本實用新型涉及化學(xué)纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

人造草坪自上世紀60年代問世以來，以其精致且整齊劃一的外觀、優(yōu)異的性能、使用壽命長、維護費用低、不受氣候影響等優(yōu)勢迅速蓬勃發(fā)展。所用原料也從最早的尼龍纖維(PA)到聚丙烯纖維(PP)，再到手感柔軟的聚乙烯纖維(PE)，緩沖性能好，安全系數(shù)高，對人體幾乎沒有傷害，在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛認可。目前尤其是一些體育場地，在籃球、足球、網(wǎng)球、高爾夫等場地以及好多景區(qū)的裝飾都已經(jīng)采用了人造草坪，可以說市場需求量越來越大。同樣地，隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，人們對草絲的性能和質(zhì)量也提出了越來越高的要求。

目前來看，草絲纖維的各種性能都有了較快的發(fā)展，其中用來提高和改善其耐高溫性能的常用方法有兩種，一種是通過改變配方結(jié)構(gòu)，比如在基體樹脂中添加耐高溫母粒，用以改善草絲纖維的耐高溫性能；另一種方法是在草絲纖維表面增加耐高溫涂層，比如在改善草絲纖維承受瞬時高溫的能力是通過在草絲表面添加一種涂層，涂層含有一種化學(xué)物質(zhì)(聚間苯二甲酰間苯二胺)，該化學(xué)物質(zhì)具有優(yōu)異的耐高溫和隔熱性能，當受到瞬時高溫時，這種材料涂層對內(nèi)部的草絲纖維起到保護作用。

但是，無論是添加一定比例的具有耐高溫性能的添加劑的方法，還是在草絲纖維表面添加化學(xué)試劑涂層的方法，由于添加劑價格往往比較昂貴，自身不容易合成，需要購買商品化試劑，因此不利于降低成本，并且添加的化學(xué)試劑會對人體造成潛在的危害。

需要說明的是，公開于本實用新型背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本實用新型的總體背景的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提出一種耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，以在降低生產(chǎn)成本并且減少對人體潛在危害的前提下，盡可能地提升化學(xué)纖維的耐高溫性能。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括牽引子系統(tǒng)、除濕裝置、第一熱空氣烘箱和牽伸子系統(tǒng)，其中，所述牽引子系統(tǒng)用于對紗線進行牽引，所述牽伸子系統(tǒng)用于對紗線進行拉伸，所述第一熱空氣烘箱設(shè)置在所述除濕裝置和所述牽伸子系統(tǒng)之間，以使得經(jīng)所述除濕裝置除濕之后的紗線在較高的溫度下進行拉伸，并實現(xiàn)第一次的應(yīng)力消除。

進一步地，還包括第二熱空氣烘箱和冷定型子系統(tǒng)，所述冷定型子系統(tǒng)用于對所述紗線進行定型，所述第二熱空氣烘箱設(shè)置在所述牽伸子系統(tǒng)和所述冷定型子系統(tǒng)之間，所述第二熱空氣烘箱用于對經(jīng)所述牽伸子系統(tǒng)牽伸后的紗線進行第二次的應(yīng)力消除。

進一步地，所述冷定型子系統(tǒng)包括第一冷定型輥和第二冷定型輥，所述第一冷定型輥和所述第二冷定型輥之間設(shè)有第三熱空氣烘箱，所述第三熱空氣烘箱用于對經(jīng)所述第一冷定型輥定型后的紗線進行第三次的應(yīng)力消除。

進一步地，所述第一熱空氣烘箱、所述第二熱空氣烘箱或所述第三熱空氣烘箱的加熱溫度為100℃-160℃。

進一步地，所述牽引子系統(tǒng)的牽引速度為10m/min～30m/min。

進一步地，所述牽伸子系統(tǒng)的拉伸速度為50m/min～210m/min。

進一步地，所述牽引子系統(tǒng)的牽引速度與所述牽伸子系統(tǒng)的拉伸速度之比為3～7。

進一步地，所述冷定型子系統(tǒng)和所述牽伸子系統(tǒng)對所述紗線所形成的回縮比為0.8～1.2。

進一步地，所述耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)為耐高溫草絲纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)或者耐高溫地毯纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)。

