專利名稱：用于筒管加捻的緯管式成形的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于卷繞紡織操作中的筒管上的紗線的絡(luò)紗結(jié)構(gòu)，該絡(luò)紗結(jié)構(gòu)減少因紗線與紗線之間的磨損引起的筒管松開的故障，故能減少處理。
背景技術(shù)：
玻璃纖維通常由熔化的玻璃通過高壓套筒上的噴絲孔經(jīng)拔細(xì)而形成。然后，玻璃纖維被拉過一敷帖器，該敷帖器用漿紗成分涂覆在至少一部分纖維表面上，經(jīng)鞋形收集器收集成單股或多股離散線，并卷繞在一絡(luò)紗機(jī)上成為成型包裝。然后集中這些成型包裝，為了干燥漿紗成分，通常將其放入一干燥器。經(jīng)過干燥之后，成型包裝被移送到加捻機(jī)，在加捻機(jī)上，多股纖維從成型包裝上解繞并卷繞到一筒管上。從那以后，在紡織操作中，筒管被用來形成經(jīng)紗織軸和供應(yīng)緯紗，或提供紗線。
在一典型的玻璃纖維線紡織操作中，經(jīng)線由一織機(jī)經(jīng)軸供應(yīng)，織機(jī)經(jīng)軸包括幾百至幾千股玻璃纖維。為了形成織機(jī)經(jīng)軸，具有經(jīng)線的筒管放置在一線軸架上，且多股線穿過導(dǎo)向器而卷繞在一分條整經(jīng)軸上。若干個(gè)分條整經(jīng)軸(一般為2至8個(gè)分條整經(jīng)軸)然后組合起來，例如，通過并軸，或經(jīng)線上漿操作，形成一織機(jī)經(jīng)軸。傳統(tǒng)的做法是，玻璃纖維經(jīng)線卷繞在呈“緯紗管”形或“瓶”形的筒管上。在一緯紗管的造型中，筒管上的卷裝包括一基本上呈圓柱形的中心部分和兩個(gè)呈錐形的端部分。在一瓶形的造型中，筒管上的卷裝包括一基本上呈圓柱形的下端部分和一呈錐形的上端部分。這兩種造型這樣形成往復(fù)穿過一加捻機(jī)的加捻環(huán)錠軌，在筒管的所有部分上形成一圓周，大約每二十分鐘完成該過程，重復(fù)該過程直到筒管卷裝滿，即，直至達(dá)到所要求的筒管稱量。
當(dāng)經(jīng)線從筒管上移出(本文有時(shí)稱之為“松開”)而形成織機(jī)經(jīng)軸時(shí)，經(jīng)線可沿經(jīng)線的底層被拖曳。這種線對(duì)線的磨損可造成長(zhǎng)絲的破損和經(jīng)線的斷裂。
較佳的是提供一種筒管上的線卷裝，這種卷裝減少上述的斷裂和伴隨的破損長(zhǎng)絲和經(jīng)線，而同時(shí)最大程度地增加筒管上的線量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種形成纖維筒子卷裝的方法，它包括在筒管上卷繞包括至少一種纖維的第一部分股線，所采用的第一標(biāo)定指數(shù)比為A∶B，其中，A大于0且A大于B；在筒管上卷繞包括至少一種纖維的第二部分股線，所采用的第二標(biāo)定指數(shù)比A∶B不同于第一標(biāo)定指數(shù)比，其中，A與B均大于0。在本發(fā)明的一非限制性的實(shí)施例中，在第一標(biāo)定指數(shù)比中B等于0，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A，且在第二標(biāo)定指數(shù)比中，A等于B。在本發(fā)明的另一非限制性的實(shí)施例中，在第一標(biāo)定指數(shù)比中B大于0，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A，且在第二標(biāo)定指數(shù)比中，A等于B。
本發(fā)明還提供一種形成纖維筒子卷裝的方法，它包括形成包括至少一種纖維的股線的初始部分，該初始部分具有一錐形表面和一所要求的卷裝直徑；在錐形表面上卷繞多個(gè)連續(xù)的股線層，而同時(shí)保持所要求的卷裝直徑，這樣，形成包括一圓柱形部分和在圓柱形部分的一端上的錐形部分的纖維筒子卷裝。
本發(fā)明還提供一種形成玻璃纖維筒子卷裝的方法，它包括在筒管上卷繞包括至少一種玻璃纖維的股線，所采用的標(biāo)定指數(shù)比為A∶B，其中，A大于0，這樣，形成包括至少一個(gè)錐形部分的卷裝。
本發(fā)明的另一方面是一種纖維筒子卷裝，它包括在筒管上的包括至少一種纖維的第一部分股線，其具有第一標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中，A大于0且A大于B；以及在筒管上的包括至少一種纖維的第二部分股線，其具有不同于第一標(biāo)定指數(shù)比的第二標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中，A和B均大于0。在本發(fā)明的一非限制性的實(shí)施例中，在第一標(biāo)定指數(shù)比中B相等，B等于0，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A，且在第二標(biāo)定指數(shù)比中，A等于B。在本發(fā)明的另一非限制性的實(shí)施例中，在第一標(biāo)定指數(shù)比中B大于0，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A，且在第二標(biāo)定指數(shù)比中，A等于B。
本發(fā)明還提供一種至少包括含至少一種纖維的股線的纖維筒子卷裝，它包括具有一錐形表面的股線的錐形部分；以及重疊在錐形部分的錐形表面上的多個(gè)錐形的股線連續(xù)層，其中連續(xù)層形成一卷裝，該卷裝具有一基本上呈圓柱形的部分和一在圓柱形部分的一端上的錐形的部分。
本發(fā)明還提供一種至少包括含至少一種纖維的股線的纖維筒子卷裝，它包括多個(gè)重疊的錐形股線層，其形成一基本上呈圓柱形的部分和一呈錐形的部分，而錐形部分包括在圓柱形部分的一端上的傾斜錐形表面。
本發(fā)明的另一方面是玻璃纖維筒子卷裝，它包括多個(gè)錐形的、包括至少一種玻璃纖維的重疊的股線層，形成具有標(biāo)定指數(shù)比為A∶B的錐形部分，其中，A大于0。
附圖的簡(jiǎn)要說明
圖1是體現(xiàn)本發(fā)明特征的、用來形成纖維股線卷裝的裝置的示意性正視圖。
圖2和3示出通常用于紡織操作中的卷裝造型的形狀。
圖4-7是體現(xiàn)本發(fā)明特征的卷裝造型。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在一筒管上卷繞纖維股線以形成一供以后使用的卷裝，股線不跨越卷裝的選定表面部分被拖曳，以減小股線的磨損和斷裂。
為此應(yīng)用目的，除了另有指明之外，這里所有表達(dá)諸如重量、尺寸等等數(shù)量的數(shù)字，借用術(shù)語“大約”，而應(yīng)理解為在各種情況下被修正。因此，除非有相反的說明，數(shù)字參數(shù)均為近似值，它們可根據(jù)按本發(fā)明尋求達(dá)到所要求的特性而變化。起碼來說，不企圖將等價(jià)原則的應(yīng)用限制到權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，每個(gè)數(shù)字參數(shù)至少應(yīng)根據(jù)所報(bào)的有效數(shù)字的數(shù)和利用普通的求整技術(shù)來認(rèn)定。
盡管闡明本發(fā)明的廣泛范圍的數(shù)字系列和參數(shù)均為近似值，但在任何實(shí)例中列出的數(shù)值盡可能精確地報(bào)告。然而，任何數(shù)值固有地包含某種誤差，其來源于形成在其各自的測(cè)量中和測(cè)試方法中的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
圖1示出一卷繞機(jī)10的一實(shí)施例，其根據(jù)本發(fā)明卷繞一筒子卷裝12。
筒子卷裝12由一般的連續(xù)涂覆纖維股線14形成。本文所采用的詞語“纖維股線”或“股線”意指多根的單個(gè)纖維，即，至少兩根纖維，而股線可包括由不同纖維型材料制成的多纖維。多纖維束也可稱之為“紗線”。術(shù)語“纖維”意指單纖維。盡管不會(huì)限定本發(fā)明，但纖維較佳地具有3至35微米的平均公稱纖維直徑范圍。本發(fā)明一般用于卷繞天然或人造材料的纖維股線、紗線等。
