CN101768801A - 一种复合变形丝的制备方法及装置 - Google Patents

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张小英
王建民
官伟波
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Abstract

本发明公开了一种复合变形丝的加工方法及装置，该装置包括机架、设于机架上的加热变形机构、设于机架一侧的导丝机构、设于机架另一侧的卷丝机构，所述加热变形机构包括主动轮和配合的压丝轮，主动轮和压丝轮左右设置，且压丝轮高于主动轮，其轴心连接线与水平线的夹角为20～40度，所述主动轮的两侧设有加热装置；所述导丝机构包括退解筒子架、煮茧锅和张力器；所述卷丝机构包括籰子、与籰子连接的卷绕电机和调速器；在加热变形机构和卷丝机构之间依次设有异形导丝轮、储丝器和导丝器。本发明可以对不同组分的丝进行复合变形加工，并完全实现了无张力卷绕，实现了复合变形丝的连续生产且变形效果得到保持。

Description

一种复合变形丝的制备方法及装置
技术领域
本发明涉及一种纱线的制备方法及装置，具体涉及一种复合变形丝的制备方法及装置。
背景技术
变形加工是纺织行业常用的一种素材二次加工手段，其目的是改变纱线的外观几何形态，从而在获得卷曲变形效果的同时，使纱线的伸缩弹性和蓬松丰满性得到很大的提高。变形丝在丰富纺织品的种类，改进织物手感，增加织物弹性、丰满性及毛型感等方面发挥了重要的作用，最典型的产品是合成纤维弹力丝，如：涤纶低弹丝、锦纶高弹丝等。
对于合成纤维丝而言，一般是利用其热塑性进行物理机械变形加工，现有的变形加工方法主要有假捻变形、空气变形、填塞箱法以及赋型变形法等，获得的纱线具有良好的伸缩弹性，又有比较蓬松的外观。但目前使用的合成纤维丝基本是单一组分。
对于天然蚕丝而言，由于其是非热塑性纤维，因此合成纤维丝的变形加工技术无法直接应用于蚕丝变形纱的制备中，对此，国内外研究人员在真丝变形丝的加工方面做了大量的工作，采用的方法有：物理变形、化学处理以及物理化学法相结合等，研制了多种具有良好的蓬松性和伸缩性的新型真丝材料；如中国发明专利CN1053460中公开的一种针织用真丝变形丝的加工方法，将含有丝胶的桑蚕丝经S向或Z向加捻2000～3200T/M后，在较高温度和压力条件下利用工业皂或真丝专用精炼剂精炼，然后退捻，使真丝纤维具有潜在卷缩性和膨松性。中国专利CN1157867中公开了一种膨体弹力真丝的制造方法，将不同捻向生丝与无捻生丝交捻并合成真丝线，然后在柔软剂中浸泡，再在可溶性碱盐溶液和丝胶与两性表面活性剂的柔软剂混合溶液中进行化学处理，最后经柔软性整理加工而成，这种膨体弹力真丝有效地实现并保持了全真丝纤维的弹性、膨松性和卷曲性。上述方法事实上都属于加捻——解捻法，原理上与合成纤维的假捻变形加工是相似的，此外，为了使变形效果更加稳定，还可以增加化学处理环节。
为了使真丝绸织物的弹性、抗皱性等性能得到改善，研究人员在生丝复合丝的研制方面也做了大量工作，主要采用的技术手段有：对缫丝机进行改造，将一根化学纤维长丝作为芯丝，使茧丝包覆在其周围，形成真丝/合纤包纤丝或网格丝。日本的高林千幸等也通过对缫丝机的改造研制了交络复合丝和抱合复合丝，前者是以化学纤维长丝为芯丝，通过喷射气流的漩涡作用将生丝交络复合在其周围的一种交络变形丝；后者是将合纤长丝与茧丝在缫丝机上并合后，通过丝鞘加假捻使它们抱合后得到的一种复合丝。此外，高林千幸等也利用V形齿轮变形装置开发了异形真丝和合成纤维的复合包芯丝。
综上所述，变形加工虽然是纱线二次加工中不可或缺的一种技术手段，但目前真丝以及合纤丝的变形加工方法主要还是以加捻——定型——退捻以及假捻变形为主；在产品类别上，合成纤维变形长丝纱以单一组分为主，真丝复合变形丝一般只有两种组分，如：真丝/锦纶FDY丝，其他的都只是单一的真丝变形或者真丝与合纤丝复合，迄今为止没有关于组分、形态可控型真丝/合纤复合变形丝加工方法及其加工装置的报道。