基于上述技術(shù)方案，本實用新型通過在除濕裝置和牽伸子系統(tǒng)之間設(shè)置第一熱空氣烘箱，可以使經(jīng)除濕裝置除濕之后的紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力在高溫拉伸下得到充分地釋放，同時在高溫拉伸下紗線發(fā)生小部分蠕變，這小部分不可恢復(fù)的非彈性形變有利于紗線在高溫下不出現(xiàn)打卷或彎頭現(xiàn)象，耐高溫性能得到提升；第一熱空氣烘箱是以熱空氣為介質(zhì)的加熱裝置，相比于熱水箱來說，采用熱空氣烘箱不僅可以降低成本，減少能耗，還可以省略設(shè)置在熱水箱之后的除濕裝置，簡化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；同時，這種通過設(shè)置第一熱空氣烘箱來達到提升耐高溫性能的方式，無需添加任何化學(xué)添加劑，不會對人體產(chǎn)生潛在危害，安全性更好。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、擠出機；2、冷卻水箱；3、牽引子系統(tǒng)；4、除濕裝置；5、第一熱空氣烘箱；6、牽伸子系統(tǒng)；7、第二熱空氣烘箱；8、第一冷定型輥；9、第三熱空氣烘箱；10、第二冷定型輥。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。

如圖1所示，為本實用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實用新型提供的耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)的一個示意性實施例中，該生產(chǎn)系統(tǒng)包括牽引子系統(tǒng)3、除濕裝置4、第一熱空氣烘箱5和牽伸子系統(tǒng)6，其中，牽引子系統(tǒng)3用于對紗線進行牽引，牽伸子系統(tǒng)6用于對紗線進行拉伸，第一熱空氣烘箱5設(shè)置在除濕裝置4和牽伸子系統(tǒng)6之間，以使得經(jīng)除濕裝置4除濕之后的紗線在較高的溫度下進行拉伸，并實現(xiàn)第一次的應(yīng)力消除。

在上述示意性實施例中，通過在除濕裝置4和牽伸子系統(tǒng)6之間設(shè)置第一熱空氣烘箱5，可以使經(jīng)除濕裝置4除濕之后的紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力在高溫拉伸下得到充分地釋放，同時在高溫拉伸下紗線發(fā)生小部分蠕變，這小部分不可恢復(fù)的非彈性形變有利于紗線在高溫下不出現(xiàn)打卷或彎頭現(xiàn)象，耐高溫性能得到提升；第一熱空氣烘箱5是以熱空氣為介質(zhì)的加熱裝置，相比于熱水箱來說，采用熱空氣烘箱可以降低成本，減少能耗；而且熱水箱的使用會使得紗線帶水，因此一般還需要在熱水箱之后設(shè)置專門的除濕裝置，而使用熱空氣烘箱則可以省略設(shè)置在熱水箱之后的除濕裝置，簡化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；同時，這種通過設(shè)置第一熱空氣烘箱來達到提升耐高溫性能的方式，無需添加任何化學(xué)添加劑，不會對人體產(chǎn)生潛在危害，安全性更好。

作為上述示意性實施例的進一步改進，耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)還可以包括第二熱空氣烘箱7和冷定型子系統(tǒng)，冷定型子系統(tǒng)用于對紗線進行定型，經(jīng)過冷定型子系統(tǒng)后，紗線內(nèi)分子鏈凍結(jié)，有利于控制其尺寸穩(wěn)定性和保持其加工性能；第二熱空氣烘箱7設(shè)置在牽伸子系統(tǒng)6和冷定型子系統(tǒng)之間，第二熱空氣烘箱7用于對經(jīng)牽伸子系統(tǒng)6牽伸后的紗線進行第二次的應(yīng)力消除。

通過第二熱空氣烘箱7的作用，可以進一步地消除紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力，進一步提升化學(xué)纖維的耐高溫性能。

作為上述示意性實施例的更進一步改進，耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)中的冷定型子系統(tǒng)包括第一冷定型輥8和第二冷定型輥10，第一冷定型輥8設(shè)置在第二熱空氣烘箱7之后，第一冷定型輥8和第二冷定型輥10之間設(shè)有第三熱空氣烘箱9，第三熱空氣烘箱9用于對經(jīng)第一冷定型輥8定型后的紗線進行第三次的應(yīng)力消除。

