專利名稱：熔融紡絲卷取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成纖維絲條的熔融紡絲卷取裝置。更具體地說、是關(guān)于一種即使提高牽引速度，也能不降低伸長(zhǎng)率、不增加細(xì)度不勻地進(jìn)行制造的熔融紡絲卷取裝置。
在這種熔融紡絲卷取裝置中已知有這樣的特性，即、當(dāng)提高牽引速度時(shí)，能促進(jìn)紡出線條內(nèi)的分子取向、降低斷裂伸長(zhǎng)率。還已知這樣的特性，即、當(dāng)紡出絲條的牽引速度超過5000m/min時(shí)，會(huì)因分子取向的促進(jìn)而引起結(jié)晶。因此，在生產(chǎn)具有大的斷裂伸長(zhǎng)率的半拉伸絲的場(chǎng)合下，為了提高生產(chǎn)性，只靠提高牽引速度是有限的。
例如，在生產(chǎn)拉伸假捻用原絲中，最好使用斷裂伸長(zhǎng)率是100％以上的半拉伸絲。但是，伸長(zhǎng)率這樣高的半拉伸絲，用以前的設(shè)有交叉式冷卻裝置的熔融紡絲卷取裝置，當(dāng)將牽引速度提高到3800m/min以上時(shí)，會(huì)使斷裂伸長(zhǎng)率降低，使細(xì)度不勻增加，因而不能制成所要求的半拉伸絲。
為了達(dá)到上述目的而作出的本發(fā)明的熔融紡絲卷取裝置是把由噴絲頭熔融紡絲了的紡出絲條冷卻而加以卷取的卷取裝置，其特征在于，配置在上述噴絲頭下方的冷卻裝置由冷卻風(fēng)導(dǎo)入部、空氣噴射器部和氣流導(dǎo)引管構(gòu)成；冷卻風(fēng)導(dǎo)入部圍在上述紡出絲條周圍，空氣噴射器部連接在上述冷卻風(fēng)導(dǎo)入部的下部、將壓縮空氣噴射到上述紡出絲條周圍，氣流導(dǎo)引管連接在空氣噴射器部的下部；從上述冷卻風(fēng)導(dǎo)入部的外側(cè)導(dǎo)入內(nèi)側(cè)的冷卻風(fēng)是沿著紡出絲條的行進(jìn)方向而移動(dòng)，上述冷卻風(fēng)的速度朝向上述氣流導(dǎo)引管增大。
由于如上所述，用冷卻風(fēng)導(dǎo)入部、空氣噴射器部和氣流導(dǎo)引管構(gòu)成冷卻裝置；在上述冷卻裝置中使冷卻風(fēng)沿著紡出絲條的行進(jìn)方向而移動(dòng)，而且使冷卻風(fēng)的速度從冷卻風(fēng)導(dǎo)入部朝向氣流導(dǎo)引管增大，因而能使紡出絲條的固化點(diǎn)存在于上述氣流導(dǎo)引管內(nèi)，可在使?fàn)恳俣忍岣叩耐瑫r(shí)，不使斷裂伸長(zhǎng)率降低、不使細(xì)度不勻增加地生產(chǎn)半拉伸絲。
圖2是表示

圖1所示的熔融紡絲卷取裝置的冷卻風(fēng)導(dǎo)入部的斜視圖。
圖3是表示圖1所示的熔融紡絲卷取裝置的噴射器部的縱斷面圖。
圖4是表示本發(fā)明所使用的噴射器部的另一個(gè)實(shí)施方式的縱斷面圖。
圖5是表示本發(fā)明中的噴絲頭和冷卻裝置的配置關(guān)系實(shí)例的配置圖。
圖6是表示本發(fā)明中的噴絲頭和冷卻裝置的配置關(guān)系實(shí)例的配置圖。
在各個(gè)紡絲包6的下方分別設(shè)有冷卻裝置2，還設(shè)置著給油導(dǎo)引器19和卷取機(jī)3。由噴絲頭41紡絲的紡出絲條Y由冷卻裝置2冷卻后，由給油導(dǎo)引器19給油、由卷取機(jī)3卷取。冷卻裝置2由圓筒狀冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7和空氣噴射器機(jī)構(gòu)8構(gòu)成，前者設(shè)置在靠近噴絲頭41的位置上、后者是在其下方連續(xù)設(shè)置的。空氣噴射器機(jī)構(gòu)8由上部側(cè)的空氣噴射器部60和下部側(cè)的氣流導(dǎo)引管9構(gòu)成。
如圖2所示，冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7的結(jié)構(gòu)是在其內(nèi)側(cè)，圍住紡出絲條Y地配置著空氣整流筒51；在其外側(cè)，中間設(shè)有間隙、同心狀地配置著內(nèi)側(cè)多孔管52和外側(cè)多孔管53，它們分別設(shè)有多個(gè)孔52a、53a。內(nèi)側(cè)的空氣整流筒51由疊層的多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)成，疊層的壁面上沿放射方向排列地配設(shè)著多個(gè)微小的通氣路；借助這多孔結(jié)構(gòu)的壁、將外側(cè)的空氣一邊整流一邊朝內(nèi)側(cè)的紡出絲條Y導(dǎo)入。
