用于生產(chǎn)連續(xù)線的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用合成聚合物熔體生產(chǎn)連續(xù)線的方法和裝置。所述裝置包括：用于擠出和冷卻多個(gè)絲束的紡紗裝置；用于進(jìn)行紡紗準(zhǔn)備的裝置；繞線裝置；以及牽伸區(qū)，用于拉伸設(shè)于紡紗裝置與繞線裝置之間的絲束。牽伸區(qū)由喂料輥對和四至六個(gè)連續(xù)牽伸輥對形成。第一牽伸輥對設(shè)有加熱裝置，最后牽伸輥對設(shè)有冷卻裝置，其中每個(gè)牽伸輥對的兩個(gè)輥的至少其中之一設(shè)有加熱或冷卻裝置。冷卻效果通過冷卻的牽伸輥對絲束的快速冷卻實(shí)現(xiàn)。絲束在牽伸輥周圍多次經(jīng)過，使得冷卻效率提高。
【專利說明】用于生產(chǎn)連續(xù)線的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用合成聚合物熔體生產(chǎn)連續(xù)線的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在用聚合物熔體生產(chǎn)連續(xù)線的過程中，在紡紗裝置中擠出多個(gè)絲束，隨后將其冷卻。所述冷卻過程在大多數(shù)情況下是借助急冷箱內(nèi)的空氣進(jìn)行的，將絲束冷卻到50°C以下。將絲束合并成紗線，并在牽伸區(qū)中牽伸。隨后，將紗線纏繞在線軸上。牽伸方式取決于聚合物熔體和要獲得的成品的最終特性。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，已知有生產(chǎn)高強(qiáng)度線的其它方法。W02009/061161中公開了一個(gè)這種方法。根據(jù)該方法，通過使用具有高特性粘度的聚合物熔體實(shí)現(xiàn)聚酯線強(qiáng)度的進(jìn)一步增力口。將聚合物熔體保持在氮?dú)夥諊?，以避免與周圍空氣接觸。緊接噴絲頭后面，用聚合物熔體紡成的絲束經(jīng)過再熱器，該再熱器進(jìn)一步提高了絲束的拉伸性。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中已知的每個(gè)高強(qiáng)度線生產(chǎn)方法中，原材料均為高質(zhì)量聚合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可用廉價(jià)低價(jià)值聚酯生產(chǎn)高強(qiáng)度線的裝置和方法。
[0006]上述目的可通過包括獨(dú)立權(quán)利要求中定義的特征的裝置和方法而實(shí)現(xiàn)。
[0007]用合成聚合物熔體生產(chǎn)連續(xù)線的裝置包括:用于擠出和冷卻多個(gè)絲束的紡紗裝置；用于進(jìn)行紡紗準(zhǔn)備的裝置；繞線裝置；以及，用于拉伸設(shè)于紡紗裝置與繞線裝置之間的絲束的牽伸區(qū)。
[0008]牽伸區(qū)由設(shè)于紡紗裝置后面的喂料輥對和四至六個(gè)(優(yōu)選五個(gè))連續(xù)牽伸輥對形成。第一牽伸輥對設(shè)有加熱裝置，最后牽伸輥對設(shè)有冷卻裝置。每個(gè)牽伸輥對的兩個(gè)輥的至少其中之一設(shè)有加熱或冷卻裝置。通過最后牽伸輥對對線的主動(dòng)冷卻，達(dá)到了對聚合物中分子鏈的影響，由此增加了強(qiáng)度。在該過程中，分子的結(jié)晶度和取向會(huì)受到影響，分子結(jié)構(gòu)通過冷卻而固定。
[0009]喂料輥對和牽伸輥對可形成為包括兩個(gè)從動(dòng)輥的所謂的雙輥，或形成為包括一個(gè)從動(dòng)輥和一個(gè)關(guān)聯(lián)輔助輥的所謂的單輥。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，使用一個(gè)喂料輥和五個(gè)牽伸輥對，所述喂料輥形成為單輥，牽伸輥對形成為雙輥。線多次圍繞各個(gè)輥對纏繞。
[0010]為了達(dá)到分別冷卻絲束或線獲得的效果，最后牽伸輥對中設(shè)有冷卻裝置的輥的表面溫度應(yīng)低于100°c。優(yōu)選地，表面溫度低于60°C。還可通過對最后牽伸輥對的兩個(gè)輥均設(shè)置冷卻裝置而額外增加在多次纏繞在牽伸輥對上的線上施加的冷卻效果。最適合的冷卻裝置是液體冷卻裝置。通過輥的表面，將熱量從線中提取出來。熱量通過在輥中流通的冷卻液體釋放。將冷卻液體的溫度控制為，輥的表面溫度不會(huì)超過100°C，優(yōu)選60°C的預(yù)定溫度。
