涂覆缝纫线的方法

专利名称：涂覆缝纫线的方法
技术领域：
本发明涉及涂覆缝纫线的方法，特别是涉及利用无溶剂系涂覆缝纫线的方法。
本发明的背景技术缝纫线通常由多股连续长复丝束构成，其构成方式为以一个方向单独捻制这些复丝束，且随后以相反方向将它们结合在一起，从而制成一根成品股线。通常，这会使分立的丝束在缝纫过程中成为单根股线。
在许多大需求量和高标准要求的工业环境中，在使用缝纫线之前必须对其作进一步处理。这种处理能够在高速磨损条件下提高缝纫线内各个丝的完整性和保持力，在单丝或多丝结构中提高丝束或各个丝彼此间的粘着力，并提高线在最后使用中耐用性或寿命。在这些情况下，线涂覆有以漆或其它塑性材料形式存在的粘结剂，它们实质上会形成一个环绕着丝线的固态但柔性的膜或护皮。由于线中的各丝具有彼此间可一定程度地相对移动的能力，因此，使得线保持相当大的柔韧性。
如果粘结剂完全渗入线的横截面，则各个丝被彼此粘结在一起并导致形成一种硬线。这种硬线与单丝线相似，对于最终的应用而言，它在许多时候是不能接受的。
通常，通过使缝纫线经过一种溶剂中的适宜的树脂并随后穿过一个加热炉来涂覆缝纫线，所述的加热炉蒸发所述溶剂并留下一层膜。但是，这一操作较慢且会使有机溶剂物释放至大气中。另外，在所要求的应用场合使用时，所述膜或护皮往往会从缝纫线上脱落。由于脱落物会在制品上产生可见的头皮屑状堆积，因此，所述脱落物是非常不希望存在的。另外，除去溶剂所需的能量消耗也会提高生产成本。
无溶剂系能够避免与溶剂基涂层有关的许多问题。在一种典型的无溶剂系中，缝纫线上涂覆有一种预聚物(如一种单体加一种催化剂)，该预聚物在暴露于紫外线时能进行反应而形成一层膜。但是，当在所要求的应用中使用这种缝纫线时，辐射可固化系也往往会从缝纫线上脱落。与许多无溶剂系的使用相关的其它问题包括不完全固化、粘性、低粘着力及低的加工速度。
本发明的概述本发明提供了利用无溶剂系涂覆缝纫线的方法。与传统的溶剂基系相比，本发明的无溶剂系通常更易被环境所接受。此外，本发明的无溶剂系能被涂覆至线上且随后以远远大于溶剂基工艺过程中的速率在流水生产线中被固化，从而能降低生产成本。在涂覆后，不必从无溶剂系中除去溶剂或水，这样就降低了能量消耗。此外，能够利用较小尺寸的设备涂覆缝纫线，从而减小了生产空间。
而且，与先有的无溶剂系相比，本发明的被涂覆的缝纫线会表现出改进的抗脱落性和抗粉化性。此外，本发明的被涂覆的缝纫线具有优良的粘结特性，其在进行高速的工业化生产过程中能保护线的表面。
在本发明中，一种辐射可固化材料或树脂系以流水作业方式被施加至一连续纱线上。当将这样涂覆的线暴露于辐射射线下时，辐射射线会引发树脂的聚和或固化。但与先有的无溶剂系相比，如下文所述，辐射射线会引发其后的自持反应(self-sustaining reaction)。
与许多以一自由基机构为基础的辐射固化聚合物相比，所述的辐射可固化系最好为一种阳离子引发系，其中，在引发后，辐射射线会引发自持交联反应。在所述自由基机构中，目前通常认为反应仅在紫外线辐射下才能产生。但是，就缝纫线而言，涂覆在线上的至少一部分树脂会由于线中的各单根丝的屏蔽而免受紫外线的辐射。因此，对于自由基引发紫外线的树脂而言，树脂的屏蔽部分将不会完全反应和硬化。
相反，对于阳离子引发的树脂而言，即使树脂的屏蔽部分不被直接照射，树脂的屏蔽部分也会因由紫外线辐射引发的自持热反应而被硬化。因此，阳离子引发系会更完全地固化或反应，因而不会产生与自由基辐射可固化树脂相关的胶粘和脱落问题。
在本发明中，为了涂覆缝纫线，应使缝纫线经过涂覆设备中的一个腔室中，该腔室中含有处于压力下的辐射可固化材料。利用“接触涂覆”工艺将辐射可固化材料施加至腔室中的线上，其中，当缝纫线接触一表面时，受压的辐射可固化树脂被涂覆至缝纫线的外部，以便使树脂渗入缝纫线的周边。在本发明的一个实施例中，通过使用一个其直径小于缝纫线直径的孔的涂覆模可实现接触涂覆。或者，可在模腔内设有一可变形多孔介质，以便在缝纫线通过腔室时，所述介质环绕并接触缝纫线。作为接触涂覆的结果，所得到的缝纫线上具有一层已渗入缝纫线周边的辐射可固化材料薄层。