覆蓋空氣整流筒51外側(cè)的內(nèi)側(cè)多孔管52固定在管道11的上面，上述的外側(cè)多孔管53相對(duì)于內(nèi)側(cè)多孔管52能以共同的軸為中心地相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在外側(cè)多孔管53的下緣安裝著有圓弧狀長(zhǎng)孔10a的凸緣10。固定在管道11上的螺栓10b插入在這凸緣10的長(zhǎng)孔10a里，擰緊這個(gè)螺栓10b就能將外側(cè)多孔管53固定。
當(dāng)擰松螺栓10b而使外側(cè)多孔管53轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于外周面的孔53a相對(duì)于內(nèi)側(cè)多孔管52的孔52a發(fā)生了相位改變而使開口面積發(fā)生變化，因而就能調(diào)整冷卻風(fēng)的導(dǎo)入量。設(shè)置在內(nèi)側(cè)多孔管52上和外側(cè)多孔管53上的孔52a、53a并不局限于圖示的圓形，也可以是橢圓形、狹縫等任一種形狀。
如圖3所示，空氣噴射器機(jī)構(gòu)8的空氣噴射器部60的結(jié)構(gòu)是內(nèi)側(cè)配置著內(nèi)管62；在其外側(cè)同心狀地配置著外管63；在內(nèi)管62和外管63之間設(shè)有多張整流板64。內(nèi)管62由在從冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7延長(zhǎng)的連接管61的下端是縮徑的管構(gòu)成。而多張整流板64則配置成使多個(gè)面方向呈放射狀地指向內(nèi)管62和外管63的共同軸，而且與紡出絲條Y的行進(jìn)方向相平行。將整流板64的出口側(cè)所形成的噴射口65做成它的噴射方向相對(duì)于紡出絲條Y的進(jìn)行方向大約構(gòu)成0-3度的角度θ。
空氣噴射器部60與其他的紡絲包6上同樣地設(shè)置的空氣噴射器部60一起收容并固定在共同的管道11中。從圖中沒表示的送風(fēng)機(jī)、借助供給管11a將壓縮空氣供給上述的管道11，這壓縮空氣進(jìn)入到多個(gè)空氣噴射部60的內(nèi)管62和外管63之間的間隙里，由整流板64對(duì)其進(jìn)行整流，同時(shí)從噴射口65噴射到行進(jìn)中的絲條Y的周圍。
由于空氣噴射器部60噴射壓縮空氣，使上部的冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7的內(nèi)部成為負(fù)壓。由這負(fù)壓的發(fā)生，使室內(nèi)的經(jīng)調(diào)溫的空氣從外側(cè)多孔管53的孔53a經(jīng)過內(nèi)側(cè)多孔管52的孔52a，又在整流的同時(shí)通過空氣整流筒51之后，供到內(nèi)側(cè)的紡出絲條Y的周圍。導(dǎo)入到內(nèi)側(cè)的空氣作為冷卻風(fēng)而冷卻紡出絲條Y，還沿著紡出絲條Y、一邊流下，一邊漸漸地增加速度。這冷卻風(fēng)在空氣噴射器部60進(jìn)一步被加速后，向氣流導(dǎo)管9流下，這樣，與冷卻風(fēng)一起流下的紡出絲條Y漸漸冷卻，在氣流導(dǎo)引管9中完成固化。
在氣流導(dǎo)引管9的出口端安裝著擴(kuò)口管12。擴(kuò)口管12的外徑向下游側(cè)擴(kuò)大，而且在壁面上設(shè)有多個(gè)孔。因此，通過氣流導(dǎo)管9流下來的冷卻風(fēng)由這擴(kuò)口管12膨脹而減速。即、擴(kuò)口管12起到氣流減速部的作用。
