专利名称：一种以离子液体为溶剂的湿法连续长丝纺丝机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纺丝机械，特别是涉及一种以离子液体为溶剂的湿法连续长丝纺丝机，能不间断地完成溶解、纺丝、牵伸、水洗、上油、烘干和卷绕络筒成长丝最终产品。
背景技术：
湿法纺丝是化纤成形的一个重要工艺手段，例如腈纶、粘胶等就是以此方式生产的。随着石油资源的紧缺，近年来纤维素纤维的发展非常迅速，而目前纤维素纤维经济的制备方法也是采用湿法纺丝。
纤维素是地球上最丰富的天然聚合体，广泛存在于树木、棉花等植物中，也有少量存在于若干细菌和个别低级动物中。纤维素是D-葡萄糖以β-1，4糖苷键连接而成的链状高分子，具有(C6H10O5)n的组成，是维管束植物、地衣植物以及一部分藻类细胞壁的主要成分。由于其主要是植物通过光合作用形成，每年产量超过1000亿吨，是产量最多的可循环再生利用的材料，为人类提供丰富的能源和资源。在石油日趋贫乏的今天已成为最有有希望达到可持续生产的原料。
但是现今湿法纺丝成形所用的均为有机溶剂，溶剂分离回收增加的成本高，以及对人体健康、环境污染所带来的危害大，不利于纤维素成形的进一步发展。因此寻求一种绿色环保且易于回收利用的新溶剂已引起学术界和工业界的极大关注。离子液体是近年来兴起的一类极具应用前景的绿色溶剂，以其独特的良溶剂性、强极性、不挥发、对水和空气稳定等优良性能而广泛应用于电化学、有机反应、化工分离、材料制备等领域的研究，被公认为能在许多领域替代易挥发溶剂的环境友好型溶剂。与传统的有机溶剂相比，离子液体具有一系列突出的优点(1)具有较大的稳定温度范围；(2)几乎没有蒸汽压，不挥发，无色，无臭；(3)是许多有机、无机物、高分子的优良溶剂，通过阴阳离子的设计可调节其对水、无机物、有机物及聚合物的溶解性；(4)离子液体易于回收，可循环利用，降低了运行成本，减少了对环境的污染。
现有湿法纺丝都是采用有机溶剂，所用的纺丝机存在着共同的一些不足(1)溶剂分离回收增加的成本高；(2)体积庞大，占地广，生产线是直线式平面铺开，需要很大的场地空间和厂房；(3)电机功率大能耗高，处理辊多，结构复杂，配备电机较多；(4)因采用的是普通变频电机或异步电机，纺丝牵伸稳定性不够好，纺速低，效率低；(5)环境影响大，生产线长，无法做到全程密封，酸浴的挥发污染空气，对人体健康、环境污染所带来的危害大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种以离子液体为溶剂的湿法连续长丝纺丝机，以弥补现有技术的不足或缺陷，满足生产和生活的需要。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种以离子液体为溶剂的湿法连续长丝纺丝机，包括溶解、纺丝、牵伸、水洗、上油、烘干和卷绕装置，纺丝原液桶1安装在机架上，计量泵2和凝固浴箱6固定在地面上，凝固浴泵7固定在凝固浴箱6的上面，凝固浴槽5底部开有小孔以输送凝固浴，凝固管8和凝固浴槽5相连通，喷丝板4接有螺旋管的一头与过滤器3相连，喷丝板4浸在凝固浴槽5中，且正对凝固管8的中心，在喷丝板4的组件上即螺旋管的另一头靠近凝固浴槽5处设有回转支点，所述的喷丝板4可以从凝固浴槽5中翻出，凝固管8水平安装在工作台面上，工作台面上设有凝固浴回流槽；第一牵