專利名稱：用于熔融紡制、處理和卷繞合成長絲的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于熔融紡制、處理和卷繞合 成長絲的方法以及一種根據權利要求8的前序部分所述的用于實施該方法的裝置。
背景技術：
在熔融紡制過程中制造合成長絲時，使待制造的長絲在其特性上盡可能地與長絲 的接下來的繼續(xù)處理或接下來的繼續(xù)處理過程相協(xié)調。因此在制造用于技術用途的長絲 時，這種長絲本領域也被稱作所謂的IDY-紗線，通常利用化學流體進行為涂敷增粘劑做準 備的潤濕。例如為了制造纖維加強的橡膠產品必需的是，使合成纖維與橡膠材料發(fā)生高度 的結合。這種連接通過相應的增粘劑產生，該增粘劑優(yōu)選在兩步方法中涂敷在纖維上。這 里，在將長絲卷繞成卷筒之前，直接在熔融紡制過程中進行對長絲的預備的第一潤濕。這里 為了實現(xiàn)粘附強度的質量，特別需要均勻地以及定量配給地潤濕長絲的所有單絲。但這由 于在卷繞之前高于5000m/min的高長絲速度而變得困難。因此通常為了給多纖維長絲上油 采用方法和裝置通常是完全不合適的，這些裝置直接配設給用于匯合單絲的紡絲裝置。此外要注意的是，用于準備增粘的化學流體可能含有危害健康的物質，應盡可能 使其不進入周圍環(huán)境中。為了滿足這種要求，W002/24987公開了一種方法和裝置，其中，為了潤濕引導長絲 通過一潤濕裝置的多個腔室向引導，在潤濕裝置中將流體保持在過壓下。這里實現(xiàn)具有高 的流體過量的非常強烈的潤濕。流體過量由腔室系統(tǒng)接收并引出。因此所述已知的方法和 已知的裝置完全不適于能夠對長絲進行盡可能定量的潤濕。此外在潤濕長絲時出現(xiàn)高的損 失，這是因為處于壓力下的流體會自動地經由長絲入口和長絲出口流出。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的目的在于，改進這種用于熔融紡制、處理和卷繞合成長絲的方法以 及改進用于實施該方法的裝置，使得在卷繞前即使在長絲運行速度高于5000m/min時長絲 也能夠獲得均勻定量的潤濕。本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種用于熔融紡制、處理和卷繞合成長絲的方法 和裝置，其中，特別是可以將含有危害健康的物質的流體低損失地并以較高的安全性涂敷 到長絲上。所述目的根據本發(fā)明通過具有權利要求1的特征的方法以及通過具有權利要求8 的特征的裝置實現(xiàn)。本發(fā)明有利的改進方案通過相應從屬權利要求的特征和特征組合限定。本發(fā)明的突出之處在于，例如可以根據長絲纖度改變長絲與流體接觸的停留時 間。為此，為了潤濕，引導長絲穿過豎立的流體液柱，其中，可以改變液柱的高度，以便定量 配給。因此在長絲速度保持不變時僅通過液柱的高度就能實現(xiàn)長絲的潤濕的定量配給。為了實施該方法，根據本發(fā)明的裝置具有潤濕裝置，在該潤濕裝置中構成用于容納液柱的豎直定向的液柱腔室，它在上部的長絲入口和下部的長絲出口之間延伸。因此經 過長絲入口和經過長絲出口引導的長絲橫穿液柱。長絲速度和長絲在液柱中的路程確定了 停留時間且因此確定了進入長絲的單絲束中的流體的定量配給。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，流體的液柱通過液柱腔室密封地與周圍環(huán)境分開。為了保持通過液柱的高度確定的液體輸出量還設定，通過定量配給裝置連續(xù)地向 液柱輸送流體。