专利名称：多组分纱线及其制造方法图1是本发明组合纱结构的示意说明图。图2是根据本发明原理的包芯纱的优选实施方式的说明，它具有组合纱的单股芯纱和两股包覆纱。图3是根据本发明原理的包芯纱的另一实施方式的说明，它具有两股芯纱和两股包覆纱。图4是根据本发明原理的包芯合纱的另一实施方式的说明，它具有单股芯纱和单股包覆纱。图5是根据本发明原理的保护外衣的说明图，即一只手套。图6是本发明制造组合纱的方法的示意说明图。优选实施例的详细说明这里所使用的“纤维”一词，指用于组合纱和织物的基本成分。通常，纤维长度方向的尺寸远大于其直径和宽度方向的尺寸。该词包括具有规则和不规则横截面的条、带、短纤维和其他形式的切断、割断或不连续的纤维等。“纤维”也包括许多上述中的任何一种或几种的组合。这里所使用的“高性能纤维”一词，指强度高的纤维类型，可应用于高耐磨性和/或抗切割性能很重要的场合。典型地，高性能纤维在最终的纤维结构中具有很高的分子取向度和结晶度。
这里所使用的“长丝”一词，指无限长或非常长的纤维，例如天然蚕丝。该词也指通过包括挤出工艺制成的合成纤维。组成纤维的单根长丝的横截面可以是各种横截面类型中的任何一种，包括圆形、齿状、钝齿状、豆状或其他形状。
这里使用的“纱”一词，是指连续的纺织纤维纱、长丝或其形式适于进行针织、机织或其他的缠绕以制成织物的材料。纱线有许多种形式，包括由短纤维组成的短纤纱，该短纤纱通常通过加捻结合起来；由多根连续长丝或纤维组成的复丝纱；或由单纱组成的单丝纱。
这里使用的“组合纱”一词，是指含有通过气流缠结在间隔点将抗切割的纱和非抗切割的纱和/或玻璃纤维纱组合起来的纱。
这里使用的“包芯纱”一词，是指含有用一股或多股包覆纱包覆芯纱的纱线。
这里使用的“喷气交缠”一词，是指使多股纱线在喷气作用下进行组合，形成间隔地混合的单股纱，即组合纱。有时，该处理称为“空气粘结”。在这里所使用的“喷气交缠”中，相邻的抗切割纱和非抗切割纱和/或玻璃纤维纱，其中至少一股是复丝纱，以最小的即低于10％的超喂量经过缠结区，缠结区中喷射气流间隔地对准并穿过该缠结区，通常垂直于纱的通道。当气流冲至相邻的纤维纱上时，纱被喷射气流搓绕，在间隔的区域内或节点处进行混合或交缠。所形成的组合纱的特征是在间隔的喷气交缠部分或节点处纱中的纤维交缠或“粘结”起来，它们被非交缠的相邻纤维隔开。
这里所使用的“嵌入”一词指交缠的非金属纱将捕获并握持在交缠纱内和/或在交缠纱旁边形成单一组合纱。
图1示意说明了本发明的组合纱10。组合纱可用来与其他纱组合，制成抗切割的包芯纱，它包括至少一股金属丝纱12和至少两股含有内在抗切割材料14和非抗切割材料或玻璃纤维16的纱。14和16彼此交缠，并围绕金属丝纱12交缠，在沿单股组合纱10的长度方向形成间隔的结合点13。纱14、16中的一股或另一股最好是复丝纱。纱14、16可用该用途众所周知的设备，将纱14和16围绕金属丝进行喷气交缠。合适的设备18包括购自Heberlein FiberTechnology Inc.的带有涡流室的SlideJet-FT体系。
该设备可接受多道运行的复丝纱和金属丝纱，使纱线中的纤维均匀地彼此缠结，或在纱的长度上围绕金属丝纱进行缠结。该处理也引起纱的间隔缠结，在沿它们的长度在方向上纱之间形成结合点。这些结合点通常被非缠结结的纱所分隔，按不同的变形设备和所用的纱的组合非缠结纱的长度约为0.125-1.000英寸。组合缠结纱单位长度上的结合点数目，随变量例如喂入设备的纱的数目和组分而变。本发明的操作不包括将纱线超喂至喷气交缠设备内。喂入气流缠结设备内的气压，不应当太高以免损害在本发明操作中使用的任何短纤纱的结构。
图1所示的组合纱，可以单独使用或可以与其他纱组合来制成许多的复包芯纱结构。在图2所示的优选实施方式中，包芯纱20由组合纱芯纱22，和根据上述技术用第一包覆纱24包覆而成。包覆纱24在第一方向上包覆芯纱22。第二包覆纱26在与第一包芯纱24相反的方向上包覆第一芯纱24。第一包覆纱24或第二包覆纱26都可以以约3-16圈/英寸的速率进行包覆，优选的速率约为8-14圈/英寸。为特定包芯纱选择的圈数/英寸，决定于许多因素，包括但不局限于纱的成分和旦数、用来制造包芯纱的卷绕设备的类型、由包芯纱制成的制品的最终用途。
图3为另一种包芯纱30，包括根据上述技术与第二芯纱34平行排置而制成的第一组合纱芯纱32。这种双芯纱结构在第一方向上用第一包覆纱36包覆，它可以是顺时针方向或反时针方向。另外，包芯纱30可以包括在与第一包覆纱36相反的方向上包覆第一包覆纱36的第二包覆纱38。可以采用与图2所示的包芯纱相同的标准来选择第一和第二包覆纱36、38的圈数/英寸。
图4为另一个实施方式40。该方式包括根据上述的用单股包覆纱44包覆技术制成的包芯纱芯纱42。该包覆纱以约8-16圈/英寸的速率来包覆芯纱。该速率随芯纱和包覆纱股的旦数和构成材料而变。容易明白的是，可以根据可用的纱线、所要求的成品性能和可用的加工设备制备各种芯纱包覆纱的组合。例如可以用两股以上的纱作为芯纱结构，和两股以上的纱作为包覆纱。
纱12由柔性金属、优选经热处理的很细金属丝构成。该纱最好股是不锈钢丝。但是也可以使用其他金属例如韧性铁、铜或铝。金属丝应当具有约0.0016-0.004英寸的总直径，优选约0.002-0.003英寸。该金属丝束可以含有多根金属丝，所述丝的总直径在这些范围内。
内在抗切割的纱14可以由本行业内所熟知的高性能纤维构成。这些纤维包括但不局限于伸直链的聚烯烃，优选伸直链的聚乙烯(有时称作“超高分子量聚乙烯”)，例如Allied Signal制造的Spectra?纤维；芳族聚酰胺纤维，例如DuPont De Nemours制造的Kevlar?纤维；液晶聚合物纤维，例如HoeschtCelanese制造的Vectran?纤维。另一种合适的具有内在抗切割性能的纤维包括购自Hoescht Celanese的Certran?M。
这些和其他抗切割纤维可以是连续复丝或短纤纱。通常认为这些纱以连续复丝形式使用时，可以表现出较好的抗切割性能。内在抗切割纱的旦数可以是市销的任何旦数，在约70-1200的范围内，优选约200-700旦。
在编织外套期间，为了阻止金属丝组分的伸展、扭结并形成结点，抗切割纱应当“较强”，具有较高强度和较大抗伸展性。
非抗切割纱16可以由许多可得到的天然和合成纤维中的一种构成。它们包括聚酯、尼龙、乙酸酯、粘胶纤维、棉、聚酯-棉共混物。该范围内的合成纤维可以是连续复丝或短纤纱。这些纱线的旦数可以是市销的任何旦数，在约70-1200旦的范围内，优选的旦数约为140-300旦。
如果非抗切割纱16是玻璃纤维，那么它可以是E玻璃或S玻璃连续长丝或短纤纱。玻璃纤维纱的优选旦数约为200-2000。该类玻璃纤维由Corning和PPG两个公司制造，其特征是具有多种性能，例如较高的约为12-20克/旦的强度，耐大多数酸和碱、不受漂白和溶剂的影响、耐环境条件例如霉变和日光、高度耐磨性和耐老化性能。本发明所采用的几种不同尺寸的玻璃纤维纱，如下表1所示表1标准的玻璃纤维旦数
表中的旦数是本行业内众所周知地用来说明玻璃纤维纱纤度的。根据成品的特定应用，这些玻璃纤维纱可以单独使用或组合使用。通过非限制性的例子，如果芯纱的玻璃纤维组分要求约200的总旦数，那么可以使用单股D-225或两股G-450。合适的玻璃纤维纱可购自Owens-Corning和PPGIndustries。
根据特定的应用，图2-4所示的实施方式中的包覆纱可以含有金属丝、内在抗切割材料、非抗切割材料、玻璃纤维或其组合。例如在具有两股包覆纱的实施方式中，第一包覆纱可以含有内在抗切割材料，而第二包覆纱可以含有非抗切割材料例如尼龙或聚酯。这种排置使纱可上色，或使成品具有特定的手感。
表2为由气流混合方法结合起来的金属丝、抗切割纱、非抗切割纱和玻璃纤维纱4种组分的组合。表2中的每个例子都采用Heberlein SlideJet-FT15用P312头进行制备。供给SlideJet单元的气流压力约30-80磅/英寸2，气流压力优选约为40-50磅/英寸2。优选地，气流的含油量低于2ppm，最好是不含油。
表2交缠纱的实施方式
表3是三种组分的组合纱。
表3交缠纱的实施方式
在上述实施方式中，玻璃纤维纱提供的缓冲作用增强了高性能纤维的抗切割性。金属丝也增强了纱的抗切割性。不需要高性能纤维包覆玻璃纤维纱时所需的时间和费用，就可有利地获得这些效果。
下面的实施例说明了可以采用上述表中的组合制成各种包芯纱。在每个实施例中都采用组合纱为芯纱。这些具体的包芯纱成分以示范方式来说明本发明，不应当理解为限制本发明的范围。
表5包芯纱实施例
如图5所示，由本发明的交缠纱制成的针织手套更柔软，触觉反应比用相似方式制成的以钢丝为芯成分的常规包芯纱手套更好，而且具有相似的抗切割性能。在编织期间，由于间隔交缠的抗切割纱成分的抗伸展性较大，从而阻止了钢丝组分的扭结和结点。同时也更好地保护钢免于断裂，而且如果发生断裂，金属丝端头也不太可能凸出织物表面。
虽然已经由优选实施方式对本发明进行了说明，但是应当理解，不脱离本发明的精神和范围，可以进行改进和变化，这正如本行业的熟练技术人员所容易明白的一样。这样的改进和变化被认为属于所附权利要求及其等同物的范围。


本发明涉及含有金属丝的抗切割组合纱。将金属丝嵌入抗伸展性较大的抗切割组合纱内,可在编织时避免由拉伸导致金属丝扭结。该组合纱包括至少一股不锈钢丝、第一和第二非金属抗切割纱、非抗切割材料或玻璃纤维。非金属纱由喷气彼此交缠,在纱的长度方向形成间隔的结合点。喷气交缠时,至少部分区段内,两股非金属纱将不锈钢丝嵌入非金属纱内。至少有一股包覆纱沿第一方向上包覆组合纱形成包芯纱,第二包覆纱沿相反方向包覆组合纱。