CN103347676A

CN103347676A - 由合成原料获取扁平纤维的挤出方法

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Publication number: CN103347676A
Application number: CN2012800043631A
Authority: CN
Inventors: 阿列克谢·尼古拉依奇·多库奇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-10-09
Also published as: EP2684671A2; RU2447995C2; EP2684671A4; RU2011108894A; WO2012121624A3; EA201300760A1; WO2012121624A2

Abstract

本发明涉及聚合物加工，尤其涉及通过聚合物挤出方式生产具有预定特性的合成扁平纤维。该方法包括至少形成两个具有不同特性的熔体，至少在三层上分布熔体以形成合成膜，冷却所述膜，将所述膜切片，拉伸所述切片以形成纤维并将所得纤维缠绕在薄膜芯上。所述合成原料可用作颗粒、粉末或附聚物。所得薄膜在充水槽中冷却。完成所述薄膜冷却后，除去薄膜表面水分。利用相当于0.1-50%的内层主原料质量的碳酸钙填料量，形成所述薄膜内层。本发明的技术成果是减少所述产品的制造成本及所述挤出生产线的磨损。

Description

由合成原料获取扁平纤维的挤出方法

技术领域

本发明涉及聚合物加工方法，尤其涉及通过挤出聚合物的方式生产具有预定特性的合成扁平纤维。采用此方法生产的合成扁平纤维适用于很多行业领域，可用作各种用途。例如，在织厂、食品加工业，可作为包装材料；所述扁平纤维与已知纤维的其特征在于以下好处：强度更大、耐汽油和水分影响，并可用作多种用途。此外，合成扁平纤维可用于无线电电子、仪器制造和其他行业领域。

背景技术

众所周知，各种挤出方法用于由合成原料获取扁平纤维。例如，该挤出方法用于由合成原料获取扁平纤维（参见http://www.ligatek.ru/extruders/jcfy-s.htm）。所述方法通过本网站上介绍的生产线实现，包括可用于生产扁平纤维的平模和连续过滤系统。该生产线在整个薄膜宽度内生产同等厚度的薄膜。原纤化作用后，所述纤维用于制作细绳、绳索、电缆填料、地毯背衬基底和人工绿草。所述生产线中包括的热水槽需完全绝缘以减少热损失和功耗。热气炉完全绝缘，并配有两个自动温控区和风道。所述热气炉根据对流原理工作，确保温度一致性和安全热分布。在此过程中，热气退火炉会减少内部纤维拉力，并提高纤维的质量。该生产线包括挤出机。挤出机螺杆为熔化、混合和挤压过程提供所需特性。自动温控可降低功耗，保持恒温水平和低波动水平（±1.0°C）。挤出机料筒完全绝缘，并配有冷却风扇。齿轮泵用于连续挤出熔融聚合材料。泵运行前后应进行压力检查。齿轮泵运行前，须控制压力以提高纤维的挤出序列和质量。淬火水槽适用于舒缓水流、保持水温恒定并消除水面上的搅动。水槽可沿水平和垂直方向移动。该生产线还包括纤维拉丝装置。利用该网站上发布的生产线实现的合成扁平纤维挤出方法可制造单层扁平纤维以便于进一步应用，如用于织厂。但是，生产挤压合成扁平纤维所用的挤出方法具有一些缺点。例如，获取合成扁平纤维所用的挤出方法的主要缺点是：采用该方法生产的合成扁平纤维成本高，且强度性能降低。

