利用了抽吸和喷吹的复喷丝嘴设备和方法

专利名称：利用了抽吸和喷吹的复喷丝嘴设备和方法
利用了抽吸和喷吹的复喷丝嘴设备和方法 本发明涉及一种用于从包含水、纤维素和氧化叔胺的纺丝溶液中
挤出纺制长丝(Spinnfilaments )的设备，该设备包括一个具有多个 挤压出口的第一喷丝嘴(Spiimdtise)、 一个在挤压出口的开口方向上 直接接合该挤压出口的第一纺制长丝空间，以及至少一个通风装置， 通过该通风装置可以产生穿过该第 一纺制长丝空间的强制气体物质 流。本发明还涉及一种用以挤出纺制长丝的lyocell方法。
从含有纤维素、水和氧化叔胺，优选地N-曱基吗啉-N-氧化物 (NMM0)的纺丝溶液中制造纺制长丝的原理已经在US-A-4，246,221 和US-A-4，416,698中描述。根据这些描述，制造纺制长丝基本上分三 步第一，将纺丝溶液穿过挤压出口挤出以形成纺制长丝。然后，使 得纺制长丝穿过气隙，在该处它们被导向以及被调整成所需的纤维强 度。其后，使得该纺制长丝穿过一个带有非溶剂的沉淀池，在该处将 氧化叔胺洗去并且将纤维素沉淀。
该种方法如今以US-A-4,246，221和US-A-4， 416， 698中所描述的 处理步骤的顺序被大规模地实施。国际人造纤维标准化局(BISFA)将 利用这种方法而制造的纤维命名为"lyocell"。
然而，lyocell方法的问题在于，新挤出的纺制长丝具有很高的 表面粘性，该表面粘性只有在与沉淀池接触时才会降低。因此，当纺 制长丝在气隙中穿过它们所占据的纺制长丝空间时，会出现纺制长丝 相互接触并且立即粘连的风险。通过对操作和工艺参数进行调整原则 上可以减少粘连的风险，这些参数例如有纺制长丝空间内的张力 (Zugspannung)、纺制长丝空间的高度、每单位面积内的纺制长丝数 量、粘性、温度以及纺丝速度。如果发生粘连，这会对制造过程和纤 维质量产生负面影响，因为粘连会导致纺制长丝断开或者增厚。在最 坏的情况下，必须中断制造过程以及重新开始纺丝过程，从而导致成
本高昂。
现在，作为纺制长丝购买者以及纺织加工链一部分的纱线制造厂 要求纺制长丝制造厂消除粘连。这意味着单个的长丝堆必须不能粘连在一起，因为不然的话，例如会使纱线厚度不规则。
这一需要是有问题的，因为在制造lyocell纤维(主要是短纤维 和长丝)中，只有当挤压出口彼此以较小的距离布置时，也就是说只 有当纺制长丝空间中的纺制长丝密度高时，才能实现高的经济效率。 但是，纺制长丝之间的更小的间距同时增加了纺制长丝之间由于无意 接触而粘连的风险。
此外，为了提高lyocell纤维的机械和纺织性能，有利的是，如 果挤压出口后面的纺制长丝空间尽可能的大，因为这样使纺制长丝的 拉伸分布在一个较长的行程长度上，以及可以更容易地减少新挤出的 纺制长丝中的张力。但是，在挤压方向上的纺制长丝的空间越长，纺 丝的可靠性越低或者制造过程因纺制长丝粘连而必须中断的风险越 大，并且可以更容易地减少新挤出的纺制长丝中的张力。
基于US-A-4，246，221中的原理，现有技术中有若干方案，这些方 案试图提高从包含纤维素、水和氧化叔胺的纺丝溶液制造纺制长丝的 经济效率以及纺丝可靠性。
US-A-4， 261， 941和US-A-4， 416， 698中已经描述了一种方法，在 该方法中纺制长丝紧接挤压之后与非溶剂接触，以降低表面粘性。最 后，将纺制长丝穿过沉淀池。然而，在它们穿过沉淀池之前，用非溶 剂将连续模制体(Endlosformkiirper)额外浸湿对于大规模工业应用 来说是过于复杂和昂贵的。因此，该方法在W0-A-03/100 140中蜂皮加 以改进，其中在纺制长丝空间中用非溶剂对连续模制体的浸湿是通过 穿过多孔材料来实现的。但是，该技术遇到限制，因为并不是所有的 喷丝嘴几何形状都能使所有纺制长丝均匀浸湿。
在WO-A-93/19 230中描述了另 一种提高纺丝密度，即单位面积上 的挤压出口数量或者纺制长丝数量的方式在其中所描述的装置中， 紧接挤压之后，通过利用冷却气流沿横切于挤出方向对纺制长丝进行 水平喷吹来冷却纺制长丝。这种方法降低了纺制长丝的表面粘性。因 此，可以将气隙延长，提高纺丝密度。WO-A-93/19 230中表明，通过 纺制长丝表面上的冷却可以降低表面粘性。可以同时从带有挤压出口 的喷丝嘴两侧对喷吹进行导向，该挤压出口布置在一个圆环面，或者 从外向内径向地围绕整个周边分布。对于WO-A-93/19 230中的方案，然而有问题的是，冷却气流直接 于挤压出口处影响挤压过程，并且对该挤压出口产生负面影响。特别 地，对于W0-A-93/19 230中的方法，由于冷却气流不是以相同的方式 遍历所有的纺制长丝，因此不能获得质量均匀的初生纤维。WO-A-93/19 230中的方法也没能充分地降低粘连的风险。
