CN104928770A - 一种2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺,本发明的生产工艺,经过以下步骤:步骤1、将干燥尼龙6切片依重力送入设定温度为235-265℃螺杆挤压机1中,经过加热熔融、步骤2、随后尼龙6熔体在夹套管道保温条件下,由等长的熔体输送管道3分配给双腔纺丝箱体4中各个纺丝计量泵5,步骤3、尼龙6熔体在纺丝计量泵5提供的压力下进入装满金属过滤砂的双腔纺丝组件6中,步骤4、然后尼龙6熔体自双腔纺丝组件下部的喷丝板微孔中喷出,步骤5、冷却后的丝束,经过安装在侧吹风窗装置8内的上油装置9的集束上油后,通过纺丝甬道10,随后进入紧凑型高取向卷绕装置11,本发明每纺丝位由1-2台侧吹风装置、最后丝束在卷绕头上卷装成丝饼,制成2x(10~16)饼的尼龙6高取向纤维。
Description
技术领域
本发明属于尼龙6纤维制备生产工艺,特别是涉及一种2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺。
背景技术
尼龙,是聚酰胺经过加工后得到一种化学纤维。由于尼龙具有优越的强度、回弹性、吸湿性,因此,在服用、军用、航天材料、户外用品、纸币制造等多领域都得到了应用。
由于尼龙6纤维的特性优势,尼龙6纤维行业在近十几年来得到快速发展,作为尼龙6纤维中三大产品类型之一-高取向纤维(又称HOY)的生产技术也不断得到发展,在上世纪未期,尼龙6纤维的生产技术每纺位还只有8个丝饼,发展到现在已达到每纺位16丝饼。
然而当产能规模不断放大,产品范围不断扩展,所需要的每纺位丝饼数越来越多,如按现有工艺制备尼龙6高取向纤维,纺丝位距将变得越来越长,纺丝生产线将变得越来越庞大,在此基础上,如要想获得更经济和更高品质的尼龙6高取向纤维,将遇到生产工艺技术发展瓶颈。随着丝饼数的增多,同时也将对厂房占地和厂房高度提出的要求已越来越高,对生产工艺稳定性的控制已越来越难,产品品质的提升也将遇到诸多限制,同时最终将使尼龙6高取向纤维的生产成本不断提高,能耗增加,竞争能力减弱。
并且随着社会发展的加快,人们对尼龙纤维的性能要求越来高,因此,改善现有的尼龙纤维加工工艺具有很强的实际意义。目前国内对尼龙6纤维生产提出了更高的要求,降低成本、降低能耗成为新的发展趋势。
2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺的最大特点:
1)每纺位丝饼数可以达到20~32个丝饼,减少了纺丝设备制造和安装难度;
2)缩短了尼龙6高取向纤维的整体纺程,生产流程更高效,产品品质更易稳定和控制;
3)相同长度厂房内可以布置更多的尼龙高取向纤维生产线,同时可以降低厂房高度,使得厂房土建成本明显下降;
4)单位产能的空调负荷明显下降,纺丝车间所需冷量明显降低,增强了产品在市场上的竞争力。
在本发明之前,尼龙6高取向纤维的生产工艺中还没有2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产方法报道,发明人经过长时间的实践,发明了一种2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺,该方法适用于不同纤度的尼龙6高取向纤维的制备流程,它不仅提升产品品质,而且还降低了厂房高度,大大缩短纺程,使工业化生产更经济,效率更高,能耗更加节约。
发明内容
本发明的目的在于提供一种2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺。
本发明的生产工艺,经过以下步骤:
步骤1、将干燥尼龙6切片依重力送入设定温度为235-265℃螺杆挤压机1中,经过加热熔融、挤压、混合计量后,形成均匀的尼龙6熔体。然后熔体经测量头2进入熔体输送管道3,测量头处熔体温度245-265℃。
