專利名稱：由熱塑聚合物生產(chǎn)高纖度均勻性的微長(zhǎng)絲紗的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于利用熱塑聚合物生產(chǎn)具有高纖度均勻性的微長(zhǎng)絲紗的裝置和方法，這種微長(zhǎng)絲還可以作為紡織原料進(jìn)一步加工。
一般地，利用熔融紡絲法生產(chǎn)長(zhǎng)絲和長(zhǎng)絲紗。
隨著一般來(lái)自一擠出機(jī)或直接來(lái)自縮聚設(shè)備的一熔融流，聚合物藉由旋轉(zhuǎn)泵而送入各個(gè)旋轉(zhuǎn)噴絲頭。當(dāng)熔融物以細(xì)長(zhǎng)絲形式退出噴絲頭的毛細(xì)管孔之后，藉由冷卻媒質(zhì)冷卻，隨后利用紡絲前處理和卷繞而集聚或束成束。在最初開(kāi)發(fā)熔融紡絲法時(shí)，紡成的長(zhǎng)絲不采用專門(mén)的冷卻裝置處理，而僅通過(guò)在被卷繞的路徑上其本身在空氣媒質(zhì)中的垂直運(yùn)動(dòng)冷卻。
自五十年代中期以來(lái)，開(kāi)始采用自動(dòng)冷卻系統(tǒng)，主要是利用橫流空氣擴(kuò)散作用來(lái)降低機(jī)器的高度并增加容量。
在生產(chǎn)聚合長(zhǎng)絲的所有工藝中使長(zhǎng)絲冷卻是非常重要的一個(gè)工序。這會(huì)影響到質(zhì)量均勻性、染料吸收的質(zhì)量以及紡織性能、如強(qiáng)度和伸張度。
過(guò)去的十年，紡絲技術(shù)已開(kāi)發(fā)利用線性密度低于1dtex/長(zhǎng)絲的稱為微長(zhǎng)絲的、具有更細(xì)纖度的單根長(zhǎng)絲來(lái)生產(chǎn)長(zhǎng)絲紗。
通常用于進(jìn)一步生產(chǎn)總纖度為84dtex或分別為167dtex的紡織物的長(zhǎng)絲紗不再由36或分別由72根長(zhǎng)絲構(gòu)成，而是如現(xiàn)有技術(shù)的近似100至200單根長(zhǎng)絲。
由這許多種微長(zhǎng)絲制成的產(chǎn)品具有特殊的性能，是受消費(fèi)者歡迎的。
為了在熔融紡絲之后冷卻長(zhǎng)絲或線，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可采用一種通常稱為橫流空氣擴(kuò)散的方法。然而，由于產(chǎn)品均勻性的原因，當(dāng)紗具有大量的長(zhǎng)絲時(shí)必須采用大直徑的噴絲頭，并且當(dāng)噴絲頭上的孔密度超過(guò)約8孔/cm2時(shí)不能采用這些方法進(jìn)行長(zhǎng)絲冷卻。
然而，大直徑噴絲頭給生產(chǎn)設(shè)備的空間要求帶來(lái)不利的影響，并且由于噴絲頭表面上的溫度不均勻地增加以及聚合熔融物在噴嘴容器中停留時(shí)間增加，而使產(chǎn)品質(zhì)量受到不利影響。
目前比較適用于紡絲多毛細(xì)管產(chǎn)品的裝置例如有DE36 29 731 A1,DE19653 451 C1或WO92/15732 A1。
在這些裝置中，長(zhǎng)絲在退出噴絲頭之后由一中心空氣擴(kuò)散系統(tǒng)冷卻。為此，長(zhǎng)絲從一噴絲頭旋出，該噴絲頭的毛細(xì)管口或孔布置成一個(gè)或多個(gè)同心圓，最好是同心圓。最小圓的直徑必須足以安裝冷卻裝置，即紡絲裝置下方中心的所謂空氣流筒。此空氣流筒由一管狀的多孔的氣體可滲透空心體構(gòu)成，空氣從管一端輸入，相對(duì)的管端是封閉的。冷卻空氣流從多孔筒輻射狀向外流，并以此方式冷卻長(zhǎng)絲，這些長(zhǎng)絲是同心地圍繞它的。在經(jīng)過(guò)空氣擴(kuò)散區(qū)之后，長(zhǎng)絲擦過(guò)用于紡絲準(zhǔn)備的環(huán)。其后，它們?cè)诳諝饬魍蚕路浇Y(jié)合成一股。以此方式紡出的長(zhǎng)絲適用于生產(chǎn)人造纖維。
用于利用大量大毛細(xì)管纖度為1dtex/長(zhǎng)絲以上的單根長(zhǎng)絲生產(chǎn)具有低縮水率和大模數(shù)的工業(yè)紗的中心空氣擴(kuò)散工藝由德國(guó)專利DE196 53 451 C1中保護(hù)。
在美國(guó)專利3,969,462中描述了采用中心冷卻單元制造具有低纖度的工業(yè)聚酯紗，該冷卻單元近似長(zhǎng)15至60厘米，其中沒(méi)有空氣擴(kuò)散，但可從外部加熱以提高紗的烏斯特均勻性。
在DE38 22 571 A1中描述了一種中心空氣擴(kuò)散裝置，具有一在在噴絲頭空氣流筒之間的環(huán)狀沖模槽篩網(wǎng)以防止紡絲時(shí)干擾。并且在實(shí)際使用中，如果沒(méi)有此結(jié)構(gòu)，將由于長(zhǎng)絲折斷而頻繁地干擾操作，并且長(zhǎng)絲的質(zhì)量均勻性與橫流空氣擴(kuò)散相比是不能令人滿意的。
雖然，現(xiàn)有技術(shù)的裝置本身已經(jīng)證明具有高生產(chǎn)率，如生產(chǎn)工業(yè)用人造纖維和人造紗時(shí)所必需的那樣，但它們?cè)谏a(chǎn)未切斷微長(zhǎng)絲少時(shí)仍是不夠的。其中每個(gè)噴嘴的輸出量是相當(dāng)少的。下文中將更詳細(xì)地描述生產(chǎn)微長(zhǎng)絲紗時(shí)所存在的缺陷。
對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員而言，紡織用于紡織紗的微長(zhǎng)絲決不是一個(gè)無(wú)關(guān)緊要任務(wù)。從現(xiàn)有技術(shù)可知，與這些產(chǎn)品有關(guān)的危害是在噴絲頭冷卻時(shí)由于低熔融輸出而產(chǎn)生的，由于此、紡絲缺陷增加，如Th.Tekaat在“Chemiefasern/Textilindustrie”(化學(xué)纖維/紡織工業(yè))42/94，第879頁(yè)所述。
所以，現(xiàn)有裝置僅用纖度明顯地在1dtex/長(zhǎng)絲以上的在大纖度，或者用于每塊噴絲頭上具有大量孔數(shù)的纖維紡絲方法中。在DE 37 08 168 C2中，例如其中提及了在每塊噴絲頭上有700個(gè)以上的孔。在纖維紡絲方法中，由于所需的熔融輸出量大，噴絲頭由熔融物質(zhì)充分加熱。
為了克服微長(zhǎng)絲生產(chǎn)中噴絲頭冷卻所存在的問(wèn)題，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員采用較高旋轉(zhuǎn)或相應(yīng)的熔融溫度，特別是在橫流空氣擴(kuò)散情況下。然而，較高的溫度反過(guò)來(lái)又對(duì)工藝的可靠性影響很大，或者相應(yīng)的中斷頻率增加，這是由于在熔融輸送系統(tǒng)中、所謂的“旋轉(zhuǎn)梁”和噴嘴容器中的聚合熔融物的熱分解增加以及噴絲頭表面上的雜質(zhì)增加。
在未公開(kāi)的德國(guó)專利文件DE197 16 394.7-26中描述了一種用于使紡制長(zhǎng)絲被動(dòng)冷卻的裝置，該裝置僅可用于最多孔數(shù)為300的噴絲頭，其直徑最高達(dá)110mm，孔密度僅在10孔/cm2左右。
