專利名稱：用于制造人造纖維短纖紗的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及由長絲組成的短纖紗的制造領域，其中涉及純人造纖維短纖紗或由人造纖維和天然纖維組成的混合紗。
背景技術：
短纖維紡紗工藝的發展是以下列思想為特征，即，不論是天然纖維如棉紗和羊毛，還是人造纖維，都可采用相同的技術加工。這一思想構成了在附加有短纖紗的情況下由百分之百的人造纖維或天然纖維組成的混合紗的制造依據。
就制造混合紗來說，要求為此使用的人造纖維在纖維長度分布、力/申長率、細度以及卷曲度方面盡可能與天然纖維的固有性質緊密配合。此外，上述因素確定了重要的制造參數和紗線性質，如紗線的不勻性、紗線橫截面中的纖維數以及紗線支數。
棉紗是迄今加工最廣的纖維。人造纖維較早構成與天然纖維相混合的混合物組分，短纖維紗尤其用來獲得非常美觀的效果，混合得合適，也就能實現特定的功能。
近來人們一直試圖縮短人造纖維的加工過程。為了相對于纖維的方位和平行度作間接梳理，在縮短加工過程的第一種建議中，長絲部分地通過切斷或拉斷而縮短到合適的纖維長度，由此直接形成纖維條。隨后，按照傳統的方法，通過牽伸、制造粗紗和帶真捻的固化來進行紡紗。在此，固有的紗線產生和帶真捻的固化增大了整個工藝的成本。這就促進了眾所周知的非傳統紡紗方法的發展，如轉子紡紗、摩擦紡紗以及噴氣紡紗，通過由纖維條產生一個可直接進一步加工的筒子，其中紗線質量經測試達到100％，而使生產率達到最大并由此縮短了工藝過程。
在縮短人造纖維加工過程的第二種建議中，長絲紗在拉斷牽伸機中被拉斷，其中該拉斷牽伸機被供給有LOY、POY或FOY的長絲紗，拉斷牽伸的結果就是形成粗紗。粗紗隨后在環錠紡紗工藝中被紡紗、絡筒并固化成紗。該方法雖然大大縮短了制造過程，但卻不很靈活，因為加工容量大，相關裝置的成本也就很高了，較少的加料就不能被經濟地制造。喂給拉斷牽伸機的最初產品是由許多長絲組成的條子(絲束)，支數達到了500′000特(Tex)。拉斷牽伸機按該支數設計，因此對于較少的加料就顯得非常大，也就過于昂貴了。
發明內容
本發明涉及一種用于制造由長絲組成的短纖紗的裝置，具有將長絲拉斷成條為短纖維的機構、將短纖維固化成短纖紗的機構以及將短纖紗絡筒的機構。
通過本發明，提供了一種用于制造由長絲組成的短纖紗的裝置，其縮短了人造纖維的加工過程，適用于成本低廉地制造較少的加料，尤其是不需要昂貴的粗紡紗作為最初產品。
根據本發明，該目的是這樣實現的，即，將該裝置設計成包括多個機織位的一個單元中的單個機織位，每個機織位被單獨地喂給長絲且具有單獨的驅動裝置。
本發明用于制造短纖紗的裝置是一臺具有獨立機織位的機器，每個機織位都可單獨喂紗、單獨驅動。這就帶來了使靈活性達到最大的優點，因為實踐中可在每個機織位上制造具有不同性質的短纖紗。
本發明裝置第一優選實施方式的特征在于，每個機織位具有至少一個拉斷牽伸區和一個可選的牽伸區，這些區域通過可驅動的輥子形成，且這些輥子中的每一個都具有一個由變頻器饋電的單獨的驅動電機。
本發明裝置第二優選實施方式的特征在于，所輸送的長絲聚集成長絲紗，長絲紗穿過該至少一個拉斷牽伸區和一個構成固化拉斷牽伸形成的纖維條的機構的噴嘴，且該噴嘴配置有一個牽伸輥，以產生將纖維條固化成短纖紗所需的固化張力。
本發明裝置第三優選實施方式的特征在于，構成可選牽伸區的輥子由加熱的導絲輥形成，且在可選牽伸區與第一拉斷牽伸區之間設置有一個具有可選冷卻裝置的冷卻區。
本發明裝置第四優選實施方式的特征在于，牽伸區的輥子和/或牽伸輥通過被長絲紗或短纖紗多次纏繞的、由輸送輥和從屬輥(Beilaufwalze)組成的輥對形成。
本發明裝置第五優選實施方式的特征在于，用于對短纖紗絡筒的機構通過紗線防疊繞件(Fadenverlegung)形成，其具有一個導紗器，該導紗器在筒子的縱向上進行往復運動，且可被一個往復元件驅動。
