專(zhuān)利名稱(chēng):直接由纖維條真空紡制包纏紗的制作方法
美國(guó)專(zhuān)利4507913號(hào)公開(kāi)的裝置與方法能有效地生產(chǎn)出性能與環(huán)錠紡紗接近的紗，而且以更高的速度生產(chǎn)。該專(zhuān)利的基本技術(shù)為真空紡紗，它與普通技術(shù)相比有很多優(yōu)點(diǎn)。
直到最近，環(huán)錠紡紗設(shè)備約占所有紡紗設(shè)備的90%。然而，最近有幾種新的高速紡紗工藝已經(jīng)應(yīng)用，包括氣流紡紗，摩擦式紡紗，空心式紡紗及噴氣紡紗。但是，按這些新工藝形成的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，沒(méi)有一種可以成功地生產(chǎn)長(zhǎng)纖維紗，特別是成功地生產(chǎn)適于作衣料的織物用紗。然而真空紡能生產(chǎn)適于作衣料織物用的長(zhǎng)纖維紗，其性能接近于環(huán)錠紗。
真空紡比普通的環(huán)錠紡有許多優(yōu)點(diǎn)。其生產(chǎn)率至少是工業(yè)化生產(chǎn)的環(huán)錠紡紗的6-8倍。除了生產(chǎn)率增加，紗的性能比氣流紡紗和噴氣紡紗更接近于環(huán)錠紗的性能。生產(chǎn)每磅紗所消耗的功率比使用壓縮空氣的噴氣紡紗所消耗的功率少。真空紡紗還適于自動(dòng)接頭，自動(dòng)生節(jié)，自動(dòng)適配，生產(chǎn)大的成品卷裝，并使用大的喂紗卷裝(如25磅的條筒)，長(zhǎng)纖維的支數(shù)范圍寬，對(duì)于55%滌綸，45%羊毛的長(zhǎng)纖維紗，支數(shù)范圍至少為1/8′S～1/6′S，對(duì)于100%羊毛的長(zhǎng)纖維紗，支數(shù)范圍至少為1/8′S～1/40′S。它比環(huán)錠紡紗生產(chǎn)每磅紗所消耗的勞動(dòng)成本低。
本發(fā)明的另一些優(yōu)點(diǎn)如下該工藝適宜高的牽伸比(如10～80)，經(jīng)調(diào)節(jié)能生產(chǎn)長(zhǎng)纖維紗和短纖維紗。且紗可有“S”或“Z”拈。它還可生產(chǎn)出很多其它新穎奇特的紗。該裝置簡(jiǎn)單，維修方便，通過(guò)將真空泵隔離安裝可以控制噪音，從而確保符合職業(yè)安全及保健條例(OSHA)規(guī)定。該裝置加工清潔，因真空可自動(dòng)排除飛花，且其它臟物和油質(zhì)污物不會(huì)進(jìn)入裝置內(nèi)部，由于牽伸區(qū)的防止斷頭的作用，廢紗減少，且因紗中沒(méi)有張力，與環(huán)錠紡紗相比。斷頭減少400%，而且斷頭的拈結(jié)可以由最少的操作人員來(lái)完成?？墒褂幂^大重量的纖維條而正常工作，如單紗55格令，而普通方法只限于35～40格令，還可以通過(guò)加長(zhǎng)牽伸區(qū)和使用較大的管嘴，加工出地毯紗。
盡管要求均勻的可染性，而且蒸紗很容易實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于大多數(shù)混紡紗可不作蒸紗處理。
根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的紗，包括紗芯纖維和包纏纖維。包纏纖維主要由單纖構(gòu)成，也帶有一些纖維束，這些纖維束看起來(lái)是不均勻的，不一致的，其表面比較光滑。另一方面，紗芯纖維基本上與包纏在其周?chē)陌p纖維方向一致，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的紗，外觀很象普通的環(huán)錠紗盡管與普通的環(huán)錠紡紗有著本質(zhì)的不同。例如它比已有技術(shù)中的包芯紗，氣流紡紗，芒塞爾噴氣紡紗，東麗紗或DREFⅡ型紗更接近環(huán)錠紗。
如前所述，本發(fā)明的紗，其紗芯纖維基本上是方向一致的。包纏纖維均勻地分布在紗芯纖維的周?chē)０p纖維在紗芯纖維周?chē)p的螺旋角大約為30°。纖維條中的包纏纖維約占20～30%。
本發(fā)明所述的包纏紗也可以描述為一種具有一個(gè)由基本上方向一致的纖維形成紗芯的紗，帶有以30°～50°螺旋角纏繞紗芯的包纏纖維，且包纏纖維應(yīng)無(wú)褶折和反向旋繞，并基本上無(wú)螺旋扭曲狀態(tài)，且外表光滑。
本發(fā)明所述的包纏紗可以由非熱塑性纖維作為形成紗芯和包復(fù)層的纖維的主要部分。紗芯纖維和包纏纖維的主要成份可以選用棉、毛、人造絲，馬海毛，亞麻、寧麻、蠶絲和它們的混紡纖維，另外本發(fā)明的包纏紗也可選用一部分的或全部的熱塑性纖維構(gòu)成，如聚丙稀，聚脂以及其它的熱塑性纖維或它們的混合纖維。
本發(fā)明所述的紗具有出乎意料和令人滿意的強(qiáng)度。例如按本發(fā)明所述的45%滌綸與55%羊毛混紡的1/18′S支的紗，具有至少約5500克的斷裂強(qiáng)度。按本發(fā)明所述100%的羊毛的1/18′S支的紗具有至少約175克的斷裂強(qiáng)度。因此按照本發(fā)明由100%羊毛制成的紗也適于制成服裝布料。
本申請(qǐng)?zhí)岢龅脑O(shè)備和方法具有前面說(shuō)到的一般的真空紡基本上完全相同的優(yōu)點(diǎn)。另外當(dāng)本發(fā)明采用粗紗生產(chǎn)包纏紗時(shí)，可以用更為簡(jiǎn)單而有利的方式構(gòu)成真空紡紗設(shè)備的管嘴，通過(guò)一個(gè)內(nèi)部形狀為園錐形的真空室代替園柱形真空室，加工更方便，且能生產(chǎn)出斷裂強(qiáng)度更高的紗。
