CN102884230B - 用于熔融纺造、拉伸和卷绕多根合成长丝的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于熔融纺造、拉伸和卷绕多根合成长丝的方法以及一种用于执行该方法的设备。在此通过挤出细的单丝条并排并行地纺造、冷却并牵引合成长丝，以便接着集中地作为长丝簇拉伸并且卷绕成卷筒。为了在集中处理长丝时得到尽可能一致的物理特性，在挤出后、集中拉伸前相互独立地通过单独的单导丝辊牵引长丝。由此能够在每根长丝上在挤出、冷却和牵引时实现相同的条件。为了执行按照本发明的方法，所述设备具有多个并排设置的单导丝辊，它们设置在拉伸装置上游并且分别配设给长丝中的一根。为了牵引长丝，单导丝辊构造成可单个驱动。

Description

用于熔融纺造、拉伸和卷绕多根合成长丝的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于熔融纺造、拉伸和卷绕多根合成长丝的方法以及一种如权利要求7前序部分所述的用于执行该方法的设备。
背景技术
当在熔融纺丝工艺中制造合成长丝时通常在纺丝位置并排并行地挤出、冷却、拉伸多根长丝并且将长丝卷绕成卷筒。长丝在挤出后作为长丝簇被引导且集中/集体地通过导丝辊拉伸，并且利用具有多个卷绕部位的卷绕装置集中地卷绕成卷筒。为了可以通过导丝辊由纺丝喷嘴同时抽出多根长丝，一般还使长丝在第一过渡段中以相互间较小的长丝间隔会聚。在挤出和冷却时纺丝喷嘴相互间以纺丝间隔来保持，由此使长丝在竖直的纺丝段内部以彼此间的纺丝间隔被引导。为了在导丝辊上集中引导长丝，需要较小的间隔，由此使纺丝装置与拉伸装置之间的过渡段用于会聚长丝。为此需要使尤其是位于长丝簇外部区域中的长丝偏转。因此在纺丝喷嘴上挤出单丝条时得到不同牵引比例的长丝。
例如由EP 0 845 550 A1已知这种方法和这种设备。为了可以在卷绕长丝之前补偿由于不同的长丝偏转所引起的张力差，在该已知方法和已知设备中使长丝在拉伸后、卷绕前通过可单个驱动的输送机构来引导。由此能够在长丝簇的长丝中实现对由多次偏转引起的长丝张力差的均衡。但是在此不考虑已经在拉伸前和在拉伸时产生的不同长丝引导，并且该不同的长丝引导在拉伸长丝时直接对各个并排引导的长丝有不同影响。
这种在并排并行制造多根合成长丝时的缺陷只能由下述方法完全避免，即单独且相互独立地抽出、拉伸每根长丝并且将其卷绕成卷筒。例如由DE 102 36 826 A1已知这种方法和这种设备。在该已知方法和已知设备中每根长丝分别设有单独的拉伸单元，这些拉伸单元与一卷绕装置共同工作。因此能够在纺丝装置与拉伸装置之间实现基本直线的长丝行程。但是这种方法和设备具有较大的空间需求，因为所有用于抽出、拉伸、处理和卷绕长丝的装置必需施行多次。就此而言这些方法变型和设备最好用于制造复合长丝，其中每个产生的分丝具有尽可能相同的特性。
例如由DE 10 2009 021 131 A1已知的新的发展以下述布置结构为基础，在该布置结构中拉伸装置布置在纺丝装置侧面旁边，其中在纺丝喷嘴与拉伸装置之间为每根长丝设置有转向辊。由此能够避免在拉伸装置与纺丝装置之间的过渡区域中的较大的偏转。但是拉伸装置与纺丝喷嘴之间的自由长丝段对于每根长丝形成不同的长度。所以在这种方法中也预计具有差别。
发明内容
现在本发明的目的是，提供一种用于熔融纺造、拉伸和卷绕多根合成长丝的方法以及一种用于执行这种方法的设备，其中在集中拉伸时也可以以尽可能高的均匀性制造长丝。
这个目的按照本发明通过一种方法这样实现，使得长丝在挤出后和集中拉伸前相互独立地通过单独的单导丝辊来抽出/牵引。
在所述设备中所述目的可以由此实现，即：将多个并排设置的单导丝辊布置在拉伸装置上游，其中单导丝辊分别配设给长丝中的一根并且为了牵引相关长丝而构造成可单个驱动。
