CN201395654Y - 使用热管牵伸干燥的腈纶长丝生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种腈纶长丝生产设备，包括顺序设置的旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、热牵伸干燥装置以及卷绕装置，其特征在于所述热牵伸干燥装置为内设置热管进行牵伸干燥的热管烘干致密化装置。该设备具有占地面积小，结构紧凑合理，操作简便，自动化程度高，能耗物耗低而且该设备生产的腈纶长丝质量稳定可靠。

Description

使用热管牵伸干燥的腈纶长丝生产设备

技术领域

本实用新型属于腈纶长丝生产技术领域，具体涉及一种使用热管牵伸干燥的腈纶长丝生产设备。

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，这需要增加生产环节，而改变了纤维的性能。如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。

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，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。

而且由于该发明采用现有技术中普遍使用的热辊法进行牵伸和干燥，由于热辊法必须配置一对热辊，为了得到高品质的产品，热辊表面的温度必须非常均匀，从而增加了热辊加工上的难度和相关设备投资成本。此外，在热辊内层、中问层和外层的丝束有不一样的传热效果，容易引起产品性能质量的差异。这种需要昂贵的设备投资成本、烦琐的设备布置和对热辊温度的精确均匀要求等导致该技术越来越不能符合行业的要求，本发明由此而来。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种腈纶长丝生产设备，解决了现有技术中腈纶长丝生产设备投资成本过高、温度精确均匀难以控制以及设备布置繁琐等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种腈纶长丝生产设备，包括顺序设置的旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、热牵伸干燥装置以及卷绕装置，其特征在于所述热牵伸干燥装置为内设置热管进行牵伸干燥的热管烘干致密化装置。

优选的，所述热管包括蒸发端和设置在蒸发端上端的冷凝端，所述热管管壁由加热层和保温层构成。

优选的，所述热管内设置蒸发端设置联苯，所述热管外侧套设夹套管，所述腈纶长丝经夹套管，所述水洗后的腈纶长丝经夹套管加热后与卷绕装置连接。

优选的，所述的热牵伸干燥装置包括第一步牵伸机构和第二步牵伸机构，所述第一步牵伸机构为热牵伸机；所述第二步牵伸机构为热管加热牵伸机构。

优选的，所述热牵伸干燥装置上端设置上油系统，所述水洗后的腈纶长丝经热牵伸干燥装置热牵伸干燥与上油系统上油后与卷绕装置连接，所述热牵伸干燥装置与上油系统一起构成热管烘干致密化定型箱。

优选的，所述的热管烘干致密化定型箱外侧设置机架，所述热管烘干致密化定型箱固定在机架上。

优选的，所述旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、第一步牵伸机构从下至上形成阶梯式上下层叠组装结构；所述热牵伸干燥装置设置在所述组装结构的外侧并通过水洗后的腈纶长丝连接，所述卷绕装置设置在热牵伸干燥装置下端。

优选的，所述生产设备还设置有动力装置，所述阶梯式上下层叠组装结构相向设置，5～20个阶梯式上下层叠组装结构共享一个动力装置。

优选的，所述的旋转纺丝装置为装配有多个旋转纺丝小喷头的纺丝箱，所述的水洗装置为水洗机；所述的溶剂牵伸装置为溶剂牵伸机，所述的卷绕装置为平行纤维卷绕机。

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

本发明人经长期研究，发现传统热辊法工艺进行腈纶长丝的热牵伸，由于热辊对腈纶长丝的加热牵伸干燥，由于摩擦力的影响造成腈纶长丝形成较多的毛边，而且由于热辊的温度难以精确均匀，受热不匀，拉伸张力大、环境波动造成制备的腈纶长丝质量不一；而且现实应用中热辊法造成较多的能量浪费和成本预算。本发明人经反复多次研究得到一种用热管进行加热的腈纶长丝生产设备，通过在水洗装置和卷绕装置间设置热管牵伸干燥装置，很好的解决了上述问题。

更为具体的，本发明腈纶长丝生产设备采用的热牵伸装置包括第一步牵伸机构和第二步牵伸机构；通过第一步牵伸机构如热牵伸机的初步牵伸，再通过热管进行牵伸达到更好的效果。在物理指标上与热辊法相比断裂伸长高3-5％，但其模量适中，不会影响后道织造，织物的手感柔软，沸水收缩率低于热辊法。

本发明的优选技术方案中将腈纶长丝生产设备中旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、第一步牵伸机构从下至上形成阶梯式上下层叠组装结构，从而极大的减少生产空间，减少各个装置间的距离，从而减少能耗和物耗。优选的，采用一套动力装置，共享带动5～20个阶梯式上下层叠组装结构，节省能耗的效果更明显；而且可以极大的扩充产能。

本发明优选技术方案中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辊法加热牵伸和干燥工艺相比，在热管纺丝工艺中，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，然后联苯通过热管的夹套对热管进行加热。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。

