CN1097103C - 纱线变形的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热塑性纱线的变形的方法，其中纱线在变形之前首先被加热到一个必要的变形温度(T2)上，并在变形的同时将纱线冷却到一个固化温度(T3)。变形温度(T2)的加热采用两级方式。变形区具有主动冷却方式，从而将纱线主动冷却的一个固化温度上。

Description

纱线变形的方法和装置

本发明涉及一种热塑性纱线变形的方法。

按照市场上最新引入的方法，热塑性长丝从一个纱卷上经车头拉出，并且被一个送纱装置输送到加热箱内。纱线穿过加热箱以及一个假捻机，抵达一个供纱器。由所述假捻机产生的捻的作用是在达到了最佳弹性后，使长丝产生螺旋形变形，随后通过冷却将该形成的变形固定，此后抵达假捻机的纱线已经变形，它以无捻方式经导纱器进入纱线输出机构，然后经一个润滑装置将变形的纱线缠绕在络纱机上。

该方法的缺点是，需要很长的加工区，造成变形装置具有非常大的结构长度以及复杂的纱线运行方式。这相应地限制了加工速度。所述加工速度与纱线在加热箱内的受热量的速度和质量相关。为了使纱线得到良好的和均匀的加热，纱线必须有很长一段处在加热箱内。这只能通过较大结构长度的加热箱实现。

采用本发明所述方法可以大大提高加工速度。

本发明的一个优点是，采用本发明的纱线变形方法可以制造出一种变形的装置，它的长度大大缩短，所以仅需要很小的安装空间。

另一个优点是，由于结构大大缩短，能够实现更高的处理速度。

第三个优点是，可以对纱线的特性施加更好的影响。

下面对照附图对本发明所述方法加以说明。

图1表示采用新的变形的方法时，各部件的原理结构；

图2表示主动式冷却装置的一种专门结构；

图3表示所述主动式冷却装置的另一种结构。

等待变形的原料纱线，例如一种热塑性长丝按照公知的方式缠绕在筒管11、11’上，并安装在喂纱工位1上。原料纱线通常在喂纱工位上经车头退绕，直接进入变形模块2。完成了变形的纱线离开变形模块后，进入一个缠绕工位，在该处被卷绕。在所述变形模块2和缠绕工位4之间可以设置一个润滑装置3。

所述变形模块既没有加热通道，也没有纯粹的供纱装置。这些必要的功能是通过具有其他功能的部件完成的。原料纱线在变形模块2内首先以一个初始速度被拉入，并且加热到一个预热温度T1上。随后经过预热的原料纱线以一个特定的比例被拉伸，然后加热到完全变形的温度T2。完全被加热的纱线此时在变形状态下，进入一个处在一个止捻器和一个假捻机构之间的、被冷却的变形区。纱线在穿过变形区的过程中被冷却到固化温度T3。然后变形的纱线进入一个弹性校正工位，在这里纱线被加热到一个可选择的校正温度T4上。随后变形的纱线离开变形模块。经一个润滑装置3被引导到缠绕工位4。

本方法中的重要特征是两级式加热以及插在其间的预拉伸。该方法可使原料纱线在其整个截面上得到最佳的加热，并且其所有长丝被加热到必要的变形的温度T2。变形并不是在加热期间完成的，而是当纱线的全部材料达到必要的温度T2后才进行。所以在变形区内即可对纱线的变形进行固化，其方式是纱线在变形区内通过主动式冷却固化到固化温度T3。变形的发生是从假捻机构倒退通向止捻器，从而主要发生在止捻器附近。所以通过冷却使形成的变形立刻固化，通过加热被软化的材料从而不会继续受到机械作用。这种方法的优点是明显的，一方面在于大大缩小了变形机的变形装置的结构尺寸，另一方面在于使所产生的变形的纱线的质量得到改善。

