CN101982576A - Pva纤维的热风干燥法及干燥烘箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVA纤维的热风干燥法及干燥烘箱，其特征是来自前段工序的中和水洗丝束经榨液罗拉榨液为榨液丝束，所述榨液丝束利用引丝带引入在依次串接的各节热风烘箱中，所述各节热风烘箱为依次串接的多级干燥烘箱、预热烘箱、延伸烘箱和收缩烘箱，在所述各节热风烘箱中，丝束在罗拉上呈“之”形支撑，所述各节热风烘箱以循环热风的方式进行加热；收缩烘箱的出口丝束再经冷却罗拉冷却后即可进行切断或长丝卷绕。本发明方法可以降低丝束表面温差，避免纤维的粘连，提高PVA纤维品质。
Description
技术领域
本发明涉及PVA纤维的制备方法，更具体地说是一种PVA纤维的热风干燥法。
背景技术
在聚乙烯醇纤维的制造工艺中，热处理工序承担着湿态PVA纤维的连续干燥及干热拉伸的任务。在热处理工艺中，热处理条件决定着PVA纤维的内在质量、纤维的色泽、纤维的粘连程度等，而纤维的粘连情况将直接影响其应用。
在已有的热处理工艺中，待处理丝束是以电热的方式进行加热，丝束在罗拉之间运行，用电阻丝或石英管作为热源，通过控制前后罗拉一定的速比、丝束在罗拉中的圈数、各烘箱的温度及温度分配，获得平均强度≥11.5CN/dtex、模量280CN/dtex的高强高模PVA纤维，但采用该工艺难以稳定获得平均强度≥13CN/dtex、模量320CN/dtex的高强高模PVA纤维，且获得的纤维产品外观显微黄，分散性不高、生产过程中分散性波动大。因分散性原因，制约该纤维应用领域的拓宽。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种PVA纤维的热风干燥法，以降低丝束表面温差，避免纤维的粘连，提高PVA纤维品质。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明PVA纤维的热风干燥法，其特点是来自前段工序的中和水洗丝束经榨液罗拉榨液为榨液丝束，所述榨液丝束利用引丝带引入在依次串接的各节热风烘箱中，所述各节热风烘箱为依次串接的多级干燥烘箱、预热烘箱、延伸烘箱和收缩烘箱，在所述各节热风烘箱中，丝束在罗拉上呈“之”形支撑，所述各节热风烘箱以循环热风的方式进行加热；收缩烘箱的出口丝束再经冷却罗拉冷却后即可进行切断或长丝卷绕。
本发明PVA纤维的热风干燥法的特点也在于所述各节热风烘箱为依次串接的一级干燥烘箱、二级干燥烘箱、三级干燥烘箱、预热烘箱、延伸烘箱和收缩烘箱；所述各节热风烘箱的参数设置分别为：
一级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为65±5％和35±5％，温度为70-90℃；
二级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为35±5％和20±5％，温度为90-110℃；
三级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为20±5％和5±2％，温度为150-170℃；
预热烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为5±2％和0，温度为220-240℃；
延伸烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为0，温度为180-200℃；
收缩烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为0，温度为200-220℃；
经冷却罗拉冷却后的丝束温度不高于45℃。
本发明干燥烘箱的特点是设置立式箱体，箱体内以纵向呈“之”形设置各罗拉，丝束在箱体的下部引入，在箱体内经过各罗拉呈“之”形排布，形成多层丝束的形式，所述丝束在箱体的上部引出；位于各层丝束之间、在箱体侧壁上设置有均流孔板；在箱体的顶部设置循环风机，燃烧室或热风室位于箱体的底部，在燃烧室或热风室的侧部设置进风口。
本发明采用循环热风的加热方式，用天然气、蒸汽、电导热油作为加热热源，以热风进行循环。风温、风量及速度可以采用DCS、PLC联合控制，通过调节各节烘箱的送、排风量，以调节各节热风烘箱的温度。与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明将对纤维的干燥由单一的热辐射，扩展到热对流和热传导，有效提高了纤维表面温度的均匀性，彻底克服了纤维的粘连，使纤维的品质得到质的飞跃。
