CN104385683A - 一种新型聚酰亚胺纸生产设备 - Google Patents

Abstract

一种新型聚酰亚胺纸的生产设备，包括纺丝离心式生产设备，纺丝离心式生产设备右侧设有一卧式烘道装置，纺丝离心式生产设备内设有一制丝装置，制丝容器外周缘的下部通过一第二输送管与一打浆装置的上部连接，打浆装置包括一打浆容器，打浆容器底部开设有一第一通孔，第一通孔连接于一凝固浴回流管的一端，凝固浴回流管的另一端连接于凝固浴回收槽的外壁，打浆容器外壁左侧的下部通过一第三输送管与一抄纸装置连接。本发明通过利用湿法纺丝离心式生产设备，最终得到聚酰亚胺纸，实现高效、节能的生产过程，操作简单、极大地提高了生产效率，解决了在制备特种纤维纸的工艺过程中难以打浆的技术难题，避免投入大量生产成本，且生产效率低的缺点。

Description

一种新型聚酰亚胺纸生产设备

技术领域

本发明属于高分子材料生产设备技术领域，尤其涉及一种新型聚酰亚胺纸生产设备。

背景技术

蜜蜂构筑的六角型蜂巢可以说是自然界的一大奇迹，它的结构比任何圆形或正方形的结构更强有力，能承担来自各方的外力。正是蜂窝这样特殊的结构，人类从中受到启发，即使最纤薄的材料，只要把它做成蜂窝形状，都能承受很大的外力，而且不易变形，可以回收利用。这样不仅减少了原材料的消耗，而且还能美化环境。蜂窝复合材料是由上下两层薄板、中间夹六角型的蜂窝状纸芯、用胶粘贴而成，由于其具有强度好、抗压、抗弯曲和超轻型结构的特性，应用领域越来越广。

作为蜂窝复合材料的主要原料，目前市场上常见的高强度特种纤维采用打浆、抄纸等传统造纸工艺制备的特种纤维纸，纸张强度受纤维性能及造纸工艺的双重影响，即使纤维的强度能够提高，但亦增加了打浆的难度，过强的纤维强度甚至难以用于打浆造纸，从而限制了纸张质量的进一步提高。

另外，现在市场上制成的纤维纸产品，需要经过大量的机器设备的操作，如烘道设备和切断设备，使其成本增加，操作也较为不便，从而生产效率也相对低下。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种节能、操作简单、纤维强度高且打浆效果好的新型聚酰亚胺纸生产设备。

本发明是这样实现的，一种新型聚酰亚胺纸生产设备，包括纺丝离心式生产设备，所述纺丝离心式生产设备右侧设有一卧式烘道装置，所述卧式烘道装置与所述纺丝离心式生产设备电连接，所述纺丝离心式生产设备内设有一制丝装置，所述制丝装置包括一制丝容器、一固设于所述制丝容器内的喷丝器以及一固设于所述制丝容器底部外的一第一驱动装置，所述制丝容器上方设有一第一输送管，所述制丝容器顶部还固设有一与所述制丝容器同轴的喷淋装置，所述喷淋装置顶端通过一凝固浴输送管与一凝固浴回收槽连接，所述制丝容器外周缘的下部通过一第二输送管与一打浆装置的上部连接；

所述打浆装置包括一打浆容器，所述打浆容器内固设有一搅拌件，所述搅拌件下端固设有一第二驱动装置，所述打浆容器底部开设有一通孔，所述通孔连接于一凝固浴回流管的一端，所述凝固浴回流管的另一端连接于所述凝固浴回收槽的外壁，所述打浆容器外壁左侧的下部通过一第三输送管与一抄纸装置连接；

所述抄纸装置包括一滤液收集槽以及一浸渍于所述滤液收集槽内的过滤式传送带。 

进一步地，所述喷丝器呈圆筒状，所述喷丝器包括位于所述喷丝器最下方的一底板、一位于所述底板上表面的圆筒状侧壁和一位于所述侧壁顶端的顶板，所述侧壁上设有若干均布设置的喷丝孔或一金属滤网。 

