TWI330674B - Device for extruding spinning filaments and lyocell method - Google Patents

Description

1330674 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於從含有水、纖維素和三級胺氧化 物（tertiary amine oxide)之紡絲原液（spinning s〇iuti〇I1) 擠壓紡絲（extruding spinning filaments)的設備（device) ’其係包括：含有複數個擠出孔（extrusion opening)之第 一紡嘴（spinneret )、在擠出孔之開口方向直接連接到擠出 孔之第一纺絲空間（spinning filarnent space )、及至少一可 產生氣體物質流（gas matter flow )穿過第一紡絲空間之通 風裝置（ventilation means )。本發明係又關於一種擠壓紡 絲之萊纖拉紡（Lyocell)方法。 【先前技術】 從一種含有纖維素、水和三級胺氧化物（較佳為N_甲 基嗎啉-N-氧化物（NMM〇 ))之紡絲原液製造紡絲（spinning filament)的原理係揭示於美國發明專利第us_A_4 246,22i 號和美國發明專利第US_A_4,416,698号虎中。根據此等說明 ，製造紡絲基本上係以三步驟來實施：首先，將紡絲原液經 由擠出孔擠出形成紡絲；然後紡絲係通過氣隙（&_)， 藉此加以配向及調整吾所欲纖維厚度；接著，紡絲係通過具 有非/合劑之澱洛（precipitati〇n bath)，在此將三級胺氧 化物洗滌出且沉殺出纖維素。 '目則係根據如美國發明專利第US-A-4,246,22 1 號和美國發明直士丨楚TTC1 Α 月寻利第US-A-4,416,698號所揭示在具有系列 5 1330674 之氣程步驟大規模地實施。國際人造纖維標準局（bisfa: —ion Of Man_Made Fibers )將以此方法所製造之 纖維稱為「Ly〇cell」纖維（萊纖）。 然而，萊纖拉紡1方法之問題是新鮮擠出之紡絲係具有 僅能藉由在與沉澱浴相接觸時加以降低之高表面膠黏性（ tackiness)。當紡絲通過其在氣隙中所佔用的紡絲空間時， 則因此可能發生紡絲接觸且立即黏結的風險。黏結（ • C〇nglUtinaU〇n )之風險基本上係可藉由調整例如在纺絲空間 之張力纺絲空間之两度、每單位面積之紡絲數、黏度、溫 度和紡速等之操作和製程參數來加以降低。然而，若發生黏 結時，則黏結t導致紡絲之撕裂和增厚，因此會負面地影響 到製程和纖維品質。在最惡劣的情況下’製程必須加以中斷 且重新起動紡絲製程，因此結果導致高生產成本。 目前作為紡絲之購買者之紗線製造廠商及部份織物加 工鏈係要求來自紡絲製造廠商係無黏結者。此係意謂各長纖 • 維堆必須並不會黏結而導致例如紗線厚度之不均勻性。 此需求係具有問題的，因為在製造萊纖纖維（主要為短 纖維（staple fiber)和長纖維（fnament))時，其係僅能 在將擠出孔配置成彼此之間的距離小的情況來達到提高經 濟效益，其係意謂在紡絲空間中之紡絲密度（spinning filament density)高。然而，介於紡絲之間的距離較小，則 同時由於介於紡絲之間非吾所欲的接觸結果導致黏結的風 險增加。 此外’為改善萊纖纖維之機械性和織物性，其係可有利 6 1330674 地將位於擠出孔之後的紡絲空間之長度儘可能地伸展愈大 愈佳，藉此使得紡絲之延伸（stretching )係可分佈在較長的 運行長度（running length)，且可更容易地移除在新鮮擠出 之紡絲的張力。然而，在擠出方向之紡絲空間愈長，則紡絲 可靠性（spinning security )愈低，且由於紡絲黏結而導致製 程必須加以中斷的風險愈高。 從美國發明專利第US-A-4,246,221號之原理開始檢討 ，在從含有纖維素、水和三級胺氧化物之紡絲原液製造紡絲 時，在先前技藝中係具有數種解決問題之技術方法，以改善 經濟效益及紡絲可靠性。 一種已經揭示於美國發明專利第US-A-4,261，941號和 美國發明專利f US-A-4,416,698號之方法，其中該紡絲係 在擠出孔之後直接與非溶劑接觸以降低表面膠黏性（ tackiness )。接著，將紡絲通過沉澱浴。然而，連續式模製 成型體（continuous molded body)在通過沉澱浴之前，首先 額外地以非溶劑加以濕潤，此對於大規模工業應用而言係太 複雜且昂貴。因此，在世界發明專利第W〇_A_〇3/1〇〇 14〇號 中係又開發一種方法，其中該連續式模製成型體在紡絲空間 中以非溶劑加以濕潤係經由多孔性材料來實施。然而，此技 術所呈現之限制性因素為並不是每一紡嘴幾何形狀皆可均 勻地濕潤所有的長纖維。 提咼紡絲密度（spinning density )，亦即每單位面積之 擠出孔或纺絲的數目，係揭示於世界發明專利第 WO-A-93/19 230號。在其所揭示之設備中，紡絲係在擠出 7 1330674 後直接杈向對著擠出方向以水平吹入冷卻空氣流（c〇〇iing air flow )加以冷卻。此措施（measure )可降低纺絲之表面 膠黏性。因此，可將氣隙伸展且提高紡絲密度。在世界發明 專利第WO-A-93/l9 23〇號中揭*表面膠黏性係藉由冷卻紡 絲之表面來加以降低。該吹氣係可加以引導同時從具有擠出 孔配置在圓形環區域之紡嘴的兩側、或圍繞整個周長分佈， 呈徑向從外側朝内吹氣。 然而，使用世界發明專利第w〇_A_93/19 23〇號之解決 方法的問題是冷卻空氣流會在擠出孔直接與擠出製程相互 作用而負面地影響到製程。特定言之，使用世界發明專利第 WO-A-93/19 230號之方法時，因為冷卻空氣流並無法以相 同的方式達到所有的紡絲，因此紡絲纖維之均勻品質係無法 達成。在世界發明專利第Wq_a_93/19 23〇號之方法中，黏 結之風險也無法充分地降低。 連續式模製成型體在從擠出孔擠出後，欲能直接更均勻 地吹氣在其上，在世界發明專利第WO-A-95/01 470號之設 備中’係使用管狀喷嘴（tubular nozzle )，其中擠出孔係分 佈在基本上為圓形的區域。在此情況下，使用冷卻空氣流之 吹氣係可首先呈轴向經由管狀喷嘴之中心，然後經由紡絲之 圓形環呈徑向水平地從内朝外來實施吹氣。當空氣流從吹氣 裝置（blow-on means )吹出時，其係維持為層流（laminar打㈣ )。關於世界發明專利第WO-A-95/01 470號之管狀喷嘴的 進一步構成性發展係揭示於世界發明專利第W〇_A_95/〇1 473 號。 事實上’世界發明專利第WO-A-95/Ol 470號和世界發 明專利第WO-A-95/04 173號之解決方法的確在纺絲空間中 可獲得更均勻地吹氣在紡絲上，但是當環狀配置之紡絲通過 沉澱浴時，其係會導致發生問題：當紡絲浸沒入沉澱浴時， 在圓形環表面夾帶沉澱浴液體，在圍繞圓形環表面之中心區 域係形成並未充分地提供沉澱浴液體之區域，其結果導致強 …1的/冗歲浴液體之補償流（c〇mpensati〇n )穿過纺絲之 裱，且導致沉澱浴表面攪動。此結果導致在紡絲空間發生黏 結。再者’在世界發明專利第W〇_A_95/〇1 470號和世界發 明專利第WO-A-95/01 473號之設備中，其係可預期到對於 機械性能和產品性質所必要的擠出條件將不易直接在操作 中的擠出孔上加以控制。 如在世界發明專利第WO-A-96/20300號所揭示，當紡 絲浸沒入沉澱浴時，管狀喷嘴的問題係可使用長方形噴嘴（ rectangular nozzie )加以避免，其中擠出孔係配置在基本上 為長方形基座表面（base surface)上。 此長方形喷嘴（nozzle )係揭示於例如世界發明專利第 WO_A-94/28 218號中。此參考文獻係構成最接近的先前技 藝。其係揭示強制氣流（f〇rced gas fi〇w )穿過氣隙平行於 沉殿浴表面’以將紡絲冷卻和穩定化。強制氣流係藉由沿著 纺嘴之縱向側配置之吸氣裝置（sucti〇rl means )所產生且加 以引導至纺絲’除此之外，也可藉由位於相對於紡絲之相對 侧（opposite side)的吹氣裝置（blowing means)。 使用如世界發明專利第WO-A-94/28218號所揭示之長 1330674 方形喷嘴係不利的，@為方㈣嘴與紡絲漏斗（咖⑽㈣ funnel)之組合，結果會導致類似於在如上所述世界發明專 利第WO-A-95/01470號和世界發明專利第w〇_A 95/〇4173 號之設備中的浴紊流（bath turbulence)。亦即，沉澱浴液 體和藉由沉澱浴液體所移動之長纖維束（filament bundle) 係同時從配置在紡絲漏斗之下部末端的漏斗開口退出，因此 會導致非吾所欲之紊流及長纖維之黏結。再者，若排料口（ 〇utlet 〇pening)大時，則沉澱浴液體之通過量（throughput )大幅度地增加，結果導致在沉澱浴液體中產生強烈的紊流 、或結果係形成厚長纖維束，因此會增加黏結的風險。若使 用較小直徑之排料口時，雖然可降低在沉澱浴液體中的紊流 (turbulence )，但是較小直徑對於紡絲之產量（thr〇ughput )及生產性係具有負面的影響。 在世界發明專利第wo_A-98/18 983號中，具有擠出孔 配置成行之長方形喷嘴的概念係又進一步開發出。該文獻資 料係教導在一行之擠出孔係具有與另一在下方之擠出孔的 行不同的間隔。 欲能較佳地控制在紡絲空間中的紡絲，在世界發明專利 第WO-A-03/057 952號中係揭示來自釗氣裝置之冷卻氣流 (cooling gas flow )係已經可避免（exit )紊流。 在世界發明專利第WO-A-03/057 951號之設備中，係藉 由§j氣裝置所產生的冷卻氣流將紡絲空間再分成三區，亦即 ，在第一屏蔽區（shielding area )係從擠出孔伸展達到藉由 冷卻氣流之影響所決定的冷卻區。從擠出裝置（e对rus. 13306/4 ΓΓΓΛ對側之㈣浴表面係配置第二屏蔽區，其係伸展 令Ρ氧机之影響區的下部末端。 再者’在b上所述之文獻資料t，冷卻氣流係與纺絲之 出方向傾斜時’此係可導致較佳的紡絲結果。

