一种改变纱线结构的纺纱方法

技术领域

本发明属于纺织加工技术领域，涉及一种改变纱线结构的纺纱方法。

背景技术

随着纺织市场的发展和纺织面料的创新，消费者更加追求服装面料的性价优，呈现从注重量的满足转向追求质的提升。柔软纺织品能带给人身体、心灵上的安慰，有效缓解当代高压工作人群身体和心理上的疲惫、压力和焦虑。

目前纺织品柔软整理的方式有：(1)化学整理，利用化学试剂改变纤维的结晶区使得纤维柔软，或将表面活性剂涂覆于织物表面，在织物与人体摩擦时起到润滑作用，化学整理能得到良好的柔软效果但对环境污染大；(2)物理整理，运用物理机械手段对织物拍打、旋转、搓揉等整理使织物蓬松，该方法是一种消极式柔软整理，虽然整理过程无化学助剂，是一种绿色环保的整理方式，但对整理过程中对织物的损伤、破坏是不可逆的。

传统环锭纺纱线结构呈现“内紧外松”特征，纱线手感发硬，织物柔软性差。改变纱线结构以改变织物柔软的方法在避免化学整理带来污染问题的同时减少了物理整理增加的后道工序，可以降低生产成本，实现真正的绿色环保。

专利CN103361786公开了一种在环锭纺纱之前对纱线施加假捻的方法及装置，在前罗拉的下游，牵拉加捻的纱线使其依次跨过行进环形皮带的第一和第二运行部，这样纱线包绕第一运行部的第一凸表面，然后在包绕第二运行部的第二凸表面之前在第一和第二运行部之间通过。第一和第二凸表面的每一个和纱线之间的摩擦在共同方向上施加假捻，且要求第一和第二环形皮带的每一个具有相应的线性运行部，线性运行部基本上平行于彼此，使得线性运行部可平行于前部牵伸辊对准。与传统的环锭纺相比，其平行设置环形皮带假捻方法可以形成具有较低残余扭矩的纱线，其导致具有柔软手感的针织织物，但这种技术运用在机织物上时，柔软特征不明显，其根本原因是这种技术未改变纱线“内紧外松”的特征，且此技术适用于生产捻系数280～320的低捻纱，当生产捻系数280以下的超低捻纱线以制备更加柔软织物时，纺纱张力不够将造成纱线断头，纱线质量下降，无法保证后道工序正常使用，同时，因为超低捻纱捻系数较低，导致其织物纹路不清晰。

为解决上述问题，有必要开发一种改变纱线结构的纺纱方法使其产品具备柔软、蓬松的特征。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中纱线结构无法改变无法制备超低捻纱以生产柔软织物及超低捻下布面纹路不清晰的问题，提供一种改变纱线结构的纺纱方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种改变纱线结构的纺纱方法，在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜角度Φ(即与纱线须条输送至前罗拉之前的输送路径呈角度Φ)绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；

第一圆带和第二圆带的线速比(V1/V2，即线速度之比)为1.5～8.5，在该范围内纺制的纱线具有更大的实测捻系数；

Φ为15°～30°，纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

θ

作为优选的技术方案：

如上所述的一种改变纱线结构的纺纱方法，当纱线为Z捻时，第一圆带水平向左移动，第二圆带水平向右移动；当纱线为S捻时，第一圆带水平向右移动，第二圆带水平向左移动。

如上所述的一种改变纱线结构的纺纱方法，第一圆带和第二圆带的速度独立控制。

如上所述的一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线须条材质为天然纤维(棉、麻、蚕丝等)及人造纤维(粘胶、天丝、莫代尔、涤纶、锦纶等)中的一种以上。

如上所述的一种改变纱线结构的纺纱方法，粗纱的捻系数为102～105，定量为4～10g/10m。

如上所述的一种改变纱线结构的纺纱方法，第一圆带与前罗拉的中心距为5～44mm，第二圆带与前罗拉的中心距为9～60mm，第一圆带与第二圆带之间的中心距为4～16mm，第一圆带速度与前罗拉线速比值为1～21，第二圆带速度与前罗拉线速比值为0.7～14。

如上任一项所述的一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计捻系数为190～270，实测捻系数为191～295，为超低捻纱，而现有技术的方法生产超低捻纱时，在前罗拉至导纱钩之间的纱线须条所受张力不够，导致无法成纱；

