專利名稱：調(diào)節(jié)熔紡材料的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物長(zhǎng)絲的生產(chǎn)方法，采用該方法生產(chǎn)的長(zhǎng)絲、紗線和其他制品，以及一種將調(diào)節(jié)油輸送到擠壓長(zhǎng)絲時(shí)可改善長(zhǎng)絲驟冷和纖維均勻度的裝置。
現(xiàn)有技術(shù)的描述大多數(shù)合成的聚合物長(zhǎng)絲，例如聚酯長(zhǎng)絲是熔紡的，即它們是由加熱的聚合物熔體(即聚合物輸出源)擠壓得到的。將例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯及相關(guān)聚酯的熔融聚合物擠壓通過(guò)有多個(gè)毛細(xì)管的噴絲頭，可以生產(chǎn)出熔紡聚合物長(zhǎng)絲，而毛細(xì)管在數(shù)量上可以從200直到10000。長(zhǎng)絲離開(kāi)噴絲頭，再在冷卻區(qū)被冷卻。熔融聚合物冷卻與后續(xù)固化細(xì)節(jié)可能對(duì)熔紡長(zhǎng)絲質(zhì)量有顯著的影響，如長(zhǎng)絲間的均勻度以及它們?cè)谕ǔ６汤w維加工時(shí)以纖維束形式集束拉伸的能力所表明的。
通常采用的冷卻技術(shù)(稱之徑向驟冷)包括徑向向內(nèi)地通入冷卻氣體(通常是空氣)冷卻，冷卻環(huán)形排列的長(zhǎng)絲。這樣的冷卻空氣典型地來(lái)自在環(huán)形長(zhǎng)絲束外面的圓柱形多孔介質(zhì)，例如篩，向內(nèi)地流過(guò)與長(zhǎng)絲垂直的篩。冷卻后，長(zhǎng)絲越過(guò)可往長(zhǎng)絲涂敷整理油的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)絲器。為了使旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)絲束凝固以便再進(jìn)一步加工，在內(nèi)部輸送到紡絲束的驟冷空氣應(yīng)該在稍后撤去。從長(zhǎng)絲束撤去驟冷空氣可能產(chǎn)生大量的空氣擾動(dòng)和絲條波動(dòng)，這些是不合乎需要的長(zhǎng)絲變異率的主要根源。
在生產(chǎn)聚酯長(zhǎng)絲的典型工業(yè)方法中，新紡長(zhǎng)絲以相應(yīng)于噴絲頭中毛細(xì)管排列的排列或束方式連續(xù)地移動(dòng)通過(guò)驟冷區(qū)，然后越過(guò)切向涂布輥，在長(zhǎng)絲越過(guò)其輥時(shí)，它給每根長(zhǎng)絲涂敷整理液。涂布輥是固定的，位于移動(dòng)長(zhǎng)絲束中心線的偏心位置，它產(chǎn)生了固定的而稍微傾斜的絲徑。在操作時(shí)，長(zhǎng)絲束向涂膜器陷縮，接受整理液。涂布輥的固定狀態(tài)還意味著也固定了熔融長(zhǎng)絲驟冷，即冷卻的梯度。在這類配置中，長(zhǎng)絲束靠向涂布輥的陷縮可造成明顯的擾動(dòng)。
現(xiàn)還需要通過(guò)改進(jìn)的方法改善向內(nèi)的驟冷系統(tǒng)，以穩(wěn)定長(zhǎng)絲束，消除或減少空氣擾動(dòng)，減少長(zhǎng)絲移動(dòng)和長(zhǎng)絲間質(zhì)量變異率，改善連續(xù)長(zhǎng)絲加工的取向均勻度，改善液體整理涂敷性，提高生產(chǎn)率以及降低生產(chǎn)成本。
發(fā)明的簡(jiǎn)要說(shuō)明根據(jù)這些需要，提出一種調(diào)節(jié)熔紡材料的方法和裝置。
本發(fā)明改善驟冷系統(tǒng)，它使用容易而均勻地從驟冷系統(tǒng)提取輸送的驟冷空氣的整理劑涂膜器來(lái)使長(zhǎng)絲束穩(wěn)定。
當(dāng)長(zhǎng)絲以環(huán)形方式擠壓出時(shí)，本發(fā)明可穩(wěn)定自由的長(zhǎng)絲，并且縮短了無(wú)支持長(zhǎng)絲的長(zhǎng)度。這樣達(dá)到降低可能的長(zhǎng)絲振動(dòng)振幅，從而可以使長(zhǎng)絲比較均勻地驟冷。
