[其他]工艺和装置

说明书

本发明涉及一种改进的装置和工艺，它用于在受控卷取速度下，熔融纺制均匀的聚合物长丝，特别适于纺制加有少量捻度的长丝。

很久以来已知道可以采用5千米/分或更高的纺速直接纺制如聚酯和聚酰胺等聚合物长丝（尤其是较低旦数纺织用长丝），即只有初纺条件下而无须任何拉伸。这种方法首先由Hebeler在美国专利第2，604，667中公开用于聚酯纤维纺制和由Bowling在美国专利第2，957，747中公开用于聚酰胺纤维纺制。为提高工艺的经济效益，在近10年对用最高可能的纺速，熔融纺制均匀聚合物长丝而不损失其良好性能工艺的兴趣已增加。

Frankfort等人在美国专利4，134，882和4，195，051中公开了一种具有良好可染性、低精练收缩率和高热稳定性的新型均匀聚合物长丝和加有少量捻度的长丝，它们是用5千米/分或更高卷取速度下直接纺丝和卷绕而制成的。最高的卷取速度（纺丝速度）例子为8千码/分（7.2千米/分）。卷取速度是第一个被长丝缠绕（至少部分缠绕）的从动辊（即喂入辊）的速度。当要纺制均匀聚合物长丝（如适用于纺加有少量捻度的长丝）时，必须要用在恒定受控速度下驱动的一个辊或等效的强制装置，去卷取长丝，这与用一个空气喷射器不同。后者对某些应用（如非织造产物）很满意，但不适于生产用于纺制用途广泛的加有少量捻度长丝的均匀丝。

Tanji等人的美国专利4，415，726对几篇较早的文献作了评述并公开了在普通压力下能染色的聚酯长丝和加捻长丝以及公开了一种在受控的大于5千米/分高纺速（即卷取速度）下生产这种具有改进纺丝稳定性的聚酯加捻长丝的工艺。重要一环节是长丝受到一吸丝器的真空或吸引作用。

Vassilatos在美国专利第4，425，293中公开了一种取向的无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯纺织喂入丝用于假捻变形工艺，它们用5千米/分以上的速度纺制聚对苯二甲酸乙二醇酯，然后在一液体浴中骤冷，使长丝的精练收缩率（BOS）至少为45%，而用通常的X-射线衍射方法检测不到结晶度。所生产的这种加捻长丝有较低的断裂伸长率（＜30%）。

对通过增加纺丝速度而不影响丝的良好性能改进高旦数加捻丝（例如工业用丝）的生产率的兴趣也已提高。Zimmerman在美国专利3，091，015中公开了一种纺制高旦数（例如单丝旦数6-12）工业用丝的工艺，它用第一喂入辊440码/分速度，生产的丝经拉伸后能得到好的机械性能所必须的低双折射。从经济观点看很希望提供一种改进的工艺和装置，它将消除纺丝速度的极限或提高都存在的在低旦数纺织丝以及高旦数工业用丝中曲线的平坦段，而不影响丝的良好性能。然而，Ziabicki教授发表在《纤维世界》1984年9月号8-12页上的《纺丝速度的物理极限》一文提出怀疑，较高速度能否生产具有较好机械性能的纤维？对于纺丝速度是否存在不能超越的固有极限（只集中于物理和材料因素，也包括经济和技术方面的问题）？Ziabicki教授断言存在这样一个纺丝速度，预料超过这个速度时将不会使纤维结构和性能改善。在聚酯纺织长丝情况下，Ziabicki教授认为最大值为5-7千米/分左右。这与Tanji所提到速度最高到9千米/分的结果相一致。对于高旦数工业用丝，虽未有这样说明，在出版文献中也未找到过公开指出该如何来提高这种丝的纺丝速度平台。

此外，在上述参考文献中所公开的工艺都不允许在高于目前速度下进行纺丝，因为随着纺速提高出现工艺不连续性的问题或长丝性能严重损失。

与Tanji用高卷取速度下卷绕并用一个吸丝器辅助从喷丝板卷取长丝纺制聚合物长丝的公开相反，已有了几种纺制聚合物长丝的公开，它们采用将丝挤出到一个加压箱中并用空气压力如用一个空气喷嘴或吸丝器把长丝从加压箱中卷取出来，而没有用任何卷绕机或其它强制性被驱动辊去推动长丝以受控速度前进。这样纺制成的长丝有许多用途，特别是在非织造纺织品中，但这种丝缺乏制成用途广泛的加有少量捻度长丝必要的均匀性。这是因为由于只使用一个空气喷咀来推动长丝，即没有用卷绕机或其它受控强制驱动机构造成本身的多变性（沿同一长丝和不同长丝之间）之故。所纺制的长丝的确常常很不均匀，以致会自然卷曲，这对用于非织造品是有利的，但并不适于其它用途的需要。

因此，很令人惊奇的是按照本发明提供了一种用于制取聚合物长丝的改进工艺，它采用在比通常纺丝速度明显高的速度下纺丝，而且具有比先有技术中对低和高旦数长丝所预期和指出的同样或更好的机械性能。