用于挤出连续成形体的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于由挤压溶液制造连续成形体（１１）的方法，特别是含有纤维素、水和氧化叔胺的挤压溶液。挤压溶液通过挤压通道开孔（１０）挤出成连续成形体。连续成形体通过气隙（１２）导出，在气隙中连续成形体被拉伸。为了提高勾接强度并减小原纤化倾向，按照本发明专利技术建议，按照给定的公式控制平均加速度和／或平均热流密度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于由挤压溶液挤出连续成形体的方法，特别是含有下列成份的挤压溶液纤维素、水和氧化叔胺，以及用于稳定纺丝溶液的添加物或增加有机或无机形式的添加物，其中该方法包括下列步骤—通过具有给定长度和给定直径的挤压通道将挤压溶液传导到挤压通道开孔；—通过挤压通道开孔将挤压溶液挤出，形成挤出的连续成形体；—通过给定气隙高度的气隙导出连续成形体；—在气隙中加速连续成形体。通过上述方法制造的连续成形体可以具有丝线状、单丝状或薄膜状。对于制造丝线状连续成形体的情况，上述方法特别用作加工长丝的纺丝方法。例如由US-4,246,221已知上述方法。在这个文献中描述了采用纺丝喷嘴作为挤压通道开孔制造纤维素成形体。其中实施了一种方法其中在长丝从纺丝喷嘴排出之后通过空气输送。在空气中对长丝进行拉伸。拉伸是通过设置在纺丝装置后面的拉伸机构施加机械拉力实现的。在AT-395863B中描述了另一制造纤维素成形体的方法。在这种方法中将气隙高度调整到很小。对于这种方法，纺丝喷嘴的直径为70到150微米，纺丝喷嘴的通道长度为1000到1500微米。通过缩短气隙和特殊的喷嘴配置减小纤度波动以及丝线断裂和相邻丝线之间的粘接。由现有技术的已知方法制造连续成形体的缺陷是，不能实现针对连续成形体特性，特别是其原纤化倾向和勾接强度，的有效影响措施。本专利技术的目的是，这样改进已知的由挤压溶液挤出连续成形体的方法，使勾接强度得到改善并减少原纤化倾向。这个目的按照本专利技术对于上述方法由此实现，即，附加地进行下列工艺步骤—将基本在气隙高度上的平均热流密度Q控制在一个值Q=0.004α·0.3,]]>其中β为挤压通道的长度与直径之比，而控制参数α的值至少为0.1。通过这个简单的措施可以对勾接强度以及原纤化倾向实现一个良好基础水平。在此，热流密度Q为基本在气隙12高度H上的、以W/mm3计的气隙空间每体积单位的平均热流值。热流密度是通过纺丝溶液加入直接围绕连续成形体的气隙空间的热量。气隙空间夹在挤压通道开孔与纺丝池上沿之间、以及由单丝形成的纺丝空间。当控制参数α的数值在另一有利设计中为至少0.2时，能够改善连续成形体的机械和编织物理特性的数值。当控制参数α的数值在本方法的另一有利设计中为至少0.5时，能够进一步提高连续成形体的编织物理特性。当控制参数α的数值至少为1.0时，在本方法的设计中能够实现最小的原纤化倾向和最大的勾接强度。为了控制气隙中的热流密度，可以改变连续成形体的温度或者在气隙中围绕连续成形体的空气温度。空气温度一般可以是周围空气的温度或沿着连续成形体流动的空气温度。在气隙中的热流密度随着空气温度的下降和空气速度的提高以及连续成形体温度的上升而增加。在此要注意的是，随着空气速度的提高也影响到拉伸率。为了简化控制，这些温度中的任一个也可以是保持恒定的。在本方法的另一有利设计中，气隙中的热流密度Q尤其可以通过下列措施进行调整—将挤压溶液温度TE与空气温度TL之间的温度差ΔT＝TE-TL控制在一个值ΔT=Hd·0.004m··cE·α·0.3,]]>其中 为挤压溶液通过挤压通道开孔的物质通量，以g/s计；cE为挤压溶液的单位热容量，以J/gK计；d为喷嘴板上所设的通孔的孔密度，以Loch/mm2计；H为气隙的长度，以mm计。此外，为了控制纺丝过程，也可以利用在关系式中所引的所有其它系数。表示挤压通道长度与其直径之比的特征值β可以有利地至少为2。当β值最大为150时，则可以对于勾接强度和原纤化倾向得到特别好的数值。在此，当β值最大为100时，可以改善机械特性。为了使连续成形体在挤出之后及加速、即拉伸之后稳定，连续成形体在穿过气隙后通过凝结浴加湿。