CN111926401B - 一种聚芳酯纤维的后处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚芳酯纤维的后处理系统，包括依次连接的超声清洗设备、加热烘干设备、离子风机、导丝辊、上油器、热压器、成品卷绕机。本发明通过超声清洗除去纤维上残留的油污及杂质，使清洗后的纤维束具有不成束、松散的特点，为后续的干燥与去离子两个步骤提供良好的条件，在纤维上油后对其沥油处理，控制上油率，再通过热压处理对纤维进行集束固化。本发明通过上述设计，使得经后处理的纤维避免出现油污、杂质、不成束、散丝、毛丝等问题，提高纤维品质，同时提升纤维耐磨性能及束丝纤维强度，改善后道可加工性能。

Description

一种聚芳酯纤维的后处理系统

技术领域

本发明属于化学纤维制造技术领域，特别涉及一种聚芳酯纤维的后处理系统。

背景技术

在目前聚芳酯纤维生产领域中，纺丝和热处理占核心地位，忽略了热处理后的后处理过程对丝品质的提高也有着重要作用。日常纺丝后处理只存在清洗烘干技术，而在烘干过后的不合理处理，会导致丝不成束，散丝，毛丝等问题出现，从而导致丝品质的降低，严重影响后道可加工性。

普通集束钩为陶瓷材料减少静电效应，而在转90°弯时容易产生拉力富集而产生断丝现象。若采用普通柱状导丝辊又极易滑落。

专利CN 204224759 U中提供了一种多面上油的技术，其特征在于保证了纤维的各个面都被油迹覆盖。但可能存在上油过多的导致不必要的麻烦。

普通热处理过后的纤维卷，都会存在弯曲不平的现象，对丝的后续使用会带来降低强度的特性。

另外，专利CN 207655655 U中描述了一种纤维清洗用超声机，其特征在于清洗纤维上的油迹具有显著的效果。但其不断通入水以及一个排水口对整体的超声清洗槽的去油效果不佳。

因此，研究一种聚芳酯纤维热处理后的后处理系统具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种聚芳酯纤维的后处理系统，能够解决上述问题中的至少一个。

本发明的技术方案如下：

一种聚芳酯纤维的后处理系统，所述后处理系统包括：

超声清洗设备，所述超声清洗设备用于清洗所述聚芳酯纤维，去除油污及杂质；

加热烘干设备，用于加热烘干所述聚芳酯纤维上的水分；

离子风机，用于去除所述聚芳酯纤维上的静电；

导丝辊，用于引导所述聚芳酯纤维；

上油器，用于对所述聚芳酯纤维进行上油；

热压器，用于对所述聚芳酯纤维进行压平；和

成品卷绕机，用于对所述聚芳酯纤维进行收卷，完成后处理；

所述超声清洗设备、所述加热烘干设备、所述离子风机、所述导丝辊、所述上油器、所述热压器、所述成品卷绕机依次连接。

聚芳酯纤维经所述超声清洗设备清洗去油，清洗后依次被所述加热烘干设备进行加热烘干水分、所述离子风机进行去静电处理，后经所述导丝辊引丝进入所述上油器进行上油，上油后被所述热压器压平，最后经成品卷绕机收卷完成后处理。

优选的，一循环水泵通过循环水路为所述超声清洗设备提供循环水，所述加热烘干设备还对所述循环水路进行加热，以加热所述超声清洗设备内的循环水。

优选的，所述加热烘干设备为U型电热丝盘管式加热装置，U型管内部通水连接超声清洗设备池，U型管表面均布电热丝盘管，所述U型电热丝盘管式加热装置的上方用于加热蒸发所述聚芳酯纤维上的水分，所述U型电热丝盘管式加热装置用于加热所述循环水路内的循环水；或所述加热烘干设备为烘箱，烘箱用于加热蒸发所述聚芳酯纤维上的水分，并加热所述循环水路内的循环水。

