CN112921419A - 一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法及设备，将料仓中常规半消光切片抽到投料干燥设备中，在氮气的保护下烘干切片，并将烘干后切片输入至螺杆挤压机；螺杆挤压机对烘干后切片进行熔融，并以设定的机头压力将熔体通过熔体管道输送至纺丝箱体中；经过纺丝组件形成一定的泵后压力，从纺丝组件的喷丝板喷出熔体细流，并经过缓冷器、加长型的侧吹风冷却***的冷却形成初生纤维；初生纤维依次经过上油作业、预网络器的预卷绕、三个热箱的多个辊的拉伸定型后，生成超高强度锦纶6半消光长丝。本发明利用常规切片来生产超高强度锦纶6半消光长丝，可纺性好并降低生产成本，产品强度能达到8.0cN/dtex以上，达到高黏度切片一样的效果。

Description

一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法及设备

【技术领域】

本发明属于纺丝化纤产品的技术领域，特别是指一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法及设备。

【背景技术】

超高强度的锦纶6长丝强度在8.0cN/dtex以上，当伸长3％时，几乎可以完全恢复，耐皱性超过其他纤维，尺寸稳定性好。因此，织物坚固耐用，抗皱免烫。

目前军需领域和工业领域用的超高强度锦纶6长丝主要是用高黏度切片来生产的长丝。高黏度切片成本高，并且因黏度过大，在纺丝过程容易使组件升压，组件周期短，提高了生产成本。

因此，如何提供一种利用常规切片生产超高强度锦纶6长丝关键技术与设备，实现纺丝过程组件压力稳定，可纺性好并降低生产成本，成为一个亟需解决的问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种利用常规切片来生产一种超高强度锦纶6半消光长丝的方法，实现纺丝过程组件压力稳定，可纺性好并降低生产成本，生产出来的产品强度能达到8.0cN/dtex以上，达到高黏度切片一样的效果。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种利用常规切片来生产一种超高强度锦纶6半消光长丝的设备，实现纺丝过程组件压力稳定，可纺性好并降低生产成本，生产出来的产品强度能达到8.0cN/dtex以上，达到高黏度切片一样的效果。

本发明是这样实现的：

一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法，包括如下步骤：

步骤S1：将料仓中常规半消光切片抽到投料干燥设备中，投料干燥设备中的切片在氮气的保护下，在100℃温度下烘干切片，并将烘干后切片输入至螺杆挤压机；

步骤S2：螺杆挤压机对烘干后切片进行熔融，并以设定的机头压力将熔体通过熔体管道输送至纺丝箱体中；

步骤S3：纺丝箱体中的计量泵将熔融的熔体按设定的计量，稳定的输送至纺丝组件内，经过纺丝组件的金属砂以及无纺布过滤后，形成一定的泵后压力，从纺丝组件的喷丝板喷出熔体细流，并经过缓冷器、加长型的侧吹风冷却***的冷却形成初生纤维；

步骤S4：初生纤维依次经过上油***的上油作业、预网络器的预卷绕、三个热箱的多个辊的拉伸定型后，输入至主网络器进行卷绕成型，生成超高强度锦纶6半消光长丝；

步骤S5：超高强度锦纶6半消光长丝经过张力辊的导丝，卷装成超高强度锦纶6半消光长丝的丝饼。

进一步地，所述步骤S1，具体包括：

将相对黏度为2.48±0.02、400ppm≤含水率≤500ppm的纺丝级锦纶6半消光切片抽到投料干燥设备中，投料干燥设备中的切片在氮气的保护下，在100℃温度下烘干切片，烘干16小时后，切片含水率≤200ppm，连续不断的输入至螺杆挤压机。

进一步地，所述步骤S2，具体包括：

烘干后切片依次经过螺杆挤压机的进料段、压缩段以及计量段，在240℃～255℃的温度区间内进行熔融，并以120bar的压力，将熔融的熔体通过熔体分配管道送入纺丝箱体中的计量泵。

