专利名称:假捻加工机的制作方法
第1加热装置以及筒子架和假捻装置、第2加热装置以及卷绕装置均隔着作业空间被设置在两侧，这样就构成了假捻加工机，然后在第1加热装置的上部装上冷却用平板，另外再进一步在作业空间的上部倾斜地装上第2冷却用平板，通过筒子架的喂入筒子纱引出的纱条先经过设置在第1加热装置下部的第1送纱装置，从第1加热装置的下方向该装置的上方运行，再经过第1冷却用平板，然后以纱道导纱器为界由上往下绕折并引导到第2冷却用平板及其假捻装置上去，接着通过第2送纱装置、第2加热装置、第3送纱装置卷绕到卷绕装置中去，上述第1冷却用平板所具有的冷却长度必须达到能使纱条的温度降低到比第1加热装置加给纱条的设定温度低至少30℃，与此同时，如令第1加热装置的接纱面与垂直线所构成的角为θ1，第1加热装置接纱面的延长线与第1冷却用平板所构成的角度为θ2，第1冷却用平板与第2冷却用平板所构成的角度为θ3，第2冷却用平板与假捻装置上加捻器的轴心所构成的角度为θ4，则它们应满足下列条件，如此构成的装置便是该假捻加工机的特征。
(1) 0°≤θ1≤25°
(2) 0°≤θ2≤30°
(3) 35°≤θ3≤85°
(4) 70°≤θ4≤55°
(技术领域：
)
本发明涉及一种制造热可塑性合成纤维假捻超尺寸加工纱的假捻加工机，具体指在第1送纱装置与第2送纱装置之间的假捻加工领域设置的第1加热装置、冷却装置、纱道导纱器以及假捻装置等的结构及其排列。
(现有技术及其存在的问题)
近年来，为了提高假捻超尺寸加工纱的生产能力，人们正在努力提高加工速度。与此同时，在防止热定形性能的降低方面，也存在着逐步增加加热器和冷却器长度的倾向。伴随着这种高速化而出现的加热装置和冷却装置的大型化，又使装置底盘的高度增加，因而很难将其安置在一般的建筑物内，且摇纱作业也比较困难，这是其缺点。因此，为降低底盘的高度，在市场上出现了很多把假捻加工领域的纱道分成两部分，在隔着作业通道的一侧装上第1加热装置和筒子架，同时在另一侧的垂直方向上并排装上假捻装置和第2加热装置的假捻加工机。
作为有代表性的这类假捻加工机，已提出了以下数种。(1)如图3所示，在作业通道的上部装上冷却装置，该冷却装置是以与加热装置的接纱面成锐角的倾斜状态装入的(公开特许公报，昭和52-114757号)，(2)如图4所示，在作业通道的上部水平地装设可控制纱的冷却和振动的第1接纱板，与此同时，以与加捻器轴心成0°～30°角的倾斜状态再设置第2接纱板(特许公告，昭和59～47734号)，(3)如图5所示，在垂直装设的第1加热装置的上部装设进料辊与第1接纱板，同时在作业通道的上部倾斜地装入第2接纱板，然后在该纱的运行延长线上配入冷却装置和假捻装置，经过销钉使纱呈屈折状最后到达输出辊(公开特许公报，昭和55-6523号)。具有这种纱道结构的假捻加工机为降低底盘的高度，它们都不惜使加热状态的纱条弯曲，因此必须特别注意纱道导纱器弯曲部分的摩擦阻力所导致的纱损伤和捻转作用向第1加热装置方向的传播等。
然而最近，作为热可塑性合成纤维的多纤维人造丝的商品化趋势，人们在致力于纤维度细化以及高支数化以进一步提高纱的附加价值。例如在聚酰胺纤维中，接近10d的产品已经实现了商品化，在聚酯纤维中，150d/96f、75d/72f、50d/48f以上的高支数纱等实际上已经商品化了。这种由纤维度较小的单纱以复数根集束起来构成的多纤维人造丝之所以受人们的欢迎是因为它与以往的纱相比较具有柔软感具有手感好以及染色性能好等多种特殊性能。