盡管不會(huì)限定本發(fā)明，但纖維股線14較佳地由本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員熟知的任何類型的纖維型玻璃成分形成，其中包括由諸如“E-玻璃”、“A-玻璃”、“C-玻璃”、“D-玻璃”、“R-玻璃”、“S-玻璃”和“E-玻璃”的衍生物的纖維型玻璃成分制備的纖維股線。如本文所采用的，“E-玻璃衍生物”是指其包括微量的氟和/或硼的玻璃成分，且最好是無氟和/或無硼的玻璃成分。此外，如本文所采用的，“微量的氟”是指百分比重量小于0.5的氟，最好是百分比重量小于0.1的氟，而“微量的硼”是百分比重量小于5的硼，最好是百分比重量小于2的硼。玄武巖和礦棉纖維是用于本發(fā)明的其它玻璃纖維的實(shí)例。較佳的玻璃纖維由E-玻璃或E-玻璃的衍生物形成。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，由此制造的玻璃長(zhǎng)絲的成分和方法，是眾所周知的，鑒于本公開的發(fā)明，可以認(rèn)為對(duì)它們進(jìn)一步的討論是沒有必要的。如果需要額外的信息，則這樣的玻璃成分和纖維化的方法公開在K.Loewenstein的“玻璃纖維的制造技術(shù)”(3d Ed.1993)一文中，可見該文的30-44，47-60，115-122和126-135頁，以及公開在美國(guó)專利第4,542,106號(hào)和第5,789,329號(hào)，本文援引這些專利以供參考。
除了玻璃纖維之外，纖維股線14可由本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員熟知的其它類型的纖維型材料形成，其中包括無機(jī)的纖維材料、有機(jī)的纖維材料和任何前述材料的混合。無機(jī)材料和有機(jī)材料既可以是人造材料也可以是天然材料。如本文所采用的，術(shù)語“纖維型的”意指能夠形成通常為連續(xù)的長(zhǎng)絲、纖維、股線或紗線。
合適的非玻璃纖維型無機(jī)材料的非限制性的實(shí)例包括有諸如碳化硅、碳、石墨、多鋁紅柱石、氧化鋁的陶瓷材料以及壓電陶瓷材料。合適的纖維型有機(jī)材料的非限制性的實(shí)例包括有棉、纖維素、天然橡膠、亞麻、苧麻、大麻、劍麻和羊毛。合適的纖維型有機(jī)聚合物材料的非限制性的實(shí)例包括那些由下列材料形成的聚合物材料聚酰胺(諸如尼龍和芳族聚酸胺)、熱塑性聚酯(諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯)、丙烯酸樹脂(聚丙烯腈)、聚烯烴、聚亞安酯和乙烯基聚合物(聚乙烯醇)。用于本發(fā)明的非玻璃纖維型材料和制備及處理這種纖維的方法，在“聚合物科學(xué)和技術(shù)百科全書”卷6(1967)505-712頁上有詳細(xì)的討論，本文特別援引其內(nèi)容以供參考。應(yīng)該理解的是，上述任何材料的混合物和共聚物以及由上述任何材料形成的諸纖維的組合，如需要的話，也可用于本發(fā)明。
玻璃纖維的形成可采用本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的任何合適的制造玻璃纖維的方法。例如，玻璃纖維的原料可在一玻璃熔化爐內(nèi)組合，熔化和均質(zhì)化，并提供給纖維成形裝置，熔化的玻璃在那里被拔細(xì)成連續(xù)的玻璃纖維，通過在一卷繞器上卷繞成組的纖維以形成成型包裝。為獲取關(guān)于玻璃成分和形成玻璃纖維的方法的另外的信息，可參閱K.Loewenstein的“連續(xù)的玻璃纖維的制造技術(shù)”(3d Ed 1993)，30-44，47-103和115-165頁；美國(guó)專利第4,542,106號(hào)和第5,789,329號(hào)；以及IPC-EG-140“用于印刷線路板的E-玻璃織成的成品織物的技術(shù)說明書”的第1頁，它是“電子線路互連和接插研究所”的出版物，本文特別援引其內(nèi)容以供參考。
較佳地，至少在玻璃纖維的表面的一部分上涂有一種或多種涂覆成分，以賦予纖維所要求的特性，例如，保護(hù)纖維表面在加工過程中免于磨損和阻止纖維的斷裂。涂層最好包覆在纖維的全部外表面或周緣上。合適的涂料成分的非限制性的實(shí)例包括有漿料成分和二次涂料成分。如本文所采用的術(shù)語“漿料”意指涂料成分，通常是在形成玻璃纖維之后立即涂覆到長(zhǎng)絲上的水狀的成分。術(shù)語“二次涂覆”意指在漿料成分涂覆之后，且最好至少部分干燥之后，再次涂覆到一股或多股線上的涂料成分。
通常漿料成分可包括膜形成劑、潤(rùn)滑劑、偶聯(lián)劑、乳化劑、抗氧化劑、紫外線穩(wěn)定劑、著色劑、抗靜電劑和水，這里僅列舉幾個(gè)例子而已。在Loewenstein一文的243-295頁(2d Ed.1983)以及美國(guó)專利第4,390,647號(hào)和第4,795,678號(hào)列出合適的漿料成分的實(shí)例，它們均被引用在此以供參考。
上漿可用多種方式涂覆，例如，在纖維成形之后立即用一靜態(tài)或動(dòng)態(tài)涂覆器(諸如滾輪或帶涂覆器，噴涂或其它裝置)接觸長(zhǎng)絲，這些實(shí)例公開在Loewenstein文的169-177頁，本文援引其以供參考。
上漿后的纖維較佳地在室溫或提高的溫度下進(jìn)行干燥。用來干燥玻璃纖維的合適的干燥爐對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是眾所周知的。在Loewenstein文的224-230頁上，有對(duì)玻璃纖維成型卷裝或絲餅的詳細(xì)討論，本文援引其以供參考。例如，成型卷裝可在104℃(220°F)至160℃(360°F)的溫度下，在爐內(nèi)持續(xù)干燥10至13小時(shí)，以產(chǎn)生其上具有所要求的漿料成分的干燥殘余物的玻璃纖維股線。干燥玻璃纖維的溫度和時(shí)間將視諸如漿料成分中的固體物的百分比、漿料成分的組成以及玻璃纖維的類型之類的變數(shù)而定。
干燥后殘留在纖維股線上的漿料成分的量，較佳地小于30％(按重量計(jì))，更佳為小于10％(按重量計(jì))，最好為介于0.1至5％之間(按重量計(jì))，重量的測(cè)量采用點(diǎn)燃后測(cè)減少量的方法(LOI)。如本文所采用的，術(shù)語“點(diǎn)燃后測(cè)減少量的方法”是指，由方程1確定的存在纖維股線的表面上的干燥后的漿料成分的百分比重量LOI＝100×〔(Wdry-Wbare)/Wdry〕 (方程1)其中，Wdry是纖維股線的重量加上在爐內(nèi)220°F(104℃)的溫度下持續(xù)干燥60分鐘后的漿料成分，而Wbare是纖維股線在爐內(nèi)1150°F(621℃)的溫度下持續(xù)加熱20分鐘后并在一干燥器中冷卻到室溫的裸纖維股線的重量。
如果需用的話，干燥后的上漿的玻璃股線可進(jìn)一步用二次涂料成分進(jìn)行處理，其可以與漿料成分相同也可不同，以本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的任何方便的方式進(jìn)行處理。
本發(fā)明現(xiàn)將對(duì)將玻璃纖維股線卷繞在筒管上的應(yīng)用情況進(jìn)行一般的討論。然而，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，本發(fā)明用于任何一種上述纖維的加工處理是有效的。典型的卷繞技術(shù)本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是熟知的。并不限制本發(fā)明的一種卷繞操作類型公開在美國(guó)專利第5,725,167號(hào)中，本文援引其以供參考。
現(xiàn)參照?qǐng)D1，股線14通過一個(gè)或多個(gè)成型卷裝16供應(yīng)給卷繞器10。盡管用來饋給一卷繞器10的成型卷裝可高達(dá)60個(gè)，但較佳地使用單一的成型卷裝。為了視圖的清晰起見，一單一的成型卷裝16示于圖1。
如圖1所示，成型卷裝16具有至少一種纖維或股線14卷繞在其上。在優(yōu)選的工藝過程中，每股線14包括多個(gè)基本上直線的長(zhǎng)絲，例如，連續(xù)的玻璃長(zhǎng)絲。
