一种化纤长丝高效型纺丝卷绕生产方法与流程

本发明涉及化纤生产工艺技术领域，尤其涉及一种化纤长丝高效型纺丝卷绕生产方法。

背景技术：

高特纶分子链的“z”字折线型构造，使纤维具有比涤纶和尼龙更好的优点，即手感更柔软，更易护理和染色，且具有很好的耐洗色牢度和抗紫外线性能，耐酸耐碱、不易老化、面料尺寸稳定性好。这些优点使高特纶面料在新型服用及家纺领域具有广阔的应用前景。利用高特纶纤维可以开发高档服饰和泳衣、紧身服、运动服等弹性服装，制作出的服装具有穿着舒适，触感柔软、易洗、快干、免烫，符合人们生活快节奏的要求。

但由于掌握高特纶长丝生产技术的国外公司的技术封锁，目前国内少数厂家处于各自封闭的探索性试生产阶段。根据申请人对本行业的了解，国内部分厂家普遍的做法是：通过在pet(涤纶)长丝制造工艺基础上的改进得到高特纶全牵伸长丝的制造工艺。该制造工艺依次包括：对高特纶切片原料的备料工序、对备料后高特纶切片原料的熔融工序、对高特纶熔体的纺丝工序、对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序和对高特纶丝束的牵伸卷绕工序，所述各个工序之间依次联合连续完成。其中，对高特纶丝束的牵伸卷绕工序包括：对高特纶丝束全牵伸的步骤。在该步骤中，先通过一对低温热辊(由两个低温热辊组成)对高特纶丝束低温加热，再通过一对高温热辊(由两个高温热辊组成)或一对高温单辊(由一个高温热辊和一个分丝冷辊组成)，对低温加热后的高特纶丝束牵伸并对牵伸后的高特纶丝束(即高特纶长丝)高温热定型。由于高特纶丝束的玻璃化温度较低，因此只需要一个低温加热辊加热即可，显然对于纺高特纶长丝来说，采用一对低温热辊对高特纶丝束低温加热，其热辊多余，设备工程配置浪费(如：多余配置的热辊必须转动，热辊的驱动功率和设备单价远大于分丝辊的驱动功率和设备单价，且热辊还需用于轴承冷却的油冷等管路以及其它工程配置)，消耗较大，影响经济效益，设备生产能力不能满足市场需求。又由于高特纶丝束具有特殊的“z”字型大分子结构，因此高特纶丝束在牵伸后其内部产生较大的牵伸应力，为有效地消除高特纶丝束内部的牵伸应力，通过高温加热定型并持续足够长的时间才有可能实现。而上述仅通过一对高温热辊或一对高温单辊对高特纶长丝高温热定型，由于所述一对高温热辊受其高温热辊有效长度的限制，使得高特纶丝束缠绕在该一对高温热辊上的圈数受到限制，因此很难延长高特纶丝束热定型的时间(即丝束从到达该一对高温热辊到丝束离开该一对高温热辊的行程所需时间)。同理，所述一对高温单辊受到其中高温热辊有效长度的限制，使得高特纶丝束缠绕在该一对高温单辊上的圈数受到限制，因此很难延长高特纶丝束热定型的时间(即丝束从到达该一对高温单辊到丝束离开该一对高温单辊的行程所需时间)。由此可知，仅靠一对高温热辊或仅靠一对高温单辊对高特纶丝束热定型难以有效地消除丝束内部的牵伸应力，容易造成在卷绕过程中高特纶长丝沿轴向松弛回缩，且丝饼不良成型偏多，退绕困难，难以生产出优质长丝。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种化纤长丝高效型纺丝卷绕生产方法。

本发明采用的技术方案为：一种化纤长丝高效型纺丝卷绕生产方法，其创新点在于：具体步骤如下：

(1)对高特纶丝束进行卷绕工序；

(2)对高特纶长丝束全牵伸的步骤；包括：通过由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成的第一纺丝热辊组对高特纶丝束低温加热，再通过由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成的第二纺丝热辊组对低温加热后的高特纶丝束牵伸形成高特纶长丝并对所述高特纶长丝初步高温热定型；

