本實(shí)用新型涉及化學(xué)纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

人造草坪自上世紀(jì)60年代問(wèn)世以來(lái)，以其精致且整齊劃一的外觀、優(yōu)異的性能、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用低、不受氣候影響等優(yōu)勢(shì)迅速蓬勃發(fā)展。所用原料也從最早的尼龍纖維(PA)到聚丙烯纖維(PP)，再到手感柔軟的聚乙烯纖維(PE)，緩沖性能好，安全系數(shù)高，對(duì)人體幾乎沒(méi)有傷害，在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛認(rèn)可。目前尤其是一些體育場(chǎng)地，在籃球、足球、網(wǎng)球、高爾夫等場(chǎng)地以及好多景區(qū)的裝飾都已經(jīng)采用了人造草坪，可以說(shuō)市場(chǎng)需求量越來(lái)越大。同樣地，隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，人們對(duì)草絲的性能和質(zhì)量也提出了越來(lái)越高的要求。

目前來(lái)看，草絲纖維的各種性能都有了較快的發(fā)展，其中用來(lái)提高和改善其耐高溫性能的常用方法有兩種，一種是通過(guò)改變配方結(jié)構(gòu)，比如在基體樹(shù)脂中添加耐高溫母粒，用以改善草絲纖維的耐高溫性能；另一種方法是在草絲纖維表面增加耐高溫涂層，比如在改善草絲纖維承受瞬時(shí)高溫的能力是通過(guò)在草絲表面添加一種涂層，涂層含有一種化學(xué)物質(zhì)(聚間苯二甲酰間苯二胺)，該化學(xué)物質(zhì)具有優(yōu)異的耐高溫和隔熱性能，當(dāng)受到瞬時(shí)高溫時(shí)，這種材料涂層對(duì)內(nèi)部的草絲纖維起到保護(hù)作用。

但是，無(wú)論是添加一定比例的具有耐高溫性能的添加劑的方法，還是在草絲纖維表面添加化學(xué)試劑涂層的方法，由于添加劑價(jià)格往往比較昂貴，自身不容易合成，需要購(gòu)買商品化試劑，因此不利于降低成本，并且添加的化學(xué)試劑會(huì)對(duì)人體造成潛在的危害。

需要說(shuō)明的是，公開(kāi)于本實(shí)用新型背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本實(shí)用新型的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提出一種耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，以在降低生產(chǎn)成本并且減少對(duì)人體潛在危害的前提下，盡可能地提升化學(xué)纖維的耐高溫性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括牽引子系統(tǒng)、除濕裝置、第一熱空氣烘箱和牽伸子系統(tǒng)，其中，所述牽引子系統(tǒng)用于對(duì)紗線進(jìn)行牽引，所述牽伸子系統(tǒng)用于對(duì)紗線進(jìn)行拉伸，所述第一熱空氣烘箱設(shè)置在所述除濕裝置和所述牽伸子系統(tǒng)之間，以使得經(jīng)所述除濕裝置除濕之后的紗線在較高的溫度下進(jìn)行拉伸，并實(shí)現(xiàn)第一次的應(yīng)力消除。

進(jìn)一步地，還包括第二熱空氣烘箱和冷定型子系統(tǒng)，所述冷定型子系統(tǒng)用于對(duì)所述紗線進(jìn)行定型，所述第二熱空氣烘箱設(shè)置在所述牽伸子系統(tǒng)和所述冷定型子系統(tǒng)之間，所述第二熱空氣烘箱用于對(duì)經(jīng)所述牽伸子系統(tǒng)牽伸后的紗線進(jìn)行第二次的應(yīng)力消除。

進(jìn)一步地，所述冷定型子系統(tǒng)包括第一冷定型輥和第二冷定型輥，所述第一冷定型輥和所述第二冷定型輥之間設(shè)有第三熱空氣烘箱，所述第三熱空氣烘箱用于對(duì)經(jīng)所述第一冷定型輥定型后的紗線進(jìn)行第三次的應(yīng)力消除。

進(jìn)一步地，所述第一熱空氣烘箱、所述第二熱空氣烘箱或所述第三熱空氣烘箱的加熱溫度為100℃-160℃。

進(jìn)一步地，所述牽引子系統(tǒng)的牽引速度為10m/min～30m/min。

進(jìn)一步地，所述牽伸子系統(tǒng)的拉伸速度為50m/min～210m/min。

進(jìn)一步地，所述牽引子系統(tǒng)的牽引速度與所述牽伸子系統(tǒng)的拉伸速度之比為3～7。

進(jìn)一步地，所述冷定型子系統(tǒng)和所述牽伸子系統(tǒng)對(duì)所述紗線所形成的回縮比為0.8～1.2。

進(jìn)一步地，所述耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)為耐高溫草絲纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)或者耐高溫地毯纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)。

