专利名称：废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法
技术领域：
本发明属于资源再生利用领域和化学纤维技术制造领域，具体地说是一种废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法。
背景技术：
当今世界经济高速发展，也带来了环境污染等严重问题，特别是臭氧层的破坏日趋严重，到达地面的紫外线强度明显增加，紫外线对人体的伤害也就越来越大，长期接受紫外线照射，会降低有机分子寿命，使人体免疫功能下降，不仅损害皮肤引起皮炎、雀斑、红斑等疾病，而且会促进眼疾，引起白内障，甚至引起皮肤癌等疾病，因此如何解决紫外线的伤害已成为我们亟待解决的问题。随着人民生活水平的提高，纺织品应用领域越来越广泛，社会对纺织品的要求也越来越高，所以提高纺织品的抗紫外线性能，对确保人们健康生活安全，减少紫外线对人体的伤害有着重要的意义。目前市场上提供的抗紫外线纤维主要是采用普通纤维作表面抗紫外线加工处理，或是采用聚酯熔体或聚酯切片添加抗紫外线母粒制作纤维，前者虽能暂时抗紫外线， 但时间一长，或经过水洗后会失去抗紫外线效果，而后者抗紫外线效果十分良好，属永久抗紫外线纤维产品，但由于制造成本较高，影响了该产品的大幅推广使用，严重制约着抗紫外线涤纶短纤维在纺织行业中的应用和发展。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，由于几乎所有的聚酯瓶都是不可生物降解的，它们的废弃物成了一个全球严重的环境污染大问题。大力开发聚酯瓶回收和再利用技术，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。虽然近年来人们也开发了一些回收再利用的方法，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纤维填充料、纺粘产品等。目前把回收废弃再生聚酯瓶片应用在有抗紫外线要求方面比如工作服、户外旅游用品、医院辐射防护、帐篷、太阳伞和工业应用等方面均未有报道。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法，该方法解决了回收废弃再生聚酯瓶片因杂质多、无法生产高端化纤产品的难题，同时该纤维具有非常优异的辐射防护作用。该方法制备工艺合理，可操作性强，易于工业化实施；同时减轻了废弃物对环境的危害，解决了环境保护问题，具有良好的经济效益和社会效益。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
一种废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法，其特征在于该方法包括以下步骤
1)对回收的废弃再生聚酯瓶片进行预处理；对回收的废弃再生聚酯瓶片进行预处理包括对废弃再生聚酯瓶片进行分拣、粉碎、清洗和干燥，干燥是将洗净好的瓶片料投入转鼓真空干燥机，转鼓夹套中通3 5kg蒸汽或通导热油，同时低速转动转鼓，温度保持 130 160°C，同时开动真空泵抽真空，真空度保持在0. 06 0. lOMpa，干燥时间8 12小时，干燥后的聚酯瓶片料水分含量控制在IOOPRii以下。2)对抗紫外线涤纶母粒进行干燥处理；对抗紫外线涤纶母粒进行干燥处理，是将抗紫外线涤纶母粒投入到密封料仓中，料仓底部通入干燥好的热空气，温度保持 120 140°C，干燥时间10 12小时，干燥后的抗紫外线涤纶母粒水分含量控制在60PRii 以下。3)将经过预处理的聚酯瓶片和经过干燥处理的抗紫外线涤纶母粒送入计量喂料机进行定量供给并使之相混合，得到混合料；其中抗紫外线涤纶母粒占混合物总浓度的 3 8% ；经过预处理的聚酯瓶片料从计量喂料机A处孔经过，而经过干燥处理的抗紫外线涤纶母粒从计量喂料机B处孔经过，通过调整转速定量控制，保证抗紫外线涤纶母粒占两者混合物总浓度的3 8%。4)将混合好的混合料进行螺杆熔融挤压，得到熔体，熔体经过滤、计量纺丝、环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、盛丝落桶；抗紫外线涤纶母粒瓶片料进入螺杆熔融挤压时，螺杆各区温度控制在260 310°C之间，螺杆机头压力控制在10 18Mpa，熔融后的抗紫外线聚酯熔体进入熔体过滤器，过滤器的过滤网精度为120 250目，过滤器的过滤总面积为 4. 5 12m2，过滤器温度控制在260 290°C。熔体从过滤器出来后经过计量泵计量进入纺丝箱体，从喷丝板挤出原丝，纺丝箱体前压力保持在4Mpa 6Mpa，纺丝箱体温度保持在260 290°C ；环吹风的温度为15 32°C，风速为0. 6 2米/秒；卷绕速度为800 1200米/分钟。5)对桶内的丝进行集束处理，经过油浴牵伸和蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、 卷曲、松弛热定型、切断、打包，得到抗紫外线涤纶短纤维产品。其中，满桶后的整批丝束在集束区根据生产要求生头，经过油浴牵伸浴槽、蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、 松弛热定型，切断成38mm、51mm、65mm或76mm长度的短纤维；油浴牵伸浴槽温度为60 80°C，蒸汽箱温度为90 120°C，紧张热定型温度为130 160°C，松弛热定型温度为120 150°C，时间为15 30分钟。本发明中，得到抗紫外线涤纶短纤维产品
