用熱處理從合成聚合物生產出鬆弛復絲的裝置和方法

2023-05-06 00:09:56

專利名稱：：用熱處理從合成聚合物生產出鬆弛復絲的裝置和方法
技術領域：
：本發明涉及一種用熱處理方法從合成聚合物生產出全方位鬆弛的復絲的裝置和方法。具體地說，它是涉及一種用於對用尼龍6、尼龍66或者聚對苯二甲酸乙酯製成的復絲進行鬆弛熱處理的裝置以及一種具有很高的生產速度的方法。為了產生高強度，就必需在擠壓和凝固之後以高達170米/秒的速度卷緊熔紡復絲。可以將一拉伸臺插設在凝固位置和夾緊裝置之間。通常，在拉伸過程中或者在拉伸之後對已經凝固的單纖維進行附加的熱處理是必不可少的，以便纖維形成的聚合物所要求的方向可以在高於第二次轉變溫度時發生以及使纖維鬆弛。所述的鬆弛處理可以被理解成是對重新提供的順序狀態的固定因而它必須防止復絲在以後例如在夾緊裝置上隨同變硬或卷繞的鬆開而鬆弛。已經可以看到復絲的鬆弛-自由特性必須要這種熱處理儘可能保持無張力以便單纖維可以儘可能均勻地收縮並且不受拉伸負荷的影響。另外一個與採用高速生產方法生產復絲相聯繫的問題在於要克服復絲與周圍空氣的摩擦力，如果這種摩擦力必須只是通過卷繞來克服的話，則這會引起一種張力，這種張力便會導致太硬因而變形的卷線筒結構。由於在復絲和周圍空氣之間的摩擦力是隨速度的平方增大，而復絲的運行距離的縮短只具有線性效果，因此結構上的措施，所謂緊湊型工廠僅僅帶來有限的優點。另加到空氣摩擦力上的是由復絲引導件和傳統的熱處理部分所產生的摩擦力，除非這後者補償所有的張力。與用於生產用全合成聚合物製成的復絲中很高的生產速度相關聯，在技術上不能夠無問題地解決對於在小於1毫秒範圍的相當短的停頓時間內將復絲的所有單纖維的均勻熱滲透和加熱到生產溫度(例如可以高達攝氏190度)這樣一個問題。與高速復絲加熱有關的已有技術是以下面的參考文獻中列出的裝置和設備為比較著名-與加熱表面，例如加熱導絲輥直接接觸，在美國專利第4508674，4251481和4349501中。在這種情況時，要求環繞迅速旋轉的滾筒重複地卷繞，然而，這只是保證在單纖維束支承的伴隨表面上一側提供熱量因而復絲的所有單纖維就不可能有均勻而透徹的加熱。-通過熾熱的液體拉伸，在歐洲專利公布EP-A-0468918，EP-A-0384886以及美國專利第5171504中所述。對此就要求一種其沸點高出生產溫度的熱媒液體，而由於它粘在絲的表面上因此必須予以去掉，這給環境增加了負擔和給操作者帶來了麻煩並且進一步增加了費用。除此之外，還必需用相當大的張力以克服與液體的摩擦力，這個張力就要加到絲的張力上。-用冷凝蒸氣處理，在德國專利公布DE2643787，美國專利5019316和4456575中所揭示。對於在環境壓力時沸點之上溫度的這種處理，要求能保持住處在處理裝置內的過壓狀態下的蒸氣，通過這種處理還必須對復絲進行引導以便使復絲進入與冷凝蒸氣直接接觸，例如在美國專利5280606中所述，以及-用過熱蒸氣處理，例如按照德國專利公布DE2643787，美國專利5019316，4539170，4508674和4456575，這種處理不允許使用蒸氣的相當大的冷凝熱量。其中僅僅利用熱氣體的裝置或方法並不能確保每一根單絲均勻、有效的加熱穿透，或者由於可達到的從氣體向絲的熱傳遞值較小因而需要較大的，例如2米的結構長度，如在美國專利4539170中所揭示的那樣。其中飽和蒸氣直接與敞開系統中的復絲相接觸的方法和裝置，由於不能達到攝氏100度以上的溫度，因此只能在環境壓力下工作。「敞開系統」可理解為其中的復絲不需要穿過密封裝置就可通過處理部分，這就可以儘可能多地防止蒸氣損失。此外，必須解決如下的問題-不能夠被冷凝的一些氣體，例如被復絲牽引向前的空氣相當大地阻礙了冷凝過程。冷凝蒸氣的極為理想的熱傳遞值僅僅是在不含有任何惰性氣體的蒸氣環境中才得到保證。-為了可以利用在高溫，例如攝氏150度時的蒸氣的冷凝熱量，就必需在一個合適的飽和壓力，例如在攝氏150度時為4.74巴(絕對大氣壓)的狀態下使蒸氣直接與復絲相接觸並且同時排除不可以冷凝的氣體。在復絲的進口和出口處為防止蒸氣損失增加所需要的密封就將機械的、液壓的或者氣動的摩擦力傳遞給復絲，而這些摩擦力必須通過增加絲的張力來克服。