海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线及其制造装置和制备方法与流程

本发明属于纺织技术领域，具体地说，尤其涉及一种海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线及其制造装置和制备方法。

背景技术：

现阶段，功能性纱线以及以此类纱线为基础制备的众多功能性线材得到了越来越广泛的应用，而抗菌性纱线无疑无论在航天领域、军工领域、医疗领域、服饰面料领域、卫生领域还是过滤防护领域都有着重要的应用。海斯莫尔纤维是一种壳聚糖纤维，其采用高脱乙酰度、超高黏度的高品质片状壳聚糖为原料，经湿法纺丝而获取的一种天然高分子纤维材料，其拥有优良的抗菌性能，其短纤维常用作纺纱的原材料，以此短纤维为原材料制备的短纤纱拥有优良的抗菌性能。然而，其力学性能略有欠缺，在纺纱过程中需加入一定比例的力学性能优良的纤维进行混纺以改善纱线整体的强度。而混纺后的纱线纤维会均匀分布，即不同种类的纤维常均匀的分布在纱线的里层和内层，这无法更好地发挥出功能性纤维的作用。

在利用海斯莫尔纤维制备混纺纱的时候，考虑到海斯莫尔纤维的价格远高于常规纤维，最大程度的利用海斯莫尔纤维的抗菌性是必须考虑的问题。海斯莫尔纤维的抗菌性可通过物理接触实现，故若要海斯莫尔混纺纱能够最大程度的实现功能性，需要将海斯莫尔纤维尽可能多的分布在纱线的表层，而强力高的纤维，可采用常规涤纶纤维，使其尽可能分布在纱线内层以保证纱线整体的强度足够后续的使用。而现阶段应用最广泛的环锭纺纱中，例如包芯纱、包缠纱可以实现一种纱线在内部，外包短纤维、长丝或者短纤纱等，但这需要多个工序生成，同时内外层之间并未有效地结合，在使用过程中容易脱落，或制备过程中内外层分布不均匀。目前，还没有一种简单有效的制备方法，能够使一次性产出的纱线中不同纤维之间有效结合并最大限度地确定纱线中不同纤维在表层和里层的分布情况。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线及其制造装置和制备方法，其操作简单，通过调整纱线内部结构和制备方法，采用较少的海斯莫尔纤维，并将海斯莫尔纤维的抗菌作用发挥到最大，大大降低了生产成本，同时该纱线大大改善了海斯莫尔纤维强度不足的劣势。

所述的海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线，包括对折加捻而成的短纤纱，所述短纤纱包括里层的涤纶纤维层，涤纶纤维层上下两侧分别设有混合纤维层，混合纤维层上下两侧分别包覆有海斯莫尔纤维层，所述混合纤维层为涤纶纤维与海斯莫尔纤维通过摩擦力结合而成。

优选地，所述涤纶纤维为两层，涤纶纤维和海斯莫尔纤维的纤维细度皆为0.5-2d，长度为33-51mm。

优选地，所述短纤纱中海斯莫尔纤维的占比为20%-50%。

优选地，所述短纤纱的纱线细度范围为5英支-100英支。

所述的海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的制造装置，包括环锭纺纱机，环锭纺纱机上设有前罗拉、中罗拉和后罗拉，所述后罗拉钳口处设有便于海斯莫尔纤维与涤纶纤维混合的第一赋形机构，所述第一赋形机构包括上下放置的赋形片一和赋形片二，所述赋形片一和赋形片二内分别设有上纱条通道和下纱条通道，上纱条通道底部和下纱条通道顶部分别设有相配合的波浪形结构；所述环锭纺纱机的前罗拉钳口处设有便于纱条对折的第二赋形机构，第二赋形机构靠近前罗拉钳口一端的水平位置高出另一端3-10mm，所述第二赋形机构包括中间带有沟槽的赋形片三和赋形片四，赋形片三和赋形片四上下放置。

优选地，所述赋形片三和赋形片四的间距为1-3mm，赋形片三和赋形片四的横截面均为w形结构，赋形片三和赋形片四的纵截面均呈弧形结构，赋形片三和赋形片四的投影形状为梯形。

优选地，所述赋形片三和赋形片四投影形状的一端宽度为5-8mm，其横截面的最高点和最低点的高度差为3-8mm；投影形状的另一端宽度为3-5mm，其横截面的最高点和最低点的高度差为2-6mm；赋形片三和赋形片四的纵截面曲率半径为10cm-30cm。

