CN111155183A - 一种纤维素纤维连续制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维素纤维连续制备方法,所述制备方法对经喷丝板挤出、气隙冷却得到的原液细流施加0.1~1.9cN/dtex的成型张力,随即送入速度为80~1000m/min的凝固浴,并继续在凝固浴后的水洗系统中对水洗纤维施加0.075~1.5cN/dtex的牵引张力,最后送入后处理系统,实现以80~1000m/min的速度连续高效纺制成品纤维。本发明提供的制备方法能够显著调节高速牵引下纤维素纤维的明显原纤化、纤维伸长率偏低、纤维均一性差等问题,实现纤维素纤维高速且高品质制备,进而大幅提高生产效率,降低生产成本,形成更适于工业化推广的高效连续制备纤维素纤维的方法。

Description

一种纤维素纤维连续制备方法
技术领域
本发明属于纤维素纤维技术领域,具体地说,涉及一种纤维素纤维连续制备方法。
背景技术
现工业上,新溶剂法纤维素短纤纺丝速度在40m/min左右,纤维素长丝纺丝速度在200m/min以下,生产效率低,生产成本高,很难大规模化高利润工业化推广。纤维素纤维不同于其他品种的纤维,其极易原纤化的特质不仅制约着纺速的提高,也影响着纤维的生产过程稳定性和应用领域。低速制备意味着经济效益差,但随着纺丝速度的提高,在制备过程中纤维原纤化明显,再加上设备对纤维的损伤严重,均一性变差,提高纺速具有较大难度。此外,纤维素纤维高纺速制备下,干态伸长率偏低,纤维品质降低,不利于后续开发应用,限制了纤维素纤维的连续高效制备和推广。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供纤维素纤维高效连续制备技术,通过调控出新溶剂法纤维素纤维成型各段的最适宜张力,从而达到稳定、连续、高速纺丝的目的。在纤维素纤维制备过程中,各段最适宜张力及各段张力的前后匹配使用,可减小制备各段的机械磨损、将原纤化程度控到最低、改善丝束均一性,提高了纤维制备的稳定性和纤维的品质。
为达到上述技术目的,本发明采用技术方案的基本构思是:
本发明提供了一种纤维素纤维连续制备方法,所述制备方法对经喷丝板挤出、气隙冷却得到的原液细流施加0.1~1.9cN/dtex的成型张力,随即送入速度为80~1000m/min的凝固浴,并继续在凝固浴后的水洗系统中对水洗纤维施加0.075~1.5cN/dtex的牵引张力,最后送入后处理系统连续纺制成品纤维。
上述方案中,凝固系统采用与原液细流(丝束)走向一致的,带有流动速度的凝固浴,可减少丝束在凝固相分离过程中浴液对丝束的阻力和磨损;高速纺丝的过程中,调控凝固浴流动速度和丝束牵伸速度(丝束纺速)的差异,即调控成型张力,便可调控成型过程,在保证纤维充分成型的前提下,降低损伤和原纤化。
根据上述制备方法,所述制备方法根据凝固浴速度调整纺丝原液的温度、喷丝板的孔径和气隙冷却高度,同时调节后处理系统的工艺条件,使纤维素纤维受到适宜各制备阶段的张力,使丝束以80~1000m/min的纺速连续纺制所述成品纤维;优选的,所述纺速不小于凝固浴速度;更优选的,所述纺速略高于凝固浴速度。
上述方案中,在其他合适的工艺条件(气隙高度、吹风条件等)下,成型张力的优选,可实现凝固浴流动速度和丝束牵伸速度的差别化缩小,在保证丝束可与凝固浴顺利分离的前提下,减少双扩散成型过程中凝固浴对高速丝束的行动阻力,减少原纤化,实现成型段纤维品质的最优化;牵引张力的优选,可缩小纤维行程中的磨损,降低原纤化,提高制备过程的稳定性和连续性。此优选方案制备出来的纤维素纤维性能更优异,且更具连续高效性。
根据上述制备方法,所述制备方法对经喷丝板挤出、气隙冷却得到的原液细流施加0.15~0.65cN/dtex的成型张力,随即送入速度为200~800m/min的凝固浴,并继续在凝固浴后的水洗系统中对水洗纤维施加0.1~0.6cN/dtex的牵引张力,最后送入后处理系统制得成品纤维;优选的,所述原液细流受到0.2~0.6cN/dtex的成型张力,所述水洗纤维受到0.15~0.55cN/dtex的牵引张力,使所述制备方法以200~800m/min的纺速将丝束连续纺制成所述成品纤维。
上述方案中,本发明更适用于以200~800m/min的速度纺制纤维,通过匹配纺丝原液温度、喷丝板孔径、气隙冷却高度和高速凝固浴速度,实现原液细流受到0.2~0.6cN/dtex的成型张力;随后通过调整后处理系统设备,实现水洗丝束受到0.15~0.55cN/dtex的牵引张力,从而以200~800m/min的速度连续纺制所述纤维素纤维。
