CN106381553A - 功能性锦纶6纤维的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功能性锦纶6纤维的生产方法，包括如下步骤：a、采用母粒干燥装置对功能性母粒进行干燥的步骤，其中，所述母粒干燥装置包括盛放功能性母粒的母粒罐，在干燥过程中，母粒罐具有由下往上吹、由中心向外吹的两股热风对功能性母粒进行干燥，功能性母粒一边得到搅拌、一边吹风干燥；b、螺杆挤压机熔融挤压；c、纺丝、上油；d、预网络、牵伸、网络、卷绕；e、检验包装。采用这种方法制得的锦纶6纤维具有特定的功能，如具有抗菌、阻燃、抗紫外线或抗辐射功能，市场竞争力强，在锦纶6切片中加入的功能性母粒干燥充分且均匀，使锦纶6纤维整体差别小，提升产品品质。

Description

功能性锦纶6纤维的生产方法
本专利申请是(申请号为2015102007508、申请日为2015-4-24、发明创造名称为“一种功能性锦纶6纤维的生产方法”)的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种家具，尤其是一种功能性锦纶6纤维的生产方法。
背景技术
锦纶的主要品种为脂肪族聚酰胺纤维，它可以用一种单体合成，如内酰胺或氨基酸。此时锦纶名称后的阿拉伯数字即表明所用内酰胺或氨基酸的碳原子数目，如锦纶6、锦纶66等。锦纶6即聚已内酰胺纤维，95年第一版第二次印刷的《化学纤维词典》412页即公开了这一概念：聚已内酰胺纤维在我国简称锦纶6，产品有单丝、复丝、变形丝和短纤维等，采用熔体直接纺丝或切片纺丝法制得成品纤维。锦纶6产品具有高强度、耐磨、柔软性及肌肤触感温和等特性,在服装、丝绸、雨伞、鱼网丝、帘子线、地毯丝及工程塑料领域具有广阔的用途，因此属于国内化纤生产企业的主流品种，锦纶织物也是市场上最普通的织物。
功能性锦纶6纤维通过在功片中混合功能性母粒使锦纶6纤维具有特定的功能，如加入抗菌母粒、阻燃母粒、抗紫外线母粒或抗辐射母粒使锦纶6纤维具有抗菌、阻燃、抗紫外线或抗辐射功能，由于一举两得，功能性锦纶6纤维的市场需求越来越大，在生产过程中功能性母粒通过母粒干燥装置干燥，现有母粒干燥装置如中国专利201420183442.X公开的新型色母粒干燥装置那样，在母粒罐内只具有由下往上吹的干燥热风，对功能性母粒干燥不充分、不均匀，影响产品质量。由于存在这样的问题，所以有必要对现有的功能性锦纶6纤维的生产方法及装置进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种母粒干燥充分且均匀的功能性锦纶6纤维的生产方法，采用这种方法制得的锦纶6纤维具有特定的功能。
本发明所设计的一种功能性锦纶6纤维的生产方法，包括如下步骤：
a、采用母粒干燥装置对功能性母粒进行干燥的步骤，其中，所述母粒干燥装置包括盛放功能性母粒的母粒罐，在干燥过程中，母粒罐具有由下往上吹、由中心向外吹的两股热风对功能性母粒进行干燥，功能性母粒一边得到搅拌、一边吹风干燥；
b、将干燥后的锦纶6切片与步骤a所得的干燥后的功能性母粒进行均匀混合，然后将混合物加入到螺杆挤压机内进行熔融挤压；
c、将充分熔融的混合熔体输送到纺丝箱体，经过计量泵以恒定的量将熔体挤压到纺丝组件中进行纺丝，然后采用侧吹风或环吹风对丝束进行冷却成形，再对冷却后的丝束进行上油；
d、将上油后的丝束通过甬道及丝门进行预网络，然后将丝束用冷辊、热辊进行牵伸，将牵伸后的丝束加网络，再将丝束导入卷绕筒管进行高速卷绕成筒；
e、检验包装。
作为上述方案进一步的改进：所述步骤a中所述功能性母粒为抗菌母粒、阻燃母粒、抗紫外线母粒或抗辐射母粒；所述步骤b中螺杆挤压机的加热区为六个，其温度为一区260～262℃、二区265～268℃、三区265～268℃、四区265～268℃、五区265～268℃、六区265～268℃，熔体压力为11.0～12.0Mpa；所述步骤c中充分熔融的混合熔体通过保温管道输送到纺丝箱体，纺丝箱体的温度为263～270℃；侧吹风温度18～20℃、湿度65％～80％；上油量为1.0～1.2％；：所述步骤d中牵伸先采用两个冷辊进行牵伸，后采用两个热辊进行牵伸，热辊温度为145～175℃，牵伸倍速为1.1～1.2；高速卷绕成筒的卷绕速度为4000～4200m/min。
作为上述方案进一步的改进：所述抗辐射母粒粒按重量份计包括0.1份的硫酸镍、0.1份的硫酸铜、0.3份的磷酸锆钠银、1份的硫酸钡、1份的分散剂、10份的染料及87.5份的锦纶6切片。