进一步地，所述步骤S3，具体包括：

步骤S31：计量泵将熔融的熔体按设定的计量，稳定的输送至纺丝组件内；

步骤S32：经过纺丝组件的金属砂、过滤网以及无纺布过滤后，熔体在组件内形成150bar的泵后压力，从纺丝组件的喷丝板喷出熔体细流；

步骤S33：熔体细流先经过缓冷器预结晶，再经加长型侧吹风冷却***的冷却进一步结晶，在空气中形成初生纤维，其中侧吹风窗长3米，并通过循环水产生的负压抽走所述初生纤维表面残留的单体低聚物。

进一步地，所述步骤S4，具体包括：

步骤S41：上油***对初生纤维进行均匀的上油作业，所用油剂为耐高温油剂；

步骤S42：预网络器对上油的初生纤维吹送1KG气压的旋转气流，使油剂均匀地附着在初生纤维表面；

步骤S43：初生纤维经过经过两个速度相同的冷辊缠绕后，牵引到165℃的第一热箱的热辊上进行热拉伸定型；

步骤S44：第一热箱牵引出的长丝送到180℃的第二热箱的热辊上进行进一步热拉伸定型；

步骤S45：第二热箱牵引出的长丝送到200℃的第三热箱的热辊上进行进一步热拉伸定型；

步骤S46：热定型的高强度锦纶6半消光长丝输入至主网络器中，通过4.6KG的网络压力增加抱合性。

进一步地，所述步骤S5，具体包括：

超高强度锦纶6半消光长丝经过张力辊的导丝，在4800m/min的卷绕头卷绕速度下，卷装成超高强度锦纶6半消光长丝的丝饼。

一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产设备，包括：料仓、投料干燥设备、螺杆挤出机、纺丝箱体、计量泵、缓冷器、侧吹风窗、纺丝甬道、上油***、冷辊组、第一热箱热辊组、第二热箱热辊组、第三热箱热辊组、主网络装置、张力辊、卷绕头；

所述料仓设置于所述投料干燥设备的上方；所述投料干燥设备连接所述螺杆挤出机；所述螺杆挤出机设置于所述纺丝箱体的上方；所述纺丝箱体内设有所述计量泵；所述缓冷器设于所述纺丝箱体的下方；所述侧吹风窗设在所述缓冷器下方，所述侧吹风窗的下方为所述纺丝甬道；所述上油***位于所述纺丝甬道的下方；所述冷辊组位于所述上油***的下方，所述第一热箱热辊组连接到所述冷辊组，所述第二热箱热辊组连接到所述第一热箱热辊组，所述第三热箱冷辊组连接到所述第二热箱热辊组；所述主网络装置位于所述第三热箱热辊组的旁边；从所述第三热箱热辊组出来的丝绕到所述张力辊，然后再绕至所述卷绕头。

本发明的优点在于：

1、采用常规半消光切片，增加了投料干燥设备对常规半消光切片进行进一步干燥，减少其水分，切片水分≤200ppm，作为原料进行纺丝，而不必使用高黏度切片作为原料，可以防止组件升压的问题，提高产品的可纺性和组件周期，并降低生产成本，提高了生产效率。

2、使用230℃缓冷器，三米长的侧吹风窗，20℃偏高的侧吹风温，较低的0.45m/s风速都是为了让从喷丝板喷出的熔体缓慢冷却，使纤维缓慢结晶，这样熔体在结晶过程会生成比较大的晶核。

3、使用耐高温油剂，保护纤维在三个热箱中的稳定性，防止高温破坏纤维的分子结构。

4、通过三个热箱的三步的高温拉伸并定型，一步一步地提高纤维的取向度、结晶度、晶型的转变来提高晶格的稳定性。

5、本发明方法生产出来的产品强度指标达到了8.0cN/dtex以上，同时纤维的条干不匀率、沸水收缩率、网络度和含油率都达到了下游整经织造要求。这种超高强度锦纶6半消光长丝能满足军需和工业领域对其强度的要求，具有广阔的市场前景和经济效益。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的生产工艺流程设备装置图。

