ES2228489T3 - Un hilo sin apresto. - Google Patents
Un hilo sin apresto.Info
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Abstract
Un hilo que comprende las siguientes propiedades: (a) la longitud del hilo por defecto es mayor o igual que alrededor de 3000 metros por defecto; (b) la longitud máxima de salto es menor o igual que alrededor de 120 milímetros; (c) la relación entre dicha longitud del hilo por defecto a dicha longitud máxima de salto es mayor o igual a alrededor de 50; (d) los enmarañamientos por el número de veces en metros de la resistencia media de enmarañamiento es mayor o igual a alrededor de 120; y (e) se puede tejer sin apresto.
Description
Un hilo sin apresto.
La invención se refiere a un hilo de múltiples
filamentos de material sintético. Más particularmente, la invención
se refiere a un hilo de múltiples filamentos, de material
sintético, que tiene un buen enmarañamiento y una buena calidad del
hilo, que se puede tejer sin apresto. También se presenta un método
para obtener el hilo, y un método para usar el hilo. El hilo de
esta invención se puede usar en el tejido usado para obtener
airbag.
El hilo usado en el tejido para airbag es
típicamente poliamida, ya sea nylon 6 o nylon 66, poliéster,
polipropileno o polietileno. Las cualidades deseables para tejidos
de airbag incluyen: excelentes resistencias a la tracción y al
desgarro, propiedades de elevada tenacidad y fatiga mecánica,
elevada estabilidad térmica, y una apropiada permeabilidad al aire.
Además, el hilo usado para tejer tejido de airbag debe producir una
elevada puntada por pulgada para asegurar una permeabilidad
apropiada del aire. La capacidad para procesar el hilo usado en la
tejeduría es importante debido a que afecta a las propiedades
finales y al coste del tejido resultante. Un problema habitual con
hilos sintéticos de múltiples filamentos, durante la tejeduría a
alta velocidad, es el desarrollo de hilos raspados, que son el
resultado de filamentos rotos en el ovillado de hilos en urdimbre
(creando defectos que se identifican en la industria como hilos
raspados, pelotas de pelusa, botones o gatas, etc.), lo que puede
dar como resultado roturas debidas al efecto negativo sobre el
relleno. Tales roturas reducen la eficacia de la tejeduría y
aumentan los costes. Para reducir tales problemas, se han
perseguido típicamente métodos para aumentar la capacidad de
cohesión de los hilos sintéticos de múltiples filamentos.
Un método es aplicar un apresto al hilo. El
apresto es el procedimiento por el que el hilo se reviste con una
sustancia (por ejemplo, poli(ácido acrílico), poli(alcohol
vinílico), poliestireno, poliacetatos, cera, aceite, gelatina,
almidón, etc.), para unir juntos a los filamentos del hilo, y para
endurecer el hilo para proporcionar una resistencia a la abrasión
durante la tejeduría. En la industria, el procedimiento de la
aplicación del apresto se denomina habitualmente "encolaje".
La reducción de la abrasión contribuye a una reducción en el número
de roturas, hilos raspados, pelotas de pelusa, etc., durante el
transcurso de la tejeduría. Tales problemas pueden reducir
significativamente la productividad en el proceso de tejeduría, si
se encuentran con frecuencia. Sin embargo, desventajosamente, el
uso de un apresto requiere varias etapas adicionales en el
procedimiento de fabricación. Además, también implica un coste
adicional para comprar el apresto y desechar el apresto eliminado
después de la tejeduría. La eliminación de la necesidad del uso de
un apresto representaría una mejora significativa.
Otro método para proporcionar cohesión entre los
filamentos es el uso de lo que se conoce de forma diversa como
enmarañamiento, mezclamiento, comezclamiento, o ligamento de los
hilos. El término "enmarañamiento" se usará aquí por
conveniencia, pero los otros términos se podrían sustituir igual de
fácil por el mismo. El enmarañamiento es un procedimiento que forma
una serie de secciones intermitentes a lo largo de la longitud del
hilo, en las que los filamentos individuales están fuertemente
enmarañados entre sí. Estas secciones enmarañadas son conocidas de
forma diversa como enmarañamientos, pellizcos, nodos, o nudos; y
están separadas entre sí por longitudes de filamentos en las que los
filamentos individuales están relativamente paralelos entre sí. Los
enmarañamientos actúan evitando que los filamentos individuales se
separen y se desplieguen hacia fuera durante el procesamiento del
hilo, manteniendo de ese modo un manojo de hilos cohesivo. Sin
embargo, el enmarañamiento por sí solo a menudo no es suficiente
para proporcionar un hilo que se pueda tejer de forma fiable sin
apresto para tejidos de airbag y tejidos similares, usando los
telares actuales de tejeduría con la eficacia deseada.