通過第三熱空氣烘箱9的作用，可以更進一步地消除紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力，進一步提升化學(xué)纖維的耐高溫性能。

在上述示意性實施例的更進一步改進實施例中，耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)中三個用于應(yīng)力消除的裝置均采用熱空氣烘箱，在整個生產(chǎn)系統(tǒng)中完全摒棄了熱水箱，這樣可以避免高能耗的水箱、在水箱之后設(shè)置的除濕等設(shè)備帶來的能源消耗，更重要的是這樣可以防止紗線在生產(chǎn)中帶水而打卷，相比較原有使用熱水箱的生產(chǎn)工藝，更加簡便快捷高效。

在其他實施例中，冷定型子系統(tǒng)還可以包括兩套以上的冷定型輥，以實現(xiàn)較好的定型作用，其中第三熱空氣烘箱9可以相應(yīng)地設(shè)置在任意兩套冷定型輥之間，優(yōu)選地，第三熱空氣烘箱9設(shè)置在與第二熱空氣烘箱7相鄰的冷定型輥和與該冷定型輥相鄰的另一冷定型輥之間，以在拉伸后及時地對紗線進行應(yīng)力消除。

在上述各個實施例中，第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度為100℃-160℃。

第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度控制在100℃-160℃的范圍內(nèi)，可以充分消除紗線內(nèi)部多余應(yīng)力，并且不會破壞紗線的組成成分。

另外，在牽引子系統(tǒng)3的牽引速度與牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度之比(即拉伸比)和牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度固定的情況下，第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度盡量控制在紗線玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg以上1℃～10℃，這樣可以增加紗線內(nèi)部分子排布的排直變形，減少粘性變形。

在上述各個實施例中，牽引子系統(tǒng)3的牽引速度優(yōu)選地為10m/min～30m/min。

牽引子系統(tǒng)3的牽引速度控制在10m/min～30m/min的范圍內(nèi)，可以在實現(xiàn)引導(dǎo)作用的同時，保證不會出現(xiàn)由于牽引速度太大而造成打滑、拉絲或斷裂等現(xiàn)象。

在上述各個實施例中，在拉伸比和第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度固定的情況下，牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度越大，高分子鏈段發(fā)生結(jié)晶的效果更好，即應(yīng)力消除越好。但是拉伸速度也不能太大，考慮到合適的牽引速度，牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度優(yōu)選地為50m/min～210m/min。

在上述各個實施例中，當牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度和第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度固定時，拉伸比越大，拉伸越充分，應(yīng)力消除效果越好。為實現(xiàn)較好的應(yīng)力消除效果，同時又不影響紗線的其他性能，優(yōu)選地，拉伸比為3～7。

在上述各個實施例中，冷定型子系統(tǒng)和牽伸子系統(tǒng)6對紗線所形成的回縮比為0.8～1.2。其中，回縮比指的是經(jīng)過冷定型子系統(tǒng)定型后得到的紗線長度與經(jīng)牽伸子系統(tǒng)6拉伸后的紗線長度之比?；乜s比控制在0.8～1.2的范圍內(nèi)可以使紗線達到較好的性能。

在上述各個實施例中，牽引子系統(tǒng)3中可以包括一套或一套以上的牽引輥，每套牽引輥中包含的牽引輥個數(shù)可以根據(jù)需要靈活設(shè)置。牽伸子系統(tǒng)6中可以包括一套或一套以上的牽伸輥，每套牽伸輥中包含的牽伸輥個數(shù)也可以根據(jù)需要靈活設(shè)置。

在本實用新型所提供的耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)的各個實施例中，耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)可以應(yīng)用于生產(chǎn)耐高溫草絲纖維或者耐高溫地毯纖維，耐高溫草絲纖維可用于制造人造草坪，耐高溫地毯纖維可以用于制造人造地毯。當然，除了草坪和地毯之外，本實用新型所提供的耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)也可以應(yīng)用于服裝等其他涉及高分子化學(xué)纖維材料制造的行業(yè)。

