生产纤维织物组织的方法和装置 【技术领域】
本发明属于纺织技术领域，它涉及如各独立权利要求前序所述的装置和方法。该方法和装置涉及由纺纱人造短纤维材料构成的纤维织物组织。
背景技术
纺纱人造短纤维材料如棉或毛由长度有限的纤维构成。为了由这些材料制成纤维组织，纤维通常通过梳理机被制成平面梳理机纤维网，它们随后被连成生条。在生条中，纤维不再是随便乱放的，而是优选地在加工方向上排成一列。生条随后通过牵伸和进一步方向调节而被转换成其中纤维比在梳理机纤维网中相互更靠近并且高度平行的长条结构。所述长条结构通过旋转(纺纱)被加工成丝线，其中纤维只通过彼此摩擦相连并且通过摩擦使所述丝线具有相当高的耐撕裂性能。这样的丝线被进一步通过编织、针织或在纺织领域中已知的其它方式进行加工。
上述工艺的一个优点(它从由梳理机纤维网为代表的松散纤维组织形成高强度平面结构)是，为此不需要附加材料，这意味着可以由此获得高质量的平面结构，其主要只由原材料的纤维构成。对于上述工艺来说，要加工的纤维必须具有最小长度。因此，部分纤维可选择自含短和超短纤维的天然纤维材料的废料。根据该工艺制成的丝线结构很紧凑，因此，在由此产生地平面结构中，如果平面结构要成为表层，则它们必须致密(高丝线密度)。
含同样多纤维的不致密丝线将具有比上述纺线更大的体积并且可能仍然构成丝线密度低地纺织的表层。为此，人们尤其致力于制造便宜的平面织物组织来增大丝线体积，例如通过使用更加松散纤维组织，除相互摩擦外还通过其它方式使纤维贴在一起，或者通过使传统纺织的丝线与松散的纤维组织相连。在这些松散纤维组织中的纤维例如通过粘接剂被粘在一起，它允许保持短纤维和超短纤维留在结构中。人们还知道了这样的事实，即可以至少部分地从由这样的纤维组织制成的平面结构中提取粘接剂。由于纤维组织需要具有比在相互接触的丝线进一步稳定的平面结构时高许多的强度以便进一步被处理成平面结构，所以这是可行的。在以下段落中，列举出了一些已知方法，人们试图利用比纺线中的纤维组织更松散的纤维组织并通过上述方法来生产出纤维材料更少的但提供了令人满意的强度并最大程度密布表面的平面结构。
在专利说明书US5622766或EP0629763中，例如提出了通过使丝线都与梳理机纤维网长条交联来增大传统丝线体积的技术。许多平行丝线被连合成梳理机纤维网并且借助适当粘接剂进行处理。随后，其纤维也通过胶处理而彼此粘接的梳理机纤维网在丝线粘附的情况下被切断成两根丝线间的长条结构。包括分别有一条粘附织物的丝线的长条结构可以在各自调整后被用作纺织平面结构用的纬纱。在公开物中没有明确规定调整方式。在纺织后从平面结构中除去胶。我们发现，这样一来，可以制造出单位长度内具有比用没有任何附加松散纤维组织的相同未处理丝线纺织而成的织物少了近六倍的纬纱的表层织物。由此制成的织物因源于无纺纤维的松散铺设而很容易吸水并且也不能承受任何过高的机械负荷。
在DE1660214公开物中公开了一种类似方式。根据这个方法，制造出了多纤丝线，其体积通过附加松散纤维组织而增大。丝线由热塑纤维构成并且使之在尚未完全冷却的状态与松散纤维组织相连，这是如此进行的，即纤维多多少少地牢固粘附在丝线上。根据FR515357文献，使有粘性的热塑纤维团与平面松散纤维组织混在一起，其随后被切成条。这两种方法不适用于制造由例如由天然纤维构成的平面织物组织。
在EP0339965、US3835638或JP2289137公开物中，公开了另一些例如通过添加松散纤维(棉屑)与纺线相连的丝线或纱线的增大体积的方法，在所有例子中，都采用了用于纱线与松散纤维连接的粘接作用。
直接即不用产生纤维组织地由纤维制造平面织物组织的方法通常由以下工序组成，即将纤维铺成平面，压缩如此获得的无纺物并且如此使压缩结构中的纤维缠结(针刺或缠结)，即对于可产生具有理想强度的平面结构的内摩擦来说，出现了许多纤维接触部位。采用机械方式以便在平面纤维组织中形成缠结，如针刺，或者近年来也采用了流体动态方式如水、饱和水蒸汽或喷气。
借助这样的流体动态方法，不仅可以使主要无序地位于压缩无纺物中的纤维缠结，而且同时可以按照预定平面结构形式来布置纤维。在US3768121、CH619581中描述了如何通过适用于如用可弃布的有目的的流体动态力而由基本上无序的无纺物制造出结构化平面结构。这种结构由与纤维密度高的区域交替布置的疏纤区或孔眼构成，在纤维高密区内，纤维也比在原无纺物中更高度地相互平行。通过将无纺物定位于穿孔模板之间并且通过使流束经过模板和夹在中间的无纺物来获得这种结构。人们注意到，在被气流或水流压在其上的模板中的突起导致了疏纤区，远离疏纤区的纤维将按照多多少少相互对准的方式围绕疏纤区。在公开物中提出了，用这样的方式制造平面结构，即疏纤区十字交叉地延伸并且交替，其因此具有了至少与织物组织类似的结构。
【发明内容】
本发明的目的是提供这样一种方法，即可以利用该方法由不用进一步处理就适用于通过本身在纺织领域中已知的方法制造平面织物组织的纺纱人造短纤维制造出纤维织物组织。要通过这样的方式使纤维组织具有大体积，即它们仍然可以被加工成线密度较低的覆层平面组织。即使没有添加永久型粘接剂，纤维组织也要是稳定的，从而可以由其制造出只由如天然纺纱人造短纤维构成的平面组织并且仍然表现出指定用途所需的足够强度。应该还可以在纤维组织中加入甚至可能最短的纤维或纤维段。此外，本发明的目的是提供一种实施制造纤维组织的方法的装置。
通过如权利要求书所限定的方法和装置实现这些目的。
本发明的方法基于以平面且类似连续的且通过已知方式制成的无纺物如梳理机纤维网或粗梳棉网形式存在的纺纱人造短纤维材料。无纺物中的纤维最好已在类似连续的无纺物纵向上高度排齐，就象在梳理机纤维网或粗梳棉网中那样。类似连续的无纺物被分成多个生条并且使纤维组织粘连，其中各自受控制的流体动态力被用于分断和/或至少部分粘连。如果需要，可以通过本身已知的方式进行进一步的粘连。
当用于由无纺物制造生条的流体动态力受到控制并可能如此补充以附加机械力时，即无纺物被所述力分成生条并且纤维组织基本上同时在所形成的生条中缠结粘连，获得了一个特别简单并因而特别有利的方法。我们发现，如此形成的生条可以获得足以达到平面组织强度的强度。为了进一步提高生条的强度以便制造平面组织，它们可以接收进一步处理(如涂粘接剂或进行假捻)，这样的处理最好在制造出平面组织后至少部分地又颠倒过来。生条纺织不被认为是进一步加工，因为这样一来，生条体积剧烈减小。我们还发现，即使很短的纤维在这样的生条中也得到良好稳定。
另一方面，也可以利用除流体动态力外的其它方式将无纺物分成条，例如用机械分割装置和流体动态力只用于其粘连。还可以实质上将流体动态装置只用于把无纺物分成条并且利用与深加工所述相同的方式进行粘连。
如在以上简介中所述的那样，可以很简单地且在单个连续加工过程中且尤其是在施加流体动态力的工作过程中进行本发明的纤维织物组织的制造方法，从而将无纺物分成条并且进行纤维组织粘连或纤维组织部分粘连。
尤其是可以不用任何明显牵伸和纺织且没有通过本身在纺织领域中已知的方式地用其它纤维组织连成平面组织，以便加工根据本发明方法制成的条，由此一来，它们也不需要接受用于特殊加工的任何特殊处理。根据本发明方法制成的粘接条最好卷在线轴上，并且从线轴中被加工成平面组织，如通过纺织或针织。也可以制造出混合布，其中纺纱被用作包线，而根据本发明方法制成的条被用作纬纱。
至少部分地由根据本发明方法制成的条构成的平面组织如纺织物具有类似于各自的纺纱组织的外观，但是在相当小的线密度下已看不到缝隙，这意味着它们是覆层。平面组织表现出单位表面内有少量纤维。由于线密度小，可以高速制造它们并且可能包含相当一部分的短且因而质量差的纤维材料。这些性能使得含有根据本发明方法制成的条的平面组织与由纺纱或纺纱及以任何方式植绒的纱线构成的组织相比更便宜。可以认识到，它们不象由纺织纤维材料制成的纺织物那样耐穿。
由于上述原因，根据本发明方法制成的平面组织如纺织物特别适应象用于可弃亚麻或清洗布这样的低要求织物。在用可弃亚麻领域中(桌布和床布)，它们可以轻松地与各种无纺产品相媲美。由于它们是纺织的，所以它们看起来更象传统亚麻并摸起来更象亚麻的优点。
制造条的本发明装置被设置用于制造并控制流体动态力并且在该力区域内定位类似连续的且可能已通过其它方式被分成多个条的无纺物，这两个功能彼此调节并且根据要加工的无纺物进行调整，从而定位的无纺物通过流体动态力被分成多个粘接条和/或无纺物被粘连起来。本发明的装置最好在加工区内配备一个成条状结构的穿孔加工模板以及产生指向加工模板的喷流(如空气、饱和水蒸汽或喷水)的装置和从加工模板的另一侧吸走流体的装置。该装置最好如此配设，即使无纺物穿过加工区，由此一来，它压在加工模板上或者设置在模板与无纺物之间的支承筛网上。喷流布局和/或加工模板的结构也可以是这样的，即其作用在加工区入口与加工区出口之间变化。
该装置还配备了最好连续供应无纺物给加工区并使之经过加工区的装置以及从各加工区中输送出粘接条的各通道的装置。或许也可以设置卷绕完整条(如纱线束和/或多个卷绕装置)的装置。
除了其中无纺物或条承受流体动态力的加工区外，装置可以配备将无纺物分成条的装置以及进一步加工条的装置如用可以在制造出平面组织后又从纤维中除去的胶的涂抹条的装置，或者已知的暂时扭曲条(假捻)的装置。这样的用于进一步加工的装置必须设置在其中无纺物承受流体动态力的加工区的下游。
【附图说明】
以下，参见附图来说明本发明方法和装置的实施例。
图1表示根据本发明方法的优选实施例将无纺物转换成条。
图2a-2c表示在用流体动态力处理时的无纺物和由此产生的条的横截面图(图1的相交线A-A、B-B、C-C)。
图3表示进行图2a-2c方法的产生喷流例子的喷嘴布局。
图4a-4d表示无纺物与条的四个截面图，它画出了本发明方法的另一个实施例。
图5表示一个深加工模板10(在图2a-2c中的截面图)和条状组织和孔的模截面图。
图6举例表示本发明装置的一个示意实施例。
图7表示本发明装置的另一个示意表示的实施例。
【具体实施方式】
图1表示由纺纱人造短纤维材料制造纤维纺织组织的本发明方法的一个优选实施例，所述纤维纺织组织适用于利用本身在纺织领域中已知的如制造纺纱的方式来制造平面纺织组织。
在输送方向F上，把近似连续的无纺物1送往加工区并且使之经过加工区2。在经过加工区2的输送过程中，一个加工模板定位于无纺物1的一侧上并且细喷流如水、饱和水蒸汽或喷气从另一侧冲击无纺物1(喷流和加工模板在图1中未示出)。由于喷流和加工模板的作用，在输送方向F，在无纺物中获得了条形疏纤区4和与之交替的多个平行条3。在加工位置2后，条3在排出方向F′上被送走。与无纺物1中的纤维组织相比，条3中的纤维组织经搓捻并被粘连起来，这意味着纤维在条中更紧密并且绝大部分排列在输送方向上，它们更多地缠结或捻扭在一起。
图2a-2c举例地画出了在用所示加工模板进行加工时的无纺物1和由其制成的条3的截面图(相交线A-A、B-B、C-C)。
图2a画出了无纺物1，它位于加工模板10上。加工模板10通过透孔11和突起12而在输送方向上具有条状结构，突起12如图2所示地延伸于输送方向上并且透孔11设置于位于突起12之间的凹窝11中。在第一加工阶段(图2b)内，喷流13(由喷嘴20产生的)指向突起并且把位于突起12上的纤维带入突起12之间的凹窝中并且使其优选地对准了输送方向。在第二加工阶段(图2c)中，喷流13指向在突起12之间开设有透孔11的凹窝，结果，位于凹窝中的纤维压实并通过针刺作用而缠结起来。
在加工区的所有部分中，从加工模板10的下面吸走流体。
我们已经注意到，通过将加工模板10布置成图1a-图2c所示的形式，可以利用均匀分布在无纺物整个宽度范围上的且其布局从加工区入口到其出口都保持一样的喷流获得令人满意的结果。
图3画出了如图2a-图2c所示地在加工区内产生水、饱和水蒸汽或喷气的喷嘴布局的俯视图。喷嘴20例如被布置成在喷嘴板21中的各孔或独立喷嘴。区域B(图2b，加工初始阶段)内的喷嘴20成行地指向加工模板10的突起12。这些喷嘴行向着区域C(图2c，加工结束阶段)偏移向设置于突起12之间凹窝。在区域C中，使喷嘴20指向凹窝。
如参见图2a-2c所述的那样，当喷嘴均匀分布在整个喷嘴梁21上时，也获得了令人满意的结果。
对于无纺物1的加工来说，必须使用极细的喷流，这意味着喷嘴的直径为0.01毫米-1.0毫米。
图4a-4d实质上与图2a-2c相同地举例画出了用流体动态力加工无纺物1的情况。与上述流体加工不同的是，无纺物1或条3压在支承筛网40上。支承筛网40例如配备有形状规则的透孔。在加工区内，设置了固定不动的加工模板10，它包括有缝41组成的条形图案。缝41从加工区(5B)入口向着加工区(5D)出口缩窄。喷流13是通过基本上均匀地布置喷嘴20而产生的。由于如此布置喷嘴20和缝41，平行于支承筛网40地产生了流体流动，由此一来，在缝41之间产生疏纤区并且纤维材料在缝41上被粘连在一起。
图5画出了另一个加工模板10(如图2a-图2c所示的截面图)的截面图，它具有条状结构以及在整个加工区内可以是一样的孔。加工模板10如图2a-图2c所示地配设有在加工方向上排成列的突起12以及在突起之间的凹窝42。凹窝42配设有第一陡侧壁43和带阶梯面的第二缓侧壁44。使喷流13如此指向凹窝，即其中部分喷流沿缓侧壁44喷射或者被缓侧壁的阶梯面所挡，而其它喷流基本上沿陡壁43喷射向凹窝底。在凹窝底部上，通过加工模板10吸走流体。可以如图5所示地使喷流20指向壁43、44，或者它们按照规则图形分布在整个模板10宽度范围内。
在加工区的入口上，无纺物压在突起上并随后被切断成条3，它们被压入凹窝42中。当位于凹窝底面上时，条3通过使纤维组织粘连的喷流作用而受到扭曲。
图6非常示意地举例画出了本发明装置的一个实施例。该装置配备了传送带40.1、40.2，它们分别用于提供无纺物1和排出条3。加工区2设置在传送带之间。通过加工模板10使无纺物1和所形成的条3穿过加工区，所述模板也是作为分别结构化的传送带而设置的。使喷流13指向加工模板10。或者可以在产生喷流的装置的下游设置一个热处理条的装置41。在这里，经过喷水处理的条例如被干燥。
也可以离线地进行条的干燥。
如图4a-图4d所示，可以用在固定不动的加工模板上的连续的支承筛网来代替作为加工模板10而设置的传送带。
图7举例画出了本发明装置的另一个实施例。相当简化地画出了该装置。由梳理机50制造出无纺物1并且通过本发明的方法直接送出。本发明的装置实质上是缸状装置51。在箭头方向上转动的缸的套面例如被设置成加工模板。被设置成连续带的第二模板30区域在辊60上方如此受到引导，即它在辊之间被压在第一模板10的区域上。为了计量压实效果，可以弹性地支持辊。压缩区代表了加工区2，它也包括一个如此产生喷流13的装置61，即喷流13通过第二模板冲击位于缸表面上的无纺物1。产生喷流13的装置61例如被布置成空心梁形式，它平行于缸轴线并且配设有一道面向缸表面并分别具有喷嘴的壁并且可以给其供应压缩液体。
可以如图7所示地用于用流体动态力加工无纺物的缸装置51安装在传统梳理机50或其它任何制造无纺物的装置的出口上。也可以将它整合到梳理机或其它制造无纺物的装置即在落纱机62或落纱机62下游的其它辊63中。
在加工区2内产生的条3可以通过缸装置51被供给另一个加工站，这个加工站在所示例子中包括一个供胶通道52、条存储容器53和条干燥器54。在条干燥器54后，通过涂胶处理被稳定下来的条3被卷绕在辊55上。
如果粘接条3接受涂胶处理，如此选择胶是有利的，即可以从由条3制成的平面组织中再除去胶，这意味着胶只为了制成平面组织而暂时稳定了条3。
其它适用于粘接条的深加工例如是这样的已知方式：
-用热塑材料的原纤维缠绕条，所述热塑材料可以在热处理步骤中被活化并且可以至少部分地通过提取或蒸发而从平面组织中被除去；
-由热塑材料构成的粘接纤维与纺纱人造短原纤维混合，热塑材料可以在流体处理时或者在另一个热处理步骤中被活化(如用饱和水蒸汽)并且可以至少部分地通过提取或蒸发而又从平面组织中被除去；
-胶与流体的混合，所述胶可以至少部分地通过提取或蒸发而又从平面组织中被除去。
聚乙烯醇特别适用作热塑材料。它可以通过热被活化并且溶解于水中，这意味着可以轻松地从平面组织中洗涤出聚乙烯醇。
可以在将无纺物转变成多个条后使用以便不可逆地粘连条的其它粘连步骤最好是这样的方法，即所述方法不用给原纤维材料添加外来物地进行工作。它们例如是通过空气或用机械方式进行假捻或缠结(引导条穿过扭曲喷嘴或旋喷嘴)以及磨搓。
显然，也可以通过添加适当的胶或适当的粘性纤维(如由聚丙烯构成)来永久地粘连条。