该方法还可用于由合成原料生产扁平纤维（参见http://articles.pakkermash.ru/show_art.php?art=179）。所述方法通过本网站上公布的生产线实现。所述生产线包括挤出机，用于确保最佳熔体均化并移向平模。所述平模在其宽度内提供最小熔体厚度偏差和最佳质量分布。所述挤出机的其他结构特点是：可通过凹槽塞供给原料，并防止冷启动。所述挤出机采用微机控制器、熔体温度和背压指示器，且需要时，可沿轨道作气动运动。为尽量减少由于劣质原料造成的停线，包括使用再生原料，或熔融特性调整不正确，更换平模之前、螺杆之后或转变到另一种原料之后，应更改过滤器的自动装置，而不是手动装置。网格运动由定时器控制，而速度由操作员控制。生产线投产过程中，通过手动或自动旋转车轮，所述过滤器可直接更换为另一过滤器。在水槽冷却系统中，抽吸装置即使在高速下也可输出完全干燥的薄膜。在转向装置中将从模子中出来进行冷却的平模切成条状，用于纵向切割。然后，所述切片通过压辊和自动温度控制器被馈送到空气方向系统中，或非接触式抽气和加热所用双系统中。然后所述带进入配有独立传动器的集成式拉伸和收缩装置中。防止收缩并缓解组合装置应力，且已扁平纤维进入卷绕装置中。在高温、正常温度和低温条件下，卷绕装置配有三对辊子，作变速运动。为制造普通扁平纤维，需同时提供热、中性和冷轧辊。水冷式辊子确保进入卷绕装置中的扁平纤维温度恒定。原纤化扁平纤维生产过程中，所述生产线配有原纤化器，其中所述原纤化器位于定向空气烘箱和组合拉伸与收缩装置之间。所述原纤化器针辊带有独立的传动器，并可根据所需原纤化结构调整针头。所述装置采用模块化结构，可同时生产原纤化和非原纤化带。卷绕装置用于获取所需质量和颜色的扁平纤维，而在自动过程中，所述装置可利用空卷筒自动更换卷筒。利用该网站上发布的生产线实现的合成扁平纤维挤出方法可制造单层扁平纤维以便于进一步应用，如用于织厂。但是，获取合成扁平纤维所用的挤出方法具有一些缺点。例如，获取合成扁平纤维所用的已知挤出方法的主要缺点是：采用该方法生产的合成扁平纤维成本高，且强度性能降低。

此外，通过所述生产线由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法在所述网站上已公布（参见http://www.textileclub.ru/index.php?option=articles&task=viewarticle&artid=324&Itemid=55）。该生产线包括以下主要加工设备。首先，包括配有料斗的挤出机、压力调节泵和传动器。该生产线还包括熔体过滤器、平模、冷却水槽以及安装在水槽后的受料轴。所述生产线配有一种装置，用于将所述薄膜带切成单条。该生产线还包括拉伸轴，其中所述拉伸轴的数量及其在每个轴上的拉伸程度取决于扁平纤维的指定功能特性。该生产线还包括边缘带抽吸和输送设备。该生产线还包括在热风环境下拉伸的腔室和绕线装置。该生产线的特性是，可调节特殊绝热挤出机的输出压力。挤出系统包括挤出机、连续工作频段网状过滤器和特种泵，以调节挤压过程压力，其中所述挤出机配有27D长的90mm螺杆，采用特殊几何边界设计。挤出机提供具有高度熔体均化作用的均质聚合物熔体。泵产生供给熔体平模所需的压力。泵调整前后，螺杆转速与给定压力相适应。鉴于通过螺杆转速选择水平维持的泵压力恒定，平模熔体压力也保持不变。随着产量增加，配有计量泵的组合式绝热挤出机具有一些技术优势。配有该泵后，挤出机可持续高效工作，且在熔体低背压下所述挤出机的高性能可达500-550kg/h。所述泵提供给平模的压力从入口压力50bar增加至出口压力200bar。挤出机螺杆经专门设计，用于大容量过程以获取高品质和均质熔体，并工作速度可达280rpm。在不考虑螺杆大容量和高转速的情况下，聚合物熔化温度不得超过220°C。通常，当使用配有另一种螺杆几何形状的挤出机和压力不会恢复的泵时，熔化温度会达到240-260°C。由于熔化温度较低，聚合物会保持高品质扁平纤维所需的特性，特别是由于聚合物破坏程度最低，从而实现切片计低干扰，且具有较高的拉伸能力。除了以上列出的主要加工设备，所需生产品种和质量的扁丝生产线也全部配有以下主要和辅助装置：四个或更多组件所用的体积和重量计量装置、膜厚度测量装置、原纤化和电离装置、喷射或真空抽吸系统。各种扁丝应用领域要求多种再加工技术，如圆形织机和针织机、纺纱、针缝工艺和编结。进一步加工种类和纤维特性决定了卷绕要求。此处，典型参数包括成品卷轴和卷芯尺寸以及绕线管端部的工艺要求，还包括拉伸和卷绕速度。扁丝最常用于圆形织机加工。除以上所列优点之外，该生产线具有很多优点，其中包括以下几点。首先，高速潜力可达450m/min、电机低功耗和低热损失。

但是，以上为获取合成扁平纤维所用的挤出方法具有一些缺点。如前所述，获取合成扁平纤维所用的已知挤出方法的主要缺点是：采用该方法生产的合成扁平纤维成本高，且强度性能降低。

