噴絲頭裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于從聚合物熔體中熔融紡制大量細絲的噴絲頭裝置。為了這一目的，該噴絲頭裝置具有用于容納噴嘴板的外殼，該噴嘴板有多個噴嘴開口，該外殼還容納有具有至少一個熔體入口的入口轉(zhuǎn)接器、置于入口轉(zhuǎn)接器和噴嘴板之間的過濾裝置，其中，該過濾裝置由多個前后設(shè)置的過濾元件構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，為了能夠?qū)嵤?，特別是靈活一致地進行熔體的過濾、剪切、混合，由環(huán)狀燭形濾器構(gòu)成與熔體入口相連的第一過濾元件，由砂濾器構(gòu)成配置在噴嘴板的噴嘴開口之前的另一過濾元件。
【專利說明】噴絲頭裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種用于從聚合物熔體中熔融紡制大量細絲的噴絲頭裝置，如權(quán)利要求I的前序所述。
[0002]噴絲頭裝置是一種將熔體流動輸入的聚合物紡成多條優(yōu)質(zhì)細絲的裝置，通常用于熔融紡絲法生產(chǎn)人造絲。為了在絲束紡制過程中獲得高均勻性，聚合物熔體具有高純度和高度均一的同質(zhì)性是極其重要的。為達到這樣的程度，這一類型的噴絲頭裝置通常要有至少一個過濾器元件。然而，除了過濾，紡制前的壓力損失及剪切，以及為保證同質(zhì)性與純度進行的聚合物熔體的混合也要在此處實現(xiàn)。
[0003]為滿足這些要求，DElOl 40 116 Al提出了一種噴絲頭裝置，該裝置具有具有多個環(huán)形過濾元件的過濾裝置。該環(huán)形過濾元件以彼此串聯(lián)的形式進行配置，以便建立增強的深度效應(yīng)和實質(zhì)上更大的過濾表面。然而，這種類型的環(huán)形過濾元件具有根本性缺陷，即聚合物熔體穿透環(huán)形過濾元件時的混合是不充分的。特別是環(huán)形過濾元件上不可避免的縫點被認為是尤為關(guān)鍵的。
[0004]為了獲得充分混合的聚合物熔體，DE 42 25 341 Al利用一種只包含一個單一環(huán)狀過濾元件的噴絲頭裝置，該過濾元件與外殼內(nèi)部的混合裝置相互作用。此處，該混合裝置被置于環(huán)形過濾元件的內(nèi)部，從而只能獲得用于過濾聚合物熔體的有限的過濾深度。
[0005]此外，從US3，847，524了解到一種噴絲頭裝置，其中有數(shù)個相連的蠟燭狀過濾元件與剪切板相互作用。此處，熔體的剪切和混合是通過額外的剪切裝置先于噴嘴板直接進行。對于這種類型的過濾裝置，以均勻的方式流向所有燭形濾器幾乎是不可能獲得的。此夕卜，燭形濾器的必然的非均勻灌注還會導(dǎo)致不同程度的污染，這進一步促進了非均勻灌注。
[0006]本發(fā)明的一個目的是提供一種通用型號的噴絲頭裝置，所述裝置用于從聚合物熔體中熔融紡制大量細絲，以能夠在紡制前進行熔體的過濾，剪切和混合，并保持高度均勻性的方式。
[0007]本發(fā)明另一個目的在于配置一種通用型號的噴絲頭裝置，所述裝置具有用于過濾、剪切和混合聚合物熔體的、具有高度靈活性的過濾裝置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的這一目的，配置于熔體入口的第一過濾元件由環(huán)狀燭形濾器構(gòu)成，以及配置在噴嘴板的噴嘴開口上游的另一過濾元件由一砂濾器構(gòu)成。
[0009]本發(fā)明的有利改進由從屬權(quán)利要求中的特征以及特征的組合來定義。
[0010]利用分離的過濾元件，本發(fā)明能夠在紡制前進行聚合物熔體的準備，這一功能是卓越的。用這種方式，由不同的過濾材料執(zhí)行過濾功能和剪切功能可能是有利的。具體地，配置為環(huán)狀燭形濾器的第一過濾元件為利用相對較大的過濾表面實施過濾并具有相對長的使用壽命提供了可能性。配置在環(huán)狀燭形濾器下游的砂濾器為有或無額外過濾效果的聚合物熔體的混合和剪切提供特別的優(yōu)勢。聚合物熔體在紡制前通過噴嘴板的噴嘴開口，從而達到高度的同質(zhì)性。
[0011]為了能夠?qū)θ垠w進行多重過濾，優(yōu)選進行的本發(fā)明的改進中，燭形濾器的過濾精度大于砂濾器的過濾精度。利用這種方式，可由環(huán)狀燭形濾器執(zhí)行集約化的預(yù)過濾。為了保證最佳過濾，此處利用了憑借其深度效應(yīng)而特別有利的砂濾器。
[0012]然而，原則上也有燭形濾器具有的過濾精度小于砂濾器過濾精度的可能性。本發(fā)明的這種變形情況下，聚合物熔體僅由環(huán)狀燭形濾器過濾。例如，隨后的砂濾器僅僅有利地和充分地用于混合和剪切聚合物熔體，以在熔體內(nèi)部獲得特定的溫度水平。
[0013]根據(jù)絲線支數(shù)和聚合物類型，優(yōu)選的燭形濾器具有的過濾精度的范圍在5μπι至200Mi之間。以這種方式，所有設(shè)置單一或雙重過濾器以及設(shè)置需要的剪切或混合的組合都是可以實施的。
[0014]—方面，為了實現(xiàn)更大的過濾表面，另一方面，為了在聚合物熔體的過濾過程中獲得足夠深度效應(yīng)，根據(jù)本發(fā)明的一種有利改進，燭形濾器的周圍具有打褶過濾材料，優(yōu)選是一種多層編織的不銹鋼絲織物。以這種方式，可以使燭形濾器具有很長的使用壽命，并獲得高純度的熔體。
[0015]本發(fā)明的改進中，燭形濾器的徑向灌注是更優(yōu)選的，其中，燭形濾器設(shè)置于外殼內(nèi)，并位于外部環(huán)形底座和內(nèi)部位移元件之間，其中，與位移元件有關(guān)的燭形濾器具有管狀支撐件并形成收集室。以這種方式，可以實現(xiàn)由外向內(nèi)穿過燭形濾器套筒的徑向流動。
[0016]較優(yōu)選地，此處聚合物熔體通過位移元件的位移頭進料，該位移頭配置于燭形濾器之上，且與入口板共同形成進入室。
[0017]為了接納砂濾器，提供一種本發(fā)明的改進，在該改進中，砂濾器由一砂沉積物形成，優(yōu)選由位于過濾板凹槽內(nèi)的石英砂或金屬粉末形成，該過濾板固定于外殼內(nèi)噴嘴板之上。
[0018]此處，凹槽底部的過濾板有多個孔，與砂沉積物相關(guān)的孔被編織的支撐織物覆蓋。以這種方式，砂濾器的均勻灌注是可能的。為了在噴嘴板的噴嘴開口處，獲得用于紡制聚合物熔體的特定壓力條件，本發(fā)明可能進行有利改進，在砂濾器和噴嘴板之間配置具有至少一個通道開口的壓力減小板。通過壓力減小板上通道開口的數(shù)量和形狀，也可以有利地在分配室內(nèi)直接實施熔體的分配，該分配室配置于噴嘴板的上游。
[0019]原則上，本發(fā)明的噴絲頭裝置適合用于常見的纖維制造的所有聚合物類型的紡制。此處噴嘴板的噴嘴開口可以配置成平面或環(huán)形布置。
[0020]下面將參考附圖更詳細地解釋本發(fā)明的噴絲頭裝置，其中:
[0021]圖1示出本發(fā)明噴絲頭裝置的第一個示例實施例的剖視示意圖。
[0022]圖2示出本發(fā)明噴絲頭裝置的另一示例實施例的剖視示意圖。
[0023]圖1圖示性地說明了用于從聚合物熔體中熔融紡制大量細絲的本發(fā)明的噴絲頭裝置的第一個示例實施例的剖視圖。噴絲頭裝置具有空心圓柱外殼I，其開放的一端具有緊固螺紋21。
[0024]在外殼I的另一端，外殼I由噴嘴板2封閉。噴嘴板2具有多個噴嘴開口3，較佳地，開口 3在多個直徑階段完全穿透所述噴嘴板2。
[0025]在外殼I內(nèi)，用于接納過濾裝置4的過濾板16和環(huán)形底座7由噴嘴板2支撐。過濾裝置4在入口轉(zhuǎn)接器5和噴嘴板2之間置于外殼I之內(nèi)。位于外殼I上游的入口轉(zhuǎn)接器5具有完全穿透該入口轉(zhuǎn)接器5的熔體入口 6。
[0026]過濾裝置4具有多個過濾元件4.1和4.2，其在外殼I內(nèi)前后設(shè)置。分配于熔體入口6的第一過濾元件配置為燭形濾器4.1。燭形濾器4.1表現(xiàn)為環(huán)狀形式并通過下端支撐于環(huán)形底座7的安裝環(huán)22上。為此，燭形濾器4.1具有內(nèi)部管狀支撐件12，該管狀支撐件12被壓縮的過濾材料11環(huán)繞。
[0027]環(huán)狀燭形濾器4.1的上端由位移元件8支撐，位移元件8成圓錐形地嵌入燭形濾器4.1的內(nèi)部并形成收集室14，收集室14在管狀支撐件12和位移元件8之間延伸。在上部區(qū)域，位移元件(displacement element)8具有封閉環(huán)狀燭形濾器4.1上端的位移頭(displacement head)9。
[0028]彈性伸縮墊片10設(shè)置于位移頭9和入口轉(zhuǎn)接器5之間，從而在入口轉(zhuǎn)接器5和位移元件8之間建立一個自由空間。同樣地，另一個自由空間在環(huán)形底座7和燭形濾器4.1之間形成。熔體入口6和燭形濾器4.1之間形成的自由空間在本文中稱為進入室13。通過熔體入口6輸入至進入室13的聚合物熔體的分配在此實質(zhì)上是由位移頭9確定的。
[0029]具有環(huán)形凹槽17的過濾板16設(shè)置于環(huán)形底座7之下，環(huán)形凹槽17的直徑大于燭形濾器4.1外徑。砂濾器(sand filter)4.2的砂沉積物(sand deposit) 18包含于凹槽17中。此處的砂沉積物18可以由石英砂或者可選地由金屬粉末形成。砂濾器4.2在凹槽17的底部具有可編織的支撐織物19，支撐織物19覆蓋過濾板16的凹槽17的底部的大量孔20。在過濾板16下側(cè)的孔20通向分配室15，分配室15配置在過濾板16和噴嘴板2之間。
[0030]向上軸向延伸至燭形濾器4.1上端的收集室14形成于過濾板16的上端，并位于位移元件8和砂濾器4.2之間。
[0031 ]在操作時，噴絲頭裝置通過緊固螺紋21固定到噴絲板容器上，其中入口轉(zhuǎn)接器5以耐壓密閉的方式連接至熔體進料裝置。在此狀態(tài)下，將紡絲栗預(yù)設(shè)壓力下的聚合物熔體引入熔體入口 6，并首先直接導(dǎo)入進入室13 ο聚合物熔體在徑向從外到內(nèi)灌注燭形濾器4.1。以此方式進行熔體的過濾。為此，燭形濾器4.1的過濾材料11最好由打褶編織不銹鋼絲織物形成。
[0032]熔體經(jīng)過濾后，先使其進入收集室14，隨后穿過砂濾器4.2。在所述聚合物熔體經(jīng)由孔20進入分配室15之前，在砂濾器4.2內(nèi)進行聚合物熔體的混合和剪切。隨后聚合物熔體通過噴嘴開口 3紡出。
[0033]砂濾器4.2的砂沉積物18優(yōu)選由石英砂，或者金屬粉末形成。根據(jù)燭形濾器4.1的過濾精度，此處可以選擇各種各樣的砂沉積物18。
[0034]以這種方式，與砂濾器4.2的砂沉積物18相比，燭形濾器4.1的過濾材料11可能具有更好的過濾精度。因此，過濾實質(zhì)上由燭形濾器4.1進行。砂濾器4.2設(shè)計來用于剪切和混合聚合物熔體的功能。然而可選地，也可以選擇燭形濾器4.1的過濾精度粗于砂濾器4.2的過濾精度。因此，建立了由燭形濾器4.1和砂濾器4.2執(zhí)行的雙級過濾。
[0035]根據(jù)紗線支數(shù)，優(yōu)選的燭形濾器4.1的過濾材料11的過濾精度范圍表現(xiàn)為5μπι至最大200μπι，以便紡織的和技術(shù)上的線程可以被其紡制。
[0036]為了在聚合物熔體的紡制中獲得良好的紡制性能，預(yù)設(shè)壓力減小和溫度增加是理想的，特別是在噴絲頭裝置的內(nèi)部。為了能夠?qū)崿F(xiàn)獨立于過濾裝置的額外的壓力減小，本發(fā)明的噴絲頭裝置的進一步示例實施例如圖2所示。
[0037]圖2圖示性地說明了本發(fā)明的噴絲頭裝置的進一步示例實施例的剖視圖。圖2所示的噴絲頭裝置的示例實施例與圖1所示的示例實施例實質(zhì)上相同，因此只針對區(qū)別點進行解釋，其余部分參照上述描述。
[0038]為了改進壓力減小以及聚合物熔體的混合，在圖2所示的示例實施例的情況下，在過濾板16和噴嘴板2之間設(shè)置額外的具有通道開口 24的壓力減小板23。壓力減小板23在上側(cè)被賦形以便其具有錐形凹坑25，從而使得熔體從過濾板16的孔20流出后，以均勻的方式引導(dǎo)至通道開口 24。延伸穿過噴嘴開口 3整個布置的分配室15在壓力減小板23的下側(cè)形成。
[0039]在行業(yè)內(nèi)，這種類型的壓力減小板23也被稱為所謂的雪莉板(Shirleyplates)，其中壓力減小板23也可以具有多個通道開口 24。
