专利名称：Pet长丝的纺丝和卷绕方法
技术领域：
本发明涉及POY长丝的纺丝和卷绕方法，该长丝不低于长丝总重量的90重量％由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成。
依据所要产生的纤度，通常采用2500-3500m/min的引出速度生产预取向的非结晶PET长丝，它也被称作POY。这类长丝的断裂伸长值为90-165％，该值被证明有利于牵伸或牵伸-变形操作等后加工。但在所提到的速度范围内，在PET长丝中不产生结晶，这可由例如《化学纤维/纺织工业》(Chemiefasern/Textilindustrie)1980年1月号第27页的图2看出。
但是，当类似于生产纺丝取向的(spinnorientierter)的结晶PET长丝，也称作FOY或HOY，寻求进一步提高引出速度时，由于POY纱的热和机械稳定性较低，会造成后加工中较高的断头率、较不均匀的参数和/或导致后加工缺陷，尤其是牵伸-变形加工中的缺陷。
解决这些问题的第一途径描述于WO 99/51799、WO 99/07927和WO 93/19229。WO 99/51799公开了一种连续长丝的纺丝方法，其在筒管中使用加速冷却空气冷却新纺的丝。这使纺丝引出速度提升到4530m/min同时不降低长丝的断裂伸长成为可能。至于断头率，该文献没有提供任何信息。
WO 99/07927涉及将聚酯基聚合物共混物制成POY长丝的方法。在一定量的添加剂共聚物存在下，甚至在高达6000m/min的纺丝引出速度时，仍获得高断裂伸长值的PET长丝。至于断头率，此文献也没有提供任何信息。
相反，WO 93/19229描述了使用一种纺丝设备的连续长丝纺丝和冷却方法，该设备包括纺丝头(含喷丝板)和具有透气侧壁的冷却甬道，通过侧壁，气流被吸入这些冷却甬道的内部。由此获得了均匀的PET长丝并且纺丝断头率数值低。然而，在4200到5700m/min的高速下获得明显更低的85％到54％的断裂伸长。这些数值对纺丝取向的结晶长丝而言是典型的。
引述的这些方法虽然有可能以高纺丝引出速度纺丝并卷绕POY长丝，但POY生产仍有许多方面需要改进。缺陷包括以下方面·因纤维的机械和/或热损伤而产生有缺陷的丝；·因形成毛圈和断头而大大降低加工效能；·此外观察到在卷装上的卷装凸边(Sattelbildung)和纱线脱边(Fadenabschlaeger)，即由卷装边滑脱下单根或所有长丝。
本发明的一个目标是提供一种方法，该方法用于以高纺丝引出速度纺丝和卷绕不低于长丝总重量的90重量％由PET构成的POY长丝，获得低缺陷率。更具体地，这些PET的POY长丝应当具有90％-165％范围的断裂伸长值，并具有长丝参数和纺丝油剂施加方面的高度一致性。
本发明进一步的目的是，提供一种经济的工业化方法，用于PET的POY长丝纺丝和卷绕。本发明方法应当允许尽可能高的纺丝引出速度，优选高于3800m/min，尤其是在4200到8000m/min的范围内，同时具有尽可能低的纺丝缺陷率，此外应当提供良好的管纱结构，以便提供高于4千克的高纱线重量的卷装，以及后加工中良好的卷装退绕性能。
本发明更进一步的目的是，由本发明方法获得这些POY可牵伸或可牵伸-变形，并且具有非常好的染色及加工性能，同时材料缺陷率非常低。
用包含权利要求1所有特征的纺丝和卷绕方法，能实现这些目的和尽管没有明确提到但是从本说明书开头所公开的相关事实易于得出或者显而易见的其它目的。引用权利要求1的从属权利要求要求保护本发明方法的有利变型。
因此，本发明提供一种方法，用于以高于3800m/min的纺丝引出速度生产和卷绕POY PET长丝，该方法包括a)将纺丝拉伸比设定在50-250范围内，