一个具体的变形装置或变形模块2例如可以按如下方式构成。在变形模块2的输入端，原料纱线进入一个第一加热导纱盘21，它以一个圆周速度V1运转。纱线在导纱盘上缠绕多圈。然后原料纱线在所述第一加热导纱盘21的表面上被平拉出来，并且加热到预热温度。由于原料纱线的扁平截面贴在所述第一加热导纱盘21的滚筒上，所以它将达到预热温度T1。在对聚丙烯进行变形时，所述第一加热导纱盘21没有加热，也就是说，它大致处在室温即可。该预热温度T1可实现至第二加热导纱盘22的过渡区内进行预拉或预拉伸，该第二加热导纱盘22以更高的圆周速度V2运转。纱线在该第二加热导纱盘22上也缠绕多圈，使纱线材料完全加热到变形的温度T2。纱线经一个止捻器23穿过变形区24，该区内设置了一个冷却段。所述冷却段在假捻机构25的附近具有比其位于止捻器23后面的入口处更低的温度。冷却段使纱线在变形结束时冷却到纱线固化温度T3，使得形成的变形在纱线上固定下来。作为假捻机构25特别适于采用具有多个摩擦盘的摩擦式加捻器。在所述假捻机构25后面，变形并且已经无捻的纱线被一个第三加热导纱盘26所牵引，并且继续传输。在所述第三加热导纱盘26之后可以设置其他工艺区。例如可以采用具有后续供纱装置的其他加热器对纱线进行变形后处理。可以在变形和变形后处理之间加入涡流变形工艺或并线络筒工艺。纱线经一个必要的润滑装置3进入缠绕工位4。利用所述第三加热导纱盘26可以使变形后的纱线被加热，直到纱线的弹性降低到所要求的数值。

同样重要的是，在变形区24内进行主动式冷却。而且必须施加足够的冷却强度，并且传输给纱线，其中特别要考虑纱线以全速生产过程中要在变形期间被冷却到必要的温度上。所以不仅适合采用空气冷却，而且也适合采用与纱线有或没有直接接触的液体冷却。此外还可提供特殊的可能性，使加热后的纱线中储存的热量以足够的速度从冷却区中排出。例如这种冷却通道可以用水、油、制冷剂或液态钠或者含盐介质，还可用具有合适熔化温度的盐或盐的混合物填充或者喷洒。当然，特别适合使用的是一种制冷剂，它可在大约50°至300°的温度范围内蒸发。此时潜热可以明显地有助于所产生的挥发制冷量，从纱线中抽出足够的热量，使纱线在变形区44内冷却到合适的温度上。制冷区可以配置一个制冷轨、制冷道、制冷管或类似的装置，其长度可进行最佳化调整。显然制冷轨必须含有具有良好导热性的材料，使纱线内的热量能够传导到外界。此外所述制冷轨产生的摩擦要小，而且具有化学稳定性。

图2所示的是另一种结构，在变形区24的开始处设置了一个喷雾装置241。其中在变形工艺过程中，例如可以将最微小的水滴喷洒到纱线上。这种小水滴将纱线冷却，同时通过蒸发带走纱线的热量。为了防止在纱线上出现不需要的残余水分，可以在主动式冷却区的终点，即在假捻机构25的近旁设置一个负压或抽吸室。通过负压使残余的喷雾水分蒸发或挥发。这种冷却使介质直接接触纱线，从而导出大量潜热，所以特别有效。

在图3所示的实例中是一种主动式空气冷却。所述变形区包括一个冷却轨，它具有若干个空气喷嘴243。冷却空气，特别是经过预冷的空气经引入管2431从空气喷嘴243喷出，并且吹到纱线F上，纱线朝箭头方向穿过冷却轨运行。特别合适的装置是，空气喷嘴2432以一个角度倾斜于纱线的运行方向布置，而且与运行方向相反，所以空气从较冷的部分吹向较热的部分。当然也可将这些空气喷嘴以不同的方式组合。同样也可将喷嘴243与抽气装置相组合，从而使空气流量以及纱线冷却效率实现最佳化。

