CN115418768B - 调温纤维复合纱的制备方法及所用制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调温纤维复合纱的制备装置，包括伸缩筘、侧罗拉、中心罗拉、导纱辊组件，还包括依次相连通的沟槽轨道、加捻三角区和圆筒等。本发明还提供了利用上述制备装置进行的调温纤维复合纱的制备方法，包括：S1、制备外包纱；S2、制备纱芯；S3、采用外包纱和纱芯，利用制备装置，通过控制中心罗拉与侧罗拉的速度与角度，制备复合细纱；S4、将步骤S3所得的复合细纱经过后续处理，制备获得调温纤维复合纱。本发明把一个罗拉转变为三个罗拉，左右两侧的罗拉又呈一定的角度，使两侧的纱条在罗拉起始处就开始向中心汇集，大大减小了加捻三角区的宽度，并减小了纱线在加捻时的强力损失，提高成纱强力。

Description

调温纤维复合纱的制备方法及所用制备装置

技术领域

本发明涉及纺织行业新型纺纱技术领域，具体涉及一种以调温纤维为纱芯外包异形截面纤维制成包芯纱和包缠纱的方法及所用装置。

背景技术

调温纤维是通过熔融纺纱制备而得，纤维具有皮芯结构，由于皮层和芯层的吸热放热的热量不同，达到调温的效果，使之产生凉爽或温暖的感觉。纤维截面呈皮芯结构，由于皮层与芯层具有不同的性能，从纤维的结构来看，皮层的取向度较高、结构均匀，断裂强力、强伸性能耐磨性也比较高。皮层的吸湿性能也较高，有利于纤维的染色。

异形截面纤维又称异形纤维，是通过非圆形的喷丝板喷出的具有异形截面的纤维。由于纤维的截面不同，具有不同的特性。十字形截面纤维具有纵向沟槽所产生的毛细效应，实现导汗，点接触的干爽、凉感。由于纤维异形化，纤维的表面积加大，增强了纤维之间的抱合力，使起毛起球的现象大大减少。纤维的异形度越高，纤维的蓬松性和透气性越好。

调温纤维异形纤维复合纱，该纱线是以调温纤维为纱芯外包异形截面纤维，通过包芯纱的结构，改善了纱线的强力，耐磨性，提高了吸湿透气性，改善了调温纤维自身强力不足，耐磨性差的缺点。凉感包芯纱通过其独特的性能，由于调温纤维芯层的相变材料在温度变化时会伴随吸热放热，与异形截面纤维易于导湿等特性，使得外层纤维具有毛细效应，实现接触凉感，延长凉感持续时间。使人们在炎热夏天增加阵阵清凉感,更多能感受到清爽美好的舒适性。

目前现有的复合纱的制备方法为：采用传统的环锭纺纺纱系统，芯层纱线与皮层纱线由同一伸缩筘进入，在罗拉的带动下皮层与芯层在加捻三角区会和加捻。这样使得加捻三角区宽度较大，纱线在加捻三角区加捻抱合时，纱线的强力损失较大，不利于提高成纱后纱线强力。其采用一对罗拉对纱线进行输送，加捻三角区宽度过大，纱线在加捻三角区加捻抱合时，纱线的强力损失较大，不利于提高成纱后纱线强力。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种调温纤维复合纱的制备方法及所用制备装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种调温纤维复合纱的制备装置：包括伸缩筘、侧罗拉、中心罗拉、导纱辊组件，还包括依次相连通的沟槽轨道、加捻三角区和圆筒，圆筒上设有气流入口和通风口，圆筒内设有球形导纱器。

作为本发明的的调温纤维复合纱的制备装置的改进：

伸缩筘由一个中心伸缩筘和两个侧伸缩筘组成，两个侧伸缩筘对称的位于中心伸缩筘的左右两侧；

沟槽轨道的进口为三个，出口为一个；沟槽轨道的三个进口由中心进口和对称的位于中心进口两侧的2个侧进口组成；

在中心进口的后方设置中心罗拉，在中心罗拉的后方设置与中心罗拉相平行的中心伸缩筘，中心伸缩筘、中心罗拉、中心进口组合形成了纱芯(中心纱线)的进入通道，命名为纱芯通道；

每个侧进口均为如下：

在侧进口的后方，由近及远依次设置有导纱辊组件、侧罗拉和侧伸缩筘，侧罗拉与侧伸缩筘相平行；侧罗拉依靠旋转轴的可旋转角度θ为0～20°，侧罗拉与侧伸缩筘通过连杆固定相连；因此，侧罗拉与侧伸缩筘能实现同步同旋转角度的转动；

