專利名稱：溶液配比控制工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在生產(chǎn)纖維素切片時控制溶液配比的生產(chǎn)工藝，對此，(a)將纖維素和含水氨基氧化物通過產(chǎn)生一種懸浮液后混合，(b)用懸浮液通過水蒸發(fā)形成纖維素溶液，(c)將纖維素溶液通過一個間隙擠入沉淀槽，該沉淀槽內(nèi)已放有一種含水氨基氧化物，并且在該沉淀槽內(nèi)(d)將切片放入含水清洗溶液，用溶液將剩余的氨基氧化物從切片上洗清，(e)將含水氨基氧化物濃縮后從(c)站和/或(d)站送回到(a)站，同時要檢測溶液性質(zhì)和物理性能，并且可根據(jù)測量值來控制溶液配比。
本發(fā)明還涉及一種實(shí)施這種工藝的設(shè)備，該設(shè)備的組合有裝有計(jì)量件的混合器械、與混合器械相接的溶解和蒸汽裝置、用一根管與溶解和蒸汽裝置相接的擠壓裝置和沉淀槽、至少有一個清洗槽，該清洗槽包括一個能強(qiáng)力稀釋的含水氨基氧化物溶液、以及用于檢測溶液性質(zhì)的設(shè)備，以控制溶液配比。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，人們通過纖維素溶液的性質(zhì)來認(rèn)識可測溶液的物理性能。
按氨基氧化物生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的纖維素切片性能，尤其是紡絲纖維和絲線的紡織物理性能在很大程度上與擠壓溶液的配比有關(guān)。為了保證其最佳性能就要控制溶液的配比和將配比的不穩(wěn)定保持在最有限范圍內(nèi)，對于一種連續(xù)生產(chǎn)工藝，如上所述的氨基氧化物生產(chǎn)工藝，其工藝過程的控制對于經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)作則相當(dāng)重要。同時，檢測(c)、(d)和(e)級的含水氨基氧化物溶液的濃度和調(diào)整溶液配比也是相當(dāng)重要的。
根據(jù)WO94/28212的公告，要不時的對流向擠壓設(shè)備紡絲溶液進(jìn)行取樣和檢測其折斷率，以便獲得性質(zhì)滿意的擠壓品種，該折斷率在60℃時應(yīng)在1.489至1.491之間。此外公告內(nèi)容還有將含水氨基氧化物的折斷率保持在一定范圍內(nèi)。于是含水氨基氧化物的折斷率對于沉淀槽在60℃時應(yīng)在1.3644至1.3708之間，而對于形成纖維素懸浮液的濃縮性氨基氧化物溶液其折斷率則在1.4620至1.4628之間，不用操作計(jì)量件和改變蒸發(fā)條件。將溶液折斷率控制在一定范圍可對溶液的配比不做精確的調(diào)整。此外，這種生產(chǎn)工藝對于吸光性強(qiáng)和/或折光性強(qiáng)的溶液則不起作用。
本發(fā)明的目的是按可精確控制紡絲溶液配比的氨基氧化物生產(chǎn)工藝制定出一種生產(chǎn)纖維素切片工藝，對于成分的控制應(yīng)比折斷率范圍的控制精確，除此之外還要按能及時調(diào)整溶液配比的氨基氧化物生產(chǎn)工藝制定出一種生產(chǎn)纖維素切片的工藝，以便將所出現(xiàn)的成分不穩(wěn)定保持在一個很小的范圍內(nèi)。尤其因?yàn)槿芤何庑院驼酃庑蕴珡?qiáng)而不需要折斷率檢測時，應(yīng)按能調(diào)整生產(chǎn)工藝過程中所出現(xiàn)的不同溶液配比的氨基氧化物生產(chǎn)工藝制定出一種纖維素切片生產(chǎn)工藝。而后還要有實(shí)施這種生產(chǎn)工藝的設(shè)備，可通過改變氨基氧化物生產(chǎn)工藝溶液配比在一定范圍內(nèi)能保持或取消紡絲溶液和無纖維素的含水氨基氧化物溶液。下面還對本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)做了說明。
對于開頭部分所提及的生產(chǎn)工藝，本發(fā)明的任務(wù)是人們檢測前面所提及的其中一個溶液的非光學(xué)性能并且可將一個或多個測量值與規(guī)定的額定值偏差用于調(diào)整這種溶液的成分。除了上述測量折斷率的生產(chǎn)工藝，本發(fā)明還規(guī)定了測量值的窄公差范圍，測量值與某一額定值的偏差直接影響了調(diào)節(jié)回路中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此，當(dāng)測量值偏離規(guī)定的允許范圍時調(diào)整開始作用，此時應(yīng)盡可能嚴(yán)格控制溶液配比。溶液非光學(xué)特性的測量不是以溶液對有效波長光的透明度為先決條件。因此，紡絲溶液還包含對添加料的一定比例，如氧化鈦、色素或填充劑，能控制工藝過程中所出現(xiàn)的由于污染而嚴(yán)重變色的氨基氧化物溶液，而且能根據(jù)其濃度對其加以調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明中生產(chǎn)工藝的優(yōu)先結(jié)構(gòu)形式，人們將介電常數(shù)、導(dǎo)電系數(shù)、微波強(qiáng)度和速度、密度、水含量或超聲速度選作溶液可測的非光學(xué)特性。工藝過程中的透明和不透明溶液可借助同樣性質(zhì)的檢測來控制，以降低測量和調(diào)整費(fèi)用，含水量可按照卡爾-費(fèi)舍爾(Karl-Fischer)原理確定的。
