专利名称：用于弹性纤维的络筒机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将弹性纤维卷绕成筒子纱的络筒机及，尤其涉及一种特殊几何形状的络筒机，其中在纤维卷绕在筒子上之前，穿过两个罗拉之间的基本上恒定的距离。
美国专利4052019披露了用于从先前绕好的筒子纱复绕到卷轴上的装置，但这种装置不适用于筒子纱的高速、横向卷绕。
日本专利JP02-628969-B2披露了具有卷曲罗拉和传动罗拉的络筒机，其中在卷绕期间筒子上产生纤维松弛。在卷曲罗拉之后，使纤维穿过斜纹编带机，然后以多于卷绕速度的1.1倍的速度，通过使用传动罗拉过量喂入绕线筒将纤维卷绕到绕线筒上。卷曲罗拉的速度大于或者等于卷绕速度。该络筒机的几何形状随着卷绕纤维的筒子纱增大，卷曲罗拉与筒子间单纤维的长度减少，导致在卷绕期间铺层宽度与螺旋角增大且卷装形状反而不良。而且为了防止增大的筒子纱接触卷曲罗拉，卷曲罗拉与卷装筒间单纤维长度最初必须大，以使有用的横向图案滞留非常困难，缺陷还可由离卷曲罗拉的横向距离大造成。基于相似的考虑，美国专利3861607披露的络筒机要求两横动装置配合极度精确，欧洲专利申请EP0927694披露的复杂络筒机也不能使人满意。
仍然需要改进的用于弹性纤维的络筒机。
图1、2和3简要说明了本发明络筒机的三种可能的几何形状。
图1A示出了图1的详图。
图4简要的说明了设置在摆动臂上的横动罗拉、拉出罗拉、和接触罗拉的几何形状。
本发明的具体描述“弹性纤维”意思是一种单纤维，所述单纤维具有断裂伸长率超过100％而与任何卷曲无关，并且当将其拉伸、放松时迅速而强行回缩到基本上是其原始长度。这类纤维包括橡胶纤维、斯潘德克斯弹性纤维(聚氨基甲酸乙酯弹性纤维)、聚醚酯纤维与弹性酯(elastoester)。“自由纤维长度”意思是在纤维第一次接触接触罗拉表面的点与其脱离拉出罗拉表面的点之间纤维动程。“恒定自由纤维长度”意思是在整个筒子纱的卷绕上自由纤维长度基本上不变。围绕罗拉的“包角”是两个以罗拉中心作为共同点且分别经过纤维第一次接触罗拉表面的点与纤维脱离罗拉表面的点画出的交叉假想线间夹角。卷绕在供纱筒上弹性纤维的“卷装松弛率”可以按纤维在纱筒上具有的拉伸长度与脱离纱筒后的松弛长度间的差值除以拉伸长度来计算。
已发现通过使用拉出罗拉可以接近横动装置并以特定关系接近接触罗拉设置的络筒机，可获得稳定的卷绕图案、良好的卷装形状以及低的卷装松弛率。设置后者使得在纤维卷绕到卷装筒上前纤维至少通过绕接触罗拉的部分圈。由于自由纤维长度与纤维卷装筒的大小无关且两罗拉的位置可彼此相对固定和非常靠近，所以拉出罗拉与接触罗拉间的自由纤维长度可基本上保持恒定(即，在约±5％的范围内)；因而横向图案也保持恒定。当然，如下文说明的，可预先故意选择变化量。
通过将横向件极接近拉出罗拉表面(如，1.0-3.0厘米，通常约1.8厘米)来改进横向导纱器、拉出罗拉、接触罗拉及卷装筒间所要求的横向图案的精确转移。由于在纤维接触卷装筒前它就接触了接触罗拉，还可改进横向图案精确转移，并且接触罗拉可与拉出罗拉固定，且非常靠近设置，使得自由纤维长度(拉出罗拉与接触罗拉之间)可非常短且基本保持恒定。(自由纤维长度可略有不同，差别高达约±5％，并且以反向倒转每一横向移动，但不是卷装筒增大的结果。)因而，在横向图案末保持限定得很好的倒转，且可在贯穿整个卷装筒卷绕工艺的卷装筒上获得所要求的螺旋角及铺层宽度。