步骤2、随后尼龙6熔体在夹套管道保温条件下,由等长的熔体输送管道3分配给双腔纺丝箱体4中各个纺丝计量泵5,然后按工艺要求流量,泵送给各个双腔纺丝组件6。在双腔纺丝箱体4内部,每纺丝位由2~4台一进8~12出纺丝计量泵、熔体分配支管系统和10~16台双腔纺丝组件等组成。
步骤3、尼龙6熔体在纺丝计量泵5提供的压力下进入装满金属过滤砂的双腔纺丝组件6中,以实现熔体的高效混合和过滤。
步骤4、然后尼龙6熔体自双腔纺丝组件下部的喷丝板微孔中喷出,形成2x(10~16)束尼龙6熔体细流。该熔体细流在一定风型分布的侧吹风装置8内均匀稳定地被冷却固化形成丝束。尼龙6熔体细流所夹带的挥发性单体通过水喷射式单体抽吸装置7抽走,减少单体对丝束成形的影响。
步骤5、冷却后的丝束,经过安装在侧吹风窗装置8内的上油装置9的集束上油后,通过纺丝甬道10,随后进入紧凑型高取向卷绕装置11。本发明每纺丝位由1-2台侧吹风装置、1-2台纺丝甬道和2台10~16饼紧凑型高取向卷绕装置组成,其中每台紧凑型高取向卷绕装置包括:预网络、主网络、第一、第二导辊和1台10~16饼的卷绕头组成。最后丝束在卷绕头上卷装成丝饼,制成2x(10~16)饼的尼龙6高取向纤维。
本发明的工艺流程需要使用如附图1所示的装置,该装置的部件如下:
螺杆挤压机1、测量头2、熔体输送管道3、双腔纺丝箱体4、纺丝计量泵5、双腔纺丝组件6、单体抽吸装置7、侧吹风装置8、上油装置9、纺丝甬道10、紧凑型高取向卷绕装置11和联苯蒸汽发生器12。
根据本发明的生产工艺,
其中步骤1中所述的螺杆压力为90-120bar,螺杆转速为30-75rpm,螺杆温度分5~6区控制,其中一区温度235-245℃,二区温度240-255℃,三区温度245-260℃,四区温度245-265℃,五区温度245-265℃,六区温度245-265℃。
其中步骤2中所述的纺丝计量泵5泵供量为10-28g/min,计量泵转速为8-30rpm。
其中步骤3中所述的双腔纺丝组件内的金属砂细度规格为20-120目中的一种或几种组合,以保证纺丝组件起始压力在120-170bar之间。双腔纺丝组件砂杯装砂量为70-210g。
其中步骤4中所述侧吹风风温为16-18℃±1℃,相对风湿RH 85-95%,风压550-650Pa。
其中步骤4中所述水喷射式单体抽吸装置的水喷射泵进口压力为4-8bar。
其中步骤5中所述上油工艺,油剂浓度6~10%,上油率0.6-1.20%。
其中步骤5中所述的预网络压力0.02-0.15MPa,主网络压力0.25-0.50MPa,第一导辊速度4500-5200m/min,第二导辊速度4500-5200m/min,卷绕头速度为4500-5200m/min。
本发明的工艺需要用到以下设备,双腔纺丝箱体4,双腔纺丝组件6是北京三联虹普新合纤技术服务股份有限公司的专有设备。
其中,双腔纺丝箱体4构成如下:
纺丝箱体外保温1、纺丝箱体内胆2、纺丝计量泵3、箱体内熔体分配支道4、组件套筒5、双腔纺丝组件6、热媒蒸气进口7、热媒冷凝回流口8,箱体支耳9
见图2
双腔纺丝组件6的构成如下:
组件壳体1、锁紧环2、上盖3、双内腔砂杯4、腰形分配板5、腰形密封圈6、压砂板7、铝密封圈8、多层过滤网9、整体密封垫片10、喷丝板11、组件接块12、进口密封垫13。
见图3
其余设备均为通用的纺丝设备,这些纺丝设备及配套装置,包括螺杆挤压机、测量头、双腔纺丝箱体、纺丝计量泵、双腔纺丝组件、侧吹风装置、熔体管路和联苯蒸汽发生器,均为现有技术。
上述的熔体分配管、纺丝箱体都是通过联苯蒸汽发生器12供给的热媒蒸汽循环加热。
本发明2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺,其生产条件是经过科学筛选的,其主要特点是:纺丝过程为连续化生产、自动化程度高、可靠性强、产品稳定且质量优良,适合大批量工业化生产。
附图说明
图1为2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺流程图。
图2为双腔纺丝箱体结构示意图
图3为双腔纺丝组件结构示意图
具体实施方式