典型的成型卷裝16通常為圓柱形，并具有一中空的中心。股線14從成型卷裝的外面拖曳出，以進(jìn)行紡織紗線的制造。根據(jù)諸如直徑和卷繞在其上的纖維的類型之類的變數(shù)，成型卷裝16的尺寸可以變化，且一般根據(jù)以后的操作和處理的方便確定其尺寸。一般來說，成型卷裝16的直徑為15.2至76.2厘米(6至30英寸)，長(zhǎng)度為5.1至101.6厘米(2至40英寸)。成型卷裝16的側(cè)面可以是錐形或圓形。成型卷裝16尺寸的非限制性實(shí)例列出在美國(guó)專利第3,685,764號(hào)和第3,998,326號(hào)，本文援引其以供參考。
參照?qǐng)D1，成型卷裝16被一旋轉(zhuǎn)的支承18支承，最好將卷裝16的中空部分定位在支承18上。支承18連接在框架20上，如圖1所示，它可以是卷繞器10的一部分，或?yàn)榉蛛x的、諸如條筒架那樣自立的框架的一部分?？蚣?0可由一剛性材料制成，例如，不銹鋼、碳鋼或鋁。適用于本發(fā)明的傳統(tǒng)的條筒架示于Loewenstein文中322頁，本文援引其以供參考。
較佳地，旋轉(zhuǎn)支承18是一從動(dòng)滾輪，其由一驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)，以松開成型卷裝16。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，合適的、包括電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置是眾所周知的，因此，對(duì)其作進(jìn)一步的討論被認(rèn)為是不必要的。支承18可以恒速旋轉(zhuǎn)，或較佳地以變速旋轉(zhuǎn)。支承18的轉(zhuǎn)速可以是每分鐘50至300轉(zhuǎn)(rpm)，且最好為100至250rpm。較佳地，支承以平均恒速旋轉(zhuǎn)，這樣，股線14以50至300米/分的大致恒定平均速度饋送給卷繞器10，平均速度最好為100至250米/分。
卷繞器10還可包括一引下線裝置22或其它類似的裝置，它確保提供給卷繞器10的股線14不破損。引下線裝置22包括一剛性件或金屬線，一偏壓裝置和信號(hào)裝置，當(dāng)剛性線與股線14之間的接觸中斷時(shí)(例如，當(dāng)股線14斷裂時(shí))，信號(hào)裝置用來向操作者(未示出)或卷繞器10發(fā)出信號(hào)以停止卷繞器10。其它合適的股線中斷裝置為本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知，因此，對(duì)其進(jìn)一步討論被認(rèn)為是不必要的。
卷繞器10還可包括一股線對(duì)齊裝置。該股線對(duì)齊裝置用卷繞器的轉(zhuǎn)動(dòng)收集器來對(duì)齊從成型卷裝16接收的股線，以便于卷繞。合適的股線對(duì)齊裝置的非限制性的實(shí)例是如圖1所示的紗圈或豬尾形導(dǎo)紗鉤24。導(dǎo)紗鉤24是一金屬或其它剛性材料制成的松弛的螺旋圈，股線14從圈中穿過。對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，用來將股線14與收集器對(duì)齊的其它裝置是很顯然的，因此，對(duì)其進(jìn)一步討論被認(rèn)為是不必要的。
纖維股線14繞支承在卷繞器10的旋轉(zhuǎn)的收集器或心軸30上的一筒管28的條筒架26進(jìn)行卷繞，從而形成一筒子卷裝12。較佳地，如圖1所示，卷繞器10是一股線加捻裝置32或加捻架，在卷繞過程中它賦予股線14捻度以形成一紗線。捻度表達(dá)為每英寸(或米)的加捻圈數(shù)。盡管在本發(fā)明中未加限制，合適的捻度可以是每米15至50轉(zhuǎn)。捻度也用字母來規(guī)定方向。當(dāng)垂直定位時(shí)，如果可見螺旋或螺旋形繞其中心軸線呈現(xiàn)為自右向左上升的態(tài)勢(shì)，就如字母S的中間部分那樣，則紗線具有S-捻度。在Z-捻度的紗線中，股線呈現(xiàn)如字母Z中間部分那樣的自左向右上升的態(tài)勢(shì)。本方法適于形成具有S-捻度或Z-捻度的紗線。本發(fā)明還適于形成無捻度的紗線，通常稱之為零捻度紗線，對(duì)此，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是眾所周知。
紗線可通過加捻而層疊多股線，或通過加捻絞疊多條層疊的股線。為求更多關(guān)于紗線加捻的信息，可見Loewenstein文中333-339頁，本文援引其以供參考。
盡管未作要求，但筒管28可以是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的任何傳統(tǒng)的筒管。較佳地，筒管28的條筒架26一般為圓柱形，但圓筒的全部或一部分可以是錐形。筒管28的條筒架26可按要求具有一個(gè)或多個(gè)脊34，突出物或不規(guī)則物。筒管可由任何通常剛性的、不磨損的材料制成，但較佳地由諸如耐沖擊的聚苯乙烯之類的熱塑性材料制成。合適的筒管的非限制性的實(shí)例，示為“PPG纖維玻璃紗線產(chǎn)品和包裝”一文中3-4頁的#28、#31、#33、#41、#53和#96，該文是賓夕法尼亞州的匹茲堡市的PPG工業(yè)公司的技術(shù)公告(1994年3月)，本文援引其以供參考。其它有用的筒管公開在美國(guó)設(shè)計(jì)專利第292,643號(hào)和第282,312號(hào)以及美國(guó)專利第4,600,165號(hào)；第4,596,366號(hào)和第3,860,194號(hào)，本文援引各篇內(nèi)容以供參考。
在如圖1所示的股線加捻裝置32中，筒管28被支承在或可釋放地安裝在旋轉(zhuǎn)的收集器或心軸30(圖1中虛線所示)上。心軸30和筒管28通常以每分鐘2500至7500轉(zhuǎn)(rpm)的速度旋轉(zhuǎn)，且較佳地為3000至7000(rpm)。將筒管28固定在心軸30上的裝置和方法，以及轉(zhuǎn)動(dòng)筒管28和心軸30的驅(qū)動(dòng)裝置均為本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知。
加捻架制造商的非限制性的名單包括北卡羅來州的Bessmer市的BacoMachinery Inc.，法國(guó)的Valence的ICBT，以及南卡羅來州的Easley的Platt-SacoLowell。
為了對(duì)齊和控制繞筒管28的筒身26堆積的股線14和堆積其上的多層股線14的緊度，股線14穿過一滑動(dòng)環(huán)36，或橫向滑動(dòng)地與環(huán)40接合，當(dāng)股線14繞筒管28卷繞時(shí)，環(huán)40又沿筒管28的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸線42往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以形成筒子卷裝12。
環(huán)40具有一固定滑動(dòng)環(huán)36的軌道44，當(dāng)筒子卷裝12被卷繞時(shí)，環(huán)40響應(yīng)作用在股線14上的力而使滑動(dòng)環(huán)36環(huán)繞環(huán)40轉(zhuǎn)動(dòng)。股線14內(nèi)的張力受滑動(dòng)環(huán)36重量的影響。盡管本發(fā)明未加限定，但滑動(dòng)環(huán)36可重0.1克至0.5克，且在紡織紗線卷繞中，滑動(dòng)環(huán)通常由尼龍制成。
滑動(dòng)環(huán)36具有一紗線接觸表面46，其可根據(jù)紗線14的類型和重量等因素而變化。較佳地，滑動(dòng)環(huán)36呈C形，以提供一弧形的紗線接觸表面46。盡管本發(fā)明未加限定，但滑動(dòng)環(huán)36的頂至底的內(nèi)部尺寸為5至19毫米，以接納0.5至1毫米的股線平均直徑。
在卷繞過程中，介于滑動(dòng)環(huán)36和豬尾形導(dǎo)紗鉤24之間的股線14，根據(jù)作用在股線14上的張力而圍繞卷裝12弓起或鼓起一距離?；瑒?dòng)環(huán)36較佳地具有足夠的重量，以防止股線14與附近的設(shè)備或加工互相干擾，以及防止與諸如圖1所示的隔板48之類的其它設(shè)備表面的接觸，隔板48將一個(gè)卷繞位置與另一卷繞位置分隔。
