CN1265036C - 用于生产连续模制体的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于挤压连续模制体的方法和装置。一种挤压溶体，特别是包括水、纤维素和一种氧化叔胺的挤压溶体通过一个挤压孔被挤压，以便获得一种连续模制体，并且该连续模制体随后通过一个转向装置(7)进行转向。所述挤压孔被这样配置成行，即各连续模制体以幕帘(3)的形式离开挤压头，以便提高本发明的方法和设备的产品质量。该幕帘然后由转向装置转向。

Description

用于生产连续模制体的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种由一种挤压溶体、特别是含有水、纤维素和氧化叔胺(tertires Aminoxid)的挤压溶体生产连续模制体的方法，所述方法包括以下步骤：将挤压溶体提供给一组基本上排列成一行的挤压孔；通过各挤压孔将挤压溶体挤出以便获得连续模制体；通过各连续模制体形成一个基本上为平面的幕帘。
本发明还涉及一种用于由一种挤压溶体、特别是含有水、纤维素和氧化叔胺(tertires Aminoxid)的挤压溶体生产连续模制体的设备，所述设备包括一种挤压头和一种转向装置，其中所述挤压头包括一组基本上成行配置的挤压孔，在操作过程中，可通过所述挤压孔挤压所述挤压溶体，以便获得各连续模制体，而由于挤压孔的配置，使得被挤压的连续模制体形成一个基本为平面的幕帘，通过所述转向装置使所述被挤压的连续模制体在操作过程中发生转向。
背景技术
在下文中一种连续模制体被理解为是由一种挤压溶体产生的制件，其中所述制件为纤维、短纤维、薄膜或单丝的形式。所述挤压溶体是一种溶体，在大多数情况下，这种溶体可以被纺丝，并且这种溶体除了包含一种溶解的聚合物如纤维素之外，还包括水和一种氧化叔胺如N-甲基吗啉-N-氧化物(N-Methzlmorpholin-N-Oxid)。
最初所述的方法和用于执行所述方法的上述设备已经由已有技术如纺织工业中的纤维生产技术中得知。为了生产被纺丝的纤维，在挤压孔处该挤压溶体被纺成各单丝，其方法是压迫挤压溶体使其通过挤压孔，由此使该挤压溶体被挤压。一种通常采用的方法和能常采用的设备例如可从美国专利US 4,869,860中得知。然而，这种方法仅适合于能经受沸腾的多聚物单丝。
为了使通常的方法更加具有经济性，将一组挤压孔组合成一个纺丝台或一个挤压头或一个喷嘴，这样就可以同时挤压或纺丝多条例如形如单丝的连续模制体。
来自多个挤压孔的连续模制体由一个传统的方法和设备中所采用的转向装置进行组合和集束。由于对连续模制体进行后处理的操作台的位置通常都不在挤出的方向上，所以该连续模制体由该转向装置转向以便进行进一步的后处理，比如洗涤、压制、干燥。
该方法的经济性基本上由挤出孔的数量和密度来决定。然而，在挤压孔的密度，也称“孔密度”，过高时，相邻的挤压孔相互影响，连续模制体会粘连在一起。在孔密度过高时，各连续模制体的热交换也受到影响，导致产出的连续模制体质量不佳。
在已有技术中，因为连续模制体的点状会聚，使得离开喷嘴的聚合物射流以大的集束或会聚角在喷嘴离开边缘处被强制转向，从而损害了挤出和纺丝操作。由于集束角度随着喷嘴尺寸的增加而增加，所以喷嘴尺寸受到限制。
特别是在将挤出之后的连续模制体浸没到一个纺丝或沉降浴这样的方法或设备中，大的集束角有一个不良效果：大集束角对挤出体集束中的流动过程和浴置换(Badverdrngung)有不良影响；在大集束角的情况下可观察到纺丝浴中增加的紊流和回流。
WO 96/20300通过指出一个等式讨论了上述这些问题，该等式用于求解带有环状喷嘴和在纺丝浴中带有点状转向装置的纺丝设备的最大容许集束角。不过，在喷嘴直径很大的情况下，该等式得出了过大的浸没深度。而且，过大的浸没深度对操作性有负面影响；此外，在转向装置的转向点之处，集束的单丝与纺丝浴的摩擦力增大。
在根据WO 96/20300的设计中所存在的另一个问题是，在单丝集束过程中，纺丝浴液体的置换困难。对于带环状喷嘴这种类型的单个纺丝台来说，其经济的设计需要有多根单丝。点状转向导致了一种单丝的圆锥，该单丝的圆锥的纺丝浴体积必须不断地置换以防止过大的浓度差。由于环形的形状，所以不仅直接包围被纺单丝的纺丝浴必须通过这些被纺单丝进行置换，还有被所述单丝圆锥所包围的纺丝浴的体积也是如此。这导致各被纺单丝上所作用的载荷增加，并且还导致紊流，该紊流影响到纺丝工艺过程。
