一种聚酯短纤维的生产工艺的制作方法

本发明涉及再生聚酯纤维生产的技术领域，尤其是涉及一种聚酯短纤维的生产工艺。

背景技术：

聚酯纤维，俗称“涤纶”。是有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称pet。

涤纶短纤维是以聚酯颗粒为原料，经过除杂、烘燥吸湿、熔融纺丝、上油卷绕、平衡、集束、拉伸、卷曲、松弛定型、切断后打包入库。涤纶短纤维以强度高、耐用性好、耐腐蚀霉变等良好的性能广泛应用于高档服饰、皮革产品、医用手术、军用品等。

现有技术中的生产工艺，例如中国公开专利（名称：一种涤纶短纤维生产工艺，公开号：cn108914235a），采用工艺方法为：一种涤纶短纤维生产工艺，将聚酯纤维片经过s2高温干燥、s3金属杂质去除、s4加热熔融、s5过滤、s6计量泵分配、s7喷丝、s8筛选、s9两次牵拉、s10叠丝、s11预定型、s12卷曲、s13切丝、s14松弛定型以及s15打散；其中s9两次牵拉之前先在油剂槽内浸泡50min-60min，所述油剂的各物质化学组成以质量百分比计为：月桂醇聚醚硫酸酯tea盐15%-25%、癸基甜菜碱15%-25%、十二烷基苯磺酸钾40%-50%、谷氨酰胺基乙基吲哚8%-12%以及透明质酸苄酯2%-8%。对聚酯纤维丝进行上油，通过使用上述油剂，使得生产出来的聚酯短纤维具有良好的抗静电性能。

上述技术方案只是解决了纤维束在拉伸之前的静电的问题，仍然存在以下问题：

在原料的干燥不彻底，在原料熔融成浆体之后没有对浆体进行彻底的增黏处理，导致浆体的可纺性差，在纤维浆体成丝的过程中纤维丝仍然存在静电、温度高易拉断的问题，而且定型阶段也不够精细化。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种聚酯短纤维的生产工艺，原料干燥彻底，在进行纺丝之前对浆体进行醇解和增黏处理，使得纺成纤维丝韧性增强，不易拉断，提高了纤维丝的质量。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种聚酯短纤维的生产工艺，包括以下步骤：

s1、原料预处理

将原料加入干燥转鼓内进行干燥，干燥转鼓的干燥温度160°-180°，干燥时间8-10h；对物料进行干燥时，干燥转鼓内温度达到160°后，启动抽真空系统使干燥转鼓内的真空度达到-0.09pa，并保持6-7h，干燥完成后干燥转鼓内温度将至90°以下再进行出料至地坑；

s2、提料至干料仓

通过绞龙将地坑中干燥后的原料提升至干料仓，进料时在干料仓的底部通入干热风，风速0.8-1.2m/s；在干料仓进料口处设至强磁棒吸附铁杂质；

s3、螺旋推送物料

螺旋挤出机的进料口与干料仓的出料口对接，将物料经过挤压螺旋输送，在输送的过程中，通过螺旋挤出机设置的加热组件将物料融化成浆体；

s4、浆体过滤、醇解、均化增黏

浆体通过管道进入到醇解反应釜，向醇解反应釜内增加适量乙二醇醇化浆体，之后通过管道进入到均化增黏内，在均化增黏釜的上部设有初级过滤网板，对浆料进行过滤，在均化增黏釜内，通过搅动增加浆体的黏度，在均化增粘的过程中对均化增粘釜抽真空；

s5、浆体精过滤：在均化增黏釜的出浆处设有二级过滤器，对浆体进行精过滤，之后浆体进入到熔体管道，将计量泵精准统一分配到每个纺丝箱；

s6、纺丝：纺丝箱在通过计量泵将浆体统一分配到每个纺丝位，浆体在纺丝位处收到挤压穿出纺丝板成丝状浆体，丝状浆体在内环吹风装置吹出的冷却风的作用下形成纤维丝状，然后经过上油轮给纤维丝给湿上油；给湿上油的作用为：其一是增加每束纤维的抱合性，是的丝束在经过喂入轮、落桶时不会散乱，并减少彼此的摩擦，改善丝束与导丝辊卷绕装置件的摩擦状况，以防止纤维损伤，断头，消除或减少纤维所带的电荷；其二是油剂分子对纤维的浸润有利于涤纶初生丝内部应力的松弛；其三是便于后纺集束，有助于整体丝束排列平齐、张力均衡的进入后纺牵伸工序。

