CN102016152B - 高速丝线涂敷设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种将处理物质(20)连续沉积在丝线(10)的表面上的设备，包括：浸渍装置(2)，用于通过将所述丝线浸入到浴器当中来浸渍，所述浴器用于容纳液体形式的处理物质(20)的溶液，当所述设备运行的时候，所述丝线行进通过所述浴器；排水装置(3)，位于所述浸渍装置(2)的下游，该排水装置(3)能够去除被所述丝线带走的过量液体(22)；处理装置(4)，位于所述排水装置(3)的下游，该处理装置(4)能够使得余留在所述丝线上的液体溶液固化；以及用于沿着方向df在速度Vf下从所述设备的入口到设备的出口而对所述丝线进行导向并使所述丝线行进的装置(51、52、53、54)，其特征在于，所述排水装置(3)包括能够以适当调整的速度Vj而以喷雾(21)的形式朝所述丝线(10)喷射所述处理液体的装置，所述喷雾(21)沿着与所述丝线行进方向df成钝角α的所有方向dj会聚，从而对离开所述排水装置(3)的时候余留在所述丝线上的液体厚度e进行调节。

Description

高速丝线涂敷设备和方法
技术领域
本发明涉及芯线和帘线的制造领域，更加具体而言，涉及在这些帘线上执行处理的步骤。
背景技术
在很多工艺中，在帘线表面上沉积给定物质的受控厚度层被证明是有用的，从而在随后的制造步骤中，能够更加容易地对帘线进行处理。
这样的情况例如出现在当需要将帘线作为用于增强塑料的纤维来使用的时候。接着，通过将联接物质沉积在帘线的表面上来使得这两种成分之间的配合尽量有效，而有必要对帘线进行处理，以使得它完美地粘结至正在处理的材料的基质。这种类型的应用广泛用于轮胎工业或者增强塑料工业当中。
在本说明书的上下文当中，术语“帘线”应当在非常广泛的含义中进行理解，其覆盖了单丝、多丝、缆线或折叠纺线或等价组合，而不管所制成的帘线的材料、质地或金属性。
更加具体而言，本发明涉及处理，其中在第一步骤期间，处理物质的薄膜以液体形式沉积在帘线表面上。这种处理物质例如可以是由溶剂和活性溶质形成，或者由能够固化的物质形成。
接下来的处理步骤的目的是析取溶剂，从而在帘线表面上仅仅留下活性物质，或者使得固化反应完成，或者执行这两个动作的组合。
因此必须特别注意帘线表面上存在的液体的精确量。事实上，确保所沉积的液体膜尽可能的均匀是重要的，从而确保帘线的性能在其整个长度上一致，其中该沉积的液体膜大体上具有小的厚度。
为此，已知的潮湿或涂敷技术在于将帘线穿过浴器而行进，所述浴器容纳有需要沉积的处理液体。通过将帘线浸入到浴器当中，帘线浸渍有液体溶液，接着从该液体溶液中浮现出来而朝着处理步骤前进，在该处理步骤期间进行干燥或固化。
然而，已经观察到，取决于帘线或者待沉积的液体的特性，帘线可能表现为真正的泵，其能够带走大于所需量的液体量。这种泵送效果与诸如液体粘度、帘线和液体形式的处理物质之间的表面张力差、以及帘线穿过浴器的行进速度的参数相关。
这就是为什么推荐使用一套或多套刮刀或擦拭器，所述刮刀或擦拭器设在浸渍浴器的出口处并能够析取过量的液体。然而，这些装置可以证明受到限制，这是因为由于帘线和排水装置之间存在的多处接触，因此这些装置自身容易被阻塞，从而限制了它们履行其功能的能力，特别是为了显而易见的生产率的原因，而在希望增大帘线的行进速度的时候尤其如此。本发明的目的是提供该问题的解决方案。在公开文献DE 4308889中通过实例的方式描述了这种设备。
发明内容
根据本发明的用于将处理物质连续沉积在帘线的表面上的设备，包括：
-浸渍装置，用于通过将所述帘线浸入到浴器当中来浸渍所述帘线，所述浴器用于容纳液体形式的处理物质的溶液，当所述设备运行的时候，所述帘线行进通过所述浴器；
-排水装置，位于所述浸渍装置的下游，该排水装置能够去除被所述帘线带走的过量液体；
-处理装置，位于所述排水装置的下游，该处理装置能够使得余留在所述帘线上的液体溶液固化；以及
-适合于沿着方向df在速度Vf下从所述设备的入口到设备的出口而对所述帘线进行导向并使所述帘线行进的装置。
本设备的特征在于，所述排水装置包括能够以适当调整的速度Vj以喷雾的形式朝所述帘线喷射所述处理液体的装置，所述喷雾沿着与所述帘线行进方向df成钝角α的方向dj会聚，从而对离开所述排水装置的时候余留在所述帘线上的液体厚度e进行调节。
因此，喷雾以一定速度将液体喷射到帘线上，该速度具有一个分量(component)，该分量与帘线平行，但是却指向与所述帘线前进相反的方向上，这具有的效果是擦拭掉被所述帘线带走的多余液体。
