一种聚酯单丝及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了聚酯单丝及其制备方法和应用，聚酯单丝的制备方法为：聚酯切片熔融挤出，通过喷丝孔喷出，热水缓冷；于水浴中进行第一级拉伸，速度105～115米/分钟，拉伸时间5～7秒，温度85～95℃，拉伸比2.5～3.6；于水蒸气中进行第二级拉伸，速度105～115米/分钟，拉伸时间5～7秒，温度100～110℃，拉伸比1.2～1.8；于热空气中进行第一级热定型，温度205～235℃，松弛比16～20%，时间5～7秒；于热空气中进行第二级热定型，温度225～230℃，松弛比4～8%，时间5～7秒；上油卷绕，即得。该聚酯单丝强度高，模量大，伸长小，耐热性和耐冲击性好。
【专利说明】一种聚酯单丝及其制备方法和应用【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种聚酯单丝及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]生产工业用输送带其内层所用的基带为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维织布。该织布的纬纱要求聚酯单丝的拉伸强度及抗弯曲强度较高。作为生产输送带的基带，一般要求其平整度高，不能有褶皱或者凹凸不平，否则无法控制表层涂料的平整度，因此相应地就要求聚酯单丝具有较低的收缩率。传统的输送带用的聚酯单丝的收缩率较高。即传统聚酯单丝在200°C的温度下，15min的时间内，在0.05g/D张力下，其干热收缩率一般为1.5?2%。这种干热收缩水平的聚酯单丝，在生产输送带基带织布时，由于涂层热处理，布面收缩率大，收缩不均匀，导致布面不平整，从而导致涂层厚度不均匀进而影响输送带的使用寿命O
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题在于克服了现有的聚酯单丝在高温加工条件下收缩率高，导致的输送带表面不平整，无法实现均匀涂布的问题，提供了一种聚酯单丝及其制备方法和应用。本发明的聚酯单丝的制备方法，制得的聚酯单丝强度高，模量大，伸长小，耐热性能和耐冲击性能好，所述的聚酯单丝用于输送带，制得的聚酯单丝输送带表面平整光滑美观，因此，输送带使用过程中运行平稳，受力均匀，使用寿命变长。
[0004]本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
[0005]本发明提供了一种聚酯单丝的制备方法，其包括下列步骤: [0006]( I)将聚酯切片熔融挤出，通过喷丝孔喷出，进入热水缓冷；于水浴中进行第一级拉伸，第一级拉伸的速度为105?115米/分钟,第一级拉伸的拉伸时间为5?7秒,第一级拉伸的温度为85?95°C，第一级拉伸的拉伸比为2.5?3.6 ;再于水蒸汽中进行第二级拉伸，第二级拉伸的速度为105?115米/分钟，第二级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第二级拉伸的温度为100?110°C，第二级拉伸的拉伸比为1.2?1.8 ;
[0007](2)于热空气中进行第一级热定型，第一级热定型的温度为205?235°C，第一级热定型的松弛比为16?20%，第一级热定型的时间为5?7秒；再于热空气中进行第二级热定型，第二级热定型的温度为225?230°C，第二级热定型的温度松弛比为4?8%，第二级热定型的温度时间为5?7秒；
[0008](3)上油卷绕，即得。
[0009]步骤(I)中，所述的聚酯为本领域中常规使用的聚酯，较佳的为聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)，其黏均分子量的范围较佳为24000?28000 ;所述的聚酯的特性黏度较佳的为0.9?1.2dl/g (ASTMD-4603标准)。本发明中，所述的聚酯切片较佳的进行干燥预处理，所述的干燥预处理较佳的将所述的聚酯切片在转轮干燥器中进行，所述的干燥预处理的时间较佳的为2?2.5小时，所述干燥预处理的温度较佳的为155?165°C。[0010]步骤(I)中，所述的熔融挤出的方法和条件可为本领域常规的方法和条件，较佳的为将所述的聚酯切片经螺杆挤出机挤压。所述的螺杆挤出机可为本领域常规所述，较佳的为挤出口直径为35mm，长径比为24，压缩比为3:1。所述的熔融挤出的温度较佳的为280?320 0C。所述的熔融挤出的压力较佳的为3?4bar。所述的熔融挤出的速度较佳的为6.5?
7.5米/分钟。
[0011]步骤(I)中，所述的缓冷的方法和条件可为本领域常规的方法和条件，较佳的为在5秒内于95?98°C的热水中自203°C冷却至98°C。
[0012]步骤(I)中，所述的喷丝孔其喷出的单丝线径可为本领域常规所述的单丝线径，较佳的为 0.7085 ?0.7115_。
[0013]步骤(3)中，所述的上油卷绕其方法和条件可为本领域常规的方法和条件。
[0014]步骤(3)中，所述的上油卷绕，其卷绕成型的单丝线径可为本领域常规所述的单丝线径,较佳的为0.290?0.310mm。
[0015]本发明还提供了上述制备方法制得的聚酯单丝。
[0016]本发明还提供了所述的聚酯单丝在输送带中的应用。
[0017]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0018]本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0019]本发明的积极进步效果在于:
[0020](I)本发明的聚酯单丝在200°C的高温条件下，其干热收缩率为0.2?0.8%，与传统的聚酯单丝干热收缩率1.5?2%相比有了明显的下降。同时本发明的聚酯单丝具有强度高，模量大，伸长小，耐热性能和耐冲击性能好等优点。而且，本发明的聚酯单丝极大解决了输送带高温加工条件下收缩变形而导致的表面不平整，无法实现均匀涂布的问题。使用本发明的聚酯单丝用于输送带中，能使得输送带的表面平整光滑美观，同时，保障了输送带在使用过程中能够平稳运行，受力均匀，使用寿命变长。
[0021](2)本产品加工过程采用两级拉伸，两级热定型。拉伸采用水浴环境，加工温度低，拉伸速度低；因此产品收缩率范围窄，稳定性好，优于传统产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为实施例1的聚酯单丝制成的用于输送带基布的照片。
[0023]图2为对照样品的聚酯单丝制成的用于输送带基布的照片。
【具体实施方式】
[0024]下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
[0025]下述实施例中，螺杆挤出机的挤出口直径为35mm，长径比为24，压缩比为3:1。
[0026]实施例1
[0027](I)黏均分子量为24000、特性黏度为0.9dl/g的PET聚酯切片投入到转轮干燥器中，在160°C中干燥2小时。将干燥后的PET切片由氮气输送系统喂入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机挤压，挤压的速度为6.5?7.5米/分钟，压力为3?4bar，从喷丝孔喷出，喷出的单丝线径为0.7010mm，控制喷丝板温度为280°C，进入95°C热水中5秒内自203°C缓冷至980C ;于水浴90°C中进行第一级拉伸，第一级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第一级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第一级拉伸的拉伸比为3.0 ;再于水蒸汽100°C中进行第二级拉伸，第二级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第二级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第二级拉伸的拉伸比为1.7 ；
[0028](2)于230°C热空气中进行第一级热定型，第一级热定型的时间为5?7秒，第一级热定型的松弛比为18% ;再于230°C热空气中进行第二级热定型，第二级热定型的时间为5?7秒，第二级热定型的松弛比为6% ;总松弛比为24% ；
[0029](3)单丝经上油，卷绕成型，卷绕成型的单丝线经为0.300mm,即得。
[0030]所制得的聚酯单丝经GB/T6505-2001测得产品的收缩率为0.3?0.5%。经GB/T14344-2008测得产品的拉断强度35?40牛顿/根。
[0031]实施例2
[0032](I)黏均分子量为25000、特性黏度为1.0dl/g的PET聚酯切片投入到转轮干燥器中，在160°C中干燥2小时。将干燥后的PET切片由氮气输送系统喂入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机挤压，挤压的速度为6.5?7.5米/分钟，压力为3?4bar，从喷丝孔喷出，喷出的单丝线径为0.7010mm，控制喷丝板温度为280°C，进入98°C热水中5秒内自203°C缓冷至980C ;于水浴95°C中进行第一级拉伸，第一级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第一级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第一级拉伸的拉伸比为3.6 ;再于水蒸汽100°C中进行第二级拉伸，第二级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第二级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第二级拉伸的拉伸比为1.8 ；