同樣根據(jù)本發(fā)明，從條子直接紡紗也很方便。本發(fā)明為了直接由條子紡紗，并得到很好的強(qiáng)度特性，采用一種特殊的管嘴。其內(nèi)腔一般為園錐形。與內(nèi)腔相連通的通孔通常為楔形。軸的內(nèi)通道在接近于頭端的直徑與內(nèi)腔和軸尾端之間的軸內(nèi)通道的直徑相比要大許多，其形狀可以為正截頭錐形。內(nèi)腔的空間要大到足以使纖維能自由運(yùn)動(dòng)，這樣纖維將被氣流豎起而更牢固地包纏在纖維條的芯部周?chē)５珒?nèi)腔的空間又不可過(guò)大，以免纖維被真空所形成的吸力吸進(jìn)通孔。通孔和軸的頭端與通孔部分之間的通道大小，應(yīng)保證最佳的包纏動(dòng)作得以實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，其內(nèi)部空間要大到足以允許足夠的空氣流過(guò)，且不影響最佳的包纏動(dòng)作，用這樣方法，在任何給定的條件下最佳的包纏過(guò)程都可以實(shí)現(xiàn)。
盡管真空紡紗操作簡(jiǎn)便，但在紡紗開(kāi)始時(shí)，將纖維引過(guò)通道并送到卷取機(jī)構(gòu)卻有些困難，該過(guò)程不能完全自動(dòng)完成，而過(guò)去一直是靠使用一根導(dǎo)線將纖維穿入通道，然后將包纏紗繞在卷取軸上或類(lèi)似的卷取機(jī)構(gòu)上。
本發(fā)明提供的方法和設(shè)備，開(kāi)始時(shí)可以使纖維非常容易地穿過(guò)細(xì)長(zhǎng)的通道。根據(jù)本發(fā)明最初喂入纖維是通過(guò)一真空管高效率的半自動(dòng)化的完成，該真空管可相對(duì)于真空容器旋轉(zhuǎn)。真空管的第二端從第一個(gè)位置到第二個(gè)位置是可移動(dòng)的。第一位置，即不工作位置，在這個(gè)位置通氣口被關(guān)閉。第二個(gè)位置，即工作位置，在這個(gè)位置通氣口被打開(kāi)。這樣通過(guò)真空管的第一端，使真空容器處于真空狀態(tài)，真空管的旋轉(zhuǎn)軸線一般與紡紗裝置的細(xì)長(zhǎng)軸的旋轉(zhuǎn)軸線平行。當(dāng)真空管轉(zhuǎn)到第二個(gè)位置即工作位置時(shí)，真空管的第一端立即接近紡紗裝置的空心軸尾端，吸引纖維通過(guò)軸的整個(gè)通道并穿過(guò)軸的尾端。在真空管向第二位置旋轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)用專(zhuān)用裝置配合切斷細(xì)長(zhǎng)空心軸外部的真空。
實(shí)施例附圖的說(shuō)明如下圖1是本發(fā)明真空紡紗的70倍顯微放大照片。
圖2是與圖1相同的紗的35倍顯微放大照片。
圖3至圖8是其它普通紡紗方式制成的紗線的顯微放大照片，包括環(huán)錠紡紗，芒塞爾噴氣紡紗，東麗紗和DREFⅡ紗。
圖9為本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)例的側(cè)視圖，表示了與真空源和喂入羅拉相關(guān)的部分。
圖10是用于圖9所示設(shè)備中的“管嘴”的實(shí)例的剖視圖。
圖11～圖18是可用于真空紡紗工序中的另一些管嘴的實(shí)例的剖視圖。
圖19為普通真空紡紗設(shè)備的正視圖，它表示了在不工作狀態(tài)下的設(shè)備中的真空管與真空紡紗設(shè)備的關(guān)系。
圖20為標(biāo)準(zhǔn)的真空紡紗設(shè)備的細(xì)長(zhǎng)空心軸的實(shí)施例的沿軸向的剖視圖，它表示了在非工作狀態(tài)下本發(fā)明的真空管的第一端與真空紡紗設(shè)備的軸之間的關(guān)系。
圖21為圖19和圖20所示的引紗裝置的正視圖。
圖22為圖21所示裝置的分解視圖。
圖23為圖21和圖22所示裝置的俯視圖，該裝置安裝在圖19所示的真空紡紗裝置上。
圖9中所示的基本的真空紡紗裝置14與美國(guó)專(zhuān)利4507913中所示的裝置相似。該裝置14包括一個(gè)外殼16，它由金屬，陶瓷等材料制成。在工作狀態(tài)下通過(guò)一組合接頭17與真空源18相連，真空源可為真空泵。該真空泵在19立方呎/分流量時(shí)，水銀柱高度為20英寸。該外殼16的內(nèi)部是空心的，裝置14管嘴內(nèi)部由參考標(biāo)號(hào)20表示，它包括頭端21和尾端22。在尾端22處要放一齒輪24，它與其它齒輪(未圖示)相連，從而帶動(dòng)“管嘴”20轉(zhuǎn)動(dòng)。它可按順時(shí)針或逆時(shí)針二個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而根據(jù)需要形成Z拈或S拈。
從牽伸系統(tǒng)(未圖示)出來(lái)纖維條S通過(guò)喂入羅拉26間的隙縫，加工完的紗Y由裝置14的尾端22出來(lái)。
本發(fā)明直接由纖維生產(chǎn)紗線的“管嘴”20的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖10所示，管嘴20由一個(gè)帶有頭端21和尾端22的細(xì)長(zhǎng)空心軸30構(gòu)成。從頭端21至尾端22有一通長(zhǎng)的通道。該通道由以下幾部分組成，接近頭端21的通道第一部分31，靠近頭端21，而又與頭端21隔開(kāi)的內(nèi)腔32，從內(nèi)腔32一直通到尾端22的第三部分33，如圖10所示，第三部分33處的直徑為1/16英寸。這部分的直徑基本上為常數(shù)。
