用于制造卷曲长丝的熔融纺丝方法和熔融纺丝设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造卷曲长丝的熔融纺丝方法以及一种根据权利要求7的前序部分所述的用于制造卷曲长丝的熔融纺丝设备。
【背景技术】
[0002]所述类型的方法以及所述类型的设备由WO 2011/138 302 Al已知。
[0003]在以熔融纺丝工艺制造卷曲长丝一一该卷曲长丝优选地用于制造地毯一一时，用于形成纱线的期望的物理特性的所有处理步骤通常依次进行。首先由聚合物熔体挤出多个单丝，所述多个单丝作为单丝束在冷却之后被聚集在一起、上油并拉伸。在单丝束拉伸之后，在填塞箱内压缩该单丝束，单丝束借助优选加热的空气流被输送入填塞箱中。单丝在填塞箱内部以弧线和圈结的方式铺放成填塞丝，其中，通过随后对填塞丝的冷却产生对单丝的引起卷曲的圈结和弧线的定型。
[0004]在现有技术中已知的方法和已知设备中将用于单丝束的拉伸的导丝辊对设计成加热的。因此借助于牵引导丝辊对从纺丝装置中牵引出单丝束并加热到拉伸所需的温度。单丝束的拉伸在牵引导丝辊对与随后的拉伸导丝辊对之间进行。拉伸导丝辊对同样设计成具有加热的导丝辊，从而使被调温的膨胀作用在单丝束上。随后，被拉伸的和膨胀的单丝束直接借助于热空气流压缩成填塞丝。填塞丝内部的单丝的弯曲、圈结和弧线引起了卷曲变形。视工艺过程设定而定得到不同强度的卷曲，其中，长丝材料的温度作为调节参数具有决定性的影响。因此一般适用的是，长丝温度在压缩之前越高，则单丝的延展越大，越容易保持卷曲。
[0005]然而目前现有技术存在的问题是，在压缩之前单丝束的长丝温度基本上取决于单丝束在加热的拉伸导丝辊对上的膨胀。此外附加地还会由于输送介质、例如热空气在单丝束上出现调温。
【发明内容】
[0006]因此本发明的目的是，对所述类型的熔融纺丝方法以及熔融纺丝设备这样加以改进，使得能够确保卷曲变形的由单丝束的长丝温度预先给定的可调节性。
[0007]本发明的另一目的在于，提供一种熔融纺丝方法和熔融纺丝设备，其中，能够单个地调节长丝的在收缩和卷曲方面的物理特性。
[0008]该目的根据本发明对于熔融纺丝方法由下述方式实现，即:所述被拉伸的单丝束在压缩之前在用于实现膨胀的第一热处理中被加热到松弛温度，而在用于实现预调温的第二热处理中被加热到卷曲温度。
[0009]根据本发明的熔融纺丝设备由下述方式提供技术方案，即:在所述拉伸装置与变形装置之间设有至少一个另外的处理部件，用以在进入填塞箱中之前对单丝束实施热处理。
[0010]本发明的有利的改进方案通过相应从属权利要求的特征和特征组合来限定。
[0011]本发明的突出之处在于，在被拉伸的单丝束上在压缩之前设有两个单独的热处理且所述热处理与单丝的长丝材料的相应的要影响的物理特性相匹配。因此，在拉伸之后立刻进行的第一热处理可以用于，在单丝束上实施期望的膨胀，以便获得长丝上的特定的收缩。收缩在此表明长丝在温度负载下减少长丝长度的能力。第二热处理与第一热处理无关并可以有利地用于在单丝束上获得对于压缩和因此也对于卷曲期望的卷曲温度。卷曲表示单丝在机械负载后回弹的能力。
[0012]为了在单丝束内部将每个条形导引的单丝加热到期望的卷曲温度，优选使用以下方法变型，其中，所述单丝束为了实现第二热处理在具有加热的导丝辊的加热导丝辊对上以多圈缠绕的方式被导引。通过在加热导丝辊对上的单丝束的绕圈的数量，即使在较高的长丝行进速度的情况下也能实现相对较长的逗留时间，该相对较长的逗留时间确保整个单丝束的均匀的热透。加热的导丝辊的导丝辊外壳/辊套在此被加热到期望的卷曲温度。
[0013]第一热处理有利地直接在加热的导丝辊的拉伸导丝辊对上实施，从而不需要用于实现单丝束膨胀的额外的处理部件。
[0014]由于由热塑性聚合物挤出的单丝在其特性方面可非常强烈地通过随后的热处理来影响，因此根据本发明的熔融纺丝方法提供了在调节卷曲和收缩的不同组合时的高灵活性。一般已知，低处理温度在膨胀时导致增大的收缩且在压缩时导致低的卷曲。反之，在相对高的处理温度下在膨胀时得到小的收缩，而在单丝压缩时得到较高的卷曲。为了获得具有协调特性的卷曲长丝，优选使用这样的方法变型，其中，用于实现单丝束的膨胀的松弛温度等于用于实现单丝束的预调温的卷曲温度。因此可以产生具有小的收缩和强烈卷曲的卷曲长丝或者具有低卷曲和增大的收缩的卷曲长丝。
