СПОСОБ ПЕРЕПУТЫВАНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ НИТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF ENTANGLING YARNS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к способу перепутывания комплексной нити с основной комплексной нитью. Кроме того, изобретение относится к устройству для перепутывания комплексной нити с основной комплексной нитью.
В оборудовании для формования комплексных нитей, на котором одновременно изготавливают множество комплексных нитей, может случиться прерывание движения комплексной нити, например, при замене фильерной пластины или при обрыве комплексной нити. При начале или возобновлении процесса изготовления комплексной нити существуют различные пути перезаправки комплексной нити для пропуска через линию формования до наматывающего устройства. Оператор может, например, использовать отсасывающее устройство, в котором создается разрежение, для всасывания комплексной нити, для удаления лишней длины комплексной нити, для направления комплексной нити вручную через линию формования и доведения комплексной нити до наматывающего устройства. Однако при таком способе получается большое количество отходов материала, так как лишнюю длину комплексной нити удаляют, особенно в ходе процессов формования комплексных нитей с высокими скоростями. Кроме того, существует риск того, что оператор может нарушить движение соседних комплексных нитей, в результате чего может образоваться еще большое количество отходов материала.
Альтернативно комплексная нить, подлежащая введению в линию формования, может быть присоединена к соседней движущейся комплексной нити, уже проведенной через линию формования вплоть до наматывающего устройства. С помощью движущейся комплексной нити затем направляют комплексную нить, подлежащую доведению до наматывающего устройства, где обе комплексные нити могут быть снова отделены либо вручную оператором, либо автоматически с помощью устройства для разъединения комплексных нитей таким образом, чтобы каждую нить можно было наматывать отдельно. Присоединение комплексной нити, подлежащей введению в линию формования, к движущейся соседней комплексной нити может быть осуществлено посредством перепутывания комплексной нити, подлежащей введению в движущуюся нить. Количество отходов уменьшается, так как комплексную нить (повторно) проводят через линию формования с действующей скоростью соседней комплексной нити, и риск нарушения движения других комплексных нитей снижается.
Перепутывание первой комплексной нити с основной комплексной нитью является способом, используемым для соединения двух комплексных нитей друг с другом без необходимости связывания их узлом, использования связующего или термоскрепляющего вещества, или применения скручивания комплексных нитей. Направление струи текучей среды на одну или обе комплексные нити вызывает отделение друг от друга элементарных нитей и/или групп элементарных нитей в первой комплексной нити и последующее перепутывание элементарных нитей и/или групп элементарных нитей первой комплексной нити с элементарными нитями и/или группами элементарных нитей основной комплексной нити с образованием точек механического трения между элементарными нитями и/или группами элементарных нитей обеих комплексных нитей, и достижение соединения обеих комплексных нитей.
Когда обе комплексные нити: первая нить и основная нить, неподвижны, т.е. не движутся, то размер участка перепутанных комплексных нитей и прочность соединения комплексных нитей можно регулировать посредством выбора соответствующих параметров струи текучей среды и продолжительности направления струи текучей среды на первую комплексную нить. Однако если первая нить неподвижна, а основная нить движется, или если обе комплексные нити движутся, то сложно регулировать размер и прочность соединения комплексных нитей.
С увеличением линейной плотности комплексных нитей, подлежащих соединению, становится еще более сложным получение достаточно прочного соединения комплексных нитей, особенно когда одна комплексная нить движется или когда обе комплексные нити движутся. Линейная плотность комплексной нити - это мера толщины комплексной нити, и ее определяют в дтексах, т.е. дтекс равен массе комплексной нити в граммах на 10000 м длины комплексной нити, а линейная плотность комплексной нити равна количеству элементарных нитей в комплексной нити, умноженному на линейную плотность элементарной нити, которая равна массе элементарной нити в граммах на 10000 м длины элементарной нити.
Если одна или обе комплексные нити мокрые, то становится сложно получить достаточно прочное соединение комплексных нитей, так как фактическая масса элементарных нитей и/или групп элементарных нитей в мокрой комплексной нити увеличивается, и силы сцепления между элементарными нитями и/или группами элементарных нитей в мокрой комплексной нити препятствуют действию струи текучей среды на отделение элементарных нитей и/или групп элементарных нитей мокрой комплексной нити.
Целью изобретения является создание усовершенствованного способа перепутывания комплексной нити с движущейся основной комплексной нитью, в частности, перепутывания комплексных нитей, обладающих большой линейной плотностью и/или перепутывания мокрых комплексных нитей.
