CN102605450A - 刷丝生产线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刷丝生产线及其制备方法，包括上下螺杆挤出机、计量泵及其配置的模头、牵伸装置、热定型箱以及收卷装置；所述上螺杆挤出机的出料口位于下螺杆挤出机的进料口上方，下螺杆挤出机的出料口与过滤装置进料口连通，过滤装置的出料口与计量泵的进料口连通，在计量泵的挤出模头下方设有冷水槽，所述冷水槽的后面依次设有第一牵伸装置、热水槽、第二牵伸装置、油轮、第三牵伸装置、热定型箱、收卷装置。本发明具有节约能源、生产成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及化工机械技术领域，具体涉及以尼龙为原料生产的各种刷子用丝的生产线及其制备方法。
背景技术
尼龙又称聚酰胺是国内外应用最广泛的一种热塑型工程塑料。它具有强韧耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性，数十年来其用量越来越大，应用范围也越来越广，总的需求量一直居五大工程塑料的首位。以尼龙为原料生产各种刷子用丝，其需求量也较大。现有技术中刷丝的生产，存在着以下缺陷：
一、在刷丝生产过程中，由于原料中含有水份，一般在加入螺杆挤出机前都需要将原料（尼龙料和添加的辅料）放入设备中烘烤去除水份，其烘烤温度为120-150摄氏度。
二、刷丝经挤出机挤出喷丝后，一般需要经过三次拉伸，在每一次拉伸之前都需要放入热风箱中烘烤，其烘烤温度为120-230摄氏度。例如专利号为：200510036738.4，公开了“磨料尼龙刷丝的制造方法及制造设备”，该专利是以尼龙610或1010为原料，在每道拉伸后都要经过热风箱烘烤，烘烤温度为120-230摄氏度。
三、还如上述例举的发明专利，其公开的内容中，在三次拉伸结束后，要经过两个热风箱进行热定型，方能保证刷丝的良好尺寸稳定性。从上述生产过程可知，能源浪费较大，且生产设备多。
现有技术还存在的缺陷是：没有很好的解决刷丝生产过程中的废丝回收再利用问题。生产过程中产生的废丝，由于生产现场环境原因，废丝中都会掺杂有灰尘、废屑等杂物，为了除去这类杂物，一般都是在挤出机与计量泵之间设置过滤装置，由于废丝中含杂较多，用一般的过滤网片经常会被堵塞，需要停机更换，不仅影响生产效率，而且增加了成本支出。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种刷丝生产线及其制备方法，克服现有技术存在的缺陷：一、原料进入螺杆挤出机前，无需进行烘干处理；二、拉伸后的单丝无需进入烘箱加热，直接可进入下一道拉伸；三、生产中的废丝可全部回用，不需要频繁更换过滤网，过滤装置不会发生堵塞现象。
本发明通过以下技术方案实现：
刷丝生产线，包括上下螺杆挤出机、计量泵及其配置的模头、牵伸装置、热定型箱以及收卷装置；
所述上螺杆挤出机的出料口位于下螺杆挤出机的进料口上方，下螺杆挤出机的出料口与过滤装置进料口连通，过滤装置的出料口与计量泵的进料口连通，在计量泵的挤出模头下方设有冷水槽，所述冷水槽的后面依次设有第一牵伸装置、热水槽、第二牵伸装置、油轮、第三牵伸装置、热定型箱、收卷装置；
所述热定型箱内设有一对辊子，两只辊子的中心连线夹角0＞2度。
本发明进一步改进方案是，上螺杆挤出机的料筒分设挤压、塑化、熔融三个腔，其中的熔融腔顶部设有排气口。
本发明更进一步改进方案是，第二牵伸装置与第三牵伸装置之间所述的油轮设置于机架上，所述油轮滚动面的顶面略高于第二、第三牵伸装置的切线。
本发明更进一步改进方案是，所述计量泵的出口通过三通管与两个模头连通。
用上述的生产线制备刷丝的方法，包括下列步骤：
