用于对纱线施以假捻的设备和方法及用于生产纱线的设备技术

本发明专利技术涉及用于对纱线施以假捻的设备和方法及用于生产纱线的设备。该用于对短纤纱施以假捻的设备包括：纱线引导件，其用于沿路径引导短纤纱；以及假捻装置，其包括凸表面，所述凸表面用于接合短纤纱以便在短纤纱接合并横越所述假捻装置的凸表面时对短纤纱施以力，并且其中，所述纱线引导件与所述假捻装置的凸表面之间的相对定位是能调节的，使得当短纤纱接合所述假捻装置的凸表面并在所述纱线引导件与所述假捻装置之间延伸时，短纤纱与所述假捻装置的凸表面之间的接触量能够被控制。

Equipment and method for applying false twist to yarn and equipment for yarn production

The invention relates to a device and method for applying false twist to yarn and a device for producing yarn. The device for applying false twist to staple yarn includes: yarn guide, which is used to guide staple yarn along the path; and false twist device, which includes convex surface, which is used to engage staple yarn to exert force on staple yarn when staple yarn joins and crosses the convex surface of the false twist device, and in which the yarn guide is between the convex surface of the false twist device and the convex surface of the false twist device. The relative positioning is adjustable so that when the staple yarn engages the convex surface of the false twisting device and extends between the yarn guide and the false twisting device, the contact amount between the staple yarn and the convex surface of the false twisting device can be controlled.

【技术实现步骤摘要】
用于对纱线施以假捻的设备和方法及用于生产纱线的设备
本专利技术涉及用于对纱线施以假捻的设备和方法。
技术介绍
短纤纱是由天然材料(诸如木头、亚麻或棉花)的离散长度的原料纤维或‘短纤维’、或已被切割成短且离散长度的纤维的人造材料(诸如聚酯)生产的。在多步骤过程中形成短纤纱，所述多步骤过程涉及将单独纤维‘捻’在一起。所得短纤纱用于机织或针织纺织品。短纤纱的特征(诸如捻的紧度和纱线的‘毛羽’)会对所得纺织品的特性具有许多影响，诸如纺织品的柔软度、光滑度和强度。纺纱是用于由棉花、木头、亚麻或其他材料的原短纤维生产短纤纱的长缕条的基本方法。加捻是重要的过程，其决定了短纤纱结构和性能，诸如强度(韧度)、伸长率、均匀性和毛羽。环锭纺纱由于其较高的纱线质量以及材料和纱线支数方面的灵活性而在纱线制造行业中继续占主导地位。在纱线生产过程期间，加捻提高纤维一致性并增大短纤纱强度。最初直的纤维变形为短纤纱中的螺旋，从而引起机械能的一部分以残余扭矩的形式储存在纱线中。短纤纱的残余扭矩是促成单面针织物的螺旋性、扭曲和在石洗整理之后牛仔布的表面不均匀性的最突出和基本的因素。在不加捻的情况下，不存在纱线残余扭矩。纱线捻度越低，生产率越高且残余扭矩越小。这是因为纱线生产速度是锭子速度比与纱线捻度的倒数的乘积。因此，在维持锭子速度的同时减小纱线捻度提高了纱线生产率。然而，降低纱线捻度相反地减小了纱线强度，并且可能甚至使纱线完全不可加工。这在环锭纺纱线的结构机械中是经典的悖论。因此，在下游加工中通常需要进行设定，诸如汽蒸、合股及甚至化学处理以将纱线合在一起。这些处理增加了能量消耗，导致了纤维损伤，并且增加了废气、废水和化学品的产生。因此，下游处理并非环境友好的或具成本效益的。近来，已出现了用于生产纱线的新方法，其包括在纺纱过程中将所谓的‘假捻’引入到纱线中。参考图1a到图1c，示意性地表示了纱线中的假捻的概念。如图1a中可以看到，在纺纱过程中，粗纱在经过前辊之后朝向假捻装置而联结在一起以形成单纱线。此联结步骤使得产生纺纱三角区，该纺纱三角区是短纤纱的纺纱过程中的关键区域和发生大多数断裂的区域。纺纱三角区的尺寸就长度和宽度而言对纱线质量和断裂易发性具有直接的影响。例如，相对于进入前辊的粗纱的宽度Wr，当离开前辊时三角区的宽度Wt对纤维损耗、毛羽和纱线结构具有影响。Wr与Wt之间的差越大，纤维损耗越大且纱线的毛羽越大。因此，期望保持Wr与Wt尽可能接近。然而，增加三角区的宽度Wt可以增大外纤维上的张力和减小更居中定位的纤维上的张力，因此增加了断裂的可能性。有利地，将假捻引入到纱线中改进了纺纱三角区尺寸及因此纱线的质量。这是因为，对纱线施以假捻改变了纺纱三角区中的纤维张力和张力分布。纺纱三角区中的纤维张力和分布的这种变化与在移动到假捻区外后使纤维退捻相结合改变了纤维的排列和纱线中残余扭矩的平衡。更具体地，对纤维施以高捻度极大地缩短了纺纱三角区的高度，增大了在纺纱三角区的外边缘处的纤维中的张力，且扣住了在三角区中间的纤维，由此形成‘分裂’结构。跨此分裂结构的根据需要增加了纤维转移(纤维在纱线的中心层与外层之间的移动)，增强了纤维-纤维相互作用，且产生了特定的纱线结构。因此，由假捻产生的分裂结构引起张力变化增大和纱线残余扭矩低。此外，高捻度减少了纱线端进一步沿着纺纱三角区的机会。由于纱线张力在假捻装置之后较高，所以这有助于在退捻过程中保持特定的纱线结构并在朝锭子的低捻度纺纱过程中确保较高的纱线质量。在图1a到图1c的实例中，假捻装置包括皮带，该皮带在纱线经由环锭纺纱设备从前辊被传送到线筒时横越纱线。最初，皮带对前辊与皮带之间的纱线施以‘Z’捻，且对皮带与线筒之间的纱线施以对应的‘S’捻。前辊与皮带之间的此‘Z’捻改变了纺纱三角区中的纤维张力和张力分布。当纱线继续经由皮带从第一辊传送到线筒时，由于皮带移动而未完成加捻，使得纱线的一部分在皮带外被退捻(如图1b中所描绘)，且沿纱线进一步引入‘Z’捻。随着时间的推移，皮带将‘Z’捻引入到纱线的整个长度，如图1c中所描绘，由此实现改进的纺纱三角区尺寸、纱线张力和张力分布，且获得具有期望的结构特性的纱线。采用假捻的实例专利包括美国专利号6,860,095B2，其公开了一种产生无扭矩单环锭纱线的方法。根据这个专利，纤维应变被划分到纤维的多个子集合体中。纤维的每个子集合体在假捻过程中获得单独捻度值，然后被加捻在一起以形成最终纱线。控制假捻，使得实现最后纱线的内部扭矩的平衡。美国专利号7,096,655B2公开了一种用于产生单环锭纱线的方法和设备。在这种方法中，假捻装置以第一速度旋转以用于对纤维加捻。紧接在第一加捻步骤之后，第二捻(在与第一捻相同的方向上的)和第三捻(在与第一捻相反的方向上的)的联合捻被施加于初步的纱线，以用于生产最终单环锭纱线。进一步，控制第一速度与第二速度的比，以控制最终单环锭纱线中的残余扭矩。然而，与此类专利有关的用于无扭矩单环锭纱线的技术仍处于实验室规模。这是因为投资和维护的成本较高，并且附接装置对于工业应用而言太复杂。美国专利号7,841,161B2公开了一种将线性假捻装置并入到环锭纺纱过程中以生产具有低捻系数和柔软手感的纱线的方法。在这种方法中，将一个环形皮带用作加捻元件以在纱线中产生假捻。这种方法简单、具成本效益且适合于自动落纱和容易接纱。然而，所产生的假捻的量是有限的，因为在大多数环锭纺纱机中纱线和皮带的最大包角小于50°。美国专利号8,544,252B2公开了一种用于减小单环锭纱线中的残余扭矩和棉结的方法和设备。这种方法利用假捻装置，所述假捻装置具有至双皮带之间的纱线的两个假捻点以改进纱线特性和假捻效率。美国专利号8,549,830B1公开了一种用于在环锭纺纱之前对纱线施以假捻的方法和设备。在这个专利中，由两个马达引入和控制两个单独的皮带，因此可以单独地调节这两个皮带的移动速度以进一步改进纱线特性。然而，双皮带系统中的纱线接纱和自动落纱过程是困难又费时的，且因此无法完全满足纺织行业中大规模自动生产的实际需求。此外，需要进一步改进断头预防和自动修平，以在商业应用中获得广泛采用。因此，将可以理解到的是，需要一种用于将假捻引入到纱线中的改进的设备和方法，该纱线能够至少维持上述有利特性同时解决现有假捻装置所遇到的问题。本专利技术的目标是解决这种需求，或更普遍地提供一种在牵伸和环锭纺纱过程之间对纱线施以假捻的改进的设备和方法。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种用于对纱线施以假捻的设备，包括：纱线引导件，其用于沿路径引导纱线；以及假捻装置，其包括凸表面，所述凸表面用于接合纱线以便在所述纱线接合并横越所述假捻装置的所述凸表面时对所述纱线施以力，并且其中，所述纱线引导件与所述假捻装置的所述凸表面之间的相对定位是可调节的，以使得当纱线接合所述假捻装置的所述凸表面并在所述纱线引导件与所述假捻装置之间延伸时，能够控制所述纱线与所述假捻装置的所述凸表面之间的接触量。有利地，调节纱线引导件与假捻装置的凸表面之间的相对定位，以使得能够根据期望的纱线特性来调节皮带包角。例如，可以通过适当调节纱线引导件与凸表面之间的相对定位来将皮带包角维持为基本上恒定，由此在纺纱区中确保基本上恒定的假捻和使得能够更准确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对纱线施以假捻的设备，包括：纱线引导件，其用于沿路径引导纱线；以及假捻装置，其包括凸表面，所述凸表面用于接合纱线以便在所述纱线接合并横越所述假捻装置的所述凸表面时对所述纱线施以力，并且其中，所述纱线引导件与所述假捻装置的所述凸表面之间的相对定位是可调节的，以使得当纱线接合所述假捻装置的所述凸表面并在所述纱线引导件与所述假捻装置之间延伸时，所述纱线与所述假捻装置的所述凸表面之间的接触量能够被控制。

