专利名称：一种可更换砂腔内套的复合纺丝组件及其应用的制作方法广泛应用于纺织行业各个领域的合成纤维同天然纤维相比，具有强度高、耐磨性 好、原料来源充分等优点，但其存在一个很大的缺点——容易产生静电，这一缺点限制了合 成纤维的使用范围。因此，消除静电一直是合成纤维功能化研究领域的重点课题之一。 目前，开发能彻底、永久性消除静电的导电纤维是消除静电最有效的方法。导电纤 维之一——复合型碳黑导电纤维可使导电性不受环境湿度的影响，在任何状态下都赋予纤 维制品突出的抗静电效果。 复合型碳黑导电纤维采用复合纺丝的技术制备，其中占纤维总重量70%以上的成 纤高聚物本体(组份A)与最多30%的导电碳黑母粒熔体(组份B)分别流经独立的熔体管 道，最终在复合纺丝组件汇合而形成所要求的截面形状，因此复合组件的结构直接决定了 纤维的功能性是否能达到要求。 复合导电纤维所采用的组件由过流盖、砂腔、上桥板、下桥板、分配板及喷丝板组 成。 现有技术中，砂腔的结构如图l-A和图l-B所示，含两个金属过滤砂容腔，使A、 B 组份熔体能够分别流经各自的容腔而不混合。熔体在砂腔内依次流经上过滤网(或压砂 网)、金属过滤砂、下过滤网及分配块，最终实现过滤熔体杂质、调节熔体的压力、均化熔体、 调节流变性能的目的。砂腔的大小会影响熔体的停留时间，进而影响熔体的流变性能，因 此，针对不同的复合纺丝产品，砂腔的尺寸要有针对性地进行调整。 导电纤维属于高附加值的产品，品种多、批量小，同时纺丝难度大，对复合组件提 出了更高的要求。实践中，为了纺制市场需求的不同规格产品，需要准备多种规格的组件， 主要是由于 1、随纤维使用场合的不同，客户要求的纤维截面结构也不同，现阶段导电纤维的 截面包括如皮芯、三点、四点、层状、三明治等多种形状，因此要求组件的分配板结构不一 样，以适应不同的截面形状； 2、受生产成本及现场条件所限，不同规格的纤维产品要在同一台设备上生产。因 纤维孔数及粗细的变化，会导致不同规格的导电纤维的熔体流量可能相差数倍，致使熔体 在组件内的停留时间超出工艺要求，从而不能正常纺丝。而决定熔体在组件内的停留时间 的主要参数为砂腔容积，因此需要根据纤维的规格更换不同容积的砂腔以控制熔体在砂腔 内的停留时间。 这些原因导致生产成本提高，现场管理难度增加。分配板的形式决定了纤维的截 面形状，因此纺制不同截面形状的导电纤维，必须更换相应的分配板，从另一角度也说明了 复合纺丝的复杂程度。 对于上述原因2，工艺技术人员，试图根据聚合物性能变化的时温等效原理，通过 调整温度来解决因停留时间不适宜导致的不正常纺丝，但也只能在一定的范围内达到目 的。 国内许多专利申请介绍了复合型碳黑导电纤维的生产技术，如申请号为 01115757. 7的中国专利申请公开了一种有机导电纤维、申请号为200710075982. 0的中国 专利申请公开了一种耐久高性能复合导电纤维及制造方法、中国专利200410025182. 4公 开了一种高效导电纤维及其制备方法，所有这些专利均是从纤维制造的加工工艺(包括母 粒的制造技术)角度，对其技术进行了保护，未提及复合纺丝组件。 申请号为01253637.7的中国专利申请公开了一种复合纺丝组件、中国专利 200610039008. 4公开了一种复合纺丝组件，虽然从组件的角度对其技术进行了描述，但针 对的适纺品种并不是导电纤维。而且，现有技术的复合导电纤维所采用的组件由过流盖、砂 腔、上桥板、下桥板、分配板及喷丝板。其砂腔的结构如图l-A和图l-B所示，常规复合纺砂 腔的A、B组份的容积是确定的，用这样的砂腔纺制碳黑型多孔复合导电长丝，B组份(即碳 黑组份)在砂腔内的停留时间约8-9min，通过调整纺丝温度，可以实现稳定生产。但用同 样的组件纺制导电长丝单丝时，因B组份泵供量大幅度降低，其在砂腔内的停留时间长达 30min，此时熔体降解严重，通过调整工艺解决不了根本问题，因此必须更换更小砂腔的组 件。 可见，现有技术中的复合纺丝组件无法实现在同一组件纺制不同规格纤维的目 的。
