CN1084587A

CN1084587A - 用于纺长丝的设备和方法

Info

Publication number: CN1084587A
Application number: CN93109312.0A
Authority: CN
Inventors: 小·A·F·施帕拉; C·K·贝利; R·G·卡斯帕; 陈生寿; B·D·对肯; G·R·基思; J·H·兰迪斯; A·E·麦克劳德
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1993-07-31
Publication date: 1994-03-30
Also published as: EP0652983A1; WO1994003658A1; CA2139935A1; JPH09501989A; US5262110A; BR9306808A

Abstract

本发明公开了用来从一材料例如纤维素醋酸酯纺丝原液中纺成长丝的设备和方法。由位于一直立延伸的纺丝室的顶部处的一喷丝板纺成长丝。随着纺丝首先以平行于长丝的方向引入气体。沿丝室向下一短距离处，向长丝以径向向内方向引入气体。两股气流汇聚并平行于长丝流向丝室的底部，在底部处，把气体径向向外从长丝中排出。

Description

本发明涉及用于纺长丝的设备和方法，尤其是适用于将纤维素醋酸酯纺丝原液纺成长丝，而该长丝用作用于象香烟过滤嘴这样的物品的纤维束。

合成纤维纱线长丝通常通过熔融、湿或干法丝技术来生产，这些在已有技术中都是众所周知的。对于生产纤维素醋酸酯长丝来说，过去利用干法纺丝技术来生产一直相当成功。也就是，含有纤维素醋酸酯以及挥发性溶剂（通常为丙酮）的溶液（通常称作“原液”）典型地通过喷丝板挤压，通过通入一气态介质，该介质用作挥发和蒸发所述溶剂，由此形成纤维素醋酸酯的长丝。通常挤压出许多长丝，将其聚集成一纤维束并制成一过滤杆，随后被用于以现有技术中公知的方式制造香烟过滤嘴，一般在一个通常被称为丝室的立式室中进行纺丝、挥发和蒸发。

目前，把气态介质引入纺丝室的方式产生有较大的纤维束的紊流和扰动，结果导致纤维束中有所不希望的疵点。本发明公开了引入和收回这种热加工气体的设备和方法以尽量减少这些疵点并且在纤维束和加工气体之间使热量和物质的传递达到最大。

图1是根据本发明的纺丝室的立视示意图;

图2是一放大的剖面图，示出位于纺丝室的顶部处空气喂入装置和位于纺丝室的底部处的空气排出装置的细节;

图3是沿图2中的线3-3的剖面图;