除了此在紡絲空間甲對著紡絲吹氣之類型以外，係在訪 絲之擠出方向吹氣，同時將會產生薄化效果。此吹氣法係揭 不於例如世界發明專利第W〇_A_〇1/81 663號和世界發明專 利第WO-A-01/86 041號。然而，使用此類型之吹氣法的問 題是氣流必須加以加熱，使得圍繞擠出孔之氣流不會被過度 冷卻。因此，冷卻效應在此等設備中係受到限制，結果僅能 達成紡絲可靠性非常低。 在世界發明專利第WO-A-01/68 918號中，氣體物質流 係最後引導至沉澱浴之表面以使其能穩態化。因此，在此之 冷卻效應及提尚紡絲可靠性皆無法達成。若可能時，氣體物 質流應該不會影響到在世界發明專利第WO-A-01 /689 1 8號 之紡絲。 因為近年來萊纖拉紡技術已可建立在大規模之工業應 用，因此對於製造成本壓力也日益增加。欲能克服此成本壓 力的可能性仍是提南紡絲密度，亦即每單位面積之紡絲數目 。在此情況下’如上所述可獲得克服其限制因素之措施。 【發明内容】 〔發明目的〕 因此’本發明之目的係用以改善習知的設備，使其能進 1330674 —步提高紡絲密度。 . 據本發月此目的係可藉由使用在本文前段中所提及 ，的设備，其中係鄰接於第-纺嘴配置具有與第—紡絲空間分 開之第二紡絲空間的第二紡嘴，及係至少在介於第一與第二 紡絲空間之間的區段配置通風裝置，且穿過第二紡絲空間之 :制氣體物質流係可藉由該通風裝置來產生。關於在本文前 &中所提及之方法係、可達成該目的，其中紡絲原液係經由一 • 個鄰接另一個所配置之兩個纺嘴擠出，接著通過連接紡嘴之 纺絲空間’在介於至少兩個纺絲空間之間的區域中，係產生 強制氣體物質流穿過至少兩個紡絲空間。 七此措施可允許紡嘴之配置係在彼此緊密之距離具有高 孔孩度’並不會由於提高纺絲原液通過量而導致損及紡絲密 度。結果令人驚奇的是使用此多紡嘴配置（則⑴咖咖聊如 arrangement)，在介於兩個紡嘴之紡絲空間之間的區域產生 強制机（forced fl〇w )，則可提高纺絲密度。該強制流可防 • 止具有高濕氣含量之氣體物質（gas ma⑽）聚集在介於纺 絲空間之間的區域’而減緩在氣隙中纺絲之表面乾燥。若兩 股紡絲相鄰時，則此問題正在發生’致使任何新鮮空氣幾乎 無法供應至其彼此之面對側，且來自一紡絲空間之紡絲的熱 輻射（heat radiation)會加熱另一紡絲空間之纺絲。使用此 -己置7人驚奇的疋吸氧似乎是比吹氣更有效率，因此在— 特別有利的具體實例中，該通風裝置係包括吸氣裝置及藉由 吸氣所產生的強制流。 根據本發明之解決方法的進一步發展係如下所述，其各 12 1330674 自本質上是有利的，且彼此 了任意加以組合併用。 欲能從紡絲空間抽吸出足夠尸 -bV >- ± 之3飽和濕氣之空氣，貝丨 相對於母克之擠出紡絲原液， 貝 應这從早一紡絲空間 父於〇·3公升之氣體物質 不 液，較佳為至… 相對於母克之擠出紡絲原