(3)通过由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成的第三纺丝热辊组对初步高温热定型后的高特纶长丝进一步独立的高温热定型，形成高特纶全牵伸长丝。

所述高特纶丝束在所述第一纺丝热辊组、第二纺丝热辊组和第三纺丝热辊组的辊面上依次分别缠绕5圈；所述第一纺丝热辊组的加热温度为40℃，所述第二纺丝热辊组的加热温度为100℃，所述第三纺丝热辊组的加热温度为100℃；所述第二纺丝热辊组的线速度为1200m/min，所述第二纺丝热辊组与第一纺丝热辊组间的牵伸倍率为1.52；

还包括前处理步骤：对高特纶切片原料的备料工序、对备料后高特纶切片原料的熔融工序、对高特纶熔体的纺丝工序、对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序以及对高特纶丝束的牵伸卷绕工序；

所述熔融工序通过螺杆挤压机分区熔融成高特纶熔体；控制螺杆挤压机各区熔融温度为：一区202度、二区273度、三区280度、四区286度、五区294度、六区296度；分别将熔体挤压到熔体分配管道内；

所述纺丝工序通过纺出多个单丝由热塑性聚合物产生至少一个单丝束，其中，单丝束在冷却之后被拉伸并在填塞箱中被压缩成填塞丝，其中，填塞丝被开松成卷曲长丝并在化纤管上被卷绕。

在一些实施方式中，所述热辊的直径大于分丝辊的直径2-3倍。

在一些实施方式中，所述对高特纶切片原料的备料工序依次包括：对高特纶切片筛料的步骤和对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤；所述对高特纶切片筛料的步骤为：将高特纶切片原料投入振动筛选设备中进行筛选，筛除高特纶切片原料中的粉末及粒径不符的颗粒，得到符合要求的高特纶切片原料，再将筛料后的高特纶切片原料输送至料仓备用，筛料后的高特纶切片原料的粘度为0.78dl·g^-1，熔点为228℃；

在一些实施方式中，所述对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤为：将筛料后的高特纶切片原料输送至干燥设备中进行干燥处理，干燥设备选择一级干燥路线；干燥温度为120℃，干燥空气的露点温度为-65℃，干燥时间为3.2小时，使所述高特纶切片原料的湿度≤28ppm。

在一些实施方式中，所述对高特纶丝束进行卷绕均采用多丝槽化纤管进行长丝卷绕。

在本发明中，多丝槽化纤管，包括多丝槽化纤管本体，所述多丝槽化纤管本体下方安装有下挡板，且下挡板下方安装有底座；所述多丝槽化纤管本体的上方安装有上挡板；所述上挡板上方安装有上固定管；其创新点在于：所述多丝槽化纤管本体上设置有若干化纤卷绕凸起，所述化纤卷绕凸起一体成型于多丝槽化纤管本体上，所述化纤卷绕凸起设置成横向的“s型”形状，若干所述化纤卷绕凸起不均匀间隔，从上到下，由疏到密排布。

在一些实施方式中，若干所述化纤卷绕凸起之间间隔为5-8cm或12-15cm。

在一些实施方式中，所述多丝槽化纤管整体为上面窄下面宽的圆台体结构。

在一些实施方式中，所述多丝槽化纤管内部还安装有内部固定装置；所述内部固定装置包括“z型”架和固定支架，所述“z型”架的z型两端固定在多丝槽化纤管内壁上，所述固定支架以垂直于地面的方式固定在多丝槽化纤管内部中间，所述固定支架与z型架不接触。

本发明的另一个目的是提供一种多丝槽化纤管专用支架，其创新点在于：所述支架包括支架本体和固定夹；所述支架本体为一长直的竖杆，所述竖杆上均匀设置有若干固定夹，所述固定夹呈对称形式安装；所述固定夹与多丝槽化纤管内部的内部固定装置配合，实现多丝槽化纤管在支架上的固定。

