紡絲組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紡絲組件，具備紡出熔融聚合物的噴絲頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，已知有紡出合成纖維絲的熔融紡絲裝置。一般的熔融紡絲裝置具備可拆裝 的紡絲組件。向紡絲組件供給加熱了的熔融聚合物，該熔融聚合物從紡絲組件的多個噴嘴 分別紡出而成為多根單纖維。紡絲組件通常具備對熔融聚合物進(jìn)行過濾的過濾材料。
[0003] 在專利文獻(xiàn)1中公開了具有沙子等粒狀過濾材料的一般的紡絲組件。該紡絲組 件具有聚合物導(dǎo)入口、粒狀過濾材料、過濾器以及噴絲頭等。在紡絲組件內(nèi)部，在聚合物導(dǎo) 入口的下側(cè)設(shè)置有空間，在該空間的下部填充有粒狀過濾材料。從聚合物導(dǎo)入口導(dǎo)入到上 述空間內(nèi)的熔融聚合物，在分別通過了粒狀過濾材料和過濾器之后從噴絲頭的多個噴嘴紡 出。
[0004] 與此相對，還已知有不使用粒狀的過濾材料的紡絲組件。專利文獻(xiàn)2的紡絲組件 特別用于紡出產(chǎn)業(yè)用高強(qiáng)力絲，具有上部掃流板、過濾器、整流板、下部掃流板以及噴絲頭。 上部掃流板收容于與聚合物的導(dǎo)入部連通的空間內(nèi)。過濾器配置于上部掃流板的下側(cè)。另 夕卜，該專利文獻(xiàn)2的過濾器僅由金屬無紡布形成。通過了過濾器的熔融聚合物進(jìn)一步通過 整流板、下部掃流板而從噴絲頭紡出。
[0005] 此外，專利文獻(xiàn)3的紡絲組件具有聚合物的導(dǎo)入部、過濾器、以及配置于過濾器正 下方的噴絲頭。在該紡絲組件中，在其內(nèi)部也形成有與聚合物的導(dǎo)入部連通的空間，但在該 空間的大致整體中密集地收容有構(gòu)成過濾器的多個過濾板。從導(dǎo)入部導(dǎo)入到上述空間內(nèi)的 熔融聚合物，通過多個過濾板而從其正下方的噴絲頭的多個噴嘴分別紡出。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平9-41215號公報
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平8-269816號公報
[0008] 專利文獻(xiàn)3 :美國專利第6716016號公報
[0009] 在專利文獻(xiàn)1所公開那樣的使用了粒狀過濾材料的紡絲組件中，存在以下那樣的 各種問題。首先，由于所供給的熔融聚合物的壓力，粒狀的過濾材料局部地網(wǎng)眼張開或者 局部地被壓縮。由此，過濾材料的空隙率局部地變化，過濾性能變化。即，當(dāng)空隙率提高時 過濾性能降低、并且當(dāng)空隙率下降時過濾壓力上升，因此需要提前更換組件。即，在一般情 況下，在使用了粒狀過濾材料的紡絲組件中組件壽命變短。此外，當(dāng)在過濾材料內(nèi)網(wǎng)眼張 開量、壓縮量不平衡時，空隙率會產(chǎn)生偏差，在粒狀過濾材料內(nèi)聚合物變得不能夠均勻地流 動。結(jié)果，從多個噴嘴分別紡出的聚合物量變得不均勻，而單纖維間粗細(xì)（纖度）等的物性 會不同。進(jìn)而，粒狀過濾材料在進(jìn)行再利用時花費(fèi)時間勞力，因此由于在多數(shù)情況下每當(dāng)更 換紡絲組件時都廢棄過濾材料、以及由于組件壽命較短而更換紡絲組件的頻率較高，因此 廢棄物的量變多。此外，為了確保收納粒狀過濾材料的空間，紡絲組件的全高變大，在這一 點也是不利的。與此相對，在專利文獻(xiàn)2、3那樣的不使用粒狀過濾材料的紡絲組件中，不會 產(chǎn)生上述缺點。但是，在專利文獻(xiàn)2,3的結(jié)構(gòu)中，會產(chǎn)生其他問題。