為此液柱腔室通過在下部區(qū)域中形成的供應開口與定量配給裝置連接。因 此由行進的長絲連續(xù)從液柱中取出的流體量可以通過定量配給裝置供應，從而在熔融紡制 過程中確保了在卷繞之前均勻地潤濕長絲。本發(fā)明的改進方案優(yōu)選設計成，必須在液柱內部保存盡可能少的流體，其中，基本 上直線地從上至下引導長絲穿過液柱。為此根據本發(fā)明的裝置具有在液柱腔室的軸線中心 上的長絲入口和長絲出口。因此液柱在中心被垂直貫穿，從而長絲可以在所有側面在相同 條件下被潤濕。同時長絲穿過液柱的路程可以與液柱的柱高度相等。為了能夠在高于5000m/min的高長絲速度下可靠地引導長絲，優(yōu)選在一種變 型方案中實施本發(fā)明，其中，液柱無壓力地保持在兩個具有成型輪廓(具有凸凹輪廓) (profilieren)的陶瓷板之間并且在陶瓷板之間構成的長絲通道中引導長絲。因此在進入 液柱之前以及在從液柱出來之后都能實現(xiàn)用于引導長絲的引導段。為此根據本發(fā)明的裝置 具有帶有成型輪廓的陶瓷板，所述陶瓷板壓力密封地在液柱腔室和長絲通道之間形成。由此特別是在出口側可以實現(xiàn)額外的密封措施，該密封措施防止流體流出到周圍 環(huán)境中。根據一種有利的方法變型設定，在長絲通道中在出口側與長絲行進方向相反地產 生空氣流，其中，在第一通道擴展部吹入空氣并且在第二通道擴展部吸出空氣。由此一方 面可以截留被攜帶的過量流體殘余量，另一方面可以通過與長絲行進方向的空氣流實現(xiàn)長 絲上的均勻潤濕。為此在長絲通道的位于液柱腔室下方的段中在陶瓷板中構成兩個彼此隔 開距離的通道腔室，其中，下部的通道腔室與空氣源連接，而上部的通道腔室與抽吸裝置連 接。為了能夠接收在從長絲通道中出來時通常會出現(xiàn)的含有由空氣紊流夾帶的流體 顆粒的流體霧，這樣的方法變型是特別有利的，其中，長絲通道在出口側通入一抽吸腔室 中，長絲被引導穿過該抽吸腔室。因此也可以實現(xiàn)相對于周圍環(huán)境的絕對密封性。為此在 根據本發(fā)明的裝置中在出口側在陶瓷板之間形成抽吸腔室，長絲通道通入該抽吸腔室中并 且該抽吸腔室與抽吸裝置連接。此時，優(yōu)選收集被拖帶和接收的流體，并將其分開地導出。為此將抽吸裝置與一收 集容器連接。為了在出現(xiàn)過程故障時確保，連續(xù)供應的流體在液柱腔室內部不超過液柱的最大 高度，根據本發(fā)明裝置的一種有利的改進，液柱腔室在上部區(qū)域中在長絲入口和液柱之間 配備與存儲容器連接的溢流口。


下面參考附圖借助于根據本發(fā)明的裝置的實施例詳細描述根據發(fā)明的方法以及 根據本發(fā)明的裝置。其中
圖1示出用于實施根據本發(fā)明的方法的根據本發(fā)明的裝置的一個實施例的示意 圖；圖2示出圖1的實施例的潤濕裝置的橫截面示意圖。
具體實施例方式圖1用一視圖示出用于實施根據本發(fā)明的用于制造合成長絲特別是以形成 IDY-長絲的方法的根據本發(fā)明的裝置的實施例。該實施例示出了紡絲裝置1、處理裝置2 以及卷繞裝置3，這些裝置前后順序地設置長絲流程中。這些裝置通常用于熔融紡制、處理 和卷繞多個平行引導的長絲。但圖1中僅示出了一根長絲的長絲流程。為了熔融紡制多纖維長絲，紡絲裝置1具有可加熱的紡絲頭4，該紡絲頭在其下側 上具有帶有大量噴嘴孔的噴絲嘴5并且在其上側上具有熔體入口 6。熔體入口 6與在這里 (未)示出的熔體源、例如擠出機相連接。在紡絲頭4內部通常設置引導熔體和輸送熔體的 其它構件，例如紡絲泵，在此不對其進行詳細說明。在紡絲頭4下方設有冷卻裝置7，它在該實施例中作為橫向流吹送裝置示出。