CN1060319A - 连续生产长丝的纺丝机 - Google Patents

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Abstract

一种采用有气隙或无气隙湿纺法(粘胶法溶剂 法、NMMO法)连续生产挤出长丝的纺丝机。该纺 丝机至少包括一对辊子(4、5)，其轴线(4′.5′)不仅在 一个垂直基准面上而且还在一个水平基准面上都形 成一个夹角。一条由喷丝头(3)喷出从凝固浴(2)中 拉出的长丝(1)沿着固化段(8)、水洗段(9)和干燥段 (7)卷绕在辊子对上，例如卷在主辊(4)和辅助辊(5) 上，长丝的卷绕间距向干燥辊段(7)方向减小。当主 辊(4)的轴线水平布置时，辅助辊(5)的轴线(5′)的垂 直投影与主辊轴线(4′)在其长度的约1/3处在湿辊 段(6)区域内相交。

Description

本发明涉及一种采用带气隙或无气隙的湿纺法连续生产挤出长丝的纺丝机。该纺丝机至少带有一对辊子，两辊子的轴线相互倾斜设置。上述辊子在轴向上具有一个湿辊段，用来接收从喷丝头或凝固浴输送来的长丝。一个干燥辊段与该湿辊段相连接。
按照现有技术，正如G
Figure 911059504_IMG2
tze在其专业著作《粘胶法化学纤维》第3版、1967年、第900页（Springer出版社，发行地为柏林、海德堡和纽约）中所描述的那样：一条刚在喷丝头上形成的长丝被一对辊子从凝固浴中拉出。该长丝被螺旋地卷绕在这对辊子上，两辊子的轴线处于同一平面上，但相互不平行，而是有一个夹角。卷绕在这对辊子上的长丝有朝想象中的辊子交点移动的倾向，这样，长丝就会沿这对辊子及湿辊段和干燥辊段自动而均匀地输送。该湿辊段包括一个长丝固化段和与其相连的水洗脱酸段。上述干燥辊段是一被加热的辊子段。辊子轴线的角位使长丝圈沿辊子的全长按不变的间距例如6mm排列。在湿辊段上保持长丝圈之间有一个大的间距是至关重要的，因为这将避免长丝圈粘合在一起。一旦长丝已经固化，那么保持、特别是在干燥辊段上保持一个大的长丝圈间距就没有必要了。由于干燥辊段上的长丝圈之间的距离仍很大，上述辊子就必须作得特别长，因为对干燥处理来说，让长丝与辊子上一定长度的加热路径保持接触是必要的。一个特别稳定的纺丝流程与避免各圈长丝彼此贴靠的措施、例如长丝导引机构同样重要。
本发明针对上述问题提出一种技术方案，使沿着一对辊子输送的螺旋形长丝具有不同的侧向卷绕间距。在不附加长丝导引机构的情况下，就能保证长丝在进行后牵伸处理的湿辊段上有必要的侧向安全间距（例如在长丝为110dtex时，间距约为4-6mm），并且在干燥辊段上把该间距连续地尽量减小到所需的最低限度上。这样就减小了辊子的长度，并且改善了纺丝机的可操作性，从而能保证相应的干燥能量被经济地充分利用，同时保证了最佳的生产速度。上述这一切将通过下述方案来实现：上述那对辊子的轴线在一个垂直的基准面上和在一个水平的基准面上都具有一个夹角。也就是说，这对辊子的两条轴线不仅在其中一条轴线所在的垂直平面上的投影有一个夹角，而且其中一条轴线从该垂直平面上偏转出来，两条轴线相互倾斜延伸。然后，只要确定一个与辊子直径和轴间距相协调的夹角，就能实现下述纺丝过程，在该纺丝过程中，湿辊段上的长丝圈间距大，并且该间距向干燥辊段方向缩小，例如连续地缩小该间距。举例来说，在这对辊子上，湿辊段开始的长丝圈间距为6mm，后来被减小到干燥辊段上的0.5mm，这样就能够在缩小辊子总长度、减少能耗、特别是减少加热辊子的能耗的情况下在一对辊子上获得较好的纺丝效率。将这对辊子设计成由主辊和辅助辊组成、并且让辅助辊的直径比主辊小是适宜的，特别有利的是使直径的比例关系为1∶3或1∶4。实践证明，有一种结构布置是特别有利的，该结构布置为;一个辊子例如主辊的轴线水平地布置，而另一个辊子例如辅助辊的轴线与主辊轴线的垂直投影相交于其长度的约1/3处，交点在湿辊段区域。该辊子例如辅助辊的两个轴承的位置坐标从平行于主辊布置的一个辊例如辅助辊的轴承位置座标上向两个座标方向发生偏转。为了更好地照顾到长丝在凝固浴、固化、水洗段和干燥辊段处理过程中的收缩和伸长，上述这对辊子中的至少一个辊子在其部分轴向长度上最好设置一脱酸辊段，该脱酸段呈锥形并朝干燥辊段方向直径增大。在大多数情况下，另一个辊子例如辅助辊的直径轮廓与主辊形状成正比例。
附图示意性地描绘出了本发明纺丝机的一个实施例。图1是绕有长丝的主辊和辅助辊的示意图。图2是带凝固浴和喷丝头的纺丝机的正视图。图3是图1的平面图，但是只画出了辊子的轴线。
如图2所示，喷丝头3在凝固浴2中生产出一条粘胶长丝1。附着有凝固浴介质的长丝1被从凝固浴2中牵拉提升，并被卷绕在一个主辊4和一个辅助辊5上。主辊4上有一湿辊段6和一被加热的干燥辊段7，该湿辊段约占主辊4长度的 3/4 。长丝在湿辊段6的含酸段8上被固化，接着在相连的水洗段9上进行脱酸处理。
在主辊4的轴线4′所在的垂直平面上，辅助辊5的轴线5′相对于轴线4′是倾斜的（参见图1），另外，轴线5′与该垂直平面相交（参见图3）。轴线5′相对于水平轴线4′的倾斜状态在图1中可以看到;而轴线5′相对于轴线4′的扭转在图3-轴线的平面图中可以清楚地看到。在图2中人们也能看到这两条轴线，即呈点投影的主辊轴线4′和处于倾斜位置的辅助辊轴线5′。上述这种布置导致了如图1所示的长丝分布状态，各圈长丝1之间的间距从湿辊段6向干燥辊段7方向减小。于是当长丝在含酸固化段8固化时，保证了长丝之间及其相应的湿区之间不相互接触，要知道在长丝固化时许多酸性凝固浴液成比例地附着在长丝上。在水洗段9上，喷头将水喷到辊4上，已固化的长丝被脱酸，并且受到拉伸。水洗段上的各圈长丝的间距已被大大缩小。在干燥段7上应尽可能多地往辊子4上卷绕或缠绕长丝，以便尽量充分地利用加热的辊子表面。轴线4′和5′的上述布置使这对辊子的末端区出现很小的长丝圈间距，这样，上述的涉及干燥处理的长丝卷绕要求得到了最佳地满足。改变两轴线的倾斜位置，就可以增大或减小长丝圈之间的间距。考虑到由于水洗处理引起的长丝长度的增加，主辊4及必要时还有辅助辊5可以制成略微呈锥形（朝干燥辊段方向直径增大）。上述水洗段9的锥形区的长度可以限制在从轴线4′和5′的交叉点10附近起、直至加热的干燥辊段7。
在工厂中安置的一台纺丝机上，主辊4的直径约为180mm，而辅助辊的直径约为50mm。从凝固浴一侧观察纺丝机（图2），干燥辊段一侧的辅助辊轴线5′的端点位于主辊轴线4′下方约136mm处，并左偏约61mm;而凝固浴一侧的辅助辊5的端点位于主辊轴线4′下方113mm处，并右偏约52mm。上述两端点的位置数据是相对一个共同的原始辊平面（垂直平面）而言的。按照这种结构安排，轴线的交叉点、即轴线间距最小处位于凝固浴一侧辊子长度的约 1/4 处。图1中，辊段8上螺旋形长丝之间最初的侧向间距在纤度为11dtex时为9mm，此后，该间距被不断地减小，在辊段7上的最后一圈长丝的间距为0.8mm。螺旋形长丝圈的侧向间距的选择、即两辊轴线之间必要的夹角的选择，取决于辊子10直径及与所纺纤度相适应的辊子间距。
在辊子尺寸相同的情况下，现有技术中两辊子的纵轴被布置在同一个平面上，根据轴线相对位置变化而产生的每一夹角，都会在这对辊子的全长上形成侧向间距相同的一圈圈长丝。在实践中，要想使纺丝过程无干扰地进行，对纤度为110dtex的长丝来说就必须保证长丝圈的侧向间距至少为4.5mm。也就是说，使用同样270mm长的干燥辊段现有技术只能排列60圈长丝。这仅仅是本发明实施例中干燥辊段上所能达到的长丝长度的36%。按照本发明的布置，在与现有技术类似的辊子安装空间中和相同的纺丝速度下，由于长丝与干燥辊段的接触时间被延长，干燥辊段的表面温度及加热该表面所需的能量明显地降低了。另外，按照本发明布置这对辊子能够在保持接头或换筒的操作简易性的同时，使这些装置中的多数层层重叠地以特别节省空间的方式布置。
在本发明和现有技术这两个实例中，所纺出的复合丝的纺织参数均达到了为连续纺丝法生产出的复合丝（连续丝）而制定的普通的数值标准。
本发明的纺丝机是为粘胶法而试制的，并且还适用于带气隙或无气隙的湿纺法及NMMO法。湿纺法一般包括溶剂纺丝法。

