CN104032384B - 用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的方法和装置，该装置具有纺丝机构、冷却机构和牵伸导丝辊。在纺丝机构中，多组长丝平行并排地从聚合物熔体中被挤出并且在冷却后通过汇集导丝器被汇集成多根丝线。为了抽出，这些丝线首先从由汇集导丝器确定的纺丝间距汇集至由处理导丝器确定的处理间距。为了使丝束内的多根丝线的不同偏移程度均匀一致并且为了平衡丝张力和丝线的机械负荷，这些丝线在处理导丝器和牵伸导丝辊之间通过多个偏移导丝器在处理导丝器和牵伸导丝辊之间以不同的偏移程度被引导。
Description
技术领域
本发明涉及用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的方法以及用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的装置。
背景技术
在熔融纺丝工艺中制造合成丝线时，多根丝线通常以丝束形式同时产生并处理。从挤出聚合物熔体到丝线卷绕的若干单独的工艺步骤利用不同的装置组成部分来执行，这些装置组成部分根据工艺步骤需要不同的丝线引导。因而众所周知的是，在纺丝装置中从喷丝嘴挤出的用于形成丝线的纤维束需要相对大的丝线间距，以实现挤出和冷却。随后的处理例如丝的涡流变形或者拉伸以明显较短的丝线间距来进行。就此常见的是使用附加的导丝器来偏转所述丝线。
根据前述的用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的方法及装置例如由WO2007/085274公开。在该已知的方法和装置中，通过多个喷丝嘴挤出多组细的长丝并且在冷却后汇集成一根丝。为此，给喷丝嘴配属多个汇集导丝器，每个汇集导丝器分别在喷丝嘴下方形成所谓的会聚点。这些汇集导丝器以纺丝间距并排安置就位，该纺丝间距基本上由喷丝嘴限定。为了能将丝线以丝束形式从纺丝机构抽出，在过渡区内实现丝束汇集至较短的丝线间距。为此，在汇集导丝器后面设置多个处理导丝器，它们以处理间距并排引导所述丝，从而包含平行引导的丝线的丝束可被供给牵伸导丝辊。
当在纺丝机构和牵伸导丝辊之间如此引导丝线时，需要若干丝或多或少偏转。尤其是，丝束内的在外侧区域中被引导的丝线通过导丝器相对于在中间区域内被引导的丝被更强烈偏转。在最不利的情况下，这种导致长丝机械负荷的偏转能对于敏感的丝线影响到物理特性形成，因此，在丝束内不存在相同的丝纱质量。尤其是因偏转而有较高的丝线张力作用于丝束的外侧丝线。
发明内容
现在，本发明的任务在于改进上述类型的用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的方法和装置，从而在丝线制造时在丝线处理中获得高度的均匀一致性。
本发明的特点是，在抽拉丝束时有基本相同的丝张力作用于所述丝线。尤其此时使由导丝器在丝束内的丝线上引起的摩擦变得均匀一致。对此，这些丝线在离开处理导丝器后且在初次接触牵伸导丝辊之前通过多个偏移导丝器在处理导丝器和牵伸导丝辊之间以具有不同偏移的方式被引导。为此，可以与丝线在丝束内的位置无关地在每根所述丝线上调节出相同的条件，以产生相同的丝线张力。
本发明的装置如此完成该任务，即在丝线走向上在处理导丝器后面设置多个偏移导丝器，并且这些偏移导丝器相对于处理导丝器具有与处理导丝器的位置相关的错位以便在处理导丝器和牵伸导丝辊之间的丝线走向上偏移所述丝线。因此，由通过汇集导丝器和处理导丝器的汇聚而在丝上造成的偏转能通过丝线在处理导丝器和偏移导丝器之间的相应偏移得到补偿。因而，丝束的丝线在离开纺丝区和过渡区后具有一致的机械负荷经历。