发明内容
本发明目的是提供一种复合变形丝的制备方法及装置，以制备复合变形稳定性好的复合变形丝。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种复合变形丝的制备方法，包括如下步骤：
(1)将茧子直接缫丝得到茧丝束，得到的茧丝束和合成纤维丝复合在一起形成复合丝；
(2)通过导丝机构导丝，将步骤(1)的复合丝送入加热变形装置中按照物理机械变形原理变形，即得到复合变形丝；
(3)将上述步骤(2)的复合变形丝导出，并将其卷绕至筒子上；
所述步骤(2)中复合丝从加热变形装置的斜向下方导出，其出线方向与水面线成50～70度；所述步骤(3)中的卷绕采用无张力卷绕方法。
上述技术方案中，步骤(2)中的加热变形装置的工作温度为40～100℃。
上文中，所述筒子可以是籰子；所述无张力卷绕使得复合变形丝的变形效果得到保持。
本发明按照物理机械变形的原理，利用合纤纤维变形丝的齿轮变形方法进行变形，协同利用茧丝的丝胶将复合变形丝暂时固定，并利用茧丝与合纤的复合异收缩强化变形效果。
本发明的原理是：蚕茧经过煮茧后，茧丝表面的丝胶膨润，在若干根茧丝的中间导入一根合成纤维长丝纱，对该复合丝进行热机械变形，使丝线发生卷曲变形；变形后，冷却固化的丝胶使丝素纤维的形状得到暂时固定，合纤丝则在冷却后，变形也得到固定。由于合成纤维具有热收缩性，因此热机械变形后的复合丝，在湿热定形后使茧丝的卷曲变形得到进一步的强化和固结，从而获得具有良好的蓬松性和伸缩变形性的真丝复合变形丝。
本发明同时请求保护一种复合变形丝的加工装置，包括机架、设于机架上的加热变形机构、设于机架一侧的导丝机构、设于机架另一侧的卷丝机构，所述加热变形机构包括主动轮和配合的压丝轮，主动轮和压丝轮左右设置，且压丝轮高于主动轮，其轴心连接线与水平线的夹角为20～40度，所述主动轮的两侧设有加热装置；
所述导丝机构包括退解筒子架、煮茧锅和张力器；
所述卷丝机构包括籰子、与籰子连接的卷绕电机和调速器；
在加热变形机构和卷丝机构之间依次设有异形导丝轮、储丝器和导丝器，所述异形导丝轮经支架设于加热变形机构的出丝口处，异形导丝轮与配合的导丝轮电机连接。
上文中，所述退解筒子架上可绕有合成纤维丝，而煮茧锅内放置茧丝，两种丝线合并后经过张力器进入加热变形机构，实现了纱线的导入，该结构使得原料的组分和规格可以方便的进行组合，既可以是单组份变形丝，也可以是两种组分及以上的复合变形丝。
所述张力器可以有效的控制导入纱线的张力；所述籰子由于其连接的卷绕电机驱动，实现对复合变形丝的卷绕。
所述主动轮和压丝轮左右设置，且压丝轮高于主动轮，其轴心连接线与水平线的夹角为20～40度，由于主动轮是逆时针运转，因而该加热变形机构的出丝口方向是斜向下的；而异形导丝轮设于加热变形机构的出丝口处，因而从出丝口出来的变形丝会直接由异形导丝轮导出，而不会粘于主动轮或压丝轮上。而从异形导丝轮导出的变形丝进入储丝器，再经过导丝器卷绕于籰子上。
上述技术方案中，在所述加热变形机构的入口处设有导热器。由于复合丝线是经导热器进入加热变形机构中的，因而可使丝线产生预热，以提高热变形效果。
上述技术方案中，所述压丝轮上还设有调压弹簧。因而可以调节主动轮和压丝轮之间的压力以满足变形加工要求。
上述技术方案中，所述加热装置包括2个分别设于主动轮两侧的加热板。
上述技术方案中，所述加热变形机构上还设有温控装置和速度控制装置。温控装置的设置可以有效的观测并调节加热装置的温度；速度控制装置可以调节主动轮的运转速度。
上述技术方案中，还设有与异形导丝轮配合的导丝轮调速器。以调节异形导丝轮的轮转速度。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
1、由于本发明的制备装置通过导丝机构导丝，利用加热变形机构对丝线进行热加工变形，从而可以对不同组分的丝进行复合变形加工，由于采用了退解筒子架和煮茧锅的导丝机构，使得原料的组分和规格可以方便的进行组合，有利于新产品的开发。
2、本发明可以通过对加热变形机构的温度、速度及压力调节，对导入的丝线进行热变形加工，可以满足不同丝线的加热变形要求，加热变形效果好。
3、由于本发明的主动轮和压丝轮左右啮合设置，且存在一定角度的高低错位，因使其出丝口方向是斜向下的，有利于复合变形丝丝线依靠自重下落，同时使用速度可变的异形导丝轮导出，导出的变形丝进入储丝器，再经过导丝器卷绕于籰子上，而异形导丝轮的导出速度、加热变形加工速度、籰子卷绕速度相互配合，使储丝器始终具有一定的储丝量，因而可以完全实现无张力卷绕，实现复合变形丝的连续生产并且变形效果得到保持。
4、由于本发明的复合丝从加热变形装置的斜向下方导出，因而使得后续的无张力卷绕易于实现，两者配合实现了复合变形丝的连续生产且变形效果得到保持。
5、本发明的制备方法简单，易于实现，适于推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例一中加热变形机构的内部结构示意图。
其中：1、机架；2、主动轮；3、压丝轮；4、退解筒子架；5、煮茧锅；6、张力器；7、籰子；8、卷绕电机；9、调速器；10、异形导丝轮；11、储丝器；12、导丝器；13、支架；15、导热器；16、调压弹簧；17、加热板；18、温控装置；19、速度控制装置；20、导丝轮调速器；21、合成纤维丝；22、茧丝；23、变形丝；24、电磁炉。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见图1～2所示，一种复合变形丝的加工装置，包括机架1、设于机架上的加热变形机构、设于机架一侧的导丝机构、设于机架另一侧的卷丝机构，所述加热变形机构包括主动轮2和配合的压丝轮3，主动轮和压丝轮左右设置，且压丝轮高于主动轮，其轴心连接线与水平线的夹角为20～40度，所述主动轮的两侧设有加热装置；
所述导丝机构包括退解筒子架4、煮茧锅5和张力器6；所述卷丝机构包括籰子7、与籰子连接的卷绕电机8和调速器9；在加热变形机构和卷丝机构之间依次设有异形导丝轮10、储丝器11和导丝器12，所述异形导丝轮10经支架13设于加热变形机构的出丝口处，异形导丝轮10与配合的导丝轮电机连接。
在所述加热变形机构的入口处设有导热器15。所述压丝轮上还设有调压弹簧16。所述加热装置包括2个分别设于主动轮两侧的加热板17。所述加热变形机构上还设有温控装置18和速度控制装置19。还设有与异形导丝轮配合的导丝轮调速器20。
本实施例的工作过程如下：将所有装置接通电源后，首先调节温控装置18和速度控制装置19以及导丝轮调速器20，并设定拟使用的变形温度和速度；用平板式加热板17对主动轮2和压丝轮3进行加热，待温控表上显示的加热板温度达到预先设置值后，将退解筒子架4上的合成纤维丝21和从煮茧锅里导出的茧丝22经过导丝器后，贴着与加热板相连的导热器15导入主动轮和压丝轮之间；复合纱线在经过异形导丝轮10导出后，落在储丝器11里，再经过导丝器12进入卷绕机构，通过调速器9调节籰子的卷绕速度，并随变形速度的变化调节卷绕速度，使储丝器中留有少量的复合变形丝，使复合丝均匀几乎无张力的卷到籰子上，将成绞状的变形丝进行湿热定型加工后，即可得到形态和性能稳定的变形纱线。
变形纱的组分可以通过调整退解筒子架4上的原料和茧丝数进行随意组合，从而得到各种多组分真丝/合纤复合变形丝。
其中，装置的主要参数如下：
主动轮的温度：室温～500℃；主动轮的速度：0～2000rpm；
异形导丝轮的形状与直径：丝杆错位排列呈螺旋形，直径6～10cm；异形导丝轮位置可调档位：1～3档；籰子卷绕转速：0～1000rpm。
上述复合变形丝的制备方法，包括如下步骤：
(1)将茧子直接缫丝得到茧丝束，得到的茧丝束和合成纤维丝复合在一起形成复合丝；
(2)通过导丝机构导丝，将步骤(1)的复合丝送入加热变形装置中按照物理机械变形原理变形，即得到复合变形丝；所述加热变形装置的工作温度为40～100℃；所述复合丝从加热变形装置的斜向下方导出，其出线方向与水面线成50度；
(3)将上述步骤(2)的复合变形丝导出，并将其无张力卷绕至筒子上。
下面以茧丝与33dtex/16f涤纶POY复合变形丝为例进行说明：
将经过选茧与剥茧处理的茧子真空渗透30分钟，放在80℃以上的水里进行煮茧，达到工艺要求后，使水温保持在40～60℃，进行索绪形成茧丝束，在这些茧丝中间导入一根33dtex/16f涤纶POY芯丝，然后将它们一起送入变形丝道，在变形齿轮与热共同作用下发生变形，并使丝线获得扁平波浪形外观。变形温度100℃，变形速度0.8米/秒，齿轮模数0.8，卷绕速度0.8米/秒，在110℃条件下将丝线烘干定型处理1小时。分别采用30、50和100根茧丝构成的茧丝束与33dtex/16f涤纶POY复合变形丝，得到的纱线的外观形态均呈均匀的卷曲蓬松状态，且具有扁平状结构，具体数值参见表1。
表1真丝/涤纶复合变形丝的卷曲数与卷曲度
  茧丝数(根)   卷曲数(个/m)   卷曲高度(mm)   卷曲波长(mm)   紧缩弹性恢复率(％)
  30   398   0.9   2.5   76
  50   331   1.0   3.0   68
  100   249   1.2   4.0   64

Claims (8)

1.一种复合变形丝的制备方法，包括如下步骤：
(1)将茧子直接缫丝得到茧丝束，得到的茧丝束和合成纤维丝复合在一起形成复合丝；
(2)通过导丝机构导丝，将步骤(1)的复合丝送入加热变形装置中按照物理机械变形原理变形，即得到复合变形丝；
(3)将上述步骤(2)的复合变形丝导出，并将其卷绕至筒子上；
其特征在于，所述步骤(2)中复合丝从加热变形装置的斜向下方导出，其出线方向与水面线成50～70度；所述步骤(3)中的卷绕采用无张力卷绕方法。
2.根据权利要求1所述的复合变形丝的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的加热变形装置的工作温度为40～100℃。
3.一种复合变形丝的制备装置，包括机架(1)、设于机架上的加热变形机构、设于机架一侧的导丝机构、设于机架另一侧的卷丝机构，其特征在于：所述加热变形机构包括主动轮(2)和配合的压丝轮(3)，主动轮和压丝轮左右设置，且压丝轮高于主动轮，其轴心连接线与水平线的夹角为20～40度，所述主动轮的两侧设有加热装置；所述导丝机构包括退解筒子架(4)、煮茧锅(5)和张力器(6)；所述卷丝机构包括籰子(7)、与籰子连接的卷绕电机(8)和调速器(9)；在加热变形机构和卷丝机构之间依次设有异形导丝轮(10)、储丝器(11)和导丝器(12)，所述异形导丝轮(10)经支架(13)设于加热变形机构的出丝口处，异形导丝轮(10)与配合的导丝轮电机连接。
4.根据权利要求3所述的复合变形丝的加工装置，其特征在于：在所述加热变形机构的入口处设有导热器(15)。
5.根据权利要求3所述的复合变形丝的加工装置，其特征在于：所述压丝轮上还设有调压弹簧(16)。
6.根据权利要求3所述的复合变形丝的加工装置，其特征在于：所述加热装置包括2个分别设于主动轮两侧的加热板(17)。
7.根据权利要求3所述的复合变形丝的加工装置，其特征在于：所述加热变形机构上还设有温控装置(18)和速度控制装置(19)。
8.根据权利要求3所述的复合变形丝的加工装置，其特征在于：还设有与异形导丝轮配合的导丝轮调速器(20)。
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