專利名稱:假捻差異張力紗的制作方法
本發(fā)明一般地涉及改進的假捻紗，更確切地說是涉及到采用聚酰胺和聚丙烯紗以制造最低限度的可察覺方向性的起圈地毯以及制造這種紗的方法。
起圈地毯一般是在族絨機上制造的。該機有許多針，每根針上穿有一根絨頭紗，紗通過背襯織物刺入，當針抽回時就在該處形成一個絨圈。如此重復，則沿著背襯前進的長度方向形成條條絨圈的直線。當傳統(tǒng)的絨頭紗無捻或有平衡股捻時，若沿著織物的長度方向和橫方向看，地毯顯示出有差異，因為這兩個方向的絨頭幾何外形是不同的。這種現(xiàn)象即所謂方向性。此外，無論從那個方向看，這些毛圈都排列成很明顯的行列。
這種方向性通常要求在給定場所的所有地毯必須按同一方法拼接;不然，聯(lián)接兩塊不同方向的地毯就會看出不均勻性。
當背襯前進時，將針排橫向地左右移動可以使這種明顯的行列減少到一定程度，(“超針距簇絨”)，但這卻需用更為昂貴的簇絨機，而且不能完全消除上述問題。
很多流行地毯的式樣要求將兩根或更多的單獨的卷曲紗進行合股加捻以生產(chǎn)一種比常用單紗更粗的紗或者使加捻產(chǎn)品的外觀更均勻完美。有時將兩根或更多的不同顏色或異染色性的紗捻合在一起以形成多色效應。這種股捻工藝是很昂貴的，因為離心力限制了大卷裝供料紗筒互相轉(zhuǎn)動的速度，結果只能得到相當?shù)偷募喚€線速度，約40-70碼/分(37-64米/分)。
已知當兩根或更多的紗在不同張力下合股加捻時，處于最高張力下的紗會遷移到股線的中心，而那些處在較低張力下的紗則露在表面，呈螺旋狀繞在較高張力“芯”紗的周圍，當紗線具有不同顏色或光澤時，會造成一種“理發(fā)店招牌柱”狀的外觀。這樣的“芯”一般是不希望的。
美國專利第3427647號公開了一種有點相似的方法，以將紗圍繞著假捻芯上，其中包繞紗相對于芯紗前后遷移，造成超包繞區(qū)域。這種區(qū)域一般在地毯用紗中是不希望的。由于包繞紗常常是粗旦的，而超包繞區(qū)的直徑很可能非常大，致使在簇絨機的管子和排針上造成喂料問題。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了一種用于起圈地毯的卷曲聚酰胺或聚丙烯紗的復絲，它至少含有一根連續(xù)卷曲的復絲芯紗和至少含有一根連續(xù)卷曲的復絲包繞紗，其特征是包繞紗絲要比芯紗絲長1-14%，并在芯紗上形成隨機的螺旋圈。另外，此紗的又一特征是包繞紗中的一些絲彼此互相輕度聯(lián)結，包繞紗的柱形膨松度約為芯紗的70-85%。一定長度的切斷紗經(jīng)煮沸后至少每英寸有一個捻度(39捻度/米)，最好是每英寸有二個捻度(79捻度/米)。
本發(fā)明的產(chǎn)品包括一根或多根膨體連續(xù)絲芯紗沿著復合紗的軸向排列，在其周圍至少部份地包有一根或多根膨體長絲包繞紗，該紗順序地以隨機的螺旋圈包在較短的芯紗的表面，如圖5A所示?？梢杂^察到此紗在約180℃時，在張力下，包繞紗已基本上接觸到芯紗。當切取一定長度的紗沸煮后，該復合紗至少每英寸有一個捻度(39捻度/米)，對于聚酰胺紗最好至少每英寸有二個捻度(79捻度/米)的單向捻。包繞紗的柱形膨松度相對于芯紗的膨松度的要求;聚酰胺最好在70-85%，而聚丙烯最好在70-90%。該紗的膨松卷曲伸長約為20-40%。這種紗還含有少于10%的不卷曲長絲，這種不卷曲長絲可以是抗靜電的。
這種紗束可能基本上沒有真正的紗捻度，這不排除可能在處理紗束時偶然發(fā)生的小量捻度，正像紗束以傳統(tǒng)的方式從一個固定的卷裝(如筒子架)退繞時發(fā)生的一樣。每3厘米含有不多于一個真捻時，認為基本上是無捻的。
制做這種用于起圈地毯的卷曲復絲紗的工藝步驟如下(a)，至少喂入二根卷曲的聚酰胺或聚丙烯復絲紗，該紗是在不同張力下以假捻狀態(tài)通過加熱區(qū)的;(b)，用飽和蒸氣加熱假捻紗;(c)，將紗假捻。
至少一根卷曲復絲紗可以在大約為0.02-0.25克/旦(gpd)積極式張力下喂料，以及至少另一根卷曲復絲紗可以在比第一根低約0.012-0.16克/旦的積極張力下喂料，兩根紗通過一加壓飽和蒸氣加熱區(qū)，在此，至少表面的長絲要達到一定的溫度足以使復絲定型成為假捻的包纏構型;此時紗被假捻，較低張力的紗以隨機回復的螺旋圈狀包繞在較高張力紗上，且在加熱時徑向壓縮，然后通過一假捻裝置而被卷繞到卷裝上。
第一根紗的張力最好在0.04-0.16克/旦之間，第二根紗的張力最好比第一根低0.032-0.10克/旦。
