CN107488883B - 一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，包括聚合物熔融挤压—熔体过滤—液相增粘—喷丝孔挤出形成细流—侧吹风冷却—丝条上油—卷绕成型工艺步骤，在熔体纺丝传统工艺基础上，增加了自动排渣过滤装置和液相增粘装置，自动排渣过滤装置与螺杆挤压机通过螺栓水平螺接，熔体依次经过缓冲第一筛网、缓冲第二筛网进行粗滤，接着经过滤网过滤得到纯净的熔体；滤渣则伴随挤出机的持续出料将滤渣带出。在过滤装置下方设置了两个相同的液相增粘反应釜，熔体粘度由0.53dl/g～0.66dl/g增加到0.98dl/g～1.21dl/g。得到的涤纶高强丝成品线密度为866dtex，强度为6.6cN/dtex‑8.5cN/dtex，弹性模数为97～146cN/dtex，变异系数＜3.2％，强度高，弹性好，且降低了生产成本。

Description

一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺
技术领域
本发明涉及纺丝技术领域，具体涉及一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺。
背景技术
涤纶高强丝具有强度高、耐磨性好、弹性好等特点，是涤纶工业丝的一个特殊品种。目前，国内外主要沿用涤纶工业丝的生产路线，可以纺制强度为6.0cN/dtex左右的中高强涤纶长丝，主要工艺过程包括：将聚合物在螺杆加压机中熔融挤出，但不经过滤的熔体在挤出纺丝过程中产品质量不稳定，喷丝板损坏严重，造成生产成本上升，挤出的的熔体粘度一般在0.4dl/g～0.65dl/g间，粘度较低，不能满足高粘度的纺丝要求，接着经喷丝孔挤出形成细流、侧吹风冷却、丝条上油卷绕成型，纺丝速度在600-1000m/min之间，制得所需的中高强度的涤纶丝，但是这种中高强度的涤纶丝线密度低、强度弱、弹性差、容易出线头、易起褶皱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，在熔体纺丝传统工艺基础上，增加了自动排渣过滤装置和液相增粘装置，提高了熔体粘度，降低了生产成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，包括聚合物熔融挤压—熔体过滤—液相增粘—喷丝孔挤出形成细流—侧吹风冷却—丝条上油—卷绕成型工艺步骤，具体步骤如下：
(1)聚合物熔融挤压：聚合物自料斗进入螺杆挤压机进行熔融；
(2)熔体过滤：熔融后的聚合物熔体进入自动排渣过滤装置中，熔体依次经过缓冲第一筛网、缓冲第二筛网进行粗滤，接着经过滤网过滤得到纯净的熔体；滤渣通过大孔垫板进入到锥形收纳腔中；过滤后纯净的熔体通过自动单向阀经电磁流量计流向保温管道内，根据流量设定值，自动单向阀自动开启关闭，自动单向阀关闭时，伴随挤出机的持续出料，将收纳腔中的滤渣带出，进入到收集罐，通过透明管道观察，无滤渣时，关闭电磁阀，自动单向阀即开启；
(3)液相增粘：保温管道下端设置第一分支管和第二分支管两个分支，第一分支管和第二分支管下端连接了相同的液相增粘反应釜，过滤后的低粘度熔体进入分配器进行分配后进入釜心内反应成膜，釜壁上设有第一加热丝和第二加热丝，根据成膜反应温度进行加热，膜因重力作用均匀流下，得到高粘度熔体，反应产生的小分子副反应物分别从第一阀门和第二阀门被真空吸出；
(4)喷丝孔挤出形成细流：反应后的高粘度熔体从釜心底端分别流向两个液相增粘反应釜的底端，再从反应釜的底端阀门流出汇聚在管道处，将汇聚后的熔体输送至纺丝箱体，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝头挤出细流，由缓冷加热器加热；
(5)挤出的细流再由侧吹风装置冷却成型，然后进入纺丝甬道；
(6)丝条上油卷绕成型：涤纶纺丝经油轮在丝表面上油，经导丝盘拉伸，进行高温、松弛热定型、卷绕成型，制得成品。
进一步，步骤(1)所述的纺丝螺杆熔融温度为302℃～326℃。
进一步，步骤(2)所述的自动排渣过滤装置与螺杆挤压机通过螺栓水平螺接；所述的缓冲第二筛网孔径为缓冲第一筛网的五分之一。
进一步，步骤(2)所述的电磁流量计设置在保温管道入口与自动单向阀之间。
进一步，步骤(2)所述的自动单向阀自动开启关闭的条件为：当流量≥1.2m3/min时，正常运行，当流量＜1.2m3/min时，自动单向阀关闭，电磁阀随即开启；自动单向阀、电磁流量计与电磁阀通过无线磁电连接。
进一步，步骤(3)所述的低粘度熔体粘度为0.53dl/g～0.66dl/g，高粘度熔体粘度为0.98dl/g～1.21dl/g。
进一步，步骤(3)所述的反应成膜的条件为反应温度为295℃～325℃、停留时间为80-105min、釜内真空度70Pa-120Pa。
进一步，步骤(4)所述的缓冷加热温度为320℃，高度为330mm。
