一种聚乳酸纺丝箱的制作方法

本发明属于化纤机械制造技术领域，具体涉及一种聚乳酸(pla)纺丝箱。

背景技术：

聚乳酸(pla)纤维是目前具有较大发展前景的“绿色纤维”之一，具有环保、无毒、抗菌、阻燃、防过敏、可降解、原料可再生的优点。聚乳酸纤维具有优良的物理特性和广泛的用途，其干湿强度与初始模量高、尺寸稳定性好，织物集棉的舒适、粘胶的悬垂、涤纶的强度和真丝的手感于一身，服用性能优异，广泛应用于服装、面料、内衣、家纺、卫材、保健品等领域。

纺丝箱是短纤维熔融纺丝生产线中的关键设备，其作用是将高分子聚合物熔体经增压、计量并汇集于纺丝组件，喷出成丝，制成初生丝束。

现有技术中所涉及的纺丝箱主要是针对传统的石油基产品涤纶等进行设计。聚乳酸与石油基产品涤纶等的分子组成和结构差异很大，涤纶分子则由短脂肪烃链、酯基、苯环、端醇羟基组成，对温度的耐受值在260-280℃之间，而聚乳酸由乳酸分子聚合得到，对温度的敏感性非常高，一旦温度高且在纺丝箱内停留时间长，将导致其降解，甚至炭化，从而使可纺性变差，纺丝困难。采用常规的纺丝箱，存在熔体停留时间长，易降解，影响纺丝效果的问题，其无法适应于聚乳酸这种新材料的纺丝。因此迫切需要一种专门针对聚乳酸的纺丝箱，以克服聚乳酸纤维可纺性差，纺丝困难的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种聚乳酸纺丝箱。

本发明提供的聚乳酸纺丝箱的箱体外表面裹覆用于隔热的保温层，可放置计量泵的计量泵座与可固定纺丝组件的组件头套相对固定于箱体内部，并且二者一一对应；计量泵座与组件头套通过熔体输送管相连接；组件头套为中空圆柱体，其贯穿于箱体顶、底面；熔体进口位于箱体顶面，通过熔体输送管道与计量泵座上的计量泵进料口相连接，连接处设置有针型阀；箱体内部均匀设置有热媒管，热媒管入口和热媒管出口分别上下设置于箱体外侧。

本发明提供的聚乳酸纺丝箱，箱体内可设置多组一一对应的计量泵座与组件头套。本领域技术人员可以根据生产规模的需要，设计不同规格大小的纺丝箱，箱体内可设置多组计量泵座与组件头套，形成多个纺丝位，当安装上计量泵和纺丝组件后，可实现并行多组同时纺丝，以提高纺丝效率。

本发明的聚乳酸纺丝箱内的组件头套位于箱体前部。

本发明提供的聚乳酸纺丝箱，纺丝组件位于组件头套内，组件头套顶面有顶盖，起到保温作用。所述纺丝组件为专用的聚乳酸纺丝组件。

本发明提供的聚乳酸纺丝箱，所述熔体输送管在箱体内部，经熔体进口在箱体内等径等长分布。

在生产实践中，为了便于操作和固定箱体，可在箱体外侧面设置用于固定箱体的支架。

优选地，纺丝箱的箱体中分布有插入温度传感器和压力传感器的测温和测压口，通过测温仪表，确保箱体内温度为235-250℃。

进一步地，本发明提供的聚乳酸纺丝箱，裹覆箱体的保温层为稀土保温材料和/或硅酸铝玻璃纤维材料组合。

本发明提供了上述聚乳酸纺丝箱在制备聚乳酸纤维中的应用。

本发明的有益效果在于：由于聚乳酸对温度的敏感性非常高，一旦温度高且停留时间长，将导致其降解，甚至炭化，从而使可纺性变差，纺丝困难。因此，本发明在设计时考虑到此因素，本发明的聚乳酸纺丝箱在箱体中大大缩短了熔体输送管的管程，使其布局更合理，并且在在计量泵底部未安装过滤装置，均是为了缩短熔体在管道和箱体中的停留时间，防止熔体降解，以及堵塞计量泵的现象发生，从而提高纺丝的可纺性。

附图说明

图1为本发明聚乳酸纺丝箱的内部俯视图，其中1为箱体，2为计量泵座，3为针型阀，4为组件头套，5为熔体输送管，6为熔体进口，7为热媒管入口，8为热媒管出口，9为保温层，11为固定螺栓，12为用于固定箱体的支架。

图2为本发明聚乳酸纺丝箱的外部主视图，其中6为熔体进口，7为热媒管入口，8为热媒管出口，9为保温层，11为固定螺栓。

图3为图1的a-a剖视图，其中2为计量泵座，3为针型阀，7为热媒管入口，8为热媒管出口，10为纺丝组件，11为固定螺栓。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1聚乳酸纺丝箱

如图1所示，本发明的聚乳酸该纺丝箱的箱体1外表面裹覆用于隔热的保温层9，可放置计量泵的计量泵座2与可固定纺丝组件10的组件头套4相对固定于箱体内部，并且二者一一对应；

计量泵座2与组件头套4通过熔体输送管5相连接；组件头套4为中空圆柱体，其贯穿箱体顶、底面；熔体进口6位于箱体顶面，通过熔体输送管5与计量泵座2上的计量泵相连接，连接处设置有针型阀3；箱体内部均匀设置有热媒管，热媒管入口7和热媒管出口8分别上下设置于箱体1外侧。热媒管在箱体内部均匀分布，以保证箱体内部温度均衡。

图1中，箱体内设置四组一一对应的计量泵座与组件头套。

组件头套4位于箱体内前部。

纺丝组件10位于组件头套内，组件头套4顶面有顶盖。

熔体输送管5在箱体内部，经熔体进口6在箱体内等径等长分布。

箱体外侧面设置用于固定箱体的支架。

在纺丝过程中，为了及时了解并控制箱体的温度和组件压力，本领域技术人员可使用测温、测压仪表插入在分布于箱体中的测温和测压口，确保箱体内温度为235-250℃。

所述保温层为稀土保温材料和/或硅酸铝玻璃纤维材料的组合。

本发明的聚乳酸纺丝箱在使用时，其纺丝过程为，聚乳酸熔体由熔体进口6进入纺丝箱的熔体输送管5，经针形阀3(熔体通过此开关)至计量泵座2(计量泵装于此处)经计量增压，将熔体送入组件头套4(纺丝组件10装于此处)，经纺丝组件10中的喷丝板喷出成丝。熔体自进入纺丝箱至喷出成丝，始终在熔体输送管道5里流动，而箱体1内部均匀分布热媒管，可通过电加热炉提供热媒蒸汽进行加热，以保证纺丝过程中熔体始终在稳定的温度中运行。

本发明的纺丝箱温度分布均匀，箱体内温度控制在235-250℃；箱体内各组件的设置大大缩短了熔体输送管的管程，使其布局更合理，并且在在计量泵底部未安装过滤装置，均是为了缩短熔体在管道和箱体中的停留时间，防止熔体降解以及堵塞计量泵的现象发生，从而提高纺丝的可纺性。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种聚乳酸纺丝箱，该纺丝箱的箱体外表面裹覆用于隔热的保温层；可放置计量泵的计量泵座与可固定纺丝组件的组件头套相对固定于箱体内部；计量泵座与组件头套通过熔体输送管相连接；组件头套为中空圆柱体，其贯穿于箱体顶、底面，位于箱体内前部；熔体进口位于箱体顶面，通过熔体输送管道与计量泵座上的计量泵进料口相连接，连接处设置有针型阀；箱体内部均匀设置有热媒管，热媒管入口和热媒管出口分别上下设置于箱体外侧。本发明纺丝箱制取的聚乳酸纤维能够避免聚乳酸熔融状态下的热降解，确保纤维级聚乳酸材料在热态下保持优异的纺丝性能。

技术研发人员：陈中碧;马德金;谢贤勇;杨阳
受保护的技术使用者：安徽丰原生物材料股份有限公司
技术研发日：2018.09.14
技术公布日：2018.12.07