以下通过实施例对2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺做进一步说明,但不作为对本发明的限制。
实施例1:
紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺,结合工艺流程作进一步说明。
1)尼龙6干切片336kg进入转速为52rpm的螺杆挤压机1,经过加热熔融、挤压、混合计量后成为尼龙6熔体。螺杆挤压机的加热为六区温控,一区温度238℃、二区温度246℃、三区温度252℃、四区温度255℃、五区温度256℃、六区温度257℃,出螺杆挤压机后的熔体温度为254-255℃,螺杆机头压力设定为120bar。
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒保温,由等长的熔体分配管道3输送至双腔纺丝箱体4,然后经纺丝计量泵5精确计量后,再经等长熔体分配支管系统将尼龙6熔体均匀分配到双腔纺丝组件6中。纺丝计量泵5的泵供量为20.4g/min,泵转速16.3rpm。
3)尼龙6熔体随后进入12台双腔纺丝组件6的砂杯中,砂杯内金属砂重量为180g,纺丝组件起始压力150bar。
4)尼龙6熔体从双腔纺丝组件底部的喷丝板高压喷出,形成24束熔体细流,经单体抽吸后,在恒温恒湿的侧吹风装置8内冷却成型,侧吹风风温为16.5℃,相对风湿RH90%,风压600Pa。
5)水喷射式单体抽吸装置7的水喷射泵进口压力为6.0bar。
6)冷却成型的丝束经过上油装置9,对24根丝束集束上油,油剂浓度8.5%,丝束含油1.12%。然后分别通过纺丝甬道10后,进入紧凑型高取向卷绕装置11。
7)紧凑型高取向卷绕装置11的卷绕工艺为:预网络压力0.07MPa,主网络压力0.35MPa,第一导辊速度4595m/min,第二导辊速度4675m/min,卷绕头速度4650m/min,最终在紧凑型高取向卷绕装置11的卷绕头上卷装成丝饼,形成纤度为44dtex/12f的尼龙6高取向纤维。其各项指标见表:
实施例2:
紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺,结合工艺流程作进一步说明。
1)尼龙6干切片252kg进入转速为42rpm的螺杆挤压机1,经过加热熔融、挤压、混合计量后成为尼龙6熔体。螺杆加压机的加热为六区温控,一区温度235℃、二区温度245℃、三区温度250℃、四区温度252℃、五区温度255℃、六区温度255℃,出螺杆挤压机后的熔体温度为252-253℃,螺杆机头压力设定为110bar。
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒保温,由等长的熔体分配管道3输送至双腔纺丝箱体4,然后经纺丝计量泵5精确计量后,再经等长熔体分配支管系统将尼龙6熔体均匀分配到双腔纺丝组件6中。纺丝计量泵5的泵供量为15.3g/min,泵转速12.2rpm。
3)尼龙6熔体随后进入12台双腔纺丝组件6的砂杯中,砂杯内金属砂重量为165g,纺丝组件起始压力139bar。
4)尼龙6熔体从双腔纺丝组件底部的喷丝板高压喷出,形成24束熔体细流,经单体抽吸后,在恒温恒湿的侧吹风装置8内冷却成型,侧吹风风温为17.0℃,相对风湿RH92%,风压550Pa。
5)水喷射式单体抽吸装置7的水喷射泵进口压力为5.0bar。
6)冷却成型的丝束经过上油装置9,对24根丝束集束上油,油剂浓度8.0%,丝束含油1.07%。然后分别通过纺丝甬道10后,进入紧凑型高取向卷绕装置11。
7)紧凑型高取向卷绕装置11的卷绕工艺为:预网络压力0.05MPa,主网络压力0.30MPa,第一导辊速度4570m/min,第二导辊速度4630m/min,卷绕头速度4600m/min。最终在紧凑型高取向卷绕装置11的卷绕头上卷装成丝饼,形成纤度为33dtex/10f的尼龙6高取向纤维。其各项指标见表:
Claims (9)
