專利名稱：一種聚丙烯晴基原絲離線式蒸汽牽伸工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝方法，屬于聚丙烯腈基碳纖維原絲制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
碳纖維具有低密度、高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫和耐腐蝕等眾多優(yōu)異性能，已在航天、軍エ、民用等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。按原料路線，碳纖維可分為聚丙烯腈基、浙青基、粘膠基三大類型。其中，遺丙烯腈基碳纖維因其生產(chǎn)エ藝簡單、生產(chǎn)成本低和性能優(yōu)良等特點，已成為發(fā)展最快、產(chǎn)量最高、品種最多以及應(yīng)用最廣的一種碳纖維。眾所周知，高性能聚丙烯腈基原絲是制備高性能聚丙烯腈基碳纖維的前提，只有制備出穩(wěn)定的高性能的聚丙烯腈基原絲，才能制得穩(wěn)定的高性能的聚丙烯腈基碳纖維。在聚丙烯腈基原絲生產(chǎn)過程中，對原絲的拉伸特別是蒸汽牽伸是原絲成型及力學(xué)指標(biāo)實現(xiàn)的 關(guān)鍵，其對原絲的結(jié)構(gòu)及性能影響極大，蒸汽牽伸的牽伸倍數(shù)還直接影響原絲的產(chǎn)量，對原絲的成本影響極大。即蒸汽牽伸不僅影響最終碳纖維的性能，而且對碳纖維成本的影響極大。聚丙烯腈基原絲生產(chǎn)過程中，要對纖維進(jìn)行拉伸，一般總牽伸倍數(shù)在6到15倍之間，其中蒸汽牽伸作為最后一道牽伸，一般牽伸倍數(shù)為2到5倍之間?，F(xiàn)有エ藝蒸汽牽伸是在線牽伸，即在生產(chǎn)線上連續(xù)牽伸，該方法有如下缺點(1)由于在線原絲進(jìn)入蒸汽牽伸前，絲束已經(jīng)有20-100米/分的速度，使得蒸汽牽伸在較高速度下完成，為保證有足夠的牽伸溫度和牽伸時間需要蒸汽牽伸箱較長；(2)由于蒸汽牽伸倍數(shù)較大，原絲容易在蒸汽牽伸箱處斷絲形成廢絲造成損失；(3)由于第(1)、(2)缺點，原絲紡絲速度不能大幅提高；由于蒸汽牽伸在線，蒸汽牽伸箱的牽伸絲束根數(shù)一定要與紡絲錠位數(shù)一一對應(yīng)限制了產(chǎn)量，浪費(fèi)了更多的蒸汽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的是針對現(xiàn)有在線蒸汽牽伸形成的缺點，加以改進(jìn)，提供ー種高效節(jié)能，能大幅降低聚丙烯腈基原絲生產(chǎn)成本的エ藝方法，為生產(chǎn)穩(wěn)定的、高性能的、成本較低的聚丙烯腈基原絲及碳纖維奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為一種聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝方法，包括原絲生產(chǎn)線的干燥機(jī)與蒸汽牽伸機(jī)，其特征在于a、干燥機(jī)與蒸汽牽伸機(jī)之間裝有落筒設(shè)備或收絲機(jī)，經(jīng)干燥機(jī)干燥后的每一束原絲經(jīng)落筒設(shè)備或收絲機(jī)卷繞成絲筒或絲卷，該絲筒或絲卷為在線制成的待牽伸原絲的絲筒或絲卷，然后將待牽伸原絲的絲筒或絲卷下線備用，落筒設(shè)備或收絲機(jī)繼續(xù)制做下ー個絲筒或絲卷；b、將待牽伸原絲的絲筒或絲卷分批送到牽伸エ序，每批待牽伸原絲的絲束經(jīng)壓輥、多輥機(jī)、導(dǎo)絲件引入蒸汽牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸后進(jìn)行干燥或熱定型，之后落筒或卷繞獲得聚丙烯腈基原絲的成品。所述的蒸汽牽伸機(jī)，牽伸起始速率為0，牽伸倍數(shù)為2到6倍，機(jī)箱長度最短為I米。由于本蒸汽牽伸箱不在前道生產(chǎn)線上，它就具備了如下優(yōu)點(I)本蒸汽牽伸箱可牽伸絲束的根數(shù)可以任意設(shè)計，一般可以是在線蒸汽牽伸的絲束根數(shù)的幾倍甚至幾十倍；(2)本蒸汽牽伸箱的絲束入口不必像在線蒸汽牽伸箱絲束入口那樣平面排列，絲束間距也不必像在線蒸汽牽伸箱那樣按在線間距排列；(3)由于本蒸汽牽伸箱可牽伸絲束數(shù)量多，大大提高了生產(chǎn)效率，并大大降低了蒸汽消耗；(4)本蒸汽牽伸箱的牽伸起始速率為0，這樣可以大大提高牽伸倍數(shù)，而且牽伸箱可以縮短，從而即能保證產(chǎn)品質(zhì)量又能提高生產(chǎn)效率；(5)由于離線蒸汽牽伸的起始速率為0，蒸汽牽伸處不易斷絲，降低了消耗；(6)由于離線蒸汽牽伸，為蒸汽牽伸前紡絲提高速度創(chuàng)造了條件，紡絲速度可提高I倍以上，降低了原絲生產(chǎn)成本。


圖I是ー種聚丙烯睛基原絲離線蒸汽牽伸エ藝流程圖。圖2是離線式蒸汽牽伸箱示意圖。圖3是圖2的側(cè)視圖。
