專利名稱：用于凝膠紡絲生產(chǎn)的萃取和干燥工段的密封罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及凝膠纖維生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備改良。
背景技術(shù)：
凝膠態(tài)是介于液體和固體之間的物質(zhì)形態(tài)，高分子凝膠是指由分子之間組成的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，溶劑被固定在分子網(wǎng)絡(luò)中。高分子凝膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，可以是化學(xué)的、由共價(jià)鍵組成，也可以是物理交聯(lián)，如結(jié)晶等。凝膠纖維紡絲方法是濕法紡絲中的一種，高分子聚合物溶解于特定的溶劑中形成紡絲原液，從噴絲孔中噴出，經(jīng)過(guò)氣體或者液體冷卻，形成帶有大量溶劑的凝膠狀絲條，因此稱為“凝膠紡絲”。凝膠絲條經(jīng)過(guò)萃取處理后進(jìn)行干燥超倍數(shù)熱拉伸后，得到最終的成品纖維?，F(xiàn)在世界上采用凝膠紡絲法生產(chǎn)的纖維主要有超高分子量聚乙烯纖維，還有聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維等。
超高分子量聚乙烯纖維，具有高強(qiáng)度、高模量、高取向度，廣泛用于防護(hù)用品、繩索、魚(yú)網(wǎng)、運(yùn)動(dòng)器材的制造。
現(xiàn)在世界上常見(jiàn)的凝膠紡絲法制造超高分子量聚乙烯纖維的主要工藝方法有將超高分子量聚乙烯溶于第一溶劑配制成聚乙烯溶液，該溶液由螺桿擠出機(jī)擠出，經(jīng)紡絲箱體噴出后，冷卻凝固成凝膠纖維，用揮發(fā)性的第二溶劑萃取出第一溶劑，干燥，超倍數(shù)牽伸，最終獲得成品纖維。生產(chǎn)工藝主要有兩大類，一類以DSM和東洋紡為代表，另一類以Honeywell和三井為代表。兩者的主要區(qū)別是采用了不同的溶劑。DSM工藝，采用十氫萘作溶劑，由于十氫萘的揮發(fā)性，該工藝省去了其后的萃取工段；Honeywell采用石蠟油等溶劑，需要后續(xù)的萃取工段，用第二溶劑將第一溶劑萃取出來(lái)。
超高分子量聚乙烯纖維的制造工藝一般包括溶液配制、擠出成絲、冷卻凝固、萃取、干燥、超倍數(shù)熱拉伸等工段。其中，萃取和干燥工段一般采用槽式設(shè)備的開(kāi)放式工藝，或者采用釜式設(shè)備的封閉式的萃取設(shè)備或者干燥設(shè)備。萃取多采用連續(xù)逆流過(guò)程。上述兩種工藝均沒(méi)有進(jìn)行密封措施，由于萃取劑一般為揮發(fā)性溶劑，如汽油、甲苯、二甲苯，還有二氯乙烷、三氯三氟乙烷等。萃取劑易揮發(fā)，不僅造成物料流失，而且污染環(huán)境。中國(guó)專利99111581中，提出了一種其自行設(shè)計(jì)制造的封閉式逆向走動(dòng)萃取裝置，將萃取劑放在萃取箱中，凝膠絲在萃取箱中逆向走動(dòng)，連續(xù)萃取。干燥工段工段多采用熱氮?dú)饣蛘咂渌栊詺怏w吹掃的方式。日本專利昭61-231211中，干燥過(guò)程在熱風(fēng)烘焙箱內(nèi)進(jìn)行，干燥氣體一般為惰性氣體。美國(guó)專利US5213745中，萃取和干燥過(guò)程分別在萃取箱和干燥箱中進(jìn)行，上述三種專利均采用了封閉式設(shè)備，但該工段設(shè)備的進(jìn)出處無(wú)密封措施，易揮發(fā)的萃取劑可從該進(jìn)出口處擴(kuò)散出，因此仍未解決污染環(huán)境的問(wèn)題。
聚乙烯醇縮醛纖維(PVA)，中國(guó)簡(jiǎn)稱為維綸。1924年，德國(guó)的Hermann和Haehnel將聚醋酸乙烯醇解制得聚乙烯醇，其后用其水溶液采用干法紡絲制得纖維。20世紀(jì)30年代，德國(guó)Wacker公司生產(chǎn)的聚乙烯醇纖維定名為賽因索菲爾(Synthofil)。1939年日本的櫻田等人通過(guò)熱處理和縮醛化的方法將聚乙烯醇制成耐熱水性良好的纖維，并于1950年在日本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。目前日本的可樂(lè)麗公司采用凝膠紡絲法生產(chǎn)聚乙烯醇纖維。聚乙烯醇纖維的突出特點(diǎn)是它能溶于水，所以首先被制成醫(yī)用手術(shù)用紗和外科縫合線，二戰(zhàn)中美國(guó)等國(guó)家用聚乙烯醇纖維制得敷設(shè)水雷用的降落傘。