在一些实施方式中，所述多丝槽化纤管的内部固定装置中的固定支架还包括固定座，所述固定座包括圆形底盘和固定装置，所述固定装置一体成型安装在圆形底盘上；所述固定装置顶部固定在多丝槽化纤管底部。

在一些实施方式中，所述固定装置包括拱形固定座，所述拱形固定座顶部为圆形顶部，所述拱形固定座内部设置有螺纹固定凹槽。

在一些实施方式中，所述固定夹包括夹紧圆盘和螺纹固定凸块，所述螺纹固定凸块一体成型安装在夹紧圆盘上，所述夹紧圆盘底部设置有夹紧槽，所述夹紧槽呈开合状，所述夹紧槽附近设置有夹紧柄，所述夹紧柄控制夹紧槽的开合。

在一些实施方式中，所述螺纹固定凸块包括凸块本体和螺纹状弹簧，所述螺纹状弹簧固定在凸块本体上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：摒弃了现有技术中采用凹槽形式进行卷绕丝线的弊端，创造性的采用凸起结构进行卷绕，凸起结构在卷绕过程中，无需进行嵌入，而直接进行卷绕即可，对化纤管的伤害较小，延长化纤管的使用寿命，再者，分布在化纤管表面的凸起，能够同时进行不同丝线的同时卷绕，而不会进行错排或乱绕，保证卷绕效率和卷绕效果。再者，本发明的化纤卷绕凸起设置成横向的“s型”形状，使得卷绕时形成卷绕弧度，避免丝线在卷绕过程中相互触碰造成阻力，影响丝线质量和卷绕进程。当然，本发明考虑到，卷绕过程中，由于丝线的粗细造成的卷绕数量不均匀，可以将化纤卷绕凸起不均匀间隔，从上到下，由疏到密排布，间隔距离较疏的相邻化纤卷绕凸起之间用于卷绕较粗的丝线，间隔距离较密的相邻化纤卷绕凸起之间用于卷绕较细的丝线，形成有梯度和合理的化纤卷绕管。

附图说明

图1是本发明多丝槽化纤管整体结构示意图；

图2是本发明多丝槽化纤管内部结构示意图；

图3是本发明多丝槽化纤管专用支架示意图；

图4是本发明固定座结构示意图；

图5是本发明固定夹结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种化纤长丝高效型纺丝卷绕生产方法。

具体步骤如下：

(1)对高特纶丝束进行卷绕工序；

(2)对高特纶长丝束全牵伸的步骤；包括：通过由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成的第一纺丝热辊组对高特纶丝束低温加热，再通过由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成的第二纺丝热辊组对低温加热后的高特纶丝束牵伸形成高特纶长丝并对所述高特纶长丝初步高温热定型；

(3)通过由一个可加热的热辊和一个不加热的分丝辊组成的第三纺丝热辊组对初步高温热定型后的高特纶长丝进一步独立的高温热定型，形成高特纶全牵伸长丝。

所述高特纶丝束在所述第一纺丝热辊组、第二纺丝热辊组和第三纺丝热辊组的辊面上依次分别缠绕5圈；所述第一纺丝热辊组的加热温度为40℃，所述第二纺丝热辊组的加热温度为100℃，所述第三纺丝热辊组的加热温度为100℃；所述第二纺丝热辊组的线速度为1200m/min，所述第二纺丝热辊组与第一纺丝热辊组间的牵伸倍率为1.52；

还包括前处理步骤：对高特纶切片原料的备料工序、对备料后高特纶切片原料的熔融工序、对高特纶熔体的纺丝工序、对多根高特纶初生纤维的冷却集束工序以及对高特纶丝束的牵伸卷绕工序；

所述熔融工序通过螺杆挤压机分区熔融成高特纶熔体；控制螺杆挤压机各区熔融温度为：一区202度、二区273度、三区280度、四区286度、五区294度、六区296度；分别将熔体挤压到熔体分配管道内；