b)使长丝在由喷丝头出来之后紧接着通过20mm到300mm长的冷却延迟区，c)将长丝冷却到固化温度以下，d)在距离喷丝头下侧500mm-2500mm距离处汇聚长丝，e)对每股纱使用至少一个上油针(Oelerstift)，以少于90数字(Digits)的标准偏差的上油偏差加入纺丝油剂，f)使用具有低摩擦表面的上油针以及送纱元件(Fadenbuendelungselemente)和导纱元件，g)将导丝盘之前的纱线张力设定在0.07cN/dtex和0.5cN/dtex之间，h)以0.05cN/dtex-0.20cN/dtex的纱线张力、1.0巴-5.5巴之间的空气压力将纱线喷气变形(verwirbelt)，在此设定结头数至少为10n/m，其变异系数小于100％。
i)通过以比卷绕心轴的驱动至少高0.3％的频率驱动络丝机的探测辊，而且在卷绕期间卷绕角(Fadenverlegewinkel)在最小3.5°，最大为7.5°的范围内改变以及纱线张力介于0.03cN/dtex-0.20cN/dtex之间的条件下卷绕纱线。
此预料之外的方法可以在高纺丝引出速度下，低断头率地生产和卷绕POY PET长丝。该POY PET长丝的断裂延伸值范围在90％-165％的范围内，而且长丝的参数和纺丝油剂涂覆非常均匀。
本发明的方法具有许多进一步的优点，它们包括工业化大规模实施本发明方法是简单而且经济的。更具体地，本方法允许用高于3800m/min，尤其在4200-8000m/min之间的高引出速度进行纺丝和卷绕，而且生产的卷装具有高于4kg的高纱线重量。
因此，由本方法获得的POY PET长丝的卷装进一步可以在牵伸或拉伸变形过程中用简单的方法加工，并且具有最少的退绕瑕疵。
通过本方法获得的高均匀的POY长丝，可以保证均匀和基本上无瑕疵的染色和POY聚酯长丝的进一步加工。
本发明提供制备和卷绕POY长丝的方法，所述长丝不少于长丝总重量的90重量％由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成，PET例如从对苯二甲酸和乙二醇用常规的缩聚方法获得。
该聚对苯二甲酸乙二醇酯可以是均聚物，也可以是共聚物。有用的共聚物尤其包括，除了上述重复单元之外，含有基于PET所有重复单元的最多15mol％常见共聚单体的重复单元，例如1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1，4-环己烷二甲醇、聚乙二醇、间苯二甲酸和/或己二酸。然而，为了本发明目的，优选PET均聚物。
PET可以进一步包含很少比例的、优选至多为长丝总重量的0.5重量％的接枝组分。根据本发明的优选接枝组分包括，多官能的酸，例如苯偏三酸或均苯四酸；或者三-到六元醇，例如三羟甲基丙烷、季戊四醇、一缩二季戊四醇、丙三醇或相应的羟酸。
在本发明的范围内，使PET与基于该长丝总重量的至多2.5重量％的添加剂聚合物延伸性增强剂混合，可能带来进一步的好处。根据本发明特别有用的添加剂聚合物包括下述的聚合物和/或共聚物1.含有以下单体单元的共聚物A＝丙烯酸、甲基丙烯酸或CH2＝CR-COOR’、其中R是H原子或CH3基，而R’是C1-15烷基或C5-12环烷基或C6-14芳基，B＝苯乙烯或C1-3烷基取代的苯乙烯，该共聚物由60-98％的A和2-40重量％的B，优选83-98重量％的A和2-17重量％的B，且更优选90-98重量％的A和2-10重量％的B组成(总和＝100重量％)。
2.含有以下单体单元的共聚物C＝苯乙烯或C1-3烷基取代的苯乙烯，D＝式I、II或III中的一种或多种单体
其中，R1、R2和R3各自是H原子或C1-15烷基或C6-14芳基或C5-12环烷基，其中共聚物由15-95重量％的C和2-80重量％的D，优选50-90重量％的C和10-50重量％的D，更优选70-85重量％的C和15-30重量％的D组成。C和D总计为100重量％。