优选的，所述上油器包括竖直沥油器和水平沥油器，所述聚芳酯纤维先经所述竖直沥油器进行一次沥油，再经所述水平沥油器进行二次沥油。

优选的，所述导丝辊为转向牵引辊，所述后处理系统呈L型排布，所述超声清洗设备、加热烘干设备、离子风机、导丝辊布置在一条直线上，所述导丝辊、上油器、热压器和成品卷绕机布置在一条直线上。

优选的，所述导丝辊外表面设置有至少一圈环状凹陷，所述转向牵引辊为竖向锥状牵引辊。

优选的，所述加热烘干设备加热温度设置为40-80℃，所述热压器的热压温度设置为200-300℃。

优选的，所述加热烘干设备加热温度设置为50-70℃，所述热压器的热压温度设置为250-280℃。

优选的，所述超声清洗设备包括超声清洗机和设置于所述超声清洗机内的密集的超声发生器，所述超声清洗机的侧壁设置有上部设置有若干溢流孔，下部设置有进水口，进水流量可控。进一步的，溢流孔为倾斜设置，溢流孔在外侧面上的开口的高度高于溢流孔在所述超声清洗机的侧壁的内侧面上的开口的高度。

水从进水口进入超声清洗机，并从溢流孔流出后，可以送入水处理装置，处理后循环回用或者直接排出。

优选的，溢流孔为毛细孔，所述毛细孔倾斜角度α为6-10°，所述毛细孔在所述超声清洗机的侧壁的外侧面上的开口的高度高于所述毛细孔在所述超声清洗机的侧壁的内侧面上的开口的高度。

优选的，所述毛细孔倾斜角度α为6-8°，使得所述毛细孔的孔径为2-3mm。

优选的，所述超声清洗机的侧壁的外侧面对应所述毛细孔还设置有排油收集槽，所述排油收集槽用于收集从毛细孔排出的油污及杂质。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一，本发明的通过超声清洗除油除杂质，并且清洗后的纤维束具有不成束松散的特点，为后续的干燥与去离子两个步骤提供了良好的条件，在纤维上整理油剂后，对其沥油处理，控制上油率，再通过热压处理对纤维进行集束固化，使得经后处理的纤维避免出现不成束、散丝、毛丝等问题，提高纤维品质，同时提升纤维耐磨性能及束丝纤维强度，改善后道可加工性能。

第二，本发明通过在超声清洗机的侧壁上设置毛细孔，并设置密集的超声发生器用于产生水波，协助毛细孔排油，通过毛细孔排油，节约水资源，且排油除杂质效果好；

第三，发明的系统采用加热烘干设备用于烘干聚芳酯纤维上的水分，同时加热超声槽中的水，节约能源，并且，加热后的水具有更好的除油除杂质效果；

第四，本发明的导丝辊外表面设置有至少一圈环状凹陷，凹陷结构使得导丝辊不仅具有引丝作用，而且具有集束防滑落的效果；并且将所述导丝辊设置为竖向锥状牵引辊，使得环状凹陷的下方较上方半径更大，可以对聚芳酯纤维提供进一步的支撑，使得环状凹陷内的丝束受力均匀，进一步避免滑落；

第五，本发明的系统整体结构呈L型，便于操作，节约空间；

第六，本发明采用单面上油，两次沥油的方式，沥油后的丝油迹均匀，并且无过量油迹残余。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明一实施例的聚芳酯纤维的后处理系统示意图；

图2为本发明一实施例的油盘结构示意图；

图3为本发明一实施例的超声清洗机一侧壁在一毛细孔处的剖视图；

图4为本发明实施例的摩擦实验示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例

一种聚芳酯纤维的后处理系统，参见图1，所述后处理系统包括：

超声清洗设备1，所述超声清洗设备1用于清洗所述聚芳酯纤维8，去除油污及杂质；

加热烘干设备2，用于加热烘干所述聚芳酯纤维8上的水分；

离子风机3，用于去除所述聚芳酯纤维8上的静电；

导丝辊4，用于引导所述聚芳酯纤维8；

上油器5，用于对所述聚芳酯纤维8进行上油；

热压器6，用于对所述聚芳酯纤维8进行压平；和

成品卷绕机7，用于对所述聚芳酯纤维8进行收卷，完成后处理；

所述超声清洗设备1、所述加热烘干设备2、所述离子风机3、所述导丝辊4、所述上油器5、所述热压器6、所述成品卷绕机7依次连接。

聚芳酯纤维8经所述超声清洗设备1清洗除油除杂质，清洗后依次被所述加热烘干设备2进行加热烘干水分、所述离子风机3进行去静电处理，后经所述导丝辊4引丝进入所述上油器5进行上油，上油后被所述热压器6压平，最后经成品卷绕机7收卷完成后处理。

