一种重旦涤纶工业丝及其加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种重旦涤纶工业丝及其加工装置，属于涤纶加工技术领域。
【背景技术】
[0002] 国内外普遍采用固相缩聚熔融纺丝工艺路线来生产涤纶工业丝，即熔融缩聚所得 的低粘聚酯熔体经过切粒、干燥、结晶、固相缩聚制得特性粘度在〇. 90~1. 10dl/g的高粘 聚酯切片，切片经干燥后采用螺杆挤压机熔融纺丝。
[0003] 重旦涤纶工业丝是指旦数在3000d以上的涤纶工业丝，其加工要求是熔体流量 大，熔融过程苛刻，熔体质量均匀稳定，纤维加工热历史均一，细旦纺丝-拉伸，合股卷绕。 常规的4-6头纺丝设备由于纺丝头数不足，且直接纺丝拉伸不能加工重旦，机台效率低，质 量指标不稳定原因，无法进行重旦涤纶工业丝的生产，因此目前，采用多头（12头)纺丝生产 重旦涤纶工业丝的方法尚未出现。
[0004] 基于此，做出本申请案。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种固相聚合重旦涤纶工业丝工艺路线，突 破传统观念，使用大直径的螺杆挤压机，使得12头重旦纺丝技术成为可能，进行多头纺 丝-拉伸、合股卷绕，配备合理的技术工艺条件，实现低成本、高效率的生产重旦涤纶工业 丝的目的。
[0006] 本发明的第一目的是提供一种可进行重旦涤纶工业丝加工的装置，该重旦涤纶工 业丝的加工装置由固相增粘机构、多头纺丝机构、牵伸热定型机构和卷绕成型机构构成， 所述的多头纺丝机构由熔体挤出部件、纺丝箱体部件和侧吹风冷却部件构成，熔 体挤出部件供应四个纺丝位，每两个纺丝位设置一台纺丝螺杆，该纺丝螺杆的直径为 150-170mm，长径比为30D ;每个纺丝位中设置一个纺丝箱体，每个箱体中设置4个行星泵和 6个纺丝组件，每个行星泵含有一个熔体入口和三个熔体出口，每个纺丝组件设置有喷丝 板、熔体入口、过滤器、导流块，其中，喷丝板采用分板设计，对应的熔体入口、过滤器、导流 块均设置为相互独立的两组，该两组熔体入口、过滤器、导流块共用一块喷丝板； 纺丝甬道入口处设置有导丝集束器，该导丝集束器的结构由可移动式固定支架、开放 式导丝环、导丝环镀陶部件构成，使经过的丝束以相互平行的方式通过侧吹风冷却部件的 侧吹风窗及纺丝甬道； 所述的牵伸热定型机构由牵伸部件和热定型部件构成，并设置有一对冷辊和四对热 辊，一对冷辊设置于上油喷嘴的下方位置，四对热辊分别设置于右侧的至下而上的位置，四 对热辊分别用于牵伸和热定型。配有一组空气导丝器。
[0007] 所述的卷绕成型机构采用双胞胎卷绕机进行卷绕。
[0008] 进一步的，作为优选： 所述的侧吹风窗采用1+1模式，该模式具体为由两个单独的大型侧吹风窗 (1050mmX 1800mm)合并组成，保证充足的风量和均匀性。
[0009] 所述的牵伸部件处设置有两套上油装置，该两组上油装置分别安装在纺丝甬道下 方400-500mm处，其结构分别由支架、喷油嘴、供油管、回油槽构成，两者之间的关系是独立 配置、工艺上为串联(在丝条运行方向上，上下串联，丝条先经过第一组上油装置，再经过第 二组上油装置，从而实现丝条在其运行方向上的两道上油），满足均匀上油。
[0010] 所述的一对热棍与四对冷棍中，冷棍直径220_，工作长度400_，表面喷涂等离 子体，粗糙度R z2. 5 ;热辊直径250mm，工作长度420mm，表面喷涂等离子体，粗糙度Rz10。
[0011] 本发明的第二目的是提供一种上述装置加工的重旦涤纶工业丝， 所述的重旦涤纶工业丝的旦数在3000-6000d，该重旦涤纶工业丝是通过如下方式获得 的： (1) 固相增粘：低粘聚酯切片经过增粘反应器进行增粘，得到特性粘度在0.90~ 1. 10dl/g的高粘聚酯切片，其中，增粘反应器采用立式增粘反应器，增粘温度210~220°C， 增粘时间30~38小时； (2) 多头纺丝：将高粘聚酯切片送入螺杆挤压机熔融挤出形成熔体，该熔体经计量、过 滤由喷丝板喷出，再经侧吹风冷却后集束上油，其中，纺丝过程中每个纺丝位采用12头纺 丝； (3) 牵伸热定型：采用两级牵伸一级松弛热定型，其机械速度为7000m/min ; (4) 卷绕成型：牵伸热定型后的纤维经过网络处理后卷绕成型，卷绕采用双胞胎式卷绕 机，卷绕速度为2500-4000m/min，进行合股卷绕。
[0012] 进一步的，作为优选： 步骤（2)中，多头纺丝采用四个纺丝位，每两个纺丝位设置一台纺丝螺杆，该纺丝螺杆 的直径为150-175mm，长径比为30D ;计量泵前压为5~8MPa，泵后压15~20MPa ;过滤精度 为15~30 ym ;喷丝板与侧吹风之间为缓冷区，该缓冷区温度310~350°C ;侧吹风风速为 0. 6~0. 8m/s，风温20~25°C，风湿60%~70% ;集束上油采用油嘴二道上油，油剂由规格 为0. 05~0. 10CC的油泵均匀的输送至各个油嘴，总上油率为0. 6%~1. 05%。
[0013] 步骤（3)中，所述的两级牵伸一级松弛热定型中，第一级牵伸比为3. 4~4.0,牵 伸温度110~130°C ;第二级牵伸比为1. 5~2. 5,牵伸温度220~235°C，总牵伸比5. 6~ 6. 2 ;松弛温度150~190°C，总松弛比0. 8%~3. 0%。
[0014] 步骤（4)中，所述的网络处理中，网络器压力为0? 15~0.40Mpa。
[0015] 本发明采用固相聚合反应器增粘，配合多头纺丝工艺，多级牵伸和一级松弛热定 型，以及独特的双胞胎卷绕机进行高速卷绕，从而实现了固相增粘多头纺丝重旦涤纶工业 丝的生产，过程是多头纺丝-拉伸，合股卷绕，该工艺与现有涤纶工业丝生产技术相比，具 有以下有益效果： 1)本发明中，纺丝部分采用大直径的螺杆挤压机，这种大直径螺杆挤压机在加工过程 中的技术难点在于熔体输出量大，最高可达790kg/hur，熔体的均匀性控制难度大，将其应 用于12头或多头纺丝时存在的困难在于熔体分配的均匀性，本申请中，喷丝板以设置为分 板式结构，以形成多头纺丝，并通过熔体管道的合理设置，控制熔体流速和剪切参数优化， 使该种大直径螺杆与相应的工艺进行匹配，从而实现了 12头纺制重旦涤纶工业丝。
[0016] 2)产品品质稳定性好：采用本发明工艺技术生产重旦涤纶工业丝使用多头纺 丝-拉伸，并进行合股卷绕，避免了拉伸的不均匀性，使产品的质量稳定，产品合格率可达 到99%以上； 3)生广效率尚：可进彳丁 12头纺丝，单个纺位广能大幅度提尚，相比6头纺丝提尚200%。
[0017] 4)由于重旦涤纶工业丝的直径较大，加工过程中不仅要确保纺丝的顺利平稳进 行，还要保证条干的均匀性，本申请中，通过导丝集束器使纺丝甬道出来的丝条均以平行方 式通过，而侧吹风则采用大型纺丝侧吹风窗，该侧吹风窗采用1+1模式，确保了每一个丝条 都能得到均匀稳定的冷却，不仅实现了重旦涤纶工业丝的稳定加工，可纺性良好，而且质量 均衡。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的加工流程示意图； 图2为图1中纺丝机构的结构示意图； 图3为本发明喷丝板的尺寸标注图； 图4为本发明导丝集束器的结构示意图； 图5为图4的侧面结构示意图。
[0019] 图中标号：1.料仓；2.螺杆挤出机；3.纺丝箱体；4.纺丝甬道；5.导丝集束 器；51.固定支架；52.导丝环；6.上油装置一；7.上油装置二；8.牵伸热定型机构；9. 卷绕机构。
【具体实施方式】
[0020] 通过设计和调整各工艺参数，分别制备重旦高强涤纶工业丝的实施例如下。
[0021] 实施例1 :12头纺丝5000D高强涤纶工业丝 (1)固相增粘： 使用特性粘度为〇. 64~0. 69dl/g的有光聚酯切片，输送到结晶器中，经过180°C热风 结晶后通过廻转阀将切片导入到固相聚合塔中，经过200-220 °C的温度和30-38小时后得 到特性粘度为〇. 95~1. 05dl/g的高粘聚酯切片。
[0022] (2)多头纺丝： 结合图1和图2,经过增粘后的高粘聚酯切片输送至纺丝前料仓1中，经螺杆挤出机2 的纺丝螺杆熔融，每个纺丝位采用12头纺丝，纺丝箱体3温度290~300°C，熔体经计量泵 计量、过滤后由喷丝板喷出，经300mm高的缓冷区后冷却成型、集束上油；计量泵前压为5~ 8MPa，泵后压15~20MPa ;组件过滤器过滤精度为15~30 ym ;缓冷区温度310~350°C ; 冷吹风风速为0. 5~0. 8m/s，风温20~25°C，风湿60%~70% ;上油在纺丝甬道4下100~ 1000mm处进行，通过上油装置一 5和上油装置二6分别进行二道油嘴上油，提高上油的均匀 性，由2个油泵同时均匀的输送至各个油嘴，油泵规格为0. 05~0. 10CC，并含有1个进油孔 和12个出油孔，总上油率为0. 50%~0. 80%。
[0023] 其中，12头纺丝具体来讲：共4个纺丝位，每2个位设置一台纺丝螺杆，直径 175mm，共2台纺丝螺杆，长径比为30D ;每个纺丝位设置有1个并联式的纺丝箱体3,每个纺 丝箱体3设置四个行星泵，20CC/REV，每个行星泵含有一个熔体入口和三个熔体出口，每个 纺丝箱体配置六个纺丝组件，纺丝组件采用二合一设计，即每个纺丝组件设置两个独立的 熔体入口、过滤器和导流块，并共用同一块喷丝板，结合图3,喷丝板采用分板设计，喷