制备高抱合性空气喷射变形纱的设备

摘要

将一种空气喷射变形纱设备的纱线处理喷射装置进行了改装，在该喷射装置的出口端装设一个挡杆。该挡杆的装设位置距离该喷射装置的出口端和在其中心轴线之上各有一定的距离，使得纱线和空气沿挡杆下表面行至某一点而离开该挡杆，目的是增大卷绕张力，从而提供高抱合性变形纱。

说明书

echnical-field id="technical-field001">

本发明涉及一种制备高抱合性变形纱的设备系统，更具体讲，是涉及在出口端有改向装置的喷射装置应用加压的流体制备此种纱的系统。

已知的方法是向喷射装置超喂一条或多条纱，在喷射装置处用加压流体例如空气作用在各单丝之上使它们散开、将它们卷曲成为结点状丝圈，再使这些成圈的单丝缠结成为抱合的纱线。

还已知这样的用于变形纱或膨体纱的流体喷射工艺，它们使用可移动式和固定式挡板并设置在离开喷射出口端不同距离处，并且与纱的行径呈不同的角度，用以使纱和流体在离开喷射装置后偏离直线运动。

在制备具有结点状丝圈的纱线时，变形用的喷射装置必须以足够张力将超喂纱线向前方拉曳，以保持纱线不致卷绕在喂料辊上，而这种张力是由比纱线运动更快的加压空气的牵曳力所提供。这些空气将纱线开松，在单丝的周围击打，在单丝上形成丝圈，然后使它们缠结到一起，形成纱的结构，并且在将纱织成织物时所遇张力条件下能保持住这些圈。在喷射装置出口处的张力必须较小，以便丝圈集聚并形成缠结的结构。紧接在此处之后，又要求更大的张力，以便已缠结的结构紧密并使之稳定。

通常在喷射装置出口处配置一个挡杆，使空气和纱碰击于其上，从而提供一个受控的空气区，使得纱的运动方向有突然改变。当变形加工速率高和空气压力大时，这样的挡杆是特别需要的。但是，在已知的圆柱状挡杆配置中，空气在挡杆周围被分开，一部分空气跟随纱线继续产生张力作用。

在本发明中，绝大部分或全部空气是沿一个挡杆的下表面运动，同时纱线也围绕该挡杆的下表面运动。

对于将单丝膨化超喂料加工成为丝圈而言，卷绕张力是对于变形喷射装置的有效性的良好量度，而这些丝圈能很好地相互固着和集聚在一起，成为稳定、抱合的纱束。卷绕张力够大还能得到坚实而不是松软状的经变形加工的卷装纱。从这种坚实的卷装退出纱线容易而均匀，不会有松软卷装所产生的擦损和缠结。

在变形加工中采用较大张力，还使所得卷装上的纱线在其后在大张力操作中，例如整经、簇绒或针织中，防止发生大量拉出。已证明当卷绕张力小时，纱束中的丝圈固着不良，在成品织物和地毯上也不希望有这种缺陷。在使用时对这样的织物磨擦时，通常短时间就会产生抓松的单丝、擦损、起绒毛和外观变差。具有良好固着的丝圈，并集聚成坚实纱束的纱线，在加工成织物或地毯后可耐受更长时间才发生擦损和起绒毛。变形加工张力是在喷射装置之后测量，卷绕张力是在制成卷装后测量。在变形加工张力和卷绕张力之间有一个并行关系，但在数值大小上前者总是比后者小得多。具有较小变形加工张力的纱线显现较小的卷绕张力，而具有较大变形张力的纱线也显现较大卷绕张力。

在本发明中，变形加工纱的卷绕张力增大程度是令人惊异的，与先有技术应用喷射装置并在相似条件下所达到的卷绕张力相比，要大出20-100%，所述先有技术例如Agers的美国专利4157605。

本发明是一条或多条纱的变形加工设备系统，该系统包括一个供应所述纱的供源，一个纱线变形喷射装置，纱线就从这个装置中穿过，并且该装置位于喂纱装置和卷取装置之间，而卷取装置将已变形的纱卷绕成为卷装。喷射装置具有一个本体，上面有纱入口及出口端，两端之间由位于中轴线的中心圆孔连在一起;将加压气体经过气体入口送入所述两个末端之间的圆孔的装置，使这些气体在所述孔内的一个位置与喷射装置中通过的纱线相接触;所述纱线与所述气体是沿着从所述喷射装置出口端出来后的一个行径而运动。在喷射装置的纱线出口端近旁有一个挡杆，该挡杆有一个外周表面，该表面的最靠近所述出口端的部分与该出口端的距离是加压气体进入喷射装置的圆孔部位的下游、该圆孔的最小直径的0.1-2.0倍;并且该挡杆表面的最靠近中心轴的部分在所述中心轴上方的距离是0.1-3.0倍于所述最小直径。

该挡杆的横截面可以是圆形⑶咝位蚨啾咝巍Ｅ缟渥爸玫某隹诙丝梢允乔呃茸垂剐巍?

