專利名稱：復合加捻包芯紗及其生產(chǎn)方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有中心“硬”芯且外包以雙紡纖維外包層類型的復合捻紡紗，以及由該復合雙包芯紗機織或針織的織物以及生產(chǎn)該紗線的方法和設備。
背景技術：
本發(fā)明特別涉及改進基本不可延伸的捻紡紗，即，其中中心硬芯的斷裂伸長小于50％。紗線樣品的斷裂伸長是斷裂力造成的長度增加，以原始公稱長度的百分率表示。在本公開中所有的斷裂伸長數(shù)值都是按照基于ISO 2062的方法確定的數(shù)值，按照該方法，紗線樣品被適當機械設備拉伸直至斷裂并記錄斷裂時刻的伸長。采用100％每分鐘(以樣品長度為基準計)的恒定樣品延伸速度。盡管ISO 2062對于其對某些紗線的適用性持保留態(tài)度，但該方法對于任何斷裂伸長低于或高于50％的紗線在檢測時都是足夠的。
具有由雙紡纖維外包層外包的中心芯的捻紡紗是這樣生產(chǎn)的將2組纖維條子合在一起形成紡紗三角，向這2組纖維條子之間的紡紗三角中喂入芯，使前者與芯成一定角度，并讓合在一起的纖維條子以與芯相同或相反的S或Z捻回圍繞著芯紡紗。
該所謂的Siro包芯紗方法由于具有一步法紡紗的優(yōu)點，因此一直特別是在生產(chǎn)廣泛用于制造彈力織物的可拉伸性紗線方面很成功。這些彈力紗具有彈性芯，其由聚氨酯彈性體制成，例如由杜邦公司(Wilmington，特拉華，美國)以商品名萊卡(LYCRA)銷售。
彈性芯的斷裂伸長一般等于或大于400％。在紡紗期間，彈性芯被牽伸至250％～350％之間以便芯的彈性“吸納”纖維外包層，導致生產(chǎn)出具有一致的彈性和纖維外包層包覆率的復合彈性紗。然而，當將Siro包芯紗法應用于基本上非彈性的芯(斷裂伸長小于50％，一般遠低于50％，很少超過40％)時，問題就產(chǎn)生了。紡紗期間，很難導引不可延伸芯至紡紗三角的匯聚點，并且芯容易跳紗和斷頭。在制成的復合捻紡紗中，芯易于沿紗線在多點鉆出到表面，從而導致“低”芯包覆率。不可延伸芯的最大可達包覆率為約70％。下面描述估計芯包覆率的方法。當芯和外包層呈對照色時，這將導致由此種紗線機織或針織的織物具有斑點外觀，被稱作“印經(jīng)平紋織物”，而這并非總是所希望的。由于這些原因，Siro包芯紗法尚未大規(guī)模用于非彈性硬芯，并且當出現(xiàn)此種情況時必須特別小心，而且所生產(chǎn)的紗線受到嚴重限制。
一種采取基本不可延伸中心芯紡制捻紡紗的不同方法公開在歐洲專利0 271 418中。該專利公開一種生產(chǎn)復合紗的方法，包括喂入芯，特別是芳族聚酰胺芯，使芯的扭力系數(shù)顯著低于其臨界扭力系數(shù)，并在紡紗操作期間將外包纖維捻紡在芯上，使紗線的總扭力系數(shù)低于其臨界扭力系數(shù)。更確切地說，芯的扭力系數(shù)(下面將進一步討論)等于紗線的臨界扭力系數(shù)值減去復合紗線總扭力系數(shù)值乘以芯紗占復合紗的比例。EP 0 271 418方法的缺點在于，所生產(chǎn)的包芯紗必然帶有合扭矩。為獲得基本無扭矩的最終紗線，必須通過沿相反方向加捻而將2根外包的紗線并線，正如下面結合圖3所解釋的。這意味著要采取兩步紡紗方法，因此缺乏吸引力。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種基本無扭矩的復合捻紡紗，其具有由雙紡纖維外包層外包的中心硬芯，其中中心硬芯的斷裂伸長小于或等于50％并具有Z或S捻回，而纖維外包層包含雙紡纖維，它們以與芯相反的S或Z捻回加捻在芯上，芯和外包層相反的捻回產(chǎn)生相反和基本相等的扭矩。
本發(fā)明復合紗利用芯和外包層基本相等且相反的扭矩的“抵消”作用而基本上無扭矩，正像下文中結合

