CN1236115C - 熔融纺丝卷取装置 - Google Patents

Abstract

本发明的熔融纺丝卷取装置是把由喷丝头熔融纺丝了的纺出丝条冷却并加以卷取的卷取装置，配置在喷丝头下方的冷却装置由冷却风导入部、空气喷射器部和气流导引管构成，冷却风导入部围在纺出丝条周围，空气喷射器部连接在冷却风导入部的下部并将压缩气流喷射到纺出丝条周围，气流导引管连接在空气喷射器部的下部；空气喷射器部按照以下方式构成，内侧配设有内管，在内管外侧同心配设有外管，在内管和外管之间形成用于喷射压缩空气的喷射口，该喷射口的喷射方向平行于内管轴向；从该喷射口喷出的压缩气流的速度比从该内管中流出的气流的速度高，从而使纺出丝条向这两个气流的交界层弯曲位移并使构成的纤丝彼此间的距离扩大，由此促进冷却。

Description

熔融纺丝卷取装置

技术领域

本发明涉及合成纤维丝条的熔融纺丝卷取装置。更具体地说、是关于一种即使提高牵引速度，也能不降低伸长率、不增加细度不匀地进行制造的熔融纺丝卷取装置。

背景技术

一般，合成纤维的未拉伸丝或半拉伸丝是边用冷却装置对由喷丝头对熔融聚合物纺进行了纺丝的纺出丝条进行冷却边加以牵引而卷取到筒管上进行制造的。而且，在喷丝头的下方、对纺出丝条进行冷却的冷却装置所使用的是使空气流沿着与纺出丝条垂直方向流动的交叉式冷却装置(错流式冷却装置)。

在这种熔融纺丝卷取装置中已知有这样的特性，即、当提高牵引速度时，能促进纺出线条内的分子取向、降低断裂伸长率。还已知这样的特性，即、当纺出丝条的牵引速度超过5000m/min时，会因分子取向的促进而引起结晶。因此，在生产具有大的断裂伸长率的半拉伸丝的场合下，为了提高生产性，只靠提高牵引速度是有限的。

例如，在生产拉伸假捻用原丝中，最好使用断裂伸长率是100％以上的半拉伸丝。但是，伸长率这样高的半拉伸丝，用以前的设有交叉式冷却装置的熔融纺丝卷取装置，当将牵引速度提高到3800m/min以上时，会使断裂伸长率降低，使细度不匀增加，因而不能制成所要求的半拉伸丝。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔融纺丝卷取装置，它是即使在牵引速度比以前高的情况下，也能不使断裂伸长率降低、不使细度不匀增加地生产半拉伸丝。

为了达到上述目的，本发明提供一种熔融纺丝卷取装置，它是把由喷丝头熔融纺丝了的纺出丝条冷却并加以卷取的卷取装置，配置在所述喷丝头的下方的冷却装置由冷却风导入部、空气喷射器部和气流导引管构成，其中，所述冷却风导入部围在所述纺出丝条周围，所述空气喷射器部连接在所述冷却风导入部的下部并将压缩气流喷射到所述纺出丝条的周围，所述气流导引管连接在所述空气喷射器部的下部；所述空气喷射器部按照以下方式构成，内侧配设有内管，在所述内管的外侧同心配设有外管，在内管和外管之间形成用于喷射压缩空气的喷射口，喷射口的喷射方向平行于所述内管的轴向；从空气喷射器部的喷射口喷出的压缩气流的速度比从所述空气喷射器部的所述内管中流出的气流的速度高，从而使所述纺出丝条向这两个气流的交界层弯曲位移并使构成的纤丝彼此间的距离扩大，由此促进冷却。

由于如上所述，通过冷却风导入部、空气喷射器部和气流导引管构成冷却装置；在冷却装置中使冷却风沿着纺出丝条的行进方向而移动，而且使冷却风速度从冷却风导入部朝向气流导引管增大，因而能使纺出丝条的固化点存在于上述气流导引管内，可在使牵引速度提高的同时，不使断裂伸长率降低、不使细度不匀增加地生产半拉伸丝。

