专利名称：玻璃喷丝头及制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃喷丝头及制作方法，更确切地说涉及一种用普通光学玻璃制造的、具有高长径比的纺织纤维生产用玻璃喷丝头及制作方法。属纺织用的部件领域。
背景技术：
众所周知，玻璃喷丝头由带有喷丝孔的玻璃喷丝板和帽形金属外壳构成，其中玻璃喷丝头的受压内表面为凸型球面，出丝口面为凹型球面。玻璃喷丝头适用于粘胶纤维喷丝、溶剂纺等湿式化纤喷丝，能够替代金铂合金金属喷丝头和钽金属喷丝头。化纤喷丝分熔纺和湿纺二种，粘胶纤维喷丝、溶剂纺丝等都属于湿纺。此前的湿纺喷丝采用的都是金属喷丝头，如中国专利CN1139959A、CN1352325A、日本公开特许公报JP2003-342824A、JP2002-348723等披露了多种用于湿法纺丝工艺的喷丝头。这些喷丝头都是用金、铂、铑的金属合金及钽等制成，其中金铂合金为含49％(重量)Pt的合金进行热处理至维氏硬度为330，含30％(重量)Pt的合金维氏硬度为230。用作喷丝头板材的厚度为0.2～0.8mm，采用金属冲孔成型。对于0.5毫米以下的喷丝孔长径比为1∶1～2∶1，长径比(即喷丝孔的长度与孔直径的比值)是湿纺喷丝头的重要技术指标。这是因为纺丝浆液在喷丝头(板)的微孔中处于受挤压约束的流动状态，流出微孔进入空间后，就变成自由状态的细流，并受到后面工序的拉伸，这样在喷丝头(板)的出口区就存在一种“膨化现象”膨化严重时将出现“熔体破裂”，此时丝条表面不光滑，严重影响纺丝成形质量，也不利于纺丝速度的提高。
发明内容
本发明目的在于提供一种用普通光学玻璃制成的带有喷丝孔的玻璃喷丝头，所述的喷丝头是由带有喷丝孔的玻璃喷丝板和帽形金属外壳构成，玻璃喷丝头的外形呈礼帽形，其中玻璃喷丝头的受压内表面为凸型球面，出丝口面为凹型球面。玻璃喷丝头的厚度为1.4～2毫米，孔径为40～100微米，其长径比能够达到20∶1～30∶1，很好地克服了纤维的“膨化现象”，提高纺丝的质量。帽形金属外壳与玻璃喷丝板间用有机粘合剂固定。
本发明的另一个目的在于提供一种上述玻璃喷丝头的制造方法，它包括二方面内容，一是在块体玻璃中的组装喷丝孔的方法及异型截面喷丝孔的玻璃喷丝头的制造。第二方面是喷丝头含有不大于3000个纺丝孔，孔距330～450微米，孔均分布在不大于直径22毫米的圆周区域内，长径比高达20∶1～30∶1的粘胶纤维纺丝用的玻璃喷丝头的制造。喷丝头有带有喷丝孔的玻璃喷丝板和外壳构成，玻璃喷丝头的外形呈帽形，其中玻璃喷丝头的受压内表面为凸型球面，出丝口面为凹型球面。凹面形球面的曲率半径为80～200毫米；可承受1.3～1.5Mpa的工作压力。凸形球面的曲率半径为91.4～202毫米本发明的制造方法中第一方面是这样实现的按照喷丝孔的排列规律，在块体玻璃上按程序埋入金属丝，得到镶嵌有规则排列金属丝群的块体玻璃材料，然后进行酸沥滤，最终得到所需的喷丝孔。同样原理运用不同几何外形的金属丝组装在块体玻璃中，能够方便地制作出各种异型截面喷丝孔。如矩形、六边形等。
本发明的制造方法中第二方面是这样实现的镶嵌有规则排列金属丝的块体玻璃材料，按喷丝头设计要求，截取一定厚度的玻璃片，截面方向垂直于金属丝，使喷丝孔的深度基本接近于玻璃喷丝头的厚度，从而制作出长径比高达20～30的喷丝孔。
图1是本发明提供的玻璃喷丝头的外形结构示意2是玻璃喷丝头的剖面示意中1-帽形金属外壳，2-球形截面的玻璃喷丝板，3-有机结剂，4-喷丝孔。