本發(fā)明提供用于連續(xù)紡聚合物長(zhǎng)絲的熔紡裝置，其中包括(a)具有多個(gè)毛細(xì)管的噴絲頭；(b)聚合物輸出源，它排列成可與所述的噴絲頭相通，并通過(guò)噴絲頭輸出熔融聚合物，以生產(chǎn)出連續(xù)移動(dòng)排列的熔融聚合物長(zhǎng)絲，這種排列與噴絲頭中的毛細(xì)管排列相對(duì)應(yīng)；(c)驟冷區(qū)，它位于所述噴絲頭的下面，安排成可接受該排列熔融長(zhǎng)絲，并且當(dāng)長(zhǎng)絲移動(dòng)通過(guò)該驟冷區(qū)時(shí)，以相對(duì)該排列移動(dòng)長(zhǎng)絲向內(nèi)通過(guò)的冷卻氣體冷卻該排列熔融長(zhǎng)絲；以及(d)整理劑涂膜器，它位于驟冷區(qū)內(nèi)或驟冷區(qū)下面，將一定量的整理液涂敷到該排列長(zhǎng)絲上，其中所述的整理劑涂膜器包括(i)座板，它有外部邊緣，該邊緣相應(yīng)于該排列的移動(dòng)熔融長(zhǎng)絲截面；以及(ii)主體部分，它有與所述的座板同心的頂和底，并且與所述的座板連接，其中所述的底在形狀上與由該座板外部邊緣所界定的形狀相對(duì)應(yīng)，并且由在所述頂與所述底之間畫(huà)出多條線構(gòu)成的面相對(duì)于長(zhǎng)絲排列的移動(dòng)方向呈向外的錐形。
還提供一種往移動(dòng)的擴(kuò)張聚合物長(zhǎng)絲排列涂敷整理劑的涂膜器，該涂膜器包括具有外部邊緣的座板，它相應(yīng)于長(zhǎng)絲排列截面，以及主體部分，它有與所述座板同心的頂和底，并且與所述座板連接，其中所述的底在形狀上與由該座板外部邊緣所界定的形狀相對(duì)應(yīng)，并且由在所述頂與所述底之間畫(huà)出多條線構(gòu)成的面與長(zhǎng)絲排列的移動(dòng)方向呈向外的錐形。
還提供一種連續(xù)紡聚合物長(zhǎng)絲的熔紡方法，該方法包括讓聚合物熔體通過(guò)噴絲頭，形成一排聚合物長(zhǎng)絲；
讓該排列聚合物長(zhǎng)絲通過(guò)驟冷區(qū)，以相對(duì)所述排列向內(nèi)提供冷卻氣體來(lái)冷卻該長(zhǎng)絲；讓所述長(zhǎng)絲越過(guò)整理劑涂膜器，該涂膜器位于所述驟冷區(qū)之中或其下面，排列成可與該長(zhǎng)絲接觸，并把整理劑輸出到該長(zhǎng)絲上。
本發(fā)明還提供長(zhǎng)絲、紗線以及根據(jù)該方法生產(chǎn)的制品。
通過(guò)下面詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是一般熔紡方法與裝置的簡(jiǎn)圖。
圖2是本發(fā)明熔紡方法與裝置的一般排列簡(jiǎn)圖。
圖3是本發(fā)明整理劑涂膜器截面圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述在圖1中，描述了一般的熔紡裝置。在高于熔點(diǎn)約20℃至約30℃的溫度下具有要求相對(duì)粘度的熔融聚合物，使用擠出機(jī)(未繪出)從聚合物輸出源供給紡絲包1，該紡絲包有多-毛細(xì)管噴絲頭板2，其毛細(xì)管數(shù)為200-10 000。熔融聚合物通過(guò)噴絲頭板2擠壓成多條熔體流。接近室溫的冷卻氣體通過(guò)冷卻篩網(wǎng)8引到該熔體流，這些熔體流在驟冷區(qū)3冷卻形成長(zhǎng)絲5。長(zhǎng)絲5聚結(jié)，并與旋轉(zhuǎn)輥整理劑涂膜器6和匯聚導(dǎo)紗鉤7接觸，形成紗線9。在驟冷區(qū)3后可以包括包覆部分4，以降低由室內(nèi)環(huán)境條件所引起的擾動(dòng)。紗線9用一對(duì)未加熱的進(jìn)料導(dǎo)絲輥(未繪出)從驟冷區(qū)拉出。旋轉(zhuǎn)輥整理劑涂膜器6部分浸沒(méi)在整理劑液浴中，當(dāng)聚結(jié)的長(zhǎng)絲束與該輥接觸時(shí)，該涂膜器6可涂覆涂料液。因涂料液必須通過(guò)長(zhǎng)絲束遷移或包在長(zhǎng)絲束周圍以達(dá)到均勻覆蓋，所以整理劑涂覆會(huì)經(jīng)受變異率。
另外，長(zhǎng)絲排列在旋轉(zhuǎn)輥整理劑涂膜器6中與在其周圍聚結(jié)時(shí)，由于移動(dòng)長(zhǎng)絲的接觸可變性與過(guò)量空氣擾動(dòng)作用而出現(xiàn)變異率。而且，涂布點(diǎn)一般是固定的，因此不可能為改進(jìn)的方法或產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化定位。