如上所述的內(nèi)部設(shè)置著空氣噴射器部60的管道11由缸體15、16支承在直立設(shè)置在兩側(cè)的導(dǎo)引軌道13、14上，而且借助安裝在兩側(cè)的滾子17、18與導(dǎo)引軌道13、14相卡合。當(dāng)使缸體15、16進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，可使管道11沿導(dǎo)引軌道13、14而升降。由于使管道11這樣地升降，因而在熔融紡絲時(shí)，就形成使冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7擠壓在旋架1下面上的狀態(tài)，而且在生頭作業(yè)時(shí)或者在紡絲包的替換作業(yè)時(shí)，使冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7下降，就能在其與旋架1的下面之間形成用于作業(yè)空間的開口。缸體15、16可以是汽缸，也可以是油缸。
關(guān)于設(shè)置在旋架1上的多個(gè)噴絲頭41(紡絲包6)的配置，在圖1所示的實(shí)施方式中是配置成1列，但也可以如圖5所示地配置成相對(duì)于作業(yè)面的較深遠(yuǎn)一側(cè)和眼前一側(cè)的前后2列；還可配置成曲折交錯(cuò)狀。通過這樣的配置，每臺(tái)旋架能配置更多的紡絲包6，而且能將相互鄰接的冷卻裝置2、2之間的距離d保持在規(guī)定距離，同時(shí)能縮短旋架1的總長(zhǎng)L。
同樣，可如圖6所示、把設(shè)置在旋架1內(nèi)的多臺(tái)噴絲頭41(紡絲包6)配置成圓弧狀。如果采用這種圓弧狀的配置，就能容易地將熔融聚合物從計(jì)量泵4供到各個(gè)噴絲頭41的配管5的距離取成大致相等長(zhǎng)度，能使聚合物的熱過程均勻，從而使絲條的物理性能均勻一致。
當(dāng)采用上述本發(fā)明的熔融紡絲卷取裝置時(shí)，其特征是使冷卻風(fēng)沿著與紡出絲條Y的行進(jìn)方向相同的方向流過冷卻裝置2內(nèi)，而且使這冷卻風(fēng)的流速在噴絲頭41附近降低，越向氣流導(dǎo)引管9越使其增大。這種冷卻風(fēng)速度的調(diào)整可由冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7處的外側(cè)多孔管53產(chǎn)生的空氣導(dǎo)入量的控制和空氣噴射器部60的壓縮空氣供給量的控制加以實(shí)施。壓縮空氣供給量可通過壓力調(diào)整來進(jìn)行。
根據(jù)這樣的冷卻風(fēng)速度的變化，在空氣噴射器部60的下游，由壓縮空氣使紡出絲條Y和冷卻風(fēng)加速，通過冷卻使紡出絲條Y在氣流導(dǎo)引管9內(nèi)達(dá)到固化點(diǎn)。由于在氣流導(dǎo)引管9內(nèi)紡出絲條Y被暴露在沿相同方向流動(dòng)的冷卻風(fēng)里，因而使空氣阻力減小，因此、作用在紡出絲條Y上的應(yīng)力就小，就能抑制分子取向。這樣，可提高牽引速度，同時(shí)能將斷裂伸長(zhǎng)率保持在較大的狀態(tài)下。
為了得到這樣的分子取向的抑制作用，最好將氣流導(dǎo)引管9的全長(zhǎng)取成是內(nèi)徑的10倍以上和50倍以下。當(dāng)氣流導(dǎo)引管9的全長(zhǎng)小于內(nèi)徑的10倍時(shí)，由于很難始終將固化點(diǎn)穩(wěn)定在氣流導(dǎo)引管9內(nèi)，因而絲條的伸長(zhǎng)率容易產(chǎn)生偏差。而當(dāng)氣流導(dǎo)引管9的全長(zhǎng)比內(nèi)徑的50倍還大時(shí)，由于在氣流導(dǎo)引管9中的壓力損失增加，因而使上游側(cè)的負(fù)壓不能充分發(fā)生，不能充分冷卻紡出絲條，因此會(huì)引起細(xì)度不勻。
由于在如上所述地進(jìn)行冷卻風(fēng)速度調(diào)整中，若使噴絲頭41附近的冷卻風(fēng)速度增大，則會(huì)發(fā)生紊流，會(huì)由這紊流使冷卻過程中的紡出絲條Y發(fā)生振動(dòng)，因而會(huì)發(fā)生細(xì)度不勻。在絲條的細(xì)度是3.7dtx時(shí)，在冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7的下游部，不引起這樣的細(xì)度不勻的冷卻風(fēng)速度可取成15～35m/min；在噴絲頭41附近，最好是上述速度的1/1.2～1/2。對(duì)細(xì)度小的絲條的紡絲、將冷卻風(fēng)速度減??；對(duì)細(xì)度大的絲條的紡絲、將冷卻風(fēng)速度增大。而最好是細(xì)度越大的絲條、冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7的長(zhǎng)度越長(zhǎng)。