[0040]通過額外的壓力減小板23，可能達到的進一步的壓力減小的范圍最大至150巴，進一步的溫度增加的范圍最大至10開氏度。
[0041]噴絲頭裝置的結(jié)構(gòu)在圖1和圖2中進行了示例性的展示。原則上，也是存在噴絲頭裝置以板狀布置進行配置的可能性，其中板以耐壓密閉的方式相互連接。矩形噴嘴板也可以此方式實施。本發(fā)明不限于圓形噴絲頭裝置。
【主權(quán)項】
1.用于從聚合物熔體中熔融紡制大量細絲的噴絲頭裝置，所述裝置具有外殼(I)、入口轉(zhuǎn)接器(5)和過濾裝置(4)，所述的外殼(I)用于接納具有多個噴嘴開口(3)的噴嘴板(2)，所述的入口轉(zhuǎn)接器(5)具有至少一個熔體入口(6)，所述的過濾裝置(4)設(shè)置于所述入口轉(zhuǎn)接器(5)和所述噴嘴板(2)之間并由多個前后設(shè)置的過濾元件(4.1、4.2)構(gòu)成，其特征在于， 分配至所述熔體入口( 6)的第一過濾元件由一環(huán)狀燭形濾器(4.1)形成，以及設(shè)置在所述噴嘴板(2)的所述噴嘴開口(3)的上游的另一過濾元件由砂濾器(4.2)構(gòu)成。2.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述燭形濾器(4.1)具有的過濾精度大于所述砂濾器(4.2)的過濾精度。3.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述燭形濾器(4.1)具有的過濾精度小于所述砂濾器(4.2)的過濾精度。4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述燭形濾器(4.1)過濾精度的范圍在5μπι和200μπι之間。5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述燭形濾器(4.1)的周圍具有打褶過濾材料(U)，較佳地，所述打褶過濾材料(11)由多層編織的不銹鋼絲織物形成。6.如權(quán)利要求5所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述的燭形濾器(4.1)設(shè)置于所述外殼(I)之內(nèi)且位于外部環(huán)形底座(7)和內(nèi)部位移元件(8)之間，其中，與所述位移元件(8)有關(guān)的所述燭形濾器(4.1)具有管狀支撐件(12)并形成收集室(14)。7.如權(quán)利要求6所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述的位移元件(8)具有配置于所述燭形濾器(4.1)之上的位移頭(9)，所述的位移頭(9)與所述入口轉(zhuǎn)接器(5)共同形成進入室(13)。8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述的砂濾器(4.2)由砂沉積物(18)形成，較佳地由石英砂或金屬粉末形成，所述的砂沉積物(18)位于過濾板(16)的凹槽(17)內(nèi)，所述過濾板(16)保持在所述外殼(I)內(nèi)的所述噴嘴板(2)之上。9.如權(quán)利要求8所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述過濾板(16)在所述凹槽(17)的底部具有多個孔(20)，與所述砂沉積物(18)有關(guān)的孔(20)被編織的支撐織物(19)所覆蓋。10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的噴絲頭裝置，其特征在于，所述的砂濾器(4.2)和噴嘴板(2)之間設(shè)置壓力減小板(23)，所述的壓力減小板(23)具有至少一個通道開口(24)。
【文檔編號】D01D1/10GK105917037SQ201580004285
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年1月6日
【發(fā)明人】U·恩德斯, K·謝夫
【申請人】歐瑞康紡織有限及兩合公司