在图3中，所述冷却轨具有特别合适的形状。它的侧面是敞开的。这样可使所述装置在实施本发明所述变形的方法时，配置一个自动喂料装置。一个机械手臂可以通过一个吸引枪将待变形的长丝自动穿引。变形的装置的所有部件都可从一侧自由接触，所以机械手臂可以自动经过所有工位。

通过额外设置测量纱线温度的传感器及其联机计算装置，可以针对变形速度和变形的纱线种类对加热和冷却进行最佳化调节。同样重要的是通过测量和调节对纱线张力进行控制。为此设置了一个传感器用于在变形区24的范围内监视纱线张力，并且将其测量值用于调节纱线张力。通过所述在变形区内的纱线张力调节，可以至少部分地抑制或防止气圈形成，即纱线的振荡。这也可通过冷却区的特殊结构实现。例如，冷却通道具有一个窄的开口截面，或者纱线可以经一个冷却管牵引。

一台变形机可以由若干台所述变形的装置组成，每台装置本身均按照最佳方式工作。这样可提高变形的灵活性和提高产品质量，采用多级以及可独立控制的预热和预拉伸，结合变形区内的主动式冷却，可以实现比迄今为止结构更小的变形机。

Claims (14)

1、通过热量输入使热塑性纱线变形的方法，其特征是，从一个纱卷拉出的纱线首先被加热到一个预热温度(T1)上，然后对经过预热的纱线进行预拉伸，在预拉伸之后将纱线加热到一个变形温度(T2)上，在此温度下将纱线置于处在一个止捻器(23)和一个假捻机构(25)之间的变形区内进行变形，同时将纱线冷却到一个固化温度(T3)，再用一个落纱筒将所述经过变形和固化的纱线输出。

2、如权利要求1所述的方法，其特征是，分两级加热到所述变形温度(T2)。

3、如权利要求1所述的方法，其特征是，纱线在所述变形区内发生弹性降低。

4、如权利要求1所述的方法，其特征是，在所述变形区(24)的范围内测量实际纱线温度，并且将其测量值用于对预热以及主动式冷却的调节。

5、通过热量输入使热塑性纱线连续变形的装置，具有一个纱线输入机构和一个纱线输出机构，并且还有一个假捻机构(25)，其中所述变形区(24)穿过一个冷却通道(244)，本发明的特征是，在所述纱线输入机构和止捻器(23)之间设置一个两级式加热器，所述两级式加热器包括一个第一加热导纱盘(21)和一个第二加热导纱盘(22)，其中所述第二加热导纱盘(22)具有比第一加热导纱盘(21)更高的温度，并且所述冷却通道设有一个主动式冷却装置。

6、如权利要求5所述的装置，其特征是，所述假捻机构(25)包括多个加捻盘。

7、如权利要求5所述的装置，其特征是，在所述假捻机构(25)和纱线输出机构之间设置一个第三加热导纱盘(26)。

8、如权利要求7所述的装置，其特征是，所述第一、第二和第三加热导纱盘(21，22，26)的转速和温度是可控的。

9、如权利要求5所述的装置，其特征是，所述主动式冷却装置是空气冷却装置，并且包括至少一个空气喷嘴(243)。

10、如权利要求9所述的装置，其特征是，所述空气喷嘴(243)是一个面对纱线运行方向倾斜的空气喷嘴(2432)。

11、如权利要求5所述的装置，其特征是，所述主动式冷却装置是液体冷却装置，并且包括一个用于将液体喷洒到纱线上的喷雾器(241)。

12、如权利要求11所述的装置，其特征是，所述主动式冷却装置包括一个用于将残余水汽从纱线上吸走的抽吸室(242)。

13、如权利要求5所述的装置，其特征是，所述冷却通道(244)的一侧是敞开的。

14、如权利要求5所述的装置，其特征是，在所述冷却通道(244)的范围内设置用于测量纱线温度的传感器。

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