專利名稱：制造聚酯工業(yè)紗的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)在紡絲速度為3000至6000米/分紡牽熔紡聚酯長(zhǎng)絲制造工業(yè)紗的方法和設(shè)備，其中紗線借助于喂入輥和牽伸輥進(jìn)行牽伸的。
應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，即總的纖度范圍超過(guò)500dtex和強(qiáng)度至少為60CN/tex的聚酯長(zhǎng)絲，大多數(shù)是用紡牽方法制造的，已證明它是很經(jīng)濟(jì)的。進(jìn)一步降低成本的方法可通過(guò)提高最終速度在6000米/分范圍或超過(guò)此范圍的生產(chǎn)速度來(lái)提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。此外表明，通過(guò)提高紡速也可使長(zhǎng)絲獲得新的性能。
從US-A-3,790,995可知這種類型的紡牽方法，在其中描述了紡牽一步法制造聚酯長(zhǎng)絲。此方法基于在兩對(duì)導(dǎo)絲輥之間用下列形式進(jìn)行牽伸，即由于紗線和導(dǎo)絲輥表面之間缺少抱合力使紗線的牽伸過(guò)程在它離開喂入輥之前的幾圈纏繞就已開始。牽伸過(guò)程同樣的在牽伸輥上繞幾圈后才結(jié)束。這通過(guò)與紗線接觸的粗糙的導(dǎo)絲輥表面使之成為可能，這樣使長(zhǎng)絲和導(dǎo)絲輥表面有可能形成滑差。因此使?fàn)可靺^(qū)有效的延長(zhǎng)至導(dǎo)絲輥對(duì)相互之間幾何距離的數(shù)倍。相應(yīng)地給形成纖維的大分子的取向也提供更多的時(shí)間。這樣比使纖維采用表面高度拋光的導(dǎo)絲輥達(dá)到更高的取向度。高度拋光的表面有可能使紗線和導(dǎo)絲輥表面達(dá)到最大的抱合力。
事實(shí)表明，提高生產(chǎn)速度超過(guò)3000米/分時(shí)此方法不能進(jìn)行最佳運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)榻o取向提供的時(shí)間不夠。取向與生產(chǎn)速度成反比的。時(shí)間是如此之短，以致于不能達(dá)到作為工業(yè)紗應(yīng)用所需的高取向度。而高取向度對(duì)制取低斷裂伸長(zhǎng)和高強(qiáng)度的牽伸紗是至關(guān)重要的。
上述方法存在以下缺點(diǎn)由于導(dǎo)絲輥對(duì)之間距離加大使?fàn)可鞎r(shí)間延長(zhǎng)是決定性的缺點(diǎn)，這樣使生產(chǎn)裝置的安裝高度必須增加至不許可的高度，它使裝置不能沒有輔助手段進(jìn)行操作，如升降臺(tái)和諸如此類的工具。在牽伸區(qū)內(nèi)由于絲路一次或多次轉(zhuǎn)向使導(dǎo)絲輥對(duì)之間的距離變短，由此造成某些嚴(yán)重的缺點(diǎn)。在牽伸區(qū)內(nèi)不希望用導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向，這樣做有問題。由于在牽伸區(qū)絲的張力高，使轉(zhuǎn)向桿和諸如此類的裝置非常熱并在很短的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間后就導(dǎo)致斷絲。用無(wú)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向輥會(huì)使導(dǎo)絲輥對(duì)之間的絲路延長(zhǎng)，但這樣會(huì)出現(xiàn)許多斷絲，它造成該方法不經(jīng)濟(jì)。眾所周知使用表面帶有花紋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向?qū)л?，它可防止斷絲累積成堆，但也并不先進(jìn)。