本發明裝置第六優選實施方式的特征在于，有一個對應所有機織位的公共的終端，由該終端將調節參數往下裝入各個機織位。
本發明裝置的其他有利實施方式和改進在權利要求3、4、6、10和12至19中給出。
下面借助于實施例和附圖對本發明進行詳細的說明，其中圖1示出了本發明用于制造由長絲組成的短纖紗的裝置的斷面示意圖；圖2示出了圖1裝置的細節變型。
具體實施例方式
圖1示出了一個獨立的機織位M，用于制造由長絲組成的短纖紗的裝置由多個這樣的機織位M構成。如圖所示，若干至少是一根，優選是一到八根的長絲從筒子架上被抽出。如果喂給筒子的質量非常差或喂給筒子有所不同(例如，涉及喂給筒子端部纖度、長絲數量、喂給筒子的染料)，可監督長絲的張力并將之調節到一個恒定值。張力的調節是選擇性的，且與喂給筒子有關。
長絲1聚集成長絲紗F，且長絲紗F到達由兩個輸送輥2和3構成的牽伸區SZ，該牽伸區SZ是纖維定向所需要的。當成品即短纖紗應部分地定向纖維時(POY＝部分定向的紗)，就需要部分地牽伸長絲紗F，而當成品應完全地定向纖維時(FOY＝完全定向的紗)，需要完全地牽伸長絲紗F。與之相反，若成品很少定向纖維(LOY＝低定向紗)，就不需要牽伸。輥子2啟動牽伸過程并使牽伸力達到最佳，而輥子3以高于輥子2的圓周速度引發牽伸過程。輥子2和3優選被加熱，這樣就能使長絲紗F定型，這是高速紡紗的一個重要前提。
隨后，長絲紗F到達具有一個可選冷卻裝置4的冷卻區，在冷卻裝置4中，加熱輥子2和3的溫度被冷卻到環境溫度。在人們采用非常高的速度進行生產時，冷卻裝置4是非常重要的，而在速度較低時，長絲紗F可在不帶冷卻裝置的冷卻區中冷卻。這意味著，冷卻裝置的使用與否取決于生產速度和輥子2、3的溫度。在經過冷卻區之后，長絲紗F經過至少兩個，圖中所示為四個的間隔開的輥子5、6、7和8，這些輥子中的每一個都由一個輸送輥和一個或兩個壓緊輥組成。輥子5、6、7和8構成三個拉斷牽伸區SB1至SB3，其中第二個和第三個拉斷牽伸區是可選的。在箭頭A表示的紗線走向上最為靠前的輥子8是以高于輥子7的速度驅動的，而輥子7的速度高于輥子6的，輥子6的速度高于輥子5的，這樣就將拉力施加到每個拉斷牽伸區SB1至SB3中的長絲紗上。第一拉斷牽伸區SB1的長度要大于第二拉斷牽伸區SB2的，而第二拉斷牽伸區SB2的長度要比第三拉斷牽伸區SB3的大。
在第一拉斷牽伸區SB1中，長絲紗F所有的長絲都被拉斷，繼而轉變成纖維。紗線橫截面中纖維的數量是由輥子5和6的速度比(V6/V5，V6表示為輥子6的速度，而V5表示為輥子5的速度)、喂給筒子的數量以及每個喂給筒子長絲1的數量確定的。輥子5與6之間的距離確定了纖維長度。通過改變輥子5和6的速度比，可將紗線支數減少到理想的分特值(dtex＝Decitex，分特即每10’000米紗線的克重)。可選的第二和第三拉斷牽伸區SB2和SB3用于重新使目前的纖維部分斷裂，并進一步減小纖維長度的振動寬度和紗線橫截面中纖維的數量。
上述方法步驟亦可參見WO-A-00/77283，其中詳細地描述了拉斷牽伸工藝。用英語來說，第二或第三次拉斷牽伸(拉斷牽伸區SB2或SB3)通常也稱作“Rebreaking(再斷裂)”。
通過拉斷牽伸工藝，長絲紗F的長絲轉變成由較松的纖維組成的纖維條，纖維條在拉斷牽伸之后固化(加固)成會集在一起的短纖紗。通過由噴嘴9進行的這種固化，得到了具有理想的光學和物理性質及理想的手感的短纖紗G。將纖維條固化成短纖紗G所需的固化張力由牽伸輥10產生。
牽伸輥10通過一個由一輸送輥和一從屬輥組成的且被短纖紗多次纏繞的輥對形成，可對牽伸輥10進行加熱，以便使短纖紗G定型并避免在染色中出現可能發生的問題。如圖所示，在牽伸輥10后設置有一個加熱元件11，而在加熱元件11后設置有一個輸送輥12，其中一直不對輸送輥12進行加熱。利用輸送輥12控制定型張力。可將牽伸輥10、加熱元件11以及輸送輥12布置如下不帶輸送輥12的加熱牽伸輥10、無加熱元件；加上輸送輥12的加熱牽伸輥10、無加熱元件；未加熱的牽伸輥10加上加熱元件(管形加熱體)11加上輸送輥12；如果收縮徹底減小，則為加熱的牽伸輥10加上加熱元件11加上輸送輥12。加熱牽伸輥10和/或加熱元件11的溫度為約200至230℃。繼輸送輥12之后，短纖紗G經過一個測試裝置13，經由該測試裝置13借助于不同參數可連續地實時檢查短纖紗G的質量。