图1是本发明系统设备的一个实施方案的示意图。

图2是本发明系统设备的另一个实施方案的示意图。

图3是本发明所用喷射装置的透视图。

图4是图3的4-4剖面图。

图5和6是图4的本发明的喷射装置其中的挡杆是正方形截面的部分视图，每个挡杆在喷射装置出口端的取向各不相同。

图7是另一实施方案中，挡杆为棒形，喷射装置的出口是喇叭形。

图8是卷绕张力（克）与该挡杆底面距喷射装置中心线的距离之间的关系，这个距离是以在中心线之上或之下多少个千分之一英寸来表示，图中示出了离开喷射装置出口两种不同的纱线行径的情况。

现选出其一实施方案供说明之用，在图1中，从多个卷装12喂入纱线10将之制成线，通过张力器14和喂入辊16进入润湿浴18，然后到达喷射变形加工装置20的入口。将压缩空气通过空气分支管22供给喷射装置。经变形加工的纱从喷射装置20出来，围绕设置于喷射装置出口的特殊挡杆（未示出）然后由夹辊24卷出，通过横向导杆26，卷绕在卷装28上。喂入辊16的速率快于夹辊24，使之产生5-200%的纱线膨化超喂效果。卷绕速率稍快于夹辊24的速率，约快1-10%或更多。在25位置在已变形加工的纱线27上测量卷绕张力，测量后取平均的读数，以避免在纱线行进到卷取的卷装上时产生特大张力。

在芯纱和花纹式变形加工中，产生花纹的纱线（未示出）是喂入到另外的喂料辊上，然后不经湿润即行进通过喷射装置20。从供料卷装12退卷出的纱10送至喂料辊16，作为芯纱。借助于喷射装置20将芯纱和花纹纱变形加工到一起，但两者超喂程度不同、在芯纱10上施加较小的超喂程度，这是靠16和24两个辊的速度比范围为1.03∶1.0至1.15∶1.0所达成的。在花纹纱上施加较大的超喂程度，这是靠其相应的喂料夹辊与辊24的速度比范围为1.1∶1.0至2.5∶1所达成的。

图1所示类型的商售机器型号为Eltex    AT，是西德Reutlingen    Hirschburger    GmbH制造。

图2示出一个更详细的设备系统，其中喂料纱线卷装30（只示出一个）将复丝纱32供给喂料辊35，然后，经过室37a内的水浴36再超喂到室37a内的喷射装置37。若喂入纱32是由聚合物原料未经完全取向纺丝所制，例如聚酯或聚酰胺（对于部分取向丝，工业界称之为POY丝），通常是在辊33和辊35之间的拉伸区来拉伸所述的喂入纱。如果纱是聚酯POY，通常是围绕辊33和辊34之间的热金属销34进行拉伸。在把纱喂至喷射装置37之后，经变形加工的纱从喷射装置出来围绕特殊挡杆38而送至辊39。有时在辊39和辊40之间的区域施加1-15%的轻度冷拉伸，这个区通常称之为稳定化区域。通过辊40和辊42之间的纱松弛步骤，以便减小喂入纱固有的收缩性质或由辊33和辊35之间的拉伸步骤所产生的收缩性质。经变形加工的纱从辊42出来后，就卷绕在卷取卷装44之上。卷绕张力是在43位置测量，这个位置要尽可能远离变形纱卷装44，以便减小纱在卷绕运行中所产生的张力高峰值。取其平均张力测量读数。也可以在辊39和辊40之间的稳定化区测量张力，用以评价变形加工喷射装置37的效能。当速率比和其他条件完全相同时，在该稳定化区的张力越大，该喷射装置37将膨松超喂纱加工成高抱合性膨松变形纱的效能就越好。

对于芯纱及花纹变形加工而言，芯纱32是通过辊33和35喂入水浴36和变形加工喷射装置37（图2）。花纹纱52从供料卷装51（在图2中只示出一个）出来并通过辊53和辊55喂入，并通过辊53和辊55而在其间的热销54处拉伸，然后再导过杆56外围进入变形加工喷射装置的入口。一般情况下，芯纱在浴36中湿润，而花纹纱52不经过这个浴而不湿润。在其他方案中，芯纱32的湿润是采取从一个适当小孔（未示出）直接滴液到纱上的方法。一种与图2所示相似的典型机器的型号FK6-T80，由西德Remsheid的Barmag    Co.出产。

图3与图4示出带有特殊出口挡杆的变形加工喷射装置37。

在本发明的设备系统中，并不必须专门喂入POY纱，但若使用了这种纱，通常是该纱到达喷射装置前的喂料辊之前，先经过加热或不加热方式的预拉伸。还有，也不是必须有一个专门的稳定化区，但也可以用这个区。再者，也不是必须有象辊40和辊42之间的热定形区，但可以用来变更变形纱的热性质，例如沸溶后收缩率。