为了使在紧接连续模制体从挤压出口出来之后，连续模制体上的 喷吹更均匀，WO-A-95/01 470中的装置使用了环状喷嘴(Ringdtise )， 其中挤压出口分布在一个基本为圆环形的区域上。在此情况下，冷却 气流的喷吹穿过环状喷嘴的中心首先沿轴向方向进行，然后穿过纺制 长丝的圆环从内侧到外侧沿水平轴向方向进行。气流在流出喷吹装置 时是保持分层的。WO-A-95/01 473中描述了对W0-A-95/01 470中的
环状喷嘴的改进方案。
虽然WO-A-95/01 470和WO-A-95/04 173中的方案确实实现了在 纺制长丝空间内对纺制长丝的更均匀的吹送，然而，当纺制长丝穿过 沉淀池时，纺制长丝的环形布置产生了以下问题由于纺制长丝于一 个圆环面浸入沉淀池中并且带走沉淀池液体，在围绕圆环面中心的区 域内，形成了一个没有足够提供沉淀池液体的区域，该区域引起一猛 烈的沉淀池液体补偿流穿过该纺制长丝环并导致沉淀池表面晃动。这 又引起了纺制长丝空间内粘连的发生。此外，在WO-A-95/01 470和 WO-A-95/01 473的设备中，可以预料的是，在运转中难以直接在挤压 出口处控制那些对机械和纺织产品性能而言所必须的挤出条件。
环状喷嘴在纺制长丝被浸入沉淀池的过程中所遇到的问题，例如， 如WO-A-96/20300所描述的，可以通过利用矩形喷嘴来加以避免，在 该矩形喷嘴处，挤压出口被布置在基本为矩形的底面上。
例如WO-A-94/28 218中描述了这种矩形喷嘴。这一参考文献组成 了最接近的现有技术。其中描述了，平行于沉淀池表面穿过气隙的强 制气流冷却和稳定纺制长丝。该强制气流是通过抽吸装置以及附加地 还通过喷吹装置产生的，该抽吸装置沿着喷丝嘴的纵向侧布置并且被 导向纺制长丝，该喷吹装置相对于纺制长丝与该抽吸装置对置。
W0-A-94/28218中描述了利用矩形喷嘴的不利之处在于，该种方 形喷嘴和纺丝漏斗的組合会产生与WO-A-95/01470和WO-A-95/04173中的上述设备类似的池湍流(Badturbulenzen)。也就是说，沉淀池 液体和被沉淀池液体移动的长丝束同时通过那被置于纺丝漏斗下端的 漏斗开口排出，产生不利的湍流并且因此产生长丝的粘连。如果出口 开口较大，而且沉淀池液体的通过量急速增大，那么会引起沉淀池液 体中的猛烈湍流或者会不可避免地得到粗的长丝束，然而这增加了粘 连的风险。在使用直径小的出口开口的情况下，可以降低沉淀池液体 中的湍流，然而，小的直径对纺制长丝的生产产生负面影响，进而对 生产率产生负面影响。
在W0-A-98/18 983中，进一步发展了那带有成列布置的挤压出口 的矩形喷嘴的概念。此引用文献所涉及的是， 一个列中的挤压出口之 间的间隔与挤压出口的列之间的间隔不同。
为了更好地冷却在纺制长丝空间内的纺制长丝，W0-A-03/057 952 中所描述的是，来自喷吹装置的冷却气流已经是湍流似地排出。
在WO-A-03/057 951的装置中，纺制长丝空间;故喷吹装置所产生 的冷却气流分成三个区，即，离开挤压出口延伸、直到到达冷却区域 为止的第一屏蔽区域(Abschirmbereich )，该屏蔽区域又由冷却气体 流的影响来确定。从与挤压装置相对的沉淀池表面开始延伸、直到到 达冷却气流的影响区域的下端为止的区域被布置为第二屏蔽区域。
在这两个引用文献中，冷却气流此外还在纺制长丝的挤出方向上 倾斜，从而产生更好的纺丝结果。
除了这种类型的在纺制长丝空间内对纺制长丝的喷吹之外，也有 在纺制长丝挤出方向上的喷吹，此时将产生变形(Verzug)。例如， WO-A-01/81 663和WO-A-01/86 041中描述了这种喷吹。然而，对于 这种类型的喷吹，问题在于，气流必须被加热以不会过度冷却其所围 绕流过的挤压出口。因此这些设备制约了冷却效果，因此只能获得较 小的纺丝可靠性效果。
在WO-A-01/68 918中，气体物质流最终被导向沉淀池表面，以稳 定该沉淀池表面。此处，不能达到冷却效果以及进而不能增加纺丝的 可靠性。如果可能，在W0-A-01/68 918中，气体物质流将不会影响纺 制长丝。