s7、每个纺丝位的初生纤维丝经过牵引机轮组将纤维丝整合成束通过喂入轮进入转运桶体，转运桶体固定在一个设备底座上，设备底座带动转运桶体螺旋转动，配合喂入轮下侧的摆丝板使纤维束在转运桶体内螺旋堆积；

s8、将转运桶体运送到集束架处，通过牵引轮组的作用使纤维束在集束架的领动下，使纤维束通过传丝板，再经过压合轮组后成带状纤维；

s9、带状纤维经过第一牵伸机组进行一次牵伸，牵伸后进入到油浴槽进行上油；

s10、经过油浴槽内的纤维带经过第二牵伸机组进行二次牵伸，二次牵伸后进入到蒸汽加热箱进行加热；

s11、经过加热后的带状纤维经第三牵伸机组进行三次拉伸，第三牵伸机组采用12辊体组，辊体表面温度为150-160°之间，带状纤维经过辊面的总时间控制在8-12s，进行紧张热定型，然后经过叠丝机合成一个总带状纤维；

s12、总带状纤维经过卷曲机进行卷曲，卷曲温度在100-130°之间，卷曲轮的空气压力为3.0-3.5kg/cm²；

s13、卷曲后的总带状纤维，经过摆丝机平铺后进入烘箱；

s14、松弛热定型，卷曲纤维在烘箱内进行松弛热定型，卷曲纤维定型行走的过程中，卷曲纤维的受热温度由45-50°逐渐上升至160-200°后，再逐渐降至30-45°后出烘箱；

s15、松弛热定型后的纤维经过切断机进行切断，然后由送风机送至打包机进行打包入库完成整个生产工艺。

通过采用上述技术方案：原料经过干燥，不仅去除可其表面的水分，长时间的高温干燥，原料分子间的水分也被析出，同时通过抽真空的方式将上述析出的水分进行抽出，使得处理后的原料更为接近原生态的聚酯材料，在原料经过螺旋挤压结构成为熔融状态的浆体后，先对其进行醇解和增黏，缩小和平均分子间距，使得浆体更为均匀，同时增加了浆体的黏度，提高了原料的可纺性，使得纺成的纤维丝更具有韧性，不易拉断。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s1中，对物料进行干燥时，干燥转鼓内温度达到160°后，启动抽真空系统使干燥转鼓内的真空度达到-0.09pa，并保持保持6-7h，干燥完成后干燥转鼓内温度将至90°以下再进行出料至地坑。

通过采用上述技术方案：上述干燥温度以及干燥时间能够对回收处理后的原料进行彻底的干燥，彻底去除原料表面以及分子间的水分，在进行出料时，燥转鼓内温度将至90°以下，避免出料时温度过高空气中的水分再次粘附到原料的表面，提升了原料的干燥质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s3中，所述的螺旋挤出机内部分为进料段和压缩段，其中压缩段的外侧设有加热组件，其加热温度为280-300°，使原料熔融成浆体状态。

通过采用上述技术方案：原料通过压缩段时，由于本身受到的压缩和压缩段的加热，由固体颗粒或者片状熔融成浆体。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s4中，浆体的醇解和均化利用聚酯的可逆性反应机理：

向醇解反应釜内加入乙二醇，将聚酯醇解为单体bhet，然后进入到均化增粘釜内，通过搅拌、抽真空的方式，使得eg的含量降低，迫使反应向pet的方向发展，提高浆体的黏度。

通过采用上述技术方案：通过醇解和增黏，缩小和平均分子间距，使得浆体更为均匀，同时增加了浆体的黏度，提高了浆体的可纺性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s5中，所述纺丝箱内设有加热组件，加热组件控制箱体内浆体的温度比原料熔点温度高出18-34°。

通过采用上述技术方案：保证浆体始终呈熔融状态，但是温度也不能高出很多，保持高出18-34°为宜，如果高出太多，浆体的粘稠度会降低，就降低了浆体的可纺性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s6中，所述内环吹风装置吹出的冷却风的风温为18-22°，风湿为70-90%，速为0.3-0.7m/s，所述上油采用上下双面上油方式，采用的油剂为硅油乳化液，其硅油浓度为0.15-1%。

