CN1384801A - 同时可以检测断裂的纱线加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造连续纱线的方法,其中通过机械拉伸多个熔化热塑材料形成的流束而得到多个连续细丝,热塑材料主要有玻璃,并将这些细丝合在一起形成至少一个纱线,本方法的特征在于不断地控制由某些或全部细丝的组合线束施加的应力,同时检测到达一个预定数值以下的应力。

Description

同时可以检测断裂的纱线加工方法

本发明涉及强化纤维及其组成领域，具体地说涉及的是用多股细丝加工玻璃纱线的方法。

用融化的玻璃流束加工成玻璃纱线是公知的，所述融化玻璃流过拉丝模的孔。先将这些流束拉制成连续的细丝形状，然后将这些细丝组合成原纱，再将这些原纱收集起来。

在将这些细丝组合成纱线形状以前，使这些细丝通过一个上浆器而在这些细丝上涂一层浆剂。为了得到纱线就必须有这种涂层，涂层可以使这些纱线与其它有机物和/或无机物结合，以实现各种组成，

首先，将浆剂用作润滑剂，避免纱线因在上述过程中在各机构上的高速摩擦而受损。

这种浆剂还可以保证在聚合以后将这些纱线结合起来，也就是说，在纱线内使这些细丝彼此相连。在使纱线受到强机械应力的纺织应用中尤其要进行这种结合。因为，如果它们之间的连接不够理想，则很容易断裂，影响纺织机的运行。此外，认为没有结合在一起的纱线很难进行操作。

然而，如果不进行这种结合，例如对于强化纤维来讲，则在试图利用强化材料进行高速浸渍处理时，也要用这种浆剂。这样，例如在用直接浸渍和细丝缠绕技术加工管道时，使用的是普通纱线，细丝在这些纱线中彼此分开。因而所用的浆剂不多，重量比一般都小于0.5％。

利用强化材料，浆剂还能便于使纱线湿润和/或浸渍，并有助于使所述纱线和所述材料之间进行连接。材料和纱线之间的粘结质量以及利用材料对纱线的湿润和/或浸渍的能力主要取决于用所述材料和所述纱线得到的组分的机械特性。

实际上，当前所用的大多数浆剂均是操作简单的水溶性浆剂，但应大量沉积在细丝上，以便使效率提高。这些浆剂中的水的重量通常在90％以上(主要是为了增加粘性)，这样就必须在使用前对纱线进行很好的干燥，水不利于纱线和强化材料之间进行很好的粘结。干燥时间很长，而且费用很贵，其效果往往也不理想；干燥要求使用体积很大的烘箱。此外，在拉丝期间(也就是在收集经组合细丝而得到的纱线之前)，在对细丝(WO92/05122)或对纱线(US-A3853605)进行干燥时，干燥就需要在每一个拉丝模下面设置干燥设备，当对纱线线圈进行干燥时，就会导致线圈内的浆剂的组分不规则偏移和/或选择性的偏移(由于水溶性浆剂的特性，所以这些浆剂已经不均匀地分布在纱线上)，也有可能出现纱线变色的现象或线圈变形的现象。另外，如果没有进行干燥，则在涂有水溶性浆剂的细纱(也就是具有300-600特(g/km)的《纤度》或《单位长度质量》)具有垂直边缘的线圈(粗纱)上经常发现有线圈变形出现。

正是为了克服这些缺陷，当前提出了一种没有溶剂的新式浆剂，通常将其称作无水浆剂。无水浆剂是可聚合溶液和/或可交联溶液，这些溶液可以包括有机溶液和/或少量水，水的重量通常小于5％。这些浆剂的好处与水溶性浆剂的不同，区别在于它们在细丝表面上均匀均质地分布的能力，也就是说形成厚度相同的膜，而且在以后的干燥过程中或溶液消除过程中这些膜均不起作用，其原因在于在将浆剂沉积在细丝上时以及在聚合浆剂时只有少量的浆剂蒸发。

另一方面，沉积在细丝上的无水浆剂的量要远比含水浆剂的量小，因此，在用上浆器滚轮沉积时，如果是无水浆剂，则滚轮的表面形成厚度少于15μm的表膜，而不是象水溶性浆剂那样形成厚度约为90μm的表膜。此外，如果严格选择操作条件，则极少量的无水浆剂沉积在细丝上时产率可以高达100％，而用水溶性浆剂时，产率通常为40-75％。

无水浆剂主要分成三种。

第一种将可聚合浆剂与紫外辐射相配合，例如EP0570283中所述，例如包括：

—至少一种单体和/或单一低聚体—或丙烯酸盐聚酯、丙烯酸环氧、硅铜化合物、丙烯酸尿烷一类的不饱和聚合的低聚体；

—至少一种感光引火剂，例如安息香，乙酰苯，二苯甲酮，磺酰乙酰苯和它们的衍生物以及噻吨酮；

—如果需要，至少一种有机溶液；可能的话

—一些添加剂，例如至少一种湿润剂，一种粘合促进剂，一种防缩剂，一种桥接剂，这种桥接剂主要包括硅烷。

第二类无水浆剂是可聚合浆剂和/或受热后变成交联的浆剂，例如专利申请FR2713625和FR2743361中所描述的浆剂。

例如，以这些组分为基质的***包括：

—丙烯酸组分和热自由基的过氧化引发剂；

—或环氧组分和在相互反应时进行聚合的酐组分。

第三种无水浆剂是专利申请FR2763328指出的一部分：在环境温度下聚合的浆剂，其基质***可以含有一个或多个均匀聚合的单体和/或至少两个共聚合单体，而没有提供外部能量。假定是两个单体的共聚合物或多个单体混合物，则在该混合物形成以后，立即可以以混合溶液的形式沉积在细丝上，或以第一稳态溶液和第二稳态溶液的形式沉积在细丝上，所述第一稳态溶液包括第一单体或多个单体的混合物，所述第二稳态溶液包括第二单体或多个单体的混合物。在该后一种变型中，当将若干细丝合成纱线时，第一溶液粘到细丝上，第二溶液过一段时间粘到细丝上。不管怎样，通常第一和第二单体或多个单体混合物彼此受到影响时，共聚合依然保持原态，如有必要，也可与所需的催化剂相互影响。

为了对前两种浆剂进行聚合，在将若干细丝合成纱线后，要求进行紫外线处理和热处理，这些处理进行一次到多次。有时要根据使用情况以及细丝的性能，在收集形状不同的绕组纱线时，进行辐射或加热预处理，以便使浆剂预先聚合，在以后的辐射或加热处理结束时使所述浆剂进行适当聚合，对于特定的使用来讲，就展开纱线，进行纺织或强化有机或无机材料。事实上，被尚未聚合的组分覆盖的纱线通常说来并不完整，因为构成纱线的具有外套的各细丝会彼此朝着对方滑动。所以为便于控制该纱线，当用纱线绕成线圈时，该纱线可以很方便地从绕组上拆下，而不需要使其受到浆剂的聚合预处理。另外，被尚未聚合的浆剂组分覆盖的纱线因强化材料而具有很强的耐湿和浸透能力，所以浸透可以比较迅速(提高生产效率)，得到的复合材料外形更加均匀，改善了某些机械特性。

但是，如专利EP0570283所描述的那样，线圈形状的纱线用紫外线对浆剂进行聚合处理也可以有许多优点。

在制造至少含有部分玻璃的纱线时，其中最尖锐的一个问题在于人们希望尽可能防止出现断裂问题。因为，当用于构成纱线的一个或多个细丝开始断裂时，接着很快就会发生严重后果。首先值得强调的是，涂覆在细丝上的浆剂的作用与胶相同；当涂覆有浆剂的细丝断裂时，细丝就更有可能粘到所有与其仍保持用胶接触的元件上。在不同的旋转机构中，很可能会使一直保持在一体的其它细丝断裂，并形成会使涂有浆剂的各元件受到损坏的绕组，这些元件例如是毛毡，刮刀，或在上浆器的滚筒表面上出现划线。

此外，一个或多个细丝断裂的另一严重后果在于会形成融化材料的小滴，特别是玻璃滴，这些小滴落下后会引起火灾，例如点燃浆剂，特别是在无水浆剂的情况下，浆剂本身就会燃烧。此外，细丝融化后的小滴落在浆剂滚筒上使其表面受到损坏，这样不利于浆剂的均匀涂覆，在以后重新使用时会出现新的断裂。

另一个问题是在周围的细丝上发现断裂时突然出现的；因而***的动平衡受到了一些影响，可能连续产生纹理和绕组，得到的线越来越细。这些结果的严重性可大可小，特别是在用于生产织物或格栅的玻璃粗砂情况下多少较严重一些，对于格栅来讲，需要一定的机械抗力，例如用于砂轮的支撑栅。

因此，重要的问题是尽早确定前面一些细丝的断裂情况，以便采取措施防止突然出现上述问题或使含有聚合物的元件受到损坏，所述元件例如有管道，电线，检测器件等。这些措施包括控制使上浆器滚轮停止转动，关闭上浆器滚轮的防护盖，停止卷绕机的转动等。

为此，本发明的目的在于一种制造连续纱线的方法，其中通过机械拉伸多个熔化热塑材料形成的流束得到多个连续细丝，并将这些细丝束合在一起形成至少一个纱线。该方法的不同之处在于不断地控制由某些或全部细丝的组合线束施加的应力，同时检测到达一个预定数值以下的应力。根据本发明，应当选择该数值，以便几乎绝对可靠地告知可能有少量细丝出现了断裂。因此要求有很高的检测灵敏度，这种灵敏度需要对安装进行调整，并且相当精确地调节特定的检测器件，而这些器件本身也是非常精确的。

根据本发明的一种具体实施方式，要控制的是上述细丝束施加在滚轮上的应力，该滚轮的周边上有啮合细丝的槽口。在所涉及的组装滚轮的槽口中，啮合有多个方向各异并会聚的细丝，从而使这些细丝形成一股支线，这股支线是在纱线加工过程中的中间产品。

其应力必须用应力控制器进行控制的细丝束的连接方式是不同的。

根据第一种变型，将细丝束连接到一个操纵杆上，从而在控制的应力到达预定极限值以下时的转动，一个磁性监测器就开始运行。该变型将在后面的附图中进行详细描述。

第二和第三种变型可以理想地使用几乎固定的收集滚轮；一个特征的最大好处主要是机器重新启动要比上面讲的第一种变型的启动方便。这种方式不仅可以完全防止滚轮转动，而且由于其具有装备滚轮的必要的辅助机构，例如导管，传感器，追踪喷射***等，而且还能使其恢复很少推荐的其它运动。这样，根据第二和第三种变型，利用一个应力计来控制细丝的应力，应力计在工作时分别呈弯曲状态和扭转状态。有一种应力计很适合检测应力的很小变化。

如上所述，最好将收集滚轮固定地装到一个轴上。在一种情况下，将应力计相对于轴纵向安装，从而当细丝断裂时应力计受到弯曲，同时使得细丝束作用在整个滚轮上的应力得到改变。在另一种情况下，轴可以有观察者感觉不到的很小的转动，将应力计相对于该转动轴同心安装，从而当细丝断裂时应力计受到扭转。

使用第三种变型的在工作时扭转的应力计可以对纱线的应力连续进行真实有效的测量。而第二种变型则不能，在这种变型种，检测到的力包括能够根据复杂标准而变化的摩擦分力。

根据本发明方法最常用的实施方案，所有构成纱线的细丝为玻璃。但本发明并不排除纱线包括玻璃细丝和第二种热塑材料构成细丝的那种变型，第二种热塑材料主要是有机材料。因而只有玻璃细丝上带有浆剂涂层或第一种浆剂组分，而有机细丝上涂覆可以与第一组分反应的第二种浆剂组分。我们用有机细丝表示热塑聚合细丝，例如聚合烯烃(聚合乙烯，聚合丙稀)，聚合酰胺，或聚合酯。如专利EP0599695中所述，在将细丝束合在一起成为纱线以前，可以将这些聚合细丝伸到已经上浆过的细丝之间。

在下面的附图描述中将会更加清楚地理解本发明的其它特征和优点，其中图1和2表示上述方法的第一种变型的实施方案，分别表示细丝没有断裂和已经断裂的情况。

收集滚轮1的周边有一个槽口2，该槽口接收多个细丝，这些细丝沿会聚方向合并成股束线3。将滚轮1可转动地装到轴4上，而该轴本身也可相对于盒子6中的轴5转动。固定该盒子，使其位置对应于图1的大水平轴的薄片位置(下文中将仍是该位置)，上面的长度向上延伸，也就是说从垂直方向开始偏离轴5的位置。在轴5处，该轴4包括一个与其基本垂直的金属楔7。另外，将一个磁检测元件8装在盒子6中。当线束3上的细丝对滚轮1施加的应力至少等于一个与装置元件的重量及形状相关的固定数值时，例如也就是当线束3上的所有细丝如图1所示保持集中在一起时，线束3作用在滚轮1上的力朝着图的右上方，该力补偿了滚轮的重量，从而使轴4保持在图1所示的位置不动，在该位置，金属楔7面对元件8。可检测楔7的该元件提供10伏电压。

反之，当细丝断裂的数量使得线束3施加的应力低于预定数值时，则线束3施加的反作用力不再对滚轮1的重量进行补偿，轴4沿顺时针方向转动，从而使金属楔7离开元件8的检测部位。因而该元件提供0伏可控制运行的电压，例如使上浆器滚轮停止转动，关闭滚轮的检测盖，使上面绕有所得到的纱线的绕线机停止运行。

因而在实施本发明的方法中，一旦开始有一些细丝断裂，不管怎样，均可在整个线束断裂以前，提早检测纱线的断裂情况，从而进行测量，不使因断裂产生的问题(在转动机械中传动纤维，蔓延增大拔出纤维的现象，损坏转动机械，火灾等)加重。

Claims (7)

1.一种制造连续纱线的方法，其中通过机械拉伸多个熔化热塑材料形成的流束得到多个连续细丝，并将这些细丝合在一起形成至少一个纱线，其特征在于不断地控制由某些或全部细丝的组合线束施加的应力，同时检测到达一个预定数值以下的应力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于由所述细丝束将受控的应力施加到一个滚轮上，该滚轮的周边上有一个可与啮合细丝的槽口。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将所述细丝束连接到一个操纵杆上，从而在受控应力到达所述预定值以下时，一个磁性监测器就开始运行。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于利用一个应力计来控制应力，该应力计在工作时呈弯曲状态。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于利用一个应力计来控制应力，该应力计在工作时呈扭转状态。

6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于所述细丝完全由玻璃制成。

7.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于所述细丝由玻璃和至少一种第二热塑材料制成。

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