此外，该挤出方法用于由合成原料获取扁平纤维（参见1968年8月9日提交的编号为1243512的英国专利，IPC9D06M17/00）。相比根据权利要求所述的方法（原型），由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法最接近其技术性和取得成果。由合成原料获取扁平纤维所用的挤出原型法，包括至少形成具有不同特性的两个熔体，将这些熔体至少分布在三层中以形成合成膜。原型法还包括冷却所述膜，将所述膜切片、拉伸形成纤维，并利用此方法在薄膜芯上缠绕所得纤维。

但是，最为接近的模拟（原型）与上述模拟量具有相同的缺点。由合成原料获取扁平纤维所用的最接近挤出方法的缺点如下所述。由于合成原料，如聚丙烯或聚乙烯，比便宜扁丝所用的碳酸钙、硬脂酸钙、或滑石等材料昂贵得多，一般采用基于碳酸钙、硬脂酸钙、滑石等添加剂。最近，有机碳酸钙以研磨牛骨和鱼骨的形式作为一种添加剂使用，从而降低合成扁平纤维的价格。但是，在常见工艺流程中薄膜表面上会出现如碳酸钙（СаСО3）之类的颗粒。所得薄膜会被切片，然后从这些切片中获取粗糙面纤维。但是，成品纤维表面上出现的碳酸钙（СаСО3）颗粒具有明显的研磨性。这会进一步磨损与纤维接触的设备部件，如织机工件。这一情况确定了这一事实：纤维至少在织机中的五个位置处与织机装置积极接触，其中所述位置上会积聚碳酸钠或硬脂酸颗粒。此外，碳酸钙或硬脂酸颗粒可从很多纤维表层中脱颖而出，并伴有影响。首先，碳酸钙颗粒从表层中逸出并形成了灰尘，增加了机器旋转部件的磨损。这些碳酸钙或硬脂酸颗粒还会进入轴承中，迫使所述轴承过早不工作。此外，碳酸钙颗粒会进入织机上的各种电气设备中，引起电路短路，直至最终导致编织生产线停止工作。此外，鉴于劳动保护和安全法规，相同的碳酸钙灰尘，所谓的“粉笔灰”，与空气混合，会使维修人员的职业安全和健康条件突然恶化。为使空气污染指数达到标准规定限值，首先需空气净化其他设备，包括强制排气通风。反过来，这会增加合成扁平纤维的生产成本。还须注意，白色粉笔颗粒会降低通常用于合成扁平纤维着色的有色颜料的强度。相应地，相比不含有碳酸钙的纤维，还需增加三倍以上的有色颜料量。但是有色颜料比碳酸钙和聚合物更昂贵，这也意味着会增加合成扁平纤维的生产成本。此外，在工艺流程中通常在水槽中冷却挤出熔体以生产薄膜。由于粗糙表面有利于保留薄膜表面上的大量水分，除水在技术上存在困难。因此，整个工艺流程中需额外的耗时操作以除去水分，这增加了工艺过程成本，从而增加了合成扁平纤维的生产成本。如同时冷却薄膜和轴，此时由于所述薄膜表面上碳酸钙颗粒的研磨特性，会加剧冷却轴的磨损。此外，需特别强调：在任何情况下，将碳酸钙用于合成原料以生产合成扁平纤维必定会降低所述扁平纤维的强度性能，并伴有影响。由此可见，如最接近的模拟（原型），获取合成扁平纤维所用的已知挤出方法的主要缺点是：采用该方法生产的合成扁平纤维成本高，且强度性能降低。

开发新的挤出方法以便于由合成原料获取扁平纤维之前的任务包括，确定由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法，从而降低由合成原料生产扁平纤维的成本，因为便宜或可回收材料的使用不会大幅降低特定纤维所需的强度和其他性能。结果是，应用新方法所得纤维可生产用作各种用途的物品。开发承包商在此任务方案过程中所达到的技术结果是，使用较便宜或可回收材料可从具有特定性能的合成原料中形成扁平纤维层。

发明内容

本发明的实质在于：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，合成原料可用作颗粒、粉末或附聚物，包括至少形成具有不同特性的两个熔体，将这些熔体至少分布在三层中以形成合成膜，冷却所述膜，将所述膜切片、拉伸形成纤维，并利用此方法在薄膜芯上缠绕所得纤维，在水槽中冷却所得薄膜，冷却薄膜后除去薄膜表面水分，利用碳酸钙填料形成内层，其中所述碳酸钙数量相当于0.1-50%的内层主原料重量。

