拉斷法和產品的製作方法

2023-05-18 22:44:16

專利名稱：拉斷法和產品的製作方法
本申請聲稱享有於1999.06.14申請序號為60/139,096表題為「拉斷法和產品」的臨時申請的優先權。
本發明的領域本發明總的涉及一種纖維的轉變和紡制工藝，尤其涉及將連續的長絲纖維拉斷成為不連續的長絲纖維並將這些纖維固結成為紗線的方法。
背景合成短纖維的紡絲曾被這樣生產，將連續長絲切割成短纖維然後併合成紗線，其方式與棉纖維或毛纖維相同。較簡單的直接紡制工藝也被使用，其中平行的連續長絲被拉斷並在餵入輥和送出輥之間的有時被稱為拉斷區或牽切區內牽伸形成不連續纖維條，然後加捻形成紡制的紗線，例如在授予New的US 2,721,440或授予Preston的US2,784,458所公開的那樣。這種早先的工藝進行緩慢，因為受到真正加捻裝置固有速率的限制。作為真正的加捻的替代，Bunting等人在US 3,110,151中曾公開過可用一種纏結，即交纏的噴氣裝置來將固結的短纖維纏結成紗線而制出紗線產品。這種產品能比真正加捻生產得快，但在強度、潔淨和均勻方面不及傳統紡制的紗線。另外，授予Adams等人的US 4,080,778曾公開一種工藝，可將1500-5000旦的連續長絲絲束加熱和拉伸，然後在單一的區段內拉斷和牽伸，以高速通過帶孔的牽伸輥和吸絲器排出來保持氣體和纖維的同向流動而通過夾持輥鉗口。然後在Bunting所公開的那種型式的纏結噴射下使不連續的未固結的長絲固結而制出50-300旦的紗線。靜電電荷在拉斷和牽伸區內被除去以減少纖維的張開。靜電去除裝置被設置在運送長絲通過流程的輥對附近。在拉斷區產生的不連續長絲中大約有1.5-20％的長度超過76cm。在整個流程中紗線軸需要保持在垂直的方向。這樣得到的產品-固結的紗線具有一般高於環錠粗紡紗線的良好的強度，並且潔淨而無粗節。
在授予Gilhaus的US 4,924,556中曾說明可用多個拉斷區來逐漸減少大旦數絲束不連續長絲的長度，該大旦數絲束是由數個低重絲束通過張力導紗梳櫛和導向件結合而成。這樣低重餵入絲束可用小於4.5的捻轉運行而保持高生產能力。結合的絲束在一個水平高度上的捻轉和加熱區(I區)內被拉伸而斷裂，然後依次移動通過一個或多個逐漸縮短的拉斷的拉斷區(II-V區)，這些區被水平地布置在另一個高度上以節省地面空間。拉斷區可具有一個或多個「主要」斷裂區使纖維逐漸縮短，及一個或多個可設定平均纖維長度和設定纖維長度變化率(％cv)的斷裂區。形成的絲條可在一個纏繞機構內加工(以便隨後的搬運)、熱處理並被收集在罐筒內。絲條可望進一步被加工，如在一紡絲機內，以便生產出小旦數的紗線。上述過程可處理每支長絲為3.0旦纖度的餵入絲束，及在拉斷區內寬度大於270mm的110,000-220,000旦的寬帶。在該專利

圖1示出的例子中，第一初步斷裂區即II區，至少為500mm長，並且在這區內造成的長絲長度具有一個纖維長度從幾毫米到II區長度的「接近正態分布」。II區的長度為在一個可減少斷裂力的較長的長度和一個可避免絮凝物斷裂並改善操作條件的較短的長度之間的優化值。還有一個第二初步斷裂區即III區，該區至少為200mm但不大於1000mm，比起II區來是「相當短的」。接下來還有第一斷裂區即IV區，可設定平均纖維長度並顯得比III區短；和第二斷裂區即V區，可消除過長纖維、設定纖維長度的變化率(以％cv為特徵)，並顯得比IV區短。在V區內，「可引起斷裂的捻轉」(被認為就是速比)至少為IV區內斷裂捻轉的兩倍。
Minorikawa等人在US 4,667,463中曾說明一種水平的在線工藝流程可用來從纖維束製造包纏紗。該流程包括拉伸絲束使它通過一個寬度窄小的狹長區域內的加熱器、牽伸切割絲束、並使牽伸切割的纖維經過矯正牽伸切割工步和紗線成形工步。矯正牽伸切割工步區段的長度約為牽伸切割區段長度的0.4到0.9倍，矯正牽伸切割的拉率至少為2.5倍。拉伸最好分兩階段進行以便達到90-99％的最大拉伸率，拉伸的纖維然後被熱處理。紗線成形工步使用一種噴射系統在纖維芯部周圍造成包纏纖維並將它們包纏在芯部纖維上從而使纖維固結。在矯正牽伸切割區段和紗線成形區段內偶而使用皮圈帶來調整周邊纖維。在授予Minorikawa的U.S.4,356,690中所說明的這種產品的特徵是，在紗線中多於約15％的長絲的長度小於0.5倍紗線平均長絲長度，並有多於約15％的長絲的長度大於1.5倍紗線平均長絲長度。在所示例子中，製造174到532旦(30.5到10棉紗支數)的紗線的流程的最大輸出速率為200米/分(例6)，大多數例子是在約100米/分的速率下運行的。
用Adams等人所生產的產品存在的問題是，在單一拉斷區內生產出來的1.5-20％的不連續長絲的長度超過76cm會在進一步加工時發生問題(主要是包纏在輥上)，特別是當所選過程不是在垂直方向上取向時。在Adams的產品中的長絲還有一個問題是它會限制可從紗線伸出的長絲端頭數，而這個長絲端頭在紗線用作紡織品時能提供良好的手感和外觀。
在Gilhaus的水平取向的情況下，可能只是容易在加工大絲束時採用，因為人們認為大量的長絲能在不連續的長絲之間產生良好的束內摩擦力，因此在過程中能夠不困難地保持絲束的整體性。而在Adams的情況下，在尚未固結的不連續的紗線中的少量長絲只能提供很小的摩擦凝聚力。人們認為為了消除由於重力作用在柔弱的紗線上而造成的側向力有必要在紗線還沒有固結增強之前採用垂直的取向。
Adams提出所有拉斷都在一個區段內完成，任何牽伸也在同一區段內進行。這種多目的區段使最終的紗線參數難以或不可能分別優化。
Minorikawa等人可能在控制不連續長絲上有問題，從其使用皮圈帶可以作證。這種缺乏控制和使用皮圈帶可能會將其流程速率限制到其例子中所舉出的那樣即200米/分，這一速率對於單一低旦數紗線的商用生產線是太慢了。
因此需要有一用來生產拉斷法紗線的改進流程，在該流程中操作參數能獨立地被優化，該流程並不限於在垂直取向下操作，而會從長絲束中分離出來、包纏在加工設備上、並限制紗線內長絲端頭數的過分長的長絲可不存在。需要有一個流程能夠健全地在250米/分以上的高速下運行以便制出能直接從絲束一次形成紗線的、在經濟上能吸引人的生產線。
本發明的綜述本申請人等曾開發一種工藝流程，能從連續的長絲餵入紗線生產出長絲長度短於約64cm(25英寸)的、小旦數的、不連續的長絲紗線從而可使每英寸具有數目多的長絲端頭。新工藝流程可在高速下運行使單一紗線的生產在商業上可行，其生產率大大超過傳統上每英寸具有數目多的長絲端頭的、環錠紡的短纖維紗線的生產率。該流程允許採用垂直的或水平的取向操作而不會損害可運行性。該流程適用於多種連續長絲紗線聚合物並可用來混合不相同的連續長絲紗線。在較優的實施例中，該流程使用至少兩個斷裂區以便在最終的紗線產品中得到較優的長絲長度而使平均長絲長度大於6.0英寸，第一斷裂區的速比D1和第二斷裂區的速比D2都應達到至少為2.0的水平。另外，第二斷裂區長度L2與第一斷裂區長度L1之比應限制在0.2到0.6的範圍內以便得到所需的總長絲長度、長度分布、和良好的系統可操作性。緊接著斷裂區為一固結區用來使紗線內的不連續長絲固結並用任何一種方法使它們攙和以保持紗線的整體性。該流程包括對具有一個或多個拉斷區的系統的改進。
新工藝流程的一個特點是基於這樣的一個看法，即重要的是要安排某些「雙夾持」長絲，使它通過整個拉斷和牽伸流程。雙夾持長絲是那些長度足夠跨越每一拉斷和牽伸區的兩個輥對之間距離的長絲。雙夾持長絲能給其他長絲提供一些支承從而使每一區內的長線束具有良好的凝聚，這樣可有助於運行性，特別是當用少量長絲製造低旦數紗線時。人們確信如果在斷裂區內採用低速比便可造成能夠用作雙夾持長絲的較長的長絲，但這樣做需要較多的斷裂區方能達到一個高的總速比以資提高生產率。為了將長絲長度減少到一個低的水平，以符合生產具有大量長絲端頭的紗線的需要，也要求有較多的斷裂區。伸出的長絲端頭被認為能給紗線提供較好的手感。本申請人等曾發現當用較短的纖維製造小旦數紗線而使每英寸長絲端頭數優化時有一較優的操作流程可優化機械的運行性。為了提高生產率，該流程的總速比必須保持在高水平，速比的增加必須被至少兩個斷裂區分攤，同時要求使運行性為最大，而這要求在每一區內保持某一最小部分的雙夾持纖維。本申請人等曾發現要生產出合乎需要的產品，必須小心控制某些工藝參數。第一斷裂區的≥2.0的速比D1和第二斷裂區的≥2.0的速比D2的關係還應較好地滿足下列等式(D2-1)/(D1-1)≥0.15
更好應滿足下列等式(D2-1)/(D1-1)≥0.15並≤2.5在還有一個優選實施例中，第二區的區長還被限制為小於或等於第一區區長的0.4倍。
在另一個優選實施例中還設有一個分開的區主要用來牽伸已經斷裂的長絲而不再使它斷裂。
在還有一些實施例中在斷裂區之前還使用拉伸區加熱或不加熱地拉伸纖維，但不使它斷裂。另外當需要加熱纖維並控制產品特性如收縮率時可使用退火區。退火區是拉伸區內最常見的部分，但可使用在過程中的各種位置上。
該流程由於提供機會能用以前沒有公開過的方式引入各種纖維，因此能制出範圍廣泛的拉斷法紗線。例如，在該流程中採用多種不同的區段並在不同的位置引入添加的纖維便能得到不尋常的和新穎的效果。這種產品的典型做法是用連續長絲紗線與不連續長絲紗線攙和而成，而連續長絲紗線引入的位置是在斷裂和牽伸區的下遊及固結區的上遊。使用拉斷法，特別是使用本申請人的獨特的操作程序，從聚合物材料我們曾得到下列性能未曾預期的產品一種紗線包括長度不同的不連續長絲的固結的人造纖維，長絲沿著紗線的長度交絡以保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度即avg.大於6英寸，並且纖維具有一個長絲長度分布特徵為5％小於15％的長絲具有一個大於1.5avg.的長度。
一種紗線包括長度不同的不連續長絲的固結的人造纖維，長絲沿著紗線的長度交絡以保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度大於6英寸，並且其中纖維包括連續長絲沿著紗線長度與不連續長絲的攙和，連續長絲具有小於10％的斷裂延伸率。
一種紗線包括長度不同的不連續長絲的固結的人造纖維，長絲沿著紗線的長度交絡以保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度大於6英寸，並且其中纖維包括連續長絲沿著紗線長度與不連續長絲的攙和，連續長絲具有彈性長絲，其斷裂延伸率大於約100％，並且在延伸50％後的彈性回復率至少為30％。
一種紗線包括長度不同的不連續長絲的固結的人造纖維，長絲沿著紗線的長度交絡以保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度大於6英寸，並且其中在紗線內按旦數計至少1％的不連續長絲具有纖維的長絲與長絲間的摩擦係數為0.1或更小。最好，低摩擦組分為含氟聚合物。
一種紗線包括長度不同的不連續長絲的固結的人造纖維，長絲沿著紗線的長度交絡以保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度即avg.大於6英寸，並且纖維具有一個長絲長度分布特徵為5％到小於15％的長絲具有一個大於1.5avg.的長度，並且其中長絲橫截面具有寬度而在寬度內有多個被細部連接起來的粗部，細部在不連續長絲的端頭處被裂開，因此粗部在至少約為三倍長絲寬度的長度上被分開，從而在長絲上形成裂開的端頭。
一種紗線包括長度不同的不連續長絲的固結人造纖維，長絲沿著紗線的長度交絡以保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度即avg大於6英寸，並且纖維具有一個長絲長度分布特徵為5％到小於15％的長絲具有一個大於1.5avg.的長度，而且在紗線內的纖維為兩種可用肉眼辨別其視覺上明顯差異的纖維。最好這個差異是彩色上的差異，纖維的彩色除了亮度大於90％的中性色外，兩種纖維的彩色差異至少為2.0CIELAB(國際照明委員會實驗室)單位，亮度和彩色差異可按ASTM(美國材料試驗學會)E12委員會的標準E-284測量，這樣便可製成彩色紗線。
一種紗線包括長度不同的不連續長絲的固結的人造纖維，長絲沿著紗線的長度交絡以保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度即avg.大於6英寸，並且其中在紗線內按旦數計至少1％的不連續長絲的纖維具有潛在彈性為30％或更多的長絲。最好，該纖維為一雙組分的紗線，其中第一組分為2GT聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯)，第二組分為3GT聚酯(聚對苯二甲酸丙二酯)。
曾經公開過不同的流程用來製造上述的某些產品。還曾公開過一些流程用來將傳統的短纖維紡機轉變成用來製造拉斷式機械所需餵入纖維的機械。這些流程包括紡機操作的管理，使它在紡制位置紡制至少500條纖維，同時生產出多種產品被收集到容器內，這些產品具有單獨的批量大小從約20到200磅，這個批量大小小於單一大旦數絲束產品的批量；這些流程並提供設施使在製造低旦數絲束產品時用來從至少一個紡制位置上將絲束收集到容器內。
我們對傳統的拉斷工藝流程作過各種改進，這些改進包括在斷裂區內排出夾持輥附近聚集的鬆散長絲端頭並將它們導向纖維芯部，使在這個方向包圍著芯部的鬆散端頭離開芯部中心的距離不大於從斷裂區內排出夾持螺絲每一個相關端離開芯部中心的距離，從而可減少鬆散端頭的包纏在排出夾持輥上。
在拉斷過程中安排纖維通過各功能區段的路徑使它們可被彎折，這樣當將第一功能區內的路徑向量與下一個接續功能區的向量尾對尾地放置在一起時可在它們之間形成一個45度到180度的夾角，這樣可為該過程造成一個緊湊的地面面積。
在第一斷裂區的出口及在第二斷裂區的進口和出口安排不連續長絲的路徑時，使纖維在與不導電的夾持輥接觸之前首先與導電的夾持輥接觸，而在纖維要從導電的夾持輥上離開之前，首先從不導電的夾持輥上離開，這樣當纖維移動通過夾持輥時可減少靜電積聚在纖維內。
關於工藝流程和所生產產品的其他變化，本行業的行家從下面的說明中當可明白。
附圖的說明從下面結合附圖所作的說明中當可對本發明的一些特點有清楚的了解，在附圖中圖1為包括第一斷裂區、第二斷裂區和固結區的工藝流程作業線的概略的立視圖。
圖1A為一輥組的閉合，其時纖維路徑為一「亞米茄」路徑，這種路徑對高強度纖維或具有低摩擦係數的纖維特別有用。
圖2為在兩個輥組之間被拉斷的纖維內的長絲端頭和雙夾持長絲的概略的透視圖。
圖3為雙夾持纖維比率對總速比的關係曲線圖，所示為使用模擬模型的拉斷法纖維的兩個情況。
圖4為雙夾持纖維比率對速比的關係曲線圖，所示為在兩個斷裂區的單一情況下使用模擬模型的拉斷法纖維。
圖5為著眼於纖維的斷裂延伸率eb的圖4中信息的靈敏性圖。
圖6為著眼於斷裂區2的長度與斷裂區1的長度相比的變化的圖4中信息的靈敏性圖。
圖7為著眼於兩個斷裂區的總速比的變化的圖4中信息的靈敏性圖。
圖8為包括一個拉伸區、一個第一和第二斷裂區、和一個固結區的生產流程線的概略的立視圖，其時拉伸區也可起到退火區的作用。
圖9為包括一個拉伸區、一個第一和第二斷裂區、一個牽伸區、和一個固結區的生產流程線的概略的立視圖。