Los hilos enmarañados son conocidos en la
técnica. La patente U.S. 5.434.003, comúnmente asignada, muestra un
hilo que tiene una resistencia de enmarañamiento de al menos
alrededor de 4,5, un coeficiente de resistencia de enmarañamiento de
varianza menor que alrededor de 1,10, y una longitud media de
enmarañamiento para cada enmarañamiento de al menos alrededor de
11,0 mm. El hilo tiene un comportamiento de tricotado de al menos
4.000 racks/defecto (rack = unidad de malla de 480 pasadas). El
hilo de esta patente está destinado a ser tricotado, no a la
tejeduría. La patente no dice nada sobre la calidad del hilo. Los
hilos enmarañados comercialmente disponibles incluyen hilo de nylon
6 1R86 de AlliedSignal e hilo de nylon 6 447HRT de Akzo.
También se conocen las enseñanzas de la técnica
anterior para producir un hilo sin apresto. La patente U.S.
5.657.798 enseña un hilo que tiene una longitud media de abertura
de 2 a 10 cm, un coeficiente K1 para la estabilidad de los puntos
de entremezclamiento del hilo que supera 0,6, y un coeficiente K2
para la estabilidad de los puntos de entrelazamiento del hilo que
supera 0,3. Esta patente no dice nada sobre la calidad del hilo.
Otras enseñanzas pertinentes incluyen la patente U.S. 5.518.814. En
la patente U.S. 5.718.854, por ejemplo, se enseña un dispositivo de
detección en línea de la calidad del hilo.
Por lo tanto, no hay ninguna descripción en la
técnica anterior de un hilo que tenga tanto un buen enmarañamiento
como una buena calidad de hilo, que se pueda tejer sin apresto, ni
existe un procedimiento para producir tal hilo deseable.
Se ha desarrollado un hilo que responde a la
necesidad anterior en la técnica. El hilo de la invención tiene las
siguientes propiedades: la longitud del hilo por defecto es mayor o
igual a alrededor de 3000 metros por defecto; la longitud máxima de
salto es menor o igual a alrededor de 120 milímetros; la relación
entre la longitud del hilo por defecto a la longitud máxima de salto
es mayor o igual a alrededor de 50; los enmarañamientos por el
número de veces en metros de la resistencia media del
enmarañamiento es mayor o igual a alrededor de 120; y el hilo se
puede tejer sin apresto.
La presente invención es ventajosa debido a que
elimina la necesidad de un apresto antes de tejer el hilo,
reduciendo de este modo los costes de fabricación, y eliminando los
costes necesarios para desechar el apresto eliminado.
Otras ventajas de la presente invención serán
manifiestas a partir de la siguiente descripción, dibujos adjuntos,
y de las reivindicaciones anejas.
La Figura 1 es un diagrama de bloques del método
para lograr el hilo sin apresto de la invención.
La expresión "calidad del hilo", como se usa
aquí, se define como la longitud del hilo por número de defectos,
según se mide usando un aparato Enka Technica Fraytec II. La
calidad del hilo se mide en línea y de forma continua, esto es, en
la línea de fabricación del hilo, sobre todo el hilo producido, para
mantener una calidad consistente del hilo. Un defecto es un
filamento roto o un bucle. Se prefiere una calidad del hilo mayor
que o igual a alrededor de 3000 metros de hilo por defecto
(m/defecto); más preferida es la calidad del hilo mayor o igual a
alrededor de 4000 m/defecto; aún más preferida es la calidad del
hilo mayor o igual a alrededor de 4500 m/defecto; y la más preferida
es la calidad del hilo mayor o igual a alrededor de 5000
m/defecto.
La expresión "longitud máxima de salto",
como se usa aquí, se refiere a la longitud máxima no enmarañada de
hilo, medida en una longitud de 10 metros. Se mide en milímetros
(mm).
La expresión "hilado" significa el hilo de
múltiples filamentos continuo, después de que el hilo se ha
sometido a un enmarañamiento por aire, pero antes de ser convertido
en un hilo de haces para el proceso de tejeduría.
El término "enmarañamiento", como se usa
aquí, se refiere a una sección del hilo en la que los filamentos
individuales están enmarañados entre sí.
La expresión "enmarañamiento por metro"
(EPM), como se usa aquí, se refiere al número medio de
enmarañamientos por metro de longitud de hilo, medido sobre una
longitud de 10 metros de hilo.
