CN1009465B - 生产聚丙烯纱的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

利用熔体纺纱和拉伸以一次生产法生产连续的聚丙烯纱，同时纺出足够数量的单丝。在进行熔体纺纱时，单丝通过喷丝头进入一正对空气骤冷区或轴进行固化。单丝被布置成一个纱支平行和相互间隔的真正平面阵列，然后单丝被拉伸使纱支达到充分取向。每支纱均沿着各自独立的轨道通过转筒的表面部分，在总共2～6个转筒上至少提供50%的摩擦接触长度，作为最后产品的纱支至少以1000米/分～2000米/分的速度被卷绕起来。

Description

总的说来，本发明是关于生产聚丙烯纱的，特别是关于用熔体纺纱法制造这种纱的方法。

用熔体纺纱法生产的聚丙烯丝已有商品，如吊鱼线用的单丝、地毯纱用的人造纤维。但是，想把聚丙烯长丝（纱）引进服装市场会磁到一些问题。因此，优质的细支纱都是尼龙或聚脂做的成了规律，而用丙烯生产的纱，如果完全可用的话，则是例外。就聚丙烯的成本低、机械强度好、具有热和化学稳定性以及在蒸汽相中具有良好的水份传递能力而论，似乎它可成为很理想的纺织纱，这是人们意料不到的。

然而关键问题是，聚脂和聚酰胺的加工技术，特别是预取向纱（POY）生产法，完全不适于聚丙烯的生产。据认为，现成的连续纱生产方法和装置这种缺乏可转移性主要由于这样一个事实;熔融的聚丙烯表现为一种非牛顿液体性质，这种液体具有结构粘性现象，从而引起一种被称为“拉伸共振”或“纺纱共振”现象，例如欧洲专利局的专利A-025812或美国专利-A-4347206的图4和图5所示。

简单和夸张一点说，聚丙烯不仅对挤压具有染料溶胀性，而且在喷丝头下面形成的溶胀体向下缩小，从而产生象一串香肠一样的大小不等的长丝。以前的各种工艺方法都旨在改良聚丙烯材料或作为一种专用方法（如法国专利1276575，欧洲专利局专利-A-0028844，联邦德国专利-A-3323202），因此，看来，得首先由纱的制造厂制成半成品长丝，然后，再在第二次的单独工艺过程中，如由纱的用户，按照大多数工业纱的要求，进行实际的织构（变形）取向或拉伸取向，最能达到可接受的良好 效果。

但是，组合法，即在一个生产装置上，利用熔体纺纱和拉伸法，从未经纺纱的聚合物开始，到生产出由多股充分取向的长丝组成的最终聚丙烯纱的那些方法，遇到了加工速度低的问题，在典型的情况下，其加工速度低于50米/分，或者当加工速度达到可接受的1000米/分以上时，每个拉伸装置所能获得的纱线支数却受到严重的限制。因此投入的每个装置的生产量不能令人满意，或必须使用和维护多台拉伸装置。

因此，本发明的主要目的是提供一种组合生产法，利用这种方法，可以在一个拉伸装置上，以1000米/分以上的速度生产出成品纱，纱可由多股如8～16股或更多股组成，成品纱既可以是全取向纱（FOY），也可以是具有纱线旦数和长丝旦数的膨化变形纱（BCY），它适用于服装或其它应用，并保持着聚丙烯的宝贵特性，提高了产品质量。

本发明进一步的目的是提供一种实现这种新颖方法的装置。

本发明的这些目的和其它目的，通过下面的说明可一目了然。按照本发明，是在组合生产法中，利用熔体纺纱和拉伸法生产出由许多充分取向的单丝组成的聚丙烯纱，本发明的特点是：

（A）同时挤压足够数量的单丝，以形成至少8股，最好10股，典型情况下12～16股连续复丝（即纱），每股纱至少由10根单丝组成，如30股、60股或更多股的复丝，挤压速度至少400米/分，最好大于600米/分，并使单丝进入一个基本上是一个垂直的空气骤冷区，使单丝固化。

