CN1056891C - 多组分聚合物长丝的高速纺丝方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于多组分聚合物长丝的高速纺丝的方法和装置，其通过在靠近一个或多个高孔表面密度的喷丝板的底面处安装一个高表面速度骤冷装置，来防止熔融的长丝产生粗节和粘连。

Description

多组分聚合物长丝的高速纺丝方法和装置

本发明涉及多组分合成纤维，特别是用来生产非织造织物的双组分合成纤维。具体说来，本发明涉及到高速生长多组分聚合物的纤维及长丝的方法和结构紧凑的装置。更确切地说，本发明涉及使用一个或多个表面孔密度高的喷丝板来高速生产多组分纤维并接着对纤维进行高速骤冷的方法和装置。

典型的多组分聚合物纤维的生产包括使用至少两种不同的聚合物，它们在熔融状态下通过一个复杂的纺丝组件输送到喷丝板的上部孔中，从而使最终从该喷丝板的底面挤出的多组分纤维具有所希望的横截面结构。

多组分纤维可以制成多种结构，本文所用的术语“多组分纤维”一般包括“双组分纤维”，此处的双组分纤维包括两种不同的单个聚合组分，而多组分纤维则包括两种或两种以上不同的单个聚合组分。各种双组分纤维的结构包括：同心的外皮-芯型，此处芯由一第一聚合物制成，而同心的皮则由一第二聚合物制成，它同心地配置在芯的周围；并列型，此处两种聚合物组分在纤维中是以平行关系并列配置；以及三叶型结构，此处三叶型纤维的三个尖端由一种聚合物制成，其与制成该纤维的其余部分的聚合物是不同的。

通常有两种方法来生产上述类型的多组分纤维。第一种加工方法是比较老式的两步“长程纺丝”法，该方法的第一步先以每分钟500～3000米的常用纺线速度将纤维熔体挤出，而通常更多使用的纺丝速度为每分钟500～1500米，这可根据所纺的聚合物来确定，并将所获得的未拉伸的纤维集束并暂时储存起来，然后再将它们集合在一起形成一个粗丝束并把它送入一个装置中，在第二步骤中，通常以每分钟100～250米的速度运行，对纤维进行拉伸和卷曲，然后切成短纤维。

第二种方法是一步的“短程纺丝”法，该方法在一个单一步骤中即可将聚合物转变成短纤维，此时典型的纺丝速度范围为每分钟50～200米。此一步纺丝法由于每个喷丝板上的喷丝孔的数量比在长程纺丝法中通常使用的喷丝孔的数量要多得多，因而提高了生产率。

由于“短程纺丝”法在进行生产时不存在纺丝步骤与拉伸之间的中断，因此它比“长程纺丝”法更加有利的是产量比较高，而且在两个步骤之间不需要有纤维的存储空间，或为安置“长程纺丝”装置所需的额外的安装空间。

熔融的多组分长丝的生产方法已是众所周知的，并且已经在耐卡基玛(NAKAJIMA)等人的美国专利4,738,607中作了公开，该专利已作为本说明书的参考文件。在该专利中，为了制备出单独的纺丝液，至少两种不同的热塑性聚合物被单独地加热熔化，然后在它们以预定比例相互组合时，或就在这个时间之前，将这两种纺丝液通过各自的通路，在压力下被分别送入纺丝孔中。然后将组合后的聚合物从喷丝板的底部孔中挤出成为很多根多组分纤维，这些多组分纤维必须马上进行骤冷，以使它们在同样条件下固化。

具有双组分纤维纺丝的某些优点的聚合物熔融纺丝的方法和装置也是人所共知的。例如授予黑尔斯(黑尔斯′850)(HILLS)的美国专利4,406,850中已公开了一种可用来把一定量的不同聚合物输送到喷丝板上的每个喷丝孔中，同时又在喷丝板板面或表面的单位面积上保持有高表面密度的长丝的纺丝装置和方法，该专利已作为本说明书的参考文件。

黑尔斯(HILLS)′850专利中指出，在喷丝板表面的单位面积上要得到数量众多的孔(或高的孔表面密度的双组分纺丝中，最困难的品种是同心式皮-芯型。黑尔斯(HILLS)′850专利中公开了一种在纺制同心式皮-芯型纤维时，可获得“高孔表面密度”的改进型纺丝组件。该喷丝板可以获得在每平方厘米的喷丝板底面上2.0～2.5个孔的孔表面密度，并且黑尔斯(HILLS)′850专利中还指出，喷丝孔之间更小的间距也是可能的。

授予黑尔斯(黑尔斯′074)(HILLS)的美国专利4,162,074申，该专利已作为本说明书的参考文件，公开了可以以更高的孔表面密度来对多组分纤维进行纺丝的方法和装置。黑尔斯(HILLS)′074专利中公开了在喷丝板表面积的每平方厘米面积上约有8个左右喷丝孔的孔表面密度，并且这些喷丝孔位置交错排列，以便对纤维进行更加有效的骤冷。黑尔斯(HILLS)′074专利中，利用一个或多个可任意设置的分配板，其中分配器的液流通道就刻蚀在该板的一侧或两侧面上，以便把不同的聚合物组分分配到适合的喷丝板的进口孔处。

为了使生产率(即每平方厘米喷丝板表面积每分钟聚合物的克数)和纤维的均匀度(即旦尼尔和形状)达到最大并且保持成本尽可能低，黑尔斯(HILLS)′074在几次试验运行中使用了具有喷丝小孔(即孔)的喷丝板，这些喷丝小孔以垂直于骤冷气流的方向排列，相互间隔为6毫米，从而在每平方厘米的喷丝板表面积(即底面)上具有7.9个孔(或每个孔12.6平方毫米)的孔表面密度。在该密度下，位于紧靠喷丝板下面的150毫米内，需要有强烈的骤冷气流通过，以防止长丝之间的粘连。黑尔斯(HILLS)′074并没有详细说明所使用的骤冷装置的技术特性，而是使用了市场上容易买到的并且众所周知的骤冷装置。

由于所有的多组分纤维加工都要通过熔融纺丝，这里就有一个对在喷丝板下表面上以大于每12.6平方毫米一个孔的孔表面密度的熔融纤维进行充分冷却的问题。标准的骤冷装置是不能充分冷却熔融的多组分长丝的，因而在这些长丝充分凝固以前，就会产生“粘连”长丝(即两根或多根长丝粘结在一起)的问题。由于不能充分冷却而产生的另一个问题是会出现“粗节”，即由于熔融长丝(即纤维)的冷却速度没有快到足以使它能承受住纺丝(拉)应力，因而使纤维或长丝断裂。