作为上述方案进一步的改进：步骤a中所采用的母粒干燥装置，它包括底部呈锥形的母粒罐，母粒罐上部设有排气管、下部设有进风管、底部设有出料管，进风管上设有加热器，出料管上设有出料阀，在母粒罐底部设有锥形网，锥形网与母粒罐内壁间设有支撑体，该母粒干燥装置还包括电机、减速机、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、上轴承座、下轴承座、固定杆、第一搅拌杆、第二搅拌杆、压缩空气管和压空罐；所述第二搅拌杆是中空的管状结构，所述第一搅拌杆上半部具有中空结构、底部具有加粗段，所述加粗段上设有三角形搅拌叶；第一搅拌杆穿过所述第二搅拌杆且第一搅拌杆顶部高于第二搅拌杆，在第二搅拌杆内壁上部还卡装有与第一搅拌杆存在间隙的堵气环，第一搅拌杆和第二搅拌杆之间设有上、中、下三组轴承；上轴承座设在母粒罐顶部中央，下轴承座设在固定杆中间，固定杆固定安装在母粒罐内中下部的位置，第二搅拌杆穿过上轴承座和下轴承座，上轴承座和下轴承座与第二搅拌杆之间都设有轴承；所述上轴承座底面具有内凸环、顶部具有环状上盖，所述下轴承座顶部具有环状上盖、底部具有环状下盖；所述第二搅拌杆上设有螺旋搅拌叶，所述三角形搅拌叶位于固定杆下部；所述压缩空气管一端连接压空罐，另一端插入在所述第一搅拌杆的中空结构内，所述压空罐连接气源并且其外设有加热夹套；所述第一搅拌杆中部设有与其内部中空结构相通的大出气孔，在第二搅拌杆上布满小出气孔；所述电机设在母粒罐顶部并与所述减速机传动连接，所述第一齿轮与减速机传动连接，所述第四齿轮位于所述第一搅拌杆顶部，所述第五齿轮位于第二搅拌杆顶部，第一搅拌杆还穿过所述第五齿轮；所述第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第二齿轮同时与第三齿轮和第五齿轮啮合，所述第三齿轮与第四齿轮啮合；车间风从进风管进入并得到加热器的加热，所形成的热风从母粒罐下部往上吹形成所述由下往上吹的热风；压空罐中的压缩空气经加热夹套加热后形成热压缩空气，热压缩空气经压缩空气管、第一搅拌杆的内部中空结构、大出气孔和出气孔后向外吹出形成所述由中心向外吹的热风；所述电机通过减速机驱动第一齿轮转动，第一齿轮一方面通过第二齿轮啮合带动第五齿轮转动，第五齿轮带动第二搅拌杆转动形成搅拌，另外，第一齿轮通过第二齿轮及第三齿轮带动第四齿轮转动，第四齿轮带动第一搅拌杆转动也形成搅拌，第二搅拌杆上的螺旋搅拌叶与第一搅拌杆上的三角形搅拌叶转动方向相反。
作为上述方案进一步的改进：在步骤c中采用环吹风纺丝冷却装置中用于对丝束进行环吹风冷却，所述环吹风分为上下两层且相互独立，上层环吹风倾斜向上吹出，下层环吹风为主体，从环吹风筒中水平吹出，其中上层环吹风温度和温度低于下层环吹风。
本发明所设计的功能性锦纶6纤维的生产方法，它的有益效果是：采用这种方法制得的锦纶6纤维具有特定的功能，如具有具有抗菌、阻燃、抗紫外线或抗辐射功能，市场竞争力强，在锦纶6切片中加入的功能性母粒干燥充分且均匀，使锦纶6纤维整体差别小，提升产品品质。
附图说明
图1是生产本发明所用的功能性锦纶6纤维的母粒干燥装置的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是图1中B处的放大图；
图4是图1中C处的放大图；
图5是实施例6所采用的环吹风纺丝冷却装置中环吹风装置的结构示意图；
图6是图5中A处的放大图；
图7是实施例6采用的环吹风纺丝冷却装置中空调机组的系统示意图；
图8是实施例6所采用的环吹风纺丝冷却装置中环吹风装置的改进示意图；
图9是图8所示第一外筒部分的放大图；
图10是图9中B处的放大图；
图11是实施例6中另一种步进电机驱动结构的示意图；
图12是实施例7母粒干燥装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1：
本实施例所描述的功能性锦纶6纤维的生产方法，包括如下步骤：
a、采用母粒干燥装置对功能性母粒进行干燥的步骤，其中，所述母粒干燥装置包括盛放功能性母粒的母粒罐，在干燥过程中，母粒罐具有由下往上吹、由中心向外吹的两股热风对功能性母粒进行干燥，功能性母粒一边得到搅拌、一边吹风干燥；
b、将干燥后的锦纶6切片与步骤a所得的干燥后的功能性母粒进行均匀混合，然后将混合物加入到螺杆挤压机内进行熔融挤压；其中，锦纶6切片与功能性母粒的配比属于现有技术，一般功能性母粒为锦纶6切片重量的3％-5％；
c、将充分熔融的混合熔体输送到纺丝箱体，经过计量泵以恒定的量将熔体挤压到纺丝组件中进行纺丝，然后采用侧吹风或环吹风对丝束进行冷却成形，再对冷却后的丝束进行上油；
