TW507026B - Method for extruding a continuously molded body - Google Patents

Description

507026 、發明說明（1) 、 本發明涉及一種由押出溶液、連續模塑體的押出方 、’特別是包含纖維素、水、叔胺氧化物以及穩定紡絲液 的T加劑或者無機或有機添加劑形式的添加劑的押出液的 連績模塑體的押出方法；所述方法包括如下步驟： 一使押出液輸送通過預定長度和預定直徑的押出管道 至押出管道喷絲孔； 一使押出液押出通過押出管道喷絲孔，以得到押出的、 連接式模塑體； -使連續模塑體通過預定氣隙高度的氣隙； -在氣隙中使連續模塑體加速。 由上述方法生產的連續模塑體可以具有紗線，長絲或 薄獏的形狀。具有地說，上述方法作為生產紡絲生產方 法，用於生產長絲形式的連續模塑體。 •上述方法例如可由US4, 246, 22 1而已知。該文獻描述 了 ·利闬紡絲板作為押出管道喷絲孔的纖維素模塑體的生 產方法。在此采有了在從紡絲板排出之後，通過空氣引導 紡絲的方法。紡絲在空氣中拉伸。通過施加由排列在紡絲 I置之後的牽引機械提供的機械牵引力而進行拉伸操作。 二AT —3958 63B描述了纖維素模塑體的另一生產方法。在 该方法中，氣隙咼度設置成較短。該方法中，紡絲板喷絲 孔的直徑在70和150微米之間，紡絲板的管道長度在1〇〇〇 和1 5 0 0微米之間。由於縮短的氣隙和特定的喷嘴構形，纖 度改變和長絲斷裂以及相鄰長絲間的粘附均被減少。 由現有技術已知亚且用於生產連續模塑體的方法均有

發明說明（2) t T的缺點··連續模塑體的特性，特別是其原纖化趨勢和 ％結強度不能以選擇的方式改變。 因此，本發明的目的是以如下方式改進用於由押出液 甲出連續模塑體的已知方法，即改進環結強度並減少原纖 化趨勢。 根據本發明，由於上述方法而實現了本發明的目的， 在所述方法中進行了該方法的下列輔加步驟： 一控制如下熱流密度Q，該值實質上是在氣隙高度上求 的平均值： 0.004 ηθ.3 β 式中/5是押出管道的長度與直徑之比值，並且控制參 數α的值至少為0. 1。 利闬該簡單的措施，能夠取得就環結強度和原纖化趨 勢而言高的基準值。熱流密度Q表示：以每體積單位氣隙 空間表示的熱流值W/mm3，該值為氣隙12高度Η上求的平均 值。熱流密度是：紡絲液進入直接環繞連續模塑體的氣隙 空間所放出的熱量。所述氣隙空間在押出管道噴絲孔和贫 絲浴的上邊緣之間形成，而紡絲空間# ^ 在另-有利的改進+，如果二由長絲形成。 2，那麼，連續模塑體的機械特鉍二 > 數《的值至少為〇· 、 和纺織物理特性值能夠

/υζΌ 發明說明（3) 被改進。 在該方法的另-改進中，如果控 5 的§=麼’ _塑體的纺織特性將再次… 5 得了ϊ !1數“的值至少為u的該方法的改進中，取 侍了敢小趨勢的原纖化和最大的環結強度。 取 ^制氣隙中的熱流密《，能夠改變連續模塑 5或氣隙中環繞連續模塑體的空。 氣溫度或沿連續模塑體流動的空氣溫度。：ΐΓ; 勺熱 密度隨空氣溫度’的下降，空氣速度的增加 ^ 3體溫度的升高而增力σ。在此，必須注意的是，借助調 即二軋速度，也將改變拉伸程度。為方便控制，所述溫产 之一也可以保持恒定。 又 在本發明方法的另外的有利開發中，特別是，借助下 面的措施，能夠調節氣隙中的熱流密度Q ·· —〜控制押出液的溫度ΤΕ和空氣的溫度TL之間的溫度差△ T = TE —TL，使之具有下列值： AT = ϋ.___0.004