本发明的第一个目的在于通过一个或多个高孔表面密度的喷丝板的高速纺丝以及通过使用一个经过改进的高速骤冷装置对从一个或多个高孔表面密度喷丝板中高速挤压出来的一排排多组分纤维进行充分冷却来达到多组分纤维的高生产率。孔表面密度的定义为：喷丝板表面(即底面)单位面积上的表面孔的数目。

本发明的第二个目的在于防止以高速从一个或多个高孔表面密度喷丝板中挤压出来的多组分纤维发生粘连和/或产生粗节。

本发明的第三个目的在于能纺出一种沿其全长具有均匀横截面的纤维，而同时又能满足本发明的其它目的。

本发明的上述目的可以通过提供一种用于多组分聚合物长丝的高速纺丝方法来达到，该方法包括：在第一熔融温度下，将第一聚合组分送入至少一个纺丝组件中；在第二熔融温度下，将第二聚合组分送入至少一个纺丝组件中；将第一和第二聚合组分复合成一种多组分结构，并通过至少一个高孔表面密度的喷丝板挤出，以形成熔融的多组分长丝；并高速喷吹一种流体(最好是空气)，贯穿于多组分熔融长丝的挤出方向，使熔融的多组分长丝骤冷。

高速喷吹的流体使熔融的多组分长丝骤冷的步骤包括优先选用至少以每分钟1000英尺的表面速度喷吹该流体，该表面速度的优先优用范围约为每分钟1000～1600英尺。最好，高速喷吹的流体使熔融的多组分长丝骤冷的步骤包括至少以每分钟1200英尺的表面速度喷吹该流体。优选选用的最大表面速度不大于每分钟1400英尺。在一个最佳实施例中，高速喷吹的流体使熔融的多组分长丝骤冷的步骤包括以每分钟约1300英尺的表面速度喷吹该流体。

此外，高速喷吹的流体使熔融的多组分长丝骤冷的步骤最好由一个具有一个开口的骤冷装置来完成，流体可以从该开口喷出，该开口的宽度至少和从一个高孔表面密度喷丝板中挤出的熔融的多组分长丝的总宽度相同，而该开口的高度是可变的，最好该骤冷装置的开口的最大高度约为50毫米。

该骤冷装置的开口最好是在骤冷时其高度设置在至少约20毫米处。优先选用的设置最大高度不大于约40毫米。在一个最佳结构中，该骤冷装置的开口高度约为35毫米。

最好骤冷装置的位置与最近的熔融多组分长丝之间的水平距离，从骤冷装置表面的开口的中心测量，至少约为4.5厘米。该骤冷装置最好是放置在与最近的熔融的多组分长丝之间的水平距离，从骤冷装置表面的开口的中心测量，不大于55毫米的位置处。在一个最佳实施例中，该骤冷装置的开口放置在水平距离约为5厘米处。

该骤冷装置最好放置在与至少一个高孔表面密度喷丝板的底面到该骤冷装置表面开口的顶边之间的垂直距离约为0.0～20.0厘米的位置，该垂直距离最好是取为至少10厘米左右，最大的垂直距离最好是不大于100毫米。在一个最佳实施例中，该骤冷装置的开口是放置在与至少一个高孔表面密度喷丝板底面之间的垂直距离为约5.0厘米处。

在另一个最佳实施例中，该骤冷装置放置在与至少一个高孔表面密度喷丝板底面之间的垂直距离约为1.0厘米处。

骤冷装置与水平面成一个约为0～50度的角度放置，并使其表面开口朝向至少一个高孔表面密度喷丝板底面的中心。最好该安装角取为至少10度左右。优先选用的最大角度是不大于35度左右。在一个最佳实施例中，该角度约为23度。

骤冷装置以高速将温度范围为50～90°F的流体从上述方法确定的开口中喷出，最好该流体的温度为至少约60°F，优先选用的最高流体温度应不大于80°F左右。在一个最佳实施例中，由高速骤冷装置以高速喷吹出的流体的温度为70°F左右。

熔融的多组分长丝最好是以至少约每分钟30米的纺丝速度进行加工，其最佳纺丝速度范围为每分钟30～900米左右。该纺丝速度最好是取为至少每分钟60米左右。优先选用的纺丝速度应为不大于约每分钟450米。在一个最佳实施例中该纺丝速度至少为每分钟90米左右，在另一个最佳实施例中，该纺丝速度不大于每分钟225米左右。最好将该纺丝速度取为至少每分钟100米左右，甚至最好将该最大纺丝速度取为不大于每分钟165米。

至少一个高孔表面密度喷丝板包括一个底面，熔融的多组分纤维通过该底面挤出。在该底面上最好是至少8平方毫米的面积上包括一个孔。在该至少一个高孔表面密度喷丝板底面上最好是至少每5平方毫米面积上包括一个孔。本发明的一个最佳实施例中使用至少一个高孔表面密度喷丝板，在其底面上至少每2.5平方毫米的面积上包括一个孔。也可以选择在该至少一个高孔表面密度喷丝板底面上至少每0.6平方毫米包括一个孔。

多组分熔融的长丝可以包含不同数量的组分，例如双组分、三组分、四组分等，并且这些组分可以以不同的数量存在。例如，一种组分可以是该熔融的多组分长丝的总量的至少10％、30％或50％。最好该熔融的多组分长丝是由约占10～90％重量的第一组分和约占90％～10％重量的第二组分所制成。该熔融的多组分长丝最好是由约占30％～70％重量的第一组分和约占70～30％重量的第二组分所组成。在一个最佳实施例中，该熔融的多组分长丝是由约占50％重量的第一组分和约占50％重量的第二组分所组成的。

该方法包括第一聚合组分的挤出率约为每分钟每个喷丝板孔0.01～0.12克，第二聚合组分的挤出率约为每分钟每个喷丝板孔0.01～0.12克。最好将第一聚合组分的挤出本取为每分钟每个喷丝板孔至少约0.02克以及将第二聚合组分的挤出率取为每分钟每个喷丝板孔至少约0.02克。第一聚合组分和第二聚合组分的最大挤出率最好都取为每分钟每喷丝板孔不大于0.06克。在一个最佳实施例中，第一聚合组分的挤出率为每分钟每个喷丝板孔约为0.02克，第二聚合组分的挤出率为每分钟每个喷丝板孔约0.02克。