最大為25孔/cm2的孔密度由EP 0 646 198 B1中的圓形孔結(jié)構(gòu)的噴絲頭實(shí)現(xiàn)。
因此，現(xiàn)有技術(shù)已知的孔密度上限仍低于30孔/cm2。如果不損失質(zhì)量和增加紡絲缺陷，是不能獲得更大的孔密度的。
所以現(xiàn)有技術(shù)的裝置和方法不能實(shí)現(xiàn)該目的。
所以本發(fā)明是基于以下目的而設(shè)計(jì)的，具體地，是與利用一種合適的裝置冷卻與由熱塑性聚合制成的單個(gè)毛細(xì)管纖度少于1dtex/長(zhǎng)絲微長(zhǎng)絲有關(guān)的方法步驟，即可減少紡絲干擾數(shù)量，并且所產(chǎn)出的微長(zhǎng)絲紗具有改進(jìn)的紡織機(jī)械性能和更均勻的染料吸收性，如果可能，還應(yīng)減少設(shè)備和產(chǎn)品的成本。
此目的是通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熱塑合成物生產(chǎn)總纖度最大為500dtex、較佳的每個(gè)長(zhǎng)絲纖度最大為1dtex、最好為0.8dtex的微長(zhǎng)絲紗的裝置實(shí)現(xiàn)的，以及通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求24所述的利用本發(fā)明的裝置生產(chǎn)這些微長(zhǎng)絲紗的方法實(shí)現(xiàn)的，以及如權(quán)利要求37所述的在此方式下所生產(chǎn)的微長(zhǎng)絲紗實(shí)現(xiàn)的。
已經(jīng)令人驚訝地示出，可以在本發(fā)明的裝置中獲得更高的孔密度，它含有適當(dāng)?shù)闹鲃?dòng)中心冷卻單元，用于生產(chǎn)最大達(dá)500dtex、較佳地為250dtex、以及每根長(zhǎng)毛細(xì)管纖度小于1dtex/長(zhǎng)絲、較佳地0.8dtex/長(zhǎng)絲的微長(zhǎng)絲紗。而且還令人意外地表現(xiàn)為當(dāng)長(zhǎng)絲在其退出噴絲頭時(shí)可直接冷卻，從而可更可靠地獲得大孔密度。
所以，DE 38 22 571 A1所述的環(huán)形模槽篩已經(jīng)表明不足以生產(chǎn)微長(zhǎng)絲。而且也不足以象D有195 44 662 A1所要求的那樣僅在噴嘴附近的一個(gè)狹窄的槽形段中冷卻長(zhǎng)絲。
為了實(shí)現(xiàn)所需的目的，必須開(kāi)發(fā)中心冷卻單元的冷卻功能，其定位和形狀必須新開(kāi)發(fā)。
對(duì)于本發(fā)明的裝置功能重要的還有，長(zhǎng)絲固化發(fā)生在與裝置的紗導(dǎo)向件首次接觸之前，并且空氣擴(kuò)散速度的分布應(yīng)在橫截面上盡可能恒定。
而且，必須保證噴絲頭上溫度曲線盡可能均勻，即必須采取防止噴絲頭不均勻冷卻的步驟。根據(jù)本發(fā)明的具有一體式冷卻單元的裝置可保證在與橫流空氣擴(kuò)散相比具有特別高的孔數(shù)的噴絲頭的情況下長(zhǎng)絲可非常均勻地冷卻。
由于所有長(zhǎng)絲是以管狀套的方式包封所謂空氣流筒的，所以輻射狀引入的冷卻空氣將以雙錐體形式使此套變寬以便逸出。長(zhǎng)絲套的變寬還可使其在空氣墊上時(shí)單個(gè)長(zhǎng)絲位置穩(wěn)定，并且可防止由于單個(gè)長(zhǎng)絲之間的橫向距離增加引起的相互接觸。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以明顯地減少噴絲頭上兩個(gè)毛細(xì)管孔之間的橫向距離。
這還可以使每個(gè)孔圓上有更多的毛細(xì)管孔或噴嘴口，因?yàn)檫@一點(diǎn)，與橫向流空氣墊相比，可相當(dāng)明顯地減少孔排的數(shù)量。減少空氣流過(guò)的孔排數(shù)量可使產(chǎn)品差異減小。
因而，與橫流空氣擴(kuò)散相反，本發(fā)明的裝置中，由于更均勻的冷卻，所以單根長(zhǎng)絲之間的質(zhì)量差別非常小。這些非常小的差別對(duì)物理紡織性能的良好CV值有決定性影響。
根據(jù)本發(fā)明的裝置可實(shí)現(xiàn)所需的目的，具體地，其中有一噴絲頭，其直徑如現(xiàn)有技術(shù)一樣達(dá)110毫米并且有600毛細(xì)管孔，而在有效出口表面(孔排)上有非常高的孔密度、多達(dá)40孔/厘米2，并與一主動(dòng)冷卻單元結(jié)合，該冷卻單元在直接位于一距離S處的噴嘴下方開(kāi)始冷卻退出的長(zhǎng)絲并且在一空氣墊上繼續(xù)，該空氣墊由在整個(gè)有效冷卻長(zhǎng)度上以一均勻的速度排出的空氣流形成，冷卻直至固化和施加油劑時(shí)結(jié)束。
如果不進(jìn)行冷卻，長(zhǎng)絲會(huì)以不加控制的方式擺動(dòng)，這會(huì)明顯地減少均勻性的烏斯特值。

圖1至13用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例，其中局部地沿縱向和橫截面示出。
圖1a、b示出了裝置和方法的示意總體圖；圖2a示出了一個(gè)插入裝置的沖孔結(jié)構(gòu)；圖2b示出了一插入裝置的鱗狀結(jié)構(gòu)；圖3示出了具有下垂形長(zhǎng)絲導(dǎo)向件的裝置；圖4a、b示出了藉由多個(gè)油劑施加器進(jìn)行油劑施加；圖5a示出了具有環(huán)形間隙的位置長(zhǎng)絲導(dǎo)向件；圖5b示出了喇叭狀長(zhǎng)絲導(dǎo)向件；圖6a、b示出了不帶長(zhǎng)絲導(dǎo)向件的裝置；圖7示出了具有兩個(gè)單獨(dú)的長(zhǎng)絲束的方法；圖8示出了呈雙錐體形的套以作為冷卻單元；圖9a示出了作為一冷卻單元的彈性波紋管；圖9b示出了插件形式的冷卻單元；圖10a、b示出具有一上管件和下管件的冷卻單元；圖11示出了冷卻單元可轉(zhuǎn)入的紡絲設(shè)備；圖12示出了冷卻單元可轉(zhuǎn)出的紡絲設(shè)備(維護(hù)位置)；圖13是冷卻單元的橫向圖，示意地示出了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
在圖1a和1b中示意地示出了本發(fā)明的裝置，具有用于將聚合熔融物輸送到旋轉(zhuǎn)模支管3中的噴絲頭2上的熔融物管路1，長(zhǎng)絲4退出噴絲頭2的毛細(xì)管孔，長(zhǎng)絲沿著冷卻單元5移動(dòng)以便固化，(在插入狀態(tài)下)冷卻單元位于噴絲頭2下方中心距離S處，其中LK是冷卻單元5的有效冷卻長(zhǎng)度，定位長(zhǎng)絲導(dǎo)向件6、與空氣輸送管路成一體(未示)的插入裝置7的臂以及卷繞單元8。
冷卻單元5相對(duì)模具是中心對(duì)稱固定的，即通過(guò)在噴絲頭2下方最大35毫米距離的S處定中心。此距離可通過(guò)纖度函數(shù)而變化。
插入部在距離S處的幾何延伸段中的空間是隔熱的或者具有輔助加熱和冷卻元件以避免噴絲頭2出口側(cè)上的整個(gè)橫截表面上以及噴絲頭2和冷卻單元5之間的溫度差。
隔熱件不僅可將噴絲頭表面的溫度最大程度地保持恒定，而且同時(shí)可將其保持比退出熔融物的溫度低5至10℃。
