TW538153B - Process for air-jet texturing of frill yarn and yarn-finishing device and the application thereof - Google Patents

Description

538153 A7 _______^____ 五、發明說明（（） 本發明關於以高運送速度製造起圈（花式）紗（ Schlingengarn，英 i〇op yarn 或 frillyarn)的空氣締捲噴嘴 將無端長絲紗作空氣締捲的方法，以及一種紗精製裝置。 〔發明的背景〕 - 本發明針對國際W0 97/30200的一種空氣締捲法著手 。無端長絲紗主要有二個目的。第一、由工業產生的長絲 所製的紗須有紡織品特性及賦予紡織品技術的性質。第二 、該紗須就終產物的特定品質特點精製，這種特點往往是 用天然纖維所製之產品所不能達成者。一種很表面的目的 係在工業製造的長絲或由此製造的紗及平坦織物的情形中 ，將加工程序最適化。此處「最適化」一詞表示：將特定 之品質標準維持或提高以及減少生產成本，生產成本可用 習知方式以各種不同方式降低。最接近的方式係把在一所 予之生產設備中的通過速度提高。第二種可能方式係在於 方法技術方面，不一定要將通過速度提高，而係在於即使 在紗以高速通過時仍維持一定的品質標準。 紡織工業爲最複雜之工業分枝之一，因爲從生原料（ 特別是在無端長絲的情形）一直到製成之平坦產物都涉及 多個獨立的工業分枝及布疋分枝。在此沒有一種分枝是完 全獨立的，而係一連串的加工，其中在一階段的各種程序 改變都會影響隨後或先前的階段’然而，由於利用新方法 技術後，對品質之性質往往發生改變’因此是否此產品的 最終使用者會接受它或排斥它’往往一直未能定論’在一 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再？^本頁) -裝 太 -線· 538153 A7 _ —_B7____ 五、發明說明（〆） 些產品領域中特別是在長絲紡紗機的範圍，經由紗精製噴 嘴將紗精製是最重要的一環。從平滑紗的構造改變成締捲 過的起圈紗僅利用機械式空氣力量造成。在此產生超音速 範圍的空氣噴流，如上述W0 97/30200中所述。所有迄今 習知的試驗顯示··當使用如熱空氣當作吹噴空氣進入噴嘴 、 時’締捲效果幾乎不改變。其最簡單的解釋在於：熱的加 壓空氣突然膨脹且同時冷卻。加熱之加壓空氣的熱效應在 膨脹時或在對應的冷卻時就消失了。 〔本發明的說明〕 本發明的目的在於將製造起圈紗時的加工程序最佳化 °此方法的一部分目的係特別在能用較高的紗運送速度而 不會有品質減損的情事。 本發明方法的特點在於··紗精製係以超過600米/分 (尤其是750米/分）的高運送速度達成。 一一其中紗處理主階段係經由加速流道的空氣締捲裝 置在紗處理噴嘴出口處產生起圏紗， --且利用一個接在該紗處理階段之前及/或之後的 熱處理裝置將該紗加熱。 第二圖左下方用純粹示意方示顯示WO 97/30200的背 景技術的締捲。在此有二個主參數。一個開口區域Oe-Z:， 以及一個衝擊波前（Stossfront)直徑DAs (由一直徑a開 始）。反之，在右上顯示較高功率的締捲。此處可很明顯 地看出：該値Oe-Z2及0〜要大得多。紗束早在加速通道前 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 1^* -線- 538153 A7 _ B7 ___ 五、發明說明（h ) / 在加壓空氣供應（P)的區域，已經開始展開，因此是在圓 筒形部段中展開，這點用V0表示「前展開」。V。的量宜 設成比d大。第二圖的主旨在於用坐標圖比較，將馬赫數 <2的曲線T311的紗張力與馬赫數>2的紗張力曲線S315 比較。水平坐標中爲生產速度Pgeschw，單位爲米/分。 曲線T311可看出紗線張力對於生產速度500米/分處明顯 地下降。在大約650米/分以上，締捲作用就瓦解。反之 ，曲線S315顯示出紗張力不但高得多，而且在400〜700 米/分的範圍中幾乎爲恆定，且在更高的生產速度範圍中 也只是慢慢下降，本發明中提高馬赫數乃是能夠比起WO 97/30200有更高功率的進步點的重要「機密」。如今，十 分出乎意料地，利用這種加速流道特別的設計完全不能造 成功率的增加。