圖10示出圖4中的曲線，在邊的垂直軸線被擴展，右邊的垂直軸線被添加，以便將圖4中的曲線與某些實際試驗數據比較。
圖10A為對D1和D2不同的值進行設計的可操作性試驗得到的數據畫出的曲線圖以便為圖10的曲線圖收集最佳的數據。
圖11為用來實施圖1、8和9及其變型的工藝流程的機械的概略的立視圖。
圖12為圖11中用來使鬆散長絲環繞纖維打旋的渦旋噴管的透視圖。
圖13為用來使餵入纖維閒蕩通過纖維分布轉子並進入振燙容器的閒蕩裝置的概略視圖。
圖14為圖13中轉子的剖視圖。
圖15為從實際的紗線試驗和對該試驗模擬得到的長絲長度分布圖。
圖16和17示出只使用單一斷裂區的兩個可比例子的模擬和得出的纖維分布，該分布超出本發明的範圍。
圖18和19示出在其他操作條件下進行的模擬和得出的纖維分布，該分布在本發明的範圍內。
圖20示出圖9的概略工藝流程，其中添加的餵入纖維在固結區的上遊端被引入。
圖21示出圖9的概略工藝流程，其中添加的餵入纖維在第一斷裂區的上遊端被引入。
圖22示出圖9的概略過程，其中第一添加餵入纖維在第一斷裂區的上遊端被引入，第二添加餵入纖維在固結區的上遊端被引入。
圖23為圖9中過程線的概略立視圖，其中在固結區之後包括一個退火區。
圖24示出一個具有裂開端頭的拉斷法纖維的顯微照片。
圖25為圖24中長絲的橫截面。
圖26為用來固結纖維的交纏噴射器的透視圖。
圖27為通過圖26中噴射器的截面26-26。
圖28為用來固結纖維的氣動捻轉元件，圖中左半部為沿纖維路徑切開的剖視圖，而右半部為平面圖。
圖29為現有技術的短纖維紡機的等角視圖，該紡機通過餵入傳統短纖維紗線的流程能提供大旦數的絲束產品。
圖30為改進的短纖維紡機的等角視圖，該機能提供小旦數和大旦數的絲束產品。
圖31為改進的短纖維紡機的等角視圖，該機通過餵入拉斷法紗線的流程能從個別位置上提供小旦數的絲束產品。
圖32為一條具有折轉路徑能節省地面面積的工藝流程作業線的略圖。
圖33A、B和C分別為圖32中各區段的功能區路徑向量的略圖。
圖34A和34B為一槽的剖視圖，該槽在纖維移動通過夾持輥之前聚集鬆散的長絲端頭使它們朝向纖維芯部。
圖35為就不同的平均長絲長度而言，紗線強度對固結裝置兩噴嘴間距離的典型曲線圖。
雖然本發明將結合其較優實施例進行說明，但應知道本發明並不以該實施例為限，相反地，本發明應覆蓋所有那些包括在本發明權利要求所限定的創意和範圍內的替代、修改和等同。
詳細說明參閱附圖，圖1示出使用至少一個第一斷裂區34、一個第二斷裂區36和一個固結區38拉斷纖維30來形成紗線32的較優過程的略圖。可具有數條纖維30a、30b和30c的纖維30在流程的上遊端40通過由輥44、46和48組成的第一輥組42被餵入到流程內。輥46按預定的轉速被傳統的電機/齒輪箱和控制器(未示出)驅動，而輥44和48由於與輥46接觸也被驅動。纖維30被餵入到第二輥組50內，從而在輥組42和50之間形成第一斷裂區34。輥組50由輥52、輥54和輥56組成。輥54按預定轉速被傳統的電機/齒輪箱和控制器(未示出)驅動，而輥52和56由於與輥54接觸也被驅動。第一斷裂區34有一長度L1位在輥46和輥48的中心連線58上的鉗口與輥52和輥54的中心連線60上的鉗口之間。用輥組42按第一轉速S1驅動纖維，並用輥組50按高於轉速S1的第二轉速S2驅動纖維，這樣便可在第一斷裂區34內提高纖維的速率。在兩個輥組42和50上的纖維速率的比較構成第一速比D1＝S2/S1。在夾輥和纖維之間不應有任何滑動，這樣在從動輥46和54上纖維速率和夾輥表面速率都可以相同。在第一斷裂區34內纖維速率的增加將使纖維內的長絲長於被拉伸的長度L1一直到超過纖維的斷裂延伸率，這時被兩個輥組夾持的長絲就會斷裂。在該第一區內，為了使長絲斷裂，速比D1應達到這樣的程度使施加在長絲上的最大應變超過纖維的斷裂延伸率，而這是拉斷纖維的已知要求。如果餵入到過程內的纖維全部由連續長絲構成而上述斷裂長絲的條件被滿足，那麼所有長絲將在第一斷裂區內被斷裂。在連續長絲被斷裂後，隨著纖維速率的繼續增加以致達到輥組50的速率S2，目前為不連續的長絲纖維在第一斷裂區34內還可被牽伸以減少纖維的旦數。
接著纖維30被餵入到第三輥組62，從而在輥組50和62之間形成第二斷裂區36。輥組62由輥64、66和68構成。輥66按預定轉速被傳統的電機/齒輪箱和控制器(未示出)被驅動，而輥64和68由於與輥66接觸也被驅動。第二斷裂區36有一長度L2便在輥54和輥66的中心連線70上的鉗口與輥64和輥66的中心連線72上的鉗口之間。用輥組50按第二轉速S2驅動纖維，並用輥組62按高於轉速S2的第三轉速S3驅動纖維，這樣便可在第二斷裂區36內提高纖維的速率。在兩個輥組50和62上的纖維速率的比較構成第二速比D2＝S3/S2。在夾輥和纖維之間不應有任何滑動，這樣在從動輥54和66上纖維速率和夾輥表面速率都可以相同。在第二斷裂區36內纖維速率的增加將使在纖維內的大多數長絲長於被拉伸的長度L2一直到超過纖維的斷裂延伸率，這時被兩個輥組夾持的大多數長絲(雙夾持長絲)就會斷裂。在該第二區內，為了使長絲斷裂，速比D2應達到這樣的程度使施加在雙夾持長絲上的最大應變超過纖維的斷裂延伸率，而這是拉斷具有不連續長絲的纖維的已知要求。隨著纖維速率的繼續增加以致達到輥組62的速率S3，不連續的長絲纖維在第二斷裂區內還可被率伸以減少纖維的旦數。
接著纖維30被餵入到第四輥組74，從而在輥組62和74之間形成固結區38。輥組74由輥76和78構成。輥76按預定的轉速被傳統的電機/齒輪箱和控制器(未示出)驅動，而輥78由於與輥76接觸也被驅動。固結區38有一長度L3位在輥66和68的中心連線80上的鉗口與輥76和78的中心連線82上的鉗口之間。固結區38包括某些固結設施如在輥組62和74之間示出的交纏噴嘴。由於用輥組62按第三轉速S3驅動纖維，並用輥組74按較低的第四轉速S4驅動纖維，因此在固結區內纖維速率能略為降低。在兩個輥組62和74上纖維速率的比較構成速比D3＝S4/S3。在夾輥和纖維之間不應有任何滑動，這樣在從動輥66和76上纖維速率和夾輥表面速率可以相同。交纏噴射使長絲互相纏結而連接在一起從而形成短纖維紗線，這樣做時由於紗線是在這個具體的固結區內降低速率形成的，纖維的長度能略為縮短。在某些情況下可能需要在固結區38內增加紗線的速率，在這情況下隨著纖維速率的繼續增加一直到達到輥組74的轉速S4，在固結區38內將會發生某些牽伸。
繼續參閱圖1，所示輥組42、50和62均為三輥組，纖維基本上是「筆直地」通過輥組，只有極小的部分包卷在夾輥周圍。這對該流程通常是一個簡單有效的方法可給纖維提供良好的夾持和簡單的引入路徑。人們認為重要的是當纖維在斷裂區34和36內被斷裂時應該控制積聚在纖維上的靜電載荷。由於纖維斷裂而造成的自由纖維端頭在長絲互相滑動時會被靜電力排斥而從纖維的表面伸出。這些伸出的帶靜電的自由端會包卷在夾持輥上，特別是在輥組50和62內，從而造成機械的停頓。人們認為最好使該纖維與導電的夾輥表面接觸讓靜電載荷消散。這點能夠做到，只要使夾持尚未固結的不連續纖維的夾持輥例如輥44、48、52、56、64和68中至少一個輥具有金屬的導電錶面即可。輥76也可有一導電錶面，但這並不重要，因為當纖維移動通過這個鉗口時自由端已與纖維芯固結在一起。同樣，輥44可不需要製成金屬的，因為在這點上纖維仍為一束連續長絲，沒有出現自由端。在輥48上，由於在斷裂區34內有動態的長絲斷裂發生，可以有某些自由端出現，因此輥48帶有導電錶面可能是有益的。就輥組50而言，輥52和56具有金屬表面，該表面與輥54上的不導電的、彈性的人造橡膠表面接觸。同樣重要的是當接觸一個輥組如50時，要安排好不連續長絲在進入和離開輥組的路徑，一定要使纖維先與導電夾持輥接觸，然後再與不導電的夾持輥接觸，而在離開時首先要從不導電的夾持輥上離開，然後再從導電的夾持輥上離開，這樣當纖維移動通過夾持輥時可減少靜電積聚在纖維內。換句話說，進入鉗口的纖維首先接觸的表面應該是導電錶面，而離開鉗口的纖維最後接觸的表面也應該是導電錶面。如果不是這樣，而是纖維在離開金屬輥56後再從輥54的人造橡膠表面上剝離，那麼在纖維和人造橡膠被分離時就會產生靜電載荷，這個電荷不會立即消散，因為纖維本身是不導電的。因此輥52和56成角度地設在輥54中心的周圍以致纖維在與輥54之前先與輥52接觸在輥52上形成一個約5度或更多的包卷角，而在纖維與輥54脫離接觸後在輥56上形成一個約5度或更多的包卷角。這個情況在輥組62上重複。
由於許多輥上的包卷似乎是在纖維離開輥間鉗口時發生，人們認為同樣重要的是，當纖維離開一個彈性的人造橡膠夾持輥時不管具有剛性或彈性表面的夾持輥是導電的或不導電的，應使纖維與對面的剛性夾持輥如金屬夾持輥接觸。這樣當纖維會陷入到人造橡膠輥的彈性表面內時，它能沿著相對夾持輥的剛性表面從彈性表面上剝離而在剛性表面上作小的包卷。如上所述環繞具有金屬表面的夾持輥的包卷角可完成這個目的。這被認為可減少輥上的包卷。如果剛性輥是導電的，那麼還可具有上面所說的另外的優點。
圖1A示出輥組42的另一種將纖維引入到輥組內的方式被稱為「亞米茄」式包卷。在這替代方式中，纖維被餵入到輥44的下面而不是越過其頂部，然後包卷在輥44、輥46的周圍、並走到輥48的下面。這樣可顯著地增加纖維與輥44、46和48之間的接觸。如果纖維需要與輥組良好的摩擦接合以免纖維越過輥組時滑動，這是一個有用的技術。需要這樣做的情況可能是當纖維具有高強度需要輥組發出大的斷裂力或當纖維在其內的長絲之間及纖維和夾輥表面之間具有非常低的摩擦係數時。含氟聚合物纖維在其長絲之間的靜摩擦係數小於或等於大約0.1就是這樣一種纖維當用拉斷法加工時適宜採用「亞米茄」式包卷。採用這種亞米茄包卷，纖維在斷裂狀態下與具有不導電彈性體表面的輥46接觸後就轉到與具有導電錶面的輥48接觸，從而在輥48上形成一個大於90度的大包卷角55。這樣如上所述隨著纖維的從彈性體上離開將可有效地消散產生的靜電。
就整個工業言，纖維一詞有各種含義。但就本說明的目的而言，纖維一詞意為具有一個或多個端頭的細長紡織材料或由相同的或不同的材料組成的絲束，該絲束具有多支不連續的或連續的長絲，並且是未經固結的，從而在長絲之間保留相當大的滑動性。長絲是連續或不連續(即定長)材料的單一組分的單位。紗線或短纖維紗線意為具有包括不連續長絲在內的固結長絲的細長紡織材料，其中固結纖維具有相當大的抗拉強度和沿著紗線長度的整體性，並且還有長絲滑動性，但受限制。連續長絲也可出現在紗線或短纖維紗線內。
上述工藝流程的餵入纖維可來自纖維的筒子卷裝或散裝在容器內可自由抽出的纖維，下面還將說明。固結纖維可卷繞包裝或散裝在容器內以便轉移到另一過程或裝運；或移到另外的機械元件上以便進一步加工。
斷裂區和長絲的斷裂涉及在一個區段內將具有連續或不連續長絲的纖維加速，其主要目的是要使多於20％、最好為多於40％的長絲斷裂。當將比斷裂區長的連續或不連續長絲餵入斷裂區內時100％的長絲都可被斷裂。斷裂區和長絲的斷裂還可包括切割或削弱全部或一部分連續的或長而不連續的長絲如用切割轉換器裝置或斷裂器杆裝置(如同在授予New的U.S.2,721,440或授予Lauterbach的U.S.4,547,933中所說明的那樣)。這些裝置可減少施加在夾持輥上的斷裂力並控制纖維內長絲斷裂位置的某些雜亂。
第一斷裂區和第二斷裂區意為兩個截然分開的斷裂區，在纖維通過兩個斷裂區的流程中第二斷裂區是在第一斷裂區之後，但第二斷裂區不一定要緊接著第一斷裂區並且第一斷裂區不一定是流程中的第一區。進入第一斷裂區的餵入纖維可以是連續的長絲纖維、含有過長長絲要在第一斷裂區內斷裂的不連續纖維、或連續的和不連續的長絲纖維的組合。固結意為將纖維內的長絲連接在一起，可用任何一種固結設施，如單個氣體噴嘴、多個氣體噴嘴、其正的加捻裝置、交替層的加捻裝置、膠粘劑敷設器或類似物、包卷裝置等。
在單一的斷裂區內實際斷裂纖維時，人們知道隨著斷裂纖維的速比增加，斷裂纖維所需拉力可降低。在小於二的極低的速比時，拉力迅速增加，人們認為這個拉力會使纖維固結，因而使相鄰長絲間的摩擦增加、致使單支長絲較難斷裂。結果，拉力很高且不穩定，導致可操作性發生問題，以致斷裂時是整個纖維斷裂而不是雜散的單支長絲斷裂。為此理由，需要用2.0或更大的速比來操作每一個斷裂區。這還可有利於提高產品的產出效率。在固結的紗線內還需要有大量的長絲端頭，這點可以做到，只要使第二斷裂區的長度縮到比第一斷裂區相當短來縮短纖維內長絲的長度，從而在每英寸固結的纖維內造成較多的長絲端頭即可。較優的做法是使第二斷裂區的長度L2小於或等於第一區長度L1的0.6倍。更優的做法是使L2小於或等於L1的0.4倍。對第二區的最小長度有一限度是使幾乎所有來自第一區的纖維長絲都能斷裂，但這是不合需要的，因為它會使拉力增加得很高，人們知道斷裂力會隨著區段長度的減少而增加。斷裂區2的長度的實際下限為L2≥0.2L1。由此推論最好將第一斷裂區做得比第二斷裂區具有相當大的長度，因為已知在長區段內斷裂長絲所需拉力能夠降低。人們確信對任何一種給定生產的平均長絲長度(如由第二斷裂區建立的)，重要的是L1要足夠長以資減少所需的斷裂力並將能暴露較多長絲弱點的較長的長絲長度呈現在斷裂力下。人們認為平均長絲長度最好大於6.0英寸，根據兩個斷裂區的經驗，這意味著L2大致為平均長絲長度的兩倍大或12.0英寸，而在最大所需L2/L1的比率為0.6時，L1大於1.67×12.0或20.0英寸。
在第一和第二斷裂區之間存在著一定關係，這個關係可以確保過程具有良好的可操作性，紗線具有某些所需的特性包括長絲長度和分布，並可在拉斷法紗線內提供增多的長絲端頭。良好的可操作性還給在大於200-250碼/分、特別是大於約500碼/分的輸出速率下的可靠的高速操作提供可能性。為了較好地了解第一和第二斷裂區之間的關係，現在先結合圖2論述雙夾持長絲的定義。圖2示出只具有連續長絲的纖維在方向81上走動並通過一個斷裂區34a如同在圖1中的第一斷裂區34。斷裂區34a在兩個輥組42a和50a之間延伸越過一段長度L1a。輥組42a按第一速率S1a被驅動，輥組50a按高於速率S1a的第二速率S2a被驅動，從而構成速比D1a＝S2a/S1a。這樣在斷裂區內纖維30的速率便被增加，因此所有在上遊端85被餵入的連續長絲都將在長度L1a內被斷裂。雖然圖上所示上遊端85的位置正好在輥組42a的後面，但上遊端85所指位置可以正好在輥組42a的前面、後面或在鉗口內。在整個論述內，上遊指纖維進來的方向，而下遊指纖維出去的方向。纖維有一斷裂延伸率，以百分率表示，代表纖維的長絲在施加負荷的方向正好在長絲斷裂前的延伸百分率。斷裂延伸率的典型值對紡制的人造纖維如聚酯來說，在被拉伸增加之前可約為300％，而在被拉伸增強後可約為10％。在任何時刻，如圖2中所示時刻，有一些長絲被斷裂如長絲84、86和88，也有一些長絲雖被拉伸但還沒有斷裂如長絲90和92。長絲84被稱為浮遊未被控制長絲，因為它的上遊端84a或下遊端84b既沒有被輥組42a也沒有被輥組50a夾持和控制。長絲86被稱為單夾持未被控制長絲具有一個下遊未被控制的端頭，因為它只有被一個輥組42a夾持和控制，下遊端86a沒有被任一個輥組42a或50a夾持和控制。如果端頭86a從纖維30的中心區向外伸出某些距離d如圖所示，這樣該端頭86a就會包卷在輥組中的一個輥上而不是在方向81上前進通過這個過程，從而就會在輥組42a或50a上出現問題。長絲88被稱為單夾持控制長絲，它被一個輥組50a夾持和控制，並有上遊端88a未被任一個輥組42a或50a夾持。端頭88a比端頭86a較少問題，因為前者是被拉動通過過程而後者是被推動通過過程。端頭88a較不容易從纖維的中心區分離如同端頭86a那樣。長絲90和92被稱為雙夾持支承纖維，因為在圖示時刻它們被兩個輥組42a和50a夾持和控制。它們的作用如同「腳手架」能將其它未被控制的長絲保持在纖維中心區的位置上。與其它只是單夾持的長絲不同，它們受到相當大的拉力，因此它們會將其它長絲緊緊地保持在中心區並限制端頭如86a的伸出。在下一時刻，長絲90和92會被斷裂，但在該時刻，其它長絲如長絲86，其端頭86a可能被輥組50a夾持而成為雙夾持。人們確信重要的是在任何時刻都應有至少一個最小數目的雙夾持長絲存在，這樣才能維持長絲的腳手架而保證過程良好地運行。在上遊端85的長絲總數等於雙夾持長絲的數目加上未被控制的長絲包括浮遊的長絲和單夾持長絲的數目。
