聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统的制作方法
【专利摘要】聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统，包括聚乳酸干切片输送管道、聚乳酸螺杆挤出机、色母粒料仓、色母粒螺杆挤出机、色母粒计量泵和纺丝箱体，纺丝箱体内设有聚乳酸熔体分配器、色母粒熔体挤出分配头、熔体计量泵、纺丝组件和喷丝板。本发明设计合理、结构新颖、纺丝效率高，聚乳酸和色母粒分配混合均匀，可在原生产线改进即可，实现了一机多色样生产聚乳酸色丝。
【专利说明】聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统
【技术领域】
[0001]本发明属于化学纤维纺丝【技术领域】，具体涉及一种聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统。
【背景技术】
[0002]化学纤维纺丝包括纺丝熔体或溶液的制备、纤维成形和卷绕以及后处理过程。后处理过程则有初生纤维的拉伸、热定形到成品包装等一系列工序。
[0003]现有的纺丝方法有熔体纺丝和溶液纺丝两类。通常在熔融状态下不发生显著分解的成纤聚合物采用熔体纺丝，例如聚酯纤维、聚酰胺纤维等。熔体纺丝过程简单，纺丝速度高。溶液纺丝法适用于熔融时要分解的成纤聚合物，将成纤聚合物溶解在溶剂中制得粘稠的纺丝液，然后进行纺丝。按从毛细喷丝孔挤出的纺丝液细流的凝固方式，溶液纺丝又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。溶液纺丝纺速较低，尤其是湿法纺丝。为提高纺丝能力，需采用孔数很多的喷丝头。干法纺丝的纺速高于湿法纺丝，但远低于熔体纺丝。
[0004]现行的聚乳酸色母粒纺丝技术借鉴了化学纤维色母粒纺丝技术，采用色母粒切片通过色母粒机定量送入螺杆挤出机切片输送管道，即将定量输出的色母粒靠色母粒自重落入向螺杆方向运动的固体切片中的，混合均匀度不够高。现行的色母粒纺丝设备结构较为简单，一条螺杆挤压机只能生产一种颜色的色丝，熔体管道色熔体注入技术可以实现一个纺丝计量泵生产一种色丝，一般一条螺杆挤压机配置6个左右的纺丝计量泵。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种混合均匀度好、生产效率高的聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统，包括聚乳酸干切片输送管道、聚乳酸螺杆挤出机、色母粒料仓、色母粒螺杆挤出机、色母粒计量泵和纺丝箱体，纺丝箱体内设有聚乳酸熔体分配器、色母粒熔体挤出分配头、熔体计量泵、纺丝组件和喷丝板；
聚乳酸干切片输送管道的出口与聚乳酸螺杆挤出机的进口连接，聚乳酸螺杆挤出机的出口通过第一管道与聚乳酸熔体分配器的进口连接，聚乳酸熔体分配器的出口通过熔体管道与熔体计量泵的进口连接，熔体计量泵的出口通过第三管道与纺丝组件的进口连接，纺丝组件的出口与喷丝板的进口连接；色母粒料仓的出口与色母粒螺杆挤出机的进口连接，色母粒螺杆挤出机的出口与色母粒计量泵的进口连接，色母粒计量泵的出口通过第二管道与色母粒熔体挤出分配头的进口连接，色母粒熔体挤出分配头设在熔体管道内部；熔体管道内设有静态混料器，静态混料器位于色母粒熔体挤出分配头和熔体计量泵之间。
[0007]所述静态混料器包括熔体管道本体,熔体管道本体内设有混料单元；混料单元包括第一螺旋隔板和第二螺旋隔板，第一螺旋隔板将熔体管道本体分隔成第一半圆管螺旋通道和第二半圆管螺旋通道，第二螺旋隔板将熔体管道本体分隔成第三半圆管螺旋通道和第四半圆管螺旋通道，第一螺旋隔板的一边与第二螺旋隔板的一边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直连接。
[0008]所述第一螺旋隔板的两边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直，第二螺旋隔板的两边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直。
[0009]所述混料单元的数量大于等于两组，一组混料单元的螺旋隔板的一边与相邻的一组混料单元的螺旋隔板一边相互垂直连接。