在另一个最佳实施例中，第一聚合组分的挤出率为每分钟每个喷丝板孔约0.06克，第二聚合组分的挤出率为每分钟每个喷丝板孔约0.06克。

本方法还可以任意选定包括一个在第三熔融温度下将至少一个第三聚合组分送入至少一个纺丝组件中，以把它与第一和第二聚合组分结合成熔融的多组分纤维。

本发明的目的还可以通过提供一种多组分聚合物长丝的高速纺丝装置来达到，具体说来，该装置是用来完成本发明所述的高速纺丝方法的。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用来对多组分聚合物长丝进行高速纺丝的装置，该装置包括：至少一个高孔表面密度喷丝板；至少一个用来使第一聚合物组分通过至少一个高孔表面密度喷丝板的给料装置，和至少一个用来使第二聚合物组分通过至少一个高孔表面密度喷丝板的给料装置，以便挤压出一组熔融的多组分长丝；以及至少一个用来对刚从至少一个高孔表面密度喷丝板中挤出的成组的熔融的多组分长丝进行急冷的骤冷装置，以便有效地防止多组分长丝产生粗节和粘连。

最好，该至少一个的骤冷装置上包括一个具有开口的表面，该至少一个的骤冷装置以高表面速度将一种流体通过开口喷出，该表面具有固定的宽度和可变化的高度。最好可变的高度可达50毫米左右。在实际使用时，该可变化的高度最好设置在至少20毫米左右，并且最好设置在不大于40毫米左右。在一个最佳实施例中，该至少一个骤冷装置的表面的可变化高度设置在35毫米左右。

最好该至少一个骤冷装置的表面的固定宽度至少与从至少一个高孔表面密度喷丝板中挤压出来的熔融的多组分纤维的总宽度相等。在一个最佳实施例中，该固定宽度至少为21英寸左右。在另一个最佳实施例中，该固定宽度至少为23英寸左右。

该至少一个的骤冷装置最好包括一个用来以至少每分钟约110英尺的表面速度通过骤冷装置表面吹出流体的驱动装置，表面速度的最佳范围每分钟约为1000～1600英尺。最好该驱动装置以每分钟1200英尺左右的表面速度通过该表面吹出流体，驱动装置通过该表面吹出流体的更为优先选用的速度是每分钟不大于约1400英尺。在一个最佳实施例中，驱动装置以每分钟约1300英尺的表面速度吹出流体通过该表面。该驱动装置最好是以每分钟约300立方英尺的容积流量通过该表面吹出流体。

该高速纺丝装置最好包括至少一个用来将至少一个骤冷装置相对于至少一个高孔表面密度喷丝板以一定角度安装的角度安装装置。该角度安装装置用来使高速流体以约0～50度的角度指向至少一个高孔表面密度喷丝板的底面。最好该至少一个角度安装装置将至少一个骤冷装置相对于至少一个高孔表面密度喷丝板的底面以约10度的角度进行安装。该至少一个角度安装装置将至少一个骤冷装置相对于至少一个高孔表面密度喷丝板的底面的安装角度不要大于35度左右是优先选用的。在一个最佳实施例中，该至少一个角度安装装置将至少一个骤冷装置相对于至少一个高孔表面密度喷丝板底面的安装角度为23度左右。

该高速纺丝装置最好还包括至少一个用来将至少一个骤冷装置相对于至少一个高孔表面密度喷丝板可调整地垂直安装的垂直安装装置，该垂直安装装置把至少一个最靠近至少一个高孔表面密度喷丝板的底面的骤冷装置的表面的顶边安装在从喷丝板底面到该表面顶边之间的垂直距离为0.0-20.0厘米处。该垂直安装装置最好将至少一个骤冷装置安装在喷丝板的底面和与其最接近的骤冷装置表面的顶边之间的垂直距离为至少1.0厘米处。该垂直安装装置将至少一个骤冷装置安装在喷丝板的底面和与其最接近的骤冷装置的表面顶边之间的垂直距离为不大于20.0厘米左右为最佳。最好该垂直距离不大于10.0厘米。在一个最佳实施例中，该垂直距离约为5.0厘米左右，在另一个最佳实施例中，该垂直距离约为1.0厘米。

该高速纺丝装置最好还包括至少一个用来将至少一个骤冷装置相对于从至少一个高孔表面密度喷丝板中挤出的熔融的多组分长丝水平方向可调整地安装的水平安装装置，该至少一个水平安装装置把至少一个骤冷装置安装在从最靠近的熔融的多组分长丝到骤冷装置的表面开口的中心之间的水平距离为4.5厘米处。最好该水平距离不大于5.5厘米左右。在一个最佳实施例中该水平距离设定为约5厘米。

至少一个高孔表面密度喷丝板包括一个底面，熔融的多组分纤维通过该底面挤出，该喷丝板还包括在其底面至少每8平方毫米面积上有一个孔。最好是在该至少一个高孔表面密度喷丝板的底面上至少每5平方毫米面积上包括一个孔。在该装置的一个最佳实施例中，包括至少一个高孔表面密度喷丝板，在该喷丝板的底面，每2.5平方毫米的面积上至少包括一个孔。可选用的该装置还可以包括至少一个高孔表面密度的喷丝板在其底面至少每0.6平方毫米面积上包括一个孔。

通过表示本发明的非限制性实施例的附图的特性说明将能更好地理解本发明，其中：

图1为本发明多组分纤维的高速纺丝装置(其中包括高速骤冷装置)的实施例简图；

图2为本发明骤冷装置的开口的正面视图；

图3为沿图1所示装置的III-III线和III′-III′线所截取的部分左侧视图；

图4表示本发明用来提供多组分纤维的一个喷丝板；和

图5示出了本发明用来提供多组分纤维的喷丝板的底面简图。

在纤维生产过程中，如果每个喷丝板都允许有一定数量的长丝损失的话，那么每台纺丝机纤维生产量就将大大降低，因此为获得给定的纤维产量，投资费用就要大大增加。这就导致需要更多的纺丝机，而每台纺丝机都需要配备聚合物用的泵、泵的驱动机构、温度控制装置，聚合物用的管道，骤冷装置，送出辊以及用来容纳这些设备的建筑空间。因此即使是在每个喷丝板所挤出的长丝数量方面的很小的改进，对最后的产品成本来说都是很重要的。