日本可樂(lè)麗公司開(kāi)發(fā)的凝膠紡絲法是用溶解性能相當(dāng)好的有機(jī)溶劑溶解PVA作為紡絲原液，從噴絲孔擠入有機(jī)溶劑的凝固液中，迅速冷卻成凝膠狀，使得原液細(xì)流在溶劑被除去之前即形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，凝固后的纖維具有均一的圓形截面結(jié)構(gòu)。然后，以萃取劑對(duì)包含在凝膠原絲中的溶劑進(jìn)行萃取、干燥和高倍拉伸處理，得到低醇解度、高強(qiáng)力、低收縮、不易發(fā)生膠粘的PVA纖維。在整個(gè)流程中無(wú)水存在，所用溶劑及凝固劑等都是有機(jī)溶劑。整個(gè)工藝流程在一個(gè)封閉系統(tǒng)中完成，體系中溶液被完全回收循環(huán)利用，無(wú)廢液排出，不污染環(huán)境。其工藝全部采用密閉設(shè)備的方式，但該工藝設(shè)備昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為解決已有凝膠纖維生產(chǎn)過(guò)程中的萃取干燥工段中萃取劑揮發(fā)造成污染環(huán)境的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種用于凝膠紡絲生產(chǎn)的萃取和干燥工段的密封罩，將產(chǎn)生的有毒氣體或者其它污染物質(zhì)封閉起來(lái)，具有不污染環(huán)境，且工藝成本低的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的是一種用于凝膠紡絲生產(chǎn)的萃取和干燥工段的密封罩，其特征在于，該密封罩為下方敞開(kāi)的長(zhǎng)形罩體，用于將萃取和干燥工段設(shè)備置于其中形成密封工段，該罩體兩端設(shè)有使纖維進(jìn)出該密封工段的進(jìn)、出密封口，該罩體下方敞開(kāi)的邊緣處采用滑動(dòng)方式或固定方式與地面連接。
上述進(jìn)、出密封口采用液封形式密封，可由與該罩體端壁相連成一體的液體槽，置于該槽上的隔壁及設(shè)置在該隔壁兩側(cè)的纖維導(dǎo)引裝置組成。上述罩體的側(cè)壁上還可開(kāi)有一個(gè)或一個(gè)以上的人孔，以利于檢修。
上述罩體的橫截面可以為半圓形、半橢圓形、矩形、三角形、拱形、弓形等形狀。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)及效果本實(shí)用新型的密封罩覆蓋于萃取和干燥工段設(shè)備上方，可以進(jìn)行密閉生產(chǎn)，避免了污染環(huán)境的問(wèn)題，且保證進(jìn)行萃取和干燥加工的纖維可以自由地通過(guò)被密封罩封閉的萃取和干燥工段而不影響密封效果。
采用槽式設(shè)備或釜式設(shè)備的萃取和干燥工段設(shè)備，均可采用本實(shí)用新型的密封罩。


圖1為本實(shí)用新型的密封罩結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的拱形密封罩外形示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的矩形密封罩外形示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的半橢圓形密封罩外形示意圖。
圖5為本實(shí)用新型的半圓形密封罩外形示意圖。
圖6為本實(shí)用新型的進(jìn)、出密封口結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的密封罩結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明如下本實(shí)用新型的密封罩結(jié)構(gòu)如圖1所示，由下方敞開(kāi)的罩體1、纖維進(jìn)出密封口2、罩體上的人孔3組成。萃取和干燥設(shè)備位于罩體覆蓋下(圖中未示出)。該罩體下方敞開(kāi)的邊緣處采用滑動(dòng)方式或固定方式與地面連接。將處理的纖維經(jīng)過(guò)密封罩前后兩端面上設(shè)置的纖維進(jìn)出密封口2進(jìn)出密封罩。
本實(shí)用新型的密封罩罩體可為各種形狀，其截面如拱形(如圖2所示)、矩形(如圖3所示)、半橢圓形(如圖4所示)、半圓形(如圖5所示)。還可為三角形、弓形等其它形狀。密封罩的材料可以采用鋼、合金鋼、玻璃、鋁合金、銅合金、有機(jī)玻璃、玻璃鋼等。
