CN112011870A - 一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法。本发明包括以下步骤：(1)确定混纺纱中纤维的种类及其质量百分含量；(2)选择混纺纱中纤维的其中之一作为参照纤维，根据混纺纱中纤维n的质量百分含量X_n、平均体积密度ρ_n、平均横截面积S_n，分别得到其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维；(3)确定参照纤维的根数N_参照纤维，根据其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维，分别得到其他纤维的根数N_其他纤维；(4)根据纤维n的根数N_n，确定纤维n的纯纺单纱的根数M_n；(5)将不同纤维的纯纺单纱解捻，再合并、加捻成混纺纱。本发明的制备方法能够快速、准确制备成分含量分布均匀的混纺纱。

Description

一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，特别涉及一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法。

背景技术

目前获取多组分混纺的标准纱线来源主要是两个：一是采用传统的纺纱工艺，将多组分纤维的纤维压缩包按一定配比规律，放置在抓棉机下抓取微细纤维束，接着均匀混合、梳理、并条、粗纱和细纱，最后络筒；二是从目前市场上海量的样品中选取，再采用化学溶解法测定，得到可参考的多组分混纺纱。

从以上方法看，目前的多组分纤维混纺纱制备方法有以下不足：(1)传统生产用设备，至少需要5个以上棉包，每个棉包200斤以上，共1000多斤的混纺用纤维棉包，成本高；(2)制备流程长，需要经过抓棉工序、开棉工序、松棉工序、除杂工序、混棉工序、梳棉工序、并条工序、粗纱工序、细纱工序、络筒工序，工序极长；(3)耗费时间、设备投入成本、人员成本极高；(4)由于变化组分的成本极高，传统纺纱工艺绝不会轻易变换组分，增加工艺不稳定性和造成成熟生产设备的污染，所以目前传统工艺技术难以获取理想的含某特定组分纤维的混纺纱、某特定组分纤维含量的混纺纱；(5)由于纺纱工艺的水平参差不齐、纤维的长度不均匀，造成所纺纱线长度方向、各纤维的成分含量分布极不均匀；(6)由于难以获得成分含量均匀的组合的纤维混纺纱作为标准样品，造成很难对快速检测技术和智能检测技术可靠性、准确性、重复性、重现性进行检验，难以使这些技术获得行业的高认可度和实现实用化；(7)从市场选取样品后，采用化学溶解法，使用大量化学溶剂测定采集的样品的成分含量，例如，对双组份的样品进行检测，每个样品需耗费250mL化学试剂，测试2个平行样取平均值，需用500mL化学试剂，约0.5公斤，若要筛选多种面料，则需要耗费大量的化学试剂，如对多组分或者新纤维组分时，则需要耗费更大量的化学试剂，所以这种从市场找样品的方法需要耗费大量的化学溶剂；(8)从市场采集样品的方法还是难以找到许多行业使用较少的混纺品种。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法。本发明能够解决制备多组分纤维混纺纱周期长、成本高的问题，提供了一种快速、准确制备纤维成分含量分布均匀的混纺纱的方法。该方法可制备各种成分含量成分比例准确的混纺纱，可作为各种快速、智能检测技术检验、校正用的混纺纱标准物质。直接将不同纤维的纯纺单纱解捻，再合并、加捻成混纺纱，无需经过传统工序的抓棉工序、开棉工序、松棉工序、除杂工序、混棉工序、梳棉工序、并条工序、粗纱工序、细纱工序、络筒工序。

本发明采用以下技术方案：

一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，包括以下步骤：

(1)确定混纺纱中纤维的种类及其质量百分含量；

(2)选择混纺纱中纤维的其中之一作为参照纤维，根据混纺纱中纤维n的质量百分含量X_n、平均体积密度ρ_n、平均横截面积S_n，根据公式：N_其他纤维/N_参照纤维＝(X_其他纤维×S_参照纤维×ρ_参照纤维)/(X_参照纤维×S_其他纤维×ρ_其他纤维)，分别得到其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维；

