生產三維卷曲中空型滌綸短纖的生產線及其生產工藝的制作方法

本發明涉及滌綸短纖制備領域，特別涉及一種生產三維卷曲中空型滌綸短纖的生產線及其生產工藝。

背景技術：

三維卷曲中空纖維由于具有重量輕、蓬松性好、保暖性好的優點，而被廣泛應用于被服、玩具、無紡布等領域。

目前，公開號為cn101328636a的中國專利公開了一種三維卷曲中空纖維的生產工藝，它包括:

紡絲工藝流程：

紡絲箱體→計量泵→紡絲組件→半敞開式外環吹絲束冷卻→紡絲甬道→上油→卷繞機→牽引裝置→喂入裝置→盛絲桶往復裝置→盛絲桶輸送。

后處理工藝流程：

盛絲桶→集束架→上導絲架→下導絲架→五輥導絲機→浸油槽→第一牽伸機→牽伸浴槽→第二牽伸機→蒸汽加熱箱→第三牽伸機→疊絲機→卷曲預熱箱→卷曲機→絲束冷卻輸送機→捕結器→上硅油機→曳引機→切斷機→鋪絲刮平機→烘干機→打包機→成品中間庫。

紡絲工段：在環吹風裝置上采用了特殊設計修改，噴絲板采用特殊設計的單孔、四孔、七孔或九孔中空型噴絲板，紡絲工藝采用不對稱冷卻方式，使得纖維產生不均勻的冷卻效果，經過后紡處理后得到螺旋型的卷曲效果。

后處理工段：在切斷機前增加噴硅油機，在切斷機后增加鋪絲刮平機，烘干機。

紡制三維中空滌綸短纖維，其主要工藝為：將特性粘度0.64～0.67的聚酯熔體(切片)或回收瓶片進行熔融紡絲，紡絲速度在800～1250米/分之間；采用高風速，不對稱冷卻方式，制得的原絲束(未拉伸絲)在后處理工段中采用二道牽伸工藝。一道牽伸在第一牽伸機和第二牽伸機之間進行，二道牽伸在第二牽伸機和第三牽伸機之間進行。與普通型和高強型工藝流程不同的是拉伸后的纖維束，先經過切斷再進入烘干機中進行高溫松弛熱定型(165～180℃)，使得纖維的三維卷曲效果得到進一步的顯現和強化。

這種三維卷曲中空纖維的制備工藝的核心體現在采用不對稱冷卻方式，使得纖維產生不均勻的冷卻效果，這種方案設備投資省，工藝相對簡單，但是噴絲板出的絲束疏密程度不一，經過不對稱冷卻方式工藝過后，卷取性能會被影響，纖維最后的到的卷取性能、蓬松性能都有差別。

技術實現要素：

本發明的一目的是提供一種生產三維卷曲中空型滌綸短纖的生產線，其具有卷曲穩定性和蓬松性均優的優點。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種生產三維卷曲中空型滌綸短纖的生產線，包括按照以下步驟排列的第一原料前段：第一切片機→第一篩分→第一金屬檢測器→第一干燥→第一料倉→第一螺桿擠壓機→第一過濾器→第一紡絲箱體→第一計量泵；

第二原料前段：第二切片機→第二篩分→第二金屬檢測器→第二干燥→第二料倉→第二螺桿擠壓機→第二過濾器→第二紡絲箱體→第二計量泵；

第一原料前段和第二原料前段匯合至紡絲組件，并按照以下步驟排列有紡絲組件→噴絲板→環吹風→初步上油→甬道→卷繞上油機→牽引機→喂入輪→盛絲桶往復系統。

通過采用上述技術方案，利用第一原料前段和第二原料前段，可以將兩種材料通過該生產線進行復合，第一原料和第二原料匯合至紡絲組件中，再進行噴絲，噴絲后的纖維可以得到兩種材料的性能，再進行不對稱環吹風冷卻可以得到卷取性更好的纖維。

進一步設置：所述紡絲組件內位于噴絲板前序位置處設有原料匯合點。

通過采用上述技術方案，該設備在紡絲組件中，兩種材料是在噴絲工藝前的紡絲組件中匯合，利用紡絲組件內的流道、過濾系統，在一個適當的位置上使兩種材料的熔體相匯合，使其在同一噴絲板上噴出。

