CN1164262A - 牵伸/假捻变形工艺及实施该工艺的新型烘箱 - Google Patents

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Abstract

牵伸/假捻变形工艺。在处理纱线(2)的过程中，牵伸阶段纱线上的紧缩点是通过突然突变或改变纱线的轨迹，同时在变形区升高纱线的温度而进行定位的，其做法是：将纱线压紧在一个表面或元件(11)上，使得由转子所赋予的捻回退回到第一喂给***。有利地是，所述纱线(2)轨迹的改变是在工作烘箱中进行的，此时纱线正在升温，或是接近其在烘箱内最佳处理温度的范围。

Description

牵伸/假捻变形工艺 及实施该工艺的新型烘箱
本发明涉及对假捻变形技术的一种改进，尤其涉及能够在可以以较高的速度处理部分取向或未取向纱线的机器上实施的新工艺，所述速度通常在1000m/分以上，所述纱线在变形操作中被牵伸。
到目前为止，根据被处理纱线的性质在假捻变形机上采用两种已知技术。一种被称为“顺序牵伸/变形”，另一种被称为“同时牵伸/变形”。
在“顺序牵伸/变形”技术中，机器被设计成牵伸和变形操作在不同区域依次进行。因此，可以实施简单的已知操作的并行，使得在牵伸区和变形区的操作条件可根据被处理纱线的性质进行适当的全面控制。然而，这种技术的缺陷是，机器使用起来复杂且棘手。
因此，如今用的最多的技术是所谓的“同时牵伸/变形”，其中，对纱线进行的牵伸阶段是在假捻转子上游的加捻位置进行的，并且是通过简单地调整设置在所述烘箱上游和假捻转子下游的两个纱线喂给***的速度而实现的。然而，该技术在实施上有问题，对于聚酯纱线尤其如此，因为必需要控制出现紧缩点的整个区域。
现在，已发现一种改进的牵伸/假捻变形工艺，而且该工艺构成了本发明的主题，该工艺不仅能够保留采用同时牵伸/变形工艺的机器的优点，而且能够保留顺序牵伸/变形工艺的优点，通过这种改进，可以在拉伸阶段非常精确地定位纱线的紧缩点，这对于处理聚酯纱线来说是绝对必要的。
总体上讲，本发明涉及可以在下述机器上实施的一种牵伸/假捻变形工艺，该机器包括若干相同的以已知方式安装在一个支架上的工位，在纱线处理中沿其运动方向，各工位包括：
·供应未取向或部分取向的待处理纱线的筒子架；
·一个喂给***，能够以预定速度将纱线输送至变形区，变形区由
一个烘箱、一个冷却带和一个假捻转子组成；
·一个第二喂给***，其速度大于所述第一喂给***的速度，两者
的速度差值相应于待在纱线上实施的牵伸程度；
·用于卷绕被牵伸和变形纱线的装置，该装置选择性地位于一个热
定形烘箱后面，有一个第三喂给***紧邻着所述接收装置前面安
装。
本发明所述工艺的特征是，拉伸期间纱线上的紧缩点是通过在纱线的轨迹上引起突然突变或改变，同时在变形区升高温度而进行定位的，其做法是：将纱线压靠在一个表面或元件上，使得由转子所赋予的捻回退回到第一喂给***。
通过这种方法，即采用与变形技术中所普遍采用的方法不同的做法，变形技术中用于获得变形纱线的良好均匀性的理想条件之一是，所述纱线在从所述第一输送装置至假捻转子出口的区域内的轨迹是直线形的，已发现由此产生的纱线品质卓越，聚酯纱线尤其突出。
在纱线轨迹上的这种突变，可以对紧缩点进行定位，可以通过在纱线进入烘箱区之前提供额外的纱线预热和轨迹偏移装置而实现。理想的是，纱线轨迹的突变是在所用的烘箱中进行，调整该烘箱，以便发生所述轨迹变化时纱线的温度正在升高，而且，最好达到接近其在烘箱内的最佳处理温度范围。