为了克服上述缺陷，本发明针对导电纤维生产的关键技术——纺丝组件，设计开 发出可更换砂腔内套的复合纺丝组件，从而在不更换组件的前提下，减小了砂腔的容积，调 节了熔体在组件内的停留时间，极大地提高了组件的适用范围，降低了产品开发难度，成功 地解决同一组件纺制不同规格纤维的难题。 因此，本发明的第一目的在于提供一种可更换砂腔内套的复合纺丝组件，该组件 结构简单，加工容易，推广使用后，降低了工艺调整难度，同时节约了成本，提高了产品质 量，可在不更换组件的前提下纺制不同规格的纤维。 本发明的第二目的在于提供一种制备复合纤维或单组分纤维的方法，尤其是制备 复合导电纤维的方法，该方法采用本发明所提供的复合纺丝组件进行纺丝，降低了工艺调 整难度，节约了成本。 为实现本发明的第一目的，本发明采用如下技术方案为 —种可更换砂腔内套的复合纺丝组件，包括砂腔本体1、砂腔内分配块2、金属过 滤砂3、金属过滤网4及金属密封环5，其中所述的复合纺丝组件还包括一活动砂腔内套 6。 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的砂腔本体1包括A组分砂腔和B组分砂腔， 所述的活动砂腔内套6与A组分砂腔或B组分砂腔相互配合。 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的活动砂腔内套6的上下表面各设置一金属 密封垫7 ，优选铝质密封垫或铜质密封垫，更优选铝质密封垫。4 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的金属密封垫的外径小于所述砂腔内套外径 2 5mm，优选2. 5 3. 0mm ;内径大于所述砂腔内套内径1 3mm，优选1. 5 2. 0mm。 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的金属密封垫的厚度为0. 5 2mm，优选
1. 0 1. 5mm。 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的金属密封垫的上表面高出金属密封环的上 表面0. 5 1. 5线优选0. 7 lmm。 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的复合纺丝组件还包括一过流盖8。 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的过流盖8与金属密封环5有0. 5mm 1. 5mm
的间隙，优选地为0. 7mm lmm的间隙。 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的活动砂腔内套6的材质为不锈钢，优选 1Crl8Ni9或SUS630，更优选SUS630。 根据前述的复合纺丝组件，其中所述的金属密封环为铜密封环。
为实现本发明的第二目的，本发明采用如下技术方案 —种用于制备复合纤维或单组分纤维的方法，尤其是制备复合导电纤维的方法，
该方法是使用上述的复合纺丝组件进行纺丝。 以下为本发明的详细描述 本发明所提供的可更换砂腔内套的复合纺丝组件，包括砂腔本体1、砂腔内分配块
2、 金属过滤砂3、金属过滤网4及金属密封环5，其中所述的复合纺丝组件还包括一活动砂 腔内套6。 现有技术中，砂腔的结构如图l-A和图l-B所示，含两个金属过滤砂容腔，使A、 B 组份熔体能够分别流经各自的容腔而不混合。熔体在砂腔内依次流经上过滤网(或压砂 网)、金属过滤砂、下过滤网及分配块，最终实现过滤熔体杂质、调节熔体的压力、均化熔体、 调节流变性能的目的。砂腔的大小会影响熔体的停留时间，进而影响熔体的流变性能，因 此，针对不同的复合纺丝产品，砂腔的尺寸要有针对性地进行调整，纺制不同截面形状的导 电纤维，必须更换相应的分配板，从而增加了复合纺丝的复杂程度。 本发明所提供的可更换砂腔内套的复合纺丝组件，还包括一活动砂腔内套。可更 换砂腔内套可根据产品的规格品种，随时放入或不放入。通过在砂腔本体内放入活动砂腔 内套，可在不更换组件的前提下，改变砂腔的容积，从而改变熔体在组件内的停留时间，极 大地提高了组件的适用范围，降低了产品开发难度，成功地解决了同一组件纺制不同规格 纤维的难题。 本发明所述的复合纺丝组件，其中所述的砂腔本体1包括A组分砂腔和B组分砂 腔，所述的活动砂腔内套6与A组分砂腔或B组分砂腔相互配合。 如图l-A和图l-B所示，常规复合纺砂腔的A、B组份的容积是确定的，用这样的砂 腔纺制碳黑型多孔复合导电长丝，B组份(即碳黑组份)在砂腔内的停留时间约8-9min，通 过调整纺丝温度，可以实现稳定生产。但用同样的组件纺制导电长丝单丝时，因B组份泵供 量大幅度降低，其在砂腔内的停留时间长达30min，此时熔体降解严重，通过调整工艺解决 不了根本问题，因此必须更换更小砂腔的组件。 采用本发明所提供的复合纺丝组件，即图2-A、图2-B、图3-A和图3-B所示的装 置，可根据需要选择合适的尺寸，将所述的活动砂腔内套放置在B组份砂腔内，在其上、下放置密封圈，配合原有的密封，使熔体在砂腔内不发生串料现象。形成的组合件可以成倍地 减少砂腔的容积，进而减少泵供量较小组份在砂腔内的停留时间，最终可以显著地减少熔 体降解，实现稳态纺丝。其中，砂腔内套是可更换的，可以设定不同的内径，可以根据工艺的
要求使用或不使用，从而实现对熔体停留时间的控制，而砂腔却不必更换。 进一步的，本发明所述的复合纺丝组件中，其中所述的活动砂腔内套6的上下表
面各设置一金属密封垫7，优选铝质密封垫或铜质密封垫，更优选铝质密封垫。 本发明中，在砂腔内，活动砂腔内套的上下表面各设置一个金属密封垫，优选铝质
密封垫或铜质密封垫，更优选铝质密封垫。这样组件经紧固后密封垫变形与原有的金属密
封环协同而实现密封作用，同时，上下密封垫也起到密封作用，使熔体不会在砂腔内串料而
形成死角。 本发明优选实施方式的的铝质密封垫如图3-A和图3-B所示。 更进一步的，本发明所述的复合纺丝组件还包括一过流盖8。其中所述的过流盖8与金属密封环5有0. 5mm 1. 5mm的间隙，优选地为0. 7mm
lmm的间隙。 其中所述的金属密封环优选铜密封环。铜密封环较其它金属密封环更能实现密封 的效果。 本发明中，经过坚固后，过流盖与铜密封环紧密接触而实现密封。