侧伸缩筘、侧罗拉、导纱辊组件、侧进口组合形成了皮层纱(侧纱线)的进入通道，命名为皮层纱通道；

沟槽轨道的出口、加捻三角区、圆筒依次相连，这3者的中心线与纱芯通道的中心线相重合。

导纱辊组件的作用是改变皮层纱的运动方向，以减小加捻三角区的宽度；

加捻三角区所起到的作用是将3根纱条(2根皮层纱、1根纱芯)捻成一股细纱。

作为本发明的的调温纤维复合纱的制备装置的进一步改进：

圆筒由顶面、底面和圆筒形侧壁围合形成，圆筒顶面和底面均设有通孔；圆筒顶面通孔与加捻三角区的出口密封相连；

在圆筒的内腔中对称的设有2根导纱球连杆，2根导纱球连杆能绕着圆筒的中心线作同步的转动；在每根导纱球连杆从上至下的设有N个球形导纱器，球形导纱器与导纱球连杆转动相连；2根导纱球连杆的球形导纱器相互一一对应，因此2个位于同一高度且相互对应的球形导纱器形成起导纱作用的球形导纱器对；球形导纱器对围合形成的内圈为捻合后纱线(细纱)的通道；球形导纱器对围合形成的外圈与圆筒的内壁相贴合；

在圆筒入口端的侧壁上设有气流入口组件，此气流入口组件由2个对称设置在圆筒筒壁上的气流入口组成；

在圆筒的圆筒形侧壁的底部设置通风口，圆筒内的气流能从此通风口被导出至圆筒外。

作为本发明的的调温纤维复合纱的制备装置的进一步改进：

在圆筒内设有一套小导纱辊组件，小导纱辊组件由2个圆柱形的小导纱辊组成；2个圆柱形的小导纱辊对称的设置在圆筒中心线的两侧，小导纱辊的轴心与圆筒侧壁相连，小导纱辊能绕着其轴线水平转动，2个圆柱形的小导纱辊成相反的转动方向，从而起到导纱的作用。

作为本发明的的调温纤维复合纱的制备装置的进一步改进：

导纱辊组件由2大1小的3个导纱辊组成，分别为大导纱辊Ⅰ、大导纱辊Ⅱ和小导纱辊，大导纱辊Ⅰ和小导纱辊位于皮层纱通道的一侧，大导纱辊Ⅱ位于皮层纱通道的另一侧；大导纱辊Ⅰ和小导纱辊顺时针运动，大导纱辊Ⅱ逆时针运动，通过此三者共同的运动使皮层纱改变一定角度并向前运动，因此导纱辊组件的作用是改变皮层纱的运动方向，以减小加捻三角区的宽度。

作为本发明的的调温纤维复合纱的制备装置的进一步改进：

一对球形导纱器对上的2个球形导纱器成相反的转动方向，从而起到导纱作用。

说明：球形导纱器既能自转，又能公转；球形导纱器的这种转动方式，能起到使内部空气形成涡流，能握持纱线，提高纱线纤维之间的抱合。

球形导纱器可选用球形握持罗拉。

作为本发明的的调温纤维复合纱的制备装置的进一步改进：

中心伸缩筘能调整其幅宽，还能调整相对于中心罗拉的距离。

说明：中心伸缩筘调整其幅宽，是用于控制包芯纱/包缠纱的芯纱的幅宽。中心伸缩筘调整相对于中心罗拉的距离的作用是防止纱线缠绕有利于及时调节。中心罗拉起到牵引纱线的作用。侧伸缩筘的作用是控制包芯纱/包缠纱的皮层纱的幅宽。侧罗拉起到牵引皮层纱的作用。

在本发明中，侧罗拉为可旋转、可调速的罗拉。

本发明还同时提供了利用上述制备装置进行的调温纤维复合纱的制备方法，包括S1、制备外包纱；S2、制备纱芯；还包括以下步骤：

S3、采用外包纱和纱芯，利用制备装置，通过控制中心罗拉与侧罗拉的速度与角度，制备复合细纱(包芯纱或包缠纱)；

S4、将步骤S3所得的复合细纱经过后续处理，制备获得调温纤维复合纱。

作为本发明的调温纤维复合纱的制备方法的改进：

复合细纱为包芯纱或包缠纱；

当中心罗拉的速度与侧罗拉速度比为1:1.05～1:1.6时，侧罗拉逆时针旋转角度θ为负0～20度时，在加捻三角区中形成包芯纱，

当中心罗拉速度与侧罗拉速度比为1:0.7-1:0.5时，侧罗拉逆时针旋转角度θ为负15～20度时，在加捻三角区中形成包缠纱。

本发明能使调温纤维表面的晾感因子充分发挥作用并结合十字形，三叶带沟槽形，多叶形，五角形等截面的异形纤维，涤纶纤维，粘胶纤维，差别化纤维等，制造成包芯纱或包缠纱，使之各自发挥出各自的优点，提高了成纱的强力、透气、导汗性能，使纱线的结构、性能得到优化，提高了服用性能。

