Система для текстурирования

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s D 02 G 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4613992/12 (22) 06.04.89 (31) 178961;, 302898 (32) 07.04.88; 30.01.89 (33) US. (46) 23.09.92, Бюл,М 35 (71) Е.И,Дюпон Де Немур энд Компани (US) (72) Адли Абдель-Монием Горрафа (US) (56) Патент США

N 4343071, кл, D 02 G 1/16. 1982, (54) СИСТЕМА ДЛЯ ТЕКСТУРИРОВАНИЯ (57) Сущность изобретения, устройство для текстурирования нити содержит средство подачи пряжи с подающим валиком, Эжектор обработки пряжи установлен за подаюЭто изобретение относится к системе для приготовления обладающей высокой степенью связности текстурированной нити, и более конкретно, таковое относится к системе для приготовления таких нитей текучей средой под давлением в эжекторе, имеющем отклоняющее устройство у его выпускного конца, Известно, что надо обеспечить черезмерно большую подачу одного или более концов непрерывных многофиламентарных нитей к эжектору, в котором текучая среда под давлением, такая как воздух, действует на филаментарные нити, чтобы сращивать их, извивать их в имеющие точки самопересеченил петли, запутывать извитые в петли элементарные нити в связанную нить.

Процессы, связанные с применением струи текучей среды, известны для текстурищим валиком и имеет впускное и выпускное отверстия, которые соединены транспортирующим каналом. На выходе из последнего установлен дефлектор, захватывающий валик, средство для подачи газа и средство намотки. Поверхность дефлектора или наименее удаленная ее часть, обращенная к выпускному отверстию транспортирующего канала, расположена на расстоянии 0,1 — 2,0 минимального диаметра канала от торцовой поверхности эжектора. Поверхность дефлектора или наименее удаленная ее часть, обращенная к центральной оси канала, приподнята над ней на расстояние, равное 0,1 — 3,0 минимальным диаметрам транспортирующего канала. 3 з,п.ф-лы, 8 ил. рования, или придания объемности, в которых используются как передвижные, так и неподвижно закрепленные дефлекторы, расположенные на различных расстояниях (Л от выпускного концах эжектора и под раз- — а личными углами к пути нити, чтобы откло- ) нять нить и текучую среду от прямолинейного пути, когда они оставляют эжектор, В процессе получения нити, имеющей л петли с точками самопересечения, текстурирующая струя обязательно должна продвигать обеспеченную черезмерно большой подачей нить под достаточным натяжением, чтобы удержать нить от закатывания на подающих/питающих роликах, и это натяжение обеспечивается силой торможения воздуха под давлением, который перемещается гораздо быстрее, чем нить. Этот воздух

1763516

35

55 распушает нить, заматывает филаментарные нити, затем спутывает их вместе в структуру, которая может сохранять петли под напряжением при растяжениях, которые эти нити встречают, когда из них получаются фабрикаты. Это напряжение при растяжении должно быть низким у выхода эжектора, чтобы накапливать петли и образовывать запутанную структуру. Немедленно после этого желательно получать более высокое напряжение при растяжении, чтобы подтягивать запутанную структуру и стабилизировать таковую.

Дефлектор, с которым сталкиваются воздух и нить, часто обеспечивается у выхода эжектора, чтобы резко изменять направление движения нити, Такие дефлекторы являются особенно необходимыми при высоких скоростях текстурирования и высоких давлениях воздуха. Однако, при известных цилиндрических конструкциях дефлекторов, воздух подразделяется вокруг дефлектора и часть воздуха, которая сопровождает нить, продолжает создавать напряжение при растяжении.

В изобретении большинство массы воздуха или вся масса воздуха следует вдоль нижней поверхности дефлектора, между тем, как нить перемещается вокруг нижней поверхности дефлектора.

Натяжение при намотке представляет хороший критерий эффективности текстурирующей струи в преобразовании филаментарно приобретающей объемность черезмерно большой подачи в петли, которые хорошо уплотняются и объединяются друг с другом в пучок прочных, обладающих связностью нитей, Хорошее натяжение при намотке также дает в результате плотную, нежели чем мягкую/пористую, паковку текстурированной нити, Снятие нити с таких плотных паковок является легким и равномерным, без затяжек и переплетений, связанных с мягкими, пористыми паковками, Сильное натяжение при намотке в процессе текстурирования также дает в результате паковки с нитью, которая оказывает сопротивление объемному стаскиванию в последующих операциях с высоким напряжением при растяжении, таких как основание, ворсование или вязание, Плохое уплотнение петли в пучок нитей; которое доказано слабым натяжением при намотке, также является нежелательным в готовом фабрикате или ковровом изделии.

Снашивание на поверхности таких фабрикатов, во время пользования ими, будет в основном, давать в результате выдернутые филаментарные нити, черезмерное истирание, разлетание пушинок и непривлекательный внешний вид, в течение относительно короткого периода времени. Нити с хорошо уплотненными петлями, объединенные в компактный пучок нитей, в основном, сопротивляются черезмерному истиранию и разлетанию пушинок в течение более продолжительного времени, когда таковые преобразованы в фабрикаты или ковровые изделия. Натяжение при текстурировании измеряется после эжектора, а натяжение при намотке измеряется перед образованием паковок. Имеется параллельная взаимосвязь между натяжением при текстурировании и натяжением при намотке, несмотря на то, что первое, в основном, гораздо меньше по величине, чем последнее. Нити с малыми натяжениями при текстурировании демонстрируют малые натяжения при намотке, между тем как нити с большими натяжениями при текстурировании также демонстрируют натяжения при намотке в диапазоне высоких.

При настоящем изобретении, натяжение при намотке текстурированной нити увеличивается на неожиданную величину, достигающую от 20 до 100 больше, чем натяжение при намотке, при аналогичных условиях с эжекторами известного уровня развития. техники в данной области, таких как согласно патенту США N 4.157.605—

Агерса.

Настоящее изобретение представляет систему текстурирования одной или более нитей, которая включает источник подачи для упомянутых нитей, эжектор текстурирования нити, через который проходит нить, расположенный между средствами подачи и средствами наматывания для наматывания текстурированной нити на паковку. Эжектор включает корпус, имеющий впускной и выпускной концы для нити, соединенные центральным каналом вдоль центральной оси, средства для ввода сжатого газа, через впускное отверстие для газа в упомянутый канал между упомянутыми концами /торцами/, чтобы устанавливать состояние контакта с нитью, проходящей через эжектор при местоположении в упомянутом канале, упомянутую нить и упомянутый газ, следующие по пути от упомянутого выпускного конца упомянутого эжектора. Дефлектор располагается примыкающим к концу с выпускным отверстием для нити этого эжектора, дефлектор имеет периферическую поверхность, часть этой поверхности, наиболее близкая к упомянутому выпускному концу, представляет расстояние от 0,1 до 2,0 мини мальных диаметров канала вниз по потоку от упомянутого местоположения, где сжатый газ входит в канал эжектора, и часть

1763516

10

15 поверхности дефлектора, ближайшая к центровой оси, представляет расстояние от 0,1 до 3,0 упомянутых минимальных диаметров выше упомянутой центровой оси.

Дефлектор может иметь круговое, криволинейное или многоугольное поперечное сечение, Выпускной конец эжектора может содержать криволинейную — в виде раструба конфигурацию, На фиг.1 представлен один из вариантов воплощения системы согласно изобретению; на фиг.2 — дополнительный вариант воплощения системы согласно изобретению; на фиг.3 — вид в перспективе эжектора; на фиг,4 — разрез А — А на фиг,З; на фиг.5 и

6 — взятые частично изображения, аналогичные фиг.4, эжектора согласно изобретению, с дефлекторами, имеющими квадратное поперечное сечение, каждое ориентированное различно у выпускного конца эжектора; на фиг.7 — дефлектор в форме стержня с эжектором, имеющим выход в виде раструба; на фиг, 8 — график натяжения при намотке в граммах в качестве функции положения нижней поверхности дефлектора от центровой линии эжектора, выраженного в тысячных долях дюйма выше или ниже центровой линии, для двух различных путей для нити, покидающей эжектор.

В варианте на фиг. 1 питающие нити 10 от совокупности паковок 12 пропускаются по ходу винтовой резьбы, через натяжное устройство 14 и подающий ролик 16 к ванне

18 смачивания и к впускному отверстию текстурирующего эжектора 20. Эжектор снабжается сжатым воздухом от воздухопровода 22. Текстурированная нить, выходящая из эжектора 20 вокруг специального дефлектора (не показан), установленного у выхода эжектора, отводится к захватывающему ролику 24, через поперечный направляющий стержень 26, на намоточную паковку 28. Скорость вращения подающего ролика 16 делается больше, чем захватывающего ролика 24, чтобы осуществлять черезмерно большую подачу делающейся объемной нити порядка от примерно

5 до приблизительно 200 или больше. Скорость намотки является немного более быстрой, чем скорость вращения захватывающего ролика 24, на величину порядка от 1 до 10О или, возможно, больше.

