CN1572950A - 用于将多种物质施加到纱线上的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于将多种物质以特定花纹施加到一根沿着一通道运动的纱线上的装置,该装置包括:多个喷嘴,用于将多种物质的微滴喷射到所述纱线,每个所述喷嘴将相应物质的微滴喷射到所述纱线上,并且该喷嘴与一相应的物质供给源相连,该相应的物质供给源用于供给一具有相应特性的物质。根据本发明所述多个喷嘴中的至少一个被设置成以一个相对于纱线的移动通道呈一倾斜角度的方向喷射所述物质微滴。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将多种物质以一具体花纹(pattern)施加到沿着一个通道运动的纱线上的装置,该装置包括多个用于将所述物质的微滴喷射到所述纱线上的喷嘴,每个所述喷嘴将一种相应物质的微滴喷射所述纱线上并且与一个相应物质供应源相连,该相应物质供应源用于供应具有相应特性的一种物质。
本发明还涉及一种用于将多种物质以一具体花纹施加到沿着一个通道运动的纱线上的方法,该方法通过将所述物质的微滴从多个喷嘴喷射到所述纱线上来实施施加,其中每个所述喷嘴将一种相应物质的微滴喷射所述纱线上并且与一个相应物质供应源相连,该相应物质供应源用于供应具有相应特性的一种物质。
另外,本发明还涉及一种纱线制备装置,包括一用于从纱线供应源喂入纱线并使纱线沿着纱线运动通道前进的装置,还包括一个根据本发明的纱线处理装置。
背景技术
在本申请中,“物质”是指施加到纱线上的任意物质,例如,上浆剂、染料、墨、胶水、漆、蜡、润滑剂、弹料、塑料、硬化剂、涂料、用于对纱线的染色进行前处理的物质、聚合物、表面改性剂、在随后阶段中会发生变化的添加剂、在随后阶段中活化的包含微胶囊的添加剂、以及其它物质。
上文介绍的此类装置例如在国际专利申请PCT/EP01/05993(WO01/90461)中有公开。在该文献中,一些相继的喷嘴沿着纱线的运动通道并排设置。即所述喷嘴物质以微滴的形式被向着纱线喷射,所述多种物质的具体花纹可通过暂时地中断从一个或多个所述喷嘴中喷射的所述物质流而实现。
由于所述喷嘴沿着纱线的流动通道并排排列,所以不同物质在同一时间在不同的位置被施加到纱线上。因此,将各种物质以不同的量和不同的花纹施加到纱线上就要求对所述喷嘴进行复杂的控制,这种控制还大大地受到所述移动纱线速率的影响。
此外,根据WO01/90461的装置还要求大的结构(长度)尺寸。另外,由于要求对喷嘴进行复杂而多元的控制,因此对于各物质花纹的可能变化以及生产率而言大大地限制了其变化性。
发明内容
本发明的目的就是提供一种上述的装置,该装置在以不同的量和花纹往纱线上施加多种物质方面提高了能力,因此大大地提高了其速度和变化性。
本发明的另外一个目的是提供一种上述的装置,该装置具有极为有限的结构尺寸。
根据本发明,至少所述喷嘴中的一个喷嘴被设置成相对于纱线的移动通道而言以一定的倾斜角度方向喷射物质微滴。从而,根据本发明,获得一种具有减小结构尺寸的紧凑而小型的装置,纱线被不同的喷嘴处理不再是并排的喷嘴设置方式。
在一个优选实施例中,根据本发明,获得了一种更多变化性的装置,因为,该装置包括用于改变所述至少一个喷嘴与所述纱线移动通道之间倾角的装置。由于这些特征,能够改变施加到移动纱线上的所述物质的花纹,同时保持具有小尺寸的紧凑结构。
更具体地说,所述倾角改变装置被设置成根据被喷射微滴的体积和/或速度、所述微滴被施加到所述纱线上的花纹、和/或所述纱线沿着其运动通道的运动速度来改变所述倾斜角度。