通过采用上述技术方案：在浆体刚被挤压出喷丝板后，呈浆丝状，通过冷却风对其进行降温，形成纤维丝，为了节能风的温度设定为18-22°，为了时浆丝不产生黏连，风速不宜过高，风速以0.3-0.7m/s为宜，同时保持风湿为70-90%。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s9中，所述油浴槽的长度为4-6m，油浴槽的油液为油剂为硅油乳化液，其硅油浓度为1.0-2.0%。

通过采用上述技术方案：油浴槽的长度必须保证纤维束能够完全沉浸在其中，为了保证油剂的浓度，采用间隔补加或者连续滴加的方式增加硅油。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s10中，所述蒸汽加热箱内的蒸汽温度为100-110°

通过采用上述技术方案：通过高温蒸汽加热，再进行拉伸，提高了纤维束的耐温性能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s11中，采用12辊体对总带状纤维进行拉伸热定型，辊体表面温度为150-159°。

通过采用上述技术方案：采用150-159°紧张高温热定型的方式，可以使得原有的取向不易解取向，而且更加规整，维持原有的取向度或者略有提高；同时，由于结晶度的提高，可增加纤维强度和模量并降低伸长。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤s14中，卷曲纤维依次经过烘箱的烘干区、定型区和冷却区，其中烘干区的温度为40-45°，定型区的温度160-180°之间，且卷曲纤维在定型区的定型时间不低于6min，然后进去冷却区进行低温冷却，冷却区的冷却温度为30-40°。

通过采用上述技术方案：对纤维带进行分区间松弛热定型，使得纤维带韧性增强，实现了精细化控制。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.原料干燥彻底，有效去除了原料表面，以及原料分子间的水分，使其贴近原生聚酯，提高了原料的可纺性。

2.在进行纺丝之前对浆体进行醇解和增黏处理，使得纺成纤维丝韧性增强，不易拉断，提高了纤维丝的质量。

3.在纤维浆体成丝的过程中对纤维丝进行上油，降低了纤维丝的温度，去除了静电，防止纤维丝之间相互黏连，解决了纤维丝易拉断的问题。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种聚酯短纤维的生产工艺，包括以下步骤：

s1、原料预处理

将原料加入干燥转鼓内进行干燥，干燥转鼓的干燥温度180°，干燥时间9h；对物料进行干燥时，干燥转鼓内温度达到160°后，启动抽真空系统使干燥转鼓内的真空度达到-0.09pa，并保持7h，干燥完成后干燥转鼓内温度将至60°，再进行出料至地坑，避免出料温度过高，空气中的水分再次附着的原料的表面。

s2、提料至干料仓

通过绞龙将地坑中干燥后的原料提升至干料仓，进料时在干料仓的底部通入干热风，风速1m/s；在干料仓进料口处设至强磁棒吸附铁杂质；在进料时，干热风可进一步将提料过程中附着在空气中的水分带出。

s3、螺旋推送物料

螺旋挤出机的进料口与干料仓的出料口对接，将物料经过挤压螺旋输送，在输送的过程中，通过螺旋挤出机设置的加热组件将物料融化成浆体；螺旋挤出机内部分为进料段和压缩段，其中压缩段的外侧设有加热组件，其加热温度为300°，在此温度条件下，原料由于本身受到的压缩和压缩段的加热，由固体颗粒或者片状熔融成浆体。

s4、浆体过滤、醇解、均化增黏

浆体通过管道进入到醇解反应釜，向醇解反应釜内增加适量乙二醇醇化浆体，之后通过管道进入到均化增黏内，在均化增黏釜的上部设有初级过滤网板，对浆料进行过滤，在均化增黏釜内，通过搅动增加浆体的黏度，在均化增粘的过程中对均化增粘釜抽真空；

浆体的醇解和均化利用聚酯的可逆性反应机理：

向醇解反应釜内加入乙二醇，将聚酯醇解为单体bhet，然后进入到均化增粘釜内，通过搅拌、抽真空的方式，使得eg的含量降低，迫使反应向pet的方向发展，提高浆体的黏度。

