一种改进的用于闪蒸纺丝的喷丝头结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种改进的用于闪蒸纺丝的喷丝头结构，所述喷丝头结构包括喷丝头管道、静态混合器，所述静态混合器设置在所述喷丝头管道内，并与所述喷丝头管道紧密贴合；所述静态混合器包括柱形区和锥形延伸段，所述柱形区设置在锥形延伸段的前端，所述锥形延伸段的末端与喷丝孔连接；所述锥形延伸段的末端与所述喷丝孔的间隙小于所述锥形延伸段长度的30％；所述锥形延伸段的长度与柱形区的长度之比为1:10～10:1。静态混合器带有一段锥形延伸区域，使得分散液在到达喷丝孔之前受到持续、不间断的分散、混合作用，避免了传统静态混合器端面与喷丝孔之间存在较大的空隙，处于非稳定状态的水/聚合物溶液混合分散液在进入喷丝孔之前发生迅速的相区粗化的问题。孔之前发生迅速的相区粗化的问题。孔之前发生迅速的相区粗化的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的用于闪蒸纺丝的喷丝头结构


[0001]本技术涉及纺丝纤维领域，具体地涉及一种改进的用于闪蒸纺丝的喷丝头结构。

技术介绍

[0002]闪蒸法又称为瞬时溶剂挥发成网法、瞬时释压纺丝法等，是将高温高压的聚合物溶液从喷丝孔中挤出，溶剂发生闪蒸的同时使聚合物迅速固化形成纤维。闪蒸纺丝过程中溶液经历了由非均相分散体到均相溶液，再到非均相分散体的过程。当溶液从喷丝孔挤出时，由于压力的突然释放，溶剂迅速汽化，形成超音速气流而使聚合物受到高速拉伸；同时，由于溶剂汽化吸收大量热量使聚合物快速冷却结晶而固化成纤。丝束经过高速旋转的转向板后再经过电晕放电充电使丝束开纤，形成均匀的片状的纤维网。纤维网吸附在网帘上后通过辊筒压制成形，得到高强度的闪蒸非织造布。其中，在闪蒸过程中利用减压舱将溶液的压力降低到溶液浊点压力以下使其发生相分离是制备高性能闪蒸纺丝无纺布的关键。如果将浊点压力以上将处于均相状态的聚合物溶液挤出喷口，则难以形成均匀、纤细、高强的闪蒸纤维。然而，利用减压舱将纺丝溶液压力降低到溶液的浊点压力以下进行闪蒸纺丝压力较低，汽化溶剂的喷射速度降低，不利于提高纤维的力学性能和降低纤维直径。
[0003]现有技术中多是关注于在闪蒸纺丝添加水提高成纤性能，如美国专利US4054625A报道了由水、聚合物和有机溶剂的“反相乳液”分散体生产闪蒸纤维的工艺。该工艺的关键是水在整个分散体中的含量为40
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50％且以离散水滴的形式分散在聚合物和有机溶剂形成的油相连续相中。为了提高反相乳液的稳定性，加入水溶性聚合物聚乙烯醇作为分散稳定剂稳定水相和油相之间的界面。以及专利CN 1053455A公开了水、二氧化碳和聚合物的混合物闪蒸纺丝方法，在溶剂中加入了表面活性剂或者EVOH(乙烯
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乙烯醇共聚物)作为分散稳定剂，水的含量为5
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50％。虽然上述专利都提到在闪蒸纺丝溶液中添加水后有利于提高成纤性能，降低纤维直径、提高纤维的比表面积，有利于减少有机溶剂的使用，减少有机溶剂回收的压力。但是，水在闪蒸纺丝常用的有机溶剂以及聚合物熔体中的溶解度很低，而且水相和油相之间的界面张力很大，不使用PVA、EVOH等亲水性聚合物或者表面活性剂作为分散剂的情况下，分散的水滴会迅速聚集成大的水滴，导致水油两相的相区尺寸都迅速增大，无法获得均匀、稳定的“反相乳液”分散体。而添加亲水性聚合物或者表面活性剂后，闪蒸无纺布变得亲水，但其防水性能大幅度下降。这其实也与传统静态混合器的结构有关，传统静态混合器端面与喷丝孔之间存在较大的空隙，处于非稳定状态的水/聚合物溶液分散液由于两相界面张力很大，进而更容易发生迅速的相区粗化，使闪蒸纺丝纤维直径过大，丝束强度降低。
[0004]因此，对于如何解决传统静态混合器端面与喷丝孔之间存在较大的空隙，处于非稳定状态的水/聚合物溶液混合分散液在进入喷丝孔之前发生迅速的相区粗化，导致闪蒸纺丝效果不理想的问题，是具有重要意义的。

