CN112981566A - 半消光扁平poy合股纤维的纺丝设备及纺丝工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备及纺丝工艺，涉及纤维纺丝领域。该半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，包括底座，所述底座上表面固定连接有支架，所述支架内侧固定连接有横梁，所述支架上表面固定连接有外箱，本发明，通过将喷丝板上的喷丝孔设置呈渐开线状，在每一组丝条之间形成一个通风通道，使得冷却风更容易穿透丝束进行冷却，通过在冷却管外壳外壁设置多组接头以及多组长度一致的进风管道，解决了进风不均匀的问题，将冷却管外壳设计成两组半圆形的形式，通过卡箍卡接固定成一个圆管，方便对喷丝板进行清理，经该设备及工艺生产的半消光扁平POY合股纤维，条干不匀率、热拉伸应力、纤度的指标明显优于传统装置设备生产的丝束。

Description

半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备及纺丝工艺

技术领域

本发明涉及纤维纺丝技术领域，具体为半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备及纺丝工艺。

背景技术

纤维纺丝是将高聚物熔体从纺丝机的喷丝板的喷丝孔中挤出，挤出的熔体细流依次经冷却、上油，最后收集成丝束，丝束作为后纺牵伸的原丝或其它用途，在高聚物纺丝熔体从纺丝机的喷丝板的喷丝孔中挤出至卷绕装置卷绕的纺丝过程中历经流动形变区、取向结晶区和塑性形变区，如业界所知，由于刚从喷丝板上的成百、上千个喷丝板孔中挤出的细而密集的熔体带条因尚未固化成形而处于高温熔融状态并且熔体温度远高于周围空气温度，又由于此时的熔体丝条极为柔弱细嫩，因而需由冷却装置实施风冷却，使之均匀一致且稳定的地经历流动变形区、取向结晶区和塑性形变区，前述的冷却装置实质上为吹风冷却装置，由于吹风冷却装置的风速、风量、风温均匀性和一致性以及稳定性对纺丝纤维的质量、纤度、可牵伸性能和伸长率等都会产生相应的影响，因而吹风冷却的风越均匀、越一致且稳定，对熔体丝条的冷却效果越好，越能得到均匀一致的卷绕丝束，原丝质量越好，越利于后纺牵伸的生产，最终越能得到高品质的产品，前述的吹风冷却装置可分为竖吹风冷却装置和横吹风冷却装置，目前普遍使用横吹风冷却装置，而该横吹风冷却装置又分为侧吹风冷却装置和环吹风冷却装置两种，侧吹风冷却装置具有结构简单、操作方便和经济廉价的长处，但由于侧吹风的风来自一个方向，因而靠近侧吹风冷却装置的出风口处的丝的冷却效果相对较好，但远离出风口处的丝的冷却效果往往难以达到业界之预期，具体而言，丝束不均匀，原丝档次低，鉴于目前的纺丝机大都将喷丝板呈圆形布置，因而普遍采用透风性、均匀性相对好的环吹风冷却装置。由于环吹风冷却能消除侧吹风冷却装置的前述不足，使丝与丝之间在空间上所处的固化成型条件基本相同，对于获得纤度一致的卷绕丝具有建树，因而受到业界的器重。

在中国专利公开号CN202925169U中推荐有“环吹风冷却装置”，该专利方案的技术要点是在内、外筒之间设置环状的预整流板，并且在该环状的预整流板上开设蜂窝孔，将该板置于进风管与内筒上缘之间，具体可参见该专利的说明书第0022段。该专利方案虽然能够体现其说明书第0026至0028段归纳的三个方面的技术效果，但是周向风速仍存在不均匀，因为由进风管引入构成于导风筒(专利称外筒)与稳压筒(专利称内筒)之间的风道(即风道腔，以下同)内的空气会出现靠近进风管道处的风速与远离进风管道处风速不一致的情形，而这种风速不一致的情形又无法通过环形的预整流板改变，于是影响丝条的整体一致的冷却效果，因为风速高、风量大和风温低，熔体状的丝条的冷却速度相对快，处于风速低、风量小和风温相对高的区域的熔体丝条被拉断而形成断头丝等的几率便高。

