CN101148797A - 基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺，其中开清棉工序采用多松少打原理均匀混合超短低密度纤维与其他纤维，制备均匀度好、抱合力高的成卷；成卷经梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒制成筒子纱。本发明生产的混纺纱各纤维组分和质量百分率为：超短低密度纤维比例高，可变范围51～95％；天然纤维5～49％；化学纤维5～49％。该工艺生产的超短低密度纤维混纺纱，质轻、柔软、膨松、高强、条干优良，其制成的织物经印染加工后，染色牢度强，仿桃皮绒感强。
Description
技术领域：
本发明属于纺织工业中纺纱工程领域，更具体地说是涉及超短低密度纤维的高比例混纺纱加工方法及其纺纱工艺。可应用于超短低密度纤维制备混纺纱。
背景技术：
传统的棉纺设备难以纺超短低密度纤维，其难点在于该纤维质轻、长度短等，与其他天然纤维和化学纤维相比，抓棉机更易于快速、大比例、优先吸入超短低密度纤维，而其他纤维则相对慢、比列低，难以均匀混合超短低密度纤维和其他纤维，不利于定比例控制混纺纱线的各纤维组分和质量百分率。另外，所形成卷单位面积上的质量不匀率大，后道工序梳棉的喂给不均匀，影响棉网成形、生条条干，以及并条、粗纱、细纱和筒子等后道工序制备纱的性能。
而且超短低密度纤维与其他纤维形成混纺纱加工，由于短纤维刚性较大，易于膨松化，导致与其他纤维间的正压力作用不明显，则摩擦力和抱合力均小，严重影响超短低密度纤维的可纺性质。如弹性木棉定型枕头专利(包家春，何永强.弹性木棉定型枕头.实用新型专利，授权公告号：CN2465598Y，2001；I.A.赫尔南德兹，C.D.希特帕斯，J.M.霍维尔.包含聚对苯二甲酸亚丙基酯短纤维的填充用纤维产品.中国发明专利，授权公告号：CN1232685C)等，就回避超短低密度纤维难纺而更多地只用于絮填充材料。也有对超短低密度纤维进行纺纱，如专利申请(G.谢夫勒.用短纤维条生产纺成纱的装置.中国发明专利，公开号：CN1823186，2004；李恩生，夏龙全.木棉环锭纺纱纱线的生产方法.中国发明专利，公开号：CN1936135A，2006；王府梅，晏国馨，孙景霞.一种木棉保暖面料及其织造方法.中国发明专利，公开号：CN1724737A，2005；晏国新.木棉的应用.中国发明专利，公开号：CN1536112A，2003)等，前者通过增加引纱管道，后两者增加梳棉工序的导棉装置，增加了成本，降低了效率，最后一项虽提及了木棉短纤维的纺纱应用，但对于短纤维存在纺纱难的两大特点未能提及，也未给出具体纺纱工艺改进方法。
采用本发明申请的方法可有效解决其纺纱难的问题，尤其适于超短低密度、大中空木棉纤维、聚酯中空纤维、聚丙烯中空纤维、长度短于25mm的棉纤维或棉短绒等均匀混合纺纱。其纺纱方法可通过有效给湿提高纤维表面平滑性和抗静电性，有效提高其纺纱性和成纱均匀性。针对超短低密度纤维纺纱关键从原理上进行有效突破，使混纺纱均匀混合，提高其抱合力和摩擦力。从理论上研究低密度、短纤维纱线的文献资料甚少，虽有文献(Sunmonu O.K.，Abdullahi D.Characterization of Fibres from the Plant Ceiba Pentandra.J.Text.Inst.，1981，2：273-274；Murdocco S.kapok fibre.Industrial Textile，1999，1312：23-26；Danda.B.M.D.Processibility of Nigerian Kapok Fibre.Indian Journal of Fibre & TextileResearch，2003，28：147-149；孙景侠，王府梅，刘维，晏国馨.木棉棉混纺纱性能的测试分析.棉纺织技术，2005，33(6)：34-36)等，这些研究资料要么基于纤维表面性能进行研究，要么内部结构与组分研究，要么测试混纺纱线物理和力学性能，或者采用避开棉纺设备的环锭纺纱方法采用转杯纺，该方法亦未能给出转杯纺纱前条子的制成工艺及制备方法。
