copepe低熔點皮芯型復(fù)合短纖維生產(chǎn)工藝的開發(fā)

低聚芯低聚芯纖維纖維是指低聚芯結(jié)構(gòu)的纖維，如copet和普通聚芯結(jié)構(gòu)。1聚酯纖維的生產(chǎn)PET切片:龍巖成冠化纖有限公司生產(chǎn)的半消光聚酯切片,熔點261℃,特性黏度0.60~0.65dL/g。COPET切片:龍巖成冠化纖有限公司生產(chǎn)的低熔點聚酯切片,熔點110℃,特性黏度0.57~0.62dL/g。紡絲油劑:德國S&S公司的TD18。拉伸油劑:美國高爾斯頓科技公司的特種纖維油劑XL-9。2制造設(shè)備和工藝2.1復(fù)合長絲紡絲設(shè)備干燥設(shè)備:PET干燥采用鄭州中原干燥公司制造的干燥能力為700kg/h的沸騰床干燥設(shè)備2臺;COPET干燥采用韓國BOOHEUNGENG有限公司制造的干燥能力為1300kg/h干燥設(shè)備1臺。螺桿擠壓機:PET螺桿擠壓機采用邵陽二紡機制造的Φ130mm、400kg/h螺桿擠壓機4臺;COPET真空雙螺桿擠壓機采用韓國HANCOOK有限公司制造的Φ92mm、L/d=36、600kg/h真空雙螺桿擠壓機2臺。紡絲組件:采用日本卡森公司制造的低熔點皮芯復(fù)合短纖維專用組件。紡絲設(shè)備:紡絲和卷繞設(shè)備采用韓國ILJINA-TECH有限公司制造的4位×4箱體。拉伸打包設(shè)備:拉伸設(shè)備由鄭州紡機有限公司制造,打包機采用邯鄲紡機制造的HV804打包機。2.2測試設(shè)備風(fēng)速儀:日本KANOMAX加野麥克斯熱線風(fēng)速儀。掃描電鏡:SD-7,日本日立公司。2.3切片干燥和熔融擠出的比較低熔點皮芯型滌綸短纖維生產(chǎn)工藝流程與常規(guī)短纖維工藝流程基本相似,但有它的特殊性,主要表現(xiàn)為:(1)兩種切片的干燥和熔融擠出存在差異;(2)兩種熔體表觀黏度存在差異;(3)兩種聚合物紡絲溫度存在差異。2.4工藝參數(shù)的配置主要工藝參數(shù)見表1。3生產(chǎn)工藝技術(shù)3.1copet晶體結(jié)構(gòu)COPET是在常規(guī)聚酯PET之外加第三、第四單體組分。第三組分為間苯二甲酸,導(dǎo)致分子體積龐大,熔點變低;第四組分為醇類物質(zhì),如二甘醇、丁二醇等,主要改善COPET結(jié)晶性能,這樣使COPET結(jié)構(gòu)不是結(jié)晶型,而是玻璃態(tài)的。COPET切片的質(zhì)量直接影響復(fù)合紡絲的可紡性和產(chǎn)品質(zhì)量,主要包括特性黏度、熔點等指標(biāo)。COPET熔融點嚴格講應(yīng)為軟化點,為56~65℃,溫度達56℃以上開始軟化,至110℃左右會完全熔融。因此,COPET切片比常規(guī)PET切片干燥要困難得多。3.2copet/pet比例對棉機皮芯結(jié)構(gòu)的影響為了保證低熔點皮芯型滌綸短纖維在后道非織造布中的使用效果,常將COPET/PET兩者的復(fù)合比設(shè)為50∶50,比例太低,皮芯結(jié)構(gòu)差,后加工時纖維皮芯結(jié)構(gòu)會發(fā)生破裂。3.3copet切割連接COPET切片由于軟化點較低,如果采用脈沖式輸送,在輸送過程中由于切片與切片及與管壁之間摩擦作用3.4copet干燥濕態(tài)COPET切片若直接用于紡絲,切片在螺桿擠壓機進料口因受熱發(fā)生軟化黏連,造成“環(huán)結(jié)”堵塞3.5抽真空口的選擇真空雙螺桿擠壓機是保證紡絲正常生產(chǎn)的關(guān)鍵。螺槽深度分布為兩頭淺、中間深。該設(shè)計方便抽真空,螺桿中部有三個與抽真空系統(tǒng)相連的抽真空口,以除去水分和小分子物質(zhì)。切片在進入螺桿后快速熔融,在雙螺桿的作用下流動、拉膜、抽真空,切片內(nèi)水分在此作用下可進一步除去,熔體經(jīng)過真空雙螺桿擠壓機后含水率為5×103.6日本卡森傳統(tǒng)式針管式復(fù)合紡絲組件復(fù)合紡絲組件是低熔點皮芯型滌綸短纖維生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備。