CN106103819A - 用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的方法和设备。所述多个长丝由纺丝装置的多个纺丝喷嘴纺成并作为长丝簇被拉伸装置拉伸并且随后为了卷曲变形而彼此并排地被输入多个变形机构。为了在长丝簇内实现所有长丝的相同处理，在导丝辊单元上彼此并排地以多圈缠绕的方式分散地引导多个长丝并且在离开导丝辊单元之后在直的长丝路线中将多个长丝平行地彼此并排地导入变形机构中。为此，在卷曲变形装置的相邻的变形机构之间形成这样一种处理间距，使得长丝在单个地以多圈缠绕的方式在导丝辊单元上引导时能够平行地在直的长丝路线中引导。

Description

用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的方法以及一种根据权利要求7的前序部分所述的用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的设备。
背景技术
在以熔纺工艺制造卷曲变形的长丝时常见的是，在挤出之后将长丝共同作为长丝组来引导和处理。因此常见的是，将长丝以彼此间距开一定距离的方式共同在导丝辊单元的周部上引导。取决于相应的处理步骤和处理机构，需要在长丝之间的不同的长丝间距。例如在挤出长丝时遵守纺丝隔距，其规定了纺丝喷嘴相对彼此的间距。在挤出之后为了在导丝辊单元上进行引导，可以以窄得多的相对彼此的处理间距引导长丝。不同的长丝间距要求，长丝要么必须被铺开要么必须被集中。因为长丝组的长丝簇的所有长丝必须尽可能地在相同的条件下制造和处理，所以限制各个长丝的偏移，以便将作用于长丝的长丝拉力保持为尽可能相同。由此经常产生非常长的过渡区，用以将长丝从短的长丝间距引导到大的长丝间距。这种长丝铺开或集中虽然可以通过附加的导丝器来辅助，然而其原则上具有以下缺点：每个导丝器在长丝上产生机械负载并且因此产生附加的长丝拉力。因此尽可能地避免在引导长丝时的这种不期望的摩擦点。特别在制造卷曲变形的长丝时因此要重视的是，不会由于不同的长丝引导而出现不规则性。在此特别敏感的是向变形机构的输入，在该变形机构中产生长丝中单丝条的卷曲变形。
由EP 1 449 945 A2已知了此类的方法和此类的设备，在该方法和设备中，在导丝辊单元与卷曲变形装置之间铺开长丝簇的长丝，其中，卷曲变形装置的变形机构被保持为扇形，从而在变形机构的入口处不会发生偏移和弯转。变形机构因此在长丝引导中被用于铺开长丝簇，其中，在将长丝压缩成填塞丝的区域中进行转向。
在已知的方法和已知的设备中虽然可以直接地以没有转向和弯转的方式将长丝引导到变形机构中，然而伴随着以下缺点：长丝由于铺开而倾斜地在导丝辊上被引导。在此存在的问题是，特别在由聚合物制成的长丝(其倾向于黏附在导丝辊上)中会导致各个单丝断裂，或者在多色的长丝中，导丝辊上的摩擦效果会导致颜色不均匀性。此外，在填塞丝的区域中的转移的转向会导致在填塞密度方面的不均匀性，该填塞密度特别在用于固定卷曲变形的冷却中是特别重要的。
原则上在现有技术中也已知了其它的用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的方法和设备，在该方法和设备中，在挤出之后不将长丝作为长丝组引导而是单独地引导。例如由US 2005/0151295 A1已知了一种方法和设备，在该方法和设备中，每个单个的长丝在挤出之后被分开地抽出、拉伸、卷曲变形以及卷绕成卷筒。在此完全避免了长丝簇的分开或集中。这种方法和这种设备然而要求高的仪器制造方面的投入，以便能够同时制造多个长丝。
发明内容
因此本发明的目的是，提供用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的此类的方法和此类的设备，利用该方法或利用该设备能够以高的均匀性引导作为长丝簇(或称为长丝帘)的一组长丝并且分开地进行卷曲变形。
该目的根据本发明通过一种具有权利要求1所述特征的方法和一种具有权利要求7所述特征的设备实现。
本发明的有利的改进方案通过相应的从属权利要求的特征和特征组合规定。
