CN105908270B - 用于生产中空纤维的喷丝板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于生产中空纤维的喷丝板，所述喷丝板上的每个喷丝孔均由三个伞形槽构成，其中每个伞形槽包括一个圆弧形的伞面槽和一个连接在伞面中间的伞柄槽，所述伞柄槽指向喷丝孔的圆心；三个伞形槽的伞柄槽在喷丝孔的圆心处相连通；相邻两个伞柄槽之间的夹角为120度，相邻两个伞面槽之间设有间隙。利用本发明提供的喷丝板生产出内″丫″字支撑中空彩色涤纶FDY系列产品保暖、隔音、蓬松、富有弹性。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷丝板，特别涉及一种用于生产中空纤维的异形喷丝板。
背景技术
差别化纤维是泛指通过化学改性或物理变形制取的、在形态结构或某些特性方面与普通化学纤维存在较大差异，以改进外观风格和服用性能为主要目标、在技术上或性能上有较大创新的纤维新品种，它与功能性纤维、高性能纤维等一起，构成了新合纤分类、研究、生产和开发体系。差别化纤维用途日益广泛，在衣着、装饰及产业用纺织品三大领域内有着广阔的市场前景，也是非织造布及仿皮、超纤革的理想原料，越来越受到面料开发商的关注和市场追捧。差别化纤维中的一种——异形纤维，在产品开发上越来越多地显示出普通纤维无与伦比的优越性。
中空纤维作为异形截面纤维中的一种，因其贯通纤维轴向具有管状空腔而得名，是采用环形中空、C形或偏心中空喷丝板通过熔融纺丝纺成纤，具有良好的保温、隔音和超滤特性，除服装和保暖材料领域外，在污水处理、浓缩分离、海水淡化、人工肾脏等方面也得到广泛的应用。但是，中空纤维的截面一般均为空心圆形，内部没有任何支撑，在外力的拉伸、弯曲、挤压作用下，截面容易变形成双层扁带形，其保温、隔音性能会大大降低。
发明内容
本发明针对以上缺点，提供了一种用于生产中空纤维的喷丝板，以达到生产出内部具有Y字形支撑的中空纤维，保温，隔音性能高的目的。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案来实现：
用于生产中空纤维的喷丝板，所述喷丝板上的每个喷丝孔均由三个伞形槽构成，其中每个伞形槽包括一个圆弧形的伞面槽和一个连接在伞面中间的伞柄槽，所述伞柄槽指向喷丝孔的圆心；三个伞形槽的伞柄槽在喷丝孔的圆心处相连通；相邻两个伞柄槽之间的夹角为120度，相邻两个伞面槽之间设有间隙。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，所述每个喷丝孔均有一个伞柄槽指向喷丝板圆的半径方向。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，所述喷丝孔在喷丝板平面上按照同心圆层状分布。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，每一层同心圆上的喷丝孔按圆周等距离分布。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，层与层之间喷丝孔交错排列。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，相邻两个伞面槽之间的间隙长度为0.08-0.15mm。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，伞柄槽的长度为0.3-0.6mm。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，伞柄槽的厚度为0.05-0.15mm。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，伞面槽的厚度为0.1-0.3mm。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明的实施例中，伞面槽的宽度为1.0-1.5mm。
总之，本发明的有益效果为：本发明提供的异形截面喷丝孔结构分内外两层，外层是圆弧形主体部分，内层是″丫″字形骨架支撑；同时考虑到喷丝板的加工成形方便和纺丝过程熔体冷却效果等要求，内层″丫″字支撑与外层圆弧中心相连接，外层三个圆弧之间间隔一定间隙，以利于内部骨架部分熔体流纺丝过程的及时有效冷却。本发明通过所述喷丝板对中空纤维的截面进行改进设计，在纤维中空腔添加骨架支撑，从而克服中空纤维受挤压变形易丧失管状空腔的技术缺陷。
附图说明
图1是本发明一个实施例中喷丝板的结构示意图。
图2是图1中喷丝板上的喷丝孔的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
图1是本发明一个实施例中喷丝板的结构示意图。如图1所示，本实施例中用于生产中空纤维的喷丝板为圆形，喷丝板上规律设置多个喷丝孔1。
