用于生产低收缩直丝纱的方法和设备的制作方法

专利名称：用于生产低收缩直丝纱的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于生产低收缩合成直丝纱的方法以及一种如权利要求10的前序部分所述的实施所述方法的设备。
背景技术：
对于这种通常用于例如生产带PVC涂层的帆布、输送机皮带或V型皮带的高强度直丝纱，当被进一步加工时，在热的作用下需要表现出很小的收缩。
因此，在这些直丝纱的生产中，所述长丝在熔体纺丝和拉伸步骤之后，再次受到了增加的温度和减少的张力，这样长丝才能够松驰。这种方法在EP 0 164 624 B1中被描述。
已经发现，在松驰过程中，低的长丝张力、温度和时间参数对于纱的收缩是重要的。用在EP 0 164 624 B1中所揭示的设备，不允许按要求的那样调整长丝张力、时间和温度这几个参数。一方面，需要保持一个最小的长丝张力以便达到令人满意的长丝送进。另一方面，在高的长丝速度的条件下，长的堆置时间需要大的跨越距离，这在很低长丝张力的情况下很容易导致一个不稳定的长丝送进。在完成的卷筒上来消除长丝中的收缩，其结果可能是在络纱之后，有很大的力作用在长丝卷筒上，致使卷筒不能够从芯轴上移开。

发明内容
因此，本发明的目的是扩展已知的方法和已知的设备，使得在松驰过程中获得长的堆置时间，同时保持尽可能低的长丝张力。
根据本发明，上述目的是通过具有权利要求1中所述特征的方法和具有权利要求10中所述特征的设备达到的。
本发明的方法的各种优选变化形式描述在从属权利要求2-9中，本发明设备的优选扩展描述在从属权利要求11-14中。
本发明的特点是，在相对高的长丝速度下，能够以长堆置时间进行松驰处理。其中，在熔体纺丝之后，多丝长丝首先被拉伸。在随后的松驰过程中，所述长丝在一个带有填塞箱的松驰装置中被压实成一个栓塞。为此目的，所述长丝通过热作用被送进到填塞箱中，在该填塞箱中长丝被压实。连续输入的长丝的结果，是使得所述栓塞在无张力的条件下通过松驰装置。由于所述栓塞的直径明显大于所述长丝的直径，因为连续性条件而致使栓塞的速度远远低于长丝的供给速度。因此，在高温和无张力状态下，用松驰装置的短的导向长度也可能获得相对较长的堆置时间。在离开松驰装置时，在张力作用下将直丝纱从栓塞处抽出。在一个卷曲装置中所述栓塞通常经历冷却以进行卷曲定型，与此卷曲装置相反，所述长丝在加热的状态下被从松驰装置中抽出，并且在这样一个高长丝张力的条件下被进一步处理，致使没有任何卷曲保留在长丝上，这样生产出了一种典型的直丝纱。
特别地，采用聚酯已经可以在相对较低的抽出拉力的条件下从栓塞中生产一种直丝纱。因此，所有类型的聚酯都被认为是非常适合的。
为了通过对栓塞的热作用来送进长丝，最好为此使用一种加热的介质，该加热的介质与所述长丝一起由一输入喷嘴供给到填塞箱中。所述介质可以由热空气或热蒸汽形成。
根据本发明的方法的一种变化形式，在松驰之后，还提供了一种后拉伸。这可以消除那些可能保留在长丝中的潜在剩余卷曲。
在本发明方法的一个特别有利的变化形式中，通过附加的工艺步骤增加并保障了抻长栓塞的步骤。长丝或工艺参数的波动会导致输入和抽出的长丝的质量流量的大小不同，这会使得栓塞的长度连续地增加或减少。因为这个原因，所述方法的变化形式提供了对栓塞端部位置的检测的措施，并且提供了对于介质温度采取矫正动作的措施。
在本发明方法的另一个变化形式中，作为一种两者选一或附加的措施，抽出长丝的导丝辊的转动速度得到改变。这种干涉措施可以对栓塞长度产生即时效果。
本发明的特征在于，在松驰装置下游的长丝路径中的长丝的速度比在松驰装置上游的长丝路径中的长丝速度低。然而，络纱速度又稍高于在松驰装置下游长丝的速度。对于本发明，这导致络纱装置以络纱速度作业，该络纱速度大于松驰装置上游最后的导丝辊的圆周速度的85％。
当然，也可以采用本发明的方法来生产单丝，即仅由一根粗单丝组成的长丝。
