复合加捻包芯纱及其生产方法和设备的制作方法

专利名称：复合加捻包芯纱及其生产方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有中心“硬”芯且外包以双纺纤维外包层类型的复合捻纺纱，以及由该复合双包芯纱机织或针织的织物以及生产该纱线的方法和设备。
背景技术：
本发明特别涉及改进基本不可延伸的捻纺纱，即，其中中心硬芯的断裂伸长小于50％。纱线样品的断裂伸长是断裂力造成的长度增加，以原始公称长度的百分率表示。在本公开中所有的断裂伸长数值都是按照基于ISO 2062的方法确定的数值，按照该方法，纱线样品被适当机械设备拉伸直至断裂并记录断裂时刻的伸长。采用100％每分钟(以样品长度为基准计)的恒定样品延伸速度。尽管ISO 2062对于其对某些纱线的适用性持保留态度，但该方法对于任何断裂伸长低于或高于50％的纱线在检测时都是足够的。
具有由双纺纤维外包层外包的中心芯的捻纺纱是这样生产的将2组纤维条子合在一起形成纺纱三角，向这2组纤维条子之间的纺纱三角中喂入芯，使前者与芯成一定角度，并让合在一起的纤维条子以与芯相同或相反的S或Z捻回围绕着芯纺纱。
该所谓的Siro包芯纱方法由于具有一步法纺纱的优点，因此一直特别是在生产广泛用于制造弹力织物的可拉伸性纱线方面很成功。这些弹力纱具有弹性芯，其由聚氨酯弹性体制成，例如由杜邦公司(Wilmington，特拉华，美国)以商品名莱卡(LYCRA)销售。
弹性芯的断裂伸长一般等于或大于400％。在纺纱期间，弹性芯被牵伸至250％～350％之间以便芯的弹性“吸纳”纤维外包层，导致生产出具有一致的弹性和纤维外包层包覆率的复合弹性纱。然而，当将Siro包芯纱法应用于基本上非弹性的芯(断裂伸长小于50％，一般远低于50％，很少超过40％)时，问题就产生了。纺纱期间，很难导引不可延伸芯至纺纱三角的汇聚点，并且芯容易跳纱和断头。在制成的复合捻纺纱中，芯易于沿纱线在多点钻出到表面，从而导致“低”芯包覆率。不可延伸芯的最大可达包覆率为约70％。下面描述估计芯包覆率的方法。当芯和外包层呈对照色时，这将导致由此种纱线机织或针织的织物具有斑点外观，被称作“印经平纹织物”，而这并非总是所希望的。由于这些原因，Siro包芯纱法尚未大规模用于非弹性硬芯，并且当出现此种情况时必须特别小心，而且所生产的纱线受到严重限制。
一种采取基本不可延伸中心芯纺制捻纺纱的不同方法公开在欧洲专利0 271 418中。该专利公开一种生产复合纱的方法，包括喂入芯，特别是芳族聚酰胺芯，使芯的扭力系数显著低于其临界扭力系数，并在纺纱操作期间将外包纤维捻纺在芯上，使纱线的总扭力系数低于其临界扭力系数。更确切地说，芯的扭力系数(下面将进一步讨论)等于纱线的临界扭力系数值减去复合纱线总扭力系数值乘以芯纱占复合纱的比例。EP 0 271 418方法的缺点在于，所生产的包芯纱必然带有合扭矩。为获得基本无扭矩的最终纱线，必须通过沿相反方向加捻而将2根外包的纱线并线，正如下面结合图3所解释的。这意味着要采取两步纺纱方法，因此缺乏吸引力。

发明内容
本发明提供一种基本无扭矩的复合捻纺纱，其具有由双纺纤维外包层外包的中心硬芯，其中中心硬芯的断裂伸长小于或等于50％并具有Z或S捻回，而纤维外包层包含双纺纤维，它们以与芯相反的S或Z捻回加捻在芯上，芯和外包层相反的捻回产生相反和基本相等的扭矩。
本发明复合纱利用芯和外包层基本相等且相反的扭矩的“抵消”作用而基本上无扭矩，正像下文中结合

图1和2进一步讨论的。
