CN1311118C - 用于对纺织纱线连续丝光处理的方法和装置 - Google Patents

Abstract

纱线丝光连续工艺，对以线束形式的纱线进行处理，纱线被引入一个或多个管状反应器，所述反应器有一个将加压丝光溶液作为驱动液体喂入的喷射嘴，然后在一个或多个牵伸单元中进行连续牵伸。

Description

用于对纺织纱线连续丝光处理的方法和装置

技术领域

本发明涉及用处理液体对纱线进行处理，使纱线在织造织物或其他最终产品之前具有期望的特性。

背景技术

在纺织技术中，使用试剂液体对纱线的处理，可以广泛用于许多工艺过程，对不同类别的纤维比如棉、羊毛、丝、亚麻等，这种处理可以使纱线获得期望的特性，或者去掉会降低其使用价值和潜力的不需要的成分。例如，对于棉纤维来说，这种处理可以涉及染色、丝光、漂白、漂洗、上浆等。

在普遍流行的工业实践中，这些处理操作是将许多不连续的纱线，特别是制备成筒纱或绞纱形式的纱线进行分批操作实现，在处理之后这些筒纱或者绞纱必须在生产线上被退绕并以不同方式再处理。

纱线的分批处理通常是极其麻烦的，由于其中需要相当多的劳动力，处理液体的低效，工厂的高投资和最终由于废水中的残留试剂造成的相关的环境问题，这因此需要更多的费用用于保证排水达标。分批操作还存在其它的问题，每一批产品的质量均一性会因为每一单批处理中的参数例如温度、时间、浓度等的不同而改变。

因此用连续处理对纱线进行处理的经济性、高效性和质量均一性，对整个纱线生产工艺的商业成功是决定性的。

为了更好的说明使用处理液体对纱线进行连续处理的***的特点，在本发明的说明书中，参照张力下的棉纤维的浸碱技术——也叫丝光处理来进行描述，这种技术代表着用处理液体处理纱线的典型例子；应当明确地指出，本发明的纱线连续处理***还可以有利地被应用于纺织技术中纱线的其他处理上。

在已知的技术中，丝光特别适用于由络纱工序制备的绞纱，经过分批浸碱，然后漂洗、烘干、退绕和重新制备成筒纱。

广义上讲，丝光采用高浓度的碱液——通常是烧碱但也可以用其它的碱性化合物——处理纱线，紧接着进行牵伸。纤维素纱线的丝光处理可以改进纱线的机械性能，增强纱线的光泽度以及提高对整理产品的吸收性能和反应能力，以及对染料的亲和性。这种增强发生在纱线的单根纤维处于由于浓碱浸渍而引起的半塑性状态。

在已知技术中也已经对使用丝光溶液对纱线处理提出了建议，纱线的丝光处理中，首先将各根纱线卷绕到经轴上，每根经轴上有几百根纱线。这些纱线从经轴上平行地退绕，分别通过一系列盛有碱浴和其他处理液的常压下的槽，由辊对对纱线进行牵伸并重新卷绕到另外的经轴上或卷绕到单个的线轴上。

丝光处理过的纱线的线轴然后被装入络筒机并被制成筒纱。这些技术方案非常复杂，它们有许多的缺陷因此目前市场上也没有很大范围的普及。例如，碱浴槽的尺寸十分巨大；这导致了工厂的高成本和技术上的不可移动性，以及碱浴槽的低效率。碱浴槽巨大的表面和空气直接接触，槽内的氢氧化钠因为和上方空气中的二氧化碳接触产生的碳酸化作用而很快地变质。被处理的纱线中任何一根纱线的断裂都很难察觉并且纱线断头很难恢复，在任何情况下加工都必须被中断。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用处理液体对纱线进行连续处理的***，该***可以克服已知技术中此类***存在的缺陷。