d、将上油后的丝束通过甬道及丝门进行预网络，然后将丝束用冷辊、热辊进行牵伸，将牵伸后的丝束加网络，再将丝束导入卷绕筒管进行高速卷绕成筒；
e、检验包装。
其中：所述步骤a中所述功能性母粒为抗菌母粒；所述步骤b中螺杆挤压机的加热区为六个，其温度为一区260℃、二区265℃、三区265℃、四区265℃、五区265℃、六区265℃，熔体压力为11.0Mpa；所述步骤c中充分熔融的混合熔体通过保温管道输送到纺丝箱体，纺丝箱体的温度为263℃；侧吹风温度18℃、湿度65％％；上油量为1.0％；：所述步骤d中牵伸先采用两个冷辊进行牵伸，后采用两个热辊进行牵伸，热辊温度为145℃，牵伸倍速为1.1；高速卷绕成筒的卷绕速度为4000m/min。
采用这种方法制得的锦纶6纤维具有抗菌功能。
本实施例采用的是本公司独立研制的母粒干燥装置，它的具体结构如图1至4中所示，它包括底部呈锥形的母粒罐201，母粒罐201上部设有排气管202、下部设有进风管203、底部设有出料管204，进风管203上设有加热器205，出料管204上设有出料阀206，在母粒罐201底部设有锥形网207，锥形网207与母粒罐201内壁间设有支撑体208，该母粒干燥装置还包括电机209、减速机210、第一齿轮211、第二齿轮212、第三齿轮213、第四齿轮214、第五齿轮215、上轴承座216、下轴承座217、固定杆218、第一搅拌杆219、第二搅拌杆220、压缩空气管221和压空罐222；所述第二搅拌杆220是中空的管状结构，所述第一搅拌杆219上半部具有中空结构223、底部具有加粗段224，所述加粗段224上设有三角形搅拌叶225；第一搅拌杆219穿过所述第二搅拌杆220且第一搅拌杆219顶部高于第二搅拌杆220，在第二搅拌杆220内壁上部还卡装有与第一搅拌杆219存在间隙的堵气环227，第一搅拌杆219和第二搅拌杆220之间设有上、中、下三组轴承226；上轴承座216设在母粒罐201顶部中央，下轴承座217设在固定杆218中间，固定杆218固定安装在母粒罐201内中下部的位置，第二搅拌杆220穿过上轴承座216和下轴承座217，上轴承座216和下轴承座217与第二搅拌杆220之间都设有轴承226；所述上轴承座216底面具有内凸环228、顶部具有环状上盖229，所述下轴承座217顶部具有环状上盖229、底部具有环状下盖230；所述第二搅拌杆220上设有螺旋搅拌叶231，所述三角形搅拌叶225位于固定杆218下部；所述压缩空气管221一端连接压空罐222，另一端插入在所述第一搅拌杆219的中空结构223内，所述压空罐222连接气源并且其外设有加热夹套232；所述第一搅拌杆219中部设有与其内部中空结构223相通的大出气孔233，在第二搅拌杆220上布满小出气孔234；所述电机209设在母粒罐201顶部并与所述减速机210传动连接，所述第一齿轮211与减速机210传动连接，所述第四齿轮214位于所述第一搅拌杆219顶部，所述第五齿轮215位于第二搅拌杆220顶部，第一搅拌杆219还穿过所述第五齿轮215；所述第一齿轮211与第二齿轮212啮合；所述第二齿轮212同时与第三齿轮213和第五齿轮215啮合，所述第三齿轮213与第四齿轮214啮合；车间风从进风管203进入并得到加热器205的加热，所形成的热风从母粒罐201下部往上吹形成所述由下往上吹的热风；压空罐222中的压缩空气经加热夹套232加热后形成热压缩空气，热压缩空气经压缩空气管221、第一搅拌杆219的内部中空结构223、大出气孔233和出气孔234后向外吹出形成所述由中心向外吹的热风；所述电机209通过减速机210驱动第一齿轮211转动，第一齿轮211一方面通过第二齿轮212啮合带动第五齿轮215转动，第五齿轮215带动第二搅拌杆220转动形成搅拌，另外，第一齿轮211通过第二齿轮212及第三齿轮213带动第四齿轮214转动，第四齿轮214带动第一搅拌杆219转动也形成搅拌，第二搅拌杆220上的螺旋搅拌叶231与第一搅拌杆219上的三角形搅拌叶225转动方向相反，相反是因为如下原因实现的，因为第一齿轮211带动第一搅拌杆219的过程中多了一个第三齿轮213，所以使得第一搅拌杆219和第二搅拌杆220转向相反。
