制造拉伸多絲紗線的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及制造多絲紗線（例如高性能聚乙烯（HPPE)多絲紗線）的方法。更具 體地，本發明涉及制造和/或清潔多絲紗線的方法，其中不需要有機紡絲油劑（finish)。
[0002] 發明背景
[0003] 通常經由如下來制造多絲聚烯烴紗線：通過具有大量紡絲孔（spinhole)的噴 絲頭紡絲流體，例如熔融聚乙烯或聚乙烯在紡絲溶劑中的溶液（有時也稱為凝膠），以形 成絲。然后，冷卻并拉伸絲。如果使用紡絲溶劑，則通過例如蒸發或萃取除去至少一些該 溶劑。制造方法的實例是熔融紡絲法（如例如EP1445356中所公開）、固態法（如例如 EP1627719中所公開）或凝膠紡絲法（如例如WO 2005/066401中所公開）。一般性的描 述還出現在"Advanced Fibre Spinning Technology"，T.Nakajima 編，Woodhead Publ. Ltd(1994)，ISBN 185573 182 7中，全部通過引用并入本文。
[0004] 制造聚乙烯多絲紗線時的一個問題是：聚乙烯是電氣絕緣體，因此在制造期間傾 向于積累靜電荷；并且由于多絲紗線的各單絲類似地帶電（正電或負電），于是各單絲將彼 此靜電排斥。這表示：多絲紗線將傾向于松開而非形成統一體。此外，在斷絲的情況下，絲 末端將傾向于移至距離多絲紗線的主體盡可能遠，從而通過絨毛形成降低了所制造多絲紗 線的質量；或者甚至有松開的絲（末端）被泮在在制造設備中的風險，并因此甚至需要停止 生產以釋放斷絲。
[0005] 傳統上，這已通過在拉伸過程期間向多絲紗線中加入有機紡絲油劑而被解決。然 而，有機紡絲油劑是表面活性產品，由于環境原因其應該被避免。
[0006] W02004/053212中已提出了一種降低紡絲油劑的影響的途徑，其中建議使用揮發 性紡絲油劑。
[0007] 發明目的
[0008] 本發明的目的是提供經改進的制造多絲紗線的方法。
[0009] 本發明的另一個目的是提供經改進的多絲紗線或紗線構造。
[0010] 發明公開
[0011] 改進可以是例如：一種或多種環境影響減少、更好的物流、減少的處理或如下文所 述的本發明所提供的別的改進。
[0012] 在本發明的第一方面，通過制造多絲紗線的方法來實現本發明的目標，所述方法 包括以下步驟：提供部分拉伸多絲紗線，該部分拉伸多絲紗線包含部分拉伸絲；將所述部 分拉伸多絲紗線扭轉至部分拉伸捻度為4-600個轉/米以形成經扭轉的部分拉伸多絲紗 線；和以至少I. 1的拉伸比DRpt扭轉后拉伸經扭轉的部分拉伸多絲紗線。
[0013] 例如如W02005/066401中所公開，在多絲噴絲頭的紡絲孔具有形狀適合于提供部 分拉伸或調整已在紡絲孔中的絲的收縮區的情況下，紡絲方法可直接提供部分拉伸多絲紗 線。部分拉伸多絲紗線還可以是在紡絲孔之后的氣隙中拉伸的結果。優選地，例如紡絲后 在淬火浴中冷卻之后，部分拉伸多絲紗線是固體階段紗線。如果部分拉伸多絲紗線是凝膠 紡絲多絲紗線，則優選的是，在扭轉部分拉伸多絲紗線之前，已除去至少一部分溶劑（與紡 絲期間通過噴絲頭的溶劑含量相比）。
[0014] 拉伸多絲紗線發生在多個步驟中。扭轉部分拉伸多絲紗線可以與拉伸步驟聯機 (inline)進行，或者不與拉伸步驟相連而脫機（offline)進行。"聯機"在本文中表示：部 分拉伸紗線直接運行/行進在進行扭轉部分拉伸多絲紗線的站（station)和多絲紗線被拉 伸的站之間。"脫機"通常表示：卷繞步驟發生在拉伸和扭轉之間。
[0015] 附圖簡要說明
[0016] 下面將參考示例性實施方式和附圖來更充分地說明本發明，其中
[0017] 圖1顯示了根據本發明的多個方法的示意流程圖，且
[0018] 圖2顯示了制造根據本發明的HPPE多絲紗線的方法的示意流程圖。
[0019] 所有圖僅顯示為了解釋本發明所需要的步驟，其它部分被省略或僅僅提到而已。
[0020] 發明詳沐
[0021] 可以在一個或多個如下變例（參見圖1)中進行多絲紗線的拉伸：a)扭轉前聯機 拉伸，隨后脫機扭轉后拉伸；b)在扭轉部分拉伸多絲紗線之前和之后均聯機拉伸；c)扭轉 前脫機拉伸，且扭轉后聯機拉伸；d)扭轉前和扭轉后均脫機拉伸，所以部分拉伸紗線的扭 轉發生在與扭轉前和扭轉后的部分拉伸多絲紗線的拉伸相分離（在時間和/或空間上）的 步驟中。
[0022] 優選地，聯機進行扭轉部分拉伸多絲紗線和扭轉后拉伸。根據本發明的方法可包 含多于一個扭轉后拉伸步驟。如果在根據本發明的方法中進行多于一個扭轉后拉伸步驟， 則優選地，扭轉部分拉伸多絲紗線與至少一個扭轉后拉伸步驟聯機進行；更優選地，扭轉部 分拉伸多絲紗線與所有扭轉后拉伸步驟聯機進行。根據本發明的方法可包含多于一個扭轉 步驟。如果在根據本發明的方法中進行多于一個扭轉步驟，則優選地，至少一個扭轉步驟與 扭轉后拉伸步驟聯機進行。
[0023] 扭轉部分拉伸多絲紗線可在專用（獨立式）設備上進行或者可與拉伸爐、淬火浴、 卷繞機、退繞機、紡絲板中的一個或多個組合成整體式設備。在一種實施方式中，通過例如 如US 6, 155,037中所述的聯機加捻系統來進行扭轉部分拉伸紗線。US 6, 155,037中所述 的聯機加捻系統在下文中被稱為Uster加捻系統。因為這類設備允許向部分拉伸多絲紗線 中引入捻（twist)而不接近（having access to)紗線的末端，因此這類設備特別有益于改 裝現有的設備，例如現有的拉伸爐、或現有的卷繞機或退繞機。因此，本發明的一個方面涉 及Uster加捻系統和拉伸爐的組合、Uster加捻系統和卷繞機的組合或者Uster加捻系統 和退繞機的組合。
[0024] 在特別優選的實施方式中，通過如下進行扭轉部分拉伸紗線：首先卷繞未經扭轉 的部分拉伸多絲紗線，隨后采用扭轉筒子架系統使未經扭轉的部分拉伸多絲紗線退繞來扭 轉部分拉伸多絲紗線。優選地，安排扭轉筒子架系統以與扭轉后拉伸工藝聯機進行退繞和 扭轉，其中調整扭轉筒子架系統的退繞速度和旋轉速度以適應聯機的扭轉后拉伸工藝。
[0025] 根據本發明的方法還可包含如下步驟：在扭轉部分拉伸多絲紗線之后且在扭轉后 拉伸部分拉伸紗線之前，在張拉站（tensioning station)中拉緊多絲紗線。這允許保持部 分拉伸多絲紗線中的張力在扭轉期間相對低，而拉伸期間的張力可保持足夠高以確保所要 求的拉伸。合適的張拉站的實例包括若干滾軸、制動系統和摩擦系統。
[0026] 對于本發明的所有方面，多絲紗線的拉伸通常發生在提高的溫度下。優選地，至少 一個拉伸步驟發生在高于100°C的溫度下；優選地，至少一個拉伸步驟發生在高于120°C的 溫度下。優選地，至少一個拉伸步驟發生在低于多絲紗線熔點的溫度下。更優選地，紡絲之 后的所有拉伸步驟發生在低于多絲紗線熔點的溫度下。還更優選地，紡絲之后的所有拉伸 步驟發生在比多絲紗線熔點低至少5°C的溫度下，并且更優選地在比多絲紗線熔點低至少 l〇°C的溫度下。特別地，優選地，扭轉后拉伸發生在多絲紗線熔點和比多絲紗線熔點低30°C 之間的范圍內；更優選地，扭轉后拉伸發生在比多絲紗線熔點低至少5°C (例如，比多絲紗 線熔點低至少l〇°C)的溫度下。對于凝膠紡絲UHMWPE多絲紗線，優選地，拉伸（特別是扭 轉后拉伸）發生在低于138°C的溫度下、優選地低于135°C的溫度下、更優選地低于132°C的 溫度下。對于凝膠紡絲UHMWPE多絲紗線，優選地，拉伸（特別是扭轉后拉伸）發生在高于 100°C的溫度下、優選地高于110°C的溫度下、更優選地高于120°C的溫度下、更優選地高于 130°C的溫度下。
[0027] 在本發明的語境中，"單絲"被理解為表示長度不定的細長體，其長度尺寸遠遠大 于其截面尺寸（例如寬度、厚度或半徑），并可具有規則或不規則的截面。單絲可具有連續 的長度（在本領域中被稱為絲）或非連續長度（在本領域中被稱為短纖維）。根據本發明 的多絲紗線是包含多根單絲的細長體。
[0028] "凝膠紡絲多絲紗線"在本文中理解為：通過使包含聚合物和用于該聚合物的溶劑 的溶液（有時也稱為凝膠）紡絲而制造的多絲紗線。可通過如下進行溶液的紡絲：在擠出 機中將聚合物和溶劑的懸浮物轉變成溶液并通過包含多于一個紡絲孔的噴絲頭擠出