專利名稱：用于對紡織紗線連續(xù)絲光處理的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用處理液體對紗線進行處理，使紗線在織造織物或其他最終產(chǎn)品之前具有期望的特性。
在普遍流行的工業(yè)實踐中，這些處理操作是將許多不連續(xù)的紗線，特別是制備成筒紗或絞紗形式的紗線進行分批操作實現(xiàn)，在處理之后這些筒紗或者絞紗必須在生產(chǎn)線上被退繞并以不同方式再處理。
紗線的分批處理通常是極其麻煩的，由于其中需要相當多的勞動力，處理液體的低效，工廠的高投資和最終由于廢水中的殘留試劑造成的相關的環(huán)境問題，這因此需要更多的費用用于保證排水達標。分批操作還存在其它的問題，每一批產(chǎn)品的質量均一性會因為每一單批處理中的參數(shù)例如溫度、時間、濃度等的不同而改變。
因此用連續(xù)處理對紗線進行處理的經(jīng)濟性、高效性和質量均一性，對整個紗線生產(chǎn)工藝的商業(yè)成功是決定性的。
為了更好的說明使用處理液體對紗線進行連續(xù)處理的系統(tǒng)的特點，在本發(fā)明的說明書中，參照張力下的棉纖維的浸堿技術——也叫絲光處理來進行描述，這種技術代表著用處理液體處理紗線的典型例子；應當明確地指出，本發(fā)明的紗線連續(xù)處理系統(tǒng)還可以有利地被應用于紡織技術中紗線的其他處理上。
在已知的技術中，絲光特別適用于由絡紗工序制備的絞紗，經(jīng)過分批浸堿，然后漂洗、烘干、退繞和重新制備成筒紗。
廣義上講，絲光采用高濃度的堿液——通常是燒堿但也可以用其它的堿性化合物——處理紗線，緊接著進行牽伸。纖維素紗線的絲光處理可以改進紗線的機械性能，增強紗線的光澤度以及提高對整理產(chǎn)品的吸收性能和反應能力，以及對染料的親和性。這種增強發(fā)生在紗線的單根纖維處于由于濃堿浸漬而引起的半塑性狀態(tài)。
在已知技術中也已經(jīng)對使用絲光溶液對紗線處理提出了建議，紗線的絲光處理中，首先將各根紗線卷繞到經(jīng)軸上，每根經(jīng)軸上有幾百根紗線。這些紗線從經(jīng)軸上平行地退繞，分別通過一系列盛有堿浴和其他處理液的常壓下的槽，由輥對對紗線進行牽伸并重新卷繞到另外的經(jīng)軸上或卷繞到單個的線軸上。
絲光處理過的紗線的線軸然后被裝入絡筒機并被制成筒紗。這些技術方案非常復雜，它們有許多的缺陷因此目前市場上也沒有很大范圍的普及。例如，堿浴槽的尺寸十分巨大；這導致了工廠的高成本和技術上的不可移動性，以及堿浴槽的低效率。堿浴槽巨大的表面和空氣直接接觸，槽內的氫氧化鈉因為和上方空氣中的二氧化碳接觸產(chǎn)生的碳酸化作用而很快地變質。被處理的紗線中任何一根紗線的斷裂都很難察覺并且紗線斷頭很難恢復，在任何情況下加工都必須被中斷。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是由如權利要求1描述的最概括方式限定的處理系統(tǒng)，和如從屬權利要求2至8所述的優(yōu)選實施例或可能的變例來實現(xiàn)。如權利要求9及其從屬權利要求所述，本發(fā)明還提供了一種紗線連續(xù)處理系統(tǒng)，特別適用于紗線的絲光處理。
如本發(fā)明所述，用處理液體對紗線進行連續(xù)處理的系統(tǒng)的特性和優(yōu)點在以下的說明性而非限制性的描述中將顯得更明顯，以下的描述說明是針對張力下棉纖維的連續(xù)絲光處理進行的，如

