专利名称：用于生产纱线的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于生产纱线的设备，其提供纱线捻度或更普遍地纱线加捻构形的可控变化。
背景技术：
在生产由短纤维或主要由短纤维例如羊毛、棉、合成短纤维或这些纤维的混合物制成的纱时，通常牵伸之后，许多条子可被传送穿过加捻台，加捻台包括条子在罗拉之间穿过时侧向移动的往复旋转罗拉，由此给纱股加捻。在离开加捻罗拉之后，纱股被并合到一起并彼此自然捻合而形成多股纱。在澳大利亚专利说明书51009/64、9432/66、26099/67和25258/71中公开了用于如此生产纱线的设备或机械。
新西兰专利336048公开了一种用于生产包括三根或更多条子的纱线的方法，其中三根条子在往复加捻罗拉之间穿过，然后一根或更多条子在所述条子合并之前穿过长度不同的路径。不是所有条子一起穿过加捻台然后自然捻合在一起，而是一根或更多条子中的捻与其它条子中的捻交错或不同相。
发明内容
本发明提供一种改善的或至少作为替换的设备，用于生产包括数股加捻纱股的纱线，其可以使施加于纱线的加捻构形多方面可控制地改变，由此影响由所述纱线生产的纱线或织物或针织或机织产品的性能。
本发明的一个方面一般包括用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述用于生产纱线设备还包括控制系统，其能够控制和改变一或多个罗拉旋转速度由此改变给条子或纱股加的捻回。
本发明另一个方面一般包括用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，并且罗拉设置为以至于罗拉的横向往复运动限度能进行控制和改变由此改变给条子或纱股加的捻回。
本发明另一个方面一般包括用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述用于生产纱线的设备还包括控制装置，其能够控制和改变罗拉沿旋转轴线的横向往复运动速度由此改变给条子或纱股加的捻回。
本发明的另一个方面一般包括用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述用于生产纱线的设备还包括控制系统，其能够控制和改变一或多个罗拉旋转速度和沿罗拉旋转轴线的往复运动速度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
本发明的另一个方面一般包括用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，并且罗拉设置为以至于罗拉的横向往复运动限度能进行改变，所述用于生产纱线的设备还包括控制系统，其能够控制和改变一或多个罗拉的旋转速度和罗拉的横向往复运动限度，由此改变给条子或纱股施加的捻回。
本发明另一方面一般包括用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述用于生产纱线的设备还包括控制装置，其能够控制和改变罗拉沿旋转轴线的往复运动速度和罗拉横向往复运动的限度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
本发明另一方面一般包括用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述用于生产纱线的设备还包括控制系统，其能够控制和改变一或多个罗拉旋转速度和罗拉往复运动的速度及横向往复运动限度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
优选地，所述设备的控制系统有利于控制和改变一或多个罗拉的横向速度、横向往复运动限度和旋转速度，以便可以实现施加于条子的加捻构形广泛变化，并由此可以实现具有宽范围不同加捻构形的纱线生产。因此，由所述纱线制成的织物或针织或机织产品可具有宽范围的不同织物或产品性能，以用于不同织物或产品应用。
