一种利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法，属于纺织化纤领域。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称聚酯，PET)是一种半结晶的高分子材料，可用于纺织和塑料等领域，而纺织和塑料用的聚酯原料特性存在差别:诸如粘度、分子量、结晶性、透明性等，所以历来二者都是平行使用的。而塑料领域中，因用瓶级聚酯切片为原料制得的系列瓶子、胶片、器物等产品具有强度高、亮度好、重量轻、透明度好、便于加工、尺寸稳定等诸多优点，因此全球需求量逐年增加。随着聚酯瓶类等产品的大量使用，废弃聚酯瓶也因其不可生物降解而变成了一个严重的全球环境污染问题。如何更好地处理和合理再利用废弃再生聚酯瓶已经成为聚酯工业可持续发展的关键问题。目前，聚酯回收的主要用途有再生纤维、再生瓶、化学法回收制原料、工程塑料、塑钢带、薄膜、板材等。仅以聚酯再生纺丝为例，与原生聚酯纤维相比，每生产I吨再生聚酯纤维，可节约3吨石油，减少21吨二氧化碳排放量，可见废聚酯回收及再加工对节能减排的作用是十分可观的。虽然近年来人们利用废旧聚酯瓶经再生处理进行纺丝产品的开发比较多，但也仅仅局限于一些低端型的产品，诸如把回收的聚酯瓶片料利用传统的工艺转化成使用条件不苛刻的短纤、常规纤维及纺粘产品等；又如公开日为2010年09月15日，公开号为CN101831149A的中国专利中，公开了一种用于生产纺织长丝原料的再生聚酯瓶片的制备方法，该制备方法的步骤包括原料准备、分选、脱标签、剪切、一次粉碎、蒸洗、清洗、脱水干燥、二次粉碎和过筛，该制备方法能使已有技术中的再生聚酯瓶片的杂质的含量由2%下降到小于0.02%，并且不含有聚酯粉末，从而在纺丝过程中可以避免断头以及避免织物出现僵丝和横路，该制备方法制得的产品也只能用于一些低端型的产品中。
[0003]但是，在差别化纤维领域，利用再生瓶片生产差别化再生聚酯纤维尤其是微细旦再生聚酯扁平长丝还存在技术瓶颈，市面上也未有这种产品。扁平丝是异形截面纤维或差别化纤维中的一种，具有耐污和抗起球、更易于染色特性，可赋予织物独特的风格和优异的性能，倍受消费者的欢迎。目前利用原生纺丝用聚酯切片制备涤纶中空微细旦纤维(圆截面)(CN102517719A)、有色涤纶微细旦纤维(圆截面)(CN102517682A)、多孔微细旦聚酯Ρ0Υ、DTY交络长丝(圆截面)(CN102443909A)，锦纶6微细旦全牵伸丝(圆截面)(CN1434155)、细旦扁平涤纶牵伸丝(CN102031575A)、细旦有光扁平涤纶预取向丝(CN103160940A)、细旦扁平丝(CN103603071A)的生产技术已有报道，但是利用再生聚酯瓶片生产微细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝生产方面还存在技术瓶颈，也没有相应的制备方法或产品见诸报道。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决利用再生聚酯瓶片生产细旦或微细旦扁平再生聚酯长丝的技术瓶颈，并提供一种具有优良的舒适性、柔软爽滑、易染色、蓬松性、抗起球等性能的利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法。本发明对目前利用再生聚酯瓶片生产普通再生聚酯纤维(短纤、常规纤维)的工艺条件进行优化改进，并借助原生切片纺生产细旦涤纶长丝的工艺，用再生聚酯瓶经特殊工艺开发出满足后道用户要求、性能优良的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝产品。
[0005]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:该利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的方法的特点在于:所述方法的步骤如下:
1)对回收的废弃再生聚酯瓶进行预处理得到聚酯瓶片；
2)将预处理后的聚酯瓶片经过低温真空干燥处理；
3)将干燥好的聚酯瓶片依次经过螺杆熔融挤压、初级过滤、液相调粘均聚釜、二级过滤、计量栗、纺丝箱体、纺丝组件、环吹风冷却、集束上油、牵伸定型和卷绕落筒，步骤3)具体如下:
将经干燥处理的聚酯瓶片经螺杆熔融挤压得到再生聚酯熔体，螺杆熔融挤压时螺杆各区的温度控制在260°C?320°C，螺杆机头的压力控制在12?20Mpa ;改进螺杆以克服聚酯瓶片大小不一及容积率明显不同于常规聚酯切片原料的问题，螺杆的长径比为30?35，螺杆头部设置有用于增加混合效能的鱼雷头或销钉；再生聚酯熔体进入初级过滤器过滤，初级过滤器的过滤精度为100?180目，过滤温度为255°C?310°C ；