本发明另一个主要方面是一种生产具有由双纺纤维外包层外包的中心硬芯的基本无扭矩的复合捻纺纱的方法，其中中心硬芯的断裂伸长小于50％。本发明方法包括下列步骤将2组纤维条子合在一起形成纺纱三角；在2组纤维条子之间的纺纱三角中喂入基本不可延伸的中心硬芯，让前者与中心芯成一定角度，喂入的芯被引导到纺纱三角中并具有相对于最终复合纱的捻度而言为超捻的Z或S捻回；控制芯向纺纱三角的喂入速度以补偿条子与芯之间的角度和芯的解捻伸长；和让合在一起的纤维条子以与芯的捻回相反并相应于喂入的超捻芯捻度的约30％～约70％的S或Z捻回围绕芯纺纱，从而获得所述基本无扭矩的复合包芯纱。
本发明另一个主要方面是一种生产具有由双纺纤维外包层外包的中心硬芯的基本无扭矩的复合捻纺纱的设备，其中中心硬芯的断裂伸长小于50％，芯具有Z或S卷绕，而纤维外包层具有与芯相反的S或Z卷绕。本发明设备包括将2组纤维条子在纺纱三角中合在一起的装置；将基本不可延伸的中心硬芯喂入2组纤维条子之间的纺纱三角中的装置，借此在芯引入到纺纱三角中时2组纤维条子与中心芯成一定角度，芯具有相对于最终复合纱捻度为超捻的Z或S卷绕；用于控制芯向纺纱三角内喂入速度的装置，以补偿条子与芯之间的角度和芯的解捻伸长；以及用于将合在一起的纤维条子围绕芯以与芯捻回相反并且相应于喂入的超捻中心硬芯捻度的约30％～约70％的S或Z卷绕进行纺纱，以获得所述基本无扭矩的复合包芯纱。
如上文和下面所述，本发明还涉及由具有基本不可延伸的硬芯和双纺纤维外包层的基本无扭矩的复合捻纺纱机织或针织的织物。
附图简述在作为例子给出的附图中图1是本发明基本无扭矩的复合捻纺纱的示意图；图2A和2B是例示本发明捻纺纱的惯性矩计算的示意图；图3是通过将2根按照EP 0271 418方法制造的纱线并线而制造的双纱的示意图；图4A是本发明纺纱设备的示意图；图4B是图4A所示设备的纺纱三角的示意图；图5是将芯和条子喂入到纺纱三角中用的罗拉的排列情况的示意图。
图6是沿图5的VI-VI线的横断面示意图，说明用于引导芯(未画出)的设备；图7A是按照本发明生产的复合包芯纱的一个实例的照片；图7B是对比纱线的相应照片；图8A是另一个按照本发明生产的复合包芯纱的实例的照片；以及图8B是另一个对比纱线的相应照片。
具体实施例方式
基本不可延伸和无扭矩的复合捻纺纱按照本发明，基本不可延伸和无扭矩的复合纱线10是由具有外包层30的基本不可延伸的中心硬芯20加捻纺制的。
芯20的断裂伸长小于50％。基本非弹性的芯/纱通常具有远低于50％的断裂伸长，一般低于40％。另一方面，如果某一芯/纱为可伸长的，则其断裂伸长通常远超过50％，通常达百分之数百。因此，容易区别基本非弹性芯和弹性芯，只需采用断裂伸长值“小于50％”作为区分用的掌控值。
芯20通常选自单丝、复丝、短纤纱及其复合材料。芯20可由选自玻璃、金属、合成纤维和长丝、碳复丝和纤维、人造纤维、天然纤维、抗静电纤维及其复合材料的材料制成，这根据所要求的特性和最终捻纺复合纱10的预期用途来确定。
就许多用途而言，由芳族聚酰胺纤维制成的芯20是有利的。市售供应的间位芳族聚酰胺纤维(例如，由杜邦公司，Wilmington，特拉华，美国，以商品名NOMEX销售的那些)具有介于20～30％的断裂伸长。市售供应的对位芳族聚酰胺纤维(例如，由杜邦公司，Wilmington，特拉华，美国，以商品名KEVLAR销售的那些)具有介于0～5％的断裂伸长。其它芯材料可以使用，视用途而定。玻璃纤维制成的芯一般具有0～5％之间的断裂伸长，而由聚酯和棉制成的那些则通常具有5～30％的断裂伸长。
