CN115029807A - 消光细旦纤维生产设备及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供消光细旦纤维生产设备及生产工艺，涉及纤维纺丝技术领域。该消光细旦纤维生产设备，包括浆料配置箱；通过输送管固定连接在所述浆料配置箱出口端的搅拌筒。本发明，采用在低聚物阶段在线添加TiO2消光剂，且将TiO2消光剂含量控制在2.25±0.03％左右，通过驱搅拌组件搅拌，可以使消光剂在熔体中均匀分散，生产稳定，产品质量明显提升，而且工艺流程更加简便，设备增设更少，制造成本更低，通过采用3600m/min的高速纺丝速度、选用合适的上油嘴型号，能有效减小丝束生产过程中的摩擦力，通过提高纺丝油剂的配制浓度，来提高丝束表面油膜的强度，减小丝束与丝路上接触点的摩擦，大大减少了丝束单丝破裂，产生飘丝、毛丝的情况。
Description
技术领域
本发明涉及纤维纺丝技术领域，具体为消光细旦纤维生产设备及生产工艺。
背景技术
随着经济快速发展，在涤纶长丝生产上，人们越来越重视织物的面料视觉效果。为了达到仿棉的面料效果，消除涤纶较亮的光泽，可在丝条中加入较高含量的TiO2，生产全消光纤维，消除面料的极光效应。同时TiO2，添加剂可以起到防紫外线的作用，当紫外线通过含消光剂纤维时会产生一定的紫外吸收和反射，减少对人体的伤害。因此高附加值的全消光纤维开发已经成为一种趋势。
目前消光细旦纤维生产技术一般通过直纺时在聚酯熔体终聚物阶段向熔体管道内在线注射消光色母粒，容易分散不均匀，导致生产的产品在后道加工时容易出现染色不匀的现象，分散不均匀还会导致产品断裂强度、断裂伸长率、热应力、条干不匀率等物性指标不良，而且在聚酯熔体终聚物阶段在线添加消光色母粒的方法，需要对消光色母粒进行干燥、结晶、注射、混合，工艺流程复杂，设备增设多，制造成本高。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了消光细旦纤维生产设备及生产工艺，解决了目前消光细旦纤维生产技术中消光剂分散不均匀导致后续染色不均匀以及产品指标不良、生产成本高的问题。
(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：消光细旦纤维生产设备，包括浆料配置箱；通过输送管固定连接在所述浆料配置箱出口端的搅拌筒，所述搅拌筒远离浆料配置箱的一端固定连接有预聚反应釜，所述输送管与浆料配置箱之间固定连接有输出泵，所述搅拌筒两端分别设置有法兰，所述搅拌筒通过两组法兰与输送管、预聚反应釜固定连接；设置在所述输送管外壁用于在线添加辅料的辅料添加组件；设置在所述搅拌筒内部用于对添加辅料后的浆料进行充分搅拌的搅拌组件，所述搅拌组件与搅拌筒之间通过支架结构转动连接；设置在两组所述法兰上壁用于驱动搅拌组件旋转的驱动组件以及设置在驱动组件与搅拌组件之间用于传递扭矩的扭矩传递结构；固定连接在所述预聚反应釜出口端的终聚反应釜；固定连接在所述终聚反应釜出口端的纺丝楼，所述纺丝楼由至上而下依次设置的第一箱体、第二箱体、第三箱体以及第四箱体组成，所述第一箱体内部设置有用于将终聚反应釜产出的聚酯熔体加温加压输送的螺杆挤出泵和增压泵，所述第二箱体内部设置有将熔体进行分配的分配单元，所述第三箱体内部从上到下依次设置有纺丝箱、喷丝板、环吹风甬道以及上油器；从到右依次设置在所述第四箱体前壁的导丝器、第一预网络、热牵伸装置、第二预网络以及热定型装置和卷绕装置；
所述辅料添加组件添加的辅料为TiO2消光剂，所述TiO2消光剂添加量为2.25±0.03％；所述纺丝楼纺丝速度为3600m/min；所述环吹风甬道冷却风温度为22±0.5℃，所述环吹风甬道中冷却风风压为32±1Pa；所述上油器中上油嘴型号为劳舍尔，所述上油器中使用油剂型号为桐昆TK-3518W全消光专用油剂，所述油剂浓度为12％；所述第一预网络网络压力为0.05±0.005MPa，所述第二预网络网络压力为0.08±0.005MPa，所述热牵伸装置速度为3620m/min，所述热定型装置速度为3630m/min。