由于當(dāng)空氣噴射器部60處的壓縮空氣的壓力過高時(shí)，會(huì)發(fā)生紊流，并由此使紡絲振動(dòng)，因而會(huì)引起細(xì)度不勻和斷頭。為此，空氣噴射器部60的噴射速度取3000m/min以下為好。
如上所述，空氣噴射器部60從噴射口65噴射的壓縮空氣的噴射方向最好相對(duì)于紡出絲條Y的行進(jìn)方向成0°～3°的θ角度，其中以0°為好。即、如圖4所示，在角度θ是0°的場(chǎng)合下，由于噴射口65的噴射方向與內(nèi)管62的軸向是平行的，因而從噴射口65噴射的壓縮空氣的氣流與從內(nèi)管62流出的氣流不相交地隨著交界層101而移動(dòng)。又因?yàn)閺膰娚淇?5噴射的壓縮空氣的速度V2比從內(nèi)管62流出的氣流的速度V1更高，所以壓縮空氣的一方就形成低壓。這樣，使紡出絲條Y向交界層101彎曲位移，使構(gòu)成的纖絲彼此間的距離擴(kuò)大，因此能促進(jìn)冷卻。而隨著交界層101行進(jìn)到下游、擴(kuò)散作用也就消失。
由于與氣流導(dǎo)引管9的下端相連接的擴(kuò)口管12會(huì)使與紡出絲條Y一起下降的冷卻風(fēng)膨脹，使到達(dá)給油導(dǎo)引器19的量減少，因而會(huì)使給油導(dǎo)引器19處的紡絲振動(dòng)減少，使油劑附著斑點(diǎn)減少。
實(shí)施例1在圖1～3所示的熔融紡絲卷取裝置中，把從噴射口65噴射的壓縮空氣相對(duì)于紡出絲條Y的傾斜角θ設(shè)定為1.5°；壓縮空氣的溫度為40°；壓力為400mm aq；將冷卻風(fēng)速度調(diào)整為在冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7的上端是20m/min；在冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7的下端是30m/min；在氣流導(dǎo)引管9內(nèi)是2300m/min；將聚酯復(fù)絲絲條133dtx-36f熔融紡絲，以4000m/min牽引。
所得到的聚酯半拉伸絲的斷裂伸長(zhǎng)率是120％，細(xì)度不勻(U％)是0.8％。
比較例1使用一種裝備著交叉式冷卻裝置的熔融紡絲裝置，把冷卻風(fēng)速度設(shè)定為18m/min，將聚酯復(fù)絲絲條133dtx-36f熔融紡絲，以4000m/min牽引。
所制得的聚酯半拉伸絲的斷裂伸長(zhǎng)率是90％，細(xì)度不勻(U％)是0.9％，斷裂伸長(zhǎng)率降低。
實(shí)施例2在與實(shí)施例1相同的熔融紡絲卷取裝置中，將冷卻風(fēng)速度調(diào)整為在冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7的上端是22m/min；在冷卻風(fēng)導(dǎo)入部7的下端是32m/min；在氣流導(dǎo)引管9內(nèi)是2200m/min；將聚酯復(fù)絲絲條280dtx-48f熔融紡絲，以4000m/min牽引。
所得到的聚酯半拉伸絲的斷裂伸長(zhǎng)率是121％，細(xì)度不勻(U％)是0.9％。
實(shí)施例3在將噴射口65的角度θ取成0°，除此之外、其余的條件都是與實(shí)施例1相同的情況下，將聚酯復(fù)絲絲條133dtx-36f制絲。
所得到的聚酯半拉伸絲的斷裂伸長(zhǎng)率是118％；細(xì)度不勻(U％)是1.0％。
實(shí)施例4在除了以4500m/min的速度進(jìn)行牽引之外、其余的條件都是與實(shí)施例1相同的情況下，將聚酯復(fù)絲絲條133dtx-36f制絲。
所得到的聚酯半拉伸絲的斷裂伸長(zhǎng)率是102％；細(xì)度不勻(U％)是0.7％。
實(shí)施例5在除了將噴射口65的角度θ取成3°之外、其余的條件都是與實(shí)施例1相同的情況下，將聚酯復(fù)絲絲條133dtx-36f制絲。
所得到的聚酯半拉伸絲的斷裂伸長(zhǎng)率是124％；細(xì)度不勻(U％)是1.1％。