本發(fā)明提供一種裝置與方法，該方法為生產(chǎn)熔紡長(zhǎng)絲與在例如徑向驟冷系統(tǒng)中的改善的驟冷和整理均勻度，該系統(tǒng)使用向內(nèi)朝向環(huán)形長(zhǎng)絲束的空氣。可以使用在該技術(shù)中任何已知的徑向驟冷系統(tǒng)。例如參見(jiàn)US 4 156 071、5 250 245和5 288 553，每個(gè)專利作為參考文獻(xiàn)引入本文。本發(fā)明不限于徑向驟冷系統(tǒng)，還可以使用橫流、氣動(dòng)和其他驟冷系統(tǒng)來(lái)冷卻排列長(zhǎng)絲。該系統(tǒng)也不限于具有嚴(yán)格環(huán)形的長(zhǎng)絲排列。本發(fā)明的涂膜器可以適用于各種幾何形狀，例如矩形、橢圓形等，只要涂膜器放在擴(kuò)張的排列內(nèi)，并接觸該排列的長(zhǎng)絲以涂敷整理劑。
在本發(fā)明中可以使用的橫流驟冷系統(tǒng)包括從通常新擠出的長(zhǎng)絲排列一側(cè)橫向吹冷的氣體。許多橫流空氣通過(guò)長(zhǎng)絲排列另一側(cè)或從其另一側(cè)出去。但是，取決于各種因素，長(zhǎng)絲可能帶走一些空氣，并且隨著它們帶向驅(qū)動(dòng)牽拉輥，該輥通常處在每個(gè)紡絲位置底部。
US 4 687 610、4 691 003、5 141 700、5 034 182和5 824 248每個(gè)專利都以其整體作為參考文獻(xiàn)引入本文，它們描述了通常稱之“氣動(dòng)驟冷”的氣體處理技術(shù)，由此氣體圍繞在新擠壓長(zhǎng)絲周圍，制約它們的溫度和變細(xì)外形。在本發(fā)明中可以使用這樣的驟冷系統(tǒng)。氣動(dòng)驟冷涉及把氣體引到形成多-聚合物長(zhǎng)絲熔體的噴絲頭下面的區(qū)域。一定體積的空氣和由空氣圍繞的長(zhǎng)絲束然后通常通過(guò)錐形部件，該部件有一條輸匯聚到在該錐形件底部的小圓形出口的通道，因此，當(dāng)空氣移動(dòng)通過(guò)該通道時(shí)，加速該空氣，并且就產(chǎn)生了移動(dòng)空氣流，向仍是熔融的長(zhǎng)絲施加推力，因此使熔體狀長(zhǎng)絲變細(xì)。
本發(fā)明的裝置可以用于往長(zhǎng)絲排列涂敷任何希望的整理油。新紡的長(zhǎng)絲可用適當(dāng)?shù)恼碛吞幚?，以便減少摩擦，消除在高速纖維加工時(shí)通常出現(xiàn)的靜電。本發(fā)明的裝置能夠準(zhǔn)確地輸出任何類型的整理油或調(diào)節(jié)油，無(wú)論是以濃縮物形式，還是以稀的含水乳液形式。調(diào)節(jié)油優(yōu)選地呈液體狀，該調(diào)節(jié)油界定為其固化點(diǎn)低于涂敷溫度的任何油或油的混合物。
在圖2中描述了本發(fā)明方法與裝置的示范性具體實(shí)施方案。具有所需相對(duì)粘度的熔融聚合物用擠壓機(jī)(未繪出)從聚合物輸出源提供給紡絲包10，該包有多-毛細(xì)管噴絲頭板20，其毛細(xì)管數(shù)為200-10 000。冷卻氣體通過(guò)冷卻篩網(wǎng)80，并引到驟冷區(qū)30中的長(zhǎng)絲排列50，優(yōu)選地距噴絲頭板20約5毫米至約45毫米開(kāi)始，向下往整理劑涂膜器60延伸，優(yōu)選地約100毫米至約1 000毫米，向內(nèi)朝向長(zhǎng)絲排列50的空氣速度為均勻或成形的。最接近噴絲頭板20的驟冷區(qū)部分還可以添加加熱設(shè)備或?yàn)樘岣叩漠a(chǎn)品質(zhì)量而延遲冷卻的延遲部分。在驟冷區(qū)30后可以包括包覆部分40，以降低室內(nèi)環(huán)境條件所引起的擾動(dòng)。
本發(fā)明的裝置包括整理劑涂膜器60。整理劑涂膜器60可以在噴絲頭板20下面近約120毫米至約200毫米的位置，優(yōu)選的位置是在驟冷區(qū)30端下面約200毫米至約400毫米。對(duì)于橫流或氣動(dòng)驟冷系統(tǒng)，整理劑涂膜器60可以位于驟冷區(qū)30內(nèi)。對(duì)于一定的內(nèi)外噴絲頭排列的直徑，優(yōu)選整理劑涂膜器的尺寸是最外長(zhǎng)絲尺寸的約70％至約120％。優(yōu)選的整理劑涂膜器尺寸保持長(zhǎng)絲間的分離，這樣容易從該系統(tǒng)取出夾帶的空氣，并且擾動(dòng)最小。