图2是发明的方法流程示意图

附图标记：料仓1、投料干燥设备2、螺杆挤出机3、纺丝箱体4、计量泵5、缓冷器6、侧吹风窗7、纺丝甬道8、上油***9、冷辊组10、第一热箱热辊组11、第二热箱热辊组12、第三热箱热辊组13、主网络装置14、张力辊15、卷绕头16。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产设备，包括：料仓1、投料干燥设备2、螺杆挤出机3、纺丝箱体4、计量泵5、缓冷器6、侧吹风窗7、纺丝甬道8、上油***9、冷辊组10、第一热箱热辊组11、第二热箱热辊组12、第三热箱热辊组13、主网络装置14、张力辊15、卷绕头16。

料仓1设置于投料干燥设备2的上方；投料干燥设备2连接螺杆挤出机3；螺杆挤出机3设置于纺丝箱体4的上方；纺丝箱体4内设有计量泵5；缓冷器6设于纺丝箱体4的下方；侧吹风窗7设在缓冷器6下方，侧吹风窗7的下方为纺丝甬道8；上油***9位于纺丝甬道8的下方；冷辊组10位于上油***9的下方，第一热箱热辊组11连接到冷辊组10，第二热箱热辊组12连接到第一热箱冷辊组11，第三热箱冷辊组13连接到第二热箱热辊组12；主网络装置14位于第三热箱热辊组13的旁边；从第三热箱热辊组13出来的丝绕到张力辊15，然后再绕至卷绕头16。

如图2所示，上述超高强度锦纶6半消光长丝(规格70D/12F)的生产设备的生产方法，包括如下步骤：

步骤S1：将料仓1中的相对黏度为2.48±0.02、400ppm≤含水率≤500ppm的纺丝级锦纶6半消光切片抽到投料干燥设备2中，投料干燥设备2中的切片在氮气的保护下，在100℃温度下烘干切片，投料干燥设备2容量为3吨，能保证连续生产时，进入到螺杆挤压机3中的切片已经被烘干16小时，切片含水率≤200ppm，切片在氮气保护下是为了防止切片因高温被氧化，之后干燥后的切片被连续不断的输入至螺杆挤压机3；

步骤S2：烘干后切片依次经过螺杆挤压机3的进料段、压缩段以及计量段进行加热熔融，并以120bar的压力，将熔融的熔体通过熔体分配管道送入纺丝箱体4中的计量泵5，螺杆挤出机3的各区温度范围为240、245、250、252、255℃；

步骤S3，具体包括：

步骤S31：计量泵5将熔融的熔体按设定的计量，稳定的输送至纺丝组件内，计量泵5的转速为22.5rpm；

步骤S32：经过纺丝组件的金属砂、过滤网以及无纺布过滤后，熔体在组件内形成150bar的泵后压力，从纺丝组件的喷丝板喷出熔体细流；纺丝组件中金属砂粗细砂配比为1:2，粗砂大小为60～80目，细砂大小为80～100目；无纺布为15μ；

步骤S33：熔体细流先经过230℃缓冷器6预结晶，再经加长型的侧吹风窗7的冷却***的冷却进一步结晶，侧吹风窗7长三米，侧吹风温20℃，风湿80％，风速0.45m/s，在空气中形成初生纤维，并通过循环水产生的负压抽走所述初生纤维表面残留的单体低聚物；使用230℃缓冷器6，三米长的侧吹风窗7，20℃偏高的侧吹风温，较低的0.45m/s风速都是为了让从喷丝板喷出的熔体缓慢冷却，使纤维缓慢结晶，这样熔体在结晶过程会生成比较大的晶核；如果冷却太快的话，会生产大量的小晶核；这样经过冷却过程，具有较大晶核的初生纤维就形成；

步骤S4，具体包括：

步骤S41：上油***9对初生纤维进行均匀的上油作业，所用油剂为耐高温油剂，耐高温的油剂是保护纤维在三个热箱中的稳定性，防止高温破坏纤维的分子结构；另外，上油可以增加初生纤维的抱合力，有利于纤维的集束，在后续拉伸过程中减少丝束间的摩擦力，减少静电、断丝飘丝、毛丝等异常情况的产生；