优选的，所述辅料添加组件包括辅料注射泵、辅料筒，所述辅料注射泵通过辅料添加管固定连接在输送管外壁，所述辅料添加管与辅料注射泵的出口端固定连接，所述辅料筒固定连接在辅料注射泵进口端。
优选的，所述支架结构包括四组撑块、撑条及两组转动座，四组所述撑块呈两两相对均设置在搅拌筒内侧壁且分别靠近搅拌筒的两端，四组所述撑条分别固定里连接在四组撑块朝向搅拌筒中心的一侧，两组所述转动座分别固定连接在四组撑条中相对的两组之间。
优选的，所述搅拌组件包括芯轴和多组搅拌叶，所述芯轴转动连接在两组转动座之间，多组所述搅拌叶均通过连接条固定连接在芯轴外壁且沿着芯轴轴心线呈圆周等分分布。
优选的，所述驱动组件包括两组支撑板以及顶板、驱动电机、第一齿轮，两组所述支撑板分别固定连接在两组法兰上壁，所述顶板固定连接在两组支撑板远离两组法兰的一端，所述驱动电机固定连接在顶板下壁且位于两组支撑板之间，所述第一齿轮固定连接在驱动电机伸出轴外壁。
优选的，所述扭矩传递结构包括转套、外磁吸套、内磁吸套、第二齿轮以及两组平面轴承，两组所述平面轴承均套设在搅拌筒外壁且分别靠近两组法兰，所述转套转动连接在两组平面轴承之间，所述第二齿轮固定连接在转套圆周外壁且位于两组平面轴承之间居中个位置，所述第二齿轮外壁与第一齿轮啮合。
优选的，所述外磁吸套固定连接在转套内侧壁，所述内磁吸套固定连接在多组搅拌叶外壁，所述外磁吸套与搅拌筒圆周外壁之间、内磁吸套与搅拌筒圆周内侧壁之间均设置有间隙。
消光细旦纤维生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
S1、在浆料配置箱中进行浆料配置以及酯化反应，配置完成的低聚物经输出泵输送到输送管，通过输送管外壁的辅料添加组件进行TiO2消光剂悬浮液的添加，形成齐聚物流体；
S2、齐聚物流体进入搅拌筒经搅拌叶充分搅拌，使得TiO2消光剂分散更加均匀，再进入预聚反应釜和终聚反应釜充分反应；
S3、反应完成后的流体送入到第一箱体经螺杆挤出泵加温输送、增压泵增压形成聚酯熔体，聚酯熔体再经过分配单元分配后经纺丝箱下壁的喷丝板喷出形成初生丝，初生丝经过环吹风甬道中冷却风进行冷却形成丝束，再经过上油器上油；
S4、上油完成后的丝束经过导丝器、第一预网络送入热牵伸装置进行热牵伸，再经过第二预网络网络后送入热定型装置热定型，最后经卷绕装置卷绕收集。
(三)有益效果
本发明提供了消光细旦纤维生产设备及生产工艺。具备以下有益效果：
1、采用在低聚物阶段在线添加TiO2消光剂，且将TiO2消光剂含量控制在2.25±0.03％左右，并通过驱动组件带动搅拌组件进行充分搅拌，相比以往技术生产的产品，可以达到消光剂在熔体中均匀分散的效果，不论是生产稳定性，还是产品质量，都有较为明显地提升，新产品最终制得的面料集棉、涤两种面料之长，性能极为优异，而且工艺流程更加简便，设备增设更少，制造成本更低，更容易规模化生产。
2、通过采用3600m/min的高速纺丝速度、选用合适的上油嘴型号，能有效减小丝束生产过程中的摩擦力，通过提高纺丝油剂的配制浓度，来提高丝束表面油膜的强度，减小丝束与丝路上接触点的摩擦，大大减少了丝束单丝破裂，产生飘丝、毛丝的情况。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1中A处的局部放大图；
图3为本发明搅拌筒外部连接结构局部剖视图；
图4为本发明搅拌筒内部结构局部剖视图；
图5为本发明搅拌组件结构示意图；
图6为本发明支架结构示意图。