冷卻 裝置7產生用于冷卻從紡絲噴嘴5的噴嘴孔擠出的大量單絲的冷卻空氣流。這里需要明確指出的是，冷卻裝置7也可以具有其它用于產生冷卻空氣流的元 件。因此可選地，冷卻空氣流可以沿徑向由內向外通過吹氣芯產生或沿徑向由外向內通過 鼓風室內部的冷卻缸產生。在冷卻裝置7下方設置上油裝置8，用于把擠出和冷卻的單絲合并成長絲36。這 里用上油流體來潤濕長絲36的單絲上油。上油裝置8在該實施例中作為輥式上油示出，其 中，單絲在潤濕的輥的圓周上被引導。但原則上也可以使用上油裝置8的其它結構形式。例 如可以根據長絲纖度可選地通過上油銷或通過雙輥結構將上油劑涂敷在單絲上。此外，為 了將單絲合并成長絲36，上油裝置8通常與這里未示出的匯集導絲器相互配合。在該實施例中通過導絲輥結構形成處理裝置2用于處理長絲，該導絲輥結構在長 絲實施拉伸和接下來實施放松。具體地，首先直接在紡絲裝置1下方設置牽拉導絲輥單元 9，用于將長絲36從紡絲裝置1中抽出。牽拉導絲輥單元9在該實施例中由受驅動的導絲 輥和可旋轉地支承的過繞輥/轉向輥(iJberlaufrolle )構成，從而以多次纏繞地在導絲 輥單元9上引導長絲36。通過牽拉導絲輥裝置9的速度可以在長絲36上設置所謂的紡絲 拉伸。牽拉導絲輥9此外優(yōu)選設計成是不加熱的。但原則上也可以使用按冷的或加熱的構 型的受驅動的導絲輥的組合。為了繼續(xù)處理長絲36設有4個導絲輥對10. 1至10. 4，它們優(yōu)選由受驅動和受加 熱的導絲輥構成，并且這些導絲輥對以不同的速度驅動。這樣在第一導絲輥對10.1和第二 導絲輥對10. 2之間實現(xiàn)長絲36的第一部分拉伸，因此以比第一導絲輥對10. 1高的圓周速 度驅動導絲輥對10. 2?？梢栽趯Ыz輥對10. 2和10. 3之間設置進一步的拉伸。在導絲輥對10. 3和最后的導絲輥對10. 4之間的長絲段中優(yōu)選在長絲36上進行 放松，用以在長絲36上觸發(fā)收縮。為此以與導絲輥對10. 4相等或更大的圓周速度驅動導 絲輥對10. 3。圖1中示出的處理裝置和其導絲輥布置結構是示例性的。原則上可以根據長絲 類型使用更大數量的或更少數量的導絲輥對。此外可以使用附加的裝置例如射流裝置(Tangelvorrichtung)。在進一步的長絲分布中，在處理裝置2和卷繞裝置3之間在長絲行程中設置潤濕 裝置11。在潤濕裝置11內部為了用于繼續(xù)處理過程的預處理以化學流體潤濕長絲。為此 在潤濕裝置的內部形成液柱，引導長絲穿過液柱。下面來詳細說明潤濕裝置11的結構和功 能。被潤濕的長絲36接著在卷繞裝置3中被卷繞成卷筒14。卷繞裝置13在該實施例 中設計為所謂的筒管回轉機，其具有可旋轉的帶有兩個懸伸的筒管錠子12. 1和12. 2的筒 管回轉器13。筒管回轉器13可旋轉地支承，并交替地將筒管錠子12. 1和12. 2引導到用于 卷繞卷筒14的運行區(qū)域中，和引導到用于卷筒的更換區(qū)域中。此外在卷繞位置上設有往復 裝置16和壓緊輥15，以便將長絲36卷繞成卷筒14。這里壓緊輥15接觸地貼靠在卷筒14 的表面上。往復裝置16具有往復機構，利用所述往復機構往復引導長絲以形成交叉卷筒。為了制造IDY-長絲，在圖1示出的實施例中向紡絲頭4供應例如由聚酯制成的聚 合物熔體。在紡絲頭4內部聚合物熔體在壓力下供應給紡絲噴嘴5并被擠壓通過其噴嘴 孔，用以壓出多個的單絲38。在通過冷卻裝置7形成的冷卻通道內，各單絲38被冷卻到這 種熱塑性物質的玻璃化點以下的溫度，從而在單絲上發(fā)生固化和預取向。單絲38冷卻后， 將所述單絲合并成長絲36，同時供應上油劑。