加熱區(qū)最好包括一個具有密閉進出口通路的箱體，此外飽和蒸氣橫向射到紗束上，正如1985年7月15日，申請?zhí)枮閁SSN 754730的共同未決的文件所述。但是本技術不同于以前申請中公開的技術，本申請中的高張力紗在加熱箱體中由于加捻而緊密壓緊，所以長絲不能自由分開而個別地被加熱或基本纏結在一起。因此，只有較低張力紗中的長絲以及高張力紗上的表面長絲才充分地受到飽和蒸氣的作用。蒸氣的加熱和塑化效果足以滲透到較高張力紗中，以在潛在轉(zhuǎn)矩下定型。低張力紗由于蒸氣和徑向壓力的作用則以包纏的構型而被定型。在低張力紗和高張力紗之間可能有輕度的纏結。在過高的蒸氣溫度下或過長暴露時間會導致整個紗熔融。
假捻裝置最好如美國專利3079745中所公開的那種流體加捻噴嘴，它用室溫下的壓縮空氣去加捻和冷卻紗。加捻裝置的操作條件必須保證在每一英寸(2.54厘米)紗段上至少有一個捻，最好有2個捻。以上是在切一段長度為6英寸(15.24厘米)的紗懸浮在沸水中時測得的。
使用本發(fā)明方法制得的紗制做起圈地毯并在膠乳整理、煮練和染色加熱時，在加熱區(qū)中已被定型成混合紗的假捻會使毛圈不同程度地超扭出其通常的排列方式。同時，在高張力下的紗向底布收縮的程度要比低張力紗高些。
毛圈的加捻，特別是對于緊密結構的地毯，在生成捻度的加熱過程中，攪拌更為有利，如噴射熱染料溶液到地毯面上或在染浴中對液體的攪拌。毛圈與毛圈之間的收縮是不均勻的，從而獲得了良好的無規(guī)的地毯表面。加捻和收縮二者都使毛圈在各個方面呈不規(guī)則的排列，這樣就可以不同程度地最大減少方向性和明顯的行列。減少的程度取決于紗的性質(zhì)和地毯的結構。
在非常稀疏的地毯結構中毛圈受相鄰毛圈的牽制較小，絨圈以更高的程度加捻和收縮，這樣就比傳統(tǒng)紗能更有效地遮蓋底布。
除上述的加捻和收縮性之外，低張力紗或以螺旋圈狀包繞較在高張力紗上的紗，它們在方向上和圈數(shù)上都是隨機的。這就會造成更加隨機性的外觀，特別當紗是不同的顏色或染色性不同時更是如此。
鑒于上述結果，本發(fā)明的紗制得的最為優(yōu)越的地毯，可以將與一塊與機器方向一致的部分與另一塊橫向部分連在一起，在連接處外觀沒有明顯的變化。
由于復合紗在加熱區(qū)受到加捻定型和表面長絲纏入紗束的壓縮性，還由于選用的蒸氣加熱器的進出口狹窄通道以及蒸氣對紗的撞擊作用，使長絲呈一定程度的纏繞。致使紗線具有足夠的抱合作用，在通過簇絨機架和排針時，不會因為缺少真捻或高度的纏結而產(chǎn)生麻煩。由于紗受到飽和蒸氣的撞擊時已被加捻，芯紗中央的長絲比芯紗外表的長絲受到蒸氣的作用少。而包繞紗的長絲比芯紗的長絲受到飽和蒸氣的處理更為徹底。蒸氣處理的不同對包繞紗和芯紗的性質(zhì)和特性會造成本質(zhì)的不同。這樣繞成的紗線卷裝具有卷曲變形紗的外觀，不像傳統(tǒng)的膨體紗那樣表面光滑。
差異張力的作用之一是有利于加捻，當紗線在相同的張力下加捻時，最外面的長絲走的距離比最里面的長絲要大，因此受到更高程度的張力。這種需要去拉緊這些長絲的力，抵抗著加捻所作用的力并阻止要達到的加捻程度。當某些紗在低張力下，它們就能更容易地包繞在高張力紗的外面。因此在加捻裝置中施加扭矩可以得到更高的加捻程度，特別是所用的加捻裝置是流體加捻噴嘴時更是如此。
為說明上述效應，用三根聚酰胺膨體紗，為明顯起見，其中之一用黑色，使之通過如圖1中所示的工藝。除了紗10的張力比其它二根紗(紗11)大外，所有條件都一樣。用高速閃光拍攝了在導絲輥16和加熱區(qū)18之間的紗捻度的照片。
表ⅠA B C紗10張力 克 15.0 30.0 100.0克/旦 0.0 0.008 0.026紗11張力 克 15 15.0 15.0克/旦 0. 0.004 0.004平均捻度每英寸捻回 0 2.0 6.0每米捻回 35 79 236可以看出，在上述張力范圍內(nèi)，施加不同的張力，可增加捻度六倍以上。在較低和較高張力絲上的張力差別，會導致不同程度的加捻，這可用實驗來測定。
張力差異程度必需足以產(chǎn)生上述優(yōu)點，不能差異太大，因為拉伸一根高張力的紗足以減少其卷曲度，而拉伸一根較低張力的紗，其松弛性足以使纖維從復合絲的表面伸出，而且在通過簇絨機的導絲輥和排針時會造成鉤絲和毛刺?？刹捎玫膹埩Σ町惗热Q于所用的紗線的性質(zhì)。張力的差異一般是在0.008到0.24克/旦之間，最好是在0.028到0.155克/旦之間。
圖1是本發(fā)明所采用的過程的示意圖。
圖2是所用加熱器的示意圖。
圖3是加捻噴嘴的示意圖。
圖4是本發(fā)明另一工藝的部份圖。
圖5A和5B是本發(fā)明例3的紗的側(cè)視圖，放大倍數(shù)分別為3和8。
圖6A表示從背襯前進方向沿背襯的長度方向看到的一典型起圈地毯的外觀。
圖6B是從背襯前進方向的橫向看到的同一個起圈地毯的外觀。
