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

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

一种2x(10～16)饼的紧凑型尼龙6高取向纤维生产工艺

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。