專利名稱：一種紡絲頭及利用其制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備分離膜的紡絲裝置及其制備方法，具體涉及一種用于制備編織管/聚合物復(fù)合膜用的紡絲頭及其利用該紡絲頭制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法。
背景技術(shù)：
目前在聚合物/編織管復(fù)合膜的制備工藝中，用到的紡絲頭結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜，而且編織管與鑄膜液接觸的時間太長，在鑄膜液的壓力作用下編織管容易發(fā)生變形，從而使鑄膜液在編織管表面涂覆不均勻；此外由于鑄膜液擠入紡絲頭中的壓力波動，使得編織管攜帶鑄膜液共擠出的量有可能會出現(xiàn)變化，所得復(fù)合膜上聚合物涂覆層厚度的均勻度不同，最終影響所得膜的結(jié)構(gòu)性能。因此在聚合物/編織管復(fù)合膜的制備工藝中急需一種實用、高效、簡單的紡絲頭。

發(fā)明內(nèi)容
為了確保在聚合物/編織管復(fù)合膜的制備工藝中，鑄膜液能夠均勻、密實涂覆在編織管上，本發(fā)明提供了一種用于制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭及其利用該紡絲頭制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法。它適用于各種聚合物/編織管復(fù)合膜的制備工藝中，而且結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，包括外殼，及設(shè)置于外殼頂部的蓋板，所述蓋板上開有纖維編織管進(jìn)口、加壓孔和鑄膜液進(jìn)口 ；所述纖維編織管進(jìn)口連接有延伸至外殼底部的內(nèi)導(dǎo)管；所述外殼底部開有鑄膜液出口，鑄膜液出口連接有噴絲頭；所述外殼為雙層圓桶狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層圓桶形成鑄膜液腔，外層圓桶與內(nèi)層圓桶之間的腔體形成循環(huán)浴加熱腔；外層圓桶的側(cè)壁上分別開有循環(huán)浴進(jìn)口和循環(huán)浴出口。其進(jìn)一步特征在于所述噴絲頭中心開有圓形編織管通道，并沿編織管通道外側(cè)環(huán)形布置有8個直徑為I一3mm的鑄膜液通道孔，在噴絲頭下方螺紋連接有噴絲頭底座，噴絲頭底座為內(nèi)錐形底座，其中心開有圓形噴絲孔。所述噴絲頭上的編織管通道下端與噴絲頭底座上噴絲孔上端的垂直距離為5—IOmm0所述蓋板通過螺紋與外殼上端密封連接，所述噴絲頭通過螺紋連接在外殼底部的鑄膜液出口上。所述內(nèi)導(dǎo)管的中線軸線、外殼的中心軸線、噴絲頭的中心軸線、噴絲頭底座的中心軸線兩兩均在同一條中心線上。所述內(nèi)導(dǎo)管上端連接在蓋板上纖維編織管出口的下端，且當(dāng)蓋板密封連接在外殼上時，內(nèi)導(dǎo)管延伸至外殼上的鑄膜液出口底部，且內(nèi)導(dǎo)管下端至鑄膜液出口底部噴絲頭編織管通道上邊緣的垂直距離為4一8mm。
所述內(nèi)導(dǎo)管的內(nèi)徑大小為制備復(fù)合膜過程中所使用的編織管外徑，噴絲頭上編織管通道的直徑比編織管外徑大2mm。