圖7A是在較高放大倍率下看到的一典型起圈地毯的外觀。
圖7B是圖7A地毯的放大近視圖。
圖8A是用例6的紗做的起圈地毯。
圖8B是圖8A織物的放大近視圖。
圖9A和9B是例7的紗，如圖8A，8B所示一樣。
圖10A和10B是例9的紗，如圖8A，8B所示一樣。
圖11是例3的截面照片。
圖1是一根或一根以上的卷曲聚酰胺長絲10和11從供給卷裝12引出，在導絲輥16處并成紗束并通過加熱區(qū)18，這最好是紗束在此可經(jīng)一定壓力的高速飽和蒸汽處理的裝置。飽和蒸汽從汽源處送來(圖中未示)，通過管道20進入加熱裝置18。處理過的紗22通過輸送輥24到卷繞筒26。張力裝置15置于一根或多根喂料紗上，如10，用以調(diào)節(jié)所需的張力差。加捻噴嘴23從氣源提供壓縮空氣(圖中未示出)用以加捻在加熱裝置18中處理的紗22;所以紗是在假捻狀態(tài)下汽蒸處理的。通過加捻噴嘴23后儲存的捻度恢復到零。
圖2是圖1所選用加熱裝置的2-2剖面圖，在此，紗束14入進口28，通過一根具有密閉通道30的延伸管，將紗束送到室32。一股飽和蒸汽從室32以與紗運動相反的方向通入并加熱紗束14。當紗束進到室32時，飽和蒸汽沿著室和絲束的縱向軸從孔34吹入，此后紗束通過出口38的密閉通道36從室32出去。
圖3是圖1加捻噴嘴23的剖面圖，截自圖1A-A。紗22通過紗線通道40，此處矩形空氣孔42以切線方向?qū)嚎s空氣吹到紗22上，以逆時針方向?qū)⒓喖幽怼?br>在圖1所示的本發(fā)明優(yōu)選的具體裝置中，低張力紗或紗束11和高張力紗10在導絲輥16上合股，當紗線退回到張力器15時，導紗輥16可以停止加捻。這種導紗輥可以有一個V形溝槽以夾持紗線，或是一對轉(zhuǎn)動的輥子以夾持紗線。這樣安排能保證一單根低張力紗11沿端部相當均勻的繞在高張力紗上。當用二根或更多的低張力紗11時，在同一時間都會以接近相同的方向包繞。如果導紗輥16不能完全制止紗10的加捻，只要將紗10和11在導紗輥16處引入，同時在高張力和低張力紗之間維持一個至少約10°的角度，以防止低張力紗在到達導紗輥16前包繞在高張力紗上，這樣也能得到大致接近的均勻性。
圖4示出另一種優(yōu)選的具體裝置，當導紗輥是一個平面軸瓦或相當物時，紗10上的捻度可傳遞回至張力器15，則當紗10，11接近導紗輥16時，紗11包繞在紗10上。若紗11與紗10在不同的地方相遇，如圖4所示，它們會彼此越出相位而得到一個隨機程度更大的加捻外觀。假若它們藉助導紗器17在同一處導入，它們會以相同的方向和相位包繞。當該處的低張力紗不是由導紗器固定時，包繞的形式將更為隨機。
用以下方法可以制得許多包繞形式紗線合并時的位置不同，高、低張力紗之間的角度A不同，張力的絕對值不同以及二根紗之間的張力差異值不同等。防止過包繞的方法是在約200碼/分(183米/分)或更高的速度下用現(xiàn)有的工藝操作，在高、低張力紗之間采用較小的角度;以及/或者在二根紗相遇的地方安一導紗器以固定位置。
當?shù)蛷埩喓透邚埩喼g的角度很小時，包繞紗和芯紗之間的長度差值也變小，當角度達到90°時，長度的差值就會增加。
圖5A的紗是本發(fā)明例3的紗以絞紗形式松馳沸煮后的三倍放大圖，這時包繞和卷曲已充分形成，低張力的包繞紗染得比芯紗更深以分辨出包繞特性。紗是經(jīng)引張拉伸的。因為沿紗線長度低張力紗50包繞在高張力紗52上的程度是不同的，而在54處又發(fā)生倒向，這種紗在地毯中，不會出現(xiàn)不良的“理發(fā)店柱”外觀，而均勻加捻紗卻會出現(xiàn)。
圖5B所示的紗同圖5A，放大倍數(shù)為8倍。
圖6A和6B是典型起圈地毯的二個視圖，針距1/8英寸(3.18毫米)，絨頭高1/4英寸(6.36毫米)，每平方碼24盎司(814克/米2)每英寸10個絨圈(3.94個絨圈/厘米)。不論從那個方向來看毛圈都排列成行R。
圖7A是和圖6A相似的另一種典型的起圈地毯，但放大三倍。它是由4根5000旦杜邦365A型聚酰胺地毯紗織成。針距5/16英寸(3.98毫米)，絨頭高1/2英寸(1.27厘米)，每平方碼45盎司(1526克/米2)，每英寸3.5個絨圈(1.38絨圈/厘米)，毛圈也是排列成行R的。
圖7B是圖7A地毯的側(cè)視圖，放大倍率為三倍。
圖8A和圖6B相似，放大倍率為三倍。是用例6的紗織的地毯，看不出排有行列。
圖8B放大倍率為三倍，由于加捻部份56在方向和程度上都不盡相同，所以對觀者來說絨圈的位置是隨機的。一些毛圈的頂部是卷曲的如58所示。因此，絨圈的頂部在所有方向都看不出幾何排列，基本消除了方向性和行列性。