外包层30可由合成、人造或天然纤维制成，根据要求的纱线特性和功能来选择。纤维外包层30可以是提供下列功能至少之一的功能性外包层高可见性(例如，着色粘胶纤维)、低摩擦(例如，PTFE)、增强(例如，对位芳族聚酰胺)、耐光牢度(例如，着色纤维)、美观性(例如，间位芳族聚酰胺或粘胶纤维)、防紫外线(例如，防紫外线纤维)、芯保护作用(例如，聚酯、聚酰胺、粘胶纤维、PVA或聚乙烯醇)、耐磨损(例如，间位或对位芳族聚酰胺)、防热保护和热性能(例如，间位芳族聚酰胺、PBI、聚丁酰亚胺、PBO、聚苯并唑、POD，或聚对phenyline二唑)、防火性(例如，间位芳族聚酰胺、PBI或PBO)、耐切割性(例如，对位芳族聚酰胺或HPPE、高性能聚乙烯)、防熔融金属粘附性(例如，羊毛与粘胶纤维的混纺)、附着性(例如，羊毛)、抗静电效果(例如，钢、碳或聚酰胺纤维)、抗菌效果(例如，铜、银或脱乙酰甲壳质)和舒适性(例如，羊毛、棉、粘胶纤维、间位芳族聚酰胺，或者改性聚酯，其由杜邦公司，Wilmington，特拉华，美国，以商品名Coolmax销售)。所列举的外包纤维仅作为例子举出；许多不同类型的纤维均可用于外包层。
对于某些用途而言，特别是为了高可见性和美观，外包层30可方便地由粘胶纤维制成。
采用下面详述的方法和设备，可将基本不可延伸和基本无扭矩的纱线10的中心硬芯20外包至任何预期用途所要求的适当程度。芯20的％包覆率可采用肉眼观察复合纤维来估计，尤其当芯与外包层呈对照色时。此种估计可直接进行或者可采用照片或视频图象进行，正如下面的实施例所示。一般而言，芯20的至少70％被纤维外包层30所外包，但本发明的特殊优点之一在于，可达到至少90％，甚至95～100％的包覆率，这在采用现有技术方法加捻纺制基本不可延伸的包芯复合纤维的情况下是相当困难的，甚至是不可能做到的。
芯20通常占到复合纱10总重量的10～30重量％。芯20可具有任何适合包芯工艺的单位长度质量。其单位长度质量通常介于5～20tex(tex＝10000×质量(g)/长度(m))。芯质量由芯20的线密度(单位长度的质量)规定，后者采用ISO 2060标准所述的绞纱法测定。外包纤维质量根据最终纱线线密度减去芯线密度之差来规定。复合纱线的单位长度质量通常介于20～120tex，而外包层则通常介于15～100tex。
纱线扭矩如图1示意地表示，正如箭头所示，本发明复合纱线10利用芯20的扭矩T1与外包层30的扭矩T2基本相等并相反的“抵消”作用而达到基本上无扭矩。本发明复合纱线，由于基本无扭矩，故不容易卷曲。加之，当2根基本无扭矩的纱线10(或纱线段)接触时，它们不容易折皱。
在纱线中扭矩的存在与否可按如下所述通过简单试验来检查。用伸展的胳臂将一段纱线大致水平保持，即，令水平纱线占据其长度的100％。随后，将两手慢慢并拢在一起，让纱线下垂。随着双手合拢，如果纱线有内在扭矩，则随着纱线的合拢，纱线会卷绕成螺旋。当双手合在一起时，卷绕的纱线会缠结并且很难再将其分开。另一方面，如果纱线不具有或基本不具有扭矩，则随着双手合拢，纱线将保持不缠结状态或者至多仅卷绕几次，从而当双手合拢时，它们可轻易地被分开从而让纱线回到其原来的水平位置。
扭力系数是一种因数α，它给出纱线捻度大小与其以“棉公制支数”(亦称作“公制支数”Nm)表示的线密度的平方根之间的关系。棉公制支数的定义是每克纱线的长度(米表示)。捻度(每米的捻回数＝αNm。
扭矩也被定义为纱线中纱线自身易于解捻的合力，或者，作为另一种结果，纱线彼此之间“折皱”的合力。
图2示意地表示出本发明的复合无扭矩纱线，其芯20的直径是d芯，其外包层30的直径是d总。包芯纱10的惯性矩J可定义为J芯＝π/32d4芯和J外包层＝π/32(d4总-d4芯)。