在辐射可固化涂层固化后，由于涂覆了辐射可固化合成物，使合成物渗入缝纫线的周边，所述渗入深度最好达到大约一至三个单丝层(或直径)，且外围丝彼此粘结在一起，并在某些情况下粘结至下一内层丝上，因此，本发明的缝纫线在结构上不同于传统的有机溶剂基涂覆缝纫线。虽然所述合成物渗入至所述线中，但可对渗透深度加以控制，以防止线的刚性过大。因此，与传统的涂覆缝纫线相比，不是绕缝纫线形成一连续的树脂护皮，而是涂层延伸至线的周边内。这一点有利于最大程度地减小或防止由如在缝纫工序中遇到的磨损力所引起的涂层的脱落。
附图的简要说明上面已对本发明的一些特点和优点进行了描述，从下面的详细描述和附图中将更清楚地了解其它内容，其中


图1为本发明所述的用于涂覆缝纫线的典型设备的顶视图；图2为图1中设备的侧视图；图3为沿线3-3截取的图1所示缝纫线涂覆设备的横截面视图；图4为沿线4-4截取的图3中的涂覆设备的局部剖开顶视图；图5为图4设备中剖开部分的放大顶视图，其用于说明在该处的一树脂贮存腔；图6为沿线6-6截取的图3所示涂覆设备中一腔室的放大横截面视图；图7为图3的涂覆设备中一腔室的另一实施例的放大横截面视图，其中，在所述腔室中采用了一种多孔、可变形接触介质；图8为沿线8-8截取的图1所示设备的一紫外线辐射固化腔的横截面视图；图9为沿线9-9截取的图8中紫外线辐射固化腔的顶视图；图10为沿线10-10截取的图8中紫外线辐射固化腔的横截面端视图；图11、12和13均为照片，它们示出了一种本发明的涂覆缝纫线的透视图，且进一步示出了涂层渗入缝纫线周边中的情况；图14为一照片，其示出了利用一种传统溶剂基涂覆系制备的缝纫线的透视图，且示出了涂层在基本上未渗入线内的情况下，传统的涂层是如何环绕线的；图15为一用以图示一种磨损的现有缝纫线透视图的照片，所述缝纫线涂覆有传统溶剂基系，且该图示出了由诸如在缝纫工序中遇到的磨损力而引起的涂层的剥离脱落；及图16为一用以图示本发明磨损的涂覆缝纫线透视图的照片，该图表示出了本发明涂层不存在任何剥离脱落。
本发明的详细描述下面将给出对本发明最佳实施例的详细描述。可以理解，虽然使用了特定的术语，但它们是被用作说明而是非限制性的。并且，在本发明描述的思想和范围内，本发明可以具有多种改变和等同替换。
参照图1和图2，其描述了本发明用于涂覆缝纫线的典型方法和设备。图1和图2描述了一种用于对多根纱线进行流水涂覆的系统。但有经验的技术人员应理解，本发明也可用于涂覆多于或少于所图示的纱线。
通常由10标示的纱线通过入口22而被从供料袋12中导入到一涂覆设备20中。例如，通过使纱线最小程度地暴露于大气湿度和/或在涂覆之前从纱线上除去水分，可对纱线进行预处理或粗加工，以提供适于一特定树脂系的湿度水平。例如，在进入涂覆设备之前，可利用一标准紫外线设备对纱线进行预处理。
通常，一根纱线包括一个或多个复丝束，这些复丝束沿第一方向被单独加捻并随后通过以相反方向加捻而使其结合，以形成多股纱线结构。但是，纱线可包括一个、两个或多于三个的复丝束或其它对于有经验的技术人员来说很明显的用于形成缝纫线的结构。复丝束通常由具有相对较高韧性的长丝如尼龙、聚酯等构成。作为说明，单独或单个复丝束通常具有大约50至大约500旦尼尔(56-556分特)的纤度。因此，图1中所示的线(包括三个独立的复丝束)通常具有的总旦尼尔量为大约150至大约2，000旦尼尔(167-2，222分特)。
如图2所示，一树脂供给源24通过管线26向一树脂分配歧管提供辐射可固化合成物(它也可被预加热)并使其进入涂覆设备20。此处所使用的且有经验的技术人员可以理解的术语“辐射可固化合成物”是指受辐射作用能光(致)聚合或固化的合成物。通常，所述合成物包括有可聚合的化合物，其包括单聚物，低聚物，多聚物，预聚物，树脂类材料及其混合物，以及一种在暴露于辐射源时引发可聚合材料反应的光引发剂。辐射可固化合成物可被聚合以形成均聚物，或与各种其它单体共聚合。