本发明有利的改进方案通过各从属权利要求的特征和特征组合定义。
本发明基于这种认识，即：尤其在挤出、冷却和拉伸时，对于确定长丝物理特性重要的过程发生在非晶态分子结构的固化以及结晶的基础上。因此在抽出时在长丝上建立的分子结构形成重要的基础，以便通过后续处理达到所期望的效果。因此按照本发明，为每个长丝配设一单导丝辊，该单导丝辊决定长丝从纺丝喷嘴的抽出。由此可以与每个纺丝位置产生的长丝数量无关地抽出具有基本一致的特性的每根长丝并且接着输送给集中拉伸（阶段）。
为此优选使用这样的方法变型，在该方法变型中在直线的长丝行程中分别以相同的牵引速度在单导丝辊上抽出长丝。由此还能够在纺丝喷嘴上达到高且均匀的生产率。
为了制造具有较大长丝纤度的长丝，已经证实这样的方法变型是特别有利的，在该方法变型中在单导丝辊的圆周上分别以多圈包绕引导长丝。由此能够在每个单根长丝上实现较高的牵引力。
为了可以对于所有的长丝共同地执行接下来的长丝处理，还规定，长丝在抽出后会聚/共同引导成长丝簇并且通过在多个前后顺序设置的拉伸导丝辊上进行引导来拉伸长丝簇。由此能够集中地拉伸长丝。
为了可以在长丝簇的各个长丝之间保持尽可能小的长丝间隔，需要对长丝的可靠引导。这尤其通过下述方法变型实现，即：以等于或大于单导丝辊的牵引速度的圆周速度来驱动第一拉伸导丝辊。优选在牵引导丝辊与拉伸导丝辊之间设定轻的拉伸。在此根据长丝类型和工艺的不同可以直接在单导丝辊上调整长丝的温度。
按照本发明的方法和按照本发明的设备尤其适用于这种长丝，它们在熔融纺丝工艺后直接输送到最终加工（阶段）。因此优选使用下述方法变型，在该方法变型中在拉伸后并且在卷绕前并排并行地使长丝卷曲变形。这种卷曲变形的长丝能够有利地用作为地毯纱。
为了在抽出长丝时实现直线的长丝行程，按照本发明的设备优选这样构造，使得所述单导丝辊分别间隔开一定距离地、居中地配设给纺丝喷嘴。由此能够使每根长丝且尤其是形成长丝的单丝条以高度的均匀性从纺丝喷嘴中抽出。
为了产生更高的牵引力，按照本发明的设备的改进方案规定，单导丝辊为了引导相关的长丝而配设有多个以可转动的方式支承的上行辊。由此能够使每根长丝以多圈包绕被引导在单导丝辊上。
根据工艺和长丝类型的不同，已经由下述方式实现长丝的首次调温，即：所述单导丝辊各具有一可加热的导丝辊套。由此尤其在多圈包绕时已经能够将为拉伸准备的加热引入到长丝中。
为了一方面得到整个设备的低结构高度、另一方面得到微小的偏转，按照本发明设备的一种特别有利的改进方案，所述拉伸装置的第一拉伸导丝辊在侧面设置在成排布置的单导丝辊旁边，其中，拉伸导丝辊在入口侧上配设有多丝引导装置。由此可以将长丝共同地作为长丝簇以窄的处理间隔并排地输送到拉伸导丝辊。
按照本发明的设备尤其使用在这样的实施形式中，其中在拉伸装置与卷绕装置之间设置有卷曲变形装置，该卷曲变形装置具有多个用于使长丝集中卷曲变形的卷曲变形机构。由此能够有利地制造可以被直接引入后续加工工艺中的地毯纱。
附图说明
下面按照附图借助一些实施例更详细地解释按照本发明的方法以及按照本发明的设备。
附图中：
图1示意性地示出按照本发明的用于执行本发明方法的设备的第一实施例的正视图，
图2示意性地示出图1的实施例的侧视图，
图3示意性地示出本发明设备的另一实施例的平面图，
图4示意性地示出图3的实施例的侧视图。
具体实施方式
在图1和图2中以多个视图示意性地示出按照本发明的用于执行本发明方法的设备的第一实施例。图1以正视图示出该实施例，图2以侧视图示出。只要对附图没有专门说明，则下面的描述对两个附图都适用。
