一种溶液喷射纺丝模头制造技术

本发明专利技术公开了一种溶液喷射纺丝模头，该模头包括进料板、分配板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板。喷丝毛细管固定件的设计可以在保证同心的同时，便于模头的安装、拆卸和维护。喷丝毛细管可拆卸连接方式紧密连接于喷丝毛细管固定板上，当发生堵料或者损坏时，方便拆卸。该模头可以实现为每个溶液挤出细流提供单独的环形牵伸气流，且牵伸气流分布均匀，可保证纺丝过程的顺利进行，具有组装方便，生产效率高，可规模化生产的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种溶液喷射纺丝模头
本专利技术涉及纺丝模具
，尤其是涉及一种用于制备微纳米纤维的溶液喷射纺丝模头。
技术介绍
微纳米纤维由于直径小、比表面积大等优点，被认为是一种高性能、高附加值的纤维产品，在过滤材料、保暖材料、吸油材料、医疗卫生等领域应用广泛。目前制备微纳米纤维的方法包括熔喷法、双组份复合纺丝法、静电纺丝法以及溶液喷射纺丝法等。所说的溶液喷射纺丝法，是中国专利ZL201110041792.3揭示的一种聚合物纳微纤维非织造布的制备方法，其纺丝过程是把一种或多种聚合物的溶液挤压通过喷丝孔，同时利用高速气体喷吹纺丝液的挤出细流，从而实现纺丝液的超细拉伸并促进溶剂挥发而形成微纳米纤维的方法。溶液喷射纺丝法作为一种新型纺丝技术，目前尚未有专门针对该技术的纺丝模头，尤其是可适用规模化生产的纺丝模头。作为一种气流拉伸成形纺丝技术，溶液喷射纺丝法可视为由熔喷技术演变而来，其区别在于，在溶液喷射纺丝过程中使用纺丝溶液代替熔喷技术中纺丝熔体，因此在熔喷技术中广泛使用的双槽型纺丝模头也可应用于溶液喷射法中，该类纺丝模头在多个专利中已有报道，如在美国专利US3849040，US3825380和中国专利申请201210283434.3等。但在实际操作中，该类模头容易出现纺丝熔体粘附喷丝孔、喷吹风风速不匀导致的风口狭缝、易出现并丝和纺丝不均匀等问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种溶液喷射纺丝模头。该模头可以实现为每个溶液挤出细流提供单独的环形牵伸气流，且牵伸气流分布均匀，可保证纺丝过程的顺利进行，具有组装方便，生产效率高，可规模化生产的特点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种溶液喷射纺丝模头。该模头包括进料板、分配板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板。所述进料板具有进料腔、进料孔用以输入纺丝溶液；所述分配板具有分配导槽，分配导槽包括分配横导槽和／或分配竖导槽中的一个或者两个，可用于具有多排喷丝毛细管的溶液喷射纺丝，分配横导槽和分配竖导槽都具有分配孔，用以分配纺丝溶液；所述喷丝毛细管固定板上安装有喷丝毛细管；所述一级气流挡板具有一级进气孔用以输入高压气体；所述二级气流挡板具有二级进气孔用以输入被缓冲后的高压气体；所述一级气流盖板具有一级贯通孔用以扩散二级进气孔导入的气体，同时一级气流盖板具有固定孔，喷丝毛细管从固定孔穿过，用以喷丝毛细管固定件的固定；所述二级气流盖板具有二级贯通孔，用以通过均匀的高速气流实现对喷丝毛细管中的溶液细流实现牵伸并促进溶剂挥发形成微纳米纤维。