（1）以尼龙610或尼龙612或聚丙烯为基本原料，将尼龙610或尼龙612或聚丙烯加入 上螺杆挤出机的料斗中，原料进入螺杆料筒中经挤压、塑化、熔融后被螺杆推出料筒外，落入下螺杆挤出机的进料口，经下螺杆挤出机塑化、挤出；
（2）步骤（1）经塑化、挤出后的物料经过过滤装置过滤后进入计量泵并从计量泵模头喷丝；
（3）步骤（2）喷出的单丝落入模头下方的冷水槽内冷却定型，冷水槽内的水温为20-30摄氏度，然后进入第一牵伸装置；
（4）经步骤（3）第一牵伸装置后的单丝进入热水槽内加热拉伸，加热后的单丝进入第二牵伸装置拉伸，拉伸倍数4至5倍，热水槽内的水温为90-100摄氏度；（第二牵伸装置的速度是第一牵伸装置速度的4-5倍）；
（5）经步骤（4）经拉伸后的单丝与油轮表面摩擦侵油后进入第三牵伸装置拉伸，保持步骤（4）的拉伸倍率（第三牵伸装置与第二牵伸装置速度相同）；
（6）经步骤（5）第三牵伸装置拉伸后的单丝，进入热定型箱定型，定型温度为120-150摄氏度，定型时间为50-100秒，经热定型后得成品刷丝，用收卷装置收卷。所得成品刷丝的直径为0.02毫米左右。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
一、由于本发明在上螺杆挤出机的熔融腔顶部设有排气口，同时设有下螺杆挤出机，且上螺杆挤出机的出料口位于下螺杆挤出机进料口上方，当上螺杆挤出机出料时，物料裸露于空气中落入下螺杆挤出机内，通过这样的设计，使物料中的水份得以排出，含水量降到0.02﹪以下，既满足了生产需求，又节约了能源，降低了生产成本。
二、本发明挤出的单丝，在挤出后进入热水加热后进行拉伸，按4-5倍率一次拉伸到位，后道拉伸仅需保持第一次拉伸倍率即可，因此，在后续的拉伸中不需要进入热烘箱，仅需通过热水浴和侵油处理，进一步节约了能源，降低了生产成本。
三、本发明中的过滤装置选用了专利公开号为CN201520811U，名称为“用回收聚酯瓶片纺制油毡基布涤纶短纤维专用过滤器”。所述过滤器的过滤折叠网总过滤面积为4.5平方米，所述过滤折叠网的目数为150-180目。由于过滤面积非常大，因此，能有效的清除物料中的杂质，且不容易被堵塞。
四、本发明在刷丝拉伸结束之后，只需进入一个热定型箱中进行热定型。由于热定型箱内设有两只辊子，刷丝绕过两个辊子。根据刷丝热定型需要（即需要在热定型箱中停留的时间），可确定分别在两个辊子上缠绕的圈数。本发明还根据刷丝在热定型中的收缩情况，将两只辊子相互间设有1度左右的夹角。由于采用了上述的设计方案，本发明只需要在拉伸结束之后进入一个热定型箱内定型即可，克服频繁进出热定型箱带来的能源浪费，还节约了设备投资，节约了场地。
五、本发明为计量泵配置了两个挤出模头，一条生产线可达到两台生产线的产量。
附图说明
图1为本发明平面示意图。
图2为图1中的热定型箱水平剖面俯视示意图。
具体实施方式
如图1所示，刷丝生产线中的上螺杆挤出机1的出料口位于下螺杆挤出机2的进料口上方，下螺杆挤出机2的出料口与过滤装置3进料口连通，过滤装置3的出料口与计量泵的进料口连通，在本实施例中，所述计量泵的出料口通过三通管与两个模头连通（为提供图示）。
仍如图1所示，在计量泵的模头4下方设有冷水槽5，所述冷水槽5的后面依次设有第一牵伸装置6、热水槽7、第二牵伸装置8、油轮9、第三牵伸装置10、热定型箱11、收卷装置12。
仍如图1所示，上螺杆挤出机1的料筒分设挤压、塑化、熔融三个腔，其中的熔融腔顶部设有排气口13。在本实施例中，所述过滤装置的总过滤面积为4.5平方米，目数为150-180目。
仍如图1所示，第二牵伸装置与第三牵伸装置之间所述的油轮9设置于机架14上，所述油轮9滚动面的顶面略高于第二、第三牵伸装置的进出料口。
如图1、2所示，热定型箱11内设有一对辊子15，两只辊子的中心连线夹角为1度。所述辊子15设置于机架上，其两端通过轴承16活动连接于机架（未提供图示），辊子15两侧的箱体上设有刷丝17进出口。