[0011]牽伸區(qū)由喂料輥對和后面的牽伸輥對構(gòu)成。優(yōu)選地，喂料輥對后面設(shè)有五個(gè)牽伸輥對。來自紡紗裝置的線沿整個(gè)牽伸區(qū)的總牽伸倍數(shù)設(shè)為線原始長度的三至八倍。優(yōu)選地，總牽伸倍數(shù)應(yīng)為五至七倍。鑒于此，各自的牽伸程度為，喂料輥對與第一牽伸輥對之間的為
1.02至1.1，第一牽伸輥對與第二牽伸輥對之間的為4至6，第二牽伸輥對與第三牽伸輥對之間的為1.2至2.0，第三牽伸輥對與第四牽伸輥對之間的為0.7至1.2，以及第四牽伸輥對與第五牽伸輥對之間的為0.7至1.2。根據(jù)一個(gè)特定優(yōu)選實(shí)施例，總牽伸倍數(shù)為6.2倍大小。鑒于此，各自的牽伸程度為，喂料輥對與第一牽伸輥對之間的為1.04，第一牽伸輥對與第二牽伸輥對之間的為4.6，第二牽伸輥對與第三牽伸輥對之間的為1.3，第三牽伸輥對與第四牽伸輥對之間的為1.01，以及第四牽伸輥對與第五牽伸輥對之間的為1.0。實(shí)際牽伸每次在牽伸輥對之間進(jìn)行。牽伸輥對的兩個(gè)輥基本上以相同的旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)行。
[0012]加熱的牽伸輥的溫度應(yīng)根據(jù)所使用的聚合物熔體而設(shè)置。每次對牽伸輥對的兩個(gè)輥中的至少一個(gè)進(jìn)行加熱。優(yōu)選地，將牽伸輥對的兩個(gè)輥加熱到相同溫度。第一牽伸輥對的表面溫度的范圍為40至90°C，第二牽伸輥對的表面溫度的范圍為80至170°C，第三牽伸輥對的表面溫度的范圍為120至280°C，并且第四牽伸輥對的表面溫度的范圍為120至250V。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第一牽伸輥對的表面溫度為85°C，第二牽伸輥對的表面溫度為110°C，第三牽伸輥對的表面溫度為245°C，第四牽伸輥對的表面溫度為225°C。
[0013]第五牽伸輥對，由于表面冷卻，具有單絲內(nèi)的分子取向會(huì)受到影響并固定的效果，因此使強(qiáng)度更高。由此，可生產(chǎn)出在小于12%的延伸率下強(qiáng)度大于80cN/tex的線。優(yōu)選地，在小于11%的延伸率下，線的強(qiáng)度大于85cN/teX。根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的線在小于5%的延伸率，也稱為TASE (延伸率下的韌度)下的強(qiáng)度優(yōu)選大于50cN/teX。
[0014]通過本發(fā)明的裝置，可用各種聚合物熔體生產(chǎn)出高強(qiáng)度線。采用聚酯的情況下，聚合物熔體為特性粘度可小于1.2dl/gr，優(yōu)選小于1.03dl/gr。采用聚酰胺的情況下，可使用的聚合物熔體的相對粘度小于3.6，優(yōu)選小于3.5。采用聚丙烯的情況下，可使用的聚合物熔體的熔體流動(dòng)指數(shù)大于2，優(yōu)選大于4。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下文將參照附圖通過示例性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]圖1示意性示出了 一個(gè)實(shí)施例，
[0017]圖2為根據(jù)延伸率D的強(qiáng)度發(fā)展F的圖示，使用聚酯作為示例。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1示意性示出了用合成聚合物熔體生產(chǎn)連續(xù)線的裝置的一個(gè)實(shí)施例。借助紡紗裝置1，在比使用的聚合物的熔化溫度高40°c至50°C的溫度下擠出多個(gè)絲束3。在紡紗裝置I后面的急冷箱2中，將絲束3冷卻到50°C以下，優(yōu)選20°C。急冷箱2內(nèi)的所述冷卻過程可通過冷卻空氣進(jìn)行。隨后，將絲束3合并成線5，并對其提供紡紗準(zhǔn)備4。