CN101126188A - 一种纺制包芯纱的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纺制包芯纱的设备及方法。该设备包括三罗拉牵伸机构或四罗拉牵伸机构，其特征在于在牵伸机构前罗拉的前面加装一个超前罗拉，在超前罗拉的上面配装一个带有周向沟槽的超前胶辊，该超前罗拉与超前胶辊组成超前钳口，并安装在牵伸机构牵伸钳口的同一水平面上，且超前钳口与牵伸钳口之间的隔距可以调节；在超前罗拉与前罗拉之间还安装有一个须条定位装置，该定位装置带有平行设置的两个沟槽，安装在固定杆上，固定杆安装在罗拉座上，定位装置安装位置应使沟槽的底面与牵伸钳口和超前钳口处于同一水平面上，并且两个沟槽之一与周向沟槽在须条输出方向上对应，同时安装位置可调。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术，具体说涉及一种用环锭纺纱机纺制包芯纱的设备及方法，国际专利分类号拟为Int.Cl.D01H 15/00(2006.01)。
技术背景
包芯纱是一种具有芯纱和外包纤维分层结构的纱线。包芯纱的芯纱(芯层)和外包纤维(包缠层)一般采用不同种类的纤维。这样设计可以充分发挥两种不同纤维的特长，并弥补它们各自的不足。目前在环锭细沙机上纺制的包芯纱主要是长丝/短纤维包芯纱，芯纱一般为长丝，外包短纤维；也有相反的包芯纱设计，即用长丝作外包纤维，包缠短纤维须条芯纱。但这种包芯纱的用途较少。
纺制包芯纱采用的技术路线主要有以下几种：一是将长丝置于短纤维须条的中间，通过前罗拉输出与短纤维须条一起加捻纺纱；二是利用赛络纺技术，将长丝置于两根短纤维须条的中间，经前罗拉输出后与短纤维须条一起加捻纺纱；三是将长丝置于短纤维须条的一侧，经前罗拉输出后与短纤维须条一起加捻纺纱。
申请号为200510044026.7的发明专利公开了一种“短纤维包缠复合纱生产方法及其装置”的纺制包芯纱的方法。该方法在三罗拉牵伸机构的前方加一个转移胶辊，在转移胶辊的前方加一个带有沟槽的包缠罗拉，喂入不同原料纺成的两根短纤维粗纱，以固定的间距进入牵伸区，经牵伸区牵伸后，一根直接输送到包缠罗拉，进入包缠罗拉的沟槽，另一根先转移到转移胶辊的上方，再输送到包缠罗拉的沟槽里，两个须条在沟槽里捻合为包芯纱。该方法的中转移胶辊、包缠罗拉采用摩擦传动，运转可靠性受到影响，其经过转移胶辊的须条运动路线也比较复杂，影响须条运行的稳定性。
纺制包芯纱另一种公开报道的方法是：两根短纤维须条间隔一定距离经过前罗拉输出，其中一根须条通过一个导槽，导槽装置阻止捻回传递并使该须条转向，从而使该须条的纤维包缠在另一根须条上。该方法的导槽形状、尺寸以及安装位置对包缠效果影响较大(参见任学勤，用环锭纺生产包芯纱的一种新技术，纺织机械，2002.1)。
发明专利(ZL95192116.9)也提供了一种用环锭纺纱机纺制包芯纱的方法.该方法既可以生产长丝/短纤维包芯纱，也可以生产短纤维/短纤维包芯纱。其生产短纤维/短纤维包芯纱的方法为：将三根短纤维须条间隔一定距离喂入细纱机三罗拉牵伸机构，其中芯层须条放置在中间，经过前罗拉输出后，三根须条进入一个带有周向沟槽的导辊，三个须条在沟槽内完成捻合，形成包芯纱。该方法需要三根须条喂入，在原有环锭细纱机上喂入有困难，或者需要改造喂入机构，同时三根须条喂入也增加了牵伸机构的牵伸负担，或者使牵伸机构不适应，影响纱条(包芯纱)质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种纺制包芯纱的设备及方法。该纺制包芯纱的设备具有结构简单，运转稳定可靠，方便在原有细纱机上改装，易于推广等特点；该纺制包芯纱的方法具有适应性好，且包覆率高，产品质量稳定，便于操作等特点。