^ 為至八5至〇.9公升，甚至更佳為至少0.9至U 么升之戚體物質。若使用其缺絲店，— 出孔…… 液通過量及具有複數個擠

出孔之大型紡嘴時，則相對於每克之擠出紡絲原液，該抽吸 空氣量應該為至少2公升。 这抽及 在，作時，若介於紡絲之間的距離大體上變得小於纺嘴 之一深度（寬度）時，則相鄰紡絲之相互干擾會變得太大 暂若介於纺絲空間之間的距離太小時，則與藉由使用氣體物 質之熱傳導ueattransport)相比較，該熱輻射之比率係佔 有重要地位。若該距離太大為約纺嘴深度之四倍時，則此方 法之效率將變得無效率。 在一有利的具體實例中，該吸氣裝置係可包括例如槽狀 開口、或此等開口呈行配置在介於兩個紡絲空間之間的中央 區間中。然而，欲能改善吸氣功效，其係可配備至少一面對 第一紡絲空間的第一吸氣口（ suction 〇pening )、及至少一 面對第二紡絲空間的第二吸氣口。此措施係允許經引導之吸 氣（directed suction )加以引導穿過兩個紡絲空間的經引導 之流（directed flow)，因此可在設備之操作時穿過在紡絲 空間中之纺絲。 為使得藉由吸氣裝置所產生的氣體物質流達到儘可能 愈遠愈佳地進入紡絲空間，其係可進一步將第一和第二紡嘴 13 1330674 之擠出孔係各自配置在長形伸展 欠〜呷展（stretch-out)之基座表面 • ’且第"Ή二紡嘴之基座表面之各自的較長側係、相互面對 。以此方式，從吸氣遍及其整個幅寬（⑻祕 ^包含大部份料之紡嘴的該側。在錢方向，係配=最小 &寬之纺絲空間’使得吸氣流達到紡絲空間之整個幅寬。使 用此配置，則該吸氣裝置係特別有效率。在又一發展中，特 別是配置擠出孔於其上之該基座表面可為具有長方形設計、。 • 欲能保持設備之結構性努力儘可能愈低愈佳，根據又一 有利的具體實例’該吸氣裝置至少在介於纺絲之間的區域係 可設計成基本上為管狀喷嘴，該至少一吸氣口係形成於管壁 上。在此具體實例中，吸氣口之製造並不是非常複雜，因為 可使用標準化構件。管内部係可用於移除經抽吸出的氣體物 質，例如用於將其供應至泵送或過濾裝置。 其係又證實有利的是若介於兩個紡絲空間之間的區域 之主要部份係被吸氣裝置所佔有的體積所佔用’使得在介於 鲁紡絲空間之間的區域中，大量氣體物質從吸氣裝置流出可加 以消除，否則其係會作用在紡絲空間中之紡絲而影響到紡絲 可靠性。若該吸氣裝置係伸展涵蓋至在擠出方向之紡綵空間 的鬲度的至少二分之一、和/或介於兩個相鄰纺絲空間之間 的距離的至少一半，則可達成此功效。 在又一具體實例中，藉由吸氣裝置所產生的氣體物質係 可藉由提供一用於產生引導至第一或第二紡絲空間之氣體 物質流的吹氣裝置來加以增加。在此情況下，該第一或第二 纺絲空間係配置在介於吹氣裝置與吸氣裝置之間，使得源自 14 1330674 °人氣裝置之強制流穿過第一或第二紡絲空間到達吸氣裝置。 特定言之，若該吹氣裝置係加以引導至第一紡絲空間及 第二紡絲空間，則結果導致強制流穿過兩個紡絲空間到達吸 氣裝置係具有最大的功效。