终制成送入专用计量喂料机进行定量供给并使之相混合，得到混合料，其后牵伸总倍率控制在3. 5 4. 5倍，生产的纤维纤度为2. 6 2. 8dtex,断裂强力彡5. IcN / dtex—1，断裂伸长率为25 36%，平均长度为38mm、51mm、65mm或76mm，卷曲数10 13(个.ΖδπιπΓ1)， 含油率为0. 13 0. 20%，180°C干热收缩率< 6. 5%，紫外线屏蔽率彡90%，制成的抗紫外线涤纶短纤维的紫外线屏蔽率在90%以上，具有优异的抗紫外线功能。通过上述工艺流程和方法，采用废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法，其纺制出来的纤维产品质量指标达到或超过国内外同行业聚酯原生料的指标， 因此可以替代用聚酯原生料为主要原料通过添加抗紫外线涤纶母粒生产出来的抗紫外线涤纶短纤维产品。与现有技术相比，由于本发明原料90%以上采用了来源广泛的回收废弃再生聚酯瓶片，不仅有利于环保，也降低了生产成本；而且由于聚酯瓶片的粘度远高于聚酯熔体和切
4片，使其产品的性价比大大提高，各项指标不仅能达到常规聚酯熔体直纺或聚酯切片纺指标，有的指标还超过了常规聚酯原生料纺丝指标。本发明具有良好的经济效益和社会效益。本发明制备工艺合理，可操作性强，易于工业化实施；产品售价低廉，促进了抗紫外线纤维产品在下道用户开发中的大幅推广使用，推动了抗紫外线涤纶短纤维在纺织、月艮装和工业行业中的发展；另外又减轻了废弃物对环境的危害，解决了环境保护问题，具有良好的经济效益和社会效益。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式一种本发明所述的废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法，见图1，首先对回收废弃再生聚酯瓶片进行预处理和干燥。预处理包括对废弃再生聚酯瓶片进行分拣、粉碎、清洗等一系列的原料准备工作后，再将洗净好的瓶片料投入转鼓真空干燥机，投好料后，转鼓夹套中通3 5kg蒸汽或通导热油，同时低速转动转鼓，温度保持130 1600C，同时开动真空泵抽真空，真空度保持在0. 06 0. IOMpa,干燥时间8 12小时，干燥后的瓶片水分含量控制在IOOPRii以下。同时对抗紫外线涤纶母粒进行干燥处理，是将抗紫外线涤纶母粒投入一个大的密封料仓中，料仓底部通入干燥好的热空气，温度保持120 140°C，干燥时间10 12小时， 干燥后的抗紫外线涤纶母粒水分含量控制在60PPm以下。之后将已经干燥好的聚酯瓶片料和抗紫外线涤纶母粒送入计量喂料机混合，其中将已经干燥好的聚酯瓶片从专用计量喂料机A处孔经过，而干燥好的抗紫外线涤纶母粒从专用计量喂料机B处孔经过，通过调整转速定量控制，保证抗紫外线涤纶母粒有效成分占两者混合物总浓度的3 8%。再将已经干燥和混合好具有一定浓度的抗紫外线涤纶母粒瓶片料通过螺杆挤压机挤压熔化，同时给予一定的压力，得到熔体、螺杆各区温度控制在沈0 310°C之间，螺杆机头压力控制在10 18Mpa，熔融后的聚酯熔体进入熔体过滤器，过滤器的过滤网精度为 120 250目，过滤器的过滤总面积为4. 5 12m2，过滤器温度控制在260 290°C。过滤后的聚酯熔体再进入纺丝箱体，通过计量泵定量供给，同时保持一定的压力，进入组件，再从喷丝板挤出原丝，由喷丝板挤出的原丝经环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、
盛丝落桶。最后将桶内的原丝进行集束处理、经过油水浴牵伸和蒸汽二次牵伸、紧张热定型、 上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断、打包，即可生产出抗紫外线涤纶短纤维成品。其中在实施纺丝工序时，一定要严格控制温度和压力纺丝熔体温度保持在 260 290°C ；纺丝箱体前压力保持在4Mpa 6Mpa ；环吹风的温度为15 32°C，风速为 0. 6 2米/秒；卷绕速度为800 1200米/分钟；而在实施后纺工序中，油浴牵伸浴槽温度为60 80°C，蒸汽箱温度为90 120°C，紧张热定型温度为130 160°C ；松弛定型温度为120 150°C，时间为15 30分钟；切断长度为38mm、51mm、65mm或76mm的短纤维。按照本实施例方法生产出来的短纤维其后纺牵伸总倍率控制在3. 5 4. 5倍，生产的纤维纤度为2. 6 2. 8dtex，断裂强力彡5. IcN / dtex—1，断裂伸长率为25 36%，平均长度为38mm、51mm、65mm或76mm，卷曲数10 13 (个.25讓4)，含油率为0. 13 0. 20%， 180°C干热收缩率< 6. 5%，紫外线屏蔽率> 90%，完全符合产品出厂质量标准。