3.含有以下单体单元的共聚物E＝丙烯酸、甲基丙烯酸或CH2＝CR-COOR’，其中R是H原子或CH3基，而R’是C1-15烷基或C5-12环烷基或C6-14芳基，F＝苯乙烯或C1-3烷基取代的苯乙烯，G＝式I、II或III中的一种或多种单体 其中，R1、R2和R3各自是H原子或C1-15烷基或C5-12环烷基或C6-14芳基，H＝一种或多种烯属不饱和单体，其可与E和/或与F和/或G共聚，而且选自α-甲基苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，其不同于E，氯乙烯、偏二氯乙烯、卤代苯乙烯、乙烯基醚、异丙烯基醚和二烯，该共聚物由30-99重量％的E、0-50重量％的F、＞0-50重量％的G和0-50重量％的H组成，优选由45-97重量％的E、0-30重量％的F、3-40重量％的G和0-30重量％的H，更优选由60-94重量％的E、0-20重量％的F、6-30重量％G和0-20重量％的H组成。E、F、G和H总计为100重量％。
4.以下单体单元的聚合物 其中R1和R2是由任选的原子C、H、O、S、P和卤素原子构成的取代基，而且R1和R2的分子量合计至少为40。例举性的单体单元包括丙烯酸、甲基丙烯酸或CH2＝CR-COOR’、其中R是H原子或CH3基，而R’是C1-15烷基或C5-12环烷基或C6-14芳基，而且也可以是苯乙烯或C1-3烷基取代的苯乙烯。
在WO 99/07927中详细描述了这些物质的制备和添加剂聚合物与PET混合的细节。在DE 10022889.5中可进一步参考如何在PET中计量添加和分散这些添加物。
出于本发明的目的优选添加剂聚合物和/或共聚物，它们是无定形并且在聚酯基质中不溶解。优选它们具有90-200℃的玻璃化转变温度，此玻璃化转变温度用已知方法测定，优选用差示扫描量热法测定。在已有技术中，例如在WO99/07927中有更详细的描述，该文献中公开内容在此经引用并入本发明。
根据本发明，选择添加剂聚合物和/或共聚物，使得添加剂聚合物和/或共聚物与基质聚合物的熔体粘度之比在0.8∶1到10∶1的范围内，优选在1.5∶1到8∶1的范围。用振荡流变仪按照公知方式测量此熔体粘度，振荡频率为2.4Hz，温度等于基质聚合物的熔化温度再加34℃。对于聚对苯二甲酸乙二醇酯而言，熔体粘度的测定温度为290℃。可再次在WO 99/07927中找到进一步细节。优选添加剂聚合物和/或共聚物的熔体粘度高于基质聚合物的熔体粘度，已经明确，选择添加剂聚合物和/或共聚物的比粘度范围并选择粘度比，有助于优化纱线产品的性能。给定最佳化的粘度比，就有可能把所加的添加剂聚合物和/或共聚物的量减到最小，由此尤其改善本方法的经济性。将被纺丝的聚合物共混物优选含有0.05-2.5重量％的添加剂聚合物和/或共聚物。
选择合适的粘度比会为聚合物基质中的添加剂聚合物和/或共聚物提供窄的颗粒尺寸分布，以及在纤维中添加剂聚合物和/或共聚物的所需原纤维结构。添加剂聚合物和/或共聚物比基质聚合物更高的玻璃化转变温度确保在纺丝中快速固化此原纤维结构。在刚出喷丝头时，添加剂聚合物和/或共聚物的最大颗粒尺寸约1000nm，而平均颗粒尺寸为400nm或更小。在牵伸完纤维后，获得需要的原纤维结构，这些长丝中所含至少60重量％的添加剂聚合物和/或共聚物是长度在0.5-20μm范围，且直径在0.01-0.5μm范围的原纤维形式。
本发明的聚对苯二甲酸乙二醇酯可以含有常规量的、优选0-5重量％、更优选0-1重量％的其它添加剂作为混合物，这些百分数各自基于长丝的总重量，例如，催化剂、稳定剂、抗静电剂、抗氧化剂、阻燃剂、染料、上染率改进剂、光稳定剂、有机亚磷酸盐、萤光增白剂和消光剂。
根据本发明，于高于3800m/min的引出速度将PET纺成POY长丝并卷绕，有利地在至少4200m/min，优选高于4600m/min，尤其是至少6000m/min，更优选高于6000m/min。为了本发明的目的的最可取的优选范围在4200-8000m/min之间，特别是在4600-6000m/min之间。