此外，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，在所述冷却轴上冷却熔块。

进一步地，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，利用有机碳酸钙填料形成内层。

此外，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，利用着色剂形成所述熔体中的一个熔体，其中所述熔体均匀分布在外层。

进一步地，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，所述外层中含有剂量相当于0.1-15.0%主原料重量的着色剂。

此外，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，利用增强添加剂形成所述熔体中的一个熔体。

进一步地，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，所述熔体中的一个熔体由比其他层生产中所用聚合物的分断特性较高的聚合物形成。

此外，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，利用聚丙烯形成一个熔体，其中根据标准法采用挤压式塑性仪（ASTM1238-90b）测定的熔体流动速率（MFR）小于2.8g/10.0min。

进一步地，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，将薄膜切片后，对切片进行原纤化作用。

此外，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，将薄膜切片后，对切片进行原纤化作用，随后进行纤维加捻。

进一步地，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，将薄膜切片后，对切片进行原纤化作用，随后进行纤维上油。

此外，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，切片拉伸分阶段进行。

进一步地，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，纤维拉伸后，被迫收缩。

此外，本发明的实质还包括：在由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法中，被迫收缩分阶段进行。

鉴于合成扁平纤维所用的挤出方法实施例，以下给出了用于实施根据权利要求所述的合成扁平纤维所用挤出方法和达成上述目的的证据。根据本发明，合成扁平纤维生产所用的某些方法的典型实施例绝不会限制本发明的法律保护范围。这些实施例仅用于说明合成扁平纤维生产所用的新挤出方法。

附图说明

由合成原料获取扁平纤维所用的挤出方法，作为本发明的一些实施例提出，以图形说明，其中：

利用所提方法可得到的由合成原料生产三层扁平纤维的剖视图，包括内层中的碳酸钙（СаСO₃）及外层中的有色超级浓缩物，如图1所示；

利用所提方法可得到的由合成原料生产五层扁平纤维的剖视图如图2所示；

根据所提方法由合成原料生产三层扁平纤维所用生产线如图3所示；

根据所提方法由合成原料生产五层扁平纤维所用生产线如图4所示。

具体实施方式

由合成原料生产三层扁平纤维的剖视图如图1所示，其中：

1－内层；

2－外层；

3－聚合物；

4－碳酸钙（СаСO₃）颗粒；

5－有色颜料颗粒。

用于从合成材料生产三层扁平纤维所用的新挤出方法的生产线代表一系列串行和并行安装设备装置（参见图3）。在所述生产线开始，安装搅拌机6；所述搅拌机包括一个圆筒形容器，内置叶片用于组件“干”混合。异步电动机通过行星式减速齿轮（图上未示出）旋转叶片。混合成分卸料所用的搅拌机托盘6位于金属盒7的上方。所述金属盒7用于从搅拌机6中接收原料混合物。所述金属盒7通过挠性管线9与真空上料机8相连。所述真空上料机8下方设有料仓10，其中所述料仓安装在挤出机11螺旋筒部的进料端上。挤出机11为内装螺旋的料缸。螺旋与异步电动机相连，并通过减速齿轮控制所述逆变器。加热元件位于所述料缸的上方，由热控制器操作；所述控制器用于加热料筒和螺旋，进而将原料供给到挤出机中。过滤装置12位于挤出机料筒的出口部，通过位于所述装置内部的密网眼金属板条来过滤熔体。过滤装置12通过连接器13连接到分布式适配器14上。分布式适配器14是一种配有通道的装置，在三层平模15中逐层提供并分布熔体。类似地，以下装置与上述装置并联：搅拌机16、盒子17、管道18、真空上料机19、料仓20、螺旋筒部21、过滤装置22和连接器23。连接器23，类似于连接器13，与分布式适配器14相连。分布式适配器14与三层平模15相连，其中通道沿整个平模长度分布并合并熔体层。冷却槽24位于所述平模下方，包括配有两个内层金属非转动轴25的矩形金属容器、供水和循环系统。冷却充水槽24用于冷却熔体以形成薄膜。水压辊装置26位于所述水槽上方；所述装置包括两个橡胶涂覆辊用于除去薄膜表面水分，和辊筒轧压气动系统。水压辊装置26与异步电动机相连，其中所述电动机由所述逆变器通过减速齿轮控制。除水管道27位于水压辊装置26的上方，用于消除薄膜表面上的残留水分。除水管道27开槽用于截留水分，并通过软管与吸附式风扇相连。旁通辊28位于除水管道27上方，用于引导薄膜到切割机29上。切割机29置于旁通辊30上方，代表带有螺纹和螺母的金属轴，其中金属或塑料环置于所述金属轴上。切割元件位于所述环之间。使用螺母紧固所述轴环。切割机29轴横向位于所述薄膜上，其中为将所述薄膜切片需安装装置29的切割元件。安装旁通辊30后，安装卷取轴装置31；所述卷取轴装置是一种带有金属轴的支架，其中所述金属轴安装在该装置上。这些轴与异步电动机相连，其中所述电动机由所述逆变器通过减速齿轮控制。拉伸炉32是一个带开盖的非密封金属盒，内部配有加热元件和转子轴上带有叶片的异步电动机；所述元件由热控制器操作。盖子和盒子之间留有一些带子通道空间。安装拉伸炉32后，需安装轴装置33；所述装置包括拉伸轴组34、收缩轴35和36。此外，轴35配有轴表面加热系统用以将轴表面加热到一定温度，而轴36配有冷却系统。随后，安装卷绕站37；所述卷绕站是一个用于卷线机38正确定位的支架。卷线机数量取决于所得纤维数。卷线机38代表安装在其上的穿过纤维的滚筒板、所述线芯固定轴以及更换装置。每个卷线机38均与异步电动机相连。

