CN101967692B - 一种纤维的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维的生产方法，其步骤依次包括：A、取用于生产纤维的单一树脂或者树脂混合物；B、将上述单一树脂或者混合树脂在混炼机内均匀混合并加热达到熔融状态，得到熔融体，所述熔融体经导管并加压导管内压力，用空压机向其内鼓入空气，在离心机作用下，通过喷嘴喷出；C、上述熔融体喷出时，用高速鼓风机对喷嘴鼓风，鼓风量10-120m3/min，鼓风压力0.1-1kgf/cm2；D、熔融体经离心机作用成纤维抛出，在鼓风作用下牵引并断裂，得到纤维产品；本发明得到的纤维品质优良，使用寿命长，且生产成本低。

Description

一种纤维的生产方法
技术领域
本发明涉及一种短纤维的生产方法。 
背景技术
目前，在环保、医疗、电子领域，常常用到布、毡、纸等制品。这些制品都是由纤维制备而成。目前这些纤维的生产方法，一般都是采用在熔融状态下使用拉丝机强制性拉伸或喷丝板高压喷丝而成的。
以聚苯硫醚纤维为例，申请号为200910216378.4的中国专利，公开了一种聚苯硫醚熔喷纤维制品的方法，其步骤为：树脂预混处理、双螺杆挤出机熔融、造粒、切片熔融挤出喷丝、定长切丝，最后得到聚苯硫醚纤维。申请号为200510022439.5的中国专利，公开了一种聚苯硫醚纺丝工艺，其步骤为：树脂前处理、螺杆挤出机熔融、强制过滤、熔体计量泵计量、喷丝板组件喷丝、丝条冷却、卷绕落筒，得到聚苯硫醚纤维。
本领域技术人员所熟知的目前的纤维的生产方法存在以下一些缺点：
一是短纤的生产时，先制成长丝，再切成短纤，存在二次加工，工艺流程长；
二是拉丝机或喷丝***成套装置的设备投资较高，并且控制难度大、操作难度大、维护成本较高，因此运行费用也较高；
三是所得的纤维由于强制拉伸的过程和强制喷丝的过程中，纤维内部会同时存在大量未伸展开的分子链和已被拉断的分子链，未伸展开的分子链和已被拉断的分子链数量越多，对纤维抗拉伸性和柔韧性的破坏作用就越大，而纤维抗拉伸性和柔韧性是判断纤维质量好坏的最基本的指标。要解决上述问题需要找到一种新的生产方法来缩短工艺流程、减小设备投资、降低运行费用、提高纤维质量。 
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种生产流程短、设备投资小、运行费用低、质量好的纤维的生产方法。本发明采用的技术方案是这样的：一种纤维的生产方法，依次包括以下步骤：
A、取用于生产纤维的单一树脂或者树脂混合物；
B、将上述单一树脂或者混合树脂在密闭的混炼机内均匀混合并加热达到熔融状态，得到熔融体，对所述混炼机鼓风，混炼机内的熔融体在鼓风压力下经导管流到喷嘴，所述喷嘴置于离心机内壁上，在离心机离心力作用下，上述熔体通过喷嘴喷出；
C、上述熔融体喷出时，用鼓风机以喷嘴中心点为鼓风中心点向熔融体鼓风，鼓风量10-120m3/min，鼓风压力 0.1-1kgf/cm2 ；
D、熔融体经离心机作用成纤维抛出，并冷却，得到纤维产品。
作为优选：B步骤中，控制上述喷嘴出口处熔融体对喷嘴内壁的压力为 0.5-5kgf/cm2。
作为优选：B步骤中，设r=离心机转轴中心与离心管中心的距离，离心机rcf服从：rcf=1.119×10-5×r×(rpm)×(rpm), 其中：rmp = 2000-4000，r=50-150mm。
作为优选：B步骤中，所述喷嘴为三角形、X形、Y形、五角星形或银杏叶形。
作为优选：C步骤中，鼓风方向为环绕喷嘴中心点鼓风，并在喷嘴开口处所形成的平面做上下移动。
作为进一步优选：鼓风方向在喷嘴开口处所形成的平面做上下移动时，风向移动的范围为与喷嘴平面下方0-30??，喷嘴平面上方0-60??。
作为进一步优选：移动速率为5-30mm/min。
作为进一步优选：环绕喷嘴鼓风时，风向的移动是随机的。风向的随机移动，利于形成自然卷曲的优质纤维。
本发明的实质是：采用离心机的离心力和风力的合力来完成对树脂熔体的牵引，同时得到长度均匀的纤维。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
一是用离心力和风力的合力来完成对树脂熔体的牵引，这种牵引应区别于强制性的拉伸和喷丝。这种牵引对树脂分子链起到了一个梳理作用，极有利于分子链的充分伸展；树脂分子链充分伸展的同时也就减少了分子链的断裂。从而，纤维的质量得到了较大的提高。
二是用离心力和风力的合力来完成对树脂熔体牵引成为纤维，随着纤维的伸展达到分子链与分子链之间的拉力不能克服牵引力后，则纤维断裂成为短纤维，由于在树脂原料一定、离心力和风力一定的条件下，纤维断裂的长度是一定的，因此，本方法克服了先制成长丝，再切成短纤的问题，缩短了工艺。
三是离心机、鼓风机的设备投资小、运行成本低、易于操作、易于控制、易于维护，经济效益显著。
附图说明
图1为实施例1中离心机与离心管的角度位置示意图；
图2为实施例1中对喷嘴垂直方向鼓风示意图；
图3为实施例1中对喷嘴水平方向鼓风示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
A、取市购PPS树脂100kg；
B、将上述树脂在市购200L混炼机内熔融，熔融温度260℃，得到熔融体，熔融体经导管并加压导管内压力，用市购空压机向其内鼓入空气来控制压力= 0.5kgf/cm2，在市购离心机作用下，通过三角形喷嘴喷出；设r=离心机转轴中心与离心管中心的距离，离心机rcf服从：rcf=1.119×10-5×r×(rpm)×(rpm), 其中：rmp = 2000，r=50cm，如图1所示；
C、上述熔融体喷出时，用市购高速鼓风机对喷嘴鼓风，鼓风量120m3/min，鼓风压力 0.1kgf/cm2 ，垂直方向鼓风从图2之A到B点移动，其中：∠θ1=0°，∠θ2=30°，移动速率5mm/min；水平方向围绕喷嘴按顺时针方向360°移动，如图3所示，移动速率5mm/min。
D、熔体经离心机作用成纤维抛出，在鼓风作用下牵引并断裂，得到84gk长度为1mm-50mm的三维卷曲异型纤维，低于1mm的纤维返回混炼机再次利用。
实施例2：
A、取市购PI树脂1kg，取市购PTEF树脂100kg。
B、将上述树脂在市购200L混炼机内均匀混合并熔融，熔融温度260℃，熔体经导管并加压导管内压力用市购空压机向其内鼓入空气来控制压力= 5kgf/cm2，在市购离心机作用下，通过Y型喷嘴喷出；设r=离心机转轴中心与离心管中心的距离，离心机rcf服从：rcf=1.119×10-5×r×(rpm)×(rpm), 其中：rmp = 4000，r=150cm；
C、上述熔体喷出时，用市购高速鼓风机对喷嘴鼓风，鼓风量10m3/min，鼓风压力1kgf/cm2 ，垂直方向鼓风从图1-2之A到B点移动，其中：∠θ1=30°，∠θ2=15°，移动速率30mm/min；水平方向围绕喷嘴外周随机移动，移动速率30mm/min。
D、熔体经离心机作用成纤维抛出，在鼓风作用下牵引并断裂，得到98gk长度为1mm-100mm的三维卷曲异型纤维。低于1mm的纤维返回混炼机待用。
实施例3：
A、取市购PAR树脂100kg，取市购PC树脂1kg。
B、将上述树脂在市购200L混炼机内均匀混合并熔融，熔融温度260℃，熔体经导管并加压导管内压力用市购空压机向其内鼓入空气来控制压力= 2.5kgf/cm2，在市购离心机作用下，通过X形喷嘴喷出；设r=离心机转轴中心与离心管中心的距离，离心机rcf服从：rcf=1.119×10-5×r×(rpm)×(rpm), 其中：rmp = 3000，r=100cm；
C、上述熔融体喷出时，用市购高速鼓风机对喷嘴鼓风，鼓风量10m3/min，鼓风压力0.5kgf/cm2 ，垂直方向鼓风从图1之A到B点移动，其中：∠θ1=60°，∠θ2=30°，移动速率20mm/min；水平方向围绕喷嘴按逆时针方向移动，移动速率20mm/min。
D、熔体经离心机作用成纤维抛出，在鼓风作用下牵引并断裂，得到94gk长度为1mm-50mm的三维卷曲异型纤维。低于1mm的纤维返回混炼机待用。 

