一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法
文献发布时间：2023-06-19 13:49:36
技术领域
本发明属于纱线及其制造技术领域，涉及一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法。
背景技术
分层结构纱线是一种具有芯鞘型的复合纱线，其优点为通过外包缠纤维与芯纱的结合，可以发挥各自的优点，弥补双方的不足，扬长避短，优化成纱的结构和特性,可以使纺织面料表现出单一材料无法表现的新风格及特殊功能。
环锭纺作为当今在纺织生产中占主导地位的纺纱方法，具有机构简单、适纺线密度覆盖面广、适应产品范围广、成纱质量好等诸多优点。在环锭细纱机上采用包芯纱的成纱机理，纺制内外捻系数不同的分层结构纱线，可以通过分析利用纱线内外层的捻系数变化规律，开发出具有实际使用意义的新型纱线。
现阶段对环锭纺分层结构纱线的研究，特别是涉及短纤-短纤横截面分层结构纱线芯表捻系数关系的研究相对较少。大部分的研究都集中为研究芯纱有捻、表层低捻或无捻的纱线产品，使纱线的柔软性、手感等性能满足开发柔软织物的需求。
现有技术中纺制芯层无捻结构包芯纱所采用的方法为加捻-反向加捻的方式，具体方法为采用捻度为N
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中的芯层无捻结构包芯纱的纺制方法不能达到准确纺制芯层无捻结构包芯纱的问题，提供一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法。本发明通过控制表层纱的公制捻系数以及芯层纱在包芯纱中的质量比例，可以准确完成芯层无捻的目的；所制得的包芯纱为短纤-短纤横截面分层结构，其中芯层纱结构为无捻结构，表层纱的公制捻系数较高，芯层纱在纱线内部呈无捻排列，因此本发明的包芯纱纱线较为柔软，且纱线表面光滑，毛羽较少，纱线导湿性能好，保暖性能好。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，纺制采用加捻-反向加捻的方式；芯纱的初始公制捻系数为y，包芯细纱工序的公制捻系数为N+δ，δ为捻系数修正系数；分层结构芯层无捻包芯纱的英制支数为Ne，芯层纱质量与包芯纱质量的比值为x，表层纱的公制捻系数为N，芯层纱的公制捻系数为n；
y、Ne、x满足：10≤Ne≤20，y＝-400x+300，0.2≤x≤0.3；20 δ、y满足：180≤y≤230，1≤δ≤2；230 N＝300，n为0～2。 传统方法仅是通过经验判断给出一定的捻度补偿，与实际纺纱效果有一定的差距，准确性不是很足。本发明的分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，通过控制表层纱的公制捻系数以及芯层纱在包芯纱中的质量比例可以准确完成芯层无捻的目的，为本行业技术人员纺制芯层无捻结构包芯纱提供了规律，缩短了实验时间，提高了工作效率。纺纱时，纤维在纱线内部的加捻程度与纤维在纱线内部的内外分布有关，在相同的捻系数设置下，纱线内部不同位置的捻系数是不同的，这是因为纤维在纱线内外受力不同导致的，因此，纺纱时不能仅通过给与一定捻度补偿的方法来精确制得芯层无捻包芯纱，本发明通过实验探索，对不同的公制捻系数、质量比例关系进行了探索及分析，得出了纺芯层无捻包芯纱的规律。本发明的分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法其纺纱规律随纺纱支数的变化而变化，适用于现在常用10～40英支内的包芯纱的纺制，摆脱了以凭经验判断时随着纱线支数变化要不断变化捻度补偿带来的不确定性。 作为优选的技术方案： 如上述的一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体过程为：首先确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne和表层纱的公制捻系数N(即Ne和N的值为设定值)，然后选定初始公制捻系数为y的芯纱(即y的取值为选择值)，根据Ne和y计算要纺制的包芯纱的芯层纱质量与包芯纱质量的比值x(即根据Ne找到x和y的关系式，将y代入关系式后计算得到x)，同时根据y确定捻系数修正系数δ(即根据y找到δ的取值区间，在该取值区间内任取一值)，接着选定组成表层纱的纤维(即在现有技术公开的组成表层纱的纤维中随机选取)，根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，最后采用加捻-反向加捻的方式按包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱，其中，组成芯层纱的纤维和组成表层纱的纤维都为短纤维。 如上述的一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体过程为：首先确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N和芯层纱质量与包芯纱质量的比值x(即Ne、N和x的值为设定值)，然后选定组成表层纱的纤维(即在现有技术公开的组成表层纱的纤维中随机选取)，根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，接着根据Ne和x计算符合条件的芯纱的初始公制捻系数y(即根据Ne找到x和y的关系式，将x代入关系式后计算得到y)，按此选定芯纱，同时根据y确定捻系数修正系数δ(即根据y找到δ的取值区间，在该取值区间内任取一值)，最后采用加捻-反向加捻的方式按包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱，其中，组成芯层纱的纤维和组成表层纱的纤维都为短纤维。 如上述的一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，芯纱为短纤维环锭纺细纱；短纤维环锭纺细纱作为芯纱是由于只有短纤维环锭纺细纱才能退捻，其他纺纱方式所纺纱不能退捻。 如上述的一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，表层纱为粗纱经包芯细纱机牵伸(牵伸倍数与所用粗纱的定量、所纺纱线的英制支数以及芯纱所占的比例有关)加捻后形成的包芯纱表层部分。 如上述的一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，芯层纱和表层纱的纤维材质相同或不同。 如上述的一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，包芯纱工艺为环锭纺包芯纱工艺。 如上述的一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量4～10g/10m，锭子转速4000～12000r/min，后区牵伸比1.1～1.5倍；这些工艺参数如此设置的目的是使所纺包芯纱的质量比较稳定，纺纱时不易断头。 如上述的一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为3～7W/mK，3mm以上毛羽数为4～8个/m，芯吸高度为70～90mm。本发明的分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法所制得的包芯纱为短纤-短纤横截面分层结构，其中芯层纱结构为无捻结构，表层纱的公制捻系数较高，与现有短纤-短纤横截面分层结构纱线具有明显区别(现有的分层结构做成芯层是无捻结构的很少，现在一般是芯层纱捻度高，表层纱捻度低)。由于本发明的包芯纱芯层纱为无捻结构，芯层纱在纱线内部呈无捻排列，因此本发明的包芯纱纱线较为柔软，且纱线表面光滑，毛羽较少，纱线导湿性能好，保暖性能好。 有益效果： (1)本发明通过控制表层纱的公制捻系数以及芯层纱在包芯纱中的质量比例，可以准确完成芯层无捻的目的，为本行业技术人员纺制芯层无捻结构包芯纱提供了规律，缩短了实验时间，提高了工作效率； (2)本发明的方法纺制芯层纱捻度为0的包芯纱时，当已知芯纱的初始公制捻系数时，可通过公式精确计算出芯层纱在所纺包芯纱中的质量比例，达到纺制芯层公制捻系数为0的包芯纱的目的；已知目标所纺包芯纱的英制支数和芯层纱所占的质量比例，可根据公式反向推算出芯纱的初始公制捻系数； (3)本发明的分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，所制得的包芯纱为短纤-短纤横截面分层结构，其中芯层纱结构为无捻结构，表层纱的公制捻系数较高，与现有短纤-短纤横截面分层结构纱线具有明显区别；由于本发明的包芯纱芯层纱为无捻结构，芯层纱在纱线内部呈无捻排列，因此本发明的包芯纱纱线较为柔软，且纱线表面光滑，毛羽较少，纱线导湿性能好，保暖性能好。 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。 实施例1 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体步骤如下： (1)确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N；其中，Ne为10，N为300； (2)选定初始公制捻系数为y的棉短纤维环锭纺细纱为芯纱；其中y为180； (3)将y代入公式y＝-400x+300中，计算要纺制的包芯纱的芯层纱质量与包芯纱质量的比值x，x为0.3，因此芯纱的支数为34英支，同时根据y确定捻系数修正系数δ，δ为1； (4)选定粗纱经包芯细纱机牵伸加捻后形成的棉短纤维为组成表层纱的纤维； (5)根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，牵伸倍数为24.3； (6)采用加捻-反向加捻的方式按环锭纺包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱；其中，环锭纺包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量10g/10m，锭子转速4000r/min，后区牵伸比1.1倍，包芯细纱工序的公制捻系数为301。 制得的分层结构芯层无捻包芯纱的分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，芯层纱的公制捻系数n为0；分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为3W/mK，3mm以上毛羽数为8个/m，芯吸高度为90mm。 对比例1 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体方法为采用捻度为N 具体地，对比例1的芯纱为棉短纤维环锭纺细纱(同实施例1)，组成表层纱的纤维为经包芯细纱机牵伸后的棉短纤维(同实施例1)，要纺制的包芯纱的英制支数Ne为10(同实施例1)，芯纱的初始公制捻系数为180(同实施例1)，芯纱的英制支数为34英支(同实施例1)，纺制时根据芯纱的英制支数确定纺包芯纱时的牵伸倍数为24.3倍(同实施例1)，芯纱的捻度N 实施例2 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体步骤如下： (1)确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N；其中，Ne为20，N为300； (2)选定初始公制捻系数为y的涤纶短纤维环锭纺细纱为芯纱；其中y为220； (3)将y代入公式y＝-400x+300中，计算要纺制的包芯纱的芯层纱质量与包芯纱质量的比值x，x为0.2，因此芯纱的支数为100英支，同时根据y确定捻系数修正系数δ，δ为2； (4)选定粗纱经包芯细纱机牵伸加捻后形成的新丽赛粘胶短纤维为组成表层纱的纤维； (5)根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，牵伸倍数为34.3； (6)采用加捻-反向加捻的方式按环锭纺包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱；其中，环锭纺包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量8g/10m，锭子转速5000r/min，后区牵伸比1.4倍，包芯细纱工序的公制捻系数为302。 制得的分层结构芯层无捻包芯纱的分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，芯层纱的公制捻系数n为1；分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为5W/mK，3mm以上毛羽数为5个/m，芯吸高度为80mm。 实施例3 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体步骤如下： (1)确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N；其中，Ne为30，N为300； (2)选定初始公制捻系数为y的新丽赛粘胶短纤维环锭纺细纱为芯纱；其中y为300； (3)将y代入公式y＝-500x+375中，计算要纺制的包芯纱的芯层纱质量与包芯纱质量的比值x，x为0.15，因此芯纱的支数为200英支，同时根据y确定捻系数修正系数δ，δ为4.5； (4)选定粗纱经包芯细纱机牵伸加捻后形成的新丽赛粘胶短纤维为组成表层纱的纤维； (5)根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，牵伸倍数为36.3； (6)采用加捻-反向加捻的方式按环锭纺包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱；其中，环锭纺包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量6g/10m，锭子转速8000r/min，后区牵伸比1.5倍，包芯细纱工序的公制捻系数为304.5。 制得的分层结构芯层无捻包芯纱的分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，芯层纱的公制捻系数n为2；分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为6W/mK，3mm以上毛羽数为6个/m，芯吸高度为85mm。 实施例4 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体步骤如下： (1)确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N；其中，Ne为40，N为300； (2)选定初始公制捻系数为y的棉短纤维环锭纺细纱为芯纱；其中y为320； (3)将y代入公式y＝-800x+400中，计算要纺制的包芯纱的芯层纱质量与包芯纱质量的比值x，x为0.1，因此芯纱的支数为400英支，同时根据y确定捻系数修正系数δ，δ为5； (4)选定粗纱经包芯细纱机牵伸加捻后形成的棉短纤维为组成表层纱的纤维； (5)根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，牵伸倍数为30.2； (6)采用加捻-反向加捻的方式按环锭纺包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱；其中，环锭纺包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量4g/10m，锭子转速12000r/min，后区牵伸比1.2倍，包芯细纱工序的公制捻系数为305。 制得的分层结构芯层无捻包芯纱的分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，芯层纱的公制捻系数n为2；分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为4W/mK，3mm以上毛羽数为4个/m，芯吸高度为70mm。 实施例5 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体步骤如下： (1)确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N、芯层纱质量与包芯纱质量的比值x；其中，Ne为18，N为300，x为0.25，因此芯纱的支数为72英支； (2)选定粗纱经包芯细纱机牵伸加捻后形成的棉短纤维为组成表层纱的纤维； (3)根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，牵伸倍数为32.7； (4)将x代入公式y＝-400x+300中，计算得到符合条件的芯纱的初始公制捻系数y，按此选定涤纶短纤维环锭纺细纱为芯纱，同时根据y确定捻系数修正系数δ；其中y为200，δ为1.5； (5)采用加捻-反向加捻的方式按环锭纺包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱；其中，环锭纺包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量8g/10m，锭子转速6000r/min，后区牵伸比1.4倍，包芯细纱工序的公制捻系数为301.5。 制得的分层结构芯层无捻包芯纱的分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，芯层纱的公制捻系数n为0；分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为4W/mK，3mm以上毛羽数为6个/m，芯吸高度为85mm。 实施例6 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体步骤如下： (1)确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N、芯层纱质量与包芯纱质量的比值x；其中，Ne为21，N为300，x为0.2，因此芯纱的支数为105英支； (2)选定粗纱经包芯细纱机牵伸加捻后形成的涤纶短纤维为组成表层纱的纤维； (3)根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，牵伸倍数为31.5； (4)将x代入公式y＝-500x+375中，计算得到符合条件的芯纱的初始公制捻系数y，按此选定涤纶短纤维环锭纺细纱为芯纱，同时根据y确定捻系数修正系数δ；其中y为275，δ为3； (5)采用加捻-反向加捻的方式按环锭纺包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱；其中，环锭纺包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量7g/10m，锭子转速7000r/min，后区牵伸比1.2倍，包芯细纱工序的公制捻系数为303。 制得的分层结构芯层无捻包芯纱的分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，芯层纱的公制捻系数n为1；分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为7W/mK，3mm以上毛羽数为7个/m，芯吸高度为79mm。 实施例7 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体步骤如下： (1)确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N、芯层纱质量与包芯纱质量的比值x；其中，Ne为32，N为300，x为0.15，因此芯纱的支数为213英支； (2)选定粗纱经包芯细纱机牵伸加捻后形成的新丽赛粘胶短纤维为组成表层纱的纤维； (3)根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，牵伸倍数为38.7； (4)将x代入公式y＝-800x+400中，计算得到符合条件的芯纱的初始公制捻系数y，按此选定粘胶短纤维环锭纺细纱为芯纱，同时根据y确定捻系数修正系数δ；其中y为280，δ为4； (5)采用加捻-反向加捻的方式按环锭纺包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱；其中，环锭纺包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量6g/10m，锭子转速7500r/min，后区牵伸比1.5倍，包芯细纱工序的公制捻系数为304。 制得的分层结构芯层无捻包芯纱的分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，芯层纱的公制捻系数n为2；分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为5W/mK，3mm以上毛羽数为5个/m，芯吸高度为73mm。 实施例8 一种分层结构芯层无捻包芯纱的纺制方法，具体步骤如下： (1)确定要纺制的包芯纱的英制支数Ne、表层纱的公制捻系数N、芯层纱质量与包芯纱质量的比值x；其中，Ne为40，N为300，x为0.1，因此芯纱的支数为400英支； (2)选定粗纱经包芯细纱机牵伸加捻后形成的棉短纤维为组成表层纱的纤维； (3)根据Ne和x结合纺制表层纱的粗纱定量计算出纺制包芯纱时的牵伸倍数，牵伸倍数为30.2； (4)将x代入公式y＝-800x+400中，计算得到符合条件的芯纱的初始公制捻系数y，按此选定棉短纤维环锭纺细纱为芯纱，同时根据y确定捻系数修正系数δ；其中y为320，δ为5； (5)采用加捻-反向加捻的方式按环锭纺包芯纱工艺进行纺制得到分层结构芯层无捻包芯纱；其中，环锭纺包芯纱工艺的工艺参数为：纺制表层纱的粗纱定量5g/10m，锭子转速10000r/min，后区牵伸比1.1倍，包芯细纱工序的公制捻系数为305。 制得的分层结构芯层无捻包芯纱的分层结构为短纤-短纤横截面分层结构，芯层纱的公制捻系数n为2；分层结构芯层无捻包芯纱的导热系数为4W/mK，3mm以上毛羽数为4个/m，芯吸高度为70mm。