s5、浆体精过滤：在均化增黏釜的出浆处设有二级过滤器，对浆体进行精过滤，之后浆体进入到熔体管道，将计量泵精准统一分配到每个纺丝箱；

s6、纺丝：纺丝箱在通过计量泵将浆体统一分配到每个纺丝位，纺丝位通过纺丝板挤压出浆体，丝状浆体在内环吹风装置吹出的冷却风的作用下形成纤维丝状，然后经过上油轮给纤维丝给湿上油；所述纺丝箱内设有加热组件，加热组件控制箱体内浆体的温度比原料熔点温度高出25°，保证浆体始终呈熔融状态，但是温度也不能高出很多，保持高出18-34°为宜，如果高出太多，浆体的粘稠度会降低，就降低了浆体的可纺性，上油采用上下双面上油方式，采用的油剂为硅油乳化液，其硅油浓度为0.5%，给湿上油的作用为：其一是增加每束纤维的抱合性，是的丝束在经过喂入轮、落桶时不会散乱，并减少彼此的摩擦，改善丝束与导丝辊卷绕装置件的摩擦状况，以防止纤维损伤，断头，消除或减少纤维所带的电荷；其二是油剂分子对纤维的浸润有利于涤纶初生丝内部应力的松弛；其三是便于后纺集束，有助于整体丝束排列平齐、张力均衡的进入后纺牵伸工序，其中，内环吹风装置吹出的冷却风的风温为20°，风湿为80%，风速为0.5m/s。

s7、每个纺丝位的初生纤维丝经过牵引机轮组将纤维丝整合成束通过喂入轮进入转运桶体，转运桶体固定在一个设备底座上，设备底座带动转运桶体转动，配合喂入轮下侧的摆丝板使纤维束在转运桶体内螺旋堆积，避免纤维束之间粘结。

s8、将转运桶体运送到集束架处，集束架上分为若干个分支架，每个分支架上均设有导束轮，在牵引轮组的作用下使纤维束在集束架的领动下，通过传丝板，传丝板上设有若干个定位孔，纤维束在穿过上述定位孔后集成一整束，然后再经过压合轮组后成带状纤维。

s9、带状纤维经过第一牵伸机组进行一次牵伸，牵伸后进入到油浴槽进行上油；所述油浴槽的长度为5m，其中油浴槽的底部设有辊体组，带状纤维由辊体组的下侧通过，使带状纤维全面上油，油浴槽的油剂为硅油乳化液，其硅油浓度为2.0%，实际操作中，由于初生纤维束所带来的水分会使油剂的浓度逐渐降低，为了保证油剂的浓度，采用间隔补加或者连续滴加的方式增加硅油。

s10、经过油浴槽内的纤维带经过第二牵伸机组进行二次牵伸，二次牵伸后进入到蒸汽加热箱进行加热，在经过一次牵伸后，纤维的玻璃化温度由初生丝无定型的68°左右，提升到含晶态非取向的80°左右，耐温性的提升若要进一步牵伸，则必须提高环境温度，因此蒸汽加热箱内的蒸汽温度设定为110°，这时，经过二次牵伸的纤维的耐温性得到了很大的提升。

s11、经过加热后的带状纤维经第三牵伸机组进行三次拉伸，进行紧张热定型，然后经过叠丝机合成一个总带状纤维；在经过前面两次牵伸后，具备了一定的实用价值，如若这时直接进入卷曲、松弛热定型阶段，前面形成的超分子结构会有一定的变化，其中对高分子的非晶区与晶区边缘部分的取向结构有影响，会使纤维的强度下降，伸长增加，因此采用12辊体对总带状纤维进行拉伸热定型，辊体表面温度为155°，带状纤维经过辊面的总时间控制在8秒以上，可以使原有的取向不易解取向而且更加规整，维持原有的取向度或略有提高，同时由于结晶度的提高，可增加纤维强度和模量并降低伸长。

s12、总带状纤维经过卷曲机进行卷曲，卷曲温度为120°，卷曲轮的空气压力为3.0-3.5kg/cm²，能够形成取向度和结晶度较高的纤维。

s13、卷曲后的总带状纤维，经过摆丝机平铺后进入烘箱，在烘箱内进行松弛热定型；

s14、松弛热定型，卷曲纤维在烘箱内进行松弛热定型，卷曲纤维依次经过烘箱的烘干区、定型区和冷却区，其中烘干区的温度为45°，定型区的温度170°之间，且卷曲纤维在定型区的定型时间不低于6min，然后进去冷却区进行低温冷却，冷却区的冷却温度为30°，对纤维带进行分区间松弛热定型，使得纤维带韧性增强，实现了精细化控制。

s15、松弛热定型后的纤维经过切断机进行切断，然后由送风机送至打包机进行打包入库完成整个生产工艺。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。