[发明专利]一种纺丝组件及其纺丝方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺丝技术领域，更具体地说，它涉及一种纺丝组件及其纺丝方法。

背景技术

在纺丝工艺中，主要分为熔融纺丝、湿法纺丝以及干法纺丝，干法纺丝和湿法纺丝都是将某些高分子化合物制成胶体溶液，由喷丝头的细孔压入凝固浴中凝固或同时起化学变化而形成纤维，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，熔体通过计量泵从喷丝头上的细孔中挤出形成细流，熔体细流冷却固化，丝条经上油和卷绕，被拉伸变细而得纤维。较之于湿法纺丝以及干法纺丝，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，熔融纺丝的卷曲速度（20～7000m/min）远高于湿法纺丝（100～1500 m/min）以及干法纺丝（18～380 m/min）的卷曲速度。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，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，出气由于温度过高，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。

现有的熔融纺丝法，为了降低纤维的线密度（符号：tex,即长度为1000m时纤维的重量，单位：g/km，二者的比值越小，加工难度越高）大多采用二步纺丝法，即熔融状态的高聚物经过第一步的拉伸冷却之后，再进行拉伸加捻上油等操作，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线密度最小为50d左右，而二步法所能达到的纤维线密度可降低至30d左右，如果能够采用一步法实现二步法所能达到的线密度，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，使得熔融状态下的高聚物晶粒分布不均匀，最终导致纤维成型过程中丝束出现断裂，使得纤维的线密度不能够进一步降低；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。

针对上述问题，则需要对纺丝组件加以改进，使得处于纺丝组件中的熔融状高聚物热量分布更加均匀，丝束流出喷丝头的过程中结晶更加均匀，并且优化纺丝的工艺流程，提升纺丝的效率，降低纺丝成本。

发明内容

针对实际运用中的问题，本发明提出了一种纺丝组件及其纺丝方法，具体方案如下：

一种纺丝组件，包括罐筒以及设置于罐筒底部的喷丝板，所述喷丝板设有至少一个喷丝区且喷丝区均匀设置有多个喷丝孔，所述喷丝板的上侧密封连接有用于容置流体的容置室，所述容置室内均匀分隔为至少一个分配室，所述分配室与所述喷丝区一一对应，所述容置室内设置有滤板，所述容置室的上方设有供流体进入到分配室中的过流块，所述过流块内部设有主流通道以及多个分流通道，多个所述分流通道的流体出口与所述分配室相对应，所述分配室与喷丝区的水平截面均呈圆形；所述分流通道的流体出口处设有倒角并以流体出口为中心形成锥台形的分流凹槽，所述分流凹槽远离分流出口一端的开口面积大小与分配室的开口大小相同；所述分流凹槽与分配室之间嵌设有用于恒定流体进入到分配室中所用时间的均流板，所述均流板自其圆心向外依次等间距设置有多个通道长度逐渐减小的过流通道，多个所述过流通道绕均流板中心呈环形设置。