【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于预取向丝生产，涉及一种单丝纤度大的预取向丝及其生产设备和方法。
技术介绍
1、熔体直纺poy预取向丝的生产工艺中，冷却方式的选择对产品特性具有重要影响。冷却方式有两种：一种是侧吹风冷却，主要适合做单丝纤度较大的产品，这是由于单丝纤度大的产品需要较低的冷却速度和较长的冷却距离，而侧吹风通过接近出风口的单丝时损耗少，仍能对远离端的单丝有较好的冷却效果；另一种是环吹风冷却，主要适合做单丝纤度小的产品，环吹保证向四周吹出的冷却风在周向各点风速均匀，且细旦产品所需要的冷却风量小，环吹风冷却得益于冷却风从四面八方往内吹的设计，很好的减少了冷却风的损耗问题。
2、一般来说，规格为378~545dtex/96f的粗旦产品适合在侧吹风上生产。而该产品由于客户具有较高的均匀性要求，但受到侧吹风冷却的单面冷却的缺陷，制约了产品均匀性的提升，导致物理指标如伸长率、强度、热应力和条干值的cv较大，无法达到客户的要求。
3、为了解决上述问题，文献1（680dtex/192f有光三叶涤纶长丝的研发[j]. 聚酯工业, 2011,24(2):20-23.）描述了680dtex/192f有光三叶涤纶长丝（单丝线密度3.54dpf）的冷却条件采用侧吹，通过水平方向增加整流技术提高冷却风层流效果，降低物理指标的均匀性。但是文献2（粗旦涤纶poy侧吹风纺丝生产线的设备改造及工艺调整[j]. 合成纤维,2011, (4):38-40.）提到：尽管在侧吹风丝室中增加了一些辅助设备，如层流板、风筒等，但因侧吹风是共用一个丝室，始终未解决
4、因此，研究一种单丝纤度大的预取向丝及其生产设备和方法，以解决现有技术中存在的问题，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种单丝纤度大的预取向丝及其生产设备和方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，包括依次设置的熔体输送系统、纺丝箱体、砂杯、喷丝板、冷却装置、上油装置和卷绕装置，冷却装置为环吹风装置，环吹风装置的风筒高度为39~41cm，风筒上半部分的出风量为下半部分出风量的65~70%；由于环吹风筒距离丝束较近，且冷却风速较低，所以可以快速实现纤维冷却，故一般环吹风筒长度比较短。而本专利技术中将风筒从一般19~27cm长度延长到39~41cm，主要是为了延长冷却距离，使其效果更接近侧吹。而距离延长后，由于环吹的冷却速率较快，在风筒前半部分就基本完成冷却，那么单一的延长风筒长度没有实际意义。因此将前半部分风筒的风压减少30~35%，即出风量减少30~35%，这样可防止过早完成冷却，以达到延长冷却距离的目的；
4、喷丝板直径为104~105mm；
5、砂杯包括砂杯本体，砂杯本体内固定设置一个竖直的圆台结构，圆台上部的周面设置三个引流装置，引流装置为倾斜布置的弧形板，且弧形板的内弧面与圆台周面贴合，三个弧形板的内弧面在水平面上的投影围合成一个完整的圆；
6、考虑在组件配件中砂杯与喷丝板两者在生产过程中相互影响的方面，通过改变砂杯结构使其更加契合喷丝板的特点。但由于本专利技术的纤维品种为单丝纤度大的粗旦产品，熔体流量大，会导致熔体在砂杯内流动时各区域压力不均匀。在中心位置放置圆台可以匹配喷丝板的喷丝孔分布特点，但并未能有效解决各区域压力不均匀的问题。故通过创新设计在圆台上部设置三个引流装置，引流装置内边贴合圆台，且与水平面成一定倾斜角度。当熔体以垂直角度进入砂杯时，会被引流装置改变方向，这样一来本来垂直方向不同区域熔体会相互混合，使得砂杯内熔体压力更加均匀。
7、作为优选的技术方案：
8、如上所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，环吹风装置的风筒内径为104~105mm，风筒上半部分风压为50~60pa。
9、如上所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，砂杯本体为外径104~105mm、内径92~93mm、高69~70mm的圆筒结构，圆筒底部开设有多个通孔，所有通孔呈5~6圈圆形排列，通孔直径为2.0~2.5mm，相邻两通孔之间的距离为9~11mm；
10、圆台与砂杯本体底部之间设有两层过滤网。
11、如上所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，圆台的上端直径为8~10mm，下端直径为38~40mm，高为40~42mm。
12、如上所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，弧形板的内弧面的最高点距离圆台上端8~10mm，最低点距离圆台下端20~22mm；弧形板的内弧面弧长为17~19mm，弧形板平面与水平面的夹角为28°~30°。
13、如上所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，圆台为上下封闭的空心圆台，圆台为陶瓷材质，表面光滑。本专利技术将阻挡熔体的圆台结构设计为陶瓷材质且上小下大且内有空腔，主要目的为：其一，陶瓷材质表面光滑，熔体与之摩擦力小流速受其影响较小；其二，熔体经过上小下大的陶瓷圆柱体时，随着横截面积逐步减小，可逐步增加流速起到适当缓解砂杯内压力分布不均匀的情况，改善生产稳定性；其三，陶瓷圆柱体中空腔的特点可减少热量的传导，减少熔体热量流失。以上均能防止熔体质量下降，提高产品均匀性。
14、如上所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，上油装置包括导油管、雾化喷头、接油装置和滚轮，雾化喷头通过支架ⅰ与导油管连接，接油装置为倒梯形结构，接油装置倾斜放置于滚轮上方，且与水平面的夹角为40°~50°，接油装置底部与滚轮上部相距4~6mm，滚轮通过支架ⅱ进行固定，滚轮表面与丝束接触；经油剂泵给予一定上油速率，通过导油管连接雾化喷头对丝束进行上油，多余的油剂由接油装置收集，然后通过重力引到滚轮对丝束进行再次上油。