卷繞器10還可包括一第二環(huán)50，其遠(yuǎn)離環(huán)40并位于環(huán)40的上方，以限制向外鼓起的直徑。該第二環(huán)50通常由諸如鋁之類的剛性材料形成。當(dāng)環(huán)40沿軸線42往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二環(huán)50一般配合環(huán)40而移動(dòng)。
卷繞器10還可包括一橫向驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)，其用來沿心軸30的旋轉(zhuǎn)中心軸線42，往復(fù)移動(dòng)帶有滑動(dòng)環(huán)36的環(huán)40和第二環(huán)50(如有的話)，以在筒管28的筒身26上堆積股線14。較佳地，環(huán)40和第二環(huán)50以這樣的方式安裝在支承52上在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，它使環(huán)40和第二環(huán)50之間保持一恒定的距離54。該距離可以為10至30厘米，且較佳地為10至20厘米，并根據(jù)股線質(zhì)量和饋給速率之類因素加以確定。
支承52連接在一電機(jī)上(未示出)，電機(jī)根據(jù)從一編程的邏輯控制器接收的電脈沖，沿軸線42往復(fù)移動(dòng)支承52、環(huán)40和第二環(huán)50，這種邏輯控制器可由威斯康星州的Milwaukee市的A1len Bradley購(gòu)得。合適的電機(jī)的非限制性的實(shí)例是1-1/2馬力的Indiana General電機(jī)。環(huán)40和50的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)環(huán)36的運(yùn)動(dòng)，以及心軸30的轉(zhuǎn)動(dòng)，都有助于某種圖形的形成，股線以這種圖形一層一層地堆疊在筒管28上，這種圖形又稱之為“造型”。
在紡織操作中，用作經(jīng)線的股線通常卷繞和集結(jié)在一筒管上，構(gòu)成的形態(tài)如圖2和3所示。如圖2所示的紗線卷裝212通常稱之為“緯紗管”造型，而如圖3所示的紗線卷裝312通常稱之為“瓶”造型。再參照?qǐng)D2，卷裝212具有一中央的圓柱形部分260，一上部的錐形部分262和一下部的錐形部分264。卷裝的形狀這樣形成通過在加捻架(如早先討論)的加捻環(huán)軌上來回運(yùn)動(dòng)，紗線在筒管228的所有部分上繞圈，如此重復(fù)直到筒管被填裝滿。例如，在不限制本發(fā)明的情況下，一包括11英寸(27.9cm)長(zhǎng)8磅(3.63kg)重的緯紗管形的D450玻璃纖維紗線卷裝212的筒管228這樣形成加捻架使用7.5英寸(19.1cm)長(zhǎng)的刮程，并沿筒管從筒管228的底256向上遞增地移動(dòng)7.5英寸的刮程，直到刮程的最上界限達(dá)到筒管的頂258。如本文所采用的，術(shù)語“刮程”是指加捻架環(huán)沿著筒管，從一個(gè)運(yùn)動(dòng)界限的第一位置到相對(duì)的運(yùn)動(dòng)界限的第二位置的運(yùn)動(dòng)。然后，加捻架遞增地指示7.5英寸刮程向下，直到刮程的最下界限達(dá)到筒管228的底256。這個(gè)循環(huán)大約需20-30分鐘，并反復(fù)進(jìn)行直到達(dá)到所要求的卷裝稱量。
參照?qǐng)D3，卷裝312包括一上錐形部分362和一下圓柱形部分360。卷裝312這樣形成在卷繞過程中，遞增地增加和減少刮程長(zhǎng)度。舉例來說且不限定本發(fā)明，一E225玻璃纖維紗線的11英寸(27.9cm)長(zhǎng)10磅(4.54kg)重的瓶形卷裝312是這樣形成的加捻架使用一7英寸(17.8cm)長(zhǎng)的初始刮程長(zhǎng)度，從筒管的底356起始，并遞增地增加刮程的上界限，以增加刮程的總長(zhǎng)度，直到刮程的長(zhǎng)度為11英寸且達(dá)到筒管328的頂358。然后刮程長(zhǎng)度遞減地縮短，直到其減至其初始的7英寸長(zhǎng)度。這個(gè)循環(huán)大約需20-30分鐘，并反復(fù)進(jìn)行直到達(dá)到所要求的卷裝稱量。
再參照?qǐng)D2和3，由于上述的纖維卷繞循環(huán)，當(dāng)紗線從卷裝212上松開時(shí)，從中央部分260和下部分264被拉出的紗線部分趨于在下層的紗線表面上拖曳。同樣地，從卷裝312的下部分360被拉出的紗線部分趨于在下層的紗線表面上拖曳。當(dāng)在紡織操作過程中，紗線是經(jīng)線時(shí)，這種情況特別明顯，且當(dāng)經(jīng)線是細(xì)支紗時(shí)更甚。如本文所采用的，術(shù)語“細(xì)支紗”意指由直徑不大于約7微米(2.8×10-4)的玻璃纖維或長(zhǎng)絲形成的紗線(E長(zhǎng)絲及以下)。更具體來說，當(dāng)紗線從筒管上的卷裝移出時(shí)，紗線趨于從卷裝表面飛開或鼓起。然而，細(xì)支紗輕的特性趨于限制這種特征。此外，如果紗線用粘的或粘附的涂料涂復(fù)的話，這也將減小紗線從卷裝表面移離的能力。紗線的輕重量和/或粘性涂復(fù)，導(dǎo)致紗線在松開的過程中，沿卷裝表面拖曳，這又導(dǎo)致紗線與紗線的磨損，當(dāng)紗線從紗線卷裝中松開時(shí)，磨損造成長(zhǎng)絲的破損和紗線的斷裂。對(duì)于從紗線卷裝的下部拖曳出的紗線，這種情況特別明顯。
為了避免這種磨損和伴隨而來的斷裂問題，本發(fā)明提供一種卷繞外形，其避免紗線在下層紗線表面上的拖曳。本發(fā)明還提供一卷繞順序，其在不超過加捻架設(shè)備的操作參數(shù)的情況下，允許卷裝中的額外的紗線尺碼。具體來說，紗線卷繞在一筒管上以形成一卷裝，該卷裝的松開總是沿卷裝的錐形表面，且紗線沿錐形表面一層層地松開，即，在進(jìn)行到下一層之前，紗線從一層松開，且紗線不在卷裝表面上拖曳。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在松開的過程中，當(dāng)紗線移出時(shí)，錐形表面朝向筒管的相反端后退。為了實(shí)現(xiàn)這種類型的卷繞外形，應(yīng)這樣控制加捻架軌的刮程紗線沿卷裝的錐形表面一層一層地卷繞，當(dāng)加捻架軌初次達(dá)到筒管的頂時(shí)，則卷裝完成。舉例來說且不限制本發(fā)明，圖4所示的特定的卷裝外形包括一錐形卷裝412，其有一傾斜的上錐形表面466。這種外形這樣形成從筒管428的底456起始建立一短的初始軌刮程，并遞增地提高每個(gè)刮程的上界限，同時(shí)，保持在筒管底的下界限，直到刮程的上界限對(duì)應(yīng)于卷裝412的頂458，或因其它的原因(將在下文中較詳細(xì)地討論)而終止卷繞。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，下界限也可改變，它將在下文中較詳細(xì)地討論。錐形表面466的坡度(以及將在下文中較詳細(xì)地討論的卷裝的下傾斜錐形表面的坡度)由刮程的上和下界限變化的增量控制。如本文所采用的，術(shù)語“標(biāo)定指數(shù)比”，“標(biāo)定指數(shù)比A∶B”，“比A∶B”是描述每個(gè)刮程上界限和下界限變化的表達(dá)方式，其中，A是每個(gè)刮程之后，上界限被提高的增量數(shù)，而B是每個(gè)刮程之后，下界限被提高的增量數(shù)。錐形卷裝412的形成是通過設(shè)定B等于0，且由A的大小來建立上錐形表面466的坡度。為了說明的目的，假定卷裝412的全長(zhǎng)等分為1000單位，并指定筒管428的底456為0，而指定筒管的頂458為1000，卷繞器的初始刮程長(zhǎng)度為4單位長(zhǎng)，且比A∶B為2∶0。這意味著每個(gè)刮程之后上界限將增加2單位，而下界限仍保持不變。在操作中，第一次刮程在筒管428的底456處的0點(diǎn)起始，并向上移至4點(diǎn)。然后，由于下界限未被指示向上，所以刮程返回并向下移至0點(diǎn)。然后，刮程返回并向上移動(dòng)，且由于指示上界限每個(gè)刮程向上2單位，所以它停止在6點(diǎn)(即，4+2)。刮程然后向下移動(dòng)并停止在0點(diǎn)，然后，向上移動(dòng)和返回，它達(dá)到8點(diǎn)(即，6+2)，等。