为了本发明的目的，POY长丝是断裂延伸值在90-165％范围内的长丝。
下述措施可能有利于本发明的方法，使用在高纺丝引出速度下减少应力诱导结晶的纺丝冷却装置。本发明的一个特别优选实施方案利用了如WO 99/51799中描述的纺丝冷却装置。该参考文献的公开内容经引用明确地并入本发明。
适为了本发明的目的的PET优选具有0.55dl/g-0.75dl/g范围内的特性粘度(极限粘度数)。
本发明的方法中，通过纺丝泵以恒定转速将PET熔体泵入喷丝头组件，通过已知的公式计算该转速，以便获得所需要的纤维纤度，熔体通过组件的喷丝板上的喷丝孔挤出，形成熔融长丝。
该熔体可以例如在挤出机中由聚合物切片制备，在此情况下，必须首先将切片干燥到含水量≤100ppm，特别是干燥到含水量≤50ppm。优选从缩聚车间的最后反应器直接将熔体进料到纺丝车间中。
熔体的温度-通常称为纺丝温度，且其在纺丝泵之前测定-依赖于PET的熔点。优选它在式1所给出的范围内式1Tm+19℃≤TSp≤Tm+49℃其中Tm是PET的熔点，约260℃，并且TSp是纺丝温度[℃]。
熔体的均匀性直接影响着纺成的长丝材料的性能。因此，优选使用至少有两个元件的静态混合器，而且被安装在纺丝泵的上游和/或下游，以均化熔体。例如，可以使用德国巴马格公司出产的带有一体化混合器的Promix纺丝泵。
喷丝板的温度，其依赖于纺丝温度，是由喷丝板的所谓相伴加热系统控制。有用的相伴加热系统包括例如，用狄菲尔(Diphyl)加热器附加对流-、感应-或辐射加热器加热的纺丝箱体。喷丝板的温度通常等于纺丝温度。
喷丝板处的温度增加可通过在喷丝头组件中的压力梯度获得的。公知的推导，例如K.Riggert“Fortschritte in der Herstellungvon Polyester-Reifenkordgarn”，Chemiefasern 21，第379页(1971)描述为，压力每下降100bar，温度上升约4℃。
此外有可能通过使用松散的过滤材料，特别是通过使用具有平均颗粒尺寸为0.10mm-1.2mm，优选范围在0.12mm-0.75mm范围之间的钢砂和/或过滤盘，控制喷丝头的压力。该过滤盘可以由细度≤40μm，优选5-20μm的金属机织物或非织造织物形成。
另外，喷丝孔中的压力降也对总的压力降有贡献。喷丝头压力优选设定在80巴-450巴之间，尤其是在100巴到250巴之间，后者对应于刚要挤出前的熔体的温度增加4-10℃。
纺丝拉伸比iSp，即引出速度与挤出速度之比，是按照US5,250,245，通过公式2，由PET的密度、喷丝孔的直径和每根长丝的纤度计算得出的公式2iSp＝2.25·105·(δ·π)·D2(cm)/dpf(den)其中δ是熔体的密度(g/cm3)；对于PET＝1.22g/cm3D＝喷丝孔的直径(cm)dpf＝每根丝的纤度(den)。
为了本发明的目的，纺丝拉伸比(Spinnverzug)在50-250之间，优选在70-170之间。
喷丝孔的长度/直径之比优选在1.5-6之间，特别在1.5-4之间。
挤出的长丝通过冷却延迟区。该冷却延迟区直接配置于喷丝头组件的下方成为凹进区，在该凹进区中，从喷丝孔挤出的丝受到保护而免于被冷空气直接作用，且在牵伸或冷却方面被延缓。构造此凹进区的主动部分，使其成为伸向纺丝箱体内的纺丝组件延伸部分，结果丝被加热的壁所包围。由保温层和不加热的框架组成被动部分。在总长度为20-300mm的条件下，主动凹进区的长度在0-300mm之间，而被动部分的长度在20-150mm之间。
作为主动凹进区的一种替代，可在纺丝箱体下配备再加热器。不同于主动凹进区的是，此区断面为环状或四方形，且此区包括至少一套不依赖于纺丝箱体的加热系统。
在同心包围纺丝线的径向多孔冷却系统的情况下，可以通过圆柱形遮盖物达到延迟冷却。