根据本发明，上述目的通过下述方法及其优选实施例或可能的变例实现：一种纱线丝光方法，包括：一个或多个用碱性溶液对纱线进行处理的工序，一个或多个在碱性溶液处理工序后的纱线牵伸工序，以及一个或多个对仍残留在纱线中的碱进行水洗和中和的工序，其特征在于：该方法以连续方式对聚集成线束的纱线进行，所述线束在一个用于制备线束的区域中形成，在所述用于制备线束的区域中在纱线之间赋予紧密性，随后该线束由一个喂给装置被喂入；线束被引入到管状反应器中进行丝光处理，这是通过文杜里喷管的抽吸作用进行的，其中碱性丝光溶液作为加压驱动液被喂入，所述线束被所述驱动液携带并在一个或多个反应器中发生反应，由排出辊拉动使线束从反应器的下部离开；随后线束在一个或多个牵伸单元中连续被牵伸，牵伸单元由握持与排出辊和位于下游的牵伸辊组成，所述牵伸辊以比排出辊更高的速率转动。

本发明还提供了一种纱线连续处理***，特别适用于纱线的丝光处理，其特征在于包括：单根纱线或多根纱线的线束的制备和喂给装置；用于处理纱线的装置，包括一个或多个管状反应器，在所述管状反应器处有一个文杜里喷管，该文杜里喷管将处理液作为加压驱动液体喂入，由该驱动液抽吸并携带线束，所述反应器在下端具有输出端，由排出辊将线束拉出，随后被牵伸辊牵伸，所述牵伸辊以比排出辊更高的速率转动。

如本发明所述，用处理液体对纱线进行连续处理的***的特性和优点在以下的说明性而非限制性的描述中将显得更明显，以下的描述说明是针对张力下棉纤维的连续丝光处理进行的，如图1示出设备的布局图。

附图说明

图1示出了用处理液体进行纱线处理的***的总体布局。

图2示出了本发明中丝光管状反应器的实施例的一个变例。

具体实施方式

在图1的总体方案中，被处理的纱线1从一系列的筒纱2上开始被喂入，筒纱2平行放置于一个出于简洁原因而在图上没有示出的特定退绕筒架上，其退绕许多平行的纱线，这些纱线在一个绳并股漏斗3中被聚集以形成一个互相粘附在一起的线束4。理论上，本发明的方法和装置也可以用于单根纱线1的处理，但本发明的工业应用更引人注意——由于它的高生产率和高效率——线束4中被聚集很多根纱线，最好其中包含有20到200甚至更多根纱线，这取决于被处理的纱线的数量和特性。

为了提高被处理纱线的线束4内包含的纱线的紧密性，如本发明的优选实施例所述，在线束准备工序的区域6，将至少一根具有很长线圈(long coils)的辅助线5，以200到1500mm的梭口(shed)被绕在所述线束上面，在线束的处理过程中伴随线束，随后在处理生产线的最后被分离并被回收。在有一根或多根线1断裂的情况下，这种手段可以防止这些断裂的纱线不能继续运动穿过整个机组而随着连续的喂入发生在连续处理机组中的一台集聚的现象。

例如，如图1所示，所述的卷绕通过一根或多根具有较高化学和机械稳定性的辅助纱线5实现——例如由凯夫拉尔纤维制成的纱线5——其由一个或多个筒子8提供，筒子由一出于简洁原因而在图上没有表示出的转动线架支撑，辅助线绕在线束4上并按照箭头A的方向回转。另一个提高线束4中纱线间结合的方法是对线束本身加轻微的捻，每米几捻，依照制绳技术中记载的将筒纱2的退绕筒架装配于一个回转台上

形成线束4各根线的拉取是通过一对导纱辊10实现的，它们按照控制的速率回转并由此确定被处理纱线的线束4的线性拉取速率，通常以数百米/分的速率将其送至丝光反应器。

本发明的一个重要特性在于处理工艺和反应器的结构，在反应器中线束4的处理由处理液体完成，在本发明的具体描述中，处理液体由高浓度的氢氧化钠碱性水溶液组成。此工序在一个管状反应器15中进行，该反应器具有一个竖直轴线，并且在其开始的部位装设有一个喷射器或者文杜里管16。