在这个由本公司特别研制开发的母粒干燥装置中，由于其结构的特性，第一搅拌杆219和第二搅拌杆220能得到有效地固定，使整体结构更为牢固，并使得第一搅拌杆219和第二搅拌杆220可以产生相对运动，产生所需要的不同方的搅拌，生产时其干燥过程为：第一，由进风管203进风，风被加热夹套232加热后形成热风，从母粒罐201底部吹出，母粒罐201底部与其形状相配合的锥形网207将母粒罐201中的母粒与其底壁隔开一段距离(一般取0.5厘米)，这样从进风管203吹出的风受到阻力较小，能更好地进入母粒罐201内由下往上吹，第一搅拌杆219带动三角形搅拌叶225转动，使积压在锥形网207上的母粒得到松动，使进风管203吹出的风更容易向上吹，对母粒罐201内的母粒进行干燥，第二，压空罐222中的压缩空气经加热夹套232加热后形成热压缩空气，热压缩空气经压缩空气管221、第一搅拌杆219的内部中空结构223、大出气孔233和出气孔234后向外吹出形成所述由中心向外吹的热风；并且第二搅拌杆220在转动的过程中，螺旋搅拌叶231将母粒罐201中的母粒从下往上输送，起翻腾作用，在翻腾的过程中第二搅拌杆220周身吹出吹风对母粒进行进一步干燥，这样母粒的干燥就更为均匀了；而在整个搅拌过程中，第二搅拌杆220将母粒从中心向上抽出，靠近母粒罐201内壁的母粒从外部向底部中心涌入，使内部所有的母料都呈运动状，能得到充分的干燥，由于螺旋搅拌叶231与三角形搅拌叶225呈相反运动，被三角形搅拌叶225带过的母粒很顺利地进入螺旋搅拌叶231，从而提高螺旋搅拌叶231向上输送母粒的效率；这样的方式不仅母粒的干燥效果明显提高，而且均匀度也明显提高，适用于生产。为了提高压缩空气的温度，在压缩空气管221外还可以设置电加热夹套。
本实施例中，抗菌母粒可从市场上购得。
实施例2：
本实施例所描述的功能性锦纶6纤维的生产方法，与实施例1不同之处在于：所述步骤a中所述功能性母粒为阻燃母粒，采用这种方法制得的锦纶6纤维具有阻燃功能。
本实施例中，阻燃母粒可从市场上购得，也可采用本公司特地开发的阻燃母粒，阻燃母粒按如下步骤制得：
1、采用磷系或氮系芳香聚酰有机胺化合物作为阻燃剂制成功能粉体；
2、将功能粉体放入烘箱内，在175℃的温度下进行干燥活化；
3、将步骤2获得的功能粉体与锦纶6切片、分散剂(高分子蜡)，热稳定剂C101，抗氧剂B215混合，其中各组份按重量份计为：功能粉体19.5份，锦纶6切片80份，分散剂0.2份，抗氧剂0.2份，热稳定剂0.1份；
4、将步骤3获得的混合物进行搅拌混合；
5、将步骤4获得的混合物冷却至15℃至25℃，然后送入螺杆挤出机造粒，其中螺杆挤出机温度280℃，熔压5-6Mpa。
这种阻燃母粒生产出来的锦纶6纤维阻燃效果较好。
实施例3：
本实施例所描述的功能性锦纶6纤维的生产方法，与实施例1不同之处在于它所制得的锦纶6纤维具有抗紫外线功能，具体区别在于所述步骤a中所述功能性母粒为抗紫外线母粒；所述步骤b中螺杆挤压机的加热区为六个，其温度为一区262℃、二区268℃、三区268℃、四区268℃、五区268℃、六区268℃，熔体压力为12.0Mpa；所述步骤c中充分熔融的混合熔体通过保温管道输送到纺丝箱体，纺丝箱体的温度为270℃；侧吹风温度20℃、湿度80％；上油量为1.2％；：所述步骤d中牵伸先采用两个冷辊进行牵伸，后采用两个热辊进行牵伸，热辊温度为175℃，牵伸倍速为1.2；高速卷绕成筒的卷绕速度为4200m/min。
本实施例中，抗紫外线母粒可从市场上购得。也可以是本公司特制抗紫外线母粒，它包括2份的磷酸锆钠银、0.5份的分散剂(高分子蜡)及97.5份的锦纶6切片(上述皆为重量份)。
实施例4：
本实施例所描述的功能性锦纶6纤维的生产方法，与实施例1不同之处在于它所制得的锦纶6纤维具有抗辐射功能，具体区别在于：所述步骤a中所述功能性母粒为抗辐射母粒；所述步骤b中螺杆挤压机的加热区为六个，其温度为一区261℃、二区267℃、三区267℃、四区267℃、五区267℃、六区267℃，熔体压力为11.5Mpa；所述步骤c中充分熔融的混合熔体通过保温管道输送到纺丝箱体，纺丝箱体的温度为267℃；侧吹风温度19℃、湿度70％；上油量为1.1％；：所述步骤d中牵伸先采用两个冷辊进行牵伸，后采用两个热辊进行牵伸，热辊温度为160℃，牵伸倍速为1.15；高速卷绕成筒的卷绕速度为4100m/min。
本实施例中，抗辐射母粒可从市场上购得，也可以是采用如下方案：抗辐射母粒粒按重量份计包括0.1份的硫酸镍、0.1份的硫酸铜、0.3份的磷酸锆钠银、1份的硫酸钡、1份的分散剂(低分子量聚乙烯蜡)、97.5份的锦纶6切片。
实施例5：
本实施例所描述的功能性锦纶6纤维的生产方法，与实施例4不同之处在于它所制得的锦纶6纤维是具有抗辐射功能的色丝：所述抗辐射母粒粒按重量份计包括0.1份的硫酸镍、0.1份的硫酸铜、0.3份的磷酸锆钠银、1份的硫酸钡、1份的分散剂(低分子量聚乙烯蜡)、10份的染料及87.5份的锦纶6切片。
上述实施例制得的各功能性锦纶6纤维检测参数如下表：
实施例6
本实施例所描述的功能性锦纶6纤维的生产方法，与实施例1不同之处在于采用环吹风冷却，并采用本公司自行研制的环吹风纺丝冷却装置。
其生产方法包括如下步骤：
a、采用母粒干燥装置对功能性母粒进行干燥的步骤，其中，所述母粒干燥装置包括盛放功能性母粒的母粒罐，在干燥过程中，母粒罐具有由下往上吹、由中心向外吹的两股热风对功能性母粒进行干燥，功能性母粒一边得到搅拌、一边吹风干燥；
b、将干燥后的锦纶6切片与步骤a所得的干燥后的功能性母粒进行均匀混合，然后将混合物加入到螺杆挤压机内进行熔融挤压；
c、将充分熔融的混合熔体输送到纺丝箱体，经过计量泵以恒定的量将熔体挤压到纺丝组件中进行纺丝，然后采用环吹风对丝束进行冷却成形，再对冷却后的丝束进行上油；本步骤中采用环吹风纺丝冷却装置中用于对丝束进行环吹风冷却，所述环吹风分为上下两层且相互独立，上层环吹风倾斜向上吹出，下层环吹风为主体，从环吹风筒中水平吹出，其中上层环吹风温度和温度低于下层环吹风。
d、将上油后的丝束通过甬道及丝门进行预网络，然后将丝束用冷辊、热辊进行牵伸，将牵伸后的丝束加网络，再将丝束导入卷绕筒管进行高速卷绕成筒；
e、检验包装。
具体参数为所述步骤b中螺杆挤压机的加热区为六个，其温度为一区262℃、二区268℃、三区268℃、四区268℃、五区268℃、六区268℃，熔体压力为12.5Mpa；所述步骤b中纺丝箱体的温度为270℃；所述步骤c中上层环吹风温度19.5℃、速度为0.5m/s，湿度78％，下层环吹风温度20℃、速度为0.5m/s，湿度80％。所述步骤d中牵伸先采用两个冷辊进行牵伸，后采用两个热辊进行牵伸，热辊温度为170℃，牵伸倍速为1.1；卷绕速度为4200m/min
其中，如图6、7、8所示，本实施例采用的本公司特制的用于生产锦纶6纤维的环吹风纺丝冷却装置包括环吹风装置101和空调机组102，所述环吹风装置101包括机架103、升降缸104、升降杆105、第一进风管106、第二进风管107、第一外筒108、第二外筒109、第三外筒110、导向风筒111、环吹风筒112以及不透风的内筒113；所述导向风筒111、环吹风筒112及内筒113从上往下依次设置且相通，丝束从它们中间穿过得到冷却，所述升降缸104和升降杆105机架103设在机架103上，第一进风管106和第二进风管107也设在机架103上，第一进风管106和第二进风管107上都设有形变段114和调节阀115，形变段114设置的目的是为了配合升降，调节阀115设置的目的是为了可以调节风速；所述第二外筒109连接在第一外筒108下方，所述第三外筒110连接在第二外筒109下方，所述升降缸104的活塞杆和升降杆105顶部都与所述第三外筒110底部相连接，所述第一外筒108内侧设有所述导向风筒111，所述导向风筒111上布满斜向上吹风的斜通孔154；从斜通孔154中吹出的即为上层环吹风；所述环吹风筒112位于所述第二外筒109内，从环吹风筒112吹出的风即为所述下层环吹风，所述内筒113位于所述第三外筒110内且底部超出所述第三外筒110；所述第一外筒108与导向风筒111之间的区域为第一环状腔体116，所述第二外筒109与环吹风筒112之间的区域为第二环状腔体117，所述第三外筒110与内筒113之间的区域为第三环状腔体118，所述第一环状腔体116与第二环状腔体117不连通，所述第二环状腔体117与第三环状腔体118连通，所述第一进风管106连接在第三外筒110上并与所述第二环状腔体117相通，所述第二进风管107连接在第一外筒108上并与所述第一环状腔体116相通，在第二外筒109下部设有布满通孔的固定环119，所述环吹风筒112底部连接在固定环119上，所述第二外筒109和第三外筒110之间夹有环状网片120；所述第一环状腔体116内设有环状均风板121，所述环状均风板121上布满第一均风孔122；所述空调机组102包括新风管131、回风管132、排放管133、回风机134、回风喷淋室135、排放阀136、新风阀137、粗滤器一138、粗滤器二139、前置加热器140、前置表冷器141、第一喷淋室142、第二喷淋室143、第一后置表冷器144、第二后置表冷器145、第一后置加热器146、第二后置加热器147、第一送风机148、第二送风机149、第一精滤器150、第二精滤器151、第一送风口152和第二送风口153，所述新风管131、粗滤器一138、粗滤器二139、前置加热器140、前置表冷器141依次连接，新风阀137设在新风管131上，所述回风管132与新风管131相连接，所述回风机134和回风喷淋室135设在回风管132上，所述排放管133与回风管132相连接，所述排放阀136设在排放管133上，所述前置表冷器141后面连接两条支路，其中一条支路上依次设有第一喷淋室142、第一后置表冷器144、第一后置加热器146、第一送风机148和第一送风口152，另外一条支路上依次设有第二喷淋室143、第二后置表冷器145、第二后置加热器147、第二送风机149和第二送风口153，所述第一送风口152与环吹风装置101的第一进风管106相通，所述第二送风口153与环吹风装置101的第二进风管107相通。