式中m是押出液通過押出管道噴絲孔的質量流速， g/s ; CE是押出液的比熱容，J/gK ; d是設置在口模板中鑽

陶26 ^[0(1 a 五、發明說明 孔的孔密度，孔/mm2，Η是氣隙長度，咖。 此外，列於所述公式中的张士廿 ± 制紡絲過程。 有，、他因素均能夠用來控 有利的是，表示押出瞢；皆p t 冷至少可以是2。對於環社又％、其直徑比值的特性值 當“大廳時，就；纖化的趨勢而言，每 ,, 巧取传特別好的值。當A枯具夕 為100時，能夠改善機械特性。 田点值最夕 ，在押出和加速、即拉伸之後穩定連續模 ，氣隙之後’連續模塑體可以通過凝固浴進行濕潤。= 而濕潤。 屬肩裴置的噴淋或浸入凝固浴中 有利的是，押出液的比熱容q至少可以是 2· 1 J/(gK)，至多可以是2· 9J/(gK)。 在另外的有利開發中’可以進行下列的附加步驟： -將實質上在氣隙高度上求平均值的連續模塑體的加 速度a控制在如下值： a = δ β 式中石是押出管道的長度與直徑之比，控制參數占的 值至少為0· 3。平均加速度^的單位是m/s2。 由於對加速度的另外控制，紡織物理特性，如環結強 I麵

\ \ Adm-hos t \20020812\P11200\grul 1229. ptd 度或原識化的趨勢將 眘傲\ γ 上求平均值的Λ 4 ^ 久付到改善。實質上在氣隙高度 模塑體複蓋的距"籬二指的是··在被通過氣隙押出的、連續 2距離的絕大部分上求平均值的加速度。 有利的開發中，當控制參數值占至少為〇 β 時，能夠：善連績模塑體的機械特性。I為。·6 的值ί二人5驚_奇的是，在另外的開發中’當控制參數β 性。乂為1.5時，能夠再一次改善連續模塑體的紡織特 -7 ΐ其中控制參數6至少為2.2的該方法的開發中，取 侍了最低趨勢的原纖化和最大的環結強度。 借助對連續模塑體的押出速度、的控制，能夠容易地 控制平均加速度& 。 在該方法有利的開發中，可以將傳送機構排列在陴 之後或排列在凝固浴之後，所述機構在沒有任何拉伸應力 下將連續模塑體傳送至牵引機械。所述傳送機構的傳^ 度也能夠根據平均加速度&來控制。 、 在本發明方法的另外的有利開發中，在通過氣隙之 後’可以牵引速度vA，借助牵引機械對押出的、連續模塑 體進行牵引。借助牵引機械，將押出的、連續模塑1輸 至施加拉伸應力的另外的加工機構。 Μ ' 當使用牵引機械時，在根據本發明方法的另外有利的

開發中’能狗改善環結強度’並且’如果根據加速度a控 制續模塑體從押出管道喷絲孔押出時其押出速度，和/ I

或借助牽引機械對連嬙 話，能夠降低原纖化的趨勢。進行牵引時的牵W速度VA的 寺，J疋所述控制操作能夠根據下面的公式來進行·· 式中Η為氣隙高度， 間，優選約7. 2。VA和\^的fW ，其值在7-7. 4之 :的單位為^。 為m/fflln，H的單位為㈣，而 驟··在另外的開發中，本發明方法另外可以包括如下步 氣隙中押出方法的氣流，在從 J Τ &運赁絲孔中押出之後，對J：谁耔知你廿 ，空氣的流動速度大於連續模塑體的押出速产。 、 在=驟：，連續模塑體的聚合物 ： 伸所需的拉伸力由連續模塑體的外2

