TW561206B - Method and apparatus for extruding continuously molded bodies - Google Patents

Description

(2003年3月修正) otj an. nm 〜發明銳明 發明所屬之技術領域 本發明涉及一種由押出液、特別是包含纖維素、水和 叔胺氧化物的押出液，押出連續模塑體的方法，所述方法 包括如下步驟：將押出液供至基本上成排排列的多個押出 模孔；使押出液押出通過相應的押出模孔，以便得到連續 模塑體；並通過至少一個轉向器使連續模塑體轉向。 另外，本發明還涉及一種由押出液、特別是包含水、 纖維素和叔胺氧化物的押出液，生產連續模塑體的設備， 所述設備包括：押出頭和轉向器，其中所述押出頭包括有 基本上以排狀構形排列的多個押出模孔的、在操作期間押 出液可押出通過相應的押出模孔，以便得到連續模塑體； 通過轉向器，在操作期間將使押出的、連續模塑體轉向。 先前技術 在下文中，連續模塑體應理解爲由押出液生產的物 體，它呈纖維、短纖維、薄膜或長絲的形狀。押出液爲一 溶液，在絕大多數情況下，它可以進行紡絲，並且除溶解 的聚合物如纖維素以外，它還可以包含水和叔胺氧化物， 如N-甲基嗎啉N-氧化物。 一開始描述的方法和用於進行所述方法的上述設備在 現有技術中是已知的，在紡織工業中用於生產纖維。爲生 產紡絲纖維，通過使押出液通過押出模孔，在押出模孔處， 將押出液紡成相應的長絲，借此，將其押出。 (2003年3月修正) 爲了使一般的方法更爲有益’在一個紡絲位置或一個 押出頭或噴嘴處，使多個押出模孔結合，以致使’例如呈 長絲形狀的多個連續模塑體能夠同時進行紡絲或押出。 在常規的方法和設備中，借助轉向器使來自多個押出 模孔的連續模塑體結合並集束。由於對連續模塑體進行後 處理的工段通常不設置在押出方向上，因此’連續模塑體 被轉向器轉向，以便經受進一步的後處理步驟’如洗滌、 擠壓、乾燥。 該方法的有益性基本上借助押出模孔的數量和密度來 確定。然而，在過高的押出模孔密度時’也稱之爲“孔密 度”，彼此相鄰的押出模孔相互影響，以及連續模塑體往 往會粘附至一起。在過高的孔密度時，獨立的、連續模塑 體的熱交換也將受到影響，結果將生產出品質差的連續模 塑體。 在現有技術中，由於連續模塑體的點狀聚集，因此， 在大束角或聚集角的情況下，從噴嘴排出的聚合物噴射流 將在噴嘴出口邊緣處被強烈轉向，這將對押出操作和紡絲 操作產生損害。由於集束角隨噴嘴尺寸的增加而增加，因 此，噴嘴尺寸將受到限制。 特別是，在押出之後，連續模塑體被浸入紡絲浴或沈 澱浴中的方法或裝置中，大的集束角具有有害作用：大集 束角將影響流動過程和押出體集束中的浴液置換；在大集 束角時將增加湍流並在紡絲浴中觀察到回流。 W096/203 00通過給出了針對在紡絲浴中利用環狀噴 (2003年3月修正) 嘴和點狀轉向器的紡絲系統的最大容許聚束角公式來討論 這些問題。然而，在大噴嘴直徑時，該公式將導致過大的 浸漬深度。此外，大浸漬深度對於操作性有負面影響；況 且，在轉向器的轉向位置處，長絲束和紡絲浴之間的摩擦 力將增加。 根據WO 96/203 00設計將產生的另一問題是難以更換 長絲束內的紡絲浴液。對於利用環狀噴嘴的這類單獨紡絲 位置的經濟設計，需要眾多的長絲排。點狀轉向將造成長 絲錐體（cone)，其紡絲浴體積必須定期地更換’以便防止 濃度過大的差異。由於環狀形狀，不僅直接圍繞紡織長絲 的結絲浴必須通過結織長絲父換’而且’結絲浴體積還被 長絲錐體所圍繞。這將對單獨的紡織長絲產生增加的負 載，而且還將造成影響紡絲過程的湍流。 W094/28218闡明了另一方法；在該文獻中，從矩形 噴嘴排出的長絲束被引導通過在其下端提供的、帶有出口 的紡絲浴槽，通過出口長絲束在一個位置被集束，並從紡 絲浴系統排出。 由於需要避免極大的束角，因此’該系統的有益性也 受到限制。爲使束角保持在小束角，在帶有所有上述負面 影響的這種設計中，也需要大的浸漬深度。