CN110997991A - 用于制造合成纱线的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造合成纱线尤其是聚酰胺纱线的装置，具有纺丝机构(1)、冷却机构(2)、导丝辊机构(6)和卷绕机构(11)。导丝辊机构(6)为了从纺丝机构抽出纱线具有第一组被驱动的导丝辊(7)、为了纱线松弛具有第二组被驱动的导丝辊(8)并且为了纱线后处理具有第三组被驱动的导丝辊(9)，其中这些导丝辊组(7,8,9)相对于纱线走向接连布置。为了尤其就设备而言不太复杂的情况下获得强力收缩处理，根据本发明，第一导丝辊组的导丝辊被设计成具有单重纱线缠绕的短导丝辊，第二导丝辊组的导丝辊被设计成具有多重纱线缠绕的长导丝辊，并且第三导丝辊组的导丝辊被设计成具有单重纱线缠绕的短导丝辊。

Description

用于制造合成纱线的装置
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于制造合成纱线尤其是聚酰胺纱线的装置。
在熔纺制造合成纱线中众所周知的是，由聚合物熔体挤出的纱线的物理性能由从纺丝嘴抽出纱线、牵伸纱线和松弛纱线来定。这些处理步骤基本上由导丝辊机构执行，该导丝辊机构由包括转动的导丝辊套的多个导丝辊构成。导丝辊机构的导丝辊的导丝辊套设计成被加热或未被加热，以便为了抽出、牵伸和松弛获得规定的纱线处理。这样的用于制造合成纱线的装置例如由WO2016/058873A1公开了。在该已知装置中，用于从纺丝机构中抽出纱线的导丝辊机构由多组导丝辊构成。因此，第一组多个被驱动的导丝辊用于从纺丝机构抽出纱线。纱线的松弛在具有多个被驱动的导丝辊的第二导丝辊组上进行。随后的纱线后处理借助第三组多个被驱动的导丝辊进行，其中该导丝辊组相对于纱线走向接连布置。在此情况下，纱线分别以单冲缠绕方式在导丝辊的导丝辊套周面上被引导。为此，在导丝辊的导丝辊套周面上的纱线接触长度分别局限于部分缠绕，因此，尤其是只能通过增加导丝辊来获得纱线加热所需的最小接触长度。
尤其在制造聚酰胺纱线时需要在纱线松弛时的强力热处理以获得期望的收缩消除，因而在此已知装置中需要相对多的导丝辊。
现在，本发明的任务是如此改进前言所述类型的用于制造合成纱线尤其是聚酰胺纱线的装置，即，纱线的抽出、牵伸、松弛和后处理能以尽量低的控制成本和尽量低的设备成本来执行。
根据本发明如此完成该任务，第一导丝辊组的导丝辊被设计成具有单重纱线缠绕的短导丝辊，第二导丝辊组的导丝辊被设计成具有多重纱线缠绕的长导丝辊，第三导丝辊组的导丝辊被设计成具有单重纱线缠绕的短导丝辊。
本发明的有利改进方案由各自从属权利要求的特征和特征组合限定。
本发明具备以下特殊优点，尤其是能以最少的导丝辊数量执行纱线松弛。此外，不需要附加的加热介质例如像热蒸汽。因此，纱线可以在长导丝辊周面上根据松弛要求以期望的缠绕数量引导。在长导丝辊入口处的短导丝辊与在长导丝辊出口处的短导丝辊的组合还有以下优点，由长导丝辊确定的机器进深保持有限。
为了能将在每个所述长导丝辊上的纱线接触用于热处理，第二导丝辊组的每个所述长导丝辊分别具有一个用于加热导丝辊套的套加热机构。因此，多重缠绕地引导纱线所需的长导丝辊的数量可以被限制到最小。根据在松弛期间的纱线热处理的要求，套加热机构在导丝辊套的轴向上具有一个加热区或者替代地也具有多个可控的加热区。在此情况下，该导丝辊套优选设计成具有多个可控的加热区，从而即便在导丝辊套的恒定表面温度情况下，通常在长导丝辊的边缘区也将补偿较大的热损失。
为了在牵伸后能在长导丝辊的被加热的导丝辊套上有充分接触长度地引导纱线，在长导丝辊上要遵守最小套长度和最小套直径。因此规定，其中一个所述长导丝辊的导丝辊套的套长度和套直径被设计成至少比其中一个所述短导丝辊的导丝辊套的套长度和套直径大2至5倍。因此，已可利用按照双重布置的两个长导丝辊获得足以用于牵伸合成纱线松弛的接触长度。在此，在长导丝辊上的套直径最好至少比短导丝辊的导丝辊套的套直径大1.8-3倍。