在本发明中，优选的可聚合化合物会产生阳离子固化，且光引发剂受辐射作用(通常为紫外线的作用)而产生质子。该阳离子会使可聚合化合物交联。阳离子固化的优点在于其自生性。相反，商业中广泛使用的大多数辐射可固化合成物是通过一种自由基机构而被固化的，在所述自由基机构中，光引发剂受辐射作用而产生自由基，所述自由基本身会起动和引发不饱和可聚合化合物的聚合。为了产生聚合反应，必须使所述合成物暴露于辐射源；一旦除去辐射源，反应便会因不再有自由基产生而停止。因此，除非所有涂层均暴露于射线下，否则未反应材料能保留在涂层中。在这种情况下，涂层往往会脱落和/或粘结(tack)。
相反，阳离子引发的反应是自发的，即在辐射源被除去后，反应仍继续进行。因为合成物能更充分固化，即基本上合成物中所有有效的可聚合组分均被反应，因此，这类合成物对缝纫线提供了一种改进的保护涂层。结果，在使用缝纫线时，基本上未发现脱落现象。
优选的阳离子可固化化合物包括环氧树脂。如本领域的技术人员所理解的那样，只要在通过暴露于辐射线下而引发反应后能自身持续固化或聚合，除环氧树脂以外的其它辐射可固化化合物也可用于本发明中。适用于本发明的环氧化合物或树脂包括这样的材料，其每个分子至少具有一个可聚合环氧基，并且每个分子最好具有两个或更多这样的环氧基。环氧化物可以是单体或聚合的、饱和或不饱和的，且它们包括脂族，环脂族，芳香和杂环环氧化合物，及其混合物，并可由各种替代物，如卤素原子、羟基组、醚基等替代。
环氧化物最好为环脂族环氧化物。典型的环脂族环氧化物包括二羧酸的环脂族酯的双环氧化合物，例如双(3，4-环氧环己基甲基)己二酸，双(3，4-环氧环己基甲基)草酸盐，双(3，4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸，双(3，4-环氧环己基)庚二酸盐等。其它的环脂族环氧化物包括3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酸盐，如3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酸盐，3，4-环氧-1-甲基环己基甲基-3，4-环氧-1-甲基环己烷羧酸盐，6-甲基-3，4-环氧环己基甲基-6-甲基-3，4-环氧环己烷羧酸盐，3，4-环氧-2-甲基环己基甲基-3，4-环氧-2-甲基环己烷羧酸盐，3，4-环氧-3-甲基环己基甲基-3，4-环氧-3-甲基环己烷羧酸盐，3，4-环氧-5-甲基环己基甲基-3，4-环氧-5-甲基环己烷羧酸盐等。用于本发明的、可从市场上购得的环脂族环氧化物包括可从Union Carbide Corporation购得的作为“Cyracure”系列材料的环氧化物，可从UCB Chemicals购得的作为“UVACURE”系列材料的环氧化物等。
最好控制纱线中的水分含量，以最大限度地发挥特定涂覆树脂系的性能。例如，在涂覆之前可对纱线预处理或粗加工，以使水份降至最小程度和/或减小水份含量。在另一种可替换的方案中，除了预处理外，还可对涂覆环境的湿度百分数进行控制，以保持适于特定树脂的相对湿度百分含量。
环脂族环氧化物可单独使用，也可彼此混合，以及作为与其它种类的环氧化物的混合物使用，其它种类的环氧化物例如是缩水型环氧化物，脂族环氧化物，环氧酚醛环氧树脂，环氧苯酚酚醛树脂，多环苯酚-缩水甘油醚衍生树脂，芳族和杂环缩水氨基树脂，乙内酰脲环氧树脂等，以及它们的混合物。这些环氧化合物在技术上是已知的，且多数可从市场上购得。
合成物中环氧化物的重量百分比含量在大约99.9％至大约85％之间。