这种工艺特别适合在所谓的“高温”烘箱上采用，这种烘箱被越来越多地用在假捻变形机器上，以缩短热处理区的长度，这种方案构成了US-A-5,193,293(相当于EP-A-524，111)的发明主题，作为本说明书的需要，还将其公开内容收入本发明中。
一般而言，构成上述专利主题的烘箱包括一个加热装置区，它包括一系列具有不同直径的柱形区，这些区彼此之间直接排列成线状，被处理的纱线被固定在距小直径区外表面一恒定距离处，所述处理是这样进行的：通过辐射使纱线在这些区里的温度升高，而纱线接触所述大直径区的表面，然后通过接触发生热传递，沿烘箱长度方向设置纱线导向元件，以便对纱线进行定位。
这种用于实施本发明工艺的烘箱的特征是，它在沿着纱线的轨迹上包括：一个入口区，在这里进行辐射加热；接下来是一个接触加热区；其后是用于改变纱线的轨迹但又不会阻止捻回退回的装置，纱线的轨迹随后又再次变得均匀，或为直线或为曲线；然后通过接触和通过辐射对纱线进行一系列的热处理，直至纱线离开烘箱；终区最好是一个辐射加热区。
业已发现，采用能够进行高温处理(600～800℃的量级)、长约1m、入口区和出口区各长100mm并可进行辐射加热的烘箱，能使待处理纱线获得极佳的纺织特性，特别适用于聚酯纱线。在这种烘箱上，位于入口区和出口区之间的中间区被设计成可进行上述形式的辐射加热和接触加热的组合，各区的长度根据待处理的纱线进行调整。
有利的是，在这种型式的烘箱设计中，能够实现所述辐射加热和接触加热组合的不同直径的区是以与欧洲专利EP-A-578,589(该专利相应于US-A-5,332,882)的教导类似的方式实现的，该烘箱的设计使得被称为“加热装置”的有源元件能够容易地折下并再次装上，或是在如洗洗，或在需要改变热处理时用一个不同的装置去更换特定结构的加热装置，例如，在需要处理不同类型纱线时保持作业。
在这种用于实施本发明工艺的烘箱上，其设计是这样的：绝缘室和加热装置外面的外套的一个端面可以拆除，它支承着所有的接头，以便向烘箱、其控制装置等提供电力，加热装置的一端固定在所述可拆除的端面上，根据本发明的改进，所述能够实现辐射加热和接触加热的组合的不同直径的区由若干基础模块组成，这些模块并置在圆形加热器上，该加热器的一端固定在所述烘箱套的可拆除的端面上，所述并置的模块由一个定位和锁定元件进行定位，所述元件本身固定在所述可拆除的端面上。
在这样一种实施方案中，最好将烘箱设计成能处理两根平行的纱线，由沿加热组件长度方向分布的导纱器对位于穿过设在烘箱正面的小孔的入口点和穿过设在烘箱另一端的小孔的出口点之间的纱线进行导向，并在烘箱中定位，这样的设计可以改变纱线的轨迹，纱线轨迹可以为直线形，或是最好沿烘箱的长度方向在入口区和出口区之间在直线形轨迹上形成两个螺旋。
在这种类型的烘箱上，紧缩点位于入口区，或是在纱线正在升温时或是当其已经大致达到正常处理温度时进行加热，加热是由纱线接触的大直径模块进行，在离开该模块后，纱线偏转，从而在纱线的轨迹上，在紧缩点所处区域内引起突然突变或改变。
因此，通过这种烘箱设计不仅可以对发生纱线牵伸的区域进行精确定位，而且可以针对各种类型的处理，调整加热元件，仅需更换或组合基础模块，以便能通过接触加热和辐射加热进行一系列加热即可实现所述调整，烘箱的长度可根据纱线进行调整，而加热区对于任何类型的纱线来说都一样。
通过以下的说明可以更好地理解本发明及本发明的优点，这些说明是结合附图进行的，其中：
图1示意性地表示一个可以实施本发明工艺的机器的一个工位的侧视图；
图2示意性的表示一个烘箱的透视结构，该烘箱还构成本发明的一部分，根据本发明，它特别适于当纱线被牵伸时对纱线的紧缩点进行定位，该图中示出了当纱线通过烘箱时的纱线轨迹；
图3是表示为实施本发明的工艺而特别设计的烘箱的加热元件的详细结构的分解透视图；