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)卷裝412形成時(shí)，每個(gè)接連的刮程略大于前一個(gè)刮程。當(dāng)刮程的上界限在本實(shí)例中達(dá)到1000點(diǎn)或達(dá)到所要求的稱量時(shí)，卷繞操作即完成。以這種類型的卷繞順序，紗線沿著錐形表面466以一系列連續(xù)的基本上平行的層472卷繞在筒管428上，這樣，當(dāng)紗線從卷裝412上松開時(shí)，在進(jìn)行到下一層之前，紗線從層472上全部移去，且當(dāng)每一層移去時(shí)，下一層472才暴露并接著松開。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，加捻架設(shè)備可限制上述卷裝的大小。具體來說，當(dāng)卷裝412形成時(shí)，卷裝的底部直徑增加。加捻架設(shè)備設(shè)計(jì)成適應(yīng)具有特定直徑的卷裝造型。當(dāng)卷裝412的直徑達(dá)到設(shè)備極限時(shí)，由于進(jìn)一步卷繞會(huì)增加超過設(shè)備極限的卷裝直徑470，所以卷繞操作將停止。其結(jié)果，根據(jù)加捻架的容量，不會(huì)達(dá)到所要求的卷裝稱量。
因此，為了達(dá)到所要求的增加的卷裝稱重而同時(shí)保持上述的松開特性，可修正卷繞順序以提供一多級(jí)的卷繞操作。如本文所采用的，術(shù)語“多級(jí)”意指在卷繞操作過程中，比A∶B至少變化一次。具體來說，在一非限制性的實(shí)例中，體現(xiàn)本發(fā)明旨意的瓶形卷裝，可在卷繞過程中通過改變比A∶B來形成，以達(dá)到增加的卷裝稱重。參照?qǐng)D5，卷裝512這樣形成以形成上述圖4中的卷裝412的方式，在筒管528的底556初始地形成一錐形部分574(圖5中的陰影部分)，即，建立比A∶B并設(shè)定B等于0。當(dāng)卷裝512的直徑570達(dá)到所要求的量，比A∶B改變?yōu)榈诙華∶B，以使A等于B。這將在部分574的錐形表面上形成多個(gè)錐形的紗線層572，這又形成卷裝的圓柱形的下部分，而仍保持錐形的上表面。當(dāng)這種造型完成時(shí)，卷裝512包括一下圓柱形部分560和一帶有傾斜錐形表面566的上錐形部分562。如有要求的話，最終的A可以與初始的A相同或不同。為了說明的目的，假定卷裝的全長(zhǎng)等分為1000單位，卷繞器的初始刮程為4單位長(zhǎng)，且初始比A∶B為2∶0。在操作中，一錐形卷裝574將以上述的方式初始形成。當(dāng)卷裝形成時(shí)，帶有錐形上表面575的錐形卷裝574將初始地形成有上錐形表面566。當(dāng)卷裝的直徑570達(dá)到所要求的量時(shí)，比A∶B改變?yōu)?∶2。這意味著刮程的上和下界限在每個(gè)刮程中均將增加2個(gè)單位。對(duì)此說明，假定當(dāng)上界限達(dá)到500點(diǎn)時(shí)，達(dá)到所要求的直徑。在卷繞操作中的這點(diǎn)上，比A∶B改變，且刮程從500下移至2，返回并上移至502，返回并下移至4，返回并上移至504等。卷繞將繼續(xù)進(jìn)行，卷繞連續(xù)的紗線錐形層572。由于比A∶B的改變，卷裝512的直徑不增加，這樣，連續(xù)的諸層572開始在卷裝中形成一圓柱形部分。繼續(xù)卷繞直到刮程的上界限達(dá)到筒管528的上端558，或達(dá)到所要求的卷裝稱量。在上述實(shí)例中，當(dāng)刮程的上界限達(dá)到1000時(shí)，最后的刮程將起始于500和終止于1000。最終形成的卷裝512呈瓶形，它具有圓柱形部分560和帶有錐形表面566的錐形部分562。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，使用上述的卷繞順序，當(dāng)紗線從卷裝512上松開時(shí)，它從紗線的每個(gè)連續(xù)層572拉出，暴露出下一層572，而紗線決不從斷開線578的下面拉出，斷開線形成于錐形表面566和部分560的圓柱形表面之間的交界處。這樣，紗線從卷裝中拉出而不會(huì)使紗線在卷裝的其它的紗線表面上拖曳。還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，當(dāng)紗線被松開時(shí)，如圖5所示，錐形表面566向下朝向筒管528的下端556后退，錐形表面566并與連續(xù)層572相一致。其結(jié)果，斷開線578也沿筒管528向下移動(dòng)；然而，在整個(gè)松開的過程中，紗線總是從表面566拉出，決不低于斷開線，以減小紗線的磨損。
應(yīng)該注意的是，當(dāng)卷繞多級(jí)造型時(shí)，須使標(biāo)定指數(shù)比的變化在一個(gè)以上。舉例來說且不限定本發(fā)明，比A∶B可從2∶0變化到2∶2到2∶1?？梢云谕@樣的順序可在拉出紗線的筒管的紗線表面上形成一復(fù)合的形狀。還可以想像在整個(gè)部分上或卷繞操作的全過程中，可連續(xù)地改變比A∶B。
圖6示出本發(fā)明的一非限制性的實(shí)施例，其中，玻璃纖維紗線不堆積在筒管628的底部656上。這種類型的外形，也稱之為緯管式成形，如果有牽涉到沿卷裝底的紗線會(huì)被夾住和/或沿筒管628的下突緣被糾纏住的情況，這種類型的外形將變得有用。這種造型的外形已被用于諸如尼龍、聚酯和棉纖維之類的非玻璃纖維的卷裝中。卷裝612包括帶有一上錐形表面666的上錐形部分662和帶有一下錐形表面676的下錐形部分664。卷裝612這樣形成在松開的過程中，紗線總是從錐形表面666拉出，如圖6所示，錐形表面朝向筒管628的下部分656后退。在整個(gè)松開的操作中，紗線決不跌入斷開線678的下面，這樣，它決橫跨下卷裝表面676拉出。斷開線678形成于上部分662的錐形表面666和下部分664的錐形表面676的交界處。如先前所討論，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，斷開線678的位置在紗線松開的過程中，隨著表面666的后退而沿卷裝612向下移動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)這種類型的外形，比A∶B被設(shè)定為A和B均不等于0。上和下錐形表面666和676的坡度由刮程的上和下界限改變的增量控制。該值越大，則坡度也越大。此外，使每個(gè)刮程的上界限的提升量不同于下界限的提升量，則兩個(gè)表面的坡度可以不同。為了說明卷裝612的卷繞順序，假定卷裝的全長(zhǎng)等分為1000單位，卷繞器的初始刮程長(zhǎng)度為4單位長(zhǎng)，且刮程的標(biāo)定指數(shù)比A∶B為2∶1。在操作中，第一次刮程在筒管628的底656處的0點(diǎn)起始，并向上移至4點(diǎn)。然后，刮程返回并向下移動(dòng)，但由于下界限被指示每個(gè)刮程向上1單位，所以刮程停止在1點(diǎn)(即，0+1)。然后，刮程返回并向上移動(dòng)，且由于指示上界限每個(gè)刮程向上2單位，所以它停止在6點(diǎn)(即，4+2)。刮程然后向下移動(dòng)并停止在2點(diǎn)(即，1+1)，然后，向上移動(dòng)并停止在8點(diǎn)(即，6+2)等，從而形成連續(xù)的紗線層672。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)卷裝612形成時(shí)，每個(gè)接連的刮程略大于前一個(gè)刮程。當(dāng)刮程的上界限在本實(shí)例中達(dá)到1000點(diǎn)或達(dá)到所要求的稱量時(shí)，卷繞操作即完成。以類似于卷裝412和512所討論的方式，卷裝612將包括沿錐形表面666形成的一個(gè)一個(gè)重疊的紗線連續(xù)層672，這樣，在松開的過程中，紗線的一個(gè)完整層被移去后，下一層的紗線才移出。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，以類似于上述卷裝412的方式，卷裝612的直徑670可限制卷裝的大小，這樣，在直徑670對(duì)于加捻架設(shè)備顯得過大之前，卷裝將不會(huì)達(dá)到所要求的稱量。