Claims (5)

1、采用有气隙或无气隙湿纺法连续生产挤出长丝的纺丝机，它包括：至少一对辊子，这对辊子的两条轴线相互倾斜设置，沿着辊子的轴向在辊子上设置有用于接收从喷丝头或凝固浴输送来的长丝的湿辊段，该湿辊段与一干燥辊段相连接，其特征是：辊子对(4，5)的轴线(4′，5′)在一垂直基准平面和一水平基准平面上都相交成一个角度。
2、根据权利要求1的纺丝机，其特征是：上述这对辊子由主辊（4）和辅助辊（5）组成，辅助辊（5）的直径小于主辊（4）。
3、根据权利要求2的纺丝机，其特征是：辅助辊（5）与主辊（4）的直径比例约为1∶2或1∶4。
4、根据权利要求1至3中之一项的纺丝机，其特征是：一个辊子例如主辊（4）的轴线水平设置，另一个辊子例如辅助辊（5）的轴线（5′）与主辊轴线（4′）的垂直投影相交于其长度的约 1/3 处，该辅助辊（5）的轴承位置座标从平行于主辊（4）布置的一个辊例如辅助辊（5）的轴承位置座标上向两个座标方向发生偏转。
5、根据权利要求1至4中之一项的纺丝机，其特征是：上述这对辊子（4，5）中的至少一个在其部分轴向长度上最好设置一个脱酸辊段（9），该脱酸辊段呈锥形，朝干燥辊段（7）的方向直径增大。
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