当纱线的芯与外包层的构成纤维不同时，必须引入校正因数G(材料的惯性模量)以补偿不同的扭矩性状。
最后，前面描述的扭矩是由外加扭力矩T产生的 其中φ是施加在纱线中纤维上的以每米捻回数(tpm)表示的捻度。
本发明的目标是使芯20的外加扭力矩等于外包层30的外加扭力矩。这是通过以下来实现的φ芯中残余/φ最终纱线＝G外包层材料/G芯材料×J外包层/J芯。
这示意地表示在图2中，该图显示，作用在芯20周边的力F1是在芯20中发挥作用的扭矩力f1之和∑f1，其等于由外包层30施加在芯20周边上的力F2并且与之相反，后者是在外包层30中发挥作用的扭矩力f2之和∑f2。
在本发明复合纱10生产过程中，芯20首先在纺纱期间进行超捻和解捻以生产无扭矩复合纱10。该解捻导致芯20伸长，并由此需要按补偿因数k来调节芯20的喂入速度，以便补偿该解捻。补偿芯20解捻伸长的此因数k是在考虑了其尺寸和物理性能后针对每种芯按经验确定的，这或者通过在用于该工艺的纺纱机上试验，或者采用实验室加捻测定机来完成。
芯20优选地具有介于70～120捻回xg1/2xm-3/2的初始捻度系数α，其中α＝捻度/(1000/tex)-1/2并且tex＝1000×质量(g)/长度(m)。
复合芯中的捻度系数可以与外包层的捻度系数相同。然而，以每米捻回数表示的捻度将不同。
如果初始芯20比如取捻度系数值为80，其Nm值等于100，则捻度＝αNm，捻度＝80(100)1/2＝800tpm。
最终纱线10的外包层30也具有80的捻度系数值，但Nm值等于25，于是捻度＝80(25)1/2＝400tpm。
纺制芯20的最终捻度于是便是800Z-400S＝400Z。
现有技术对比为进行比较，图3示意地表示采用欧洲专利0 271 418方法生产的复合捻纺纱10’。用此方法生产的纱线10′包含芯20’，特别是一种芳族聚酰胺芯，具有外包层30′。每根纱线都纺成芯20’的扭力系数显著小于其临界扭力系数。外包纤维30′纺在芯20’上，使纱线10′的总扭力系数小于其临界扭力系数。这样便获得一种捻纺纱，其芯20’的捻度为t1，其上包绕着沿着同一方向加捻的外包层30′，其捻度为t2。由于每根纱线10’都加捻，故为了生产出一种中性扭矩的复合纱线，必须将2根外包的纱线10’在纺纱后通过将它们沿相反方向以与t1、t2相反的外加捻度T1捻在一起进行并线，如图3所示。这样便生产出无扭矩的总体双纱，但这意味着采用一种两步纺纱方法。
相比之下，按照本发明，中性扭矩的复合包芯纱在一步纺纱方法中获得。
本发明的捻纺方法和设备在上面描述的基本不可延伸和基本无扭矩的捻纺复合纱10的生产过程中，构成外包层30纤维喂料的2组条子30A和30B被喂入到纺纱三角40中，其与中心硬芯20倾斜成角度θ，如图4A和4B所示。条子30A、30B以速度V喂入到纺纱三角40中，而芯20以接近k.V.cosθ的速度喂入到纺纱三角40中，其中k是上述补偿芯20解捻伸长的因数。
此种速度控制，结合下面描述的芯20的精确引导，保证了条子30A、30B和芯20在最佳纺纱条件下会合于纺纱三角40的汇聚点41，避免了特别是与芯20的不可延伸性及其超捻有关的种种问题。
如上所示，2组倾斜的条子30A、30B通常通过从2组平行的粗纱30C、30D喂入来获得，这可以采用经过改装以便将基本不可延伸并超捻的硬芯20以受控速度引导并传动入纺纱三角40的已知设备来实现，正如上面所说明的。该芯20的受控速度通过对芯20进行积极传动或对超喂的芯20进行制动来设定。积极传动可通过在纺纱机的运动链中插入齿轮机构，或者采用带有特殊控制的单独马达来提供。芯20的制动可通过制动罗拉或通过其它方便的装置来达到。