本发明的突出之处在于，在长丝簇内每个长丝获得相同的长丝引导和相同的处理。为此，在导丝辊单元中的至少一个上彼此并排地以多圈缠绕的方式分散地引导多个长丝，从而整体上出现导丝辊单元上长丝之间的较大的长丝间距。在长丝离开导丝辊单元之后在直的长丝路线中将多个长丝平行地彼此并排地直接引导入变形机构中，从而在每个长丝上存在相同的条件。因此特别是可以将导丝辊单元的出口与变形机构的入口之间的长丝间距设计得特别短，这特别是对长丝的调温调湿产生有利影响。
根据本发明的设备由下述方式实现上述目的，即在卷曲变形装置的相邻的变形机构之间形成这样一种处理间距，使得长丝在以多圈缠绕的方式在导丝辊单元上分散地被引导时能够平行地在直的长丝路线中被引导。通过长丝的分散的长丝引导因此可以实现长丝之间的任意的长丝间距。导丝辊单元的在相邻长丝之间的周部部段分别被用于长丝的缠绕，从而特别能够实现在被加热的导丝辊的周部上的对于长丝的调温调湿足够的接触长度。作为导丝辊单元在此可理解为能够实现长丝的多圈缠绕的辊对。辊对在此可以由两个被驱动的加热的导丝辊形成或由一个被加热的导丝辊和一个溢出辊构成。
在熔纺工艺中应用的、用于制造卷曲变形长丝的变形机构使用了所谓的填塞箱原理，在该原理中，将加热的复丝/多纤维长丝压缩成填塞丝。对此来说，根据本发明的方法的如下改进方案是特别有利的，其中，为了卷曲变形，将所述多个长丝分别压缩成填塞丝，并将填塞丝平行地彼此并排地引导并开松成卷曲变形的长丝。因此也能够以高的均匀性实施在制造卷曲变形长丝的长丝簇时对填塞丝的处理。
填塞丝的开松在此同样有利地以平行引导的长丝进行，所述长丝平行地彼此并排地通过导丝辊单元牵引出，其中，为了后处理，在导丝辊单元上彼此并排地以多圈缠绕的方式分散地引导多个长丝。
为了改进长丝的均匀的处理，提出本发明的如下改进方案，其中，在纺出之后将所述多个长丝平行地彼此并排地以相对彼此的纺丝间距拉伸和卷曲变形。因此在纺丝之后不需要长丝簇的集中，从而长丝可以在纺丝装置与拉伸装置之间的非常短的距离中在纺丝之后被接收和引导。
原则上然而也存在以下可能性：将在长丝卷曲变形时的处理间距调整为适合于随后的将长丝卷绕成卷筒，从而在卷绕成多个卷筒之前将所述多个长丝平行地彼此并排地以由卷筒决定的彼此间的卷绕间距进行拉伸和卷曲变形。
对于所述多个长丝在纺丝之后和直到卷绕成卷筒为止以相对彼此不变的间距平行地被引导的情况，存在特别紧凑的长丝引导的可能性。然而该方法变型的突出之处特别在于长丝制造的均匀性。因此可以在没有附加的转向或偏移的情况下以相同的长丝引导在相同的条件下制造长丝簇的每个长丝。
在根据本发明的设备中优选地实施以下改进方案，其中，在各变形机构之间的处理间距通过多个长丝之一在导丝辊单元上的缠绕圈数来确定。因此可以在长丝引导时考虑在长丝与导丝辊单元的一个导丝辊的被加热的表面之间的、对于长丝的加热起决定性作用的接触长度，以便利用短的过渡区将已经被加热的长丝直接运送到变形机构中。在导丝辊单元上缠绕的圈数在此规定了长丝与被加热的导丝辊表面之间的接触长度。
在制造卷曲变形的长丝时一般常见的是，在卷曲变形之后还进行后处理。就此来说优选地实施根据本发明的设备的以下改进方案，其中，在卷曲变形装置下游设有具有多个涡流变形机构的后处理装置，其中，相邻的涡流变形机构相对彼此保持处理间距。因此，可以保持在长丝簇本身中的平行的长丝引导以用于后处理。不需要集中长丝簇。
为了尽可能地实现用于制造卷曲变形的长丝簇的紧凑的设备，根据本发明的设备可以设计成不同的变型方案。因此存在以下可能性，即：将在纺丝装置的相邻的纺丝喷嘴之间设置的纺丝间距选择为等于在各变形机构之间的处理间距。然而另选地，在变形机构之间的处理间距也可以设计为等于在卷绕装置的相邻的卷绕部位之间的卷绕间距。对于紧凑的布置结构特别有利的是以下备选方案，其中，在相邻的纺丝喷嘴之间的纺丝间距与在相邻的卷绕部位之间的卷绕间距一样大。
附图说明
下面参考附图按照根据本发明的设备的一些实施例详细说明根据本发明的方法。
其中：
图1示意性示出根据本发明的设备的第一实施例的视图，
图2示意性示出根据本发明的设备的另一实施例的部分视图，
图3示意性示出根据本发明的设备的又一实施例的部分视图，
具体实施方式
在图1中示意性示出根据本发明的用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的设备的第一实施例。该设备包括纺丝装置1、拉伸装置8、卷曲变形装置11、后处理装置16和卷绕装置21，上述装置被连续依次地布置从而形成长丝路线。
