[发明专利]一种低缩高强涤纶工业丝的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涤纶工业丝的生产方法，尤其是涉及一种低缩高强涤纶工业丝的的制造方法，属干涤纶工业丝制造领域。

背景技术

涤纶是化学纤维中最重要的一个品种，它性能优良，应用广泛，不但在服装用料中占重要地位，而且在产业用品方面，也显示出强大的生命力。涤纶工业丝由于具有强度高，模量大，伸长小，耐热，耐冲击，耐疲劳性能好等优点，而广泛应用于轮胎帘子线，安全带，安全气囊，输送带，高压树脂增强材料。

涤纶工业丝根据其性能可分为高强低伸型（普通标准型）、高模低缩型、低缩高强型、活性型等等。低缩高强涤纶工业丝，是涤纶工业丝中的一大种类，由于其强度高，热收缩率低。耐冲击性能优异，其织物或织成的橡胶制品具有良好的尺寸稳定性和耐热稳定性，能吸收冲击负荷，并具有锦纶柔软的特点，因此具有十分广泛的应用领域。低缩高强涤纶工业丝主要用于涂层织物(灯箱布、帐篷、篷盖布、广告广告牌、遮阳布、防水布、充气型游泳池、巨蛋.屋顶覆盖布、建筑用、农业用、气垫船、橡皮艇等)、帆布、软式水管、消防水龙带、树脂管、缝纫线、工业用线、土工织物、滤布等。

冷却条件的选择和控制是涤纶工业丝成形过程中的最重要影响因素，它对纤维的取向度、直径不匀率、结晶度、拉伸性能、力学性能等均有较大影响。为了获得有良好性能涤纶工业丝，通常在喷丝板下加入一种加热的缓冷装置，使丝束缓慢地冷却，同时加装无风区装置，增加丝束的缓冲区域，更加均匀地冷却丝束。但随着缓冷装置与无风区的加入，侧吹的吹风位置下移，初生纤维的固化点跟着下移，丝束抖动加剧，导致容易产生不稳定的气流，加剧了丝束的抖动，使得熔体出喷丝板后不稳定，纺丝成形受到一定影响，同时初生纤维在结晶区域附近的停留时间较长，从而导致初生纤维结晶度过长，生产中会导致毛丝和断头，线密度不匀率升高，成品率下降。

现有的研究表明，目前的低缩高强型涤纶工业丝的制备过程中，冷却过程都不够理想。中国专利CN 101824664A描述了一种高强涤纶丝的制造方法，采用环吹风冷却，所得到的涤纶工业丝的线密度不匀率偏高。专利CN200610085250.5提供了一种细旦高强低缩涤纶长丝的加工方法，以不需要经过缓冷的涤纶预取向丝直接加工，所得工业丝的线密度不匀率偏高。专利CN02103577.6所述的一种聚酯纤维，为了防止冷却空气形成涡流，在喷嘴下方的骤冷区的上部设置涡流板，以避免丝束形成毛细管和卷曲。但对于冷却速度和温度的控制没有加以讨论。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低缩高强涤纶工业丝的的制造方法。冷却条件的选择和控制是涤纶工业丝成形过程中的最重要影响因素，熔体纺丝过程中，熔体从喷丝板中挤出的熔体细流，经冷却风冷却固化成形，形成纤维的初步聚集态结构，成形的好坏直接影响纤维的可纺性以及成品的质量，对纤维的取向度、直径不匀率、结晶度、拉伸性能、力学性能等均有较大影响。本发明通过冷却条件的选择和控制，提供一种低缩高强涤纶工业丝的的制造方法。

本发明的一种低缩高强涤纶工业丝的制造方法，其工艺流程为高粘熔融涤纶原料——计量——喷丝——冷却——上油——拉伸——热定型——卷绕成形；所采用的涤纶切片是通过固相增粘而获得的高粘切片，其特性粘度为1.0~1.2dl/g。因为其分子量分布越窄，数均分子量越高，拉伸后所得到的纤维强度越高。所述的冷却依次包括缓冷、预冷、无风区冷却和吹风冷却四部分；最大限度降低初生纤维的取向和结晶，尽可能提高后拉伸比是制造低缩高强涤纶工业丝的基础。纺丝速度和冷却条件是影响初生纤维取向的主要因素，而结晶则主要受冷却方式与工艺的影响；熔体从喷丝板挤出时，熔体的温度很高，细流非常脆弱，经不起任何气流的冲击，同时，过快的冷却会导致纤维沿径向横截面产生皮芯结构，卷曲大分子增多。为了控制初生纤维的取向与结晶，在工业丝的生产上设置缓冷器（一种环型加热器），以保证初生纤维均匀、缓慢冷却；缓冷器下为预冷装置，预冷装置为一种为主动外环预冷，所述的预冷是针对处于熔融状态的初生纤维的丝束。主动外环递次预冷是指将热空气输送流经主动外环递次装置进而对丝条进行冷却，主动外环装置为镂空环形带，预冷对降低纤维的不匀率起到非常重要的作用；预冷装置下为无风装置，无风装置为一种环型结构，其作用是形成四周围起的一个无风区域，无风区冷却介于预冷和吹风冷却之间，无风区使丝束的骤冷区下移，增加丝束的缓冲区域，会使丝束的冷却更加均匀。通过冷却条件的工艺来调整初生纤维在纺程上的温度，以达到降低初生纤维的取向和结晶的目的，最终获得高品质的纤维。

所述的冷却依次包括缓冷、预冷、无风区冷却和吹风冷却四部分；