在上述熔融纺丝卷取装置中，所述纺出丝条的固化点存在于所述气流导引管内。此外，在所述冷却风导入部中设有围在所述纺出丝条周围的空气整流管。所述空气喷射器部中的压缩空气的喷射方向相对于所述纺出丝条的行进方向构成的角度θ最好在0°～3°的范围里。所述空气喷射器部上可以配置有整流板。另外，所述空气喷射器部中的压缩空气的喷射速度是3000m/min以下。在所述气流导引管的出口部上最好安装有扩口管。所述气流导引管的长度可以是内径的10～50倍。最好将所述喷丝头配置成多列，每个喷丝头都配置有所述冷却装置。所述多个排列喷丝头的列被配置成前后2列以上。

附图说明

图1是概略地表示本发明的熔融纺丝卷取装置的正视图。

图2是图1所示熔融纺丝卷取装置的冷却风导入部的斜视图。

图3是图1所示熔融纺丝卷取装置的喷射器部的纵断面图。

图4是本发明所使用的喷射器部的另一个实施方式的纵断面图。

图5是本发明的喷丝头和冷却装置的配置关系实例的配置图。

图6是本发明的喷丝头和冷却装置的配置关系实例的配置图。

具体实施方式

在根据图1所示本发明的实施方式构成的熔融纺丝卷取装置中，1是旋架、2是冷却装置、3是卷取机。旋架1在上部中央设有计量泵4、在旋架1的下部配置着多个纺丝包6，在各个纺丝包6内装着喷丝头41。计量泵4将图中没表示的纺丝机供给的熔融聚合物分配给多根配管5，在每次定量地将熔融聚合物供给各个纺丝包6后，由喷丝头41纺出丝条Y。

在各个纺丝包6的下方，分别设有冷却装置2，还设置着给油导引器19和卷取机3。在由喷丝头41纺出的纺出丝条Y由冷却装置2冷却后，由给油导引器19给油并且由卷取机3卷取。冷却装置2由圆筒状冷却风导入部7和空气喷射器机构8构成，前者设置在靠近喷丝头41的位置上、后者是在其下方连续设置的。空气喷射器机构8由上部侧的空气喷射器部60和下部侧的气流导引管9构成。

如图2所示，冷却风导入部7的结构是：在其内侧，围住纺出的丝条Y地配置着空气整流筒51；而在其外侧，中间设有间隙、同心状地配置着内侧多孔管52和外侧多孔管53，它们分别设有多个孔52a、53a。内侧的空气整流筒51由叠层的多孔结构构成，叠层的壁面上沿放射方向排列地配设着多个微小的通气路；借助这多孔结构的壁、将外侧的空气一边整流一边朝内侧的纺出丝条Y导入。

覆盖空气整流筒51外侧的内侧多孔管52固定在管道11的上面，上述的外侧多孔管53相对于内侧多孔管52能以共同的轴线为中心地相对转动。在外侧多孔管53的下缘安装着有圆弧状长孔10a的凸缘10。固定在管道11上的螺栓10b插入在这凸缘10的长孔10a里，拧紧这个螺栓10b就能将外侧多孔管53固定。

当拧松螺栓10b而使外侧多孔管53转动时，由于外周面的孔53a相对于内侧多孔管52的孔52a发生了相位改变并且使开口面积发生变化，因而，就能调整冷却风的导入量。设置在内侧多孔管52上和外侧多孔管53上的孔52a、53a并不局限于图示的圆形，也可以是椭圆形、狭缝等任一种形状。