加湿尤其可以由此进行，即，连续成形体通过加湿过程喷淋或浸入到凝结浴里面。挤压溶液的单位热容量cE可以有利地至少为2.1J/(gK)，最大为2.9J/(gK)。在另一有利的设计中可以附加地进行下列工艺步骤—将基本在气隙高度上的连续成形体的平均加速度控制在一个值a‾=10δ0.3,]]>其中β为挤压通道的长度与直径之比，控制参数数值δ至少为0.3。平均加速度a的单位是m/s2。通过附加地控制加速度将再次改善编织物理特性，如勾接强度或原纤化倾向。其中，基本在气隙高度上的平均加速度可以理解为在那个延伸段的主要区域上的加速度平均值，所述延伸段覆盖通过气隙的、挤出的连续成形体。当控制参数数值δ在另一有利的设计中至少为0.6时，能够改善连续成形体的机械特性。当控制参数数值δ在本方法另一有利的设计中至少为1.5时，能够以意想不到地进一步提高连续成形体的编织特性。当控制参数数值δ至少为2.2时，在本方法的设计中能够实现最小的原纤化倾向和最大的勾接强度。平均加速度a可以以简单的方法通过控制连续成形体的挤出速度VE进行控制。在本方法的有利改进中，在气隙后面或在凝结浴后面设置输送装置，该装置将连续成形体基本无拉应力地输送到拉伸装置。可以根据平均加速度a控制这个输送装置的输送速度。对于按照本专利技术的方法，在另一有利的设计中，挤出的连续成形体在穿过气隙后可以通过拉伸装置以拉伸速度VA进行拉伸。通过拉伸装置将挤出的连续成形体在施加拉应力的情况下输送到下一加工步骤。在按照本专利技术方法的有利设计中，使用拉伸装置时，如果根据加速度a控制连续成形体的挤出速度VE(连续成形体以这个速度从挤压通道开孔中排出)，和/或拉伸速度VA(连续成形体以这个速度通过拉伸装置拉伸)，则能够改善勾接强度并减少原纤化倾向。尤其可以按照下式实现这种控制vA2-vE2＝γ.H.a其中H为气隙高度，修正系数γ的数值为7至7.4之间，最好为7.2。vA和vE的单位为m/min，H的单位为mm，而a的单位为m/s2。在另一设计中本方法可以包括下列工艺步骤—在连续成形体从挤压通道开孔排出之后，在气隙中通过气流在挤出连续成形体的挤出方向上拉伸挤出的连续成形体，其中空气的流速大于连续成形体的挤出速度。在这个步骤中，连续成形体的聚合分子通过拉伸过程定向。通过气流，拉伸所必需的拉力柔和地从连续成形体外表面开始施加。同时气流通过导出热量而冷却连续成形体。如果气隙中的连续成形体通过基本平行于连续成形体挤出方向流动的空气以高于挤出速度的速度拉伸，则气隙中的加速度a也可以通过控制空气速度进行调整。加速度a可以通过挤出速度、拉伸速度、输送装置的输送速度和空气流速的任意组合进行控制。下面借助于附图所示实施例描述本专利技术。附图表示附图说明图1为用于实施按照本专利技术方法的装置。首先借助于图1描述按照本专利技术方法的流程。在反应容器1中预备挤压溶液2。挤压溶液含有纤维素、水和氧化叔胺，例如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)，以及必要时用于纤维素和溶液的热稳定的稳定剂。稳定剂例如可以是没食子酸丙酯(Propylgallat)、相互间起碱化作用的介质或混合物。必要时也可以含有其它添加物，例如二氧化钛、硫酸钡、石墨、本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于由挤压溶液，特别是含有纤维素、水和氧化叔胺的挤压溶液，挤出连续成形体的方法，该方法包括下列工艺步骤： －通过具有给定长度和给定直径的挤压通道将挤压溶液传导到挤压通道开孔； －通过挤压通道开孔将挤压溶液挤出，形成挤出的连续成形体； －通过给定气隙高度的气隙导出连续成形体； －在气隙中加速连续成形体； 其特征在于下列工艺步骤： －将基本在气隙高度上的平均热流密度Ｑ控制在一个值： ＊＊＊ 其中β为挤压通道的长度与直径之比，而控制参数α的数值至少为０．１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡齐克利，弗里德里希埃克，
申请(专利权)人：齐默尔股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]