圖9A和9B所示如圖8A和8B，是例7的紗做的地毯。
圖10A和10B所示如圖8A和8B，是例9的紗做的地毯。
測試方法長絲的長度差異樣品紗中，每一種差異可染型長絲可用適當?shù)膫鹘y(tǒng)交染法，染成可鑒別的顏色或色光，對每一類型的絲，至少用一種染料。另外，只有淺染型的長絲不用染色。在本例中，高張力的芯紗未染色。將一根10-12英寸(25.4-30.5厘米)長的交染紗垂直掛好，并在樣品的中部打一個死結。在樣品的下端掛一個重物相當每旦0.025克(即對4000旦紗而言，用重量100克的砝碼)。在死結下面2英寸的地方小心將紗剪斷。結下面的紗中纏繞的絲用細鋼絲刷小心梳理，這種刷子就像用于刷鹿皮絨毛的一樣。將一條長度大于2英寸(5.08厘米)的透明雙面膠帶的一面置于黑紙上。緊靠結的下面小心剪斷梳理好的纖維。用鑷子將每一種顏色取5根絲平行地放在雙面膠帶的上面。在放好的絲上蓋一條透明單面膠帶以使其固定位置。每根絲的長度用地圖距離測量儀測定，如Keuffel和Esser制造的NO.620300測量儀。重復此步驟直到每一種顏色記錄50根絲的長度。計算出每種絲類型50次測量的平均值。未上色或淺染絲也這樣算出其平均值。然后計算絲長度差異百分率，即從所有淺染絲的總平均長度減去深染絲的平均長度，然后除以所有深染絲的總平均長度再乘以100即得到差異百分率。
柱形膨松度紗的比容是這樣測定的即將經(jīng)沸煮并調(diào)濕的樣品剪成小段，每段長度按小于測試量筒的內(nèi)徑。樣品稱量后倒入量筒，小心將活塞降到量筒中去，一直到活塞停留在樣品上不再下降?；钊o樣品加上3.1磅/平方英寸的壓力(21.4千帕)，其具有校正過的尺桿，可讀出樣品所占的容積。讀數(shù)是在活塞停止100±5秒后讀得的。容積除以樣品重即得比容。選用這樣一個壓力是考慮到地毯上典型家具載荷的代表性。
沸煮后的捻度取一6英寸(15.14厘米)長的紗，在無載荷下，夾住其一端并放到一沸染浴中，一直等到不會再產(chǎn)生捻度為止。紗最好是不同顏色的或是可染成不同色的，以利于數(shù)出捻度。待干后，把加捻的樣品沿著尺放好，并測量每一英寸上的捻數(shù)。
實例對照紗樣以及例1-5中的紗是按以下說明制備的。三根尼龍66標準膨體絲地毯紗喂入圖1的過程中。紗10是1225旦，杜邦495型酸性染料淺染的BCF紗。另外二根紗11是1245旦，497A型酸性染料深染紗，并有導電芯絲以除去靜電。加熱裝置18也示于圖2。在其入口28上有通道30，通道內(nèi)徑為0.060英寸(1.52毫米)，長度為8英寸(20.3厘米)，蒸汽入口34的直徑為0.046英寸(1.17毫米)，室32的直徑為0.063英寸(1.60毫米)，長度為1.0英寸(2.54厘米)，以及在出口38上的通道36的內(nèi)徑為0.060英寸(1.52毫米)，長為12英寸(30.5厘米)。加捻噴嘴23上的紗通道40內(nèi)徑為0.093英寸(2.36毫米)。矩形空氣孔42長0.120英寸(3.05毫米)寬0.040英寸(1.02毫米)以供給25℃120磅/平方英寸(表壓)(827千帕)的壓縮空氣。該空氣孔與出口38的距離為15英寸(38.1厘米)。輥24和卷繞輥26之間的卷繞張力為175克，輥24的轉(zhuǎn)動速度為500碼/分(457米/分)例6中的紗10是1245旦，杜邦497A型酸性染料深染型尼龍66紗，絲11分別是1225旦，495型及1245旦497A型，其它條件與例1-5同。
例7的紗，如圖4所示，是由喂入三根BCF紗制成的。在圖4中未表示的其它過程如圖1所示的一樣。紗10是1225旦，杜邦494型陽離子可染BCF，而紗11分別是1225旦495型酸性染料淺染型和1245旦497A型酸性染料深染型BCF。加熱裝置18具有通道30的入口28，通道直徑0.100英寸(2.54毫米)，長為6英寸(15.24毫米)，蒸汽孔34的直徑0.076英寸(1.93毫米)，室32的內(nèi)徑為0.107英寸(2.72毫米)，長為1英寸(2.54毫米)以及帶有通道36的出口38，通道內(nèi)徑為0.110英寸(2.8毫米)，長度為12英寸(30.5厘米)。加捻噴嘴23具有紗通道40，其直徑為0.125英寸(3.18毫米)長度為1英寸(2.54厘米)，所附的矩形空氣孔32長為0.145英寸(3.68毫米)寬為0.050英寸(1.27毫米)壓縮空氣以25℃120磅/平方英寸(827千帕)的壓力通入。紗速度為373碼/分(341米/分)。由于復合紗的包纏方法，要求配置較大尺寸的設備來適應較大的直徑。
