由热塑聚合物生产高纤度均匀性的微长丝纱的装置和方法制造方法及图纸

一种利用具有较大孔密度的喷丝头和中心冷却单元的纺丝工艺在高速度下、利用合成聚合物制造具有高均匀纤度、高染料吸收性和改善物理纱的性能的微长丝纱的装置和方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于利用热塑聚合物生产具有高纤度均匀性的微长丝纱的装置和方法，这种微长丝还可以作为纺织原料进一步加工。一般地，利用熔融纺丝法生产长丝和长丝纱。随着一般来自一挤出机或直接来自缩聚设备的一熔融流，聚合物藉由旋转泵而送入各个旋转喷丝头。当熔融物以细长丝形式退出喷丝头的毛细管孔之后，藉由冷却媒质冷却，随后利用纺丝前处理和卷绕而集聚或束成束。在最初开发熔融纺丝法时，纺成的长丝不采用专门的冷却装置处理，而仅通过在被卷绕的路径上其本身在空气媒质中的垂直运动冷却。自五十年代中期以来，开始采用自动冷却系统，主要是利用横流空气扩散作用来降低机器的高度并增加容量。在生产聚合长丝的所有工艺中使长丝冷却是非常重要的一个工序。这会影响到质量均匀性、染料吸收的质量以及纺织性能、如强度和伸张度。过去的十年，纺丝技术已开发利用线性密度低于1dtex/长丝的称为微长丝的、具有更细纤度的单根长丝来生产长丝纱。通常用于进一步生产总纤度为84dtex或分别为167dtex的纺织物的长丝纱不再由36或分别由72根长丝构成，而是如现有技术的近似100至200单根长丝。由这许多种微长丝制成的产品具有特殊的性能，是受消费者欢迎的。为了在熔融纺丝之后冷却长丝或线，根据现有技术可采用一种通常称为横流空气扩散的方法。然而，由于产品均匀性的原因，当纱具有大量的长丝时必须采用大直径的喷丝头，并且当喷丝头上的孔密度超过约8孔/cm2时不能采用这些方法进行长丝冷却。然而，大直径喷丝头给生产设备的空间要求带来不利的影响，并且由于喷丝头表面上的温度不均匀地增加以及聚合熔融物在喷嘴容器中停留时间增加，而使产品质量受到不利影响。目前比较适用于纺丝多毛细管产品的装置例如有DE36 29 731 A1,DE19653 451 C1或WO92/15732 A1。在这些装置中，长丝在退出喷丝头之后由一中心空气扩散系统冷却。为此，长丝从一喷丝头旋出，该喷丝头的毛细管口或孔布置成一个或多个同心圆，最好是同心圆。最小圆的直径必须足以安装冷却装置，即纺丝装置下方中心的所谓空气流筒。此空气流筒由一管状的多孔的气体可渗透空心体构成，空气从管一端输入，相对的管端是封闭的。冷却空气流从多孔筒辐射状向外流，并以此方式冷却长丝，这些长丝是同心地围绕它的。在经过空气扩散区之后，长丝擦过用于纺丝准备的环。其后，它们在空气流筒下方结合成一股。以此方式纺出的长丝适用于生产人造纤维。用于利用大量大毛细管纤度为1dtex/长丝以上的单根长丝生产具有低缩水率和大模数的工业纱的中心空气扩散工艺由德国专利DE196 53 451 C1中保护。在美国专利3,969,462中描述了采用中心冷却单元制造具有低纤度的工业聚酯纱，该冷却单元近似长15至60厘米，其中没有空气扩散，但可从外部加热以提高纱的乌斯特均匀性。在DE38 22 571 A1中描述了一种中心空气扩散装置，具有一在在喷丝头空气流筒之间的环状冲模槽筛网以防止纺丝时干扰。并且在实际使用中，如果没有此结构，将由于长丝折断而频繁地干扰操作，并且长丝的质量均匀性与横流空气扩散相比是不能令人满意的。虽然，现有技术的装置本身已经证明具有高生产率，如生产工业用人造纤维和人造纱时所必需的那样，但它们在生产未切断微长丝少时仍是不够的。其中每个喷嘴的输出量是相当少的。下文中将更详细地描述生产微长丝纱时所存在的缺陷。 对于本
中的普通技术人员而言，纺织用于纺织纱的微长丝决不是一个无关紧要任务。从现有技术可知，与这些产品有关的危害是在喷丝头冷却时由于低熔融输出而产生的，由于此、纺丝缺陷增加，如Th.Tekaat在“Chemiefasern/Textilindustrie”(化学纤维/纺织工业)42/94，第879页所述。所以，现有装置仅用纤度明显地在1dtex/长丝以上的在大纤度，或者用于每块喷丝头上具有大量孔数的纤维纺丝方法中。在DE 37 08 168 C2中，例如其中提及了在每块喷丝头上有700个以上的孔。在纤维纺丝方法中，由于所需的熔融输出量大，喷丝头由熔融物质充分加热。为了克服微长丝生产中喷丝头冷却所存在的问题，本