建立模型的過程被用來預測在各種工藝條件下雙夾持長絲的數目。解析表達式是為單斷裂區和連續的餵入長絲使用的。模擬時對多斷裂區過程採用相同的第一原理而在多斷裂區的過程內餵入到每一區的長絲可以是連續的或不連續的。單斷裂區的結果能很好地互相一致。在單斷裂區內的支承指數的解析表達式可從第一原理導出，第一原理使用下列假定輸入纖維是連續的在區內的質量保持恆定在區的上遊和下遊邊界纖維的速率被規定長絲互不相干地斷裂長絲均勻地沿著區段的長度斷裂導出的「支承指數」表達式為SI＝-Ln(((D/(1+eb))-1)/(D-1))/(D*(1-(0.5/(1+eb))))其中SI＝支承纖維的數目/未被控制的纖維的數目Ln＝自然對數D＝牽伸率＝區內的速度比eb＝纖維的斷裂延伸率；10％用0.1表示曾經研發一種蒙特卡羅計算機模擬方法來分析一個具有多區斷裂和牽伸的工藝流程。模擬時追蹤纖維通過流程的運動，纖維速率是在每一區由夾持輥組施加的(作為一個例子)。施加的運動學確定單夾持和雙夾持長絲的運動。隨機性是在雙夾持長絲斷裂時具有的。根據Ismail Dogu的論述「拉斷法的力學」(紡織品研究學報，卷42第7號，1972年7月)，長絲的應變積累到斷裂延伸率時，它便沿著區段長度隨機地斷裂。長絲的斷裂與纖維內的其他長絲無關。浮遊長絲以多種方式進行論述，從「理想的牽伸」-長絲採取上遊輥組的速率-直到其先導端到達下遊輥組為止-到任意選擇的情況，在該情況下長絲的速率取決於相鄰長絲的速率。模擬結果與用單斷裂區解析預測的支承指數和工藝張力，並與實際測出的工藝張力都很好地一致。模擬模型是在美國MA 1760，Natick的Mathworks公司的Matlab5.2計算機上運行的，對於1000支長絲，在該具有Intel Pentium II 450MHz處理器的機子上只須化適當的時間便可得出結果。用這系統處理3000支長絲也是切合實際的。對兩個區的斷裂流程所作纖維長度分布的模擬也與實際測得的分布很好地吻合。
繼續參閱圖2，當考查雙夾持長絲的數目時有效的做法是將數目作為百分率，這樣來在區段長度的上遊端如長度L1a的上遊端85比較雙夾持長絲與未被控制長絲的數目。按定義，雙夾持長絲的數目在區段L1a的上遊端85和下遊端93都相同，但未被控制長絲的數目總是在區段長度L1a的上遊端比下遊端多。在L1a的下遊端由於速比D1a的原故，不連續長絲的纖維被牽伸，因此在下遊端纖維的旦數總是較小。對於相同數目的雙夾持長絲總是有較多的未被控制長絲需在上遊端被支承。
現在參閱圖3，其中示出兩種情況下建模模擬的結果，一種情況是使用一個斷裂區來完成總速比，另一種情況是使用兩個斷裂區來完成相同的總速比。已知多區段的總速比可由各個區段的各個速比相乘而得(Dt＝D1×D2)或直接計算而得(Dt＝S3/S1)。在圖3的垂直標尺上所示為雙夾持支承長絲的數目Ndg對未被控制長絲總數Nuc的比率，這個比率是在單斷裂區的上遊端，或在雙斷裂區的第二斷裂區的上遊端(即假定是由兩區構成的話，這將是Ndg/Nuc的最低值)計算的。兩個區的其它假定為L2＝0.33L1D1＝D2D1≥2.0；D2≥2.0纖維在兩個斷裂區內的斷裂延伸率eb＝0.121圖中的曲線為總速比對雙夾持長絲與未被控制長絲數目的比率的關係。單區情況用虛線94和菱形數據點示出，雙區情況用實線96和方塊數據點示出。如圖所示，在總速比相同的條件下，雙區情況總是對雙夾持長絲和未被控制的長絲提供一個較高的比率，據信這樣流程的可操作性將更高。
從圖3的單斷裂區可看到，當速比增加時，雙夾持長絲的數目會減少，而當速比減少時，雙夾持長絲的數目會增加。將這個關係應用到雙斷裂區，人們可以看到為了達到給定的總速比將會遇到一個問題。如果要增加第一區內雙夾持長絲的數目，那麼可以減少第一區內的速比，但這樣必需增加第二區內的速比，方能維持相同的總速比，而這會減少第二區內的雙夾持長絲的數目，這又是不希望有的。這個有問題的關係將在圖4中用圖說明。
圖4沿著垂直軸線示出Ndg/Nuc如同圖3那樣，但沿著水平軸線卻是兩個斷裂區速比之間的關係。由於一個區段的速比若為1，意思就是「進」的速率等於「出」的速率，將不會發生長絲斷裂，所以在比較兩個斷裂區的速比時應從第一斷裂區的速比D1和第二斷裂區的速比各減去1。在這情況下當第二速比等於1時，關係式(D2-1)/(D1-1)將等於零，而該曲線與垂直軸線相交之值將指出單斷裂區的Ndg/Nuc值。例如當Dt＝25而D2＝1，在垂直軸線上的值將約為0.01，該值與圖3中單斷裂區曲線當Dt＝25時之值相同。對圖4中兩個區段的曲線所作的假定為Dt＝25D1＞＝2.0；D2＞＝2.0L2＝0.33L1eb＝0.1由於第二區速比在分子上，第二區的曲線100具有圖3中曲線的形狀。由於第一區速比在分母上，因此第一區的曲線98具有圖3中曲線倒轉的形狀。沿著水平軸線移動可以看到最低值發生在兩個Ndg/Nuc區段中的一個區段內(該值確定可操作性的限度)，即由粗實線102代表的區段包括一部分104第一斷裂區曲線98和一部分106第二斷裂區曲線100，兩者以(D2-1)/(D1-1)值約等於0.7為界。如果為Ndg/Nuc設定一個合適的最小水平為0.02或2％如水平線108那樣，那麼在圖示條件下，(D2-1)/(D1-1)之值應維持在約0.2(虛線110與水平軸線的交點)和2.0(虛線112與水平軸線的交點)之間。最優的條件約為0.7(虛線114與水平軸線的交點)，其時兩個區段的Ndg/Nuc值都約為0.04或4％。在低於(D2-1)/(D1-1)的最優值0.7時，Ndg/Nuc值快速下降，而在高於0.7時不那麼快地下降。而且(D2-1)/(D1-1)之值在約5.0以上，Ndg/Nuc值基於拉平。因此為了保證使用兩個斷裂區的拉斷過程具有良好的可操作性，(D2-1)/(D1-1)的上限不及下限重要。
建立模型的模擬過程除了用於兩個斷裂區的情況外，還可用來探索(D2-1)/(D1-1)的最優值的靈敏性以便使雙夾持長絲的數目為最大，從而得出一個為良好的可操作性可接受的Ndg/Nuc值。圖5示出對纖維斷裂延伸率參數的靈敏性。圖中畫出與圖4中曲線相似的三條曲線，其中每條曲線代表纖維斷裂延伸率eb的一個不同值。eb＝0.1時的曲線與圖4中的曲線完全相同。這三條曲線的假定為
Dt＝25D1＞＝2.0；D2＞＝2.0L2＝0.33L1可以看到隨著eb從0.05增加到0.15，雙夾持纖維的數目增加，但(D2-1)/(D1-1)的最優值停留在約0.7不變，在該處虛線116延伸通過每一對區段曲線的交點和水平軸線。如果有人希望提高給定的兩個斷裂區過程的可操作性，他可以除了eb以外保持所有的過程參數不變並添加一些具有較高斷裂延伸率的纖維來提高可操作性。但這樣會改變紗線產品的性能。
圖6示出對區段長度比參數的靈敏性。圖中畫出與圖4中曲線相似的三條不同的曲線，其中每一條曲線代表斷裂區長度L2對L1的比率的不同值，而當L2＝0.33L1時就與圖4中的曲線相同。這三條曲線的假定是Dt＝25D1≥2.0；D2≥2.0eb＝0.1對於區段1，所有三條曲線都相同並重疊在一起。可以看到當L2從0.5L1減少到0.25L1，雙夾持纖維的數目(Ndg/Nuc比率)只是略為增加，同時(D2-1)/(D1-1)的最優值只是從約0.5改變到約0.8。這個在(D2-1)/(D1-1)上的改變可從虛線118延伸通過L2＝0.5L1時一對區段曲線的交點和水平軸線及虛線120延伸通過L2＝0.25L1時一對區段曲線的交點和水平軸線的這兩條虛線之間的距離看到。因此看來在兩個斷裂區的流程中，只要改變L2和L1之間的比率，將L2從0.5L1減少到0.25L1便能略微提高過程的可操作性。
圖7示出對總速比參數的靈敏性，圖中畫出三條與圖4中曲線相似的不同曲線，每一條曲線代表一個總速比Dt的不同值。代表Dt＝25的曲線與圖4中的曲線完全相同。這三條曲線的假定為eb＝0.1D1≥2.0；D2≥2.0L2＝0.33L1可以看到Dt從50減少到4時，雙夾持纖維的數目增加，但(D2-1)/(D1-1)的最優值仍停留在約0.7不變，其時虛線122延伸通過每一對區段曲線的交點和水平軸線。如果有人希望提高給定的雙斷裂區流程的可操作性，他可以除了Dt以外保持所有工藝流程參數不變，只是減少Dt來提高可操作性。但由於流程生產率高度取決於Dt，這樣的改變可能會使工藝流程不經濟。
圖8為拉斷法流程生產線的另一個實施例的概略的立視圖，該實施例是在具有一個第一斷裂區34、一個第二斷裂區36、和一個固結區38的圖1中的實施例上添加一個拉伸區124。該拉伸區還可起到退火區的作用。纖維30如圖1那樣可具有好幾條纖維30a、30b和30c，它們在該流程的上遊端126通過一個由輥130、132和134構成的零輥組128被餵入到該流程中。輥132按預定速率被傳統的電機/齒輪箱和控制器(未示出)，而輥130和132由於與輥132接觸也被驅動。纖維30於是被餵入到第一輥組42內，從而在輥組128和42之間形成拉伸區。拉伸區124有一長度位在輥132和輥134的中心線136上的鉗口與輥44才輥46的中心線138上的鉗口之間。用輥組128按餵入速率Sf驅動纖維，並用輥組42按高於速率Sf的第一速率S1驅動纖維，便可使纖維在拉伸區124內增速。將兩個輥組128和42上的纖維速率比較，便可得出拉伸速比D4＝S1/Sf。在夾輥和纖維之間不應有任何滑動，這樣在從動輥132上的纖維速率和夾輥表面速率應相同，在從動輥46上也應如此。
在拉伸區124內可設有纖維加熱器140，該加熱器可有多種形式，這裡所示具有一個弧形表面，該表面與纖維在一段長度上接觸，該接觸長度能容易地被改變只要改變纖維貼在表面142上的弧長即可。在上遊端給定的纖維速率和給定的拉伸速比下對於較長的加熱時間，弧長和接觸長度將會長些。一旦纖維在拉伸區124內受到拉力，纖維的拉伸就會發生，因此對於某些聚合物，當纖維正好離開上遊輥如輥132和134的鉗口時，纖維的拉伸或延長就會發生。對於某些聚合物，拉伸發生在一極短的長度上如小於1英寸。在這種情況下，加熱器用來將拉伸的纖維退火而不是將它加熱以便拉伸。對於這種型式的纖維，如果拉伸需要加熱，可將輥132和134加熱。其他聚合物可能要到與加熱器140的表面接觸而受到某些熱量時才會拉伸。拉伸區的長度並非關鍵，其尺寸主要應能適應加熱裝置。在某些情況下操作拉伸區時，纖維可不加熱而被拉伸(加熱器可被關掉和後徹與纖維脫離接觸)而在其他情況下，如同所示纖維在拉伸過程中將被加熱。在某些情況下，纖維可具有一個等於約為一的拉伸速比，並且纖維可只被加熱而不伸長。在這情況下，拉伸區可起到退火區的作用。
拉伸區和拉伸纖維涉及以某種方式拉伸連續長絲纖維使得基本上沒有一支長絲斷裂；長絲保持連續。加熱纖維可以或可不包括在拉伸內。退火區和將纖維退火涉及加熱連續的或不連續的長絲纖維同時限制纖維長度使它沒有明顯伸長，並且在D4略微小於1.0時還可能包括稍許超量的纖維餵入。
使用圖8的過程可製成新產品，其法為將至少兩種不同的纖維餵入到流程內並在斷裂區內斷裂之前將它們組合在一起。纖維的不同在於每支長絲旦數(dpf)的不同，例如其中一種纖維的每支長絲旦數小於0.9而另一種纖維的每支長絲旦數大於1.5。然後這兩種纖維一同移動通過斷裂區和固結區。這兩種不同的纖維能被組合成餵入紗線或是將具有兩種不同dpf的單個纖維束紡制，或是就將各具不同dpf的兩種不同的纖維放置在一起。在拉伸區，這兩種纖維的斷裂延伸率應近似。如果這一點成為問題，可將其中一種纖維部分預拉伸使它與另一種纖維相適應，或將兩種纖維全部預拉伸然後餵入通過拉伸區而不拉伸。這種新產品的優點是紗線的組織剛度可由具有較大dpf的纖維確定而柔順度可由具有較小dpf的纖維控制。這樣就可克服小dpf紗線的某些問題如具有良好手感但在製成織物時過於軟弱。
圖9為拉斷法過程生產線另一個實施例的概略的立視圖。該實施例在圖8的實施例具有的一個拉伸區124、一個第一斷裂區34、一個第二斷裂區36和一個固結區38之外添加了一個牽伸區144。牽伸區144被添加在第二斷裂區36和固結區38之間。如圖8，纖維30離開第二斷裂區36被餵入到在輥組62之後的牽伸區，然後餵入到由輥150和152構成的輥組150，從而在輥組62和148之間形成牽伸區144。輥152按預定速率被傳統的電機/齒輪箱和控制器(未示出)驅動，而輥150由於與輥152接觸也被驅動。牽伸區144有一長度L5位在輥62和輥68的中心線80上的鉗口與輥150和152的鉗口之間。用輥組62按速率S3驅動纖維，並用輥組148按高於速率S3的第五速率S5驅動該纖維，就可使纖維在牽伸區144內增速。比較在兩輥組62和148上的纖維速率便可得出牽伸速比D5＝S5/S3。由於在夾輥和纖維之間不應有任何滑動，因此在從動輥66上，纖維速率和夾輥表面速率相同，在從動輥152上也是如此。長度LS應與鄰近的上遊斷裂區的長度大體相同，在本例中，即與圖中的第二斷裂區長度L2相同。在這條件下，極少的纖維會在牽伸區內被斷裂而從第二斷裂區來的纖維的不連續長絲會相繼滑過從而減少纖維的旦數，其量與所用牽伸率D5成正比。在某些情況下，數量控制的長絲可被斷裂，從而制出更為均勻的紗線，其方式如同Scheerer等人在PCT申請WO 98/48088中所說均勻地牽伸短纖維長絲那樣。這種系統還在Murata機械公司出版的題為「Muratec 802號HRMJS，Murata噴射紡絲機」的目錄CAT.22P43297-1-4(NS)中說明過。
牽伸區和將纖維牽伸涉及在一區內提高纖維的速率，其主要目的為減少不連續長絲纖維的旦數，使多於80％的纖維保持它們的長度，即只有20％或更少的纖維被斷裂。按照意圖牽伸區可設在固結區上遊的各種位置上，例如它可設在第一斷裂區和第二斷裂區之間。
