專利名稱：生產具有高負荷性能的絲線預浸漬體的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產具有高負荷性能的絲線預浸漬體的方法，絲線預浸漬體由玻璃纖維，芳族酰胺纖維或碳纖維制成，且紗線強度在110到4080dtex。該方法中，將纖維在PTFE分散液中浸漬，然后經由一個噴嘴導出并壓漬。該過程中，存在于纖維的單絲之間的空氣會被壓出，并且單根的絲線完全由PTFE環繞包裹，然后進行干燥。
發明內容
本發明的任務在于，對開頭提到的一類生產方法(PCT/DE 00/00833)進行改進，進一步提高紗線和隨后獲得的紡織件的強度。
按照本發明，該任務由以下方法解決，即，如果使用一種無圓柱形噴出套口的噴嘴，該噴嘴橫截面的最狹窄處要大于紗線中單根絲的橫截面總數約15到170％，并且包裹著單絲的PTFE在絲線纏繞前進行熔結(Ausgesintert)。
在本發明中所設計的噴嘴橫截面和所使用的絲的橫截面面積之間的小的比值使得所制出的紗線中，單根的絲和絲與絲之間的空間可以被PTFE有效包裹、或者是填充，并且其中的空氣流被壓出。由此紗線的毛細孔中就不存在有所不希望的、可供潮濕氣進入的空間。
按照本發明，噴嘴套口可以與噴嘴的出口端呈直線相連，并且構成一個其形狀和噴嘴出口端形狀相匹配的引導通道。在這里，本發明改善了公知的技術效果，即通過將噴嘴的噴出套口附加到噴出端上去，可以提高總的噴出效果，并且通過附加這樣一個噴出套口到噴嘴上去，可以達到較小橫截面的噴嘴的噴出作用。這個效應是特別有意義的，尤其當需要噴嘴具有很小的橫截面、且該橫截面需要很高的生產消耗且會承受高磨損時是特別有意義的。對于這樣一種噴嘴還需要注意的是，在通過噴嘴所導出的材料上會獲得很好的效果，它不會產生制造公差。相比較而言，使用了噴出套口可以帶來生產上的簡化，并能降低摩擦。制造公差會變得更小，且負作用很小。
此外，本發明還規定，噴嘴套口的長度近似的由Hagen-Poiseuille定律所確定，即按照以下V＝П·Δp·t·D4/128·η·L當其余因素近似恒定時，V與D4/L相應。
在公式中，各字母代表以下意義V 穿流的體積Δp 噴嘴中流體的流入和流出壓力差D 噴嘴的水力直徑L 噴出套口的長度η流體的粘度t 時間上述公式液近似適用于浸漬噴嘴(Trnkdüsen)，但其中要注意的是，流過噴嘴的不僅有流體，還有絲。在此公式中確定的幾何因子是D＝水力直徑而L＝長度。如果其余因素都保持恒定，則穿流體積存在著一定的比例關系V～D4/L。
這就意味著，理論上，通常在相同條件下，如果噴嘴直徑增加一倍，但是長度增加到16倍，則可以穿流過相同量的流體。例如，可以表示如下，D4/L＝14/10＝24/160＝0.1這個規律在生產實踐中就意味著，對于用于生產精細絲線的很小的噴嘴來說，有利的是，通過設置噴出套口，可以用較大直徑的噴嘴來替代進行工作，這也就可以簡化紗線嵌入噴嘴的操作。
實施該方法時，噴出套口的噴嘴和引導通道一方面可以通過一個板形的覆蓋物來遮蓋起來，另一方面也設計有圓形或帶角形狀的剖面，從而在板形的覆蓋物和圓形-或帶角形狀的剖面之間構成了一個引導通道。要裝入紗線時可以將覆蓋物拿掉。由此可以大大簡化更為精細的纖維尺寸的生產過程，只要在生產實踐中可實施即可。
從噴嘴(有或沒有噴出套口)中出來的紗線--它的單絲被PTFE所包覆并且它中間的空腔也被封閉--在纏繞前被熔結，這樣就使得紗線在隨后的使用中具有很高的堅固性，特別是突出的耐磨性，同時也使得由于單絲完全被包覆，在織物中這樣的紗線進行相互疊置時不會帶來損壞。
按照本發明的目的，當不使用圓柱形噴出套口的噴嘴時，噴嘴橫截面的最狹窄處只是比通過噴嘴穿流出的紗線單根絲線的橫截面總數大了大約50到100％。
進一步發現，根據本發明，當不使用圓柱形噴出套口的噴嘴、且浸漬時分散液的濃度為35到45重量％時，噴嘴的橫截面應該比紗線單根絲線的橫截面之和大了大約50到95％。如果使用的分散液的濃度在55到65重量％，則本發明推薦噴嘴的橫截面比紗線的單根絲線的橫截面之和大了大約20到40％。而如果浸漬時采用的分散液濃度在25到34重量％，則根據本發明，所推薦的噴嘴的橫截面比紗線的單根絲線的橫截面之和大90到170％。
以下將描述本發明方法的實施方式。各圖表示圖1 按照本發明方法使用的噴嘴截面圖，圖2 按照本發明方法使用的、帶有噴出套口的噴嘴截面圖，和圖3 橫截傳送方向的、噴嘴和噴出套口的多個剖面輪廓的截面圖。
具體實施例方式
在圖1中，箭頭標識了噴嘴2中向右運行的紗線1，且該噴嘴是向右到出口端3逐漸變細。噴嘴的上側面4以平板覆蓋的方式被遮蓋著。為裝入紗線，可以去掉該覆蓋物。
圖2和圖1的區別僅在于，在噴嘴1上附加連接了一個噴出套口5，且其和噴嘴2的出口端呈直線相連并以L標記出來。該噴出套口呈直線分布，并具有和噴嘴2的出口端3相同的剖面。噴嘴2和噴出套口5可以整體成型出來，也可以由分裝件組成，并保持對準直接相接。