（B）单丝被布置成一个纱支相互平行、相互间隔（如间隔50～5毫米的距离）的完全平面阵列，其中的纱支数与步骤（A）相应。

（C）纱支通过几个转轴平行的转筒的圆周表面部分并保持在上述平面阵列内时，便对纱支进行拉伸，例如，以1÷1～1÷3的典型拉伸比，以达到所要求的充分取向;每一纱支，沿着一独立的通道通过上述圆周表面部分，而它们的独立通道完全是由与转筒平行轴线垂直相交的 一个平面规定的;每支纱均与圆周表面部分有摩擦接触，接触通道的长度从1000到6500毫米，较好的1000～4000毫米，最好是1500～3000毫米;这接触通道长度至少有50%，最好有75%～100%，绕在2～6个，较好的3～5个，最好是4个转筒上。

（D）经过拉伸步骤（C）后，可随意提供织构（变形）或卷绕步骤。

（E）最好为单独通道中相互间隔的每一纱支提供第一和第二组的断裂控制装置。

（F）最后对作为产品获得的纱支进行卷绕，产品如FOY或BCY纱，其典型的纱支旦数在40～800之间，每单丝1.5～15旦，卷绕速度至少1000米/分，如2000米/分或更高。

本方法所使用的装置包括一些普通部件，即：

（a）喷丝头，如普通的纺纱板，或与挤压机和泵相联的多头喷丝架，丝纱板或喷丝头均有许多孔，用于对熔融的聚丙烯化合物进行熔体纺纱。

（b）垂直轴或直槽装置、用于熔融的聚丙烯在喷丝头射出之后，将其冷却或骤冷和固化，以形成许多单丝。

（c）单丝组合装置，用于至少形成一股纱。

（d）拉伸装置，用于至少对一股纱支的单丝进行充分取向。

（e）卷绕装置。

本装置的特点在于，喷丝装置（a）具有数量足够的孔，以形成至少8股的纱，如10，12，16，16或更多股的纱，每股纱的至少包括10根单丝，在典型情况下，约包括30，60或更多股的变形织构纱;垂直轴装置具有足够的长度，使单丝在喷丝装置射出之后，而在与机械丝一接触装置开始接触之前具有一自由通道长度，机械丝一接触装置至少2.5米，例如3-5米或更多，虽然可以使自由通道长度超过7.5米，使一般建议不用;拉伸装置是由若干先后转筒组成的，转筒的转轴相互平行（即具有彼止平行的圆筒表面，参便纱支接触），转筒的布置使其与纱支摩擦接触的通 道长度有1000～6500毫米，较好的1000～4000米，最好是1500～3000米，它们的摩擦接触长度，至少要有50%，最好有75%～100%绕在2～6个，较好的3～5个，最好是4个转筒上。

因此，本发明配有可迅速纺出足够数量的单丝的装置，用于纱的大量生产，利用拉伸装置将最后组合成纱的单丝同时拉伸，即，同样沿着相互平行、单独的轨道在数量不多的大转筒上进行拉伸，轨道的摩擦接触长度在规定的极限范围内，并且至少要占大转筒的大部分表面。

采用本发明的方法时，转筒通常都要和通常的方法一样，将它们保持在一预定的升高温度，而且也要以通常的方式，使转筒能够根据具体拉伸比的需要增加速度。

业已证实，使用本发明的方法和装置时，发生断纱的情况往往很少;因为不想受任何专门理论的束缚，因此，认为，延长转筒和丝之间的界面接触往往会改善相互摩擦作用的均匀性和热传递。对于实际用途来说，按照本发明用作拉伸的大多数或全部转筒要有相同的直径;转筒直径至少300毫米，最好起码400毫米，大于1000毫米的直径虽也可使用，但的实际使用中一般最好不用。转筒的长度（＝宽度）要求取决于在一定转筒上同时拉伸的纱支数和平行纱支之间所要求或理想的最小距离。典型的纱支距离一般在5～50毫米之间，例如8～15毫米。对于同时拉伸16支纱的典型转筒的长度是在200～500毫米之间。

