專利名稱：紡制矩形截面中空纖維的噴絲板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及紡絲裝置上的關鍵核心部件——噴絲板，尤其是一種紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，屬于合成纖維生產(chǎn)技術領域。
技術背景噴絲板是紡絲裝置上紡制短纖或者長絲的關鍵核心部件?，F(xiàn)有技術中，長絲裝置使用的異型噴絲板的孔形有C形、變形的正三角形、幾個L形成的組合圖形等等，紡制出的纖維的截面呈圓形單孔、圓形多孔，三角形、四葉形、多葉形等形狀。這些噴絲板在使用過程中，因出口膨化效應，或多或少存在纖維截面圓形化的趨勢，制得的異形纖維或中空纖維，其功能性、蓬松性能和保暖性能并不理想，不能滿足一些場合的應用要求，需要進一步研究開發(fā)新型噴絲板。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種可以紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，用此噴絲板紡制的纖維能夠結合異型纖維與中空纖維的優(yōu)點，使纖維擁有優(yōu)異的綜合性能，可廣泛應用在服裝業(yè)、居室裝飾業(yè)、工業(yè)用織物、膜分離和繩、網(wǎng)、縫紉線及絮填等產(chǎn)業(yè)領域，而且用這種纖維制成的織物具有優(yōu)異的功能性、舒適性、保溫性和視覺、觸覺感性。
本實用新型的目的通過以下技術解決方案來實現(xiàn)紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，上面有規(guī)律地排布有若干個噴絲孔，每個噴絲孔包括導孔和噴絲毛細孔兩部分，其特征在于所述噴絲毛細孔是一個間斷的矩形體，其四個角是由兩條相互垂直的長狹縫以及一條伸向角的外側的短狹縫構成，短狹縫的中心線與兩條長狹縫的中心線之間分別構成135°夾角，使得所述矩形體四個角的截面呈“ ”形狀。
本實用新型的目的還可通過以下技術措施來進一步實現(xiàn)上述的紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，其中，所述矩形體的四個角的長狹縫之間互不通連或部分通連，使得矩形體具有1個、2個或者4個狹縫缺口。
更進一步地，上述的紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，其中，所述長狹縫和短狹縫是楔形穴槽狹縫。
更進一步地，上述的紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，其中，所述矩形體的橫向或者縱向相對的兩條長狹縫的外邊緣之間的距離L1或L2之間的關系為L1＝(1.0-2.0)L2＝0.3-3.6mm、L2＝0.3-1.8mm，短狹縫的長度L3和寬度L4之間的關系為L3＝L4＝0.05-0.25mm，長狹縫的狹縫寬度L6＝0.05-0.25mm，在矩形體間斷位置，長狹縫的末端間距L5＝0.05-0.25mm，長狹縫和短狹縫的角部內(nèi)圓角半徑R＝0.1-0.5)L6＝0.005-0.125mm。
再進一步地，上述的紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，其中，所述導孔的導孔直徑D＝2.0-4.0mm、導孔底徑d＝1.0-4.0mm，噴絲毛細孔的外接圓直是導孔底徑d的0.2-0.9倍，噴絲毛細孔的深度h＝0.3-1.5mm。