根據(jù)本生產(chǎn)工藝的優(yōu)先結(jié)構(gòu)形式，人們在檢測上述溶液性質(zhì)時或前或者后應(yīng)測量溶液溫度，并且可根據(jù)被測溫度補(bǔ)償測量值。由于溶液溫度會產(chǎn)生變化，因而測量值要被換算成一個參考溫度，在此溫度下可從額定成分中認(rèn)識到溶液相關(guān)性質(zhì)，用這種成分可補(bǔ)償當(dāng)前測量值。換算成測量值的參考溫度為50℃或60℃。
人們可優(yōu)先檢測溶液線性性能，線性檢測不僅允許在少量流動阻力時迅速求證溶液配比，而且線性檢測對于紡絲溶液可避免由于溶液分解而形成的安全風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)比如在管道死角(如取樣口)由于可能產(chǎn)生失控反應(yīng)(run-away-Reaktionen)而引起的。
根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)工藝的優(yōu)先結(jié)構(gòu)形式，為了調(diào)整溶液配比可將成分配料分為(a)站、(b)站和(d)站。如果根據(jù)性質(zhì)檢測改變了紡絲溶液配比，那么則需要對纖維素成分和/或溶劑NMMO/H2O配料。為了調(diào)整沉淀槽溶液配比需要對流向沉淀槽清洗溶液配料或者對清洗溶液改變水的劑量。
根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)工藝的優(yōu)先結(jié)構(gòu)形式，為了調(diào)整溶液配比制定了生產(chǎn)條件(b)站或/和(e)站。如果通過檢測而產(chǎn)生紡絲溶液配比NMMO/H2O出人意外的變動，那么這些可在(b)站進(jìn)行調(diào)整，從而在該站減少或增加水蒸發(fā)。同樣可通過采用濃縮站和蒸發(fā)站來調(diào)整流回(a)站的含水氨基氧化物溶液的濃度。
此外，對于開頭部分所提及的生產(chǎn)工藝，本發(fā)明的任務(wù)是在含有可控制溶液的管道和容器里裝上檢測溶液非光學(xué)性質(zhì)的儀器，并且測量儀同按流量切換的配料件或者蒸發(fā)裝置一起形成調(diào)整溶液配比的調(diào)整回路。測量儀提供一個溶液測量值，如介電系數(shù)或密度，該測量值信號主要用于調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如改變配料件速度或者改變蒸發(fā)裝置的導(dǎo)電系數(shù)。
特別是該測量儀具有一個檢測溶液溫度的功能和對一個由測量儀提供的測量值進(jìn)行溫度補(bǔ)償。由于本測量儀能提供了溫度補(bǔ)償測量值，因此可直接補(bǔ)償規(guī)定的并且基于一定溫度的額定配比的溶液參量。
本發(fā)明下面用草圖來作詳細(xì)的介紹，該圖展示了本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)形式流程圖。
含水纖維素及氮-甲基嗎啉-氮-氧化物(NMMO)和水的混合物通過配料件1a和1b加入連續(xù)工作的混合設(shè)備2，設(shè)備2是多軸設(shè)備，如DE-C-198 37 210.8中所述，設(shè)備2的后面接上一只溶解和蒸發(fā)裝置3，用此設(shè)備可將設(shè)備2中形成的纖維素和NMMO/H2O合成的懸浮液通過熱量輸入及水蒸氣中的低壓來進(jìn)入溶液中的。DE-A-44 41 468.8中已公告出一種適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝。擠壓設(shè)備4通過一根管道8與溶解和蒸發(fā)裝置3相連，紡絲溶液用擠壓設(shè)備通過一個間隙被擠入一個沉淀槽5，按照擠壓設(shè)備4的狀態(tài)和下列工藝步驟可獲得纖維、絲線、薄膜或切片，以此獲取的切片6通過牽拉設(shè)備7被輸入清洗設(shè)備10，這樣可從切片6中洗清剩余的氨基氧化物。
本發(fā)明中，在溶解和蒸發(fā)裝置3和擠壓設(shè)備4之間的管道8中裝入一只測量儀9，用于檢測非光學(xué)性質(zhì)，如介電系數(shù)或溶液密度。測量儀9提供了一個溫度修改信號給微處理機(jī)12，該微處理機(jī)確定溶液額定值的偏差，并且通過一個信號線13將調(diào)整信號提供給纖維素配料件1a，通過信號線15將信號輸送給溶劑混合配料件1b，通過信號線14將信號輸送給溶解和蒸發(fā)裝置3。
