一种生产纤维数为6K 的聚丙烯腈原丝喷丝板[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 203625533 U(45)授权公告日 2014.06.04

(21)申请号 201320673186.8(22)申请日 2013.10.29

(73)专利权人中国石油天然气股份有限公司

地址100007 北京市东城区东直门北大街9

号中国石油大厦(72)发明人肖建文 廉信淑 刘晖 吴明金

宋云飞 王淑娟(74)专利代理机构北京市中实友知识产权代理

有限责任公司 11013

代理人谢小延(51)Int.Cl.

D01D 4/02(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页 附图1页权利要求书1页 说明书2页 附图1页

()实用新型名称

一种生产纤维数为6K 的聚丙烯腈原丝喷丝板(57)摘要

本实用新型涉及一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板；喷丝板基体呈微球面，板基体上喷丝孔区域有规律地分区排列有6000个喷丝孔，共分10个区，每个区中喷丝孔个数有600个，每个喷丝孔截面呈Y型，喷丝板基体直径D1为70-75mm，喷丝孔区域直径D2为60-65mm，喷丝孔直径D3为0.040-0.055mm，分区角度α1为36°，Y型夹角α2为15-25°，板整体高度H1为10-14mm，板第一台阶高度除球面高H2为4-8mm，板厚H3为0.5-0.7mm，Y型孔锥形部分长度L为0.06-0.12mm；本喷丝板将纤维之间直径的CV值降到最低，保证了聚合液从喷丝板喷出后更好地进行凝固。CN 203625533 UCN 203625533 U

权 利 要 求 书

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1.一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板，由喷丝板基体和喷丝孔组成；其特征在于：喷丝板基体呈微球面，板基体上喷丝孔区域有规律地分区排列有6000个喷丝孔，共分10个区，每个区中喷丝孔个数有600个，每个喷丝孔截面呈Y型，喷丝板基体直径D1为70-75mm，喷丝孔区域直径D2为60-65mm，喷丝孔直径D3为0.040-0.055mm，分区角度α1为36°，Y型夹角α2为15-25°，板整体高度H1为10-14mm，板第一台阶高度除球面高H2为4-8mm，板厚H3为0.5-0.7mm，Y型孔锥形部分长度L为0.06-0.12mm。

2.根据权利要求1所述的一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板，其特征在于：喷丝板基体直径D1为70-72mm，喷丝孔区域直径D2为60-62mm，喷丝孔直径D3为0.042-0.052mm，Y型夹角α2为18-22°，板整体高度H1为11-13mm，板第一台阶高度除球面高H2为5-7mm，板厚H3为0.55-0.65mm，Y型孔锥形部分长度L为0.07-0.11mm。

3.根据权利要求1所述的一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板，其特征在于：板基直径D1为70mm，喷丝区域直径D2为60mm，喷丝孔直径D3为0.045-0.050mm，Y型夹角α2为20°，板整体高度H1为12mm，板第一台阶高度（除球面高）H2为6mm，板厚H3为0.6mm，Y型孔锥形部分长度L为0.08mm和0.1mm。

4.根据权利要求1所述的一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板，其特征在于：喷丝板各拐角部分均有圆角过渡。

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说 明 书

一种生产纤维数为6K 的聚丙烯腈原丝喷丝板

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技术领域：

[0001] 本实用新型属于聚丙烯腈（PAN）基碳纤维制备领域，具体涉及PAN原丝纺丝装置上的关键部件一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板。 背景技术

喷丝板是PAN基碳纤维原丝制备中的关键部件。PAN原丝制备分为一步法和两

步法，多以二甲基亚砜（DMSO）为溶剂，PAN纺丝液经过过滤运输到达关键设备纺丝机，然后通过喷丝板挤出，再经过之后的成纤和牵伸等过程，最终制得碳纤维生产用原丝。根据应用的需要，碳纤维被划分为不同规格牌号，从丝束纤维数上可以分为1K、3K、6K、12K、24K等等，从碳纤维性能上可以分为高强碳纤维、高强中模碳纤维、高强高模碳纤维和高模碳纤维，不同性能的碳纤维在物理表观上也存在着很大区别，最为明显的就是纤维直径上的差别，目前，高品质碳纤维都向细径化方向发展，例如，T800的直径为5.3μm，T1000的直径为5.1μm，而普通级碳纤维T300的直径为7μm。当工艺条件一定的情况下，喷丝板是控制纤维直径的唯一因素，因此，高品质原丝用喷丝板在设计和加工上要求很高。

