卷繞單絲的方法

2023-10-10 14:21:29

專利名稱：卷繞單絲的方法
技術領域：
本發明涉及一種用高的卷繞速度將單絲卷繞成捲筒的方法。本發明特別涉及預取向的非結晶聚酯單絲的卷繞方法。
對於儲存、後續處理或發運最重要的紗線包裝方式是紗線筒子。對紗線筒子的製造提出高的要求。特別是紗線筒子不應該損害紗線性能，並且它們應該具有良好的退繞性能。
背景技術：
為了實現良好的捲筒結構要求捲筒圓周速度有高的精度。已知各種不同的捲筒驅動裝置。在錠子驅動時驅動紗線筒子支承芯軸並調節其圓周速度。這時隨著捲筒直徑的加大捲筒支承芯軸的轉速減小。眾所周知，圓周速度用一探輥測量，探輥貼合在捲筒圓周上。如果在紗線卷繞時間內捲筒直徑加大，那麼圓周速度便提高。這種提高傳遞到探輥的轉速上。產生一控制信號，使支承芯軸的轉速隨捲筒直徑的加大而減小。在摩擦驅動時一個貼合在捲筒圓周上的加壓輥以恆定的圓周速度帶動未受到驅動的捲筒芯軸。
還已知帶有錠子驅動裝置的卷繞機，其中用來測量圓周速度的探輥(摩擦輥)配備一電動驅動裝置。由此提供一附加的調整量，它表示為與筒管包裝相比探輥的超越。
正超越給探輥的驅動裝置上發出一調整信號，以便速度提高；負超越產生一信號，使速度降低。在兩種情況下探輥和捲筒始終保持接觸，使得探輥對捲筒產生拉動作用或制動作用。在Bamag公司的型號為CW的卷繞機上超越的調整藉助於一載荷偏移因子進行，它以標尺刻度定義。對於正超越設定一正的載荷偏移因子，其中標尺數值大致(‰)表示超越的單位。
為了將待卷繞紗線鋪放在整個捲筒寬度上已知各種不同的往復運動系統。已知往復運動導絲器，其運動方向在捲筒稜邊處突然反向，這造成很大的加速力，並可能造成很快的磨損。與此不同旋轉錠翼系統可以快得多地往復引導紗線，但是在紗線反向點可能出現紗線的衝擊載荷。
通常預取向的非結晶聚酯單絲(也稱為POY)根據製造的纖度不同在2500-3500m/min的牽引速度下製造。這種單絲具有75-165％的斷裂延伸率/值，這對於在拉伸式或拉伸捲曲變形過程中的後處理證明是有利的。
但是如果在製造紡絲取向的結晶PET單絲—它們也稱為FOY或HOY-時試圖繼續提高卷繞速度，那麼便會發現缺陷增多，它們在從筒管包裝中抽出紗線以進行後處理時造成操作和質量故障。
用高的卷繞速度製造POY絲例如在以下資料中介紹過WO99/51799公開一種紡造無端單絲的方法，其中新紡出的單絲在一管子中藉助於加速的冷空氣冷卻。通過這種方式紡絲牽引速度可以提高到4530m/min，而不降低斷裂延伸率。
WO99/07927介紹了一種由以聚酯為基的聚合物混合物製造預取向單絲的方法。在存在一定量的添加劑-共聚物的情況下在高達6000m/min的紡絲牽引速度時仍能得到高斷裂延伸率的PES單絲。
儘管所述方法可以在高牽引速度時紡造預取向非結晶單絲，但是沒有進一步說明單絲的卷繞和避免筒管包裝缺陷。
實際表明，在卷繞用高的紡絲牽引速度製造的單絲時可能出現以下缺陷由於旋轉的筒管包裝上大的離心力在滿捲筒制動時出現包裝的不可控制的崩潰。
筒管包裝表面和探輥之間大的摩擦力導致變形(Walken)和發熱。
觀察到特別是捲筒邊緣上的凸脹和在筒管包裝整個寬度上的鞍形，以及紗線脫邊，亦即單根或整個單絲從捲筒邊緣上滑脫。這種缺陷在POY一捲筒儲存期間還可能發生或加劇。
這裡應該考慮，紡絲牽引速度由第一牽引機構—大多是一導絲輥—的速度確定，卷繞速度相應於筒管包裝的圓周速度。