在圖3中更詳細(xì)地示出了示范性的整理劑涂膜器60。涂膜器包括座板部分A和主體部分B。座板部分有周邊邊緣接觸表面11，該表面接觸長(zhǎng)絲排列。因此，座板應(yīng)該具有相應(yīng)于長(zhǎng)絲排列的截面，以致可以接觸長(zhǎng)絲排列。主體部分優(yōu)選地呈向外的錐形，如圖2中所表示的。
整理劑涂膜器60的形狀可以隨所希望的涂敷方法與聚合物類型而改變，但錐形形狀是特別合乎需要的，以致除去滯留的驟冷空氣。優(yōu)選的錐形表面使積累的空氣從長(zhǎng)絲排列內(nèi)平穩(wěn)地偏轉(zhuǎn)到長(zhǎng)絲排列外。在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，涂膜器形狀提供了傾斜表面，能以徑向均勻方式逐步除去驟冷空氣。錐形或圓錐形主體17的角度β可以從約170度至約45度，優(yōu)選的角度是約60-90度。在優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，平板組件16有周邊輸出槽13，該槽可把整理劑輸出到擴(kuò)展的環(huán)形長(zhǎng)絲排列，該組件與外表面上的周邊纖維接觸表面11連接。整理劑涂膜器60可以附加地有排水小孔15，以除去過(guò)量的整理劑。
整理劑涂膜器60可以安裝在支持臂12上，在生產(chǎn)期間，其臂安排成直線移動(dòng)，將涂膜器插入長(zhǎng)絲排列，而在紡絲過(guò)程中斷的情況下，就取出涂膜器?？梢允褂霉拈L(zhǎng)絲取出涂膜器之用的任何直線移動(dòng)設(shè)備。直線移動(dòng)設(shè)備或支持臂12可以定位，并且按照改進(jìn)方法或產(chǎn)品質(zhì)量的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。也可以調(diào)整支持臂，使整理劑涂膜器60在長(zhǎng)絲排列中向上或向下移動(dòng)。
支持臂12可以采用手動(dòng)、氣動(dòng)或電動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)，并且以任何方式排列，以致盡可能減少妨礙絲條的正常路徑。在優(yōu)選的位置，當(dāng)以環(huán)形方式擠壓時(shí)，整理劑涂膜器60可以使自由長(zhǎng)絲50穩(wěn)定，縮短未支持長(zhǎng)絲的長(zhǎng)度，還降低了長(zhǎng)絲振動(dòng)的振幅，因此長(zhǎng)絲50以均勻方式被固化或被穩(wěn)定。
在整理劑涂膜器60的周邊纖維接觸表面11潤(rùn)濕圓周上，長(zhǎng)絲50接觸整理劑涂膜器60，其中可以由進(jìn)口14供給的周邊輸出槽13連續(xù)不斷地更新整理油。通過(guò)進(jìn)口14輸出的整理油經(jīng)供油通道18向上移動(dòng)，然后接著徑向向外移動(dòng)到周邊輸送槽13。可以采用(包括但不限于)槽、計(jì)量泵或壓力集管提供液體料。支持臂12和周邊接觸纖維表面11可以涂敷耐磨損陶瓷氧化物或其他合適的高強(qiáng)度材料，其可保護(hù)涂膜器的磨損表面不會(huì)受到與移動(dòng)長(zhǎng)絲連續(xù)滑動(dòng)接觸的磨損。這種改善耐磨損的表面處理實(shí)例包括陽(yáng)極氧化處理和蒸汽淀積鉻和/或氧化鋁、氮化鈦或氮化硅。此外，從長(zhǎng)絲排列外部進(jìn)入驟冷空氣的分配有利于操作，并且當(dāng)取消驟冷和整理劑涂敷過(guò)程時(shí)，則可不用處理熔融的或未驟冷的長(zhǎng)絲束。
在開(kāi)始啟動(dòng)方法后，由驅(qū)動(dòng)輥或吸氣器提供的長(zhǎng)絲50的紡紗張力超過(guò)20毫克/旦尼爾時(shí)，整理劑涂膜器60插入紡紗絲條，生產(chǎn)出可接受的產(chǎn)品。整理劑涂膜器60的位置是由長(zhǎng)絲支數(shù)(它是每根長(zhǎng)絲的旦尼爾函數(shù))、驟冷空氣速度和位置決定的，較低支數(shù)的紡絲速度較好地適合于較高整理劑涂膜器位置。通過(guò)整理劑涂膜器達(dá)到增加的紡絲穩(wěn)定性可改善方法連續(xù)性、更高的冷卻劑流速、增加噴絲頭上的毛細(xì)管密度，因此，增加生產(chǎn)能力。