圖1和2進一步討論的。
本發(fā)明另一個主要方面是一種生產(chǎn)具有由雙紡纖維外包層外包的中心硬芯的基本無扭矩的復合捻紡紗的方法，其中中心硬芯的斷裂伸長小于50％。本發(fā)明方法包括下列步驟將2組纖維條子合在一起形成紡紗三角；在2組纖維條子之間的紡紗三角中喂入基本不可延伸的中心硬芯，讓前者與中心芯成一定角度，喂入的芯被引導到紡紗三角中并具有相對于最終復合紗的捻度而言為超捻的Z或S捻回；控制芯向紡紗三角的喂入速度以補償條子與芯之間的角度和芯的解捻伸長；和讓合在一起的纖維條子以與芯的捻回相反并相應于喂入的超捻芯捻度的約30％～約70％的S或Z捻回圍繞芯紡紗，從而獲得所述基本無扭矩的復合包芯紗。
本發(fā)明另一個主要方面是一種生產(chǎn)具有由雙紡纖維外包層外包的中心硬芯的基本無扭矩的復合捻紡紗的設備，其中中心硬芯的斷裂伸長小于50％，芯具有Z或S卷繞，而纖維外包層具有與芯相反的S或Z卷繞。本發(fā)明設備包括將2組纖維條子在紡紗三角中合在一起的裝置；將基本不可延伸的中心硬芯喂入2組纖維條子之間的紡紗三角中的裝置，借此在芯引入到紡紗三角中時2組纖維條子與中心芯成一定角度，芯具有相對于最終復合紗捻度為超捻的Z或S卷繞；用于控制芯向紡紗三角內喂入速度的裝置，以補償條子與芯之間的角度和芯的解捻伸長；以及用于將合在一起的纖維條子圍繞芯以與芯捻回相反并且相應于喂入的超捻中心硬芯捻度的約30％～約70％的S或Z卷繞進行紡紗，以獲得所述基本無扭矩的復合包芯紗。
如上文和下面所述，本發(fā)明還涉及由具有基本不可延伸的硬芯和雙紡纖維外包層的基本無扭矩的復合捻紡紗機織或針織的織物。
附圖簡述在作為例子給出的附圖中圖1是本發(fā)明基本無扭矩的復合捻紡紗的示意圖；圖2A和2B是例示本發(fā)明捻紡紗的慣性矩計算的示意圖；圖3是通過將2根按照EP 0271 418方法制造的紗線并線而制造的雙紗的示意圖；圖4A是本發(fā)明紡紗設備的示意圖；圖4B是圖4A所示設備的紡紗三角的示意圖；圖5是將芯和條子喂入到紡紗三角中用的羅拉的排列情況的示意圖。
圖6是沿圖5的VI-VI線的橫斷面示意圖，說明用于引導芯(未畫出)的設備；圖7A是按照本發(fā)明生產(chǎn)的復合包芯紗的一個實例的照片；圖7B是對比紗線的相應照片；圖8A是另一個按照本發(fā)明生產(chǎn)的復合包芯紗的實例的照片；以及圖8B是另一個對比紗線的相應照片。
具體實施例方式
基本不可延伸和無扭矩的復合捻紡紗按照本發(fā)明，基本不可延伸和無扭矩的復合紗線10是由具有外包層30的基本不可延伸的中心硬芯20加捻紡制的。
芯20的斷裂伸長小于50％?；痉菑椥缘男?紗通常具有遠低于50％的斷裂伸長，一般低于40％。另一方面，如果某一芯/紗為可伸長的，則其斷裂伸長通常遠超過50％，通常達百分之數(shù)百。因此，容易區(qū)別基本非彈性芯和彈性芯，只需采用斷裂伸長值“小于50％”作為區(qū)分用的掌控值。
芯20通常選自單絲、復絲、短纖紗及其復合材料。芯20可由選自玻璃、金屬、合成纖維和長絲、碳復絲和纖維、人造纖維、天然纖維、抗靜電纖維及其復合材料的材料制成，這根據(jù)所要求的特性和最終捻紡復合紗10的預期用途來確定。
就許多用途而言，由芳族聚酰胺纖維制成的芯20是有利的。市售供應的間位芳族聚酰胺纖維(例如，由杜邦公司，Wilmington，特拉華，美國，以商品名NOMEX銷售的那些)具有介于20～30％的斷裂伸長。市售供應的對位芳族聚酰胺纖維(例如，由杜邦公司，Wilmington，特拉華，美國，以商品名KEVLAR銷售的那些)具有介于0～5％的斷裂伸長。其它芯材料可以使用，視用途而定。玻璃纖維制成的芯一般具有0～5％之間的斷裂伸長，而由聚酯和棉制成的那些則通常具有5～30％的斷裂伸長。