2组纤维条子30C、30D通过从具有用于条子30C、30D的侧光滑导纱表面51的喂料罗拉50上通过而在纺纱三角40中合并，该喂料罗拉50配合着照面罗拉60，见图5。芯20输送通过位于喂料罗拉50中心的导纱槽52被导引到纺纱三角40中。为保证芯20准确地导入到槽52中，将芯经与喂料罗拉50配合的对中罗拉55喂料。如图6所示，对中罗拉55具有中央V字形预导纱槽56。
导纱槽52有利地呈基本U字形横断面，槽52的宽度和深度足以容纳硬芯20。然而，其它形状的槽52也可使用，只要它很好地导引硬芯20并且防止它跳到喂料罗拉50的圆柱形表面51上。槽52的宽度根据喂料罗拉50的尺寸选择，并足够小以避免“自由滑动”的条子30A、30B在喂料罗拉50的光滑表面上移动并进入槽52。另一方面，槽52必须足够大以便能容纳芯20并让芯20在槽52中独立于罗拉50的运动而运动。槽52的优选形状是U字形，具有平坦的对向侧壁和斜切边缘。就一般而言，槽52为1～3mm宽和1～20mm深。槽的深度受对减少芯20在槽52侧壁上的摩擦的需要的限制，因此一般而言，槽52越宽就越深。
对中罗拉55中的V字形预导纱槽56可比槽52宽。预导纱槽56的尺寸要求不严格重要的是预导纱槽56的顶点恰好对中于导纱槽52中心之上，以便将芯20准确、对中地喂入到槽52的中央，避免芯20接触槽52的边缘。预导纱槽56可以类似于在传统Siro包芯纱纺制方法中用于将弹性体芯喂入到无槽型喂入锡林上所用的公知的V字形槽。在本发明的新方法中，V字形槽56被用于新的目的，以保证芯20在中央导纱槽52中的完美定位。
由于芯20的弹性小和作用于汇聚点41处力的变化所造成的张力，喂入的芯20容易跳动。通过如上所述将芯20准确和对中地送入到中央槽52中，就可以将它稳固和均匀地保持和导引，对汇聚点41的影响非常小。一方面，这样便可使芯20和/或条子30A、30B的断头更少，另一方面，在所得复合纱10中，芯20被其外包层30更为均匀和完全地外包。
喂入的芯20首先沿着S或Z方向以相对于最终复合纱方向的捻度为超捻的捻度加捻。在纺纱操作期间，合在一起的条子30A、30B围绕芯20纺纱，其捻度与芯20相反并对应于超喂芯20捻度的约30％～70％。在纺纱期间，芯20将沿着与其原来捻回相反的方向捻转。此过程被称作解捻。在解捻期间，芯20将随着单根纤维的取向更趋于平行于纱线轴线而自然伸长。为此，芯20的喂入速度经过调节以便补偿该伸长，正如上面所述。
作为纺纱期间芯20的解捻的结果并通过选择条子30A、30B根据芯20和外包层30的相对质量和尺寸而定的反向加捻程度，形成的复合纤维10中，芯20的扭矩被外包层30的扭矩抵消，具有中性扭矩，正如上面结合图2所描述的。
实施例本发明将在下面的实施例中做进一步描述。
实施例1本实施例在实验室纺纱机上实施，它是Spinntester SKF82，备有为长纤维加工(亦称作精纺)而设计的PK 600型臂。
芯纱(20)是黑色KEVLAR对位芳族聚酰胺短纤纱，具有100dtex(Nm 100/1)的纤度。该芯纱由具有约100mm长度的牵切KEVLAR纤维纺成，沿Z向纺成800捻回/米。该纱线预汽蒸过。
外包纤维(30)是NOMEX间位芳族聚酰胺纤维，切断长度为约100mm。该纤维被制成2组条子，每组6666dtex(Nm 1.5)。采用Siro纺丝隔距块。机器设置为预牵伸设置值1.5，主牵伸22，使该粗纱条子从6666dtex解离成6666/1.5/22＝202dtex。