当最近几年，lyocell技术可以建立于大工业规模中时，制造方面的成本压力增加。抵消这种成本压力的一种可能是继续增加纺丝密 度，即增加单位面积内纺制长丝的数量。上文所述的方法在此情况下 再次遇到限制。
因此，本发明的根本目的在于改进已知的装置，以便能够进一步 提高纺丝密度。
根据本发明，对于在开始部分所提到的设备，它们将通过以下方 式来实现目标，即邻近第一喷丝嘴设置有第二喷丝嘴，该第二喷丝嘴 带有与第 一纺制长丝空间相间隔的第二纺制长丝空间，并且通风装置
至少部分地被设置在第一和第二纺制长丝空间之间，通过该通风装置 可以产生穿过该第二纺制长丝空间的强制气体物质流。对于在开始部 分提到的方法，它们将通过以下方式来实现目标，即将纺丝溶液穿过 两个彼此相邻布置的喷丝嘴被挤出并且随后穿过与喷丝嘴接合的纺制 长丝空间，其中在至少两个纺制长丝空间之间的区域内，产生穿过该 至少两个纺制长丝空间的强制气体物质流。
这一方法允许喷丝嘴在密度距离上以较高的孔密度来布置，但不 会因纺丝溶液通过量增加而导致对纺丝密度的损害。令人惊讶的是， 利用这种复喷丝嘴配置，在两个喷丝嘴的纺制长丝空间之间的区域内 产生强制流，提高了纺丝的可靠性。强制流避免了纺制长丝空间之间 的区域内高水分含量的气体物质的聚集，而高水分含量的气体物质的 聚集将减慢气隙内纺制长丝表面的干燥。这问题正好出现在以下情况
中，即如果两个纺制长丝串(Spinnfi laments trSnge)互相邻接成使 得几乎没有任何新鲜空气能够被供入到它们的彼此相对侧以及来自一 个纺制长丝空间内的纺制长丝的热辐射将另 一个纺制长丝空间内的纺 制长丝加热。对于这种结构，抽吸令人惊讶地看起来比喷吹更有效， 因此，在一个特别地有利的实施方案中，通风装置包括抽吸装置并且 强制流通过抽吸产生。
在下文中，描述了根据本发明的方案的其它改进之处，这些改进 之处各自有其自身的优点并且可以彼此任意组合。
为了从纺制长丝空间内吸取足够量的水分饱和的空气，对每克挤 出的纺丝溶液，应该从一个单个纺制长丝空间内吸取不少于0. 3升气 体物质，然而优选地至少为0. 5到0. 9升，更优选地对每克挤出的纺丝溶液，至少为0. 9到1.8升。对于高纺丝溶液通过量和具有多个挤 压出口的大喷丝嘴，对每克挤出的纺丝溶液，吸取的空气量应该至少 为2升。
在运转中，如果纺制长丝之间的距离基本小于喷丝嘴的单倍深度， 相邻的纺制长丝空间之间的相互干扰会变大。在纺制长丝空间之间的 距离过小的情况下，热辐射的比例相对于通过气体物质输送的热的比 例是占优势的。在大于大约四倍喷丝嘴深度的过大距离的情况下，该 方法是不经济的。
在 一 个有利的实施方案中，抽吸装置在两个纺制长丝空间之间的 中心区域内可以包括例如一个槽状开口或者一列该开口。然而，为了 提高抽吸的效率，可以设置至少一个朝向第一纺制长丝空间的第一抽 吸口，以及至少一个朝向第二纺制长丝空间的第二抽吸口。这一方法 允许一个定向的抽吸，该定向抽吸产生穿过两个纺制长丝空间的定向 流，从而在设备的运转中穿过纺制长丝空间内的纺制长丝。
为了使抽吸装置所产生的气体物质流尽可能远地延伸至纺制长丝 空间内，还可以进行进一步的设置，即将第一和第二喷丝嘴的挤压出 口各自布置在一个伸长的底面上，并且该第一和第二喷丝嘴的底面的 相对较长的侧彼此对置。通过这种方式，来自抽吸的气流可以在整个 宽度上遍历喷丝嘴的包括大多数纺制长丝的一侧。在抽吸的方向上， 纺制长丝空间的最小宽度被布置为使得抽吸流遍历该纺制长丝空间的 整个宽度。通过该种布置，抽吸装置特别有效。在其它改进方案中， 挤压出口被布置于其上的底面特别地可以具有矩形的设计。
为了尽可能低廉保持设备的有益效果，根据另一个有利的实施方 案，抽吸装置可被设计为至少在纺制长丝空间之间的区域是基本为管 状的，其中在该管壁上形成至少一个抽吸口。由于可以使用标准部件， 在此实施方案中制造抽吸开口不是非常复杂的。管子内部可被用于去 除所吸取的气体物质，例如将它导向泵或者过滤装置。
如果两个纺制长丝空间之间的区域的基本部分被抽吸装置的体积 所占据，从而通过该抽吸装置消除纺制长丝空间之间的区域内的大规 模气体物质流，这被进一步证明是有利的，该大规模气体物质流要不 然会作用在纺制长丝空间内的纺制长丝上并且能够影响纺丝可靠性。如果抽吸装置在挤出方向上延伸超过纺制长丝空间的高度的至少三分 之一和/或至少延伸了两个相邻的纺制长丝空间之间的距离的 一半，则 可以获得这一效果。