技术实现思路

[0005]为此，本申请提供有如下技术方案：
[0006]一种改进的用于闪蒸纺丝的喷丝头结构，包括喷丝头管道、静态混合器，所述静态混合器设置在所述喷丝头管道内，并与所述喷丝头管道紧密贴合；
[0007]所述静态混合器包括柱形区和锥形延伸段，所述柱形区设置在锥形延伸段的前端，所述锥形延伸段的末端与喷丝孔连接；所述锥形延伸段的末端与所述喷丝孔的间隙小于所述锥形延伸段长度的30％；所述锥形延伸段的长度与柱形区的长度之比为1:10～10:1。
[0008]优选地，所述静态混合器还包括混合元件，并与所述喷丝头管道和所述喷丝孔之间的收缩流道的内壁紧密贴合。
[0009]优选地，所述锥形延伸段锥形区的锥角介于10度至90度。
[0010]优选地，所述静态混合器的外径为5mm至60mm。
[0011]优选地，所述静态混合器的类型为SK型、SH型、SV型、SX型、SL型、SY型中的一种。
[0012]优选地，所述静态混合器的总长度为所述静态混合器最大外径的5
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500倍。
[0013]优选地，所述喷丝头管道一端的上下两侧设置有混合溶液入口、入水口，所述混合溶液入口和入水口分别通过管道接入到喷丝头管道内。
[0014]优选地，所述混合溶液入口的管道直径为5
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25mm，所述入水口的管道直径为5
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15mm。
[0015]本申请具备以下优点：
[0016](1)与传统的静态混合器结构不同，本申请的静态混合器设置有一个锥形延伸段，其中的混合元件是随着锥形延伸段的形状逐渐减小的，这种带有锥形延伸段的静态混合器使分散液在受到反复的分流
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位移
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合流作用的同时还额外地受到拉伸作用，促进了分散、混合和拉伸取向；同时，使得流体在到达喷丝孔之前受到持续的、不间断的分散、混合作用，避免了传统静态混合器端面与喷丝孔之间存在较大的空隙，处于非稳定状态的水/聚合物溶液混合分散液在进入喷丝孔之前发生迅速的相区粗化。
[0017](2)通过本申请中这一静态混合器之后不需要再将混合分散液的压力降低到聚合物溶液的浊点压力以下再进行闪蒸纺丝，因此显著提高了闪蒸纺丝时喷丝孔处的压力和喷丝速度，有利于纤维的拉伸取向和性能的提高。
[0018]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
[0019]根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。
附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0021]图1为本技术中喷丝头的结构示意图；
[0022]图2为本技术中静态混合器的锥形延伸段结构示意图；
[0023]图3为传统静态混合器在闪蒸纺丝喷丝头的结构示意图；
[0024]图中，1、聚合物溶液入口；2、入水口；3、静态混合器；3
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1、柱形区；3
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2、锥形延伸段，3
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3、混合元件；4、喷丝孔；5、喷丝头管道；6、传统静态混合器；7、中空收缩流道。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进的用于闪蒸纺丝的喷丝头结构，其特征在于，包括喷丝头管道(5)、静态混合器(3)，所述静态混合器(3)设置在所述喷丝头管道(5)内，并与所述喷丝头管道(5)紧密贴合；所述静态混合器(3)包括柱形区(3
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1)和锥形延伸段(3
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2)，所述柱形区(3
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1)设置在锥形延伸段(3
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2)的前端，所述锥形延伸段(3
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2)的末端与喷丝孔(4)连接；所述锥形延伸段(3
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2)的末端与所述喷丝孔(4)的间隙小于所述锥形延伸段长度的30％；所述锥形延伸段(3
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2)的长度与所述柱形区(3
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1)的长度之比为1:10～10:1。2.根据权利要求1所述的一种改进的用于闪蒸纺丝的喷丝头结构，其特征在于，所述静态混合器(3)还包括混合元件(3
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3)，并与所述喷丝头管道(5)和所述喷丝孔(4)之间的收缩流道的内壁紧密贴合。3.根据权利要求1或2任一项所述的一种改进的用于闪蒸纺丝的喷丝头结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文一，薛宁宇，
申请(专利权)人：无锡真启特新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：