纺丝装置1在该实施例中通过纺丝箱体2示意性示出，该纺丝箱体具有三个在纺丝箱体2的底侧上彼此并排地布置的纺丝喷嘴3.1、3.2和3.3。纺丝箱体2通常设计为被加热的并且具有熔体分配系统以及一个或多个纺丝泵。由熔体源输入的熔体通过输入口4输送给纺丝喷嘴3.1至3.3。
紧接在纺丝箱体2下方设有冷却装置5，用于冷却通过纺丝喷嘴3.1至3.3挤出的单丝条。在下部区域中给冷却装置5分配有多个长丝收集引导装置6.1至6.3，用以将在每个纺丝喷嘴3.1至3.3中产生的单丝束分别集中成长丝27。
长丝27被共同作为长丝簇从纺丝装置1中牵引出。为此，拉伸装置8具有第一导丝辊单元9.1。导丝辊单元9.1通过两个悬伸地保持的导丝辊10.1和10.2形成，这两个导丝辊在一侧被支承并且分别与各一个驱动装置耦合。导丝辊单元9.1的导丝辊10.1和10.2优选设计为被加热的。
给导丝辊单元9.1分配有同样由两个导丝辊10.1和10.2构成的第二导丝辊单元9.2。导丝辊单元9.2的导丝辊10.1和10.2与一个驱动装置耦合。
导丝辊单元9.1、9.2通常被以差速驱动，用以将多个长丝27作为长丝簇共同拉伸。
为了将长丝27引导到导丝辊单元9.1和9.2上，在拉伸装置8与纺丝装置1之间设有长丝簇引导装置7，该长丝簇引导装置在长丝之间调节预先确定的处理间距。在长丝27之间的处理间距被这样选择，即在导丝辊单元9.1和9.2的周部上彼此并排地以多圈缠绕的方式分散地引导长丝27。
为了使长丝27分散开，将这些长丝在工艺开始时顺序地以多圈缠绕的方式铺放到导丝辊单元9.1和9.2上。长丝之间的处理间距因此决定性地通过单个长丝在导丝辊单元9.1和9.2上的缠绕圈数来确定。缠绕圈数基本上取决于长丝处理、特别是长丝的调温调湿。因此为了拉伸，通常需要六至十二圈缠绕，在极端情况下需要三至二十圈缠绕。由此得出在20mm至200mm的范围内的相邻长丝之间的处理间距。
如由图1中的图示得出地，长丝之间的处理间距直到卷绕装置21为止保持不变。特别是在卷曲变形装置11中因此可以出现相邻的变形机构的如下隔距，该隔距能够实现在拉伸装置8与卷曲变形装置11之间的直的长丝路线。因此，卷曲变形装置11具有多个变形机构12.1至12.3，该变形机构以上述相对彼此的处理间距布置。在图1中对此以字母B表示该处理间距。然而原则上也可能的是，将卷曲变形装置11与卷绕装置21之间的处理间距设计得更大或更小。
变形机构12.1至12.3在该实施例中分别通过输送喷嘴13和填塞箱14构成。这种变形机构是充分已知的，从而在此不进一步进行说明。
为了接纳和冷却通过变形机构12.1至12.3形成的填塞丝28，设有冷却滚筒15，在该冷却滚筒的周部上将填塞丝28平行地彼此并排地引导。填塞丝28在此可以以单圈或多圈缠绕的方式在冷却滚筒15的周部上被引导。
给卷曲变形装置11分配有后处理装置16，通过该后处理装置将填塞丝28分别开松成各一个长丝27，并且通过该后处理装置执行后处理、特别是在小的拉力下的热后处理。后处理装置16对此具有两个导丝辊单元17.1和17.2，这两个导丝辊单元分别通过导丝辊18和导向辊19构成。导丝辊18和导向辊19悬伸地布置，其中，导丝辊18与驱动装置耦合。
在导丝辊单元17.1和17.2之间布置有多个涡流变形机构20.1、20.2和20.3。涡流变形机构20.1、20.2和20.3之间同样具有处理间距B，从而长丝当在导丝辊单元17.1上以多圈缠绕的方式分散地引导时能够平行地在直的长丝路线中引导。在涡流变形之后，长丝27被导丝辊单元17.2接纳并且同样也分散地以多圈缠绕的方式彼此并排地在导丝辊18和导向辊19上引导。
在工艺结束时将卷曲变形的长丝27卷绕成卷筒29。对此，卷绕装置21对于每个长丝具有卷绕部位22.1、22.2和22.3。给卷绕部位22.1、22.2和22.3分配有用于接纳卷筒29的筒管锭子24.1以及往复单元23和用于铺放长丝27的压紧辊31。通过被分别设置在卷绕部位22.1至22.3之前的所谓的头部导丝器26使长丝27进入卷绕部位22.1至22.3中。筒管锭子24.1被保持在筒管转塔32上，该筒管转塔还保持了第二筒管锭子24.2以用于连续地卷绕长丝。