如图3所示，该空气喷射器机构8的空气喷射器部60的结构是：内侧配置着内管62；在其外侧同心状地配置着外管63；在内管62和外管63之间设有多张整流板64。内管62由在从冷却风导入部7延长的连接管61的下端是缩径的管构成。而多张整流板64则配置成使多个面方向呈放射状地指向内管62和外管63的共同轴线，而且，与纺出丝条Y的行进方向相平行。将整流板64的出口侧所形成的喷射口65做成它的喷射方向相对于纺出丝条Y的进行方向大约成0度-3度的角度θ。

空气喷射器部60与其他的纺丝包6上同样地设置的空气喷射器部60一起收容并固定在共同的管道11中。从图中没表示的送风机、借助供给管11a将压缩空气供给上述的管道11，这压缩空气进入到多个空气喷射部60的内管62和外管63之间的间隙里，由整流板64对其进行整流，同时从喷射口65喷射到行进中的丝条Y的周围。

由于空气喷射器部60喷射压缩空气，使上部的冷却风导入部7的内部成为负压。由这负压的发生，使室内的经调温的空气从外侧多孔管53的孔53a经过内侧多孔管52的孔52a，又在整流的同时通过空气整流筒51之后，供到内侧的纺出丝条Y的周围。导入到内侧的空气作为冷却风而冷却纺出丝条Y，还沿着纺出丝条Y、一边流下，一边渐渐地增加速度。这冷却风在空气喷射器部60进一步被加速后，向气流导管9流下，这样，与冷却风一起流下的纺出丝条Y渐渐冷却，在气流导引管9中完成固化。

在气流导引管9的出口端安装着扩口管12。扩口管12的外径向下游侧扩大，而且在壁面上设有多个孔。因此，通过气流导管9流下来的冷却风由这扩口管12膨胀而减速。即、扩口管12起到气流减速部的作用。

如上所述的内部设置着空气喷射器部60的管道11由缸体15、16支承在直立设置在两侧的导引轨道13、14上，而且借助安装在两侧的滚子17、18与导引轨道13、14相卡合。当使缸体15、16进行伸缩动作时，可使管道11沿导引轨道13、14而升降。由于使管道11这样地升降，因而在熔融纺丝时，就形成使冷却风导入部7挤压在旋架1下面上的状态，而且在生头作业时或者在纺丝包的替换作业时，使冷却风导入部7下降，就能在其与旋架1的下面之间形成用于作业空间的开口。缸体15、16可以是汽缸，也可以是油缸。

关于设置在旋架1上的多个喷丝头41(纺丝包6)的配置，在图1所示的实施方式中是配置成1列，但也可以如图5所示地配置成相对于作业面的较深远一侧和眼前一侧的前后2列；还可配置成曲折交错状。通过这样的配置，每台旋架能配置更多的纺丝包6，而且能将相互邻接的冷却装置2、2之间的距离d保持在规定距离，同时能缩短旋架1的总长L。

同样，可以如图6所示，把设置在旋架1内的多台喷丝头41(纺丝包6)配置成圆弧状。如果采用这种圆弧状的配置，就能容易地将熔融聚合物从计量泵4供给到各个喷丝头41的配管5的距离取成大致相等的长度，能使聚合物的热过程均匀，从而使丝条的物理性能均匀一致。

当采用上述本发明的熔融纺丝卷取装置时，其特征是使冷却风沿着与纺出丝条Y的行进方向相同的方向流过冷却装置2内，而且使这冷却风的流速在喷丝头41附近降低，越向气流导引管9越使其增大。这种冷却风速度的调整可由冷却风导入部7处的外侧多孔管53产生的空气导入量的控制和空气喷射器部60的压缩空气供给量的控制加以实施。压缩空气供给量可通过压力调整来进行。

根据这样的冷却风速度的变化，在空气喷射器部60的下游，由压缩空气使纺出丝条Y和冷却风加速，通过冷却使纺出丝条Y在气流导引管9内达到固化点。由于在气流导引管9内纺出丝条Y被暴露在沿相同方向流动的冷却风里，因而使空气阻力减小，因此、作用在纺出丝条Y上的应力就小，就能抑制分子取向。这样，可提高牵引速度，同时能将断裂伸长率保持在较大的状态下。