采用日本卡森傳統(tǒng)式(針管式)復(fù)合紡絲組件,其特點是皮層和芯層的分布均勻性好,但組件清洗困難,洗滌過程中易脫針和損壞針管復(fù)合紡絲箱體結(jié)構(gòu)和紡絲組件示意圖如圖1和圖2所示3.7表觀黏度隨熔噴溫度的變化紡絲溫度的控制是生產(chǎn)低熔點皮芯型復(fù)合短纖維的關(guān)鍵,應(yīng)考慮皮層和芯層不同的物料特性,對兩種組分管道和箱體溫度,采用不同的溫度控制。兩種熔體匯合于主箱體后,應(yīng)按兩者都能適應(yīng)的溫度進行控制。在紡絲過程中,要求兩種組分在熔融狀態(tài)下表觀黏度應(yīng)接近(黏度比控制在0.8~1.25,并盡可能接近),如果兩種組分表觀黏度相差太大,在紡絲過程中會出現(xiàn)熔體向高黏度一邊彎曲,嚴重時甚至黏附于噴絲板表面,造成纖維皮層和芯層分布不均勻。因此,設(shè)定COPET管道保溫溫度230~235℃,PET管道保溫溫度280~285℃,紡絲箱體溫度276~282℃,這樣纖維皮層和芯層分布均勻,在后紡拉伸時不易發(fā)生破裂。3.8冷卻不充分、熔噴非織造布或成網(wǎng)復(fù)合熔體細流在紡絲甬道內(nèi),經(jīng)吹風(fēng)冷卻,熔體黏度逐漸增加,直至固化成形。若冷卻不充分,在出噴絲孔后,由于皮層熔點較低,初生纖維呈熔融態(tài),會黏連在一起。本裝置選用的紡絲甬道長達4.0m,甬道壁開有Φ8mm的小孔,保證空氣流動平衡,初生纖維冷卻充分。生產(chǎn)中采用的冷卻工藝參數(shù)如表2所示。3.9拉伸速度及速度拉伸段不再運用常規(guī)滌綸短纖的水汽二段拉伸,而是采用在拉伸浴槽內(nèi)一段拉伸的方法。拉伸浴溫度為56~62℃。拉伸速度應(yīng)低于常規(guī)短纖,速度過高,絲束會出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象,后紡最大車速180m/min為宜。第三拉伸機采用通入熱水加熱的方法,輥面溫度控制在65℃以下,溫度過高絲束會出現(xiàn)板結(jié)。3.10娟卷曲機內(nèi)熱水溫度控制在55℃左右,絲束在進卷曲機之前采用噴嘴噴油的上油方式,卷曲機主壓在9.8×103.11低熔點短纖維烘干機作用是消除纖維在拉伸過程中殘留內(nèi)應(yīng)力,使大分子發(fā)生一定的松弛,提高纖維結(jié)晶度、彈性和尺寸穩(wěn)定性。低熔點短纖維由于熔點較低,要求烘干機風(fēng)溫低、風(fēng)量大。若烘干機風(fēng)溫高于65℃,則絲束會發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象。3.12打包機的設(shè)計低熔點短纖維用打包機與常規(guī)打包機也有差異,最大的特點是為了防止低熔點纖維結(jié)塊,打包機不用水平推料板,而采用斜料倉,纖維可以自動落入棉箱。該設(shè)計要求打包處廠房高度較高,達到26m。另外,為避免打包機主壓與預(yù)壓壓力過大,造成低熔點短纖維結(jié)塊,主壓和預(yù)壓比常規(guī)短纖維的低,成品包包重也比常規(guī)短纖維的小。3.13松茸油劑非織造布低熔點短纖維在后道非織造布的加工過程中與油劑關(guān)系極大。拉伸噴油曾試用松本油劑,由于此油劑在非織造布加工時開松性、梳棉通過性都較差,后改為美國高爾斯頓科技公司的特種纖維油劑XL-9。使用該油劑后,在烘干機出口處纖維手感更滑爽,非織造布加工性能也更好。4產(chǎn)品測試結(jié)果低熔點皮芯型滌綸短纖維在掃描電鏡下的橫截面如圖3所示。生產(chǎn)的4.44dtex低熔點皮芯型滌綸短纖維測試結(jié)果如表3所示。5復(fù)合紡絲工藝(1)使用COPET切片和普通聚酯切片生產(chǎn)低熔點皮芯型復(fù)合短纖維,控制好COPET切片輸送方式、干燥設(shè)備與工藝,采用真空雙螺桿擠壓機和特殊的復(fù)合