因此，实用和理论研究中都有必要实施基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺，可深加工再生纤维资源，可提升纺纱原理和加工设备。
发明内容：
本发明的目的在于提供基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺，适于超短低密度纤维与其他纤维进行高比例混纺制备混纺纱。
本发明的测量原理是基于棉纺设备开清棉工序采用多松少打原理分别实施超短低密度纤维与其他纤维成卷，并各自给湿，后均匀混合。可实现超短低密度纤维与其他纤维的可控质量比的均匀混合成卷，再经梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒制成筒子纱。采用多松少打方式可减少对超短低密度纤维的打击，降低损伤程度，涉及A002D抓棉机要做到少抓、勤抓，可调整刀片伸出肋条的距离为1.5-2.5mm，转速4-10r/min；A035混开棉机以混合均匀为主，减少落棉，尘棒隔距调整为6-15mm；A036C采用梳针打手，以梳理为主，打手速度调整为350-520r/min，与给棉罗拉隔距调整为7-13mm左右，与剥棉罗拉隔距凋整为2.5-3mm；A092角钉帘以梳理、混合为主，速度调整为30-50m/min；A076棉卷罗扯速度调整为8～20r/min。
本发明是通过如下技术方案实现的：采用棉纺设备的纺纱工序，即开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒。在开清棉前，将超短低密度纤维和其他纤维进行各自成卷，对超短低密度纤维进行给湿，使其回潮率控制在3～9％；对低回潮率纤维(聚酯纤维、聚丙烯腈纤维等化学纤维)加入适量的(0.2％～2％)抗静电剂进行给湿，提高其回潮率1～2％，增加表面的平滑性和抗静电性；对高回潮率纤维(粘胶纤维、富强纤维、大豆纤维、牛奶蛋白纤维、聚乳酸纤维、醋酯纤维、竹浆纤维等再生纤维)进行给湿，使其回潮率控制在5～10％；所述的抗静电剂是阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或有机硅表面活性剂。将给湿后的超短低密度纤维与其他纤维进行分阶段、分比例混合。分阶段涉及在开清棉工序、并条工序两个阶段，分别进行超短低密度纤维与天然纤维或化学纤维混合，达到需求的高混纺比例；分比例为开清棉阶段超短低密度纤维高比例喂入，比例可调为53％～99％；开清棉工序后通过梳棉梳棉工序；在并条阶段实施超短低密度纤维高比例为51％～95％；再经粗纱、细纱及络筒成纱，而不降低生产效率和条干均匀性，所制成筒子混纺纱中各组分混纺比可控的超短低密度纤维混纺纱，超短低密度纤维混纺比为51～95％；棉或其他天然纤维5～49％；涤纶或其他化学纤维5～49％。
本发明纺纱制得的超短低密度纤维的高比例的混纺纱熟条，条干均匀度好，强力高，可用于转杯纺纺纱。所成混纺中超短低密度纤维在混纺纱中的比例高，超短低密度纤维混纺比为51～95％；棉或其他天然纤维5～49％；涤纶或其他化学纤维5～49％。
本发明在细纱工序，制得的粗纱可与长丝进行包缠纺、包芯纺成细纱；长丝可为氨纶长丝、聚对苯二甲酸-1，3丙二醇酯(PTT)、锦纶长丝、聚烯烃弹性纤维(XLA)。制得的粗纱亦可与短纤纱进行包缠纺、平行纺纺成细纱；短纤纱可为天然纤维短纤纱、牵切或等长切断化纤短纤纱。所成混纺纱中超短低密度纤维在混纺纱中的比例高，可变范围51～95％；棉或其他天然纤维5～49％；涤纶或其他化学纤维5～49％。
与现有技术相比，基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺发明包括如下优点：
a.利用棉纺设备生产超短低密度纤维的高比例混纺纱，该方法工艺合理、流程简单、成纱质量好、仿桃皮绒感强。
b.利用开清面工序先成卷、再给湿及再成卷，可充分混合超短低密度纤维与其他纤维，抱合力和摩擦力强，并可控各纤维组分的质量百分率，以及形成质量均匀和良好强力的混纺成卷。
c.所成混纺成卷，在梳棉工序无需加载导棉调匀整装置，即可形成均匀、连续棉网和生条，且不降低生产产率。
d.所成生条，在并条工序可通过定量增加并条数和质量实施混纺比定量控制。
e.利用熟条可进行转杯纺纺纱，生产条干均匀度好、强力高的纱线。
f..利用粗纱可与长丝进行包缠纺、包芯纺成细纱；亦可与短纤纱进行包缠纺、平行纺纺成细纱。
g..本发明基于棉纺设备生产的混纺纱中超短低密度纤维在混纺纱中的比例高，高比例范围为51～95％；棉或其他天然纤维为5～49％；涤纶或其他化学纤维为5～49％。
具体实施方式：
通过以下的基本实施方式和实施例有助于理解本发明，但并不能限制本发明的内容。
实施例1木棉/棉/涤纶混纺纱
选用市售的木棉纤维，体积密度0.29g/cm3，长度为8～24mm，平均长度为16mm；所选用棉纤维为3级，平均长度为29；所选用涤纶为棉型纤维，细度为1.5D，长度为38mm。
将木棉纤维、棉纤维和棉型涤纶纤维按质量比70∶15∶15取包，并分别堆放。对涤纶采用抗静电剂进行给湿使其回潮率控制在2％，对木棉、棉可一起堆放并给湿，使其回潮率控制在9％。
开清棉工序中，A002D抓棉机刀片伸出肋条的距离为1.6mm，转速4r/min；A035混开棉机尘棒隔距为6mm；A036C打手速度为450r/min，与给棉罗拉隔距为10mm，A036C打手与剥棉罗拉隔距为2.5mm；A092角钉帘速度为40m/min；A076棉卷罗扯速度为12.5r/min，据此形成木棉/棉/涤纶混纺卷，每卷重量分别控制在13.5kg±0.14kg/卷。
梳棉工序选用FA186G梳棉机，其中锡林速度为330r/min，刺辊速度为710r/min，道夫速度为23r/min，给棉板至刺辊距离为0.25mm，刺辊至锡林距离为0.18mm，锡林至盖板的距离为0.25mm、0.23mm、0.20mm、020mm、023mm，锡林至道夫距离为0.13mm。经梳棉工序制成生条。
并条工序选用FA320A并条机，采用三并，一并为7根，二并三并均为8根，其中并条隔距为20和27mm，皮辊加压为118*294*314*294(N)，压力棒加压为58.8(N)，出条速度为340m/min，经三并后制成熟条。将木棉/棉/涤纶混纺卷按质量比6∶1与涤纶并条，制备熟条。
粗纱工序选用FA458粗纱机，其中粗纱皮辊双锭压为225*137*147N，粗纱捻系数为72。细纱工序选用FA1268细纱机，其中细纱捻系数为540，前罗拉速度为205～230r/min，钢丝圈为46号。络筒工序选用GA014络筒机，其中络筒速度为450～520r/min，电子清纱器短粗节灵敏度为+200％，长粗节灵敏度为+60％，细节灵敏度为-50％，制成筒子纱。
按照上述工艺可制成混纺比为60∶13∶17的木棉/棉/涤纶混纺纱，该高比例、超短低密度纤维混纺纱的成纱性能见表1。
表1木棉混纺纱的主要性能
| 试样 | 单位 | 棉本色行业标准 | 木棉混纺纱 |
| 线密度断裂强力 | texcN | 24-26＞200.0 | 18.5293.5 |
| 断裂伸长率 | ％ | ＞7.00 | 8.92 |
| 断裂比强 | CN/tex | ＞8.00 | 15.87 |
| 毛羽指数条干均匀度 | (毛羽1mm长度) | ＜200 | 154 |
| C.V | ＜8％ | 3.3％ | |
| ％ | ＜20.0 | 16.8％ |
实施例2木棉/涤纶混纺纱
选用市售的木棉纤维，体积密度0.29g/cm3，长度为8～24mm，平均长度为16mm；所选用涤纶为棉型纤维，细度为1.5D，长度为38mm。
将木棉纤维和棉型涤纶纤维按质量比90∶10：取包，并分别堆放。对涤纶采用抗静电剂进行给湿使其回潮率控制在2％，对木棉给湿，使其回潮率控制在9％。
开清棉工序中，A002D抓棉机刀片伸出肋条的距离为1.8mm，转速6r/min；A035混开棉机尘棒隔距为6mm；A036C打手速度为400r/min，与给棉罗拉隔距为10mm，A036C打手与剥棉罗拉隔距为2.8mm；A092角钉帘速度为35m/min；A076棉卷罗扯速度为10r/min，据此形成木棉/涤纶混纺卷，每卷重量分别控制在13.5kg±0.14kg/卷。
梳棉工序选用FA186G梳棉机，其中锡林速度为330r/min，刺辊速度为710r/min，道夫速度为23r/min，给棉板至刺辊距离为0.25mm，刺辊至锡林距离为0.18mm，锡林至盖板的距离为0.25mm、0.23mm、0.20mm、020mm、023mm，锡林至道夫距离为0.13mm。经梳棉工序制成生条。
并条工序选用FA320A并条机，采用三并，一并为6根，二并三并均为8根，其中并条隔距为20和27mm，皮辊加压为118*294*314*294(N)，压力棒加压为58.8(N)，出条速度为340m/min，经三并后制成熟条。将木棉/涤纶混纺卷按质量比5∶1与涤纶并条，制备熟条。
粗纱工序选用FA458粗纱机，其中粗纱皮辊双锭压为225*137*147N，粗纱捻系数为72。细纱工序选用FA1268细纱机，其中细纱捻系数为540，前罗拉速度为205～230r/min，钢丝圈为46号。络筒工序选用GA014络筒机，其中络筒速度为450～520r/min，电子清纱器短粗节灵敏度为+200％，长粗节灵敏度为+60％，细节灵敏度为-50％，制成筒子纱。
按照上述工艺可制成混纺比为75∶25的木棉/涤纶混纺纱。
实施例3木棉/聚对苯二甲酸-1，3丙二醇酯(PTT)混纺纱
选用市售的木棉纤维，体积密度0.29g/cm3，长度为8～24mm，平均长度为16mm；所选用PTT为棉型纤维，细度为1.5D，长度为38mm。
将木棉纤维和棉型PTT纤维按质量比90∶10：取包，并分别堆放。对PTT给湿使其回潮率控制在4％，对木棉给湿，使其回潮率控制在9％。
开清棉工序中，A002D抓棉机刀片伸出肋条的距离为1.8mm，转速6r/min；A035混开棉机尘棒隔距为6mm；A036C打手速度为400r/min，与给棉罗拉隔距为10mm，A036C打手与剥棉罗拉隔距为2.8mm；A092角钉帘速度为35m/min；A076棉卷罗扯速度为10r/min，据此形成木棉/PTT混纺卷，每卷重量分别控制在13.5kg±0.14kg/卷。
梳棉工序选用FA186G梳棉机，其中锡林速度为330r/min，刺辊速度为710r/min，道夫速度为23r/min，给棉板至刺辊距离为0.25mm，刺辊至锡林距离为0.18mm，锡林至盖板的距离为0.25mm、0.23mm、0.20mm、020mm、023mm，锡林至道夫距离为0.13mm。经梳棉工序制成生条。
并条工序选用FA320A并条机，采用三并，一并为6根，二并三并均为8根，其中并条隔距为20和27mm，皮辊加压为118*294*314*294(N)，压力棒加压为58.8(N)，出条速度为340m/min，经三并后制成熟条。将木棉/PTT混纺卷按质量比4∶2与PTT并条，制备熟条。
粗纱工序选用FA458粗纱机，其中粗纱皮辊双锭压为225*137*147N，粗纱捻系数为72。细纱工序选用FA1268细纱机，其中细纱捻系数为540，前罗拉速度为205～230r/min，钢丝圈为46号。络筒工序选用GA014络筒机，其中络筒速度为450～520r/min，电子清纱器短粗节灵敏度为+200％，长粗节灵敏度为+60％，细节灵敏度为-50％，制成筒子纱。
按照上述工艺可制成混纺比为60∶40的木棉/PTT混纺纱。
实施例4木棉/粘胶混纺纱
选用市售的木棉纤维，体积密度0.29g/cm3，长度为8～24mm，平均长度为16mm；所选用粘胶为棉型纤维，细度为1.5D，长度为38mm。
将木棉纤维和棉型粘胶纤维按质量比80∶20：取包，并分别堆放。对粘胶给湿使其回潮率控制在10％，对木棉给湿，使其回潮率控制在9％。
开清棉工序中，A002D抓棉机刀片伸出肋条的距离为1.8mm，转速6r/min；A035混开棉机尘棒隔距为6mm；A036C打手速度为400r/min，与给棉罗拉隔距为10mm，A036C打手与剥棉罗拉隔距为2.8mm；A092角钉帘速度为35m/min；A076棉卷罗扯速度为10r/min，据此形成木棉/粘胶混纺卷，每卷重量分别控制在13.5kg±0.14kg/卷。
梳棉工序选用FA186G梳棉机，其中锡林速度为330r/min，刺辊速度为710r/min，道夫速度为23r/min，给棉板至刺辊距离为0.25mm，刺辊至锡林距离为0.18mm，锡林至盖板的距离为0.25mm、0.23mm、0.20mm、020mm、023mm，锡林至道夫距离为0.13mm。经梳棉工序制成生条。
并条工序选用FA320A并条机，采用三并，一并为6根，二并三并均为8根，其中并条隔距为20和27mm，皮辊加压为118*294*314*294(N)，压力棒加压为58.8(N)，出条速度为480m/min，经三并后制成熟条。将木棉/粘胶混纺卷按质量比4∶2与粘胶并条，制备熟条。
粗纱工序选用FA458粗纱机，其中粗纱皮辊双锭压为225*137*147N，粗纱捻系数为72。细纱工序选用FA1268细纱机，其中细纱捻系数为490，前罗拉速度为205～230r/min，钢丝圈为46号。络筒工序选用GA014络筒机，其中络筒速度为450～520r/min，电子清纱器短粗节灵敏度为+200％，长粗节灵敏度为+60％，细节灵敏度为-50％，制成筒子纱。
按照上述工艺可制成混纺比为51∶49的木棉/粘胶混纺纱。
实施例5木棉/竹浆纤维混纺纱
按照实施例4的方案，选用同样的木棉纤维；所选用竹浆纤维为棉型纤维，细度为1.5D，长度为38mm。
将木棉纤维和竹浆纤维按质量比70∶30：取包，并分别堆放。对竹浆纤维给湿使其回潮率控制在10％，对木棉给湿，使其回潮率控制在9％。对木棉纤维和竹浆纤维采用实施例4同样的开清棉工序中和梳棉工序制成生条。
并条工序选用FA320A并条机，采用三并，一并为8根，二并三并均为8根，其中并条隔距为20和27mm，皮辊加压为118*294*314*294(N)，压力棒加压为58.8(N)，出条速度为480m/min，经三并后制成熟条。将木棉/竹浆纤维混纺卷按质量比7∶1与竹浆纤维并条，制备熟条。粗纱工序、细纱工序和络筒工序等工艺参数亦采用实施例4的工艺参数。
按照上述工艺可制成混纺比为61∶39的木棉/竹浆纤维混纺纱。
Claims (5)
1.一种基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺，包括开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒工序，其特征是所述的开清棉工序采用多松少打原理均匀混合超短低密度纤维与其它纤维，制备均匀度好、抱合力高的成卷；所述多松少打是对纤维少击打、多梳理、充分混合纤维原料，涉及A002D抓棉机调整刀片伸出肋条的距离为1.5-2.5mm，转速4-10r/min；A035混开棉机以混合均匀为主，减少落棉，尘棒隔距调整为6-15mm；A036C采用梳针打手，以梳理为主，打手速度调整为350-520r/min，与给棉罗拉隔距调整为7-13mm，与剥棉罗拉隔距凋整为2.5-3mm；A092角钉帘以梳理、混合为主，速度调整为30-50m/min；A076棉卷罗扯速度调整为8～20r/min。
所述的其它纤维是天然纤维或化学纤维：天然纤维涉及棉纤维、麻纤维或毛纤维；化学纤维涉及聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、粘胶纤维、富强纤维、大豆纤维、牛奶蛋白纤维、聚乳酸纤维、醋酯纤维或竹浆纤维；所述的混纺纱各纤维组分和质量百分率为：超短低密度纤维比例为51～95％；天然纤维或化学纤维比例为5～49％；
所述的棉纺设备为传统的环锭纺棉纺设备，其工艺流程为开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒工序；
所述的超短低密度纤维是指长度为8mm～25mm、密度为0.2g/cm3～0.8g/cm3的纤维；涉及木棉、长度短于25mm的棉纤维或棉短绒、中空聚酯纤维和聚丙烯纤维，其中空体积比为60％及以上；
所述的高混合比是指该纤维在成形纱线中的质量比为51％～95％。
2.据权利要求1所述的基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺，其特征在于：所述的开清棉工序是将超短低密度纤维和其他纤维进行各自成卷，对超短低密度纤维进行给湿，使其回潮率控制在3～9％；其中对低回潮率的化学纤维加入0.2％～2％的抗静电剂进行给湿，提高其回潮率1～2％，增加表面的平滑性和抗静电性；对高回潮率的再生纤维进行给湿，使其回潮率控制在5～10％；所述的抗静电剂是阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或有机硅表面活性剂。
3.据权利要求2所述的基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺，其特征在于：将给湿后的超短低密度纤维与其他纤维进行分阶段、分比例混合；所述分阶段涉及在开清棉工序、并条工序进行混合；所述分比例为开清棉阶段超短低密度纤维高比例喂入，比例可调为53％～99％，并条阶段进行调整，实施超短低密度纤维高比例为51％～95％。
4.据权利要求1至3所述的基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺，其特征在于：并条制成的熟条可用于转杯纺纺纱；在细纱工序，粗纱可与长丝进行包缠纺、包芯纺制成细纱；所述的长丝涉及氨纶、聚对苯二甲酸-1，3丙二醇酯、锦纶长丝或聚烯烃弹性纤维。
5.据权利要求1至3所述的基于棉纺设备的一种超短低密度纤维的高比例混纺工艺，其特征在于：在细纱工序，粗纱与短纤纱进行包缠纺、平行纺制成细纱；所述短纤纱涉及天然纤维短纤纱、牵切或等长切断化纤短纤纱。
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