用于制造拉伸的塑料丝的拉伸设备和方法技术

用于制造拉伸的塑料丝（２、３）的拉伸设备和方法，该拉伸设备包括一纺丝装置（１）和一气流牵拉装置（１０），其中在纺丝装置（１）与牵拉装置（１０）之间设有一加热装置（５），其将长丝（２、３）加热到在其玻璃温度与熔融温度之间的一个温度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该拉伸设备包括一纺丝装置和一气流牵拉装置，其中，具有单纤维纤度大于1分特(dTex)的熔融纺丝的长丝在纺丝装置的后方至少被冷却到固化温度并借助于一气流牵拉装置被拉伸，以便制造塑料纱线、短纤维或非织造织物。长丝的拉伸借助一牵拉装置以机械的方法通过导丝盘或以气流的方法通过一喷嘴来完成。与结合成一整体的气流的或机械的牵拉装置的型式无关，在高的纺丝速度下，即高于3500m/min时，在一单级的设备上挤压纺丝的长丝的机械性能如强度和弹性模量明显地不如以较低的纺丝速度即低于3500m/min挤压纺丝的长丝的机械性能，后者在一附加的工艺步骤中经过了后拉伸。虽然在单级的方法中高的纺丝速度相对于较低的纺丝速度有助于改善机械性能，但同时在长丝本身内产生长丝外表面与内部之间的结构差，相对于后拉伸的长丝，这种结构差降低了长丝的强度或弹性模量。US 2 604 667说明了通过采用至少为4700m/min的牵拉速度制造定向的纱线而没有用于后拉伸的专用拉伸装置。这种高速度是必要的，以便获得较高的强度。如果降低该速度，则生产的长丝具有高的延伸率。为了达到这样的牵拉速度，可以采用一些驱动辊或一个喷气嘴。US 2 604667主要论述纱线的制造，但也提到在采用一喷气嘴作为牵拉装置时的短纤维的制造，以及为了由挤压纺丝的延续长丝制造纺粘型非织造织物而采用的牵拉装置的在音速至超音速范围内进行操作的气流喷嘴。许多个固化的长丝总是借助于一储存装置的喷嘴被供给用于制造纺粘型非织造织物。通过空气摩擦施加在长丝上的力能够调节牵拉速度从而影响长丝的机械性能。其中显示出，对长丝的性能的影响有一定的限度。虽然通过由喷嘴输送的空气的压力的提高实现牵拉速度的提高，但几乎没能进一步提高强度和进一步减小延伸率。由DE-OS 2 117 659已知一种方法用以通过合成的线型聚合物的单丝的熔融纺丝制造纱线和纤维，其以达3500m/min的牵拉速度进行操作。牵拉速度通过一对导丝盘的速度进行预定。为了影响延伸率在一纺丝喷嘴与牵拉导丝盘之间设置一加热装置，在其中，将一由50根长丝组成的塑料纱线加热到固化点以上和熔融温度以下的温度，借此使拉伸比达到1∶2。此外，提到由具有细的单纤维纤度和特别匹配的强度与延伸率的长丝制造纺粘型非织造织物，但没有更详细地描述。在DE-OS 29 25 006中论及拉伸一方面对强度的影响和另一方面对延伸率和收缩率的影响。其谈到长丝通过拉伸得到一较高的强度，同时减小了延伸率和收缩率。通过采用容易烧热的加热装置直接与长丝接触达到比DE-OS 2 117 659更高的牵拉速度从4100至6000m/min。为了用熔融纺丝法制造聚合物的，特别是聚酰胺、聚酯或聚丙烯的塑料纤维，由DE 40 21 545已知一种设备，其包括至少一个纺丝喷嘴、一纺丝甬道、一加热甬道、一上油装置、多个导丝盘和一纱筒装置，其中具有一产生加热甬道的逆流的喷气装置，例如喷气嘴。利用该设备可以制造全拉伸的塑料纱线或纤维，其中各个纤维或长丝的单纤维纤度小于1分特(dTex)。在该设备上和按照这个方法生产全拉伸的塑料纱线而没有后处理，其可以加工成一特别细的和柔顺的织物。没有说明该设备对较高的纤度范围是否具有足够的拉伸性能。文件DE-A 197 05 113公开了同一类型的设备和方法用以制造拉伸的塑料丝，在其加热装置中，以加热介质流的逆流加热塑料丝。按照本专利技术，拉伸设备具有在纺丝装置与牵拉装置之间设置的加热装置。加热介质在其中将塑料丝加热到在其玻璃温度与熔融温度之间的一个温度。在该设备上可以为工业的或纺织的应用通过单股纺丝或复合纺丝(双层的、分段的、共轴的等)制造热塑性塑料的，例如聚酯(PES)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等的延续长丝。