本发明解决所述设备技术问题的技术方案是：设计一种纺制包芯纱的设备，该设备包括前、中、后三个罗拉构成的牵伸机构或者前、中1、中2、后四个罗拉构成的牵伸机构，其特征在于在所述牵伸机构前罗拉的前面加装一个超前罗拉，在超前罗拉的上面配装一个带有周向沟槽的超前胶辊，该超前罗拉与超前胶辊组成超前钳口，并安装在牵伸机构牵伸钳口的同一水平面上，且所述超前钳口与牵伸钳口之间的隔距可以调节；在所述超前罗拉与前罗拉之间还安装有一个须条定位装置，该定位装置带有平行设置的两个沟槽，安装在固定杆上，固定杆安装在罗拉座上，定位装置安装位置应使所述沟槽的底面与所述牵伸钳口和超前钳口处于同一水平面上，并且两个沟槽之一与所述的周向沟槽在须条输出方向上对应，同时安装位置可调。
本发明解决所述纺纱方法技术问题的技术方案之一是：设计一种纺制包芯纱的方法，该方法以本发明所述的纺制包芯纱的设备为依据，纺制短纤维/短纤维包芯纱，其工艺过程是：芯层短纤维须条经前钳口牵伸后，经定位装置上的一个沟槽引导，送入超前钳口握持输出；外包层短纤维须条经前钳口牵伸后，经定位装置上的另一个沟槽引导，送入超前胶辊上的周向沟槽输出，两根须条在超前钳口外汇合，捻合纺制为短纤维包覆短纤维的包芯纱。
本发明解决所述纺纱方法技术问题的技术方案之二是：设计一种纺制包芯纱的方法，该方法以本发明所述的纺制包芯纱的设备为依据，纺制长丝/短纤维包芯纱，其工艺过程是：芯层长丝直接经前罗拉喂入后，经定位装置上的一个沟槽引导，送入超前胶辊上的周向沟槽中，并以前罗拉表面速度输出；外包层短纤维须条经前钳口牵伸后，经定位装置上的另一个沟槽引导，送入超前钳口握持输出，两者在超前钳口外汇合，捻合纺制为短纤维包覆长丝的包芯纱。
与现有技术相比，本发明纺制包芯纱设备的特征是在环锭细纱机原牵伸机构的前罗拉之前加装一个超前罗拉，在超前罗拉的上面配装一个带有周向沟槽的超前胶辊，同时在前罗拉与所述超前罗拉之间加装一个须条定位装置，具有结构简单，运转稳定可靠，能方便地在原有环锭细纱机上改装，成本低，易于推广等特点；本发明纺制包芯纱的方法具有原料适应性好，既能纺长丝/短纤维包芯纱，又能纺短纤维/短纤维包芯纱，且包覆率高，产品质量稳定，便于操作等特点。
附图说明
图1为本发明纺制包芯纱设备和方法的一种实施例的结构示意图；
图2为本发明纺制包芯纱设备和方法的一种实施例纺制短纤维/短纤维包芯纱时的工艺过程示意图；
图3为本发明纺制包芯纱设备和方法的一种实施例纺制长丝/短纤维包芯纱时的工艺过程示意图；
图4(a)为本发明纺制包芯纱设备和方法的一种实施例的定位装置结构俯视示意图；
图4(b)为图4(a)所示的定位装置沟槽剖面结构示意图；
图5为本发明纺制包芯纱设备和方法的一种实施例的超前胶辊结构示意图；
图6为本发明纺制包芯纱设备和方法的一种实施例的超前罗拉传动结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明，但本发明权利要求不受实施例的限制。
本发明所述纺制包芯纱的设备(以下简称设备)是指环锭细纱机，包括适用于各种原料的环锭细纱机，如棉纺环锭细纱机、毛纺环锭细纱机等，既适用于前、中、后三个罗拉构成的三罗拉牵伸机构的细纱机，也适用于前、中1、中2、后四个罗拉构成的四罗拉牵伸机构的细纱机。