根据本发明的装置还可以包括用于确定被喷射的至少一种微滴的体积和/或速度、和/或所述移动纱线的速度、和/或所获得的关于施加到纱线上的所述物质花纹的适当反馈信息的探测装置。这能够使得本发明装置能对以任意花纹往所述移动纱线上施加所述多种物质的过程的设定数据进行调整或修改。另外,被施加物质的分布和最终在纱线上获得的物质花纹可以精确地控制。
根据本发明,从多个所述喷嘴被喷射微滴向着一个共同的会聚点喷射。在其中一个实施例中,所述会聚点位于被处理的纱线上。在另一个实施例中,所述会聚点位于被处理纱线的附近。通过采用这些实施例,只有所述纱线的一部分被同时用多种物质处理成一种任意的花纹。这需要一种比较不复杂的控制,并使根据本发明的处理装置操作时被处理纱线以较高的速度移动。
根据本发明的一个优选实施例,从所述多个喷嘴至少之一喷射的微滴的喷射方向相对于从所述多个喷嘴中至少另外一个喷射的微滴的喷射方向有一倾斜角度。
在另外一个实施例中,纱线可以被处理成所述物质的任意一种花纹,所述多个喷嘴能够以顺序的方式向着所述会聚点喷射微滴。通过采用这种结构,所获得的并不是所述不同物质的物理混合,而是获得一种光学混合,尤其是一种墨水作为所述一种物质被使用来对纱线进行染色时。这样能够获得一种新颖而先进的技术来用本发明的装置制备纱线。
另外,所述多个喷嘴能够在所述纱线处以并排的关系喷射微滴,从而在所述会聚点处将所述多种微滴混合。
更特别地,每个喷嘴都是压电驱动喷嘴。其中已经证实,从所述喷嘴被喷射的每个微滴的体积以及速度与施加到该压电喷嘴上的电压成正比。
在根据本发明的另外一个实施例中,从纱线的移动方向来看,所述喷嘴以下游或上游的方式向着所述纱线喷射。这提高了根据本发明的处理装置的变化性。
在另外两个实施例中,所述多个喷嘴围绕着纱线的移动通道以等间距设置,或者所述多个喷嘴位于一个平面内,该平面垂直于所述纱线的移动通道。
在一个更具变化性的本发明实施例中,从所述多个喷嘴至少之一喷射的微滴的喷射方向相对于从所述多个喷嘴中至少另外一个喷射的微滴的喷射方向有一倾斜角度。
根据本发明的方法特征在于,将所述多个喷嘴中的至少一个喷嘴设置成以相对于所述纱线的移动通道呈一倾角的方向喷射所述微滴。
根据本发明的一个更具变化性的方法,该方法可调节从所述多个喷嘴至少之一中喷射的微滴相对于所述纱线的移动通道的所述倾角。
更特别地,本发明的方法将所述多个喷嘴喷射的微滴向着一个共同的会聚点喷射。
尤其是,本发明的方法能够将所述多个喷嘴中至少一个喷嘴喷射微滴的方向相对于所述多个喷嘴中至少另外一个喷嘴喷射微滴的方向呈一倾斜角度。
附图说明
通过下文的说明对本发明进行描述,其中:
图1a-1c示出了本发明处理装置的第一、第二和第三实施例;
图2示出了本发明处理装置的第四实施例;
图3a-3c示出了关于施加到压电驱动喷嘴上的电压与一物质微滴的体积尺寸及其相应喷射速率之间关系的多个曲线图。
具体实施方式
在图1c中,纱线制备装置10包括一个纱线供给源11(例如纱筒),纱线12通过利用合适的纱线供给装置13-15而从所述纱线供给源上牵拉下来,这些纱线供给装置13-15在现有技术中是公知的。纱线制备装置10例如可以织机或针织机或其它装置,只要纱线从一个纱线供给源被牵拉下来。利用所述纱线供给装置13-15(例如,导纱装置13和纱线卷取装置15),纱线12沿着纱线运动通道穿过该纱线制备装置以及穿过本发明的纱线处理装置而输送。
如图1a中清楚地示出,公开了用于处理所述纱线12的装置100。该装置100将具有特定特性(例如颜色)的物质的微滴沉积在所述纱线12上。更具体地说,装置100包括多个处理工位(这里用标号20和30标示)。每个处理工位20(30)用于一种具有特定特性(如颜色)的物质25(35),这种物质25(35)容放在一个储器或供给源21(31)中。一个喷嘴22(32)与所述储器21(31)连接用于将所述物质25(35)的微滴朝着所述运动的纱线12喷射。