优选地，所述波浪形结构为正弦曲线，波浪形结构的振幅与波长的比值为1/4-2。

所述的海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的制备方法，包括以下步骤：

（1）将海斯莫尔粗纱和涤纶粗纱分别导入相配合赋形片一和赋形片二进行形态调整；

（2）将步骤1中形态调整后的海斯莫尔粗纱和涤纶粗纱一起导入环锭纺纱机进行牵伸，牵伸后得到上层为海斯莫尔纤维，中层为混合纤维，下层为涤纶纤维的混合粗纱；

（3）将步骤2得到的混合粗纱导入中间带有沟槽的赋形机构内进行再次赋形，所述沟槽底部靠近混合粗纱的海斯莫尔纤维；

（4）将步骤3赋形后的混合粗纱沿沟槽对折，对折后混合粗纱的海斯莫尔纤维处于外层，海斯莫尔纤维将涤纶纤维包覆在里面；

（5）将步骤4得到的混合粗纱加捻，得到混纺短纤纱。

优选地，所述海斯莫尔纤维和涤纶纤维均为短纤维。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明制备的海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线，实现了纱线表层全部为具有抗菌性能的海斯莫尔纤维，抗菌混纺纱线可通过与其他物体的物理接触而实现抗菌性能，里层为部分海斯莫尔纤维和全部的涤纶纤维，且海斯莫尔纤维与涤纶纤维相接处存在有纤维尺度的融合，使得海斯莫尔纤维与涤纶纤维难以分离的同时保证了混纺纱径向连续性，从而最大程度地保证了纱线的抗菌性能，并同时拥有足够的强力；

2、海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的里层采用涤纶纤维代替海斯莫尔纤维，强度足够大的涤纶纤维全部放置于纱线的里层，改善了海斯莫尔纤维强度不足的劣势，同时也减少了海斯莫尔纤维的用量，极大的节省了产品的生产成本，从而实现用最少的功能性纤维发挥最大作用，同时增加纱线的强度；

3、本发明方法通过在常规的环锭纺纱机的后罗拉钳口处，增设一对用于改变两根粗纱形态的波浪形赋形片，使得两根粗纱接触牵伸后纤维有效结合，实现两根粗纱变为纤维分层分布的一个整体，为后序工作打好基础；

4、本发明方法通过在常规的环锭纺纱机的前罗拉钳口处，增设一对用于改变混合后粗纱形态的w型赋形片，使得混纺粗纱便于对折，从而制得表层只由所选纤维覆盖的混纺纱线；

5、本发明方法在未改变原有设备结构的基础上，通过增设第一赋形机构和第二赋形机构，实现一次性产出可选择纤维公布情况的混纺纱线，从而使混纺纱线以最少的功能性纤维用量发挥出最大化的作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的结构示意图；

图3为第一赋形机构的使用状态参考图。

图中，1、赋形片三；2、赋形片四；3、海斯莫尔纤维层；4、涤纶纤维层；5、混合纤维层；6、前罗拉；7、中罗拉；8、后罗拉；9、海斯莫尔粗纱；10、涤纶粗纱；11、赋形片二；12、赋形片一。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

实施例一：如图2所示，所述的海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线，包括对折加捻而成的短纤纱，所述短纤纱包括里层的涤纶纤维层4，涤纶纤维层4上下两侧分别设有混合纤维层5，混合纤维层5上下两侧分别包覆有海斯莫尔纤维层3，短纤纱中海斯莫尔纤维的占比为20%，短纤纱的纱线细度范围为5英支。所述混合纤维层5为涤纶纤维与海斯莫尔纤维通过摩擦力结合而成；所述涤纶纤维为两层，涤纶纤维和海斯莫尔纤维的纤维细度皆为0.5d，长度为33mm。

如图1所示，海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的制造装置，包括环锭纺纱机，环锭纺纱机上设有前罗拉6、中罗拉7和后罗拉8，所述后罗拉8钳口处设有便于海斯莫尔纤维与涤纶纤维混合的第一赋形机构，所述第一赋形机构包括上下放置的赋形片一12和赋形片二11，所述赋形片一12和赋形片二11内分别设有上纱条通道和下纱条通道，上纱条通道底部和下纱条通道顶部分别设有相配合的波浪形结构；所述环锭纺纱机的前罗拉6钳口处设有便于纱条对折的第二赋形机构，第二赋形机构靠近前罗拉6钳口一端的水平位置高出另一端3mm，第二赋形机构包括中间带有沟槽的赋形片三1和赋形片四2，赋形片三1和赋形片四2上下放置。安装时，赋形片三1和赋形片四2之间的间隙与上下两个前罗拉6之间的间隙平齐，从而保证牵伸后的粗纱可顺利进入第二赋形机构中，避免牵伸后的粗纱产生疵点。

制作时，赋形片一12和赋形片二11的截面为一条边为波浪形结构的矩形框，其截面长度与宽度的比值为8-20，赋形片一12的底边为波浪形，赋形片二11的顶边为波浪形，赋形片一12和赋形片二11的波浪形边无缝贴合在一起。