绕拉出罗拉和接触罗拉的包角最好较小以使络筒机的尺寸及卷筒包装不理想的可能性降低到最小，然而，纤维还必须具有充分的罗拉接触时间及因而具有的足够大的罗拉包角以达到罗拉速度。在本发明中，纤维绕拉出罗拉和接触罗拉的包角通常分别是45°-210°，更好的是约60-150°，最好是约60-100°。自由纤维长度的下限主要由拉出罗拉与接触罗拉的直径与两罗拉之间的距离来确定。因而，对于直径约2英寸(5.1厘米)相距约0.05厘米的拉出罗拉与接触罗拉，自由纤维长度的下限是约0.3英寸(0.7厘米)。为了达到这一下限，拉出罗拉与接触罗拉必须相对旋转。在将纤维卷绕起来之前，当希望让纤维松弛以降低卷装松弛率，如约5-50％时，自由长度长得足以提供该松弛率所需的时间且部分的取决于纤维速度。另外，当纤维还在拉出罗拉上时，至少也可产生一些松弛。纤维松弛足够快，以致自由纤维长度没有严格的限制，并且拉出罗拉比接触罗拉运行的快通常引起所要求的纤维松弛。自由纤维长度的上限约为1英寸(2.5厘米)，通常约为0.4英寸(1.0厘米)。
本发明中可使用任何适合的横动装置，包括如凸轮传动横向导纱器(如，US3675863所公开的)或者旋转叶片；可通过调节速度、螺旋角及横动装置的移动宽度给予预先选择的卷绕图案；一旦选定，由络筒机及本发明的方法可使图案保持不变。随意的，根据预选择的变量可在卷绕期间故意改变横向图案以使例如卷装筒肩定形。横向图案是保持恒定还是有意变化，用本发明络筒机不需要复杂的调节就可将横向图案精确的转移到卷装筒上。这与现有技术的络筒机必须作出调节以适应卷装筒尺寸的增大相反。
通常接触罗拉与拉出罗拉都没有槽。每个或两个罗拉可在绕着罗拉圆周中心带中无光毛以减少卷筒包装；在该中心带之外，可高度抛光圆周表面以保持仍然在罗拉上的纤维横向倒转。尽管接触罗拉可以是驱动式或非驱动式的，拉出罗拉为传动罗拉。其上设置着管芯(其上卷绕纤维)的卡盘装置可以是驱动式或非驱动式的，并且可在用于方便纤维从卷装筒转移到新的、空管芯上的旋转式转塔上设置第一与第二卡盘装置。
在本发明的范围内可使用各种几何形状的络筒机，这取决于所要求的络筒机尺寸及使用络筒机所需的空间。首先参照图1，例如，邻近横向导纱器3设置拉出罗拉2，横向导纱器3设置在滑板4间并由凸轮5中的槽驱动，凸轮5设置在凸轮箱6中。接触罗拉7设置在拉出罗拉2之下且邻近拉出罗拉2，以使得自由纤维长度8可少于约2.5厘米。为更加清楚，图1A放大了图1中自由纤维长度8的区域。卡盘装置9毗邻接触罗拉7设置以便管芯10与接触罗拉接触。旋转式转塔(未示出)支撑卡盘装置且可选择的支撑一第二卡盘装置(也未示出)。图中示出了卡盘装置9与管芯10的三种可能位置A、B、C，每一位置均在本发明的范围内。卷装筒11与空管芯10C具有相同的角位置，在纤维转移与落卷之前，不久就显现出卷装筒11。罗拉与卷装筒以图示箭头方向旋转。
相似的，图2和3说明了本发明络筒机的组成部件中其它可能的角间关系。
通过支撑横动装置、拉出罗拉与接触罗拉的垂直或水平滑动箱，或者通过支撑横动装置、拉出与接触罗拉的下垂摆动臂，或者通过卷绕期间的塔轮旋转，可以适应卷绕期间增大的卷装筒尺寸。当使用垂直滑动箱时，卡盘装置与卷装筒可大致处在接触罗拉下面，比如，图1中9A/10A和9B/10B处。当使用摆动臂时，卡盘与卷装筒可处于接触罗拉的侧面，如图1的9C/10C、图2的9A/10A和9B/10B、图3的9A/10A所示。可使用本发明范围内的其它关系，这取决于所需的几何形状。
图4示出了本发明的具体实施例，其中拉出罗拉2、凸轮箱6(其中设置凸轮5，反过来，凸轮箱6用滑板4支撑横向导纱器3)、及接触罗拉7设置在摆动臂12上。旋转塔轮13支撑两个卡盘装置(未示出)，卡盘装置上设置管芯10D与10E；卷装筒11准备落筒。罗拉、塔轮与管芯以图中箭头所示方向旋转。塔轮逆时针旋转时，如图4所示，在纤维沿与空管表面相同的方向(“顺流”)运行的情况下，可以将纤维从满筒上转移到新的空管上。如果塔轮以与图4所示相反的方向(顺时针)旋转，则通过在管或其它已知擦毛件的槽中擦毛(snagging)纤维完成“逆流”纱线转移。
