CN1300390C - 熔体纺丝设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种执行纺丝以得到具有均匀细度的均匀复丝的熔体纺丝设备。熔体纺丝设备包括多个纺丝组件(2)，纺丝组件(2)装在置于纺丝梁(1)中的组件壳体(33)内，纺丝组件(2)排列成直线；集成冷却风供应箱(15)，集成冷却风供应箱(15)设置在多个纺丝组件(2)下方，从而被纺丝组件(2)共享；以及多个细丝冷却筒(44)，每个细丝冷却筒(44)包括圆筒过滤器(8，9)并装在冷却风供应箱(15)内部对应于各个纺丝组件。熔体纺丝设备的特征在于，第一密封机构用于分别从冷却风供应箱(15)的顶板和底板密封每个细丝冷却筒(44)的顶部和底部，以及第二密封机构(20)用于通过间隔(5，35)从组件壳体(33)的底面密封细丝冷却筒(44)的顶部。

Description

熔体纺丝设备

发明领域

本发明涉及熔体纺丝设备，更具体地，涉及能执行纺丝以特别地得到非常细的复丝的熔体纺丝设备，所述复丝是均匀的并且具有均匀的细度。

背景技术

一般地，对于热塑性聚合物的熔体纺丝，熔化的聚合物由挤压器供应到纺丝组件，并由纺丝组件的喷丝头喷出成为细丝。接着，向细丝吹冷却风使其凝固，得到复丝。但是，细丝喷得越多，越难以在长度方向上对每根细丝均匀地冷却。这样，冷却可能是不均匀的，细丝在喷丝头下方可能相互接触，或者细度可能不均匀。

特别是，对于单根丝尺寸最大为0.55dtex或者甚至最大为0.33dtex的非常细的细丝，每根细丝容易具有高的内应变，并且受到相关的气流或冷却风的影响，导致细度不均匀。而且，由于非常细的单根细丝的细度，形成复丝的细丝数量是形成普通纱线细丝数量的2到5倍。因此，上面的倾向更容易发生。

均匀地冷却熔体纺丝细丝的一种公知的有效方法包括：在各个纺丝组件下方安装圆柱形旋转冷却筒，并且从它们顶部将冷却风吹入旋转冷却筒中，从而使风平行于细丝流动(例如，国际公开WO99/067450A)。已知的是，如果这样使用旋转冷却筒进行冷却，则某个方法可以非常有效地用于使冷却作用更加均匀，特别是如果非常细的细丝是熔体纺丝得到的。这种方法包括使用包装密封相应纺丝组件中每个旋转冷却筒的上端，从而旋转冷却筒的冷却风不会流到相邻的组件中，如国际公开WO01/79594A中描述的。

但是，如果像国际公开WO01/79594A中描述的一样，将每个旋转冷却筒的上端直接紧靠在相应的纺丝组件上形成密封，则缺点在于难以形成很好的密封，其原因在下面描述。这样，外部的冷却风可以从密封不好的位置流入旋转冷却筒，干扰原有的冷却风。结果，不利的是，细丝不能均匀地冷却。

特别是，每个纺丝组件是通过将多个零件组装在一起形成的，从而当纺丝组件安装时，由于这些零件的制造公差、或者在组装和安装过程中属于纺丝组件的密封元件损坏的量的变化，纺丝组件下端的位置不可避免地产生变化。

相应地，难以使所有纺丝组件的下端互相平齐。这样，每个旋转冷却筒上端的密封部分将是不完美的。并且，相邻旋转冷却筒的冷却风可以流入，导致不均匀的冷却。如果冷却部分具有覆盖多个纺丝组件的集成冷却风供应箱，以及如果细丝纺丝筒装在冷却风供应箱内部对应于各个纺丝组件，就特别容易发生这种影响。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能执行纺丝以得到具有均匀细度的均匀复丝的熔体纺丝设备。

本发明的另一个目的是提供一种能执行熔体纺丝以得到非常细的复丝的熔体纺丝设备，所述复丝由均匀的细丝组成，并且甚至是在非常细的复丝的单根细丝的细度为最大0.55dtex时，所述复丝沿其长度方向是均匀的。

为了实现上述目的，本发明提供一种熔体纺丝设备，包括：多个纺丝组件，所述纺丝组件装在置于纺丝箱中的组件壳体内，所述纺丝组件排列成直线；设置在多个纺丝组件下方从而由纺丝组件共享的集成骤冷甬道；以及多个细丝冷却筒，每个细丝冷却筒包括圆筒过滤器并装在骤冷甬道内部对应于各个纺丝组件，所述设备的特征在于，第一密封机构用于分别从骤冷甬道的顶板和底板密封每个细丝冷却筒的顶部和底部，以及第二密封机构用于通过间隔从组件壳体的底面密封细丝冷却筒的顶部。

这样，第一密封机构用于分别从骤冷甬道的顶板和底板密封每个细丝冷却筒的顶部和底部，第二密封机构用于通过间隔从组件壳体的底面密封细丝冷却筒的顶部。因此，可以仅仅使流过细丝冷却筒的稳定冷却风流入，从而均匀地冷却纺出的细丝。并且，由于第二密封机构用于从组件壳体的底面而不是从纺丝组件密封每个细丝冷却筒的顶部，因此甚至是由于替换组件而改变纺丝组件的安装高度，纺出的复丝能可靠地均匀冷却，而不出现任何密封泄露。

附图说明

图1是表示根据本发明的一个实施例的熔体纺丝设备的示意性剖视图；

图2是图1中箭头P所示部分的放大图；

图3是沿图1中线III-III的部分分解顶视图；

图4是根据本发明另一个实施例的、与图3对应的顶视图；

图5是根据本发明的熔体纺丝设备中细丝冷却筒的示意性透视图；

图6是表示根据本发明的熔体纺丝设备中用于冷却风供应通道的多孔板的示意图；

图7是表示本发明另一个实施例的主要部分的示意性剖视图；

图8是表示本发明又一个实施例的主要部分的示意性剖视图；以及

图9是表示本发明再一个实施例的主要部分的示意性剖视图。

具体实施方式

应用于根据本发明的熔体纺丝设备的热塑性聚合物没有特别的限制。只要能用于形成纤维，任何的热塑性聚合物都可以用于熔体纺丝设备。热塑性聚合物包括，例如，聚酰胺、聚酯或聚烯烃。

根据本发明的熔体纺丝设备能执行纺丝，从而不管纺出细丝的单根细丝细度如何，可以获得均匀的复丝。但是，在熔体纺丝单根细丝的细度最大0.55dtex或者甚至最大0.33dtex的复丝时，熔体纺丝设备特别有效。并且，在熔体纺丝非常细的复丝时熔体纺丝设备非常有效，这种复丝具有如此小的细丝线细度并且总共含有至少90根细丝。

根据本发明的熔体纺丝设备将在下面参考附图所示的具体实施例进行详细描述。

在图1到3中，组件壳体33装在上纺丝箱1中。在组件壳体33中装有多个纺丝组件2，以便沿垂直纸面的方向排列。喷丝头3装在每个纺丝组件2中，并具有暴露的底面。对于各个纺丝组件2，可以形成多个组件壳体33，或者集成的组件壳体33可以包括多个安装孔，各个纺丝组件可以装在其中。

细丝冷却装置6装在纺丝组件2的下方，而纺丝组件2如上所述装在组件壳体33中。细丝冷却装置6朝细丝Y吹冷却风，细丝Y在每个喷丝头3的底面以下20到30mm处形成复丝。对于各个纺丝组件2，细丝冷却装置6具有独立的细丝冷却筒44，从而每个冷却筒44环绕通过喷丝头3由纺丝组件2纺出的细丝Y。细丝冷却筒44装在冷却风供应箱15中。冷却风供应箱15是整体形成的，从而由多个纺丝组件2共享。对于各个纺丝组件2，独立的细丝冷却筒44装在外冷却风供应箱15内(见图3)。在图示的实施例中，每个细丝冷却筒44具有由内圆筒过滤器8和外圆筒过滤器9组成的双结构，如图5所示。

在细丝冷却装置6中，在冷却风供应箱15的顶板6b与组件壳体33的底面之间具有绝热材料制成的隔热件24，以环绕纺丝组件2中的安装孔。隔热件24使每个喷丝头3的底面保持在用于熔体纺丝的适当温度。并且，细丝Y的保护罩12分别连接到每个细丝冷却筒44的底面上。润滑装置11装在保护罩12的下部，对通过细丝冷却筒44的冷却风冷却的细丝Y施加润滑剂。并且，在润滑装置11的下游装有卷绕装置，通过导丝轮用于拉细丝Y(未图示)。

在细丝冷却装置6中，两件组件21、22用作第一密封机构，其中一件组件21在每个细丝冷却筒44的顶面与冷却风供应箱15的顶板6b之间，一件组件22在每个细丝冷却筒44的底面与冷却风供应箱15的底板6c之间。从而，细丝冷却筒44在冷却风供应箱15的顶板6b和底板6c处是密封的。第一密封机构形成密封，防止除流过细丝冷却筒44的圆筒过滤器8、9之外的冷却风流入细丝通道27。

并且，密封板5作为间隔通过组件39放在冷却风供应箱15的顶板6b上。密封板5与细丝冷却筒44顶部上的组件21部分重叠，并且通过作为第二密封机构的组件20使密封板5的顶表面从组件壳体33的底面密封。第二密封机构形成密封，阻止外部冷却风流入从细丝冷却筒44的顶部延伸到组件壳体33的底面的细丝通道。这防止干扰通过细丝冷却筒44下游侧的细丝Y。并且，细丝冷却筒44的顶部从组件壳体33的底面而不是从相应的纺丝组件2被密封。因此，即使由于例如纺丝组件的替换而使纺丝组件2的安装高度变化，也可以防止细丝冷却筒44的顶部与组件壳体33的底面之间的密封泄露。

如上所述作为间隔插入的密封板5的厚度是变化的，以使从每个喷丝头3的底面到细丝冷却筒44的冷却风吹出开始位置之间设定适当的距离。从每个喷丝头3的底面到细丝冷却筒44的冷却风吹出开始位置之间的距离没有特别的限制，但优选地是根据单根细丝的细度进行选择。这个距离优选的是20到50mm，更优选的是30到40mm，用于纺出非常细的细丝。

图示的细丝冷却装置6具有设置在保护罩12的后表面上、并且由液压缸驱动的上升和下降装置13。上升和下降装置13使细丝冷却装置6通过保护罩12上升和下降。当细丝冷却装置6下降后，可以将纺丝组件2更换为新的，或者清洁喷丝头3。并且，由于细丝冷却装置6对于所有的多个纺丝组件2可以上升和下降。因此进一步增强了细丝冷却装置6的不漏气密封性。

细丝冷却装置6的冷却风供应箱15通过管道32连接到冷却风供应管26。在冷却风供应管26与管道32之间具有诸如图6所示的多孔片7。多孔片7用于使冷却风流过并且使其静压均匀，从而使冷却风均匀地分布到冷却风供应箱15中的细丝冷却筒44(见图3)。优选地，多孔片7的开孔面积比为30％到50％，并由具有传输阻力特性的材料或者是这些材料的复合材料制成。例如，这些材料是丝网、无纺布或诸如耐蚀金属和塑料的多孔板。

在冷却风供应管26中具有气流调节装置14和膨胀接头17。气流调节装置14恰当地调节流到细丝冷却装置6的气流。膨胀接头17使上升和下降装置13平稳地执行上升和下降细丝冷却装置6的操作。

在覆盖多个纺丝组件2的细丝冷却装置6的集成冷却风供应箱15中，多个细丝冷却筒44可以排成直线，如图3所示。另外，细丝冷却筒44可以交错排列，如图4所示，对应于相对纺丝箱1交错排列的纺丝组件2(喷丝头3)。

集成冷却风供应箱15中的细丝冷却筒44的数量可以任意设定，例如，可以是4、6、8、10、12、14、16。对于构成细丝冷却筒44的内圆筒过滤器8和外圆筒过滤器9，外圆筒过滤器9可以由开孔面积比5％到8％的多孔板形成，而内圆筒过滤器8可以由开孔面积比低于外圆筒过滤器9的多孔过滤器形成。构成细丝冷却筒44的圆筒过滤器8、9优选地在装入冷却风供应箱15内时，设定成冷却风吹动长度为80到100mm。

当具有这种双结构的细丝冷却筒44的压力损失定义为ΔP(kPa)，冷却风的单位面积流速定义为Q(l/min/cm²)，优选地，细丝冷却筒44设定为流过阻力ΔP/Q为0.02到0.06。为了达到这个流过阻力，丝网或无纺布可以装在内圆筒过滤器8和外圆筒过滤器9之间，当流过阻力ΔP/Q低于0.02时，各个细丝冷却筒44之间和每个细丝冷却筒44内的静压和冷却风气流不均匀。这样，难以均匀地冷却细丝。另一方面，如果流过阻力ΔP/Q高于0.06，细丝冷却筒44内的压力损失增大。因此，吹入细丝冷却筒44的气流不充分，从而阻碍均匀冷却。如果努力向细丝冷却筒44内吹入冷却风的足够气流，同时保持大的压力损失，则运行成本增大。这在经济性上是不利的。

图7表示根据本发明另一个实施例的熔体纺丝设备的主要部分。

如同前面描述的图1和图2所示的实施例，密封板5装在细丝冷却筒44顶部的组件21上，组件20位于密封板5的顶面。本实施例与上面的实施例的不同在于，组件20不允许直接粘在组件壳体33的底面上，而是使用密封环35形成牢固密封，密封环35具有环形突出部分35a，突出部分35a向下突出并嵌入组件20的表面中。密封环35还作为间隔。密封环35形成在组件壳体33的底面上，以环绕纺丝组件2的安装孔。密封环35可拆卸地拧在组件壳体33的底面中。突出部分35a可以通过使用上升和下降装置13升高保护罩12以插入组件20的表面中。

图8表示根据本发明另一个实施例的熔体纺丝设备的主要部分。

在图8所示的实施例中，具有向下突出的环形突出部分35a的密封环35可拆卸地拧入组件壳体33的底面，如同图7所示的情况。密封环35作为间隔。并且，位于图7中细丝冷却筒44顶部的组件21上的密封板5在图8所示的实施例中被环形槽37替代。槽37装有液体金属43，作为密封材料。接着，将密封环35的环形突出部分35a浸入液体金属43中形成密封。可以使用的液体金属包括低温焊料、熔丝或在消防栓、高压水池安全塞、牙科材料、物理或化学模型或类似结构中使用的低熔点材料。

在此实施例中，密封环35的突出部分35a可以通过使用上升和下降装置13上升保护罩12以浸入液体金属43中。

图9表示根据本发明又一个实施例的熔体纺丝设备的主要部分。

在图9所示的实施例中，纺丝组件2安装成，使其底部伸出到组件壳体33的底面以下。由于纺丝组件2的底部如此向下突出，因此使加热器4环绕突出部分，从而保持喷丝头3的表面温度在预定大小(纺丝温度≥预定值≥纺丝温度-10℃)。加热器4通过绝热组件19固定在组件壳体33的底面。与图1和2所示实施例中相似的组件20和密封环5紧靠在加热器4的底面。

实施例

图1和2所示的熔体纺丝设备用于使聚对苯二甲酸乙二醇酯进行熔体纺丝，同时以2800m/min的拉丝速度拉出。这样，得到82dtex的部分取向非拉制复丝，它是由177根非常细的细丝构成的。

使用Zellweger Uster AG制造的Uster纱线不匀度测量仪器，在通常的条件下测量得到的非拉制复丝的Uster不匀度U(％)。测量值为0.7％。在半惰性条件下，Uster不匀度U为0.3％。两个测量值是非常小的，表明得到的复丝是均匀的。

部分取向非拉制复丝通过同时拉制和假捻形成织物结构。得到的纱线没有染色不均匀性，并且在形成织物结构时是有利的。

如同上面详细描述的，根据本发明的熔体纺丝设备，第一密封机构用于分别从集成冷却风供应箱的顶板和底板密封每个细丝冷却筒的顶部和底部，第二密封机构用于从组件壳体的底面密封细丝冷却筒的顶部。因此，可以仅使流过细丝冷却筒的稳定冷却风流入，从而均匀地冷却纺出的复丝。并且，由于第二密封机构用于从组件壳体的底面而不是从纺丝组件密封每个细丝冷却筒的顶部，因此甚至是由于替换组件而改变纺丝组件的安装高度，纺出的复丝能可靠地均匀冷却，而不出现任何密封泄露。

Claims (8)

1.一种熔体纺丝设备，包括多个纺丝组件，所述纺丝组件装在置于纺丝箱中的组件壳体内，所述纺丝组件排列成直线；集成冷却风供应箱，所述集成冷却风供应箱设置在所述多个纺丝组件下方，从而由纺丝组件共享；以及多个细丝冷却筒，每个细丝冷却筒包括圆筒过滤器并装在冷却风供应箱内部对应于所述的各个纺丝组件，所述设备的特征在于：

第一密封机构用于分别从所述冷却风供应箱的顶板和底板密封每个所述细丝冷却筒的顶部和底部，以及第二密封机构用于通过间隔从所述组件壳体的底面密封细丝冷却筒的顶部。

2.如权利要求1所述的熔体纺丝设备，其特征在于，所述纺丝组件以交错的形式排成直线。

3.如权利要求1所述的熔体纺丝设备，其特征在于，所述圆筒过滤器包括多孔板、丝网、无纺布和多孔材料中的至少一种。

4.如权利要求3所述的熔体纺丝设备，其特征在于，当所述细丝冷却筒的压力损失定义为ΔP(kPa)，冷却风的单位面积流速定义为Q(l/min/cm²)时，流过阻力ΔP/Q设定在0.02到0.06之间。

5.如权利要求1到4中任一项所述的熔体纺丝设备，其特征在于，所述第二密封机构包括具有向下突出的环形突出部分的密封环，以及环状组件，并且所述密封环的环形突出部分压靠在所述组件上。

6.如权利要求1到4中任一项所述的熔体纺丝设备，其特征在于，所述第二密封机构包括具有向下突出的环形突出部分的密封环，以及填充液体金属的环状槽，并且所述密封环的环形突出部分浸入在所述液体金属中。

7.如权利要求1到4中任一项所述的熔体纺丝设备，其特征在于，在所述组件壳体和所述细丝冷却筒之间放置环形隔热件。

8.如权利要求1到4中任一项所述的熔体纺丝设备，其特征在于，所述设备用于非常细的复丝的熔体纺丝，所述复丝由尺寸最大为0.55dtex的单根细丝组成。

Images