整理劑涂膜器60優(yōu)選地是徑向?qū)ΨQ的，因此液體輸出在空間上是均勻的，并且均勻地涂敷到前進(jìn)的長(zhǎng)絲上。與傳統(tǒng)的輥涂敷相比，整理劑涂敷到擴(kuò)展的長(zhǎng)絲排列上可以達(dá)到更完全的纖維表面覆蓋性，而且在纖維上測(cè)量的整理劑一致性也比較好。在涂敷整理劑后，這些長(zhǎng)絲可用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)紗鉤70收集在筒管上或收集在條筒中。收集的長(zhǎng)絲然后可以卷繞成連續(xù)長(zhǎng)絲紗線的卷裝，或可以采用其他方式加工，例如收集成平行的連續(xù)長(zhǎng)絲束以便后續(xù)加工，例如轉(zhuǎn)換成紗線或其他紡織加工。
上面的說(shuō)明與下述實(shí)施例給出了使用本發(fā)明的圓錐形整理劑涂膜器制造聚酯長(zhǎng)絲的細(xì)節(jié)。如由特性粘度約0.5或0.5以上的基體聚合物典型制備的聚酯長(zhǎng)絲經(jīng)擠壓通過(guò)直徑約0.1-0.5毫米的毛細(xì)管，其速度為約1 000-8 000米/分。這樣有用的聚酯包括聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT或4GT)、聚對(duì)苯二甲酸丙二酯(PTT或3GT)和聚萘甲酸乙二酯(PEN)；以及它們的組合，其中包括雙組分聚酯纖維如由聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)，其中包括其共聚物和聚(對(duì)苯二甲酸丙二酯)制備的雙組分聚酯纖維.。
與本發(fā)明整理劑涂膜器一起使用的纖維可以包括選自聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)及其共聚物的第一種組分和選自聚(對(duì)苯二甲酸丙二酯)及其共聚物的第二種組分的雙組分纖維，兩種組分的重量比為70∶30至30∶70。雙組分纖維的截面可以是并列的或偏心皮芯型的。但是，本發(fā)明不限于聚酯長(zhǎng)絲，但也可以應(yīng)用于任何可熔紡的聚合物，其中包括聚烯烴、聚酰胺和聚氨酯。本文使用的術(shù)語(yǔ)“聚合物”包括共聚物、混合聚合物、摻混物以及支鏈聚合物，正如幾個(gè)實(shí)例一樣。通常還使用術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)絲”，但不排除短纖維(常常稱之纖維)，盡管合成聚合物在熔紡時(shí)開(kāi)始一般制成連續(xù)聚合物長(zhǎng)絲形式。
實(shí)施例現(xiàn)在將用下面非限制性實(shí)施例示范性說(shuō)明本發(fā)明。使用帶接觸噴絲頭的熔紡法作為對(duì)照，如圖1所示，該方法用旋轉(zhuǎn)輥涂敷整理劑。本發(fā)明實(shí)施例使用圖2和3有驟冷區(qū)40的裝置。
報(bào)告的纖維性質(zhì)是通常測(cè)定的線密度和張力性能，如ASTM方法所描述的。
根據(jù)ASTM D 1577測(cè)定了線密度，并且以每根長(zhǎng)絲的旦尼爾數(shù)給出。
根據(jù)ASTM D 3822測(cè)定了斷裂伸長(zhǎng)率和斷裂強(qiáng)度，其中伸長(zhǎng)率是以原樣品長(zhǎng)度計(jì)的百分?jǐn)?shù)給出的，斷裂力是用長(zhǎng)絲旦尼爾歸一化的克數(shù)給出的。
實(shí)施例1本實(shí)施例比較了一般驟冷對(duì)照與本發(fā)明的長(zhǎng)絲間旦尼爾和斷裂伸長(zhǎng)率的變異率。用含有0.2％由二氧化鈦組成的消光劑的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯聚合物制備產(chǎn)品，如在25/75三氯苯酚/苯酚溶液中測(cè)定的特性粘度為0.65。該聚合物在295℃擠壓通過(guò)毛細(xì)管，該毛細(xì)管直徑0.25毫米，長(zhǎng)度0.5毫米，擠出速度為0.39克/分/毛細(xì)管。擠出的絲以環(huán)形排列方式排列，使用速度1.2米/秒的徑向向內(nèi)的驟冷空氣，以在噴絲頭板下面約20毫米處開(kāi)始冷卻。驟冷空氣調(diào)節(jié)到22℃，相對(duì)濕度65％，擴(kuò)展長(zhǎng)度200毫米。