此外，大的浸 漬深度將在位於底部的出口處造成高紡絲浴排出速度。高 紡絲浴排出速度將影響起始紡絲操作期間的紡絲過程，並 且由於揣流產生也將影響操作期間的紡絲過程。高的紡絲 浴排出速度可能會影響長絲的處理，其中，所述獨立的長 (2003年3月修正) 絲由高紡絲浴排出速度產生並且在紡絲浴出口以下的轉向 位置處不以拉伸狀態被轉向，但向下彎曲。此外，在每個 紡絲位置增加長絲數量時，也需要更大的出口，因此，必 須使產生另外湍流的相當大量的紡絲浴進行迴圈。 在W094/2 8218和W096/203 00中闡明的紡絲浴槽也 將影響與必要的大浸漬深度結合的紡絲位置處的起始紡絲 操作和加工處理。 爲了能夠通過操作者的手臂沿浸漬浴操縱紡絲束，需 要另外的裝置，儘管所述操作者的臂長有限，所述操縱是 在起始紡絲期間都需要的。正如在所述專利說明書中所指 出的那樣，借助用於提升和降低紡絲浴槽的開口 (門KW09428218)或另外的提升裝置（W096/20300)，提供 所需的入口。 發明內容 因此，本發明的目的是：在不損失所述方法或設備的 有益性下，並且在沒有任何輔加的構造努力或成本下，改 善連續模塑體的品質，以及改善押出模塑孔和轉向器之間 區域的流動特性。 根據本發明，對於上述方法，通過下列步驟，實現了 該目的：通過獨立、連續模塑體形成基本平面的簾；並通 過轉向器使所述簾轉向。 對於上述設備，通過如下措施實現了該目的：由於押 出模孔的排列而使連續模塑體形成簾，並且通過轉向器使 561206 (2003年3月修正) 連續模塑體以簾的形式進行轉向。 這些溶液是簡單的並且在押出模孔和轉向器之間的區 域中將產生改善的流動特性。與現有技術相反的是，連續 模塑體在轉向器處不是已經以基本點狀的形式聚集，而是 以簾的形式進行轉向。在本文中，簾指的是：基本相鄰設 置的連續模塑體的寬分佈的、基本平面的排列。 由於以仍然寬分佈簾的形式轉向而不是纖維束狀，連 續模塑體聚集處的角度將減小。這將導致連續模塑體的質 量更爲均勻。由於單獨的、連續模塑體以簾的形式集結處 的角度，不再像現有技術那樣改變，因此，在押出模孔和 轉向器之間的流動條件也被簡單化。 通過根據本發明的措施改善了紡絲品質，所述措施 即：以排的形式排列押出模孔並且從押出模孔排出的連續 模塑體形成簾。正如上面已指出的那樣，由於根據本發明 的長絲束的寬分佈轉向，例如以簾的形式，因此，可能明 顯增加噴嘴的長度並因此明顯增加紡絲位置的有益性。 此外，由於在沈澱浴中長線束的寬分佈引導，因此， 浸漬深度能夠降低至凝固需要的程度。簡言之’根據本發 明，能夠解決現有技術的紡絲系統中發現的下列問題，或 使之最小化： -與環形噴嘴相反，矩形噴嘴不會產生封閉的紡絲浴錐 體，它必須另外地替換。 -在紡絲浴中通過長絲束的替換過程被最小化，借 此，避免了湍流和回流。 10 561206 (2003年3月修正) -在紡絲浴和長絲束之間的摩擦力和因此作用在轉向 器上的摩擦力被最小化。 -由於在紡絲浴槽中的轉向，因此，省去了下部出口， 由此，防止了對紡絲性能、湍流和加工處理相應的負面影 響。 -用於通過手臂沿浸漬浴對紡織長絲束進行操縱的入 口被大大簡化，這歸因於浸漬浴深度的大大下降，所述入 口是起始紡絲過程中都需要的。 -對於這樣的系統，構造努力並因此成本被明顯降低。 如果在押出頭中，押出模孔的排數明顯小於相應排中 押出模孔數量的話，將易於形成基本平面的簾。 在本發明方法和設備的另一有利的開發中，轉向器可 以排列在押出的、連續模塑體送入其中的沈澱浴中。在這 樣的排列中，如果他們已固化並能夠經受機械負載的話， 連續模塑體僅將被轉向。由此可以保證：連續模塑體不被 轉向所破壞。 由於以簾的形式轉向，因此，在根據本發明的方法和 設備中，在沈澱浴中的流動條件與現有技術相比被明顯改 善。所述簾以基本平面體浸入沈澱浴中；連續模塑體的浸 漬角度彼此不會明顯不同。因此，在沈澱浴中觀察不到強 的湍流，並且沈澱浴的表面將比現有技術的更爲平穩，以 致使，連續模塑體被安全地導引通過沈澱浴且不會粘附至 一起或撕裂。