[发明专利]用于纺合成长丝的纺丝装置和方法

说明书

本发明涉及一种按权利要求1前序部分的纺合成长丝的纺丝装置以及一种按权利要求16前序部分的纺合成长丝的方法。

由EP0682720已知这种纺丝装置和方法。

在已知纺丝装置中刚挤出的单丝在一具有负压气氛的冷却管中行进。冷却管放置在离喷丝嘴一段距离处，使得在冷却管内形成沿长丝行进方向的用来冷却单丝的气流。这里空气流动速度和纺丝速度这样地相互匹配，使单丝在冷却管内其前进运动中通过气流得到支持。由此达到，使单丝的硬化点远离喷丝嘴。随之而来使聚合物延迟结晶，这对长丝的物理性能起有利的作用。这样例如在生产预取向丝时可以提高抽丝速度，从而加大拉伸，而不改变对于丝线的对于后续处理所要求的延伸率。

已知纺丝装置由一冷却管和一设置在喷丝嘴下方的抽吸装置组成。在喷丝嘴和冷却管之间设有一具有透气壁的进气筒。通过进气筒和抽吸装置的协同作用在纺丝甬道内引入一定气流，并在冷却管内导致沿长丝运行方向的加速的气流。在通过进气筒时单丝这样地预冷，使得通过边缘层粘度的提高使边缘层的强度增加。但是在芯部在单丝进入冷却管时还是溶液状态，因此在冷却管内才进行最终的硬化。为此冷却管由一漏斗形的、在冷却管内具有最小横截面的入口和一与之直接连接的圆柱形分段。通过最窄横截面和圆桂形分段气流这样地加速，使得支持单丝的前进运动，并只有在冷却管内才延迟地固化。但是在纤度较大的单丝时出现这样的问题，进入冷却管的气流虽然支持单丝的前进运动，但是并不促使单丝充分地冷却。虽然在已知纺丝装置中在冷却管入口处设有一空气输入装置，以产生附加的冷空气流，但是它在气流加速之前使已经在冷却管内导致单丝显著的冷却，因此聚合物延迟结晶的有利效应没有或者仅仅不充分地发挥出来。

据此，本发明的目的是，这样地改进开头所述这类纺丝装置和开头所述这种方法，使具有较大纤度的单丝即使在聚合物延迟结晶和高的纺丝速度时也能在短的路程上充分地冷却。

按照本发明这一目的通过具有权利要求1特征的纺丝装置和权利要求16特征的方法来解决。

本发明具有这样的优点，即进入冷却管入口处的气流仅仅用来使聚合物结晶延迟。从而保证，单丝的硬化点位于冷却管之内。通过空气输入装置加入的冷空气流用来进一步冷却单丝。为此空气输入装置设置在圆柱形分段上入口最窄横截面之下或者冷却管出口之下。由此达到，使冷气流只是在单丝刚要硬化之前或后才作用到单丝束上。这特别地起促使单丝横截面均匀的作用，并导致高的纺丝可靠性和无松毛(起绒)性。

按权利要求2的纺丝装置一种特别优选的改进结构具有这样的优点，即冷空气流基本上均匀地进入冷却管。因为气流和冷空气流沿同一方向，基本上避免了涡流。

这里空气输入装置可以方便地由一按权利要求3的冷却管外壳面上的开口构成。通过开口进入冷却管的冷空气流由于冷却管内的负压气氛自动地进行调整。

本发明按权利要求4的改进结构的特征在于：在冷却管入口处进入的气流和通过开口进入冷却管的冷空气流可相互独立地调整。为此空气输入装置具有一气流发生器，它产生冷空气流。作为气流发生器例如可以采用鼓风机。

在纺丝装置的一种特别优良的改进结构中气流发生器做成带喷嘴孔的注射器，该喷嘴孔与一压缩空气源连接。这里注射器的喷嘴孔直接通入冷却管外壳面上的开口内。此处在冷却管和喷嘴孔的中心线之间形成一沿长丝运行方向的锐角，以使冷空气流对准长丝运行方向引入冷却管内。纺丝装置的这种结构还特别适合于在流程开始时使单丝穿入冷却管。此外在15°至30°的角度范围时达到，使单丝束在冷空气流的区域内可靠地不靠近冷却管的壁。

为了根据单丝种类和单丝纤度调整冷空气流，按权利要求6的纺丝装置的结构特别优良。这里可以采用一装在冷却管上的壳体套管作为改变开口自由流通横截面的调整装置，壳体套管可运动地安装在冷却管上，以完全或部分地关闭开口。

在一种优良的改进结构中调整装置由一从外面关闭冷却管上的开口的气室，它具有一带节流装置的输入管。因此可以通过输入管上的节流装置控制输入气室内的空气量。

为了能够用冷空气流达到尽可能快速的冷却，按权利要求9气室的输入管可以和气流发生气相连。

在本实施例中做在冷却管外壳上的开口可以做成孔或径向切口。在本纺丝装置一种特别优良的改进方案中开口由冷却管外壳上的一环形多孔板构成。这里多孔板在冷却管的整个圆周上延伸。由此保证冷空气流均匀地流入冷却管。通过大量的孔产生一带有少许旋涡的气流。