-復絲必須在具有摩擦損失的超壓的狀態下被拉過處理裝置。此外，必須克服在室內部和室外部之間的壓力的突然變化。這種所需的張應力消極地影響筒子的結構並且必須由另外的成本高的措施來補償。用於實現解決這些問題的簡單方法可從美國專利第5287606中了解到。為此，提出了一種用於採用飽和蒸氣對紡織材料進行無接觸處理的裝置，這種裝置具有多個室，而飽和的處理蒸氣供給其中的一個中央室。然而，這些室只是藉助於簡單的穿孔的隔板分開，而紡織材料的拉出是藉助於在裝置的出口上的一個文杜裡噴嘴的抽吸作用完成的。所述的文杜裡噴嘴對於將絲穿入裝置基本是有效的並且只是在裝置的出口上驅動通過的復絲。因此它在處理部分的區域上並不引起任何張力的減小而相反進一步使張力增加。由於所述的張力和在高壓狀態下的蒸氣的摩擦阻力未被補償，因此只能夠實現紡織材料的部分鬆弛。而且不利的是需要附加的能源，例如壓縮空氣，其能量就不能夠用於熱處理過程。因此，本發明的目的是解決尤其與熔紡後已經凝固的單纖維必需進行一種熱後處理的這樣一種復絲有關的在卷緊過程中鬆弛和保持與摩擦力有關的張力的技術問題，並且克服在已有技術中在一個緊湊的裝置中採用一種簡單的方法所具有的缺點。本發明的這個目的是藉助於具有權利要求1所述的特點的用於對由合成聚合物製成的復絲進行鬆弛熱處理的裝置、藉助於具有權利要求11所述的特點的用於用合成聚合物生產全方位鬆弛的復絲的方法以及藉助於權利要求21所述的全方位鬆弛的復絲來達到的。所述的目的尤其是藉助於一種與原來就知道的一種用於由PA6、PA66或PET製成的復絲的紡絲工藝相結合的熱處理裝置來實現的，在這種方法中產生引起鬆弛的處理蒸氣是在壓力狀態下沿著單纖維流動，使在復絲內的張應力減小並使存在於復絲內的應力減至0.15cN/dtex以下再加熱復絲。下面將藉助於附圖來具體說明本發明的裝置，這些附圖還用於說明本發明的方法圖1是用於單級紡絲工藝並預拉伸的帶有本發明一整體熱處理裝置的一種裝置的第一實施例；圖2是用於單級紡絲工藝但未預拉伸的帶有本發明一整體熱處理裝置的一種裝置的第二實施例；圖3是用於單級紡絲工藝的帶有本發明一整體熱處理裝置的一種裝置的第三實施例；圖4是本發明熱處理裝置的示意說明圖；圖5是輔以一些圖解說明的蒸氣焓-熵圖之一部分。圖1示意地表示用於一單級紡絲工藝以在紡絲頭1上開始按已有技術生產合成復絲的一個裝置，它在拉伸裝置3和接收裝置4之間有本發明的一個熱處理裝置5。例如通過採用橫向噴吹使復絲6的單纖維在一冷卻裝置2上的紡絲頭1的下面凝固並冷卻到攝氏100度之下的一個溫度。隨後藉助於被加熱或未被加熱的導絲輥3產生拉伸，該導絲輥在復絲置於筒子上面之前用一個接收裝置4予以反覆卷繞。圖2示出具有以與圖1中所示同樣的方式表示的本發明的一整體裝置的一個沒有拉伸的類似裝置。圖3以一種比較說明方式，圖3示出本發明的一個帶有開式卷繞的導絲輥20的紡絲裝置和用於熱處理的整體裝置5。圖4示出了一個示意地表示的本發明的熱處理裝置5。作為例子，這個裝置可以理解成或者是一個繞著復絲6軸線的動力平衡的結構布置或者更理想的是一個具有矩形橫剖面的不對稱的結構布置。在復絲從上到下的運行方向上，復絲首先通過一個疊置的噴嘴7，在該噴嘴中通過正對復絲的單纖維噴吹蒸氣使在絲周圍並被它牽引向前的空氣的邊界層被吹離所述的單纖維並由蒸氣組成的邊界層取代所述的空氣邊界層取代。所述的疊置的噴嘴7可以作為一種用蒸氣工作的渦旋噴嘴來具體實施，這種渦旋噴嘴可通過渦流產生絲的粘合。在一個較佳實施例中，該疊置的噴嘴7產生一個與絲運行方向相反的速度分量。剩餘的蒸氣和被移走的空氣被收集在一個布置在上遊的室43內並通過出口8被排出。通過進口9將預先準備好的處理用水蒸氣引進並通過一個噴嘴10和位於下遊的第一狹窄通道11將水蒸氣引入處理導管12中，所述的狹窄通道後面的圓錐形的擴展口41是按照拉瓦爾的一種膨脹噴嘴具體實施的。蒸氣在在該膨脹噴嘴中被加速到超音速的速度。按照K.Oswatitsch的「氣體動力學基礎」(1976年，斯普林格)所述，在此過程中所保持的狀態下，一個穩定的壓縮衝擊便在膨脹噴嘴41的下遊產生，這種衝擊在第二狹窄通道13的上遊使蒸氣減速到亞音速而在第二狹窄通道13內剛好達到音速。