總之，將增加紡絲穩定性或可靠性。 在轉向器下游的押出方向上，在另一有利的開發中， 11 561206 (2003年3月修正) 可以提供收集器，以便將連續模塑體聚集在基本上一個位 置，然後例如以纖維束的形式向前輸送至後處理步驟。 在有利的開發中，根據本發明的方法和設備可以包 含：由押出模孔延伸至沈澱浴的氣隙。 在該氣隙中，可以進行拉伸操作，例如，在押出方向 上，沿連續模塑體吹入空氣。拉伸操作也可以以這樣的方 式進行，即：以高於押出速度的引出速度，借助引出裝置， 取出連續模塑體。 在氣隙中，吹塑操作也能夠在橫跨押出方向的方向上 進行，以便在押出之後立即對連續模塑體進行乾燥。本發 明的方法和設備能夠利用或不利用吹塑作用來操縱。 最後，在另一有利的開發中，紡絲系統可以是組合型 的：通過單一押出頭的押出模孔，形成連接處理的單獨的 簾。因此，爲增加現在設備的生產能力，必須添加另外的 押出頭或簾。根據本發明，通過對基本成排的一押出頭的 押出模孔進行排列，將有利於押出的這種可能性。爲增加 生產能力，押出頭可以串聯排列，即一個接一個，或平行 排列，以致使，輔加的押出頭必須正好連接至現在的押出 頭排上或平行地添加至現在的押出頭中。爲此，提供接收 裝置，在該裝置中，輔加的押出頭能夠以可再插入的方式 可分離地插入或取出。 如果至少一個押出頭和至少一個轉向器組合在延伸裝 置中的話，那麼將實現機器生產能力特別容易的配合。利 用這種設計，爲增加生產能力，所述延伸裝置必須只連接 12 561206 (2〇03年3月修正) 至現存的系統中。 實施方式 現在，在參考附圖的兩個實施方案的幫助下，更爲詳 細地對本發明的方法和設備進行解釋，其中： 首先，參考圖1描述第一實施方案的結構。 圖1是：顯示用於押出連續模塑體的設備1的透視 圖；特別是，圖1示出了其中連續模塑體以單獨纖維形式 進行紡絲的紡織機。 爲此，在供料槽（未示出）中製備由水、纖維素和叔胺 氧化物組成的紡絲液，並從所述供料槽經由管線或管線系 統（未示出）供至紡絲系統1。 由於紡絲液在高溫和長儲存時間時，往往會發生自發 放熱反應，在管線系統中提供爆破保護裝置，以便將所述 自發放熱反應情況下的反應壓力排空至外面以防止對設備 1的損壞。 借助泵系統，將押出液輸送通過管線系統至紡絲系統 1。在管線系統中，還可以提供一補償罐（未示出），用於 補償管線系統中的壓力和體積變化，並用於保證押出液對 紡絲系統1均勻和恒定的供應。 所述紡絲系統1備有押出頭2，所述押出頭包含多個 成排排列的押出模孔。在圖1的實施方案中，押出模孔的 排數明顯小於一排中押出模孔的數量。在押出通過押出模 孔之後，押出液以基本平面簾3的形式，從押出頭2中排 13 561206 (2003年3月修正) 出。 在押出通過押出模孔之後，由連續模塑體或長絲組成 的平面簾3直接通過氣隙4,然後浸入沈澱浴5中。在氣 隙4中，連續模塑體被拉伸。 轉向器7排列在盛於浴盆6內的沈澱浴5中。在圖1 的實施方案中，每個簾均與轉向器7對準。每個轉向器7均 在押出導管模孔排的方向上延伸。在圖1的紡絲系統中， 轉向器設計成圓柱或輥的形式，它們與連續模塑體一起被 動或主動地旋轉。另外，轉向器7也可以設計成靜止的彎 曲表面。 根據本發明，簾3不通過轉向器7聚集在一個位置， 而是以簾的形式轉向。這樣的優點在於：簾相應較外的連 續模塑體3a，3b僅以小的角度浸入沈澱浴5中。 由於簾3是平面的並且由於單獨的連續模塑體之間的 角度差很小，因此，沈澱浴5的表面將保持平衡，並且在 沈澱浴液中不會產生導致單獨連續模塑體撕裂或粘附至一 起的流動。 簾3由轉向器7導引出沈澱浴5,至收集器8。根據本 發明，在收集器8處，簾只朝一個位置聚集。由收集器8, 簾的連續模塑體以連續模塑體束或纖維束的形式繼續前 進。 在圖1的實施方案中，收集器8也設計成圓形圓柱輥， 該輥由驅動裝置驅動，或者由連續模塑體的運動而被動地 轉動，但是也可以是靜止的。