以下二個中心構想彷彿是爲更高得多的速 度開啓了另一扇門而不會影響品質，即： --_較局的空氣壓力 一一在締捲之前及/或後作一道熱處理 即使在實用上，在原來的意義上不能稱爲「硬性分離 的階段」，但功效的相關表現仍很接近，如果本發明可能 提高之功率爲1200米/分，則這種功勞除了熱作用外，還 有一部分250米/分係歸諸於壓力提高到10〜12巴，而另 外200米/分係由於壓力進一步提高到12〜14巴所致。依 目前爲止的試驗，這些參數還很有可能再進一步提高？壓 力提高超過8或9巴只不過是要提高馬赫數的先決條件。 這種做法，如果在依WO 97/30200的文獻中的締捲噴嘴實 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再 · 11 本頁) 訂- •線 538153 B7 五、發明說明（Φ ) 施，也可奏效。要注意，同樣還可做更大的增加。依迄今 的試驗，這種提升是可能的且還大有可爲。此外還發現一 些有意思的事，即單單僅在締捲噴嘴前及/或後作加熱效 果，即使在舊式馬赫數M<2的噴嘴，也已有提高功率的 影響。在壓力、馬赫數、紗運送速度的提高及熱影響之間 有很明顯的關係。在締捲前加熱的作用，使個別長絲的韌 度減少。長絲可在熱狀態中用少許能量較容易地彎曲，這 是這一部分250米/分提升的主要原因。在締捲後的熱作 用則係在締捲時可使構造改變作用完全地實施。 本發明另外還關於一種紗精製裝置，具有一條締捲道 ，由一喂紗機（1)(用於供應紗），一個締捲噴嘴（它具有加 壓空氣供應裝置，且宜有一紗通道，設計成空氣加速通道 形成）以及在締捲噴嘴正後的一個喂紗機(2)構成，其中該 空氣加速通道長度比在加速通道開始處的1·5倍直徑大， 而總展開角度（α2)小於40° ，且其特徵在於：在締捲噴 嘴正後方在喂紗機(2)前方及/或在締捲噴嘴正前方在喂紗 機（1)後設有一紗加熱裝置。特別有利的進一步特點見於申 請專利範圍副項。例如，依第9項，在其蒸氣室的一個或 二個區域中設有一蒸氣吸出開口，與該紗入口與紗出口開 口分離。而依第10項，該處理噴嘴及/或該通過式蒸氣室 設計成二部分式的噴嘴，且宜爲封閉的噴嘴。其中該二部 分式通過式蒸氣室的二個噴嘴半部設計成大致對稱且相同。 〔本發明之圖式之簡單說明〕 以下利用數個實施例詳細說明本發明。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音？事項再Wlir本頁) 訂： 線· 538153 A7 _- -__B7______ 五、發明說明（< ) 圖式中： 第一圖係此新穎締捲程序的示意圖， 第二圖係馬赫數>2的締捲噴嘴與馬赫數< 2的締捲噴 嘴的比較， 弟二圖a〜e係締捲的背景技術， 第四圖係本發明的締捲道， 第五圖a〜d係熱處理的不同變更方式， 第六圖係各種不同設計構想組合的可能功率等級。 (請先閱讀背面之注 意事項再I^本頁) 裝 〔圖號說明〕 (101) 締捲噴嘴 (102) 錐形部（錐形變寬處） (103) 加壓空氣通道 (104) 紗通道 (105) 吹入位置 (106) 締捲紗 (LW1)(LW2) 喂紗機 -線 〔本發明的實施例〕 以下先看第一圖，它顯示此新穎程序的示意圖。從上 往下分別爲進行之程序階段。平滑紗從上往下經一第一喂 紗機（LW1)所予運送速度V1送到一締捲噴嘴（1()1)且通 過紗通道（104)。經一接到加壓空氣源p的加壓空氣通道 (103)把高度壓縮（且宜未加熱）的空氣以角度^對紗運送 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 538153 A7 _B7___ 五、發明說明（b ) 方向噴入紗通道（104)中。在其正後方該紗通道（104)呈錐形 展開，使得在此錐形部（102)中有一股強力加速的空氣流以 超音速（且於大於2馬赫）產生。如上述WO 97/30200所 述，此衝擊波造成主要的締捲作用。從吹入紗通道（104)之 空氣吹入位置（105)的第一部段一直到錐形變寬處（102)的第 -一部段係用於將平滑紗鬆開及展開，因此個別長紗受到超 音速流。此締捲作用各依可用之空氣壓力（9..····12到14 巴及更高）的大小仍在錐形部（102)中發生或在出口區域發 出。在馬赫數與締捲作用間有直接比例關係。馬赫數越高 ，衝擊作用越強，而締捲作用越密集。對於生產速度有二 個重要參數： •所要的品質標準 •在進一步提高運送速度時會導致締捲作用之瓦解的 鬆開（Schlackern)。