本發(fā)明還公開了一種利用紡絲頭制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法，包括以下步驟I)將蓋板與外殼通過螺紋對接密封，將噴絲頭底座通過螺紋接在噴絲頭的下端，噴絲頭再通過螺紋連接到外殼底部的鑄膜液出口上；再將預(yù)處理后的纖維編織管經(jīng)由放線輪依次穿過蓋板上的纖維編織管進(jìn)口、內(nèi)導(dǎo)管、外殼底部的鑄膜液出口、噴絲頭上鑄膜液通道、噴絲頭底座上的噴絲孔，同時將一定溫度的循環(huán)浴在紡絲頭外殼的循環(huán)浴加熱腔內(nèi)循環(huán)流動；2)將經(jīng)脫泡罐脫泡并通過濾網(wǎng)過濾后的鑄膜液從蓋板上的鑄膜液進(jìn)口擠入到紡絲頭的鑄膜液腔中，達(dá)到預(yù)定的量后，停止鑄膜液的擠入；3)將額定壓力的氮氣通過加壓孔打入到紡絲頭鑄膜液腔中，使得鑄膜液腔腔體中的鑄膜液液位保持水平；4)啟動設(shè)置于紡絲頭下方與凝膠槽并列的繞絲槽上的牽引輪和繞絲滾筒，將涂膜后的編織管從噴絲孔中拉出，繞過設(shè)置于凝膠槽中的導(dǎo)輪，經(jīng)凝膠槽中的凝膠浴分相處理后，得到編織管/聚合物復(fù)合膜，最終收集到設(shè)置于繞絲槽中的繞絲滾筒上。所述循環(huán)浴加熱腔中循環(huán)浴的溫度保持與鑄膜液腔中鑄膜液的溫度相同。所述通入鑄膜液腔中的氮氣壓力為O. 05—0.1Mpa0與現(xiàn)有的制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲裝置相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果I)編織管通過內(nèi)導(dǎo)管再進(jìn)入噴絲頭，且繞過設(shè)置于噴絲頭正下方的導(dǎo)輪，有效保證了編織管始終從噴絲頭的中心及噴絲頭底座上的噴絲孔中心通過，使得編織管表面的鑄膜液涂覆層厚度均勻。2)紡絲過程中，由于編織管通過內(nèi)導(dǎo)管后是先與鑄膜液接觸并進(jìn)入噴絲頭上的編織管通道，然后再次與鑄膜液接觸最終通過噴絲頭底座上的噴絲孔而拉出，此過程編織管通道具有預(yù)涂覆的作用，可有效增強(qiáng)編織管與鑄膜液之間的結(jié)合力，同時保證了涂覆的均勻性。3)紡絲過程中通過氮氣加壓，保證了編織管攜帶鑄膜液擠出的過程中鑄膜液出料量的穩(wěn)定，從而確保了聚合物膜層在編織管上厚度一致。4)本發(fā)明可通過改變噴絲頭的規(guī)格、氮氣壓力大小來制備得到具有不同涂覆層厚度的中空纖維復(fù)合膜，且本紡絲頭結(jié)構(gòu)簡單、靈活多變，可根據(jù)實際紡絲工藝需要加工成不同的尺寸規(guī)格，能廣泛應(yīng)用于各種聚合物/編織管復(fù)合中空纖維膜的制備工藝中。


圖1為紡絲頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為噴絲頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為噴絲頭A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為使用該紡絲頭的工藝流程圖。圖中，1、蓋板，11、纖維編織管進(jìn)口，12、加壓孔，13、鑄膜液進(jìn)口，2、外殼，21、鑄膜液出口，22、鑄膜液腔，23、循環(huán)浴加熱腔，24、循環(huán)浴進(jìn)口，25、循環(huán)浴出口，3、噴絲頭，31、編織管通道，32、鑄膜液通道，33、噴絲頭底座，34噴絲孔，4、內(nèi)導(dǎo)管，5、放線輪，6、凝膠槽，61、導(dǎo)輪，7、牽引輪，8、繞絲槽，81、繞絲滾筒。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做具體說明如下 如圖1所示，一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，包括外殼2，及設(shè)置于外殼2頂部的蓋板1，其中蓋板I上開有纖維編織管進(jìn)口 11、加壓孔12和鑄膜液進(jìn)口 13 ;纖維編織管進(jìn)口 11連接有延伸至外殼2底部的內(nèi)導(dǎo)管4 ;外殼2底部開有鑄膜液出口 21，鑄膜液出口 21連接有噴絲頭3 ;外殼2為雙層圓桶狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層圓桶形成鑄膜液腔22，外層圓桶與內(nèi)層圓桶之間的腔體形成循環(huán)浴加熱腔23 ;外層圓桶的側(cè)壁上分別開有循環(huán)浴進(jìn)口 24和循環(huán)浴出口 25。