用于实施由合成原料生产三层扁平纤维所用的新挤出方法的生产线以下列方式工作。

使用测量容器将超浓缩颗粒状聚丙烯和着色剂倒入搅拌机6中，并在搅拌机中进行“干”混合。利用定时器设定混合时间。将制备好的混合物倒入盒子7中。真空上料机8通过管道9从盒子7中连续提取混合物成分并送入料仓10中。将料仓10中的混合物调节到所需湿度，并除去意外落入的金属夹杂物，其中所述料仓配有原料干燥系统和金属夹杂物磁阱。合成原料混合物从料仓10送入螺旋筒挤出机区11中，用于压缩和加热。然后，将已加热的合成材料转化为熔体，以形成三层膜的外层。所得熔体在压力下从螺旋筒挤出机区11送到过滤装置12中，其中从熔体中过滤多余的夹杂物。过滤熔体通过连接器13从所述过滤装置12进入分布式适配器14的外层通道中。熔体从分布式适配器14的外层通道进入三层平模15的外层通道中。同样地，使用测量容器将基于颗粒状碳酸钙（СаСO₃）的聚丙烯和添加剂倒入搅拌机16中，并在搅拌机中进行“干”混合。将制备好的混合物倒入盒子17中。真空上料机19通过管道18从盒子17中连续提取混合物成分并送入料仓20中。将料仓20中的混合物调节到所需湿度，并除去意外落入的金属夹杂物，其中所述料仓配有原料干燥系统和金属夹杂物磁阱。合成原料混合物从料仓20送入螺旋筒挤出机区21中，用于压缩和加热。然后，将已加热的合成材料转化为熔体，以形成三层膜的内层。所得熔体在压力下从螺旋筒挤出机区21送到过滤装置22中，其中从熔体中过滤多余的夹杂物。过滤熔体通过连接器23从所述过滤装置22进入分布式适配器14的内层通道中。熔体从分布式适配器14的内层通道中进入所述通道以形成所述三层平模15的内层。所有三个熔体层同时从三层平模15的衬套部分出来，而不会混合，但相互接合。熔体分布方式如下：外层－内层－外层。采用此方法所得熔体送入冷却充水槽24中，并在所述冷却槽中冷却。已冷却的熔体通过沿通道延伸的固定轴25靠近所述冷却槽24的底部形成三层膜，进而高质量冷却所述膜。然后，所得薄膜通过带有橡胶涂层的水压辊装置26，并除去薄膜表面上的水分。利用除水管道27可除去所述薄膜表面上的残留水分。薄膜通过旁通辊28和30送至卷取轴组31上。随着薄膜在辊26和31之间拉伸，切割机29叶片可轻易将薄膜切成指定宽度的条状，以便于三层平带进入旁通辊31中。然后，成倍拉伸所述平带。切片从卷取辊31通过所述拉伸炉32延伸至辊装置33的拉伸辊组34上。拉伸辊组34的转速高出几倍的旁通辊31速度；因此在所述拉伸炉32的热空气环境中，根据拉伸率拉伸切片，同时伴随着长度增加，厚度减小。所述炉膛32内的空气通过加热元件加热，并送入切片通道空间内。炉膛中的旋转叶片使空气从加热区流通至切片通道空间，然后返回。从而，切片会转化为纤维，其中纵向方向上的分子链为所述纤维提供额外强度。拉伸过程中所得纤维具有分子结构内应力，可通过收缩过程缓解。这可以解释为什么纤维从拉伸辊组34馈送至热轧辊组35中，进一步馈送到冷轧辊组36中。热轧辊组35的转速等于拉伸辊组34的转速，且所述冷轧辊组36的转速小于5%的热轧辊35转速。纤维在与热轧辊组表面接触的同时加热，其中辊子35和36之间的速度差有利于缓解纤维分子结构的内应变。如此，纤维收缩；纤维长度减少5%。纤维在与冷轧辊组36表面接触时冷却；因此，纤维分子结构最终会稳定。成品纤维送至卷绕站37中，并通过卷线机38将纤维缠绕在薄膜芯上。从而，从所述缠绕芯上获取三层扁平纤维。

