專利名稱：包芯紗的摩擦紡裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地說涉及一種用于制成一種三組份包芯紗的摩擦紡裝置和方法更特別地是涉及這樣的一種裝置及方法它包括帶有一對用于導(dǎo)引纖維條及粗紗進入該裝置的牽伸架部分以使這些纖維條形成該包芯紗的芯及包芯部的導(dǎo)引通道的喇叭口狀裝置。
在摩擦紡裝置中制成兩組份的包芯紗線是已知的。例如在美國專利US4249368和US4327545中公開了一種DREF型的摩擦紡裝置，其中一根單獨的纖維條被喂入牽伸架部分的入口端，然后又被喂入在一對旋轉(zhuǎn)抽吸滾筒間延伸的細長狹道，在滾筒處被牽引的包芯層纖維被喂入細長狹道并纏繞在沿細長狹道伸展的纖維上以形成兩組份包芯紗。美國專利US4107909中公開了一種類似形式的摩擦紡裝置，其中芯紗被喂入細長狹道，在那里被牽引的包芯層纖維被裹繞在芯紗上以制成兩組份包芯紗。當(dāng)該類型的纖維形成的紗條和/或紗線喂入牽伸架部分以及該類型的纖維形成被牽引的包芯層纖維喂入細長狹道時，能變化地形成具有變化特征的兩組份包芯紗，而用已知的摩擦紡裝置制造不同類型的包芯紗的種數(shù)受到限制。
考慮到如前所述的情況，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于制成三組份包芯紗的摩擦紡裝置及方法，其中兩股纖維條被喂入牽伸架部分以形成芯和環(huán)繞復(fù)蓋芯的包芯部，被牽引的包纏纖維被喂入在一對旋轉(zhuǎn)的抽吸滾筒間伸展的細長狹道并裹復(fù)纏繞在芯和包芯部之上形成外包纖維。該裝置與方法使得多種多樣的不同類型的到目前為止尚不能得到的三組份包芯紗的生產(chǎn)成為可能。
按照本發(fā)明，該摩擦紡裝置包括與牽伸架裝置的入口端鄰接的喇叭口狀裝置，該喇叭口狀裝置上有一對用于分別導(dǎo)引兩股纖維條使其進入牽伸架部分以形成芯和環(huán)繞與復(fù)蓋該芯的包芯部的導(dǎo)引通道。當(dāng)該芯與包芯部通過在一對旋轉(zhuǎn)抽吸間延伸的細長狹道時，被牽引的包纏纖維被喂入細長狹道并纏繞在芯與包芯部上最終形成三組分包芯紗。
兩個延伸穿過本發(fā)明的摩擦紡裝置上的喇叭口的導(dǎo)向通道最好是布置成垂直排列的形式，即一個在另一個的上方。這樣芯纖維條被喂入上方的導(dǎo)向通道并被導(dǎo)引至穿過下方的導(dǎo)向通道的頂部和包芯部纖維條的中心部。纖維被喂送至這樣一個位置使得當(dāng)它們被牽引至牽引架部分并經(jīng)過在旋轉(zhuǎn)抽吸滾筒間的細長狹道時，包芯纖維環(huán)繞并復(fù)蓋在芯纖維上。
喇叭口狀裝置最好是用塑性材料模壓制成，它包括有具有一對向內(nèi)彎曲并相接合于一向外凸出的頂部的曲表面，該內(nèi)曲的表面基本上與牽伸架部分的第一對牽引羅拉的圓周表面相吻合且該外出的頂部與牽引架部分的第一對牽引羅拉的輥隙相鄰接。導(dǎo)向通道的出口端在喇叭口裝置的頂點，使得纖維條間的相互位置保持在一種可靠的狀態(tài)下直至纖維條通過牽伸架上的第一對牽伸羅拉的鉗口。喇叭口裝置的進入部的表面基本平坦且具有與之模壓成為一個整體并向外凸出的水平肋條，該肋條位于垂直分布的導(dǎo)引通道的入口端之間，以有助于防止纖維在被導(dǎo)引進入和穿過喇叭口裝置時纖維從一根纖維條上游移至另一根纖維條上。
本發(fā)明的摩擦紡裝置與方法可以用來制成多種多樣不同類型的三組分包芯紗。例如，該摩擦紡裝置可以用來制成用以制造我們共同申請的序號為-的申請文件中所公開的類型的阻燃安全服裝的織物的三組分包芯紗。這份共同申請的包芯紗包括耐高溫纖維的芯及環(huán)繞并復(fù)蓋在芯上的耐低溫纖維的包芯部分，以及環(huán)繞并復(fù)蓋包芯部分的耐低溫性纖維外包部分。此外，本發(fā)明的摩擦紡裝置可以用來構(gòu)成以相同或不同纖維構(gòu)成芯，包芯部分和外包部分的三組份包芯紗。
附圖的簡要說明結(jié)合附圖的進一步說明可以顯示出本發(fā)明的其它的目的和優(yōu)點。其中，

圖1是本發(fā)明的摩擦紡裝置的局部等角透視圖;
圖2是放大的從紡紗裝置上取出的喇叭裝置入口的等角透視圖;
并且表示出其中的上方和下方的導(dǎo)引通道;
圖3是圖2的喇叭口狀入口的側(cè)立視圖;
圖4是本發(fā)明的摩擦紡裝置制成的三組份包芯紗的局部大倍數(shù)放大視圖，圖中部分地表示出外包部分和從其一端移出的包芯部分;
圖5是用圖1的紗線織成的織物的局部高倍放大等角視圖，右手側(cè)部分被火燒過。
對最佳實施例的描述在圖4中按標(biāo)號10所指的，概括地繪出一種三組份包芯紗，它可按本發(fā)明的摩擦紡裝置和方法制造。包芯紗10包括基本上是軸向或縱向延伸的芯纖維11，基本上是軸向延伸并環(huán)繞與復(fù)蓋該芯的包芯部分纖維12，以及基本上是周圍伸展的環(huán)繞與復(fù)蓋包芯部分12的外包纖維13。當(dāng)外包部分13的纖維被置于紗線外表面并向該包芯纖10提供所需的外觀及通常的特性時，構(gòu)成芯11和包芯部分12的纖維則提高了紗的抗拉強度。
包芯紗10是用DREF摩擦紡裝置制造的，該裝置按圖1-3所表示的本發(fā)明的方式作了改進，該摩擦紡裝置具有由帶改進型的喇叭狀入口的成對的串聯(lián)的牽伸羅拉20，21及22的芯和包芯部分牽伸裝置，如標(biāo)號23所概略指出的，該喇叭狀入口與第一個牽伸羅拉的鉗口處鄰接。普通形式的喇叭口裝置24則裝置于串聯(lián)的成對的牽伸羅拉21，22的鉗口處，輸送羅拉25位于牽伸部的出口端，其作用是輸送與導(dǎo)引紗線使其進入一對帶孔的抽吸滾筒26、27間的細長狹道，上述滾筒在驅(qū)動皮帶28和驅(qū)動皮帶輪29的作用下作同方向的轉(zhuǎn)動。
許多外包纖維條13被向下導(dǎo)引入牽引架羅拉30并進入梳理滾筒31，然后進入一對帶孔的抽吸滾筒26，27間的細長狹道并被包纏于紗線的外表面。當(dāng)紗線離開該對帶孔的滾筒26，27所形成的細長狹道的出口端后，就通過抽引羅拉33之間并被導(dǎo)引上方和下方導(dǎo)桿34，35并被導(dǎo)向圖中未示出的通常形式的該裝置的卷繞機構(gòu)上。
如圖2和3所示，該改進的紗線喇叭狀進口23包括一個垂直延伸的平坦的入口表面36和一個下方的用以導(dǎo)引通過包芯部分紗條12的紗線導(dǎo)引通道39，以及一個上方的用以導(dǎo)引通過紗芯粗紗11的紗線導(dǎo)引通道40。這個平的前部或喇叭狀入口23的入口表面36上設(shè)置有與之成為一體并向外突出的用以使芯的粗紗11和包芯部分的紗條12在分別進入喇叭狀入口23的導(dǎo)引通道40，39時保持彼此隔開的狀態(tài)的導(dǎo)向肋或杠42。喇叭口23的出口端具有內(nèi)收的曲表面43，44，它們實際上是與第一對牽伸羅拉20的周向表面的形狀相配的。該內(nèi)收的曲面43，44在外凸端45處接合，外凸端與該對牽伸羅拉20的輥隙處鄰接。
導(dǎo)引通道39、40的前端或入口端是垂直對齊并且由導(dǎo)向肋42隔成上下分開的兩部分。導(dǎo)引通道40的出口端位于較低的導(dǎo)引通道39的出口端的上方并相鄰，所以芯粗紗11在與包芯紗條12一同通過第一套牽伸羅拉20間的鉗口處時就疊在并落入包芯紗條12的中心部。當(dāng)纖維受到牽伸部的牽伸羅拉20，21和22的連續(xù)牽伸時包芯紗條12就周向地復(fù)蓋在芯11的纖維上。
