CN100557093C

CN100557093C - 溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板

Info

Publication number: CN100557093C
Application number: CNB2006101179334A
Authority: CN
Inventors: 胡学超; 邵惠丽; 章潭莉; 张慧慧
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2026-11-03
Also published as: CN1948562A

Abstract

本发明涉及一种溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，它包括一个未设喷丝孔的熔纺喷丝板，沿该熔纺喷丝板的中部径向一字排开、均匀分布设置有若干个支承孔，每个支承孔内嵌设有一湿纺喷丝帽。熔纺喷丝板的直径为200～400mm；湿纺喷丝帽的数量可为6～20个，其外径为10～30mm；在其帽底设有100～600个喷丝孔，喷丝孔的直径为0.03～0.08mm。它可采用侧吹风冷却工艺，不仅设备简单、冷却均匀、效率高，还可提高纺丝速度，是一种适应于侧吹风工艺的溶剂法纤维素纤维生产的专用喷丝板。

Description

溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板

技术领域

本发明属化学纤维制造领域，涉及一种用于纺丝的专用部件-喷丝板，尤其涉及应用于溶剂法纤维素纤维的纺丝工序中所采用的一种复合喷丝板。

背景技术

将聚合物加工成为流动性的流体(即为熔融状的熔体或溶解后的溶液)，经挤压通过小孔形成细流，其流体被挤压流入一带有小孔的部件，经过凝固制成纤维，其过程即被称为纺丝。所使用的部件即为化学纤维纺丝过程中不可缺少的部件-喷丝板。

由于聚合物的性质及其纤维品种各不相同，因此必须采用不同的纺丝方式。一般有熔融纺丝、湿法纺丝及干-湿法纺丝等多种方式，例如：涤纶等材料则是采用熔融纺丝方式生产的，该方式是在高于聚合物熔点的某个温度下，将聚合物熔体挤压流过喷丝板的小孔，以形成细流进行纺丝的。此时熔体粘度一般高达1000Pa·s以上，工作压力达4～10MPa，因此必须选用符合耐高温、耐高压要求的熔纺喷丝板。相反，如粘胶或腈纶等则是采用湿法纺丝方式生产的，它是将聚合物按照一定的百分比(如8％～20％重量百分比)溶解在溶剂中形成溶液，再由喷丝板的小孔挤压出细流经凝固后进行纺丝加工的。此时，该溶液粘度一般为100Pa·s左右，工作压力不大于0.8MPa。故在湿法纺丝时可选用耐压要求不高，但必须是耐腐蚀、孔径细而光洁度高的湿法喷丝帽。众所周知，溶剂法纤维素纤维是采用干-湿法纺丝的，在纺丝时，其溶解后的溶液粘度为300～1000Pa·s，工作压力为0.8～4MPa，由此表明适用于该纺丝方法的喷丝板的特征要求应介于熔纺与湿纺之间。

近年来，国内外专家对“溶剂法纤维素纤维纺丝应采用何种喷丝板”的课题进行了大量的研究，申请了多件专利。ZL00310108516.X的专利文献，公开了一种平行交叉、同心圆形或放射状排列的熔纺、湿纺复合喷丝板。

但上述喷丝板在纺丝时需有环形吹风装置相配合才能进行纺丝。而环形冷却装置结构复杂，操作困难，还易引起涡流，造成乱丝。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，它可采用侧吹风冷却工艺，设备简单、冷却均匀、效率高，可提高纺丝速度，是一种适应于侧吹风工艺的溶剂法纤维素纤维生产的专用喷丝板。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，包括一个未设喷丝孔的熔纺喷丝板，其特征在于，沿该熔纺喷丝板的中部径向一字排开、均匀分布设置有若干个支承孔，所述的支承孔包括设置在熔纺喷丝板上表面的沉孔和一个与该沉孔相连的通孔；每个支承孔内嵌设有一湿纺喷丝帽，所述的湿纺喷丝帽为带有帽沿的直帽型，其帽沿的底部与支承孔的沉孔底面紧密贴合；所述沉孔的直径与所述湿纺喷丝帽帽沿的直径相同，所述通孔的直径等于湿纺喷丝帽的外径，通孔的上，下表面之间的距离与湿纺喷丝帽的高度相一致。

上述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其中，所述的熔纺喷丝板的直径为200～400mm；所述的湿纺喷丝帽的数量可为6～20个，其外径为10～30mm；在其帽底设有100～600个喷丝孔，喷丝孔的直径为0.03～0.08mm。

