CN104562245B - 聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件 - Google Patents

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Abstract

聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，包括顶部和底部均敞口的圆筒体，圆筒体内部自上而下依次设有压紧螺母、熔体分配板、上沙杯、进料分配板、下沙杯和喷丝板，圆筒体下端内壁设有限位环，限位环与喷丝板下端之间设有密封垫圈，压紧螺母与圆筒体内壁上部螺纹连接。本发明设计合理，结构独特，纺丝效率高，过滤面积大，不易产生涡流，喷丝时熔体不易破裂，各个部件配合精度高，工作压力稳定，拆装方便，提高了熔体质量，方便了纺丝生产。

Description

聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件
技术领域
本发明属于化学纤维纺丝技术领域，具体涉及一种聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件。
背景技术
化学纤维纺丝包括纺丝熔体或溶液的制备、纤维成形和卷绕以及后处理过程。后处理过程则有初生纤维的拉伸、热定形到成品包装等一系列工序。
现有的纺丝方法有熔体纺丝和溶液纺丝两类。通常在熔融状态下不发生显著分解的成纤聚合物采用熔体纺丝，例如聚酯纤维、聚酰胺纤维等。熔体纺丝过程简单，纺丝速度高。溶液纺丝法适用于熔融时要分解的成纤聚合物,将成纤聚合物溶解在溶剂中制得粘稠的纺丝液,然后进行纺丝。按从毛细喷丝孔挤出的纺丝液细流的凝固方式，溶液纺丝又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。溶液纺丝纺速较低，尤其是湿法纺丝。为提高纺丝能力，需采用孔数很多的喷丝头。干法纺丝的纺速高于湿法纺丝，但远低于熔体纺丝。
现行的聚乳酸双组份复合纤维所采用的纺丝组件存在着以下缺陷或不足：1、过滤面积小，影响纺丝作业效率；2、过滤沙杯等零件棱角分明，聚乳酸熔体在流动过程中易产生涡流现象；3、由于聚乳酸熔体粘度大，熔体的应力波动较大，熔体在毛细喷丝孔处容易破裂；4、各个零部件相互定位不太精准，配合精度差导致工作压力不稳定，拆装也不太方便。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种过滤面积大、不易产生涡流、喷丝时不易破裂、各个部件配合精度高、工作压力稳定、拆装方便的聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，包括顶部和底部均敞口的圆筒体，圆筒体内部自上而下依次设有压紧螺母、熔体分配板、上沙杯、进料分配板、下沙杯和喷丝板，圆筒体下端内壁设有限位环，限位环与喷丝板下端之间设有密封垫圈，压紧螺母与圆筒体内壁上部螺纹连接；
熔体分配板上分别设有聚乳酸A组分进料口和聚乳酸B组分进料口，聚乳酸A组分进料口下端与上沙杯连通，上沙杯内底部设有第一上过滤网，上沙杯顶部设有第二上过滤网，聚乳酸B组分进料口位于熔体分配板中心处，聚乳酸B组分进料口下端连接有向下依次穿过上沙杯、第二上过滤网、第一上过滤网和进料分配板的的连接管，下沙杯内底部设有第一下过滤网，下沙杯顶部设有第二下过滤网，连接管下端位于第二下过滤网上方并与下沙杯连通；上沙杯内盛装有位于第一上过滤网和第二上过滤网之间的上过滤沙，下沙杯内盛装有位于第一下过滤网和第二下过滤网之间的下过滤沙；
下沙杯底部设有下凹槽，上沙杯的底板上设有上分配孔，下沙杯的底板上设有用于连通下凹槽和第一下过滤网的下分配孔，上沙杯底面与进料分配板上表面之间设有上凹槽，下沙杯的杯壁和进料分配板对应设有上下通透的垂直通道，垂直通道上端与上凹槽连通；喷丝板上表面沿圆周方向设有圆环形的内锥形槽和外锥形槽，内锥形槽上端与下沙杯底部的下凹槽连通，外锥形槽上端与垂直通道下端连通，内锥形槽和外锥形槽的截面均为上大下小结构，一个内锥形槽对应与一个外锥形槽相邻，喷丝板上沿周向均匀设有若干个数目相同的内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔，内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔均倾斜设置，内毛细喷丝孔上端与内锥形槽底部连通，外毛细喷丝孔上端与外锥形槽底部连通，相邻的内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔在喷丝板下表面的最短距离为0.3mm，相邻的内毛细喷丝孔的中心线和外毛细喷丝孔的中心线相交于喷丝板下方。