(3)确定参照纤维的根数N_参照纤维，根据其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维，分别得到其他纤维的根数N_其他纤维；

(4)根据纤维n的根数N_n，确定纤维n的纯纺单纱的根数M_n；

(5)将不同纤维的纯纺单纱解捻，再合并、加捻成混纺纱。

优选地，混纺纱中纤维种类选自超细短纤维和/或长丝纤维。

进一步优选地，所述超细短纤维选自天然超细短纤维。

进一步优选地，其中所述天然超细短纤维选自棉纤维、麻纤维、韧皮纤维、毛纤维、绒纤维和蛋白质丝纤维中的一种或多种。

进一步优选地，所述长丝纤维选自天然长丝纤维、再生纤维、合成纤维和无机纤维中的一种或多种。

进一步优选地，所述天然长丝纤维选自蚕丝和蜘蛛丝中的一种或两种；

再生纤维选自再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维中的一种或两种；所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、天丝纤维、莫代尔纤维、蒲葵纤维、菠萝纤维和香蕉纤维中的一种或多种；所述再生蛋白质纤维选自大豆纤维、再生毛绒纤维、再生蛋白质丝纤维、明胶纤维和壳聚糖纤维中的一种或多种；

所述合成纤维选自涤纶纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、橡胶纤维、聚四氟乙烯纤维、芳纶纤维、碳纤维和聚氨酯纤维中的一种或多种；

所述无机纤维选自玻璃纤维、陶瓷纤维和金属纤维中的一种或多种。

根据本发明的技术方案，n代表某一具体种类的纤维。

优选地，在步骤(2)中，选择混纺纱中最难纺制为纯纺单纱的纤维或质量百分含量最高的纤维作为参照纤维。

根据本发明的技术方案，步骤(2)中的参照纤维根据该纤维进行混纺的难易程度或其组分含量对其它组分影响程度而选择。一般地，最难混纺的纤维由于最难纺制为纯纺单纱，所以形成的纯纺单纱的规格较少，其纯纺单纱均匀性和横截面纤维根数难以调控。以最难混纺的纤维为参照纤维能够确保后续其他纤维的纯纺单纱选择更为容易，因此一般以最难混纺的纤维作为参照纤维。更一般地，如果混纺纱中纤维包含超细短纤维，则选择超细短纤维作为参照纤维。本领域技术人员可以根据纤维的特性、纺制为纯纺单纱的工艺、工艺成本确定纤维的纺制为纯纺单纱的难易程度。

此外，也可以以其组分含量对其它组分影响程度最为显著，即质量百分含量最高的纤维作为参照纤维。

根据本发明的技术方案，步骤(2)中，根据各纤维的质量百分含量，结合各纤维的平均体积密度、平均横截面积，而得到不同纤维与参照纤维的根数比例。具体方法如下：设定不同的纤维的平均长度均为L，分别测量具体纤维n的平均体积密度为ρ_n、平均横截面积S_n，并根据纤维n在混纺纱中的质量百分含量X_n而计算根数N_n。更具体地，质量百分含量公式可由公式X＝(N×L×S×ρ)/总质量×100％计算，因此例如纤维1和纤维2的根数比例N₂/N₁由计算公式(N₂×S₂×L×ρ₂)/(N₁×S₁×L×ρ₁)＝X₂/X₁进一步变换N₂/N₁＝(X₂×S₁×ρ₁)/(X₁×S₂×ρ₂)得出。如此类推，分别得到其他纤维与参照纤维的根数比例。

根据本发明的技术方案，在步骤(3)中，可根据实际需要，确定参照纤维的根数，而通过确定参照纤维的根数，结合前述其它纤维与参照纤维的根数比例，进一步得到其他纤维的根数。