适用的光引发剂包括本领域已知、用于环氧树脂光引发固化的嗡盐。这种嗡盐的通用分子式为R2I+MXn-，R3S+MXn-，R3Se+MXn-，R4P+MXn-，R4N+MXn-，其中由R表示的不同基可以是相同或不同的包括1-30个碳原子的有机基，这些有机基包括含6-20个碳原子的芳香碳环基，它们可由从包括C1-C8烷氧基、C1-C8烷基、硝基、氯基、溴基、氰基、羧基、巯基等在内的组中选取的1-4单价自由基构成，且还包括芳族杂环基，所述芳族杂环基包括吡啶基、苯硫基、吡喃基等；MXn-为一非基本、非亲核阴离子，如BF4-，PF6-，AsF6-，SbF6-，HSO4-，CLO4-等。此处所用的术语“异型”是指线性或环状有机基，所述有机基结合有至少一个非碳机非氢原子，但并不意味着应限制于此处所包括的特定实施例。典型的光引发剂包括三芳基锍(triarylsulfonium)络盐，含卤素络盐离子的芳族锍或碘嗡盐，Group Ⅵa元素的芳族嗡盐等。目前理想的光引发剂包括三芳基锍六氟锑酸盐、三芳基锍六氟磷酸盐、及它们的混合物等。根据合成物的总体重量，光引发剂以常规用量用于辐射可固化合成物中，该用量的重量百分比通常为大约0.1％至大约15％。
例如，在美国专利Nos.4，874，798、4，593，051及4，818，776中披露了适用的辐射可固化合成物，这些文献中全部披露的内容均在本文中作为参考使用。
此外，辐射可固化合成物可包括一种能够对纱线施以色彩的颜料。所述颜料可以是本领域已知的无机或有机颜料，或其混合物。可使用的无机颜料包括(但不限于)金属氧化物(铁，钛，锌，钴，铬等)，金属粉末悬浮液(金，铝等)，矿物颜料(赭土，赭石，棕土等)，铬酸铅，碳黑等，以及它们的混合物。可使用的有机颜料包括不受限制的任何动物色素(视紫素，黑色素等)，蔬菜或植物色素(叶绿素，类胡萝卜素，如胡萝卜素及叶黄素，儿茶素，黄酮，黄烷醇，及花青苷，黄烷酮，无色花色素，黄酮醇，靛蓝等)，合成有机颜料(岩石，甲苯胺，仲红增色剂，有色着色剂，沉淀色料等)等，及其混合物。
图3描述了沿线3-3截取的图1中涂覆设备20的横截面视图。涂覆设备20包括一个分别具有上部和下部构件30和32的水平组合涂覆模28，每一构件分别呈大致长条形状，并具有矩形或方形横截面。模34设有多个腔或贮存腔34，它们均与一对应的纱线入口22和一纱线出口36相连通。模28的下部构件32还设有多个径向孔38，每一径向孔38均与一单独贮存腔34相通且通过多根管路40中的一根管路与树脂分配歧管相通，以允许辐射固化合成物从供给源24进入每一贮存腔34中。虽然也可采用其它的贮存腔结构，但每一贮存腔34最好具有在入口和出口处逐渐变细的大致圆柱形状。
每一纱线通过一通向贮存腔34的分立入口22进入涂覆设备，并随后通过一出口36排出涂覆设备。从图5和图6中能最清楚地看到，组合涂覆模22沿通过每一模腔34中入口22和出口36的平面被分为上部构件30和下部构件32。在除去组合模的上部构件30时，这一结构使得在涂覆工艺开始时纱线容易穿过。利用抽吸器或其它适合的装置能使纱线交替地通过涂覆设备20。
受压的辐射可固化合成物从树脂供给源24经管路26被导向树脂分布歧管，并通过管路40进入每个贮存腔34中。当纱线10经过涂覆设备时，且特别在经过充满了受压的辐射可固化合成物的贮存腔34时，纱线便涂覆上所述合成物。
贮存腔34内受压的辐射可固化合成物的压力可根据以下因素(如合成物的工作粘度、希望的吸液率水平等)而变化。最好是，对合成物加压，以有助于对吸液率(pickup)理想水平的控制。
本发明人还发现，可以采用较宽范围的辐射可固化合成物的粘度，其范围大约为100厘泊(cp)至8000cp，且在室温下可更高。最好是，选择贮存腔56内的辐射可固化合成物的粘度和压力，以提供大约1％至大约20％、更理想的为大约5％至大约12％的纱线吸液率。例如，在本发明的一个优选实施例中，以低于大约5磅/英寸2(psi)的压力将粘度为大约500cp至大约2000cp的辐射可固化合成物供给至贮存腔56内。具有更高粘度的辐射可固化合成物也可与更高压力(例如，在大约30至大约50Psi的压力下粘度为大约5000至大约7000cp)结合使用，以得到树脂粘着在纱线上的可比度。
除了改变和控制贮存腔34内的合成物粘度和压力，以通过纱线控制合成物的吸液率以外，本发明的涂覆方法还包括一用于控制吸液率的“接触涂覆”步骤。此处所用的术语“接触涂覆”是指对涂覆设备20内的纱线外部涂覆受压可固化合成物，同时还通过一适宜的表面接触被涂覆的纱线，从而使合成物渗入纱线周边。
在本发明的一个实施例中，涂覆模28的每一出口36均具有稍小于每一纱线10横截面尺寸的直径。在本发明的这一实施例中，当纱线通过此处时，被涂覆的纱线接触出口36的边缘。在本发明的另一实施例中，当纱线通过贮存腔时，可将一可变形的多孔介质插入贮存腔34中，以使其包围并接触纱线。例如，如图7所示，可将毛毡材料42制成与贮存腔34内部结构相应的形状，当然，也可使用其它的可变形的多孔介质。在本发明的这一实施例中，这种接触实际上会“擦拭”被涂覆的缝纫线，以控制吸液率。作为接触涂覆步骤的结果，生成的缝纫线具有已渗入缝纫线周边的辐射可固化合成物薄层，从而提供出在结构上与传统缝纫线不同的缝纫线，这将在下文作更详细的说明。另外，可以对渗入情况进行控制，以便使合成线不会因树脂过度渗入线组织中而导致不良的刚性。
这一接触涂覆步骤与传统的用于涂覆连续基层的工艺不同。例如，缝纫线通常被浸入低固体含量的粘合剂溶液中，经过配合转动辊，以除去过量的粘结剂，并随后对其进行加热，以蒸发溶剂。但是，这一方法会导致所不希望的树脂吸液率，其会导致过厚的涂层护皮，造成材料浪费等问题。可对夹持压力加以控制，以去除过量树脂，但过大的压力可使树脂浸入所述线。这一情况通常因最终增大的刚性而可被避免。
另一方面，用辐射可固化合成物涂覆电缆、光导纤维等的传统模具涂覆方法通常包括使光导纤维通过一涂覆设备，所述涂覆设备包括一充满受压辐射可固化合成物的腔室。但是，与本发明相对照，常用的电缆和光导纤维涂覆方法不包括一接触涂覆步骤。相反，模的出口直径大于纤维或电缆的直径，且作为一圆柱形刮片将合成物的连续护皮状涂层涂覆至电缆或光导纤维上。在这些方法中，采用了很大的努力来防止被涂覆的纤维接触或触及任何表面，以避免损害光导纤维。
仍如图3和图4所示，涂覆设备20可包括一夹紧构件44，其用于对每一贮存腔34施加基本上均等的夹紧压力。夹紧构件44包括一对转臂46，每一转臂均可在一未与涂覆模28对准的位置和一与涂覆模上部外表面对准的模接触和压力分配位置之间运动(图4中以箭头所示)。每一臂最好均通过一压力分配杆48对组合模的上部施加夹紧压力，所述压力分配杆通过适合的紧固装置(如螺栓50)装配在该处。
当起动时，每一臂46均从不接触位置向内朝涂覆模具28转动，直至压力分配杆48抵靠在涂覆模28的上部外表面。压力分配杆最好能够提供横穿每一腔室34的大致相等的压力，以便依靠从那里通过的各个纱线控制和平衡树脂的吸液率。
再参见图1和2，在排出涂覆设备20之后，被涂覆的纱线10通过多个未示出的传统导引件而被导入到一辐射固化腔50中。如图8所示，辐射固化腔50包括一壳体52，该壳体包括一底座54和一可绕一枢轴58转动的盖56。设置在壳体52内的一长条状辐射源60与纱线10的路径垂直，该辐射源发出具有适合波长和强度的射线，以引发纱线上的辐射可固化合成物的固化。辐射源60被装配在壳体52内的一反射腔内，以相对每一纱线会聚从辐射源发出的射线。在图8和图10所示的最佳实施例中，反射腔包括一沿纱线方向取向的上部聚焦反射器62和一个沿辐射源60方向取向的长条状底部发散反射器64。反射器62和64可由本技术领域公知的、适于反射射线的任意类型的材料构成。
上部聚焦反射器62包括多个独立的半圆形反射腔，每一反射腔均从进入壳体52的一纱线入口延伸至壳体52外的纱线排出口，且每一反射腔均具有平行于纱线10穿过辐射腔时的路径的纵向轴线。底部发散反射器64(图10)最好为一单通道状腔室，该腔室具有垂直于通过辐射腔的纱线路径的纵向轴线。对辐射源60和反射腔进行定位(其中所述反射腔包括纱线从中通过的上部聚焦反射器62和底部发散反射器64)，以便基本上使由辐射源60发出的射线照射到移动纱线中的所有周边上。虽然不是必须的，但固化腔50可用例如氮、氩、氦等惰性流体连续注入或清洗，以防止由于固化腔中氧气的出现而造成的有害影响，或使该有害影响降至最低程度。
如果需要，壳体52可适于安装一适合的监控装置，如图8中的探测器66，以监控由辐射源60发出的能量水平。另外，固化腔可包括一排出管68和冷却通路70，用以从所述腔室中排出由涂覆工艺产生的热量并将冷却液导入腔室内，从而控制腔室内部的温度。