按照图1和2的实施例具有纺丝装置1，该纺丝装置具有总共三个并排布置的纺丝喷嘴4.1、4.2和4.3。纺丝装置1中的纺丝喷嘴的数量是示例性的，也可以是每个纺丝位置远多于三根长丝。纺丝喷嘴4.1、4.2和4.3保持在加热的纺丝箱体3的底面上。纺丝箱体3还包括在这里未示出的引导熔体的部件，以便将通过入口2输入的、熔体源的热塑性熔体输送到纺丝喷嘴4.1至4.3。因此在纺丝箱体3中设置有至少一个或者多个纺丝泵以及分配管线。纺丝喷嘴4.1至4.3在其底面上具有多个喷嘴孔，从其中分别挤出大量条状单丝。
在纺丝箱体3下方设置有冷却装置6，该冷却装置以冷却甬道7直接在纺丝喷嘴4.1至4.3下方延伸。冷却装置6在这个实施例中设计成横流吹风装置，其中利用布置在侧面的吹风腔8产生冷却空气流并且该冷却空气流对准长丝5.1、5.2和5.3的单丝条。
为了将由每个纺丝喷嘴4.1至4.3产生的大量单丝条会聚/共同引导成一长丝，在纺丝喷嘴4.1、4.2和4.3下方一定距离处分别设置有一长丝收集引导器9.1、9.2和9.3以及一上油装置10.1、10.2和10.3。长丝收集引导器9.1、9.2和9.3分别相对于纺丝喷嘴4.1、4.2和4.3居中地被保持。这样，长丝收集引导器9.1相对于纺丝喷嘴4.1居中地被保持。
在此要特别指出的是，上油装置10.1、10.2和10.3以及长丝收集引导器9.1、9.2和9.3也可以有利地相互结合，由此例如通过一销钉式上油器实现单丝条的会聚和单丝条的上油。
在进一步的长丝行程中纺丝喷嘴4.1、4.2和4.3配设有多个单导丝辊11.1、11.2和11.3，这些单导丝辊在这个实施例中分别与一上行辊12.1、12.2和12.3组合。单导丝辊11.1、11.2和11.3间隔开一定距离地相对于各设置在上游的纺丝喷嘴4.1、4.2和4.3基本居中地被保持。因此分别竖直地在直线的长丝行程中从纺丝喷嘴4.1、4.2和4.3通过单导丝辊11.1、11.2和11.3抽出长丝5.1、5.2和5.3。这样，单导丝辊11.1配设给挤出单丝条以形成长丝5.1的纺丝喷嘴4.1。
如图2所示，单导丝辊11.1至11.3和上行辊12.1至12.3悬臂式地保持在机架25上，其中每个单导丝辊11.1至11.3配设有一驱动装置23。通过驱动装置23（在图2中只示出驱动装置中的一个）相互独立地驱动单导丝辊11.1、11.2和11.3。驱动装置23不仅可以通过独立控制器、也可以通过公共控制器来控制。
如图1所示，单导丝辊11.1至11.3并排地设置成一排。在长丝的进一步行程中在单导丝辊11.3的侧面旁边设置有拉伸装置13的第一拉伸导丝辊14.1。在拉伸导丝辊14.1与单导丝辊11.3之间设置有多丝引导器15，该多丝引导器将从单导丝辊11.1至11.3出来的长丝5.1至5.3会聚成长丝簇29。在长丝簇29内部长丝5.1至5.3相互间具有基本短的处理间隔。
拉伸装置13为了集中拉伸长丝5.1至5.3而具有多个拉伸导丝辊14.1至14.4，其中每两个拉伸导丝辊14.1和14.2以及14.3和14.4各形成一导丝辊对，在其上长丝以多圈包绕被引导。拉伸导丝辊14.3和14.4与拉伸导丝辊14.1和14.2相比以更高的圆周速度被驱动，由此使长丝在拉伸导丝辊14.2与14.3之间拉伸。为此为每个拉伸导丝辊14.1至14.4配设一单独的驱动装置。在图2中只示出第一对拉伸导丝辊14.1和14.2的驱动装置24.1和24.2。在此拉伸导丝辊14.1至14.4最好具有加热的导丝辊套。
在拉伸装置13下方设置有卷绕装置17，该卷绕装置具有多个卷绕部位18.1、18.2和18.3。在每个卷绕部位18.1、18.2和18.3，作为长丝簇引导的长丝5.1、5.2和5.3并排并行地卷绕成卷筒21.1、21.2和21.3。为此卷绕装置17具有两个筒管锭子19.1和19.2，在所述筒管锭子上交替地卷绕卷筒21.1、21.2和21.3。筒管锭子19.1和19.2悬臂式地设置在筒管转塔20上，该筒管转塔使筒管锭子交替地在工作区与更换区之间摆动以连续地卷绕长丝。
