湿法喷丝板的制作方法_2

文档序号:8509479阅读:来源:国知局
>[0036]喷丝板上设有挤压而成密集排布的通孔作为喷丝孔,喷丝板上具有数个分区,相邻区域之间设有无孔带作为分界。
[0037]纺丝过程中,纤维素原液经多级均匀分配的组件均压输送至喷丝板的不同分区,经喷丝孔挤出,冷却后形成细流进入凝固浴,牵出形成纤维,由于具有托套及温控系统,喷丝板温度可调。
[0038]喷丝板为一个整体,均匀分为2-20个区域,优选分为2的整数倍个区域,更优选分为4的整数倍个区域,与之对应的是位于喷丝板上方且与喷丝板配合的分配板的逐级分配输送支路的分配口数目,如:当分配板的逐级分配输送支路的分配口数目由一分二,直至分至十六个,均分输送纤维素纺丝原液,喷丝板也分为16个区域,各区域内分布着相同或不同数量的喷丝孔,喷丝孔的几何结构多样,优选喷丝板各区域上分布着相同几何结构、相同数量的喷丝孔。
[0039]分配板的逐级分配输送支路的分配口与喷丝板分区在数量和位置上一一对应,有益于纺丝原液的均匀、均压输送,保证各区域内纺丝原液即纤维素原液流动特性的一致性,从而制得性能均一的丝束。
[0040]为了防止喷丝板所在的喷丝装置长期运行或喷丝装置组件压力过高时喷丝板出现漏料问题,喷丝孔采用挤压成型工艺,数万喷丝孔集于一板,同时也便于喷丝板的清洗和均压、稳定纺丝。
[0041]喷丝孔的几何形状直接影响纺丝原液的流动性能,合适的喷丝孔结构及尺寸可以提高原液可纺性。从纺丝原液流动性角度看,喷丝孔内部结构可设计为双曲线型、锥形、双倒角型导孔等,尤以双曲线型喷丝孔最佳。
[0042]在本实施例中,选择为双曲线型喷丝孔,喷丝板以进口在上、出口在下的状态放置时,双曲线型喷丝孔轴向截面的轮廓线自中心轴线左右对称,其进口处为左右两条曲线,出口处为与两条曲线分别连接的两条竖立的直线,曲线自上向下平滑过渡逐渐向中心轴线靠拢,曲线所在的喷丝孔段的喷丝孔直径逐渐变小,直线所在的喷丝孔段的喷丝孔直径不变。
[0043]正是由于双曲线型喷丝孔无死角和突变的收缩比,使纺丝原液的剪切应变速率提高一个数量级。纺丝原液在喷丝孔中粘性流动的同时,会发生弹性形变,剪切应变速率越高弹性形变越大,相应的能量损失越大,可回复的弹性能越小,有利于消除流体的不稳定;同时可回复弹性能小会削减挤出胀大效应,提高细流的可纺性和冷却成型的稳定性。
[0044]在其他实施例中,喷丝孔为锥形,喷丝板以进口在上、出口在下的状态放置时,锥形喷丝孔轴向截面的轮廓线自中心轴线左右对称,其进口处为左右两条斜直线,出口处为与两条斜直线分别连接的两条竖立的直线,斜直线自上向下斜向中心轴线,斜直线所在的喷丝孔段的喷丝孔直径逐渐变小,竖立的直线所在的喷丝孔段的喷丝孔直径不变。
[0045]或者,在其他实施例中,喷丝孔为双倒角型,喷丝板以进口在上、出口在下的状态放置时,双倒角型喷丝孔轴向截面的轮廓线自中心轴线左右对称,其进口处为左右两条第一斜直线,第一斜直线自上向下斜向中心轴线,第一斜直线所在的喷丝孔段的喷丝孔直径逐渐变小,两条第一斜直线下端连接分别两条第一竖立直线,第一竖立直线所在的喷丝孔段的喷丝孔直径不变;两条第一竖立直线下端分别连接两条第二斜直线,第二斜直线自上向下斜向中心轴线,第二斜直线所在的喷丝孔段的喷丝孔直径逐渐变小,两条第二斜直线下端连接分别两条第二竖立直线,第二竖立直线所在的喷丝孔段的喷丝孔直径不变。
[0046]喷丝板上的喷丝孔逐行逐列排列形成孔阵,孔阵形式多样。孔阵的列与喷丝板的宽所在的直线呈一夹角0^0° ( Q1C9CT,孔阵的行与喷丝板的长所在的直线呈一夹角θ2,0° ( θ2<90。。优选地,O。( Θ i<45。,0° ( Θ 2<45。。以上排布形式都是为了防止流体冷却的互相干扰,保证每根单丝的冷却环境一致,从而保证丝束性能的均一性。
