專利名稱：阻燃滌綸bcf長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法及所得阻燃滌綸bcf長(zhǎng)絲在地毯織造中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法及所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲在地毯織造中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：
隨著人民生活水平的不斷提高，對(duì)紡織品的要求越來越高，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，由紡織品引發(fā)的火災(zāi)，造成重大人身傷亡事故和經(jīng)濟(jì)上巨大損失的事故屢有發(fā)生，所以提高紡織品的阻燃性，對(duì)確保財(cái)產(chǎn)生命安全，減少火災(zāi)事故發(fā)生有著重要的作用。阻燃制品在公共場(chǎng)所內(nèi)的應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化，始終是業(yè)界人士關(guān)注的一個(gè)問題。合格的阻燃制品在公共場(chǎng)所的應(yīng)用，可以降低其火災(zāi)荷載，減少火災(zāi)隱患，提高消防安全水平。國(guó)內(nèi)不少科研單位和高等院校在這方面做了大量的研究工作，相關(guān)的企業(yè)也生產(chǎn)了品種多樣的阻燃制品。消防、紡織、塑料、建材等行業(yè)已先后制定了百余項(xiàng)關(guān)于阻燃的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。開發(fā)應(yīng)用阻燃技術(shù)與制品也是西方發(fā)達(dá)國(guó)家改善包括公共場(chǎng)所在內(nèi)的建筑消防安全狀況的技術(shù)措施之一，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織(EN)及美國(guó)的UL和NFPA等都頒布了許多涉及阻燃性能測(cè)試及評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。
聚酯(PET)纖維以其高強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異的性能，在服裝、地毯及裝飾織物方面具有非常廣泛的用途。但聚酯纖維屬于熔融性可燃纖維，對(duì)聚酯切片進(jìn)行阻燃處理，降低聚酯織物在火災(zāi)中的危險(xiǎn)性，已成為了一個(gè)廣泛關(guān)注的研究方向。
普通PET纖維遇到高溫?zé)嵩椿蚧鹪磿r(shí)，纖維呈熔化狀態(tài)而發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生可燃性氣體，當(dāng)可燃性氣體無法快速散去而達(dá)到一定濃度，同時(shí)纖維表面溫度達(dá)到可燃點(diǎn)后即可產(chǎn)生燃燒，空氣中的氧有助于裂解反應(yīng)物的燃燒，因燃燒而排出更高的熱能，使燃燒更甚。而采用阻燃纖維的阻燃原理就是在織物遇到熱源而產(chǎn)生熱分解時(shí)，纖維中含有的阻燃劑可分解產(chǎn)生不燃性氣體，將引起燃燒的自由基變?yōu)榉腔钚缘淖杂苫D(zhuǎn)化為不燃性氣體，減少可燃性氣體的生成，抑制可燃性裂解反應(yīng)，使毯面材料產(chǎn)生熔融，形成液滴脫離火源，從而達(dá)到阻燃之目的。
目前，地毯等裝飾材料的耐久性阻燃加工可采用三個(gè)途徑一是將具有阻燃性能的化工原料和纖維原料母粒按比例要求混合，在添加到纖維原料中然后紡絲，織造后無需后續(xù)加工即具有的阻燃性能；二是將本身不具備阻燃特性的纖維織造后進(jìn)行阻燃加工后整理，常用的加工方法是高溫高壓染色、阻燃同浴一步法或浸軋·焙烘·定型整理法；三是將具有阻燃性能的化工原料與纖維原料通過共聚反應(yīng)制得阻燃切片，再紡絲、織造成織物。此種方法制成的織物具有阻燃效果永久性的特點(diǎn)。
但是，通過共聚反應(yīng)將阻燃原料引入高分子鏈段得到的阻燃切片可紡性大大降低，難以得到連續(xù)的、穩(wěn)定的、可拉伸的長(zhǎng)絲。
BCF長(zhǎng)絲又稱膨化變形長(zhǎng)絲(bulked continuous filament yarn)，將拉伸后的復(fù)絲進(jìn)行膨化變形，經(jīng)定型處理，固定其膨松和卷曲效應(yīng)，因而纖維之間空隙增大，使紗體膨松。BCF長(zhǎng)絲主要應(yīng)用于地毯織造?，F(xiàn)有的BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)工藝為一步法，主要步驟包括噴絲、冷卻、上油、拉伸、BCF膨化變形、冷卻定型、輸出、纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)、卷繞。這種一步法生產(chǎn)工藝要求較高，進(jìn)一步增加了將阻燃滌綸切片應(yīng)用于生產(chǎn)BCF長(zhǎng)絲的難度。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，可以以阻燃滌綸切片為原料，生產(chǎn)BCF長(zhǎng)絲。
本發(fā)明還提供了上述生產(chǎn)方法所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲在地毯織造中的應(yīng)用。
所述阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法包括以下步驟 (1)阻燃滌綸切片預(yù)結(jié)晶、干燥后在250-270℃下經(jīng)螺桿熔融擠出，所述阻燃滌綸切片為PET阻燃共聚切片，特性粘度為0.64-1.0，極限氧指數(shù)不小于32，磷含量不大于1400PPM； (2)噴絲； (3)冷卻； (4)上油、牽伸，其中牽伸溫度為50-180℃；牽伸比為3-5倍； (5)BCF膨化變形； (6)冷卻定型、輸出、纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)、卷繞。