圖3顯示的是根據圖2中的截面的四個噴嘴剖面圖。這里涉及的只是選自許多可以考慮的剖面形狀中的一部分。
在下表中記錄的是三個按照本發明方法的、分別采用玻璃纖維、芳族酰胺纖維或碳纖維的實施例。其中，這三個實施例的不同在于浸漬時分散液的濃度和經浸出的絲線的PTFE含量。在三個實施例中所處理的纖度有110dtex(玻璃1)，220dtex(玻璃2)，1360dtex(玻璃3)，800dtex(碳纖維)和110dtex(芳族酰胺)。相應的，在三個實施例中的絲線橫截面之和與各原料相對應。
可以看到，在浸漬單個纖維材料時，主要與分散液的各個濃度相關的纖度和絲線橫截面總量對噴嘴橫截面的要求是明顯不同的。
至于“噴嘴截面＞絲線橫截面總量”在表中也有描述，即各噴嘴截面大于絲線橫截面總量大約多少百分比。該數值欄表明，噴嘴橫截面對絲線截面之和的比例越大，則絲線浸漬時分散液的濃度也必須越小。
位于最右邊的四個數值欄涉及到了噴嘴截面對絲線橫截面之和的比例和圓柱形噴出套口長度的關系。最左邊的那一欄中噴出套口的長度為0，而越往右排列的幾欄描述了噴出套口長度的相應比例關系，從6mm，31mm到55mm。從該對比數據中可以顯而易見，在保持絲線橫截面之和相同的情況下，噴嘴截面和絲線總量間的比例增大。隨著噴出套口的長度增加，噴嘴截面也增大，因此可以使用隨著截面增大原則上承受的摩擦就減少的噴嘴。
在絲線從具有或不具有噴出套口進行加工的噴嘴中出來后，將絲線熔結并在此狀態下進行纏繞。
通過對所形成的紗線預浸漬體進行紡織，編織，折迭，編結或針織來進一步應用。經過這樣一種加工之后，再將所形成的織物干燥。成型物特別適用于帳篷布，運輸軌道或抗熱防火的保護材料。
權利要求
1.一種生產具有高負荷性能的絲線預浸漬體的方法，其絲線預浸漬體由玻璃纖維、芳族酰胺纖維或碳纖維制成且絲線強度在110到4080dtex，其中將纖維在PTFE分散液中浸漬，然后經由一個噴嘴導出并壓漬，在該過程中，存在于纖維的單絲之間的空氣被壓出，并且單根絲線完全由PTFE環繞包裹，然后進行干燥，其特征在于，使用一種在出口端有一個最小直徑、且最小直徑比紗線的各單絲截面最小直徑大了大約15到170％的噴嘴，還在于，包裹著單絲的PTFE在紗線纏繞前被熔結。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，噴嘴套口和噴嘴的出口端呈直線相連，并且構成一個其形狀和噴嘴出口端形狀相匹配的引導通道。
3.根據權利要求2的方法，其特征在于，噴嘴套口的長度近似地由Hagen-Poiseuille定律所確定，即V＝Π·Δp·t·D4/128·η·L當其余因素近似恒定時，V與D4/L相應。
4.根據權利要求2或3的方法，其特征在于，噴出套口的噴嘴和引導通道一方面可以通過一個板形的覆蓋物來遮蓋起來，另一方面也設計有圓形-或帶角形狀的剖面，從而在板形的覆蓋物和圓形或帶角形狀的剖面之間構成了一個引導通道。
5.根據權利要求1的方法，其特征在于，當使用無圓柱形噴出套口的噴嘴時，噴嘴橫截面的最狹窄處只是比通過噴嘴穿流出的紗線單根絲線的橫截面之和大了大約50到100％。
6.根據權利要求1的方法，其特征在于，當使用無圓柱形噴出套口的噴嘴、且浸漬時分散液的濃度為35到45重量％時，噴嘴的橫截面應該比紗線單根絲線的橫截面之和大了大約50到95％。
7.根據權利要求1的方法，其特征在于，當使用無圓柱形噴出套口的噴嘴、且浸漬時分散液的濃度為55到65重量％時，噴嘴的橫截面應該比紗線單根絲線的橫截面之和大了大約20到40％。
8.根據權利要求1的方法，其特征在于，當使用無圓柱形噴出套口的噴嘴、且浸漬時分散液的濃度為25到35重量％時，噴嘴的橫截面應該比紗線單根絲線的橫截面之和大了大約90到170％。
全文摘要
一種生產具有高負荷性能的、由玻璃纖維、芳族酰胺纖維或碳纖維制成的紗線預浸漬體的方法。將纖維在PTFE分散液中浸漬，經由一個噴嘴導出并壓漬。其中，存在于纖維的單絲之間的空氣被壓出，單根絲線完全由PTFE環繞包裹，然后進行干燥。通過以下所推薦的方法進一步提高強度，特別是耐磨性，即，不使用圓柱形噴出套口的噴嘴時，該噴嘴橫截面的最狹窄處要大于紗線中單根絲的橫截面之和約15－170％，并且包裹著單絲的PTFE在紗線纏繞前被浸出。優選的是，噴嘴套口和噴嘴的出口端呈直線相連，并且構成一個其形狀和噴嘴出口端形狀相匹配的引導通道。
文檔編號D06M15/21GK1594705SQ0315688
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月11日 優先權日2003年9月11日
發明者霍斯特－迪特爾·雷克托, 約翰內斯·弗倫肯 申請人:P－D技術紡絲有限公司