喷丝孔1在喷丝板平面上按照同心圆层状分布。每一层同心圆上的喷丝孔1按圆周等距离分布。层与层之间的喷丝孔1交错排列。
图2是图1中喷丝板上的喷丝孔的结构示意图。如图2所示，每个喷丝孔1均由三个伞形槽构成，其中每个伞形槽包括一个圆弧形的伞面槽11和一个连接在伞面中间的伞柄槽12。
其中伞面槽11为一圆弧槽，三个伞形槽的伞面槽11位于同一以喷丝孔为圆心的圆周上，相邻两个伞面槽11之间设有间隙。
喷丝孔1的结构形态由三个伞形槽按照120°夹角围拢而成，三个伞形槽的伞柄槽12在喷丝孔1的圆心处相连通，每个伞柄槽12指向喷丝孔1的几何圆心、伞面槽11的圆弧向外发散，形成状如汽车方向盘一样的外观形态。
所述每个喷丝孔1均有一个伞柄槽12指向喷丝板1圆的半径方向。
考虑到喷丝板的加工成形方便和纺丝过程熔体冷却效果等要求，内层″丫″字支撑与外层圆弧中心相连接，外层三个圆弧之间间隔一定间隙，以利于内部骨架部分熔体流纺丝过程的及时有效冷却。外层圆弧形间隙处的间距需要精确设计，纺丝熔体从纺丝组件上的喷丝孔中喷射流出时，一方面纺丝熔体在外层圆环形部分会膨化粘着使圆弧闭合，另一方面在侧吹风的影响下圆弧形的外层纺丝熔体会较内层″丫″字支撑骨架部分率先冷却结晶。如果外围断开处的间距过小，在外围熔体膨化闭合成密封环形时，内部″丫″字支撑骨架部分纺丝熔体仍未充分冷却结晶，易导致内部″丫″字骨架部分的熔体大分子链结构不稳定，在熔体表面张力作用下，内″丫″字支撑部分发生收敛内缩使中空纤维的三个空腔发生严重变形甚至闭合消失，破坏整个纤维的形态结构；如果间距过大，外围纺丝熔体膨化有限或过早凝固收敛，不能形成完整封闭的圆环形，可能变形成三个三角形堆砌的三叶桔瓣形截面，其中空度和保暖性将大打折扣。
本发明中，喷丝孔形态主要结构参数有：伞柄槽12的长度h、伞柄槽12的厚度a、伞面槽11的厚度b、伞面槽11的宽度m、伞面槽11之间的间隙c和三伞围拢后形成的丫字形内支撑中空圆名义外径d等。其中，伞柄槽12长度h和伞面槽11宽度m均与喷丝孔名义直径d相关联，其中，h＝d/2-b，m＝2πd/3-c。因此，喷丝孔名义外径d越大，则伞柄槽12长度h和伞面槽11宽度m也越大。而喷丝孔名义外径d取决于纺成丝的单纤维直径，并受纺丝熔体粘流性和纺丝过程牵伸倍数影响，因此首先要确定拟开发产品的规格，即束丝纤度、单纤维细度和f数。而伞柄槽12厚度a、伞面槽11厚度b和伞面槽11之间的间隙c等则是决定纺成丝单纤维截面结构的关键参数，并受纺丝熔体粘流性、冷却速率和牵伸倍数等多因素影响，对能否纺出较理想纤维设计截面形态至关重要。
当a、b、c、d都比较大时，纤维成形不良，纺丝速度高、风速低时，出喷丝孔熔体细流冷却慢，拉伸收敛严重导致单纤维弧形外层不能闭合而出现中腔空开裂现象；纺丝速度过低、风速过高时，出喷丝孔熔体细流膨化后快速冷却，拉伸收敛发生在伞柄处，尽管单纤维弧形外层闭合良好，但是伞柄短而粗，导致单纤维中腔变小，截面呈现″三眼扣″形态。而当a、b、c、d同时减小时，纤维成形也不理想，表现为单纤维弧形外层闭合良好而中腔变得三角锐化，中空度明显降低。
优化设计后，相邻两个伞面槽11之间的间隙c长度为0.08-0.15mm，伞柄槽12的长度h为0.3-0.6mm，伞柄槽12的厚度a为0.05-0.15mm，伞面槽12的厚度b为0.1-0.3mm，伞面槽12的宽度m为1.0-1.5mm，喷丝孔1的名义外径d为1.1-1.55mm。
优选的实施例中，d＝1.25mm、a＝0.1mm、b＝0.125mm、c＝0.1mm，m＝1.2mm。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (5)
1.用于生产中空纤维的喷丝板，其特征在于：所述喷丝板上的每个喷丝孔均由三个伞形槽构成，其中每个伞形槽包括一个圆弧形的伞面槽和一个连接在伞面中间的伞柄槽，所述伞柄槽指向喷丝孔的圆心；三个伞形槽的伞柄槽在喷丝孔的圆心处相连通；相邻两个伞柄槽之间的夹角为120度，相邻两个伞面槽之间设有间隙；相邻两个伞面槽之间的间隙长度为0.08-0.15mm；伞柄槽的长度为0.3-0.6mm；伞柄槽的厚度为0.05-0.15mm；伞面槽的厚度为0.1-0.3mm；伞面槽的宽度为1.0-1.5mm。
2.根据权利要求1所述的用于生产中空纤维的喷丝板，其特征在于，所述每个喷丝孔均有一个伞柄槽指向喷丝板圆的半径方向。
3.根据权利要求1所述的用于生产中空纤维的喷丝板，其特征在于，所述喷丝孔在喷丝板平面上按照同心圆层状分布。
4.根据权利要求3所述的用于生产中空纤维的喷丝板，其特征在于，每一层同心圆上的喷丝孔按圆周等距离分布。
5.根据权利要求4所述的用于生产中空纤维的喷丝板，其特征在于，层与层之间喷丝孔交错排列。
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