在經過測試裝置13之后，短纖紗到達一個上油裝置14(可選的)，以便在進一步加工時改進短纖紗G的特性(例如減少摩擦和靜電荷)。在上油裝置14中，例如用植物油和礦物油的乳濁液對短纖紗G進行處理。在經過上油裝置14之后，短纖紗到達一個絡筒裝置，從中產生出紗線筒子15，其例如可作為最終產品出售給繼續加工者，或用作染色筒子或用于任何其他的加工工藝。例如在EP-A453622和EP-A-0829444中描述了合適的絡筒裝置。作為進一步的選擇，機織位M可具有一個自動落紗機16以使筒子15自動落筒。
每個不同的輥子都由一個單獨的電動機驅動，且每個電動機都由一個變頻器饋電(電動機和變頻器均未示出)。此外，每個機織位M具有一個接口17用以操縱機織位(啟動/停止)。多個機織位M分別在一個共同機架內聯合成一個區域，紡紗機包括直至48個機織位，甚至更多。每臺紡紗機設有一個終端18，可將各個機織位M的參數輸入其中，并可將參數往下地裝到機織位上。
利用所述紡紗機也可制造微纖維，因為從中制造的材料具有一定的柔軟性和手感，就產生了大量需求。在用傳統的短纖紗方法很難制造微纖維時，就可利用所述紡紗機經濟且質量極好地制造出PES、PA和PP微纖維。同樣也可經濟地制造出雙組分紗。
為制造由兩種長絲紗F和F′組成的雙組分紗，根據圖3，設置有兩個牽伸區SZ和SZ′。在上方的牽伸區SZ1中，例如將PES POY長絲紗F牽伸70％，而在下方的牽伸區SZ′中，將PA POY長絲紗F牽伸30％。繼兩個牽伸區SZ1和SZ2之后，兩長絲紗F和F′分別經過具有一個可選冷卻裝置4的冷卻區，且隨后被一起輸送到第一拉斷牽伸區SB1(圖1)沿紗線走向A的第一輥5上。
可用所述紡紗機制造的其他產品是彈性紗。此類紗的成分總是較大，因為它可一直伸長到40％，但不會過度伸長，從而能制造出完全新型的針織物和機織織物。眾所周知，彈性紗是由所謂的包芯紗和花色紗線制成的，后者例如在噴氣變形嘴中通過短暫的傳送而織入包芯紗中，這樣就形成了具有理想彈性的彈性紗。為了在本發明的紡紗機上制造彈性紗，除了形成彈性包芯紗的纖維條外，還將單絲或多絲的花色紗線E(圖1)送到噴嘴9，并在噴嘴9中將其織入包芯紗中。固化的短纖紗G隨后就成為了彈性紗。
權利要求
1.一種用于制造由長絲(1)組成的短纖紗的裝置，具有將長絲拉斷成條為短纖維的機構、將短纖維固化成短纖紗(G)的機構以及將短纖紗(G)絡筒的機構，其特征在于，將該裝置設計成包括多個機織位的一個單元的單個機織位(M)，且每個機織位(M)可被單獨喂給長絲(1)且具有單獨的驅動裝置。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，每個機織位(M)具有至少一個拉斷牽伸區(SB1、SB2、SB3)和一個可選的牽伸區(SZ)，這些區域由可驅動的輥子(5、6、7、8；2、3)構成，且這些輥子中的每一個都具有一個由一變頻器饋電的獨立的驅動電機。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，給每個機織位(M)輸送多根長絲(1)。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，選擇性地調節輸送給每個機織位(M)的長絲(1)的張力。