CN114318565A - 一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置及工艺 - Google Patents
一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置及工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及含苯并咪唑芳纶纤维水洗技术领域，具体而言，涉及一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置及工艺，该装置包括水洗箱体和去离子水储水箱，所述水洗箱体和所述去离子水储水箱通过管道连通，所述水洗箱体内设置有牵丝组，所述牵丝组与镜面水膜组件相连，原生纤维由所述牵丝组牵引至所述镜面水膜组件上并被反复冲洗和浸泡。本发明解决了现有技术的结构水洗效果较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及含苯并咪唑芳纶纤维水洗技术领域，具体而言，涉及一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置及工艺。
背景技术
含苯并咪唑芳纶纤维需要获得较高的力学性能且丝束柔软利于后期加工，就必须在其纺丝制备过程中采用湿法纺丝工艺，而湿法纺丝工艺必然用到强极性溶剂；纤维的纺制过程中原生纤维若水洗渗透洗涤不透彻，在丝束中夹杂溶剂，便极有可能在下一步高温热处理中引起溶剂挥发造成纤维表面缺陷和丝束粘连，从而引起产品外观毛躁，力学强度降低和丝束发硬。传统的纺丝水洗装置通常将丝束缠绕在上下辊筒之间，通过喷淋和底部浸泡的方式方法对丝束进行清洗，去离子水用量较大，且去离子水喷淋出喷淋管路接触空气后温度会迅速下降，使水洗水的渗透效果降低。
发明内容
本申请的目的在于提供一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置及工艺，其解决了现有技术的结构水洗效果较差的问题。
本申请的技术方案：
本发明提供一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，包括水洗箱体和去离子水储水箱，所述水洗箱体和所述去离子水储水箱通过管道连通，所述水洗箱体内设置有牵丝组，所述牵丝组与镜面水膜组件相连，原生纤维由所述牵丝组牵引至所述镜面水膜组件上并被反复冲洗和浸泡。
进一步的是，所述牵丝组包括第一牵引辊、第二牵引辊和第三牵引辊，所述第一牵引辊、所述第二牵引辊、所述第三牵引辊成三角形设置，所述第一牵引辊位于所述第二牵引辊和所述第三牵引辊的上方，所述镜面水膜组件包括第一块和第二块，所述第一块位于所述第一牵引辊和所述第二牵引辊之间，所述第二块位于所述第一牵引辊和所述第三牵引辊之间。
进一步的是，所述第一块和所述第二块均为直角三角形状，且所述第一块和所述第二块的直角相对设置，且所述第一块的一个直角面和所述第二块的一个直角面平行设置。
进一步的是，所述第一块的斜面与所述第一牵引辊和所述第三牵引辊均相切设置，所述第一块的斜面与所述第一牵引辊和所述第三牵引辊均相切设置。
进一步的是，所述第一块内部设置有第一储液腔，所述第二块内部设置有第二储液腔，所述第一块的斜面和所述第二块的斜面上开设有若干个喷水孔，所述管道包括连接管和工作管，所述工作管为T型，所述工作管的三个出口分别与第一储液腔、第二储液腔和连接管的一端连通，所述连接管的另一端与所述去离子水储水箱连通。
进一步的是，所述喷水孔喷出水后形成水膜，所述去离子水储水箱内设置有加热器，所述连接管上连接有输出泵。
进一步的是，所述水洗箱体的长度为1-2m、宽度为1-2m、高度为1-2m；所述第一牵引辊、所述第二牵引辊和所述第三牵引辊的尺寸和运行速度相同，所述第一牵引辊的直径为10-200mm、长度为100-2000mm；所述第一牵引辊的运行速度为5-20米/分钟。
本申请还提供一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗工艺，包括以下步骤：
S1、制备苯并咪唑芳纶纺丝聚合液；
S2、将苯并咪唑芳纶纺丝聚合液经一系列湿法纺丝工艺后得到未水洗洗涤处理的原生纤维；
S3、将原生纤维经导丝器牵引进水洗箱体内进行水洗渗透洗涤；
S4、箱体内去离子水洗水经镜面水膜组件喷出冲洗纤维，纤维在水膜表面经过多次反复的冲洗和浸泡，在最后经牵丝组牵引出水洗箱体。
进一步的是，在S4中，所述水洗箱体中液体的温度在为90℃至100℃。
