專利名稱：用于長絲紡絲、拉伸和卷繞的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分的合成長絲的紡絲，拉伸和卷繞方法，以及按權利要求9前序部分的紡絲裝置。
由DE3146054已知一種這樣的方法和裝置，其中全拉伸(Vollverstreckt)復絲在緊靠著卷繞(機)之前在一個噴氣變形噴嘴中噴氣變形(Verwirbelung)。在卷繞以前噴氣變形用來產(chǎn)生對于長絲的后續(xù)處理所需要的絲線緊密度。
這種已知方法和已知裝置有這樣的缺點，在長絲卷繞時長絲張力取決于噴氣變形，長絲必須以較高的長絲張力卷繞。但是這使得卷筒有強烈的凸脹傾向，使得只能卷繞直徑較小的卷筒。
在US 4,228,120中介紹了一種方法和裝置，其中在卷繞裝置和噴氣變形噴嘴之間設有一個驅動輥子。這里只有采用一個附加裝置達到在卷繞以前長絲張力的可調性。由于引入一個附加裝置需要多一次長絲纏繞，這導致長絲流程的復雜化以及較高的長絲張力。
因此本發(fā)明的目的是，這樣地改進開頭所述這一類方法和裝置，使得在卷繞以前噴氣變形了的長絲可以用盡可能少的設備費用以可以調整的長絲張力進行卷繞。
這個目的的解決辦法由具有權利要求1特征的方法和具有權利要求9特征的裝置得到。
本發(fā)明特別的優(yōu)點在于用于長絲卷繞的長絲張力可以通過拉伸單元的拉伸輥調整。事實令人驚訝地顯示，盡管在拉伸區(qū)長絲張力較高，仍可以通過單絲的噴氣變形達到足夠高的絲線緊密度(Fadenschluss)。因為結點頻次(Knotenhaeufigkeit)反比于長絲張力，因此長絲的噴氣變形有利地在緊挨長絲在拉伸區(qū)的出口處，也即長絲以最后一個拉伸輥剛剛脫離的部位進行。其次本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點，拉伸區(qū)或拉伸裝置和卷繞區(qū)或卷繞裝置之間的距離可以做得很短，因此不會由于長度上的空氣摩擦造成明顯的長絲張力變化。
為了在盡可能小的長絲張力狀態(tài)下進行噴氣變形，采用按權利要求2的變型方法特別有利。在長絲多圈卷纏的拉伸輥單元中從長絲卷上拉伸輥的起點開始直到長絲脫離拉伸盤的這一點為止長絲張力連續(xù)地減小。從而在最后一圈中達到拉伸區(qū)內的最小長絲張力。因此在長絲脫離拉伸輥以前的最后一圈的部分長度內長絲的噴氣變形導致絲線緊密度的提高。
本發(fā)明一種特別優(yōu)良的改進方案設想，長絲在噴氣變形噴嘴內通過沿長絲運行方向的氣流噴氣變形。由此使長絲通過噴氣變形噴嘴得到一個輸送分力。這個效應有利于長絲的運行平穩(wěn)性。
在本發(fā)明另一種特別優(yōu)良的結構中長絲在加熱的狀態(tài)下噴氣變形。由此可以達到長絲內結點數(shù)(Knotenzahl)的進一步提高，因為熱單絲具有更高的彈性，從而具有更高的噴氣變形傾向性。這里長絲單絲的加熱可以借助于加熱裝置或直接通過加熱的導輥進行。
但是用加熱的氣流進行噴氣變形也特別優(yōu)良。在這種變型方法時同時出現(xiàn)回縮(Relaxation)，已噴氣變形的長絲通過后續(xù)的處理回縮還會增大。
按權利要求7或8的特別優(yōu)良的變型方法具有這樣的優(yōu)點，通過噴氣變形噴嘴的阻尼作用有利于長絲在導向元件上的纏繞以使長絲運行平穩(wěn)。由此也可以使為了長絲導向所需要的纏繞(圈)做得盡可能小。