具体而言，为实现上述复合细纱(包芯纱或包缠纱)的生产，本发明采用如下的生产方法，包括以下步骤：

S1、按照常规技术，将异形纤维进行开松除杂工序、梳理工序、混合并条工序、粗纱工序制成异形截面纤维粗纱，该异形截面纤维粗纱作为皮层纱线；

S2、制备调温纤维长丝，该调温纤维长丝作为芯层纱线；

S3、在细纱工序中，利用本发明的装置，通过控制中心罗拉与双侧罗拉的速度与角度，制备包芯纱或包缠纱(细纱工序)：

一、制备包芯纱：

当中心罗拉速度与侧罗拉速度比为1:1.05～1:1.6时，侧罗拉逆时针旋转角度θ为负0-20度时(与中心罗拉延长线夹角为负0-20度，左侧罗拉与右侧罗拉呈对称状)，在加捻三角区中形成包芯纱，

二、制备包缠纱：

当中心罗拉速度与侧罗拉速度比为1:0.7-1:0.5之间时，侧罗拉逆时针旋转角度θ为负15-20度时(与中心罗拉延长线夹角为负15-20度，左侧罗拉与右侧罗拉呈对称状)，在加捻三角区中形成包缠纱。

S4、按照常规技术，将得到的复合细纱经过络筒、并纱、捻线等工序得到成纱强力均匀的凉感复合纱。

在本发明的细纱工序(S3)中，如图1所示，调温纤维长丝通过中心伸缩筘，由中心罗拉喂入，异形截面纤维粗纱由双侧的侧罗拉喂入。通过对伸缩筘中纱条的幅宽的改变，从而实现外层与内层的质量百分比。侧罗拉与中心罗拉成负20度角(即，侧罗拉逆时针转动20°)，调节中心罗拉的和双侧罗拉的速度比可制备包芯纱、包缠纱。球形导纱装置速度例如为360r/min；运动方式就是球形沿着管内壁做圆周运动。管内小导纱辊速度例如为190r/min，气流从气流入口的流速例如为3000ml/min。

在本发明中：

S1为常规工艺，可依据实际需要进行以下参数的选择：

异形纤维的线密度为45-60D。

开松除杂工序：对纤维进行开松除杂打手的速度应在控制在675-780r/min。

梳理工序：梳棉机上锡林与刺辊的线速度之比为1.73-2.48：1之间；道夫直径为700mm左右；盖板导轮为14齿，齿距为36.5mm；

混合并条工序：在并条机上纤维在并合使并合数为6-8根，采用四上四下罗拉牵伸加压形式。牵伸倍数应在8.4-9.6倍，使在梳理阶段产生产生的弯钩伸直。牵伸罗拉使用橡胶材使摩擦力界分布均匀。罗拉隔距小有利于纱条的均匀牵伸。

粗纱工序：在粗纱机上喂入的条子为1跟；牵伸倍数在5.4-11.8；采用四罗拉牵伸，前罗拉直径为28.5mm；锭子转速1500-1600r/min；捻度为50-60捻/m。

S4为常规工艺，可依据实际需要进行以下参数的选择：

络筒工序：络筒机选择自动络筒机，锭距320mm，络筒机的速度在800-1200m/min；

并纱工序：在并纱机上并纱根数为3根。卷绕类型为精密卷绕。卷绕线速度为200-800m/min.

捻线工序：捻线机锭子速度6500-11000m/min，捻系数为330-360，锭距150mm，钢领直径70mm，牵伸倍数5-30。

相对于现有的技术而言，本发明具有如下技术优势：可以通过同一个装置制备包芯纱与包缠纱，减小了加捻三角区的宽度，提高纱线的强力。与传统环锭纺相比，本发明能有效的减小加捻三角区的大小，减小纱线在加捻三角区中的强力损失。

本发明的技术创新点是，把加捻三角区后端的导纱罗拉变为三个导纱罗拉，其中两侧的导纱罗拉为可旋转可调速，旋转角度为0-20度，中心罗拉两侧的罗拉为同步转动，可分别控制中心罗拉与两侧的罗拉的速度大小；可速度相等，或存在速度差。

通过罗拉角度与速度的调节，可以在同一装置下制备出包芯纱与包缠纱。加捻三角区后端圆筒内部通过球形导纱器转动带动气流形成涡流，使纤维间充分抱和减少毛羽，提高了成纱的强力。本发明把一个罗拉转变为三个罗拉，左右两侧的罗拉又呈一定的角度，使两侧的纱条在罗拉起始处就开始向中心汇集，大大减小了加捻三角区的宽度，并减小了纱线在加捻时的强力损失，提高成纱强力。