因再生聚酯瓶的来源和用途不同，为了防止由于再生聚酯瓶的聚集态结构、分子量及分子量分布存在明显偏差以及瓶片厚薄不匀的因素而出现纺丝时压力波动大、纺丝不稳定、产品质量差、染色不均匀的问题，将经过初级过滤后的再生聚酯熔体经增压栗进入液相调粘均聚釜，液相调粘均聚釜内的温度为260°C?300°C，并向液相调粘均聚釜内添加用于调控再生聚酯熔体粘度的乙二醇，乙二醇的添加量占再生聚酯熔体质量百分含量的
0.5%?5.0%，再生聚酯熔体在液相调粘均聚釜内的处理时间为2?6h，直至再生聚酯熔体的特性粘度到0.72±0.05dl/g为止；经过液相调粘均聚釜处理后的再生聚酯熔体进入二级过滤器过滤，二级过滤器的过滤网精度为160?250目，过滤温度为260°C?300°C，过滤总面积为6.0?10m2；
经过二级过滤后的再生聚酯熔体经增压的计量栗进入带有纺丝组件的纺丝箱体，纺丝箱体前压力保持在4Mpa?6Mpa，由于细旦及微细旦纤维单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝，需提高纺丝温度及降低温度差，将纺丝箱体的温度保持在265°C?305°C ;纺丝组件包括过滤网、不同粗细的海砂、分配板、导流板、垫圈和喷丝板，喷丝板上的喷丝孔为“一”字形结构，喷丝孔的孔截面尺寸为0.8mmX0.12mm?
2.5mmX 0.30mm,喷丝孔的孔深为0.5mm?1.5mm,喷丝孔的个数为12?48个；
再生聚酯熔体经喷丝板喷出后经环吹风冷却，环吹风采用外环吹风的形式，采用外环吹风以控制纤维的条干，使丝束冷却均勾、条干均一、染色性能好；由于单丝纤度低，丝束比表面积大，冷却快，纺丝过程中易出现断丝、飘丝，需提高环吹风的温度及降低环吹风的风速，以降低丝束的冷却速度，环吹风的风速为0.5?1.0m/s，环吹风的温度为20?35°C;为降低丝束之间纤维摩擦，将集束上油点提高，集束点上移至距离喷丝板80cm?120cm，集束上油后得到丝束；
上油集束后的丝束进行热牵伸定型，丝束经第一热辊和第二热辊的牵伸、定型后，再经第三导辊进入网络喷嘴，由于纤维的单丝纤度比较低，纤维比表面积大，牵伸定型温度不宜太高，牵伸比也不易太高，否则易引起纤维表面损伤，第一热辊和第二热辊的温度分别为80?110°C和165?185°C，第一热辊和第二热辊的牵伸比均为1.1?2.0 ;经过牵伸定型后的丝束进行卷绕成型，卷绕速度为3500?4300m/min，得到细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝。
[0006]本发明的上述技术特征组成一个不能分割的整体，不能将本发明的上述技术特征完全割裂成几部分来看待，本发明同时使用这些技术特征的整体组合实现了利用再生聚酯瓶片生产细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的目的，且该制得的细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝具有优良的舒适性、柔软爽滑、易染色、蓬松性和抗起球等性能，细旦及微细旦扁平再生聚酯长丝的单丝纤度为0.55dtex?3.3dtex，纤维的扁平度为5.0?10.0，纤维的条干均匀度为1.0?2.0%，纤维断裂强度为2.8?3.8cN/dtex，断裂伸长率为20%?30%。
[0007]作为优选，本发明步骤I)中，对回收的再生聚酯瓶进行预处理包括对再生聚酯瓶进行分拣、粉碎、清洗和漂洗工序，其中分拣工序是将再生聚酯瓶输送到分拣设备处，分拣设备根据不同材质瓶的光谱信号不同，采用红外光谱光束照射而进行分拣处理；分拣分类好的再生聚酯瓶被送入低温粉碎设备中进行粉碎得到聚酯瓶片；聚酯瓶片分级后送入清洗槽反复清洗；清洗工序根据瓶子的来源选择不同的清洗方式:对于油瓶，用较强的碱性温水进行反复清洗；对于饮料瓶，用弱碱性水溶液进行反复清洗；清洗好的聚酯瓶片再经过漂洗后进行预干燥。
[0008]作为优选，本发明步骤2)中，将预干燥好的聚酯瓶片进行低温真空干燥，由于聚酯瓶片的厚薄不匀，软化点相差比较大，干燥温度较高时或静态下干燥时均易结块，造成出料不畅，所以选择真空转鼓动态低温干燥，其中转鼓的容量为2?6吨，转鼓夹套中通蒸汽或通导热油，温度保持在100°C?180°C ;同时转鼓低速转动并抽真空，干燥时间10?1