根据上述制备方法,所述后处理系统包括制备纤维素长丝或纤维素短纤维的两套独立的工段;纤维素长丝工段包括依次设置的上油系统和烘干段,之后将经过处理的纤维卷绕成丝筒成品;优选的,所述纤维素长丝工段包括依次设置的预烘干段,上油系统,和主烘干段;纤维素短纤维工段包括依次设置的切断段,水洗段,上油系统,烘干段和打包段。
根据上述制备方法,在制备纤维素长丝时,烘干丝束受到0.025~2.25cN/dtex的牵引张力;优选的,烘干丝束受到0.06~1cN/dtex的牵引张力。对上述烘干丝束施加适宜的牵引张力可使丝束稳定地卷绕成丝筒。
根据上述制备方法,凝固浴的喷射方向与所述原液细流的运行方向一致;优选的,凝固浴的喷射方向平行于原液细流的运行方向。
上述方案中,现有技术中常采用将雾化的凝固浴液珠以与纤维运行方向呈一定夹角喷射至纤维表面,与丝条内部到表面的传热、传质方向平行,即垂直于纤维截面喷射。此方式虽然可使冷却固化更为均匀,但由于喷射方向与纤维运行方向不同,产生的阻力会影响纺速的提高,若继续提高纺速,会造成原纤化现象的加剧产生。而本发明采用与纤维运行方向一致的喷射方式,减小了雾化液滴对阻力,降低了纤维的损伤和原纤化程度。
根据上述制备方法,所述凝固浴还包括设置于丝束出口处的凝固浴水槽,所述丝束出口竖直向下伸入所述水槽设置,或沿水槽液面设置,或弯折向上高于水槽液面设置,使经过凝固浴的纤维丝束全部没入,或部分没入,或不经过凝固浴水槽。
上述方案中,所述凝固浴的丝束出口的角度可调,可根据纤维种类的不同作出对应的调整,使丝束全部没入、部分没入或不经过凝固浴水槽处理。
根据上述制备方法,喷丝板孔径为0.07~0.3mm;优选0.08~0.2mm。
根据上述制备方法,所述纺丝原液是由纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成的,其中纤维素含量为5~15wt%,优选为7~13wt%;纺丝原液温度为90~130℃,优选为105~120℃。
上述方案中,所述纺丝原液温度、喷丝板孔径、气隙冷却高度及风的条件,均需随着高速凝固浴速度进行调整,从而达到成型张力的大小要求;后处理系统也要进行调整,从而达到牵引张力的大小要求。
根据上述制备方法,所述气隙冷却高度的调整范围为10~200mm,优选为35~125mm。
上述方案中,原液细流与气隙中空气发生热交换,使得原液细流表面经过初步冷却固化即进入凝固浴,受丝条内部和浴液之间的传质速度影响,纺速的升高受到限制。本发明控制气隙冷却高度在较低范围,一方面避免了气隙过大导致固化过快产生原纤化,另一方面在后续凝固浴雾化液滴喷射方向与纤维丝条运行方向一致的条件下,可避免固化不足的缺陷。
具体的,本发明提供的制备方法包括如下步骤:
(1)将纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成纤维素含量为7~13%的纺丝原液,纺丝温度为90~130℃,经喷丝组件孔径为0.07~0.3mm的喷丝板挤出,经高度为10~200mm的气隙层冷却后得到原液细流,原液细流受到0.1~1.9cN/dtex的成型张力;
(2)将步骤(1)的原液细流进入高速凝固系统,凝固浴速度为80~1000m/min,凝固浴喷射方向与原液细流(丝束)走向一致,使原液细流在高速凝固浴的牵伸下凝固成型,随后初生纤维送入水洗系统,水洗纤维受到0.075~1.5cN/dtex的牵引张力;
(3)将水洗后的纤维送入后处理系统进行连续纺制,得到纤维成品。
采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1.本发明提供的纤维素纤维连续制备方法通过限定纤维所受成型张力的大小,可控制纤维的成型过程,实现纤维稳定成型,最终控制的是纤维的结构和性能;在成型过程中,高速凝固浴速度和纺丝速度、牵引速度的匹配,即调整纤维所受张力,再加上前后张力的匹配使用,可尽量降低各阶段的纤维损伤,提高纤维均一性;
2.本发明提供的纤维素纤维连续制备方法结合纺丝原液温度优化纺丝原液可牵伸性,喷丝板孔径优化成型倍数,气隙冷却高度及风的条件优化成型环境,最终复合出适宜的成型条件,达到最适宜的成型张力,从而高速下制备出高品质的初生纤维。初生纤维进入水洗系统,通过调整后处理工艺条件,限定水洗丝束所受牵引张力的大小,乃至纤维在后处理各阶段所受牵引张力的大小,可控制各阶段纤维和设备间的机械损伤,将磨损降到最低,降低原纤化程度,更利于稳定制备,从而保持纤维成品的高品质;
