CN111501150B - 一种转杯纺膨体纱及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转杯纺膨体纱及其制备方法，本发明的转杯纺膨体纱，为转杯纱经过热处理定型而成，所述转杯纱包括内层和外层，所述外层由中间层和表面结构层构成，所述转杯纱由腈纶纤维和粘胶纤维组成；在所述转杯纱截面中，腈纶纤维和粘胶纤维的重量比例为50:50；在所述外层中，腈纶纤维和粘胶纤维的重量比例以一个转杯周长为周期规律性变化，且所述腈纶纤维在所述外层中一个循环周期内的重量比例的变化趋势为直线形变化。本发明的转杯纺膨体纱的纺纱方法，采用双分梳转杯纺技术，由腈纶纤维和粘胶纤维分别喂入双分梳转杯纺纱器的两个喂给罗拉纺得。本发明的膨体纱纱线膨体风格独特，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于纺纱技术产品领域，涉及一种膨体纱及其制备方法，特别是涉及一种转杯纺膨体纱及其制备方法，具体地说是一种在外层中腈纶纤维和粘胶纤维的比例以一个转杯周长为周期规律性变化的转杯纺膨体纱及其制备方法。
背景技术
转杯纺是除环锭纺纱外当今发展最为迅速、也最为成熟的新型纺纱方法，具有纺纱速度快、工艺流程短、卷装容量大等优点。转杯纺出现后，最初以纺制精梳落棉等下脚料为主要原料的粗支纱为主。但随着转杯纺技术的发展，转杯纺的适用范围和所纺纱线的种类也在逐渐增多，现转杯纺的产品也逐渐向混纺纱、细特纱、膨体纱等方向发展。
现阶段，膨体纱主要是利用腈纶纤维或玻璃纤维与其他纤维之间的沸水收缩率不同而制造的，且膨体纱的形式主要有单纱和股线两种形式。单纱形式的膨体纱将腈纶与其他原料混纺，经热定型处理后，由于腈纶和其他纤维的热收缩率不同，腈纶部分收缩，其他纤维不变从而形成膨体效果；股线形式的膨体纱是将腈纶长丝、单纱或玻璃纤维长丝与其他原料纤维单纱或长丝并线合股成股线，所制成的股线经热定型处理后，从而形成膨体纱的效果。由于现阶段膨体纱的纺制过程中需要将腈纶与其他纤维混合，且通常由于两种纤维性能或长度的差异，将两种纤维混合过程中通常需要进行设备的改造，这给很多企业带来很大的困难。
本发明的膨体纱利用双分梳转杯纺技术纺制而成，纺纱时，腈纶纤维条由双分梳转杯纺纱器的左喂给罗拉喂入，粘胶纤维条由双分梳转杯纺纱器的右喂给罗拉喂入，两者在转杯内混合。本发明的膨体纱由于是转杯纱结构，纱线内层在外层结构的包缠之下结构稳定，经热定型处理后依然保持原先的形态不变，纱线外层由于比较松散，经热定型处理后会呈现出膨体的效果；且由于双分梳转杯纱外层结构的特殊性，本发明的膨体纱腈纶在热定型处理前在纱线外层纤维重量比例呈周期性规律变化，因此热定型处理后，本发明的膨体纱纱线内层结构稳定，纱线外层膨体效果呈现出在一个转杯周长的周期内规律性变化，其变化规律为：本发明的膨体纱在前半个转杯周长的周期内，膨体效果由明显逐渐减弱，最后趋于消失，即膨体度由大至小；在后半个转杯周长的周期内，膨体效果逐渐显现并增强，最后膨体效果变为最明显，即膨体度由小变大。因此，本发明的转杯纺膨体纱与其他膨体纱相比，纱线结构外层的腈纶比例呈周期性规律变化，极大的丰富了膨体纱的种类，特别适用于装饰、时装面料等领域。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种膨体纱及其制备方法，特别是提供一种转杯纺膨体纱及其制备方法，具体地说是一种在外层中腈纶纤维和粘胶纤维的比例以一个转杯周长为周期规律性变化的转杯纺膨体纱及其制备方法。
本发明的目的之一是提供一种转杯纺膨体纱，转杯纺膨体纱由转杯纱经过热处理定型而成，在所述转杯纱的外层中腈纶纤维和粘胶纤维的比例以一个转杯周长为周期规律性变化。本发明的转杯纺膨体纱纱线内层结构稳定，纱线外层膨体效果呈现出在一个转杯周长的周期内规律性变化，其变化规律为：膨体纱在前半个转杯周长的周期内，膨体效果由明显逐渐减弱，最后趋于消失，即膨体度由大至小；在后半个转杯周长的周期内，膨体效果逐渐显现并增强，最后膨体效果变为最明显，即膨体度由小变大，与现有转杯纺膨体纱的风格相比具有显著差异。
