专利名称：包芯纱的摩擦纺装置及其方法
技术领域：
本发明一般地说涉及一种用于制成一种三组份包芯纱的摩擦纺装置和方法更特别地是涉及这样的一种装置及方法它包括带有一对用于导引纤维条及粗纱进入该装置的牵伸架部分以使这些纤维条形成该包芯纱的芯及包芯部的导引通道的喇叭口状装置。
在摩擦纺装置中制成两组份的包芯纱线是已知的。例如在美国专利US4249368和US4327545中公开了一种DREF型的摩擦纺装置，其中一根单独的纤维条被喂入牵伸架部分的入口端，然后又被喂入在一对旋转抽吸滚筒间延伸的细长狭道，在滚筒处被牵引的包芯层纤维被喂入细长狭道并缠绕在沿细长狭道伸展的纤维上以形成两组份包芯纱。美国专利US4107909中公开了一种类似形式的摩擦纺装置，其中芯纱被喂入细长狭道，在那里被牵引的包芯层纤维被裹绕在芯纱上以制成两组份包芯纱。当该类型的纤维形成的纱条和/或纱线喂入牵伸架部分以及该类型的纤维形成被牵引的包芯层纤维喂入细长狭道时，能变化地形成具有变化特征的两组份包芯纱，而用已知的摩擦纺装置制造不同类型的包芯纱的种数受到限制。
考虑到如前所述的情况，本发明的一个目的是提供一种用于制成三组份包芯纱的摩擦纺装置及方法，其中两股纤维条被喂入牵伸架部分以形成芯和环绕复盖芯的包芯部，被牵引的包缠纤维被喂入在一对旋转的抽吸滚筒间伸展的细长狭道并裹复缠绕在芯和包芯部之上形成外包纤维。该装置与方法使得多种多样的不同类型的到目前为止尚不能得到的三组份包芯纱的生产成为可能。
按照本发明，该摩擦纺装置包括与牵伸架装置的入口端邻接的喇叭口状装置，该喇叭口状装置上有一对用于分别导引两股纤维条使其进入牵伸架部分以形成芯和环绕与复盖该芯的包芯部的导引通道。当该芯与包芯部通过在一对旋转抽吸间延伸的细长狭道时，被牵引的包缠纤维被喂入细长狭道并缠绕在芯与包芯部上最终形成三组分包芯纱。
两个延伸穿过本发明的摩擦纺装置上的喇叭口的导向通道最好是布置成垂直排列的形式，即一个在另一个的上方。这样芯纤维条被喂入上方的导向通道并被导引至穿过下方的导向通道的顶部和包芯部纤维条的中心部。纤维被喂送至这样一个位置使得当它们被牵引至牵引架部分并经过在旋转抽吸滚筒间的细长狭道时，包芯纤维环绕并复盖在芯纤维上。
喇叭口状装置最好是用塑性材料模压制成，它包括有具有一对向内弯曲并相接合于一向外凸出的顶部的曲表面，该内曲的表面基本上与牵伸架部分的第一对牵引罗拉的圆周表面相吻合且该外出的顶部与牵引架部分的第一对牵引罗拉的辊隙相邻接。导向通道的出口端在喇叭口装置的顶点，使得纤维条间的相互位置保持在一种可靠的状态下直至纤维条通过牵伸架上的第一对牵伸罗拉的钳口。喇叭口装置的进入部的表面基本平坦且具有与之模压成为一个整体并向外凸出的水平肋条，该肋条位于垂直分布的导引通道的入口端之间，以有助于防止纤维在被导引进入和穿过喇叭口装置时纤维从一根纤维条上游移至另一根纤维条上。
本发明的摩擦纺装置与方法可以用来制成多种多样不同类型的三组分包芯纱。例如，该摩擦纺装置可以用来制成用以制造我们共同申请的序号为-的申请文件中所公开的类型的阻燃安全服装的织物的三组分包芯纱。这份共同申请的包芯纱包括耐高温纤维的芯及环绕并复盖在芯上的耐低温纤维的包芯部分，以及环绕并复盖包芯部分的耐低温性纤维外包部分。此外，本发明的摩擦纺装置可以用来构成以相同或不同纤维构成芯，包芯部分和外包部分的三组份包芯纱。
附图的简要说明结合附图的进一步说明可以显示出本发明的其它的目的和优点。其中，
图1是本发明的摩擦纺装置的局部等角透视图;
图2是放大的从纺纱装置上取出的喇叭装置入口的等角透视图;
并且表示出其中的上方和下方的导引通道;
图3是图2的喇叭口状入口的侧立视图;
图4是本发明的摩擦纺装置制成的三组份包芯纱的局部大倍数放大视图，图中部分地表示出外包部分和从其一端移出的包芯部分;
图5是用图1的纱线织成的织物的局部高倍放大等角视图，右手侧部分被火烧过。
对最佳实施例的描述在图4中按标号10所指的，概括地绘出一种三组份包芯纱，它可按本发明的摩擦纺装置和方法制造。包芯纱10包括基本上是轴向或纵向延伸的芯纤维11，基本上是轴向延伸并环绕与复盖该芯的包芯部分纤维12，以及基本上是周围伸展的环绕与复盖包芯部分12的外包纤维13。当外包部分13的纤维被置于纱线外表面并向该包芯纤10提供所需的外观及通常的特性时，构成芯11和包芯部分12的纤维则提高了纱的抗拉强度。