如圖2、圖3所示，噴絲頭3中心開有圓形編織管通道31，并沿編織管通道31外側(cè)環(huán)形布置有8個直徑為I一3mm的鑄膜液通道孔32，在噴絲頭3下方螺紋連接有噴絲頭底座33，噴絲頭底座33為內(nèi)錐形底座，其中心開有圓形噴絲孔34。噴絲頭3上的編織管通道31下端與噴絲頭底座33上噴絲孔34上端的垂直距離為5 — 10mm。蓋板I通過螺紋與外殼2上端密封連接，噴絲頭3通過螺紋連接在外殼2底部的鑄膜液出口 21上。內(nèi)導(dǎo)管4的中線軸線、外殼I的中心軸線、噴絲頭3的中心軸線、噴絲頭底座33的中心軸線兩兩均在同一條中心線上。內(nèi)導(dǎo)管4上端連接在蓋板I上纖維編織管出口 11的下端，且當(dāng)蓋板I密封連接在外殼2上時，內(nèi)導(dǎo)管4延伸至外殼2上的鑄膜液出口 21底部，且內(nèi)導(dǎo)管4下端至鑄膜液出口 21底部噴絲頭3編織管通道31上邊緣的垂直距離為4一8mm。內(nèi)導(dǎo)管4的內(nèi)徑大小為制備復(fù)合膜過程中所使用的編織管外徑，噴絲頭3上編織管通道31的直徑比編織管外徑大2_。下面給出了 一個制作該紡絲頭的具體實施例，來進(jìn)一步說明本發(fā)明的實施效果。所使用的纖維編織管外徑為3mm。在蓋板I上開有纖維編織管進(jìn)口 11、直徑為6mm的(氮氣)加壓孔12、直徑為15mm的鑄膜液進(jìn)口 13 ;纖維編織管進(jìn)口 11為喇叭狀，其上端直徑為5mm,下端直徑為3mm。在纖維編織管進(jìn)口 11下端焊接有I根長度為150mm、內(nèi)徑為3mm、外徑為10mm、壁厚為3. 5mm的內(nèi)導(dǎo)管4。外殼2底部開有直徑為20mm的鑄膜液出口 21 ；噴絲頭3上編織管通道31的直徑為3. 2mm,噴絲頭底座33上噴絲孔34的直徑為3. 5mm ;內(nèi)導(dǎo)管4下端至編織管通道31上邊緣的垂直高度為5mm，編織管通道31下邊緣至噴絲孔34的垂直高度為10mm，蓋板I通過螺紋與外殼2上端密封連接，噴絲頭底座通過螺紋連接在噴絲頭3的下端，噴絲頭3通過螺紋連接在外殼2底部的鑄膜液出口 21上。整個紡絲頭由316不銹鋼材料加工而成。本發(fā)明的實施還涉及一種利用上述紡絲頭制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法，如圖4所示，本發(fā)明的實現(xiàn)過程如下I)將蓋板I與外殼2通過螺紋對接密封，將噴絲頭底座33通過螺紋接在噴絲頭3的下端，噴絲頭3再通過螺紋連接到外殼2底部的鑄膜液出口 21上；再將預(yù)處理后的纖維編織管經(jīng)由放線輪5依次穿過蓋板I上的纖維編織管進(jìn)口 11、內(nèi)導(dǎo)管4、外殼2底部的鑄膜液出口 21、噴絲頭3上鑄膜液通道31、噴絲頭底座33上的噴絲孔34，同時將60°C的循環(huán)浴在紡絲頭外殼2的循環(huán)浴加熱腔23內(nèi)循環(huán)流動；2)將經(jīng)脫泡罐脫泡并通過濾網(wǎng)過濾后的鑄膜液從蓋板I上的鑄膜液進(jìn)口 13擠入到紡絲頭的鑄膜液腔22中，達(dá)到預(yù)定的量(以鑄膜液體積比占鑄膜液腔容積的75%為宜)后，停止鑄膜液的擠入；3)將額定壓力為O. 06Mpa的氮氣通過加壓孔12打入到紡絲頭鑄膜液腔22中，使得鑄膜液腔22腔體中的鑄膜液液位保持水平；4)啟動設(shè)置于紡絲頭下方與凝膠槽6并列的繞絲槽8上的牽引輪7和繞絲滾筒81,將涂膜后的編織管從噴絲孔34中拉出，繞過設(shè)置于凝膠槽6中的導(dǎo)輪61，經(jīng)凝膠槽6中的凝膠浴分相處理后，得到編織管/聚合物復(fù)合膜，最終收集到設(shè)置于繞絲槽8中的繞絲滾筒81上。上述紡絲過程中通過氮氣加壓，保證了編織管攜帶鑄膜液擠出的過程中鑄膜液出料量的穩(wěn)定，從而確保了聚合物膜層在編織管上厚度一致。上述紡絲過程中通過改變噴絲頭的規(guī)格、氮氣壓力大小(氮氣壓力在O. 05—
