[发明专利]纤维生产系统和生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维生产系统和生产方法，其使得在纤维生产期间应用的热处理能够实施为将激光应用于纤维上。

背景技术

纤维生产通过加热并牵拉（draw）聚酯（诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚乳酸）以及聚酰胺（聚酰胺6、聚酰胺66）热塑性材料来实现。在纤维生产期间，应用以便牵拉呈纱线形式的纤维材料的热处理通常沿着线路经由加热辊和室实施。在加热在纤维生产中使用的材料中使用的加热室中，实施热空气或蒸汽应用。以此方式，纱线退火，并且使得能够保持给定形式。对于加热，常规方法、红外光束和蒸汽是当前优选的。热处理在纤维生产过程中通过热来允许纤维材料的塑化和牵拉。此外，通过以接近于结晶的温度进行退火而针对纤维的结晶所应用的热处理经由上述方法提供。

在纤维生产中使用的聚合物（例如聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸等）、聚酰胺（聚酰胺6、聚酰胺66等））的热导率低。为此，热在热处理期间沿着纤维不均匀地分布。在处理期间到热源的距离可防止热有规律且连续地到达纤维并且可致使纤维的表面和内部不同地冷却（形成“皮芯”结构）。

发明内容

本发明的目标是提供一种纤维生产系统和生产方法，其使得能够经由激光对丝（filament）实施瞬间热处理，并且其在纤维生产中通过牵拉来消除丝结构中的缺陷点。

附图说明

开发用以实现本发明的目标的纤维生产系统和生产方法在附图中示出，其中；

图1是本发明纤维生产系统的示意图。

图中所示的部件每个给予如下参考编号：

1. 纤维生产系统

2. 熔体成形构件

3. 挤压构件

4. 冷却单元

5. 辊

6. 移动激光装置

7. 加热室

8. 相机

9. 控制构件

10. 绕线机

F. 丝

L. 激光束。

具体实施方式

在常规纤维生产系统中，热由于所应用的方法而无法均匀地施加于纤维材料上，并且其无法穿透到所述材料的整个结构中；相应地，本发明纤维生产系统(1)，其防止形成在纤维中的皮芯结构和/或消除此结构，包括

- 至少一个熔体成形构件(2)，其使得将在纤维生产中使用的聚合物原材料能够被加热并且熔化，

- 至少一个挤压构件(3)，其使得熔化原材料在其端部部分处能够穿过至少一个喷丝头，

- 至少一个冷却单元(4)，其通过冷却原材料来向从挤压构件(3)出来并且穿过喷丝头的原材料提供丝结构，

- 辊(5)，其使得原材料能够被加热到玻璃转化温度或结晶温度和/或高于玻璃转化温度或结晶温度，并且呈丝形式的纤维材料通过以某一张力被牵拉而达到某一结晶度，

- 至少一个移动激光装置(6)，其使得能够形成平衡热分布，并且因此丝结构中的缺陷通过在采用辊(5)牵拉丝(F)期间将激光束(L)应用于丝(F)上来经由热和辊通过牵拉消除，

- 至少一个加热室(7)，其定位于任何两个辊之间，优选地在第四辊之前，将热施加于材料上以便增大采用辊(5)所牵拉的纤维材料的结晶度，并且实现提供至材料的丝结构的连续性，

- 至少一个绕线机(10)，其用于在包装期间按绕线筒的形式捆扎成为丝结构的材料。

在本发明的优选实施例中，使用热塑性材料作为纤维原材料。此材料可优选地是聚对苯二甲酸乙二醇酯。

在本发明的优选实施例中，控制构件(9)根据其从相机(8)接收的数据将移动激光装置(6)引导到相关部分，并且使得具有缺陷点的部分能够通过将激光束(L)局部应用于丝结构上通过被辊牵拉而被加热且校正，所述相机(8)可在丝(F)由辊(5)牵拉期间检测丝结构中的缺陷点。

在本发明的优选实施例中，将激光束(L)应用于纤维材料上的激光装置(6)是应用二氧化碳激光的装置。

在本发明的优选实施例中，将激光束(L)应用于纤维材料上的激光装置(6)是呈10.6 μm波长和脉冲形式的二氧化碳激光装置。

在本发明的另一实施例中，将激光束(L)应用于纤维材料上的激光装置(6)是纤维激光装置。

作为本发明纤维生产系统(1)的操作方法的纤维生产方法包括以下步骤

- 通过加热来使在纤维生产中待被使用的原材料熔化，

- 使所述熔化原材料穿过一喷丝头或多个喷丝头，