外包層30可由合成、人造或天然纖維制成，根據(jù)要求的紗線特性和功能來選擇。纖維外包層30可以是提供下列功能至少之一的功能性外包層高可見性(例如，著色粘膠纖維)、低摩擦(例如，PTFE)、增強(例如，對位芳族聚酰胺)、耐光牢度(例如，著色纖維)、美觀性(例如，間位芳族聚酰胺或粘膠纖維)、防紫外線(例如，防紫外線纖維)、芯保護作用(例如，聚酯、聚酰胺、粘膠纖維、PVA或聚乙烯醇)、耐磨損(例如，間位或對位芳族聚酰胺)、防熱保護和熱性能(例如，間位芳族聚酰胺、PBI、聚丁酰亞胺、PBO、聚苯并唑、POD，或聚對phenyline二唑)、防火性(例如，間位芳族聚酰胺、PBI或PBO)、耐切割性(例如，對位芳族聚酰胺或HPPE、高性能聚乙烯)、防熔融金屬粘附性(例如，羊毛與粘膠纖維的混紡)、附著性(例如，羊毛)、抗靜電效果(例如，鋼、碳或聚酰胺纖維)、抗菌效果(例如，銅、銀或脫乙酰甲殼質)和舒適性(例如，羊毛、棉、粘膠纖維、間位芳族聚酰胺，或者改性聚酯，其由杜邦公司，Wilmington，特拉華，美國，以商品名Coolmax銷售)。所列舉的外包纖維僅作為例子舉出；許多不同類型的纖維均可用于外包層。
對于某些用途而言，特別是為了高可見性和美觀，外包層30可方便地由粘膠纖維制成。
采用下面詳述的方法和設備，可將基本不可延伸和基本無扭矩的紗線10的中心硬芯20外包至任何預期用途所要求的適當程度。芯20的％包覆率可采用肉眼觀察復合纖維來估計，尤其當芯與外包層呈對照色時。此種估計可直接進行或者可采用照片或視頻圖象進行，正如下面的實施例所示。一般而言，芯20的至少70％被纖維外包層30所外包，但本發(fā)明的特殊優(yōu)點之一在于，可達到至少90％，甚至95～100％的包覆率，這在采用現(xiàn)有技術方法加捻紡制基本不可延伸的包芯復合纖維的情況下是相當困難的，甚至是不可能做到的。
芯20通常占到復合紗10總重量的10～30重量％。芯20可具有任何適合包芯工藝的單位長度質量。其單位長度質量通常介于5～20tex(tex＝10000×質量(g)/長度(m))。芯質量由芯20的線密度(單位長度的質量)規(guī)定，后者采用ISO 2060標準所述的絞紗法測定。外包纖維質量根據(jù)最終紗線線密度減去芯線密度之差來規(guī)定。復合紗線的單位長度質量通常介于20～120tex，而外包層則通常介于15～100tex。
紗線扭矩如圖1示意地表示，正如箭頭所示，本發(fā)明復合紗線10利用芯20的扭矩T1與外包層30的扭矩T2基本相等并相反的“抵消”作用而達到基本上無扭矩。本發(fā)明復合紗線，由于基本無扭矩，故不容易卷曲。加之，當2根基本無扭矩的紗線10(或紗線段)接觸時，它們不容易折皺。
在紗線中扭矩的存在與否可按如下所述通過簡單試驗來檢查。用伸展的胳臂將一段紗線大致水平保持，即，令水平紗線占據(jù)其長度的100％。隨后，將兩手慢慢并攏在一起，讓紗線下垂。隨著雙手合攏，如果紗線有內在扭矩，則隨著紗線的合攏，紗線會卷繞成螺旋。當雙手合在一起時，卷繞的紗線會纏結并且很難再將其分開。另一方面，如果紗線不具有或基本不具有扭矩，則隨著雙手合攏，紗線將保持不纏結狀態(tài)或者至多僅卷繞幾次，從而當雙手合攏時，它們可輕易地被分開從而讓紗線回到其原來的水平位置。
扭力系數(shù)是一種因數(shù)α，它給出紗線捻度大小與其以“棉公制支數(shù)”(亦稱作“公制支數(shù)”Nm)表示的線密度的平方根之間的關系。棉公制支數(shù)的定義是每克紗線的長度(米表示)。捻度(每米的捻回數(shù)＝αNm。
扭矩也被定義為紗線中紗線自身易于解捻的合力，或者，作為另一種結果，紗線彼此之間“折皺”的合力。