2、利用本发明方法所生产的高强高模PVA纤维，其平均强度≥13CN/dtex、模量320CN/dtex，且获得的纤维产品外观显银白色，分散性一级品率可稳定控制在90％以上。
3、已有的电热干燥法制备高强高模纤维PVA因受烘箱的干燥方式限制，单侧生产锭位只能为6锭纺丝。如果增加锭位会使进入烘箱的丝束变厚，丝宽较窄，在烘箱内会出现干燥不充分和不均匀现象，制成品纤维分散性指标较低。本发明方法因丝束可以调成较宽较薄的状态进入烘箱，热风系统均匀吹向丝束，循环干燥效果较理想。单侧生产锭位可以增加到28锭位纺丝，纤维制成品分散性指标可以得到充分保证，产量同比常规方法生产提高4.6倍以上。纤维制造成本下降，规模效益大幅提升。
4、本发明中干燥烘箱结构简单、热气流稳定。
附图说明
图1为本发明干燥烘箱结构示意图。
图中标号：1循环风机、2罗拉、3孔板、4燃烧器、5燃烧室或热风室、6进风口、7丝束、8一级干燥烘箱、9二级干燥烘箱。
具体实施方式
参见图1，本实施例中，来自前段工序的中和水洗丝束经榨液罗拉榨液为榨液丝束，所述榨液丝束利用引丝带引入在依次串接各节热风烘箱中，所述各节热风煤箱为依次串接的多级干燥烘箱、预热烘箱、延伸烘箱和收缩烘箱，在所述各节热风烘箱中，丝束在罗拉上呈“之”形支撑，所述各节热风烘箱以循环热风的方式进行加热；收缩烘箱的出口丝束再经冷却罗拉冷却后即可进行切断或长丝卷绕。
各节热风烘箱为依次串接的一级干燥烘箱、二级干燥烘箱、三级干燥烘箱、预热烘箱、延伸烘箱和收缩烘箱；所述各节热风烘箱的参数设置分别为：
一级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为65±5％和35±5％，温度为70-90℃；
二级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为35±5％和20±5％，温度为90-110℃；
三级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为20±5％和5±2％，温度为150-170℃；
预热烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为5±2％和0，温度为220-240℃；
延伸烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为0，温度为180-200℃；
收缩烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为0，温度为200-220℃；
经冷却罗拉冷却后的丝束温度不高于45℃。
具体实施方式，首先利用引丝带经过烘箱内各罗拉引好待用，各节烘箱均引好后，接收中和水洗丝束，经油浴榨液后接入第一级干燥烘箱的进口引丝带活套内打结，启动传动罗拉运转，从预热热风烘箱的出口处倒出引丝带，直至丝束出来。再把丝束接入后一节延伸热风烘箱的进口引丝带活套内，启动罗拉传动，并在冷却罗拉的出口倒出丝束。
引丝结束，对丝束进行整形，使丝束厚薄均匀地从第一级干燥烘箱进入并且在各节烘箱的各层罗拉之间运行。
开启天然气燃烧器或热风室和热风循环机，热风由燃烧室或热风室上升，经过各层罗拉中间的孔板均匀地吹向丝束，干燥纤维丝束中的水分。由DCS中控系统精确控制温度升至工艺设定范围内运行，烘箱顶部的热风循环机抽吸走湿热气流。通过三级干燥烘箱的热风干燥使得纤维水分减少至5％左右，在预热烘箱中将丝束继续干燥至绝干状态并加热丝束至塑化状态。在丝束达到塑化状态之后，即可在延伸烘箱中进行干热拉伸，使聚乙烯醇分子进一步沿轴向排列，结晶度得到进一步提高，纤维的高强度、高模量特性得到保证。为了提高纤维的耐热水性能，拉伸后的纤维丝束再经过收缩烘箱进行热处理，使丝束经过拉伸后的分子不稳定状态稳定下来，保证了纤维耐热水性能的工艺指标。丝束出收缩烘箱后经冷却罗拉冷却至不高于45℃，丝束即可进行切断或长丝卷绕。
本发明方法与电热干燥的生产方法的比较
表1干燥方式的区别
表2产品性能的对比
具体实施中，高强高模PVA纤维的热处理工艺条件和质控指标见表3、表4、表5。
表3
经检测，纤维质控指标为：平均强度≥12.0CN/dtex；平均模量≥290.0CN/dtex；平均伸长率≤8.0％；平均线密度2.5±0.2dtex，分散性一级品率≥70％，获得的纤维产品外观呈银白色。