每個轉向器7都與收集器8 14 561206 (2003年3月修正) 對準。收集器8的軸在平行於押出頭2中押出模孔的排的 方向上延伸。 收集器8 —個接一個地排列，以致使，在收集器上聚 集以得到纖維束9a的簾彼此結合，以便得到連接的纖維束 9b。所述纖維束9b通過引出機械10引出。 引出機械10以預定可控的引出速度引出連續模塑 體，所述引出速度稍高於押出液通過押出模孔的押出速 度。由於速度上的這種差別，拉伸力將施加至連續模塑體 上，並對連續模塑體進行拉伸。 引出機械10之後可以是另外的加工步驟，如洗滌、壓 榨或浸漬。這些步驟可以在於圖1中通常以參考號11表示 的工段中進行。 紡絲系統1是組合型的並且其能力可以在不進行大的 努力的情況下增加或減少。爲增加生產能力，只需要連接 一新的押出頭20。這可以通過與所述押出頭對準的轉向器 21和收集器22 —起添加押出頭20，作爲組合紡絲系統1 的延伸裝置25。 由於基本上平面的簾的生產和由於以簾的形式的轉 向，因此，在沒有對沈澱浴中的流動產生明顯損害的情況 下並且不需要改造措施下，可能容易地進行延伸。此外， 可能進行迅速和簡單的延伸，並且只會造成短時間的停頓。 本發明的第二個實施方案將參考圖2進行描述。在圖 2的實施方案中，對與圖1實施方案的相應元件或部件具 有相同作用或相同結構的元件或部件使用相同的參考號。 15 561206 (2〇03年3月修正) 由於押出頭2的取向以及轉向器7的設計，而使圖2 的紡絲系統不同於圖1的紡絲系統。 在圖2的實施方案中，與圖1實施方案中的押出頭不 同，押出頭2不平行地排列而是成排地對準。由連續模塑 體形成的單獨的簾3並排排列。一個相應的押出頭2能夠 形成一個或若干個簾3。 因此，僅提供一個單一的轉向器7,並且與押出頭2 平行地延伸。在圖2的實施方案中，連續模塑體也只是在 轉向器7之後基本上朝一個位置聚集並且以簾的形式轉 向。 在圖2的紡絲系統1中，轉向器7的軸和收集器8的 軸相互垂直。圖2紡絲系統中的收集器8與圖1紡絲系統 的那些相同，即每個簾3均有與其對準的收集器，所述收 集器使簾朝基本一個位置聚集並以連續模塑體束的形式向 前輸送。所有簾的連續模塑體的束9a通過收集器而聚集， 從而得到單一的束9b。 圖2的紡絲系統能夠以兩種方式延伸：首先，與押出 頭2現存的排平行，可能添加其本身帶有轉向器7b的第二 排、第三排等的押出頭2a。取決於收集器8的長度，兩個 相應的簾能夠隨後在一個收集器上聚集，以便得到兩個相 應的束或一個連接的束。 隨後，通過添加另外的押出頭2至已存在的押出頭排 上並通過將延伸裝置連接至轉向器7以及通過另外的收集 器8,圖2的押出設備能夠進行延伸。與圖1實施方案中 16 561206 (2003年3月修正) 的一樣，作爲延伸裝置，押出頭2能夠備有轉向器的延伸 部分並備有另外的收集器。 圖式簡單說明 圖1是本發明第一實施方案的示意圖； 圖2示出了本發明的第二實施方案的示意圖。 主要元件之符號說明 1紡絲系統 2押出頭 3簾 4氣隙 5沈澱浴 7, 21轉向器 8, 22收集器 3a，3b連續模塑體 6浴盆 9a纖維束 10引出機械 11加工步驟 20押出頭 25延伸裝置

17

Claims (1)

1. 561206 (2003年3月修正) 申請專利範圍 1. 一種由押出液、特別是包含纖維素、水和叔胺氧化 物的押出液、生產連續模塑體的方法，所述方法包括如下 步驟= -將押出液供至基本上成排排列的多個押出模孔； -使押出液押出通過相應的押出模孔，以便得到連續 模塑體； -通過至少一個轉向器使連續模塑體轉向，其特徵在 於： -通過單獨的、連續模塑體形成基本上平面的簾（3); 其特徵在於下列步驟： -將簾（3)浸入沈澱浴（5)中； -通過轉向器（7)使處於沈澱浴（5)中的簾（3)轉向。 2. 如申請專利範圍第1項的方法，其特徵在於如下步 驟： -通過至少一個收集器（8)，使單獨的連續模塑體的簾 (3)朝著基本上一個位置聚集。 3 ·如申請專利範圍第1項的方法，其特徵在於如下步 驟： -同時生產多個簾（3) ° 4.