[0033](2)于230°C热空气中进行第一级热定型，第一级热定型的时间为5?7秒，第一级热定型的松弛比为20% ;再于230°C热空气中进行第二级热定型，第二级热定型的时间为5?7秒，第二级热定型的松弛比为6% ;总松弛比为26% ；
[0034](3)单丝经上油，卷绕成型，卷绕成型的单丝线经为0.300mm,即得。
[0035]所制得的聚酯单丝经GB/T6505-2001测得产品的收缩率为0.4?0.7%。经GB/T14344-2008测得产品的拉断强度35?40牛顿/根。
[0036]实施例3
[0037](I)黏均分子量为28000、特性黏度为1.2dl/g的PET聚酯切片投入到转轮干燥器中，在160°C中干燥2小时。将干燥后的PET切片由氮气输送系统喂入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机挤压，挤压的速度为6.5?7.5米/分钟，压力为3?4bar，从喷丝孔喷出，喷出的单丝线径为0.7010mm，控制喷丝板温度为280°C，进入96°C热水中5秒内自203°C缓冷至980C ;于水浴85°C中进行第一级拉伸，第一级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第一级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第一级拉伸的拉伸比为2.5 ;再于水蒸汽100°C中进行第二级拉伸，第二级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第二级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第二级拉伸的拉伸比为1.2 ；
[0038](2)于225°C热空气中进行第一级热定型，第一级热定型的时间为5?7秒，第一级热定型的松弛比为16% ;再于230°C热空气中进行第二级热定型，第二级热定型的时间为5?7秒，第二级热定型的松弛比为4% ;总松弛比为20% ；[0039](3)单丝经上油，卷绕成型，卷绕成型的单丝线经为0.300mm,即得。
[0040]所制得的聚酯单丝经GB/T6505-2001测得产品的收缩率为0.4?0.6%。经GB/T14344-2008测得产品的拉断强度35?40牛顿/根。
[0041]实施例4
[0042](I)黏均分子量为24000、特性黏度为1.0dl/g的PET聚酯切片投入到转轮干燥器中，在160°C中干燥2小时。将干燥后的PET切片由氮气输送系统喂入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机挤压，挤压的速度为6.5?7.5米/分钟，压力为3?4bar，从喷丝孔喷出，喷出的单丝线径为0.7010mm，控制喷丝板温度为280°C，进入98°C热水中5秒内自203°C缓冷至980C ;于水浴90°C中进行第一级拉伸，第一级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第一级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第一级拉伸的拉伸比为3.0 ;再于水蒸汽100°C中进行第二级拉伸，第二级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第二级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第二级拉伸的拉伸比为1.7 ；
[0043](2)于205°C热空气中进行第一级热定型，第一级热定型的时间为5?7秒，第一级热定型的松弛比为20% ;再于230°C热空气中进行第二级热定型，第二级热定型的时间为5?7秒，第二级热定型的松弛比为8% ;总松弛比为28% ；
[0044](3)单丝经上油，卷绕成型，卷绕成型的单丝线经为0.300mm,即得。
[0045]所制得的聚酯单丝经GB/T6505-2001测得产品的收缩率为0.5?0.8%。经GB/T14344-2008测得产品的拉断强度35?40牛顿/根。
[0046]实施例5
[0047](I)黏均分子量为24000、特性黏度为0.9?dl/g的PET聚酯切片投入到转轮干燥器中，在155°C中干燥2.5小时。将干燥后的PET切片由氮气输送系统喂入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机挤压，挤压的速度为6.5?7.5米/分钟，压力为3?4bar，从喷丝孔喷出，喷出的单丝线径为0.7010mm，控制喷丝板温度为300°C，进入98°C热水中5秒内自203°C缓冷至98°C;于水浴90°C中进行第一级拉伸，第一级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第一级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第一级拉伸的拉伸比为3.0 ;再于水蒸汽100°C中进行第二级拉伸，第二级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第二级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第二级拉伸的拉伸比为1.7 ；
