CN104963051A - 机械紧密纺制造芳纶纤维纱线及其芳纶包芯纱的方法、装置和制备的芳纶包芯纱 - Google Patents

机械紧密纺制造芳纶纤维纱线及其芳纶包芯纱的方法、装置和制备的芳纶包芯纱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的方法，其特征是将芳纶粗纱条由前皮辊与前罗拉之间的喂纱钳口喂入，经过设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间的机械紧密纺装置中的限位通道机械紧密纺后形成芳纶纤维纱线，由引纱皮辊与前罗拉之间的引纱钳口送出即得。本发明还公开了机械紧密纺制造芳纶包芯纱的方法以及机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的装置、机械紧密纺制造的芳纶包芯纱的装置和芳纶包芯纱。本发明解决芳纶纤维纱线纺纱过程中纱线的毛羽较多及其包芯纱芯材容易外露的问题。

Description

机械紧密纺制造芳纶纤维纱线及其芳纶包芯纱的方法、装置和制备的芳纶包芯纱
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，特别涉及一种机械紧密纺制造芳纶纤维纱线及其包芯纱的方法、装置和制备的芳纶包芯纱。
背景技术
芳香族聚酰胺纤维是以芳香族二胺和酰氯为原料经缩聚、纺丝制得的合成纤维，简称芳纶。主要品种有聚对苯二甲酰对苯二胺(简称对位芳纶)和聚间苯二甲酰间苯二胺(简称间位芳纶)，对位芳纶主要作为高强高模纤维应用，而间位芳纶主要是用作耐高温纤维材料，芳纶是全球范围内消费总量最大的特种纤维之一。
芳纶纱线及其包芯纱是其一种重要应用方式。但芳纶在纺纱的过程中，由于纤维与纤维之间的抱合力较差且加工时易产生静电聚积，造成梳理难度较高、易缠易堵等等问题，导致纤维成纱毛羽较多，特别对芳纶包芯纱的影响更为明显，往往使后道工序的加工较为困难并且制品的外观质量不高。
雒书华等人在“芳纶1313紧密纺纱的研制”一文中提出采用传统的负压吸风式的紧密纺装置对纺制间位芳纶进行了尝试，取得了不错的效果，纺制的纱线毛羽明显减少，从而可以提高阻燃面料的档次。
所谓的紧密纺又称聚集纺，是在细纱设备上，在牵伸系统之后另加一个紧密集中区，使纤维束在加捻成纱时，消灭成纱三角区。其结果是纱的有害毛羽大大减少，而纱线的强力得到提高，使后续工艺容易、成本降低、生产效率提高、面料外观改善。
但“芳纶1313紧密纺纱的研制”一文中提出采用传统的负压吸风式的紧密纺装置存在以下几点问题：(1)负压吸风式紧密纺的结构复杂、占据空间较大，同步装配包芯装置并顺利操作的难度很高；(2)纱线毛羽的聚集效果受负压值大小的影响明显，各锭之间的负压值大小需保证一致，需专人负责对各锭进行测试以减小锭差；(3)运营成本高，因该工艺需要负压环境下操作，导致能耗增加；(4)该紧密纺装置的网格皮圈或网眼鼓的微细孔在生产过程中容易堵塞。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述芳纶纱线及其包芯纱制备方法所存在的不足之处而提供一种机械紧密纺制造高质量的芳纶纤维纱线及其芳纶包芯纱的方法。该方法解决了芳纶纤维纱线纺纱过程中毛羽较多及其包芯纱芯材容易外露的问题，简化芳纶纱线后加工工序，明显改善芳纶机织和针织面料的外观，具有简单、有效且经济的特点。生产出的纱线可广泛用于耐切割、阻燃、耐高温等多种防护领域。
本发明的目的之二在于提供一种实现上述机械紧密纺制造高质量的芳纶纤维纱线及其芳纶包芯纱的方法的装置。
本发明的目的之三在于提供一种采用上述方法制备的芳纶包芯纱。
作为本发明第一方面的机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的方法，其特征是将芳纶粗纱条由前皮辊与前罗拉之间的喂纱钳口喂入，经过设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间的机械紧密纺装置中的限位通道机械紧密纺后形成芳纶纤维纱线，由引纱皮辊与前罗拉之间的引纱钳口送出即得。