WO 94/28218说明了另一种方法，在该文献中，从矩形的喷嘴离开的单丝束通过一个纺丝浴槽而被导向，其中所述纺丝浴槽在其下端带有一个离开开口，单丝束通过该离开开口在一点处集束并且排出该纺丝浴***。
该***的经济性也受到限制，因为它需要避免过大的集束角。为了保持小的集束角度，在这种类型的设计中需要具有大的浸没深度，从而带有上述所有的负面影响。另外，大的浸没深度导致在底部的离开开口处有一个高的纺丝-浴离开速度。这种高的纺丝-浴离开速度在最初的纺丝操作中以及在操作过程中都会影响纺丝工艺过程，其原因是产生了紊流。该高的浴离开速度会影响到对分开形式的单丝的处理，因为分开的单丝被该高的浴离开速度拖带，并且在纺丝浴出口以下的转向点处不是以拉伸的状态转向，而是向下弯曲。另外，要增加每个纺丝位置的单丝数量，还需要一个较大的离开开口。这样大量的纺丝浴就需要进行循环，从而产生了额外的紊流。
由于在WO 94/28218和WO 96/20300中所示的纺丝浴槽需要大的浸没深度，所以在很大程度上妨碍了在该纺丝位置上最初的纺丝操作和处理。
为了像初纺时所需要的那样，尽管操作员的手臂长度有限，也允许操作员沿浸没路线用手对被纺单丝束进行处理，需要在结构上作出很大的努力。正如在引用的专利说明书中所述，所需的入口或者由开口(门)(在WO 94/28218中)或由提升和放下纺丝浴槽的附加提升装置(在WO96/20300中)来提供。
发明内容
因此，本发明的目的是在不损失所述方法或设备的经济性，并且在结构上的不作任何努力也不发生任何费用的条件下，改善连续模制体的质量，并且在挤压孔和转向装置之间的区域内改善流动特性。
根据本发明，提出一种由一种挤压溶体生产连续模制体的方法，所述方法包括以下步骤：给排成一行的多个挤压孔提供所述的挤压溶体；通过各挤压孔挤压所述挤压溶体，以获得连续模制体；通过各连续模制体组成一个平面的幕帘；将所述幕帘浸没到一个沉降浴中；并且通过一个转向装置使所述幕帘在所述沉降浴中转向；由至少一个收集装置使各连续模制体组成的幕帘向着一点会聚。
对于上述设备，该目的通过如下措施达到：提出一种由一种挤压溶体生产连续模制体的设备，所述设备包括一个挤压头，所述挤压头包括多个配置成一行状的挤压孔，在操作过程中所述挤压溶体可通过所述各挤压孔被挤压，以便获得一个连续模制体，由于所述挤压孔的配置，所述挤压连续模制体形成一个平面的幕帘，并且所述设备还包括一个转向装置，所述转向装置配置在一个沉降浴中，其中所述连续模制体浸没到所述沉降浴中，并且通过所述转向装置所述挤压连续模制体在操作过程中被转向，其特征在于：在挤压方向上在转向装置的下游处配置一个收集装置，所述幕帘通过所述收集装置会聚于一个点上。
这些解决方案简单，并且在挤压孔和转向装置之间的区域内改善了流动特性。与已有技术不同，连续模制体在转向装置处并没有会聚成基本为点状的形式，而是作为一个幕帘转向。所述幕帘在此意味着基本相邻的连续模制体的一个宽幅的基本为平面的配置。
以宽幅的幕帘而不是以纤维束的形式进行转向，其结果是连续模制体的会聚角减小。这导致了连续模制体中更加均匀的质量。由于各连续模制体联合成为一个幕帘所成的角度，其变化已不再像已有技术中的那样大，所以在挤压孔和转向装置之间的区域内的流动条件也得到简化。
纺丝质量通过根据本发明的如下措施得到改善，即将挤压孔配置成行，并且使离开挤压孔的连续模制体形成一个幕帘。如上所述，根据本发明，由于单丝束例如以幕帘的形式进行宽幅的转向，所以可以显著地增加喷嘴的长度，从而显著地增加一个纺丝位置的经济性。
另外，由于在沉降浴中纤维束的宽幅导向使得浸没深度可以减小到满足凝结所需的程度。总之，在已有技术的纺丝设备中所发现的下述问题都可以由本发明解决或消除：
-与环状喷嘴不同，矩形喷嘴不会导致一个封闭的纺丝浴圆锥，该纺丝浴圆锥必将产生附加的位移。
-在纺丝浴中单丝束的位移过程被最小化，从而避免了紊流和回流。
-纺丝浴与单丝束之间的摩擦力，从而也就是作用在转向装置上的摩擦力被最小化。
-由于在纺丝浴槽的下部进行转向，所以离开开口被省略，从而防止了在纺丝特性、紊流和处理等方向的负面影响。
-由于在纺丝浴槽的下部进行转向，所以离开开口被省略，从而防止了在纺丝特性、紊流和处理等方向的负面影响。
-为得到这种***，在结构上所做的努力从而也就是所支出的花销被大大地减小。