【技术特征摘要】
2017.11.01 US 15/801,0991.一种用于对纱线施以假捻的设备，包括：纱线引导件，其用于沿路径引导纱线；以及假捻装置，其包括凸表面，所述凸表面用于接合纱线以便在所述纱线接合并横越所述假捻装置的所述凸表面时对所述纱线施以力，并且其中，所述纱线引导件与所述假捻装置的所述凸表面之间的相对定位是可调节的，以使得当纱线接合所述假捻装置的所述凸表面并在所述纱线引导件与所述假捻装置之间延伸时，所述纱线与所述假捻装置的所述凸表面之间的接触量能够被控制。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述纱线引导件包括凸表面，纱线能够被沿所述凸表面来引导，使得当纱线接合所述假捻装置的所述凸表面并沿所述纱线引导件的所述凸表面并在所述纱线引导件与所述假捻装置之间延伸时，通过调节所述纱线引导件的所述凸表面与所述假捻装置的所述凸表面之间的相对定位来控制所述纱线与所述纱线引导件的凸表面之间的接触量。3.如权利要求1所述的设备，其中，所述假捻装置的所述凸表面在第一位置与第二位置之间是可移动的，在所述第一位置上，所述凸表面与纱线是可接合的，在所述第二位置上，所述凸表面与纱线间隔开。4.如权利要求1所述的设备，进一步包括控制器，所述控制器能够操作以调节所述假捻装置的所述凸表面相对于所述纱线引导件的位置，从而控制纱线与所述假捻装置的所述凸表面之间的接触量。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器被配置成用于调节所述假捻装置的所述凸表面相对于所述纱线引导件的位置，以在纱线接合所述假捻装置的所述凸表面并在所述纱线引导件与所述假捻装置之间延伸时，将纱线与所述假捻装置的所述凸表面之间的接触量维持基本上恒定。6.如权利要求5所述的设备，其中，纱线与所述假捻装置的所述凸表面之间的接触量限定包角，并且其中，所述控制器被配置成用于将所述包角维持在45°与145°之间。7.如权利要求1所述的设备，其中，所述纱线引导件被布置成用于在使用中沿路径将纱线朝向所述假捻装置的所述凸表面引导，以使得所述纱线接合并横越所述假捻装置的所述凸表面。8.如权利要求1所述的设备，其中，所述假捻装置包括皮带，并且其中，所述皮带包括用于接合纱线的所述凸表面。9.如权利要求8所述的设备，进一步包括驱动构件，所述驱动构件能够操作以驱动所述皮带以一速度移动，所述速度与用于生产纱线的装置的辊的转速基本上成比例。10.如权利要求9所述的设备，其中，所述控制器被配置成用于驱动所述皮带以一速度移动，所述速度在所述辊的转速的0.5倍与2.0倍之间的范围。11.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶肖明，印荣，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：中国香港,81