喷射器或文杜里管16被喂入由丝光碱性溶液组成的加压驱动液，例如是浓度为30°Be的氢氧化钠，相当于297g/l，线束4被变向辊9导引进入反应器15，该反应器15有一个与文杜里管16液体收缩口的负压一致的入口小孔。液体抽吸线束4并被从筒纱2拉取，线束被释放的速度受到开始的导向辊10的控制。线束沿着管状反应器的轴线方向穿过，从反应器下方的出口17与丝光液一起离开。处理液体的入口压力受调节，使得和喷射器16的收缩口相一致，获得驱动液体的速率在12到40米/秒的范围内变化，最好是从15到20米/秒。已经观察到，由于在管状反应器中发生较高紊流，所以可以使纤维和纤维束间隙中液体之间得到一个较高的物质交换系数，同时接触时间可以大大地减小。在随后的水洗和中和工序的管状反应器中，也可以观测到同样的交换效率。

一个丝光溶液的收集槽18被安装在与喷射器管状反应器15下方出口相一致的方向。另一方面，线束4在一个浸在槽18收集液体中变向滑轮19的作用下再次向上运动，再穿过一个较松的轧水组20，其由一对或多对互相挤压的松辊21组成，其挤压掉渗在线束4中的过量的溶液。槽18有一个用以保持内部液面的溢流口；碱性丝光溶液从所述的槽中被收集，过滤，重新调节浓度和温度，然后根据已知的技术被再生利用于丝光区域。

众所周知，由于碱性丝光溶液的作用棉纱会产生很明显的膨大和缩短，同样对线束4也会有这样的作用，因此入口处线束的以米/分计的最初流速在反应器的出口处会很明显的减小。例如，入口处1000米的线束4在出口处其相应线束只有600-700米。

上升的线束通过补偿器25的作用控制和调节线束的张力值，补偿器在随后的图2中具体示出，线束被包括排出辊31的牵伸装置30向上拉取，排出辊以与反应器15中处理引起的缩短相一致的线速率运转，例如以线束4在文杜里管16处的到达速率的60-70％。由于牵伸辊32的作用，排出辊31在线束4的牵伸作用时也起握持辊的作用，牵伸辊位于握持辊的下游并以比辊31更高的速率运转，例如以线束4在文杜里管16处的到达速率的90％运转，因此可以恢复纱线纤维1中产生的大部分的缩短，并提供为可以完全获得丝光有益效果所必需的张力。然后纱线从丝光单元通过变向辊33的作用被排出。

丝光单元中的处理可以被重复一次或多次以便在被处理的棉纤维上累积处理效果。为了说明的目的，图1示出了一个与前面一个完全类似的第二丝光反应器15’。相同的附图标记代表相同的部件并具有相同的功能。

同样在第二反应工序中，碱性丝光溶液又一次使形成线束4的纱线产生膨大和缩短，因此其由排出辊31’以与反应器15′中处理时产生的新的缩短相一致的线速率拉取。排出辊31’和牵伸辊32’，例如以完全类似前面所述辊的方式运转，以产生类似张力的线速率运转，使线束的长度回复率达到线束4在文杜里管16处最初到达量的90％。纱线然后通过变向辊33’的作用被送出。

在第二反应器15’处理更理想并使纱线产生了一个新的缩短，其在辊31’和32’之间的中间区域被再次牵伸，例如将其恢复到相对于在导向辊10处的最初长度的90％。

线束4在通过丝光反应器15和15’后与水一起被喂入漂洗工序。例如，漂洗通过几步实现，其中水是对流的并且温度递减，因此最后一道漂洗工序由最纯净和最冷的水完成，从而可以将包含除去的氢氧化钠的处理水用于最后一步前一步的漂洗工序，如此类推。为了更经济的原因，从第一步漂洗工序出来的水可以在设备中被重新恢复用于浓缩丝光溶液的制备，从第一步漂洗工序出来的水包含从系列对流漂洗中洗出的氢氧化钠。为了简化图面，图1的说明性方案只给出了两个对流的漂洗工序。

