CN115161832A - 具有毛感的高强度纱线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有毛感的高强度纱线的制备方法，通过先对长丝进行预加捻，然后对完成预加捻的长丝同时进行二次加捻和磨损处理，获得具有毛感的高强度纱线。上述制备方法中，通过综合考虑预加捻过程长丝的线密度、两次加捻过程的捻度，磨损处理过程长丝的磨损率、加捻数量及卷绕速度对纱线性能的影响，形成了一种可赋予纱线毛感和有效提高纱线强度的方法；通过调整两次加捻和磨损处理过程的参数，可对长丝的磨损程度和加捻程度进行控制，从而制得不同强度的纱线，使其适用于多种应用场景，实现了能源和资源的最大化利用。本发明提出的具有毛感的高强度纱线的制备方法，具有工艺简便、操作流程短、制备效率高及普适性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种具有毛感的高强度纱线的制备方法。
背景技术
纱线的强度是评价纱线性能的重要指标，实际应用中不同应用场景对纱线的强度要求不同。现有化纤变成纱线的主要方式就是纺纱，加工工艺是将纺制的长丝切段后获得短纤，再经过梳理、并条、粗纱和细纱等工艺制备成为纱线，整个制备过程实现由长丝到短纤纱，且制备工艺流程长、能耗高。现有的纺纱装置一般是通过改变加捻时作用力的方向以减少纱线毛羽来达到提升纱线强度的目的，该过程中对纱线的实际结构的影响不大，纱线强度增强效果有限。为了提升纱线的强度，通常采用加捻和混纺的方式来提升纱线的强度；加捻主要是使纤维抱合获得摩擦力从而获得抵抗外界破坏的能力，摩擦力的大小决定了纱线强度的高低，而混纺则需要采用不同的纤维材料，由于不同纤维材料的性质不同，因而通过此种方法对纱线强度的提升有限。
现有技术中，中国专利申请号112626862A，公开日期为2021年4月9日，名称为“一种高强度纱线及其制备方法”的发明专利中以聚乳酸纤维为基础，混合聚丙烯酸浆料，经淀粉交联，挤压熔融，牵引拉伸形成长丝，长丝经搓揉缠绕获得原纱。上述制备方法虽然可以通过搓揉缠绕得到满足需求的纱线，该方法制得的纱线的性质受到基础纱线和浆料之间相容性的影响，同时，聚乳酸纤维受其自身力学性能的限制，其应用范围有限。
现有技术中，中国专利申请号113417042A，公开日期为2021年9月21日，名称为“一种长绒棉石墨烯锦纶包双芯混纺纱线及其制备方法”的发明专利中选用石墨烯锦纶和长绒棉作为外包纱，涤纶长丝和氨纶丝作为芯纱，经细纱工序制成长绒棉石墨烯锦纶包双芯混纺纱线。上述方法通过混纺制得多组分的纱线，但此处混纺纱线的强度受各个组分的影响，因而在制备前需充分考虑各个组分的性质，基于此，上述提高纱线强度方法的普适性并不高。
有鉴于此，有必要设计一种改进的具有毛感的高强度纱线的制备方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有毛感的高强度纱线的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种具有毛感的高强度纱线的制备方法，包括如下步骤：
S1、长丝预加捻：
对长丝进行预加捻，将完成所述预加捻后的长丝卷绕于纱筒上，获得预处理的长丝；
S2、高强度纱线的捻磨一体化制备：
将步骤S1中得到的所述预处理的长丝端头迁出连接二次加捻装置，在所述二次加捻装置内同时进行二次加捻和磨损处理，获得具有毛感的高强度纱线。
优选的，在步骤S2中，所述磨损处理中预处理的长丝表面的磨损率为1～5％。
优选的，长丝可为涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶、芳纶、碳纤维中的一种或几种的混合。
优选的，在步骤S1中，所述长丝的线密度为5～200tex。
优选的，在步骤S2中，所述二次加捻的捻度为200～800捻/米。
优选的，在步骤S2中，所述磨损处理过程采用磨损部件进行。
优选的，所述磨损部件为中空结构，所述磨损部件的中空结构的内壁为摩擦面，所述摩擦面的表面粗糙度为0.5～2.5。
优选的，在步骤S2中，进行所述二次加捻和所述磨损处理时所述预处理的长丝置于空心锭子中。
优选的，所述磨损装置设置于所述空心锭子的上方。