Цель достигают посредством использования способа перепутывания первой комплексной нити с движущейся основной комплексной нитью, включающего этапы: расположения первой комплексной нити по существу параллельно основной комплексной нити и последующего направления струи текучей среды на первую комплексную нить для отделения элементарных нитей и/или групп элементарных нитей первой комплексной нити друг от друга и смешивания элементарных нитей и/или групп элементарных нитей первой комплексной нити с элементарными нитями и/или группами элементарных нитей основной комплексной нити с образованием точек механического трения между элементарными нитями и/или группами элементарных нитей первой комплексной нити и основной комплексной нити, где струю текучей среды направляют на первую комплексную нить, по меньшей мере, со скоростью звука.
Неожиданно было установлено, что при направлении струи текучей среды на первую комплексную нить, по меньшей мере, со скоростью звука, можно перепутывать комплексные нити, обладающие большой линейной плотностью, и перепутывать мокрые комплексные нити, обеспечивая возможность (повторного) введения комплексных нитей, обладающих большой линейной плотностью, и/или мокрых комплексных нитей в линию формования со скоростью соседней комплексной нити, благодаря чему уменьшают количество образующихся отходов и/или количество операторов, требующихся во время производства комплексной нити. Под скоростью звука понимают скорость звука на уровне моря при 20°C.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью включает этап направления множества струй текучей среды на первую комплексную нить, где каждую струю текучей среды направляют на первую комплексную нить, по меньшей мере, со скоростью звука.
Способ согласно изобретению можно также использовать для перепутывания больше одной комплексной нити с основной комплексной нитью. В предпочтительном варианте осуществления способ согласно изобретению используют для перепутывания обеих комплексных нитей: первой комплексной нити и второй комплексной нити с основной комплексной нитью для соединения трех нитей.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ перепутывания комплексных нитей с основной комплексной нитью включает этап направления множества струй текучей среды на каждую комплексную нить, подлежащую перепутыванию с основной комплексной нитью, где каждую струю текучей среды направляют на комплексные нити, по меньшей мере, со скоростью звука.
Скорость первой комплексной нити и/или натяжение первой комплексной нити могут быть отрегулированы до желаемых величин до направления струи текучей среды на первую комплексную нить, например, посредством наматывания первой комплексной нити на отдельное наматывающее устройство, предпочтительно расположенное вблизи струи текучей среды.
При направлении струи текучей среды на первую комплексную нить для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью первая комплексная нить эффективно делится на две части: на ведущую часть и хвостовую часть, первой комплексной нити. Хвостовая часть первой комплексной нити является частью первой комплексной нити, которую надлежит направить с помощью основной комплексной нити к наматывающему устройству в конце линии формования. Хвостовая часть первой комплексной нити является, таким образом, частью первой комплексной нити, находящейся между фильерной пластиной и перепутанным соединением с основной комплексной нитью. Ведущая часть первой комплексной нити является частью первой комплексной нити, наматываемой на отдельное наматывающее устройство и обычно рассматриваемой как материал, идущий в отходы. Ведущая часть первой комплексной нити является, таким образом, частью первой комплексной нити между отдельным наматывающим устройством и перепутанным соединением с основной комплексной нитью. Основная комплексная нить также эффективно делится на две части: ведущую часть и хвостовую часть основной комплексной нити. Хвостовая часть основной комплексной нити является частью основной комплексной нити, которую надлежит направить к наматывающему устройству в конце линии формования. Скорость основной комплексной нити до и после перепутывания остается по существу той же самой. Хвостовая часть основной комплексной нити является, таким образом, частью основной комплексной нити, находящейся между фильерной пластиной и перепутанным соединением с первой комплексной нитью. Ведущая часть основной комплексной нити является частью основной комплексной нити, которую наматывают на наматывающее устройство в конце линии формования. Ведущая часть основной комплексной нити является, таким образом, частью основной комплексной нити, находящейся между наматывающим устройством в конце линии формования и перепутанным соединением с первой комплексной нитью.
При перепутывании первой комплексной нити с основной комплексной нитью обе части: хвостовая часть и ведущая часть, первой комплексной нити могут быть направлены к концу линии формования с помощью ведущей части основной комплексной нити. Способ согласно изобретению предпочтительно включает этап отрезания ведущей части первой комплексной нити после образования соединения первой комплексной нити с основной комплексной нитью для предотвращения нарушения ведущей частью первой комплексной нити движения соседних комплексных нитей в линии формования. Ведущая часть первой комплексной нити может быть отрезана с помощью любых известных средств для разрезания комплексной нити, например, с помощью резака с пневматическим приводом или неподвижного ножа. Ведущую часть первой комплексной нити предпочтительно отрезают с помощью неподвижного ножа.