优选地，所述控制系统包括微处理器、控制一或多个罗拉横向往复运动和/或旋转速度的可编程逻辑控制器或类似物、和关联的用户界面，通过该用户界面用户可以将要施加的加捻构形编程到纱线的任何特定生产流程、一系列生产流程或部分生产流程。
优选地，所述设备还包括一或多个导纱器，其这样设置，以至于将纱股并在一起以形成多股纱之前，一或多股纱股穿过比另外一或多股纱股更长的路径，所述设备还包括导纱器重新配置系统，用于在生产流程之间或期间改变一或多个导纱器的位置。导纱器重新配置系统包括用于移动一或多个导纱器的电动机械导纱器调节机构，其也在基于微处理器或类似的控制系统的可编程控制下。
通过示例并参照附图对本发明设备的形式进行描述，并且不意味着对其限定，其中图1A是可以通过本发明设备生产的一段纱线示例的视图，图1B示意性示出在构成纱线的各纱股加捻区域的相对位置，图2示意性示出如上的本发明设备的一种形式，图3从一侧示出所述设备主要部分，示出牵伸单元及加捻罗拉，
图4示出离开加捻罗拉的纱股借助导纱器合并在一起，图5A和5B示意性地示出驱动加捻罗拉的系统，图6示意性地示出类似于如上图2的本发明设备的另一形式，其包括两套加捻罗拉，图7从一侧示出图6设备的主要部分，图8示出离开图6和图7设备的两套加捻罗拉的纱股借助导纱器合并在一起，图9是类似于图3和图7的本发明另一设备主要部分的一侧视图，图10是在类似于图9的设备另一形式中，从下方示出通过导纱器引入一根连续长丝的靠近视图，以及图11和12是表示用本发明设备生产的纱线针织的袜子湿蒸汽吸收与正如在随后说明的对比试验中所提及的其它类型袜子比较的图表。
具体实施例方式
参照图2，第一优选形式的设备包括牵伸单元5，该牵伸单元5包含相对运动的优选涂覆橡胶的罗拉或带，纤维(如条子)在它们之间穿过。在所示的示例中，由圆筒或其它散装供应(bulk supply)拉入的例如羊毛的三根条子S(未纺)在罗拉4之间喂入并穿过牵伸单元5和引出——典型地，羊毛纤维束的厚度减少到介于原始厚度的一半至二十五分之一之间。通过改变牵伸单元的旋转速度，可以调节厚度减少量。条子穿过所述设备的输送方向由图2中的箭头A表示。
往复加捻台6包括一对旋转罗拉6a和6b(参见图3和图4)，当机器运转时，它们中的一个或两个还如图3和图4中箭头B所示与纱股运动方向相交地往复运动。在运转中，罗拉单向移动时，加捻罗拉6以一个方向给在罗拉之间穿过的条子加捻，接着罗拉反向移动时在相反方向加捻。通过相对于罗拉6a和6b的向前旋转速度控制其摆动运动横向速度，可以控制条子S的各加捻区长度。相对于某一向前旋转速度的低横向速度将在条子中产生较长加捻区，先在一个方向然后另一个方向。此外，可以在纱股中罗拉换向处形成非加捻区。如果罗拉在其横向往复运动各终点时换向相对较快，则在各反向加捻区之间仅有比较小的非加捻区，反之通过使罗拉到达或接近其横向运动终点时相对较慢地换向，或暂停，将会在条子中形成比较长的非加捻区，这可能有助于给予成品纱线膨松度(和加捻强度)和较少毛刺。
可替换地，单个往复罗拉可以相对于纱股在其上通过的平面进行运动，由此在罗拉和此平面之间给纱股加捻。
横向往复运动的限度或罗拉6a和6b的摆度可以相对于其向前旋转速度进行改变，由此获得预期的纱股捻度和纱线的加捻构形。此外或作为替换，可以通过改变加捻罗拉6a和6b的旋转速度获得预期捻度。此外或可替换地还可以通过调节加捻罗拉的横向运动往复速度(相对于其旋转速度)改变捻度或加捻构形。借助具有关联的用户界面的基于微处理器的控制系统，可以控制加捻罗拉的横向运动速度和/或限度或摆度和/或旋转速度的改变中任何一个或多个但是优选全部。用户可以将任何想要的罗拉速度、罗拉横向运动限度、罗拉横向运动速率、或全部三者的组合编程到所述机械中，用于任何生产流程以实现纱股或纱股形成的多股纱中预期的加捻构形。
