專利名稱：同時可以檢測斷裂的紗線加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及強化纖維及其組成領(lǐng)域，具體地說涉及的是用多股細絲加工玻璃紗線的方法。
用融化的玻璃流束加工成玻璃紗線是公知的，所述融化玻璃流過拉絲模的孔。先將這些流束拉制成連續(xù)的細絲形狀，然后將這些細絲組合成原紗，再將這些原紗收集起來。
在將這些細絲組合成紗線形狀以前，使這些細絲通過一個上漿器而在這些細絲上涂一層漿劑。為了得到紗線就必須有這種涂層，涂層可以使這些紗線與其它有機物和/或無機物結(jié)合，以實現(xiàn)各種組成，首先，將漿劑用作潤滑劑，避免紗線因在上述過程中在各機構(gòu)上的高速摩擦而受損。
這種漿劑還可以保證在聚合以后將這些紗線結(jié)合起來，也就是說，在紗線內(nèi)使這些細絲彼此相連。在使紗線受到強機械應(yīng)力的紡織應(yīng)用中尤其要進行這種結(jié)合。因為，如果它們之間的連接不夠理想，則很容易斷裂，影響紡織機的運行。此外，認(rèn)為沒有結(jié)合在一起的紗線很難進行操作。
然而，如果不進行這種結(jié)合，例如對于強化纖維來講，則在試圖利用強化材料進行高速浸漬處理時，也要用這種漿劑。這樣，例如在用直接浸漬和細絲纏繞技術(shù)加工管道時，使用的是普通紗線，細絲在這些紗線中彼此分開。因而所用的漿劑不多，重量比一般都小于0.5％。
利用強化材料，漿劑還能便于使紗線濕潤和/或浸漬，并有助于使所述紗線和所述材料之間進行連接。材料和紗線之間的粘結(jié)質(zhì)量以及利用材料對紗線的濕潤和/或浸漬的能力主要取決于用所述材料和所述紗線得到的組分的機械特性。
實際上，當(dāng)前所用的大多數(shù)漿劑均是操作簡單的水溶性漿劑，但應(yīng)大量沉積在細絲上，以便使效率提高。這些漿劑中的水的重量通常在90％以上(主要是為了增加粘性)，這樣就必須在使用前對紗線進行很好的干燥，水不利于紗線和強化材料之間進行很好的粘結(jié)。干燥時間很長，而且費用很貴，其效果往往也不理想；干燥要求使用體積很大的烘箱。此外，在拉絲期間(也就是在收集經(jīng)組合細絲而得到的紗線之前)，在對細絲(WO92/05122)或?qū)喚€(US-A3853605)進行干燥時，干燥就需要在每一個拉絲模下面設(shè)置干燥設(shè)備，當(dāng)對紗線線圈進行干燥時，就會導(dǎo)致線圈內(nèi)的漿劑的組分不規(guī)則偏移和/或選擇性的偏移(由于水溶性漿劑的特性，所以這些漿劑已經(jīng)不均勻地分布在紗線上)，也有可能出現(xiàn)紗線變色的現(xiàn)象或線圈變形的現(xiàn)象。另外，如果沒有進行干燥，則在涂有水溶性漿劑的細紗(也就是具有300-600特(g/km)的《纖度》或《單位長度質(zhì)量》)具有垂直邊緣的線圈(粗紗)上經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有線圈變形出現(xiàn)。
正是為了克服這些缺陷，當(dāng)前提出了一種沒有溶劑的新式漿劑，通常將其稱作無水漿劑。無水漿劑是可聚合溶液和/或可交聯(lián)溶液，這些溶液可以包括有機溶液和/或少量水，水的重量通常小于5％。這些漿劑的好處與水溶性漿劑的不同，區(qū)別在于它們在細絲表面上均勻均質(zhì)地分布的能力，也就是說形成厚度相同的膜，而且在以后的干燥過程中或溶液消除過程中這些膜均不起作用，其原因在于在將漿劑沉積在細絲上時以及在聚合漿劑時只有少量的漿劑蒸發(fā)。
另一方面，沉積在細絲上的無水漿劑的量要遠比含水漿劑的量小，因此，在用上漿器滾輪沉積時，如果是無水漿劑，則滾輪的表面形成厚度少于15μm的表膜，而不是象水溶性漿劑那樣形成厚度約為90μm的表膜。此外，如果嚴(yán)格選擇操作條件，則極少量的無水漿劑沉積在細絲上時產(chǎn)率可以高達100％，而用水溶性漿劑時，產(chǎn)率通常為40-75％。
無水漿劑主要分成三種。
