CN114045593B - 一种紧张热定型处理装置及高模量锦纶66工业用长丝生产方法 - Google Patents

一种紧张热定型处理装置及高模量锦纶66工业用长丝生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化纤工业长丝生产技术领域，特别是涉及一种紧张热定型处理装置及高模量锦纶66工业用长丝生产方法。所述装置包括依次设置的放线辊、牵伸加热箱、张力控制机构和卷取辊，牵伸加热箱两端分别设置有两个导轮组，导轮组包括一个以上第一导线器，张力控制机构包括两个以上的张力辊，张力控制机构通过张力辊的速度差异来调节长丝的张力。高模量锦纶66工业用长丝生产方法包括以下步骤：将卷装好的锦纶66工业用长丝筒子送至放线辊上；锦纶66工业用长丝依次通过牵伸加热箱和张力控制机构，进行紧张热定型处理；卷装。本发明通过调节锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内的停留时间、牵伸加热箱的温度以及施加在长丝上的张力来提高锦纶66工业用长丝的模量。

Description

一种紧张热定型处理装置及高模量锦纶66工业用长丝生产 方法
技术领域
本发明属于化纤工业长丝生产技术领域，特别是涉及一种紧张热定型处理装置及高模量锦纶66工业用长丝生产方法。
背景技术
现有锦纶66工业用长丝的生产方法有两种：一种是连续聚合直接纺丝；另外一种是切片熔融纺丝。无论是连续聚合直接纺丝还是切片熔融纺丝熔体均需经过纺丝组件形成锦纶66工业用长丝，纺丝粘度(甲酸相对粘度)在69～80之间。现有的锦纶66工业用长丝的制备过程如下：熔融的聚酰胺从螺杆挤出，经纺丝组件、纺口喷丝板后形成熔体细流，经冷却固化后形成初生纤维07，初生纤维再经牵伸设备进行拉伸、定型、变形后形成锦纶66工业用长丝。现有锦纶66工业用长丝生产流程简图见图1。
锦纶66工业用长丝生产中，初生纤维经过预加张力辊01、第一对牵伸辊02、第二对牵伸辊03、第三对牵伸辊04以及第四对牵伸辊05后通过导丝器06进入卷绕机卷绕形成丝筒。锦纶66工业用长丝在形成丝筒前需经过两次拉伸，在第一牵伸辊和第二牵伸辊之间进行第一次拉伸，在第二牵伸辊和第三牵伸辊之间进行第二次拉伸，第一牵伸比为2.5～3.3，总牵伸比在4.5～6.0，卷绕速度在2300m/min～3800m/min。
用上述装置和工艺生产的锦纶66工业用长丝的物性情况如下，以1400dtex工业用长丝为例：2％的定伸长负荷为9.7N～10.3N(即模量在3.90GPa～4.14GPa)；4％定伸长负荷为15.4N～16.5N；8％定伸长负荷35.3N～37.5N；12％定伸长负荷71.3N～76.8N；强度为8.5cN/dtex左右；断裂伸长在16％～22％之间；定负荷伸长在10.5％～13.5％之间；干热收缩在4.5％～7.7％之间。
随着对汽车轻量化的要求越来越高，对汽车骨架材料的也要求有更高的性能，进而对锦纶66工业用长丝的模量也有了更加高的要求。
发明内容
本发明在现有生产的锦纶66工业长丝的技术基础上，提供一种紧张热定型处理装置及高模量锦纶66工业用长丝生产方法。本发明通过采用紧张热定型处理装置对卷绕后的锦纶66工业用长丝进行紧张热定型处理，来提高锦纶66工业用长丝的模量。具体的，通过调节锦纶66工业用长丝在紧张热定型装置的牵伸加热箱内的停留时间、牵伸加热箱的温度以及施加在锦纶66工业用长丝上的张力来提高锦纶66工业用长丝的模量。
本发明具体采用以下技术方案：
高模量锦纶66工业用长丝生产用紧张热定型处理装置，包括依次设置的放线辊、牵伸加热箱、张力控制机构和卷取辊，所述牵伸加热箱内设置有导轮组，所述导轮组包括一个以上第一导线器，第一导线器的数量根据长丝在牵伸加热箱内需要折返的次数而定。所述张力控制机构包括两个以上的张力辊，张力控制机构通过张力辊的速度差异来调节锦纶66工业用长丝的张力。该高模量锦纶66工业用长丝的生产用装置的动力由电机提供。
为了使得从放线辊出来的长丝顺利进入牵伸加热箱内的导轮组上，可在放线辊后设置第二导线器。
另外，为了使从牵伸加热箱内的导轮组上出来的长丝顺利进入卷取辊，可在卷取辊前也设置第二导线器。
上述牵伸加热箱的数量为一组以上，张力控制机构的数量也为一组以上，每个牵伸加热箱后均设置有张力控制机构。
在具体实施例时，可将牵伸加热箱的数量和张力控制机构的数量设置为4，牵伸加热箱包括依次设置的第一牵伸加热箱、第二牵伸加热箱、第三牵伸加热箱、第四牵伸加热箱，第一牵伸加热箱后设置有第一张力控制机构，第二牵伸加热箱后设置有第二张力控制机构，第三牵伸加热箱后设置有第三张力控制机构，第四牵伸加热箱后设置有第四张力控制机构。
采用上述紧张热定型处理装置进行高模量锦纶66工业用长丝生产方法，包括以下步骤：
(1)将使用现有工艺生产并卷装好的锦纶66工业用长丝筒子送至放线辊上；
(2)锦纶66工业用长丝依次通过牵伸加热箱和张力控制机构。在进行紧张热定型处理过程中，可根据产品性能要求分别设定牵伸加热箱内的温度、走线时间(也就是锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱中的停留时间)以及张力调节机构施加在锦纶66工业用长丝上的张力等条件，以实现提高锦纶66工业用长丝的模量的目标。
具体的，所述牵伸加热箱内的温度设定范围为145～220℃；张力控制机构施加在锦纶66工业用长丝上的张力设置为0～33N。另外，为了保证锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱中停留，利用导轮组将锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内进行折返，折返次数为1次以上。
如牵伸加热箱箱体内部长85cm，设置锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内的走线时间为20～50s，此时，锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内的折返次数设置为4～10次、锦纶66工业用长丝的走线速度设置为20m/min。
在牵伸加热箱内，可以通过设定的走线速度以及每根丝线在牵伸加热箱体中的折返次数，来保证锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱中的停留时间。可根据牵伸加热箱长度、长丝的粗细和级别，进而设定锦纶66工业用长丝的走线速度、折返次数，以保证锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱中的停留时间，进而达到最终产品性能要求。
(3)锦纶66工业用长丝利用牵伸加热箱、张力控制机构进行紧张热定型处理后进行卷装。锦纶66工业用长丝在经过紧张热定型处理后模量会有一定程度的提高。
当牵伸加热箱的数量和张力控制机构的数量为4时，若锦纶66工业用长丝的纤度为1413dtex，锦纶66工业用长丝的走线速度设置为20m/min，在牵伸加热箱内的折返次数设置为4～10次、走线时间设置为20～50s、张力设置为10～33N；第一牵伸加热箱的温度设定为145～160℃；第二牵伸加热箱的温度设定为160～200℃；第三牵伸加热箱的温度设定为190～220℃；第四牵伸加热箱的温度设定为170～190℃。
若锦纶66工业用长丝的纤度为938dtex，锦纶66工业用长丝的走线速度设置为20m/min，在牵伸加热箱内的折返次数设置为4～10次、走线时间设置为20～50s、张力设置为6～19N；第一牵伸加热箱的温度设定为145～160℃；第二牵伸加热箱的温度设定为160～200℃；第三牵伸加热箱的温度设定为190～220℃；第四牵伸加热箱的温度设定为170～190℃。
本发明的有益效果为：
本发明采用紧张热定型处理装置对锦纶66工业用长丝进行了紧张热定型处理，通过对锦纶66工业用长丝的热定型时间、温度以及张力的控制进一步提高了锦纶66工业用长丝的模量。
本发明生产的锦纶66工业用长丝较常规工艺所生产的产品模量有所提高，1400dtex级别(1413dtex)工业丝2％定伸长负荷可达11.5N～15.4N，4％定伸长负荷可达19.3N～25.2N，8％定伸长负荷可达45.6N～65.6N，12％定伸长负荷可达90.4N～115.7N。即本发明所生产的锦纶66工业用长丝的模量较常规生产方法有显著提高。
附图说明
图1为现有锦纶66工业用长丝生产流程简图。
图2为本发明的紧张热定型处理装置的结构示意图。
图3为本发明的紧张热定型处理装置中的导轮组的结构示意图。
附图中，01为预加张力辊，02为第一对牵伸辊，03为第二对牵伸辊，04为第三对牵伸辊，05为第四对牵伸辊，06为导丝器，07为初生纤维，1为放线辊，2为牵伸加热箱，21为第一牵伸加热箱，22为第二牵伸加热箱，23为第三牵伸加热箱，24为第四牵伸加热箱，25为导轮组，26为第一导线器，3为张力控制机构，31为第一张力控制机构，32为第二张力控制机构，33为第三张力控制机构，34为第四张力控制机构，35为张力辊，4为第二导线器，5为卷取辊，6为锦纶66工业用长丝。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，以便于对本发明技术方案的理解，但并不用于对本发明保护范围的限制。
需要说明的是：为了方便对锦纶66工业丝模量的表征，本实施例用2％、4％、8％、12％的定伸长负荷来衡量锦纶66工业丝的模量水平。本实施例中的第一导线器、第二导线器与现有锦纶66工业用长丝生产流程中使用的导丝器均是起到导线的作用，均为现有的零部件，三者可以是具有相同的结构的部件。
高模量锦纶66工业用长丝生产用紧张热定型处理装置，包括依次设置的放线辊1、牵伸加热箱2、张力控制机构3和卷取辊5，所述牵伸加热箱2两端分别设置有导轮组25，所述导轮组25包括一个以上第一导线器26，第一导线器26的数量根据锦纶66工业用长丝6在牵伸加热箱2内需要折返的次数而定。所述张力控制机构3包括两个以上的张力辊35，本实施例中，张力控制机构3包括两个张力辊35，张力控制机构3通过张力辊35的速度差异来调节长丝的张力。该高模量锦纶66工业用长丝6的生产用紧张热定型处理装置的动力由电机提供。
为了使得从放线辊1出来的长丝顺利进入牵伸加热箱2内的导轮组25上，以及使从牵伸加热箱2内的导轮组25上出来的锦纶66工业用长丝6顺利进入卷取辊5，在放线辊1后以及卷取辊5前设置第二导线器4。
本实施例中，牵伸加热箱2的数量和张力控制机构3的数量设置为4，牵伸加热箱2包括依次设置的第一牵伸加热箱21、第二牵伸加热箱22、第三牵伸加热箱23、第四牵伸加热箱24，第一牵伸加热箱21后设置有第一张力控制机构31，第二牵伸加热箱22后设置有第二张力控制机构32，第三牵伸加热箱23后设置有第三张力控制机构33，第四牵伸加热箱24后设置有第四张力控制机构34。牵伸加热箱2内部的长度为85cm。
使用常规纺丝工艺形成锦纶66工业用长丝6后，将锦纶66工业用长丝6通过上述紧张热定型处理装置进行处理，通过设定牵伸加热箱体2内的温度、在牵伸加热箱体2中的停留时间以及施加在锦纶66工业用长丝6上的张力大小来提高锦纶66工业用长丝6的模量。
采用上述紧张热定型处理装置进行高模量锦纶66工业用长丝生产方法，包括以下步骤：
(1)将使用现有工艺生产并卷装好的锦纶66工业用长丝筒子送至放线辊上；
