一種蓄熱發(fā)熱纖維混紡包芯雙層結構紗線的紡紗方法與流程

文檔序號：11507630閱讀：851來源：國知局

本發(fā)明屬于紗線加工領域，具體涉及一種蓄熱發(fā)熱纖維/再生纖維素纖維/化纖長絲/水溶性維綸混紡雙層結構紗線的紡紗方法。

背景技術：

普通中空保暖紗的成紗生產方法是將水溶性維綸短纖維與外包纖維混紡(或將水溶性維綸長絲作為紗芯，其他纖維作為外包纖維，紡制成包芯紗)，制成織物后，再經熱水處理，溶去水溶性維綸，從而得到中空保暖紗及其織物。此方法生產的織物有一定的保暖性，但僅僅利用了紗線的中空部分阻止熱量逃逸達到保暖，其不具有發(fā)熱性，阻止熱量逃逸的效果也不是最佳，達不到較好的保暖效果，況且紗線及織物的強度也較低。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了改善和提高中空紗的保暖性，增強中空紗及其織物的強度，本發(fā)明提供了一種蓄熱發(fā)熱纖維混紡包芯雙層結構紗線的紡紗方法。具體是一種蓄熱發(fā)熱纖維/再生纖維素纖維/化纖長絲/水溶性維綸混紡雙層結構紗線的紡紗方法。

技術方案：一種蓄熱發(fā)熱纖維混紡包芯雙層結構紗線的紡紗方法，包括如下步驟：

(一)、原料及混紡比的選擇：

選擇的原料為蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維、中空化纖長絲四種：

所述蓄熱發(fā)熱纖維為咖啡炭纖維，屬于改性滌綸，是將廢棄的咖啡渣，經過1300℃高溫炭化生成的咖啡炭，運用納米技術進行微粉化，研磨成300nm的納米級粉體超微顆粒，再與聚酯通過共混紡絲而制成；所選咖啡炭纖維規(guī)格為1.67dtex×38mm，咖啡炭纖維混用比例為30％～50％；

所述再生纖維素纖維為粘膠、莫代爾或者天絲纖維，纖維規(guī)格為(1.33～1.67)dtex×38mm，其混用的比例在30％～50％；

所述水溶性維綸短纖維規(guī)格為1.67dtex×38mm，80℃水溫溶解，水溶性維綸短纖維混紡比控制在10％～20％；

所述中空化纖長絲為中空錦綸長絲，規(guī)格是2.8tex/12f，強度4.6cn/dtex，斷裂伸長率31％，中空錦綸長絲所用比例為5％～25％；

(二)、混合紡紗工藝

不同種類纖維之間的混合有條混工藝和小量稱重混合工藝兩種方法：

1、條混工藝流程：此工藝流程適合大批量生產，工藝流程如下：

(1)使用成卷工藝流程：

對蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維分別進行開清棉→梳棉→(預并)→(三種纖維條)混并1→混并2→混并3→粗紗→細紗→自動絡筒化纖長絲→細紗

若梳棉機無自調勻整，則蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維這三種纖維生條均要分別進行預并，制成預并條，降低預并條的重量不勻率；

若梳棉機帶有自調勻整，可省略預并工序；

(2)使用清梳聯(lián)工藝流程：

對蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維分別進行清梳聯(lián)→(三種纖維條)混并1→混并2→混并3→粗紗→細紗→自動絡筒化纖長絲→細紗

因現(xiàn)代清梳聯(lián)設備均帶有自調勻整，故可不用預并工序；

2、小量稱重混合工藝流程：此工藝流程適合小批量生產，工藝流程如下：

對蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維分別進行小量稱量→初混→打包→開清棉→梳棉→頭并→末并→粗紗→細紗→自動絡筒化纖長絲→細紗

(三)紡紗工藝

1、開清棉工藝

蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維都是化學纖維，開清棉采取“勤抓少抓，混合均勻，多松少打，少落纖維，防止粘卷”的工藝原則，分為條混流程開清棉和小量稱重流程開清棉；

2、梳棉工藝

分為條混流程梳棉和小量稱重流程梳棉兩種；

3、并條工藝

分為條混流程并條和小量稱重流程并條兩種：

(1)條混流程并條主要工藝參數配置原則：

a、預并工藝

若梳棉機無自調勻整，則蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸纖維這三種纖維生條均要分別進行預并，制成預并條，降低預并條的重量不勻率，同時，三種纖維預并條出條定量必須按混比要求進行選擇，以保證混紡比準確。再有，為了防止纏繞，出條速度不宜過快，選用fa306或fa320并條機，實際出條速度＜300m/min；

b、混并工藝

首先，合理設計頭道混并的條混工藝，即：喂入頭道混并的蓄熱發(fā)熱纖維預并條、再生纖維素纖維預并條、水溶性維綸短纖維預并條這三種預并條的定量、喂入根數必須嚴格按照混紡比的要求進行計算和選擇，以確?；旒彵葴蚀_；其次，采用三道混并，以使三種纖維能夠充分混合均勻；為了防止纏繞，出條速度不宜過快，選用fa306或fa320并條機，實際出條速度＜300m/min；末并使用自調勻整；