為了在外殼16中可旋轉(zhuǎn)地安裝空心軸特設(shè)軸承35、36，一環(huán)狀凸緣37由軸30向外伸出，并與軸為一體，且與尾端22相鄰，軸承36緊貼在凸緣37上。軸30的外表面38與齒輪24為緊配合，以保證齒輪24帶動(dòng)軸30旋轉(zhuǎn)。
在圖10中所示的軸30主要適于直接由條子紡紗，而不是由粗紗紡紗。這樣減少了在粗紗紡紗過(guò)程中的有關(guān)設(shè)備。所以直接由條子紡紗有很多的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，需要放大從頭端21到真空源18的空氣流，與此同時(shí)，限制纖維條移動(dòng)的通路，以防止由于真空的作用，纖維被吸出軸30之外。在圖10所示的具體的實(shí)施例中，放大空氣流是這來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即增大通道的第一部分31。使這部分的尺寸較多地大于通道第三部分33。通孔40的總的有效通流面積與通道第一部分31的有效通流面積相匹配，以此來(lái)達(dá)到最佳的纖維包纏效果。
通道部分31處的橫截面基本為園形截面，在圖10中所示的實(shí)施例中，通道部分31的直徑約為0.387英寸，空心軸30的這部分外徑至少約為0.5英寸。該通道的中間部分32為園錐形，該形狀大體上為正園錐形，32處有較大的空間，這樣可使纖維在里面自由移動(dòng)，在由纖維條紡制紗Y的同時(shí)，使得纖維可以被豎起以相當(dāng)大的一段來(lái)包纏紗芯，對(duì)圖10所示的特定結(jié)構(gòu)，通道部分31，32，可由以下方法加工而成。
-使用41號(hào)中心鉆，在頭端21處對(duì)中鉆孔，鉆深約為0.51英寸。
-使用15/64英寸鉆頭，在頭端21處，再次對(duì)中鉆孔，鉆深約為0.497英寸。
-使用1/4英寸端銑刀，在頭端21處，再次對(duì)中加工，加工深度約為0.42英寸。
-使用3/8英寸60°的沉頭鉆頭，在頭端21處，再次對(duì)中鉆孔，深至0.52英寸。
通道部分33處的加工僅用1/16英寸的鉆頭在22端處對(duì)中鉆孔來(lái)完成，直鉆到與帶有通孔的通道部分32相通，軸30的其它尺寸為間距42約為3/8英寸，頭端22的直徑約為0.503英寸，凸緣37的厚度約為0.125英寸，與軸承36相配合的直徑約為0.501英寸，30軸從頭端21至凸緣37處的長(zhǎng)度約1.5625英寸。
應(yīng)注意在帶有孔40的通道部分與通道部分33之間為錐形器壁，由圖10所示的參考標(biāo)號(hào)44表示。這種錐形器壁結(jié)構(gòu)與同樣形狀所不帶有錐形器壁的軸30相比，可導(dǎo)致一個(gè)相當(dāng)好的效果。
對(duì)于圖10所示實(shí)施例通孔40的孔數(shù)最好為4個(gè)，而且要均勻地分布在軸30的外表面上。每一個(gè)通孔40一般為楔形。在軸30外表面上，通孔40的寬度大約為0.34英寸，這個(gè)寬度由參考標(biāo)號(hào)46表示。加工通孔40是采用3/32英寸的鉆頭，以一個(gè)約為34°的角度，由軸的外周?chē)蛲ǖ啦糠?2鉆通。然后進(jìn)行擴(kuò)孔加工，加工出一個(gè)垂直的表面48。表面48基本垂直于通道的第三部分33的延伸部分。與僅僅以34°的角度鉆3/32英寸的孔而不作擴(kuò)孔加工的結(jié)構(gòu)相比，加工出垂直于通道第三部分33的表面48，這一特殊改進(jìn)，可獲得極好的效果。
根據(jù)本發(fā)明所采用的另一些管咀的形狀，由圖11至圖15表示。雖然這些管咀在紡紗中都是適用的，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，但是可以看出，其中某種管咀仿制的紗與另一種管咀仿制的紗相比，性能更好。
圖11所示管咀120的長(zhǎng)通道133的直徑為1/8英寸，有4排1/16英寸直徑的孔140，每個(gè)孔都垂直于通道133。
圖12所示管咀220，有一個(gè)直徑為1/8英寸的長(zhǎng)通道233和4個(gè)1/16英寸直徑的孔240，相對(duì)尾端222傾斜一定的角度。
圖13所示管咀320，有一通道333與通道尾端322相連通，孔的直徑為1/16英寸，靠通道頭端321的通道部分331的直徑約為1/8英寸，在通道331和333之間的真空室332的直徑為1/4英寸，4個(gè)1/16英寸直徑的斜孔340，從真空室332向外伸延。
圖14所示的管咀420的通道部分433的直徑為1/16英寸，通道部分431的直徑為1/8英寸，通道部分432可以看作真空室，其形狀為園錐形，4個(gè)1/16英寸的斜孔440與真空室432相通。
圖15中的管咀520與圖10中的管咀20是基本相同的(圖15為原理圖)。只有一點(diǎn)不同，就是整個(gè)通道部分531為截頭園錐形，通道部分532(在孔40與此相連的結(jié)構(gòu)上)略有不同。
圖11至圖14的管咀適于由粗紗進(jìn)行紡紗，不適于由條子紡制強(qiáng)度較高的或適用的紗。而圖15中的管咀520和圖10中的管咀20，由于增加了從通道頭端通過(guò)通孔到真空源18的總的氣流量，能夠由條子紡出較高強(qiáng)度的紗。通道32，532的中間部分，允許纖維自由移動(dòng)，這樣纖維才會(huì)被豎起，而更牢固地纏住紗芯。然而，通道32，532不應(yīng)過(guò)大，至使纖維由于真空源18的作用，而被吸出孔40和540，而且，在這些實(shí)施例中，通孔的總的有效橫截面積應(yīng)相當(dāng)于軸的頭端與通孔之間的通道部分的有效橫截面積，這樣來(lái)確定通孔和通道部分的尺寸，就不會(huì)使獲得纖維的最佳包纏效果受到限制，按照這個(gè)方式，在任何給定條件下都可獲得最佳的包纏效果。