按照本發(fā)明的方法可以用于各種通用的聚合物類型，如聚酰胺、聚酯或聚丙烯。在制造具有50dtex f24的聚酯長絲時卷繞前的長絲張力可以比通常的方法降低50％。在卷繞前可以達到4cN的最小長絲張力。因此這種方法特別適合于細纖度的長絲，這種長絲用盡可能小的長絲張力進行卷繞。
按本發(fā)明的紡絲裝置其特征特別在于為了將長絲輸送給卷繞裝置，除了拉伸裝置以外不需要附加的受到驅動的導絲輔助裝置。此外通過將噴氣變形的噴嘴設置在拉伸裝置內可以取消附加的抽吸裝置以及附加的噴氣變形噴嘴熱防護裝置。這些功能由拉伸裝置中現(xiàn)有的導絲輥箱承擔。
為了通過一個拉伸輥以多圈纏繞引導長絲，優(yōu)良地采用一個拉伸輥單元。這里拉伸輥單元可以由一個拉伸輥和一個超程滾子(Ueberlaufrolle)或一第二拉伸輥組成。
為了使噴氣變形后的長絲張力降低到卷繞所需要的程度，拉伸輥在長絲的最后一圈與之相接觸的外表面的部分區(qū)域內做得具有約0.1μm的光潔度。相比之下長絲的其他部分與之相接觸的外表面的區(qū)域具有約5μm的光潔度。
為了進一步減小卷繞以前的長絲張力，拉伸輥在長絲的最后一圈與之相接觸的部分區(qū)域內具有比拉伸輥的其余區(qū)域較小的直徑的這種紡絲裝置結構特別有好處。這里實際表明，直徑差為0.5至1％已經(jīng)可以使噴氣變形長絲內的結點數(shù)有明顯的提高。
為了制造細纖度的長絲，超程滾子或者第二拉伸輥同樣受到驅動這種紡絲裝置的具體結構有好處。
本發(fā)明其他優(yōu)良的具體結構在從屬權利要求中確定。
下面借助于附

圖1至4介紹本發(fā)明的實施例。
其中表示圖1.示意表示按本發(fā)明的方法和為此所需要的裝置部件；圖2.示意表示圖1中的紡絲裝置的拉伸輥單元；圖3.示意表示按本發(fā)明的紡絲裝置的另一個實施例；圖4.示意表示拉伸輥單元的另一個實施例。
圖1中示意表示按本發(fā)明的紡絲裝置的第一個實施例。紡絲裝置具有一個制造長絲的紡絲裝置1，一個連接在紡絲裝置1后面的拉伸裝置2以及一個用來卷繞長絲的卷繞裝置3。
在紡絲裝置1中長絲由一種熱塑性材料紡出。熱塑性材料通過加料裝置6送給擠出機4。擠出機4通過驅動裝置5驅動。在擠出機4內熱塑性材料熔化。通過熔液導管7熔液流到達紡絲泵8。紡絲泵8將熔液流輸送到加熱的紡絲頭9。在紡絲頭9的底面上有一個紡絲噴嘴10。熔液以細單絲束11的形式從噴絲嘴10中流出。單絲通過設置在噴絲嘴下方的冷卻裝置12。在冷卻裝置12內單絲通過氣流冷卻。這里如圖1所示，氣流可以通過一個沿單絲簇橫向或徑向的鼓風(機)(Anblasung)產(chǎn)生，但是也可以通過一個裝在冷卻裝置12出口處的抽吸裝置產(chǎn)生。在緊靠冷卻裝置12的下方設有一個上油裝置13，它使單絲合并成長絲14。
長絲14通過拉伸裝置2從紡絲區(qū)內抽出。為此拉伸裝置2具有一個第一拉伸輥單元15。拉伸輥單元15由一個牽伸導絲輥17和一個與牽引導絲輥17交叉布置的超程滾子(Ueberlaufroll)18組成。長絲14多次纏繞拉伸輥單元15。這里牽引導絲輥17通過一個速度可預調的驅動裝置驅動。這個牽伸速度比單絲11從噴絲嘴10中自然地流出的速度高很多倍。超程滾子18可自由旋轉。
長絲從牽引導絲輥17到達拉伸輥單元16，這個拉伸輥單元由一個拉伸輥19和一個超程滾子20組成。拉伸輥19以一個高于前述牽引導絲輥17的速度驅動。由此長絲在兩個導絲輥17和19之間受到拉伸。導絲輥17和19可以做成可加熱的。
在長絲14離開拉伸區(qū)以前，在長絲14脫離拉伸輥19之前通過一個設置在超程滾子20和拉伸輥19之間長絲流程內的噴氣變形噴嘴21。在噴氣變形噴嘴內長絲14的單絲通過氣流相互噴氣變形。由此在長絲14內各單絲之間建立所謂的絲線緊密度，這對于后面工藝過程中的后續(xù)處理是必要的。
長絲14借助于卷繞裝置3從拉伸區(qū)內抽出并通過一個頂導絲器22進入卷繞區(qū)。長絲14從頂導絲器22到達往復運動三角形和裝在往復運動三角形頂點處的往復運動機構23。這里往復運動機構可以做成翼錠往復機構或往復螺紋導絲軸往復機構。在這兩種情況下長絲14借助于往復導絲器在往復行程之內來回運動。這里長絲環(huán)繞設置在長絲流程內往復運動機構之后的加壓輥24。加壓輥24靠在卷筒25的表面上。它用來測量卷筒25的表面速度。卷筒25在裝夾在筒管錠子26上的筒管上形成。筒管錠子26由錠子電機27驅動。這里這樣地控制錠子電機27，使卷筒25的表面速度保持不變。為此測出可自由旋轉的加壓輥24的轉速作為調節(jié)量。
圖1中表示紡絲裝置特別適合于制造全拉伸長絲。其中由于噴氣變形噴嘴設置在拉伸區(qū)之內用于長絲卷繞所需要的長絲張力可以通過設置在卷繞區(qū)前面的拉伸輥優(yōu)良地調整。這里如果噴氣變形噴嘴21(如圖2所示)設置在拉伸輥19和超程滾子20之間的最后一圈內，特別有好處。
圖2示意表示圖1中拉伸輥單元16的側視圖。拉伸輥單元由拉伸導絲輥17組成，其一端與導絲輥驅動裝置28相連。離拉伸導絲輥17一定距離處裝有一個超程滾子18，其一端可自由旋轉地支承在軸承座29內。與圖1所示的狀態(tài)不同在圖2中繞上拉伸輥和離開拉伸輥的長絲流程旋轉90°畫出。這里已經(jīng)被牽引導絲輥17加熱的長絲繞上拉伸輥19。拉伸輥19同樣做成可加熱的。長絲14從導絲輥19走向超程滾子20，并從超程滾子20返回拉伸輥19。長絲14多次進行纏繞。這里長絲由于拉伸輥19加熱的外殼面被加熱。在超程滾子20和拉伸輥19之間的最后一次纏繞中的長絲流程內裝有噴氣變形噴嘴21。噴氣變形嘴嘴21具有一個長絲通道30，長絲穿過這個通道。一個空氣通道31這樣地通向長絲通道30，使通過空氣通道31輸入的氣流39沿長絲運行方向噴到長絲14上。長絲14的單絲通過噴入的氣流噴氣變形，并形成各個所謂的結點。通過噴氣變形前長絲的加熱處理單位長度上的結點數(shù)可以增加。此外緊接著噴氣變形的短暫的加熱處理促使結點的定型，從而形成穩(wěn)定的絲線緊密度。
空氣通道31對準長絲運行方向促使噴入的空氣產(chǎn)生沿長絲運行方向的摩擦力，它在長絲上起沿長絲運行方向的拉伸力的作用。由此保持或支持用于拉伸的長絲張力。但是由于噴氣變形在長絲內附加地引入的長絲張力可以優(yōu)良地通過長絲在拉伸輥19上的纏繞由拉伸輥重新降低，使得長絲可以用比較小的長絲張力卷繞。
為了在噴氣變形時進一步增加結點數(shù)量，可以將輸入噴氣變形噴嘴21的空氣預先加熱。
通過按本發(fā)明的紡絲裝置和按本發(fā)明的方法可以在較低的長絲張力時制造具有很高絲線緊密度的復絲，并卷繞成卷筒。因此本方法特別適合于細纖度的絲線。
圖3中表示按本發(fā)明的紡絲裝置的另一個實施例。圖3中所示的紡絲裝置1和卷繞裝置3與圖1中的紡絲裝置和卷繞裝置相同。在這方面將參照對于圖1的說明。
在圖3所示的紡絲裝置中拉伸裝置2由一個牽引導絲輥33組成。牽引導絲輥將長絲14從紡絲區(qū)中拉出。長絲從牽引導絲輥33到達一個拉伸輥單元，拉伸輥單元由拉伸輥34和35構成。長絲多圈纏繞拉伸輥34和35。在脫離拉伸輥34以后長絲14通過卷繞裝置3從拉伸區(qū)拉出。在此之前長絲通過一個設置在拉伸輥34和35之間的噴氣變形噴嘴21噴氣變形。噴氣變形噴嘴21的結構相當于對于圖2已經(jīng)介紹過的噴氣變形噴嘴。在這方面參照對于圖2的說明。
在圖3中所示的紡絲裝置中長絲14在進入拉伸區(qū)之前就已經(jīng)通過噴氣變形噴嘴32噴氣變形。噴氣變形噴嘴32做成這樣，利用與長絲運行方向相反的氣流使長絲噴氣變形。由此在長絲14上出現(xiàn)一種制動效應。因此長絲14可以通過在牽引導絲輥33上的一次纏繞拉出。此外長絲的預先噴氣變形有這樣的優(yōu)點使長絲導向穩(wěn)定，即使在長絲導向元件上纏繞得較少也可能達到平衡和均勻的長絲運行。
拉伸輥34和35做成可加熱的，使得加熱過的長絲也能進行噴氣變形。
為了達到長絲均勻的加熱，圖4中畫出了一個拉伸輥單元，它安裝在一個加熱腔之內。加熱腔41由一個箱體40構成，它里面裝有拉伸輥34和35。拉伸輥34的驅動裝置36和拉伸輥35的驅動裝置37裝在加熱腔之外。這里長絲14通過入口42到達加熱腔并卷上拉伸輥34。然后長絲從拉伸輥向設置在相隔一定距離處的第二個拉伸輥35運動。長絲多次重復纏繞直到它在脫離拉伸輥34后通過出口42離開。
在圖4中所示的拉伸輥單元中拉伸輥34的外表面分成兩個部分38.1和38.2。外表面38.1具有比分區(qū)域38.2略大一些的直徑。長絲14在纏繞的最后一圈中與外表面直徑較小的分區(qū)域38.2相接觸。通過拉伸輥34直徑的這種分檔使得，長絲在前置的噴氣變形噴嘴21中的噴氣變形可以在較小的長絲張力狀態(tài)下進行。由此長絲內的結點可以提高，因為眾所周知，長絲單位長度內的結點數(shù)與長絲張力成反比。在這個實施例中噴氣變形噴嘴同樣設置在拉伸輥34之前長絲的最后一纏繞圈中。關于功能方面參閱對圖2的說明。
在此前所示的所有拉伸裝置中連接在卷繞裝置前面的拉伸輥其表面特性做成這樣，使得在最后一纏繞圈區(qū)域內由于噴氣變形而造成的長絲張力增大可以通過拉伸輥承受。按本發(fā)明的方法在這個表面區(qū)域內光潔度為約0.1μm時可以使長絲張力在卷繞以前有足夠的調整可能性。相比之下拉伸輥在其余表面區(qū)域內光潔度為約5μm。
按本發(fā)明的方法并不局限于這里所示的紡絲裝置。圖1和3中所示的拉伸裝置是一個例子，拉伸單元的最后一個拉伸輥前面也可以連接一個用來對長絲進行熱處理的加熱裝置，或者也可以在它后面連接一個用來使長絲回縮的加熱裝置。同樣噴氣變形噴嘴設置在拉伸輥之前也是柔性的，亦即噴氣變形噴嘴可以設置在另一個纏繞分枝內。
按本發(fā)明的紡絲裝置其特征特別在于其結構緊湊和拉伸單元和卷繞裝置之間長絲流程短。不需要額外的轉向或者拉伸單元和卷繞裝置之間的額外的受驅動的導絲輥。另一個優(yōu)點是，噴氣變形噴嘴可以一起安裝在導絲輥箱內，使得噴氣變形噴嘴不需要單獨的熱保護以及單獨的抽吸裝置，因為導絲輥箱可實現(xiàn)這個功能。
權利要求
1.用于由許多合成單絲組成的長絲的紡絲、拉伸和卷繞的方法，其中單絲在紡絲區(qū)內合并成長絲，長絲在拉伸區(qū)內借助于拉伸輥拉伸并在卷繞區(qū)內卷繞成卷筒，其中長絲在卷繞以前借助于噴氣變形噴嘴噴氣變形，其特征在于長絲在拉伸區(qū)內長絲脫離拉伸輥之前進行噴氣變形。
2.按權利要求1的方法，其特征在于長絲多圈纏繞由拉伸輥和超程滾子組成的拉伸輥單元，并且長絲在拉伸輥和超程滾子之間的部段內的最后一圈中噴氣變形。
3.按權利要求1或2的方法，其特征在于長絲在噴氣變形噴嘴內通過沿長絲運行方向的氣流噴氣變形。
4.按權利要求1至3之任一項的方法，其特征在于長絲在緊靠噴氣變形之前加熱。
5.按權利要求4的方法，其特征在于熱處理通過可加熱的拉伸輥進行。
6.按上述權利要求之任一項的方法，其特征在于長絲借助于輸入噴氣變形噴嘴的加熱氣流噴氣變形。
7.按上述權利要求之任一項的方法，其特征在于長絲在進入拉伸區(qū)以前借助于另一個噴氣變形噴嘴噴氣變形。
8.按權利要求7的方法，其特征在于長絲在噴氣變形噴嘴內通過與長絲運行方向相反的氣流噴氣變形。
9.用于合成長絲(14)的紡絲、拉伸和卷繞的紡絲裝置，帶一個紡絲裝置(1)、一個拉伸裝置(2)、一個卷繞裝置(3)和一個連接在卷繞裝置(3)之前的噴氣變形噴嘴(21)，其特征在于噴氣變形噴嘴(21)裝在長絲流程中拉伸裝置(2)的最后一個拉伸輥(19、34)之前。
10.按權利要求9的紡絲裝置，其特征在于最后的拉伸輥(19、34)與一個配設的超程滾子(20，35)構成一個拉伸輥單元(16)，長絲(14)多圈纏繞拉伸輥單元，噴氣變形噴嘴(21)設置在長絲流程內拉伸輥(19、34)和超程滾子(20，35)之間。
11.按權利要求10的紡絲裝置，其特征在于噴氣變形噴嘴(21)設置在長絲流程內脫離拉伸輥(19、34)之前的最后一圈內。
12.按權利要求11的紡絲裝置，其特征在于拉伸輥(34)的外表面(38)在最后一圈內與長絲相接觸的分區(qū)域(38.2)具有比在此之前與長絲相接觸的分區(qū)域(38.1)更高的光潔度。
13.按權利要求11或12的紡絲裝置，其特征在于拉伸輥(34)在最后一圈內與長絲相接觸的分區(qū)域(38.2)的拉伸輥(34)直徑小于在此之前與長絲相接觸的分區(qū)域(38.1)的拉伸輥(34)直徑。
14.按權利要求9至13之任一項的紡絲裝置，其特征在于噴氣變形噴嘴(21)具有一個用于長絲(14)導向和噴氣變形的長絲通道(30)，以及一個通向長絲通道(30)的用來輸入空氣的空氣通道(31)，其中兩個通道(30，31)沿長絲運行方向相互夾一個小于90°的角。
15.按權利要求9至14之任一項的紡絲裝置，其特征在于拉伸輥(19、34)具有一個可加熱的外殼面。
16.按權利要求10至14之任一項的紡絲裝置，其特征在于拉伸輥單元(16)可以借助于一個加熱裝置加熱。
17.按權利要求10至16之任一項的紡絲裝置，其特征在于拉伸輥單元(16)的拉伸輥(19、34)和超程滾子(18、35)可以分別借助于一個驅動裝置(36，37)驅動。
18.按權利要求9至17之任一項的紡絲裝置，其特征在于在長絲流程內紡絲裝置(1)和拉伸裝置(2)之間設置一第二噴氣變形噴嘴(32)。
全文摘要
介紹一種用于合成長絲的紡絲、拉伸和卷繞的方法和裝置。這里許多單絲在紡絲區(qū)內合并成長絲。接著長絲在拉伸區(qū)內借助于拉伸輥拉伸,并在卷繞區(qū)內卷繞成卷筒。為了建立絲線緊密度,在拉伸區(qū)內長絲從拉伸輥上脫開以前單絲噴氣變形。
文檔編號D02J1/00GK1229151SQ9910207
公開日1999年9月22日 申請日期1999年3月5日 優(yōu)先權日1998年3月5日
發(fā)明者赫爾穆特·魏格恩德 申請人:巴馬格股份公司