如图1所示，所述赋形片三1和赋形片四2的间距为1mm，赋形片三1和赋形片四2上任一横截面均为w形结构，横截面为垂直于粗纱边线的截面，赋形片三1和赋形片四2的投影形状为梯形，赋形片三1和赋形片四2投影形状的一端宽度，即梯形的下底宽度为5mm，该处横截面的最高点和最低点的高度差为3mm；投影形状的另一端宽度，即梯形的上底宽度为3mm，其横截面的最高点和最低点的高度差为2mm；赋形片三1和赋形片四2的纵截面均呈弧形结构，赋形片三1和赋形片四2的纵截面曲率半径为10cm。

如图3所示，所述波浪形结构为正弦曲线，波浪形结构的振幅与波长的比值为1/4。

海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的制备方法，包括以下步骤：

（1）将海斯莫尔粗纱9和涤纶粗纱10分别导入相配合赋形片一12和赋形片二11进行形态调整，海斯莫尔粗纱9的占比为20%，其中粗纱中的海斯莫尔纤维和涤纶纤维均为短纤维；由于赋形片一12和赋形片二11中的波浪形结构紧密贴合，使得形态调整后两粗纱的接触面也为波浪形且更容易物理融合；

（2）将步骤1中形态调整后的海斯莫尔粗纱9和涤纶粗纱10一起导入环锭纺纱机，依次经过后罗拉8、中罗拉7以及前罗拉6进行牵伸，在牵伸的过程中，两根粗纱相互啮合处的纤维会受到罗拉的挤压，以及因罗拉转速差异而逐渐变细，实现相结合层的纤维尺度融合，两根粗纱离开前罗拉6时会得到上层为海斯莫尔纤维，中层为混合纤维，下层为涤纶纤维的混合粗纱；

（3）将步骤2得到的混合粗纱导入中间带有沟槽的第二赋形机构内进行再次赋形，所述沟槽底部靠近混合粗纱的海斯莫尔纤维，第二赋形机构中的赋形片三1和赋形片四2均为w型赋形片即海斯莫尔纤维处于上层，同时w型赋形片赋予了混合粗纱弧形形态，即位于上层的海斯莫尔纤维的截面呈外圆弧形，位于下层的涤纶纤维的截面呈内圆弧形；

（4）将步骤3赋形后的混合粗纱沿沟槽对折，即将上述弧形闭合，对折后混合粗纱的海斯莫尔纤维处于外层，海斯莫尔纤维包覆住涤纶纤维；

（5）将步骤4得到混合粗纱经环锭纺纱机进行加捻，从而得到外层全部为海斯莫尔纤维，里层含部分海斯莫尔纤维和全部的涤纶纤维的混纺短纤纱。

该混纺短纤纱抗菌性能好，可单独使用、制备成股线使用、制备成花式纱线使用、制备成机织物、针织物以及编织物使用。

实施例二：所述的海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线，短纤纱中海斯莫尔纤维的占比为50%，短纤纱的纱线细度范围为100英支，涤纶纤维和海斯莫尔纤维的纤维细度皆为2d，长度为51mm。

海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的制造装置，第二赋形机构靠近前罗拉6钳口一端的水平位置高出另一端10mm，赋形片三1和赋形片四2的间距为3mm，赋形片三1和赋形片四2投影形状的一端宽度为8mm，该处横截面的最高点和最低点的高度差为8mm；投影形状的另一端宽度为5mm，其横截面的最高点和最低点的高度差为6mm；赋形片三1和赋形片四2的纵截面曲率半径为30cm；第一赋形机构中波浪形结构的振幅与波长的比值为2。

海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的制备方法，步骤1中海斯莫尔粗纱9的占比为50%，其它与实施例一相同。

实施例三：所述的海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线，短纤纱中海斯莫尔纤维的占比为35%，短纤纱的纱线细度范围为50英支，涤纶纤维和海斯莫尔纤维的纤维细度皆为1.5d，长度为38mm。

海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的制造装置，第二赋形机构靠近前罗拉6钳口一端的水平位置高出另一端7mm，赋形片三1和赋形片四2的间距为2mm，赋形片三1和赋形片四2投影形状的一端宽度为7mm，该处横截面的最高点和最低点的高度差为5mm；投影形状的另一端宽度为4mm，其横截面的最高点和最低点的高度差为4mm；赋形片三1和赋形片四2的纵截面曲率半径为20cm；第一赋形机构中波浪形结构的振幅与波长的比值为1。

海斯莫尔与涤纶混纺抗菌纱线的制备方法，步骤1中海斯莫尔粗纱9的占比为35%，其它与实施例一相同。

本发明第一赋形机构和第二赋形机构中所述的赋形片可采用金属、有机高分子材料、陶瓷、木质、玻璃及其它无机材料制作。