下面以三罗拉牵伸机构为例进一步叙述本发明：该设备(参见图1-6)包括前罗拉9、中罗拉10和后罗拉12三个罗拉构成的三罗拉牵伸机构，其特征在于在所述牵伸机构前罗拉9的前面加装一个超前罗拉7，在超前罗拉7的上面配装一个带有周向沟槽15的超前胶辊1，该超前罗拉7与超前胶辊1组成超前钳口，并安装在所述牵伸机构牵伸钳口的延长线上，且所述超前钳口与牵伸钳口之间的隔距可以调节；在所述超前罗拉7与前罗拉9之间还安装有一个须条定位装置2，该定位装置2带有平行设置的两个沟槽(左沟槽13和右沟槽14；所谓左右以挡车面为依据，下同)，用以固定芯层须条和外包层须条之间的距离，同时可引导其中一根须条进入超前胶辊1上的周向沟槽15中输出，换言之，所述的左沟槽13或右沟槽14之一可引导须条顺畅进入所述周向沟槽15中输出。定位装置2安装在固定杆8上，固定杆8安装在牵伸机构的罗拉座上，定位装置安装位置应使所述沟槽的底面与所述牵伸钳口和超前钳口处于同一水平面上，并且左沟槽13或右沟槽14两个沟槽之一与所述的周向沟槽15在须条输出方向上对应，同时安装位置可调，即定位装置2可作前后、左右、高低位置的调整。本发明设备所述的加装和配装本身均为现有技术，例如，在三罗拉牵伸机构罗拉架的前面上，加接一个罗拉座，以安装超前罗拉；相应的三罗拉摇架改为四罗拉摇架等。
本发明设备的另一个特征是：所述超前皮辊1上的周向沟槽15的断面形状是U字型或V字型，所述U字型槽口的宽度为3mm，深度为3mm；所述V字型槽口的宽度为3.5mm，深度为3mm，并且所述V字型沟槽的底部位置偏向一侧(实施例为左侧)，或者说所述V字型沟槽非左右对称形状。；所述周向沟槽15的槽口边缘距超前胶辊1的一侧(实施例为左侧)边缘4-6mm。
本发明设备的进一步特征是：所述定位装置2上平行设置的沟槽的底面为向上凸起的圆弧形，沟槽的深度(底面圆弧最高点到沟槽顶端，参见图4(b))为3mm，宽度为3mm，长度为10mm；两个沟槽(左沟槽13和右沟槽14)之间的中心距离为8-12mm。
本发明所述的纺制包芯纱的方法(以下简称方法，参见图1-6)是以本发明所述的纺制包芯纱的设备为依据的。该方法既能用于纺长丝/短纤维包芯纱，又能用于纺短纤维/短纤维包芯纱；既能用于长纤维纺纱设备，也能用于短纤维纺纱设备，具有良好的原料适应性。本发明所述的短纤维可以是化学纤维，也可以是天然纤维，其纤维长度可以是棉型纤维、中长纤维或毛型纤维。所述的长丝包括普通化学纤维长丝、高性能纤维长丝和短纤维加捻纱。
当纺制短纤维/短纤维包芯纱时，其工艺路线是(参见图2)：喂入三罗拉牵伸机构两根短纤维须条，一根芯层短纤维须条5经三罗拉牵伸机构牵伸(经双胶圈4正常喂入和前钳口牵伸)后，经定位装置2所述的右沟槽14引导，送入超前罗拉7和超前胶辊1组成的超前钳口握持输出，而另一根外包层短纤维须条3同样经三罗拉牵伸机构牵伸(经双胶圈4正常喂入和前钳口牵伸)后，经定位装置2所述的左沟槽13引导，送入所述的超前胶辊1的周向沟槽15中不被握持输出，两根须条在超前钳口外汇合，捻合纺制为短纤维包覆短纤维的包芯纱6。其工艺原理是：由于所述的两根须条从汇合点到握持点的隔距不等：外包层须条3的所述隔距大于纤维的主体长度，芯层须条5的所述隔距小于纤维的主体长度，因而纤维须条的受控状态不同：所述隔距小于纤维主体长度的芯层须条5被超前钳口严格控制，不会产生意外牵伸，承受着较大的纺纱张力，须条输出呈直线状态，成为包芯纱6的芯层；而所述隔距大于纤维主体长度的外包层须条3未被超前钳口严格控制，在纺纱张力的作用下将会产生意外牵伸，承担着较小的纺纱张力，与须条5捻合时呈螺旋状，并包缠在芯纱上，成为包芯纱的外层。为了保证须条5的纤维伸直度和输出顺利，在超前罗拉7与前罗拉9之间可以设计有1.2-1.5倍的张力牵伸。所述前罗拉9到超前罗拉7之间的隔距可根据须条5的主体长度调整。纺纱捻系数可根据包覆效果和产品用途在280-310范围内选择。
在纺制长丝/短纤维包芯纱时，芯层长丝3直接经前罗拉9(前钳口)喂入，经定位装置2所述的左沟槽13引导，送入所述超前胶辊1上的周向沟槽15中，并以前罗拉9的表面速度输出，而芯层短纤维须条经过三罗拉牵伸机构牵伸后，经定位装置2所述的右沟槽14的引导，送入超前罗拉7握持输出，两者在超前钳口外汇合，捻合纺制为短纤维包覆长丝的包芯纱。其工艺原理是：长丝经过所述超前胶辊1的周向沟槽15，实际是以前罗拉表面速度输出，短纤维须条经过超前罗拉7的握持牵伸，输出速度大于长丝，纺纱张力由长丝承担，因而根据前述原理，长丝呈直线状态输出成为包芯纱的芯层，而短纤维须条与长丝捻合时呈螺旋状，包缠在芯纱长丝上，成为包芯纱的外层。本发明方法在纺制长丝/短纤维包芯纱时，不需要对长丝的张力进行特殊的控制，因此可以消除由于张力控制不当或张力不稳定造成的包覆不良。本发明超前罗拉到前罗拉之间的牵伸倍数E根据以下公式计算得出，以保证具有良好的包覆效果：
E＝πD1/D2
其中，D1为长丝直径(mm)，D2为超前罗拉输出后棉纤维须条的直径(mm)。
因短/长丝包芯纱的抗剥皮能力较短/短纤维包芯纱的抗剥皮能力差，因此选用的捻系数应较大。研究表明，纺纱捻系数可设计在304-333范围内。
使用本发明所述的设备，结合本发明所述的短纤维/短纤维包芯纱方法和长丝/短纤维包芯纱方法，还可以纺制芯纱长丝/中间层短纤维/外包层短纤维的三层包芯纱。其工艺方法是：将两根短纤维须条按照本发明所述的短纤维/短纤维包芯纱方法实施，长丝按照本发明所述的长丝/短纤维包芯纱方法实施，并使长丝处于与其一起输出的所述两根短纤维须条的中间位置，在超前钳口外处一起捻合，即可以得到长丝/短纤维/短纤维三层包芯纱。
本发明设备在改装现有环锭细纱机时，采用了由原车头转动系统统一传动的设计，运转稳定可靠，各锭子之间没有差异，机构简单，方便改装。该传动具体设计为(参见图6)：前罗拉9的传动齿轮16通过一对过桥齿轮17和17’，转动超前罗拉7的传动齿轮18。超前罗拉7与前罗拉9之间的牵伸倍数可以调整。所述超前罗拉7的结构、规格与前罗拉9一致，安装位置应与三罗拉同在一个平面内，并且与前罗拉的隔距可根据短纤维须条中的纤维主体长度调整。
本发明设备和方法无论是纺制短纤维包短纤维包芯纱，还是纺制短纤维包长丝包芯纱，都只需要两根须条喂入，因而便于原有环锭细纱机的改装，且不会增加原有牵伸机构的负担，并能保证产品质量，产品包覆率可以达到95％以上，且能保证芯纱居于包芯纱的中间位置。相比较而言，因为短纤维化纤价格比长丝价格低很多，所以纺制短纤维/短纤维包芯纱比长丝/短纤维包芯纱更具有经济效益。
本发明未述及之处适用于现有技术。
实施例1
使用本发明所述的设备，并按照本发明所述的纺制短纤维/短纤维包芯纱方法纺制11.8tex涤/棉短纤维包覆棉短纤维的包芯纱。工艺参数主要为：外包层棉纤维选择长度长、支数高、成熟度好的精梳棉条，纤维主体长度为30mm；芯层涤纶短纤维选择长度为38mm的棉型纤维，混纺比设计为涤/棉＝49/51；总牵伸倍数设计为60倍；前罗拉到超前罗拉的张力牵伸选择1.3倍；纺纱捻系数设计为300。
本实施例所纺的涤/棉短纤维包芯纱，包覆率为96％，并具有良好的抗剥皮能力。
实施例2
使用本发明所述的设备，按照本发明所述的纺制长丝/短纤维包芯纱方法纺制23.62tex棉短纤维包覆涤纶长丝的包芯纱。工艺参数主要为：外包棉纤维采用主体长度为29mm的普梳棉条，芯层化纤长丝选择75旦涤纶；棉条在三罗拉牵伸区的牵伸倍数为30倍，超前罗拉到前罗拉之间的牵伸倍数E根据E＝πD1/D2(＝0.0987π/0.0156)公式计算得出为1.987。纺纱捻系数设计为320。
本实施例所纺的棉短纤维包覆涤纶长丝包芯纱，包覆率达到95％，并具有良好的抗剥皮能力。
实施例3
使用本发明所述的设备，结合本发明所述的短纤维/短纤维包芯纱方法和长丝/短纤维包芯纱方法，纺制涤纶长丝/粘胶短纤维/棉纤维三层包芯纱。