采用不同罗拉速度和运动生产的纱线具有不同性能，并接着生产具有不同性能的织物或生产由不同性能纱线制成的针织或机织产品。由此，所述机械可以生产设定或设计成具有宽范围的不同性能的纱，用于织物或产品的不同最终应用。如随后所述用在本发明设备上生产的纱线针织的袜子的对比试验所示，由此纱线可以设计成具有极好性能。
参照图5A，在示出的装置中，电机7a和7b驱动加捻罗拉6a和6b的旋转。通过改变电机7a和7b的速度，可以改变罗拉6a和6b的旋转速度。罗拉驱动电机可以由所述的基于用户可编程微处理器的控制系统控制。此外，电机9例如伺服电动机驱动加捻罗拉6a和6b的往复运动，并可以可编程控制用于改变加捻罗拉往复横向运动的速度和限度。伺服电动机9或齿轮驱动旋转和反向旋转的带轮或链轮(未示出)，并连接在绕着带轮或齿轮13延伸的缆绳或链14。缆绳或链15也绕着带轮或齿轮13延伸，并且借助旋转接头或类似物在一端连接轴16a和在另一端连接轴16b。电机9输出的旋转和然后的反向旋转如箭头C所示地驱动缆绳15，由此加捻罗拉6a和6b随着往复运动来回。换句话说，缆绳或链14通过伺服电机9在逆时针方向的运动使缆绳或链15逆时针方向运动，以及在两个罗拉都旋转时，使罗拉6a在一个方向横向运动和使罗拉6b在相反方向横向运动，当伺服电机9反向时，反之亦然。在另一端，加捻罗拉轴8a和8b通过旋转接头与绕着带轮或齿轮12运动的缆绳或链11连接。
通过使罗拉轴8a和8b在一侧或两侧穿过滑动轴承10(仅示出一侧的——图5A的右手侧)或类似地，可以将罗拉6a和6b安装成用于旋转运动和往复侧向运动。罗拉轴8a和8b可以滑动地穿过驱动罗拉的电机7a和7b，同时留有罗拉驱动轴侧向往复运动的余地。作为替代，可以在罗拉驱动轴和旋转驱动电机7a和7b之间设置伸缩联轴器。
通过使用其它适合的等效机械装置或电动机械装置而不使用伺服电机，可以实现加捻罗拉的摆度和/或旋转速度变化。图5B示出作为替换的加捻罗拉6a和6b的驱动系统。在此情况下，借助电机20使罗拉分别都旋转和横向运动，电机20不仅使输出驱动轴旋转，而且在输出旋转轴旋转时使电机20的输出驱动轴轴向运动。用所述机械的控制系统可编程控制各电机20的旋转速度和轴向或横向运动的限度。
参照图4，在往复加捻台之后，为了生产一种形式的纱，直接引导一股或多股纱股穿过第一导纱器或导纱眼1b，同时其它纱股在也要穿过第一导纱器1b之前被引导穿过第二导纱器或导纱眼，由此某些纱股在进入第一导纱器1b之前具有不同的路径长度。在纱股2和纱股3都要穿过第一导纱器1b之前，纱股2穿过导纱器2b，同时纱股3穿过导纱器3b。当纱股离开导纱眼1b时，它们易于自捻在一起，或作为替代，可选择性地设置进一步加捻的机构，用于辅助把三股(或更多)纱股加捻到一起以形成成品纱线。可以控制这种进一步加捻的机构使各单独的纱股捻合到一起的程度能进行变化，即使得可以控制纱线的“捻中捻”。各纱股可以相对其它纱股经过长度不同的路径，由此各纱股的加捻区相对于另一股纱股的加捻区交错或不同相。在这种形式的纱中，不同路径长度是这样的，即在成品纱线中各纱股中的非加捻区用其它纱股中的加捻区覆盖。在图1A和图1B中示意性地示出所形成的纱线的一个示例。参照图1A和1B，图解的纱线示例包括三股加捻的纱股，这三股纱股松散地捻合在一起以形成成品纱线。各纱股1，2和3相对于彼此“交错”，或不同相，由此如图所示，纱线各纱股中的非加捻区1a、2a和3a被其它纱股中的加捻区覆盖，为了清楚图1A将其夸大。在完成的纱线中，一股纱股中的非加捻区被其它纱股中的加捻区覆盖。图1B试图示意性解释这个——在图1B中三股纱股平行示出(在任何捻合到一起之前)，并且在各纱股中由加捻罗拉6形成的加捻区(在交替方向)用实线表示，而加捻区之间的非加捻区用虚线表示，例如在1a、2a、和3a处表示的。如图所示，任何纱股中的任何非加捻区，例如非加捻区1a，至少部分长度被其它纱股中的加捻区覆盖。
