由不同颜色的单纱长丝生产 彩色纱线的方法和设备 本发明涉及一种由多根单纱来生产纱线的方法和设备。
从欧洲专利文献No.0485871B1(巴马格)中，已知有一种方法，其中来自各纺丝甬道的单纱各自通过一上油装置和一预紧密装置，接着借助一对导丝盘进行牵伸，再通过一变形喷咀进行变形，然后在一冷却滚筒上冷却后在一缠结喷咀中一同进行紧密处理，最后进行卷绕。
这里对于每根单纱而言，在上油装置与牵伸导丝盘之间的紧密装置是一缠结喷咀，它在单纱上产生已知的那种缠结紧密点。这种对于变形工序不利的紧密点在此方法中在单纱进入变形喷咀之前的牵伸过程中用导丝盘通过牵伸而被重新展开。
本发明涉及对美国专利US-PS 4,025,595中所公开的纱线生产方法的改进。这种纱线至少含有两束不同长丝束，其中每一丝束分别进行空气变形，然后两束长丝一同进行空气变形而形成纱线。两束长丝最明显的区别在于它们的颜色，因而能制成一彩色的纱线。因此用两种不同颜色的长丝束来说明这种方法是比较有利的。但颜色的区别并非本发明的主要特征，有关纱线结构上和外观上所要求的“效果”可通过具有其他区别的长丝束的结合来获得，例如在美国专利US-PS 4,025,595中所提到的那些区别。
美国专利US-PS 4,025,595中所说明的方法与现代的纺丝工艺相比，是适用于较低地纺丝速度。另外，变形丝产品只能通过如在上述的美国专利文献中提到的所谓“纺丝-牵伸-卷绕”那样彼此相继的工艺，利用中间产品来获得。
借助现代的在线方法来生产类似的纱线已被证明是困难的，特别是在连续的生产线中包含一变形工序时。在美国专利US-PS 4,025,595中公开的缠结工序具有对变形工序产生干扰的趋势。在欧洲专利EP-B-485 871和EP-A-434 601中能找到解决此问题的尝试。在此情况下长丝束在变形工序的上游经过处理来保证它们彼此分离，以便在最终的纱线产品中保持丝束的单独性。这种方法已经获得一定程度的成功，但它不能向纱线生产厂提供它们所需要的可靠性和灵活性，因为考虑到这样的事实，即纱线生产厂往往是组成具有各种市场战略和产品战略的不同的机构集团。
新的本发明提供一种用以生产具有多束不同长丝束的纱线的方法，该方法包括一长丝束结合的工序，例如通过缠结来形成一纱线。本方法的特征在于：它经过一道工序，其中至少有一束长丝在结合工序的上游和在前面所有的牵伸、变形、并合工序的下游进行单独处理。单独处理能提高所处理的长丝束在丝束结合后所得到的纱线中的单独性。单独处理例如可包括一个提高纤维束在进入结合工序时的紧密度(例如通过缠结)。在优先的实施方案中，每一纤维束是在进入结合工序之前进行单独处理的。
如果采用使长丝束合并在一起的前导处理工序(例如在一共同的变形室内进行变形)时，则根据要求必需把长丝束重新分开，以便能按本发明来进行单独处理。在优先的实施方案中长丝束在结合工序之前一直是保持分开的。但是“在结合之前保持分离处理”的目的并非总是出于经济上原因，也可以采用各种不同的措施来改进长丝束的单独性，甚至在结合之前合在一起的时候。这种措施包括单独丝束的缠结和假捻，例如在一起进行变形之前。
按照本发明的方法加工的两根长丝束之间的“区别”包括以下几个方面：
-颜色
-纤度
-丝束中的长丝数
-聚合物的类型
-染色能力
-横截面
-助剂的含量
本发明提供一种高度可控的、对纱线产品结构和/或外观具有影响的方法，也就是对“效果”的产生高度有效的一种方法。这是由于结合工序是直接在单独处理工序之后进行的，甚至不存在具有削弱这种效果的趋势的或者考虑对单独处理的程度进行确定的中间工序。例如一种单独处理包括一丝束中的一根单纱的“局部”地结合在一起的工序(通过紧密点的形式)。这里“局部”结合是沿着丝束的长度以一定间隔而设置的。在一按照本发明的方法中，长丝每单位长度内局部结合点的数目、在每一局部点上的结合紧密度、和沿着长丝长度方向上结合工序的均匀度均能根据所需要的效果来控制，而且除了结合工序以外不受其它工序的限制。正如美国专利US-PS 4,025,595所建议那样，可通过单独处理与在结合工序中集合处理的“平衡”来获得所需的“效果”。