包芯纱10是用DREF摩擦纺装置制造的，该装置按图1-3所表示的本发明的方式作了改进，该摩擦纺装置具有由带改进型的喇叭状入口的成对的串联的牵伸罗拉20，21及22的芯和包芯部分牵伸装置，如标号23所概略指出的，该喇叭状入口与第一个牵伸罗拉的钳口处邻接。普通形式的喇叭口装置24则装置于串联的成对的牵伸罗拉21，22的钳口处，输送罗拉25位于牵伸部的出口端，其作用是输送与导引纱线使其进入一对带孔的抽吸滚筒26、27间的细长狭道，上述滚筒在驱动皮带28和驱动皮带轮29的作用下作同方向的转动。
许多外包纤维条13被向下导引入牵引架罗拉30并进入梳理滚筒31，然后进入一对带孔的抽吸滚筒26，27间的细长狭道并被包缠于纱线的外表面。当纱线离开该对带孔的滚筒26，27所形成的细长狭道的出口端后，就通过抽引罗拉33之间并被导引上方和下方导杆34，35并被导向图中未示出的通常形式的该装置的卷绕机构上。
如图2和3所示，该改进的纱线喇叭状进口23包括一个垂直延伸的平坦的入口表面36和一个下方的用以导引通过包芯部分纱条12的纱线导引通道39，以及一个上方的用以导引通过纱芯粗纱11的纱线导引通道40。这个平的前部或喇叭状入口23的入口表面36上设置有与之成为一体并向外突出的用以使芯的粗纱11和包芯部分的纱条12在分别进入喇叭状入口23的导引通道40，39时保持彼此隔开的状态的导向肋或杠42。喇叭口23的出口端具有内收的曲表面43，44，它们实际上是与第一对牵伸罗拉20的周向表面的形状相配的。该内收的曲面43，44在外凸端45处接合，外凸端与该对牵伸罗拉20的辊隙处邻接。
导引通道39、40的前端或入口端是垂直对齐并且由导向肋42隔成上下分开的两部分。导引通道40的出口端位于较低的导引通道39的出口端的上方并相邻，所以芯粗纱11在与包芯纱条12一同通过第一套牵伸罗拉20间的钳口处时就叠在并落入包芯纱条12的中心部。当纤维受到牵伸部的牵伸罗拉20，21和22的连续牵伸时包芯纱条12就周向地复盖在芯11的纤维上。
当包芯部分12与芯11从输送罗拉25向前运行穿过带孔的抽吸滚筒26，27间的细长狭道构成的摩擦纺区段时，外包部分13的纤维就基本上周向地同样以环包的形式完全地围绕并复盖住包芯部分12和芯11。包芯纱10随之在抽引罗拉33的作用下通过摩擦纺区段的出口端移出并被导引至图中未示出的卷绕装置上。
多种多样的不同类型的纤维都可以用来构成芯11，包芯部分12和外包部分13。在本发明的摩擦纺装置中可以制成作为特殊应用的三组份包芯纱，即向喇叭口23的上方导引通道40中输入耐高温纤维构成的芯粗纱11，向下方导引通道39中输入耐低温性纤维构成的包芯纱条12，向牵引架罗拉30中输入多量的耐低温性纤维构成的纤维条13。这样的三组份包芯纱然后加以纺织或编织以构成具有很大用途的防火安全服装织物。
例如按下述非限定性的实施例可以制成非常有效防火织物。将包含有40%PBI纤维及60%Kevlar(凯夫拉尔)纤维的重量必须达到纱线总重的20%的芯粗纱11喂入喇叭状入口23的上方导引通道40。将包括有100%人造棉纤维的重量必须达到纱线总重30%的包芯棉条12喂入喇叭状出口23的下方导引通道39。将全棉纤维组成的重量足以达到纱线总重50%的多量外包棉条13喂入牵引架罗拉30。
得到的包芯纱10以经纬交织的方式织成如图2所示形式的5.5盎司平织物。该织成的织物被染色并加以专门的阻燃化学处理，并随之施加以永久性耐压树脂涂层。得到的织物表现出的耐压特性在洗一次水后3.0+，而在洗5次水后为3.0。该织物也表现出在碳电弧光源下暴露40小时时的4-5级的着色牢固度特性。然后该织物用国家防火协会法加以处理(NFPA701)，包括以以本生灯作12秒垂直燃烧耐久性试验后织物呈现出的停焰不续燃的或余烬式的炭化长度小于1.5英寸。按照联邦试验法5905，作两次12秒高热流丁烷焰垂直燃烧所呈现的损耗为22%且停焰后续燃时间为0秒，作对照试验的类似重量与结构的Nomex-Ⅲ(诺梅克斯-Ⅲ)织物在6秒后停焰时其损耗为45%。在加热室内468°F的温度下经五分钟试验后，包芯纱的热空收缩量在经向和纬向均低于1%。