Натяжение при намотке измеряется посредством подходящего тензометра в местоположении 25 ча текстурированной нити

27 и берется среднее показание, чтобы избегать крайних значений натяжения, образуемых прохождением . нити на наматываемую паковку, 20

В сердцевинном и фасоннокруточном текстурировании концы нитей фасонной крутки (не показаны) подаются к отдельному подающему ролику, перед прохождением через эжектор 20, без получения смачивания. Концы нитей 10 от питающих паковок

12, отводимые к подающему ролику 16, служат в качестве сердцевины, Сердцевинный и фасоннокруточный (нагонный, пер,) концы текстурируются вместе эжектором 20, но до различных уровней черезмерно больших подач. Низкий уровень черезвычайно большой подачи прилагается к концам сердцевинной нити 10 отношением скоростей роликов 16 и 24, например, в диапазоне от 1,03: l,0 до

1,15:1,0, Высокий уровень черезмерно большой подачи прилагается к концам нити фасооной крутки отношением скоростей их соответствующих подающих захватывающих роликов и роликов 24, например, в диапазоне от 1,1:1,0 и 2,5;1,0 или более, Промышленная машина типа, показанного на фиг. 1, представляет модель Eltex

AT, выпускаемую фирмой Hirsehburger

GMBH, гор. Реутлинген, Западная Германия.

Более детализованная система показывается на фиг, 2, в которой питающие нитяные паковки 30 (показана одна) подают концы 32 многофиламентарной нити к подающим роликам 35, которые, в свою очередь, обеспечивают черезмерно большую подачу концов нитей 32 к эжектору 37, после пропускания через водяную ванну 36, оба агрегата, заключенные в отсеке 37а, Если питающие нити 32 являются полимерными, такими как полиэфирные или полиамидные, причем скручиваемыми без того, чтобы полностью ориентироваться (известн ыми в и рамышленности в качестве нити типа PQY, т,е. представляют частично ориентированную нить Parteally Oriented Yarn-POY) обычным, представляется протягивать питающую нить в зоне протяжки между роликами 33 и роликами 35, Если нить представляет полиэфирную нить типа РОУ, представляется обычным протягивать ее вокруг горячего металлического пальца 34, расположенного между роликами ЗЗ и 35, После подачи нитей к эжектору 37 текстурированная нить выходит из эжектора, вокруг специального дефлектора 38, к роликам 39, Умеренная холодная вытяжка, порядка от 1 до 15, иногда придается в зоне между роликами 39 и роликами 40, которая часто называется зоной стабилизации, Высокая усарка нити, либо свойственная в питающей нити подачи, либо образуемая операцией протяжки между роликами 33 и роликами 35 иногда понижается стадией релаксации н ти меж1763516

55 ду роликами 40 и роликами 42, в которой нить проходит через нагретую трубку 41.

После оставления роликов 42 текстурированная нить наматывается вокруг наматывающейся паковки 44. Натяжение при намотке измеряется в местоположении 43 так далеко выше по потоку от паковки 44 текстурированной нити, как это может представляться возможным, чтобы понижать пиковые значения напряжения, образуемые распределением нити в поперечном направлении в процессе намотки в паковку.

Берется среднее значение натяжения, Натяжение также может измеряться в зоне стабилизации между роликами 39 и роликами 40, чтобы оценивать эффективность текстурирующего эжектора 37, При прочих индентичных отношениях скоростей и условиях, более высоком натяжении в зоне стабилизации, более эффективным является эжектор 37 в преобразовании объемной черезмерно большой подачи в стабильную, обладающую более высокой степенью связности и объемно текстурированную нить.

Для сердцевинного и фасоннокруточного текстурирования концы сердцевины 32 подаются через ролики 53 и ролики 55 для протяжки на горячем пальце 54 перед направлением их вокруг стержня 56 к впускному отверстию текстурирующего эжектора

37. Обычно сердцевинные концы 32 смачиваются в ванне 36, но фасоннокруточные концы 52 не смачиваются: пропусканием в обход ванны. В других схемах смачивание сердцевинных концов 32 делается подачей жидкости по каплям из подходящего насадка (не показан) непосредственно на нить.

Типичную, машину, аналогичную машине, которая схематически показана на фиг, 2, представляет модель FK6 — Т80, выпускаемую фирмой Barmag Со, гор. Ремшейд, Западная Германия, Текстурирующий эжектор 37 с специальным выходным дефлектором описывается в связи с фиг. 3 и 4, B системе согласно этому изобретению питающие нити типа POY не явялются специфически необходимыми, однако, если таковые используются, представляется обычным пердварительно вытягивать нить, с применением или без применения тепла, перед достижением нитью расположенных перед эжектором подающих роликов. Зона стабилизации также не является специфически необходимой, однако могла бы использоваться. Зона тепловой нормализации, показанная между роликами 40 и 42, также не является специфически необходимой, однако, могла бы использоваться, чтобы модифицировать термические свойства

40 текстурированной нити, например, усадку при выпаривании, Система согласно изобретению может применяться по всем типам филаментарных нитей, таким как полиэфирным, полиэфирным типа РОУ, нейлоновым, нейлоновым типа РОУ, полипропиленовым, полиолефиновым, ацетатным, искусственноволоконным, стекловолоконным и арамидным нитям.

Система согласно изобретению также может применяться к нити, производимой с образующими свободные концы сломанными элементарными волокнами, выступающими из нитяного пучка, в которой петли, образуемые текстурирующим эжектором

37, последовательно ломаются или истираются до отдельных филаментарных нитей так, что полученная нить напоминает сделанную из волоса нить.

Более тщательное рассмотрение эжектора 37 на фиг. 3 — 7 показывает как нить 10, так и комбинацию нитей 32 и 52, в общем обозначенные позицией 100, входящими в эжектор через впускное отверстие 60. Сжатый воздух или другой сжатый газ входит в эжектор через трубку и сталкивается с нитью в входе 62 колодки 64 с выпускным отверстием для нити, Нить и имеющий большую скорость потока воздух проходят вместе через выпускной конец 66 эжектора и проходят вокруг дефлектора 37а, который неподвижно монтируется к консоли 68, закрепленной к выходному концу эжектора.

Центровая ось дефлектора 37а заключается в плоскости, которая перпендикулярна центровой оси эжектора 37 и располагается над центровой осью эжектора так, что часть поверхности дефлектора, расположенная ближе всех к центровой оси этого струйного устройства, представляет расстояние А, имеющее порядок от 0,1 до 3,0 минимальных диаметров канала ниже по потоку местоположения, где сжатый воздух приходит в состояние контакта с нитью в этом канале, Более конкретно, в колодке 64 с выпускным отверстием для нити упомянутый диаметр представляет диаметр, отмеченный в местоположении В. Предпочтительно, расстояние

А составляет от 0,5 до 1,5 минимальчых диаметров, Дефлектор также располагается на фиксированном расстоянии С от выпускноIo конца 66 выпускного канала эжектора.

Предпочтительно, это расстояние С находится в диапазоне примерно от 0,2 до приблизительно 1,2 минимальных диаметров, о которых говорилось выше. Размер дефлектора 37а выбирается так, чтобы дефлектор был достаточно большим, чтобы позволять нити, исходящей из выходного отверстия

1763516

55 эжектора, проходить от 3,0 до 10,0, предпочтительноо от 4,0 до 8,0, минимал ьн ых диаметров вокруг упомянутого дефлектора, перед отделением нити от потока газа, B работе нить пропускается через эжектор 37, где она обрабатывается сжатым газом, затем продвигается этим газом от выпускного конца эжектора к дефлектору

37а и проходит, частично, вокруг нижней поверхности дефлектора и затем оставляет дефлектор, двигаясь в направлении вверх, Поскольку поверхность дефлектора — ближайшая к центровой оси — находится над центровой осью дефлектора, большая часть газа отводится вокруг нижней поверхности дефлектора.

Следует понимать, что определенид

"выше" и "в направлении вверх" подразумеваются в этом контексте в качестве пути хода нити по направлению вверх от подающих роликов 35 к роликам 39 подхвата, как можно видеть на фиг, 2. В некоторых машинах путь хода нити является спускающимся в поток, в этом случае описательные определения "выше" и "в направлении вверх", должны означать "ниже" и "в направлении вниз".

В предпочтительном варианте воплощения эжектора, иллюстрированном на фиг, 3 и 4, дефлектор 37а показывается как цилиндрический стержень с круговым поперечным сечением. Фиг. 5 и 6 иллюстрируют дополнительные варианты воплощения дефлектора в форме многоугольников, в частности дефлекторов 37а и 37а" с квадратными поперечными сечениями, На фиг, 4 и 3 расстояния С и А представляют расстояния порядка от 0,5 до 1,0, предпочтительно от 0,5 до 0,9 минимальных диаметров, и от 0,5 до 2,0, предпочтительно от 0,8 до 1,6, минимальных диаметров соответственно.