基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型通過(guò)在除濕裝置和牽伸子系統(tǒng)之間設(shè)置第一熱空氣烘箱，可以使經(jīng)除濕裝置除濕之后的紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力在高溫拉伸下得到充分地釋放，同時(shí)在高溫拉伸下紗線發(fā)生小部分蠕變，這小部分不可恢復(fù)的非彈性形變有利于紗線在高溫下不出現(xiàn)打卷或彎頭現(xiàn)象，耐高溫性能得到提升；第一熱空氣烘箱是以熱空氣為介質(zhì)的加熱裝置，相比于熱水箱來(lái)說(shuō)，采用熱空氣烘箱不僅可以降低成本，減少能耗，還可以省略設(shè)置在熱水箱之后的除濕裝置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；同時(shí)，這種通過(guò)設(shè)置第一熱空氣烘箱來(lái)達(dá)到提升耐高溫性能的方式，無(wú)需添加任何化學(xué)添加劑，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生潛在危害，安全性更好。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、擠出機(jī)；2、冷卻水箱；3、牽引子系統(tǒng)；4、除濕裝置；5、第一熱空氣烘箱；6、牽伸子系統(tǒng)；7、第二熱空氣烘箱；8、第一冷定型輥；9、第三熱空氣烘箱；10、第二冷定型輥。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，為本實(shí)用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實(shí)用新型提供的耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)示意性實(shí)施例中，該生產(chǎn)系統(tǒng)包括牽引子系統(tǒng)3、除濕裝置4、第一熱空氣烘箱5和牽伸子系統(tǒng)6，其中，牽引子系統(tǒng)3用于對(duì)紗線進(jìn)行牽引，牽伸子系統(tǒng)6用于對(duì)紗線進(jìn)行拉伸，第一熱空氣烘箱5設(shè)置在除濕裝置4和牽伸子系統(tǒng)6之間，以使得經(jīng)除濕裝置4除濕之后的紗線在較高的溫度下進(jìn)行拉伸，并實(shí)現(xiàn)第一次的應(yīng)力消除。

在上述示意性實(shí)施例中，通過(guò)在除濕裝置4和牽伸子系統(tǒng)6之間設(shè)置第一熱空氣烘箱5，可以使經(jīng)除濕裝置4除濕之后的紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力在高溫拉伸下得到充分地釋放，同時(shí)在高溫拉伸下紗線發(fā)生小部分蠕變，這小部分不可恢復(fù)的非彈性形變有利于紗線在高溫下不出現(xiàn)打卷或彎頭現(xiàn)象，耐高溫性能得到提升；第一熱空氣烘箱5是以熱空氣為介質(zhì)的加熱裝置，相比于熱水箱來(lái)說(shuō)，采用熱空氣烘箱可以降低成本，減少能耗；而且熱水箱的使用會(huì)使得紗線帶水，因此一般還需要在熱水箱之后設(shè)置專門的除濕裝置，而使用熱空氣烘箱則可以省略設(shè)置在熱水箱之后的除濕裝置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；同時(shí)，這種通過(guò)設(shè)置第一熱空氣烘箱來(lái)達(dá)到提升耐高溫性能的方式，無(wú)需添加任何化學(xué)添加劑，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生潛在危害，安全性更好。

作為上述示意性實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)還可以包括第二熱空氣烘箱7和冷定型子系統(tǒng)，冷定型子系統(tǒng)用于對(duì)紗線進(jìn)行定型，經(jīng)過(guò)冷定型子系統(tǒng)后，紗線內(nèi)分子鏈凍結(jié)，有利于控制其尺寸穩(wěn)定性和保持其加工性能；第二熱空氣烘箱7設(shè)置在牽伸子系統(tǒng)6和冷定型子系統(tǒng)之間，第二熱空氣烘箱7用于對(duì)經(jīng)牽伸子系統(tǒng)6牽伸后的紗線進(jìn)行第二次的應(yīng)力消除。

通過(guò)第二熱空氣烘箱7的作用，可以進(jìn)一步地消除紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力，進(jìn)一步提升化學(xué)纖維的耐高溫性能。

作為上述示意性實(shí)施例的更進(jìn)一步改進(jìn)，耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)中的冷定型子系統(tǒng)包括第一冷定型輥8和第二冷定型輥10，第一冷定型輥8設(shè)置在第二熱空氣烘箱7之后，第一冷定型輥8和第二冷定型輥10之間設(shè)有第三熱空氣烘箱9，第三熱空氣烘箱9用于對(duì)經(jīng)第一冷定型輥8定型后的紗線進(jìn)行第三次的應(yīng)力消除。