圖1示出設備的布局圖。
圖2示出了本發(fā)明中絲光管狀反應器的實施例的一個變例。
為了提高被處理紗線的線束4內包含的紗線的緊密性，如本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，在線束準備工序的區(qū)域6，將至少一根具有很長線圈(longcoils)的輔助線5，以200到1500mm的梭口(shed)被繞在所述線束上面，在線束的處理過程中伴隨線束，隨后在處理生產(chǎn)線的最后被分離并被回收。在有一根或多根線1斷裂的情況下，這種手段可以防止這些斷裂的紗線不能繼續(xù)運動穿過整個機組而隨著連續(xù)的喂入發(fā)生在連續(xù)處理機組中的一臺集聚的現(xiàn)象。
例如，如圖1所示，所述的卷繞通過一根或多根具有較高化學和機械穩(wěn)定性的輔助紗線5實現(xiàn)——例如由凱夫拉爾纖維制成的紗線5——其由一個或多個筒子8提供，筒子由一出于簡潔原因而在圖上沒有表示出的轉動線架支撐，輔助線繞在線束4上并按照箭頭A的方向回轉。另一個提高線束4中紗線間結合的方法是對線束本身加輕微的捻，每米幾捻，依照制繩技術中記載的將筒紗2的退繞筒架裝配于一個回轉臺上形成線束4各根線的拉取是通過一對導紗輥10實現(xiàn)的，它們按照控制的速率回轉并由此確定被處理紗線的線束4的線性拉取速率，通常以數(shù)百米/分的速率將其送至絲光反應器。
本發(fā)明的一個重要特性在于處理工藝和反應器的結構，在反應器中線束4的處理由處理液體完成，在本發(fā)明的具體描述中，處理液體由高濃度的氫氧化鈉堿性水溶液組成。此工序在一個管狀反應器15中進行，該反應器具有一個豎直軸線，并且在其開始的部位裝設有一個噴射器或者文杜里管16。
噴射器或文杜里管16被喂入由絲光堿性溶液組成的加壓驅動液，例如是濃度為30°Be的氫氧化鈉，相當于297g/l，線束4被變向輥9導引進入反應器15，該反應器15有一個與文杜里管16液體收縮口的負壓一致的入口小孔。液體抽吸線束4并被從筒紗2拉取，線束被釋放的速度受到開始的導向輥10的控制。線束沿著管狀反應器的軸線方向穿過，從反應器下方的出口17與絲光液一起離開。處理液體的入口壓力受調節(jié)，使得和噴射器16的收縮口相一致，獲得驅動液體的速率在12到40米/秒的范圍內變化，最好是從15到20米/秒。已經(jīng)觀察到，由于在管狀反應器中發(fā)生較高紊流，所以可以使纖維和纖維束間隙中液體之間得到一個較高的物質交換系數(shù)，同時接觸時間可以大大地減小。在隨后的水洗和中和工序的管狀反應器中，也可以觀測到同樣的交換效率。
一個絲光溶液的收集槽18被安裝在與噴射器管狀反應器15下方出口相一致的方向。另一方面，線束4在一個浸在槽18收集液體中變向滑輪19的作用下再次向上運動，再穿過一個較松的軋水組20，其由一對或多對互相擠壓的松輥21組成，其擠壓掉滲在線束4中的過量的溶液。槽18有一個用以保持內部液面的溢流口22；堿性絲光溶液從所述的槽中被收集，過濾，重新調節(jié)濃度和溫度，然后根據(jù)已知的技術被再生利用于絲光區(qū)域。
眾所周知，由于堿性絲光溶液的作用棉紗會產(chǎn)生很明顯的膨大和縮短，同樣對線束4也會有這樣的作用，因此入口處線束的以米/分計的最初流速在反應器的出口處會很明顯的減小。例如，入口處1000米的線束4在出口處其相應線束只有600-700米。
