专利名称：一种制备ptt海岛纤维的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种合成纤维的生产设备，特别涉及一种制备海岛纤维的设备。
背景技术：
海岛纤维是一种复合纤维，经过加工、整理后能得到当今世界上最细的纤维，是生产高档服装面料、高档装饰布的理想材料。在本发明做出之前，公开号为CN1621582的中国发明专利公开了一种基于普通海岛纤维生产设备进行全消光海岛纤维FDY/P0Y生产的加工方法，它是以全消光纤维级聚酯切片为岛的组分，以水溶性聚酯切片为海的组分，将两种原料分别经过结晶干燥、挤压熔融后送入复合纺丝箱体，经保温的纺丝计量泵精确计量挤出，分配到各个复合纺丝组件中，将岛组分均勻分布在海组分中而一同到复合组件后，挤出再经侧吹风冷却成型，油嘴上油，吹网络及第一导丝盘、第二导丝盘导引，被卷绕头卷取成全消光海岛纤维FDY/P0Y丝饼。由于海岛丝的纤维特别细，在下道整理过程中，存在着染色性能差、色牢度低、染料用量大，对环境不利等不足之处，影响了海岛纤维产品的开发和应用领域的拓展。聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维有着良好的染色性能，及更好的色牢度性能，同时，它还具有优良的蓬松性，耐磨性，柔软性和抗污性强的特点，以及其本身固有的弹性，是一种十分理想的服装面料用纤维。公开号为CN1331763的中国发明专利公开了一种聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维，该PTT纤维的制造方法包括将特性粘度为0.7 1.3的PTT 以2000m/min以下的牵伸速度进行熔融纺丝，将获得的未拉伸丝用拉伸机拉伸，并进行热处理。然而，采用该纺丝工艺无法得到0.3dpf以下的PTT纤维。公开号为CN101608351的中国发明专利公开了一种熔融共混海岛纤维及其生产方法，其中岛的成分为PTT，海的成分为PE，其生产方法是将PTT切片进行干燥；与PE按一定比例进行混合；进入螺杆挤压机进行熔融共混后喷丝，喷丝后形成的纤维经集束、牵伸、卷曲、热定型，按需要切断成一定长度的纤维后根据后道的织造要求与棉或毛混纺制得棉型或毛型纤维。该技术采用共混纺丝工艺，其存在的不足在于两种聚合物共混的均勻度较差，海岛纤维在开纤后会形成纵向不勻和开纤过度或不足等弊端，这种PTT的海岛型短纤维不能直接用于织造；同时，PE只有经过强酸在高温情况下才能溶解，对环境和人员的安全十分不利。由于PTT为大分子链结构，对温度的变化十分敏感，因此，需要达到一定的熔体粘度其可调节的温度范围较小，尤其是工业化生产时，对熔体粘度的控制比较困难。在本发明作出之前，((PTT纤维与产品开发》(中国纺织出版社，2006年5月第1版)第四章“PTT纤维的生产”(第98页)中指出熔体制备的关键在于以最低的熔体温度、最短的滞留时间。 因此，提供一种能获得适应于纺丝应用的最佳熔体粘度的生产设备，是生产优质均勻的PTT 纤维有待解决的关键技术难题所在。至今，以PTT为岛组份，COPET为海组份，制备具有直接织造能力的超细PTT长纤维的设备，还未见应用和报道
发明内容
本发明的目的是提供一种能够生产具有良好的染色性能和色牢度的PTT海岛纤维的设备。为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是提供一种制备PTT海岛纤维的设备，它是基于普通复合纺FDY生产设备，包括结晶床、干燥塔、原料螺杆挤出机、纺丝箱体，上油、牵伸、卷绕等装置，在PTT原料的螺杆挤出机入料口处的切片进料管道上，设有氮气输入装置；氮气输入管道的一端从PTT原料切片进料管道的侧面插入到它的中心处，出气口向上，出气口的顶部设有伞形的防堵罩；氮气输入管道的另一端经压力控制阀与氮气源接通。在PTT熔体管道中串接一个粘度调节装置；所述的粘度调节装置的调节腔本体内开有圆柱型的空腔，空腔的两端为半球型；空腔的两端分别设有熔体入口和出口，通过管道连接件与PTT熔体管道串联贯通。