下面結(jié)合圖1對本實用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)的一個實施例的具體結(jié)構(gòu)和工作流程進行說明：

如圖1所示，該耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括：擠出機1、冷卻水箱2、牽引子系統(tǒng)3、第一熱空氣烘箱5、牽伸子系統(tǒng)6、第二熱空氣烘箱7、第一冷定型輥8、第三熱空氣烘箱9和第二冷定型輥10。

擠出機1可以為雙螺桿擠出機，以改變單一生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)單一纖維線模式，實現(xiàn)同一生產(chǎn)系統(tǒng)同步完成不同色種纖維線的多樣化生產(chǎn)，擠出機1可以通過微電腦和電磁加熱方式進行溫度控制，根據(jù)不同的塑料加工工藝，能精確地設(shè)置溫度，并設(shè)有電氣過載保護、熱保護等裝置。

冷卻水箱2為紗線冷卻提供冷卻介質(zhì)。牽引子系統(tǒng)3可以引導(dǎo)紗線進入后續(xù)設(shè)備中，防止紗線打滑。

紗線經(jīng)牽引子系統(tǒng)3引導(dǎo)進入第一熱空氣烘箱5，第一熱空氣烘箱5可以對紗線進行烘干和加熱，并通過牽伸子系統(tǒng)6將其在高溫下拉伸均勻，紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力得到充分釋放，定型完好，熱穩(wěn)定性較高，耐高溫性能提升。

經(jīng)過牽伸子系統(tǒng)6的拉伸作用后，紗線進入第二熱空氣烘箱7，進行第二次的烘干和加熱，紗線內(nèi)部殘留的內(nèi)應(yīng)力消除地更加徹底，熱穩(wěn)定性進一步提高。

接著，紗線進入第一冷定型輥8，經(jīng)過第三熱空氣烘箱9，進一步釋放多余應(yīng)力，然后經(jīng)第二冷定型輥10進行最后的定型。

下面提供兩個采用上述耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)一個實施例來生產(chǎn)耐高溫化學(xué)纖維的具體實施案例：

案例1：所采用的化學(xué)纖維的配方如下：

混合均勻以后，共混擠出、牽引、除濕、第一消除內(nèi)應(yīng)力、牽伸、第二次消除內(nèi)應(yīng)力、第一次定型、第三次消除內(nèi)應(yīng)力、第二次定型，其中冷卻水箱溫度20℃，牽伸水箱水溫98℃，牽伸比6.0，熱定型回縮比是0.87，得到的草絲纖維在95℃下10分鐘測試，發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)打卷或者彎頭現(xiàn)象。

案例2：所采用的化學(xué)纖維的配方如下：

混合均勻以后，共混擠出、牽引、除濕、第一消除內(nèi)應(yīng)力、牽伸、第二次消除內(nèi)應(yīng)力、第一次定型、第三次消除內(nèi)應(yīng)力、第二次定型，其中冷卻水箱溫度25℃，牽伸水箱水溫95℃，牽伸比5.7，熱定型回縮比是0.9，得到的草絲纖維在105℃下10分鐘測試，發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)打卷或者彎頭現(xiàn)象。

由此可知，通過上述生產(chǎn)系統(tǒng)得到的草絲纖維，耐高溫程度可以達到105℃，10分鐘測試后發(fā)現(xiàn)不出現(xiàn)任何打卷、彎頭或者其它變形的情況，相比較現(xiàn)有的耐受溫度75℃和85℃來說，耐受溫度提高了10℃～30℃，耐高溫性能有了較大幅度的提升。

通過對本實用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)的多個實施例的說明，可以看到本實用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)實施例在原有配方不變的基礎(chǔ)上，通過改善工藝，刪減原有設(shè)備(比如熱水箱、設(shè)置在熱水箱之后的除濕裝置等)，從草絲纖維在高溫下打卷的原理上著手，通過熱空氣烘箱消除草絲纖維內(nèi)部的殘留應(yīng)力，提高熱穩(wěn)定性，使得到的草絲纖維比原來具有更好的耐高溫性能。相比較現(xiàn)有技術(shù)，大大降低了生產(chǎn)成本，且無特殊添加成分，對人體無毒無害。

最后應(yīng)當說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。