本發明屬于滌綸纖維紡絲,具體來說,涉及一種超柔拉舍爾滌綸毛毯連續聚合滌綸絲的紡絲設備及工藝。
背景技術:
1、拉舍爾毛毯因具有絨面豐滿、手感柔軟、保暖性好等優點,在家紡領域得到廣泛應用,其核心原料為高品質的滌綸絲,滌綸絲的柔軟度、均勻性直接決定了拉舍爾毛毯的產品品質。目前,拉舍爾毛毯用滌綸絲的生產多采用“聚合-紡絲”分段式工藝,或雖采用連續聚合紡絲一體化工藝,但仍存在諸多技術缺陷,難以滿足超柔拉舍爾毛毯的高端需求。
2、現有連續聚合紡絲技術存在的主要問題如下:其一,連續聚合單元的參數協同性差?,F有技術中三級反應釜(酯化、預聚、終聚)多采用統一化的溫度、壓力控制邏輯,未配備獨立且精準的控溫、控壓系統,且反應釜之間的輸送管道缺乏有效的保溫措施,導致物料在輸送過程中溫度波動較大,進而影響聚合反應的穩定性,產出的滌綸熔體特性粘度波動大,最終導致滌綸絲的力學性能和柔軟度不均勻。例如,公開號為cn102219893a的專利公開了聚醚酯共聚物的連續聚合方法,雖采用三級縮聚釜,但針對聚醚酯共聚物設計,其溫度范圍(240-260℃)與滌綸聚合需求不匹配,且未提及低壓終聚參數及保溫輸送措施,無法直接應用于超柔滌綸絲的生產。
3、其二,紡絲單元的熔體分配精度不足。現有紡絲箱體的熔體分配結構多為單一腔體設計,熔體進入后直接分配至噴絲組件,缺乏細分的容納腔和精準的流量調節機構,導致不同噴絲孔的熔體流量存在差異,進而使擠出的絲條粗細不均,影響后續牽伸定型效果,最終導致滌綸絲的條干均勻度差,無法滿足拉舍爾毛毯對絨面一致性的要求。如授權公告號為cn202323141u的專利公開的噴絲板僅優化了噴絲孔自身結構,未涉及熔體分配系統的改進,無法解決熔體分配不均的問題。
4、其三,冷卻與牽伸定型工藝設計不合理?,F有技術中絲條冷卻多采用單一冷風冷卻方式,冷卻速度過快易導致絲條內應力集中,后續牽伸過程中易斷裂,且柔軟度下降;同時,多級牽伸過程中缺乏溫度梯度的協同設計,牽伸輥溫度與牽伸倍數不匹配,導致滌綸絲的斷裂強度和伸長率失衡,進一步影響拉舍爾毛毯的手感。例如,公開號為cn111101281a的專利公開了拉舍爾毛毯的制備方法,其采用三葉形噴絲孔和fdy工藝,未涉及梯度冷卻和牽伸溫度梯度設計,制備的滌綸絲柔軟度難以達到超柔標準。
5、其四,設備與工藝的適配性差。現有技術中連續聚合紡絲設備的各單元(聚合、輸送、紡絲、冷卻等)多為獨立設計,未形成一體化的協同控制邏輯,導致工藝參數難以匹配設備結構特性,生產過程中易出現熔體輸送堵塞、絲條冷卻不充分、牽伸定型不穩定等問題,影響生產效率和產品合格率。如申請公布號為cn120485970a的專利聚焦于聚酯纖維的染色功能集成,未關注聚合-紡絲-冷卻的協同設計,無法滿足超柔滌綸絲的生產需求。
6、針對相關技術中的問題,目前尚未提出有效的解決方案。
7、因此為了解決以上問題,本發明提供了一種超柔拉舍爾滌綸毛毯連續聚合滌綸絲的紡絲設備及工藝。
技術實現思路
1、為了克服上述的技術問題,本發明的目的在于提供一種超柔拉舍爾滌綸毛毯連續聚合滌綸絲的紡絲設備及工藝。
2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現:
3、一種超柔拉舍爾滌綸毛毯連續聚合滌綸絲的紡絲設備,包括依次連通的原料處理單元、連續聚合單元、熔體輸送單元、紡絲單元、梯度冷卻單元、牽伸定型單元以及卷繞單元;
4、所述連續聚合單元包括一級酯化反應釜、二級預聚反應釜和三級終聚反應釜,所述一級酯化反應釜、二級預聚反應釜和三級終聚反應釜通過帶保溫層的輸送管道依次串聯,且各級反應釜均配備獨立的溫度控制系統、壓力控制系統和攪拌裝置,所述三級終聚反應釜的底部出料口與熔體輸送單元的進料端連通;
5、所述紡絲單元包括紡絲箱體,所述紡絲箱體的內部設置有熔體分配腔和噴絲板,所述熔體分配腔內設置有多個熔體容納腔,所述噴絲板可拆卸安裝于紡絲箱體的內部下方,所述噴絲板上設有若干呈正六邊形陣列分布的噴絲孔,所述噴絲孔為喇叭形入口加圓柱形通道結構。
6、作為本發明的一種優選技術方案,所述一級酯化反應釜溫度控制系統設定溫度為250-260℃,壓力控制系統設定壓力為0.2-0.3mpa;二級預聚反應釜設定溫度為265-275℃,設定壓力為50-100pa;三級終聚反應釜設定溫度為270-280℃,設定壓力為5-15pa。