進一步設置：所述環吹風為中心外吹式環吹風裝置。

通過采用上述技術方案，擠出的熔體細流由中心外吹式環吹風裝置進行冷卻成形；使得絲條截面上產生不均勻的微觀結構，達到非對稱冷卻成型。

進一步設置：所述環吹風裝置帶有橢球狀的圓筒網孔。

通過采用上述技術方案，環吹風裝置帶有的橢球狀，可以使圓筒網孔噴出的風流具有一個弧形漸變，絲束可以在橢球的中部位置被吹的更散，冷卻效果更好。

本發明的另一目的是提供一種生產三維卷曲中空型滌綸短纖的工藝，其具有卷曲穩定性和蓬松性均優的優點。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種根據上述的生產線生產三維卷曲中空型滌綸短纖的工藝，按照以下步驟進行：1、切片，取兩種同屬聚酯系列的原料，取打包好的兩種原材料切片處理，使其符合加工要求；

2、篩分，除去超長切片及未清理完畢的其他雜質；

3、金屬檢測，傳送帶上方外置磁體，配合傳送帶振動吸附掉隱含的金屬雜質；

4、干燥，切片運入干燥氣體發生器，壓縮空氣經分子篩干燥裝置去濕，確保干切片含水率穩定在50ppm以下；

5、送料，將兩種原材料從干燥氣體發生器的料倉內連續送到變頻控制的兩個獨立的螺桿擠壓機中；

6、擠出，螺桿擠壓機將輸送的固體切片壓實、熔融、混煉后成擠出成型，螺桿擠壓機長徑比為28:1，螺桿轉速40至60圈每分鐘，機頭壓力為25mpa；

7、過濾，熔體進入雙切換過濾器中預過濾雜質，之后通過每紡絲箱一個的靜態混合器，使該系統內無死角和保證聚酯熔體溫度分布均勻；

8、紡絲，熔體進入紡絲箱中，紡絲箱箱體溫度均為266℃-274℃，紡絲箱體內的分配管路系統保證了通過該系統到各個紡絲位的熔體停留時間相同；利用裝配在每紡絲位前的針形閥可實現各紡位的單獨關閉；

9、計量，熔體通過分配管路、針形閥后，經變頻器傳動裝置控制驅動的計量泵計量，以均勻流量流入紡絲組件中，計量泵可以使熔體增壓，以適應紡絲需要，計量泵轉速為20至50圈每分鐘；

10、紡絲組件，采用臥式計量泵傳動，紡絲組件中裝有過濾網、過濾芯或過濾砂等過濾材料，以濾去兩種原材料熔體中的機械雜質和凝膠粒子，降低兩種材料的熔體之間存在粘度差異；

11、混合，將兩個熔體于位于紡絲組件內進行混合，該混合位置位于噴絲板之前；

12、噴絲，兩種熔體會合后，從噴絲板細孔中擠出形成熔體細流，此步驟中，可以采用中空噴絲板，通過不同的噴絲板得到不同的初生絲，噴絲板截面直徑190毫米，設置192孔；

13、環吹風，擠出的熔體細流由中心外吹式環吹風裝置進行冷卻成形；使得絲條截面上產生不均勻的微觀結構，達到非對稱冷卻成型；

14、初步上油，為改善靜電現象，同時增加原絲間合抱力，在紡絲吹風窗內采用狹縫式環形上油器預先給絲束適當的上油；

15、甬道，由冷卻絲室內的外吹式環吹風裝置進行冷卻固化后，通過紡絲甬道引到卷繞面板；

16、上油，各紡絲位的絲束經過上油機的卷繞面板，由變頻控制的三氧化二鋁上油輪雙面上油，三氧化二鋁采用金屬陶瓷給合劑；

17、牽引，由轉向輥導向，將三十二個紡位的絲束合并成一股絲束，通過四個獨立變頻控制的七輥牽機牽引；（該紡絲機共有四臺紡絲箱體，每只箱體有八個紡絲位，計三十二個紡位；每個紡絲位分別有一個針形閥，一只計量泵，一套驅動裝置和一套紡絲組件組成）；

18、喂入機，送入變頻控制的喂入機的喂入輪，落入圓形盛絲桶內；

19、盛絲桶往復系統，由plc可編程工控系統控制的盛絲筒往復機的橫動小車及縱動小車進行定位控制，精確控制盛絲桶往復裝置的定位及往復運動，盛絲桶往復系統使絲束均勻地鋪入盛絲桶往復系統上的盛絲桶內。

通過采用上述技術方案，通過上述工藝，提供兩種原料處理的前段，在將不同組分的原料通過不同前段生產線進行處理，再在紡絲組件內將兩組分進行混合，由于每根單絲均是由a、b兩種不同組分組成，而兩者的熱收縮性有差異，因而導致纖維卷曲性能不同。這種纖維本身所固有的卷曲性質經松馳熱定型后會變得更加明顯和穩定。

進一步設置：所述環吹風裝置從中心向外吹風，吹風高度550毫米，采用圓筒網孔出風形式，吹風量850立方米每小時，環吹風溫為20℃-22℃，所述環吹風濕度為75％到80％。

通過采用上述技術方案，環吹風裝置從中心向外吹風，吹風高度500到600毫米，吹風高度過高絲束易出現粗細不均勻的現象，吹風高度過低，絲束卷曲程度變差，即三維卷曲效果變差，采用550毫米的吹風高度，絲束粗細均勻，卷曲性能優越；采用開放式風窗形式，吹風量800到920?/h，吹風量過高絲束均勻性變差，吹風量過低絲束迎風面冷卻速度降低，收縮率降低，三維卷曲性能降低，吹風量采用850?/h，環吹風速1.4到1.5m/s；集中環吹風溫為20℃-22℃，風溫過低，絲束易出現裂縫，過高易造成卷曲程度變差，環吹風濕度為72％到80％，濕度影響絲束的冷卻效果和卷曲度，采用75％的環吹風濕度。

進一步設置：所述環吹風裝置的圓筒網孔為橢球狀，網孔均勻鋪設至橢球外周。

通過采用上述技術方案，環吹風裝置帶有的橢球狀，可以使圓筒網孔噴出的風流具有一個弧形漸變，絲束可以在橢球的中部位置被吹的更散，冷卻效果更好。

進一步設置：所述原料為pet切片和pbt切片。

通過采用上述技術方案，pet切片和pbt切片為同屬于聚酯系列，具有相近的紡絲條件和很好的相容粘結力。

附圖說明

圖1是生產三維卷曲中空型滌綸短纖的生產線的示意圖；

圖2是生產三維卷曲中空型滌綸短纖的工藝的工藝流程示意圖；

圖3是環吹風裝置示意圖；

圖中，1、噴絲板；2、上油器；3、絲束；4、散氣孔；5、氣體擴散器；6、集束點；7、甬道。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施例1：

一種生產三維卷曲中空型滌綸短纖的生產線，包括前紡生產線。

前紡的生產線包括依次排列的切片機→篩分→金屬檢測器→干燥→料倉→螺桿擠壓機→過濾器→紡絲箱體→計量泵→紡絲組件→噴絲板→環吹風→初步上油→甬道→卷繞上油機→牽引機→喂入輪→盛絲桶往復系統。

實施例2：

一種生產三維卷曲中空型滌綸短纖的工藝如下：包括前紡工藝。

前紡工藝如下：

1、切片，取兩種同屬聚酯系列的原料，取打包好的兩種原材料切片處理，切片的顆粒大小需要工藝要求，并要均勻，使其符合加工要求；

2、篩分，除去超長切片及未清理完畢的其他雜質；除去超長切片及未清理完畢的其他雜質，原材料清理打包和切片均采用機械操作，可能存在切片不均勻或有其他類型塑料未清除的情況，切片過長在加熱熔軟的過程中可能存在未熔完全而凝膠的現象，而其他類型塑料的熔點與原材料不一樣，如果不清除會影響干燥效果和熔體的均勻性；

3、金屬檢測，傳送帶上方外置磁體，配合傳送帶振動吸附掉隱含的金屬雜質；回收塑料加工后形成的原材料可能含有未清除完全金屬顆粒，如果不清除，會嚴重影響熔體均勻性還會阻塞紡絲孔，造成效率和質量的雙重下降；

4、干燥，切片運入干燥氣體發生器，壓縮空氣經分子篩干燥裝置去濕，干燥10-11小時，確保干切片含水率穩定在50ppm以下，其目的一是除去切片的表面水和內部水，防止熔融過程中在較高的溫度下，熔體發生大的降解，目的二是提高切片的結晶度，使切片硬度變大及軟化溫度變高，使其在運送過程中不易破碎磨損，在干燥中不易粘連；

5、送料，將兩種原材料從干燥氣體發生器的料倉內連續送到變頻控制的兩個獨立的螺桿擠壓機中；

6、擠出，螺桿擠壓機將輸送的固體切片壓實、熔融、混煉后成擠出成型，螺桿擠壓機長徑比為28:1，螺桿轉速40至60圈每分鐘，機頭壓力為25mpa；

7、過濾，熔體進入雙切換過濾器中預過濾雜質，之后通過每紡絲箱一個的靜態混合器，使該系統內無死角和保證聚酯熔體溫度分布均勻；

8、紡絲，熔體進入紡絲箱中，紡絲箱箱體溫度均為266℃-274℃，紡絲箱體內的分配管路系統保證了通過該系統到各個紡絲位的熔體停留時間相同；利用裝配在每紡絲位前的針形閥可實現各紡位的單獨關閉；

9、計量，熔體通過分配管路、針形閥后，經變頻器傳動裝置控制驅動的計量泵計量，以均勻流量流入紡絲組件中，計量泵可以使熔體增壓，以適應紡絲需要，計量泵轉速為20至50r/min；

10、紡絲組件，采用臥式計量泵傳動，紡絲組件中裝有過濾網、過濾芯或過濾砂等過濾材料，以濾去兩種原材料熔體中的機械雜質和凝膠粒子，降低兩種材料的熔體之間存在粘度差異；

11、混合，將兩個熔體于位于紡絲組件內進行混合，該混合位置位于噴絲板之前；

12、噴絲，兩種熔體會合后，從噴絲板細孔中擠出形成熔體細流，此步驟中，可以采用中空噴絲板，通過不同的噴絲板得到不同的初生絲，噴絲板截面直徑190毫米，設置192孔；

13、環吹風，擠出的熔體細流由中心外吹式環吹風裝置進行冷卻成形；使得絲束截面上產生不均勻的微觀結構，達到非對稱冷卻成型，環吹風裝置從中心向外吹風，吹風高度500到600毫米，吹風高度過高絲束易出現粗細不均勻的現象，吹風高度過低，絲束卷曲程度變差，即三維卷曲效果變差，采用550毫米的吹風高度，絲束粗細均勻，卷曲性能優越；采用開放式風窗形式，吹風量800到920?/h，吹風量過高絲束均勻性變差，吹風量過低絲束迎風面冷卻速度降低，收縮率降低，三維卷曲性能降低，吹風量采用850?/h，環吹風速1.4到1.5m/s；集中環吹風溫為20℃-22℃，風溫過低，絲束易出現裂縫，過高易造成卷曲程度變差，環吹風濕度為72％到80％，濕度影響絲束的冷卻效果和卷曲度，采用75％的環吹風濕度；環吹采用圓柱式氣體擴散器，擴散器側壁均勻分布有棱型或圓形散氣孔保證散氣均勻，擴散器直徑90到140毫米，高度40到60毫米，配合中空噴絲板的直徑與噴絲孔數量而增減，采用130毫米直徑50毫米高度的氣體擴散器，氣體擴散器由中心向外均勻散氣，保證絲束均勻受風，有助于絲束整體性能統一；

14、初步上油，為改善靜電現象，同時增加原絲間合抱力，在紡絲吹風窗內采用狹縫式環形上油器預先給絲束適當的上油，有利于預防絲束因靜電而抱束集中，有利于紡速的提高和噴絲板孔數的增加；

15、甬道，絲束由冷卻絲室內的外吹式環吹風裝置進行冷卻固化后，通過紡絲甬道集束然后引到卷繞面板；

16、上油，各紡絲位的絲束經過上油機的卷繞面板，由變頻控制的三氧化二鋁上油輪雙面上油，三氧化二鋁采用金屬陶瓷給合劑，微氣孔結構，上油膜面厚薄均勻，增加束絲保全，消除靜電、減少摩擦；

17、牽引，由轉向輥導向，將三十二個紡位的絲束合并成一股絲束，通過四個獨立變頻控制的七輥牽機牽引；（該紡絲機共有四臺紡絲箱體，每只箱體有八個紡絲位，計三十二個紡位；每個紡絲位分別有一個針形閥，一只計量泵，一套驅動裝置和一套紡絲組件組成）；

18、喂入機，送入變頻控制的喂入機的喂入輪，落入圓形盛絲桶內；

19、盛絲桶往復系統，由plc可編程工控系統控制的盛絲筒往復機的橫動小車及縱動小車進行定位控制，精確控制盛絲桶往復裝置的定位及往復運動，盛絲桶往復系統使絲束均勻地鋪入盛絲桶往復系統上的盛絲桶內。

前紡工藝經過上述各個步驟，將原料加工成能夠進一步處理的本身存在潛在卷曲的初生絲。具體機理如下：噴絲板為中空圓形，絲束成型過程中，因采用中心外吹式環形吹風裝置，驟冷環吹，當噴絲板足夠大且絲束多時，冷風吹過迎風面后，不能再吹透絲束層，這樣，當出絲時，每根絲的迎風面的分子取向度遠遠大于背風面，從而產生兩面收縮率不同的效果，這就使纖維本身存在潛在卷曲，經后紡工藝的拉伸處理后，迎風面收縮大于背風面收縮，纖維呈螺旋狀，熱定型后，這種卷曲以纖維軸為中心作360°螺旋形旋轉，使纖維占有三維空間，由于這種卷曲與纖維內部結構有關，因此卷曲波形平穩而長久。

上述的實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。