用于形成复合纱线的方法和系统技术方案

一种形成具有选定性能特性的复合纱线的方法和系统，所述性能特性包括耐切割性和/或耐火/耐热性。复合纱线将包括一根或多根长丝的芯和纤维束，该纤维束缠绕在芯周围并与一根或多根有助于将纤维围绕芯部束缚的另外的长丝合并。附加的长丝或其它复合纱线可以与其一起合股以形成成品复合纱线。芯部长丝(一根或多根)将选自耐切割和/或耐火/耐热材料，而纤维束的纤维和围绕芯缠绕的附加长丝(一根或多根)可以选自天然或合成纤维或具有附加期望性质的长丝。质的长丝。质的长丝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成复合纱线的方法和系统
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求在2019年12月18日提交的较早提交的美国专利申请号16/718,738的优先权。
[0003]参考引用
[0004]在2019年12月18日提交的第16/718,738号美国专利申请的公开内容和附图通过引用结合于此，如同以其整体阐述一样。


[0005]本专利技术涉及织物、纱线和制造复合纱线的工艺。特别地，本专利技术涉及具有由嵌入有一根或多根长丝的纤维束包围的芯的复合短纤纱，以及形成这种复合短纤纱的方法，所述复合短纤纱显示出所需的性能特性，例如增强的强度和耐切割性。

技术介绍

[0006]具有增强的物理性能(例如耐切割性、增加的强度和耐热/耐火性能)的高性能纱线和织物可通过结合具有这些性能的各种纤维和长丝形成。例如，这种高性能纱线通常包括由一根或多根长丝或纤维形成的芯，所述长丝或纤维为例如玻璃、金属、或者合成或聚合物材料，例如芳族聚酰胺或对芳族聚酰胺。芯通常用一根或多根附加的长丝或纤维包缠，通常包括各种天然和合成或聚合物材料。不幸的是，许多常规高性能纱线的共同缺点是不能表现出经济性和性能的最佳组合，即，由于常规高性能纱线中所用材料的性质和由此预期的性能特性，这些纱线在其制造中通常需要更大的费用。此外，需要设法使由这些复合纱线制成的服装的穿戴者与复合纱线的潜在磨蚀性芯部长丝(即，芳族聚酰胺、对位芳族聚酰胺、玻璃或钢纤维/丝)之间的直接皮肤接触最小化。因此，一直需要解决本领域中的上述和其它相关和无关问题的替代性高性能纱线和织物。

技术实现思路

[0007]简而言之，本公开在一个方面涉及用于形成具有所需性能特性的复合短纤纱(spun yarns)的方法和系统。在一个实施方式中，可以提供一种用于制造复合纱线的方法。形成复合纱线的方法包括将短纤维的一根或多根粗纱与至少一根芯部长丝(即，具有耐切割和/或耐热性能的玻璃、金属或合成/聚合物长丝)一起纺制，所述短纤维可以是相同或相似类型的，以便形成将围绕芯部长丝纺制的基本上混纺的纤维束。例如，纤维束的纤维可以是天然或合成/聚合纤维，例如棉、尼龙等
…
，其具有另外的选定性质，例如水分芯吸、柔软性等...，以与芯部长丝的性质结合。当芯部长丝和来自粗纱的纤维一起纺制时，另外的或第一长丝被进一步引入到纺纱机中。
[0008]附加的长丝或第一长丝以与粗纱纤维围绕芯部长丝纺制或加捻时大约相同的每英寸捻回数施加，以便与纤维束合并。该合并的附加长丝/纤维束物质围绕基本上在该合并的长丝/纤维束内居中并被包围的芯部长丝纺制/加捻，从而形成初始纱线或基础纱线，该
初始纱线或基础纱线在第一方向上纺制以具有初始“S”或“Z”加捻方向。在该操作期间，芯部长丝被合并的长丝/纤维束覆盖并被包封在该合并的长丝/纤维束中，所述合并的长丝/纤维束形成围绕所述芯部长丝的鞘或包缠部，围绕程度使得芯部长丝基本上被束缚并锁定在合并的长丝/纤维束或鞘内。由于这种将芯部长丝锁定在其中的合并的长丝/纤维束的加捻/缠绕，在随后的针织、机织或其它操作以由其形成织物的过程中，芯部长丝被保护而免于暴露或从所得复合纱线中拉出。
[0009]该方法可以进一步包括在附加的纺纱或加捻操作期间，将基础纱线与可以以约10
°
至45
°
的角度施加的另外的或第二长丝或纱线部件/束合股。除了基础纱线的耐切割性和其它性能之外，通常基于附加技术性能或特征选择这种附加的长丝或纱线，希望将其引入到所得复合高性能纱线和由其机织、针织或以其它方式形成的织物中。在该附加的纺纱/加捻操作过程中，基础纱线和与其合股的第二或其它长丝或纱线沿相反方向纺制以施加相反的捻(例如相反的Z或S捻)并达到一定程度(例如以被选择/设计成基本上使成品复合纱线的扭矩最小化的每英寸捻数或加捻率/量)。
[0010]另外，或作为另外一种选择，第二长丝或纱线部件可被添加到初始纺纱操作中，即，与第一长丝一起，使得第二长丝也可以在第一长丝和粗纱的纤维在第一方向上围绕芯部长丝缠绕和加捻时与第一长丝和粗纱的纤维两者交缠(intermingle)。结果，第一长丝和第二长丝可以基本上合并在限定包围芯部长丝的缠绕部或覆盖部的纤维束中，并且附加长丝围绕其加捻，以形成具有初始“S”或“Z”加捻方向的基础纱线，其中其芯部长丝基本上被锁定和束缚在鞘或覆盖纤维/长丝内。此后，该方法还可包括将一根或多根附加长丝(例如第三长丝)与基础纱线以一角度合股，并将基础纱线和第三长丝沿与第一方向相反的第二方向一起纺制，以便足以使成品复合纱线的扭矩基本上最小化，同时向纱线提供进一步选择的或期望的性能特性/性质。
[0011]在另一个实施方案中，公开了具有增强的耐切割性和/或其它选定的技术或性能特性的复合高性能纱线。复合纱线通常包括第一纱线部件，其可包括作为围绕中心芯纺制的包覆部或覆盖部施加的混纺纤维束，所述中心芯可由一根或多根基本连续的长丝或纤维形成，所述长丝或纤维选自具有选定或预定的根据莫氏硬度表为例如约7.0或更大的高硬度的材料。纤维束可以包括天然和/或合成材料(例如，棉、羊毛、尼龙等)的纤维，通常选择这些纤维以提供保护，防止芯部长丝与人的皮肤接触，以及提供其它所需的特性，例如柔软性、吸湿性和/或其它性质。高硬度芯部长丝通常可由金属(如钨或其合金、或其它类似的高硬度金属)或合成材料形成，以形成莫氏硬度表中硬度为至少约7.0或更大的第一或基础纱线部件。
[0012]因此，基于纺制或包缠在其周围并形成鞘或覆盖部的纤维，将形成具有增强的耐切割性和具有另外的选择或所需性质的高硬度第一芯部纱线部件。此外，由于高硬度芯部长丝被纺制并包缠有纤维鞘(例如，诸如棉、羊毛等
…
的短纤维或天然纤维或包括芳族聚酰胺、对芳族聚酰胺、尼龙等的合成纤维)，在纺纱过程中，可以加入一种或多种附加的长丝或纱线，以便与高硬度芯部第一纱线部件合并并加捻。在各种实施方案中，附加的长丝或纱线通常可以包括诸如聚酯、尼龙、莱卡、对芳族聚酰胺、高密度聚乙烯、低线性聚乙烯、高密度聚丙烯、PTT、及其组合或混合物的材料，可以选择所述材料以帮助将高硬度芯部束缚或锁定在纤维束内，同时还为高硬度芯部提供附加的性能特性和/或保护。
[0013]附加的长丝也将与纤维束一起纺制/加捻并与纤维束合并，该合并的长丝/纤维束围绕芯部长丝缠绕和/或加捻，从而限定了具有围绕芯部长丝加捻的、附加的合并缠绕的长丝的紧密缠绕的鞘或覆盖部。包缠纤维、芯部长丝和第一长丝(以及在一些实施例中的任何附加的独立丝)进一步被纺制在一起以形成初始纱线或基础纱线，该初始纱线或基础纱线通常具有沿第一方向(例如“S”或“Z”方向)取向的捻，并且其中合并的长丝/纤维束以足以将束的丝和纤维基本上束缚在一起并围绕合并的长丝/纤维束内的芯部长丝锁定的每英寸捻回数围绕芯部长丝被加捻和/或纺制。结果，形成的第一纱线部件的芯部长丝基本上被包封在合并的长丝/纤维束中，所述合并的长丝/纤维束足以束缚并保护芯部，防止其在复合纱线经受的用以形成高性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造复合纱线的方法，包括：将至少一根芯部长丝与一系列短纤维一起纺制；在围绕所述至少一根芯部长丝纺制所述一系列短纤维期间引入第一长丝，所述一系列短纤维和所述第一长丝组合以形成纤维束，所述纤维束围绕所述至少一根芯部长丝包缠以形成在第一加捻方向上纺制的基础纱线，所述第一长丝以与所述一系列短纤维大约相同的每英寸捻回数施加；以及将至少一根附加长丝或附加纱线束合股到所述基础纱线，并且在与所述第一加捻方向相反的第二加捻方向上加捻所述至少一根附加长丝，以形成所述复合纱线。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一长丝和所述一系列短纤维在纺制期间基本上交缠或嵌入，以将所述至少一根芯部长丝基本上包封在所述纤维束内。3.根据权利要求1所述的方法，还包括在围绕所述至少一根芯部长丝纺制所述一系列短纤维期间引入第二长丝，所述纤维束包括所述短纤维、所述第一长丝和所述第二长丝。4.根据权利要求1所述的方法，其中在与所述第一加捻方向相反的第二加捻方向上加捻所述至少一根附加长丝包括以介于约10
°
至约45
°
之间的角度加捻所述至少一根附加长丝。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述一系列短纤维所包含的纤维包括选自包括如下各项的组的材料：对位芳族聚酰胺、间位芳族聚酰胺、改性聚丙烯腈、蛋白石、高密度聚乙烯、尼龙、聚酯、聚丙烯、纤维素塑料、人造丝、二氧化硅、棉、丙烯酸树脂、碳纤维、聚酰胺、金属、PTT、PBI、羊毛、聚乙烯、液晶聚合物、以及它们的混合物。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一根芯部长丝包括选自包括如下各项的组的材料：钢、铝、不锈钢、铜、钨、及其合金、对芳族聚酰胺、玻璃、高密度聚乙烯、莱卡、高密度聚丙烯、二氧化硅、Vectran
TM
和液晶聚酯。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一长丝或所述至少一根附加长丝或附加纱线束包括选自包括如下各项的组的材料：聚酯、尼龙、莱卡、对芳族聚酰胺、高密度聚乙烯、聚丙烯、低线性聚乙烯、人造丝、碳纤维、聚酰胺、不锈钢、棉、羊毛、改性聚丙烯腈、及其组合。8.根据权利要求1所述的方法，其中至少一根芯部长丝与所述复合纱线的质量比按线性重量计在约10％至约60％之间。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一根附加长丝或附加纱线束与所述复合纱线的质量比按线性重量计在约3％至约50％之间。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一加捻方向是Z方向，并且所述第二加捻方向是S方向。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一加捻方向是S方向，并且所述第二加捻方向是Z方向。12.一种复合纱线，包括：基础纱线，所述基础纱线包括芯部长丝，所述芯部长丝具有围绕所述芯部长丝纺制或加捻的纤维束，其中所述纤维束包括在一系列鞘纤维围绕所述芯部长丝纺制期间引入的第一长丝，使得所述第一长丝和所述鞘纤维形成合并的长丝和纤维束，所述合并的长丝和纤维束围绕所述芯部长丝加捻至足以将所述芯部长丝基本上锁定和束缚在所述合并的长丝
和纤维束内，并且其中所述第一长丝围绕所述芯部长丝以与所述鞘纤维大约相同的每英寸捻回数与所述鞘纤维一起加捻，以产生具有第一加捻方向的所述基础纱线；以及与所述基础纱线合股并加捻的至少一根附加长丝或附加纱线，其中所述至少一根附加长丝或附加纱线在与所述第一加捻方向相反的第二加捻方向上加捻至足以使所述复合纱线中的扭矩基本上最小化。13.根据权利要求12所述的复合纱线，其中所述第一长丝以与所述纤维束中每英寸捻回数基本上相等的每英寸捻回数被施加。14.根据权利要求12所述的复合纱线，其中所述纤维束的纤维包括选自包括如下各项的组的材料：对芳族聚酰胺、间芳族聚酰胺、改性聚丙烯腈、蛋白石、高密度聚乙烯、尼龙、聚酯、聚丙烯、纤维素塑料、人造丝、二氧化硅、羊毛、棉、丙烯酸树脂、碳纤维、聚酰胺、金属、液晶聚合物、低线性聚乙烯、PTT、PBI、及其混合物。15.根据权利要求12所述的复合纱线，其中所述至少一根芯部长丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：帕特里克纱厂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：