本发明的另一个目的是提供一种转杯纺膨体纱的制备方法，将腈纶纤维和粘胶纤维通过转杯纺双分梳工艺纺成。转杯纺双分梳技术是近年来新发展的新型转杯纱技术，具体是使转杯纺纱器喂给罗拉、分梳辊和输纤通道的数量分别增加为2个，不同通道喂入不同的纤维原料，进入同一转杯，实现纺制纱线外层形态结构规律变化的膨体纱。本发明基于转杯纺双分梳技术，左右输纤通道分别喂入腈纶纤维和粘胶纤维，使纱线外层的原料在一个转杯周长的长度内周期变化。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
本发明的一种转杯纺膨体纱，为转杯纱经过热处理定型而成，所述转杯纱包括内层和外层，所述外层由中间层和表面结构层构成，所述内层由紧密充实的纤维须条加捻而成，所述中间层由比较松弛集合的纤维包缠在所述内层周围形成，所述表面结构层由少量的缠绕纤维构成，所述转杯纱由腈纶纤维和粘胶纤维组成；在所述转杯纱截面中，腈纶纤维和粘胶纤维的总的重量比例为50:50；在所述外层中，腈纶纤维和粘胶纤维的重量比例以一个转杯周长为周期规律性变化，且在所述一个转杯周长的周期内，所述腈纶纤维在所述外层中所占的比例在前半个循环周期内逐渐减小，在后半个循环周期内逐渐增大，所述腈纶纤维在所述外层中一个循环周期内的重量比例的变化趋势为直线形变化，直线的方程为：
式中，
y为腈纶纤维在所述外层所占的重量比例，上述方程的原点为所述纱线一个循环周期结束时，所述腈纶纤维在所述外层所占重量比例为100％的位置；x为沿着所述转杯纺膨体纱长度方向上在一个循环周期内所对应的位置，x的起始点为所述腈纶纤维在所述外层所占重量比例为100％的位置；r为转杯凝聚槽相对于转杯回转中心的回转半径。
转杯纱是由两个部分组成，第一部分为紧密充实的纤维须条加捻而成的内层，其结构与环锭纱相似，比较紧密，第二部分为比较松弛集合的纤维包缠在内层周围的中间层与少量缠绕纤维构成表面结构层共同组成的外层，结构较为松散。转杯纱的第一部分为纱线的主体部分，由于加捻的作用集中在纱线的内部，主要影响成纱的强力和弹性等纱线性能指标，是纱线的内层，第二部分为纱线的外层，主要影响纱线的颜色、毛羽等指标。形成上述转杯纱结构的原因在于，转杯纱成纱时，可将纤维须条成纱的形态分为三个阶段，阶段Ⅰ为在转杯凝聚槽内层层叠加的平行纤维须条，阶段Ⅱ为在凝聚槽捻度传递区内的纤维须条，阶段Ⅲ为离开凝聚槽剥离点后的纱条；阶段Ⅰ内的纤维须条呈层层叠加的状态，纤维成平行排列，无内外转移现象，此为纤维的凝聚过程，阶段Ⅱ的捻度传递区为从纱线剥离点沿其运动的相反方向到凝聚槽内纤维平行位置的须条，在此阶段，纤维须条受到凝聚槽剥离点至假捻盘之间自由纱段的捻度传递作用，形成一定长度具有捻度的纱线内层，同时出纤口进入转杯内这一区域的纤维会附着在前述具有捻度的纱线内层的表面，随着转杯的加捻作用构成中间层，阶段Ⅲ时，须条离开剥离点，在转杯、引纱罗拉以及假捻盘的共同作用下会随转杯回转，这一阶段有少量的飞入纤维也会附在纱条表面，形成中间层外表面少量缠绕纤维，即为表面结构层。最后纱条通过引纱罗拉输出形成具有一定的捻度的纱。
转杯纱的外观主要是由外层的中间层纤维决定，所述转杯纱的纱线剥离点在一个转杯的周长内会经过两个出纤口，当纱线剥离点经过其中一个出纤口时，该出纤口喂入的纤维原料会附着在捻度传递区域须条内层的外表以及离开剥离点纱条的表面，形成纱线的外层，随着转杯的转动，纱线剥离点会逐渐向下一个出纤口移动，捻度长度区域也随之移动，上一个出纤口喂入的纤维出现在须条外层的比例会逐渐减小，而下一个出纤口出现在须条外层的比例会逐渐增加，当纱线到达下一个出纤口时，上一个出纤口喂入的纤维在纱线外层所占比例会降至最低，下一个出纤口喂入纤维在纱线外层所占比例会升至最高。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种转杯纺膨体纱，所述腈纶纤维的沸水收缩率≥20％，所述粘胶纤维的沸水收缩率≤5％。
