[發(fā)明專(zhuān)利]一種熔融紡絲的冷卻成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010227576.3
• 申請(qǐng)日: 2010-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101935888A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)魯興
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫金通化纖有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): D01D5/088
• 分類(lèi)號(hào): D01D5/088
• 代理公司: 杭州裕陽(yáng)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 33221
• 代理人: 江助菊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高分子聚合物熔融紡絲的冷卻成形方法，屬于化學(xué)纖維領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有熔融紡絲細(xì)流在全紡程中的冷卻成形有下列方法，其一，環(huán)形吹風(fēng)，是一種紡絲組件板下形變區(qū)0～500mm處形成圓形狀的四面吹風(fēng)方式，風(fēng)速為0.1～5.6米/秒，風(fēng)溫15～32℃，主要用于熔紡短纖維紡絲；其二，側(cè)吹風(fēng)，是一種紡絲組件板下形變區(qū)0～2500mm形成直線單邊吹向絲束的吹風(fēng)方式，主要用于熔紡長(zhǎng)絲紡絲；其三，中心向外吹風(fēng)，是一種紡絲組件板下形變區(qū)0～550mm，噴絲板中間的筒狀風(fēng)管向外四面吹風(fēng)的方式，主要用于一步法熔紡短纖維紡絲；其四，水浴冷卻，是一種紡絲組件板下形變區(qū)3～700mm絲條在水浴中冷卻的方式，主要用于熔紡單絲。?

上述現(xiàn)有技術(shù)，都是制備了冷卻風(fēng)源或水源后，對(duì)紡絲細(xì)流實(shí)施吹風(fēng)對(duì)流及水介質(zhì)傳導(dǎo)的散熱冷卻成形方法。這種接觸式的吸熱方式，易受到外界氣流的干擾或水流紊亂的影響，導(dǎo)致單絲尤其是細(xì)旦的單絲力學(xué)性能的不勻率增大。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高分子聚合物熔融紡絲的冷卻成形方法，所解決的技術(shù)問(wèn)題是提高熔融紡絲的均勻性。?

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種熔融紡絲的冷卻成形方法，包括以下步驟：(1)聚合物熔融；(2)通過(guò)紡絲箱體；(3)噴絲板細(xì)流擠出的熔融紡絲經(jīng)金屬管冷卻裝置冷卻；(4)卷繞成形。?

其中，所述的金屬管冷卻裝置為一根金屬管，該金屬管包括內(nèi)外兩層，噴絲板細(xì)流擠出的熔融紡絲穿過(guò)內(nèi)層金屬管的空腔，冷卻液通過(guò)外層金屬管的入口進(jìn)入，通過(guò)外層金屬管的出口流出，在內(nèi)層金屬管和外層金屬管之間的空腔中循環(huán)流動(dòng)。?

所述的金屬管壁形狀為弧形曲線或直線，或者為兩者的任意組合。?

本發(fā)明所述的聚合物包括PET、PBT、PTT、PA、PE、PP、PLA、PPS等適宜熔融紡的；?

其中，熔融溫度為190～360℃，優(yōu)選的220～320℃；?

紡絲箱體溫度為180～350℃，優(yōu)選的200～330℃；?

內(nèi)層金屬管空腔的冷卻溫度為0～32℃，優(yōu)選的12～26℃；?

冷卻液溫度為-4～28℃，優(yōu)選的-2～16℃；?

所述的冷卻液介質(zhì)為F22：二氟一氯甲烷，F(xiàn)12：二氟二氯甲烷，F(xiàn)123a：1.1.1.2-四氟乙烷，LD10-E系列；?

噴絲板板面與金屬管之間的距離為0～250mm，優(yōu)選的5～120mm；?

紡程為1000～3000mm，優(yōu)選的1200～2500mm；?

本發(fā)明的技術(shù)路線是：?

參考圖4，紡絲組件噴絲板擠出的細(xì)流從孔口膨化、粘流態(tài)拉伸、細(xì)頸區(qū)拉伸、固化成形的全紡程中，紡絲置入內(nèi)層金屬管空腔內(nèi)，內(nèi)層金屬管壁外面的空腔中有冷凍液的進(jìn)出回流，絲條的熱量輻射在內(nèi)層金屬管壁上，形成完全非接觸式的散熱冷卻成形，從而紡制結(jié)構(gòu)十分均勻、力學(xué)性能十分優(yōu)良穩(wěn)定的熔融紡纖維。本發(fā)明的原理是聚合物細(xì)流擠出后孔口膨化、粘流態(tài)和細(xì)頸拉伸、固化成形的全過(guò)程，完全置入封閉的金屬管壁圍繞的空腔中，熔融紡的絲條熱量輻射被金屬管壁吸收，絲條的速度梯度的變化導(dǎo)致的纖徑梯度、溫度梯度變化，是非接觸式的冷卻成形，避免了外界的冷卻介質(zhì)(風(fēng)和水介質(zhì))對(duì)絲條接觸性的影響，從而紡制纖徑、力學(xué)性能都十分均勻和穩(wěn)定的熔紡纖維。?

本發(fā)明的有益效果為：?

(1)由于該方法是利用熱輻射的方式進(jìn)行冷卻，熔融紡纖維的熱量輻射由金屬管壁吸收冷卻，防止了絲條吹風(fēng)的非控制氣流干擾或水介質(zhì)傳導(dǎo)時(shí)紊流的影響，單絲條干均勻，可大幅降低不勻率(CV值)。?

(2)與吹風(fēng)冷卻方式相比，本發(fā)明提供的熔融紡絲的冷卻成形方法不需要?耗費(fèi)機(jī)械能將冷風(fēng)輸送到紡絲的位置，只需要耗費(fèi)制冷所需的能量，可大幅減少熔融紡絲冷卻所需的能源，實(shí)現(xiàn)低碳排放，有利降低生產(chǎn)成本和生產(chǎn)環(huán)境的保護(hù)；另外，冷卻液循環(huán)管道內(nèi)的冷卻液可回收利用，同樣可節(jié)約資源。?

(3)與現(xiàn)有的吹風(fēng)冷卻方式相比，本發(fā)明提供的熔融紡絲的冷卻成形方法縮短了紡程，可以在同樣空間的生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)排列更多的生產(chǎn)設(shè)備，節(jié)約生產(chǎn)成本。?

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所采用的金屬管冷卻裝置示意圖。?

圖2為本發(fā)明所采用的金屬管冷卻裝置剖視圖。?

圖3為金屬管組橫截面示意圖。?

圖4為本發(fā)明工作方法示意圖?

具體實(shí)施方式