竹炭聚乳酸顆粒紡絲系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于聚乳酸纖維生產技術領域，具體涉及一種竹炭聚乳酸顆粒紡絲系統。
【背景技術】
[0002]聚乳酸(PLA)纖維是以玉米、小麥、薯類、甜菜等含淀粉的農產品為原料，經發酵生成乳酸后，再經縮聚和熔融紡絲制成，聚乳酸纖維原料來源廣泛。它在土壤或海水中經微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時，不會散發毒氣，不會造成污染，是一種可持續發展的生態纖維。其織物面料手感、懸垂性好，抗紫外線，具有較低的可燃性和優良的加工性能，適用于各種時裝、休閑裝、體育用品和衛生用品等，具有廣闊的應用前景。
[0003]聚乳酸(PLA)纖維有抑菌、爽滑、快干等諸多優點，但其耐磨性差，回潮較低，使用其生產的紡織面料較其它化學纖維紡織面料手感明顯發硬，嚴重影響使用效果。另外，由于聚乳酸的輸送管道較長，靠近管壁的高聚物熔體粘稠度特別大，聚乳酸熔體在輸送過程中因熔體流速不均勻造成的高聚物分子量分布較寬(不均勻)問題，雜質不能有效地過濾掉，從而影響到紡絲品質。

【發明內容】

[0004]本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、自動化程度高、輸送過程中混合均勻度高、可將熔體內雜物清除、生產出來的聚乳酸纖維耐磨性強、回潮率高的竹炭聚乳酸顆粒紡絲系統。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:竹炭聚乳酸顆粒紡絲系統，包括攪拌罐、制粒螺桿擠出機、第一料倉、第二料倉、紡絲螺桿擠出機和紡絲箱體，攪拌罐的出料口與制粒螺桿擠出機的進料口連接，制粒螺桿擠出機的出料口與第一料倉的進料口連接，第二料倉的出料口通過主下料管與紡絲螺桿擠出機的進料口連接，第一料倉的出料口通過混合料管與主下料管連接，混合料管上設有微計量器，紡絲螺桿擠出機的出料口通過熔體管道與紡絲箱體連接，熔體管道上沿熔體流向依次設有過濾除雜裝置和動靜一體管道式混料裝置，紡絲箱體內設有紡絲計量栗和紡絲組件，熔體管道的出料口伸入到紡絲箱體內并與紡絲計量栗的進料口連接，紡絲計量栗的出口與紡絲組件的進口連接；
動靜一體管道式混料裝置包括固定管道和混料單元，混料單元包括同軸向設置的靜態混料管道和動態混料管道，動態混料管道的左端與靜態混料管道的右端法蘭連接，動態混料管道內設有動態螺旋隔板，動態螺旋隔板將動態混料管道內部沿軸向方向分隔成第一半圓螺旋通道和第二半圓螺旋通道，動態螺旋隔板與動態混料管道內壁間隙配合;靜態混料管道內設有靜態螺旋隔板，靜態螺旋隔板將靜態混料管道內部沿軸向方向分隔成第三半圓螺旋通道和第四半圓螺旋通道，靜態螺旋隔板與靜態混料管道內壁固定連接；
動態螺旋隔板和靜態螺旋隔板的兩端部所在的平面均垂直于動態混料管道的中心軸線，動態螺旋隔板右端部中心設有動態錐形槽，動態螺旋隔板左端部中心設有動態頂尖，靜態螺旋隔板右端部中心設有靜態錐形槽，靜態螺旋隔板左端部中心設有靜態頂尖，動態頂尖左端頂在靜態錐形槽內；
固定管道左端與動態混料管道右端法蘭連接，固定管道內設有支架，支架上設有固定頂尖，固定頂尖左端頂在動態錐形槽內。
[0006]過濾除雜裝置包括進料板和位于進料板前側的出料板，進料板和出料板的一側通過鉸鏈連接，進料板和出料板通過前后設置的沉頭螺釘固定連接，進料板前側和出料板后側對應設有過濾腔，進料板后側中部設有與過濾腔連通的進料口，出料板前側下部設有與過濾腔連通的出料口，出料板內設有位于過濾腔內的過濾網和位于過濾網前側的用于支撐過濾網的支撐網，過濾腔內設有位于過濾網后側的壓力傳感器，進料板和出料板在相對于鉸鏈的一側開設有雜質排出口，雜質排出口處設有用于開閉雜質排出口的插板，出料板中部設有用于刮除過濾網后側面附著雜質的旋轉式刮刀。
[0007]混料單元的數量大于等于兩組，相鄰兩組混料單元之間法蘭連接，一組混料單元的靜態頂尖左端頂在相鄰的一組混料單元的動態錐形槽內，固定管道與最右端的一組混料單元連接。
[0008]靜態混料管道的長度小于動態混料管道的長度。