將對連續模塑體進行冷卻。 …里帶走’耽"IL 當借助實質上與連續模塑體押出方向平行流動且且有 同於押出速度的速度的氣流對氣隙中的連續模塑體進行拉 伸時三氣隙中的加速度a也能夠通過控制氣流的速度而加 以$周節。 \\Adm-hos t\20020812\P11200\grul1229.ptd 第10頁 五、發明說明（7) 的傳= 和牵引速度、傳送機構 制。 初迷度任意組合的控制而加以控 下面將參考結人卩付m ^ + 行描述，其中：口 、圖的貫施方案，對本發明的方法進 首先，將參考圖1對太 在反應容哭1十 制 S明的方法進行描述。 ° ^ ： ^ ^ 維素和溶劑熱穩定用的t^~N-氧化物（nmm〇)，以及纖 例如可以是··沒+&有可無的穩定劑。所述穩定劑 物。另外，還；旨’具有域作用的介質或其混合 銷，石墨，、甲基；=不；如二r匕欽，硫酸 多糖，海藻酸，多糖，ώ λ ^—醇，威多糖，脫乙茅鳥殼 黑，石……機溶劑如稀；；等活性碳’炭黑或導電炭 通過官線或管道系統4， ' , 線系統4中排列有壓力補償容哭栗，3^輸，押出液2。在管 4内壓力和/或體積流量的改變…，社斤，容，補償管線系統 勻的方式，向押出頭6運送押出、夜；《，能夠以連續和均 液= 借此，押出 和機械特性主要取決於溫度\因^^由於押出液的化學 例如’押出液2的粘度將隨溫度的升°言樣的實控制是必須的。 而降低。 W和男切速率的增加 507026 五、發明說明（8) 因此’在管線系統 爆破保護裝置將防 以及防止下游押出 由於押出液進行自發的放熱反應 4中另外提供了所需的爆破保護裝置 止官線系統4和壓力補償容器5的破壞 頭6的破壞。 當超過特定的溫度並在押出液2老化時 水區（dead water zones)中時，將發生押出液2二 内St後者提及的情形，“枯度押出液2流 、、二的區·或内的官線系統4將顯示出有利的流動特性。 μ在押出頭6中，於噴嘴室7中的押出液分配到纺絲毛細 官形式的多個押出管道8中。紡絲毛細管8在與附圖平面垂 直的方向上，如圖1所示串聯排列。借此，通過押出頭6同 時生產出多個連續模塑體。另外，也可以提供許多押出頭 6，以便有若干排紡絲毛細管存在。 所述紡絲毛細管的内徑D小於5 0 0微米，優選小於2 5 〇 微米。對於特定的應用，所述直徑也可以小於1 Q Q微米， 優選約5 0 - 7 0微米。 押出液流經的紡絲毛細管的長度L至少為内徑的兩 倍，但不大於内徑D的1 0 0 - 1 5 0倍。 紡絲毛細管8至少部分地被加熱機構9包圍，借此，能 夠控制紡絲毛細管8的壁溫。紡絲毛細管8的壁溫約為1 5 〇 °C。紡絲液的溫度約為1 0 0 °C。另外，也可以希望的形式 在一支承體中提供紡絲毛細管8，所述支承體由外部控制 溫度，結果將造成高的孔密度。 加熱機構9優選至多延伸至在流動方向S上設置的押出

第12頁 507026 五、發明說明（9) 管道噴絲孔1 0。結果是，押 μ、， 出管道噴絲孔1 0的溫度。 官暹8的壁被加熱至至多押 當對押出管道進行加熱時， 粘度，因此在押出管道内辟上，於押出液的溫度相關的 的加熱膜流。因此，押出ί…0形成了與芯流相比為低粘度 度分佈將發生正面變化，吏和押上 了改善的環結強度和降低的原纖化^有技術相比’取得 在押出管道8中，將押出液押出 ::=。並進…2。氣二在押二織= 速通:氣 V,，*兮4 — 八工、、万織長絲的押出速度 ^ Λς θ度下，連續模塑體從押出管道喷絲孔10中排 也對連續模塑體11進行拉伸的拉伸應力將作 用於連績楱塑體11和空氣1 3之間的介面上。 通過氣隙12之後，連續模塑體將進入凝固浴區14，在 = 模塑體將被凝固液濕潤。該濕潤操作可借助嗔淋 2或濕潤裝置（未示出）進行。另外’連續模塑體η也可 β入凝固浴中。押出液被凝固液穩定。 在凝固浴區14之後，連續模塑體u借助牽引機械15以 ^引速度VA進行牽引，並經受另外的加工步驟，這些步驟 此沒有示出。在凝固浴區1 4和牽引機械i 5之間可以提供 種另外的加工機構。例如，可以對連續模塑體u進行洗 /條和壓榨。 第13頁 507026