一個與圖8所示接近的流程被操作，數據被收集以確定良好可操作性的限界，該數據在圖10中被畫出。圖10示出圖4中的曲線，左邊的垂直軸線被擴展而右邊的垂直軸線被添加以便畫出某些實際運行的流程情況從而找出良好可操作性的限界。標出良好可操作性的情況是過程能被起動和運行至少5分鐘，制出可被接受的拉斷法纖維，輸入速率為1碼/分(從第二斷裂區輸出的速率由於機械的原因被限制在約150碼/分)。標出不良可操作性的是纖維的長絲被包卷在流程中任一個夾持輥的周圍。固結工步被省略以簡化流程因為該工步對可運行性問題沒有明顯影響。纖維在輥組62(圖8)之後從該流程中被抽出並被廢料吸取槍吸取。在第一斷裂區L1內離開上遊端約6英寸的位置上的拉力用一與纖維輕度接觸而被連結到負荷元件上的導輪測出。當低速比被運行時拉力信號就其可變性和峰值被監控。出現為正常拉力信號兩倍大的拉力峰值且以多於兩次/分的頻率發生時不管流程是否在5分鐘內停頓表明這是不良的可操作性和脈動的操作。在所有試驗中保持恆定的參數為eb＝2.38餵入纖維eb＝0.12去斷裂區時
L2＝0.33L1L1＝48」；L2＝16」L4＝66.25」拉伸速比D4＝2.43拉伸區長度L4＝112拉伸溫度＝188℃在12」的接觸表面上餵入材料為三條由7320旦連續長絲構成的聚酯纖維，每一條纖維都從卷繞的包裝上抽出。
變化D1和D2兩者以得到最大的總速比Dt，可先將D1設定在一個值並變化D2一直到流程不能運行。那麼最後一個可操作性不被破壞而可運行的點就是圖10中畫出的具有良好可操作性的點，它們是最大Dt和(D2-1)/(D1-1)的函數。圖10A示出收集到的數據。圖10A中加圈的數據點就是那些在圖10中畫出的點。在每一個加圈的數據點的旁邊為Dt值，而在括弧裡為(D2-1)/(D1-1)之值。所有最大總速比的加圈點都在Dt＝20X和Dt＝50x兩條曲線之間。對於各種總速比的(D2-1)/(D1-1)＝0.7的最優操作點的曲線也用155示出；沿著這條線可找出具有良好可操作性的最大總速比為42.8倍，是在圖上的157點。對於不同的材料和不同的區段長度，這些數據將會不同。在纖維上使用的塗層也是可操作性的一個條件。過多的塗層會有害地影響到獨立長絲的滑動性和在拉斷區內的斷裂並會發生全部纖維斷裂；過少的塗層和靜電會成為問題並會增加夾持輥的包卷。小於約0.1％的塗層較好而小於約0.04％更好。典型的塗層含有0.04％的塗劑為下列成分的混合物脂肪酸的環氧乙烷縮合物，用壬酸覆蓋的乙氧基、丙氧基醇，磷酸酯的鉀鹽，和磷酸酯的胺鹽。某些聚合物如芳族聚醯胺和含氟聚合物不需任何塗層。其他適用於拉斷法纖維的塗層可在前面說過的授予Adams的』778專利和授予Hirose等的日本專利公報58-44787中找到。
再次參閱圖10，連接數據點的直線158使我們能將試驗數據與取自圖4的模擬曲線98和100比較，可以看到實際的可操作性數據(試驗的)也遵循模擬所指出的一般趨勢，並且最優操作點(D2-1)/(D1-1)＝約0.7也與虛線114所限定的相同。
能用來操作圖1、8和9的流程的設備在圖11中示出。餵給纖維30由散裝纖維的一個或數個容器160供給或由一個或數個筒子卷裝162餵給。纖維30移動通過數個斷裂器導輪164，該導輪能用來將纖維的多個端頭聚合在一起並使纖維分布在一條扁平帶上。纖維於是越過一個導輥166來到一個由四個輥168、170、172和174與一個夾持輥175構成的輥組128a，夾持輥175被用來在引入纖維時將紗線牢固地夾持在拉伸區124的上遊端。所有輥168-174被傳統的電機/齒輪箱和控制器(未示出)驅動，夾持輥175由於與輥168接觸也被驅動。拉伸區124的下遊端被另一個由四個輥176、178、180和182與一個初端夾持輥184構成的輥組42a限定。所有輥176-182都被傳統的電機/齒輪箱和控制器(未示出)驅動。被端夾持輥184在與輥182接觸時也被驅動，它被用來使纖維開始通過該流程，然後後退與輥182脫離接觸。在輥組128a和42a之間設有一個具有弧形表面142的電加熱器，它有一個可變的與紗線的接觸長度如同結合圖8曾論述過的那樣。有一電力源(未示出)被連接到加熱器上。
在輥組42a之後為第一斷裂區34，在其下遊端設有與圖1和8中的輥組50相同的輥組50a。在第一斷裂區內有一靜電中和器條186設在被拉伸和拉斷纖維30的鄰近；還有一個渦旋噴管188，纖維移動通過該管。靜電中和器條被一電力源充電，其型式為Simco供售的型號ME100.點源靜電消除器裝置加裝置187可被使用在中和器條186的位置上或添加在其上以便控制靜電，特別是在輥組附近。當纖維內的長絲在斷裂區34內斷裂並牽伸成旦數較小的纖維時它們互相摩擦並造成討厭的靜電電荷，會從纖維的中心區將長絲的端頭推開。這種纖維的鬆散和伸出的端頭在纖維斷裂開時會帶來問題，鬆散的長絲會包卷在其中一個下遊輥上。如上所述，克服這個問題的一個方法是在某些夾持輥上適當地使用金屬表面。另一個方法是在斷裂區內和排出夾持輥的鄰近聚集鬆散的長絲端頭並將它們導向纖維的芯部使在側向上環繞芯部的鬆散端部被限制在離開芯部中心的一個距離內，這個距離不大於從斷裂區排出夾持輥的每一個相關的端頭到芯部中心的距離，以資減少鬆散端頭的包卷在排出夾持輥上。重要的是要將這個控制方法應用到第一斷裂區上，在那裡鬆散長絲的長度可能較長並且在較長的長度上未被支承。應用到第二斷裂區上也是有益的，在那裡鬆散的纖維依然存在。渦旋噴管188是完成這個方法的一條途徑。
現在參閱圖12，渦旋噴管188引入一股氣體的射流使鬆散的長絲溫和地環繞扁平帶狀組織的纖維中心區或纖維芯部打旋。渦旋噴管在圖12中詳細示出。渦旋噴管188具有一個本體192，其上有一上遊端194、一下遊端196和一圓筒形孔198延伸貫穿本體192的長度。纖維30在其路徑上移動通過孔198去往輥組50a(見圖11)。有一氣流通道200延伸通過本體並在本體的上遊端194與孔198連通。氣流通道與孔這樣交叉使氣流對孔以近似切線的方向引入並形成一個朝向本體下遊端196的角度。這樣就在孔198內產生一個逆時針向渦旋的氣流(在端頭196觀看)，在圖上一般地用螺旋流動路徑202指出。這個氣流傾向於將從纖維中心區伸展出來的鬆散長絲包捲起來，從而可消除可能會包卷在下遊上的長的鬆散的端頭。包卷的長絲被鬆散地聚集在纖維芯部的周圍。為了方便起見，在本體192上沿著孔198的長度設有一條引入槽204使纖維30能容易地引入到旋渦噴管的孔內。
另一條完成該方法即聚集在斷裂區內和排出夾持輥附近的鬆散長絲端頭並將它們導向纖維芯部的途徑是使用一條槽和圖34A和34B所示。該槽450有一成形的端頭452，間隔開地靠近一個夾持輥組如同在第一斷裂區34端頭的輥組50a(圖11)。該槽有一縱向凹腔454，其大小可容納在該區內的纖維30並有一寬度456可聚集在纖維芯部462兩側上的鬆散長絲458和460並限制它們伸出到輥組內夾持輥的端頭之外。面向纖維的凹腔表面為一導電錶面。夾持輥54a具有端頭462和464，夾持輥52a具有端頭466和468。纖維芯部的中心在470處指出，而該槽將鬆散長絲導向纖維芯部462，因此鬆散端頭如向側邊伸出到芯部周圍的端頭458被限制在離開芯部中心一個距離內，這個距離不大於芯部中心離開排出夾持輥52a的端頭468的距離472和離開排出夾持輥54a的端頭464的距離474；在這情況下，較小的距離472是被控制的。同樣，鬆散端頭如向側邊伸出到芯部周圍的端頭460被限制在離開中中心一個距離內，這個距離不大於芯部中心離開排出夾持輥52a的端頭466的距離476和離開排出夾持輥54a的端頭462的距離478；在這情況下，較小的距離476是被控制的。
該槽450可只靠近從該區段排出的夾持輥並延伸一段短距離，或者它可在近乎區段34的整個長度上延伸以便在整個區段內保持對鬆散長絲的控制。該槽450可任選地設有一蓋480以便完全包含在所有方向上的鬆散長絲。但最重要的是該槽須在側向包含長絲使它們不能伸出到夾持輥的端頭，在那裡它們容易包卷在夾持輥上。如果設有蓋，應具有空氣離子化裝置的進入口。
再次參閱圖11，在輥組50a之後為第二斷裂區36，在其下遊端設有與圖1和8中輥組62相同的輥組62a。在第二斷裂區36內有一靜電中和器條20b與已被拉伸和拉斷的纖維30鄰近；和一個渦旋噴管208讓纖維30從其中通過，情況與適才論述過的第一斷裂區相似。在第二斷裂區內靠近其上遊端而在輥組50a之後有一吸絲器噴管212。吸絲器噴管在纖維30行進方向提供一般溫和的氣流用來捕捉從輥組50a出來的鬆散的長絲端頭使它們不會包卷在輥組50a上。吸絲器噴管212是Airvac供售的ITD110型。這種吸絲器也可用在第一斷裂區內輥組42a之後，如果進入該區的纖維具有一些不連續的長絲的話。
在輥組62a之後為牽伸區144，在其下遊端設有與圖9中輥組148相同的輥組148a。在牽伸區144內有一吸絲器噴管214、多個緩衝輥216、和多個導引輥218。緩衝輥對長絲的牽伸提供一些阻力使纖維具有較均勻的旦數。在輥組148a上遊附近設置一個渦旋噴管如渦旋噴管208也可能有用。
在輥組148a之後為固結區38，在其下遊端設有與圖1、8和9中輥組74相同的輥組74a。在固結區38內有一吸絲器噴管220和一交纏噴射器83a。實際操作時，交纏噴射器83a常被放置在固結區內離開輥組148a的距離約為固結區長度的1/3到1/2。圖26為交纏噴射器83a的透視圖，而圖27為其剖視圖，有一條拉斷的纖維30正在進入纖維通道320。纖維通道320從進入端322看去，橫截面最好成為圓渾的三角形。噴射器83a在進入導面326上設有第一槽壁324，該壁連同進口外表面328在進入端322提供附壁效應；而在離去導面330上設有第二槽壁329(圖27)，該壁連同出口外表面332在纖維通道320的離去端334提供附壁效應。有一拉緊槽336與纖維通道320相交。參閱圖27，有一氣體進入通道338將氣體供給纖維通道320使纖維交纏固結成為紗線。氣體通道338被布置得成一角度340朝向噴射器離去端334的下遊端而在纖維行進的方向通過噴射器，從而可減少氣體從纖維通道的上遊端排出。另外，交纏噴射器的紗線通道被布置得與輥組148a和74a(圖11)之間的纖維路徑344成一角度342使不排放到紗線通道上遊端外的流體方向向下離開纖維路徑。導輥346和348可被用來幫助導引纖維通過噴射器。這樣處理從紗線通道上遊端排放的氣體在纖維進入交纏噴射器時可減少纖維內任何鬆散長絲的散開。這種交纏噴射器83a在授予Allred等的美國專利6,052,878中有較詳細的說明，該專利已被本文參考引用。其他長絲互聯噴射器亦可用於本實施例。其中一個這樣的噴射器在Murata的噴射紡機目錄和上面提到過的WO專利申請公報；088中曾有說明。另一個互聯噴射器在授予Artz等的美國專利US 4,825,633中有說明，該專利被本文參考引用。纖維30在移動通過固結裝置(如適才論述的噴射器中的一個，或在前面揭示的其他設施)後就成為具有良好凝聚力和強度的固結的紗線32(圖11)。
現在結合圖28說明Artz的噴射器，在該圖中左半部是沿著纖維路徑切開的剖視圖，右半部是平面圖。在美國專利4,825,633中，該噴射器被稱為氣動加捻元件，可按美國專利5,048,281的方式控制。氣動加捻元件83b包括一個具有紡絲孔351的噴射器構件或第一噴嘴350，和一個具有紡絲孔353的加捻構件或第二噴嘴352。這兩構件被一公用的夾持裝置354夾持在一起，該裝置還容納一個第一真空室356和一個第二真空室358用來清除連結在纖維上的垃圾。拉斷法纖維30首先移動通過第一噴嘴350的孔。人們認為這個第一噴嘴的作用是驅送纖維向前並對第二噴嘴形成的加捻芯部的周邊上的鬆散長絲施加某些捻轉。於是纖維移動通過第二噴嘴352。人們認為這個第二噴嘴的作用是對在第二噴嘴上遊通過第一噴嘴的纖維芯部內的長絲加捻但沒有在紗線內的長絲之間造成交纏。這樣一種理解與紡織研究所學報1987年第3號189-219頁刊登的、由P.Grosberg、W.Oxenham和M.Miao所寫的題為「用空氣噴射將捻轉加入到紗線內」的文章中關於Murata雙噴器配置的操作的論述一致。該文章包括兩部分I.噴氣紡紗的實驗研究；II.在噴氣加捻中捻轉的分布和捻轉加入率。第一真空室356位在第一噴嘴350出口端附近並可通過流體在一側362與真空源連通，在另一側364與大氣連通。從一側362流到另一側364的空氣越過纖維路徑，可從其上除去鬆散斷裂的長絲和聚合物或塗料粉塵。纖維於是移動通過第二噴嘴352並通過一個拉緊開口366和第二真空室358。後兩者都靠近第二噴嘴352的出口端368。第二真空室358包括一條沿著其長度的拉緊槽370，該槽在拉緊後可被一圓筒形蓋(未示出)覆蓋。該蓋可環繞夾持裝置354的外表面372旋轉使該槽被覆蓋或不被覆蓋，其時外表面為環繞該室368的圓筒形表面而該室與蓋配合。第二真空室在一側374與真空源，而在拉緊槽370(當該蓋開啟或不在時)及端頭376和378與大氣可用流體連通。空氣可從端頭376和378流動通過槽370沿著纖維路徑流動，從而可從其上去除鬆散斷裂的長絲和聚合物或塗料粉塵。如捻元件83a的操作並不依靠第一和第二真空室，但這兩室能使元件保持清潔從而能可靠地使用。
第一噴嘴或噴射器元件350具有增壓的氣體最好是空氣，通過管線380供應到環形溝道382再導向多條壓縮氣體溝道如384和386。溝道384和386與直徑為d1的紡紗孔351相交，以已知的樣式在一位置與孔徑相切，並以一角度388斜向纖維通過該孔的行進方向。第一噴嘴350的孔351的進入口389可以是一個筆直的圓筒形或者可以是帶斜度的圓錐形並可包括缺口藉以影響捻轉在纖維內的傳播。第二噴嘴或加捻元件352同樣有空氣通過管線390供應到環形溝道392內再導向多條壓縮氣體溝道如394和396，這些溝道與直徑為dD的孔353相交。第一噴嘴350有一從端頭360到溝道如386的特徵距離l1，而第二噴嘴352有一從進口端398到溝道如396的特徵距離lD。第一噴嘴350和第二噴嘴352以一距離「a」間隔開，這個距離「a」是在壓縮氣體溝道與每一個噴嘴的紡紗孔的相交點之間測量出來的，並可根據要加工的具體纖維調節，對於平均長絲長度大的纖維可用較大的距離，對於平均長絲長度小的纖維可用較小的距離。第一和第二噴嘴350和352可調節地用緊固件如定位螺釘(未示出)夾持在公用的夾持裝置354內使距離「a」的調節容易進行。或者每一個噴嘴可具有獨立的夾持裝置並間隔開地安裝在機架上(未示出)。對於任何一種用來固結不連續長絲纖維的流程，當平均長絲長度大於4.0英寸，最好大於6.0英寸時，曾驚人地發現當距離「a」被設定為與纖維的平均長絲長度成正比時，紗線的強度均勻程度可達到最大。
參閱圖11中的設備，氣動加捻元件83b被放置在固結區38內替代裝置83a而吸絲器220被拿掉。
再次參閱圖28，第一噴嘴350被設定得儘可能接近夾持輥組148a(圖11)，從鉗口到第一噴嘴中氣體溝道384和386與紡紗孔351相交的位置約為1.0英寸。第二噴嘴被設定得從第一噴嘴所說位置到第二噴嘴中氣體溝道394和396與紡紗孔353相交的位置為各種距離「a」。
圖35所示為具有平均長絲長度為「Avg」的紗線的紗線強度圖，對每一個平均長度分別按圖28在第一和第二噴嘴350和352中氣體溝道之間的不同間隔「a」測量紗線強度作為數據點。在每一距離「a」上，取幾個紗線試樣用Lea氏產品法得出以克/旦(gpd)計的平均強度數。對於標有8.0、8.9和17.5的曲線，從圖中可以看到相應於各該強度峰值，在噴嘴之間的距離有一特定值即yy英寸。比較這個yy值與要被加工紗線的平均長絲長度Avg，可得比率avg/yy，這個比率中可用來選擇合適「a」值。對數個不同的紗線長度重複進行這個試驗，得出「a」值的範圍為從0.74avg到1.53avg，或較優為0.5avg到2.0avg，取其平均的較優值為1.1avg。這些結果將在下面結合試驗20-23進一步論述。另一個試驗(未示出)其中第二噴嘴停留在與夾持輥間隔開的位置而使第一噴嘴移動靠近第二噴嘴，結果固結的紗線具有低強度值，因此我們認為重要的關係在於噴嘴間的距離而不在於第二噴嘴離開夾持輥的距離。
參閱圖11，在輥組74a之後固結的紗線被導到一個卷繞機222上。在輥組74a和卷繞機222之間為一吸絲器噴管224和一帶槽導輥226。卷繞機具有連結在控制器(未示出)上的搖擺杆和帶槽輥228用來控制卷繞機速率；有一橫向機構230用來使紗線32沿著紗線卷裝232的軸線行走；還有一個從動軸。卷繞機具有傳統設計，行家都知道，不需另行說明。
圖11示出的流程具有所有各種功能區段，基本上是在一條直線路徑上進行的。所示功能區段包括拉伸區124、第一斷裂區34、第二斷裂區36、牽伸區144和固結區38都在一條線上從左到右排列，纖維遵循一條基本直的路徑通過每一個功能區，每一個功能區路徑形成一個單位路徑向量(一個具有方向和數量等於一的向量)，該向量在纖維行進的方向有一個頭，還有一個尾。該流程能很好地發揮其功能但需要佔去很多地平面積。對於工廠內的生產機械，最優地利用地平面積對降低費用是很重要的。圖32示出一個拉斷法流程用的設備其中纖維通過一個或多個功能區的路徑被折轉地布置使在第一功能區內的路徑向量與下一個順序功能區內的路徑向量尾對尾地放置，兩者之間形成45度到180度的夾角，這樣可為流程造成一個緊湊的地平面積。
參閱圖32，拉斷設備具有一個在輥組404和406之間的拉伸區402，一個在輥組406和410之間的第一斷裂區408，一個在輥組410和414組之間的第二斷裂區412，和一個在輥組414和418之間的固結區416。固結的紗線在420處被卷繞在卷繞機系統上。如同圖11中的設備，設備400也包括一個加熱器140、一個靜電中和條186、渦旋噴射器188和208、一個固結裝置83如83a(圖26和27)或83b(圖28)和各種其他向前驅動的噴射器、導輥、夾持輥等。另外，在加熱器140和第一斷裂區408之間有一隔熱屏417。為了製造各種產品的靈活性，在拉伸區402之後在第一斷裂區408之前的419處設有第二纖維餵給。在第二斷裂區412之後在固結區416之前的421處設有第三纖維的餵給位置。操作時，餵給纖維30從未被示出的粗紗架在位置424處進入拉斷設備400，沿著具有一個頭為425和一個尾為427的路徑向量426的方向。路徑向量不是一個功能區的向量，因為纖維只是運到這個點上還沒有經過任何處理。纖維30移動通過輥組404並沿著路徑向量428行進通過拉伸纖維的功能區即拉伸區402。纖維30於是移動通過輥組406並沿著路徑向量430通過斷裂用的功能區即第一斷裂區408。纖維於是移動通過輥組410並沿著路徑向量432通過斷裂用的功能區即第二斷裂區412。纖維於是移動通過輥組414並沿著路徑向量434行進通過固結用的功能區即固結區416。固結的紗線32然後在卷繞機420卷繞包裝。
圖33A、B和C示出在各功能區路徑之間形成折轉的向量的安排。在圖33A中，順次的功能區路徑向量428和430被尾對尾地放置在一起。路徑向量430的尾被放置得與路徑向量428的尾共同存在，兩個直線向量之間的夾角用436標出約為180度。在圖33B中，順次的功能區路徑向量430和432的尾互相共同存在地放置在一起，兩個直線向量之間的夾角438約為90度。在圖33C中，順次的功能區路徑向量432和434的尾互相共同存在地放置在一起，兩個直線向量之間的夾角440略大於90度。而且如果在拉斷設備中只有兩個功能區一個斷裂區和一個固結區，纖維在第一斷裂區408中的路徑向量430沿著一個方向延伸，在固結區416中的路徑向量434被折轉沿著一個與斷裂區內的路徑反對的、基本上成180度的方向延伸。這樣可緊湊地布置從而縮小佔地面積。所有順次的功能區並不一定需要折轉，但為了節省佔地，至少有兩個順次的區段在從一個區段走向下一個區段時應將纖維路徑折轉。
這個纖維通過功能區的路徑的折轉即將第一功能區內的路徑向量與下一個順次功能區的路徑向量尾對尾地放置，從而形成45度到180度的夾角，可使設備在實施拉斷流程時佔地面積緊湊。當有多於兩個的功能區時便可能有多個折轉和夾角，本發明的折轉路徑系統可輪流形成，這時所有在接續功能區之間的各個夾角的絕對值之和以90度或更多為宜，最好為180度或更多。圖32所示的布置只是拉斷流程的一種折轉布置，折轉路徑的概念可應用於其他拉斷過程和路徑向量的其他布置。
圖11的設備所生產的紗線為不連續長絲短纖維紗線，其旦數能立即用於紡織品的終端用途，除傳統的染色或類似過程外，不需進一步製備。短纖維產品的線密度典型地約等於或小於1000旦，或者換一方式，為每一橫截面具有500支或較少長絲的短纖維紗線，其時線密度可大於1000旦。人們認為值得注意的是，該流程能經濟地用較小旦數的散裝纖維操作，這樣可省去費錢的卷繞工步並可使用未被拉伸的纖維，這種纖維有時很難成功地把它卷繞包裝。這一點與上面說過的55b專利的紗條拉斷裝置不同。將散裝餵給纖維30用於拉斷工序而製造出固結紗線32的本發明的工藝流程被認為是特別有利的。這樣一個過程包括從散裝著連續長絲纖維的容器內以大於1.0米/分的速率抽出纖維，纖維的旦數在2000-40000之間，容器保持的纖維為10-200磅，將纖維餵給到纖維斷裂區內，在一預定的區段長度內按大於2.0的速比增加纖維的速度使纖維斷裂，在斷裂區的下遊固結纖維，便可形成短纖維紗線。最好在斷裂纖維之前，在斷裂區上遊的拉伸區內在預定的區段長度內提高纖維的速率將纖維拉伸並將纖維加熱使它退火。
散裝的纖維最好用改進的方法操作短纖維紡機來最經濟地獲得。這種機械有一單獨的聚合物供應系統餵給多個紡絲位置，這些位置通常結合在一起，從而可將制出的大旦數的絲束產品收集到容器內以便以後轉變成短纖維。圖29示出這樣一個系統，短纖維紡機500例如具有10個位置如502、504、506、508和510各個位置。該機械提供的聚合物來自一個單獨的供源。所有這些位置結合成為一個大旦數的絲束產品512被散裝在一個大容器514內。在傳統的短纖維轉變工藝流程中，保持產品的容量超過1000磅的容器514還與其他容器結合，將所保持的產品一起通過轉變流程516，最後造成短纖維，可在粗梳、精梳、紡紗系統518內紡製成紗線。
現在參閱圖30，我們的改進是將具有至少約10個紡制位置的改進的短纖維紡機501管起來，使它同時生產多個低旦數的絲束產品而不是生產單獨的大旦數絲束產品，而每一個低旦數產品都少於大旦數絲束產品的約20％。在圖30中，可想像至少兩個位置，最好至少5個位置，例如位置502、504、506、508和510將生產個別的低旦數絲束產品，而其餘的5個或更多的位置可繼續生產大旦數的絲束產品，或者參閱圖31，改進的短纖維紡機503上的所有位置都可生產個別的低旦數絲束產品。這種單一的低旦數絲束產品30在紡制位置具有至少500條纖維被收集在單一的容器160內，該容器可保持約20到200磅的低旦數絲束產品。用來收集單一低旦數絲束產品的設施為散裝裝置524或卷繞機(未示出)；最好使用散裝裝置來將未被拉伸產品收集到容器160內，使該產品能被儲存、運輸和抽出以便進一步加工。從卷繞機卷繞在一管芯上的包裝也是一種容器，從該容器產品可被儲存、運輸和抽出以便進一步加工。
新的操作短纖維紡機的方法還包括對至少一個製造低旦數產品的紡制位置改變纖維產品的特徵使其纖維產品特徵不同於其餘的製造低旦數產品或大旦數產品的紡制位置。這種改變的纖維產品特徵可包括不同的每支長絲旦數、不同的塗層、由於在紡制位置直接的染料噴射而造成的不同的顏色、不同的長絲橫截面、或通常在個別紡制位置上可有的其他纖維差異。
操作短纖維紡機的新方法還包括提供一個設施來從至少一個紡制位置加工低旦數絲束產品使它轉變成紡制的紗線產品。這種在圖30和31中示出的設施最好為由散裝纖維容器160供料的本發明的拉斷機械522。或者，該機械可為授予Minorikawa的』463專利、或授予Adams的』778專利或類似的可將連續長絲纖維轉變成不連續長絲短纖維紗線的機械。在短纖維紡機上每一個位置如502可供應拉斷機械522上大概10個紡制位置如位置526的需要，因此每一臺都有多個紡制位置的許多拉斷機械如522和522a可由一個單獨的短纖維紡機500供應纖維。
餵給紗線30可用美國專利4,221,345所公開的散裝置或用圖13和14所示的裝置裝到圖11、30和31的散裝容器160內。圖13示出的散裝裝置236具有一個導輥238、一個空轉輥240、一個驅動輥242、一個吸絲器噴管244、一個纖維分布轉子246、一個轉子驅動器248、一個容器250、和一個容器振蕩器252。纖維30可來自連續人造長絲的短纖維紡機如圖30和31中的短纖維紡機501或503。導輥238將纖維導引到空轉輥/驅動輥的組合體即輥240和242，在其上如箭頭254和256所示纖維在沿箭頭258的方向餵給到吸絲器噴管244之前至少包卷一整圈。纖維被吸絲器噴管內的氣體推向轉子246內的進入通道260而轉子246被轉子驅動器248連續轉動。纖維移動通過轉子246並通過通道出口262離開。纖維於是以螺旋路徑264下降到容器250內。隨著容器的一部分逐漸被纖維填充，容器振蕩器緩慢地移動在轉子下面的容器使它逐漸被前後來回的螺旋形敷設的纖維填充。這種散裝裝置能以與傳統的紡制位置一致的速率操作並將纖維這樣存放使它能從容器以與拉斷速率一致的慢速取出。
圖14示出轉子246的詳細剖視圖，該轉子有一本體266，進入通道260位在本體266頂部的旋轉中心上並被一形成角度的通道268連接到通道出口262使纖維30(圖11)和來自吸絲器噴管244(圖13)的氣體能容易地移動通過。有一平衡孔270設在通道出口262對面來平衡轉子和減少旋轉時的振動。
如圖1、8和9所示的過程使用圖11的設備能夠生產出的短纖維紗線具有小於或等於1000旦的線密度或每一橫截面具有500支或較少長絲的短纖維紗線。這樣一種紗線當斷裂區如上所述那樣操作而提供一種特定的拉斷法紗線時具有一個獨特的長絲長度分布。該獨特的拉斷法紗線具有一個特定的平均長絲長度、一個最大的長絲長度和一個長絲長度範圍。這種拉斷法紗線每英寸具有一個有效數目的長絲端頭。這些眾多的長線端頭中的一個相當大的百分比是從紗線的中央部分伸出的突起端頭，可給紗線一種令人合意的「手感」。在一較優的實施例中，紗線具有數值的平均長絲長度(與重量平均相對)大於6英寸，99％的長絲的最大長度小於25英寸，並且中間的98％的長絲長度形成一個大於或等於平均長度的長度範圍。該範圍等於中間98％試樣的最大長度減去中間98％試樣的最小長度。紗線也可這樣表示其特徵固結的人造纖維具有長度不同的不連續長絲，這些長絲沿著紗線的長度交絡而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度avg大於6英寸，而纖維的長絲長度分布的特徵為5％到小於15％長絲的長度大於平均長度avg的1.5倍。最好該長絲長度分布還有5％到小於15％長絲長度小於0.5avg。
圖15示出按照下列過程參數製造的紗線的長絲長度分布圖eb＝3.5，去拉伸區的餵給紗線eb＝0.247，在拉伸後進入第一斷裂區的紗線eb＝0.1(進入第二斷裂區時的估計值)L1＝51.0」；L2＝16.9」；(L2＝0.33L1)D1＝3；D2＝2；(D2-1)/(D1-1)＝0.5拉伸速比D4＝4.2拉伸區長度L4＝112」拉伸溫度＝188℃在一12」長的接觸面上餵給材料為一條9147旦的、6.6dpf連續長絲尼龍纖維來自散裝纖維容器。
圖15的直方圖代表實際紗線試樣的長絲長度分布並用271標出。長絲段是從固結前的纖維中拉出，因此容易取走。沒有使用牽伸。長絲長度是用在US 4,118,921中題為「平均纖維長度」、「纖維長度分布」和「纖維長度直方圖」等部分所說明的過程得到的，這些部分在本文被參考引用。由於測量和計算已知在纖維的橫截面內約有192支長絲來自第二斷裂區，因此從纖維的新端頭取走500支長絲，記錄其長度並按1英寸的增量將它們編組。對這500支長絲，每批用100支長絲按照「平均纖維長度」中所說過程重複進行。結果就得出圖15中的纖維長度和頻率的直方圖271。與實際試驗過程相同的過程的模型模擬被建立起來，預測的長絲長度分布如圖15中的曲線272。從圖可見，長絲長度分布的模擬與實際的長絲長度分布很接近。就實際試驗言，數值的平均長絲長度為11.0」，而就模擬言，平均長絲長度為11.1」。就實際試驗言，中間98％的長絲段的長度為3」到18」，範圍為15」。而就模擬言，長度為3.5」到19.5」，範圍為16」。就實際試驗言，99％的長絲的最大長度為18」，而就模擬言，最大長度為19.5」。在這些項目中模擬值的誤差都在實際值的10％之內。另外，長度小於0.5avg的長絲數目和長度大於1.5avg的長絲數目都被測量和模擬。測量的結果為小於0.5avg的為8.2％，大於1.5avg的為5.0％。而模擬的結果為小於0.5avg的為11.16％，大於1.5avg的為10.27％。這些模擬結果與測量值不太一致。我們認為這是由於長絲分布的測量結果就分布值的上端和下端而言在統計上是不可靠的，因為在分布的端部所取的長絲實在太少。在模擬時共有40,000支長絲被取樣，其中包括許多分布在端部的長絲。而在測量的分布，總共才只500支長絲被測量，分布在端部的長絲當然很少。要改變這個不一致的情況，或者可在測量的試樣中採取較多的試樣。圖15中的數據還在表I中列出。
實際試驗值和模擬值均在本發明的紗線產品要求達到的限度內，有如下列平均長絲長度＝11.0」和11.1」，該值≥6」中間98％的範圍＝15」和16」，這兩值分別≥11.0」和11.1」99％長絲的最大長度＝18」和19.5」，這兩值均≤25」小於1.5avg的長絲段＝5.0％和10.27％，這兩值均在5％和＜15％之間小於0.5avg的長絲段＝8.2％和11.16％，這兩值均在5％和＜15％之間下面的表I示出包括某些對比例模擬在內的其他模擬操作條件並示出各種操作參數的範圍，這些範圍都在本發明的限度內。表中還包括某些實際試驗的實際結果和模擬結果。
表I模擬結果(所有模擬的每一斷裂區，eb＝0.1)
表I模擬結果
s＝模擬結果 *統計不可靠 simu＝模擬 meas＝測量 Test＝試驗 Fig＝圖 Table＝表例CE1和CE2為以總速比Dt＝25操作的對比模擬例。在例CE1中，斷裂區長度L1為30」，雙夾持長絲的百分比低。CE1的長絲分布在圖16中畫出，可確定99％長絲的最大長度都在25」以上。在CE2中，斷裂區長度為10」，平均長線長度小於6.0」，當交叉被用來固結時，該值被認為會造成低強度紗線。CE2的長絲分布在圖17中畫出，從圖上可見99％長絲的最大長度小於25」，這比例CE1改進。由於在這兩個具有單個斷裂區的對比例中雙夾持長絲的百分比都低，可以預期這兩例在運行時會有可操性問題。當與模擬條件相似的試驗在單個斷裂區內進行時可操作性問題對於小於20」的區段長度會在速比接近20時發生，對於10」的區段長度會在速比接近5時發生。