为了得到这样的分子取向的抑制作用，最好将气流导引管9的全长取成是内径的10倍以上和50倍以下。当气流导引管9的全长小于内径的10倍时，由于很难始终将固化点稳定在气流导引管9内，因而丝条的伸长率容易产生偏差。而当气流导引管9的全长比内径的50倍还大时，由于在气流导引管9中的压力损失增加，因而使上游侧的负压不能充分发生，不能充分冷却纺出丝条，因此会引起细度不匀。

由于在如上所述地进行冷却风速度调整中，若使喷丝头41附近的冷却风速度增大，则会发生紊流，会由这紊流使冷却过程中的纺出丝条Y发生振动，因而会发生细度不匀。在丝条的细度是3.7dtx时，在冷却风导入部7的下游部，不引起这样的细度不匀的冷却风速度可取成15～35m/min；在喷丝头41附近，最好是上述速度的1/1.2～1/2。对细度小的丝条的纺丝、将冷却风速度减小；对细度大的丝条的纺丝、将冷却风速度增大。而最好是细度越大的丝条、冷却风导入部7的长度越长。

由于当空气喷射器部60处的压缩空气的压力过高时，会发生紊流，并由此使纺丝振动，因而会引起细度不匀和断头。为此，空气喷射器部60的喷射速度取3000m/min以下为好。

如上所述，空气喷射器部60从喷射口65喷射的压缩空气的喷射方向最好相对于纺出丝条Y的行进方向成0°～3°的θ角度，其中以0°为好。即、如图4所示，在角度θ是0°的场合下，由于喷射65的喷射方向与内管62的轴向是平行的，因而从喷射口65喷射的压缩空气的气流与从内管62流出的气流不相交地随着交界层101而移动。又因为从喷射口65喷射的压缩空气的速度V2比从内管62流出的气流的速度V1更高，所以压缩空气的一方就形成低压。这样，使纺出丝条Y向交界层101弯曲位移，使构成的纤丝彼此间的距离扩大，因此能促进冷却。而随着交界层101行进到下游、扩散作用也就消失。

由于与气流导引管9的下端相连接的扩口管12会使与纺出丝条Y一起下降的冷却风膨胀，使到达给油导引器19的量减少，因而会使给油导引器19处的纺丝振动减少，使油剂附着斑点减少。

实施例1

在图1～3所示的熔融纺丝卷取装置中，把从喷射口65喷射的压缩空气相对于纺出丝条Y的倾斜角θ设定为1.5°；压缩空气的温度为40°；压力为400mm aq；将冷却风速度调整为在冷却风导入部7的上端是20m/min；在冷却风导入部7的下端是30m/min；在气流导引管9内是2300m/min；将聚酯复丝丝条133dtx-36f熔融纺丝，以4000m/min牵引。

所得到的聚酯半拉伸丝的断裂伸长率是120％，细度不匀(U％)是0.8％。

比较例1

使用一种装备着交叉式冷却装置的熔融纺丝装置，把冷却风速度设定为18m/min，将聚酯复丝丝条133dtx-36f熔融纺丝，以4000m/min牵引。

所制得的聚酯半拉伸丝的断裂伸长率是90％，细度不匀(U％)是0.9％，断裂伸长率降低。

实施例2

在与实施例1相同的熔融纺丝卷取装置中，将冷却风速度调整为在冷却风导入部7的上端是22m/min；在冷却风导入部7的下端是32m/min；在气流导引管9内是2200m/min；将聚酯复丝丝条280dtx-48f熔融纺丝，以4000m/min牵引。