优选的，在步骤S1中，所述预加捻的捻度为100～200捻/米。
优选的，在步骤S1中，所述预加捻和所述二次加捻的捻向相同，所述预加捻和所述二次加捻的捻向为S捻或Z捻。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的具有毛感的高强度纱线的制备方法，在制备过程中不需再次增加材料，只需经过简单的捻磨处理，即可提升纱线的强度，并赋予短纤纱毛感；通过利用磨损部件对长丝进行磨损处理，可在长丝表面形成一定量的毛羽，增加长丝的表层纤维间的粗糙度，提高纤维的摩擦系数，使得纤维之间结合更紧密；通过捻磨一体化的制备方式，对长丝进行磨损处理的同时进行加捻处理，使长丝之间缠绕和抱合，并使外层纤维与内层长丝紧密结合，促使纤维的强度得到提升。通过上述方式，提供了一种工艺简便、操作流程短、制备效率高及普适度高的方法，该方法制得的纱线具有较强的毛感和高强度。
2、本发明提供的具有毛感的高强度纱线的制备方法，通过对长丝预加捻后，再对长丝同时进行二次加捻和磨损处理，该过程中主要利用磨损部件对长丝进行一定程度的磨损，从而使长丝表面形成少量毛羽，并在毛羽形成后立即对长丝进行加捻，使形成的毛羽能够全部缠绕至纱线内，为纱线的强度做贡献；同时，由于毛羽的存在增大了外层长丝与内层长丝之间的摩擦力，使纤维之间缠绕和抱合得更紧密。基于上述原因，本发明提出的捻磨一体化制备高强度纱线的方法与现有技术中分开进行加捻处理和磨损处理的方式相比，能更有效提升长丝纱线的强度。
3、本发明提供的具有毛感的高强度纱线的制备方法，通过综合考虑预加捻过程长丝的线密度、两次加捻过程的捻度，磨损处理过程长丝的磨损率、加捻数量及卷绕速度对纱线性能的影响，形成了一种有效提高纱线强度、并赋予纱线表面毛感的方法。通过上述方法，可对纱线的磨损程度和加捻程度进行控制，从而制得不同强度的纱线，使其适用于多种应用场景，实现了能源和资源的最大化利用。
附图说明
图1为应用本发明的具有毛感的高强度纱线的制备方法制得的纱线的光学照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本发明提出的具有毛感的高强度纱线的制备方法，包括如下步骤：
S1、长丝预加捻：
对长丝进行预加捻，将完成预加捻后的长丝卷绕于纱筒上，获得预处理的长丝；
S2、高强度纱线的捻磨一体化制备：
将步骤S1中得到的预处理的长丝置于空心锭杆中，长丝端头迁出连接二次加捻装置，在二次加捻装置内同时进行二次加捻和磨损处理，经过上述处理，即制得具有毛感的高强度纱线，再利用卷绕机构对高强度纱线进行缠绕和收集。
优选的，在步骤S1中，长丝的线密度为5～200tex，预加捻的捻向为S捻或Z捻；这主要是因为，当线密度低于5tex时，长丝过细，容易被磨损部件磨断，从而完全损坏了纤维的连续性，最终得到的纱线的强度得不到增强；若线密度高于200tex，长丝磨损时难以获得断头，经加捻后产生的抱合力不足，纱线容易脱散，且无法实现增强纱线强度的目的。对于预加捻的捻度，设置为100～200捻/米，当预加捻捻度低于100捻/米，长丝间无法形成足够的摩擦力，无法保证长丝间可靠抱合，在进入下一步的磨损处理时长丝容易脱散；若预加捻捻度高于200捻/米，长丝间抱合过于紧密，不利于表层长丝的磨损，致使外层纤维与内层长丝间结合不紧密。
优选的，在步骤S2中，二次加捻的捻度为200～800捻/米；磨损处理过程中长丝纱线表面的磨损率为1～5％；卷绕机构的转速为6000～12000r/min。
优选的，预加捻和二次加捻的捻向相同。
这主要是因为，若二次加捻的捻度低于200捻/米，对表层长丝无法形成足够的磨损，纤维间不能形成足够的摩擦力，无法获得结构稳定的纱线，不能达到提升纱线强度的目的；若捻度高于800捻/米，对表层长丝的磨损太大，且纱线内纤维间会形成过大的内应力，二者均不利于增强纱线的强度。对于长丝表面的磨损率，当磨损率低于1％，长丝抱合需要的摩擦力不足，纱线的强度无法得到增强；若表层长丝的磨损率高于5％，表层长丝形成过多力学薄弱节点，也无法对纱线的强度进行增强。对于卷绕速度，若卷绕速度低于6000r/min，卷绕效率低，成本高，耗能严重；若卷绕速度高于12000r/min，将对纱线形成较大牵伸，使得纱线内残留的内应力过大，纱线易绷断。
具体地，捻磨一体化过程使用的二次加捻装置包括空心锭杆、设置于空心锭杆下方的贮丝盘、磨损部件及设置于磨损部件末端的卷绕机构，空心锭杆、贮丝盘及磨损部件共同对筒子纱进行二次加捻，磨损部件为中空结构，磨损部件的中空结构的内壁为摩擦面，摩擦面的表面粗糙度为0.5～2.5；如此设置，可使筒子纱的长丝端头迁出贯穿空心锭杆和贮丝盘，再经磨损部件对长丝进行磨损处理，与此同时，借助于空心锭杆、贮丝盘及卷绕机构对长丝的牵伸力，磨损部件对上述牵伸力的抵抗力，即可对长丝进行二次加捻，完成上述步骤后利用卷绕机构对纱线进行缠绕和收集。需要说明的是，本领域技术人员应当理解，本发明所使用的捻磨一体化装置并不局限于上述装置，可以对其结构进行改进，只需保证二次加捻和磨损处理同时进行即可，此处不以此为限。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步限定：
实施例1
S1、长丝预加捻：
对线密度为10tex的涤纶进行预加捻，预加捻的捻度设置为100捻/米，加捻的捻向为S捻，将完成预加捻后的长丝卷绕于纱筒上，获得便于运输和处理的筒子纱；
S2、高强度纱线的捻磨一体化制备：
将步骤S1中得到的筒子纱置于空心锭杆中，长丝端头迁出连接二次加捻装置进行二次加捻，二次加捻的捻度为300捻/米，同时经磨损部件进行磨损处理，磨损处理过程中长丝表面的磨损率为1％，经过上述处理，即制得具有毛感的高强度纱线，再利用卷绕机构对上述高强度纱线进行缠绕和收集；其中，卷绕机构的转速为6000r/min。本实施例制得的纱线的光学照片如图1所示，从图中可以看到制得的纱线的表面具有一定量的毛羽，毛羽的存在赋予了纱线毛感。
实施例2
S1、长丝预加捻：
对线密度为40tex的涤纶进行预加捻，预加捻的捻度设置为150捻/米，加捻的捻向为S捻，将完成预加捻后的长丝卷绕于纱筒上，获得便于运输和处理的筒子纱；
S2、高强度纱线的捻磨一体化制备：
将步骤S1中得到的筒子纱置于空心锭杆中，长丝端头迁出连接二次加捻装置进行二次加捻，二次加捻的捻度为500捻/米，同时经磨损部件进行磨损处理，磨损处理过程中长丝表面的磨损率为3％，经过上述处理，即制得具有毛感的高强度纱线，再利用卷绕机构对上述高强度纱线进行缠绕和收集；其中，卷绕机构的转速为10000r/min。
实施例3
S1、长丝预加捻：
对线密度为40tex的涤纶进行预加捻，预加捻的捻度设置为180捻/米，加捻的捻向为Z捻，将完成预加捻后的长丝卷绕于纱筒上，获得便于运输和处理的筒子纱；
S2、高强度纱线的捻磨一体化制备：
将步骤S1中得到的筒子纱置于空心锭杆中，长丝端头迁出连接二次加捻装置进行二次加捻，二次加捻捻度为450捻/米，同时经磨损部件进行磨损处理，磨损处理过程中长丝表面的磨损率为3.5％，经过上述处理，即制得具有毛感的高强度纱线，再利用卷绕机构对上述高强度纱线进行缠绕和收集；其中，卷绕机构的转速为11000r/min。
实施例4
S1、长丝预加捻：
对线密度为60tex的涤纶进行预加捻，预加捻的捻度设置为200捻/米，加捻的捻向为Z捻，将完成预加捻后的长丝卷绕于纱筒上，获得便于运输和处理的筒子纱；
S2、高强度纱线的捻磨一体化制备：
将步骤S1中得到的筒子纱置于空心锭杆中，长丝端头迁出连接二次加捻装置进行二次加捻，二次加捻捻度为600捻/米，同时经磨损部件进行磨损处理，磨损处理过程中长丝表面的磨损率为5％，即制得具有毛感的高强度纱线，再利用卷绕机构对上述高强度纱线进行缠绕和收集；其中，卷绕机构的转速为12000r/min。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于：对长丝预加捻处理后，利用现有的加捻装置对长丝进行二次加捻处理，其他步骤与实施例1基本相等，在此不再赘述。
对比例2
对比例2与实施例1的区别仅在于：对长丝预加捻处理后，利用现有的磨损处理装置对长丝进行磨损处理，其他步骤与实施例1基本相等，在此不再赘述。
对比例3
对比例3与实施例1的区别仅在于：对长丝预加捻处理后，利用现有的磨损处理装置和加捻装置分别对长丝进行磨损处理和二次加捻处理，其他步骤与实施例1基本相等，在此不再赘述。
对比例4
对比例4与实施例1的区别仅在于：对长丝预加捻处理后，利用现有的加捻装置和磨损处理装置分别对长丝进行二次加捻处理和磨损处理，其他步骤与实施例1基本相等，在此不再赘述。
实施例1至4和对比例1至4制得的高强度纱线的强度如表1所示，从表中可以看出预加捻对纱线的强度有一定的影响，预加捻越大，纱线强度越好。与传统单一处理方式相比，本方法获得的纱线强度明显高于传统的捻磨分开的方法。
表1实施例1至4及对比例1至4制得的高强度纱线的强度
| 项目 | 拉伸强度(cN/tex) |
| 实施例1 | 34 |
| 实施例2 | 39 |
| 实施例3 | 41 |
| 实施例4 | 46 |
| 对比例1 | 50 |
| 对比例2 | 29 |
| 对比例3 | 31 |
| 对比例4 | 32 |
本领域技术人员应当理解，此处的涤纶还可以是锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶、芳纶、碳纤维中的一种或几种的混合，此处不以此为限。
综上所述，本发明提出的具有毛感的高强度纱线的制备方法，通过先对长丝进行预加捻，然后对完成预加捻的长丝同时进行二次加捻和磨损处理，获得具有毛感的高强度纱线；通过综合考虑预加捻过程长丝的线密度、两次加捻过程的捻度，磨损处理过程长丝的磨损率、加捻数量及卷绕速度对纱线性能的影响，形成了一种有效提高纱线强度的方法。通过上述方法，可对长丝的磨损程度和加捻程度进行控制，从而制得不同强度的纱线，使其适用于多种应用场景，实现了能源和资源的最大化利用。本发明提出的具有毛感的高强度纱线的制备方法，与现有技术中分开进行加捻处理和磨损处理的方式相比，能更有效提升纱线的强度，且具有工艺简便、操作流程短、制备效率高及普适性高的优点。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、长丝预加捻：
对长丝进行预加捻，将完成所述预加捻后的长丝卷绕于纱筒上，获得预处理的长丝；
S2、高强度纱线的捻磨一体化制备：
将步骤S1中得到的所述预处理的长丝端头迁出连接二次加捻装置，在所述二次加捻装置内同时进行二次加捻和磨损处理，获得具有毛感的高强度纱线。
2.根据权利要求1所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述磨损处理中预处理的长丝表面的磨损率为1～5％。
3.根据权利要求1所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述长丝的线密度为5～200tex。
4.根据权利要求1所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述二次加捻的捻度为200～800捻/米。
5.根据权利要求1所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述磨损处理过程采用磨损部件进行。
6.根据权利要求5所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，所述磨损部件为中空结构，所述磨损部件的中空结构的内壁为摩擦面，所述摩擦面的表面粗糙度为0.5～2.5。
7.根据权利要求6所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，进行所述二次加捻和所述磨损处理时所述预处理的长丝置于空心锭子中。
8.根据权利要求7所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，所述磨损装置设置于所述空心锭子的上方。
9.根据权利要求1所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述预加捻的捻度为100～200捻/米。
10.根据权利要求1所述的具有毛感的高强度纱线的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述预加捻和所述二次加捻的捻向相同，所述预加捻和所述二次加捻的捻向为S捻或Z捻。
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