一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种线束材料专用黑色涤纶短纤的制备方法，包括如下步骤：①采用聚酯瓶片和环保PET型黑色母粒作为纺丝原料，经纺丝得到指定纤度的初生纤维；②再将此初生纤维依次进行卷绕、落桶、集束，再经油浴牵伸、蒸汽牵伸和卷曲，最后进行热定型，制得线束专用黑色涤纶短纤；其中，油浴牵伸的牵伸倍数为2.8?2.9，蒸汽牵伸的牵伸倍数为1.02?1.05。与现有技术相比，通过本发明方法生产出来的纤维具有指定低断裂强度、少疵点、高含油的特点，符合线束专用黑色涤纶短纤的使用要求。此产品生产原料为废弃聚酯瓶片，属于循环经济产业。同时本发明还具有生产成本低，生产过程能耗小，污染少，以及生产过程中的废丝可回收再用于生产的特点。
【专利说明】
一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及非织造领域，具体涉及一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 众所周知，近年来非织造布的应用范围日益广泛，随着技术水平的不断提高，非织 造布产品逐步出现在社会生活中的方方面面。非织造材料不同于传统纺织品，它是纤维原 料直接构成的集合体。在非织造产品的生产中，化纤比例越来越大，约占到90%，主要包括 涤纶，丙纶，粘胶，热熔纤维等。根据非织造产品的使用性能，选取不同纤度，卷曲，强力，不 同表面性状的纤维搭配组合，有效的优势互补，以达到产品性能的最优化。
[0003] 在工业、农业、卫生和医疗方面，非织造布以其工艺流程简便、生产效率高、成本低 廉和质量稳定可靠等特点而越来越多地受到人们的亲睐。对于非织造产品，国内外近年来 掀起一波波的研发热潮，涌现了大量关于非织造产品和技术研究进展情况的专利文献。
[0004] 本
【申请人】就非织造材料在线束材料方面的应用深入研究，特开发出一种适合做线 束材料的黑色涤纶短纤维。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种线束专用黑色涤纶短纤维的制备方法，所制备的涤纶 短纤维具有指定低断裂强度、低疵点和高含油的特点，以解决线束材料的非织造产品如电 气胶带在应用中横向撕裂强力过高，背粘力太大的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其中，包括如下步骤：
[0008] ①采用聚酯瓶片和环保PET型黑色母粒作为纺丝原料，经纺丝得到指定纤度的初 生纤维；
[0009] ②再将此初生纤维依次进行卷绕、落桶、集束，再经油浴牵伸、蒸汽牵伸和卷曲，最 后进行热定型，制得线束专用黑色涤纶短纤维；
[0010] 其中，油浴牵伸的牵伸倍数为2.8-2.9，蒸汽牵伸的牵伸倍数为1.02-1.05。
[0011] 进一步，在步骤①中还包括对纺丝原料进行蒸煮清洗以及真空转鼓干燥器混合干 燥，再投入熔融纺丝设备进行纺丝。
[0012] 进一步，该熔融纺丝设备的纺丝螺杆和纺丝箱体被区分为七个区域，七个区域的 温度设定分别为280°C、293°C、310°C、310°C、300°C、300°C、280°C，其出料温度为270°C ;熔 融纺丝设备中的环吹风风速为800m/s。
[0013] 进一步，熔融纺丝设备的纺丝速度为1200-1350m/min。
[0014] 进一步，该真空转鼓干燥器的温度为150°C，蒸汽压力为0.45Mpa，真空度为-0.096Mpa，干燥10h，至纺丝所需原料水份含量彡100PPM。
[0015] 进一步，油浴牵伸阶段的油槽浓度为1.2%，卷曲阶段喷油浓度为4.0 %和喷量为 120cc〇
[0016]进一步，聚酯瓶片为废旧塑料回收料，其粘度为彡0.75,熔点为250°C;该环保PET 型黑色母粒的粘度为0.6，熔点为255°C。
[0017]进一步，油浴牵伸的温度为70_75°C，蒸汽牵伸的温度为120°C。
[0018] 进一步，卷绕阶段中的油浓度为1.0%。
[0019] 进一步，热定型通过松弛热定型烘箱进行，松弛热定型烘箱分5各加热区，温度控 制为100-160°(：，干燥时间为201^11。
[0020] 采用上述技术方案后，本发明具有如下有益效果：
[0021] 1、经过反复试验，当油浴牵伸倍数大于2.9时，涤纶短纤维的断裂强度开始随着牵 伸倍数的提高显著增大，制成品不符合纤维低强力的要求；当牵伸倍数小于2.8时，卷曲丝 束之间无抱合力，经热定型后纤维进一步松弛，导致成品切断长度不均匀，超倍长纤维增 多；而当纺丝速度恒定时，随着牵伸倍数偏高，产品纤度降低，牵伸倍数偏低，产品细度变 大。因此，油浴牵伸倍数控制适宜，制成纤维细度均匀，满足成品纤度的指定要求。经调试， 油浴牵伸倍数控制为2.8-2.9之间，其制成品可用于解决线束材料的非织造产品如电气胶 带在应用中横向撕裂强力过高，背粘力太大的问题。