具体实施例方式
下面结合附图及表1实施例叙述本发明的实质性特点和显著的进步，但本发明决非局限于实施例。
实施例1玻璃喷丝头由帽形金属外壳1与镶嵌在其底部的带有喷丝孔的玻璃喷丝板2组成，金属壳1与玻璃喷丝板2间用有机粘结剂3密封固定。玻璃喷丝板2上带有喷丝孔4，喷丝孔的数量3000孔，孔径65微米，孔距330～450微米，孔径分布在不大于直径为22毫米的圆周区域内。为了满足化纤喷丝时的工作压力，同时根据喷丝孔的长径比要求，玻璃喷丝板2被制成等厚球面形状的玻璃薄片，其受压内表面为凸形球面，出丝口面为凹形球面，凹形球面曲率半径在90毫米，凸形球面的曲率半径为91.4毫米，玻璃喷丝板的厚度为2毫米。这种结构的玻璃喷丝头能够承受1.5Mpa的压力，长径比能达到30∶1。其制作时是在块体玻璃上埋入圆形金属丝，然后经酸沥滤，得到3000孔的喷丝孔，在垂直金属丝方向截取2mm厚的玻璃片，从而制成图1、2所示的玻璃喷丝头。
实施例2其主要参数列于表1，只是埋入金属丝的截面为矩形，从而形成具有矩形截面的喷丝孔，其余同实施例1。
表1
权利要求
1.一种玻璃喷丝头，其特征在于玻璃喷丝头由带有喷丝孔的玻璃喷丝板和帽形金属外壳构成，喷丝头中的玻璃喷丝板的受压内表面为凸形球面，出丝口面为凹形球面，帽形金属外壳与玻璃喷丝板间用有机粘合剂固定。
2.根据权利要求1所述的玻璃喷丝头，其特征在于玻璃喷丝板的凹形球面曲率半径为80～200mm，凸形球面的曲率半径为91.4～202毫米
3.根据权利要求1或2所述的玻璃喷丝头，其特征在于玻璃喷丝头的厚度为1.4～2mm。
4.根据权利要求1或2所述的玻璃喷丝头，其特征在于玻璃喷丝头含有不大于3000个纺丝孔，孔距330～450微米，孔径分布在不大于直径为22毫米的圆周区域内。
5.根据权利要求1或2所述的玻璃喷丝头，其特征在玻璃喷丝头中喷丝孔的长径比为20∶1～30∶1。
6.根据权利要求3所述的玻璃喷丝头，其特征在于玻璃喷丝头含有不大于3000个纺丝孔，孔距330～450微米，孔径分布在不大于直径为22毫米的圆周区域内。
7.根据权利要求3所述的玻璃喷丝头，其特征在玻璃喷丝头中喷丝孔的长径比为20∶1～30∶1。
8.一种按权利要求1所述的玻璃喷丝头的制作方法，其特征在于首先玻璃喷丝板上的孔成型是采用在块体玻璃上按一定程序埋入金属丝，得到镶嵌有规则排列金属丝群的块体玻璃材料，然后进行酸沥滤，最终得到所需的喷丝孔，垂直于金属丝的方向截取玻璃片，喷丝孔的深度接近于玻璃喷丝头的厚度。
9.根据权利要求8所述的玻璃喷丝头的制作方法，其特征在于改变块体玻璃中金属丝截面的几何形状，能够制作出异型截面喷丝孔。
全文摘要
本发明涉及用普通光学玻璃制成的玻璃喷丝头，玻璃喷丝头由带有喷丝孔的玻璃喷丝板和帽形金属外壳构成，其中喷丝头中的玻璃喷丝板的受压内表面为凸形球面，出丝口面为凹形球面。玻璃喷丝头为厚度1.4～2毫米，其长径比达到20∶1～30∶1，可承受1.3～1.5MPa的工作压力。玻璃喷丝头适用于粘胶纤维喷丝、溶剂纺等湿式化纤喷丝，能够替代金铂合金金属喷丝头和钽金属喷丝头。
文档编号D01D4/02GK1600908SQ200410067420
公开日2005年3月30日 申请日期2004年10月22日 优先权日2004年10月22日
发明者高建平, 项海波, 卞蓓亚 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所