接着将长丝冷却到低于固化点的温度。对于本发明来说，该固化温度是熔体向固体状态转变的温度。
从现有技术中已知冷却丝的方法。根据本发明，尤其有用的方法是使用冷却气体，特别是冷却的空气。冷却空气的温度优选在12℃-35℃的范围内，特别优选在16℃-26℃的范围内。冷却空气的速度的有利范围在0.20m/sec-0.55m/sec之间。
该丝可以使用例如单纱系统进行冷却，该单纱系统包括具有多孔壁的单个冷却甬道。通过主动的冷却空气输入或还通过利用丝的自吸效果和/或通过抽出冷却空气，获得每根丝的冷却。作为单独甬道的一种替换，也可以使用熟悉的横流冷却系统。
在一个特别的冷却和牵伸区的具体实施方案中，把从延迟区出来的丝暴露在长度为10-175cm，优选为10-80cm的区域内的冷空气中。长度为10-40cm的区域特别适合卷绕时每根丝纤度≤1.5dtex的长丝，而长度为20-80cm的区域特别适合每根丝纤度为1.5-9.0dtex的长丝。
随后长丝和伴随的空气一起通过横断面减少的甬道，通过控制纺丝线传送方向上的横断面收敛和尺寸，使空气速度与抽出时的纱线速度的比为0.2-20∶1，优选为0.4-5∶1。
在将丝束冷却到固化点以下的温度后，使它们集束成一束纱。根据本发明，可以使用在线测量纱线速度和/或纱线温度的常规方法，确定根据本发明合适的从喷丝头下侧到集束处之间的合适距离，例如使用产自TSI/德国的激光多普勒风速计或产自Goratec/德国的IRRIS 160型红外照像仪测定。其范围在500-2500mm。优选在≤1500mm的较小距离处，将具有纺丝纤度≤4.5dtex的单丝集束，而更粗的丝优选在更远距离处集束。
对于本发明的目的而言有利的是，优选与纺成的丝接触的所有表面均由特别低摩擦的材料制成。这基本上避免了松毛球形成(Flusenbildung)而且提供更高质量的长丝。特别适合本目的的是产自Ceramtec/德国的“TriboFil”规范的低摩擦表面。
这些长丝在上油针处集束，该上油针均匀地向纱线提供所需量的纺丝油剂。特别适合的上油针的特征在于一入口部分，带进油口小孔的纱导管和出口部分。该入口部分为漏斗状，这避免仍旧干的长丝与其接触。长丝的接触点出现在上油后的纱导管内。纱导管和进油口小孔在宽度上与该纱的纤度和长丝根数相适应。在1.0mm-4.0mm范围内的小孔和宽度特别适合。上油针的出口部分设计成均化区，其优选含有储油器部分。合适的上油针例如可得自Ceramtec/德国，型号为TriboFil；得自Goulston/美国，型号为LuroJet；得自Kyocera/日本，型号为SF，和得自Rauschert/德国，型号为PN。
对于本发明而言，上油的均匀性极其重要。例如可以借助Chemiefasern/Textilindustrie第42/94，1992年11月，第896页中所描述的方法，使用Rossa测量计测定此均匀性。上油量的幅度及其波动以相对单位，所谓的数字给出。为了本发明的目的，该程序提供了低于90数字的上油的标准偏差值，且特别是低于60数字。为了本发明的目的，上油标准偏差值特别优选低于45数字，而且特别是低于30数字。标准偏差值为45数字大概对应于3.1％的变异系数。
对本发明目的特别有利的是，将纺丝油剂供应线和泵设计成自脱气的，从而避免气泡，因为气泡会导致上油的明显波动。本发明极其优选的实施方案采用了产自Barmag/德国的Profin型纺丝油剂泵。
根据本发明，在卷绕前丝束进行喷气变形，已经发现常规的系统不太适合，因为高速和增加的空气压力的结果是，观察到大量的毛圈形成(Schlaufenbildung)和松毛球形成。此外这些常规系统还要求高的卷绕张力，这对管纱结构产生不利影响，并导致卷装凸边以及导致卷装滑脱(Einrutschern)和纱线脱边。