五、發明說明（ίο) 、野％呵返狎出方法，將押出液加熱至這樣的溫度，在 5亥/m度下，押出液是點性的並因此能夠通過押出管道8和 押出管适喷絲孔1 〇，以二維穩定的方式押出。在 後’於氣隙1 2中，遠措细遞 ，、 提供從連續模塑體導^ 一必須進行冷郃。為此，必須 連續模塑體。2隙12中的熱流。 出後的處理步驟。 #、性主要取決於恰好在押出前或押 例如’如果將氣 話，將能夠改善連續i中的熱流密度Q控制在如下值的 趨勢： 5異塑體的環結強度，並降低原纖化的 0.004 1〇.3 Λ 式中召是押出管 並且控制 ，優選從 在另外的 控制參數 參數α的值至少為〇 f 的長度L與直徑D之比， 特性值yS=L/D可以θ 5 0-1〇〇。 疋2和1 5 0之間的假定值 在上式中，α表示 、 變更中，控制參數值’、至少為0· 1的控制參數。 α至少為〇. 5，特別α至少為〇. 2。優選的是， 在此，熱流密度0?的”少為1。 疋’母體積單位氣隙空間的熱流

507026 五、發明說明（11) :，該值已在氣隙12的高度H上求平均值。熱流密 :1疋將進Λ恰好包圍長絲的氣隙空間的紡絲液所放出的 :勺二：ί、空間規定為押出管道噴絲孔10，並由在氣隙 』m續模塑體的平衡體積ν形成。在氣隙的空㈣ 衡、孰：ΐ塑體1i ΐ入的熱流與從氣隙中排出的熱量平 二=;必須t慮：從平衡體積中排出的連續模塑體 中包圍連續模塑體的靜止或移動空 亂1 3可走的熱1，以及輻射熱。 Ρ ΐ8具Λ"午多j目鄰θ押出’管道8的押出或紡絲頭6中，各押 。2的平衡體積疋相連的’因此，各連續模塑體11的 熱k將相互起作用。在根據本發明的程序杵 考 慮緊密相鄰的、連續模塑體的相互作用。二1中心田 熱流密度Q主要由空氣溫度，逵碎 ^ ^ ^ ,Λ 液的溫度\和空氣的溫度τ之間的、、西谇呈η也 本中 下值： L您間的/皿度差DT=TE-TL設定為如 Ή 0.004 d . m ' Cl· a · 1 ^ o L· 又

AT 式中m是押出液通過押出管 CE是押出液的比熱容，j/gK ; d 道喷絲孔的通過量，g / s ; 疋母單位面積上押出管道

五l發明&明( i 噴絲孔政孔密度，孔/ram2; 是氣隙12的長度，㈣。 可2連續模塑體u的溫度Te或空氣13的溫度tl進行 控制或者可以同時控制這兩個溫度。 制纺ϊϊ程列於所述公式中的所有其他因素均能夠用來控 除了熱流密度以外，或者替代熱流密度，可以對氣隙 12中連續模塑體U的平均加速度a (m/s2)進行調節，以致 使其具有如下值： 10 1 0.3 δ 丄

式中冷是押出管道8的長度與直徑之比（L/D),占是其 值至少為〇 · 3的控制參數。在另外的變更中，控制參數占 的值至少可以是〇· 6。優選的是，控制參數，至少為〗.5， 特別優選的是2. 2。 氣隙12中連續模塑體11的平均加速度是：在氣隙高度 Η的主要部分上求平均值的加速度。 通過改變空氣13的流動速度，通過改變押出液2在押 出管道噴絲孔10上的押出速度VE或通過改變牵引機械15的 牵引速度VA，能夠調節加速度a 。可以任何希望的方式來 組合這些速度的設定值。 感測器1 6可以用來測量空氣1 3的流動速度。同樣地，

