[发明专利]用于生产卷曲的热塑性长纤维的方法和装置

说明书

本发明涉及生产长分子链热塑性材料制成的卷曲的长纤维，尤其涉及(但并不限于)由聚丙烯制成的纤维。

长分子链热塑性材料制成的长纤维在本技术领域中是众所周知的，这些长纤维一般是通过使在喷丝板上的塑料熔体从在该喷丝板中的一些小孔挤喷出来而形成的。以这种方式生产时，生产出的长纤维基本上是直而不卷曲的。虽然连续的不卷曲的长纤维，可用于许多工业生产中，但在许多工业应用中，尤其在服装和纺织材料工业中，更希望用卷曲的长纤维。

一种已知的使连续的长纤维卷曲的方法，是在加热的条件下，使长纤维通过一对啮合的齿轮，但藉助于这样的轮而获得的卷曲是极其有限的，而且这种卷曲只处在长纤维的一个平面中。假如当长纤维通过齿轮时使之围绕该纤维的轴线而旋转，则可产生出螺旋形的卷曲，但由于需要提供使每根长纤维旋转的装置，获得所说的这种卷曲必须增加费用，而且所说的卷曲是比较弱的。

在另一个使长纤维卷曲的已知方法中，当长纤维在加热条件下时，使其一侧冷却，当该长纤维冷却时，在横跨该长纤维的直径上诱发出不均匀的应力。当从这样的长纤维上消除拉伸张力时，就会产生出波形的、或螺旋形的卷曲。但实际上，由这样的长纤维所形成并保持住的卷曲程度是比较小的。

本发明的较佳实施例试图提供一种制备长纤维的方法，其特征在于，所制备出的长纤维在其上具有显著的、普遍的螺旋形卷曲。

按照本发明提供了一种用于在连续的长纤维中产生显著的螺旋形卷曲的方法，该方法包括下列步骤：热塑性材料经由在喷丝板中的孔抽出长纤维以及当要形成长纤维的热塑性材料处于其玻璃态转化相时，抽出的纤维通过拉伸步骤被减少，其特征在于：当纤维在其形成的时刻或之前，在热塑性材料中引发旋涡，当长纤维材料进入其结晶相时，藉助所说的旋涡使在已形成的长纤维中诱生的应力得以保持。

从另一个方面来考虑，本发明提供了一种用于在热塑性材料制成的连续的长纤维中引发显著的螺旋形卷曲的方法，该方法包括下列步骤：在聚合物流就要形成长纤维之前，或在形成长纤维的临界点时，在聚合物流中诱发旋涡。

这种旋涡最好集中朝向该长纤维横断面的一侧。

在一个较佳实施例中，熔态的长纤维被迅速地冷却成固态，以致这种分子结构的扰乱被锁定在该结晶了的聚合物中。

在长纤维的后续处置过程中，当从长纤维中消除轴向张力时，在长纤维离开喷丝板时或在此之前被诱发到长纤维中的应力，使在长纤维中的不均匀张力松驰，从而导致长纤维的扭曲并在每根长纤维中产生出显著的螺旋形卷曲效果。

在一个较佳实施例中，该方法还包括下列步骤：经由在喷丝板中的孔挤喷出长纤维，其特征在于，每个孔相对于该喷丝板的外表面形成一个角度，该角度最好大体上为45°。

此外，或用另一种方法，是藉助改变贯穿喷丝板的每个孔的横断面，而在熔融的塑料中可引发扰动。

在一个较佳实施例中，贯穿喷丝板的每个孔的横断面的改变是采取台阶的形状。

在一个实施例中，贯穿拉丝板的孔(长纤维即被从该孔中拉出)具有不均匀的横截面面积，长纤维是从该孔所具有的最小横截面那一端被挤喷出来的。

在还有一个实施例中，每根所说的长纤维都具有非圆形的横截面，该长纤维具有的横截面形状是通过孔的形状挤喷出的结果，孔的形状最好相当于一个完整的圆形横截面有大体上四分之一的圆被除去后的形状。

每根长纤维的非圆形横截面最好是由在喷丝板中的孔的横截面所导致的。

从另一个方面来考虑，本发明提供了一种用于在连续的长纤维中产生显著的螺旋形卷曲的的喷丝板，热塑性材料经由在喷丝板中的孔抽出纤维，其特征在于，每个所说的孔具有的横截面形状相当于一个完整圆横截面有四分之一圆被除去后的形状。

参见下列附图，以举例的方式将对本发明作进一步的阐述，这些例子仅仅是举例，并不具有限定意义。

图1是按照本发明第一个用于挤喷长纤维的结构的横截面示意图；

图2是按照本发明第二个用于制备卡纤维的结构的横截面示意图；

图3是按照本发明第三个用于制备长纤维的结构的横截面示意图；

图4是按照本发明第四个用于制备长纤维的结构的横截面示意图；

图5是按照本发明第五个用于制备长纤维的结构的横截图示意图；

图6显示了按照本发明的一种喷丝孔的横截面形状。

在所有这些图解的实施例中，喷丝板11在其上承托着热塑性材料熔体12的底部。喷丝板11具有一个外表面13，它暴露于大气中，在这些图解的实施例中，外表面13被设置成大体上是水平的。喷丝板11的内表面14则暴露于熔体12，也就是熔体12被搁置在其上。