第一種將可聚合漿劑與紫外輻射相配合，例如EP0570283中所述，例如包括—至少一種單體和/或單一低聚體—或丙烯酸鹽聚酯、丙烯酸環(huán)氧、硅銅化合物、丙烯酸尿烷一類的不飽和聚合的低聚體；—至少一種感光引火劑，例如安息香，乙酰苯，二苯甲酮，磺酰乙酰苯和它們的衍生物以及噻噸酮；—如果需要，至少一種有機溶液；可能的話—一些添加劑，例如至少一種濕潤劑，一種粘合促進劑，一種防縮劑，一種橋接劑，這種橋接劑主要包括硅烷。
第二類無水漿劑是可聚合漿劑和/或受熱后變成交聯(lián)的漿劑，例如專利申請FR2713625和FR2743361中所描述的漿劑。
例如，以這些組分為基質(zhì)的系統(tǒng)包括—丙烯酸組分和熱自由基的過氧化引發(fā)劑；—或環(huán)氧組分和在相互反應(yīng)時進行聚合的酐組分。
第三種無水漿劑是專利申請FR2763328指出的一部分在環(huán)境溫度下聚合的漿劑，其基質(zhì)系統(tǒng)可以含有一個或多個均勻聚合的單體和/或至少兩個共聚合單體，而沒有提供外部能量。假定是兩個單體的共聚合物或多個單體混合物，則在該混合物形成以后，立即可以以混合溶液的形式沉積在細絲上，或以第一穩(wěn)態(tài)溶液和第二穩(wěn)態(tài)溶液的形式沉積在細絲上，所述第一穩(wěn)態(tài)溶液包括第一單體或多個單體的混合物，所述第二穩(wěn)態(tài)溶液包括第二單體或多個單體的混合物。在該后一種變型中，當(dāng)將若干細絲合成紗線時，第一溶液粘到細絲上，第二溶液過一段時間粘到細絲上。不管怎樣，通常第一和第二單體或多個單體混合物彼此受到影響時，共聚合依然保持原態(tài)，如有必要，也可與所需的催化劑相互影響。
為了對前兩種漿劑進行聚合，在將若干細絲合成紗線后，要求進行紫外線處理和熱處理，這些處理進行一次到多次。有時要根據(jù)使用情況以及細絲的性能，在收集形狀不同的繞組紗線時，進行輻射或加熱預(yù)處理，以便使?jié){劑預(yù)先聚合，在以后的輻射或加熱處理結(jié)束時使所述漿劑進行適當(dāng)聚合，對于特定的使用來講，就展開紗線，進行紡織或強化有機或無機材料。事實上，被尚未聚合的組分覆蓋的紗線通常說來并不完整，因為構(gòu)成紗線的具有外套的各細絲會彼此朝著對方滑動。所以為便于控制該紗線，當(dāng)用紗線繞成線圈時，該紗線可以很方便地從繞組上拆下，而不需要使其受到漿劑的聚合預(yù)處理。另外，被尚未聚合的漿劑組分覆蓋的紗線因強化材料而具有很強的耐濕和浸透能力，所以浸透可以比較迅速(提高生產(chǎn)效率)，得到的復(fù)合材料外形更加均勻，改善了某些機械特性。
但是，如專利EP0570283所描述的那樣，線圈形狀的紗線用紫外線對漿劑進行聚合處理也可以有許多優(yōu)點。
在制造至少含有部分玻璃的紗線時，其中最尖銳的一個問題在于人們希望盡可能防止出現(xiàn)斷裂問題。因為，當(dāng)用于構(gòu)成紗線的一個或多個細絲開始斷裂時，接著很快就會發(fā)生嚴(yán)重后果。首先值得強調(diào)的是，涂覆在細絲上的漿劑的作用與膠相同；當(dāng)涂覆有漿劑的細絲斷裂時，細絲就更有可能粘到所有與其仍保持用膠接觸的元件上。在不同的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，很可能會使一直保持在一體的其它細絲斷裂，并形成會使涂有漿劑的各元件受到損壞的繞組，這些元件例如是毛氈，刮刀，或在上漿器的滾筒表面上出現(xiàn)劃線。
此外，一個或多個細絲斷裂的另一嚴(yán)重后果在于會形成融化材料的小滴，特別是玻璃滴，這些小滴落下后會引起火災(zāi)，例如點燃漿劑，特別是在無水漿劑的情況下，漿劑本身就會燃燒。此外，細絲融化后的小滴落在漿劑滾筒上使其表面受到損壞，這樣不利于漿劑的均勻涂覆，在以后重新使用時會出現(xiàn)新的斷裂。
另一個問題是在周圍的細絲上發(fā)現(xiàn)斷裂時突然出現(xiàn)的；因而系統(tǒng)的動平衡受到了一些影響，可能連續(xù)產(chǎn)生紋理和繞組，得到的線越來越細。這些結(jié)果的嚴(yán)重性可大可小，特別是在用于生產(chǎn)織物或格柵的玻璃粗砂情況下多少較嚴(yán)重一些，對于格柵來講，需要一定的機械抗力，例如用于砂輪的支撐柵。
因此，重要的問題是盡早確定前面一些細絲的斷裂情況，以便采取措施防止突然出現(xiàn)上述問題或使含有聚合物的元件受到損壞，所述元件例如有管道，電線，檢測器件等。這些措施包括控制使上漿器滾輪停止轉(zhuǎn)動，關(guān)閉上漿器滾輪的防護蓋，停止卷繞機的轉(zhuǎn)動等。
為此，本發(fā)明的目的在于一種制造連續(xù)紗線的方法，其中通過機械拉伸多個熔化熱塑材料形成的流束得到多個連續(xù)細絲，并將這些細絲束合在一起形成至少一個紗線。該方法的不同之處在于不斷地控制由某些或全部細絲的組合線束施加的應(yīng)力，同時檢測到達一個預(yù)定數(shù)值以下的應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)選擇該數(shù)值，以便幾乎絕對可靠地告知可能有少量細絲出現(xiàn)了斷裂。因此要求有很高的檢測靈敏度，這種靈敏度需要對安裝進行調(diào)整，并且相當(dāng)精確地調(diào)節(jié)特定的檢測器件，而這些器件本身也是非常精確的。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實施方式
，要控制的是上述細絲束施加在滾輪上的應(yīng)力，該滾輪的周邊上有嚙合細絲的槽口。在所涉及的組裝滾輪的槽口中，嚙合有多個方向各異并會聚的細絲，從而使這些細絲形成一股支線，這股支線是在紗線加工過程中的中間產(chǎn)品。
其應(yīng)力必須用應(yīng)力控制器進行控制的細絲束的連接方式是不同的。
根據(jù)第一種變型，將細絲束連接到一個操縱桿上，從而在控制的應(yīng)力到達預(yù)定極限值以下時的轉(zhuǎn)動，一個磁性監(jiān)測器就開始運行。該變型將在后面的附圖中進行詳細描述。
第二和第三種變型可以理想地使用幾乎固定的收集滾輪；一個特征的最大好處主要是機器重新啟動要比上面講的第一種變型的啟動方便。這種方式不僅可以完全防止?jié)L輪轉(zhuǎn)動，而且由于其具有裝備滾輪的必要的輔助機構(gòu)，例如導(dǎo)管，傳感器，追蹤噴射系統(tǒng)等，而且還能使其恢復(fù)很少推薦的其它運動。這樣，根據(jù)第二和第三種變型，利用一個應(yīng)力計來控制細絲的應(yīng)力，應(yīng)力計在工作時分別呈彎曲狀態(tài)和扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。有一種應(yīng)力計很適合檢測應(yīng)力的很小變化。
如上所述，最好將收集滾輪固定地裝到一個軸上。在一種情況下，將應(yīng)力計相對于軸縱向安裝，從而當(dāng)細絲斷裂時應(yīng)力計受到彎曲，同時使得細絲束作用在整個滾輪上的應(yīng)力得到改變。在另一種情況下，軸可以有觀察者感覺不到的很小的轉(zhuǎn)動，將應(yīng)力計相對于該轉(zhuǎn)動軸同心安裝，從而當(dāng)細絲斷裂時應(yīng)力計受到扭轉(zhuǎn)。
使用第三種變型的在工作時扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力計可以對紗線的應(yīng)力連續(xù)進行真實有效的測量。而第二種變型則不能，在這種變型種，檢測到的力包括能夠根據(jù)復(fù)雜標(biāo)準(zhǔn)而變化的摩擦分力。
根據(jù)本發(fā)明方法最常用的實施方案，所有構(gòu)成紗線的細絲為玻璃。但本發(fā)明并不排除紗線包括玻璃細絲和第二種熱塑材料構(gòu)成細絲的那種變型，第二種熱塑材料主要是有機材料。因而只有玻璃細絲上帶有漿劑涂層或第一種漿劑組分，而有機細絲上涂覆可以與第一組分反應(yīng)的第二種漿劑組分。我們用有機細絲表示熱塑聚合細絲，例如聚合烯烴(聚合乙烯，聚合丙稀)，聚合酰胺，或聚合酯。如專利EP0599695中所述，在將細絲束合在一起成為紗線以前，可以將這些聚合細絲伸到已經(jīng)上漿過的細絲之間。
在下面的附圖描述中將會更加清楚地理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，其中

圖1和2表示上述方法的第一種變型的實施方案，分別表示細絲沒有斷裂和已經(jīng)斷裂的情況。
收集滾輪1的周邊有一個槽口2，該槽口接收多個細絲，這些細絲沿會聚方向合并成股束線3。將滾輪1可轉(zhuǎn)動地裝到軸4上，而該軸本身也可相對于盒子6中的軸5轉(zhuǎn)動。固定該盒子，使其位置對應(yīng)于圖1的大水平軸的薄片位置(下文中將仍是該位置)，上面的長度向上延伸，也就是說從垂直方向開始偏離軸5的位置。在軸5處，該軸4包括一個與其基本垂直的金屬楔7。另外，將一個磁檢測元件8裝在盒子6中。當(dāng)線束3上的細絲對滾輪1施加的應(yīng)力至少等于一個與裝置元件的重量及形狀相關(guān)的固定數(shù)值時，例如也就是當(dāng)線束3上的所有細絲如圖1所示保持集中在一起時，線束3作用在滾輪1上的力朝著圖的右上方，該力補償了滾輪的重量，從而使軸4保持在圖1所示的位置不動，在該位置，金屬楔7面對元件8。可檢測楔7的該元件提供10伏電壓。
反之，當(dāng)細絲斷裂的數(shù)量使得線束3施加的應(yīng)力低于預(yù)定數(shù)值時，則線束3施加的反作用力不再對滾輪1的重量進行補償，軸4沿順時針方向轉(zhuǎn)動，從而使金屬楔7離開元件8的檢測部位。因而該元件提供0伏可控制運行的電壓，例如使上漿器滾輪停止轉(zhuǎn)動，關(guān)閉滾輪的檢測蓋，使上面繞有所得到的紗線的繞線機停止運行。
因而在實施本發(fā)明的方法中，一旦開始有一些細絲斷裂，不管怎樣，均可在整個線束斷裂以前，提早檢測紗線的斷裂情況，從而進行測量，不使因斷裂產(chǎn)生的問題(在轉(zhuǎn)動機械中傳動纖維，蔓延增大拔出纖維的現(xiàn)象，損壞轉(zhuǎn)動機械，火災(zāi)等)加重。
權(quán)利要求
1.一種制造連續(xù)紗線的方法，其中通過機械拉伸多個熔化熱塑材料形成的流束得到多個連續(xù)細絲，并將這些細絲合在一起形成至少一個紗線，其特征在于不斷地控制由某些或全部細絲的組合線束施加的應(yīng)力，同時檢測到達一個預(yù)定數(shù)值以下的應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于由所述細絲束將受控的應(yīng)力施加到一個滾輪上，該滾輪的周邊上有一個可與嚙合細絲的槽口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于將所述細絲束連接到一個操縱桿上，從而在受控應(yīng)力到達所述預(yù)定值以下時，一個磁性監(jiān)測器就開始運行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于利用一個應(yīng)力計來控制應(yīng)力，該應(yīng)力計在工作時呈彎曲狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于利用一個應(yīng)力計來控制應(yīng)力，該應(yīng)力計在工作時呈扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于所述細絲完全由玻璃制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于所述細絲由玻璃和至少一種第二熱塑材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造連續(xù)紗線的方法,其中通過機械拉伸多個熔化熱塑材料形成的流束而得到多個連續(xù)細絲,熱塑材料主要有玻璃,并將這些細絲合在一起形成至少一個紗線,本方法的特征在于不斷地控制由某些或全部細絲的組合線束施加的應(yīng)力,同時檢測到達一個預(yù)定數(shù)值以下的應(yīng)力。
文檔編號C03C25/26GK1384801SQ00809568
公開日2002年12月11日 申請日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月28日
發(fā)明者B·吉貝洛 申請人:法國韋特羅特克斯有限公司