再参照图1，在运行中，从纺丝装置(未示出)中纺成纤维1，由拉出罗拉2将其从喂入罗拉(也未示出)中通过横向导纱器3拉出，横向导纱器3使纤维往复移动以制成横向图案。如果需要，拉出罗拉的圆周速度至少比任意喂入罗拉的圆周速度高约5％，通常高出5-15％，以使得纤维处在一定的张力之下。该张力对于保持丝条的稳定性是有用的，以便使喂入罗拉包缠最小化，横向导纱器之上纤维的位置控制是合意的，且随着纤维接触拉出罗拉，保持了由横向导纱器移动所形成的横向图案。纤维1穿过绕拉出罗拉2的包角，所述包角通常约是45-210°，更合意的是约60-150°，最好是约60-100°。纤维1然后穿过自由纤维长度8和接触罗拉7上的包角，接触罗拉7上的包角通常也可以约是45-210°，更合意的是约60-150°，最好是约60-100°。自由纤维长度可以是约0.7-2.5厘米，最好是0.7-1.0厘米。
拉出罗拉的圆周速度比接触罗拉的圆周速度高出约5-50％。
如果不要求降低卷装松弛率，拉出罗拉可以与接触罗拉圆周速度相同或低于接触罗拉圆周速度的圆周速度运行而对卷绕图案的稳定性没有有害的影响。
不管拉出罗拉与接触罗拉的相对速度如何，本发明络筒机可在不使用、且不必包括喂入罗拉的情况下运行。没有喂入罗拉，用作纺成纤维的纺丝装置更紧凑且价格低，而同时保留了本发明工艺的优点。另外，甚至没有该喂入罗拉，络筒机也能独立的调节纺丝速度和卷绕速度，这通常只有使用喂入罗拉才能实现。
然后，将纤维1卷绕到管芯10上。本发明的工艺用保留了横向导纱器与具有最小偏差卷绕的卷装筒之间的想要的横向图案。
权利要求
1.一种用于在纺丝装置出口处卷绕至少一根弹性纤维的络筒机，包括(A)用于往复纤维的横动装置；(B)用于接收来自横动装置的往复纤维的被驱动的拉出罗拉；(C)用于接收来自拉出罗拉的纤维的接触罗拉，接触罗拉具有约45-210°的包角；其中在纤维通过的拉出罗拉与接触罗拉间有基本恒定的自由纤维长度；以及(D)至少一个用于安装与接触罗拉接触的管芯的卡盘装置。
2.如权利要求1所述的络筒机，其中拉出罗拉具有约45-210°的包角。
3.如权利要求1所述的络筒机，其中拉出罗拉与接触罗拉相对旋转，自由纤维长度约0.7-2.5厘米且拉出罗拉具有约60-150°的包角。
4.如权利要求2所述的络筒机，其中拉出罗拉与接触罗拉相对旋转，自由纤维长度约0.7-1.0厘米且拉出罗拉具有约60-150°的包角。
5.如权利要求3所述的络筒机，其中接触罗拉包角约为60-100°。
6.如权利要求5所述的络筒机，其中拉出罗拉包角约为60-100°且从拉出罗拉到横动装置的距离约为1.0-3.0厘米。
7.一种卷绕弹性纤维的方法，包括步骤(A)纺制弹性纤维并绕着喂入罗拉传送纤维；(B)绕着拉出罗拉并通过基本恒定的自由纤维长度传送纤维；(C)绕着接触罗拉通过约45-210°的包角传送纤维；以及(D)卷装纤维。
8.如权利要求7所述的方法，其中绕拉出罗拉的包角约为45-210°，拉出罗拉与接触罗拉相对旋转，且自由纤维长度约为0.7-2.5厘米。
9.如权利要求8所述的方法，其中拉出罗拉的圆周速度至少比喂入罗拉的圆周速度高约5％，拉出罗拉与接触罗拉的包角均为约60-150°，且拉出罗拉的圆周速度比接触罗拉的圆周速度高约5-50％
10.如权利要求9所述的方法，其中自由纤维长度约为0.7-1.0厘米。
全文摘要
本发明提供了一种用于弹性纤维的络筒机，它可在卷绕期间往复纤维且可提供处于纤维脱离拉出罗拉的点与纤维第一次接触接触罗拉的点之间的基本恒定纤维移动距离。
文档编号B65H54/02GK1476406SQ01819298
公开日2004年2月18日 申请日期2001年10月22日 优先权日2000年11月21日
发明者S·A·科佩, J·E·科斯科尔, S A 科佩, 科斯科尔 申请人:纳幕尔杜邦公司