通过设置在拉伸装置13下游的转向辊16实现将长丝簇29输送到卷绕装置17。
在如图1和2所示的实施例中，通过纺丝喷嘴4.1至4.3挤出的长丝5.1至5.3分别单个地且单独地通过被驱动的单导丝辊11.1至11.3来牵引。在此在每根长丝5.1至5.3上能够设定相同的牵引速度，由此在相同的条件下挤出、冷却并抽出每根长丝5.1至5.3。然后才将长丝5.1至5.3会聚成长丝簇29，以便共同地在拉伸装置13中拉伸并接着共同地通过卷绕装置17卷绕成卷筒。除了恒定的牵引条件以外，还通过在导丝辊上的多圈包绕避免了长丝簇的较大偏转和铺展。因此也能够在集中处理时以基本相同的物理特性有利地产生更多数量的长丝。
就此而言，按照本发明的方法和按照本发明的设备特别有利于在熔融纺丝工艺中产生可直接应用于后续加工的高质量的长丝。因此在图3和4中示出本发明的另一优选的实施例，其中在长丝拉伸后在长丝上产生卷曲变形。按照图3和4的实施例基本与上述实施例一致，因此在此只解释不同之处，其它内容请参照上述描述。
在如图3和4所示的实施例中，在拉伸装置13与卷绕装置17之间设置有卷曲变形装置26。卷曲变形装置26具有多个卷曲变形机构27，用于使拉伸的长丝5.1至5.3并排并行地作为长丝簇卷曲变形。作为卷曲变形机构27例如可以使用卷曲变形喷嘴，卷曲变形由输送喷嘴和填塞室组成。在此每根长丝5.1至5.3填塞成填塞丝30.1至30.3。这种卷曲变形装置一般已知，因此在此不再详细解释。卷曲变形装置26包括冷却辊28，在该冷却辊的圆周上形成有三个用于接纳填塞丝30.1至30.3的长丝行进轨道。填塞丝30.1和30.3在冷却辊28的圆周上被冷却。冷却辊28通过辊驱动装置33驱动。
如图3还示出的那样，填塞丝30.1至30.3在卷曲变形后开松成长丝5.1至5.3，并且通过牵引导丝辊31.1共同地从冷却辊28抽出。在同样与上行辊组合的牵引导丝辊31.1的下游设置有另一牵引导丝辊31.2，其中在牵引导丝辊31.1与31.2之间保持有一涡流变形装置32。牵引导丝辊31.1和31.2相互独立地被驱动，其中在图4中只示出牵引导丝辊31.1的驱动装置34。涡流变形装置32为了处理长丝簇29具有三个分开的处理通道，在所述处理通道中使每根长丝5.1、5.2和5.3单个地涡流变形。由此除了卷曲变形以外还在长丝5.1至5.3上产生强烈的长丝锁合，这些长丝接着通过转向辊16输送到卷绕装置17。在卷绕装置17中，卷曲变形的长丝5.1至5.3并排并行地卷绕成卷筒，如同已经在图2的示例中所示的那样。
因此按照本发明的方法和按照本发明的设备特别有利于在接着的集中处理过程中和在共同利用后面的装置时能够个别地牵引长丝。在图1至4中只示例性地示出本发明的一些实施例变型。原则上由单导丝辊抽出的长丝也可以由多个单丝束形成。在此重要的是，在长丝簇中引导且处理的长丝事先在挤出和冷却时单个地被抽出。
附图标记列表：
1 纺丝装置
2 入口
3 纺丝箱体
4.1,4.2,4.3 纺丝喷嘴
5.1,5.2,5.3 长丝
6 冷却装置
7 冷却甬道
8 吹风腔
9.1,9.2,9.3 长丝收集引导器
10.1,10.2,10.3 上油装置
11.1,11.2,11.3 单导丝辊
12.1,12.2,12.3 上行辊
13 拉伸装置
14.1,14.2,14.3,14.4 拉伸导丝辊
15 多丝引导器
16 转向辊
17 卷绕装置
18.1,18.2,18.3 卷绕部位
19.1，19.2 筒管锭子
20 筒管转塔
21.1，21.2,21.3 卷筒
23 单导丝辊的驱动装置
24.1,24.2 拉伸导丝辊的驱动装置
25 机架
26 卷曲变形装置
27 卷曲变形机构
28 冷却辊
29 长丝簇
30 填塞丝
31.1,31.2 牵引导丝辊
32 涡流变形装置
33 辊驱动装置
