CN1052155A - 用流动物质制造长丝的喷丝帽 - Google Patents

Abstract

在一喷丝帽中，设有喷丝毛细管及洞孔之喷丝板 形成许多个小板，再被压入一高刚性支持板之阶梯状 之孔内，此支持板之厚度与毛细管板之厚度无关，且 此支持板之组成材料可为相当硬之材料且不会限制 到毛细管之密度(每单位面积内之毛细管数目)。为 此目的，小板可由较软之材料制成。

Description

本发明关于一喷丝帽或称喷丝头，此喷丝帽有一喷嘴头。喷嘴头可设置一加热通道（容纳受热流体）以控制一可流动物质之温度，此可流动物质将自喷丝帽之洞口中被挤出以生产出长丝。更特别者，本发明之喷丝帽，除了含有加热通道之喷嘴头外，另包括一抽丝板，其上有毛细管形成洞口。

喷丝帽乃制造有机或无机材料之纤维或长丝之必需品。呈可流动状态之起始物质被强迫通过毛细管而以非常细的流线离开洞口，再经定形为长丝或纤维。

此种可流动或可抽吸之物质可有很高之粘滞性，此物质，因所用方法之不同，在适当压力下，减压入可有不同形状之喷嘴毛细管，最后可得到纤维或长丝以供后续之处理。例如，连续长丝可以纺粘制成丝绒或垫子。连续线可被分裂成各别之纤维而再制成熔纺垫子。而且长丝或纤附亦可经集束成丝束，粗纱，或纱条以应各种不同用途。

一个良好之喷丝帽必需对影响到其品质之许多特性或性质特别注意。比如，孔，毛细管或洞口之尺寸精密度，以及孔避，洞口壁之平滑程度，毛细管出口之锐利边线之情形，喷嘴底部之平滑程度，喷嘴组件之抗腐蚀性，以及抽丝通道之特殊形状等。

关于抽丝之重要因素之一即为喷丝帽之坚固性，此乃因喷丝帽通常承受巨大之压力。尤其是对高粘滞性之纤维悬浮物作抽丝之情况时，抽丝之压力高达200巴，喷丝帽之材料必须能承受这些压力，才能使喷丝帽之毛细管之变形程度减到最小。

这些问题在以NMMO方法对纤维素溶液进行抽丝时将会产生。该方法例如揭载于德国专利DE-OS2913589中。NMMO代表纤维素之溶剂N-methyl  morpholine-N-oxidc。因为在此系统中之抽丝粘滞性非常高，过去以来，一直要求抽丝板须经加强。

此外，喷丝帽之毛细管及洞口之密度亦不断要求增加（亦即要求喷丝帽之每单位面积内有更多之洞口数目）。藉此，使喷丝帽之每单位面积之产出为最大。当然，过度密集之洞口将会使长丝或纤维粘聚在一起。

为使毛细管之表面密度提高，在欲从洞口挤制而出之材料中加入适当之添加物以减少长丝之粘性。比如，为使长丝之粘性减少，可在挤制出之长丝上施加一种不可溶性之液体以当作保护层，如此以减低溶剂之效应（参考德国专利DE-AS  2844163）。一种适合于tertiary  amine  oxide之添加物为一polyalkyleneether，尤其是聚乙烯乙二醇（参考德国专利DD-PS2181121）。

由于这些有利因素，而使毛细管与洞口间之间距可以非常细密，也就要求喷丝板能有相当大直径以及高毛细管密度（每单位面积内之大量毛细管），亦即大量之毛细管。为求纤维素溶液之抽丝具经济效果，此种喷丝帽须能承受高压力，比如，高达130巴之压力。

某些习用之喷丝帽确具有相当高之毛细管密度，但却无法承受高抽丝压力。这些抽丝板不是胀裂便是破裂。这些问题在纤维素粘液方法中已为人了解。相反地，特殊种类之钢所制成之喷丝帽可承受高压力。这种喷丝帽使用于热塑性熔物之干抽丝方法中。这些喷丝板之构造有其缺点，即对于抽丝板上喷嘴孔之复杂成形工作，必需在相当硬的材料上，为每一毛细管预先锁出一孔，以便毛细管有足够小之直径。然而，若使用较大之预锁孔即意味在抽丝板上之毛细管数目会减少，如此便将限制毛细管密度。

因此，本发明之主要目的在于提供一改良之喷丝头，在一方面，其能承受高抽丝压力而不致膨胀或破裂，在另一方面，其具有高毛细管密度，亦即在每mm²面积内有大量之毛细管。

本发明之另一目的在于提供没有上述列举之缺点之喷丝帽，其亦在长丝及纤维之生产上有高输出效果。

本发明之另一目的亦在提供一改良之喷丝帽，其免除了先前技术之缺点。

本发明之这些目的及其它者将由下述而得以更清楚，在一喷丝帽中，抽丝板一坚固之支持板构成，支持板上设置许多孔以供许多小板插入或压入，而这些小板上形成许多毛细管。

以不锈钢来制造支持板为有利之举，另一有利之事为小板之构成材料使用硬度较小之材料，亦即较钢之硬度为小者，且由贵金属组成，较可取者为金，银，钽，及它们的合金。

特别地，一喷丝帽，其系自一可流动物质中制造长丝者，其包括。

一喷嘴头，系用以接纳该可流动物质;