La expresión "resistencia media de
enmarañamiento", como se usa aquí, se refiere al área bajo la
curva para picos de enmarañamiento, según se mide en un aparato
Reutlinger Interlace Counter Modelo RIC II, medido y promediado a lo
largo de una longitud de 10 metros de hilo. Esta expresión es
sinónima de la expresión "área media de enmarañamiento".
El término "sin apresto", como se usa aquí,
significa un hilo que se puede tejer en ausencia de un
revestimiento de una sustancia (por ejemplo, poli(ácido acrílico),
poli(alcohol vinílico), poliestireno, poliacetatos, cera,
aceite, gelatina, almidón, etc). "Sin apresto" no excluye el
uso de acabados de fibra o de hilado habituales, ni revestimientos
aplicados posteriormente a la tejeduría. El hilo de esta invención
proporciona un comportamiento aceptable de tejeduría sin apresto a
la máquina de tejer.
El polímero formador de fibra, usado para el hilo
de esta invención, puede ser cualquier polímero sintético,
incluyendo poliamidas, poliésteres y poliolefinas. Las poliamidas
preferidas son nylon 6 y nylon 66, prefiriéndose especialmente
nylon 6. Otras poliamidas incluyen: nylon 11, nylon 12, nylon 6,10,
nylon 6,12, nylon 4,6, copolímeros de los mismos, y mezclas de los
mismos. Los poliésteres incluyen los homopolímeros tales como:
poli(tereftalato de etileno); poli(tereftalato de
trimetileno); poli(tereftalato de butileno);
poli(tereftalato de isobutileno); poli(tereftalato de
2,2-dimetilmetileno); poli[(tereftalato de
bis-(hidroximetil)ciclohexeno)]; poli(naftalato de
etileno); poli(naftalato de butileno); poli[naftalato
de bis-(hidroximetil)ciclohexeno]; otros
poli(naftalatos de alquileno o de cicloalquileno), y los
poliésteres mixtos que, además de la unidad de tereftalato de
etileno, contienen un componente tal como isoftalato de etileno;
adipato de etileno; sebacato de etileno; tereftalato de
1,4-ciclohexilendimetileno; u otras unidades de
tereftalato de alquileno de cadena larga, y sus copolímeros. Las
poliolefinas incluyen: polipropileno y polietileno.
El hilo de la invención es aquel que se puede
tejer sin apresto. Como se muestra en la Figura 1, el procedimiento
para obtener el hilo sin apresto de la invención implica: estirar e
hilar un hilo de múltiples filamentos, sometiéndolo a unas buenas
condiciones de enmarañamiento, monitorizar la calidad del hilo en
línea, y clasificar los hilados según la calidad del hilo para
generar el hilo de la invención que tiene tanto un buen
enmarañamiento como una buena calidad consistente de hilo que se
puede tejer sin apresto, y un hilo secundario que carece de la
calidad de hilo y que lo excluye de la tejeduría sin apresto.
El hilo sin apresto se logra en parte
introduciendo un buen enmarañamiento en el hilo. El buen
enmarañamiento comprende satisfacer o exceder un número mínimo de
enmarañamientos por metro, satisfaciendo o excediendo una
resistencia media mínima de dichos enmarañamientos, y satisfaciendo
o excediendo un valor mínimo para la cantidad calculada
multiplicando los enmarañamientos por metro por la resistencia
mínima media de dichos enmarañamientos.
Los datos de enmarañamiento usados para describir
el hilo de la invención se generan a partir de un instrumento de
medida del enmarañamiento, comercialmente disponible, a saber, un
Reutlinger Interlace Counter Modelo RIC II. El Reutlinger Interlace
Counter permite un análisis más detallado de las características
del hilo enmarañado que el método de caída de aguja de Rothschild,
descrito, por ejemplo, en la patente U.S. 3.566.683.
Cuando un hilo es transportado a través de la
unidad Reutlinger, pasa próximo a un calibre en forma de muelle. En
general, se envía un hilo a través de la unidad Reutlinger durante
60 segundos a una velocidad de 10 metros/minuto, y una tasa de
muestreo de 30 lecturas/segundos. Cuando un enmarañamiento entra en
contacto con el calibre en forma de muelle, desplaza el muelle, lo
cual produce un voltaje. Los picos de la curva representan las
secciones enmarañadas, y los valles representan las secciones no
enmarañadas. Los datos representados mediante tal curva generada
por ordenador se pueden utilizar para determinar muchas medidas
útiles del hilo enmarañado, describiéndose estas medidas con más
detalle continuación.