Claims (7)

1.一种纤维的生产方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
A、取用于生产纤维的单一树脂或者树脂混合物；
B、将上述单一树脂或者混合树脂在密闭的混炼机内均匀混合并加热达到熔融状态，得到熔融体，对所述混炼机鼓风，混炼机内的熔融体在鼓风压力下经导管流到喷嘴，所述喷嘴置于离心机内壁上，在离心机离心力作用下，上述熔融体通过喷嘴喷出；
C、上述熔融体喷出时，用鼓风机以喷嘴中心点为鼓风中心点向熔融体鼓风，鼓风量10-120m3/min，鼓风压力 0.1-1kgf/cm2 ；
D、熔融体经离心机作用成纤维抛出，并冷却，得到纤维产品。
2.根据权利要求1所述的一种纤维的生产方法，其特征在于：B步骤中，控制上述喷嘴出口处熔融体对喷嘴内壁的压力为 0.5-5kgf/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种纤维的生产方法，其特征在于：B步骤中，所述喷嘴为三角形、X形、Y形、五角星形或银杏叶形。
4.根据权利要求1所述的一种纤维的生产方法，其特征在于：C步骤中，鼓风方向为环绕喷嘴中心点鼓风，并在喷嘴开口处所形成的平面做上下移动。
5.根据权利要求4所述的一种纤维的生产方法，其特征在于：鼓风方向在喷嘴开口处所形成的平面做上下移动时，风向移动的范围为与喷嘴平面下方0-30o，喷嘴平面上方0-60o。
6.根据权利要求5所述的一种纤维的生产方法，其特征在于：移动速率为5-30mm/min。
7.根据权利要求4所述的一种纤维的生产方法，其特征在于：环绕喷嘴鼓风时，风向的移动是随机的。
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