为了能调节出高度的均匀一致性，优选构成这样的方法变型，其中，在丝束的中间区域内移动的丝线相比于在丝束外侧区域内移动的丝线以在处理导丝器和牵伸导丝辊之间有更大的偏移的方式被引导。因此，在外侧区域内被引导且可在过渡区内获得最大偏转的丝线能基本无附加偏移地被引导。而在中间区域内被引导的丝线被强烈偏移，由此在所述丝线上产生期望的丝线摩擦。
整个丝束内的均匀一致性可以有利地通过以下的方法变型来产生，其中，丝束内的丝线的偏移与丝束内的丝线从纺丝间距到处理间距的偏转成反比。就此而言，可以在丝束内的每根所述丝线上相同地形成偏移角度和偏转角度的总和，从而使丝束内的每根丝线具有相同的摩擦接触经历。
已证明这样的方法变型是尤其有用的，其中，这些丝线在纺丝后在干燥状态下被抽出，并且这些丝线在牵伸后被液体润湿。因此已知的是，在干燥的复丝中的每次摩擦接触产生长丝的静电电荷。这种静电电荷导致长丝条散开，长丝条因电荷而相互排斥。就此而言，可以在长丝束松散情况下执行后续的处理例如热处理和牵伸。
为了这些丝线内的静电电荷效果均匀一致，这些丝线在导丝器上优选通过陶瓷的摩擦元件来引导。因此，通过在汇集导丝器、处理导丝器和偏移导丝器上的摩擦所产生的电荷可以基本通过偏移程度和偏转程度来确定。
本发明装置的特点尤其在于，在丝束内的每根丝线上可以调节单独的偏移程度，该偏移程度基本上根据从纺丝机构过渡至牵伸导丝辊时的偏转程度进行调整。
为了在外侧区域内的丝线和中间区域内的丝线之间尤其获得丝线张力的均匀一致性，优选采用本发明装置的改进方案，其中，在处理导丝器和偏移导丝器之间的用于偏移所述丝线的错位在该处理导丝器的中间区域内大于在该处理导丝器的外侧区域内。此时，用于偏移中间区域内的丝线的偏移角度基本被保持在外侧区域内的丝线的偏转角度的数量级内。
此时，这些偏移导丝器以与处理导丝器之间的处理间距相同的间距并排布置。为此，在所述丝线上保证丝线的走向平行于牵伸导丝辊，以在所述丝上获得相同的丝线张力。
为了制造合成复丝而通常以确定的标准来牵伸所述丝。为了尤其在干燥状态下从纺丝机构中抽出并牵伸丝线，规定了本发明装置的改进方案，其中，牵伸导丝辊与多个导丝辊合作以牵伸所述丝线，并且在该导丝辊后面设置用于润湿所述丝线的润湿机构。为此，之前通过该导丝器上的摩擦而带电荷的丝线一方面可以在牵伸导丝辊和导丝辊的周面上均匀一致地被引导，其中，尤其通过散开的丝束实现均匀的加热。在牵伸后执行的丝线润湿同时导致所有电荷能量可以离开长丝。
在丝线偏移和偏转时的静电电荷效果优选地可以如此实现，使得用于引导丝线的导丝器分别具有一个陶瓷的摩擦元件。
所述处理导丝器和偏移导丝器原则上可以通过彼此分开安置就位的若干独立的导丝器构成。但它们原则上优选以在金属板座或支承板上的U形导槽的形式构成，其中，该偏移导丝器的导槽和该处理导丝器的导槽彼此相反地取向。
本发明的方法和本发明的装置原则上适用于所有常用于制造合成复丝的熔融纺丝方法。因而，为此可以生产出用于纺织应用或技术应用的部分牵伸、完全牵伸或高度牵伸的合成丝线。
附图说明
以下将结合本发明装置的若干实施例并参照附图来详述本发明，其中：
图1和图2示意性地示出了本发明装置的第一实施例的侧视图，
图3和图4示意性地示出了图1的实施例的前视图，
图5示意性地示出了图1的实施例的处理导丝器和偏移导丝器的俯视图。
附图标记列表