(2)小量稱重流程并條主要工藝參數配置原則：

并條采用兩道，為了防止纏繞，出條速度不宜過快，選用fa306或fa320并條機，實際出條速度＜300m/min；末并使用自調勻整；

4、粗紗工藝

因為是蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維三種化學纖維混紡，必須使用防靜電膠輥膠圈，控制車間溫濕度，使粗紗呈吸濕狀態(tài)，以防止“三繞”；合理控制粗紗張力，選擇合理的粗紗捻系數，以使粗紗及細紗正常生產的要求，粗紗捻系數＜75；

5、細紗工藝

(1)紡長絲包芯紗，控制長絲張力是關鍵環(huán)節(jié)，長絲張力影響成紗強度、彈性及長絲的斷頭率，所以在選擇長絲張力時，應參考以下計算公式進行：

芯絲張力＜1+芯絲斷裂伸長率

因為本發(fā)明使用的中空錦綸長絲斷裂伸長率為31％，故芯絲的張力必須＜1.3；

(2)芯絲在包芯紗中的含量也將影響包芯紗的性能，且芯絲比例愈高，成本愈大，彈力包芯紗芯絲含量一般＜10％，剛性包芯紗芯絲含量一般在10％～40％，芯絲含量不能太高，否則會產生“露芯絲”的疵點；本發(fā)明使用的芯絲是中空錦綸長絲，屬于剛性包芯紗，故芯絲含量在10～40％；

(3)細紗捻系數將影響成紗強度、彈性、手感，由于還要進行后處理，溶去水溶性維綸，故細紗捻系數比普通化纖紗適當增大10％左右，因此，選擇細紗捻系數為330～400；

6、自動絡筒工藝

采用自動絡筒機，并使用包芯紗專用捻接器；

(四)退維工藝

經過自動絡筒機生產的筒子紗，還含有水溶性維綸，為了制成雙層結構的紗線，必須進行退維處理；

1、后處理工藝流程

根據織造的先后，后處理工藝流程有兩種，即：織造之前退維、織造之后退維；兩種安排的工藝流程有所不同，其織物風格也不同；

(1)織造之前退維——絞紗退維

筒子紗→搖紗成絞→退維→清洗→烘干→絡筒→織造廠織成坯布→染整；

(2)織造之后退維——織物退維

筒子紗→織造廠織成坯布→退維→清洗→染整；

2、退維工藝

退維工藝就是合理選擇水溫、浴比、時間，而制定這些工藝的基礎是水溶性維綸短纖維的溶解溫度，國產水溶性維綸短纖維的溶解溫度為60℃～90℃；

(1)熱水溫度：為了提高退維率，熱水溫度比溶解溫度提高10～15℃；

(2)浴比：小浴比用水量少，退維率降低；大浴比用水量多，退維率提高；一般用于退維的浴比控制在1:5～1:20；

(3)溶解時間：為了保證退維率，熱水溫度越低、浴比越小，溶解時間應該越長，所以一般退維的溶解時間控制在20～60min，隨著熱水溫度的提高、浴比的增大，溶解時間可以逐漸縮短。

作為優(yōu)化：所述開清棉工藝中，條混流程開清棉主要工藝參數配置：

a、抓棉機工藝配置：勤抓少抓，縮短抓棉機刀片伸出肋條的距離，以減小抓取纖維塊的大小，此距離不大于3mm；

b、混棉機選用：采用大容量多倉混棉機，提高混合效果；

c、開棉機工藝配置：采用梳針打手，其速度控制在450～550r/min，在排除疵點的前提下，適當縮小塵棒之間隔距以減少落棉；

d、單打手成卷機工藝配置：綜合打手速度降低，選擇不大于900r/min；在排除疵點的前提下，適當縮小塵棒之間隔距以減少落棉；采取“重定量，短定長”和夾粗紗的方法，以防止粘卷，成卷定量范圍在400～420g/m，成卷定長在33m以下。

作為優(yōu)化：所述開清棉工藝中，小量稱重流程開清棉主要工藝參數配置：

a、小量稱重混合的方法適宜小批量生產，即：蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維按混紡比分別小量稱重，然后再完成初步混合的工作：