Способ согласно изобретению особенно благоприятен для перепутывания комплексных нитей большой линейной плотностью, определяемой массой сухого полимера, особенно когда, по меньшей мере, одна из комплексных нитей обладает линейной плотностью составляющей, по меньшей мере, 100 дтекс, предпочтительно, по меньшей мере, - 150 дтекс, более предпочтительно, по меньшей мере, - 500 дтекс, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, - 1000 дтекс. Хотя максимальная линейная плотность комплексной нити по существу не ограничена, способ особенно благоприятен для перепутывания комплексных нитей, обладающих линейной плотностью, составляющей самое большее 10000 дтекс, предпочтительно самое большее - 5000 дтекс, наиболее предпочтительно самое большее -3360 дтекс.
Способ согласно изобретению особенно благоприятен для перепутывания комплексных нитей, в которых отдельные элементарные нити в комплексных нитях, подлежащих соединению, обладают линейной плотностью, определяемой массой сухого полимера, составляющей, по меньшей мере, 0,2 дтекс, более предпочтительно, по меньшей мере, - 0,3 дтекс, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, - 0,5 дтекс. Хотя максимальная линейная плотность элементарной нити по существу не ограничена, способ особенно благоприятен для перепутывания комплексных нитей, содержащих элементарные нити, обладающие линейной плотностью элементарной нити 10 дтекс или менее, предпочтительно - 7,5 дтекс или менее, наиболее предпочтительно - 5 дтекс или менее.
Скорость основной комплексной нити можно варьировать в широких пределах согласно способу в соответствии с изобретением. Однако осуществление способа особенно благоприятно при скорости основной комплексной нити, составляющей, по меньшей мере, 10 м/мин, предпочтительно, по меньшей мере, - 100 м/мин, более предпочтительно, по меньшей мере, - 200 м/мин, даже более предпочтительно, по меньшей мере, - 300 м/мин, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, - 400 м/мин. Тот факт, что струю текучей среды направляют на первую комплексную нить, по меньшей мере, со скоростью звука, обеспечивает возможность достижения достаточного перепутывания, даже если основная комплексная нить движется с высокой скоростью. Хотя максимальная скорость основной комплексной нити согласно способу не ограничена, предпочтительно, чтобы скорость основной комплексной нити составляла 1500 м/мин или менее, более предпочтительно - 1200 м/мин или менее, даже более предпочтительно - 900 м/мин или менее, наиболее предпочтительно - 600 м/мин или менее.
Скорость первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей, подлежащих перепутыванию с основной комплексной нитью, можно также варьировать в широких пределах согласно способу в соответствии с изобретением. Однако способ особенно благоприятен, когда скорость первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей составляет, по меньшей мере, 20% от скорости основной комплексной нити, предпочтительно, по меньшей мере, - 50%, более предпочтительно, по меньшей мере, - 90%, даже более предпочтительно, по меньшей мере, - 100%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, - 105% от скорости основной комплексной нити. Скорость первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей предпочтительно составляет 150% или менее от скорости основной комплексной нити, предпочтительно - 130% или менее от скорости основной комплексной нити, более предпочтительно - 120% или менее от скорости основной комплексной нити. Скорость первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей наиболее предпочтительно равна скорости основной комплексной нити.
В качестве струи (струй) текучей среды согласно способу в соответствии с изобретением можно использовать любую текучую среду, по существу инертную по отношению к комплексной нити. Особенно благоприятно согласно способу применение сжимаемой текучей среды, так как сжимаемая, текучая среда менее предрасположена к снижению скорости при продвижении вперед струи текучей среды, чем по существу несжимаемая, текучая среда. В качестве текучей среды в струе (струях) текучей среды предпочтительно использовать воздух.
Комплексные нити могут содержать элементарные нити, изготовленные из любого полимера, пригодного для формования элементарных нитей. Однако способ особенно благоприятен для перепутывания комплексных нитей из полимеров, обладающих высокими эксплуатационными свойствами, включающих (но не ограниченных данным перечнем): ароматические полиамиды, также известные как арамиды, например, мета-арамиды, пара-арамиды или их coполимеры, и полиэтилен большой молекулярной массы, особенно полиэтилен сверхбольшой молекулярной массы. Способ особенно благоприятен для перепутывания комплексных нитей, полученных из раствора, содержащего полимер и растворитель, например, комплексных нитей, содержащих элементарные нити, изготовленные из арамида, более предпочтительно - из параарамида, наиболее предпочтительно - из полипарафенилентерефталамида (PPTA).
2
Арамидные комплексные нити обычно формуют из жидкого прядильного раствора, содержащего пригодный для формования элементарных нитей арамидный полимер и соответствующий растворитель, например, смесь растворителя из полярного амида, выбираемого из: N-метил-2-пирролидона, N,N'-диметилформамида, N,N'-диметилацетамида, тетраметилмочевины и их смесей; воды и хлорида щелочного или щелочноземельного металла, например, хлорида кальция (CaCl) или хлорида лития (LiCl), или серной кислоты. Растворителем предпочтительно является серная кислота. Арамидные элементарные нити, составляющие комплексные нити, в линии формования могут все еще содержать жидкий растворитель. Альтернативно, арамидные элементарные нити могут быть промыты моющей жидкостью, предпочтительно - водой, для удаления жидкого растворителя, но арамидные элементарные нити могут все еще содержать моющую жидкость.