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，將所輸送的長絲(1)聚集成長絲紗(F)，該長絲紗(F)經過所述至少一個拉斷牽伸區(SB1、SB2、SB3)和噴嘴(9)，該噴嘴(9)構成用以固化經由拉斷牽伸形成的纖維條的機構，且噴嘴(9)配置有一個牽伸輥(10)，用以產生將纖維條固化成短纖紗(G)所需的固化張力。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，長絲紗(F)可根據成品中纖維的理想定向經過可選牽伸區(SZ)。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，構成可選的牽伸區(SZ)的輥子(2、3)由加熱的導絲輥形成，且在可選的牽伸區(SZ)與第一拉斷牽伸區(SB1)之間設置有一個冷卻區，該冷卻區具有一個可選的冷卻裝置(4)。
8.如權利要求6或7所述的裝置，其特征在于，牽伸區(SZ)的輥子(2、3)和/或牽伸輥(10)通過被長絲紗(F)或短纖紗(G)多次纏繞的、由一個輸送輥和一個從屬輥組成的輥對形成。
9.如權利要求1至8中之一所述的裝置，其特征在于，用以將短纖紗(G)絡筒的機構由一個紗線防疊繞件形成，其具有一個導紗器，該導紗器在筒子的縱向上實施往復運動并可由一個往復元件驅動。
10.如權利要求1至9中之一所述的裝置，其特征在于，每個機織位(M)具有一個接口(17)用以操縱機織位(M)。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，有一個對應所有機織位(M)的公共的終端(18)，由該終端可將調節參數往下裝到各個機織位(M)上。
12.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，在噴嘴(9)后通過加熱使短纖紗(G)定型。
13.如權利要求7至12中之一所述的裝置，其特征在于，牽伸輥(10)由一個加熱的導絲輥形成。
14.如權利要求7和13所述的裝置，其特征在于，設置有兩個相互隔開的牽伸輥(10、12)和一個位于其間的加熱元件(11)。
15.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，一個為制造由兩種長絲紗(F、F′)組成的雙組分紗而設的機織位(M)相對于兩長絲紗(F、F′)的每一個分別具有一個牽伸區(SZ、SZ′)。
16.如權利要求5至15中之一所述的裝置，其特征在于，為制造彈性紗，除了給噴嘴(9)輸送形成彈性包芯紗的纖維條外，還輸送單絲或多絲的花色紗線(E)，并在噴嘴(9)中將之織入包芯紗。
17.如權利要求5至16中之一所述的裝置，其特征在于，短纖紗(G)繼牽伸輥(12)之后經過一個測試裝置(13)，以實時地連續檢測短纖紗(G)的質量。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，沿紗線走向(A)位于測試裝置(13)后面設有一個上油裝置(14)。
19.如權利要求1至18中之一所述的裝置，其特征在于，在每個機織位(M)上設有一個自動落紗機(16)以使所制筒子落筒。
全文摘要
一種用于制造由長絲(1)組成的短纖紗的裝置，包括將長絲拉斷成條為短纖維的機構(5－8)、將短纖維固化成短纖紗(G)的機構(9)以及將短纖紗(G)絡筒的機構。該裝置被設計成包括多個機織位的一個單元的單個機織位(M)，且每個機織位(M)可被單獨喂給長絲(1)且具有單獨的驅動裝置。每個機織位(M)至少具有一個拉斷牽伸區(SB1、SB2、SB3)和一個可選的牽伸區(SZ)，其由可驅動的輥子(5、6、7、8；2、3)構成，且這些輥子中的每一個都具有一個由變頻器饋電的獨立驅動電機。
文檔編號D01G1/08GK1702205SQ20041010335
公開日2005年11月30日 申請日期2004年10月8日 優先權日2003年10月6日
發明者D·泰里 申請人:謝爾勒.施韋特.梅特勒股份公司