为克服超低捻纱易断头无法成纱的缺陷，首先，本发明配置两根圆带接触前罗拉与导纱钩之间的纱线须条并对其产生切向摩擦力，增加纺纱张力，减少断头制备超低捻纱；其次，控制两根圆带速度大小、与纱线须条的接触角度，使得第一圆带产生的摩擦力大于第二圆带产生的摩擦力，从而纺纱段Ⅰ的捻度大于纺纱段Ⅱ的捻度，且两段捻向相反，因此，纺纱过程中的动态捻度得以缓慢释放以获得纱线的相对均匀的结构(径向堆砌密度中心化范围增加)及柔软的手感(弯曲刚度降低)；

此外，为了避免所述纺纱张力过大而导致纱线断头，优选各圆带与前罗拉线速比值为1～21，同时，考虑纱线接头问题，纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

纱线直径较对比样增加5％～25％，对比样制备方法基本同纱线，不同之处仅在于粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；

纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为纱线直径的3％～20％，纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为纱线半径的45％～55％。

如上所述的改变纱线结构的纺纱方法，纱线为纯纺纱、混纺纱或复合纱，纱线的设计支数为6S～32S。

如上所述的改变纱线结构的纺纱方法，当纱线的材质为棉时，相对抗弯刚度为1.7×10

发明原理：

超低捻状态下，纱线须条在纺制过程中因成纱张力不足极易断头，可纺性差，且纱线捻系数较小，其织物纹路不清晰。

本发明创造性地设计出一种改变纱线结构的纺纱方法，须条在两根圆带作用下被两次加捻-退捻(第一圆带与纱线接触后对第一圆带上方的须条起加捻作用，下方起退捻作用；第二圆带同理)，其加捻作用使得靠近前罗拉钳口处纱线动态捻度增加，为成纱提供足够的成纱张力，从而可制备超低捻纱(捻系数190～270)，且纱线断头少；在其重复退捻作用下，纱线的螺旋轨迹半径减小，且其结构蓬松，直径增加，纱体手感柔软。控制其两次加捻-退捻的程度不同，降低纺纱过程重的动态捻度下降程度，使得纱线成形时扭矩缓慢释放，稳定成纱张力，保证成纱质量。同时，由于两根圆带对纱体表面的摩擦，使得纱线实测捻系数增加，其织物纹路清晰。纱线纺制方法操作简易，纱线的柔软性、蓬松度效果提升明显，其织物纹路清晰。

有益效果：

(1)本发明的一种改变纱线结构的纺纱方法，须条在两根圆带作用下被两次加捻-退捻，其加捻作用使得靠近前罗拉钳口处纱线动态捻度增加，为成纱提供足够的成纱张力，从而可制备超低捻纱(捻系数190～270)，且纱线断头少；

(2)本发明制得的纱线纱体蓬松、手感柔软，织物纹路清晰；

(3)本发明改变纱线结构的纺纱方法操作简易，纱线的柔软性、蓬松度效果提升明显，纱线捻系数增加，其织物纹路清晰。

附图说明

图1为本发明纱线制备示意图；

图2为纱线须条自前罗拉至第二圆带纺纱路径侧视图；

图3为第一圆带、第二圆带空间位置示意图；

图4为对比样1与实施例1的纱线轴向形态对比图；

图5为对比样4与实施例4的纱线径向形态对比图；

图6为对比样1与实施例1纱线堆砌密度分布对比图；

图7为对比样9与实施例9表层纤维的倾斜程度对比图；

图8为本发明纱线制备机理示意图；

其中，1-纱线须条，2-前罗拉，3-第一圆带，4-第二圆带，5-导纱钩，6-纱线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的测试方法如下：

径向堆砌密度中心化范围：利用CT扫描获取纱线横截面后，采用等距同心圆法计算纱线中纤维径向堆砌密度，自纱线中心至纱线外围，当某一圆环内纤维堆砌密度首次高出外层相邻圆环内的堆砌密度0.05时，将此圆环的半径范围定为纱线的径向堆砌密度中心化范围。

相对抗弯刚度：采用KES-FB2-S弯曲测试仪测试。

断裂强度：依据GB/T 3916-2013(纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定(CRE法))，采用YYG063型全自动单纱强力仪测试。

实施例1

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为6S，设计捻系数为200，如图1所示，具体纺制过程如下：

如图2、3所示，在细纱机的前罗拉2至导纱钩5之间依次设置第一圆带3和第二圆带，材质为棉的粗纱经牵伸后形成的纱线须条1自前罗拉2输出，先向下倾斜15°绕过第一圆带3下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩5后卷绕得到棉纱线6；

第一圆带3和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条1施加切向摩擦力；棉纱线6为Z捻，第一圆带3水平向左移动，第二圆带水平向右移动；

粗纱的捻系数为102，定量为10g/10m；纱线须条1与第一圆带3接触形成的包围角θ

制备对比样1，对比样1的制备方法基本同上述棉纱线，不同之处仅在于材质为棉的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；制得的对比样1的平均直径为374μm；

制得的棉纱线的实测支数为6S，实测捻系数为205；如图4所示，棉纱线平均直径为468μm，较对比样1增加25％；棉纱线的平均直径明显大于对比样1，且纱线内纤维分布相对疏松，这使得棉纱线的纱体蓬松、手感柔软。棉纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为棉纱线直径的20％，棉纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为棉纱线半径的55％；棉纱线的相对抗弯刚度为1.7×10

如图6所示，对比样1的堆砌密度中心化范围集中在靠近纱芯位置(横轴0处)，纱线的堆砌密度中心化范围集中在纱线半径的50％以内，且从纱芯至纱表面(横轴500处)，尤其是0～200pixel以内，纱线的纤维堆砌密度整体相对均匀，这说明纱线内纤维分布相对分散，这将导致纱线的蓬松，增强纱线的柔软性。

实施例2

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为7S，设计捻系数为220，具体纺制过程如下：

在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，材质为麻的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜15°绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到麻纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；麻纱线为S捻，第一圆带水平向右移动，第二圆带水平向左移动；

粗纱的捻系数为102，定量为8g/10m；纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

制备对比样2，对比样2的制备方法基本同上述麻纱线，不同之处仅在于材质为麻的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；制得的对比样2的平均直径为266μm；

制得的麻纱线的实测支数为7S，实测捻系数为228；麻纱线平均直径为319μm，较对比样2增加20％；麻纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为麻纱线直径的16％，麻纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为麻纱线半径的53％；麻纱线的相对抗弯刚度为4.8×10

实施例3

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为16S，设计捻系数为230，具体纺制过程如下：

在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，材质为蚕丝的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜15°绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到蚕丝纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；蚕丝纱线为Z捻，第一圆带水平向左移动，第二圆带水平向右移动；

粗纱的捻系数为103，定量为6g/10m；纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

制备对比样3，对比样3的制备方法基本同上述蚕丝纱线，不同之处仅在于材质为蚕丝的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；制得的对比样3的平均直径为246μm；

制得的蚕丝纱线的实测支数为16S，实测捻系数为234；蚕丝纱线平均直径为283μm，较对比样3增加15％；蚕丝纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为蚕丝纱线直径的13％，蚕丝纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为蚕丝纱线半径的50％；蚕丝纱线的相对抗弯刚度为2.9×10

实施例4

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为16S，设计捻系数为190，具体纺制过程如下：

在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，材质为粘胶的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜15°绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到粘胶纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；粘胶纱线为S捻，第一圆带水平向右移动，第二圆带水平向左移动；

粗纱的捻系数为103，定量为6g/10m；纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

制备对比样4，对比样4的制备方法基本同上述粘胶纱线，不同之处仅在于材质为粘胶的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；如图5所示，制得的对比样4的平均直径为230μm；

制得的纱线的实测支数为16S，实测捻系数为191；如图5所示，粘胶纱线平均直径为253μm，较对比样4增加10％；粘胶纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为粘胶纱线直径的9％，粘胶纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为粘胶纱线半径的46％；粘胶纱线的相对抗弯刚度为2.0×10

实施例5

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为16S，设计捻系数为270，具体纺制过程如下：

在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，材质为羊毛的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜15°绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到羊毛纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；羊毛纱线为Z捻，第一圆带水平向左移动，第二圆带水平向右移动；

粗纱的捻系数为104，定量为6g/10m；纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

制备对比样5，对比样5的制备方法基本同上述羊毛纱线，不同之处仅在于材质为羊毛的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；制得的对比样5的平均直径为241μm；

制得的羊毛纱线的实测支数为16S，实测捻系数为276；羊毛纱线平均直径为270μm，较对比样5增加12％；羊毛纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为羊毛纱线直径的11％，羊毛纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为羊毛纱线半径的50％；羊毛纱线的相对抗弯刚度为1.2×10

实施例6

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为32S，设计捻系数为270，具体纺制过程如下：

在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，材质为锦纶的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜20°绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到锦纶纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；锦纶纱线为Z捻，第一圆带水平向左移动，第二圆带水平向右移动；

粗纱的捻系数为104，定量为4.8g/10m；纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

制备对比样6，对比样6的制备方法基本同上述锦纶锦纶纱线，不同之处仅在于材质为锦纶的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；制得的对比样6的平均直径为129μm；

制得的锦纶纱线的实测支数为32S，实测捻系数为280；锦纶纱线平均直径为139μm，较对比样6增加8％；锦纶纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为锦纶纱线直径的6％，锦纶纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为锦纶纱线半径的46％；锦纶纱线的相对抗弯刚度为1.4×10

实施例7

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为32S，设计捻系数为270，具体纺制过程如下：

在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，材质为羊毛和棉(质量比20/80)的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜20°绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到羊毛/棉混纺纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；羊毛/棉混纺纱线为Z捻，第一圆带水平向左移动，第二圆带水平向右移动；

粗纱的捻系数为105，定量为4.5g/10m；纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

制备对比样7，对比样7的制备方法基本同上述羊毛/棉混纺羊毛/棉混纺纱线，不同之处仅在于材质为羊毛和棉(质量比20/80)的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；制得的对比样7的平均直径为160μm；

制得的羊毛/棉纱线的实测支数为32S，实测捻系数为282；羊毛/棉纱线平均直径为170μm，较对比样7增加6％；羊毛/棉纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为羊毛/棉纱线直径的5％，羊毛/棉纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为羊毛/棉纱线半径的43％；羊毛/棉纱线的相对抗弯刚度为1.8×10

实施例8

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为32S，设计捻系数为270，具体纺制过程如下：

在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，材质为锦纶和棉(质量比50/50)的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜30°绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到锦纶/棉混纺纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；锦纶/棉混纺纱线为Z捻，第一圆带水平向左移动，第二圆带水平向右移动；

粗纱的捻系数为105，定量为4.5g/10m；纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

制备对比样8，对比样8的制备方法基本同上述锦纶/棉混纺纱线，不同之处仅在于材质为锦纶和棉(质量比50/50)的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；制得的对比样8的平均直径为171μm；

制得的纱线的实测支数为32S，实测捻系数为280；锦纶/棉混纺纱线平均直径为180μm，较对比样8增加5％；锦纶/棉混纺纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为纱线直径的5％，锦纶/棉混纺纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为锦纶/棉混纺纱线半径的45％；锦纶/棉混纺纱线的相对抗弯刚度为1.7×10

实施例9

一种改变纱线结构的纺纱方法，纱线的设计支数为32S，设计捻系数为270，具体纺制过程如下：

在细纱机的前罗拉至导纱钩之间依次设置第一圆带和第二圆带，材质为涤纶的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出，先向下倾斜30°绕过第一圆带下方形成纺纱段Ⅰ，后绕过第二圆带上方形成纺纱段Ⅱ，经导纱钩后卷绕得到涤纶纱线；

第一圆带和第二圆带横向移动，分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力；涤纶纱线为S捻，第一圆带水平向右移动，第二圆带水平向左移动；

粗纱的捻系数为105，定量为4g/10m；纱线须条与第一圆带接触形成的包围角θ

制备对比样9，对比样9的制备方法基本同上述涤纶纱线，不同之处仅在于材质为涤纶的粗纱经牵伸后形成的纱线须条自前罗拉输出后直接喂入导纱钩后卷绕；制得的对比样9的平均直径为172μm；

制得的纱线的实测支数为32S，实测捻系数为295；涤纶纱线平均直径为181μm，较对比样9增加5％；涤纶纱线中纤维的轴向螺旋轨迹半径为纱线直径的3％，涤纶纱线中纤维的径向堆砌密度中心化范围为纱线半径的45％；涤纶纱线的相对抗弯刚度为5.7×10

如图7所示，同设计捻度下，涤纶纱线表面纤维的倾斜程度大于对比样，即涤纶纱线实际捻系数增加，这使得由涤纶纱线制备的布面纹路清晰。

图8为本发明纱线制备机理示意图，应当知晓，除上述各实施例中由第一圆带与第二圆带分别对接触到的纱线须条施加切向摩擦力外，其他能够实现对纱线须条施加切向摩擦力的方式也在本发明的保护范围内。