[0010] 以往使用的沙子等粒狀過濾材料，除了過濾熔融聚合物而捕集其中所含的雜質(zhì)以 夕卜，還具有將熔融聚合物的成為凝膠狀的部分進(jìn)行細(xì)化的另外的重要作用。構(gòu)成粒狀過濾 材料的沙粒等的外表面具有尖銳的銳角部。在熔融聚合物通過粒狀過濾材料時，熔融聚合 物的凝膠化部分被粒狀過濾材料的上述銳角部截斷。凝膠狀部分使聚合物產(chǎn)生粘度不均 勻。因而，當(dāng)該凝膠狀部分未被充分細(xì)化時，從噴嘴紡出的熔融聚合物中會殘留較大的凝膠 狀部分，成為絲線品質(zhì)降低、單纖維（單紗）斷裂的重要原因。關(guān)于這一點，在專利文獻(xiàn)2、3 的紡絲組件中未使用粒狀的過濾材料，在專利文獻(xiàn)2中僅采用由一張金屬無紡布形成的過 濾器，而在專利文獻(xiàn)3中僅采用層疊了多個過濾板的過濾器。僅通過該結(jié)構(gòu)，對于凝膠狀部 分的細(xì)化難以獲得與以往的粒狀過濾材料相同的性能，可能會產(chǎn)生由細(xì)化不良導(dǎo)致的絲線 品質(zhì)降低、單纖維斷裂。
[0011] 此外，在專利文獻(xiàn)2的紡絲組件中，在聚合物的導(dǎo)入部與過濾器之間配置有上部 掃流板。尤其是，在用于產(chǎn)業(yè)物質(zhì)的高粘度聚合物的情況下，難以進(jìn)行紡絲組件內(nèi)的聚合物 的均勻分配，因此設(shè)置有與上述上部掃流板類似的聚合物分配用的部件的情況較多。但是， 當(dāng)在過濾器的上游側(cè)存在聚合物分配用的部件時，熔融聚合物通過紡絲組件內(nèi)所需要的時 間會相應(yīng)地變長，容易產(chǎn)生由熱劣化導(dǎo)致的聚合物變質(zhì)。
[0012] 此外，在專利文獻(xiàn)3的紡絲組件中，在與聚合物的導(dǎo)入部連通的空間內(nèi)，密集地收 容有多個過濾器。因此，導(dǎo)入到該空間內(nèi)的熔融聚合物無法在過濾器的面方向上充分地擴(kuò) 張，而無法在面方向上均勻地通過過濾器。即，聚合物容易在過濾器的一部分集中地通過。 由此，在上述過濾器的一部分，雜質(zhì)捕集能力提前降低，因此組件壽命降低。此外，在多個噴 嘴間聚合物的紡出量產(chǎn)生偏差，會產(chǎn)生單纖維間的粗細(xì)不均。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的在于，在不使用粒狀過濾材料的紡絲組件中，實現(xiàn)聚合物的凝膠狀 部分的充分細(xì)化、抑制組件內(nèi)的聚合物因滯留導(dǎo)致的熱劣化、以及多個噴嘴間的聚合物紡 出量的均勻化等。
[0014] 第1發(fā)明的紡絲組件為，紡出粘度為300Pa · s以下的熔融聚合物，其特征在于，
[0015] 具備：聚合物流入部件，具有被導(dǎo)入上述熔融聚合物的導(dǎo)入部、和通過聚合物供給 孔與上述導(dǎo)入部直接連接且被填充上述熔融聚合物的緩沖空間；過濾器，配置于上述緩沖 空間的下部空間；以及噴絲頭，在上述緩沖空間以及上述過濾器的下側(cè)，與上述緩沖空間或 者上述過濾器相接地配置，形成有將通過了上述過濾器的上述熔融聚合物分別紡出的多個 噴嘴，
[0016] 上述過濾器包括第1過濾層，該第1過濾層是將具有多邊形截面的金屬短纖維燒 結(jié)而成的。
[0017] 本發(fā)明的紡絲組件為導(dǎo)入部、緩沖空間、過濾器以及噴絲頭按照該順序串聯(lián)地配 置的非常簡單的結(jié)構(gòu)。從導(dǎo)入部導(dǎo)入的熔融聚合物，在緩沖空間內(nèi)使壓力均勻化之后，直接 通過過濾器，并直接立即從噴絲頭的多個噴嘴紡出。另外，本發(fā)明的"下側(cè)"意味著紡絲組 件被裝配于熔融紡絲裝置的使用狀態(tài)下的"下側(cè)"。此外，"噴絲頭與緩沖空間相接地配置" 意味著噴絲頭被配置為從下側(cè)堵塞緩沖空間。根據(jù)該紡絲組件，能夠得到以下所示的效果。
[0018] (1)聚合物的凝膠狀部分的細(xì)化
[0019] 過濾器具有將多邊形截面的金屬短纖維燒結(jié)而成的第1過濾層。熔融聚合物中存 在的凝膠狀部分，在通過第1過濾層時，通過具有多邊形截面的金屬短纖維的銳角部分，以 切碎的方式被截斷。因而，即便沒有粒狀過濾材料，通過第1過濾層凝膠狀部分也被充分地 細(xì)化。
[0020] (2)抑制聚合物因滯留導(dǎo)致的熱劣化
[0021] 在高溫狀態(tài)的紡絲組件內(nèi)，當(dāng)熔融聚合物長時間滯留時，由于聚合物因熱劣化導(dǎo) 致的變質(zhì)，而產(chǎn)生絲線斷裂、絲線品質(zhì)不均。
[0022] 關(guān)于該情況，相對于上述的在從聚合物的導(dǎo)入部到噴絲頭之間存在用于分配聚合 物的部件的以往的紡絲組件，本發(fā)明的紡絲組件為導(dǎo)入部、緩沖空間、過濾器以及噴絲頭按 照該順序串聯(lián)地配置的非常簡單的結(jié)構(gòu)。因而，不會產(chǎn)生聚合物的異常滯留，能夠抑制聚合 物的熱劣化。
[0023] 此外，在本發(fā)明的紡絲組件中，在導(dǎo)入部與過濾器之間既不存在粒狀過濾材料、也 不存在用于分配熔融聚合物的部件，因此從導(dǎo)入部導(dǎo)入的熔融聚合物到達(dá)過濾器為止的時 間變得非常短。因而，從熔融聚合物被導(dǎo)入紡絲組件內(nèi)起到從噴絲頭的多個噴嘴紡出為止 的時間縮短，能夠盡量抑制紡絲組件內(nèi)的聚合物因熱劣化導(dǎo)致變質(zhì)。
[0024] (3)多個噴嘴間的聚合物紡出量的均勻化
[0025] 由于在導(dǎo)入部與過濾器之間存在緩沖空間，所以在從導(dǎo)入部導(dǎo)入的熔融聚合物的 壓力在緩沖空間中被充分地均勻化之后，熔融聚合物通過過濾器。此外，過濾器的第1過濾 層是將金屬短纖維燒結(jié)而成的剛性較高的過濾層，與以往的粒狀過濾材料不同，即便作用 聚合物的壓力，也不會那么簡單地網(wǎng)眼張開或者壓壞。因此，難以產(chǎn)生在過濾器的一部分部 位空隙率局部地變化這種情況。根據(jù)以上，在熔融聚合物通過過濾器時流動難以不平衡，多 個噴嘴間的熔融聚合物的紡出量之差被抑制為較小。
[0026] 另外，在本發(fā)明的紡絲組件中，在導(dǎo)入部與過濾器之間不存在任何用于分配熔融 聚合物的部件。但是，由于是對熔融聚合物的粘度為300Pa · s以下這種粘度比較低的聚合 物進(jìn)行處理，所以即便從導(dǎo)入部到過濾器為止不存在分配用的部件，通過噴絲頭上方的緩 沖空間、以及具有一定程度的厚度且將具有多邊形截面的金屬短纖維燒結(jié)而成的第1過濾 層，也能夠?qū)崿F(xiàn)熔融聚合物的分散，能夠使熱過程均勻。
[0027] ⑷組件壽命
[0028] 在上述（3)中已進(jìn)行了敘述，第1過濾層不會因聚合物的壓力而簡單地網(wǎng)眼張開 或者壓壞。因此，與因聚合物壓力而容易地網(wǎng)眼張開或者壓縮的以往的粒狀過濾材料相比， 使用開始后的第1過濾層的空隙率的變化變得相當(dāng)緩慢。因而，能夠抑制過濾粒度的降低 以及組件內(nèi)的聚合物壓力上升量的增加，紡絲組件的組件壽命變長。
[0029] 第2發(fā)明的紡絲組件的特征在于，在上述第1發(fā)明中，上述緩沖空間以跨全部噴嘴 的方式在上述過濾器的面方向上擴(kuò)展形成。
[0030] 由此，從導(dǎo)入部導(dǎo)入的熔融聚合物，在過濾器的面方向上擴(kuò)展而到達(dá)全部噴嘴的 正上方位置，之后通過過濾器并分別流向多個噴嘴。因而，分別流向多個噴嘴的聚合物量的 偏差變小，在多個噴嘴間聚合物紡出量進(jìn)一步均勻化。
[0031] 第3發(fā)明的紡絲組件的特征在于，在上述第1或者第2發(fā)明中，上述過濾器的厚度 為5mm以下。
[0032] 當(dāng)過濾器為5mm以下時，熔融聚合物在短時間內(nèi)通過過濾器，因此能夠縮短聚合 物的滯留時間。
[0033] 第4發(fā)明的紡絲組件的特征在于，在上述第1?第3發(fā)明的任一發(fā)明中，上述過濾 器具有第2過濾層，該第2過濾層配置于上述第1過濾層的下側(cè)，且過濾粒度小于上述第1 過濾層的過濾粒度。
[0034] 據(jù)此，通過第1過濾層將熔融聚合物的凝膠狀部分細(xì)化，同時捕集熔融聚合物所 含的尺寸比較大的雜質(zhì)。另一方面，通過第2過濾層除去在第1過濾層中未被捕集到的較 小的雜質(zhì)。
[0035] 第5發(fā)明的紡絲組件的特征在于，在上述第1?第4發(fā)明的任一發(fā)明中，上述