进一步的的，所述超声清洗设备1包括超声清洗机101和设置于所述超声清洗机内是密集的超声发生器(图中未示出)，所述超声清洗机101的侧壁设置有若干倾斜的毛细孔102。本发明通过在超声清洗机的侧壁上设置倾斜的毛细孔，并设置密集的超声发生器用于产生水波，协助毛细孔排油除杂，通过毛细孔排油除杂，节约水资源，且排油效果好。可以理解，超声清洗机内可若干的导丝辊用于将聚芳酯纤维8导入超声清洗设备1并导出至后面的加热烘干设备2，为了进一步加强排油除杂效果，可通过导丝辊的将所述聚芳酯纤维8导入超声清洗设备1并且靠近底部的密集的超声发生器1，使得密集的超声发生器加强对其上的聚芳酯纤维8震动加强除油除杂质效果，并且产生水波排油除杂。密集的超声发生器为现有技术中的超声波发生器，超声发生器为一个个小的超声振子，密集是指超声发生器排列紧密，间距小；超声频率20000HZ以上。

进一步的，参见图3，若干所述毛细孔102倾斜角度α为6-10°，所述毛细孔102在所述超声清洗机101的侧壁的外侧面上的开口的高度高于所述毛细孔102在所述超声清洗机的侧壁的内侧面上的开口的高度。具体的，在超声清洗机101的清洗槽中，为排出聚芳酯纤维8上洗下的油污及杂质，采用在超声槽壁上钻6-10°倾斜的毛细孔。

进一步的，选择倾斜角度为6-8°的毛细孔，孔径为2-3mm。

超声槽中水位保持与毛细孔102内圈(即所述毛细孔102在所述超声清洗机的侧壁的内侧面上的开口)平齐，在密集的超声发生器工作时，液面会有大量波浪产生，通过适量补水结合毛细现象备润的湿效果，使毛细孔103具备排油除杂能力，具有节约水资源，简化设备的效果。

进一步的，所述超声清洗机101的侧壁的外侧面对应所述毛细孔还设置有排油收集槽104，所述排油收集槽104用于收集从毛细孔103排出的油污及杂质。

进一步的，一循环水泵9通过循环水路901为所述超声清洗设备1提供循环水，所述加热烘干设备2还对所述循环水路901进行加热，以加热所述超声清洗设备1内的循环水。

在离子风机3所处的热风干燥处，由于聚芳酯纤维8纤维束刚过了超声清洗设备，纤维束具有不成束松散的现象，为干燥与去静电离子两个步骤提供了良好的条件。加热烘干设备2可设置为电热丝加热，聚芳酯纤维8位于电热丝上方，循环水路901位于电热丝下方，在电热丝加热部分，上方热环境有助于丝束水分烘干，下方管路可以将电热丝下部余温用于超声槽水的加热，维持水槽温度在40-80℃，具有节能效果。

进一步的，所述加热烘干设备2为U型电热丝盘管式加热装置，U型管内部通水连接超声清洗设备池，U型管表面均布电热丝盘管，所述U型电热丝盘管式加热装置的上方用于加热蒸发所述聚芳酯纤维上的水分，所述U型电热丝盘管式加热装置用于加热所述循环水路内的循环水。当然，为了进一步加强烘干效果，在加热烘干设备处设置干燥风机用于协助加热烘干设备2以风干聚芳酯纤维8上的水分。或者，加热烘干设备2采用烘箱，也可实现上述功能。