由定向辊33′引导的丝光后的线束4被引导进入单元40中进行第一漂洗工序，通过喂入从随后工序来的漂洗水压力流的文杜里喷管41的作用完成漂洗。类似于前道丝光反应工序，线束进入文杜里管41的一个边孔，此边孔方向与抽吸线束4的液体收缩口的负压方向相一致，在形成线束的丝光纱线和漂洗水之间形成了紧密的接触。类似于前面描述的丝光单元，线束4和漂洗水一起离开文杜里管41，漂洗水被收集在丝光溶液收集槽42中。相反地，线束4在一个松变向辊44的作用下再次向上运动，松变向辊浸在槽42收集的水中，线束通过由一对或多对互相压着的松辊46组成的一个轧水组45，该轧水组挤压出渗在线束4中的过量的处理液。类似的，槽42提供了一个溢流口47，漂洗水从溢流口被回收和重新利用。

从漂洗单元上升的线束4通过补偿器的作用对其张力值进行控制和调节，类似于随后图2中描述的补偿器25，然后被完全类似于牵伸装置30和30’的最后牵伸装置51向上拉取。位于两个漂洗工序之间的最后牵伸单元51，由一对握持辊和一对随后的牵伸辊53组成，例如，它们用于恢复线束4的最初长度。握持辊以线束4离开文杜里管41下部时的线速率运转。例如，另一方面，随后的牵伸辊是以到达第一个文杜里管16处的相同线速率运转，因此可以完全恢复纱线1中产生的全部缩短并提供显著的丝光张力。纱线然后由变向辊55排出。

再一次为了说明的目的，图1给出了一个完全类似于前面单元40的第二漂洗单元40’。相同的附图标记代表相同的部件并具有相同的功能。文杜里喷管41’中喂入纯净漂洗水的加压流，然而从第二单元40’来的漂洗水被用于喂入第一单元40。

在单元40和40’中漂洗的线束然后经过一个中和工序，例如用乙酸的稀释溶液。中和单元40”完全类似于漂洗单元40’，同样也由文杜里喷管41”运作，此次文杜里喷管喂入乙酸的稀释溶液加压流，用以从线束4中除去残余的碱液。单元40”中与单元41’相同的附图标记代表相同的部件并具有相同的功能。中和溶液在下方的槽42”中被收集并被再循环利用。最后的醋酸溶液的PH值在槽42”中被测定，在循环利用前其组份被控制，以对其PH值进行任何可能的修正并改变中和趋势。

在单元40、40’中漂洗并在单元40”中中和的线束4然后经过一个完全烘干工序，例如在烘干单元60中，该烘干单元具有沿着一连串轧水辊61和热油加热的烘干辊62的滚筒外表面的卷绕路线。作为一个备选方案，在通过一个200毫巴左右低压的文杜里管后，可以用大约100℃的热空气烘干，用于除去仍然分散的液体微粒。

依照与前面作用相反的工序，这样丝光之后的形成线束4的纱线1然后在线束4分离单元70中被分开。

第一步在于退绕一根或多根开始时绕上的辅助线5，其被重新卷绕到一个或多个线轴71上，线轴装在一个出于简洁原因而没有在图中示出的旋转线架上，绕着线束4并按照与箭头A方向相反的箭头B的方向旋转，并具有相同的卷绕纱口。纱线1重新变得平行并不再集聚在线束中，将它们通过导纱器72可以将它们分离并卷绕到丝光后纱线的单独筒子上。

本发明的一个重要特性是纱线被处理液体浸渍的方式，实际上是纤维素纤维的丝光处理的具体情形。在文杜里管16中开始的反应器15中的浸渍和反应工序的作用时间很短。在这些装置中，线束4被赋予较高的流速，线束4中的纱线同样也包含有螺旋运动和剧烈的螺旋。正如前面描述的，丝光处理在随后的反应工序中可以被重复一次或几次，用以累积效果，随后在漂洗工序后，直到得到需要的结果后完成牵伸工序。