本专利受让人已提出多个专利申请，其目的在于改进聚合物纺丝和骤冷工序。古博塔(Gupta)等人的欧洲专利申请0 552 013中涉及聚丙烯纤维的纺丝方法和所纺出的纤维以及用该纤维制出的产品。古博塔(Gupta)等人的专利申请中所述的方法包括使具有宽分子量分布的聚丙烯组分通过喷丝板进行熔融纺丝，使它形成熔融纤维，然后将该熔融的纤维骤冷，得到可热熔粘结的聚丙烯纤维。古博塔(Gupta)等人的专利申请所述的方法在两步的长程纺丝法和一步的短程纺丝法中均可使用。由于在一步纺丝法中喷丝板上所使用的毛细管比长程纺丝法中通常所用的毛细管的数量高5～20倍，因而一步纺丝法的生产率大大提高。例如在一个优选实施例中通常工业用长程纺丝法的喷丝板具有约50～4000个，最好是3000～3500个毛细管，而在另一种优选结构中具有约1000～1500个毛细管，而通常工业用短程纺丝法中所用的喷丝板上具有约500～100,000个，最好是30,000～70,000个毛细管。这些方法中常用的熔融纺丝挤出温度为250～325℃。此外，在双组分长丝的生产方法中，毛细管的数量指的是正在被挤出的长丝数量，而不需是喷丝板中毛细管的数量。

为了实现多组分纤维的高速纺丝的目的(最好使用短程纺丝方法)，本发明在聚合物纤维从喷丝板挤出的附近处对挤出的聚合物纤维提供了充分骤冷的气流。例如，由于标准的骤冷装置不能充分骤冷在短程纺丝法中从至少一个高孔表面密度的喷丝板上挤出的多组分纤维，因而当在挤出纤维的喷丝板上的孔的表面密度超过在该喷丝板的底面上约每12.6平方毫米面积一个孔的孔表面密度时，就会产生诸如长丝粘连和粗节等问题。

此处的术语“高孔表面密度”是用来指喷丝板的，而术语“高孔表面密度喷丝板”是用来指在其底面的每12平方毫米面积上至少具有一个孔的孔表面密度的喷丝板的。术语“高速”和“高表面速度”此处是用来指具有至少每分钟800英尺的表面速度的骤冷装置。

实际上，在本发明的优选实施例中，各种特征均与骤冷装置有关，以便对挤出的多组分纤维提供充分骤冷的气流，使纤维固化到可以防止出现称之为纤维粘连和粗节的程度。

本发明涉及包括长丝和短纤维在内的各种形式的纤维。这些术语均使用其通常的工业含义。本文中长丝通常是用来指在纺丝机中的连续纤维，然而为了方便起见，术语纤维和长丝在本文中也可以互换使用。“短纤维”是指切断的纤维或长丝。例如在尿布中使用的非织造织物的短纤维，其长度应优先选用约1～3英寸的长度，最好是1.25～2英寸长。

本发明中被挤压成多组分长丝的聚合物材料可以包括任何聚合物，它们可以在长程纺丝法或短程纺丝法中挤压，按已知的多组分长丝的低孔表面密度生产方法直接生产多组分长丝，例如：聚烯烃、聚脂、聚酰胺、聚醋酸乙烯脂、聚乙烯醇和乙烯丙烯酸共聚体等。例如聚烯烃可以包括聚乙烯系，聚丙烯系、聚丁烯和聚4-甲基-1-戊烯；聚酰胺可以包括各种尼龙以及聚醋酸乙烯脂可以包括乙烯乙酸乙烯脂。

一种优先选用的挤压用聚合物组分是一种用来生产皮-芯结构的双组分纤维的聚合物混合体，其中芯线是聚丙烯，外皮是聚乙烯。另一种优先选用的用来生产双组分纤维的挤压聚合物组分是一种芯-皮结构的聚合物混合体，其中芯线是聚酯，外皮是乙烯乙酸乙烯脂。虽然优选实施例涉及双组分纤维，但本发明并不局限于此，而是可以应用于具有三个或多个聚合组分的多组分纤维。同样，虽然优先选用的结构是芯-皮型，但本发明也不局限于这种结构，它可以应用于包括上面已提到的结构在内的任何多组分结构。

被挤压的聚合物组分可以包括具有窄分子重量分布或宽分子重量分布的聚合物，具有宽分子重量分布的优选聚合物组分是聚丙烯。

另外，本文中所用的术语聚合物包括均聚合物和各种聚合物(如异分子聚合物和三元共聚物)以及混合物(包括由各单批混合而成的混合物和复合物或就地形成的混合物)等。例如聚合物可以包括烯烃类的共聚物如丙烯，这些共聚物可以含有各种组分。例如在上述古博塔(Gupta)等人专利申请中所讨论过的那些组分。

本文所述的熔体流动指数(MFI)根据ASTMD 1238-82来确定(对聚丙烯按L条件，对聚乙烯按E条件，其它聚合物在不同的条件下运行，这些条件在前面所推荐的程序中已列出)。

通过实施本发明方法和通过对聚合物组分使用熔融纺丝方法纺丝，如本发明的长程纺丝法和短程纺丝法，就可以得到的均匀度很好的纤维和长丝，并且可以使用一个或多个高孔表面密度喷丝板进行生产，以获得很高的生产率并因此而降低生产成本。

例如对于用来挤压以聚丙烯为芯线，聚乙烯为外皮的皮-芯纤维的典型的短程纺丝方法而言，由于芯线组分为聚丙烯，而外皮组分为聚乙烯，因而聚丙烯是在250℃左右的熔融温度下进行挤压，而聚乙烯则是在230℃的熔融温度下进行挤压，两种聚合物流经过一个有260℃道生热载体夹套的纺丝箱进入到纺丝组件。纺丝组件使熔融的聚合物液流保持互相分开直到它们正好到达喷丝板之前为止，在喷丝板中这些聚合物液流结合成皮-芯结构。如果一个喷丝板，举例来说有15,774个直径为0.012英寸的孔，孔的长径比L/D为2∶1，这些孔以每2.5平方毫米一个孔的密度排列成一种矩形图案，而该聚合物按芯线组分与外皮组分比为50∶50进行纺丝，每种组分的挤压速度为0.021克/分/孔，标准的流体骤冷装置不能对刚从喷丝板挤出的所有纤维进行充分凝固而发生某些故障。使用标准的流体骤冷装置在上述条件下所产生的两种最普遍的故障是粘连(即两根或多根纤维在它们充分凝固之前粘合在一起)和粗节(即一根或多根纤维由于没有充分凝固导致抗拉强度不够而在纺丝拉力作用下产生断裂)。