若欲能進一步提高紡絲之排料（discharge)，則根據本 發明之一特別有利的具體實例係可在介於第三與第四紡絲 空間之間配備具有第三和第四紡絲空間之第三和第四紡嘴 。包括第三和第四紡嘴及吸氣裝置之機組係可加以設計成具 :如上所述所配置之第—和第二紡嘴及吸氣裝置。此外，該 设備係可以各自具有吸氣裝置配置於其間之兩對纺嘴的方 式加以擴展，使其能形成紡嘴域（spinneretfieid)。

特定言之’該第三和第四纺嘴係可配置成相鄰區段第一 矛第、纺。t且用於產生引導至第二和第三紡絲空間之氣體 物質流的吹氣裝置係可位於第二與第三纺嘴之間。此等具有 吹氣裝置和吸氣裝置各自交替地位於紡絲空間之間的紡嘴 之組裝係可導致有效率地氣流穿過紡絲 在紡嘴域内部之該等纺嘴。因此，例|達到配置 ^囚此例如在具有至少三個紡嘴 配置成—個緊鄰於另—個之情況，其係、各自具有紡絲空間分 配至紡嘴，在介於纺絲空間之間的區間係可交替配備吸氣裝 置和吹氣裝置。 欲能產生毅且經料之流穿過料空間，各自相對且 介㈣、m間配置吸氣裝置和吹氣裝置係可包括相互 面對之開口。例如，引導至一紡絲空間之第一吹氣 —n ope—)與引導另一紡絲空間之第二吹氣口 15 1330674 以整合成各自位於兩個紡絲空間之間的吹氣裝置。相對應的 配置係也可配備在用於吸氣口之吸氣裝置中。 再者’該吹氣裝置也可相對應於該吸氣裝置來加以設計 ’例如伸展出介於紡絲空間之間的空間之高度的至少四分之 一’如同吸氣裝置之設計者，及例如相對應於吸氣裝置而浸 沒(submersion ) 入沉澱浴中。 根據本發明之又一有利的具體實例，欲能同時使用吸氣 裝置以阻斷在沉澱浴中之流動且將沉澱浴表面加以穩態化 ，其係可配備成在設備之操作時，該吸氣裝置或吹氣裝置係 至少部份浸沒入沉澱浴中’其中連接紡絲空間之沉澱浴槽係 加以裝滿。 若該吸氣裝置係浸沒入沉澱浴時，則可甚至更佳地將沉 澱浴之表面加以穩態化，使得在沉澱浴表面之區域相對於沉 澱浴表面之垂直線係強烈地傾斜、或在浸沒區域係具有非常 破壞的表面。以此方式，表面波不會反射回到沉澱浴而係被 吸收或破壞。 現在本發明將藉由例示性實施例且參考相關的具體實 例之圖式更詳細地加以說明。不同的具體實例之各種特徵係 可任意組合併用。 【實施方式】 〔本發明之最佳實施方式〕 首先，本發明之第一具體實例之構成係可參考第〖圖加 以例示。 1330674 第1圖係展示一種用於從含有纖維素、水和三級胺氧化 物（N-甲基嗎啉氧化物係用作為三級胺氧化物）之紡絲 原液擠壓紡絲的示意性透視圖。如箭頭2示意性所示，該紡 絲原液係經由加熱管系統（heated tubing system ) 3供應至 第一紡絲頭（spinning head) 4及與第一紡絲頭4鄰接配置 之第二紡絲頭5。該第一紡絲頭4係配備具有第一紡嘴6， 且第一紡絲頭5係配備具有第二纺嘴7。

如根據實施例所示，在第一紡絲頭4中，各紡嘴6係配 備具有複數個（通常為數萬個）擠出孔8。為便利於概述， 在第1圖中’根據實施例僅展示一些擠出孔8。紡嘴6、7 是長方形噴嘴’其中該擠出孔8係配置在基本上為長方形基 座表面上。紡嘴6、7係彼此相鄰區段配置，長方形基座表 面之較長側係相互面對。 在操作時，根據箭頭2供應至纺絲頭4、5之紡綵原液 係經由擠出孔8擠出以形成紡絲（spinningfilamen〇 9，豆