На фиг, 7 показывается взаимосвязь дефлектора 37а с раструбообразным выпускным концом эжекторного устройства и расстояния С" и А" представляют расстояния порядка от 0,1 до 2,0, предпочтительно от 0,2 до 0,5 минимальных диаметров, и от

0,1 до 3,0, предпочтительно от 0,2 до 2,0 минимальных диаметров соответственно, Пример. Два конца полиэфирной нити с характеристиками 150 денье — 50 филаментарных нитей подаются в систему текстурирования воздушной струей, аналогичную системе, показанной на фиг. 1.

Эжектор типа, показанного на фиг. 3 и

4, используется, чтобы текстурировать нить.

Размер минимального диаметра В на фиг. 4 составляет 0,070 дюйма, а игла имеет размер 28В. Чрезмерно большая подача нити

50 между роликами 16 и 24 на фиг.1 составляет

+35, а между роликами 16 и паковкой намотки 28 составляет +24,5 . Расстояния А и С составляли 0,060 и 0,051 дюйма соответственно, а диаметр дефлектора (37а) составляет 0,469 дюйма. Текстурированная нить наматывается на паковку со скоростью 339 метров в минуту, а давление воздуха на входе эжектора 37 составляет 130 фунтов на кв, дюйм (9,139 кг на см ), Два различных пути

2 нити у выпускного конца эжектора были испытаны, а натяжение при намотке, в каждом случае, измеряется в том же самом местоположении между захватывающим роликом и паковкой намотки. Эти пути представляют— путь 1 — в направлении вверх между дефлектором и выпускным концом эжектора к захватывающему ролику — путь 2 — вокруг дефлектора затем к захватывающему ролику, Пути 1 и 2 показываются на фиг. 4. Эффект пути 1 и пути 2, когда дефлектор перемещается относительно центровой линии эжектора, показывается на фиг. 8. Натяжения при намотке, измеренные, когда расстояние А выше центровой линии, составляло 0,060 дюйма, представляют; для пути 1, натяжение = 34 г, для пути 2, натяжение = 64 г (на 88 больше, чем для пути 1).

На известном уровне развития техники использование эжектора, описанного в связи с фиг, 4, с дефлекторным стержнем того же самого размера 0,468 дюйма, как на фиг, 8, расположенным в мертвой точке напротив выхода эжектора, измерения натяжения при намотке представляют: для пути 1, натяжение = 22,3 r, для пути 2, натяжение = 30,2 r.

Специальное расположение дефлектора в системе согласно этому изобретению привело к примерно почти трехкратному увеличению в натяжении притекстурировании от обычного прототипного уровня порядка 22,3 до отличного уровня 64 г, Увеличение натяжения используется для того, чтобы давать на выходе обладающий большей степенью связности пучок нитей, или давать на выходе нить с одинаковыми общими свойствами, однако при гораздо более высокой и более экономически выгодной скорости текстурирования.

Формула изобретения

1. Система для текстурирования по меньшей мере одной нити пряжи, содержащая средство подачи пряжи с подающим валиком, установленный за ним эжектор обработки пряжи с выпускным и впускным отверстиями, соединенными транспортирующим каналом, установленный на выходе из

1763516

12 транспортирующего канала дефлектор, захватывающий валик, средство для подачи сжатого газа и средство намотки, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения натяжения нити при намотке и обеспечения высокой степени связности нити, поверхность дефлектора или наименее удаленная ее часть, обращенная к выпускному отверстию транспортирующего канала, удалена

or торцевой поверхности эжектора на расстояние 0,1 — 2,0 величины минимального диаметра транспортирующего канала, а поверхность дефлектора или наименее удаленная ее часть, обращенная к центральной оси транспортирующего канала, приподнята над последней на расстояние 0,1 — 3,0 величины минимального диаметра транспортирующего канала, 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что дефлектор выполнен в виде стерж-. ня круглого поперечного сечения.

5 3.Система поп.1,отличающаяся тем, что дефлектор выполнен в виде стержня квадратного поперечного сечения, одно ребро которого ориентировано в сторону торцевой поверхности эжектора, а другое—

10 в сторону центральной оси транспортирующего канала, 4. Система по п,1, о т л и ч а ю ща я с я тем, что дефлектор выполнен в виде стержня квадратного сечения, одна из плоско15 стей поверхности которого расположена. параллельно торцевой поверхности эжектора, а другая параллельна продольной оси транспортирующего канала.

1763516 ц3цг. 2

100

1763516 г

/игр А" 7 Пиг. 8

Составитель Н,Прохорова

Техред М.Моргентал Корректор E,Ïàïï

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3466 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5