调节腔本体通过螺栓与调节腔底座固定连接，保温腔将调节腔本体紧密包覆。在调节腔本体外侧的管壁上安装熔体管道温度测量传感器。本发明采用了在管道内设置熔体粘度调节装置的方法，根据产品规格的要求，通过更换熔体调节腔的大小，控制PTT熔体在管道内的适当滞留时间，而不是最短的滞留时间，一方面，使PTT获得较小的降解速率，另一方面，可尽量减小管壁和管中熔体的粘度差异，以在适合的温度下达到熔体流动性能的最优。该技术方案，克服了熔体温度对熔体形成内外层不一的影响，以及紧贴于管道管壁的熔体部分降解严重(管道效应)的不利因素。与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点
(1)本发明提供的粘度调节装置，在较低熔体温度条件下，可尽量减小管壁和管中熔体的粘度差异，通过延长熔体的停留时间，达到适合的纺丝粘度，制备的PTT海岛纤维质量有了明显的提高。本发明提供的氮气输入装置，一方面隔断了 PTT切片下落过程中所带来的空气， 可有效降低切片在螺杆熔融过程中熔体和空气中的氧发生氧化反应的可能性。本发明采用了基于普通复合纺设备生产FDY的方法，通过对复合纺的工艺调整， 在不改变原生产设备的前提下，增加了熔体粘度调节装置，可利用普通海岛纤维生产设备制备高档次的PTT海岛纤维，扩展了设备的利用率，增加了产品线的拓展，经济效益明显提尚O
图1是本发明实施例提供的一种制备PTT海岛纤维的工艺流程示意图； 图2是本发明实施例提供的氮气输入装置的结构示意图3是本发明实施例提供的一种粘度调节装置的结构剖面示意图； 图中，1、结晶床；2、第一干燥塔；3、COPET原料螺杆挤出机；4、纺丝箱体；5、抽吸装置； 6、PTT熔体管道；7、油嘴；8、导丝勾；9、预网络；10、第一牵伸辊；11、主网络；12、第二牵伸辊；13、成品卷绕；14、第二干燥塔；15、氮气入口装置；16、粘度调节装置；17、PPT原料螺杆挤出机；18、PTT切片进料管；19、保温腔；20、调节腔底座；21、管道连接件；22、密封圈；23、 固定螺栓；24、调节腔本体；25、熔体管道温度测量传感器；26、空腔；27、氮气输入管道；28、 防堵罩。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。实施例1
本实施例提供一种制备PTT海岛纤维的设备，它是基于普通复合纺FDY生产设备，以 PTT为岛组份，COPET为海组份，制备具有直接织造能力的超细的PTT长纤维。参见附图1，它是本实施例提供的一种制备PTT海岛纤维的工艺流程示意图；以 PTT切片为第一原料，该原料经过干燥机14干燥后，靠自重进入岛原料螺杆挤出机17，在该螺杆挤出机的入料口，设有氮气入口装置15。参见附图2，它是本实施例提供的氮气输入装置的结构示意图；在PTT原料的螺杆挤出机入料口处的切片进料管道18上，设有氮气输入管道27，管道的出气口向上，出气口的顶部设有伞形的防堵罩28 ；在本实施例中，使用氮气的输入压力为0. 005 0. 015mp，氮气的输入一方面隔断了切片下落过程中所带来的空气，可有效降低切片在螺杆熔融过程中熔体和空气中的氧发生氧化反应的可能性，以免造成熔体降解。原料经过螺杆挤出机的熔融、挤压，PTT熔体经熔体管道6进入粘度调节装置16， 熔体滞留适当的时间，得到的熔体粘度为0.92 0.96，可获得适应于纺制PTT海岛纤维应用的最佳熔体粘度的聚合物体系。参见附图3，它是本实施例提供的一种粘度调节装置的结构剖面示意图；调节腔本体24内开有圆柱型的空腔26，空腔的两端分别通过管道连接件21和密封圈22与熔体管道串通，调节腔本体通过螺栓23与调节腔底座20固定连接，保温腔19将调节腔本体包覆， 熔体管道温度测量传感器25安装在紧贴调节腔本体外侧的保温腔内。常规生产设备的熔体管道进口和出口的位置是不可改变的，因此，针对不同的产品生产要求，通过适当地改变熔体的滞留时间，来获得理想的纺丝熔体粘度，需要设置不同的调节腔的空腔体积。调节腔的空腔体积可根据生产线的目标用量预先设计，具体的方法可以按公式 Q=VXdXn/10000,