上升的線束通過補償器25的作用控制和調節(jié)線束的張力值，補償器在隨后的圖2中具體示出，線束被包括排出輥31的牽伸裝置30向上拉取，排出輥以與反應器15中處理引起的縮短相一致的線速率運轉，例如以線束4在文杜里管16處的到達速率的60-70％。由于牽伸輥32的作用，排出輥31在線束4的牽伸作用時也起握持輥的作用，牽伸輥位于握持輥的下游并以比輥31更高的速率運轉，例如以線束4在文杜里管16處的到達速率的90％運轉，因此可以恢復紗線纖維1中產(chǎn)生的大部分的縮短，并提供為可以完全獲得絲光有益效果所必需的張力。然后紗線從絲光單元通過變向輥33的作用被排出。
絲光單元中的處理可以被重復一次或多次以便在被處理的棉纖維上累積處理效果。為了說明的目的，圖1示出了一個與前面一個完全類似的第二絲光反應器15’。相同的附圖標記代表相同的部件并具有相同的功能。
同樣在第二反應工序中，堿性絲光溶液又一次使形成線束4的紗線產(chǎn)生膨大和縮短，因此其由排出輥31’以與反應器15′中處理時產(chǎn)生的新的縮短相一致的線速率拉取。排出輥31’和牽伸輥32’，例如以完全類似前面所述輥的方式運轉，以產(chǎn)生類似張力的線速率運轉，使線束的長度回復率達到線束4在文杜里管16處最初到達量的90％。紗線然后通過變向輥33’的作用被送出。
在第二反應器15’處理更理想并使紗線產(chǎn)生了一個新的縮短，其在輥31’和32’之間的中間區(qū)域被再次牽伸，例如將其恢復到相對于在導向輥10處的最初長度的90％。
線束4在通過絲光反應器15和15’后與水一起被喂入漂洗工序。例如，漂洗通過幾步實現(xiàn)，其中水是對流的并且溫度遞減，因此最后一道漂洗工序由最純凈和最冷的水完成，從而可以將包含除去的氫氧化鈉的處理水用于最后一步前一步的漂洗工序，如此類推。為了更經(jīng)濟的原因，從第一步漂洗工序出來的水可以在設備中被重新恢復用于濃縮絲光溶液的制備，從第一步漂洗工序出來的水包含從系列對流漂洗中洗出的氫氧化鈉。為了簡化圖面，圖1的說明性方案只給出了兩個對流的漂洗工序。
由定向輥33′引導的絲光后的線束4被引導進入單元40中進行第一漂洗工序，通過喂入從隨后工序來的漂洗水壓力流的文杜里噴管41的作用完成漂洗。類似于前道絲光反應工序，線束進入文杜里管41的一個邊孔，此邊孔方向與抽吸線束4的液體收縮口的負壓方向相一致，在形成線束的絲光紗線和漂洗水之間形成了緊密的接觸。類似于前面描述的絲光單元，線束4和漂洗水一起離開文杜里管41，漂洗水被收集在絲光溶液收集槽42中。相反地，線束4在一個松變向輥44的作用下再次向上運動，松變向輥浸在槽42收集的水中，線束通過由一對或多對互相壓著的松輥46組成的一個軋水組45，該軋水組擠壓出滲在線束4中的過量的處理液。類似的，槽42提供了一個溢流口47，漂洗水從溢流口被回收和重新利用。
從漂洗單元上升的線束4通過補償器50的作用對其張力值進行控制和調節(jié)，類似于隨后圖2中描述的補償器25，然后被完全類似于牽伸裝置30和30’的最后牽伸裝置51向上拉取。位于兩個漂洗工序之間的最后牽伸單元51，由一對握持輥52和一對隨后的牽伸輥53組成，例如，它們用于恢復線束4的最初長度。握持輥52以線束4離開文杜里管41下部時的線速率運轉。例如，另一方面，隨后的牽伸輥39是以到達第一個文杜里管16處的相同線速率運轉，因此可以完全恢復紗線1中產(chǎn)生的全部縮短并提供顯著的絲光張力。紗線然后由變向輥55排出。