Способ согласно изобретению особенно благоприятен для перепутывания мокрой комплексной нити, содержащей, по меньшей мере, 10 масс.% жидкости, от массы полимера в комплексной нити, с основной комплексной нитью. Мокрая комплексная нить предпочтительно содержит, по меньшей мере, 50 масс.% жидкости, от массы полимера в комплексной нити, более предпочтительно, по меньшей мере, - 100 масс.%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, - 150 масс.% жидкости, от массы полимера в комплексной нити. Мокрая комплексная нить предпочтительно содержит 500 масс.% или менее жидкости от массы полимера в комплексной нити, предпочтительно - 400 масс.% или менее, более предпочтительно - 300 масс.% или менее, наиболее предпочтительно - 200 масс.% или менее жидкости от массы полимера в комплексной нити. При перепутывании мокрой комплексной нити с основной комплексной нитью, способ может включать этап применения разрежения для удаления любой аэрозоли, образованной в результате направления струи текучей среды на мокрую комплексную нить. Основная комплексная нить может также быть мокрой комплексной нитью, как это описано выше.
Для получения достаточно прочного соединения первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей с основной комплексной нитью предпочтительно, чтобы струя (струи) текучей среды была направлена (были направлены) на первую комплексную нить и необязательные, дополнительные, комплексные нити в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 0,1 с, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,15 с, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 0,2 с. Хотя струя (струи) текучей среды может быть направлена (могут быть направлены) на первую комплексную нить и на необязательные, дополнительные, комплексные нити в течение продолжительного периода времени, предпочтительно, чтобы струя (струи) текучей среды была направлена (были направлены) на первую комплексную нить в течение периода времени, составляющего 1,0 с или менее, более предпочтительно - 0,5 с или менее, наиболее предпочтительно - 0,3 с или менее, для уменьшения шума, создаваемого струей (струями) текучей среды во время изготовления нитей.
Струю текучей среды предпочтительно создают посредством выпуска сжатой текучей среды из резервуара, например, емкости или баллона, содержащих сжатую текучую среду. Давление сжатой текучей среды в баллоне (со сжатой текучей средой) предпочтительно составляет, по меньшей мере, 5 бар, более предпочтительно, по меньшей мере, 7,5 бар, даже более предпочтительно, по меньшей мере, 10 бар, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 15 бар, для создания струи текучей среды, по меньшей мере, со скоростью звука. Посредством регулирования давления сжатой текучей среды струя текучей среды, направленная на первую комплексную нить, может быть оптимизирована для обеспечения оптимальной прочности соединения первой комплексной нити с основной комплексной нитью. При кратковременном выпуске сжатой текучей среды для образования струи текучей среды создается достаточный импульс для перепутывания комплексных нитей даже большой линейной плотности и/или мокрых комплексных нитей.
Для дополнительного повышения прочности соединения первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей с основной комплексной нитью, струя (струи) текучей среды могут быть отражены посредством пригодных отражающих средств, например, посредством пластины с плоской поверхностью или посредством пластины, содержащей один или большее количество вогнутых участков, после перепутывания элементарных нитей и/или групп элементарных нитей первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей с элементарными нитями и/или группами элементарных нитей основной комплексной нити таким образом, чтобы струя (струи) текучей среды была перенаправлена (были перенаправлены) на основную комплексную нить для отделения друг от друга элементарных нитей и/или групп элементарных нитей основной комплексной нити и для смешивания элементарных нитей и/или групп элементарных нитей основной комплексной нити с элементарными нитями и/или группами элементарных нитей первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей с образованием точек механического трения между элементарными нитями и/или группами элементарных нитей основной комплексной нити и первой комплексной нити, и необязательных, дополнительных, комплексных нитей.
Натяжение основной комплексной нити можно варьировать в широких пределах согласно способу в соответствии с изобретением. Благодаря тому, что струю текучей среды направляют на первую комплексную нить, по меньшей мере, со скоростью звука, обеспечивается возможность достижения достаточного перепутывания, даже если основная комплексная нить находится под большим натяжением, которое можно прикладывать в соответствии с другими технологическими требованиями при работе линии формования.
Натяжение первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей, подлежащих перепутыванию с основной комплексной нитью, можно также варьировать в широких пределах согласно способу в соответствии с изобретением. Однако способ особенно благоприятен при натяжении первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей, равном или меньшем натяжения основной комплексной нити, для обеспечения возможности отрезания ведущей части первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей с помощью режущих средств, например, неподвижного ножа. Натяжение первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей предпочтительно составляет 95% или менее от натяжения основной комплексной нити, более предпочтительно - 90% или менее, наиболее предпочтительно - 75% или менее от натяжения основной комплексной нити. Так как натяжение основной комплексной нити превышает натяжение первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей, то основная комплексная нить не вступает в непосредственный контакт с режущими средствами. Вместо этого первая комплексная нить и/или каждая из необязательных, дополнительных, комплексных нитей непосредственно контактируют с режущими средствами для отрезания ведущей части первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей.
В предпочтительном варианте осуществления расстояние между первой комплексной нитью и основной комплексной нитью составляет 10 мм или менее для достижения лучшего регулирования прочности соединения первой комплексной нити с основной комплексной нитью. Расстояние между первой комплексной нитью и основной комплексной нитью предпочтительно составляет 5 мм или менее, более предпочтительно - 3 мм или менее. При перепутывании больше одной комплексной нити с основной комплексной нитью расстояние между каждой из комплексных нитей, подлежащих перепутыванию с основной комплексной нитью, и основной комплексной нитью предпочтительно составляет 10 мм или менее, более предпочтительно - 5 мм или менее, наиболее предпочтительно - 3 мм или менее.
Другой целью изобретения является создание устройства для перепутывания комплексной нити с основной комплексной нитью, в частности, для перепутывания комплексных нитей большой линейной плотности и/или для перепутывания мокрых комплексных нитей.
Цель достигают посредством использования устройства для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью, содержащего: средства для расположения первой комплексной нити по существу параллельно основной комплексной нити; средства для создания струи текучей среды, направленной на первую комплексную нить для отделения друг от друга элементарных нитей и/или групп элементарных нитей первой комплексной нити и для смешивания элементарных нитей и/или групп элементарных нитей первой комплексной нити с элементарными нитями и/или группами элементарных нитей основной комплексной нити с образованием точек механического трения между элементарными нитями и/или группами элементарных нитей первой комплексной нити и основной комплексной нити, где с помощью средств для создания струи текучей среды при их использовании создают струю текучей среды, вытекающую, по меньшей мере, со скоростью звука. Устройство пригодно для осуществления способа перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью согласно изобретению, в частности, для перепутывания комплексных нитей большой линейной плотности и/или для перепутывания мокрых комплексных нитей.
Средства для создания струи текучей среды предпочтительно содержат: резервуар, например, емкость или баллон для содержания в нем сжатой текучей среды; и клапан для кратковременного выпуска сжатой текучей среды в направлении первой комплексной нити. Резервуар предпочтительно расположен в пределах 1 м от первой комплексной нити, более предпочтительно - в пределах 0,5 м, наиболее предпочтительно - в пределах 0,3 м от первой комплексной нити, для минимизации потери скорости струи текучей среды, например, из-за трения в трубопроводе между источником сжатой текучей среды и первой комплексной нитью. Дополнительным преимуществом расположения резервуара в непосредственной близости от первой комплексной нити является то, что временная задержка между открыванием клапана и образованием соединения первой комплексной нити с основной комплексной нитью посредством перепутывания уменьшается, благодаря чему улучшается управление способом перепутывания.
Средства для создания струи текучей среды предпочтительно содержат: блок управления периодом времени, в течение которого струю текучей среды направляют на первую комплексную нить. Период времени, в течение которого струю текучей среды направляют на первую комплексную нить, предпочтительно регулируют таким образом, чтобы он составлял, по меньшей мере, 0,1 с, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,15 с, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 0,2 с. Хотя струя (струи) текучей среды может быть направлена (могут быть направлены) на первую комплексную нить и на необязательные, дополнительные комплексные нити в течение продолжительного периода времени, предпочтительно, чтобы этот период времени, в течение которого струя текучей среды направлена на первую комплексную нить, был отрегулирован таким образом, чтобы он составлял 1,0 с или менее, более предпочтительно - 0,5 с или менее, наиболее предпочтительно - 0,3 с или менее, для уменьшения шума, создаваемого струей (струями) текучей среды во время изготовления нитей.
Средства для создания струи текучей среды предпочтительно содержат второй клапан для заполнения определенного количества сжатой текучей среды в резервуар после выпуска струи текучей среды.
При использовании сжатой текучей среды давление в резервуаре предпочтительно составляет, по меньшей мере, 5 бар, более предпочтительно, по меньшей мере, 7,5 бар, даже более предпочтительно, по меньшей мере, 10 бар, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 15 бар, для создания струи текучей среды, вытекающей, по меньшей мере, со скоростью звука. Посредством регулирования давления сжатой текучей среды можно регулировать скорость и импульс струи текучей среды, направленной на первую комплексную нить для обеспечения оптимальной прочности соединения первой комплексной нити с основной комплексной нитью.
