CN1297069A - 将合成长丝假捻卷曲变形成为卷曲丝的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来使合成长丝假捻卷曲变形的方法以及由该方法制造的卷曲丝。这里通过假捻器速度作用在长丝上产生假捻,此速度超过长丝速度的2.2倍,并位于在长丝内承受假捻的饱和线之上。过捻的长丝在假捻区内以200℃以上的温度定型,抽丝速度与送丝速度相比不超过送丝速度的1.4倍,并且低于1000米/分。从而创造一种按本发明的假捻卷曲变形卷曲丝、它具有带扭结和弯曲的大小交替出现的长丝横截面,它们具有相反的捻转方向。

Description

将合成长丝假捻卷曲变形成为卷曲丝的方法

本发明涉及一种将合成长丝假捻卷曲变形成为卷曲丝的方法，以及卷曲丝。

众所周知，光滑合成长丝需进行织物结构后处理。其中构成长丝的单纤维束被卷曲，使长丝具有织物的外观以及与之相关联的性能。假捻卷曲变形由于其具有高长丝速度的高生产率因而特别合适进行卷曲处理。这里通过一个假捻器在长丝上产生假捻，它在假捻区内通过加热和冷却定形。在穿过假捻器后长丝重新变成无捻的，但其中单丝具有卷曲。这样制造出来的卷曲丝的特点是各根卷曲的单丝非常均匀的结合，这导致出现一个均匀的或多或少地鼓起的长丝横截面。为了制造这种类型的卷曲丝长丝速度和由假捻器产生的假捻相互必须保持一定的关系。在摩擦盘假捻器工作时摩擦盘上的捻度配置由摩擦盘圆周速度D确定。因此长丝捻度由摩擦盘圆周速度D与长丝速度Y之比确定。例如由DE 19526905所知，当长丝速度高达约100米/分时速度比最大为D/Y=2.2。在这个范围内出现加捻的饱和，因为增强加捻是不可能的。仅仅为了达到1000米/分的更高长丝速度，在DE19526905中建议，提高速度比D/Y，以便使单丝得到充分的卷曲。

在通过假捻卷曲变形制造的卷曲丝中单根单丝绞股形地并排靠在一起，但是比较少地相互交织，因此单丝束具有较小的丝线紧密度。

据此现在本发明的目的是，通过改进开头所述这一类假捻卷曲变形方法，以便可以制造具有单根单丝之间很高长丝紧密度的卷曲丝。

本发明另一个目的是，创造一种卷曲丝，它在丰满度、手感和外观方面尽可能接近天然纤维的特征。

按照本发明这个目的可通过权利要求1特征的方法以及权利要求9特征的卷曲丝来解决。

和先前流行的看法相反，即在假捻卷曲变形时在规定长丝速度的情况下假捻器速度D和长丝速度Y之间的速度比不应该超过一定的数值，而按本发明的方法有意在长丝内产生过捻。因此加捻超过了饱和线。由此使得，长丝在通过假捻器后还始终具有剩余的捻转量。通过长丝在假捻区内加热到200℃以上和抽丝速度的限制，从而使拉伸比限制在喂丝速度的1.4倍以内可以保证稳定的长丝运行。依照本发明的方法进行假捻卷曲变形处理长丝首先以喂给速度W₁输入假捻区。在假捻区末端通过假捻装置在长丝内产生假捻，假捻器速度D和长丝速度Y之间的速度比D/Y超过饱和线2.2。在假捻区内长丝在加热装置内加热到200℃以上的温度，最好在230℃至270℃的范围内，接着在连接在后面的冷却装置内重新冷却。长丝通过第二个输送辊以抽丝速度W₂从假捻区中抽出。长丝在假捻区内拉伸处理时抽丝速度最高速度为喂丝速度W₁的1.4倍，其中抽丝速度W₂要低于1000米/分，以便进行长丝的过捻，此后长丝卷绕成一个卷筒。

