一种利用废旧pet生产扁丝的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种利用废旧PET生产扁丝的装置，属于高分子材料加工机械领域。其由双螺杆挤出机、过滤器、计量泵、PET扁丝机头组件、冷却装置、分丝辊、牵伸机、水浴加热装置、电感加热热定型辊、卷取装置组成，其特征在于，PET扁丝专用机头内由上至下设置有过滤砂、流道、分流板、口模；PET扁丝专用机头入料口端面设有流道孔及扁丝孔，扁丝孔位于流道孔内，流道孔在端面呈环形排列；水浴加热装置由上下两水箱组成，通过管道连接，上水箱两端分别设有滑轮，下水箱底部设有进出水口、循环水泵、加热棒、热电偶，分别连接电源，循环水泵两端口分别通入上下两水箱，进行冷热水循环。制得的PET扁丝有较好的韧性、牵伸等性能，有效地解决PET扁丝生产过程中牵伸易断的难题，生产的PET扁丝断裂强度达50MPa以上，可以应用于生产高性能的编织袋和集装袋领域。
【专利说明】—种利用废旧PET生产扁丝的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高分子材料加工机械领域，特别涉及一种利用废旧PET生产高性能扁丝的相关设备。
【背景技术】
[0002]聚丙烯(PP)的很大用途是生产编织袋，由于聚丙烯编织袋容易与包装物分离、质量轻、成本低，已广泛用于化工、矿产粉体、建材及粮食等大综产品的包装。但是，由于PP耐候性差、易氧化，导致其氧化降解，在存放过程中编织袋的机械强度，尤其抗冲击强度大幅降低，影响包装效果。
[0003]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的力学性能和耐候性均较好。据统计，我国每年PET瓶片产能达到500万吨，为世界PET生产、消费第一大国。世界PET的生产能力仍以每年
1.8%的速度增长。但PET在自然条件下不易降解，大量废弃PET制品污染环境，世界各国都很重视PET的回收与循环利用。
[0004]目前，国内一些生产PP扁丝设备厂家和生产编织袋的厂家都在尝试利用废旧PET研制开发高性能、耐老化PET扁丝和编织袋，但多数厂家只是在原有PP扁丝生产线基础上做一些改进。因为PET的玻璃化温度较高，熔体粘度较小，分子链刚性大，重排运动缓慢，结晶速率低，以至于在PP扁丝生产线上生产PET扁丝断丝情况严重，无法正常连续生产。
[0005]中国专利CN102094252A公开了一种PET扁丝拉丝机组，其包括干燥器、挤出机、过滤器、计量泵、模头、冷却装置、牵引装置、纵向切割装置、加热装置、拉伸装置、收卷装置。干燥器为带有加热器和搅拌器的真空干燥罐，将PET原料彻底干燥。PET熔体经过双缸切换、熔体过滤器过滤杂质后挤出PET片材，再经冷却、牵伸、分切制成扁丝。但其仍会面临PET在回收加工时因热降解导致熔体粘度低、可加工性差的问题。同时，其采用热板加热传热效率低，扁丝上下表面温度不均，控温准确度差，纵向分切时，切刀会对扁丝分切面造成损伤，PET扁丝在牵伸过程中仍会断丝严重。
[0006]日本专利JP2003049323A公开了一种利用再生PET生产扁丝的方法，该专利涉及了对PET进行增粘改性。生产流程为:熔融挤出一冷却一分切一牵伸一热定型一卷取。切刀会对扁丝分切面造成损伤，仍采用传热效率较低的热板加热牵伸方式，会导致扁丝上下表面温度不均。
[0007]中国专利CN2263113Y公布了一种生产涤纶扁丝的一种扁丝喷丝板，所述的喷丝孔由圆形的导孔和矩形的微孔二部分组成，其矩形口模长、宽比小，更接近普通纤维。中国专利CN2276507Y公开了一种用于编织家用洁具的涤纶扁丝，生产流程为:原材料切片一预结晶、干燥一熔融纺丝一水浴冷却一牵伸一热定型一冷却一卷取。其仍采用传统PP扁丝生产流程和冷却牵伸设备，该涤纶扁丝用于编制家用洁具，一般要求扁丝有一定的挺度，扁丝厚度0.5?Imm,扁丝宽带小于3mm。