具体地，若干所述喷丝孔的孔径为0.05mm～0.12mm，所述金属滤网的目数为400～2000目。

进一步地，所述喷丝器中部设有一与所述喷丝器同轴的圆筒状中空管，所述第一输送管位于所述中空管内，所述中空管外周缘固设有若干均匀分布的隔板，所述隔板还同时与所述底板、所述侧壁以及所述顶板连接。

具体地，所述隔板为平面板或弧形板，所述隔板由不锈钢或合金钢制成。

进一步地，所述喷淋装置为中空结构且与所述制丝容器同轴设置，所述喷淋装置底部设有若干喷淋孔。

进一步地，所述打浆容器顶部设有一辅助液输入管。

进一步地，所述凝固浴回流管前段设有一第一阀门，所述第三输送管前段设有一第二阀门。

进一步地，所述滤液收集槽底部左侧设有一残液回流管，所述残液回流管上设有一第三阀门，所述滤液收集槽底部右侧设有一与所述凝固浴回流管相互连通的连通管，所述连通管上设有一第四阀门。

进一步地，所述凝固浴回收槽底部设有一凝固浴排放管，所述凝固浴排放管上设有一第五阀门。

本发明的有益效果为：通过利用湿法纺丝离心式生产设备，从最初合成聚酰胺酸原液出发，最终得到聚酰亚胺纸，实现了高效、节能的生产过程，大大减少了设备的种类和数量，操作简单、极大地提高了生产效率，解决了传统的以聚酰亚胺纤维为基础，在制备特种纤维纸的工艺过程中难以打浆的技术难题，同时解决了现在市场上的纤维纸产品的强度与打浆效果两者不可兼得的矛盾问题，节省了短纤维原液丝生产过程中的烘道设备和切断设备，避免投入大量生产成本，且生产效率低的缺点，拓展了聚酰亚胺纤维产品的市场，提高了相对同类产品的竞争力，适合大范围推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种新型聚酰亚胺纸生产设备的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种新型聚酰亚胺纸生产设备中的喷丝器的立体图。

图3是本发明实施例提供的一种新型聚酰亚胺纸生产设备的喷淋装置的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明实施例提供的一种新型聚酰亚胺纸生产设备，整套聚酰亚胺纸生产设备用于生产湿法两步法合成工艺的聚酰亚胺纤维产品。聚酰亚胺纸生产设备包括纺丝离心式生产设备100，纺丝离心式生产设备100右侧设有一卧式烘道装置200，卧式烘道装置200与纺丝离心式生产设备100电连接。由于现有的聚酰亚胺纤维的生产方法有湿法和干法两种，此处的纺丝离心式生产设备100为湿法纺丝离心式生产设备。纺丝离心式生产设备100内设有一制丝装置110，制丝装置110包括一制丝容器111、一固设于制丝容器111内的喷丝器112以及一固设于制丝容器111底部外的第一驱动装置113。

请再参阅图2，其中，制丝装置110为圆筒状，内部为空心。喷丝器112呈圆筒状，进一步地，喷丝器112包括位于喷丝器112最下方的一底板1121、一位于底板1121上表面的圆筒状侧壁1122和一位于侧壁1122顶端的顶板1123，侧壁1122上设有若干均布设置的喷丝孔1124或一金属滤网（未示出），若干喷丝孔1124的孔径为0.05mm～0.12mm，金属滤网的目数为400～2000目，通过设置不同的数值，使喷丝器112喷射出来的聚酰胺酸纺丝胶液能够符合不同的要求，以满足不同的需求。当然，应当理解，喷丝孔1124的孔径的大小或金属滤网的目数，也可以根据具体的要求来选择，并不局限于本实施例中设定的选择范围。在喷丝器112中部还设有一与喷丝器112同轴的圆筒状中空管1125，中空管1125外周缘固设有若干均匀分布的隔板1126且在喷丝器112内对称设置，隔板1126还同时与底板1121、侧壁1122以及顶板1123连接，在具体使用时，可将隔板1126设为平面板或弧形板，可以使喷丝器112在高速离心力的作用下，喷丝器112内的聚酰胺酸纺丝胶液能由下往上运动，提高了喷丝孔1124或金属滤网的利用率。隔板1126可由不锈钢、哈氏特种合金钢等金属材料制成，防止隔板1126由于长时间使用，生锈损坏，可以降低隔板的生产成本。另外，第一驱动装置113可为液压马达等旋转设备，液压马达的转速较高，便于启动，且调节灵敏度高，从而使第一驱动装置113驱动喷丝器112高速旋转，使其转速每分钟达到一万至十万转。