本申请的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
1.通过设置镜面水膜组件形成水膜的方式进行水洗，能够有效利用去离子的水洗作用，减少其用量和污水排放，同时还能够避免去离子水的温度降低，起到更好的渗透效果。
2.通过含苯并咪唑芳纶纤维水洗工艺，使纤维质量稳定性高，其纤维成品的强度明显加强，纤维丝束柔软且外观光亮。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工艺流程图。
图标：1-水洗箱体；2-去离子水储水箱；3-连接管；4-工作管；5-第一牵引辊；6-第二牵引辊；7-第三牵引辊；8-第一块；9-第二块；901-第二储液腔；902-喷水孔；10-原生纤维；11-输出泵。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参照图1-图2，本发明提供一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，包括水洗箱体1和去离子水储水箱2，水洗箱体1和去离子水储水箱2通过管道连通，水洗箱体1内设置有牵丝组，牵丝组与镜面水膜组件相连，原生纤维10由牵丝组牵引至镜面水膜组件上并被反复冲洗和浸泡。
需要说明的是，本申请通过实用管道将水洗箱体1和去离子水储水箱2连通，通过牵丝组对原生纤维10进行牵引，在通过与牵丝组连接的镜面水膜组件对原生纤维10进行水洗的工作，具体的，原生纤维10被牵丝组牵引着盘绕镜面水膜组件之后与原生纤维10进入位置相错着被牵引离开水洗箱体1进行下一工序的工作，在原生纤维10盘绕在镜面水膜组件的过程中，镜面水膜组件会的表面还有液体流动，具体的，液体可以从镜面水膜组件的外部进行倾泻或倒下，也可以从镜面水膜组件内部渗出或者喷出，液体在镜面水膜组件表面流动形成水膜，而原生纤维10在镜面水膜组件中得到浸泡和与渗透，达到良好的水洗效果，解决了现有技术的结构水洗效果较差、渗透效果不好的问题。
在本实施例中，牵丝组包括第一牵引辊5、第二牵引辊6和第三牵引辊7，第一牵引辊5、第二牵引辊6、第三牵引辊7成三角形设置，第一牵引辊5位于第二牵引辊6和第三牵引辊7的上方，镜面水膜组件包括第一块8和第二块9，第一块8位于第一牵引辊5和第二牵引辊6之间，第二块9位于第一牵引辊5和第三牵引辊7之间。
需要说明的是通过三角形设置的第一牵引辊5、第二牵引辊6和第三牵引辊7，再通过在第一牵引辊5和第二牵引辊6之间、第一牵引辊5和第三牵引辊7之间分别设置第一块8和第二块9，设置第一块8和第二块9之后牵丝组与镜面水膜组件之间仍然为三角形结构，为保证第一块8和第二块9在吹水之后能够使液体流动并且形成水膜，则第一牵引辊5、第二牵引辊6、第三牵引辊7第一块8和第二块9外表面为三角形结构。
在本实施例中，第一块8和第二块9均为直角三角形状，且第一块8和第二块9的直角相对设置，且第一块8的一个直角面和第二块9的一个直角面平行设置。在本实施例中，第一块8的斜面与第一牵引辊5和第三牵引辊7均相切设置，第一块8的斜面与第一牵引辊5和第三牵引辊7均相切设置。
通过上述设置实现第一块8和第二块9的斜边所在的面能够与水平面相交，具体设置方式如图1所示，则液体在中立的作用下会在斜面上流动进而形成水膜。
在本实施例中，第一块8内部设置有第一储液腔，第二块9内部设置有第二储液腔901，第一块8的斜面和第二块9的斜面上开设有若干个喷水孔902，管道包括连接管3和工作管4，工作管4为T型，工作管4的三个出口分别与第一储液腔、第二储液腔901和连接管3的一端连通，连接管3的另一端与去离子水储水箱2连通。在本实施例中，喷水孔902喷出水后形成水膜，去离子水储水箱2内设置有加热器，连接管3上连接有输出泵11。通过在第一块8和第二块9内分别设置第一储液腔、第二储液腔901没实现对液体的储存，通过将液体从第一块8和第二块9内部提供，能够合理利用第一块8和第二块9结构的空间，减少外部给水装置，减轻整个装置的结构，实现成本的节约。通过加热器实现去离子水储水箱2内液体的温度控制，根据实际需求得到合适的液体的温度，在通过输出泵11实现液体输出的高效性。
在本实施例中，水洗箱体1的长度为1-2m、宽度为1-2m、高度为1-2m，改尺寸的设置，能够使本装置盛装1吨至8吨的去离子水，实际使用时，可以根据，去离子水能够时刻保持有效性的同时，还能够根据需要生产与加工需求量进行盛装，能够适应小批量的生产还能够实用大批量的生产，提高其实用性以及适用性；第一牵引辊5、第二牵引辊6和第三牵引辊7的尺寸和运行速度相同，第一牵引辊5的直径为10-200mm、长度为100-2000mm，通过改尺寸的设置，保证多工位同时运行的同时，纤维在各辊之间运行的张力能够一致，避免产生打滑或者磨损的情况发生，提高生产产品的质量；第一牵引辊5的运行速度为5-20米/分钟，通过该参数的设置，可以使本装置能够匹配各种不同纺丝生产速度，进一步提高生本装置的实用性。