對(duì)于對(duì)照，整理劑涂膜器位于驟冷區(qū)下面約1米，而本發(fā)明為驟冷區(qū)30下面500毫米。整理劑涂膜器直徑固定在105％的外長(zhǎng)絲排列。整理劑涂膜器輸出0.7重量％調(diào)節(jié)油的水溶液。調(diào)節(jié)油含有乳化表面活性劑，目的在于控制長(zhǎng)絲束內(nèi)的摩擦和靜電作用。在這兩種情況下，長(zhǎng)絲增濕約10重量％。
長(zhǎng)絲以速度1800米/分收集在繞線機(jī)上，并且分析張力和旦尼爾均勻度。對(duì)于對(duì)照與試驗(yàn)兩者，初紡產(chǎn)品的單根長(zhǎng)絲振動(dòng)旦尼爾為2.13，斷裂伸長(zhǎng)率為220％，以及斷裂強(qiáng)度為2.6克/旦尼爾。通過(guò)分析200根單長(zhǎng)絲的測(cè)量結(jié)果，可確定產(chǎn)品的變異率，在表1中以樣品方差和變異百分系數(shù)(％CV)兩者給出了該變異率。樣品方差被認(rèn)為是每個(gè)觀察結(jié)果相對(duì)于平均值的位置，其平均值為用樣品支數(shù)小于1歸一化的方差總和。％CV定義為用樣品平均值歸一化的樣品方差平方根，并且以百分?jǐn)?shù)表示。單個(gè)觀察結(jié)果的和除以總樣品支數(shù)可確定樣品平均值?；跇悠贩讲罘治?，本發(fā)明降低產(chǎn)品伸長(zhǎng)率的變異率達(dá)35％，產(chǎn)品的線密度達(dá)64％。
接著采用通常的拉伸方法拉伸與熱處理熔紡成品，對(duì)照樣品和本發(fā)明樣品都可得到線密度0.96旦尼爾、強(qiáng)度6.4克/旦尼爾，斷裂伸長(zhǎng)率23％的纖維產(chǎn)品。
表1

表1-現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明產(chǎn)品斷裂伸長(zhǎng)率和長(zhǎng)絲旦尼爾樣品方差和％CV，表明本發(fā)明均勻度更好。
實(shí)施例2這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了使用本發(fā)明的裝置可達(dá)到更高毛細(xì)管生產(chǎn)速率或更高長(zhǎng)絲線密度的質(zhì)量改進(jìn)。聚合物供給、驟冷和整理劑安排與實(shí)施例1相同，只是毛細(xì)管的直徑為0.32毫米，生產(chǎn)速度為0.67克/分/毛細(xì)管。
長(zhǎng)絲以1780米/分收集在卷裝繞線機(jī)上，分析張力與旦尼爾均勻度。分析100個(gè)單根長(zhǎng)絲測(cè)量結(jié)果可確定產(chǎn)品的變異率，樣品平均值與樣品方差列于表2中。
表2

表2-現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明產(chǎn)品斷裂伸長(zhǎng)率和長(zhǎng)絲旦尼爾的樣品方差和平均值，表明本發(fā)明均勻度更好。
實(shí)施例3這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了相對(duì)于對(duì)照，涂敷采用本發(fā)明所得到的調(diào)節(jié)油所改進(jìn)的均勻度。在圖1和圖2中描述的涂膜器輸出0.7％乳化表面活性劑的水溶液。在兩種情況下，長(zhǎng)絲增濕約10重量％。纖維上的整理劑含量是以干燥后最后產(chǎn)品上存在的調(diào)節(jié)油百分重量表示的。在實(shí)施例1實(shí)施過(guò)程中按照不同的時(shí)間間隔取出16個(gè)樣品，經(jīng)測(cè)定后可確定樣品平均值和％CV。樣品平均值和％CV列于表3，并且如實(shí)施例1所描述的進(jìn)行計(jì)算。％CV結(jié)果表明，本發(fā)明可改善整理劑涂敷的暫時(shí)均勻度。
表3

盡管為說(shuō)明目的而詳細(xì)地描述過(guò)本發(fā)明，但應(yīng)該理解，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不超出由下述權(quán)利要求書(shū)所限定的精神與范圍情況下，可以作出許多更改或修改。
權(quán)利要求