再一次為了說明的目的，圖1給出了一個完全類似于前面單元40的第二漂洗單元40’。相同的附圖標記代表相同的部件并具有相同的功能。文杜里噴管41’中喂入純凈漂洗水的加壓流，然而從第二單元40’來的漂洗水被用于喂入第一單元40。
在單元40和40’中漂洗的線束然后經(jīng)過一個中和工序，例如用乙酸的稀釋溶液。中和單元40”完全類似于漂洗單元40’，同樣也由文杜里噴管41”運作，此次文杜里噴管喂入乙酸的稀釋溶液加壓流，用以從線束4中除去殘余的堿液。單元40”中與單元41’相同的附圖標記代表相同的部件并具有相同的功能。中和溶液在下方的槽42”中被收集并被再循環(huán)利用。最后的醋酸溶液的PH值在槽42”中被測定，在循環(huán)利用前其組份被控制，以對其PH值進行任何可能的修正并改變中和趨勢。
在單元40、40’中漂洗并在單元40”中中和的線束4然后經(jīng)過一個完全烘干工序，例如在烘干單元60中，該烘干單元具有沿著一連串軋水輥61和熱油加熱的烘干輥62的滾筒外表面的卷繞路線。作為一個備選方案，在通過一個200毫巴左右低壓的文杜里管后，可以用大約100℃的熱空氣烘干，用于除去仍然分散的液體微粒。
依照與前面作用相反的工序，這樣絲光之后的形成線束4的紗線1然后在線束4分離單元70中被分開。
第一步在于退繞一根或多根開始時繞上的輔助線5，其被重新卷繞到一個或多個線軸71上，線軸裝在一個出于簡潔原因而沒有在圖中示出的旋轉線架上，繞著線束4并按照與箭頭A方向相反的箭頭B的方向旋轉，并具有相同的卷繞紗口。紗線1重新變得平行并不再集聚在線束中，將它們通過導紗器72可以將它們分離并卷繞到絲光后紗線的單獨筒子上。
本發(fā)明的一個重要特性是紗線被處理液體浸漬的方式，實際上是纖維素纖維的絲光處理的具體情形。在文杜里管16中開始的反應器15中的浸漬和反應工序的作用時間很短。在這些裝置中，線束4被賦予較高的流速，線束4中的紗線同樣也包含有螺旋運動和劇烈的螺旋。正如前面描述的，絲光處理在隨后的反應工序中可以被重復一次或幾次，用以累積效果，隨后在漂洗工序后，直到得到需要的結果后完成牽伸工序。
圖2給出了反應器的一個變化實施例，其由噴射器16組成了管狀絲光反應器15的第一部分。在這個變化中，絲光反應器85中如上面所述的單個文杜里噴管16被幾個，例如兩個或多個，沿著反應器串聯(lián)的文杜里管代替，在其中線束4依次通過它們，從第一文杜里管86’到隨后的文杜里管86”、86”等。文杜里管驅動液體也由處理液組成在本實施例中是絲光堿液。在圖2描述的實施例中，文杜里管86中加壓驅動液體的入口87位于側面，而線束4以直線軌跡沿著反應器85中文杜里噴管序列的軸向運動。加壓驅動液流可以在入口87’、87”……處被再細分，從而從序列的開始到結束逐步提高容積比，即喂入的絲光液體積和在軸線方向處理的紗線之間的容積比。被處理的紗線4在變向輥9的作用下被再次變向，從第一文杜里管86’的軸線方向進入并軸向沿著整個序列運動，與液體收縮口的每個收縮和負壓方向一致，接收從入口87到達的各部分驅動液流。因此沿著紗線4的通道，會產(chǎn)生接觸條件的巨大脈動，所述的接觸條件例如線束4周圍流動的液體速率和壓力。本發(fā)明的另一個變化實施例中，與用于處理液體第一入口87相對應，設計了一個用于連接壓縮空氣服務的入口88，其可以用于維護，以及在系列文杜里管86中線束4的插入驅動。
