由长丝构成的不同颜色的单纱生产彩色纱线的方法和设备的制作方法

专利名称：由长丝构成的不同颜色的单纱生产彩色纱线的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由具有不同着色力或染色力或不同颜色的单纱(part-thead)生产彩色纱线的方法和设备。
欧洲专利No-0485871B1(巴马格)公开了一种方法，其中由相应的冷却轴输送的不同颜色的单纱被引导分别通过各自的给油装置并通过一个预紧密装置，然后，利用一对牵伸辊进行牵伸，再通过一个变形喷嘴进行变形，在冷却滚筒上被冷却，由缠结喷嘴一起进行紧密，最后卷绕起来。
在这种布置中，位于给油装置和牵伸辊之间的用于单纱的紧密装置是一个缠结喷嘴，它将在该单纱上产生一些已知的那种紧密的缠结点。这种紧密点在该方法中的变形步骤中是很不利的，它将在单纱到达变形喷嘴之前由于牵伸辊的作用再度被展开。
本发明是有关美国专利说明书USPS4025595公开的制造纱线的工艺的改进，其中的纱线包括至少两束不同的长线束。两束长丝分别进行缠结并相互交缠成纱线。两束长丝最明显的不同之处在于它的颜色，从而制成彩色纱线，利用不同颜色的长丝来说明这种工艺方法是很方便的。然而这种颜色的区别并不是本发明的必不可少的特征。纱线结构上和表观上所要求的“效果”可通过具有其它不同点的长丝束的结合来获得，如美国专利说明书USPS4025595中所述的那些不同点。
美国专利说明书USPS4025595中公开的工艺与现代化的纺丝工艺相比适于低纺丝速度。另外变形产品仅仅通过继续加工在说明书中的所谓“纺-牵-卷”工艺中获得的交缠产品而获得的。
如今由现代化的联机工艺生产的类似产品已证实了这种困难，特别是当其中的连续工艺包含有变形步骤时，美国专利说明书USPS4025595中公开的缠结步骤就易于干扰变形步骤。欧洲专利EP-B-485871和EP-A-434601对这一问题进行了探讨。其中，长丝在变形阶段的上游进行加工处理来保证丝束彼此相分离，以便在最终的产品中保持这种丝束的单独性。这一工艺已获得一定程度的成功但是该工艺不能保证纱线生产者所要求的可靠性和柔韧性，但应注意一个事实这种纱线生产者组成一有着不同的市场和产品策略的组织机构。
本发明提供了一种生产包括多束不同长丝束的纱线的方法，该方法包括一个结合步骤，以便将各丝束结合起来成为纱线，例如缠结步骤。该方法的特征在于长丝束在结合阶段的上游和下游的牵伸，变形和合并状态中均分别地进行处理。这种单独的处理可以增加结合起来后形成的纱线中被处理的丝束的单独性程度。这种单独的处理后进入结合阶段时还可包括一个用来增加丝束紧密度的处理(例如缠结)。在优选实施例中丝束在单独进行处理后立即进入结合阶段。
由于用处理阶段可以使长丝束结合在一起，(例如使用普通的变形室变形)，根据本发明丝束必须按要求再度分开以进行丝束的单独处理。在优选实施例中丝束保持分开状态直至结合阶段。然而，满足丝束保持分开直至结合阶段也不总是十分经济的，可以采用各种不同的方法来改进丝束在其结合之间合在一起时的单独性。这种方法包括单束丝的交缠和丝束的加捻。
根据本发明的两束丝束的“区别点”包括以下情形—颜色，—纤度，—丝束中的长丝数，—聚合物的类型，—染色能力，—横截面，—助剂的含量。
本发明提供了一种高度可控的影响纱线产品结构和/或表观的方法，也即，对于产生“效果”高度有效的方法。这是由于丝束的单独处理步骤后面紧跟着结合步骤，也即在其中没有其它工艺插入，这些其它的工艺插入将会减弱这种“效果”或者使得必须要考虑确定单独处理的程度。例如，一种单独处理包括将丝束“局部”地结合在一起(形成紧密)，结合点沿丝束的长度方向设置。在本发明的这种方法中，单位丝长上的结合点的个数，每个结合点处的结合紧密度，以及沿丝束长度方向结合操作的整齐度都可以根据所希望得到的效果来进行控制，它不受除结合阶段以外的任何其它工艺阶段的影响。正如美国专利USPS4025595所指出的那样，可以通过“平衡”单独处理和结合阶段的收集处理来获得所希望的“效果”。
另外，本发明的实施例将参考专利WO96/09425(Obj.2509)中的工艺进行描述，

