CN113005573B - 包覆纱纺纱装置及冰凉型复合纱线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包覆纱纺纱装置及冰凉型复合纱线的制备方法，其中包覆纱纺纱装置包括芯纱给料机构、外包纱给料机构和外包纱伸直机构，外包纱给料机构和外包纱伸直机构均绕自身轴线旋转，以带动外包纱绕芯纱螺旋运动。凉型复合纱线的制备方法包括以下步骤：以加捻的聚乙烯纤维为芯纱，以多根再生纤维素纤维和/或天然纤维为外包纱，外包纱伸直机构通过引纱器带动外包纱相对芯纱旋转并螺旋缠绕于芯纱外部，形成冰凉型复合纱线。本发明制得的冰凉型复合纱线具有吸湿排汗和冰凉舒适性能，制备工艺简单，可实现全自动生产。

Description

包覆纱纺纱装置及冰凉型复合纱线的制备方法
技术领域
本发明涉及冰凉丝面料生产技术领域，尤其涉及一种包覆纱纺纱装置及冰凉型复合纱线的制备方法。
背景技术
随着社会的进步，人们的生活水平不断提高，对服装舒适性的要求也在不断提高，尤其是在冰凉丝面料领域。目前的冰凉丝主要采用涤纶、锦纶等合成纤维进行生产，虽然具有穿着凉爽的功能，但是由于其采用合成纤维，导致冰凉丝面料的吸湿性差，并且容易起毛起球。同时，合成纤维的手感较硬，透气性不好，这也会导致冰凉丝面料的穿着舒适性较差，这极大影响了冰凉丝面料的推广使用。
中国发明专利CN102912473A公开了一种冰凉丝及其生产工艺，将PBT切片与云母母粒的混合物进行挤压制得。中国发明专利CN102704119A公开了一种吸湿排汗的冰凉型复合纱线，包括棉纤维和冰凉丝，棉纤维在复合纱线的中部，冰凉丝包缠于棉纤维的外表面。中国发明专利CN109930221A，公开了一种冰凉复合纤维，包括截面为圆环状的冰凉纤维层，冰凉纤维层内壁周向均布三个半圆形的凸起，冰凉纤维层内设有第一丝体、第二丝体、第三丝体和第四丝体，第一丝体和第三丝体为涤纶，第二丝体和第四丝体为锦纶。
上述冰凉丝的制备方法都采用了合成纤维，使其具有穿着凉爽的性能；此类冰凉丝基本都具备较好的冰凉性能，可以用于冰凉丝面料领域，但是其吸湿性较差，透气性不好，满足不了人们对于服装舒适性的要求；同时，此类冰凉丝的制备方法还没有实现全自动生产，生产效率较低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种包覆纱纺纱装置及冰凉型复合纱线的制备方法。本发明的包覆纱纺纱装置纺纱效率高，工艺简单，可实现全自动生产，所制备的冰凉型复合纱线具有吸湿排汗和冰凉舒适性能。
本发明的第一个目的是公开一种包覆纱纺纱装置，包括：
芯纱给料机构，其用于供给芯纱；芯纱给料机构包括加捻器和驱动单元，加捻器用于为芯纱加捻，驱动单元用于驱动加捻器旋转并驱动芯纱的供给；
外包纱给料机构，包括机架及设置于机架一侧表面的多个外包纱纱线轴，机架的中央具有沿自身轴线延伸的第一孔道，机架绕自身轴线旋转，外包纱纱线轴用于供给外包纱，外包纱纱线轴绕机架的轴线沿圆周方向间隔分布；
外包纱伸直机构，外包纱伸直机构包括引纱器，外包纱伸直机构绕自身轴线旋转，引纱器具有多个外包纱导引孔，外包纱伸直机构的中央具有沿自身轴线延伸的第二孔道；引纱器环绕于第二孔道外部，第一孔道正对第二孔道设置，芯纱经芯纱给料机构供给后，依次穿过第一孔道和第二孔道；外包纱经外包纱纱线轴供给后进入引纱器，外包纱伸直机构通过引纱器带动外包纱相对芯纱旋转并螺旋缠绕于芯纱外部，形成包覆纱。