正如上所述，由于参照纤维一般选自最难纺制为纯纺单纱的纤维或质量百分含量最高的纤维。其中由于某些纤维所形成的纯纺单纱规格较少，因此参照纤维的根数可以是当前最先进纺纱技术和纺丝技术可制造的纯纺单纱根数的整数倍。而在本发明中，需要考虑当前最先进纺纱技术和纺丝技术可制造的纯纺单纱的横截面具有的纤维根数，以及根据最终混纺纱粗细及横截面上纤维总根数对其可织性的影响，从而确定参照纤维的根数。

根据本发明的技术方案，术语“纯纺单纱”为以某一纤维编织的纱线。本发明的纤维可以由纯纺单纱提供。纯纺单纱横截面具有的纤维n根数y，表明该纯纺单纱由y根纤维n编织而成。

在步骤(4)中，根据纯纺单纱横截面具有的纤维根数为y，确定M根纯纺单纱，使得该纤维的根数N＝M×y。类似地，如果一种纤维由不同的纯纺单纱提供，则分别根据该纤维的不同纯纺单纱横截面具有的纤维根数，选择不同纯纺单纱的根数，使得最终达到该纤维的根数。例如，纯纺单纱1横截面具有y1根所选纤维，纯纺单纱2横截面具有y2根所选纤维，则选择纯纺单纱1的根数为M1，纯纺单纱2的根数为M2，使得该纤维n的根数N_n＝M1×y1+M2×y2。也就是说，根据纤维的相应根数，即可确定该纤维的纯纺单纱的根数。

一般地，对于参照纤维，选择依据当前最先进纺纱技术和纺丝技术可制造参照纤维的最细最均匀规格纯纺单纱作为参照纤维的纯纺单纱。

为了提高复合纱的强力、弹性、耐磨性等可织性指标，优选地，其中混纺纱中纤维的根数总和为100-600根。

进一步优选地，其中混纺纱中纤维的根数总和为100-400根。

优选地，将纤维解捻70％-80％。

一种成分含量分布均匀的混纺纱，由包括以下步骤的方法制备而成：

(1)确定混纺纱中纤维的种类及其质量百分含量；

(2)选择混纺纱中纤维的其中之一作为参照纤维，根据混纺纱中纤维n的质量百分含量X_n、平均体积密度ρ_n、平均横截面积S_n，根据公式：N_其他纤维/N_参照纤维＝(X_其他纤维×S_参照纤维×ρ_参照纤维)/(X_参照纤维×S_其他纤维×ρ_其他纤维)，分别得到其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维；

(3)确定参照纤维的根数N_参照纤维，根据其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维，分别得到其他纤维的根数N_其他纤维；

(4)根据纤维n的根数N_n，确定纤维n的纯纺单纱的根数M_n；

(5)将不同纤维n的纯纺单纱解捻，再合并、加捻成混纺纱。

本发明的有益效果：

(1)本发明的制备方法可以快速、准确地、可调节地制备多组分混纺纱，包括特定纤维组分、特定质量百分含量的混纺纱，得到的混纺纱的纤维成分含量分布均匀；

(2)本发明的多组分混纺纱易于制备，因此解决了多组分混纺纱物质获取来源受限的难题；

(3)本发明的制备方法制备的混纺纱各组分含量明确，避免在后续混纺纱各组分含量测定中消耗大量有毒有害化学试剂。

具体实施方式

下面通过具体实施方式详细说明本发明。

实施例1

一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，包括以下步骤：

(1)确定混纺纱中纤维的种类分别涤纶纤维和棉纤维，其中涤纶纤维质量百分含量X_涤纶纤维为35％，棉纤维质量百分含量X_棉纤维为65％；

(2)棉纤维是天然短纤维，其纯纺单纱均匀性和横截面纤维根数难以调控，因此选择棉纤维作为参照纤维，棉纤维的平均体积密度ρ_棉纤维为1.54g/cm³，棉纤维的平均横截面积S_棉纤维为π×(10μm)²；涤纶纤维的平均体积密度ρ_涤纶纤维为1.38g/cm³，涤纶纤维的平均横截面积S_涤纶纤维为π×(8μm)²，根据公式N_涤纶纤维/N_棉纤维＝(X_涤纶纤维×S_棉纤维×ρ_棉纤维/(X_棉纤维×S_涤纶纤维×ρ_涤纶纤维)，得到涤纶纤维/棉纤维的根数比例N_涤纶纤维/N_棉纤维为0.94；