中的普通技术人员采用较高旋转或相应的熔融温度，特别是在横流空气扩散情况下。然而，较高的温度反过来又对工艺的可靠性影响很大，或者相应的中断频率增加，这是由于在熔融输送系统中、所谓的“旋转梁”和喷嘴容器中的聚合熔融物的热分解增加以及喷丝头表面上的杂质增加。在未公开的德国专利文件DE197 16 394.7-26中描述了一种用于使纺制长丝被动冷却的装置，该装置仅可用于最多孔数为300的喷丝头，其直径最高达110mm，孔密度仅在10孔/cm2左右。最大为25孔/cm2的孔密度由EP 0 646 198 B1中的圆形孔结构的喷丝头实现。因此，现有技术已知的孔密度上限仍低于30孔/cm2。如果不损失质量和增加纺丝缺陷，是不能获得更大的孔密度的。所以现有技术的装置和方法不能实现该目的。所以本专利技术是基于以下目的而设计的，具体地，是与利用一种合适的装置冷却与由热塑性聚合制成的单个毛细管纤度少于1dtex/长丝微长丝有关的方法步骤，即可减少纺丝干扰数量，并且所产出的微长丝纱具有改进的纺织机械性能和更均匀的染料吸收性，如果可能，还应减少设备和产品的成本。此目的是通过根据权利要求1所述的利用热塑合成物生产总纤度最大为500dtex、较佳的每个长丝纤度最大为1dtex、最好为0.8dtex的微长丝纱的装置实现的，以及通过根据权利要求24所述的利用本专利技术的装置生产这些微长丝纱的方法实现的，以及如权利要求37所述的在此方式下所生产的微长丝纱实现的。已经令人惊讶地示出，可以在本专利技术的装置中获得更高的孔密度，它含有适当的主动中心冷却单元，用于生产最大达500dtex、较佳地为250dtex、以及每根长毛细管纤度小于1dtex/长丝、较佳地0.8dtex/长丝的微长丝纱。而且还令人意外地表现为当长丝在其退出喷丝头时可直接冷却，从而可更可靠地获得大孔密度。所以，DE 38 22 571 A1所述的环形模槽筛已经表明不足以生产微长丝。而且也不足以象D有195 44 662 A1所要求的那样仅在喷嘴附近的一个狭窄的槽形段中冷却长丝。为了实现所需的目的，必须开发中心冷却单元的冷却功能，其定位和形状必须新开发。对于本专利技术的装置功能重要的还有，长丝固化发生在与装置的纱导向件首次接触之前，并且空气扩散速度的分布应在横截面上尽可能恒定。而且，必须保证喷丝头上温度曲线尽可能均匀，即必须采取防止喷丝头不均匀冷却的步骤。根据本专利技术的具有一体式冷却单元的装置可保证在与横流空气扩散相比具有特别高的孔数的喷丝头的情况下长丝可非常均匀地冷却。由于所有长丝是以管状套的方式包封所谓空气流筒的，所以辐射状引入的冷却空气将以双锥体形式使此套变宽以便逸出。长丝套的变宽还可使其在空气垫上时单个长丝位置稳定，并且可防止由于单个长丝之间的横向距离增加引起的相互接触。因此，与现有技术相比，可以明显地减少喷丝头上两个毛细管孔之间的横向距离。这还可以使每个孔圆上有更多的毛细管孔或喷嘴口，因为这一点，与横向流空气垫相比，可相当明显地减少孔排的数量。减少空气流过的孔排数量可使产品差异减小。因而，与横流空气扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用热塑性聚合物生产微长丝纱的装置，具有最大为５００ｄｔｅｘ总纤度，并且每根长丝纤度最大为１ｄｔｅｘ，而且纤度均匀性强，包括●一喷丝头（２），其上毛细管孔呈环形布置，并且有效出口表面的孔密度Ｌ／Ａ达４０孔／厘米↑［２］，●一用于使空气予热的透气主动冷却单元（５），位于所述喷丝头下方中心并离开距离Ｓ且固定在位，●一插入装置（７），具有成一体的用于冷却单元（５）的空气输送装置，●在纱导件或导向面板组中的至少一个纱导向件（９），●至少一个油剂施加器，●一纱监测器，最好与控制插入装置（７）的控制部分相结合，以及●至少一个卷绕单元（８），其中，一起旋出喷丝头的长丝（４）单独移动或分成一个以上的单独长丝束，并且施加油剂和卷绕，其中，距离Ｓ由下列等式确定Ｓ＝１．４×指数（２．０１×ＴＥＫ）／＊－１［毫米］Ｓ＝喷丝头和冷却单元之间的距离（毫米）ＴＥＫ＝单个毛细管的纤度（ｄｔｅｘ）ＲＬ＝在喷丝头上一个接一个的孔排数量，最大为３５毫米，其中，冷却单元的有效冷却长度ＬＫ由纤度和纺丝速度的函数确定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曼福莱德斯坦，克里斯蒂安保曼，尤里奇坎彼，冈特古森斯，
申请(专利权)人：埃姆斯英芬塔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]