本實用新型技術方案具有以下優(yōu)點(1)根據(jù)本實用新型提供的孔形和技術參數(shù)，噴絲板的制造工藝易于實現(xiàn)，加工制作的噴絲板其可紡性能優(yōu)異；(2)使用本實用新型技術方案加工制作的噴絲板，紡制的纖維由四個相互成直角的細長平面組成，沿纖維中心有一連續(xù)細孔，纖維與纖維之間是平面接觸，可制作防風透氣、防水性能優(yōu)的織物和蓬帆布；而且平面之間的間隙符合兩平行板毛細原理，更可制作出吸濕排汗效果好的服用面料；(3)使用本實用新型技術方案加工制作的噴絲板，紡制的纖維不易滾動，每根纖維的外表面都是矩形平面，制得的織物堆疊非常致密，具有紙質感(paper-like)，并擁有天然寶石般亮麗柔和的光澤；(4)使用本實用新型技術方案加工制作的噴絲板，紡制的纖維質輕保暖，性能優(yōu)于普通圓形和異形纖維；纖維彎曲剛度至少是同樣纖度圓形纖維的1.2倍，用這種纖維做的織物具有身骨；(5)使用本實用新型技術方案加工制作的噴絲板，紡制的纖維的單絲纖度可以是0.9-50dtex，伸長為10-30％，強度為2.0-10.0cn/dtex，模量為40.0-100.0cn/dtex，沸水收縮率為2.0-10.0％，纖維的中空度范圍可以是8-30％；(6)本實用新型技術方案具有良好的應用前景，它可以用于紡制長絲、短絲或單絲，噴絲板孔數(shù)可以是1-3000孔。這種噴絲板適合熔紡原料，如滌綸、錦綸、丙綸等，所紡纖維綜合性能優(yōu)異，用途廣泛，最大限度滿足用戶需求。
以下結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明。其中，


圖1是噴絲板上噴絲孔的分布示意圖；圖2是
圖1中沿A-A方向單個噴絲孔的剖面結構示意圖；圖3是圖2從方向B觀察到的噴絲毛細孔的一種截面圖；圖4是圖2從方向B觀察到的噴絲毛細孔的又一種截面圖；圖5是圖2從方向B觀察到的噴絲毛細孔的再一種截面圖；圖6、圖7是應用本實用新型噴絲板紡出的纖維的截面形狀的電鏡圖。
圖中1-噴絲孔，2-導孔，3-噴絲毛細孔；D-導孔直徑，d-導孔底徑，h-噴絲毛細孔深度，R-狹縫角部的內(nèi)圓角半徑；L1-相對的兩條狹縫的外邊緣之間的橫向距離，L2-相對的兩條狹縫的外邊緣之間的縱向距離，L3-短狹縫的長度，L4-短狹縫的寬度，L5-長狹縫的末端間距，L6-長狹縫的寬度。
具體實施方式
本實用新型將噴絲板的異形孔形與中空孔形巧妙結合，設計出可紡制矩形中空纖維的噴絲板。如
圖1和圖2所示，與現(xiàn)有噴絲板相類似，這種噴絲板上面噴絲孔1也包括導孔2和噴絲毛細孔3兩個部分，噴絲孔1的分布可以是同心圓、菱形、滿天星或者其它分布形式，它們在噴絲板上的排列的圈數(shù)依據(jù)噴絲孔1的總數(shù)和產(chǎn)品的纖度而定。制造噴絲板的材料使用1Cr18Ni9Ti或綜合性能指標更高的不銹鋼，加工后的噴絲板質量應當符合FJ/JQ60-86的標準要求。
本實用新型噴絲板的特征是，噴絲毛細孔3是一個間斷的矩形體，其四個角是由兩條相互垂直的長狹縫4a、4b以及一條伸向角的外側的短狹縫5構成，短狹縫5的中心線與兩條長狹縫4a、4b的中心線之間分別構成135°夾角，使得所述矩形體四個角的截面呈“ ”形狀。四個角的長狹縫4a、4b不能全部通連，使得矩形體具有1個、2個或者4個狹縫缺口，如圖3、圖4和圖5所示，每種孔形均可紡制矩形截面中空纖維。這里，長狹縫4a、4b和短狹縫5可以設計成圖5所示的楔形穴槽狹縫。
具體加工時，導孔直徑D＝2.0-4.0mm、導孔底徑d＝1.0-4.0mm，噴絲毛細孔3的外接圓直徑是導孔底徑d的0.2-0.9倍，噴絲毛細孔的深度h＝0.3-1.5mm。矩形體的橫向或者縱向相對的兩條長狹縫4a或者4b的外邊緣之間的距離L1或L2的幾何尺寸為L1＝(1.0-2.0)L2＝0.3-3.6mm、L2＝0.3-1.8mm，短狹縫[5]的長度L3和寬度L4為L3＝L4＝0.05-0.25mm，長狹縫4a、4b的狹縫寬度L6＝0.05-0.25mm。在矩形體間斷位置，長狹縫4a、4b的末端間距L5＝0.05-0.25mm，長狹縫4a、4b和短狹縫5角部的內(nèi)圓角半徑R＝(0.1-0.5)L6＝0.005-0.125mm。噴絲板直徑可以是64-4100mm，孔數(shù)可以是1-3000孔，適用于滌綸、錦綸、丙綸等熔紡工藝。
從圖3、圖4、圖5可以看出，每種孔形的四個角都交會著三條狹縫，噴絲板孔形分布是中心對稱或者軸對稱，在紡制該纖維時，由于巴拉斯效應，具有粘彈性的高聚物熔體在流出噴絲板孔口后，在高聚物熔體內(nèi)聚力和表面張力共同作用下發(fā)生尺寸增大現(xiàn)象，使得狹縫缺口位置的高聚物熔體在固化前脹大而正常地粘連再一起。其中，從短狹縫5流出的融體細流，在整個過程中起著平衡和防止收縮的作用。這樣，在紡絲條件下經(jīng)進一步細化、吹風冷卻、固化成形，便可制成矩形截面中空纖維。
上述三種孔形都吸收保留了異形孔形、中孔孔形的優(yōu)點，去除了異形孔形、中孔孔形的不足，最大限度滿足噴絲孔孔形的制造工藝，滿足纖維的可紡性要求。選擇合適的參數(shù)，可以紡制單絲纖度為0.9dtex-50dtex，伸長為10％-30％，強度為2.0(cn/dtex)-10.0(cn/dtex)，模量為40.0-100.0(cn/dtex)，沸水收縮率為2.0％-10.0％，中空度為8％-30％的纖維。選擇UDY-DT，或者POY-DTY、POY-DT、POY-ATY、FDY等工藝路線，用該噴絲板在長絲紡絲機上生產(chǎn)，可以紡制各種規(guī)格長絲品種；在短絲紡絲機上生產(chǎn)，可紡制短絲，生產(chǎn)各種短纖品種；選用較大的噴絲孔尺寸，還可紡制各種規(guī)格單絲(鬃絲)品種。因此，本實用新型噴絲板大大拓展了噴絲板異形孔形、中孔孔形所紡纖維的應用范圍，是異形、中空噴絲孔孔形的完美結合，是對異形、中空噴絲孔孔形的補充和發(fā)展。大大拓展纖維的應用領域，為企業(yè)提供了寬廣的選擇范圍。
實際試用表明，使用這種噴絲板紡絲時熔體流變性能優(yōu)良、噴絲孔出口處熔體膨化現(xiàn)象正常，可紡性好。從制成的纖維角度分析，傳統(tǒng)纖維多為圓形，纖維與纖維之間是線接觸，易滾動，高密度織物必須使用超細纖維，才能使纖維間空隙減少，增加織物密度。而本實用新型則不同，圖6和圖7是應用本實用新型噴絲板紡出的纖維的截面形狀的電鏡圖(其中圖7反映的是L1＝L2時紡制獲得的正方形纖維截面情況，它是本實用新型的一個特例)，從圖中可以看出，矩形(長方形或正方形)截面中空纖維，其外表面是由四個互成直角的細長平面組成，沿纖維中心有一連續(xù)細孔，由于自身幾何形狀的特點，纖維與纖維之間是面接觸。所以，在同一織造密度下，矩形中空纖維做的織物要比圓形纖維做出的織物更為致密。
進一步研究發(fā)現(xiàn)，矩形截面中空纖維的截面形狀與噴絲毛細孔的截面形狀相似度高，矩形截面中空纖維無論用作經(jīng)線或緯線制作致密織物，纖維外表面平面之間形成的間隙完全符合兩平行板毛細原理，可制作出吸濕排汗效果好的面料。該纖維制作的織物擁有紙質感(paper-like)和天然寶石般亮麗柔和的光澤，它折射率高、光澤強、顏色美麗多樣，具閃射光澤感，易保養(yǎng)，可稱之為“寶石纖維”。
矩形截面纖維的彎曲剛度至少是同樣面積圓形纖維的1.2倍，用該纖維做的織物具有身骨，廣泛應用在時尚衣物如風衣、運動夾克上，其表面平滑柔順，兼具防風(wind proof)、透氣、防濕(rain proof)的功能。通常，雨滴的直徑在10-3000μm左右，人體表面水蒸汽尺寸大約為0.0004μm，由于矩形纖維堆疊致密，通過控制織物間空隙，可以制作防風、透氣、防濕的服裝織物及工業(yè)用蓬蓋布等，產(chǎn)品用途非常廣泛。不僅如此，這種纖維兼具中空纖維的性能，具有懸垂好、蓬松柔軟、質輕保暖、擠壓后立即回彈、對人體無過敏反應、易洗快干等性能，屬于前衛(wèi)型、高感性、智能型功能纖維，還可制成被絮、睡袋、枕芯、防寒用品等。它用于制造填充料，保暖性能和蓬松性能好，回彈高；在非織造布領域，可以制造纖維網(wǎng)，性能突出；在繩網(wǎng)工業(yè)領域，可以制造單絲(鬃絲)，性能優(yōu)、用途廣；在膜分離技術領域，用它還可以制造性能優(yōu)異的纖維膜。
總之，矩形截面中空纖維集合普通異形、中空纖維的優(yōu)點，是一種在外觀、觸感、質感、風格、功能等方面性能優(yōu)異的纖維材料，可廣泛應用在服裝業(yè)、居室裝飾業(yè)、工業(yè)用織物、膜分離和繩、網(wǎng)、縫紉線及絮填等產(chǎn)業(yè)領域。用本實用新型噴絲板制得的纖維為原料，根據(jù)服裝業(yè)、居室裝飾業(yè)、工業(yè)用織物的特點，可直接進行針織或機織；還可以其為基礎，結合天然棉、毛、絲、麻等混紡技術，開發(fā)多種性能優(yōu)異的服用新織物，如以婦女裙子、襯衣為中心的薄型織物，以套裝、女裙、女褲、禮服、外套、運動服、便服等為中心的薄型至中厚型織物，等等。
權利要求1.紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，上面有規(guī)律地排布有若干個噴絲孔[1]，每個噴絲孔[1]包括導孔[2]和噴絲毛細孔[3]兩部分，其特征在于所述噴絲毛細孔[3]是一個間斷的矩形體，其四個角是由兩條相互垂直的長狹縫[4a、4b]以及一條伸向角的外側的短狹縫[5]構成，短狹縫[5]的中心線與兩條長狹縫[4a、4b]的中心線之間分別構成135°夾角，使得所述矩形體四個角的截面呈“ ”形狀。
2.根據(jù)權利要求1所述的紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，其特征在于所述矩形體的四個角的長狹縫[4a、4b]之間互不通連或部分通連，使得矩形體具有1個、2個或者4個狹縫缺口。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，其特征在于所述長狹縫[4a、4b]和短狹縫[5]是楔形穴槽狹縫。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，其特征在于所述矩形體的橫向或者縱向相對的兩條長狹縫[4a]或者[4b]的外邊緣之間的距離L1或L2之間的關系為L1＝(1.0-2.0)L2＝0.3-3.6mm、L2＝0.3-1.8mm，短狹縫[5]的長度L3和寬度L4之間的關系為L3＝L4＝0.05-0.25mm，長狹縫[4a、4b]的狹縫寬度L6＝0.05-0.25mm，在矩形體間斷位置，長狹縫[4a、4b]的末端間距L5＝0.05-0.25mm，長狹縫[4a、4b]和短狹縫[5]的角部內(nèi)圓角半徑R＝(0.1-0.5)L6＝0.005-0.125mm。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的紡制矩形截面中空纖維的噴絲板，其特征在于所述導孔[2]的導孔直徑D＝2.0-4.0mm、導孔底徑d＝1.0-4.0mm，噴絲毛細孔[3]的外接圓直徑是導孔底徑d的0.2-0.9倍，噴絲毛細孔的深度h＝0.3-1.5mm。
專利摘要本實用新型提供了一種紡制矩形截面中空纖維的噴絲板。該噴絲板的噴絲毛細孔是一個以1個、2個或者4個獲縫缺口作為間斷的矩形體，矩形體的四個角是由兩條相互垂直的長狹縫以及一條伸向角的外側的短狹縫構成，短狹縫的中心線與兩條長狹縫的中心線之間分別構成135°夾角。使用這種噴絲板紡制的矩形截面中空纖維，集普通異形、中空纖維的優(yōu)點于一體，是一種在外觀、觸感、質感、風格、功能等方面性能優(yōu)異的纖維材料，可廣泛應用在服裝業(yè)、居室裝飾業(yè)、工業(yè)用織物、膜分離和繩、網(wǎng)、縫紉線及絮填等產(chǎn)業(yè)領域。
文檔編號D01D5/253GK2883409SQ200620070189
公開日2007年3月28日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權日2006年3月16日
發(fā)明者徐斌 申請人:徐斌