O.1Mpa范圍內(nèi)調(diào)整)來制備得到具有不同涂覆層厚度的中空纖維復(fù)合膜，且本紡絲頭結(jié)構(gòu)簡單、靈活多變，可根據(jù)實際紡絲工藝需要加工成不同的尺寸規(guī)格，能廣泛應(yīng)用于各種聚合物/編織管復(fù)合中空纖維膜的制備工藝中。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變形，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍因由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，包括外殼(2)，及設(shè)置于外殼(2)頂部的蓋板(1)，其特征在于所述蓋板(I)上開有纖維編織管進(jìn)口(11)、加壓孔(12)和鑄膜液進(jìn)口(13);所述纖維編織管進(jìn)口(11)連接有延伸至外殼(2)底部的內(nèi)導(dǎo)管(4);所述外殼(2)底部開有鑄膜液出口(21)，鑄膜液出口(21)連接有噴絲頭(3);所述外殼(2)為雙層圓桶狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層圓桶形成鑄膜液腔(22)，外層圓桶與內(nèi)層圓桶之間的腔體形成循環(huán)浴加熱腔(23);外層圓桶的側(cè)壁上分別開有循環(huán)浴進(jìn)口(24)和循環(huán)浴出口(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，其特征在于所述噴絲頭(3)中心開有圓形編織管通道(31)，并沿編織管通道(31)外側(cè)環(huán)形布置有8個直徑為I一 3mm的鑄膜液通道孔(32 )，在噴絲頭(3 )下方螺紋連接有噴絲頭底座(33 )，噴絲頭底座(33)為內(nèi)錐形底座，其中心開有圓形噴絲孔(34)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，其特征在于所述噴絲頭(3)上的編織管通道(31)下端與噴絲頭底座(33)上噴絲孔(34)上端的垂直距離為 5—10mnin
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，其特征在于所述蓋板(I)通過螺紋與外殼(2 )上端密封連接，所述噴絲頭(3 )通過螺紋連接在外殼(2 )底部的鑄膜液出口(21)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，其特征在于所述內(nèi)導(dǎo)管(4)的中線軸線、外殼(I)的中心軸線、噴絲頭(3)的中心軸線、噴絲頭底座(33)的中心軸線兩兩均在同一條中心線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，其特征在于所述內(nèi)導(dǎo)管(4)上端連接在蓋板(I)上纖維編織管出口(11)的下端，且當(dāng)蓋板(I)密封連接在外殼(2)上時，內(nèi)導(dǎo)管(4)延伸至外殼(2)上的鑄膜液出口(21)底部，且內(nèi)導(dǎo)管(4)下端至鑄膜液出口(21)底部噴絲頭(3)編織管通道(31)上邊緣的垂直距離為4一8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備編織管/聚合物復(fù)合膜的紡絲頭，其特征在于所述內(nèi)導(dǎo)管(4)的內(nèi)徑大小為制備復(fù)合膜過程中所使用的編織管外徑，噴絲頭(3)上編織管通道(31)的直徑比編織管外徑大2mm。