所述熔体分配板上在聚乳酸A组分进料口和聚乳酸B组分进料口处分别设有T型铝制密封圈，熔体分配板上端外边缘为上小下大的圆锥形结构，该圆锥形结构与圆筒体内壁之间形成环形槽，环形槽内设有O型铝制密封圈，压紧螺母下端通过O型铝制密封圈压紧熔体分配板。
所述上沙杯和下沙杯的棱角处均为圆弧过渡结构。
所述垂直通道、内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔均为上大下小的圆锥形结构。
所述连接管与进料分配板为一体结构。
所述进料分配板与下沙杯之间通过水平设置的圆柱销定位。
采用上述技术方案，本发明的具体工作过程如下：
A、B两种熔体分别通过装有T型铝制密封圈的聚乳酸A组分进料口和聚乳酸B组分进料口进入纺丝组件。A熔体先经过第二上过滤网的过滤进入到上过滤沙当中，再经过上沙杯中的上过滤沙的过滤和第一上过滤网的精滤，从上沙杯底部的上分配孔中流到上凹槽内，在经下沙杯内的垂直通道向下进入到外锥形槽内，最后经喷丝板上的外毛细喷丝孔喷出，形成单根纤维的外多半圆部分。
B熔体先经连接管进入到第二下过滤网上，经第二下过滤网的过滤，进入到下过滤沙当中，再经过下沙杯中的下过滤沙的过滤和第一下过滤网的精滤，从下沙杯底部的下分配孔中流到下凹槽内，B熔体再向下进入到内锥形槽内，最后经喷丝板上的内毛细喷丝孔喷出，形成单根纤维的内多半圆部分。
A、B两部分熔体在从喷丝板喷出时，由于内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔的喷射方向在喷丝板下方相交以及熔体从毛细喷丝孔中挤出的膨化效应，两种熔体在从喷丝板喷出后就粘连在一起。
本发明由于采用上下双层结构过滤的沙杯，充分增大了过滤面积，提高过滤效果，并提高过滤效率。
本发明中的上沙杯和下沙杯等零件采用了圆弧设计；流体经过的部位全部采用圆弧边设计，减小了熔体运动过程中涡流的产生。
本发明中的外毛细喷丝孔和内毛细喷丝孔均采用了上大下小的圆锥形结构；根据聚乳酸熔体粘度大的特点，这样可以降低熔体应力波动，防止熔体破裂，可使纤维条干趋向均匀，采用了锥形毛细喷丝孔设计（毛细喷丝孔出口的孔口长径比降低至1:1以下，以满足出口圆孔的精度以及工艺要求为准）。
本发明中的进料分配板和下沙杯之间的定位采用配合平面圆柱销定位配合，其特点是定位准确，拆卸组装方便。装配时只要将圆柱销放在配合面下平面的半圆缺口上再将上面零件的半圆缺口与圆柱销对准压紧即可。
由于熔体从下沙杯周边的垂直通道中流入了喷丝板的外锥形槽内，该喷丝板无需让下沙杯周边垂直通道对中喷丝板的外锥形槽，即孔对孔送料，因此、该喷丝板与下沙杯之间不需要定位销定位。
本发明中下沙杯周边外侧的垂直通道采用上大下小的圆锥孔形式，配合精度更容易保证，熔体压力更加稳定。
由A、B两种不同分子量及两种不同组分的聚乳酸熔体通过两套独立的熔融、计量、熔体输送系统将两种熔体输送至本发明中喷丝板的毛细喷丝孔中挤出、纺制成的一种双组份纤维。该类纤维经过拉伸后，由于两种材料的拉伸收缩物性不同、拉升后不同的收缩率可使纤维形成一种三维卷曲形状的变形纤维。聚乳酸熔体的粘度较大，需要较大的过滤面积，本发明是一种针对高粘度熔体专门设计的叠型组件过滤部件。
综上所述，本发明设计合理，结构独特，纺丝效率高，过滤面积大，不易产生涡流，喷丝时熔体不易破裂，各个部件配合精度高，工作压力稳定，拆装方便，提高了熔体质量，方便了纺丝生产。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中喷丝板的放大图；
图3是图2的俯视图；
图4是采用本发明纺丝成型的复合纤维的断面示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3和图4所示，本发明的聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，包括顶部和底部均敞口的圆筒体1，圆筒体1内部自上而下依次设有压紧螺母2、熔体分配板3、上沙杯4、进料分配板5、下沙杯6和喷丝板7，圆筒体1下端内壁设有限位环8，限位环8与喷丝板7下端之间设有密封垫圈9，压紧螺母2与圆筒体1内壁上部螺纹连接。
