拉断法和产品制造技术

一种用来拉断纤维而产生短纤维纱线和操作短纤维纺机的工艺方法，使我们能够生产出批量比大旦数丝束产品小的多种产品。该过程包括至少两个断裂区和一个在第二断裂区下游的固结区，从而可制成短纤维纱线。在第一断裂区下游的第二断裂区内的长丝的断裂也是用增加喂入到流程内的纤维的速率来实现的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请声称享有于1999.06.14申请序号为60/139,096表题为“拉断法和产品”的临时申请的优先权。本专利技术的领域本专利技术总的涉及一种纤维的转变和纺制工艺，尤其涉及将连续的长丝纤维拉断成为不连续的长丝纤维并将这些纤维固结成为纱线的方法。背景合成短纤维的纺丝曾被这样生产，将连续长丝切割成短纤维然后并合成纱线，其方式与棉纤维或毛纤维相同。较简单的直接纺制工艺也被使用，其中平行的连续长丝被拉断并在喂入辊和送出辊之间的有时被称为拉断区或牵切区内牵伸形成不连续纤维条，然后加捻形成纺制的纱线，例如在授予New的US 2,721,440或授予Preston的US2,784,458所公开的那样。这种早先的工艺进行缓慢，因为受到真正加捻装置固有速率的限制。作为真正的加捻的替代，Bunting等人在US 3,110,151中曾公开过可用一种缠结，即交缠的喷气装置来将固结的短纤维缠结成纱线而制出纱线产品。这种产品能比真正加捻生产得快，但在强度、洁净和均匀方面不及传统纺制的纱线。另外，授予Adams等人的US 4,080,778曾公开一种工艺，可将1500-5000旦的连续长丝丝束加热和拉伸，然后在单一的区段内拉断和牵伸，以高速通过带孔的牵伸辊和吸丝器排出来保持气体和纤维的同向流动而通过夹持辊钳口。然后在Bunting所公开的那种型式的缠结喷射下使不连续的未固结的长丝固结而制出50-300旦的纱线。静电电荷在拉断和牵伸区内被除去以减少纤维的张开。静电去除装置被设置在运送长丝通过流程的辊对附近。在拉断区产生的不连续长丝中大约有1.5-20％的长度超过76cm。在整个流程中纱线轴需要保持在垂直的方向。这样得到的产品-固结的纱线具有一般高于环锭粗纺纱线的良好的强度，并且洁净而无粗节。在授予Gilhaus的US 4,924,556中曾说明可用多个拉断区来逐渐减少大旦数丝束不连续长丝的长度，该大旦数丝束是由数个低重丝束通过张力导纱梳栉和导向件结合而成。这样低重喂入丝束可用小于4.5的捻转运行而保持高生产能力。结合的丝束在一个水平高度上的捻转和加热区(I区)内被拉伸而断裂，然后依次移动通过一个或多个逐渐缩短的拉断的拉断区(II-V区)，这些区被水平地布置在另一个高度上以节省地面空间。拉断区可具有一个或多个“主要”断裂区使纤维逐渐缩短，及一个或多个可设定平均纤维长度和设定纤维长度变化率(％cv)的断裂区。形成的丝条可在一个缠绕机构内加工(以便随后的搬运)、热处理并被收集在罐筒内。丝条可望进一步被加工，如在一纺丝机内，以便生产出小旦数的纱线。上述过程可处理每支长丝为3.0旦纤度的喂入丝束，及在拉断区内宽度大于270mm的110,000-220,000旦的宽带。在该专利附图说明图1示出的例子中，第一初步断裂区即II区，至少为500mm长，并且在这区内造成的长丝长度具有一个纤维长度从几毫米到II区长度的“接近正态分布”。II区的长度为在一个可减少断裂力的较长的长度和一个可避免絮凝物断裂并改善操作条件的较短的长度之间的优化值。还有一个第二初步断裂区即III区，该区至少为200mm但不大于1000mm，比起II区来是“相当短的”。接下来还有第一断裂区即IV区，可设定平均纤维长度并显得比III区短；和第二断裂区即V区，可消除过长纤维、设定纤维长度的变化率(以％cv为特征)，并显得比IV区短。在V区内，“可引起断裂的捻转”(被认为就是速比)至少为IV区内断裂捻转的两倍。Minorikawa等人在US 4,667,463中曾说明一种水平的在线工艺流程可用来从纤维束制造包缠纱。该流程包括拉伸丝束使它通过一个宽度窄小的狭长区域内的加热器、牵伸切割丝束、并使牵伸切割的纤维经过矫正牵伸切割工步和纱线成形工步。矫正牵伸切割工步区段的长度约为牵伸切割区段长度的0.4到0.9倍，矫正牵伸切割的拉率至少为2.5倍。拉伸最好分两阶段进行以便达到90-99％的最大拉伸率，拉伸的纤维然后被热处理。纱线成形工步使用一种喷射系统在纤维芯部周围造成包缠纤维并将它们包缠在芯部纤维上从而使纤维固结。在矫正牵伸切割区段和纱线成形区段内偶而使用皮圈带来调整周边纤维。在授予Minorikawa的U.S.4,356,690中所说明的这种产品的特征是，在纱线中多于约15％的长丝的长度小于0.5倍纱线平均长丝长度，并有多于约15％的长丝的长度大于1.5倍纱线平均长丝长度。在所示例子中，制造174到532旦(30.5到10棉纱支数)的纱线的流程的最大输出速率为200米/分(例6)，大多数例子是在约100米/分的速率下运行的。用Adams等人所生产的产品存在的问题是，在单一拉断区内生产出来的1.5-20％的不连续长丝的长度超过76cm会在进一步加工时发生问题(主要是包缠在辊上)，特别是当所选过程不是在垂直方向上取向时。在Adams的产品中的长丝还有一个问题是它会限制可从纱线伸出的长丝端头数，而这个长丝端头在纱线用作纺织品时能提供良好的手感和外观。在Gilhaus的水平取向的情况下，可能只是容易在加工大丝束时采用，因为人们认为大量的长丝能在不连续的长丝之间产生良好的束内摩擦力，因此在过程中能够不困难地保持丝束的整体性。而在Adams的情况下，在尚未固结的不连续的纱线中的少量长丝只能提供很小的摩擦凝聚力。人们认为为了消除由于重力作用在柔弱的纱线上而造成的侧向力有必要在纱线还没有固结增强之前采用垂直的取向。Adams提出所有拉断都在一个区段内完成，任何牵伸也在同一区段内进行。这种多目的区段使最终的纱线参数难以或不可能分别优化。Minorikawa等人可能在控制不连续长丝上有问题，从其使用皮圈带可以作证。这种缺乏控制和使用皮圈带可能会将其流程速率限制到其例子中所举出的那样即200米/分，这一速率对于单一低旦数纱线的商用生产线是太慢了。因此需要有一用来生产拉断法纱线的改进流程，在该流程中操作参数能独立地被优化，该流程并不限于在垂直取向下操作，而会从长丝束中分离出来、包缠在加工设备上、并限制纱线内长丝端头数的过分长的长丝可不存在。需要有一个流程能够健全地在250米/分以上的高速下运行以便制出能直接从丝束一次形成纱线的、在经济上能吸引人的生产线。本专利技术的综述本申请人等曾开发一种工艺流程，能从连续的长丝喂入纱线生产出长丝长度短于约64cm(25英寸)的、小旦数的、不连续的长丝纱线从而可使每英寸具有数目多的长丝端头。新工艺流程可在高速下运行使单一纱线的生产在商业上可行，其生产率大大超过传统上每英寸具有数目多的长丝端头的、环锭纺的短纤维纱线的生产率。该流程允许采用垂直的或水平的取向操作而不会损害可运行性。该流程适用于多种连续长丝纱线聚合物并可用来混合不相同的连续长丝纱线。在较优的实施例中，该流程使用至少两个断裂区以便在最终的纱线产品中得到较优的长丝长度而使平均长丝长度大于6.0英寸，第一断裂区的速比D1和第二断裂区的速比D2都应达到至少为2.0的水平。另外，第二断裂区长度L2与第一断裂区长度L1之比应限制在0.2到0.6的范围内以便得到所需的总长丝长度、长度分布、和良好的系统可操作性。紧接着断裂区为一固结区用来使纱线内的不连续长丝固结并用任何一种方法使它们搀和以保持纱线的整体性。该流程包括对具有一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉断工艺方法用来由包括喂入连续作业的长丝的纤维生产出短纤维纱线，该过程包括：在第一断裂区段内以大于或等于２的第一速比Ｄ１增加第一断裂区长度内的纤维速率，使长丝断裂；在处于第一断裂区下游的第二断裂区段内以大于或等于２的第二速比Ｄ２增加第二断裂区长度内的纤维速率，使长丝断裂，其中关系式（Ｄ２－１）／（Ｄ１－１）的范围自０．１５到２．５，并且关系式Ｌ２／Ｌ１的范围自０．２到小于０．４；及在第二断裂区下游的固结区内固结纤维，以制成短纤维纱线。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JA佩罗托，P波佩，GE西蒙斯，AS谭，DC维瑟，WC瓦尔克，JL琼斯，P阿茨特，H米勒，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]