图4和5分别是包括一个图3所示加热元件的烘箱的分解透视图和截面图。
参见图1，用于实施本发明工艺的机器的每个工位像任何假捻变形机一样包括：
-一个用于供应未取向或部分取向的待处理纱线(2)的筒子架(1)；
-一个喂给***(3)，能够以预定速度将纱线(2)输送至变形区，变形区由一个烘箱(4)、一个冷却带(5)和一个假捻转子(6)组成；
-一个第二喂给***(7)，其速度大于第一喂给***(3)的速度，两者的差值相应于待在纱线(2)上实施的牵伸程度；和
-用于卷绕被牵伸和变形的纱线的装置(R)，该装置选择性地位于一个热定形烘箱后面，有一个第三喂给***紧邻所述接收装置前面安装。
根据本发明，该机器包括当纱线(2)在变形区的温度升高时最好是在烘箱(4)内、在接近其所达到的最佳处理温度范围时改变纱线的轨迹的装置，与此同时，使得由转子(6)所赋予的捻回退回到第一喂给***(3)。
使得在牵伸阶段对紧缩点进行定位成为可能的纱线轨迹上的这种突变，可以通过在纱线(2)进入烘箱(4)之前提供预热装置和轨迹偏转装置而实现。
不过，上述装置最好与烘箱(4)整合成一体。
仅需对构成上述专利US-A-5,193,293和US-A-5,332,882主题的烘箱加以调整，即可实现用于把紧缩点定位在烘箱里的装置的整合，为了获得这种对纱线轨迹改变而对其它类型已知烘箱结构的改变不超出本发明的范围。
一般，为了实施本发明，所用的烘箱最好包括一个加热装置(B)区，它包括一系列具有不同直径D和d的柱形区(见图2)，这些区彼此之间直接排成一条直线。当待处理的纱线(2)通过烘箱时，它被固定在距小直径d部分恒定距离处，在这些区的升温是通过辐射进行的，而纱线与大直径D区的表面接触。
为了定位纱线，沿烘箱的长度方向设置导向装置。
根据本发明，加热装置(B)被设计成沿纱线(2)的轨迹分布，加热装置包括一个入口区(10)，用于辐射加热；其后是一个第一区(11)，用于接触加热。在紧邻用于接触加热的区(11)的下游设有一个导纱器(12)，它可以通过改变纱线的轨迹而对紧缩点进行定位，同时又不会阻止由转子(6)所赋予的捻回退回，随后所述轨迹又再次变得均匀，或为直线或为曲线，如图2所示，在其离开烘箱的方向上有交替设置的接触加热区和辐射加热区，理想的是，用于接触加热的终区(13)后面为一个辐射加热区(14)。
图3、4和5表示一种实施本发明工艺的烘箱的详细结构，其总体结构为构成US-A-5,332,882(EP-A-578,589)主题的那种类型。
它主要是由(见图4和5)一个绝缘室构成，其总的编号为(20)，该绝缘室由一块耐火板(21)组成，耐火板外面为一个外套(22)，该外套包围着一个按照本发明生产的加热装置(BQ)，由加热装置在腔室内界定了待处理纱线从所述绝缘室中通过的纵向通道。
以目前这种方式，所述烘箱能够同时处理两根平行的纱线(2)。
由耐火材料制成的耐火板(21)最好为柱状，并包括一个柱状的凹部，以便安装加热元件(B)，加热元件具有在图3中以分解方式示出的结构。
在本实施方案中，加热元件(B)的一端固定在所述外套的一个端面(16)上，该端面可以拆除，并支承着接头(17)，以便能够为烘箱及其控制装置提供电力。
加热装置(B)被设计成有一系列具有不同直径D和d的区，使纱线(2)与大直径D区接触，以传导方式传热；并与小直径d区保持分离，以辐射方式传热。
纱线(2)在烘箱内通过导纱装置(30、31、32)在通过设在烘箱的端面(16)上的小孔(18)的入口点和通过设在烘箱的另一端的小孔(19)的出口点之间进行导向和定位。所述导纱装置分布在加热组件的长度方向上，并使其能够限定纱线的通道，以使其在烘箱的部分长度方向上(图示是在入口区(10)和出口区(14))为直线形，而在一个或几个连续的区内(图示是在两个中间区)为螺旋形。