这种环吹风纺丝冷却装置，其空调机组102具有两个出口，可提供不同的风温及湿度，使用时新风及车间回风分别经过新风管131、粗滤器一138、粗滤器二139、前置加热器140、前置表冷器141得到初步处理，从前置表冷器141出来的风分别进两条不同的支路，在每个支路中得到喷淋室除尘，并利用后置表冷器和后置加热器控制不同的温度及湿度，最终经精滤后从不同的送风口吹出(即第一送风口152和第二送风口153)，第一送风口152与环吹风装置101的第一进风管106相通，所述第二送风口153与环吹风装置101的第二进风管107相通，而在环吹风装置101中，第一进风管106为主进风管，从第一送风口152吹出的冷却风经第一进风管106进入第三外筒110，第三外筒110内是第三环状腔体118，在这个第三环状腔体1187中冷却风能够均匀分布，并最终向上运行，穿过环状网片120和固定环119进入第二环状腔体117，环状网片120和固定环119使得向上运行的冷却风变得更为均匀，第二环状腔体117中的冷却风基本上已经消除了从第一进风管106单侧进风的影响，使第二环状腔体117内部的冷却风风温风压都比较均匀，最终通过环吹风筒112对丝束进行主冷却，由于冷却风比较均匀，冷却效果更好；另一方面，从第二送风口153吹出的冷却风经第二进风管107进入第一外筒108内，在第一外筒108内具有一块环状均风板121，环状均风板121也是为了消除单侧进风的影响，使从第二进风管107吹入得风得到均匀分配，并最终通过导向风筒111斜向上吹，对丝束进行冷却，这些上层环吹风倾斜向上吹出，丝束下行将风往下速，略向上吹的冷却风可用于抵消丝束下行带来的影响，提高在初生纤维的喷出段的冷却效果，提高产品品质；而第一环状腔体116和第二环状腔体117不连通，且两者的风源来自独立的支路，因此可以对上层环吹风和下层环吹风进行独立控制，以配合不同的产品。这种环吹风纺丝冷却装置，第一外筒108的高度远小于第二外筒109，一般可在1：5到1：10之间选择；斜通孔154向上倾斜的角度可以在5度至45度之间选取，如10度，20度等。环吹风筒112同现有结构，比如可用无纺布或金属网制成的结构。
所制得的锦纶6纤维测试性能：线密度(dtex)72.4，线密度偏差率(％)0.16，线密度变异系数CV(％)0.36，断裂强度(cN/dtex)4.31，断裂强度变异系数CV(％)4.46，断裂伸长率(％)36.6，断裂伸长变异系数CV(％)7.09，沸水收缩率(％)9.3，这种锦6纶色丝光泽均匀，具有良好的市场价值。
本实施例中本公司特制的环吹风纺丝冷却装置还可作进一步改进，引入自动控制，即所述第一外筒108内还设有环形风罩123，所述环形风罩123顶部的缩径段124通过轴承125连接在第一外筒108上，环形风罩123下部的环形段126上布满第二均风孔129，环形风罩123下部的环形段126与环状均风板121并排设置，所述环形风罩123顶部的缩径段124露出第一外筒108上端面且缩径段124上设有齿轮127；所述齿轮127与一驱动其正反转的步进电机128传动连接，步进电机128由控制器130控制，其中：所述第一均风孔122和第二均风孔129它们的重合度为X，控制器130利用控制步进电机128转动来调节重合度X的大小进而控制进入导向风筒111的风量。
这里引入了自动控制，使风温控制更合理，可以调节齿轮127使重合度X在50％，可以在第一环状腔体116内选取一个测温点，对重合度为X进行闭环控制，温度高时增大重合度X的值，加大冷却风量，提高冷却效果，温度低时减小重合度X的值，减小冷却风量，确保冷却效果；闭环控制可采用PID控制。
为了对整个系统进行通盘考虑，所述第一环状腔体116内设有第一测温点155，在第二环状腔体117内设有第二测温点156，所述第一测温点测得温度为T1，第二测温点测得温度为T2，，T1*a+T2*b作为最终测量的反馈值TF，在控制器130内设置标准值TB，TF大于TB时增大重合度X的值，TF小于TB时减小重合度X的值，因为在环吹风筒112中两股环吹风事实上混合了，因此需将下层环吹风的温度也考虑在内，因此采用对采样信号进行加权处理的方法，其中a大于b，如a为0.9,b为0.1，使第一环状腔体116测得温度的权重大于第二环状腔体117，因为控制器130只能对第一环状腔体116内的冷却风进行调节。