式中，Q为熔体挤出量(g/min)，V为生产速度(m/min)，d为产品规格(dtex)，η为丝并个数；
熔体停留时间T(min)为 T= Q/(Vl+V2)/K,
式中，Vl (cm3)为熔体管道的体积，V2 (cm3)调节腔的空腔体积，K为熔体密度常数， K=L 18 1. 2。熔体经纺丝箱体4内的保温分配管送到计量泵，由等长的熔体支管分配到各个纺丝组件的岛组份组件腔内。以水溶性切片为第二原料，作为海组份原料，经过结晶床1、第一干燥塔2干燥后， 控制其含水率小于20PPM，靠自重进入海原料螺杆挤出机3，经过滤器通过熔体管道进入纺丝箱体4到达计量泵，由等长的熔体支管分配到各个纺丝组件的海组份的组件腔内。两种熔体经组件喷丝板挤出，组件下方50mm处有单体抽吸装置5，经过侧吹风冷却，油嘴(油轮) 上油，导丝勾8，通过纺丝甬道及预网络9、经过第一导丝辊10，导丝辊的温度在58 64°C，经过牵伸到第二导丝辊12，导丝辊的温度在120 128°C，经过主网络 11，成品卷绕13进行卷绕。
通过上述设备加工得到的PTT海岛纤维，其断裂长度大于2. 8CN/DTEX,断裂伸长率为58 64%，含油率0. 8 1. 1%，条干乌斯特值小于1. 3%。海岛纤维在后整理中，利用碱溶除去海组分，得到极细的PTT单丝，其纤度可以达到0. 05DPF以下。表1是在相同熔体粘度条件下，对比例与实施例产品的质量对比表。对比例采用不改变PTT熔体的滞留时间，通过调节对熔体的加热温度达到不同的熔体粘度；实施例采用本发明技术方案，不改变对熔体的加热温度，通过调节PTT熔体的滞留时间达到不同的熔体粘度。表 权利要求
1.一种制备PTT海岛纤维的设备，它是基于普通复合纺FDY生产设备，其特征在于 在PTT原料的螺杆挤出机入料口处的切片进料管道(28)上，设有氮气输入装置(27); 在PTT熔体管道中串接一个粘度调节装置(15)，所述的粘度调节装置的调节腔本体(24)内开有圆柱型的空腔(26)，空腔的两端为半球型；空腔的两端分别设有熔体入口和出口，通过管道连接件(21)和密封圈(22)与PTT熔体管道(32)串联贯通。
2.根据权利要求1所述的一种制备PTT海岛纤维的设备，其特征在于所述的氮气输入装置，氮气输入管道(27)的一端从PTT原料切片进料管道(28)的侧面插入到它的中心处，出气口向上，出气口的顶部设有伞形的防堵罩(29)；氮气输入管道的另一端经压力控制阀与氮气源接通。
3.根据权利要求1所述的一种制备PTT海岛纤维的设备，其特征在于所述的粘度调节装置，调节腔本体通过螺栓(23 )与调节腔底座(20 )固定连接，保温腔(19 )将调节腔本体紧密包覆。
4.根据权利要求1所述的一种制备PTT海岛纤维的设备，其特征在于所述的粘度调节装置，在紧贴调节腔本体(24 )的外表面安装熔体管道温度测量传感器(25 )。
全文摘要
本发明公开了一种制备PTT海岛纤维的设备，它是基于普通复合纺FDY生产设备，其特征在于在PTT原料的螺杆挤出机入料口处的切片进料管道(28)上，设有氮气输入装置(27)；在PTT熔体管道中串接一个粘度调节装置(15)，所述的粘度调节装置的调节腔本体(24)内开有圆柱型的空腔(26)，空腔的两端为半球型；空腔的两端分别设有熔体入口和出口，通过管道连接件(21)和密封圈(22)与PTT熔体管道(32)串联贯通。本发明通过设置粘度调节装置、氮气输入装置，基于普通复合纺设备可制备高档次的PTT海岛纤维，扩展了设备的利用率，增加了产品线的拓展，经济效益明显提高。
文档编号D01D5/34GK102286796SQ201110227209
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者关乐, 宋少峰, 席文杰, 葛建军, 赵满才 申请人:苏州龙杰特种纤维股份有限公司