷绕线速度650米/分。
后欠伸生产工艺参数如下①成型面条丝在后欠伸集束60～70万旦为比较合适。
②热油槽85℃～90℃，油剂浓度始终保持3～4％。
③第一次拉伸倍数为2.8～3倍，第二次拉伸倍数为1～1.5倍，涨力压制输送为0.1～0.2～倍，输送线速度500～600米/分。
④活化物、活化剂浓度均为3～3.5％，加热90℃～95℃。
⑤定型干燥器温度一区85℃、二区100℃、三区120℃、四区120℃、五区115℃、六区110℃、七区40℃、八区冷却定型。
⑥切断常规聚酯纤维切断均在38mm、51mm、65mm、76mm这几个规程，产品应用准对棉纺、毛纺、无纺布生产要求。但对聚酯路用工程纤维应用特殊性，为此重新设计制造专用切断机，该专用切断机能切成2mm、3mm、4mm、6mm、8mm、12mm6个规格产品。
本发明可广泛应用于各种建筑工程中。
权利要求
1.一种聚酯路用工程纤维的生产工艺，专应用于沥青混合料中起加强作用，又称涤纶短纤维和PET路用短纤维，其特征在于纤维选用原料包括聚酯切片、涤纶原料、PET切片。
2.根据权利要求1所述的聚酯路用工程纤维的生产工艺，其特征在于工艺过程包括聚酯料真空干燥，由螺杆熔融挤压纺丝组件、喷丝环吹冷却、风道预拉伸、卷绕成型、集束、涨力、牵伸、油浴拉伸、过热拉伸、涨力、压制输送、干燥定型、切断、成品包装。
3.根据权利要求1所述的聚酯路用工程纤维的生产工艺，其特征在于其添加助剂包括抗老化剂、活化剂、有机硅、硅氧烷、分散剂、平平加、涤纶油剂。
4.根据权利要求1所述的聚酯路用工程纤维的生产工艺，其特征在于纤维切断规格为2mm、3mm、4mm、6mm、8mm、12mm。
全文摘要
本发明涉及一种聚酯路用工程纤维的生产工艺，是选用聚酯原料，经过预处理，投入密封纺丝料仓，由螺杆融熔挤压至纺丝箱体组件，然后经过喷丝、环吹冷却、风道预拉伸、卷绕成型为面条丝。集束成60～70万旦，通过涨力混匀，送到第一台五辊欠伸机，通过热油槽进行油浴拉伸，到第二台五辊欠伸机进行拉伸，加入热活化剂，到第三台五辊欠伸机进行拉伸，加入热活化剂，过热拉伸，涨力，压制输送，到定型干燥器干燥定型，切断，成品包装。该纤维广泛应用于道路建设。本发明为路用工程纤维的国产化做出贡献。
文档编号D01F6/62GK1467315SQ03137550
公开日2004年1月14日 申请日期2003年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者陈成泗, 张宝康, 胡开波, 陈建锋, 李泉荣, 马永梅, 陆仕祥, 陈孟群, 周银环 申请人:陈成泗, 胡开波, 陈建锋