\ \ Adm-hos t \20020812\P11200\grul 1229. ptd

五、 感測器17可以用來測量押出速度^，而感測器“可以用來 測量牽引速度VA。感測器16，17，18提供：由其測量的、 分別代表速度的信號。這些信號以電信號形式/提供於押制 機構19，該機構19將對這些信號進行處理並輸出控制^號 20。所述控制信號20能夠輸送至泵3，以便調節供至押^^u 頭6中紡絲材料的押出速度^。感測器17也可以與整裝在 押出頭6中的精確的紡絲泵（未示出）結合使用。/然而二控 制信號20也可以供至驅動牵引機械15的電機21，以便調% 牽引速度VA。最後，也可以將控制信號2〇輸送至提供空p 13的機構（未示出），以便調節空氣的速度。因此，能&建 立起對加速度a進行反饋控制的控制迴圈。

押出速度VE能夠獨立地控制，或與牵引速度^ 一起栌 制。在圖1的實施方案中，在單獨控制押出速度、，單^ 控制牵引速度VA以及同時控制押出速度％和牵引 間’能夠進行切換，以致使滿足下式： A 式中Η為氣隙高度，r為校正因數，其值在7 — 7· 4之 間，特別是，所述校正因數值約為7. 2。 ，該只化方案中’在氣隙丨2或凝固浴丨4和牽引機械1 5 =間示=了另外的傳送機構2 5。該選擇性的傳送機構2 5在 實質上沒有任何拉伸應力下將連續模塑體傳送至牵引機械

507θ|^

15 〇 為此，可以搖動或振動傳 構’在這種情況下，連續模塑 往復移動Β而輕柔地傳送。 傳送機構25的傳送速度要 小得多。因此，傳送機構25起 體11被牵引機械15拉伸之前， 在所述缓衝器上。傳送機構2 5 的感測器（未示出），根據氣隙 由於連續模塑體11在押出 在沒有任何拉伸應力下傳送的 強’並且明顯降低了原纖化的 送帶25的形式，使用傳送機 體11由支承和輪送表面26的 比押出速度VE或牵弓丨速度VA 緩衝器的作用，在連續模塑 它以幾何排列27的方式堆叠 的傳送速度也能夠通過相應 中的平均加速度a來控制。 之後被穩定的該區域中，是 ，因此’環結強度再次被增 趨勢。

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Claims (1)

1. 507096

   f 〇 if !I1d

   2z )

   i· 一種由押出溶液、特別是包含纖維素、水、叔胺氧 化物的押出液的連續模塑體的押出方法；所述方法包括 下步驟： ° -使押出液輸送通過預定長度和預定直徑的押出管 至押出管道喷絲孔； 使押出液押出通過押出管道噴絲孔，以得到押 的、連續式模塑體； -使連續模塑體通過預定氣隙高度的氣隙； -在氣隙中使連續模塑體加速； 其特徵在於下列步驟： 度Q， 控制實質上是在氣隙高度上求平 均值的如下熱流密 Q 0.004 β 數二管道的長度與直徑之比值 並且控制參 2 ·如申請專利範圍第1項的方法 參數α的值至少為0.2。 其特徵在於，控制

   507026 六 、申請專利範圍 參數 α的值至少為〇. 4. 如申請專利範圍第3項的方 參數α的值至少為丨· 〇。 其特徵在於，控制 5. 如申請專利範圍第丨項 驟： 万去，其特徵在於如下步 根據熱流密度Q，控制押出液的溫度Τε。 6 ·如申請專利範圍第1 驟： 、 去，其特徵在於如下步 根據熱流密度Q，控制翕隙η 9、 ⑴）的空氣的溫度I ( 2)中包圍連續模塑體 驟：7.如申請專利範圍第μ的方法，其特徵在於下列步 ，制押出液的溫度ΤΕ和氣隙（12)中包圍連續模塑體 列值；空氣的溫度TL之間的溫度差ΔΤ = Τε-'，使之具有下 Η 0.004 d 1 ~ 0 · 3 m· cE· a · 丄 ΔΓ： \\Adm-host\20020812\P11200\grull229.ptd 第21頁 DO/ΌΖΟ 六、申請專利範圍 式中m是押出液通過押 CE是押出液的比熱容，W/二f.'f喷絲孔的通過量，g/s ； 孔密度，孔/mm2 ; H是氣疋設置在口模板中鑽孔的序、長度，mm。 ;·如申明專利辄圍第7項的方法，其特徵在於石值至 少為2 9·如申請專利範圍第8項的 大於15 〇。 、 法’其特徵在於/3值不 10·如申請專利範圍第9項 大於1 〇 〇。 、 法’其特徵在於石值不 11 ·如申請專利範圍第5或7 溫度TL控制在實質上保持恒定的溫g法，其特徵在於 12·如申請專利範圍第6或7項 溫度TE控制在實質上保持恒定的溫度了 \ ，八特徵在於將 將 出液 於，押 14·如申請專利範圍第7項的方法， 特徵 507026

   在於，押出液的比熱容CE至少為2.9 J/(g κ)。 1 5 ·如申請專利範圍第 驟： 、、方法’其特徵在於如下步 -控制已在氣隙高度（Η)上求值 的加速度，以便得到如下值： 值的連、，权塑體（11 ) 1 Ί °·3 5 δ ^ [β 式中/5是押出管道（8)的長度（l) 且控制參數（5的值至少為〇.3。 與直徑（D)之比 並 其特徵在於，控 其特徵在於，控 其特徵在於，控 其特 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項的方法 制參數（5的值至少為〇. 6。 1 7 ·如申請專利範圍第丨6項的方法 制參數6的值至少為1. 5。 1 8 ·如申請專利範圍第ί 7項的方法 制參數5的值至少為2. 2。 1 9 ·如申請專利範圍第ί 5項的方法

   \ \ Adm-hos t \20020812\Pl 1200\grul 1229. ptd 第23頁 ^υ/026

   徵在於如下步驟： 根據加速度a控制通過押出管道喷絲孔（10)的連續 裰塑體（11)的押出速度Ve。 20· 步驟： 如申請專利範圍第1 5項的方法，其特徵在於如下 區（14)後傳送機構（20) 在沒有任何拉伸應力下 ~將排列在氣隙（丨2 )或凝固浴 上的、押出的、連續模塑體U i) 傳送至牵引機械（15)上。 21·如申請專利範圍第2〇項的方法，其特徵在於如下 -根據平均加速度a ，控制傳送機構（2())的傳送速 22·如申請專利範圍第丨5項的方法，其特徵在於如下 步驟： 、 在通過氣隙（12)之後，借助牽引機械（15)，以牽引 速度VA對押出的、連續模塑體（11)進行牽引。 23·如申請專利範圍第22項的方法，其特徵在於如下 步驟： -根據加速度a ，借助牵引機械（15)控制連續模塑體

   \ \ Adm-hos t \20020812\P11200\grul 1229. ptd 第24頁 507026 六、申請專利範圍 (11)的牽引速度L 步 2 4 ·如申晴專利範圍第丨5項的方法，其特徵在於如下 根據如下公式，控制連續模塑體（丨丨）通過押出管道喷 絲孔（10)的押出速度Va，和/或連續模塑體（丨丨）借助牵引 機械（1 5)的牵引速度v : ~νΙ· = 之間 式中，Η是氣隙高度，7是校正因數，其值在7和7.4 25·如申請專利範圍第24項的方法，其特徵在於校正 因數r的值約為7.2。 步驟： 26·如申請專利範圍第丨5項的方法，其特徵在於如 下 -在押出的、連續模塑體從氣隙（1 2 )中的押出管道喷 絲孔押出之後，借助沿押出的、連續模塑體押出方胃向3^的氣 流，對其進行拉伸，其中，空氣（1 3)的流動速户鱼$ 模塑體（11)的押出速度。 又、逆，

   \\Adm-host\20020812\P112〇〇\grui1229.ptd 第25頁 507026

   \ \Adm-hos t \20020812\P11200\grul 1229. ptd 第26頁