专利名称：一种有色三角形腈纶的生产线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有色三角形腈纶的生产线，特别是涉及一种多色系、色差小 的有色三角形腈纶纤维的生产线，也就是一种采用溶液聚合及硫氰酸钠湿法纺丝生产路线 生产有色三角形腈纶纤维的生产线。
背景技术：
采用非圆形孔型的异形喷丝板，经过纺丝工艺优化和改进，可生产白色的三角形 腈纶纤维，再由后纺采用散纤维高温汽蒸方式染色。由此存在多种染色问题腈纶在湿热状 态下的玻璃化转变温度为70 80°C，因此染色时的升温必须严格控制，需根据所染颜色深 浅添加促染剂或缓染剂。并且，纤维的生产工艺不同(干纺、湿纺、共聚单体形式)、染料种 类(性能)不同，需选用不同的染色工艺。稍控制不当，极易色花，出现染斑。表征有色纤 维勻染性和重演性的色差指标值(DEcmc)通常大于1.5。另外，后纺染色需分批进行，各批 产品之间在色泽、手感或外观等方面的差异难免。同时能耗高且有色污水量大，也延长了产 品的加工周期。种种因素都造成了纤维损耗率提高，增加了加工的成本。目前，常规有色腈纶纤维生产的方法有长丝束连续染色法，原液着色法、凝胶染色 法。其中长丝束连续染色法与后纺短纤维染色机理一致，对成品丝束进行高温轧染，仅解决 了批间色差，其他问题仍然存在，且只适合小批量生产。原液着色法是在纺丝前将纺丝原液 与颜料混合，制成有色纺丝原液，直接进行纺丝生产。CN117004C、CN1523161、CN1465758A 说明的原液着色法存在颜料需研磨，有色原液中颜料颗粒粒径较大，纺丝难度增加，且色谱 少。凝胶染色法是在腈纶湿法纺丝过程中用液体染料对处于凝胶状态下的初生纤维进行 染色。染料调配灵活，因此色系多、色谱广。《金山油化纤》2001年第4期《凝胶染色技术 在腈纶NaSCN 二步法工艺中的应用》中介绍了国际上具有代表性的4种腈纶凝胶染色工艺 路线，国内也有腈纶公司引进其中Solutia、Sterling技术生产常规有色腈纶，如《金山油 化纤》2004年第1期《凝胶染色技术优化》。但是，Solutia公司、Courtaulds公司和Snia 公司分别采用DMAC、NaSCN和DMF为溶剂，均是拉伸中或拉伸后染色，染色时间短，难染深 色。而且经过拉伸后，纤维的无定形区取向度提高，同时内部微孔被拉长变细，影响染料的 渗透，勻染性变差，易色花。尤其DMAC和DMF为有机溶剂，该工艺路线的纺丝原液浓度较 采用无机溶剂的NaSCN法高一倍以上，故纺丝成形时纤维结构更致密，纤维内部空隙率小， 空洞小，染色时染料渗透慢，染色及透风时间要长，勻染性较NaSCN法差。Sterling公司以 NaSCN为溶剂，对圆形截面的常规腈纶采用拉伸前喷淋染色，喷淋管在丝束两面相对垂直排 列。缺点是染色时间较长(>30秒)，并为使染液尽可能地穿入丝束中，喷淋压力大，存在 凝胶单丝被冲断现象。尤其是湿纺三角形腈纶采用加快凝固成形方式，纤维脆性相对大，更 易冲断。被冲断的凝胶丝无法完成后道热拉伸，色光不同于拉伸过的纤维，易出现色差，且 粉末高。另外，为确保较高的喷淋压力，喷淋管上喷嘴分布较少，间距较大，而由于经过丝束 的染液不断循环，喷嘴易堵，相对排列的喷嘴无法避免一旦堵孔造成的上染死角。所以出现 染色条纹几率较高，甚至有泛白现象。DEcmc波动较大，有时大于1. 0，甚至1. 2。[0004]综上所述，湿纺三角形腈纶由于其各方面物理机械性能以及染色性能有别于常规 腈纶，所以在制备方法上需要更多的改进来满足其性能要求，而现在也尚无文献公开一种 以NaSCN为溶剂的湿法纺有色三角形腈纶的生产线。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种不需要后纺染色 即可直接用于后纺的多色系、颜色鲜艳且染色均勻的有色三角形腈纶的生产线。该生产线 涉及一种特制的染液喷射头，在溶液聚合及硫氰酸钠湿法纺丝工艺路线生产有色三角形腈 纶纤维，避免了难染深色、色花、条纹、甚至纤维泛白的染色质量缺陷，并且简化加工工艺， 降低成本，缩短加工周期。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为—种有色三角形腈纶的生产线，依次包括聚合釜、脱单体塔、脱泡塔、原液压滤 机、纺丝机、预牵伸机、丝束洗涤机、染色机、热牵伸机、上油机、转鼓干燥机、卷曲机、定型 机、切断机、打包机；其中，染色机设置有若干长条状弧形染液喷射头，所述的长条状弧形染液喷射头 是由喷头座、喷头盖和染液进口管构成的、横截面呈中空“T”形的长条状的弧形喷头，喷头 盖为长条状的半圆柱面，所述的喷头盖交错排列若干贯通的喷孔。作为优选的技术方案其中，如上所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其中，所述的喷孔为柳叶形喷 孔，也可以是椭圆型喷孔、矩形喷孔和圆形喷孔；所述的喷头盖的表面有连通在同一直线上 的喷孔的纵向凹槽。如上所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其中，所述的纵向凹槽为“V”形凹槽， “V”形开口向外；所述“V”形的夹角θ为60° ；也可以是“U”形槽，“U”形开口向外；或者 是梯形槽，梯形平行边的长边为槽口 ；当凹槽是“U”形槽时，所述“U”槽底部开孔宽度不大 于U形槽口宽度的1/3 ；当凹槽是梯形槽时，所述梯形槽的槽底宽度为槽口宽度的1/3。。所 述的喷孔纵向排成三排，每排孔等距分布；也可以根据喷射头及喷孔大小，任意排前后交错 的孔分布。所述的染液进口管的外圆有螺纹；所述的喷头座与喷头盖以焊接方式联接。如上所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其中，所述的喷头盖为圆柱面一部分， 尺寸为长X弧宽=IOOmmX50mm,圆柱面直径为180mm ；喷孔的主要参数满足以下关系 式单个柳叶形喷孔的柳叶长为2k mm，柳叶宽为 2k/3mm，总孔数η满足n = 23-3k个，其中，k= 1 6，优选k = 3或4。染色机所用染液喷射头采用长条状的半圆柱面弧形喷头，弧长X宽为 100X50mm，并以100 120mm间距分布于喷淋管上。每个喷出面为圆柱面一部分，圆柱面 直径为180mm，每个喷头表面在长度方向有3条60°凹槽，分布多个前后交错排列的柳叶形 喷孔，每排孔等距分布，单孔的长(2k)mm(k= 1 6)，宽为(2k/3)mm，孔数为η (个)满足 η = 23-3k。优选 k = 3、4，即单孔孔长=6mm、8mm，孔宽=2mm、2. 7mm，孔数 η = 14、11。喷 头距丝束20 25mm。由此，喷射液覆盖面大且交叉，无需较大喷淋压力，凝胶丝不会冲断，尤其适用于采用加快凝固成形方式、纤维脆性相对大，不易用高压喷嘴喷淋染色方式的湿 纺三角形腈纶。有益效果本实用新型的一种有色三角形腈纶的生产线，采用了长条状多交错喷孔的弧形布 置方式的喷头，简化了染色过程，提高了染色效率，避免了色花、条纹现象，DEcmc稳定小于 0. 3，能够确保纤维品质；而且可减少喷淋管，缩短染色时间。本实用新型的一种在线染色装 置的染液喷头，喷射液覆盖面大且交叉，无需较大喷淋压力，凝胶丝不会冲断，尤其适用于 强力小、不耐冲击的纤维。且由于喷头喷孔排列交错，消除了单管喷嘴喷淋时因个别喷孔堵 塞而影响局部丝束上色的隐患，不发生纤维泛白现象，纤维色泽均勻，色差极小。另外，操作 方便，单个喷射头实现了多根单嘴喷淋管的作用，大大缩短染色时间，颜色切换灵活，产生 的过渡纤维少，避免纤维、纱线或织物在后道染色加工过程中带来的质量问题。
图1为本实用新型的一种有色三角形腈纶的生产线构成示意图图2为本发明的一种染液喷射头的俯视图图3为本发明的一种染液喷射头的A-A剖面结构示意图其中1是喷头座；2是染液进口管；3是喷孔；4是凹槽；5是螺纹；6是喷头盖
具体实施方式
下面结合具体实施方式
，进一步阐述本实用新型。本发明还提供了一种有色三角形腈纶的生产线，如图1所示，依次包括聚合釜、 脱单体塔(脱单塔)、脱泡塔、原液压滤机、纺丝机、预牵伸机、丝束洗涤机、染色机、热牵伸 机、上油机、转鼓干燥机、卷曲机、定型机、切断机、打包机；其中，染色机设置有若干长条状弧形染液喷射头，如图2和3所示，所述的长条状 弧形染液喷射头是由喷头座(1)、喷头盖(6)和染液进口管(2)构成的、横截面呈中空“T” 形的长条状的弧形喷头，喷头盖(6)为长条状的半圆柱面，所述的喷头盖(6)交错排列若干 喷孔(3)。如上所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其中，所述的喷孔(3)为柳叶形喷孔， 也可以是椭圆型喷孔、矩形喷孔和圆形喷孔；所述的喷头盖(6)的表面有连通在同一直线 上的喷孔(3)的纵向凹槽(4)。如上所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其中，所述的纵向凹槽⑷为“V”形凹 槽，“V”形开口向外；所述“V”形的夹角θ为60° ；也可以是“U”形槽，“U”形开口向外; 或者是梯形槽，梯形平行边的长边为槽口 ；当凹槽是“U”形槽时，所述“U”槽底部开孔宽度 不大于U形槽口宽度的1/3 ；当凹槽是梯形槽时，所述梯形槽的槽底宽度为槽口宽度的1/3。 所述的喷孔⑶纵向排成三排，每排孔等距分布；也可以根据喷射头及喷孔大小，任意排前 后交错的孔分布。所述的染液进口管(2)的外圆有螺纹(5)，所述螺纹采用普通公制60° 细牙三角螺纹紧固联接，也可以将染液喷射头通过法兰与喷淋管连接。所述的喷头座(1) 与喷头盖(6)以焊接方式联接。如上所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其中，所述的喷头盖(6)为圆柱面一部分，尺寸为长X弧宽=IOOmX50mm，圆柱面直径为180mm ；喷孔(3)的主要参数满足以 下关系式单个柳叶形喷孔的柳叶长为2k mm,柳叶宽为 2k/3mm，总孔数η满足n = 23-3k个，其中，k= 1 6，优选k = 3或4。如上所述的一种染液喷射头，所述的纵向凹槽⑷深度为k mm。本发明的一种染液喷射头以100 120mm间距分布于喷淋管上，染液喷射头通过 螺纹(5)连接于喷淋管上。每个喷头盖(6)为圆柱面一部分，圆柱面直径为180mm，每个喷 头盖(6)在长度方向有3条60°凹槽(4)，分布多个前后交错排列的柳叶形喷孔(3)，每排 孔等距分布，单个喷孔的柳叶长=6mm、8mm，柳叶宽=2mm,2. 7mm，孔数η = 14、11。染液从 染液进口管(2)进入通过喷孔射出，喷头距丝束20 25mm。由此，喷射液覆盖面大且交叉， 无需较大喷淋压力，凝胶丝不会冲断，尤其适用于强力小、不耐冲击的纤维。且由于喷头喷 孔排列交错，消除了单管喷嘴喷淋时因个别喷孔堵塞而影响局部丝束上色的隐患，不发生 纤维泛白现象，纤维色泽均勻，色差极小。另外，操作方便，单个喷射头实现了多根单嘴喷淋 管的作用，大大缩短染色时间，颜色切换灵活，产生的过渡纤维少，避免纤维、纱线或织物在 后道染色加工过程中带来的质量问题。经试验证明，本实用新型的一种有色三角形腈纶的生产线是针对有色三角形腈纶 的特点，提供一种采用新型染液喷头——一种长条状的弧形喷头的有色三角形腈纶的生产 线；所述染色机通过循环和阳离子染料在线补加实现扁平腈纶的染色。本实用新型采用新 型长条状弧形喷射头，喷射液覆盖面大且交叉，无需较大喷淋压力，凝胶丝不会冲断，尤其 适用于强力小、不耐冲击的纤维；且由于喷头喷孔排列交错，解决了喷嘴式喷淋时因个别喷 孔堵塞而影响局部丝束上色的隐患，不仅消除了色花、条纹、纤维泛白现象，且纤维色泽均 勻，色差小，DEcmc稳定小于0.3;另外，操作方便，单个喷射头实现了多根单个喷嘴式喷淋 管的作用，大大缩短染色时间，简化染色过程，过渡纤维少，提高效率，避免在后道染色加工 过程中带来的质量问题。
权利要求1.一种有色三角形腈纶的生产线，其特征是依次包括聚合釜、脱单体塔、脱泡塔、原 液压滤机、纺丝机、预牵伸机、丝束洗涤机、染色机、热牵伸机、上油机、转鼓干燥机、卷曲机、 定型机、切断机、打包机；其中，染色机设置有若干长条状弧形染液喷射头，所述的长条状弧形染液喷射头是由 喷头座(1)、喷头盖(6)和染液进口管(2)构成的、横截面呈中空“T”形的长条状的弧形喷 头，喷头盖(6)为长条状的半圆柱面，所述的喷头盖(6)交错排列若干贯通的喷孔(3)。
2.根据权利要求1所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其特征在于，所述的喷孔(3) 为柳叶形喷孔。
3.根据权利要求1所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其特征在于，所述的喷头盖 (6)的表面有连通在同一直线上的喷孔(3)的纵向凹槽(4)。
4.根据权利要求3所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其特征在于，所述的纵向凹 槽(4)为“V”形凹槽，“V”形开口向外。
5.根据权利要求4所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其特征在于，所述“V”形的夹 角9为60°。
6.根据权利要求1所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其特征在于，所述的喷孔(3) 纵向排成三排，每排孔等距分布。
7.根据权利要求1所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其特征在于，所述的染液进 口管(2)的外圆有螺纹(5)；所述的喷头座(1)与喷头盖(6)以焊接方式联接。
8.根据权利要求1所述的一种有色三角形腈纶的生产线，其特征在于，所述的喷头盖 (6)为圆柱面一部分，尺寸为长X弧宽=lOOmmX 50mm，圆柱面直径为180mm ；喷孔(3)的 主要参数满足以下关系式单个柳叶形喷孔的柳叶长为2k mm, 柳叶宽为2k/3mm，总孔数n满足n = 23-3k个，其中，k=l 6，优选k = 3或4。
专利摘要本实用新型涉及一种有色三角形腈纶的生产线，特别是涉及一种多色系、色差小的有色三角形腈纶纤维的生产线，也就是一种采用溶液聚合及硫氰酸钠湿法纺丝生产路线生产有色三角形腈纶纤维的生产线。本实用新型的生产线采用长条状弧形染液喷射头，所述的长条状弧形染液喷射头是由喷头座、喷头盖和染液进口管构成的、横截面呈中空“T”形的长条状的弧形喷头，喷头盖为长条状的半圆柱面，所述的喷头盖交错排列若干贯通的喷孔。本实用新型提供一种不需要后纺染色即可直接用于后纺的多色系、颜色鲜艳且染色均匀的有色三角形腈纶的生产线，避免了难染深色、色花、条纹、甚至纤维泛白的染色质量缺陷，并且简化加工工艺，降低成本，缩短加工周期。
文档编号D01D5/06GK201778205SQ20102029396
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者徐静, 王华平 申请人:东华大学