表ⅡA對照樣 例1 例2 例3紗10旦數(shù) 1225 1225 1225 1225紗10的張力 克 30 100 100 100紗10的張力 克/旦 0.024 0.080 0.080 0.080
表ⅡA(續(xù))對照樣 例1 例2 例3紗11的旦數(shù) 1245 1245 1245 1245紗11的張力 克 30 30 10-20 10-20紗11的張力 克/旦 0.024 0.024 0.008- 0.008-0.016 0.016紗10-紗11的 0 0.056 0.064 0.064張力差 克/旦 0.072 0.072飽和蒸汽溫度 攝氏度 166 166 168 166飽和蒸汽壓力 磅/平方英寸 90 90 95 90飽和蒸汽壓力 千帕 621 621 635 621紗總旦數(shù) 3850 3850 3820 3780沸煮后的捻度 捻/英寸 2.5 2.25 3.25 3.75每厘米捻數(shù) 0.98 0.89 1.28 1.48柱形膨松度 立方厘米/克全部紗束 5.70 5.00 5.15紗10 6.10 6.20 6.35第一根紗11 5.90 4.90 4.90紗11/10% 97 79 75第二根紗11 5.30 4.85 4.95紗11/10% 87 78 76紗10 英寸 2.02 2.01 2.02 2.02紗10 厘米 5.13 5.11 5.13 5.13紗11 英寸 2.02 2.20 2.21 2.16
表ⅡA(續(xù))對照樣 例1 例2 例3紗11 厘米 5.13 5.59 5.61 5.49差值 英寸 0 0.19 0.19 0.14厘米 0 0.48 0.48 0.36對紗10 % 0 9.5 9.5 7.0表ⅡB例4 例5 例6 例7紗10旦數(shù) 1225 1225 1245 1225紗10張力 克 100 100 100 100紗10張力 克/旦 0.080 0.080 0.080 0.080紗11旦數(shù) 1245 1245 1225- 1225-1245 1245紗11張力 克 10-20 10-20 10-20 10-20紗11張力 克/旦 0.008- 0.008- 0.008- 0.008-0.016 0.016 0.016 0.016紗10-紗11張力 0.064- 0.064- 0.064- 0.064差 克/旦 0.072 0.072 0.072 0.072飽和蒸汽溫度 攝氏度 164 162 164 174飽和蒸汽壓力 磅/平方英寸 85 79 85 111飽和蒸汽壓力 千帕 586 545 586 765紗總旦數(shù) 3800 3770 3850 3970沸煮后捻度 捻/英寸 3.0 2.0捻/厘米 1.18 0.79
表ⅡB(續(xù))例4 例5 例6 例7柱形膨松度 立方厘米/克全部紗束 5.35 5.85紗10 6.60 7.10第一根紗11 5.10 5.50紗11/10% 77 78第二根紗11 5.10 5.75紗11/10 % 77 81長絲長度紗10 英寸 2.01 2.02 2.00紗10 厘米 5.11 5.13 5.08紗11 英寸 2.21 2.12 2.20紗11 厘米 5.61 5.38 5.59差值 英寸 0.20 0.10 0.20厘米 0.50 0.25 0.51對紗10 % 10.0 5.0 10.0例2-5說明飽和蒸汽溫度從168℃到162℃之間變化的影響。在160℃時，低張力紗對纏繞構型的熱定型作用很差，因此，有時他們會從高張力紗上分離開來，還會從繞紗筒的表面鉆出來，造成離開筒子進入地毯簇絨機的紗張力不勻，還可能在導絲管架或簇絨排針中堵塞紗。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當溫度太低以至于不能使包纏紗產(chǎn)生足夠的熱定型使其成為包繞構型時，紗中能產(chǎn)生入潛在扭矩。
紗線速度高于或低于500碼/分(457米/分)時，蒸汽溫度也必需同時升高或降低以保證適當?shù)臒岫ㄐ汀?br>本發(fā)明中紗的這種不平常的性質(zhì)，還可以從觀察以下樣品看到;將樣品以絞紗的形式沸染，干燥，然后將1米長的紗掛在高處的夾子上。首先觀察其在本身重量下懸掛的情況，然后在下端再加一150克的重量，再觀察之。