图2给出了反应器的一个变化实施例，其由喷射器16组成了管状丝光反应器15的第一部分。在这个变化中，丝光反应器85中如上面所述的单个文杜里喷管16被几个，例如两个或多个，沿着反应器串联的文杜里管代替，在其中线束4依次通过它们，从第一文杜里管86’到随后的文杜里管86”、86”等。文杜里管驱动液体也由处理液组成：在本实施例中是丝光碱液。在图2描述的实施例中，文杜里管86中加压驱动液体的入口87位于侧面，而线束4以直线轨迹沿着反应器85中文杜里喷管序列的轴向运动。加压驱动液流可以在入口87’、87”......处被再细分，从而从序列的开始到结束逐步提高容积比，即喂入的丝光液体积和在轴线方向处理的纱线之间的容积比。被处理的纱线4在变向辊9的作用下被再次变向，从第一文杜里管86’的轴线方向进入并轴向沿着整个序列运动，与液体收缩口的每个收缩和负压方向一致，接收从入口87到达的各部分驱动液流。因此沿着纱线4的通道，会产生接触条件的巨大脉动，所述的接触条件例如线束4周围流动的液体速率和压力。本发明的另一个变化实施例中，与用于处理液体第一入口87相对应，设计了一个用于连接压缩空气服务的入口88，其可以用于维护，以及在系列文杜里管86中线束4的***驱动。

反应器85的这个变化实施例中具有串联的几个文杜里喷管86，这样可以让液体的接触和密封作用更加有效，这可以被用于丝光反应器，也可以用于由碱液处理后纱线4的漂洗和中和工艺中。

图2的放大细节图示出了补偿器25的一个示例性结构，用该补偿器可以调节线束4朝着牵伸***的张力增加。补偿器包括位于一个伸缩杆92两端的两个端部轮91、91’，伸缩杆的极端位置通过一个内置的被压缩的弹簧93维持伸展状态。线束4的较高的张力趋向于将两个轮91和91’拉的更近并压缩弹簧93。例如，伸缩杆92的低端固定在设备上而高端可以自由延伸：轮91因此可以自由地作远离静止轮91’方向的移动。两个参考点94和94’位于伸缩杆92上，其分别表示两个轮的最近和最远动程的固定和可调节的极限，其由两个连接到装置的驱动单元上的接近感应器95和95’检测。

当探测器95探测到参考点94到达了设定的最近极限，或是伸缩杆的压缩极限，张力就上升到了所能允许的最大值，处理装置的驱动单元就以一个提高的线束4的喂入率运转。相反的，当探测器95’探测到参考点94’到达了允许的伸缩杆的允许延伸极限时，张力减少到允许的最小值，则处理装置的驱动单元就降低线束4的喂入率直到伸缩杆延伸到一个中间值。当伸缩杆的伸缩保持在设定范围内时，装置的驱动单元在线束的喂入率调节中保持不变。

根据本发明，用处理液体对纱线连续处理的工艺，具体地讲是上面所述的丝光工艺，相对于已知技术可以得到显著的优点。其中以下的特性应该引起特别的注意。

根据本发明，用处理液体的处理工艺通过连续工艺实现，不需要许多批的纱线，预先将这些批纱线制成筒纱或者绞纱，也不需要在处理后将筒纱或绞纱重新退绕和重新制备。

根据本发明，连续纱线处理更经济，由于使用的更少的劳动力，处理液体和漂洗水的高性能，更低的总工厂投资，和由于减少了与废水一起排放的试剂量而产生的最终更少的相关环境费用。根据本发明的连续处理***得到的产品质量的均一性得到了显著的提高，因为每一道处理工序的参数较稳定，它们维持在理想的温度、时间、浓度值等等。就丝光碱液来说，处理溶液的量非常小，它们的碳酸化反应非常适度。

Claims (12)

1.一种纱线丝光方法，包括：一个或多个用碱性溶液对纱线进行处理的工序，一个或多个在碱性溶液处理工序后的纱线牵伸工序，以及一个或多个对仍残留在纱线中的碱进行水洗和中和的工序，其特征在于：

