用于提升紡絲生產(chǎn)率的噴絲頭的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本申請的一種方案，公開了一種噴絲頭，用于從中擠出熔融的塑料聚合物以形成纖維。該噴絲頭包括沿多條周線分布的多個小孔，旨在通過增加孔密度提升紡絲生產(chǎn)率，與此同時，通過保持適當?shù)目组g距，消除長絲融合的風險。
【專利說明】用于提升紡絲生產(chǎn)率的噴絲頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種熔融紡絲工藝，具體而言，本申請涉及一種在熔融紡絲工藝中使用的噴絲頭。
[0002]定義:
[0003]微旦纖維/超細纖維是指細度小于I或1.3旦或分特/線的合成纖維。
[0004]超微旦聚酯長絲是指外徑為0.37dpf (旦每絲)的合成纖維

【背景技術(shù)】
[0005]聚合物纖維一般是通過熔融紡絲工藝制造。在熔融紡絲工藝中，將聚合物熔化，由此形成的聚合物融液被泵壓通過一種其上分布有多個孔的噴絲頭/模具。聚合物融液受壓穿過噴絲頭/模具上分布的多個孔，導致形成熔融纖維。從噴絲頭/模具上分布的孔中擠出的熔融纖維被冷卻或驟冷、固化并收集于卷繞輪/線軸上。在熔融和固態(tài)時，纖維的拉伸為聚合物鏈提供了沿纖維軸的取向。聚對苯二甲酸乙二醇酯和尼龍6，6等聚合物能夠大量熔融紡出纖維。
[0006]熔融的聚合物從噴絲頭/模具上分布的多個孔中擠出，以便形成熔融纖維。噴絲頭上分布的孔數(shù)越多，形成的熔融纖維數(shù)越多，紡絲生產(chǎn)率因此會更高。紡絲生產(chǎn)率與噴絲頭的孔密度成正比，具體而言，與噴絲頭每單位面積的孔數(shù)成正比，尤其是，增加噴絲頭的孔數(shù)增加了紡絲生產(chǎn)率。然而，傳統(tǒng)的噴絲頭受限于結(jié)構(gòu)，其孔密度不能超過一定極限。如果要增加孔數(shù)，就可能在紡絲時有長絲融合的風險，從而降低產(chǎn)品品質(zhì)和纖維制造過程中的工藝性能。由于傳統(tǒng)的噴絲頭未能增加其孔密度，采用傳統(tǒng)的噴絲頭可能無法增加超細和超微旦纖維的產(chǎn)量。由此可見，傳統(tǒng)的噴絲頭情況下，紡絲生產(chǎn)率受限。
[0007]諸多現(xiàn)有技術(shù)文件都公開了噴絲頭，塑料聚合物從中穿過以形成纖維。
[0008]例如，美國授予的專利US6926854(以下簡稱‘854美國授予專利)公開了一種制造聚酯細旦復絲的方法。在制造精細空心聚酯長絲的熔融紡絲工藝中使用的徑向外側(cè)流動驟冷系統(tǒng)延時保護罩的長度表示為(2?8060x通量/長絲截面積)，驟冷空氣管的長度為15至40厘米。驟冷空氣的速率為0.2米/秒至0.6米/秒。為了分布噴絲孔，最外層的孔與最內(nèi)層孔的直徑差設(shè)定小于20毫米；最內(nèi)層孔分布圓周直徑與驟冷空氣管直徑之間的距離至少為12且小于33毫米。噴絲頭上分布的孔密度設(shè)定為7?15孔每平方厘米，其密度非常小。采用在‘854美國授予專利中公開的噴絲頭，紡絲生產(chǎn)率較小，因為孔密度較低。在‘854美國授予專利中所公開用于制造聚酯細旦復絲的噴絲頭復雜且無效。
[0009]類似地，日本公布的專利申請JP4300319(以下簡稱‘319日本公布的專利申請)公開了一種生產(chǎn)聚酯纖維的方法及其所使用的一種噴絲頭。在> =5000米/分的高速下聚酯纖維為熔融紡絲。在該工藝中，使用一種噴絲頭從長絲組的周圍均勻地吹入空氣，這些長絲剛經(jīng)過紡絲和驟冷，在該噴絲頭中，紡絲孔分布于多個由多個圓組成的同心圓周上，分布于內(nèi)圓周的紡絲孔直徑大于分布于外圓周的紡絲孔直徑。據(jù)此，紡出具有許多根長絲的聚酯纖維復絲線。然而，在‘319日本公布的專利申請中公開的該噴絲頭和生產(chǎn)聚酯纖維的方法復雜且低效。