本发明的设备系统适用于所有类型的单丝纱，例如聚酯、POY聚酯、尼龙、POY尼龙、聚丙烯、POY丙烯、聚烯烃、醋酯人造丝、玻璃纤维、芳族聚酰胺等等丝纱。

本发明的设备系统还适用于制造时有断丝自由端伸出纱束之外的纱线，其中由变形加工喷射装置37所产生的丝圈随后会断开或被编织到到单丝之中，于是所制的纱线具有发毛状短纤纱的外貌。

图3-7为喷射装置详图，图中示出由总名称100表示的纱10或合并的纱32和52通过入口60而进入该喷射装置。压缩空气或其它加压气体通过管路22而进入喷射装置，而在纱出口小孔块64的入口62处冲击到该纱线。该纱和高速度气体一起通过该喷射装置的出口端66并从挡杆37a外围经过，该挡杆37a是固定安装在托板68上，而托板68是附装在该喷射装置的出口端。

挡杆37a的中心轴所在的平面是垂直于喷射装置37的中心轴，并且挡杆37a的中心轴线是位于喷射装置37的中心轴线的上方，并使得该挡杆表面的最靠近该喷射装置中心轴之处的距离A是在喷射孔中纱与加压气接触后的下游部位的最小孔径的0.1至3.0倍。更具体讲，所述的最小直径就是在纱线出口孔块64中在位置B处的孔径。优选方式是使距离A为0.5-1.5倍于该最小孔径。该挡杆的固定位置还与该喷射装置的出口端66有一个固定距离C。C的优选距离是上述最小孔径的0.2-1.2倍范围。挡杆37a的大小是这样选择，其尺寸要足够大，使得从该喷射装置出口出来的纱线能沿该挡杆外围行进3.0-10.0（优选是4.0-8.0）倍于该最小孔径的行程，方才使纱线与气流分开。

在图4中，1和2表示纱的行径。

在操作中，将纱穿过喷射装置37，在其中用加压气体加以处理，然后被气体推动而从喷射装置的出口端出来，到达挡杆37a，并围绕该挡杆外周的下边一部分行进，然后以向上方向离开这挡杆。由于该挡杆靠近喷射装置中心轴表面是在该中心轴上面，大部分气体是围绕该挡杆的下部表面散开来。

有一件事是不讲自明的，在文中所用“在上面”和“向上”的意思是图2中从喂料辊35至卷取辊39是当纱线的行径是向上时所用。在某些机器上，纱线行径是向下的，而在那种情况下，“在上面”和“向上”两词的意思应为“在下面”和“向下”。

在图3和4所示喷射装置的优选实施方案中，所示出的挡杆37a是圆形截面的圆柱形杆。图5和6所示是所述挡杆的采用多边形的其他方案，特别是正方形截面的37a′和37a″。在图3和4中，距离C′和A′分别是0.5-1.0，更好是0.5-0.9倍于该最小直径以及0.5-2.0，更好是0.8-1.6倍于该最小直径。

在图7中示出该挡杆37a′′′与该喷射装置的喇叭形出口端的关系，并且距离C′′′和A′′′分别是0.1-2.0，更好是0.2-0.5倍于该最小直径以及0.1-3.0，更好是0.2-2.0倍于该最小值径。

实例

将两条150旦-50条单丝的聚酯纱喂入类似图1所示的一个空气喷射变形加工设备系统中。应用图3和4所示类型的喷射装置来变形加工该纱线。按图4所示的最小直径B为0.070英寸，所用销针的大小为28B。按图1在辊16和24之间的纱线超喂为+35%，辊16和卷绕装置28之间的纱线超喂为+24.5%。距离A和C分别为0.060和0.051英寸，挡杆37a的直径为0.469英寸。变形纱向卷装上的卷绕速率为339米/分钟，供给喷射装置37的空气压力为130磅/平方英寸。在该喷射装置的出口端试验了两种不同的纱线行径，并在每次试验中都在该夹辊和卷绕装置之间的同一位置测量张力。两种行径是这样：行径1是在该挡杆和喷射装置出口端之间即上行前进到该夹辊，而行径2是在该挡杆外围行进，然后到该夹辊。在图4中示出行径1和行径2。在图8中示出行径1和行径2在该挡杆相对于该喷射装置的中心线移动位置时，产生的效果。图8中1是指行径1，2是指行径2。当挡杆距离A在喷射装置中心线之上方0.060英寸时所测得的卷绕张力为：

采用行径1，张力＝34克

采用行径2，张力＝64克（比行径1大88%）

在先有技术中，使用图4所示的喷射装置和同一0.469英寸大小的挡杆，并且位于对着喷射装置出口的正中心位置，所测得卷绕张力为：

采用行径1，张力＝22.3克

采用行径2，张力＝30.2克。

图8中A是指先有技术，B是指本发明实例。

由于在本发明的设备系统中对挡杆作了特别排布，使得变形加工的张力几乎增大三倍，即从常规式先有技术的22.3克增加至优越的64克。张力增大被利用于制得抱合力更大的纱束，或者是以更高和更经济的变形加工速率而得到与原来一样的一般纱线特性。