[0048](2)于235°C热空气中进行第一级热定型，第一级热定型的时间为5?7秒，第一级热定型的松弛比为16% ;再于225°C热空气中进行第二级热定型，第二级热定型的时间为5?7秒，第二级热定型的松弛比为4% ;总松弛比为20% ；
[0049](3)单丝经上油，卷绕成型，卷绕成型的单丝线经为0.300mm,即得。
[0050]所制得的聚酯单丝经GB/T6505-2001测得产品的收缩率为0.5?0.7%。经GB/T14344-2008测得产品的拉断强度35?40牛顿/根。
[0051]实施例6
[0052](I)黏均分子量为24000、特性黏度为0.9?1.2dl/g的PET聚酯切片投入到转轮干燥器中，在165°C中干燥2小时。将干燥后的PET切片由氮气输送系统喂入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机挤压，挤压的速度为6.5?7.5米/分钟，压力为3?4bar，从喷丝孔喷出，喷出的单丝线径为0.7010mm，控制喷丝板温度为320°C，进入98°C热水中5秒内自203°C缓冷至98°C;于水浴95°C中进行第一级拉伸，第一级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第一级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第一级拉伸的拉伸比为3.6 ;再于水蒸汽110°C中进行第二级拉伸，第二级拉伸的拉伸速度为105?115米/分钟，第二级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第二级拉伸的拉伸比为1.8 ；
[0053](2)于230°C热空气中进行第一级热定型，第一级热定型的时间为5?7秒，第一级热定型的松弛比为18% ;再于230°C热空气中进行第二级热定型，第二级热定型的时间为5?7秒，第二级热定型的松弛比为6% ;总松弛比为24% ；
[0054](3)单丝经上油，卷绕成型，卷绕成型的单丝线经为0.300mm,即得。
[0055]所制得的聚酯单丝经GB/T6505-2001测得产品的收缩率为0.4?0.6% ;经GB/T14344-2008测得产品的拉断强度35?40牛顿/根。
[0056]效果实施例
[0057]本发明实施例1得到的聚酯单丝与对照样品(昆山力泰纤维有限公司的聚酯单丝)经GB/T6505-2001测得产品的收缩率，经GB/T14344-2008测得产品的拉断强度。
[0058]表I
[0059]
【权利要求】
1.一种聚酯单丝的制备方法，其特征在于，包括下列步骤: (1)将聚酯切片熔融挤出，通过喷丝孔喷出，进入热水缓冷；于水浴中进行第一级拉伸，第一级拉伸的速度为105?115米/分钟,第一级拉伸的拉伸时间为5?7秒,第一级拉伸的温度为85?95°C，第一级拉伸的拉伸比为2.5?3.6 ;再于水蒸汽中进行第二级拉伸，第二级拉伸的速度为105?115米/分钟，第二级拉伸的拉伸时间为5?7秒，第二级拉伸的温度为100?110°C，第二级拉伸的拉伸比为1.2?1.8 ; (2)于热空气中进行第一级热定型，第一级热定型的温度为205?235°C，第一级热定型的松弛比为16?20%，第一级热定型的时间为5?7秒；再于热空气中进行第二级热定型，第二级热定型的温度为225?230°C，第二级热定型的松弛比为4?8%，第二级热定型的时间为5?7秒； (3)上油卷绕，即得。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述的聚酯的黏均分子量范围为24000?28000 ;所述的聚酯的特性黏度为0.9 ?1.2dl/g。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述的聚酯切片经干燥预处理，所述的干燥预处理为将所述的聚酯切片在转轮干燥器中进行，所述的干燥预处理的时间为2?2.5小时，所述的干燥预处理的温度为155?165°C。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述的熔融挤出为将聚酯切片经螺杆挤出机挤压；所述的熔融挤出的温度为280?320°C;所述的熔融挤出的压力为3?4bar ;所述的熔融挤出的速度为6.5?7.5米/分钟。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述的缓冷为5秒内于95?98°C热水中自203°C冷却至98°C。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述的喷丝孔喷出的单丝线径为 0.7085 ?0.7115mm。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的上油卷绕，其卷绕成型的单丝线径为0.290?0.310mm。
8.—种如权利要求1?7中任一项所述的制备方法制得的聚酯单丝。
9.一种如权利要求8所述的聚酯单丝在输送带中的应用。
【文档编号】D01D5/08GK103436973SQ201310415141
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】涂木林, 涂国圣 申请人:艾艾精密工业输送系统（上海）股份有限公司, 苏州意诺工业皮带有限公司