调节阀115的作用不变，同现有技术，用于从大盘上控制风速，而控制器130利用控制步进电机128转动来调节重合度X的大小进而控制进入导向风筒111的风量是独立于调节阀115，一般来讲，调节阀115距离较远，在控制中存在滞后情况，调节阀115开度改变到导向风筒111风量改变需要一定的时间，控制不灵敏，同时调节阀115本身精度也有问题；而我公司发明的这种环吹风纺丝冷却装置在距离导向风筒111最近的位置设置了调节风量的结构，滞后小，利用可精确控制角度的步进电机128作区动，控制效果好。步进电机128驱动齿轮127转动是现有技术，可采用如图10所示步进电机128直接带动小齿轮157与齿轮127啮合来实现(齿轮127大于小齿轮157可以提高控制精度)，也可采用图11的结构，即步进电机128驱动丝杠158，丝杠158与一个可在座体160上往复运动的滑块159螺纹配合(丝杠158可穿过滑块159)，滑块159上设置齿轮127与啮合，座体160可以设在第二进风管107上，也可固定在第一外筒108上；步进电机128正反转可带动滑块159来回运动，实现齿轮127的转动，从而实现重合度X的调节。
实施例7
如图12所示，本实施例所描述的功能性锦纶6纤维的生产方法，与实施例1不同之处在于对母粒干燥装置作进一步的改进，母粒的干燥方法最大的区别在于，进风管203不由车间进风，而是通过回风管235与母粒罐201顶部相通，因为母粒罐201内本身储存的是热风，这样热风进行循环，可以有效提高干燥热风的温度，加快工作效率的同时，可以起到节能效果；母粒干燥装置如图5所示。在回风管235上还可以设置由阀门控制的补风口236，在需要时进行补风，在母粒罐201上还可以设置安全阀237，用于母粒罐201内压力过高时自动泄压，以提高安全性。
上述实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明，明显地，本专利的保护范围不限于上述实施例。
本领域技术人员对上述实施例所作的各种等同修改或补充，都应当落入本专利的保护范围。

Claims (3)

1.一种功能性锦纶6纤维的生产方法，包括如下步骤：
a、采用母粒干燥装置对功能性母粒进行干燥的步骤，其中，所述母粒干燥装置包括盛放功能性母粒的母粒罐，在干燥过程中，母粒罐具有由下往上吹、由中心向外吹的两股热风对功能性母粒进行干燥，功能性母粒一边得到搅拌、一边吹风干燥；
b、将干燥后的锦纶6切片与步骤a所得的干燥后的功能性母粒进行均匀混合，然后将混合物加入到螺杆挤压机内进行熔融挤压；
c、将充分熔融的混合熔体输送到纺丝箱体，经过计量泵以恒定的量将熔体挤压到纺丝组件中进行纺丝，然后采用侧吹风或环吹风对丝束进行冷却成形，再对冷却后的丝束进行上油；
d、将上油后的丝束通过甬道及丝门进行预网络，然后将丝束用冷辊、热辊进行牵伸，将牵伸后的丝束加网络，再将丝束导入卷绕筒管进行高速卷绕成筒；
e、检验包装；
所述步骤a中所述功能性母粒为抗菌母粒、阻燃母粒、抗紫外线母粒或抗辐射母粒；所述步骤b中螺杆挤压机的加热区为六个，其温度为一区260～262℃、二区265～268℃、三区265～268℃、四区265～268℃、五区265～268℃、六区265～268℃，熔体压力为11.0～12.0Mpa；所述步骤c中充分熔融的混合熔体通过保温管道输送到纺丝箱体，纺丝箱体的温度为263～270℃；侧吹风温度18～20℃、湿度65％～80％；上油量为1.0～1.2％；：所述步骤d中牵伸先采用两个冷辊进行牵伸，后采用两个热辊进行牵伸，热辊温度为145～175℃，牵伸倍速为1.1～1.2；高速卷绕成筒的卷绕速度为4000～4200m/min；
其特征是：
所述阻燃母粒按如下步骤制得：
1、采用磷系或氮系芳香聚酰有机胺化合物作为阻燃剂制成功能粉体；
2、将功能粉体放入烘箱内，在175℃的温度下进行干燥活化；
3、将步骤2获得的功能粉体与锦纶6切片、分散剂(高分子蜡)，热稳定剂C101，抗氧剂B215混合，其中各组份按重量份计为：功能粉体19.5份，锦纶6切片80份，分散剂0.2份，抗氧剂0.2份，热稳定剂0.1份；
4、将步骤3获得的混合物进行搅拌混合；
将步骤4获得的混合物冷却至15℃至25℃，然后送入螺杆挤出机造粒，其中螺杆挤出机温度280℃，熔压5-6Mpa；
所述的抗紫外线母粒，它包括2份的磷酸锆钠银、0.5份的分散剂(高分子蜡)及97.5份的锦纶6切片(上述皆为重量份)。
所述抗辐射母粒，按重量份计包括0.1份的硫酸镍、0.1份的硫酸铜、0.3份的磷酸锆钠银、1份的硫酸钡、1份的分散剂(低分子量聚乙烯蜡)、97.5份的锦纶6切片。
2.权利要求1所述的功能性锦纶6纤维的生产方法，其特征是步骤a中所采用的母粒干燥装置，它包括底部呈锥形的母粒罐(201)，母粒罐(201)上部设有排气管(202)、下部设有进风管(203)、底部设有出料管(204)，进风管(203)上设有加热器(205)，出料管(204)上设有出料阀(206)，在母粒罐(201)底部设有锥形网(207)，锥形网(207)与母粒罐(201)内壁间设有支撑体(208)，该母粒干燥装置还包括电机(209)、减速机(210)、第一齿轮(211)、第二齿轮(212)、第三齿轮(213)、第四齿轮(214)、第五齿轮(215)、上轴承座(216)、下轴承座(217)、固定杆(218)、第一搅拌杆(219)、第二搅拌杆(220)、压缩空气管(221)和压空罐(222)；所述第二搅拌杆(220)是中空的管状结构，所述第一搅拌杆(219)上半部具有中空结构(223)、底部具有加粗段(224)，所述加粗段(224)上设有三角形搅拌叶(225)；第一搅拌杆(219)穿过所述第二搅拌杆(220)且第一搅拌杆(219)顶部高于第二搅拌杆(220)，在第二搅拌杆(220)内壁上部还卡装有与第一搅拌杆(219)存在间隙的堵气环(227)，第一搅拌杆(219)和第二搅拌杆(220)之间设有上、中、下三组轴承(226)；上轴承座(216)设在母粒罐(201)顶部中央，下轴承座(217)设在固定杆(218)中间，固定杆(218)固定安装在母粒罐(201)内中下部的位置，第二搅拌杆(220)穿过上轴承座(216)和下轴承座(217)，上轴承座(216)和下轴承座(217)与第二搅拌杆(220)之间都设有轴承(226)；所述上轴承座(216)底面具有内凸环(228)、顶部具有环状上盖(229)，所述下轴承座(217)顶部具有环状上盖(229)、底部具有环状下盖(230)；所述第二搅拌杆(220)上设有螺旋搅拌叶(231)，所述三角形搅拌叶(225)位于固定杆(218)下部；所述压缩空气管(221)一端连接压空罐(222)，另一端插入在所述第一搅拌杆(219)的中空结构(223)内，所述压空罐(222)连接气源并且其外设有加热夹套(232)；所述第一搅拌杆(219)中部设有与其内部中空结构(223)相通的大出气孔(233)，在第二搅拌杆(220)上布满小出气孔(234)；所述电机(209)设在母粒罐(201)顶部并与所述减速机(210)传动连接，所述第一齿轮(211)与减速机(210)传动连接，所述第四齿轮(214)位于所述第一搅拌杆(219)顶部，所述第五齿轮(215)位于第二搅拌杆(220)顶部，第一搅拌杆(219)还穿过所述第五齿轮(215)；所述第一齿轮(211)与第二齿轮(212)啮合；所述第二齿轮(212)同时与第三齿轮(213)和第五齿轮(215)啮合，所述第三齿轮(213)与第四齿轮(214)啮合；车间风从进风管(203)进入并得到加热器(205)的加热，所形成的热风从母粒罐(201)下部往上吹形成所述由下往上吹的热风；压空罐(222)中的压缩空气经加热夹套(232)加热后形成热压缩空气，热压缩空气经压缩空气管(221)、第一搅拌杆(219)的内部中空结构(223)、大出气孔(233)和出气孔(234)后向外吹出形成所述由中心向外吹的热风；所述电机(209)通过减速机(210)驱动第一齿轮(211)转动，第一齿轮(211)一方面通过第二齿轮(212)啮合带动第五齿轮(215)转动，第五齿轮(215)带动第二搅拌杆(220)转动形成搅拌，另外，第一齿轮(211)通过第二齿轮(212)及第三齿轮(213)带动第四齿轮(214)转动，第四齿轮(214)带动第一搅拌杆(219)转动也形成搅拌，第二搅拌杆(220)上的螺旋搅拌叶(231)与第一搅拌杆(219)上的三角形搅拌叶(225)转动方向相反。
3.权利要求1或2所述的功能性锦纶6纤维的生产方法，其特征是在步骤c中采用环吹风纺丝冷却装置中用于对丝束进行环吹风冷却，所述环吹风分为上下两层且相互独立，上层环吹风倾斜向上吹出，下层环吹风为主体，从环吹风筒中水平吹出，其中上层环吹风温度和温度低于下层环吹风。
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