芯纱利用纱线传动控制系统以16m/min的速度积极喂入。为此，芯纱被从一组以给定速度传动的罗拉与包厚橡胶的金属罗拉之间送过。
芯纱偏移向对中罗拉(55)并嵌合在喂料罗拉(50)中的细导纱槽(52)内。此导纱槽(52)大致呈U字形断面，宽0.5mm，深1mm。喂料罗拉(50)的速度调节到17.5m/min。
最后，在外包层中采用NOMEX间位芳族聚酰胺纤维Ecru(自然色)制成的复合包芯纱沿S方向以7500捻回每米的速度加捻纺纱，从而达到外包纤维420tpm的最终捻度，和Nm19.946的最终支数(501dtex)。最终纱线进行汽蒸处理。
图7A是在采用来自短弧汞灯的光在显微镜下拍摄的制成复合包芯纱(10)的照片。正如所看到的，芯被外包得很好，实际上达100％。制成的复合包芯纱也基本上中性，即，实际上零扭矩。
表I总括了上面就实施例1描述的条件，以及就实施例2(对比例)、实施例3和实施例4(对比例)描述的相应条件。
表I

实施例2(对比例)该对比例重复实施例1的条件，不同的是，特殊的带槽喂料罗拉换成了标准无槽型喂料罗拉并且芯纱不是采用积极传动以受控速度喂入，而是按照一般方式经喂料罗拉(圆筒)喂入。
图7B是所获对比例纱线的类似于图7A的照片。从图7B可以看出，制成纱线的黑色“芯”螺旋式卷绕着，并且颜色较浅的“外包层”螺旋式卷绕着。该螺旋黑色“芯”清晰可见。获得的纱线，不同于本发明，不具有被外包层包覆的中心芯，而是这二者缠绕在一起形成一根复合加捻的纱线。此种复合纱线的芯实际上没有被外包。我们可以说，包覆率实际上等于0。
实施例3实施例3重复实施例1，不同的是，芯是黄色KEVLAR。主牵伸值调节到28。短纤纱的纱线张力也因采用不同的钢丝圈而略有增加。
图8A显示制成的复合纱，被很好地包覆，同样也实际上达100％。
实施例4(对比例)该对比例重复实施例3的条件，不同的是，特殊的带槽喂料罗拉换成了标准无槽型喂料罗拉并且芯纱不是采用积极传动以受控速度喂入，而是按照一般方式经喂料罗拉(圆筒)喂入。
图8B是所获对比例纱线的类似于图8A的照片。从图8B可以看出，制成纱线的黄色“芯”螺旋式卷绕着，而且颜色较浅的“外包层”螺旋式卷绕着。该螺旋黄色“芯”清晰可见。获得的纱线，不同于本发明，不具有被外包层包覆的中心芯，而是这二者缠绕在一起形成一根复合加捻的纱线。此种复合纱线的芯实际上没有被外包。我们可以说，包覆率实际上等于0。另外，所拍摄的部分显示出黄色“芯”从捻纺纱绽出。
实施例5该实施例是在经特殊改装以按本发明操作的实际尺寸商业纺纱机上进行的，生产出一种高可见性复合纱，其芯(20)由聚(间苯二甲酰间苯二胺)(MPD-I)短纤维构成，而外包层(30)则由卷曲的阻燃粘胶纤维(FRV)构成，后者是一种加入了商品名为“Lenzing FR”的阻燃型无氯含磷和硫的颜料的再生纤维素纤维。
FRV纤维的切断长度为约5～9cm并且测量的平均短纤维长度为6.8cm。该FRV纤维被单独地散纤维染色成高可见性黄色。这些纤维按照传统长纤维加工方法(亦称作精纺)被制成2组细的粗纱条子，每组6666 dtex(Nm1.5)。采用Siro纺纱隔距块。机器设置为预牵伸设置值1.5，主牵伸22，使该粗纱条子从6666 dtex解离成到6666/1.5/25＝177dtex。
芯由卷曲的未染色(自然色)100％聚(间苯二甲酰间苯二胺)(MPD-I)短纤维纺成，切断长度介于8～12cm，测定平均短纤维长度10cm。随后，这些短纤维在传统长纤维精纺加工设备上被环锭纺纱制成短纤维纱。