根据本发明，纱线与大直径D区保持切向接触，在这里是通过接触加热，而与小直径d区保持分离，在这里是通过辐射加热。
为了实施本发明的方法，在这种实施方案中，纱线在烘箱里的轨迹是通过大直径D的第一模块(11)和第一导纱元件(30)的共同作用而突然改变的，导纱装置(30)被设计成使纱线沿模块(11)的边缘(11a)处偏导，该边缘随后起着导纱装置(12)的作用，从而可以在该区内对紧缩点进行定位。纱线与该第一模块(11)接触的区的长度可因纱线的性质而变化，而且一般为2-10cm。
在这种类型的烘箱中，加热元件(13)被设计成在图3中示意性地示出的形式，而且主要是由一个柱状加热器(15)组成，由虚线表示，该加热装置包括一个或几个通过模制而嵌入于基质中的电阻器。该加热器还包括一个热偶元件，可以精确控制温度。根据要实施的处理，可将电阻器设计成不同形式，例如，可以使得在整个烘箱长度上具有相同的温度，或具有变化的温度，在这种场合，可以将两个电阻器平行设置，两者可以具有相同的长度或是沿烘箱的长度一个相对另一个是交错的。
在该实施方案中，为了形成一系列不同直径的区，所采用的基础模块的长度可根据待进行的处理加以调整，这些模块能以在加热器(10)上滑动的方式安装在一起，并由其构成具有不同直径d和D的柱形表面。每个模块本身可构成一个小直径d区，或一个大直径D区，或是为交替的大直径D区与小直径d区的组合，如图3所示。
各模块的内径与热电阻(15)的外径相当，这仅需通过模块在电阻上的滑动即可安装在一起。
通过这种设计，可以根据待实施的热处理和待处理的纱线类型调整烘箱的结构。
可以用任何合适装置，例如锁紧圈或螺纹件将各个模块和导纱装置固定在加热器(10)周围的位置上，用固定在入口面(16)上的拉杆(17)防止各模块的纵向运动，拉杆的端部(33)嵌入设在出口导纱器(32)上的缺口(34)内。第一模块(11)相对于烘箱入口的位置是通过合适长度的垫圈(35)加以调整的，因而可以限定一个入口区(10)，在这里通过辐射加热，其长度可根据需要加以调整。
通过这种设计，加热器可以通过改变大直径D区和小直径d区的长度和改变其在烘箱长度方向上的位置很容易地适应处理条件和待处理的材料。
这种类型的烘箱可以对任何类型的人造纱线，包括聚酯纱线进行牵伸/变形作业，在牵伸阶段可以对纱线的紧缩点进行全面定位。
然而，通过以下非限定性具体实施方案的例子，可以使本发明工艺的实施变得更清楚。
实施例：
用图1所示的假捻牵伸变形机处理一种部分取向的聚酯纱线，这种纱线包括34根长丝，在处理之前的线性密度为167分特。
该机器上装有一个长100cm的高温烘箱，具有在图2中示意性地示出的结构，它有一个20cm长的入口区(10)，在这里可以进行辐射加热，随后是一个2cm的直径为D的区(11)，可以通过接触加热。在接触加热区(11)之后，由导纱器(30)偏转纱线(2)的轨迹，从而导致其相对所述表面(11)的偏转，以便能够定位紧缩点。偏转导纱器(30)的下游设有一系列长度分别为1.2cm和5.5cm的直径为D的区和直径为d的区，纱线在接近其离开烘箱的位置处轨迹是均匀的，或为直线形，或为曲线形。直径为D的终区(13)之后是一个直径为d，长度为16cm的区(14)，在这里进行辐射加热。
将嵌入在加热装置里的加热元件加热至600℃的温度，该加热元件在图2中未示出。
在烘箱之后是一个1.25m长的冷却区(5)和一个外部摩擦假捻转子(6)，该转子以11,000rpm的速度转动，由陶瓷圆盘构成。