La resistencia media del enmarañamiento se mide
haciendo una media de cada área bajo la curva y por encima del
umbral para cada enmarañamiento. El cálculo del área bajo la curva,
para cada enmarañamiento, es un ejercicio matemático sencillo que
usa un método estándar de integración. Primero, se calcula una
línea base y un nivel de umbral para los datos recogidos para una
longitud del hilo de 10 metros. La línea base se determina
ordenando todos los valores de voltaje en orden ascendente, y
después haciendo la media del 30% más bajo de estos valores. El
número medio es la línea base. El valor umbral depende del denier
del hilo que se está estudiando. Para un hilo de denier fino, es
decir, alrededor de 700 denier o menos, el valor umbral se calcula
multiplicando la línea base por un factor de 1,3. Si un pico de la
curva está por debajo de la línea umbral, no se considera que
constituye un enmarañamiento para los fines de la medición. En un
pico de enmarañamiento que tenga dos o más puntos de datos por
encima del umbral, el área entre pares adyacentes de puntos de datos
se calcula multiplicando la altura media de los puntos de datos por
la distancia que separa a los dos puntos de datos. La altura media
de los dos puntos de datos se determina restando el valor umbral de
cada valor de puntos de datos, y después haciendo la media de los
resultados. La distancia que separa a dos puntos de datos depende
de la tasa de muestreo del dispositivo Reutlinger y de la velocidad
del hilo a través del dispositivo. Por ejemplo, para una velocidad
del hilo de 10 m/min, y una tasa de muestreo de 30 lecturas/s, la
distancia entre puntos de datos adyacentes es 5,55 mm. La suma de
las áreas (en milímetros cuadrados, mm^{2}), para puntos de datos
adyacentes, es la aproximación del área bajo la curva para el pico
de enmarañamiento. Para un pico de enmarañamiento que tiene sólo un
punto de datos por encima del umbral, se supone que la distancia en
el cálculo del área es 1 mm por simplicidad, y se multiplica por la
diferencia entre el punto de datos y el umbral. La resistencia media
del enmarañamiento se calcula entonces sumando las áreas de los
picos del enmarañamiento a lo largo de una longitud del hilo de 10
metros, y dividiendo la suma entre el número de enmarañamiento en la
longitud del hilo de 10 metros.
El hilo de la invención tendrá una resistencia
media mínima de enmarañamiento de alrededor de 4,5, más
preferiblemente alrededor de 7, y lo más preferible alrededor de
8.
Otra característica del hilo se refiere a la
distribución de los enmarañamientos. La distribución de los
enmarañamientos también se denomina en la técnica como el nivel de
enmarañamiento. Una medida habitual de esta distribución es el
número de enmarañamientos por metro (EPM), que mide el número medio
de enmarañamientos por metro de longitud de hilo. El hilo de la
invención tiene un EPM de alrededor de 15 a 50 EPM, preferiblemente
alrededor de 25 hasta 50 EPM, más preferiblemente alrededor de 28
hasta 50 EPM, antes de ser sometido a tensión. Si el EPM está por
debajo de este nivel mínimo, no habrá un número suficiente de
enmarañamientos para proporcionar la resistencia del enmarañamiento
necesaria para lograr el comportamiento mejorado de tejeduría del
hilo.
El producto de los enmarañamientos por metro, y
la resistencia media del enmarañamiento, se denomina como grado de
cohesividad global del hilo. Si el hilo tiene un mayor EPM,
entonces la resistencia media del enmarañamiento podría ser menor, y
el hilo aún tendría suficiente resistencia global y cohesividad
para la invención. El valor preferido para este producto es mayor o
igual a alrededor de 120.
El EPM no mide la uniformidad de la distribución
de los enmarañamientos. Esto es, el EPM sólo proporciona el número
de enmarañamientos por metro sin especificar cómo están espaciados
dentro de ese metro. En consecuencia, la uniformidad de la
distribución de los enmarañamientos se debe medir mediante otros
parámetros objetivos, tales como la longitud máxima de salto.
La longitud máxima de salto es la longitud máxima
no enmarañada de hilo a lo largo de una longitud de 10 metros.
Cuanto mayor es la longitud máxima de salto, más probable es que
los filamentos se extiendan y provoquen un defecto en el tejido. El
hilo de la invención tiene una longitud máxima de salto menor que
alrededor de 120 mm, preferiblemente menor que 100 mm, más
preferiblemente menor que 80 mm, y lo más preferible menor que
alrededor de 60 mm, antes de ser sometido a tensión. No hay ninguna
longitud máxima de salto por encima de la cual el hilo debe ser, y
de hecho es deseable lograr, una longitud máxima de salto tan baja
como sea posible.