芯纱的支数是10tex，沿Z向的捻度800tpm。该短纤维芯纱以蒸汽处理以便部分地稳定纱线，汽蒸的纱线复卷绕到为配合纺纱机上用于固定该芯纱筒子的设备而设计的特殊筒子上。芯纱张力除了积极式喂入设备之外还采用纱线制动设备进行调节。芯纱利用喂料罗拉(50)中中央导纱槽(52)上面的适宜对中罗拉(55)喂入到纺纱系统中。喂料罗拉以20m/min的速度工作。芯纱速度调节到v＝18.3m/min的数值。
外包纤维(30)沿S方向纺纱以9000捻回每分钟的速度沿S方向施加450tpm的捻度。
制成的复合纱(10)的棉支数为20/1或大约450旦(55dtex)的线密度。它基本上为中性，即，无扭矩。
制成的复合纱配合Nm40/2的间位芳族聚酰胺以高速机织成282g/m2(8.3盎司每平方码)的特殊织纹织物。在该机织织物中，本发明复合捻纺纱在上层。制成的复合纱又被针织成194g/m2的平针织物。针织和机织织物都通过了采用EN 471方法的高可见度测试，和在EN532中规定的“有限火焰蔓延”测试。
该实施例证实，本发明方法可在工业高速纺纱条件下大规模实施，从而在一步纺纱法中制成非常满意的中性扭矩的复合捻纺纱，并且所制成的复合捻纺纱可通过大规模织造方法加工生产出具有所需性能的织物。
权利要求
1.一种基本上无扭矩并且中心硬芯外包以双纺纤维外包层的复合双包芯纱，其中中心硬芯按照ISO 2062方法测定的断裂伸长小于50％，并具有Z或S捻回，该纤维外包层包含以与芯相反的Z或S捻回加捻在芯上的纤维，芯和外包层的相反捻回产生相反并基本相等的扭矩。
2.权利要求1的复合包芯纱，其中芯选自单丝、复丝、短纤纱及其复合材料。
3.权利要求1或2的复合包芯纱，其中芯和纤维外包层彼此独立地由选自玻璃、金属、合成纤维和长丝、碳复丝和纤维、人造纤维、天然纤维、抗静电纤维和其复合材料的材料制成。
4.权利要求3的复合包芯纱，其中芯由芳族聚酰胺纤维制成。
5.权利要求3或4的复合包芯纱，其中外包层由粘胶纤维制成。
6.前述任何一项权利要求的复合包芯纱，其中芯被外包层包覆至少90％。
7.前述任何一项权利要求的复合包芯纱，其中芯占纱线的10～30重量％。
8.前述任何一项权利要求的复合包芯纱，其中纤维外包层是提供下列功能至少之一的功能性外包层高可见性、低摩擦、耐光牢度、美观性、防紫外线、芯保护作用、耐磨损、防热保护、热性能、防火性、防熔融金属粘附性、附着性、抗静电效果、抗菌效果和舒适性。
9.前述任何一项权利要求的复合包芯纱，其中芯具有介于35～60捻回xg1/2xm-3/2的捻度系数α，其中α＝捻度/(1000/tex)-1/2并且tex＝1000x质量(g)/长度(m)。
10.由前述任何一项权利要求的复合包芯纱机织或针织的织物。
11.一种生产基本上无扭矩并且中心硬芯外包以双纺纤维外包层的复合双包芯纱的方法，其中中心硬芯按照ISO 2062方法测定的断裂伸长小于50％，该方法包括(a)让2组纤维条子合在一起形成纺纱三角；(b)向这2组纤维条子之间的纺纱三角中喂入中心硬芯，使条子与中心芯成一定角度，喂入的芯被引导到纺纱三角中并具有相对于最终复合纱的捻度而言为超捻的Z或S捻回；(c)控制芯向纺纱三角的喂入速度以补偿条子与芯之间的角度和芯的解捻伸长；以及(d)让合在一起的纤维条子以与芯相反并相应于喂入的超捻芯捻度的约30％～约70％的S或Z捻回围绕着芯纺纱，以获得基本无扭矩的复合包芯纱。
12.权利要求11的方法，其中条子沿与喂入的芯成θ角方向倾斜并且条子以速度V喂入到纺纱三角中，而且中心硬芯以接近k.V.cosθ的速度喂入到纺纱三角中，其中k是补偿芯解捻伸长的因数。