其中，1、浆料配置箱；2、输出泵；3、输送管；4、辅料添加管；5、辅料注射泵；6、辅料筒；7、法兰；8、支撑板；9、顶板；10、驱动电机；11、第一齿轮；12、平面轴承；13、转套；14、外磁吸套；15、搅拌筒；16、第二齿轮；17、撑块；18、撑条；19、转动座；20、芯轴；21、搅拌叶；22、内磁吸套；23、预聚反应釜；24、终聚反应釜；25、第一箱体；26、第二箱体；27、第三箱体；28、第四箱体；29、纺丝箱；30、喷丝板；31、环吹风甬道；32、上油器；33、导丝器；34、第一预网络；35、热牵伸装置；36、第二预网络；37、热定型装置；38、卷绕装置。
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到图6所示，本发明实施例提供消光细旦纤维生产设备，包括浆料配置箱1；通过输送管3固定连接在浆料配置箱1出口端的搅拌筒15，搅拌筒15远离浆料配置箱1的一端固定连接有预聚反应釜23，输送管3与浆料配置箱1之间固定连接有输出泵2，搅拌筒15两端分别设置有法兰7，搅拌筒15通过两组法兰7与输送管3、预聚反应釜23固定连接，经浆料配置箱1配置低聚物熔体；
设置在输送管3外壁用于在线添加辅料的辅料添加组件，辅料添加组件包括辅料注射泵5、辅料筒6，辅料注射泵5通过辅料添加管4固定连接在输送管3外壁，辅料添加管4与辅料注射泵5的出口端固定连接，辅料筒6固定连接在辅料注射泵5进口端。
设置在搅拌筒15内部用于对添加辅料后的浆料进行充分搅拌的搅拌组件，搅拌组件包括芯轴20和多组搅拌叶21，芯轴20转动连接在两组转动座19之间，多组搅拌叶21均通过连接条固定连接在芯轴20外壁且沿着芯轴20轴心线呈圆周等分分布，搅拌组件被驱动组件带动选择转时，多组搅拌叶21对经过的添加有消光剂的低聚物熔体进行充分搅拌，使得消光剂分散均匀。
搅拌组件与搅拌筒15之间通过支架结构转动连接，支架结构包括四组撑块17、撑条18及两组转动座19，四组撑块17呈两两相对均设置在搅拌筒15内侧壁且分别靠近搅拌筒15的两端，四组撑条18分别固定里连接在四组撑块17朝向搅拌筒15中心的一侧，两组转动座19分别固定连接在四组撑条18中相对的两组之间，通过撑条18、撑块17将搅拌组件设置在搅拌筒15中心位置。
设置在两组法兰7上壁用于驱动搅拌组件旋转的驱动组件以及设置在驱动组件与搅拌组件之间用于传递扭矩的扭矩传递结构，驱动组件包括两组支撑板8以及顶板9、驱动电机10、第一齿轮11，两组支撑板8分别固定连接在两组法兰7上壁，顶板9固定连接在两组支撑板8远离两组法兰7的一端，驱动电机10固定连接在顶板9下壁且位于两组支撑板8之间，第一齿轮11固定连接在驱动电机10伸出轴外壁；
扭矩传递结构包括转套13、外磁吸套14、内磁吸套22、第二齿轮16以及两组平面轴承12，两组平面轴承12均套设在搅拌筒15外壁且分别靠近两组法兰7，转套13转动连接在两组平面轴承12之间，第二齿轮16固定连接在转套13圆周外壁且位于两组平面轴承12之间居中个位置，第二齿轮16外壁与第一齿轮11啮合，外磁吸套14固定连接在转套13内侧壁，内磁吸套22固定连接在多组搅拌叶21外壁，外磁吸套14与搅拌筒15圆周外壁之间、内磁吸套22与搅拌筒15圆周内侧壁之间均设置有间隙，驱动电机10转动时，带动第一齿轮11，第一齿轮11通过与第二齿轮16的啮合带动转套13转动，转套13转动时通过外磁吸套14和内磁吸套22的相互吸附，带动搅拌叶21旋转。
固定连接在预聚反应釜23出口端的终聚反应釜24；固定连接在终聚反应釜24出口端的纺丝楼，纺丝楼由至上而下依次设置的第一箱体25、第二箱体26、第三箱体27以及第四箱体28组成，第一箱体25内部设置有用于将终聚反应釜24产出的聚酯熔体加温加压输送的螺杆挤出泵和增压泵，第二箱体26内部设置有将熔体进行分配的分配单元，第三箱体27内部从上到下依次设置有纺丝箱29、喷丝板30、环吹风甬道31以及上油器32；从到右依次设置在第四箱体28前壁的导丝器33、第一预网络34、热牵伸装置35、第二预网络36以及热定型装置37和卷绕装置38；