图12A示出了其主要元件。为简化说明，仅示出了两束丝束I和II。当丝束分别喷出后(纺丝丝束和喷丝组件未示出)使其通过第一导丝辊G1和第二导丝辊G2而进行牵伸，然后卷绕于卷绕件W上(图12A仅仅是示意地说明)。本发明的改进之处在于，在T1和T2处丝束被单独处理，然后在J处再合成为纱线。
图12B示意性地示出了一束未处理过的丝束，当两束未处理过的长丝合在一起时，它们将自由合并起来。防止这种自由合并的一种方法是在每束丝束上刮成一个“紧密点”(tight spots)S.如图12C所示。例如该紧密点可以利用交缠而形成，产生这种紧密点是利用喷射气流横向喷向运行的丝束使其横转，并将丝束分成两部分，对每一部分施加相互反向的捻向，该捻度在丝束离开气流喷射区后立即被松开，这样丝束就被交缠处理了，由于两部分的退捻从而形成紧密点。在丝束的传递方向，当后面的紧密点通过时，将重复同样的工艺步骤。另一种防止自由合并的方式是将丝束一同进行加捻，如图12D所示。众所周知，这种将加捻器放在运行的纱线丝束两端之间，是不可能产生“真捻”。然而，它可能形成一种反相的加捻，如图12D所示，丝束在R1区有第一捻向，在R2区有第二捻向，并且通过在纱线结构中嵌入了止捻点可以保持这种加捻形式。利用被处理过的丝束与另一个丝束在J处合并可以获得止捻点的插入。
图12E示出了一种装置，该装置用于在丝束中产生嵌入的“紧密点”S。该装置包括一个普通的入口(箭头P所示)和三个出口(由其中的小箭头标示)。丝束在此依次通过三个出口并在此进行缠结。在结合阶段可使用类似的空气喷射工艺，但交缠(结合)所施加的压力要大于单独交缠时的压力，例如单独交缠时压力为0.1～3bar，(T1和T2处的单独处理)而结合(J)处的压力大约为6bar。T1、T2处装置距J处装置之间的间隔应足以避免相互影响，除非这种影响是对获得效果而言是可以接受的，(偶然的影响)。
图12A所示的装置是“简单的”，在此，丝束可以保持清楚的分开(彼此相分离)状态直至结合阶段J。这点并不是经常成为可能的，例如在欧洲专利EP-A-434601所示的装置中。这种情况下，最好是提供一个附加装置以避免在J阶段的交缠过程之前丝束的合并。适当的装置可从前述的现有技术中得知。
本发明并不仅限于由空气喷射进行丝束的处理。丝束单独的处理和丝束的结合通过例如施加粘合剂或形成一些“熔接点”的方式来进行。根据所要达到的效果，可以在结合阶段之前留下一束未处理丝束，然后该束处理丝束将在纱线上产生“毛茸”效果。
本发明的优点在于通过在变形过程(图1至图8)中和在紧密阶段(以后称为结合单纱的收集紧密，图12A的J处)之前紧密单纱(图12A中的T1和T2)。其质量也即，色彩区分的可靠性以及成品纱线中单纱的色彩清晰度均比已有技术有所改进并且可以进行重复再现。
在描述附图之前，我们首先分别描述各种进行紧密工艺或变形工艺的详细的解决方法，这些描述将参照示出的附图。
这里的“紧密”的术语是指丝束的紧密，也即整个丝束长度上的经假捻作用而成的紧密或利用缠结喷嘴形成的间隔的紧密点。
美国专利US4025595和US3364537或US3426406中分别公开了使用缠结喷嘴作为紧密装置，而在欧洲专利EP0434601A1中则使用了假捻喷嘴作为紧密装置。
另外，在欧洲专利EP009763，EP0110359A1，EP0123072A1，EP0123829中变形喷嘴的一个优点是它可以以这样一种方式开启，使一根或多根单纱或穿入其中，当关闭该喷嘴后再进行变形处理。当这种类型的变形喷嘴根据喷射原则起作用时，它们不仅可以在闭合的喷嘴中携带单纱，而且还有抽吸作用，如果需要，该方法中的变形喷嘴也可以这样使用，即不能打开以传送纱线通过变形喷嘴。另一种将纱线引入变形喷嘴的方法是使用负压枪。
在瑞士专利CH-680140A5中公开的变形喷嘴的入口处具有一个吹风喷嘴，用于在单纱上形成一种保护性加捻并沿切向进入纱线输送导管。
在欧洲专利EP-0039763A1，EP0123072A1，EP0123829A1中的变形喷嘴中，单纱的加热和传递是利用加热和传输元件进行的，它们被设计为导管或腔体式，并且栓塞流(plug)的形成或变形，或卷曲是在第二腔内进行的，其中被吹入的气体又会被泄漏掉，从而在腔体内形成栓塞流，用于冷却的栓塞流位于传输冷却元件上，例如，位于冷却滚筒上。
另一个欧洲专利EP-310890A1(Rolltex)公开的变形装置包括有一个加捻和传送管道，用来加热和传送单纱或单独的纱线，在此装置中，栓塞流由针辊送到冷却栓塞流的冷却滚筒。