圖11至圖15的管咀在使用同樣成份的喂入材料時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果如下表Ⅰ所示。采用1/19支的滌毛混紡纖維，即55%的3d×3 1/2 “×2 1/2 ”的T-655型大可綸(聚脂纖維)與45%的WP644的羊毛混紡纖維，真空源18的真空度為14～15英寸水銀柱高，不過(guò)圖15的實(shí)施例的真空氣流量要比其它實(shí)施例明顯增大。
表Ⅰ管咀 原料型式 斷裂強(qiáng)度(克/目) 斷裂伸長(zhǎng)圖11 粗紗 308 13.66%圖12 粗紗 349 15.65%圖13 粗紗 390 17.72%圖14 粗紗 424 14.8%圖15 條子 518 9.0%令人驚異的是，圖15的管咀加工出來(lái)的，直接由條子紡制的紗的斷裂強(qiáng)度要比圖14(其結(jié)構(gòu)與圖15類(lèi)似)的管咀加工出來(lái)的由粗紗紡制的紗的斷裂強(qiáng)度更高，注意，圖11至圖13的管咀適于與不同孔徑的孔道配合使用，而圖14和圖15的管咀不適宜與不同孔徑的孔道配合使用。
還應(yīng)注意，圖14的管咀的通道部分432為園錐形狀，它要比圖13的球狀真空室332紡出來(lái)的紗有更高的斷裂強(qiáng)度。真空室332，432也還有其它作用，如它提供了纖維的徑向偏轉(zhuǎn)空間，這對(duì)纖維的包纏更加有利。
本發(fā)明的設(shè)備包括一個(gè)帶有頭端21和尾端22的細(xì)長(zhǎng)空心軸30，該空心軸30有一連續(xù)延伸的通道31，32，33，由軸承35，36和外殼16組成的裝置，該裝置可用于安裝旋轉(zhuǎn)軸。由齒輪24和動(dòng)力部件(未圖示)組成的裝置，該裝置可傳動(dòng)空心軸30，使其繞軸線旋轉(zhuǎn)。由喂入棍26和其它部件組成的裝置，該裝置可使紡織纖維S喂入到頭端21，并直線地，基本上沿著軸的旋轉(zhuǎn)軸線穿過(guò)軸30的通道31-33，將真空施加于軸30外部的真空源18它可以使至少一部分通過(guò)軸的纖維和纖維的自由端被吸向軸上的通孔40，而當(dāng)纖維直線地，基本上沿著旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)時(shí)，就會(huì)隨著軸旋轉(zhuǎn)。在通道部分32形成足夠的真空度，以使纖維被豎起并纏繞紗芯。由輸出輥或卷取輥或類(lèi)似的普通部件構(gòu)成的裝置，該裝置可用于將紡成的紗Y從尾端22拉出或卷取。利用圖10和15所示的實(shí)施例可以由纖維條直接制成與環(huán)錠紗性質(zhì)接近的紗。
在試驗(yàn)中分別利用圖16至圖18所示的管咀加工不同混合配比和不同精紡支數(shù)的紗，得到了如下的結(jié)果(所有的結(jié)果應(yīng)加或減誤差E，“SS”表示“切斷短纖維”)。
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，本發(fā)明的紗具有較高的斷裂強(qiáng)度，可作為比較的是55%滌綸和45%羊毛制成的1/18′S(支)的紗，具有至少500克/旦的斷裂強(qiáng)度，對(duì)于類(lèi)似圖17所示的管嘴也進(jìn)行了試驗(yàn)，這種管嘴有類(lèi)似于圖18中的腔室646實(shí)際的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。在這樣的試驗(yàn)中，由45%的滌綸和55%羊毛混紡成的1/18′S(支)的紗，其斷裂強(qiáng)度為518，伸長(zhǎng)率為8.4%。由100%羊毛紡成同樣支數(shù)的紗，其斷裂強(qiáng)度為248，伸長(zhǎng)率為14.1%。因此，通過(guò)本發(fā)明由非熱塑性材料制成的紗，其強(qiáng)度完全可以滿足制作衣料織物的要求。
應(yīng)該注意，圖16所示的管嘴620，具有一個(gè)與尾端相連的通道部分624和一個(gè)與頭端相連的通道部分621，在通道部分621，624，有一個(gè)1/4英寸直徑的球形真空腔室622，4個(gè)1/16英寸直徑的斜道孔623，由腔室622向外延伸。
圖17中，管嘴630有一形狀為截頭錐體的通道頭端631和一相當(dāng)于圖16中所示的通道624的通道尾端634，它也有中間通道部分632，該部分通道可以認(rèn)為是一個(gè)真空腔室，形狀為圓錐形，并有4個(gè)1/16英寸的斜孔633與之相連通。
圖18的管嘴640包括一錐形通道頭端641，一個(gè)相當(dāng)于圖16所示的通道624的通道尾端644和一對(duì)中間通道642、646，通道642、646一般為錐形，并有4個(gè)1/16英寸的斜孔643，647，每個(gè)孔分別由通道伸向外部。
見(jiàn)圖1，圖2所示本發(fā)明的真空紡制的紗，可以看到，包纏紗是由包括紗芯纖維和包纏纖維的纖維構(gòu)成，盡管紗的結(jié)構(gòu)中有些束狀包纏纖維，但包纏纖維的大部分是單纖，這些包纏纖維束是非均勻的，或非一致的，并形成較光滑的表面，紗芯纖維基本上與均勻分布在其周?chē)陌p纖維方向一致，紗芯纖維與包纏纖維的可染性相同。