实施例2
在实施例1的基础上，提供一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗工艺，包括以下步骤：
S1、制备苯并咪唑芳纶纺丝聚合液；
S2、将苯并咪唑芳纶纺丝聚合液经一系列湿法纺丝工艺后得到未水洗洗涤处理的原生纤维10；
S3、将原生纤维10经牵丝组牵引进水洗箱体1内进行水洗渗透洗涤；
S4、箱体内去离子水洗水经镜面水膜组件喷出冲洗纤维，纤维在水膜表面经过多次反复的冲洗和浸泡，在最后经牵丝组牵引出水洗箱体1。
优选的，在S4中，水洗箱体1中液体的温度在为90℃至100℃。
实施例3
在实施例2的基础上，提供一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗工艺，包括以下步骤：
S1、制备动力粘度为50000Pa.s的杂环芳纶纤维聚合液；
S2、按照一定的湿法纺丝工艺得到未洗涤的原生纤维3组；
S3、将3组原生纤维经牵丝组引入水洗水箱；
S4、接着纤维以10m/min的运行速度紧贴镜面水膜组件连续化的在水洗水箱中进行洗涤浸泡；
S5、水洗箱体1去离子水温度控制为90℃至100℃；
S6、纤维通过干燥后进入热处理收卷；
S7、经收丝机取样得到1000dtex线密度型号纤维1kg产品；
将3卷成品纤维进行性能测试后见数据见表1；
表1
实施例4
在实施例2的基础上，提供一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗工艺，包括以下步骤：
含本并咪唑芳纶纤维水洗装置及工艺，包括以下步骤：
S1、制备动力粘度为80000Pa.s的杂环芳纶纤维聚合液；
S2、按照一定的湿法纺丝工艺得到未洗涤的原生纤维105组；
S3、将3组原生纤维10经牵丝组引入水洗水箱；
S4、接着纤维以15m/min的运行速度紧贴镜面水膜组件连续化的在水洗水箱中进行洗涤浸泡；
S5、水洗箱体1去离子水温度控制为90℃至100℃；
S6、纤维通过干燥后进入热处理后收卷；
S7、经收丝机取样得到2000dtex线密度型号纤维1kg产品；
将3卷成品纤维进行性能测试后见数据见表2；
| 样品编号 | 线密度 | 强度 | 丝束效果 | 去离子水用量 |
| 20210606-1 | 2023dtex | 4.51GPa | 柔软 | 31L/H |
| 20210606-2 | 2010dtex | 4.53GPa | 柔软 | 33L/H |
| 20210606-3 | 2015dtex | 4.51GPa | 柔软 | 33L/H |
表2
实施例5
在实施例2的基础上，提供一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗工艺，包括以下步骤：
S1、制备动力粘度为120500Pa.s的含苯并咪唑芳纶纤维聚合液；
S2、按照一定的湿法纺丝工艺得到未洗涤的原生纤维103组；
S3、将3组原生纤维10经张力仪引入水洗水箱；
S4、接着纤维以20m/min的运行速度紧贴镜面水膜组件连续化的在水洗水箱中进行洗涤浸泡；
S5、水洗箱体1去离子水温度控制为90℃至100℃；
S6、纤维通过干燥后进入热处理收卷；
S7、经收丝机取样得到500dtex线密度型号纤维1kg产品；
将3卷成品纤维进行性能测试后见数据见表3；
| 样品编号 | 线密度 | 强度 | 丝束效果 | 去离子水用量 |
| 20210607-1 | 511dtex | 4.51GPa | 柔软 | 18L/H |
| 20210607-2 | 521dtex | 4.58GPa | 柔软 | 18L/H |
| 20210607-3 | 517dtex | 4.60GPa | 柔软 | 18L/H |
表3