熔体分配板3上分别设有聚乳酸A组分进料口10和聚乳酸B组分进料口11，聚乳酸A组分进料口10下端与上沙杯4连通，上沙杯4内底部设有第一上过滤网12，上沙杯4顶部设有第二上过滤网13，聚乳酸B组分进料口11位于熔体分配板3中心处，聚乳酸B组分进料口11下端连接有向下依次穿过上沙杯4、第二上过滤网13、第一上过滤网12和进料分配板5的的连接管14，下沙杯6内底部设有第一下过滤网15，下沙杯6顶部设有第二下过滤网16，连接管14下端位于第二下过滤网上方并与下沙杯6连通；上沙杯4内盛装有位于第一上过滤网12和第二上过滤网13之间的上过滤沙17，下沙杯6内盛装有位于第一下过滤网15和第二下过滤网16之间的下过滤沙18。
下沙杯6底部设有下凹槽19，上沙杯4的底板上设有上分配孔20，下沙杯6的底板上设有用于连通下凹槽19和第一下过滤网15的下分配孔21，上沙杯4底面与进料分配板5上表面之间设有上凹槽22，下沙杯6的杯壁和进料分配板5对应设有上下通透的垂直通道23，垂直通道23上端与上凹槽22连通；喷丝板7上表面沿圆周方向设有圆环形的内锥形槽24和外锥形槽25，内锥形槽24上端与下沙杯6底部的下凹槽19连通，外锥形槽25上端与垂直通道23下端连通，内锥形槽24和外锥形槽25的截面均为上大下小结构，一个内锥形槽24对应与一个外锥形槽25相邻，喷丝板7上沿周向均匀设有若干个数目相同的内毛细喷丝孔26和外毛细喷丝孔27，内毛细喷丝孔26和外毛细喷丝孔27均倾斜设置，内毛细喷丝孔26上端与内锥形槽24底部连通，外毛细喷丝孔27上端与外锥形槽25底部连通，相邻的内毛细喷丝孔26和外毛细喷丝孔27在喷丝板7下表面的最短距离为0.3mm，相邻的内毛细喷丝孔26的中心线和外毛细喷丝孔27的中心线相交于喷丝板7下方。
熔体分配板3上在聚乳酸A组分进料口10和聚乳酸B组分进料口11处分别设有T型铝制密封圈28，熔体分配板3上端外边缘为上小下大的圆锥形结构，该圆锥形结构与圆筒体1内壁之间形成环形槽29，环形槽29内设有O型铝制密封圈30，压紧螺母2下端通过O型铝制密封圈30压紧熔体分配板3。
上沙杯4和下沙杯6的棱角处均为圆弧过渡结构。
垂直通道23、内毛细喷丝孔26和外毛细喷丝孔27均为上大下小的圆锥形结构。
连接管14与进料分配板5为一体结构。
进料分配板5与下沙杯6之间通过水平设置的圆柱销31定位。
本发明的具体工作过程如下：
A、B两种熔体分别通过装有T型铝制密封圈28的聚乳酸A组分进料口10和聚乳酸B组分进料口11进入纺丝组件。A熔体先经过第二上过滤网13的过滤进入到上过滤沙17当中，再经过上沙杯4中的上过滤沙17的过滤和第一上过滤网12的精滤，从上沙杯4底部的上分配孔20中流到上凹槽22内，在经下沙杯6内的垂直通道23向下进入到外锥形槽25内，最后经喷丝板7上的外毛细喷丝孔27喷出，形成单根纤维的外多半圆部分。
B熔体先经连接管14进入到第二下过滤网16上，经第二下过滤网16的过滤，进入到下过滤沙18当中，再经过下沙杯6中的下过滤沙18的过滤和第一下过滤网15的精滤，从下沙杯6底部的下分配孔21中流到下凹槽19内，B熔体再向下进入到内锥形槽24内，最后经喷丝板7上的内毛细喷丝孔26喷出，形成单根纤维的内多半圆部分。
A、B两部分熔体在从喷丝板7喷出时，由于内毛细喷丝孔26和外毛细喷丝孔27的喷射方向在喷丝板7下方相交以及熔体从毛细喷丝孔中挤出的膨化效应，两种熔体在从喷丝板7喷出后就粘连在一起。
本发明由于采用上下双层结构过滤的沙杯，充分增大了过滤面积，提高过滤效果，并提高过滤效率。
本发明中的上沙杯4和下沙杯6等零件采用了圆弧设计；流体经过的部位全部采用圆弧边设计，减小了熔体运动过程中涡流的产生。
本发明中的外毛细喷丝孔27和内毛细喷丝孔26均采用了上大下小的圆锥形结构；根据聚乳酸熔体粘度大的特点，这样可以降低熔体应力波动，防止熔体破裂，使纤维条干趋向均匀，采用了锥形毛细喷丝孔设计（毛细喷丝孔出口的孔口长径比降低至1:1以下，以满足出口圆孔的精度以及工艺要求为准）。
本发明中的进料分配板5与下沙杯6之间的定位采用配合平面圆柱销31定位配合，其特点是定位准确，拆卸组装方便。装配时只要将圆柱销31放在配合面下平面的半圆缺口上再将上面零件的半圆缺口与圆柱销31对准压紧即可。