通过明智地调节帘线的速度或者液体的速度和喷射速率，就可以对离开设备的在帘线的每单位长度上沉积的处理液体量进行精确调整。
还应当注意到，帘线行进穿过排水装置，而不与所述装置接触。由此可以断定，有利地，可以使得帘线在浸渍装置的出口和加工处理装置的出口之间行进而穿过处理设备，并且所述帘线不与导向装置接触。该优点可以证明对于调整帘线上的处理物质的量是决定性的，并且所述量不会被在滑轮或绞盘上进行摩擦的帘线所改变。
还可以改变喷雾的喷射角度，从而获得类似的效果。然而，结果证明，太小或者接近180°的角度无法使得液体有效地擦拭帘线表面，而接近90°的太大的角度迫使液体被帘线的“泵送”增大。因此，已经发现介于120°到160°之间的角度给出了良好的效果。
附图说明
以下的描述目的在于基于图1来说明本发明的特性原理，其中图1示出了根据本发明的设备在操作状态下的示意图。
具体实施方式
作为本说明书基础的所述设备包括浸渍装置2、排水装置3、处理装置和由转动滑轮形成的装置，其能够使得帘线10从所述设备的入口(51)到出口(54)而在浸渍装置(52、53)之间行进并穿过浸渍装置(52、53)。
浸渍装置2例如是由包含了处理液体20的箱罐25形成的。该处理液体可以是溶解在溶剂当中的溶质或者是能够在诸如激光或者紫外线辐射的热量或者能量源的作用下进行固化的有机合成物。
诸如机动滑轮的驱动装置(图中未示)驱动连续的帘线10从帘线源(图中未示)穿过箱罐25。帘线在速度Vf下移动穿过处理设备。在离开所述设备的时候，可以对帘线重新包装，其目的是为了随后的制造步骤，或者帘线可以直接整合到待增强的材料当中。
在离开处理浴器2的时候，帘线10浸渍有处理液体20，该处理液体20在帘线的整个表面上形成膜23。如以上已经提到的那样，已经观察到，帘线作为泵，当行进速度Vf增大的时候，被帘线带走的处理液体23的量也增加。因此，当希望为了明显的生产率的原因而增大速度Vf的时候，沉积在帘线上的液体量也增大，并且绝对有必要对液体厚度e(参见插入物)进行调整。
排水装置由中心通道34形成，帘线10在大致对应于通道34的纵向方向的方向df上在速度Vf下行进穿过该中心通道34。有利地，排水装置3可以被定向，从而帘线的行进方向df上被竖直向上导向。
排水装置3还包括入口31，受压的处理液体20通过该入口31而进入到腔室32当中。处理液体以喷雾21的形式而被喷嘴33排出，该喷雾21以速度Vj在帘线10上会聚。该喷雾被定向，从而液体喷射到帘线上的喷射方向dj与帘线的行进方向df形成钝角α。
喷雾21在帘线10的表面上的碰撞具有的效果是以飞溅液体22的形式喷出了过多液体，所述飞溅液体22可以回收到合适形状的容器当中。为此，并且通过示例的方式，可以升高箱罐25的壁26，以确保该过量的处理液体在重力的作用下落入到箱罐25当中。
再循环泵27通过管子28而吸取处理液体，从而对受压腔室32进行供给。
因此，对于帘线的速度Vf，通过改变泵27的流速和输出压力从而调节处理液体的喷雾21的速度Vj和输出流速，以在离开排水装置3的时候获得沉积在帘线上的恒定的液体厚度e。除了其它以外，该调节装置还可以避免由于瞬时阶段或者由于被帘线的速度施加的速度的变化而导致的任何不规则性，该瞬时阶段或者速度变化是由于位于形成本发明的主题的处理设备上游或下游的工序导致的。
最后，还可以更改角度α。增大角度α的效果是减小了被帘线带走的液体厚度e。然而，该调节装置被证明更难实施。因此，优选地在以上给定的多个排之间确定角度并且同时或者分别改变行进速度Vf或者喷出速度Vj，以调节沉积在帘线上的液体厚度。
为了使得系统有效率，有利地，使得喷雾精确地会聚在帘线上，并确保垂直于矢量帘线的方向的表示了多个喷雾的每个喷雾的动量的分量之和大致为零，从而不产生垂直于帘线的力，该力可以使得帘线朝通道34的壁偏移。
在实践中，假设每个喷嘴的排放速度和流速相同，则采取措施来确保垂直于每个喷雾的速度矢量Vj的帘线行进方向的多个分量具有大致相同的模，并且确保喷雾围绕中心通道34布置，从而这些矢量值抵消。这等价于将多个喷嘴设置在正多边形的多个顶点，所述正多边形位于垂直于方向df的平面内，该多边形的中心对应于帘线穿过的点。
延伸地，从而可以设计圆形喷嘴，该圆形喷嘴的内壁33a、33b采取了嵌套的平截头圆锥体(nested cone frustums)的形式，该平截头圆锥体的轴线大致对应于通道34的轴线，并且该平截头圆锥体的母线构成的外角等于角度α。
这些排水装置具有特别的好处，其能够根据帘线的行进速度Vf而被简单地调节，这与诸如擦拭辊子的传统的排水装置不同，后者的缺点是当待被去除的过多的液体量变得太大的时候，该传统的排水装置变得饱和。