Импульс сжатой текучей среды, выпускаемой клапаном, содержащимся в средствах для создания струи текучей среды, может быть направлен к первой комплексной нити через корпус, содержащий канал. Канал соединен с клапаном для выпуска импульса сжатой текучей среды. Канал может иметь любую форму поперечного сечения. Поперечное сечение канала предпочтительно имеет круглую форму для минимизации трения сжатой текучей среды о стенки канала. Канал предпочтительно имеет эффективный диаметр, составляющий, по меньшей мере, 0,3 мм, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 0,75 мм, для обеспечения возможности перепутывания комплексных нитей большой линейной плотности и/или мокрых комплексных нитей. Под эффективным радиусом канала следует понимать диаметр круглого канала, имеющего ту же площадь поперечного сечения, что и действительный канал. В предпочтительном варианте осуществления площадь поперечного сечения канала увеличивается с увеличением расстояния от клапана для образования расширяющегося канала, что обеспечивает возможность дополнительного увеличения скорости струи текучей среды. Наименьший эффективный диаметр предпочтительно составляет, по меньшей мере, 0,3 см, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 см, даже более предпочтительно, по меньшей мере, 0,7 см, наиболее предпочтительно - 0,8 см. Струя текучей среды имеет скорость, равную, по меньшей мере, скорости звука в поперечном сечении с наименьшей площадью канала.
Средства для создания струи текучей среды могут содержать дополнительные клапаны для выпуска множества импульсов сжатой текучей среды в направлении первой комплексной нити и/или для выпуска множества импульсов сжатой текучей среды в направлении множества комплексных нитей, подлежащих перепутыванию с основной комплексной нитью. Альтернативно импульс сжатой текучей среды, выпускаемый с помощью клапана, содержащегося в средствах для создания струи текучей среды, может быть направлен через множество каналов в направлении первой комплексной нити и/или в направлении дополнительных комплексных нитей, подлежащих перепутыванию с основной комплексной нитью.
Резервуар для содержания сжатой текучей среды предпочтительно имеет объем, составляющий, по меньшей мере, 0,5л, более предпочтительно, по меньшей мере, 1,0 л, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 1,25 л, для обеспечения достаточного количества сжатой текучей среды для создания струи текучей среды в течение достаточного периода времени.
С помощью клапана для выпуска импульса сжатой текучей среды в направлении первой комплексной нити можно непрерывно выпускать малое количество сжатой текучей среды в течение периода времени, где не создается струя текучей среды, для исключения попадания загрязнения в канал, например, при применении способа согласно изобретению при переработке мокрой комплексной нити, например, содержащей жидкий растворитель или промывочную жидкость.
Устройство для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью согласно изобретению может дополнительно содержать всасывающие средства, например, всасывающее устройство или вентилятор, для удаления аэрозоли, например, аэрозоли, образующейся в результате направления струи текучей среды на мокрую комплексную нить.
Устройство для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью согласно изобретению предпочтительно содержит направляющие комплексных нитей для расположения первой комплексной нити по существу параллельно основной комплексной нити. С помощью направляющих для комплексных нитей предотвращают самопроизвольное вступление в контакт друг с другом основной комплексной нити и первой комплексной нити, т.е. при отсутствии струи текучей среды, направленной на первую комплексную нить, что могло бы вызвать неуправляемое склеивание вместе комплексных нитей и нарушение движения соседних комплексных нитей.
Устройство для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью согласно изобретению может дополнительно содержать направляющие комплексных нитей для расположения второй комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей по существу параллельно основной комплексной нити.
Направляющие комплексных нитей пригодны для расположения первой комплексной нити по существу параллельно основной комплексной нити и на расстоянии, меньшем 10 мм, более предпочтительно - на расстоянии, меньшем 5мм, наиболее предпочтительно - на расстоянии, меньшем 3 мм, от основной комплексной нити. При необходимости перепутывания больше одной комплексной нити с основной комплексной нитью, направляющие комплексных нитей предпочтительно пригодны для расположения каждой из комплексных нитей, подлежащих перепутыванию с основной комплексной нитью, на расстоянии от основной комплексной нити, составляющем менее 10 мм, более предпочтительно - менее 5 мм, наиболее предпочтительно - менее 3 мм от основной комплексной нити.
Скорость основной комплексной нити можно варьировать в широких пределах, и ее обычно определяют с учетом других требований процесса формования и/или с учетом характеристик другого оборудования в линии формования. Устройство для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью согласно изобретению может содержать средства для регулирования натяжения основной комплексной нити. Средства для регулирования натяжения основной комплексной нити предпочтительно пригодны для регулирования натяжения основной комплексной нити, которое должно быть равно или больше натяжения первой комплексной нити. Средства для регулирования натяжения основной комплексной нити могут быть любыми известными средствами для повышения натяжения комплексной нити, например, регулируемым устройством для торможения комплексной нити.