為了從紡絲裝置1中抽出多纖維長絲36并將其拉伸成IDY-紗線，首先通過牽拉 導絲輥單元9抽出長絲36并將其引導至導絲輥對10. 1。牽拉速度優(yōu)選在2000m/min至 4000m/min的范圍中。接著在兩個步驟中拉伸長絲且在第三個步驟使其放松。這里，在處理 結束時長絲速度在優(yōu)選5000m/min至8000m/min的范圍中。為了拉伸和放松長絲，導絲輥 對10. 1至10. 4的導絲輥被加熱并可具有在150°C到250°C的范圍內的表面溫度。在處理長絲之后，在從5000m/min至8000m/min的長絲速度下通過潤濕裝置11均 勻地以流體潤濕長絲。下面在圖2中的橫截面圖示意性示出的潤濕裝置的實施例詳細說明 該過程。圖2中只示出了潤濕裝置11的引導和潤濕長絲36所需的構件。為此潤濕裝置11 具有兩個具有有成型輪廓的陶瓷板17. 1和17. 2，它們在分隔接縫處密封地保持在一起并 形成液柱腔室18和長絲通道26。液柱腔室18在該實施例中對稱地在陶瓷板17. 1和17. 2 中構成，從而長絲通道沈在居中地液柱腔室18的上部區(qū)域中延伸通過長絲引入口 20，而 在液柱腔室18的下部區(qū)域中居中地延伸通過長絲出口 21。長絲入口 20和長絲出口 21因 此位于液柱腔室18的豎直定向的中心軸線上，從而可以豎直地引導長絲36穿過液柱腔室 18。液柱腔室18對稱的結構只是舉例。原則上液柱腔室18也可以不對稱地在陶瓷板之間 構成。液柱腔室18在下部區(qū)域中具有供應孔22，該供應孔與一定量配給裝置、在該實施 例中與定量泵23連接。液柱腔室18在上部區(qū)域中具有與存儲容器M連接的溢流孔25。在液柱腔室18內部填充流體，以形成液柱19，該液柱具有可調的液柱高度H。長絲通道沈從上部的長絲輸入口 35延伸至下部的抽吸腔室33，并被液柱腔室18 中斷。
長絲通道沈在液柱腔室18上方和下方的段中形成多個通道腔室27. 1至27. 4。第 一通道腔室27. 1直接配設給長絲輸入口 35，長絲36通過該長絲輸入口進入長絲通道26。該通道腔室27. 1用于分離附著在長絲36上的空氣流，并因此使得能進行強烈的潤濕。在液柱腔室18下方構成的通道腔室27. 2至27. 4與長絲通道沈一起形成迷宮式 密封結構，以便避免流體的流出。為了改善密封效果和長絲上的流體定量配給，附加地在通 道腔室27. 2和27. 3之間長絲通道沈的在其間的段中產生反向空氣流。為此下部的通道 腔室27. 3通過空氣通道28與空氣源四連接。上部通道腔室27. 2通過抽吸通道30. 1與 抽吸裝置31相連接。此外，在通道腔室27. 3和27. 2之間流動的空氣導致長絲36上的流 體涂敷均勻化。為了改善長絲輸入口 35的密封性，也可以在長絲通道沈的該段中導入空氣，以產 生沿長絲行進方向的空氣流。此外還可以在長絲通道沈中在液柱腔室18之前和之后設置 附加的腔室，以改善迷宮式密封效果。為了接收在從長絲通道沈中出來時由于空氣紊流產生的沉積物，長絲通道沈在 陶瓷板17. 1和17. 2的下部區(qū)域中通入抽吸腔室33中。抽吸腔室33通過抽吸通道30. 2 與抽吸裝置31連接。在抽吸腔室33的下部區(qū)域中在陶瓷板17. 1和17. 2之間形成長絲輸 出口 34。為了收集和導出包含在抽吸裝置31的抽吸流中的殘余流體，抽吸裝置31與收集 容器32連接。因此抽吸裝置31可以具有液體分離器，引導抽吸流上的殘余流體通過該液 體分離器并將其輸送給收集容器。在圖2中示出的實施例中，為了潤濕長絲36，開始時在液柱腔室18內部將液柱19 調節(jié)到預定的液柱高度H上。