但是，当我们采用上述这种类型的假捻机、特别是通过摩擦方式来对这种细旦尼尔纱和高支数纱进行高速假捻加工时就会产生以下现象由于单纱的纤维度较小，运行纱条的微妙的张力变化也会使其敏感地受到影响，又，促使处在加热状态的纱条发生弯曲的导纱器本身的摩擦阻力会导致最终发生单纱断开的所谓毛粒现象;白铅粉现象;强伸度的降低;往第1加热装置上的捻转传递效果的降低所造成的卷缩性的降低和加工过程中纱条运行不稳定而带来的高速假捻加工的困难等等。为此就必须对假捻加工领域中设置的加热装置、冷却装置、纱道导纱器、送纱装置、假捻装置等各结构部件的排列重新进行研究。
本发明充分运用了那种底盘高度低、在摇纱作业性能方面具有长处的机械的特点，就如何从事对高支数纱等的假捻加工问题进行了深入的研究，最后得到了如下所述的结果。
下面，我们就已经谈到的现有技术中有代表性的假捻机(第3图，第4图以及第5图)从高支数纱的假捻加工这一角度出发来作更详细的描述。首先，在第3图所示的情况下，通过加热装置把纱条加热到确定的温度，然后立刻将处于加热状态的纱条在纱道导纱器的表面以140°～150°的接纱角一边进行摩擦接触一边绕折，由于存在着纱道导纱器表面的摩擦阻力，毛粒现象就很容易发生，而且来自加捻器的捻转作用的传递也会在导纱器的表面受到阻碍，因而使得捻转作用向该加热装置的传递变劣，而这却是决定被加工纱物性好坏的关键，所以不够理想。下面，如第4图所示的情况，由于第1接纱板大致是水平设置的，因此，与第3图所示的情况相比较，其在纱道导纱器的接触角就变小了，所以毛粒现象的发生和捻转作用的传递等多少有所改善，但是，通过加热装置被加热到特定温度的纱条立刻在纱道导纱器上弯曲的情况仍然没有改变，这样对高支数纱来说是不利的，不可能获得本发者作为目标的理想物性水平的加工纱的质量。下面，再来看第5图所示的情况，由于在垂直设置的第1加热装置的上部装设了第1接纱板，故想象除了公开特许公报昭和55-6523号所述的抑制气圈的目的以外，被加热到特定温度的纱条在一定程度受到冷却，然后，纱条才在纱道导纱器中进行弯曲，这样就可防止毛粒现象的发生，捻转作用的传递与上述2个例子相比较也要好得多了。但是，由于采用这种加工机，在第1加热装置中，对纱条进行弯曲，使之作U型回转绕折，所以基本上还存在着与上述2个例子相同的缺陷，与此同时，若要在本书所描述的冷却装置的后部装上假捻装置并最终形成这种特异的结构及其部局，那么这对于细旦尼尔纱和高支数纱的加工来说是不合适的，通过本发明的发明者所进行的追加试验已经证明这很难各锤均质地获得理想的加工纱的质量。
(目的)
于是，本发明是要克服现有技术中存在的缺点，作为本发明的目的是要降低机器的高度、提高摇纱作业的效率，当以一种很高的速度进行高支数纱的假捻加工时，不但要防止在纱条中产生毛粒等损伤现象，而且要使通过第1加热装置的纱条的运行变得更为稳定，从而使捻转作用用充分地传递出去，也就是要立志提供一种能产生纱物性十分优越的加工纱的假捻加工机。
(解决的手段)
为了实现以上的目的，第1加热装置以及筒子架和假捻装置、第2加热装置以及卷绕装置均隔着作业空间被设置在两侧，这样就构成了底盘高度低的假捻加工机，然后在第1加热装置的上部装设第1冷却用平板，另外再进一步在作业空间的上部倾斜地装上第2冷却用平板，通过筒子架的喂入筒子纱引出的纱条先经过设置在下部的第1送纱装置，由第1加热装置的下方向该装置的上方运行，再经过第1冷却用平板，冷却到下面将谈到的限定温度以下，然后以纱道导纱器为界由上往下绕折并引导到第2冷却用平板及其假捻装置上去，接着再经过第2送纱装置、第2加热装置、第3送纱装置卷绕到卷绕装置中去，上述第1冷却用平板所具有的冷却长度必须达到能使纱条温度降低到比第1加热装置加给纱条的设定温度低至少30℃，与此同时，正如图2所示，如令第1加热装置的接纱面与垂直线所构成的角为θ1，第1加热装置接纱面的延长线与第1冷却用平板所构成的角度为θ2，第1冷却用平板与第2冷却用平板所构成的角度为θ3，第2冷却用平板与假捻装置上加捻器的轴心所构成的角度为θ4，则它们必须满足下列条件，如此构成的装置便是该假捻加工机的特征。