如由图1中的图示得出地，被卷绕的卷筒29的卷筒宽度需要卷绕部位22.1至22.3的隔距。卷绕部位22.1至22.3之间的隔距在此被称为卷绕间距并且在图1中以字母W表示。卷绕部位22.1至22.3之间的卷绕间距W大于在设置在前面的后处理装置16中的处理间距B。因此在卷绕装置21与后处理装置16之间设有长丝分配引导装置25，通过该长丝分配引导装置可以将长丝27铺开。
在图1中显示的根据本发明的设备的实施例中，通过纺丝装置1将多个长丝平行地彼此并排地从多个纺丝喷嘴3.1至3.3中纺出。纺丝装置1的纺丝喷嘴3.1至3.3分别以相对彼此的纺丝间距保持在纺丝箱体2上。纺丝间距在图1中以字母S表示。纺丝间距S在该实施例中大于拉伸装置8中的处理间距B。长丝27因此通过长丝簇引导装置7从纺丝间距S聚集为处理间距B。
长丝27的拉伸、卷曲变形和后处理利用有利的平行的长丝引导来进行，从而在拉伸装置8、卷曲变形装置11和后处理装置16之间不需要长丝偏移或转向以及进而不需要附加的长丝引导元件。长丝27可以在相同的条件下拉伸、卷曲变形和后处理。因此可以实现在制造卷曲变形的长丝时高的均匀性。
长丝的数目在按照图1的实施例中示例性地为三个长丝。原则上可以按照根据本发明的方法同时制造两个或更多个长丝作为一个长丝簇。在此重要的是，将长丝单个地铺放在拉伸装置8的导丝辊单元上，其中，长丝还作为长丝簇被处理和卷绕。长丝之间的增大的处理间距特别也在冷却滚筒15上引导填塞丝28时被证实为有利的。因此即使在多圈缠绕时也可以有利地完全避免在填塞丝之间的接触。
如由图1中的图示得出地，在整个工艺中的长丝引导基本上通过相邻的纺丝喷嘴之间的纺丝间距S、相邻的变形机构之间的处理间距B和相邻的卷绕部位之间的卷绕间距W来确定。通常，纺丝装置1中的纺丝间距S、拉伸装置8中的处理间距B和卷绕装置21中的卷绕间距W取决于所述装置且通常设计为不同大小。通过根据本发明的方法和根据本发明的设备然而存在以下可能性，即：在纺丝装置与拉伸装置之间也实现平行的长丝引导，而不必放弃长丝簇引导的优点。
在图2中在部分视图中示出根据本发明的设备的一个实施例，其中，从纺丝到拉伸在没有聚集或铺开的情况下进行长丝引导。按照图2的实施例在设备部件方面基本上与前述的实施例相同，因此参考前面的实施例并且在此仅说明区别。
在图2中示出的实施例中，在纺丝装置1与拉伸装置8之间设有多个单导丝辊单元30，通过该单导丝辊单元将长丝27分别平行地彼此并排地从纺丝装置1中牵引出。单导丝辊单元30对此在彼此之间具有纺丝间距S，从而将长丝27平行地彼此并排地从纺丝喷嘴3.1至3.3牵引出。
长丝27分散地并且以多圈缠绕的方式彼此并排地在导丝辊单元9.1和9.2的周部上引导和拉伸。随后将长丝同样在平行的长丝路线中彼此并排地导入设置在后面的卷曲变形装置11中。在这种情况下，在相邻的变形机构12.1、12.2和12.3之间的处理间距B等于纺丝间距S。
在图2中示出的实施例中也可能的是，在没有中间连接多个单导丝辊单元的情况下直接利用导丝辊单元9.1牵引出长丝。视纺丝间距而定，也可以将单导丝辊单元沿长丝行进方向彼此错开地布置。在所有情况下纺丝间距都可能等于处理间距。
然而原则上也存在以下可能性，即：用于拉伸、卷曲变形和后处理的处理间距B适合于卷绕装置21的卷绕间距W。对此，在图3中示出根据本发明的设备的一个实施例，其中，长丝在没有铺开的情况下从后处理装置16被引导到卷绕装置21的卷绕部位22.1至22.3。因此，不需要在后处理装置16与卷绕装置21之间的附加的长丝引导元件。
在图3中示出的实施例在设备部件的构造和功能方面均与第一个实施例相同，因此在这里参考前面的描述。
用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的根据本发明的方法和根据本发明的设备因此特别有利于保持对于制造工艺有利的长丝引导。长丝隔距可以在此通过纺丝喷嘴隔距、长丝在导丝辊上的缠绕圈数、变形机构的隔距或卷绕部位的隔距来确定。对于所谓的BCF纱的制造工艺来说，原始大小优选为在导丝辊单元的导丝辊的周部上的、用于加热长丝的所谓的铺放长度。在各长丝之间的长丝隔距在此这样选择，即在长丝绕圈的间距足够大的情况下存在足够高的缠绕圈数。缠绕圈数在此决定长丝在导丝辊的表面上的停留时间。由此得出每个长丝在导丝辊的周部上的需要的工作范围和因此得出在不同长丝之间的处理间距。
