專利名稱：金屬絲包纏彈力絲的電磁屏蔽紗及其生產(chǎn)設備和生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬絲包纏彈力絲的電磁屏蔽紗及其生產(chǎn)設備和生產(chǎn)方法，屬于環(huán)錠紡紗技術領域。
背景技術：
在無法回避的電磁波輻射，甚至是危害的今天，穿著具有電磁波屏蔽的服裝和設置輕結(jié)構的防護屏障，雖是消極的方式，但有效和實用。而此實現(xiàn)的基礎是紡織材料，即纖維、紗線及其制品。目前，采用的方式有三一是采用導電金屬絲直接以柵格狀嵌入織物內(nèi)， 但金屬絲的變形極小，嚴重影響服裝的變形和穿著舒適性；且電磁屏蔽因為金屬絲的導通而取決于加入金屬絲的量；二是金屬絲的包芯紗，以回避相互間的導通，增加介電損耗以電磁屏蔽，但大多做成了與其他纖維麻花式的復合紡紗，仍為相互間的導通，雖然紗線彈性增力口，但電磁屏蔽性仍以金屬絲的含量為主，穿著的舒適性同樣變差；三是用金屬纖維紡紗， 雖穿著適體性改善，但接觸舒適性極差有刺癢感，甚至刺痛感，而且電磁屏蔽取決于金屬纖維的含量。這三方面的文獻及專利有如下報道。有關金屬絲直接嵌入織物內(nèi)的專利報道，如瞿新的專利毛腈金屬絲植絨布(專利號CN201665793U)在絨布的中每隔10-30根經(jīng)紗嵌入一根金屬絲，使其具有防輻射功能； 袁紅星等的專利金屬絲織物面料(專利申請?zhí)?00810043718. 3)在面料中加入金屬絲使其保證各種性能的條件下，改善面料的色彩度和立體感，并具有多種功能；陸文峰的專利金屬絲色織面料(專利申請?zhí)?200710191371. 2)緯紗采用兩種顏色的金屬絲織造雙層有色織物；陳炳輝的專利金屬絲復合纖維網(wǎng)格布(專利號CN201474210U)；陳建中的專利一種夾帶金屬絲的面料(專利申請?zhí)?3112428.X)；謝延安的專利金屬長絲織物(專利申請?zhí)?00113541. 4)；朱建江的專利一種織有金屬絲的布(專利號=93221524. 6)；華明浩的專利金屬絲隱藏式雙層織物(專利號=200720041064. 1)；湯林放的專利一種柔性金屬微絲法拉第籠防電磁波輻射面料(專利號=200720305829. 8)都是在織物當中嵌入金屬絲達到防護的作用。這是電磁屏蔽織物的制備，與本發(fā)明復合紡紗不同。有關金屬絲包芯紗的專利和文獻也有報道。如薛元等人在上海紡織科技第36卷第9期上發(fā)表了論文不銹纖維包芯紗紡紗工藝探討；易洪雷在棉紡織科技上發(fā)表論文牛奶蛋白纖維不銹鋼絲長絲包芯絲的研制，均討論了在環(huán)錠細紗機仿制不銹鋼絲包芯紗，其紡紗方法和機均與本發(fā)明不同。又如張玲玲的發(fā)明專利含極細多組分不銹鋼絲電磁屏蔽包芯紗及其電磁屏蔽織物(專利號CN101565871A)介紹了不銹鋼絲包芯紗經(jīng)緯向不同排列比對電磁波起到很好的作用；張欣午的專利一種夾有金屬絲的纖維織物生產(chǎn)方法(專利申請?zhí)?200610885225. 7)介紹了將金屬絲和紡織纖維共同穿過通有壓縮空氣的噴嘴，使金屬絲在噴嘴導紗孔內(nèi)與紡織纖維相互扭轉(zhuǎn)纏結(jié)，達到紗線并合；李世超的專利金屬絲包芯彈性紗及其制造方法(專利申請?zhí)?200810004418. 4)采用雙組分芯絲中空錠子包覆設備制造金屬絲彈性包芯紗。但以上專利和文獻與本發(fā)明的復合紗及其制備方法與裝置均不同。有關金屬纖維紡紗的專利和文獻同樣也有報道。如鄭起守的專利使用金屬絲來生產(chǎn)用于信息通信的數(shù)字紗的方法和裝置以及通過該方法生產(chǎn)的數(shù)字紗(專利申請?zhí)?200780005519. 