本实施例中，芯纱长丝选用50旦涤纶，粘胶选用38mm棉型纤维普梳条，棉纤维同实施例2，其他相关工艺参数同于实施例2。工艺方法是，将粘胶短纤维/棉纤维两根短纤维须条按照实施例1所述的方法实施，涤纶长丝按照实施例2所述的方法实施，并使涤纶长丝处于与其一起输出的所述两根短纤维须条的中间位置，在超前钳口外处一起捻合，即可得到芯纱涤纶长丝/中间层粘胶短纤维/外包层棉纤维的三层包芯纱。
本实施例所得三层包芯纱成本低廉，包覆率达到96％，并具有良好的抗剥皮能力。
Claims (8)
1.一种纺制包芯纱的设备，该设备包括前、中、后三个罗拉构成的牵伸机构或者前、中1、中2、后四个罗拉构成的牵伸机构，其特征在于在所述牵伸机构前罗拉的前面加装一个超前罗拉，在超前罗拉的上面配装一个带有周向沟槽的超前胶辊，该超前罗拉与超前胶辊组成超前钳口，并安装在牵伸机构牵伸钳口的同一水平面上，且所述超前钳口与牵伸钳口之间的隔距可以调节；在所述超前罗拉与前罗拉之间还安装有一个须条定位装置，该定位装置带有平行设置的两个沟槽，安装在固定杆上，固定杆安装在罗拉座上，定位装置安装位置应使所述沟槽的底面与所述牵伸钳口和超前钳口处于同一水平面上，并且两个沟槽之一与所述的周向沟槽在须条输出方向上对应，同时安装位置可调。
2.根据权利要求1所述的纺制包芯纱的设备，其特征在于所述超前皮辊上的周向沟槽的断面形状是U字型或V字型，所述U字型槽口的宽度为3mm，深度为3mm；所述V字型槽口的宽度为3.5mm，深度为3mm，并且V字型沟槽的底部位置偏向一侧；所述沟槽的槽口边缘距超前胶辊的一侧边缘4-6mm。
3.根据权利要求1所述的纺制包芯纱的设备，其特征在于所述定位装置上平行设置的沟槽的底面为向上凸起的圆弧形，沟槽的深度为3mm，宽度为3mm，长度为10mm；所述两个沟槽之间的中心距离为8-12mm。
4.一种纺制包芯纱的方法，该方法以权利要求1-3任一项所述的纺制包芯纱的设备为依据，纺制短纤维/短纤维包芯纱，其工艺过程是：芯层短纤维须条经前钳口牵伸后，经定位装置上的一个沟槽的引导，送入超前钳口握持输出；外包层短纤维须条经前钳口牵伸后，经定位装置上另一个沟槽的引导，送入超前胶辊上的周向沟槽输出，两根须条在超前钳口外汇合，捻合纺制为短纤维包覆短纤维的包芯纱。
5.根据权利要求4所述的纺制包芯纱的方法，其特征在于所述的超前钳口与前钳口的牵伸倍数为1.2-1.5。
6.一种纺制包芯纱的方法，该方法以权利要求1-3任一项所述的纺制包芯纱的设备为依据，纺制长丝/短纤维包芯纱，其工艺过程是：芯层长丝直接经前罗拉喂入后，经定位装置上的一个沟槽的引导，送入超前胶辊上的周向沟槽中，以前罗拉表面速度输出；外包层短纤维须条经前钳口牵伸后，经定位装置上的另一个沟槽的引导，送入超前钳口握持输出，两者在超前钳口外汇合，捻合纺制为短纤维包覆长丝的包芯纱。
7.根据权利要求6所述的纺制包芯纱的方法，其特征在于所述的超前钳口与前钳口之间的牵伸倍数E依照下式计算得出：E＝πD1/D2，其中，D1为长丝直径(mm)，D2为超前罗拉输出后棉纤维须条的直径(mm)。
8.一种纺制包芯纱的方法，其特征在于该方法以权利要求1所述的设备为依据，结合权利要求4所述的纺制包芯纱方法和权利要求6所述的纺制包芯纱方法，纺制芯纱长丝/中间层短纤维/外包层短纤维的三层包芯纱；其工艺方法是：将所述两根短纤维须条按照权利要求4所述的方法实施，长丝按照权利要求6所述的方法实施，并使长丝处于与其一起输出的所述两根短纤维须条的中间位置，在超前钳口外处一起捻合，即可以得到长丝/短纤维/短纤维三层包芯纱。
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