[发明专利]一种熔体主动分配的分纤母丝纺丝组件

说明书

本发明公开了一种熔体主动分配的分纤母丝纺丝组件，包括壳体、上盖、隔片、分配杯、熔体均压板和喷丝板，上盖位于壳体内上部，分配杯下部依次设有熔体均压板和喷丝板，隔片位于上盖和分配杯之间，喷丝板上设有由喷丝和喷丝毛细孔组成的喷丝孔，分配杯内从上到下依次设有第一过滤网、导流板、过滤砂层、第二过滤网。通过设置带有上锥形孔下细孔的均压板，保证了进入到喷丝板导孔的熔体压力的均匀性和热量分散的均匀性，使得喷出的初生丝在进一步的牵伸、取向和结晶过程中达到均匀的表现，提高纤维的条干均匀性和染色均匀性。

技术领域

本发明涉及化学纤维纺丝技术领域，更具体地说，它涉及一种分纤母丝熔融熔体主动分配的纺丝组件。

背景技术

随着化学纤维单丝如涤纶单丝、锦纶单丝所生产的装饰用纺织品、婚纱、窗帘、鞋帽、服饰等越来越广泛地应用到我们的日常生活中，单丝的需求量在不断的增长。其中20D-50D的涤纶单丝，环保性能高，是生产鞋类、箱包等网眼面料的基本原材料，市场前景十分广阔。但随着这类产品更多地向日常用民用领域拓展应用，对产品质量的要求也越来越高，特别是条干均匀度和染色均匀度的要求越来越高。

在化学纤维单丝生产中，化学纤维熔融纺丝工艺是主要工艺，但冷却、牵伸的方法有风冷+热辊牵伸及水冷+蒸汽和七辊牵伸的方法。而熔融纺丝工艺主要包括成纤聚合物在螺杆挤出机中加热熔融，熔体通过计量泵精确计量，经过纺丝组件，最后从喷丝头上的细孔中喷出熔体细流，经侧吹风冷却固化、上油，并经热辊热牵伸和卷绕，被均匀拉伸变细而得纤维。较之于水冷+蒸汽和七辊牵伸的方法，熔融纺丝单靠空气冷却，由于从喷丝板中出来的丝条本身不含有溶剂，在生产中不会产生溶剂的污染和浪费，此外，熔融纺丝的卷绕速度(2500～6000m/min)远高于水冷+蒸汽和七辊牵伸纺丝法(100～400m/min)卷绕速度。

但是，在高速纺丝过程中，存在一些技术难点。由于在熔融纺丝过程中，纤维的成型过程和冷却拉伸过程是同时进行的，从喷丝头挤出的丝束温度相当高，及时冷却可防止丝条之间的粘连和缠绕，配合着拉伸操作，使粘流态的熔体细流逐渐变成稳定的固态纤维，冷却的过程伴随着结晶过程，出口处由于温度高，分子的热运动过于剧烈，晶核不易生成或生成的晶核不稳定，随着温度降低，均相成核的速度逐渐加快，熔体粘度增大，晶体生长速度下降，而这一过程中最终决定了结晶度，对纤维的结构和性能具有十分重要的影响。成品纤维的结晶度和取向度及它们的均匀性直接影响产品条干、染色均匀度。

分纤母丝的单纤维旦数都在20D或以上，有的甚至达到50D，粗旦高速纺丝最大的困难在于温度的不一致性引起的结晶不一致，导致牵伸过程中结晶和取向不匀，直接的后果是染色不匀，产生花斑。过去往往注重于冷却阶段的均匀性和热辊牵伸温度的一致性，而忽略纺丝组件的结构对纤维均匀度上影响。

现有的分纤母丝熔融纺丝法，为了提高纤维的条干均匀度，大多采用二步纺丝法，即经过螺杆挤出机得到的熔融状态的高聚物经过纺丝和第一步的拉伸冷却之后，再进行进一步的拉伸、上油等操作，在纤维已经冷却成型的状态下再度对纤维进行加热并拉伸，以提升纤维的品质。但是二步法的成本以及加工效率均不如一步法，就质量而言，现有的纺丝技术，一步法所能达到的纤维条干均匀度在CV1.5％左右，而二步法所能达到的纤维线密度可降低至0.8％左右，如果能够采用一步法实现二步法所能达到的条干均匀度，则可有效地降低生产成本，提升生产效率。

在纺丝组件中处于熔融状态的高聚物，一旦存在杂质，在拉伸成型过程中往往会出现纺丝断裂，影响纤维线密度的进一步降低；其次，也是最主要的原因，处于纺丝组件中的熔融状态的高聚物，温度分布不均匀，导致高聚物中的高分子在一些温度较低的地方产生结晶，使得熔融状态的高聚物晶粒分布不均匀，使得纤维的条干和染色性能不能达到要求；最后，由于纺丝组件的外部温度与纺丝组件的内部温度相差巨大，往往熔融状态的高聚物在被挤出喷丝头接触到外部低温时其结晶状态就已经开始分布不均，直接影响了后续结晶过程及拉升状态。