[发明专利]一种干喷湿纺喷丝装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于化学纤维制造工程领域，具体涉及一种干喷湿纺喷丝装置及其制作方法。

背景技术

干喷湿纺工艺即是将喷丝板提高至凝固浴液面以上，高度一般可达10～40mm，纺丝原液从喷丝板喷出后，就要先经过一段高度的空气层，以消除高分子溶液的出口胀大效应，同时液流承受高倍正牵伸，使其在进入凝固浴之前即可获得较小的直径，有利于在后续凝固浴中进一步的双扩散过程。

正是由于这种高速、高倍的牵伸工艺，以及较小的液流直径，空气层中环境因素的改变极易造成液流的不稳定，甚至发生断丝。工业化干喷湿纺工艺中，关于提供稳定空气层环境的喷丝装置的研究，一直没有得到有效的进展。

同时，在工业化生产中，为了提高生产效率以及制备不同规格的丝束，常规喷丝板一般为一体式喷丝板，其板体通常可有1000～3000孔，并通过多组喷丝板的配合使用，制备出1K～24K等规格的纤维丝束。一体式喷丝板制作工艺复杂，由于其较大的开孔数量和面积，要求径深比必须足够小，才能抵抗高压带来的形变，因此成本较高。而干喷湿纺工艺对纺丝原液质量要求极高，一旦发生个别喷丝孔的缓流或堵塞，都可能影响到周围丝束的正常牵伸，因此对于一体式大丝束喷丝板来说，即便是因为极个别的喷丝孔不健康，其清理和维修也需要全部处理，增加了维修周期和成本，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种干喷湿纺喷丝装置及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种干喷湿纺喷丝装置，包括整流罩和喷丝板，喷丝板安装在整流罩的内部，整流罩的上端设置有多个进气口，多个进气口相对于喷丝板的对称轴对称分布，进气口与供气装置连接；整流罩的下部浸入凝固浴密封，整流罩位于液面以上且靠近液面的位置设置多个出气口。

整流罩内部通入可控气体，能够为纺丝过程中的干喷段提供稳定气氛条件，消除大气环境中带来的不稳定因素，易于获得质量均一的PAN纤维。

优选的，所述出气口向外斜向上设置。出气口向外斜向上设置，可以将气流往上方导出，防止气流对液面造成扰动，同时还可以对近液面起到气封作用，将外界的干扰气流进行封锁，避免了外界不稳定气流对液面造成的扰动。

进一步优选的，所述出气口与水平方向的夹角为10-80°，优选为40°。

优选的，所述喷丝板的上方设置锥形喷丝帽，锥形喷丝帽的顶部连接纺丝原液注入管道。

进一步优选的，所述锥形喷丝帽内部设置多层过滤装置。过滤装置可以对纺丝原液起到过滤净化作用，防止纺丝原液中的杂质堵塞喷丝盘上的小孔。

进一步优选的，所述整流罩包括整流上罩和连接在整流上罩下端的整流下罩，所述整流上罩为锥体，整流下罩为柱体，整流上罩的上方设置多个进气口，整流下罩上设置所述出气口。

更进一步优选的，所述整流上罩的外壳的倾斜角度与锥形喷丝帽外壳的倾斜角度相同。锥形喷丝帽的外壳斜面与整流上罩的外壳平行，气流通过平行斜面的扩散，能够达到均匀平缓流通的效果。

优选的，所述进气口的个数为四个。

优选的，所述喷丝板为分体式喷丝板，包括喷丝底板和安装在喷丝底板上的多个喷丝盘。分体式喷丝板在清洗或维修时，可以将每个喷丝盘取出后单独进行清洗，可以提高清洗的效果，另外，当个别喷丝盘的喷丝出现故障时，可以单独取出该喷丝盘，不需要对整个喷丝板进行清洗。

进一步优选的，每个喷丝盘上开设100-600个通孔。

气流喷向与之斜面平行的锥形喷丝帽外壳，经过扩散最终导向罩室，由通孔排出。

一种干喷湿纺喷丝装置的制作方法，包括如下步骤：

1)根据设计要求裁剪整流上罩，打孔、焊接、抛光，并在边缘配置密封硅胶圈；

2)根据整流上罩尺寸定制同样直径的整流下罩，并在其下部均匀打通孔，通孔向外斜向上设置；

3)将整流上罩与整流下罩组合得到整流罩，同时整流下罩根据工艺要求调节伸出长度；

4)精密加工喷丝板和喷丝盘，两者通过螺纹连接，在喷丝底板上均匀打孔，应用激光处理制作喷丝盘，根据工艺要求调整喷丝孔的数量；

5)将喷丝盘与喷丝底板组合得到喷丝板；

6)将喷丝板与整流罩组合得到干喷湿纺喷丝组件。

本发明将多种喷丝组件进行巧妙结合，简化了组合步骤，降低了生产成本。

本发明的有益技术效果为：