當(dāng)包芯部分12與芯11從輸送羅拉25向前運行穿過帶孔的抽吸滾筒26，27間的細長狹道構(gòu)成的摩擦紡區(qū)段時，外包部分13的纖維就基本上周向地同樣以環(huán)包的形式完全地圍繞并復(fù)蓋住包芯部分12和芯11。包芯紗10隨之在抽引羅拉33的作用下通過摩擦紡區(qū)段的出口端移出并被導(dǎo)引至圖中未示出的卷繞裝置上。
多種多樣的不同類型的纖維都可以用來構(gòu)成芯11，包芯部分12和外包部分13。在本發(fā)明的摩擦紡裝置中可以制成作為特殊應(yīng)用的三組份包芯紗，即向喇叭口23的上方導(dǎo)引通道40中輸入耐高溫纖維構(gòu)成的芯粗紗11，向下方導(dǎo)引通道39中輸入耐低溫性纖維構(gòu)成的包芯紗條12，向牽引架羅拉30中輸入多量的耐低溫性纖維構(gòu)成的纖維條13。這樣的三組份包芯紗然后加以紡織或編織以構(gòu)成具有很大用途的防火安全服裝織物。
例如按下述非限定性的實施例可以制成非常有效防火織物。將包含有40%PBI纖維及60%Kevlar(凱夫拉爾)纖維的重量必須達到紗線總重的20%的芯粗紗11喂入喇叭狀入口23的上方導(dǎo)引通道40。將包括有100%人造棉纖維的重量必須達到紗線總重30%的包芯棉條12喂入喇叭狀出口23的下方導(dǎo)引通道39。將全棉纖維組成的重量足以達到紗線總重50%的多量外包棉條13喂入牽引架羅拉30。
得到的包芯紗10以經(jīng)緯交織的方式織成如圖2所示形式的5.5盎司平織物。該織成的織物被染色并加以專門的阻燃化學(xué)處理，并隨之施加以永久性耐壓樹脂涂層。得到的織物表現(xiàn)出的耐壓特性在洗一次水后3.0+，而在洗5次水后為3.0。該織物也表現(xiàn)出在碳電弧光源下暴露40小時時的4-5級的著色牢固度特性。然后該織物用國家防火協(xié)會法加以處理(NFPA701)，包括以以本生燈作12秒垂直燃燒耐久性試驗后織物呈現(xiàn)出的停焰不續(xù)燃的或余燼式的炭化長度小于1.5英寸。按照聯(lián)邦試驗法5905，作兩次12秒高熱流丁烷焰垂直燃燒所呈現(xiàn)的損耗為22%且停焰后續(xù)燃時間為0秒，作對照試驗的類似重量與結(jié)構(gòu)的Nomex-Ⅲ(諾梅克斯-Ⅲ)織物在6秒后停焰時其損耗為45%。在加熱室內(nèi)468°F的溫度下經(jīng)五分鐘試驗后，包芯紗的熱空收縮量在經(jīng)向和緯向均低于1%。
經(jīng)過全部燃燒試驗，織物的炭化區(qū)域仍然是柔性的并完整無缺，未呈現(xiàn)出脆性，熔化或織物皺縮。在圖2中的右側(cè)部分中所描繪的織物局部以班點表示出受到燃燒試驗的區(qū)域、其中并描述出其中耐低溫纖維已呈碳化狀態(tài)但仍然保持在環(huán)繞耐高溫纖維芯部的位置上。當(dāng)織物在用于制成救火隊員的襯衫或類似織物時，外包部分13與包芯部分纖維12的碳化了的纖維仍保留在環(huán)繞芯11的位置上構(gòu)成一絕熱屏障并使皮膚與織物間的空氣層與外界隔絕。
應(yīng)當(dāng)了解本發(fā)明的摩擦紡裝置不限于制造上述類型的防火服裝產(chǎn)品用的紗和織物，而是可以用來制造多種多樣不同類型的三組份包芯紗，該包芯紗可用來制成多種多樣不同類型的織物。用本發(fā)明的摩擦紡裝置制造的三組份包芯紗、每根由基本上是沿紗的軸向或長度方向延伸的纖維構(gòu)成的芯11，其纖維基本上沿紗的軸向或長度方向延伸并環(huán)繞復(fù)蓋芯11的包芯部分12及其纖維基本上沿周向環(huán)繞包芯紗10的方向延伸并環(huán)繞復(fù)蓋包芯部分12的外包部分13組成。向摩擦紡裝置補充纖維可通過喇叭狀入口執(zhí)行，該喇叭狀入口包括一對用來導(dǎo)引并保持芯纖維和包芯纖維在它們被導(dǎo)引穿過摩擦紡裝置的牽伸部時的導(dǎo)引通道。