进一步的，参见图2，所述上油器5包括竖直沥油器501和水平沥油器502，所述聚芳酯纤维8先经所述竖直沥油器501进行一次沥油，再经所述水平沥油器502进行二次沥油。竖直沥油器501设置有竖直方向的沥油器，水平沥油器502设置有水平方向的理由器。可以理解，上油器5的油盘503侧壁处设置油盘进丝口504，油盘内设置油滚505，所述聚芳酯纤维8经所述油盘进丝口504进入油盘503并经油滚初步上油，而后经所述竖直沥油器501进行竖直方向沥油、水平沥油器502进行水平方向沥油完成上油过程。

本发明采用单面上油，两次沥油的方式，在二次沥油方式中，且先采用竖直沥油器进行一次沥油，水平沥油器进行二次沥油。若上油时油量过多，先进行水平沥油，过多的油会由于重力作用垂直方向流动，再进行竖直方向沥油，不能将过量的油剂完全去除。而本申请采用先竖直沥油后水平沥油，沥油后的丝无过量油剂残余。在油滚上油油量不足时，即单面油迹充足时，沥油器还具有均匀油剂，使其反面也能接触到足量油剂。

进一步的，所述导丝辊4为转向牵引辊，所述后处理系统呈L型排布，所述超声清洗设备1、加热烘干设备2、离子风机3、导丝辊4布置在一条直线上，所述导丝辊4、上油器5、热压器6和成品卷绕机7布置在一条直线上。系统整体结构呈L型，操作者可在L型结构内部，即可通过少量的移动操作各个设备，便于操作，并且L型排布还能够节约空间。

进一步的，所述导丝辊4外表面设置有至少一圈环状凹陷401，所述转向牵引辊为竖向锥状牵引辊。环状凹陷401的凹陷结构使得导丝辊4不仅具有引丝作用，而且具有集束防滑落的效果；并且将所述导丝辊4设置为竖向锥状牵引辊，使得环状凹陷401的下方较上方半径更大，可以对聚芳酯纤维提供进一步的支撑，使得环状凹陷401内的丝束受力均匀，进一步避免滑落。在其他实施例中，可以设置多圈环状凹陷401，根据需要，将丝束引导至其中以环状凹陷401。

申请人发现，由于卷装热处理后的纤维束有一定程度的缩短弯曲形变、不平整现象，同时存在不成束、散丝、毛丝等不良。针对上述问题，本发明在纤维后处理中又添加了一步热压平的步骤。在纤维上油后，在高温和张力双重作用下，弯曲单丝具有一定程度的回到直线状态。针对上述观点，做了比较例与实施例1～12对各工艺条件下聚芳酯纤维的强度与耐磨性能做了对比。

项目	单位	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
								超声清洗温度	℃	60	60	60	80	80	80
上油率	％	3	3	3	3	3	3
								热压器温度	℃	240	260	280	240	260	280
卷绕速度	m/min	5	5	5	5	5	5
								纤维强度	cN/dtex	22.3	23.9	22.9	22.4	24.1	23.1
强度提升率	％	0.9	8.1	3.6	1.4	9.0	4.5
								100次摩擦后强度	cN/dtex	16.3	21.3	18.5	16.6	22.2	18.5
强度保持率	％	73	89	81	74	92	80

项目	实施例7	实施例8	实施例9	实施例10	实施例11	实施例12	比较例
								超声清洗温度	60	60	60	80	80	80	60
上油率	3	3	3	3	3	3	3
								热压器温度	240	260	280	240	260	280	无
卷绕速度	10	10	10	10	10	10	5
								纤维强度	22.3	23.4	22.7	22.2	23.1	22.6	22.1
强度提升率	0.9	5.9	2.7	0.5	4.5	2.3	0.0
								100次摩擦后强度	16.1	21.1	18.4	16.2	20.6	18.3	13.3
强度保持率	72	90	81	73	89	81	60

其中，纤维强度是通过国标GB T 19975-2005的标准测得的；

强度提升率是实施例的纤维强度相较于比较例的纤维强度提升率；

摩擦实验如示意图所示，为自制摩擦仪，纤维8一头固定一个来回伸缩的滑杆801，一头系于砝码802，纤维8中间经过一根摩擦辊803，在砝码负重及伸缩滑杆的来回作用下，纤维反复与摩擦辊进行摩擦，来回一次记为1次摩擦。