在通過第二狹窄通道13的通路下面，在圓錐形擴展口14(也是以一種膨脹噴嘴具體實施)內未被冷凝的剩下的蒸氣便膨脹到大約2至4巴，這些蒸氣被收集在一個中間室15內並通過一管路40返回到疊置的噴嘴7中。未離去的處理蒸氣剩餘部分在一第三圓錐形擴展口17(也是以一種膨脹噴嘴具體實施)中的第三狹窄通路16的下遊膨脹到環境壓力並通過布置在下遊的室18排出。熱處理裝置5通過一個加熱套19至少保持在為熱處理所要求的處理溫度，以便防止在熱處理裝置的壁上產生蒸氣的任何冷凝。為了說明在本發明的裝置內部的熱力學過程，圖5示出了蒸氣焓-熵圖的一部分，在該焓-熵圖上研討了處理蒸氣狀態變化的一個例子，由此蒸氣在其從第一狹窄通路11通過處理導管12、第二狹窄通路13到第二拉瓦爾噴嘴14的末端的路徑上通過。因此被加熱的熱處理裝置5是由一用於將空氣牽引向前的出口8、一用於處理水蒸氣的進口9、一噴嘴10、一處理導管12和一布置在下遊的室18所組成，這裡所述的處理導管在其進口或出口上沒有密封，但有至少兩個而較理想為三個狹窄通路11、13、16，在它們每一個的後面帶有圓錐形的擴展口41、14、17。在一些較佳實施例中，至少下列零部件之一疊置的噴嘴7、噴嘴10、處理導管12、狹窄通路11、13、16或者圓錐形擴展口41、14、17被設計成一種環繞復絲的軸線動力平衡的方式，或者作不對稱設計。在一些較佳實施例中，至少下列零部件之一疊置的噴嘴7、噴嘴10、處理導管12、狹窄通路11、13、16或者圓錐形擴展口41、14、17具有一個多邊形的橫剖面。按照另外一個較佳實施例，用於提供處理蒸氣的裝置具有設置在其一側上的一個進口9。此外，本發明的裝置可以沿著絲軸線的剖面分開並設計得可將它打開或者可以設計成通過與縱向軸線平行延伸的一個分離間隙能夠進入。本發明的裝置的一個本質的優點在於由於裝置可以設計得結構簡單而且沒有任何運動件，因此它的投資成本低。本發明的熱處理裝置5基本上可以完成下面的功能a)在復絲6的單纖維的周圍的空氣邊界層藉助於對它噴吹小張力的蒸氣而在疊置的噴嘴7中被一水蒸氣的邊界層取代，所述的小張力的蒸氣較理想是從處理導管12返回的一部分處理水蒸氣流。b)復絲6是通過噴嘴10被移入處理裝置5的內部。c)復絲由於其移動張力減小因此被噴出的處理用水蒸氣驅動。d)隨後處理水蒸氣通過處理導管12的狹窄通路11、13、16及其各自後面的圓錐形擴展口或者膨脹噴嘴41、14、17。-其中，處理蒸氣在第一狹窄通路11下遊的膨脹噴嘴41內被加速到超音速的速度，以及-在膨脹噴嘴41和第二狹窄通路13之間產生並保持一個壓縮衝擊從而使壓力增加到2和13巴之間，並且-由於蒸氣經預先處理，該處理用蒸氣達到其飽和壓力。e)通過吸收處理蒸氣的冷凝熱量在壓縮衝擊通過的路徑上加熱復絲6的單纖維使它從進入溫度提高到冷凝溫度，-其中反應被激發，以及f)在後面有第二和另一個狹窄通路13、16的膨脹噴嘴14、17中，水蒸氣逐步地膨脹到環境壓力，並連同鬆弛的復絲6一起被引入布置在下遊的室中，該室通過出口噴嘴42使復絲6排出，以及隨後被供給用於卷緊的接收裝置4。剩餘的蒸氣通過一個蒸氣排出管21有益地返回預處理裝置。在一較佳實施例中，一個調節裝置是有利地由一熱交換器和一帶有一個旋流微滴與懸浮微粒分離器的旋流蒸氣乾燥器所組成，它可以使用其過熱補償到達衝擊前鋒途中所損失的熱量並使處理蒸氣在衝擊前鋒上達到其飽和狀態的方法之預先處理方式來調節處理蒸氣的狀態變為可能。如上所述，噴嘴10是起一個蒸氣噴射泵的作用，它將復絲6的單纖維吸入帶有狹窄通路11、13、16且其後面設有圓錐形擴展口41、14、17的一根處理導管12中。處理導管12使處理水蒸氣在復絲6的單纖維的表面上冷凝成為可能，所述的單纖維起著冷凝核心的作用並吸收處理水蒸氣的冷凝熱量直到它們本身的溫度與冷凝溫度十分匹配為止。處理導管12的長度可以有利於取得停頓時間，在處理導管中通過使處理蒸氣冷凝可以在第二狹窄通路13內將在復絲6的內部單纖維與外部單纖維之間的溫差調節到小於1K。