這種隔熱件最好由具有低導(dǎo)熱率的材料實(shí)現(xiàn)。
在較佳實(shí)施例中，隔熱件與噴絲頭5成一體的。
在較佳實(shí)施變化模式中，噴絲頭2中的毛細(xì)管孔的環(huán)狀或圓形結(jié)構(gòu)是中斷的或分成多組以使長(zhǎng)絲4藉由單個(gè)長(zhǎng)絲導(dǎo)向件單獨(dú)地結(jié)合成單元物長(zhǎng)絲束，或者在冷卻單元5的插入裝置7上方保持沒(méi)有長(zhǎng)絲4的區(qū)域。
主動(dòng)冷卻單元5由一套式的透氣紡織材料制成(如圖8所示)，在退出的冷卻空氣的壓力作用下，或者一側(cè)有空氣輸入的沖孔管件壓力作用下在雙錐體中的變寬，而噴絲頭另一側(cè)上的端部是封閉的。
在其它的較佳實(shí)施方案中，冷卻單元各自由一對(duì)著噴絲頭2沿插入裝置方向直向上的管件，以及在長(zhǎng)絲路徑上直向下的管件(圖10a、b)。
在另一特殊的實(shí)施例中，下管件設(shè)計(jì)成進(jìn)入錐體中朝向底部的一點(diǎn)上。冷卻單元5的長(zhǎng)度和直徑可以改變并且以此方式與紡絲狀態(tài)相符，特別是放置速度和長(zhǎng)絲的紡制纖度。
較佳的直徑在10至106毫米范圍中，最好是在1至40毫米中，而小于噴絲頭2中的環(huán)形毛細(xì)管孔的內(nèi)圓。長(zhǎng)度、特別是有效冷卻長(zhǎng)度LK由沖孔部的長(zhǎng)度確定，并且有選擇地藉由輔助非沖孔或不同的沖孔中間環(huán)確定。其較好在50至1000毫米范圍中。
在特殊變化中，冷卻單元5可采用彈性波紋管或插件形式以改變LK(見(jiàn)圖9a、b)在其它實(shí)施例中，冷卻單元5的沖孔由孔的尺寸和形狀、孔之間的距離、孔深或?qū)?yīng)的單元壁厚和方向以及在單元長(zhǎng)度上這些參數(shù)的不同應(yīng)用而采用，用于調(diào)整吹入的空氣，在15至200℃之間予熱，或者較佳地低于紡制的聚合物的TG約18至10℃，并且其退出速度也是可控制的。
在裝置的特殊變化中，吹入空氣僅在其從冷卻單元5中退出之前予熱。這可在不同溫度下均勻地發(fā)生或不同區(qū)域地發(fā)生。
在其它實(shí)施例中，在冷卻單元5內(nèi)部以安裝位移體以調(diào)整吹入空氣的速度，較佳地在0.05至0.7米/秒之間，或者安裝用于在冷卻單元5的局部區(qū)域中采用不同溫度吹入空氣的裝置。
冷卻單元5可由一插入裝置7的臂水平或垂直地定位在噴絲頭2下，或者在一較佳實(shí)施例中，定位在一垂直的圓形轉(zhuǎn)動(dòng)軌道13上，或者可單獨(dú)地完全轉(zhuǎn)出長(zhǎng)絲路徑。
轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出可機(jī)械、氣動(dòng)或電動(dòng)地控制，并且較佳地與一長(zhǎng)絲監(jiān)測(cè)器結(jié)合。
在特別有利的裝置中，冷卻單元的轉(zhuǎn)出是由其自重或一彈簧力而實(shí)現(xiàn)的。已與冷卻單元5所用的空氣輸送管路成一體的插入件7的臂較佳地具有一狹窄、較佳地為矩形或橢圓形橫截面。
在一具體的實(shí)施例中，其表面設(shè)計(jì)成具有呈菱形或魚(yú)鱗狀的減少摩擦對(duì)角結(jié)構(gòu)或痕跡(圖2b)，這可在空氣中產(chǎn)生伴隨長(zhǎng)絲的氣墊，從而可防止長(zhǎng)絲與插入裝置7的大范圍直接接觸。
在另一個(gè)實(shí)施例中，臂設(shè)有呈圓形或狹長(zhǎng)切口形的空氣出口(圖2a)，這可產(chǎn)生一長(zhǎng)絲偏移空氣流以保護(hù)裝置不碰撞和粘結(jié)長(zhǎng)絲。
開(kāi)口最好均勻地設(shè)置在一封閉的格子中，由于空氣對(duì)流的原因，僅在臨界點(diǎn)處，例如與長(zhǎng)絲接觸的部位必須避免。
當(dāng)然，由結(jié)構(gòu)和沖孔混合以及不同結(jié)構(gòu)與沖孔幾何形狀混合所構(gòu)成的實(shí)施例也是合適的，還有冷卻單元的保持件也沖孔都是合適的。
在另一種變化形式中，插入裝置7的臂通過(guò)一特殊形狀的、例如液滴形的長(zhǎng)絲導(dǎo)向件(圖3中的9)而不與長(zhǎng)絲接觸，在其處所有長(zhǎng)絲的接觸在可能最小的精確確定的表面處幾乎是相同的。
具有足夠大直徑的環(huán)形定位長(zhǎng)絲導(dǎo)向件6和10(圖4)的結(jié)構(gòu)對(duì)于防止長(zhǎng)絲4在冷卻路徑上的自身運(yùn)動(dòng)的不必要擺動(dòng)是有利的。
長(zhǎng)絲導(dǎo)向件可設(shè)計(jì)成一干燥長(zhǎng)絲導(dǎo)向件或一個(gè)用于實(shí)施預(yù)加工的元件。碰觸長(zhǎng)絲的干燥長(zhǎng)絲導(dǎo)向件的環(huán)10由耐磨損材料制成，例如陶瓷氧化鋁，或者在金屬基材上涂有耐磨損材料的類似表面。
在圖5a中示出了環(huán)形定位長(zhǎng)絲導(dǎo)向件10的另一種實(shí)施例。在此情況下，氣流引過(guò)環(huán)形間隙，由此單根長(zhǎng)絲4在整個(gè)環(huán)形空間上的一個(gè)氣墊上流動(dòng)，并且可最大限度地防止定位長(zhǎng)絲導(dǎo)向件6和長(zhǎng)絲4之間的直接接觸。
在另一種實(shí)施例中，定位長(zhǎng)絲導(dǎo)向件6由如圖5b所示的錐體構(gòu)成，其向著底部變寬成一漏斗形或喇叭形。由長(zhǎng)絲4所附帶的空氣在此錐體中加速并且對(duì)著長(zhǎng)絲4流動(dòng)。由此偏移拖曳空氣而形成一氣墊，可最大程度地防止長(zhǎng)絲4和長(zhǎng)絲導(dǎo)向件之間的直接接觸。長(zhǎng)絲導(dǎo)向件的直徑最好根據(jù)等式“Ⅰ”確定。

Dpf=定位長(zhǎng)絲導(dǎo)向件的直徑(毫米)，DL=毛細(xì)管孔的孔圓直徑(毫米)，Ddp=噴絲頭的直徑(毫米)。

與油劑施加裝置相同的方式，它們都是高度可調(diào)節(jié)的，并且在冷卻單元5的主動(dòng)端前部至少1至40毫米可固定在位。
在該裝置的另一種較佳實(shí)施例中，空氣剝離平面可靠近油劑施加器前方設(shè)置(從長(zhǎng)絲移動(dòng)方向來(lái)看)，這可確保不受干擾，所以可均勻地施加油劑。
在如圖4所示的結(jié)合長(zhǎng)絲和油劑施加器的實(shí)施例中，設(shè)有一個(gè)或多個(gè)高度可調(diào)節(jié)的油劑施加器11，它們?cè)陂L(zhǎng)絲移動(dòng)方向上一個(gè)接一個(gè)地布置，并且藉由一泵輸送均勻量的紡絲油劑。
在一些噴涂油劑的實(shí)施例中，在中心中噴涂噴絲頭以便從內(nèi)向外操作以及在外側(cè)向內(nèi)部噴涂都是較佳的。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例裝置中，為每個(gè)長(zhǎng)絲束都設(shè)置了長(zhǎng)絲監(jiān)測(cè)器，其可記錄長(zhǎng)絲的折斷情況并且自動(dòng)且及時(shí)地釋放一毛撮，這樣冷卻單元可移出長(zhǎng)絲路徑，較佳地是通過(guò)自重，因而可防止空氣流筒沾污或損壞。