为了按照规定牵伸纱线而还规定，第一导丝辊组的短导丝辊和第二导丝辊组的相邻的长导丝辊以相互轴平行的方式布置，并且形成一个用于纱线牵伸的牵伸区。因此，在全牵伸状态中的纱线可以被供给长导丝辊。第一导丝辊组的短导丝辊与第二导丝辊组的长导丝辊之间的速度差将被相应调节。
尤其在制造聚酰胺纱线时，不希望导丝辊组之间相互影响。因此，如下的本发明改进方案是尤其有利的，在此，长导丝辊的导丝辊套布置在一个隔热的导丝辊箱中，其中该导丝辊箱与第一导丝辊组的短导丝辊和第三导丝辊组的短导丝辊相对地分别具有多个纱线开口中的一个。因此，纱线抽出和纱线后处理可以发生在不受长导丝辊热辐射影响的环境中。
为了尽可能实现按照规定的牵伸点设计和短的牵伸区，优选实施如下的本发明改进方案，在此，第一导丝辊组中的短导丝辊的导丝辊套具有相同设计结构且设计成未被加热。因此，纱线可以基本上在冷态下牵伸。因此，纱线可以被牵伸至由冷却机构产生的热力学状态。为此，在纱线中获得很有限的牵伸点设计，从而在牵伸区内保证了全牵伸。
如下的本发明改进方案在聚酰胺纱线制造中同样十分有利，在此，第三导丝辊组的短导丝辊的导丝辊套具有相同设计结构并且设计成未被加热。因此，可以获得松弛后的纱线的相对快速的冷却，这尤其对物理性能的形成起到很积极的作用。为了纱线引导和工艺过程的稳定性而规定如下的本发明改进方案，在此，在冷却机构与第一导丝辊组之间设有用于润湿纱线的上油装置。为此，水-油乳化液的供应尤其可有利于聚酰胺的聚合物性能。
根据本发明的装置尤其适合制造许多聚合物合成纱线以用于纺织或工程应用，在这里，纱线以纱片形式平行并列地在短导丝辊和长导丝辊的导丝辊套上被引导移动。例如卷绕机构可以在一个卷绕锭子上将8根、10根或12根纱线同时卷绕成筒子。但优选的是在纺丝机构中产生更多的纱线，它们随后被分配给两台并排的卷绕机。
以下，结合根据本发明的用于制造聚酰胺纱线的装置的几个实施例并参照附图来详述本发明，其中：
图1示意性示出本发明装置的第一实施例的侧视图，
图2示意性示出图1的实施例的前视图，
图3示意性示出根据图1的实施例的导丝辊机构的局部俯视图，和
图4示意性示出本发明装置的另一实施例的侧视图。
在图1和图2中以多个视角示意性示出根据本发明的用于制造多根合成纱线、在此是聚酰胺纱线的装置的第一实施例。图1以侧视图示出此实施例，图2以前视图示出此实施例。如果没有明确提到其中一幅图，则以下说明适用于两幅图。
该实施例具有纺丝机构1、冷却机构2、导丝辊机构6和卷绕机构11，它们上下叠置以在制造多根合成纱线时获得基本竖直取向的纱线走向。
纺丝机构1具有被加热的纺丝箱1.1，它在其底面上带有多个纺丝嘴1.2。在此实施例中，在纺丝箱1.1上保持有四个纺丝嘴1.2。在纺丝箱1.1上的纺丝嘴1.2的数量是示例性的。实际上，大多数情况下，更多的纺丝嘴或双纺丝嘴被同时用来挤出纱线。纺丝嘴1.2被连接至在此未被详细示出的熔体分配***，其具有固定在纺丝箱1.1的顶侧上的纺丝泵1.3。纺丝泵1.3被设计成四路泵，因此每个纺丝嘴1.2被供应一个单独的熔体流。为此，纺丝泵1.3优选被设计成行星齿轮泵。纺丝泵1.3通过泵驱动机构被驱动。聚合物熔体的供应此时通过熔体进口1.4进行，其连通至纺丝泵1.3。
在纺丝机构1下方设有冷却机构2，其对于每个纺丝嘴1.2分别具有一个冷却筒2.1。冷却筒2.1设计成是透气的并且安置在吹风室2.2内。吹风室2.2通过孔板与分配室2.3相连，其连接至供风通道2.4。因此，冷却介质通过分配室2.3进入吹风室2.2且穿过冷却筒2.1的透气筒壁。在冷却筒2.1内，纱线的通过纺丝嘴1.2分别挤出的长丝束被引导。
冷却机构2的设计是示例性的。原则上，在纺丝箱下方产生的长丝也可以通过横向取向的冷却空气流被冷却。
因为每根挤出的合成纱线12由许多长丝束构成，故在冷却机构2的出口进行每根纱线的长丝的并集。为此，在冷却机构2下方设置上油装置3。上油装置3基本居中地在纺丝嘴1.2下方分别对于每根纱线12具有一根上油针3.1。上油针3.1通过上油接头3.2连接至在此未示出的用于流体供应的流体泵。上油针3.1在此实施例中配属有集中导丝器4以便将长丝集束成纱线12。原则上，集束也可以通过相应设计的上油针进行。
为了抽出、牵伸和松弛纱线，在冷却机构2下方设有具有多个导丝辊组7、8和9的导丝辊机构6。但是，为了接收纱线12，纱线首先必须按照适用于导丝辊机构6的处理间距被并集。就此而言，在导丝辊机构6的入口侧设置有梳状导丝器5用于使纱线12按照尽量小的纱线间距相互并合。相邻纱线之间的处理间距此时在4-8毫米范围内。因此，在冷却机构2和导丝辊机构6之间的路程被用于纱片的并集。该路程如此选择，即，不超过外纱线的最大偏移。
为了从纺丝机构1的纺丝嘴1.2抽出纱线，导丝辊机构6具有第一导丝辊组7。第一导丝辊组7由多个短导丝辊7.1构成，其中纱片以单重缠绕方式在导丝辊套7.2上被引导。短导丝辊7.1的导丝辊套7.2分别被导丝辊驱动机构7.3驱动。第一导丝辊组7的短导丝辊7.1由机架15保持。短导丝辊7.1上的导丝辊套7.2被设计成是相同的并且未被加热。在此，纱线12以最大270°的包缠角在导丝辊套7.2的周面上被引导。
为了牵伸纱线12，在第一导丝辊组7和第二导丝辊组8之间形成牵伸区。第二导丝辊组8具有多个长导丝辊8.1，纱片多重缠绕地在其导丝辊套8.2上被引导。导丝辊套8.2分别通过一个导丝辊驱动机构8.3被驱动并且具有套加热机构8.4。
第二导丝辊组8的长导丝辊8.1也悬伸保持在机架15上。在此情况下，第二导丝辊组8的第一长导丝辊8.1相对于第一导丝辊组7的相邻的短导丝辊7.1轴平行地取向。因此，在第一导丝辊组7的最后的短导丝辊7.1与第二导丝辊组8的第一长导丝辊8.1之间形成一个规定的牵伸区。
长导丝辊8.1相对于周围环境被屏蔽并且连同导丝辊套8.2被保持在导丝辊箱14内。为了引导纱线，导丝辊箱14具有与第一导丝辊组7相对的第一纱线开口14.1和与
第三导丝辊组9相对的第二纱线开口14.2。
第三导丝辊组9安置在第一导丝辊组7和第二导丝辊组8下方。第一导丝辊组7和第二导丝辊组8在此情况下并排保持就位在机架15上。
第三导丝辊组9安置在导丝辊架16上，其支承在卷绕机构11的机架11.8上。第三导丝辊组9在此实施例中具有分别有一个被驱动的导丝辊套9.2的两个短导丝辊9.1。短导丝辊9.1的导丝辊驱动机构9.3安置在导丝辊架16的对置一侧。在短导丝辊9.1的导丝辊套9.2上，纱线12的纱片单重缠绕地被引导。在第三导丝辊组的两个短导丝辊9.1之间设置有涡流变形装置10，其对于纱片的每根纱线2具有一个在此未详细示出的涡流变形通道用于长丝的涡流变形。短导丝辊9.1的导丝辊套9.2被设计成是相同的并且也未被加热，因此，由长导丝辊8.1抽出的纱片已经在导丝辊箱14外被冷却。
尤其从图1的图示中得知，第三导丝辊组9的最后的短导丝辊9.1安置在卷绕机构11的多个卷绕位置11.1侧旁。在卷绕位置11.1中，纱线12被分别卷绕成一个筒子13。卷绕位置11.1具有相同的结构并且分别具有转向辊11.2和横动往复单元11.3。转向辊11.2布置紧接在第三导丝辊组9之后，以便引导纱线和分出纱线至卷绕位置11.1。
筒子13同时在卷绕锭子11.5和另一个固定在卷绕转台11.7上的第二卷绕锭子11.6上被卷绕。卷绕锭子11.5和11.6可以通过卷绕转台11.7的转动交替进入工作区域和更换区域。为了纱线12落置在筒子13表面上，设有压紧辊11.4，其贴靠筒子13的周面。为此，压紧辊11.4活动保持在机架11.8内。
卷绕机构11的驱动机构在此未被示出，因为这样的自动卷绕机构在现有技术中是早就已知的。
在如图1和图2所示的实施例中，导丝辊机构6通过具有短导丝辊7.1和9.1以及长导丝辊8.1的多个导丝辊组7、8和9构成。在图3中示意性示出两个导丝辊组7、8的局部俯视图。在此情况下，一个短导丝辊7.1和一个长导丝辊8.1悬伸保持在机架15上。短导丝辊7.1具有导丝辊套7.2，其直径用标记字母D1表示。短导丝辊7.1的导丝辊套7.2的套长度根据以纱片形式被引导的纱线的数量来设计并且在那里用标记字母L1表示。
第二导丝辊组8的长导丝辊8.1具有导丝辊套8.2，其直径大许多倍，而且套长度更长。为了制造聚酰胺纱线，长导丝辊8.1的导丝辊套8.2的套长度被设计成大2至5倍，套直径大1.8至3倍。就此而言，获得纱线与导丝辊套8.2之间的接触长度的显著增大。
通过长导丝辊8.1上的套长度L2，可以确定纱线缠绕圈数。因此常见的是，用于制造聚酰胺纱线的纱片以缠绕3至6圈方式在长导丝辊8.1上被引导。
在导丝辊套8.2内形成加热装置8.4。套加热机构8.4在此实施例中具有多个加热区8.5。在此，通过加热控制装置8.6，套加热机构8.4的每个所述加热区8.5可以单独控制。长导丝辊8.1的导丝辊套8.2最好被加热到如下表面温度，即，其在导丝辊套8.2的从尾到头的范围内必须尽量恒定。就此而言，这些加热区8.5可被用于补偿在导丝辊套8.2端头处的热损失。但或者也有以下可能，在导丝辊套8.2的长度范围内产生不同的表面温度。同样可行的是用套加热机构和仅一个加热区8.5来加热长导丝辊8.1的导丝辊套8.2。
因此，以下状况适用于如图3所示的短导丝辊7.1和长导丝辊8.1的实施例：
套长度L2≥2-5x L1，
套直径D2≥1.8-3x D1。
在本发明的用于制造合成纱线的装置的如图1和图2所示的实施例中，首先，对于每个纺丝嘴1.2从聚合物熔体、在此是聚酰胺中挤出许多细的长丝束，其在冷却后通过润湿和并集共形成四根复丝纱线12。纱线12作为纱片通过具有未被加热的短导丝辊7.1的第一导丝辊组7被抽出。在此实施例中，在第一导丝辊组7中设置共三个短导丝辊7.1用于抽出。短导丝辊7.1此时能以小的速度差被驱动以建立纱线张力。纱线12的牵伸于是在第一导丝辊组7和第二导丝辊组8之间的牵伸区内进行。在第一导丝辊组7中，纱线以单重缠绕被引导以便随后在长导丝辊8.1的导丝辊套8.2上以多重缠绕方式来接纳。长导丝辊8.1的导丝辊套8.2被调设至在130至190℃范围内的温度以用于聚酰胺纱线松弛。通过多倍的套长度和多倍增大的套直径，已经在设置有两个长导丝辊8.1情况下实现充分的收缩处理。长导丝辊8.1的导丝辊套8.2此时最好以恒定的周向速度被驱动。但原则上也有以下可能，通过在导丝辊套8.2上的阶梯直径实现小的速度差以消除纱线上的张力。
松弛后，纱线12被第三导丝辊组9接纳和冷却。第三导丝辊组9为此具有两个未被加热的短导丝辊9.1，其最好设计成与第一导丝辊组的短导丝辊7.1相同。为了改善纱线紧密度，纱线在卷绕前在涡流变形装置10中被涡流变形。
如图1和图2所示的纱线12后处理是示例性的。为了尤其在收缩处理后促进纱线冷却，在图4中以侧视图示意性示出本发明装置的一个替代实施方式。根据图4的实施例基本与根据图1和图2的实施例相同，因而在此只说明区别，此外参照之前的说明。
在如图4所示的用于制造多根合成纱线的装置中，第三导丝辊组9由共三个短导丝辊9.1构成。因此，尤其可以实现在短导丝辊9.1之间的附加冷却路程以冷却纱线。在此也有以下可能，在纱线12的后处理中一并纳入替代的后上油。为此，在图4中用附图标记17标示并且用虚线表示可选的后上油装置。
以聚酰胺纱线制造为例来描述本发明的装置。但原则上也有以下可能，本发明的装置被用来制造聚酯或其它聚合物的纱线。在此，第二导丝辊组8或者也可以由被加热的长导丝辊8.1和未被加热的长导丝辊或未被驱动的副导轮构成。

Claims (10)

1.一种用于制造合成纱线尤其是聚酰胺纱线的装置，该装置具有纺丝机构(1)、冷却机构(2)、导丝辊机构(6)和卷绕机构(11)，其中所述导丝辊机构(6)为了从所述纺丝机构抽出所述纱线而具有被驱动的第一导丝辊组(7)、为了松弛所述纱线而具有被驱动的第二导丝辊组(8)并且为了后处理所述纱线而具有被驱动的第三导丝辊组(9)，其中这些导丝辊组(7,8,9)相对于纱线走向接连布置，其特征是，所述第一导丝辊组(7)的导丝辊被设计成具有单重纱线缠绕的短导丝辊(7.1)，所述第二导丝辊组(8)的导丝辊被设计成具有多重纱线缠绕的长导丝辊(8.1)，并且所述第三导丝辊组(9)的导丝辊被设计成具有单重纱线缠绕的短导丝辊(9.1)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述第二导丝辊组(8)的所述长导丝辊(8.1)分别具有用于加热导丝辊套(8.2)的套加热机构(8.4)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征是，所述套加热机构(8.4)在所述导丝辊套(8.2)的轴向上具有一个或多个可控的加热区(8.5)。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征是，其中一个所述长导丝辊(8.1)的所述导丝辊套(8.2)至少具有这样的套长度(L2)，该套长度被设计成比其中一个所述短导丝辊的导丝辊套(7.2)的套长度(L1)大2至5倍。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征是，其中一个所述长导丝辊(8.1)的所述导丝辊套(8.2)至少具有这样的套直径(D2)，该套直径比其中一个所述短导丝辊(8.1)的导丝辊套(7.2)的套直径(D1)大1.8至3倍。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征是，所述第一导丝辊组(7)的所述短导丝辊(7.1)和所述第二导丝辊组(8)的相邻的长导丝辊(8.1)相互轴平行地布置并且形成用于牵伸所述纱线的牵伸区。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征是，所述长导丝辊(8.1)的所述导丝辊套(8.2)安置在隔热的导丝辊箱(14)内，其中所述导丝辊箱(14)相对于所述第一导丝辊组(7)的所述短导丝辊(7.1)和所述第三导丝辊组(9)的所述短导丝辊(9.1)分别具有多个纱线开口(14.1,14.2)中的一个纱线开口。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征是，所述第一导丝辊组(7)的所述短导丝辊(7.1)的所述导丝辊套(7.2)相同地构成并且设计成不被加热。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征是，所述第三导丝辊组(9)的所述短导丝辊(9.1)的所述导丝辊套(9.2)相同地构成并且设计成不被加热。
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征是，在所述冷却机构(2)与所述第一导丝辊组(7)之间设置有用于润湿所述纱线的上油装置(3)。
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