上述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其中，所述湿法喷丝帽的材质为加强的钽铌合金或铂金合金。

上述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其中，所述复合熔纺喷丝板的形状可为圆形、矩形或长条形，其复合喷丝板上的喷丝孔总量可为600～12000孔。

上述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其中，所述复合喷丝板的耐压值为4～10MPa，耐温值可达100℃以上，其纺丝速度为120米/分以上。

上述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其中，所述复合喷丝板为干-湿纺丝专用的可进行侧向冷却的喷丝板。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、由于侧向吹风是熔纺中常用的冷却装置，其不仅结构简单，且风流均匀稳定。为了适合这种冷却方法，本发明采用一字排开的排列方式，并缩小了湿纺喷丝帽的直径，减少了每一块复合板上湿纺帽的个数，缩小了湿纺喷丝帽的小喷丝孔的直径，使喷出速度更快；同时也加强了材质强度要求，使之能适应更高压力。

2、本发明由于采用了常规熔纺生产用的喷丝板为受压主体，在该喷丝板上嵌设了若干带帽沿的湿纺喷丝帽，它是一种结构简单、制造容易且兼熔纺、湿纺喷丝板于一体的复合喷丝板。由于每个带有帽沿的湿纺喷丝帽与熔纺板上支承孔之间是尺寸一致的紧配合，又采用了加强型的钽铌合金或铂金合金为材质，同时，由于采用了较小的湿法喷丝帽的直径，但总孔数依然可以达到600～12000孔。因此在溶剂法纤维素纤维纺丝时，它能承受因流体粘度较高所引起的纺丝压力(4～10MPa)而不漏浆。

3、本发明复合喷丝板上的喷丝孔总量虽然比专利ZL200310108516.X少，但由于采用了喷丝孔径较小的湿纺喷丝帽，可提高纺丝速度，又因采用侧吹风，使得整个生产工艺简单、稳定，纺制的纤维纤度适应范围广。正是由于喷丝孔径比(0.03～0.08mm)现有技术的更小，可以进一步提高纺丝速度，从而可提高单个喷丝板的产量，使生产率提高，并能纺制更细的纤维。与此同时，纺丝速度的适当提高还有利于纤维质量的改善。复合喷丝板的加工工艺和制造精度要求仍如同常规喷丝板。

附图说明

通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。附图中：

图1为本发明复合喷丝板的俯视结构示意图；

图2为图1中A-A的局部剖视结构示意图。

图中：

1.熔纺喷丝板；2.直帽型湿纺喷丝帽；3.湿纺喷丝帽的支承孔；4.喷丝孔；5.湿纺喷丝帽的帽沿；6.支承孔的沉孔；7.支承孔的通孔。

具体实施方式

如图1、2所示的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，包括一个未设喷丝孔的熔纺喷丝板1，沿该熔纺喷丝板的中部径向一字排开、均匀分布设置有若干个支承孔3，每个支承孔3内嵌设有一湿纺喷丝帽2。

支承孔3包括设置在熔纺喷丝板上表面的沉孔6和一个与该沉孔6相连的通孔7；湿纺喷丝帽2为带有帽沿的直帽型，其帽沿5的底部与支承孔沉孔6的底面紧密贴合。

沉孔6的直径与湿纺喷丝帽帽沿5的直径相同；通孔7的直径等于湿纺喷丝帽2的外径，通孔7的上、下表面之间的距离与湿纺喷丝帽2的高度相一致。

将直径为10～30mm带有帽沿5的直帽型湿纺喷丝帽2分别嵌压入同一块直径为200～400mm，其上未设有喷丝孔的通用熔纺喷丝板的板面上已设有的6～20个支承孔3中，使其沉孔6与喷丝帽沿5之间及喷丝帽2外侧面与通孔7之间形成紧配合，即构成了一个整体组件-本发明的复合喷丝板。

上述熔纺喷丝板的形状可根据品种和工艺要求制成圆形，亦可以是矩形或长条形。

上述湿纺喷丝帽在熔纺喷丝板上的排列方式以一字排开且均匀分布为原则，该湿纺喷丝帽帽底平面上开有100～600个φ0.03～0.08mm的喷丝孔，复合喷丝板的总喷丝孔数达600～12000孔，使得纤维的纤度范围扩大。

