[发明专利]收集纤维的方法和装置

说明书

Ⅰ．本发明的背景和提要

A．本发明的提要

本发明提供一种用于收集和铺放大体无扭结和弯曲的喷吹纺纤维的工艺和装置。另外，本发明提供一种用于以大体上无缠结或二维形态收集纤维的方法和装置。

B．本发明的背景

用于喷吹纺丝的方法和装置已是众所周知的。通常，可纺性物质被加热到能使它流动的温度。之后这一物质通常是在压力下进入具有一个或多个毛细管的纺丝模头。该物质通过毛细管出来而成为纤维。纤维从毛细管出来后与一种拉细介质相接触，这种介质通常是气体。该拉细介质对纤维进行拉伸或拉长，使纤维在直径减小的同时长度增加。

喷吹纺丝用的模头有多种型式。两种常用的模头是环状和狭缝模头。环状模头和狭缝模头的主要不同处在于拉伸气体被引到出来的纤维上的方式。本发明对各种型式的喷吹纺丝模头具有相同的用途。

在早先的纺丝方法中，纺出的纤维在拉细之后而落到一个收集表面上。根据纤维的成分，这种方法得到的纤维是弯曲或扭结的并堆积成随机的三维堆。造成这一结果的主要因素之一被认为是由于拉伸气体围绕纤维形成湍流。

美国专利4，838，774公开文本提供用于从热塑性的单丝预备纺丝羊毛的方法和装置。根据该文本的第1栏第23-26行，热塑料从一喷丝头流出如同一群单丝，并暴露于一股横向冷却空气中。所公开的装置具有许多纺丝喷嘴、一通风管道、一展伸管道和一输送器。通风管道备有许多用于容许展伸空气进入的气孔，展伸空气同时用作一冷却工具。展伸管道具有带有加速喷嘴的活动壁。当参考美国专利4，838，774的附图，本技术的人员可看出所示出的装置不是一喷吹纺丝装置，更确切是，该现有技术的纺丝装置是一溶解纺丝装置。特别是在该现有技术装置中，当纤维从喷丝头出来时，并没有出现拉细。基于这公开，人们一定认为在纤维进入展伸管道前，拉细或展伸不会出现。

因此，本发明推出一种用于铺放及收集大体上直形的喷吹纺纤维的方法和装置。此外，本发明的方法和装置以大体无缠结方式提供纤维的二维的收集。

Ⅱ．本发明的简要公开

本发明提供一种用于收集和铺放喷吹纺纤维的方法和装置。按照本发明的方法，一种可纺性物质被加热到足以使它流动的温度。达到所要求的温度后，可纺性物质在压力下进入一个喷吹纺丝模头中。然后在压力下可纺性物质通过毛细管出来而成为纤维，得到的纤维被拉伸介质拉伸。一般，拉伸介质是流动的气流。

上面的这些步骤在技术上已是众所周知的，而本发明提供一种防止喷吹纺纤维弯曲、扭结和缠结的方法和装置。按照本发明的方法，随着最初的拉伸，纤维进入并通过一个热定型区。在这一热定型区域中，纤维必须保持相对直形以便防止形成弯曲和扭结。

本发明在热定型过程中由于在纤维上保持张力而使纤维保持相对直形，以便减少或抵消湍流的影响。根据优选的实施例，纤维上的张力是当纤维通过热定型区时由纤维与第二流动气流相接触而产生的。第二流动气流是当纤维进入文丘里管或者在这之前或之后与纤维相接触。由于第二流动气流的速度比纤维的大，它使纤维保持相对直形直到纤维大体上得到热定型。根据第二流动气流的输出点、气流速度和可纺性物质的特性，第二流动气流可以进一步拉伸纤维。在此过程中，得到的纤维以相对无弯曲和扭结的形态充分热定型。

第二流动气流可以是任何气体、液体或甚至是蒸汽。此外，第二流动气流也可以是由单一的或多种的流动气流所组成。但是为本公开的目的，拉伸纤维的物质和气流将称之为第二流动气流或第二气体流动气流。

为本公开的目的，热定型区确定为纤维在这一区域中经受热定型过程。热定型区包括与毛细管出口紧紧邻接并从毛细管出口延伸一段距离的空间。热定型区的实际尺寸取决于纺丝条件、第二流动气流温度和原料特性。热定型区可以延伸到文丘里管中，但是，一般它不会延伸超过文丘里管。

从文丘里管出来之后，纤维进入一个扩散室或扩散区域。扩散室是一个使围绕纤维的气流散逸的装置。在这一方法中，当纤维被收集到位于扩散室下面的铺放表面上时，本发明减少了纤维的缠结。

本发明还提供一种生产相对直形喷吹纺纤维的装置。这一装置还提供纤维的大体无缠结的收集。这一装置包括一个文丘里管、一个扩散室或扩散区域和一个铺放或收集纤维的表面。

正如在技术上已经知道的，一个喷吹纺丝的模头有至少一个适合于产生纤维的毛细管。一般，模头中的毛细孔数量仅仅受限于经济方面的考虑。此外，一个喷吹纺丝模头还包括一个在纤维从毛细管出来时将流动气流引到纤维上去的装置。