如果在一个挤压头中挤压孔的行数远小于各行中挤压孔的个数，要形成基本为平面的幕帘就更为容易一些。
由于所述转向装置配置在所述沉降浴中，其中连续模制体进入到该沉降浴中，因此只有在连续模制体已被固化，并且能够承受机械载荷时，它们才将被转向。从而确保连续模制体不被转向所损坏。
由于以幕帘的形式进行转向，根据本发明，比起已有技术的方法和设备，沉降浴中的流动条件得到很大的改善：所述幕帘作为一个基本为平面的物体浸没到沉降浴中；连续模制体的浸没角度相互不会有很大的差别。其结果是在该沉降浴中观察不到强烈的紊流，并且沉降浴的表面较已有技术来说更为平静，这样连续模制体被安全地引导通过该沉降浴并且不会粘在一起或破裂。从总体上说，纺丝的稳定性和可靠性都增加了。
在一个进一步的优选改进方案中，为了基本上在一点上会聚连续模制体并随后将该连续模制体以束的形式例如以纤维束的形式向前传递到后序加工步骤中，可以在挤压方向上在转向装置的下游配置一个收集装置。
在一个优选的改进方案中，本发明的方法和设备将包括一个空气间隙，所述空气间隙从挤压孔延伸到沉降浴。在该空气间隙中可以进行拉伸操作，例如在连续模制体周围在挤压方向上鼓风。该拉伸操作也可以以这种方法进行，即通过一个取出单元用高于挤压速度的取出速度将连续模制体移走。
在空气间隙中，鼓风操作也可以在横着挤压方向的方向上进行，以便使连续模制体在被挤压之后立即被干燥。本发明的方法和设备可以在有或者没有鼓风动作的条件下进行操作。
最后，在一个优选的进一步改进安装中，所述的纺丝设备可以是一种模块组合的类型：通过在单个挤压头中的挤压孔，可以形成被共同处理的各个幕帘。这样，为了增加已有设备的生产能力，只需要增加另外的挤压头或幕帘即可。根据本发明，由于在一个挤压头上挤压孔基本上成一行的配置，这种扩展就变得更有可能性。为了增加生产能力，可以将挤压头成排地配置，即一个在另一个之后，或者平行地配置，这样增加的挤压头必须刚好连接到挤头的已有的行上，或者平行于已有挤出头。为此，提供了接受部件，其中附加的挤压头能够以可重新***的方式可拆卸地***或移走。
如果至少一个挤压头和至少一个转向装置被结合在一个扩展单元中，就特别容易改变机器的生产量。采用这种设计，所述单元必须仅与已有***连接，以便增加生产量。
附图说明
本发明的方法和设备将借助于两个带以下视图的实施例加以更详细的说明，其中：
图1示意地表示了本发明第一实施例的透视图；
图2示意地表面了本发明第二实施例的透视图；
具体实施方式
首先，图1描述了所述第一实施例的结构。
图1是一个表示用于挤压连续模制体的设备1的透视图；特别是，在图1中显示了一个纺丝机械，连续模制体在其中以各单根纤维的形式被纺丝。
为此，将一种由水、纤维素和氧化叔胺组成的纺丝溶体准备在一个没有显示出的供应槽中，并且由所述供应槽经一个没有显示出的管线***将该纺丝溶体提供给纺丝设备1。
由于该纺丝溶体会以高温和长时间地进行一种自然的发热反应，所以在管线***中配置了防***装置，以便在这种自然发热反应的条件下将反应所产生的压力卸到外面并且防止对设备1产生的损害。
挤压溶体借助于一个泵***经所述管线***被输送到纺丝设备1中。在该管线***中，也许还配置了补偿槽(没有显示)，以便补偿管线***中的压力和体积变化，并且确保挤压溶体向纺丝设备1的均匀和稳定的输入。
纺丝设备1配置了挤压头2，该挤压头2包括配置成行的多个挤压孔。在图1所示的实施例中，挤压孔的行数显著地小于一行中挤压孔的个数。在通过挤压孔挤压之后，挤压溶体因此以基本为平面幕帘3的形式从挤压头2处离开。
包括连续模制体或单丝的平面幕帘3在挤压通过挤压孔之后直接经过一个空气间隙4，且随后浸没到沉降浴5中。在该空气间隙4中，连续模制体被拉伸。
转向装置7配置在被夹持于盆6内的沉降浴5中。在图1所示的实施例中，各幕帘都分配了一个转向装置7。各转向装置7在挤压管道孔所成的行的方向上延伸。在图1所示的纺丝设备中，转向装置被设计成圆柱形或辊筒的形式，它们或主动或被动地随着连续模制体旋转。另一种可供选择的方案是将转向装置7做成一个静止的弯曲表面。
根据本发明，幕帘3不由转向装置7会聚在一个点上，而是以幕帘的形式转向。其优点在于所述幕帘的各外面的连续模制体3a，3b仅以很小的角度浸没到沉降浴5中。
由于平面幕帘3是平面状的，并且由于各连续模制体之间的角度差别很小，所以沉降浴5的表面保持平静，并且在沉降浴溶液中没有流动，而这种流动会导致各连续模制体破裂或粘到一起。