综上，本发明提供了能提高成纱后纱线强力的凉感纤维复合纱的生产方法。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是调温纤维复合纱的制备装置(改进环锭纺加捻三角区后)的结构示意图(俯视图)；

图2是圆筒12的主视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

按照纱线的前进方向，定义为前方。

装置实例1、一种调温纤维复合纱的制备装置，如图1所示，包括伸缩筘、侧罗拉2(为可旋转、可调速的罗拉)、中心罗拉3、导纱辊组件4、沟槽轨道5、加捻三角区6、气流入口7、球形导纱器8、小导纱辊9、通风口11、圆筒12。

伸缩筘由一个中心伸缩筘1-1和两个侧伸缩筘1-2组成，两个侧伸缩筘1-2对称的位于中心伸缩筘1-1的左右两侧。

沟槽轨道5的进口为3个，出口为一个。沟槽轨道5的3个进口由中心进口5-1和对称的位于中心进口5-1两侧的2个侧进口5-2组成。

在中心进口5-1的后方设有中心罗拉3，在中心罗拉3的后方设有与中心罗拉3相平行的中心伸缩筘1-1，中心伸缩筘1-1、中心罗拉3、中心进口5-1组合形成了纱芯(中心纱线)的进入通道，命名为纱芯通道；中心伸缩筘1-1能调整其幅宽，还能调整相对于中心罗拉3的距离。

中心伸缩筘1-1调整其幅宽，是用于控制包芯纱/包缠纱的芯纱的幅宽。中心伸缩筘1-1调整相对于中心罗拉3的距离的作用是防止纱线缠绕有利于及时调节。中心罗拉3起到牵引纱线的作用。

每个侧进口5-2均为如下：

在侧进口5-2的后方，由近及远依次设置有导纱辊组件4、侧罗拉2和侧伸缩筘1-2，侧罗拉2与侧伸缩筘1-2相平行；侧罗拉2依靠旋转轴13的可旋转角度θ为0～20°，当旋转角度θ为0°时，旋转轴13与纱芯通道相平行。侧罗拉2与侧伸缩筘1-2通过连杆14固定相连；因此，侧罗拉2与侧伸缩筘1-2能实现同步同旋转角度的转动，即，侧罗拉2与侧伸缩筘1-2始终保持相互平行。调整侧罗拉2的旋转角度的目的是：改变两侧纱线的运动方向及角度，以更小的角度在加捻三角区6中汇集加捻。

侧伸缩筘1-2、侧罗拉2、导纱辊组件4、侧进口5-2组合形成了皮层纱(侧纱线)的进入通道，命名为皮层纱通道；侧伸缩筘1-2的作用是控制包芯纱/包缠纱的皮层纱的幅宽。侧罗拉2起到牵引皮层纱的作用。

导纱辊组件4由2大1小的3个导纱辊组成，分别为大导纱辊Ⅰ4-1、大导纱辊Ⅱ4-2和小导纱辊4-3，大导纱辊Ⅰ4-1和小导纱辊4-3位于皮层纱通道的一侧，大导纱辊Ⅱ4-2位于皮层纱通道的另一侧；大导纱辊Ⅰ4-1和小导纱辊4-3顺时针运动，大导纱辊Ⅱ4-2逆时针运动，通过此三者共同的运动使皮层纱改变一定角度并向前运动，因此导纱辊组件4的作用是改变皮层纱的运动方向，以减小加捻三角区的宽度。

沟槽轨道5的出口、加捻三角区6、圆筒12依次相连，且3者的中心线相重合；且与纱芯通道的中心线相重合。

加捻三角区6所起到的作用是将3根纱条(2根皮层纱、1根纱芯)捻成一股细纱。

圆筒12由顶面、底面和圆筒形侧壁围合形成，圆筒12顶面和底面均设有通孔；圆筒12与加捻三角区6的外壳相连接，即，圆筒12顶面通孔与加捻三角区6的出口密封相连。

在圆筒12的内腔中对称的设有2根导纱球连杆10，即，2根导纱球连杆10对称的设置在圆筒12中心线的两侧；2根导纱球连杆10能绕着圆筒12的中心线作同步的转动。在每根导纱球连杆10从上至下(即按照纱线的前进方向，为从后向前)设有N个球形导纱器8，球形导纱器8与导纱球连杆10转动相连；即，球形导纱器8在导纱球连杆10的带动下作水平转动。2根导纱球连杆10的球形导纱器8相互一一对应，即，相互对应的2个球形导纱器8位于同一高度，从而形成一对球形导纱器8；一对球形导纱器8上的2个球形导纱器8成相反的转动方向，从而起到导纱的作用。如图1所述，在每根导纱球连杆10从上至下设有3个球形导纱器8，因此，在圆筒12中有3对球形导纱器对；球形导纱器8选用球形握持罗拉。一对球形导纱器对围合形成的内圈为捻合后纱线(细纱)的通道。一对球形导纱器对围合形成的外圈与圆筒12的内壁相贴合。

球形导纱器8既能自转，又能公转；球形导纱器8的这种转动方式，能起到使内部空气形成涡流，能握持纱线，提高纱线纤维之间的抱合。

由于导纱球连杆10进行圆周转动，三对的球形导纱器对位于导纱球连杆10上，在其带动下，三对的球形导纱器对能沿管壁做圆周转动实现对纱线进一步的加捻，抱合并实现对气流的带动使气流产生涡流。由于输送的气流产生的负压作用，使外层纤维(皮层纱线)更好的包覆在纱芯(芯层纱线)上，在通过三组螺旋沿管壁做圆周转动的罗拉对纱线进行握持并输送纱线到下道工序。

在圆筒12入口端(即，位于首对球形导纱器8的后方)的侧壁上设有气流入口组件，此气流入口组件由2个对称设置在圆筒12筒壁上的气流入口7组成，即，气流入口7位于首个首对球形导纱器8的后方。气流入口7对称设置的作用是使对称流入的气流在球形导纱器8的转动下形成螺旋气流，增强纱线的抱合，提高纱线强力。

在圆筒12内设有一套小导纱辊组件(靠近圆筒12的入口端)，如图1所示，小导纱辊组件由2个圆柱形的小导纱辊9组成；2个圆柱形的小导纱辊9对称的设置在圆筒12中心线的两侧，小导纱辊9的轴心与圆筒12侧壁相连，小导纱辊9能绕着其轴线水平转动(即，小导纱辊9只能自转)，2个圆柱形的小导纱辊9成相反的转动方向，从而起到导纱的作用。

2个小导纱辊9围合形成的内圈为捻合后纱线的通道；且2个对应的球形导纱器8围合形成的内圈直径＝小导纱辊9围合形成的内圈直径＝捻合后纱线直径。

在圆筒12的圆筒形侧壁的底部(即，靠近圆筒12出口端)设置通风口11，圆筒12内的气流可从此通风口11被导出至圆筒12外，从而使得圆筒12内形成持续的涡流，对纱线进行抱合。

最终，从圆筒12底部排出细纱。

实际工作过程如下：

1、3股纱条(或纱线)分别进入中心伸缩筘1-1和2个侧伸缩筘1-2；

穿过中心伸缩筘1-1的纱条称为中间纱条，其在中心罗拉3的牵引作用下向前方运动，沿直线方向进入沟槽轨道5的中心进口5-1；

位于两侧的纱条称为侧纱条，2个侧纱条各自分别如下：穿过侧伸缩筘1-2后，在侧罗拉2的牵引作用下，向前方运动，2个侧罗拉2在同一电机的带动下，实现同速转动并可实现对速度大小的调节。导纱辊组件4改变了纱条的运动角度，而后进入沟槽轨道5的侧进口5-2。因此3股纱条在加捻三角区6汇集加捻时，与常规的环锭纺不改变纱条运动轨迹时的加捻三角区宽度相比，加捻三角区的宽度更小，减小纱线的强力损失。

3股纱条沿着沟槽轨道5出口进入加捻三角区6，被捻合成一股形成复合纱细纱。

流经中心进口5-1的纱条形成了纱芯，流经侧进口5-2的两股纱条形成了纱芯的外层；即，经过加捻三角区6加捻抱合后，形成复合纱细纱，所述复合纱细纱为包芯纱或包缠纱。

说明：中心罗拉3是在其配套电机的电机带动下进行工作的。

2、复合纱细纱进入圆筒12内；

在从气流入口7进入圆筒12内的气流的带动下，球形导纱器8沿着设置的环形轨道旋转，从而在圆筒12形成了螺旋气流对加捻抱合后纱线起到提高抱合程度的作用，从而减少了复合纱细纱表面的毛羽现象，该气流最终从通风口11导出。在小导纱辊组件9的牵引作用下，捻合后纱线从圆筒12的底面通孔处导出，而后进入下一道工序。

实施例1、利用实例1所述装置制备包芯纱：

该包芯纱包括纱芯和外包纱；纱芯为调温纤维长丝，外包纱为异形截面纤维粗纱(例如为三叶带沟槽形异形纤维短纤)；

其生产方案具体如下：

S1、制备作为外包纱的异形截面纤维粗纱(为常规技术)：

首先将异形纤维进行开松除杂工序、梳理工序、混合并条工序、粗纱工序，制成异形截面纤维粗纱；该异形截面纤维粗纱为流经侧进口5-2的侧纱条。

异形截面纤维粗纱可参照《一种段彩羊绒牦牛绒包芯纱及其生产方法》进行，并依据不同纱线支数要求对每步骤的工艺进行适当更改：

S1.1在开清棉工序中，清棉机用三打手开松，打手的速度应在控制在675-780r/min；罗拉速度在11r/min，成卷罗拉直径230mm。成卷罗拉的转速12r/min。

S1.2在梳理工序，梳棉机的锡林速度115r/min，刺辊线速度142r/min，道夫速度8r/min；道夫直径为700mm左右；盖板导轮为14齿，齿距为36.5mm；喂入罗拉速度3r/min。

S1.3在预并条工序中，牵伸倍数8.78。

S1.4在并条工序中，并条机上的条子共需要三次并合，都采用四上四下下压式压力棒附导向上罗拉双曲牵伸。第一次并合为8根并合，牵伸倍数为8.62，罗拉加压为196×294×294×392×392，喇叭口直径4.9mm。压力棒加压96N。第二次并合为8根并合，牵伸倍数为7.60，罗拉加压为294×294×294×392×392，喇叭口直径4.4mm。第三次并合为8根并合，牵伸倍数为8.23，罗拉加压为294×294×294×392×392，喇叭口直径4mm。

S1.5在粗纱工序中，粗纱机的牵伸形式为四罗拉牵伸，牵伸倍数为5.5，罗拉隔距60×60mm，锭距220mm，锭子转速1400r/min。

S2、制备作为纱芯的调温纤维长丝(为常规技术)

可参照已公开发表的《一种石蜡/聚丙烯腈智能调温纳米纤维》法进行制备；该调温纤维长丝为流经中心进口5-1的中心纱。

S3、采用进行如图1的装置，制备包芯纱(细纱工序)：

2个侧伸缩筘1-2的幅宽一致。可通过控制中心伸缩筘1-1和侧伸缩筘1-2的幅宽，从而使纱芯与外包纱的质量比为1:2，即中间纱：左侧纱：右侧纱为1:1:1的质量比。侧罗拉2顺时针旋转20度(与中心罗拉3的延长线成负20度角，两侧罗拉2成对称状)。

中心罗拉3的转速设定为260r/min，双侧的侧罗拉2的转速设定为280r/min。调温纤维长丝通过中心伸缩筘1-1由中心罗拉3喂入，而后沿着沟槽轨道5的中心进口5-1进入加捻三角区6。异形截面纤维粗纱通过侧伸缩筘1-2由双侧的侧罗拉2喂入，在导纱辊4组件输送作用下，异形截面纤维粗纱改变一定的角度，并沿着沟槽轨道5的侧进口5-2进入加捻三角区6。加捻三角区6对调温纤维长丝、异形截面纤维粗纱进行加捻。

从气流入口7进入圆筒12的气流的流速为3000ml/min，圆筒12内的球形导纱器8的转速为130r/min，三对沿圆筒12管壁做圆周转动的球形导纱器8以及绕着其轴线作自转的小导纱辊9的积极握持和输送，制成线密度32tex，捻系数为340的包芯纱并运送到下道工序中。

S4、在FA506型细纱机上进行后续常规的工序，包括：

在络筒工序中，采用自动络筒机，电子清纱器，采用累加式的加压方式，锭距320mm，络筒机的速度在1100m/min。

在并纱工序中，在并纱机上，纱线并合根数为3根，卷绕线速度为600m/min，锭距420mm，断纱检验装置为电子感应式。

在捻线工序中，在捻线机上，锭子速度9500m/min，捻系数为340，锭距150mm，滚盘直径250mm，下罗拉直径45mm，钢领直径70mm，牵伸倍数5。捻向为Z捻。

最终获得32tex凉感纤维包芯纱。

实施例2、利用实例1所述装置制备包缠纱：

改变中心罗拉3与双侧的侧罗拉2的转速，中心罗拉3的转速为300r/min，侧罗拉2的转速为230r/min，其余等同于实施例1。

将步骤S3制成的线密度32tex，捻系数为300的包缠纱并运送到下道工序中。

将上述实施例1得到的包芯纱与实施例2得到的包缠纱进行以下的常规实验：

根据GB/T 20944.3—2008《纺织品抑菌性能的评价》的规定,当被测样品对白念珠菌的抑菌率≥60％,对金黄色葡萄球菌及大肠埃希菌的抑菌率≥70％时，样品判定为具有抗菌效果。

根据GB/T 3292.1-2008《纱线条干不匀测试方法》GB/T 3916-2013《纱线断裂强力和断裂伸长率测试标准》对纱线进行条干与强力与伸长率的性能评价。

根据GB/T 30127-2013《纺织品的远红外线性能的检测与评价》的规定，对纱线进行远红外性能评价。

根据GB/T 19466.1-2004《差示扫描量热法》对纱线的调温范围以及热焓值进行评价。

根据GB/T 5453-1997《织物透气性性能试验方法》和GB/T 12704-2009《织物透湿性能试验方法》的规定，对纱线进行透气、透湿性能评价。

纱线进行检测所得结果如下：

表1、纱线的抗菌性能

	实施例1	实施例2
			金黄色葡萄球菌	95％	96％
大肠杆菌	94％	95％
			白色念珠菌	94％	95％

表2、经过50次水洗后纱线的抗菌性能

	实施例1	实施例2
			金黄色葡萄球菌	92％	92％
大肠杆菌	91％	92％
			白色念珠菌	91％	92％

表3、纱线性能指标

	实施例1	实施例2
			条干CV值	≤12.5％	≤12％
强力	260cN/dtex	260cN/dtex
			伸长率	≥50％	≥50％

表4、纱线的远红外性能

	实施例1	实施例2
			远红外发射率	0.97	0.96
远红外辐射温升(℃)	4.5	4.7

表5、纱线的调温范围

	实施例1	实施例2
			调温范围	20℃-40℃	20℃-40℃
热焓值	12-15J/g	12-15J/g

表6、调温纤维面料的透气、透湿性

由实施例1所得的包芯纱与实施例2所得到的包缠纱可知，包缠纱由于调温纤维是被短纤维缠绕的方式，包芯纱是调温纤维是被包覆的方式，包缠纱更能起到瞬间凉感的性能。调温纤维制成的纱线还有一定抗菌性能，达到了国家要求的抗菌标准。从两个实施例可知以调温纤维为芯的包芯纱和包缠纱不止只有凉感的效果，还具有一定的保暖的效果。

在上述两个实例中，利用调温纤维与异形纤维制成包芯纱包缠纱，能充分利用两种纤维的性能，提高纱线的吸湿、透气性能，从而实现接触凉感。

本发明的优势是：纱条通过新型加捻系统，提高纱线强力，并能在同一设备上生产出包芯纱和包缠纱。调温纤维与十字形，三叶带沟槽形，多叶形，五角形等截面的异形纤维，或粘胶纤维，差别化纤维混纺，制备包芯纱或包缠纱。能充分发挥出芯层与外层纤维特点，提高了成纱的强力、透气、导汗性能，使纱线的结构、性能得到优化，提高了服用性能。

对比例1、在细纱工序中将皮层与芯层纱线由中间的伸缩筘穿入，经过中心罗拉的输送进入到加捻三角区加捻，抱合后，直接把纱线输送到下道工序。其余等同于实施例1。

所得结果与实施例1进行对比如下表7：

表7

	实施例1	对比例1
			金黄色葡萄球菌	95％	95％
大肠杆菌	94％	94％
			白色念珠菌	94％	94％
条干CV值	≤12.5％	≤16％
			强力	260cN/dtex	210cN/dtex
伸长率	≥50％	≥40％
			远红外发射率	0.97	0.95
远红外辐射温升(℃)	4.5	4.3
			调温范围	20℃-40℃	20-36℃
热焓值	12-15J/g	12-14J/g
			透气性	591.1mm/s	588.9mm/s
透湿性	182.7g/(m2·h)	179.6g/(m2·h)

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的两个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种调温纤维复合纱的制备装置，其特征在于：包括伸缩筘、侧罗拉（2）、中心罗拉（3）、导纱辊组件（4），还包括依次相连通的沟槽轨道（5）、加捻三角区（6）和圆筒（12），圆筒（12）上设有气流入口（7）和通风口（11），圆筒（12）内设有球形导纱器（8）；

伸缩筘由一个中心伸缩筘（1-1）和两个侧伸缩筘（1-2）组成，两个侧伸缩筘（1-2）对称的位于中心伸缩筘（1-1）的左右两侧；

沟槽轨道（5）的进口为三个，出口为一个；沟槽轨道（5）的三个进口由中心进口（5-1）和对称的位于中心进口（5-1）两侧的2个侧进口（5-2）组成；

在中心进口（5-1）的后方设置中心罗拉（3），在中心罗拉（3）的后方设置与中心罗拉（3）相平行的中心伸缩筘（1-1），中心伸缩筘（1-1）、中心罗拉（3）、中心进口（5-1）组合形成了纱芯的进入通道，命名为纱芯通道；

每个侧进口（5-2）均为如下：

在侧进口（5-2）的后方，由近及远依次设置有导纱辊组件（4）、侧罗拉（2）和侧伸缩筘（1-2），侧罗拉（2）与侧伸缩筘（1-2）相平行；侧罗拉（2）依靠旋转轴（13）的可旋转角度θ为0~20°，侧罗拉（2）与侧伸缩筘（1-2）通过连杆（14）固定相连；侧罗拉（2）与侧伸缩筘（1-2）能实现同步同旋转角度的转动；

侧伸缩筘（1-2）、侧罗拉（2）、导纱辊组件（4）、侧进口（5-2）组合形成了皮层纱的进入通道，命名为皮层纱通道；

沟槽轨道（5）的出口、加捻三角区（6）、圆筒（12）依次相连，这3者的中心线与纱芯通道的中心线相重合；

导纱辊组件（4）由2大1小的3个导纱辊组成，分别为大导纱辊Ⅰ（4-1）、大导纱辊Ⅱ（4-2）和小导纱辊（4-3），大导纱辊Ⅰ（4-1）和小导纱辊（4-3）位于皮层纱通道的一侧，大导纱辊Ⅱ（4-2）位于皮层纱通道的另一侧；大导纱辊Ⅰ（4-1）和小导纱辊（4-3）顺时针运动，大导纱辊Ⅱ（4-2）逆时针运动，通过此三者共同的运动使皮层纱改变角度并向前运动。

2.根据权利要求1所述的调温纤维复合纱的制备装置，其特征在于：

圆筒（12）由顶面、底面和圆筒形侧壁围合形成，圆筒（12）顶面和底面均设有通孔；圆筒（12）顶面通孔与加捻三角区（6）的出口密封相连；

在圆筒（12）的内腔中对称的设有2根导纱球连杆（10），2根导纱球连杆（10）能绕着圆筒（12）的中心线作同步的转动；在每根导纱球连杆（10）从上至下的设有N个球形导纱器（8），球形导纱器（8）与导纱球连杆（10）转动相连； 2根导纱球连杆（10）的球形导纱器（8）相互一一对应，因此2个位于同一高度且相互对应的球形导纱器（8）形成起导纱作用的球形导纱器对；球形导纱器对围合形成的内圈为捻合后纱线的通道；球形导纱器对围合形成的外圈与圆筒（12）的内壁相贴合；

在圆筒（12）入口端的侧壁上设有气流入口组件，此气流入口组件由2个对称设置在圆筒（12）筒壁上的气流入口（7）组成；

在圆筒（12）的圆筒形侧壁的底部设置通风口（11），圆筒（12）内的气流能从此通风口（11）被导出至圆筒（12）外。

3.根据权利要求2所述的调温纤维复合纱的制备装置，其特征在于：

在圆筒（12）内设有一套小导纱辊组件，小导纱辊组件由2个圆柱形的小导纱辊（9）组成；2个圆柱形的小导纱辊（9）对称的设置在圆筒（12）中心线的两侧，小导纱辊（9）的轴心与圆筒（12）侧壁相连，小导纱辊（9）能绕着其轴线水平转动，2个圆柱形的小导纱辊（9）成相反的转动方向，从而起到导纱的作用。

4.根据权利要求3所述的调温纤维复合纱的制备装置，其特征在于：

一个球形导纱器对上的2个球形导纱器（8）成相反的转动方向，从而起到导纱作用。

5.根据权利要求4所述的调温纤维复合纱的制备装置，其特征在于：

中心伸缩筘（1-1）能调整其幅宽，还能调整相对于中心罗拉（3）的距离。

6.利用如权利要求1~5任一所述的制备装置进行的调温纤维复合纱的制备方法，包括S1、制备外包纱；S2、制备纱芯；其特征在于还包括以下步骤：

S3、采用外包纱和纱芯，利用制备装置，通过控制中心罗拉（3） 与侧罗拉（2）的速度与角度，制备复合细纱；

S4、将步骤S3所得的复合细纱经过后续处理，制备获得调温纤维复合纱。

7.根据权利要求6所述的调温纤维复合纱的制备方法，其特征在于：

复合细纱为包芯纱或包缠纱；

当中心罗拉（3）的速度与侧罗拉（2）速度比为1:1.05~1: 1.6时，侧罗拉（2）逆时针旋转角度θ为负0~20度时，在加捻三角区（6）中形成包芯纱，

当中心罗拉（3）速度与侧罗拉（2）速度比为1:0.7-1:0.5时，侧罗拉（2）逆时针旋转角度θ为负15~20度时，在加捻三角区（6）中形成包缠纱。