进一步地，包覆纱纺纱装置还包括包覆纱定型机构，其用于定型包覆纱；引纱器与包覆纱定型机构之间设有集合器。
进一步地，包覆纱定型机构包括加热器，其用于加热定型包覆纱。
进一步地，包覆纱纺纱装置还包括纤维收集机构，其用于牵伸并收集包覆纱。
进一步地，机架为圆盘状。
本发明的第二个目的是公开一种冰凉型复合纱线的制备方法，采用本发明的上述包覆纱纺纱装置制备，包括以下步骤：
以加捻的聚乙烯纤维为芯纱，以多根再生纤维素纤维和/或天然纤维为外包纱，将芯纱经加捻器加捻并经驱动单元供给后，加捻后的芯纱依次穿过第一孔道和第二孔道，且芯纱沿直线方向供给；将外包纱经外包纱纱线轴供给后进入引纱器，外包纱伸直机构通过引纱器带动外包纱相对芯纱旋转并螺旋缠绕于芯纱外部，形成冰凉型复合纱线。
进一步地，外包纱相对于芯纱径向的螺旋角度为20°-45°。
进一步地，外包纱为蚕丝纤维、粘胶纤维和莫代尔纤维中的一种或几种。
进一步地，加捻后的芯纱的捻系数为20-120。
进一步地，以冰凉型复合纱线的横截面的面积为基准，芯纱的横截面的面积占10-70％，外包纱的横截面的面积占30-90％。
进一步地，外包纱与芯纱的加捻捻向相反。
进一步地，驱动单元的转速为300-1000r/min；机架的转速为500-1500r/min。
进一步地，在经上述包覆纱纺纱装置处理之前，芯纱和外包纱均经过干燥处理。
进一步地，聚乙烯纤维为聚乙烯长丝。优选规格为40D-400D。聚乙烯长丝的截面为十字形。
进一步地，外包纱的根数为6-10根。
进一步地，形成冰凉型复合纱线过程中，外包纱缠绕于芯纱外部之后，还包括加热定型、收集复合纱线的步骤。加热定型温度为80-100℃。加热可使外包纱粘合在芯纱表面，所制成的冰凉型复合纱线的结构更加牢固，使用寿命更长。
本发明的第三个目的是公开一种采用上述制备方法所制备的冰凉型复合纱线，包括芯纱及多根外包纱，芯纱为聚乙烯纤维，外包纱为再生纤维素纤维和/或天然纤维，多根外包纱螺旋缠绕于芯纱的外部，外包纱与芯纱的轴线方向形成的夹角的角度为20°-45°。
进一步地，冰凉型复合纱线的捻度为100-1000捻/m。
进一步地，芯纱为加捻的聚乙烯长丝。
进一步地，外包纱与芯纱的加捻捻向相反。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明制备的冰凉型复合纱线具备有吸湿排汗、冰凉舒适的功能，且可根据使用需求更换外包层，方便快捷，适合工业化生产。本发明提供了一种包覆纱纺纱装置，利用该装置能够同时利用多根外包纱对芯纱进行螺旋包覆，工艺过程简单快速，可以实现全自动生产，大大提高了包覆纱的纺纱效率，同时，在一定程度上，可以提高包覆纱的机械性能。
本发明提供了一种冰凉型复合纱线的制备方法，利用再生纤维素纤维和/或天然纤维对聚乙烯纤维进行了包覆，包覆过程中，芯纱不发生旋转，而外包纱相对芯纱发生螺旋运动，使多根外包纱可同时包覆于芯纱外部，该方法简单快速，效率较高。
本发明的制备方法制备的冰凉型复合纱线由于以再生纤维素纤维和/或天然纤维为外包纱，因此所制成的冰凉型复合纱线具有极佳的冰凉性能，并且还具有较好的吸湿排汗性能，使其织物穿着舒适性良好。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
图1是包覆纱纺纱装置的结构示意图；
图2是本发明的其中一种冰凉型复合纱线结构的横截面示意图；
图3是本发明的其中一种冰凉型复合纱线的横截面示意图；
图4是本发明的其中一种冰凉型复合纱线的横截面示意图；
图5是本发明的其中一种冰凉型复合纱线的横截面示意图；
附图标记说明：
10-驱动单元；20-机架；21-外包纱纱线轴；22-导纱钩；30-引纱器；31-外包纱导引孔；4-集合器；50-加热器；60-纤维收集机构；100-芯纱；200-外包纱；300-包覆纱；101-聚乙烯长丝；201-蚕丝；202-粘胶短纤纱；203-莫代尔纱。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下述中，如无特殊说明，所有的原料均来自于商购或者通过本领域的常规方法制备而得。
实施例1
如图1所示，一种包覆纱纺纱装置，包括依次设置的芯纱给料机构、外包纱给料机构、外包纱伸直机构、包覆纱定型机构及纤维收集机构。
其中，芯纱给料机构用于供给芯纱100，其包括加捻器和驱动单元10，加捻器用于为芯纱100加捻，驱动单元10用于驱动加捻器旋转并驱动芯纱100的供给。驱动单元10为电机。电机转速为500r/min。
外包纱给料机构包括圆盘形的机架20及设置于机架20一侧表面的多个外包纱纱线轴21。机架20呈圆盘形。机架20的中央具有沿自身轴线延伸的第一孔道。外包纱纱线轴21用于供给外包纱200，外包纱纱线轴21绕机架20的轴线沿圆周方向间隔分布。机架20绕自身轴线旋转，并带动其上的外包纱纱线轴21绕机架20的轴线旋转。机架20上还设有导纱钩22，其环绕第一孔道的外部设置，导纱钩22用于将外包纱纱线轴21供给的外包纱200传送至外包纱伸直机构。
外包纱伸直机构绕自身轴线旋转。外包纱伸直机构包括引纱器30，引纱器30具有多个外包纱导引孔31，外包纱导引孔31用于供外包纱200通过。外包纱伸直机构的中央具有沿自身轴线延伸的第二孔道；引纱器30环绕于第二孔道外部，第一孔道正对第二孔道设置。外包纱伸直机构绕自身轴线旋转时，引纱器30绕同样的轴线旋转，以此带动外包纱200沿螺旋方向运动。芯纱给料机构供给的芯纱100沿芯纱轴线方向直线运动，依次穿过第一孔道、第二孔道；外包纱200经外包纱纱线轴21供给后进入引纱器30，外包纱伸直机构通过引纱器30带动外包纱200相对芯纱100旋转并螺旋缠绕于芯纱100外部，形成包覆纱300。为了保证纱线的稳定性，引纱器30与包覆纱定型机构之间设有集合器4，其用于集束外包纱200。包覆纱300到达包覆纱定型机构后定型。
包覆纱定型机构包括加热器50，加热器50的中央具有第三孔道，第三孔道正对第二孔道设置。包覆纱300形成后穿过第三孔道并在加热器50中加热并定型。定型后的包覆纱300到达纤维收集机构60，纤维收集机构60包括一电机，经电机的牵伸作用和卷绕作用，包覆纱300被收集于电机的转轴上。
实施例2
本实施例提供一种冰凉型复合纱线，横截面如图2所示，包括芯纱及螺旋缠绕于芯纱外部的多根外包纱。外包纱与芯纱的轴线方向形成的夹角的角度为30°。其中，芯纱为1根聚乙烯长丝101(PE，导热系数为0.35W/m·K，比热容为2.3J/g·℃)，产品规格为50D/20f，截面为十字型；外包纱为6根蚕丝201(MS，导热系数为0.052W/m·℃，比热容为1.38J/g·℃，公定回潮率为11％)，产品规格为2/20/22D。
冰凉型复合纱线采用实施例1中的包覆纱纺纱装置制备，具体工艺如下：
(1)将聚乙烯长丝101和蚕丝201分别进行常温干燥处理；
(2)将处理后的聚乙烯长丝101进行加捻处理，加捻后的聚乙烯长丝101的捻系数为80。
(3)将加捻处理后的聚乙烯长丝101由驱动单元10进行输送，电机转速为500r/min，聚乙烯长丝101依次穿过第一孔道和第二孔道，且芯纱沿直线方向供给。将6根外包纱经外包纱纱线轴供给后进入引纱器30，机架20上的6根蚕丝201通过电机带动，转速为550r/min，外包纱伸直机构通过引纱器30带动外包纱相对芯纱旋转并螺旋缠绕于芯纱外部，形成冰凉型复合纱线。其中，聚乙烯长丝101的加捻捻向和蚕丝201的捻向相反。为了保证纱线的稳定性，冰凉型复合纱线进一步通过集合器4进行固定，然后再通过加热器50进行加热，加热温度为90℃。最后制成的冰凉型复合纱线由纤维收集机构60进行收集，纤维收集机构60的电机转速为500r/min。
以上制备的冰凉型复合纱线的捻度为408捻/m，细度为33.2tex，芯纱截面面积占冰凉型复合纱线截面面积的18％。
实施例3
本实施例提供一种冰凉型复合纱线，横截面如图3所示，包括芯纱及螺旋缠绕于芯纱外部的多根外包纱。外包纱与芯纱的轴线方向形成的夹角的角度为30°。其中，芯纱为3根聚乙烯长丝101(PE，导热系数为0.35W/m·K，比热容为2.3J/g·℃)，产品规格为50D/20f，截面为十字型；外包纱为8根蚕丝201(MS，导热系数为0.052W/m·℃，比热容为1.38J/g·℃，公定回潮率为11％)，产品规格为2/20/22D。
冰凉型复合纱线采用实施例1中的包覆纱纺纱装置制备，具体工艺如下：
(1)将聚乙烯长丝101和蚕丝201分别进行常温干燥处理；
(2)将处理后的聚乙烯长丝101进行加捻处理，加捻后的聚乙烯长丝101的捻系数为100。
(3)将加捻处理后的聚乙烯长丝101由驱动单元10进行输送，电机转速为500r/min，聚乙烯长丝101依次穿过第一孔道和第二孔道，且芯纱沿直线方向供给。将8根外包纱经外包纱纱线轴供给后进入引纱器30，机架20上的8根蚕丝201通过电机带动，转速为600r/min，外包纱伸直机构通过引纱器30带动外包纱相对芯纱旋转并螺旋缠绕于芯纱外部，形成冰凉型复合纱线。其中，聚乙烯长丝101的加捻捻向和蚕丝201的捻向相反。为了保证纱线的稳定性，冰凉型复合纱线进一步通过集合器4进行固定，然后再通过加热器50进行加热，加热温度为90℃。最后制成的冰凉型复合纱线由纤维收集机构60进行收集，纤维收集机构60的电机转速为500r/min。
以上制备的冰凉型复合纱线的捻度为412捻/m，细度为86.1tex，芯纱截面面积占冰凉型复合纱线截面面积的42％。
实施例4
本实施例提供一种冰凉型复合纱线，横截面如图4所示，包括芯纱及螺旋缠绕于芯纱外部的多根外包纱。外包纱与芯纱的轴线方向形成的夹角的角度为30°。其中，芯纱为1根聚乙烯长丝101(PE，导热系数为0.35W/m·K，比热容为2.3J/g·℃)，产品规格为50D/20f，截面为十字型；外包纱为6根粘胶短纤纱202(R，导热系数为0.055W/m·℃，比热容为1.26J/g·℃，公定回潮率为13％)，产品规格为棉型，长度为35mm，细度为21s。
冰凉型复合纱线采用实施例1中的包覆纱纺纱装置制备，具体工艺如下：
(1)将聚乙烯长丝101和粘胶短纤纱202分别进行常温干燥处理；
(2)将处理后的聚乙烯长丝101进行加捻处理，加捻后的聚乙烯长丝101的捻系数为80。
(3)将加捻处理后的聚乙烯长丝101由驱动单元10进行输送，电机转速为500r/min，聚乙烯长丝101依次穿过第一孔道和第二孔道，且芯纱沿直线方向供给。将8根外包纱经外包纱纱线轴供给后进入引纱器30，机架20上的6根粘胶短纤纱202通过电机带动，转速为550r/min，外包纱伸直机构通过引纱器30带动外包纱相对芯纱旋转并螺旋缠绕于芯纱外部，形成冰凉型复合纱线。其中，聚乙烯长丝101的加捻捻向和粘胶短纤纱202的捻向相反。为了保证纱线的稳定性，冰凉型复合纱线进一步通过集合器4进行固定，然后再通过加热器50进行加热，加热温度为90℃。最后制成的冰凉型复合纱线由纤维收集机构60进行收集，纤维收集机构60的电机转速为500r/min。
以上制备的冰凉型复合纱线的捻度为415捻/m，细度为40.6tex，芯纱截面面积占冰凉型复合纱线截面面积的15％。
实施例5
本实施例提供一种冰凉型复合纱线，横截面如图5所示，包括芯纱及螺旋缠绕于芯纱外部的多根外包纱。外包纱与芯纱的轴线方向形成的夹角的角度为30°。其中，芯纱为1根聚乙烯长丝101(PE，导热系数为0.35W/m·K，比热容为2.3J/g·℃)，产品规格为50D/20f，截面为十字型；外包纱为6根莫代尔纱203(MD，导热系数为0.013W/m·℃，比热容为1.01J/g·℃，公定回潮率为12％)，细度为32s。
冰凉型复合纱线采用实施例1中的包覆纱纺纱装置制备，具体工艺如下：
(1)将聚乙烯长丝101和莫代尔纱203分别进行常温干燥处理；
(2)将处理后的聚乙烯长丝101进行加捻处理，加捻后的聚乙烯长丝101的捻系数为80。
(3)将加捻处理后的聚乙烯长丝101由驱动单元10进行输送，电机转速为500r/min，聚乙烯长丝101依次穿过第一孔道和第二孔道，且芯纱沿直线方向供给。将8根外包纱经外包纱纱线轴供给后进入引纱器30，机架20上的6根莫代尔纱203通过电机带动，转速为550r/min，外包纱伸直机构通过引纱器30带动外包纱相对芯纱旋转并螺旋缠绕于芯纱外部，形成冰凉型复合纱线。其中，聚乙烯长丝101的加捻捻向和莫代尔纱203的捻向相反。为了保证纱线的稳定性，冰凉型复合纱线进一步通过集合器4进行固定，然后再通过加热器50进行加热，加热温度为90℃。最后制成的冰凉型复合纱线由纤维收集机构60进行收集，纤维收集机构60的电机转速为500r/min。
以上制备的冰凉型复合纱线的捻度为410捻/m，细度为51.4tex，芯纱截面面积占冰凉型复合纱线截面面积的12％。
对比例1
市售的冰凉丝，包括涤纶长丝、云母，截面为十字型。
对比例2
结构和制备方法基本同实施例2，其区别仅在于，芯纱为市售的涤纶长丝，外包纱为市售的棉纱。
将上述实施例2-5、对比例1和对比例2的纱线织成织物后，进行透湿性、透气性测试，具体结果见表1，其中，透湿量测试标准为：GB/T 12704-2009，透气量测试标准为：GB/T5453-1997。
表1不同纱线制备的织物的透湿性、透气性测试结果
Figure BDA0002965281000000081
此外，将上述实施例2-5、对比例1和对比例2的纱线织成织物后，进行接触瞬间凉感性能测试(测试标准为Q-max：20121682-T-608)，具体结果见表2。
表2不同纱线制备的织物的凉感性能测试测试结果
Figure BDA0002965281000000082
由以上实施例可知，本发明制备的冰凉型复合纱线有着良好的吸湿排汗和穿着凉爽的性能，并且还具有较为稳定的结构，使用寿命较长。同时冰凉型复合纱线的生产工艺可以实现全自动生产，生产效率更高，应用前景广泛。
以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种冰凉型复合纱线的制备方法，其特征在于，采用包覆纱纺纱装置制备，包括以下步骤：
以聚乙烯纤维为芯纱，以再生纤维素纤维和/或天然纤维为外包纱，将所述芯纱经加捻器加捻并经驱动单元供给后，加捻后的芯纱依次穿过第一孔道和第二孔道，且所述芯纱沿直线方向供给；将所述外包纱经所述外包纱纱线轴供给后进入引纱器，所述外包纱伸直机构通过所述引纱器带动所述外包纱相对所述芯纱旋转并螺旋缠绕于所述芯纱外部，形成所述冰凉型复合纱线；所述外包纱相对于所述芯纱径向的螺旋角度为30°；形成冰凉型复合纱线过程中，外包纱缠绕于芯纱外部之后，还包括加热定型、收集复合纱线的步骤；加热定型温度为80-100℃；冰凉型复合纱线的捻度为408捻/m、412捻/m、415捻/m、410捻/m；
所述包覆纱纺纱装置包括：
芯纱给料机构，其用于供给芯纱；所述芯纱给料机构包括加捻器和驱动单元，所述加捻器用于为所述芯纱加捻，所述驱动单元用于驱动所述加捻器旋转并驱动芯纱的供给；
外包纱给料机构，包括机架及设置于机架一侧表面的多个外包纱纱线轴，所述机架的中央具有沿自身轴线延伸的第一孔道，所述机架绕自身轴线旋转，所述外包纱纱线轴用于供给外包纱，所述外包纱纱线轴绕所述机架的轴线沿圆周方向间隔分布；
外包纱伸直机构，所述外包纱伸直机构包括引纱器，所述外包纱伸直机构绕自身轴线旋转，所述引纱器具有多个外包纱导引孔，所述外包纱伸直机构的中央具有沿自身轴线延伸的第二孔道；所述引纱器环绕于所述第二孔道外部，所述第一孔道正对所述第二孔道设置，所述芯纱经所述芯纱给料机构供给后，依次穿过所述第一孔道和第二孔道；所述外包纱经所述外包纱纱线轴供给后进入所述引纱器，所述外包纱伸直机构通过所述引纱器带动所述外包纱相对所述芯纱旋转并螺旋缠绕于所述芯纱外部，形成包覆纱。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述外包纱为蚕丝纤维、粘胶纤维和莫代尔纤维中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：加捻后的芯纱的捻系数为20-120。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：以所述冰凉型复合纱线的横截面的面积为基准，所述芯纱的横截面的面积占10-70％，所述外包纱的横截面的面积占30-90％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述外包纱与芯纱的加捻捻向相反。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：还包括包覆纱定型机构，其用于定型所述包覆纱；所述引纱器与包覆纱定型机构之间设有集合器。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：还包括纤维收集机构，其用于牵伸并收集所述包覆纱。
8.一种权利要求1-7任一项所述的制备方法所制备的冰凉型复合纱线，其特征在于：包括芯纱及多根外包纱，所述芯纱为聚乙烯纤维为芯纱，所述外包纱为再生纤维素纤维和/或天然纤维，多根外包纱螺旋缠绕于芯纱的外部，外包纱与芯纱的轴线方向形成的夹角的角度为30°。
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