然而，也如先前在圖5和關(guān)于卷裝512的討論那樣，一旦達(dá)到所要求的卷裝直徑，比A∶B可以改變，以使圓柱形部分形成，同時(shí)保持傾斜的上表面，在松開的過程中，紗線將從傾斜的上表面拉出。具體來說，參照?qǐng)D7所示的非限制性的實(shí)例，卷裝712這樣形成以類似于上述卷裝612的方式，在筒管728的底756初始地形成具有錐形表面775的部分774(圖7中的陰影部分)。然而，當(dāng)達(dá)到所要求的卷裝直徑770時(shí)，比A∶B改變，以使A等于B，并繼續(xù)卷繞，卷繞連續(xù)的紗線層772。由于比A∶B的改變，卷裝712的直徑不會(huì)增加，這樣，連續(xù)層772開始在卷裝的相對(duì)的錐形部分之間形成一圓柱形部分。繼續(xù)卷繞直到卷裝712達(dá)到筒管的頂758或卷裝達(dá)到所要求的稱量。最終形成的卷裝712包括一中央圓柱形部分760、一帶有傾斜的上錐形表面766的上錐形部分762和一帶有傾斜的下錐形表面776的下錐形部分764。在上述的方式中，該造型的外形包容紗線的連續(xù)層772，這樣，在紗線松開的過程中，紗線總是從卷裝712的連續(xù)的紗線層772拉出，而不跨越紗線表面部分766和764被拉出，這樣，大大地減小和有利地消除紗線與紗線之間的磨損。具體來說，紗線決不從斷開線778的下面拉出，斷開線形成于錐形表面766和中央部分760的表面之間的交界處。此外，以上述的方式，在松開的過程中，表面766朝向筒管728的下端756后退，如圖7所示，暴露出連續(xù)層772。其結(jié)果，斷開線778也沿筒管728向下移動(dòng)；然而，在整個(gè)松開的操作中，紗線總是從表面766拉出，并決不低于斷開線，以減小紗線的磨耗。
形成在圖7中的卷裝形也可以提供上述卷裝712的某些優(yōu)點(diǎn)的另外的方式形成。例如，為了如上述的說明的目的，假定卷裝的全長(zhǎng)等分為1000單位，卷繞器的初始刮程長(zhǎng)度為400單位長(zhǎng)，且以3∶1的比A∶B指示刮程向上。在操作中，第一次刮程在0點(diǎn)起始，并向上移至400點(diǎn)。然后，刮程將返回并向下移動(dòng)，但由于下界限被指示每一刮程向上1單位，所以刮程將停止在1點(diǎn)(即，0+1)。然后，刮程返回并向上移動(dòng)，且由于指示上界限每個(gè)刮程向上3單位，所以它停止在403點(diǎn)。刮程然后向下移動(dòng)并停止在2點(diǎn)，然后，向上移動(dòng)和停止在406點(diǎn)，等。以這種卷裝造型，最終的刮程將起始于200點(diǎn)并向上到1000點(diǎn)。由于刮程的下界限決不大于初始刮程的上界限，所以一圓柱形中央部分形成在上和下錐形部分之間。這種卷裝的外形具有與上述松開的優(yōu)點(diǎn)相同的某些優(yōu)點(diǎn)。具體來說，與從一標(biāo)準(zhǔn)的緯紗管造型松開的紗線不同，當(dāng)從上述的該造型中松開紗線時(shí)，紗線決不跨越卷裝的下傾斜表面拉出，因此減小紗線的磨損和磨耗。然而，由于紗線不僅沿卷裝的傾斜上表面層疊，而且沿圓柱形的中央部分的表面層疊，因此，紗線可承受跨越該表面的某些拖曳。
盡管未作要求，但本發(fā)明卷裝412、512、612和712的任一個(gè)上坡度最好至少為45°，量度為如圖4所示的角α，以確保坡度保持穩(wěn)定和玻璃纖維不沿表面滑過。這樣的滑溜(也稱之為“滑坍”或“滾動(dòng)”)是極不希望的，其原因在于，它帶來松開的諸問題，以及磨損下層的玻璃纖維。這可通過保持比A∶B來實(shí)現(xiàn)，其中A≥B(在45°，A＝B)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這里所公開的卷裝的較佳的坡度將依據(jù)諸多因素，例如，(但不局限于)纖維直徑，纖維類型，紗線粘合劑類型和紗線張力。
通常涂復(fù)在用來形成紡織的玻璃織物的玻璃纖維上的漿料成分，公開在Loewenstein文中的238-244頁上，本文援引其以供參考。然而，(并不限定本發(fā)明)本文所公開的卷繞特別適用于由玻璃纖維組成的紗線，該玻璃纖維涂復(fù)有與樹脂基質(zhì)材料相容的涂料，紗線被樹脂基質(zhì)材料包容。如本文所采用的，術(shù)語“與樹脂基質(zhì)材料相容”或“樹脂相容”意指涂復(fù)到玻璃纖維的涂料成分與玻璃纖維將包容在其中的樹脂基質(zhì)材料相容，這樣，涂料成分(或選定的涂料成分)至少達(dá)到如下諸特性中的一個(gè)特性在包容入基質(zhì)材料之前不需要去除(諸如脫脂或除油)，在包容紗線的墊或織物中，便于基質(zhì)材料通過各纖維束良好地滲透，以及在傳統(tǒng)的加工過程中，基質(zhì)材料通過墊或織物的良好滲透性，并導(dǎo)致最終的復(fù)合產(chǎn)品具有所要求的物理性能和水解穩(wěn)定性。
玻璃纖維的樹脂相容的涂料成分的非限制性實(shí)施例包括一種或多種(較佳地為許多種)顆粒，當(dāng)涂復(fù)到纖維上時(shí)，顆粒粘附到纖維上，并在相鄰玻璃纖維之間提供一個(gè)或多個(gè)間隙的空間。較佳的顆粒的非限制性實(shí)例包括六角形氮化硼和中空的苯乙烯丙烯酸聚合物顆粒。
除了顆粒之外，樹脂相容的涂料成分的非限制性實(shí)施例可包括一個(gè)或多個(gè)膜形成材料，諸如有機(jī)、無機(jī)和聚合的材料。膜形成材料的非限制性實(shí)例包括乙烯基聚合物，例如，(但不局限于)聚乙烯吡咯烷酮、聚酯、聚酰胺、聚亞安酯和它們的組合。
除了(或代替)上述的膜形成材料之外，樹脂相容的涂料成分的非限制性實(shí)施例可包括一個(gè)或多個(gè)玻璃纖維偶聯(lián)劑，例如，有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑、過渡金屬偶聯(lián)劑、磷酸鹽偶聯(lián)劑、鋁偶聯(lián)劑、含氨基的韋爾納(Werner)偶聯(lián)劑和它們的混合物。
樹脂相容的涂料成分的非限制性實(shí)施例還可包括一個(gè)或多個(gè)軟化劑或表面活化劑。軟化劑的非限制性實(shí)例包括脂肪酸的胺鹽、烴基咪唑啉的衍生物、酸可溶性脂肪酸的氨基化合物、脂肪酸的冷凝物，以及聚乙烯亞胺和取代聚乙烯亞胺的聚乙烯胺。
樹脂相容的涂料成分的非限制性實(shí)施例還可包括一個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑材料，它們化學(xué)上不同于上述的聚合物材料和軟化劑，在紡織的過程中，它們賦予纖維股線所要求的加工特性。用于本發(fā)明的這種脂肪酸酯的非限制性實(shí)例包括十六酸鯨蠟酯、十六酸十四酸酯、十六酸十二酸酯、十八酸十二酸酯、十八酸十四酸酯、十八酸鯨蠟酯以及十八酸硬脂酸鹽。其它有用的脂肪酸酯、潤(rùn)滑材料包括三羥甲基丙烷三壬酸酯、天然鯨油和甘油三酸酯油，其中諸如(但不限于)大豆油、亞麻子油、環(huán)氧化大豆油和環(huán)氧化亞麻子油。潤(rùn)滑材料還可包括無極石油蠟和水溶性聚合物材料，諸如(但不限于)聚亞烷基多元醇和聚氧化烯多元醇。
樹脂相容的涂料成分的非限制性實(shí)施例可額外地包括樹脂反應(yīng)性稀釋劑以進(jìn)一步改進(jìn)涂復(fù)的纖維股線的潤(rùn)滑性。如本文所采用的，術(shù)語“樹脂反應(yīng)性稀釋劑”意指稀釋劑包括能與涂料成分相容的同一樹脂起化學(xué)反應(yīng)的功能性組群。稀釋劑可以是具有一個(gè)或多個(gè)與樹脂系反應(yīng)的功能性組群，較佳的是，與環(huán)氧樹脂系反應(yīng)的功能性組群。合適的潤(rùn)滑劑的非限制性實(shí)例包括胺類(例如，改性的聚乙烯胺)、醇類(例如，聚乙烯乙二醇)、酐類、酸類(例如，脂肪酸)或環(huán)氧類(例如，環(huán)氧化大豆油和環(huán)氧化亞麻子油)的潤(rùn)滑劑。
樹脂相容的涂料成分的非限制性實(shí)施例可額外地包括一個(gè)或多個(gè)用來乳化或疏散涂料成分的各組分(例如，顆粒和/或潤(rùn)滑材料)的乳化劑。合適的乳化劑或表面活化劑的非限制性實(shí)例包括聚亞烷基阻塞共聚物、乙氧化烴基苯酚、聚氧化烯辛基苯基乙二醇酯、山梨醇酯的乙烯氧化衍生物、聚氧化烯植物油、乙氧化烷基酚和壬烯苯酚表面活化劑。