Th. Vor. 表示熱前處理，可以只將紗加熱或有熱蒸氣 G. mech. 表示用一種加壓空氣流（音速或超音速）機械性 作用作紗處理

Th. Nach.表示用熱蒸氣作熱後處理（可以只加熱或用熱空 氣） D 表示蒸氣 PL 表示加壓空氣 生產速度可用附加之熱處理提升到1500米/分而不 會使締捲作用瓦解，其中的限度係利用現有之實驗設備得 到者。最佳的締捲品質可在遠高於800米/分的生產速度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 士 -線· 538153 A7 ____ B7______ 五、發明說明（7 ) 得到。出乎意料地，即使上述之規律性（較高之馬赫數= 較強之衝擊=較密集的締捲）在所有試驗也只能確認’本 發明人至少已找出了兩個全新的參數。該發現之參數在於 一種接在締捲作業之前及/或之後的熱處理。 (a) 熱後處理或鬆弛： 、 行家判斷，在締捲時一個重要的品質的標準係利用於 締捲噴嘴出來的紗之紗張力，該紗也可視爲締捲密度的量 。在締捲紗（106)在締捲嘴（TD)及一第二喂紗機（LW2) 間的紗張力作調整。在此範圍中，在該受拉應力的紗上作 熱處理。在此將紗加熱到約。用一熱銷（Hotpin) 或加熱的粗絹絲紡器（Galette)以及用一熱板（無接觸） 已可將第一試驗成功地結束，而有一出奇的結果：即品質 限度在運送速度方面可以大大地增加。目前係認爲，上述 之熱後處理對於締捲之紗有一種固定作用同時有收縮作用 ，因此有助於締捲。 (b) 熱前處理 更出乎意料地，熱前處理同樣地對締捲過程有正面效 果。此處係在超音速範圍在紗通道的空氣吹入位置及錐形 變寬部的第一部分之間的部段中有收縮以及紗展開的綜合 效果。將紗加熱，則韌性減少，因此在締捲程序中環圏形 成的條件改善。又，對此可將此試驗用熱板及熱銷當作熱 源而成功地達成。也許還有一點是有助益者，即：將紗作 熱前處理可避免締捲墳嘴中由於空氣膨脹造成的冷却作用 ，且因此在紗加熱的場合，締捲作用更佳。 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再 丨—— 本頁) ta··. --線- 538153 A7 ___B7 _ 五、發明說明（Ρ ) (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 如果利用一種加工媒（可利用熱空氣，熱蒸氣或一種 其他的熱氣）的作用達到最大，則附加的各個熱程序步驟 在位置須分開或者在跑動的紗上宜緊接著先後實施。 要將該程序作用作最佳化，則這些作用不應隔離’而 係要在一共同程序部段中特別是在二個喂紗機間實施，這 、 表示，該紗只在前端及末端保持住’前後端之間造成該機 械作用及熱作用。熱處理係在仍受張力（受加壓空氣的機 械作用產生）在長絲或在紗中作用。 第二圖a到e顯示背景技術之典型解決方案，其中在 第三圖d爲締捲紗的例子，第三圖e爲傳統締捲噴嘴。第 三圖a以示意圖顯示FOY紗的個別加工或平行加工。第三 圖b顯示FOY及POY紗的平行加工。第三圖c爲具有核 心紗（包芯紗、芯絲）（Kerngarn英：core yarn)與效果 紗（花樣紗、花式紗）的POY紗的加工。 線 第四圖以示意顯示締捲之此新穎解決方案，與第一圖 中所示不同者，對於熱處理係用所謂的熱板（H. plate)， 亦即無接觸的熱通道，第三圖b、c所使用者。空氣精製 階段係對應於第一圖在第四圖中用LvSt表示。在第四圖中 顯示一道熱前處理（120)與一道熱後處理（121)，並用重要的 程序數據進行，即：空氣壓力、溫度及紗速度。H. plate表 示熱板，H· pin表示熱銷。在締捲噴嘴（101 )前設有一紗 加濕裝置HemaJet (123)。在空氣精製階段之後，紗大多還 會拉伸了百分之幾（1%〜2%)或受到拉伸（Reck)程序 。然後該紗再次通過另一加熱裝置（122)(依本發明，它同 10 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐) 一 538153 B7 五、發明說明（1 ) 樣可爲一蒸氣室）。如果在一位置使用熱蒸氣作熱處理， 則可基於經濟理由，將其餘加熱位置同樣供以熱蒸氣。 第五圖a到d顯示在最重要的使用之可能方式中，熱 處理用的所諝受加熱及受驅動的粗絹絲紡器（Gaktte)的 應用。在粗絹絲紡器中的溫度値顯示出它是否爲一受加熱 的位置，依此意義，在所有圖式中也可各使用一個熱板或 一個本發明的通過式蒸氣室。 第六圖以坐標圖很粗略地顯示速度之上升範圍，其中 :在各種情形中，對於相同的締捲品質顯示生產速度可能 之增加。所示方塊由下到上表示對第四及第五圖的締捲程 序的各種不同組合及各所能達成之功率增加或生產速度， 而維持一定預定的紗品質。 .方塊500 顯示背景技術用第三圖e的締捲噴嘴T311，9 巴 方塊150 另顯示一組加熱器（依第四圖） 方塊250 另顯示一道熱處理（第五圖a )用10〜12巴， 及用熱板C/E/ATY;SET. 方塊200 另顯示一道熱前處理（第五圖d )，用12〜14 巴，及用熱板C/E/TAY;SET. 有意思的是在此締捲的情形中，在一定品質情形下， 要增加功率，只能利用WO 97/30200的一種締捲噴嘴用大 於二馬赫在加速通道中達成。方塊250的先決條件爲較高 壓力及熱處理。在方塊200，其先決條件爲所有提議的措 施。方塊150如有必要，可用一種噴嘴T311及一道熱處 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 訂- -線 538153 A7 _B7_ 五、發明說明（~ ) 理達成。 此外本發明亦關於在加速通道中以馬赫數>2在一締 捲噴嘴之前及/或之後利用到一道熱處理程序。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 士 線· 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 538153 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 1 · 一種起圈紗的製造方法，利用一種空氣締捲噴嘴以 高運送速度製造，該空氣締捲噴嘴有一紗通道，高壓空氣 對紗運送方向成一角度吹入該紗通道中，其中該紗通道的 出口側呈錐形開口以調整一股超音速流並用所產生之衝擊 波造成起圏’其特徵在： 該紗處理作業以〜種特別是超過600米/分的運送速 度進行，且該紗在空氣締捲噴嘴之前及/或之後利用一道 熱處理加熱到超過90°C (特別是熱到約150°C〜200°C )以 供空氣締捲階段之用，且該空氣締捲作業在開頭受一喂紗 機（LW1)定出界限，而在終了受一喂紗機（LW2)定出 界限。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中： 使用一種熱氣體媒’且宜用熱蒸氣的熱作用以作熱處 理。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中： 該紗的熱精製作業在一個具有一封閉的「通過蒸氣室 」的處理體中進行’且該處理體宜具有次橫截面積的蒸氣 供應通道。 4.如申請專利範圍第1項之方法，#巾： 使用加熱的粗絹絲紡器的熱作用將鉍。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，: 該締捲作業的供應壓力超過1〇巴，且宜10〜12巴， 尤宜12〜14巴或更高。 6 .如申請專利範圍第1項之方法，_巾： 適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 π本頁) 裝 *11: 線 538153 B8 C8 D8

