[发明专利]复丝纱熔融纺丝的方法和设备

说明书

本发明涉及一种从热塑性材料纺制复丝纱的方法和设备，所纺复丝纱属于EP 0 682 720和相应的美国专利5，976，431公开的一般型式。

在用已知方法和设备纺丝时，空气流能够帮助前进途中新挤压出来的长丝。采用空气流，可使长丝的固化区移动离开喷丝头。空气流还可导致延迟结晶，能对纱线的物理性能有良好的影响。例如在生产POY纱(部分取向丝)时，能增加抽拉速度，也就是拉伸比，而可不改变纱线的延伸值，而这是纱线进一步加工所必需的。

为此目的，已知设备在喷丝头的下游设有一个冷却装置，后者包括一个上冷却井和一个连接到上冷却井上的下冷却井。下冷却井在其出口端连接到一个冷却剂流发生器上，该发生器能在下冷却井内产生真空。上冷却井被制成可透过气体，因此在下冷却井内占优势的真空造成一股空气流流到上冷却井内，然后在下冷却井的方向上前进。这样做时，便产生一股冷却剂流，其流动速度基本上等于长丝的前进速度。这样便影响到在长丝和邻近空气层之间的摩擦，使结晶推迟开始，于是长丝便在下冷却井内的固化区内固化。

但曾被证明，在纺制细旦数的长丝例如1 dtex/f或以下的长丝时，长丝在上冷却井内形成的冷却区预冷后，长丝内的结晶已进展到这样程度，使接下来在继续前进中得到的帮助已不再能对延迟结晶有显著的影响。

美国专利4，277，430曾公开过一种方法和设备，其中长丝在喷丝头下游的冷却区内被导向该处的横向气流冷却。在冷却区的直接下面是一个第二冷却井，该井在其进口处接纳成为雾状冷却流的空气和水的混合物。为了冷却这个长丝纱，采用在长丝纱向冷却区末端前进的方向上抽吸的方法使冷却流流动。在这过程中，液体的添加在长丝上产生更大的冷却作用，因此结晶的开始不是被推迟，而是被加速。

本发明的一个目的是要进一步发展上述的那一种方法以及实施这种方法所需的设备，使得有可能以较高的生产速度和均匀的物理性能生产出具有低、中、高旦数的纱线。

本发明基于这样的认识：即从喷丝头出现到固化到形成纱线，长丝的结晶取决于两个互相影响的作用。已知聚合物熔液在冷却时，熔液会在一定温度上固化。这个过程只与温度有关，在这里被称为热结晶。在纺纱时，长丝束从喷丝头被拉出。在这过程中，长丝纱受到拉力的作用，拉力在长丝内实现拉伸引起的结晶。这样，在纺纱时，热结晶和拉伸引起的结晶重叠在一起，都会导致长丝的凝固。为了影响拉伸引起的结晶，可在固化之前将长丝束导引到一个拉伸区内，在那里长丝纱的摩擦力，也就是作用在长丝纱上的张力被改变。

这样，本发明就可提供一种方法和设备，使之有可能在条件基本不变的条件下影响拉伸引起的结晶。为此目的，长丝在从喷丝头内喷出后的冷却可在冷却区内调节，使长丝的固化区的位置按预定的合适范围保持在拉伸区内。这样，在下冷却井的拉伸区的长丝的固化总是基本上发生在同一地方，因此可以保证长丝的均匀处理以资影响拉伸引起的结晶。为了影响热结晶，必需使在冷却区内冷却剂所施加的冷却作用可以变化。但与此有关，在长丝进入拉伸区之前它必需已有一定的稳定性，特别是其外边缘层，目的是为了承受冷却剂流的擦过而不损坏，这个冷却剂流是在拉伸区内为了处理长丝纱的拉伸而产生的。一个可用来控制冷的特别有利的变型是由本发明的进一步的发展提供的，其中冷却剂在进入冷却区之前被升温。在这情况下，冷却剂的温度适宜增加到范围为从20℃到300℃。例如纺制旦数较低的长丝时，冷却剂被一用作手段的加热装置预热到较高的温度，使长丝束在进入拉伸区之前不被固化。这样便有可能用一股方向与长丝平行的冷却剂流来进行有利的拉伸处理。这股剂流将使长丝在拉伸区的合适范围内固化。在要纺制高旦数的长丝时，冷却剂被调节到较低的温度，使长丝在进入拉伸区之前，热结晶的发展只是使长丝束具有适当的稳定性能够承受冷却剂流的冲击。

为了调节冷却区内的冷却，本发明提出的另一个有效的改进是改变冷却剂的流量。用于这个目的的装置为一送风机，它能被用来控制送到冷却区内的体积流量。

这时应该注意到在使用本发明的方法来纺丝时，基本上所有可用来影响冷却区内冷却作用的已知手段都可适用。但这里所说的装置特别适用于当冷却空气被用作冷却剂的情况。例如，当使用蒸汽冷却剂时，只是由于蒸汽的状态便能影响冷却作用。同样，能够使用形式为例如活动片来影响冷却区内冷却的装置，该活动片可影响冷却剂进入冷却区内的量。