(2)锦纶66工业用长丝6依次通过牵伸加热箱2和张力控制机构3，实施例中，牵伸加热箱箱体内部长85cm，设置锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内的走线时间为20～50s，此时，锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内的折返次数设置为4～10次、锦纶66工业用长丝的走线速度设置为20m/min。
(3)锦纶66工业用长丝6在进行牵伸加热箱2、张力调节机构3的紧张热定型处理后通过第二导线器4后进行卷装。锦纶66工业用长丝6在经过紧张热定型处理后模量会有一定程度的提高。
上述紧张热定型处理装置和方法的具体应用实施例如下：
实施例
实施例1～4，当锦纶66工业用长丝的纤度为1413dtex时，锦纶66工业用长丝的走线速度设置为20m/min，在每个牵伸加热箱内的折返次数设置为4～10次、走线时间设置为20～50s、张力设置为10～33N；第一牵伸加热箱的温度设定为145～160℃；第二牵伸加热箱的温度设定为160～200℃；第三牵伸加热箱的温度设定为190～220℃；第四牵伸加热箱的温度设定为170～190℃。每个实施例的参数设置如表1所示。
经过上述处理后，1413dtex锦纶66工业用长丝的2％定伸长负荷为11.5～15.4N，4％定伸长负荷为19.3～25.2N，8％定伸长负荷为45.6N～65.6N，12％定伸长负荷为90.4N～115.7N。
实施例5～8，锦纶66工业用长丝的纤度为938dtex，锦纶66工业用长丝的走线速度设置为20m/min，在每个牵伸加热箱内的折返次数设置为4～10次、走线时间设置为20～50s、张力设置为6～19N；第一牵伸加热箱的温度设定为145～160℃；第二牵伸加热箱的温度设定为160～200℃；第三牵伸加热箱的温度设定为190～220℃；第四牵伸加热箱的温度设定为170～190℃。每个实施例的参数设置如表1所示。经过上述处理后，938dtex锦纶66工业用长丝的2％定伸长负荷为7.8～10.5N，4％定伸长负荷为13.4～17.3N，8％定伸长负荷为30.9N～44.3N，12％定伸长负荷为60.3N～78.1N。
对比例
对比例1～2，使用现有工艺生产并卷装好的锦纶66工业用长丝未经过紧张热定型处理，1413dtex锦纶66工业用长丝的2％定伸长负荷为10.1N，4％定伸长负荷为15.8N，8％定伸长负荷为36.5N，12％定伸长负荷为75N。938dtex锦纶66工业用长丝的2％定伸长负荷为6.9N，4％定伸长负荷为10.8N，8％定伸长负荷为24.3N，12％定伸长负荷为50.1N。
表1不同参数下对比例1～2和实施例1～8的2％～12％定伸长负荷
Figure BDA0003364225160000061
Figure BDA0003364225160000071
由表1可得，锦纶66工业用长丝的纤度为1413dtex时，相比对比例和实施例1～3，实施例4的牵伸加热箱内的温度最高、张力控制机构施加的张力最大、牵伸加热箱内的走线时间最长、折返次数最大，1413dtex工业丝的定伸长负荷最优。锦纶66工业用长丝的纤度为938dtex时，相比对比例和实施例5～7，实施例8的牵伸加热箱内的温度最高、张力控制机构施加的张力最大、牵伸加热箱内的走线时间最长、折返次数最大，938dtex工业丝的定伸长负荷最优。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.采用紧张热定型处理装置进行高模量锦纶66工业用长丝生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将卷装好的锦纶66工业用长丝筒子送至放线辊（1）上；