[0008]中国专利CN202610417U公布了一种塑料扁丝拉丝机组，其生产流程为:先用流延法挤出PET片材，再经分切、热牵伸和热定型后卷取即可成扁丝。但未涉及对PET进行化学改性，仍沿用先分切再牵伸的工艺方法。
[0009]中国专利CN102534833A公布了一种塑料扁丝拉伸机组的拉伸机构，其中的导轮在水浴加热箱的下面，扁丝要通过导轮底部，牵伸过程中因为摩擦力大，会造成断丝。
[0010]中国专利CN201645778U公布了一种新型双螺杆挤出熔体泵稳定挤出流率的拉丝机。其在挤出机头部处安装熔体泵和连接轴套，能替代单螺杆的塑料平膜拉丝机，缩短物料在机筒中停留时间，提高挤出机的塑化能力，适于再生塑料(PP、PE等)的加工。
[0011]综上所述，目前关于利用废旧PET生产扁丝的技术中仍面临着PET在回收加工时熔体粘度偏低、韧性差的问题。采用纵向分切时，扁丝的分切边缘出现小的银纹，在牵伸热定型过程中容易发展成为应力集中点。另外，PET的玻璃化温度较高，熔体粘度较小，PET分子链刚性大，重排缓慢，采用热板加热牵伸的方法，很难保证传热的均匀性和准确性，PET扁丝牵伸时断丝严重。急需对其加工工艺及相应设备进行改进。
【发明内容】
[0012]本实用新型的目的是提供一种利用废旧PET生产扁丝的装置，提高扁丝的拉伸强度和柔软度，同时解决在牵伸过程中易断裂等问题。
[0013]为实现本实用新型目的，本实用新型所述的利用废旧PET生产扁丝的装置由反应型双螺杆挤出机、过滤器、计量泵、PET扁丝机头组件、冷却装置、分丝辊、牵伸机、水浴加热装置、电感加热热定型辊、卷取装置依次组成，其特征在于，PET扁丝专用机头内由上至下设置有过滤砂、流道、分流板、口模；PET扁丝专用机头入料口端面设有流道孔及扁丝孔，扁丝孔位于流道孔内，流道孔在端面呈环形排列。水浴加热装置由上下两水箱组成，通过管道连接，上水箱两端分别设有滑轮，下水箱底部设有进出水口、循环水泵、加热棒、热电偶，循环水泵、加热棒、热电偶分别连接电源，循环水泵两端口分别通入上下两水箱，进行冷热水循环。
[0014]所述的电感加热热定型辊优选电感加热七辊式热定型辊。
[0015]流道孔优选椭圆形孔，扁丝孔优选矩形孔。
[0016]利用该装置生产以废旧PET为原料的扁丝方法如下:废旧PET通过反应挤出的方式，将PET进行增粘和增韧改性后通过专用分丝模具直接挤出扁丝，经冷却后采用水浴加热牵伸方法牵伸取向，再经电感加热热辊定型，冷却辊冷却后卷取。
[0017]本实用新型具有如下优点:1、PET熔体经计量泵输送至PET扁丝专用挤出机头组件中，保证扁丝尺寸均匀性，PET熔体在流道和挤出口模的作用下直接挤出成丝，有效避免切刀在PET扁丝侧面产生的银纹。2、传统的PP扁丝采用热板加热定型，主要依靠辐射和空气传热，控温精确度和传热效率均较低，本实用新型采用电感加热定型装置，让PET扁丝紧贴定型辊表面进行加热定型，为PET分子链重排运动创造更好的条件，提高扁丝的结晶度和拉伸强度，解决在编织过程中易断裂等问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型扁丝生产工艺示意图；图中:1_双螺杆挤出机、2-过滤器、3-计量泵、4-PET扁丝机头组件、5- 口模、6-冷却水槽、7-分丝辊、8-七辊牵伸机、9-水浴加热装置、10-五辊牵伸机、11-电感加热热定型辊、12-冷却装置、13-卷取装置；[0019]图2为本实用新型PET扁丝专用机头组件示意图；图中:14为过滤砂，15为流道，16为分流板；
[0020]图3为本实用新型PET扁丝机头端面图；图中:17为扁丝孔，18为流道孔；
[0021]图4为本实用新型PET扁丝机头挤出狭缝局部放大图；
[0022]图5为本实用新型PET扁丝水浴加热装置结构示意图；图中:19为PET扁丝，20为循环水泵，21为热电偶，22为加热棒；
[0023]图6为本实用新型PET扁丝电感加热七辊热定型辊结构示意图；图中:11为电感加热定型棍。
【具体实施方式】[0024]以下结合附图进一步说明本实用新型技术方案:
[0025]实施例1
[0026]本实用新型利用废旧PET生产扁丝的装置由双螺杆挤出机1、过滤器2、计量泵3、PET扁丝机头组件4、口模5、冷却槽6、分丝辊7、七辊牵伸机8、水浴加热装置9、五辊牵伸机10、电感加热七辊式热定型辊U、冷却装置12、卷取装置13依次组装而成，其特征在于，PET扁丝专用机头组件4内由上至下设置有过滤砂14、流道15、分流板16、口模5 ；PET扁丝专用机头组件4出料口端面设有扁丝孔17及流道孔18，扁丝孔17位于流道孔18内，流道孔18在端面呈环形排列，流道孔选椭圆形孔，扁丝孔选矩形孔。
[0027]水浴加热装置9由上下两水箱组成，通过管道连接，上水箱两端分别设有滑轮，下水箱底部设有进出水口、循环水泵20、热电偶21、加热棒22，循环水泵20、热电偶21、加热棒22分别连接电源，循环水泵20两端口分别通入上下两水箱，进行冷热水循环。
[0028]利用该装置生产以废旧PET为原料的扁丝通过如下步骤实现:
[0029]I)将废旧PET粒料干燥，与扩链剂、增韧增容剂、成核剂和填料等进行混合；其用量分别为PET原料重量的0.1-10%。
[0030]2)在双螺杆挤出机I中，250~280°C下进行熔融共混，使其发生扩链反应，提高PET的熔体粘度以及PET的韧性，改善PET扁丝的牵伸性能。
[0031]3)改性后的PET熔体通过计量泵2、将熔融态的PET均匀的输送至PET扁丝专用机头组件4中挤出多根3~IOmm宽、0.1~0.6mm厚的PET初生扁丝，在冷却槽6中进行冷却，经分丝辊7、牵伸机8进行牵伸，可以避免切刀对PET扁丝分切面造成损伤。
[0032]4)在80~95°C条件下，利用水浴加热装置9使PET扁丝19紧贴在电感加热七辊式热定型辊11的加热辊表面进行加热定型，再经五辊牵伸机10牵伸，在牵伸力作用下，在150~210°C条件下，PET扁丝19再次进入水浴加热装置9中进行加热松弛定型。
[0033]5)经冷却装置12冷却、卷取装置13进行收卷,制得宽度为2~6mm,厚度为15~60 μ m的扁丝成品丝。扁丝的单丝断裂强度达55MPa，断裂伸长小于30%，热定型辊温度为180 ~205?。
【权利要求】
1.一种利用废旧PET生产扁丝的装置，由双螺杆挤出机、过滤器、计量泵、PET扁丝机头组件、冷却装置、分丝辊、牵伸机、水浴加热装置、电感加热热定型辊、卷取装置依次组成，其特征在于，PET扁丝专用机头内由上至下设置有过滤砂、流道、分流板、口模；PET扁丝专用机头入料口端面设有流道孔及扁丝孔，扁丝孔位于流道孔内，流道孔在端面呈环形排列；水浴加热装置由上下两水箱组成，通过管道连接，上水箱两端分别设有滑轮，下水箱底部设有进出水口、循环水泵、加热棒、热电偶，循环水泵、加热棒、热电偶分别连接电源，循环水泵两端口分别通入上下两水箱，进行冷热水循环。
2.如权利要求1所述的利用废旧PET生产扁丝的装置，其特征在于:所述的电感加热热定型棍选电感加热七棍式热定型棍。
3.如权利要求1或2所述的利用废旧PET生产扁丝的装置，其特征在于:流道孔优选椭圆形孔，扁丝孔优选矩形孔。
【文档编号】D01D5/084GK203393282SQ201320374952
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】牛明军, 毕婷婷, 陈金周, 张丽, 郭凯, 李林 申请人:郑州大学