[0022] 另外，为保证涤纶短纤维的低强力，蒸汽牵伸的牵伸倍数应尽量小。但当蒸汽牵伸 倍数小于1.02时，牵伸丝束无张力，后加工进行困难，容易发生缠辊；当蒸汽牵伸倍数大于 1.05时，对涤纶短纤维的强力有一定补充作用，又不符合线束专用涤纶短纤特定低强力的 要求。经多次调试，当蒸汽牵伸倍数在1.02-1.05之间时，即能保证牵伸顺利完成，又可满足 线束涤纶短纤维的对纤维低断裂强度的要求。
[0023] 2、本发明在纤维后牵伸阶段，通过油浴牵伸的牵伸倍数设为2.8-2.9,蒸汽牵伸的 牵伸倍数设为1.02-1.05,可在不影响纤维断裂强度以及保证牵伸顺利的前提之下调整牵 伸速度以及牵伸倍数，如此能合理分布牵伸倍数在几道牵伸辊的分配，避免因拉伸过快将 纤维拉断而造成的成品疵点。
[0024] 3、为满足产品低疵点的要求，产品在生产之前对PET原料进行蒸煮清洗，在不影响 其物理性能的前提下清除原料表面粘附的杂质及尘埃，保证生产原料清洁及灰分含量在一 定范围内。
[0025] 4、在生产前阶段根据下丝况对纺丝螺杆温度以及纺丝箱体温度进行多次调试，以 避免温度过高引起得浆块或柱头丝，或者温度过低引起熔体破裂造成的纤维疵点。具体是 将纺丝七区温度设定分别为280°(：、293°(：、310°(：、310°(：、300°(：、300°(：、280°(：，出料温度为 270°C。同时，在纺丝阶段多次调试环吹风风速，在保证纤维充分冷却的情况下降低纤维断 面不匀率，从而将低疵点含量。本发明环吹风风速为800m/s。
[0026] 5、高含油主要是由油浴牵伸阶段的油槽浓度、卷曲阶段喷油浓度和喷量三者共同 控制。本发明主要控制油浴槽浓度为1.2%，喷油浓度4.0%以及喷量120cc左右来提高产品 含油率。对于卷绕阶段，其浸油只为保证卷绕丝平滑，在平衡24小时之后还能够顺利从落桶 中有序拉出进行后加工，与成品含油率无必要联系。
[0027] 6、与现有技术相比，通过本发明方法生产的纤维色泽均匀，色牢度高，避免了纺织 产业链中环境污染最为严重的印染工艺，属于环境友好型产业。
[0028] 通过本发明方法生产出来的纤维具有指定低断裂强度、少疵点、高含油的特点，符 合线束专用黑色涤纶短纤维的使用要求。此产品生产原料为废弃聚酯瓶片，属于循环经济 产业。同时，生产成本低，生产过程能耗小，污染少，生产过程中的废丝可回收再用于生产。
【具体实施方式】
[0029] 为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐 述。
[0030] 实施例一
[0031] 1.纺丝原料选用2100kg废旧PET瓶片和9kg黑色母粒，其中TOT瓶片的熔点为250 °C，粘度多0.75。
[0032] 2.将上述纺丝原料加入到真空转鼓干燥机中充分混合均匀与干燥，将真空度设 为-0.096Mpa，蒸汽压力为0.45Mpa，干燥温度设为150 °C，干燥时间1 Oh。
[0033] 3.将上述干燥后的纺丝原料喂入熔融纺丝设备的螺杆挤压机，通过熔融纺丝设备 的纺丝箱进行熔融纺丝。纺丝箱体喷丝板规格为2400孔，纺丝七区温度设定分别为280°C、 293°C、310°C、310 °C、300°C、300°C、280 °C，出料温度为270°C。高温使得固态混合纺丝原料 成为熔体，经过纺丝箱体的纺丝组件，纺成初生纤维。纺丝过程中计量栗转速设定为28r/ min，纺丝速度为1350m/min。
[0034] 4.将上述步骤获得的初生纤维进行卷绕，卷绕油浓度为1.0%。然后进行落丝，集 束。
[0035] 5.将上述步骤得到的初生纤维进行牵伸，一次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设定为 2.8,温度为75°C，油剂浓度为1.2%。二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设置为1.02,温度为 120°C，卷曲喷油浓度为4.0%，喷量控制在120cc左右。
[0036] 6.将上述牵伸处理后的纤维进行卷曲和松弛热定型。松弛热定型烘箱分5个加热 区，温度依次控制为108 °C、120 °C、145 °C、160 °C、110 °C。干燥时间约为20min，干燥后的纤维 再经切断、打包加工。
[0037] 实施例二
[0038] -次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设定为2.9;二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设置 为 1.02。