通過(guò)第三熱空氣烘箱9的作用，可以更進(jìn)一步地消除紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力，進(jìn)一步提升化學(xué)纖維的耐高溫性能。

在上述示意性實(shí)施例的更進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)施例中，耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)中三個(gè)用于應(yīng)力消除的裝置均采用熱空氣烘箱，在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中完全摒棄了熱水箱，這樣可以避免高能耗的水箱、在水箱之后設(shè)置的除濕等設(shè)備帶來(lái)的能源消耗，更重要的是這樣可以防止紗線在生產(chǎn)中帶水而打卷，相比較原有使用熱水箱的生產(chǎn)工藝，更加簡(jiǎn)便快捷高效。

在其他實(shí)施例中，冷定型子系統(tǒng)還可以包括兩套以上的冷定型輥，以實(shí)現(xiàn)較好的定型作用，其中第三熱空氣烘箱9可以相應(yīng)地設(shè)置在任意兩套冷定型輥之間，優(yōu)選地，第三熱空氣烘箱9設(shè)置在與第二熱空氣烘箱7相鄰的冷定型輥和與該冷定型輥相鄰的另一冷定型輥之間，以在拉伸后及時(shí)地對(duì)紗線進(jìn)行應(yīng)力消除。

在上述各個(gè)實(shí)施例中，第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度為100℃-160℃。

第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度控制在100℃-160℃的范圍內(nèi)，可以充分消除紗線內(nèi)部多余應(yīng)力，并且不會(huì)破壞紗線的組成成分。

另外，在牽引子系統(tǒng)3的牽引速度與牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度之比(即拉伸比)和牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度固定的情況下，第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度盡量控制在紗線玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg以上1℃～10℃，這樣可以增加紗線內(nèi)部分子排布的排直變形，減少粘性變形。

在上述各個(gè)實(shí)施例中，牽引子系統(tǒng)3的牽引速度優(yōu)選地為10m/min～30m/min。

牽引子系統(tǒng)3的牽引速度控制在10m/min～30m/min的范圍內(nèi)，可以在實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)作用的同時(shí)，保證不會(huì)出現(xiàn)由于牽引速度太大而造成打滑、拉絲或斷裂等現(xiàn)象。

在上述各個(gè)實(shí)施例中，在拉伸比和第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度固定的情況下，牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度越大，高分子鏈段發(fā)生結(jié)晶的效果更好，即應(yīng)力消除越好。但是拉伸速度也不能太大，考慮到合適的牽引速度，牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度優(yōu)選地為50m/min～210m/min。

在上述各個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)牽伸子系統(tǒng)6的拉伸速度和第一熱空氣烘箱5、第二熱空氣烘箱7或第三熱空氣烘箱9的加熱溫度固定時(shí)，拉伸比越大，拉伸越充分，應(yīng)力消除效果越好。為實(shí)現(xiàn)較好的應(yīng)力消除效果，同時(shí)又不影響紗線的其他性能，優(yōu)選地，拉伸比為3～7。

在上述各個(gè)實(shí)施例中，冷定型子系統(tǒng)和牽伸子系統(tǒng)6對(duì)紗線所形成的回縮比為0.8～1.2。其中，回縮比指的是經(jīng)過(guò)冷定型子系統(tǒng)定型后得到的紗線長(zhǎng)度與經(jīng)牽伸子系統(tǒng)6拉伸后的紗線長(zhǎng)度之比?；乜s比控制在0.8～1.2的范圍內(nèi)可以使紗線達(dá)到較好的性能。

在上述各個(gè)實(shí)施例中，牽引子系統(tǒng)3中可以包括一套或一套以上的牽引輥，每套牽引輥中包含的牽引輥個(gè)數(shù)可以根據(jù)需要靈活設(shè)置。牽伸子系統(tǒng)6中可以包括一套或一套以上的牽伸輥，每套牽伸輥中包含的牽伸輥個(gè)數(shù)也可以根據(jù)需要靈活設(shè)置。

在本實(shí)用新型所提供的耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施例中，耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)可以應(yīng)用于生產(chǎn)耐高溫草絲纖維或者耐高溫地毯纖維，耐高溫草絲纖維可用于制造人造草坪，耐高溫地毯纖維可以用于制造人造地毯。當(dāng)然，除了草坪和地毯之外，本實(shí)用新型所提供的耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)也可以應(yīng)用于服裝等其他涉及高分子化學(xué)纖維材料制造的行業(yè)。

