生产可纺的合成纱的装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于生产可纺的合成纱的装置，其带有一个熔融纺丝装置，用于生产长丝纱或者长丝束，并且带有一个处理装置，其具有一个用于在长丝纱或者长丝束中产生脆弱点的装置。
背景技术
聚酯是一种公知的人造纤维，包括线型大分子，其经纱具有至少85％的大量的二醇和对苯二甲酸。第一种聚酯是在1941年生产的，叫做对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，并且是数量多的最重要的人造纤维。用于熔融纺丝过程的熔化物被挤压成一种连续的长丝并且在伸长过程以后缠绕成卷，或者成一个长丝束的形式被伸长、卷曲以及存放在圆筒中。为进行进一步的加工，长丝束具有断裂转化装置或者丝束牵切机。这些装置被用于将包括连续长丝的化学纤维束转化成可纺的绒状的化学纤维条，其由有限长度的纤维组成。此过程涉及几个步骤，其中化学纤维束首先伸长，然后通过进一步伸长而断裂。化学纤维束的伸长基本上由以不同速度驱动的成对的辊实现。在断裂转化装置的出口处，有一个由短纤维组成的条带，用于在拉幅机、混合机、环锭细纱机或者气流纺纱机中进一步加工。
断裂转化装置需要非常强大的电机，其速度必须保持恒定。这两个条件使得断裂转化装置的成本大大增加。为了降低对断裂转化装置的驱动单元地强度和精确的速度的要求，并且因此降低其费用，提出安装一种处理装置，其带有一个在长丝纱或者长丝束中产生脆弱点的装置。这些脆弱点具有的优点是，后面的断裂转化装置需要的能量消耗明显较小，对驱动电机的速度精度的要求较小。
在美国专利US-A-2,447,984中描述了开始提到的那种装置，其中许多长丝束形式的长丝被挤压，一个包围长丝束并且能够被驱动转动的环设置若干个喷嘴。喷嘴与流体贮槽相连，该流体可以是空气或者一种液体。流体从喷嘴向长丝束喷射，其中利用支承喷嘴的环的转动，流体喷射流沿着长丝束的周面移动。因为该环支承喷嘴，这种公知的装置具有相对复杂的机械结构，并且其分布的调整以及长丝束中脆弱点相互之间距离的调整的可能性相对不灵活。另外，此装置易发生故障并且不够耐用，特别是对于污染而言。
【发明内容】
本发明的目的是提出一种在开始部分提到的装置，其结构简单，灵活度高并且故障率低。
根据本发明，该目的是这样实现的，所述用于产生脆弱点的装置包括用于产生围绕长丝纱或者长丝束的等离子体的装置。
根据本发明的解决方案的一个优选的实施例是，其特征在于长丝纱或者长丝束被引导通过一个室，并且由等离子体火焰进行处理，从而在长丝纱或者长丝束中产生随机分布的脆弱点。
根据本发明的目的的一种替换的解决方案是，所述用于产生脆弱点的装置包括一个电子处理器，其使长丝纱或者长丝束受到高速电子的作用。电子束对长丝纱或者长丝束发生作用，优选垂直于长丝纱或者长丝束的供给方向。
根据本发明的目的的第二种替换的解决方案是，其特征在于，所述用于产生脆弱点的装置包括用高温处理长丝纱或者长丝束的装置。
所述用于产生脆弱点的装置优选包括一个位于一个高温的内部空间中的室，长丝纱或者长丝束被引导通过该室。可选择的是，所述装置由一个环构成，其围绕长丝纱或者长丝束，并且被加热到例如160℃到280℃。
根据本发明的装置的一个优选的实施例，具有用于生产长丝纱的熔融纺丝装置，其特征在于，处理装置包括至少一个阶段，其用于使长丝纱伸长，和一个缠绕长丝纱的阶段，并且其中所述用于产生脆弱点的装置被布置在熔融纺丝装置和用于使长丝纱伸长的该至少一个阶段之间或者直接布置在缠绕阶段的上游。
这样的装置用于生产聚酯长丝纱，其中熔融纺丝装置的输出产品由长丝纱形成，采用单级方法或者多级方法。最终产品是一种绕在卷筒上的聚酯长丝纱并且其具有脆弱点，因此在随后的断裂转化过程中能够以更节能的方式被处理，以形成一种可纺的聚酯纱。
处理装置优选包括两个用于使长丝纱伸长的阶段，并且用于产生脆弱点的所述装置被布置在用于使长丝纱伸长的两个阶段之间。
根据本发明的装置的另一个优选的实施例，具有用于生产长丝束的熔融纺丝装置，其特征在于，处理装置至少包括一个用于使长丝束伸长的阶段，和一个用于使长丝束卷曲的阶段，并且其中所述用于产生脆弱点的装置被布置在熔融纺丝装置和用于使长丝束伸长的该至少一个阶段之间。
这样的装置用于生产聚酯短丝纱，在该装置中，熔融纺丝装置的起点由一种长丝束构成，其中，由切刀作为切割元件，将长丝束切成短纤维。
【附图说明】
下面借助于实施例和附图对本发明进行详细描述；
图1示意性地表示了用于生产长丝纱的装置和用于生产长丝束的装置。
【具体实施方式】
在图中标号1是一个具有聚乙烯-对苯二甲酸乙二醇酯的熔化物的容器，该熔化物随后被供给到一个纺丝装置2，用于生产长丝纱3(图的左半边)，或者供给到一个纺丝装置4，用于生产长丝束5(图的右半边)。长丝纱3被供给到一个处理装置6，其包括至少一个伸长段以使长丝纱3伸长，图中表示了两个伸长段7，7′。紧接着该至少一个伸长段7，7′，长丝纱被缠绕到卷筒8上。已经绕在卷筒8上的产品是扁平的聚酯长丝纱。这种公知的过程可以连续进行或者不连续地进行，不连续的过程与图中表示的连续的过程不同之处在于，在生产过程中，在纺丝装置2与处理装置6之间中断。
如果长丝纱3将要被纺，则接着图中表示的过程，卷筒8到达一个结构公知的断裂转化装置(例如见WO-A-00/77283)。在所述的装置中，已经绕在卷筒8上的聚酯长丝纱被伸长、断裂成短纤维并且形成一种可纺的条带。长丝纱的伸长和断裂由以不同速度驱动的成对的辊实现，其驱动电机具有高能耗。另外驱动电机的速度必须能够精确地调整并且保持恒定。
为了使断裂转化装置对驱动电机的能耗、精确调整性和速度恒定性的要求降低，在图中所示的过程中，在长丝纱3上产生脆弱点，从而在随后的断裂转化过程中，所述长丝纱能够转化成所需的短纤维，能耗明显减少。如图所示，脆弱点的产生是由设置在处理装置6中的纱弱化机9实现的，其布置在供纱方向(箭头A)后面的伸长段7的上游，或者在两个伸长段7和7′之间，或者在供纱方向(箭头A)前面的伸长段7′与卷筒8之间。
长丝束5(图的右半边)到达纺丝装置4下游的处理装置6′，其包括至少一个伸长段-图中表示了两个伸长段10，10′-和一个卷曲阶段11。紧接着该卷曲阶段11，长丝束5被储存在一个适合的容器例如一个圆筒12中，或者可以被缠绕。这种公知的过程可以连续进行或者不连续地进行，不连续的过程与图中表示的连续过程的不同之处在于，从纺丝装置4中出来的长丝束5存放在圆筒中，暂时地储存，然后从圆筒中拉出、伸长、卷曲和再存放。
为了得到短纤维，将圆筒12输送到一个断裂转化装置，其中在两个切断区中，长丝束5断裂成短纤维并且在固化区固化成一种可纺的条带。
为了使断裂转化装置对驱动电机的能耗和速度恒定性的要求降低，在图中所示的过程中，在长丝束5上产生脆弱点，使得随后的断裂转化过程中，所述长丝束能够转化成所需的短纤维，能耗明显减少。如图所示，脆弱点的产生是由纱弱化装置9实现的，其布置在纺丝装置4与长丝束5的供给方向(箭头A)后面的伸长段10之间。
在长丝纱3和长丝束5的两种情况下，一系列装置可以考虑用作纱弱化装置9对此特别是：
·在长丝纱3或长丝束5中产生脆弱点还可以通过升温的影响来实现，适当地结合在长丝纱3或者长丝束5上的机械牵拉。在这种情况下，纱弱化装置9是一个室，在其内部空间具有升高的温度，并且纱或者丝束被引导通过该室。但是纱弱化装置9还可以是环的形式，其围绕纱或者丝束，并且被加热到例如160℃到280℃。
·在长丝纱3或长丝束5中产生脆弱点还可以通过等离子体来实现。用等离子体处理是功效非常大的系统，以通过化学方式改变聚合物的表面。其结果是，由等离子体辐射的纤维比未处理的纤维“更加脆”。由所谓的等离子体火焰进行处理，会产生非常高的温度并且能够用于正常的压力下。在这种情况下，纱或者丝束被引导通过产生等离子体的室。在等离子火焰的情况下(喷射火焰系统)，氧气和燃料混合并且在火焰内部燃烧，在大多数情况下燃料是乙炔或者丙烷。将一种线状或者粉状的原料同时输送到火焰中，并且由压缩空气在长丝纱3或者长丝束5的方向加速。熔化的颗粒以非常短的随机脉冲分布到长丝纱3或者长丝束5上，从而在纱内产生随机分布的脆弱点。
·纱弱化装置9还可以由电子束处理器构成，其使得纱或者丝束受到高速电子的作用。在这些被称为EB处理器的处理器中，高电压被施加到在真空室的内部绷紧的钨丝上，其结果是，所述钨丝产生电子云。电子从电子云中分离出并且加速到极高的速度。被加速的电子离开真空室穿过一个箔窗，进入到其被引导的方向与电子束垂直的长丝纱3或者长丝束5中，引起所述长丝纱3或者长丝束5中所需的分子变化，在此例中是脆弱点。在采用传统的撞击系统时，电子进入到纤维中并且破坏大型分子的氢键。这个随机发生的破坏产生优选的补偿点，纱的阻力减小60％，使得断裂转化装置电机的输出相应地减小60％。
所述的纺纱装置具有的主要优点是，作为最终产品，提供一种带有脆弱点的长丝纱3或者长丝束5，在接下来的拉断以得到短纤维的过程中，不再需要加载到像没有脆弱点的纱或者丝束那样多的程度，使得对断裂转化装置的能量消耗和尺寸设计的要求和对其驱动电机的速度的恒定性的要求明显降低。因此断裂转化装置的成本也下降。