在應(yīng)用紡紗準(zhǔn)備之后，線5通過預(yù)旋裝置6到達(dá)喂料輥對7?？墒÷灶A(yù)旋裝置6。預(yù)旋裝置6的存在促進(jìn)了分別對絲束3或線5的進(jìn)一步引導(dǎo)。在喂料輥對7后面，圍繞五個(gè)牽伸輥對8，9，10，11，12引導(dǎo)線5。線5優(yōu)選在喂料輥對7和牽伸輥對8，9，10，11，12上纏繞多次。牽伸輥對8，9，10，11，12的兩個(gè)輥以相同的圓周速度驅(qū)動(dòng)。在與前面的牽伸輥對8，9，10，11不同的圓周速度下驅(qū)動(dòng)各個(gè)連續(xù)牽伸輥對9，10，11，12。由此，在圓周速度增加的情況下在牽伸輥對8，9，10，11，12之間對線5施加張力，并且由此牽伸線。圓周速度下降時(shí)，線5上的張力釋放，線變得松弛。
[0019]第一牽伸輥對8，9，10，11設(shè)有加熱裝置(未示出)。相反，最后牽伸輥對12設(shè)有冷卻裝置14。牽伸輥對12的至少一個(gè)輥通過冷卻劑連接13與冷卻裝置14連接。通過線5經(jīng)由牽伸輥對的表面引入牽伸輥12中的熱量借助冷卻劑通過冷卻劑連接13排放到冷卻裝置14中，并且由此將線5本身冷卻。冷卻劑連接13可為管道或軟管。為了提高效率，還可將牽伸輥對12的兩個(gè)輥與冷卻裝置14連接。
[0020]在最后牽伸輥對12的下游，通過旋轉(zhuǎn)裝置15將線5提供給繞線裝置16。
[0021]圖2為根據(jù)延伸率D的強(qiáng)度發(fā)展F的圖示，使用聚酯作為示例。虛線表示現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)紗線的力-伸長曲線。在張力試驗(yàn)中，用增加的負(fù)荷將紗線伸長。在該過程中，將強(qiáng)度F的發(fā)展根據(jù)延伸率D來記錄。延伸率D增加時(shí)，即，紗線由于負(fù)荷的增加而延伸時(shí)，紗線會(huì)在特定延伸率D下斷裂。用實(shí)線21顯示的曲線示出了用根據(jù)本發(fā)明的裝置生產(chǎn)的紗線的強(qiáng)度發(fā)展。與現(xiàn)有技術(shù)中的紗線不同，已在最大12%，優(yōu)選11%的延伸率D下達(dá)到了85cN/tex的高強(qiáng)度(TASE)，并且在5%的延伸率下達(dá)到了 60cN/tex的強(qiáng)度(TASE)。對傳統(tǒng)紗線施加60cN/tex的負(fù)荷時(shí)，獲得的延伸率大于9%。由于實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)，在具有技術(shù)挑戰(zhàn)性的應(yīng)用領(lǐng)域，例如，重載繩索或線纜中，也可使用價(jià)格低得多的紗線。
[0022]圖例
[0023]I 紡紗裝置
[0024]2 急冷箱
[0025]3 絲束
[0026]4 紡紗準(zhǔn)備
[0027]5 線
[0028]6 預(yù)旋裝置
[0029]7 喂料輥對
[0030]8 第一牽伸輥對
[0031]9 第二牽伸輥對
[0032]10第三牽伸輥對
[0033]11第四牽伸輥對
[0034]12第五牽伸輥對
[0035]13冷卻劑接口
[0036]14冷卻裝置
[0037]15旋轉(zhuǎn)裝置
[0038]16繞線裝置
[0039]20傳統(tǒng)紗線的力/伸長曲線
[0040]21根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的紗線的力/伸長曲線
[0041]F 強(qiáng)度，單位為cN/tex
[0042]D 延伸率，單位為％
【權(quán)利要求】
1.一種用合成聚合物熔體生產(chǎn)連續(xù)線(5)的裝置，包括:用于擠出和冷卻多個(gè)絲束(3)的紡紗裝置(I);用于進(jìn)行紡紗準(zhǔn)備(4)的裝置；繞線裝置(16);以及用于拉伸設(shè)于所述紡紗裝置(I)與所述繞線裝置(16)之間的所述絲束(3)的牽伸區(qū)，其特征在于，所述牽伸區(qū)由喂料輥對(7)和四至六個(gè)連續(xù)牽伸輥對(8，9，10，11，12)形成，第一牽伸輥對(8，9，10，11)設(shè)有加熱裝置，并且最后牽伸輥對(12)設(shè)有冷卻裝置(13，14)，其中，每個(gè)所述牽伸輥對(8，9，