伸辊10和第二牵伸辊16分别固定在机架的左右两侧；水浴槽11位于第一牵伸辊10和第二牵伸辊16之间，且第一牵伸辊10和第二牵伸辊16浸入水浴槽11约1/5；主滚筒18为空心隔层结构，固定于机架上方，隔层内通有高温水或水蒸气用于烘干纤维；水洗上油装置19安装在机架上方，卷绕装置9水平安装在工作台面；淋洗船17安装在主滚筒18正下方，其特征在于凝固管8通过管道依次与回流泵12、离子液回收塔13相连，离子液回收塔13通过管道与离子液精炼塔15连接，二者之间接有输送泵14，离子液回收塔13和离子液精炼塔15都固定在地面上；所有辊驱动用电机都固定在机架上，整套设备全封闭。
作为优选的技术方案所述的过滤器3为碟形；第一牵伸辊10和第二牵伸辊16采用单侧固定在机架上；主滚筒18采用两端固定于机架上方；整套设备全封闭，局部镶上玻璃以便于观察；卷绕用电机全部采用同步电机，传动用同步齿形带。
本实用新型的纺丝过程是这样的装在纺丝原液桶1中的纺丝原液经计量泵2的定量输送，流经碟形过滤器3再次过滤，然后由连接有螺旋管的喷丝板4挤出，喷丝板4浸在凝固浴槽5中初生纤维在充满凝固浴的凝固管8中逐步凝固成形；凝固管8可伸缩，通过长度可调，改变纤维凝固成形时间；凝固浴槽5和凝固管8中的凝固浴由凝固浴泵7从凝固浴箱6中按一定流量不间断抽取；纤维成形后绕在第一牵伸辊10上，在经过水浴槽11的浸泡，缠绕到第二牵伸辊16；第一牵伸辊10表面的线速度要小于纤维挤出速度，形成负牵伸，第二牵伸辊16和第一牵伸辊10实现小倍率牵伸；经过小倍率牵伸的纤维再绕上主滚筒18主牵伸，同时由水洗上油装置19喷淋水洗和滴注上油；水洗废水进入淋洗船17；主滚筒18后半程是烘干，接着纤维绕上卷绕装置9；凝固浴通过回流泵12进入离子液回收塔13，再由输送泵14把经初步处理的离子液送入离子液精炼塔15。
考虑到纺丝流程较长，本实用新型采用四层叠加的方式，充分利用空间位置；底层是指工作台面以下，主要是计量泵2、凝固浴泵7、凝固浴箱6及管道；第二层是工作台面，主要有碟形过滤器3、凝固浴槽5、连接有螺旋管的喷丝板4、凝固管8和卷绕装置9；第三层是水洗和小倍率牵伸；第四层是主牵伸和上油、烘干。
本实用新型的有益效果是绿色环保，结构紧凑，占地小，运行成本少；纺丝牵伸稳定性好，纺速高，效率高；全程从纺丝原液到成品在设备上连续、有序，纺丝过程可控制。
图1为本实用新型的结构示意正视图图2为本实用新型的结构示意俯视图具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
实施例1参照附图1-2，一种以离子液体为溶剂的湿法连续长丝纺丝机，包括溶解、纺丝、牵伸、水洗、上油、烘干和卷绕装置，纺丝原液桶1安装在机架上，计量泵2和凝固浴箱6固定在地面上，凝固浴泵7固定在凝固浴箱6的上面，凝固浴槽5底部开有小孔以输送凝固浴，凝固管8和凝固浴槽5相连通，喷丝板4接有螺旋管的一头与过滤器3相连，喷丝板4浸在凝固浴槽5中，且正对凝固管8的中心，在喷丝板4的组件上即螺旋管的另一头靠近凝固浴槽5处设有回转支点，所述的喷丝板4可以从凝固浴槽5中翻出，凝固管8水平安装在工作台面上，工作台面上设有凝固浴回流槽；第一牵伸辊10和第二牵伸辊16分别固定在机架的左右两侧；水浴槽11位于第一牵伸辊10和第二牵伸辊16之间，且第一牵伸辊10和第二牵伸辊16浸入水浴槽11约1/