兹参照专利WO 96/09425(0bj.2509)中所述的方法作为本发明的一个实施例来进行描述，其中主要元件如图12A所示。为了简化起见只表示出两束长丝Ⅰ和Ⅱ。当长丝束分别纺制出以后(纺丝箱体和喷咀组件在图中未表示)经过第一导丝盘G1和第二导丝盘G2进行牵伸，然后绕在卷绕头W上(图12中仅示意表示)。在按照本发明的改进方案中，长丝束在T1和T2处进行单独处理，然后把处理过的长丝束在J中结合成一纱线。
图12B示意表示一未经处理的长丝束。当两根未经处理的长丝束合在一起时，一根丝束中的原纤维将自由地同另一丝束中的原纤维结合在一起。用来限制这种原纤维自由“结合”的一个方法是在每一丝束中形成许多“紧密点”S，如图12C所示。这种紧密点例如可通过缠结来形成。在缠结过程中，当一气流以横向吹过运行中的丝束时把丝束分成两部分，并同时对这两部分纤维施以相反方向的加捻。此捻度在丝束离开气流区之后便行退捻，于是两根原纤维束在退捻过程中互相混合而形成紧密点。从丝束的运行方向看，后面的紧密点也是通过同样的过程来形成的。另一种用以限制所谓的自由“结合”的方法在于对丝束施以假捻，如图12D所示。众所周知，在运行的纱线(丝束)的两端之间施以假捻是不可能获得“真捻”的，但有可能形成一种反捻，如图12D中丝束在区域R1内有第一方向的捻度，而在区域R2内则有第二方向的捻度，而且这种加捻方式还能在纱线结构中引入一止捻点来固定。止捻点的引入可通过把处理过的丝束同另一丝束结合成一根纱线来实现，如图12A中的J所示。
图12E示意表示一能用以在丝束上引入“紧密点”S的装置。该装置具有一共同的入口(用箭头P所示)和3人出口(用图内的小箭头所示)。丝束依次通过这3个出口并在此进行缠结。在“结合工序”中也可采用同样的缠结方法使纤维束合并成一纱线，但在结合阶段所使用的空气压力应大于在单独缠结时的压力，例如在单独缠结(T1和T2)时为0～3巴，而在合并缠结(J)中约为6巴。单元T1和T2离单元J的距离应足够大，以免互相干扰，除非这种干扰对于所要求的效果而言是可以接受的(偶然的影响)。
图12A中所示的装置是很“简单”的，特别是丝束在到达结合工序J之前一直是保持互相分开的(丝束之间保持一定距离)。但这并不是始终能够做到的，例如在欧洲专利EP-A-434601中所示的装置。在这种情况下最好设置一附加的装置来防止丝束中的原纤维在工序J中进行(受控的)缠结之前“结合”在一起。这里所谓的“结合”是指当两根丝束放在一起互相接触而不采取措施来防止它们互相混合的话，两根本来是分开的丝束中的长丝以不能控制的方式互相混合的趋势。适当的措施可从前面所述的现有技术中获知。
本发明并不限于借喷气来处理丝束。单独丝束的处理和丝束的结合例如也能通过使用粘合剂或通过形成“焊接点”来实现。根据所需要的纱线效果，有时也需要把一根丝束在通过丝束的结合而形成纱线之前保留在未处理的状态。这样该未处理过的丝束将使纱线具有“茸毛”效果。
本发明的优点在于：通过在变形(图1～8)之后和在单纱合并进行紧密处理(以下将称之为集合紧密)之前，对单独的单纱(图12A中的T1和T2)进行紧密处理能使纱线质量，也即色彩分离的可靠性，从而单纱在纱线中的清晰度比现有技术有所提高，并能重复再演。
在对附图进行说明之前，还需对实施紧密工艺或变形工艺的具体解决办法参照其他附图进行描述。
这里“紧密”的术语应该理解为原纤维束的紧缩作用，它既能借助在整个丝束长度上的假捻作用或者藉助缠结喷咀来形成间隔的紧密度。
例如从美国专利US-4,025,595和US-3,364,537或US-3,426,406可知采用缠结喷咀作为紧密措施，而从欧洲专利EP-0434601A1中可知采用假捻喷咀按其中所述的方式也同样能用作紧密措施。
另外从欧洲专利EP-0039763,EP-0110359A1,EP-0123072A1和EP-0123829中已知：它们各有一能十分有利地开启的变形喷咀来使一根或几根单纱穿入其中，这里当变形喷咀恢复关闭之后便可进行变形加工。由于这种变形喷咀是根据喷射原理工作的，因此它不仅能在喷咀关闭后继续输送单纱，而且在需要时还具有抽吸功能，所以也能用在变形喷不能开启的场合来把纱线带入变形喷咀中。另一种可能性是藉助抽吸枪把纱线引入变形喷咀中。
同样从瑞士专利CH-680140 A5中也有一种变形喷咀，它在入口处设有一吹气喷咀用以在单纱中产生一保护性的加捻，并以偏心的方向注入纱线输送通道。
在欧洲专利EP-0039763A1,EP-003072A1,和EP-0123829A1中所知的变形喷咀中，单纱的加热和传输是各在一设计成通道或腔室的加热元件和输送元件中实现的，而柱塞流的形成、卷曲或变形是在第二腔室内进行的，其中吹入的经过加热的气体能重新泄漏掉，致使从腔室中能逸出一柱塞流。为了冷却柱塞流，可把它输送到一输送冷却元件上，例如一旋转的冷却滚筒上。
从欧洲专利EP-310890 A1(Rolltex)中还可知有另一种变形装置，它包括一加热通道和输送通道用来加热和输送单纱或纱线，以及一个紧接着的针辊用来形成纱线柱塞流。这里柱塞流在针辊之后被送到一用来冷却柱塞流的冷却滚筒上。
同样从美国专利US-3,255,508(三菱)中可知有一种变形措施，它包括一加热和输送喷咀和一紧接着的冷却滚筒。这里柱塞流的形成是由于经过加热的和被输送的纱线撞击到冷却滚筒上而产生的。
下面根据其他实施例对本发明作进一步说明。
其中：
图1是由不同颜色的或有不同着色特性的单纱生产彩色纱线的设备的示意图；
图2示出了图1所示设备的一部分的另一种实施例；
图3是图1所示设备的另一实施例的示意图；
图4是本发明设备的一部分的另一实施例的示意图；
图5至图9示出图1所示设备的一部分的其它的实施例；
图10是沿图9中线Ⅰ-Ⅰ所取的截面图；
图11是图10所示截面的另一实施例；
图12A示意性地示出由长丝束生产纱线的设备；
图12B示出未处理的长丝束；
图12C示出一种限制长丝束自由并合的方法，即在每束长丝上形成紧密点；
图12D示出另一种限制长丝束自由并合的方法，该方法在于对长丝束加捻；
图12E示出一种在长丝中产生“紧密点”的装置。
图1所示的是生产彩色纱线的设备，该设备使用三根纺丝甬道，在其上分别引出不同颜色的单纱11、11.1和11.2。三种不同颜色的单纱继而被引导通过给油装置2，给油装置通常是一个油注施装置。
上面提到的纱线包括两根或多根单纱。
单纱11至11.2离开给油装置2之后分别引入相应的所谓预紧密装置的紧密装置3中，紧密装置可以是现有技术中提及的缠结装置或最好是假捻装置。
在离开预紧密装置后，单纱11至11.2利用牵伸辊4牵伸至一预定程度并在工序中预热或相应地加热，即达到玻璃化(二级转变温度)温度区域相应地达到热塑性状态。如果紧密装置是使用缠结装置时，缠结应该有所选择，使在已缠结的单纱11至11.2的牵伸期间，取决于缠结工艺类型的缠结紧密点至少部分重新展开而不至于对纱线的变形质量造成损坏。