平面幕帘3由转向装置7引导出沉降浴5到达收集装置8。根据本发明，该幕帘仅在收集装置8处会聚到一点。从收集装置8处开始，幕帘的各连续模制体被以连续模制体束或纤维束的形式来进行传递。
在图1所示的实施例中，收集装置8也被设计成圆筒形的辊，这些辊由驱动单元驱动，或者借助于连续模制体的运动而被动地旋转，但也可以是静止的。各转向装置7都分配了一个收集装置8。收集装置8的轴线平行于挤压头2中的挤压孔的行的方向。
收集装置8被配置成一个在另一个之后，这样在此会聚以获得一个纤维束9a的幕帘相互联合，以获得接合的纤维束9b。纤维束9b由一个取出机构10取出。
取出机构10以预定的可控取出速度取出连续模制体，其中所述的取出速度稍高于挤压溶体通过挤压孔的挤压速度。由于这一速度上的差别，就在连续模制体上施加了一个拉力，并且该连续模制体被拉伸。
在取出机构10之后可以跟随其它的处理步骤，如洗涤、压制和浸渍。这些步骤的每一个步骤都可以在图1中以数字标记11整体表示的工作台上进行。
纺丝设备1为一种模块组合的类型，且其生产能力可以在不用作很大努力的条件下增加或减少。为了增加生产能力，只需要连接上一个新的挤压头20即可。这可以通过增加一个挤压头20以及一个转向装置21和一个分配在所述挤压头上的收集装置22来进行，正如纺丝设备1中的扩展单元25那样。
由于基本为平面的幕帘的产生以及作为一个幕帘进行转向，进行扩展非常容易，对沉降浴中的流动不构成任何损害，也不需要其它的再构造措施。另外，可以进行一个迅速和简单的扩展，这种扩展只导致很短的停顿时间。
现在将参考图2描述本发明的一个第二实施例。对于图2的实施例中与图1的实施例中具有相同功能或相同结构的对应零件，均采用相同的数字标记。
图2所示的纺丝设备实质上与图1所示的纺丝设备不同之处在于挤压头2的方向和转向装置7的设计。
在图2的实施例中，挤压头2与图1中的不一样，它们不是平行排列，而是排成一行。由连续模制体形成的各幕帘3现在互相并排。各挤压头2可以形成一个或几个幕帘3。
因此，只配置了一个转向装置7，并且该转向装置7平行于挤压头2延伸。在图2的实施例中，连续模制体还是只在转向装置7之后会聚为一点，而作为一个幕帘转向。
在图2的纺丝设备1中，转向装置7的轴线和收集装置8的轴线垂直。图2的纺丝设备中的收集装置8与图1的纺丝设备中的收集装置相同，即各幕帘3都分配了一个收集装置，该收集装置将幕帘基本上会聚到一点上，并且将其作为一个连续模制体束向前传递。该所有幕帘的连续模制体束9a被该收集装置联合在一起，以便获得一个单一的束9b。
图2所示的纺丝设备可以以两种方法扩展：首先，在平行于现有挤压头2所形成的行的方向上，可以增加第二、第三行带有其自己的转向装置7b的挤压头2a。依赖于收集装置8的长度，两个幕帘可以在一个收集装置上联合，以便获得两个分别的束或一个接合的束。
通过将其它的挤压头2加到现有的挤压头所形成的行上，并且通过连接扩展部分到转向装置7上以及通过其它的收集装置8，图2所示的挤压设备还可以扩展。与图1所示的实施例一样，挤压头2可以装备转向装置的扩展部分以及附加的收集装置作为一个扩展单元。

Claims (22)

1.一种由一种挤压溶体生产连续模制体的方法，所述方法包括以下步骤：
-给排成一行的多个挤压孔提供所述的挤压溶体；
-通过各挤压孔挤压所述挤压溶体，以获得连续模制体；
-通过各连续模制体组成一个平面的幕帘(3)；
-将所述幕帘(3)浸没到一个沉降浴(5)中；
-在所述沉降浴(5)中由一个转向装置(7)使所述幕帘(3)转向；
其特征在于以下步骤：
-由至少一个收集装置(8)使各连续模制体组成的幕帘(3)向着一点会聚。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述挤压溶体是一种包括水、纤维素和氧化叔胺的挤压溶体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤：
-同时生产多个幕帘(3)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于以下步骤：
-通过至少一个转向装置(7)使所述多个幕帘(3)同时转向。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于以下步骤：
-将所述多个幕帘(3)中的至少一部分向一点会聚，以形成一个纤维束(9a)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤：
-使所述挤压的连续模制体通过一个空气间隙(4)，
-在所述空气间隙(4)中拉伸所述挤压的连续模制体。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于以下步骤：
-或者在挤压方向或者在横向于所述挤压方向的方向上，在所述空气间隙(4)中提供一股空气流。
8.一种由一种挤压溶体生产连续模制体的设备，所述设备包括一个挤压头，所述挤压头包括多个配置成一行状的挤压孔，在操作过程中所述挤压溶体可通过所述各挤压孔被挤压，以便获得一个连续模制体，由于所述挤压孔的配置，所述挤压连续模制体形成一个平面的幕帘(3)，并且所述设备还包括一个转向装置，所述转向装置(7)配置在一个沉降浴(5)中，其中所述连续模制体浸没到所述沉降浴(5)中，并且通过所述转向装置所述挤压连续模制体在操作过程中被转向，其特征在于：在挤压方向上在转向装置(7)的下游处配置一个收集装置(8)，所述幕帘(3)通过所述收集装置(8)会聚于一个点上。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述挤压溶体是一种包括水、纤维素和氧化叔胺的挤压溶体。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述收集装置(8)配置在所述沉降浴(5)之外。
11.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述设备包括多个挤压头(2)，在操作过程中，在每个所述挤压头(2)处至少一个由连续模制体组成的幕帘(3)离开所述挤压头(2)。
12.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述挤压头(2)在所述挤压孔的行的方向上相互平行。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于：在操作过程中，多个幕帘(3)由一个挤压头(2)形成。
14.根据权利要求12所述的设备，其特征在于：多个挤压头(2)相互成列地一个在另一个之后地配置。
15.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：多个幕帘(3)由所述转向装置(7)转向。
16.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述转向装置(7)作为一个转向辊，为圆筒形的结构。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于：所述转向装置(7)的轴线或者在平行于所述挤压孔行的方向上，或者在横向于所述挤压孔行的方向上延伸。
18.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述转向装置(7)的轴线和所述收集装置(8)的轴线以垂直偏置的形式配置。
19.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：各所述幕帘(3)都配有一个转向装置(7)。
20.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：各所述转向装置(7)都配有一个收集装置(8)。
21.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述设备(1)为模块组合结构，并且包括接受部件，至少一个所述挤压头(2)和/或至少一个所述转向装置(7)和/或至少一个所述收集装置(8)可以可拆卸地***所述接受部件中。
22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于：为了对所述设备(1)进行扩展，至少一个挤压头(2)和至少一个转向装置(7)接合起来，以便形成一个可安装在所述设备(1)上的扩展单元。
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