表4
经检测，纤维质控指标为：平均强度≥13.0CN/dtex；平均模量≥320.0CN/dtex；平均伸长率≤7.0％；平均线密度2.0±0.2dtex，分散性一级品率≥90％，获得的纤维产品外观呈银白色，分散性一级品率可稳定控制在90％以上。
表5
经检测，纤维质控指标为：平均强度≥12.5CN/dtex；平均模量≥300.0CN/dtex；平均伸长率≤7.5％；平均线密度2.2±0.2dtex，分散性一级品率≥80％，获得的纤维产品外观呈银白色。
图1所示，本实施例中设置立式箱体，箱体内以纵向呈“之”形设置各罗拉2，丝束7在箱体的下部引入，在箱体内经过各罗拉2呈“之”形排布，形成多层丝束的形式，丝束7在箱体的上部引出；位于各层丝束之间、在箱体侧壁上设置有均流孔板3，用于均匀热气流，使热气流的流动更加均匀、平稳；在箱体的顶部设置循环风机1，燃烧室或热风室5位于箱体的底部，在燃烧室或热风室5的侧部设置进风口6。
图1所示为串接的一级干燥烘箱8和二级干燥烘箱9，图中丝束7自一级干燥烘箱8的底部进入，在一级干燥烘箱8中自下而上经过各罗拉2，在一级干燥烘箱8的上部引出；随后在二级干燥烘箱9的上部进入二级干燥烘箱9，再经过二级干燥烘箱9中的各罗拉，最后在二级干燥烘箱9的底部导出。
此外，三级干燥烘箱、预热烘箱、延伸烘箱和收缩烘箱的结构形式与一级干燥烘箱8和二级干燥烘箱9的结构相同，每两节烘箱之间的丝束运行串联方式相同。
Claims (3)
1.PVA纤维的热风干燥法，其特征是来自前段工序的中和水洗丝束经榨液罗拉榨液为榨液丝束，所述榨液丝束利用引丝带引入在依次串接的各节热风烘箱中，所述各节热风烘箱为依次串接的多级干燥烘箱、预热烘箱、延伸烘箱和收缩烘箱，在所述各节热风烘箱中，丝束在罗拉上呈“之”形支撑，所述各节热风烘箱以循环热风的方式进行加热；收缩烘箱的出口丝束再经冷却罗拉冷却后即可进行切断或长丝卷绕。
2.根据权利要求1所述的PVA纤维的热风干燥法，其特征是所述各节热风烘箱为依次串接的一级干燥烘箱、二级干燥烘箱、三级干燥烘箱、预热烘箱、延伸烘箱和收缩烘箱；所述各节热风烘箱的参数设置分别为：
一级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为65±5％和35±5％，温度为70-90℃；
二级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为35±5％和20±5％，温度为90-110℃；
三级干燥烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为20±5％和5±2％，温度为150-170℃；
预热烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为5±2％和0，温度为220-240℃；
延伸烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为0，温度为180-200℃；
收缩烘箱，入口丝束和出口丝束含水率分别为0，温度为200-220℃；
经冷却罗拉冷却后的丝束温度不高于45℃。
3.一种干燥烘箱，其特征是设置立式箱体，箱体内以纵向呈“之”形设置各罗拉(2)，丝束(7)在箱体的下部引入，在箱体内经过各罗拉(2)呈“之”形排布，形成多层丝束的形式，所述丝束(7)在箱体的上部引出；位于各层丝束之间、在箱体侧壁上设置有均流孔板(3)；在箱体的顶部设置循环风机(1)，燃烧室或热风室(5)位于箱体的底部，在燃烧室或热风室(5)的侧部设置进风口(6)。
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Denomination of invention: Hot air drying method and drying oven for PVA fibers Granted publication date: 20120425 Pledgee: Bank of China Chaohu Branch Pledgor: ANHUI WANWEI UPDATED HIGH-TECH MATERIAL INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980016918 |