CN1399012A - 超细复合纤维生产工艺 - Google Patents
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Abstract
海岛超细复合纤维生产工艺，是将涤纶聚酯切片，低熔点聚酯切片分别在預结晶器内进行預结晶，預结晶切片靠自重进入干燥塔干燥，经干燥好的两种切片分别靠自重进入各自螺杆挤压机加温挤压、熔融，成为可纺丝的熔体，通过熔体管分别送入纺丝箱体计量泵精确计量，把两种熔体均匀分配到纺丝组件中，涤纶聚酯熔体与低熔点聚酯熔体进行混合，从纺丝组件中的喷丝板喷出，经过侧吹风冷却成形，再经过集束上油，通过纺丝甬道后，被卷绕机卷绕成丝饼，形成海岛复合纤维丝束，在生产工艺过程中实行工艺控制。本发明工艺先进，可靠、国内首创，为我国海岛超细复合纤维生产工艺提供了成熟的经验。
Description
(一)技术领域
本发明属于一种化纤生产工艺，具体是涉及一种超细复合纤维生产工艺。
(二)背景技术
我国是化纤生产大国，年化纤生产能力约600万吨，其中80％的化纤企业生产规模小，产品档次低，难以参与国际市场竞争，国家“十五”规化中要求高级差别化纤维，由现在的15％提高到30％以上，海岛型超细纤维是主要高级差别化纤维品种之一，是生产高档服装面料的主要原料，我国的纺织企业已形成了一定的高档服装面料生产规模，只是没有掌握海岛超细纤维生产技术，所以还只能依赖进口，这限制了我国的海岛纤维领域的应用和发展。海岛纤维主要原料之一低熔点聚酯切片，其熔点低、结晶速度慢，在预结晶时结块现象比较严重，不能正常生产，对此国内还没有成熟工艺。海岛纤维纺丝，是由二种熔体，在二种不同温度和压力下进入同一个纺丝组件完成共轭纺线，因此用常规的化纤生产工艺根本无法生产。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供超细复合纤维生产工艺。
采用技术方案是：
超细复合纤维生产工艺，是通过特定的生产装置和工艺流程以及合理的工艺条件，并在工艺条件控制下实现的。
生产装置，包括高位料斗、予结晶器、搅拌器、干燥塔、予结晶风机、予结晶加热器、旋风分离器、结晶风过滤器、新风过滤器、干燥风加热器、冷冻式除湿机、分子筛除湿机、拉菲尔喷嘴、空气过滤器、减压阀、放风阀、复合纺丝箱体、复合纺丝箱体又包括，主箱体、主箱计量泵、副箱体、副箱计量泵、纺丝组件、螺杆挤压机，螺杆挤压机又分涤纶聚酯螺杆挤压机和低熔点聚酯螺杆挤压机、测量头、侧吹风装置、卷绕机、上油装置、熔体管路和联苯蒸汽发生器。
生产工艺流程：予结晶风机将新风过滤器过滤后的空气送入予结晶加热器加热，成为予结晶热风，为达到所需风量的稳定，予结晶风机的频率控制在20-30HZ，予结晶热风由予结晶器阀部进入。湿的切片用真空负压吸送至高位料斗，切片依靠自重经予结晶器上的下料管流入予结晶器内，予结晶器内设有搅拌器。进入予结晶器底部的予结晶热风由下而上，而切片由上而下充分热交换，切片进行予结晶，切片在予结晶过程中搅拌器不停地均匀搅拌，防止切片结块，切片予结晶分两段进行，预结晶I段时间30-50min，进风温度60-80℃，予结晶II段时间90-180min，进风温度90-110℃。予结晶风从予结晶器上部出来可循环使用，其风温在40-60℃。予结晶好的切片依靠自重进入干燥塔。干燥塔的干燥风来自压缩空气，压缩空气由管路输入冷冻式除湿机除湿，冷冻式除湿机露点温度≤-20℃，再经分子筛除湿机除湿，分子筛除湿机露点温度≤-80℃，分子筛除湿机每3-5hi切换一次，连经两道除湿后的空气经空气过滤器过滤，经减压阀减压，其压力0.16-0.25Mpa，空气经拉菲尔喷嘴稳定均匀后再喷入干燥风加热器进行加热，加热后的干空气由干燥塔底部进入，干燥风进风温度120-140℃。