3.本发明提供的纤维素纤维连续制备方法通过调整纺丝原液温度、喷丝板孔径、气隙冷却高度及风的条件、高速凝固浴速度和后处理系统,实现纤维成型各段的张力稳定调节,选定最适宜纤维成型且将各段机械磨损降到最低的张力值,即可实现高速纺丝提高生产效率的同时,保证纤维素纤维的高品质高性能。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分,用来提供对本发明的进一步的理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但不构成对本发明的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,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附图。在附图中:
图1为本发明所提供制备方法的流程设备示意图;
图2为本发明所提供高速凝固系统示意图;
图3为本发明所提供高速凝固系统中凝固浴丝束出口的方向调节示意图;
图4为本发明提供的制备方法的后处理系统示意图。
图中:1—喷丝组件,2—高速凝固系统,21—凝固浴丝束出口,22—凝固浴水槽,3—气隙冷却,4—水洗系统,5—后处理系统,6—预烘干段,7—上油系统,8—主烘干段,9—卷绕收丝设备。
需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1~4所示,本发明实施例提供的高效连续纤维素纤维制备技术具体为:将纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成纺丝原液,经喷丝组件挤出,经气隙层冷却后,进入高速凝固系统,凝固浴走向与原液细流(丝束)一致,致使受到成型张力的原液细流在高速凝固浴的牵伸下凝固成型得到初生纤维,初生纤维经水洗系统洗去残留溶剂,随后,受到牵引张力的水洗丝束再经后处理系统,即可连续纺制成纤维素纤维成品。其中,后处理系统可为预烘干段、上油系统、主烘干段,或上油系统、烘干段,烘干丝束受到牵引张力,随后经卷绕收丝设备成丝筒成品;或依次经切断段、水洗段、上油系统、烘干段和打包得到成品;纤维素纤维可为纤维素短纤维,也可为纤维素长丝。高速凝固系统可配备凝固浴水槽,纤维丝束丝路依据产品需要选择,丝束经高速凝固浴后,可没入、部分没入、不经过凝固浴水槽;高速凝固浴的出口走向可垂直向下,也可选择水平喷出、或转向向上(转向角度依据丝路需要进行选择)。
实施例1
本实施例中,采用如下连续制备方法通过调节丝束在制备各阶段的张力实现以700m/min的速度连续纺制纤维素纤维:
(1)将纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成纤维素含量为13%的纺丝原液,纺丝温度为115℃,经喷丝组件孔径为0.08mm的喷丝板挤出,经高度为80mm的气隙层冷却后得到原液细流,原液细流受到0.75cN/dtex的成型张力;
(2)将步骤(1)的原液细流进入高速凝固系统,凝固浴速度为600m/min,凝固浴喷射方向与原液细流(丝束)走向一致,使原液细流在高速凝固浴的牵伸下凝固成型,随后初生纤维送入水洗系统,水洗纤维受到0.058cN/dtex的牵引张力;
(3)将步骤(2)水洗后的纤维送入后处理系统经预烘干段、上油系统、主烘干段和卷绕收丝设备制成纤维素长丝成品,其中烘干丝束受到0.08cN/dtex的牵引张力。
实施例2
本实施例中,采用如下连续制备方法通过调节丝束在制备各阶段的张力实现以240m/min的速度连续纺制纤维素纤维:
(1)将纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成纤维素含量为9%的纺丝原液,纺丝温度为95℃,经喷丝组件孔径为0.2mm的喷丝板挤出,经高度为40mm的气隙层冷却后得到原液细流,原液细流受到0.84cN/dtex的成型张力;
(2)将步骤(1)的原液细流进入高速凝固系统,凝固浴速度为200m/min,凝固浴喷射方向与原液细流(丝束)走向一致,使原液细流在高速凝固浴的牵伸下凝固成型,随后初生纤维送入水洗系统,水洗纤维受到0.66cN/dtex的牵引张力;