在另一实施方案中，本发明的设备能调节合并各单独纱股的导纱器或导纱眼或其等效机构的位置，以便改变纱股交叠位置或相对的相。例如在图4中，导纱器1b、2b和3b或等同物可以安装到由横向安装杆10支撑的齿轮导轨，每一个具有一个小关联电机，该电机可以被驱动以便每次使一个或多个导纱器沿安装杆10移动。导纱眼或其等同物的调节也可以是通过所述设备基于微处理器的控制系统进行可编程控制，所述控制系统也控制和实现加捻罗拉旋转速度和横向速度和横向运动的可编程变化。
参照图6和8，第二优选形式的设备类似地包括牵伸单元5，该牵伸单元5包括相对的罗拉或带，来自散装供应(未示出)的纤维(例如条子)在所述罗拉或带之间通过。条子S喂入罗拉4之间，穿过牵伸单元5并引出。第一往复加捻台6A包括一对罗拉6a和6b(参见图7和8)，在设备运转时它们中的一个或两个旋转并如箭头B所示与纱股运动方向A交叉地来回往复运动。在此实施方案中，设置第二往复加捻台6B，其包括第二对罗拉6c和6d，在设备运转时它们中的一个或两个旋转并与纱股运动方向交叉地来回往复运动。在操作中，罗拉单向移动时加捻罗拉6c和6d也在一个方向产生捻回，接着当罗拉反向移动时在另一方向加捻。作为替代，此外在各情况中，单个往复罗拉可以相对于纱股在其上穿过的平面移动，由此纱股在罗拉和此平面之间加捻。
在纱股中第一对罗拉6A换向处易于形成非加捻区。第二对加捻罗拉6B的横向运动可以采用与第一对罗拉6A横向运动的类似速度，但与之不同相，由此第二对罗拉6B给纱股中的非加捻区提供捻回，这产生于纱股中第一对罗拉6A改变横向方向之处。
罗拉6a和6b及6c和6d的横向往复运动的限度或摆度可以变化，以便实现纱线中的预期加捻度或纱线的加捻构形。此外或可替代地，可以通过改变加捻罗拉的旋转速度实现预期加捻度。此外或作为替代地，还可以通过调节加捻罗拉横向运动的往复速度(相对于它们的旋转速度)改变加捻度或加捻构形。借助基于微处理器的控制系统，可以控制加捻罗拉横向运动速度和/或摆度和/或旋转速度的改变。两对或更多对中的一对加捻罗拉可以具有比其它对罗拉中的一对或更多对更大或更小的横向摆度运动。多对加捻罗拉的旋转速度也可以变化。对于实现纱股或由纱股形成的多股纱线预期加捻构形的任何生产过程，用户可以编程控制罗拉速度、罗拉横向运动限度和罗拉横向运动速率，使两对加捻罗拉的每一对类似或不同。
类似于前面图5A及5B所述和所示的设备或任何其它合适机械的或电动机械的等效系统可以驱动罗拉对6A和6B的横向运动，但是横向运动不同步，由此例如当罗拉6a和6b位于横向运动最外侧限度和改变横向方向时，罗拉6c和6d在横向运动的中途。
此实施方案的变化形式中，两对(或更多)加捻罗拉的一对或两对可以设置为也可以在条子穿过设备传输的方向往复来回移动，即沿着横向于罗拉旋转轴的轴线移动，由此在设备运转时改变多对罗拉之间的间隔，又改变施加于纱线的捻回特性。
参照图9和10，另一优选形式的设备也包括初始可选罗拉对4和牵伸单元5，该牵伸单元5包括相对罗拉或带，纤维(例如条子)穿过所述相对罗拉或带。往复加捻台6包括一对罗拉6a和6b，当设备运转时，它们中的一个或两个旋转，并且与纱股运动方向交叉地来回往复运动。在往复加捻罗拉6a和6b之前设置具有相关的环形导纱器8a-c的非往复罗拉7。各纱股或条子穿过导纱器中的一个并经过罗拉7之间。连续长丝12在导纱器处引入，并随纱股穿过导纱器，并从罗拉7之间穿过。连续长丝优选是合成单丝例如尼龙单丝，但是可替代地每一根连续长丝可能是例如合成复丝或非合成短纤(spun)长丝。当例如羊毛的各纱股和长丝穿过导纱器8a-c和经过罗拉7之间时，在纱股和长丝穿过往复加捻罗拉和用往复加捻罗拉加捻之前，连续长丝在罗拉7之间被压入纱股或条子。替代为此设置的两个罗拉7，纱股和长丝可以在抵靠平面作用的单个罗拉间穿过，纱股在所述平面上穿过，由此在罗拉和平面之间将长丝压入纱股中。将所述长丝压入至少大部分由短纤维组成的长丝中间，由此合成长丝被纱股纤维包围。连续合成长丝给纱股增加强度，结果所述纱股能少加捻而获得更高膨松度，由此提供一种对于一定重量羊毛具有较大膨松度的纱线，而不损失拉伸强度。
