用于纺制纤丝的设备及方法与流程

本发明涉及用于纺制纤丝的设备和方法。

背景技术：

为了由纤丝制成纱线，采用公知的方式从纺织纤维团中开松出单片纤絮，然后从中获得纤网。为此通常采用粗梳机或精梳机。在此处将通过梳理等流程产生纤网。纤丝就承受高度机械负荷，这可能导致纤丝质量下降。

通过进一步的机械处理，将纤条通过整经和平行铺设处理成单根纤条，其中，通过略微加捻纤条而形成粗纱。

在纺纱机中，从纤条或粗纱产生纱线，其中根据期望的纱支，在牵拉装置或牵伸系统中将纤条或粗纱精制为更细的纤条。在此，纤丝也承受机械负荷。公知的纺丝工艺是干纺工艺，例如环锭纺、转杯纺和卷绕纺工艺以及气流纺、喷射纺和喷气纺工艺。此外还公知摩擦纺。最后，还将牵伸纱线，此时纱线中的纤丝也会承受高度机械负荷。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种用于纺制纤丝的设备和方法，借此能够以合理的方式制造可复制的高质量纱线。

本发明用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求1所述的特征。本发明的有利实施方式和有益改进方案参阅从属权利要求。

本发明涉及一种用于纺制纤丝的设备。使用涂层介质为单纤丝提供产生电场和/或磁场的涂层。在反应室，涂覆的纤丝暴露于电和/或磁激励器的场中。激励器由计算机单元来控制并构造成将反应室中存在的部分量纤丝以由计算机单元预定的长度分布喂送到筛丝单元。在压实单元中，将纤丝从筛丝单元中拉出并压实成纤条。

本发明还涉及一种相应的方法。

本发明的基本构思是提供一种在计算机控制下由单纤丝制成纤条的方法，其中，将具有可精确预定长度或长度分布的纤丝在不受机械应力的情形下加工成单纤条或单粗纱，这可根据期望的纱支而变化，然后仅需将它们加捻成纱线来完成处理。

本发明的原理是基于为单纤丝提供电和/或磁涂层，从而单独将不同的纤丝个体化。其重点在于，不同长度的纤丝也必然产生不同的电场和/或磁场。

这样涂覆的纤丝在反应室中受到电和/或磁激励器的影响，该激励器可以由计算机单元来控制。

激励器布置在反应室中，特别是整面布置在至少一个内侧上，使得这些纤丝可以在反应室的整个内部空间中受到操纵。

使用计算机单元以随时间和位置变化的方式控制激励器的运行。

纤丝根据其长度而产生不同的电场和/或磁场，因此通过计算机单元可以有针对性地预设激励器的运行参数，借此仅选择性操纵长度介于狭窄的有限长度分布内的纤丝，即激励器只能操纵额定长度的纤丝，而无法操纵长度超出该长度分布的纤丝。

通过以随时间和位置变化的方式驱控激励器来完成以长度选择和定量方式操纵具有一个或多个预设的额定长度的纤丝，以便将这些纤丝喂送到反应室内的筛丝单元。这些纤丝积聚于此并形成平面形的连贯纤丝结构。从该筛丝单元中拉出纤丝并将其喂送到压实单元，在此处通过压实由平面结构的纤丝形成纤条。

在反应室出口处的纤条可根据期望的纱支而变化，随后仅需通过加捻将其制成纱线，从而完成制造纱线的制造过程。将纤条加捻成纱线可以借助加捻发生器、锭子或适当的空气涡流来完成。

利用这种方法，不仅能够合理地制造纱线，而且还能提供可复制的高质量纱线。

本发明的主要方面在于，在反应室中由单纤丝制造纤条期间，这些纤丝不承受任何可能导致纤丝质量下降的机械负荷。

本发明的另一主要方面在于，使用激励器完成以长度选择方式操纵纤丝。这样就能制成由长度符合预定公差范围内的纤丝组成的纤条。

通过计算机单元适当地驱控激励器，可以在计算机控制下精确地预定纤条中纤丝的长度分布和数目。这样就能获得可复制的高质量纱线，其中，在整个纱线长度上可复制地获得相同的参数，例如伸长率、强度、毛羽或纱支。这样就能获得可复制的纱线分类，即，大幅减少先前无法避免的纱线支数波动或其他材料波动。