13.权利要求11或12的方法，其中芯选自单丝、复丝、短纤纱及其复合物材料。
14.权利要求11、12或13的方法，其中芯和纤维外包层彼此独立地由选自玻璃、金属、合成纤维或长丝、碳复丝或纤维、人造纤维、天然纤维、抗静电纤维和其复合材料的材料制成。
15.权利要求11～14任一项的方法，其中2组倾斜的条子通过从2组平行的粗纱的喂入来获得。
16.权利要求11～15任一项的方法，其中芯由积极传动或通过制动超喂的芯来实现以受制的速度传动。
17.权利要求11～16任一项的方法，其中2组纤维条子输送通过具有用于条子的侧光滑导纱表面的喂料罗拉而在纺纱三角中合并，芯输送通过位于喂料罗拉中央的导纱槽被导引到纺纱三角中。
18.权利要求11～17任一项的方法，其中芯在喂入时具有介于70～120捻回xg1/2xm-3/2的捻度系数α，其中α＝捻度/(1000/tex)-1/2并且tex＝1000x质量(g)/长度(m)，而其中复合双纺纱中的硬芯具有介于35～60捻回xg1/2xm-3/2的捻度系数α。
19.一种生产基本上无扭矩并且中心硬芯外包以双纺纤维外包层的复合双包芯纱的设备，其中中心硬芯按照ISO 2062方法测定的断裂伸长小于50％，该芯具有Z或S卷绕，而该纤维外包层则具有与芯相反的S或Z卷绕，该设备包括(a)将2组纤维条子在纺纱三角中合在一起的装置；(b)向这2组纤维条子之间的纺纱三角中喂入所述芯，由此将芯引导到纺纱三角中，并使这2组条子与芯成一定角度的装置，该芯具有相对于最终复合纱的捻度而言为超捻的Z或S卷绕；(c)控制芯向纺纱三角中的喂入速度以补偿条子与芯之间的角度和芯的解捻伸长的装置；以及(d)让合在一起的纤维条子以与芯相反并相当于喂入的超捻芯捻度的约30％～约70％的S或Z卷绕围绕芯纺纱，以获得所述基本无扭矩的复合包芯纱的装置。
20.权利要求19的设备，其中将2组纤维条子在纺纱三角中合在一起的装置包括具有条子用的侧光滑导纱表面的喂料罗拉，并且将芯喂入和引导到纺纱三角中的装置包括位于喂料罗拉中央的导纱槽。
21.权利要求20的设备，其中导纱槽基本上呈U字形横断面，导纱槽的宽度和深度足以在其中容纳芯。
22.权利要求20或21的设备，包括与喂料罗拉配合的对中罗拉，该对中罗拉具有经过定位用以引导芯对中地进入喂料罗拉中的导纱槽的预导纱槽。
23.权利要求19～22中任何一项的设备，包括以调节的速度积极地传动芯或者制动超喂的芯以达到某一调节速度的装置。
全文摘要
一种基本无扭矩的复合双包芯纱(10)，具有基本无弹性的中心硬芯(20)，外包双纺纤维外包层(30)。中心硬芯(20)的断裂伸长小于50％并具有Z或S捻回，并且纤维外包层(30)包含在芯(20)上以与芯相反的S或Z捻回加捻的纤维。芯(20)和外包层(30)的相反捻回产生相反并基本相等的扭矩。该纱线的生产过程是，向纺纱三角(40)中引入形成外包层(30)的2组条子(30A、30B)和中心芯(30)。芯(20)以S或Z超捻喂入，条子(30A、30B)具有相反的Z或S捻回，相当于在纺纱期间解捻的喂入的超捻芯(20)的捻度的约30％～70％。非弹性芯(20)以受控速度喂入，以便补偿喂入角和补偿解捻，并且由喂料罗拉(50)中的导纱槽(52)导入到纺纱三角(40)中。
文档编号D02G3/36GK1853008SQ200480026646
公开日2006年10月25日 申请日期2004年9月15日 优先权日2003年9月15日
发明者Y·巴德 申请人:纳幕尔杜邦公司