10，11，12)的兩個(gè)輥的至少其中之一設(shè)有所述加熱或所述冷卻裝置(13，14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述牽伸區(qū)由五個(gè)所述連續(xù)牽伸輥對(8，9,10,11,12)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述最后牽伸輥對(12)中設(shè)有所述冷卻裝置(13,14)的棍的表面溫度設(shè)為低于100°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述最后牽伸輥對(12)中設(shè)有所述冷卻裝置(13,14)的棍的表面溫度應(yīng)低于60°C。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述最后牽伸輥對(12)的兩個(gè)輥都設(shè)有所述冷卻裝置(13，14)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述冷卻裝置(13，14)為液體冷卻裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，加熱功能由前四個(gè)所述牽伸輥對(8，9，10，11)的所述加熱裝置提供，使所述第一牽伸輥對(8)的輥的表面溫度為40至90°C，第二牽伸輥對(9)的輥的表面溫度為80至170°C，第三牽伸輥對(10)的輥的表面溫度為120至280°C，第四 牽伸輥對(11)的輥的表面溫度為120至250°C。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述牽伸區(qū)中的總牽伸倍數(shù)為3至8倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述牽伸區(qū)中的總牽伸倍數(shù)為5至7倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述喂料輥對(7)與所述第一牽伸輥對(8)之間的牽伸范圍為1.02至1.1，所述第一牽伸輥對(8)與第二牽伸輥對(9)之間的牽伸范圍為4至6，所述第二牽伸輥對(9)與第三牽伸輥對(10)之間的牽伸范圍為1.2至2.0，所述第三牽伸輥對(10)與第四牽伸輥對(11)之間的牽伸范圍為0.7至1.2，并且所述第四牽伸輥對(11)與第五牽伸輥對(12)之間的牽伸范圍為0.7至1.2。
11.一種用合成聚合物熔體生產(chǎn)連續(xù)線(5)的方法，其特征在于，具有以下方法步驟: a )從聚合物熔體中擠出絲束(3 )， b )冷卻所述絲束(3 )，并將所述絲束合并成所述線(5 )， c)對所述線進(jìn)行紡紗準(zhǔn)備(4)， d)在紗線的總牽伸倍數(shù)為3至8的情況下借助喂料輥(7)和四至六個(gè)連續(xù)牽伸輥對(8，9，10，11，12)牽伸所述線(5)，將第一牽伸輥對(8，9，10，11)加熱，將最后牽伸輥對(12)冷卻， e)纏繞所述線(5)。
12.一種利用權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的裝置用合成聚合物熔體生產(chǎn)的線(5)，其特征在于，所述線(5)在延伸率小于12%的情況下的強(qiáng)度大于85cN/tex。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的線(5)，其特征在于，所述合成聚合物熔體為相對粘度小于3.6的聚酰胺。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的線(5)，其特征在于，所述合成聚合物熔體為特性粘度小于1.2dl/gr的聚酯。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的線(5)，其特征在于，所述合成聚合物熔體為熔體流動(dòng)指數(shù)大于2的聚丙烯。
【文檔編號(hào)】D01D10/02GK103842564SQ201280044441
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月25日
【發(fā)明者】拉薩德·納斯里 申請人:特呂茨勒瑞士有限公司