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：

本发明得到的腈纶长丝生产设备生产得到的腈纶长丝均匀、热牵伸和致密化干燥效果显著；而且极大的减少了能耗和物耗，提高了产能。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实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例腈纶长丝生产设备的结构示意图。

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，该腈纶长丝生产设备，包括动力装置和顺序设置的装配有多个旋转纺丝小喷头的旋转纺丝箱1、溶剂牵伸机2、水洗机3、热牵伸机4、热管烘干致密化定型箱5以及平行纤维卷绕机6。其中，热管烘干致密化定型箱内设置热管，所述热管包括蒸发端和设置在蒸发端上端的冷凝端，所述热管管壁由加热层和保温层构成。。

热管内设置蒸发端设置联苯，所述热管外侧套设夹套管，所述腈纶长丝经夹套管，所述水洗后的腈纶长丝经夹套管加热后与平行纤维卷绕机连接。

热牵伸机作为第一步牵伸机构，热管烘干致密化定型箱作为第二步牵伸机构一步牵伸干燥成型。热管烘干致密化定型箱上端设置上油系统，所述水洗后的腈纶长丝经热管热牵伸干燥与上油系统上油后与平行纤维卷绕机连接，所述热牵伸干燥装置与上油系统一起构成热管烘干致密化定型箱。所述的热管烘干致密化定型箱外侧设置机架，所述热管烘干致密化定型箱固定在机架8上。

聚合纺丝箱、溶剂牵伸机、水洗机、热牵伸机从下至上形成阶梯式上下层叠组装结构；所述热管烘干致密化定型箱设置在所述组装结构的外侧并通过水洗后的腈纶长丝连接，所述平行纤维卷绕机设置在热管烘干致密化定型箱下端。所述阶梯式上下层叠组装结构相向设置，10个阶梯式上下层叠组装结构共享一个动力装置9。

水洗机和热牵伸机间还设置有凝胶染色装置；所述染色装置包括凝胶染色槽7。

本实施例中腈纶长丝生产设备的生产工序包括：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2000D 500F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，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。

本实施例腈纶长丝生产设备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。该设备通过利用热管加热均匀，保证经热管加热的腈纶长丝具有更好的性能。本实施例以一组10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，经融牵，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。

喷丝工艺通过特殊的旋转小喷丝头完成。干燥在热管烘干致密化定型箱中完成，采用联苯通入热管，通过热管对长丝进行均匀加热。上油通过上油系统中完成。卷绕在平行纤维卷绕机上完成。平行纤维卷绕机辅以变频系统，使其卷绕线速度为50-300m/min可调，以适应腈纶纺丝纺速要求。

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 (10)

1.一种腈纶长丝生产设备，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)、热牵伸干燥装置以及卷绕装置(6)，其特征在于所述热牵伸干燥装置为内设置热管进行牵伸干燥的热管烘干致密化装置(5)。

2、根据权利要求1所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述热管包括蒸发端和设置在蒸发端上端的冷凝端，所述热管管壁由加热层和保温层构成。

3、根据权利要求1所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述热管内设置蒸发端设置联苯，所述热管外侧套设夹套管，所述腈纶长丝经夹套管，所述水洗后的腈纶长丝经夹套管加热后与卷绕装置连接。

4、根据权利要求1所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述的热牵伸干燥装置包括第一步牵伸机构和第二步牵伸机构，所述第一步牵伸机构为热牵伸机(4)；所述第二步牵伸机构为热管加热牵伸机构(5)。

5、根据权利要求1所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述热牵伸干燥装置上端设置上油系统，所述水洗后的腈纶长丝经热牵伸干燥装置热牵伸干燥与上油系统上油后与卷绕装置连接，所述热牵伸干燥装置与上油系统一起构成热管烘干致密化定型箱。

6、根据权利要求5所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述的热管烘干致密化定型箱外侧设置机架(8)，所述热管烘干致密化定型箱固定在机架上。

7、根据权利要求1所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述旋转纺丝装置、溶剂牵伸装置、水洗装置、第一步牵伸机构从下至上形成阶梯式上下层叠组装结构；所述热牵伸干燥装置设置在所述组装结构的外侧并通过水洗后的腈纶长丝连接，所述卷绕装置设置在热牵伸干燥装置下端。

8、根据权利要求7所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述生产设备还设置有动力装置，所述阶梯式上下层叠组装结构相向设置，5～20个阶梯式上下层叠组装结构共享一个动力装置。

9、根据权利要求1所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述的旋转纺丝装置为装配有多个旋转纺丝小喷头的纺丝箱，所述的水洗装置为水洗机；所述的溶剂牵伸装置为溶剂牵伸机，所述的卷绕装置为平行纤维卷绕机。

10、根据权利要求1所述的腈纶长丝生产设备，其特征在于所述的水洗装置和热牵伸装置间还设置有凝胶染色装置；所述染色装置包括凝胶染色槽(7)。

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