上述复合喷丝板的耐压值为4～10MPa，耐温值可达100℃以上，其纺丝速度为120米/分以上。在使用时，将组装成整体的组件预热，再放入熔纺纺丝机座上，溶剂法纤维素纤维的纺丝工作即可开始进行。

直帽型湿纺喷丝帽的材质最好选用加强型钽铌合金或铂金合金。

复合喷丝板的加工工艺和制造精度要求如同常规喷丝板。

实施例1

将聚合度(DP)为600的浆粕溶解在NMMO水溶液中，纤维素含量为10％，制成的纤维素纺丝溶液的折光指数为1.4860，粘度为1000Pa·s，呈淡棕色透明状，经增压泵增压，再经预过滤器过滤后进入熔纺纺丝箱体。

复合喷丝板上镶嵌有6个喷丝帽，每个喷丝帽上开有400个喷丝孔，孔径Ф＝0.07mm，整个复合喷丝板的总孔数为2400。纺丝时，纺丝液温度为90℃，采用风速为4m/min的侧吹风进行冷却，用10％的NMMO水溶液作凝固剂，凝固浴温度为20℃，卷绕速度为120m/min，丝条经水洗→卷曲→切断→喷淋→干燥后得到纤度为1.47dtex、单纤维干态强度为3.24cN/dtex、断裂伸长为10％的优质纤维素纤维。

实施例2

将聚合度(DP)为700的浆粕溶解在NMMO水溶液中，纤维素含量为9％，制成的纤维素纺丝溶液的折光指数为1.4850，粘度为1200Pa·s，呈淡棕色透明状，经增压泵增压，再经预过滤器过滤后进入熔纺纺丝箱体。

复合喷丝板上镶嵌有6个喷丝帽，每个喷丝帽开有600个喷丝孔，孔径Ф＝0.07mm，整个复合喷丝板的总孔数为3600。纺丝时，纺丝液温度为92℃，采用风速为4.5m/min的侧吹风进行冷却，用10％的NMMO水溶液作凝固剂，凝固浴温度为20℃，卷绕速度为130m/min，丝条经水洗→卷曲→切断→喷淋→干燥后得到纤度为1.30dtex、单纤维干态强度为3.80cN/dtex、断裂伸长为9％的优质纤维素纤维。

对比例：

上述实施例中，如果采用专利ZL200310108516.X所述的复合喷丝板进行纺丝，采用侧吹风进行冷却，并且纺丝条件相同时，靠近吹风口的第一排喷丝孔纺丝顺利，而第二排喷丝孔喷出的丝条液会呈团状滴下，第三排喷丝孔仅有少量断裂状丝其余皆为团状物，无法卷绕成丝束，纺丝过程不顺利。

Claims

1、一种溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，包括一个未设喷丝孔的熔纺喷丝板，其特征在于，沿该熔纺喷丝板的中部径向一字排开、均匀分布设置有若干个支承孔，所述的支承孔包括设置在熔纺喷丝板上表面的沉孔和一个与该沉孔相连的通孔；每个支承孔内嵌设有一湿纺喷丝帽，所述的湿纺喷丝帽为带有帽沿的直帽型，其帽沿的底部与支承孔的沉孔底面紧密贴合；所述沉孔的直径与所述湿纺喷丝帽帽沿的直径相同，所述通孔的直径等于湿纺喷丝帽的外径，通孔的上，下表面之间的距离与湿纺喷丝帽的高度相一致。

2、根据权利要求1所述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其特征在于，所述的熔纺喷丝板的直径为200～400mm；所述的湿纺喷丝帽的数量可为6～20个，其外径为10～30mm；在其帽底设有100～600个喷丝孔，喷丝孔的直径为0.03～0.08mm。

3、根据权利要求1所述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其特征在于，所述湿法喷丝帽的材质为加强的钽铌合金或铂金合金。

4、根据权利要求1所述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其特征在于，所述复合熔纺喷丝板的形状可为圆形、矩形或长条形，其复合喷丝板上的喷丝孔总量可为600～12000孔。

5、根据权利要求1所述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其特征在于，所述复合喷丝板的耐压值为4～10MPa，耐温值可达100℃以上，其纺丝速度为120米/分以上。

6、根据权利要求1所述的溶剂法纤维素纤维纺丝的复合喷丝板，其特征在于，所述复合喷丝板为干-湿纺丝专用的可进行侧向冷却的喷丝板。