在本發明的裝置的處理導管中的停止時間一般是按照熱傳導的原理同時考慮冷凝蒸氣的導熱率、冷凝蒸氣的熱傳遞、單纖維的直徑和復絲6的纖維的橫剖面形狀，以及製成纖維的合成聚合物的導熱率來規定的。被設置在噴嘴10的下遊的處理導管12這樣就有利地具有至少兩個狹窄通路11、13，其每一個後面都設有一圓錐形擴展口41、14，它們都是用拉瓦爾的膨脹噴嘴來具體實施的。膨脹噴嘴的每一個41、14將以音速通過在它們上遊的狹窄通路11、13的處理蒸氣加速到超音速的速度，超音速速度是在大於1.0至2.0馬赫值之間的一個範圍內，其中高達13巴(較理想是在4和7巴之間)的一個垂直穩定的壓縮衝擊前鋒在第一狹窄通路11之後呈現。所述的壓縮衝擊的壓力是按照用於質量流動、能量和脈衝的熱力學守恆定律調定的。其大小是作為進入的處理蒸氣狀態的一個函數和由如在圖5中所示的蒸氣焓-熵圖上的範諾(Fanno)線與雷利(Ra1eigh)線的交點位置給定的。在一個較佳實施例中，管路40將膨脹的未冷凝的蒸氣中的一部分蒸氣從第二狹窄通路13的下遊引向疊置的噴嘴7用於正對復絲6噴吹。在一個特定的實施例中，所述的疊置的噴嘴7被設計成一個渦旋噴嘴，以便可以獲得復絲6的所要求的有利的纖維粘合。由在熱處理裝置5內未被移去的一剩下部分的進口張力和在熱處理裝置5中產生的摩擦力組成的復絲6的相當低的移動張力(其張力小於0.15cN/dtex，例如0.06cN/dtex)被認為是本發明的裝置的一個本質優點。用於處理蒸氣的一個調節裝置(未圖示)有利地連接在熱處理裝置5的上遊，它基本由一個熱交換器和一個帶有旋流微滴和懸浮微粒分離器的旋流蒸氣乾燥器。此外，所述的圓錐形擴展口41、14、17是被有利地設計成一種拉瓦爾噴嘴的形式。在另一個較佳實施例中，通過將被設計成一個用於容置熱處理裝置5的中空室的加熱套19的溫度調節到處理蒸氣的飽和溫度，就可以避免蒸氣可能在處理導管12、狹窄通路11、13、16、在它們的下遊的圓錐形擴展口41、14、17(被設計成膨脹噴嘴)或者布置在下遊的室18的內壁上冷凝而妨礙其進行。因而可指望冷凝僅僅在被加熱的復絲6的單纖維表面上發生。本發明還包括與原來已知的一種單級紡絲工藝相結合、用於在權利要求1所述的裝置中、通過絲的熱處理用合成纖維生產出全方位鬆弛的復絲的一種方法，其特點是在壓力狀態下產生鬆弛流動的處理蒸氣進入與單纖維相接觸由此藉助於一種噴嘴作用將其衝力的一部分傳遞給復絲從而以這種方法減小因必須克服與空氣和裝置的摩擦所產生的在復絲中的張應力，以便使存在於復絲中的剩餘張力減少到小於0.15cN/dtex，例如0.06cN/dtex，並且將復絲加熱到超過製成纖維的聚合物的第二次轉變溫度的溫度，而較理想是在攝氏105和190度之間。由於被復絲牽引向前的空氣受到蒸氣對著它的噴吹在進入復絲之前便轉向並以這種方式移離復絲以使沒有未被冷凝的氣體可以進入處理過程。藉助於已說明的圖1至5還可以說明本發明的方法。圖1是用於單級紡絲工藝並預拉伸的帶有本發明一整體熱處理裝置的一種裝置的第一實施例；圖2是用於單級紡絲工藝但未預拉伸的帶有本發明一整體熱處理裝置的一種裝置的第二實施例；圖3是用於單級紡絲工藝的帶有本發明一整體熱處理裝置的一種裝置的第三實施例；圖4是本發明熱處理裝置的示意說明圖；圖5是輔以一些圖解說明顯示本發明方法特點的熱力過程的蒸氣焓-熵圖之一部分。圖1示意地示出一種用於生產已有技術的合成復絲的單級紡絲方法，它是在紡絲頭1開始進行的。藉助於噴吹使復絲6的單纖維在一個冷卻裝置2中的紡絲頭1的下面凝固並冷卻到攝氏100度以下的一個溫度。接著附加的拉伸通過被加熱或未被加熱的導絲輥3產生，這些導絲輥在復絲通過一接收裝置4收到筒子上之前反覆地卷繞。一個採用本發明熱處理方法步驟的熱處理裝置5被結合在所述的導絲輥3和接收裝置4之間。圖2示出一種沒有附加拉伸的類似方法。這種方法以與圖1中所述的同樣的方法予以描述。圖3以比較說明方式示出本發明的一個採用開式卷繞的導絲輥20的熔紡方法。圖4藉助於一個已示意說明了的熱處理裝置5來說明本發明的熱處理步驟。在復絲6從上到下的運行方向上，復絲6首先通過一個疊置的噴嘴7，在該噴嘴中通過正對復絲的單纖維噴吹蒸氣使在絲周圍並被它牽引向前的空氣的邊界層被吹離所述的單纖維並由蒸氣組成的邊界層取代所述的空氣邊界層。