專利名稱：：短纖維紗制造方法
技術領域：
：本發明總的涉及一種纖維加工(conversion)和紡絲方法，并且更特別地涉及將長絲紗拉斷形成人造短纖維和將這些纖維凝結(consolidating)成短纖維(紡成的)紗線的方法。該方法包括拉伸步驟、隨后是張力控制步驟、隨后是拉斷步驟，和最后是凝結步驟。本發明還涉及一種用于實施該方法的裝置，和由此制造的紗線。背景已經由合成材料例如聚合物制備的連續長絲通過將該連續長絲切割成人造短纖維，然后以與棉或羊毛的天然纖維相同的方式將其捻成紗線而制造短纖紗。由人造短纖維制造紗線的另一種方法是通過將連續長絲拉斷以形成人造短纖維。該方法被進一步分成兩類。在第一類中，正如例如在US4,924,556(Gilhaus)中描述的那樣將大的長絲絲束拉斷形成重的人造短纖維條。然后通過同樣用于棉或羊毛的常規體系將這些條加工成紗線。由于由拉斷的長絲得到的人造短纖維在常規的紗線制造機上加工，因此必須嚴格地控制平均纖維長度和纖維長度分布。為了完成該任務，Gilhaus教導了多個拉斷區用于逐漸地降低纖維長度。在第二類中，正如例如在US2,721,440(New)或US2,784,458(Preston)中描述的那樣，將較小的絲束拉斷形成小的長條，然后將這些長條直接紡成紗線。該第二類方法有時被稱為直接紡絲。由于實際的加捻裝置固有的速度局限，因此這些早期方法速度緩慢。作為實際加捻的選擇，US3,110,151(Bunting)公開了采用纏結或交織噴絲頭裝置將人造短纖維凝結以制得紗線產品。這類產品可以比實際加捻更快地制得，但在長度、潔凈度和均勻性上不能與常規的短纖紗相比。作為選擇，US4,080,778(Adams)公開了這樣一種方法，其中可以在單個區中將1500-5000旦尼爾的連續長絲絲束加熱和^立伸，然后拉斷(牽切)和牽伸，并且在高速下通過有孔的牽伸輥和吸氣機排出以保持流體和纖維并流通過輥距。為了具有加工穩定性和優質的紗線，Adams要求在^立斷區中輥速比至少為5。然后在Bunting中/>開的一種纏結噴絲頭中將不連續的、未凝結的長絲凝結以制得50-300旦尼爾的紗線。由于不需要進一步的紗線加工，因此不存在纖維長度限制。在Adams中，約1.5-20%的在^立斷區中制得的不連續長絲纖維的長度超過76cm,并且約50-93.5%的纖維為12.7-76cm長。要求紗線軸在整個方法期間垂直。所得產品是具有通常高于環4定紡絲紗線的優良強度的凝結紗線，其沒有粗節并且潔凈。一種由纖維絲束制造包纏紗的水平在線方法在US4,667,463(Mmorikawa)中教導。該方法包括在具有窄寬度的延長區域中在加熱器上將絲束拉伸，牽伸切割絲束，并且使牽伸切割的纖維經受修正的牽伸切割步驟和紗線形成步驟。修正的牽伸切割步驟中區域的長度約為牽伸切割區長度的0.4-0.9倍，并且修正的牽伸切割的輥速比為至少2.5。拉伸優選以兩個階段進行以實現最大拉伸比的90-99%的拉伸比，并且然后將拉伸的纖維熱處理。紗線形成步備聚使用噴絲頭系統通過在纖維芯的周圍生成纏繞纖維并且將它們纏繞在芯層纖維的周圍而使纖維凝結。有時候在修正的牽伸切割區和紗線形成區中使用輸送帶以控制外圍的纖維。產品描述于US4,356,690(Mi畫kawa)中，其提及了紗線纖維中超過約15°/。的不連續長絲具有小于平均長絲長度0.5倍的長絲長度，并且紗線纖維中超過約15%的長絲具有大于平均長絲長度1.5倍的長絲長度，其中優選的平均長絲長度為50-500mm。在所示出的實施例中，制得174-532旦尼爾(30.5-10英制棉紗支數)的紗線的方法最大輸出速度為200米/分鐘(實施例6)，大多數實施例在約100米/分鐘下進行。在Adams方法的產品中，長的平均纖維長度和1.5-20%的纖維超過76cm的實際情況，限制了可伸出紗線的纖維端的凄t目并且為許多織物應用提供了具有舒適感覺和外觀的紗線。為了實現穩定的方法和優良的紗線質量，Adams要求了這些長的纖維。與Adams方法一目只t比，Gilhaus和Minorikawa要》,至少兩個斷裂區以獲得所希望的平均纖維長度和纖維長度分布。對于方法穩定性和潔凈紗線而言認為需要長的斷裂區，而對于短的纖維長度而言認為需要短的斷裂區。當使用短的斷裂區時，平均纖維長度典型地為約最短斷裂區長度的0.5倍，平均纖維長度的范圍約為最短斷裂區長度的0.4-0.7倍。WO00/77283(P叩per)公開了一種拉斷方法，其中制得的紗線具有大于6英寸的重均纖維長度。因此仍然需要一種用于制造具有足夠短的平均纖維長度以得到類似于常規人造短纖維紗的美觀性的拉斷紗線的直接紡絲方法。還需要一種可以穩定地并且在高速(例如高于250m/mm)下操作以使得在單線中由小的絲束或筒子架直接制造紗線在經濟上為有吸引力的方法。現有的一個斷裂區的方法似乎還制得了具有不可接受的質量均勻性的紗線。特別地，2米-10米的紗線長度中的質量變化可以使得織物看起來具有厚和薄的位置，盡管測得的質量均勻性(CV%)正好處于通常可接受的范圍內。本發明的方法克服了這些問題。概述本發明的一個實施方案是一種通過以下方式由長絲紗制造短纖維紗的方法(a)使長絲紗經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲被拉伸，(b)使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲不再被進一步拉伸并且不斷裂，(c)使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲斷裂形成人造短纖維，和(d)將該人造短纖維凝結形成短纖維紗。本發明的另一個實施方案是一種通過以下方式由長絲紗制造短纖維紗的方法(a)將長絲紗通入紡絲裝置的拉伸區，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲被拉伸，(b)將從拉伸區中出來的紗線通入裝置的張力控制區，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲不現被進一步拉伸并且不斷裂，(C)將從張力控制區中出來的紗線通入裝置的拉斷區，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲斷裂形成人造短纖維，和(d)將從拉斷區中出來的人造短纖維通入裝置的凝結區，在其中將人造短纖維凝結形成短纖維紗。本發明的另一個實施方案是一種用于由長絲紗制造短纖維紗的紡絲裝置，其包括(a)拉伸區，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲被拉伸，(b)張力控制區，所述長絲紗從拉伸區通入其中，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲不再被進一步拉伸并且不斷裂，(c)拉斷區，所述長絲紗從張力控制區通入其中，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲斷裂形成人造短纖維，和(d)凝結區，所述人造短纖維從拉斷區通入其中，在其中人造短纖維凝結形成短纖維紗。本發明還有另一個實施方案是一種包括人造短纖維的短纖維紗，其中該人造短纖維具有小于約6英寸的重均纖維長度和小于1英寸至約25英寸的纖維長度分布。本發明的其他特征將從以下描述中和參照附圖時變得明顯，其中圖1是本發明的裝置的側面立視圖，該裝置可用于實施本發明的方法并且其包括拉伸區、張力控制區、拉斷區和凝結區。圖2-5表示在實施例1-4中制得的紗線上獲得的質量均勻性光譜圖。圖6-8用圖解說明了可用于本發明方法的作為選擇的導絲輥布置。圖9是包括第二組進料輥以拉伸具有不同拉伸比的不同進料材料的實施方案的圖解說明。詳述已經開發了一種由長絲紗進料制造短纖維紗線的方法，其短纖維紗線中的人造短纖維具有小于約6英寸(6")的重均纖維長度、使得每英寸有所希望的高數量纖維端。采用不使用短的拉斷區的裝置，該方法能夠提供這些相對短的重均纖維長度，因為重均纖維長度與拉斷區的長度的比例可以被控制在小于約0.4。該方法在極大地超過在其下制造環錠紡絲的短纖維紗的那些的速率下操作。該方法使得能夠在垂直或水平方向上操作而不會犧牲生產速度或效率。該方法適合于使公開了對常規拉斷方法的多種改進，包括在拉斷之前采用張力控制區以消除或控制進料紗線中長絲中的應力。該張力控制使得能夠極大地影響進料紗線中的長絲在拉斷區中斷裂的位置，并且因此能夠改變通過將進料紗線中的連續長絲拉斷制得的人造短纖維的纖維長度分布，主要是重均纖維長度。在優選實施方案中，該方法以直4妄的順序一/人上游到下游的方向移動而使用以下區拉伸區、張力控制區、拉斷區和用于將由不連續長絲制得的人造短纖維凝結并且通過各種方式的任一種將它們相互纏結以在紗線產品中產生和保持統一'f生的凝結區。該方法包括對具有一個或多個拉斷區的系統的改進。在另一些實施方案中，當希望將進料紗線中的長絲和/或產品紗線中的人造短纖維加熱并且控制產品特征例如收縮率時，采用退火區。退火區最通常是拉伸區的一部分，但可以在方法中的多個位置下使用，包括在凝結區之后。纖維是特征在于長度為其直徑或寬度的至少100倍的圓柱形物質單元，其能夠通過多種方法例如編織、針織、編結、氈合(縮絨)和加捻而被紡絲成紗線或制成織物。為了在紡織機械上加工，需要合適長度(例如約1-8英寸)的纖維。人造短纖維具有用于該目的的合適長度，因為其是天然纖維(例如得自棉或羊毛)并且固有地具有可用的長度，或者其是由連續長絲切割或斷裂成合適機械長度的一束不連續長度的合成長絲。在本文中稱為長絲紗線的一束連續長絲因此通過加工轉化成人造短纖維，例如，在拉斷機上加工以達到在制得合適用于凝結的長度的不連續長度的長絲的位置下將連續長絲重復斷裂成人造短纖維。與上述的長絲紗相對，短纖維紗是以其中纖維凝結并且因此充分地相互纏結以使得紗線沿著適合于針織、編織或者相互纏繞以形成織物的紗線長度具有完整性和統一性形式的連續的人造短纖維束。短纖維紗還可以包含摻入斷裂長絲流中的連續未斷裂的長絲，由該斷裂長絲流制得人造短纖維并且最終制得短纖維紗。本發明的方法制得了由人造短纖維組成的紗線，該人造短纖維具有比通過沒有張力控制區并且僅有一個或兩個拉斷區的拉斷系統制得的紗線更短的重均纖維長度。本發明的短纖維紗產品特征在于存在不同長度的人造短纖維，該纖維沿著紗線長度相互纏結以保持紗線的統一性，其中該纖維的重均長度小于6英寸，并且其中紗線具有小于1英寸-約25英寸的纖維長度分布。其他產品包括紗線產品中連續長絲與人造短纖維的組合，該連續長絲例如在拉斷區之后并且在凝結區的入口^^皮加入纖維中。現在參照附圖，圖1示出了本發明的直接紡絲裝置，在其上可以進行本發明方法。用于本發明方法的長絲紗進料材料可以來自巻繞的連續長絲包，或者可以來自從其中可以自由抽出進料紗線的游蕩(piddled)的連續長絲的容器。采用相對小旦尼爾的游蕩的進料紗線，本發明的方法可以經濟地操作，其消除了昂貴的纏結步驟并且使得能夠使用有時難以成功地巻成巻的未拉伸的長絲。長絲紗進料中的長絲因此可以在送入裝置的拉伸區之前未4立伸，或者可以一皮預先部分4立伸或取向。這些形式中的任一種進料材料提供了經濟的選擇。這與例如公開于Gilhaus中的長條拉斷裝置相反。將長絲紗1送入裝置，并且首先在兩組輥子2與3之間拉緊，這些輥子通過常規的馬達/變速箱和控制器(未示出)在預定的速度下驅動。輥組3在比輥組2更高的速率下驅動，并且由此Y吏進料紗線在該第一區11(拉伸區)中經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲被拉伸。拉伸區11和拉伸長絲紗1是指以沒有或基本沒有長絲斷裂；長絲保持連續的方式將連續長絲拉伸。拉伸長絲紗可以包括或不包括將長絲加熱，并且拉伸區11可以因此任選地包括可以采用許多形式并且可以在可容易改變的長度上接觸長絲的加熱器。一旦長絲在拉伸區中處于張力下，就可以進行長絲的拉伸，并且因此對于一些聚合物而言，長絲的拉伸或伸長可以剛好發生在長絲離開上游輥2時或者在非常短的長度例如一英寸或更少上。在該情形下，加熱器起到使拉伸的長絲退火而不是將其加熱用于拉伸的作用。對于這類長絲而言，如果需要拉伸加熱，則可以將輥加熱。然而，其他聚合物可能直到它們通過接觸加熱器的表面經受一些熱時才拉伸，或者可能完全不加熱而拉伸。然而在另一些情形中，拉伸區可以具有基本不超過1的輥速比、紗線將接受最少的拉伸并且拉伸區將起到與作為拉伸區一樣或更多的退火區的作用。拉伸區11的長度并不關鍵，并且被主要設計為適合于容納加熱裝置(當存在時)。然后使其中長絲被拉伸的進料紗線4從拉伸區11中出來并且通入位于輥組3與5之間的張力控制區12。相對于輥組3的速度，輥組5在這樣的速度下驅動在該速度下將該區中的長絲的張力控制在選擇的以使得長絲中任何殘余的應力消散的量下。為了該目的，輥組5的速率可以小于、等于或高于驅動輥組3的速度。在拉伸區11中長絲經受的張力量(大小)因此在張力控制區12中被減小、保持或增加。然而，在所有情形中將在張力控制區中長絲經受的張力設定在進料紗線中的長絲在其下不被進一步拉伸并且不斷裂的量下。如果在張力控制區12中長絲經受的張力量高于在拉伸區中它們經受的張力量，則由于拉伸區11的溫度分布、由其制得長絲的材料的力學性能和在拉伸區11中長絲已經經受的拉伸量，該較大數量的張力將不會大至造成任何另外的拉伸。盡管在如圖1中所示的本發明的裝置中拉伸區11直接將進料送入基本是相同的機器部分的張力控制區12，但在本發明的方法中在拉伸區中拉伸紗線的步驟不必在與該方法中的任一個其他步驟相同的機器上進行。然后進料紗線6從拉伸控制區12中出來并且通入位于輥組5與7之間的拉斷區13。在輥組5的輥隙與輥組7的輥隙之間測量拉斷區13的長度。在拉斷區13中通過在比輥組5更高的輥組7的速度下驅動紗線而提高紗線6的速度。在輥子與紗線之間應該沒有任何滑動，因此在驅動的輥組5下的紗線速度和輥表面速度相同，并且在驅動的輥組7下的紗線速度和輥表面速度相同。在拉斷區13中提高紗線的速度使紗線6中的長絲經受一定量的張力，該張力使長絲被拉伸直到超過長絲的斷裂伸長率，并且由兩個輥組夾緊的長絲將斷裂。在拉斷區13中，為了使長絲斷裂，輥組的速度比應該使得長絲上最大施加的應變超過由其制得長絲的材料的斷裂伸長率。在這種條件下，全部或基本全部的長絲將在拉斷區13中斷裂形成人造短纖維。除了使連續長絲在高的速度比下運行并且使它們經受超過它們的斷裂伸長率的張力而將進料紗線中的連續長絲斷裂之外，還可以通過采用裝置例如切割成條機或刀輪將它們切割或弄薄而使長絲斷裂[例如在New或US4,547,933(Lauterbach)中描述的那樣],這降^氐了施加在軋棍上的斷裂力并且控制了一些長絲中斷裂位置的無規性。為了在單個拉斷區13中實現進料紗線中的長絲的實際斷裂，當出口輥7的速度與入口輥5的速度比例升高時，斷裂所需的穩態張力降低。如果紗線在高張力下進入拉斷區13，則其中的長絲更容易在更接近入口輥5處斷裂。更接近入口輥5的斷裂將造成在由斷裂的不連續長絲形成的人造短纖維中更長的重均纖維長度，其可以例如是大于拉斷區13的長度約0.5倍的重均長度。如果紗線在低張力下進入拉斷區13，則其中的長絲更容易在更接近出口輥7處斷裂。更接近出口輥7斷裂將造成在由斷裂的不連續長絲形成的人造短纖維中更短的重均纖維長度，其可以例如是小于拉斷區13的長度約0.5倍的重均長度。該現象可用于生成重均長度小于約6"的人造短纖維，而不需要減小使用的拉斷區的長度，由此保持優良的操作性和紗線質量。在紗線的拉斷中，較短的斷裂區得到較短的纖維，但對于優良的操作性和紗線質量而言需要較長的斷裂區。紗線上的張力以克度量并且可以通過使用張力計測量。拉伸區、張力控制區和拉斷區中紗線上的張力和因此其中的長絲上的張力可以由紗線的質量流量、斷裂伸長率和斷裂強度確定。在進料紗線中的連續長絲斷裂之后，還可以在拉斷區中將由其形成人造短纖維的不連續長絲組合在其的速度不斷升高直到其達到輥組7的速度時牽引以減小旦尼爾。上述同樣的現象使得在拉斷區中的牽引能夠在寬范圍的輥速比，甚至小于5下操作，并且使得能夠使用裝有相對少量連續長絲的進料紗線包的進料粗紗架，而不是必須由許多包生成非常大的進料絲束。由斷裂的不連續長絲形成的人造短纖維8從拉斷區13中出來并且通入輥組7與9之間的凝結區14。在凝結區14中纖維速度可以稍微降低，但在輥子與纖維之間應該沒有任何滑動，并且因此在驅動的輥組7下纖維速度和輥表面速度相同，并且在驅動的輥組9下纖維速度和輥表面速度相同。在其他情形中，可能希望在凝結區中少量提高纖維速度以改進纖維的纏結。在該情形中，將出現一些牽引。一個或多個凝結裝置10例如吸氣機噴絲頭或交織噴絲頭設置在凝結區中。交織噴絲頭通過將纖維彼此纏結形成短纖維紗而使纖維互相連接，并且在這樣做時其可以稍微縮短紗線形成時纖維的長度，這是凝結區中降低的速度的原因。合適的交織噴絲頭描述于例如美國專利6,052,878(Allred)、WO03/29539(Buchmuller)或者Heberlem交織噴絲頭目錄中。其他合適的纖維相互連接噴絲頭描述于例如US4,825,633(Artzt)和MurataJetSpmner目錄中。人造短纖維在通過凝結區之后變成具有優良粘結'性和強度的凝結的短纖維紗。如果需要，在凝結區14之后可以增加退火區(未示出)。該退火區可以例如以與上述相同的方式一其中采用加熱裝置但采用極小的速度比操作拉伸區11而操作。這可用于其中必須將紗線產品的最終收縮率控制在特定值并且在紗線形成后退火是實現其的最直接方式的方中的每一材庫牛不同地響應以在紗線中產生特歹朱效應時，例如當纖維的用。在選擇性實施方案中，可以有少量過量進料的纖維進入退火區。在其他選擇性實施方案中，在本發明的方法和裝置中可以采用圖6-8中所示的導絲輥布置。這些選擇性布置說明了確保在導絲輥與紗線之間的足夠摩4察，由此消除滑動的方式。圖8用圖解說明了加工兩種需要不同拉伸比的不同進料紗線的方式。在輥組9之后，將凝膠的短纖維紗導向巻繞機。可以將通過本方法制造的凝結紗線巻繞成包或者游蕩成容器用于傳送到另一個方法或者用于運輸；或者通向其他的機器元件用于進一步加工。可以例如通過涂覆整理劑或者通過結構處理例如用噴絲頭、齒輪巻曲機或填塞箱巻曲而將用于本發明方法中的進料紗線預處理。然而，用于進料紗線的任何整理劑的選擇是操作性的考慮因素。如果使用過多的整理劑，則不利地影響了拉斷區中獨立的長絲流動性和斷裂。如果使用過少的整理劑，則靜電變成問題并且輥包裹增多。以由其制得長絲的材料重量計，優選小于約0.1wt。/。的整理劑含量，并且更優選小于約0.04wt%。典型的整理劑組成可以包括脂肪酸的環氧乙烷縮合物、用壬酸封端的乙氧基化或丙氧基化醇、磷酸酯的鉀鹽和/或磷酸酯的胺鹽。可用于將被拉斷的長絲的其他整理劑描述于例如Adams和JP58(1983)-44787(Hirose)中。本發明的短纖維紗產品由不同長度的不連續長絲的凝結人造短纖維制得，這些纖維沿著紗線的長度相互纏結以保持紗線的完整性和統一性。該紗線產品具有可容易地用于織物應用而除了常規染色等之外不需要進一步制備的旦尼爾。紗線產品的線密度通常小于或等于約1000旦尼爾。然而作為選擇，紗線產品可以具有大于約1000旦尼爾的線密度，并且在該情形中由其制得紗線的纖維在紗線的橫截面中可以包含總計約soo根或更少的長絲。在優選的實施方案中，紗線產品中的人造短纖維具有小于約6英寸的重均纖維長度，并且它們具有其中纖維從最小小于1英寸至最大約25英寸的纖維長度分布。約99%的纖維的最大長度小于約25英寸，并且超過約50%的纖維具有重均長度纖維的約0.5-約1.5倍的長度。數均纖維長度也小于約6英寸。紗線產品每英寸具有有用數目的纖維端，并且顯著百分比的這些纖維端可以作為乂人紗線的中心部分延伸以f武予紗線所希望的感覺或"手感"的突出端而一皮發現。在制造本發明的紗線產品中，可以使用兩種或多種不同類型的進料紗線。在一個實施方案中，不同的進料紗線將一起通過拉伸、張力控制、拉斷和凝結區。這些不同的紗線在送入裝置之前可以一起組合成單根紗線或者可以簡單地單獨但同時送入。然而，在另一個實施方案中，可以通過在拉伸區的下游端或者在張力控制區的下游端引入一種或多種另外的進料紗線而制造本發明的紗線。如果不需要拉伸的長絲紗將要加入到需要拉伸的紗線中，則這是一種有用的方法。所有紗線將在拉斷區中同時斷裂，并且在余下的方法期間將繼續被一起處理。在另一個實施方案中，可以通過在拉伸區的下游端或者張力控制區的下游端引入第一種另外的進料紗線，并且通過在凝結區的上游端引入第二種另外的進料紗線而制造本發明的紗線產品。在該實施方案中，該第一種另外的進料紗線將通過拉斷區并且因此斷裂成不連續長絲，但該第二種進料紗線將不通過拉斷區。結果，該第二種進料紗線可以是意在使長絲保持連續并且因此未斷裂的長絲紗，和/或該第二種進料紗線可以是預先制備的已經摻入人造短纖維的短纖維紗。還有另一個實施方案中，可以只在凝結區的上游端引入一種或多種另外的進料紗線。在進料紗線之間有差異的情況下，該差異可能例如是每個長絲的旦尼爾，其中一種紗線具有小于約0.9的旦尼爾每才艮長絲(dpf)，并且另一種紗線具有大于約1.5的旦尼爾每根長絲。由dpf有差異的兩種或多種紗線制造紗線產品的優點是可以由較大dpf的進料紗線確定紗線產品的結構剛性同時可以由較小dpf的進料紗線控制軟度。這克服了當使用具有優良手感但過于柔軟的小dpf紗線制成織物時的一些問題。當使用不同的進料紗線時，為了在拉伸區中所希望的性能，每一種的斷裂伸長率應該類似。如果不同的紗線不具有類似的斷裂伸長率，則可以將它們中的其中一種部分預拉伸以與另一種相容。作為選擇，可以如圖9中所示那樣將第二個獨立的進料輥組(2A)安裝在裝置中，該進料輥組在預輥組2不同的速度下操作，使得不同的紗線可以在不同的速度比下拉伸同時在拉伸輥3下仍然連接在一起。在將不同的進料紗線用于本發明的情況下，它們可以含有由不同聚合物例如兩種不同的尼龍聚合物、兩種不同的聚酯，或者尼龍聚合物和聚酯制備的長絲。用于進料紗線中的不同聚合物應該相容，以使得它們粘結在一起并且可以共紡。為了該目的，它們應該具有類似的熱響應和功能紡絲黎度，或者具有一些特定相互作用例如化學相互作用。在另一個實施方案中，也可以使用包含具有不同結構的長絲的進料紗線，例如雙組分和/或雙組成長絲。雙組分長絲具有一個或多個明顯不同的結構區域例如殼/核結構，而雙組成長絲特征在于由其制得長絲的結構區域。在其下可以將不同聚合物用于進料紗線中的重量百分比可以顯箸變化，但通常約80/20-約20/80,并且優選約70/30-約30/70。進料紗線中的雙組分長絲可以例如由高度彈性(或"軟")的芯層聚合物例如1^^^@彈性體制備，和由在紡絲方法期間連接成"翼"或縱向肋骨的非彈性("硬，，)聚合物制備。在紡絲之后，可以通過熱將長絲的潛在彈性活化，這造成軟的芯層聚合物比硬的"翼"聚合物更明顯地收縮，并且這造成復合結構螺旋盤繞，賦予其螺紋的外觀和結構。在紡絲和拉伸之后并且在熱處理之前，該長絲結構還具有一些巻曲。由其可以制得進料紗線中的雙組分或雙組成長絲的聚合物的其他組合包括4GT/4GT-4GO聚酯(例如得自DuPont的HYTREL⑧聚酯)和尼龍/PEBAX⑧聚合物(得自DuPont);或者其中共聚物的一種嵌段與均聚物相同的均聚物/嵌段共聚物對。除了聚合物選擇的差異之外，用于本發明中的進料紗線的差異還可能涉及到一些差異，例如色差和表面處理不同，該表面處理的不同賦予給紗線一些其他的可以用肉眼觀察至U的視覺特征例如紗線的反射率、吸收率和潤濕性的差異。本發明方法提供了一種制造特征在于視覺效果的特殊紗線而不需要涉及到例如在其中必須首先通過切碎(切割)、共混、粗梳、精梳等制備長條的人造短纖維的常規共混中所需的多個步驟的有用的方式。在常規系統中，必須準備大量進料纖維以使得方法值得進行，因為在每一產品進程之后清洗方法設備是非常勞動密集并且耗時的。然而在本發明的方法中，可以以小得多的規模制造例如具有與每一種進料紗線的不同顏色的混色共混紗線產品，因為在實際中除了更換粗紗架中的包之外不需要清理以轉換成另一種進料共混物。色和非-米色變型的兩種顏色，盡管一種紗線可以具有白色或米色的顏色并且另一種紗線可以具有顯然的非-白色、非-米色的顏色。將這樣選擇進料紗線的不同顏色使得紗線產品中兩種顏色的組合實現了明顯不同于其中一種進料的新顏色。顏色的差異可以根據ASTM標準E-284-05a,CommitteeEl2.01，2005確定和描述，該標準描述了一種基于采用亮度大于卯％的白色和米色的亮度測量區分中性色例如白色和米色的方式。其還使得能夠通過使用CIELAB單位區分色調和色澤以檢測色差，其中這里使用的不同顏色將具有至少2.0的CIELAB單位差值。將其中只有一種紗線具有大于90%的亮度并且紗線具有至少2.0的CIELAB單位色差的兩種或多種具有不同顏色的紗線共混制得了具有適宜地與其中一種進料紗線的顏色不同的新顏色的紗線。當將紗線產品進一步制成織物時，該共混色具有輕纟鼓的石南花外觀。當在拉伸區的下游端或者在張力控制區的下游端引入另外的進料紗線以在拉斷區中與主要的進料紗線一起斷裂時，該主要的進料紗線和/或另外的進料紗線可以由選自以下物質的任何一種或多種聚合物制備尼龍、聚酯、芳綸聚酰胺、含氟聚合物、乙酸酯聚合物或共聚物、丙烯酸系聚合物或共聚物、聚乙縮醛、丙烯酸酯聚合物或共聚物、聚丙烯腈、纖維素聚合物、烯烴聚合物或共聚物、聚酰亞胺、苯乙烯系聚合物或共聚物、醚/酯共聚物、酰胺與醚和/或酯的共聚物、乙烯基聚合物和聚酰亞胺。例如，另外的進料紗線可以由選自芳族聚酰胺聚合物和含氟聚合物的一種或多種聚合物制備，并且可以將另外的進料紗線加入到由選自尼龍、聚丙烯和聚酯的一種或多種聚合物制備的主要進料紗線中。經受任何拉斷。:果該紗線含有:何連續的長絲，則它們將保;它們的連續特征。在凝結區的上游端加入的進料紗線可以由選自以下物質的任何一種或多種聚合物制備尼龍、聚酯、芳綸聚酰胺、含氟聚合物、乙酸酯聚合物或共聚物、丙烯酸系聚合物或共聚物、聚乙縮醛、丙烯酸酯聚合物或共聚物、聚丙烯腈、纖維素聚合物、烯烴聚合物或共聚物、聚酰亞胺、苯乙烯系聚合物或共聚物、醚/酯共聚物、酰胺與醚和/或酯的共聚物、乙烯基聚合物、聚酰亞胺、聚氨酯、含有聚氨酯嵌段和/或聚合的酯和/或醚嵌段的共聚物、天然纖維、金屬纖維或金屬絲(例如銅或鋼)、玻璃纖維和陶瓷纖維。優選但不要求在凝結區的上游端加入的紗線由與在方法的任何其他階—艮加入的紗線不同的材料制備。例如，在凝結區的上游端加入的紗線可以由彈性體或斯潘德克斯型長絲、1^"&@彈性體聚合物、具有低彈性的高強度長絲例如由芳綸聚酰胺聚合物制備的那些，或者具有高彈性的長絲例如由2GT[用對苯二曱酸酯化的1,2-乙二醇(或乙二醇)]或3GT[用對苯二甲酸酯化的1,3-丙二醇]聚酯制備的那些制得。當由斯潘德克斯型聚合物制備時，長絲優選具有大于約100%的斷裂伸長率和從約50%的延伸率起至少30%的彈性回復率。可以將這些另外的進料紗線加入到由以下聚合物制備的主要進料紗線中例如尼龍、聚酯、聚丙烯、含氟聚合物或芳族聚酰胺聚合物例如Nomex聚合物[由間苯二酰氯和甲基亞苯基二胺制備的聚合物(得自DuPont)]或Kevlar^聚合物[由間苯二酰氯和曱基亞苯基二胺制備的聚合物(得自DuPont)]。實施例如下所述，通過一系列實施例闡述本發明的有利效果。實施例所基于的本發明實施方案僅僅是說明性的，并不限制所附權利要求的范圍。采用標準UsterUT-3紗線測試^f義(UsterTechnologiesAG,ZellwegerUster,UsterSwitzerland)按照由生產商推薦的方法在4艮據本發明方法制備的4個短纖維紗樣品(實施例1-4)上進行就均勻度和頻繁出現紗瘋而言的均勻性測試。在該均勻性測試中，使紗線在兩個平4亍的電容器極板之間通過，并且紗線質量的變化引起極板間空氣介電的變化，引起來自傳感器的電信號成比例地變化。同樣采用UsterTensoJet在同一紗線樣品上進行紗線強度的測試。在此測試的實施例1-4的紗線各自由三個部分拉伸的聚酯長絲紗進料包制得，其中每一長絲具有255的旦尼爾并且每一紗線包含約200根長絲。在拉斷區長度約16英寸的本發明裝置上使用該進料紗線制造短纖維紗產品。通過其制造每一短纖維紗的操作條件概述于表I中。紗線均勻性測試結果示于表II中，紗線強度測試結果示于表III中，并且實施例1-4的紗線的質量均勻性光譜圖分別示于圖2-5中。在表II中，CVm是質量變化系數，其表示在質量平均值周圍紗線中的變化量。其通過將標準偏差除以平均值并且乘以100而獲得，并且被表示為離平均值的百分比偏差。在表II中示出了數目為50%的薄的位置一其中紗線的質量與平均紗線質量相比減少50%或更多的位置，和數目為50%的厚的位置一其中紗線的質量與平均紗線質量相比增加50%或更多的位置；照這樣有數目為280%的Neps—其中紗線質量與平均紗線質量相比增加280%或更多的位置。在表II和III中，紗線數目以Nec—NumberEnglishCotton表示，其是每磅紗線中840碼長度的數目。在表III中，tex是以1千米紗線計的克數。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表m在設置為500的UsterTensoJet上測試的紗線強度<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>由均勻長度的人造短纖維制得的紗線的質量均勻性波長光語具有與由變化的即分散長度的纖維制得的紗線不同的外觀。然而在每一情形中，即使對于完全無規纖維排列的理想紗線而言在光譜曲線形狀中也有界限分明的峰。可以用數學方法由纖維長度分布測定理想紗線的光譜曲線。同樣，曲線的峰具有這樣的數學關系重均纖維長度為由相等長度的纖維組成的紗線的重均纖維長度的2.7倍；并且約為由不相等或分散長度的纖維組成的紗線的重均纖維長度的約2.8倍。這些數學關系可用于迅速和容易地確定任何短纖維紗的重均纖維長度，由此消除了紗線中單根纖維的困難并且費時的測量的必要。圖2-5示出了根據本發明制造的多種聚酯紗線的光i普。可以看出每一曲線的主峰全部小于約16英寸。因此可以由數學模型確定這些紗線中的重均纖維長度小于6英寸。實施例1和2的光譜在約3.6英寸具有輕微的下降，這是顯著比例的纖維約為該長度的標志。通過比較，由于約1英寸或更小的短纖維長度，常規的短人造短纖維紗在小于0.1碼(3.6")下具有峰。采用例如由Gilhaus描述的常規多區拉斷方法制造的典型長的人造短纖維包括羊毛或合成纖維具有約0.25碼(9")的光譜峰，這對應于約3英寸的平均纖維長度。因此，當與采用單個拉斷區方法而沒有受益于張力控制區而制造的紗線相比，本發明紗線中的較短纖維在凝結紗線中提供了大量纖維端。因此明顯看出，根據本發明提供的將長絲紗(包含連續長絲)拉斷以形成人造短纖維(包含不連續長絲)并且將這些人造短纖維凝結成短纖維紗的方法完全滿足上文中所述的目的和優點。盡管已經結合其的特定實施方案描述了本發明，但顯然許多選擇方案、改進和改變對于本領域那些技術人員而言將是明顯的。因此，本發明意在包括所有這些落入附屬的權利要求的精神和范圍內的選擇方案、改進和改變。上面提及的每一專利或其他出版物以其的整體引入作為本發明的一部分用于所有目的。權利要求1.一種由長絲紗制造短纖維紗的方法，其包括(a)使長絲紗經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲被拉伸，(b)使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲不再被進一步拉伸并且不斷裂，(c)使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲斷裂形成人造短纖維，和(d)將該人造短纖維凝結形成短纖維紗。2.權利要求1的方法，其中長絲紗在步驟(a)中拉伸之前不被拉伸。3.權利要求1的方法，其中長絲紗在步驟(a)中拉伸之前被部分4立伸。4.權利要求1的方法，其中長絲紗由選自聚酯、聚酰胺和聚丙烯的一種或多種聚合物制備。5.權利要求1的方法，其進一步包括以下步驟將連續的長絲和/或凝結的短纖維紗加入到由步驟(c)形成的人造短纖維中，并且在步驟(d)中使該連續的長絲和/或凝結的短纖維紗與人造短纖維一起凝結形成短纖維紗。6.權利要求5的方法，其中凝結的短纖維紗由選自聚合物、金屬、玻璃和天然纖維的一種或多種材料制備。7.權利要求1的方法，其進一步包括以下步驟將完全拉伸的長絲紗作為第二種紗線加入到在步驟(a)中拉伸的作為第一種紗線的紗線中，并且在步驟(b)中使該第一種和第二種紗線一起經受張力。8..權利要求7的方法，其中第二種紗線由選自聚酯、聚酰胺、聚丙烯、芳族聚酰胺、乙酸酯和再生纖維素的一種或多種材料制備。9.權利要求1的方法，其中在步驟(b)中使長絲紗經受比其在步驟(a)中經受的更小量的張力。10.權利要求1的方法，其中在步驟(b)中使長絲紗經受與其在步驟(a)中經受的相同量的張力。11.權利要求1的方法，其中在步驟(b)中使長絲紗經受比其在步驟U)中經受的更大量的張力。12.—種用于由長絲紗制造短纖維紗的紡絲裝置，其包括(a)拉伸區，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲被拉伸，(b)張力控制區，所述長絲紗從拉伸區通入其中，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲不再被進一步拉伸并且不斷裂，(c)拉斷區，所述長絲紗從張力控制區通入其中，在其中使紗線經受一定量的張力，在該張力下紗線中的長絲斷裂形成人造短纖維，和(d)凝結區，所述人造短纖維從拉斷區通入其中，在其中使人造短纖維凝結形成短纖維紗。13.—種包含人造短纖維的短纖維紗，其中該人造短纖維具有小于約6英寸的重均纖維長度，和小于1英寸至約25英寸的纖維長度分布。14.^又利要求13的紗線，其中超過50%的人造短纖維具有重均纖維長度的約0.5-約1.5倍的長度。15.權利要求13的紗線，其進一步包含連續的長絲。全文摘要本發明是一種人造短纖維紗、一種用于制造紗線的裝置，和一種將長絲紗拉斷制造短纖維紗的方法。該方法使得能夠制造多個比大旦尼爾絲束產品更小批量的產品。該方法包括拉伸區、張力控制區、拉斷區和凝結區以形成人造短纖維紗。文檔編號D01G1/08GK101146938SQ200680009213公開日2008年3月19日申請日期2006年1月20日優先權日2005年1月21日發明者G·E·辛蒙茲申請人:納幕爾杜邦公司