CN111733503A - 一种弹性长短复合纱及由其制得的纺织品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹性长短复合纱及由其制得的纺织品。该复合纱线包括芯纱和外包纱，芯纱为弹性长丝，外包纱为短纤维，芯纱和所述外包纱均为加捻纱，外包纱中含有重量加权平均长度为26mm以上的棉纤维，且该复合纱为双包纱、回捻数为其捻度的5%～30%。本发明的复合纱包芯形态稳定，与常规氨纶包芯纱相比，具备更加持久的弹性回复性。使用本发明复合纱得到的纺织品，具有优异的弹性性能，外观品质良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种长短复合纱及由其制得的纺织品，具体涉及一种弹性长短复合纱及由其制得的纺织品。
背景技术
传统的纱线的弹性大多是通过对氨纶长丝的合理利用所达成的，一般来说，这种弹性纱线是通过外包其他纤维的方法而得到。但是由于氨纶长丝大分子结构的特点，耐候性、耐温性能和耐染整加工性能均较差，特别是对含有氯的环境的耐受性非常差，极容易出现弹力纱线或织物在连续使用较长一段时间后发生弹性损失、应力松弛的现象，而且可染性和耐洗性差，成品面料容易出现氨纶脆化断裂的疵点、芯丝外露的疵点等。虽然业内也考虑过使用其它弹性长丝替代氨纶长丝，但依然存在很多问题。
比如，专利文献CN102454004A中公开了一种复合弹性长丝包芯纱织物及其制备方法，以PTT/PET并列复合弹性长丝为芯纱，外包天然纤维和/或化学纤维，经过湿热处理后，PTT/PET复合单纤维形成高卷曲，从而具备弹性。但是，在无规则的收缩特性下，湿热处理后的长丝具备了数量很多的无规则扭矩，容易出现因收缩不匀而导致布面不平整的问题发生，更甚者在低密度简易组织面料中，还会出现布面回缩扭结的问题，大大影响了面料的整体风格。
又如，专利文献CN101649515A中公开了一种有捻包芯复合纱线及其工艺和织物，由短纤维丝束作外包纱，长丝作芯丝，外包纤维与芯丝都处于有捻状态，成品纱线及织物柔软、蓬松。但是，仅靠施加外包纤维的捻度，不能保证纱体自身结构的稳定性，而且容易出现外包纤维脱落，芯纱裸露的问题，包芯形态不够稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种包芯结构稳定，具有耐久弹性的长短复合纱及由其制得的外观品质良好的纺织品。
本发明的技术解决方案：
一种弹性长短复合纱，包括芯纱和外包纱，芯纱为弹性长丝，外包纱为短纤维，芯纱和外包纱均为加捻纱，外包纱中含有重量加权平均长度为26mm以上的棉纤维，且复合纱为双包纱、 回捻数为其捻度的5%～30%。
本发明的长短复合纱，包芯结构稳定，与常规氨纶包芯纱相比，具备更加持久的伸长弹性特性，由其制得的纺织品，外观品质良好，强力佳、抗起毛起球性良好，而且免烫保型性优异。
附图说明
（1）图1为原纱在胚纱时期的纵面状态示意图，其中1为芯纱、2为外包纱。
（2）图2为本发明的受挤压变形后纱体费雷特直径的测试方法示意图。
具体实施方式
本发明的弹性长短复合纱，包括芯纱和外包纱，芯纱为弹性长丝，外包纱为短纤维，芯纱和外包纱均为加捻纱，外包纱中含有重量加权平均长度为26mm以上的棉纤维，且复合纱为双包纱、 回捻数为其捻度的5%～30%。
其中，芯纱和外包纱均为加捻纱，芯纱的捻向与外包纱的捻向相同或相反。当芯纱的捻向与外包纱的捻向相同时，外包纱的捻向一定程度上对长丝的无规则扭矩起到了约束作用，防止长丝在包芯结构中出现露芯的情形，该方案尤其适合芯纱与外包纤维呈偏心结构的情况。当芯纱的捻向与外包纱的捻向相反时，不仅能起到类似约束长丝扭矩的作用，而且伴随芯丝的收缩变形，可在芯丝及外包纤维之间形成握持力的作用，更为有效地防止短纤维在后续编织使用时脱落的发生。本发明中，优选芯纱的捻向与外包纱的捻向相反。
本发明的外包纱中含有重量加权平均长度为26mm以上的棉纤维。使用棉纤维主要是基于棉纤维具有较高的回潮率以及棉纤维表面的螺旋扭曲的结构特征，可以有效地减少化纤类产品纺纱时的静电，或与其他各种纤维混纺时，可增强纤维整体之间的抱合作用，减小滑移。并且棉纤维干湿状态下弯曲刚度适中，比麻、毛等一类弯曲刚度小，用于包覆时外观均匀，可减少毛羽的发生。这里的平均长度是针对棉纤维原料长度进行计量的参数之一。当外包纱所用的棉纤维平均长度低于26mm时，单根纤维沿复合纱长度方向所能延伸的长度相对较短，若想使该纤维长度外包纱与26mm以上的纤维长度外包纱达到相同的捻度，则前者的外包纤维会受到比后者相对更强的垂直与纱体轴向向里的握持力，外包纱的包覆性差。本发明中优选棉纤维的重量加权平均长度为29mm以上，在此范围内，在梳棉工序加工中，可以更为有效地降低落棉率，后续各道工程中由于纤维长度均匀性更佳，与牵伸隔距的配合性更高，可有效改善最终成纱的条干不匀；外包短纤维对弹性长丝的抱合稳定性更佳。考虑到在纺制同样支数的纱线过程中，沿长度方向延伸的路径变长，能够起到更好的外包效果，另外在该重量加权长度范围下的棉纤维，长度整齐度及成熟度趋近一致的程度高，既可有效降低梳棉落棉率，提高纺纱效率，又能改善纱线最终的条干和毛羽等状态，因此本发明中更优选棉纤维的重量加权平均长度为31～39mm。
本发明中上述棉纤维的含量优选为100重量%。一方面，考虑到棉纤维形态上的天然卷曲和纤维表面特征，作为本发明外包纱时，纤维间摩擦力比其他同规格含表面油剂的纤维要好，纱线外包纱成型更好；另一方面，由100%棉纤维作外包纱，可以使纱线得到更好的伸长弹性率。
考虑到本发明的复合纱具有一般短纤纱所固有的回捻特性，即纤维集合体间通过加捻集束，纤维体间扭矩无法完全抵消所形成的特征属性，使得复合纱具有一定大小的沿自身轴向的扭矩，在卷绕成型时可起到包缠芯纱的作用。
考虑到既要能满足纱体充分的包覆效率，避免露芯的发生，又要能有效防止布面扭结问题的发生，同时考虑复合纱的弹性回复性，因此，本发明中复合纱的回捻数为其捻度的5%～30%。作为优选，本发明复合纱的回捻数为其捻度的10%～20%。本发明中当回捻数低于其捻度的10%时，可能引起卷装纱线退圈时，里层和外层同时退出的现象；当回捻数高于其捻度的20%时，布面疵点有增加的趋势。本发明中，根据GB/T 2543.2-2001标准，将所测数值落入差异范围3%以内的认为是同一水平。
本发明的复合纱为双包纱，通过双包结构赋予复合纱更为优越的包覆性，不易出现芯纱露出的问题。
本发明中芯纱为弹性长丝。这里的弹性长丝是指伸缩复原率在35%以上长纤维。作为优选，芯纱为双组份并列型复合纤维。双组份并列型复合纤维具有受热处理后发生长度方向收缩的特性，复合纱可随着芯纱长丝收缩，这样一来纱体就具有了一定规律的弹性伸长特征。本发明中所述的双组份并列型复合纤维包含但不限于聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯复合纤维（PET/PBT），高低粘度聚对苯二甲酸乙二酯复合纤维（PET/PET）等。本发明中，优选芯纱选用卷曲数60个/25mm以上的并列型复合纤维，更优选上述并列型复合纤维为假捻加工纱。
费雷特直径是一种对无规则物体直径大小的表征方法，它是指沿一定方向测得的无规则物体投影轮廓两边界平行线间的距离。本发明的复合纱，在上述实验条件下，沿复合纱长度方向上可发生收缩变形，促使纱线的局部长丝密度增大，费雷特直径发生增大。复合纱在经过90℃水浴处理20分钟后，由于芯纱长丝在片段长度上卷曲变强，具备了较高的弹性，在满足短纤维紧密抱和芯纱的前提下，可形成复合纱拉伸-伸长-回复的弹性特征。当复合纱的费雷特直径增长率小于10%时，芯纱长丝的弹性不足以影响复合纱整体，复合纱的弹性有下降的趋势；费雷特直径增长率大于40%，外包短纤维对芯纱的包覆效果有下降的趋势，有出现露芯的危险。
芯纱和外包纱可以为几何中心相互重合的同心结构排列，也可以为几何中心发生偏移且未发生重合的偏心结构排列。在纱体完整性及无露芯发生得到保证情况下，偏心结构并不影响到复合纱整体的弹性。优选地，芯纱和外包纱为同心结构排列。
本发明中在纺纱加工阶段需要先将弹性长短复合纱管装的细纱置于60℃的蒸纱环境中40分钟后，冷却晾干后进行络筒工程，络筒工程结束后，将卷装纱线置于20±2℃，湿度65±5%的实验室环境中48小时，最终对其回捻数、包覆性、费雷特直径增长率以及伸长弹性率进行测试与评价。
选用包括本发明的弹性长短复合纱进行织造，经过一系列常规织物整理工艺后，制得最终成品。该成品可以是梭织面料，也可以是针织面料。所得梭织面料或针织面料的伸长率均可达到10%以上，并且所得梭织面料在经、纬向60分钟时定负荷弹性伸长回复率均达到75%以上，所得针织面料横、纵向60分钟时定负荷弹性伸长回复率均达到85%以上。
本发明中所涉及的各参数的测试计算方法如下。
（1）长丝卷曲数
按照JIS L 1015:2010 8.12.1 标准。
（2）纱线捻向
a.对于有捻趋势的连续长丝，只需手执50cm长度的单股丝的两端，确保在无意外退、加捻的状态下平展伸直，后缓慢向中间移动，同时观察悬垂纱线的旋转方向即可，直至移动至两手间距约10cm时：顺时针旋转则长丝为S捻，相反地，逆时针则长丝为Z捻；
b.对于有捻趋势的短纤维,捻向测试方法为本领域公知，此处不做赘述。
（3）纱线的捻度
按照GB/T 2543.2-2001标准。
（4）费雷特直径
使用费雷特直径度量纱线断面的空间变化，是基于纱线横截面在各个方向上形态的不规则现状所决定的，即经过纱体的中心，任意方向的直径。将本发明的长短复合纱置于90℃水浴处理20分钟后，测算每隔10°的一个直径数值，取平均值记为该横截面位置的费雷特直径。本发明中，针对外包纱纤维散逸复合纱主体过远的情况，规定在横截面位置上，用直线段连接各单根外逸纤维和复合纱的几何中心，使该直线与横截面边界相交一点，记录直线段的长度及该交点到几何中心的线段长度，若前者长度超过后者的1.2倍，则作挑除处理。若同一个横截面上发生数超过10点，则该横截面不可再作测量，需另取试样。
（5）复合纱的回捻数
无加捻或解捻地取出长度约1.5m复合纱线，并在取样后于整段纱线的中心处悬挂可沿纱体自由滑动的荷重，荷重大小为0.002g/旦尼尔×纱线旦尼尔数，对折纱线后静置3min，待纱体自行旋转达到平衡后，测试对折纱段实际加捻个数，折算到每米捻回数即为该复合纱的回捻数。
（6）重量加权纤维长度
按照GB/T 13779-2008：《棉纤维长度试验方法 梳片法》所记载的方法。
（7）纱线包覆性评价
随机选定10人进行评价打分，首先，人为拉直50cm纱线，使其紧贴在克重140g/m2的针织单面起绒面料上往复摩擦10回，观察纱线表面外包短纤维的滑脱状态。摩擦部短纤维完全滑脱，露出芯纱记为0分；摩擦部短纤维正常，对照原纱无明显毛羽记为5分，每人总分50分，合计500分。470分以上为优，440分≤总得分＜470分为良，410分≤总得分＜440分为一般，总得分小于410分为差。
（8）纱线伸长弹性率
按照JIS L1905：2010（A法）所记载的方法。
下面结合实施例及比较例对本发明作进一步说明。
（9）成品面料的检查
使用常规面料验布机，对幅宽1.0m，长度为10m的的成品面料表面进行检查，统计因芯丝断裂或芯丝外露造成的外观疵点的总数。疵点总数5个以下，外观品质为良好。疵点总数大于5个，外观品质为差。
（10）长丝伸缩复原率
按照JIS L1013：2010 8.12绞丝法所记载的方法。
实施例1
首先采用棉纤维（新疆长绒棉），配棉后重量加权平均长度34mm，使用清梳联合机进行棉纤维的梳理，梳棉机锡林转速350rpm，刺辊转速680rpm，道夫转速18rpm，梳棉条定量20g/5m，锡林到活动盖板隔距9inch/1000，制得棉100%生条；再进行精梳工序，精梳机锡林钳次400钳次/min，精梳落棉10.0%，制得精梳棉条，定量18g/5m；再并条，一并17g/5m，二并15g/5m，粗纱3.4g/10m，粗纱捻系数为0.6，得到棉100%粗纱作为本发明的外包纱。
然后在细纱机上，将预先施加Z向350捻/米、75D/24f的 PBT/PET DTY从前罗拉与皮圈中间喂入，调整PBT/PET DTY与两根粗纱并列喂入的距离，使该DTY的中心恰好与前述棉纤维束成同心特征排列，在前罗拉出口处进行S向加捻后复合，捻度设定为834捻/米、支数设定为32s，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例2
复合时的捻度设定为845捻/米，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例3
复合时的捻度设定为600捻/米，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例4
将PBT/PET DTY换为捻向为Z、捻度350捻/m的75D/36f-PET高弹DTY，复合时的捻度设定为830捻/m，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例5
选用重量加权平均长度27mm细绒棉（新疆细绒棉），梳棉机锡林-活动盖板隔距7inch/1000，精梳机钳次380钳次/min，精梳落棉率16%，复合时捻度设定为825捻/米，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例6
选用重量加权平均长度27mm细绒棉（新疆细绒棉），复合时捻度设定为640捻/米，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例7
选用重量加权平均长度29mm细绒棉（新疆细绒棉），捻度设定为830捻/米，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例8
采用同实施例7的精梳棉条，与平均长度38mm涤纶短纤维所制梳棉棉条的预并条进行并合，调整比例50/50，制得涤/棉混纺外包纱，复合时的捻度设定为830捻/m，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例9
细纱捻向为Z向，复合时的捻度设定为819捻/m，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例10
选用重量加权平均长度为32mm的新疆长绒棉，捻度设定为830捻/米，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
实施例11
选用重量加权平均长度为37mm的新疆长绒棉，捻度设定为830捻/米，其余同实施例1，制得本发明的弹性长短复合纱。具体结果见表1。
由实施例1～11的弹性长短复合纱，在18G针织圆机上编织1+1罗纹组织面料，经过精炼-染色-整理-烘干工程后，得到具有良好伸长率和伸长回复率且外观品质良好的面料。在面料检查机上进行检查，检查结果记入表1。
比较例1
选用重量加权平均长度为25mm的细绒棉，捻度设定为830捻/米，其余同实施例1，得到弹性长短复合纱。具体结果见表1。
比较例2
未采用PBT/PET DTY，复合时的捻度设定为846捻/m，其余同实施例1，制得棉100%的单股纱线。具体结果见表1。
比较例3
将PBT/PET DTY换为70D氨纶长丝（拉伸3.5倍），进行包芯加工，捻度设定为810捻/米，其余同实施例1，制得氨纶弹性包芯纱。具体结果见表1。
比较例4
复合时的捻度设定为580捻/米，其余同实施例1，制得弹性长短复合纱。具体结果见表1。
由比较例1～4分别加工所得纱线，在18G针织圆机上编织1+1罗纹组织面料，经过精炼-染色-整理-烘干工程后，得到成品面料。在面料检查机上进行检查，检查结果记入表1。
表1
根据表1，
（1）由实施例2和实施例1可知，同等条件下，回捻数/捻度为21.9%的复合纱和回捻数/捻度为19.3%的复合纱相比，两者的包覆性、伸长弹性率均相当，但前者的疵点个数略多于后者。
（2）由实施例1与实施例5可知，同等条件下，选用重量加权平均长度为34mm的棉纤维加工所得复合纱和选用重量加权平均长度为27mm的棉纤维加工所得复合纱相比，前者的包覆性好、伸长弹性率高、布面外观好（疵点少）。
（3）由实施例1与实施例4可知，同等的条件下，使用PBT/PET双组份DTY作为芯纱所得复合纱和使用PET单组份DTY所得复合纱相比，前者的包覆性优于后者，两者的布面外观相当，而伸长弹性率要优于后者。
（4）由实施例8与实施例7可知，同等条件下，外包纱为涤50%棉50%的复合纱和外包纱为棉100%的复合纱相比，两者的包覆性、弹性伸长及成品外观品质均为相当水平。
（5）由实施例9与实施例1可知，同等条件下，芯纱与外包纱的捻向相同的复合纱和芯纱与外包纱的捻向相反的复合纱相比，两者的弹性伸长相当，但前者的包覆性略不及后者，而且前者的疵点个数略多于后者，外观品质略差一点。
（6）由比较例1与实施例5可知，在同等条件下，选用重量加权平均长度为25mm的棉纤维加工所得复合纱和选用重量加权长度为27mm的棉纤维加工所得复合纱相比，前者的包覆性差，弹性伸长不及后者，而且前者的布面疵点多，外观品质差。
（7）由比较例2与实施例1可知，同等条件下，无芯纱的复合纱和芯纱为PBT/PET双组份长丝的复合纱相比，两者的包覆性相当，前者的伸长弹性率远不及后者。
（8）由比较例3与实施例1可知，同等条件下，芯纱为氨纶的复合纱和芯纱为PBT/PET双组份DTY的复合纱相比，两者的包覆性和伸长弹性率均相当，前者的的布面疵点多，外观品质差。
（9）由比较例4与实施例3可知，同等条件下，回捻数/捻度为4.1%的复合纱和回捻数/捻度为8.5%的复合纱相比，前者的包覆性差，伸长弹性率低，布面疵点个数也明显多于后者，外观品质差。
Claims (6)
1.一种弹性长短复合纱，包括芯纱和外包纱，所述芯纱为弹性长丝，所述外包纱为短纤维，其特征是：所述芯纱和所述外包纱均为加捻纱，所述外包纱中含有重量加权平均长度为26mm以上的棉纤维，且所述复合纱为双包纱、回捻数为其捻度的5%～30%。
2.根据权利要求1所述弹性长短复合纱，其特征是：所述回捻数为其捻度的10%～20%。
3.根据权利要求1或2所述弹性长短复合纱，其特征是：形成所述芯纱的单纤维为双组份并列型复合纤维。
4.根据权利要求1或2所述弹性长短复合纱，其特征是：所述棉纤维的重量加权平均长度为29mm以上。
5.根据权利要求1或2所述弹性长短复合纱，其特征是：所述复合纱经过90℃水浴处理20分钟后，测得其费雷特直径增长率为10%～40%。
6.一种包含权利要求1所述弹性长短复合纱的纺织品。
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