第一步——鋪層：將上述稱重后的各種纖維原料，按比例人工鋪層，每一種纖維原料鋪一層，制成“三明治”式的原料堆；

第二步——初混：將“三明治”式的原料堆，人工垂直抓取，初步攪拌后，投放到抓棉機的下方，再利用抓棉機對混合料進行一次機械初步混合；

第三步——打包：將初混之后的混合料經過凝棉器自動送入打包機進行打包，隨后將這三種纖維混合料的棉包排放到抓棉機下，再次喂入開清棉設備；

b、隨后的抓棉機、混棉機、開棉機、成卷機工藝原則同上。

作為優(yōu)化：所述梳棉工藝中，條混流程梳棉主要工藝參數配置原則：

a、蓄熱發(fā)熱纖維采用紡滌綸的常規(guī)梳棉工藝即可；

b、再生纖維素纖維采用紡粘膠的常規(guī)梳棉工藝即可；

c、水溶性維綸短纖維成網困難，其純紡時的梳棉工藝采取“重定量，低速度，大速比，利轉移，防破洞，防止落網斷網”的工藝原則，開清棉成卷機采取防粘卷措施，生條重定量，出條低速度，以為防止梳棉機成網破洞，必要時使用不成網的膠圈剝棉裝置，直接成條；維綸生條干定量為20～25g/5m，道夫速度為20r/min以下，錫林～刺輥速度比＞2，以保證纖維順利轉移，錫林速度360r/min，刺輥速度700～900r/min。

作為優(yōu)化：所述梳棉工藝中，小量稱重流程梳棉主要工藝參數配置原則：

由于三種纖維已混合成卷，且水溶性維綸含量比較少，梳棉工藝按紡常規(guī)化纖的梳棉工藝即可；較好的主要工藝是：生條定量20～22g/5m，道夫速度＜25r/min，錫林～刺輥速度比＞2，以保證纖維順利轉移，錫林速度360r/min，刺輥速度700～900r/min。

有益效果：本發(fā)明的具體優(yōu)勢如下：

1、本發(fā)明中的雙層結構紗線的中空部分的形成，實際上由兩個方面：一個方面是因為用熱水溶解退去了水溶性維綸形成的；另一方面是因為熱水處理過程中，作為芯絲的化纖長絲本身產生熱收縮率＞外包短纖維產生的熱收縮率，從而在原有中空的基礎上又增加了膨松度和中空度。

2、本發(fā)明中的雙層結構紗線具有以下的優(yōu)點：

(a)、多重保暖功能

本發(fā)明的雙層結構紗線具有蓄熱發(fā)熱纖維、雙層結構紗線內部中空雙重保暖功能；如果化纖長絲具有中空，則該紗線蓄熱發(fā)熱纖維、雙層結構紗線內部中空、中空化纖長絲三重保暖功能，極大地提高保暖效果。

(b)、柔軟舒適

由于有較高的中空度，同時混入了再生纖維素纖維，從而使織物具有很好的舒適性，特別適合針織內衣。

(c)、提高了雙層結構紗線的強度和彈性

本發(fā)明的雙層結構紗線由于使用化纖長絲作為紗芯，增加了雙層結構紗線的強度，同時也具有較好的彈性。

(d)、減少了水溶性維綸的含量

本發(fā)明中因為在退維(用熱水去除水溶性維綸)的同時，作為芯絲的化纖長絲本身產生熱收縮率＞外包短纖維產生的熱收縮率，從而在原有中空的基礎上又增加了膨松度和中空度。因此，與生產普通中空紗相比，在相同中空度的前提下，本發(fā)明可以減少水溶性維綸的含量，減少原料費用和熱水處理費用，降低成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中的包芯紗截面結構示意圖；

圖2是本發(fā)明中的水溶性維綸短纖維溶解后的實際截面結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例

一、本發(fā)明的雙層結構紗線形成機理及特點

(一)本發(fā)明的雙層結構紗線形成機理

本紗線總體結構是包芯中空紗。其成紗機理及結構原理如圖1、圖2所示：

首先，將化纖長絲作為芯紗，外包纖維含有三種短纖維，即蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸，紡制成包芯紗，其截面結構如圖1所示，1為蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維、水溶性維綸短纖維；2為化纖長絲。

其次，將包芯紗經過熱水處理，溶去水溶性維綸短纖維，得到的紗線實際截面結構如圖2所示，2為化纖長絲，3為蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維，4為紗線的中空部分。

雙層結構紗線的中空部分的形成，實際上由兩個方面：一個方面是因為用熱水溶解退去了水溶性維綸形成的；另一方面是因為熱水處理過程中，作為芯絲的化纖長絲本身產生熱收縮率＞外包短纖維產生的熱收縮率，從而在原有中空的基礎上又增加了膨松度和中空度。