15、如上所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，滚轮为水平放置的圆柱体，滚轮表面为陶瓷材质。
16、本专利技术还提供采用如上任一项所述的生产设备制备单丝纤度大的预取向丝的方法，主要工艺参数为：熔体温度279~285℃，纺丝箱体温度285~289℃，无风区长度45~60mm，冷却风温度20~22℃，冷却风相对湿度70~80%，油剂浓度为9.8~10.3wt%，卷绕速度2800~3215m/min。
17、本专利技术还提供如上所述的方法制得的一种单丝纤度大的预取向丝，单丝纤度大的预取向丝的规格为378~545dtex/96f，断裂强度≥2.30cn/dtex，断裂伸长率为128.0±3.0%，断裂伸长率变异系数cv/%≤3.00，条干不匀率cv/%≤1.00，热应力与中心值的偏差在3%以内，中心值为80~185cn。
18、专利技术原理：
19、为解决现有技术中单丝纤度大的产品在生产本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，包括依次设置的熔体输送系统、纺丝箱体、砂杯、喷丝板、冷却装置、上油装置和卷绕装置，其特征在于：冷却装置为环吹风装置，环吹风装置的风筒高度为39~41cm，风筒上半部分的出风量为下半部分出风量的65~70%；
2.根据权利要求1所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，环吹风装置的风筒内径为104~105mm，风筒上半部分风压为50~60Pa。
3.根据权利要求1所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，砂杯本体为外径104~105mm、内径92~93mm、高69~70mm的圆筒结构，圆筒底部开设有多个通孔，所有通孔呈5~6圈圆形排列，通孔直径为2.0~2.5mm，相邻两通孔之间的距离为9~11mm；
4.根据权利要求3所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，圆台的上端直径为8~10mm，下端直径为38~40mm，高为40~42mm。
5.根据权利要求4所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，弧形板的内弧面的最高点距离圆台上端8~10mm，最低点距离圆台
6.根据权利要求4所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，圆台为上下封闭的空心圆台，圆台为陶瓷材质，表面光滑。
7.根据权利要求1所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，上油装置包括导油管、雾化喷头、接油装置和滚轮，雾化喷头通过支架Ⅰ与导油管连接，接油装置为倒梯形结构，接油装置倾斜放置于滚轮上方，且与水平面的夹角为40°~50°，滚轮通过支架Ⅱ进行固定，滚轮表面与丝束接触。
8.根据权利要求7所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，滚轮为水平放置的圆柱体，滚轮表面为陶瓷材质。
9.采用如权利要求1~8任一项所述的生产设备制备单丝纤度大的预取向丝的方法，其特征在于主要工艺参数为：熔体温度279~285℃，纺丝箱体温度285~289℃，无风区长度45~60mm，冷却风温度20~22℃，冷却风相对湿度70~80%，油剂浓度为9.8~10.3wt%，卷绕速度2800~3215m/min。
10.如权利要求9所述的方法制得的一种单丝纤度大的预取向丝，其特征在于：单丝纤度大的预取向丝的规格为378~545dtex/96f，断裂强度≥2.30cN/dtex，断裂伸长率为128.0±3.0%，断裂伸长率变异系数CV/%≤3.00，条干不匀率CV/%≤1.00，热应力与中心值的偏差在3%以内，中心值为80~185cN。
...【技术特征摘要】
1.一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，包括依次设置的熔体输送系统、纺丝箱体、砂杯、喷丝板、冷却装置、上油装置和卷绕装置，其特征在于：冷却装置为环吹风装置，环吹风装置的风筒高度为39~41cm，风筒上半部分的出风量为下半部分出风量的65~70%；
2.根据权利要求1所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，环吹风装置的风筒内径为104~105mm，风筒上半部分风压为50~60pa。
3.根据权利要求1所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，砂杯本体为外径104~105mm、内径92~93mm、高69~70mm的圆筒结构，圆筒底部开设有多个通孔，所有通孔呈5~6圈圆形排列，通孔直径为2.0~2.5mm，相邻两通孔之间的距离为9~11mm；
4.根据权利要求3所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，圆台的上端直径为8~10mm，下端直径为38~40mm，高为40~42mm。
5.根据权利要求4所述的一种单丝纤度大的预取向丝生产设备，其特征在于，弧形板的内弧面的最高点距离圆台上端8~10mm，最低点距离圆台下端20~22mm；弧形板的内弧面弧长为17~19mm，弧形板平面与水平面的夹角为28°~30°。
6.根据权利要求4所述的一种单丝纤度大的预取向丝...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈杰，钱建会，王春燕，陆建伟，庄维峰，王海泉，
申请(专利权)人：桐昆集团浙江恒通化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：
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