根据本发明装置的第一方面,包括用于改变所述微滴26(36)冲击到所述纱线12的倾角的装置27(37)。为此目的,所述倾角改变装置被设置用来改变喷嘴22(32)相对于纱线12的运动方向的角度朝向。
喷嘴22(32)和移动的纱线12之间的倾角α(β)可以控制在0°-180°范围。当所述倾角α(β)在0°-90°范围(锐角)时,则喷嘴朝向纱线12的运动方向。然而,也可以利用倾角调节装置27(37)将倾角α(β)调节成位于90°-180°的钝角,使得喷嘴相对于移动的纱线12呈逆流朝向。
喷嘴22(32)和纱线12之间的倾角限定了微滴26撞击纱线12的冲击表面。位于0°-45°范围内的锐角产生一个锐角的入射角度,然而,微滴26在冲击下涂抹一较大的纱线表面。
因而,通过控制入射角度,可以改变施加到纱线12上的获得物质的特性。
每个喷嘴的倾角采用例如一个步进马达来调节,该步进马达能够以步进的方式将所述喷嘴相对于所述纱线的运动通道回转,从而改变或调节所述喷嘴的倾角。在一个例子中,所述喷嘴被安装在所述步进马达的马达轴上,该马达轴被设置成垂直于纱线的运动通道。马达轴的回转导致喷嘴的倾角相对于纱线的运动通道改变,并且以这种方式,导致所述物质微滴相对于纱线运动通道的喷射方向发生改变。
其它的调节技术也是可以的,例如,通过将喷嘴安装到一个被回转驱动的支撑轴上,从而通过改变喷嘴相对于纱线运动通道的倾角而调节被喷射物质微滴在纱线上的入射倾角或离开喷嘴的所述喷射微滴的倾角。
根据本发明,还能够实现以这样一个倾斜角度从所述喷嘴中至少一个喷嘴中喷射所述微滴,即该倾斜角度不同于所述喷嘴中另外一个喷嘴喷射微滴的倾斜角度。这样就能够使得根据本发明的方法和装置在实施中的变化性,以便以各种花纹和或流量往移动的纱线上施加多种物质。
如图1a中所示,所述多个处理工位20(30)的所述喷嘴22(32)朝向一个共同的会聚点14。如图1a,所述会聚点14位于所述移动纱线12上。在另外一个实施例中,如图2中所示,所述会聚点位于被处理纱线12的附近。在图2中所示,所述会聚点以标号14’标示,而所述物质微滴在纱线12上的实际撞击点由标号14标示。
现在返回到附图1a,在这个实施例中,所述处理工位20(30)例如为喷墨喷嘴类型(inktjet nozzle type),其中喷嘴22(32)由一个压电驱动的喷嘴构成,该压电驱动的喷嘴具有一个简单驱动的压电晶体24(34)。通过利用控制装置23(33),可以对压电晶体24(34)施加适当的电压信号。通过控制装置23(33)施加的电压引起压电晶体24(34)和喷嘴22(32)喷射具有特定体积的物质25(35)的微滴26(36)。
研究表明,施加给喷嘴压电晶体24(34)的电压的大小直接影响微滴26(36)离开喷嘴22(32)时的体积和速度。这种相互关系将在下文中参照图3a-3c作更加清楚的描述。
通过采用这种结构,能够以一任意的花纹往所述移动的纱线12上施加物质25和35的混合物。由两个处理工位20(30)喷射的微滴26(36)在它们共同的会聚点14处撞击所述移动的纱线12。
在所述会聚点14,物质25(35)都以多个微滴26(36)的形式在所述会聚点14处彼此相互作用或混合,例如将产生一种由两种物质25和35构成的物质。
根据例如纱线12的运动速度、纱线细度、纱线张力和/或纱线12的其它特性的不同,所述多个处理工位20(30)是可以控制的。也就是说,利用控制装置23(33),可以改变施加到压电晶体上的电压,该电压的变化又导致微滴体积和速度的改变。
施加到所述移动纱线12上的物质25(35)的这些新的参数大大地影响了所述两种物质在纱线12上的所述会聚点14处产生的花纹。