刷丝的制备方法，包括下列步骤：
（1）以尼龙610为基本原料，将尼龙610加入 上螺杆挤出机的料斗中，原料进入螺杆料筒中经挤压、塑化、熔融后被螺杆推出料筒外，落入下螺杆挤出机的进料口，经下螺杆挤出机塑化、挤出；
（2）步骤（1）经塑化、挤出后的物料经过过滤装置过滤后进入计量泵并从计量泵模头喷丝；
（3）步骤（2）喷出的单丝落入模头下方的冷水槽内冷却定型，冷水槽内的水温为20-30摄氏度，然后进入第一牵伸装置；
（4）经步骤（3）第一牵伸装置后的单丝进入热水槽内加热拉伸，加热后的单丝进入第二牵伸装置拉伸，拉伸倍数4至5倍，热水槽内的水温为90-100摄氏度；
（5）经步骤（4）经拉伸后的单丝与油轮表面摩擦侵油后进入第三牵伸装置拉伸，保持步骤（4）的拉伸倍率；
（6）经步骤（5）第三牵伸装置拉伸后的单丝，进入热定型箱定型（在本实施例中，每根刷丝17绕于两个辊子24圈。如热定型需要刷丝在箱内停留的时间长一些，则可多绕几圈，反之，则少绕）。定型温度为140摄氏度左右，定型时间为70秒，经热定型后得成品刷丝，用收卷装置收卷。成品刷丝的直径为0.2毫米，性能指标为断裂强度≥7（N），断裂伸长率≤4%。
Claims (7)
1.刷丝生产线，其特征在于：包括上下螺杆挤出机、计量泵及其配置的模头、牵伸装置、热定型箱以及收卷装置；
所述上螺杆挤出机的出料口位于下螺杆挤出机的进料口上方，下螺杆挤出机的出料口与过滤装置进料口连通，过滤装置的出料口与计量泵的进料口连通，在计量泵的挤出模头下方设有冷水槽，所述冷水槽的后面依次设有第一牵伸装置、热水槽、第二牵伸装置、油轮、第三牵伸装置、热定型箱、收卷装置；
所述热定型箱内设有一对辊子，两只辊子的中心连线夹角0＞2度。
2.如权利要求1所述的刷丝生产线，其特征在于：上螺杆挤出机的料筒分设挤压、塑化、熔融三个腔，其中的熔融腔顶部设有排气口。
3.如权利要求1所述的刷丝生产线，其特征在于：所述过滤装置的总过滤面积为4.5平方米，过滤器的目数为80-150目。
4. 如权利要求1所述的刷丝生产线，其特征在于：第二牵伸装置与第三牵伸装置之间所述的油轮设置于机架上，所述油轮滚动面的顶面略高于第二、第三牵伸之间的切线。
5.如权利要求1所述的刷丝生产线，其特征在于：所述辊子的两端通过轴承活动连接于机架上，辊子两侧的箱体上设有刷丝进出口。
6.如权利要求1所述的刷丝生产线，其特征在于：所述计量泵的出口通过三通管与两个模头连通。
7.用权利要求1至6所述的生产线制备刷丝的方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）以尼龙610或尼龙612或聚丙烯为基本原料，将尼龙610或尼龙612或聚丙烯加入 上螺杆挤出机的料斗中，原料进入螺杆料筒中经挤压、塑化、熔融后被螺杆推出料筒外，落入下螺杆挤出机的进料口，经下螺杆挤出机塑化、挤出；
（2）步骤（1）经塑化、挤出后的物料经过过滤装置过滤后进入计量泵并从计量泵模头喷丝；
（3）步骤（2）喷出的单丝落入模头下方的冷水槽内冷却定型，冷水槽内的水温为20-30摄氏度，然后进入第一牵伸装置；
（4）经步骤（3）第一牵伸装置后的单丝进入热水槽内加热拉伸，加热后的单丝进入第二牵伸装置拉伸，拉伸倍数4至5倍，热水槽内的水温为90-100摄氏度；
（5）经步骤（4）经拉伸后的单丝与油轮表面摩擦侵油后进入第三牵伸装置拉伸，保持步骤（4）的拉伸倍率；
（6）经步骤（5）第三牵伸装置拉伸后的单丝，进入热定型箱定型，定型温度为120-150摄氏度，定型时间为50-100秒，经热定型后得成品刷丝，用收卷装置收卷。
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