本發(fā)明還包括利用本發(fā)明的裝置采用最大為500dtex、并且單獨(dú)長(zhǎng)絲纖度最大1dtex的具有大纖度均勻性的熱塑性聚合物生產(chǎn)微長(zhǎng)絲紗的方法，包括以下步驟●在紡絲速度為2000至7000米/分鐘之間熔融紡制總纖度在22至500dtex之間的長(zhǎng)絲，●藉由冷卻單元利用予熱空氣均勻且位置穩(wěn)定地冷卻長(zhǎng)絲，●有選擇地將單個(gè)導(dǎo)向件中的長(zhǎng)絲分成一束或幾束長(zhǎng)絲，●對(duì)長(zhǎng)絲束施以油劑，●以2000至7000米/分鐘的速度卷繞各長(zhǎng)絲束，其中，距離S由等式的函數(shù)確定

S=噴絲頭和冷卻單元之間的距離(毫米)TEK=單個(gè)毛細(xì)管的纖度(dtex)RL=在最大為35毫米的噴絲頭上一個(gè)接一個(gè)的孔排數(shù)量，其中與熔融物的溫度相比，噴絲頭表面可經(jīng)歷均勻冷卻達(dá)至10℃，長(zhǎng)絲束的固化點(diǎn)由纖度函數(shù)設(shè)定，并且在冷卻單元的有效冷卻長(zhǎng)度LK端部上方紡絲速度為1至40毫米。
在此方法中較佳的各個(gè)長(zhǎng)絲纖度在0.1至1dtex之間，較佳地在0.3至0.8dtex之間，較佳地紗的總纖度為最大的250dtex。
通過(guò)確定中心的冷卻單元而進(jìn)行紡制長(zhǎng)絲的冷卻在噴絲頭下方距離S處開(kāi)始，其最大為35毫米，較佳地在5至10毫米之間。在此情況下，當(dāng)距離S相對(duì)周?chē)h(huán)境是隔熱時(shí)是最佳的。此距離S可在該方法的較佳變化形式下加熱或冷卻。
當(dāng)噴絲頭末端與紡絲梁不齊平時(shí)，例如當(dāng)噴嘴伸入紡絲梁R距離時(shí)，圖1所示的裝置插入的距離超過(guò)所需的距離S。
為了適應(yīng)多種長(zhǎng)絲纖度，冷卻單元離開(kāi)噴絲頭2的距離S設(shè)定在0.2至35毫米之間，較佳地在1至10毫米之間，其中采用以下關(guān)系

S=噴絲頭的距離(毫米)TEK=各毛細(xì)管的纖度(dtex)RL=在噴絲頭上一個(gè)接一個(gè)的孔排數(shù)量。
在聚合物的紡制過(guò)程中，當(dāng)單體或低聚物沉淀物沉淀在噴絲頭區(qū)域中時(shí)，具有被加熱空間的方法是尤其有利的。
可減少冷卻單元末端沉淀物干涉聚集的加熱器可以一有利方式增加紡絲的可靠性。
在離開(kāi)冷卻單元中心的毛細(xì)管孔最內(nèi)孔圓直徑距離處測(cè)量吹入空氣的較佳速度為0.05至0.7米/秒之間，較佳地在0.1至0.5米/秒之間，并且與長(zhǎng)絲的紡制速度相符。在此關(guān)系中，吹入空氣沿冷卻單元5的適當(dāng)速度曲線是特別重要的。
在一種較佳的方式中這可通過(guò)在冷卻單元內(nèi)部采用位移體控制，其中防止渦流的形成是必要的。
在另一種變型中，具體的沖孔形式和分布在冷卻單元的有效冷卻長(zhǎng)度上隨纖度函數(shù)變化。
吹入路徑的有效冷卻長(zhǎng)度LK至少為50毫米，最大為1000毫米，較佳地為100至500毫米。
吹入空氣較佳地在在15至200℃之間予熱，在一種較佳的方法中是在室溫至45℃之間。在另一種變型中，其予熱至紡制聚合物TG以下最大30至10℃。
該方法另一種變型中，吹入空氣僅在所謂的空氣流筒的上退出區(qū)予熱，較佳地在有效冷卻長(zhǎng)度LK上1/3至2/3處。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的冷卻單元5的直徑必須是噴嘴幾何形狀的函數(shù)。用于微長(zhǎng)絲紗的通常直徑在70至110毫米范圍中。
設(shè)置冷卻單元5離開(kāi)噴絲頭2中的毛細(xì)管孔最內(nèi)圓的距離，半徑差最小為1毫米至最大的40毫米，但較佳地在最小2毫米至最大的30毫米之間。因而，最小10毫米至最大106毫米的較佳范圍可形成本發(fā)明裝置中冷卻單元的直徑。最多約60毫米的直徑是最佳的。
另一種方法采用一由套形耐熱和透氣紡織材料制成的冷卻單元，其由其內(nèi)部的氣體過(guò)壓吹脹并且形狀為雙錐體形，而可配合于長(zhǎng)絲路徑上(圖8)。在有效冷卻長(zhǎng)度LK距離上的長(zhǎng)絲極佳的均勻度可通過(guò)離開(kāi)長(zhǎng)絲束的特別短距離獲得。有效冷卻長(zhǎng)度由該方法的最大纖度確定。重要的是，冷卻的長(zhǎng)絲束的固化點(diǎn)位于與裝置最初接觸之前。
此點(diǎn)較佳地固定在至少1毫米處，但較佳地在長(zhǎng)度LK端部前至少40毫米處。不同產(chǎn)品制造和紗張力的最優(yōu)化在本發(fā)明的方法中可藉由長(zhǎng)度LK的變化而確定。
以此方式可進(jìn)行冷卻單元與各種噴嘴幾何形狀、纖度和長(zhǎng)絲數(shù)、并因而改變長(zhǎng)度LK上的空氣動(dòng)力的配合。在此情況下，采用可連續(xù)調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的彈性波紋管實(shí)施例(圖9a)和插件實(shí)施例(圖9b)是特別適合的。較佳的長(zhǎng)度在50毫米至1000毫米之間，最好在100毫米至500毫米之間。
還可以插入未沖孔或不同沖孔件。這是一個(gè)特別簡(jiǎn)單地使裝置與不同熔融物輸出量和不同產(chǎn)品適應(yīng)的方式，而且還可根據(jù)卷繞長(zhǎng)絲紗調(diào)節(jié)所需的紗張力。
為了固定時(shí)間間隔所需的噴絲頭的維護(hù)工作，中心冷卻單元必須暫時(shí)從噴絲頭工作區(qū)中拆除。通過(guò)將冷卻單元繞機(jī)器后方上的一個(gè)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)出是最簡(jiǎn)單的方法。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例多種結(jié)構(gòu)示意地示出在圖11、12和13中。它包括至少一個(gè)冷卻單元5，并且可完全轉(zhuǎn)出移動(dòng)的長(zhǎng)絲4區(qū)域外。在其插入操作位置上，利用其末端上的一個(gè)定心銷它可與噴絲頭2中的中心孔配合(圖13)。
冷卻單元轉(zhuǎn)出的維護(hù)位置示出在圖12中。圖13示出了裝置的橫向圖，其中各個(gè)運(yùn)動(dòng)相位是緊隨的。
一種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在一圓形樞轉(zhuǎn)路徑13，其軸線14在一空氣輸送管15的橫截面內(nèi)延伸，并且可隨樞轉(zhuǎn)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其中至少一個(gè)、較佳地任意數(shù)量、最好是兩個(gè)至十二個(gè)冷卻單元5可由一個(gè)機(jī)械插入和拆除裝置轉(zhuǎn)入相應(yīng)數(shù)量的長(zhǎng)絲束4中。為此，它們分別藉由一個(gè)連接件或插入裝置7一起固定在空氣輸送管15上，其可將吹入空氣從空氣輸送管15引到冷卻單元5上。該裝置設(shè)計(jì)成是平的，至少在定位紗導(dǎo)向件6附近的長(zhǎng)絲路徑區(qū)域中是平的，較佳地具有一狹長(zhǎng)矩形橫截面。在外部，樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由一桿16轉(zhuǎn)遞，其再由圖中未示出的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，或者在一較佳實(shí)施例中通過(guò)一手柄17而人工地驅(qū)動(dòng)，并且沿弧29移動(dòng)。第二根桿19設(shè)置在桿16的相應(yīng)支承點(diǎn)18上，并且相應(yīng)地將每個(gè)冷卻單元5的一個(gè)犁形長(zhǎng)絲分離器21支撐在與其連接的橫條20上。因而，所有長(zhǎng)絲分離器21可繞伸過(guò)支承點(diǎn)18的轉(zhuǎn)軸28一起轉(zhuǎn)動(dòng)并且由其自重在端點(diǎn)22處保持在冷卻單元5的轉(zhuǎn)出位置上，在圖13中，該端點(diǎn)22位于長(zhǎng)絲分離器21轉(zhuǎn)軸28周?chē)墓餐D(zhuǎn)動(dòng)路徑左端并且表明自動(dòng)位置。在冷卻單元5的轉(zhuǎn)入運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其沿軸14周?chē)幕?3轉(zhuǎn)動(dòng)并且在冷卻單元5前方插入長(zhǎng)絲束4中，并且分離束，且橫向使單根長(zhǎng)絲位移，這樣在轉(zhuǎn)入時(shí)不會(huì)搭到冷卻單元5上，直至通過(guò)繞軸14的相互轉(zhuǎn)動(dòng)，作用于由桿19、橫條20和長(zhǎng)絲分離器21構(gòu)成的系統(tǒng)重心上的重力矢量24在伸過(guò)支承點(diǎn)18的轉(zhuǎn)軸28上相交，這樣該裝置繞支承點(diǎn)25傾向其相對(duì)端位置25，所以伸入其被動(dòng)或維護(hù)位置。因此，長(zhǎng)絲分離器21轉(zhuǎn)出長(zhǎng)絲束4并且將其釋放在冷卻單元5的插入路徑13的最后部分，這樣定心銷可移入分配給它們的紡絲模板2的中心孔。同時(shí)，長(zhǎng)絲束4的整個(gè)路徑釋放，在冷卻單元5轉(zhuǎn)出長(zhǎng)絲束路徑過(guò)程中的所述操作以相反的次序重復(fù)。
一旦發(fā)生紡絲故障(響應(yīng)于紗折斷監(jiān)測(cè)器)，冷卻單元5由于自重而自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，或者由于當(dāng)其轉(zhuǎn)入時(shí)伸張的彈簧、或者由外部能源所設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置而轉(zhuǎn)出運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)絲區(qū)，進(jìn)入如圖12所示的維護(hù)位置。為此所需的機(jī)械裝置和齒輪結(jié)構(gòu)不是本發(fā)明的部分，為清楚起見(jiàn)在此不詳述。
而且，為了防止過(guò)量熱流在紡絲過(guò)程中藉由定心銷而從噴絲頭2上轉(zhuǎn)移，可采用這樣一種噴絲頭2，其中心區(qū)具有隔熱件，并且為一槽28，其中填充隔熱材料，或者是在另一種實(shí)施例中，如果需要的話是抽真空加熱的，并且由一最好焊入的蓋27封閉。
藉由一為每個(gè)單獨(dú)的插入裝置7或連接件所設(shè)的制動(dòng)節(jié)流裝置12可調(diào)節(jié)空氣輸入。
通過(guò)接觸或噴涂施加油劑，其中紗導(dǎo)向件和/或涂油單元都位于有效冷卻長(zhǎng)度LK末端前方至少1至40毫米處。
繞冷卻單元同心設(shè)置的長(zhǎng)絲可能在其沒(méi)有涂油的狀態(tài)下意外地接觸在其區(qū)域中的插入裝置，而這會(huì)使它們具有相對(duì)于剩余長(zhǎng)絲發(fā)生改變的性能，但這是不希望發(fā)生的。
這種接觸可通過(guò)最簡(jiǎn)單的方式來(lái)防止，即采用一種在其插入裝置區(qū)域中不具有毛細(xì)管孔的噴絲頭、例如噴嘴孔的同心圓在此部位被中斷。為了聚合物分布盡可能均勻，如果毛細(xì)管孔圓不被中斷，根據(jù)本發(fā)明的冷卻單元的一個(gè)實(shí)施例可在空氣輸送下方設(shè)置一紗導(dǎo)向件結(jié)構(gòu)，如圖3所示，其在與插入裝置接觸的長(zhǎng)絲區(qū)域中為一液滴形狀，因?yàn)榇私佑|僅發(fā)生在此紗導(dǎo)向件處并且對(duì)于所有長(zhǎng)絲束都是近似相同的。
另一種方法形式在由長(zhǎng)絲所伴隨的空氣產(chǎn)生空氣墊時(shí)，即通過(guò)在長(zhǎng)絲接觸區(qū)中的插入裝置臂表面上的呈魚(yú)鱗狀(圖2b)、菱形、對(duì)角線形等的摩擦減少結(jié)構(gòu)或印痕，由此可最大限度地防止長(zhǎng)絲與插入裝置臂之間的直接接觸。
另一種方法變化是防止長(zhǎng)絲和插入裝置之間的干燥接觸。圖2以舉例方式示出了這種裝置是如何在經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)絲區(qū)域中設(shè)置開(kāi)口的，這可使通過(guò)退出空氣而產(chǎn)生空氣墊，而防止長(zhǎng)絲與裝置接觸。
空氣出口設(shè)計(jì)成可使空氣均勻地輻射狀流動(dòng)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，其設(shè)置成可使空氣朝著長(zhǎng)絲移動(dòng)方向。
另一種方法變化是如圖4所示的在長(zhǎng)絲已成束之后藉由一個(gè)或多個(gè)油劑施加器11施加紡絲油劑，這些油劑施加器在長(zhǎng)絲運(yùn)動(dòng)方向上一個(gè)接一個(gè)地布置，并且藉由一泵施以均量的紡絲油劑。
在較佳的實(shí)施例中，油劑是從內(nèi)部向外部噴涂的，以及從外部向內(nèi)部噴涂的。在另一方法變形中，靠近長(zhǎng)絲移動(dòng)中的油劑施加器前方的空氣剝離面板可保證不分散而均勻地施加油劑。為了避免在冷卻路徑上長(zhǎng)絲本身不必要的運(yùn)動(dòng)，設(shè)置一環(huán)形的定位紗導(dǎo)向件6，設(shè)計(jì)成干燥的或作為具有足夠大直徑的油劑施加件都是有用的。(圖4)。
根據(jù)圖5a，在另一種方法變化中，一氣流流過(guò)定位紗導(dǎo)向件中的環(huán)形間隙，因此，單根長(zhǎng)絲在整個(gè)環(huán)形空間上的一氣墊上移動(dòng)，并且定位紗導(dǎo)向件和長(zhǎng)絲之間的摩擦減少。在另一種變化形式中，采用根據(jù)圖5所示向下變寬的喇叭形錐體而形成的定位紗導(dǎo)向件。由長(zhǎng)絲所攜帶的空氣在此錐體上偏移并朝向長(zhǎng)絲。由此轉(zhuǎn)移的拖曳空氣形成一空氣墊，這樣長(zhǎng)絲和長(zhǎng)絲導(dǎo)向件之間的直接摩擦可避免。