由合成原料生产五层扁平纤维的剖视图如图2所示，其中：

1－内层；

2－外层；

3－聚合物；

4－碳酸钙（СаСO₃）颗粒；

5－有色颜料颗粒；

39－中间层。

用于从合成材料生产五层扁平纤维所用的新挤出方法的生产线代表一系列串行和并行安装设备装置（参见图4）。在所述生产线开始，安装搅拌机6；所述搅拌机包括一个圆筒形容器，内置叶片用于组件“干”混合。异步电动机通过行星式减速齿轮旋转叶片。利用定时器设定混合时间。混合成分卸料所用的搅拌机托盘6位于金属盒7的上方。所述金属盒7用于从搅拌机6中接收原料混合物。所述金属盒7通过挠性管线9与真空上料机8相连。所述真空上料机8下方设有料仓10，其中所述料仓安装在挤出机11螺旋筒部的进料端上。挤出机11为内装螺旋的料缸。螺旋与异步电动机相连，并通过减速齿轮控制所述逆变器。加热元件位于所述料缸的上方，由热控制器操作；所述控制器用于加热料筒和螺旋，进而将原料供给到挤出机中。过滤装置12位于挤出机料筒的出口部，通过位于所述装置内部的密网眼金属板条来过滤熔体。过滤装置12通过连接器13连接到分布式适配器14上。分布式适配器14是一种配有通道的装置，在五层平模15中逐层提供并分布熔体。类似地，以下装置与上述装置并联：搅拌机16、盒子17、管道18、真空上料机19、料仓20、螺旋筒部21、过滤装置22和连接器23。连接器23，类似于连接器13，与分布式适配器14相连。类似地，以下装置与上述装置并联：搅拌机40、盒子41、管道42、真空上料机43、料仓44、螺旋筒部45、过滤装置46和连接器47。连接器47，类似于连接器13，与分布式适配器14相连。分布式适配器14与五层平模15相连，其中通道沿整个平模长度分布并合并五个熔体层。冷却槽24位于所述平模下方，包括配有两个内层金属非转动轴25的矩形金属容器、供水和循环系统。冷却充水槽24用于冷却熔体以形成薄膜。水压辊装置26位于所述水槽上方；所述装置包括两个橡胶涂覆辊用于除去薄膜表面水分，和辊筒轧压气动系统。水压辊装置26与异步电动机相连，其中所述电动机由所述逆变器通过减速齿轮控制。除水管道27位于水压辊装置26的上方，用于消除薄膜表面上的残留水分。除水管道27开槽用于截留水分，并通过软管与吸附式风扇相连。旁通辊28位于除水管道27上方，用于引导薄膜到切割机29上。切割机29置于旁通辊30上方，代表带有螺纹和螺母的金属轴，其中金属或塑料环置于所述金属轴上。切割元件位于所述环之间。使用螺母紧固所述轴环。切割机29轴横向位于所述薄膜上，其中为将所述薄膜切片需安装装置29的切割元件。安装旁通辊30后，安装卷取轴装置31；所述卷取轴装置是一种带有金属轴的支架，其中所述金属轴安装在该装置上。这些轴与异步电动机相连，其中所述电动机由所述逆变器通过减速齿轮控制。拉伸炉32是一个带开盖的非密封金属盒，内部配有加热元件和转子轴上带有叶片的异步电动机；所述元件由热控制器操作。盖子和盒子之间留有一些带子通道空间。安装拉伸炉32后，需安装轴装置33；所述装置包括拉伸轴组34、收缩轴35和36。此外，轴35配有轴表面加热系统用以将轴表面加热到一定温度，而轴36配有冷却系统。随后，安装卷绕站37；所述卷绕站是一个用于卷线机38正确定位的支架。卷线机数量取决于所得纤维数。卷线机38代表安装在其上的穿过纤维的滚筒板、所述线芯固定轴以及更换装置。每个卷线机38均与异步电动机相连。