7)是將金屬絲加熱軟化并牽伸和切割成預訂長度的條子再搓捻成紗；郝新敏的專利金屬纖維長絲束與短纖維生條混并牽切方法及裝置(專利申請?zhí)?96120576. 8)， 其利用裝置中設置的由后羅拉與牽伸羅拉構成的牽伸區(qū)，通過兩羅拉的速度差、間距及上置加壓皮輥的壓力，將通過金屬纖維長絲束牽切為短纖維，與同時被牽伸的短纖維生條并合，形成含連續(xù)金屬短纖維牽切條的混合條；又有文獻，如陳東的文獻不銹鋼纖維牽切工藝的研究、楊云燦的文獻棉與金屬纖維混紡紗的紡制，都介紹了金屬纖維由短纖維紡成紗線的方法。這都與本發(fā)明的復合紗和方法與裝置不同
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防電磁屏蔽、彈性較好且結(jié)構穩(wěn)定的電磁屏蔽紗及其生產(chǎn)設備和生產(chǎn)方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種電磁屏蔽紗，其特征在于，包括彈力絲，彈力絲外側(cè)纏繞有包覆紗段，所述的包覆紗段包括金屬絲以及包覆在金屬絲外側(cè)的短纖維須條ο本發(fā)明還提供了上述電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備，包括環(huán)錠紡細紗機，其特征在于，還包括張力輪、握持輥、導紗鉤和集束器。優(yōu)選地，所述的握持輥與環(huán)錠紡細紗機的前羅拉相互接觸，由前羅拉的轉(zhuǎn)動驅(qū)動。優(yōu)選地，所述的張力輪設于握持輥的上方。優(yōu)選地，所述的導紗鉤和集束器位于環(huán)錠紡細紗機的前羅拉鉗口的后方。本發(fā)明還提供了上述電磁屏蔽紗的紡紗方法，其特征在于，采用上述電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備，將短纖維須條經(jīng)集束器喂入前羅拉鉗口，將金屬絲經(jīng)導紗鉤喂入前羅拉鉗口， 將彈力絲經(jīng)張力輪和握持輥后，貼附在前羅拉上喂入前羅拉鉗口，首先，短纖維須條與金屬絲在前羅拉鉗口外側(cè)復合，形成短纖維須條包覆金屬絲的包覆紗段，然后再與出前羅拉鉗口的彈力絲在加捻作用下復合形成包覆紗段纏繞在彈力絲外側(cè)的電磁屏蔽紗。優(yōu)選地，所述的金屬絲位于短纖維須條的中心軸線上。優(yōu)選地，所述的彈力絲的張力及其平穩(wěn)性通過調(diào)節(jié)張力輪的阻尼來控制，彈力絲在握持輥上的包圍角通過上下或前后移動張力輪來調(diào)節(jié)，彈力絲的位置及其與金屬絲的間距通過左右平移張力輪來控制，所述的金屬絲與短纖維須條的相對位置通過左右移動導紗鉤來調(diào)節(jié)，所述的短纖維須條與彈力絲之間的軸間距通過左右移動集束器來調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，所述的彈力絲以一定包圍角直接通過握持輥或在握持輥上加繞1-3圈再通過握持輥，以增加握持作用和張力穩(wěn)定。本發(fā)明還提供了所述的電磁屏蔽紗作為日常用服裝(尤其是內(nèi)衣和襯衫類)、家用紡織品或產(chǎn)業(yè)用紡織品的生產(chǎn)原料的用途。本發(fā)明的特點和有益效果在于①僅在普通細紗機上增加一個張力輪、一個握持輥、一個導紗鉤和一個集束器，就解決了剛性金屬絲增彈的復合紡紗，方法簡捷、機構實用； ②通過調(diào)節(jié)短纖維須條對金屬絲的包芯，使金屬絲不外露、穿著接觸舒適；③包芯金屬絲的包纏獲得螺旋結(jié)構而增彈；絕對彈性伸長率可增加20%-60% ；④以本發(fā)明制得的電磁屏蔽紗可用于日常穿著的服裝，尤其是高檔舒適型電磁屏蔽功能服裝和內(nèi)衣、襯衫類，以及需要防電磁屏蔽功能要求的家用和產(chǎn)業(yè)用紡織品。