辅料添加组件添加的辅料为TiO2消光剂，TiO2消光剂添加量为2.25±0.03％；
纺丝楼纺丝速度为3600m/min；
环吹风甬道31冷却风温度为22±0.5℃，环吹风甬道31中冷却风风压为32±1Pa；
上油器32中上油嘴型号为劳舍尔，上油器32中使用油剂型号为桐昆TK-3518W全消光专用油剂，油剂浓度为12％；
第一预网络34网络压力为0.05±0.005MPa，第二预网络36网络压力为0.08±0.005MPa，热牵伸装置35速度为3620m/min，热定型装置37速度为3630m/min。
消光细旦纤维生产工艺，生产工艺包括如下步骤：
S1、在浆料配置箱1中进行浆料配置以及酯化反应，配置完成的低聚物经输出泵2输送到输送管3，通过输送管3外壁的辅料添加组件进行TiO2消光剂悬浮液的添加，形成齐聚物流体；
S2、齐聚物流体进入搅拌筒15经搅拌叶21充分搅拌，使得TiO2消光剂分散更加均匀，再进入预聚反应釜23和终聚反应釜24充分反应；
S3、反应完成后的流体送入到第一箱体25经螺杆挤出泵加温输送、增压泵增压形成聚酯熔体，聚酯熔体再经过分配单元分配后经纺丝箱29下壁的喷丝板30喷出形成初生丝，初生丝经过环吹风甬道31中冷却风进行冷却形成丝束，再经过上油器32上油；
S4、上油完成后的丝束经过导丝器33、第一预网络34送入热牵伸装置35进行热牵伸，再经过第二预网络36网络后送入热定型装置37热定型，最后经卷绕装置38卷绕收集。
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 (8)
1.消光细旦纤维生产设备，其特征在于：包括浆料配置箱(1)；
通过输送管(3)固定连接在所述浆料配置箱(1)出口端的搅拌筒(15)，所述搅拌筒(15)远离浆料配置箱(1)的一端固定连接有预聚反应釜(23)，所述输送管(3)与浆料配置箱(1)之间固定连接有输出泵(2)，所述搅拌筒(15)两端分别设置有法兰(7)，所述搅拌筒(15)通过两组法兰(7)与输送管(3)、预聚反应釜(23)固定连接；
设置在所述输送管(3)外壁用于在线添加辅料的辅料添加组件；
设置在所述搅拌筒(15)内部用于对添加辅料后的浆料进行充分搅拌的搅拌组件，所述搅拌组件与搅拌筒(15)之间通过支架结构转动连接；
设置在两组所述法兰(7)上壁用于驱动搅拌组件旋转的驱动组件以及设置在驱动组件与搅拌组件之间用于传递扭矩的扭矩传递结构；
固定连接在所述预聚反应釜(23)出口端的终聚反应釜(24)；
固定连接在所述终聚反应釜(24)出口端的纺丝楼，所述纺丝楼由至上而下依次设置的第一箱体(25)、第二箱体(26)、第三箱体(27)以及第四箱体(28)组成，所述第一箱体(25)内部设置有用于将终聚反应釜(24)产出的聚酯熔体加温加压输送的螺杆挤出泵和增压泵，所述第二箱体(26)内部设置有将熔体进行分配的分配单元，所述第三箱体(27)内部从上到下依次设置有纺丝箱(29)、喷丝板(30)、环吹风甬道(31)以及上油器(32)；
从到右依次设置在所述第四箱体(28)前壁的导丝器(33)、第一预网络(34)、热牵伸装置(35)、第二预网络(36)以及热定型装置(37)和卷绕装置(38)；
所述辅料添加组件添加的辅料为TiO2消光剂，所述TiO2消光剂添加量为2.25±0.03％；
所述纺丝楼纺丝速度为3600m/min；
所述环吹风甬道(31)冷却风温度为22±0.5℃，所述环吹风甬道(31)中冷却风风压为32±1Pa；
所述上油器(32)中上油嘴型号为劳舍尔，所述上油器(32)中使用油剂型号为桐昆TK-3518W全消光专用油剂，所述油剂浓度为12％；