这样处理过的卷曲丝具有不规则结构及高长丝紧密度，它非常接近于天然纤维的性能和外观。构成卷曲丝的单丝具有扭结、打圈和弯曲形式的变形，除此之外这些特性只有在经过喷气变形处理过的丝线中才具有。合成单丝这样不规则地相互缠绕，产生大小长丝横截面的交替出现，其中相邻的不同长丝横截面以相反的捻转方向相互扭结和卷曲，而卷曲丝在总体上没有捻转倾向。捻转方向相反的不同长丝段其丰度和延伸率取决于过捻的程度。

为了可重复地制造卷曲丝内的长丝横截面变化，按权利要求2的方案证明是特别适合的。这里长丝上的假捻通过配有许多摩擦盘的假捻器产生。这时假捻器速度D由摩擦盘的圆周速度确定。这里摩擦盘的圆周速度最好在长丝速度Y的2.5倍和3.2倍之间的范围内，从而明显地处于饱和之上并导致长丝在假捻区内的过捻。

为了在假捻卷曲变形时获得非常高的速度比，按本发明的方法按权利要求4的方案证明是特别合适的。这里长丝在假捻区里仅仅被很小地拉伸。这时抽丝速度W₂在喂丝速度W₁1.05倍以上的范围内。

为了使卷曲丝具有明显的扭结、打圈和弯曲，权利要求5的方案是本发明的方法的一种具体方案即长丝在输入假捻区之前通过一个喷气变形喷嘴。由此提高扭结结构的强度。这里喷气变形喷嘴既可以用于单丝的输送和喷气变形也可以仅仅用于单丝的喷气变形。特别是在后一种情况下长丝以送丝速度W_1.1送给喷气变形喷嘴，它大于喂丝速度W₁。因此长丝在过多供给的情况下输送给喷气变形喷嘴，使得单丝能够相互缠绕。

在另一种优良的方案中从喂给筒子中抽出的长丝首先在拉伸区内部分拉伸，以便接着进行喷气变形或直接送入假捻区进行拉伸卷曲变形。这种方案特别适合于预取向丝(POY)-喂给丝，以便可以使长丝在假捻区内可靠地引导。

为了产生非高弹性卷曲丝推荐按权利要求8的本方法的具体方案。这里长丝在产生假捻以后卷绕成卷筒之前通过加热进行后处理。

通过按本发明的方法可以制造一种卷曲丝，它具有其它经过喷气变形处理后的卷曲丝才具有的性能。为了使按本发明处理过的卷曲丝更具天然特性，长丝横截面在次序和大小方面做成不规则的改变，其中各个长丝横截面可以在0.5mm至10mm范围内的长丝长度上延伸。

对于制造上述特性的卷曲丝按权利要求14的特征的装置证明是特别合适的。为此该装置具有一个第一输送辊、一个加热装置、一个冷却装置、一个假捻器、一个第二输送辊和一个卷绕装置，按照本发明在第一输送辊之前连接一个用于长丝输送和/或喷气变形的喷气变形喷嘴。以便加强假捻卷曲变形的卷曲丝的扭结结构特性。