所述分配板与进料板紧密配合，并且紧靠于进料板的表面上具有流体分配导槽，该分配导槽把进料板输入的纺丝溶液进行相应地分配；喷丝毛细管固定板与分配板紧密配合；喷丝毛细管紧密连接于喷丝毛细管固定板上，并且穿过一级气流盖板的固定孔和喷丝毛细管固定件，穿出二级气流盖板下部，喷丝毛细管的上表面对应分配孔，用以压出纺丝溶液细流；二级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和一级气流盖板紧密配合，形成第二气流腔；一级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和二级气流挡板紧密配合，形成第一气流腔；三级气流挡板分别与一级气流盖板和二级气流盖板紧密配合，形成第三气流腔；喷丝毛细管固定件紧密连接于一级气流盖板的固定孔上，与喷丝毛细管形成紧密配合，可阻止第二气流腔的气体沿喷丝毛细管周围喷出，同时起到将喷丝毛细管固定的作用。所述溶液喷射纺丝模头在进料板的进料腔内设置成具有分料导槽的结构，从而省去分配板，此种模头可用于具有单排喷丝毛细管的溶液喷射纺丝。所述分料导槽的导槽之间具有凹槽，而且凹槽高度逐渐减小，以减缓进料口的料液流速，使之经过缓冲后均匀的进入喷丝毛细管。所述喷丝毛细管与喷丝毛细管固定板的连接方式是可拆卸连接。所述喷丝毛细管固定件与一级气流盖板的固定孔的连接方式是可拆卸连接。所述喷丝毛细管的长度是其内径的12-150倍，其延伸到二级气流盖板外部的长度是其内径的1-10倍。所述第一气流腔和第二气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少6倍。所述第三气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少3倍。所述分配孔直径是0.2-2mm。所述一级进气孔的直径为8-100mm。所述二级进气孔的直径是0.5-5mm。所述一级贯通孔在一级气流盖板上均匀排布，其直径是0.2-5mm。所述二级贯通孔与相对应的喷丝毛细管具有相同数量，喷丝毛细管和二级贯通孔具有同轴设计，其直径是喷丝毛细管外径的1.5-5倍。所述模头的工作原理是：将纺丝溶液通过进料孔进到进料板的进料腔中，经过分配板的分配导槽分料后，由分配孔(或者省去分配板，由分料导槽分料)均匀的进入喷丝毛细管中，并挤出形成纺丝溶液细流。高速高压气体由一级进气孔进入第一气流腔缓冲，再经二级进气孔进入第二气流腔进一步缓冲稳压，经一级贯通孔进入第三气流腔，经过三级混合后的均匀气流再由二级贯通孔喷出，在纺丝溶液细流周围形成环形牵伸气流，可实现溶液细流的超细拉伸，并促进溶剂挥发，形成微纳米纤维。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)相比现有的双槽型熔喷纺丝模头，本技术方案可以实现为每个溶液挤出细流提供单独的环形牵伸气流，可以防止气流牵伸力不足、纺丝液的喷丝模头上的粘连，以及牵伸风分布不匀导致的纺丝不顺利等问题。(2)溶液喷射纺丝模头具有三级气流腔，可将由一级进气孔进入的高压气流充分均匀，以适应纺丝气流对生产工艺的要求，初生高均匀度的微纳米纤维。(3)喷丝毛细管固定件的设计可以在保证同心的同时，便于模头的安装、拆卸和维护。(4)喷丝毛细管可拆卸连接方式紧密连接于喷丝毛细管固定板上，当发生堵料或者损坏时，方便拆卸。附图说明图1是本专利技术溶液喷射纺丝模头一种实施例示意图。图2是本专利技术溶液喷射纺丝模头一种实施例分配板上表面示意图。图3是本专利技术溶液喷射纺丝模头一种实施例分配板上表面示意图。图4是本专利技术溶液喷射纺丝模头一种实施例进料板下表面示意图。图5是本专利技术溶液喷射纺丝模头一种实施例二级气流盖板下表面示意图。图6是本专利技术溶液喷射纺丝模头一种实施例二级气流盖板下表面示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细说明。该溶液喷射纺丝模头(参见图1-6)包括进料板1、分配板2、喷丝毛细管3、喷丝毛细管固定板4、一级气流挡板5、第一气流腔6、二级气流挡板7、第二气流腔8、一级气流盖板9、三级气流挡板10、第三气流腔11、喷丝毛细管固定件12、二级气流盖板13。