圖2示意地表示出本發(fā)明的復合無扭矩紗線，其芯20的直徑是d芯，其外包層30的直徑是d總。包芯紗10的慣性矩J可定義為J芯＝π/32d4芯和J外包層＝π/32(d4總-d4芯)。
當紗線的芯與外包層的構成纖維不同時，必須引入校正因數(shù)G(材料的慣性模量)以補償不同的扭矩性狀。
最后，前面描述的扭矩是由外加扭力矩T產(chǎn)生的 其中φ是施加在紗線中纖維上的以每米捻回數(shù)(tpm)表示的捻度。
本發(fā)明的目標是使芯20的外加扭力矩等于外包層30的外加扭力矩。這是通過以下來實現(xiàn)的φ芯中殘余/φ最終紗線＝G外包層材料/G芯材料×J外包層/J芯。
這示意地表示在圖2中，該圖顯示，作用在芯20周邊的力F1是在芯20中發(fā)揮作用的扭矩力f1之和∑f1，其等于由外包層30施加在芯20周邊上的力F2并且與之相反，后者是在外包層30中發(fā)揮作用的扭矩力f2之和∑f2。
在本發(fā)明復合紗10生產(chǎn)過程中，芯20首先在紡紗期間進行超捻和解捻以生產(chǎn)無扭矩復合紗10。該解捻導致芯20伸長，并由此需要按補償因數(shù)k來調節(jié)芯20的喂入速度，以便補償該解捻。補償芯20解捻伸長的此因數(shù)k是在考慮了其尺寸和物理性能后針對每種芯按經(jīng)驗確定的，這或者通過在用于該工藝的紡紗機上試驗，或者采用實驗室加捻測定機來完成。
芯20優(yōu)選地具有介于70～120捻回xg1/2xm-3/2的初始捻度系數(shù)α，其中α＝捻度/(1000/tex)-1/2并且tex＝1000×質量(g)/長度(m)。
復合芯中的捻度系數(shù)可以與外包層的捻度系數(shù)相同。然而，以每米捻回數(shù)表示的捻度將不同。
如果初始芯20比如取捻度系數(shù)值為80，其Nm值等于100，則捻度＝αNm，捻度＝80(100)1/2＝800tpm。
最終紗線10的外包層30也具有80的捻度系數(shù)值，但Nm值等于25，于是捻度＝80(25)1/2＝400tpm。
紡制芯20的最終捻度于是便是800Z-400S＝400Z。
現(xiàn)有技術對比為進行比較，圖3示意地表示采用歐洲專利0 271 418方法生產(chǎn)的復合捻紡紗10’。用此方法生產(chǎn)的紗線10′包含芯20’，特別是一種芳族聚酰胺芯，具有外包層30′。每根紗線都紡成芯20’的扭力系數(shù)顯著小于其臨界扭力系數(shù)。外包纖維30′紡在芯20’上，使紗線10′的總扭力系數(shù)小于其臨界扭力系數(shù)。這樣便獲得一種捻紡紗，其芯20’的捻度為t1，其上包繞著沿著同一方向加捻的外包層30′，其捻度為t2。由于每根紗線10’都加捻，故為了生產(chǎn)出一種中性扭矩的復合紗線，必須將2根外包的紗線10’在紡紗后通過將它們沿相反方向以與t1、t2相反的外加捻度T1捻在一起進行并線，如圖3所示。這樣便生產(chǎn)出無扭矩的總體雙紗，但這意味著采用一種兩步紡紗方法。
相比之下，按照本發(fā)明，中性扭矩的復合包芯紗在一步紡紗方法中獲得。
本發(fā)明的捻紡方法和設備在上面描述的基本不可延伸和基本無扭矩的捻紡復合紗10的生產(chǎn)過程中，構成外包層30纖維喂料的2組條子30A和30B被喂入到紡紗三角40中，其與中心硬芯20傾斜成角度θ，如圖4A和4B所示。條子30A、30B以速度V喂入到紡紗三角40中，而芯20以接近k.V.cosθ的速度喂入到紡紗三角40中，其中k是上述補償芯20解捻伸長的因數(shù)。
此種速度控制，結合下面描述的芯20的精確引導，保證了條子30A、30B和芯20在最佳紡紗條件下會合于紡紗三角40的匯聚點41，避免了特別是與芯20的不可延伸性及其超捻有關的種種問題。