进一步，步骤(5)所述的冷却成型，吹风温度为21℃，湿度为75％，风速为0.55m/s；所述的纺丝甬道设计为锥形，设计有多孔，平衡内外气流。
进一步，步骤(6)所述的高温、松弛热定型的温度为200℃-248℃；卷绕成型的工艺速度为4665米/分钟。
进一步，所述的的涤纶高强丝成品线密度为866dtex，强度为6.6cN/dtex-8.5cN/dtex，弹性模数为97～146cN/dtex，变异系数＜3.2％。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明在熔体纺丝传统工艺基础上，增加了自动排渣过滤装置和液相增粘装置，自动排渣过滤装置与螺杆挤压机通过螺栓水平螺接，其中设有无线磁电连接的自动单向阀、电磁流量计和电磁阀，根据流量设定值，自动单向阀和电磁阀可自动开启关闭；熔体依次经过缓冲第一筛网、缓冲第二筛网进行粗滤，接着经过滤网过滤得到纯净的熔体；滤渣则伴随挤出机的持续出料将滤渣带出。在过滤装置下方设置了两个相同的液相增粘反应釜，熔体粘度由0.53dl/g～0.66dl/g增加到0.98dl/g～1.21dl/g。得到的涤纶高强丝成品线密度为866dtex，强度为6.6cN/dtex-8.5cN/dtex，弹性模数为97～146cN/dtex，变异系数＜3.2％，强度高，弹性好，且降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种熔体纺丝传统工艺示意图。
图2为本发明一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺结构示意图。
图2附图标注：1、料斗；2、螺杆挤压机；3、螺栓；4、缓冲第一筛网；5、缓冲第二筛网；6、过滤网；7、自动单向阀；8、大孔垫板；9、锥形收纳腔；10、电磁流量计；11、保温管道；12第一分支管、；13、第二分支管；14、第一阀门；15、第二阀门；16、釜壁；17、分配器；18、第一加热丝；19釜心、；20、第二加热丝；21、底端阀门；22、管道；23、电磁阀；24、收集罐；25、透明管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种熔体纺丝传统工艺，包括聚合物熔融挤压—喷丝孔挤出形成细流—侧吹风冷却—丝条上油卷绕成型工艺步骤；
(1)聚合物熔融挤压：聚合物自料斗1进入螺杆挤压机2进行熔融，纺丝螺杆熔融温度为310℃，熔融后挤出；
(2)喷丝孔挤出形成细流：挤出的熔体粘度为0.59dl/g，将熔体输送至纺丝箱体，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝头挤出，由缓冷加热器加热，缓冷加热温度为320℃，高度是330mm；
(3)挤出的细流再由侧吹风装置冷却成型，吹风温度为21℃，湿度为75％，风速：0.55m/s。然后进入纺丝甬道，纺丝甬道设计为锥形，设计有多孔，平衡内外气流；
(4)丝条上油卷绕成型：涤纶纺丝经油轮在丝表面上油，经导丝盘拉伸，在温度为232℃的条件下，进行高温、松弛热定型；并在工艺速度890米/分钟的范围内卷绕成型，制得成品。本实施例生产的涤纶高强丝，线密度为1286dtex，强度为3.6cN/dtex-5.7cN/dtex，弹性模数为33～65cN/dtex，变异系数＜6.4％；成品涤纶线密度低、强度弱、易起褶皱。
实施例2
如图2所示，一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，包括包括聚合物熔融挤压—熔体过滤—液相增粘—喷丝孔挤出形成细流—侧吹风冷却—丝条上油—卷绕成型工艺步骤。
(1)聚合物熔融挤压：聚合物自料斗1进入螺杆挤压机2进行熔融，纺丝螺杆熔融温度为310℃；
(2)熔体过滤：熔融后的聚合物熔体进入与螺杆挤压机2通过螺栓3水平螺接的自动排渣过滤装置中，熔体依次经过的缓冲第一筛网4、缓冲第二筛网5进行粗滤，最后经过滤网6过滤得到纯净的熔体。滤渣通过大孔垫板8进入到锥形收纳腔9中。保温管道11入口与自动单向阀7间设有电磁流量计10，过滤后纯净的熔体通过自动单向阀7经电磁流量计10流向保温管道11内，当流量≥1.2m3/min时，正常运行，当流量＜1.2m3/min时，自动单向阀7关闭，电磁阀23开启，伴随挤出机的持续出料，将收纳腔9中的滤渣带出，进入到收集罐24，通过透明管道25观察，无滤渣时，关闭电磁阀23，自动单向阀7即开启；
(3)液相增粘：进入保温管11的熔体粘度为0.61dl/g，为低粘度熔体，保温管道11下端设置第一分支管12和第二分支管13两个分支，第一分支管12和第二分支管13下端连接了相同的液相增粘反应釜，低粘度熔体进入分配器17进行分配后进入釜心19内反应成膜，釜壁16上设有第一加热丝18和第二加热丝20，根据成膜反应温度进行加热，膜因重力作用均匀流下，反应温度为300℃、停留时间为96min、釜内真空度113Pa，反应产生的小分子副反应物分别从第一阀门14和第二阀门15被真空吸出，反应后的熔体粘度为1.01dl/g，为高粘度熔体；