8.一種利用如權(quán)利要求1所述的紡絲頭制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將蓋板(I)與外殼(2)通過螺紋對接密封，將噴絲頭底座(33)通過螺紋接在噴絲頭(3)的下端，噴絲頭(3)再通過螺紋連接到外殼(2)底部的鑄膜液出口(21)上；再將預(yù)處理后的纖維編織管經(jīng)由放線輪(5)依次穿過蓋板(I)上的纖維編織管進(jìn)口(11)、內(nèi)導(dǎo)管(4)、外殼(2)底部的鑄膜液出口(21)、噴絲頭(3)上鑄膜液通道(31)、噴絲頭底座(33)上的噴絲孔(34)，同時將一定溫度的循環(huán)浴在紡絲頭外殼(2)的循環(huán)浴加熱腔(23)內(nèi)循環(huán)流動； 2)將經(jīng)脫泡罐脫泡并通過濾網(wǎng)過濾后的鑄膜液從蓋板(I)上的鑄膜液進(jìn)口(13)擠入到紡絲頭的鑄膜液腔(22)中，達(dá)到預(yù)定的量后，停止鑄膜液的擠入； 3)將額定壓力的氮氣通過加壓孔(12)打入到紡絲頭鑄膜液腔(22)中，使得鑄膜液腔(22)腔體中的鑄膜液液位保持水平； 4)啟動設(shè)置于紡絲頭下方與凝膠槽(6)并列的繞絲槽(8)上的牽引輪(7)和繞絲滾筒(81)，將涂膜后的編織管從噴絲孔(34)中拉出，繞過設(shè)置于凝膠槽(6)中的導(dǎo)輪(61)，經(jīng)凝膠槽(6)中的凝膠浴分相處理后，得到編織管/聚合物復(fù)合膜，最終收集到設(shè)置于繞絲槽(8)中的繞絲滾筒(81)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紡絲頭制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法，其特征在于，所述循環(huán)浴加熱腔(23)中循環(huán)浴的溫度保持與鑄膜液腔中鑄膜液的溫度相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紡絲頭制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法，其特征在于，所述通入鑄膜液腔(22)中的氮氣壓力為O. 05—0.1Mpa0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紡絲頭及利用其制備編織管/聚合物復(fù)合膜的方法，紡絲頭包括外殼，及設(shè)置于外殼頂部的蓋板，蓋板上開有纖維編織管進(jìn)口、加壓孔和鑄膜液進(jìn)口；纖維編織管進(jìn)口連接有延伸至外殼底部的內(nèi)導(dǎo)管；外殼底部開有鑄膜液出口，鑄膜液出口連接有噴絲頭；外殼為雙層圓桶狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層圓桶形成鑄膜液腔，外層圓桶與內(nèi)層圓桶之間的腔體形成循環(huán)浴加熱腔；外層圓桶的側(cè)壁上分別開有循環(huán)浴進(jìn)口和循環(huán)浴出口。該紡絲頭通過內(nèi)導(dǎo)管及噴絲頭上編織管通道對編織管的中心定位和預(yù)涂覆作用，有效提高了編織管表面的聚合物涂覆層的均勻性，增強(qiáng)了編織管與涂覆層之間的結(jié)合力；且通過氮氣加壓來控制鑄膜液的出料量，可進(jìn)一步保證涂覆的均勻性，所制備的編織管/聚合物復(fù)合膜有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和爆破壓力。
文檔編號B01D67/00GK103015082SQ20121057076
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者王磊, 黃游, 容志勇, 柴續(xù)斌, 張穎, 黃臣勇, 王旭東, 李貴軍, 苗瑞, 吳子平, 呂永濤, 孫兵 申請人:西安建筑科技大學(xué), 蘇州中色德源環(huán)?？萍加邢薰?br>