所述的疊置的噴嘴7可以具體化為一種用蒸氣工作的渦旋噴嘴，這種渦旋噴嘴可通過渦流導致絲的粘合。在一個較佳實施例中，該疊置的噴嘴7產生一個與絲運行方向相反的速度分量。剩餘的蒸氣和被移走的空氣被收集在一個布置在上遊的室43內並通過出口8被排出。通過進口9將預先準備好的處理蒸氣引進並通過一個噴嘴10和位於下遊的第一狹窄通道11引入處理導管12中，所述的狹窄通道後面的圓錐形的擴展口41是按照拉瓦爾的一種膨脹噴嘴具體實施的。蒸氣在在該膨脹噴嘴中被加速到超音速的速度。按照K.Oswatitsch的「氣體動力學基礎」(1976年，斯普林格)所述，在此過程中所保持的狀態下，一個穩定的壓縮衝擊便在膨脹噴嘴41的下遊產生，這種衝擊在第二狹窄通道13的上遊使蒸氣減速到亞音速而在第二狹窄通道13內剛好達到音速。在通過第二狹窄通道13的通路下面，在圓錐形擴展口14(也是以一種膨脹噴嘴具體實施)內未被冷凝的剩下的蒸氣便膨脹到大約2至4巴，這些蒸氣被收集在一個中間室15內並通過一管路40返回到疊置的噴嘴7中。未離去的處理蒸氣的剩餘部分形擴展口17(也是以一種膨脹噴嘴具體實施)中的第三狹窄通路16的下遊膨脹到環境壓力並通過布置在下遊的室18排出。熱處理裝置5通過一個加熱套19至少保持在為熱處理所要求的處理溫度，以便防止在熱處理裝置的壁上產生蒸氣的任何冷凝。為了說明在本發明的裝置內部的熱力學過程，圖5示出了蒸氣焓-熵圖的一部分，在該焓-熵圖上研討了處理蒸氣狀態變化的一個例子，由此，蒸氣在其從第一狹窄通路11通過處理導管12、第二狹窄通路13到第二拉瓦爾噴嘴14的末端的路徑上通過。處理水蒸氣在例如15巴的一個壓力22時進入第一狹窄通路11。進一步的狀態變量是由在圖上的點23的位置所確定的。蒸氣在第一拉瓦爾噴嘴中膨脹到例如2.6巴的壓力24和其進一步的值是由點25所確定的一個狀態。在此過程中蒸氣被加速到一個大約1.5馬赫的超音速的速度。在此過程中其焓值h從水平線26下降到水平線27。在此同時熵值是在值28和29之間增加。一個垂直穩定的壓縮衝擊鋒呈現在第一拉瓦爾噴嘴的末端上，該噴嘴的後面是在第二狹窄通路13的範圍內的其中經常出現增高的壓力並延伸的一段。壓力在其動能一部分再變化回到焓值h為31的位置時的衝擊鋒上跳離例如7巴和攝氏165度，而熵增加到值32。總能量在衝擊鋒的前後保持不變。如果在衝擊鋒之後的蒸氣狀態33是處在飽和線34之上或之下，則一部分的處理水蒸氣在復絲的單纖維的表面上冷凝，單纖維連同蒸氣通過狹窄通路11被引導直到它被加熱到在冷凝過程中發生的狀態35時的處理蒸氣的溫度。在此過程中，焓被傳遞給絲，因此，在一恆定溫度時，蒸氣狀態沿著恆定壓力線30移向點35的焓值h水平線。為了加熱絲就必需使在狹窄通路11和13之間的距離，因而處理導管12的長度要足夠大。在處於第二狹窄通路13下遊的第二拉瓦爾噴嘴17內，蒸氣膨脹到3巴的壓力水平線37，例如到狀態36。按照F.Bosnjakovic，K.F.Knoche在其「熱力學技術(Techn.Thermodynamik)」(斯泰因科普夫，1988年，第7版，第一部分)中所述，在衝擊鋒產生之後的33時的蒸氣狀態是從在點25時的衝擊鋒前面的蒸氣狀態開始的話，則在蒸氣的焓-熵圖上可以繪製出「範諾線」38以及「雷利線」39，所述的這兩條線都是函數線，在前一條線的各點上流動橫截面值和流動水蒸氣的「靜止狀態」的焓是恆定的，而在後一條線的各點上流動橫截面值以及各壓力和相聯結的容積與流動橫截面積的平方之商的和是恆定的。兩條線兩次相交並在其第二個交點上表示出在衝擊鋒之後的蒸氣狀態。本發明的熱處理基本包括以下步驟a)通過噴吹小張力的蒸氣用一水蒸氣的邊界層取代在疊置的噴嘴7中復絲6的單纖維周圍的空氣邊界層，所述小張力的蒸氣較理想是從處理導管12返回的一部分處理水蒸氣流；b)通過處理裝置5的噴嘴10將復絲6引入並吸出；c)藉助於被噴出的經預先處理的蒸氣驅動復絲6而減小移動張力；d)使處理蒸氣和絲束通過處理導管12的狹窄通路11、13、16；-其中，處理蒸氣在第一狹窄通路11下遊的圓錐形擴展口41內被加速到超音速的速度，以及-在圓錐形擴展口41和第二狹窄通路13之間產生並保持一個壓縮衝擊從而使壓力增加到2和13巴之間，並且-由於蒸氣經預先處理，該處理用蒸氣達到其飽和壓力。