5；主滚筒18为空心隔层结构，固定于机架上方，隔层内通有高温水或水蒸气用于烘干纤维；水洗上油装置19安装在机架上方，卷绕装置9水平安装在工作台面；淋洗船17安装在主滚筒18正下方；凝固浴通过回流泵12进入离子液回收塔13，再由输送泵14把经初步处理的离子液送入离子液精炼塔15；所有辊驱动用电机都固定在机架上，整套设备全封闭，在设备的局部镶上玻璃以便于观察；卷绕用电机全部采用同步电机，传动用同步齿形带，确保纺丝有足够的牵伸稳定性。
权利要求1.一种以离子液体为溶剂的湿法连续长丝纺丝机，包括溶解、纺丝、牵伸、水洗、上油、烘干和卷绕装置，纺丝原液桶(1)安装在机架上，计量泵(2)和凝固浴箱(6)固定在地面上，凝固浴泵(7)固定在凝固浴箱(6)的上面，凝固浴槽(5)底部开有小孔以输送凝固浴，凝固管(8)和凝固浴槽(5)相连通，喷丝板(4)接有螺旋管的一头与过滤器(3)相连，喷丝板(4)浸在凝固浴槽(5)中，且正对凝固管(8)的中心，在喷丝板(4)的组件上即螺旋管的另一头靠近凝固浴槽(5)处设有回转支点，所述的喷丝板(4)可以从凝固浴槽(5)中翻出，凝固管(8)水平安装在工作台面上，工作台面上设有凝固浴回流槽；第一牵伸辊(10)和第二牵伸辊(16)分别固定在机架的左右两侧；水浴槽(11)位于第一牵伸辊(10)和第二牵伸辊(16)之间，且第一牵伸辊(10)和第二牵伸辊(16)浸入水浴槽(11)约1/5；主滚筒(18)为空心隔层结构，固定于机架上方，隔层内通有高温水或水蒸气用于烘干纤维；水洗上油装置(19)安装在机架上方，卷绕装置(9)水平安装在工作台面；淋洗船(17)安装在主滚筒(18)正下方，其特征在于凝固管(8)通过管道依次与回流泵(12)、离子液回收塔(13)相连，离子液回收塔(13)通过管道与离子液精炼塔(15)连接，二者之间接有输送泵(14)，离子液回收塔(13)和离子液精炼塔(15)都固定在地面上；所有辊驱动用电机都固定在机架上，整套设备全封闭。
2.根据权利要求1所述的纺丝机，其特征在于，所述的过滤器(3)为碟形。
3.根据权利要求1所述的纺丝机，其特征在于，第一牵伸辊(10)和第二牵伸辊(16)采用单侧固定在机架上。
4.根据权利要求1所述的纺丝机，其特征在于，主滚筒(18)采用两端固定于机架上方。
5.根据权利要求1所述的纺丝机，其特征在于，整套设备全封闭，局部镶上玻璃以便于观察。
6.根据权利要求1所述的纺丝机，其特征在于，卷绕用电机全部采用同步电机，传动用同步齿形带。
专利摘要本实用新型公开了一种以离子液体为溶剂的湿法连续长丝纺丝机，即以离子液体作为溶剂和凝固浴、纺丝原液经连续牵伸卷绕络筒纺成长丝成品，可用于纺制纤维素纤维、腈纶、芳砜纶等。纺丝原液经计量泵2通过喷丝板4挤出，在凝固浴中凝固成形，后经第一牵伸辊10牵伸，接着水洗、小倍率牵伸、主牵伸、二次水洗、上油、烘干，到卷绕络筒，连续、有序地一步法纺得长丝；离子液循环利用。本实用新型的有益效果是绿色环保，结构紧凑，占地小，运行成本少；纺丝牵伸稳定性好，纺速高，效率高；全程从纺丝原液到成品在设备上连续、有序，纺丝过程可控制。
文档编号D01D13/00GK2866525SQ20062003912
公开日2007年2月7日 申请日期2006年1月23日 优先权日2006年1月23日
发明者王华平, 王强华, 张玉梅, 王彪, 刘崴崴 申请人:东华大学