34 牵引导丝辊的驱动装置

Claims (11)

1.一种用于熔融纺造、拉伸和卷绕多根合成长丝的方法，在该方法中通过挤出细的单丝条并排并行地纺造、冷却并牵引合成长丝，将长丝集中地作为长丝簇拉伸并且卷绕成卷筒，其特征在于，在挤出后并且在集中拉伸前相互独立地通过单独的单导丝辊牵引长丝，其中，在直线的长丝行程中分别以相同的牵引速度在单导丝辊上牵引长丝。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在单导丝辊的圆周上分别以多圈包绕引导长丝。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在牵引后使长丝会聚成长丝簇，通过在多个顺序设置的拉伸导丝辊上进行引导来拉伸长丝簇。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以等于或大于单导丝辊的牵引速度的周向速度来驱动第一拉伸导丝辊。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在拉伸后并且在卷绕前并排并行地使长丝卷曲变形。
6.一种用于执行根据权利要求1至5中任一项所述方法的设备，具有：纺丝装置(1)，该纺丝装置具有多个纺丝喷嘴(4.1，4.2，4.3)，所述纺丝喷嘴用于为每个长丝(5.1，5.2，5.3)挤出多个单丝条；拉伸装置(13)，该拉伸装置具有多个顺序设置的、用于集中拉伸长丝的拉伸导丝辊(14.1，4.2，14.3，14.4)；卷绕装置(17)，该卷绕装置具有多个用于将长丝集中卷绕成多个卷筒(21.1，21.2，21.3)的卷绕部位(18.1，18.2，18.3)，其特征在于，在拉伸装置(13)上游设置有多个并排布置的单导丝辊(11.1，11.2，11.3)，其中，所述单导丝辊(11.1，11.2，11.3)分别配设给长丝(5.1，5.2，5.3)中的一根并且为了牵引相关长丝而构造成能单个驱动，其中，单导丝辊(11.1，11.2，11.3)分别地配设给纺丝喷嘴(4.1，4.2，4.3)，从而使得在直线的长丝行程中牵引长丝(5.1，5.2，5.3)、并且单导丝辊(11.1，11.2，11.3)以相同的牵引速度牵引各长丝。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述单导丝辊(11.1，11.2，11.3)分别在一定距离处居中地配设给所述纺丝喷嘴(4.1，4.2，4.3)。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，为了引导相关的长丝，所述单导丝辊(11.1，11.2，11.3)配设有多个以能转动的方式被支承的上行辊(12.1，12.2，12.3)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述单导丝辊(11.1，11.2，11.3)各自具有可加热的导丝辊套。
10.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述拉伸装置(13)的第一拉伸导丝辊(14.1)设置在成排保持的单导丝辊(11.1，11.2，11.3)的侧面旁边，该第一拉伸导丝辊(14.1)在入口侧上配设有一多丝引导装置(15)。
11.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，在拉伸装置(13)与卷绕装置(17)之间设置有卷曲变形装置(26)，该卷曲变形装置具有多个用于使长丝集中地卷曲变形的卷曲变形机构(27)。
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