虽然所示的固化腔包括一个辐射源，但也可在所述固化腔内使用多个辐射源。另外，如图1和图2所示，可设置被指定为腔室72和74的多个固化腔。此外，虽然所描述的一长条状辐射源是垂直于纱线路径的，但是在本发明的另一实施例中，可使用一个或多个平行于纱线的长条状辐射源。
根据本发明，所采用的活性能量光束可以是紫外线，或者可以包含在可视的和紫外线光谱中。通过利用本领域已知的用于提供紫外线辐射(即在240nm和420nm的紫外线辐射范围内)的任意技术使紫外线照射到合成物上，或通过使紫外线光谱以外的射线照射到合成物上，可引发聚合反应。所述射线可以是自然的或人造的、单色或多色的、不相干或相干的，且射线必须具有足够的强度，以引发聚合反应。传统的辐射源包括荧光灯、水银及金属添加剂弧光灯。可从Fusion Systems购得的、会发出308nm窄波长的可变辐射台式灯在本发明中也是有益的，其能更密切地配合辐射可固化合成物的化学性质。相干光源为脉冲的氮、氙、氩离子和电离氖激光，这些激光的发射物应落入或重叠本发明中合成物的紫外线或可视吸收光谱带。
辐射时间可根据辐射源强度、感光剂的种类和数量以及合成物和纱线对辐射线的穿透性而定。纱线暴露于射线的时间范围为大约0.05秒至大约5分钟。辐射可在惰性气体环境中进行，但这并不是必须的。
参见图1和图2，排出固化腔的纱线10在由配合惰辊76和78限定的一绞盘装置的夹持点之间被导引，并通过多个用于存储的独立窗口80而被接纳，以便存储。或者，可将纱线导引至辅助下游工序。
参见图1和图2，可使用一种计算机控制系统82来监控纱线的张力并检测纱线的断裂情况。如果检测到断裂，控制系统能够产生一数值信号以关闭与断裂纱线相关的贮存腔34的特定树脂供给线40，以停止树脂送入贮存腔而使树脂损失降至最低。控制系统也能关闭纱线供给源的电源和/或结束与断裂纱线相关的辊的工作。另外，控制系统也能监控涂覆树脂供给源。
本发明所得到的被涂覆的缝纫线与传统的被涂覆的缝纫线在结构上是不同的。如上文所述，施加辐射可固化涂层，以便使树脂渗入缝纫线的周边，其中，树脂渗入的深度最好为一至大约三个单丝层(或直径)。其结果是，使缝纫线的外围丝彼此粘结且在某些情况下粘结至下一内层丝中。而且，即使树脂渗入了线中，缝纫线也是柔性的并适于传统的用途，且特别适于大需求量和高标准要求的工业用途中，如用来制造鞋、软包等致密织物及如皮革等其它密致材料的装配。
图11至图16描述了由传统溶剂系涂覆的缝纫线与通过一种辐射可固化、自持可聚合合成物涂覆的本发明中的缝纫线之间的结构差异。图11-13为说明根据本发明涂覆的缝纫线的透视图的照片。如图11-13所示，树脂以一至大约三个丝的直径(在某些情况下更大)的距离渗入缝纫线的周边，从而使外层丝彼此粘结且又使外层丝粘结至紧接于其下的一些内部丝上。因此，在本发明的被涂覆的缝纫线中，使护皮或涂层结合在线的外部丝中。另外，如图11-13中所示，涂层的厚度是不均匀的，而是例如可根据树脂在规定位置处沿线周边渗入的程度而变化。另外，对于具有不止一个复丝层的线来说，涂层将填入层之间的间隙之中，这一点与利用一溶剂系涂覆的线有所不同，在这些线中，注塑树脂会跨接层间的间隙。再进一步说，涂层的厚度可根据颜料吸液率、线的旦尼尔、所述层中每一横截面中丝的数量等变化。
相反，如图14所示，该图为一溶剂涂覆的缝纫线(仍使用了Elvamide系)的放大透视图，环绕缝纫线形成一连续的树脂护皮且该护皮基本上不会延伸进入缝纫线内。实质上，可将溶剂基系浇铸成环绕缝纫线周边的一独立膜，其在溶剂蒸发之后，仍会保持为连续的护皮。
图15为一磨损缝纫线的透视图，所述缝纫线涂覆有一尼龙溶剂基系，其作为Elvamide系列可从杜邦(DuPont)购得。当缝纫线经模拟由缝纫针产生的磨损的耐磨试验时，涂层会以带状物形式被除去。这些带状物有时在被缝制的制品上以白色粉末或絮片出现。与其相比，如图16所示，当本发明的被涂覆的缝纫线经受同样的耐磨试验时，会观察到极小程度的涂层位移。
以上的描述仅用于说明本发明，而不应构成对本发明的限定。
权利要求