喷射速度和流速与帘线行进速度的匹配必须在帘线和待被喷射的液体的属性和物理特性所施加的极限内完成，其主要的表征信息为粘度、可湿性和帘线的表面加工。
处理装置4位于排水装置3的下游，其目的是对处理液体进行固定并使得所述液体从液体阶段穿到固体或塑性阶段。这些装置作为例子而言可以包括加热装置，该加热装置用于蒸发处理液体的溶剂或者对固化反应进行初始化，该固化反应将会使得处理产品设置在帘线10的表面上。该反应可以通过其它装置来产生，例如热感应装置、紫外线辐射或激光辐射、或其它任何能够使得包含在处理液体当中的处理物质粘结至帘线表面的装置。
根据本发明的设备的多个有利特性的其中之一是可以使得帘线从由AA线表示的浸渍装置2的出口行进到由BB线表示的处理装置4的出口，而帘线不与通道34的壁相接触，或者通过属于导向系统的转动滑轮来实现该行进。帘线在转动滑轮52和54之间自由行进。这有利地消除了易于改变处理液体膜形式的所有原因，直到处理液体膜在离开处理装置4的时候而被最终固化。

Claims (12)

1.一种将处理物质(20)连续沉积在帘线(10)的表面上的设备，包括：
-浸渍装置(2)，用于通过将所述帘线浸入到浴器当中来浸渍所述帘线，所述浴器用于容纳液体形式的处理物质(20)的溶液，当所述设备运行的时候，所述帘线(10)行进通过所述浴器；
-排水装置(3)，位于所述浸渍装置(2)的下游，该排水装置(3)能够去除被所述帘线(10)带走的过量液体(22)；
-处理装置(4)，位于所述排水装置(3)的下游，该处理装置(4)能够使得余留在所述帘线上的液体溶液固化；以及
-适合于沿着方向df在速度Vf下从所述设备的入口到设备的出口而对所述帘线(10)进行导向并使所述帘线(10)行进的装置(51、52、53、54)，
其特征在于，所述排水装置(3)包括能够以适当调整的速度Vj而以喷雾(21)的形式朝所述帘线(10)喷射所述处理液体的装置，所述喷雾(21)沿着与所述帘线(10)行进方向df成钝角α的方向dj会聚，从而对离开所述排水装置(3)的时候余留在所述帘线(10)上的液体厚度e进行调节。
2.如权利要求1所述的设备，其中直的通道(34)直接穿过所述排水装置(3)，当所述设备运行的时候，所述帘线(10)穿过所述通道而行进。
3.如权利要求2所述的设备，其中，当该设备运行的时候，所述帘线(10)穿过所述排水装置(3)而行进，并且不与所述排水装置(3)的所述通道(34)的壁相接触。
4.如权利要求3所述的设备，其中，当所述设备运行的时候，帘线在浸渍装置(2)的出口(AA)和处理装置(4)的出口(BB)之间行进，而不与所述导向装置接触。
5.如权利要求2至4中的一项所述的设备，其中，所述排水装置(3)包括单一的圆形喷嘴，该喷嘴的内壁(33a、33b)采取了嵌套的平截头圆锥体的形式，所述平截头圆锥体的轴线大致对应于所述通道(34)的轴线，并且该平截头圆锥体的母线构成的外角大约等于所述角度α。
6.如权利要求1所述的设备，其中液体的喷射角度α介于120°到160℃之间。
7.如权利要求1所述的设备，包括能够根据帘线的行进速度Vf和离开所述排水装置(3)的所需液体厚度e来调整液体喷射速度Vj的装置。
8.如权利要求7所述的设备，还包括能够调节喷射到所述帘线(10)上的处理液体(20)的流速和压力的装置(27)。
9.如权利要求1所述的设备，包括对由所述排水装置喷射到帘线表面上的液体(22)进行获取和再循环的获取装置(25、26)和再循环装置(27)。
10.一种帘线处理方法，其中：
-通过使帘线(10)沿着方向df在给定速度Vf下行进，而使得所述帘线(10)浸渍穿过浴器(25)，所述浴器(25)容纳液体形式的处理物质(20)；
-对所述帘线进行排水，从而去除帘线带走的过量液体(22)；并且
-使余留在所述帘线上的液体固化，从而所述处理物质粘结至帘线，
其特征在于，通过以适当调整的速度Vj以喷雾(21)的形式朝所述帘线喷射所述处理物质，从而对所述帘线进行排水，所述喷雾(21)沿着与所述帘线行进方向df成钝角α的方向dj会聚。
11.如权利要求10所述的处理方法，其中，根据帘线的行进速度Vf和离开所述排水装置(3)的所需液体厚度e来调整所述喷雾(21)的喷射速度Vj和流速。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述喷雾(21)的流速和喷出速度Vj大致相等。
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