如上所示，2組傾斜的條子30A、30B通常通過從2組平行的粗紗30C、30D喂入來獲得，這可以采用經(jīng)過改裝以便將基本不可延伸并超捻的硬芯20以受控速度引導并傳動入紡紗三角40的已知設備來實現(xiàn)，正如上面所說明的。該芯20的受控速度通過對芯20進行積極傳動或對超喂的芯20進行制動來設定。積極傳動可通過在紡紗機的運動鏈中插入齒輪機構，或者采用帶有特殊控制的單獨馬達來提供。芯20的制動可通過制動羅拉或通過其它方便的裝置來達到。
2組纖維條子30C、30D通過從具有用于條子30C、30D的側光滑導紗表面51的喂料羅拉50上通過而在紡紗三角40中合并，該喂料羅拉50配合著照面羅拉60，見圖5。芯20輸送通過位于喂料羅拉50中心的導紗槽52被導引到紡紗三角40中。為保證芯20準確地導入到槽52中，將芯經(jīng)與喂料羅拉50配合的對中羅拉55喂料。如圖6所示，對中羅拉55具有中央V字形預導紗槽56。
導紗槽52有利地呈基本U字形橫斷面，槽52的寬度和深度足以容納硬芯20。然而，其它形狀的槽52也可使用，只要它很好地導引硬芯20并且防止它跳到喂料羅拉50的圓柱形表面51上。槽52的寬度根據(jù)喂料羅拉50的尺寸選擇，并足夠小以避免“自由滑動”的條子30A、30B在喂料羅拉50的光滑表面上移動并進入槽52。另一方面，槽52必須足夠大以便能容納芯20并讓芯20在槽52中獨立于羅拉50的運動而運動。槽52的優(yōu)選形狀是U字形，具有平坦的對向側壁和斜切邊緣。就一般而言，槽52為1～3mm寬和1～20mm深。槽的深度受對減少芯20在槽52側壁上的摩擦的需要的限制，因此一般而言，槽52越寬就越深。
對中羅拉55中的V字形預導紗槽56可比槽52寬。預導紗槽56的尺寸要求不嚴格重要的是預導紗槽56的頂點恰好對中于導紗槽52中心之上，以便將芯20準確、對中地喂入到槽52的中央，避免芯20接觸槽52的邊緣。預導紗槽56可以類似于在傳統(tǒng)Siro包芯紗紡制方法中用于將彈性體芯喂入到無槽型喂入錫林上所用的公知的V字形槽。在本發(fā)明的新方法中，V字形槽56被用于新的目的，以保證芯20在中央導紗槽52中的完美定位。
由于芯20的彈性小和作用于匯聚點41處力的變化所造成的張力，喂入的芯20容易跳動。通過如上所述將芯20準確和對中地送入到中央槽52中，就可以將它穩(wěn)固和均勻地保持和導引，對匯聚點41的影響非常小。一方面，這樣便可使芯20和/或條子30A、30B的斷頭更少，另一方面，在所得復合紗10中，芯20被其外包層30更為均勻和完全地外包。
喂入的芯20首先沿著S或Z方向以相對于最終復合紗方向的捻度為超捻的捻度加捻。在紡紗操作期間，合在一起的條子30A、30B圍繞芯20紡紗，其捻度與芯20相反并對應于超喂芯20捻度的約30％～70％。在紡紗期間，芯20將沿著與其原來捻回相反的方向捻轉。此過程被稱作解捻。在解捻期間，芯20將隨著單根纖維的取向更趨于平行于紗線軸線而自然伸長。為此，芯20的喂入速度經(jīng)過調節(jié)以便補償該伸長，正如上面所述。
作為紡紗期間芯20的解捻的結果并通過選擇條子30A、30B根據(jù)芯20和外包層30的相對質量和尺寸而定的反向加捻程度，形成的復合纖維10中，芯20的扭矩被外包層30的扭矩抵消，具有中性扭矩，正如上面結合圖2所描述的。
實施例本發(fā)明將在下面的實施例中做進一步描述。
實施例1本實施例在實驗室紡紗機上實施，它是Spinntester SKF82，備有為長纖維加工(亦稱作精紡)而設計的PK 600型臂。
芯紗(20)是黑色KEVLAR對位芳族聚酰胺短纖紗，具有100dtex(Nm 100/1)的纖度。該芯紗由具有約100mm長度的牽切KEVLAR纖維紡成，沿Z向紡成800捻回/米。該紗線預汽蒸過。