1.一种涂覆缝纫线的方法，其包括对一连续纱线施加一种辐射可固化合成物，所述合成物在暴露于射线下时表现出自持反应；及使所述纱线暴露于射线下。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述暴露步骤包括使所述纱线暴露于射线下，以引发所述合成物的自持反应，从而在所述纱线上形成反应了的合成物涂层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述暴露步骤包括使所述纱线暴露于射线下，以引发辐射可固化合成物的充分彻底的反应。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述自持反应为一种辐射引发的交联反应。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述自持反应为一种辐射引发的阳离子交联反应。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述辐射可固化合成物包括一种环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述涂覆步骤还包括使纱线周边与一表面接触，同时将辐射可固化合成物施加至纱线上，以使纱线上浸渍有所述的辐射可固化合成物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述暴露步骤包括使所述纱线暴露于射线下，以引发所述的辐射可固化合成物的自持反应，从而使所述纱线的浸渍丝彼此粘结。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括对一根以上的连续纱线施加一种辐射可固化合成物。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述合成物还包括一种颜料。
11.一种用于涂覆缝纫线的方法，其包括对一连续纱线施加一种辐射引发的阳离子可固化合成物；使所述被涂覆的纱线的周边与一表面接触，以控制所述纱线对所述辐射可固化合成物的吸液量；使所述纱线暴露于紫外线辐射下，以充分彻底地使所述合成物反应，从而形成使浸渍丝彼此粘结的涂层。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述方法包括对一根以上的连续纱线施加一种阳离子可固化合成物。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述合成物还包括一种颜料。
14.一种用于涂覆缝纫线的方法，其包括将一连续纱线导入一涂覆设备的腔室中，该腔室中含有一种处于压力下的辐射可固化合成物；使纱线的周边与一表面接触，同时施加受压的辐射可固化合成物，以涂覆纱线的周边并使纱线浸渍有辐射可固化合成物；及使涂覆和浸渍后的纱线暴露于辐射下，以引发所述辐射可固化合成物的固化。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述涂覆设备包括一个使所述纱线进入所述腔室的入口和一个使所述纱线排出所述腔室的出口，所述出口的直径小于所述纱线的直径；及所述接触步骤包括在将受压的可固化合成物施加至所述纱线上的同时，使所述纱线的周边与所述出口的边缘接触。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于当所述纱线通过所述腔室时，使一种可变形的多孔介质在所述腔室内部环绕并接触所述纱线；及所述接触步骤包括在将受压的可固化合成物施加至所述纱线上的同时，使所述纱线的周边与所述可变形的多孔介质接触。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述接触步骤包括接触所述纱线的周边，以将所述合成物浸渍到所述纱线中至少大约一至三根单丝直径的深度。