因此提出的任務(wù)是，為提高生產(chǎn)速度采取的措施和提供相應(yīng)的手段，使之即使縮短牽伸時(shí)間還可制得工業(yè)用的足夠高的分子取向的紗線。
本發(fā)明另一任務(wù)是，提供一種可以經(jīng)濟(jì)的制造工業(yè)紗的方法。
其它任務(wù)是，創(chuàng)造一種改進(jìn)的設(shè)備，用它可制造高度取向的工業(yè)紗。
按本發(fā)明此任務(wù)是這樣完成的，使在喂入輥和牽伸輥之間的紗線轉(zhuǎn)向借助于至少一個(gè)紗線制動(dòng)裝置使之減速。紗線轉(zhuǎn)向是通過(guò)被制動(dòng)的輥實(shí)現(xiàn)的。
令人驚訝的是，通過(guò)以下辦法取得明顯的改進(jìn)，即將紗線制動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向輥減速至速度為V3，它滿足以下條件V3=V1+(V2-V1)×F其中F在任何情況下都小于1，優(yōu)選在0.6＜=F＜=0.95范圍和特別優(yōu)選在0.7＜=F＜=0.9范圍。V1和V2表示喂入輥和牽伸輥的速度。速度必須低于紗線與轉(zhuǎn)向輥接觸處紗線運(yùn)行的速度。這只要借助于表面有花紋結(jié)構(gòu)的輥進(jìn)行，它使紗線和輥表面有可能產(chǎn)生滑差。
進(jìn)一步改進(jìn)牽伸性能可通過(guò)將轉(zhuǎn)向輥補(bǔ)充加熱至夾套溫度在150和210℃之間來(lái)實(shí)現(xiàn)。
已證明的其它優(yōu)點(diǎn)是，整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是排列在與環(huán)境隔熱的箱子內(nèi)，以防止紗線在牽伸區(qū)中冷卻。
根據(jù)絲路延長(zhǎng)的方式所需的轉(zhuǎn)向輥數(shù)是不同的。紗線纏繞接近于180°情況下，一個(gè)轉(zhuǎn)向輥就已足夠。
兩個(gè)輥的排列類似于普通導(dǎo)輥對(duì)的排列具有優(yōu)點(diǎn)。這樣排列使紗線可以S-形或8-形或O-形纏繞。這樣裝置不需作結(jié)構(gòu)上的改變可以在一定的界限內(nèi)改變紗線和導(dǎo)輥表面的有效接觸長(zhǎng)度和適應(yīng)所需的工藝條件。通常導(dǎo)輥只被紗線纏繞一圈。當(dāng)紗線和導(dǎo)輥表面之間抱合力很小的情況下纏繞兩圈也有好處。
上述方法的優(yōu)點(diǎn)主要在于，轉(zhuǎn)向輥可以非常短，因?yàn)樗恍铻榧喚€提供一個(gè)最多兩個(gè)回轉(zhuǎn)筒的位置。這從投資角度看也是合適的，因?yàn)閷?duì)于較大工作寬度的導(dǎo)輥，如對(duì)多次纏繞所需的輥費(fèi)用要高得多。
本發(fā)明用圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。


圖1表示按本發(fā)明布置的流程圖。
在唯一的圖1用1表示喂入輥，它是由可加熱的主動(dòng)導(dǎo)絲輥11和可加熱導(dǎo)絲輥12組成的。牽伸輥2是由可加熱的主動(dòng)導(dǎo)絲輥21和另一可加熱的主動(dòng)導(dǎo)絲輥22組成的。在喂入輥1和牽伸輥2之間安排一紗線制動(dòng)裝置3。紗線制動(dòng)裝置3配備有可加熱和可制動(dòng)的轉(zhuǎn)向輥31和可選擇配備可加熱的和可制動(dòng)的轉(zhuǎn)向輥32，它們是裝在隔熱的箱子33內(nèi)。未牽伸長(zhǎng)絲4以已知的方法來(lái)自在圖中未標(biāo)明的已知的紡絲裝置；已牽伸的長(zhǎng)絲4’以已知方法被在圖中未標(biāo)明的卷繞裝置如絡(luò)紗機(jī)接收。
在按本發(fā)明方法的實(shí)施中紗線制動(dòng)裝置3形成了在其中的牽伸區(qū)的延長(zhǎng)。長(zhǎng)絲4來(lái)自在圖中未表示出的普通熔紡，冷卻和上油裝置，此絲在以圓周速度V1運(yùn)行的喂入輥1上纏繞數(shù)圈，其中將其在相應(yīng)調(diào)節(jié)的夾套溫度加熱，然后進(jìn)入紗線制動(dòng)裝置3，絲在減速至圓周速度V3的轉(zhuǎn)向輥31,32上纏繞一圈，和最后通過(guò)以圓周速度V2運(yùn)行的牽伸輥2用相應(yīng)調(diào)好的速度比(V2/V1)進(jìn)行牽伸。接著將長(zhǎng)絲4′，或者運(yùn)行通過(guò)在圖中未表示出的其它導(dǎo)輥對(duì)后，用普通方法卷繞起來(lái)。
轉(zhuǎn)向輥31,32不允許用亮輥。它們具有花紋結(jié)構(gòu)的表面，以使長(zhǎng)絲4和導(dǎo)輥表面之間可能形成滑差。轉(zhuǎn)向輥31,32表面的平均粗糙度有利地在2.5-3.5微米范圍。為減少磨損這里有必要采用硬金屬表面或用陶瓷或其它耐磨損材料涂層。為防止原纖化損壞，表面結(jié)構(gòu)必須無(wú)尖銳凸起。它較適合用“桔皮”結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)向輥31和32可用單純的機(jī)械進(jìn)行所需的制動(dòng)。如果轉(zhuǎn)向輥31和32的圓周速度借助于已知的調(diào)節(jié)裝置保持恒定，將有利于該方法的安全和可重復(fù)性。采用受控變頻傳動(dòng)特別合適。但這種形式的傳動(dòng)單元必須配備有制動(dòng)功率的回收裝置或帶有其它方式的能量吸收(Energievernichtung)裝置。根據(jù)牽伸條件，所需的制動(dòng)功率至1瓦/dtex(指牽伸絲纖度)。
用以下實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋實(shí)例1將粘度指數(shù)VI=114的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯在一擠壓機(jī)中熔融和通過(guò)兩個(gè)帶有256孔的噴絲板擠出。每孔的熔體通過(guò)量為2.45克/分。噴出的熔體流用普通方法冷卻和用無(wú)水的油劑上油。接著將其收集成兩個(gè)絲束和用3100米/分的速度V1通過(guò)喂入輥1用在120℃恒溫的導(dǎo)絲輥11,12從紡絲甬道拉出。喂入輥1被紗線4纏繞6圈。接著紗線4在圍繞紗線制動(dòng)裝置3的轉(zhuǎn)向輥31,32繞一圈后送到牽伸輥2，牽伸輥已恒溫在240℃和用圓周速度V2為5710米/分運(yùn)行。紗線4在牽伸輥21,22上纏繞8圈。通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置3使喂入輥1和牽伸輥2之間的牽伸區(qū)延長(zhǎng)1.5米。轉(zhuǎn)向輥31,32的直徑為190mm和表面用陶瓷涂層，粗糙度為3.5微米。它們已恒溫在180℃和用每Nm的制動(dòng)力矩減速至速度V3為5190米/分?？偟闹苿?dòng)功率為1.82KW。
進(jìn)行1.84倍的牽伸后使紗線在另一對(duì)120℃的導(dǎo)輥上冷卻和最后在250CN的張力下卷繞起來(lái)。長(zhǎng)絲的纖度為1100dtex。實(shí)例2與實(shí)例1相同的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯用同樣方法熔融，紡絲和牽伸，不同的是熔體通過(guò)量為3.21克/分。這使?fàn)可旒喌淖罱K纖度為1440dtex。紗線制動(dòng)裝置3的轉(zhuǎn)向輥31,32必須加載每1.25Nm的制動(dòng)力距，以使其與實(shí)例1達(dá)到同樣的圓周速度?？偟闹苿?dòng)功率為2.28KW。實(shí)例3(比較例)
重復(fù)本發(fā)明的實(shí)例1的實(shí)驗(yàn)，但不用紗絲制動(dòng)裝置3。這里只有在牽伸比減至1.7后，絲才有可能吸到牽伸輥上。但是紡牽過(guò)程由于出現(xiàn)許多斷絲受到嚴(yán)重干擾。實(shí)例4粘度指數(shù)為114的聚酯粒子(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)如實(shí)例1進(jìn)行擠出和紡成二束各256根絲的紗線。此復(fù)絲以3100米/分由甬道拉出。這樣紡制的長(zhǎng)絲光線雙折射(DB)為0.065。此長(zhǎng)絲紗送到3130米/分和80℃溫度的喂入輥1，紗線在此輸出輥上繞6圈。牽伸輥2的圓周速度為5776米/分和溫度為240℃。紗線在牽伸輥上繞8圈。紗線制動(dòng)裝置是由兩個(gè)電制動(dòng)的轉(zhuǎn)向輥31,32組成的，帶有內(nèi)部溫度為200℃的隔熱箱子，長(zhǎng)絲在轉(zhuǎn)向輥上繞一圈。它們被減速到5247米/分。牽伸后長(zhǎng)絲在另一溫度為120℃的導(dǎo)輥對(duì)冷卻，此導(dǎo)輥對(duì)與牽伸輥以同樣快的速度運(yùn)行。隨后將長(zhǎng)絲用5600米/分卷繞起來(lái)。這樣處理的紗線具有以下性能纖度 1100 dtex強(qiáng)度 67.2 CN/tex斷裂伸長(zhǎng) 14.2 ％LASE 2％(在2％伸長(zhǎng)下的負(fù)荷) 14.8 CN/texLASE 5％(在5％伸長(zhǎng)下的負(fù)荷) 34.5 CN/tex熱收縮(在160℃) 6.7 ％此紗線適用于作簾子線。
權(quán)利要求
1．通過(guò)在速度為3000至6000米/分紡牽熔紡聚酯長(zhǎng)絲制造工業(yè)紗的方法，其中牽伸是借助于喂入輥(1)和牽伸輥(2)進(jìn)行，其特征在于，喂入輥(1)和牽伸輥(2)之間的紗線被轉(zhuǎn)向和借助于至少一個(gè)紗線制動(dòng)裝置(3)被減速，其中制動(dòng)裝置(3)的轉(zhuǎn)向輥(31)和/或轉(zhuǎn)向輥(32)只被纏繞一次和轉(zhuǎn)向輥(31)和/或轉(zhuǎn)向輥(32)被減速到某一速度，它滿足以下條件V3=V1+(V2-V1)×F其中因子F在0.5＜=F＜=1范圍。
2．按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)向輥被加熱，和全部制動(dòng)裝置(3)安裝在一個(gè)隔熱的箱體(33)中。
3．按權(quán)利要求1和2，其特征在于，紗線制動(dòng)裝置(3)的轉(zhuǎn)向輥(31,32)被加熱至夾套溫度在150和210℃之間。
4．實(shí)施按權(quán)利要求1至3之一的方法的裝置，其特征在于，在喂入輥(1)和牽伸輥(2)之間安裝紗線制動(dòng)裝置(3)，它至少由一個(gè)轉(zhuǎn)向輥(31)組成的，其中轉(zhuǎn)向輥(31,32)表面具有花紋結(jié)構(gòu)和使紗線(4)和導(dǎo)絲輥表面之間可能形成滑差。
5．按權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，紗線制動(dòng)裝置(3)是安裝在隔熱的箱體中。
6．按權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)向輥(31,32)的表面的平均粗糙度在2.5至3.5微米范圍內(nèi)。
全文摘要
在速度為3000—6000米/分通過(guò)紡牽熔融紡絲的聚酯長(zhǎng)絲制造工業(yè)紗的方法，在其中長(zhǎng)絲的牽伸是借助于一個(gè)喂入輥(1)和牽伸輥(2)進(jìn)行，在喂入輥(1)和牽伸輥(2)之間絲路被轉(zhuǎn)向引出和借助于由轉(zhuǎn)向輥(31)和(32)組成的紗線制動(dòng)裝置減速，其速度滿足以下條件V
文檔編號(hào)D02J1/22GK1238815SQ97199951
公開日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1997年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月20日
發(fā)明者H·林茨 申請(qǐng)人:羅狄亞費(fèi)爾泰克股份公司