[发明专利]一种高模低缩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，尤其是涉及一种高模低缩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，其纤度不小于550dtex。涤纶工业丝以其初始模量高，断裂强度高，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。

高模低缩涤纶工业丝由于具有较高的初始模量、较高的断裂强力、较低的干热收缩率、延伸率低、耐冲击性好等优良性能，主要用于汽车及传输带等工业领域，在轮胎和机械橡胶制品中有逐步取代普通标准型涤纶工业丝的趋势。

在制备高模低缩涤纶工业丝的工艺中，冷却条件的选择和控制是涤纶工业丝成形过程中最重要的影响因素，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，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，获得高模低缩涤纶工业丝的方法有多种，如中国专利CN02121141.8通过改进拉伸和热定型工艺来获得高模低缩涤纶工业丝，中国专利CN 102277646A通过增大聚酯切片粘度来获得尺寸稳定性的高模低缩聚酯工业丝，这些研究得到的涤纶工业丝直径不匀率偏高，且都没有考虑改进冷却工艺来获得高模低缩涤纶工业丝，而合适的冷却工艺可以保证初生纤维固化点的位置稳定，降低纤维的直径不匀率，丝束稳定，冷却均匀，从而获得高模量，干热收缩率较低的涤纶工业丝。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高模低缩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的影响因素，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，提供一种高模低缩涤纶工业丝的制造方法。

本发明的一种高模低缩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模量越高。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高模低缩涤纶工业丝的基础。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，预冷装置为一种为被动外环预冷，预冷是针对处于熔融状态的初生纤维的丝束。被动外环预冷是指空气自然流经被动外环装置进而对丝条进行冷却，被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℃。

所述的预冷为被动外环预冷。