CN107938057A - 一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法，属于纺织加工技术领域。本发明利用嵌入式纺纱方法具有长丝对短纤维紧密包缠的特点，对环锭细纱机上长丝至前罗拉的运行途径处设置改性装置，在前罗拉至细纱管之间的细纱运行路径处设置烘干装置。改性装置对涤纶长丝施加抗静电剂，烘干装置对加捻成形的细纱进行烘干，利用涤纶长丝以空间螺旋状包缠在棉粗纱外侧的结构特点来制备具有抗静电功能的纱线。本发明将纺纱和改性同步进行，与常规在纺纱或织造后添加改性工序的方法相比，本发明缩短了生产周期，节省了生产成本，简化了操作步骤。

Description

一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法
技术领域
本发明涉及一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法，属于纺织加工技术领域。
背景技术
嵌入式复合纺纱是一种新型多功能纺纱技术。如中国公开出版物《纺织学报》公开时间为2010年6月，文章名称为“高效短流程嵌入式复合纺纱技术原理解析”，该技术的原理为两根棉粗纱分别经过后、中、前罗拉牵伸，两根长丝直接经过前罗拉，其中一根长丝与一根棉粗纱在前罗拉前钳口处形成一个加捻三角区纺成一根细纱，另一根长丝与另一根棉粗纱在前罗拉前钳口处形成另外一个加捻三角区纺成另一根细纱，两根细纱中长丝均分布在外侧，短纤维须条均包裹在内部。两根细纱又形成第三个加捻三角区，并在此三角区处加捻形成一根细纱。因此，嵌入式纺纱方法具有长丝对短纤维紧密包缠的特点，该纺纱方法能大幅度提高纤维利用率、纱线强力和成纱质量。不足之处在于若想赋予纱线特殊的性能，则须在纱线后整理工序中添加改性工序。
碳纳米管由于其优异的导电性、传热性等特点。被广泛用来作导电薄膜、电路、芯片、储备氢容器、模具、复合材料等。碳纳米管由石墨演化而来，由于有大量未成对电子沿管壁游动，使得其既具备金属导电性又具有抗静电性能。与其它金属颗粒或石墨颗粒相比，采用较少用量的碳纳米管就能形成导电网链，且碳纳米管的密度比金属颗粒小得多，不易因重力的作用而聚沉，因而碳纳米管是制备抗静电材料的优选。目前存在利用碳纳米管具有优异导电性、抗静电性的特性，将其作为导电介质加入到塑料中来制备抗静电薄膜的研究，如中国专利公布号CN106117737A，公布日2016年11月16日，发明创造的名称为一种活性碳纳米管改性的聚乙烯抗静电薄膜，该申请案公开了一种将碳纳米管经预改性后作为导电填充剂添加至PE材料基体中，来制备聚乙烯抗静电薄膜的方法。不足之处在于该方法仅限于填充性材料的抗静电改性，对其应用领域具有局限性。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法，为了实现上述目的，其技术解决方案为：
一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法，该制备方法针对嵌入式复合纺纱，采用在环锭细纱机上第一涤纶长丝、第二涤纶长丝至前罗拉的运行途径中设置改性装置，改性装置由流量控制装置和湿润装置组成，在环锭细纱机上前罗拉至细纱管之间设置烘干装置，第一涤纶长丝、第二涤纶长丝经改性装置施加抗静电剂后运行至前罗拉处，与经后罗拉、中罗拉牵伸后运行至前罗拉处的第一棉粗纱、第二棉粗纱汇合，施加了抗静电剂的第一涤纶长丝与第一棉粗纱在前罗拉的前钳口加捻形成第一细纱，施加了抗静电剂的第二涤纶长丝与第二棉粗纱在前罗拉的前钳口加捻形成第二细纱，第一细纱、第二细纱再加捻形成具有抗静电功能的第三细纱，细纱经烘干装置烘干卷绕到细纱管上。抗静电剂由碳纳米管、聚丙烯酸丁酯和乙醇调配而成，其中按质量百分比分别为：碳纳米管为30％-45％，聚丙烯酸丁酯为20％-35％，乙醇为20％-50％。
由于采用以上技术方案，本发明利用嵌入式纺纱方法具有长丝对短纤维紧密包缠的特点，在嵌入式纺纱过程中通过改性装置对涤纶长丝施加抗静电剂后再与棉粗纱加捻来制备抗静电纱线。第一涤纶长丝、第二涤纶长丝经改性装置施加抗静电剂后，涤纶长丝上布满抗静电剂，当涤纶长丝与棉粗纱在前钳口处因加捻作用而相互缠绕，涤纶长丝以空间螺旋状包缠在棉纤维外侧，涤纶长丝表面的抗静电剂会部分转移到与其接触的棉纤维上。第一加捻三角区形成的第一细纱长度方向侧呈现一段涤纶长丝一段棉纤维的状态，涤纶长丝上的抗静电剂向与其接触的棉纤维转移。第二细纱形成的过程与第一细纱一致，第一细纱与第二细纱加捻后得到具有抗静电功能的第三细纱，加捻时第一细纱中涤纶长丝上的抗静电剂会转移到与它接触的第二细纱上，第二细纱上的抗静电剂也会转移到与其接触的第一细纱上，由于第一细纱与第二细纱是相互呈螺旋状的形态缠绕，则接触的部分会出现抗静电剂转移，则第三细纱与未经抗静电剂处理的嵌入式复合纺纱的涤棉混纺纱相比，其抗静电性能会明显提高。
本发明将常规工艺中常用的溶剂水变为乙醇，利用乙醇易挥发的特性，将其作为抗静电剂的溶剂；本发明设置的烘干装置进一步加快了乙醇的挥发速度，这是常规工艺中采用水作为溶剂所不能实现的，抗静电剂中所采取的聚丙烯酸丁酯粘合剂可将碳纳米管与接触的纤维进行粘合，同时还可以将棉纤维之间、棉纤维和涤纶长丝之间、涤纶长丝之间进行粘合，从而实现增强纱线中纤维抱合力的作用，进一步达到增强纱线强力的目的。因此，选择易于挥发的乙醇作为改性液的溶剂，第三细纱经烘干装置烘干后，乙醇挥发只留下改性物质，则第三细纱以干燥的状态卷绕在细纱管上。本发明在嵌入式纺纱过程中对纱线进行改性，与常规在纺纱后对纱线改性的工艺相比，无需增加改性设备，实现了降低生产成本、减少生产周期的目的。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图。
图2为本发明的纱线加捻状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，见附图。
一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法，该制备方法针对嵌入式复合纺纱，采用在环锭细纱机上第一涤纶长丝1、第二涤纶长丝2运行的途径中设置改性装置3，改性装置3由流量控制装置和湿润装置组成，流量控制装置可采用注射泵或蠕动泵，润湿装置采用海绵润湿装置，流量控制装置和润湿装置之间软管连接，流量控制装置调节抗静电剂流动速度，湿润装置对两根涤纶长丝施加抗静电剂，抗静电剂由碳纳米管、聚丙烯酸丁酯和乙醇调配而成，其中按质量百分比分别为：碳纳米管为30％-45％，聚丙烯酸丁酯为20％-35％，乙醇为20％-50％。改性装置中流量控制装置的流速为15-45滴/min，在环锭细纱机上前罗拉4至细纱管7之间设置烘干装置6，烘干装置6可采用红外辐射加热器或电阻加热器，第一涤纶长丝1、第二涤纶长丝2经改性装置3施加抗静电剂后运行至前罗拉4处，与经后罗拉9、中罗拉8牵伸后运行至前罗拉4处的第一棉粗纱10、第二棉粗纱11汇合，施加了抗静电剂的第一涤纶长丝1与第一棉粗纱10在前罗拉的前钳口处形成一个加捻三角区，施加了抗静电剂的第二涤纶长丝2与第二棉粗纱11在前罗拉的前钳口处形成另一个加捻三角区，两个三角区加捻所形成的第一细纱12、第二细纱13再形成第三个加捻三角区并在此处加捻形成具有抗静电功能的第三细纱5，第三细纱5经烘干装置烘干卷绕到细纱管7上，其烘干温度为40℃-55℃。
具体实施例
按上述方法。
实施例1
在环锭细纱机上第一涤纶长丝、第二涤纶长丝运行的途径中设置改性装置，改性装置由流量控制装置和湿润装置组成，流量控制装置采用注射泵，润湿装置采用海绵润湿装置，流量控制装置和润湿装置之间软管连接，流量控制装置调节抗静电剂流动速度，湿润装置对两根涤纶长丝施加抗静电剂，抗静电剂由碳纳米管、聚丙烯酸丁酯和乙醇调配而成，其中按质量百分比分别为：碳纳米管为30％，聚丙烯酸丁酯为20％，乙醇为50％。改性装置中流量控制装置的流速为15滴/min，在环锭细纱机上前罗拉至细纱管之间设置烘干装置，烘干装置采用电阻加热器，第一涤纶长丝、第二涤纶长丝经改性装置施加抗静电剂后运行至前罗拉处，与经后罗拉、中罗拉牵伸后运行至前罗拉处的第一棉粗纱、第二棉粗纱汇合，施加了抗静电剂的第一涤纶长丝与第一棉粗纱在前罗拉的前钳口处形成一个加捻三角区，施加了抗静电剂的第二涤纶长丝与第二棉粗纱在前罗拉的前钳口处形成另一个加捻三角区，两个三角区加捻所形成的第一细纱、第二细纱再形成第三个加捻三角区并在此处加捻形成具有抗静电功能的第三细纱，第三细纱经烘干装置烘干卷绕到细纱管上，其烘干温度为40℃。制得的纱线测试其表面电阻，具体测试结果见表1。
实施例2
在环锭细纱机上第一涤纶长丝、第二涤纶长丝运行的途径中设置改性装置，改性装置由流量控制装置和湿润装置组成，流量控制装置采用蠕动泵，润湿装置采用海绵浸润装置，流量控制装置和润湿装置之间软管连接，流量控制装置调节抗静电剂流动速度，湿润装置对两根涤纶长丝施加抗静电剂，抗静电剂由碳纳米管、聚丙烯酸丁酯和乙醇调配而成，其中按质量百分比分别为：碳纳米管为35％，聚丙烯酸丁酯为25％，乙醇为40％。改性装置中流量控制装置的流速为25滴/min，在环锭细纱机上前罗拉至细纱管之间设置烘干装置，烘干装置采用红外辐射加热器，第一棉粗纱和第二棉粗纱采用棉纱，第一涤纶长丝、第二涤纶长丝经改性装置施加抗静电剂后运行至前罗拉处，与经后罗拉、中罗拉牵伸后运行至前罗拉处的第一棉粗纱、第二棉粗纱汇合，施加了抗静电剂的第一涤纶长丝与第一棉粗纱在前罗拉的前钳口处形成一个加捻三角区，施加了抗静电剂的第二涤纶长丝与第二棉粗纱在前罗拉的前钳口处形成另一个加捻三角区，两个三角区加捻所形成的第一细纱、第二细纱再形成第三个加捻三角区并在此处加捻形成具有抗静电功能的第三细纱，第三细纱经烘干装置烘干卷绕到细纱管上，其烘干温度为45℃。制得的纱线测试其表面电阻，具体测试结果见表1。
实施例3
在环锭细纱机上第一涤纶长丝、第二涤纶长丝运行的途径中设置改性装置，改性装置由流量控制装置和湿润装置组成，流量控制装置采用注射泵，润湿装置采用海绵浸润装置，流量控制装置和润湿装置之间软管连接，流量控制装置调节抗静电剂流动速度，湿润装置对两根涤纶长丝施加抗静电剂，抗静电剂由碳纳米管、聚丙烯酸丁酯和乙醇调配而成，其中按质量百分比分别为：碳纳米管为40％，聚丙烯酸丁酯为30％，乙醇为30％。改性装置中流量控制装置的流速为35滴/min，在环锭细纱机上前罗拉至细纱管之间设置烘干装置，烘干装置采用红外辐射加热器，第一棉粗纱和第二棉粗纱采用棉纱，第一涤纶长丝、第二涤纶长丝经改性装置施加抗静电剂后运行至前罗拉处，与经后罗拉、中罗拉牵伸后运行至前罗拉处的第一棉粗纱、第二棉粗纱汇合，施加了抗静电剂的第一涤纶长丝与第一棉粗纱在前罗拉的前钳口处形成一个加捻三角区，施加了抗静电剂的第二涤纶长丝与第二棉粗纱在前罗拉的前钳口处形成另一个加捻三角区，两个三角区加捻所形成的第一细纱、第二细纱再形成第三个加捻三角区并在此处加捻形成具有抗静电功能的第三细纱，第三细纱经烘干装置烘干卷绕到细纱管上，其烘干温度为50℃。制得的纱线测试其表面电阻，具体测试结果见表1。
实施例4
在环锭细纱机上第一涤纶长丝、第二涤纶长丝运行的途径中设置改性装置，改性装置由流量控制装置和湿润装置组成，流量控制装置采用蠕动泵，润湿装置采用海绵浸润装置，流量控制装置和润湿装置之间软管连接，流量控制装置调节抗静电剂流动速度，湿润装置对两根涤纶长丝施加抗静电剂，抗静电剂由碳纳米管、聚丙烯酸丁酯和乙醇调配而成，其中按质量百分比分别为，碳纳米管为45％，聚丙烯酸丁酯为35％，乙醇为20％。改性装置中流量控制装置的流速为45滴/min，在环锭细纱机上前罗拉至细纱管之间设置烘干装置，烘干装置采用红外辐射加热器，第一棉粗纱和第二棉粗纱采用棉纱，第一涤纶长丝、第二涤纶长丝经改性装置施加抗静电剂后运行至前罗拉处，与经后罗拉、中罗拉牵伸后运行至前罗拉处的第一棉粗纱、第二棉粗纱汇合，施加了抗静电剂的第一涤纶长丝与第一棉粗纱在前罗拉的前钳口处形成一个加捻三角区，施加了抗静电剂的第二涤纶长丝与第二棉粗纱在前罗拉的前钳口处形成另一个加捻三角区，两个三角区加捻所形成的第一细纱、第二细纱再形成第三个加捻三角区并在此处加捻形成具有抗静电功能的第三细纱，第三细纱经烘干装置烘干卷绕到细纱管上，其烘干温度为55℃。制得的纱线测试其表面电阻，具体测试结果见表1。
为对比本方案的技术优点，先通过嵌入式纺纱方法制备一组未经改性的涤棉混纺纱作为对比样，再按照实施例1-4制备四组经抗静电剂改性的涤棉混纺纱，并将对比样和四组经抗静电剂改性的纱线置于恒温恒湿环境下24小时，恒温恒湿环境中的温度为20℃、相对湿度为65％。并在该条件下运用表面电阻仪测试五组样品的表面电阻，具体实施方案为，将表面电阻仪的两个夹子以相同距离来夹持纱线，待仪器表盘的示数稳定后读取纱线表面电阻值。具体测试结果见表1。
表1纱线的表面电阻测试
由于碳纳米管为导电性物质，则抗静电剂改性的纱线导电性能会随之增加。由表1数据可知，随着碳纳米管使用量越大，纱线的表面电阻越小。这表明，碳纳米管含量增多增强了纱线在线改性的效果，纱线的抗静电性能得到有效提高。

Claims (3)

1.一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法，其特征在于：在环锭细纱机上第一涤纶长丝(1)、第二涤纶长丝(2)至前罗拉(4)的运行途径中设置改性装置(3)，在环锭细纱机上前罗拉(4)至细纱管(7)之间设置烘干装置(6)，第一涤纶长丝(1)、第二涤纶长丝(2)经改性装置(3)施加抗静电剂后运行至前罗拉(4)处，与经后罗拉(9)、中罗拉(8)牵伸后运行至前罗拉(4)处的第一棉粗纱(10)、第二棉粗纱(11)汇合，施加了抗静电剂的第一涤纶长丝(1)与第一棉粗纱(10)在前罗拉(4)的前钳口加捻形成第一细纱(12)，施加了抗静电剂的第二涤纶长丝(2)与第二棉粗纱(11)在前罗拉(4)的前钳口加捻形成第二细纱(13)，第一细纱(12)、第二细纱(13)再加捻形成具有抗静电功能的第三细纱(5)，细纱(5)经烘干装置(6)烘干卷绕到细纱管(7)上。
2.如权利要求1所述的一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法，其特征在于：所述的改性装置(3)由流量控制装置和湿润装置组成。
3.如权利要求1所述的一种嵌入式复合纺纱的抗静电涤棉纱线在线制备方法，其特征在于：所述的抗静电剂由碳纳米管、聚丙烯酸丁酯和乙醇调配而成，其中按质量百分比分别为：碳纳米管为30％-45％，聚丙烯酸丁酯为20％-35％，乙醇为20％-50％。
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