液柱19的液柱高度H與長絲36在液柱19內部的停留時間 成正比。因此可以通過改變液柱19的液柱高度H設置較短的或較長的停留時間，以便潤濕 長絲36。因此優(yōu)選在小纖度時設置較小的液柱高度，而在較大的長絲纖度時設置較大的液 柱高度。為了在處理過程中能夠在預定的液柱19的液柱高度下實施長絲36的連續(xù)潤濕， 通過定量泵23補償由長絲36連續(xù)地帶出的流體量。為此定量泵23連續(xù)地向液柱腔室18 中輸送流體，從而使液柱19在運行中具有基本上相同的液柱高度。對于在潤濕長絲36時由于處理過程故障而破壞平衡的情況，在液柱19升高時可 以經由溢流孔25將過量的流體從液柱腔室18引導返回存儲容器M中。由于相對于周圍環(huán)境對流體密閉的密封以及由于用于潤濕長絲的高的定量配給 精確性，在圖2中示出的潤濕裝置的實施例特別適合于將具有危害健康的物質的化學流體 無危害和可靠地涂敷到長絲上。因此根據本發(fā)明的方法和根據本發(fā)明的裝置特別適合于制 造用來制造輪胎簾線的工業(yè)用的長絲。因此可以將在多步方法中涂敷的增粘劑在第一步驟 中就已經有利地在熔融紡制過程中涂敷到長絲上。此時，由于高的定量配給精確性可以形 成高質量的增粘劑涂敷，并且由此在進一步的處理過程中可以在合成長絲和橡膠材料之間 形成高的粘結強度。如從圖1中的圖示可見，被潤濕的長絲36通過卷繞裝置3從潤濕裝置11中抽出 并且卷繞成卷筒14。長絲36的卷繞可以在沒有中斷地連續(xù)實施，其中，交替地在筒管錠子 12. 1和12. 2上卷繞卷筒14。隨后卷筒14可以直接提供給進一步的處理過程，用以例如通過浸漬用另一種用 于增粘的流體來潤濕長絲36。
但在此還要明確指出，根據本發(fā)明的方法和根據本發(fā)明的裝置也可用于為了繼續(xù) 處理而需要潤濕合成長絲的其它的過程。附圖標記列表1紡絲裝置2處理裝置3卷繞裝置4紡絲頭5噴紗嘴6熔體入口7冷卻裝置8上油裝置9導絲輥單元10.1-10.4導絲輥對11潤濕裝置12.1,12.2筒管錠子13筒管回轉器14卷筒15壓緊輥16往復裝置17.1,17.2陶瓷板18液柱腔室19液柱20長絲入口21長絲出口22供應孔23定量泵24存儲容器25溢流孔26長絲通道27.1,27.2、27 3,27. 4通道腔室28空氣通道29空氣源30.1,30.2抽吸通道31抽吸裝置32收集容器33抽吸腔室34長絲輸出口35長絲輸入口36長絲
權利要求
1.用于熔融紡制、處理和卷繞合成長絲的方法，特別是用于熔融紡制、處理和卷繞合 成長絲以形成IDY-紗線，在該方法中將多個紡制的單絲合并成一長絲，對其進行拉伸和放 松，并且在卷繞成卷筒之前以化學流體潤濕長絲，其特征在于，為了潤濕，引導長絲通過流 體的豎立的液柱，其中，液柱的高度是可變的，以便定量配給。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，為了保持設定的高度，通過定量配給裝置 連續(xù)地向液柱供應流體。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，基本上成直線地從上至下引導長絲穿 過液柱。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，液柱無壓力地保持在兩個具 有有成型輪廓的陶瓷板之間，其中，在構成在所述兩個陶瓷板之間的長絲通道中引導長絲。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在長絲通道中在出口側產生與長絲行進 方向相反的空氣流，其中，在第一通道擴展部吹入空氣，而在第二通道擴展部吸出空氣。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，長絲通道在出口側通入一抽吸腔室 中，引導長絲穿過所述抽吸腔室。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于，在液柱的外部收集和導出由長絲帶出 的流體。