在采用冷卻單元5的另一種方法變形中，已經(jīng)設(shè)計(jì)成向錐體底部的點(diǎn)，在靠近長(zhǎng)絲4成束處的長(zhǎng)度極短，這樣可省略一定位紗導(dǎo)向件。
在該方法的特別合適的實(shí)施例中，長(zhǎng)絲沒(méi)有預(yù)先接觸就直接引到油劑施加器11上，如圖6所示。
為了在一個(gè)噴絲頭2中紡制幾個(gè)長(zhǎng)絲束，可如圖7所示地使長(zhǎng)絲層分開(kāi)，所產(chǎn)生的長(zhǎng)絲束可分別聚攏、處理或纏繞。
通過(guò)此方法可明顯地減少設(shè)備的成本，以及產(chǎn)品成本，但不會(huì)使質(zhì)量下降。
為了在長(zhǎng)絲折斷情況下防止不再移動(dòng)的長(zhǎng)絲堆積在冷卻單元上或紗導(dǎo)向件上，根據(jù)本發(fā)明的方法可為每個(gè)長(zhǎng)絲束提供一紗監(jiān)測(cè)器。當(dāng)此紗監(jiān)測(cè)器報(bào)告長(zhǎng)絲折斷時(shí)，一毛撮自動(dòng)且立即松開(kāi)，冷卻單元由于自重或彈簧力而從長(zhǎng)絲路徑上撤離，并且移入一所謂的維護(hù)位置，這樣可以可靠地防止空氣流筒、甚至噴絲頭損壞或污染。
由于藉由中心冷卻單元5可以更均勻和位置穩(wěn)定地吹在長(zhǎng)絲上，與橫流擴(kuò)散方式中的8孔/cm2和根據(jù)專利文獻(xiàn)EP0 646 189 B1相比，噴絲頭2的孔密度在本發(fā)明的方法可增加至40孔/cm2之多，較佳地有35孔/cm2那么多。
同時(shí)改善了單根長(zhǎng)絲的均勻性和長(zhǎng)絲紗的均勻性。與專利文獻(xiàn)EP 0 646 189B1類似，在計(jì)算孔密度時(shí)應(yīng)考慮對(duì)擠出具有決定作用的表面。
由于根據(jù)本發(fā)明方法所制成的長(zhǎng)絲均勻性增加，所以可以●增加生產(chǎn)速度，●使生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間最短；●減少紡絲機(jī)所需的空間；●由于孔密度增加可減少噴絲頭的直徑，或者●采用直徑不變的噴絲頭，在每個(gè)噴絲頭多個(gè)單獨(dú)的長(zhǎng)絲束，以便進(jìn)一步單獨(dú)地處理它們并且卷繞它們，或分別●在每個(gè)機(jī)器上產(chǎn)生固定數(shù)量的長(zhǎng)絲，以明顯地減少噴絲頭的數(shù)量和/或紡絲設(shè)備的長(zhǎng)度、即紡絲梁的長(zhǎng)度，因而●可顯著地降低設(shè)備的投資費(fèi)用以及產(chǎn)品成本。
本發(fā)明方法的原理示出在圖1中聚合物熔融物藉由熔融物管路1輸送到紡絲梁3中的噴絲頭2。然后，熔融物以長(zhǎng)絲形式退出噴絲2的毛細(xì)管孔。為了固化，它們沿本發(fā)明裝置中的冷卻單元5同心地移動(dòng)，并且聚集，接下來(lái)纏繞在卷繞單元8上。
在所謂的空氣流筒或冷卻單元5下方，一環(huán)形結(jié)構(gòu)的定位紗導(dǎo)向件6接管長(zhǎng)絲的固定，并且同時(shí)也可用于對(duì)長(zhǎng)絲4施加油劑。
例1(中心冷卻裝置)示出了與對(duì)比例2(橫流擴(kuò)散)相比在均勻性(烏斯特值和烏斯特1/2值)和質(zhì)量(等級(jí)數(shù))方面的質(zhì)量是如何明顯改善的。例3所示的值證實(shí)，采用本發(fā)明的裝置，由非常多的微長(zhǎng)絲構(gòu)成的紗的質(zhì)量明顯地好于對(duì)比例5中所示的紗，例5采用現(xiàn)有技術(shù)的裝置。例4清楚地表明，采用本發(fā)明的方法和本發(fā)明的裝置，可以增加孔數(shù)并且實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)裝置明顯改善的質(zhì)量。這種采用相同的噴嘴制造多毛細(xì)管產(chǎn)品是橫流擴(kuò)散所不可能的。利用本發(fā)明裝置采用本發(fā)明方法所改善的質(zhì)量與現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)相比可用于增加方法的速度。在例3和5所涉及的孔數(shù)還適于采用此噴絲頭紡制兩個(gè)分別由120根長(zhǎng)絲構(gòu)成單獨(dú)束。例2的噴絲頭還可用于紡制各自由120根長(zhǎng)絲構(gòu)成的三個(gè)單獨(dú)束。
與預(yù)料相反，盡管有這些優(yōu)點(diǎn)，但微長(zhǎng)絲紗還沒(méi)有廣泛地被消費(fèi)者所接受。其主要原因在于與普通長(zhǎng)絲纖度范圍的紗相比，這種具有均勻染料吸收性能的紗難以處理，并且進(jìn)一步的加工步驟會(huì)意外地降低生產(chǎn)速度。
現(xiàn)在有了根據(jù)本發(fā)明的方法所提供具有離纖度均勻性的單獨(dú)長(zhǎng)絲的紗。所述微長(zhǎng)絲紗的物理紡織性能改善，特別是具有顯著的染料吸收性，并且可以高速制造。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可知，烏斯特不均勻是一個(gè)重要的參數(shù)以用于判斷與所期望的長(zhǎng)絲纖度均勻性有關(guān)的長(zhǎng)絲紗質(zhì)量、物理紡織性能和在制成品中的這種紗的染料吸收性能。所測(cè)得的烏斯特值越高，隨后將損失的染料吸收性越大。具體的影響是在長(zhǎng)波紋中的色彩親合力的變化，由于在成品中它們比短周期的疵點(diǎn)看上出更明顯。這種染料錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的加工問(wèn)題和昂貴的索賠。以百分率表示的烏斯特值U1/2可以作為無(wú)問(wèn)題的進(jìn)一步印染加工的基本參數(shù)。在正常長(zhǎng)絲纖度范圍中的紗，通常可獲得0.40％至0.70％U,U1/2為0.25％至0.65％。一般來(lái)說(shuō)，這種紗不存在印染問(wèn)題。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微長(zhǎng)絲紗紡制，通常烏斯特增加0.70至0.95。通過(guò)采用本發(fā)明的方法，可以生產(chǎn)在0.25％至0.70％U1/2安全范圍中的長(zhǎng)絲紗。本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于噴絲頭表面的溫度而可增加噴嘴表面的清潔循環(huán)頻率，其可達(dá)到45％以下。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可知必須采用較高的紡絲溫度來(lái)改善由聚合物生產(chǎn)長(zhǎng)絲的紡絲性能，并且長(zhǎng)絲纖度低于1dtex/長(zhǎng)絲。然而，溫度增加將使聚合熔融物在紡絲梁和噴嘴容器中的聚合熔融物的熱分解加速。
