CN101575748B - 阶梯式模块化腈纶长丝生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，包括动力装置，其特征在于所述动力装置驱动连接数个腈纶长丝生产模块，所述腈纶长丝生产模块至少包括顺序设置的旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、热牵伸装置、干燥装置以及卷绕装置。该系统占地面积小，结构紧凑合理，操作简便，自动化程度高，从而有效地降低能耗物耗，实现低成本的量化生产。

Description

阶梯式模块化腈纶长丝生产系统

技术领域

本发明属于腈纶长丝生产技术领域，具体涉及一种模块化腈纶长丝生产流水线系统。 

背景技术

腈纶通常称为聚丙烯腈纤维，但是其中丙烯腈第一单体只占90％～94％，第二单体占5％～8％，第三单体为0.3％～2.0％。由于单一丙烯腈聚合物制成的纤维缺乏柔性，发脆，染色也非常困难。为了克服聚丙烯腈的缺陷，人们采用加入第二单体的方法，使纤维柔顺；加入第三单体，提高染色能力。故当丙烯腈第一单体＞85％，就称为腈纶纤维。 

腈纶具有以下特点：腈纶的弹性较好，仅次于涤纶，比锦纶高约2倍。有较好的保形性。腈纶的强度虽不及涤纶和锦纶，但比羊毛高1～2.5倍。纤维的软化温度为190～230℃，在合成纤维中仅次于涤纶。腈纶的耐光性是所有合成纤维中最好的，露天暴晒一年，强度仅下降20％。腈纶耐酸、氧化剂和一般有机溶剂，但不耐碱。腈纶的制成品蓬松性好、保暖性好，手感柔软，有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。腈纶的保暖性比羊毛高15％左右。由于腈纶具有上述特点，而且腈纶可与羊毛混纺，所以腈纶广泛应用于如毛线、毛毯、针织运动服、蓬布、窗帘、人造毛皮、长毛绒等；甚至应用于高科技产品——碳纤维的原料。 

现有技术的腈纶纤维产品主要有短纤和毛条两类产品，这两类产品都必须经过纺纱加工后，才能用于服装、服饰的生产，这需要增加大量生产环节，短纤和毛条产品在纺纱过程中，需要加很大的捻度，增加纤维间的摩擦力，提高衣物成品的韧性。然而这种用腈纶纱线制成的成衣，缺乏悬垂度和光亮度，而且会在使用过程中容易起球且极容易变形。 

目前关于腈纶长丝的生产工艺技术研究的比较少，关于腈纶长丝的生产设备的研究就更少。本发明获得的中国专利200620160578.4于2008年2月20日公开了一种腈纶长丝生产设备，包括小喷丝头，与喷丝头相连接的溶剂牵伸机，与溶剂牵伸机相连接的水洗机，与水洗机相连接的染色槽、与染色 槽相连接的预热槽、与预热槽相连接的热牵伸机，与热牵伸机相连接的干燥机，以及与干燥机相连接的低速卷绕机。虽然该发明得到的生产设备，可以生产出总旦数在60-2000旦、手感良好、定型性优越以及具有光泽以及良好透气性、染色性的腈纶长丝。然而由于该生产设备工艺流程冗长，设备庞大而无法或很难进行量产，产率较低，纺丝工艺过程中丝条容易断裂，可纺性比较差，无法满足现有市场上对腈纶长丝的需求。而且由于设备固化更换不方便，能耗比较大不符合目前环保技术的要求，造成较大的生产成本。本发明由此而来。 

发明内容

本发明目的在于提供一种阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，解决了现有技术中腈纶长丝生产设备设备庞大、生产工艺冗长、产率较低以及现有设备能耗大、成本高，纺丝易起球和变形，成纺性不高；而且无法满足无限制大批量生产腈纶长丝的需要等问题。 

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案如下： 

一种阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，包括动力装置，其特征在于所述动力装置驱动连接数个腈纶长丝生产模块，所述腈纶长丝生产模块至少包括顺序设置的旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、热牵装置、热管致密化干燥装置以及卷绕装置。 

优选的，所述腈纶长丝生产模块的旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、热牵装置从下至上形成阶梯式上下层叠组装结构；所述热管致密化干燥装置、卷绕装置设置在所述组装结构的外侧并通过热牵伸后的腈纶长丝连通。 

优选的，所述动力装置与数量为5～20个腈纶长丝生产模块连接并为其提供动力；每两个腈纶长丝生产模块构成一组，每组腈纶长丝生产模块包括背向设置的两阶梯式上下层叠组装结构；所述阶梯式上下层叠组装结构外侧设置干燥装置和卷绕装置。 

优选的，所述腈纶长丝生产系统还包括控制系统，所述控制系统分别与动力装置和腈纶长丝生产模块各个装置连接，控制启闭腈纶长丝生产模块的运行。 

优选的，所述旋转纺丝装置包括旋转喷丝头，当采用湿法纺丝工艺时，所述喷丝头与溶剂牵伸装置间设置凝固浴槽，当采用干法纺丝工艺时，所述喷丝头与溶剂牵伸装置间设置纺丝甬道。 