8.用于實施根據權利要求1至7中任一項所述的方法的裝置，所述裝置具有紡絲裝置 (1)、處理裝置O)以及卷繞裝置(3)，其中，在處理裝置( 和卷繞裝置C3)之間在長絲行 程中設置潤濕裝置(11)，其特征在于，在潤濕裝置(11)內部形成用于容納液柱(19)的豎直 定向的液柱腔室(18)，所述液柱腔室在上部的長絲入口 00)和下部的長絲出口 之間 延伸。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，液柱腔室(18)通過在下部區(qū)域中構成的 供應孔0 與一定量配給裝置連接。
10.根據權利要求8或9所述的裝置，其特征在于，長絲入口OO)和長絲出口 設 置在液柱腔室(18)的中心軸線上。
11.根據權利要求8至10中任一項所述的裝置，其特征在于，液柱腔室(1 在上部區(qū)域 中在長絲入口位0)和液柱(19)之間具有溢流孔(25)，所述溢流孔與存儲容器位4)連接。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的裝置，其特征在于，液柱腔室(18)在兩個 具有有成型輪廓的陶瓷板(17. 1,17. 2)之間構成，所述陶瓷板在陶瓷板之間形成長絲通道 (26)并且壓力密封地組裝。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，在長絲通道06)的在液柱腔室(18)上 方和/或下方的段中形成至少一個通道腔室饑1,27. 2)。
14.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，在液柱腔室(18)下方構成兩個相互隔 開距離的通道腔室07.2,27. 3)并且下部的通道腔室、2Τ)與空氣源09)連接，上部的通 道腔室iXL 2)與抽吸裝置(31)連接。
15.根據權利要求12至14中任一項所述的裝置，其特征在于，在出口側構成抽吸腔室 (33)，長絲通道06)通入所述抽吸腔室，所述抽吸腔室與抽吸裝置(31)連接。
16.根據權利要求14或15所述的裝置，其特征在于，抽吸裝置(31)與一收集容器(32) 連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于熔融紡制、處理和卷繞合成長絲的方法和裝置，其中將多個紡制的單絲合并成一長絲，對其進行處理和卷繞，并且其中在卷繞之前用化學流體潤濕長絲。為了在5000m/min至8000m/min的范圍內的高長絲速度下能夠對長絲進行定量的潤濕，根據本發(fā)明，為了潤濕，引導長絲通過流體的豎立的液柱，其中，液柱的高度是可變的，以便定量配給。為此，在潤濕裝置的內部形成用于容納液柱的、豎直定向的液柱腔室，該液柱腔室在上部的長絲入口和下部的長絲出口之間延伸。
文檔編號D01D10/00GK102041559SQ20101050059
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權日2009年10月10日
發(fā)明者A·邁, K·舍費爾, S·貝克爾, U·恩德斯 申請人:歐瑞康紡織有限及兩合公司