樹脂相容的涂料成分的非限制性實(shí)施例可包括其它的添加劑，例如，交聯(lián)材料、增塑劑、硅樹脂、殺真菌劑、殺菌劑和防起泡材料。提供2至10的PH值的足夠量的有機(jī)和/或無機(jī)酸或堿也可包括在樹脂相容的涂料成分中。
樹脂相容的涂料的非限制性實(shí)例列于表1中。
表1成分的百分比重量(占總的固體重量)
1PVP K-30聚乙烯吡咯啉，可由ISP Chemicals of Wayne，New Jersey購(gòu)得。
2STEPANTEX 653，可由Stepan Company of Maywood，New Jersey購(gòu)得。
3A-187γ-縮水甘油丙氧基三甲氧基硅烷，可由CK Witco Corporation ofTarrytown，New York。
4A-174γ-異丁烯酸丙氧基三甲氧基硅烷，可由CK Witco Corporation ofTarrytown，New York購(gòu)得。
5EMERY6717部分酰胺化的聚乙烯亞胺，可由Cognis Corporation ofCincinnati，Ohio購(gòu)得。
6MACOL OP-10乙氧化烷基酚；除了OP-10 SP接受除去催化劑的后處理之外，該材料類似于MACOL OP-10 SP，MACOL OP-10市場(chǎng)上已不再銷售。
7TMAZ-81山梨糖醇酯的氧化乙烯的衍生物，可由BASF Corp.of Parsippany，New Jersey購(gòu)得。
8MAZU DF-136防起泡劑，可由BASF Corp.of Pars ippany，New Jersey購(gòu)得。
9ROPAQUEOP-96 0.55微米顆粒擴(kuò)散劑，可由Rohm and Haas Company ofPhiladelphia，Pennsylvania購(gòu)得。
10ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC 25氮化硼擴(kuò)散劑，可由ZYPCoatings，Inc.of Oak Ridge，Tennessee購(gòu)得。
11POLARTHERMPT 160氮化硼粉末，可由Advanced Ceramics Corporation ofLakewood，Ohio購(gòu)得。
12SAG 10防起泡材料，可由CK Witco Corporation of Greenwich，Connecticut購(gòu)得。
13RD-847A聚酯樹脂，可由Borden Chemicals of Columbus，Ohio購(gòu)得。
14DESMOPHEN 2000聚乙烯巳二酸二醇，可由Bayer Corp.of Pittsburgh，Pennsylvania購(gòu)得。
15PLURONICTMF-108聚氧丙烯-聚氧乙烯的共聚物，可由BASF Corp.ofParsippany，New Jersey購(gòu)得。
16ALKAMULS EL-719聚氧乙烯化植物油，可由Rhone-Poulenc購(gòu)得。
17ICONOL NP-6烷氧基壬基苯酚，可由BASF Corp.of Parsippany，New Jersey購(gòu)得。
18POLYOX WSR 301聚合物(氧化乙烯)，可由Union Carbide Corp.of Danbury，Connecticut購(gòu)得。
19DYNAKOLL Si 100松香，可由Eka Chemicals AB，Sweden購(gòu)得。
20SERMUL EN 668乙氧化壬基苯酚，可由CON BEA，Benelux購(gòu)得。
21SYNPERONIC F-108聚氧丙烯-聚氧乙烯的共聚物，它是PLURONIC F-108在歐洲的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品。
22EUREDUR 140聚氨樹脂，可由Ciba Geigy，Belgium購(gòu)得。
23VERSAMID 140聚氨樹脂，可由Cognis Corporation of Cincinnati，Ohio購(gòu)得。
24FLEXOL EPO環(huán)氧化大豆油，可由Union Carbide Corp.of Danbury，Connecticut購(gòu)得。
具有樹脂相容的涂料的玻璃纖維的非限制性的另外的實(shí)例公開在美國(guó)專利第09/620,526號(hào)中，其標(biāo)題為“浸漬的玻璃纖維股線和其產(chǎn)品”，該專利于2000年7月20日提出，本文援引其以供參考。
下面是體現(xiàn)本發(fā)明特征的多級(jí)卷裝的一個(gè)非限制性示例。在該實(shí)例中，E225松香形成為如圖5所示的瓶形造型。卷裝11英寸(27.9厘米)長(zhǎng)，并分成12690個(gè)增量，每個(gè)增量約0.0008668英寸(22微米)長(zhǎng)。初始的刮程是600增量(約0.5英寸(1.27厘米))，且初始標(biāo)定指數(shù)比A∶B為4∶0。已確定所要求的卷裝直徑為6英寸(15.2厘米)，且當(dāng)卷繞刮程的上界限大約在增量5768時(shí)，可達(dá)到該直徑。從筒管的底(設(shè)置為0)起始，刮程的上界限每個(gè)刮程增加4增量，并繼續(xù)卷繞直到上界限達(dá)到增量5768。在卷繞操作的該點(diǎn)上，比A∶B改變到4∶4，并繼續(xù)卷繞直到刮程的上界限達(dá)到12690。最終形成的卷裝為11英寸長(zhǎng)，10磅重和6英寸直徑。
從以上所述，可以看到本發(fā)明提供一種卷繞操作，它在松開過程中，減少在紗線上的磨損和隨之的斷裂，并可增加卷繞在筒管上的紗線量，同時(shí)保持住紗線以提高松開的性能。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明廣義的發(fā)明理念的前提下，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)上述實(shí)施例作出修改。因此，應(yīng)該理解到，本發(fā)明并不由所公開的具體實(shí)施例限定，本發(fā)明意在將這些修改包括在由附后的權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種形成纖維筒子卷裝的方法，它包括在筒管上卷繞包括至少一種纖維的第一部分股線，采用第一標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中，A大于0且A大于B；以及在筒管上卷繞包括至少一種纖維的第二部分股線，采用不同于第一標(biāo)定指數(shù)比的第二標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中，A與B均大于0。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A不同于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在第二標(biāo)定指數(shù)比中的A等于B。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在第一標(biāo)定指數(shù)比中，B等于0。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在第二標(biāo)定指數(shù)比中的A等于B。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在第一標(biāo)定指數(shù)比中，B大于0。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在第二標(biāo)定指數(shù)比中的A等于B。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在筒管上卷繞包括至少一種纖維的第三部分股線，所采用的第三標(biāo)定指數(shù)比A∶B不同于第一和第二標(biāo)定指數(shù)比中的至少一個(gè)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二標(biāo)定指數(shù)比形成一卷裝，該卷裝包括一圓柱形部分和一具有在圓柱形部分的一端的傾斜的錐形表面的錐形部分。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，卷裝的錐形部分的傾斜錐形表面具有至少為45°的坡度。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二標(biāo)定指數(shù)比形成一卷裝，該卷裝包括一圓柱形部分，一具有在圓柱形部分的一端的傾斜的錐形表面的第一錐形部分，以及一具有在圓柱形部分的相對(duì)端的傾斜的錐形表面的第二錐形部分。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，兩種卷繞步驟包括卷繞包含至少一種玻璃纖維的股線。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，至少一種玻璃纖維是至少部分地涂復(fù)一種樹脂相容的涂料。