经过全部燃烧试验，织物的炭化区域仍然是柔性的并完整无缺，未呈现出脆性，熔化或织物皱缩。在图2中的右侧部分中所描绘的织物局部以班点表示出受到燃烧试验的区域、其中并描述出其中耐低温纤维已呈碳化状态但仍然保持在环绕耐高温纤维芯部的位置上。当织物在用于制成救火队员的衬衫或类似织物时，外包部分13与包芯部分纤维12的碳化了的纤维仍保留在环绕芯11的位置上构成一绝热屏障并使皮肤与织物间的空气层与外界隔绝。
应当了解本发明的摩擦纺装置不限于制造上述类型的防火服装产品用的纱和织物，而是可以用来制造多种多样不同类型的三组份包芯纱，该包芯纱可用来制成多种多样不同类型的织物。用本发明的摩擦纺装置制造的三组份包芯纱、每根由基本上是沿纱的轴向或长度方向延伸的纤维构成的芯11，其纤维基本上沿纱的轴向或长度方向延伸并环绕复盖芯11的包芯部分12及其纤维基本上沿周向环绕包芯纱10的方向延伸并环绕复盖包芯部分12的外包部分13组成。向摩擦纺装置补充纤维可通过喇叭状入口执行，该喇叭状入口包括一对用来导引并保持芯纤维和包芯纤维在它们被导引穿过摩擦纺装置的牵伸部时的导引通道。
在附图和说明书中表明出目前可能实现本发明的最佳方式。尽管采用了具体的构形，但它们仅有一般的和描述性的含义而并非作限定之用，本发明的范围在权利要求中作出限定。
权利要求
1.用于制造包芯纱的摩擦纺装置，包括由一对相邻的转动抽吸滚筒。在滚筒间具有细长狭道和入口与出口端，一个包括有入口和出口端的牵伸架部分，其出口端与上述抽吸滚筒间的所说的狭道的入口端邻接，喇叭口装置与上述牵伸架部分的入口端邻接并包括将上述牵引架部分的纤维条导入导引通道，与上述细长狭道的所说的出口相邻接的卷绕纱线装置，及包括出口和入口端的罗拉牵伸架装置，上述罗拉牵伸架装置与上述细长狭道相邻接并可在上述出口端接受纤维条并将被牵引的包缠纤维喂入细长狭道使上述包缠纤维缠绕在沿上述细长狭道延伸的纤上，其特征在于具有用于向上述牵伸架部分喂入补充的纤维条以制成三组份包芯纱的装置，上述补充的纤维喂入装置包括有位于上述喇叭口装置上并与上述第一个纱条导引通道邻接的用于导引补充的纱条进入通过上述喇叭口装置的上述第一个纱条导引通道的纱条的中心部的补充纱条导引通道，故上述第一个和补充的纱条通过并在上述牵伸部被牵伸并同时使第一纱条缠绕在上述被充纱条上，并且在这里其未自于牵引架罗拉装置的纤维又裹复在通过上述细长狭道的第一和补充的纤维条上制成三组份包芯纱。
2.按照权利要求1的摩擦纺装置，其中上述喇叭口装置包括一个平坦的入口表面和一出口端，上述出口端包括一对内凹曲面，它们相接合于一外凸顶部，在所说的喇叭口装置内的第一导引通道和所说的补充导引通道各包括一位于上述平坦入口表面上的入口端和邻接于上述外凸顶部的出口端，其中上述入口端互相分开并在上述平坦入口表面上在垂直方向上排列。
3.按照权利要求2的摩擦纺装置，其中上述第一导引通道和上述补充导引通道的出口端互相在上述喇叭口装置的外凸顶部相邻接。
4.按照权利要求3的摩擦纺装置，其中上述喇叭口装置的平坦入口表面包括一从上述平坦入口表面向外延伸并位于上述第一导引通道和补充导引通道的彼此分开的入口端之间的有肋于保持被导引进入并穿过上述导向通道的纱条纤维分开的水平伸展的导向杆。
5.按照权利要求2的摩擦纺装置，其中上述牵伸架装置包括串联排列的成对的具有辊隙的牵伸罗拉，其中上述的喇叭口的所说的出口端内凹曲表面基本上与所说的成对的牵伸罗拉的第一对的周向表面相吻合，且上述喇叭口装置的向外凸出的顶部和上述第一对牵伸罗拉辊隙相邻接。
全文摘要
本摩擦纺装置包括一带有包括第一和第二纤维条导引通道的喇叭状入口的用以制成三组份包芯纱的牵伸架装置，导引通道中的一条导引芯粗纱进入牵伸架部分而同时另一纱条导引通道导引一包芯纱条进入牵伸架装置使得包芯纤维环绕于芯纤维上。然后外包裹复纤维在一对转动抽吸滚筒之间延伸的细长狭道处缠绕于芯和包芯纤维。
文档编号D02G3/36GK1044834SQ89109810
公开日1990年8月22日 申请日期1989年12月22日 优先权日1988年12月22日
发明者特里·G·蒙特哥莫里, 威廉姆·G·马丁 申请人:弹簧实业有限公司