具體實施例方式本發(fā)明ー種聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝方法，是針對現(xiàn)有在線蒸汽牽伸生產(chǎn)中形成的缺點提出的一種改進(jìn)技木。如圖I所示，聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝流程包括前后兩條分離的生產(chǎn)線，前條生產(chǎn)線是原液計量、噴絲、凝固浴冷卻、水洗牽イ申、上油、干燥、落筒或卷繞、待牽伸原絲絲筒或絲卷下線；后條生產(chǎn)線是待牽伸原絲絲筒或絲卷分批送經(jīng)壓輥、多輥牽伸機(jī)、蒸汽牽伸機(jī)、干燥或熱定型、落筒或卷繞、獲得聚丙烯腈基原絲的成品，即蒸汽牽伸后的成品原絲。采用如下步驟實現(xiàn)生產(chǎn)線分離進(jìn)行蒸汽牽伸步驟I :在原絲生產(chǎn)線的干燥機(jī)后蒸汽牽伸機(jī)前，加裝落筒設(shè)備或收絲機(jī)，將未經(jīng)蒸汽牽伸的每一束原絲落到絲筒內(nèi)或用收絲機(jī)卷繞成絲卷，稱為待牽伸絲筒或絲卷，然后將待牽伸絲筒或絲卷下線備用，落筒設(shè)備或收絲機(jī)繼續(xù)收絲做下一個待牽伸原絲絲筒或絲卷;步驟2 :將待牽伸原絲絲筒或絲卷分批送到蒸汽牽伸エ序，每批待牽伸原絲的絲束經(jīng)壓輥、多輥機(jī)、導(dǎo)絲件引入蒸汽牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸后進(jìn)行干燥或熱定型，之后落筒或卷繞成絲筒或絲卷，獲得聚丙烯腈基原絲成品。所述的蒸汽牽伸機(jī)，與傳統(tǒng)生產(chǎn)線使用的蒸汽牽伸機(jī)結(jié)構(gòu)相同，由于生產(chǎn)線的エ藝設(shè)計不同，本技術(shù)的蒸汽牽伸機(jī)與安裝在傳統(tǒng)生產(chǎn)線上的蒸汽牽伸機(jī)性能不同，圖2是本發(fā)明離線式蒸汽牽伸箱的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I是蒸汽入ロ，2是絲束，3是蒸汽箱箱體，4是冷凝水出ロ，5是絲束入ロ。絲束的根數(shù)是在線蒸汽牽伸的絲束根數(shù)的幾倍甚至幾十倍，牽伸起始速率為0，牽伸倍數(shù)為2到6倍，機(jī)箱長度最短為I米，比傳統(tǒng)エ藝縮短，提高了生產(chǎn)效率，減少了牽伸斷絲的損失，同時保證了牽伸波動最小。
權(quán)利要求
1.一種聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝方法，包括原絲生產(chǎn)線的干燥機(jī)與蒸汽牽伸機(jī)，其特征在干 a、干燥機(jī)與蒸汽牽伸機(jī)之間裝有落筒設(shè)備或收絲機(jī)，經(jīng)干燥機(jī)干燥后的每一束原絲經(jīng)落筒設(shè)備或收絲機(jī)卷繞成絲筒或絲卷，該絲筒或絲卷為在線制成的待牽伸原絲的絲筒或絲卷，然后將待牽伸原絲的絲筒或絲卷下線備用，落筒設(shè)備或收絲機(jī)繼續(xù)制做下一個絲筒或絲卷； b、將待牽伸原絲的絲筒或絲卷分批送到牽伸エ序，每批待牽伸原絲的絲束經(jīng)壓輥、多輥機(jī)、導(dǎo)絲件引入蒸汽牽伸機(jī)進(jìn)行牽伸，牽伸后進(jìn)行干燥或熱定型，之后落筒或卷繞獲得聚丙烯腈基原絲的成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牽伸エ藝方法，其特征在于所述的蒸汽牽伸機(jī)，牽伸起始速率為O，牽伸倍數(shù)為2到6倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牽伸エ藝方法，其特征在于其特征在于所述的蒸汽牽伸機(jī)，機(jī)箱長度最短為I米。
全文摘要
本發(fā)明一種聚丙烯晴基原絲離線式蒸汽牽伸工藝方法，是針對現(xiàn)有在線蒸汽牽伸生產(chǎn)中形成的缺點提出的一種改進(jìn)技術(shù)，離線式蒸汽牽伸工藝流程包括前后兩條分離的生產(chǎn)線，前條生產(chǎn)線是原液計量、噴絲、凝固浴冷卻、水洗牽伸、上油、干燥、落筒或卷繞、待牽伸原絲絲筒或絲卷下線；后條生產(chǎn)線是待牽伸原絲絲筒或絲卷分批送經(jīng)壓輥、多輥牽伸機(jī)、蒸汽牽伸機(jī)、干燥或熱定型、落筒或卷繞、獲得聚丙烯腈基原絲蒸汽牽伸后的成品原絲。本發(fā)明能提高聚丙烯晴基原絲生產(chǎn)效率，降低了蒸汽消耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量同時大幅降低生產(chǎn)成本。
文檔編號D02J1/22GK102691152SQ201210160359
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者宋朔 申請人:宋朔