圖1是電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備俯視圖； 圖2是電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備側(cè)面圖中1_張力輪；2-握持輥；3-導紗鉤；4-集束器；5-彈力絲；6-金屬絲；7-短纖維須條；8-包覆紗段；9-電磁屏蔽紗；10-前羅拉鉗口 ； 11-前羅拉；12-中羅拉；13-后羅拉。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本發(fā)明所述的彈力絲是指氨綸絲、萊卡(Lycra)絲、聚烯烴基彈性絲(典型代表是美國陶氏化學公司的DOW XLA纖維)等具有彈性功能的長絲。金屬絲是指不銹鋼絲或銅絲等導電金屬絲，或鍍金、鍍銀或鍍鋁的導電高聚物纖維。短纖維須條是由紡織常用短纖維制成的粗紗條經(jīng)由環(huán)錠紡細紗機上的后羅拉喂入，再經(jīng)皮圈羅拉和前羅拉的牽伸所得到的平行伸直的短纖維須條，如棉纖維須條、毛粘纖維須條、絹絲纖維須條、亞麻纖維須條、Nomex 纖維須條等。本發(fā)明所述的環(huán)錠紡細紗機是指本領域技術人員公知的各種環(huán)錠紡細紗機， 如市售的各種環(huán)錠紡細紗機。所述的張力輪用于彈力絲定位和張力控制，握持輥用于張力保持，導紗鉤用于金屬絲定位，集束器用于短纖維須條定位。實施例1 電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備
如圖ι所示，為電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備俯視圖，圖2為其側(cè)視圖，所述的電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備包括環(huán)錠紡細紗機，還包括張力輪1、握持輥2、導紗鉤3和集束器4。握持輥2與環(huán)錠紡細紗機的前羅拉11相互接觸，由前羅拉11的轉(zhuǎn)動驅(qū)動。張力輪1安裝在環(huán)錠紡細紗機上位于握持輥2的上方的位置處，導紗鉤3和集束器4位于環(huán)錠紡細紗機的前羅拉鉗口 10的后方。使用時，取一彈性長絲筒，將其上的彈力絲5以一定張力經(jīng)張力輪1后，以一定包圍角直接通過握持輥2或在握持輥2上加繞1-3圈，然后由握持輥2和前上羅拉11夾持傳送、貼附轉(zhuǎn)移到前上羅拉11上，并隨前上羅拉11的轉(zhuǎn)動喂入前羅拉鉗口 10，此為一軸。取一金屬絲筒，將其上的金屬絲6經(jīng)導紗鉤3定位喂入前羅拉鉗口 10，此為一軸。取一粗紗筒，粗紗條經(jīng)一個集束器4從前羅拉11后側(cè)喂入，此為第三軸，從而形成三軸系喂入。實施例2 7 電磁屏蔽紗及其生產(chǎn)方法
采用實施例1所述的電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備，將短纖維須條7經(jīng)集束器4喂入前羅拉鉗口 10，將金屬絲6經(jīng)導紗鉤3喂入前羅拉鉗口 10，所述的金屬絲6位于短纖維須條7的中心軸線上，短纖維須條7與金屬絲6在前羅拉鉗口 10外側(cè)復合，形成短纖維須條7包覆金屬絲6的包覆紗段8，將彈力絲5經(jīng)張力輪1和握持輥2后，貼附在前羅拉11上喂入前羅拉鉗口 10，包覆紗段8與出前羅拉鉗口 10的彈力絲5在加捻作用下復合形成包覆紗段8 纏繞在彈力絲5外側(cè)的電磁屏蔽紗。