图10是与图9略有差别的本发明设备类似形式的下方靠近视图，但是在下方靠近视图中，其中连续长丝还是在罗拉之间引入短纤维的纱股中。图10中附图标记7表示执行与图9中罗拉7相同功能的罗拉。羊毛或类似物的纱股用11示意性地表示。合成长丝12以箭头D所示的方向穿过管状导纱器13并在罗拉7之间穿过，如前所述地合成长丝12在罗拉7之间被压入纱股或条子11的纤维中。结合嵌入其中的连续合成长丝的纱股用14表示，它在罗拉7另一侧离开。
最优选地，本发明设备包括能实现可编程改变加捻罗拉或多对加捻罗拉的旋转速度、横向运动速度和横向运动限度的控制系统。具有宽范围不同加捻性能的纱线可以在这种设备上生产，接着还可以实现用所述纱线制成的织物或针织或机织产品的生产，所述织物或针织或机织产品具有宽范围不同织物或产品性能，用于不同织物或产品用途。纱线可以设计成优化由所述纱线制成的织物或产品的预定性能特征。沿纱线长度变化捻度可以实现纱线膨松度或强度的最优化。组分纤维的外露表面可以改变而具有不同加捻性能，以更有效地优化特定物理性能，例如羊毛吸收和解吸湿气或湿水蒸气的性能。通过以小于组分纤维的短纤维长度的间距短暂而紧密地加捻，可以减少纤维脱毛和起球。可以改善袜子中毛圈袜底结构的减震性。在组分纱线之间调节不同捻度(或无捻)相邻的能力可以提高或优化组分纱线之间的摩擦力，由此增加多股纱的强度，以及可以获得或改变形成的纱线特定表面外观。芯长丝也结合到纱线中时，这可以实现进一步的变化性。它可以实现必要的捻度减小，以给结合芯长丝的多股纱提供足够强度，使之可以针织或机织，由此对于预定重量的纱线，膨松度或外露纤维表面区域可以增加。例如通过如前所述在纱线中结合连续芯长丝，可以生产用于制造高质量轻质针织羊毛织物的多股纱，由此在各单独的条子或纱股中具有比较长的加捻区，此加捻区中捻度低，以及具有较短的非加捻区。可以生产用于生产毛圈织物的纱线，由此纱线纱股中在较长的非加捻区之间具有短的中等加捻区，也可以结合芯长丝(为形成较长的非加捻区，加捻罗拉的横向往复运动可以减慢或停止——同时罗拉的向前旋转继续——在横向运动的各终点，以及可以对所述设备进行编程，以使罗拉横向移动时比较快地运动，以便减小加捻区的长度，在此期间罗拉的向前旋转运动例如可选择地可以减慢)。对于用来生产粗羊毛的毡合织物的纱线，可以在较长非加捻区之间形成短的加捻区，以便利于形成织物的纱线的非加捻区中的纤维在毡合工艺中彼此缠结。
下列对比分析显示用本发明设备生产的纱线(在此称为WOOLULTRATM纱)针织的产品或袜子如何具有特定性能优于用常规生产的纱线针织的同等产品，所述本发明设备生产的纱线采用为加捻罗拉设置的一套特定旋转速度和横向摆度生产。用户感到用WOOLULTRATM纱针织的袜子更舒适，并且在极端磨损环境下产生更少水泡，例如通过徒步旅行者、滑雪者/滑雪板运动者和军队成员体验。
必须长时间行走或跑步的运动员遭受的水泡会导致表现差或甚至退出。对于娱乐体育参与者，由水泡引起的不舒适减少从体育活动中获得乐趣。对于军人，尤其是需要长时间用脚的士兵，水泡会影响单兵和军事单元在战斗中有效工作的能力。
当紧接皮肤表面之下的皮肤细胞层受到导致一层细胞与邻近层分离的剪力时，在表皮(皮肤外表层)中形成摩擦水泡。由此形成的空腔填满液体，所述区域凸起。防止水泡的尝试集中在力图减少皮肤摩擦系数，或者直接通过使用润滑剂或间接通过努力保持脚部干燥(低于倾向于增加皮肤摩擦系数的中等湿度)。作为替代，通过具有足够厚度和适当机械性能的鞋垫或袜子能吸收剪力。
有一些能帮助预防摩擦水泡的袜子纤维类型和结构的一般原则1.纤维类型和袜子结构应尽可能的保持干的脚部-袜子环境，以便防止湿度所引起的皮肤摩擦系数的增加，也防止湿气引起袜子绒毛厚度的短暂损耗(由于湿气导致纤维粘附在一起)。
2.袜子结构(对于较小程度的纤维类型)应选择为(a)通过在表皮外侧接触面滑动分散剪力，或(b)通过允许袜子两面在一定程度上独立地移动而吸收剪力。应该通过侧向移动时保持厚度但吸收剪力的材料连接袜子两面。