在另一实施方案中，通过设置一个用于产生被导向第一或第二纺 制长丝空间的气体物质流的喷吹装置，可以增强由抽吸装置所产生的 气体物质流。在这种情况下，第一或第二纺制长丝空间被布置在喷吹 装置和抽吸装置之间，这导致形成一强制流，该强制流从喷吹装置穿 过该第 一或第二纺制长丝空间到达抽吸装置。
特别地，如果喷吹装置被导向第 一纺制长丝空间以及被导向第二 纺制长丝空间，则导致形成一 穿过两个纺制长丝空间到达抽吸装置的 强制流，该强制流因此可以达到其最佳效果。
如果要进 一 步增加纺制长丝的排出，那么可以根据 一 个特别有利 地实施方案，提供第三和第四喷丝嘴，该第三和第四喷丝嘴带有第三 和第四纺制长丝空间以及一个被设置于第三和第四纺制长丝空间之间 的又一抽吸装置。所述的包括了第三和第四喷丝嘴以及抽吸装置的结 构可被设计为与上述带有第一和第二喷丝嘴和抽吸装置的结构一样。 此外，可以以此方式，通过两个其间总是布置有抽吸装置的成对的喷 丝嘴来扩展该设备，从而形成喷丝嘴阵列。
特别地，第三和第四喷丝嘴可以邻近第一和第二喷丝嘴布置，用 于产生被导向笫二和第三纺制长丝空间的气体物质流的喷吹装置可被 定位于第二和第三喷丝嘴之间。这种在纺制长丝空间之间总是交替地 具有喷吹装置和抽吸装置的这样一组喷丝嘴可以实现对纺制长丝空间 以及对被布置在喷丝嘴阵列内侧的喷丝嘴的有效穿过。因此，例如在
至少三个喷丝嘴#:彼此相邻地布置而每个喷丝嘴各自被分配了 一个纺 制长丝空间的情况下，可以在纺制长丝空间之间的区域内交替地设置 抽吸装置和喷吹装置。
为了产生穿过纺制长丝空间的稳定和定向的流，于纺制长丝空间 之间对置的抽吸装置和喷吹装置可以具有朝向彼此的开口。例如，被 导向 一个纺制长丝空间的第 一喷吹口和被导向另 一纺制长丝空间的第 二喷吹口可以被集成在一个总是位于两个纺制长丝空间之间的喷吹装 置中。在抽吸装置中，也可以对抽吸口进行相应的布置。此外，喷吹装置也可以相应于抽吸装置来设计，例如与抽吸装置 一样，延伸超过纺制长丝空间之间的空间的高度的至少四分之一，以 及例如与抽吸装置相应地浸入沉淀池中。
为了将另 一有利实施方案的抽吸装置同时用于阻止沉淀池内的流 动和稳定沉淀池的表面，可以设置为，抽吸装置或者喷吹装置在设备 运转中至少部分地浸入沉淀池液体中，该沉淀池液体填充在一个与纺 制长丝空间接合的沉淀池容器中。
如果抽吸装置^皮浸入沉淀池，使其在沉淀池表面的区域相对于在 沉淀池表面上的竖直线严重倾斜或者使其在沉没区域内具有非常破碎 的表面，则可以更好地稳、定沉淀池的表面。通过这种方式，表面波浪_ 不是被反射回沉淀池，而是被吸收或破碎。
在下文中，将参考关于附图的实施方案，通过实施例更详细地说 明本发明。不同实施方案的各种各样的特征可以被任意组合。
在附图中


图1以示意性立体图示出了第一实施方案； 图2以示意性侧视图示出了第二实施方案； 图3以示意性侧视图示出了第三实施方案。
首先，参照图l说明第一实施方案的结构。
图1示出了用于从包含纤维素、水和氧化叔胺的纺丝溶液中挤出 纺制长丝(Spinnfilament)的设备1的示意性立体图，其中N-甲基 吗啉-N-氧化物用作氧化叔胺。如箭头2所示意性示出的，纺丝溶液经 由加热的管道系统3供应到第一喷丝头4和邻近该第一喷丝头4布置 的第二喷丝头5。第一喷丝头4设有第一喷丝嘴6，而第二喷丝头5设 有第二喷丝嘴7。
如作为示例所示出的第一喷丝头4处，每一喷丝嘴6设有多个、 通常为数万个的挤压出口 8。在图1中，为了更好地观察，只作为示 例示出了几个挤压出口8。喷丝嘴6、 7是矩形喷嘴，其中挤压出口8 被布置在一个基本为矩形的底面上。喷丝嘴6、 7被布置为彼此邻近， 矩形底面的丰支长侧彼此相对。在运转中，根据箭头2被供入喷丝头4、 5的纺丝溶液穿过挤压出 口 8被挤出，以形成在图1中仅示意性示出的纺制长丝9。在挤出方 向上，气隙(Luftspalt) 10直接接合喷丝嘴6、 7和挤压出口 8，纺 制长丝在设备1的运转中穿过该气隙。在图1中用点划线表示出的区 域11标记出了当设备运转时被纺制长丝9所占据的气隙10的截面。 在下文中该区域将被表示为纺制长丝空间。第 一该纺制长丝空间11被 分配给第一喷丝嘴6;第二该纺制长丝空间12被分配给第二喷丝嘴7。