优选的，所述的致密化干燥装置为热管烘干机构；所述的热管烘干机构为夹套式联苯加热热管烘干定型箱。 

优选的，所述的干燥装置固定在机架上，所述干燥装置的下端设置卷绕装置。 

优选的，所述的旋转纺丝装置为旋转纺丝箱，所述的水洗装置为水洗机；所述的热牵伸装置为牵伸机，所述的卷绕装置为平行卷绕机。 

优选的，所述的水洗装置和热牵伸装置间还设置有凝胶染色装置；所述凝胶染色装置包括染色槽。 

优选的，所述的热牵伸装置为热管牵伸机构。 

本发明得到的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，通过多个腈纶长丝生产模块进行任意组合，可以利用模块化的组合的优势，达到任意且无限制地扩充生产腈纶长丝的目的。而且通过采用一套动力装置，带动至少5个以上模块化的腈纶长丝生产模块进行生产。优选的，可以采用以5～20个模块化的腈纶长丝生产模块为单个生产流水线，从而极大的扩充了腈纶长丝的生产力；最为优选的采用10～15个模块化的腈纶长丝生产模块为单个动力装置驱动的生产流水线。 

本发明的优选技术方案中腈纶长丝生产模块采用阶梯式上下层叠组装结构，有效地将各功能性系统装置合理地进行排布。由于采用了模块化结构并经合理组合，从而实现了腈纶长丝模块化的流水线生产，由于流水线仅采用了一组动力源，有效地降低了各种能量消耗、物品消耗。同时通过同组腈纶长丝生产模块背向设置，使得本发明得到的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统占地面积小，结构紧凑合理，操作简便，自动化程度高，从而更加有效地降低能耗物耗，实现低成本的量化生产。 

本发明优选技术方案中致密化干燥装置和热牵伸装置中采用联苯恒温加热热管对腈纶长丝进行热牵、致密化干燥等工艺。与现有技术中普遍使用的热水浴牵伸和热辊干燥工艺相比，由于腈纶长丝的纤度极细，采用热水浴牵伸和热辊干燥方法使得腈纶长丝容易断裂而缠绕在牵伸或干燥热辊上，导致影响实现正常的生产。本发明采用热管纺丝工艺，腈纶原丝的热牵伸在一组热管中完成，丝束在加热区内受热非常均匀。优选的技术方案采用夹套式联苯加热，通常采用电热棒加热联苯槽中的联苯并使其汽化，然后联苯蒸汽通过热管的夹套对热管进行加热；经热管冷凝段的回流使联苯继续使用。这种热管加热方式得到的细旦长丝均匀，热牵伸和致密化干燥效果好。本发明优选的纺丝箱为旋转纺丝箱，每个纺丝箱体内设置30个左右的喷丝头，纺丝箱在喷丝的同时旋转，喷丝和丝束加捻同步完成。

综上所述，相比于现有技术中的腈纶长丝生产设备，本发明具有以下有益效果： 

本发明得到的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统占地面积小，结构紧凑合理，操作简便，自动化程度高，从而有效地降低能耗物耗，实现低成本的量化生产。而且本发明模块化腈纶长丝生产系统生产出的腈纶长丝除具有普通腈纶的优点之外，还具有丝绸似的手感，良好的悬垂感和定型性，独特的光泽等独特的风格。该模块化腈纶长丝生产系统可以广泛应用于腈纶纤维的纺丝工艺中。 

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述： 

图1为本发明实施例阶梯式模块化腈纶长丝生产系统的结构示意图。 

其中：1为旋转纺丝箱，2为溶剂牵伸机，3为水洗机，4为热牵机、5为夹套式联苯热管致密化干燥装置、6为平行卷绕机，7为凝胶染色槽、8为机架，9为动力装置。 

具体实施方式

为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下本发明人列举出具体的实施例来说明技术效果；需要强调的是，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。 

实施例如图1，该阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，为湿法纺丝工序系统，包括控制系统控制的一条生产流水线，所述生产流水线包括一个动力装置9和该动力装置驱动连接5至20个腈纶长丝生产模块，所述腈纶长丝生产模块至少包括顺序设置的旋转纺丝箱1、溶剂牵伸机2、水洗机3、热牵伸装置4、夹套式联苯热管致密化干燥装置5以及平行纤维卷绕机6。其中所述腈纶长丝生产模块的纺丝箱、溶剂牵伸机、水洗机、热牵伸装置从下至上形成阶梯式上下层叠组装结构；所述夹套式联苯热管致密化干燥装置、平行纤维卷绕机设置在所述组装结构的外侧并通过热牵伸后的腈纶长丝连通。 

动力装置与5至20个腈纶长丝生产模块连接并为其提供动力；每组腈纶长丝生产模块包括背向设置的两个阶梯式上下层叠组装结构；所述阶梯式上下层叠组装结构外侧设置夹套式联苯热管致密化干燥装置、平行纤维卷绕机。所述控制系统分别与动力装置和腈纶长丝生产模块各个装置连接，控制启闭腈纶长丝生产模块的运行。夹套式联苯热管致密化干燥装置固定在机架8上，所述干燥装置的下端设置平行卷绕机。 

