[发明专利]纺丝设备

说明书

本发明涉及一种加热管的纺丝设备，加热管用于加热化学纤维束。其中来自喷丝头的新纺出的化学纤维束在丝速增加为大于4500米/分的最终丝速的情况下被拉出、冷却，然后在一个规定的长度范围内在加热管中加热。

这种纺丝设备是美国专利申请US-PS3，946，100的发明对象。

具有这种加热管的化学纤维纺丝设备用来加热新纺出的丝。它与丝在加热段的停留时间有关。若要适应于当前所存在的丝的特性（例如构成要处理的丝是何种聚合物、丝的总滴定度、各单丝的单丝滴定度）和/或力求达到的丝的特性（如强度、伸长特性、收缩特性）而要改变停留时间时，则在丝的速度给定时，必须改造加热管的长度。

但另一方面还要依照丝在一个加热区中加热的情况而定，在这一区域中产生导致完全定向的拉伸。通过化学纤维束/丝的速度的显著增加，使拉伸可以觉察到。为了制造一种纺织的丝，至少应使这一速度增至丝速的两倍。因为从另一方面看，当丝以大于4500米/分的非常高的速度拉出时，速度的相应增加不是只发生在一点，而是在一个长度范围内，这一范围的边界不能准确确定这一长度范围的确定，取决于许多参数，例如，聚合物的种类，从喷嘴出来的聚合物的排出速度，丝的温度，纤维数，纤维强度，丝速。已知的纺丝设备是刚性的，丝是在不合适的位置上加热的。

本发明要达到的目的是，通过这种类型的加热管结构和加热装置，得到对于丝的特性有利的纺丝和屈服过程的工艺控制。

权利要求1的特征部分说明了解决方案，加热管设计为使丝速至少增加到两倍的丝行程的那个长度范围处于加热管的进口区。因此可以达到，在丝发生拉伸后可以控制温度，使拉伸时所获得的丝的状态固定和稳定下来，尤其是因此而可以影响丝的伸长和收缩特性。

通过沿丝的行程移动加热管，可以获知最有利的位置和工艺控制（权利要求2）。

管状加热器分成几个长度部分，它们的温度可以独立调节（权利要求3）。因此可以使加热长度在操作和使用特别方便的情况下适应于所需的停留时间。设置沿轴向排列围绕加热管的加热环。这些加热环可以单独调节，并各与一个能源相连。

按本发明通过控制温度可制造一种丝，它可以在高张力情况下以最佳结构和具有良好贮存能力和运输能力地卷绕在筒子上，并且在对它作进一步处理时不会显示出不允许的收缩倾向。

下面借助于附图说明本发明的实施例。其中：

图1具有加热管的纺丝设备;

图2具有不同的可加热长度部分的加热管。

图1表示了一个用于制造全定向丝的熔融纺丝工艺示意图。这一单级的纺丝过程包括下列步骤：一种适用的聚合物，例如聚酯、聚酰胺、聚丙烯等被熔化后借助于挤压机61、喷丝泵62、喷丝头63和喷丝嘴64从喷嘴压出。下面具体说明聚对苯二甲酸的纺丝过程。 熔液以单丝构成的丝束65的形式从喷丝嘴64的喷嘴孔出来。丝束向下经过冷却＃66移动。在那里，在丝束上通冷空气（室温），使丝束冷却到溶液固化的程度。紧接着冷却＃66后面的是使丝束通过一个敞开的空气段引入导丝器67，它将丝束的单丝组合成一根致密的丝。这根丝从导丝器67到达加热管68的进口。这个进口是一个狭小的孔，它由陶瓷制成，并造成丝的静电荷。因此丝在加热管中进行不规则的气圈状运动。加热管68的进口区69和加热管68的下部70，用常规加热装置23.1和23.2加热。这例如可以是一种电阻加热装置或是一个围住加热管的盒，盒中充以一种加热液体、一种加热气体或蒸汽。控制装置72.1和72.2（图中未示）用来彼此独立地将加热器的温度调节成预先规定的值。加热管68的出口也是一个窄小的孔，通过它使气圈状单丝重新组合成一根致密的丝。加热管的长度C最好在1.5至2.5米之间。加热管的直径可为20至30毫米。通过加热器23.1加热的管在进口区中的加热温度在140°至220℃之间，也就是说，要看何种聚合物，使之高于其玻璃脆性转变温度70至150℃，在这种情况下聚合物发生伸长。由加热器23.2加热的管子其余部分的加热温度在玻璃脆性转变温度的范围内。可以高于它至50℃为止。也可以将加热器23.1再进一步分成可独立调节的几个长度。

丝离开加热管后，移向后处理装置73，通过泵75进入纺丝后处理装置74。丝被导丝辊76和77拉出，由于丝缠绕着导丝辊的一部分，所以可以产生必要的拉丝力。在导丝辊76和77之间可设一个射流喷嘴，尤其是一个供水蒸汽的射流喷嘴，借此可以使丝在卷绕到筒子上之前收缩。因而可以使丝在比较高的张力下进入下面的卷 绕区，并卷绕成一个具有良好筒子结构的交叉卷绕筒子78。