一种以生物基锦纶56短纤为芯纱的短纤/短纤包缠纱及其制备方法

1.本发明涉及纺纱技术领域，特别涉及一种赛络纺纺纱技术，具体涉及一种以生物基锦纶56短纤为芯纱的短纤/短纤包缠纱及其制备方法。


背景技术：

2.包缠纱是一种具有芯鞘结构的特殊复合纱，其纱线原料优势互补、综合性能优异，在很大程度上满足人们对高性能纱线的需求。从它问世开始，就吸引着许多学者的研究目光。根据芯鞘层使用纤维原料的不同，一般可分为3大类：短纤/长丝包缠纱、短纤/短纤包缠纱、长丝/长丝包缠纱。目前，对于短纤维/长丝和长丝/长丝包覆纱技术的研究比较成熟的工艺，短纤/短纤包缠纱受纺纱张力、接头困难等因素的影响，短纤包缠纱研究甚少。
3.短纤/短纤包缠纱是芯层、外层都是由短纤维组成的纱线。20世纪90年代，这种新型纱线才开始受到关注。由于复合纱内外层纤维种类不同，纤维和纤维包缠以束纤维形式结合，在使用性能方面，短纤/短纤包缠纱完全不同于普通的纤维混纺纱，短纤/短纤复合纱带来多种使用上的优越性。目前，生产短纤互包纱线的方法主要集中在粗纱机及细纱机的改造。中国期刊论文《精梳棉/维纶包缠纱的生产实践》公开了一种一体成纱技术，对粗纱机进行改造，在粗纱机前钳口处加装托棉板，依靠托面棉高低位置及倾斜角度的精确调整，使得维纶条和棉纤维条经粗纱牵伸后，外层纤维包裹到内层并加捻成纱。中国专利cn101126188a公开了一种纺制包缠纱的设备及方法，在前罗拉上面装配一个带有周向沟槽的罗拉胶辊，并由超前罗拉与超前胶辊改组成超前钳口，细纱机上加装的这种特殊的装置成功纺制出了短纤/短纤互包包缠纱。以上实例表明，尽管包缠纱的生产设备、纺纱工艺取得了进展，但还是存在些问题亟待解决。包芯粗纱在细纱牵伸过程中芯层纤维定量的稳定性，包覆稳定性还需提高；尤其是短纤/短纤包缠纱制备中平行的纤维从前罗拉钳口出来由于纺纱张力的不同，意外牵伸多,内外层纤维的定量变化大，因此纱线张力的控制对提升包覆效果具有重要意义。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中短纤/短纤包缠纱中张力、接头等控制问题，本发明提供一种以生物基锦纶(pa)56短纤为芯纱的环锭纺短纤/短纤复合纱及其制备方法，利用普通的环锭纺细纱机，通过细纱工艺设计和纤维原料选配实现稳定生产短纤/短纤包缠纱。具体包括设计喂入粗纱的位置、喂入粗纱间距、喂入纤维长度、喂入纤维伸长率等，进而控制纺纱过程中的张力变化、加捻三角区形态，从而获得高覆盖率的短纤/短纤包缠纱，且所得短纤/短纤包缠纱具有耐磨的功能。
5.一种以生物基锦纶56短纤为芯纱的赛络纺短纤/短纤包缠纱的制备方法，如图1所示，在普通的环锭纺细纱机上喂入粗纱a和粗纱b，前钳口处粗纱a位于锭子中心，粗纱b位于粗纱a的左侧，粗纱a和粗纱b之间的距离为s；所述粗纱a为生物基锦纶56短纤(纤维a)，粗纱
b为化学纤维或天然纤维短纤(纤维b)。
6.进一步地，喂入粗纱a纤维的长度为38mm-51mm，细度为1.4-2.0dtex；喂入粗纱b纤维的长度为20-30mm，细度为1.1-2.0dtex；纤维a断裂强力是纤维b强力的1.2-3倍，纤维a的断裂伸长是纤维b的4-10倍。
7.进一步地，粗纱a和粗纱b之间的距离s为2-5mm。
8.进一步地，粗纱a的特数为260-450tex，捻系数64-70，粗纱b的特数为260-350tex，捻系数90-110。
9.进一步地，普通的环锭纺细纱机的罗拉隔距为：前区
×
后区，(40-55)mm
×
(45-70)mm；细纱捻系数为400-470。
10.进一步地，复合纱中锦纶纤维a(生物基锦纶56短纤)位于纱芯，具有捻度和捻向，纤维b位于表层，具有捻度和捻向。粗纱、细纱捻向相同，为z捻。
11.进一步地，纤维b为棉、木棉、麻短纤、毛短纤等天然纤维短纤，或涤纶、维纶、丙纶、锦纶(例如生物基锦纶56)等化学纤维短纤。
12.本发明还提供上述方法制备的以生物基锦纶56短纤为芯纱的短纤/短纤包缠纱，生物基锦纶56短纤位于纱芯，被化学纤维或天然纤维短纤包缠，生物基锦纶56短纤(纤维a)的被覆盖率大，为50-90％。
13.本发明具有的有益效果是：
14.1、在普通环锭纺细纱机上无需设备改造，通过设计喂入粗纱的位置、喂入粗纱间距、喂入纤维长度、喂入纤维伸长率等控制纺纱张力，制备短纤/短纤包缠纱。纺纱张力控制方便，粗纱品种适用性强，方法简单，可以制备多种短纤/短纤包缠纱。
15.2、锦纶纤维耐磨性好，强力高，锦纶纱线毛羽严重，锦纶/棉、圆形截面/五叶型截面锦纶短纤/短纤包缠纱可以解决锦纶类织物毛羽和起球的问题，同时赋予织物高耐磨性。
16.3、短纤/短纤包缠纱具有稳定的包覆效果，为高性能、多功能纱线制备提供新的方案。