[0039]其余同实施例一。
[0040] 实施例三
[0041 ] -次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设定为2.85;二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设置 为 1.05〇
[0042]其余同实施例一。
[0043] 对比例一
[0044] 1.纺丝原料选用2100kg废旧PET瓶片和9kg黑色母粒，其中TOT瓶片的熔点为250 °C，粘度多0.75。
[0045] 2.将上述纺丝原料加入到真空转鼓干燥机中充分混合均匀与干燥，将真空度设 为-0.096Mpa，蒸汽压力为0.45Mpa，干燥温度设为150 °C，干燥时间1 Oh。
[0046] 3.将上述干燥后的纺丝原料喂入熔融纺丝设备的螺杆挤压机，通过熔融纺丝设备 的纺丝箱进行熔融纺丝。纺丝箱体喷丝板规格为2400孔，纺丝七区温度设定分别为280°C、 293°C、310°C、310 °C、300°C、300°C、280 °C，出料温度为270°C。高温使得固态混合纺丝原料 成为熔体，经过纺丝箱体的纺丝组件，纺成初生纤维。纺丝过程中计量栗转速设定为28r/ min，纺丝速度为1350m/min。
[0047] 4.将上述步骤获得的初生纤维进行卷绕，卷绕油浓度为1.0%。然后进行落丝，集 束。
[0048] 5.将上述步骤得到的初生纤维进行牵伸，一次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设定为 2.9,温度为75°C，油剂浓度为1.5%。二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设置为1.1，温度为120 °C，卷曲喷油浓度为4.5%，喷量控制在150(^左右。
[0049] 6.将上述牵伸处理后的纤维进行卷曲和松弛热定型。松弛热定型烘箱分5个加热 区，温度依次控制为108 °C、120 °C、145 °C、160 °C、110 °C。干燥时间约为20min，干燥后的纤维 再经切断、打包加工。
[0050] 对比例二
[00511 1.纺丝原料选用2100kg废旧PET瓶片和9kg黑色母粒，其中TOT瓶片的熔点为250 °C，粘度多0.75。
[0052] 2.将上述纺丝原料加入到真空转鼓干燥机中充分混合均匀与干燥，将真空度设 为-0.096Mpa，蒸汽压力为0.45Mpa，干燥温度设为150 °C，干燥时间1 Oh。
[0053] 3.将上述干燥后的纺丝原料喂入熔融纺丝设备的螺杆挤压机，通过熔融纺丝设备 的纺丝箱进行熔融纺丝。纺丝箱体喷丝板规格为2400孔，纺丝七区温度设定分别为275°C、 288°C、305 °C、305 °C、295 °C、295 °C、275 °C，出料温度为265 °C。高温使得固态混合纺丝原料 成为熔体，经过纺丝箱体的纺丝组件，纺成初生纤维。纺丝过程中计量栗转速设定为28r/ min，纺丝速度为1350m/min。
[0054] 4.将上述步骤获得的初生纤维进行卷绕，卷绕油浓度为1.0%。然后进行落丝，集 束。
[0055] 5.将上述步骤得到的初生纤维进行牵伸，一次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设定为 2.7,温度为75°C，油剂浓度为1.2%。二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设置为1.05,温度为 120°C，卷曲喷油浓度为4.0%，喷量控制在120cc左右。
[0056] 6.将上述牵伸处理后的纤维进行卷曲和松弛热定型。松弛热定型烘箱分5个加热 区，温度依次控制为108 °C、120 °C、145 °C、160 °C、110 °C。干燥时间约为20min，干燥后的纤维 再经切断、打包加工。
[0057] 对比例三
[0058] 1.纺丝原料选用2100kg废旧PET瓶片和9kg黑色母粒，其中TOT瓶片的熔点为250 °C，粘度多0.75。
[0059] 2.将上述纺丝原料加入到真空转鼓干燥机中充分混合均匀与干燥，将真空度设 为-0.096Mpa，蒸汽压力为0.45Mpa，干燥温度设为150 °C，干燥时间1 Oh。
[0060] 3.将上述干燥后的纺丝原料喂入熔融纺丝设备的螺杆挤压机，通过熔融纺丝设备 的纺丝箱进行熔融纺丝。纺丝箱体喷丝板规格为2400孔，纺丝七区温度设定分别为285°C、 298°C、315 °C、315 °C、305 °C、305 °C、285 °C，出料温度为275 °C，纺丝段因温度过高无法顺利 纺丝。高温使得固态混合纺丝原料成为熔体，经过纺丝箱体的纺丝组件，纺成初生纤维。纺 丝过程中计量栗转速设定为28r/min，纺丝速度为1350m/min。