在資料中看到捲筒結構缺陷最常見的原因是往復運動相對於卷繞速度比的誤差以及在筒子上卷繞張力的誤差。隨著卷繞張力的過於增大首先在稜邊處形成凸脹或在中間形成鞍形。然後便是脫邊和紗線斷裂。紗線張力太小時首先形成窄帶狀表面，伴隨著擠出的捲筒稜邊，脫落的數量加大，並在紗線較大的過量供給時形成纏繞，紗線斷裂和在摩擦輥上的卷繞(Franz Fourné合成纖維Carl Hanser出版社München Wien，1995年第210頁)。
由JP63-147780A已知一種帶有受驅動的接觸輥和受驅動的筒管架的卷繞機。它介紹了一種用於高結晶絲的卷繞方法。但是給出的卷繞參數不能轉用到非結晶絲上。此外沒有記述在卷繞行程上的鋪放角。捲筒表面和接觸輥相同的速度導致，無法避免捲筒稜邊處的紗線脫落。
JP62-244873A同樣介紹了一種帶有受驅動的接觸輥和筒管架的卷繞機。這裡此方法也適合於卷繞高結晶絲。因此也存在對於接觸輥和捲筒表面速度一致性的要求。紗線脫落同樣是不可避免的。
JP11-263534A涉及丙烯腈系纖維的卷繞。但是對於PES紗線卷繞行程上卷繞張力的變化是不可接受的。

發明內容
本發明的目的是，提供一種用來卷繞預取向的非結晶聚酯單絲的方法，用這種方法即使在高卷繞速度時也能達到良好的捲筒結構。應該可以達到這樣的捲筒結構，它使得在筒裝上可以卷繞4kg以上，尤其是12-32kg的高的紗線重量，並且即使在捲筒較長期儲存後在後續處理時仍能保持良好的捲筒退繞。
按照本發明這個目的用權利要求1中給出的特徵來實現。本發明方法優良和適宜的變型方案是從屬權利要求的內容。
使人意想不到地顯示，即使在高的卷繞速度時，如果
·將待卷繞單絲以0.03cN/dtex和0.20cN/dtex之間的紗線張力輸送給往復導絲器。
·探輥以與捲筒圓周速度相比正的超越運行，·在卷繞行程上紗線鋪放角在3.5°至7.5°之間調整，·探輥在捲筒圓周上的貼緊力在8至18kg之間。那麼對於預取向非結晶聚酯單絲(POY)也可以達到良好的捲筒結構。
集束的多絲稱為長絲或紗線。預取向的非結晶單絲特別是理解為具有75至165％之間的斷裂延伸率的單絲。可以不受限制地應用聚酯，例如PET、PBT、PTT等等。
待卷繞單絲用以輸送給往復導絲器的卷繞張力(cN/dtex)通過形成直接在往復導絲器之間測量的紗線張力(cN)和卷繞的紗線的纖度(dtex)之商求出。按本發明的方法並不強制要求採用導絲輥。如果單絲用導絲輥抽出，那麼測量被最後一個牽引導絲輥輸送給往復導絲器的單絲的張力。紗線在捲筒寬度上的鋪放藉助於旋轉的錠翼進行。
用來使探輥貼合在捲筒圓周上的規定的壓緊力的調整確保捲筒和探輥之間的力鎖合。
用鋪放角表示捲筒上的紗線行進方向與捲筒旋轉軸垂線之間的夾角。卷繞行程上的鋪放角為3.5°至7.5°之間有利於捲筒結構的穩定。
由於探輥與捲筒圓周速度相比以正超越運行，探輥對捲筒起拉動作用。實際令人驚訝地顯示，如果POY用高卷繞速度製造，那麼拉動作用對避免捲筒稜邊上的紗線脫邊具有重要影響。
在上述範圍內調整鋪放角有利於不在捲筒上留下鞍形和凸脹如果探輥與捲筒圓周速度相比以+0.3至+1.2％之間的正超越運行，那麼便得到特別好的捲筒結構。單絲最好以0.05cN/dtex至0.15cN/dtex之間的紗線張力輸送給往復導絲器。
為了進一步改善捲筒結構單絲的鋪放角最好根據卷繞行程上捲筒的直徑而變化。通過改變鋪放角可以進一步減小由於凸脹造成的運輸損壞和紗線退繞誤差。在卷繞行程上的鋪放角在第一階段內隨捲筒直徑的加大而加大，在隨後的第二階段內隨捲筒直徑的加大而減小，證明是特別有利的。鋪放角的加大和減小最好以約0.5°的步距階梯式進行。在第一和第二階段之間鋪放角最好保持不變。