图4是沿图2中的线4-4的剖面图。

根据本发明，提供从纺丝溶液形成一长丝束的一方法，包括下列步骤：

a）提供一基本上为封闭的、直立延伸的纺丝室，该纺丝室在靠近其最上部分处带有至少一个喷丝板，

b）将纺丝溶液按垂直向下方向通过喷丝板纺成许多长丝，

c）随着长丝从喷丝板中喷射出，以向下方向围绕长丝引入第一股热气流，由此溶剂从长丝内扩散到长丝表面并被挥发，且由此长丝开始分别固化和强化，

d）在喷丝板向下隔开一定距离的入口处把第二股热气流径向向内引入长丝束中，因此，连续地进行溶剂的扩散和挥发以及长丝的固化，

e）在长丝离开丝室的出口的邻近的一位置处以大致径向向外的方向排出第一股和第二股热气流，

f）在丝室的顶部和底部之间形成一压差以保持气体以向下方向流动。

再者，根据本发明，提供由纺丝溶液形成一长丝束的设备，包括：

a）基本上为封闭的、直立延伸的丝室，该丝室在其最上部具有至少一个喷丝板，

b）用于将纺丝溶液经喷丝板以垂直向下方向纺成许多长丝的装置，

c）随着长丝从喷丝板中喷射出，用来以向下方向围绕长丝引入第一股热气流的装置，由此溶剂从长丝内扩散到其表面并被挥发，并由此长丝开始分别固化和强化，

d）在喷丝板向下隔开一定距离的入口处把第二股热气流径向向内引入长丝束中的装置，由此，连续进行溶剂的挥发和长丝的固化，

e）在长丝离开丝室的出口的邻近的一位置处以大致径向外方向排出第一和第二股热气流的装置，

f）在丝室的顶部和底部之间形成一压差来保持气流以向下方向流动的装置。

参见附图，图1示出根据本发明的方法和设备。封闭的、直立延伸的丝室10带有至少一个通用的喷丝板12，在图3中示出了三个喷丝板12、14和16。通过通向喷丝板上的导管18、20和22把纺丝溶液供入这些喷丝板中，应当理解，在本文使用术语“纺丝溶液”时，所供应的材料也可以是熔融的材料。每个通用的纺丝板12、14和16具有许多喷射溶液用的孔。该溶液在垂直方向以长丝形式从每个喷丝板的孔中喷出。随着长丝向下运行，溶剂从长丝内扩散到其表面并被挥发，由此，长丝开始分别固化和强化。

关于本发明虽然可以使用各种惰性气体来把溶剂从丝室10内的长丝中排出，但空气是优先推荐的并将用于本说明书中。丝室10的顶部被分成两个室24和26，热气经导管28和30被分别引入这两个室24和26中，以促进溶剂从长丝中排出以便硬化长丝。所述热气促进溶剂，典型的为丙酮的挥发和扩散。引入室24中的空气以平行于长丝34运动的方向流经多孔板32。任何其它气流不会影响长丝34，直到在与喷丝板向下隔开的一位置处，通过圆柱形分布套筒36径向向内引入空气。为了促进空气从室26均匀分布到长丝34上，分布套筒36带有与圆形筛网50和在里面的辅助圆柱型多孔板52相配合的一圆柱形多孔板37。然后该空气立即与平行于长丝流动的气流汇合，并且一起平行于长丝流向丝室的底部，该汇合的空气处于一低压力状态并且沿径向向外方向经多孔圆柱形分布套筒38排入室40中，最后经导管42排出，所述室40环绕着套筒38。现在由拉辊（未出示）把汇聚的长丝34′从丝室中经板46中的开口44拉出。

圆型丝室壳54形成丝室10的主要部分，当长丝34首先离开喷丝板时，它们非常脆弱，并且容易被很小的空气紊流损坏或断裂。再者，由于纺丝原液的温度在大气压力下高出溶剂的蒸气温度很多，在或靠近长丝表面处的溶剂很容易被闪蒸出来。因此，需要极少量热气对长丝加热。仅需要足够的空气来使空气/溶剂混合体保持在一安全的工作范围内。在离一典型的纤维素酯纺丝室中的喷丝板向下约10～20英寸的地方，由于溶剂挥发，长丝已稍微硬化并冷却，在这一阶段，需要辅加热空气以维持溶剂以一足够大的速率排出，这样，长丝中溶剂含量在长丝离开丝室之前被减少到所希望的程度。已硬化的长丝现在更强并且能够承受更强和更大的气流作用。长丝和热空气沿丝室向下运行到出口处，在此处，空气被排出以便将其送到用于溶剂回收的工序。

生产一纤维束带的纺丝系统通常由若干个纺丝室组成，每个纺丝室带有一个或更多的喷丝板。典型地，例如，总的纤维束旦尼尔约为39000并且需要90℃的空气约4400每分钟标准立方英尺数。

顶部的送风通风系统被分成两个室24和26以把进入的空气分成两股气流，其中之一用于小量平缓的空气流以便在丝室的第一部分期间吹洗挥发的丙酮，而另一个用于较大的流量。所述小流量必须平缓地沿挤压方向引入。其流量大约为总量，即，经导管28和30引入的总量的10%。所剩余的流量，沿径向引入室26中，虽然长丝在径向引入气流的地方已稍微固化，但也必须均匀低速地引入空气以减小长丝束的扰动。这通过分布套筒36来实现。一层紧密编织的金属丝筛网50缠绕内套筒52。在其外围略为相间包绕的是圆柱型多孔板36。外套筒提供一均匀流动所需的压差，编织的金属丝筛网缓和流速，且内套筒提供一个支撑和一个较大的开口区。需要象这样的设置来生产用于纤维束带的优质长丝。溶剂/空气混合体在下部送风通风系统中以径向经圆柱型多孔板38排出。

该设备有下列显著的优点：

a）加工空气从两个地方引入。在喷丝板上方以低速率并按与长丝流动方向同向地缓慢引入大约10%的空气，这就防止了可能损坏脆弱长丝的紊流和杂散气流。径向引入所剩余的气流。因此，本设计提供了均匀的气流。再者，本设计提供了缓慢的径向速率并且没有不平衡的紊流。

b）以径向方式排出加工空气，可以消除不平衡的紊动气流。

c）加工空气以与长丝流动相同的方向流动（同向气流）。

d）本设置和设计导致具有最小装配劳动的低成本单元结构。

e）轻型片状金属型构造导致了低地面承载的轻型组装件。

f）本设计提供独立式的结构。

在与门组装件中的开口相对齐的开口44处配置一个粗结丝捕集器，在正常操作下，纤维仅会接触粗结丝捕集器，而不接触底门中的开口。

以下是用于本发明的一典型设备和方法的详细说明：

材料-纤维素醋酸酯纺丝原液

溶剂-丙酮

每个丝室喷丝板的数量-3

每个喷丝板中的孔的数量-500

长丝的旦尼尔-3.3

空气温度℃-90～100

气流-同轴-速率＝150～300英尺/分

（45～90米/分）

气流-径向-速率＝40～60英尺/分

（12～18米/分）

圆柱型多孔板36和38-大约2.5%的开口区和直径大约1/16英寸（0.16cm）的孔。

圆柱型内多孔套筒52-大约60%的开口区和直径大约3/16英寸（0.5cm）的孔。

尤其是参照较好实施例已详细地描述了本发明，但应当理解的是，在本发明的精神和范围能作出各种变化和改型。

Claims

1、从纺丝溶液中形成一长丝束的方法，其特征在于，包括下列步骤：

a)提供一基本上为封闭的、直立延伸的纺丝室，纺丝室在靠近其最上部带有至少一个喷丝板，

b)将纺丝溶液以垂直向下方向经所述喷丝板纺成许多长丝，

c)随着长丝从所述喷丝板中喷射出，围绕长丝以向下方向引入第一股热气流，由此溶剂从长丝内扩散到其表面并被挥发并且所述长丝开始分别固化和强化，

d)在所述喷丝板向下隔开一定距离的入口处把第二股热气流径向向内引入长丝束中，因此，连续地进行溶剂的扩散和挥发以及长丝的固化，

e)在与长丝离开丝室的出口的邻近的一位置处以大致径向向外的方向排出第一股和第二股热气流，

f)在丝室的顶部和底部之间形成一压差以保持气体以向下方向流动。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的纺丝溶液是纤维素醋酸酯纺丝原液。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的纺丝溶液是溶于丙酮的纤维素醋酸酯。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的气体是空气。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将要从所述丝室排出的时候，所述第一和第二股热气流含有挥发的溶剂，所述的方法还包括下列步骤：把至少一部分溶剂从所述气体中分离并且作为第一和第二股气流再循环至少一部分所述气体。

6、用于从纺丝溶液中形成一长丝束的设备，其特征在于：包括

a）基本上为封闭的、直立延伸的纺丝室，它在其最上部带有至少一个喷丝板，

b）用来将纺丝溶液经喷丝板以垂直向下方向纺成许多长丝的装置，

c）随着长丝从所述喷丝板中喷出，用来以向下方向围绕长丝引入第一股热气流的装置，由此，溶剂从长丝内扩散到其表面并被挥发，并由此长丝开始分别固化和强化，

d）在喷丝板向下隔开一定距离的入口处把第二股热气流径向向内引入所述长丝束中，由此，连续进行溶剂的扩散和挥发以及长丝的固化，

e）在长丝离开丝室的出口的邻近的一位置处以大致径向向外方向排出第一和第二股热气流的装置，

f）在丝室的顶部和底部之间形成一压差以保护气体以向下方向流动的装置。

7、根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的用来引入第一股热气流的装置，所述的用来引入第二股气流的装置和所述的用来排出所述第一股和第二股气流的装置，每个都包含有用来产生围绕所述长丝的基本均匀的所述气流的一圆柱型多孔板。