所得的電磁屏蔽紗包括彈力絲5和包覆紗段8，彈力絲5外側(cè)纏繞有包覆紗段8， 所述的包覆紗段8包括金屬絲6以及包覆在金屬絲6外側(cè)的短纖維須條7。所述的彈力絲5的張力及其平穩(wěn)性通過調(diào)節(jié)張力輪1的阻尼來控制，彈力絲5在握持輥2上的包圍角通過上下或前后移動張力輪1來調(diào)節(jié)，彈力絲5的位置及其與金屬絲6 的間距通過左右平移張力輪1來控制，所述的金屬絲6與短纖維須條7的相對位置通過左右移動導紗鉤3來調(diào)節(jié)，所述的短纖維須條7與彈力絲5之間的軸間距通過左右移動集束器4來調(diào)節(jié)。
下述具體實施例2 7是對不同纖維及其比例，即選擇不同的彈力絲；不同的粗紗條；不同的復合比例；不同復合紡紗工藝參數(shù)，即彈力絲的不同張力；彈力絲對握持輥的不同包圍角(包圍角=繞角+加繞圈數(shù)’360° )；短纖維須條與彈力絲的軸間距；不同的紡紗捻度，進行按本發(fā)明的方法所做的復合紡紗，并紡制成電磁屏蔽紗9。所得的電磁屏蔽紗9的彈性伸長率是在若干次反復定伸長拉伸后計算獲得的，計算式為彈性伸長率={L-Q /Z。=見/ Z。，其中，Z。為原長;Z為拉伸長度諷為絕對伸長值。彈性伸長率是指材料能拉長并能回復到原位的伸長率。電阻率的計算為電阻率=RS/ L，其中R為一定長度電磁屏蔽紗的電阻，S為金屬絲直徑，L為所測電磁屏蔽紗長度；包覆率計算式為包覆率=h/L，其中h為金屬絲露白長度，L為所測電磁屏蔽紗長度。實施例2
采用不銹鋼絲筒一個、氨綸長絲餅一個和棉短纖維粗紗筒一個，按上述復合紡紗方法進行三軸系的復合紡紗，具體工藝參數(shù)如下表所示。所紡成的棉纖維包覆不銹鋼絲再外包氨綸絲的電磁屏蔽紗，其包覆率、捻回角特征以及電絕緣性、舒適性和彈性見表1所列。由此證明表面剛性纖維轉(zhuǎn)變成彈性紗的事實。實施例3
采用銅絲筒一個、萊卡長絲餅一個和毛粘粗紗筒一個，按上述復合紡紗方法進行三軸系的復合紡紗，具體工藝參數(shù)如下表所示。所紡成的毛粘纖維包覆銅絲再外包萊卡長絲的電磁屏蔽紗，其包覆率、捻回角特征以及電絕緣性、舒適性和彈性見表1所列。由此證明表面剛性纖維轉(zhuǎn)變成彈性紗的事實。實施例4
采用不銹鋼絲筒一個、陶氏長絲餅一個和絹絲粗紗筒一個，按上述復合紡紗方法進行三軸系的復合紡紗，具體工藝參數(shù)如下表所示。所紡成的絹絲包覆不銹鋼絲再外包陶氏長絲的電磁屏蔽紗，其包覆率、捻回角特征以及電絕緣性、舒適性和彈性見表1所列。由此證明表面剛性纖維轉(zhuǎn)變成彈性紗的事實。實施例5
采用鍍金滌綸絲筒一個、陶氏長絲餅一個和滌棉粗紗筒一個，按上述復合紡紗方法進行三軸系的復合紡紗，具體工藝參數(shù)如下表所示。所紡成的滌棉包覆鍍金滌綸絲再外包陶氏長絲的電磁屏蔽紗，其包覆率、捻回角特征以及電絕緣性、舒適性和彈性見表1所列。由此證明表面剛性纖維轉(zhuǎn)變成彈性紗的事實。實施例6
采用鍍鋁滌綸絲筒一個、氨綸長絲餅一個和亞麻粗紗筒一個，按上述復合紡紗方法進行三軸系的復合紡紗，具體工藝參數(shù)如下表所示。所紡成的亞麻纖維包覆鍍鋁滌綸絲再外包氨綸長絲的電磁屏蔽紗，其包覆率、捻回角特征以及電絕緣性、舒適性和彈性見表1所列。由此證明表面剛性纖維轉(zhuǎn)變成彈性紗的事實。實施例7
采用鎳合金長絲筒一個、萊卡長絲餅一個和Nomex粗紗筒一個，按上述復合紡紗方法進行三軸系的復合紡紗，具體工藝參數(shù)如下表所示。所紡成的Nomex纖維包鎳合金長絲再外包萊卡長絲的電磁屏蔽紗，其包覆率、捻回角特征以及電絕緣性、舒適性和彈性見表1所列。由此證明表面剛性纖維轉(zhuǎn)變成彈性紗的事實。表1 紡制金屬絲與彈力絲兩匯聚點的吸波高彈紗的復合紡紗工藝參數(shù)
權利要求