Скорость первой комплексной нити, подлежащей (повторному) введению в линию формования, можно регулировать для получения достаточно прочного соединения первой комплексной нити с основной комплексной нитью. При расположении первой комплексной нити по существу параллельно основной комплексной нити, первую комплексную нить можно наматывать на отдельное наматывающее устройство, предпочтительно расположенное в непосредственной близости к устройству для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью. Наиболее предпочтительно, чтобы наматывающее устройство для наматывания первой комплексной нити во время расположения ее параллельно основной комплексной нити до направления струи текучей среды на первую комплексную нить было непосредственно соединено с устройством для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью. Наматывающее устройство предпочтительно пригодно для наматывания первой комплексной нити со скоростью, на 20% меньшей скорости основной комплексной нити, предпочтительно, по меньшей мере, на 50% меньшей, более предпочтительно, по меньшей мере, на 90% меньшей, даже более предпочтительно, по меньшей мере, на 100% меньшей, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 105% меньшей скорости основной комплексной нити. Наматывающее устройство предпочтительно пригодно для наматывания первой комплексной нити со скоростью, составляющей 150% или менее от скорости основной комплексной нити, более предпочтительно - 130% или менее от скорости основной комплексной нити, даже более предпочтительно - 120% или менее от скорости основной комплексной нити. Наматывающее устройство наиболее предпочтительно пригодно для наматывания первой комплексной нити со скоростью, равной скорости основной комплексной нити.
Устройство для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью согласно изобретению может дополнительно содержать средства для регулирования натяжения первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей, подлежащих перепутыванию с основной комплексной нитью. Средства для регулирования натяжения первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей предпочтительно пригодны для регулирования натяжения первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей таким образом, чтобы натяжение составляло 95% или менее от натяжения основной комплексной нити, более предпочтительно - 90% или менее, наиболее предпочтительно - 75% или менее от натяжения основной комплексной нити, для повышения прочности соединения первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей с основной комплексной нитью. Средства для регулирования натяжения первой комплексной нити и необязательных, дополнительных комплексных нитей могут быть любыми известными средствами для уменьшения натяжения комплексной нити, например, регулируемым устройством для торможения комплексной нити.
Устройство для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью согласно изобретению может дополнительно содержать средства для отрезания ведущей части первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей, например, резак с пневматическим приводом или неподвижный нож. В качестве средств для отрезания ведущей части первой комплексной нити предпочтительно используют неподвижный нож, особенно - для отрезания ведущей части первой комплексной нити при высокой скорости основной комплексной нити.
Средства для регулирования натяжения первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей, и средства для регулирования натяжения основной комплексной нити предпочтительно выполнены таким образом, чтобы натяжение первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей можно было регулировать таким образом, чтобы оно было равно или меньше натяжения основной комплексной нити, для обеспечения того, чтобы ведущую часть первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей можно было отрезать с помощью режущих средств. Более предпочтительно, чтобы натяжение первой комплексной нити и/или каждой из необязательных, дополнительных, комплексных нитей составляло 95% или менее от натяжения основной комплексной нити, даже более предпочтительно - 90% или менее, наиболее предпочтительно - 75% или менее от натяжения основной комплексной нити.
Если натяжение основной комплексной нити, регулируемое с помощью средств для регулирования натяжения основной комплексной нити, превышает натяжение первой комплексной нити, регулируемое с помощью средств для регулирования натяжения первой комплексной нити, то ведущая часть первой комплексной нити непосредственно контактирует с режущими средствами, с помощью которых, таким образом, отрезают ведущую часть первой комплексной нити, тогда как основная комплексная нить движется в направлении наматывающего устройства в конце линии формования, не вступая в контакт с режущими средствами.
Устройство для перепутывания первой комплексной нити с основной комплексной нитью согласно изобретению может дополнительно содержать средства для отражения струи (струй) текучей среды после перепутывания элементарных нитей и/или групп элементарных нитей первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей с элементарными нитями и/или группами элементарных нитей основной комплексной нити. Средства для отражения струи (струй) текучей среды могут содержать, по меньшей мере, одну пластину, расположенную против стороны, от которой струя (струи) текучей среды направлены на первую комплексную нить и на необязательные, дополнительные, комплексные нити. Если средства для отражения струи (струй) текучей среды содержат больше одной пластины, то каждую пластину предпочтительно располагают против стороны, от которой одну струю или большее количество струй текучей среды направляют на первую комплексную нить или на необязательные, дополнительные, комплексные нити. Каждую пластину предпочтительно располагают на расстоянии в пределах 10 мм от корпуса, содержащего канал (каналы) для направления струи (струй) текучей среды, более предпочтительно - в пределах 8 мм, наиболее предпочтительно - в пределах 6 мм от корпуса, содержащего канал (каналы) для направления струи (струй) текучей среды, для оптимизации прочности соединения первой комплексной нити и необязательных, дополнительных, комплексных нитей с основной комплексной нитью. Каждая пластина может иметь плоскую поверхность, которая предпочтительно расположена параллельно основной комплексной нити. Каждая пластина предпочтительно содержит, по меньшей мере, один вогнутый участок для отражения струи (струй) текучей среды, для уменьшения потери скорости струи текучей среды при отражении струи текучей среды. Каждая пластина может содержать множество вогнутых участков для отражения множества струй текучей среды.
На фиг. 1 схематически представлено устройство согласно изобретению. Первая комплексная нить 101 расположена по существу параллельно основной комплексной нити 102, движимой в направлении, указанном стрелкой. Резервуар 111 содержит сжатую текучую среду, выпускаемую посредством клапана 112 через канал в корпусе 113 для образования струи текучей среды, направляемой на первую комплексную нить 101. Если струя текучей среды еще не дошла до первой комплексной нити 101, то первая комплексная нить 101, таким образом, еще не перепутана с основной комплексной нитью 102. Струя текучей среды может быть отражена пластиной 114, содержащей вогнутый участок. Натяжение основной комплексной нити 102 может быть увеличено с помощью устройства 115 для торможения комплексной нити. Натяжение первой комплексной нити 101 может быть уменьшено с помощью устройства 117 для торможения комплексной нити. Устройство содержит неподвижный нож 116 для отрезания ведущей части первой комплексной нити 101.
На фиг. 2 схематически представлено устройство согласно изобретению, где первая комплексная нить 101 уже перепутана с основной комплексной нитью 102 с образованием соединения 103 первой комплексной нити 101 с основной комплексной нитью 102. Натяжение основной комплексной нити 102, регулируемое с помощью устройства 115 для торможения комплексной нити, превышает натяжение первой комплексной нити 101, регулируемое с помощью устройства 117 для торможения комплексной нити, чем понуждают первую комплексную нить 101 к вступлению в непосредственный контакт с неподвижным ножом 116, которым, таким образом, отрезают ведущую часть первой комплексной нити 101 при движении основной комплексной нити 102 в направлении, указанном стрелкой.
Примеры
Первую комплексную нить перепутывали с основной комплексной нитью, используя способ и устройство согласно изобретению. Обе комплексные нити: первую комплексную нить и основную комплексную нить, изготавливали из параарамида, и они были нитями типа, известного как Twaron D2200, продаваемых компанией Teijin Aramid B.V. (Нидерланды). Обе комплексные нити: первая комплексная нить и основная комплексная нить, содержали жидкость в количестве от 0 масс.% до 500 масс.% (например, 100 масс.% воды). Струю текучей среды направляли на первую комплексную нить в течение периода времени 0,2 с, давление сжатого воздуха в резервуаре составляло 11 бар для успешного получения достаточно прочного соединения первой комплексной нити с основной комплексной нитью, для направления первой комплексной нити с помощью основной комплексной нити к наматывающему устройству в конце линии формования. Линейная плотность первой комплексной нити и основной комплексной нити, скорость первой комплексной нити и основной комплексной нити и/или натяжение первой комплексной нити и основной комплексной нити варьировали, как это показано в Таблице 1.
Таблица 1
Пример
Линейная плотность комплексной нити (дтекс)
Натяжение хвостовой части комплексной нити (сН))
Натяжение ведущей части комплексной нити (сН)
Скорость комплексной нити (м/мин)
Соединение достаточно прочное
1
Основная нить
3360
800
1300
390
Да
Первая нить
3360
800
1400
440
2
Основная нить
3360
800
1300
390
Да
Первая нить
3360
800
1400
450
3
Основная нить
3360
800
1300
390
Да
Первая нить
3360
800
1400
460
4
Основная нить
3360
800
1300
400
Да
Первая нить
3360
800
1400
400
5
Основная нить
3360
800
1300
400
Да
Первая нить
10080
800
1400
400
6
Основная нить
840
300
600
400
Да
Первая нить
840
300
600
420
7
Основная нить
840
300
600
400
Да
Первая нить
840
300
600
440
8
Основная нить
840
300
600
400
Да
Первая нить
840
300
600
460
Результаты испытаний, представленные в Таблице 1, показывают, что даже при обработке мокрых комплексных нитей очень большой линейной плотности (до 10080 дтекс) можно получать достаточно прочное соединение первой комплексной нити с основной комплексной нитью для направления первой комплексной нити с помощью основной комплексной нити к наматывающему устройству в конце линии формования.