(1) 0°≤θ1≤25°
(2) 0°≤θ2≤30°
(3) 35°≤θ3≤85°
(4) 7°≤θ4≤55°
(作用机能)
决定假捻加工纱物性的主要因素可以说是加入原纱的假捻数和加热状态下的热定形强度。这里成为问题的捻数(T/M)由下列因素决定，即假捻装置中加捻器的材料性质、表面状态，另外如以通常广泛使用的轴外接型的摩擦圆盘而言则其轴间距离、圆盘的片数等，总之取决于加热器的结构特性与最重要的往第1加热装置上去的捻转作用的传递效果。前者只要在考虑到原纱的加工特性下选择条件就可以了，而后者则会根据加工机械的结构及其各装置的设置情况而定死。热定形的强度是由设定温度和加热器上的停留时间来决定，但这点也是可以选择条件的。
此外，在热定形性能方面，冷却效果也是一个有关的因素，但是按照一般的常识，最好处于原纱的玻璃状转位点(Tg)以下，而通常也就是按照这种观点来从事这类机械设计的。
根据上面这些分析，我们将就机械结构上这种重要且流动的捻转作用的传递效果即捻转作用往加热器上的传递，运用第2图及第3图来对它们的作用机能进行叙述。
通常，假捻加工中的原纱在第1加热装置上于加热状态下软化点温度的附近接受热定形，处在这种纱温度下的原纱其拉伸弹性模量及其刚性等与室温时的情况相比较是显著降低了。正因为这样，在第1加热装置上绕折导纱器上的摩擦力与捻转作用传递的抑止、对纱的损伤、运行中纱的张力变化、白铅粉的发生、强伸度的降低等有着密切的关系，而这些将影响到产品的质量。对于本发明要要构成要素之一的第1冷却用平板的冷却效果在尺度上给于限定的理由也就在此。
在第2图所示的第1加热装置的上部设置第1冷却用平板并改变平板的长度，这时对体现纱损伤程度的毛粒发生率的影响进行实际测定就可获得如第6图所示的情况，它比设定温度(215℃)低至少30℃，如图6所示，最好是在低于晶化温度下绕折，这对于被加工纱的物性来说是十分理想的，也是构成了限定的理由。第6图的加工条件如下所示。
原纱 聚酯 75d/72f
加工条件 纱速 700m/分
加热温度 215℃
加热器长度 2.5m
加捻器 三轴外接型
聚氨酯圆盘
(1-8-1结构)
纱速比 D/y＝1.9
毛粒测定使用东洋人造丝公司制造的毛粒计数装置。
另外，作为参考，对第1冷却用平板的长度与该平板出口处纱温度的关系作一个测定，测定的结果如第1表所示。
第1表
另外，如果再进一步附加其它的特性值，把第2图中第1冷却用平板的长度设计为50cm，然后定义这种情况为情况(A)，再把第3图中的完全不采用冷却用平板的情况定义为情况(B)，把这两种情况进行比较并作测定就可以得到如第2表所示的结果。
第2表
第1冷却用平板的长度由于是跟纱温度的降低有关联的，因此，该平板的长度是越长越好，但如果从机械底盘的高度来分析则是越短越好，把第1表的结果与聚酯纱150d/96f的情况相比较之后就可看到，平板的长度10cm时纱温度为202℃，平板的长度20cm时纱温度为188℃，平板的长度30cm时纱温度为175℃，平板的长度为50cm时纱温度为155℃以及当平板的长度为100cm时纱温度为114℃，可见，纱温度是取决于纤维度的。除了作为本发明对象的高支数纱以外，对细旦尼尔纱来说，如果采用第1冷却用平板，那么从上述的对比中可很清楚地看到，即使该冷却用平板很短，也能达到预定的目的，只要形成一个能使纱条温度比设定温度低至少30℃、最好是低于结晶温度的冷却段长度。又，如果冷却不采用接纱板，而用自然空气冷却，那么效果也会相同，但是在这种情况下就得考虑所需的时间是使用接纱板时的将近两倍，而且还必须考虑出对付纱条振动的对策来。为适应近几年的多品种少批量生产，采用一种能任意改变冷却用平板长度的可动式平板也很方便。