附图说明
17.图1为本发明粗纱喂入图；其中s为粗纱喂入隔距，a表示芯层粗纱，b表示表层粗纱。
18.图2为本发明实施例1制备的包缠纱线截面sem图；其中a代表pa56短纤维，b代表棉纤维。
19.图3为本发明实施例1制备的包缠纱线外观图；其中a代表pa56短纤维，b代表棉纤维。
20.图4为本发明实施例2制备的包缠纱线截面sem图。
21.图5为本发明实施例3制备的包缠纱线摩擦效果图；其中5-1为摩擦初始状态，5-2为纱线经过300次摩擦后的状态。
22.图6为本发明实施例3制备的包缠纱线截面sem图。
具体实施方式
23.下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以
任何方式限制本发明。
24.本发明以下实施例测试方法及其设备
25.本发明实施例选用以下纤维材料：
26.pa56短纤维，圆型，长为38mm，细度为1.67dtex；断裂伸长率81.1％，断裂强力3.53cn/dtex-1
。
27.pa56短纤维，五叶型，长为38mm，细度为3.0dtex；断裂伸长率46.4％，断裂强度为3.59cn/dtex-1
。
28.棉纤维，长为28mm，细度为1.21dtex；断裂伸长率11.5％，断裂强度为2.74cn/dtex-1
。
29.yg061电子单纱强力仪(莱州市电子仪器有限公司)，用于测量纱线断裂强力及断裂伸长率，测量标准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》。
30.lfy-109电脑纱线耐磨仪(山东省纺织科学研究院)，用于测试纱线耐磨性，测量标准fz/t 01058-1999《纱线耐磨实验方法往复式磨辊法》。
31.dssp-01数字式小样细纱试验机(天津嘉诚机电设备有限公司)。
32.jsm-7800f型场发射扫描电子显微镜(日本电子株式会社)，用于观察纱线截面。
33.实施例1
34.本实施例将粗纱a：pa56短纤圆型(38mm)，粗纱b：棉(28mm)，喂入细纱机制备短纤/短纤包缠纱。粗纱a定量为2.6g/10m，捻系数为64；粗纱b定量为5.0g/10m，捻系数为90。
35.细纱工艺，粗纱a与粗纱b喂入隔距为2mm，细纱牵伸倍数为26.3倍，罗拉隔距为：前区
×
后区，40mm
×
50mm，细纱捻系数为420，钢领：pg 2，钢丝圈6903-6#，捻缩4.2％，锭速为12000r/min。
36.所得包缠纱线性能，该纱线强力性能断裂强度为22.5cn/tex。
37.所得包缠纱的截面如图2所示，可以看出圆形截面的pa56分布在纱线截面的内部，几乎都被椭圆形截面的棉纤维包覆。所得包缠纱的外观如图3所示，可以看出白色pa56纤维a基本被黑色棉纤维b包覆，仅有少数的pa56纤维漏出，说明该工艺基本实现了稳定包覆大约90％的效果。
38.实施例2
39.本实施例将粗纱a：pa56短纤圆型(38mm)，粗纱b：pa56短纤五叶型(38mm)喂入细纱机制备短纤/短纤包缠纱。粗纱a定量为2.2g/10m，捻系数为64；粗纱b定量为4.4g/10m，捻系数为90。
40.细纱工艺，粗纱a与粗纱b喂入隔距为4mm，细纱牵伸倍数为17.8倍，罗拉隔距为：前区
×
后区，40mm
×
50mm，细纱捻系数为400，钢领：pg 2，钢丝圈6903-6#，捻缩4.9％，锭速为12000r/min。
41.所得包缠纱线性能，该纱线实际细度为37.3tex，断裂强度为21.02cn/tex。该纱线在20g挂锤重量下测试平均摩擦次数到达274.6次，表现出良好的耐磨性。所得包缠纱的截面如图4所示，可以看出按照圆形纤维区域被五叶型纤维包缠的周长比例来计算，被包覆率大约为52％，说明五叶型纤维对圆形纤维具有一定包缠效果。
42.实施例3
43.本实施例将粗纱a：pa56短纤圆型(38mm)，粗纱b：pa56短纤五叶型(38mm)喂入细纱机。粗纱a定量为2.2g/10m，捻系数为64；粗纱b定量为6.6g/10m，捻系数为90。
44.细纱工艺，粗纱a与粗纱b喂入隔距为4mm，细纱牵伸倍数为20.6倍，罗拉隔距为：前区
×
后区，40mm
×
50mm，细纱捻系数为400，钢领：pg 2，钢丝圈6903-6#，捻缩4.1％，锭速为12000r/min。
45.所得包缠纱线性能，该纱实际细度为42.6tex，断裂强度为23.75cn/tex。该纱线在20g挂锤重量下测试平均摩擦次数到达387.1次，表现出很好的耐磨性。如图5所示，该纱线经过300次摩擦后仅有30％的纱线被磨断，大部分纱线仍旧保持一定的强力。所得包缠纱的截面如图6所示，圆形纤维被包覆率大约为73％。

技术特征：
1.一种以生物基锦纶56短纤为芯纱的短纤/短纤包缠纱的制备方法，其特征在于：在普通的环锭纺细纱机上喂入粗纱a和粗纱b，前钳口处粗纱a位于锭子中心，粗纱b位于粗纱a的左侧，粗纱a和粗纱b之间的距离为s；所述粗纱a为生物基锦纶56短纤，粗纱b为化学纤维或天然纤维短纤。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：喂入粗纱a纤维的长度为38mm-51mm，细度为1.4-2.0dtex；喂入粗纱b纤维的长度为20-30mm，细度为1.1-2.0dtex；粗纱a纤维的断裂强力是粗纱b纤维强力的1.2-3倍，粗纱a纤维的断裂伸长是粗纱b纤维的4-10倍。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：粗纱a和粗纱b之间的距离s为2-5mm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：粗纱a特数为200-350tex，捻系数64-70；粗纱b特数为260-700tex，捻系数90-110。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：普通的环锭纺细纱机的罗拉隔距为：前区
×
后区，(40-55)mm
×
(45-70)mm；细纱捻系数为400-470；粗纱、细纱的捻向相同，为z捻。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，天然纤维短纤为棉、麻短纤或毛短纤，化纤短纤为涤纶、维纶或丙纶短纤。7.权利要求1-6中任意一项所述的方法制备的以生物基锦纶56短纤为芯纱的短纤/短纤包缠纱。8.根据权利要求7所述的短纤/短纤包缠纱，其特征在于，生物基锦纶56短纤位于纱芯，被化学纤维或天然纤维短纤包缠。9.根据权利要求7或8所述的短纤/短纤包缠纱，其特征在于，生物基锦纶56短纤的被覆盖率为50-90％。

技术总结
本发明公开了一种以生物基锦纶56短纤为芯纱的短纤/短纤包缠纱及其制备方法。在普通环锭纺细纱机上无需设备改造，通过细纱工艺设计和纤维原料选配实现稳定生产短纤/短纤包缠纱。本发明具有粗纱品种适用性强，方法简单，短纤包覆率大和包覆效果稳定等优势，可为制备多纤维品种的短纤/短纤包缠纱和多功能纱线提供新的方案。新的方案。


技术研发人员：王迎 吴佳庆
受保护的技术使用者：大连工业大学
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/28