CN100347354C - 制备聚丙烯纤维的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备聚丙烯纤维的装置，包括：机架(1)、计量泵(2)、纺丝箱(3)、甬道(4)和卷绕装置(6)，其特征在于，还包括多级牵伸热辊(5)和冷风发生装置(7)。本发明将纺丝与牵伸合为一体，减少了工序，降低的生产成本，采用冷风发生装置对熔体细流强制冷却固化，使在成型前的PP纤维(原丝)内形成尽可能多的次晶结构，从而可获得高强度PP纤维。

Description

制备聚丙烯纤维的装置

技术领域

本发明涉及生产聚丙烯纤维的设备。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展和人们的需要的不断提高，聚丙烯纤维的应用从民用陆续向产业用方面转化，目前的75dtex～170dtex、断裂强度为3.4cN/dtex～4.2cN/dtex的普通丙纶长丝已不适应产业用的需要，如制造箱包布、背包带、绳索、渔网线、过滤布等，需一定强度的中粗旦聚丙烯纤维。

英国ESL公司的设备和中国纺织科学研究院机械厂的设备，均采用两步法工艺生产，产品的断裂强度较高(一般在6cN/dtex～8cN/dtex)，适用于高强缝纫线、箱包带、体育用品的吊带等。意大利FARE公司的设备是卧式一步法生产线，生产出的产品特点是强度适中(一般在5cN/dtex～7cN/dtex)，纱线不匀率低，原料及能源消耗低，适合做工业用布、缝纫线、水龙带、箱包带、安全网带的原料。另外，韩国的二手设备及其他设备纺制的纤维强度较低(一般在4.2cN/dtex～5.5cN/dtex)，产品的质量较差，主要用于绳索和箱包布等。

上述的设备，不仅投资大，价格昂贵，而且所制备的纤维的性能，也不能满足有关领域的需要，因此，需要开发研究一种新的的制备聚丙烯的装置，以满足工业化生产的需要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种制备聚丙烯纤维的装置，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的装置包括：

机架、计量泵、纺丝箱、甬道、多级牵伸热辊、卷绕装置和冷风发生装置；

所说的计量泵固定在机架的上部；

所说的纺丝箱包括设置在纺丝箱底部的喷丝头，纺丝箱固定在计量泵的下侧，并通过管线与计量泵相连接；

所说的甬道设置在纺丝箱下部，与纺丝箱的喷丝头相连通；

所说的多级牵伸热辊包括多对主牵伸辊和与主牵伸辊配合的次牵伸辊，多级牵伸热辊设置在甬道的下部；

所说的卷绕装置为常规的卷绕装置，并无特殊要求，卷绕装置设置在多级牵伸热辊的一侧，冷风发生装置设置在甬道的一侧，并与甬道相连通。

本发明是这样运转的：

从螺杆挤出机来的物料通过计量泵进入纺丝箱，然后从喷丝头喷出，成为熔体细流，进入甬道，从冷风发生装置来的温度为14-18℃的冷风鼓入甬道，对熔体细流强制冷却固化，固化后的纤维通过多级牵伸热辊牵伸定型后，由卷绕装置卷绕，获得产品。

本发明的优点是十分显著的：

将纺丝与牵伸合为一体，减少了工序，降低的生产成本；

采用冷风发生装置对熔体细流强制冷却固化，使在成型前的PP纤维(原丝)内形成尽可能多的次晶结构，从而可获得高强度PP纤维，研究结果表明：随拉伸倍数的增加，纤维内大分子链的取向度增大(表现为声速值增大)，纤维的断裂强度也随拉伸倍数的提高而增加，但当达到一较高拉伸倍数时，断裂强度反而有所下降。虽然大分子链的取向度仍是提高的，但非常高倍的高倍垃伸对纤维表面的破坏，即在纤维表面产生裂缝等缺陷会导致应力集中，使纤维平均断裂强度降低。我们已经知道，等规聚丙烯是极易结晶的聚合物，其结晶速率很快，结晶结构随结晶条件的不同有次晶和α晶两种结构，次晶是一种不完善的晶体结构，它会进一步发展成为更为稳定完善的α晶结构。前已述及，必须对纤维施加足够的牵伸倍数才能获得高强度的PP纤维。而对纤维实施牵伸时，若牵伸张力大，甚至牵伸张力大到超过了纤维的断裂强力，则难以完成高倍牵伸。因此，实现高倍牵伸的条件是牵伸张力小，要达到牵伸张力小必须是纤维具有适于牵伸的聚集态结构，即在纤维内形成的是不稳定的次晶结构。

附图说明

图1为制备聚丙烯纤维的装置的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，

本发明的装置包括机架1、计量泵2、纺丝箱3、甬道4、多级牵伸热辊、卷绕装置6和冷风发生装置；

所说的计量泵2固定在机架1的上部；

所说的纺丝箱3包括设置在纺丝箱底部的喷丝头301，纺丝箱3固定在计量泵2的下侧，并通过管线与计量泵2相连接；

所说的甬道4设置在纺丝箱3下部，与纺丝箱3的喷丝头301相连通；

所说的多级牵伸热辊包括多对主牵伸辊501和与主牵伸501辊配合的次牵伸辊502，多级牵伸热辊设置在甬道4的下部；

所说的卷绕装置6设置在多级牵伸热辊的一侧，冷风发生装置设置在甬道4的一侧，并与甬道4相连通。

按照本发明优选的方案，喷丝头301的长径比的选择偏大较好，一般为3∶1-5∶1，以使聚丙烯树脂在喷头中的拉伸比为30～50；

进一步，多级牵伸热辊的数量为3～10个，优选5个。

参见图1，所说的冷风发生装置所说的冷风发生装置包括风机701、冷冻机702和风管703，风机701设置在冷冻机702的前侧，风管703的入口与风机701的出口相连通，风管703的出口与甬道(4)相连通。

Claims (4)

1.一种制备聚丙烯纤维的装置，包括：机架(1)、计量泵(2)、纺丝箱(3)、甬道(4)和卷绕装置(6)，其特征在于，还包括多级牵伸热辊和冷风发生装置；

所说的计量泵(2)固定在机架(1)的上部；

所说的纺丝箱(3)包括设置在纺丝箱底部的喷丝头(301)，纺丝箱(3)固定在计量泵(2)的下侧，并通过管线与计量泵(2)相连接；

所说的甬道(4)设置在纺丝箱3下部，与纺丝箱(3)的喷丝头(301)相连通；

所说的多级牵伸热辊包括多对主牵伸辊(501)和与主牵伸(501)辊配合的次牵伸辊(502)，多级牵伸热辊设置在甬道(4)的下部；

所说的卷绕装置(6)设置在多级牵伸热辊的一侧，冷风发生装置(7)设置在甬道(4)的一侧，并与甬道(4)相连通；

喷丝头(301)的长径比3∶1-5∶1。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多级牵伸热辊的数量为3～10个。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，多级牵伸热辊的数量为5个。

4.根据权利要求1～3任意项所述的装置，其特征在于，所说的冷风发生装置包括风机(701)、冷冻机(702)和风管(703)，风机(701)设置在冷冻机(702)的前侧，风管(703)的入口与风机(701)的出口相连通，风管(703)的出口与甬道(4)相连通。

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