另有中国专利公告号CN203923476U中介绍的“一种环吹风冷却装置”，由于该专利方案将构成于导风筒(专利未给出名称)与稳压室之间的风通过分隔板、隔板、长隔板以及短隔板分隔为趋于六等分的六个风道分隔腔室，因而可以显著改善周向风进均匀稳定性，具体可参见该专利的说明书第0015段以及0021至0022段。但是该专利方案不存在以下欠缺：一是由于需要通过诸多隔板将风道分隔成六个独立的单元腔室，因而致使结构复杂并且增加了制造难度；二是由于隔板数量多，因而在一定程度上挤占了风道腔的宝贵而有限空间。

此外，包括上面提及的专利和专利申请在内的已有技术中的环吹风冷却装置还存在以下通弊：由于在实际的使用过程中，前述冷却装置是与纺丝机的喷丝板对接的，因而当要对喷丝板实施清洁、检护之类的作业时，因遭到冷却装置的干涉而只能将冷却装置与喷丝板暂时分离，在移离冷却装置的状态下展开对喷丝板的清洁与检护或更换的作业，待该作业结束后再将冷却装置返回，不仅增加了设备检护人员的作业强度，而且影响作业效率。

发明内容

(一)解决了技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备及纺丝工艺，解决了以往环形吹风冷却装置进风不均匀导致丝束质量差，以及现有的纺丝设备喷丝板清洁不方便的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，包括底座，所述底座上表面固定连接有支架，所述支架内侧固定连接有横梁，所述支架上表面固定连接有外箱，所述支架侧壁固定连接有第一固定板，所述支架内侧上壁固定连接有空气过滤器、风箱，所述横梁上表面固定连接有风机，所述风机出口与空气过滤器固定连接，所述空气过滤器与风箱固定连接，所述外箱内部设置有熔料装置、供料装置、纺丝装置，所述纺丝装置下表面固定连接有冷却装置，所述冷却装置与风箱固定连接，所述第一固定板前壁设置有上油装置，所述底座上表面固定连接有收料装置，所述供料装置与熔料装置固定连接，所述纺丝装置与供料装置固定连接。

优选的，所述熔料装置包括熔料器、螺杆挤出泵，所述熔料器固定连接在外箱上表面，所述熔料器外壁贯穿外箱，所述螺杆挤出泵固定连接在外箱内侧下壁，所述熔料器与螺杆挤出泵固定连接。

优选的，所述供料装置包括静态混合器、计量泵，所述静态混合器固定连接在螺杆挤出泵出口端，所述计量泵固定连接在静态混合器远离螺杆挤出泵的一端。

优选的，所述纺丝装置包括纺丝箱，所述纺丝箱固定连接在外箱内侧下壁，所述纺丝箱与供料装置固定连接，所述纺丝箱内部设置有滤砂层，所述纺丝箱下表面固定连接有喷丝板。

优选的，所述喷丝板外壁设置有台阶，所述喷丝板内壁设置有多组喷丝孔，多组所述喷丝孔呈渐开线状分布，多组所述喷丝孔为一字形，多组所述喷丝孔一字形两头为圆弧。

优选的，所述冷却装置包括冷却管固定法兰、两组冷却管外壳，所述冷却管固定法兰固定连接在外箱下表面，所述冷却管固定法兰与喷丝板上的台阶卡接，所述冷却管固定法兰内壁固定连接有转轴，两组所述冷却管外壳均转动连接在转轴外壁，两组冷却管外壳外壁卡接有卡箍。

优选的，两组所述冷却管外壳外壁均固定连接有多组接头，多组所述接头内壁均插接有进风管道，多组所述进风管道均与风箱固定连接，多组所述进风管道长度一致。

优选的，两组所述冷却管外壳内侧均固定连接有匀风层，两组匀风层内壁侧均固定连接有稳压层，所述匀风层为金属网，所述稳压层内壁开设有多组吹风孔，多组所述吹风孔均设置为远离匀风层一端的出口朝下倾斜十五度。

优选的，所述收料装置包括第二固定板、卷绕装置，所述第二固定板、卷绕装置均固定连接在底座上表面，所述第二固定板前壁转动连接有导丝盘，所述卷绕装置前壁转动连接有卷绕筒芯。

半消光扁平POY合股纤维的纺丝工艺，所述纺丝工艺包括以下步骤：

S1、将原料及消光剂加入熔料器，加热形成流体，通过螺杆挤出泵挤压，经过静态混合器进入计量泵；

S2、通过计量泵准确分量后流体被送到纺丝箱，经过滤砂层过滤，通过喷丝板内壁的喷丝孔喷出丝束；

S3、风机产生高压空气通过空气过滤器过滤送到风箱中，再经过多组长度一致的进风管道送进冷却管外壳内部，经过匀风层、稳压层，通过稳压层上设置的吹风孔吹向刚喷出的丝束，并顺着丝束向下将热量从冷却管外壳下方排出；

S4、经过冷却的丝束通过上油装置进行上油工序，进而通过导丝盘牵引缠绕在卷绕筒芯外壁，通过卷绕装置带动卷绕筒芯转动进行丝束收集，收集后的不同种类丝束通过目前现有混合设备进行复合，形成合股纤维。

(三)有益效果

本发明提供了半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备及纺丝工艺。具备以下有益效果：

1、将喷丝板上的喷丝孔设置呈渐开线状，由喷丝板中心逐渐向外扩散，在每一组丝条之间形成一个通风通道，冷却风更容易穿透丝束进行冷却。

2、在冷却管外壳外壁设置多组接头以及进风管道，且多组进风管道从风箱到冷却管外壳之间的长度完全一致，有效解决了现有技术中进风不均匀的问题。

3、将冷却管外壳设计成两组半圆形的形式，两组冷却管外壳转动连接在转轴外壁，通过卡箍卡接固定成一个圆管，形成冷却腔，需要清理时，打开卡箍即可轻易分开两组冷却管外壳，对喷丝板进行清理。

4、经该设备及工艺生产的半消光扁平POY合股纤维，单丝间抱合力良好，表面平滑性高，渗透性、乳化稳定性、耐微生物性均显著提高，且抗静电，该合股纤维条干不匀率、热拉伸应力、纤度的指标明显优于传统的带有侧吹风、环吹风装置设备生产的丝束，性能显著提升。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体结构局部剖视图；

图3为本发明图2-A局部放大图；

图4为本发明图2-B局部放大图；

图5为本发明冷却管外壳俯视图；

图6为本发明卡箍结构示意图；

图7为本发明匀风层结构示意图；

图8为本发明稳压层结构示意图；

图9为本发明稳压层上的吹风孔结构示意图；

图10为本发明喷丝板结构示意图；

图11为本发明图10-C局部放大图。

其中，1、底座；2、支架；3、横梁；4、风机；5、空气过滤器；6、外箱；7、熔料器；8、螺杆挤出泵；9、静态混合器；10、计量泵；11、纺丝箱；12、滤砂层；13、喷丝板；14、冷却管外壳；15、接头；16、进风管道；17、第一固定板；18、上油装置；19、导丝盘；20、第二固定板；21、卷绕筒芯；22、卷绕装置；23、冷却管固定法兰；24、转轴；25、匀风层；26、稳压层；27、卡箍；28、台阶；29、喷丝孔；30、吹风孔；31、风箱。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-11所示，本发明实施例提供半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，包括底座1，底座1上表面固定连接有支架2，支架2内侧固定连接有横梁3，支架2上表面固定连接有外箱6，支架2侧壁固定连接有第一固定板17，支架2内侧上壁固定连接有空气过滤器5、风箱31，横梁3上表面固定连接有风机4，风机4出口与空气过滤器5固定连接，空气过滤器5与风箱31固定连接，外箱6内部设置有熔料装置、供料装置、纺丝装置，纺丝装置下表面固定连接有冷却装置，冷却装置与风箱31固定连接，第一固定板17前壁设置有上油装置18，底座1上表面固定连接有收料装置，供料装置与熔料装置固定连接，纺丝装置与供料装置固定连接。

熔料装置包括熔料器7、螺杆挤出泵8，熔料器7固定连接在外箱6上表面，熔料器7外壁贯穿外箱6，螺杆挤出泵8固定连接在外箱6内侧下壁，熔料器7与螺杆挤出泵8固定连接，通过螺杆挤出泵8将熔料器7生产的熔体挤出到纺丝装置进行纺丝。

供料装置包括静态混合器9、计量泵10，静态混合器9固定连接在螺杆挤出泵8出口端，计量泵10固定连接在静态混合器9远离螺杆挤出泵8的一端，通过设置静态混合器9，可以对流动的熔体产生切割、剪切、旋转和重新混合，达到流动的熔体良好分散和充分混合的目的。