用于实施本发明方法的设备包括一个纺丝装置、一个拉伸装置、一个作为松驰装置的填塞箱和一个络纱装置，在所述纺丝装置中的单丝被熔体纺丝，所述长丝在所述拉伸装置中被拉伸成高强度长丝。所述填塞箱是这样设计的，即在所述长丝的压实过程中，沉积的长丝形成尽量少的线圈和扭结。在此工序中重要的是这样的可能性，即被调质的长丝以栓塞的形式在很小张力的条件下在填塞箱中送进以便达到最长的堆置时间，这样在抻长所述栓塞后，就生产出了具有很小收缩的一种直丝纱。
在本发明设备的一个进一步扩展中，在松驰装置的下游设置一个后拉伸装置。该后拉伸装置稍微增加了长丝张力，以便将在松驰装置下游的直丝纱再次拉直。最简单的状况，就是由一个导丝辊对形成所述后拉伸装置，其中所述导丝辊对与所述络纱装置配合作用。然而，还可以采用两对导丝辊，让第二对导丝辊的速度稍微高一点，从而建立一个长丝拉力。也可以用带导向滚轮的导丝辊来代替成对的导丝辊。
为了在加热长丝的同时获得均匀的长丝送进，松驰装置最好包括一个连接一个介质源的输入喷嘴并且施以一种热介质。这可以例如通过热空气或一种热蒸汽来加热和送进所述长丝。


下面，本发明的方法和根据本发明的设备的一个实施例将参考附图被详细地描述，其中图1是根据本发明的设备的第一实施例的示意图，其中采用了本发明的方法；图2是图1所示实施例的松驰装置的剖面示意图；和图3是松驰装置的另一个实施例的示意图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的设备的第一实施例的示意图，其中采用了本发明的方法。
所述设备包括一个纺丝装置，其中所述纺丝装置由一个纺丝头1和一组喷丝板15形成。纺丝头1经一根熔体输入管29与一个在此没有显示的熔体源连接，例如，与一个挤压机连接。纺丝头1的下侧安装一组喷丝板15，各喷丝板15包括一组喷丝孔，通过这些喷丝孔分别挤出一个单丝束2。在该实施例中，显示了例如四个喷丝板15。
在挤出之后，各单丝束2由冷却空气3冷却、在一个上油装置4中上油润湿并且被合成为一根长丝5。尽管以上描述是针对于多丝长丝的，但它也基本上可用于单丝长丝。
在长丝5形成之后，它首先被一个与导向滚轮25配合作用的导丝辊6抽出。通常的习惯是在这样的纺丝生产线中以一个平行的工序生产一组长丝，并且在相同的导丝辊上平行地处理这些长丝。下面，为了简单起见，只针对一根长丝来描述所述设备的各装置和所述方法。
在导丝辊6的下游，长丝5送进到拉伸区域，其中所述拉伸区是由一组导丝辊对7.1、7.2和7.3形成的。通过这样安排，所述长丝5首先在第一拉伸区域8.1中的两个被加热的导丝辊对7.1和7.2之间被拉伸，随后在第二拉伸区域8.2中的两个被加热的导丝辊对7.2和7.3之间被拉伸。如此处理之后，长丝5已经达到了很高强度，但是却容易在温度的影响下发生收缩。在所述的应用中这是特别不利的，其中在所述的应用中，长丝在后面的进一步处理中被涂上一种加热的涂层物质。因为这一原因，长丝5通过带有一个松驰装置9的下游松驰区域16。通过温度以及无张力状态的作用，长丝5在松驰装置9中有一个松驰的机会，即消除其收缩倾向的机会。通过这样的安排，根据聚合物和处理参数，所述长丝缩短约13％。
为此目的，长丝5在松驰装置9中被压实成一个栓塞，所述松驰装置9参见参考图2被进行了更详细的描述。一组长丝的平行处理使得为每一根长丝提供一个单独的松驰装置或在一个共同的松驰装置中处理一组长丝成为可能。
在松驰之后，在张力的作用下，所述栓塞被抽出成一根直丝纱22。为此目的，配置了一个后拉伸装置21，在本实施例中，该后拉伸装置21由另一个导丝辊对7.4形成。随后，所述直丝纱22由一个络纱装置10卷绕成一个卷筒26。
从松驰装置9的下游起，特别是在导丝辊对7.4与络纱装置10之间，存在着较高的长丝张力水平，任何可能保留在长丝中的卷曲都被消除。就此而论，该操作被叫做后拉伸。
为了扯松所述栓塞，所述后拉伸装置21也可以由一个带导向滚轮的导丝辊形成。为了在这种情况下进行后拉伸，所述导丝辊与所述络纱装置配合作用。
图2是松驰装置9一个可能的实施例的剖视图。在松驰装置的帮助下，可以实施本发明所述的方法。所述松驰装置9包括一个输入喷嘴17，所述输入喷嘴17经一条管道28接受一种被加热的介质18。所述介质18进入到一个长丝通道27以便送进长丝5，其中所述介质18在此之前被一个加热器13加热。所述长丝通道27终止于松驰装置9的填塞箱19。在所述填塞箱19中，所述长丝5被送进以便形成了一个栓塞20。在此，长丝形成线圈，这导致长丝的聚积从而导致了长丝的压实，这样长丝5形成栓塞20，所述栓塞20慢慢地通过所述松驰装置9的填塞箱19。在该工序中，一种热流体，例如热空气或蒸汽被用作为输送介质18，以便向所述长丝提供松驰所需要的温度水平。填塞箱19的导向段23包括一组窄缝，介质通过所述窄缝被排出。随后，栓塞20通过一个排出口24离开松驰装置9，并且被扯松以形成一根直丝纱22。
假设纱的纤度(Garn-Titer)为1000dtex并且供给速度为5000m/min.，这将对应输入的质量流量为500g/min.。填塞区域的体积约为31cm3，其直径为2cm，其长度为10cm，栓塞的的密度为20％并且以聚酯为聚合物，这将导致长丝在松驰装置9中的堆置时间约为1秒。
在离开松驰装置之后，所述直丝纱22被从栓塞20中抽出，因为随后它又通过图1所示的导丝辊对7.4被高速送进。由于在此工序中产生了高的加速度，从而产生了惯性力，所述惯性力在长丝中产生张力，而该张力充分地稳定了所述长丝。在此工序中，需要调节长丝被抽出的速度，其方法是使单位时间内供给所述松驰装置的长丝质量等于从所述松驰装置中抽出的长丝质量。
如果抽出的长丝质量较大，所述栓塞将会被从所述松驰装置中完全抽出。如果抽出长丝的长丝质量较小，所述栓塞将在填塞箱19的入口处的增大量将大于栓塞在排出口24处的抽出量，这样所述栓塞将增大到松驰装置9之外。图3图示了松驰装置9的另一个实施例，该实施例在图1所示的设备中是可用的，并且该装置包括一个对形成栓塞的调节装置。所述松驰装置9的结构基本上与图2所示的实施例相同，因此在下面仅描述不同之处。
在松驰装置9的排出口24处，配置了一个传感器11，所述传感器检测栓塞的增大或减小。在比较器30中将传感器11的信号值与需要的值相比较，并且在发现偏差时将该值供给控制器12。控制器12与一个加热器13连接，其中所述加热器13加热供给输入喷嘴17的介质18。这样通过控制器12，就可能对加热介质18的行为施加正确的影响。所述控制器12还与一个导丝辊驱动装置14连接，其中所述导丝辊驱动装置14操纵后拉伸装置21的导丝辊对7.4。这样就可能使驱动装置14的转速作出正确的变化，其中所述驱动装置14操纵着导丝辊对7.4。
介质18温度的增加导致长丝的松驰较大，这样就实现了一个回缩和单位长度上较大的质量。在导丝辊对7.4的圆周速度恒定的条件下，这将导致较大的抽出质量，从而使所述栓塞缩小。
导丝辊对7.4的圆周速度的增加直接引起较大的质量输送并且同样引起栓塞22缩小。就此而论，应该注意到导丝辊对7.4的旋转速度对栓塞长度有立即的影响，而温度在栓塞长度上的效果有一个时间的延迟，所述时间延迟基本上对应于长丝在松驰装置中的堆置时间。
然而，还可能采用只带有温度控制的或者只带有导丝辊对速度控制的如图3所示的松驰装置。
图2和图3所示的松驰装置都是示例。因此，可能在图1所示的设备中采用任何这样的松驰装置，即在其中输送介质送进长丝以形成一个栓塞，并且在填塞箱中对长丝加热的松驰装置。对长丝的压实使得即使在高速的条件下也能够达到足够的堆置时间，从而对长丝进行松驰。最好以低的栓塞密度来压实长丝，其目的是在很大程度上完全消除在扯松栓塞的过程中在长丝中已经存在的线圈和扭结，这样，在扯松这后，纱中就不再包含卷曲。
数字标记表1 纺丝头16 松驰区域2 单丝束17 输入喷嘴3 冷却空气 18 输送介质4 上油装置 19 填塞箱5 长丝 20 栓塞6 导丝辊21 后拉伸装置7.1，7.2，7.3，7.4 导丝辊对 22 直丝纱8.1，8.2拉伸区域 23 导向段9 松驰装置 24 排出口10 络纱装置 25 导向滚轮11 传感器26 卷筒12 控制器27 长丝通道13 加热器28 管道14 导丝辊驱动装置29 熔体输入管15 喷丝板30 比较器
权利要求