同时拉伸许多纱支的大转筒拉伸法的一个额外优点是，如果发生断纱，只要相邻转筒之间的距离适当，都可以相当简单的方式对它进行控制，排除和修理。

至于对表面材料和表面条件似乎不是很严格的;不锈钢表面，镀铬表面和类似的结构金属均适用。

为构造和使用简单起见，本举明总共选用了四个拉伸转筒。例如，当要在直径介于400～500毫米之间而且直径相同的总共4个转筒上提 供1500～3000米的理想接触长度时，第一个转筒“上游”（即最接近喷丝头的）和随后的第二个转筒，就要用一普通的驱动装置，以相对“低”的圆周速度进行转动。当然，这个“低”的圆周速度将取决于挤压速度，但在典型情况下，它可介于600米/分和1000米/分之间。虽然第一，二个转筒具有一共同的速度，但这并不意味着它们体须具有相同的速度;例如，使第一组低速转筒中的第二个转筒以比第一个转筒高一些的圆周速度，例如高5～15%，进行转动，可能会带来一些优点。

刚才所说的理想方案，其第二组转筒则以一公共的“高”圆周速度，例如以1200～3200米/分的速度进行转动，其具体数值取决于第一组转筒的圆周速度和所要求的拉伸比。典型情况下，这拉伸比是在1÷1到1÷3的范围。再者，第二组转筒的“公共”速度并不意味着相同速度;第二组中的第二转筒（即上述最佳拉伸方案中的最后转筒）的圆周速度可以比第二组中的第一转筒高一些。

根据产品的要求，可提供织构（变形）或卷绕阶段，可使用加二聚丙烯纱用的普通方法和装置。在本方案中，在变形和卷绕步骤前后，特别是要将织构（变形）和卷绕的纱从一支持位置，比如从一穿孔吸桶的槽中带到绕纱机主轴的情况下，一般都要有一些附加的转筒。

一般来说，卷绕速度至少为1200米/分，但对于本发明的许多用途，也可采用较高的卷绕速度，例如2000米/分或更高的速度。

因为织构（变形）和缠绕步骤以及成品纱的卷绕本身是普通的工作，可以采用市场上可买到的装置来进行，因此，这方面无须在此赘述。

虽然断纱的控制方法和装置是众所周知的事，但在一个拉伸装置上以大大超过500米/分的速度，拉伸大量的纱方面，本发明提供了它的新内容。特别是，由于断纱从不能完全排除，所以对断纱进行简单、有效的控制和修理是本发明重要的附加内容。

首先，如上所述，采用大转筒拉伸-纱列即8支或更多支纱的创新 概含是以大转筒表面为基础的，拉伸时，纱沿着独立的通道被拉伸，各拉伸通道彼止平行并垂直终所有拉伸转筒的回转轴。利用相邻转筒之间的足够间距，如其典型的相互间距至少为拉伸装置任何两相邻转筒的平均转筒直径的一半，这样，负责断纱控制工作的工人便很容易接近拉伸装置，因此对修补断纱便不含有什么问题。

而且，按照一个理想方案，第一和第二断纱控制装置设在开始端（即没在第一个大直径转筒-即最接近喷丝头的转筒和第2个大直径转筒之间）和每纱支摩擦接触通道长度的末端（即没在拉伸装置最后一个大直径拉伸转筒之后。）在拉伸阶段可加进较小的转筒，例如可在大直径转筒之间添加小转筒，但这并不可取。总的说来，在拉伸阶段，对纱道偏移，仅采用大直径转筒便够了。

按照本发明，很少的几个大直径转筒便把拉丝和拉伸装置开始端和末端的断纱控制结合了起来，因而可特别有效地进行断纱控制和修补，即是在一个拉伸装置上、以1000米/分或更高的速度，以一个拉伸阶段、同时拉伸10、12或16支平行纱支时也如此，不过拉伸是在几个大转筒上依次进行罢了。