将输送装置(7)的输出速度调至1000m/分，使牵伸比为1.73。
在输送装置(7)的下游设有一个常规的定型烘箱，该烘箱在图1中未示出，其长度为1.20m，并加热至200℃温度。
卷绕速度为980m/分。
以这种方式实施本发明的工艺，所获得的纱线具有以下特性：
强度：650g
伸长度：22％
弹性：27％
卷曲度：18％
稳定性：85％
本发明的机器可以在工业化生产中避免断裂端，并在从一台机器到另一台机器的各处理位置之间可以进行极均匀的生产。

Claims (7)

1、可以在一台机器上实施的牵伸/假捻变形工艺，该机器由若干安装在一个支架上的相同工位以已知方式组成，各工位在纱线处理期间沿纱线运动方向包括：
·一个用于供应待处理的未取向或部分取向的纱线(2)的筒子架
(1)；
·一个喂给***(3)，能够以预定速度将纱线(2)输送至变形
区，变形区由一个烘箱(4)、一个冷却带(5)和一个假捻转
子(6)组成；
·一个第二喂给***(7)，其速度大于所述第一喂给***(3)
的速度，两者的速度差值相应于待在纱线(2)上实施的拉伸
程度；
·用于卷绕被拉伸和变形纱线的装置，该装置选择性地位于一个热
定形烘箱后面，有一个第三喂给***紧邻着所述接收装置前面安
装；其特征在于牵伸阶段纱线上的紧缩点是通过突然突变或改变纱线(2)的轨迹，同时在变形区升高温度而进行定位的，其做法是：将纱线压紧在一个表面或元件(11)上，使得由转子(6)所赋予的捻回退回到第一喂给***(3)。
2、如权利要求1的工艺，其特征在于所述能够定位紧缩点的突变或改变纱线(2)的轨迹是在纱线进入烘箱(5)区之前由其它的纱线(2)预热装置和轨迹偏移装置完成的。
3、如权利要求1的工艺，其特征在于所述纱线(2)轨迹的突变或改变是在工作烘箱(5)中进行的，此时纱线(2)正在升温，或是接近其在烘箱中最佳处理温度的范围。
4、用于实施权利要求1和3中的一项所述工艺的烘箱，包括一个加热装置(B)区，它包括一系列具有不同直径d和D的柱形区，这些区彼此之间直接排成一线，待处理的纱线(2)被保持在距小直径d区外表面距离恒定的位置，以使得该区内纱线(2)的升温是通过辐射进行，而纱线与大直径D区的表面接触，这里的热传递是通过接触进行的，沿烘箱的长度设有导纱元件，以便定位纱线，其特征在于该烘箱沿纱线(2)的轨迹包括一个入口区(10)，在这里进行辐射加热；随后是一个接触加热区(11)；其后是能够改变纱线(2)轨迹的装置(12)，而且，该装置不会阻止捻回退回，纱线的轨迹随后又变得均匀，或为直线形，或为曲线形；然后，在接近纱线(2)离开烘箱的位置通过接触和辐射对纱线进行一系列热处理；终区(14)最好为一个辐射加热区。
5、如权利要求4的烘箱，其特征在于所述能够进行辐射加热和接触加热的组合的不同直径(d，D)的区由若干基础模块组成，这些模块并列安装在柱形加热器(15)上面，其一端固定在烘箱外套的可拆下的端面(16)上，沿加热装置并列的模块由定位和锁定元件(17)进行定位，元件(17)本身也固定在可拆下的端面(16)上。
6、如权利要求5的烘箱，其特征在于它被设计成用于处理两根平行纱线(2)，在烘箱里，在通过设置在烘箱端面(16)的小孔的入口点和通过设置在烘箱另一端的小孔的出口点之间，由沿加热组件长度方向上的导纱装置(30，31，32)对纱线进行导向和定位。
7、如权利要求6的加热装置，其特征在于烘箱里的纱线轨迹是由直径为D的模块(11)改变的，该模块与导纱器(30)一起使纱线(2)向着模块(11)的另一个边缘(11a)偏转。
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