例A、B、C、D、E和F都是在總速比Dt＝25下進行的模擬例。例A示出在第二斷裂區內採用高速比D2＝10，結果造成在第二斷裂區內雙夾持長絲的低的百分比，雖然這個百分比比對比例中在單個斷裂區內的百分比大50％，但還是較低。例如A1示出將第二斷裂區的速比降低而增加第一斷裂區的速比增加以得到合適的(D2-1)/(D1-1)＝2.0。可以期望這將提高例A的可操作性。例B示出的情況為第一和第二斷裂區都以相同的速比5操作。這樣雙夾持長絲的百分比可以得到良好的結果，但在第二斷裂區內較低以到可操性問題較易在該區發生。例B1示出降低第二斷裂區的速比並增加第一斷裂區的速比使兩個區都具有相同的高百分比的雙夾持長絲，可以期望改善第二斷裂區的可操作性。兩個區的Ndg/Nuc的近似值是圖4中當(D2-1)/(D1-7)＝0.7時得到的。例C在第一斷裂區內採用高速比的影響，與例A和例B比較，這將降低雙夾持長絲的百分比。但在D1＝10時，雙夾持長絲百分比仍然高於例A中當D2＝10時在第二斷裂區內的雙夾持長絲百分比。這一點可從圖10A中的實際數據得到支持。從該圖中可以看到相應於(D2-1)/(D1-1)的最優值0.7的最大可操作性點的Dt＝42.8，其時D1為7.5，D2為5.7。因此看起來似乎與雙夾持長絲有關的可操作性問題在第二斷裂區內以低速比運行時比在第一斷裂區內容易發生。例C的長絲分布在圖18中示出。其中平均長度＝6.51」(＞＝6」)；中間98％範圍＝10」(＞＝6.51」)；最大99％長絲長度＝11.5」(＜＝25」)或～29.21」。對長度＜0.5avg和＞1.5avg的長絲數目的模擬結果為＜0.5avg的為13.43％，＞1.5avg的為12.06％。這就舉例證明了本發明每英寸具有合適數目的長絲端頭數。例D、E和F示出當使用較長的第一和第二斷裂區L1和L2時所得到的分別與例A、B和C相似的結果，由於在每一種情況下都是L2＝0.33L1，因此對雙夾持長絲百分比很少影響。而平均長絲長度增加如同預期那樣。
例G、H、J和K為在較高的總速比Dt＝30下運行的模擬例。採用不同的區段長度，但對例G和H仍有L2-0.33L1，這兩例就雙夾持長絲百分比而言分別可與例B和C比較，因為Dt增加得不多，不足以太多減少百分比。例G的長絲分布在圖19中示出。該例比例C有較長的平均長度＝10.1」，較寬的中間98％範圍＝15」，和較高的最大99％長絲長度＝17.5」。對長度＜0.5avg和＞1.5avg的長絲數目的模擬結果為＜0.5avg的為15.49％，＞1.5avg的為14.30％。與例C比，例G具有相應較低的每英寸長絲端頭數，但餵給紗線旦數的減少和速比的增加也使這個值較低。在例J和K中，L2＝0.2L1，但這個改變不大，在分別與例B和C比較時不足以造成太大的差異。
圖20示出圖9的概略工藝流程，在該流程中由於在牽伸區144的下遊端也就是固結區38的上遊端引入另外的餵給纖維31a能夠製造出新產品。由於纖維31a沒有經過牽伸，纖維31a內的長絲可以是連續的或不連續的。如果使用的是連續長絲，它們可以是低彈性的高強度長絲如芳族聚醯胺纖維，或者它們可以是高彈性的長絲如Spandex式纖維或2GT(聚對苯二甲酸乙二醇酯)(用對苯二酸酯化的1，2-乙二醇或1，2-亞乙基二醇)或3GT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)(用對苯二酸酯化的1，3-丙二醇)聚酯纖維。較優的Spandex式纖維是那種其彈性長絲具有大於約100％的斷裂延伸率和從大約50％的延伸恢復的至少為30％的彈性恢復率。這些另外的纖維31a可被添加到纖維30內，而纖維30最好包括一種聚合物如尼龍、聚酯、芳族聚醯胺、含氟聚合物或Nomax(纖維和紙與間苯二醯氯、methpenylene diamine原料的商標名)，具有連續長絲的Kevlar芳族聚醯胺纖維曾在一個產品中與聚酯組合，而具有連續長絲的Lycra彈性纖維曾在另一個產品中與聚酯組合。
圖21示出圖9的概略工藝流程，在該流程中由於在拉伸區124的下遊端302也就是第一斷裂區34的上遊端引入另外的餵給纖維31b能夠製造出新的拉斷法產品。如果纖維31b不需要拉伸而要添加到已拉伸的纖維30中，這樣做是有效的。兩種纖維都將同時在第一斷裂區內被斷裂並將繼續一起被處理通過過程的其餘部分。這種添加的纖維31b最好屬於聚合物組群包括芳族聚醯胺、含氟聚合物、和Normex，它們被添加到纖維30內，纖維30最好包括一種來自尼龍或聚酯組群的聚合物。
圖22示出圖9的概略工藝流程，在該流程中由於在拉伸區124的下遊端302也就是第一斷裂區34的上遊端引入第一種另外的餵給纖維31b；還在牽伸區144的下遊端300也就是固結區38的上遊端引入第二種另外的纖維31a能夠製造出新的拉斷法產品。這樣能夠有效地把纖維的特性組合起來如同上面結合圖20和21論述的那樣。一個特別好的實施例是引入含氟聚合物作為第一種添加纖維31b，引入Spandex式纖維作為第二種添加纖維31a，將這兩種添加纖維連結到聚酯纖維30上。這種紗線產品是有用的可作為織造式針織襪子用的紡織紗線。另一種產品是將不連續的聚酯纖維作為被拉伸的第一餵給纖維，而將Kevlar的芳族聚醯胺作為第一添加餵給纖維組合進去，與聚酯纖維一起被拉斷，再將具有連續長絲的Lycra彈性纖維作為第二餵給纖維組合進去構成具有三個組分的紗線。
本發明的拉斷工藝流程能有效地用來混合已被加工到某些程度的纖維如由於引入著色或表面處理使纖維具有某些能用肉眼察覺的可視特性。拉斷是製造特種紗線的一個有效途徑，可不必包括許多添加的工步，這些工步是在傳統的短纖維混合中所需要的，其時首先必須用切短(切割)、混合、粗梳、精梳等工序製備紗條如同圖29中在516和518處示出的那樣。在這傳統的系統中，必須製備大量的餵給纖維使流程合算，因為在每批產品生產後清潔加工設備是非常費工費時的。而在用拉斷法時只需製備少量的餵給纖維以便與另一種纖維混合。在轉變到另一種產品混合時除了改變粗紗架上的配置外實際上不需清理。這在製備少量彩色混合紗線時特別有效。參閱圖9，本申請人曾發現餵入第一種彩色纖維31c和第二種不同的彩色纖維31d能夠生產出兩種彩色混合的不同的彩色纖維。所謂不同的彩色是指兩種彩色基本上是非白色和非本色的變化，雖然其中一種纖維可以是白色和本色的，但另一種是截然不同的非白色和非本色的彩色。這樣做的意圖是將兩種截然不同的彩色組合，一起拉斷然後固結從而造成一種新的截然不同的彩色·ASTM E12委員會的標準E-284曾說明一種根據亮度測量來區別中性色如白色和本色的方法，白色和本色的亮度大於90％。還可用CIELAB單位區別色度和色調來檢測彩色的差異，截然不同的彩色在CIELAB單位上的差異至少為2.0。混合纖維的至少兩種不同的彩色，其中只有一種彩色的亮度大於90％，而其他彩色在CIELAB單位上的差異至少為2.0便可從至少兩種不同的餵給纖維造成新的彩色紗線。新紗線的彩色與任何一種餵給纖維的彩色截然不同。當進一步加工成為布狀材料時呈現一種溫和的混色外觀。能用本申請的拉斷流程混合的纖維還可具有其他在視覺上的差異如反射、吸收、潤溼能力等。
圖23為圖1中工藝流程線的概略立視圖，示出退火區124a的增添是在固結區38之後。退火區以前曾結合拉伸區124論述，在使用圖8所示的加熱設施時速率基本上沒有改變。將退火區設在固結區之後可用於紗線的最終收縮必須控制在規定值的過程內，因為在紗線形成後退火是完成這個目標最直接的途徑。這種布置在另一種情況下也是有用的，即當餵給纖維具有兩種不同的纖維而退火熱處理會使紗線內的每一種起不同反應而造成一種特殊效果的紗線時，如當兩種纖維的收縮不同而不同的收縮能產生膨鬆的或多圈的紗線時。
圖24示出一種新的拉斷法產品的長絲的顯微照片，該產品中每一支長絲的端頭304都在拉斷過程中被裂開。餵給纖維為具有連續聚酯長絲的人造纖維，聚酯長絲為E.I Dupont生產，商標為Coolmax。該產品在授予Corrafa的US 3,914,488和授予Aneja的US 5,736,243中有說明。參閱25，其中示出該長絲的橫截面，有一寬度306，在該寬度內有多個薄部314和316連接起來的厚部308、310和312。人們確信拉斷過程在拉斷長絲時會使長絲端頭的薄部314和316分開。分開發生在至少約三倍長絲寬度的長度318內，因此在長絲的端頭上一個或多個厚部如308就與其他厚部如310和312分裂開。人們認為這樣就可造成在紗線內具有較多長絲端頭的外觀和感覺，從而可改善由該紗線製成的織物的「手感」。
表II產品和流程綜覽 P-散裝；W-卷繞*E.IDuPont的商標#100℃24英寸長，然後180℃12英寸長 s-來自模擬的結果@見表III e-由數據估計，並實際測量表II示出按照本發明的講授制出各種產品，大致實施圖9所示的工藝流程使用圖11中的設備。餵給材料的旦數總共約為1,500-20,000，產出紗線的旦數約為100-400。在該流程中被拉伸的纖維通常被充分拉伸，因此進入第一斷裂區的斷裂延伸率約為10％。
試驗1示出製造最終旦數為137的尼龍紗線的工藝流程條件。該流程有一拉伸區、一第一斷裂區、一第二斷裂區、一牽伸區和一固結區與圖9中的流程相似。餵給紗線來自散裝容器如圖11中的160(在表II中用P指出)，最終產品被卷繞在卷繞機上如圖11中的222。固結噴射器83a(圖9和26)的氣體溝道與紗線行進方向所成角度340為60度，這個角度對使用這個噴射器83a的所有試驗都一樣。噴射器外表面328與輥組148的輥150和152之間的鉗口間隔開的距離約為6.0英寸。人們認為這個過程生產的紗線具有本發明的特徵平均長絲長度大於或等於6」，99％長絲的最大長度小於25」，中間98％的長絲段形成的長度範圍值大於或等於平均長絲長度值，並有5％到小於15％的長絲在長度上大於平均長絲長度的1.5倍。
試驗2示出的工藝流程條件與試驗1相似，有一拉伸區、一第一斷裂區、和一第二斷裂區，大致與用來製造圖15所示產品的相同。纖維進一步在牽伸區和固結區內加工，形成209旦的紗線，產品便告完成，這個產品可指望具有圖15所示那樣的長絲分布。
試驗3示出的產品用長絲間摩擦係數小於0.1的聚合物製成，這是一個含氟化合物，由E.I.Du Pont de Nemours公司(以後簡為「DuPont」)製造以商品名Teflon供售。工藝流程生產的短纖維Teflon產品難於用其他方法經濟地製造。在圖11的輥組50a、60a和148a上使用圖1A中所畫的「亞米茄」包卷藉以控制纖維在輥組內的滑動。餵給纖維由筒子卷裝如圖11中的162供應(在表II中用W指出)。該流程與試驗1不同之處在於纖維沒有在拉伸區內加熱或拉伸。人們確信這個產品具有大於6.0英寸的平均長絲長度和與試驗1相似的其他特徵。
試驗4示出的產品用與圖21所示相似的工藝流程製造，其時在聚酯纖維(DuPont商標Dacron)被拉伸後在輥組42(圖11中的42a)的上遊端餵入高強度的芳族聚醯胺纖維(DuPont商標Kevlar)，於是與聚酯纖維一起被拉斷、牽伸和固結，生產出397旦的混合紗線。在圖11中的輥組50a、62a和148a上使用圖1A中所畫的「亞米茄」包卷，藉以控制纖維在輥組內的滑動，因為芳族聚醯胺需要大的拉力才能斷裂。人們確信這個產品具有與試驗1相似的長絲長度特徵。
試驗5示出的產品用與試驗3相似的工藝流程製成，其中芳族聚醯胺纖維(DuPont商標Kevlar)和含氟聚合物(DuPont商標Teflon)被一起餵入到拉伸區內沒有被加熱也沒有被拉伸；拉伸區只是被用作方便的途徑將纖維運送到第一斷裂區，Kevlar和Teflon於是一起被拉斷、牽伸、和固結，從而生產出274旦的混合紗線。在圖11的輥組50a、62a和148a上使用圖1A中畫出的「亞米茄」包卷藉以控制纖維在輥組內的滑動，因為芳族聚醯胺纖維需要大的拉力才能斷裂而含氟化合物需要較多的表面接觸來避免滑動。這種紗線特別適合製造增強織物可用作工業上的同步牙輪帶，其時高強度和低磨損都被重視。人們認為這種產品具有與試驗1相似的長絲長度特徵。
試驗6示出的產品用與試驗5相似的工藝流程製成，其中芳族聚醯胺纖維(DuPont商標Kevlar)和高溫纖維(DuPont商標Nomex)被一起餵入到拉伸區內，沒有被加熱也沒有被拉伸；拉伸區只是用來作為方便的途徑將纖維運送到第一斷裂區，Kevlar和Nomex於是一起被拉斷、牽伸和固結，從而生產出230旦的混合紗線。在圖11中的輥組50a、62a和148a上使用圖1A中畫出的「亞米茄」包卷藉以控制纖維在輥組內的滑動，因為芳族聚醯胺纖維需要大的拉力才能斷裂。人們認為這種產品具有與試驗1相似的長絲長度特徵。
試驗7示出的產品用與試驗3相似的工藝流程製成，其中芳族聚醯胺纖維(DuPont商標Kevlar)被餵入到拉伸區內沒有被加熱也沒有被拉伸；拉伸區只是用作方便的途徑將纖維運送到第一斷裂區。使用「亞米茄」包卷。生產出低旦數為101的Kevlar紗線，這種紗線用其他方法是難以經濟地制出的。人們認為這種產品具有與試驗1相似的長絲長度特徵。
試驗8所示產品用與試驗4相似的工藝流程製成，不同的是在聚酯纖維(DuPont商標Dacron)被拉伸後在輥組42(圖11中的42a)的上遊端含氟聚合物纖維(DuPont商標Teflon)被餵入，含氟聚合物和聚酯於是一起被拉斷、牽伸和固結，生產出278旦的混合紗線。這種產品可用來製造襪子能減少在穿載者腳上形成局部隆起。人們認為這種產品具有與試驗1相似的長絲長度特徵。
試驗9所示工藝流程與試驗1相似，不同的是所用為聚酯纖維。制出的紗線的旦數為274。人們認為這種產品具有與試驗1相似的長絲長度特徵。
試驗10所示產品用與圖20所示相似的工藝流程製成，其中在聚酯纖維(DuPont商標Dacron)被拉伸、拉斷和牽伸後，在輥組148(圖11中的148a)的上遊端連續長絲的彈性纖維(DuPont商標Lycra)被餵入。Lycra在連結到Dacron上以前被拉長延伸到約100％，然後一同固結，Lycra長絲仍保持連續。當完成的紗線在沒有張力的情況下被保持時Lycra就收縮並成為具有高度彈性的膨鬆多圈的紗線。
試驗11示出的工藝流程與試驗9的相似，不同的是聚酯長絲具有如圖25所示的橫截面，從而生產出具有圖24所示裂開端頭的277旦的紗線。
試驗12示出的過程與試驗1的相似，不同的是餵給纖維由兩種不同的、各具不同彩色的纖維構成。兩種彩色纖維在拉伸前就被組合，然後如同單束纖維那樣一起被拉伸和拉斷。第一種纖維為清晰的粉紅色，第二種纖維為紫色，人們認為這兩種彩色都是亮度小於90％的非中性色並且它們具有的彩色差異至少為2.0CIELAB單位。最後造成的紗線的彩色顯然不同於任何一種餵給纖維的彩色。人們確信當這種紗線織成織物時將具有混色的外觀。
試驗13示出的工藝流程與試驗12的相似，不同的是粉紅色纖維被認為是中性的亮度大於90％的淡灰色纖維取代。造成的紗線具有顯然不同於任一種餵給彩色的彩色，紗線本身具有清晰的混色的外觀。
試驗14示出的工藝流程與圖20的相似，其中Kevlar的第一餵給纖維被拉斷(如同試驗7)，而具有連續長絲的Kevlar第二纖維正好在圖11中的輥組148a的上遊被餵入。連續長絲Kevlar的不連續的拉斷長絲固結，構成旦數為311的增強短纖維紗線。