参看图1，图中示出了本发明的一种对多组分纤维进行高表面速度骤冷的装置，多组分纤维至少通过一个高孔表面密度的喷丝板进行高速纺丝。第一聚合物组分从纺丝组件3的第一进口1送入，第二聚合物组分从纺丝组件3的第二进口2送入，第一和第二组分是由单独的计量泵进行喂送。图1所示的纺丝组件3是用来制造双组分纤维用的。为了加工第三种组分的聚合物可以选用一种具有第三个进口的纺丝组件，以生产三组分纤维。此外，为了生产更复杂的多组分纤维，可以使用能够接受多于三个聚合物组分的纺丝组件。

参看图4，该图为图1所示装置中所使用的纺丝组件(如上述黑尔斯(HILLS)′074专利中所公开的一种)的详细透视图。第一和第二进口1，2通过顶板4分别把两种组分的聚合物送入帐蓬形空腔5，6中。滤网支承板7固定滤网7′和7″，该两滤网用来过滤分别从空腔5，6流出的聚合物。在滤网7′和7″下面是一系列并排的长方形凹槽9′和9″。一组流体分配孔A(用于第一聚合物组分)和B(用于第二聚合物组分)配置在板10上。长方形槽11′和11″分别与孔A和B对中，以便将第一组分和第二组分的聚合物分别输送到各自的孔中。

分配器板12直接配置在板10的下方(即板10的下游)。分配器板12包括一规则构形的各单独的蓄流板13，每个蓄流板13放置在接纳经相应的计量孔A流入的第一流动聚合物组分处。在每个蓄流板13的两端各有一个分配孔14。蓄流板13和分配孔14最好是在分配板12上刻蚀(最好是用光化学刻蚀)出来的，并且应将蓄流板刻蚀在板12的上游，而孔14刻蚀在分配板12的下游侧。然而，分配板12也可以用其它方法进行加工，如钻孔、铰孔及其它形式的机械切削加工方法。图中示出的分配板仅仅是为了能更直观地进行说明。分配板的数量和形式由每种纤维所要求的聚合物组分分配的复杂性所决定。

在分配板12的不包含蓄流板13在内的上游表面积上，用刻蚀或机械加工的方法加工到预定的深度，以接纳来自计量孔B的第二聚合物组分。喷丝板15上有一组穿过板的整个厚度的喷丝孔16。每个喷丝孔16上都有一个沉头孔17，该孔在喷丝板15的上游侧形成一个进口孔。第一和第二聚合物组分首先被一起送入进口孔17中形成所要求的形状，然后具有所要求的多组分结构的纤维就从喷丝孔16中挤出。

图5为图4所示的一个喷丝板的底面(即表面)从底部向上看时的简图。喷丝孔16相互交错排列以提高骤冷效率。为了提高生产率，最好按尽可能密集的构形来布置喷丝孔16。可以达到的密度由几何条件所限制，即受到能使聚合物组分一个挨着一个地放置而彼此间又不会发生干扰的密度的限制。在这方面，标准孔表面密度喷丝板所具有的孔表面密度是在喷丝板表面(即底面)积上每12.6平方毫米内有一个喷丝孔。高孔表面密度喷丝板则包括例如每8平方毫米表面积上有一个孔的孔表面密度的喷丝板。现已经为多组分纤维的生产设计出在每2.5平方毫米面积内就有一个孔的孔表面密度的喷丝板，每0.6平方毫米面积内有一个孔的孔表面密度的喷丝板也已经能够用于单组分纤维的生产。

当使用高孔表面密度喷丝板生产多组分纤维时，标准的骤冷装置已不合乎需要，并且不能使从高孔表面密度喷丝板中挤出的纤维充分凝固，从而使纤维出现粗节和/或粘连。标准的骤冷装置包括一个标准的矩形侧向吹风的箱件，其上贴有一个35英寸长和25英寸宽的泡沫塑料垫，它可以沿喷丝板底面的整个长度上给出恒定的每分钟330英尺的速度分布图。

现在返回来再参看图1，图中示出了使用本发明改进的骤冷系统的装置。例如第一和第二聚合物在连续加工过程中分别以各自的添加剂进行干混合，第一和第二聚合物的混合物各自被分别送到位于挤压机(图中未示出)进料颈部上面的储存器内。第一和第二聚合物的混合物分别送入一个独立的挤压机(图中未示出)中并作为第一和第二熔融聚合物组分在挤压机中被分别挤压。

第一熔融聚合物组分在第一熔融温度下经进口1送入纺丝组件3，第二熔融聚合物组分在第二熔融温度下经进口2送入纺丝组件3。虽然图1中只表示出了一个纺丝组件3，但本发明并不受此限制，可以有两个或多个纺丝组件用于并行加工多组分长丝。当使用聚丙烯和聚乙烯作为聚合物组分时，熔融温度分别保持在约250℃和230℃。

如前所述，熔融聚合物组分由纺丝组件3进行加工，而稠密组合的多组分纤维从喷丝板15的底面的喷丝孔16中挤出。几种组分可以复合成多组分纤维，组分之间的比例可以是约占10％～90％重量的第一种组分对约占90％～10％重量的第二种组分。该比例最好是约占30％～70％重量的第一种组分对约占70％～30％重量的第二种组分。一种皮-芯结构的最佳实施例中，该比例为第一组分约占重量的50％，第二组分约占重量的50％。

纺丝速度或多组分纤维从喷丝孔中挤出的速度可以在约30米/分～900米/分范围内。纺丝速度最好至少约为每分钟60米。纺丝速度最好应不大于每分钟约450米。在一个优选实施例中，纺丝速度至少约为每分钟90米。在另一个优选实施例中，纺丝速度为不大于每分钟225米。更为优先选用的纺丝速度为至少约每分钟100米，最高纺丝速度则约为不大于每分钟165米。

多组分纤维当其组分的重量百分比为50∶50时，每种组分从喷丝孔16中挤出的速度约为每喷丝孔0.01～0.12克/分。在优选实施例中，当各组分的重量百分比约为50∶50时，每种组分优先选用的最小挤出速度约为每喷丝孔0.02克/分。优先选用的最大挤出速度约为每喷丝孔0.06克/分。

当多组分纤维18从喷丝孔16中挤出时，它们立刻被从骤冷喷嘴21的表面22处喷出的高表面速度的流体骤冷。从表面22处喷出的流体的温度约为50°F～90°F。优先选用的表面22处的骤冷流体的最低温度约为60°F。优先选用表面22处的骤冷流体的最高温度约为80°F。在一个优选实施例中，表面22处骤冷流体的温度约为70°F。

在长丝凝固之后，给油辊(未示出)向它们施加纺丝油剂。长丝在七辊之间(未示出)被拉伸并成丝束，该丝束应在进入填塞箱式卷曲机(未示出)中进行卷曲之前被预热。随后，长丝在输送机(未示出)上由空气冷却，并由缝隙杆(未示出)对它们施加油剂。另一种是在丝束离开卷曲机之后用喷射方式进行加油。最后长丝被切断成短纤维并打成包。

图1所示的骤冷装置是本发明的一个最佳实施例，但是为了进行批量加工，可以使用多台骤冷装置，其它等效结构的骤冷装置也可以用来在达到预期的结果，骤冷装置20至少包括一个驱动装置23，以吹送可控的流体使它经柔性导管24进入骤冷喷嘴21，最后通过骤冷喷嘴的表面22将流体直接喷到一组熔融的多组分纤维或长丝18上使它们骤冷。优先选用的骤冷流体是空气，但是其它流体例如惰性气体也可代替空气使用或与空气混合使用。标准的排气装置40上有一个带门的开口42，它的作用是在骤冷流体通过并绕一组多组分长丝18使它们冷却后将流体排出。

至少一个驱动装置23最好是一个可充分供给流体的离心式风扇，但其它等效装置如涡轮机等也可使用。流量控制元件25控制输入骤冷喷嘴21的流体量。该流量控制元件25最好是蝶阀，但也可以使用等效的其它阀来代替蝶阀。排气阀26(在虚线中示出的是打开位置)用来处理由驱动装置23供应的过量流体。

喷嘴21通过水平安装装置27，角度安装装置28和垂直安装装置29固定在高速纺丝装置50上，上述各安装装置相互连接成为一个固定装置30，喷嘴21通过固定件39安装在该固定装置30上。皮托管31测量流过喷嘴21的流体压力。固定装置30通过螺栓、螺钉、焊接或其它相当的固定方法在32处固定在纺丝装置50上。水平安装装置27可通过调整件27′调节，该调整件最好是一种螺杆-螺母传动，但也可以是一种松紧螺旋扣结构、齿条和小齿轮机构或其它等效移动机构。调整水平安装装置27可以移动表面22，使它靠近或远离一排排挤出的熔融长丝18。表面22与熔融长丝18之间的水平距离可以用最靠近平面22′的中心的熔融纤维到表面22′的中心之间的距离来测量。喷嘴可以移动的水平距离为0.0～约10.0厘米。对于高表面速度骤冷来说，优先选用的最小水平移动距离约为4.5厘米。优选选用的最大的水平移动距离约为5.5厘米。在一个优选实施例中，该水平距离设定为约5厘米。

调整垂直安装装置29可以移动表面22，使它靠近或远离喷丝板15的底面(或表面)15′。表面22与底面15′之间的垂直距离可以用从表面22的顶边22″的高度到喷丝板的底面15′的高度之间的距离来测量。喷嘴可以移动的垂直距离为0.0～约10厘米。对于高表面速度骤冷来说，优先选用的最小垂直移动距离是0.0厘米，最大的垂直移动距离约为6.0厘米，垂直移动距离约为5.0厘米是最佳设定距离之一，垂直移动距离为1.0厘米是另一个最佳设定距离。

调整角度安装装置28可以改变喷嘴喷射的角度α，该角度为喷嘴喷出骤冷流体的方向D与喷丝板底面15′的水平方向之间的夹角。该角度安装装置的角度调整范围为约零度(即骤冷流体基本上平行于喷丝的底面并垂直于长丝挤出方向)到50度。优先选用的最小角度调整范围约为10度，优先选用的最大角度调节范围约为35度。喷射角度约为23°是最佳设定角度之一。

骤冷喷嘴21上装有高度变化装置，调整该装置可以改变骤冷喷嘴21的表面22上的开口高度。高度变化装置33最好是一块平板，通过调节高度调整机构34可以改变该平板的角度。高度调整机构最好是带有调节旋钮的螺杆-螺母传动机构，但其它等效调节机构也可互换使用。图2为表面22的端视图，图中示出了高度变化装置33对表面22的高度尺寸h的作用。通过调整高度变化装置(即平板)33，高度h的可变范围可达约50毫米。最好该表面开口的最小高度设置在约20毫米，该表面开口的最大高度最好设置在约40毫米。在一个优选实施例中，该表面开口的高度设置在约35毫米。该表面开口的高度变化将改变开口的面积，该开口的面积与骤冷气流喷出该表面的表面速度成反比。

图3为沿图1的III-III和III-III线所截取的本高速纺丝装置的左侧视图。最好所有的熔融的多组分长丝都能受到从表面22喷吹出的流体高速骤冷，以便使它们有效地急速冷却。因此表面22的宽度W最好是大于从高孔表面密度喷丝板15中挤出的一组长丝的宽度W′。实际上表面22的固定宽度至少应大于约18英寸。在一个优选实施例中，表面22的固定宽度W至少约为21英寸。在另一个优选实施例中使用了至少约23英寸的固定表面宽度的骤冷装置。

通过适当地调节骤冷喷嘴21的表面高度和流量控制装置25，该骤冷装置能够喷吹骤冷流体以至少约100英尺/分的表面速度通过表面22，该表面速度最好是在约1000英尺/分～1600英尺/分的速度范围内。最小表面速度最好为约1200英尺/分，最大表面速度最好约为1400英尺/分。在一个优选实施例中，通过调整骤冷装置可提供约1300英尺/分的表面速度。当表面速度约为1300英尺/分时，骤冷喷嘴喷吹出的流体的容积流量约为300英尺³/分。

为了能更清楚地叙述本发明，下面给出了一些非限制性的实例，为了进行比较，同时也列举了两个现有技术的实例(即例1和例2)

实例

所有实例均有下列共同特征：具有皮-芯结构的双组分纤维是通过在下列条件下进行熔融纺丝而获得的，这些条件包括：芯线组分是HIMONT纤维等级的聚丙烯，该聚丙烯的MFI₂₃₀(熔融指数)为20dg/min，重量与数量比的平均分子重量分布为4.3(由粒子排阻色谱法确定)，固态密度为0.95gm/c.c及最高熔点为165℃(由差示扫描量热法确定)。外皮组分是Dow Aspun 6811A纤维等级的聚乙烯(一种乙烯和辛烯-1的聚合物)，该纤维等级的聚乙烯的MFI₁₉₀为27dg/min，固态密度为0.9413gm/c.c，最高熔点为126℃。

聚丙烯在熔融温度为约250℃下挤出，聚乙烯在熔融温度为约230℃下挤出。两种聚合物液流通过一个带有260℃道生热载体夹套的纺丝箱进入纺丝组件中。纺丝组件使熔融的聚合物液流在进入喷丝板之前保持相互分开，直到它们到达喷丝板前为止，在喷丝板中这些聚合物液流复合成皮-芯结构。所使用的喷丝板有15774个直径为0.012英寸的孔，孔的长径比L/D为2∶1，这些孔以每孔2.5平方毫米的孔密度排列成矩形图案。该聚合物的芯线组分与外皮组分之重量百分比为50∶50的比例进行纺丝。每个组分的挤出速度为0.021克/分/孔(gm/min/hole)。

比较实例1

挤压出的长丝由70°F以2000英尺³/分流量的横向喷吹的空气骤冷，空气来自一般的横向鼓风骤冷装置，该装置位于喷丝板的底面的下面(即该一般横向鼓风骤冷装置的顶边与喷丝板的底面一样高)。一般的横向鼓风骤冷装置包括一个其上贴有一个长35英寸，宽25英寸的泡沫塑料衬垫的矩形箱体，它可以沿喷丝板的底面的整个长度上给出一个恒定的约330英尺/分的速度分布图；一个具有2英寸和宽25英寸长的开口的排气装置设在挤出的长丝的一侧，该侧与骤冷装置所在的一侧相对置。排气装置在0.9英寸水柱高的静压下运行。长丝绕过一个空转的导丝辊并以107米/分的速度从牵引辊上取出。

在上述条件下，不可能建立起合适的纺丝条件，骤冷空气不能在熔融纺丝纤维组成单一丝束之前对它们进行充分的冷却，因此长丝将发生粘连和粗节。

比较实例2

所使用的骤冷装置与比较实例1中所述的相同，温度范围为60°F～80°F的横向喷吹的骤冷空气以1000～3000英尺³/分的流量进行骤冷以期建立合适的纺丝条件。在一种试验中，骤冷装置的下半部被关闭，以将空气的速度增加到接近600英尺/分。上述各种条件的组合由于长丝的粘连和/或粗节的产生而不能建立起任何一种可以接受的纺丝条件。

实例3

挤压出的长丝由如图1所示的骤冷装置以流量为300英尺³/分，温度为70°F的空气穿过丝线进行骤冷。骤冷装置安装在喷丝板的底面之下的5.0厘米处。该骤冷装置设有一个35毫米高、25英寸宽的矩形表面开口，它与水平面的夹角约为23°，并且使它对准喷丝板的底面的中心。该骤冷装置的开口位于水平距离约5.0厘米处。空气通过骤冷装置的表面速度约为1300英尺/分。具有一个2英寸×25英寸的开口的排气装置放置在挤出的长丝的一侧，该侧在最靠近骤冷装置一侧的对面。该排气装置在0.9英寸水柱高的静压下运行。长丝绕过一个空转的导丝辊并以107米/分的速度从牵引辊上取出。每种组分的挤出速度为0.021克/分/孔(gm/min/hole)。连续纺丝的情况良好，长丝没有产生粗节或粘连。

实例4

纺丝是在与实例3相同的条件下进行的，不同的是牵引辊的速度是129米/分，并且每种组分的挤出速度为0.025克/分/孔(gm/min/hole)。连续纺丝的情况良好，长丝没有产生粗节或粘连。

实例5

纺丝是在与实例3相同的条件下进行的，不同的是牵引辊的速度为129米/分，每种组分的挤出速度为0.022克/分/孔(gm/min/hole)。连续纺丝的情况良好，长丝没有产生粗节或粘连。

实例6

纺丝是在与实例3相同的条件下进行的，不同的是牵引辊的速度为129米/分，每种组分的挤出速度为0.06克/分/孔(gm/min/hole)。连续纺丝的情况良好，长丝没有产生粗节或粘连。

虽然上面已经对本发明的具体装置、材料和实施例进行了说明，但应该指出，本发明并不受上述已公开的具体内容的限制，一切与之等效的方法和装置均应属于本发明的权利要求范围之内。

Claims (26)

1.一种用于以至少每分钟30米的纺纱速度的多组分聚合物长丝的高速纺丝的方法，该方法包括以下步骤：

在一第一熔融温度下，将一第一聚合组分送入至少一个纺丝组件中；

在一第二熔融温度下，将一第二聚合组分送入至少一个纺丝组件中；

将第一和第二聚合组合组分复合成一种多组分结构并使它们通过至少一个具有至少每孔12平方厘米的孔表面密度的高孔表面密度的喷丝板挤出，以形成熔融的多组分长丝；以及

沿着与挤出方向相垂直的方向，以至少每分钟243.84米(800英尺)的高速喷吹一种流体使熔融的多分长丝骤冷，以便有效地防止多组长丝产生粗节和粘连。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以高速喷吹一种流体而使熔融的多组分长丝骤冷的步骤包括至少约以每分种304.80米(1000英尺)的表面速度喷吹流体。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以高速喷吹一种流体而使熔融的多组分长丝骤冷的步骤包括至少约以每分种304.80-487.68米(1000-1600英尺)的表面速度喷吹流体。

4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，对该熔融的多组分长丝进行骤冷的步骤包括沿着垂直于该熔融长丝的挤出方向以高速喷吹空气。

5.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，以高喷吹一种流体而使熔融的多组分长丝骤冷的步骤可以由一个高表面速度骤冷装置来完成，该装置上有一个表面开口，流体可以从该开口喷出，所述表面开口的宽度至少和一从一个高孔表面密度的喷丝板中挤压出来的熔融的多组分长丝的总宽度相同，而该表面开口的高度是可变的。

6.如权利要求5中所述的方法，其特征在于，该高表面速度骤冷装置的表面开口的高度约为20～50毫米。

7.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，以高速喷吹一种流体而使熔融的多组分长丝骤冷的步骤可以由一个高表面速度骤冷装置来完成，该装置上有一个表面开口，流体可以从该开口喷出，该高表面速度骤冷装置的位置与最近的熔融的多组分长丝之间的水平距离为从该表面开口的中心测量约为4.5～5.5厘米。

8.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，以高速喷吹一种流体而使熔融的多组分长丝骤冷的步骤可以由一个高表面速度骤冷装置来完成，该装置上有一个表面开口，流体可以从该开口喷出，该高表面速度骤冷装置放置在使其表面开口的顶边与至少一个高孔表面密度的喷丝板的底面之间的垂直距离约为0.0～20.0厘米。

9.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，以高速喷吹一种流体而使熔融的多组分长丝骤冷的步骤可以由一个高表面速度骤冷装置来完成，该装置上有一个表面开口，流体可以从该开口喷出，该高表面速度骤冷装置放置成与水平面成0～50度左右的角度，并使其表面开口朝向至少一个高孔表面密度的喷丝板的底面的中心。

10.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，以高速喷吹一种流体使熔融的多组分长丝骤冷的步骤可以由一个高表面速度骤冷装置来完成，该装置上有一个表面开口，其具有使温度范围为50°～90°F的一种流体可从其中喷出的开口。

11.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，熔融的多组分长丝是使用长程纺丝法生产的。

12.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，该纺丝速度的范围约为每分钟60～225米。

13.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个高孔表面密度的喷丝板包括一个底面，熔融的多组分纤维经该底面被挤出，此外，至少一个高孔表面密度的喷丝板在其底面的每8平方毫米的面积上至少包括一个孔。

14.如权利要求13中所述的方法，其特征在于，至少一个高孔表面密度的喷丝板在其底面的每0.6平方毫米的面积上至少包括一个孔。

15.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，第一聚合组分的挤出率约为每分钟每个喷丝板孔0.01～0.12克，第二聚合组分的挤出率约为每分钟每个喷丝板孔0.01～0.12克。

16.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，对熔融的多组分长丝进行骤冷包括当该熔融的多组分长丝刚从至少一个高孔表面密度的喷丝板中挤出时，立即对它进行急冷。

17.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，该多组分熔融的长丝是双组分纤维，它由约占30～70％重量的第一组分和约占70～30％重量的第二组分所组成。

18.如权利要求17中所述的方法，其特征在于，该双组分长丝包含聚乙烯外皮和聚丙烯芯。

19.如权利要求17中所述的方法，其特征在于，该双组分长丝由聚脂外皮和乙酸忆烯乙烯脂芯组成。

20.一种用于以至少每分钟30米的纺纱速度的多组分聚合物长丝的高速纺丝的装置，该装置包括：

至少一个具有至少每孔12平方厘米的孔表面密度的高孔表面密度的喷丝板；

至少一个用来使第一聚合物组分通过所述至少一个高孔表面密度喷丝板的给料装置，和至少一个用来使使第二聚合物组分通过所述至少一个高孔表面密度喷丝板的给料装置，以挤压出一组熔融有多组分长丝；以及

至少一个高表面骤冷装置，具有至少每分钟243.84米(800英尺)的高表面速度，用来对刚从所述至少一个高孔表面密度喷丝板上挤出的一组熔融的多组分长丝进行急冷，以便有效地防止多组长丝产生粗节和粘连。

21.如权利要求20中所述的装置，其特征在于，所述至少一个高表面速度骤冷装置上包括一个具有一表面开口的表面，通过该表面开口所述至少一个高表面速度骤冷装置将一种流体以高表面速度喷出，所述表面具有一固定的宽度并且包括一个用来改变所述表面的表面开口的高度的装置，所述高度改变装置可以改变所述表面的表面开口的高度从约20毫米到50毫米，该表面的所述固定宽度至少和从所述至少一个高孔表面密度喷丝板上挤出的熔融的多组分纤维的总宽度相同，所述至少一个高表面速度骤冷装置包括一个用来约以每分钟304.80-487.68米(1000-1600英尺)的表面速度通过所述表面喷吹一种流体的驱动装置，所述驱动装置通过所述表面喷吹一种流体的容积流量约为每分钟300立方英尺。

22.如权利要求20～21中任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括至少一个用来将所述至少一个高表面速度骤冷装置相对于所述至少一个高孔表面密度喷丝板安装成一个倾斜角度的角度安装装置，所述至少一个高孔表面密度的喷丝板包括一个底面，熔融的多组分纤维通过该底面挤出，所述角度安装装置用来把所述至少一个高表面速度骤冷装置安装在使高速流体以约0～50度的角度朝向所述至少一个高孔表面密度的喷丝板底面的中心处。

23.如权利要求20～21中任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括至少一个用来将所述至少一个高表面速度骤冷装置相对于所述至少一个高孔表面密度的喷丝板可作垂直方向安装调整的垂直安装装置，所述至少一个高孔表面密度的喷丝板包括一个底面，熔融的多组分纤维通过该底面挤出，所述表面上有一个最靠近于所述至少一个高孔表面密度的喷丝板的所述底面的顶边，所述垂直安装装置把所述至少一个高表面速度骤冷装置安装在从所述高孔密度喷丝板的底面到该表面的顶边之间的垂直距离为0.0到20.0厘米处。

24.如权利要求20～21中任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括至少一个用来将所述至少一个高表面速度骤冷装置相对于从所述至少一个高孔表面密度的喷丝板中挤压出来的熔融的多组分长丝作水平方向安装调整的水平安装装置，所述至少一个水平安装装置把所述至少一个高表面速度骤冷装置安装在从最接近的熔融长丝到该骤冷装置的所述表面的中心之间的水平距离约为4.5到5.5厘米处。

25.如权利要求20～21中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个高孔表面密度的喷丝板包括一个底面，熔融的多组分纤维通过该底面挤出，所述至少一个高孔表面密度的喷丝板还包括在所述底面上至少每8平方毫米面积上有一个孔。

26.如权利要求25中所述的装置，其特征在于，所述至少一个高孔表面密度喷丝板在所述底面上至少每0.6平方毫米的面积上有一个孔。

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