在干燥塔内干燥风由下而上，而切片由上而下运行，两者充分的热交换，干燥风吸收切片中的水分，热交换后的干燥风经干燥塔上部排风管排出，其排风温度60-80℃，最终干切片含水率小于30ppm(百万分之三十)，干燥时间为≥6hr，经干燥好的涤纶聚酯切片(PET)由干燥塔出来靠自重进入涤纶聚酯螺杆挤压机，经挤压、熔融、成为可纺丝的涤纶聚酯熔体，在涤纶聚酯螺杆挤压机中，有五个温度控制区，一区加热温度270-285℃，二区加热温度280-290℃，三区加热温度280-290℃，四区加热温度280-290℃，五区加热温度280-296℃，由第五区出来的涤纶聚酯熔体经测量头测量温度，保证纺丝温度285-290℃，再经涤纶聚酯熔体分配管到主箱体中的主箱计量泵精确计量，由六个等长管将涤纶聚酯熔体均匀分配到六个纺丝组件中，主箱计量泵供给量60-80g/min，其转数11-33转/min。纺丝组件中涤纶聚酯熔体进入室按工艺所需装入金属砂，其砂量为20/40目的80-120g，40/60目的15-30g，调整熔体进入纺丝组件压力。同时，干燥好的低熔点聚酯切片(COPET)由干燥塔出来靠自重进入低熔点聚酯螺杆挤压机，经挤压、熔融、成为可纺丝的低熔点聚酯熔体，在低熔点聚酯螺杆挤压机中，有三个温度控制区，一区加热温度260-270℃，二区加热温度265-275℃，三区加热温度275-280℃，由第三区出来的低熔点聚酯熔体经测量头测量温度，保证纺丝温度275-285℃，再经低熔点聚酯熔体分配管到副箱体中的副箱计量泵精确计量，由六个等长管将低熔点聚酯熔体均匀分配到六个纺丝组件中，副箱计量泵供给量15-25g/min，其转数11-33转/min。纺丝组件中的低熔点聚酯熔体进入室按工艺所需装入金属砂，装砂量为20/40目的40-80g、40/60目的15-30g。调整熔体进入纺丝组件压力，进入纺丝组件中涤纶聚酯熔体岛组份均匀地分布在低熔点聚酯熔体海组份中，纺丝组件外面装有缓冷加热器，控制混合后熔体温度，其加热温度控制在280-300℃。在纺丝组件中混合好的熔体从喷丝板中喷出，经过侧吹风装置侧吹风冷却成形，侧吹风的风温18-25℃，风湿55-75％，风压200-600Pa。冷却成形的丝束再经过上油装置集束上油，其丝束含油率控制在0.3-0.5％。上油后的丝束通过纺丝甬道后，被卷绕机卷成丝饼，形成海岛复合纤维丝束卷绕机的卷绕速度3000-3500m/min，卷绕角5-8℃，干扰次数5-20次/min，横动频率80-120HZ，卷绕内层压力3-4.5kgf/cm2，卷绕外层压力3-4.5kgf/cm2，最终完成海岛超细复合纤维生产工艺流程，即：海岛超细复合纤维生产工艺。
为了充分利用能源，降低生产成本，上述的予结晶热风可循环使用，予结晶热风与予结晶切片热交换后，由予结晶器上部出来，经过旋风分离器除尘，再经结晶风过滤器过滤，进入予结晶风机，使予结晶热风循环使用，循环使用过程中需要在放风阀排掉一部分予结晶热风，同时通过新风过滤器补充一部分新风。
上述的涤纶聚酯分配管、低熔点聚酯分配管、纺丝箱体中的主箱体、副箱体都是通过联苯蒸汽发生器供给的联苯蒸汽循环加热。
上述的海岛超细复合纤维生产工艺采用平行纺工艺，将卷绕机与纺丝箱体平行排列，一机多头平行卷绕，丝束间张力均匀一致。
海岛超细复合纤维生产工艺，工艺过程自动化程度高，无人操作，本工艺为我国自主开发海岛纤维生产提供了可靠的参考依据。