e)通過吸收處理蒸氣的冷凝熱量在壓縮衝擊通過的路徑上加熱復絲6的單纖維使它從進入溫度提高到冷凝溫度，-其中反應被激發，以及f)通過處理裝置的出口開口42將鬆弛的絲束噴出；-在第二和另一個狹窄通路13、16的通路後面使處理蒸氣分級膨脹；-並且將它移去，較理想是使它通過管路40返回調節裝置中；以及g)將鬆弛的復絲移動並卷緊。為此目的，就要以過熱量補償到達衝擊鋒途中所損失的熱量並使處理蒸氣在衝擊鋒上達到其飽和狀態的這樣一種方式來預先調節處理蒸氣的狀態。為此目的，被加到在噴嘴10上遊的管路9處的經過預調節的蒸氣的壓力較理想是在12和25巴之間。處理蒸氣在復絲6的單纖維的表面上冷凝，所述的單纖維是起冷凝核心的作用並在其冷凝時取得熱量直到其本身的溫度已經與冷凝溫度非常匹配為止。復絲6已經在低於攝氏100度，較理想是低於攝氏50度的進入溫度時進入處理裝置5內。在處理裝置中復絲6的單纖維初始脫離環境空氣，它們在一疊置的噴嘴7中已被牽引向前，接著移動，在藉助於冷凝的處理蒸氣，第二狹窄通路13處復絲內單纖維和外單纖維之間的溫差(作為導管長度的函數)自己調整到小於1K的停頓時間中，單纖維就在小於0.15cN/dtex，例如0.06cNdtex的小張力的作用下在處理導管12的兩個第一狹窄通路11、13之間被起著一個蒸氣噴射泵作用的第一圓錐形擴展口41吸入，而形成的溫度是在各特定的聚合物的第二次轉變溫度之上。在此溫度時，在聚合物內的分子間的結合力大大減小以使在先前拉伸過程的路徑中已建立的分子間的張力被平衡，以使復絲鬆弛到一種穩定的部分結晶的狀態。決定本發明方法處理導管的最小長度的在處理導管12中的停頓時間是按照熱傳導的規律並考慮冷凝蒸氣的熱傳導率、冷凝蒸氣的熱傳遞、單纖維的直徑和復絲6的纖維絲的橫截面形狀以及製成纖維絲的合成聚合物的熱傳導率而確定的。被設置在噴嘴10的下遊上的處理導管12這樣就有利地具有至少兩個狹窄通路11、13，其每一個後面都設有一圓錐形擴展口41、14，它們都是用拉瓦爾的膨脹噴嘴來具體實施的。膨脹噴嘴的每一個41、14將以音速通過在它們上遊的狹窄通路11、13的處理蒸氣加速到超音速的速度，超音速速度是在大於1.0至2.0馬赫值之間的一個範圍內，其中高達13巴(較理想是在4和7巴之間)的一個垂直穩定的壓縮衝擊前鋒在第一狹窄通路11之後呈現。所述的壓縮衝擊的壓力是按照用於質量流動、能量和脈衝的熱力學守恆定律調定的。其大小是作為進入的處理蒸氣狀態的一個函數和由如在圖5中所示的蒸氣焓-熵圖上的範諾(Fanno)線與雷利(Raleigh)線的交點位置給定的。在一個較佳實施例中，管路40將膨脹的未冷凝的蒸氣中的一部分蒸氣從第二狹窄通路13的下遊引向疊置的噴嘴7用於正對復絲6噴吹。在一個特定的實施例中，所述的疊置的噴嘴7被設計成一個渦旋噴嘴，以便可以獲得復絲6的所要求的有利的纖維粘合。既不構成復絲8的蒸氣邊界層又不移去或冷凝的處理蒸氣的剩下部分是在它膨脹到環境壓力的一個狀態時以一種理想的方式被收集於布置在下遊的室18內，被抽出並有利地供給熱量回收處理。在已通過所有的狹窄通路後，鬆弛的復絲6通過處理裝置5的出口42以一個小於0.15cNdtex，例如0.06cNdtex的張力被接收裝置4抽出，所述的張力是由在處理裝置5內未被減小的進口張力的剩餘部分和由在處理裝置5內產生的摩擦力所組成。在另一個較佳實施例中，使處理裝置5至少加熱到處理水蒸氣的飽和溫度可以以一種處理中斷的方式阻止蒸氣在處理導管12、狹窄通路11、13、16或者圓錐形擴展口41、14、17或者布置在下遊的室的內壁上冷凝。採用這種方法就可以實現蒸氣只在被加熱的復絲6的單纖維的表面上冷凝。在按已有技術的工藝用例如聚酯(PET)或尼龍6(PA6)製成的復絲的數據在下表的第一和第二列中示出的同時，按本發明方法生產的相應的絲，如在第三和第四列中所列那樣，由於有關沸水收縮率和收縮力的值明顯改善而有顯著的區別。表1號1234*熱空氣收縮率，對PES是在攝氏180度時測定，或對尼龍6是在攝氏160度時測定**收縮力測量是在Textechno公司的Dynafil上於攝氏125度和10米/分時進行。