[0061] 4.将上述步骤获得的初生纤维进行卷绕，卷绕油浓度为1.0%。然后进行落丝，集 束。
[0062] 5.将上述步骤得到的初生纤维进行牵伸，一次牵伸为油浴牵伸，牵伸倍数设定为 3.0,温度为75°C，油剂浓度为1.0%。二次牵伸为蒸汽牵伸，牵伸倍数设置为1.02,温度为 120°C，卷曲喷油浓度为3.5%，喷量控制在80(^左右。
[0063] 6.将上述牵伸处理后的纤维进行卷曲和松弛热定型。松弛热定型烘箱分5个加热 区，温度依次控制为108 °C、120 °C、145 °C、160 °C、110 °C。干燥时间约为20min，干燥后的纤维 再经切断、打包加工。
[0064] 对上述所制得的涤纶短纤维进行性能测试，数据如下表所示：
[0065]
[0066]根据线束材料专用2.22dtex涤纶短纤维的指定要求，涤纶短纤维必须满足断裂强 度为3.2-3.5CN/dtex，产品瑕疵控制为100mg/100g以内，含油率在0.26-0.3%之间，倍长纤 维含量<6mg/100g，经试验当将油浴牵伸倍数设为2.8-2.9、蒸汽牵伸倍数设为1.02-1.05 时制得的产品效果最佳。
[0067]上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人 员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
【主权项】
1. 一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： ① 采用聚酯瓶片和环保PET型黑色母粒作为纺丝原料，经纺丝得到指定纤度的初生纤 维； ② 再将此初生纤维依次进行卷绕、落桶、集束，再经油浴牵伸、蒸汽牵伸和卷曲，最后进 行热定型，制得线束专用黑色涤纶短纤维； 其中，油浴牵伸的牵伸倍数为2.8-2.9，蒸汽牵伸的牵伸倍数为1.02-1.05。2. 如权利要求1所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，在 步骤①中还包括对纺丝原料进行蒸煮清洗以及真空转鼓干燥器混合干燥，再投入熔融纺丝 设备进行纺丝。3. 如权利要求2所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，该 熔融纺丝设备的纺丝螺杆和纺丝箱体被区分为七个区域，七个区域的温度设定分别为280 °C、293°C、310 °C、310 °C、300 °C、300 °C、280 °C，其出料温度为270 °C ;熔融纺丝设备中的环吹 风风速为800r/min。4. 如权利要求3所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，熔 融纺丝设备的纺丝速度为1200-1350m/min。5. 如权利要求2所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，该 真空转鼓干燥器的温度为150°C，蒸汽压力为0.45Mpa，真空度为-0.096Mpa，干燥IOh，至纺 丝所需原料水份含量< 100PPM。6. 如权利要求1所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，油 浴牵伸阶段的油槽浓度为1.2%，卷曲阶段喷油浓度为4.0%和喷量为120cc。7. 如权利要求1所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，聚 酯瓶片为废旧塑料回收料，其粘度为彡0.75,熔点为250 °C;该环保PET型黑色母粒的粘度为 0.6,熔点为 255°C。8. 如权利要求1所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，油 浴牵伸的温度为70-75 °C，蒸汽牵伸的温度为120 °C。9. 如权利要求1所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于，卷 绕阶段中的油浓度为1.0%。10. 如权利要求1所述的一种线束材料专用黑色涤纶短纤维的制备方法，其特征在于， 热定型通过松弛热定型烘箱进行，松弛热定型烘箱分5各加热区，温度控制为100-160°C，干 燥时间为20min。
【文档编号】D01F6/92GK105887232SQ201610482421
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】吴锐, 郑家优, 刘瑞芳, 陈继智, 孙晓波, 仙秋娟
【申请人】福建鑫华股份有限公司