在本發明範圍內PES也可以具有少量，相對於單絲總重量最好不超過0.1％重量百分比的支化劑成分。其中對於本發明優先的支化劑成分包括起多官能酸，如偏苯三酸、均苯四酸、或三價至六價的醇，如三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、甘油或相應的羥基酸。
此外給PES混和作為延伸率增大劑的，相對於單絲總重量不超過2.5％重量百分比的添加劑-聚合物，可能是適宜的。按照本發明特別合適的添加劑-聚合物包括聚合物和/或共聚物。在這方面參照DE10063286的公開內容。
對於按本發明的方法原則上可以應用市場上常見的可以形成所述參數的所有卷繞機。對於按本發明的方法採用在高紡絲牽引速度時減少產生應加的結晶的紡絲冷卻裝置是適宜的。在本發明一種特別優先的實施形式中採用如資料WO99/51799中所述的紡絲冷卻裝置。在這方面明確地參照這份資料的公開內容。
單絲在卷繞之前可以用已知方法捲曲變形。其中最好調整到至少10n/m的結數(在卷繞的紗線上測量)。
為了按本發明調整紗線張力預取向非結晶聚酯單絲的卷繞速度應該低於卷繞牽引速度0-2％。如果單絲用導絲輥牽引，那麼第一導絲單元的圓周速度稱為牽引速度。
此外通過鏡面幹擾法(Spiegelstoerverfahren)防止特別是在鏡面區內的紗線層滑脫是適宜的。
附圖的簡要說明下面參照附圖進一步說明按本發明的方法。
附圖表示；


圖1表示用在按本發明的方法中的卷繞機的大大簡化的示意圖。
圖2表示在卷繞行程上鋪放角的變化。
本發明具體的實施方式在按本發明的方法中聚酯或混合聚合物的熔液藉助於紡絲泵擠壓到噴嘴組件中，並通過組件的噴嘴板上的噴嘴孔擠出成熔液形單絲。擠出的單絲穿過冷卻延遲區。此外在紡絲箱體下面可以安裝一後加熱器。接著單絲冷卻到其凝固溫度以下的溫度。
用作冷卻單絲的手段對於專業人員可以從現有技術中得知。為了冷卻單絲例如可以採用單根紗線/長絲系統，它們由具有打孔的壁的單根冷卻管組成。通過主動的冷空氣輸入或通過利用單絲的自抽吸效應和/或通過冷空氣抽出達到每根單獨的單絲的冷卻。除了使用單根管子外，另一種選擇方案也可以採用已知的橫流驟冷系統。
單絲集束成至少一根紗線在一加油銷上進行，它均勻地輸送希望數量的紡絲上油劑。在卷繞前對紗線的單絲進行捲曲變形，由此改善在捲筒上紗線的結合。
用來卷繞連續輸入的紗線的卷繞機包括一電機驅動的捲筒支承芯軸1、筒管2插在此芯軸上。以恆定的速度連續輸入的紗線3在筒管2上卷繞成一捲筒4。
首先通過一個導絲器5引導紗線3，該導絲器構成往復運動三角形的頂點。接著紗線到達一往復運動機構6。卷繞機尤其是僅僅具有一示意表示的錠翼輪往復運動機構，它對於每根紗線包括一往復驅動裝置7和兩個反方向旋轉的錠翼系統8、9。這種紡紗杯(/轉子型)紗線鋪放系統屬於現有技術，並例如在Fourné，合成纖維，Carl Hansa出版社München Wien1995年，第401頁中作過說明。
紡紗杯往復運動系統的錠翼8、9在捲筒寬度上反覆來回引導紗線3。輸入的單絲用以輸送給往復導絲器的紗線張力在0.03cN/dtex至0.20cN/dtex之間，尤其在0.05cN/dtex至0.15cN/dtex的範圍內。根據往復運動機構6頻率的高低在卷繞行程上紗線鋪放角在3.5°至7.5°之間調整。
在往復運動機構6後面紗線在探輥10上轉向90°以上，然後在筒管2上卷繞成捲筒4。探輥10具有一單獨的驅動裝置。捲筒支承芯軸1和探輥10的旋轉方向分別用箭頭表示。探輥用來貼緊在捲筒圓周上的壓緊力F在卷繞機上可以改變。壓緊力F在8至18kg間調整。
這樣調節捲筒支承芯軸1的轉速，使得捲筒圓周速度保持不變。與捲筒支承芯軸的調節無關探輥10的驅動裝置調整到具有正超越，使它對筒裝置施加拉動作用。探輥驅動裝置與捲筒支承芯軸驅動裝置相比的這種正超越最好在+0.3和+1.2％之間。