在气隙IO之后，纺制长丝9通过一个包括沉淀池液的沉淀池13， 该沉淀池液基本上是一种非溶剂，该非溶剂是对由纤维素、水和氧化 叔胺、以及其它从纺制长丝9上洗掉的组分和用于纺制长丝的浸渍添 加剂所组成的溶液系统而言的。沉淀池13净皮容纳在沉淀池容器14中 并且在运转中形成一个沉淀池表面15，该沉淀池表面限定为离挤压出 口8有一预定距离。纺制长丝空间11、 12终止于该沉淀池表面15。
沉淀池13根据箭头17经由进给管道16被喂送至沉淀池容器14 中。沉淀池容器14的一个壁可被布置为一个坝，如参考数字18所示 出的，沉淀池13越过该坝涌出。以此方式，沉淀池表面15到挤压出 口 8的距离被确定并且保持不变。溢出的沉淀池18可被供入在图1中 没有示出的再处理装置，在该再处理装置中去除从纺制长丝中洗去的 物质，主要是氧化，叙胺。此后，可以将该沉淀池液再次供入进给管道 16,以形成一个生态友好型的循环。
在沉淀池13中，此外将两个偏转装置19a、 19b布置为各自^皮分 配给两个喷丝嘴6、 7中的一个。通过偏转装置19a、 19b，每个喷丝 嘴6、 7中的纺制长丝9各自被偏转并且被传送到沉淀池13之外，以 用于进一步的加工步骤。可以调整偏转装置19a、 19b的高度，以使进 展容易。单个偏转装置19a、 19b可以被分配给单个纺制长丝空间或者 分配给多个纺制长丝空间。偏转装置19a、 19b被布置在相应的喷丝嘴 6 、 7的下方，以使得单个喷丝嘴6 、 7的纺制长丝群 (Spinnf ilamentschar )对称地浸入到沉淀池中。在图1中，如箭头 P所示，纺制长丝各自朝向沉淀池容器14的两侧移开。
在第一纺制长丝空间11和第二纺制长丝空间12之间的区域20 内，布置有一个抽吸装置21形式的通风装置，该通风装置包括至少一个抽吸口 22。如图l所示，例如可以设置两组抽吸口 22、 23，每一抽 吸口被分配给一个纺制长丝空间11、 12并且优选地净皮导向各自的空间。
在抽吸装置21内，设有空气排出管道24，其去除从区域20吸取 的空气25。空气排出管道24特别地可以被相应地连接到图1中没有 示出的泵或者抽吸通风设备。此外，位于第一纺制长丝空间ll和第二 纺制长丝空间12之间的抽吸装置21可以被设计为管道，在该管道的 壁上设置抽吸口 22、 23。抽吸装置21下部区域略微浸入沉淀池13中。
图1实施方案中的抽吸装置21的功能如下
通过至少一个抽吸口 22、 23,从两个纺制长丝空间11、 12之间 的区域2 0中吸取气体物质，从而产生穿过该两个纺制长丝空间的强制 流。在纺制长丝密度为每平方毫米1. 5至4纺制长丝以及纤度在1. 1 和1. 5 dtex之间，挤压前不久的纺丝溶液的温度在85。C和120。C之间 以及拉伸比在5和13之间，和去除速度在15和70米/分钟之间以及 喷丝嘴的深度T在5和60毫米之间，优选地在9和40毫米之间的上 述情况下，对每克挤出的纺丝溶液，在每单位时间内吸取的空气量应 该是不低于2升。对于纺丝溶液的低通过量情况，对每克挤出的纺丝 溶液，吸取的空气量也可以在0. 9和1. 8升之间，或者对于更小的喷 丝嘴的情况，对每克挤出的纺丝溶液，它也可以是0. 3和0. 9升之间。 使用这些抽吸量，可以明显地减少长丝在气隙中粘连和断裂的几率。
通过抽吸操作以及作为区域20中的流动障碍的抽吸装置21的物 理存在，在一方面，避免了在两个纺制长丝空间11、 12之间形成宽阔 的再循环和补偿流，在另一方面产生了，从纺制长丝空间11、 12外侧 穿过纺制长丝空间11、 12进入在它们之间的区域的气体物质流。为了 实现这一点，抽吸装置21在纺制长丝9的挤出方向上的高度H至少是 纺制长丝空间11、 12高度的四分之一。抽吸装置21的宽度至少是在 横切于喷丝嘴6、 7的纵向延伸的方向上的在两个纺制长丝空间11、 12之间的距离A的一半。距离A大约在一个喷丝嘴的深度T至最高到 大约四倍于深度T之间。优选地，如图l所示，抽吸装置在纺制长丝 空间11、 12的整个长度L上延伸，至少无论如何延伸超过长度L的一 半以上。以类似于区域20的方式，通过抽吸装置21中被浸入沉淀池13的 那区域，避免了沉淀池表面15上的表面流以及沉淀'池表面波'浪的形 成。
图2以示意性侧视图示出了本发明的另一实施方案。为简短起见， 只有与图1中的第一实施方案不同的地方才被讨论，对于其结构或功 能与第一实施方案中的元件一致的元件，使用了与第一实施方案相同 的参考数字。
图2中的实施方案首先与第一实施方案不同之处在于，设置了两 个喷吹装置25、 26形式的通风装置，其各自将气体物质流27导向到 紡制长丝空间11、 12中的一个上。气体物质流27的温度显著低于纺 制长丝9的温度。此外，气体物质流26相对于水平线27成oc角度向 下倾斜。