按照本发明，第二个断纱控制器，典型是一个纱检测装置，它会对纱道的间断或缺纱进行检测，并会起动一小剪刀，这小剪刀是为第一和第二断纱控制装置的纱支准备的。每一纱剪联有一个吸孔，以接收新剪下来的断纱前缘。发生任何一支纱断时，与第二和第一断纱控制装置相配合动作的一个信号装置就会被触发，当然，就会通知该处负责断纱工作的工人。然后，该工人就会利用一可动吸出器，在纱剪动作之后，把吸出器的吸口伸进断纱通道，并手工切去该支纱，使断纱的新前缘被吸到这吸出器。于是在不停止未断纱的生产情况下，工人便可很容易将原来断了的纱重新插入相应的通道，这个相应的纱道是很容易辨认的，因为纱断了就会使纱列不完整，同时他容易接近大直径转筒的表面。

将断纱重新插入普通过附加（变形）织构（造纹理）和缠绕阶段之后，重新送入的纱便从可动的吸出器通到卷绕机或通到与之相配合的补纱装置。

这种断纱控制装置包括各种形式的纱吸出器，纱检测器等，都是能买到的东西，除了纱支数以外，无须作进一步的说明。因为本发明的每个拉伸装置至少拉八支纱，典型情况下可能有16支纱，可能要求它独特的控制装置，因此，要求将各种标准装置组合起来，例如为每支纱提供一套剪刀/吸出器和纱检测部件。而且，为了实现开始时易于送纱和断纱修补，第一和第二断纱控制装置的一个理想方案提供有自动送纱装置，并包括一些纱的导槽，导槽完全与纱列相对应，并分布在一个长杆上，长杆伸展在纱列的整个宽度。为了对通过轨道部分的一些纱或全部纱进行导向，设置了一根细长可移位的滑杆，这轨道并不通过槽只是跨越它们。只有在起动或补纱时，这滑杆才处于这位置，当整个纱列通过滑杆顶部时，滑杆撤出，使所有纱支再放入滑杆槽中。

现在参考附图来详细讨论一下本发明，其中：

图1是实现本发明的方法的装置的示意侧视图。

图1A是图1装置的喷丝装置的平面图。

图1B是图1所示装置的一个拉伸转筒的图解透视图。

图1C是带有相互协调的滑杆的导杆的简化透视图，滑杆用于通过第一或第二断纱控制装置偏移和重新送进纱支的。

图2是先有技术的整体加工设备的半图解式侧视图，此设备是用熔体纺纱和拉伸法生产聚丙烯纱（或称复长丝-contunuous    polypropylene    multifilament    yarn）。

图2A是图2的先有技术中使用的拉伸辊的放大图。

图3是本发明方法使用的大拉伸转筒的示意图，其中同时被拉伸的许多平行纱支。

图4是实现本发明方法的装置的半图解侧视图。

图4A是图4装置的顶视图。

适用于本方法熔体纺纱的聚丙烯可从商业上获得，例如注册商标为MOPLEM的、由意大利Himont销售的产品就是其中一种。含有或不含有通常添加剂的工业纺纱级颗粒料都适用，换言之，应用本发明的方法一般并不要求特别严格的材料参数或特殊的配方;至少具有约10分克/分、例如有10～12分克/分或更大的熔醚指数（ASTMD 1238/L）的聚丙烯均聚物是些典型的例子，它们在230℃和21.6牛顿的情况下，其熔融指数达18分克/分;柔性弹性模量（ASTMD 790）至少约1500牛顿/毫米²，例如约1700牛顿/毫米²;在屈服点（ASTMD 638;ASTM-美国材料试验协会）的拉伸强度为35～40N/毫米²，如38N/mm²;在屈服点的延伸率（ASTMD 638）约10%，例如11%;Vicat软化点为150～160℃（ASTMD 1525），例如155℃。业已发现，分子量分布值（即平均分子量的重量与平均重量数之比值）从5～6的材料都适用于所提出的方法。在使用之前可使用有色母炼胶料或添加色料和其它添加剂。

总之，用于本发明的聚丙烯应能够使用商业上可买到的挤压机和纺纱泵进行熔体纺纱，至少能够以400米/分的挤压速度通过纺纱板或喷丝头的孔，喷丝头的直径应适应纺出每根丝具有1～15旦的单丝的要求，典型的纱旦数介于40～800旦之间，因此，适用的聚丙烯必须能够“充分取向”，在某种意义上说，通过将其拉伸到接近塑性流动的程度，使挤压和拉伸得到的丝能够达到分子取向。总的说来，如果与熔体纺出的丝在充分拉伸之前和固化之后获得的“拉伸”丝相比，经过充分取向的丝将会显示出大大降低或减少了延伸率。典型的情况下，充分取向的丝在室温下有它约小于250%的独自延伸率。通常，按本发明获得的最后纱具有较小的延伸率，但它取决于生产的是FOY纱或BCY纱，即取决于在拉伸之后是否施用了织构（变形）和缠绕阶段。

因此，所谓“充分取向”包括“完全充分取向”以及接近满足纱的一般最终使用的程度。

本发明的方法的第一个主要特点是用一个拉伸装置同时生产的纱的数量，或按本发明加工的纱的支数，在这里，一根“长丝”（filament）是一根无限长的“纤维”（fiber），“单丝”（individual    fitament）是指形成一支纱成“纱支”（yarn    strand）的许多长丝中的一根长丝，后者称为一组单丝，可伸引为单群或单元;当应用本发明时，这些纱支可用1～8，10，12，14或16的连续数来标记，到应用那个数将取决于在本发明的方法中，在每个拉伸装置上实际工作的实际纱支数。

和通常一样，一复支纱（multifilamentyarn）的每支纱都包括许多单丝，典型情况下包括30，60甚至120条单丝。在这里假定，当说一支纱时，则认为在这纱中至少有10条单丝。这是实际问题，而不是理论问题，因为，通常的纱都包含有大大超过10根单丝。

因此，实现本发明方法的装置的第一主要部分应包括如图1所示的喷丝头装置11，它可以是一个固定的纺纱板，或者最好用一个或几个架板113，114（参考图1A）级成，每一架板包括一些可互换的，比如是圆形的喷丝头衬套111和112，衬套要符合单丝旦数或每根纱的单丝数的要求，单丝的横截面要符合最后成品纱的要求。

因为对本发明方法重要的是;用熔体纺出足够数量的单丝可以在每个拉伸装置至少形成8支纱，因此，认为这些纱是否通过一公共轴12，或者这公共轴是否由一个室以上构成（图1和1A中说明有121和122两个室）都不是重要的。而且，挤压孔或给纱装置的孔是否已按照纱支数来分组，或者它们是否在固化时没有成组取向也不是主要的。由一排“钩”或“耳”构成的纱收集器131，132通常是用来将所要求的单丝数收集到每支纱去。

“挤压速度”是本发明的另一重要特点，在这一点上，它决定了最 小生产速度，按本发明，它至少为1000米/分。所谓“挤压速度”与“熔体纺纱速度”同义，但不一定是指从喷丝头射出的熔体本身的速度，而是指固化形成的速度，主要是非取向的单丝。一般来说，本发明至少可用400米/分的挤压速度工作。

轴装置12或该轴部分121，122一起组成基本上是垂直的“空气骤冷区”，在某种意义上说，它的热交换介质是气体而不是液体，气体骤冷介质的温度大大低于从喷丝头纺纱孔射出的熔融物质的温度;因此，这里指的“空气”包括在骤冷温度下，不会出现太大问题的情况下，可被一直保持的任何实际气体或气体混合物，骤冷温度在典型情况下介于0～50℃之间，理想的骤冷温度约介于10～30℃之间。作为温度控制，采用通过轴12或其部分的经加压、即经过加速的基本上是层流的空气，一般是理想的。是否需要人工冷却可依环境气候而定。

按照本发明，为了将适宜的熔融聚丙烯原料送到喷丝头装置11，可采用普通的挤压机装置10。例如，对于生产40～250旦的纱，可使用螺杆直径为1×75毫米的挤压机100，而螺杆直径为1×90毫米的，可适于生产150～800旦的纱，此时，从挤压机100一共可生产16～32支纱。和通常的一样，通常采用一个纺纱泵101和加热装置102来将足够和适当热控制的熔融聚丙烯送到喷丝装置11。

图1A是从轴12看过去的喷丝头端部的半图解平面图，轴的上部分由一对平行的冷却室121、122组成，冷却室分别被可透气的内外壁对123，125和124，126包围并经管道129送有冷空气层流。侧壁127，128不需要透气，但最好它的前壁125、126可很容易拆去，以便便于接近喷丝头端部111，112。

正如下面将要更具体说明的，当在第一转筒141形成纱列时，在任何情况下，要在喷丝头至少形成8支纱的冷却或骤冷的强度将取决于每单位时间流入并通过由轴12或在轴12形成的空气骤冷区的熔融聚丙烯的 质量。但是，一般来说，按照本发明，最好是，从喷丝头111，112的下端到给纱机械接触装置接触的第一点的轴的垂直长度或“高度”H至少应为2.5米，比如3～6米，但由于一些实际原因，超过了上述数值，约7.5米。

本发明的方法的下一重要步骤是形成纱支S的平面阵列A，因此，单丝F被收集或组合或纱，正常情况下，这些纱均由相同数量的单丝组成，比如每支纱包括64条单丝。这些丝组不但可以通过喷丝孔111，112进行预形成，而且还为从轴部分121，122出来的纱安排了形如横向导杆131、132的“钩”或“耳”。按照本发明，其单丝被彼此紧密地包扎在一起的、成集合的纱，现在便被送到拉伸装置14的第一转筒的表面，以形成“纱列”。按照本发明，这样一种纱列的特点是，要在拉伸装置进行拉伸的所有纱支都平行排列成行;因为各纱支彼止相隔开一个距离，比如隔开0.5～50毫米或更大的距离、其具体数值取决于纱支数和转筒的轴向长度，所以每组纱支沿着各自的轨道运动。通常，等距离阵列可能较理想，但等距离并不是它的严格要求，只要在拉伸期间所有轨道平行并完全保持在这阵列内，即只要单丝都能达到充分“取向”，便不会有什么问题。这就要求拉伸转筒的的回转轴线定全平行，使每支纱都在与任一转筒回转轴线垂直相交的平面内通过拉伸阶段。图1B说明了这一点，其中纱支S在转筒C的摩擦轨道长度EPL主要是由平面P和纱S和转筒之间的接触长度所规定的，平面P与转筒C的回转轴线A垂直相交。

如上简述，对本发明来说，主要的是，每支纱与平行的拉伸转筒（如图1中的a，b，c，d）的总和的摩擦接触长度要在1000～6500毫米的范围内，最好是在1500～4000毫米之间，尤其是2000～3000毫米之间，而且这个摩擦接触长度在全部转筒上至少要占大部分（即50%以上），最好是占75～100%，转筒总数不多，一般介于2～6之间。也可使用3～5 个转筒，但偶数比较理想。虽然用2个转筒也是可能的，但所要求的转筒直径可能不切实际;采用4个转筒是适宜和理想的如图所示。其中转筒141，142，154，144将整个摩擦接触长度分配成完全相等的a，b，c和d部分。

总的来说，第一转筒141要以此最后一个转筒144低一些的圆周速度转动，其圆周速度之差要与所要求或理想的拉伸比相匹配。每个转筒都与一驱动装置（未画出）相联，并配有热控制或加热装置，因此，每一转筒都可保持在一预定、完全恒定的、介于80～130℃之间的表面温度。

在典型情况下，第一转筒141或第一组转筒141、142的圆周速度为600～1000米/分，而第二组转筒143、144的圆周速度为1200～2000米/分或更高。转筒141、142之间和转筒143和144之间的圆周速度给予少量的差别，比如相差10%，可能是有利的。总的来说，如果“打滑”量（即纱速小于接触转筒的速度）小于20%，最好不超过10%，因此，“摩擦接触”是假定存在的。如果能保持摩擦接触，并不排除在拉伸转筒表面涂上特殊的涂层，如陶瓷或玻璃涂层，但对本发明的许多用途来说，普通的不锈钢、络（如电镀）的转筒表面已能满足要求。

在理想情况下，第一个断纱控制装置151设在第一和第二转筒之间，即设在接近拉伸阶段的开始端，而第第二个断纱控制装置152设在靠近拉伸阶段的末端，即设在转筒444的下游。在那一个或两个断纱控制装置都可使用一个滑杆或滑棒153，如图1c所示。为简单起见，所示的槽棒152仅用于三个纱道S-1，S-2和S-3的三个槽156，157和158。例如，正常工作时，每支纱都利用普通的纱检测装置（未示出）通过它的适当的槽，装置起动或重新送进断纱时，滑杆153从下面进入图中实线所示的153b的位置。在所有的纱都按照一定装置使用的阵列和一定的纱支数进行布置，使它们都通过S-1b，s-2b，和S-3b所示的槽，该滑杆便退 出或进入位置153a（虚线），并且使所有的纱被导向并沿着正常的通道S-1a，S-2a和S-3a自动地通过它们相应的槽。

当图1所示的装置要用来生产膨体纱或织构（变形）纱时，纱支通过一织构或缠绕装置16，如一些热空气织构喷咀164，并进入收集鼓163，然后从这里经辅助辊17拉出。也可以采用更多的辅助辊160，161来将纱导入装置164。

图2说明用来熔体纺纱和拉伸聚丙烯纱的以前的组合生产装置。显然，由于认为以前的拉伸装置24呈螺旋轨道式并由两个小直径的辊子组成并且这两个辊子的回转轴线彼此呈角度布置，对高速的组合生产最好，因此，需要许多22a～22d的轴。总的来说，每一根轴至少需要两个这样或相似的具有小直径转筒的拉伸装置，在典型的情况下，转筒的直径为200毫米或更小，在这些先有技术的机器上有可能使许多纱支达到平行的轨道。其螺旋轨道拉伸装置的放大图如图2A所示。

正如从与图3进行比较可清楚看出的，大直径转筒C具有如本发明所说的平行排列成行的11支纱S的阵列A，只使用了很少几个大直径转筒，除了具有上述所说的其它优点外，还可使许多纱同时通过一个拉伸装置，而先有技术每根轴或轴部件都要求一组拉伸装置，而每根轴和拉伸装置仅产生一支或只有很少的几支纱。

图4和图4A是按本明装置的图解式侧视图和顶视图。侧视图基本上示出了与图1相同的部件，即经喷丝头41与挤压机40联通的一对轴部分421，422，以生产单丝F，单丝经集合形成纱S，并利用一拉伸装置44将纱S以平面阵列A的形式进行拉伸，拉伸装置44由4个直径完全相同并至少400毫米的拉伸转筒组成，然后使经过“取向”的纱支通过织构（变形）和缠绕装置46并经辅助辊子47将其送到卷绕装置49。

然而，正如从图4A顶视图可看出的，图4所示的装置都是“成双的”，即一部挤压机40配一对喷丝头41、41a，一对双轴421，422，421a， 422a，一对拉伸装置44、44a，一对辅助辊49，47a，以及一对卷绕装置49、49a，以便象一条连续的产品流水线一样，用组合生产法从一部公共的挤压机40、以至少2000米/分的典型速度独特地生产出30股或更多股的纱（长丝）。

如上所述，图1的断纱控制装置为了表示简单起见，图4没有将它示出，在实用中，当然要用到它，以便按照本发明在高速的多股聚丙烯纱生产中提供最佳的断纱控制。

总之，本发明为经济地生产高质量的聚丙烤纱，其中包括做时装用的纱，提供了极其有效和紧凑的装置。

对这里所述的方法和装置可进行适当的修改。虽然已较详细地介绍了一些理想方案，但本发明并不限于这些方案，而且可在下述的专利范围内加以应用。

Claims (12)

1、一种聚丙烯纱的生产方法，纱线由连续的基本为单取向的单丝组成，单丝采用熔体纺纱法进入固化上述单线的基本垂直的气体冷却区，通过使它们与转筒的接触来拉伸这些单丝，并最终以每分钟起码1000米的速度卷绕这些纱线，其特征在于：

(A)同时挤压足够数量的单丝，以形成至少8支纱，每一支纱至少由10条单丝组成，至少以400米/分的挤压速度将单丝挤入上述基本上是垂直的空气骤冷区，以便对它们进行固化。