正如圖中所見，清洗溶液用一根管道24從清洗設(shè)備10輸入沉淀槽容器5，該管路中的測量儀11確定所需清洗溶液在管路24中的配比，并且通過信號線18和微處理機(jī)16來控制給清洗設(shè)備10加水的閥門17，所需沉淀槽溶液通過一根也包含清洗裝置(未表達(dá)出來)的管道19被輸入蒸發(fā)設(shè)備20，用此設(shè)備可將溶液蒸發(fā)到規(guī)定的氨基氧化物濃度，對被蒸發(fā)的溶液的濃度可通過用測量儀21檢測其性質(zhì)和通過用微處理機(jī)22進(jìn)行實(shí)際值和額定值的補(bǔ)償來被轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)整信號，該信號通過信號線23來調(diào)整蒸發(fā)設(shè)備20的蒸發(fā)條件。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)纖維素切片時控制溶液配比的生產(chǎn)工藝(a)在形成懸浮液時將纖維素和含水氨基氧化物混合；(b)用懸浮液通過水蒸發(fā)形成纖維素溶液；(c)將纖維素溶液通過一個間隙擠入放有含水氨基氧化物的沉淀槽，并且在沉淀槽被凝固成切片；(d)將切片輸入一個含水清洗溶液中，再將切片上剩余的氨基氧化物洗清；以及(e)將含水氨基氧化物濃縮后從(c)站和/或(d)站送回(a)站，此時應(yīng)檢測溶液性質(zhì)并且根據(jù)測量值來調(diào)整溶液配比，其特征在于，至少能測量出其中一種溶液的非光學(xué)性質(zhì)或其物理性能，并且可根據(jù)單個測量值和多個測量值與一個所規(guī)定的額定值的偏差來對該溶液配比進(jìn)行調(diào)整。
2.按照權(quán)利要求1的生產(chǎn)工藝，其特征在于，能通過介電系數(shù)、感應(yīng)導(dǎo)電能力、微波吸收力、密度、含水量和超聲速度選出溶液非光學(xué)性質(zhì)。
3.按照權(quán)利要求1或2的生產(chǎn)工藝，其特征在于，可在測量性質(zhì)時或測量前或后的瞬間測量出溶液溫度，并且可根據(jù)測量溫度來補(bǔ)償測量值。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的生產(chǎn)工藝，其特征在于，可在線上測量性能。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的生產(chǎn)工藝，其特征在于，可采用對(a)、(c)或(d)站計(jì)量來調(diào)整溶液配比。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的生產(chǎn)工藝，其特征在于，可采用(b)和/或(e)站的工作條件來調(diào)整溶液配比。
7.實(shí)施按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的生產(chǎn)工藝用的設(shè)備，該設(shè)備具有--帶計(jì)量件(1a、1b)的混合設(shè)備(2)；--溶解和蒸發(fā)裝置(3)，與混合設(shè)備(2)相接；--擠壓設(shè)備(4)帶沉淀槽(5)，通過一根管道(8)與溶解和蒸發(fā)裝置(3)相接；--至少有一個放有被稀釋的含水氨基氧化物清洗槽；以及--用于測量溶液性質(zhì)的設(shè)備，目的為監(jiān)控其配比，其特征在于，在放有被監(jiān)控溶液的管道(8，19，24)或一個容器中接一只測量儀(9，21，11)，用于測量溶液的非光學(xué)性質(zhì)，并且測量儀同計(jì)量件(1a，1b，17)或蒸發(fā)設(shè)備(3；20)一起構(gòu)成一個調(diào)節(jié)回路(13，14，15；18；23)，以便控制溶液配比。
8.按照權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征在于，測量儀(9，11，21)有一個功能能測量溶解溫度和對儀表測量值進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在生產(chǎn)纖維素切片時控制溶液配比的生產(chǎn)工藝,對此,(a)通過產(chǎn)生一種懸浮液將纖維素和含水氨基氧化物混合,(b)通過水蒸發(fā)用懸浮液形成纖維素溶液,(c)將纖維素溶液通過一個間隙擠入沉淀槽,該沉淀槽內(nèi)已放有一種含水氨基氧化物,并且該沉淀槽內(nèi)(d)將切片放入含水清洗溶液,用溶液將剩余的氨基氧化物從切片上洗清,(e)并且將含水氨基氧化物濃縮后從(c)站和/或(d)站回到(a)站,同時要檢測溶液的性質(zhì)和其物理性能,并且可根據(jù)測量值來控制溶液配比。其特征在于,至少能測量出其中一種溶液的非光學(xué)性質(zhì)或物理性能,并且可根據(jù)單個測量值和多個測量值與一個所規(guī)定的額定值的偏差來對該溶液配比進(jìn)行調(diào)整。本生產(chǎn)工藝可精確控制擠壓溶液的配比。
文檔編號C08B1/00GK1377429SQ00813771
公開日2002年10月30日 申請日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月6日
發(fā)明者F-G·尼姆茨, W·邁耶, T·邁因策爾－阿爾特霍夫 申請人:阿塞如施瓦茲有限公司