单纱11至11.2离开牵伸辊4后在变形喷嘴5处一起变形，在该工艺中首先根据喷射原理，单纱由于传输系统的作用被吸入，然后加热并传送至变形元件7，在此单丝被压缩成栓塞流，这是由于传送速度的减少和纱中单个纤维在冷却和变形元件7的壁上的摩擦而使加热和输送气体从缝隙32或其它气体可渗透元件中逸出所致，栓塞流随后被送至冷却滚筒16上。操作人员在栓塞流到达冷却滚筒16之前或之后将其分离成变形单纱11.3至11.5，在随后描述的图2至图6和图8中也用到此单纱，单纱11.3至11.5经卷取辊33，需要时还可通过一偏移纱线导向件31导引至相应的所谓后紧密装置的紧密装置8中，这在图12A中标为T1和T2，在该设备中装置8可以是已知的或如图12D中提及的假捻装置，或最好是已知的缠结装置。操作人员对栓塞流的处理是利用一种已知的负压枪人工地或利用纱线导引装置将栓塞流分离成单纱，纱线导引装置在此未示出，每一导引装置对应于一根单纱。
离开后紧密装置8之后，单纱11.3至11.5在辊34上被合并，如需要还通过一偏移纱线导引件，并且继而在所谓的收集紧密装置9的紧密装置中或参照图12A的J处结合紧密，即最好是利用一种已知的方式缠结或假捻在一起，然后纱线通过辊35导引并卷绕到卷绕装置10上。上述辊是输送辊，其可以是在紧密装置9上游的一个或两个辊33和34或在紧密装置9下游的辊35，也可以三个辊33、34、35都省掉，这取决于所加工的材料并经实验确定。
在后一种情况中，纱线从冷却滚筒出来，通过一后紧密装置8并直接通过收集紧密装置9。
图2示出了与图1所示装置不同的另一实施例，其中为使单纱11至11.2在牵伸辊4的下游变形，设有加热和传送件15，该加热和传送件15与元件6起相同的作用，与其相邻的是如美国专利US-3255508中所公开的冷却滚筒16，该滚筒提供元件7的附加功能，即栓塞流在冷却滚筒上形成并在其上冷却，其它一些元件相应于图1所示的元件，在此不再进行描述。
图3显示了另一种设计的实施例，与图1不同之处在于，冷却轴1由着色纱线的单独的卷装取代，也可叫作着色卷装13，并且在牵伸辊4的下游设置一个用于单纱14至14.2变形的加热和传送件17，它的功能与上述元件6和15的功能相同，接下来是一个针辊18和冷却滚筒16，在针辊和冷却滚筒之间还设有一个栓塞流的变向件30，元件17、18、16和30的结合使用在欧洲专利EP-0 310 890 A1中进行了描述，在此专利文献中有进一步的细节描述，其它元件与上述图中提到的元件相同将不再进行阐述。
应该注意，用喂入卷装13(例如着色卷装)替代冷却轴1也可以应用于其它的图示的实施例中。
图4示出了一对牵伸辊4.1与在两辊间设置的一个已知的表面加热元件19的配置，利用该表面加热元件并附加牵伸辊4一同进行加热，或者仅用该加热元件进行加热，单纱在其表面上滑移。
图5是图1所示设备的另一种实例，其中具有一个用于分别对单纱11至11.2或14至14.2进行变形的变形喷嘴20，该喷嘴具有一个抽吸部分21，该喷嘴对单纱施加一种所谓的保护性加捻，在此装置中，单纱随后在加热和传递元件21.1中由传递介质进行加热和传递，并由卷曲元件22卷曲形成栓塞流。在此，单纱的单独的加热和传送通道都汇集在一个变形元件内，即各个加热和传递通道的假想对称平面相交于变形件的上游处。图中其它的元件在前面已经进行了描述，在此从略。
图6示出了另一种实施例，与图5所示设备的不同在于，用于单纱的变形喷嘴23包括一个加热和传递元件24和一个普通的变形元件25，这里，单纱被单独地加热和传送并一起进行变形处理。这里的各个加热和传送通道并排地汇集在一个卷曲元件中，即，各个加热和传递通道的假想的对称平面与加热传递元件24的外侧相交，相交点未示出。
其它一些前面已经描述的元件在此不再重复说明。
图7示出了又一种实施例，它与图6所示设备的不同之处在于具有三个用于每根单纱的独立变形喷嘴28。它们各自带有一个加热和传递件26以及一个与之相连的卷曲元件27。三束经卷曲元件产生的栓塞流通过传送辊29或直接并行送到冷却滚筒16上，参照图1至图6和图8所述的将栓塞流分离成单纱的工序就可省去。其它前面讲述过的元件在此从略。
图8示出了再一种实施例，它与图3所示的设备不同之外在于图3中的冷却滚筒16被取消，而设有冷空气分配装置36和一个冷空气的吸入件37，它们包绕于针辊18的外周部分，使用这些元件可使栓塞流在针辊上被冷却，并且通过一个纱线偏移导引件31引导到辊33上，然后依照前述的方法继续向前输送。在此，辊33、34、35的作用参照图1所示的另一实施例，元件的布置方式参照其它附图所示。
图9示出一变形喷嘴38，该喷嘴可用在图1至图8所示的设备中，其具有一用于每根单纱的加热和传送元件39，其包括单独的加热和传送通道并在卷曲元件40中有单独的卷曲通道。
与图7的三个单独的变形喷嘴相比，本实施例的优点在于加热效果好并且由于紧密设计的成本低从而使生产和操作成本低。
图10为卷曲元件40的横截面图，它包括两个外壁41和中间壁42以及位于其间的条板43。在该设备当中有一个用于形成栓塞流的自由空间，此处栓塞流由一团纱线45表示。另外外壁41，中间壁42以及条板43由上环状法兰46安装于加热和传送元件39上，外壁41，中间壁42和条板43之间在卷曲元件40的出口处连接是由下环状法兰47来实现的。
标号44所示的是来自各个通道(图中只表示出一个通道)的气体可以从卷曲元件中逸出的方式。
为了便于引入单纱(如上所提及的)，包围纱线的变形喷嘴最好设计为可以分开的两部分，如图10所示的沿假想对称平面48分开的两部分。
图11是根据图10所示装置的截面图的另一实施例，其中条板排布成放射状，而在图10中条板排布成平行状，其它元件相应于图10所示的元件，在此省略对其的描述。
另外，应该注意到，附图中，位于变形装置上方的待变形的纱线分别标为11～11.2或14～14.2，经过变形装置到收集紧密装置9之间的变形纱线标为11.3~11.5或14.3~14.5，紧密装置下面的纱线标为12。
图1至图11所示的各个实施例都可以加工处理单纱，该单纱由冷却轴1或纱线卷装13供给。
在附图所示的布置中，如果需要的话，可以设置一个纱线偏移导向件31，在附图中已示意地表示出来。
可以理解，根据喷射原则，在所有的元件功能中，瑞士专利CH 680140A5中提到的加捻原则可以被优先使用，用来对传送经过变形喷嘴的纱线施加保护性加捻，其中还提到了作用于单纱的紧密作用来保证当传送多根单纱通过变形喷嘴时，各根单纱相互缠结状况减少，而是保持并排的分离状态。用于单纱的上止捻件是上游一对辊子中的最靠近的一个辊子。
对于如图1至图5所示纱线在普通的变形喷嘴中一起进行变形，则这种保护性加捻是特别有用的。
应该提到，如果按照假捻原则对给油装置2下游的单纱进行紧密，而且没有设置纱线偏导装置，则给油装置2可以用作止捻件。而且，“不同着色单纱”的术语可以理解为染色工艺中的一种纱线名称，例如使用相同颜色染料，而产生不同色泽或色彩微差，但这却是所要求的效果。
还应提到的是，在所述的后紧密工艺中，当使用缠结喷嘴时，紧密作用可以通过改变气体(例如空气或气流)的压力(bar)和/或流量(kg/h)和/或温度来进行变化。在这种方式中纱线单位长度上的缠结数可按要求或多或少地变化。它可以用来根据本发明变化成纱的色彩效果，而不是通过选择应用的颜色来改变成纱的色彩效果。
这些附加参数值(气体的压力，流量，温度)可以这样一种方式根据每种单纱进行不同的选择，使在单纱中可实现不同的缠结程度以及颜色清晰度的强弱程度。