1.一種用于連續(xù)紡聚合物長(zhǎng)絲的熔紡裝置，該裝置包括(a)具有多個(gè)毛細(xì)管的噴絲頭；(b)聚合物輸出源，它排列成可與所述的噴絲頭相通，并通過(guò)其噴絲頭輸出熔融聚合物，以生產(chǎn)出連續(xù)移動(dòng)的排列熔融聚合物長(zhǎng)絲，這種排列與噴絲頭中的毛細(xì)管排列相對(duì)應(yīng)；(c)驟冷區(qū)，它位于所述噴絲頭的下面，安排成可接受該排列熔融長(zhǎng)絲，并且當(dāng)長(zhǎng)絲移動(dòng)通過(guò)該驟冷區(qū)時(shí)，以相對(duì)該排列移動(dòng)長(zhǎng)絲向內(nèi)通過(guò)冷卻氣體冷卻該排列熔融長(zhǎng)絲；以及(d)整理劑涂膜器，它位于驟冷區(qū)內(nèi)或驟冷區(qū)下面，將一定量的整理液涂敷到該排列長(zhǎng)絲上，其中所述的整理劑涂膜器包括a)座板，它有外部邊緣，該邊緣相應(yīng)于該排列移動(dòng)熔融長(zhǎng)絲的截面；以及b)主體部分，它有與所述的座板同心的頂和底，并且與所述的座板連接，其中所述的底在形狀上與由該座板外部邊緣所界定的形狀相對(duì)應(yīng)，并且由在所述頂與所述底之間畫(huà)出的多條線構(gòu)成的面與長(zhǎng)絲排列的移動(dòng)方向呈向外的錐形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置還包括將整理劑涂膜器移進(jìn)或移出排列長(zhǎng)絲的設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的驟冷區(qū)是徑向、橫流或氣動(dòng)驟冷區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的涂膜器是圓錐形的整理劑涂膜器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中整理劑涂膜器包括用陶瓷氧化物涂敷的長(zhǎng)絲接觸表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的整理劑涂膜器包括一個(gè)或多個(gè)周邊整理劑輸出槽，這些槽與周邊纖維接觸表面相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的整理劑涂膜器位于所述噴絲頭下面120-200毫米的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的整理劑涂膜器位于所述驟冷下面200-400毫米的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中環(huán)形長(zhǎng)絲排列包括內(nèi)外的長(zhǎng)絲排列直徑，其直徑?jīng)Q定了所述整理劑涂膜器的直徑為外長(zhǎng)絲排列直徑的70-120％。
10.一種用于連續(xù)紡聚合物長(zhǎng)絲的熔紡裝置，該裝置包括將一定量的整理液涂敷到排列長(zhǎng)絲上的整理劑涂膜器，該整理劑涂膜器位于驟冷區(qū)內(nèi)或驟冷區(qū)下面，所述整理劑涂膜器排列成可接受徑向向內(nèi)的冷卻氣流，其中所述的整理劑涂膜器包括(i)座板，它有外部邊緣，該邊緣相應(yīng)于移動(dòng)熔融長(zhǎng)絲排列的截面；以及(ii)主體部分，它有與所述的座板同心的頂和底，并且與所述的座板連接，其中所述的底在形狀上與由該座板外部邊緣所界定的形狀相對(duì)應(yīng)，并且由在所述頂與所述底之間畫(huà)出的多條線構(gòu)成的面相對(duì)于長(zhǎng)絲排列的移動(dòng)方向呈向外的錐形。
11.一種向移動(dòng)擴(kuò)張的聚合物長(zhǎng)絲排列涂敷整理劑的涂膜器，該涂膜器包括具有與長(zhǎng)絲排列截面相對(duì)應(yīng)的外邊緣的座板以及有與所述座板同心的頂和底并且與所述座板連接的主體部分，其中所述的底在形狀上與由該座板外邊緣所界定的形狀相對(duì)應(yīng)，并且由在所述頂與所述底之間畫(huà)出的多條線構(gòu)成的面相對(duì)于長(zhǎng)絲排列的移動(dòng)方向呈向外的錐形。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂膜器，該涂膜器進(jìn)一步包括將整理劑輸出到擴(kuò)展長(zhǎng)絲排列上的周邊輸出槽，并且其中所述的周邊輸出槽與主體部分外表面上的周邊纖維接觸面相通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的涂膜器，該涂膜器進(jìn)一步包括具有輸出和流出所述整理液的通道的臂，其中所述臂支持所述涂膜器，另外，其中所述的臂與所述周邊輸出槽相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂膜器，其中所述的涂膜器安裝在直線性移動(dòng)設(shè)備上。