上述PET阻燃共聚切片是指在PET聚合過程中，加入具有阻燃性能的化工原料進(jìn)行共聚反應(yīng)制得的阻燃切片。優(yōu)選的極限氧指數(shù)為32-36，更優(yōu)選為36。所述PET阻燃共聚切片可商購(gòu)。
作為本發(fā)明的改進(jìn)，阻燃滌綸切片熔融擠出前還加入色母?；旌暇鶆颍錾噶Ｖ兴值陀?00ppm。為了達(dá)到上述水分含量，所述色母粒加入阻燃滌綸切片之前，采用常規(guī)方法進(jìn)行干燥，具體步驟為在120℃下烘干3-4h。色母粒的用量根據(jù)實(shí)際要求確定。
步驟(1)中，阻燃滌綸切片的預(yù)結(jié)晶、干燥采用常規(guī)工藝，優(yōu)選將切片定量輸送至結(jié)晶器中在50-80℃下進(jìn)行預(yù)結(jié)晶，結(jié)晶好的切片在135-150℃下干燥2-4小時(shí)，使切片中水分低于50ppm。
熔體經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、加壓后送入噴絲板噴絲，根據(jù)地毯客戶要求的紗線纖度，通過計(jì)算來設(shè)定計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速，從而控制紗線的纖度。一般計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速為10-40轉(zhuǎn)/分。
作為優(yōu)選方案，步驟(3)中采用風(fēng)速為0.1～1.5米/秒、溫度為15-25℃左右的冷卻風(fēng)進(jìn)行吹風(fēng)冷卻。風(fēng)速優(yōu)選為0.1～1米/秒。一般采用側(cè)吹風(fēng)。
步驟(4)中上油率為1.0％-1.2％，優(yōu)選上油率為1.2％。牽伸的工藝條件為第一牽伸輥速度650-685米/分，溫度75-85℃；第二牽伸輥速度695-715米/分，溫度95-105℃；主牽伸輥速度2420-2820米/分，溫度150-160℃。通過控制不同牽伸輥速度和溫度使絲束內(nèi)的分子結(jié)構(gòu)改變沿牽伸方向軸向排列，使纖維得到需要的斷裂強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率。
步驟(5)中壓力7-8bar、溫度155-165℃；建議采用瑞士SWISSTEX最新一體式高性能膨化器進(jìn)行；步驟(6)中冷卻定型時(shí)，冷卻鼓轉(zhuǎn)速為10-60轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選為20-30轉(zhuǎn)/分；輸出時(shí)第一輸出輥速度為2200-2500米/分，第二輸出輥速度為2225-2525米/分，纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，壓力為4.0-5.0bar，卷繞速度為2200-2500米/分。
所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的纖度為1200-3000分特，單絲纖度為5-20dpf，卷曲率為20％-35％，斷裂強(qiáng)度為2.5-3.5cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為38％-40％，沸水收縮率2.0-2.5％，網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)20-25個(gè)/米。更優(yōu)選的是，所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的纖度為1400-2500分特，單絲纖度為15-18dpf，卷曲率為30％-35％。
所述生產(chǎn)方法所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲在地毯織造中的應(yīng)用。地毯織造采用常規(guī)工藝，如通過底經(jīng)與緯紗一緯一循環(huán)交織，其中絨經(jīng)采用上述阻燃滌綸BCF紗。更具體的工藝可以是通過底經(jīng)與緯紗一緯一循環(huán)交織，其中底經(jīng)前軸用紗規(guī)格20S/5全滌綸紗、后軸用紗規(guī)格20S/4全滌綸紗；緯紗5.2S/2黃麻；絨經(jīng)用上述阻燃滌綸BCF紗，絨頭高度10.5毫米。
本發(fā)明主要研究了阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲在熔融紡絲生產(chǎn)過程中，阻燃滌綸切片的選用、原料干燥、紡絲溫度、拉伸條件及變形膨化的工藝條件對(duì)阻燃BCF長(zhǎng)絲生產(chǎn)的影響，通過優(yōu)化工藝，得到連續(xù)的、穩(wěn)定的、可拉伸的長(zhǎng)絲用于BCF膨化變形，所得阻燃BCF長(zhǎng)絲阻燃效果好，可以滿足地毯織造的要求(如變形率，纖度，斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、沸水收縮率、網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)等)。其中阻燃滌綸切片的選用、紡絲溫度和拉伸條件最為關(guān)鍵。當(dāng)選用的阻燃滌綸切片為極限氧指數(shù)達(dá)到36的PET切片時(shí)，由本發(fā)明所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲制成的地毯經(jīng)國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(NFTC)檢測(cè)符合《GB8624-2006建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》中的Cf1級(jí)，是目前國(guó)內(nèi)阻燃滌綸紗線中唯一通過此項(xiàng)測(cè)試的產(chǎn)品。