[0010]采用上述技术方案，聚乳酸干切片由聚乳酸干切片输送管道进入到聚乳酸螺杆挤出机当中，聚乳酸螺杆挤出机将聚乳酸干切片熔融成为聚乳酸熔体，并提供输送压力，聚乳酸熔体通过第一管道进入到聚乳酸熔体分配器中，聚乳酸熔体分配器再将聚乳酸熔体送入到熔体管道内，与此同时，色母粒从色母粒料仓靠自重落入色母粒螺杆挤压机中，色母粒螺杆挤出机将色母粒熔融成为色母粒熔体，并提供输送压力，通过色母粒计量泵以一定的比例(色母粒切片与聚乳酸切片的进料比例)将色母粒熔体挤入到熔体管道中，色母粒熔体从色母粒熔体挤出分配头挤出，熔体管道中的聚乳酸熔体混合，变为有色熔体，色母粒熔体和聚乳酸熔体在熔体管道输送过程中通过静态混料器的混合，由熔体计量泵将混合后的熔体送入到纺丝组件中，最后由喷丝板喷出制成色丝。
[0011]色母粒熔体进入熔体管道中时是通过一个色母粒熔体挤出分配头释放熔体的，色母粒熔体挤出分配头通过一组微孔将色母粒熔体中挤出，使色母粒熔体能均匀的分布在聚乳酸熔体中。
[0012]为使色母粒熔体和聚乳酸熔体混合更均匀，在熔体管道中增加了数组静态混料器。熔体管道中的有色熔体通过静态混料器的混合后进入熔体计量泵，并通过纺丝组件中的喷丝板毛细孔挤出成型，经风冷却后成为聚乳酸有色纤维。色母粒计量泵装在色母粒螺杆挤出机出料端，这样可以方便维护保养。
[0013]由于聚乳酸熔体和色母粒熔体在熔体管道中混合不太均匀，因此在熔体管道内再设置静态混料器。静态混料器的混合原理如下:假定A熔体和B熔体在混合时，A熔体进入第一半圆管螺旋通道，B熔体进入第二半圆管螺旋通道，当A熔体和B熔体由第一螺旋隔板进入到第二螺旋隔板时，由于第一螺旋隔板的一边与第二螺旋隔板的一边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直连接，这样就使得A熔体的一部分和B熔体的一部分进入到第三半圆管螺旋通道内，A熔体的另一部分和B熔体的另一部分进入到第四半圆管螺旋通道内。经过第一组混料单元的混合后，再进入到第二组混料单元中，经过若干组混料单元后，A熔体和B熔体混合均匀后直接进入到下一道工序。
[0014]本发明设计合理、结构新颖、纺丝效率高，聚乳酸和色母粒分配混合均匀，可在原生产线改进即可，实现了一机多色样生产聚乳酸色丝。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中具有一组混料单元的静态混料器的结构示意图；
图3是图2的爆炸图。
【具体实施方式】
[0016]如图1、图2和图3所示，本发明的聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统，包括聚乳酸干切片输送管道12、聚乳酸螺杆挤出机13、色母粒料仓14、色母粒螺杆挤出机15、色母粒计量泵16和纺丝箱体17，纺丝箱体17内设有聚乳酸熔体分配器18、色母粒熔体挤出分配头19、熔体计量泵20、纺丝组件10和喷丝板11 ；
聚乳酸干切片输送管道12的出口与聚乳酸螺杆挤出机13的进口连接，聚乳酸螺杆挤出机13的出口通过第一管道21与聚乳酸熔体分配器18的进口连接，聚乳酸熔体分配器18的出口通过熔体管道22与熔体计量泵20的进口连接，熔体计量泵20的出口通过第三管道23与纺丝组件10的进口连接，纺丝组件10的出口与喷丝板11的进口连接；色母粒料仓14的出口与色母粒螺杆挤出机15的进口连接，色母粒螺杆挤出机15的出口与色母粒计量泵16的进口连接，色母粒计量泵16的出口通过第二管道24与色母粒熔体挤出分配头19的进口连接，色母粒熔体挤出分配头19设在熔体管道22内部；熔体管道22内设有静态混料器25，静态混料器25位于色母粒熔体挤出分配头19和熔体计量泵20之间。
[0017]静态混料器25包括熔体管道本体I，熔体管道本体I内设有混料单元；混料单元包括第一螺旋隔板2和第二螺旋隔板3，第一螺旋隔板2将熔体管道本体I分隔成第一半圆管螺旋通道4和第二半圆管螺旋通道5，第二螺旋隔板3将熔体管道本体I分隔成第三半圆管螺旋通道6和第四半圆管螺旋通道7，第一螺旋隔板2的一边与第二螺旋隔板3的一边均沿熔体管道本体I径向设置并且相互垂直连接。
[0018]第一螺旋隔板2的两边均沿熔体管道本体I径向设置并且相互垂直，第二螺旋隔板3的两边均沿熔体管道本体I径向设置并且相互垂直。
[0019]为了提高混合的均匀度，可以设置混料单元的数量大于等于两组，一组混料单元的螺旋隔板的一边与相邻的一组混料单元的螺旋隔板一边相互垂直连接。
[0020]本发明当中的聚乳酸螺杆挤出机13、色母粒螺杆挤出机15、色母粒计量泵16、聚乳酸熔体分配器18、熔体计量泵20、纺丝组件10和喷丝板11均为现有成熟技术，具体构造不再赘述。
