CN114351309A

CN114351309A - 一种混纺比可变的等线密度纱线的制备方法

Info

Publication number: CN114351309A
Application number: CN202111511563.3A
Authority: CN
Inventors: 刘佳明; 陈海宏; 朱江波; 李竹君
Original assignee: Guangdong Vocational and Technical College
Current assignee: Guangdong Vocational and Technical College
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2041-12-06
Also published as: CN114351309B

Abstract

本发明公开了一种混纺比可变的等线密度纱线的制备方法，包括以下步骤：设定前罗拉的转速为A，中罗拉的转速为B，后罗拉的转速为C，C为变速；将第一纤维须条从后罗拉喂入，第二纤维须条从中罗拉喂入，第一纤维须条和第二纤维须条分别经过牵伸后从前罗拉输出，经过加捻得到纱线；在纺纱过程中，中罗拉的转速B随后罗拉的转速C变化而产生相应变化，且满足：

Description

一种混纺比可变的等线密度纱线的制备方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，特别涉及一种混纺比可变的等线密度纱线的制备方法。

背景技术

纱线是由纤维平行取向经加捻形成的细长的纤维集合体。当纤维不均匀分布在纱线长度方向时，其线密度或外观的粗细就会发生变化，如果在纱线线密度保持不变的同时还能改变其混纺比，就可以形成线密度保持不变，混纺比发生变化的花式纱线，我们把这种类型的纱线定义为混纺比可变的等线密度纱线。

传统的纺纱工艺调整混纺比需要通过专门的多通道后罗拉进行加工，多通道后罗拉的加工工艺复杂，设备加工困难，需要对现有设备进行大范围改造，造成企业购置设备成本增加，并且设备维护困难，不适合大面积推广应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种混纺比可变的等线密度纱线的制备方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种混纺比可变的等线密度纱线的制备方法，包括以下步骤：

设定前罗拉的转速为A(m/min)，中罗拉的转速为B(m/min)，后罗拉的转速为C(m/min)，将第一纤维须条从后罗拉喂入，第二纤维须条从中罗拉喂入，第一纤维须条和第二纤维须条分别经过牵伸后从前罗拉输出，经过加捻得到纱线，得到纱线；在纺纱过程中，为了实现纱线混纺比可变，后罗拉的转速C是变速的；为实现纱线等线密度，需要对后罗拉及中罗拉进行速度匹配，后罗拉及中罗拉分别采用电机直接驱动，电机可选用伺服电机、进步电机等可以变频调速的电机，并且通过控制系统对中、后罗拉速度进行匹配，使得中罗拉的转速B随后罗拉的转速C变化而产生相应变化，且满足：

其中，Tt：纱线的线密度(tex)；N：第一纤维须条的定量(g/m)；M：第二纤维须条的定量(g/m)。

除了上述参数外，我们还设定纱线捻度T(捻/m)以及锭速S(m/min)，可得前罗拉的转速

其中捻度T为定值。在稳定的纺纱阶段，锭速S为定值，前罗拉的速度A是不变的，为了实现等线密度，Tt为定值，此时满足ATt/1000＝BM+CN为一定值，但是在某些特定条件下，前罗拉速度可能存在变化，特别是在机器启动过程中，速度A往往是逐步上升的，BM+CN的数值也是等比例上升的。纱线中第一纤维须条的质量含量

第二纤维须条的质量含量

为了保证纤维能够正常牵伸，中罗拉的速度B一定要大于等于后罗拉的速度C，即B≥C。

优选地，所述第一纤维须条和所述第二纤维须条的定量比为N：M＝1～6：1。使得第一纤维须条在纱线中的混纺比具有较大的变化范围。

当N：M＝1时，在纺纱过程中，当B＝C时，第一纤维须条在混纺比可变的等线密度纱线中的含量最高，为50％；当C接近于0时，第一纤维须条的质量含量接近于0％，因此第一纤维须条占纱线的质量百分比，即第一纤维须条的质量含量Q₁为：0％<Q₁≦50％。当N：M值继续变大时，纱线中第一纤维须条的混纺比范围会进一步变大，但是当N：M值大于6时，会对生产效率造成不利影响，也不利于生产中高支混纺比可变的等线密度纱线。

优选地，所述后罗拉的转速C满足：C0/5≤C≤C₀，C₀为设定的后罗拉的最大转速(m/min)。由于在实际生产过程中，过慢的后罗拉转速，会造成中罗拉和后罗拉之间的纤维须条断裂，影响条干均匀度、生产效率以及纱线质量。如果后罗拉速度过慢，为了保证纱线的等线密度，必须加大中罗拉的速度，这样就会对纤维须条产生意外牵伸、断裂等不良影响，因此通过设定C₀/5≤C≤C₀，能够保证纱线条干均匀度以及纱线生产的稳定性。

优选地，所述中罗拉和所述后罗拉的转速比为B：C＝1～20：1。中后罗拉速度比会影响纱线的条干均匀度，当B：C>20：1时，纱线条干极具恶化，部分情况下会出现纤维须条断裂，纺纱流程不连续的问题。

优选地，所述第一纤维须条占所述纱线的质量百分比为17.1～85.7％，所述第二纤维须条占所述纱线的质量百分比为14.3～82.9％。

优选地，所述第一纤维须条和所述第二纤维须条具有不同的颜色。当第一纤维须条和第二纤维须条具有不同颜色时，因为二者在纱线中的混纺比发生变化，会生产出具有色彩不断变化的纱线效果，可以制备渐变纱。

优选地，所述第一纤维须条和所述第二纤维须条是两组具有不同染色性能的纤维。当第一纤维须条和第二纤维须条具有不同染色性能时，在纺纱过程中可以采用纯白色纺纱，而在后续的染色过程中，采用对两种须条纤维具有上色效果的染料或染色工艺，使两种纤维须条表现出不同的颜色，因为二者在纱线中的混纺比发生变化，会生产出具有色彩不断变化的纱线效果，可以制备渐变纱。这种方法比起两种颜色的须条制备渐变纱，减少了一次纤维染色，生产效率更高，并且避免了有色纤维存在设备中，可以减少设备的清洁次数。

优选地，所述后罗拉转速C的速度变化曲线为一次函数、正弦函数或余弦函数。其中，所述一次函数满足公式：Y＝kX+b(k为有理数且k≠0，b为有理数且b≠0)；所述正弦函数满足公式：

(w为有理数且w≠0)；所述余弦函数满足

(w为有理数且w≠0)。后罗拉的速度按照上述几种方式，纱线中纤维的变换比例是规律性的，且纤维速度容易控制，不会出现突变，有利于纱线条干的优化。

优选地，所述后罗拉转速C变速至少包含五个阶段，其中第一阶段速度C1、第三阶段速度C3、第五阶段速度C5为恒定速度，所述C1和C3数值不等、C3和C5数值不等；第二阶段速度C2是第一阶段和第三阶段之间的过渡阶段速度，第四阶段速度C4是第三阶段和第五阶段之间的过渡阶段速度，所述第二阶段速度C2和所述第四阶段速度C4为变速，所述C2、C4的速度变化曲线为一次函数、正弦函数或余弦函数。其中，所述一次函数满足公式：Y＝kX+b(k为有理数且k≠0，b为有理数且b≠0)；所述正弦函数满足公式：

(w为有理数且w≠0)；所述余弦函数满足

(w为有理数且w≠0)。采用此种后罗拉变速方法，纱线会至少包含两段混纺比不同的纱段，而每个纱段内纤维含量是保持稳定的，这种纱线后期经过染色，会形成类似于同色系段染的效果，并且不同混纺比的纱段之间会有明显的界限，形成和平滑渐变不同风格的纱线。

优选地，所述第一纤维须条和所述第二纤维须条之间的中心间距为W，W取值为0.5mm-8mm，优选为2mm-4mm。第一纤维须条和第二纤维须条之间存在间隔，形成赛络纺纱线风格，并且因为纱线混纺比的变化，可以形成双色渐变的纱线。

线密度：是指纤维、单纱、网线、绳索等单位长度的质量，描述纱线粗细程度的指标。本发明中的等线密度并不是指纱线任意一段的线密度为一绝对等值，所有的短纤纱线都无法实现任意一段纱线的线密度的等值，这里的等线密度是理论上的等线密度，是通过纤维须条喂入量除以牵伸倍数所得到的纱线线密度，设定喂入的纤维须条是等线密度的，且设计的牵伸倍数保持不变，那么我们就认为经过牵伸后的纱线是等线密度的。但是实际上，纤维须条本身不是等线密度的，且牵伸中也存在波动无法实现全程的等倍牵伸，所以经过牵伸后的纱线也不是等线密度的。这里之所以提到等线密度，是因为和段彩纱相比，本发明纺纱工艺下能够更好的保证纱线的条干均匀度，条干均匀度就是反应纱线线密度是否等值的指标，只有条干均匀度CV值等于零，才说明是完全等值的，但是这种情况是不存在的。而段彩纱，因为段彩部分会在原有的纱线基体上外包一层纤维，形成一个粗节，会造成纱线条干的恶化，这里面我们所说的等线密度主要就是不同于段彩纱，不会出现明显的粗细节。

染色性能：是指因为纤维成分、结构、聚合度等因素的不同，使纤维需要采用特定染色工艺进行上色的特性。不同的染色性能是指，在某一特定的染色工艺下(包含染料、温度、浴比、压力、助剂等)，纤维会具有不同的染色效果，如颜色不同、上色率不同、渗透率不同、染色牢度不同等。

如棉涤混纺纱线采用活性染料，棉上色涤纶不上色，因此在本发明中，我们可以认为二者具有不同的染色性能。

在某些情况下两种纤维可采用同一种染料上色，但是在某一确定的染色工艺下，两种纤维的染色效果不同，我们也把它认为是具有不同染色性能的两种纤维。

在另外一些特定情况下，即便是化学式完全相同的两种材料，因为大分子空间结构、结晶度、取向度或聚合度等因素的不同，我们能够找到不同的染色工艺使两者仍然表现出不同的染色效果，我们同样认为两者具有不同染色性能。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的制备方法简单易行，不需要使用专门的多通道罗拉，通过中、后罗拉速度的变化，改变第一纤维须条和第二纤维须条的喂入比例，从而改变纱线中第一纤维须条和第二纤维须条的含量，并通过中、后罗拉合理的速度搭配，满足：

实现纱线混纺比的调整，同时保证纱线具有稳定的条干均匀度，提升纺纱效率和纱线质量。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例1

制备Tt＝20tex纱线，第一纤维须条的定量N＝1g/10m；第二纤维须条的定量M＝0.5g/10m；前罗拉的转速A＝20m/min，纱线捻度T＝800捻/m。

将第一纤维须条从后罗拉喂入，第二纤维须条从中罗拉喂入，第一纤维须条和第二纤维须条上下重叠，第一纤维为红色，第二纤维为蓝色，须条中心无中心距，中罗拉的转速B随后罗拉的转速C变化而产生相应变化，且满足：

本实施例中第一纤维须条的质量含量比例最高时，B＝C＝2.67m/min。

当C＝0.53m/min，B＝6.94m/min，第一纤维须条的质量含量为13.3％，当C＝2.67m/min，B＝2.67m/min，第一纤维含量为66.6％。纱线中第一纤维的含量由13.3％逐步均匀的变化到66.6％，整个纱段长度为200m，纱线体现出从蓝色为主逐步转变为红色为主的渐变纱线。

实施例2

本实施例中第一纤维须条的质量含量比例最高时，B＝C＝2.67m/min，设后罗拉的转速包含两段，两段均满足带有斜率的一次函数，第一段初始速度为0.5m/min，长度为200m，末尾速度为2.5m/min；第二段初始速度为第一段的末尾速度为2.5m/min，长度为300m，末尾速度为0.5m/min。

当C＝0.5m/min，B＝7m/min，第一纤维须条的质量含量为12.5％，当C＝2.5m/min，B＝3m/min，第一纤维含量为62.5％。第一段中纱线第一纤维的含量由12.5％逐步均匀的变化到62.5％，整个纱段长度为200m；随后第二段又有62.5％逐步均匀的变化到12.5％，长度为300m，最终实现纱线中第一纤维含量先由小变大再由大变小。纱线体现出从蓝色为主逐步转变为红色为主再到蓝色为主的渐变纱线。

实施例3

将第一纤维须条从后罗拉喂入，第二纤维须条从中罗拉喂入，第一纤维须条和第二纤维须条中心距为5mm。第一纤维为红色，第二纤维为蓝色，中罗拉的转速B随后罗拉的转速C变化而产生相应变化，且满足：

本实施例中第一纤维须条的质量含量比例最高时，B＝C＝2.67m/min。设第一段初始速度为0.5m/min，长度为200m，末尾速度为2m/min，后罗拉转速变化满足正弦函数；第二段初始速度为第一段的末尾速度为2m/min，长度为300m，末尾速度为0.5m/min，后罗拉转速变化满足带有斜率的一次函数。

当C＝0.5m/min，B＝7m/min，第一纤维须条的质量含量为12.5％，当C＝2.5m/min，B＝3m/min，第一纤维含量为62.5％。第一段中纱线第一纤维的含量由12.5％逐步均匀的变化到62.5％，整个纱段长度为200m；随后第二段又有62.5％逐步均匀的变化到12.5％，长度为300m，最终实现纱线中第一纤维含量先由小变大再由大变小。和实施例2相比，纱线同样是由蓝色为主到红色为主再到蓝色为主，但是由蓝色为主到红色为主的过程中不是均匀过度的，并且因采用赛络纺结构，制备的纱线具有双色渐变纱的风格。

实施例4

将第一纤维须条从后罗拉喂入，第二纤维须条从中罗拉喂入，第一纤维须条和第二纤维须条上下重叠，须条无中心距。第一纤维为棉，第二纤维为涤纶，中罗拉的转速B随后罗拉的转速C变化而产生相应变化，且满足：

本实施例中第一纤维须条的质量含量比例最高时，B＝C＝2.67m/min。设后罗拉的转速包含四段，第一段初始速度为2.5m/min，长度为200m，末尾速度为0.5m/min，后罗拉转速变化满足正弦函数；第二段初始速度为第一段的末尾速度为0.5m/min，长度为300m，末尾速度为2m/min，后罗拉转速变化满足带有斜率的一次函数；第三段初始速度为第二段的末尾速度为2m/min，长度为100m，末尾速度为1m/min，后罗拉转速变化满足带有斜率的一次函数；第四段的初始速度为第一段的末尾速度为1m/min，长度为150m，末尾速度为2.5m/min，后罗拉转速变化满足正弦函数。

当C＝2.5m/min，B＝3m/min，第一纤维含量为62.5％，当C＝0.5m/min，B＝7m/min，第一纤维须条的质量含量为12.5％，当C＝2.5m/min，B＝3m/min，第一纤维含量为62.5％。第一段中纱线第一纤维的含量由62.5％逐步变化到12.5％，整个纱段长度为200m；当C＝2m/min时，B＝4m/min，第一纤维须条含量为12.5％，第二段由12.5％逐步变化到50％，长度为300m；当C＝1m/min时，B＝6m/min，第一纤维须条的含量是25％，第三段由50％变化到25％，长度为100m；第四段由25％变化到65％，长度为150m。纱线制成后，利用涤棉染色性能的不同，采用适合棉纤维的染料和染色工艺，只对棉纤维进行染色，染成红色，最终纱线就形成深红1到浅红1(第一段)，随后由浅红1到深红2(第二段)，然后深红2到浅红2(第三段)，最后由浅红2到深红1(第四段)，因为四个阶段后罗拉变速不同且长度不同，所以形成的纱线颜色变化多变，纱线风格不同于实施例1-3。

实施例5

制备Tt＝20tex纱线，第一纤维须条的定量N＝1.5g/10m；第二纤维须条的定量M＝0.3g/10m；前罗拉的转速A＝20m/min，纱线捻度T＝800捻/m。

将第一纤维须条从后罗拉喂入，第二纤维须条从中罗拉喂入，第一纤维须条和第二纤维须条中心距为6mm。第一纤维为棉，第二纤维为涤纶，中罗拉的转速B随后罗拉的转速C变化而产生相应变化，且满足：

本实施例中第一纤维须条的质量含量比例最高时，B＝C＝2.22m/min。设后罗拉的转速包含五段，第一段速度恒定为2m/min，长度为200m；第二段初始速度2m/min，时间为5s，末尾速度为1m/min，后罗拉转速变化满足带有斜率的一次函数；第三段速度恒定为1m/min，长度为200m；第四段初始速度为1m/min，时间为5s，末尾速度为0.5m/min，后罗拉转速变化满足余弦函数；第五段速度恒定为0.5m/min，长度为500m。

当C＝2m/min，B＝3.33m/min，第一纤维含量为75％，第一段纱线第一纤维含量稳定在75％，长度为200m；当C＝1m/min时，B＝8.33m/min，第二段作为过渡段，时间总长为5s，后罗拉速度由2m/min降到1m/min，第一纤维比例由75％降到37.5％；第三段后罗拉恒定速度C＝1m/min，B＝8.33m/min，此时第一纤维含量稳定在37.5％，长度为200m；当C＝0.5m/min，B＝10.83m/min，第一纤维须条的质量含量为18.75％，第四段后罗拉转速由1m/min快速降到0.5m/min，时间为5s，第一纤维含量由37.5％降到18.75％；第五段后罗拉恒定速度C＝0.5m/min，B＝10.83m/min，第一纤维含量维持在18.75％。最终纱线形成三个主体纱段和两个过渡段，三个主题纱段种第一纤维含量分别时75％、37.5％、18.75％，第二纤维含量为25％、62.5％、81.25％，我们对第二纤维须条——涤纶进行染色，染成红色，纱线会出现三段红色由浅到深，并且应为中间过渡段较短，制成的织物有类似于三种纱线制成，不同于实施例1-4。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种混纺比可变的等线密度纱线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定前罗拉的转速为A，中罗拉的转速为B，后罗拉的转速为C，将第一纤维须条从后罗拉喂入，第二纤维须条从中罗拉喂入，第一纤维须条和第二纤维须条分别经过牵伸后从前罗拉输出，经过加捻得到纱线；在纺纱过程中，后罗拉的转速C为变速，中罗拉的转速B随后罗拉的转速C变化而产生相应变化，且满足：

其中，Tt：纱线的线密度；N：第一纤维须条的定量；M：第二纤维须条的定量。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一纤维须条和所述第二纤维须条的定量比为N：M＝1～6：1。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述后罗拉的转速C满足：C₀/5≤C≤C₀，C₀为设定的后罗拉的最大转速。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述中罗拉和所述后罗拉的转速比为B：C＝1～20：1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一纤维须条占所述纱线的质量百分比为17.1～85.7％，所述第二纤维须条占所述纱线的质量百分比为14.3～82.9％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一纤维须条和所述第二纤维须条具有不同的颜色。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一纤维须条和所述第二纤维须条是两组具有不同染色性能的纤维。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述后罗拉的转速C的速度变化曲线为一次函数、正弦函数或余弦函数。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述后罗拉的转速C变速至少包含五个阶段，其中第一阶段速度C1、第三阶段速度C3、第五阶段速度C5，所述C1、C3、C5均为恒定速度，所述C1和C3数值不等、C3和C5数值不等；第二阶段速度C2是第一阶段和第三阶段之间的过渡阶段速度，第四阶段速度C4是第三阶段和第五阶段之间的过渡阶段速度，所述C2和C4为变速，所述C2、C4的速度变化曲线为一次函数、正弦函数或余弦函数。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一纤维须条和所述第二纤维须条之间的中心间距为W，W取值为0.5mm-8mm。