美国专利US3255508(三菱)公开的变形装置包括有一个加热和传递喷嘴以及一个毗邻的冷却滚筒，当被加热和传递的纱线被压在冷却滚筒上时则形成栓塞流。
下面将参照示出的实施例来进一步描述本发明。其中图1是由不同颜色的或有不同着色特性的单纱生产彩色纱线的设备的示意图；图2示出了图1所示设备的一部分的另一种实施例；图3是图1所示设备的另一实施例的示意图；图4是本发明设备的一部分的另一实施例的示意图；图5至图9示出图1所示设备的一部分的其它的实施例；图10是沿图9中线I-I所取的截面图；图11是图10所示截面的另一实施例；图12A示意性地示出由长丝束生产纱线的设备；图12B示出未处理的长丝束；图12C示出一种限制长丝束自由并合的方法，即在每束长丝上形成紧密点；图12D示出另一种限制长丝束自由并合的方法，该方法在于对长丝束加捻；图12E示出一种在长丝中产生“紧密点”的装置。
图1所示的是生产彩色纱线的设备，该设备使用三根冷却轴，在其上分别引出不同颜色的单纱11、11.1和11.2。三种不同颜色的单纱继而被引导通过给油装置2，给油装置通常是一个油注施装置。
上面提到的纱线包括两根或多根单纱。
单纱11至11.2离开给油装置2之后分别引入相应的所谓预紧密装置的紧密装置3中，紧密装置可以是现有技术中提及的缠结装置或最好是假捻装置。
在离开预紧密装置后，单纱11至11.2利用牵伸辊4牵伸至一预定程度并在工序中预热或相应地加热，即达到玻璃化(二级转变温度)温度区域相应地达到热塑性状态。如果紧密装置是使用缠结装置时，缠结应该有所选择，使在已缠结的单纱11至11.2的牵伸期间，取决于缠结工艺类型的缠结紧密点至少部分重新展开而不至于对纱线的变形质量造成损坏。
单纱11至11.2离开牵伸辊4后在变形喷嘴5处一起变形，在该工艺中首先根据喷射原理，单纱由于传输系统的作用被吸入，然后加热并传送至变形元件7，在此单丝被压缩成栓塞流，这是由于传送速度的减少和纱中单个纤维在冷却和变形元件7的壁上的摩擦而使加热和输送气体从缝隙32或其它气体可渗透元件中逸出所致，栓塞流随后被送至冷却滚筒16上。操作人员在栓塞流到达冷却滚筒16之前或之后将其分离成变形单纱11.3至11.5，在随后描述的图2至图6和图8中也用到此单纱，单纱11.3至11.5经卷取辊33，需要时还可通过一偏移纱线导向件31导引至相应的所谓后紧密装置的紧密装置8中，这在图12A中标为T1和T2，在该设备中装置8可以是已知的或如图12D中提及的假捻装置，或最好是已知的缠结装置。操作人员对栓塞流的处理是利用一种已知的负压枪人工地或利用纱线导引装置将栓塞流分离成单纱，纱线导引装置在此未示出，每一导引装置对应于一根单纱。
离开后紧密装置8之后，单纱11.3至11.5在辊34上被合并，如需要还通过一偏移纱线导引件，并且继而在所谓的收集紧密装置9的紧密装置中或参照图12A的J处结合紧密，即最好是利用一种已知的方式缠结或假捻在一起，然后纱线通过辊35导引并卷绕到卷绕装置10上。上述辊是输送辊，其可以是在紧密装置9上游的一个或两个辊33和34或在紧密装置9下游的辊35，也可以三个辊33、34、35都省掉，这取决于所加工的材料并经实验确定。
在后一种情况中，纱线从冷却滚筒出来，通过一后紧密装置8并直接通过收集紧密装置9。
图2示出了与图1所示装置不同的另一实施例，其中为使单纱11至11.2在牵伸辊4的下游变形，设有加热和传送件15，该加热和传送件15与元件6起相同的作用，与其相邻的是如美国专利US-3255508中所公开的冷却滚筒16，该滚筒提供元件7的附加功能，即栓塞流在冷却滚筒上形成并在其上冷却，其它一些元件相应于图1所示的元件，在此不再进行描述。
图3显示了另一种设计的实施例，与图1不同之处在于，冷却轴1由着色纱线的单独的卷装取代，也可叫作着色卷装13，并且在牵伸辊4的下游设置一个用于单纱14至14.2变形的加热和传送件17，它的功能与上述元件6和15的功能相同，接下来是一个针辊18和冷却滚筒16，在针辊和冷却滚筒之间还设有一个栓塞流的变向件30，元件17、18、16和30的结合使用在欧洲专利EP-0310890A1中进行了描述，在此专利文献中有进一步的细节描述，其它元件与上述图中提到的元件相同将不再进行阐述。