所述第一预网络(34)网络压力为0.05±0.005MPa，所述第二预网络(36)网络压力为0.08±0.005MPa，所述热牵伸装置(35)速度为3620m/min，所述热定型装置(37)速度为3630m/min。
2.根据权利要求1所述的消光细旦纤维生产设备，其特征在于：所述辅料添加组件包括辅料注射泵(5)、辅料筒(6)，所述辅料注射泵(5)通过辅料添加管(4)固定连接在输送管(3)外壁，所述辅料添加管(4)与辅料注射泵(5)的出口端固定连接，所述辅料筒(6)固定连接在辅料注射泵(5)进口端。
3.根据权利要求2所述的消光细旦纤维生产设备，其特征在于：所述支架结构包括四组撑块(17)、撑条(18)及两组转动座(19)，四组所述撑块(17)呈两两相对均设置在搅拌筒(15)内侧壁且分别靠近搅拌筒(15)的两端，四组所述撑条(18)分别固定里连接在四组撑块(17)朝向搅拌筒(15)中心的一侧，两组所述转动座(19)分别固定连接在四组撑条(18)中相对的两组之间。
4.根据权利要求3所述的消光细旦纤维生产设备，其特征在于：所述搅拌组件包括芯轴(20)和多组搅拌叶(21)，所述芯轴(20)转动连接在两组转动座(19)之间，多组所述搅拌叶(21)均通过连接条固定连接在芯轴(20)外壁且沿着芯轴(20)轴心线呈圆周等分分布。
5.根据权利要求4所述的消光细旦纤维生产设备，其特征在于：所述驱动组件包括两组支撑板(8)以及顶板(9)、驱动电机(10)、第一齿轮(11)，两组所述支撑板(8)分别固定连接在两组法兰(7)上壁，所述顶板(9)固定连接在两组支撑板(8)远离两组法兰(7)的一端，所述驱动电机(10)固定连接在顶板(9)下壁且位于两组支撑板(8)之间，所述第一齿轮(11)固定连接在驱动电机(10)伸出轴外壁。
6.根据权利要求5所述的消光细旦纤维生产设备，其特征在于：所述扭矩传递结构包括转套(13)、外磁吸套(14)、内磁吸套(22)、第二齿轮(16)以及两组平面轴承(12)，两组所述平面轴承(12)均套设在搅拌筒(15)外壁且分别靠近两组法兰(7)，所述转套(13)转动连接在两组平面轴承(12)之间，所述第二齿轮(16)固定连接在转套(13)圆周外壁且位于两组平面轴承(12)之间居中个位置，所述第二齿轮(16)外壁与第一齿轮(11)啮合。
7.根据权利要求6所述的消光细旦纤维生产设备，其特征在于：所述外磁吸套(14)固定连接在转套(13)内侧壁，所述内磁吸套(22)固定连接在多组搅拌叶(21)外壁，所述外磁吸套(14)与搅拌筒(15)圆周外壁之间、内磁吸套(22)与搅拌筒(15)圆周内侧壁之间均设置有间隙。
8.消光细旦纤维生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括如下步骤：
S1、在浆料配置箱(1)中进行浆料配置以及酯化反应，配置完成的低聚物经输出泵(2)输送到输送管(3)，通过输送管(3)外壁的辅料添加组件进行TiO2消光剂悬浮液的添加，形成齐聚物流体；
S2、齐聚物流体进入搅拌筒(15)经搅拌叶(21)充分搅拌，使得TiO2消光剂分散更加均匀，再进入预聚反应釜(23)和终聚反应釜(24)充分反应；
S3、反应完成后的流体送入到第一箱体(25)经螺杆挤出泵加温输送、增压泵增压形成聚酯熔体，聚酯熔体再经过分配单元分配后经纺丝箱(29)下壁的喷丝板(30)喷出形成初生丝，初生丝经过环吹风甬道(31)中冷却风进行冷却形成丝束，再经过上油器(32)上油；
S4、上油完成后的丝束经过导丝器(33)、第一预网络(34)送入热牵伸装置(35)进行热牵伸，再经过第二预网络(36)网络后送入热定型装置(37)热定型，最后经卷绕装置(38)卷绕收集。
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