纺丝箱包括旋转纺丝喷丝头，所述喷丝头设置在凝固浴槽内，前端与过滤器连接，所述过滤器连通接计量泵泵取的纺丝原液。后端连接溶剂牵伸机。所述水洗机与热牵伸装置间还设置有染色槽7。 

本实施例中模块化腈纶长丝生产系统的生产工序包括：喷丝、成型、溶牵、水洗、染色、预热、热牵、烘干、上油、卷绕。其中喷丝、上油、卷绕是关键步骤。这些步骤通过若干个旋转纺丝小喷头，纺丝箱、溶牵后进行水洗、凝胶染色、第一次热牵伸等功能性设备呈阶梯式上下双面组合，再经热管牵伸及致密化干燥后，上油，卷绕，即可得到30D 30F到1000D 1000F的FDY腈纶长丝。该长丝无需再经过任何处理，即可直接用于针织、机织等产品的生产。该腈纶长丝生产设备亦可用于生产超细旦腈纶基碳素纤维原丝。该长丝除具有普通腈纶良好的透气性、染色性外，还具速干，轻柔，超有光及吸湿导汗，不易变形，色彩鲜艳，良好的定型性和褶皱性，丝绸般的手感和光泽等优点。 

本实施例模块化腈纶长丝生产系统针对国内还没有企业量化生产腈纶长丝，由于湿法进行腈纶生产工艺的复杂性，生产腈纶长丝极为艰难。本实施例得到的是一套完整有效的可直接应用于腈纶长丝生产的设备系统。模块化腈纶长丝生产系统主要就是利用模块化的组合优势达到任意且无限制地扩充生产腈纶长丝的目的，采用一套动力装置带动若干模块纺丝机同时进行 工作。以一组20根丝为一个单元模块，其中单根丝从一个计量泵中经独立喷丝头中喷出而形成初生纤维，经溶牵，水洗，热牵然后在热管中进行干燥致密化后上油成形。 

该生产系统热牵伸热管及干燥致密化热管位于组装结构左右两侧，卷绕机位于热管下方，该模块化腈纶长丝生产线由若干个纺丝小型模块机组成，并由一套机头动力源带动。这样合理分布了各纺丝功能性槽体的格局，从而大大地缩短了相互之间的管道连接距离，有效地降低了各种能耗物耗。 

该生产系统不仅可以应用于湿法纺丝工艺中，也可以应用于干法纺丝工艺中，均可以生产出无需经过纺纱过程，可直接用于服装、服饰生产的腈纶长丝。 

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，包括动力装置(9)，其特征在于所述动力装置驱动连接数个腈纶长丝生产模块，所述腈纶长丝生产模块至少包括顺序设置的旋转纺丝装置(1)、溶剂牵伸装置(2)、水洗装置(3)、热牵装置(4)、热管致密化干燥装置(5)以及卷绕装置(6)；所述腈纶长丝生产模块的旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、热牵装置从下至上形成阶梯式上下层叠组装结构；所述热管致密化干燥装置、卷绕装置设置在所述组装结构的外侧并通过热牵伸后的腈纶长丝连通。

2.根据权利要求1所述的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，其特征在于所述动力装置与数量为5～20个腈纶长丝生产模块连接并为其提供动力；每两个腈纶长丝生产模块构成一组，每组腈纶长丝生产模块包括背向设置的两阶梯式上下层叠组装结构；所述阶梯式上下层叠组装结构外侧设置干燥装置和卷绕装置。

3.根据权利要求1所述的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，其特征在于所述腈纶长丝生产系统还包括控制系统，所述控制系统分别与动力装置和腈纶长丝生产模块各个装置连接，控制启闭腈纶长丝生产模块的运行。

4.根据权利要求1所述的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，其特征在于所述旋转纺丝装置包括旋转喷丝头，当采用湿法纺丝工艺时，所述喷丝头与溶剂牵伸装置间设置凝固浴槽，当采用干法纺丝工艺时，所述喷丝头与溶剂牵伸装置间设置纺丝甬道。

5.根据权利要求1所述的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，其特征在于所述的热管致密化干燥装置为热管烘干机构；所述的热管烘干机构为夹套式联苯加热热管烘干定型箱。

6.根据权利要求1所述的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，其特征在于所述的热管致密化干燥装置固定在机架(8)上，所述热管致密化干燥装置的下端设置卷绕装置。

7.根据权利要求1所述的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，其特征在于所述的旋转纺丝装置为旋转纺丝箱，所述的水洗装置为水洗机；所述的热牵装置为牵伸机，所述的卷绕装置为平行卷绕机。

8.根据权利要求1所述的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，其特征在于所述的水洗装置和热牵装置间还设置有凝胶染色装置(7)；所述凝胶染色装置包括染色槽。

9.根据权利要求1所述的阶梯式模块化腈纶长丝生产系统，其特征在于所述热牵装置包括热管牵伸机构。

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