具體實(shí)施例方式 以下實(shí)施例，采用瑞士SWISSTEX最新一體式高性能膨化器，使纖維形成三維卷曲。
實(shí)施例1 原料阻燃PET切片，四川東材科技集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)，牌號(hào)v0，特性粘度0.73，極限氧指數(shù)為36，磷(P)含量為1400PPM。
色母粒常州龍馬高分子技術(shù)有限公司，牌號(hào)TB58加入量1.5％。
噴絲板80孔/三葉型，葉寬0.3毫米、葉長(zhǎng)0.8毫米。
阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法如下 色母粒干燥烘干將滌綸色母粒在120℃溫度下烘3小時(shí)，使色母粒中水份低于約200ppm； 阻燃滌綸切片結(jié)晶、干燥將切片定量輸送至結(jié)晶器中進(jìn)行預(yù)結(jié)晶(70℃)，結(jié)晶好的切片在145℃下干燥2.5小時(shí)； 向阻燃滌綸切片中加入質(zhì)量為阻燃滌綸切片質(zhì)量1.5％的色母粒并送入螺桿擠出機(jī)熔融混和，其熔體經(jīng)擠出機(jī)擠出后直接進(jìn)入紡絲箱體，其中，各區(qū)溫度控制為(℃)螺桿255、260、260、265、265、265、265、260，過濾器260，紡絲箱溫度260。
噴絲計(jì)量泵轉(zhuǎn)速10.0轉(zhuǎn)/分； 冷卻側(cè)吹風(fēng)溫度20℃，速度0.3米/秒； 上油、牽伸上油率1.2％，牌號(hào)德國(guó)司馬2711；牽伸第一牽伸輥速度653米/分，溫度85℃，第二牽伸輥速度695米/分，溫度105℃，主牽伸輥速度2420米/分，溫度150℃； BCF膨化變形壓力7.5bar、溫度155℃； 冷卻定型、輸出、纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)、卷繞冷卻鼓速度20轉(zhuǎn)/分，第一輸出輥速度2200米/分，第二輸出輥速度2225米/分；纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)壓力4.0bar，卷繞速度2200米/分，卷繞時(shí)間250秒。
所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲纖度1400分特/80F，熱卷曲率30.5％，斷裂強(qiáng)度3.1cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率39.3％，沸水收縮率2.5％，網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)25個(gè)/米。
所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲采用VDW ADR92威爾頓雙劍桿地毯織機(jī)織造地毯，經(jīng)緯密320經(jīng)*470緯；織造方法為通過底經(jīng)與緯紗一緯一循環(huán)交織，其中底經(jīng)前軸用紗規(guī)格20S/5全滌綸紗、后軸用紗規(guī)格20S/4全滌綸紗；緯紗5.2S/2黃麻；絨經(jīng)用上述阻燃滌綸BCF紗，絨頭高度10.5毫米。制成的地毯經(jīng)國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(NFTC)檢測(cè)符合《GB8624-2006建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》中的Cf1級(jí)，結(jié)果如表1所示。
表1
實(shí)施例2 原料阻燃PET片四川東材科技集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)，牌號(hào)v0，特性粘數(shù)0.73，極限氧指數(shù)為36，磷(P)含量為1400PPM。
色母粒常州龍馬高分子技術(shù)有限公司生產(chǎn)，牌號(hào)TY218，加入量2.5％。
噴絲板150孔/三葉型，葉寬0.3毫米、葉長(zhǎng)0.8毫米。
阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法如下 色母粒干燥烘干將滌綸色母粒在120℃溫度下烘3小時(shí)，使色母粒中水份低于約200ppm； 阻燃滌綸切片結(jié)晶、干燥將切片定量輸送至結(jié)晶器中進(jìn)行預(yù)結(jié)晶(70℃)，結(jié)晶好的切片在140℃下干燥3小時(shí)； 向阻燃滌綸切片中加入質(zhì)量為阻燃滌綸切片質(zhì)量2.5％的色母粒并送入螺桿擠出機(jī)熔融混和，其熔體經(jīng)擠出機(jī)擠出后直接進(jìn)入紡絲箱體，其中，各區(qū)溫度控制為(℃)螺桿255、260、260、265、265、270、270、265，過濾器265，紡絲箱溫度265。
噴絲計(jì)量泵轉(zhuǎn)速19.2轉(zhuǎn)/分； 冷卻側(cè)吹風(fēng)溫度18℃，速度0.75米/秒； 上油、牽伸上油率1.2％，牌號(hào)德國(guó)司馬2711；牽伸第一牽伸輥速度683米/分，溫度75℃，第二牽伸輥速度715米/分，溫度95℃，主牽伸輥速度2820米/分，溫度160℃； BCF膨化變形壓力7.5bar、溫度165℃ 冷卻定型、輸出、纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)、卷繞冷卻鼓速度30轉(zhuǎn)/分，第一輸出輥速度2500米/分，第二輸出輥速度2525米/分；纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)壓力5.0bar，卷繞速度2500米/分，卷繞時(shí)間250秒。