(二)本發(fā)明的雙層結構紗線特點

本發(fā)明的雙層結構紗線具有以下的優(yōu)點：

1、多重保暖功能

本發(fā)明的雙層結構紗線具有蓄熱發(fā)熱纖維、雙層結構紗線內部中空雙重保暖功能；如果化纖長絲具有中空，則該紗線具有蓄熱發(fā)熱纖維、雙層結構紗線內部中空、中空化纖長絲三重保暖功能，極大地提高保暖效果。

2、柔軟舒適

由于有較高的中空度，同時混入了再生纖維素纖維，使織物具有很好的舒適性，特別適合針織內衣。

3、提高了雙層結構紗線的強度和彈性

本發(fā)明的雙層結構紗線由于使用化纖長絲作為紗芯，增加了雙層結構紗線的強度，同時也具有較好的彈性。

4、減少了水溶性維綸的含量

因為在退維(用熱水去除水溶性維綸)的同時，作為芯絲的化纖長絲本身產生熱收縮率＞外包短纖維產生的熱收縮率，從而在原有中空的基礎上又增加了膨松度和中空度。因此，與生產普通中空紗相比，在相同中空度的前提下，本發(fā)明可以減少水溶性維綸的含量，減少原料費用和熱水處理費用，降低成本。

二、本發(fā)明的雙層結構紗線紡紗方法

(一)原料及混紡比的選擇

本發(fā)明的雙層結構紗線其最大的功能是多重保暖，因此選擇的原料有蓄熱發(fā)熱纖維、再生纖維素纖維(粘膠、莫代爾、天絲纖維)、水溶性維綸、化纖長絲四種：

1、蓄熱發(fā)熱纖維的選擇，目前市場上有多種類型的蓄熱發(fā)熱纖維，如日本東洋紡公司的吸濕發(fā)熱eks纖維、臺灣華懋生技股份有限公司及上海德福倫化纖有限公司的咖啡炭纖維等等。本發(fā)明選擇了上海德福倫咖啡炭纖維作為蓄熱發(fā)熱纖維，它屬于改性滌綸，是將廢棄的咖啡渣，經過1300℃高溫炭化生成的咖啡炭，運用納米技術進行微粉化，研磨成300nm的納米級粉體超微顆粒，再與聚酯通過共混紡絲而制成?？Х忍坷w維既有蓄熱、吸濕發(fā)熱、遠紅外線發(fā)熱保暖功能，又有吸附異味、天然除臭的功效，還有滌綸纖維高強度的特點。本發(fā)明所選咖啡炭纖維規(guī)格為1.67dtex×38mm，咖啡炭纖維混用比例的選擇原則是在保證保暖效果的前提下，兼顧舒適性及成本，一般在30％～50％，若比例過大，影響舒適性，且成本增大；比例過小，又不能發(fā)揮咖啡炭纖維的發(fā)熱保暖效果。

2、再生纖維素纖維，具有良好的吸濕性，從而使產品具有很好的舒適性。再生纖維素纖維也有很多種：如普通粘膠、天絲、莫代爾、竹漿纖維。本發(fā)明選用了粘膠纖維(莫代爾)，纖維規(guī)格為(1.33～1.67)dtex×38mm，在保證最終產品具有柔軟舒適性的前提下，又可降低成本，其混用的比例在30％～50％。

3、中空化纖長絲，如中空滌綸長絲或中空錦綸長絲，具有中空保暖性好、彈性好、強度高、耐磨性好的特點，作為包芯紗的紗芯，既可以承擔紗線及織物的強力、又具有保暖性和較好的彈性。本發(fā)明選擇使用中空錦綸長絲，規(guī)格是2.8tex/12f，強度4.6cn/dtex，斷裂伸長率31％。因長絲是包芯紗的紗芯，在紗體截面中處于中心位置，為了保證包芯紗的強度及包芯效果，中空錦綸長絲所用比例，一般將控制在5％～25％。

4、水溶性維綸短纖維，其特點是常溫下可與其他纖維正常紡紗，但在后處理時可溶解于熱水，從而形成雙層結構紗線。水溶性維綸短纖維規(guī)格主要是纖維長度、線密度、水溶解溫度。其中水溶解溫度影響后處理工藝，也影響原料成本，水溶解溫度高，后處理溶解速度慢，消耗能量大，但原料價格較便宜；水溶解溫度低，后處理溶解速度快，消耗能量少，但水溶性維綸原料價格高，原料成本高。本發(fā)明所用水溶性維綸短纖維規(guī)格為1.67dtex×38mm，80℃水溫溶解。水溶性維綸纖維混紡比例高，中空度高，保暖效果好，但成本增加，且成紗及織物強度下降；混紡比例低，成本減少，成紗及織物強度較好，但中空度低，保暖效果下降。因此水溶性維綸纖維混紡比控制在10％～20％。

(二)、混合方法與紡紗工藝流程