（2）锦纶66工业用长丝（6）依次通过牵伸加热箱（2）和张力控制机构（3），所述牵伸加热箱（2）内的温度设定范围为145～220℃；张力控制机构（3）施加在锦纶66工业用长丝（6）上的张力设置为0～33N；利用导轮组（25）将锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内折返1次以上；
（3）锦纶66工业用长丝（6）利用牵伸加热箱（2）、张力控制机构（3）进行紧张热定型处理后进行卷装；
所述紧张热定型处理装置，包括依次设置的放线辊（1）、牵伸加热箱（2）、张力控制机构（3）和卷取辊（5），所述牵伸加热箱（2）的两端分别设置有导轮组（25），所述导轮组（25）包括一个以上第一导线器（26），所述张力控制机构（3）包括两个以上的张力辊（35），张力控制机构（3）通过张力辊（35）的速度差异来调节锦纶66工业用长丝（6）的张力。
2.根据权利要求1所述的高模量锦纶66工业用长丝生产方法，其特征在于，放线辊（1）后和卷取辊（5）前设置有第二导线器（4）。
3.根据权利要求1所述的高模量锦纶66工业用长丝生产方法，其特征在于，牵伸加热箱（2）的数量为一组以上，张力控制机构（3）的数量也为一组以上，每个牵伸加热箱（2）后均设置有张力控制机构（3）。
4.根据权利要求1所述的高模量锦纶66工业用长丝生产方法，其特征在于，牵伸加热箱（2）的数量和张力控制机构（3）的数量均为4，牵伸加热箱（2）包括依次设置的第一牵伸加热箱（21）、第二牵伸加热箱（22）、第三牵伸加热箱（23）、第四牵伸加热箱（24），第一牵伸加热箱（21）后设置有第一张力控制机构（31），第二牵伸加热箱（22）后设置有第二张力控制机构（32），第三牵伸加热箱（23）后设置有第三张力控制机构（33），第四牵伸加热箱（24）后设置有第四张力控制机构（34）。
5.根据权利要求1所述的高模量锦纶66工业用长丝生产方法，其特征在于，
牵伸加热箱箱体内部长85cm，设置锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内的走线时间为20～50s，此时，锦纶66工业用长丝在牵伸加热箱内的折返次数设置为4～10次、锦纶66工业用长丝的走线速度设置为20m/min。
6.根据权利要求5所述的高模量锦纶66工业用长丝生产方法，其特征在于，
当牵伸加热箱（2）的数量和张力控制机构（3）的数量为4时，若锦纶66工业用长丝（6）的纤度为1413dtex，锦纶66工业用长丝（6）的走线速度设置为20m/min，在牵伸加热箱（2）内的折返次数设置为4～10次、走线时间设置为20～50s、张力调节机构（3）施加在锦纶66工业用长丝（6）上端张力设置为10～33N；第一牵伸加热箱（21）的温度设定为145～160℃；第二牵伸加热箱（22）的温度设定为160～200℃；第三牵伸加热箱（23）的温度设定为190～220℃；第四牵伸加热箱（24）的温度设定为170～190℃。
7.根据权利要求5所述的高模量锦纶66工业用长丝生产方法，其特征在于，
当牵伸加热箱（2）的数量和张力控制机构（3）的数量为4时，若锦纶66工业用长丝（6）的纤度为938dtex，锦纶66工业用长丝（6）的走线速度设置为20m/min，在牵伸加热箱（2）内的折返次数设置为4～10次、走线时间设置为20～50s、张力调节机构（3）施加在锦纶66工业用长丝（6）上的张力设置为6～19N；第一牵伸加热箱（21）的温度设定为145～160℃；第二牵伸加热箱（22）的温度设定为160～200℃；第三牵伸加热箱（23）的温度设定为190～220℃；第四牵伸加热箱（24）的温度设定为170～190℃。
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