(3)将步骤(2)水洗后的纤维送入后处理系统经预烘干段、上油系统、主烘干段和卷绕收丝设备制成纤维素长丝成品,其中烘干丝束受到1.56cN/dtex的牵引张力。
实施例3
本实施例中,采用如下连续制备方法通过调节丝束在制备各阶段的张力实现以450m/min的速度连续纺制纤维素纤维:
(1)将纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成纤维素含量为12%的纺丝原液,纺丝温度为105℃,经喷丝组件孔径为0.3mm的喷丝板挤出,经高度为60mm的气隙层冷却后得到原液细流,原液细流受到1.1cN/dtex的成型张力;
(2)将步骤(1)的原液细流进入高速凝固系统,凝固浴速度为400m/min,凝固浴喷射方向与原液细流(丝束)走向一致,使原液细流在高速凝固浴的牵伸下凝固成型,随后初生纤维送入水洗系统,水洗纤维送入水洗系统并受到0.85cN/dtex的牵引张力;
(3)将步骤(2)水洗后的纤维送入后处理系统经预烘干段、上油系统、主烘干段和卷绕收丝设备制成纤维素长丝成品,其中烘干丝束受到0.8cN/dtex的牵引张力。
实施例4
本实施例中,采用如下连续制备方法通过调节丝束在制备各阶段的张力实现以80m/min的速度连续纺制纤维素纤维:
(1)将纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成纤维素含量为7%的纺丝原液,纺丝温度为90℃,经喷丝组件孔径为0.075mm的喷丝板挤出,经高度为20mm的气隙层冷却后得到原液细流,原液细流受到0.23cN/dtex的成型张力;
(2)将步骤(1)的原液细流进入高速凝固系统,凝固浴速度为80m/min,凝固浴喷射方向与原液细流(丝束)走向一致,使原液细流在高速凝固浴的牵伸下凝固成型,随后初生纤维送入水洗系统,水洗纤维送入水洗系统并受到0.11cN/dtex的牵引张力;
(3)将步骤(2)水洗后的纤维送入后处理系统经预烘干段、上油系统、主烘干段和卷绕收丝设备制成纤维素长丝成品,其中烘干丝束受到2cN/dtex的牵引张力。
实施例5
本实施例中,采用如下连续制备方法通过调节丝束在制备各阶段的张力实现以900m/min的速度连续纺制纤维素纤维:
(1)将纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成纤维素含量为10%的纺丝原液,纺丝温度为120℃,经喷丝组件孔径为0.15mm的喷丝板挤出,经高度为100mm的气隙层冷却后得到原液细流,原液细流受到0.63cN/dtex的成型张力;
(2)将步骤(1)的原液细流进入高速凝固系统,凝固浴速度为800m/min,凝固浴喷射方向与原液细流(丝束)走向一致,使原液细流在高速凝固浴的牵伸下凝固成型,随后初生纤维送入水洗系统,水洗纤维受到0.34cN/dtex的牵引张力;
(3)将步骤(2)水洗后的纤维送入后处理系统经预烘干段、上油系统、主烘干段和卷绕收丝设备制成纤维素长丝成品,其中烘干丝束受到0.25cN/dtex的牵引张力。
实施例6
本实施例中,采用如下连续制备方法通过调节丝束在制备各阶段的张力实现以1000m/min的速度连续纺制纤维素纤维:
(1)将纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成纤维素含量为11%的纺丝原液,纺丝温度为125℃,经喷丝组件孔径为0.1mm的喷丝板挤出,经高度为120mm的气隙层冷却后得到原液细流,原液细流受到0.66cN/dtex的成型张力;
(2)将步骤(1)的原液细流进入高速凝固系统,凝固浴速度为1000m/min,凝固浴喷射方向与原液细流(丝束)走向一致,使原液细流在高速凝固浴的牵伸下凝固成型,随后初生纤维送入水洗系统,水洗纤维受到0.38cN/dtex的牵引张力;
(3)将步骤(2)水洗后的纤维送入后处理系统经预烘干段、上油系统、主烘干段和卷绕收丝设备制成纤维素长丝成品,其中烘干丝束受到0.54cN/dtex的牵引张力。
对比例1
在实施例2的基础上,调节丝束在制备各阶段的张力,其他实施方式同实施例2,具体如下:
本对比例中,原液细流受到2cN/dtex的成型张力,水洗丝束受到1.6cN/dtex的牵引张力,烘干丝束受到2.3cN/dtex的牵引张力,基本可以200m/min的速度制得纤维,但稳定性差,易起毛丝。
对比例2
在实施例3的基础上,调节丝束在制备各阶段的张力,其他实施方式同实施例3,具体如下:
本对比例中,当原液细流所受到成型张力不小于2.0cN/dtex时,丝束易断,不能上水洗辊;当原液细流所受成型张力不大于0.08cN/dtex时,丝束与凝固浴无法分离。当水洗丝束所受到牵引张力不小于1.6cN/dtex时,则干燥辊上出现不间断毛丝,影响制备稳定性和连续性;所述水洗丝束受到的牵引张力不大于0.07cN/dtex时,丝束松垮,影响制备连续性。当烘干丝束所受到牵引张力不小于2.3cN/dtex时,易断,不能稳定卷丝筒;所述烘干丝束所受到牵引张力不大于0.02cN/dtex时,丝束随干燥辊旋转,丝束缠辊。
各段张力值的选定、前后张力值的匹配均影响了制备的连续性、稳定性和纤维的品质。
实验例1
本发明对实施例1~6和对比例1制得的纤维成品进行性能测试,其中干态拉伸强度和干态伸长率采用GB/T 14344-2008测试,条干不匀率采用GB/T14346-2015测试,湿摩擦耐磨时间可反应纤维原纤化或抗原纤化程度,参考FZ/T52019-2018测定,测试结果如下表所示:
Figure BDA0002351696890000101
由上表可知,经由本发明实施例提供的纤维素纤维高效连续制备方法,综合调整纺丝原液温度、喷丝板孔径、气隙冷却高度及风的条件、高速凝固浴速度和后处理系统,实现纤维制备各段的张力稳定调节,即可实现高速纺丝提高生产效率的同时,纤维的损伤最小、原纤化程度低、纤维均一性和品质好、成型更稳定,从而更加适用于工业化推广。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,所述制备方法对经喷丝板挤出、气隙冷却得到的原液细流施加0.1~1.9cN/dtex的成型张力,随即送入速度为80~1000m/min的凝固浴,并继续在凝固浴后的水洗系统中对水洗纤维施加0.075~1.5cN/dtex的牵引张力,最后送入后处理系统连续纺制成品纤维。
2.根据权利要求1所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,所述制备方法根据凝固浴速度调整纺丝原液的温度、喷丝板的孔径和气隙冷却高度,同时调节后处理系统的工艺条件,使纤维素纤维受到适宜各制备阶段的张力,使丝束以80~1000m/min的纺速连续纺制所述成品纤维;
优选的,所述纺速不小于凝固浴速度;
更优选的,所述纺速略高于凝固浴速度。
3.根据权利要求2所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,所述制备方法对经喷丝板挤出、气隙冷却得到的原液细流施加0.15~0.65cN/dtex的成型张力,随即送入速度为200~800m/min的凝固浴,并继续在凝固浴后的水洗系统中对水洗纤维施加0.1~0.6cN/dtex的牵引张力,最后送入后处理系统制得成品纤维;
优选的,所述原液细流受到0.2~0.6cN/dtex的成型张力,所述水洗纤维受到0.15~0.55cN/dtex的牵引张力,使所述制备方法以200~800m/min的纺速将丝束连续纺制成所述成品纤维;。
4.根据权利要求1~3任意一项所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,所述后处理系统包括制备纤维素长丝或纤维素短纤维的两套独立的工段;
纤维素长丝工段包括依次设置的上油系统和烘干段,之后将经过处理的纤维卷绕成丝筒成品;优选的,所述纤维素长丝工段包括依次设置的预烘干段,上油系统和主烘干段;
纤维素短纤维工段包括依次设置的切断段,水洗段,上油系统,烘干段和打包段。
5.根据权利要求4所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,在制备纤维素长丝时,烘干丝束受到0.025~2.25cN/dtex的牵引张力;
优选的,烘干丝束受到0.06~1cN/dtex的牵引张力。
6.根据权利要求1~3任意一项所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,凝固浴的喷射方向与所述原液细流的运行方向一致;
优选的,凝固浴的喷射方向平行于原液细流的运行方向。
7.根据权利要求6所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,所述凝固浴还包括设置于丝束出口处的凝固浴水槽,所述丝束出口竖直向下伸入所述水槽设置,或沿水槽液面设置,或弯折向上高于水槽液面设置,使经过凝固浴的纤维丝束全部没入,或部分没入,或不经过凝固浴水槽。