本发明所提供的可更换砂腔内套的复合纺丝组件的组装过程如下如图4所示， 砂腔中首先放置原有的砂腔内分配块2及过滤网4，然后居中放置铝质密封垫7，再放置活 动砂腔内套6。此时活动砂腔内套6的上表面低于原有的砂腔铜密封环5上表面0. 3mm lmm，优选地为0. 5mm 0. 7mm。之后在活动砂腔内套6的上表面放置铝质密封垫7，铝质密 封垫7上表面高出原有的铜密封环5上表面0. 5mm 1. 5mm，优选地为0. 7mm lmm。最终， 放置好过流盖8后，过流盖8与铜密封环5有0. 5mm的间隙，经过坚固后，过流盖与铜密封 环紧密接触而实现密封。同时，上下铝质密封垫也起到密封作用，使熔体不会在砂腔内串料 而形成死角。这样，A组份砂腔仍然以原有的铜密封环密封，而B组份砂腔的铜密封环5则 起密封及支撑过流盖8的作用。 本发明的活动砂腔内套的结构如图2-A和图2-B所示，组装后结构如图4所示。
本发明的可更换砂腔内套的复合纺丝组件结构简单，加工容易，推广使用后，降低 了工艺调整难度，同时节约了成本，提高了产品质量。 采用如图l-A和图l-B所示的现有砂腔纺制22dt/3f导电长丝时，B组份碳黑母粒 在组件内停留时间高达40min，导致熔体降解严重，纤维截面不能形成，纺丝不能正常进行。
在B组份砂腔内放置内径20mm的活动砂腔内套后，停留时间减少到8min，大幅度 减少了熔体停留时间，实现了稳态纺丝。 本发明所提供的可更换砂腔内套的复合纺丝组件，可用于复合纺丝及单组分纺丝 领域，尤其适用于复合导电纤维的生产。 因此，本发明的第二目的就在于提供一种用于制备复合纤维或单组分纤维的方 法，尤其是制备导电纤维的方法，该方法的特点就在于使用上述的复合纺丝组件进行纺丝。
本发明所述的纺丝是使用本发明所提供的复合纺丝组件采用常规方法进行纺丝。
采用本发明的方法进行纺丝，降低了工艺调整的难度，节约了成本，提高了产品质
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与现有技术相比，本发明具有如下优点 (1)本发明所提供的复合纺丝组件，还包括一活动砂腔内套，通过在砂腔本体内放 入活动砂腔内套，可在不更换组件的前提下，改变砂腔的容积，从而改变熔体在组件内的停 留时间，极大地提高了组件的适用范围，降低了产品开发难度，成功地解决了同一组件纺制 不同规格纤维的难题； (2)本发明所提供的复合纺丝组件中，活动砂腔内套是可更换的，可以设定不同的 内径，可以根据工艺的要求使用或不使用，从而实现对熔体停留时间的控制，而砂腔却不必 更换； (3)本发明的活动砂腔内套的复合纺丝组件结构简单，加工容易，推广使用后，降 低了工艺调整难度，同时节约了成本，提高了产品质量； (4)本发明的活动砂腔内套的复合纺丝组件可用于复合纺丝及单组分纺丝领域， 尤其适用于复合导电纤维的生产，具有广阔的推广应用前景； (5)采用本发明的方法进行纺丝，降低了工艺调整的难度，节约了成本，提高了产
品质量。


图1-A是现有技术的导电纤维用复合纺丝组件砂腔的俯视图； 图1-B是现有技术的导电纤维用复合纺丝组件砂腔的剖视图； 图2-A是本发明的可更换砂腔内套的仰视图； 图2-B是本发明的可更换砂腔内套的剖视图； 图3-A是本发明的铝质密封垫的仰视图； 图3-B是本发明的铝质密封垫的剖视图； 图4是将活动砂腔内套放入现有技术的导电纤维用复合纺丝组件的砂腔内后形
成的组合件的局部剖视图。 附图中各组件符号 1——砂腔本体 2——砂腔内分配块 3——金属过滤砂 4——过滤网 5——金属密封环 6——活动砂腔内套 7——金属密封垫8——过流盖 9——B组分进料口

以下将结合附图对本发明作更加详细的描述。