[0009]采用上述技術方案，在熔體管道上設置動靜一體管道式混料裝置，具有以下有益效果:在紡絲螺桿擠出機的作用下，聚合后的聚乳酸竹炭熔體由固定管道進入，當粘稠的熔體在高壓下通過動態混料管道的時候，動態螺旋隔板在熔體的推動下開始旋轉，動態混料管道的內壁上的粘稠熔體被旋轉的動態螺旋隔板刮下，刮下的粘稠熔體與動態混料管道中間的較稀得熔體混在一起，并向前推進到靜態混料管道內的第三半圓螺旋通道和第四半圓螺旋通道內進行混合，混合后再進入到動態混料管道內重復上述混料過程，經過若干組混料單元后，熔體進入到紡絲箱體內，紡絲計量栗將聚乳酸竹炭熔體計量增壓后進入到紡絲組件，紡絲組件將聚乳酸竹炭熔體紡制成竹炭聚乳酸纖維。由于第一半圓螺旋通道和第二半圓螺旋通道較長且均在軸向方向上為螺旋方向設置，這樣就會在高壓熔體通過時，驅動動態螺旋隔板旋轉;動態螺旋隔板的旋轉材料頂尖與錐形槽頂壓配合的形式，不僅易于制造和裝配，而且在旋轉過程中摩擦力更小，從而提高動態螺旋隔板刮料的效率。靜態混料管道的長度小于動態混料管道的長度，這樣可使整個輸送聚乳酸的管道的大部分長度都會將管壁上附著的粘稠度特別大的聚乳酸刮掉，充分提高混合的均勻度。
[0010]熔體的除雜過濾作業過程如下:含有雜質和難塑化的高分子熔體由擠出機通過進料口壓入到過濾腔，熔體經過濾網的過濾后通過出料口排出機外。在此過程中，驅動裝置帶動旋轉式刮刀將堵塞在過濾網后表面上的雜質和難塑化的大顆粒物刮掉并研磨，使過濾網始終保持較大的過濾面積，保證高效的過濾效果。隨著過濾網后側的過濾腔內的雜質增多，過濾腔內壓力增大到壓力傳感器的監測值，抽出插板，在過濾腔內壓力和旋轉式刮刀旋轉的共同作用下，大顆粒雜質通過雜質排出口排出，隨著雜質的排除，過濾腔內壓力恢復至正常值，將插板插上，雜質排出口關閉。
[0011]通過旋轉式刮刀旋轉將過濾上附著的雜質清除并排除機外，可避免過濾網堵塞并延長過濾網的使用壽命。當需要更換過濾網時，擰下沉頭螺釘，由于鉸鏈的設置，可旋轉打開進料板或出料板即可進行更換作業。
[0012]綜上所述，本發明設計合理，結構簡單，直接在熔體輸送管道內設置若干組混料單元即可，省去了在輸送管道上安裝混料系統，節約了成本，達到熔體在流經輸送管道時均勻混料之目的，輸送及混料效率大大提尚，并對恪體進彳丁自動過濾除雜，充分提尚廣品品質。為使聚乳酸纖維部分功能和指標得到改善，在聚乳酸材料中加入0.5%?15% (優選10%)的納米級竹香碳微粉，對其進行改性，使其制成的纖維初始模量降低，回潮率上升，耐磨性提高，纖維的透氣性和手感有明顯得到改善。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是圖1中具有一組混料單元的本發明的結構示意圖；
圖3是圖2中動態螺旋隔板的立體結構示意圖；
圖4是圖2中靜態螺旋隔板的立體結構示意圖；
圖5是圖1中過濾除雜裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本發明的竹炭聚乳酸顆粒紡絲系統，包括攪拌罐16、制粒螺桿擠出機17、第一料倉18、第二料倉19、紡絲螺桿擠出機20和紡絲箱體24，攪拌罐16的出料口與制粒螺桿擠出機17的進料口連接，制粒螺桿擠出機17的出料口與第一料倉18的進料口連接，第二料倉19的出料口通過主下料管21與紡絲螺桿擠出機20的進料口連接，第一料倉18的出料口通過混合料管22與主下料管21連接，混合料管22上設有微計量器23，紡絲螺桿擠出機20的出料口通過熔體管道25與紡絲箱體24連接，熔體管道25上沿熔體流向依次設有過濾除雜裝置26和動靜一體管道式混料裝置27，紡絲箱體24內設有紡絲計量栗28和紡絲組件29，熔體管道25的出料口伸入到紡絲箱體24內并與紡絲計量栗28的進料口連接，紡絲計量栗28的出口與紡絲組件29的進口連接。
[0015]動靜一體管道式混料裝置27包括固定管道I和混料單元，混料單元包括同軸向設置的靜態混料管道2和動態混料管道3，動態混料管道3的左端與靜態混料管道2的右端法蘭連接，動態混料管道3內設有動態螺旋隔板4，動態螺旋隔板4將動態混料管道3內部沿軸向方向分隔成第一半圓螺旋通道5和第二半圓螺旋通道6，動態螺旋隔板4與動態混料管道3內壁間隙配合;靜態混料管道2內設有靜態螺旋隔板7，靜態螺旋隔板7將靜態混料管道2內部沿軸向方向分隔成第三半圓螺旋通道8和第四半圓螺旋通道9，靜態螺旋隔板7與靜態混料管道2內壁固定連接。
[0016]動態螺旋隔板4和靜態螺旋隔板7的兩端部所在的平面均垂直于動態混料管道3的中心軸線，動態螺旋隔板4右端部中心設有動態錐形槽10，動態螺旋隔板4左端部中心設有動態頂尖11，靜態螺旋隔板7右端部中心設有靜態錐形槽12，靜態螺旋隔板7左端部中心設有靜態頂尖13，動態頂尖11左端頂在靜態錐形槽12內。
[0017]固定管道I左端與動態混料管道3右端