用于实施由合成原料生产五层扁平纤维所用的新挤出方法的生产线以下列方式工作。

使用测量容器将超浓缩颗粒状聚丙烯和着色剂倒入搅拌机6中，并在搅拌机中进行“干”混合。将制备好的混合物倒入盒子7中。真空上料机8通过管道9从盒子7中连续提取混合物成分并送入料仓10中。将料仓10中的混合物调节到所需湿度，并除去意外落入的金属夹杂物，其中所述料仓配有原料干燥系统和金属夹杂物磁阱。合成原料混合物从料仓10送入螺旋筒挤出机区11中，用于压缩和加热。然后，将已加热的合成材料转化为熔体，以形成五层膜的外层。所得熔体在压力下从螺旋筒挤出机区11送到过滤装置12中，其中从熔体中过滤多余的夹杂物。过滤熔体通过连接器13从所述过滤装置12进入分布式适配器14的外层通道中。熔体从分布式适配器14的外层通道进入五层平模15的外层通道中。同样地，使用测量容器将基于颗粒状碳酸钙（СаСO₃）的聚丙烯和添加剂倒入搅拌机16中，并在搅拌机中进行“干”混合。将制备好的混合物倒入盒子17中。真空上料机19通过管道18从盒子17中连续提取混合物成分并送入料仓20中。将料仓20中的混合物调节到所需湿度，并除去意外落入的金属夹杂物，其中所述料仓配有原料干燥系统和金属夹杂物磁阱。合成原料混合物从料仓20送入螺旋筒挤出机区21中，用于压缩和加热。然后，将已加热的合成材料转化为熔体，以形成五层膜的中间层。所得熔体在压力下从螺旋筒挤出机区21送到过滤装置22中，其中从熔体中过滤多余的夹杂物。过滤熔体通过连接器23从所述过滤装置22进入分布式适配器14的中间层通道中。熔体从分布式适配器14的中间层通道进入五层平模15的中间层通道中。同样地，使用测量容器将颗粒状一级或几级聚丙烯倒入搅拌机40中，并在搅拌机中进行“干”混合。将制备好的混合物倒入盒子41中。真空上料机43通过管道42从盒子41中连续提取混合物成分并送入料仓44中。将料仓44中的混合物调节到所需湿度，并除去意外落入的金属夹杂物，其中所述料仓配有原料干燥系统和金属夹杂物磁阱。合成原料混合物从料仓44送入螺旋筒挤出机区45中，用于压缩和加热。然后，将已加热的合成材料转化为熔体，以形成五层膜的加固层。所得熔体在压力下从螺旋筒挤出机区45送到过滤装置46中，其中从熔体中过滤多余的夹杂物。过滤熔体通过连接器47从所述过滤装置46进入分布式适配器14的加固层通道中。熔体从分布式适配器14的加固层通道中进入所述通道以形成所述五层平模15的加固层。所有五个熔体层同时从五层平模15的衬套部分出来，而不会混合，但相互接合。熔体分布方式如下：外层－中间层－加固层－中间层－外层。采用此方法所得熔体送入冷却充水槽24中。以薄膜形式冷却的熔体通过沿通道延伸的固定轴25靠近所述冷却槽24的底部，进而高质量冷却所述膜。然后，所得薄膜通过带有橡胶涂层的水压辊装置26，并除去薄膜表面上的水分。利用除水管道27可除去所述薄膜表面上的残留水分。薄膜通过旁通辊28和30送至卷取轴组31上。随着薄膜在辊26和31之间拉伸，切割机29叶片可轻易将薄膜切成指定宽度的条状，以便于三层平带进入旁通辊31中。然后，成倍拉伸平带。切片从卷取辊31通过所述拉伸炉32延伸至辊装置33的拉伸辊组34上。所述炉膛32内的空气通过加热元件加热，并送入切片通道空间内。炉膛中的旋转叶片使空气从加热区流通至切片通道空间，然后返回。拉伸辊组34的转速高出几倍的旁通辊31速度；因此在所述拉伸炉32的热空气环境中，根据拉伸率拉伸切片，同时伴随着长度增加，厚度减小。从而，切片会转化为纤维，其中纵向方向上的分子链为所述纤维提供额外强度。拉伸过程中所得纤维具有分子结构内应力，可通过收缩过程缓解。这可以解释为什么纤维从拉伸辊组34馈送至热轧辊组35中，进一步馈送到冷轧辊组36中。热轧辊组35的转速等于拉伸辊组34的转速，且所述冷轧辊组36的转速小于5%的热轧辊35转速。纤维在与热轧辊组表面接触的同时加热，其中辊子35和36之间的速度差有利于缓解纤维分子结构的内应变。如此，纤维收缩；纤维长度减少5%。纤维在与冷轧辊组36表面接触时冷却；因此，纤维分子结构最终会稳定。成品纤维送至卷绕站37中，并通过卷线机38将纤维缠绕在薄膜芯上。从而，从所述缠绕芯上获取五层扁平纤维。