8.根据权利要求1~3任意一项所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,喷丝板孔径为0.07~0.3mm;优选0.08~0.2mm。
9.根据权利要求1~3任意一项所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,所述纺丝原液是由纤维素浆粕与NMMO水溶液经混合溶胀、溶解制成的,其中纤维素含量为5~15wt%,优选为7~13wt%;纺丝原液温度为90~130℃,优选为105~120℃。
10.根据权利要求1~3任意一项所述得纤维素纤维连续制备方法,其特征在于,所述气隙冷却高度的调整范围为10~200mm,优选为35~125mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021135705A1 (zh) * 2019-12-31 2021-07-08 中国纺织科学研究院有限公司 一种纤维素纤维连续制备方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111989430B (zh) * 2018-03-28 2023-03-03 东洋纺株式会社 网状结构体制造装置和网状结构体的制造方法
ES2954111B2 (es) * 2023-07-25 2023-12-26 Conde Laura Freixas Procedimiento para la biofabricacion de filamentos de celulosa bacteriana y biorreactor de acuerdo con el procedimiento

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1180385A (zh) * 1995-03-31 1998-04-29 阿克佐诺贝尔公司 制造纤维素纤维的工艺
WO1998030740A1 (en) * 1997-01-09 1998-07-16 Akzo Nobel N.V. Process for preparing low-fibrillate cellulose fibres
CN1205746A (zh) * 1995-11-20 1999-01-20 米凯林技术研究公司 制备再生纤维素长丝的方法
CN1387590A (zh) * 1999-11-10 2002-12-25 纺织品和合成材料研究协会图林根研究所 制备纤维素纤维和纤维素长丝纱的方法和装置
JP2003221728A (ja) * 2002-01-24 2003-08-08 Kuraray Co Ltd ポリビニルアルコール系繊維の製造方法
CN101289762A (zh) * 2007-04-18 2008-10-22 中国纺织科学研究院 一种纤维素纤维的纺丝方法和一体化设备
CN102317515A (zh) * 2007-08-31 2012-01-11 可隆工业株式会社 莱赛尔长纤的制备方法、莱赛尔长纤、轮胎帘线以及轮胎帘线的制备方法
CN102477591A (zh) * 2010-11-19 2012-05-30 中国纺织科学研究院 一种纤维素纤维、其制造方法及设备
CN103025931A (zh) * 2010-06-30 2013-04-03 可隆工业株式会社 溶解性纤维纺纱用涂料、利用该涂料的溶解性长丝纤维及溶解性短丝纤维的制造方法
CN203174232U (zh) * 2013-04-08 2013-09-04 邯郸宏大化纤机械有限公司 一种干喷湿纺加速凝固浴
CN105671659A (zh) * 2016-04-08 2016-06-15 山东万圣博科技股份有限公司 一种用于对位芳纶纤维高速纺丝的凝固浴加速装置
CN109537074A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 中国纺织科学研究院有限公司 用于纤维素纺丝的凝固成型装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54120726A (en) * 1978-03-09 1979-09-19 Toray Ind Inc Production of flame-retardant cellulosic fiber
