[发明专利]特低张力松弛法和张力闸设备

说明书

本发明涉及一种在纱线生产过程中的特低张力松弛方法和在松弛区段内采用张力闸的设备。具体地说，本发明涉及一种松弛区段，其中纱线松弛以对其回缩进行控制并采用张力闸来逐步增加张力而不减少纱线的稳定性。纱线的不稳定性的特征为侧向的纱线运动(例如在松弛辊上)，纱线的缠绕和纱线的断裂。本发明的设备和方法有两个立时可见的效益，即：1)当在纱线生产过程中的松弛区段采用张力闸时，与没有这种张力闸的传统过程比较，能显著增加松弛率，并进而降低纱线的回缩。2)与传统的设备比较，能逐步增加张力，因此能得到良好的纱线稳定性。在纱线生产中具有松弛区段的典型过程为纺丝拉伸、拉伸加捻、拉伸卷绕和拉伸膨松等过程。

授予McClary的美国专利4,414,169的图4曾示出一个典型的纺丝拉伸工艺。纤维从喷丝头纺出，随后被一系列辊子拉伸。在纱线被拉伸后惯常有一组辊子以低于拉伸辊的转速被驱动，从而造成一个松弛(低张力)区段。从示出的例子看，卷取速度约为2700米/分。在175℃的空气中量得的最终回缩率为4到9％。

在传统的纺丝拉伸工艺中，所以不能得到很高松弛水平的理由是因为松弛水平较高时纱线张力低，致使纱线缠绕在松弛辊周围，变得非常不稳定，常会导致纱线的断裂。为了得到良好的纱线稳定性、防止纱线断裂，需要有一个最小的丝条张力，操作时不能低于这个最小张力，这样采用传统的纺丝拉伸工艺就不可能得到高的松弛水平。在松弛辊上采用多层卷绕的理由就是要确保纱线以松弛辊所确定的固定速度移动(络纱机需要有恒定的纱速来保持良好的操作)并与络纱机上的张力隔离(良好的包装需要这样)。

授予Hofs等的美国专利曾5,925,460公开在一纺丝拉伸工艺中，拉伸的纱线在177℃量得的回缩率为从3.7到5.9％，所用的卷取速度高到超过6000米/分。

授予Martin等的美国专利4,096,226曾披露聚酰胺纱的一种纺丝拉伸卷曲变形过程。卷曲变形装置(也被称为拉伸膨松装置)超喂10-50％。

授予Saito等的美国专利4,491,657曾披露一种高模量、低回缩的轮胎纱线。表1和2一般地示出当工艺速度增加时，回缩减少。

授予Thaler的美国专利4,973,657曾披露一种高模量低回缩的轮胎纱线。在表中示出当停留加热的时间增加时，回缩减少(比较例5与例6)，还示出当温度降低时，回缩增加(比较例4与例5)。

授予Neal的美国专利5,227,858曾披露一种工业用纱线并示出当温度增加时，回缩减少。该专利还说明采用具有特殊表面的辊子来接触纱线的优点。

授予Nishikawa等的美国专利5,066,439曾说明一种制造聚酯纱用的连续的纺丝拉伸工艺，该过程正好在卷绕之前将一混合器引入到第二拉伸辊和松弛辊之间。在第4栏第20行中Nishikawa等说，在第二拉伸辊6和松弛辊10之间对纱线进行混合处理能大大提高松弛率。在第6栏第19-22行中更具体地说松弛是在5到12％的比率下完成的。

下面列出的两表汇总了Nishikawa等在例1和2中的数据。具体地说，例1的数据示出拉伸速度约为3000米/分，松弛率的变化范围为5到12％，还示出在加热器开和关及混合器(在28.44psi)开和关时纱线的稳定性。例1指出不管加热器和混合器是开还是关，都能得到良好的稳定性(没有断裂)。例2示出拉伸速度为4500米/分，松弛率恒定在8％时的情况。例2指出当混合器在约42.66psi压力下操作时，只有当加热器开时才能得到良好的稳定性。例2清楚地指出稳定性的提高是由于加热器而不是由于混合器。换言之，没有数据证明混合器能单独提高稳定性。