作为本发明第二方面的机械紧密纺制造芳纶包芯纱的方法，其特征是包芯纱芯材由包芯纱芯材导丝轮导出后，经过精密导轮传送并控制其准确地对准芳纶粗纱条的中心，包芯纱芯材与芳纶粗纱条汇合后共同由前皮辊与前罗拉之间的喂纱钳口喂入，经过设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间的机械紧密纺装置中的纤维通道复合加捻后形成芳纶包芯纱，由引纱皮辊与前罗拉之间的引纱钳口送出即得。
在本发明的一个优选实施例中，所述芳纶纤维纱线是高强高模的对位芳香族聚酰胺纤维纱线或耐高温间位芳纶聚酰胺纤维纱线。
在本发明的一个优选实施例中，所述芳纶纤维纱线的纱支数为Ne5-60。优选Ne20-40。
作为本发明第三方面的机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的装置，包括前罗拉、前皮辊、引纱皮辊，所述前罗拉与所述前皮辊之间形成一喂纱钳口，所述前罗拉与所述引纱皮辊之间形成一引纱钳口，其特征在于，还包括一机械紧密纺装置，所述机械紧密纺装置设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间，所述机械紧密纺装置与前皮辊、引纱皮辊、前罗拉之间紧密接触，使前皮辊、引纱皮辊之间形成一个完全封闭的负压室；芳纶纤维束与前罗拉同步移动，通过机械紧密纺装置中的纤维通道，被安全地输送到引纱钳口。
作为本发明第四方面的机械紧密纺制造的芳纶包芯纱的装置，包括包芯纱芯材导丝轮、精密导轮、前罗拉、前皮辊、引纱皮辊，所述前罗拉与所述前皮辊之间形成一喂纱钳口，所述前罗拉与所述引纱皮辊之间形成一引纱钳口，其特征在于，还包括一机械紧密纺装置，所述机械紧密纺装置设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间，所述机械紧密纺装置与前皮辊、引纱皮辊、前罗拉之间紧密接触，使前皮辊、引纱皮辊之间形成一个完全封闭的负压室；由芯纱芯材导丝轮和精密导轮送过来的包芯纱芯材准确地对准芳纶粗纱条的中心，包芯纱芯材与芳纶粗纱条汇合后共同由前皮辊与前罗拉之间的喂纱钳口喂入并与前罗拉同步移动，通过机械紧密纺装置中的纤维通道，被安全地输送到引纱钳口。
在本发明的一个优选实施例中，所述机械紧密纺装置为一无需独立动力的磁性机械紧密纺装置。
作为本发明第五方面的芳纶包芯纱，包括芯材和复合加捻在所述芯材上的芳纶纤维纱构成，所述芳纶包芯纱的纱支数为Ne2-50。
在本发明的一个优选实施例中，所述芳纶包芯纱的纱支数为Ne5-40。
在本发明的一个优选实施例中，所述芯材位于所述芳纶纤维纱的中心。
在本发明的一个优选实施例中，所述芯材为弹性长丝材料或无机刚性长丝材料。
在本发明的一个优选实施例中，所述弹性长丝材料为氨纶长丝或加弹尼龙长丝。
在本发明的一个优选实施例中，所述无机刚性长丝材料为玻璃纤维、不锈钢纤维、玄武岩纤维中的一种。
在本发明的一个优选实施例中，所述芳纶纤维为对位芳香族聚酰胺纤维或间位芳香族聚酰胺纤维。
由于采用了如上的技术方案，本发明解决芳纶纤维纱线纺纱过程中纱线的毛羽较多及其包芯纱芯材容易外露的问题。本发明在纺制芳纶纱线的设备上嫁接机械紧密纺装置，其结构极其简单且无需独立动力的磁性机械紧密纺装置，可以在不增加能耗成本的情况下解决芳纶纤维纱线纺纱成纱过程中毛羽多的问题；本发明的装置不需要对主机进行过多的改动，仅将前皮辊取下换上该装置即可，占据空间较小，所以可以同时配备包芯装置，纺制紧密纺包芯纱。更为重要的是，该机械紧密纺装置结构精准，使芯材在纱线成纱过程中位移减小，从而有利于纺制高品质芳纶紧密纺包芯纱，且纱线间的锭间差异较小；对环境要求较低。
附图说明
图1为机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的装置的结构示意图。
图2为图1的C-C剖视图。
图3为机械紧密纺制造的芳纶包芯纱的装置的结构示意图。
图4为图3的C-C的剖视图。
图5为本发明芳纶包芯纱的结构示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，图中所示的机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的装置，包括前罗拉6、前皮辊4、引纱皮辊5，前罗拉6与前皮辊4之间形成一喂纱钳口A，前罗拉6与引纱皮辊5之间形成一引纱钳口B，其还包括一机械紧密纺装置3。
该机械紧密纺装置3为一无需独立动力的磁性机械紧密纺装置，设置在前皮辊4、引纱皮辊5、前罗拉6三者之间，该机械紧密纺装置3与前皮辊4、引纱皮辊5、前罗拉6之间紧密接触，使前皮辊4、引纱皮辊5之间形成一个完全封闭的负压室；芳纶纤维束1与前罗拉6同步移动，通过机械紧密纺装置3中的纤维通道3a，被安全地输送到引纱钳口B。
参见图3和图4，图中所示的机械紧密纺制造的芳纶包芯纱的装置，包括包芯纱芯材导丝轮8、精密导轮(图中未示出)、前罗拉6、前皮辊4、引纱皮辊5，前罗拉6与前皮辊4之间形成一喂纱钳口A，前罗拉6与引纱皮辊5之间形成一引纱钳口B，其还包括一机械紧密纺装置3。
该机械紧密纺装置3为一无需独立动力的磁性机械紧密纺装置，设置在前皮辊4、引纱皮辊5、前罗拉6三者之间，该机械紧密纺装置3与前皮辊4、引纱皮辊5、前罗拉6之间紧密接触，使前皮辊4、引纱皮辊5之间形成一个完全封闭的负压室。
由芯纱芯材导丝轮8和精密导轮送过来的包芯纱芯材7准确地对准芳纶粗纱条1的中心，包芯纱芯材7与芳纶粗纱条1汇合后共同由前皮辊4与前罗拉6之间的喂纱钳口A喂入并与前罗拉6同步移动，通过机械紧密纺装置3中的纤维通道3a，被安全地输送到引纱钳口B。
参见图5，制备的芳纶包芯线10包括芯材11和复合加捻在芯材11上的芳纶纤维纱12构成。
以下通过具体实施例来详细描述本发明。
以下实施例的描述，用于非限制性说明本发明，不构成对本发明范围的限制。
以下实施例选用的材料是对51mm的对位芳纶短纤维进行防静电和柔软处理后，经过清花、梳棉、并条后，纺制定量为5.1g/10m的粗纱条，备用。
对比例1
将备用的定量为5.1g/10m的粗纱条，在没有嫁接紧密纺装置的常规细纱机上，纺制30Ne，单纱捻数为857TPM.测其纱线的性能如表1所示。
实施例1
除将上述实例1中纺制芳纶的细纱机的前皮辊4取下，换上机械紧密纺装置3再装上前皮辊4。其它工工艺参数不变，利用定量为5.1g/10m的粗纱条，纺制了30Ne，得到单纱捻数为871TPM，测其纱线的性能如表1.
对比例2
将备用的定量为5.1g/10m的粗纱条，在配有包芯装置而没有嫁接紧密纺装置的细纱机上，选用直径为0.05mmr的不锈钢纤维作为芯材，利有精密导轮传送并控制其准确地对准粗纱条中心，与其在喂纱钳口A汇合，纺制12Ne对位芳纶包芯纱，纱线捻数为486TPM，测试纱线性能如表2所示。
实施例2
将备用的定量为5.1g/10m的粗纱条，在配有包芯装置并嫁接了紧密纺装置的细纱机上，选用直径为0.05mmr的不锈钢纤维作为芯材，利有精密导轮传送并控制其准确地对准粗纱条中心，与其在喂纱钳口A汇合，纺制12Ne对位芳纶包芯纱，纱线捻数为499TPM，测试纱线性能如表2所示。
表1对比例1与实施例1纱线性能比较
表2对比例2与实施例2纱线性能比较

Claims (19)

1.机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的方法，其特征是将芳纶粗纱条由前皮辊与前罗拉之间的喂纱钳口喂入，经过设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间的机械紧密纺装置中的限位通道机械紧密纺后形成芳纶纤维纱线，由引纱皮辊与前罗拉之间的引纱钳口送出即得。
2.如权利要求1所述的机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的方法，其特征在于，所述芳纶纤维纱线是高强高模的对位芳香族聚酰胺纤维纱线或耐高温间位芳纶聚酰胺纤维纱线。
3.如权利要求1所述的机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的方法，其特征在于，所述芳纶纤维纱线的纱支数为Ne5-60。
4.如权利要求1所述的机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的方法，其特征在于，所述芳纶纤维纱线的纱支数为Ne20-40。
5.机械紧密纺制造芳纶包芯纱的方法，其特征是包芯纱芯材由包芯纱芯材导丝轮导出后，经过精密导轮传送并控制其准确地对准芳纶粗纱条的中心，包芯纱芯材与芳纶粗纱条汇合后共同由前皮辊与前罗拉之间的喂纱钳口喂入，经过设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间的机械紧密纺装置中的纤维通道复合加捻后形成芳纶包芯纱，由引纱皮辊与前罗拉之间的引纱钳口送出即得。
6.如权利要求5所述的机械紧密纺制造芳纶包芯纱的方法，其特征在于，所述芳纶纤维纱线是高强高模的对位芳香族聚酰胺纤维纱线或耐高温间位芳纶聚酰胺纤维纱线。
7.如权利要求5所述的机械紧密纺制造芳纶包芯纱的方法，其特征在于，所述芳纶纤维纱线的纱支数为Ne5-60。
8.如权利要求5所述的机械紧密纺制造芳纶包芯纱的方法，其特征在于，所述芳纶纤维纱线的纱支数为Ne20-40。
9.机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的装置，包括前罗拉、前皮辊、引纱皮辊，所述前罗拉与所述前皮辊之间形成一喂纱钳口，所述前罗拉与所述引纱皮辊之间形成一引纱钳口，其特征在于，还包括一机械紧密纺装置，所述机械紧密纺装置设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间，所述机械紧密纺装置与前皮辊、引纱皮辊、前罗拉之间紧密接触，使前皮辊、引纱皮辊之间形成一个完全封闭的负压室；芳纶纤维束与前罗拉同步移动，通过机械紧密纺装置中的纤维通道，被安全地输送到引纱钳口。
10.如权利要求11所述的机械紧密纺制造的芳纶纤维纱线的装置，其特征在于，所述机械紧密纺装置为一无需独立动力的磁性机械紧密纺装置。
11.机械紧密纺制造的芳纶包芯纱的装置，包括包芯纱芯材导丝轮、精密导轮、前罗拉、前皮辊、引纱皮辊，所述前罗拉与所述前皮辊之间形成一喂纱钳口，所述前罗拉与所述引纱皮辊之间形成一引纱钳口，其特征在于，还包括一机械紧密纺装置，所述机械紧密纺装置设置在前皮辊、引纱皮辊、前罗拉三者之间，所述机械紧密纺装置与前皮辊、引纱皮辊、前罗拉之间紧密接触，使前皮辊、引纱皮辊之间形成一个完全封闭的负压室；由芯纱芯材导丝轮和精密导轮送过来的包芯纱芯材准确地对准芳纶粗纱条的中心，包芯纱芯材与芳纶粗纱条汇合后共同由前皮辊与前罗拉之间的喂纱钳口喂入并与前罗拉同步移动，通过机械紧密纺装置中的纤维通道，被安全地输送到引纱钳口。
12.如权利要求11所述的机械紧密纺制造的芳纶包芯纱的装置，其特征在于，所述机械紧密纺装置为一无需独立动力的磁性机械紧密纺装置。
13.芳纶包芯纱，其特征在于，包括芯材和复合加捻在所述芯材上的芳纶纤维纱构成，所述芳纶包芯纱的纱支数为Ne2-50。
14.如权利要求13所述的芳纶包芯纱，其特征在于，所述芳纶包芯纱的纱支数为Ne5-40。
15.如权利要求13所述的芳纶包芯纱，其特征在于，所述芯材位于所述芳纶纤维纱的中心。
16.如权利要求13所述的芳纶包芯纱，其特征在于，所述芯材为弹性长丝材料或无机刚性长丝材料。
17.如权利要求16所述的芳纶包芯纱，其特征在于，所述弹性长丝材料为氨纶长丝或加弹尼龙长丝。
18.如权利要求13所述的芳纶包芯纱，其特征在于，所述无机刚性长丝材料为玻璃纤维、不锈钢纤维、玄武岩纤维中的一种。
19.如权利要求13所述的芳纶包芯纱，其特征在于，所述芳纶纤维为对位芳香族聚酰胺纤维或间位芳香族聚酰胺纤维。
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