1.一种用于生产高强度低收缩合成直丝纱的方法，所述方法包括的步骤为1.1由一种熔融的聚合物熔体纺丝出一组单丝；1.2将所述的单丝冷却并合并成一根长丝；1.3拉伸所述长丝；1.4在增加的温度下，将所述长丝压实成一个栓塞；1.5送进所述栓塞；1.6在张力的作用下，将所述栓塞抻长为所述直丝纱；和1.7将所述直丝纱卷绕成一个卷筒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于由一种聚酯挤压出用于单丝熔体纺丝的熔融聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于借助一种介质将所述长丝压实成栓塞，所述介质引导所述长丝以形成所述栓塞。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述介质由一种热空气或一种热蒸汽组成。
5.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于在抻长所述栓塞后，对所述直丝纱进行后拉伸。
6.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于在抻长所述栓塞之时，检测栓塞端部的位置，并且根据所述栓塞端部的位置控制所述介质的温度。
7.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于在抻长所述栓塞之时，检测栓塞端部的位置，并且根据所述栓塞端部的位置控制所述直丝纱从所述栓塞中的抽出速度。
8.根据权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于在压实之前，所述长丝由一个导丝辊导向，并且卷绕所述直丝纱的络纱速度与所述导丝辊的圆周速度之比大于0.85比1。
9.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述长丝由一根单一的单丝形成。
10.一种用于生产高强度低收缩直丝纱的设备，所述设备包括一个纺丝装置(1；15)、一个拉伸装置(7.1-7.3)、一个松驰装置(9)和一个络纱装置(10)，其特征在于所述松驰装置(9)包括一个填塞箱(19)，在所述填塞箱(19)中长丝(5)被压实成一个栓塞(20)。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于在所述松驰装置(9)下游设置一个后拉伸装置(20)，用以抽出和拉伸直丝纱(22)。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述后拉伸装置(20)由至少一个导丝辊对(7.4)形成，或者由至少一个带有导向滚轮的导丝辊形成，所述导丝辊对与络纱装置(10)配合作用。
13.根据权利要求10到12之一所述的设备，其特征在于所述松驰装置(9)包括一个在所述填塞箱(19)上游的输入喷嘴(17)，通过该输入喷嘴(17)借助一种被调节的介质，最好是热空气，将长丝(5)送入到填塞箱(19)中。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述填塞箱(19)包括一个透气的导向段(23)，所述介质离开填塞箱(19)通过该导向段(23)。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产高强度低收缩合成直丝纱的方法和设备。在熔体纺丝之后，各单丝被结合成一根长丝并且被拉伸。随后，所述长丝在温度的影响下被压实成一个栓塞。该栓塞被输送一定的距离，这样所述长丝在一个低张力状态并且在温度的影响下进行松驰。最后，所述栓塞在张力状态下被抻长，以形成所述直丝纱，该直丝纱被卷绕成一个卷筒。
文档编号D01D5/16GK1639397SQ02808753
公开日2005年7月13日 申请日期2002年5月3日 优先权日2001年5月5日
发明者斯特凡·贝克 申请人:苏拉有限及两合公司