本實(shí)用新型的纖維進(jìn)出密封口的一種結(jié)構(gòu)如圖6所示，采用液封形式密封，可由與該罩體1端壁相連成一體的液體槽21，置于該槽上的與罩體端面(圖中未示出)連成一體的隔壁22及設(shè)置在該隔壁兩側(cè)的纖維導(dǎo)引裝置23組成，該液體可采用水或其它難揮發(fā)液體。需要進(jìn)行處理的纖維經(jīng)數(shù)個(gè)纖維導(dǎo)引裝置23(如采用導(dǎo)輥)通過(guò)液體槽21的液封液體，穿過(guò)隔壁22，進(jìn)入萃取和干燥工段。纖維離開(kāi)密封的萃取和干燥工段采用相同的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例1本實(shí)施例的密封罩的材料采用玻璃鋼，橫截面為拱形，如圖2所示。罩體1寬度為3.5米，高度為4.5米，拱形頂端的半圓形的直徑為3.5米，長(zhǎng)度為11米。罩體下方敞開(kāi)的邊緣處采用滑動(dòng)方式與地面連接。罩體兩端的纖維進(jìn)出密封口采用如圖6所示結(jié)構(gòu)，液封的液體為水。
實(shí)施例2本實(shí)施例的密封罩的材料采用不銹鋼，橫截面為半圓形，如圖5所示。半圓形罩體1的直徑為4.5米，長(zhǎng)度為11米。罩體下方敞開(kāi)的邊緣處采用固定方式與地面連接。罩體兩端的纖維進(jìn)出密封口采用如圖6所示結(jié)構(gòu)，液封的液體為水。
實(shí)施例3本實(shí)施例的密封罩的材料為鋼化玻璃，橫截面為矩形，如圖3所示。罩體1長(zhǎng)為9米，寬度為3米，高度為4米。罩體下方敞開(kāi)的邊緣處采用固定方式與地面連接。罩體兩端的纖維進(jìn)出密封口采用如圖6所示結(jié)構(gòu)，液封的液體為水。
實(shí)施例4本實(shí)施例的密封罩的材料為碳鋼，橫截面為拱形，如圖2所示。罩體1長(zhǎng)度為11米，寬度為3.5米，高度為4米。密封罩在距離纖維進(jìn)口2米處，開(kāi)有一個(gè)圓形人孔，直徑0.6米，圓心距離地面為1米。罩體下方敞開(kāi)的邊緣處采用滑動(dòng)方式與地面連接。罩體兩端的纖維進(jìn)出密封口采用如圖6所示結(jié)構(gòu)，液封的液體為乙二醇。
權(quán)利要求1.一種用于凝膠紡絲生產(chǎn)的萃取和干燥工段的密封罩，其特征在于，該密封罩為下方敞開(kāi)的長(zhǎng)形罩體，用于將萃取和干燥工段設(shè)備置于其中形成密封工段，該罩體兩端設(shè)有使纖維進(jìn)出該密封工段的進(jìn)、出密封口，該罩體下方敞開(kāi)的邊緣處采用滑動(dòng)方式或固定方式與地面連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封罩，其特征在于所述進(jìn)、出密封口由與該罩體端壁相連成一體的液體槽，置于該槽上的隔壁及設(shè)置在該隔壁兩側(cè)的纖維導(dǎo)引裝置組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封罩，其特征在于所述罩體的側(cè)壁上還開(kāi)有一個(gè)或一個(gè)以上的人孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封罩，其特征在于所述罩體的橫截面為半圓形、半橢圓形、矩形、三角形、拱形、弓形之中的一種形狀。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于凝膠紡絲生產(chǎn)的萃取和干燥工段的密封罩，屬于高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該密封罩為下方敞開(kāi)的長(zhǎng)形罩體，用于將萃取和干燥工段設(shè)備置于其中形成密封工段，該罩體兩端設(shè)有使纖維進(jìn)出該密封工段的進(jìn)、出密封口，該罩體下方敞開(kāi)的邊緣處采用滑動(dòng)方式或固定方式與地面連接。本實(shí)用新型可以保證萃取劑不揮發(fā)到環(huán)境中，消除了環(huán)境污染，同時(shí)減少了萃取劑損失。
文檔編號(hào)D01D5/06GK2761633SQ20052000083
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日
發(fā)明者時(shí)寅, 尹曄東, 譚琳 申請(qǐng)人:北京特斯頓新材料技術(shù)發(fā)展有限公司