[0010]中國公布的專利申請CN1752301 (以下簡稱‘301中國公布的專利申請)公開了一種通過細旦干法和紡絲噴嘴制作丙烯酸纖維的方法。該方法涉及調(diào)節(jié)原杜邦丙烯酸纖維干法紡絲的工藝條件，如提升物料內(nèi)側(cè)與外側(cè)的溫差、控制氮氣的溫度和流率、水洗溫度、牽伸倍數(shù)和速度以及使用棉型油劑加油等?！?01中國公布的專利申請還公開了具有高密度孔嘴的噴絲頭設(shè)計，其孔徑為0.09-0.13毫米，孔分布于15-21個同心圓周上，使其能夠?qū)嵤┘毜└煞ū┧崂w維的工業(yè)化生產(chǎn)。然而，在‘301中國公布的專利申請中公開的噴絲頭和通過細旦干法制作丙烯酸纖維的方法復雜且低效。
[0011]由此可見，需要通過增加噴絲頭的孔密度來提升紡絲生產(chǎn)率。而且，需要在提升紡絲生產(chǎn)率的同時，保持產(chǎn)品品質(zhì)和纖維制造過程中的工藝性能。而且，需要通過增加孔密度來提升紡絲生產(chǎn)率，而在紡絲過程中沒有任何長絲融合的風險。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]以下是本申請的部分目的，本文至少一種方案與其相符:
[0013]本申請的一個目的是，部分解決現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個問題，或至少提供一種有用的選擇。
[0014]本申請的一個目的是，提供一種提升紡絲生產(chǎn)率的噴絲頭。
[0015]本申請的另一個目的是，提供一種孔密度增加的噴絲頭。
[0016]本申請還有一個目的就是，提供一種采用層層分布小孔的噴絲頭，以增加其上分布的孔數(shù)。
[0017]本申請的另外一個目的是提供一種噴絲頭，能夠提升纖維制造過程中的工藝性倉泛。
[0018]本申請的另外一個目的是提供一種噴絲頭，能夠消除在較高孔密度紡絲時長絲融合的風險。
[0019]本申請再有一個目的就是，提供一種在熔融紡絲工藝中使用的噴絲頭，用于制造超細和超微旦纖維。
[0020]本申請的其他目的和優(yōu)點將從以下結(jié)合附圖的描述中更明顯地反映，但其用意并非是要限定本發(fā)明的范圍。
[0021]根據(jù)本申請的一種方案，公開了一種噴絲頭，用于從中擠出塑料聚合物融液以形成纖維。該噴絲頭包括沿多條周線分布的多個小孔，旨在通過增加孔密度，提升紡絲生產(chǎn)率，與此同時，通過保持適當?shù)目组g距消除長絲融合的風險。
[0022]通常，孔密度的范圍是20-45孔每平方厘米噴絲頭表面積，孔間距范圍是I毫米至5毫米。
[0023]根據(jù)一種方案，噴絲頭的孔密度范圍是20-60孔每平方厘米噴絲頭表面積，孔間距范圍是I毫米至5毫米。
[0024]根據(jù)另一種方案，噴絲頭的孔密度范圍是20-45孔每平方厘米噴絲頭表面積，孔間距范圍是1.5毫米至2.2毫米。
[0025]一般而言，周線是多條同心布置的圓周。
[0026]根據(jù)一種方案，小孔沿十六條同心布置的圓周分布。
[0027]一般而言，熔融聚合物是熔融的聚酯。
[0028]通常，噴絲頭是一種直徑229毫米的噴絲頭，其上分布有3900個孔。
[0029]根據(jù)另一種方案，噴絲頭是一種直徑229毫米的噴絲頭，其上分布有4208個孔。
[0030]優(yōu)選地，噴絲頭用在聚酯短纖維(PSF)紡絲機上。
[0031]一般而言，噴絲頭沿其周邊分布有多個安裝孔，以便將其安裝。
[0032]優(yōu)選地，沿徑向彼此相對分布的至少兩個安裝孔是沉頭孔。
[0033]通常，噴絲頭沿其周緣還分布有鉆孔。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]現(xiàn)解釋相關(guān)的非限定性附圖，其中:
[0035]圖1a示出根據(jù)本申請一種方案的噴絲頭的主視圖，這是一種直徑229毫米的噴絲頭，其上分布有3900個孔；