[0021]本发明的具体工作过程如下:聚乳酸干切片由聚乳酸干切片输送管道12进入到聚乳酸螺杆挤出机13当中，聚乳酸螺杆挤出机13将聚乳酸干切片熔融成为聚乳酸熔体，并提供输送压力，聚乳酸熔体通过第一管道21进入到聚乳酸熔体分配器中，聚乳酸熔体分配器再将聚乳酸熔体送入到熔体管道22内，与此同时，色母粒从色母粒料仓14靠自重落入色母粒螺杆挤压机中，色母粒螺杆挤出机15将色母粒熔融成为色母粒熔体，并提供输送压力，通过色母粒计量泵16以一定的比例(色母粒切片与聚乳酸切片的进料比例)将色母粒熔体挤入到熔体管道22中，色母粒熔体从色母粒熔体挤出分配头19挤出，熔体管道22中的聚乳酸熔体混合，变为有色熔体，色母粒熔体和聚乳酸熔体在熔体管道22输送过程中通过静态混料器25的混合，由熔体计量泵20将混合后的熔体送入到纺丝组件10中，最后由喷丝板11喷出制成色丝。
[0022]色母粒熔体进入熔体管道22中时是通过一个色母粒熔体挤出分配头19释放熔体的，色母粒熔体挤出分配头19通过一组微孔将色母粒熔体中挤出，使色母粒熔体能均匀的分布在聚乳酸熔体中。
[0023]为使色母粒熔体和聚乳酸熔体混合更均匀，在熔体管道22中增加了数组静态混料器25。熔体管道22中的有色熔体通过静态混料器25的混合后进入熔体计量泵20，并通过纺丝组件10中的喷丝板11毛细孔挤出成型，经风冷却后成为聚乳酸有色纤维。色母粒计量泵16装在色母粒螺杆挤出机15出料端，这样可以方便维护保养。
[0024]由于聚乳酸熔体和色母粒熔体在熔体管道22中混合不太均匀，因此在熔体管道22内再设置静态混料器25。静态混料器25的混合原理如下:假定A熔体和B熔体在混合时，A熔体进入第一半圆管螺旋通道4，B熔体进入第二半圆管螺旋通道5，当A熔体和B熔体由第一螺旋隔板2进入到第二螺旋隔板3时，由于第一螺旋隔板2的一边与第二螺旋隔板3的一边均沿熔体管道本体I径向设置并且相互垂直连接，这样就使得A熔体的一部分和B熔体的一部分进入到第三半圆管螺旋通道6内，A熔体的另一部分和B熔体的另一部分进入到第四半圆管螺旋通道7内。经过第一组混料单元的混合后，再进入到第二组混料单元中，经过若干组混料单元后，A熔体和B熔体混合均匀后直接进入到下一道工序。
[0025]以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统，其特征在于:包括聚乳酸干切片输送管道、聚乳酸螺杆挤出机、色母粒料仓、色母粒螺杆挤出机、色母粒计量泵和纺丝箱体，纺丝箱体内设有聚乳酸熔体分配器、色母粒熔体挤出分配头、熔体计量泵、纺丝组件和喷丝板； 聚乳酸干切片输送管道的出口与聚乳酸螺杆挤出机的进口连接，聚乳酸螺杆挤出机的出口通过第一管道与聚乳酸熔体分配器的进口连接，聚乳酸熔体分配器的出口通过熔体管道与熔体计量泵的进口连接，熔体计量泵的出口通过第三管道与纺丝组件的进口连接，纺丝组件的出口与喷丝板的进口连接；色母粒料仓的出口与色母粒螺杆挤出机的进口连接，色母粒螺杆挤出机的出口与色母粒计量泵的进口连接，色母粒计量泵的出口通过第二管道与色母粒熔体挤出分配头的进口连接，色母粒熔体挤出分配头设在熔体管道内部；熔体管道内设有静态混料器，静态混料器位于色母粒熔体挤出分配头和熔体计量泵之间。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统，其特征在于:所述静态混料器包括熔体管道本体，熔体管道本体内设有混料单元；混料单元包括第一螺旋隔板和第二螺旋隔板，第一螺旋隔板将熔体管道本体分隔成第一半圆管螺旋通道和第二半圆管螺旋通道，第二螺旋隔板将熔体管道本体分隔成第三半圆管螺旋通道和第四半圆管螺旋通道，第一螺旋隔板的一边与第二螺旋隔板的一边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直连接。
3.根据权利要求2所述的聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统，其特征在于:所述第一螺旋隔板的两边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直，第二螺旋隔板的两边均沿熔体管道本体径向设置并且相互垂直。
4.根据权利要求3所述的聚乳酸和色母粒注入式混合纺丝系统，其特征在于:所述混料单元的数量大于等于两组，一组混料单元的螺旋隔板的一边与相邻的一组混料单元的螺旋隔板一边相互垂直连接。
【文档编号】D01D1/09GK104404636SQ201410599601
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】王维平 申请人:河南省龙都生物科技有限公司