7、作為本發明的一種優選技術方案,所述熔體分配腔的內部頂端固定安裝有分流頭,所述分流頭的底端安裝有多組分流管,每組所述分流管的出口端分別對應著每組熔體容納腔,所述分流管上均設置有流量閥,所述熔體分配腔上還安裝有加熱保溫組件。
8、作為本發明的一種優選技術方案,所述噴絲孔的喇叭形入口錐角為60°-90°,圓柱形通道直徑為0.1-0.2mm,通道長度與直徑比為8-12:1。
9、一種使用紡絲設備制備超柔拉舍爾滌綸毛毯連續聚合滌綸絲的紡絲工藝,,包括以下步驟:
10、s1:連續聚合:將精對苯二甲酸與乙二醇按摩爾比1:1.2-1.5投入一級酯化反應釜,在催化劑作用下,于250-260℃、0.2-0.3mpa條件下進行酯化反應,反應時間為2-3h;反應產物連續送入二級預聚反應釜,在265-275℃、50-100pa條件下進行預聚合,得到特性粘度為0.3-0.4dl/g的預聚體;預聚體再連續送入三級終聚反應釜,在270-280℃、5-15pa條件下進行終聚合,得到特性粘度為0.6-0.7dl/g的滌綸熔體;
11、s2:熔體輸送與過濾:通過熔體輸送單元的熔體齒輪泵將三級終聚反應釜產出的滌綸熔體加壓輸送,經過濾器過濾去除雜質后送入紡絲單元的紡絲箱體;
12、s3:紡絲成型:紡絲箱體對滌綸熔體加熱保溫至280-290℃,經熔體分配腔均勻分配至各噴絲組件,通過噴絲板的噴絲孔擠出形成絲條;
13、s4:梯度冷卻:擠出的絲條先進入一級冷風冷卻區,經20-25℃的環形冷風冷卻至69-72°以下,再進入二級熱風緩冷區,經30-35℃的熱風進行緩冷,減少絲條內應力;
14、s5:牽伸定型:經冷卻后的絲條依次通過一級牽伸輥、二級牽伸輥、三級牽伸輥進行多級牽伸,一級牽伸倍數為1.2-1.5倍,二級牽伸倍數為1.8-2.2倍,三級牽伸倍數為2.5-3倍;牽伸后的絲條進入熱風定型箱,在120-140℃的熱風環境下定型處理1-2s;
15、s6:卷繞收卷:定型后的絲條經油劑施加裝置施加油劑后,由卷繞機在50-80cn的張力控制下,以3000-3500m/min的速度卷繞成型,得到超柔拉舍爾滌綸毛毯用滌綸絲。
16、作為本發明的一種優選技術方案,步驟s1中所述催化劑為三氧化二銻,添加量為精對苯二甲酸質量的0.02-0.05%;且在一級酯化反應釜中還添加有質量分數為0.3-0.5%的消光劑二氧化鈦。
17、作為本發明的一種優選技術方案,步驟s5中所述一級牽伸輥、二級牽伸輥、三級牽伸輥的表面溫度分別為60-70℃、80-90℃、100-110℃。
18、作為本發明的一種優選技術方案,步驟s6中所述油劑為復合型抗靜電柔軟油劑,其主要成分包括聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑30-40%、脂肪醇酯類柔軟劑20-30%和抗靜電劑10-15%。
19、與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
20、1.本發明連續聚合單元采用一級酯化、二級預聚、三級終聚反應釜串聯結構,各級反應釜配備獨立的溫度控制系統、壓力控制系統和攪拌裝置,且通過帶保溫層的輸送管道連接,可精準控制各階段聚合參數,避免物料輸送過程中的溫度波動,解決了現有技術中聚合參數協同性差、熔體特性粘度波動大的問題。
21、2.本發明紡絲單元的熔體分配腔內設置多個熔體容納腔,配合分流頭、分流管及流量閥實現熔體的精準分配,可將各熔體容納腔的流量誤差控制在±2%以內,解決了現有技術中熔體分配精度不足、絲條條干均勻度差的問題。結合噴絲板正六邊形陣列分布的喇叭形入口+圓柱形通道結構,進一步提升絲條擠出的均勻性,實施例中制備的滌綸絲條干均勻度(cv%)低至1.1-1.3%,優于行業標準。
22、3.本發明設計梯度冷卻單元,可避免單一冷卻方式導致的內應力集中問題;同時,多級牽伸過程中采用溫度梯度與牽伸倍數的協同設計,解決了背景技術中冷卻牽伸不合理導致的柔軟度不足、力學性能失衡的問題。
23、4.本發明通過優化設備各單元的連接結構和控制邏輯,使設備結構與工藝參數精準適配,解決了現有技術中設備與工藝適配性差、生產過程易出現故障的問題。
24、5.本發明通過調整聚合反應參數、紡絲參數、牽伸定型參數及油劑成分等,可在保證產品品質的前提下,適配不同規格超柔拉舍爾滌綸毛毯用滌綸絲的生產需求,解決了現有技術工藝靈活性差、適配范圍窄的問題,提升了產品的市場適用性。