係僅示意性地展示於第i圖。在擠出方向，氣隙㈤㈣） 係直接分別連接纺嘴6、7和擠出孔8，紡絲係在設備【 之操作時穿過該氣隙。在第i圖之點_虛線所示之區段n， 係標記當設備Q操作時被紡絲9所佔用之氣隙ι〇的區段 。在下文中，此區域將指定為「纺絲空間（咖福叫⑴ sp— j。此第一紡絲空間u係分配至第一紡嘴6 •此第 一紡絲空間12係分配至第二紡嘴7。 澱浴 在氣隙1G之後，該紡絲9係通過含有沉澱浴液體之沉 13 ’該沉澱浴液體基本上為—種含有纖維素、水和三 17 1330674 級胺氧化物、及從紡絲9所洗滌出之其他成份、及紡絲用之 浸透添加劑（impregnating additions )的非溶劑性之溶液系 統。沉澱浴13係收納於沉澱浴槽14中，且在操作時形成沉 • 澱浴表面15 ’其係位於從擠出孔8之預定距離。該紡絲空 間11、12係終止於沉殿浴表面15。 沉澱浴13係經由飼入管線（feed line ) 16根據箭頭17 之方向飼入沉澱浴槽14。沉澱浴槽14之一壁係可設計成允 鲁 許沉澱浴13如元件代表符號（reference numerals ) 1 8示意 性所示湧出之堰（weir)。以此方式，沉澱浴表面15距離 擠出孔8之距離係可加以設定且維持一定。溢流沉澱浴（ overflown precipitation bath )18係可供應至再加工裝置（未 圖示於第1圖），其中係可將從紡絲所洗滌出之物質（主要 為二級胺氧化物）加以移除。接著，該沉澱浴液體係可再供 應至飼入管線16,以形成對環境無害的循環（ec〇friendly cycle)。 • 在沉澱浴13中係又配置兩個轉向裝置（deflection means) 19a、19b，其係分別各自分配至兩個紡嘴6、7之一 . 。藉由轉向裝置19a、19b，每一紡嘴6、7之紡絲9係各自 轉向且通過沉澱浴13至外側，用於進一步的加工步驟。轉 向裝置19a' 19b之高度係可加以調整以便利於紡絲之起動 。-轉向裝置19a、19b係可分配至一紡絲空間、或複數個 纺絲空間。該轉向裝置19a、19b係配置在相對應的紡嘴6 7之下面’使得一紡嘴6、7之紡絲組合係對稱性浸沒入 沉殿浴。如第i圖所示，紡絲之輸出（take〇ff)係各自朝 18 1330674 向沉澱浴槽14之兩側如箭頭p所示之方向來實施。 在介於第一紡絲空間11與第二紡絲空間12之間的區域 20中係配置包括至少一吸氣口（ suction opening ) 22的呈 吸氣裝置（suction means) 21之形態的通風裝置。如第i 圖所示，例如可配備兩組吸氣口 22、23，其係各自分配至 一紡絲空間11、12，且較佳為加以引導至其中。 在及氣裝置2 1之内部係配備用於移除從區域2〇所抽吸 • 出的空氣之吸氣管線（SUCtion airline) 24。該吸氣管線24 係可特別是分別連結到泵浦或吸氣通風器（川州⑽ ventilator)(未圖示於第！圖）。此外，位於第一纺絲空間 11與第二紡絲空間12之間的吸氣裝置21之區段係可加 設計成軟管（tubing)或配管（piping) ’且吸氣口 22、乃 係位於其壁上。該吸氣裝置2丨之下部區域係稍微浸沒入沉 澱浴13中。 在第1圖之具體實例中，該吸氣裝置21之功能係如下 φ 所述。 氣體物質係從介於兩個紡絲空間U、12之間的區域 穿過至少一吸氣口 22、23加以抽吸出，藉此其係產生穿過 兩個紡絲空間之強制流。其中，紡絲密度為每平方毫米具有 1.5至4支紡絲，且纖度（titer)為介於！]與】5以找2間 ，在正將被擠出之前的紡絲原液之溫度為介於85與12〇它 之間，延伸比（stretch ratio )為介於5與13之間且輸出 速度（take-off speed)為介於15與7〇公尺/分鐘之間；紡 嘴之深度（寬度）（depth) T為介於5與6〇毫米之間’較 19 1330674 佳為介於9與40毫米之間；及每單位時間之空氣抽吸量， 相對於每克之紡絲原液應該為不低於2公升。在^絲原液之 低通過量時’則抽吸出之空氣量相料每克之擠出紡絲原液 也可為介於0.9與1>8公升之間；或若使用較小的紡嘴時， 則相對於每克之擠出紡絲原液也可為介於與㈣公升之 間。使用此等吸氣量，則可明顯地降低在氣隙巾，長纖維之 黏結和脫落（pulling 〇汀）的機率。 藉由吸氣作業及吸氣裝置21之物理性存在於區域2〇 中如同流動干擾，則在—方面，係可避免在兩個紡絲空間 12之間形成廣闊的再循環和補償流而在另一方面， 係產生氣體物質流穿過紡絲空間i i、12，從紡絲空間"、 =之外側進人介於其間的區域2()。欲能達成此目的，則吸 氣裝置21在紡絲9之擠出方向的高度H為紡絲空間i丨、12 之冋度的至少四分之_。吸氣裝置21之幅寬（_她）B 為在紡嘴6、7之縱向延伸的橫向之方向介於兩個紡絲空間 U 1 12之間的距離A之至少一半。該距離A為約介於紡嘴 之冰度）τ與最高為深度τ的四倍之間。然而，如第i圖所 丁吸氣裝置2丨較佳為伸展完全涵蓋紡絲空間u、12之長 度、或涵蓋其至少一半以上。 以類似於區域20的方式’在沉澱浴表面15之表面流及 在’儿;殿浴表面1形成波係可藉由吸氣裝置21浸沒人沉殿浴 13中之區域來加以防止。 , 圖係展示本發明之另一具體實例的示意性側視圖 欲保持本說明簡短扼要，則將僅檢討與第1圖之第一具體 1330674 實例的差異處，關於相對應於第一具體實例的元件之元件、 其構成或功能係採用與第一具體實例相同的元件代表符號。 首先，第2圖之具體實例與第一具體.實例之差異為：其 係配備兩個呈吹氣裝置（blow-on means) 25、26之形態的 通風裝置，其係各自將氣體物質流27引導至紡絲空間11、 12之一。氣體物質流27之溫度係顯著地低於紡絲9之溫度 。再者’氣體物質流27相對於水平線（horizontal line ) 28 係向下傾斜α角度。 第一吹氣裝置25係引導至第一紡絲空間11，且在紡絲 空間11中產生氣體物質之強制流朝向吸氣裝置21，其係如 同在第一具體實例中配置在介於第一與第二紡絲空間丨丨和 12之間。該吸氣裝置21係包括：吸氣口 22、或成行之吸氣 口 22 ’用於以引導方式抽吸出氣體物質流29，該開口係面 對吹氣裝置25配置在紡絲空間1丨的後面。 由於吹氣裝置25和吸氣裝置21之合作，則氣體物質流 29係可穩定地通過紡絲空間11 6 第二吹氣裝置26係類似於第一吹氣裝置25，在第二紡 絲空間12中產生相對應於第一紡絲空間之氣體物質流29的 氣體物質流30。一個或以上之吸氣口 23係位於第二吹氣裝 置26之相對側的氣體物質流30之方向，以引導方式柚吸出 所產生的氣體物質流》 除了吸氣口 22、23以外，也可配備吸氣口 31、或單一 吸氣口 31，其係加以引導進入介於兩個紡絲空間η、12之 間的區域，且抽吸出來自此區域之空氣，藉此可防止由於移 21 j33〇674 動之紡絲9而在區域2〇中所產生的第二級流（sec〇ndary flow)。 壓力感測器24a、溫度感測器24b及濕度計24c係配置 在介於兩個纺絲空間之間的區域2〇巾，用於監測在此區域 中之壓力、溫度和濕度。例如，若對於溫度和濕度之預定值 係超過時，則將抽吸出之空氣量加以增加，直到該值再降低 至正常值以下為止。然而，若在區域2〇中之壓力降低至預 定界限值以下時，則將抽吸出之空氣量加以減少，因為若介 於區域20與周圍之間的壓力差異太高時，則會導致空氣流 太強而影響到紡絲可靠性。 從此基本的組合開始，系統係可藉由另一紡嘴加以擴展 ，如根據實施例在第2圖中所示者。因此，在第2圖中，具 有第二紡嘴33連接第三紡絲空間34的第三紡絲頭32係配 備緊鄰於第二纺絲頭5。介於第二紡絲空間丨2與第三紡絲 空間34之間係配備相對應於區域2〇之區域35。具有藉由 第三紡絲頭32之此等擴展，第二吹氣裝置26係配置在區域 3 5中’且配備具有相對於水平線28係向下傾斜^角度之另 —吹氣出口（ blow-on outlet )，其係引導至第三紡綵空間 3 4 ’且在此產生相對應於氣流2 9、3 〇之冷卻氣流3 6。 相對於第二纺絲空間3 4在吹氣裝置2 6之相對側係配備 另—吸氣裝置21 ’其係可抽吸出在第三紡絲空間34 _藉由 第二吹氣裝置26所產生的氣流。此吸氣裝置之設計基本上 係相對應於在區域20中之吸氣裝置之具體實例，例外的是 開口 23、31係並不需要，因為在吸氣裝置之此側並無紡絲 22 1330674 空間。 如第2圖最後所示者’轉向裝置i 9a、19b和】9C係配 置在沉殺浴13中，且將來自紡嘴6、7、33之紡絲9轉向如 门大體上為平面長纖維威幕（plane fiiainent curtain )之形雜 輸送至沉澱浴13之外側，然後將彼等輸送至如箭頭38所示 方向之進一步的加工步驟37。 在第2圖之具體實例中，係也配置轉向裝置，使得來自 紡嘴6、7之多重紡絲的中心軸垂直朝向沉澱浴13，且該紡 絲9係對稱性地浸沒入沉澱浴13。在第2圖之具體實例中 ，次沒入沉澱浴13之吸氣裝置21的區域係以頂角（apa angle )伸展入沉澱浴表面15，使得在沉澱浴表面之波不會 反射。 第3圖係展示本發明之第三具體實例的示意性側視圖 且僅將與第2圖之第二具體實例的差異處加以檢討如下所 述關於相對應於第二具體實例之元件的構成或功能之第三 具體實例的元件，在下文中係使用相同的元件代表符號。 第3圖之具體貫例係展示藉由更高數目之另一紡絲頭 (在第3 ®中係不意性地賦予元件代表符號38 )所擴展的 $圖之具體貫例。以此方式形成紡嘴域，其中該纺嘴也係 個緊鄰於另—個配置成數行。第3圖之設備【整體而言係 包括偶數個紡嘴。在下文中，位於第-紡嘴4的相對側之紡 嘴域的末端之紡嘴39係指定為第四纺嘴，如同各自獨立的 數目之位於第四紡嘴39與第三紡嘴33之間的紡嘴38，其 他白為相同的結構者。第四纺絲空間扣係分配至第四纺嘴 23 出方向 第四紡 39，其中該空間係從第四紡嘴39之擠出π 8朝著擠 伸展出（未圖示於第3圖中）。在設備i之操作時， 絲空間40係終止於％澱浴表面15。 根據第3圖可觀察到：若使用本發明之構成，任意數目 之紡嘴係可-個相鄰區段—個加以配置，在介於紡絲空間之 間的區域係各自配置通風裝置，亦即交替配置吹氣裝置25 和吸氣裝Ϊ 2卜在製程中，配置在介於兩個相鄰區段纺絲 空間之間的該吹氣裝置26係產生兩個分開的氣體物質流，、 其係各自加以引導至兩個相鄰區段紡絲空間。此配置係可使 得經引導且穩定之流穿過各紡絲空間。 在本發明之技術性指導之範圍内，修改如上所述具體實 例是可能的。因此，若係已經配備用於穩態化流動及沉澱浴 之表面的其他裝置，則該吸氣裝置21並不需要浸沒入沉澱 浴13中。在另一方面，該吹氣裝置25、26也可投射入沉澱 浴’藉此有助於穩態化沉澱浴表面。 再者，關於吸氣裝置21應用到配置在介於兩個相鄰區 段紡絲空間之間的吹氣裝置2 6時，也同樣是有利的具體實 例。換言之’若吹氣裝置26係伸展涵蓋介於兩個相鄰紡絲 空間之間所分配的區域之高度的至少三分之一時，及在另一 具體實例中係涵蓋此區域的幅寬的至少一半時，則可有效率 地壓抑在此區域之氣流。相同地’若使用吹氣裝置投射入沉 澱浴13，則可破壞或藉由相對應的設計加以吸收在表面15 之表面波。 24 1330674 【圖式簡單說明】 第1圖係展示第一具體實例之示意性透視圖； 第2圖係展示第二具體實例之示意性側視圖； 第3圖係展示第三具體實例之示意性側視圖。