1.一种2x(10~16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺,其特征在于,经过以下步骤:
步骤1、将干燥尼龙6切片依重力送入设定温度为235-265℃螺杆挤压机1中,经过加热熔融、挤压、混合计量后,形成均匀的尼龙6熔体,然后熔体经测量头2进入熔体输送管道3,测量头处熔体温度245-265℃,
步骤2、随后尼龙6熔体在夹套管道保温条件下,由等长的熔体输送管道3分配给双腔纺丝箱体4中各个纺丝计量泵5,然后按工艺要求流量,泵送给各个双腔纺丝组件6,在双腔纺丝箱体4内部,每纺丝位由2~4台一进8~12出纺丝计量泵、熔体分配支管系统和10~16台双腔纺丝组件等组成,
步骤3、尼龙6熔体在纺丝计量泵5提供的压力下进入装满金属过滤砂的双腔纺丝组件6中,以实现熔体的高效混合和过滤,
步骤4、然后尼龙6熔体自双腔纺丝组件下部的喷丝板微孔中喷出,形成2x(10~16)束尼龙6熔体细流,该熔体细流在一定风型分布的侧吹风装置8内均匀稳定地被冷却固化形成丝束,尼龙6熔体细流所夹带的挥发性单体通过水喷射式单体抽吸装置7抽走,减少单体对丝束成形的影响,
步骤5、冷却后的丝束,经过安装在侧吹风窗装置8内的上油装置9的集束上油后,通过纺丝甬道10,随后进入紧凑型高取向卷绕装置11,本发明每纺丝位由1-2台侧吹风装置、1-2台纺丝甬道和2台10~16饼紧凑型高取向卷绕装置组成,其中每台紧凑型高取向卷绕装置包括:预网络、主网络、第一、第二导辊和1台10~16饼的卷绕头组成,最后丝束在卷绕头上卷装成丝饼,制成2x(10~16)饼的尼龙6高取向纤维,
本发明的工艺流程需要使用如附图1所示的装置,该装置的部件如下:
螺杆挤压机1、测量头2、熔体输送管道3、双腔纺丝箱体4、纺丝计量泵5、双腔纺丝组件6、单体抽吸装置7、侧吹风装置8、上油装置9、纺丝甬道10、紧凑型高取向卷绕装置11和联苯蒸汽发生器12。
2.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,
其中步骤1中所述的螺杆压力为90-120bar,螺杆转速为30-75rpm,螺杆温度分5~6区控制,其中一区温度235-245℃,二区温度240-255℃,三区温度245-260℃,四区温度245-265℃,五区温度245-265℃,六区温度245-265℃。
3.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,
其中步骤2中所述的纺丝计量泵5泵供量为10-28g/min,计量泵转速为8-30rpm。
4.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,
其中步骤3中所述的双腔纺丝组件内的金属砂细度规格为20-120目中的一种或几种组合,以保证纺丝组件起始压力在120-170bar之间,双腔纺丝组件砂杯装砂量为70-210g。
5.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,
其中步骤4中所述侧吹风风温为16-18℃±1℃,相对风湿RH 85-95%,风压550-650Pa,其中步骤4中所述水喷射式单体抽吸装置的水喷射泵进口压力为4-8bar。
6.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,
其中步骤5中所述上油工艺,油剂浓度6~10%,上油率0.6-1.20%,其中步骤5中所述的预网络压力0.02-0.15MPa,主网络压力0.25-0.50MPa,第一导辊速度4500-5200m/min,第二导辊速度4500-5200m/min,卷绕头速度为4500-5200m/min。
7.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,
本发明的工艺需要用到以下设备,双腔纺丝箱体4,双腔纺丝组件6其中,双腔纺丝箱体4构成如下:
纺丝箱体外保温1、纺丝箱体内胆2、纺丝计量泵3、箱体内熔体分配支道4、组件套筒5、双腔纺丝组件6、热媒蒸气进口7、热媒冷凝回流口8,箱体支耳9
见图2
双腔纺丝组件6的构成如下:
组件壳体1、锁紧环2、上盖3、双内腔砂杯4、腰形分配板5、腰形密封圈6、压砂板7、铝密封圈8、多层过滤网9、整体密封垫片10、喷丝板11、组件接块12、进口密封垫13,见图3。
8.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,
1)尼龙6干切片336kg进入转速为52rpm的螺杆挤压机1,经过加热熔融、挤压、混合计量后成为尼龙6熔体。螺杆挤压机的加热为六区温控,一区温度238℃、二区温度246℃、三区温度252℃、四区温度255℃、五区温度256℃、六区温度257℃,出螺杆挤压机后的熔体温度为254-255℃,螺杆机头压力设定为120bar,
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒保温,由等长的熔体分配管道3输送至双腔纺丝箱体4,然后经纺丝计量泵5精确计量后,再经等长熔体分配支管系统将尼龙6熔体均匀分配到双腔纺丝组件6中,纺丝计量泵5的泵供量为20.4g/min,泵转速16.3rpm,
3)尼龙6熔体随后进入12台双腔纺丝组件6的砂杯中,砂杯内金属砂重量为180g,纺丝组件起始压力150bar,
4)尼龙6熔体从双腔纺丝组件底部的喷丝板高压喷出,形成24束熔体细流,经单体抽吸后,在恒温恒湿的侧吹风装置8内冷却成型,侧吹风风温为16.5℃,相对风湿RH90%,风压600Pa,
5)水喷射式单体抽吸装置7的水喷射泵进口压力为6.0bar,
6)冷却成型的丝束经过上油装置9,对24根丝束集束上油,油剂浓度8.5%,丝束含油1.12%,然后分别通过纺丝甬道10后,进入紧凑型高取向卷绕装置11,7)紧凑型高取向卷绕装置11的卷绕工艺为:预网络压力0.07MPa,主网络压力0.35MPa,第一导辊速度4595m/min,第二导辊速度4675m/min,卷绕头速度4650m/min,最终在紧凑型高取向卷绕装置11的卷绕头上卷装成丝饼,形成纤度为44dtex/12f的尼龙6高取向纤维。
9.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,
1)尼龙6干切片252kg进入转速为42rpm的螺杆挤压机1,经过加热熔融、挤压、混合计量后成为尼龙6熔体,螺杆加压机的加热为六区温控,一区温度235℃、二区温度245℃、三区温度250℃、四区温度252℃、五区温度255℃、六区温度255℃,出螺杆挤压机后的熔体温度为252-253℃,螺杆机头压力设定为110bar,
2)尼龙6熔体在熔体分配管道中由气相热媒保温,由等长的熔体分配管道3输送至双腔纺丝箱体4,然后经纺丝计量泵5精确计量后,再经等长熔体分配支管系统将尼龙6熔体均匀分配到双腔纺丝组件6中,纺丝计量泵5的泵供量为15.3g/min,泵转速12.2rpm,
3)尼龙6熔体随后进入12台双腔纺丝组件6的砂杯中,砂杯内金属砂重量为165g,纺丝组件起始压力139bar,
4)尼龙6熔体从双腔纺丝组件底部的喷丝板高压喷出,形成24束熔体细流,经单体抽吸后,在恒温恒湿的侧吹风装置8内冷却成型,侧吹风风温为17.0℃,相对风湿RH92%,风压550Pa,
5)水喷射式单体抽吸装置7的水喷射泵进口压力为5.0bar,
6)冷却成型的丝束经过上油装置9,对24根丝束集束上油,油剂浓度8.0%,丝束含油1.07%,然后分别通过纺丝甬道10后,进入紧凑型高取向卷绕装置11,
7)紧凑型高取向卷绕装置11的卷绕工艺为:预网络压力0.05MPa,主网络压力0.30MPa,第一导辊速度4570m/min,第二导辊速度4630m/min,卷绕头速度4600m/min,最终在紧凑型高取向卷绕装置11的卷绕头上卷装成丝饼,形成纤度为33dtex/10f的尼龙6高取向纤维。
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