CN104420008B (zh) * 2013-08-30 2017-07-14 中国石油天然气股份有限公司 一种凝固浴复合氨化改善pan基碳纤维表面形态的方法
CN107955985B (zh) * 2017-12-12 2021-03-16 湖南工程学院 一种竹竹炭纤维的制备方法
CN110578179A (zh) * 2018-06-08 2019-12-17 郑州中远氨纶工程技术有限公司 一种纤维素纤维长丝的生产方法及生产装置
CN110453306A (zh) * 2019-05-28 2019-11-15 河南瑞贝卡发制品股份有限公司 仿人发丝功能蛋白纤维及其湿法纺丝方法
CN111155183B (zh) * 2019-12-31 2021-08-31 中国纺织科学研究院有限公司 一种纤维素纤维连续制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1180385A (zh) * 1995-03-31 1998-04-29 阿克佐诺贝尔公司 制造纤维素纤维的工艺
CN1205746A (zh) * 1995-11-20 1999-01-20 米凯林技术研究公司 制备再生纤维素长丝的方法
WO1998030740A1 (en) * 1997-01-09 1998-07-16 Akzo Nobel N.V. Process for preparing low-fibrillate cellulose fibres
CN1387590A (zh) * 1999-11-10 2002-12-25 纺织品和合成材料研究协会图林根研究所 制备纤维素纤维和纤维素长丝纱的方法和装置
JP2003221728A (ja) * 2002-01-24 2003-08-08 Kuraray Co Ltd ポリビニルアルコール系繊維の製造方法
CN101289762A (zh) * 2007-04-18 2008-10-22 中国纺织科学研究院 一种纤维素纤维的纺丝方法和一体化设备
CN102317515A (zh) * 2007-08-31 2012-01-11 可隆工业株式会社 莱赛尔长纤的制备方法、莱赛尔长纤、轮胎帘线以及轮胎帘线的制备方法
CN103025931A (zh) * 2010-06-30 2013-04-03 可隆工业株式会社 溶解性纤维纺纱用涂料、利用该涂料的溶解性长丝纤维及溶解性短丝纤维的制造方法
CN102477591A (zh) * 2010-11-19 2012-05-30 中国纺织科学研究院 一种纤维素纤维、其制造方法及设备
CN203174232U (zh) * 2013-04-08 2013-09-04 邯郸宏大化纤机械有限公司 一种干喷湿纺加速凝固浴
CN105671659A (zh) * 2016-04-08 2016-06-15 山东万圣博科技股份有限公司 一种用于对位芳纶纤维高速纺丝的凝固浴加速装置
CN109537074A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 中国纺织科学研究院有限公司 用于纤维素纺丝的凝固成型装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
沈新元等: "《先进高分子材料》", 28 February 2006, 中国纺织出版社 *
祖立武: "《化学纤维成型工艺学》", 30 September 2014, 哈尔滨工业大学出版社 *
马臣习: "加速凝固浴", 《国际纺织导报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021135705A1 (zh) * 2019-12-31 2021-07-08 中国纺织科学研究院有限公司 一种纤维素纤维连续制备方法

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US20230042125A1 (en) 2023-02-09
AT526171A1 (de) 2023-11-15

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