[0047]优选地,Θ 2均为O。相邻两行的喷丝孔相错排列,任意相邻两行的相邻三个喷丝孔构成一个等边三角形。这样,相邻的四个喷丝孔排布为菱形,能更好地实现以上目的。
[0048]喷丝板厚度为0.5-3mm,最优厚度为0.5-1.2mm,相比于现有喷丝板,此类喷丝板在板薄的同时,仍旧能耐高压,如:在板厚度Imm的情形下可耐压6Mpa。这源于板面上均勾分布的数个无孔带,无孔带在作为分界域的同时,起到了支撑板面结构的作用,防止喷丝板变形,这使得此类喷丝板相比于同等厚度的板更能承受压力。
[0049]在相同的长径比下,此类喷丝板由于板薄的原因,喷丝孔直径可进一步缩小,增大孔间距,减小粘丝等现象的出现;同时,在相同尺寸的喷丝板下,孔数也可增多,达到提高产能的目的,该板最高孔密度可达到7holes/mm2,孔径为0.05-0.15mm,孔间距为0.45_2mm,相对于现有喷丝板,丝束形成效率更高,更易于细旦化。
[0050]实施例一
[0051]在图1中,喷丝板I为中间矩形、两端接有半圆柱的长板,为了简化图例,本实施例中的喷丝板与托套、温控系统的装配可参考图1,只是本实施例中的喷丝板外形为矩形,相应地,托套内圈、外圈也为矩形。
[0052]参考图1所示,本发明的一个优选实施例的湿法喷丝板,是由具有分区的喷丝板1、托套2、温控系统3组成的。喷丝板I为矩形,材质为不锈钢,厚1.2mm,长600mm,宽18.5mm,分为8个均分区,无孔带4作为分界,与纺丝原液输送至八个支路相对应,每个区域内含有相同数量的喷丝孔,喷丝孔的导孔结构为双曲线型,见图2(标号5),采用挤压成型工艺挤压而成的喷丝孔长径比为2:1。喷丝孔的排布形式采用三个喷丝孔形成等边三角形,即四个喷丝孔排布为菱形的形式,如图6所示。在图6中,喷丝板上的喷丝孔逐行逐列排列形成孔阵,孔阵的列与喷丝板的宽所在的直线平行,孔阵的行与喷丝板的长所在的直线平行。相邻两行的喷丝孔相错排列,任意相邻两行的相邻三个喷丝孔构成一个等边三角形。这样,相邻的四个喷丝孔排布为菱形。图6中喷丝孔上的连线是为了更方便地示出孔阵的行列及孔的排列情况。喷丝板孔数30000孔,孔径0.075mm,喷丝板I与托套2不可拆卸。
[0053]本方案采用纤维素浓度为12%的纺丝原液,途径多层逐级分配输送,直至到达喷丝板1,板面温度为90°C,喷丝板板面温度由托套内的调温介质传递,调温介质的温度由温控系统控制。托套套在喷丝板四周,托套流道与温控系统相连通。
[0054]经过双曲线型喷丝孔挤出,流体处于吹吸风窗口之间,15?20°C冷却气体由吹风窗吹出,吸风窗吸走,对纺丝细流进行冷却,随即流入凝固浴,其浓度为20% NMMO,温度为20 °C,进行凝固相分离,经牵引装置引导丝束牵出,进入后续工序。
[0055]测试结果见图9。
[0056]实施例二
[0057]参考附图1,本发明的一个优选实施例的喷丝板,是由具有分区的喷丝板1、托套
2、温控系统3组成的。喷丝板I为中间矩形、两端接有半圆柱的长板,材质为不锈钢,厚1.2_,长700_,宽18.5_,托套内圈、外圈为矩形,与实施例一不同,本实施例中喷丝板分为2个均分区,与原液输送至两个支路相对应。每个区域内含有相同数量的喷丝孔,喷丝孔的导孔结构为双曲线型,见图2(标号5),采用挤压成型工艺挤压而成的喷丝孔长径比为2:1。喷丝孔的排布形式采用三个喷丝孔形成等边三角形,即四个喷丝孔排布为菱形的形式,如图6所示。在图6中,喷丝板上的喷丝孔逐行逐列排列形成孔阵,孔阵的列与喷丝板的宽所在的直线平行,孔阵的行与喷丝板的长所在的直线平行。相邻两行的喷丝孔相错排列,任意相邻两行的相邻三个喷丝孔构成一个等边三角形。这样,相邻的四
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