Otra medida importante del enmarañamiento es la
resistencia COV. La resistencia COV indica la uniformidad de la
resistencia del enmarañamiento. Esto es, representa el grado en el
que varía la resistencia del enmarañamiento de cada enmarañamiento.
La determinación de un coeficiente de varianza para un conjunto
dado de datos es un cálculo analítica estadístico bien conocido. En
este caso, la resistencia COV es el área media entre la curva
generada por ordenador y la línea base dividida entre la desviación
estándar de esta área, obteniéndose los datos para la curva a lo
largo de una longitud de hilo de 10 metros.
El hilo de la invención tiene una resistencia COV
menor que alrededor de 1,00. Si la resistencia COV está por encima
de estos límites, la resistencia del enmarañamiento de los
enmarañamientos individuales es insuficientemente uniforme.
La longitud máxima de salto COV es una medida
importante de la consistencia de la uniformidad de la longitud
máxima no enmarañada entre los hilados. La determinación de un
coeficiente de varianza para un conjunto dado de datos es un cálculo
analítico estadístico bien conocido. La longitud máxima de salto COV
es la media de la longitud máxima de salto para varios hilados
dividida entre la desviación estándar de la longitud máxima media
de salto. Los datos para calcular la longitud máxima media de salto
se obtienen a partir de alrededor de 4 a 8 hilados. El hilo de la
invención tiene una longitud máxima de salto COV menor o igual a
alrededor de 0,29, preferiblemente menor o igual a alrededor de
0,27.
Se puede lograr un buen enmarañamiento siguiendo
las enseñanzas de la patente U.S. 5.434.003, comúnmente asignada,
que se incorpora aquí en la extensión necesaria para completar las
enseñanzas de este documento. Como se enseña en la patente U.S.
5.434.003, se obtiene un buen enmarañamiento ajustando la presión
del aire que golpea al manojo de hilo, la tensión del manojo de hilo
a medida que pasa a través del chorro de aire, y las dimensiones
del chorro de aire dependiendo del número de filamentos en el
manojo de hilo, el denier deseado del hilo enmarañado, y el nivel
deseado de resistencia de enmarañamiento para el hilo enmarañado.
En cada caso, los parámetros de procesamiento identificados
anteriormente se ajustan de forma que la presión de aire sea
suficiente para separar el manojo de hilo entrante y generar el
vórtice y la resonancia necesaria para enmarañar los
filamentos.
El enmarañamiento del hilo tiene lugar en un
chorro de aire. El chorro de aire usado puede tener una
construcción convencional por cuanto incluye una cámara de hilo o
perforación a través de la cual los filamentos pasan y son sometidos
a una corriente gaseosa, al menos una abertura para que los
filamentos entren en la cámara de hilo, al menos una abertura para
que el hilo enmarañado resultante salga de la cámara de hilo, y al
menos un orifico de aire que dirige el aire o el gas dentro de la
cámara de hilo. El aire es la corriente gaseosa preferida; otras
posibilidades incluyen vapor. Existen comercialmente chorros de aire
útiles. No hay un límite en el número de orificios de aire por
extremo de hilo en el chorro de aire, pero se prefiere un chorro de
aire de orificio único, de doble orificio o de triple orificio. Los
chorros de aire también se pueden disponer en tándem. Esto es,
puede haber más de un chorro de aire por cada extremo de hilo. La
perforación o cámara de chorro de aire puede tener cualquier forma,
tal como una forma ovalada, redondeada, rectangular,
semirrectangular, triangular, de media luna, o de planchas casi
paralelas. La corriente de aire puede golpear a los filamentos en
cualquier ángulo, pero se prefiere un ángulo aproximadamente
recto.
Cuando se usa una perforación con forma de
semiluna, ovalada o redonda, la relación de diámetro de
orificio/diámetro de perforación debe ser mayor que 0,375,
preferiblemente al menos alrededor de 0,400, más preferiblemente al
menos alrededor de 0,475, y lo más preferible al menos alrededor de
0,500. En el caso de una perforación con forma ovalada, el diámetro
de la perforación se mide en su distancia más ancha.
El aire o gas que pasa a través del orificio y
que golpea a los filamentos debe ser de una presión suficiente para
lograr el grado de enmarañamiento deseado sin provocar ningún daño
a los filamentos, tal como el desgarro o rasgado. La presión de
aire usada para producir el hilo de la presente invención debe
oscilar desde alrededor de 20 hasta alrededor de 150 psi,
preferiblemente de alrededor de 40 hasta alrededor de 100 psi. Si
la presión de aire está por debajo de estos intervalos, el grado de
enmarañamiento y la resistencia del enmarañamiento estarán por
debajo de los requeridos. Si la presión del aire está por encima de
estos intervalos, los filamentos se dañan y/o los enmarañamientos no
son uniformes en su resistencia. Además, el coste de suministrar
aire o gas a presión comienza a elevarse dramáticamente a medida
que aumentan los requisitos de presión.