在另一方面，圖1和圖2所示的包纏紗具有基本平行的芯部纖維和均勻分布的包纏在紗芯周?chē)陌p纖維，包纏纖維以大約30°的螺旋角(例如在大約30°-50°的范圍)進(jìn)行包纏。成紗纖維條中約20～30%的纖維是包纏纖維，包纏纖維無(wú)彎折，無(wú)倒鉤，并且基本上無(wú)纖維自身的絞扭或纏繞，但具有光滑的表面將圖1和圖2的真空紡紗與普通環(huán)錠紗及其它的一些如圖3及圖5至圖8的紗進(jìn)行比較，就會(huì)看到，圖1和圖2外觀最接近圖5的環(huán)錠紗。
注意，圖3的包芯紗與包纏紗不同，紗芯與加了捻(真捻)的環(huán)繞著紗體以增加強(qiáng)度的長(zhǎng)絲是平行的。
圖4的自由端紡紗也有真捻，其表面松散，遍布著包纏的纖維，這也不是包纏紗。
圖6的MJS空氣紡紗是其次最接近于一般的環(huán)錠紗(即僅次于與錠紗最相似的真空紗)，MJS紗包纏纖維約呈55°角，紗芯捻度較少。包纏纖維的百分比大約是10%，并且它們或多或少是單根纖維。
圖7的東麗紗的包纏纖維以大約45°角排列與其它紗相比，包纏紗顯得埋進(jìn)芯層纖維中較深，形成了鉸纏的外觀。表層纖維纏繞在類(lèi)似于塔斯綸紗的纖維條中。東麗紗表面包纏纖維約占20%，東麗紗鉸纏的外觀與真空紡紗光滑的表面相比，有很大的差別。
圖8的DREFⅡ型紗是具有真捻的摩擦紡紗，但表面無(wú)任何包纏的纖維，它也不是包纏紗。
注意按照本發(fā)明的包纏紗，它可由100%的非熱塑性纖維紡制，或紗芯和包復(fù)層的主要部分由非熱塑性纖維構(gòu)成，即按照本發(fā)明紡制的包纏紗，主體部分的纖維至少可由以下各種選擇棉、馬海毛、亞麻、苧麻、繭絲、羊毛、人造纖維及其它們的混合物。然而，按照本發(fā)明的包纏紗，也不限于非熱塑性纖維，它也可由聚丙烯腈系纖維，聚脂纖維，以及其它纖維，或由它們(與非熱塑性纖維)的混合物制得。
注意，真空紡紗與其它現(xiàn)有的包纏紗相比有許多差別，真空紡紗的一些特性(這些特性不完全是其它包纏紗所具有的)如下真空紡紗不必用熱塑性纖維，由于表面纖維的包纏是受到控制的，包纏纖維與紗芯纖維有相同的性質(zhì)(不被熱熔)，由于分子結(jié)構(gòu)不變，紗的染色性質(zhì)相同，紗芯和表面有相同的可染性，包纏纖維是同一方向，而不是以不一致的方式互相絞纏。
按照本發(fā)明，一種適合于做衣料的紗，即所構(gòu)成的包纏紗具有良好的強(qiáng)度和外觀特性，并且最接近于環(huán)錠紗，而且，按照本發(fā)明，能以較環(huán)錠紡高得多的速度生產(chǎn)紗線，并大大縮短了工序。例如，在長(zhǎng)纖環(huán)錠紡中，是先將長(zhǎng)纖混合，接著進(jìn)行并條、分梳、四道并條。過(guò)去常經(jīng)過(guò)粗紗，細(xì)紗，卷取，最后投入使用。按照本發(fā)明，由長(zhǎng)纖維制得的真空紡紗的步驟是混合、并條、梳理、三道并條、真空紡，然后投入使用。因此，長(zhǎng)纖維的真空紡較長(zhǎng)纖維的環(huán)錠紡少了三道工序。在短纖維的真空紡中，采用了與噴氣紡相同的工序，即混合、分梳、二道并條、紡紗、然后投入使用。
本發(fā)明也提供一種用于真空紡紗的真空引紗裝置，見(jiàn)圖19至圖23。
參見(jiàn)圖19、20和23，真空紡紗裝置714通常的部件包括外殼716，具有頭端719和尾端720的空心軸718和一個(gè)由頭端719到尾端720連通的連續(xù)通道721(參考圖20)，在軸718的完整的圓周上至少有一部分帶有通孔，如孔722(參見(jiàn)圖20)，一個(gè)典型的結(jié)構(gòu)是繞軸718的圓周上等距地穿4個(gè)孔722。安裝軸718，使其能繞軸A-A旋轉(zhuǎn)，如借助于裝在軸718和外殼716之間的軸承裝置(圖20中724所示)，繞A-A軸旋轉(zhuǎn)，外殼716聯(lián)接管道726和閥727(參見(jiàn)圖19)直到真空源728，真空源可以是通常的真空泵?？招妮S由馬達(dá)729或類(lèi)似的動(dòng)力源帶動(dòng)繞軸A-A旋轉(zhuǎn)，該動(dòng)力源通過(guò)齒輪730或類(lèi)似的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)裝置，如帶輪或鏈條，有效地傳動(dòng)軸718。
真空紡紗裝置714的一個(gè)實(shí)施例是牽伸裝置(圖中未表示)握持纖維條或粗紗S，并將纖維條或粗紗S(包括通過(guò)一套喂給羅拉732)喂到軸718的頭端719。在軸718的圓周外部，利用真空負(fù)壓，產(chǎn)生一個(gè)來(lái)自頭端719的空氣流，通過(guò)孔722，使纖維在通過(guò)空心軸時(shí)，至少一些纖維或纖維的自由端將吸向軸孔722，同時(shí)，當(dāng)這些纖維通常沿著旋轉(zhuǎn)軸線A-A直線地移動(dòng)時(shí)，也將隨著軸旋轉(zhuǎn)。有效地同軸718尾端相聯(lián)系的是一個(gè)普通的卷取機(jī)構(gòu)。該卷取機(jī)構(gòu)如圖19和圖23所示的錐管734。
按照本發(fā)明的引紗裝置，一般可參見(jiàn)圖21-23所示的740，裝置740的第一個(gè)主要構(gòu)件是真空容器742，它有包括前壁744的器壁，容器742借助一般的管道743有效地連接到真空源728。