所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲纖度2500分特/150F，熱卷曲率31.1％，斷裂強(qiáng)度2.6cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率38.2％，沸水收縮率2.3％，網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)22個(gè)/米。
所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲采用VDW ADR92威爾頓雙劍桿地毯織機(jī)織造地毯，經(jīng)緯密320經(jīng)*470緯；織造方法為通過底經(jīng)與緯紗一緯一循環(huán)交織，其中底經(jīng)前軸用紗規(guī)格20S/5全滌綸紗、后軸用紗規(guī)格20S/4全滌綸紗；緯紗5.2S/2黃麻；絨經(jīng)用上述阻燃滌綸BCF紗，絨頭高度10.5毫米。制成的地毯符合《GB8624-2006建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》中的Cf1級(jí)，結(jié)果如表2所示。
表2

權(quán)利要求
1.一種阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟
(1)阻燃滌綸切片預(yù)結(jié)晶、干燥后在250-270℃下經(jīng)螺桿熔融擠出，所述阻燃滌綸切片為PET阻燃共聚切片，特性粘度為0.64-1.0，極限氧指數(shù)不小于32，磷含量不大于1400PPM；
(2)噴絲；
(3)冷卻；
(4)上油、牽伸，其中牽伸溫度為50-180℃；牽伸比為3-5；
(5)BCF膨化變形；
(6)冷卻定型、輸出、纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)、卷繞。
2.如權(quán)利要求1所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于，阻燃滌綸切片熔融擠出前還加入色母粒混合均勻，所述色母粒中水分低于200ppm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(4)中上油率為1.0％-1.2％。
4.如權(quán)利要求1或2所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(3)中采用風(fēng)速為0.1～1.5米/秒、溫度為15-25℃左右的冷卻風(fēng)進(jìn)行吹風(fēng)冷卻。
5.如權(quán)利要求1或2所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(4)中牽伸的工藝條件為第一牽伸輥速度650-685米/分，溫度75-85℃；第二牽伸輥速度695-715米/分，溫度95-105℃；主牽伸輥速度2420-2820米/分，溫度150-160℃。
6.如權(quán)利要求1或2所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(5)中壓力7-8bar、溫度155-165℃；步驟(6)中冷卻定型時(shí)，冷卻鼓轉(zhuǎn)速為10-60轉(zhuǎn)/分；輸出時(shí)第一輸出輥速度為2200-2500米/分，第二輸出輥速度為2225-2525米/分，纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，壓力為4.0-5.0bar，卷繞速度為2200-2500米/分。
7.如權(quán)利要求6所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(6)中冷卻鼓轉(zhuǎn)速為20-30轉(zhuǎn)/分。
8.如權(quán)利要求1或2所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的纖度為1200-3000分特，單絲纖度為5-20dpf，卷曲率為20％-35％。
9.如權(quán)利要求8所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的纖度為1400-2500分特，單絲纖度為15-18dpf。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述生產(chǎn)方法所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲在地毯織造中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法及所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲在地毯織造中的應(yīng)用，可以以阻燃滌綸切片為原料，生產(chǎn)BCF長(zhǎng)絲。所述阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法包括以下步驟(1)阻燃滌綸切片預(yù)結(jié)晶、干燥后在250-270℃下經(jīng)螺桿熔融擠出，所述阻燃滌綸切片為PET阻燃共聚切片，特性粘度為0.64-1.0，極限氧指數(shù)不小于32，磷含量不大于1400PPM；(2)噴絲；(3)冷卻；(4)上油、牽伸，其中牽伸溫度為50-180℃；牽伸比為3-5倍；(5)BCF膨化變形；(6)冷卻定型、輸出、纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)、卷繞。由本發(fā)明所得阻燃滌綸BCF長(zhǎng)絲制成的地毯符合《GB8624-2006建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》中的Cf1級(jí)。
文檔編號(hào)D01D5/10GK101812737SQ20101015315
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者房軍 申請(qǐng)人:江蘇開利地毯股份有限公司