專利名稱：制備聚丙烯纖維的裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)聚丙烯纖維的設備。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展和人們的需要的不斷提高，聚丙烯纖維的應用從民用陸續(xù)向產(chǎn)業(yè)用方面轉(zhuǎn)化，目前的75dtex～170dtex、斷裂強度為3.4cN/dtex～4.2cN/dtex的普通丙綸長絲已不適應產(chǎn)業(yè)用的需要，如制造箱包布、背包帶、繩索、漁網(wǎng)線、過濾布等，需一定強度的中粗旦聚丙烯纖維。
英國ESL公司的設備和中國紡織科學研究院機械廠的設備，均采用兩步法工藝生產(chǎn)，產(chǎn)品的斷裂強度較高(一般在6cN/dtex～8cN/dtex)，適用于高強縫紉線、箱包帶、體育用品的吊帶等。意大利FARE公司的設備是臥式一步法生產(chǎn)線，生產(chǎn)出的產(chǎn)品特點是強度適中(一般在5cN/dtex～7cN/dtex)，紗線不勻率低，原料及能源消耗低，適合做工業(yè)用布、縫紉線、水龍帶、箱包帶、安全網(wǎng)帶的原料。另外，韓國的二手設備及其他設備紡制的纖維強度較低(一般在4.2cN/dtex～5.5cN/dtex)，產(chǎn)品的質(zhì)量較差，主要用于繩索和箱包布等。
上述的設備，不僅投資大，價格昂貴，而且所制備的纖維的性能，也不能滿足有關領域的需要，因此，需要開發(fā)研究一種新的的制備聚丙烯的裝置，以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種制備聚丙烯纖維的裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明的裝置包括機架、計量泵、紡絲箱、甬道、多級牽伸熱輥、卷繞裝置和冷風發(fā)生裝置；所說的計量泵固定在機架的上部；所說的紡絲箱包括設置在紡絲箱底部的噴絲頭，紡絲箱固定在計量泵的下側(cè)，并通過管線與計量泵相連接；所說的甬道設置在紡絲箱下部，與紡絲箱的噴絲頭相連通；所說的多級牽伸熱輥包括多對主牽伸輥和與主牽伸輥配合的次牽伸輥，多級牽伸熱輥設置在甬道的下部；所說的卷繞裝置為常規(guī)的卷繞裝置，并無特殊要求，卷繞裝置設置在多級牽伸熱輥的一側(cè)，冷風發(fā)生裝置設置在甬道的一側(cè)，并與甬道相連通。
本發(fā)明是這樣運轉(zhuǎn)的從螺桿擠出機來的物料通過計量泵進入紡絲箱，然后從噴絲頭噴出，成為熔體細流，進入甬道，從冷風發(fā)生裝置來的溫度為14-18℃的冷風鼓入甬道，對熔體細流強制冷卻固化，固化后的纖維通過多級牽伸熱輥牽伸定型后，由卷繞裝置卷繞，獲得產(chǎn)品。
本發(fā)明的優(yōu)點是十分顯著的將紡絲與牽伸合為一體，減少了工序，降低的生產(chǎn)成本；采用冷風發(fā)生裝置對熔體細流強制冷卻固化，使在成型前的PP纖維(原絲)內(nèi)形成盡可能多的次晶結(jié)構(gòu)，從而可獲得高強度PP纖維，研究結(jié)果表明隨拉伸倍數(shù)的增加，纖維內(nèi)大分子鏈的取向度增大(表現(xiàn)為聲速值增大)，纖維的斷裂強度也隨拉伸倍數(shù)的提高而增加，但當達到一較高拉伸倍數(shù)時，斷裂強度反而有所下降。雖然大分子鏈的取向度仍是提高的，但非常高倍的高倍垃伸對纖維表面的破壞，即在纖維表面產(chǎn)生裂縫等缺陷會導致應力集中，使纖維平均斷裂強度降低。我們已經(jīng)知道，等規(guī)聚丙烯是極易結(jié)晶的聚合物，其結(jié)晶速率很快，結(jié)晶結(jié)構(gòu)隨結(jié)晶條件的不同有次晶和α晶兩種結(jié)構(gòu)，次晶是一種不完善的晶體結(jié)構(gòu)，它會進一步發(fā)展成為更為穩(wěn)定完善的α晶結(jié)構(gòu)。前已述及，必須對纖維施加足夠的牽伸倍數(shù)才能獲得高強度的PP纖維。而對纖維實施牽伸時，若牽伸張力大，甚至牽伸張力大到超過了纖維的斷裂強力，則難以完成高倍牽伸。因此，實現(xiàn)高倍牽伸的條件是牽伸張力小，要達到牽伸張力小必須是纖維具有適于牽伸的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，即在纖維內(nèi)形成的是不穩(wěn)定的次晶結(jié)構(gòu)。


圖1為制備聚丙烯纖維的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參見圖1，本發(fā)明的裝置包括機架1、計量泵 2、紡絲箱 3、甬道 4、多級牽伸熱輥、卷繞裝置 6和冷風發(fā)生裝置；所說的計量泵2固定在機架1的上部；所說的紡絲箱3包括設置在紡絲箱底部的噴絲頭301，紡絲箱3固定在計量泵2的下側(cè)，并通過管線與計量泵2相連接；所說的甬道4設置在紡絲箱3下部，與紡絲箱3的噴絲頭301相連通；所說的多級牽伸熱輥包括多對主牽伸輥501和與主牽伸501輥配合的次牽伸輥502，多級牽伸熱輥設置在甬道4的下部；所說的卷繞裝置6設置在多級牽伸熱輥的一側(cè)，冷風發(fā)生裝置設置在甬道4的一側(cè)，并與甬道4相連通。
按照本發(fā)明優(yōu)選的方案，噴絲頭301的長徑比的選擇偏大較好，一般為3∶1-5∶1，以使聚丙烯樹脂在噴頭中的拉伸比為30～50；進一步，多級牽伸熱輥的數(shù)量為3～10個，優(yōu)選5個。
參見圖1，所說的冷風發(fā)生裝置所說的冷風發(fā)生裝置包括風機701、冷凍機702和風管703，風機701設置在冷凍機702的前側(cè)，風管703的入口與風機701的出口相連通，風管703的出口與甬道(4)相連通。
權(quán)利要求
1.一種制備聚丙烯纖維的裝置，包括機架(1)、計量泵(2)、紡絲箱(3)、甬道(4)和卷繞裝置(6)，其特征在于，還包括多級牽伸熱輥和冷風發(fā)生裝置；所說的計量泵(2)固定在機架(1)的上部；所說的紡絲箱(3)包括設置在紡絲箱底部的噴絲頭(301)，紡絲箱(3)固定在計量泵(2)的下側(cè)，并通過管線與計量泵(2)相連接；所說的甬道(4)設置在紡絲箱3下部，與紡絲箱(3)的噴絲頭(301)相連通；所說的多級牽伸熱輥包括多對主牽伸輥(501)和與主牽伸(501)輥配合的次牽伸輥(502)，多級牽伸熱輥設置在甬道(4)的下部；所說的卷繞裝置(6)設置在多級牽伸熱輥的一側(cè)，冷風發(fā)生裝置(7)設置在甬道(4)的一側(cè)，并與甬道(4)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，噴絲頭(301)的長徑比3∶1-5∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，多級牽伸熱輥的數(shù)量為3～10個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，多級牽伸熱輥的數(shù)量為5個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意項所述的裝置，其特征在于，所說的冷風發(fā)生裝置包括風機(701)、冷凍機(702)和風管(703)，風機(701)設置在冷凍機(702)的前側(cè)，風管(703)的入口與風機(701)的出口相連通，風管(703)的出口與甬道(4)相連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備聚丙烯纖維的裝置，包括機架(1)、計量泵(2)、紡絲箱(3)、甬道(4)和卷繞裝置(6)，其特征在于，還包括多級牽伸熱輥(5)和冷風發(fā)生裝置(7)。本發(fā)明將紡絲與牽伸合為一體，減少了工序，降低的生產(chǎn)成本，采用冷風發(fā)生裝置對熔體細流強制冷卻固化，使在成型前的PP纖維(原絲)內(nèi)形成盡可能多的次晶結(jié)構(gòu)，從而可獲得高強度PP纖維。
文檔編號D01D5/098GK1831218SQ200610025778
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月17日
發(fā)明者江建明, 李光, 廖繼東, 楊勝林, 金俊弘, 陳澤華, 劉桂清, 黃筱建, 韓德茂, 黃福昌 申請人:東華大學, 江西東華機械有限責任公司