在捲筒行程上鋪放角在3.5°至7.5°的範圍內變化。圖2表示作為相對於滿捲筒(100％)的捲筒直徑(％)的函數的鋪放角(°)。開始時最好調整到4.5°的鋪放角。在到相對捲筒直徑為40％的第一階段I內鋪放角從4.5°階梯形升高到6°。接著鋪放角在直到相對捲筒直徑為60％的這個範圍內保持不變。接著是第二階段II，在該階段內鋪放角從6.0°階梯形減小到5.5°度。在捲筒卷繞時間內鋪放角應該在它們之間調整的上下限在圖2中用虛線表示。上下限數值分別在特別優選的數值附近上或下1.0°。
其它卷繞機的不同之處在於幾何的、工藝的和控制技術的結構。用按本發明的卷繞條件製造出穩定的無缺陷的捲筒。單絲以至少4200m/min，尤其是≥4600m/min，特別是≥6000m/min的卷繞速度成形為捲筒包裝。在本發明範圍內特別優先的區域為4200至8000m/min之間，特別是4600至7000m/min之間。
權利要求
1.用來將預取向的非結晶聚酯單絲以至少4200m/min的卷繞速度卷繞成捲筒的方法，用這種方法時輸入的單絲輸送給一往復導絲器，並在捲筒的寬度上鋪放，並由一受驅動的以規定的壓緊力貼合在一裝在受驅動的捲筒支承芯軸上的捲筒圓周上的探輥轉向，其特徵為-待卷繞單絲以在0.03cN/dtex至0.20cN/dtex之間的較高紗線張力輸送給往復導絲器，-探輥以比捲筒高的圓周速度運轉，-紗線在卷繞行程上的鋪放角在3.5°至7.5°之間調整，-探輥的壓緊力在8至18kg之間。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵為探輥或加壓輥以一與捲筒圓周速度相比在0.3至1.2％的圓周速度正超越運行。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特徵為單絲以0.05cN/dtex至0.15cN/dtex的紗線張力輸送給往復導絲器。
4.按權利要求1-3之任一項所述的方法，其特徵為單絲的鋪放角根據捲筒直徑在捲筒行程上變化。
5.按權利要求4所述的方法，其特徵為在卷繞行程上的鋪放角在第一階段內隨捲筒直徑的加大而加大，而在隨後的第二階段隨捲筒直徑的加大而減小。
6.按權利要求5所述的方法，其特徵為鋪放角在第一和第二階段之間保持不變。
7.按權利要求1-6之任一項所述的方法，其特徵為給往復導絲器輸送具有至少10結/米的捲曲變形紗線。
8.按權利要求1-7之任一項所述的方法，其特徵為單絲以4600至7000m/min的卷繞速度卷繞。
9.按權利要求1-8之任一項所述的方法，其特徵為輸入的單絲藉助於旋轉的錠翼系統鋪放。
全文摘要
本發明涉及一種用來將預取向的非結晶聚酯單絲以至少4200m/min的速度卷繞成捲筒的方法，用這種方法時輸入的單絲被一錠翼－往復運動系統在捲筒寬度上鋪放並被一受驅動的探輥轉向，探輥以8至18kg的壓緊力貼合在裝在一受驅動的捲筒支承芯軸上的捲筒的圓周上。待卷繞的單絲以0.03cN/dtex至0.20cN/dtex的紗線張力輸送給往復導絲器。探輥以與捲筒圓周速度相比最好在0.3至1.2％之間的正超越運轉。在卷繞行程上紗線鋪放角在3.5°至7.5°之間調整。用按本發明的方法即使在高的卷繞速度時也能達到良好的捲筒結構。
文檔編號B65H54/40GK1525934SQ02813880
公開日2004年9月1日 申請日期2002年5月7日 優先權日2001年7月13日
發明者H·許特裡希凱特, H 許特裡希凱特 申請人:齊默爾股份公司