拉伸装置及拉伸方法_3

文档序号:8926656阅读:来源:国知局
1/2的位置(1/2L)处将旋转中心轴彼此连接,M表 示该连接的线的中点。
[0096] 在本发明的拉伸装置中,通过使丝条等被拉伸材料从小直径侧缓慢地移动到大直 径侧,$昆的表面速度增加,与此相伴,被拉伸材料被拉伸,如果被拉伸材料在一对锥形棍之 间搭绕多次,则可对被拉伸材料进行多级拉伸,因此能够得到以高拉伸倍率进行的拉伸材 料。
[0097] 然而,如果要使被拉伸材料从小直径侧向大直径侧移动,即,向速度加快的方向移 动,则会产生使被拉伸材料从大直径侧向小直径侧移动的反方向的力。为了克服该力,使被 拉伸材料从小直径侧向大直径侧移动,希望产生相应的力学上的应力。为了产生该应力,优 选以2根辊的旋转轴的方向能够改变的方式构成装置,使得2根辊的旋转轴中心线彼此的 投影角度0可以在o.oor < 0 <20°的范围内选择。
[0098] 0越大,越能增加从小直径侧向大直径侧移动的应力,使被拉伸材料自然地向大 直径侧移动。根据被拉伸材料的种类、拉伸倍率、作为被拉伸材料的纤维的纤度或者带或片 的宽度、拉伸温度、拉伸速度、拉伸张力、收缩应力等的不同,0的设定角度在各种条件下的 合适的值不同,难以笼统地确定最佳范围。因此,作为连续拉伸装置,优选具有能够自由地 在0.001°彡0彡20°的范围内调节角度的机构。这里,如果0过小,则不能产生有效的 力,另外,如果0过大,则被拉伸材料的移动过大,从充分地确保连续拉伸的级数的观点考 虑不优选。 0更优选为〇. 0 <10°。
[0099] 对于9的角度的确定方法而言,一般来说,如图4A那样,在0与P-Q-M在相同平 面上的情况下,将9确定为2根辊的旋转中心线的延长线的角度。另一方面,例如,即使如 图4B那样,2根辊中1个或2个的旋转中心线偏向左右,也可以得到同样的效果。在这种情 况下,9被确定为将各个辊的旋转中心线投影于P-Q-M构成的平面上所得到的角度。
[0100] 这里,P和Q表示各辊的大直径侧末端的旋转轴中心点;在各辊中相当于锥形部分 的长度L的1/2的位置(1/2L)处,将旋转中心轴彼此连接,M表示该连接线的中点。
[0101] 对于如图4C所示的形态而言,2根辊适度倾斜,在一对锥形辊之间搭绕了多次(6 次)的被拉伸材料(丝条等)虽然被拉伸,但由于被拉伸材料在辊之间的宽度基本相同,因 此能一边进行高倍拉伸一边保持行进的稳定性。
[0102] 被拉伸材料可以导入到平直部,也可以直接导入到锥形部。另外,被拉伸材料可以 从平直部输出,也可以直接从锥形部输出。需要说明的是,在未设置平直部的情况下,为了 防止被拉伸材料的脱落,可以根据需要在辊的端部设置凸缘等。
[0103](辊表面温度)
[0104] 在本发明中,优选根据被拉伸处理的被拉伸材料而使锥形辊的表面被加热至期望 的温度。根据被拉伸材料的种类、条件的不同,可以在室温下进行连续拉伸,但为了使拉伸 更稳定,通常优选以能够在30°C~280°C范围内设定任意温度的方式构成辊表面。在低 于30°C的温度时,与室温的温差小,另外,如果高于280°C,则根据被拉伸材料的不同,存在 被拉伸材料开始熔粘在辊表面上而成为引起毛刺、断丝的原因的隐患。适当的温度需要根 据被拉伸材料的种类、条件而进行各种设定,但在多数情况下,更优选能够设定为70°C~ 260°C范围内的温度。
[0105] 随着被拉伸材料的拉伸的进行,软化温度、熔点开始升高,与拉伸倍率对应的适当 温度也开始逐渐变化。因此,期望能在辊的长度方向的2~8个区域分别地调节温度的装 置。
[0106] 图3A~3G示出了辊的长度方向上的加热区域的各种形态。图3A示出了加热区 域为1个0\)的形态。图3B示出了设有2个加热区域(Tpig的形态,该构成能够控制将 辊的前半部与后半部加热至不同的温度。图3C示出了设有3个加热区域的形态,该构成能 够控制将导入及输出平直部1~ 3和锥形部T 2分别加热至不同的温度。图3D示出了设有 4个加热区域的形态,该构成能够控制将被拉伸材料导入及被拉伸材料输出的平直部1\、T 4 和前半及后半锥形部T2、T3*别加热至不同的温度。图3E示出了设有5个加热区域的形 态,图3F示出了设有6个加热区域的形态,图3G示出了设有7个加热区域的形态。如图所 示,各个加热区域的长度可以相同,也可以不同。
[0107] 对于辊的加热方法没有特别限制,可以通过内部加热方式或外部加热方式进行辊 的加热。