在制丝容器110上方设有一第一输送管114，第一输送管114也同时位于喷丝器112中的中空管1125内，且由于隔板1126与底板1121、侧壁1122以及顶板1123连接，可以保证隔板1126不会阻碍第一输送管114向喷丝器112内输入聚酰胺酸纺丝胶液，使其在输入聚酰胺酸纺丝胶液时，能够被均匀分配于各隔板1126隔开的区域里，确保了喷丝器112在离心力高速旋转的状态下也能满足制丝的均匀性、可靠性。

请再参阅图3，制丝容器110顶部还固设有一喷淋装置115。具体地，喷淋装置115为中空结构且与制丝容器110同轴设置，喷淋装置115底部设有若干喷淋孔1151，在喷淋装置115顶端还设有一凝固浴输送管116，喷淋装置115通过凝固浴输送管116与一凝固浴回收槽120连接，使喷淋装置115能够朝下喷出凝固浴，在制丝容器110的内壁形成连续的凝固浴幕，确保了从喷丝器112内喷出的聚酰胺酸纺丝胶液能够均匀地与凝固浴幕进行初步的渗透反应，并被凝固浴幕切断，以制成短纤维原液丝。

请再参阅图1~图3，在制丝容器110外周缘的下部开设有一输送孔1101，输送孔1101处插接有一第二输送管130，制丝容器110通过该第二输送管130与一打浆装置140的上部连接。打浆装置140包括一打浆容器141，打浆容器141内固设有一搅拌件142，搅拌件142应选用符合纤维特性的打浆刀型，可以有效提高渗透效果。搅拌件142下端固设有一第二驱动装置143，第二驱动装置143可为液压马达等能旋转的设备，液压马达的转速较高，由此第二驱动装置143可以带动搅拌件142进行规律的正反方向的高速转动，使纤维缠结易于成纸。该打浆容器141顶部还设有一辅助液输入管144，用于向打浆容器141内输送去离子水和乙醇等大将辅助溶液。打浆容器141底部的通孔（未示出）连接于一凝固浴回流管145的一端，通孔处设置有一过滤网146，过滤网146能够有效的分离短纤原液丝和凝固浴的混合物。凝固浴回流管145的另一端连接于凝固浴回收槽120的外壁，凝固浴回流管145前段设有第一阀门147。另外，打浆容器141下部通过一第三输送管150与一抄纸装置160连接，第三输送管150前段设有一可自动或手动控制的第二阀门151，设置第一阀门147和第二阀门151是为了使打浆装置140在进行打浆作业时在封闭的状态下间歇式进行，以确保打浆效果的可控性。