应该注意，用喂入卷装13(例如着色卷装)替代冷却轴1也可以应用于其它的图示的实施例中。
图4示出了一对牵伸辊4.1与在两辊间设置的一个已知的表面加热元件19的配置，利用该表面加热元件并附加牵伸辊4一同进行加热，或者仅用该加热元件进行加热，单纱在其表面上滑移。
图5是图1所示设备的另一种实例，其中具有一个用于分别对单纱11至11.2或14至14.2进行变形的变形喷嘴20，该喷嘴具有一个抽吸部分21，该喷嘴对单纱施加一种所谓的保护性加捻，在此装置中，单纱随后在加热和传递元件21.1中由传递介质进行加热和传递，并由卷曲元件22卷曲形成栓塞流。在此，单纱的单独的加热和传送通道都汇集在一个变形元件内，即各个加热和传递通道的假想对称平面相交于变形件的上游处。图中其它的元件在前面已经进行了描述，在此从略。
图6示出了另一种实施例，与图5所示设备的不同在于，用于单纱的变形喷嘴23包括一个加热和传递元件24和一个普通的变形元件25，这里，单纱被单独地加热和传送并一起进行变形处理。这里的各个加热和传送通道并排地汇集在一个卷曲元件中，即，各个加热和传递通道的假想的对称平面与加热传递元件24的外侧相交，相交点未示出。
其它一些前面已经描述的元件在此不再重复说明。
图7示出了又一种实施例，它与图6所示设备的不同之处在于具有三个用于每根单纱的独立变形喷嘴28。它们各自带有一个加热和传递件26以及一个与之相连的卷曲元件27。三束经卷曲元件产生的栓塞流通过传送辊29直接并行送到冷却滚筒16上，参照图1至图6和图8所述的将栓塞流分离成单纱的工序就可省去。其它前面讲述过的元件在此从略。
图8示出了再一种实施例，它与图3所示的设备不同之外在于图3中的冷却滚筒16被取消，而设有冷空气分配装置36和一个冷空气的吸入件37，它们包绕于针辊18的外周部分，使用这些元件可使栓塞流在针辊上被冷却，并且通过一个纱线偏移导引件31引导到辊33上，然后依照前述的方法继续向前输送。在此，辊33、34、35的作用参照图1所示的另一实施例，元件的布置方式参照其它附图所示。
图9示出一变形喷嘴38，该喷嘴可用在图1至图8所示的设备中，其具有一用于每根单纱的加热和传送元件39，其包括单独的加热和传送通道并在卷曲元件40中有单独的卷曲通道。
与图7的三个单独的变形喷嘴相比，本实施例的优点在于加热效果好并且由于紧密设计的成本低从而使生产和操作成本低。
图10为卷曲元件40的横截面图，它包括两个外壁41和中间壁42以及位于其间的条板43。在该设备当中有一个用于形成栓塞流的自由空间，此处栓塞流由一团纱线45表示。另外外壁41，中间壁42以及条板43由上环状法兰46安装于加热和传送元件39上，外壁41，中间壁42和条板43之间在卷曲元件40的出口处连接是由下环状法兰47来实现的。
标号44所示的是来自各个通道(图中只表示出一个通道)的气体可以从卷曲元件中逸出的方式。
为了便于引入单纱(如上所提及的)，包围纱线的变形喷嘴最好设计为可以分开的两部分，如图10所示的沿假想对称平面48分开的两部分。
图11是根据图10所示装置的截面图的另一实施例，其中条板排布成放射状，而在图10中条板排布成平行状，其它元件相应于图10所示的元件，在此省略对其的描述。
另外，应该注意到，附图中，位于变形装置上方的待变形的纱线分别标为11～11.2或14～14.2，经过变形装置到收集紧密装置9之间的变形纱线标为11.3～11.5或14.3～14.5，紧密装置下面的纱线标为12。
图1至图11所示的各个实施例都可以加工处理单纱，该单纱由冷却轴1或纱线卷装13供给。
在附图所示的布置中，如果需要的话，可以设置一个纱线偏移导向件31，在附图中已示意地表示出来。
可以理解，根据喷射原则，在所有的元件功能中，瑞士专利CH680140A5中提到的加捻原则可以被优先使用，用来对传送经过变形喷嘴的纱线施加保护性加捻，其中还提到了作用于单纱的紧密作用来保证当传送多根单纱通过变形喷嘴时，各根单纱相互缠结状况减少，而是保持并排的分离状态。用于单纱的上止捻件是上游一对辊子中的最靠近的一个辊子。
对于如图1至图5所示纱线在普通的变形喷嘴中一起进行变形，则这种保护性加捻是特别有用的。