所得到的聚酯半拉伸丝的断裂伸长率是121％，细度不匀(U％)是0.9％。

实施例3

在将喷射口65的角度θ取成0°，除此之外、其余的条件都是与实施例1相同的情况下，将聚酯复丝丝条133dtx-36f制丝。

所得到的聚酯半拉伸丝的断裂伸长率是118％；细度不匀(U％)是1.0％。

实施例4

在除了以4500m/min的速度进行牵引之外、其余的条件都是与实施例1相同的情况下，将聚酯复丝丝条133dtx-36f制丝。

所得到的聚酯半拉伸丝的断裂伸长率是102％；细度不匀(U％)是0.7％。

实施例5

在除了将喷射口65的角度θ取成3°之外、其余的条件都是与实施例1相同的情况下，将聚酯复丝丝条133dtx-36f制丝。

所得到的聚酯半拉伸丝的断裂伸长率是124％；细度不匀(U％)是1.1％。

如上所述，若采用本发明的熔融纺丝卷取装置，由于冷却装置由冷却风导入部、空气喷射器部和气流导引管构成；在冷却装置内、使冷却风沿着纺出丝条的行进方向移动，并且使冷却风的速度从冷却风导入部到气流导引管相应地增大，因而就能使纺出丝条的固化点存在于上述气流导引管内，能提高牵引速度、同时能制得不使伸长率降低和不使细度不匀增加的半拉伸丝。

产业上的利用可能性

本发明能利用在合成纤维的制造领域中，特别能利用于那种以很高的牵引速度制造高伸长率的半拉伸丝的场合下。

Claims (10)

1.一种熔融纺丝卷取装置，它是把由喷丝头熔融纺丝了的纺出丝条冷却并加以卷取的卷取装置，配置在所述喷丝头的下方的冷却装置由冷却风导入部、空气喷射器部和气流导引管构成，所述冷却风导入部围在所述纺出丝条周围，所述空气喷射器部连接在所述冷却风导入部的下部并将压缩气流喷射到所述纺出丝条的周围，所述气流导引管连接在所述空气喷射器部的下部；其中，所述空气喷射器部按照以下方式构成，内侧配设有内管(62)，在所述内管的外侧同心配设有外管(63)，在所述内管(62)和所述外管(63)之间形成用于喷射压缩空气的喷射口(65)，所述喷射口的喷射方向平行于所述内管(62)的轴向；并且，从所述空气喷射器部的所述喷射口(65)喷出的压缩气流的速度(V2)比从所述空气喷射器部的所述内管(62)中流出的气流的速度(V1)高，从而使所述纺出丝条(Y)向这两个气流的交界层(101)弯曲位移并使构成的纤丝彼此间的距离扩大，由此促进冷却。

2.如权利要求1所述的熔融纺丝卷取装置，其中，所述纺出丝条的固化点存在于所述气流导引管内。

3.如权利要求1或2所述的熔融纺丝卷取装置，其中，在所述冷却风导入部中设有围在所述纺出丝条周围的空气整流管。

4.如权利要求1或2所述的熔融纺丝卷取装置，其中，所述空气喷射器部中的压缩空气的喷射方向相对于所述纺出丝条的行进方向构成的角度θ在0°～3°的范围里。

5.如权利要求4所述的熔融纺丝卷取装置，其中，所述空气喷射器部上配置有整流板。

6.如权利要求4所述的熔融纺丝卷取装置，其中，所述空气喷射器部中的压缩空气的喷射速度是3000m/min以下。

7.如权利要求1或2所述的熔融纺丝卷取装置，其中，在所述气流导引管的出口部上安装有扩口管。

8.如权利要求1或2所述的熔融纺丝卷取装置，其中，所述气流导引管的长度是内径的10～50倍。

9.如权利要求1或2所述的熔融纺丝卷取装置，其中，将所述喷丝头配置成多列，每个喷丝头都配置有所述冷却装置。

10.如权利要求9所述的熔融纺丝卷取装置，其中，所述多个排列喷丝头的列被配置成前后2列以上。

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