(B)按照与步骤(A)相应的纱支数，将丝布置成一个纱支互相平行和互相隔开的完全平面阵列。

(C)将上述单丝同时拉伸，以使纱支达到充分取向，拉伸时，纱保持在上述平面阵列内，并先后通过其转动轴相互平行的转筒的圆周部分表面，每支纱均沿着各自单独的轨道通过转筒的表面部分，其轨道完全由与转筒平行轴线垂直相交的一个平面限定，每支纱均与转筒圆周表面摩擦接触，其接触长度介于1000～6500毫米之间，在总共2～6个转筒上所提供的摩擦接触长度至少为上述接触长度的50%，

最后以上述速度将所获得的纱支作为成品纱卷绕起来。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（A）形成的单丝通过一自由垂直通道，该通道包括空气骤冷区和从挤压点到与机械-纱导向装置的第一个接触点的空间距离，这自由通道至少2.5米长，最好不超过7.5米。

3、根据权利要求1的所述的方法，其特征在于：在步骤（C）的转筒保持着基本恒定升高的表面温度，这个温度最好在80～130℃之间。

4、根据权利要求1的方法，其特征在于：全部转筒要提供上述接触长度的75%～100%，其中的第一组转筒以第一公共圆周速度旋转，而第二组转筒则以第二公共圆周速度旋转。

5、根据权利要求1的方法，其特征在于：该接触轨道长度介于1000～4000毫米之间，最好介于1500～3000毫米之间，在总共4个转筒上提供上述接触长度的75-100%。

6、根据实施权利要求1～5的任何一种方法的装置，包括有喷丝头装置（11），喷丝头有许多孔（111，112），用于用熔体纺纱法对熔融的丙烯化合物进行纺纱，垂直轴装置（12）是用来对熔融的聚丙烯从喷丝头射出以后对它进行冷却和固化，以形成许多单丝;垂直轴装置（12）具有一足够的长度（H），以便为单丝从喷丝装置射出之后和在与第一机械单丝-接触装置第一次接触之前，提供一自由通道长度，装置（13）将这些单丝组合起来以形成至少一股复长丝（或叫纱支）;拉伸装置（14）至少将一股纱支的单丝进行充分取向，还有卷绕装置（19），

其特征是：

喷丝装置（11）有足够数量的孔（111，112），至少形成8支纱;每支纱至少包含有10根单丝，上述自由通道长度至少2.5米;拉伸装置（14）系由先后几个转筒（141，142，143，144）组成，转筒的回转轴完全平行，转筒与纱支有1000～6500毫米的摩擦接触长度，并且在总共2～6个平行转筒上至少提供50%的上述接触长度。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征是：还包括配置在拉伸装置（14）下游的织构（变形）和缠绕装置（16），以及一个附加一辊轮组（17）将来自织构或缠绕装置的纱支送到卷绕装置（19）。

8、根据权利要求6所述的装置，其特征在于：转筒（141，142，143，144）至少有300毫米的直径，最好不小于400毫米，它还包括为保持转筒表面处于相当恒定的温度的装置。

9、根据权利要求6所述的装置，其特征是：包括用来使第一组转筒（141，142）以第一公共圆周速度转动的和使第二组转筒（143，144）以第二公共圆周速度转动的驱动装置。

10、根据权利要求6所述的装置，其特征在于：转筒（14）的总数是4，所有转筒的直径完全相同。

11、根据权利要求6所述的装置，其特征在于：拉伸装置（14）的任何两个相邻的转筒至少相隔该相邻两个转筒平均直径的一半。

12、根据权利要求6所述的装置，其特征在于：第一第二断纱控制装置（151，152）配置在接近每支纱的摩擦接触长度的起始端和结束端，至少有一个断纱控制装置包括有一些与纱支数相应的平行槽（156，157，158），这些槽安排在一加长的槽杆（152），伸长的滑杆（153）用来将纱支（S-1，S-2，S-3）从这些槽中一起抬起来，并重新一起将纱支送入，撤去滑杆（153）。

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