表Ⅲ未加重量 加重量對照例 所有組份的膨松度相等 所有組份張力相等，但卷曲產(chǎn)生少量捻度 沒有可觀察到的捻度-各組份平行沒有紗包繞在另外一 沒有紗包繞在另一根上根紗上例3 芯紗膨松但直 芯線拉直，微蓬松包繞紗以近似360°螺 包繞紗的螺旋圍約180°旋圍繞在芯紗上，每1-3英寸改變方向一次包繞紗比芯紗蓬松度小 包繞紗比芯紗蓬松度大在整束紗中沒有可觀察 在整束紗中沒有可觀察到的捻度到的捻度包繞紗與芯紗、包繞紗 包繞紗與芯紗、包繞紗本身互相本身相互接觸 接觸例7 芯紗掛直，由于包繞膨 芯紗被拉直，微蓬松松性受到限制包繞紗在外遮住約 包繞紗在外遮住約80%的芯紗表Ⅲ(續(xù))未加重量 加重量80%的芯紗包繞紗形成不規(guī)則的管狀 包繞紗形成不規(guī)則的管狀外殼外殼在紗束中觀察不到捻度 在紗束中觀察不到捻度包繞紗與芯紗、包繞紗本 包繞紗與芯紗、包繞紗本身相互身相互接觸 接觸對照樣的所有組份紗用30克的張力紡制，沒有看到任何一紗包繞在另一紗上的跡象。沿著對照紗長度的任一段，所有組份紗的加捻程度和方向都是一致的。
在例3和例7中，芯絲能從一英寸(2.54厘米)長的一段紗中抽出，讓包繞紗保留其卷圈狀態(tài)，于是包繞紗能彼此分開。在例7中當芯絲抽出后，包繞紗形成一空心管。當重量自例3和7的紗上移去后，紗回復到其未加重時的外觀而包繞紗對芯紗沒有任何實質(zhì)上的分離，至少對于少數(shù)幾次張力循環(huán)后是如此。
用上面所述的例1-7的紗，簇成平絨地毯，針距1/8英寸(3.18毫米)，絨高1/2英寸(1.27厘米)，45盎司/碼2(1526克/米2)，每英寸9捻(3.54捻/厘米)，都在攪拌下于染缸中染色。用例1-6紗做成的地毯染成淺的和深的紅棕色，例7的三個組份紗1分別染成蘭，深蘭和鐵銹色。
本發(fā)明的所有的地毯都具有隨機加捻的絨圈，這種絨圈與通常的排列成行不同，呈現(xiàn)有差異的顏色分布，該地毯的表面是不規(guī)則的。例1-6的紗是在高溫下制得的，手感很硬，適于放在通行頻繁的地方。例7的雙包纏紗是在高溫下定型的，非常耐壓，但還有相當?shù)呐钏啥群驼谏w力。
例8-11這些例子都應用本發(fā)明的紗作為其一種組份，即一預先交纏的3775旦359A型尼龍66雜色紗，該紗是牽伸以下各紗各一根制得的即1225旦杜邦494陽離子可染型，1225旦495酸性染料淺染型以及1245旦497A酸性染料深染型，拉伸以基本除去他們所有的抱合力，然后用Nelson美國專利第4059873號的方法把它們交纏在一起。
其過程如圖4所示，在例8，例9中，高張力紗10是1225旦，495型，低張力紗11是3775旦，359A型。在例10中，高張力紗10是3775旦，359A型，低張力紗11是二根1225旦，495型。例11和例10相反，紗10是二根1225旦，495型而紗11是3775旦，359A型。加熱器18和加捻噴咀23的尺寸與例7中的相同，但在例10和11中，加捻噴咀的空氣壓力是150磅/平方英寸(1034千帕)。紗速度在例8和9中是500碼/分(457米/分)，在例10和11中是750碼/分(685米/分)。
表Ⅳ例8 例9 例10 例11紗10旦數(shù) 1225 1225 3775 1225(2)紗10張力 克 220 80 300 250紗10張力 克/旦 0.180 0.065 0.079 0.102紗11旦數(shù) 3775 3775 1225(2) 3775紗11張力 35 35 20 60
表(續(xù))例8 例9 例10 例11紗11張力 克/旦 0.009 0.009 0.008 0.016紗10-紗11張力差 克/旦 0.171 0.056 0.071 0.086飽和蒸汽溫度 攝氏度 173 173 176 176飽和蒸汽壓力 磅/平方英寸 107 107 117 117飽和蒸汽壓力 千帕 738 738 807 807紗總旦數(shù) 4890 5050 6350 6350例8，例9中的紗簇成平絨地毯，針距1/8英寸(3.18毫米)絨高1/2英寸(1.27厘米)，40盎司/碼2(1356克/米2)以及每英寸7個毛圈(2.76個毛圈/厘米)，如例7一樣，在攪拌下于染缸染色。例10和例11的紗簇絨成針距5/32英寸(3.97毫米)，絨高1/2英寸(1.27厘米)，45盎司/碼2(1356克/米2)以及每英寸8個毛圈(3.15個毛圈/厘米)，并像例7-9一樣染色。例10和11可看出與目前所用的工藝的風格不同性。例10的地毯主要是淺蘭色的，但帶有深蘭和鐵銹色斑點。例11的地毯由于紗組份相反，基本是深蘭色的，帶有淺蘭和鐵銹色斑點。
例12本例說明某些絲是輕微粘結在一起的。例2-5中的紗是用下述方法精確的檢驗過的。
為了避免弄亂紗結構，紗在被截取截面以前先嵌入環(huán)氧樹脂基體中，即將樣品紗置于模中，倒入環(huán)氧樹脂并固化之。從模中取出固化的樣品，成型，在切片機中切成斷面。將斷面置于顯微鏡片上，在適當?shù)谋堵氏抡障唷?br>噴少量脫模劑于襯好的模上，每個模槽上襯有玻璃紙帶。另將雙面屏蔽帶(約六層)做的小“墊枕”放在模槽的二端。