令人驚訝的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)本發(fā)明的方法，當(dāng)采用本發(fā)明的裝置時(shí)可以使整個(gè)噴絲頭上的表面溫度均勻地下降達(dá)5℃，較佳地甚至達(dá)10℃。噴絲頭的低溫可使退出毛細(xì)管孔的聚合熔融物的熱分解速度在表面處降低，并由此延長(zhǎng)噴嘴清潔的間隔。
由此所增加的紗張力可使長(zhǎng)絲穩(wěn)定并且均勻性增加，或者具有相應(yīng)的非常低的烏斯特值。
還令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，紡織紗物理性能可通過(guò)本發(fā)明的裝置利用本發(fā)明的方法而改善。例如，所謂的具體的等級(jí)數(shù)還隨著恒定的生產(chǎn)速度增加，CV膨脹和CV強(qiáng)度也改善(例1)。根據(jù)本發(fā)明的方法極適用于紡織將以特殊方式進(jìn)一步加工的微長(zhǎng)絲。為此在卷繞之前或如果需要的話在其它時(shí)間施加油劑之前，可以對(duì)長(zhǎng)絲束額外交織。
實(shí)際上在卷繞之前，長(zhǎng)絲束藉由導(dǎo)絲盤(pán)加熱或冷卻，同時(shí)或隨后伸張、預(yù)縮、卷曲和/或交織。
如例中所示的，長(zhǎng)線和紗折斷減少可使本發(fā)明方法特別適用于在高紡絲速度下紡絲，如用于生產(chǎn)高度定向的長(zhǎng)絲紗。
而且，該裝置的急劇冷卻可以減少收斂長(zhǎng)度，因此減少紗張力是可能的。藉此，與傳統(tǒng)方法相比，在高引出速度時(shí)無(wú)問(wèn)題、無(wú)導(dǎo)絲盤(pán)的工作是可行的。
該方法還可用于由熱塑聚合物紡制微長(zhǎng)絲紗，其中由聚酰胺、聚酯或聚烯烴制成都是較佳的。
本發(fā)明還可包括根據(jù)上述方法所制成的微長(zhǎng)絲紗，其較佳地具有單獨(dú)纖度為0.2至1.0dtex，并且表現(xiàn)為在等級(jí)數(shù)為29至35/％*N/dtex(等級(jí)數(shù)=強(qiáng)度*/伸長(zhǎng))時(shí)烏斯特低于0.9％。
還包括在一輔助方法步驟中通過(guò)伸張、預(yù)縮、卷曲和/或交織，或者在特別高的處理速度下，可進(jìn)一步加工成高度定向的長(zhǎng)絲紗的微長(zhǎng)絲紗。
較佳的是，此加工步驟可在卷繞之前與本發(fā)明的方法結(jié)合。



權(quán)利要求
1．一種用熱塑性聚合物生產(chǎn)微長(zhǎng)絲紗的裝置，具有最大為500dtex總纖度，并且每根長(zhǎng)絲纖度最大為1dtex，而且纖度均勻性強(qiáng)，包括●一噴絲頭(2)，其上毛細(xì)管孔呈環(huán)形布置，并且有效出口表面的孔密度L/A達(dá)40孔/厘米2，●一用于使空氣予熱的透氣主動(dòng)冷卻單元(5)，位于所述噴絲頭下方中心并離開(kāi)距離S且固定在位，●一插入裝置(7)，具有成一體的用于冷卻單元(5)的空氣輸送裝置，●在紗導(dǎo)件或?qū)蛎姘褰M中的至少一個(gè)紗導(dǎo)向件(9)，●至少一個(gè)油劑施加器，●一紗監(jiān)測(cè)器，最好與控制插入裝置(7)的控制部分相結(jié)合，以及●至少一個(gè)卷繞單元(8)，其中，一起旋出噴絲頭的長(zhǎng)絲(4)單獨(dú)移動(dòng)或分成一個(gè)以上的單獨(dú)長(zhǎng)絲束，并且施加油劑和卷繞，其中，距離S由下列等式確定
S=噴絲頭和冷卻單元之間的距離(毫米)TEK=單個(gè)毛細(xì)管的纖度(dtex)RL=在噴絲頭上一個(gè)接一個(gè)的孔排數(shù)量，最大為35毫米，其中，冷卻單元的有效冷卻長(zhǎng)度LK由纖度和紡絲速度的函數(shù)確定。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述噴絲頭上的孔的環(huán)形布置是間斷的或分成多組。
3．如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，來(lái)自一噴絲頭(2)的長(zhǎng)絲藉由長(zhǎng)絲導(dǎo)向件(9)分成至少兩個(gè)單獨(dú)的長(zhǎng)絲束。
4．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述噴絲頭(2)和冷卻單元(5)之間的距離S處具有隔熱件。
5．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，隔熱件具有加熱或冷卻件。
6．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，距離S為0.2至35毫米。
7．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，距離S為1至10毫米。
8．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，主動(dòng)冷卻單元由透氣的紡織材料構(gòu)成。
9．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于由至少一個(gè)一端封閉的沖孔管件構(gòu)成。
10．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，冷卻單元(5)由一上、下方向的管件構(gòu)成。
11．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，冷卻單元(5)可水平和垂直地定位，或者藉由插入裝置(7)位于一圓形轉(zhuǎn)動(dòng)路徑(13)上，并且可藉由一定心銷相對(duì)所述噴絲頭中心地固定在位。
12．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，在發(fā)生故障的情況下，冷卻單元(5)可自動(dòng)地移出長(zhǎng)絲路徑而進(jìn)入一維護(hù)位置。
13．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，在插入和回縮過(guò)程中，插入裝置(7)的運(yùn)動(dòng)主要在水平方向上，在相對(duì)噴絲頭(2)定中心的過(guò)程中，主要在垂直方向上。
14．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，插入裝置(7)可機(jī)械、氣動(dòng)或電動(dòng)控制。
15．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，插入裝置(7)設(shè)計(jì)成藉由其表面形狀或沖孔而推開(kāi)長(zhǎng)絲。