如上所述，若采用本發(fā)明的熔融紡絲卷取裝置，由于冷卻裝置由冷卻風(fēng)導(dǎo)入部、空氣噴射器部和氣流導(dǎo)引管構(gòu)成；在冷卻裝置內(nèi)使冷卻風(fēng)沿著紡出絲條的行進(jìn)方向移動(dòng)，并且使冷卻風(fēng)的速度從冷卻風(fēng)導(dǎo)入部到氣流導(dǎo)引管相應(yīng)地增大，因而就能使紡出絲條的固化點(diǎn)存在于上述氣流導(dǎo)引管內(nèi)，能提高牽引速度、同時(shí)能制得不使伸長(zhǎng)率降低和不使細(xì)度不勻增加的半拉伸絲。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明能利用在合成纖維的制造領(lǐng)域中，特別能利用于那種以很高的牽引速度制造高伸長(zhǎng)率的半拉伸絲的場(chǎng)合下。
權(quán)利要求
1.一種熔融紡絲卷取裝置，它是把由噴絲頭熔融紡絲了的紡出絲條冷卻而加以卷取的卷取裝置，配置在上述噴絲頭下方的冷卻裝置由冷卻風(fēng)導(dǎo)入部、空氣噴射器部和氣流導(dǎo)引管構(gòu)成；所述冷卻風(fēng)導(dǎo)入部圍在上述紡出絲條周圍，所述空氣噴射器部連接在上述冷卻風(fēng)導(dǎo)入部的下部、將壓縮空氣噴射到上述紡出絲條周圍，氣流導(dǎo)引管連接在空氣噴射器部的下部；從上述冷卻風(fēng)導(dǎo)入部的外側(cè)導(dǎo)入內(nèi)側(cè)的冷卻風(fēng)是沿著紡出絲條的行進(jìn)方向移動(dòng)，該冷卻風(fēng)的速度朝向上述氣流導(dǎo)引管增大。
2.如權(quán)利要求1所述的熔融紡絲卷取裝置，上述紡出絲條的固化點(diǎn)存在于上述氣流導(dǎo)引管內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熔融紡絲卷取裝置，在上述冷卻風(fēng)導(dǎo)入部中設(shè)有圍在上述紡出絲條周圍的空氣整流管。
4.如權(quán)利要求1或2所述的熔融紡絲卷取裝置，上述空氣噴射器部中壓縮空氣的噴射方向相對(duì)于紡出絲條的行進(jìn)方向構(gòu)成的角度θ在0°～3°的范圍里。
5.如權(quán)利要求4所述的熔融紡絲卷取裝置，上述空氣噴射器部上配置有整流板。
6.如權(quán)利要求4所述的熔融紡絲卷取裝置，上述空氣噴射器部中壓縮空氣的噴射速度是3000m/min以下。
7.如權(quán)利要求1或2所述的熔融紡絲卷取裝置，在上述氣流導(dǎo)引管的出口部上安裝有擴(kuò)口管。
8.如權(quán)利要求1或2所述的熔融紡絲卷取裝置，上述氣流導(dǎo)引管的長(zhǎng)度是內(nèi)徑的10～50倍。
9.如權(quán)利要求1或2所述的熔融紡絲卷取裝置，將上述噴絲頭配置成多列，每個(gè)噴絲頭都配置有上述冷卻裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的熔融紡絲卷取裝置，將上述多個(gè)排列噴絲頭的列配置成前后2列以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熔融紡絲卷取裝置,其特征為,配置在噴絲頭下方的冷卻裝置由冷卻風(fēng)導(dǎo)入部、空氣噴射器部和氣流導(dǎo)引管構(gòu)成;冷卻風(fēng)導(dǎo)入部圍在紡出絲條周圍,空氣噴射器部連接在冷卻風(fēng)導(dǎo)入部的下部、將壓縮空氣噴射到紡出絲條周圍,氣流導(dǎo)引管連接在空氣噴射器部的下部。從冷卻風(fēng)導(dǎo)入部的外側(cè)導(dǎo)入內(nèi)側(cè)的冷卻風(fēng)是沿著紡出絲條的行進(jìn)方向而移動(dòng),冷卻風(fēng)的速度朝向上述氣流導(dǎo)引管增大。
文檔編號(hào)D01D5/092GK1365404SQ01800632
公開日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2001年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者巖出卓, 藤井恭, 西大路誠(chéng), 山下雅充 申請(qǐng)人:東麗工程株式會(huì)社