所述纺丝工序通过纺出多个单丝由热塑性聚合物产生至少一个单丝束，其中，单丝束在冷却之后被拉伸并在填塞箱中被压缩成填塞丝，其中，填塞丝被开松成卷曲长丝并在化纤管上被卷绕。

优选的，所述热辊的直径大于分丝辊的直径2-3倍。

优选的，所述对高特纶切片原料的备料工序依次包括：对高特纶切片筛料的步骤和对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤；所述对高特纶切片筛料的步骤为：将高特纶切片原料投入振动筛选设备中进行筛选，筛除高特纶切片原料中的粉末及粒径不符的颗粒，得到符合要求的高特纶切片原料，再将筛料后的高特纶切片原料输送至料仓备用，筛料后的高特纶切片原料的粘度为0.78dl·g-1，熔点为228℃；

优选的，所述对筛料后的高特纶切片原料干燥的步骤为：将筛料后的高特纶切片原料输送至干燥设备中进行干燥处理，干燥设备选择一级干燥路线；干燥温度为120℃，干燥空气的露点温度为-65℃，干燥时间为3.2小时，使所述高特纶切片原料的湿度≤28ppm。

优选的，所述对高特纶丝束进行卷绕均采用多丝槽化纤管进行长丝卷绕。

具体的，本发明公开了上述多丝槽化纤管，包括多丝槽化纤管本体1，如图1所示：所述多丝槽化纤管本体1下方安装有下挡板11，且下挡板11下方安装有底座13；所述多丝槽化纤管本体1的上方安装有上挡板10；所述上挡板10上方安装有上固定管12；作为本发明的一个发明点，在本发明的此实施方式中，如图1所示：所述多丝槽化纤管本体1上设置有若干化纤卷绕凸起2，所述化纤卷绕凸起2一体成型于多丝槽化纤管本体1上，所述化纤卷绕凸起2设置成横向的“s型”形状，若干所述化纤卷绕凸起2不均匀间隔，从上到下，由疏到密排布。在本发明中，摒弃了现有技术中采用凹槽形式进行卷绕丝线的弊端，创造性的采用凸起结构进行卷绕，凸起结构在卷绕过程中，无需进行嵌入，而直接进行卷绕即可，对化纤管的伤害较小，延长化纤管的使用寿命，再者，分布在化纤管表面的凸起，能够同时进行不同丝线的同时卷绕，而不会进行错排或乱绕，保证卷绕效率和卷绕效果。再者，本发明的化纤卷绕凸起2设置成横向的“s型”形状，使得卷绕时形成卷绕弧度，避免丝线在卷绕过程中相互触碰造成阻力，影响丝线质量和卷绕进程。当然，本发明考虑到，卷绕过程中，由于丝线的粗细造成的卷绕数量不均匀，可以将化纤卷绕凸起2不均匀间隔，从上到下，由疏到密排布，间隔距离较疏的相邻化纤卷绕凸起2之间用于卷绕较粗的丝线，间隔距离较密的相邻化纤卷绕凸起2之间用于卷绕较细的丝线，形成有梯度和合理的化纤卷绕管。

其中，若干所述化纤卷绕凸起2之间间隔为5-8cm或12-15cm。间隔较疏的化纤卷绕凸起2之间间隔为12-15cm，间隔较密的化纤卷绕凸起2之间间隔为5-8cm。在本发明中，卷绕凸起2之间间隔设置，既不影响相互之间的凸起结构的丝线收拢限制，还可以有效保证丝线进入凸起的范围，提高其进入的概率，大大降低丝无法进入凸起结构而造成的断头、停机的情况，减少废丝的产生，提高了生产效率，减低生产成本。

优选的，如图1、2所示：所述多丝槽化纤管1整体为上面窄下面宽的圆台体结构。这样的设计，上面窄的部分设置间隔较疏的化纤卷绕凸起2，下面宽的部分设置间隔较密的化纤卷绕凸起2，有效调整丝线入凸起部分的距离限制，提高丝线卷绕的多样性。

优选的，如图2所示：所述多丝槽化纤管1内部还安装有内部固定装置；所述内部固定装置包括“z型”架3和固定支架4，所述“z型”架3的z型两端固定在多丝槽化纤管1内壁上，所述固定支架4以垂直于地面的方式固定在多丝槽化纤管1内部中间，所述固定支架4与z型架3不接触。

在本发明中，内部固定装置主要起到化纤管的固定作用，提高化纤管的抗拉能力，方便固定。本发明通过设置“z型”架3，起到主要的稳定、固定作用，如图2所示：“z型”架3倾斜设置固定，形成两个三角区，z型两端固定在多丝槽化纤管1内壁上，对化纤管内壁起到支撑和扩张的作用，避免设备运行不顺畅；所述固定支架4以垂直于地面的方式固定在多丝槽化纤管1内部中间，主要是将化纤管1固定在其设定区域内，方便固定，绕线方便。

本发明的另一个目的是提供一种多丝槽化纤管专用支架，如图3所示：所述支架包括支架本体5和固定夹6；所述支架本体5为一长直的竖杆，所述竖杆上均匀设置有若干固定夹6，所述固定夹6呈对称形式安装；所述固定夹6与多丝槽化纤管1内部的内部固定装置配合，实现多丝槽化纤管1在支架本体5上的固定。主要是，固定夹6与内部固定装置中的固定支架4配合，实现化纤管在支架本体5上的固定。

具体的，为了实现固定夹6与固定支架4的快速、有效且牢固的配合，在本发明中，如图4所示：所述多丝槽化纤管1的内部固定装置中的固定支架4还包括固定座40，所述固定座40包括圆形底盘401和固定装置402，所述固定装置402一体成型安装在圆形底盘401上；所述固定装置402顶部固定在多丝槽化纤管1底部。所述圆形底盘401为内凹型圆形底盘，如图5所示：所述固定装置402包括拱形固定座，所述拱形固定座顶部为圆形顶部，所述拱形固定座内部设置有螺纹固定凹槽403。拱形固定座具有稳固、平稳的特性，拱形固定座内部设置有螺纹固定凹槽403，与之匹配的，所述固定夹6包括夹紧圆盘601和螺纹固定凸块602，螺纹固定凸块602与螺纹固定凹槽403之间配合固定，从而使得固定座40与固定夹6之间形成配合件固定，增加了固定的牢固性，以及固定的便利性，如图5所示：所述螺纹固定凸块602一体成型安装在夹紧圆盘601上，所述夹紧圆盘601底部设置有夹紧槽(图中未示出)，所述夹紧槽呈开合状，所述夹紧槽附近设置有夹紧柄603，所述夹紧柄603控制夹紧槽的开合。夹紧槽的设置主要是将固定夹6与支架本体5的连接，通过夹紧柄603控制夹紧槽的开合，进一步控制固定夹是否固定在支架本体5上。

优选的，如图5所示：所述螺纹固定凸块602包括凸块本体6020和螺纹状弹簧6021，所述螺纹状弹簧6021固定在凸块本体6020上。本发明将螺纹固定凸块结构优化为凸块本体6020和螺纹状弹簧6021构成，在固定座40与固定夹6之间形成配合件时，首先将螺纹状弹簧6021套设在凸块本体6020上，再将带有螺纹状弹簧6021的凸块本体6020伸入到螺纹固定凹槽403中，形成配合固定，利用弹簧的反弹力，将凸块本体6020与螺纹固定凹槽403形成紧密贴合，有效减缓设备缓冲，固定更加牢固。当固定座40与固定夹6配合固定后，可以选择利用夹紧柄603控制夹紧槽打开，将固定夹6固定在支架本体5上，固定夹6呈对称形式安装，每对固定夹6之间均匀排布，呈多组对固定夹6排列固定在支架本体上，保证化纤管之间相互独立工作卷绕，大大提高卷绕效率。当然，也可以选择利用夹紧柄603控制夹紧槽打开，先将固定夹6固定在支架本体5上，再利用固定夹6与固定座40的配合作用，将化纤管固定在支架本体5上，在此不做顺序限制。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。