1纺丝机构；2喷丝嘴；3冷却机构；4熔体入口；5汇集导丝器；7.1-7.6丝线；8纺丝箱体；9冷却井；10处理导丝器；11牵伸导丝辊；12.1-12.3导丝辊；13.1-13.4导丝辊马达；14偏移导丝器；15支承板上的导槽；16润湿机构；17摩擦元件；18支承板；19吹气室；20金属板座；21金属板座上的的导槽。
具体实施方式
在所述附图中，以多个视角示意性示出用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的本发明装置的第一实施例。图1以侧视图示出该实施例，图3以前视图示出该实施例。图2和图4包含实施例的各自局部视图，用以说明在纺丝机构和牵伸导丝辊之间所需要的丝线偏移和丝线偏转。另外，图5示出为了进行丝线偏移而设于牵伸导丝辊前面的导丝器的俯视图。只要未明确参照其中一张附图，则以下说明适用于所有的附图。
本实施例具有纺丝机构1、冷却机构3以及牵伸导丝辊11，它们叠放布置以便获得在制造多根合成复丝时的基本竖直取向的丝线走向。
纺丝机构1具有被加热的纺丝箱体8，纺丝箱体的底面上装有多个喷丝嘴2。在此实施例中，在纺丝箱体8上安置有六个喷丝嘴2，每个喷丝嘴挤出一根复丝的多个长丝条。安置在纺丝箱体8上的每个喷丝嘴2分别通过单独的熔体管路与在此未示出的多路泵相连。这样的多路泵最好以所谓的行星齿轮泵的形式构成。聚合物熔体的供应此时通过与多路泵连通的熔体入口4进行。
在纺丝机构1下方设有具有吹气室19的冷却机构3。吹气室19与冷却井9合作，挤出的长丝组通过该冷却井被引导。
吹气室19和冷却井9的视图是示例性的并且可以根据冷却方法来任意设计。因此例如已知的是，通过多个冷却筒构成冷却井，这些冷却筒与喷丝嘴同心布置并且安置就位在吹气室内。因此，冷风可以在径向上从内向外地传导至长丝组。也可行的是，吹气室在冷却井的一侧形成有吹气壁，其产生横向冷风流动。就此而言，本发明不局限于长丝组冷却的特定方法。
若每根挤出的合成复丝由一组长丝构成，则在冷却机构3的出口进行每根丝的长丝汇集。为此设有多个汇集导丝器5。每个汇集导丝器5相对于前方设置的喷丝嘴2居中安置就位并且分别构成挤出长丝组的会聚点，所述长丝组分别汇聚成丝线7.1至7.6。
这些汇集导丝器5根据由喷丝嘴2规定的纺丝间距以一彼此的间距布置在一个平面内。汇集导丝器5之间的间距在此被称为纺丝间距并且在图2中用大写字母As表示。汇集导丝器5之间的纺丝间距As在此实施例中设计成是一样大小的。
在冷却机构3下方设有牵伸导丝辊11。在冷却机构3和牵伸导丝辊11之间的过渡区内使这些丝7.1至7.6偏转，以便以较小的丝线间距呈丝束状经过后续处理级。为此，在丝线走向上在汇集导丝器5后面设置多个处理导丝器10。处理导丝器10以处理间距并排布置，从而使得这些丝7.1至7.6在离开处理导丝器10后具有小许多的彼此间距。该间距被称为处理间距并且在图2中用大写字母AB表示。
尤其如图2的视图所示，丝束内的这些丝线7.1至7.6以不同的偏转角度在冷却机构3和牵伸导丝辊11之间的过渡区内被引导。在汇集导丝器5上出现的偏转角度在图2中用角度α1、α2和α3来表示。因而，外侧的丝线7.1和7.6具有最大偏转角度α1。而中间的丝线7.3和7.4获得具有较小偏转角度α3的较小偏转。
丝线7.1至7.6在后续的处理导丝器10处的偏转由角度β1、β2和β3标示。此时还适用的是外侧的丝线7.1和7.6再次以最大偏转角度β1被引导。而中间的丝线7.3和7.4在处理导丝器10上具有最小偏转角度β3。
如图所示，在丝线走向上在处理导丝器10后面设有多个偏移导丝器14。这些偏移导丝器14在丝线走向上布置在处理导丝器10和牵伸导丝辊11之间，使得丝束的这些丝线7.1至7.6获得不同的偏移。