具体地，抄纸装置160包括一滤液收集槽161以及一浸渍于滤液收集槽161内的过滤式传送带162。进一步地，滤液收集槽161底部左侧还设有一残液回流管163，残液回流管163上设有一第三阀门1631，滤液收集槽161底部右侧还设一与凝固浴回流管145相互连通的连通管164，连通管164上设有一第四阀门1641。这样，通过设置残液回流管163和连通管164，促使滤液收集槽161和凝固浴回收槽120有效配合，从而将滤液收集槽161内的打浆残液进行回收，重新流入凝固浴回收槽120内，循环使用，提高了洗涤剂的利用率，降低了生产的成本，同时，过滤式传送带162可以进一步过滤短纤维原液丝和凝固浴。再在凝固浴回收槽120的底部设一凝固浴排放管121，凝固浴排放管121上设置有第五阀门1211。与此同时，通过操作第三阀门1631、第四阀门1641以及第五阀门1211，能够对滤液收集槽161和凝固浴回收槽120内的液面高度进行有效的控制，使凝固浴的配置和使用以及打浆残液回收处理速度达到一定程度的平衡，确保生产能够稳定、有序的进行。

本发明的工作原理为：首先，将聚酰胺酸纺丝胶液通过第一输送管114输入至喷丝器112内，由于喷丝器112内部设有中空管1125，因此聚酰胺酸纺丝胶液将被输送到喷丝器112的中空管1125内。位于制丝容器111底部的第一驱动装置113驱动喷丝器112高速旋转，可以使聚酰胺酸纺丝胶液在高速离心旋转的状态下从喷丝器112的侧壁1122上的喷丝孔1124或金属滤网挤出。此时，将凝固浴通过凝固浴输送管116输送到喷淋装置115内，本发明选用的凝固浴为混合一定浓度聚酰氨酸反应溶剂的水溶液，其中，聚酰氨酸反应溶剂可为N-甲基吡咯烷酮、N-N-二甲基甲酰胺或N-N-二甲基乙酰胺，当然，使用者也可根据具体的要求来选择。由于喷淋装置115底部设有若干均匀分布的喷淋孔1151，使得喷淋装置115能够垂直向下喷淋凝固浴。凝固浴在制丝容器111的内壁垂直向下流动，在内壁上形成等距连续的凝固浴幕。当聚酰胺酸纺丝胶液通过高速离心旋转从喷丝器112的1122侧壁上的喷丝孔1124或金属滤网挤出时，将会垂直射入凝固浴幕中。与此同时，聚酰胺酸纺丝胶液接触到凝固浴后阻力增加，在阻力的作用下聚酰胺酸纺丝胶液发生断裂，随之形成短纤维原液丝。

接着，将凝固浴洗涤后的短纤维原液丝通过第二输送管130，输送到打浆容器141内。同时，辅助液输入管144也将去离子水、乙醇及含有表面活性剂的打浆辅助溶液输送到打浆容器141内，使短纤维原液丝在打浆容器141内经过去离子水和乙醇的多次洗涤，获得符合实际要求的短纤维原液丝，如此洗涤后的短纤维原液丝再与打浆辅助溶液充分融合，从而使短纤维原液丝达到符合打浆要求的打浆浓度。另外，位于搅拌件142下端的第二驱动装置143驱动搅拌件142对打浆容器141内的洗涤剂进行规律的正反向转动，以增大短纤维原液丝与凝固浴的洗涤效果，提高短纤维原液丝与凝固浴相互之间的渗透效率，制成造纸原浆。当然，打浆装置140可以根据实际的需要设置一台或者多台。

再接着，由于短纤维原液丝在打浆容器141内经过去离子水和乙醇的多次洗涤，使打浆容器141内的洗涤剂通过过滤网146流入到凝固浴回流管145内，进入回收系统，之后回流到凝固浴回收槽120内，使其洗涤剂循环使用，提高了洗涤剂的利用率，降低了生产的成本。另外，过滤网145能够还能有效地分离短纤微原液丝和凝固液的混合物。

最后，将打浆后得到满足造纸要求的造纸原浆通过第三输送管150流向滤液收集槽161，经过过滤式传输带162进一步过滤后，进行连续抄纸、定型和烘干作业，最终得到聚酰胺酸纤维纸。由于纺丝离心式生产设备100右侧设有一卧式烘道装置200，聚酰胺酸纤维纸将在卧式烘道装置200内进行连续的亚胺化热处理，得到高强度聚酰亚胺纸，卧式烘道装置200可采用市售成熟型号，在实际工作中可按照具体的要求来操作控制。