[0036]圖1b示出圖1a中噴絲頭沿剖切線X-X的剖面圖；
[0037]圖2a示出根據(jù)本發(fā)明的一種改進噴絲頭的主視圖，這是一種直徑229毫米的噴絲頭，其上分布有4208個孔；以及
[0038]圖2b示出圖2a中噴絲頭沿剖切線X_X’的剖面圖。

【具體實施方式】
[0039]現(xiàn)參閱附圖描述本申請，附圖并未限定本申請的范圍和范疇。所做描述純屬舉例和說明。
[0040]參閱以下描述中的非限定性方案，解釋本文方案及其各種特征和優(yōu)點。在本文方案中省略了對公知部件和加工工藝的描述，以免喧賓奪主。本文舉例只圖方便理解可以實施本文方案的方式，進而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍疚姆桨?。由此可見，這些例子不應詮釋為限定本文方案的范圍。
[0041]本申請設(shè)想了一種改進的噴絲頭，用于從中擠出塑料熔融聚合物以形成纖維。該改進的噴絲頭上分布有更多孔，尤其是，孔的分布的方式使其能夠在有限的面積內(nèi)容納更多孔，從而在提升紡絲生產(chǎn)率的同時，通過保持適當?shù)目组g距，消除長絲融合的風險。
[0042]圖1a示出根據(jù)本申請一種方案的噴絲頭的主視圖，其中噴絲頭是一種直徑229毫米的噴絲頭，其上分布有3900個孔，而傳統(tǒng)的噴絲頭僅有大約3300個圓孔。圖1b示出圖1a中噴絲頭沿剖切線X-X的剖面圖。圖1a示出的噴絲頭具有一系列標號為(I)的小孔，沿十六個同心圓周分布，其中小孔根據(jù)其數(shù)目沿各自圓周分布。例如，第一個圓周最靠里邊，其上有202個孔，第二個圓周有208個孔等等。這樣的構(gòu)形便于在具體的面積(即對應于直徑229毫米噴絲頭的面積)中容納更多孔。而且，在噴絲頭上分布孔的形貌適于形成超細和超微旦纖維。噴絲頭還包括表明其上分布孔數(shù)的標記，旨在避免混淆。例如，圖1a所示的噴絲頭包括標記3900，旨在注明在噴絲頭上分布有3900個小孔。這種標記能夠通過蝕刻或任何其他工藝形成。
[0043]而且，還有十六個固定/安裝用鉆孔2，沿噴絲頭的外側(cè)周邊分布，其也與其他十六個同心圓周同心。十六個固定用鉆孔2中的兩個固定孔是沉頭孔，沿徑向彼此相對布置。而且，還有兩個鉆孔3以及一個鉆孔4和5，每個也都分布于噴絲頭的周緣。
[0044]圖2a示出根據(jù)本申請一種方案的噴絲頭的主視圖，其中噴絲頭是一種直徑229毫米的噴絲頭，其上分布有4208個圓孔，而傳統(tǒng)的噴絲頭僅有大約3300個圓孔。圖2a示出的噴絲頭具有一系列標號為(11)的孔，沿十六個同心圓周分布，其中孔是根據(jù)其數(shù)目沿各自圓周分布。而且，還有16個固定/安裝用鉆孔12，沿噴絲頭的外側(cè)周邊分布，其也與其他十六個同心圓周同心。十六個固定用鉆孔12中的兩個固定孔是沉頭孔，沿徑向彼此相對布置。而且，還有兩個鉆孔13以及一個鉆孔14和15，每個也都分布于噴絲頭的周緣。
[0045]圖2b示出圖2a中噴絲頭沿剖切線X-X’的剖面圖。圖2a示出的噴絲頭具有一系列標號為(11)的孔，沿十六個同心圓分布，其中孔是根據(jù)其數(shù)目沿各自圓周分布。例如，第一個圓周最靠里邊，其上有218個小孔，第二個圓周有224個小孔等等。這樣的構(gòu)形便于在特定的面積(即對應于直徑229毫米噴絲頭的面積)中容納更多孔。而且，在噴絲頭上分布孔的形貌適于形成超細和超微旦纖維。圖2a所示的噴絲頭包括標記4208，旨在注明在噴絲頭上分布有4208個孔。這種標記能夠通過蝕刻或任何其他工藝形成。
[0046]根據(jù)本方案的圖2a和圖2b中所示噴絲頭的其余特征完全類似于圖1a和圖1b中所示噴絲頭的特征。
[0047]本申請設(shè)想了一種噴絲頭，其上層層分布多個孔，以增加孔密度，并因此在提升紡絲生產(chǎn)率的同時，仍然保持產(chǎn)品品質(zhì)和纖維制造過程中的工藝性能。通過保持適當?shù)目组g距，層層分布于噴絲頭上的孔消除了紡絲過程中長絲融合的任何風險。