在本发明范围内，通过使用带封闭纱导管的喷嘴，有利地避免了这些缺点，因为这种系统甚至在纱线张力低和空气压力高的条件下，仍避免了纱线在喂入槽中的扭结。该喷气变形喷嘴(Entanglingduesen)优选布置在导丝盘之间，而且纱的出口张力通过不同的进口和出口导丝盘的速度来控制。纱的出口张力应不超过0.2cN/dtex，且首先纱的入口张力应当在0.05cN/dtex-0.18cN/dtex之间。喷气变形空气(Entanglingluft)的压力介于1.0-5.5巴。
在此设定至少为10n/m的结头数。尤其有意义的是最大无结头的间隔小于100cm，而且结头数的变异系数值低于100％。有利地，使用空气压力≥3.0巴，提供≥15n/m的结头数，其高度均匀的特征表现在，变异系数不大于70％，而且最大无结头间隔为50cm。
在实践中，发现特别有用的是产自Temco/德国的LD型系统，产自Slack & Parr/USA的双系统或产自Heberlein的Polyjet型喷嘴。
在真正喷气变形(Entangling)之前使用移动喷嘴，可以在减少松毛球(Flusen)方面获得特别积极的效果。在低于1巴的空气压力下操作，移动喷嘴可以提供更加均匀化的上油和单丝的彻底混合。在第一导丝盘之前使用这些喷嘴，优选就在上油针之下。
第一导丝盘单元的圆周速度称做引出速度。在纱线于络纱机组件中卷绕，在纱管上形成卷装(络纱)之前，可以使用进一步的导丝盘系统。
稳定、无瑕疵的卷装是纱线无瑕疵退绕以及尽可能无瑕疵后加工的基础先决条件。在本发明方法范围中，所使用的卷绕张力在0.03cN/dtex-0.20cN/dtex，优选在0.05cN/dtex-0.15cN/dtex之间的范围。
优选使络纱机具有用于纱线防叠绕纱的叶轮变化(Fluegelradchangierung)，而且具有驱动的探测辊，用于控制筒管被推至其上的驱动的卷绕心轴的转速。为了避免纱线脱边，有利的做法是，比卷绕心轴驱动至少高0.3％的频率驱动探测辊。
为了能特别在极限卷装位置上避免滑脱纱层，特别有利的是利用防叠机理，以至少1°逐步改变卷绕角。根据本发明，为了使管纱结构稳定，特别优选每往复一次的卷绕角度改变在3.5°-7.5°范围。这里的卷绕角是指，垂直于筒管观察，纱在筒装上的输送方向和与筒管垂直方向之间所成的角。
按照本发明的喷气变形(Entangling)和络纱机条件提供稳定的卷装。
根据本发明的方法，一个重要参数是，设定在导丝盘之前的纱线张力。正如人们熟知的，该张力主要由Hamana的实际取向张力、导纱器和上油针上的摩擦张力、以及纱线-空气摩擦张力组成。为了本发明的目的，导丝盘之前的纱线张力在0.07cN/dtex-0.50cN/dtex的范围，优选在0.07cN/dtex-0.20cN/dtex之间。
低于0.07cN/dtex的太低的张力，会不再提供所需的预取向度。当张力超过0.50cN/dtex时，由于摩擦热会导致纱线的破坏，导致纱线参数劣化。
根据本发明通过纺丝引出速度、上油针离喷丝头的距离、摩擦表面和上油针和导丝盘之间间隙的长度来控制此张力。该间隙的长度最好不超过6.0m，优选小于2.5m，纺丝系统和牵拉机平行布置确保直线的纱路。
要根据本发明设定络纱张力，POY的络纱速度低于引出速度0-2％是有利的。优选选择低于纺丝引出速度0-1％的络纱速度。
有利的是，调整络纱机的环境处于≤35℃的温度，特别在12-28℃，且相对湿度为40-90％进行本发明的方法。此外有利的是，在进一步加工前，将POY卷装保持在12-28℃和相对湿度40-90％条件下至少4个小时。
所给出的材料参数确定方法是本领域技术人员熟知的。从技术文献，例如在WO 99/07927中可以得到，其公开内容并入本发明以供参考。
使用德国Enka-Technica公司的ITEMAT型结头计数器，在100m/min的速度下并在第1水平的设定下，测定喷气变形参数。
使用德国ENKA-Technica的Fraytec仪器在线进行纺丝时松毛球的探测。在此松毛球传感器(Flusenerfassungssensor)必须触发紧接的摄像机，存贮所摄的图象以便对可能的瑕疵进行分析和分类。利用该方法可以避免例如由于油滴和振动所导致的误测。该评价尤其可以提供与变形相关的瑕疵信息。看起来像长丝簇绒(Filamentbueschel)而且是由断丝滑脱引起的这些瑕疵，根据本发明方法，会在纺丝引出速度为5000m/min时，减少到每小时0个。
现在通过实施例更具体描述本发明，但该实施方案不限制本发明的范围。
从反应釜中排出特性粘度0.64dl/g，对应于在290℃时的熔体粘度为250Pas，温度为282℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体，将其经增压泵于205巴压力下泵送通过熔体管线，流速为302.4kg/h。该熔体流经20μm的过滤器和换热器，其将熔体的温度从292℃降到290℃的纺丝温度。
把流速为302.4kg/h的过滤部分熔体流1分为相当于第一股熔体流4.62重量％的第二股熔体流，其流速为13.98kg/h，和流速为288.42kg/h的第三股熔体流，并岔开。
用德国Gttingen的Mahr GmbH产的左旋操作的6重行星齿轮泵计量并输送第二股熔体流和添加剂流。这是一种6重纺丝泵，通过转动方向的换向从而熔体流的换向，其将6个输入通道中等体积的流体合并在一个出口通道中。
把第二股熔体流等分喂入到德国Gttingen的Mahr GmbH产的左旋操作的6重行星齿轮泵6个入口中的5个入口。
选择第三组材料的共聚物添加剂，其含有9重量％的苯乙烯，89重量％的甲基丙烯酸甲酯和2重量％的N-环己基马来酰亚胺，粘度比为5.8。
把干燥到剩余水分含量＜0.1重量％的该添加剂在挤出机中熔融，并于熔体温度为265℃时喂入到6重行星齿轮泵的剩余入口通道中，其流速为2.33kg/h，相当于第一股熔体流0.77重量％。
在行星齿轮泵的出口通道中，使此添加剂流与聚酯流结合，该聚酯流来自5个聚酯喂入入口通道中的一个，并在剩余4个入口通道的聚酯流在此行星齿轮泵的出口处加到此预混合物中之前，用产自瑞士苏黎世Sulzer AG的SMXS DN 12型静态预混合机预混合，其内直径为12.9mm，长度为此内直径的3倍。
直到与其它聚合物汇合在一起为止，添加剂熔体的停留时间是大约70秒。
在瑞士苏黎世Sulzer AG出产的SMXS DN 17型的第一静态主混合机中进行随后的第一聚合物共混物制备，该共混物的添加剂含量为16.7重量％，该混合机内径为17.8mm，而且长度是此内径的9倍。
将此第一共混物导入第三股熔体流中，并且在流过第一主混合机的总计为内直径4倍的长度后，喂入Sulzer AG出产的SMX型的第二主混合机中，将其均质化和分散，该机内直径为52.5mm，而且长度为此直径的10倍。
此添加剂熔体到与第三股熔体流接触之前的停留时间为约100秒。
用生产线把此聚合物共混物分配到12个纺丝位上，每个纺丝位含6套纺丝头组件。各纺丝头组件包含一块圆形喷丝板，该板具有直径0.25mm的孔34个，孔长度是直径的两倍。此外，该纺丝头组件在该喷丝板之上包含一纺丝过滤组件，该过滤组件由钢沙填料以及40μm很细开口的线圈织物和钢网过滤器组成，该钢沙填料为30mm高，而且颗粒尺寸为0.35-0.50mm，且该钢网过滤器孔径为20μm。此纺丝过滤组件的横截面面积为45cm2。在此熔融共混物通过时，带来150巴的喷丝头压力。熔体在过滤组件中的停留时间为约1.5分钟。该喷丝头的表面位于加热箱(主动凹进区)下边缘以上30mm处。全部凹进区为110mm。用HTM传热油将纺丝头组件加热到290℃。