在附圖和說明書中表明出目前可能實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。盡管采用了具體的構(gòu)形，但它們僅有一般的和描述性的含義而并非作限定之用，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求中作出限定。
權(quán)利要求
1.用于制造包芯紗的摩擦紡裝置，包括由一對相鄰的轉(zhuǎn)動抽吸滾筒。在滾筒間具有細長狹道和入口與出口端，一個包括有入口和出口端的牽伸架部分，其出口端與上述抽吸滾筒間的所說的狹道的入口端鄰接，喇叭口裝置與上述牽伸架部分的入口端鄰接并包括將上述牽引架部分的纖維條導(dǎo)入導(dǎo)引通道，與上述細長狹道的所說的出口相鄰接的卷繞紗線裝置，及包括出口和入口端的羅拉牽伸架裝置，上述羅拉牽伸架裝置與上述細長狹道相鄰接并可在上述出口端接受纖維條并將被牽引的包纏纖維喂入細長狹道使上述包纏纖維纏繞在沿上述細長狹道延伸的纖上，其特征在于具有用于向上述牽伸架部分喂入補充的纖維條以制成三組份包芯紗的裝置，上述補充的纖維喂入裝置包括有位于上述喇叭口裝置上并與上述第一個紗條導(dǎo)引通道鄰接的用于導(dǎo)引補充的紗條進入通過上述喇叭口裝置的上述第一個紗條導(dǎo)引通道的紗條的中心部的補充紗條導(dǎo)引通道，故上述第一個和補充的紗條通過并在上述牽伸部被牽伸并同時使第一紗條纏繞在上述被充紗條上，并且在這里其未自于牽引架羅拉裝置的纖維又裹復(fù)在通過上述細長狹道的第一和補充的纖維條上制成三組份包芯紗。
2.按照權(quán)利要求1的摩擦紡裝置，其中上述喇叭口裝置包括一個平坦的入口表面和一出口端，上述出口端包括一對內(nèi)凹曲面，它們相接合于一外凸頂部，在所說的喇叭口裝置內(nèi)的第一導(dǎo)引通道和所說的補充導(dǎo)引通道各包括一位于上述平坦入口表面上的入口端和鄰接于上述外凸頂部的出口端，其中上述入口端互相分開并在上述平坦入口表面上在垂直方向上排列。
3.按照權(quán)利要求2的摩擦紡裝置，其中上述第一導(dǎo)引通道和上述補充導(dǎo)引通道的出口端互相在上述喇叭口裝置的外凸頂部相鄰接。
4.按照權(quán)利要求3的摩擦紡裝置，其中上述喇叭口裝置的平坦入口表面包括一從上述平坦入口表面向外延伸并位于上述第一導(dǎo)引通道和補充導(dǎo)引通道的彼此分開的入口端之間的有肋于保持被導(dǎo)引進入并穿過上述導(dǎo)向通道的紗條纖維分開的水平伸展的導(dǎo)向桿。
5.按照權(quán)利要求2的摩擦紡裝置，其中上述牽伸架裝置包括串聯(lián)排列的成對的具有輥隙的牽伸羅拉，其中上述的喇叭口的所說的出口端內(nèi)凹曲表面基本上與所說的成對的牽伸羅拉的第一對的周向表面相吻合，且上述喇叭口裝置的向外凸出的頂部和上述第一對牽伸羅拉輥隙相鄰接。
全文摘要
本摩擦紡裝置包括一帶有包括第一和第二纖維條導(dǎo)引通道的喇叭狀入口的用以制成三組份包芯紗的牽伸架裝置，導(dǎo)引通道中的一條導(dǎo)引芯粗紗進入牽伸架部分而同時另一紗條導(dǎo)引通道導(dǎo)引一包芯紗條進入牽伸架裝置使得包芯纖維環(huán)繞于芯纖維上。然后外包裹復(fù)纖維在一對轉(zhuǎn)動抽吸滾筒之間延伸的細長狹道處纏繞于芯和包芯纖維。
文檔編號D02G3/36GK1044834SQ89109810
公開日1990年8月22日 申請日期1989年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月22日
發(fā)明者特里·G·蒙特哥莫里, 威廉姆·G·馬丁 申請人:彈簧實業(yè)有限公司