試驗15示出的工藝流程與圖22的相似，其中Teflon纖維在輥組42(圖11中的42a)(如同試驗8)的上遊被餵入，而Lycra纖維在輥組148(圖11中的148a)的上遊被餵入。Teflon纖維與拉伸的Dacron纖維一起被拉斷和牽伸，然後這個混合的不連續纖維被具有連續長絲的Lycra纖維固結如同在試驗10中所述的那樣。這樣便可制出能伸長的、膨鬆而低摩擦的紗線，適宜製造可減少局部隆起的彈力襪。
試驗16示出的工藝流程與試驗1的相似，其中兩個分開的餵給纖維被供應到該流程中造成一個接近20,000旦的大旦數據給纖維進入到拉伸區內。在拉伸區內在圖11中的加熱器140上使用兩個溫度區。第一區具有在100℃的24英寸長度，接在其後的第二區具有在188℃的12英寸長度。總的流程速比超過70×(70倍)，生產出277旦的紗線。
試驗17示出一個按照本發明的說明製造的產品，特別是使用圖11中的設備來實施圖8所示工藝流程。由於該流程並不使用牽伸區，所以圖11中的牽伸區144和輥組148a須除去並將固結區38移動到靠近輥組62a的位置。使用圖28中的固結裝置或被稱為串列噴射器裝置，流程的總拉伸為48，制出192旦的產品，表明使用一個0.25的低的L2/L1比率。表III列出串列噴射器的參數。
表III所選試驗用的串列噴射器的數據
*「a」對產品的平均長絲長度優化#「a」未曾對產品的平均長線長度優化s＝模擬結果試驗18使用的工藝流程與試驗17大致相同只是使用了圖26和27的交叉噴射器。餵給紗線由兩股各為6280旦的黑色尼龍絲束構成，它們在進入拉伸區之前就已組合在一起，造成的最終紗線的旦數為186。該流程運行的總拉伸為67.4，輸出速率可高達303碼/分，這個速率已接近試驗所用機械的速率極限。如果使用本發明的工藝流程和速率較高的機械可望達到超過500碼/分的較高的速率。
試驗19示出與試驗18相似的結果，其時最終輸出速率為269碼/分，製成198旦的Dacron產品。
試驗20、21、22和23都是在與試驗17相似的配置下進行的，目的是要考查圖28中固結裝置的噴嘴之間最優的距離「a」。每一試驗都被配置生產由模擬確定的具有不同平均長絲長度的紗線。對每一平均長絲長度都進行好幾次試驗，其時變化固結裝置的噴嘴之間的距離「a」，將第一噴嘴N1停留在離開氣體通道與纖維孔的交叉點的距離為1.72英寸的位置上；移動第二噴嘴到各個位置便可變化「a」，然後將固結的各個紗線試樣收集起來，用Lea產品過程測量每一位置試樣的強度，就第二噴嘴的每一位置以克/旦計將強度記錄下來。
試驗20被配置生產模擬所確定的具有平均長絲長度為8.9英寸的紗線。結果在圖35中以標有8.9的曲線畫出。最大強度發生在噴嘴間距「a」為9.2英寸時如在表III中試驗20所記錄的情況，這時a/avg的比率為1.03。對這個試驗所用條件還進行了長絲分布的模擬，結果在表I中試驗20項下示出。模擬指出長絲的分布，大於1.5avg的可達12.4％，小於0.5avg的可達14.7％。
試驗21如試驗20那樣進行，只是斷裂區長度被改變以資生產出平均長絲長度為17.5英寸的Dacron聚酯纖維。這組條件中還用0.58的高的L2/L1比率進行。結果在圖35中以標有17.5的曲線畫出。最大強度發生在噴嘴間距為13.0英寸如表III中試驗21項所載，這時a/avg的比率為0.74。用這試驗條件還對長絲分布進行模擬，結果如表I中試驗21項所載。模擬指出長絲的分布，大於1.5avg的可達12.4％，小於0.5avg的可達13.9％。
試驗22如試驗20那樣進行，只是斷裂區長度被改變以資生產出平均長絲長度為6.4英寸的Dacron聚酯纖維。結果在圖36中以標有6.4的曲線畫出，該曲線並沒有顯著的最大強度值，基本上是平坦的，只是有一處強度陡降到約為0.8，這個值是估計的，因為在這約為4英寸的距離制出的試樣十分軟弱以到整絞不能被卷繞進行Lea的試驗。這可能是由於在小的平均長絲長度時噴嘴間距對強度並非決定性的或者是該試驗尚有未被解釋的問題。還在這個試驗條件下對長絲分布進行模擬，結果在表I中試驗22項列出。模擬指出長絲分布，大於1.5avg的可達12.3％，小於0.5avg的可達13.9％。
試驗23的安排是不讓纖維在第一斷裂區斷裂，只讓它在第二斷裂區斷裂，藉以模擬單個斷裂區的流程。該試驗被配置生產具有平均長絲長度為8.0英寸的紗線。結果在圖35中以標有8.0的曲線畫出。最大強度發生在噴嘴間距「a」為12.2英寸時如表I中試驗23項所載，其時的a/avg比率為1.53。在這試驗條件下還對長絲分布進行模擬，結果在表I中試驗23項列出，模擬指出大於1.5avg的可達18.4％，小於0.5avg的可達18.3％。這個用一個斷裂區製造的產品雖然產品特徵在使用兩個斷裂區的本發明的限度之外，但它表明噴嘴間距對最佳的紗線強度有一最優值，並能在平均長絲長度大於6英寸的紗線的多種製造流程中實行。
觀察試驗20、21、22和23的結果，第一噴嘴和第二噴嘴之間的間距值範圍為0.74到1.53或者約為具有平均長絲長度大於約6.0英寸的纖維/紗線的平均長絲長度的約0.5至2.0倍，取三個「a」值平均，可得「a」的最優值約為1.1avg。雖然試驗22沒有一個最大強度點，但它有一個強度減小點，這個強度減小點如果遵照本發明的講授是可以避免的、在配置過程時可將噴嘴設在較優的「a」值即1.1avg上，這樣得出的「a」值為1.1×6.4＝7.0英寸，可以越過5.0英寸的強度減小位置。
試驗24的配置與試驗17相似，使用圖28中的固結裝置，L2/L1比率定為0.35，生產出的紗線具有的平均長絲長度為6.7英寸。
試驗25使用與試驗17相似工藝流程。在試驗中的餵給材料為雙組分的彈性紗線，其中每一長絲都有一圓形橫截面，橫截面的一半為2GT聚酯，另一半為3GT聚酯。這種餵給材料曾在授予Evans等的美國專利3,671,379中說明過，在這裡被參考引用。授予其他人的相關專利還有3,562,093；3,454,460和2,439,815。在橫截面內的兩個不同的聚合物在紡制後具有不同的收縮特性，因此在熱處理後該纖維變成捲曲的纖維而長絲捲曲或盤旋的有彈性的組織。在用熱處理激活纖維的潛在彈性之前，纖維仍有顯著數量的彈性式捲曲，以致過去在使用傳統的精梳和粗梳設備製造短纖維紗線時發生問題。結果使人們認為這種雙組分纖維的短纖維紗線在紡織行業將不為人所知，造成的多長絲紗線十分似彈簧，具有相當大的彈性從沒有拉力到最大拉力，其時所有彈性被除去而長絲沒有塑性變形。這個彈性的特徵為捲曲展現(CD)百分比。該捲曲展現可用溼熱來促進，並可按照上述379和』460中的導則來測量。完成的紗線在拉斷後必須進行熱處理以恢復其潛在彈性並得到其最終的彈性特性。
試驗25示出製造2GT聚酯和3GT聚酯組分(用BC23指出)的雙組分紗線的過程條件，紗線的最終旦數為160，該流程有一熱處理區，一第一斷裂區，一第二斷裂區，和一固結區，與圖8中的流程相似，沒有使用牽伸區。餵給紗線來自12個100旦紗線的筒子卷裝，每一個包裝與圖11中的162相似。該餵給紗線被預拉伸，但未曾經過熱處理，雖然纖維具有一些部分彈性或捲曲，但其潛在彈性未曾發揮。最終紗線產品被卷繞在圖11所示的卷繞機222上。所使用的固結裝置為圖28中的串列式噴射器。拉緊器164被調節到能在餵給紗線上提供足夠的拉力使所有的部分伸長(捲曲)在輥168處從餵給紗線上被除去。紗線在保持拉力但並不拉伸長絲的條件被纖維加熱器140熱處理到180℃。雖然該纖維在拉伸區124內並不拉伸，但令人驚奇的是纖維必須加熱方能保持在斷裂區內的良好可操作性。紗線在區段D1和D2內被拉斷和再拉斷，然後沒有牽伸地被送往固結噴射器83b，形成160旦的紗線，然後卷繞到222處的包裝上，卷繞時施加足夠的拉力使紗線內的伸長基本上除去。為了發揮紗線的彈性，必須將紗線加熱到約100℃使它形成螺旋形盤旋的彈性紗線組織(具有折皺和捲曲)而具有良好的膨鬆和彈性恢復率。這時加熱可在分開的工步內完成或者紗線可被織成織物而熱量由織物的染色過程提供。捲曲的不連續的長絲紗線被認為具有約35-40％的捲曲，這是按照授予Evans等的379專利中所說明的程序測量出來的。人們認為這個流程中所產生的紗線內的折皺和捲曲由於長絲的雜亂斷裂而被松解，因此這種線紗在製造具有「桔子皮」(織物表面具有如桔子表面那樣帶斑點的外觀)少的拉斷法短纖維織物時是非常有用的。用折皺或捲曲的紗線製成的織物如果紗線沒有被頻繁地松解會出現桔子皮。
試驗26示出的過程條件用來製造50∶50的2GT和3GT組分(BC23)的雙組分紗線，固結的紗線最終的旦數為176。該流程具有一個拉伸和熱處理(退火)區、一個第一斷裂區、一個第二斷裂區、和一個固結區，與圖8中的流程相似，沒有使用牽伸區。餵給纖維來自24個筒子包裝組成的4714旦未被拉伸的紗線。最終的紗線產品被卷繞在如圖11中222的卷繞機上。固結交纏噴射器83a(圖26和27)具有氣體進入小孔與紗線行進方向成60度角。拉緊器164被調節到在餵給紗線上提供足夠的拉力使所有伸長都在輥168處從餵給纖維上除去。紗線在被纖維加熱器140加熱到160℃的溫度下被拉伸，拉伸率為3.0X。紗線在區段D1和D2內被拉斷和再拉斷，然後不牽伸地被送到固結噴射器83a，製成176旦的紗線，再在122處(圖11)用筒子卷裝。如果紗線用(熱空氣式)蒸汽熱處理，將溫度提高到100℃，以資使長絲內的收縮和捲曲重新展現，那麼該紗線可被期望有一個約為50-60％的CD。該值略高於試驗25中用串列噴射器配置固結而制出的包纏紗所可期望的值。如果同一纖維只是被拉伸而不是被拉斷，那麼人們認為它可有一個約為55-65％的CD，該值只是略高於本發明的短纖維紗線而後者具有比連續長絲雙組分紗線更為合適的手感。
試驗24和25的結果是令人驚奇的，不管是從拉伸區內預先拉伸過的或沒有拉伸過的纖維都可製成具有良好運行性能的短纖維拉斷法紗線，只要用預加張力首先除去所有餵給紗線的伸長，然後將紗線加熱使預先拉伸過的或在長絲拉斷之前正在被拉伸的纖維退火即可。餵給纖維的伸長特性基本上可保持在完成的短纖維紗線內。
人們相信其他彈性纖維即捲曲纖維也都可以使用本發明講授的方法加工。其他纖維可包括不同聚合物的組合如不同的尼龍聚合物或不同的組織如雙成分纖維。雙成分纖維的典型做法是有一高彈性或「軟」的芯部聚合物如Lycra彈性彈性體，其上述結著非彈性(「硬」)的「翼」部在紡制時作為縱向肋骨。在紡制後能用熱激發纖維的彈性，使軟芯聚合物的收縮相當大地超過硬翼聚合物的收縮，從而使複合組織成螺旋形地盤旋，看起來如同螺釘的螺紋那樣。這個纖維組織在紡制和拉伸後而在熱處理之前也有一些「捲曲」，與雙組分的纖維相似。聚合物對應相容使它們粘合在一起並能共紡。為此它們必須有相似的熱靈敏度和功能的紡制粘性。因此有效對通常在化學上非常相似，或者具有某些特定的相互作用。普通的雙組分為兩個聚酯、兩個尼龍等，而雙成分為例如4GT/4GT-4GO(4GT為聚對苯二甲酸丁二酯，GO為乙二醛)(HYTREL)和尼龍/PEBAX；均聚物/成塊共聚物對，其中共聚物的一塊與共聚物相同。比率可有相當大的變化，但一般被限制在80/20和20/80，最好為70/30到30/70之間。其他傳統的捲曲纖維，如用噴嘴、齒輪捲曲機、填塞箱捲曲機等捲曲的纖維也都可用本發明的流程轉變為短纖維紗線。
由上可見，本發明所提供的方法可用來拉斷連續的長絲纖維，制出不連續的長絲纖維，並將這些纖維固結成為紗線，完全可滿足以前提出的目標和優點。雖然本發明已結合具體實施例進行說明，但顯然本行業的行家尚可對此作出許多替代、修改和變化。因此本發明理應包括所有這些在所附權利要求書中的創意和廣闊範圍內的替代、修改和變化。
權利要求
1.一種拉斷工藝方法用來由包括餵入連續作業的長絲的纖維生產出短纖維紗線，該過程包括在第一斷裂區段內以大於或等於2的第一速比D1增加第一斷裂區長度內的纖維速率，使長絲斷裂；在處於第一斷裂區下遊的第二斷裂區段內以大於或等於2的第二速比D2增加第二斷裂區長度內的纖維速率，使長絲斷裂，其中關係式(D2-1)/(D1-1)的範圍自0.15到2.5，並且關係式L2/L1的範圍自0.2到小於0.4；及在第二斷裂區下遊的固結區內固結纖維，以製成短纖維紗線。
2.一種拉斷工藝方法，用來由包括餵入連續作業的長絲的纖維生產出短纖維紗線，該方法包括在第一斷裂區段內以大於或等於2的第一速比D1增加第一斷裂區長度內的纖維速率，使長絲斷裂；以大於或等於2的第二速比D2增加第二斷裂區長度內的纖維速率，使處於第一斷裂區下遊的長絲斷裂，其中關係式(D2-1)/(D1-1)的範圍自0.15到2.5，並且關係式L2/L1的範圍自0.2到0.6，L1至少為20.0英寸；及在第二斷裂區下遊的固結區內固結纖維，以製成短纖維紗線。
3.權利要求2的工藝方法，其特徵在於關係式(D2-1)/(D1-1)的範圍自0.2到2.0，關係式L2/L1的上限小於0.4。
4.權利要求2的工藝方法，其特徵在於還包括在一預定的拉伸區長度內增加纖維速率來拉伸在第一斷裂區上遊的拉伸區內的纖維。
5.權利要求4的工藝方法，其特徵在於拉伸該纖維包括將纖維加熱。
6.權利要求5的工藝方法，其特徵在於被餵入作業的長絲來自包括未被拉伸或部分被拉伸的雙組分長絲組織和雙成分長絲組織的組群。
7.權利要求4的工藝方法，其特徵在於還包括在固結區上遊的牽伸區內牽伸纖維。
8.權利要求7的工藝方法，其特徵在於還包括將添加的纖維餵入到流程中，該流程處在從含有第一斷裂區、第二斷裂區、牽伸區、和因結區的組群中選取的一個區段的上遊。
9.權利要求8的工藝方法，其特徵在於餵入添加纖維包括將第一添加纖維餵入到處在第一斷裂區的上遊端的流程中，並將連續長絲的第二添加纖維餵入到固結區的上遊端的流程中。
10.權利要求2的工藝方法，其特徵在於還包括牽伸在固結區上遊的牽伸區內的纖維。
11.權利要求2的工藝方法，其特徵在於還包括牽伸在與固結區共同存在的牽伸區內的纖維。
12.權利要求2的工藝方法，其特徵在於還包括通過加熱在預定的退火區長度內的纖維使退火區內的纖維退火。
13.權利要求12的工藝方法，其特徵在於被餵入作業的長絲包括部分被拉伸和全部被拉伸的捲曲組織。
14.一種拉斷工藝方法，用來從包括餵入連續作業的長絲的纖維生產出短纖維紗線，該工藝包括以大於或等於2的第一速比D1增加第一斷裂區長度(L1)內的纖維速率，來拉斷在圓筒形進入夾持輥和排出夾持輥之間的第一斷裂區段內的長絲其中每一排出夾持輥在其兩端之間都有一寬度，從而造成的纖維具有長絲密集的芯部和從芯部伸出的鬆散的長絲端頭；在第一斷裂區內和排出夾持輥附近聚集鬆散的長絲端頭，將它們導向纖維的芯部，使鬆散端頭在環繞芯部的所有方向的離芯部中心的距離被限制在不大於離第一斷裂區排出輥各相關端頭的芯部中心的距離；在第二斷裂區長度L2內以大於或等於2的第二速比D2增加纖維速率，來拉斷位在第一斷裂區下遊的第二斷裂區內的長絲，其中關係式(D2-1)/(D1-1)的範圍從0.15到2.5，關係式L2/L1的範圍從0.2到0.6；及在第二斷裂區下遊的固結區內固結該纖維，以製成短纖維紗線。
15.權利要求14的工藝方法，其特徵在於聚集鬆散纖維包括使纖維通過一個孔，並在該孔內造成螺旋形的流體流動路徑，藉以將鬆散長絲端頭鬆散地包卷在芯部周圍。