在鞋面对湿汽不形成主要屏障的情况下(例如轻质跑步鞋)，借助分层的芯吸结构，或者当鞋子不透水时(例如徒步旅行靴)，借助吸湿纤维(例如羊毛，其能从周围吸收湿气)，可以最好地满足条件1。通过在例如后跟和足尖的临界区域使用光滑纤维(例如Teflon)(尽管对于穿着者使用光滑袜子是否舒适是有争议的)，可以增进条件2a的实现。通过在袜子的袜底上形成厚起绒织物，以及使用很好地保持厚度然而吸收剪力的纱线和纤维，实现条件2b。
袜子的对比试验如下所述的三种袜子是由类似于图2至5的本发明设备上生产的纱线针织的，此纱线具有特定加捻构形设置(WOOL ULTRATM纱)，并且如下列所述地与其它袜子类型D至H进行比较试验。所有被检测的袜子类型是A.WOOL ULTRATM全部毛圈起绒袜。
B.WOOL ULTRATM毛圈袜底运动袜(短袜)。
C.WOOL ULTRATM平针(平针袜底)袜。
D.常规羊毛全部毛圈起绒袜。
E.常规羊毛毛圈袜底运动袜(短袜)。
F.常规羊毛平针(平针袜底)袜。
G.丙烯酸系全毛圈起绒袜H.聚酯毛圈袜底运动袜(短袜)。
这个试验允许在羊毛袜和合成等同物之间比较纤维类型的效果，并允许纱线结构的效果在WOOL ULTRATM和常规羊毛之间比较。
袜子-湿汽交互作用在防止水泡和提供脚部周围舒适环境方面，湿汽和袜子的交互作用很重要。液体湿气的存在产生不适的潮湿和粘湿感觉，而且增加脚部和袜子之间的摩擦。如果使用适当的鞋以保护脚部不受外部潮湿环境影响，则湿气是汗。这种汗立即开始在脚周围累积，开始是湿汽。当湿汽累积时，脚部周围的相对湿度增加，并最终湿气开始凝聚在脚和袜子上。此外，在一段时间后，由于身体的冷却机制的一部分，进行的体力活动导致产生液体汗。袜子结构和纤维类型将影响袜子与脚部产生湿气相互作用的性能。这对在非透气性鞋类例如徒步旅行靴子、滑雪靴子、滑雪板运动靴中使用的袜子尤其重要。
试验对三种袜子进行，以确定它们的容湿性能和它们多快吸收和解吸湿气。这将影响它们多好地保持在运动最初阶段鞋中的干燥度。袜子的容湿能力和吸收湿气的速度也很重要。
湿汽吸收将三种运动袜用于此试验，即B(WOOL ULTRATM)、E(常规羊毛)和H(聚酯)。在烘箱中将袜子烘干，在它们的干燥状态下称重，然后放置在65％相对湿度的房间中。它们从周围环境吸湿的速度通过以一定时间间隔给袜子称重来进行测量。吸湿曲线在图11中示出。从图11中可以看出，对于最初60分钟的吸收，WOOLULTRATM袜子的吸收曲线在常规羊毛袜的吸收曲线之前。其落到后面仅仅因为它接近它的最大容量比常规羊毛袜快得多，接下来它的吸收速度下降。
图12在多快到达最大湿气容量方面比较袜子。可以看出，聚酯袜子最快接近其最大容量，但是图11显示这只是很少量的湿度。WOOLULTRATM袜接近较高最大湿气容量比常规羊毛袜快。WOOLULTRATM袜比常规羊毛袜少约29％的时间达到其75％湿气容量。
湿汽解吸对湿度解吸进行类似的试验(即，从纤维向周围环境失去水分)。在此情况中，使用于吸湿的同一组袜子与高湿度环境平衡，然后放置在非常低的湿度环境中(10％相对湿度)，并定期称重以观察它们的解吸速度。在样品解吸至湿度降至它们最大值(上述给定的值)的25％时，测量解吸速度。WOOL ULTRATM袜以比常规羊毛少30％的时间到达25％水平。WOOL ULTRATM袜比聚酯袜更快达到该水平。
剪力吸收和摩擦将模拟脚部拉过袜底内表面。所述模拟脚部是在其下表面具有中密度泡沫材料的可适度压缩“皮肤”的小金属滑板。给它施加一般等于成年人穿着时施加在袜子上的压力。袜子固定在适当位置。当施加力以使滑板横过袜底移动时，有一个没滑动产生时的初始阶段。在此阶段期间，绒毛吸收剪力，即允许织物内表面和脚一起移动，而外表面保持静止。检测脚开始滑动之前发生的偏移，并且此偏移称之为剪力吸收。在四个方向进行测量，沿着和横跨脚的各两个方向。滑动开始时施加的力表示静摩擦力，保持滑动所必须的力表示动摩擦力。这些力也在四个方向中的每一个进行测量。已经发现，动摩擦力的结果通常遵循与静摩擦力结果的相同的模式。这些检测在压力下进行是很重要的，因为绒毛保持厚度的性能对其吸收剪力的能力很重要。