应该提到，如果按照假捻原则对给油装置2下游的单纱进行紧密，而且没有设置纱线偏导装置，则给油装置2可以用作止捻件。而且，“不同着色单纱”的术语可以理解为染色工艺中的一种纱线名称，例如使用相同颜色染料，而产生不同色泽或色彩微差，但这却是所要求的效果。
还应提到的是，在所述的后紧密工艺中，当使用缠结喷嘴时，紧密作用可以通过改变气体(例如空气或气流)的压力(bar)和/或流量(kg/h)和/或温度来进行变化。在这种方式中纱线单位长度上的缠结数可按要求或多或少地变化。它可以用来根据本发明变化成纱的色彩效果，而不是通过选择应用的颜色来改变成纱的色彩效果。
这些附加参数值(气体的压力，流量，温度)可以这样一种方式根据每种单纱进行不同的选择，使在单纱中可实现不同的缠结程度以及颜色清晰度的强弱程度。
权利要求
1.一种由具有不同着色力或染色力或不同颜色的单纱生产彩色纱线的方法，其中单纱在卷绕之前被汇集并紧密在一起形成纱线，其特征在于，各根单纱被汇集紧密之前，单独地经过后紧密作用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在后紧密作用之前，单纱至少要进行一项下述的工艺—牵纱工艺—变形工艺。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在牵伸或变形工艺之前分别对每根单纱进行预紧密。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的紧密工艺是使用缠结紧密工艺和/或假捻紧密工艺来实现的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在卷绕工艺之前进行收集紧密工艺。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，单纱一起进行变形。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每根单纱分别进行变形处理。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，预紧密工艺是假捻紧密工艺，而后紧密工艺和收集紧密工艺是缠结紧密工艺。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过改变后紧密工艺的缠结工艺的至少一个参数来改变成品纱线(12)的颜色效果，即改变缠结工艺中使用的气体(空气和/或气流)的以下参数—压力(bar)—流量(kg/h)—温度(℃)。
10.一种生产彩色纱线的设备，该彩色纱线由具有不同着色力或染色力或不同颜色的由长丝形成的单纱构成，该设备具有—用于所有单纱(11.3至11.5，14.3至14.5)的称作收集紧密装置(9)的普通紧密装置，—纱线(12)的卷线装置(10)，该纱线由单纱构成，其特征在于，在收集紧密装置上游为每根单纱设置有称作后紧密装置(8)的紧密装置。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，在后紧密装置的上游设置有至少一个下列处理装置—牵伸装置—变形装置。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，在变形装置的上游为每根单纱都设有预紧密装置(3)。
13.如权利要求10所述的设备，其特征在于，紧密装置按要求是缠结装置和/或假捻装置。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，预紧密装置是假捻装置，而后紧密装置和收集紧密装置是缠结装置。
全文摘要
一种生产彩色纱线的设备，其中单纱11、11.1和11.2在变形喷嘴5中被变形之后被分开成卷曲的纱线11.3至11.5，根据本发明，单纱在后紧密装置8中被紧密，然后一起在一收集紧密装置9中紧密，随后作为纱线12卷绕至卷绕装置10上。相关的独立元件有冷却轴1，给油装置2，预紧密装置3和牵伸辊4。其它元件都已描述过。给油装置2一般是油注施装置，紧密装置3或8或9可以是缠结装置或假捻装置。两种装置都可从现有技术的描述中得知。
文档编号D02J11/00GK1160782SQ9710101
公开日1997年10月1日 申请日期1997年1月10日 优先权日1996年1月12日
发明者H·J·魏斯 申请人:里特机械公司