[0048]本申請的噴絲頭尤其適用于聚酯短纖維(PSF)紡絲機，但能夠設(shè)想用于其他類型的紡絲機。
[0049]根據(jù)本申請的噴絲頭具有相同于傳統(tǒng)噴絲頭的面積，然而，孔層層分布(如圖la、圖lb、圖2a和圖2b所示以及上述)，以增加噴絲頭中的孔密度。而且，孔間距按這種方式進行調(diào)整，使紡絲時長絲融合得以避免。而且，在本申請的噴絲頭上分布小孔的形貌適于形成超細和超微旦纖維。
[0050]經(jīng)過測試，確定了根據(jù)本申請的噴絲頭的效率。根據(jù)本申請的噴絲頭是在商用紡絲機上進行測試?？梢钥闯觯鶕?jù)本申請的噴絲頭展現(xiàn)出較高的生產(chǎn)能力和正常性能。紡絲的缺陷測試發(fā)現(xiàn)，其與現(xiàn)有的相應細旦纖維產(chǎn)品相當。采用根據(jù)本申請的噴絲頭，紡絲生產(chǎn)率增加至少10%。紡絲是在商用拉絲機上加工，觀察到的機器性能正常。纖維產(chǎn)品經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)無缺陷。
[0051]然而，以上優(yōu)選方案并未限制本申請的范圍和范疇。所做描述純屬舉例和說明。
[0052]參閱以下描述中的非限制性方案，解釋本文方案和各種特征及其優(yōu)點。在本文方案中省略了對公知部件和加工工藝的描述，以免喧賓奪主。本文舉例意圖只是方便理解可以實施本文方案的方式，進而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍疚姆桨?。由此可見，這些例子不應詮釋為限定本文方案的范圍。
[0053]以上對具體方案的描述充分揭示了本文方案的一般性質(zhì)，使其他人能夠應用現(xiàn)有知識，在不脫離一般概念條件下，輕松修改和/或調(diào)整此類具體方案以適合各種應用，因此，此類調(diào)整和修改應當并試圖在等同所公開方案的意思和范圍內(nèi)進行理解。應當理解，本文所用措辭或術(shù)語是用于描述而非限定目的。因此，盡管本文方案以術(shù)語“優(yōu)選方案”進行描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認同，在本文所述方案的精神和范圍內(nèi)，本文方案能夠修改并實施。
[0054]技術(shù)先進性及經(jīng)濟意義
[0055]根據(jù)本申請的方法，其所具有的技術(shù)先進性包括但不限于實現(xiàn):
[0056].噴絲頭提升紡絲生產(chǎn)率；
[0057].噴絲頭具有層層分布的小孔，旨在增加其上分布的孔數(shù)目；
[0058].噴絲頭上的孔密度增加；
[0059].噴絲頭提升纖維制造過程中的工藝性能；
[0060].噴絲頭消除紡絲時長絲融合的風險；以及
[0061].噴絲頭用于熔融紡絲工藝，以制造超細和超微旦纖維。
[0062]在本說明書全文，應理解“包括”或“含有”一詞的含義是包括所陳述的單個元素、整體或步驟，也可以是包括多個元素、整體或步驟，但并不排除任何其他單個元素、整體或步驟，也不排除其他多個元素、整體或步驟。
[0063]使用措辭“至少”或“至少一個”表示使用一個或多個元素、配料或數(shù)量，此用法可能出現(xiàn)在本發(fā)明的方案中，旨在達成一個或多個理想目的或結(jié)果。
[0064]本說明書中關(guān)于文件、活動、材料、設(shè)備、文獻等的任何討論，其唯一目的是為本申請?zhí)峁┮环N背景。其不應當作承認任何或所有此類事項形成了現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)的部分，或因其在本專利申請優(yōu)先日之前已經(jīng)存在而成為本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的一般常識。