如图3和图4以及如图5所示，这些丝线7.1至7.6通过偏移导丝器14产生偏移，根据丝束内的丝线位置该偏移是不同大小的。为此，这些偏移导丝器14相对于处理导丝器10具有错位。
尤其如图5的视图所示，处理导丝器10和偏移导丝器14之间的错位在中间区域内是最大的。图5在中间区域内用标记VM标示出错位。与此相比，在处理导丝器10和偏移导丝器14的外侧区域内的错位较小地构成并且在图5中用标记VA来表示。处理导丝器10和偏移导丝器14之间的错位导致这些丝线7.1至7.6在处理导丝器10和牵伸导丝辊11之间的区域内的不同偏移。
如图4和图5的视图所示，在中间区域内被引导的丝7.3和7.4以偏移角度δ1被偏移。而在外侧区域内被引导的丝线7.1和7.6以较小偏移角度δ3被引导。丝线7.1至7.6的偏移在偏移导丝器14的输入侧和输出侧进行，因为所述丝线7.1至7.6的丝束共同在牵伸导丝辊11的周面上被平行并排引导。处理导丝器10和牵伸导丝辊11的周面限定出一直延伸到汇集导丝器5的丝线移动平面。因此，丝线7.1至7.6的偏转在丝线移动平面内进行。而在处理导丝器和牵伸导丝辊之间的丝线7.1至7.2的偏移以垂直于丝线移动平面的方式指向。
在处理导丝器10上因丝线偏移而出现的偏移角度用γ1、γ2和γ3表示。此时，在中间区域内被引导的丝线7.3和7.4也以偏移角度γ1被最强烈地偏移。与此相应，在外侧区域内被引导的丝线7.1和7.6的具有偏移角度γ3的偏移是最小的。就此而言，偏移角度δ和γ在若干丝线上与偏转角度α和β成反比。因而做到了每根所述丝线7.1至7.6通过导丝器5、10和14的偏移和偏移获得同样大小的机械负荷。在最有利的情况下适用的是，作用于一根丝线上的偏转角度和偏移角度因而对于所有丝线7.1至7.6都是一样大小的。因此，这些丝线7.1获得了具有角度α1、β1和角度γ3、δ3的偏转。在中间区域内被引导的丝线7.3以角度α3、β3和角度γ1、δ1的偏移和偏转被引导。就此适用的是：
α1+β1+γ3+β3=α3+β3+γ1+δ1
如图1和图3所示，这些丝线7.1至7.6在干燥状态下由纺丝机构1通过牵伸导丝辊11被抽出。就此而言，在导丝器5、10、14处的每次偏移偏转在长丝条上产生静电电荷。这种静电电荷造成丝线内的长丝组散开，因此，这些丝松散结合地来到牵伸导丝辊11。为了获得丝线7.1至7.6尽量一致的电荷，导丝器5、10和14优选设计成借助接触引导所述丝的陶瓷摩擦元件。
图5尤其示出了处理导丝器10和偏移导丝器14的设计结构。处理导丝器10由在支承板18上的U形导槽15构成。导槽15通过多个摩擦元件17构成，摩擦元件并排保持就位在支承板18的笔直边缘上。就此而言，这些处理导丝器10处于一个笔直平面内。
偏移导丝器14也通过在支承板18上的导槽21来构成。为此，在支承板18上安置有多个相互间隔设置的摩擦元件17。由此构成的导槽21以其槽底面构成曲率半径，从而在相邻的处理导丝器10和偏移导丝器14之间出现不同的错位。该曲率半径在图5中用标记R表示。对此，这些导槽21在金属板座20的弯曲边缘上形成。在支承板18和金属板座20内的摩擦元件17优选由陶瓷材料构成。就此而言，这些丝线在相同条件下在处理导丝器10和偏移导丝器14内被引导。偏移导丝器14和处理导丝器10分别并排具有同样大小的如在图5中用标记AB所示的处理间距。此时，处理导丝器的导槽15和偏移导丝器14的导槽21彼此相反地取向，从而可以实现所述丝线7.1至7.6的垂直于丝线移动平面的可靠偏移。
在此要明确说明的是，处理导丝器10和偏移导丝器14的构造和实施方式是示例性的。原则上，这些导丝器10和14也能通过独立的导丝器来构成。另外，处理导丝器10和偏移导丝器14能以彼此相对运动的方式保持，以便能调节出每根丝线和每个丝束的规定错位。
如图1和图3的视图所示，在牵伸导丝辊11后面设有多个导丝辊12.1至12.4。在此实施例中，共四个导丝辊11、12.1至12.3构成牵伸机构，用于通过导丝辊之间的差速来牵伸所述丝线。牵伸导丝辊11和导丝辊12.1至12.3通过导丝辊马达13.1至13.4被驱动，从而使得这些丝线平行并排地共同分别以部分包绕方式在导丝辊的盘周面上被引导。
牵伸机构的结构是示例性的并且还能通过附加的被驱动的转向辊或者其它被驱动的导丝辊补充。为了牵伸和处理这些丝线，牵伸导丝辊11和导丝辊12.1至12.3具有被短暂加热的导丝辊周面。此时，这些丝线平行并排地以由处理导丝器10限定的处理间距AB被引导。处理间距AB在2mm至6mm范围内，因此许多丝线能用略微突出的导丝辊周面来引导。
如图1和图3的视图所示，直接在输出侧给导丝辊12.1至12.3配备润湿机构16，通过该润湿机构，丝线7.1至7.6在离开最后的导丝辊周面后直接用上油液体来润湿。为此，同时在丝线上产生放电，结果，这些丝线例如随后能被直接卷绕成筒。
在如图1和图2所示的本发明装置的实施例中，根据本发明的用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的方法并行地在六根丝线上进行。丝线的数量是示例性的。原则上，本发明的方法以及本发明的装置适用于同时制造大量的丝线。
为了说明方法和本发明装置的功能，在这些图中示意性示出了丝线7.1和7.6的丝线走向。首先，通过喷丝嘴2由聚合物熔体挤出许多细长丝条。由喷丝嘴2所挤出的细长丝条在冷却后通过汇集导丝器5被汇集成多根丝线7.1至7.6。在此实施例中，汇集在未润湿丝线的情况下进行，从而使得这些丝线基本上在干燥状态下从纺丝机构1中被抽出。丝线7的干燥状态对于将因为偏移和偏移而在丝线上产生的静电电荷用于在丝线上获得长丝组的统一散开是特别有利的。
但在此要明确说明的是，本发明方法以及本发明装置也有利地可用在利用润湿机构的丝线引导中。就此而言，可以在根据图1和图2的实施例中给汇集导丝器5直接配置上油机构。
丝7.1至7.6以丝束形式共同从纺丝机构1中被抽出并且在汇集后通过处理导丝器10被汇聚至后续处理所需要的处理间距AB。随后，这些丝线通过偏移导丝器14额外地以不同的错位被偏移，以获得丝线张力的均匀一致性和在这些丝线上的机械载荷的均匀一致性。
丝线7.1至7.6通过牵伸导丝辊11被抽出并且被供给进一步的处理。在所示的实施例中，丝线7.1至7.6通过导丝辊12.1至12.3被引导以便加热和牵伸。在离开导丝辊后进行用上油流体润湿所述丝线。为此，也出现在长丝条上的放电，从而在每根丝线上产生长丝条集中。
本发明方法和本发明装置尤其在干燥的丝线中非常适用于在丝束的多根丝线上获得热处理和牵伸的均匀一致性。通过所述丝线的松散开的长丝结合，实现所有长丝条的紧凑且均匀一致的加热和处理。
Claims (12)
1.一种用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的方法，其中，多组长丝以一纺丝间距按平行并排的方式从聚合物熔体中被挤出，并且在冷却后汇集成多根丝线，其中所述丝线为了被抽出而以处理间距被并排偏转，所述丝线在多个汇集导丝器和多个处理导丝器之间被引导，并且所述丝线以丝束形式由牵伸导丝辊接纳并抽出，其特征是，所述丝线在离开处理导丝器后并在初次接触所述牵伸导丝辊之前，通过多个偏移导丝器以不同的偏移在所述处理导丝器和所述牵伸导丝辊之间被引导。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在所述丝束的中间区域内移动的丝线以比在所述丝束的外侧区域内移动的丝线大的偏移程度被引导。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述丝束内的所述丝线的所述偏移与所述丝束内的所述丝线从纺丝间距到处理间距的偏转成反比。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述丝线在纺丝后以干燥状态被抽出，并且所述丝线在牵伸后用液体润湿。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述丝线在所述处理导丝器、所述汇集导丝器和所述偏移导丝器上通过陶瓷的摩擦元件被引导。
6.一种用于熔融纺丝并抽出多根合成复丝的装置，该装置具有：包括用于挤出多个长丝束的多个喷丝嘴(2)的纺丝机构(1)；用于冷却所述长丝的冷却机构(3)；配属于所述喷丝嘴(2)并且以纺丝间距(AS)并排布置以将所述丝束汇集成丝线的多个汇集导丝器(5)；以及用于呈丝束状抽出所述丝线的牵伸导丝辊(11)，其中在所述牵伸导丝辊(11)的前面设有多个处理导丝器(10)，所述处理导丝器并排布置在所述汇集导丝器(5)的下方，用于以处理间距(AB)偏转所述丝线，其特征是，在丝线走向上，在所述处理导丝器(10)的后面设有多个偏移导丝器(14)，所述偏移导丝器(14)相对于所述处理导丝器(10)具有相对于所述处理导丝器(10)的位置的错位(VM,VA)，以便在所述处理导丝器(10)和所述牵伸导丝辊(11)之间的丝线走向中偏移所述丝线。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述处理导丝器(10)和用于偏移所述丝线的所述偏移导丝器(14)之间的错位(VM,VA)在所述处理导丝器(10)的中间区域内大于在所述处理导丝器(10)的外侧区域内。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征是，所述偏移导丝器(14)以与所述处理导丝器(10)之间的处理间距(AB)相同的间距并排布置。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述牵伸导丝辊(11)与多个导丝辊(12.1-12.3)合作以牵伸所述丝线，并且在所述导丝辊(12.1-12.3)之后设有用于润湿所述丝线的润湿机构(16)。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征是，用于引导所述丝线的所述汇集导丝器(5)、所述处理导丝器(10)和所述偏移导丝器(14)分别具有陶瓷摩擦元件(17)。
11.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述偏移导丝器(14)由金属板座(20)上的U形导槽(21)构成，其中所述导槽(21)的槽底面处于曲率半径(R)上。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征是，所述处理导丝器(10)由支承板(18)上的U形导槽(15)构成，其中所述支承板(18)的导槽(15)和所述金属板座(20)的所述导槽(21)相反地取向。
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