在把紗放到模槽中之前，紗要作如下的準備。用小塊屏蔽帶將約200毫米的紗的二端系緊。二頭用夾子夾住，掛在吊鉤上。在下部的夾子上加上足夠的重量，以拉直卷曲，但要小心不把紗拉伸。在紗拉直時用眼藥水并給紗一次滴上幾滴無色丙烯酸清漆。約滴加10次，每次間隔3分鐘。然后將樣品干燥2小時。
經(jīng)涂覆的樣品放在模槽的紙“墊枕”上，使其放在模子的表面之下而不接觸底部。然后剪去多余的紗。
用來填充8個模槽的環(huán)氧樹脂定混合以下材料來制備的Marglas樹脂 658 21.7克無色結晶環(huán)氧鑄造型樹脂Acme Chemicals and Insulation Co公司出品)Marglas樹脂 659 4.4克無色結晶環(huán)氧鑄型樹脂Acme Chemicals and Insulation Co公司出品)Maraset改性二胺類固化劑 25.0克硬化劑 558Acme Chemicals and Insulation Co公司出品)將樹脂混合物慢慢攪拌5分鐘，以防止泡沫生成。攪拌要繼續(xù)一直到溶液變清。
然后在每個樣品上注入環(huán)氧樹脂溶液。用鑷子轉(zhuǎn)動樣品可以減少氣泡。假若樣品沉到底部或浮到模頂上必需將紗復原。樹脂在室溫下16小時(或在65℃ 3小時)便可硬化。
硬化后，室溫固化的模子放在加熱臺上約15分鐘。抓住玻璃紙帶的一端就可將這塊熱樣品從模中取出(烘箱固化的樣品在離開烘箱后就要迅速地從模子中取出)。樣品塊在一平的表面上冷卻，然后除去玻璃紙帶。
每一個成形的樣品塊放在加熱臺上約2分鐘以使長絲松弛。然后將樣品放在切片機中(美國光學公司的820旋轉(zhuǎn)型)切成7微米的厚度。前面幾個切片不要。將好的切片(沒有可見的空氣氣泡或刀痕或?qū)﹂L絲傾斜)放在顯微鏡載玻片上，薄薄的涂上一層Primol 335(n＝1.5)或礦物油(n＝1.47)。只要切片在顯微鏡下觀察滿意，就在樣品上加一蓋玻片，以適當?shù)姆糯蟊堵收障唷?br>紗的截面照片說明隨著蒸汽溫度增加，熔融點就增加，而織成地毯后熔融點就消失。熔融是由觀察照相截面是否失去二根接觸纖維的邊界清晰度而定的。圖11是例3紗的截面照片。
在例13-16中，1250旦蘭色聚丙烯復絲紗10在1.00克張力下與二根750旦的無色聚丙烯紗在20克張力下共紡。該絲具有一圓角的方形截面帶有四條連續(xù)的孔隙。加熱器18有一通道30的入口28，通道內(nèi)徑為0.070英寸(1.78毫米)，長為8英寸(20.3厘米)。蒸汽孔34的直徑為0.074英寸(1.88毫米)，室32內(nèi)徑為0.104英寸(2.64毫米)，長為1英寸(2.54毫米)，而出口38帶有通道36，其內(nèi)徑為0.070英寸(1.78毫米)，長為12英寸(30.5厘米)。加捻噴嘴23如例7一樣，通入25℃，80磅/平方英寸(551千帕)的壓縮空氣。紗線速度是500碼/分(457米/分)，其它數(shù)據(jù)見表Ⅴ。
例13的芯絲輕度聯(lián)結但極易分開，而包繞絲就很難分開。例14-16在增加蒸汽溫度時增加了抱合力。例17的紗已熔融過份，手感太粗糙，不能用于制造地毯。
表Ⅴ例13 例14 例15 例16 例17紗10旦數(shù) 1250 1250 1250 1250 1250紗10張力 克 100 100 100 100 100紗10張力 克/旦 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08紗11旦數(shù) 2×750 2×750 2×750 2×750 2×750紗11張力 克 20 20 20 20 20紗11張力 克/旦 0.027 0.027 0.027 0.027 0.027紗10與紗11的張力差 克/旦 0.053 0.053 0.053 0.053 0.053飽和蒸汽溫度攝氏度 156 158 160 162 164飽和蒸汽壓力磅/平方英寸 66 70 75 79 84飽和蒸汽壓力 千帕 454 482 517 544 579紗總旦數(shù) 2500 2500 2500 2500 2500沸煮后捻度捻/英寸 1.5 2.0 1.6 1.6 0.6每厘米捻度 0.59 0.79 0.63 0.63 0.24