实施例1 如图4所示，本发明的可更换砂腔内套的复合纺丝组件，主要由砂腔本体1、砂腔 内分配块2、金属过滤砂3、金属过滤网4及金属密封环5组成。其中所述的复合纺丝组件 还包括一活动砂腔内套6，所述的砂腔本体1包括A组分砂腔和B组分砂腔，所述的活动砂 腔内套6与B组分砂腔相互配合，金属密封环5优选为铜密封环。 图2-A和图2-B示出了本发明的活动砂腔内套的仰视图和剖视图。所述的活动砂 腔内套采用不锈钢制造，材质优选地采用1Crl8Ni9，更优选地采用SUS630。其基本尺寸外径a值根据图l-A和图l-B所示的常规复合纺砂腔内径确定，要较原有砂腔内径小O. 5mm lmm，以方便拆装。活动砂腔内套内径b值根据工艺要求的B组份停留时间确定。活动砂腔 内套的c值根据原有砂腔的深度确定，具体参见图4。
实施例2 为了配合原有的密封，使熔体在砂腔内不发生串料现象，在实施例1所提供的复 合纺丝组件的基础上，进一步在所述的活动砂腔内套6的上下表面各设置一金属密封垫7， 优选铜质密封垫或铝质密封垫，更优选铝质密封垫。所述的铝质密封垫7的上表面高出铜 密封环的上表面0. 5 1. 5mm，优选0. 7 lmm。图3-A和图3-B示出了本发明的铝质密封 垫的仰视图和剖视图。所述的铝质密封垫采用铝合金制造，材质优选地采用L3-M;其外径 尺寸c值小于活动砂腔内套外径a值2 5mm，优选地2. 5 3. 0mm ;内径d值大于砂腔内套 内径b值1 3mm，优选地1. 5 2. 0mm ;其高度e值选择0. 5mm 2mm，优选地为1. 0mm 1. 5mm。 实施例3 如图4所示，本发明的可更换砂腔内套的复合纺丝组件还包括过流盖8。所述的 过流盖8与铜密封环5有0. 5mm 1. 5mm的间隙，优选地为0. 7mm lmm的间隙，经过紧固 后，过流盖与铜密封环紧密接触而实现密封。同时，上下铝垫圈也起到密封作用，使熔体不 会在砂腔内串料而形成死角。这样，A组份砂腔仍然以原有的铜密封环密封，而B组份砂腔 的铜密封环则起密封及支撑过流盖的作用。
实施例4 该实施例为本发明的优选实施方式，具体如下 如图4所示，本发明的可更换砂腔内套的复合纺丝组件，主要由砂腔本体1、砂腔 内分配块2、金属过滤砂3、金属过滤网4及铜密封环5组成。所述的砂腔本体1包括A组 分砂腔和B组分砂腔。所述的复合纺丝组件还包括一活动砂腔内套6，放入B组分砂腔内， 与B组分砂腔相配合。其中B组分砂腔内径46mm，深32mm。 图2-A和图2-B示出了本发明的砂腔砂腔内套的仰视图和剖视图。所述的活动砂 腔内套采用采用SUS630制造。其基本尺寸外径a值根据图l-A和图l-B所示的常规复合 纺砂腔内径确定，要较原有砂腔内径小0. 5mm lmm，以方便拆装。砂腔内套内径b值根据 工艺要求的B组份停留时间确定。活动砂腔内套的c值根据原有砂腔的深度确定，具体参 见图4。确定的具体尺寸为外径45. 5mm，内径20mm，高31. 5mm。 在所述的活动砂腔内套6的上下表面各设置一铝质密封垫7。所述的铝质密封垫 7的上表面高出铜密封环的上表面1. 5mm。图3-A和图3-B示出了本发明的铝质密封垫的 仰视图和剖视图。所述的铝质密封垫采用铝合金制造；其外径尺寸c值小于砂腔内套外径 a值2. 5mm ;内径d值大于砂腔内套内径b值1. 5mm ;其高度e值选择1. Omm。
如图4所示，再设置一过流盖8。所述的过流盖8与铜密封环5有0. 7的间隙，经 过紧固后，过流盖与铜密封环紧密接触而实现密封。同时，上下铝垫圈也起到密封作用，使 熔体不会在砂腔内串料而形成死角。这样，A组份砂腔仍然以原有的铜密封环密封，而B组 份砂腔的铜密封环则起密封及支撑过流盖的作用。
实施例5 本实施例与实施例4相同，所不同的是活动砂腔内套与A组分砂腔相配合，放入A组分砂腔内。
实施例6 本发明所提供的可更换砂腔内套的复合纺丝组件的组装过程如下如图4所示， B组分砂腔中首先放置原有的砂腔内分配块2及过滤网4，然后居中放置铝质密封垫7，再 放置活动砂腔内套6。此时活动砂腔内套6的上表面低于原有的砂腔铜密封环5上表面 0. 3mm lmm，优选地为0. 5mm 0. 7mm。之后在活动砂腔内套6的上表面放置铝质密封垫 7，铝质密封垫7上表面高出原有的铜密封环5上表面0. 5mm 1. 5mm，优选地为0. 7mm lmm。最终，放置好过流盖8后，过流盖8与铜密封环5有0. 5mm的间隙，经过坚固后，过流 盖与铜密封环紧密接触而实现密封。同时，上下铝质密封垫也起到密封作用，使熔体不会在 砂腔内串料而形成死角。这样，A组份砂腔仍然以原有的铜密封环密封，而B组份砂腔的铜 密封环5则起密封及支撑过流盖8的作用。 以下试验例用于表明本发明所提供的活动砂腔内套的复合纺丝组件的使用方便 性，活动砂腔内套可根据产品的规格品种，随时加入或不加，成本低，使用方便。
试验例1 该试验例涉及不加活动砂腔内套。 纺丝品种216dt/72f四点截面导电纤维FDY， A组份为聚酯，所占比例80%， B组 份聚酯基碳黑母粒，所占比例20% ;
纺速2000m/min ; 组件砂腔结构如图l-A和图l-B所示，砂腔内径46mm，深32mm， A、 B砂腔均不加 活动砂腔内套，A加满20目金属砂，约80g，B加满60目金属砂，约80g。
实测熔体在组件内停留时间A为3minl0s， B为8min20s
纺丝状态良好 纤维指标纤度218dt/72f，断裂强度2. 6cN/dtex，断裂伸长率67%。 熔体在砂腔内停留时间太长，会造成降解，因此纺粗纤维时，流量大，A、B都不加活
动砂腔内套，停留时间都少于10min(如上所示)，可实现良好的生产。 试验例2 该试验例涉及加入活动砂腔内套。 纺丝品种22dt/3f三点截面导电纤维FDY， A组份为聚酯，所占比例87%， B组份 聚酯基碳黑母粒，所占比例13% ;
纺速2200m/min; 组件砂腔结构如图4所示，砂腔内径46mm，深32mm，A不加砂腔内套，B放入可更 换活动砂腔内套，尺寸外径45. 5mm，内径20mm，高31. 5mm，A加满20目金属砂，约80g，B加 满20目金属砂，约15g。 实测熔体在组件内停留时间A为5min 10s， B为8min 10s
纺丝状态良好 纤维指标纤度22dt/3f，断裂强度2. 4cN/dtex，断裂伸长率59%。 纺细纤维时，如上，停留时间大大延长，特别是B组份，因此加入可更换砂腔内套，
使其时间縮短至小于10min，从而实现了良好生产。 通过试验例1和2，表明本发明所提供的活动砂腔内套的复合纺丝组件的使用方便性，活动砂腔内套可根据产品的规格品种，随时加入或不加，成本低，使用方便，可在不更 换组件的前提下，实现在同一组件纺制不同规格纤维的目的。


本发明涉及一种可更换砂腔内套的复合纺丝组件及其应用。该组件包括砂腔本体1、砂腔内分配块2、金属过滤砂3、金属过滤网4及金属密封环5，其中，所述的复合纺丝组件还包括一活动砂腔内套6。所述的砂腔本体1包括A组分砂腔和B组分砂腔，所述的活动砂腔内套6与A组分砂腔或B组分砂腔相互配合。采用本发明所提供的复合纺丝组件可以成倍地减少砂腔的容积，进而减少泵供量较小组分在砂腔内的停留时间，最终可以显著地减少熔体降解，实现稳态纺丝。其中，砂腔内套是可更换的，可以设定不同的内径，可以根据工艺的要求使用或不使用，从而实现对熔体停留时间的控制，而砂腔却不必更换。