權利要求1.一種用於在處理裝置(5)中對用合成聚合物製成的復絲(6)進行鬆弛熱處理的裝置，它基本包括帶有用於放掉由進入的復絲牽引向前的空氣的一根連接管(8)的布置在上遊的一個室(43)，一個與處理蒸氣用進口管(9)相結合的噴嘴(10)，一根至少有兩個被其分開的下遊帶有圓錐形擴展口(41、14)的狹窄通路(11、13)、且以在進口或出口側沒有密封的方式具體實施的處理導管(12)，一個布置在下遊的室，一個加熱套(19)和引出所述的布置在下遊的室(18)之外的蒸氣排出口，以及一個可選用處理蒸氣工作或者選用通過一蒸氣返回管(40)與一個也是可選用之中間室(15)相連接的疊置的噴嘴(7)。2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，至少下列零部件之一是以環繞其復絲(6)的軸線動力平衡的方式所製成所述的疊置的噴嘴(7)，噴嘴(10)，處理導管(12)，狹窄通路(11)、(13)、(16)以及圓錐形擴展口(41)、(14)、(17)。3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，至少下列零部件之一是作不對稱設計的所述的疊置的噴嘴(7)，噴嘴(10)，處理導管(12)，狹窄通路(11)、(13)、(16)以及圓錐形擴展口(41)、(14)、(17)。4.如權利要求1至3之一所述的裝置，其特徵在於，至少下列零部件之一具有多邊形形狀的橫截面所述的疊置的噴嘴(7)，噴嘴(10)，處理導管(12)，狹窄通路(11)、(13)、(16)以及圓錐形擴展口(41)、(14)、(17)。5.如權利要求1至4之一所述的裝置，其特徵在於，所述的用於處理蒸氣的進口管(9)是設置在一側上。6.如權利要求1至5之一所述的裝置，其特徵在於，所述的加熱套(19)是設計成一個採用熱媒(較理想是蒸氣)的中空的室。7.如權利要求1至6之一所述的裝置，其特徵在於，所述的熱處理裝置(5)可沿著絲軸線的剖面分開和做成可以翻開。8.如權利要求1至7之一所述的裝置，其特徵在於，所述的熱處理裝置(5)設計得可藉助於與縱向軸線平行延伸的一個分隔間隙而通過。9.如權利要求1至8之一所述的裝置，其特徵在於，用於處理蒸氣的一個調節裝置附加地與所述的熱處理裝置(5)的上遊相連接，它基本上是由一個熱交換器和一個帶有一旋流微滴與懸浮微粒分離器的旋流蒸氣乾燥器所組成。10.如權利要求1至9之一所述的裝置，其特徵在於，所述的圓錐形擴展口(41)、(14)、(17)是拉瓦爾噴嘴。11.一種用於生產由合成聚合物製成全方位鬆弛的復絲的方法，具有下列步驟熔紡、冷卻、可選擇的拉伸、在攝氏105和190度之間的單纖維的第二次轉變溫度之上對凝固的單纖維加熱的同時進行熱處理以及以一個小於0.15cN/dtex的張力卷緊，其特徵在於，所述的熱處理是在權利要求1至10的裝置內以在復絲(6)和處理蒸氣之間直接接觸的方式進行的，並且其中復絲(6)和處理蒸氣是在處理裝置(5)的進口或出口端都沒有密封的情況下一起通過一處理導管(12)被引導，在處理導管中，被加速到超音速之後，蒸氣經受一個遵循熱力學規律的穩定的垂直壓縮衝擊，其中處理蒸氣的一部分在它通過一噴嘴(10)被引入處理導管(12)內後在處理導管中於復絲(6)的單纖維的表面上冷凝，在處理導管中蒸氣將一個穩定的驅動脈衝傳遞給通過一疊置的噴嘴(7)引入的運行著的復絲(6)，因而在它通過布置在下遊的室(18)移去時將它的張力減小到一個所要求的剩餘張力。12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述的處理蒸氣的狀態是以這樣一種方式在噴嘴(10)上遊的管(9)處被調定，即過熱補償了到達衝擊鋒(25)的途中所損失的熱量，以使處理蒸氣至少大約達到其在衝擊鋒(25)上的飽和狀態並在起著冷凝核心的復絲(6)的單纖維的表面上冷凝，在此過程中單纖維吸收其冷凝熱直到它們的溫度與蒸氣冷凝溫度已非常匹配為止。13.