步骤S42：预网络器对上油的初生纤维吹送1KG气压的旋转气流，使油剂均匀地附着在初生纤维表面；

步骤S43：上述初生纤维经过经过两个速度相同的冷辊组10缠绕后，牵引到165℃的第一热箱热辊组11上进行热拉伸定型；冷辊转速1020m/min，第一热箱热辊组11转速1224m/min，拉伸比1.2，第一步预拉伸提高纤维的取向度，使晶核进一步变大，提高结晶度；

步骤S44：第一热箱牵引出的长丝送到180℃的第二热箱的热辊上进行进一步热拉伸定型；第二热箱热辊转速2203m/min，拉伸比1.8，第二步的拉伸定型使纤维的结晶度进一步提高；

步骤S45：第二热箱牵引出的长丝送到200℃的第三热箱热辊组13上进行进一步热拉伸定型，第三热箱热辊转速4870m/min，拉伸比2.21，三步的拉伸定型使锦纶6纤维中的γ晶型向α晶型转变，α晶型的晶格结构比γ晶型的晶格稳定，密度也相对较高，因而能提高纤维的强度；

步骤S46：热定型的高强度锦纶6半消光长丝输入至主网络器14中，通过4.6KG的网络压力增加抱合性；1米的长丝网络度有10个，为后道整经织造加工提供先决条件；

步骤S5：超高强度锦纶6半消光长丝经过张力辊15的导丝，在4800m/min的卷绕头16卷绕速度下，卷装成超高强度锦纶6半消光长丝的丝饼，总的拉伸比达到4.77。

规格70D/12F，超高强度锦纶6半消光长丝物理指标如表1所示：

表1：

拉伸强度	断裂伸长率	条干不匀率	沸水收缩率	网络度	含油率
						8.76cN/dtex	21.2％	1.02％	8％	10个	1.62％

用高黏度和常规切片来生产规格70D/12F，超高强度锦纶6半消光长丝，单吨生产成本对比分析如表2所示：

表2：

由表2可以看出，本发明使用常规切片工艺和设备生产超高强度锦纶6半消光长丝，因为加了投料干燥设备和第三热箱，每吨电费成本比使用高黏度切片工艺和设备高250元，但是常规切片单吨成本比高黏度切片低3000元，而且组件周期是使用高黏度切片的3倍，故使用常规切片工艺和设备生产超高强度锦纶6半消光长丝可以降低生产成本，提高了生产效率。

本发明通过主要的四个步骤达到利用常规切片生产出超高强度锦纶6半消光长丝。一、增加投料干燥设备对常规半消光切片进行进一步干燥，减少其水分，切片水分≤200ppm，作为原料进行纺丝，而不必使用高黏度切片作为原料，可以防止组件升压的问题，提高产品的可纺性和组件周期，并降低生产成本，提高了生产效率。二、使用230℃缓冷器，3米长的侧吹风窗，20℃偏高的侧吹风温，较低的0.45m/s风速都是为了让从喷丝板喷出的熔体缓慢冷却，使纤维缓慢结晶，这样熔体在结晶过程会生成比较大的晶核。三、使用耐高温油剂，保护纤维在三个热箱中的稳定性，防止高温破坏纤维的分子结构。四、通过三个热箱的三步的高温拉伸并定型，一步一步地提高纤维的取向度、结晶度、晶型的转变来提高晶格的稳定性。通过上述设备和工艺，生产出来的产品强度指标达到了8.0cN/dtex以上，同时纤维的条干不匀率、沸水收缩率、网络度和含油率都达到了下游整经织造要求。这种超高强度锦纶6半消光长丝能满足军需和工业领域对其强度的要求，具有广阔的市场前景和经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：将料仓中常规半消光切片抽到投料干燥设备中，投料干燥设备中的切片在氮气的保护下，在100℃温度下烘干切片，并将烘干后切片输入至螺杆挤压机；

步骤S2：螺杆挤压机对烘干后切片进行熔融，并以设定的机头压力将熔体通过熔体管道输送至纺丝箱体中；

步骤S3：纺丝箱体中的计量泵将熔融的熔体按设定的计量，稳定的输送至纺丝组件内，经过纺丝组件的金属砂以及无纺布过滤后，形成一定的泵后压力，从纺丝组件的喷丝板喷出熔体细流，并经过缓冷器、加长型的侧吹风冷却***的冷却形成初生纤维；