在实验中测试的袜子是A、D、G、C和F，即WOOL ULTRATM、常规羊毛和丙烯酸系的全毛圈袜，加上WOOL ULTRATM和常规羊毛的两种平针袜底袜，结果在表1中给出。
表1-袜底剪力吸收(毫米)
a.顺着绒毛b.逆着绒毛只有常规羊毛和丙烯酸系毛圈起绒袜具有明显的绒毛，并且只有在“沿着脚”方向(这在表1中表明)。平针袜底没有充分测试，因为毛圈袜底是主要感兴趣的。
从表1可以清楚，在屈服于剪力从而开始滑动之前，WOOLULTRATM毛圈起绒袜比常规羊毛和丙烯酸系起绒袜移动更多。WOOL ULTRATM袜的剪力吸收比常规羊毛毛圈袜高30％和比丙烯酸系毛圈袜高37％。在此压力下，常规羊毛和丙烯酸系起绒袜具有甚至比平织结构WOOL ULTRATM袜小的吸收剪力能力。
然而，即使允许大量位移，袜子也应当不允许剪应力形成到太高值，因为这种力会传递到脚直到在袜子和脚之间发生滑动。这种“开始滑动的力”是静摩擦力，它的检测值在图2中给出。
表2-袜底的静摩擦力(千克，开始滑动的力)
a.顺着绒毛b.逆着绒毛WOOL ULTRATM起绒织物具有比常规羊毛起绒织物低的摩擦力，并且除了两个脚横向的检测量比沿着脚方向的低，未显现明显的方向影响。常规羊毛起绒织物具有沿着脚方向的较大方向影响。这种起绒织物具有明显的绒毛，并且正如所预期的，逆着绒毛开始滑动所需的力比顺着毛开始滑动的力大。WOOL ULTRATM起绒织物的静摩擦力比常规羊毛起绒织物的低10％。
综合表1和表2所示的结果显示，WOOL ULTRATM袜起绒织物具有比常规羊毛和丙烯酸系袜起绒织物以及两种平织袜底吸收更多剪力位移的能力，同时具有比被检测的常规羊毛袜低的摩擦力。在穿着期间，WOOL ULTRATM起绒织物比常规羊毛起绒织物传递更少剪应力给脚部。
厚度保持力剪力和摩擦力测试以起绒织物处于压力下进行，由此提供一种接近于袜子厚度大量减小的穿着体验的测试环境。用于测试的模拟脚部具有1.296×10-3米2的与袜子样本的接触面积和负载有2.5千克重量(除其自身质量135克)。这提供20.33千帕斯卡的综合压力，其一般等于由约99千克的人施加的脚部压力。
处于该压力值下的袜底厚度对于其舒适性和剪力吸收性能是很重要的。测试的五种样品在两种条件下使其厚度进行测试首先在尽量接近零压力之下，其次在剪力和摩擦力测试期间使用的压力之下。结果在表3中给出。
表3-袜底厚度
在所有的情况中，损失了大量袜子厚度。这更突出了在这些实际条件中检测的重要性。显然，毛圈起绒袜子通常比平针织结构损失更多的厚度，这是预料之中的，因为毛圈起绒袜的低密度结构易于屈服于脚压力。然而，值得注意的是，WOOL ULTRATM毛圈起毛织物仅被压缩46％，但是常规羊毛和丙烯酸系袜子分别被压缩64％和73％。这意味着在WOOL ULTRATM袜的情况中保持有更多绒毛厚度以吸收剪力。实际上，在低压力下，WOOL ULTRATM袜只比常规羊毛袜厚37％，但是在测试中使用的压力下厚105％。
本发明的设备可以用于由羊毛短纤维、棉短纤维、合成短纤维或这些短纤维混合物生产纱线，可选择地还并入所述连续长丝。
前文描述本发明包括其优选形式。如所属领域技术人员显而易见的，替换和修改包括在随附权利要求限定的范围中。
权利要求
1.一种用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述生产纱线的设备还包括控制系统，其能够控制和改变一或多个罗拉的旋转速度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
2.一种用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，并且此一或多个罗拉设置为能对罗拉的横向往复运动限度进行控制和改变，由此改变给条子或纱股加的捻回。