[0015]为了产生具有低收缩和小卷曲的卷曲长丝，特别合适的是以下方法变型，其中，用于实现单丝束的膨胀的松弛温度高于用于实现单丝束的预调温的卷曲温度。由于卷曲不仅决定了长丝的膨松度，而且也对于地毯中长丝的外观具有重大影响，因此可以在地毯中产生特殊的色彩外观。
[0016]为了制造具有相对较高的收缩和高卷曲的卷曲长丝，提出这样的方法变型，其中，用于实现单丝束的膨胀的松弛温度高于用于实现单丝束的预调温的卷曲温度，并且单丝束在膨胀与预调温之间被轻微拉伸。就此来说，根据本发明的方法特别适合于实现在长丝和随后的地毯最终产品中的特殊效果。
[0017]根据本发明的熔融纺丝设备原则上提供了这样的可能性，即:可以通过常见的在纤维工业中已知的加热部件形成用于实现第二热处理的处理部件。在单丝束从拉伸装置到变形装置的过渡中，例如可以使用热辐射器或蒸汽喷嘴，用以将单丝束加热到卷曲温度。
[0018]然而特别有利的是以下变型，其中，处理部件被设计为具有加热的导丝辊的加热导丝辊对。因此可以根据长丝纤度通过选择绕圈的数量以简单的方式和方法改变用于热处理的逗留时间。因此熔融纺丝设备适用于各种类型的卷曲长丝。
[0019]用于实施热处理的高灵活性还由下述方式改进，根据一个有利的改进方案，所述拉伸导丝辊对和加热导丝辊对分别具有加热控制器，通过这些加热控制器能够控制多个导丝辊加热部件。因此可以通过拉伸导丝辊对和加热导丝辊对彼此独立地控制和调节所述单独的热处理。
[0020]为了预设期望的松弛温度和期望的卷曲温度，所述加热控制器优选地与一过程控制单元相连，通过该过程控制单元预设过程参数。
[0021]为了使得通过热处理引起的材料变化定型，设备优选地使用了变形装置，该变形装置具有用于冷却被从填塞箱中导引出的填塞丝的冷却滚筒。只有当填塞丝内部的所有被压缩的单丝被调温到期望的低温时，填塞丝才被开松成卷曲长丝。
[0022]根据本发明的熔融纺丝方法和根据本发明的熔融纺丝设备原则上适合于所有被用于制造纤维的热塑性聚合物。因此卷曲长丝可以由聚烯烃、聚酰胺、聚酯或其它聚合物例如PTT、PLA制成。
【附图说明】
[0023]在下面根据一些实施例参考附图详细说明根据本发明的熔融纺丝方法以及根据本发明的熔融纺丝设备。
[0024]图中示出:
[0025]图1示意性示出根据本发明的熔融纺丝设备的第一实施例的视图，
[0026]图2示意性示出根据本发明的熔融纺丝设备的另一实施例的视图。
【具体实施方式】
[0027]图1中示意性示出根据本发明的用于由热塑性聚合物制造卷曲长丝的熔融纺丝设备的第一实施例的视图。根据本发明的熔融纺丝设备的该实施例以长丝行程为例示出，其中，这种熔融纺丝设备也用于并排并行地制造多个长丝。
[0028]在图1中所示的根据本发明的熔融纺丝设备的实施例具有纺丝装置1、冷却装置5、拉伸装置11、变形装置15、后处理装置20以及卷绕装置24，它们相对于长丝行程依次地布置。纺丝装置I在该实施例中通过纺丝头2示出。纺丝头2设计为加热的，以便对被用于导引和分配聚合物熔体的组件和管路进行调温。因此，纺丝头2在其底侧上具有纺丝喷嘴3，该纺丝喷嘴与这里未示出的纺丝泵耦联。纺丝喷嘴3在其底侧上承载一带有多个喷嘴孔的喷嘴板，通过这些喷嘴孔挤出多个单丝。这种纺丝喷嘴是充分已知的，因此在此未详细描述。由这里未示出的挤出机输入的聚合物熔体通过熔体入口 4输入纺丝头2。
[0029]在并排并行地制造多个长丝时，纺丝头2—一该纺丝头在技术领域中也被称为纺丝箱体一一承载多个并排的纺丝喷嘴。
[0030]在纺丝装置I下方设有冷却装置5，该冷却装置形成用于接纳新挤出的单丝的冷却甬道6，其中，冷却甬道6配设有用于产生冷却空气流的吹风部件7。冷却空气在此可以从外向内通过横流吹风或径向吹风实现。原则上然而也存在径向地从内向外引导冷却空气流通过单丝束的可能性。
[0031]通过纺丝喷嘴3产生的单丝8在冷却之后被聚集成单丝束10。为此在冷却装置5下方设有上油装置9。上油装置9通常具有长丝收集引导器以及润湿部件。可以将上油销或上油辊用作润湿部件。
[0032]在长丝行程中在上油装置9后面设有拉伸装置11，该拉伸装置在这个实施例中由牵引导丝辊对12和拉伸导丝辊对14构成，该牵引导丝辊对具有两个加热的导丝辊12.1和12.2，该拉伸导丝辊对具有加热的导丝辊14.1和14.2。