强度保持率是各实施例100次摩擦后强度相较于其未摩擦前纤维强度的保持率。

以上数据源自1000D聚芳酯纤维，砝码重量选用1kg，其余规格也有类似规律。

具体应用例

开启循环泵，打开加热烘开设备的电热丝，调整加热功率，对超声清洗设备进行加热，温度控制在40-80℃，优选50-70℃，打开热压器，设置温度在200-300℃，优选250-280℃，预热半个小时。待超声槽内水温度到达60℃左右，将热处理后的纤维依次牵引经过超声清洗设备、加热烘干设备、离子风机、导丝辊、上油器、热压器，固定于成品卷绕机，打开其余设备开始运行，打开超声清洗设备进水口及进水，控制流量。经过上述步骤，使得经后处理的纤维避免出现油污、杂质、不成束、散丝、毛丝等问题，实现提高纤维品质，同时提升纤维耐磨性能及束丝纤维强度，改善后道可加工性能的特点。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种聚芳酯纤维的后处理系统，其特征在于，所述后处理系统包括：

超声清洗设备，所述超声清洗设备用于清洗所述聚芳酯纤维，以去除油污；

加热烘干设备，用于加热烘干所述聚芳酯纤维上的水分；

离子风机，用于去除所述聚芳酯纤维上的静电；

导丝辊，用于引导所述聚芳酯纤维；

上油器，用于对所述聚芳酯纤维上油；

热压器，用于对所述聚芳酯纤维进行压平；

成品卷绕机，用于对所述聚芳酯纤维进行收卷，完成后处理；

所述导丝辊为转向牵引辊，所述后处理系统呈L型排布，所述超声清洗设备、加热烘干设备、离子风机、导丝辊布置在一条直线上，所述导丝辊、上油器、热压器和成品卷绕机布置在一条直线上；

所述导丝辊外表面设置有至少一圈环状凹陷，所述转向牵引辊为竖向锥状牵引辊；

所述上油器包括竖直沥油器和水平沥油器，所述聚芳酯纤维先经所述竖直沥油器进行一次沥油，再经所述水平沥油器进行二次沥油；

所述超声清洗设备包括超声清洗机和设置于所述超声清洗机内密集的超声发生器，所述超声清洗机的侧壁上部设置有若干溢流孔，下部设置有进水口，所述超声清洗机内设有若干的导丝锟，用于导入、导出聚芳酯纤维，所述超声发生器的超声频率在20000HZ以上；

一循环水泵通过循环水路为所述超声清洗设备提供循环水，所述加热烘干设备还对所述循环水路进行加热，以加热所述超声清洗设备内的循环水；

所述溢流孔为毛细孔，若干所述毛细孔倾斜角度α为6-10°，所述毛细孔在所述超声清洗机的侧壁的外侧面上的开口的高度高于所述毛细孔在所述超声清洗机的侧壁的内侧面上的开口的高度；

所述超声清洗设备、所述加热烘干设备、所述离子风机、所述导丝辊、所述上油器、所述热压器、所述成品卷绕机依次连接；

聚芳酯纤维经所述超声清洗设备清洗去油，清洗后依次被所述加热烘干设备进行加热烘干水分、所述离子风机进行去静电处理，后经所述导丝辊引丝进入所述上油器进行上油，上油后被所述热压器压平，最后经成品卷绕机收卷完成后处理。

2.根据权利要求1所述的聚芳酯纤维的后处理系统，其特征在于，所述加热烘干设备为电热丝加热装置或烘箱。

3.根据权利要求1所述的聚芳酯纤维的后处理系统，其特征在于，所述加热烘干设备加热温度设置为40-80℃，所述热压器的热压温度设置为200-300℃。

4.根据权利要求3所述的聚芳酯纤维的后处理系统，其特征在于，所述加热烘干设备加热温度设置为50-70℃，所述热压器的热压温度设置为250-280℃。

5.根据权利要求1所述的聚芳酯纤维的后处理系统，其特征在于，所述毛细孔倾斜角度α为6-8°，所述毛细孔的孔径为2-3mm。

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