专利名称：用于制造人造纤维短纤纱的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及由长丝组成的短纤纱的制造领域，其中涉及纯人造纤维短纤纱或由人造纤维和天然纤维组成的混合纱。
背景技术：
短纤维纺纱工艺的发展是以下列思想为特征，即，不论是天然纤维如棉纱和羊毛，还是人造纤维，都可采用相同的技术加工。这一思想构成了在附加有短纤纱的情况下由百分之百的人造纤维或天然纤维组成的混合纱的制造依据。
就制造混合纱来说，要求为此使用的人造纤维在纤维长度分布、力/申长率、细度以及卷曲度方面尽可能与天然纤维的固有性质紧密配合。此外，上述因素确定了重要的制造参数和纱线性质，如纱线的不匀性、纱线横截面中的纤维数以及纱线支数。
棉纱是迄今加工最广的纤维。人造纤维较早构成与天然纤维相混合的混合物组分，短纤维纱尤其用来获得非常美观的效果，混合得合适，也就能实现特定的功能。
近来人们一直试图缩短人造纤维的加工过程。为了相对于纤维的方位和平行度作间接梳理，在缩短加工过程的第一种建议中，长丝部分地通过切断或拉断而缩短到合适的纤维长度，由此直接形成纤维条。随后，按照传统的方法，通过牵伸、制造粗纱和带真捻的固化来进行纺纱。在此，固有的纱线产生和带真捻的固化增大了整个工艺的成本。这就促进了众所周知的非传统纺纱方法的发展，如转子纺纱、摩擦纺纱以及喷气纺纱，通过由纤维条产生一个可直接进一步加工的筒子，其中纱线质量经测试达到100％，而使生产率达到最大并由此缩短了工艺过程。
在缩短人造纤维加工过程的第二种建议中，长丝纱在拉断牵伸机中被拉断，其中该拉断牵伸机被供给有LOY、POY或FOY的长丝纱，拉断牵伸的结果就是形成粗纱。粗纱随后在环锭纺纱工艺中被纺纱、络筒并固化成纱。该方法虽然大大缩短了制造过程，但却不很灵活，因为加工容量大，相关装置的成本也就很高了，较少的加料就不能被经济地制造。喂给拉断牵伸机的最初产品是由许多长丝组成的条子(丝束)，支数达到了500′000特(Tex)。拉断牵伸机按该支数设计，因此对于较少的加料就显得非常大，也就过于昂贵了。
发明内容
本发明涉及一种用于制造由长丝组成的短纤纱的装置，具有将长丝拉断成条为短纤维的机构、将短纤维固化成短纤纱的机构以及将短纤纱络筒的机构。
通过本发明，提供了一种用于制造由长丝组成的短纤纱的装置，其缩短了人造纤维的加工过程，适用于成本低廉地制造较少的加料，尤其是不需要昂贵的粗纺纱作为最初产品。
根据本发明，该目的是这样实现的，即，将该装置设计成包括多个机织位的一个单元中的单个机织位，每个机织位被单独地喂给长丝且具有单独的驱动装置。
本发明用于制造短纤纱的装置是一台具有独立机织位的机器，每个机织位都可单独喂纱、单独驱动。这就带来了使灵活性达到最大的优点，因为实践中可在每个机织位上制造具有不同性质的短纤纱。
本发明装置第一优选实施方式的特征在于，每个机织位具有至少一个拉断牵伸区和一个可选的牵伸区，这些区域通过可驱动的辊子形成，且这些辊子中的每一个都具有一个由变频器馈电的单独的驱动电机。
本发明装置第二优选实施方式的特征在于，所输送的长丝聚集成长丝纱，长丝纱穿过该至少一个拉断牵伸区和一个构成固化拉断牵伸形成的纤维条的机构的喷嘴，且该喷嘴配置有一个牵伸辊，以产生将纤维条固化成短纤纱所需的固化张力。
本发明装置第三优选实施方式的特征在于，构成可选牵伸区的辊子由加热的导丝辊形成，且在可选牵伸区与第一拉断牵伸区之间设置有一个具有可选冷却装置的冷却区。
本发明装置第四优选实施方式的特征在于，牵伸区的辊子和/或牵伸辊通过被长丝纱或短纤纱多次缠绕的、由输送辊和从属辊(Beilaufwalze)组成的辊对形成。
本发明装置第五优选实施方式的特征在于，用于对短纤纱络筒的机构通过纱线防叠绕件(Fadenverlegung)形成，其具有一个导纱器，该导纱器在筒子的纵向上进行往复运动，且可被一个往复元件驱动。