16．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，插入裝置(7)繞軸(14)的圓形插入路徑(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中轉(zhuǎn)動(dòng)可藉由一桿(18)轉(zhuǎn)遞，其上藉由一支承點(diǎn)(18)鉸接有第二桿(19)，所述第二桿(19)藉由一橫條(20)支撐插件狀長(zhǎng)絲分離器(21)，這樣所述長(zhǎng)絲分離器(21)一方面可繞支承點(diǎn)(18)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面與冷卻單元(5)一起繞軸(14)轉(zhuǎn)動(dòng)，在冷卻單元(5)轉(zhuǎn)入長(zhǎng)絲路徑時(shí)，其一開(kāi)始由長(zhǎng)絲分離器(21)覆蓋，這樣長(zhǎng)絲分離器(21)先進(jìn)入長(zhǎng)絲路徑并且使之分離，這樣冷卻單元(5)不與長(zhǎng)絲接觸直至冷卻單元(5)幾乎到達(dá)其垂直端位置，并且完全位于未由毛細(xì)管孔穿過(guò)的噴絲頭(2)中心區(qū)域下方，其后，長(zhǎng)絲分離器(21)繞支承點(diǎn)(18)轉(zhuǎn)出長(zhǎng)絲路徑外并且未阻斷長(zhǎng)絲(4)路徑。
17．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，冷卻單元的長(zhǎng)度和直徑是可變化的，其中直徑在10至106毫米范圍中，并且至少比環(huán)形布置的毛細(xì)管孔的最小圓內(nèi)徑小1毫米。
18．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，有效冷卻長(zhǎng)度LK和冷卻單元(5)的沖孔實(shí)施例與被冷卻的長(zhǎng)絲的纖度和紡絲速度相配。
19．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，空氣可在15至200℃之間予熱。
20．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，空氣在冷卻單元(5)的長(zhǎng)度LK上的退出速度和/或退出溫度和/或退出方向可以改變，以適應(yīng)長(zhǎng)絲(4)的纖度和紡絲速度。
21．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，長(zhǎng)絲導(dǎo)向件(9)和油劑施加器(11)都是高度可調(diào)節(jié)的，這樣長(zhǎng)絲的固化點(diǎn)也可設(shè)置成在冷卻單元(5)有效端前方至少1至40毫米處。
22．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，長(zhǎng)絲導(dǎo)向件(9)設(shè)計(jì)成一具有或不具有額外空氣輸出的支撐環(huán)或漏斗。
23．如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，長(zhǎng)絲導(dǎo)向件(9)設(shè)計(jì)成液滴形。
24．一種藉由權(quán)利要求1至23所述的裝置利用熱塑聚合物生產(chǎn)微長(zhǎng)絲紗的方法，其中最大總纖度為500dtex，長(zhǎng)絲的單個(gè)纖度最大為1dtex并且具有較大的纖度均勻性，具有以下步驟●以2000至7000米/分鐘的紡絲速度和在總纖度為22至500dtex之間進(jìn)行熔融噴絲，●藉由一冷卻單元利用予熱空氣冷卻長(zhǎng)絲，有效冷卻長(zhǎng)度LK在離開(kāi)噴絲頭的距離S處，●將長(zhǎng)絲在若干分隔開(kāi)的導(dǎo)向件中分成一個(gè)或幾個(gè)長(zhǎng)絲束，●將油劑施加于長(zhǎng)絲束上，●以2000至7000米/分鐘的速度卷繞分開(kāi)的長(zhǎng)絲束，其中距離S由下述等式確定
S=噴絲頭和冷卻單元之間的距離(毫米)TEK=單個(gè)毛細(xì)管的纖度(dtex)RL=在噴絲頭上一個(gè)接一個(gè)的孔排數(shù)量，最大為35毫米，與熔融物溫度相比，噴絲頭表面在整個(gè)噴絲上均勻地冷卻達(dá)10℃，其中長(zhǎng)絲束的固化點(diǎn)由纖度和紡絲速度的函數(shù)確定至冷卻單元有效冷卻長(zhǎng)度LK末端上方1至40毫米。
25．如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，長(zhǎng)絲單獨(dú)纖度在0.2至1dtex之間。
26．如權(quán)利要求24或25所述的方法，其特征在于，距離S是被隔熱的，或被冷卻或加熱。
27．如權(quán)利要求24至26所述的方法，其特征在于，距離在1至35毫米之間。
28．如權(quán)利要求24至27所述的方法，其特征在于，距離S在1至10毫米之間。
29．如權(quán)利要求24至28所述的方法，其特征在于，與長(zhǎng)絲的纖度和紡絲速度相配的空氣速度在冷卻單元的有效冷卻長(zhǎng)度LK上，可變地設(shè)置在0.05至0.7米/秒之間。
30．如權(quán)利要求24至29所述的方法，其特征在于，在冷卻單元中所采用的予熱空氣的溫度在15至200℃之間。
31．如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，采用低于聚合物TG的10至30℃的予熱空氣。
32．如權(quán)利要求24至31所述的方法，其特征在于，在冷卻單元的不同區(qū)域中采用不同的予熱和/或流向的空氣。
33．如權(quán)利要求24至32所述的方法，其特征在于，長(zhǎng)絲束的固化點(diǎn)由纖度和紡絲速度的函數(shù)確定至冷卻單元有效端上方的1至40毫米處。
34．如權(quán)利要求24至33所述的方法，其特征在于，藉由一環(huán)形間隙或通過(guò)噴涂施加油劑。
35．如權(quán)利要求24至34所述的方法，其特征在于，采用聚酰胺、聚酯或聚烯烴作為合成聚合物。
36．如權(quán)利要求24至35所述方法所生產(chǎn)的具有較大纖度均勻性的微長(zhǎng)絲紗，其特征在于，具有0.1到1.0dtex的單個(gè)纖度。
37．如權(quán)利要求36所述的微長(zhǎng)絲紗，其特征在于，烏斯特值U低于1.2％，
低于0.8％。
38．如權(quán)利要求36或37所述的微長(zhǎng)絲紗，其特征在于，通過(guò)將伸張、卷曲、預(yù)縮或交織引入本發(fā)明的方法中便可對(duì)微長(zhǎng)絲進(jìn)一步加工。
39．如權(quán)利要求37或38所述的微長(zhǎng)絲紗，其特征在于，還可進(jìn)一步在高速下處理成具有高定向性的長(zhǎng)絲紗。
全文摘要
一種利用具有較大孔密度的噴絲頭和中心冷卻單元的紡絲工藝在高速度下、利用合成聚合物制造具有高均勻纖度、高染料吸收性和改善物理紗的性能的微長(zhǎng)絲紗的裝置和方法。
文檔編號(hào)D01D5/08GK1236029SQ99106710
公開(kāi)日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1999年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者曼福萊德·斯坦, 克里斯蒂安·保曼, 尤里奇·坎彼, 岡特·古森斯 申請(qǐng)人:埃姆斯·英芬塔股份有限公司