【主要元件符號說明】 1 擠壓紡絲設備 3 加熱管系統 2 箭頭（表示紡絲原液供應至第一紡絲頭4之方向） 4 第一紡絲頭 5 第二紡絲頭 6'7 紡嘴 8 擠出孔 9 紡絲 10 氣隙 11 第一紡絲空間 12 第二紡絲空間 13 沉澱浴 14 沉澱浴槽 15 沉澱浴表面 16 飼入管線 17 箭頭（沉澱浴13經由飼入管線16飼入沉澱浴槽14之方向） 18 溢流沉澱浴 19a、19b、19c 轉向裝置 20 區域（介於第一紡絲空間11與第二紡絲空間12之間） 21 吸氣裝置 22、23、31 吸氣口 24 吸氣管線 25 第一吹氣裝置 24a 壓力感測器 24b 溫度感測器 24c 濕度計 25 第一吹氣裝置 26 第二吹氣裝置 27> 29'30 氣體物質流 28 水平線 32 第三紡絲頭 33 第三紡嘴 34 第三紡絲空間 35 區域（介於第二紡絲空間12與第三 .紡絲空間34之間） 36 冷卻氣流 37 進一步的加工步驟 38 箭頭（表示平面長纖維簾幕輸送至進一步的加工步驟 37之方向） 39 第四紡嘴 40 第四紡絲空間 A 介於兩個紡絲空間11 、12之間的距離 25 1330674 B 吸氣裝置21的幅寬 Η 吸氣裝置21在紡絲9之擠出方向的高度Η Ρ 箭頭（表示紡絲之輸出係各朝向沉澱浴槽14之兩側，如箭頭 Ρ所示之方向） τ 紡嘴的深度（寬度） a 氣體物質流相對於水平線向下傾斜的角度