由表1-3数据可见，本申请具有全新设计的水洗洗涤装置，可有效利用去离子的水洗作用，减少其用量和污水排放，其中采用水膜在水膜箱表面流淌的构造方式，可避免去离子水的温度降低，起到更好的渗透效果。另一方面，再通过含苯并咪唑芳纶纤维水洗工艺，纤维质量稳定性高，且纤维成品强度达4.5GP以上，纤维丝束柔软，外观光亮。从装置结构示意图可以得知，去离子水洗水经喷出后一直在镜面水膜组件水洗箱表面流动，水洗水温度和镜面水膜组件水洗箱内温差较小，可以保持水洗水有较高温度的同时有效节约加热能耗。纤维与镜面水膜组件产生的水膜上长时间的接触和浸泡，可以有效节约去离子水的用量，并减少污水的排放，上述是合理均较传统的喷淋式水洗装置有较大优势，其中节能减排的意义对于降低芳纶纤维行业制造成本方面具有重要的价值。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，其特征在于，包括：水洗箱体(1)和去离子水储水箱(2)，所述水洗箱体(1)和所述去离子水储水箱(2)通过管道连通，所述水洗箱体(1)内设置有牵丝组，所述牵丝组与镜面水膜组件相连，原生纤维(10)由所述牵丝组牵引至所述镜面水膜组件上并被反复冲洗和浸泡。
2.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，其特征在于，所述牵丝组包括第一牵引辊(5)、第二牵引辊(6)和第三牵引辊(7)，所述第一牵引辊(5)、所述第二牵引辊(6)、所述第三牵引辊(7)成三角形设置，所述第一牵引辊(5)位于所述第二牵引辊(6)和所述第三牵引辊(7)的上方，所述镜面水膜组件包括第一块(8)和第二块(9)，所述第一块(8)位于所述第一牵引辊(5)和所述第二牵引辊(6)之间，所述第二块(9)位于所述第一牵引辊(5)和所述第三牵引辊(7)之间。
3.根据权利要求2所述的一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，其特征在于，所述第一块(8)和所述第二块(9)均为直角三角形状，且所述第一块(8)和所述第二块(9)的直角相对设置，且所述第一块(8)的一个直角面和所述第二块(9)的一个直角面平行设置。
4.根据权利要求3所述的一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，其特征在于，所述第一块(8)的斜面与所述第一牵引辊(5)和所述第三牵引辊(7)均相切设置，所述第一块(8)的斜面与所述第一牵引辊(5)和所述第三牵引辊(7)均相切设置。
5.根据权利要求2所述的一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，其特征在于，所述第一块(8)内部设置有第一储液腔，所述第二块(9)内部设置有第二储液腔(901)，所述第一块(8)的斜面和所述第二块(9)的斜面上开设有若干个喷水孔(902)，所述管道包括连接管(3)和工作管(4)，所述工作管(4)为T型，所述工作管(4)的三个出口分别与第一储液腔、第二储液腔(901)和连接管(3)的一端连通，所述连接管(3)的另一端与所述去离子水储水箱(2)连通。
6.根据权利要求5所述的一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，其特征在于，所述喷水孔(902)喷出水后形成水膜，所述去离子水储水箱(2)内设置有加热器，所述连接管(3)上连接有输出泵(11)。
7.根据权利要求2所述的一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗装置，其特征在于，所述水洗箱体(1)的长度为1-2m、宽度为1-2m、高度为1-2m；所述第一牵引辊(5)、所述第二牵引辊(6)和所述第三牵引辊(7)的尺寸和运行速度相同，所述第一牵引辊(5)的直径为10-200mm、长度为100-2000mm；所述第一牵引辊(5)的运行速度为5-20米/分钟。
8.根据权利要求1-7中任一所述的一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备苯并咪唑芳纶纺丝聚合液；
S2、将苯并咪唑芳纶纺丝聚合液经一系列湿法纺丝工艺后得到未水洗洗涤处理的原生纤维(10)；
S3、将原生纤维(10)经导丝器牵引进水洗箱体(1)内进行水洗渗透洗涤；
S4、箱体内去离子水洗水经镜面水膜组件喷出冲洗纤维，纤维在水膜表面经过多次反复的冲洗和浸泡，在最后经牵丝组牵引出水洗箱体(1)。
9.根据权利要求8所述的一种含苯并咪唑芳纶纤维湿法纺丝水洗工艺，其特征在于，在S4中，所述水洗箱体(1)中液体的温度在为90℃至100℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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