综上所述，本发明通过利用湿法纺丝离心式生产设备，从最初合成聚酰胺酸原液出发，最终得到聚酰亚胺纸，实现了高效、节能的生产过程，大大减少了设备的种类和数量，操作简单、极大地提高了生产效率，解决了传统的以聚酰亚胺纤维为基础，在制备特种纤维纸的工艺过程中难以打浆的技术难题，同时解决了现在市场上的纤维纸产品的强度与打浆效果两者不可兼得的矛盾问题，节省了短纤维原液丝生产过程中的烘道设备和切断设备，避免投入大量生产成本，且生产效率低的缺点，拓展了聚酰亚胺纤维产品的市场，提高了相对同类产品的竞争力，适合大范围推广使用。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型聚酰亚胺纸的生产设备，包括纺丝离心式生产设备，其特征在于，所述纺丝离心式生产设备右侧设有一卧式烘道装置，所述卧式烘道装置与所述纺丝离心式生产设备电连接，所述纺丝离心式生产设备内设有一制丝装置，所述制丝装置包括一制丝容器、一固设于所述制丝容器内的喷丝器以及一固设于所述制丝容器底部外的一第一驱动装置，所述制丝容器上方设有一第一输送管，所述制丝容器顶部还固设有一与所述制丝容器同轴的喷淋装置，所述喷淋装置顶端通过一凝固浴输送管与一凝固浴回收槽连接，所述制丝容器外周缘的下部通过一第二输送管与一打浆装置的上部连接；

所述打浆装置包括一打浆容器，所述打浆容器内固设有一搅拌件，所述搅拌件下端固设有一第二驱动装置，所述打浆容器底部开设有一通孔，所述通孔连接于一凝固浴回流管的一端，所述凝固浴回流管的另一端连接于所述凝固浴回收槽的外壁，所述打浆容器外壁左侧的下部通过一第三输送管与一抄纸装置连接；

所述抄纸装置包括一滤液收集槽以及一浸渍于所述滤液收集槽内的过滤式传送带。

2.根据权利要求1所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，所述喷丝器呈圆筒状，所述喷丝器包括位于所述喷丝器最下方的一底板、一位于所述底板上表面的圆筒状侧壁和一位于所述侧壁顶端的顶板，所述侧壁上设有若干均布设置的喷丝孔或一金属滤网。

3.根据权利要求2所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，若干所述喷丝孔的孔径为0.05mm～0.12mm，所述金属滤网的目数为400～2000目。

4.根据权利要求1~3项中任一项所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，所述喷丝器中部设有一与所述喷丝器同轴的圆筒状中空管，所述第一输送管位于所述中空管内，所述中空管外周缘固设有若干均匀分布的隔板，所述隔板还同时与所述底板、所述侧壁以及所述顶板连接。

5.根据权利要求4所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，所述隔板为平面板或弧形板，所述隔板由不锈钢或合金钢制成。

6.根据权利要求1所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，所述喷淋装置为中空结构且与所述制丝容器同轴设置，所述喷淋装置底部设有若干喷淋孔。

7.根据权利要求1所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，所述打浆容器顶部设有一辅助液输入管。

8.根据权利要求1所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，所述所述凝固浴回流管前段设有一第一阀门，所述第三输送管前段设有一第二阀门。

9.根据权利要求1所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，所述滤液收集槽底部左侧设有一残液回流管，所述残液回流管上设有一第三阀门，所述滤液收集槽底部右侧设有一与所述凝固浴回流管相互连通的连通管，所述连通管上设有一第四阀门。

10.根据权利要求1所述的新型聚酰亚胺纸的生产设备，其特征在于，所述凝固浴回收槽底部设有一凝固浴排放管，所述凝固浴排放管上设有一第五阀门。