[0002]

实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种用于生产6K PAN高品质原丝用的喷丝板，保证纤维的细径化，提高纤维丝束质量和凝固成纤效果。

[0004] 本实用新型所述的一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板由喷 丝板基体和喷丝孔组成；喷丝板基体呈微球面，板基体上喷丝孔区域有规律地分区排列有6000个喷丝孔，共分10个区，每个区中喷丝孔个数有600个，每个喷丝孔截面呈Y型，喷丝板基体直径D1为70-75mm，喷丝孔区域直径D2为60-65mm，喷丝孔直径D3为0.040-0.055mm，分区角度α1为36°，Y型夹角α2为15-25°，板整体高度H1为10-14mm，板第一台阶高度除球面高H2为4-8mm，板厚H3为0.5-0.7mm，Y型孔锥形部分长度L为0.06-0.12mm。 [0005] 上述喷丝板参数优选为：喷丝板基体直径D1为70-72mm，喷丝孔区域直径D2为60-62mm，喷丝孔直径D3为0.042-0.052mm，Y型夹角α2为18-22°，板整体高度H1为11-13mm，板第一台阶高度除球面高H2为5-7mm，板厚H3为0.55-0.65mm，Y型孔锥形部分长度L为0.07-0.11mm。

[0006] 上述喷丝板参数进一步优选为：喷丝板基体直径D1为70mm，喷丝孔区域直径D2为60mm，喷丝孔直径D3优选为0.045-0.050mm，Y型夹角α2为20°，板整体高度H1为12mm，板第一台阶高度除球面高H2为6mm，板厚H3为0.6mm，Y型孔锥形部分长度L为0.08mm和0.1mm。

[0007] 上述喷丝板各拐角部分均有圆角过渡。

上述喷丝板材质为钽材（Ta），纯度≥99.95%，材质硬度HV≥110。

[0009] 上述喷丝板孔长加工精度孔长公差±0.01mm、偏差≤0.02mm。 [0010] 本实用新型有益效果：

[0008]

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说 明 书

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本实用新型旨在提供一种生产高品质原丝的喷丝板，通过本实用新型可以生产纤

维数为6K的高品质原丝，本喷丝板的设计保证了纤维的细径化，保证将纤维之间直径的CV值降到最低，10个分区保证了聚丙烯腈聚合液从喷丝板喷出后更好地进行凝固过程，Y型孔设计有利于提高纤维取向度和纤维强度。 附图说明

图1为本实用新型喷丝板剖面图，

[0013] 图2本实用新型喷丝板喷丝孔分布示意图，

[0014] 图3是本实用新型喷丝板喷丝孔剖面结构示意图。

[0012]

具体实施方式

[0015] 结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步说明。 [0016] 实施例1

[0017] 一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板，参数为：板基直径D1为70mm，喷丝区域直径D2为60mm，喷丝孔直径D3为0.045mm，分区角度α1为36°，Y型夹角α2为20°，板整体高度H1为12mm，板第一台阶高度（除球面高）H2为6mm，板厚H3为0.6mm，Y型孔锥形部分长度L为0.08mm。喷丝板各拐角部分均有圆角过渡。喷丝板材质为钽材（Ta），纯度≥99.95%，材质硬度HV≥110。喷丝板孔长加工精度孔长公差±0.01mm、偏差≤0.02mm。 [0018] 实施例2

[0019] 一种生产纤维数为6K的聚丙烯腈原丝喷丝板，参数为：板基直径D1为70mm，喷丝区域直径D2为60mm，喷丝孔直径D3为0.050mm，分区角度α1为36°，Y型夹角α2为20°，板整体高度H1为12mm，板第一台阶高度（除球面高）H2为6mm，板厚H3为0.6mm，Y型孔锥形部分长度L为0.08mm。喷丝板各拐角部分均有圆角过渡。喷丝板材质为钽材（Ta），纯度≥99.95%，材质硬度HV≥110。喷丝板孔长加工精度孔长公差±0.01mm、偏差≤0.02mm。

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说 明 书 附 图

图1

图2

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图3