[发明专利]一种对位芳纶纺丝用的喷丝板组件

说明书

本发明提供一种对位芳纶纺丝用的喷丝板组件，涉及纺丝装置技术领域。本发明中，上组件内部有中间流道和中空腔体；内侧为曲面、外侧为平面的中间厚四周薄的底板上有喷丝孔，喷丝孔包括圆台部分和圆柱部分；上组件嵌入第一孔中与安装在下组件中的喷丝板的接板紧密贴合。与现有技术相比，本发明中，底板结构利于分散压力，喷丝板抵抗变形能力增强，还加长了中间喷丝孔，减缓纺丝溶液在中间处的流速；上组件结构改善了纺丝溶液在喷丝板组件中流动情况，加快纺丝溶液在边缘处的流速；圆柱部分完全相同，保证喷出物料的出口膨胀比相同，纺出均匀纤维丝。

技术领域

本发明涉及纺丝装置技术领域，特别涉及一种对位芳纶纺丝用的喷丝板组件。

背景技术

对位芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。

干喷湿纺法是一种纺丝工艺，纺丝原液经纺丝装置喷出后，先经过空气层，再进入凝固浴；该法适于浓度较高、粘度较大的纺丝溶液；此外，喷丝板组件是纺丝装置中的核心部件，对纤维的质量有决定性的影响。

而聚对苯二甲酰对苯二胺难溶，现有对位芳纶纤维加工是利用聚对苯二甲酰对苯二胺-浓硫酸溶液进行纺丝，为了保证纤维丝束的强度，会加大纺丝溶液的浓度，由于聚对苯二甲酰对苯二胺-浓硫酸溶液是非牛顿流体，纺丝溶液的粘度随浓度增大而增大。对位芳纶纤维多采用干喷湿纺法进行生产。

干喷湿纺法所需喷射压力在10-40bar，比较大。当喷射压力过小时，喷丝板边缘上的喷丝孔出丝细甚至不易出丝，后续牵引丝束易断裂，为了保证纺丝的质量，需要较大的喷射压力。而喷丝板厚度只有几毫米，喷射压力大易引起喷丝板鼓出，变形坏掉，而且喷丝板造价高；当喷丝板变形后，喷出的丝束不均匀，质量差。加大喷丝板厚度可以缓解上述问题，但是现有工艺制造高厚度的喷丝板存在技术难点。

在纺丝溶液经过喷丝板组件时，纺丝溶液在流道内的流速呈现出一定规律。在温度为60-80℃，浓度为20％左右，纺丝速度在200-2000m/min时，存在管道内壁阻力对纺丝溶液中的长链高聚物有壁面滑移的影响，管道内部中间流速较大，靠近管壁处流速较慢。喷出的丝束不均匀，喷丝板中间丝束粗，边缘处丝束细。

专利号为CN 1973065B，名称为“干湿式纺纱用喷丝组件、纤维束制造装置及制造方法”的中国专利，为解决多孔纺丝中由位于喷丝头面中心侧的纺纱孔形成的单纤维和由位于喷丝头面外周侧的纺纱孔形成的单纤维之间的纤度不均的问题，而采取的技术方案一种干湿式纺纱用喷丝组件，包括：喷丝头框体：纺纱原液流路，设置在该喷丝头框体内部；纺纱原液供给口，设置于上述喷丝头框体，且向上述纺纱原液流路供给纺纱原液；喷丝头，安装于上述喷丝头框体，隔着间隔排列设置有多个喷出上述纺纱原液流路的纺纱原液的纺纱孔；该喷丝头的外表面经由气相而朝向凝固液的液面，上述纺纱孔的个数为6000以上，上述纺纱孔的纺纱孔排列的纵横比Ra为2.5以上。其技术方案的主要思路是提供一种在纺纱中于喷丝头的中心侧和外周侧可使喷丝头面和凝固液的液面之间的距离、即空隙维持大致相等的纺纱技术，主要是保证纺丝液流道长度一致性；并未结合喷射压力、高速纺丝以及管道阻力等因素引起的喷丝板变形、流速变化等现象进行设计。

发明内容

本发明提供一种对位芳纶纺丝用的喷丝板组件，对上组件内流道、喷丝板底板及喷丝孔进行结构设计，并在组件内加入加热结构，改善了纺丝溶液在喷丝板组件内的流动情况，解决上述问题。

一种对位芳纶纺丝用的喷丝板组件，包括：上组件、下组件和喷丝板；上组件的上方有上凸柱，下方有下凸柱；上组件内部有供纺丝溶液流经的中间流道和供热介质换热的中空腔体，中空腔体位于中间流道的外围；上组件内部的中间流道贯穿上凸柱和下凸柱；纺丝溶液经中间流道进入喷丝板再喷出；