該引紗裝置的第二個(gè)主要構(gòu)件是真空管745，真空管有一開(kāi)通的頭端746和一開(kāi)通的尾端747。引紗裝置740由一在容器器壁744上限定了一開(kāi)孔749的裝置，和一個(gè)安裝真空管745，并可使該管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置構(gòu)成。在圖中所列舉的例子中，安裝可旋轉(zhuǎn)的真空管745的裝置是由圓筒750構(gòu)成。圓筒750具有伸出軸751，伸出軸751一般與真空管745尾端747平行，并與圓筒750共軸。軸751通過(guò)容器器壁744上軸承孔753，其自由端靠E型箍754或類(lèi)似的連接件固定于容器742內(nèi)。真空管745實(shí)質(zhì)上是由直通的中間部分756，頭部757和尾部758組成。頭部757包括開(kāi)通的頭端746，并且頭部757一般是與中部756相垂直。尾部758包括尾端747，且一般尾部758與中部756相垂直，并平行于頭部757。尾部758裝于圓筒750中，但離開(kāi)中心軸一段距離，即尾部747與軸751徑向離有一定距離，如圖22中所示。
圓筒750，軸751，軸承孔753及其類(lèi)似的構(gòu)件組成了這樣一個(gè)裝置。該裝置使管745可以轉(zhuǎn)動(dòng)，即管745可以相對(duì)于真空容器742繞軸線B-B轉(zhuǎn)動(dòng)，以使管745可以從它的第一個(gè)位置，即非工作位置(參見(jiàn)圖21-23)，轉(zhuǎn)到第二位置，即工作位置(圖22的點(diǎn)劃線位置，以及圖19和圖20所示的位置)。在非工作位置上，管745沒(méi)有有效地連接到容器742，而在工作位置上，管745有效地連通到容器742上。真空管的尾端開(kāi)孔747對(duì)準(zhǔn)了真空容器器壁744上的開(kāi)孔749，在這一工作位置上，由真空源728所提供的真空的作用使空氣流過(guò)真空管745的頭端746，流過(guò)整個(gè)真空管745，由開(kāi)孔749，進(jìn)入容器742，最終通過(guò)管路743流到真空源728。
為使真空管745在開(kāi)孔747與開(kāi)孔749對(duì)準(zhǔn)的工作位置停止轉(zhuǎn)動(dòng)，可以在圓筒750和容器742上給出與它相應(yīng)的定位機(jī)構(gòu)(未圖示)，此外，可以給出彈簧裝置(未圖示)。例如，在容器742內(nèi)設(shè)置一種連接軸751與容器742上器壁744的扭轉(zhuǎn)彈簧，對(duì)管745施加一個(gè)扭矩，使之傾向其非工作位置。
還有一個(gè)很高的要求是，當(dāng)真空管745在它的工作位置時(shí)，防止軸718的圓周外部也供給真空。在這一工作位置，頭端746直接與軸718的尾端720相鄰接，并與通道721對(duì)準(zhǔn)，如圖19和圖20所示。切斷真空源728與外殼716的連通，可以通過(guò)將管745有效地聯(lián)接到一個(gè)電氣開(kāi)關(guān)(參見(jiàn)圖19所示的761)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種開(kāi)關(guān)可以對(duì)真空管745由非工作位置到工作位置的轉(zhuǎn)動(dòng)作出反應(yīng)。開(kāi)關(guān)761可以是一種安裝在管745上的水銀開(kāi)關(guān)，或是一種安裝在圓筒750內(nèi)的舌簧片開(kāi)關(guān)，該舌簧片開(kāi)關(guān)與聯(lián)在器壁744上的磁鐵配合工作，或者開(kāi)關(guān)761可以是其它任何廣泛應(yīng)用在商業(yè)上的現(xiàn)成裝置。電氣開(kāi)關(guān)761有效地聯(lián)到電源762和通常的電磁控制器763上，來(lái)控制閥727。
實(shí)施例如圖19所示，當(dāng)管745轉(zhuǎn)動(dòng)到它的工作位置時(shí)，開(kāi)關(guān)761關(guān)閉，使電磁控制器763發(fā)生作用而將閥727移到它關(guān)閉的位置，從而斷開(kāi)真空源與外殼716的連通。當(dāng)管745回到它的第一位置，即非工作位置時(shí)，開(kāi)關(guān)761打開(kāi)，解除了電磁控制器763的作用，以使閥727移到它常開(kāi)的位置。
如圖23所示，較好地安裝真空管745的旋轉(zhuǎn)軸B-B，使其與空心軸718的軸線A-A平行，并在水平方向與軸線A-A離開(kāi)一段距離，真空管745的安裝也應(yīng)不妨礙卷取裝置734或其它類(lèi)似的卷取機(jī)構(gòu)。
在引紗裝置的一個(gè)典型的工作過(guò)程中，將相互連接著的纖維F(參見(jiàn)圖20)喂到空心軸718的頭端719，特別是當(dāng)相互連接的纖維本身是粗紗或纖維條時(shí)，纖維F可以經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)牽伸，一旦纖維F的頭端喂入開(kāi)孔719時(shí)，擋車(chē)工手動(dòng)地操作真空管745，使其從它的非工作位置(圖21，圖23，及圖22的實(shí)線位置)，移到它的工作位置1圖19、圖20，及圖22的虛線位置。管745繞軸751的軸線B-B轉(zhuǎn)動(dòng)，以使頭端746與空心軸718的尾端720相鄰接，并使頭端746與通道721對(duì)準(zhǔn)。在該位置，管745有效連接開(kāi)孔747與749和真空容器742，直到真空源728。同時(shí)管745吸取互相結(jié)合的纖維F，將一段互相結(jié)合的纖維拉過(guò)整個(gè)通道721(參加圖20)。在手動(dòng)地將管745轉(zhuǎn)動(dòng)到它的工作位置這段時(shí)間內(nèi)，開(kāi)關(guān)761關(guān)閉，閥727也相應(yīng)地隨著開(kāi)關(guān)的關(guān)閉而關(guān)閉。
