一种王字型聚酯并列复合丝的生产设备的制作方法

1.本实用新型涉及复合丝生产技术领域，具体为一种王字型聚酯并列复合丝的生产设备。


背景技术：

2.聚酯纤维是一种疏水性合成纤维。聚酯纤维的分子结构中缺少类似纤维素或蛋白质纤维等可以与染料结合的活性基团。聚酯纤维不会像棉纤维产生严重熔胀而增加空洞，染料分子很难渗透到纤维中，聚酯的分子链结构是具有苯环结构的线性大分子，分子链的官能团排列整齐，没有支化链，大分子链的柔韧性低，同时聚酯具有良好的规整性和刚度，与其他高分子材料相比，聚酯的分子链不易滑动和旋转，这些特性阻碍了染料进入聚酯，导致着色性能差。
3.关于聚酯纤维染色难的问题，目前的技术及方法都有待提高。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种王字型聚酯并列复合丝的生产设备，解决了目前的技术及方法不能解决聚酯纤维染色难的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种王字型聚酯并列复合丝的生产设备，包括纺丝架，所述纺丝架内侧壁至上而下依次固定连接有第二隔层、第一隔层，所述纺丝架顶部固定连接有顶板，所述第一隔层、第二隔层之间固定连接有安装架；固定连接在所述顶板上壁的熔料箱，所述熔料箱内侧下壁设置有两组进料组件，两组所述进料组件均由从后到前依次固定连接在熔料箱内侧下壁的两组螺杆挤出泵、增压泵、静态混合器组成，两组所述螺杆挤出泵进口端均固定连接有进料筒，两组所述静态混合器远离增压泵的一端均固定连接有第一熔体输送管，两组所述第一熔体输送管远离静态混合器的一端均贯穿顶板内壁并延伸至顶板下方；设置在所述熔料箱中用于分隔两组进料组件避免温度相互干扰的分隔结构；呈左右分布固定连接在所述顶板下壁的两组计量箱，两组计量箱内侧下壁均固定连接有计量泵，两组所述第一熔体输送管贯穿顶板后伸入计量箱中，两组所述第一熔体输送管伸入计量箱的端部分别与两组计量泵固定连接，两组所述计量泵出口端均固定连接有第二熔体输送管；固定连接在两组所述计量箱下壁的纺丝箱，两组所述第二熔体输送管远离计量泵的一端外壁依次贯穿计量箱下壁、纺丝箱上壁并延伸至纺丝箱内部；固定连接在所述纺丝箱下壁的喷丝板，所述喷丝板内壁设置以后多组喷丝孔；从前到后依次固定连接在所述第二隔层上壁的冷却风单元、风箱，所述风箱前端设置有用于聚拢冷却风且避免野风的聚风结构，所述聚风结构与风箱之间设置有用于驱动聚风结构进行调整位置的调节组件；至上而下依次固定连接在所述安装架前壁的上油架、拉伸装置、定型装置；
8.固定连接在纺丝架内侧壁下壁用于卷绕收集丝束的卷绕装置。
9.优选的，所述分隔结构为隔板，所述隔板固定连接在熔料箱内侧下壁且位于两组进料组件之间。
10.优选的，多组所述喷丝孔以喷丝板中心呈圆周分布，多组所述喷丝孔围成内圈、中圈以及外圈，所述外圈喷丝孔数量为偶数，所述内圈的喷丝孔数量为外圈喷丝孔数量的一半，所述中圈喷丝孔数量为外圈喷丝孔数量的四分之三。
11.优选的，所述喷丝孔横截面形状由三条横线一条竖线组成的王字型，三条所述横线从喷丝板中心依次向外分别为a边、b边、c边，所述竖边为d边，所述a边、b边、c边以及d边宽度0.1～0.2mm，所述a边、c边长度为0.2～0.5mm，所述a边与b边之间、b边与c边之间间距为a边宽度的两倍。
12.优选的，所述聚风结构包括两组聚风板，所述风箱上壁且靠近前壁位置固定连接有两组连接板，两组所述连接板分别靠近风箱的左右两侧壁且均向左右两侧伸出，两组所述聚风板分别通过两根转轴转动连接在两组连接板与第二隔层之间，两组所述聚风板俯视截面呈圆弧形。
13.优选的，所述调节组件包括两组第一转动座、第二转动座以及电动伸缩杆，两组所述第一转动座分别固定连接在风箱左右两侧壁，两组所述第二转动座分别固定连接在两组聚风板相背的一侧，两组所述电动伸缩杆分别转动连接在两组第一转动座、第二转动座之间。
14.一种王字型聚酯并列复合丝的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：
15.s1、将聚对苯二甲酸丁二酯切片和改性聚对苯二甲酸乙二酯切片通过两组进料组件分别配置到两组计量箱中，再通过计量箱中的计量泵计量后配置到纺丝箱中；
16.s2、通过喷丝板上的喷丝孔喷出丝束，经风箱侧吹风冷却，所述冷却的风温为18～20℃，再经上油架对冷却后的丝束上油；
17.s3、上油后的丝束通过拉伸装置拉伸、定型装置热定型，最终经过卷绕装置卷绕制得王字型聚酯并列复合丝，所述卷绕的速度为3000～3600m/min。
18.优选的，所述的改性聚对苯二甲酸乙二酯是由聚对苯二甲酸乙二酯和氨基聚乙二醇脂肪酸组成，所述的氨基聚乙二醇脂肪酸分散于对苯二甲酸乙二酯和氨基的分子链之间且氨基聚乙二醇脂肪酸与聚对苯二甲酸乙二酯分子链之间存在氢键，所以确定氨基聚乙二醇脂肪酸与聚对苯二甲酸乙二酯分子链的相对位置是固定的。
19.优选的，所述改性聚对苯二甲酸乙二酯的制备方法，包括酯化和缩聚：
20.酯化反应：
21.以对苯二甲酸和乙二醇为原料生产配置均匀浆料，进行酯化反应得到酯化产物；酯化反应在氮气保护下加压，比常压略高即可，温度为240～260℃；
22.缩聚反应：
23.它包括缩聚反应的低真空阶段和缩聚反应的高真空阶段：
24.在缩聚反应的低真空阶段，向酯化产物中添加催化剂和稳定剂，在负压下开始缩聚反应，在此阶段压力从常压控制至绝对压力500pa以下水平，反应温度控制在260～280摄氏度之间，反应时间为30分钟；
25.在缩聚反应的低真空阶段之后，添加氨基聚乙二醇脂肪酸并搅拌120分钟；
26.在缩聚反应的高真空阶段，在缩聚反应的低真空水平后，继续抽真空，以将反应压力降至小于100pa以下的绝对压力，反应温度为275～285摄氏度，反应时间为90分钟；制备得到改性聚对苯二甲酸乙二酯；
27.所述对苯二甲酸与所述乙二醇的摩尔比为1.158:1；
28.所述催化剂为乙二醇锑，分子式为sb2(och2ch2o)3，催化剂用量为所述对苯二甲酸重量的0.015％；
29.所述稳定剂为磷酸三苯酯，分子式为c18h15o4p，稳定剂用量为所述对苯二甲酸重量的0.015％；
30.所述过滤清洗至无溴脱盐采用agno3溶液检测；
31.所述浓硫酸是指质量浓度》70％的硫酸，浓硫酸的添加1～3wt％的二元脂肪酸；
32.所述聚对苯二甲酸丁二酯切片的特性粘度为1.08～1.15dl/g；改性聚对苯二甲酸乙二酯切片的特性粘度为0.60～0.70dl/g；
33.所述复合丝中对苯二甲酸丁二酯与改性聚对苯二甲酸乙二酯重量的比例为5：5。
34.优选的，所述氨基聚乙二醇脂肪酸的制备方法如下：
35.1)将十二烷二酸与甲醇以1:1.5摩尔比的量加入反应器中，在浓硫酸催化下加热至90至100℃，回流酯化、冷却、分离纯化、得到二元脂肪酸甲酯得到二元脂肪酸单甲酯；
36.2)以1:1:1的摩尔比将二元脂肪酸单甲酯、乙酸铅(iv)和libr溶解在苯中，其中二元脂肪酸单甲酯的浓度为0.05～0.08mol/l，在氮气充填下，在80～90℃下反应和回流。直至无气体产生后加入一定量的稀释硫酸反应1至2小时，清洗，提纯得到产物溴代脂肪酸；
37.3)溴化脂肪酸与18wt％氨水的摩尔比为1:1.8，加入反应器，搅拌，在室温下反应，加热蒸馏反应产物，用冷水吸收，蒸馏温度不得超过60℃；直至无气泡反应，即停止蒸馏，冷却过滤，过滤清洗至无溴脱盐，真空干燥得到氨基脂肪酸；
38.4)将乙二醇与氨基脂肪酸按1.15:2的摩尔比混合，按氨基脂肪酸1％的重量添加浓度为40～50wt％的硫酸作为催化剂进行酯化反应，反应温度为160～220℃，酯反应产物经分离纯化得到氨基聚乙二醇脂肪酸。
39.(三)有益效果
40.本实用新型提供了一种王字型聚酯并列复合丝的生产设备。具备以下有益效果：
41.1、通过在熔料箱中设置隔板将两组进料组件隔开，以及设置两组计量箱，在熔体分配之间将参与复合纺丝的两种熔体分开，使得两种熔体的温度可以在复合前分别控制，温度控制准确即保证了复合纤维的弹性，又避免了染色异常。
42.2、通过在风箱出风口外侧设置两组聚风板，并通过两组电动伸缩杆带动聚风板的展开及闭合，可以在冷却阶段使得冷却风更加稳定，不受野风干扰，同时，冷却风聚拢后穿透力更强，使得丝束冷却均匀，大大提高复合丝束的成品质量。
43.3、氨基聚乙二醇脂肪酸由c-c和c-o键组成，具有一定的分子量，即具有一定长度的分子链，分子链是柔性的，卷曲率大于苯环结构的线性大分子。且比苯环结构的线性大分子对温度更敏感，当温度变化时，氨基聚乙二醇先于线性大分子移动，运动产生的自由体积比含有苯环结构的线性大分子大得多，可以改善聚酯纤维的着色性能，实现高水平的上色效果。
44.4、提高氨基聚乙二醇脂肪酸与聚酯大分子链之间的强度，减少氨基聚乙二醇脂肪
酸的迁移，增加了氨基聚乙二醇脂肪酸与聚酯的相容性及其在聚酯中的分散性，减少了迁移，同时不破坏聚酯的结构规则性和结晶性，保持聚酯的优良性能。
附图说明
45.图1为本实用新型结构示意图；
46.图2为本实用新型熔料箱内部结构俯视图；
47.图3为本实用新型计量箱内部结构剖视图；
48.图4为本实用新型喷丝板结构仰视图；
49.图5为本实用新型图4中a处的局部放大图；
50.图6为本实用新型冷却风单元、风箱及聚风板连接结构俯视图。
51.其中，1、纺丝架；2、第一隔层；3、第二隔层；4、顶板；5、安装架；6、熔料箱；7、进料筒；8、计量箱；9、纺丝箱；10、风箱；11、聚风板；12、上油架；13、拉伸装置；14、定型装置；15、卷绕装置；16、螺杆挤出泵；17、增压泵；18、静态混合器；19、第一熔体输送管；20、计量泵；21、第二熔体输送管；22、喷丝板；23、喷丝孔；24、冷却风单元；25、连接板；26、第一转动座；27、第二转动座；28、电动伸缩杆；29、隔板。
具体实施方式
52.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
53.实施例：
54.如图1到图6所示，本实用新型实施例提供一种王字型聚酯并列复合丝的生产设备，包括纺丝架1，纺丝架1内侧壁至上而下依次固定连接有第二隔层3、第一隔层2，纺丝架1顶部固定连接有顶板4，第一隔层2、第二隔层3之间固定连接有安装架5；
55.固定连接在顶板4上壁的熔料箱6，熔料箱6内侧下壁设置有两组进料组件，两组进料组件均由从后到前依次固定连接在熔料箱6内侧下壁的两组螺杆挤出泵16、增压泵17、静态混合器18组成，两组螺杆挤出泵16进口端均固定连接有进料筒7，两组静态混合器18远离增压泵17的一端均固定连接有第一熔体输送管19，两组第一熔体输送管19远离静态混合器18的一端均贯穿顶板4内壁并延伸至顶板4下方，设置在熔料箱6中用于分隔两组进料组件避免温度相互干扰的分隔结构，分隔结构为隔板29，隔板29固定连接在熔料箱6内侧下壁且位于两组进料组件之间，通过隔板29将两组进料组件相互隔离开，使得两组原料在熔料阶段熔融温度不同时不会相互干扰。
56.呈左右分布固定连接在顶板4下壁的两组计量箱8，两组计量箱8内侧下壁均固定连接有计量泵20，两组第一熔体输送管19贯穿顶板4后伸入计量箱8中，两组第一熔体输送管19伸入计量箱8的端部分别与两组计量泵20固定连接，两组计量泵20出口端均固定连接有第二熔体输送管21，设置两组计量箱8，使得熔体在参与复合之前的配置均能实现独立的温度控制；
57.固定连接在两组计量箱8下壁的纺丝箱9，两组第二熔体输送管21远离计量泵20的
一端外壁依次贯穿计量箱8下壁、纺丝箱9上壁并延伸至纺丝箱9内部；固定连接在纺丝箱9下壁的喷丝板22，喷丝板22内壁设置以后多组喷丝孔23，多组喷丝孔23以喷丝板22中心呈圆周分布，多组喷丝孔23围成内圈、中圈以及外圈，外圈喷丝孔23数量为偶数，内圈的喷丝孔23数量为外圈喷丝孔23数量的一半，中圈喷丝孔23数量为外圈喷丝孔23数量的四分之三，喷丝孔23横截面形状由三条横线一条竖线组成的王字型，三条横线从喷丝板22中心依次向外分别为a边、b边、c边，竖边为d边，a边、b边、c边以及d边宽度0.1～0.2mm，a边、c边长度为0.2～0.5mm，a边与b边之间、b边与c边之间间距为a边宽度的两倍，通过将喷丝孔23设置呈王字形，使得比表面积增大，提高了并列结构的缠绕稳定性，将喷丝孔23设置呈三圈的形式，使得冷却风能够更好的穿透，冷却效果好且均匀。
58.从前到后依次固定连接在第二隔层3上壁的冷却风单元24、风箱10，风箱10前端设置有用于聚拢冷却风且避免野风的聚风结构，聚风结构与风箱10之间设置有用于驱动聚风结构进行调整位置的调节组件，聚风结构包括两组聚风板11，风箱10上壁且靠近前壁位置固定连接有两组连接板25，两组连接板25分别靠近风箱10的左右两侧壁且均向左右两侧伸出，两组聚风板11分别通过两根转轴转动连接在两组连接板25与第二隔层3之间，两组聚风板11俯视截面呈圆弧形；通过聚风板11可以避免野风侵扰，同时能够保证冷却风穿透力更好，避免冷却风发散。
59.调节组件包括两组第一转动座26、第二转动座27以及电动伸缩杆28，两组第一转动座26分别固定连接在风箱10左右两侧壁，两组第二转动座27分别固定连接在两组聚风板11相背的一侧，两组电动伸缩杆28分别转动连接在两组第一转动座26、第二转动座27之间，通过两组电动伸缩杆28伸出轴的伸出以及缩回，能够调节聚风板11的开合角度，从而调整聚风效果。
60.至上而下依次固定连接在安装架5前壁的上油架12、拉伸装置13、定型装置14；固定连接在纺丝架1内侧壁下壁用于卷绕收集丝束的卷绕装置15。
61.一种王字型聚酯并列复合丝的生产方法，生产方法包括如下步骤：
62.s1、将聚对苯二甲酸丁二酯切片和改性聚对苯二甲酸乙二酯切片通过两组进料组件分别配置到两组计量箱8中，再通过计量箱8中的计量泵20计量后配置到纺丝箱9中；
63.s2、通过喷丝板22上的喷丝孔23喷出丝束，经风箱10侧吹风冷却，冷却的风温为18～20℃，再经上油架12对冷却后的丝束上油；
64.s3、上油后的丝束通过拉伸装置13拉伸、定型装置14热定型，最终经过卷绕装置15卷绕制得王字型聚酯并列复合丝，卷绕的速度为3000～3600m/min。
65.所述的改性聚对苯二甲酸乙二酯是由聚对苯二甲酸乙二酯和氨基聚乙二醇脂肪酸组成，所述的氨基聚乙二醇脂肪酸分散于对苯二甲酸乙二酯和氨基的分子链之间且氨基聚乙二醇脂肪酸与聚对苯二甲酸乙二酯分子链之间存在氢键，所以确定氨基聚乙二醇脂肪酸与聚对苯二甲酸乙二酯分子链的相对位置是固定的。
66.所述改性聚对苯二甲酸乙二酯的制备方法，包括酯化和缩聚：
67.酯化反应：
68.以对苯二甲酸和乙二醇为原料生产配置均匀浆料，进行酯化反应得到酯化产物；酯化反应在氮气保护下加压，比常压略高即可，温度为240～260℃；
69.缩聚反应：
70.它包括缩聚反应的低真空阶段和缩聚反应的高真空阶段：
71.在缩聚反应的低真空阶段，向酯化产物中添加催化剂和稳定剂，在负压下开始缩聚反应。在此阶段压力从常压控制至绝对压力500pa以下水平，反应温度控制在260～280摄氏度之间，反应时间为30分钟；
72.在缩聚反应的低真空阶段之后，添加氨基聚乙二醇脂肪酸并搅拌120分钟；
73.在缩聚反应的高真空阶段，在缩聚反应的低真空水平后，继续抽真空，以将反应压力降至小于100pa以下的绝对压力，反应温度为275～285摄氏度，反应时间为90分钟；制备得到改性聚对苯二甲酸乙二酯；
74.所述对苯二甲酸与所述乙二醇的摩尔比为1.158:1；
75.所述催化剂为乙二醇锑，分子式为sb2(och2ch2o)3，催化剂用量为所述对苯二甲酸重量的0.015％；
76.所述稳定剂为磷酸三苯酯，分子式为c18h15o4p，稳定剂用量为所述对苯二甲酸重量的0.015％；
77.所述过滤清洗至无溴脱盐采用agno3溶液检测；
78.所述浓硫酸是指质量浓度》70％的硫酸，浓硫酸的添加1～3wt％的二元脂肪酸；
79.所述聚对苯二甲酸丁二酯切片的特性粘度为1.08～1.15dl/g；改性聚对苯二甲酸乙二酯切片的特性粘度为0.60～0.70dl/g；
80.所述复合丝中对苯二甲酸丁二酯与改性聚对苯二甲酸乙二酯重量的比例为5：5。
81.所述氨基聚乙二醇脂肪酸的制备方法如下：
82.1)将十二烷二酸与甲醇以1:1.5摩尔比的量加入反应器中，在浓硫酸催化下加热至90至100℃，回流酯化、冷却、分离纯化、得到二元脂肪酸甲酯得到二元脂肪酸单甲酯。
83.2)以1:1:1的摩尔比将二元脂肪酸单甲酯、乙酸铅(iv)和libr溶解在苯中，其中二元脂肪酸单甲酯的浓度为0.05～0.08mol/l，在氮气充填下，在80～90℃下反应和回流。直至无气体产生后加入一定量的稀释硫酸反应1至2小时，清洗，提纯得到产物溴代脂肪酸。
84.3)溴化脂肪酸与18wt％氨水的摩尔比为1:1.8，加入反应器，搅拌，在室温下反应，加热蒸馏反应产物，用冷水吸收，蒸馏温度不得超过60℃；直至无气泡反应，即停止蒸馏，冷却过滤，过滤清洗至无溴脱盐，真空干燥得到氨基脂肪酸；
85.4)将乙二醇与氨基脂肪酸按1.15:2的摩尔比混合，按氨基脂肪酸1％的重量添加浓度为40～50wt％的硫酸作为催化剂进行酯化反应。反应温度为160～220℃，酯反应产物经分离纯化得到氨基聚乙二醇脂肪酸。
86.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。