外包纖維(30)是NOMEX間位芳族聚酰胺纖維，切斷長度為約100mm。該纖維被制成2組條子，每組6666dtex(Nm 1.5)。采用Siro紡絲隔距塊。機器設置為預牽伸設置值1.5，主牽伸22，使該粗紗條子從6666dtex解離成6666/1.5/22＝202dtex。
芯紗利用紗線傳動控制系統(tǒng)以16m/min的速度積極喂入。為此，芯紗被從一組以給定速度傳動的羅拉與包厚橡膠的金屬羅拉之間送過。
芯紗偏移向對中羅拉(55)并嵌合在喂料羅拉(50)中的細導紗槽(52)內。此導紗槽(52)大致呈U字形斷面，寬0.5mm，深1mm。喂料羅拉(50)的速度調節(jié)到17.5m/min。
最后，在外包層中采用NOMEX間位芳族聚酰胺纖維Ecru(自然色)制成的復合包芯紗沿S方向以7500捻回每米的速度加捻紡紗，從而達到外包纖維420tpm的最終捻度，和Nm19.946的最終支數(shù)(501dtex)。最終紗線進行汽蒸處理。
圖7A是在采用來自短弧汞燈的光在顯微鏡下拍攝的制成復合包芯紗(10)的照片。正如所看到的，芯被外包得很好，實際上達100％。制成的復合包芯紗也基本上中性，即，實際上零扭矩。
表I總括了上面就實施例1描述的條件，以及就實施例2(對比例)、實施例3和實施例4(對比例)描述的相應條件。
表I

實施例2(對比例)該對比例重復實施例1的條件，不同的是，特殊的帶槽喂料羅拉換成了標準無槽型喂料羅拉并且芯紗不是采用積極傳動以受控速度喂入，而是按照一般方式經(jīng)喂料羅拉(圓筒)喂入。
圖7B是所獲對比例紗線的類似于圖7A的照片。從圖7B可以看出，制成紗線的黑色“芯”螺旋式卷繞著，并且顏色較淺的“外包層”螺旋式卷繞著。該螺旋黑色“芯”清晰可見。獲得的紗線，不同于本發(fā)明，不具有被外包層包覆的中心芯，而是這二者纏繞在一起形成一根復合加捻的紗線。此種復合紗線的芯實際上沒有被外包。我們可以說，包覆率實際上等于0。
實施例3實施例3重復實施例1，不同的是，芯是黃色KEVLAR。主牽伸值調節(jié)到28。短纖紗的紗線張力也因采用不同的鋼絲圈而略有增加。
圖8A顯示制成的復合紗，被很好地包覆，同樣也實際上達100％。
實施例4(對比例)該對比例重復實施例3的條件，不同的是，特殊的帶槽喂料羅拉換成了標準無槽型喂料羅拉并且芯紗不是采用積極傳動以受控速度喂入，而是按照一般方式經(jīng)喂料羅拉(圓筒)喂入。
圖8B是所獲對比例紗線的類似于圖8A的照片。從圖8B可以看出，制成紗線的黃色“芯”螺旋式卷繞著，而且顏色較淺的“外包層”螺旋式卷繞著。該螺旋黃色“芯”清晰可見。獲得的紗線，不同于本發(fā)明，不具有被外包層包覆的中心芯，而是這二者纏繞在一起形成一根復合加捻的紗線。此種復合紗線的芯實際上沒有被外包。我們可以說，包覆率實際上等于0。另外，所拍攝的部分顯示出黃色“芯”從捻紡紗綻出。
實施例5該實施例是在經(jīng)特殊改裝以按本發(fā)明操作的實際尺寸商業(yè)紡紗機上進行的，生產(chǎn)出一種高可見性復合紗，其芯(20)由聚(間苯二甲酰間苯二胺)(MPD-I)短纖維構成，而外包層(30)則由卷曲的阻燃粘膠纖維(FRV)構成，后者是一種加入了商品名為“Lenzing FR”的阻燃型無氯含磷和硫的顏料的再生纖維素纖維。
FRV纖維的切斷長度為約5～9cm并且測量的平均短纖維長度為6.8cm。該FRV纖維被單獨地散纖維染色成高可見性黃色。這些纖維按照傳統(tǒng)長纖維加工方法(亦稱作精紡)被制成2組細的粗紗條子，每組6666 dtex(Nm1.5)。采用Siro紡紗隔距塊。機器設置為預牽伸設置值1.5，主牽伸22，使該粗紗條子從6666 dtex解離成到6666/1.5/25＝177dtex。
芯由卷曲的未染色(自然色)100％聚(間苯二甲酰間苯二胺)(MPD-I)短纖維紡成，切斷長度介于8～12cm，測定平均短纖維長度10cm。隨后，這些短纖維在傳統(tǒng)長纖維精紡加工設備上被環(huán)錠紡紗制成短纖維紗。
芯紗的支數(shù)是10tex，沿Z向的捻度800tpm。該短纖維芯紗以蒸汽處理以便部分地穩(wěn)定紗線，汽蒸的紗線復卷繞到為配合紡紗機上用于固定該芯紗筒子的設備而設計的特殊筒子上。芯紗張力除了積極式喂入設備之外還采用紗線制動設備進行調節(jié)。芯紗利用喂料羅拉(50)中中央導紗槽(52)上面的適宜對中羅拉(55)喂入到紡紗系統(tǒng)中。喂料羅拉以20m/min的速度工作。芯紗速度調節(jié)到v＝18.3m/min的數(shù)值。
外包纖維(30)沿S方向紡紗以9000捻回每分鐘的速度沿S方向施加450tpm的捻度。
制成的復合紗(10)的棉支數(shù)為20/1或大約450旦(55dtex)的線密度。它基本上為中性，即，無扭矩。
制成的復合紗配合Nm40/2的間位芳族聚酰胺以高速機織成282g/m2(8.3盎司每平方碼)的特殊織紋織物。在該機織織物中，本發(fā)明復合捻紡紗在上層。制成的復合紗又被針織成194g/m2的平針織物。針織和機織織物都通過了采用EN 471方法的高可見度測試，和在EN532中規(guī)定的“有限火焰蔓延”測試。
該實施例證實，本發(fā)明方法可在工業(yè)高速紡紗條件下大規(guī)模實施，從而在一步紡紗法中制成非常滿意的中性扭矩的復合捻紡紗，并且所制成的復合捻紡紗可通過大規(guī)模織造方法加工生產(chǎn)出具有所需性能的織物。
權利要求
1.一種基本上無扭矩并且中心硬芯外包以雙紡纖維外包層的復合雙包芯紗，其中中心硬芯按照ISO 2062方法測定的斷裂伸長小于50％，并具有Z或S捻回，該纖維外包層包含以與芯相反的Z或S捻回加捻在芯上的纖維，芯和外包層的相反捻回產(chǎn)生相反并基本相等的扭矩。
2.權利要求1的復合包芯紗，其中芯選自單絲、復絲、短纖紗及其復合材料。
3.權利要求1或2的復合包芯紗，其中芯和纖維外包層彼此獨立地由選自玻璃、金屬、合成纖維和長絲、碳復絲和纖維、人造纖維、天然纖維、抗靜電纖維和其復合材料的材料制成。
4.權利要求3的復合包芯紗，其中芯由芳族聚酰胺纖維制成。
5.權利要求3或4的復合包芯紗，其中外包層由粘膠纖維制成。
6.前述任何一項權利要求的復合包芯紗，其中芯被外包層包覆至少90％。
7.前述任何一項權利要求的復合包芯紗，其中芯占紗線的10～30重量％。
8.前述任何一項權利要求的復合包芯紗，其中纖維外包層是提供下列功能至少之一的功能性外包層高可見性、低摩擦、耐光牢度、美觀性、防紫外線、芯保護作用、耐磨損、防熱保護、熱性能、防火性、防熔融金屬粘附性、附著性、抗靜電效果、抗菌效果和舒適性。
9.前述任何一項權利要求的復合包芯紗，其中芯具有介于35～60捻回xg1/2xm-3/2的捻度系數(shù)α，其中α＝捻度/(1000/tex)-1/2并且tex＝1000x質量(g)/長度(m)。
10.由前述任何一項權利要求的復合包芯紗機織或針織的織物。
11.一種生產(chǎn)基本上無扭矩并且中心硬芯外包以雙紡纖維外包層的復合雙包芯紗的方法，其中中心硬芯按照ISO 2062方法測定的斷裂伸長小于50％，該方法包括(a)讓2組纖維條子合在一起形成紡紗三角；(b)向這2組纖維條子之間的紡紗三角中喂入中心硬芯，使條子與中心芯成一定角度，喂入的芯被引導到紡紗三角中并具有相對于最終復合紗的捻度而言為超捻的Z或S捻回；(c)控制芯向紡紗三角的喂入速度以補償條子與芯之間的角度和芯的解捻伸長；以及(d)讓合在一起的纖維條子以與芯相反并相應于喂入的超捻芯捻度的約30％～約70％的S或Z捻回圍繞著芯紡紗，以獲得基本無扭矩的復合包芯紗。
12.權利要求11的方法，其中條子沿與喂入的芯成θ角方向傾斜并且條子以速度V喂入到紡紗三角中，而且中心硬芯以接近k.V.cosθ的速度喂入到紡紗三角中，其中k是補償芯解捻伸長的因數(shù)。
13.權利要求11或12的方法，其中芯選自單絲、復絲、短纖紗及其復合物材料。
14.權利要求11、12或13的方法，其中芯和纖維外包層彼此獨立地由選自玻璃、金屬、合成纖維或長絲、碳復絲或纖維、人造纖維、天然纖維、抗靜電纖維和其復合材料的材料制成。
15.權利要求11～14任一項的方法，其中2組傾斜的條子通過從2組平行的粗紗的喂入來獲得。
16.權利要求11～15任一項的方法，其中芯由積極傳動或通過制動超喂的芯來實現(xiàn)以受制的速度傳動。
17.權利要求11～16任一項的方法，其中2組纖維條子輸送通過具有用于條子的側光滑導紗表面的喂料羅拉而在紡紗三角中合并，芯輸送通過位于喂料羅拉中央的導紗槽被導引到紡紗三角中。
18.權利要求11～17任一項的方法，其中芯在喂入時具有介于70～120捻回xg1/2xm-3/2的捻度系數(shù)α，其中α＝捻度/(1000/tex)-1/2并且tex＝1000x質量(g)/長度(m)，而其中復合雙紡紗中的硬芯具有介于35～60捻回xg1/2xm-3/2的捻度系數(shù)α。
19.一種生產(chǎn)基本上無扭矩并且中心硬芯外包以雙紡纖維外包層的復合雙包芯紗的設備，其中中心硬芯按照ISO 2062方法測定的斷裂伸長小于50％，該芯具有Z或S卷繞，而該纖維外包層則具有與芯相反的S或Z卷繞，該設備包括(a)將2組纖維條子在紡紗三角中合在一起的裝置；(b)向這2組纖維條子之間的紡紗三角中喂入所述芯，由此將芯引導到紡紗三角中，并使這2組條子與芯成一定角度的裝置，該芯具有相對于最終復合紗的捻度而言為超捻的Z或S卷繞；(c)控制芯向紡紗三角中的喂入速度以補償條子與芯之間的角度和芯的解捻伸長的裝置；以及(d)讓合在一起的纖維條子以與芯相反并相當于喂入的超捻芯捻度的約30％～約70％的S或Z卷繞圍繞芯紡紗，以獲得所述基本無扭矩的復合包芯紗的裝置。
20.權利要求19的設備，其中將2組纖維條子在紡紗三角中合在一起的裝置包括具有條子用的側光滑導紗表面的喂料羅拉，并且將芯喂入和引導到紡紗三角中的裝置包括位于喂料羅拉中央的導紗槽。
21.權利要求20的設備，其中導紗槽基本上呈U字形橫斷面，導紗槽的寬度和深度足以在其中容納芯。
22.權利要求20或21的設備，包括與喂料羅拉配合的對中羅拉，該對中羅拉具有經(jīng)過定位用以引導芯對中地進入喂料羅拉中的導紗槽的預導紗槽。
23.權利要求19～22中任何一項的設備，包括以調節(jié)的速度積極地傳動芯或者制動超喂的芯以達到某一調節(jié)速度的裝置。
全文摘要
一種基本無扭矩的復合雙包芯紗(10)，具有基本無彈性的中心硬芯(20)，外包雙紡纖維外包層(30)。中心硬芯(20)的斷裂伸長小于50％并具有Z或S捻回，并且纖維外包層(30)包含在芯(20)上以與芯相反的S或Z捻回加捻的纖維。芯(20)和外包層(30)的相反捻回產(chǎn)生相反并基本相等的扭矩。該紗線的生產(chǎn)過程是，向紡紗三角(40)中引入形成外包層(30)的2組條子(30A、30B)和中心芯(30)。芯(20)以S或Z超捻喂入，條子(30A、30B)具有相反的Z或S捻回，相當于在紡紗期間解捻的喂入的超捻芯(20)的捻度的約30％～70％。非彈性芯(20)以受控速度喂入，以便補償喂入角和補償解捻，并且由喂料羅拉(50)中的導紗槽(52)導入到紡紗三角(40)中。
文檔編號D02G3/36GK1853008SQ200480026646
公開日2006年10月25日 申請日期2004年9月15日 優(yōu)先權日2003年9月15日
發(fā)明者Y·巴德 申請人:納幕爾杜邦公司