26

Claims (1)

1330674 . ----I ,,. Y~VI *〇 種從含有水、纖雜去 、、，素和三級胺氧化物之紡絲原液擠壓 )之。又備Ο)，其係包括：具有複數個擠出孔 第纺嘴（6)、直接連接在擠出孔之開口方向 之擠出孔的第一纺絲空 - ?二間（11 )、及至少一可產生強制 氣體物質流穿過第一

笱絲空間（11 )之通風裝置（21 )且其特徵為：具有與第一纺絲空間分開之 第二紡絲空間（12)的第二紡嘴⑺係配備鄰接於第 :纺嘴⑷，且該通風裝置⑺、25、26)係包括吸 氣裝置（21),且至少在介於第一與第二紡絲空間之間 的區段配置該通風裝置（21)用於從該第—及第二纺絲 空間抽吸出氣體物質，且該通風裝置可產生強制氣體物 質流穿過該第一及第二紡絲空間（u、12)。 2,如申請專利範圍第丄項所述之設備⑴，其中該吸氣 裝置（21 )係包括至少一面對第一紡絲空間（丨1 )之第

r99. 6 . —---- ------- 30 、申請專利範圍： 一吸氣口（ 22 )、及至少一面對第二紡絲空間（12 )之 第二吸氣口（ 23)。 3. 如申請專利範圍第1或2項所述之設備（丨），其中第 一和第二紡嘴（6、7)之該擠出孔（8)係各自配置在 長型伸展之基座表面，且第一和第二紡嘴（6、7)之基 座表面的較長侧係分別位於彼此相對側。 4. 如申請專利範圍第3項所述之設備（1)，其中該基座 表面基本上是長方形設計。 5·如申請專利範圍第1項所述之設備（1)，其中在介於 27 1330674

fV2 妨絲空間（11、12 )之間的區域（2〇 )中之該吸氣裝置 (21)係具有基本上為管狀設計，且吸氣口（22、23 、31)之至少其中之一係位於管壁。 6. 如申請專利範圍第1項所述之設備（1)，其中係配備 吹氣裝置（25、26 )用於產生引導至第一纺絲空間（丄丄 )之氣體物質流（27 );且該第一紡絲空間（丨1 )係配 置在介於吹氣裝置（25、26)與吸氣裝置（21)之間。 7. 如申請專利範圍第1項所述之設備（1)，其中係配備 吹氣裝置（25、26)用於產生引導至第二紡絲空間（12 )之氣體物質流（27 );且該第二紡絲空間（12 )係配 置在介於吹氣裝置（25、26)與吸氣裝置（21)之間。 8. 如申請專利範圍第1項所述之設備（1)，其中係配備 具有第三和第四紡絲空間（34、4〇)之第三和第四紡嘴 (33、39 )、及介於第三與第四紡絲空間之間的吸氣裝 置（21);且第三和第四紡嘴係配置緊鄰於第一和第二 :嘴（6、7) ’用於產生引導至第二和第三紡絲空間之 軋體物質流（27)的吹氣裝置（26)係位於第二與第三 紡嘴（7、33)之間。 自分配至一紡 個紡嘴（6、7 如申請專利範圍第1項所述之設備（1) ’其中具有各 紡嘴之一紡絲空間（U、12、34)的至少三 7、33)係配置成一個緊鄰於另一個，且吸 氣裝置（2〇和吹氣裝置（26)教替配備在介於妨絲 i間（11、12、34 )之間的區域。 10.如申請專利範園第9項所述之設備⑴其中各自面 28 A (2009年12月修正) 對兩個紡絲空間之該吸氣口（ 22、23 )係加以整合在位 於各自介於兩個紡絲空間（U、12、34、40)之間的吸 氣裝置（21 )中。 11.如申請專利範圍第9或1〇項所述之設備（1)，其中引 導至一紡絲空間（11、34 )之該第一吹氣出口、及引導 至另一紡絲空間（12、40 )之該第二吹氣出口係加以整 合在位於各自介於兩個紡絲空間（11、12、34、40 )之 間的吹氣裝置（26)中》 12. 如申請專利範圍第1項所述之設備（1)，其中係配備 在操作時係裝滿沉澱浴（13)之沉澱浴槽（14),紡嘴 (6、7、33、39)之該紡絲空間（11、12、34、40)係 各自從紡嘴伸展至沉澱浴（13)之表面（15)，且至少 一吸氣裝置（21 )係至少在介於紡絲空間之間的區域浸 沒入沉澱浴液體中。 13. 如申請專利範圍第丨項所述之設備（1)，其中係配備 在操作時係裝滿沉澱浴（13 )之沉澱浴槽（丨4 )，紡嘴 (6、7、33、39)之該紡絲空間（！ i、12、34、4〇)係 各自從紡嘴伸展至沉澱浴（13)之表面（15)，且至少 一吹氣裝置（25、26 )係至少部份浸沒入沉澱浴裝置中 14.如申請專利範圍第12或π項所述之設備（丨），其中 該吹氣裝置（25、26)或吸氣裝置（21)係伸展涵蓋介 於兩個相鄰紡絲空間之間的區域（2〇)之在擠出方向所 測得的高度的至少四分之一。 1330674

.¾ , 15. θ更)正替ΐΙ^οιο年6月修正） 如申請專利範圍第14項所述之中該吹氣 裝置（25、26)和/或吸氣裝置（21 )係伸展涵蓋介於 兩個相鄰紡絲空間之間的距離之至少一半。 一種萊纖拉紡（Lyocell)方法，其中該紡絲（9)係從含 有水、纖維素和三級胺氧化物之紡絲原液經由配置成一 個鄰接另一個之至少兩個紡嘴（6、7、33、39)擠出， 且通過各自連接兩個紡嘴之至少兩個紡絲空間（丨丨、12 、34、40)，及在介於至少兩個紡絲空間（u、12、34

、40 )之間的區域（20)中係產生強制氣體物質流穿過至 少兩個紡絲空間（11、12、34、40 )且該氣體物質係又 從至少兩個紡絲空間（11、12、34、40 )抽吸出。 17. 如申請專利範圍第16項所述之萊纖拉紡方法，其中相 對於每克之擠出紡絲原液，係至少0.3公升之氣體物質 從介於兩個紡絲空間（11、12、34、40 )之間抽吸出。

18. 如申請專利範圍第17項所述之萊纖拉紡方法，其令相 對於每克之擠出紡絲原液，係0.3至0.9公升之氣體物 質從介於兩個紡絲空間（11、12、34、40)之間抽吸出 19. 如申請專利範圍第I?項所述之萊纖拉紡方法，其中相 對於每克之擠出紡絲原液，係0.9至2公升之氣體物質從 介於兩個紡絲空間（11、12、34、40)之間抽吸出。 20. 如申請專利範圍第17項所述之萊纖拉紡方法，其中相 對於每克來自紡嘴（6、7、33、39)之擠出紡絲原液，所 抽吸出之氣體物質的抽吸量係不低於2公升。 30