如權利要求11或12所述的方法，其特徵在於，毗鄰噴嘴(10)的處理導管(12)至少具有兩個狹窄通路(11、13)，其每一個後面都設有一圓錐形擴展口(41、14)，它們設計成拉瓦爾的膨脹噴嘴，所述的圓錐形擴展口在狹窄通路(11、13)內達到音速之後將處理蒸氣加速到1.0至2.0馬赫的超音速的速度，其中一個2至13巴的垂直穩定的壓縮衝擊鋒(25、23)在第一狹窄通路(11)的下遊產生，所述的壓縮衝擊鋒在第二狹窄通路(13)的上遊使處理蒸氣運動到超音速的速度，在壓縮衝擊中的壓力(30)是按照用於質量流動、能量和脈衝的熱力學守恆定律調定的，並且作為進入的處理蒸氣狀態的一個函數，其大小是由蒸氣焓-熵圖上的範諾(Fanno)線(38)與雷利(Raleigh)線(39)的交點(25、33)的位置所確定的。14.如權利要求11至13之一所述的方法，其特徵在於，所述的處理導管(12)具有一第三狹窄通路(16)，在其上遊聚集有在第二狹窄通路(13)下遊已膨脹蒸氣的未冷凝剩餘部分並且這個蒸氣的一部分被收集在一個中間室內而作為流過管(40)的一個分支供向一個疊置的噴嘴(7)，所述的疊置的噴嘴在進口的上遊設置到噴嘴(10)上並供復絲(6)最先通過，在其中被復絲(6)牽引向前的空氣邊界層與復絲(6)分開並被蒸氣的邊界層取代，所述的蒸氣邊界層防止外部氣體幹擾處理導管(12)內的冷凝過程。15.如權利要求11至14之一所述的方法，其特徵在於，所述的疊置的噴嘴(7)是用一種旋渦噴嘴來具體實施的，它提供給復絲(6)一種絲粘合(交織作用)，這種交織作用有利於進一步的處理步驟和接著的進一步處理。16.如權利要求11至15之一所述的方法，其特徵在於，在處理導管(12)的一端上和在通過兩個或三個狹窄通路(11、13、16)的最後一個的通路後面，復絲(6)通過卷緊裝置(4)以小於0.15cN/dtex的一個張力被抽出處理裝置(5)，所述的張力是由進入處理裝置(5)的在其中未被減小的剩下部分的張力和在處理裝置中本身所產生的摩擦力所組成。17.如權利要求11至15之一所述的方法，其特徵在於，所述的處理蒸氣既沒有在冷凝時落在復絲(6)的表面上又不返回疊置的噴嘴(7)的一個剩餘部分在處理導管(12)的最後一個狹窄通路(16)的下遊被膨脹到環境的壓力，被收集於布置在下遊的室(18)內並連同來自疊置的噴嘴(7)的蒸氣邊界層中未伴隨復絲(6)的過多蒸氣被抽出和返回處理。18.如權利要求11至17之一所述的方法，其特徵在於，所述的處理導管(12)是被封閉在一加熱套(19)內並被加熱到至少是處理水蒸氣的飽和溫度，以便冷凝只是在復絲(6)的單纖維的表面上而不是在處理導管(12)和/或狹窄通路(11)、(13)、(16)或相連接的布置在下遊的室(18)的圓錐形擴展口(41)、(14)、(17)的內壁上發生。19.如權利要求11至18之一所述的方法，其特徵在於，在兩個狹窄通路(11、13)之間的處理導管(12)的長度具有這樣一個尺寸，即它能使由復絲(6)的速度和在兩個狹窄通路(11、13)之間冷凝蒸氣向復絲的熱傳遞輸出量所造成的復絲的停頓時間導致在第二狹窄通路(13)的導管出口處復絲(6)的單層和芯纖維之間的溫差小於1K。20.如權利要求11至19之一所述的方法，其特徵在於，按照熱傳導的規律並考慮冷凝蒸氣的熱傳導率、冷凝蒸氣的熱傳遞、復絲(6)的纖維的單纖維直徑和製成纖維的合成聚合物的熱傳導率，所選擇的處理導管的最小長度取決於在處理導管內的復絲(6)的停頓時間，它導致在狹窄通路(13)的導管出口處產生一個大於1K的溫度差。21.一種全方位鬆弛的復絲，它可以用權利要求1所述的裝置和權利要求11至20中的一個或幾個的方法生產出。全文摘要本發明提出一種用於由合成聚合物在拉伸之後進行熱處理來生產全方位鬆弛的復絲的裝置和方法，其特點是所述的復絲連同冷凝蒸氣在一個具有至少兩個狹窄通路的處理導管中在壓力狀態下被加熱並被鬆弛，其中絲的卷緊張力同時減小到小於0.15cNdtex。用這種方法生產的復絲也受到保護。文檔編號D02J13/00GK1162657SQ96123219公開日1997年10月22日申請日期1996年12月13日優先權日1996年12月13日發明者岡特·古森斯,卡爾莫茨申請人:埃姆斯·英芬塔股份有限公司