1.一種電磁屏蔽紗，其特征在于，包括彈力絲(5)，彈力絲(5)外側(cè)纏繞有包覆紗段 (8)，所述的包覆紗段(8)包括金屬絲(6)以及包覆在金屬絲(6)外側(cè)的短纖維須條(7)。
2.權利要求1所述的電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備，包括環(huán)錠紡細紗機，其特征在于，還包括張力輪(1)、握持輥(2)、導紗鉤(3)和集束器(4)。
3.如權利要求2所述的生產(chǎn)設備，其特征在于，所述的握持輥(2)與環(huán)錠紡細紗機的前羅拉(11)相互接觸，由前羅拉(11)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動。
4.如權利要求2所述的生產(chǎn)設備，其特征在于，所述的張力輪(1)設于握持輥(2)的上方。
5.如權利要求2所述的生產(chǎn)設備，其特征在于，所述的導紗鉤(3)和集束器(4)位于環(huán)錠紡細紗機的前羅拉鉗口(10)的后方。
6.權利要求1所述的電磁屏蔽紗的紡紗方法，其特征在于，采用如權利要求2所述的電磁屏蔽紗的生產(chǎn)設備，將短纖維須條(7)經(jīng)集束器(4)喂入前羅拉鉗口(10)，將金屬絲(6) 經(jīng)導紗鉤(3)喂入前羅拉鉗口(10)，將彈力絲(5)經(jīng)張力輪(1)和握持輥(2)后，貼附在前羅拉(11)上喂入前羅拉鉗口(10)，首先，短纖維須條(7)與金屬絲(6)在前羅拉鉗口(10)外側(cè)復合，形成短纖維須條(7)包覆金屬絲(6)的包覆紗段(8)，然后再與出前羅拉鉗口(10) 的彈力絲(5)在加捻作用下復合形成包覆紗段(8)纏繞在彈力絲(5)外側(cè)的電磁屏蔽紗。
7.如權利要求6所述的紡紗方法，其特征在于，所述的金屬絲(6)位于短纖維須條(7) 的中心軸線上。
8.如權利要求6所述的紡紗方法，其特征在于，所述的彈力絲(5)的張力及其平穩(wěn)性通過調(diào)節(jié)張力輪(1)的阻尼來控制，彈力絲(5)在握持輥(2)上的包圍角通過上下或前后移動張力輪(1)來調(diào)節(jié)，彈力絲(5)的位置及其與金屬絲(6)的間距通過左右平移張力輪(1)來控制，所述的金屬絲(6)與短纖維須條(7)的相對位置通過左右移動導紗鉤(3)來調(diào)節(jié)，所述的短纖維須條(7)與彈力絲(5)之間的軸間距通過左右移動集束器(4)來調(diào)節(jié)。
9.如權利要求6所述的紡紗方法，其特征在于，所述的彈力絲(5)直接通過握持輥(2) 或在握持輥(2)上加繞1-3圈再通過握持輥。
10.權利要求1所述的電磁屏蔽紗作為日常用服裝、家用紡織品或產(chǎn)業(yè)用紡織品的生產(chǎn)原料的用途。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金屬絲包纏彈力絲的電磁屏蔽紗及其生產(chǎn)設備和生產(chǎn)方法。所述的電磁屏蔽紗，其特征在于，包括彈力絲，彈力絲外側(cè)纏繞有包覆紗段，所述的包覆紗段包括金屬絲以及包覆在金屬絲外側(cè)的短纖維須條。其生產(chǎn)設備，包括環(huán)錠紡細紗機，其特征在于，還包括張力輪、握持輥、導紗鉤和集束器。本發(fā)明能夠制成既具有較好的延伸性和彈性又具有電磁屏蔽功能的復合紗。所得的電磁屏蔽紗可用于生產(chǎn)常用服裝和家用與產(chǎn)業(yè)用紡織品。
文檔編號D02G3/36GK102296400SQ20111024281
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權日2011年8月23日
發(fā)明者于偉東, 于昊慧, 杜趙群, 鄧成亮 申請人:東華大學