一旦將互相結(jié)合的纖維F的一部分完全吸過(guò)通道721，真空管745就被移回到它的非工作位置。然后，這段互相結(jié)合的纖維，即從軸718的尾端被拉伸出的一部分，有效地連接到卷取錐筒734或類(lèi)似的卷取機(jī)構(gòu)上。然后開(kāi)啟馬達(dá)729，這對(duì)真空紡紗設(shè)備714就開(kāi)始進(jìn)行真空防紗。
萬(wàn)一有必要在斷頭的情況下再次引紗，當(dāng)再次引紗完成時(shí)，馬達(dá)729可以繼續(xù)驅(qū)動(dòng)軸718。
權(quán)利要求
1.成紗設(shè)備包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)空心軸20，它具有一個(gè)頭端21和一個(gè)尾端22，從空心軸的頭端到尾端有一連續(xù)延伸的通道31、33，在該軸的整個(gè)圓周上，至少有一個(gè)部分開(kāi)有通孔40；用于安裝所說(shuō)的繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的裝置35、36；用于傳動(dòng)所說(shuō)的軸繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置24；用于使紡織纖維直線地通過(guò)所說(shuō)軸的連續(xù)延伸通道的裝置26，該裝置可將纖維沿旋轉(zhuǎn)軸的軸線喂入到軸的頭端；將真空供給到軸30外部的裝置18，該裝置可以使至少一部分通過(guò)軸的纖維和纖維的自由端被吸向軸上的通孔，而當(dāng)纖維直線地，基本上沿著旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)時(shí)，就會(huì)隨軸旋轉(zhuǎn)；用于從所說(shuō)軸的尾端卷取成紗的裝置734，這個(gè)尾端與所說(shuō)軸的頭端相對(duì)；其特征在于在所說(shuō)軸的頭端和尾端之間設(shè)置裝置31，32，該裝置允許松散纖維在其中自由移動(dòng)，以便當(dāng)纖維通過(guò)通道的時(shí)候，至少有一部分鄰近所說(shuō)的通孔的纖維豎起并纏繞纖維的芯部。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的設(shè)備其特征在于所說(shuō)的可允許松散纖維在其中自由移動(dòng)的裝置由所說(shuō)通道的一般定限為圓錐形的部分31構(gòu)成，該部分在接近于軸的頭端的部分其橫截面較大，而在接近于軸的尾端的部分，其橫截面較小。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的設(shè)備其特征在于所說(shuō)的圓錐形部分由一個(gè)中心與所說(shuō)的頭端和尾端的中心線相對(duì)正的正圓錐構(gòu)成;所說(shuō)的通孔一般為楔形，并從所說(shuō)的圓錐部分通到所說(shuō)軸的外部。
4.成紗設(shè)備包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)空心軸20，它有一個(gè)頭端21和一個(gè)尾端22，還有一個(gè)從頭端到尾端連續(xù)延伸的通道31、33，在該軸的整個(gè)圓周的至少一部分開(kāi)有通孔40;用于安裝所說(shuō)的軸，使其可繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置35、36;傳動(dòng)所說(shuō)的軸使其繞軸線旋轉(zhuǎn)的裝置24;傳送紡織纖維的裝置26，該裝置可將纖維喂入到軸的頭端使纖維直線地沿著軸的旋轉(zhuǎn)軸線通過(guò)連續(xù)延伸的通道;在所說(shuō)的軸的外部施加真空的裝置18，當(dāng)所說(shuō)的纖維近似直線地沿著旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)時(shí)，可以使至少一部分通過(guò)軸的纖維或纖維的自由端伸向軸上的通孔，并隨軸旋轉(zhuǎn);從相對(duì)于頭端的所說(shuō)軸的尾端卷取成紗的裝置734;其特征在于所說(shuō)的通孔40的有效橫截面積相當(dāng)于頭端21和通孔之間的通道31、33的有效橫截面積，以達(dá)到最佳的纖維包纏效果。
5.一種紡紗方法包括下列步驟為獲得經(jīng)牽伸的條子而對(duì)纖維條進(jìn)行牽伸;沿著直線方向A喂送經(jīng)牽伸的條子，條子為束狀;其特征在于使纖維進(jìn)入一個(gè)空心軸20的內(nèi)部，該軸可繞與A方向基本一致的軸線旋轉(zhuǎn)，在軸的部分園周上設(shè)有通孔40，在帶有通孔的部分有一個(gè)擴(kuò)大了的內(nèi)腔32;將真空施加到軸的帶有通孔的部分的園周外部，其真空度要足以將軸內(nèi)的纖維條的一部分吸向軸的內(nèi)表面;使軸高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)軸內(nèi)的纖維沿A方向移動(dòng)時(shí)，這些纖維中某一部分纖維的端部就會(huì)隨著軸旋轉(zhuǎn)，并且這些纖維的端部伸到擴(kuò)大了的內(nèi)腔32而最終包纏住纖維條的其它部分，從而制成最終的成品紗。