由于熔体从下沙杯6周边的垂直通道23中流入了喷丝板7的外锥形槽25内，该喷丝板7无需让下沙杯6周边垂直通道23对中喷丝板7的外锥形槽25，即孔对孔送料，因此、该喷丝板7与下沙杯6之间不需要定位销定位。
本发明中下沙杯6周边外侧的垂直通道23采用上大下小的圆锥孔形式，配合精度更容易保证，熔体压力更加稳定。
由A、B两种不同分子量及两种不同组分的聚乳酸熔体通过两套独立的熔融、计量、熔体输送系统将两种熔体输送至本发明中喷丝板7的毛细喷丝孔中挤出、纺制成的一种双组份纤维。该类纤维经过拉伸后，由于两种材料的拉伸收缩物性不同、拉升后不同的收缩率可使纤维形成一种三维卷曲形状的变形纤维。聚乳酸熔体的粘度较大，需要较大的过滤面积，本发明是一种针对高粘度熔体专门设计的叠型组件过滤部件。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，其特征在于：包括顶部和底部均敞口的圆筒体，圆筒体内部自上而下依次设有压紧螺母、熔体分配板、上沙杯、进料分配板、下沙杯和喷丝板，圆筒体下端内壁设有限位环，限位环与喷丝板下端之间设有密封垫圈，压紧螺母与圆筒体内壁上部螺纹连接；
熔体分配板上分别设有聚乳酸A组分进料口和聚乳酸B组分进料口，聚乳酸A组分进料口下端与上沙杯连通，上沙杯内底部设有第一上过滤网，上沙杯顶部设有第二上过滤网，聚乳酸B组分进料口位于熔体分配板中心处，聚乳酸B组分进料口下端连接有向下依次穿过上沙杯、第二上过滤网、第一上过滤网和进料分配板的的连接管，下沙杯内底部设有第一下过滤网，下沙杯顶部设有第二下过滤网，连接管下端位于第二下过滤网上方并与下沙杯连通；上沙杯内盛装有位于第一上过滤网和第二上过滤网之间的上过滤沙，下沙杯内盛装有位于第一下过滤网和第二下过滤网之间的下过滤沙；
下沙杯底部设有下凹槽，上沙杯的底板上设有上分配孔，下沙杯的底板上设有用于连通下凹槽和第一下过滤网的下分配孔，上沙杯底面与进料分配板上表面之间设有上凹槽，下沙杯的杯壁和进料分配板对应设有上下通透的垂直通道，垂直通道上端与上凹槽连通；喷丝板上表面沿圆周方向设有圆环形的内锥形槽和外锥形槽，内锥形槽上端与下沙杯底部的下凹槽连通，外锥形槽上端与垂直通道下端连通，内锥形槽和外锥形槽的截面均为上大下小结构，一个内锥形槽对应与一个外锥形槽相邻，喷丝板上沿周向均匀设有若干个数目相同的内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔，内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔均倾斜设置，内毛细喷丝孔上端与内锥形槽底部连通，外毛细喷丝孔上端与外锥形槽底部连通，相邻的内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔在喷丝板下表面的最短距离为0.3mm，相邻的内毛细喷丝孔的中心线和外毛细喷丝孔的中心线相交于喷丝板下方。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，其特征在于：所述熔体分配板上在聚乳酸A组分进料口和聚乳酸B组分进料口处分别设有T型铝制密封圈，熔体分配板上端外边缘为上小下大的圆锥形结构，该圆锥形结构与圆筒体内壁之间形成环形槽，环形槽内设有O型铝制密封圈，压紧螺母下端通过O型铝制密封圈压紧熔体分配板。
3.根据权利要求1或2所述的聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，其特征在于：所述上沙杯和下沙杯的棱角处均为圆弧过渡结构。
4.根据权利要求1或2所述的聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，其特征在于：所述垂直通道、内毛细喷丝孔和外毛细喷丝孔均为上大下小的圆锥形结构。
5.根据权利要求1或2所述的聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，其特征在于：所述连接管与进料分配板为一体结构。
6.根据权利要求1或2所述的聚乳酸双组份复合纤维双喷孔并列型纺丝组件，其特征在于：所述进料分配板与下沙杯之间通过水平设置的圆柱销定位。
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