(3)为了提高复合纱的强力、弹性、耐磨性等可织性指标，确定参照纤维(棉纤维)的根数为67根；得到涤纶纤维的根数为63根，使混纺纱中纤维的根数总和为130根。

(4)1根150英支棉纤维纯纺单纱横截面上平均棉纤维根数为13.3根，确定参与混纺合并用150英支棉纤维纯纺单纱的根数为M_棉纤维5根；横截面涤纶纤维根数为50根、10根、2根和1根的涤纶纤维纯纺单纱各1根，确定涤纶纤维纯纺单纱根数M_纯纺单纱为4根；

(5)5根棉纤维纯纺单纱、4根涤纶纤维纯纺单纱解捻70％，再合并、加捻，最后复合成涤纶纤维和棉纤维混纺纱。

其中，按照实施例1的混纺纱采用传统纺纱工序，在抓棉工序需放4包棉纤维包、2包涤纶短纤维包，经过10天时间的抓取、开棉、松棉、除杂、混棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒，需要20多人的团队才能完成涤棉混纺纱的纺制，设备和厂房建设需要1000万以上。采用国家标准的化学溶解法进行成分含量测试，先烘干并称重样品，得到涤棉混纺纱的总干重Q_总，采用较大量浓度为65％的浓硫酸溶解棉纤维，接着用大量氨水中和，再用大量的清水清洗剩下的涤纶纤维，烘干称重得到涤纶纤维的含量Q_涤纶，分别计算得到涤纶纤维和棉纤维的质量百分含量，涤纶纤维质量百分含量为33％，棉纤维质量百分含量为67％，与设定的含量偏差2％。该传统方法生产周期长，调整生产工艺难度极大，设备和人工成本极大，各组分质量百分比的准确性不高。

而实施例1中称重5根长度1000米的棉纤维纯纺单纱干重为19.2g，4根1000米涤纶纤维纯纺单纱的干重为10.5g。只需1人0.5小时即可纺制出来，只需要2台价值1000元的捻度仪即可生产，操作极其简单方便。由合并前两种纤维的干重计算得到涤纶纤维的质量百分含量为35.4％，棉纤维质量百分含量为64.6％，之比设定的质量百分含量偏差0.4％，准确性高。可见本发明方法可极大缩短生产周期、降低成本，可任意调控混纺比、可随时快速安排纺制生产。

实施例2

一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，包括以下步骤：

(1)确定混纺纱中纤维的种类分别麻纤维和棉纤维，其中麻纤维质量百分含量X_麻纤维为10％，棉纤维质量百分含量X_棉纤维为90％；

(2)麻纤维是短纤维，麻纤维纯纺单纱的均匀性和横截面内纤维根数比棉纯纺单纱更加难以控制，因此选择麻纤维作为参照纤维，麻纤维的平均体积密度ρ_麻纤维为1.52g/cm³，麻纤维的平均横截面积S_麻纤维为π×(15μm)²；棉纤维的平均体积密度ρ_棉纤维为1.54g/cm³，棉纤维的平均横截面积S_棉纤维为π×(10μm)²，根据公式N_棉纤维/N_麻纤维＝(X_棉纤维×S_麻纤维×ρ_麻纤维)/(X_麻纤维×S_棉纤维×ρ_棉纤维)，得到棉纤维/麻纤维的根数比例N_棉纤维/N_麻纤维为20.5；

(3)为了提高复合纱的强力、弹性、耐磨性等可织性指标，确定参照纤维(麻纤维)的根数N_麻纤维为19根；得到棉纤维的根数N_棉纤维为389.5根，混纺纱中纤维的根数总和为408.5根。

(4)1根100英支麻纤维纯纺单纱横截面上平均棉纤维根数为9.4根，确定100英支麻纤维纯纺单纱的根数M_麻纤维为2根；横截面棉纤维根数为40根、22.8根、6.7根的棉纤维纯纺单纱各9根、1根、1根，确定棉纤维纯纺单纱根数M_棉纤维为11根。

(5)11根棉纤维纯纺单纱、2根麻纯纺单纱解捻80％，再合并、加捻，最后复合成棉纤维和麻纤维混纺纱。

其中，按照实施例2的混纺纱采用传统纺纱工序，在抓棉工序需放9包棉纤维包、1包麻纤维包，经过15天时间的抓取、开棉、松棉、除杂、混棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒，需要25多人的团队才能完成麻和棉混纺纱的纺制，设备和厂房建设需要1500万以上。采用国家标准的显微镜投影法进行成分含量测试，制备麻棉纤维切片，每根长度在1mm以上，测定分别测定纵向排列的棉纤维和麻纤维的等效直径，测定根数200根以上；再分别测定麻纤维和棉纤维平均横截面积，每种纤维的测定根数为1000根以上，再根据每种纤维的体积密度，计算每种纤维的质量百分含量，测得麻纤维质量百分含量为13％，棉纤维质量百分含量为87％，与设定的含量偏差3％，棉纤维在开松除杂过程中，断裂成碎片，去除了许多棉籽、叶子等杂质后，棉纤维质量含量变少许多。该传统方法生产周期长，调整生产工艺难度极大，设备和人工成本极大，各组分纤维质量百分比的控制准确性低。

而实施例2中称重11根长度1000米的棉纤维单纱干重为107.3g，2根1000米麻纤维单纱的干重为11.66g。只需1人0.5小时即可纺制出来，只需要2台价值1000元的捻度仪即可生产，操作极其简单方便。由合并前两种纤维的干重计算得到麻纤维的质量百分含量为9.8％，棉纤维质量百分含量为90.2％，之比设定的质量百分含量偏差0.2％，准确性高。可见本发明方法可极大缩短生产周期、降低成本，可任意调控混纺比、可随时快速安排纺制生产。

实施例3

一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，包括以下步骤：

(1)确定混纺纱中纤维的种类分别为粘胶纤维、毛纤维和腈纶纤维，其中粘胶纤维质量百分含量X_粘胶纤维为30％，毛纤维质量百分含量X_毛纤维为40％，腈纶纤维质量百分含量X_腈纶纤维为30％；

(2)毛纤维是短纤维，毛纤维纯纺单纱的均匀性和横截面内纤维根数最难控制，因此选择毛纤维作为参照纤维，毛纤维的平均体积密度ρ_毛纤维为1.34g/cm³，毛纤维的平均横截面积S_毛纤维为π×(25μm)²；粘胶纤维的平均体积密度ρ_粘胶纤维为1.55g/cm³，粘胶纤维的平均横截面积S_粘胶纤维为π×(10μm)²；腈纶纤维的平均体积密度ρ_腈纶纤维为1.18g/cm³，腈纶纤维平均横截面积S_腈纶纤维为π×(12μm)²；

根据公式N_粘胶纤维/N_毛纤维＝(X_粘胶纤维×S_毛纤维×ρ_毛纤维)/(X_毛纤维×S_粘胶纤维×ρ_粘胶纤维)，得到粘胶纤维/毛纤维的根数比例N_粘胶纤维/N_毛纤维为4.1；根据公式N_腈纶纤维/N_毛纤维＝(X_腈纶纤维×S_毛纤维×ρ_毛纤维)/(X_毛纤维×S_腈纶纤维×ρ_腈纶纤维)，得到腈纶纤维和毛纤维的根数比例N_腈纶纤维/N_毛纤维为3.7。

(3)为了提高复合纱的强力、弹性、耐磨性等可织性指标，确定参照纤维(毛纤维)的根数N_毛纤维为23根；得到粘胶纤维的根数N_粘胶纤维为95根；得到腈纶纤维的根数N_腈纶纤维为85根，混纺纱中纤维的根数总和为203根。

(4)1根50英支毛纤维纯纺单纱横截面上平均毛纤维根数为11.7根，确定50英支毛纤维纯纺单纱的根数M_毛纤维为2根；横截面粘胶纤维根数为50根、20根、5根的粘胶纤维纯纺单纱各1根、2根、1根，确定粘胶纤维纯纺单纱根数M_粘胶纤维为4根；横截面腈纶纤维根数为50根、20根、8根、5根和2根的腈纶纤维纯纺单纱各1根，确定腈纶纤维纯纺单纱根数M_腈纶纤维为5根；

(5)将2根毛纤维纯纺单纱、4根粘胶纯纺单纱、5根腈纶纤维纯纺单纱解捻80％，再合并、加捻，最后复合成毛纤维、粘胶纤维和腈纶纤维混纺纱。

其中，按照实施例3的混纺纱采用传统纺纱工序，在抓棉工序需放3包粘胶纤维包、4包毛纤维包，3包腈纶纤维包，经过17天时间的抓取、开棉、松棉、除杂、混棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒，需要25多人的团队才能完成粘胶纤维、毛纤维和腈纶纤维的混纺纱的纺制，设备和厂房建设需要1700万以上。采用国家标准的化学溶解法进行成分含量测试，先烘干总样品称重获得总样品的干重，用较大量浓盐酸溶解粘胶纤维，接着用大量氨水中和，再用大量清水清洗，烘干获得毛纤维和腈纶纤维干重，再用碱性氯酸钠溶解毛纤维，再用大量清水清洗，烘干称重获得腈纶纤维干重，最后计算获得3种纤维的质量百分含量，粘胶纤维质量百分含量为26％，毛纤维质量百分含量为41％，腈纶纤维质量百分含量为33％，与设定的含量最大偏差4％，粘胶纤维在开松除杂过程中，断裂成碎片，造成粘胶纤维质量含量变少。该传统方法生产周期长，调整生产工艺难度极大，设备和人工成本极大，各组分纤维质量百分比的控制准确性低。

而实施例3中称重2根毛纤维纯纺单纱81.2g、4根粘胶纯纺单纱59.1g、5根腈纶纤维纯纺单纱59.7g。只需1人0.5小时即可纺制出来，只需要2台价值1000元的捻度仪即可生产，操作极其简单方便。由合并前三种纤维的干重计算得到粘胶纤维质量百分含量为29.5％，毛纤维质量百分含量为40.6％，腈纶纤维质量百分含量为29.9％，之比设定的质量百分含量偏差0.6％，准确性高。可见本发明方法可极大缩短生产周期、降低成本，可任意调控混纺比、可随时快速安排纺制生产。

实施例4

一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，包括以下步骤：

(1)确定混纺纱中纤维的种类分别为棉纤维、天丝纤维、碳纤维和不锈钢纤维，其中棉纤维质量百分含量X_棉纤维为30％，天丝纤维质量百分含量X_天丝纤维为20％，碳纤维质量百分含量X_碳纤维为10％，不锈钢纤维质量百分含量X_{不锈钢纤维}为40％；

(2)由于不锈钢纤维的根数变化对其他成分含量的影响最显著，因此选择不锈钢纤维作为参照纤维，不锈钢纤维的平均体积密度ρ_{不锈钢纤维}为7.8g/cm³，不锈钢纤维的平均横截面积S_{不锈钢纤维}为π×(20μm)²；天丝纤维的平均体积密度ρ_天丝纤维为1.55g/cm³，天丝纤维的平均横截面积S_天丝纤维为π×(8μm)²；碳纤维的平均体积密度ρ_碳纤维为1.8g/cm³，碳纤维平均横截面积S_碳纤维为π×(15μm)²；棉纤维平均体积密度ρ_棉纤维为1.54g/cm³，棉纤维平均横截面积S_棉纤维为π×(10μm)²；

根据公式N_棉纤维/N_{不锈钢纤维}＝(X_棉纤维×S_{不锈钢纤维}×ρ_{不锈钢纤维})/(X_{不锈钢纤维}×S_棉纤维×ρ_棉纤维)，得到棉纤维/不锈钢纤维的根数比例N_棉纤维/N_{不锈钢纤维}为15.2；根据公式N_天丝纤维/N_{不锈钢纤维}＝(X_天丝纤维×S_{不锈钢纤维}×ρ_{不锈钢纤维})/(X_{不锈钢纤维}×S_天丝纤维×ρ_天丝纤维)，得到天丝纤维和不锈钢纤维的根数N_天丝纤维/N_{不锈钢纤维}比例为15.7；根据公式N_碳纤维/N_{不锈钢纤维}＝(X_碳纤维×S_{不锈钢纤维}×ρ_{不锈钢纤维})/(X_{不锈钢纤维}×S_碳纤维×ρ_碳纤维)，得到碳纤维和不锈钢纤维的根数比例N_碳纤维/N_{不锈钢纤维}为1.9；

(3)为了提高复合纱的强力、弹性、耐磨性等可织性指标，确定参照纤维(不锈钢纤维)的根数N_{不锈钢纤维}为5根；得到棉纤维的根数N_棉纤维为76根；得到天丝纤维的根数N_天丝纤维为79根；得到碳纤维的根数N_碳纤维为10根，混纺纱中纤维的根数总和为170根；

(4)1根不锈钢纤维纯纺单纱横截面上不锈钢纤维根数为1根，确定不锈钢纤维纯纺单纱的根数M_{不锈钢纤维}为5根；横截面棉纤维根数分别为40根、20根、10根和6.7根的棉纤维纯纺单纱各1根，确定棉纤维纯纺单纱的根数M_棉纤维为4根；横截面天丝纤维根数为50根、20根、9根的天丝纤维纯纺单纱各1根，确定天丝纤维纯纺单纱的根数M_天丝纤维为3根；横截面碳纤维根数10根的碳纤维纯纺单纱1根，确定碳纤维纯纺单纱的根数M_碳纤维为1根；

(5)将4根棉纤维纯纺单纱、3根天丝纯纺单纱、1根碳纤维纯纺单纱、5根不锈钢纤维纯纺单纱解捻80％，再合并、加捻，最后复合成棉纤维、天丝纤维、碳纤维和不锈钢纤维混纺纱。

其中，按照实施例4的混纺纱采用传统纺纱工序，在抓棉工序需放棉纤维3包，天丝纤维2包，碳纤维1包，不锈钢纤维4包，经过12天时间的抓取、开棉、松棉、除杂、混棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒，需要30多人的团队才能完成麻和棉混纺纱的纺制，设备和厂房建设需要2000万以上。采用国家标准的化学溶解法测定各种纤维的含量，先用盐酸溶解天丝，再用磁铁物理分离不锈钢纤维，再用硫酸溶解棉纤维，最后获得碳纤维，棉纤维质量百分含量为27％，天丝纤维质量百分含量为19％，碳纤维质量百分含量为8％，不锈钢纤维质量百分含量为46％，与设定的含量偏差6％，棉纤维在开松除杂过程中，断裂成碎片，去除了许多棉籽、叶子等杂质后，棉纤维质量含量变少，碳纤维容易脆断，加工过程中损伤严重。该传统方法生产周期长，调整生产工艺难度极大，设备和人工成本极大，各组分纤维质量百分比的控制准确性低。

而实施例4中4根棉纤维纯纺单纱61.0g、3根天丝纯纺单纱40.8g、1根碳纤维纯纺单纱18.7g和5根不锈钢纤维79.3g。只需1人0.5小时即可纺制出来，只需要2台价值1000元的捻度仪即可生产，操作极其简单方便。由合并前四种纤维的干重计算得到棉纤维质量百分含量为30.5％，天丝纤维质量百分含量为20.4％，碳纤维质量百分含量为9.4％，不锈钢纤维质量百分含量为39.7％，与设定的含量偏差0.6％，准确性高。可见本发明方法可极大缩短生产周期、降低成本，可任意调控混纺比、可随时快速安排纺制生产。

本领域技术人员将理解，可以对本文描述的本发明的方法进行许多修改和变型而无需脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定混纺纱中纤维的种类及其质量百分含量；

(2)选择混纺纱中纤维的其中之一作为参照纤维，根据混纺纱中纤维n的质量百分含量X_n、平均体积密度ρ_n、平均横截面积S_n，根据公式：N_其他纤维/N_参照纤维＝(X_其他纤维×S_参照纤维×ρ_参照纤维)/(X_参照纤维×S_其他纤维×ρ_其他纤维)，分别得到其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维；

(3)确定参照纤维的根数N_参照纤维，根据其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维，分别得到其他纤维的根数N_其他纤维；

(4)根据纤维n的根数N_n，确定纤维n的纯纺单纱的根数M_n；

(5)将不同纤维的纯纺单纱解捻，再合并、加捻成混纺纱。

2.根据权利要求1所述的成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，其特征在于，混纺纱中纤维的种类选自超细短纤维和/或长丝纤维。

3.根据权利要求2所述的成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，其特征在于，所述超细短纤维选自天然超细短纤维。

4.根据权利要求3所述的成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，其特征在于，其中所述天然超细短纤维选自棉纤维、麻纤维、韧皮纤维、毛纤维、绒纤维和蛋白质丝纤维中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，其特征在于，所述长丝纤维选自天然长丝纤维、再生纤维、合成纤维和无机纤维中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，其特征在于，所述天然长丝纤维选自蚕丝和蜘蛛丝中的一种或两种；

所述再生纤维选自再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维中的一种或两种；所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、天丝纤维、莫代尔纤维、蒲葵纤维、菠萝纤维和香蕉纤维中的一种或多种；所述再生蛋白质纤维选自大豆纤维、再生毛绒纤维、再生蛋白质丝纤维、明胶纤维和壳聚糖纤维中的一种或多种；

所述合成纤维选自涤纶纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、橡胶纤维、聚四氟乙烯纤维、芳纶纤维、碳纤维和聚氨酯纤维中的一种或多种；

所述无机纤维选自玻璃纤维、陶瓷纤维和金属纤维中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，选择混纺纱中最难纺制为纯纺单纱的纤维或质量百分含量最高的纤维作为参照纤维。

8.根据权利要求1所述的成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，其中混纺纱中纤维的根数总和为100-600根。

9.根据权利要求1所述的成分含量分布均匀的混纺纱的制备方法，将纤维解捻70％-80％。

10.一种成分含量分布均匀的混纺纱，其特征在于，由包括以下步骤的方法制备而成：

(1)确定混纺纱中纤维的种类及其质量百分含量；

(2)选择混纺纱中纤维的其中之一作为参照纤维，根据混纺纱中纤维n的质量百分含量X_n、平均体积密度ρ_n、平均横截面积S_n，根据公式：N_其他纤维/N_参照纤维＝(X_其他纤维×S_参照纤维×ρ_参照纤维)/(X_参照纤维×S_其他纤维×ρ_其他纤维)，分别得到其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维；

(3)确定参照纤维的根数N_参照纤维，根据其他纤维与参照纤维的根数比例N_其他纤维/N_参照纤维，分别得到其他纤维的根数N_其他纤维；

(4)根据纤维n的根数N_n，确定纤维n的纯纺单纱的根数M_n；

(5)将不同纤维n的纯纺单纱解捻，再合并、加捻成混纺纱。