17.一種形成纖維筒子卷裝的方法，它包括形成一包括至少一種纖維的股線的初始部分，該初始部分具有一錐形表面和一所要求的卷裝直徑；以及在錐形表面上卷繞多個(gè)連續(xù)的股線層，同時(shí)保持所要求的卷裝直徑，以形成一包括一圓柱形部分和一在圓柱形部分的一端的錐形部分的纖維筒子卷裝。
18.一種形成玻璃纖維筒子卷裝的方法，它包括在筒管上卷繞包括至少一種玻璃纖維的股線，采用標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中，A大于0，以形成一包括至少一錐形部分的卷裝。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，B大于0，且A大于或等于B，這樣，卷裝還包括一另外的錐形部分。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括用樹脂相容的涂料涂復(fù)至少一種玻璃纖維的至少一部分。
21.一種纖維筒子卷裝，它包括在筒管上包括至少一種纖維的股線的第一部分具有一第一標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中A大于0且A大于B；以及在筒管上包括至少一種纖維的股線的第二部分具有不同于第一標(biāo)定指數(shù)比的一第二標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中A和B均大于0。
22.如權(quán)利要求21所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于在第二標(biāo)定指數(shù)比中的A。
23.如權(quán)利要求21所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第一標(biāo)定指數(shù)比中的A不同于在第二標(biāo)定指數(shù)比中的A。
24.如權(quán)利要求21所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第二標(biāo)定指數(shù)比中A等于B。
25.如權(quán)利要求21所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第一標(biāo)定指數(shù)比中B等于0。
26.如權(quán)利要求25所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于在第二標(biāo)定指數(shù)比中的A。
27.如權(quán)利要求26所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第二標(biāo)定指數(shù)比中A等于B。
28.如權(quán)利要求21所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第一標(biāo)定指數(shù)比中B大于0。
29.如權(quán)利要求28所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于在第二標(biāo)定指數(shù)比中的A。
30.如權(quán)利要求29所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，在第二標(biāo)定指數(shù)比中A等于B。
31.如權(quán)利要求21所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，股線包括至少一種玻璃纖維。
32.如權(quán)利要求31所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，至少一種玻璃纖維是至少部分地涂復(fù)樹脂相容的涂料。
33.如權(quán)利要求21所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，第一和第二標(biāo)定指數(shù)比形成一包括一圓柱形部分和一具有在圓柱形部分的一端的傾斜的錐形表面的錐形部分的卷裝。
34.如權(quán)利要求33所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，傾斜的錐形表面具有一至少45°的坡度。
35.如權(quán)利要求33所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，還包括在圓柱形部分的相對(duì)端的一另外的錐形部分。
36.如權(quán)利要求21所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，還包括一在筒管上包括至少一種纖維的股線的第三部分，它具有不同于第一和第二標(biāo)定指數(shù)比中的至少一個(gè)的第三標(biāo)定指數(shù)比A∶B。
37.一種至少包括至少包含一種纖維的股線的纖維筒子卷裝，它包括具有一錐形表面的股線的錐形部分；以及多個(gè)重疊在錐形部分的錐形表面上的股線的錐形連續(xù)層，其中，連續(xù)層形成一具有一大致圓柱形部分和一在圓柱形部分一端的錐形部分的卷裝。
38.一種包括至少一股線、該股線包括至少一種纖維的纖維筒子卷裝，它包括多個(gè)重疊的錐形股線層，它們形成一大致圓柱形部分和一包括在圓柱形部分的一端上的傾斜錐形表面的錐形部分。
39.一玻璃纖維筒子卷裝，它包括多個(gè)包括至少一種玻璃纖維的股線的錐形重疊層，形成具有一標(biāo)定指數(shù)比A∶B的錐形部分，其中，A大于0。
40.如權(quán)利要求39所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，B大于0且A大于或等于B，該卷裝還包括一另外的錐形部分。
41.如權(quán)利要求39所述的纖維筒子卷裝，其特征在于，至少一種玻璃纖維至少部分地涂復(fù)一樹脂相容的涂料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成纖維筒子卷裝的方法，該方法包括在筒管上卷繞包括至少一種纖維的股線的第一部分，其采用第一標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中A大于0且A大于B；在筒管上卷繞包括至少一種纖維的股線的第二部分，其采用不同于第一標(biāo)定指數(shù)比的第二標(biāo)定指數(shù)比A∶B，其中A和B均大于0。在本發(fā)明的一非限制性的實(shí)施例中，第一標(biāo)定指數(shù)比中的B等于0，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A，且在第二標(biāo)定指數(shù)比中A等于B。在本發(fā)明的另一非限制性的實(shí)施例中，第一標(biāo)定指數(shù)比中的B大于0，第一標(biāo)定指數(shù)比中的A等于第二標(biāo)定指數(shù)比中的A，且在第二標(biāo)定指數(shù)比中A等于B。本發(fā)明還提供用該方法形成的一卷裝。
文檔編號(hào)B65H55/04GK1469944SQ01817527
公開日2004年1月21日 申請(qǐng)日期2001年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者R·B·勞, R B 勞, J·B·休梅克, 休梅克 申請(qǐng)人:匹茲堡玻璃板工業(yè)俄亥俄股份有限公司