本发明装置第六优选实施方式的特征在于，有一个对应所有机织位的公共的终端，由该终端将调节参数往下装入各个机织位。
本发明装置的其他有利实施方式和改进在权利要求3、4、6、10和12至19中给出。
下面借助于实施例和附图对本发明进行详细的说明，其中图1示出了本发明用于制造由长丝组成的短纤纱的装置的断面示意图；图2示出了图1装置的细节变型。
具体实施例方式
图1示出了一个独立的机织位M，用于制造由长丝组成的短纤纱的装置由多个这样的机织位M构成。如图所示，若干至少是一根，优选是一到八根的长丝从筒子架上被抽出。如果喂给筒子的质量非常差或喂给筒子有所不同(例如，涉及喂给筒子端部纤度、长丝数量、喂给筒子的染料)，可监督长丝的张力并将之调节到一个恒定值。张力的调节是选择性的，且与喂给筒子有关。
长丝1聚集成长丝纱F，且长丝纱F到达由两个输送辊2和3构成的牵伸区SZ，该牵伸区SZ是纤维定向所需要的。当成品即短纤纱应部分地定向纤维时(POY＝部分定向的纱)，就需要部分地牵伸长丝纱F，而当成品应完全地定向纤维时(FOY＝完全定向的纱)，需要完全地牵伸长丝纱F。与之相反，若成品很少定向纤维(LOY＝低定向纱)，就不需要牵伸。辊子2启动牵伸过程并使牵伸力达到最佳，而辊子3以高于辊子2的圆周速度引发牵伸过程。辊子2和3优选被加热，这样就能使长丝纱F定型，这是高速纺纱的一个重要前提。
随后，长丝纱F到达具有一个可选冷却装置4的冷却区，在冷却装置4中，加热辊子2和3的温度被冷却到环境温度。在人们采用非常高的速度进行生产时，冷却装置4是非常重要的，而在速度较低时，长丝纱F可在不带冷却装置的冷却区中冷却。这意味着，冷却装置的使用与否取决于生产速度和辊子2、3的温度。在经过冷却区之后，长丝纱F经过至少两个，图中所示为四个的间隔开的辊子5、6、7和8，这些辊子中的每一个都由一个输送辊和一个或两个压紧辊组成。辊子5、6、7和8构成三个拉断牵伸区SB1至SB3，其中第二个和第三个拉断牵伸区是可选的。在箭头A表示的纱线走向上最为靠前的辊子8是以高于辊子7的速度驱动的，而辊子7的速度高于辊子6的，辊子6的速度高于辊子5的，这样就将拉力施加到每个拉断牵伸区SB1至SB3中的长丝纱上。第一拉断牵伸区SB1的长度要大于第二拉断牵伸区SB2的，而第二拉断牵伸区SB2的长度要比第三拉断牵伸区SB3的大。
在第一拉断牵伸区SB1中，长丝纱F所有的长丝都被拉断，继而转变成纤维。纱线横截面中纤维的数量是由辊子5和6的速度比(V6/V5，V6表示为辊子6的速度，而V5表示为辊子5的速度)、喂给筒子的数量以及每个喂给筒子长丝1的数量确定的。辊子5与6之间的距离确定了纤维长度。通过改变辊子5和6的速度比，可将纱线支数减少到理想的分特值(dtex＝Decitex，分特即每10’000米纱线的克重)。可选的第二和第三拉断牵伸区SB2和SB3用于重新使目前的纤维部分断裂，并进一步减小纤维长度的振动宽度和纱线横截面中纤维的数量。
上述方法步骤亦可参见WO-A-00/77283，其中详细地描述了拉断牵伸工艺。用英语来说，第二或第三次拉断牵伸(拉断牵伸区SB2或SB3)通常也称作“Rebreaking(再断裂)”。
通过拉断牵伸工艺，长丝纱F的长丝转变成由较松的纤维组成的纤维条，纤维条在拉断牵伸之后固化(加固)成会集在一起的短纤纱。通过由喷嘴9进行的这种固化，得到了具有理想的光学和物理性质及理想的手感的短纤纱G。将纤维条固化成短纤纱G所需的固化张力由牵伸辊10产生。
牵伸辊10通过一个由一输送辊和一从属辊组成的且被短纤纱多次缠绕的辊对形成，可对牵伸辊10进行加热，以便使短纤纱G定型并避免在染色中出现可能发生的问题。如图所示，在牵伸辊10后设置有一个加热元件11，而在加热元件11后设置有一个输送辊12，其中一直不对输送辊12进行加热。利用输送辊12控制定型张力。可将牵伸辊10、加热元件11以及输送辊12布置如下不带输送辊12的加热牵伸辊10、无加热元件；加上输送辊12的加热牵伸辊10、无加热元件；未加热的牵伸辊10加上加热元件(管形加热体)11加上输送辊12；如果收缩彻底减小，则为加热的牵伸辊10加上加热元件11加上输送辊12。加热牵伸辊10和/或加热元件11的温度为约200至230℃。继输送辊12之后，短纤纱G经过一个测试装置13，经由该测试装置13借助于不同参数可连续地实时检查短纤纱G的质量。
在经过测试装置13之后，短纤纱到达一个上油装置14(可选的)，以便在进一步加工时改进短纤纱G的特性(例如减少摩擦和静电荷)。在上油装置14中，例如用植物油和矿物油的乳浊液对短纤纱G进行处理。在经过上油装置14之后，短纤纱到达一个络筒装置，从中产生出纱线筒子15，其例如可作为最终产品出售给继续加工者，或用作染色筒子或用于任何其他的加工工艺。例如在EP-A453622和EP-A-0829444中描述了合适的络筒装置。作为进一步的选择，机织位M可具有一个自动落纱机16以使筒子15自动落筒。
每个不同的辊子都由一个单独的电动机驱动，且每个电动机都由一个变频器馈电(电动机和变频器均未示出)。此外，每个机织位M具有一个接口17用以操纵机织位(启动/停止)。多个机织位M分别在一个共同机架内联合成一个区域，纺纱机包括直至48个机织位，甚至更多。每台纺纱机设有一个终端18，可将各个机织位M的参数输入其中，并可将参数往下地装到机织位上。
利用所述纺纱机也可制造微纤维，因为从中制造的材料具有一定的柔软性和手感，就产生了大量需求。在用传统的短纤纱方法很难制造微纤维时，就可利用所述纺纱机经济且质量极好地制造出PES、PA和PP微纤维。同样也可经济地制造出双组分纱。
为制造由两种长丝纱F和F′组成的双组分纱，根据图3，设置有两个牵伸区SZ和SZ′。在上方的牵伸区SZ1中，例如将PES POY长丝纱F牵伸70％，而在下方的牵伸区SZ′中，将PA POY长丝纱F牵伸30％。继两个牵伸区SZ1和SZ2之后，两长丝纱F和F′分别经过具有一个可选冷却装置4的冷却区，且随后被一起输送到第一拉断牵伸区SB1(图1)沿纱线走向A的第一辊5上。
可用所述纺纱机制造的其他产品是弹性纱。此类纱的成分总是较大，因为它可一直伸长到40％，但不会过度伸长，从而能制造出完全新型的针织物和机织织物。众所周知，弹性纱是由所谓的包芯纱和花色纱线制成的，后者例如在喷气变形嘴中通过短暂的传送而织入包芯纱中，这样就形成了具有理想弹性的弹性纱。为了在本发明的纺纱机上制造弹性纱，除了形成弹性包芯纱的纤维条外，还将单丝或多丝的花色纱线E(图1)送到喷嘴9，并在喷嘴9中将其织入包芯纱中。固化的短纤纱G随后就成为了弹性纱。
权利要求
1.一种用于制造由长丝(1)组成的短纤纱的装置，具有将长丝拉断成条为短纤维的机构、将短纤维固化成短纤纱(G)的机构以及将短纤纱(G)络筒的机构，其特征在于，将该装置设计成包括多个机织位的一个单元的单个机织位(M)，且每个机织位(M)可被单独喂给长丝(1)且具有单独的驱动装置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每个机织位(M)具有至少一个拉断牵伸区(SB1、SB2、SB3)和一个可选的牵伸区(SZ)，这些区域由可驱动的辊子(5、6、7、8；2、3)构成，且这些辊子中的每一个都具有一个由一变频器馈电的独立的驱动电机。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，给每个机织位(M)输送多根长丝(1)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，选择性地调节输送给每个机织位(M)的长丝(1)的张力。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，将所输送的长丝(1)聚集成长丝纱(F)，该长丝纱(F)经过所述至少一个拉断牵伸区(SB1、SB2、SB3)和喷嘴(9)，该喷嘴(9)构成用以固化经由拉断牵伸形成的纤维条的机构，且喷嘴(9)配置有一个牵伸辊(10)，用以产生将纤维条固化成短纤纱(G)所需的固化张力。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，长丝纱(F)可根据成品中纤维的理想定向经过可选牵伸区(SZ)。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，构成可选的牵伸区(SZ)的辊子(2、3)由加热的导丝辊形成，且在可选的牵伸区(SZ)与第一拉断牵伸区(SB1)之间设置有一个冷却区，该冷却区具有一个可选的冷却装置(4)。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，牵伸区(SZ)的辊子(2、3)和/或牵伸辊(10)通过被长丝纱(F)或短纤纱(G)多次缠绕的、由一个输送辊和一个从属辊组成的辊对形成。
9.如权利要求1至8中之一所述的装置，其特征在于，用以将短纤纱(G)络筒的机构由一个纱线防叠绕件形成，其具有一个导纱器，该导纱器在筒子的纵向上实施往复运动并可由一个往复元件驱动。
10.如权利要求1至9中之一所述的装置，其特征在于，每个机织位(M)具有一个接口(17)用以操纵机织位(M)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，有一个对应所有机织位(M)的公共的终端(18)，由该终端可将调节参数往下装到各个机织位(M)上。
12.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在喷嘴(9)后通过加热使短纤纱(G)定型。
13.如权利要求7至12中之一所述的装置，其特征在于，牵伸辊(10)由一个加热的导丝辊形成。
14.如权利要求7和13所述的装置，其特征在于，设置有两个相互隔开的牵伸辊(10、12)和一个位于其间的加热元件(11)。
15.如权利要求6所述的装置，其特征在于，一个为制造由两种长丝纱(F、F′)组成的双组分纱而设的机织位(M)相对于两长丝纱(F、F′)的每一个分别具有一个牵伸区(SZ、SZ′)。
16.如权利要求5至15中之一所述的装置，其特征在于，为制造弹性纱，除了给喷嘴(9)输送形成弹性包芯纱的纤维条外，还输送单丝或多丝的花色纱线(E)，并在喷嘴(9)中将之织入包芯纱。
17.如权利要求5至16中之一所述的装置，其特征在于，短纤纱(G)继牵伸辊(12)之后经过一个测试装置(13)，以实时地连续检测短纤纱(G)的质量。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，沿纱线走向(A)位于测试装置(13)后面设有一个上油装置(14)。
19.如权利要求1至18中之一所述的装置，其特征在于，在每个机织位(M)上设有一个自动落纱机(16)以使所制筒子落筒。
全文摘要
一种用于制造由长丝(1)组成的短纤纱的装置，包括将长丝拉断成条为短纤维的机构(5－8)、将短纤维固化成短纤纱(G)的机构(9)以及将短纤纱(G)络筒的机构。该装置被设计成包括多个机织位的一个单元的单个机织位(M)，且每个机织位(M)可被单独喂给长丝(1)且具有单独的驱动装置。每个机织位(M)至少具有一个拉断牵伸区(SB1、SB2、SB3)和一个可选的牵伸区(SZ)，其由可驱动的辊子(5、6、7、8；2、3)构成，且这些辊子中的每一个都具有一个由变频器馈电的独立驱动电机。
文档编号D01G1/08GK1702205SQ20041010335
公开日2005年11月30日 申请日期2004年10月8日 优先权日2003年10月6日
发明者D·泰里 申请人:谢尔勒.施韦特.梅特勒股份公司