为了使单丝束在喷气变形时达到充分扭结，按权利要求15给喷气变形喷嘴配备一个送丝辊，它可以用大于第一输送辊的喂丝速度W₁的送丝速度W_1.1驱动。

本发明优良的具体方案在从属权利要求中说明。

下面借助于附图对按本发明的方法和按本发明的卷曲丝加以较详细的说明。

其中表示：

图1本发明方案实施装置的第一个实施例；

图2长丝的示意视图；

图3按本发明的用来实现本方法的装置。

图1中示意表示用来实现按本发明的方法的装置的一个实施例。该装置具有一个第一输送辊2、一个加热装置5、一个冷却装置6、一个假捻器7、一个第二输送辊3、一个第二加热装置8、一个第三输送辊14、一个上油装置11和一个卷绕装置10。在最前面为一个喂给筒子1及一束光滑合成长丝、例如聚酯长丝。长丝4经过顶导丝器15通过第一输送辊2从喂给筒子1中抽出并送入假捻区。这里假捻区是将它里面的长丝进行假捻的区域。在该实施例中假捻区是指从假捻器7和第一输送辊2之间的部分。在假捻区内长丝4首先穿过加热装置5。加热装置5做成这样，使长丝加热到200℃以上的温度，最好是在230℃至270℃的范围内。为此加热装置可以具有一种载热液体，它加热与长丝相接触的加热表面。但是加热装置也可以是电热器，它具有超过长丝材料熔化温度的温度，在这种情况下长丝要与加热表面保持一定距离行进。比较高的定型温度是按本发明的方法的一个重要参数，它可以使在假捻区内过捻的长丝在整个长丝横截面内尽可能均匀地定型。

在加热装置5后面连接一个冷却装置4，长丝通过此装置冷却到约80℃至100℃的温度。冷却后的长丝穿过假捻器7，它对长丝4进行饱和捻转加捻处理。为此假捻器7最好以2.4倍至3.2倍于长丝速度的假捻器速度运行。其中长丝速度由第二输送辊3确定，它将长丝从假捻区中抽出。为了使长丝受到拉伸第二输送辊3以一个大于第一输送辊2的喂丝速度W₁的抽丝速度W₂驱动。但是在假捻区内的拉伸是受限制的。它不超过抽丝速度和喂丝速度之间的速度比W₂/W₁=1.4。这里绝对抽丝速度W₂低于1000米/分，以使长丝在假捻区内保持过捻状态。

在制造高弹性卷曲丝时长丝4由第二输送辊3直接送给卷绕装置10，并卷绕成卷筒。

在图1中所示的装置中可以看到长丝4的后处理情况。为此在第二输送辊3后面连接一个第二加热装置8。在加热装置8中长丝得到后续热处理，以平衡张力或进行收缩处理。长丝4由第三输送辊14从加热装置8中抽出，并在上油装置11中上油后在卷绕装置10中卷绕成卷筒12。为此卷筒12通过驱动辊13以均匀的圆周速度驱动。卷筒12含有按本发明的卷曲丝，其特征特别在于不规则的粗糙表面结构，从而显示出特别自然的特性。

图2中为按本发明的卷曲丝的视图。卷曲丝由许多单丝16构成。合成单丝在长丝长度上不均匀地相互缠绕，因此存在或大或小的具有扭结和弯曲的长丝横截面。在图2中长丝横截面以符号d₁，d₂和d₃表示，所对应的长丝长度以l₁，l₂和l₃在图2中注明。在长丝段l₁内单丝扭结和弯曲形成长丝横截面d₁。相邻的长丝段l₂内单丝的扭结和弯曲缠绕成一个较小的横截面d₂。其中在长丝段l₂内单丝的扭结和弯曲具有与较大横截面d₁的长丝段l₁内的单丝捻转方向相反的捻转方向。这种变更不断重复，因此与长丝段l₂相邻的长丝段l₃具有较大的长丝横截面d₃。但是卷曲丝本身无捻转，因为各个长丝段的捻转效果总体上相互抵消。长丝段l₁，l₂和l₃可以通过调整假捻器、输送辊和加热装置在几毫米到10毫米或更长的长度上延伸。通过假捻器的调整决定长丝的过捻。过捻作用影响卷曲丝的特征结构，因为在离开假捻器时长丝或多或少地保留带有假捻的压制出的长丝段，它通过位于其中间的具有相反捻转方向的长丝段补偿。长丝横截面的大小和长度分布是不规则的，因此卷曲丝具有粗糙的表面结构，它类似于天然纤维，例如亚麻纱线。卷曲丝的粗糙表面结构通过单个稀松的、突出于单丝束的扭结而加强。这种形式的扭结结构可以特别地通过在进入假捻区以前长丝附加的喷气变形而加强。