从喷丝板孔中挤出的熔融丝用垂直于纺丝线流动的空气冷却，冷却区的长度为1500mm，气流速度为0.5m/sec，而且温度为19℃，在距离喷丝板1400mm处于CeramTec出品的TriboFil型上油针中，集束形成纱线，其中上油通道的直径为1毫米，而且用Goulston产的纺丝油剂涂覆该纱线，涂覆量为0.35％。上油的标准偏差是38数字。
被S-形缠绕的对辊以5000m/min的速度牵引纱，其中将纺丝拉伸比设定为141，而且在第一导丝盘之前纱线张力设定为28cN。位于这些导线盘之间的是产自Temco的LD型喷气变形喷嘴(Verwirbelungsduese)，在正常纱线输送时，它是关闭的，而且其在4.0巴的空气压力给予纱线喷气变形结头数22n/m，且同时CV值为53.9％。将喷气变形喷嘴入口处的纱线张力设成16cN，而出口处设成18cN。导纱器是德国巴马格公司(Barmag)制造的“低摩擦”表面型的。
将每一个纺丝位的6头纱在一台络纱机中卷绕，形成卷装，其中选择的速度是4985m/min，使得卷绕前纱线的张力为12cN。和卷绕心轴相比，探测辊被提高0.6％。卷绕角在4.3°和6.5°之间变化。在19kg卷装的生产过程中，瑕疵探测器未发现长丝簇绒。
所获得的POY特征在于，纤度为141dtex，断裂强度为25cN/tex，而且断裂伸长为117％。POY的卷装在巴马格的FK6型变形机中以900m/min的速度进行牵伸变形。所选的牵伸比为1.70。第一加热器的温度为210℃，并且第二加热器的温度为170℃。
变形纱的纤度为88dtex，断裂强度为42cN/tex且断裂伸长为22％，而且具有染色均匀性好的特点。这里，本发明方法的优异之处还在于，在纺丝和变形中纱线断头数低。
纺纱阶段生产98％全的19kg卷装，并且牵伸变形阶段生产92％全的5kg卷装。
权利要求
1.以高于3800m/min纺丝引出速度生产和卷绕POY长丝的方法，该POY长丝不少于POY长丝总重量的90重量％由PET构成，该方法包括a)将纺丝拉伸比设定在50-250范围内，b)使长丝在由喷丝头出来之后紧接着通过20mm到300mm长的冷却延迟区，c)将长丝冷却到固化温度以下，d)在距离喷丝头下侧500mm-2500mm距离处将长丝集束，e)对每股纱使用至少一个上油针，以少于90数字的标准偏差的上油偏差加入纺丝油剂。f)使用具有低摩擦表面的上油针以及送纱元件和导纱元件，g)将导丝盘之前的纱线张力设定在0.07cN/dtex和0.5cN/dtex之间，h)以0.05cN/dtex-0.20cN/dtex的纱线张力、1.0巴-5.5巴之间的空气压力将纱线喷气变形，在此设定结头数至少为10n/m，其变异系数小于100％，i)通过以比卷绕心轴的驱动至少高0.3％的频率驱动络丝机的探测辊和在卷绕期间卷绕角在最小3.5°，最大为7.5°的范围内改变以及纱线张力介于0.03cN/dtex-0.20cN/dtex之间的条件下卷绕纱线。
2.权利要求1所述的方法，其中该纺丝引出速度在4200-8000m/min的范围内，尤其是在4600-6000m/min的范围内。
3.权利要求1和/或2所述的方法，其中所用的PET以混合方式含基于该长丝总重量至多2.5重量％的添加剂聚合物作为延伸性增强剂。
4.前述权利要求至少一项所述的方法，其中使用冷却装置冷却这些长丝，该冷却装置减少高纺丝速度时应力诱导的结晶。
5.前述权利要求任何一项所述的方法，其中所用的PET以混合方式含基于该长丝总重量至多2.5重量％的添加剂聚合物作为延伸性增强剂，而且使用冷却装置冷却这些长丝，该冷却装置减少高纺丝速度时应力诱导的结晶。
全文摘要
本发明涉及以高于3800m/min纺丝引出速度生产和卷绕预取向的非结晶长丝的方法，该长丝不少于长丝总重量的90重量％由PET构成。
文档编号B65H55/04GK1633528SQ01819596
公开日2005年6月29日 申请日期2001年12月17日 优先权日2000年12月19日
发明者A·克雷恩, D·万戴尔 申请人:齐默尔股份公司