专利名称：耐燃性氧化纤维织物的连续制造方法及所用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及耐燃性氧化纤维织物的连续制造方法及所用装置，特别是一种使用一般人造纤维织物作为前体经连续施以氧化反应处理而制成耐燃性纤维布的方法及所用装置。
一般已织成布状织物形态的人造纤维材料，诸如纤维素纤维(嫘萦纤维)、丙烯腈系纤维、酚醛树脂系纤维或沥青纤维等均不具有防火性能，以致不适于作为防火布，用途受到限制。近来，由于市场的需要，各种耐燃性纤维相继被开发，但因它们是纤维形态处理成的耐燃纤维，若以布状等织物形态使用时，则必须将该经氧化处理而机械性质已降低的耐燃纤维编织成布，这将带来生产上的问题，诸如容易断织、产率降低，须用专用机器设备等种种不便。最佳方法是将按一般传统方式利用现有一般纺织机械编织而成的各种织物直接进行氧化处理而成耐燃性织物，这将是最方便、最有效。于是有人提出将纤维织物以分批方式施以氧化处理而制得耐燃性氧化纤维织物，然而因为是分批处理，生产量受到相当限制，尤其是温度分布效应的影响，而难达到品质均一性，特别是每次处理时，必须升温及降温，导致时间及能源的浪费。
发明人有鉴于此，经过长期实验、研究，完成本发明耐燃性织物的连续且有效制造方法及所用装置。
本发明的主要目的，在于提供一种耐燃性氧化纤维织物的连续式制造方法，能制得品质均一的高防火性纤维织物。
本发明的另一目的，在于提供一种制造耐燃性氧化纤维织物的装置，能使用一般市售适合的纤维织物作为前体，连续大量并且迅速处理成为耐燃性纤维织物。
为达到上述目的，按本发明所提供的方法及装置，其方法主要使用纤维织物为前体，经一般的水洗、干燥、耐燃剂药品浸渍、压吸、干燥等前处理之后，以卷筒布的方式经由张力装置施予适当经向张力状态下，志入直立式氧化反应炉中，织物先由下向上，即由低温区向高温区顺向流动，再由上折回，自高温到低温逆向流动，以接受加热氧化处理，最后自炉的下部导出，将其卷取，即可得耐燃性氧化纤维织物。上述装置是由以下部分构成将前体的卷筒布导出并喂入炉中的馈入装置，将该布在入炉之前施以适当张力的张力装置，内部由下至上分成低温至高温多区段加热区的直立式氧化炉，及用于将成品氧化处理布卷取的卷取装置。
以下按照附图将本发明一具体实施例详细说明附图中，
图1是本发明耐燃性氧化纤维织物之制造方法流程方块图;
图2是本发明耐燃性氧化纤维织物的制造装置的一实施例示意图。
如图1所示，本发明耐燃性氧化纤维织物的制造过程如下首先将作为本发明前体的被处理纤维织物，诸如嫘萦纤维、或丙烯腈纤维、沥青纤维、酚醛树脂纤维等织成布1，送入水洗机2中以例如浓度为0.5-1.0%浓清洁剂水溶液清洗，以除去纺纱织布过程中可能沾附的污杂质，并在清水中除去残留清洁剂;然后，进行脱水、烘干3;然后，送入事先调配的一般惯用的耐燃剂药液4中充分浸渍之后，经重复二、三次的压吸5后，予以烘干6而完成织物的一般熟知的前处理。最后将此经前处理后的纤维织物经由连续输送卷取方式喂入氧化炉中进行连续氧化7，即可得耐燃性氧化纤维织物8。由2-8各步骤构成前处理工序9。
本发明最得要的特征部分在于连续氧化阶段7这部分，因此，就此阶段参照图2详细说明如下连续氧化装置10是由织物传动装置20及直立式氧化炉30所构成。传动装置20按被处理织物之流向依次包含由变速马达M1驱动的喂入罗拉(滚筒)21，安排成可上下升降调整织物张力的张力的张力装置22，由变速马达M2驱动的输出罗拉23、成品卷筒24及多个辅助及导向罗拉25-28。氧化炉30是采用具有耐热耐火外炉壁31及高耐热性光滑内炉壁32的直立式加热炉，炉内由下至上设成数个(在本实施例中为3个)不同温度的加热区34、35、36，温度由低温的第1区34开始分段渐升至高温的第3区，亦即最上区36为控制在250℃-350℃之间，最好在300℃左右，热源由炉内电热装置33所供给。此炉30采取上端开放式，可通至大气，炉底的下端设有织物分导板37可容许织物进出炉中。在炉30的中心上端悬设一个导向办拉28，以供氧化处理织物由此向下折返。
纤维织物1经由传动装置20的馈入罗拉21及张力装置22而从下方导入氧化炉30内，织物1的移动速度由马达M1、M2调整控制，织物的张力大小由调节含3个罗拉22a、22b、22c的张力装置22的上下位置的可调式罗拉22b的位置而予以调整设定。至于加热区34、35、36的温度则可借由图上未示出的温度控制器分别控制各区的电热装置33而予以控制。上述加热区的温度分布通常控制第1区34在30℃-150℃，第2区35在150℃-250℃，而第3区36在250℃-350℃。
进入炉内的织物1由下方的低温区34向上方的高温区35移动，至炉顶的罗拉29时折返下行，即，由高温区向低温区下行，如此，即能配合热气对流上升及温度的分布情况，即可得到均匀的氧化反应并缩短氧化反应时间，而达到连续式高产率处理。最后，氧化处理过的织物7经由输出罗拉23导出并卷取于成品卷筒24，而制得耐燃性氧化纤维织物。
实施例1使用嫘萦布(市售20′S/4规格)经过碗酸铵(7%W/V)加磷酸氢二铵(3%W/V)水溶液浸渍压吸等前处理之后，送入最高温度控制在300℃左右，输出速度控制在60厘米/小时的氧化炉中进行氧化处理，所得氧化螺萦布其氧指数实测值为52.0，具有良好的耐热防火性能。
实施例2使用嫘萦布(市售30′S/4规格)经过氯化锌(4%W/V)，氯化铵(4%W/V)及硼酸(4%W/V)水溶液浸渍压吸等前处理之后，送入最高温度控制在300℃左右，输出速度控制在60厘米/小时的氧化炉中进行氧化处理，所得氧化嫘萦布其氧指数实测值为61.5，具有良好的耐热防火性能。
比较例使用实验1及实验2的嫘萦布，但未浸渍耐燃剂药，并以相同条件进行氧化处理后，测得其氧指数在15.0-18.0之间，不具有防火效果。
实施例3在进行实例1的氧化过程中，对织物采用不同最高氧化温度后所得成品，经试验其最高氧化温度对成品的抗张强度、面积收率、布重之关系，结果如表1所示。由此表可知抗张强度随氧化最高温度的升高而增加，面积收率和布重则随着氧化最高温度升高而降低。
表1不同最高氧化温度与抗张强度、面积收率、布重的关系最高氧化温度 抗张强度 面积收率 布重(℃) (kg/in) (%) (g/m2)
250 1.72 89.9 245.7260 1.95 90.0 241.9270 2.92 88.7 232.3280 3.05 87.5 227.4290 4.60 84.6 225.2300 6.72 81.7 219.8实施例4将由实施例3所得相同成品测定其经不同氧化温度处理后其氧指数的关系，结果如表2所示。由此表可知氧指数也随氧化温度的升高而增加。
表2不同最高氧化温度与氧指数的关系最高氧化温度 氧指数(℃)250 52.0260 52.5270 52.7280 52.9290 55.7300 61.5根据日本JIS K7201(1976)对氧指数的区分,如下表所示:
测定值 氧指数 参考(燃烧分类)区分 (LOI)1 未满20 易燃性2 20以上,未满25 可燃性3 25以上,未满304 30以上 难燃性由此表来与本案的实施例所得表2的结果比较，显然可知按本案所制得的织物属于氧指数高达50以上，亦即区分4级以上的高难燃性防火材料。将所得试样任一种取一片使用水电工所用之瓦斯喷灯(其火焰中心点温度高达1000℃以上)进行燃烧测试结果显示具有高难燃性，换言之，经最高250℃-350℃热解处理之织物可耐1000℃之耐燃性，并且无黑烟、臭气等污染气体发生，是一种优异的防火布状材料，可供多方面应用，还可节约能源及符合环保要求。
又，根据已知的批式氧化处理或水平单向氧化处理，会造成纤维素纤维织物大量的重量损失和结晶结构破坏，并产生大量的焦油(tar)及挥发性产物附着在纤维织物上，使成品结构脆弱，品质低劣，而按本发明则纤维织物导入直立式装置内时，借助织物垂直移动而可避免处理过程中所产生的焦油等杂质附在织物表面而引起附着部位产生局部异常高温，造成织物表面脆化及破损等弊病发生，同时，织物是顺热气对流循渐进及渐减方式而移动，成品不致发生温度剧变所引起脆化现象，所以能确保成品品质，并且因流程合理，连续一贯，而可提高效率。
按上述说明及实施例可知本发明具有下列特点及功效1.纤维织物经由连续式制造过程，由下向上进入氧化炉中的不同温度加热区接受由低温至高温的渐进式加热处理，至适度控温的最高温度区完成氧化反应之后，开始从高温向低温逆向被逐渐降温后，导出炉外而进行卷取，因为织物加热及氧化后降温均为顺热气对流循渐进方式而运行，成品不致发生温度剧变所引起脆化现象，故流程合理，连续一贯，效率高并且可确保成品品质。
2.在进入氧化炉前，纤维织物预先借助一张力装置施加以经向张力，并在此张力状态下及炉内由下至上控制温度在适当分布条件下进行氧化反应，可提高机械性质。
3.整个装置构造简单，设置容易，易于操作控制。
4.可应用于各种纤维织物及其类似物或纤维束及其类似物的氧化反应处理，应用面广泛并且具产业上实施价值。
5.所得耐燃性氧化纤维织物除供工业或商业上用途之外，可作为活性碳纤维织物的前体供碳化及活化而制得活性碳纤维织物。
图1是本发明耐热性氧化纤维织物的连续制造方法的流程方块图;
图2是本发明耐热性氧化纤维织物的连续制造装置一个较佳实施例的示意图。
权利要求
1.一种耐热性氧化纤维织物的连续制造方法，该方法使用纤维织物为前体，经一连串的水洗、干燥、耐燃药液浸渍、压吸、干燥等前处理之后，进行加热氧化处理而制得耐燃性氧化纤维织物，其特征在于该经过前处理的纤维织物是在施予适当张力下连续导入一直立式氧化反应炉中，由下部的低温区向顶部的高温区顺向移动，再由高温区向低温区逆向移动，以接受加热氧化处理，经氧化的纤维织物则自炉的底部导出并进行卷取。
2.按权利要求1的连续制造方法，其中该氧化处理的最高温加热区的温度为250℃-350℃之间，并且在有空气之下对纤维织物进行加热。
3.一种耐热性氧化纤维织物的连续制造装置，该装置用于将经过耐燃性药剂处理的纤维织物加以氧化处理以形成耐燃性氧化纤维织物，该装置包括用于将织物传送的传动装置及直立式氧化炉，该氧化炉具有耐热耐火的内、外炉壁，该内外炉壁之间安设有多段式电热加热装置，该炉内加热室的上端开放，并悬挂有一导向罗拉，同时加热室中自下至上借助于上述加热装置而区分成温度由低至高分布的多区段加热区。
4.按权利要求3的制造装置，其中该氧化炉上部的导引罗拉是用于将垂直向向上导入炉内的纤维织物在经过高温加热氧化处理之后，逆向导引至低温部的炉的下方。
全文摘要
纤维素纤维如螺萦纤维或丙烯腈系纤维等布状织物连续氧化制成耐燃氧化纤维的方法及装置。纤维织物前体经水洗、干燥、药品浸渍、压吸、干燥等前处理后，由馈料装置经由张力装置施以经向张力，连续馈入直立式氧化炉中进行热裂解氧化反应，织物由下往上经炉中由低温至高温依次的顺流多段加热区接受热处理，再由高温至低温逆向自炉下部由卷取装置卷取。成品具良好耐燃性，用做防火布和活性碳纤布前体。该装置包含馈入装置，张力装置，直立型区段升温氧化反应炉，卷取装置。
文档编号D06M11/84GK1106871SQ9410181
公开日1995年8月16日 申请日期1994年2月8日 优先权日1994年2月8日
发明者王吉祥, 黄汝铭 申请人:王吉祥, 黄汝铭