在按照图1和图2的实施例中示出的设备部件是示例性的。拉伸装置也可以由单导丝辊单元和导丝辊单元的组合构成。同样变形机构也是示例性的。除了填塞箱原理之外也可以使用其它的卷曲变形原理。

Claims (12)

1.一种用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的方法，在该方法中，所述多个长丝由多个纺丝喷嘴彼此并排地纺出、作为长丝簇在至少一个导丝辊单元上被共同引导、拉伸并随后为了卷曲变形而彼此并排地被输入多个变形机构中，
其特征在于，
在导丝辊单元上分散地以多圈缠绕的方式彼此并排地引导所述多个长丝；在离开导丝辊单元之后在直的长丝路线中将所述多个长丝平行地彼此并排地引导入变形机构中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了卷曲变形，将所述多个长丝分别压缩成填塞丝；将填塞丝平行地彼此并排地引导并开松成卷曲变形的长丝。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在卷曲变形之后将所述多个长丝平行地彼此并排地通过导丝辊单元牵引出，其中，在导丝辊单元上彼此并排地以多圈缠绕的方式分散地引导所述多个长丝。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述多个长丝在纺出之后平行地彼此并排地以彼此间的纺丝间距进行拉伸和卷曲变形。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述多个长丝在卷绕成多个卷筒之前平行地彼此并排地以彼此间的由卷筒决定的卷绕间距进行拉伸和卷曲变形。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在纺丝之后和到卷绕成卷筒为止，以彼此间的同一间距平行地引导所述多个长丝。
7.一种用于熔纺、拉伸、卷曲变形以及卷绕多个长丝的设备，该设备包括具有多个纺丝喷嘴(3.1、3.2、3.3)的纺丝装置(1)、具有至少一个导丝辊单元(10.2)的拉伸装置(8)、具有多个变形机构(12.1、12.2、12.3)的卷曲变形装置(11)和具有多个卷绕部位(22.1、22.2、22.3)的卷绕装置(21)，其特征在于，在卷曲变形装置(11)的相邻的变形机构(12.1、12.2)之间形成这样一种处理间距(B)，使得长丝在以多圈缠绕的方式在拉伸装置(8)的导丝辊单元(10.2)上分散地被引导时能够平行地在直的长丝路线中被引导。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，变形机构(12.1、12.2)之间的处理间距(B)通过所述多个长丝(27)之一在导丝辊单元(10.2)上的缠绕圈数来确定。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，卷曲变形装置(11)包括具有多个涡流变形机构(20.1、20.2)的后处理装置(16)，其中，相邻的涡流变形机构(20.1、20.2)彼此间以处理间距(13)来保持。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其特征在于，在纺丝装置(1)的相邻的纺丝喷嘴(3.1、3.3)之间形成有纺丝间距(S)，纺丝喷嘴(3.1、3.2)之间的纺丝间距(S)等于变形机构(12.1、12.2)之间的处理间距(B)。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其特征在于，在卷绕装置(21)的相邻的卷绕部位(22.1、22.2)之间形成有卷绕间距(W)，卷绕部位(22.1、22.2)之间的卷绕间距(W)等于变形机构(12.1、12.2)之间的处理间距(B)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，相邻的纺丝喷嘴(3.、3.2)之间的纺丝间距(S)与相邻的卷绕部位(22.1、22.2)之间的卷绕间距(W)一样大。
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