纖維生產系統和生產方法技術方案

本發明專利技術涉及一種纖維生產系統(1)和生產方法，其使得在纖維生產期間應用的熱處理能夠實施為將激光應用在纖維上。本發明專利技術的目標是提供一種纖維生產系統(1)和生產方法，其使得能夠經由激光束(L)對絲(F)實施瞬間熱處理，并且其在纖維生產中通過快速加熱和牽拉來消除絲結構中的缺陷點。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種纖維生產系統和生產方法，其使得在纖維生產期間應用的熱處理能夠實施為將激光應用于纖維上。
技術介紹
纖維生產通過加熱并牽拉（draw）聚酯（諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯、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）熱塑性材料來實現。在纖維生產期間，應用以便牽拉呈紗線形式的纖維材料的熱處理通常沿著線路經由加熱輥和室實施。在加熱在纖維生產中使用的材料中使用的加熱室中，實施熱空氣或蒸汽應用。以此方式，紗線退火，并且使得能夠保持給定形式。對于加熱，常規方法、紅外光束和蒸汽是當前優選的。熱處理在纖維生產過程中通過熱來允許纖維材料的塑化和牽拉。此外，通過以接近于結晶的溫度進行退火而針對纖維的結晶所應用的熱處理經由上述方法提供。在纖維生產中使用的聚合物（例如聚酯（聚對苯二甲酸乙二醇酯、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））的熱導率低。為此，熱在熱處理期間沿著纖維不均勻地分布。在處理期間到熱源的距離可防止熱有規律且連續地到達纖維并且可致使纖維的表面和內部不同地冷卻（形成“皮芯”結構）。
技術實現思路
本專利技術的目標是提供一種纖維生產系統和生產方法，其使得能夠經由激光對絲（filament）實施瞬間熱處理，并且其在纖維生產中通過牽拉來消除絲結構中的缺陷點。附圖說明開發用以實現本專利技術的目標的纖維生產系統和生產方法在附圖中示出，其中；圖1是本專利技術纖維生產系統的示意圖。圖中所示的部件每個給予如下參考編號：1. 纖維生產系統2. 熔體成形構件3. 擠壓構件4. 冷卻單元5. 輥6. 移動激光裝置7. 加熱室8. 相機9. 控制構件10. 繞線機F. 絲L. 激光束。具體實施方式在常規纖維生產系統中，熱由于所應用的方法而無法均勻地施加于纖維材料上，并且其無法穿透到所述材料的整個結構中；相應地，本專利技術纖維生產系統(1)，其防止形成在纖維中的皮芯結構和/或消除此結構，包括- 至少一個熔體成形構件(2)，其使得將在纖維生產中使用的聚合物原材料能夠被加熱并且熔化，- 至少一個擠壓構件(3)，其使得熔化原材料在其端部部分處能夠穿過至少一個噴絲頭，- 至少一個冷卻單元(4)，其通過冷卻原材料來向從擠壓構件(3)出來并且穿過噴絲頭的原材料提供絲結構，- 輥(5)，其使得原材料能夠被加熱到玻璃轉化溫度或結晶溫度和/或高于玻璃轉化溫度或結晶溫度，并且呈絲形式的纖維材料通過以某一張力被牽拉而達到某一結晶度，- 至少一個移動激光裝置(6)，其使得能夠形成平衡熱分布，并且因此絲結構中的缺陷通過在采用輥(5)牽拉絲(F)期間將激光束(L)應用于絲(F)上來經由熱和輥通過牽拉消除，- 至少一個加熱室(7)，其定位于任何兩個輥之間，優選地在第四輥之前，將熱施加于材料上以便增大采用輥(5)所牽拉的纖維材料的結晶度，并且實現提供至材料的絲結構的連續性，- 至少一個繞線機(10)，其用于在包裝期間按繞線筒的形式捆扎成為絲結構的材料。在本專利技術的優選實施例中，使用熱塑性材料作為纖維原材料。此材料可優選地是聚對苯二甲酸乙二醇酯。在本專利技術的優選實施例中，控制構件(9)根據其從相機(8)接收的數據將移動激光裝置(6)引導到相關部分，并且使得具有缺陷點的部分能夠通過將激光束(L)局部應用于絲結構上通過被輥牽拉而被加熱且校正，所述相機(8)可在絲(F)由輥(5)牽拉期間檢測絲結構中的缺陷點。在本專利技術的優選實施例中，將激光束(L)應用于纖維材料上的激光裝置(6)是應用二氧化碳激光的裝置。在本專利技術的優選實施例中，將激光束(L)應用于纖維材料上的激光裝置(6)是呈10.6 μm波長和脈沖形式的二氧化碳激光裝置。在本專利技術的另一實施例中，將激光束(L)應用于纖維材料上的激光裝置(6)是纖維激光裝置。作為本專利技術纖維生產系統(1)的操作方法的纖維生產方法包括以下步驟- 通過加熱來使在纖維生產中待被使用的原材料熔化，- 使所述熔化原材料穿過一噴絲頭或多個噴絲頭，- 通過使穿過所述噴絲頭的原材料穿過冷卻單元(4)來使其成為絲結構，- 將原材料加熱到高于玻璃轉化溫度并牽拉其，- 將原材料加熱到結晶溫度或高于結晶溫度并牽拉其，- 采用加熱輥(5)牽拉呈絲形式的加熱的原材料，- 采用移動激光束(L)進行加熱以便增大纖維材料中的結晶度并且采用熱和張力校正缺陷點，- 通過使絲穿過定位于任何兩個輥之間、優選地在第四輥之前的加熱室(7)來牽拉絲以便固定絲結構，- 獲得最終產品。在本專利技術的優選實施例中，在采用加熱輥(5)牽拉絲(F)的步驟中，在絲結構在兩個加熱輥(5)之間移動時將激光束(L)應用在所述絲結構上，并且實現均勻熱分布，并且缺陷點通過加熱和牽拉消除。在本專利技術的優選實施例中，在于冷卻單元(4)和繞線機(10)之間牽拉所述絲(F)的步驟中，在絲結構在加熱輥(5)和加熱室(7)之間移動時將激光束應用于所述絲結構的缺陷點上，并且實現均勻熱分布，并且所述缺陷點通過加熱和牽拉而消除。在本專利技術的優選實施例中，在使熔化原材料穿過一噴絲頭或多個噴絲頭的步驟中，原材料保持在270℃ – 300℃的范圍中。在本專利技術的優選實施例中，在將原材料加熱到高于玻璃轉化溫度的步驟中，原材料根據傳輸方向經由第一輥(5)被加熱到80℃及以上。在本專利技術的優選實施例中，在將原材料加熱到高于結晶溫度的步驟中，原材料根據牽拉方向經由第二輥(5)被加熱到100℃及以上。在本專利技術的優選實施例中，在采用加熱輥牽拉呈絲形式的加熱的原材料的步驟中，原材料根據傳輸方向經由第三輥(5)加熱到200℃及以上。在本專利技術的優選實施例中，在采用加熱輥牽拉呈絲形式的加熱的原材料的步驟中，第四輥(5)根據原材料的傳輸方向保持在室溫，并且其相對于第三輥(5)較慢旋轉，并且纖維上的張力減小。在本專利技術的優選實施例中，在通過使絲穿過加熱室(7)來牽拉所述絲以便固定絲結構的步驟中，加熱室(7)被加熱到200℃及以上。本專利技術可用于由熱塑性材料制造的纖維生產中。熱塑性熔體首先穿過多個噴絲頭（復絲）或單個噴絲頭（單絲），并且然后其采用鼓風冷卻單元(4)（用于薄紗線）或水浴（用于厚紗線）冷卻。然后，將冷卻的材料加熱到高于玻璃轉化溫度并且然后結晶溫度，在加熱輥(5)上滑動并通過穿過加熱室(7)而被牽拉，結晶度增大，并且所形成的結構固定。在本專利技術生產系統(1)中，激光束(L)以移動方式指引到具有形變的點；其可更好、快速、暫時地并通過經受高溫而被牽拉，并且可提供更好定向。通過將激光束(L)應用于絲(F)上，熱可以以快速且瞬間方式傳達給絲(F)并且熱可沿著絲的厚度穿透到絲中，并且這可防止在長時間內可經受另一熱源的絲結構中發生的熱降解。尤其在單絲的生產期間，表面冷卻比內部快導致在單絲結構中稱為“皮芯”的分層結構的形成。因此，可尤其在單絲生產中通過使用本專利技術方法來避免此問題，并且可通過沿著厚度的快速、瞬間加熱并且然后牽拉來提供均勻結構。采用不同于任何其它熱源的激光(L)產生的熱可穿透到纖維中，并且可防止由不需要的不同冷卻導致的“皮芯”結構的形成。本專利技術生產方法將還在并不具有熱導率或其熱導率低的熱塑性纖維的生產中提供重要用途。由于在單絲過程中存在單個紗線并且其相對于復絲過程而言較慢，因此認為，激光應用在單絲生產中將更有效。在本專利技術生產方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
在傳統纖維生產系統中，熱由于所施加的方法而無法均勻地施加在纖維材料上，并且其無法穿透到所述材料的整個結構中；相應地，一種纖維生產系統(1)，其防止形成在所述纖維中的皮芯結構和/或消除該結構，其特征在于??至少一個熔體成形構件(2)，其使得在纖維生產中待被使用的聚合物原材料能夠被加熱并且熔化，??至少一個擠壓構件(3)，其使得所述熔化原材料在其端部部分處能夠穿過至少一個噴絲頭，??至少一個冷卻單元(4)，其通過冷卻所述原材料來向從所述擠壓構件(3)出來并且穿過所述噴絲頭的所述原材料提供絲結構，??輥(5)，其使得所述原材料能夠被加熱到玻璃轉化溫度或結晶溫度以上，并且使得呈絲形式的所述纖維材料能夠通過以某一張力被牽拉而達到某一結晶度，??至少一個移動激光裝置(6)，其使得能夠形成平衡熱分布，并且因此通過在采用所述輥(5)牽拉所述絲(F)期間將激光束(L)施加在所述絲(F)上經由熱和所述輥借助牽拉來消除所述絲結構中的缺陷，??至少一個加熱室(7)，其定位于任何兩個輥之間，優選地在第四輥之前，將熱施加在所述材料上以便增大在采用所述輥(5)牽拉的所述纖維材料中的結晶度，并且實現向所述材料提供所述絲結構的連續性，??至少一個繞線機(10)，其用于在包裝期間以繞線筒的形式捆扎成為絲結構的所述材料。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.02.18 TR 2014/019121.在傳統纖維生產系統中，熱由于所施加的方法而無法均勻地施加在纖維材料上，并且其無法穿透到所述材料的整個結構中；相應地，一種纖維生產系統(1)，其防止形成在所述纖維中的皮芯結構和/或消除該結構，其特征在于- 至少一個熔體成形構件(2)，其使得在纖維生產中待被使用的聚合物原材料能夠被加熱并且熔化，- 至少一個擠壓構件(3)，其使得所述熔化原材料在其端部部分處能夠穿過至少一個噴絲頭，- 至少一個冷卻單元(4)，其通過冷卻所述原材料來向從所述擠壓構件(3)出來并且穿過所述噴絲頭的所述原材料提供絲結構，- 輥(5)，其使得所述原材料能夠被加熱到玻璃轉化溫度或結晶溫度以上，并且使得呈絲形式的所述纖維材料能夠通過以某一張力被牽拉而達到某一結晶度，- 至少一個移動激光裝置(6)，其使得能夠形成平衡熱分布，并且因此通過在采用所述輥(5)牽拉所述絲(F)期間將激光束(L)施加在所述絲(F)上經由熱和所述輥借助牽拉來消除所述絲結構中的缺陷，- 至少一個加熱室(7)，其定位于任何兩個輥之間，優選地在第四輥之前，將熱施加在所述材料上以便增大在采用所述輥(5)牽拉的所述纖維材料中的結晶度，并且實現向所述材料提供所述絲結構的連續性，- 至少一個繞線機(10)，其用于在包裝期間以繞線筒的形式捆扎成為絲結構的所述材料。2.如權利要求1所述的纖維生產系統(1)，其特征在于，聚對苯二甲酸乙二醇酯材料作為纖維原材料。3.如前述權利要求中的任一項所述的纖維生產系統(1)，其特征在于，至少一個控制構件(9)，其使得能夠根據其從至少一個相機(8)接收的數據來將所述移動激光裝置(6)引導到相關區域，并且通過將激光束(L)局部施加在所述絲結構上采用熱和牽拉來校正具有缺陷點的區域，所述至少一個相機(8)可在所述絲(F)由所述輥(5)牽拉期間檢測所述絲結構中的缺陷點。4.如前述權利要求中的任一項所述的纖維生產系統(1)，其特征在于，將激光束(L)施加在所述纖維材料上的移動激光裝置(6)是施加二氧化碳激光的裝置。5.如權利要求4所述的纖維生產系統(1)，其特征在于，將激光束(L)施加在所述纖維材料上的移動激光裝置(6)是呈10.6 μm波長和脈沖形式的二氧化碳激光裝置。6.如權利要求1至3中的任一項所述的纖維生產系統(1)，其特征在于，將激光束(L)施...

【專利技術屬性】
技術研發人員：O圖卡斯蘭，
申請(專利權)人：科德沙環球紗線工業和貿易股份公司，
類型：發明
國別省市：土耳其;TR