下面，对构成本发明结构要素的θ进行描述。本发明的发明者们就假捻加工机的高度及其宽度作了考虑，尽一切可能使之满足小型紧凑化，并且以能够生产高质量的高支数纱和细旦尼尔纱的机械为前提，对θ进行了深入的研究。θ1是跟操作人员的摇纱能力有关的机械结构，0°时将拥有最广的作业空间，25°的倾斜度为实际操作过程中的最大限度。倾斜角越大，显示出的节能效果也就越显著，但是在清扫加热器时就会发生困难，经过详细分析和综合研究，结果我们就把θ的限定范围确定为0°～25°。对θ2来说，其倾斜角越大就越能够防止冷却效果的降低，而这种冷却效果的降低是由于来自第1加热装置的热气的上升而造成的，同时也有利于使θ3变得更大，但是正如我们已经详细描述的，从第1加热装置出来的高温纱条的弯曲会对产品的质量产生不良影响，上述限定范围正是在注意到了这种影响之后才确定的。θ3是图1中穿过冷却用平板的纱条以纱道导纱器为界受到大幅度弯曲之处，也正是应该充分考虑其对产品质量会产生什么影响之处，但由于第1冷却用平板所产生的冷却效果已使得纱温度下降，故已不会象上述高温时那样敏感了。捻转作用传播率的变化最容易受纱道导纱器中弯曲的影响，第7图正是显示了这种变化与温度的关系，其中θ3≥35°的限定理由也可以通过图来获得明确的理解。此外，35°以下的限定，从机器底盘的高度和宽度来看是与上述前提条件的限度相接近的，而这正是本发明者在设计上的基本构思。
从机械结构来说说θ4是根据θ1、θ2和θ3来确定的，θ1、θ2和θ3确定了，θ4也就自然确定了，所以，最终也可以根据加捻装置以及第1加热装置的设计高度、加热器的长度、以及作业空间的宽度来决定。作业空间的大小是通过把实际摇纱操作中有经验的东西用人类工程学的方法进行详细研究后规定出θ4的限定范围来确定的。
(实施形态)
现在对一例实施本发明的装置通过图面来作具体的说明，在第1图中，隔着作业空间S的一侧设有第1加热装置和筒子架，而在另一侧设有第2加热装置3和卷绕装置4，两者以垂直方向相互并列，并被安装在地板5上的机器框架6上。7是悬架在上述筒子架上的供纱装置，上装有未延伸的喂入筒子纱P复数个。从上述筒子纱部引出纱，同时又把纱送到第1加热装置中去，8就是完成这种送纱任务的第1送纱装置，该装置设置在上述送纱装置7的作业通路侧的下部。上述第1加热装置1是以相对于机器框架6的垂直轴心倾斜θ1角度(10°)而安装的。9是用来冷却已被加热纱条的第1冷却用平板，该平板在上述第1加热装置的上部，与接纱面的延长线所构成的角度为θ2(15°)，并以15°这种倾斜的状态与机器框架6相连接，与此同时，该平板的长度是有一定要求的，这一长度能使温度比第1加热装置加给纱条的温度低至少30°。10是纱道导纱器，11是第2冷却用平板，该第2冷却用平板以倾斜的状态在作业通道的上部与机框6相连接，而第2冷却用平板与第1冷却用平板所构成的角度为θ3(55°)。12是在上述第2冷却用平板的下部安装的加捻器，该加捻器的轴心与上述第2冷却平板所构成的角度为θ4，θ4被设计为30°。13是设置在上述加捻器12下部的第2送纱装置，该第2送纱装置的圆周速度要比上述第1送纱装置8的圆周速度来得快，从而使这一段的纱得到了延伸。上述第2加热装置4在上述第2送纱装置的下部，它面向作业通道被连接到上述卷绕装置5的背侧。14是纱道导纱器，15是第3送纱装置，它被安装在上述第2加热装置3和上述卷绕装置4的下部，把经过假捻加工的加工纱送往卷绕装置4，16是纱道导纱器，17是在上述第1加热装置1、上述第1冷却平板9以及第2冷却平板11上施行摇纱装置，该摇纱装置是由上下升降的升降部件构成的，而升降部件的上下升降又是通过操作杆在第1加热装置前面的导向轨中进行的。
一例实施本发明的装置已经在上面被详细描述了，下面再对纱道进行描述。我们采用第1送纱装置8，通过供纱装置7的未延伸筒子纱P引出的纱条在第1加热装置1中由下往上通行，经过第1冷却平板9在纱道导纱器中弯曲绕折，再在第2冷却用平板11上由上往下通行，经过加捻器12进入第2送纱装置13，最后再被引导到第2加热装置3中去。接着，通过第3送纱装置15，把在第2加热装置中经过热处理的加工纱引出来，然后送往纱道导纱器16去，最后再采用卷绕装置4，把输送出来的加工卷绕起来。
另一方面，再对摇纱作业进行一下描述，由操作人员首先把摇纱装置17的操作杆向下拉，把纱条挂在与操作杆成一体的升降部件的纱道导纱器上，然后，使操作杆往上升，恰好在第1加热装置1、第1冷却平板11的表面使纱条连接起来。
实施例
(1)使用包括细旦尼尔纱以及高支数纱的聚酯纱，在下列的设定条件下进行假捻加工。
纤维度 50d/48f
加工条件 纱速度＝700m/min
第1加热温度＝215℃
纱速比D/y＝1.70
假捻装置＝三轴外接型摩擦假捻
聚氨酯·圆盘(结构1-6-1)
机械结构 使用第1图所示的加工机
第1冷却用平板的长度＝50cm
第1冷却段长度＝80cm
θ1＝10°
θ2＝15°
θ3＝55°
θ4＝30°
同时，使用同一纱种和相同的加工条件进行如下的假捻加工。
(2)作为现有技术中的例子，我们选择第4图的机械结构，把特许公告昭和59-47734号中所记载的α以及θ分别作为90°及70°。
(3)作为本发明的比较例，选择出不属于结构要件限定范围的例子，而这些结构要件又是对纱的质量产生重大影响的，然后再实实施例1进行对比。
这里，我们把以上假捻加工的结果归纳在第3表及第4表中。
在第3表及第4表中，本发明(1)的加工纱物性，其强伸度是4.8g/d，CR值是47.3%，十分令人满意，加工过程中的纱条运行状态也十分稳定。在现有技术的例子(2)中，强度为4.0g/d，CR值为45.8%，略为差一些，在弯曲部分的导纱器中，白铅粉的发生比较明显，也观察到很多毛粒。下面，在比较例(3-1)中，伴有张力的变化，断纱现象也时有发生，毛粒现象也频繁出现。在物性值方面，其强度为3.7g/d，CR值为40.2%，显而易见很低。另外，在此较例中(3-2中)，其中θ2比限定范围超过了10°，其它的限定因素均在本发明的范围之内。通过使θ2作若干变化，θ3以及θ4当然也会作相应的变化。另外，加工纱的物性其强度为4.2g/d，CR值46.6%，略微低些，但观测到了毛粒现象，因此还没有达到本发明者所要求的物性水平。除了以上所述述的以外，如果要自由地选择本发明领域以外的各个θ角，那么，在限定为第1图的加工机的场合下，其作业性能就会显著地变得困难起来，实际上已远离了要降低机器底盘高度的目的，正如前所述，与其说是与纱的质量还不如说它仅仅与来自机器的尺寸限制有关。
其次，在实施本发明之际，如果采用的不是前述实施例所限定的纱，而是极细的细旦尼尔纱的话，则可大大缩短第1加热装置及冷却用平板的长度，可以使机器底盘的高度降低到4米以下。冷却平板既可以是利用水和空气的积极冷却方式，也可以是自然空气的冷却方式。假捻装置除外接型以外也可采用内接型摩擦方式，也可以采用其它的假捻方式。在进行通常的假捻加工以及将POY以内引的方式作延伸假捻加工的场合，可用已述的加工机来加工，但是在采用外引方式对未延伸纱进行延伸假捻的场合，可在第1送纱装置的下方再设置一组送纱装置，适当选择两个进料辊的转速比，使之延伸从而进行假捻。另外，在不使用第2加热装置的所谓1加热加工纱的生产过程中，就不必特别设置第2加热装置，纱道的路径也可以从第2送纱装置直接将纱条送入卷取装置进行卷绕。
(效果)
正如上面已经描述的，本发明在第1加热装置的上部装设第1冷却用平板，并使该冷却用平板具有一定的长度，即能使纱的温度比设定温度降低至少30°的那种冷却长度，而这种设定温度又是通过第1加热装置加给纱条的。与此同时，由于第1加热装置、第1冷却用平板以及第2冷却用平板它们相互之间所构成的角度是特定的，与过去的假捻加工机相比较其机器的角度降低了，摇线操作的性能也得到了改善，同时，对于高支数纱和细旦尼尔纱也不产生毛粒等损伤，而且纱条的运行非常稳定，能把假捻作用充分地传递到第1加热装置上去，最后就可获得纱物性十分优异的加工纱。
图面的简单说明
第1图为简图，图示了实施本发明所需假捻加工机的一个例子，第2图是第1图主要部分的说明图，第3图至第5图是现有假捻机主要部分的简图，第6图是显示穿过第1加热装置的纱条在纱道导纱器弯曲部分的纱温度与毛粒发生数之间关系的曲线图。第7图是显示根据不同纱温度的、θ3与捻转作用传递率之间关系的曲线图。
S……作业空间 1……第1加热装置
2……筒子架 3……第2加热装置
4……卷取装置 P……喂入筒子纱
8……第1送纱装置
9……第1冷却平板 10……纱道导纱器
11……第2冷却平板 12……加捻器
13……第2送纱装置
权利要求
第1加热装置以及筒子架和假捻装置、第2加热装置以及卷绕装置均隔着作业空间被设置在两侧，这样就构成了假捻加工机，然后，在第1加热装置的上部装上冷却用平板，另外再进一步在作业空间的上部倾斜地装上第2冷却用平板，通过筒子架的喂入筒子纱引出的纱条先经过设置在第1加热装置下部的第1送纱装置1，从第1加热装置的下方向该装置的上方运行，再经过第1冷却用平板，然后以纱道导纱器为界由上往下绕折并引导到第2冷却用平板及其假捻装置上去，接着再经过第2送纱装置、第2加热装置、第3送纱装置卷绕到卷绕装置中去，上述第1冷却用平板所具有的冷却长度必须达到能使纱条的温度降低到比第1加热装置加给纱条的设定温度低至少30℃，在此同时，如令第1加热装置的接纱面与垂直线所构成的角度为θ1，第1加热装置接纱面的延长线与第1冷却用平板所构成的角度为θ2，第1冷却用平板与第2冷却用平板所构成的角度为θ3，第2冷却用平板与假捻装置上加捻器的轴心所构成的角度为θ4，则它们应满足下列条件，如此构成的装置便是该假捻加工机的特征。
(1)0°≤θ1≤25°
(2)0°≤θ2≤30°
(3)35°≤θ3≤85°
(4)7°≤θ4≤55°。
1、0°≤θ2≤30°
2、35°≤θ3≤85°
3、7°≤θ4≤55°
专利摘要
一种假捻加工机，其作业空间的一侧装有加热装置、筒子架和假捻装置，另一侧装有加热装置及其卷绕装置，同时在两侧的加热装置上部均装有冷却用平板。上述的假捻加工机能使摇纱操作的性能得到改善，对高支数纱和细旦尼尔纱不产生毛粒等损伤，纱条的运行十分稳定，捻转作用的传递也很充分，另外该假捻加工机的总高度也比过去的假捻加工机降低了。
文档编号D02G1/04GK85105183SQ85105183
公开日1986年8月20日 申请日期1985年6月29日
发明者北沢亨, 北村学, 横山了, 窪田信吾, 纸谷正 申请人:株式会社石川制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan