[发明专利]一种冻胶纺丝用喷丝组件

说明书

技术领域

本发明涉及喷丝组件，具体涉及冻胶纺丝用喷丝组件。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维也称高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维或伸长链(ECPE)聚乙烯纤维，是指相对分子质量在(1～7)×10⁶的聚乙烯，经纺丝-超拉伸后制成的超高分子质量聚乙烯纤维。它是继碳纤维、芳纶(Kevlar)纤维之后的第三代高性能纤维。

1979年，荷兰DSM公司申请了采用冻胶技术制造超高分子量聚乙烯纤维的专利(US4344908、特公昭64-8732、US4422993)。冻胶纺丝工艺又称为凝胶纺丝工艺，该方法先将超高分子量聚乙烯放在合适的溶剂内进行适度的溶胀制成悬浮液，然后将悬浮液在螺杆挤出机中进行混炼，使超高分子量聚乙烯大分子得到解缠以制备出均匀的纺丝溶液。制备出均匀的纺丝溶液后采用喷丝组件使超高分子量聚乙烯成型得到初生丝条，然后对初生丝条进行凝固、冷却得到冻胶丝，再经过喷头拉伸、萃取、干燥、超倍热拉伸得到超高分子量聚乙烯纤维。

初生丝条的成形质量是决定超高分子量聚乙烯纤维性能的主要因素。由于初生丝条的缺陷会被后续的干燥工序，尤其是超倍热拉伸工序所放大，并由最终得到的超高分子量聚乙烯纤维所继承，因此得到稳定、均一的初生丝条是丝条成形工序的主要任务。影响初生丝条成形质量的因素包括很多种，例如纺丝原液的均匀性、纺丝条件以及喷丝组件的结构。喷丝组件决定了丝条的成型，通常情况下，喷丝组件具有一个带有多个喷丝孔的喷丝头以及安装喷丝头的喷丝头框体，当纺丝原液喂入喷丝头内以后，穿过喷丝孔进行成型。由于超高分子量聚乙烯具有很高的分子量，因此具有很高的粘度，在喷丝头框体内，靠近喷丝头外周边的纺丝原液与喷丝头中心的纺丝原液相比距离喷丝头框体侧壁更近，受到的摩擦力更大，这就导致了喷丝头中心侧和周边侧具有不同的喷丝速度，因此会影响丝条的均一性，严重的时会使喷丝头周边侧的丝条经常产生断丝的问题，影响了工艺的连续性。

中国发明专利申请CN1973065A公开了一种干湿式纺纱用喷丝装置，为了解决纺丝原液的均匀喷出问题，其提供的喷丝装置包括一个喷丝头框体、设置在喷丝头框体内的流路、安装在喷丝头框体内的喷丝头、安装在喷丝头框体内使纺丝原液分流的多孔板。所述多孔板具有多个纺丝原液通过的流通孔，由于流通孔的存在，纺丝原液在喷丝头框体内先进行了缓冲分流，因此减小了喷丝头周边和中心的纺丝原液喷丝速度的差异。

但由于该专利提供的喷丝组件是用于聚丙烯腈纤维的纺丝工艺的，由于聚丙烯腈的分子量一般在(1～2)×10⁵之间，低于超高分子量聚乙烯的分子量，具有较低的粘度，因此该喷丝组件用于超高分子量聚乙烯纤维的纺丝工艺时，粘度较大的超高分子量聚乙烯纤维在多孔板的流通孔内受到了来自流通孔侧壁的较大的摩擦力，不利于纺丝原液的顺利喷出，如果通过扩大流通孔的直径则会导致原液流出量增大，则减小了多孔板的分流作用。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种可以使纺丝原液均匀喷出的冻胶纺丝用的喷丝组件。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种冻胶纺丝用的喷丝组件，包括：喷丝头框体；设置在该喷丝头框体内部的纺丝原液流路；纺丝原液供给口，设置于所述喷丝头框体，且向上述纺丝原液流路供给纺丝原液；喷丝头，安装在所述喷丝头框体内，间隔排列设置有多个喷出所述纺丝原液流路内的纺丝原液的喷丝孔；多孔板，设置在所述纺丝原液流路中使纺丝原液分散，所述多孔板的流通孔壁上具有呈螺旋线延伸的沟槽。

优选的，所述沟槽的螺旋线的导程角为40度～60度。

优选的，所述多孔板朝向喷丝头的下表面有多个突起。

优选的，所述突起的高度为1mm～4mm。

优选的，所述突起为圆锥形。

优选的，所述喷丝孔具有一个漏斗部和与漏斗部连接的主体部。

所述主体部具有直径(D)和长度(L)，所述长度(L)与直径(D)的比值为2/1～5/1。

优选的，所述多孔板朝向喷丝头的下表面与喷丝板的距离为3mm～5mm。

优选的，其特征在于所述突起的顶端与喷丝头之间的距离为2mm～4mm。