第一喷吹装置25被导向第一纺制长丝空间11并且在纺制长丝空 间11内朝向抽吸装置21产生强制气体物质流，该抽吸装置如在第一 实施方案中一样，被布置在第一和第二纺制长丝空间11和12之间。 抽吸装置21具有用于以定向的方式吸取气体物质流29的一个抽吸口 22或抽吸口 22阵列，该抽吸口朝向被布置在纺制长丝空间ll之后的 喷吹装置25。
由于喷吹装置25和抽吸装置21的配合，气体物质流29可以稳定 地贯穿纺制长丝流11。
类似于第一喷吹装置25，第二喷吹装置26在第二纺制长丝空间 12内产生与第一纺制长丝空间内的气体物质流29相对应的气体物质 流30。 一个或多个抽吸口 23定位在气体物质流30的方向上，与第二 喷吹装置26相对，以便以定向的方式吸取在其中产生的气体物质流。
替代抽吸口 22、 23或者除了它们之外，可以设置多个抽吸口 31 或者单个抽吸口 31，该抽吸口被导向两个纺制长丝空间11、 12之间 的区域并且从此区域内吸取空气，从而避免了由于移动纺制长丝9而 产生的在该区域20内的二次流。
压力传感器24a以及温度传感器24b和湿度计24c可以被布置在 两个纺制长丝空间之间的区域20内，并且检测在此区域内的压力、温 度和湿度。例如，如果该区域20内的温度和湿度超过了其预定值，那么增加空气20的吸取量， 一直到这些值降至额定值以下。然而，如果 该区域20内的压力降至预定极限值以下，则减少空气的吸取量，由于 该区域20和周围环境之间的过高的压力差会导致过强的空气流并且 影响纺丝的可靠性。
基于该种基本的组合，如通过图2中的例子所示，可以用更多的 喷丝嘴来扩展该系统。因此，在图2中，邻近该第二喷丝头5设有带 有第三喷丝嘴33的第三喷丝头32，在该第三喷丝嘴处接合有第三纺 制长丝空间34。在第二纺制长丝空间12和第三纺制长丝空间34之间， 设有与该区域20相对应的一个区域35。通过用第三喷丝头32的这种 扩展，第二喷吹装置26被布置在区域35内并且设有另一个喷吹出口 ， 该另一喷吹出口相对于水平线28成ot角度向下倾斜，该喷吹出口^皮导 向第三纺制长丝空间34并且在该处产生与气流29、 30相对应的冷却 气流36。
对于与喷吹装置26相对的第三纺制长丝空间34，布置有另一个 抽吸装置21，该抽吸装置吸取在第三纺制长丝空间34内由第二喷吹 装置产生的流。抽吸装置的设计基本上与区域20内的抽吸装置的设计 一致，除了在抽吸装置的 一侧因没有纺制长丝空间而没有必要设计开 口 23、 31夕卜。
如图2中最后所示，偏转装置19a、 19b和19c ^皮布置在沉淀池 13内，并且该偏转装置将纺制长丝9如基本为平面的长丝帘 (Filamentvorhang )似地从喷丝嘴6、 7、 33偏转至沉淀池13外侧， 并且如箭头38所述将它们输送到其它处理步骤37。在图2中的实施 方案中，偏转装置被布置为使得纺制长丝群的中心轴线从喷丝嘴6、 7 垂直指向沉淀池13中，并且该纺制长丝9对称地浸入沉淀池13中。
在图2中的实施方案中，抽吸装置21中被浸在沉淀池13中的那 区域以尖角(spitzen Winkel)延伸进入沉淀池表面15，从而不会反射 S冗淀池表面上的波、浪。
图3以示意性侧视图示出了第三实施方案，在下文中将只讨论与 图2中的第二实施方案不同的地方。对于其结构或功能与第二实施方 案中的元件相一致的第三实施方案中的元件，在下文中使用相同的参 考数字。图3中的实施方案示出了用更多数量的更多喷丝头扩展的图2中 的实施方案，该更多的喷丝头在图3中用标记数字38示意性地示出。 通过这种方式，形成了喷丝嘴阵列，在该喷丝嘴阵列中喷丝嘴也被布 置在多个相邻的列中。图3中的设备l总共包括偶数数量的喷丝嘴。 位于与第一喷丝嘴4相对的喷丝嘴阵列末端上的喷丝嘴39在下文中被 命名为第四喷丝嘴，该命名与位于第四喷丝嘴39和第三喷丝嘴33之 间的喷丝嘴38的数量无关，但总给出相似的结构。第四纺制长丝空间 40被分配给第四喷丝嘴39，该第四纺制长丝空间从图3中未加以示出 的第四喷丝嘴39的挤压出口开始沿挤出方向延伸。在设备1的运转中， 第四纺制长丝空间40终止于沉淀池表面15。
如从图3中可知的，对于本发明的结构，可以彼此相邻地布置任 意数量的喷丝嘴，其中在这些纺制长丝空间之间的区域内总是布置有 通风装置，也即交替地布置有喷吹装置25和抽吸装置21。布置在两 个相邻的纺制长丝空间之间的喷吹装置26产生两个分离的气体物质 流，这两个气体物质流分别#_导向两个相邻的纺制长丝空间。这一布 置能够产生穿过每一纺制长丝空间的定向的和稳定的流。
在本发明的技术教导的范围内，上述实施方案的改型是可能的。 因此，如果已经设置了用于稳定在沉淀池中的流和表面的其它装置， 抽吸装置21并不是必须浸入到沉淀池13中。在另一方面，喷吹装置 25、 26也可以卑立在沉淀池中，这有助于沉淀池表面的稳定。
此外，对于抽吸装置21同样有利的实施方案施用到被布置在两个 相邻的纺制长丝空间之间的喷吹装置26。也就是说，如果喷吹装置26 延伸超过其所在的两个相邻纺制长丝空间之间的区域的高度的至少三 分之一，以及在另一实施方案中，超过此区域的宽度的至少一半，可 以有效地抑制此区域中的流。同样地，可以利用伞立在沉淀池13中的 喷吹装置，通过其相应的形状设计将该表面15上的表面波浪破碎和吸 收。
权利要求
1.用于从包含水、纤维素和氧化叔胺的纺丝溶液中挤出纺制长丝(9)的设备(1)，包括具有多个挤压出口(8)的第一喷丝嘴(6)、在挤压出口的开口方向上直接接合该挤压出口的第一纺制长丝空间(11)，以及至少一个通风装置(21、25、26)，该通风装置可以产生穿过该第一纺制长丝空间(11)的强制气体物质流，其特征在于，邻近该第一喷丝嘴(6)设置有第二喷丝嘴(7)，该第二喷丝嘴带有与第一纺制长丝空间相间隔的第二纺制长丝空间(12)，并且通风装置(21)至少部分地被设置在第一和第二纺制长丝空间之间以从第二纺制长丝空间内吸收气体物质，该通风装置可以产生穿过该第二纺制长丝空间(12)的强制气体物质流。
2. 根据权利要求1的设备(1),其特征在于，该通风装置(21、 25、 26)包括抽吸装置(21)。
3. 根据权利要求2的设备(1 )，其特征在于，该抽吸装置(21 ) 包括至少一个朝向该第一纺制长丝空间(11)的第一抽吸口 (22)以 及至少一个朝向该第二纺制长丝空间(12)的第二抽吸口 (23)。
4. 根据权利要求2或3的设备(1)，其特征在于，该第一和第二 喷丝嘴(6、 7)的挤压出口 (8)各自布置在一个伸长的底面上，并且该 第一和第二喷丝嘴(6、 7)的底面的相对较长的侧彼此对置。
5. 根据权利要求4的设备(1)，其特征在于，该底面具有基本为 矩形的设计。
6. 根据前述权利要求之一的设备(1)，其特征在于，在所述纺制 长丝空间(11、 12)之间的区域(20)内的抽吸装置(21)具有基本 为管状的设计，其中在该管壁上形成至少一个所述抽吸口 (22、 23、 31)。
7. 根据前述权利要求之一的设备(1),其特征在于，设有用于产 生被导向第一纺制长丝空间(11)的气体物质流(27 )的喷吹装置(25、 26),其中该第一纺制长丝空间(11)被布置在该喷吹装置(25、 26) 和抽吸装置(21)之间。
8. 根据前述权利要求之一的设备(1)，其特征在于，设有用于产 生被导向第二纺制长丝空间(12 )的气体物质流(2 7 )的喷吹装置(2 5 、(26)，该第二纺制长丝空间(12 )被布置在该喷吹装置(25、 26 )和抽 吸装置(21)之间。
9. 根据前述权利要求之一的设备(1)，其特征在于，设有第三和 第四喷丝嘴(33、 39),该第三和第四喷丝嘴(33、 39)带有第三和第 四纺制长丝空间(34、 40)以及位于第三和第四纺制长丝空间之间的 抽吸装置(21)，该第三和第四喷丝嘴邻近第一和第二喷丝嘴(6、 7) 布置，用于产生被导向笫二和第三纺制长丝空间的气体物质流(27) 的喷吹装置(26)位于第二和第三喷丝嘴(7、 33)之间。
10. 根据前述权利要求之一的设备(I),其特征在于，至少三个喷 丝嘴(6、 7、 33)被彼此相邻地布置，而每个喷丝嘴各自被分配了一 个纺制长丝空间(11、 12、 34)，并且在纺制长丝空间(11、 12、 34) 之间的区域内交替地设置有抽吸装置(21)和喷吹装置(26)。
11. 根据权利要求10的设备(1),其特征在于，总是位于两个纺 制长丝空间(11、 12、 34、 40)之间的抽吸装置(21)中集成有抽吸 口 (22、 23)，每个抽吸口朝向所述的两个纺制长丝空间。
12. 根据权利要求10或11的设备(1 ),其特征在于，被导向一个 纺制长丝空间(11、 33)的第一喷吹口和被导向另一纺制长丝空间(12、 40)的第二喷吹口被集成在总是位于两个纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)之间的喷吹装置(26)中。
13. 根据前述权利要求之一的设备(1),其特征在于，设有沉淀池 容器(14)，该沉淀池容器在运转中被沉淀池(13)填充，其中喷丝嘴(6、 7、 33、 39)的纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)各自从喷丝嘴 延伸至该沉淀池液体(13)的表面(15),并且在该纺制长丝空间之间 的区域内至少一个抽吸装置(21)被至少部分地浸入该沉淀池液体中。
14. 根据前述权利要求之一的设备(1),其特征在于，设有沉淀池 容器(14),该沉淀池容器在运转中被沉淀池(13)填充，其中喷丝嘴(6、 7、 33、 39)的纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)各自从喷丝嘴 延伸至该沉淀池(13 )的表面(15 )，并且至少一个喷吹装置(25、 26 ) 被至少部分地浸入该沉淀池装置中。
15. 根据前述权利要求之一的设备(1)，其特征在于，该喷吹装置 (25、 26)或者该抽吸装置(15)在挤压方向上测量时延伸超过两个相邻纺制长丝空间之间的区域(20)的高度的至少四分之一。
16. 根据前述权利要求之一的设备(1 ),其特征在于，该喷吹装置 (25、 26)和/或抽吸装置(21)延伸超过两个相邻的纺制长丝空间之间的距离的至少一半。
17. Lyocel1方法，其中纺制长丝(2 )从包含水、纤维素和氧化 叔胺的纺丝溶液中穿过至少两个彼此相邻布置的喷丝嘴(6、 7、 33、 39)被挤出，并被传送穿过至少两个总是接合两个喷丝嘴的纺制长丝 空间(11、 12、 34、 40)，其中在该至少两个纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)之间的区域(20)内，产生穿过该至少两个纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)的强制气体物质流。
18. 根据权利要求17的Lyocell方法，其中在该区域(20)内， 进一步地，从该至少两个纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)吸取该气 体物质。
19. 根据权利要求17或18的Lyocell方法，其中对每克挤出的纺 丝溶液，从该两个纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)之间吸取至少0. 3 升气体物质。
20. 根据权利要求19的Lyocell方法，其中对每克挤出的纺丝溶 液，从该两个纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)之间吸取至少0. 5至 0. 9升气体物质。
21. 根据权利要求20的Lyocell方法，其中对每克挤出的纺丝溶 液，从该两个纺制长丝空间(11、 12、 34、 40)之间吸取至少0. 9至 2升气体物质。
22. 根据权利要求21的Lyocell方法，其中对每克来自喷丝嘴(6、 7、 33、 39)的挤出的纺丝溶液，所吸取气体物质的吸取量不低于2升。
全文摘要
本发明涉及一种用于通常称之为Lyocell方法的从包含水、纤维素和氧化叔胺的纺丝溶液中挤出纺制长丝(9)的设备(1)。所述设备包括具有多个挤压出口(8)的第一喷丝嘴(6)。在挤压出口的开口方向上，在运转时纺制长丝(9)穿过其中的第一纺制长丝空间(11)直接与第一喷丝嘴接合。此外，设有至少一个装置(21)，该装置用于产生穿过该第一纺制长丝空间(11)的强制气流。根据本发明，邻近该第一喷丝嘴设有包括第二纺制长丝空间(12)的第二喷丝嘴(7)，其中该第二纺制长丝空间与第一个纺制长丝空间间隔布置，以提高喷丝嘴的组装密度。此外，通风装置(21)至少部分地布置在该第一和第二纺制长丝空间之间，该通风装置用于产生也穿过该第二纺制长丝空间(12)的强制气体物质流。
文档编号D01D5/06GK101292063SQ200680038586
公开日2008年10月22日 申请日期2006年8月23日 优先权日2005年8月23日
发明者F·埃克, S·齐凯利 申请人:连津格股份公司