3.一种用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述生产纱线的设备还包括控制装置，其能够控制和改变罗拉沿罗拉旋转轴线的往复运动速度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
4.一种用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述生产纱线的设备还包括控制系统，其能够控制和改变一或多个罗拉旋转速度和罗拉沿罗拉旋转轴线的往复运动速度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
5.一种用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，并且此一或多个罗拉设置为能对罗拉的横向往复运动限度进行改变，所述生产纱线的设备还包括控制系统，其能够控制和改变一或多个罗拉的旋转速度和罗拉的横向往复运动限度，由此改变给条子或纱股施加的捻回。
6.一种用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述生产纱线的设备还包括控制装置，其能够控制和改变罗拉沿罗拉旋转轴线的往复运动速度和罗拉横向往复运动的限度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
7.一种用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述生产纱线的设备还包括控制系统，其能够控制和改变一或多个罗拉旋转速度和罗拉往复运动的速度及横向往复运动限度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的设备，其特征在于，所述控制系统使用户可以将要产生的加捻构形编程到纱线的一个生产流程、一系列生产流程、或部分流程。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述控制系统是基于微处理器的，并且包括用户操作键盘和显示器。
10.如权利要求1至9中任何一项所述的设备，其还包括设置在加捻罗拉之后的一或多个导纱器，由此在将纱股并在一起以形成多股纱之前，一或多股纱股穿过比另外一或多股纱股更长的路径，所述导纱器的一或多个可移动，由此可以在生产流程之间变化一或多个导纱器的位置。
11.如权利要求10所述的设备，其包括电动机械导纱器重新配置系统，以用于移动一或多个所述导纱器，该电动机械导纱器重新配置系统也可以通过所述设备的控制系统编程控制。
12.如权利要求1至11中任何一项所述的设备，其还包括第二所述往复加捻台，条子也穿过所述第二往复加捻台进一步给条子加捻。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第二往复加捻台设置为在由第一往复加捻台给条子施加的加捻区之间的非加捻区给条子加捻。
14.如权利要求1至13中任何一项所述的设备，其还包括在所述往复加捻台之前的至少一个罗拉，和至少一个导纱器，该导纱器设置为将芯长丝引入所述条子的至少一个条子中，由此在条子经过往复加捻台之前，芯长丝和所述条子靠着罗拉穿过，且芯长丝通过罗拉被压入条子。
15.如权利要求1至14中任何一项所述的设备，其包括在所述往复加捻台之前的一对牵伸罗拉或带。
全文摘要
一种用于生产纱线的设备，其包括适用于同时给一或多个条子加捻以生产一或多股加捻纱股的往复加捻台，该往复加捻台包括设置为沿罗拉旋转轴线往复移动由此给条子加捻的一或多个罗拉，所述生产纱线的设备还包括控制装置，其能够控制和改变下列一或多项(a)罗拉旋转速度、(b)罗拉横向运动限度、(c)罗拉横向运动速度，由此改变给条子或纱股加的捻回。
文档编号D01H1/11GK1735719SQ200380108283
公开日2006年2月15日 申请日期2003年11月14日 优先权日2002年11月14日
发明者大卫·阿瑟·李 申请人:大卫·阿瑟·李