15.一種連續(xù)紡聚合物長(zhǎng)絲的熔紡方法，該方法包括讓聚合物熔體通過(guò)噴絲頭，形成一排聚合物長(zhǎng)絲；讓聚合物長(zhǎng)絲排列通過(guò)驟冷區(qū)，提供向內(nèi)指向所述排列的冷卻氣體，以冷卻該長(zhǎng)絲；讓所述長(zhǎng)絲越過(guò)整理劑涂膜器，該涂膜器位于所述驟冷區(qū)之中或位于該驟冷區(qū)下面，排列成可與該長(zhǎng)絲接觸，并把整理劑輸出到該長(zhǎng)絲上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，該方法還包括使該長(zhǎng)絲形成紗線。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中整理劑涂膜器包括錐形幾何形狀，以便除去夾帶的冷卻氣體，保持長(zhǎng)絲排列中的長(zhǎng)絲間分離。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中聚合物長(zhǎng)絲包括聚酯。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述聚酯包括雙組分聚酯。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述的雙組分包括選自聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)及其共聚物的第一種組分和選自聚(對(duì)苯二甲酸丙二酯)及其共聚物的第二種組分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中第一種組分與第二種組分的重量比為70∶30至30∶70。
22.一種把整理劑涂敷到擴(kuò)展排列的聚合物長(zhǎng)絲上的方法，該方法包括讓所述長(zhǎng)絲與整理劑涂膜器潤(rùn)濕錐形面接觸。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求15所述方法生產(chǎn)的長(zhǎng)絲，其中長(zhǎng)絲線密度的長(zhǎng)絲間偏差系數(shù)小于6％。
22.一種根據(jù)權(quán)利要求15所述方法生產(chǎn)的長(zhǎng)絲，其中如用％CV測(cè)定，重量法測(cè)定的樣品整理劑含量的變異率小于6％。
23.一種采用權(quán)利要求16所述方法生產(chǎn)的紗線。
24.一種采用權(quán)利要求15所述方法生產(chǎn)的聚酯長(zhǎng)絲。
全文摘要
一種在使用向內(nèi)指向長(zhǎng)絲束的空氣的驟冷系統(tǒng)中，把整理劑涂敷到擴(kuò)展的長(zhǎng)絲排列上的裝置與方法。在徑向、氣動(dòng)或橫流驟冷系統(tǒng)中的驟冷區(qū)內(nèi)或靠近其驟冷區(qū)，可以使用涂膜器。該裝置包括噴絲頭(20)、位于所述噴絲頭(20)下面的驟冷區(qū)(80)，其中冷卻氣體向內(nèi)指向所述驟冷區(qū)(80)內(nèi)的擴(kuò)展長(zhǎng)絲排列(50)，以及在所述驟冷區(qū)(80)內(nèi)或在所述驟冷區(qū)(80)下面的涂膜器(60)，其中涂膜器(60)接觸長(zhǎng)絲，并且將整理劑輸出到擴(kuò)展長(zhǎng)絲排列(50)。
文檔編號(hào)D01D5/088GK1429287SQ01809643
公開(kāi)日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2001年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月18日
發(fā)明者S·W·史密斯, G·D·希特帕斯, R·T·伍德 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司