[0108] 内部加热方式是指,通过从辊的内侧加热,由热传递对辊的表面进行加热的方式, 作为内部加热方式,可以列举出:使加热空气、燃烧气体、加热水蒸气、水、油等加热液体等 的被加热至高温的热介质在辊内循环来进行加热;或者在辊的内部设置铁、镍、锰及其合金 等具有磁性的材料,通过使其由辊的内部感应电流而进行加热(感应加热);以及,在辊的 内部设置碳、钛酸钡(BaTi0 3)、钛酸锆酸铅[Pb(Zr,Ti)03]等介电常数高的材料,在辊的内 部通过微波或高频波进行加热的方式等。
[0109]另外,作为外部加热方式,可以列举出:将由加热空气、燃烧气体、加热水蒸气等被 加热至高温的热介质直接吹到辊表面来进行表面的加热;在辊的内部设置铁、镍、锰及其合 金等具有磁性的材料,通过使其由辊的外部感应电流而进行加热;以及,在辊的内部设置远 红外线、镍镉电热线等热源,通过与辊的表面接触或辐射来进行加热的方式等。
[0110] 在辊的长度方向上设有多个加热区域的情况下,可以通过在辊内部或外部分别对 各个加热区域设置加热方式来进行。
[0111] 为了拉伸的稳定化,可以通过将图2的辊装置整套封入密闭室内进行保温,从而 进行稳定的拉伸。进而,通过对密闭室内进行热风、红外线加热来追加对被拉伸材料表面进 行加热也是有效的。
[0112] 在需要更高倍率的拉伸的情况下,还可以通过将2~5台上述连续拉伸装置串联 排列来构成能够进行高拉伸倍率拉伸的多级连续拉伸装置。
[0113](拉伸方法)
[0114] 本发明的拉伸方法通过如下方式进行:使用上述本发明的具备一对锥形辊的拉伸 装置,将被拉伸材料搭绕在上述拉伸装置的一对辊之间,一边从上述锥形辊的小直径侧向 大直径侧多次搭绕上述被拉伸材料,一边使其行进来进行拉伸。
[0115](与其它拉伸方法的组合)
[0116] 被拉伸材料的拉伸不仅进行用本发明的拉伸装置的拉伸,也可以根据需要在用本 发明的拉伸装置的拉伸之前或之后,与用其它拉伸方法的拉伸进行组合。作为其它拉伸方 法,可以列举用直辊进行的辊拉伸、销钉拉伸、板拉伸、热风加热炉拉伸等,这些辊、针、刮板 等拉伸装置可以根据需要具备能够加热拉伸的加热机构。作为加热结构,可以列举出:红外 线加热、热风加热、蒸气加热、热介质加热、微波加热、高频加热、感应加热等。
[0117](各种纤维的拉伸)
[0118] 本发明的拉伸装置可以应用于聚酯、聚酰胺〔尼龙6、尼龙66、尼龙9T(1,9-壬二胺 和/或2-甲基-1,8-辛二胺与对苯二甲酸形成的尼龙)等〕、聚乙烯醇、聚烯烃(聚乙烯、 聚丙烯等)、聚甲醛等各种合成纤维,特别优选应用于用熔融纺丝法、半熔融纺丝法、干式纺 丝法制造的纤维。对于丝条的拉伸而言,根据原材料不同,其适当的拉伸温度也不同,对于 本发明的拉伸装置而言,选择适当的加热方式、加热条件,能够以期望的辊表面温度进行拉 伸。另外,本发明的拉伸装置在辊的长度方向上将加热区域区分开,在拉伸中,能够在分别 与拉伸初期、拉伸中期、拉伸后期各个阶段对应的最佳拉伸温度下进行拉伸。
[0119] 使用本发明的拉伸装置,纺丝后的丝条的拉伸能够以1. 2倍以上的期望拉伸倍率 进行,例如,可以进行10倍以上的拉伸,可以将一对锥形辊之间搭绕的次数设为6次以上、 10次以上、以及20~40次的多次来进行多级拉伸。即,能够一边慢慢地进行拉伸一边进行 高倍拉伸。在进行高拉伸倍率的拉伸时,可以通过加长一对辊的辊长度、设置多组成对辊构 成的拉伸装置、在丝条的行进方向上串联设置来实施。
[0120] 由于本发明的拉伸装置由一对辊构成,因此能够将纺丝后的丝条一边用牵引辊牵 弓丨、一边导入到由一对锥形辊构成的本发明的拉伸装置而不用对其进行卷取,从而组成纺 丝拉伸直接连接工艺。
[0121] (各种带或片的拉伸)
[0122] 本发明的拉伸装置能够用作对聚酯、聚酰胺〔尼龙6、尼龙66、尼龙9T(1,9-壬二胺 和/或2-甲基-1,8-辛二胺与对苯二甲酸形成的尼龙)等〕、聚乙烯醇、聚烯烃(聚乙烯、 聚丙烯等)、聚甲醛等的带或片进行拉伸的拉伸装置,能够制造高强力单向拉伸片、扁平纱 线(flat yarn)(带子纱(tape yarn))、裂膜丝(split yarn)等。
[0123] 实施例
[0124] 接下来,通过实施例对本发明进行具体说明。本发明不受本实施例的任何限定。需 要说明的是,以下的实施例及比较例中的各测定值是按照以下方法测定的。
[0125][聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性粘度(IV)]
[0126] 使用奥斯特瓦尔德粘度计、在25°C下测定将3g
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