纺丝装置包括纺丝箱11，纺丝箱11固定连接在外箱6内侧下壁，纺丝箱11与供料装置固定连接，纺丝箱11内部设置有滤砂层12，纺丝箱11下表面固定连接有喷丝板13，设置的滤砂层12不仅可以过滤流动熔体中的杂质，还可以让流动熔体通过时产生高速剪切，持续升温，有利于流动熔体的温度及粘度的均匀性。

喷丝板13外壁设置有台阶28，喷丝板13内壁设置有多组喷丝孔29，多组喷丝孔29呈渐开线状分布，将喷丝板13上的喷丝孔29设置呈渐开线状，多组喷丝孔29为一字形，多组喷丝孔29一字形两头为圆弧，喷丝孔29由喷丝板13中心逐渐向外扩散，在每一组丝条之间形成一个通风通道，冷却风更容易穿透丝束进行冷却。

冷却装置包括冷却管固定法兰23、两组冷却管外壳14，冷却管固定法兰23固定连接在外箱6下表面，冷却管固定法兰23与喷丝板13上的台阶28卡接，冷却管固定法兰23内壁固定连接有转轴24，两组冷却管外壳14均转动连接在转轴24外壁，两组冷却管外壳14外壁卡接有卡箍27，通过将冷却管外壳14设计成两个半圆状，可以通过卡箍27将两组冷却管14外壳进行合并成一个成体，打开卡箍27即可进行分开。

两组冷却管外壳14外壁均固定连接有多组接头15，多组接头15内壁均插接有进风管道16，多组进风管道16均与风箱31固定连接，多组进风管道16长度一致，多组进风管道16从风箱31到冷却管外壳14之间的长度完全一致，有效解决了现有技术中进风不均匀的问题。

两组冷却管外壳14内侧均固定连接有匀风层25，两组匀风层25内壁侧均固定连接有稳压层26，匀风层25为金属网，稳压层26内壁开设有多组吹风孔30，多组吹风孔30均设置为远离匀风层25一端的出口朝下倾斜十五度，冷却风通过匀风层25和稳压层26，风速更稳定。

收料装置包括第二固定板20、卷绕装置22，第二固定板20、卷绕装置22均固定连接在底座1上表面，第二固定板20前壁转动连接有导丝盘19，卷绕装置22前壁转动连接有卷绕筒芯21。

半消光扁平POY合股纤维的纺丝工艺，该纺丝工艺包括以下步骤：

S1、将原料及消光剂加入熔料器7，加热形成流体，通过螺杆挤出泵8挤压，经过静态混合器9进入计量泵10；

S2、通过计量泵10准确分量后流体被送到纺丝箱11，经过滤砂层12过滤，通过喷丝板13上的喷丝孔29喷出丝束；

S3、风机4产生高压空气通过空气过滤器5过滤送到风箱31中，再经过多组长度一致的进风管道16送进冷却管外壳14内部，经过匀风层25、稳压层26，通过稳压层26上设置的吹风孔30吹向刚喷出的丝束，并顺着丝束向下将热量从冷却管外壳下方排出，风速0.4～0.6m/s，风湿度80～85％，风温度15～29℃；

S4、经过冷却的丝束通过上油装置18进行上油工序，进而通过导丝盘19牵引缠绕在卷绕筒芯21外壁，通过卷绕装置22带动卷绕筒芯21转动进行丝束收集，收集后的不同种类丝束通过目前现有混合设备进行复合，形成合股纤维。

经该设备及工艺生产的半消光扁平POY合股纤维，单丝间抱合力良好，表面平滑性高，渗透性、乳化稳定性、耐微生物性均显著提高，且抗静电。

本发明，对制备的产品性能进行测试，对比结果如下表1、表2所示：

表1

表2

由上述表1、表2可知，该合股纤维条干不匀率、热拉伸应力的指标明显优于传统的带有侧吹风、环吹风装置设备生产的丝束。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)上表面固定连接有支架(2)，所述支架(2)内侧固定连接有横梁(3)，所述支架(2)上表面固定连接有外箱(6)，所述支架(2)侧壁固定连接有第一固定板(17)，所述支架(2)内侧上壁固定连接有空气过滤器(5)、风箱(31)，所述横梁(3)上表面固定连接有风机(4)，所述风机(4)出口与空气过滤器(5)固定连接，所述空气过滤器(5)与风箱(31)固定连接，所述外箱(6)内部设置有熔料装置、供料装置、纺丝装置，所述纺丝装置下表面固定连接有冷却装置，所述冷却装置与风箱(31)固定连接，所述第一固定板(17)前壁设置有上油装置(18)，所述底座(1)上表面固定连接有收料装置，所述供料装置与熔料装置固定连接，所述纺丝装置与供料装置固定连接；