如上所述的一种转杯纺膨体纱，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维颜色相同或不同。
如上所述的一种转杯纺膨体纱，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维细度相同或不同，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维的纤维细度差异在0～20％之间。纤维的细度会影响纱线在加捻时纤维的内外转移情况，因此两种纤维的细度差异较大时，对两种纤维在所述中间层的分布影响会较大。
如上所述的一种转杯纺膨体纱，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维长度相同，且长度区间为18～76mm，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维的长度差异在0～13mm之间。
如上所述的一种转杯纺膨体纱，所述转杯纺膨体纱的支数为10～40英支，所述转杯纺膨体纱的捻度为300～1000捻/m。
如上所述的一种转杯纺膨体纱，转杯纺膨体纱内层纱线结构稳定，转杯纺膨体纱外层腈纶纤维与粘胶纤维在后道热处理过程中的收缩率不同，使纱线体表呈现膨体效果，纱线平均膨体度>20％，腈纶纤维比例大的纱段膨体度大，腈纶纤维比例小的纱段膨体度小，膨体效果随腈纶纤维比例的变化呈周期性规律变化。
本发明还提供如上所述的一种转杯纺膨体纱的纺纱方法，采用双分梳转杯纺纱技术，腈纶纤维和粘胶纤维分别喂入双分梳转杯纺纱器的两个喂给罗拉，即纺得转杯纱，转杯纱经过热处理定型得到转杯纺膨体纱。两个喂给罗拉对应的左右两个出纤口在转杯内均匀分布，左右两个出纤口的中心连线过转杯中心，即两个出纤口的夹角为180°。
作为优选的技术方案：
如上所述的纺纱方法，所述热处理定型包括加热处理和保温处理两个步骤，所述加热处理的温度为80～110℃，加热处理的时间为10～30min；所述保温处理的温度为70～80℃，保温处理的时间为10～20min。
如上所述的纺纱方法，所述双分梳转杯纺纱的工艺指标为：腈纶纤维条子定量10～25g/5m，分梳辊梳理速度为4000～9000r/min；粘胶纤维条子定量为10～25g/5m，分梳辊梳理速度为4000～9000r/min；转杯转速为4～15万r/min，转杯负压为-9000～-4000Pa。
有益效果
与现有技术相比，本发明的一种转杯纺膨体纱具有以下优点：
(1)本发明的转杯膨体纱纱线膨体风格独特，本发明的膨体纱纱线内层结构稳定，纱线外层膨体效果呈现出在一个转杯周长的周期内规律性变化，其变化规律为：本发明的膨体纱在前半个转杯周长的周期内，膨体效果由明显逐渐减弱，最后趋于消失；在后半个转杯周长的周期内，膨体效果逐渐显现并增强，最后膨体效果变为最明显；
(2)本发明的转杯纺膨体纱是由独立的腈纶条和粘胶条经双分梳转杯纺纱器纺制而成，在制造的过程不需要进行原料的混合，有利于实施。
附图说明
图1为本发明的转杯纱外层中腈纶纤维的比例变化图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的一种转杯纺膨体纱，由转杯纱经过热处理定型而成，转杯纱包括内层和外层构成，外层由中间层和表面结构层构成，转杯纱由腈纶纤维和粘胶纤维组成；在转杯纱截面中，腈纶纤维和粘胶纤维的重量比例为50:50；在外层中，腈纶纤维和粘胶纤维的重量比例以一个转杯周长为周期规律性变化，且在一个转杯周长的周期内，腈纶纤维在外层中所占的比例在前半个循环周期内逐渐减小，在后半个循环周期内逐渐增大，如图1所示，腈纶纤维在外层中一个循环周期内的重量比例的变化趋势为直线形变化，直线的方程为：
式中，
y为腈纶纤维在外层所占的重量比例，方程的原点为纱线一个循环周期结束时，腈纶纤维在外层所占比例为100％的位置；x为沿着转杯纺膨体纱长度方向上在一个循环周期内所对应的位置，x的起始点为腈纶纤维在外层所占重量比例为100％的位置；r为转杯凝聚槽相对于转杯回转中心的回转半径。
腈纶纤维的沸水收缩率≥20％，粘胶纤维的沸水收缩率≤5％。
腈纶纤维和粘胶纤维颜色相同或不同。
腈纶纤维和粘胶纤维细度相同或不同，腈纶纤维和粘胶纤维的纤维细度差异在0～20％之间。
腈纶纤维和粘胶纤维长度相同或不同，且长度区间为18～76mm，两种纤维的长度差异为0～13mm之间。
转杯纺膨体纱的支数为10～40英支，转杯纺膨体纱的捻度为300～1000捻/m。
转杯纺膨体纱内层纱线结构稳定，转杯纺膨体纱外层纱线平均膨体度>20％，膨体效果随腈纶纤维比例的变化呈周期性规律变化。
转杯纺膨体纱的纺纱方法，采用双分梳转杯纺技术，腈纶纤维和粘胶纤维分别喂入双分梳转杯纺纱器的两个喂给罗拉，即纺得转杯纱，转杯纱经过热处理定型得到转杯纺膨体纱。两个喂给罗拉对应的左右两个出纤口在转杯内均匀分布，左右两个出纤口的中心连线过转杯中心，即两个出纤口的夹角为180°。
热处理定型包括加热处理和保温处理两个步骤，加热处理的温度为80～110℃，加热处理的时间为10～30min；保温处理的温度为70～80℃，保温处理的时间为10～20min；
转杯纺的工艺指标为腈纶纤维条子定量10～25g/5m，分梳辊梳理速度为4000～9000r/min；粘胶纤维条子定量为10～25g/5m，分梳辊梳理速度为4000～9000r/min；转杯转速为4～15万r/min，转杯负压为-9000～-4000Pa。
实施例1
本实施例中，腈纶纤维原料的沸水收缩率为20％，纤维长度28mm，细度为11.2μm，粘胶纤维原料的沸水收缩率为4％，纤维长度28mm，细度为10.6μm，腈纶纤维原料的所制成的条子的定量为18g/5m，粘胶纤维原料的定量为18g/5m，腈纶纤维条由双分梳转杯纱机的左喂给罗拉喂入，粘胶纤维条由双分梳转杯纱机的右喂给罗拉喂入，左右两个出纤口在转杯内均匀分布，左右两个出纤口的中心连线过转杯中心，即两个出纤口的夹角为180°，腈纶纤维和粘胶纤维的喂入比例为50:50，左分梳辊的转速为7000r/min，右分梳辊的转速为7000r/min，转杯的转速为8万r/min，转杯负压为-6000Pa，转杯直径为43mm，左分梳辊和右分梳辊型号均为OK40，假捻盘为螺旋型，所纺转杯膨体纱的加捻捻度为800捻/m，所纺膨体纱的支数32英支。
本实施例中，热定型处理的工艺为：加热处理的温度为100℃，加热处理的时间为20min；保温处理的温度为80℃，保温处理的时间为15min。
利用此工艺参数所纺而成的膨体纱，纱线内层结构稳定，纱线外层膨体效果呈现出在一个转杯周长的周期内规律性变化，在前半个周期(0～67.5mm)的长度上，膨体效果由明显逐渐减弱，最后趋于消失；在后半个周期(67.5～135mm)的长度上，膨体效果逐渐显现并增强，最后膨体效果变为最明显。
实施例2
本实施例中，腈纶纤维原料的沸水收缩率为23％，纤维长度38mm，细度为12.5μm，粘胶纤维原料的沸水收缩率为3％，纤维长度32mm，细度为11.4μm，腈纶纤维原料的所制成的棉条的定量为25g/5m，粘胶纤维原料的定量为20g/5m，腈纶纤维条由双分梳转杯纱机的左喂给罗拉喂入，粘胶纤维条由双分梳转杯纱机的右喂给罗拉喂入，左右两个出纤口在转杯内均匀分布，左右两个出纤口的中心连线过转杯中心，即两个出纤口的夹角为180°，腈纶纤维和粘胶的喂入比例为70:30，左分梳辊的转速为6000r/min，右分梳辊的转速为6500r/min，转杯的转速为10万r/min，转杯负压为-8000Pa，转杯直径为33mm，左分梳辊的型号为OK37，右分梳辊型号为OS21，假捻盘为螺旋型，所纺膨体纱的加捻捻度为1000捻/m，所纺膨体纱的支数40英支。
本实施例中，热定型处理的工艺为：加热处理的温度为105℃，加热处理的时间为25min；保温处理的温度为80℃，保温处理的时间为20min。
利用此工艺参数所纺而成的膨体纱，纱线内层结构稳定，纱线外层膨体效果呈现出在一个转杯周长的周期内规律性变化，在一个转杯周长(103.6mm)的长度上，在前半个周期(0～51.8mm)膨体效果由明显逐渐减弱，最后趋于消失；在后半个周期(51.8～103.6mm)膨体效果逐渐显现并增强，最后膨体效果变为最明显。
Claims (8)
1.一种转杯纺膨体纱，为转杯纱经过热处理定型而成，所述转杯纱包括内层和外层，所述外层由中间层和表面结构层构成，其特征是：所述转杯纱由腈纶纤维和粘胶纤维组成；在所述转杯纱截面中，腈纶纤维和粘胶纤维的总的重量比例为50:50；在所述外层中，腈纶纤维和粘胶纤维的重量比例以一个转杯周长为周期规律性变化，所述腈纶纤维在所述外层中一个循环周期内的重量比例的变化趋势为直线形变化，直线的方程为：
式中，
y为腈纶纤维在所述外层所占的重量比例；
x为沿着所述转杯纱长度方向上在一个循环周期内所对应的位置，x的起始点为所述腈纶纤维在所述外层所占重量比例为100％的位置；
r为转杯凝聚槽相对于转杯回转中心的回转半径；
所述转杯纺膨体纱内层纱线结构稳定，转杯纺膨体纱外层纱线平均膨体度>20％，膨体效果随腈纶纤维比例的变化呈周期性规律变化。
2.根据权利要求1所述的一种转杯纺膨体纱，其特征在于，所述腈纶纤维的沸水收缩率≥20％，所述粘胶纤维的沸水收缩率≤5％。
3.根据权利要求1所述的一种转杯纺膨体纱，其特征在于，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维颜色相同或不同。
4.根据权利要求1所述的一种转杯纺膨体纱，其特征在于，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维细度相同或不同，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维的纤维细度差异在0～20％之间。
5.根据权利要求1所述的一种转杯纺膨体纱，其特征在于，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维长度相同或不同，且长度区间为18～76mm，所述腈纶纤维和所述粘胶纤维的长度差异在0～13mm之间。
6.根据权利要求1所述的一种转杯纺膨体纱，其特征在于，所述转杯纺膨体纱的支数为10～40英支，所述转杯纺膨体纱的捻度为300～1000捻/m。
7.如权利要求1～6中任一项所述的一种转杯纺膨体纱的纺纱方法，其特征是：采用双分梳转杯纺纱技术，腈纶纤维和粘胶纤维分别喂入双分梳转杯纺纱器的两个喂给罗拉，即纺得转杯纱，转杯纱经过热处理定型得到转杯纺膨体纱；
所述双分梳转杯纺纱的工艺指标为：腈纶纤维条子定量10～25g/5m，分梳辊梳理速度为4000～9000r/min；粘胶纤维条子定量为10～25g/5m，分梳辊梳理速度为4000～9000r/min；转杯转速为4～15万r/min，转杯负压为-9000～-4000Pa。
8.根据权利要求7所述的纺纱方法，其特征在于，所述热处理定型包括加热处理和保温处理两个步骤，所述加热处理的温度为80～110℃，加热处理的时间为10～30min；所述保温处理的温度为70～80℃，保温处理的时间为10～20min。
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