(四)附图说明
图1和图2为海岛超细复合纤维生产工艺流程图，图1中的m点与图2中的n点法兰连接。
(五)具体实施方式
实施例：
海岛超细复合纤维生产工艺，结合工艺流程图作进一步说明。
生产装置，包括高位料斗1、予结晶器2、搅拌器3、干燥塔4、予结晶风机5、予结晶加热器6、旋风分离器7、结晶风过滤器8、新风过滤器9、干燥风加热器10、拉菲尔喷嘴11、冷冻式除湿机12、分子筛除湿机13、空气过滤器14、减压阀15、放风阀16、复合纺丝箱体。复合纺丝箱体，又包括，主箱体17、主箱计量泵18、副箱体19、副箱计量泵20、纺丝组件21、涤纶聚酯螺杆挤压机22、低熔点聚酯螺杆挤压机23、测量头24、侧吹风装置25、卷绕机26、上油装置27、涤纶聚酯熔体分配管28、低熔点聚酯熔体分配管29和联苯蒸汽发生器30。
生产工艺流程，是予结晶风机5将新风过滤器9过滤后的空气送入予结晶加热器6加热，成为予结晶热风，为达到所需风量的稳定，予结晶风机5的频率22HZ，予结晶热风由予结晶器2底部进入。湿切片用真空负压吸送至高位料斗1，切片依靠自重经予结晶器2上的下料管流入予结晶器2内，予结晶器2内设有搅拌器3。进入予结晶器2底部的予结晶热风由下而上，而切片由上而下，两者充分热交换，受热切片进行予结晶，切片在予结晶过程中搅拌器3不停地均匀搅拌，防止切片结块。切片予结晶分两段进行，予结晶I段时间40min，进风温度75℃，予结晶II段时间140min，进风温度100℃。予结晶风从予结晶器2上部出来可循环使用，其风温54℃。予结晶好的切片依靠自重进入干燥塔4。干燥塔4的干燥风，是压缩空气由管路输入冷冻式除湿机12除湿，冷冻式除湿机12露点温度-23℃，再经分子筛除湿机13除湿，分子筛除湿机13露点温度-85℃，分子筛除湿机13每4hr切换一次，连经两道除湿后的空气经空气过滤器14过滤，经减压阀15减压，其压力0.18Mpa，经除湿处理的空气经拉菲尔喷嘴11稳定均匀后，再喷入干燥风加热器10进行加热，加热后的干空气由干燥塔4底部进入，干燥风进风温度120℃。在干燥塔4内干燥风由下而上，而切片由上而下运行，两者充分的热交换，干燥风吸收湿切片中的水分，热交换后的干燥风经干燥塔4上部排风管排出，其排风温度73℃，最终干切片含水率小于30ppm(百万分之三十)，干燥时间为8hr，经干燥好的涤纶聚酯切片(PET)由干燥塔4出来靠自重进入涤纶聚酯螺杆挤压机22，经挤压、熔融、成为可纺丝的涤纶聚酯熔体，在涤纶聚酯螺杆挤压机22中，有五个温度控制区，一区加热温度280℃，二区加热温度285℃，三区加热温度285℃，四区加热温度285℃，五区加热温度285℃，由第五区出来的涤纶聚酯熔体经测量头24测量温度，保证纺丝温度288℃，再经涤纶聚酯熔体分配管28到主箱体17中的主箱计量泵18精确计量，由六个等长管将涤纶聚酯熔体均匀分配到六个纺丝组件21中，主箱计量泵18供给量70.4g/min，其转数24.4转/min。纺丝组件21中的涤纶聚酯熔体进入室按工艺所需装入金属砂，其砂量为20/40目的105g，40/60目的20g，调整熔体进入纺丝组件21压力，同时，干燥好的低熔点聚酯切片(COPET)由干燥塔4出来靠自重进入低熔点聚酯螺杆挤压机23，经挤压、熔融、成为可纺丝的低熔点聚酯熔体，在低熔点聚酯螺杆挤压机23中，有三个温度控制区，一区加热温度265℃，二区加热温度270℃，三区加热温度275℃，由第三区出来的低熔点聚酯熔体经测量头24测量温度，保证纺丝温度280℃，再经低熔点聚酯熔体分配管29到副箱体19中的副箱计量泵20精确计量，由六个等长管将低熔点聚酯熔体均匀分配到六个纺丝组件21中，副箱计量泵20供给量17.6g/min，其转数13转/min。