一机械式稳定且刚性之支持板，系容纳于该喷嘴头内且设置许多贯穿之孔;及

各个洞板，系各自容纳于各个该孔内，而且设有许多毛细管而形成长丝喷出口。

依据本发明，一支持板之厚度大到足以承受高抽丝压力，比如130～200巴之压力，而且不会发生实质弯曲或膨胀。在支持板上之阶状之孔内，可插入或压入小板，尤其是贵金属制成之小板。而且因为小板之材料相对地较软，因此在小板上就可形成必要数量之毛细管，而无须在小板上预先锁孔。

支持板上阶状之孔之阶较靠近于支持板之外表面，且此阶状之孔之较小直径出口开设在外表面上。如此，小板便能支持于每一阶状孔内之大阶与小阶之间之局部上，而能承受很高之抽丝压力。

再者，在支持板之内表面或内侧安置一多孔板，并且在多孔板与支持板之间放置一过滤器，此亦为有利之事。

多孔板上之孔，较可取地，对应于支持板之阶状孔。多孔板可使纤维素溶液或聚合物熔体均匀地分布到支持板之阶状孔。过滤器可滤除脏的粒子或不能溶解之物。

各个洞板被置入或压入设置在支持板中的许多贯穿的孔中，支持板用不锈钢制造，洞板由一种硬度小于钢的硬度的材料制作，或者最好用贵金属，如金、银、钽制作。上述支持板中的孔是具有向内伸出的肩部的阶梯状孔，该肩部与支持板外表面相邻，并且顶靠洞板。

本发明之以上所述及其他目的，特征和点可藉著下述之说明及附图而得以更明确清楚。

图1：本发明之喷丝帽之一轴向截面图。

图2：图1之喷丝帽所用之支持板之放大，截面侧视图。

图3：图2之支持板所用之一小板之详细图，其放大比例大于图2者。

图4：由支持板及小板所构成之组合之平面图;及

图5：由多孔板及过滤器所覆盖之组合之顶视图。

如图1所示，喷嘴头1包括一嘴1a，一支持板2藉由螺帽5夹持在此嘴1a内。喷嘴头1之本体1b由抗腐蚀之不锈钢制成。加热通道6环绕在欲挤出之材料所流动之管路1c之周围并且接通到一加热流体之来源处，以便控制纤维素溶液之温度。此纤维素溶液经由管路1c输送并且在抽丝过程期间，其温度皆受到控制。

在喷丝帽之喷嘴头1之中，支持板2之上方为一过滤器4，在更上方则为一多孔板3。这三个元件藉著螺帽5而被压入喷嘴头1之内。一软性密封环，如O-型环（未示出）可用以达成密封之目的。

参考图4，支持板2设有许多阶状之孔7。这些孔在图4中皆可看到，但在图2中仅示出一个。在这些孔中，小板8（参考图3）之材料较软于支撑板2之材料，而可受压挤。由于材料本性，使得这些软质之小板内可形成许多紧密相邻之毛细管9。这许多毛细管由图4中可见到，但在图3则仅示出一个。

多孔板3之每一孔3，对应支持板2上之一孔7，而且在多孔板3与支持板2之间可置入过滤器4。

过滤器4可因纤维素溶液或聚合体熔体之不同而有不同之孔宽，而且可由不同之材料制成，但是，较可取者则为抗腐蚀之丝绒。

欲被抽成纤维及长丝之可流动物质经由多孔板3分配出来，再经过滤器4过滤，再强迫进入孔7内而通过小板8上之毛细管9。

在本发明之构造中，虽然有高密度之毛细管，但此喷丝帽具有高压力抵抗性。以一个直径45mm之喷丝帽而言，其上可有1147个毛细管，此相当于16，23个毛细管/mm²，而且能在85bar压力下使用。而习用之喷丝帽在最大操作压力55bar时仅有1.19个毛细管/mm²。本发明之喷丝帽之构造可允许小板以不锈钢制成，如此毛细管可有不同之直径，长度及截面。

Claims (10)

1、一种喷丝帽，系用于自一可流动物质中制造长丝者，其包括：

一喷嘴头，系用以接纳该可流动物质；

一机械式稳定且刚性之支持板，系容纳于该喷嘴头内且设置许多贯穿之孔；及

各个洞板，系各自容纳于各个该孔内，而且设有许多毛细管而形成长丝喷出口。

2、如权利要求1之喷丝帽，其中该洞板被置入该孔之内。

3、如权利要求2之喷丝帽，其中该洞板被压入该孔内。

4、如权利要求1之喷丝帽，其中，该支持板由不锈钢制成。

5、如权利要求4之喷丝帽，其中，该洞板由一种硬度较小于钢之硬度之材料形成。

6、如权利要求5之喷丝帽，其中，该洞板由贵金属所形成。

7、如权利要求6之喷丝帽，其中，该洞板由金或银所形成。

8、如权利要求5之喷丝帽，其中，该洞板由钽所形成。

9、如权利要求5之喷丝帽，其中，该孔为具有向内伸出之肩部之阶状孔，此肩部邻近该支持板之外表，而且为该洞板所停靠。

10、如权利要求9之喷丝帽，另包括一安置于该支持板之内缘之多孔板，此多孔板具有对应于该孔之许多孔，并且在该多孔板与该支持板之间置有一过滤器。

Images