所述进料板1具有进料腔1.1、进料孔1.2用以输入纺丝溶液；所述分配板2具有分配导槽，分配导槽包括分配横导槽2.1和／或分配竖导槽2.2中的一个或者两个，可用于具有多排喷丝毛细管3的溶液喷射纺丝，分配横导槽2.1和分配竖导槽2.2都具有分配孔2.3，用以分配纺丝溶液；所述喷丝毛细管固定板4上安装有喷丝毛细管3；所述一级气流挡板5具有一级进气孔5.1用以输入高压气体；所述二级气流挡板7具有二级进气孔7.1用以输入被缓冲后的高压气体；所述一级气流盖板9具有一级贯通孔9.1用以扩散二级进气孔7.1导入的气体，同时一级气流盖板9具有固定孔9.2，喷丝毛细管3从固定孔9.2穿过，用以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶液喷射纺丝模头，所述模头包括进料板，其特征在于所述模头还包括分配板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板；所述进料板具有进料腔、进料孔；所述分配板具有分配导槽，分配导槽具有分配孔；所述喷丝毛细管固定板上安装有喷丝毛细管；所述一级气流挡板具有一级进气孔；所述二级气流挡板具有二级进气孔；所述一级气流盖板具有一级贯通孔，同时一级气流盖板具有固定孔，喷丝毛细管从固定孔穿过；所述二级气流盖板具有二级贯通孔；所述分配板与进料板紧密配合，并且紧靠于进料板的表面上具有流体分配导槽；喷丝毛细管固定板与分配板紧密配合；喷丝毛细管紧密连接于喷丝毛细管固定板上，并且穿过一级气流盖板的固定孔和喷丝毛细管固定件，穿出二级气流盖板下部，喷丝毛细管的上表面对应分配孔；二级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和一级气流盖板紧密配合，形成第二气流腔；一级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和二级气流挡板紧密配合，形成第一气流腔；三级气流挡板分别与一级气流盖板和二级气流盖板紧密配合，形成第三气流腔；喷丝毛细管固定件连接于一级气流盖板上，与喷丝毛细管形成紧密配合。...

【技术特征摘要】
1.一种溶液喷射纺丝模头，所述模头包括进料板，其特征在于所述模头还包括分配板、喷丝毛细管、喷丝毛细管固定板、一级气流挡板、第一气流腔、二级气流挡板、第二气流腔、一级气流盖板、三级气流挡板、第三气流腔、喷丝毛细管固定件、二级气流盖板；所述进料板具有进料腔、进料孔；所述分配板具有分配导槽，分配导槽具有分配孔；所述喷丝毛细管固定板上安装有喷丝毛细管；所述一级气流挡板具有一级进气孔；所述二级气流挡板具有二级进气孔；所述一级气流盖板具有一级贯通孔，同时一级气流盖板具有固定孔，喷丝毛细管从固定孔穿过；所述二级气流盖板具有二级贯通孔；所述分配板与进料板紧密配合，并且紧靠于进料板的表面上具有流体分配导槽；喷丝毛细管固定板与分配板紧密配合；喷丝毛细管紧密连接于喷丝毛细管固定板上，并且穿过一级气流盖板的固定孔和喷丝毛细管固定件，穿出二级气流盖板下部，喷丝毛细管的上表面对应分配孔；二级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和一级气流盖板紧密配合，形成第二气流腔；一级气流挡板分别与喷丝毛细管固定板和二级气流挡板紧密配合，形成第一气流腔；三级气流挡板分别与一级气流盖板和二级气流盖板紧密配合，形成第三气流腔，所述第一气流腔和第二气流腔的高度是喷丝毛细管内径的至少6倍；所述第三气流腔的高度是喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄旭品，程博闻，唐定友，蔡占军，石磊，康卫民，李红军，李梦芹，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12