决定性地改善了通过熔融纺丝制造的长丝的机械性能，特别是在相同纤度情况下关于长丝以及由其制造的非织造织物的抗断强度、延伸率、弹性模量和热收缩率等方面的机械性能。优选，加热介质以5至50m3/h的流量输入到加热装置内并且产生0.05至1.0巴的静态超压。有利的是，拉伸设备中的加热装置为一红外线加热装置。静态超压在按照本专利技术的拉伸设备中为0.1至0.5巴。优选，将5至50m3/h的蒸汽作为加热介质输送给拉伸设备。加热装置可以用热空气或另一种热的优选中性气体，但也可以用掺有添加剂的气体混合物，特别是蒸汽来进行操作。空气加热到位于玻璃温度与熔融温度之间的一个温度。通过长丝进入加热装置的入口速度与长丝进入牵拉装置的入口速度间的差值限定拉伸。意外地发现，拉伸的结果与加热介质的流向无关。在一有利的进一步构成中，可以设置一些用于制造纺粘型非织造织物的装置。这些装置使通过气流牵拉装置输送的塑料丝的储存量成为一平面的产物，即平面的纺粘型非织造织物，其中对于塑料丝不需要其他的机械输送装置。在采用本专利技术的设备和方法时对分段的复丝接着优选通过一液力处理装置分成或裂成其单丝，意外的是在同样的能量消耗时提高了分解或裂开率，或者说在复丝的同样的分解或裂开率时降低了其需要的能量消耗。此外，与现有技术相比可以缩短加热装置的长度。拉伸设备还可以补充以用于生产短纤维的装置，其中将塑料丝切成短纤维。这些纤维特别适用于制造非织造织物。此外，本专利技术还涉及一种用于制造拉伸的塑料丝的方法，其中熔融纺丝的长丝在纺丝装置的后方至少被冷却到固化温度并借助于气流牵拉装置被拉伸并且接着在一加热装置中加热以便拉伸，其中为了拉伸，长丝在加热装置中被加热到在其玻璃温度与熔融温度之间的一个温度。优选，按照本专利技术的方法，在加热装置中，加热到固化点以上的温度的一种气态加热介质以20至50m3/h的流量对长丝进行吹气，所述加热介质产生0.05至1.0巴的静态超压。借此塑料丝在具有较小的延伸率的情况下具有较高的强度。按有利的方式通过垂直于垂直运动的长丝设置的红外线加热装置进行加热。这些长丝不需要进一步的后拉伸并且该方法能够在比至今较低的牵拉速度下进行操作。优选，该方法这样操作，即在加热装置与牵拉装置之间按1.1至1.5的拉伸比完成一次后拉伸。此外，当长丝受在100℃至350℃的温度范围内吹气时是有利的。蒸汽加热介质的体积流量在5m3/h至50m3/h之间。为了达到强度和延伸率的明显改善，当使长丝以2000m/min至4700m/min的牵拉速度通过加热介质流时是足够的。即使在更高的速度下仍能改善性能。利用该方法可以影响待制造的塑料丝的性能。因此，能够将加热介质流量及其温度调节成使纱线延伸率达到小于60％，或者将长丝的牵拉速度、加热介质流量及其温度调节成使在同样的牵拉速度下达到后拉伸的长丝的抗拉强度比一次拉伸的长丝相对提高至少20％，其中优选长丝的抗拉强度达到至少32厘牛顿/特(cN/Tex)，特别优选达到34至45厘牛顿/特，或将加热介质流量及其温度调节成使热空气收缩率最高达到6％(180℃时15分钟)。当采用材料PES时特别是如此。此外，有利的是将长丝的牵拉速度、加热介质的体积流量及其温度调节成使从弹性变形区向塑性变形区的转变只在提高至少20％的力的作用下实现。虽然长丝已受高的拉伸，仍可能使长丝接着继续拉伸或在一分开的操作级中再次后拉伸。作为另一工艺步骤，为了生产非织造织物，可以将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造拉伸的塑料丝（２、３）的拉伸设备，其包括一纺丝装置（１）和一气流牵拉装置（１０），其特征在于，在纺丝装置（１）与牵拉装置（１０）之间设有一加热装置（５），加热介质（８）在其中将塑料丝（２、３）加热到在其玻璃温度与熔融温度之间的一个温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：恩格尔贝特洛赫尔，赫尔穆特莱纳，罗伯特格罗顿，彼得登格尔，乔治里布勒特，
申请(专利权)人：卡尔弗罗伊登伯格公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]