利用根据本发明的方法能够可复制地制造具有恒定不变的高质量纱线，因此不再需要下游的质量检验，诸如纤丝检验，或者仅在有限的范围内要求这类检验。

此外还能简化在下游由根据本发明制得的纤条制成纱线的制造过程。不必再将纤条拉长。此外，如果采用环锭纺纱机或喷气纺纱机将纤条加捻成纱线，则可显著简化纺纱过程，因为仅需为纤条预设具有上罗拉作为夹点的喂给筒或输出筒，而夹点后不再形成纤丝控制不良的旋转三角区。

最终，根据本发明的纱线可以用于制造高质量的纺织面料，它们特别是可以构成为技术纺织品，例如智能纺织品。

根据本发明的第一变型方案，反应室中存在等离子体。

在这样的等离子体中，即其性质基本上由存在正离子和负离子或自由电子所决定的气体，可以有针对性地通过随位置变化影响等离子体而使颗粒精确地移动到目标位置，以便例如使其沉积于此。这种效应已为公知且已有文献记载，例如参阅ep1068633b1。

这里可以设置产生激光辐射、紫外辐射或电子辐射的辐射机构作为激励器。

高能辐射通常会导致等离子体中粒子的放电或电荷反转。

激励器特别有利地包括至少一个自适应等离子体电极。

自适应等离子电极通常与对应的对电极相关联并包括具有数个电极段的矩阵布置，从而可以预定不同的恒频电场或低频电场的可变场分布。

根据本发明的第二变型方案，反应室中存在真空。

在此情形下，激励器有利地是磁场激励器、压电激励器或涡流激励器。

利用这样形成的激励器，也能产生空间可变的电场和/或磁场，它们可以用于有针对性地操纵和定位具有预定长度的纤丝。

通过上述激励器有针对性地操纵纤丝的前提是，纤丝具有电和/或磁涂层，以便纤丝根据纤丝长度而产生不同的电场和/或磁场。

为此所需的涂层介质可以布置在反应室本身中。例如，可以通过喷嘴系统等将适当的涂覆材料引入到反应室中，以涂覆其中包含的纤丝。

替选地，涂层介质也可以位于反应室的上游，以便将已涂覆的纤丝喂给到反应室。

在这两种变型方案中，反应室可以前置有用于混匀预先开松和清洁的纤丝的设备，其中，可以通过压缩空气或涡流单元进行这种混匀。

通过目标明确地以长度选择方式定位纤丝，通过将具有预定长度分布的纤丝收集在筛丝单元中而形成平面形纤丝结构。

在此情形下，筛丝单元可以由筛板或筛辊形成。

将平面纤丝结构从筛丝单元喂送到压实单元，在该压实单元中，通过压实该平面结构而产生纤条。在这样制造纤条期间，涂层不会受到破坏，因而它们保留在纤丝上。纤条的单纤丝因内部摩擦力而束紧。

为了确保高效且有针对性地从筛丝单元中抽出纤丝，通过压实单元此处存在的纤丝施加牵引力，但将牵引力的大小设定成不会有损于纤丝质量。可以通过抽吸力或电磁力施加牵引力，其中，后一种变型方案特别适用于充真空的反应室。

根据本发明的有利改进方案，设置传感器机构，该传感器机构构造用于检测和控制反应室中的纤丝。

传感器机构例如可以由适当的光学传感器形成。可以使用传感器机构连续监视和控制纤条形成过程。

附图说明

下面结合附图对本发明予以阐述。图中：

图1示出根据本发明的设备的第一实施例。

图2a示出根据本发明的设备的第二实施例。

图2b示出如图2所示设备的自适应等离子体电极的分解图。

图3a示出根据本发明的设备的第三实施例。

图3b示出如图3a所示布置的横向剖视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的设备1的第一实施方案。设备1具有反应室2作为中心组成部件，在当前情形下，该反应室具有长方形轮廓。

在前面的处理步骤中开松和清洁的纤丝4经由喂丝管路3喂送到反应室2。在位于反应室2上游并结合到喂丝管路3中并形成涂层介质的涂覆单元5中，对纤丝4涂覆电涂层或电磁涂层之后将其引入到反应室2中。这样，根据纤丝4的纤丝长度，它们会产生不同的电场或电磁场。

涂层介质可以配有用于混合纤丝4的单元(未示出)，从而可以借助压缩空气或涡流单元来混匀纤丝。

反应室2的内部存在等离子体，其中，提供布置在反应室2的相对壁部内侧的电极6和对电极7，以采用公知的方式产生并维持等离子体。由中央计算机单元8控制配属于电极6和对电极7的电路布置(未示出)。

反应室2中设置有具有上游掩蔽单元10的辐射源9，它们共同形成空间分辨的辐射单元，作为用于操纵涂覆的纤丝4的激励器。该辐射单元位于反应室2的第三壁部内侧，该第三壁部的取向垂直于反应室2中具有电极6或对电极7的壁部。由计算机单元8控制辐射单元，这样该辐射单元就能随位置向反应室2中发射高能辐射。辐射可以构造为激光辐射、紫外辐射或电子辐射。

该辐射选择成有针对性地以长度选择方式操纵具有预定长度分布的纤丝4，更具体而言，使得仅具有该长度分布的纤丝4喂送到由筛丝单元11形成的目标位置。辐射单元对纤丝4的操纵是通过有针对性地对纤丝4进行放电或电荷反转来完成。筛丝单元11可以由筛板或筛辊形成。

在筛丝单元11处收集的纤丝4形成纤网形式的单面纤丝结构。该纤网被喂送到压实单元12。在压实单元12中，将纤网的纤丝4压实成纤条13，其中，纤条13的纤丝4因摩擦力而束紧。在此，纤丝上的涂层未受破坏作用。优选地，对纤网的纤丝4施加牵引力，以将其从筛丝单元11中拉出并喂送到压实单元12。由计算机单元8控制的牵引力可以是抽吸力或电磁力。

在压实单元12中产生的纤条13经由排丝管路14从反应室2排出。

喂丝管路3和排丝管路14上皆可设置有适当的密封机构，以便封装反应室2的内部空间。

随后，通过加捻发生器、锭子或空气涡流，通过捻线将纤条13进一步加工成纱线。

图2a和图2b示出根据本发明的设备1的另一实施例。

该设备1仅在激励器方面区别于根据图1的设备1。为了构成激励器，在当前情形下，设置自适应等离子体电极15，它与对电极7相关联。自适应等离子体电极15由电极段16的矩阵形布置组成，这些电极段形成激励器元件并由计算机单元8控制。利用自适应等离子电极15的激励器元件，可以长度选择方式操纵纤丝4并将其喂送到筛丝单元11。为此，激励器元件在反应室2中产生随位置和时间变化的适当场分布。

图3a和图3b示出根据本发明的设备1的又一实施例。该设备1与图1和图2中的设备的区别在于，反应室2中充盈由真空发生单元17产生的真空，在当前情形下，该反应室具有中空的圆柱形状。

此外，在反应室2中进行涂覆纤丝4，为此，经由适当的喷嘴18将涂层介质引入到反应室2中。

根据激励器的构型，纤丝4涂覆有适当的涂层，使得它们根据长度而产生不同的电场和/或磁场。

在当前情形下，设置沿着反应室2的侧表面的内侧延伸的圆柱形激励器组件19。激励器组件19分成数个激励器区段19a。激励器可以构成磁场布置。此外，激励器区段19a可以由压电激励器或涡流激励器形成。激励器区段19a由计算机单元8单独控制，从而将预定长度的纤丝4喂送到筛丝单元11。

附图标记列表

(1)设备

(2)反应室

(3)喂丝管路

(4)纤丝

(5)涂覆单元

(6)电极

(7)对电极

(8)计算机单元

(9)辐射源

(10)掩蔽单元

(11)筛丝单元

(12)压实单元

(13)纤条

(14)排丝管路

(15)自适应等离子体电极

(16)电极段

(17)真空发生单元

(18)喷嘴

(19)激励器组件

(19a)激励器区段

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