[发明专利]一种超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，尤其是涉及一种超高强涤纶工业丝的制造方法，属干涤纶工业丝制造领域。

背景技术

涤纶自问世以来，在工业用途上取得了巨大的发展，涤纶工业丝是指高强、粗旦的涤纶工业用长丝。涤纶工业丝以其断裂强度高，初始模量高，延伸率低，耐冲击性好等优良的物理机械性能，在工业上被广泛应用,可作为轮胎帘子线、电缆包线、输送带等橡胶和塑料涂层织物的骨架材料,也可做绳索、车用安全带、传送带、蓬帆布、涂层织物、土工织物等。

超高强涤纶工业丝，因其具有特别高的强度而广泛用于拉索、线绳和吊装带等领域。国内生产的普通高强涤纶工业丝的断裂强度一般为7.8—8.0cN/dtex，其很难达到一些特殊的要求，应用主要是一般的工业产品，因此，我们对超高强涤纶工业丝的需求很迫切。随着技术的进步，涤纶工业丝的断裂强度在断裂强度上有一定提高，但其线密度偏差率较大，制约了超高强涤纶工业丝的应用。在涤纶工业丝的制造过程中，冷却成形过程决定了初生纤维的聚集形态，将影响初生纤维的拉伸性能以及成品丝的质量，特别是线密度偏差率。

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大，生产中会导致毛丝和断头，成品率下降。

目前，制造的超高强涤纶工业丝的强度已经达到了要求，如中国专利CN200710134080.X和CN 101824664A分别采用纺丝拉伸一步法工艺和添加新型扩联剂的方法来获得较高的强度，制得强度为≥8.3CN/dtex的涤纶工业丝。如果从冷却工艺来出发，获得高质量的涤纶初生纤维，避免了初生纤维结晶度过大所导致了拉伸不匀，保证拉伸的顺利进行，制得线密度偏差的超高强涤纶工业丝。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种超高强涤纶工业丝的制造方法。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，提供一种超高强涤纶工业丝的制造方法。

本发明的一种超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的为高粘切片，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超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的皮芯结构和产生卷曲大分子增多。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。主动外环阶梯预冷是指将热空气输送流经主动外环阶梯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；

所述的缓冷是指丝束周围环境温度为260~300℃，缓冷区出口处丝束温度为280~285℃。