16.權利要求14的工藝方法，其特徵在於聚集鬆散長絲端頭包括使纖維通過一個具有側壁的槽，以將從側邊伸向夾持輥端頭的鬆散長絲端頭鬆散地包含在芯部周圍。
17.權利要求14的工藝方法，其特徵在於長絲在第二斷裂區內的斷裂發生在圓筒形進入夾持輥和排出夾持輥之間，第二斷裂區的每個排出夾持輥的兩端之間都有一寬度，從而在第二斷裂區內造成的纖維具有長絲密集的芯部和從芯部伸出的鬆散長絲端頭；還包括在第二斷裂區內和在第二斷裂區的排出夾持輥附近聚集鬆散的長絲端頭，將它們導向纖維芯部，使在環繞芯部各個方向的鬆散長絲端頭離開芯部中心的距離被限制在不大於從第二斷裂區排出夾持輥各相應端離芯部中心的距離。
18.一種拉斷工藝方法，用來由包括餵入連續作業的長絲的纖維生產出短纖維紗線，該工藝方法包括以大於或等於2的第一速比D1增加第一斷裂區長度內的纖維速率，使在第一斷裂區長度段內的長絲斷裂，第一斷裂區具有大於20.0英寸的長度；以大於或等於2的第二速比D2增加第二斷裂區長度(L2)內的纖維速率，使處於第一斷裂區下遊的第二斷裂區內的長絲斷裂，其時關係式(D2-1)/(D1-1)的範圍從0.15到2.5，關係式L2/L1的範圍從0.2到0.6，形成的纖維具有不連續的長絲纖維，其平均長度為「avg」；及在第二斷裂區下遊的固結區內固結該纖維，以形成短纖維紗線，其方法是使纖維通過一對圓筒形餵給輥的鉗口，然後通過該鉗口附近的第一噴嘴進口端進入到第一噴嘴的第一孔內，在該孔內設有通過溝道而引入的氣體射流以第一螺旋方向環繞纖維旋轉，將鬆散長絲捻轉使它環繞纖維芯部，然後使纖維通過第二噴嘴的第二孔，在該孔內亦沒有通過溝道引入的氣體射流，以與第一螺旋方向相反的第二螺旋方向環繞纖維旋轉，將纖維芯部假捻轉，在第二噴嘴第二孔內的溝道與在第一噴嘴第一孔內的溝道互相隔開的距離為「a」，其中「a」的尺寸為0.5avg＜a＜2.0avg。
19.一種含有由不同長度的不連續長絲組成的固結的人造纖維的紗線，該長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度avg大於6英寸，而該纖維的長絲長度分布特徵為5％到小於15％的長絲具有大於1.5avg的長度。
20.一種含有由不同長度的不連續長絲組成的固結的人造纖維的紗線，長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度avg大於6英寸，而纖維的長絲長度分布為，5％到小於15％的長絲具有小於0.5avg的長度，5％到小於15％的長絲具有大於1.5avg的長度。
21.一種含有由不同長度的不連續長絲組成的固結的人造纖維的紗線，長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度大於6英寸，而纖維包括連續長絲和不連續長絲沿著紗線長度的交絡，連續長絲的斷裂延伸率小於10％。
22.一種含有由不同長度的不連續長絲組成的固結的人造纖維的紗線，長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度大於6英寸，纖維包括連續長絲和不連續長絲沿著紗線長度的交絡，連續長絲為彈性長絲，其斷裂延伸率大於約100％，在延伸50％後的彈性回復率至少為30％。
23.一種含有由不同長度的不連續長絲組成的固結的人造纖維的紗線，長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的完整性，其中長絲的平均長度大於6英寸，並且在紗線內以旦數計至少有1％的不連續長絲包括具有0.1或更小的長絲間摩擦係數的纖維。
24.權利要求23的紗線，其特徵在於以旦數計至少1％的紗線為含氟聚合物。
25.權利要求23的紗線，其特徵在於還具有連續長絲沿著紗線長度與不連續長絲交絡。
26.一種含有由不同長度的不連續長絲組成的固結的人造纖維的紗線，長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度avg小於6英寸，在紗線中有5％到小於15％的長絲的長度大於1.5avg，並且至少有1％的不連續長絲的橫截面具有一個寬度和在該寬度內由薄部連接的多個厚部，薄部在不連續長絲的端頭上被裂開，致使厚部間分開至少約三個長絲寬度的長度，從而在長絲上形成分裂的端頭。
27.一種含有由不同長度的不連續長絲組成的固結的人造纖維的紗線，長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度大於6英寸，而長絲的長度分布為5％到小於15％的長絲的長度大於1.5avg，並且在紗線中含有兩種在視覺上截然不同可用肉眼察覺纖維。
28.權利要求27的紗線，其特徵在於差異為彩色上的差異，纖維的彩色除中性色具有大於90％的亮度外，兩種纖維的彩色差異至少須為2.0CIELAB單位，亮度和彩色差異可按ASTM E12委員會的標準E284測量，這樣來製成多色紗線。
29.一種含有由不同長度的不連續纖維組成的固結的人造纖維的紗線，長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度大於6英寸，並且在紗線中以旦數計至少有1％的不連續長絲為具有30％或更多潛在彈性的長絲的纖維。
30.權利要求29的紗線，其特徵在於在紗線中以旦數計至少1％的不連續長絲為雙組分紗線，其中第一組分為2GT聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯)，第二組分為3GT聚酯(聚對苯二甲酸丙二酯)。
31.一種含有由不同長度的不連續長絲組成的固結的人造纖維的紗線，長絲沿著紗線的長度交絡，從而保持紗線的整體性，其中長絲的平均長度大於6英寸，長絲的長度分布為5％到小於15％的長絲的長度大於1.5avg，並且在紗線中以旦數計至少有1％的不連續長絲為具有30％或更多潛在彈性的長絲的纖維。
32.在操作具有餵給至少10個紡制位置的單個聚合物供應系統的短纖維紡機的方法中，通常把這些紡制位置組合在一起，以便使單一的大旦數絲束產品收集在一個容器內，其改進包括控制紡機的操作，使在一個紡制位置紡制至少500條纖維，同時生產出多個單一批量為20到200磅的產品，被收集在容器內，這個批量小於單一大旦數產品的批量；及在至少兩個紡制位置上提供一種設施，將從至少10個紡制位置上來的絲束收集到製造低旦數絲束產品的容器內。
33.權利要求32的方法，其特徵在於用來收集絲束的設施為散裝裝置或卷繞機。
34.權利要求32的方法，其特徵在於還包括改變產品的特徵，因為至少一個製造低旦數紡制位置的產品特徵與紡機上其他紡制位置不同。
35.權利要求32的方法，其特徵在於還包括提供一個設施，用來加工來自至少兩個紡制位置的低旦數絲束產品，將它轉變為紡制的紗線產品。
36.權利要求35的方法，其特徵在於用來收集絲束的設施包括散裝裝置。
37.權利要求35的方法，其特徵在於用來加工低旦數絲束產品使它轉變為紗線的設施包括在至少兩個區段內拉斷纖維，然後固結該纖維以製成紗線產品。
38.一種將連續長絲纖維轉變為不連續長絲紗線的工藝流程，該工藝流程包括多個功能區，至少包括在圓筒形進入夾持輥和排出夾持輥之間的斷裂區內斷裂這些連續的長絲，在每一個排出夾持輥的兩端之間都有一個寬度，在斷裂區內增加纖維的速率由此而造成的不連續長絲纖維具有一個密集長絲的芯部和從芯部伸出的鬆散長絲端頭，斷裂區還牽伸纖維並固結長絲，以形成紗線，其中所作的改進包括在斷裂區內和排出夾持輥附近聚集鬆散長絲端頭，並將它們導向纖維芯部，使在側向環繞芯部的鬆散端頭離開芯部中心的距離被限制在斷裂區排出夾持輥各相應端頭離芯部中心的距離內，以減少鬆散端頭的包卷在排出夾持輥上；及以大於輸入到流程的速率四倍的纖維輸入速率從該流程中抽出紗線，使不連續長絲紗線在任何一個橫截面上的長絲數目部被減少到500以內。
39.一種將連續長絲纖維轉變成不連續長絲紗線工藝流程，該流程包括多個功能區，至少包括在斷裂區內增加纖維的速率，斷裂所有的連續長絲，從而造成不連續的長絲纖維，斷裂區還牽伸纖維，並在固結區內固結不連續纖維，以形成紗線，纖維遵循基本上筆直的路徑通過各功能區，各功能區路徑形成一個單位路徑向量，該向量在纖維行進的方向上有一個頭，還有一個尾，其中所作改進包括纖維通過各功能區的路徑可被安排折轉，使在第一功能區內的路徑向量和依次為下一個功能區內的路徑向量尾對尾地安置，兩者之間形成一個45°到180°的夾角，這樣可為流程造成一個緊湊的佔地面積，及以大於輸入到流程的速率四倍的纖維輸入速率從該流程內抽出紗線，使不連續長絲紗線在任何一個橫截面上的長絲數目都被減少到500以內。
40.權利要求39的工藝流程，其特徵在於纖維在斷裂區內的路徑向量在一個方向上延伸，而纖維在固結區內的路徑向量被折轉而在一個與斷裂區內路徑反對基本上成180°的方向上延伸。
41.一種將連續長絲纖維轉變成不連續長絲紗線的流程，該流程包括多個功能區，至少包括在圓筒形進入夾持輥和排出夾持輥之間的第一斷裂區內增加纖維的速率使所有連續長絲斷裂，造成不連續長絲纖維並在第一斷裂區內將它牽伸；然後在圓筒形進入夾持輥和排出夾持輥之間的第二斷裂區內增加纖維的速率，使不連續的長絲斷裂，並在第二斷裂區內將它牽伸；再將不連續長絲固結以形成紗線，其中所作改進包括在第一斷裂區的進口及在第二斷裂區的進口和出口安排不連續長絲的路徑時首先要使纖維與導電的夾持輥接觸，然後再與不導電的夾持輥接觸，只是要使纖維從不導電的夾持輥上離開時，首先應離開不導電的夾持輥，然後再從導電的夾持輥上離開，這樣當纖維移動通過夾持輥時可減少纖維上的靜電積聚；以大於輸入到流程內的速率四倍的纖維輸入速率從過程抽出紗線，使在不連續長絲紗線的任一個橫截面上長絲數目都被減少到500以內。
42.一種將不連續長絲纖維轉變成不連續長絲紗線的工藝流程，該流程包括多個功能區，至少包括在斷裂區內增加纖維的速率，斷裂連續長絲，從而造成不連續長絲纖維，並在斷裂區內牽伸纖維，再在固結區內固結不連續長絲以形成紗線，其中所作改進包括將至少兩種不同的纖維餵給到過程內，並將它們組合在一起，然後在斷裂區內斷裂，纖維的不同在於視覺上的截然不同，可用肉眼覺察；及以大於輸入到流程的速率四倍的纖維輸入速率從該流程內抽出紗線，使不連續長絲紗線在任何一個橫截面上的長絲數目都被減少到500以內。
43.極利要求42的工藝流程，其特徵在於纖維間的差異為彩色，所有彩色除了其中一個可以為具有大於90％的亮度的中性色外，其餘這些非中性纖維的彩色差異至少為2.0CIELAB單位，亮度和彩色差異可按ASTM E12委員會的標準E-284測量，這樣紗線就可製成與兩種餵給纖維的彩色截然不同的彩色。
44.一種將連續長絲纖維轉變成不連續長絲紗線的工藝流程，該流程包括多個功能區，至少包括在斷裂區內增加纖維的速率以斷裂連續長絲，從而造成不連續長絲纖維，並在斷裂區內牽伸纖維，再在固結區內固結不連續長絲以形成紗線，其中所作改進包括將至少兩種不同的纖維餵給到該流程內，將它們組合在一起，然後在斷裂區內斷裂，纖維的不同在於強度的不同，其中一種纖維的強度為10gpd(克/旦)或更大，另一種纖維的強度小於8gpd；及以大於輸入到流程的速度四倍的纖維輸入速率從該流程內抽出紗線，因此不連續長絲紗線在任何一個橫截面上的長絲數目都被減少到500以內。
45.一種用來將連續長絲纖維轉變成不連續長絲紗線的工藝流程，該流程包括多個功能區，至少包括在斷裂區內增加纖維的速率，斷裂連續長絲，造成不連續長絲纖維，並在斷裂區內牽伸纖維，再在固結區內固結不連續長絲，以形成紗線，其中所作改進包括將至少兩種不同的纖維餵給到流程內，並將它們組合在一起，然後在斷裂區內斷裂，纖維的不同在於聚合物成分的不同，其中一種纖維為含氟聚合物，另一種纖維為不含氟化合物；及以大於輸入到流程的速率四倍的纖維輸入速率從該流程內抽出紗線，使不連續長絲紗線在任何一個橫截面上的長絲數目都減少到500以內。
46.一種將連續長絲纖維轉變成不連續長絲紗線的工藝流程，該流程包括多個功能區，至少包括在斷裂區內增加纖維的速率，斷裂連續長絲，造成不連續長絲纖維，並在斷裂區內牽伸纖維，再在固結區內固結不連續長絲，製成紗線，其中所作改進包括在纖維在斷裂區內斷裂之前將捲曲的連續長絲纖維餵入到流程內；及以大於輸入到流程的速率四倍的纖維輸入速率從過程內抽出紗線，使不連續長絲紗線在任何一個橫截面上的長絲數目都被減少到500以內。
47.權利要求46的方法，其特徵在於捲曲的連續長絲纖維選自由雙組分纖維和雙成分纖維組成的組群。
48.權利要求47的工藝流程，其特徵在於捲曲的連續長絲纖維為由2GT和3GT構成的雙組分纖維，兩種組分的比率在70∶30和30∶70之間。
49.權利要求46的工藝流程，其特徵在於還包括在斷裂區內斷裂連續長絲之前在熱處理區內將捲曲的連續長絲纖維加熱到至少為100℃的溫度。
50.權利要求49的工藝流程，其特徵在於還包括在熱處理區內增加纖維的速率來拉伸捲曲的連續長絲纖維。
51.一種將連續長絲纖維轉變成不連續長絲紗線的工藝流程，該流程包括多個功能區，至少包括在斷裂區內增加纖維的速率來斷裂連續長絲，從而造成不連續長絲纖維，並在斷裂區內牽伸纖維，再在固結區內固結不連續長絲，以形成紗線，其中所作改進包括在第一斷裂區出口端或其後將另一種連續長絲纖維餵入到流程內；及以大於輸入到流程的速率四倍的被轉變纖維輸入速率從流程內抽出紗線，使固結的紗線在任何一個橫截面上的長絲數目都被減少到500以內。
52.權利要求51的工藝流程，其特徵在於另一種連續長絲纖維具有一個大於約100％的斷裂延伸率和一個在延伸50％後至少為30％的彈性回復率。
53.權利要求51的工藝流程，其特徵在於另一種連續長絲纖維具有小於10％的斷裂延伸率和大於100gpd的強度。
54.權利要求13的工藝流程，其特徵在於捲曲組織為部分拉伸或完全拉伸的雙組分長絲組織和雙成分長絲組織。
55.一種將連續長絲纖維轉變成為不連續長絲紗線的工藝流程，該流程包括多個功能區，至少包括在斷裂區內增加纖維的速率以斷裂連續長絲，從而造成不連續長絲纖維，並在斷裂區內牽伸纖維，再在固結區內固結不連續長絲，形成紗線，其中所作改進包括將至少兩種不同的纖維餵入到該流程內，並將它們組合在一起，然後在斷裂區內斷裂，纖維的不同在於每一長絲的旦數不同，其中一種纖維為＜0.9旦/長絲，另一種纖維為＞1.5旦/長絲；及以大於輸入到流程內的速率四倍的纖維輸入速率從流程內抽出紗線，使不連續長絲紗線在任何一個橫截面上的長絲數目都被減少到500以內。
全文摘要
一種用來拉斷纖維而產生短纖維紗線和操作短纖維紡機的工藝方法，使我們能夠生產出批量比大旦數絲束產品小的多種產品。該過程包括至少兩個斷裂區和一個在第二斷裂區下遊的固結區，從而可製成短纖維紗線。在第一斷裂區下遊的第二斷裂區內的長絲的斷裂也是用增加餵入到流程內的纖維的速率來實現的。
文檔編號D01H4/02GK1561413SQ00811412
公開日2005年1月5日 申請日期2000年6月13日 優先權日1999年6月14日
發明者J·A·佩羅託, P·波佩, G·E·西蒙斯, A·S·譚, D·C·維瑟, W·C·瓦爾克, J·L·瓊斯, P·阿茨特, H·米勒 申請人:納幕爾杜邦公司