[发明专利]聚乳酸短纤维超高速纺丝用的梯度式环吹风冷却装置

说明书

技术领域

本发明属于合成纤维生产设备技术领域，具体涉及一种聚乳酸短纤维超高速纺丝用的梯度式环吹风冷却装置。

背景技术

公知的熔融纺丝是将诸如PA和/或PE之类的高聚物纺丝熔体从纺丝机的喷丝板的喷丝孔中挤出，挤出的熔体细流依次经冷却、拉伸，最后凝固成丝条，丝条作为后纺牵伸的原丝或其它用途。在高聚物纺丝熔体从纺丝机的喷丝板的喷丝孔中挤直至由卷绕装置卷绕的纺丝过程中历经流动形变区、取向结晶区和塑性形变区。

如业界所知，由于刚从喷丝板上的成百、盈千乃至累万个喷丝板孔（微孔）中挤出的细嫩而密集的熔体丝条因尚未固化成形而处于高温熔融状态并且熔体温度远高于周围空气温度，又由于此时的熔体丝条极为柔弱细嫩，因而需由冷却装置实施风冷却，使之均匀一致且稳定地经历流动变形区、取向结晶区和塑性形变区。

前述的冷却装置实质上为吹风冷却装置，由于吹风冷却装置的风速、风量、风温均匀性和一致性以及稳定性对纺丝纤维的质量、纤度、可牵伸性能和伸长率等都会产生相应的影响，因而吹风冷却的风越均匀、越一致且稳定，对熔体丝条的冷却效果越好，越能得到均匀一致的丝束，原丝质量越好，越利于后纺牵伸的生产，最终越能得到高品质的产品。

前述的吹风冷却装置可分为竖吹风冷却装置和横吹风冷却装置，目前普遍使用横吹风冷却装置，而该横吹风冷却装置又分为侧吹风冷却装置和环吹风冷却装置两种。侧吹风冷却装置具有结构简单、操作方便和经济廉价的长处，但由于侧吹风的风来自一个方向，因而靠近侧吹风冷却装置的出风口处的丝的冷却效果相对较好，但远离出风口处的丝的冷却效果往往难以达到业界之预期，具体而言，丝束不均匀，原丝档次低。鉴于目前的纺丝机大都将喷丝板呈圆形布置，因而普遍采用透风性、均匀性相对好的环吹风冷却装置。由于环吹风冷却能消除侧吹风冷却装置的前述不足，使丝与丝之间在空间上所处的固化成型条件基本相同，对于获得纤度一致的卷绕丝具有建树，因而受到业界的器重。

在公开的中国专利文献中可见诸熔融纺丝用的环吹风冷却装置的技术信息，如CN202925169U（环吹风冷却装置）、CN105177738A（熔融纺丝用的环吹风冷却装置）、CN205398790U（一种新型纺丝环吹装置用环吹风筒）、CN202450199U（高强高模聚乙烯纤维环吹风冷却装置）、CN203923476U（一种环吹风冷却装置）、CN203890507U（用于化纤纺丝中的环吹风风筒装置）、CN205171027U（一种化纤纺丝环吹风装置）、CN103820868B（一种生产超细旦、高品质纺丝的环吹风装置）、CN103820867A（一种制取超细旦丝的环吹风冷却装置）、CN2418138Y（高风速低阻尼环吹风装置）和CN102517659A（开放式下进风吹头环吹风装置），等等。

典型的如CN102199796B推荐的“可调式环吹风冷却装置”和CN104233481A提供的“一种中空聚苯硫醚短纤维的多级环吹风机”，这两项专利方案的共同特点对冷却风进行调节，如前者进行分级进风，使进入丝束途经通道内的冷却风的风速自上而下逐渐变小（说明书第0020段）；如后者对风压进行调节（说明书第0009-0010段）。但是均未给出对风温实施梯度调节的启示，也就是说未给出对丝束实施梯度环吹风冷却的启示，也就是说未给出对丝束实施梯度环吹风冷却的启示。

如业界所知，由于聚乳酸短纤维超调整纺丝速度达6000-8000m/min，甚至更高，因此冷却速度成了制约纺丝速度的技术瓶颈。目前的办法是：一方面降低来自于空调装置的冷风的温度，另一方面加大单位时间内的冷风的风量和风速。但是实践证明该方法是不可取的，因为当过度地降低来自于空调装置的冷风的温度时，会对纺丝组件的结构体系的喷丝板造成骤冷，从而因骤冷造成纤维皮芯差异增加，丝条发硬，手感变差，影响纤维的品质；又因为盲目地加大单位时间内的冷风的风量和风速，既会引起丝束的发散，纤维飘摆，纤维线密度及CV值增大，甚至造成纤维相互缠绕，不能正常生产，又会造成能耗的增加。

针对上述已有技术，有必要对环吹风冷却装置的结构进行改良而藉以适应聚乳酸短纤维超高速纺丝要求，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种既有助于避免对纺丝组件的喷丝板产生骤冷影响而藉以保障喷丝板顺畅地将聚乳酸熔体丝条挤出又有利于对熔体丝条实现快速冷却并且获得期望的冷却效果而藉以保障超高速纺丝要求的聚乳酸短纤维超高速纺丝用的梯度式环吹风冷却装置。