   六、申請專利範圍 該締捲作業的運送速度爲800〜1500米/分或更多， 且宜爲800〜12〇〇米/分，尤宜爲1〇〇〇米/分或更高。 7· —種具一締捲道的紗精製裝置，它係設計成用於超 過600米/分的運送速度者，由以下部分構成： 一喂紗機（LW1)，以供應紗， 一空氣締捲噴嘴，具有壓縮空氣供應系統， 一喂紗機（LW)，直接位在該締捲噴嘴之後， 另一空氣締捲噴嘴，具有一貫行之紗通道，它具有一 空氣供應系統，空氣對紗運送方向呈_角度噴入，且其出 口端呈錐形以產生超音速流，其特徵在： 該空氣締捲道有一道熱處理級。 8·如申請專利範圍第7項之紗精製裝置，其中： 直接在該締捲噴嘴之後及/或之前設有一紗加熱裝置 ，且該紗加熱裝置至少由一受加熱之粗絹絲紡器構成。 9 ·如申請專利範圍第7項之紗精製裝置，其中： 該裝置有一通過蒸氣室以作熱處理，其具有一紗入口 /紗出口開口以供紗自由通過，並理一蒸氣供應通道，它 宜具有大橫截面。 1 0·如申請專利範圍第9項之紗精製裝置，其中： 在該蒸氣室的一個或二個端區域中設有一蒸氣吸出開 口，與該紗入口及紗出口開口分離。 1 1 .如申請專利範圍第9項之紗精製裝置，其中： 該處理噴嘴及/或該通過蒸氣室設計成二部分式，且 宜設計成封閉的噴嘴形式，其中該二部分中的通過室設計 2 t紙張人度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請 先 閲 讀 背 意 事 項

   本 頁 訂

   538153 A8B8C8D8 申請專利範圍 成大致對稱而二個噴嘴半部大致相同

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