图3中表示一种按本发明的装置，其中可看到长丝在进入假捻区以前穿过一个喷气变形喷嘴。在图3中示意表示的装置在其从第一输送辊2到卷绕装置10的结构方面基本上类似图1中所示的装置。在这方面参照前面对图1的说明。在图3中所示的装置中在第一输送辊2和顶导丝器15之间设有一个喂丝辊17和一个喷气变形喷嘴18。喂丝辊17将长丝4从喂给筒子1中抽出，并将长丝4送入喷气变形喷嘴18。在喷气变形喷嘴18内长丝4通过一个长丝通道进行导引，有一个或许多与空气输入口相连接的横向通道通入这个长丝通道内。这里通过气压在长丝上的作用，使单丝束产生喷气变形。长丝4通过喂丝辊17过量输送给喷气变形喷嘴18。因此喂丝辊17的喂丝速度W_1.1大于第一输送辊2的送丝速度W₁。接着通过喷气变形喷嘴18喷气变形的长丝4由第一输送辊2送入假捻区。在假捻区的末端通过假捻器7在长丝4内产生反向假捻。这里假捻器7做成摩擦盘装置，许多摩擦盘如图所示安装在三根轴上，使摩擦盘在中心区域相互重叠，长丝在这个区域内穿过。摩擦盘的圆周速度D确定在由输送辊3确定的抽丝速度W₂2.5倍至3.2倍的范围内。长丝的卷曲参照图1的实施例已经做过的说明那样进行。在这方面参照前面的说明。

这里在图3中所示的喷气变形喷嘴18可以做得带有基本上垂直于长丝通道的空气通道，使长丝基本上不带输送作用地喷气变形。但是空气通道也可以这样地引入长丝通道，通过喷气变形喷嘴18输送长丝附带地喷气变形。两种效应都导致卷曲丝内扭结结构的加强。这里这种方案变型还可以被这样改进。即在热能的作用下进行喷气变形。

在喂给筒子1内包含光滑的预取向丝的情况下按图3所示其后配置一个拉伸区，在此拉伸区内长丝4进行部分拉伸。为此图3中在长丝流程内喂丝辊17之前设置一个抽丝辊19(用虚线画出)。从而在抽丝辊19和喂丝辊17之间得到一个拉伸区，其中喂丝辊17的喂丝速度大于抽丝辊19的抽丝速度。在抽丝辊19和喂丝辊17之间设有用来加热长丝4的加热器20(用虚线画出)。加热器20可以做成可加热的拉伸销、接触加热器或非接触加热器。

在这种方案中喂给的预取向丝通过抽丝辊19从喂给筒子中抽出，接着在拉伸区内在热能的作用下部分拉伸处理。接着部分拉伸后的长丝在输送辊17和2之间喷气变形，以便此后在假捻区内卷曲变形和拉伸。在后续热处理后长丝卷绕成按本发明的卷曲丝。

通过以下方法可以得到另一种方案，部分拉伸的长丝不经过喷气变形直接引入假捻区。这里按图3的装置的抽丝辊19在长丝流程中直接设置在第一输送辊2之前。由此制造一种卷曲丝，它具有不太稀松的扭结和弯曲。

按本发明的方法适合于由聚酯、聚酰胺或聚丙烯制造高弹丝或低弹丝。这里喂给的光滑合成长丝可以在纺丝过程中制成预取向丝或全拉伸丝。

           参考符号1．喂给筒子    11．上油装置2．输送辊      12．卷筒3．输送辊      13．驱动辊4．长丝        14．输送辊5．加热装置    15．顶导丝器6．冷却装置    16．单丝7．假捻器      17．喂丝辊8．加热装置    18．喷气变形喷嘴9．导丝器      19．抽丝辊10．卷绕装置   20．加热器

Claims (16)

1．用来使合成长丝假捻卷曲变形的方法具有以下步骤：

1.1以喂丝速度W₁将长丝输入假捻区；

1.2在假捻区内将长丝加热到温度T＞200℃，尤其是在T=230℃-270℃范围内；

1.3在假捻区内使长丝冷却；

1.4以假捻器速度D产生假捻，此速度高于由长丝确定的假捻承受能力的饱和线，最好超过长丝速度Y2.2倍，使得速度比D/Y＞2.2；

1.5以低于1000米/分的抽丝速度W₂将长丝从假捻区中抽出，为了在假捻区内拉伸长丝抽丝速度不大于喂丝速度W₁的1.4倍，也就是说：W₂＜1.4^*W₁＜1000米/分，和1.6长丝卷绕成一个卷筒。

2．按权利要求1的方法，其特征在于：

长丝上的假捻通过一个带有许多摩擦盘的假捻器产生，其中摩擦盘的圆周速度等于假捻器速度D。

3．按权利要求2的方法，其特征在于：

摩擦盘的圆周速度最好在长丝速度Y的2.5倍到3.2倍之间的范围内。

4．按权利要求1至3之任一项的方法，其特征在于：为了长丝在假捻区内的拉伸抽丝速度W₂最好在W₂＜800米/分和W₂＞1.05^*W₁的范围内。

5．按上述权利要求之任一项的方法，其特征在于：为了产生长丝紧密度长丝在输入前按方法步骤1.1穿过一个喷气变形喷嘴。

6．按权利要求5的方法，其特征在于：

长丝以喂丝速度W_1.1输入喷气变形喷嘴，它大于送丝速度W₁；也就是说W_1.1＞W₁。

7．按权利要求1至6之任一项的方法，其特征在于：长丝直接在从喂给筒子抽出后按方法步骤1.1输入前在拉伸区内部分拉伸。

8．按权利要求1至7之任一项的长丝，其特征在于：长丝在产生假捻后卷绕成卷筒前通过加热得到后续处理。

9．由许多合成单丝组成的、通过拉伸、加热和假捻卷曲变形制造的卷曲丝，其特征在于：合成单丝这样不规则地相互缠绕，使得交替地存在具有扭结和弯曲的大长丝横截面(d₁,d₃)和小长丝横截面(d₂)，其中长丝横截面(d₁,d₂)的扭结和弯曲相互处于相反的捻转方向。

10．按权利要求9的卷曲丝，其特征在于：长丝横截面的改变在次序和大小方面不规则地出现，各个长丝横截面(d₁,d₂,d₃)分别在0.5mm至10mm的范围内的或更长的长丝长度(l₁,l₂,l₃)上延伸。

11．按权利要求9或10的卷曲丝，其特征在于：单丝在以假捻器速度D和长丝速度Y之间的速度比D/Y=2.2至3.2假捻卷曲变形时卷曲加工。

12．按权利要求11的卷曲丝，其特征在于：

单丝在假捻卷曲变形时以加热到温度T=230℃至270℃定型。

13．按权利要求12或13的卷曲丝，其特征在于：单丝在假捻卷曲变形时以输送辊速比为W₂/W₁＜1.4拉伸。

14．用来将复丝长丝(4)假捻卷曲变形的装置，具有一个第一输送辊(2)，一个加热装置(5)，一个冷却装置(6)，一个假捻器(7)，一个第二输送辊(3)和一个卷绕装置(10)，其特征在于：在第一输送辊(2)之前连接一个用于长丝(4)输送和/或喷气变形的喷气变形喷嘴(18)。

15．按权利要求14的装置，其特征在于：喷气变形喷嘴(18)在长丝流程中设置在第一输送辊(2)和喂丝辊(17)之间，并且喂丝辊(17)可以用一个大于送丝速度(W₁)的喂丝速度(W_1.1)驱动。

16．按权利要求15的装置，其特征在于：在喂丝辊(17)之前连接一个抽丝辊(19)，以便将长丝(4)从喂给筒子(1)中抽出和拉伸，并在抽丝辊(19)和喂丝辊(17)之间设有加热器(20)。

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