(4)喷丝孔挤出形成细流：反应后的高粘度熔体从釜心底端分别流向两个液相增粘反应釜的底端，再从反应釜的底端阀门21流出汇聚在管道22处，将汇聚后的高粘度熔体输送至纺丝箱体，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝头挤出，由缓冷加热器加热，缓冷加热温度为320℃，高度是330mm；
(5)同实施例1步骤(3)；
(6)丝条上油卷绕成型：涤纶纺丝经油轮在丝表面上油，经导丝盘拉伸，在温度为232℃的条件下，进行高温、松弛热定型；并在工艺速度4665米/分钟的范围内卷绕成型，制得成品。本实施例生产的涤纶高强丝，线密度为866dtex，强度为6.6cN/dtex-8.5cN/dtex，弹性模数为97～146cN/dtex，变异系数＜3.2％。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：包括聚合物熔融挤压—熔体过滤—液相增粘—喷丝孔挤出形成细流—侧吹风冷却—丝条上油—卷绕成型工艺步骤，具体步骤如下：
(1)聚合物熔融挤压：聚合物自料斗进入螺杆挤压机进行熔融；
(2)熔体过滤：熔融后的聚合物熔体进入自动排渣过滤装置中，熔体依次经过缓冲第一筛网、缓冲第二筛网进行粗滤，接着经过滤网过滤得到纯净的熔体；滤渣通过大孔垫板进入到锥形收纳腔中；过滤后纯净的熔体通过自动单向阀经电磁流量计流向保温管道内，根据流量设定值，自动单向阀自动开启关闭，自动单向阀关闭时，伴随挤出机的持续出料，将收纳腔中的滤渣带出，进入到收集罐，通过透明管道观察，无滤渣时，关闭电磁阀，自动单向阀即开启；
(3)液相增粘：保温管道下端设置第一分支管和第二分支管两个分支，第一分支管和第二分支管下端连接了相同的液相增粘反应釜，过滤后的低粘度熔体进入分配器进行分配后进入釜心内反应成膜，釜壁上设有第一加热丝和第二加热丝，根据成膜反应温度进行加热，膜因重力作用均匀流下，得到高粘度熔体，反应产生的小分子副反应物分别从第一阀门和第二阀门被真空吸出；
(4)喷丝孔挤出形成细流：反应后的高粘度熔体从釜心底端分别流向两个液相增粘反应釜的底端，再从反应釜的底端阀门流出汇聚在管道处，将汇聚后的熔体输送至纺丝箱体，再经计量泵进入纺丝组件后从喷丝头挤出细流，由缓冷加热器加热；
(5)挤出的细流再由侧吹风装置冷却成型，然后进入纺丝甬道；
(6)丝条上油卷绕成型：涤纶纺丝经油轮在丝表面上油，经导丝盘拉伸，进行高温、松弛热定型、卷绕成型，制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(1)中熔融温度为302℃～326℃。
3.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(2)所述的自动排渣过滤装置与螺杆挤压机通过螺栓水平螺接；所述的缓冲第二筛网孔径为缓冲第一筛网的五分之一。
4.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(2)所述的电磁流量计设置在保温管道入口与自动单向阀之间。
5.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(2)所述的自动单向阀自动开启关闭条件为：当流量≥1.2m3/min时，正常运行，当流量＜1.2m3/min时，自动单向阀关闭，电磁阀随即开启；自动单向阀、电磁流量计与电磁阀通过无线磁电连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(3)所述的低粘度熔体粘度为0.53dl/g～0.66dl/g，高粘度熔体粘度为0.98dl/g～1.21dl/g。
7.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(3)所述的反应成膜的条件为反应温度为295℃～325℃、停留时间为80-105min、釜内真空度70Pa-120Pa。
8.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(4)所述的缓冷加热器温度为320℃，缓冷加热器的高度为330mm。
9.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(5)所述的冷却成型，吹风温度为21℃，湿度为75％，风速为0.55m/s；所述的纺丝甬道设计为锥形，设计有多孔，平衡内外气流。
10.根据权利要求1所述的一种基于熔体纺丝法生产涤纶高强丝的工艺，其特征在于：步骤(6)所述的高温、松弛热定型的温度为200℃-248℃；卷绕成型的工艺速度为4665米/分钟。
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