所述收料装置包括第二固定板(20)、卷绕装置(22)，所述第二固定板(20)、卷绕装置(22)均固定连接在底座(1)上表面，所述第二固定板(20)前壁转动连接有导丝盘(19)，所述卷绕装置(22)前壁转动连接有卷绕筒芯(21)。

2.根据权利要求1所述的半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，其特征在于：所述熔料装置包括熔料器(7)、螺杆挤出泵(8)，所述熔料器(7)固定连接在外箱(6)上表面，所述熔料器(7)外壁贯穿外箱(6)，所述螺杆挤出泵(8)固定连接在外箱(6)内侧下壁，所述熔料器(7)与螺杆挤出泵(8)固定连接。

3.根据权利要求2所述的半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，其特征在于：所述供料装置包括静态混合器(9)、计量泵(10)，所述静态混合器(9)固定连接在螺杆挤出泵(8)出口端，所述计量泵(10)固定连接在静态混合器(9)远离螺杆挤出泵(8)的一端。

4.根据权利要求1所述的半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，其特征在于：所述纺丝装置包括纺丝箱(11)，所述纺丝箱(11)固定连接在外箱(6)内侧下壁，所述纺丝箱(11)与供料装置固定连接，所述纺丝箱(11)内部设置有滤砂层(12)，所述纺丝箱(11)下表面固定连接有喷丝板(13)。

5.根据权利要求4所述的半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，其特征在于：所述喷丝板(13)外壁设置有台阶(28)，所述喷丝板(13)内壁设置有多组喷丝孔(29)，多组所述喷丝孔(29)呈渐开线状分布，多组所述喷丝孔(29)为一字形，多组所述喷丝孔(29)一字形两头为圆弧。

6.根据权利要求5所述的半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，其特征在于：所述冷却装置包括冷却管固定法兰(23)、两组冷却管外壳(14)，所述冷却管固定法兰(23)固定连接在外箱(6)下表面，所述冷却管固定法兰(23)与喷丝板(13)上的台阶(28)卡接，所述冷却管固定法兰(23)内壁固定连接有转轴(24)，两组所述冷却管外壳(14)均转动连接在转轴(24)外壁，两组冷却管外壳(14)外壁卡接有卡箍(27)。

7.根据权利要求6所述的半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，其特征在于：两组所述冷却管外壳(14)外壁均固定连接有多组接头(15)，多组所述接头(15)内壁均插接有进风管道(16)，多组所述进风管道(16)均与风箱(31)固定连接，多组所述进风管道(16)长度一致。

8.根据权利要求6所述的半消光扁平POY合股纤维的纺丝设备，其特征在于：两组所述冷却管外壳(14)内侧均固定连接有匀风层(25)，两组匀风层(25)内壁侧均固定连接有稳压层(26)，所述匀风层(25)为金属网，所述稳压层(26)内壁开设有多组吹风孔(30)，多组所述吹风孔(30)均设置为远离匀风层(25)一端的出口朝下倾斜十五度。

9.半消光扁平POY合股纤维的纺丝工艺，其特征在于：所述纺丝工艺包括以下步骤：

S1、将原料及消光剂加入熔料器(7)，加热形成流体，通过螺杆挤出泵(8)挤压，经过静态混合器(9)进入计量泵(10)；

S2、通过计量泵(10)准确分量后流体被送到纺丝箱(11)，经过滤砂层(12)过滤，通过喷丝板(13)上的喷丝孔(29)喷出丝束；

S3、风机(4)产生高压空气通过空气过滤器(5)过滤送到风箱(31)中，再经过多组长度一致的进风管道(16)送进冷却管外壳(14)内部，经过匀风层(25)、稳压层(26)，通过稳压层(26)上设置的吹风孔(30)吹向刚喷出的丝束，并顺着丝束向下将热量从冷却管外壳下方排出；

S4、经过冷却的丝束通过上油装置(18)进行上油工序，进而通过导丝盘(19)牵引缠绕在卷绕筒芯(21)外壁，通过卷绕装置(22)带动卷绕筒芯(21)转动进行丝束收集，收集后的不同种类丝束通过目前现有混合设备进行复合，形成合股纤维。

Images