纺丝组件21中的低熔点聚酯熔体进入室按工艺所需装入金属砂，装砂量为20/40目的30g、40/60目的15g。调整熔体进入纺丝组件21压力，进入纺丝组件21中涤纶聚酯熔体岛组份均匀地分布在低熔点聚酯熔体海组份中，纺丝组件21外面装有缓冷加热器，控制混合后熔体温度，其加热温度控制在290℃。在纺丝组件21中混合好的熔体从喷丝板中喷出，经过侧吹风装置25冷却成形，侧吹风装置25的风温23℃，风湿65％，风压400Pa。冷却成形的丝束再经过上油装置27集束上油，其丝束含油率控制在0.35％，上油后的丝束通过纺丝甬道后，被卷绕机26卷成丝饼，形成海岛复合纤维丝束，卷绕机26的卷线速度3200m/min、卷绕角5.6°、干扰次数6次/min、横动频率104HZ、卷绕内层压力3.8kgf/cm2、卷绕外层压力4.0kgf/cm2，最终完成海岛超细复合纤维生产工艺流程，即海岛超细复合纤维生产工艺。
Claims (5)
1、海岛超细复合纤维生产工艺，其特征是予结晶风机(5)将新风过滤器(9)过滤后的空气送入予结晶加热器(6)加热，成为予结晶热风，为达到所需风量的稳定，予结晶风机(5)的频率控制在20-30HZ，予结晶热风由予结晶器(2)底部进入，湿切片用真空负压吸送至高位料斗(1)，切片依靠自重经予结晶器(2)上的下料管流入予结晶器(2)内，予结晶器(2)内装设有搅拌器(3)，进入予结晶器(2)底部的予结晶热风由下而上，而切片由上而下，两者充分热交换，受热切片进行予结晶，切片在予结晶过程中搅拌器(3)不停地均匀搅拌，防止切片结块，切片予结晶分两段进行，予结晶I段时间30-50min，进风温度60-80℃，予结晶II段时间90-180min，进风温度90-110℃，予结晶风从予结晶器(2)上部出来可循环使用，其风温40-60℃，予结晶好的切片依靠自重进入干燥塔(4)，干燥塔(4)的干燥风，是压缩空气由管路输入冷冻式除湿机(12)除湿，冷冻式除湿机(12)露点温度≤-20℃，再经分子筛除湿机(13)除湿，分子筛除湿机(13)露点温度≤-80℃，分子筛除湿机(13)每3-5hr切换一次，连经两道除湿后的空气经空气过滤器(14)过滤，经减压阀(15)减压，其压力0.16-0.25Mpa，经除湿处理的空气经拉菲尔喷嘴(11)稳定均匀后，再喷入干燥风加热器(10)进行加热，加热后的干空气由干燥塔(4)底部进入，干燥风进风温度120-140℃，在干燥塔(4)内干燥风由下而上，而切片由上而下运行，两者充分的热交换，干燥风吸收湿切片中的水分，热交换后的干燥风经干燥塔(4)上部排风管排出，其排风温度60-80℃，最终干切片含水率小于30ppm(百万分之三十)，干燥时间为≥6hr，经干燥好的涤纶聚酯切片(PET)经干燥塔(4)出来靠自重进入涤纶聚酯螺杆挤压机(22)，经挤压、熔融后成为可纺丝的涤纶聚酯熔体，在涤纶聚酯螺杆挤压机(22)中，有五个温度控制区，一区加热温度270-285℃，二区加热温度280-290℃，三区加热温度280-290℃，四区加热温度280-290℃，五区加热温度280-296℃，由第五区出来的涤纶聚酯熔体经测量头(24)测量温度，保证纺丝温度285-290℃，再经涤纶聚酯熔体分配管(28)到主箱体(17)中的主箱计量泵(18)精确计量，由六个等长管将涤纶聚酯熔体均匀分配到六个纺丝组件(21)中，主箱计量泵(18)供给量60-80g/min，其转数11-33转/min；纺丝组件(21)中的涤纶聚酯熔体进入室按工艺所需装入金属砂，其砂量为20/40目的80-120g，40/60目的15-30g，调整熔体进入纺丝组件(21)压力，同时，干燥好的低熔点聚酯切片(COPET)由干燥塔(4)出来靠自重进入低熔点聚酯螺杆挤压机(23)，经挤压、熔融、成为可纺丝的低熔点聚酯熔体，在低熔点聚酯螺杆挤压机(23)中，有三个温度控制区，一区加热温度260-270℃，二区加热温度265-275℃，三区加热温度275-280℃，由第三区出来的低熔点聚酯熔体经测量头(24)测量温度，保证纺丝温度275-285℃，再经低熔点聚酯熔体分配管(29)到副箱体(19)中的副箱计量泵(20)精确计量，由六个等长管将低熔点聚酯熔体均匀分配到六个纺丝组件(21)中，副箱计量泵(20)供给量15-25g/min，其转数11-13转/min；纺丝组件(21)中的低熔点聚酯熔体进入室按工艺所需装入金属砂，装砂量为20-40目的40-80g、40/60目的15-30g；调整熔体进入纺丝组件(21)压力，进入纺丝组件(21)中涤纶聚酯熔体岛组份均匀地分布在低熔点聚酯熔体海组份中，纺丝组件(21)外面装有缓冷加热器，控制混合后熔体温度，其加热温度控制在280-300℃；在纺丝组件(21)中混合好的熔体从喷丝板中喷出，经过侧吹风装置(25)冷却成形，侧吹风装置(25)的风温18-25℃，风湿55-75％，风压200-600Pa；冷却成形的丝束再经过上油装置(27)集束上油，其丝束含油率控制在0.3-0.5％，上油后的丝束通过纺丝甬道后，被卷绕机(26)卷成丝饼，形成海岛复合纤维丝束卷绕机(26)的卷绕速度3000-3500m/min，卷绕角5-8°，干扰次数5-20次/min，横动频率80-120HZ，卷绕内层压力3-4.5kgf/cm2，卷绕外层压力3-4.5kgf/cm2，最终完成海岛超细复合纤维生产工艺流程，即海岛超细复合纤维生产工艺。
2、根据权利要求1所述的海岛超细复合纤维生产工艺，其特征是予结晶风机(5)将新风过滤器(9)过滤后的空气送入予结晶加热器(6)加热，成为予结晶热风，为达到所需风量的稳定，予结晶风机(5)的频率22HZ，予结晶热风由予结晶器(2)底部进入，湿切片用真空负压吸送至高位料斗(1)，切片依靠自重经予结晶器(2)上的下料管流入予结晶器(2)内，予结晶器(2)内装设有搅拌器(3)，进入予结晶器(2)底部的予结晶热风由下而上，而切片由上而下，两者充分热交换，受热切片进行予结晶，切片在予结晶过程中搅拌器(3)不停地均匀搅拌，防止切片结块，切片予结晶分两段进行，予结晶I段时间40min，进风温度75℃，予结晶II段时间140min，进风温度100℃，予结晶风从予结晶器(2)上部出来可循环使用，其风温度54℃，予结晶好的切片依靠自重进入干燥塔(4)，干燥塔(4)的干燥风，是压缩空气由管路输入冷冻式除湿机(12)除湿，冷冻式除湿机(12)露点湿度-23℃，再经分子筛除湿机(13)除湿，分子筛除湿机(13)露点温度-85℃，分子筛除湿机(13)每4hr切换一次，连经两道除湿后的空气经空气过滤器(14)过滤，经减压阀(15)减压，其压力0.18Mpa，经除湿处理的空气经拉菲尔喷嘴(11)稳定均匀后，再喷入干燥风加热器(10)进行加热，加热后的干空气由干燥塔(4)底部进入，干燥风进风温度120℃，在干燥塔(4)内干燥风由下而上，而切片由上而下运行，两者充分的热交换，干燥风吸收湿切片中的水分，热交换后的干燥风经干燥塔(4)上部排风管排出其排风温度73℃，最终干切片含水率小于30ppm(百万分之三十)，经干燥好的涤纶聚酯切片(PET)由干燥塔(4)出来靠自重进入涤纶聚酯螺杆挤压机(22)经挤压、熔融、成为可纺丝的涤纶聚酯熔体，在涤纶聚酯螺杆挤压机(22)中，有五个温度控制区，一区加热温度280℃，二区加热温度285℃，三区加热温度285℃，四区加热温度285℃，五区加热温度285℃，由第五区出来的涤纶聚酯熔体经测量头(24)测量温度，保证纺丝温度288℃，再经涤纶聚酯熔体分配管(28)到主箱体(17)中的主箱计量泵(18)精确计量，由六个等长管将涤纶聚酯熔体均匀分配到六个纺丝组件(21)中，主箱计量泵(18)供给量70.4g/min，其转数24.4转/min纺丝组件(21)中的涤纶聚酯熔体进入室按工艺所需装入金属砂，其砂量为20/40目的105g，40/60目的20g，调整熔体进入纺丝组件(21)压力，同时，干燥好的低熔点聚酯切片(COPET)由干燥塔(4)出来靠自重进入低熔点聚酯螺杆挤压机(23)，经挤压、熔融后成为可纺丝的低熔点聚酯熔体，在低熔点聚酯螺杆挤压机(23)中，有三个温度控制区，一区加热温度265℃，二区加热温度270℃，三区加热温度275℃，由第三区出来的低熔点聚酯熔体经测量头(24)测量温度，保证纺丝温度280℃，再经低熔点聚酯熔体分配管(29)到副箱体(19)中的副箱计量泵(20)精确计量，由六个等长管将低熔点聚酯熔体均匀分配到六个纺丝组件(21)中，副箱计量泵(20)供给量17.6g/min，其转数13转/min；纺丝组件(21)中的低熔点聚酯熔体进入室按工艺所需装入金属砂，装砂量为20/40目的30g、40/60目的15g；调整熔体进入纺丝组件(21)压力，进入纺丝组件(21)中涤纶聚酯熔体岛组份均匀地分布在低熔点聚酯熔体海组份中，纺丝组件(21)外面装有缓冷加热器，控制混合后熔体温度，其加热温度控制在290℃；在纺丝组件(21)中混合好的熔体从喷丝板中喷出，经过侧吹风装置(25)冷却成形，侧吹风装置(25)的风温23℃，风湿65％，风压400Pa；冷却成形的丝束再经过上油装置(27)集束上油，其丝束含油率控制在0.35％，上油后的丝束通过纺丝甬道后，被卷绕机(26)卷成丝饼，形成海岛复合纤维丝束，卷绕机(26)的卷绕速度3200m/min，卷绕角5.6°，干扰次数6次/min，横动频率104HZ，卷绕内层压力3.8kgf/cm2，卷绕外层压力4.0kgf/cm2，最终完成海岛超细复合纤维生产工艺流程，即海岛超细复合纤维生产工艺。
3、根据权利要求1所述的海岛超细复合纤维生产工艺，其特征是所述的予结晶热风可循环使用，予结晶热风与予结晶切片热交换后，由予结晶器(2)上部出来，经过旋风分离器(7)除尘，再经结晶风过滤器(8)过滤，进入予结晶风机(5)，使予结晶热风循环使用，循环使用过程中需要在放风阀(16)排掉一部分予结晶热风，同时通过新风过滤器(9)补充一部分新风。
4、根据权利要求1所述的海岛超细复合纤维生产工艺，其特征是涤纶聚酯熔体分配管(28)和主箱体(17)，低熔点聚酯熔体分配管(29)和副箱体(19)由两个联苯蒸汽发生器(30)供给联苯蒸汽加热，一个供给涤纶聚酯熔体分配管(28)和主箱体(17)，另一个供给低熔点聚酯熔体分配管(29)和副箱体(19)，便于工艺调整。
5、根据权利要求1所述的海岛超细复合纤维生产工艺，其特征是采用平行纺工艺，将卷绕机(26)与纺丝主箱体(17)平行排列，一机多头平行卷绕，使丝束间张力均匀一致。
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