专利名称：对带条带的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及地毯纱线的热定形，并且具体地，涉及在聚酯地毯纱线的连续 热定形中使用的对带条带(counterbandtape)。
背景技术：
在地毯纱线的热定形中，纱线典型地放置在不锈钢传送带上并且纺织产品放置 在纱线的顶部上以将纱线保持在合适位置。这种纺织产品称为对带条带。连续地毯纱线 热定形机器在市场上可获得并且一个供应商是法国牟罗兹的Superba S.A。一些对带条带 先前已经由市场上可从DuPont公司名下品牌N0MEX(间位芳香族聚酸胺)获得的材料 聚间苯二甲酰间苯二胺(polymetaphenylene isophthalamide)制成的纱线生产。在用于在 Superba品牌机器上热定形纱线的地毯纱线生产工业中，由于其高的耐热性，NOMEX(间 位芳香族聚酸胺纤维可从DuPont公司获得)是选择用于生产对带条带的原材料。当用于 条带应用的工作温度增加时，优选聚合物选择是可以抵抗高温而不因热和湿度的结合而 造成热和水解降解的聚合物。在工业中当前使用的对带条带通常由聚酯和NOMEX纱线 制成。存在在有限的现场试验中观察到的KEVLAR和TECHN0RA(对位芳香族聚酰胺) 的几个实例。由于可应用在Superba机器上的加热管道中的宽范围的工作温度，对带条带 的寿命高度地依赖于应用中的工作温度。当加热管道被设置在较低的工作温度处时，对 带条带持续较长时间。在工作温度的低端处，在用具有比NOMEX低的耐热属性的不同 类型聚合物制造的对带条带的选择中，终端用户还有更多选择。然而，随着管道工作温 度范围增加，对带条带的预期寿命迅速恶化。热定形装备制造商典型地推荐NOMEX的 对带条带，在管道温度的最高范围处用于热定形聚酯(PET，聚对苯二甲酸乙二醇酯)纱 线。如在各种现场试验中所观察的，在管道温度设定的最高端处，NOMEX的对带条带 寿命被极大地限制。由于在较高管道温度处的水解破坏，间位芳香族聚酰胺聚合物以加 快的速率降解。在使用几星期后，在地毯纱线热定形机器中的标准循环过程中，发现聚 合物降解和重量损失的程度明显并且致使对带条带在执行热和湿度传递中无效。对于具有较低工作温度材料的尼龙地毯纱线，NOMEX品牌材料令人满意地 实现在对带条带中的应用。然而，用于聚酯的热定形温度(也就是，在管道部分中为 145°C)比用于尼龙的热定形温度高，并且如上所述，在较高工作温度下NOMEX材料 不耐久。因而，需要对带条带，用于在地毯纱线的连续热定形中使用，纱线在适合用于 聚酯纱线的较高温度处被热定形。还需要用于具有在热定形应用中优选的表面纹理的条带。
发明内容
本发明通过提供根据独立权利要求1的对带条带和根据独立权利要求6的地毯纱 线热定形系统满足上述需要。优选实施方式在从属权利要求中呈现。本发明的核心内容包括如下
对带条带由聚苯硫醚(PPS)纱线构造。对带条带可以被形成为具有斜纹组织构 造的单层织物纤维。所述条带可以包括交叉缝式图案。
本发明在附图中图示，其中相同附图标记在所有附图中指示相同或者类似的零 件，其中图IA是根据本发明的连续地毯纱线热定形机器的实施方式的示意图；图2是根据本发明的对带条带的实施方式的部分的透视图； 图3是用于具有8-端重复的2/2山形斜纹组织纺织图；和图4是用于具有8-端重复的2/2交叉缝式斜纹组织纺织图。
具体实施例方式在图IA中，显示连续地毯纱线热定形系统。通过应用在地毯纱线热定形系统 10的加热管道13中的热量和饱和蒸汽，叠层的和缠绕的地毯纱线的捻绕结构被永久定形 在纱线中。热定形系统10通过装备有绕线部件的线轴架连续进给。多排地毯纱线从线 轴架展开并且通过螺旋吐线头11松散地以平行椭圆形螺线交叉地放置在穿孔的不锈钢环 形传送带上。不锈钢传送带布置在环形环路中并且传送纱线通过热定形管道13。不锈钢 传送带具有支撑表面，典型地具有大约十二英寸的宽度，并且用于这个尺寸带的典型的 对带条带宽度大约为178mm或七英寸。首先，在前蒸汽机12中处理纱线。前蒸汽机12在标准大气压下操作，并且将 热和湿度传输进入纱线，于是能够调节和膨胀纱线。然后，羊毛在进入增压的热定形管 道13之前进入冷却器(未示出)。环形不锈钢传送带将纱线传送进入增压的热定形蒸汽管道13。在加热管道13中 的高的热量和湿度永久定形纱线的捻绕结构。在加热管道13的入口和出口端处，小矩形 开口或者槽能够使用纱线进入腔室。加热管道13用过热蒸汽增压至5巴(大气压力)。 通过PLC16、温度传感器和控制器，精确的温度控制被保持在加热管道中。在热定形管 道13中，在压力下的纯饱和蒸汽，在高温(达到150°C)下将热冲击输送给纱线，导致永 久定形纤维和纱线的卷曲捻绕结构、体积和分子结构。为防止蒸汽和热损失，在加热管 道13的进出点处使用还称为拉紧头的特别设计的轧辊组件。为了防止在辊隙处松散地保 持的纱线的滑动，在顶部上提供条带罩，用于将纱线层夹在不锈钢带的顶表面和条带罩 之间。因而，当被输送通过地毯纱线热定形机器10的热定形管道13时，本发明的对带 条带或者条带罩放置在纱线之上以将它们保持在不锈钢带上的合适位置中。在热定形管 道13的出口端处，纱线在涡轮冷却腔室14中被迅速地冷却，降低纱线温度40至50°C。 在最后阶段，收集器15收集永久热定形纱线。加热管道13的温度设定保持在适合于热定形纱线构成的水平处。热定形装备10 的生产提供用于各种合成物和自然纤维的设定点。当对带条带从管道13退出时，由于与加热管道13内的过热蒸汽相互作用变热变 湿。所述条带然后在冷却腔室14中迅速地冷却，并且在比环境空气温度热的温度下使热 定形机器10退出。在机器循环的第二半部中，在重新进入管道13之前接近环境温度。对带条带连续地经历加热循环，温度在加热管道13设定点和环境温度附近之间波动。在 加热循环之间和加热循环中，对带条带一直是湿的。为了抵抗具有10.15mPa(70pSi)水蒸汽的加热管道13的高温(145°C )的水解 破坏，聚苯硫醚(PPS)被选择用于本发明的条带，这是由于其在地毯纱线热定形应用的 过热条件下的化学惰性和抗水解性。PPS是线性的、无机的耐热聚合物，工作温度达到 190°c (低于间位芳香族聚酰胺的工作温度)。与间位芳香族聚酰胺相比较，PPS还具有 极好的蒸汽耐热性(在同时具有热度和湿度的情况下)，并且在160°c和14.2ImPa(98psi) 条件下在高压釜中保持90%强度多于144天。 对带条带还被设计以具有长度和宽度尺寸，以按照O.E.M需要的技术规格配合 热定形机器(诸如Superba机器)。热定形机器依靠如下几个设计因素被设计用于各种宽 度和长度，也就是，纱线细度、纱线类型、线轴架尺寸和机器的速度和机器的世代(年 代)。对带条带被生产到热定形管道上需要的要求宽度。由终端用户结合(加固)以后， 所述条带以环形环路应用在热定形机器中。通常在美国地毯纱线工业使用的一些宽度范 围包括76mm; 178mm ； 209mm和248mm。其它宽度还可以适合用于不同的应用和热 定形机器。对带条带厚度典型范围从Imm至2mm。所述条带的厚度指示其面积质量密度 (质量/单位面积，比较平面结构使用)，其热容量和透气性(对空气或者蒸汽的渗透 性)。较厚的对带条带较沉，可以吸收更多热量和湿度，较少可渗透用于蒸汽传递，并且 要求更多能量以在热定形线上传送。所述条带应可被压缩至一定程度，以使得可以通过 辊隙并且在加热管道中的进出点处形成密封。当辊隙压力被释放时，所述条带应能够恢 复其厚度。对带条带在热度和湿度下，贯穿其生命周期在高热度和环境室温之间的循环中 连续地工作。期望从所述条带的安装时刻到所述条带的寿命终点，所述条带一直保持高 的尺寸稳定性。任何条带尺寸的改变直接冲击所述条带的运行能力，从而缩短对带条带 的使用寿命。为最小化运行条件(高湿度和热度)对所述条带的物理尺寸的相反影响， 所述条带在加热管道中经历的运行温度之上被预定热定形(在被应用之前)好。聚合物 在热定形过程中的热固定承担如下目标(a)移除在纺织物中形成的残余应力；(b)促进 经纱线和纬纱线之间的经纬屈曲变换；(c)允许聚合物热收缩(热稳定性)；和(d)设置 条带结构以获得尺寸稳定性。对带条带作为环形带工作并且在线性路径中移动。不应向一旁摆动或者移动偏 移轨道，由于这将导致所述条带碰撞障碍物或者在机器中卡住。所述条带在低的所施加 的拉伸负荷下运行。在其返回路径上，所施加的负荷甚至更小。为了促进所述条带更易 寻迹(特别在低的所施加的负荷条件下)，所述条带表面用深的对角线沟槽构造，所述对 角线沟槽构造在交替方向上沿着所述条带的宽度以等间距间隔成锯齿形。这种表面类型 是破裂的斜纹组织的变形，并且在纺织术语中还称为交叉缝式图案或者山形斜纹图案。 这种有纹理的表面非常有助于在对带条带和松散放置在不锈钢穿孔传送带上的纱线之间 的摩擦力的均勻分布。由于对角线斜纹图案的翻转，对带条带和在其上放置的纱线之间 的滑动被最小化。转到图2，具有交叉缝式图案的平衡的2/2破斜纹组织的示例被图示。条带20具有在由箭头23标明的机器方向上定向的五行22a、22b、22c、22d和22e。所述行可以 为大约一英寸或者25.4mm宽。如所示，相邻的行22a和22b具有铰合线24a_e，其角度 相等并且以锯齿形式彼此相对。所述图案还称为人字形(herringbone)。基于本公开内 容，对本领域普通技术人员显而易见，相似类型的表面纹理也可以使用其它类型组织来 纺织，例如，破斜纹组织、席纹组织。也可以考虑斜纹组织的替代组织，也就是，平纹 组织、经或纬条形组织。基于本公开内容，对本领域普通技术人员显而易见，其它组织 图案也可以是适合的。本发明的对带条带与现存的对带条带相比具有很多优势，包括性能更高、寿命 更长和提高在热定形管道中的生产率。最明显改善体现在最高设定点温度处在地毯纱线 热定形机器中加工聚酯纱线的应用中。本发明的高温聚苯硫醚(PPS)平织物的对带条带具有高耐温性、高拉伸模量， 并且可以在湿或者干的条件下工作。PPS是无机聚合物，其抵抗水解(在湿条件下加热) 破坏并且在整个条带生命周期过程中保持其物理属性。PPS在市场上可从名为RYTON的 品牌获得。而且，本发明的条带的交叉缝式纺织物表面提供在更长的加热管道中的极好 的纱线牵引。如图3和4所示，用于本发明的对带条带的纺织结构设计包括由经纬纱线制成的纺织物，所述纺织物使用斜纹组织图案以平衡的构造交错。作为双轴织物的两个主要 组成部分的经、纬纱线可以具有适合于纺织几何形状的线质量密度和适于应用的织物密度。斜纹组织图案特征在于横跨织物的表面和背面对角线地延伸的肋/沟槽。2/2斜 纹组织织物通过2盖2纱线的纱线浮点(也就是，在纱线交迭时每根经纬、纱线浮在两端 之上)表不。在平斜纹织物中，对角线斜纹线从右到左或者从左到右延伸，并且保持相同方 向。根据对角线斜纹线方向，斜纹组织被限定为左旋斜纹组织或者右旋斜纹组织。在相 反的斜纹组织中，然而，在一些固定的间隔以后，斜纹对角线反复地翻转。斜纹线的连 续翻转产生锯齿形图案，在对角线交叉处具有尖锐的山形交叉部。当交叉斜纹线在一点 处相遇时，该组织被分类为山形斜纹组织(图3)，并且如果在相遇点处交叉斜纹线被偏 置，则该组织被分类为交叉缝式斜纹组织(图4)。转到图3，单位格8-端纺织单位格由经纱Wl至W8和纬纱S1至S4的交织表 示。符号“X”表示经纱线可见或者在织物的表面上位于纬纱线之上。空白格表示纬 纱线可见或者在织物的表面上位于经纱线之上。通过对在单位格中的X或者空格进行分 组，可容易地辨别两个纱线的浮点。为实现由单位格限定的组织图案的几何形状，必须 遵循如图3所给出的拉拔经纱端的顺序(拉拔次序)和提升综框的顺序(提升次序)。拉拔次序单位格以下显示的框表示经纱端在综丝(综框)中拉拔顺序。该顺序 以在综框#1 (Hl)中拉拔第一经纱端Wl开始。第二经纱端W2被拉拔通过在综框#2 (H2) 上的综丝。第三W3和第四W4经纱端被分别地拉拔通过H3和H4。第五经纱端W5被 拉拔通过综框#2 (H2)；第六经纱端W6被拉拔通过综框#1 (Hl)；第七经纱端W7被拉拔 通过综框#4(H4);并且第八经纱端W8被拉拔通过综框#3 (H3)。每八个端重复相同的 拉拔顺序。
提升次序在右侧上的小框表示当纬纱(pick)被插入时提升通丝所必须被遵循 的顺序。当第一纬纱Sl插入时，综框Hl和H4必须是‘向上，(也就是，这些形成上梭 口)和综框H2和H3必须是‘向下，(也就是，这些形成下梭口)。当第二纬纱S2插入时，综框Hl和H2必须是在‘向上，位置并且综框H3和 H4必须‘向下，。当第三纬纱S3插入时，综框H2和H3必须在‘向上，位置并且综框Hl和H4 必须是‘向下，。 当第四纬纱S4插入时，综框H3和H4必须在‘向上，位置并且综框Hl和H2 必须是‘向下，。转到图4，单位格用于交叉缝式的单位格几何形状稍微地不同于山形斜纹组 织单位格的几何形状。两个组织设计的第一半部相当类似。然而，在两个设计之间，经 纱端W5-W8和纬纱端S1-S4之间的交织不同。在两个图案中使用的提升次序相同，并且因此凸轮图案和提升顺序保持相同。 然而，在拉拔次序中，经纱端W5-W8被不同地拉拔，导致组织图案不同。为实现如由单位格限定的组织图案几何形状，必须遵循图4中给出的拉拔经线 端的顺序(拉拔次序)和提升综框的顺序(提升次序)。对带条带被典型地接合用于环形使用，并且在长度和宽度之间具有大于100 1 的纵横比。典型地，所述条带是单层窄平织物。为了在热循环过程中允许用于快速热量 和湿度吸收和在冷却过程中快速散失，平面纺织组件必须是可渗透的和重量轻的。为了 允许在管道中围绕滑轮和围绕用于导向机构的偏转辊子的容易的弯曲，对带条带应具有 低的弯曲刚度。作为上述纺织物的对带条带的替代物，无纺织物的对带条带可以构造如下。足 够强度和重量的纺织加强部件由聚苯硫醚经、纬纱线构造。接下来，聚苯硫醚短纤维通 过机械缠结(也就是，针刺过程)均勻地连接到纺织加固的两个表面。由此形成的纤维 组件还称为无纺织物。无纺织物组件然后被热定形，用于增加其尺寸稳定性。热定形过 程使用热/IR加热和机械力以实现期望的结果。无纺组件然后可以砑光或者加压以实现目标的厚度和密实度，作为适于符合用 于最终用途的需求。如下表格提供由PPS纤维制成的纺织的对带条带的示例。在表格中标出的条带 属性仅仅是示意性的，而对带条带的规格可以从用于最佳性能的标出值变化。
Γ
额定宽度(mm)178±2.7mm209 士 2.7 mm
__248 土 2.7 mm_
额定厚度 Cmm)__1.7 ±0.2_
质量(克/平方米)_ 800 ±100_
可允许的工作温度_O0C至163°C_
构成100%聚苯硫醚 虽然已经结合某些实施方式描述本发明，不是意图将本发明的范围限制到所提 出的特殊形式，而是，相反地，意图覆盖可以被包括在由所附的权利要求限定的本发明 的范围内的这种替代物、变型和等效物。
权利要求
1.一种在连续地毯纱线热定形系统(10)的热定形管道(13)中使用的对带条带(20)， 所述对带条带(20)包括聚苯硫醚的纤维网。
2.根据权利要求1所述的对带条带(20)，其中，所述纤维网由包括聚苯硫醚的多 个经纱线和包括聚苯硫醚的多个纬纱线形成，所述纬纱线与所述经纱线纺织以形成条带 (20)。
3.根据权利要求2所述的对带条带(20)，其中，所述经纱线和纬纱线被纺织以形 成在机器方向上设置的多个行(22a，22b，22c，22d，22e)，所述行(22a，22b，22c， 22d，22e)具有形成在其中的多个对角线沟槽(24a，24b，24c, 24d，24e),第一行 (22a，22c, 22e)的对角线沟槽(24a，24c, 24e)被定向成与相邻行(22b，22d)的沟槽 (24b，24d)成相等和相反的角度，以形成锯齿形图案。
4.根据权利要求2或3所述的对带条带(20)，其中，所述经纱线和纬纱线以2/2山形 斜纹组织进行纺织。
5.根据权利要求2或3所述的对带条带(20)，其中，所述经纱线和纬纱线以2/2交叉 缝式斜纹组织进行纺织。
6.一种地毯纱线热定形系统(10)，包括热定形管道(13)；传送带，用于通过热定形管道(13)传送多个地毯纱线，所述传送带沿着在机器方向 上布置的传送路径通过热定形管道(13)设置；和对带条带(20)，所述对带条带(20)设定尺寸以与多个地毯纱线交叠，以当纱线被传 送通过热定形管道(13)时将纱线保持在合适位置中，所述对带条带(20)包括纤维网，所 述纤维网包括聚苯硫醚。
7.根据权利要求6所述的地毯纱线热定形系统(10)，其中，所述纤维网具有包括聚 苯硫醚的多个经纱线和包括聚苯硫醚的多个纬纱线，所述多个经纱线和多个纬纱线纺织 以形成平条带(20)。
8.根据权利要求7所述的地毯纱线热定形系统(10)，其中，所述经纱线和纬纱线 被纺织以形成在机器方向上设置的多个行(22a，22b，22c, 22d，22e)，所述行(22a， 22b，22c，22d，22e)具有形成在其中的多个对角线沟槽(24a，24b，24c，24d，24e)， 第一行(22a，22c, 22e)的对角线沟槽(24a，24c, 24e)被定向成与相邻行(22b，22d)的 沟槽(24b，24d)相等和相反的角度，以形成锯齿形图案。
9.根据权利要求7或8所述的地毯纱线热定形系统(10)，其中，所述经纱线和纬纱线 以2/2山形斜纹组织进行纺织。
10.根据权利要求7或8所述的地毯纱线热定形系统(10)，其中，所述经纱线和纬纱 线以2/2交叉缝式斜纹组织进行纺织。
全文摘要
本发明公开了一种对带条带(20)，所述对带条带适合于使用在地毯纱线热定形机器的热定形管道中。所述条带(20)由聚苯硫醚(PPS)纱线构造。对带条带(20)可以形成为具有斜纹组织构造的单层织物纤维。所述条带(20)还可以包括交叉缝式图案。
文档编号D06B23/04GK102016153SQ200980104056
公开日2011年4月13日 申请日期2009年2月2日 优先权日2008年2月6日
发明者维诺德·库马·查哈尔 申请人:哈伯西有限公司