如申請專利範圍第3項的方法，其特徵在於如下步 18 561206 (2003年3月修正) 驟： -通過至少一個轉向器（7)，使多個簾（3)同時轉向。 5·如申請專利範圍第3或4項的方法，其特徵在於下 列步驟： -使多個簾（3)的至少一部分朝基本上一個位置聚 集，以形成纖維束（9a)。 6·如申請專利範圍第1項的方法，其特徵在於如下步 驟： -使押出的連續模塑體通過氣隙（4)， -在氣隙（4)中對押出的連續模塑體進行拉伸。 7·如申請專利範圍第6項的方法，其特徵在於如下步 驟·· -在押出方向上或在橫跨押出方向的方向上，向氣隙 (4)中提供氣流。 8·—種由押出液、特別是包含水、纖維素和叔胺氧化 物的押出液生產連續模塑體的設備，包括有押出頭，所述 押出頭包括多個基本上成排構形排列的押出模孔，在操作 期間，押出液可押出通過押出模孔，以便得到連續模塑體， 由於押出模孔的排列，連續模塑體將形成簾（3);及包括一 轉向器，在操作期間借助該轉向器使押出的連續模塑體轉 19 561206 (2003年3月修正) 向；其特徵在於：該轉向器（7)被安排在沈澱浴（5)中並且該 等連續模塑體浸入於該沈澱浴（5)中。 9.如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：在轉 向器（7)下游的押出方向上提供收集器（8)，通過收集器（8) 使簾（3)基本上朝一個位置聚集。 10·如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：收集 器（8)排列在沈澱浴（5)的外面。 11.如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：所述 設備包括多個押出頭（2)，在操作期間至少一個連續模塑體 的簾（3)從其中排出。 12·如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：押出 頭（2)在押出模孔排的方向上，以彼此平行的方式基本對 準。 13·如申請專利範圍第12項的設備，其特徵在於：在 操作期間，通過一個押出頭（2)形成多個簾（3)。 14·如申請專利範圍第12項的設備，其特徵在於：優 選將多個押出頭（2)以一個接一個相互對準的方式排列。 20 561206 (2003年3月修正) 15·如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：多個 簾（3)通過轉向器（7)轉向。 16·如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：呈轉 向輥形式的轉向器（7 )基本上爲圓柱形構形。 17.如申請專利範圍第16項的設備，其特徵在於：轉 向器輥（7)的軸在與押出模孔排的方向上平行地延伸，或者 在橫跨押出模孔排方向的方向上延伸。 18.如申請專利範圍第16項的設備，其特徵在於：轉 向器（7)的軸和收集器（8)的軸以垂直偏轉的方式排列。 19. 如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：每個 簾（3)均有一與其對準的轉向器（7)。 20. 如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：每個 轉向器（7)均有一與其對準的收集器（8)。 21. 如申請專利範圍第8項的設備，其特徵在於：該設 備（1)爲組合結構，並且包含接收裝置，其中，至少一個押 出頭（2)和/或至少一個轉向器（7)和/或至少一個收集器（8) 能夠可分離地插入接收裝置中。 21 561206 (2003年3月修正) 22.如申請專利範圍第21項的設備，其特徵在於：爲 使設備（1)延伸，將至少一個押出頭（2)和一個轉向器（7)組 合，以便形成可安裝在設備（1)上的延伸裝置。

   22