为了改变在所述纱线12上物质的施加或者改变由两种物质25(35)组成的混合方式,所述处理装置100还包括探测装置110,该探测装置例如检测刚被处理的纱线12。该探测装置110例如检测已经被施加到纱线上的所述物质的花纹以及由所述喷嘴22(32)喷射的特定微滴26(36)的体积。该探测装置还可以监视被处理纱线在细度、粗糙度、柔性和速度方面的特性。
探测装置110还可以以成像装置来实施。
通过探测装置110所确定的这些特性或信息可以用来控制、改变或者调节控制装置23(33)以便改变例如从喷嘴22(32)喷射时所述微滴的体积和速度。
在图1b和1c中,示出了根据图1a的处理装置100的另外两个实施例。
在图1a中,只采用了两个处理工位20和30,而在图1b中采用了三个处理工位20-30-40,以将三种不同物质25,35,45的微滴26,36,46喷射到位于纱线12上的共同会聚点14。
在图1c中,根据本发明的处理装置的另外一个实施中具有四个处理工位20-30-40-50,它们以等距的方式围绕着纱线12设置。在该实施例中,所述四种物质微滴26-56在相同的会聚点14处撞击所述纱线12。这四种物质25-55彼此混合导致所施加到纱线上的物质由具有特定性能的四种物质构成。
也能够以并排的方式往所述纱线施加不同处理工位的微滴。所采用的物质25-55例如为带有颜色的物质,这样就可以往移动的纱线上应用一种所谓的量化染色(quantilic colouring),这种分位染色或花纹产生一种相继色彩微滴26-56的光学混合。
还能够通过将微滴从不同处理工位,在不同的时间,沿着纱线的移动通道喷射到不同的地方来施加不同处理工位的微滴。这能够实现是因为移动纱线的速度和微滴喷射到纱线的速度之差是已知的,从而,能够在一个给定的时间以给定的方向在给定的速度下往以给定速度移动的纱线上喷射微滴。
在图2中示出了根据本发明的处理装置的另外一个实施例,其中相同的部件以相同的标号标示。在图2中的实施例中,采用了三个处理工位20-40用于从喷嘴22-32-42向着被处理纱线12施加微滴26-46。
与图1a,1b,1c中不同的是,会聚点14并不位于所述纱线上,在图2的实施例中,所述会聚点14位于要被处理的纱线12的附近。因此,碰撞会聚点14’距离所述纱线12有一定距离,在所述微滴26-36-46在会聚点14’的结合碰撞之后,它们变成单个的结合微滴流120,该微滴流撞击在纱线12上。利用一个导引元件16,能够导引所述微滴序列向着纱线移动,即使是只有一个所述喷嘴工作时也是如此。
导引元件16还能够改变从喷嘴喷射出来的微滴向着移动纱线的方向。以这种方式能够实现,例如,相对于纱线的运动通道以一定喷射角度喷射的微滴可以被垂直地施加到所述纱线上。
采用图1a和2中公开的实施例,能够获得一种结构尺寸受到限制的装置。另外,通过将多个处理工位的喷嘴朝向一个会聚点14-14’,在该会聚点处不同物质的微滴彼此混合,从而根据本发明可以获得一种具有更多变化性的处理装置,该装置在以不同的量和花纹往纱线上施加多种物质时具有改进的能力。
图3a-3c示出了在本发明装置的处理工位中,施加到压电驱动或操作的喷嘴上的电压与从所述喷嘴中喷射出来的物质微滴的体积(左边的Y轴,单位纤升:10-9l)以及相应所述微滴离开所述喷嘴时的速度(右边的Y轴,单位升/秒)之间的关系。
该曲线图为多个具有不同出口直径的喷嘴画出,所述不同出口直径例如,5毫米(曲线3a),7毫米(曲线3b)以及10毫米(曲线3c)。
所述曲线清楚地示出了所施加的电压与喷嘴喷射的微滴的体积和速度之间的线性关系。
Claims (20)
1、一种用于将多种物质以特定花纹施加到一根沿着一通道运动的纱线上的装置,该装置包括:多个喷嘴,用于将多种物质的微滴喷射到所述纱线上,每个所述喷嘴将相应物质的微滴喷射到所述纱线上,并且该喷嘴与一相应的物质供给源相连,该相应的物质供给源用于供给一具有相应特性的物质,其特征在于,所述多个喷嘴中的至少一个被设置成以一个相对于纱线的移动通道呈一倾斜角度的方向喷射所述物质微滴。
2、如权利要求1所述的装置,其特征在于,包括用于改变所述至少一个喷嘴与所述纱线移动通道之间倾斜角度的装置。
3、如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述角度改变装置被设置成根据被喷射微滴的体积和/或速度、所述微滴被施加到所述纱线上的花纹、和/或所述纱线沿着其运动通道的运动速度来改变所述倾斜角度。
4、如权利要求2或3所述的装置,其特征在于,还包括用于确定被喷射的至少一种微滴的体积和/或速度、和/或所述移动纱线的速度的探测装置。
5、如前述权利要求之一所述的装置,其特征在于,从多个所述喷嘴喷射出的微滴指向一个共同的会聚点。
6、如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述会聚点位于被处理的纱线上。
7、如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述会聚点位于被处理纱线的附近。
8、如前述权利要求之一所述的装置,其特征在于,所述多个喷嘴能够以顺序的方式向着所述会聚点喷射微滴。
9、如前述权利要求之一所述的装置,其特征在于,所述多个喷嘴能够在所述纱线处以并排的关系喷射微滴,从而在所述会聚点处将所述多种微滴混合。
10、如前述权利要求之一所述的装置,其特征在于,每个喷嘴都是压电驱动喷嘴。
11、如权利要求10所述的装置,其特征在于,从所述喷嘴被喷射的每个微滴的体积以及速度与施加到该压电喷嘴上的电压成正比。
12、如权利要求1-11之一所述的装置,其特征在于,从纱线的移动方向来看,所述喷嘴以顺行方式向着所述纱线喷射。
13、如权利要求1-11之一所述的装置,其特征在于,从纱线的移动方向来看,所述喷嘴以逆行方式向着所述纱线喷射。
14、如前述权利要求之一所述的装置,其特征在于,所述多个喷嘴位于一个平面内,该平面垂直于所述纱线的移动通道。
15、如前述权利要求之一所述的装置,其特征在于,从所述多个喷嘴至少之一喷射的微滴的喷射方向相对于从所述多个喷嘴中至少另外一个喷射的微滴的喷射方向呈一倾斜角度。
16、一种纱线制备装置,包括:一用于从一纱线供给源、沿着一纱线移动通道、喂入纱线并使纱线前进的装置;还包括一根据前述权利要求之一所述的纱线处理装置。
17、一种方法,该方法用于将多种物质以特定的花纹施加到一根沿着一通道运动的纱线上,所述施加是通过将所述多种物质的微滴从多个喷嘴喷射到所述纱线上来进行,其中每个所述喷嘴都将一相应物质的微滴喷射到所述纱线上并且都与一相应的物质供给源连接,该相应的物质供给源用于供给一具有相应特性的物质,其特征在于,将所述多个喷嘴中的至少一个喷嘴设置成以相对于所述纱线的移动通道呈一倾角的方向喷射所述微滴。
18、如权利要求17所述的方法,其特征在于,调节从所述多个喷嘴至少一个中喷射的微滴相对于所述纱线的移动通道的所述倾角。
19、如权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述多个喷嘴喷射的微滴指向一个共同的会聚点。
20、如权利要求17-19之一所述的方法,其特征在于,所述多个喷嘴中至少一个喷嘴喷射微滴的方向相对于所述多个喷嘴中至少另外一个喷嘴喷射微滴的方向呈一倾斜角度。
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