步骤S4：初生纤维依次经过上油***的上油作业、预网络器的预卷绕、三个热箱的多个辊的拉伸定型后，输入至主网络器进行卷绕成型，生成超高强度锦纶6半消光长丝；

步骤S5：超高强度锦纶6半消光长丝经过张力辊的导丝，卷装成超高强度锦纶6半消光长丝的丝饼。

2.如权利要求1所述的一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法，其特征在于：

所述步骤S1，具体包括：

将相对黏度为2.48±0.02、400ppm≤含水率≤500ppm的纺丝级锦纶6半消光切片抽到投料干燥设备中，投料干燥设备中的切片在氮气的保护下，在100℃温度下烘干切片，烘干16小时后，切片含水率≤200ppm，连续不断的输入至螺杆挤压机。

3.如权利要求1所述的一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法，其特征在于：

所述步骤S2，具体包括：

烘干后切片依次经过螺杆挤压机的进料段、压缩段以及计量段，在240℃～255℃的温度区间内进行熔融，并以120bar的压力，将熔融的熔体通过熔体分配管道送入纺丝箱体中的计量泵。

4.如权利要求1所述的一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法，其特征在于：

所述步骤S3，具体包括：

步骤S31：计量泵将熔融的熔体按设定的计量，稳定的输送至纺丝组件内；

步骤S32：经过纺丝组件的金属砂、过滤网以及无纺布过滤后，熔体在组件内形成150bar的泵后压力，从纺丝组件的喷丝板喷出熔体细流；

步骤S33：熔体细流先经过缓冷器预结晶，再经加长型侧吹风冷却***的冷却进一步结晶，在空气中形成初生纤维，其中侧吹风窗长3米，并通过循环水产生的负压抽走所述初生纤维表面残留的单体低聚物。

5.如权利要求1所述的一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法，其特征在于：

所述步骤S4，具体包括：

步骤S41：上油***对初生纤维进行均匀的上油作业，所用油剂为耐高温油剂；

步骤S42：预网络器对上油的初生纤维吹送1KG气压的旋转气流，使油剂均匀地附着在初生纤维表面；

步骤S43：初生纤维经过经过两个速度相同的冷辊缠绕后，牵引到165℃的第一热箱的热辊上进行热拉伸定型；

步骤S44：第一热箱牵引出的长丝送到180℃的第二热箱的热辊上进行进一步热拉伸定型；

步骤S45：第二热箱牵引出的长丝送到200℃的第三热箱的热辊上进行进一步热拉伸定型；

步骤S46：热定型的高强度锦纶6半消光长丝输入至主网络器中，通过4.6KG的网络压力增加抱合性。

6.如权利要求1所述的一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产方法，其特征在于：

所述步骤S5，具体包括：

超高强度锦纶6半消光长丝经过导丝盘的导丝，在4800m/min的卷绕头卷绕速度下，卷装成超高强度锦纶6半消光长丝的丝饼。

7.一种超高强度锦纶6半消光长丝的生产设备，其特征在于：包括：料仓、投料干燥设备、螺杆挤出机、纺丝箱体、计量泵、缓冷器、侧吹风窗、纺丝甬道、上油***、冷辊组、第一热箱热辊组、第二热箱热辊组、第三热箱热辊组、主网络装置、张力辊、卷绕头；

所述料仓设置于所述投料干燥设备的上方；所述投料干燥设备连接所述螺杆挤出机；所述螺杆挤出机设置于所述纺丝箱体的上方；所述纺丝箱体内设有所述计量泵；所述缓冷器设于所述纺丝箱体的下方；所述侧吹风窗设在所述缓冷器下方，所述侧吹风窗的下方为所述纺丝甬道；所述上油***位于所述纺丝甬道的下方；所述冷辊组位于所述上油***的下方，所述第一热箱热辊组连接到所述冷辊组，所述第二热箱热辊组连接到所述第一热箱热辊组，所述第三热箱冷辊组连接到所述第二热箱热辊组；所述主网络装置位于所述第三热箱热辊组的旁边；从所述第三热箱热辊组出来的丝绕到所述张力辊，然后再绕至所述卷绕头。

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