[0065]所提及各種物理參數(shù)、尺寸或數(shù)量的數(shù)值僅僅是近似值，設(shè)想任何一個數(shù)值，如果大于/小于分配給此類參數(shù)、尺寸或數(shù)量的數(shù)值，則必須在本公開發(fā)明的范圍內(nèi)，除非在具體說明書中有相反的陳述。
[0066]盡管本文著重強調(diào)本發(fā)明的具體特征，仍認可各種修改，認可在不脫離本發(fā)明原理的條件下，能夠?qū)?yōu)選方案進行多種更改。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然可以根據(jù)本文的公開說明，對本發(fā)明的特征或優(yōu)選方案進行這樣和那樣的修改，為此，應當清楚地理解，以上所述事項僅可解釋為對本發(fā)明的說明，而非一種限定。
【權(quán)利要求】
1.一種噴絲頭，用于從中擠出塑料聚合物以形成纖維，所述噴絲頭包括沿多條周線分布的多個孔，適于通過提升孔密度提升紡絲生產(chǎn)率，與此同時，通過保持適當?shù)目组g距，消除長絲融合的風險。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述孔密度的范圍是20-45孔每平方厘米所述噴絲頭表面積，所述孔間距范圍是I毫米至5毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述孔密度的范圍是20-60孔每平方厘米所述噴絲頭表面積，所述孔間距范圍是I毫米至5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述孔密度的范圍是20-45孔每平方厘米所述噴絲頭表面積，所述孔間距范圍是1.5毫米至2.2毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述周線是多條同心布置的圓周。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述孔沿十六條同心圓周分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述聚合物是聚酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述噴絲頭是直徑229毫米的噴絲頭，其上分布有3900個孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述噴絲頭是直徑229毫米的噴絲頭，其上分布有4208個孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述孔設(shè)置在所述噴絲頭形貌上，便于形成超細和超微旦纖維。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述噴絲頭適用于聚酯短纖維(PSF)紡絲機。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述噴絲頭包括沿其外側(cè)周邊分布的多個安裝孔，以便將其安裝。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的噴絲頭，其中所述安裝孔中的至少兩個是沉頭孔，沿徑向彼此相對布置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴絲頭，其中所述噴絲頭還包括分布于所述噴絲頭周緣上的鉆孔。
【文檔編號】D01D4/02GK104246028SQ201380015761
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月22日
【發(fā)明者】卡魯納尼提·潭達瑜塞帕尼, 蘇曼塔·查特吉 申請人:瑞來斯實業(yè)公司