表Ⅴ(續(xù))例13 例14 例15 例16 例17柱形膨松度立方厘米/克全紗束紗10 9.25 8.75 8.75 8.6 8.4紗11 7.15 6.65 7.65 8.75 7.25紗11/10，% 92 84 81 76 63絲長度紗10 英寸 1.94 2.00＊2.00＊＊＊＊＊紗10 厘米 4.93 5.08 5.08＊＊＊＊紗11 英寸 2.13 2.06 2.10＊＊＊＊紗11 厘米 5.41 5.23 5.33差值對紗10 % 9.8 3.0 5.0＊紗10的總長度-纖維熔融過份以至不能分開以測量準確的長度＊＊紗10和紗11熔融在一起例13的芯絲輕度連結但易于分開，包繞紗則難以分開。例14-16的紗在增加蒸汽溫度時增加了抱合力。例17的紗熔融過份，作為居住用地毯手感太粗糙，但可能用于工業(yè)。
從例13-17的紗制得的割絨地毯，針距1/8英寸(3.2毫米)，絨頭高剪成7/16英寸(11.2毫米)，40盎司/碼2(1350克/米2)，每英寸9個毛圈(3.54個/厘米)。例13的地毯具有柔軟似棉的手感，但可能鋪墊性質(zhì)較差。例17的地毯達到了人造草坪的硬挺度。例14-16的地毯硬度居中。
本發(fā)明的紗最適宜的聚合物是聚酰胺和聚丙烯，由于它們通常適宜做地毯以及它們定捻和粘合長絲所需的溫度下，具有能保留卷曲和膨松的能力。聚酰胺或聚丙烯的共聚物在一定的紗線速度和蒸汽處理條件下具有近似的加捻定型或長絲粘合性能，根據(jù)產(chǎn)品的情況既可以做芯紗也可以做包繞紗組份。同樣，聚丙烯芯紗可以用聚酰胺包繞紗加捻后，高熔點聚酰胺被更直接的暴露在蒸汽中，向纏緊的聚丙烯具有較低熔點蒸汽主要在其外表面處理。
權利要求
1.一種適用于制做起圈地毯的卷曲聚酰胺復絲紗，該復絲紗包括至少一根卷曲的復絲芯紗和至少一根卷曲的復絲包繞紗，其特征在于包繞紗的絲比芯紗絲長1%到14%。
2.一種適用于制做起圈地毯的卷曲聚丙烯復絲紗，該復絲紗包括至少一根卷曲的復絲芯紗和至少一根卷曲的復絲包繞紗，其特征在于包繞紗的絲比芯紗的絲長1到14%。
3.權利要求
1或2的紗，其進一步特征在于一些長絲中的包繞紗彼此是輕度纏結的。
4.權利要求
2的紗，其進一步特征在于包繞紗的柱形膨松度大約為芯紗的70-90%。
5.權利要求
1或2的紗，其進一步特征在于沸煮后的捻度至少為每英寸一個捻(39捻/米)。
6.權利要求
5的紗，其中紗是基本上沒有真捻度。
7.權利要求
1的紗，其中沸煮后的紗捻度至少為每英寸2個捻(79捻/米)。
8.權利要求
3的紗，其中的包繞紗是以隨機的螺旋圈包繞在芯紗上的。
9.權利要求
3的紗，還包括少于10%的未卷曲的長紗。
10.權利要求
9的紗，其中未卷曲的長絲是抗靜電的。
11.權利要求
5的紗，其中芯紗是沿紗的軸向排列的，而包繞紗則以隨機的螺旋圈包圍在較短的芯紗的表面。
12.權利要求
1的紗，其進一步特征在于包繞紗的柱形膨松度大約為芯紗的70-85%。
13.權利要求
1的紗，其中卷曲的芯紗是聚丙烯。
14.紡制適用于做起圈地毯的卷曲聚酰胺復絲紗的工藝，包括如下步驟(a)至少喂入兩根卷曲的聚酰胺復絲紗，該紗是在不同張力下以假捻狀態(tài)通過加熱區(qū)，(b)用飽和蒸氣加熱假捻紗，和(c)將紗假捻。
15.紡制適用于做起圈地毯的卷曲聚丙烯復絲紗的工藝，包括如下步驟(a)至少喂入兩根卷曲的聚丙烯復絲紗，該紗是在不同張力下以假捻狀態(tài)通過加熱區(qū)，(b)用飽和蒸氣加熱假捻紗，和(c)將紗假捻。
16.權利要求
14或15的方法，其中在至少一根拉得較緊的卷曲復絲紗上的張力大約為0.02-0.25克/旦，和在至少另一根拉得較松的卷曲復絲紗上的張力大約為0.008-0.16克/旦，并且拉得較松的紗比拉得較緊的紗的張力低0.012-0.16克/旦。
17.權利要求
16的方法，其中紗是用加捻噴嘴假捻的。
18.權利要求
17的方法，其中的飽和蒸氣基本上不夾帶水。
19.權利要求
18的方法，還包括卷繞紗這一步驟，其中的卷繞速度大于200碼/分(183米/分)。
20.權利要求
18的方法，其中拉得較緊與拉得較松的紗之間的紗線交角大約至少為10°。
21.權利要求
19的方法，其中在至少一根拉得較緊的卷曲復絲紗上的張力大約為0.04-0.16克/旦，并且拉得較松的紗的張力比拉得較緊紗的張力低0.032-0.10克/旦。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種適用于制做起圈地毯的卷曲聚酰胺或聚丙烯的復絲紗，以及該復絲紗的制法。該制法包括在不同張力下喂紗，然后再用飽和蒸氣處理該紗。
文檔編號D02G3/44GK87100109SQ87100109
公開日1987年7月29日 申請日期1987年1月9日
發(fā)明者托馬斯·拉森·納爾遜 申請人:納幕爾杜邦公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan