CN112941689B - 一种复合纱线及其加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合纱线及其加工设备，复合纱线包括芯丝，平行地外覆于芯丝外周表面的第一复丝，分布于第一复丝表面及内部的水溶性粘合剂，平行外覆于水性粘合剂层外周表面的第二复丝，包覆于第二复丝的外侧的单包覆或双包覆结构；加工设备包括机架和并列设置于机架上的多组加工装置；每组加工装置分别包括设置于机架的第一引导复合机构、设置于第一引导复合机构输出端的浸渍机构、设置于机架中部的烘干冷却机构、设置于烘干冷却机构输出端的第二引导复合机构以及设置于第二引导复合机构输出端的包覆机构。实现了复合纱线的芯丝上料和第一复丝上料、第一次平行外覆、浸渍、烘干冷却、第二复丝上料、第二次平行外覆以及外包覆，得到复合纱线。

Description

一种复合纱线及其加工设备

技术领域

本发明涉及复合纱线加工技术领域，尤其涉及一种复合纱线加工设备。

背景技术

现有的复合纱线基本是采用混纺、包芯、合股及包覆结构来实现，这些结构都是借助加捻形成的螺旋抱合，无法实现从芯层到外层纤维呈平行且均匀的层状分布，当复合纱线受到来自径向或轴向的作用力时，各层纤维的响应和受力不一致，致使复合纱在一些产品应用上存在不足或应用受限。

另外，现有的切割伤害防护用品，例如防割类手套、护袖、围脖、服装或鞋子等，多数采用无机或有机耐切割长丝或单纱或者复合纱线作为纺织原料，对于耐切割等级要求高的防护用品多采用复合耐切割纱线/丝作为纺织原料，现有的复合耐切割纱线/丝一般采用例如玻璃纤维、玄武岩纤维等为代表的无机非金属纤维长丝作为芯丝，外包覆一层或多层其它丝线，或者采用以不锈钢纤维、钨丝等为代表的金属丝作为芯丝，外包覆一层或多层其它丝线。

例如现有专利申请(CN110172777A)公开了一种防割袜及其制作方法，该防割袜由纱线针织而成，该纱线包括耐切割纱线，其耐切割纱线主要由玻璃纤维、石英纤维或陶瓷纤维等的无机纤维或不锈钢丝、镍合金丝、钛合金丝、锰合金丝等的金属丝作为芯材，外包覆芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或PBO纤维等有机纤维制得；

现有专利申请(US20070062173A1)公开了一种安全服装用复合纱线，该纱线的芯丝材料可以是任何耐切割材料的抗切割芯，例如但不限于聚乙烯，玻璃纤维和金属丝，围绕该芯的包括至少一种聚酯纤维的第一包覆层，包裹在第一包覆层的周围与包覆层捻向相反的至少一种包括低摩擦系数材料的纤维的第二包覆层。

虽然上述现有技术的防切割纱线具有一定的耐切割性能，相同条件下，复合耐切割纱线的耐切割性能优于耐切割长丝或单纱，但以金属丝或无机非金属纤维作为芯纱的复合耐切割纱线仍存在很多问题，例如无机非金属纤维在加工和使用过程中受力(如：弯曲、拉伸、扭结)后单丝容易断裂从包覆外层露出形成毛刺，刺扎皮肤，引起皮肤瘙痒和过敏；金属丝作为芯丝被包覆后，在复合纱弯曲时金属丝容易外露、折弯形成尖锐的尖角或断裂形成尖锐的断口，划伤皮肤，并且现有的耐切割复合纱在弯折后，因金属丝复形(恢复性能)差，容易形成折痕，导致织物层与橡胶涂层间剥离，另外切割时刀口向下压住纱线，刀刃容易直接撞击金属丝，使金属丝表面形成切口受损，使其耐切割性能严重下降。除此之外，上述现有技术的防切割纱线的耐切割性能仍有待进一步的提高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种能够解决上述技术问题的复合纱及其加工设备，该复合纱加工设备可以用来加工高性能的耐切割复合纱线，同时解决现有耐切割纱线所存在的上述缺陷。

一方面，本发明实施例提供了一种割复合纱线，包括：

芯丝，位于所述复合纱线的芯部；

第一复丝，平行地外覆于所述芯丝的外周表面；

水性粘合剂，分布于所述第一复丝表面及内部，所述第一复丝表面的所述水性粘合剂形成水性粘合剂层；

第二复丝，平行地外覆于所述水性粘合剂层的外周表面；

单包覆结构层或双包覆结构层，包覆于所述第二复丝的外侧；

所述第一复丝和所述第二复丝均可以采用有机复丝或无机复丝。

优选地，所述芯丝包括但不限于金属纤维单丝、有机纤维长丝或无机纤维长丝；优选地，所述水性粘合剂包括但不限于水性聚氨酯乳液或聚丙烯酸酯乳液，所述水性粘合剂的浓度为20-50wt％。

优选地，所述单包覆结构层包括短纤维纱线包覆结构层或长丝包覆结构层；双包覆结构层为短纤维纱线与短纤维纱线的包覆结构、长丝与长丝的包覆结构或短纤维纱线与长丝的包覆结构，所述双包覆结构层的两层包覆纱线捻向相反。

作为本发明的另一方面，提供一种复合纱线加工设备，包括：

机架和并列设置于所述机架上的多组加工装置；每组所述加工装置分别包括设置于所述机架一端的第一引导复合机构、设置于所述第一引导复合机构输出端下方的浸渍机构、设置于所述机架中部并位于浸渍机构下游的烘干冷却机构、设置于所述烘干冷却机构输出端的第二引导复合机构以及设置于所述第二引导复合机构输出端的包覆机构。

可选地，所述第一引导复合机构包括与所述机架相连的第一进料辊单元、设置于所述第一进料辊单元内侧的第一主导丝轮单元以及设置于所述第一主导丝轮单元入料口端的第一辅导丝轮单元。

可选地，所述第一进料辊单元包括第一安装架、设置于所述第一安装架上的第一退绕轴以及设置于所述第一退绕轴两端的阻尼轴承。

可选地，所述第一主导丝轮单元包括与所述机架相连的第一竖直螺杆、与所述第一竖直螺杆顶部相连的第一L型支架、与所述第一L型支架相连的第一水平螺杆以及设置于所述第一水平螺杆上的第一V型导丝轮。

可选地，所述第一V型导丝轮的中部呈圆弧槽。

可选地，所述第二引导复合机构的结构与所述第一主导丝轮单元的结构相同。

可选地，所述浸渍机构包括浸渍池、与所述机架相连的第三竖直螺杆、与所述第三竖直螺杆底部相连的第三L型支架、与所述第三L型支架相连的第三水平螺杆以及设置于所述第三水平螺杆上的第三导丝轮，所述第三导丝轮的底部位于所述浸渍池中。

可选地，所述烘干冷却机构包括烘箱、设置于所述烘箱一端的进料口和另一端的出料口、设置于所述烘箱中的若干烘干红外灯管、设置于所述进料口外侧的进料导向轮、设置于所述出料口外侧的出料导向轮以及设置于所述出料口和所述出料导向轮之间的冷却通道，所述第二导丝轮单元位于所述冷却通道的出口处。

可选地，所述包覆机构包括设置于所述第二引导复合机构出口处的第四导丝轮以及设置于所述第四导丝轮出口处的包覆机。

可选地，所述包覆机的数量为一个或者多个。

本发明的有益技术效果：

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明的复合纱线表层采用包覆结构层，次外层为第二复丝层、再次外层为第一复丝层、芯层为芯丝，本发明的复合纱线可以实现第一复丝层在芯丝外的平行且均匀外覆，经过浸胶处理成为复合单丝，该复合单丝外又可平行且均匀的外覆第二复丝，最后在第二复丝外采用包覆结构，本发明的芯丝、第一复丝及第二复丝，可以根据产品的性能需要选择，该复丝的结构均匀，能够实现各层(除外包覆)均匀地平行外覆于其内层纤维层表面，改善了复合纱线的结构稳定性，提高了受力过程中各层结构中纤维的响应速率和分摊效果。

本发明通过多组所述加工装置可以同时或者分别进行复合纱线的加工，所述第一引导复合机构在第一复丝外覆芯丝，形成第一包覆丝束311，所述浸渍机构将第一包覆丝束311喂入盛有水性粘合剂的浸渍池进行浸渍处理，所述烘干冷却机构将浸渍后的第一包覆丝束进行烘干及冷却处理，所述第二引导复合机构在烘干冷却后的第一包覆丝束311外包覆第二复丝，得到第二包覆丝束321，第二包覆丝束321经所述包覆机构包覆，得到具有复合纱线，实现了复合纱线的芯丝上料和第一复丝上料、第一次平行外覆、浸渍、烘干冷却、第二复丝上料、第二次平行外覆以及外包覆，得到复合纱线成品，该加工装置用途广泛，且可以实现复合纱的大规模量产。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1是本发明实施例的复合纱线加工设备的示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图；

图4是图1中C处的局部放大图；

图5是本发明实施例的复合纱线加工设备另一方向的示意图；

图6是本发明实施例的复合纱线加工设备的第一V型导丝轮的示意图；

图7是本发明实施例的复合纱线加工设备另一实施例的第一V型导丝轮的示意图；

图8是本发明实施例的复合纱线加工设备的加工装置的原理示意图；

附图标记：

机架1，

加工装置2，

第一引导复合机构21，第一进料辊单元211，第一安装架2111，第一退绕轴2112，阻尼轴承2113，第一主导丝轮单元212，第一竖直螺杆2121，第一L型支架2122，第一水平螺杆2123，第一V型导丝轮2124，圆弧槽2124a，第一辅导丝轮单元213，

浸渍机构22，浸渍池221，第三竖直螺杆222，第三L型支架223，第三水平螺杆224，第三导丝轮225，

烘干冷却机构23，烘箱231，烘干灯管232，进料导向轮233，冷却通道234，进料口235，出料口236，出料导向轮237，

第二引导复合机构24，第二导丝轮单元241，第二竖直螺杆2411，第二L型支架2412，第二水平螺杆2413，第二V型导丝轮2414，

包覆机构25，第四导丝轮251，包覆机252，

第一复丝筒31，第一包覆丝束311，复合单丝312，第二复丝筒32，第二包覆丝束321。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在一实施例中，本发明提供一种耐切割复合纱线，该复合纱线包括芯丝，位于所述复合纱的芯部；该芯丝可以为金属单丝，例如不锈钢丝、钨丝或镍丝，但不限于此，例如还可以采用镍合金丝、钛合金丝、锰合金丝或钨合金丝等，金属单丝的细度一般选择在10-60μm的范围内，示例性的，不锈钢丝可选用30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或60μm规格，镍丝可选用20μm、30μm或40μm规格，钨丝可以选择10μm、20μm、22μm、25μm、30μm、35μm或40μm不等的规格，具体的芯丝及细度的选择可依据复合纱线产品的用途及规格需要及可加工性来考虑；或者所述芯丝也可以采用相对比较细的例如涤纶、锦纶、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、高强低伸涤纶、芳纶1414或高强维纶或其它特殊性能的有机纤维单丝或复丝等，也可以采用无机纤维长丝例如玻璃纤维长丝或玄武岩纤维长丝等。

该复合纱线还包括水性粘合剂，该水性粘合剂通过浸渍池浸渍平行外覆于芯丝的第一复丝表面及内部，第一复丝外表面的水性粘合剂会在复丝表面形成水性粘合剂层；水溶性粘合剂选自环保型的水溶性粘合剂，例如可以选择采用水溶性的聚氨酯乳液或聚丙烯酸酯乳液，水性粘合剂的浓度选择在20-50wt％的范围，示例性地选择20wt％、30wt％、40wt％或50wt％等。

该复合纱线还包括第一复丝和第二复丝，第一复丝平行且均匀地外覆于芯丝外周表面，第二复丝平行且均匀地外覆于水性粘合剂层外周表面，该第一复丝和第二复丝均可以采用现有的有机复丝或无机复丝或者功能性的复丝，例如阻燃或高耐切割性复丝，例如芳纶1313、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、高强低伸涤纶、芳纶1414、高强维纶、玻璃纤维或玄武岩纤维等，具体的复丝及细度的选择可依据复合纱线产品的用途及规格需要及可加工性来考虑。

该复合纱线的最外侧采用单包覆结构层或双包覆结构层，包覆于高强低伸有机复丝的外侧，单包覆或双包覆层通过现有的包覆机构实现包覆，其单包覆结构层可以为短纤维纱线包覆层或长丝包覆结构层，双包覆结构层可以为短纤维纱线与短纤维纱线的包覆结构、长丝与长丝的包覆结构或者短纤维纱线与长丝的包覆结构，所述双包覆结构层的两层包覆纱线捻向相反；短纤维纱线包覆结构层的短纤维纱线可以选自棉、麻、毛、涤纶、锦纶、腈纶中的一种纯纺纱或任意两种以上的混纺纱，长丝包覆结构层的长丝为锦纶长丝和/或涤纶长丝等。

在另一实施例中，本发明提供一种复合纱线加工设备。如图1至图8，本发明实施例提供的复合纱线加工设备，包括机架1和并列设置于所述机架1上的多组加工装置2；每组所述加工装置2分别包括设置于所述机架1一端的第一引导复合机构21、设置于所述第一引导复合机构21输出端下方的浸渍机构22、设置于所述机架1中部并位于浸渍机构下游的烘干冷却机构23、设置于所述烘干冷却机构23输出端的第二引导复合机构24以及设置于所述第二引导复合机构24输出端的包覆机构25。多组所述加工装置2可以同时或者分别进行复合纱线的加工，具体的，所述第一引导复合机构21实现第一复丝平行外覆芯丝，形成第一包覆丝束311，所述浸渍机构22将第一包覆丝束311喂入盛有水性粘合剂的浸渍池进行浸渍处理，得到复合单丝312，所述烘干冷却机构23将浸渍后的第一包覆丝进行烘干机冷却处理，所述第二引导复合机构24在烘干冷却后的复合单丝312外包覆第二复丝，得到第二包覆丝束321，第二包覆丝束321经所述包覆机构25包覆，得到具有复合纱线。

所述第一引导复合机构21包括与所述机架1相连的第一进料辊单元211、设置于所述第一进料辊单元211内侧的第一主导丝轮单元212以及设置于所述第一主导丝轮单元212入料口端的第一辅导丝轮单元213。所述第一主导丝轮单元212包括与所述机架1相连的第一竖直螺杆2121、与所述第一竖直螺杆2121顶部相连的第一L型支架2122、与所述第一L型支架2122相连的第一水平螺杆2123以及设置于所述第一水平螺杆2123上的第一V型导丝轮2124；所述第一V型导丝轮2124的引导槽呈圆弧槽2124a，V字型导丝轮引导槽的底部圆弧槽2124a提供了第一复丝展宽空间且使复丝沿着该圆弧面展宽，更有利于将芯丝置于其展宽之上的中间位置，利用芯丝的张力嵌入第一复丝束中，实现复丝平行外覆于单丝外表面外周。所述第一辅导丝轮单元213的结构与所述第一主导丝轮单元212的结构相同，区别仅在于所述第一辅导丝轮单元213的高度低于所述第一主导丝轮单元212，第一辅助导丝轮单元的V型导丝轮主要可以使第一复丝初步展宽，且对芯丝的平行退绕具有定位作用，以使在第一V型导丝轮2124的引导槽为圆弧槽2124a中芯丝能够位于展宽复丝的中间位置。所述第一进料辊单元211用于将金属芯丝上料，所述第一主导丝轮单元212将第一复丝筒31的第一复丝引入所述第一辅导丝轮单元213初步展宽，再进入所述第一主导丝轮单元212的第一V型导丝轮2124中，所述第一V型导丝轮2124底部圆弧槽2124a能够使芯丝和第一复丝通过张力作用在所述圆弧槽2124a中展宽，且芯丝位于所述展宽后的第一复丝之上的中间位置，从而将第一复丝外覆于芯丝外周表面，得到第一包覆丝束311。

所述第一辅导丝轮单元213之前，在第一复丝从第一复丝筒31退绕后的喂入路径上设置有控制第一复丝张力的第一张力调节器(未图示)，确保其张力适中，经所述第一辅导丝轮单元213和所述第一主导丝轮单元212后可以均匀展宽。

此外，可以通过调节所述第一竖直螺杆2121调节所述第一L型支架2122和所述第一V型导丝轮2124的高度，通过所述第一水平螺杆2123调节所述第一V型导丝轮2124的水平位置，确保芯丝进料后位于展宽的第一复丝的中间位置，调节方便。作为本发明的其他优选实施例，所述第一V型导丝轮2124的底部还可以呈梯形槽状，其底部呈平面，可以确保第一复丝在张力作用下展宽。

所述第一进料辊单元211包括第一安装架2111、设置于所述第一安装架2111上的第一退绕轴2112以及设置于所述第一退绕轴2112两端的阻尼轴承2113，芯丝的张力可以通过阻尼轴承控制和调整。芯丝的丝盘固定在所述第一退绕轴2112上，芯丝受到牵引力作用时，所述阻尼轴承2113转动，使得芯丝平行退绕。

所述第二引导复合机构24包括与所述机架1相连的第二导丝轮单元241，所述第二导丝轮单元214之前，在第二复丝从第二复丝筒32退绕后的喂入路径上设置有控制有第二复丝张力的第二张力调节器(未图示)，具体的，所述第二导丝轮单元241的结构与所述第一主导丝轮单元212的结构相同，所述第二导丝轮单元241包括与所述机架1相连的第二竖直螺杆2411、与所述第二竖直螺杆2411顶部相连的第二L型支架2412、与所述第二L型支架2412相连的第二水平螺杆2413以及设置于所述第二水平螺杆2413上的第二V型导丝轮2414；所述第二V型导丝轮2414的引导槽为圆弧槽，该圆弧槽提供了高强低伸有机复丝展宽的空间且使复丝沿着该圆弧面展宽，更有利于将复合单丝312置于其展宽之上的中间位置，利用复合单丝的张力嵌入第二复丝中，实现复丝束平行外覆于复合单丝外表面外周表面，得到第二包覆丝束321。

所述浸渍机构22包括浸渍池221、与所述机架1相连的第三竖直螺杆222、与所述第三竖直螺杆222底部相连的第三L型支架223、与所述第三L型支架223相连的第三水平螺杆224以及设置于所述第三水平螺杆224上的第三导丝轮225，所述第三导丝轮225的底部位于所述浸渍池221中，所述第三导丝轮225的数量为一个或者多个，可以均位于所述浸渍池221中或者其中一个位于所述浸渍池221中，确保第一包覆丝束311完全浸渍。作为本发明的优选实施例，所述第三导丝轮225的结构可以与所述第一主导丝轮单元212的结构类似，便于调节所述第三导丝轮225高度及水平位置，所述第三导丝轮225可以是平面轮，或者中部可以呈V型槽状或者是梯形槽状，确保第一包覆丝束311再浸渍时不会发生位置偏移。

所述烘干冷却机构23包括烘箱231、设置于所述烘箱231一端的进料口235和另一端的出料口236、设置于所述烘箱231中的若干烘干灯管232、设置于所述进料口235外侧的进料导向轮233、设置于所述出料口236外侧的出料导向轮237以及设置于所述出料口236和所述出料导向轮237之间的冷却通道234(图1中未示出)，所述第二导丝轮单元241位于所述冷却通道234的出口处，所述烘干灯管232优选采用红外烘干灯管。所述进料口235和所述出料口236的数量与所述加工装置2的数量相同，且一一对应，所述进料口235和所述出料口236外侧的所述出料导向轮237高度相同，确保所述第一包覆丝束311在所述烘箱231中保持水平，且第一包覆丝束311到烘干灯管232的轴向距离恒定，烘干均匀；所述进料导向轮233优选为平面轮，可以避免浸渍胶液聚集在进料导向轮233上；所述出料导向轮237可以是普通V型导向轮，导向过程中确保第一包覆丝束311定位准确，不会发生跑偏。

所述烘箱231的顶部设置有可开合的盖板，方便打开及盖合，其内部可以设置于温度控制器，确保所述烘箱231内温度在一预设温度范围内，确保烘干的同时，不会造成第一包覆丝束311损伤；所述冷却通道234优选为是吹风冷却，将烘干后的第一包覆丝束311冷却后，再进行第二复丝的包覆。

所述包覆机构25包括设置于所述第二引导复合机构24出口处的第四导丝轮251以及设置于所述第四导丝轮251出口处的包覆机252。所述包覆机252为现有技术的包覆机，其用于在所述第二包覆丝束321上进行单包覆或双包覆后得到所述具有复合纱线。

所述包覆机252的数量为一个或者两个或者两个以上。当所述包覆机252的数量为一个时，为单包覆，采用短纤维纱线或长丝进行包覆；当所述包覆机252的数量为两个时，为双包覆，双包覆结构层可以为短纤维纱线与短纤维纱线的包覆结构、长丝与长丝的包覆结构或者短纤维纱线与长丝的包覆结构，双包覆结构层的两层包覆纱线捻向相反。

本发明通过多组所述加工装置2可以同时或者分别进行复合纱线的加工，所述第一引导复合机构21在第一复丝外覆芯丝，形成第一包覆丝束311，所述浸渍机构22将第一包覆丝束311喂入盛有水性粘合剂的浸渍池进行浸渍处理，所述烘干冷却机构23将浸渍后的第一包覆丝进行烘干机冷却处理，所述第二引导复合机构24在烘干冷却后的第一包覆丝束311外包覆第二复丝，得到第二包覆丝束321，第二包覆丝束321经所述包覆机构25包覆，得到复合纱线，实现了复合纱线的芯丝上料和第一复丝上料、第一次平行外覆、浸渍、烘干冷却、第二复丝自动化上料、第二次平行外覆以及外包覆，得到复合纱线成品。

产品应用例

采用本发明的加工设备加工耐切割复合纱，该耐切割复合纱采用以金属单丝作为芯丝，以无机纤维复丝作为第一复丝，以高强低伸有机复丝作为第二复丝，水性粘合剂采用水性聚氨酯乳液。该耐切割复合纱的加工过程如下：

步骤1：无机纤维复丝外覆金属单丝，分别控制金属单丝和无机纤维复丝的张力，将金属单丝和无机纤维复丝引入第一引导复合机构21，金属单丝首先从第一进料辊单元211进料，无机纤维复丝从第一辅导丝轮单元213引入与金属单丝一起依次经过第一辅导丝轮单元213的第一V型导丝轮、第一主导丝轮单元212的第一V型导丝轮，无机纤维复丝在第一辅助导丝轮单元的V型导丝轮的圆弧形初步展宽，第一V型导丝轮对芯丝的平行退绕具有定位作用，经过第一主导丝轮单元212的第一V型导丝轮，使得无机纤维复丝均匀展宽且金属单丝位于展宽后的无机纤维复丝之上的中间位置，经过第一主导丝轮单元212引导后形成金属单丝位于芯部且无机纤维复丝平行外覆于金属单丝外周表面的第一包覆丝束，金属单丝的丝盘固定在退绕轴上，在退绕轴上设阻尼轴承，在退绕过程中金属单丝的张力可以通过调节阻尼轴承来实现控制和调整，使金属单丝受到牵引力作用时，阻尼轴承转动，使得金属单丝在一定张力下平行退绕，金属单丝的张力选择性的控制在7-12cN，在无机纤维复丝喂入的路径上，无机纤维的喂入张力选择性的控制在4-6cN。

该金属单丝可选采用不锈钢丝、钨丝或镍丝，但不限于此，例如还可以采用镍合金丝、钛合金丝、锰合金丝或钨合金丝等，该金属单丝的细度一般选择在10-60μm的范围内，示例性的，不锈钢丝可选用30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或60μm规格，镍丝可选用20μm、30μm或40μm规格，钨丝可以选择10μm、20μm、22μm、25μm、30μm、35μm或40μm不等的规格，具体的芯丝的选择可依据防切割复合纱产品的细度、耐切割强度要求等确定。该无机纤维复丝可以选择采用具有代表性的玻璃纤维复丝，玄武岩纤维复丝，但本领域技术人员应该知晓，在符合防切割复合纱产品性能要求的其它无机纤维例如石棉纤维、陶瓷纤维等也是可选的，无机纤维复丝的细度需控制在50-200D的范围内，示例性地可以选择采用50D、100D、150D、200D等。

步骤2：浸渍处理，将第一包覆丝束喂入盛有水性粘合剂的浸渍池221进行浸渍处理，然后将浸渍处理后的第一包覆丝束311经过淋胶或刮胶处理，水溶性粘合剂选自环保型的水溶性粘合剂，例如可以选择采用水溶性的聚氨酯乳液或聚丙烯酸酯乳液，水性粘合剂的浓度选择在20-50wt％的范围，示例性地选择20wt％、30wt％、40wt％或50wt％，浸渍处理的时间选择为0.5-5s，浸渍处理的时间不能过短否则浸胶量过少，复合纱在使用或弯折过程中其内部的无机纤维复丝上的粘合剂容易开裂，当然也不能浸胶时间过长，过长会使无机纤维复丝的带胶量过高，使得最终的复合纱手感过硬；在该过程中其中浸渍处理后的第一包覆丝束的淋胶方式可以采用大于0.5m的高度差实现，使水性粘合剂的浸渍池低于烘箱进料口0.5m以上，利用走丝过程中浸胶后丝线上的水性粘合剂胶液在自身重力作用下滑落回浸渍池，在第一包覆丝束外表形成均匀胶膜得到复合单丝；第一包覆丝束浸胶后的刮胶方式可以通过在胶液面上方设置规形孔，使第一包覆丝束浸胶后通过规形孔刮掉其表面多余的水性粘合剂乳液，该规形孔的孔径根据复合单丝的细度一般选择在30-150μm。本发明具体实施例1-6中为了方便采用浸胶后淋胶的方式得到复合单丝。

步骤3：烘干及冷却，将复合单丝送入温度为80-120℃的烘箱231，处理3-6s，然后经冷风喷嘴进行快速冷却得到复合单丝312，冷却温度为5-20℃。

步骤4：高强低伸有机复丝平行外覆复合单丝，分别控制高强低伸有机复丝和烘干冷却后的复合单丝的张力，将高强低伸有机复丝和烘干冷却后的复合单丝引入第二引导复合机构24的第二导丝轮单元241的圆弧形的引导槽中，使高强低伸有机复丝通过张力作用在第二导丝轮单元241的圆弧形的引导槽中展宽，烘干冷却后的复合单丝位于展宽后的高强低伸有机复丝之上的中间位置，经过第二导丝轮单元241引导后形成烘干冷却后的复合单丝位于芯部且高强低伸有机复丝平行外覆于烘干冷却后的复合单丝的第二包覆丝束321；在该加工过程中，使有机纤维复丝在喂入路径上的张力也选择性地控制在4-6cN，烘干冷却后的复合单丝的张力在走丝路径上的张力与金属单丝的张力相同，在7-12cN的范围内；该高强低伸有机复丝可选地为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复丝、高强低伸涤纶复丝、芳纶1414或高强维纶的任意一种，根据产品需要及考虑到完全外覆性，高强低伸有机复丝的细度为150-400D，示例性的可以选择采用150D、200D、300D或400D等的高强低伸复丝均可。

步骤5：单包覆或双包覆，在第二包覆丝束外侧采用包覆机构25进行单包覆或双包覆后得到所述耐切割复合纱线；其中，单包覆采用短纤维纱线或长丝进行包覆均可，双包覆结构层为短纤维纱线与短纤维纱线的包覆结构、长丝与长丝的包覆结构或短纤维纱线与长丝的包覆结构，双包覆结构层的两层包覆纱线捻向相反；短纤维纱线包覆结构层的短纤维纱线可以选自棉、麻、毛、涤纶、锦纶、腈纶中的一种纯纺纱或任意两种以上的混纺纱，长丝包覆结构层的长丝为锦纶长丝和/或涤纶长丝，短纤维纱线的细度选择为32-80英支，捻系数为260-420，包覆捻度为400-800捻/米；长丝的细度为30-100D，包覆捻度为400-800捻/米。无论是单包覆或双包覆本身，其是本领域技术人员生产包覆纱的常规技术手段，在此不在过度赘述，至于包覆顺序和包覆纱的选择，选择双包覆结构层为短纤维纱线与短纤维纱线的包覆结构、长丝与长丝的包覆结构或短纤维纱线与长丝的包覆结构均可，但双包覆结构层的两层包覆纱线捻向应相反，并且上述包覆材料的选择本领域技术人员可以根据产品用途及手感接触方面考虑选择。

在本发明的优选实施例中上述步骤1中的第一导丝轮的引导槽及步骤4中的第二导丝轮的引导槽，其均采用底部呈圆弧形的V字型导丝轮引导槽，如此使得无机纤维复丝和有机纤维复丝在展宽时，V字型导丝轮引导槽的底部圆弧提供展宽空间且使复丝沿着该圆弧面展宽，更有利于将金属单丝或复合单丝置于其展宽之上的中间位置，实现复丝平行外覆于单丝外表面。

下面将通过具体的产品应用例对采用本发明加工设备加工的耐切割复合纱线及其具体的加工工艺进行说明，其中在实施例1-6中采用的水性粘合剂均为水性聚氨酯乳液。

实施例1(1#)

以20μm钨丝作为芯丝，以100D玻璃纤维作为无机复丝，以200D超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复丝作为有机复丝，按照表1及表1(续)第2-5栏的工艺及参数生产本发明的复合耐切割纱线。

实施例2(2#)

以25μm钨丝作为芯丝，以100D玻璃纤维作为无机复丝，以200D超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复丝作为有机复丝，按照表1及表1(续)第2-5栏的工艺及参数生产本发明的复合耐切割纱线。

实施例3(3#)

以30μm钨丝作为芯丝，以200D玄武岩纤维作为无机复丝，以200D超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复丝作为有机复丝，按照表1及表1(续)第2-5栏的工艺及参数生产本发明的复合耐切割纱线。

实施例4(4#)

以10μm钨丝作为芯丝，100D玄武岩纤维作为无机复丝，以200D芳纶1414复丝作为有机复丝，按照表1及表1(续)第2-5栏的工艺及参数生产本发明的复合耐切割纱线。

实施例5(5#)

以60μm不锈钢丝作为芯丝，以200D玄武岩纤维作为无机复丝，以400D芳纶1414复丝作为有机复丝，按照表1全部及表1(续)第2-5栏的工艺及参数生产本发明的复合耐切割纱线。

实施例6(6#)

以35μm不锈钢丝作为芯丝，以200D玻璃纤维作为无机复丝，以400D芳纶1414复丝作为有机复丝，按照表1及表1(续)第2-5栏的工艺及参数生产本发明的复合耐切割纱线。

对比例1(1＇#)

以20μm钨丝作为芯丝，以100D玻璃纤维及200D超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复丝一起平行喂入作为芯丝采用与实施例1相同的包覆工艺，生产得到传统的复合包覆纱作为实施例1的对比例。

对比例2(2＇#)

以25μm钨丝作为芯丝，以100D玻璃纤维及200D超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复丝一起平行喂入作为芯丝采用与实施例2相同的包覆工艺，生产得到传统的复合包覆纱作为实施例2的对比例。

表1实施例1-6及对比例1-2的实施工艺及产品测试结果

表1(续)实施例1-6及对比例1-2的实施工艺及产品测试结果

本发明上述实例例1-6及实施例1-2的对比例1＇#和2＇#在采用上述工艺生产得到耐切割复合纱后，将该复合纱和同规格的氨纶长丝并列喂入，采用18G/13G针织机编织得到防割手套内胆，该防割手套内胆采用EN388标准进行测试，其耐切割力值和等级如表1(续)所述，其耐切割等级均可达到D级以上。

对上述表1中实施例1-2及其对比例的产品的耐切割力值分别做比较可以看出,同等对比条件下，本发明的耐切割复合纱产品的耐切割性能分别提升了9.0％和15.3％。该复合纱的表层为包覆结构层，次外层为有机纤维复丝层、再次外层为浸胶后的无机纤维复丝层、芯层为金属单丝的复合纱线，该复合纱线由外至内，密度呈逐步增加趋势，具有优异的耐切割性能，其针织或机织物且具有如下性能优势：

1.受到刀口冲击时，该复合纱体会自外向内收缩增密，可以缓解冲击切应力对金属纤维层的破坏，使其在耐受滑动切割时，防护效果更好发挥，避免金属丝表面受损形成切口，使其耐切割性能下降；

2.纱体受力弯曲时，最柔软的有机纤维层在外侧，更利于弯曲变形，同时有机纤维层也会利用自身的形变对无机纤维和金属纤维形成保护，避免无机纤维过度弯曲而折断外露形成毛刺而刺扎皮肤，提高金属纤维弯曲后形变恢复能力，避免金属丝折弯形成尖角或尖锐断口，划伤皮肤；

3.在编织过程中，受到拉伸力作用时，纱体会自外向里收缩，外层有机纤维承受主要拉伸力，可以改善无机纤维和金属纤维受到冲击拉伸力容易断裂的问题；

4.有机纤维层在外侧，且排列松散，更有利于在该复合纱线表面浸胶时天然乳胶、PU胶、丁腈胶乳等液态胶体的渗透与附着，提高粘接牢度。

另外，申请人还对该防切割手套内胆的抗弯曲性能进行了测试，测试方法为将实施例1-2及对比例1-2的手套内胆分别戴在测试者的左手和右手上，分别连续做握拳的动作30分钟后观察，结果发现对比例及实施例手套内胆的抗弯曲性能具有明显差异，对比例的防切割手套内胆尤其在手指面具有更多和更深的褶皱，这是由于钨丝的连续性弯折难以恢复造成的，相对对比例，本发明实施例的防切割手套内的抗弯曲性能较好，该防切割手套内胆在手指面具有较少的浅褶皱。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种复合纱线，其特征在于，包括：

芯丝，位于所述复合纱线的芯部；

第一复丝，平行地外覆于所述芯丝的外周表面；

水性粘合剂，分布于所述第一复丝表面及内部，所述第一复丝表面的所述水性粘合剂形成水性粘合剂层；

第二复丝，平行地外覆于所述水性粘合剂层的外周表面；

单包覆结构层或双包覆结构层，包覆于所述第二复丝的外侧；

所述第一复丝和所述第二复丝均采用有机复丝或无机复丝。

2.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，所述芯丝包括金属纤维单丝、有机纤维长丝或无机纤维长丝。

3.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，所述水性粘合剂包括水性聚氨酯乳液或聚丙烯酸酯乳液，所述水性粘合剂的浓度为20-50wt％。

4.根据权利要求1所述的复合纱线，其特征在于，所述单包覆结构层包括短纤维纱线包覆结构层或长丝包覆结构层；双包覆结构层为短纤维纱线与短纤维纱线的包覆结构、长丝与长丝的包覆结构或者短纤维纱线与长丝的包覆结构，所述双包覆结构层的两层包覆纱线捻向相反。

5.一种用于加工权利要求1-4任一项所述复合纱线的复合纱线加工设备，其特征在于，包括机架和并列设置于所述机架上的多组加工装置；每组所述加工装置分别包括设置于所述机架一端的第一引导复合机构、设置于所述第一引导复合机构输出端下方的浸渍机构、设置于所述机架中部并位于浸渍机构下游的烘干冷却机构、设置于所述烘干冷却机构输出端的第二引导复合机构以及设置于所述第二引导复合机构输出端的包覆机构。

6.根据权利要求5所述的复合纱线加工设备，其特征在于，所述第一引导复合机构包括与所述机架相连的第一进料辊单元、设置于所述第一进料辊单元内侧的第一主导丝轮单元以及设置于所述第一主导丝轮单元入料口端的第一辅导丝轮单元。

7.根据权利要求6所述的复合纱线加工设备，其特征在于，所述第一进料辊单元包括第一安装架、设置于所述第一安装架上的第一退绕轴以及设置于所述第一退绕轴两端的阻尼轴承。

8.根据权利要求6所述的复合纱线加工设备，其特征在于，所述第一主导丝轮单元包括与所述机架相连的第一竖直螺杆、与所述第一竖直螺杆顶部相连的第一L型支架、与所述第一L型支架相连的第一水平螺杆以及设置于所述第一水平螺杆上的第一V型导丝轮。

9.根据权利要求8所述的复合纱线加工设备，其特征在于，所述第一V型导丝轮的中部呈圆弧槽，所述第二引导复合机构包括与所述机架相连的第二导丝轮单元，所述第二导丝轮单元的结构与所述第一主导丝轮单元的结构相同，所述第二导丝轮单元包括与所述机架相连的第二竖直螺杆、与所述第二竖直螺杆顶部相连的第二L型支架、与所述第二L型支架相连的第二水平螺杆以及设置于所述第二水平螺杆上的第二V型导丝轮。

10.根据权利要求9所述的复合纱线加工设备，其特征在于，所述浸渍机构包括浸渍池、与所述机架相连的第三竖直螺杆、与所述第三竖直螺杆底部相连的第三L型支架、与所述第三L型支架相连的第三水平螺杆以及设置于所述第三水平螺杆上的第三导丝轮，所述第三导丝轮的底部位于所述浸渍池中。

11.根据权利要求9所述的复合纱线加工设备，其特征在于，所述烘干冷却机构包括烘箱、设置于所述烘箱一端的进料口和另一端的出料口、设置于所述烘箱中的若干烘干红外灯管、设置于所述进料口外侧的进料导向轮、设置于所述出料口外侧的出料导向轮以及设置于所述出料口和所述出料导向轮之间的冷却通道，所述第二导丝轮单元位于所述冷却通道的出口处。

12.根据权利要求10所述的复合纱线加工设备，其特征在于，所述包覆机构包括设置于所述第二引导复合机构出口处的第四导丝轮以及设置于所述第四导丝轮出口处的包覆机。

Images