反應器85的這個變化實施例中具有串聯(lián)的幾個文杜里噴管86，這樣可以讓液體的接觸和密封作用更加有效，這可以被用于絲光反應器，也可以用于由堿液處理后紗線4的漂洗和中和工藝中。
圖2的放大細節(jié)圖示出了補償器25的一個示例性結構，用該補償器可以調節(jié)線束4朝著牽伸系統(tǒng)的張力增加。補償器包括位于一個伸縮桿92兩端的兩個端部輪91、91’，伸縮桿的極端位置通過一個內置的被壓縮的彈簧93維持伸展狀態(tài)。線束4的較高的張力趨向于將兩個輪91和91’拉的更近并壓縮彈簧93。例如，伸縮桿92的低端固定在設備上而高端可以自由延伸輪91因此可以自由地作遠離靜止輪91’方向的移動。兩個參考點94和94’位于伸縮桿92上，其分別表示兩個輪的最近和最遠動程的固定和可調節(jié)的極限，其由兩個連接到裝置的驅動單元上的接近感應器95和95’檢測。
當探測器95探測到參考點94到達了設定的最近極限，或是伸縮桿的壓縮極限，張力就上升到了所能允許的最大值，處理裝置的驅動單元就以一個提高的線束4的喂入率運轉。相反的，當探測器95’探測到參考點94’到達了允許的伸縮桿的允許延伸極限時，張力減少到允許的最小值，則處理裝置的驅動單元就降低線束4的喂入率直到伸縮桿延伸到一個中間值。當伸縮桿的伸縮保持在設定范圍內時，裝置的驅動單元在線束的喂入率調節(jié)中保持不變。
根據(jù)本發(fā)明，用處理液體對紗線連續(xù)處理的工藝，具體地講是上面所述的絲光工藝，相對于已知技術可以得到顯著的優(yōu)點。其中以下的特性應該引起特別的注意。
根據(jù)本發(fā)明，用處理液體的處理工藝通過連續(xù)工藝實現(xiàn)，不需要許多批的紗線，預先將這些批紗線制成筒紗或者絞紗，也不需要在處理后將筒紗或絞紗重新退繞和重新制備。
根據(jù)本發(fā)明，連續(xù)紗線處理更經(jīng)濟，由于使用的更少的勞動力，處理液體和漂洗水的高性能，更低的總工廠投資，和由于減少了與廢水一起排放的試劑量而產(chǎn)生的最終更少的相關環(huán)境費用。根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)處理系統(tǒng)得到的產(chǎn)品質量的均一性得到了顯著的提高，因為每一道處理工序的參數(shù)較穩(wěn)定，它們維持在理想的溫度、時間、濃度值等等。就絲光堿液來說，處理溶液的量非常小，它們的碳酸化反應非常適度。
權利要求
1.一種紗線絲光方法，包括一個或多個用堿性溶液對紗線進行處理的工序，一個或多個在堿性溶液處理工序后的紗線牽伸工序，以及一個或多個對仍殘留在紗線中的堿進行水洗和中和的工序，其特征在于——該方法以連續(xù)方式對聚集成線束(4)的紗線進行，所述線束在一個區(qū)域(6)中形成，在所述區(qū)域(6)中在紗線之間賦予緊密性，隨后該線束由一個喂給裝置(10)被喂入；——線束(4)被引入到管狀反應器(15，85)中進行絲光處理，這是通過文杜里噴管(16，86’)的抽吸作用進行的，其中堿性絲光溶液作為加壓驅動液被喂入，所述線束被所述驅動液攜帶并在一個或多個反應器(15，85)中發(fā)生反應，由排出輥(31，31’)拉動使線束從反應器的下部離開；——隨后線束(4)在一個或多個牽伸單元中連續(xù)被牽伸，牽伸單元由握持與排出輥(31，31’)和位于下游的牽伸輥(32，32’)組成，所述牽伸輥以比輥(31，31’)更高的速率轉動。
2.如權利要求1所述的紗線絲光方法，其特征在于還包括在牽伸之后，用處理液體對已絲光的紗線連續(xù)地進行另外的處理工序，這通過下述過程實現(xiàn)，即在文杜里噴管(41，41’，41”)中使線束(4)與所述的處理液體接觸，每一個文杜里噴管將處理液體作為驅動液喂入，由該驅動液攜帶著線束(4)。
3.如權利要求1所述的紗線絲光方法，其特征在于與噴射器(16)的收縮口方向相對應，驅動液體的速率維持在12到40米/秒之間。
4.如權利要求3所述的紗線絲光方法，其特征在于與噴射器(16)的收縮口方向相對應，驅動液體的速率維持在15到20米/秒之間。
5.如權利要求1所述的紗線絲光方法，其特征在于在絲光反應器(85)中，紗線(4)依次通過沿著反應器本身串連的一個或多個文杜里管(86’，86”，86)。
6.如權利要求5所述的紗線絲光方法，其特征在于在絲光反應器(85)中，加壓驅動液流在入口(87’，87”，……)被再細分和分配，用以逐步提高喂入的處理液體體積和軸線方向的被處理紗線量之間的容積比。
7.如權利要求1所述的紗線絲光方法，其特征在于被處理紗線被喂入一個制備單元(6)，其包括卷繞裝置，所述卷繞裝置將一根或多根帶有長線圈的輔助線(5)，以300到1500毫米的紗口，卷繞到線束(4)上，以形成紗線之間緊密結合的線束(4)。
8.如權利要求7所述的紗線絲光方法，其特征在于線束(4)由20到200根紗線組成。
9.一種用處理液體對紗線進行連續(xù)處理的裝置，特別適用于纖維素纖維紗線的絲光處理，其特征在于包括——單根紗線或多根紗線(1)的線束(4)的制備和喂給裝置(10)；——用于處理紗線的裝置，包括一個或多個管狀反應器(15，85)，在所述管狀反應器處有一個文杜里噴管(16，86’)，該文杜里噴管將處理液作為加壓驅動液體喂入，由該驅動液抽吸并攜帶線束(4)，所述反應器在下端具有輸出端，由排出輥(31，31’)將線束拉出。
10.如權利要求9所述的用處理液體對紗線進行連續(xù)處理的裝置，其特征在于反應器(85)包括沿著反應器本身軸線串聯(lián)的兩個或多個文杜里管(86’，86”，86)。
11.如權利要求10所述的用處理液體對紗線進行連續(xù)處理的裝置，其特征在于文杜里管(86’，86”，86)中的加壓驅動液體的入口(87’，87”，87)位于側面，而線束(4)沿著反應器(85)中文杜里噴管序列的軸線，直線方向運動。
12.如權利要求9所述的用處理液體對紗線進行連續(xù)處理的裝置，其特征在于線束(4)中紗線的制備和喂給裝置包括一個繩并股漏斗(3)和卷繞裝置，卷繞裝置將一根或多根帶有長線圈的輔助線(5)卷繞到線束(4)上的，卷繞紗口為300到1500毫米，以形成紗線之間緊密結合的線束(4)。
全文摘要
紗線絲光連續(xù)工藝，對以線束形式的紗線進行處理，紗線被引入一個或多個管狀反應器，所述反應器有一個將加壓絲光溶液作為驅動液體喂入的噴射嘴，然后在一個或多個牽伸單元中進行連續(xù)牽伸。
文檔編號F04D27/00GK1469001SQ03141179
公開日2004年1月21日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權日2002年6月5日
發(fā)明者羅伯托·巴迪亞里, 馬里奧·米努蒂, 米努蒂, 羅伯托 巴迪亞里 申請人:Savio紡織機械責任有限公司