最终制成的抗紫外线涤纶短纤维的紫外线屏蔽率在90%以上，具有优异的抗紫外线功能。采用本发明生产的产品售价低廉，同时又不影响到下道用户产品的生产、加工和使用，而且减轻了废弃物对环境的危害，解决了环境保护问题。
权利要求
1.一种废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法，其特征在于该方法包括以下步骤1)对回收的废弃再生聚酯瓶片进行预处理；2)对抗紫外线涤纶母粒进行干燥处理；3)将经过预处理的聚酯瓶片和经过干燥处理的抗紫外线涤纶母粒送入计量喂料机进行定量供给并使之相混合，得到混合料；其中抗紫外线涤纶母粒占混合物总浓度的3 8% ；4)将混合好的混合料进行螺杆熔融挤压，得到熔体，熔体经过滤、计量纺丝、环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、盛丝落桶；5)对桶内的丝进行集束处理，经过油浴牵伸和蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断、打包，得到抗紫外线涤纶短纤维产品。
2.根据权利要求1所述的废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法， 其特征在于步骤1)中，对回收的废弃再生聚酯瓶片进行预处理包括对废弃再生聚酯瓶片进行分拣、粉碎、清洗和干燥，干燥是将洗净好的瓶片料投入转鼓真空干燥机，转鼓夹套中通3 5kg蒸汽或通导热油，同时低速转动转鼓，温度保持130 160°C，同时开动真空泵抽真空，真空度保持在0. 06 0. IOMpa,干燥时间8 12小时，干燥后的聚酯瓶片料水分含量控制在lOOPftn以下。
3.根据权利要求1所述的废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法， 其特征在于步骤2)中，对抗紫外线涤纶母粒进行干燥处理，是将抗紫外线涤纶母粒投入到密封料仓中，料仓底部通入干燥好的热空气，温度保持120 140°C，干燥时间10 12小时，干燥后的抗紫外线涤纶母粒水分含量控制在60PPm以下。
4.根据权利要求1所述的废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法， 其特征在于步骤3)中，经过预处理的聚酯瓶片料从计量喂料机A处孔经过，而经过干燥处理的抗紫外线涤纶母粒从计量喂料机B处孔经过，通过调整转速定量控制，保证抗紫外线涤纶母粒占两者混合物总浓度的3 8%。
5.根据权利要求1所述的废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法， 其特征在于步骤4)中，抗紫外线涤纶母粒瓶片料进入螺杆熔融挤压时，螺杆各区温度控制在260 310°C之间，螺杆机头压力控制在10 18Mpa，熔融后的抗紫外线聚酯熔体进入熔体过滤器，过滤器的过滤网精度为120 250目，过滤器的过滤总面积为4. 5 12m2，过滤器温度控制在260 290°C。
6.根据权利要求1所述的废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法， 其特征在于步骤4)中，熔体从过滤器出来后经过计量泵计量进入纺丝箱体，从喷丝板挤出原丝，纺丝箱体前压力保持在4Mpa 6Mpa，纺丝箱体温度保持在260 290°C ；环吹风的温度为15 32°C，风速为0. 6 2米/秒；卷绕速度为800 1200米/分钟。
7.根据权利要求1所述的废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法， 其特征在于步骤5)中，满桶后的整批丝束在集束区根据生产要求生头，经过油浴牵伸浴槽、蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型，切断成38mm、51mm、65mm或76mm 长度的短纤维；油浴牵伸浴槽温度为60 80°C，蒸汽箱温度为90 120°C，紧张热定型温度为130 160°C，松弛热定型温度为120 150°C，时间为15 30分钟。
全文摘要
本发明公开了一种废弃再生聚酯瓶片制备功能型抗紫外线涤纶短纤维的方法，包括以下步骤对回收的废弃再生聚酯瓶片进行预处理和干燥对抗紫外线涤纶母粒进行干燥处理；将已经干燥好的聚酯瓶片和抗紫外线涤纶母粒送入专用计量喂料机进行定量供给并使之相混合，得到混合料；将混合好具有一定浓度的混合料进行螺杆熔融挤压，得到熔体，熔体经过滤、计量纺丝、环吹风冷却、卷绕上油、牵引喂入、盛丝落桶；对桶内的丝进行集束处理，经过油水浴牵伸和蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断、打包，得到抗紫外线涤纶短纤维产品。该方法制备工艺合理，可操作性强，而产品售价和新料相比又较低廉，具有良好的经济效益和社会效益。
文档编号D01D5/14GK102505182SQ201110293750
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者查安霞 申请人:南京工业职业技术学院