El enmarañamiento por aire tiene lugar después de
la formación de los filamentos poliméricos individuales, y antes
del devanado del hilo. Los filamentos poliméricos individuales se
pueden formar mediante procedimientos conocidos en la técnica, y
pueden incluir cualesquiera aditivos y/o acabados encontrados
convencionalmente con filamentos poliméricos. Ilustrativos de estos
procedimientos son el girado por estiramiento, devanado por
estiramiento, estiramiento con hilatura y estiramiento en la
urdimbre. Típicamente, en la etapa final de formación, los
filamentos se extruyen a partir de una máquina de hilado y se hacen
converger para formar un hilo, se aplica un acabado, y el hilo se
somete a estiramiento y relajamiento según sea necesario para lograr
las propiedades mecánicas finales deseadas del hilo. El hilo
estirado se conduce entonces a través del chorro de aire para el
enmarañamiento, y a través de un dispositivo de monitorización de
la calidad en línea, antes de devanar el hilo. Los filamentos se
pueden transportar a través del chorro de aire mediante cualquiera
de los métodos convencionales, incluyendo el uso de rodillos de
alimentación y de extracción.
El método preferido para la formación de hilo de
nylon 6 y es el procedimiento de estirado con hilatura. El polímero
de nylon 6 se funde y extruye a través de una máquina de hilatura
para formar filamentos a alrededor de 270ºC hasta 290ºC. Después de
la máquina de hilatura, los filamentos se hacen converger, y se
aplica un acabado a los filamentos que convergen, antes del
estirado. Tras la aplicación del acabado, el hilo se enrolla sobre
un primer rodillo, girando a alrededor de 400 hasta 800 m/min, y a
una temperatura entre alrededor de la temperatura ambiente y 90ºC.
El primer rodillo alimenta al hilo a la primera de las dos zonas de
estiramiento, seguido de la segunda zona de estiramiento, y después
una zona de relajamiento. Los guiahilos del hilado en las zonas de
estiramiento y la zona de relajación giran a alrededor de 2000 hasta
4000 m/min, y se calientan entre alrededor de 150ºC y 220ºC. El
hilo es conducido a través del chorro de aire para el
enmarañamiento, y después a través del dispositivo de
monitorización de la calidad en línea Fraytec II antes de ser
enrollado, a velocidades de funcionamiento de la bobinadora de
alrededor de 2000 hasta 4000 m/min.
Preferiblemente, el denier total del hilo
enmarañado debe ser menor que alrededor de 700. El denier total más
preferido del hilo oscila desde alrededor de 630 denier hasta
alrededor de 100 denier, e incluye un hilo muy preferido de 420
denier.
Sin embargo, un buen enmarañamiento por sí solo
no da como resultado un hilo que se puede tejer sin apresto. Por
ejemplo, un hilo producido según la patente US 5.657.798, para
producir un buen enmarañamiento, no se podría tejer sin apresto.
Un componente clave de la invención es el
mantenimiento consistente de la calidad del hilo para todos y cada
uno de los hilados incluidos en una tejeduría sin apresto. Esto se
logra utilizando un dispositivo de monitorización de la calidad en
línea, preferiblemente un Enka Technica Fraytec II, para medir el
número de defectos de cada hilado producido, y separar solamente
aquellos hilados que cumplen o superan la longitud mínima de hilo
por limitación de defecto para lograr un hilo que se puede tejer sin
apresto. El dispositivo de monitorización de la calidad en línea
está localizado después del choro de enmarañamiento, y antes de la
bobinadora. Se pueden emplear otros dispositivos de medición de la
calidad, con la relación entre los valores de calidad del hilo de
Fraytec determinados empíricamente para permitir separar
apropiadamente y lograr el hilo sin apresto de la invención. Las
características claves son que el dispositivo de monitorización de
la calidad esté localizado en línea, y que los hilados que no
satisfagan la limitación de la calidad se excluyen de los hilados
sin apresto. Los hilados que no satisfagan la longitud mínima de
hilo por limitación de defecto se pueden tejer fácilmente con
apresto.
La relación entre la longitud del hilo por
defecto a la longitud máxima de salto es una medida de uniformidad
del hilo con respecto a las propiedades de enmarañamiento y la
calidad del hilo. La relación entre el hilo por defecto a la
longitud máxima de salto para un hilado es mayor o igual a 50,
preferiblemente menor o igual a 70, y más preferiblemente mayor o
igual a 80.
Otra medida de la uniformidad del hilo con
respecto tanto a las propiedades del enmarañamiento como a la
calidad del hilo es la relación de longitud por defecto a la
longitud máxima de salto COV. Puesto que la longitud máxima de salto
COV se calcula usando una media de 4 a 8 hilados, cada hilado usado
en el promedio debe cumplir las limitaciones de esta relación. El
valor preferido para esta relación es igual o mayor que alrededor
de 15.000, preferiblemente igual o mayor que 20.000.
El hilo de la invención se puede tejer sin
apresto en condiciones de tejeduría normales usando tipos de
telares tales como un telar Rapier, un telar de chorro de aire, o
un telar de chorro de agua. También se puede usar en aplicaciones de
tricotado y de trenzado.
Ejemplo comparativo
A
Se obtuvo un hilo de nylon 6 de 630 denier y 136
filamentos, y el enmarañamiento del hilo se midió según la patente
U.S. 5.657.798 usando un aparato de medición del EPM de caída de
aguja de Rothschild. Los valores K1, K2 y K3 se calcularon como se
describe en la patente. Como se establece en la Tabla I, el hilo del
Ejemplo Comparativo A cumplió las limitaciones de enmarañamiento de
la invención en la patente U.S. 5.657.798. El Ejemplo Comparativo A
no se pudo tejer sin apresto.
| Ejemplo | K1 | K2 | K3 |
| Ej. Comp. A | 0,699 | 0,690 | 1039 |
Ejemplos
1-8
De la
invención
Ejemplo Comparativo
B
Los hilos de nylon 6 de 630 denier y 136
filamentos de este ejemplo fueron hilados individuales de la misma
posición del mismo panel de estiramiento de aguja, y se sometieron
a exactamente las mismas condiciones de enmarañamiento usando un
chorro de placa paralela PS-1600 y una presión de
aire dentro del intervalo preferido, y una velocidad del hilo de
2000 a 4000 m/min. La calidad del hilo se monitorizó en línea
usando un dispositivo Enka Technica Fraytec II. Este dato es
representativo de la producción de aproximadamente 500 hilados en
las mismas condiciones de enmarañamiento en dos paneles separados de
estiramiento de aguja realizados en idénticas condiciones de
procesamiento. Alrededor de 12% de esos hilados no cumplieron la
limitación de calidad del hilo, y se separaron de los hilados que
cumplieron o superaron la limitación de calidad del hilo.
\vskip1.000000\baselineskip
| Ejemplo | Calidad del hilo (m/defecto) |
| Ej. Inv. 1 | 20.760 |
| Ej. Inv. 2 | 13.840 |
| Ej. Inv. 3 | 5931 |
| Ej. Comp. B | 3774 |
| Ej. Inv. 4 | 5190 |
| Ej. Inv. 5 | 6920 |
| Ej. Inv. 6 | 8304 |
| Ej. Inv. 7 | 13.840 |
| Ej. Inv. 8 | 5931 |
\vskip1.000000\baselineskip
Las condiciones de enmarañamiento usadas dieron
como resultado un enmarañamiento consistentemente bueno en los
hilados resultantes; sin embargo, como muestran los datos, la
calidad del hilo varió. Estos datos indican por lo tanto que un
buen enmarañamiento no garantiza una calidad elevada del hilo, y que
la calidad del hilo es independiente del enmarañamiento. Estos
datos también demuestran por qué es esencial el dispositivo de
medición de la calidad en línea para determinar y mantener la
calidad mínima del hilo necesaria para un hilo sin apresto mediante
separación del hilo según esta invención. Los ocho ejemplos de la
invención que cumplen o superan la limitación de la calidad del hilo
se tejieron sin apresto.
Ejemplos
9-12
De la
invención
Los ejemplos 9 a 12 de la invención fueron hilos
de nylon 6 de 630 denier con 136 filamentos, y se enmarañaron
usando un chorro de plancha paralela PS-1600 que
tiene una presión de aire dentro del intervalo preferido. Los datos
del enmarañamiento se midieron como se describe usando un modelo
RIC II de Reutlinger Interlace Counter. La calidad del hilo se
midió en línea usando un Enka Technica Fraytec II.
| Ejemplo | Ej. Inv. 9 | Ej. Inv. 10 | Ej. Inv. 11 | Ej. Inv. 12 |
| Longitud máxima de salgo (mm) | 33,33 | 55,56 | 66,67 | 61,11 |
| EPM | 31 | 29 | 26 | 26 |
| Resistencia media del enmarañamiento | 8,60 | 8,95 | 8,69 | 9,68 |
| Resistencia media del enmarañamiento COV | 0,67 | 0,54 | 0,57 | 0,50 |
| Resistencia media del enmarañamiento x EPM | 266,6 | 259,6 | 225,9 | 251,7 |
La longitud máxima media de salto, calculada para
estos cuatro hilados de la invención, fue 54,17, la desviación
estándar fue 14,61 y la longitud máxima de salto COV fue 0,27. Los
Ejemplos 9 a 12 de la invención tuvieron cada uno una calidad de
hilo de 5000 m/defecto, o mayor. Estos cuatro Ejemplos de la
invención se tejieron sin apresto.
Además, también se obtuvo un hilo de nylon 6 de
420 denier, con propiedades similares a las de los Ejemplos 9 a 10
de la invención, y se tejió sin apresto.
Ejemplo
13
De la
invención
Ejemplos Comparativos C, D y
E
Se generaron cuatro hilos para ensayar cuatro
posibles combinaciones de enmarañamiento y calidad de hilo. Los
cuatro hilos se ensayaron después para determinar la tejeduría sin
apresto en una construcción de 40,5 x 40,5. Los resultados de este
ensayo de tejeduría se muestran en la Tabla IV.
| Ejemplo | Enmarañamiento | Calidad del hilo | Resultado de la tejeduría sin apresto |
| Ej. Comp. C | Malo | Mala | no se pudo tejer |
| Ej. Comp. D | Bueno | Mala | tejible pero sin niveles aceptables de |
| calidad del tejido y eficacia del telar | |||
| Ej. Comp. E | Malo | Buena | tejible pero sin niveles aceptables de |
| calidad del tejido y eficacia del telar | |||
| Ej. 13 de la inv. | Bueno | Buena | se pudo tejer |
Estos datos demuestran que tanto la calidad buena
como un buen enmarañamiento son necesarios para lograr una
tejeduría sin apresto. La buena calidad es esencial para
reducir/eliminar la aparición de problemas que evitan la tejeduría
sin apresto a una eficacia razonable y puntadas por pulgada.
Claims (10)
1. Un hilo que comprende las siguientes
propiedades:
(a) la longitud del hilo por defecto es mayor o
igual que alrededor de 3000 metros por defecto;
(b) la longitud máxima de salto es menor o igual
que alrededor de 120 milímetros;
(c) la relación entre dicha longitud del hilo por
defecto a dicha longitud máxima de salto es mayor o igual a
alrededor de 50;
(d) los enmarañamientos por el número de veces en
metros de la resistencia media de enmarañamiento es mayor o igual a
alrededor de 120; y
(e) se puede tejer sin apresto.
2. El hilo de la reivindicación 1, en el que, en
la propiedad (a), dicha longitud de hilo por defecto es mayor o
igual que alrededor de 5.000 metros/defecto.
3. El hilo de la reivindicación 1, en el que, en
la propiedad (b), dicha longitud máxima de salto es menor o igual
que alrededor de 100 milímetros.
4. El hilo de la reivindicación 1, en el que, en
la propiedad (b), dicha longitud máxima de salto es menor o igual
que alrededor de 80 milímetros.
5. El hilo de la reivindicación 1, en el que, en
la propiedad (b), dicha longitud máxima de salto es menor o igual
que alrededor de 70 milímetros.
6. El hilo de la reivindicación 1, en el que, en
la propiedad (c), dicha relación entre dicha longitud del hilo por
defecto a dicha longitud máxima de salto es mayor o igual que
alrededor de 70.
7. El hilo de la reivindicación 1, en el que, en
la propiedad (c), dicha relación entre dicha longitud del hilo por
defecto a dicha longitud máxima de salto es mayor o igual que
alrededor de 80.
8. El hilo de la reivindicación 1, que comprende
además:
la relación entre dicha longitud de hilo por
defecto a coeficiente de varianza de la longitud máxima de salto es
mayor o igual que alrededor de 15.000.
9. El hilo de la reivindicación 1, que comprende
además:
la relación entre dicha longitud de hilo por
defecto a coeficiente de varianza de la longitud máxima de salto es
mayor o igual que alrededor de 20.000.
10. El hilo de la reivindicación 1, que comprende
además dicho hilo que tiene una resistencia de enmarañamiento de al
menos alrededor de 4,5, y un coeficiente de resistencia de varianza
menor que alrededor de 1,10.
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