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述涂覆设备包括一个具有多个腔室的涂覆模，每一所述腔室均与一相应的纱线入口和一纱线出口相连通，且每一腔室均含有一种辐射可固化合成物，所述方法包括通过经一腔室内的分立入口将每根连续的纱线导入所述涂覆设备而将多根连续的纱线导入所述涂覆设备，并经一出口排出所述涂覆设备。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于所述暴露步骤包括在所述涂覆设备中导引所述多根纱线经过一辐射源，该辐射源垂直于纱线经过的路径而取向。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述合成物还包括一种颜料。
21.一种被涂覆的缝纫线，其包括被加捻以形成一单线的多根丝；及一种涂覆材料，其用于涂覆所述单线的周边，并以至少大约一至三根单丝直径的深度渗入到所述单线中。
22.根据权利要求21所述的被涂覆的缝纫线，其特征在于所述涂覆材料为一种完全反应的辐射可固化合成物。
23.根据权利要求22所述的被涂覆的缝纫线，其特征在于所述辐射可固化合成物包括阳离子聚合化合物。
24.根据权利要求23所述的被涂覆的缝纫线，其特征在于所述阳离子聚合化合物包括反应了的环氧树脂。
25.根据权利要求21所述的被涂覆的缝纫线，其特征在于所述缝纫线包括三个复丝层，这些复丝层分别以第一方向加捻且随后通过反向加捻使它们结合而形成多股线，所述多股线在三个复丝层中的每一个之间具有纵向延伸的间隙；且所述涂覆材料出现在所述层之间的间隙中。
26.根据权利要求21所述的涂覆缝纫线，其特征在于所述涂覆材料还包括一种颜料。
27.一种用于涂覆连续丝的涂覆设备，所述涂覆设备包括一个具有多个腔室的水平组合涂覆模，每一所述腔室均与一相应的连续长丝入口和一连续长丝出口相连通，所述涂覆模还沿通过每一模腔室中的入口和出口的平面被分为上部构件和下部构件。
28.根据权利要求27所述的涂覆设备，其特征在于还包括一夹紧元件，用于对每一所述腔室施加大致均等的夹紧压力。
29.根据权利要求28所述的涂覆设备，其特征在于所述夹紧元件包括一对转臂，每一转臂均可在一未与所述涂覆模对准的位置和一与所述涂覆模上部外表面对准的模接触及压力分配位置之间运动，每一臂均包括一压力分配杆，其用于对所述组合模的上部施加夹紧压力。
30.一种用于涂覆缝纫线的系统，其包括一涂覆设备，其利用一种辐射可固化合成物涂覆一连续纱线，所述涂覆设备包括一具有多个腔室的水平组合涂覆模，每一所述腔室均与一相应的连续长丝入口和一连续长丝出口相连通，所述涂覆模还沿通过每一模腔室中入口和出口的平面而被分为上部构件和下部构件；及一辐射源，其用于使所述被涂覆的纱线暴露于辐射线下，以引发所述辐射可固化合成物的固化。
31.根据权利要求30所述的系统，其特征在于所述辐射源包括一辐射固化腔室，所述固化腔室包括一长条状辐射源，所述辐射源沿与所述纱线的路径垂直的方向取向，以使所述辐射源发出的射线相对于所述纱线会聚。
32.根据权利要求31所述的系统，其特征在于所述反射腔室包括一个上部聚焦反射器和一个底部发散反射器。
33.根据权利要求32所述的系统，其特征在于所述上部聚焦反射器包括多个独立的半圆形反射腔，每一反射腔均具有平行于纱线通过反射腔时的路径的纵向轴线，所述底部发散反射器包括一个单通道状腔室，该腔室具有垂直于纱线通过辐射腔时的路径的纵向轴线。
全文摘要
利用一种辐射可固化合成物涂覆缝纫线的方法及所得到的被涂覆的缝纫线。缝纫线涂覆有一种辐射可固化合成物,该合成物暴露于射线下时将产生自持固化。利用接触涂覆技术涂覆合成物,以使纱线被涂覆并浸渍有树脂。随后,使被涂覆的线暴露于辐射射线下,以固化涂层。由于固化是自持性的,因此合成物会更完全彻底地反应,以形成一涂层,该涂层在所要求的工业应用中使用时,增加了耐久性而不易剥落或脱落。
文档编号D06M10/10GK1285885SQ9881299
公开日2001年2月28日 申请日期1998年11月25日 优先权日1997年12月9日
发明者戈登·H·布鲁姆, J·基思·鲍威尔, 扬达·吉恩, 帕特里夏·W·德福尔 申请人:J.&.P.涂层有限公司