6.一種用于制作衣料織物的紗其特征在于有一個(gè)由大體上同向的纖維形成的芯層;一個(gè)由纖維形成的包復(fù)層，形成包復(fù)層的包纏纖維的一端夾在芯層，剩余的部分纏繞在芯層上，包復(fù)層纖維的包纏部分形成一個(gè)大約30°-50°的螺旋角;芯層和包復(fù)層纖維的主要部分是非熱塑性纖維。
7.一種包纏紗其特征在于它是由包括芯層纖維和包纏纖維的纖維組成的，包纏纖維的絕大部分是單根纖維構(gòu)成的，而僅有一少部分包纏纖維聚集在一起，表現(xiàn)為不均勻的，不一致的纖維層，而它們有一個(gè)比較光滑的表面;芯層纖維與圍繞著紗芯均勻分布的包纏纖維的方向基本一致，包纏纖維具有相同的可染性。
8.一種包纏紗其特征在于它具有基本上方向一致的芯層纖維和圍繞紗芯均勻分布的包纏纖維，包纏纖維的包纏螺旋角約為30°，纖維條約20-30%為包纏纖維，這種包纏紗與環(huán)錠紗外觀近似。
9.一種包纏紗其特征在于它有一個(gè)由基本上方向一致的纖維形成的紗芯和排列在紗芯周?chē)陌p纖維，包纏纖維形成一個(gè)約30°-50°的螺旋角;包纏纖維無(wú)褶皺，無(wú)倒鉤，并且基本上無(wú)螺旋狀絞扭，而具有光滑的外表。
10.真空紡紗其特征在于它由多種預(yù)定的纖維和預(yù)定纖維支數(shù)的纖維構(gòu)成，所說(shuō)的紗的斷裂強(qiáng)度接近于用同樣的纖維原料制成的環(huán)錠紗，而大大地超過(guò)用同樣的纖維原料制成的自由端紡紗。
11.一種引紗裝置包括一個(gè)帶有器壁744的真空容器742;連接所說(shuō)的真空容器和真空源728的裝置743;在所說(shuō)的器壁774的一個(gè)側(cè)面內(nèi)確定一個(gè)開(kāi)孔748的裝置;其特征在于真空管745具有一個(gè)頭部開(kāi)孔端746和尾部開(kāi)孔端747;并有安裝所說(shuō)的真空管的裝置750，749，751，747，該裝置可以使真空管相對(duì)于所說(shuō)的真空容器轉(zhuǎn)動(dòng)，以使所說(shuō)的真空管的尾部開(kāi)孔端可以從第一個(gè)位置移動(dòng)到第二個(gè)位置，第一個(gè)位置為不工作位置，在這個(gè)位置上，真空管的尾部開(kāi)孔端與所說(shuō)的開(kāi)孔被隔開(kāi)，第二個(gè)位置為工作位置，在這個(gè)位置上，真空管的尾部開(kāi)孔端與所說(shuō)的開(kāi)孔相連通，使得所說(shuō)的真空源通過(guò)真空容器與真空管的頭端相連通。
12.與真空紡紗設(shè)備相聯(lián)的引紗裝置所說(shuō)的真空紡紗設(shè)備包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)空心軸718，它有一個(gè)頭端719和一個(gè)尾端720，還有一個(gè)由頭端到尾端連續(xù)延伸的通道721，在該軸的整個(gè)圓周上，至少有一個(gè)部分開(kāi)有通孔722;用于安裝所說(shuō)的軸，使其可繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置724;用于傳動(dòng)所說(shuō)的軸使其可繞軸線旋轉(zhuǎn)的裝置730;從真空源728向所說(shuō)的軸的外部供給真空的裝置，該裝置通過(guò)所說(shuō)的軸的頭端，所說(shuō)的通道、并通過(guò)所說(shuō)的通孔抽吸空氣;喂送紡織纖維使之從軸的頭端進(jìn)入通道的裝置732;以及從軸的尾端取出成品紗的裝置734;其特征在于一個(gè)帶有頭部開(kāi)口端746的真空管745，它有效地同所說(shuō)的空心軸相聯(lián)系，以使真空管可從第一個(gè)位置，即非工作位置，移動(dòng)到第二個(gè)位置，即工作位置，在第一個(gè)位置真空管的頭部開(kāi)口端與軸的尾端分開(kāi)，在第二個(gè)位置真空管的頭部開(kāi)口端與軸的尾端相鄰接，并對(duì)準(zhǔn)所說(shuō)的通道;連接真空管和真空源728的裝置747、740，當(dāng)真空管處于它的第二個(gè)位置，即工作位置時(shí)，該裝置可將真空管與真空源有效地連通。
專(zhuān)利摘要
真空紡紗裝置的細(xì)長(zhǎng)空心軸有一真空室，楔形孔有效地連通到真空室。這些孔和軸的頭端與孔之間的通道部分的尺寸經(jīng)選定，使足夠的空氣流通過(guò)，以獲得最優(yōu)的包纏效果。包纏紗由真空紡紗形成。包纏纖維以大約30°的螺旋角包纏紗芯，包纏纖維占成紗纖維的20％～30％。真空紡紗裝置最初的引紗由一個(gè)真空管來(lái)完成，該真空管可以繞一平行于空心軸的軸線并與該軸線相距一定距離的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，真空管連接到一真容器和真空源從一非工作位置轉(zhuǎn)動(dòng)到工作位置。
文檔編號(hào)D01H1/115GK86103633SQ86103633
公開(kāi)日1987年2月11日 申請(qǐng)日期1986年5月5日
發(fā)明者埃爾伯特·弗來(lái)明格·莫里森, 達(dá)尼·R·布拉德利, D·C·里斯, N·帕格·哈迪 申請(qǐng)人:伯林頓工業(yè)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan