一种上盖下托式三轴系复合纱、纺纱方法及其应用的制作方法

专利名称：一种上盖下托式三轴系复合纱、纺纱方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种上盖下托式三轴系复合纱、该复合纱的纺纱方法及该纺纱方法的应用，属于环锭纺纱领域中以上盖和下托保护式的复合纺纱技术。
背景技术：
随着纺织业的快速发展，在纺织加工过程中的落棉、落毛等偏短、偏弱类纤维增加；回用纺织品所得纤维在长度和强度上同原纤维相比，都有一定差距；新的一些超短、脆弱纤维，如木棉、羽绒等，开始被关注和利用。而这些偏短、偏弱类的纤维纺出的纱线强力低，且毛羽多。这样就导致这一类偏短、偏弱的纤维不能被充分利用。 但长丝包覆短纤的复合纱可以弥补这方面的不足，提高短纤维的利用率。单一种类的纤维和单一结构的纱线难以克服纤维自身的不足，由不同原料组成的复合纱能最大程度的发挥不同纤维原料的优良特征，而且最大限度地弥补不同纤维的不足，且复合纱线的结构还能够赋予其更多的优良品质，复合纱可以兼有长丝和短纤纱两方面的优点。有关长丝短纤维复合纱的专利报道，如薛元的专利短纤维包覆长丝的包芯复合纱线的制造方法及其装置(专利号CN1372027A)，通过在细纱机上加装长丝张力控制装置和导轮的简单改造纺制出包覆率较高的短纤维包覆长丝的包芯复合纱线，使复合包芯纱线具有短纤维纱线的外观风格、手感、蓬松性、饱满感、吸湿透气性，同时还有长丝的强伸性保型性等功效。但该专利是短纤维包覆长丝，其无法对短纤维提供有效保护。王强的专利一种长丝短纤维复合纱线(专利号CN101775679A)复合纱线中的长丝一般为三根或三根以上的单丝或复丝，他们各自分散分布并与短纤维形成有机结合，复合纱线可以是短纤维包覆长丝的结构，也可以是内外兼有长丝而外表面由长丝包缠短纤维的结构，来增加纱线的强力、耐磨性、和抗弯刚度。该专利是多根长丝分散同短纤维复合，亦无法对短纤维提供有效保护。陈越的专利无捻复合纱线及其工艺技术(专利号CN1441097A)无捻复合纱线是由长丝和无捻短纤维经并融复合而成的纱线，其织物具有独特的单纤和单纱复合组织结构。该专利是长丝和无捻短纤维并融复合而成，短纤维同样得不到有效保护。施楣梧的专利一种并捻复合纱线(专利申请号01124171.3)由合成纤维长丝和短纤维合股加捻而成，复合纱线的合股加捻捻向与单纱的捻向一致，兼顾了长纱和短纤维纱性能的优点。该专利是长丝和短纤维合股加捻而成，短纤维也无法得到有效保护。

发明内容
本发明的目的是提供一种适于长丝层包覆偏短、偏弱短纤维须条的复合纱。本发明的另一个目的是提供一种上述复合纱的纺纱方法。本发明的另一个目的是提供一种上述纺纱方法的应用。为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种上盖下托式三轴系复合纱，其特征在于包括位于芯层的短纤维须条，长丝裹缠短纤维须条，形成由位于上层及下层的长丝夹持保护位于芯层的短纤维须条的三轴系复合结构。
本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的上盖下托式三轴系复合纱的纺纱方法，其特征在于，步骤为步骤I、上盖长丝束经定位导纱钩后，从上分劈点进入上展纱辊，在上展纱辊的作用下，上盖长丝束逐渐展开平铺在前上罗拉上的上长丝束展开区上，而后进入前罗拉钳口形成上盖长丝层，此为第一轴；同时，下托长丝束经引入导纱钩后从下展纱辊的下分劈点进入下展纱辊，在下展纱辊的作用下，下托长丝束逐渐展开平铺在前下罗拉上的下长丝束展开区上，而后进入前罗拉钳口形成下托长丝层，此为第二轴；又由经皮圈罗拉牵伸拉细的短纤维须条通过集束器进入前罗拉钳口，此为第三轴，形成三轴系喂入；步骤2、当上盖长丝层、下托长丝层和短纤维须条从前罗拉钳口输出时，上盖长丝层从上盖住短纤维须条，下托长丝层在下托住短纤维须条，形成夹持保护的三明治结构的
三层纤维，在加捻作用下，三层纤维发生转移，形成短纤维须条被两长丝层裹缠的上述的复合纱。优选地，所述短纤维须条是由纺织常用短纤维制成的粗纱条，经由环锭纺细纱机上的后罗拉喂入，再经皮圈罗拉的牵伸得到。优选地，所述集束器是将牵伸后的短纤维须条集束圆整化，并定位喂入所述前罗拉钳口。优选地，作为生态可循环利用，所述上盖长丝束和/或下托长丝束应为与所述短纤维须条化学成分相同的长丝，例如为人造纤维长丝、合成纤维长丝或天然蚕丝等。优选地，所述定位导纱钩和所述引入导纱钩用于引导所述上盖长丝束和所述下托长丝束对中喂入上展纱辊和下展纱辊从而进行分劈，所述定位导纱钩和所述引入导纱钩均可做左右水平移动对中。优选地，所述上展纱辊和所述下展纱辊分别设于所述前上罗拉和所述前下罗拉的后侧，并分别与所述前上罗拉和所述前下罗拉接触，在所述上展纱辊和所述下展纱辊的表面刻有螺纹沟槽，当所述前上罗拉和所述前下罗拉驱动所述上展纱辊和所述下展纱辊喂纱时，上盖长丝束及所述下托长丝束沿着所述上展纱辊及所述下展纱辊表面的螺纹沟槽均匀展开，形成所述上盖长丝层及所述下托长丝层，所述上盖长丝层及所述下托长丝层的宽度大于等于所述短纤维须条的宽度。本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的纺纱方法的应用，其特征在于用于超短、易掉屑、易飞花纤维和偏短、偏弱回用纤维的保护式、柔软光洁、高支复合纱的纺纱。本专利的原理和方法是设计一种装置使之对长丝束分离成为单根长丝层，即丝网，从而在长丝短纤复合纺纱对偏短或超短、偏弱或脆弱进行保护。张同华等人的专利一种长短纤维复合结构纱线的制作方法(专利申请号201010042054. 6)在环锭细纱机的牵伸机构上，从粗纱管退绕下来的短纤维粗纱须条，经导纱喇叭进入牵伸区进行牵伸，至少三根长丝从前罗拉后端平行喂入前钳口，在钳口处与粗纱须条汇合，制作出具有独特内部空间结构和外部表面结构的纱线，增强纱线的强力、耐磨性等，该发明专利在原理上与本发明相似，但在机构和方法上均与本发明不同。同时，有关长丝束分劈为单根长丝层的专利报道，如马强的专利连续纤维束分散装置(公开号CN1811025A)主要由空气分离器和梳理器组成，空气分离器中有中空筒体，其上端口有分丝腔，分丝腔底面为分布有若干通气孔的分丝板，梳理器中装有梳理槽，这种气体分离方式根本不适于短纤维须条的纺纱，因为会加大飞花和须条的紊乱。余明伟的专利将丝束分解为平行单丝的收/放卷设备及方法(公开号CN1884026A)由分筘器和张力控制装置组成，通过张力控制装置控制张力，通过分丝筘的分离作用将丝束分解成平行单丝，与本发明专利在机构、原理和方法上均不相同。Joseph Lee Lifke的专利束纤维分的离方法与装置(METHOD AND APPARATUS FOR SPEREADING FIBER BUNDLES)(专利号US6049956)由数个分散鼓组成，通过改变分散鼓两端圆片的角度来使纤维束分散开，同本发明一样也是通过机械力的作用将纤维束分散，但同本发明在机构和方法上均不同，且该方法设备机械部件多、机械协同性要求高。上述各相关方法，其一，都是以可纺性优秀的纤维为对象、改变成纱风格和花式或高支化为目的的纺纱，与本发明的针对可纺性差或根本无法纺纤维的纺纱截然不同；其二，与本发明的上盖下托式分劈展纱复合成纱原理、机构和方法均不同，而该保护式复合纺纱，更适于偏短偏弱纤维的高支化、甚至超高支化纺纱。本发明的特点和有益效果在于①仅在普通细纱机上增加两展纱器，就解决了偏 短偏弱、可纺性差、或不可纺纤维的高制成率、低毛羽量的光洁复合纱的纺纱问题，方法简捷、机构实用、安装方便、可控可调；②通过调整展纱器可以方便、快捷地将长丝束展开成丝网并对短纤裹缠，以达成纱结构的稳定；③可实现对不可纺纤维如木棉和回用纤维如落棉的短纤维须条的上盖下托的保护，达到连续、增强、低飞花、掉毛和起毛的纺纱，当然也适于常用纤维更高支的纺纱；④采用与短纤维组成相同的同质长丝进行复合纺纱，是循环再利用的生产方式和加工技术的突破；⑤所得光洁复合纱，可织造成纹理清晰、结构稳定、断裂强度和撕破强度高，抗起毛起球、耐磨、光泽好、美观舒适的织物和精细高档面料等。


图I为一种上盖下托式三轴系复合纺纱机构侧视图；图2为一种上盖下托式三轴系复合纺纱机构后视图；图3为一种上盖下托式三轴系复合纺纱加捻三角区俯视图；图中1_上盖式展纱器，其中11-定位导纱钩；12_上分劈点；13_上长丝束展开区；14_上盖长丝层；15_上盖长丝束；16_上展纱辊；2_下托式展纱器，其中21-引入导纱钩；22_下分劈点；23_下长丝展开区；24_下托长丝层；25_下托长丝束；26_下展纱辊；3-短纤维须条；4_集束器；5_前上罗拉；6_前下罗拉；7_前罗拉钳口 ；8_复合纱。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。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。本发明提供的一种上盖下托式三轴系复合纱，其特征在于包括位于芯层的短纤维须条，长丝裹缠短纤维须条，形成由位于上层及下层的长丝夹持保护位于芯层的短纤维须条的三轴系复合结构。为了纺织上述复合纱，如图I至图3所示，在通用的环锭细纱机的前上、下罗拉后侧，分别安装上盖式展纱器I、托式展纱器2和一集束器4，其纺纱步骤为步骤I、取一长丝束筒，将其上的上盖长丝束15经定位导纱钩11后，从上展纱辊16的上分劈点12进入上展纱辊16，在上展纱辊16的作用下，上盖长丝束15逐渐展开平铺在前上罗拉5上的上长丝束展开区13上，而后进入前罗拉钳口 7形成上盖长丝层14，此为第一轴。同时，取另一长丝束筒，将其上的下托长丝束25经引入导纱钩21后，从下展纱辊26的下分劈点22进入下展纱辊26，在下展纱辊26的作用下，下托长丝束25逐渐展开平铺在前下罗拉6上的下长丝束展开区13上，而后进入前罗拉钳口 7形成下托长丝层24，此为第二轴。又由经皮圈罗拉牵伸拉细的短纤维须条3通过集束器4进入前罗拉钳口 7，此为第三轴，从而形成三轴系喂入。步骤2、当上盖长丝层14、下托长丝层24和短纤维须条3从前罗拉钳口 7输出时，上盖长丝层14从上盖住短纤维须条3，下托长丝层24在下托住短纤维须条3，形成夹持保护的三明治结构的三层纤维，在加捻作用下，三层纤维发生转移，形成短纤维须条3被两长丝层裹缠的复合纱8。
其中，短纤维须条3是由纺织常用短纤维制成的粗纱条，经由环锭纺细纱机上的后罗拉喂入，再经皮圈罗拉的牵伸得到。所述集束器4是将牵伸后的短纤维须条3集束圆整化，并定位喂入所述前罗拉钳n 7。所述盖长丝束15和下托长丝束25为人造纤维长丝、合成纤维长丝或天然蚕丝中的一种。优选地，所述盖长丝束15和下托长丝束25为与所述短纤维须条3化学成分相同的长丝。所述定位导纱钩11和所述引入导纱钩21用于引导所述上盖长丝束15和所述下托长丝束25对中喂入上展纱辊16和下展纱辊26从而进行分劈，所述定位导纱钩11和所述引入导纱钩21均可做左右水平移动对中。所述上展纱辊16和所述下展纱辊26分别设于所述前上罗拉5和所述前下罗拉6的后侧，并分别与所述前上罗拉5和所述前下罗拉6接触，在所述上展纱辊16和所述下展纱辊26的表面刻有螺纹沟槽，当所述前上罗拉5和所述前下罗拉6驱动所述上展纱辊16和所述下展纱辊26喂纱时，上盖长丝束15及所述下托长丝束25沿着所述上展纱辊16及所述下展纱辊26表面的螺纹沟槽均匀展开，形成所述上盖长丝层14及所述下托长丝层24，所述上盖长丝层14及所述下托长丝层24的宽度大于等于所述短纤维须条3的宽度。下述具体实施例I 4是对不同纤维及其线密度，即选择不同的长丝、不同的粗纱条和不同的复合比例及不同复合纺纱工艺参数，即长丝的张力、锭速、前罗拉转速，纺纱捻度。进行按本发明的须条上盖下托式三轴系光洁复合纺纱机构和方法的纺纱，并纺制成高支的光洁复合纱。采用单侧毛羽计数法测定复合纱的毛羽，所得的光洁复合纱的毛羽指数(F)，指单位长度纱线内单侧面上伸出长度超过某设定长度的毛羽累计数(根/m)F = A+Be_a，I为毛羽的设定伸出长度(mm)，A、B、C为试验常数；断裂强度(P)，考虑纤维粗细不同，表示纤维抵抗外力破坏能力的指标，单位(cN/tex);断裂伸长率e = (L-L0) /L0 = A L/L。,其中，L。为原长，L为拉伸断裂时的试样长度，△ L为绝对伸长值,断裂伸长率表材料断裂时伸长变形能力的大小。
实施例I :回用棉(落棉)与粘胶长丝采用本发明的用于须条的上盖下托式三轴系复合纺纱方法，将两股粘胶长丝束按上述上盖下托分劈展纱方法进行展纱，而后在前罗拉钳口处与回用棉纤维须条进行加捻复合，形成光洁三轴系复合棉纱，具体工艺参数如下表所示。所纺成的粘胶长丝上盖、下托夹持裹缠回用落棉短纤维须条的光洁复合纱，其成纱的毛羽指数、捻回角、断裂强度、断裂伸长率及纱条细度不匀率见下表所列。其中纺纱制成率很高，均高于98. 5%，表示飞花、掉屑、断头等纤维丢失很少；毛羽数也很少，表示成纱的光洁度好；千锭时断头率小于3，是因长丝的连续和保护而极低，表示成纱加工的可纺性好和加工效率高。纺纱过程无明显的纤维丢失和飞花，钢领圈、板干净，证明此夹持保护式复合纺纱的有效性。实施例2 :短毛与蚕丝
采用本发明的用于须条的上盖下托式三轴系复合纺纱方法，将两股蚕丝束按上述上盖下托分劈展纱方法进行展纱，而后在前罗拉钳口处与短毛纤维须条进行加捻复合，形成光洁三轴系复合毛纱，具体工艺参数如下表所示。所纺成的蚕丝上盖、下托夹持裹缠短毛纤维须条的光洁复合纱，其成纱的毛羽指数、捻回角、断裂强度、断裂伸长率及纱条细度不匀率见下表所列。其中纺纱制成率很高，均高于98.5%，表示飞毛、断头等纤维丢失很少；毛羽数也很少，表示成纱的光洁度好；抗起毛起球达4级，远高于常规2 3级；千锭时断头率小于2，是因长丝的连续和保护而极低，表示成纱加工的可纺性好和加工效率高。纺纱过程无明显的纤维丢失和飞花，钢领圈、板干净，证明此夹持保护式复合纺纱的有效性。实施例3 :木棉/PTT长丝采用本发明的用于须条的上盖下托式三轴系复合纺纱方法，将两股PTT长丝束按上述上盖下托分劈展纱方法进行展纱，而后在前罗拉钳口处与木棉纤维须条进行加捻复合，形成光洁三轴系复合木棉纱，具体工艺参数如下表所示。所纺成的PTT长丝上盖、下托夹持裹缠木棉短纤维须条的光洁复合纱，其成纱的毛羽指数、捻回角、断裂强度、断裂伸长率及纱条细度不匀率见下表所列。其中纺纱制成率很高，均高于98. 5%，表示飞花、掉屑、断头等纤维丢失很少；毛羽数也很少，表示成纱的光洁度好；千锭时断头率小于3，是因长丝的连续和保护而极低，表示成纱加工的可纺性好和加工效率高。纺纱过程无明显的纤维丢失和飞花，钢领圈、板干净，证明此夹持保护式复合纺纱的有效性。实施例4 :常用棉/涤纶长丝采用本发明的用于须条的上盖下托式三轴系复合纺纱方法，将两股涤纶长丝束按上述上盖下托分劈展纱方法进行展纱，而后在前罗拉钳口处与常用棉制成的短纤维须条进行加捻复合，形成光洁三轴系复合棉纱，具体工艺参数如下表所示。所纺成的涤纶上盖和下托夹持裹缠包覆棉短纤维须条的光洁复合纱，其成纱的毛羽指数、捻回角、断裂强度、断裂伸长率及纱条细度不匀率见下表所列。其中纺纱制成率很高，均高于98. 5%，表示飞花、掉屑、断头等纤维丢失很少；毛羽数也很少，表示成纱的光洁度好；千锭时断头率小于2，是因长丝的连续和保护而极低，表示成纱加工的可纺性好和加工效率高。纺纱过程无明显的纤维丢失和飞花，钢领圈、板干净，证明此夹持保护式复合纺纱的有效性。纺制上盖下托式三轴系复合纱复合纺纱工艺参数与品质指标
权利要求
1.一种上盖下托式三轴系复合纱，其特征在于包括位于芯层的短纤维须条，长丝裹缠短纤维须条，形成由位于上层及下层的长丝夹持保护位于芯层的短纤维须条的三轴系复合结构。
2.一种如权利要求I所述的上盖下托式三轴系复合纱的纺纱方法，其特征在于， 步骤为 步骤I、上盖长丝束(15)经定位导纱钩(11)后，从上分劈点(12)进入上展纱辊(16)，在上展纱辊(16)的作用下，上盖长丝束(15)逐渐展开平铺在前上罗拉(5)上的上长丝束展开区(13)上，而后进入前罗拉钳口(7)形成上盖长丝层(14)，此为第一轴；同时，下托长丝束(25)经引入导纱钩(21)后从下展纱辊(26)的下分劈点(22)进入下展纱辊(26)，在下展纱辊(26)的作用下，下托长丝束(25)逐渐展开平铺在前下罗拉(6)上的下长丝束展开区(13)上，而后进入前罗拉钳口(7)形成下托长丝层(24)，此为第二轴；又由经皮圈罗拉牵伸拉细的短纤维须条(3)通过集束器(4)进入前罗拉钳口(7)，此为第三轴，形成三轴系喂入； 步骤2、当上盖长丝层(14)、下托长丝层(24)和短纤维须条(3)从前罗拉钳口(7)输出时，上盖长丝层(14)从上盖住短纤维须条(3)，下托长丝层(24)在下托住短纤维须条(3)，形成夹持保护的三明治结构的三层纤维，在加捻作用下，三层纤维发生转移，形成短纤维须条(3)被两长丝层裹缠的如权利要求I所述的复合纱(8)。
3.如权利要求2所述的一种纺纱方法，其特征在于，所述短纤维须条(3)是由纺织常用短纤维制成的粗纱条，经由环锭纺细纱机上的后罗拉喂入，再经皮圈罗拉的牵伸得到。
4.如权利要求2所述的一种纺纱方法，其特征在于，所述集束器(4)是将牵伸后的短纤维须条(3)集束圆整化，并定位喂入所述前罗拉钳口(7)。
5.如权利要求2所述的一种纺纱方法，其特征在于，作为生态可循环利用，所述上盖长丝束(15)和/或下托长丝束(25)应为与所述短纤维须条(3)化学成分相同的长丝。
6.如权利要求2所述的一种纺纱方法，其特征在于，所述定位导纱钩(11)和所述引入导纱钩(21)用于引导所述上盖长丝束(15)和所述下托长丝束(25)对中喂入上展纱辊(16)和下展纱辊(26)从而进行分劈，所述定位导纱钩(11)和所述引入导纱钩(21)均可做左右水平移动对中。
7.如权利要求2所述的一种纺纱方法，其特征在于，所述上展纱辊(16)和所述下展纱辊(26)分别设于所述前上罗拉(5)和所述前下罗拉(6)的后侧，并分别与所述前上罗拉(5)和所述前下罗拉(6)接触，在所述上展纱辊(16)和所述下展纱辊(26)的表面刻有螺纹沟槽，当所述前上罗拉(5)和所述前下罗拉(6)驱动所述上展纱辊(16)和所述下展纱辊(26)喂纱时，上盖长丝束(15)及所述下托长丝束(25)沿着所述上展纱辊(16)及所述下展纱辊(26)表面的螺纹沟槽均匀展开，形成所述上盖长丝层(14)及所述下托长丝层(24)，所述上盖长丝层(14)及所述下托长丝层(24)的宽度大于等于所述短纤维须条(3)的宽度。
8.—种如权利要求2所述的纺纱方法的应用，其特征在于用于超短、易掉屑、易飞花纤维和偏短、偏弱回用纤维的保护式、柔软光洁、高支复合纱的纺纱。
全文摘要
本发明涉及一种上盖下托式三轴系复合纱及其纺纱方法。该复合纱是由上、下两层长丝夹持保护短纤须条的三轴系复合纺纱，所形成的长丝裹缠芯层短纤维须条的复合纱。该纺纱方法是在普通细纱机上先安装一上盖式展纱器、一下托式展纱器和一集束器；然后将两长丝束分别经上、下展纱辊后分展成两层长丝层，与经过集束器的短纤维须条成三轴系同步喂入前罗拉钳口，且两层长丝层分别以上盖和下托的方式夹持短纤维须条；当三者出前罗拉钳口时，在加捻的作用下，形成短纤维须条被两长丝层裹缠的复合纱。该方法适用于超短、易掉屑、易飞花纤维和偏短、偏弱回用纤维的保护式、柔软光洁、高支复合纱的纺纱。
文档编号D01H13/04GK102704122SQ20121021504
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者于伟东, 于昊慧, 杜赵群, 王东, 邓成亮 申请人:东华大学