[實(shí)用新型]用于高紡速干濕法紡絲的凝固裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720082833.2
• 申請(qǐng)日: 2007-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201148480Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鳳德;李蘭英;彭濤;崔曉靜;邱鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中藍(lán)晨光化工研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): D01D5/06
• 分類(lèi)號(hào): D01D5/06;D01D13/02
• 代理公司: 成都天嘉專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 徐豐

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高紡速干濕法紡絲的凝固裝置，特別適用于高速度干濕法紡聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維。

背景技術(shù)

11935年，美國(guó)杜邦公司科學(xué)家Carothers發(fā)明了脂肪族聚酰胺纖維(即聚己二酰己二胺<尼龍66>纖維)，從此，為聚酰胺纖維應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)辟了新天地，其中以杜邦公司1966年發(fā)表令人注目的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維，其正式的商品名為(我國(guó)簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)位芳綸，芳綸1414和芳綸II)。因其具有高強(qiáng)度、高模量和耐高溫的等特性，目前廣泛用于輪胎簾子線、高強(qiáng)度索具、高壓容器外殼、汽車(chē)磨擦片、建筑土工材料、代替鋼鐵的各種增強(qiáng)復(fù)合材料、輸送帶、特種帆布等。在軍事方面如制作防彈衣、頭盔、導(dǎo)彈外殼、裝甲板、雷達(dá)裝置外罩等。由于它的用途十分廣泛，曾被稱(chēng)為“全能纖維”，目前已有170多種用途。

自1971年杜邦公司完成試生產(chǎn)設(shè)備(100～200t/a)生產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)多次擴(kuò)產(chǎn)和合資，目前杜邦公司的生產(chǎn)能力已超過(guò)3萬(wàn)t/a。日本帝人公司在松山工廠剛開(kāi)始生產(chǎn)高強(qiáng)度的共聚對(duì)位芳綸纖維，在收購(gòu)荷蘭阿克蘇公司的Twaron纖維和多次擴(kuò)產(chǎn)后，目前已達(dá)到2.5萬(wàn)t/a。這兩家公司占據(jù)了世界上對(duì)位芳綸纖維生產(chǎn)量的98％。

同期研究開(kāi)發(fā)對(duì)位芳香族聚酰胺的還有其它一些纖維公司，大多因?yàn)楦叻肿拥南鄬?duì)分子量做不高、溶解方面選不出合格的溶劑等困難而終止了研究。而我國(guó)從20世紀(jì)80年代也開(kāi)始了對(duì)位芳綸纖維的研究，當(dāng)時(shí)在樹(shù)脂聚合方面取得了突破性的進(jìn)展，但在紡絲方面特別是實(shí)現(xiàn)高紡速而不降低纖維強(qiáng)度方面一直沒(méi)有取得突破，這就限制了商品工業(yè)化的發(fā)展。

目前我國(guó)使用的對(duì)位芳綸纖維全部靠進(jìn)口，進(jìn)口價(jià)格近幾年狂漲(8年內(nèi)漲了15倍)。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)位芳輪的需求量逐年增加，2006年達(dá)到兩千多噸，主要用于防護(hù)材料，汽車(chē)輪胎簾子線，光纜增強(qiáng)材料等行業(yè)，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可缺少的關(guān)鍵材料，所以實(shí)現(xiàn)我國(guó)對(duì)位芳綸纖維產(chǎn)業(yè)化就顯得尤為重要。

將對(duì)位芳綸樹(shù)脂溶解在濃硫酸中，到臨界濃度時(shí)形成高分子液晶溶液，將該液晶溶液通過(guò)一層非凝固性的氣體進(jìn)入到凝固浴槽中，隨后新生纖維和凝固液一起通過(guò)紡絲管，再經(jīng)過(guò)洗滌干燥等工藝，這樣便是一個(gè)完整的對(duì)位芳綸干噴濕法紡絲過(guò)程。這個(gè)過(guò)程能夠?qū)嶋H運(yùn)用于商業(yè)生產(chǎn)，如何實(shí)現(xiàn)高速度的紡絲就變得尤為重要。一般的干噴濕法紡絲凝固裝置在紡絲速度較高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致纖維的強(qiáng)度下降，因此，一個(gè)允許高速度紡絲而不影響纖維其它性能的改進(jìn)凝固裝置就變得尤為突出。本實(shí)用新型就是針對(duì)這種紡絲改進(jìn)過(guò)程而設(shè)計(jì)的凝固裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)高速度干噴濕法紡絲，而不影響強(qiáng)度的用于高紡速干噴濕法紡絲的凝固裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

用于高紡速干濕法紡絲的凝固裝置，包括一個(gè)凝固盤(pán)和與凝固盤(pán)下端連接的紡絲管，其特征在于：凝固盤(pán)的四周為灌注凝固液的壓力倉(cāng)，其上設(shè)有凝固液進(jìn)口和出口，壓力倉(cāng)的頂部設(shè)置有溢流板和密封板；所述凝固盤(pán)中部的溢流口與紡絲管管口位置對(duì)應(yīng)，紡絲管管壁四周設(shè)置有噴液管。

所述噴液管上端匯聚成錐形，在紡絲管管口處，以向下呈一定角度對(duì)稱(chēng)布置。

所述壓力倉(cāng)的外周設(shè)置有位置高于密封板的溢流槽。

所述壓力倉(cāng)內(nèi)設(shè)有填充物。

本實(shí)用新型中凝固盤(pán)是一個(gè)碟狀的圓盤(pán)，從圓盤(pán)四周壁即壓力倉(cāng)上進(jìn)入的凝固液Q1不僅是對(duì)在非凝固性氣體中已經(jīng)拉伸和取向好的纖維起到一種冷卻固化定型和萃取溶劑的作用，同時(shí)還提供一種恒定的、水平的、非湍流的凝固液和纖維的流動(dòng)方式進(jìn)入到溢流口，這樣可以減小纖維在定型初期因擾動(dòng)而產(chǎn)生斷絲。

本實(shí)用新型中凝固盤(pán)內(nèi)的凝固液也叫滯留層，其厚度可以通過(guò)調(diào)節(jié)凝固盤(pán)上溢流板的厚度來(lái)滿(mǎn)足要求。

本實(shí)用新型中紡絲管是與噴絲頭同軸向設(shè)置的，帶有夾套，噴液管位于夾套內(nèi)。從紡絲管夾套進(jìn)來(lái)的凝固液Q2以向下成一定角度均勻?qū)ΨQ(chēng)地噴射到從凝固盤(pán)溢流口出來(lái)的纖維上，纖維在此停留短暫時(shí)間進(jìn)入和合并在一起的凝固液進(jìn)入到紡絲管，紡絲管入口處的噴射性凝固液不但對(duì)纖維起到進(jìn)一步萃取溶劑洗滌的作用，同時(shí)還是實(shí)現(xiàn)纖維高速度紡絲而不影響纖維其它性能的一步關(guān)鍵操作。這是因?yàn)楦咚賴(lài)娺M(jìn)的凝固液形成一個(gè)向下的吸力，該吸力施加到經(jīng)過(guò)此處的纖維上，從而在纖維內(nèi)部形成一個(gè)向下的張力，該張力使得從噴絲板出來(lái)的纖維在非凝固性氣體層中完成拉伸和高度取向。

本實(shí)用新型凝固盤(pán)和紡絲管最好是圓形的，這樣凝固液分布比較均勻。

本實(shí)用新型中凝固液的噴射速度和紡絲速度成正比。