下面結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)和工作流程進(jìn)行說(shuō)明：

如圖1所示，該耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括：擠出機(jī)1、冷卻水箱2、牽引子系統(tǒng)3、第一熱空氣烘箱5、牽伸子系統(tǒng)6、第二熱空氣烘箱7、第一冷定型輥8、第三熱空氣烘箱9和第二冷定型輥10。

擠出機(jī)1可以為雙螺桿擠出機(jī)，以改變單一生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)單一纖維線模式，實(shí)現(xiàn)同一生產(chǎn)系統(tǒng)同步完成不同色種纖維線的多樣化生產(chǎn)，擠出機(jī)1可以通過(guò)微電腦和電磁加熱方式進(jìn)行溫度控制，根據(jù)不同的塑料加工工藝，能精確地設(shè)置溫度，并設(shè)有電氣過(guò)載保護(hù)、熱保護(hù)等裝置。

冷卻水箱2為紗線冷卻提供冷卻介質(zhì)。牽引子系統(tǒng)3可以引導(dǎo)紗線進(jìn)入后續(xù)設(shè)備中，防止紗線打滑。

紗線經(jīng)牽引子系統(tǒng)3引導(dǎo)進(jìn)入第一熱空氣烘箱5，第一熱空氣烘箱5可以對(duì)紗線進(jìn)行烘干和加熱，并通過(guò)牽伸子系統(tǒng)6將其在高溫下拉伸均勻，紗線內(nèi)部的多余應(yīng)力得到充分釋放，定型完好，熱穩(wěn)定性較高，耐高溫性能提升。

經(jīng)過(guò)牽伸子系統(tǒng)6的拉伸作用后，紗線進(jìn)入第二熱空氣烘箱7，進(jìn)行第二次的烘干和加熱，紗線內(nèi)部殘留的內(nèi)應(yīng)力消除地更加徹底，熱穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。

接著，紗線進(jìn)入第一冷定型輥8，經(jīng)過(guò)第三熱空氣烘箱9，進(jìn)一步釋放多余應(yīng)力，然后經(jīng)第二冷定型輥10進(jìn)行最后的定型。

下面提供兩個(gè)采用上述耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例來(lái)生產(chǎn)耐高溫化學(xué)纖維的具體實(shí)施案例：

案例1：所采用的化學(xué)纖維的配方如下：

混合均勻以后，共混擠出、牽引、除濕、第一消除內(nèi)應(yīng)力、牽伸、第二次消除內(nèi)應(yīng)力、第一次定型、第三次消除內(nèi)應(yīng)力、第二次定型，其中冷卻水箱溫度20℃，牽伸水箱水溫98℃，牽伸比6.0，熱定型回縮比是0.87，得到的草絲纖維在95℃下10分鐘測(cè)試，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有出現(xiàn)打卷或者彎頭現(xiàn)象。

案例2：所采用的化學(xué)纖維的配方如下：

混合均勻以后，共混擠出、牽引、除濕、第一消除內(nèi)應(yīng)力、牽伸、第二次消除內(nèi)應(yīng)力、第一次定型、第三次消除內(nèi)應(yīng)力、第二次定型，其中冷卻水箱溫度25℃，牽伸水箱水溫95℃，牽伸比5.7，熱定型回縮比是0.9，得到的草絲纖維在105℃下10分鐘測(cè)試，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有出現(xiàn)打卷或者彎頭現(xiàn)象。

由此可知，通過(guò)上述生產(chǎn)系統(tǒng)得到的草絲纖維，耐高溫程度可以達(dá)到105℃，10分鐘測(cè)試后發(fā)現(xiàn)不出現(xiàn)任何打卷、彎頭或者其它變形的情況，相比較現(xiàn)有的耐受溫度75℃和85℃來(lái)說(shuō)，耐受溫度提高了10℃～30℃，耐高溫性能有了較大幅度的提升。

通過(guò)對(duì)本實(shí)用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明，可以看到本實(shí)用新型耐高溫化學(xué)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)施例在原有配方不變的基礎(chǔ)上，通過(guò)改善工藝，刪減原有設(shè)備(比如熱水箱、設(shè)置在熱水箱之后的除濕裝置等)，從草絲纖維在高溫下打卷的原理上著手，通過(guò)熱空氣烘箱消除草絲纖維內(nèi)部的殘留應(yīng)力，提高熱穩(wěn)定性，使得到的草絲纖維比原來(lái)具有更好的耐高溫性能。相比較現(xiàn)有技術(shù)，大大降低了生產(chǎn)成本，且無(wú)特殊添加成分，對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。