新的挤出方法用于工业和其他领域以便于由合成原料获取扁平纤维可大大降低利用该方法生产的合成扁平纤维成本，而不会降低强度性能。利用新挤出方法所得的多层合成扁平纤维的生产和应用优点如下：薄膜抛光表面上缺少碳酸钙（СаСO₃）颗粒，或其他如滑石之类的添加剂，其中所述薄膜用以防止添加剂保水；例如，此时将碳酸钙（СаСO₃）引入受外层保护的内层中。相比已知挤出方法，利用该方法所得纤维无明显的研磨性，其中所述研磨性会导致之后与纤维接触的设备部件的额外磨损，如织机工件。利用新的挤出方法生产合成扁平纤维时，通过排除电气设备损坏故障还可增加所述编织生产线的安全性。消除所谓的粉笔灰尘可改善作业人员的卫生职业条件，通常还会延长设备的使用寿命。引入更多大量添加剂，如碳酸钙（СаСO₃）可保存更昂贵的聚合物。由于有色超浓缩物仅适用于外层，可使用少量昂贵的有色超浓缩物。此外，每层外层基本上均比内层较薄。还须注意，根据要求可采用此方法生产出多层具有不同性能的纤维，其中每层具有特性。因根据实际要求可确定所得纤维的指定特性，采用新方法生产合成扁平纤维更重要；毕竟，并不是总需要极高强度的纤维。

Claims

1.一种由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，包括至少形成具有不同特性的两个熔体，至少在三层上分布这些熔体以形成合成膜，冷却所述膜，将所述膜切片、拉伸形成纤维，并在薄膜芯上缠绕利用此方法所得纤维；所述挤出方法的特征在于：合成原料可用作颗粒、粉末或附聚物，在水槽中冷却所得薄膜，冷却薄膜表面后除去薄膜表面水分，利用碳酸钙填料形成内层，其中所述碳酸钙数量相当于0.1-50%的内层主原料重量，利用聚丙烯形成一个熔体，其中熔体流动速率（MFR）小于2.8g/10.0min，根据标准法采用挤压式塑性仪测定热塑性聚合物的熔体流动速率（ASTM1238-90b）。

2.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：在所述冷却轴上冷却熔块。

3.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：利用有机碳酸钙填料形成内层。

4.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：利用着色剂形成所述熔体中的一个熔体，其中所述熔体均匀分布在外层。

5.根据第4项中所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：所述外层中含有剂量相当于0.1-15.0%主原料重量的着色剂。

6.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：利用增强添加剂形成所述熔体中的一个熔体。

7.根据第6项中所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：所述熔体中的一个熔体由比其他层生产中所用聚合物的分断特性较高的聚合物形成。

8.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：将薄膜切片后，对切片进行原纤化作用。

9.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：将薄膜切片后，对切片进行原纤化作用，随后进行纤维加捻。

10.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：将薄膜切片后，对切片进行原纤化作用，随后进行纤维上油。

11.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：切片拉伸分阶段进行。

12.根据权利要求1所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：纤维拉伸后，被迫收缩。

13.根据第12项中所述的由合成原料生产扁平纤维所用的挤出方法，其特征在于：被迫收缩分阶段进行。