-该方法以连续方式对聚集成线束(4)的纱线进行，所述线束在一个用于制备线束的区域(6)中形成，在所述用于制备线束的区域(6)中在纱线之间赋予紧密性，随后该线束由一个喂给装置(10)被喂入；

-线束(4)被引入到管状反应器(15，85)中进行丝光处理，这是通过文杜里喷管(16，86’)的抽吸作用进行的，其中碱性丝光溶液作为加压驱动液被喂入，所述线束被所述驱动液携带并在一个或多个反应器(15，85)中发生反应，由排出辊(31，31’)拉动使线束从反应器的下部离开；

-随后线束(4)在一个或多个牵伸单元中连续被牵伸，牵伸单元由握持与排出辊(31，31’)和位于下游的牵伸辊(32，32’)组成，所述牵伸辊以比排出辊(31，31’)更高的速率转动。

2.如权利要求1所述的纱线丝光方法，其特征在于：还包括在牵伸之后，用处理液体对已丝光的纱线连续地进行另外的处理工序，这通过下述过程实现，即在文杜里喷管(41，41’，41”)中使线束(4)与所述的处理液体接触，每一个文杜里喷管将处理液体作为驱动液喂入，由该驱动液携带着线束(4)。

3.如权利要求1所述的纱线丝光方法，其特征在于：驱动液体与喷射器(16)的收缩口方向相对应的速率维持在12到40米/秒之间。

4.如权利要求3所述的纱线丝光方法，其特征在于：驱动液体与喷射器(16)的收缩口方向相对应的速率维持在15到20米/秒之间。

5.如权利要求1所述的纱线丝光方法，其特征在于：在丝光反应器(85)中，线束(4)依次通过沿着反应器本身串连的一个或多个文杜里管(86’，86”，86)。

6.如权利要求5所述的纱线丝光方法，其特征在于：在丝光反应器(85)中，加压驱动液流在入口(87’，87”，......)被再细分和分配，用以逐步提高喂入的处理液体体积和轴线方向的被处理纱线量之间的容积比。

7.如权利要求1所述的纱线丝光方法，其特征在于：被处理纱线被喂入一个用于制备线束的区域(6)，其包括卷绕装置，所述卷绕装置将一根或多根带有长线圈的辅助线(5)，以200到1500毫米的梭口，卷绕到线束(4)上，以形成纱线之间紧密结合的线束(4)。

8.如权利要求7所述的纱线丝光方法，其特征在于：线束(4)由20到200根纱线组成。

9.一种用处理液体对纱线进行连续处理的装置，其特征在于包括：

-单根纱线或多根纱线(1)的线束(4)的制备和喂给装置(10)；

-用于处理纱线的装置，包括一个或多个管状反应器(15，85)，在所述管状反应器处有一个文杜里喷管(16，86’)，该文杜里喷管将处理液作为加压驱动液体喂入，由该驱动液抽吸并携带线束(4)，所述反应器在下端具有输出端，由排出辊(31，31’)将线束拉出，随后被牵伸辊(32，32’)牵伸，所述牵伸辊以比排出辊更高的速率转动。

10.如权利要求9所述的用处理液体对纱线进行连续处理的装置，其特征在于：反应器(85)包括沿着反应器本身轴线串联的两个或多个文杜里管(86’，86”，86)。

11.如权利要求10所述的用处理液体对纱线进行连续处理的装置，其特征在于：文杜里管(86’，86”，86)中的加压驱动液体的入口(87’，87”，87)位于侧面，而线束(4)沿着反应器(85)中文杜里喷管序列的轴线，直线方向运动。

12.如权利要求9所述的用处理液体对纱线进行连续处理的装置，其特征在于：线束(4)中纱线的制备和喂给装置包括一个绳并股漏斗(3)和卷绕装置，卷绕装置将一根或多根带有长线圈的辅助线(5)卷绕到线束(4)上，卷绕梭口为200到1500毫米，以形成纱线之间紧密结合的线束(4)。

Images