本技術(shù)方案主要研究一種具有吸熱放熱功能的混紡紗及其織造方法。該混紡紗是clima空調(diào)纖維與棉纖維混紡而成，產(chǎn)品吸濕性好、柔軟舒適、調(diào)溫能力強，是制作調(diào)溫服裝和家紡產(chǎn)品的理想原料。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)外面料市場的迅速發(fā)展，人們對面料的功能性更加注重，有了更多更高的要求，消費觀念逐步向時尚、舒適、功能化、健康保健的方向發(fā)展。任何一種單一的天然或化學(xué)纖維都無法達到這些要求，通過多種纖維的復(fù)合達到功能互補是未來發(fā)展趨勢，對服裝家紡產(chǎn)品來說，紗線及面料技術(shù)的發(fā)展將為行業(yè)發(fā)展帶來強勁動力。
人們在溫差較大的環(huán)境下生活、工作或運動經(jīng)常會出現(xiàn)由于過熱或過冷而出現(xiàn)身體不適，甚至生病，這時就需要一種能夠在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)體溫的產(chǎn)品使人體體溫保持相對穩(wěn)定的紡織品?？照{(diào)纖維可以滿足這一需求。
空調(diào)纖維的研究于20世紀(jì)80年代起源于美國，主要用于航空航天領(lǐng)域。目前很多國家都在開發(fā)、利用空調(diào)纖維?？照{(diào)纖維是利用相變材料不間斷地吸收和釋放能量調(diào)節(jié)溫度的。國外已有的空調(diào)纖維有美國outlast空調(diào)纖維、瑞士comforttemp恒溫纖維、日本“dyna–live”空調(diào)纖維、德國clima空調(diào)纖維，國內(nèi)空調(diào)纖維有天津工業(yè)大學(xué)研制的智能儲熱調(diào)溫纖維、北京雪蓮羊絨股份有限公司的牛奶蛋白質(zhì)空調(diào)纖維等。這些空調(diào)纖維多用于特種行業(yè)，目前在民用市場上還很少見到。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
空調(diào)纖維類紡織品目前在市場上還不多見，主要原因一是原料價格較高，二是紡紗較為困難。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種吸濕透氣，能夠調(diào)節(jié)體溫的雙組分空調(diào)纖維/棉混紡紗，該紗是由德國aps生產(chǎn)的熱轉(zhuǎn)換能力強的clima空調(diào)纖維與棉纖維混紡而成，紗不僅具有吸熱放熱能力強的調(diào)溫功能，而且具有很好的吸濕性和舒適透氣性，是高檔服裝和家紡面料的極佳的功能性原料。
本項目所開發(fā)的高含量空調(diào)纖維/棉混紡紗選用德國aps公司最新開發(fā)成功的clima空調(diào)纖維作為調(diào)溫功能材料與棉混紡而成，目的是利用clima空調(diào)纖維所含相變物質(zhì)高、相變吸或放熱值高的優(yōu)點生產(chǎn)出調(diào)溫能力強的混紡紗，便于后續(xù)面料、成品客戶對產(chǎn)品功能性的認(rèn)可和接受，從而能較快地占有市場，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益。
本發(fā)明的高含量空調(diào)纖維/棉混紡紗選用德國調(diào)溫能力強的clima空調(diào)纖維雖然具有clima空調(diào)纖維自身的優(yōu)秀特點，但是clima空調(diào)纖維紡紗極為困難，工廠難以達到生產(chǎn)所需的理想條件。本發(fā)明經(jīng)過艱難摸索，探索出一套行之有效的生產(chǎn)工藝，并能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)。本發(fā)明的紗所含調(diào)溫物質(zhì)含量高，且物質(zhì)本身調(diào)溫能力強。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種高含量空調(diào)纖維/棉混紡紗的織造方法，其特征是包括步驟：
1)原料的選擇：選擇空調(diào)纖維clima和細絨棉為原料；
2)按質(zhì)量比取空調(diào)纖維clima和細絨棉進行混紡紗，步驟為：清花機清花→梳棉機梳棉→并條機頭道并條→并條機二并→并條機末并→粗紗機粗紗→細沙機細紗→絡(luò)筒；
清花機綜合打手速度為750r/min，開棉機打手速度為450r/min，定量是300g/m,棉卷定重是9.5kg；
梳棉機的要求為：錫林與蓋板隔距：7×6×6×6×7絲，錫林速度：360r/min，刺輥速度：690r/min，出條速度：60m/min，梳棉定量：22g/5m；
開棉機作業(yè)區(qū)域和梳棉機作業(yè)區(qū)域的環(huán)境溫度保持在28℃±2℃，濕度在55％±1％；開棉機的回轉(zhuǎn)羅拉直徑大約是220mm,回轉(zhuǎn)速度大約是480r/min；梳棉機的錫林366r/min，刺輥748r/min，蓋板313mm/min，道夫18r/min，出條速度大約是70m/min；
頭道并條要求為：濕定量是21g/5m，并合數(shù)是8根，羅拉隔是11×18mm，總牽伸倍數(shù)是8.3；
二并要求為：濕定量是21g/5m，并合數(shù)是6根，羅拉隔是11×18mm，總牽伸倍數(shù)是6；
末并要求為：濕定量是20g/5m，并合數(shù)是6根，羅拉隔是11×18mm，總牽伸倍數(shù)是6.3；
出條速度200m/min；
在頭道并條→末并過程中，采取封閉車臺引入冷風(fēng)控制作業(yè)溫度在28℃以下，濕度保持在60％±1％；并采用涂有抗繞劑的膠輥；
粗紗步驟的要求為：粗紗干定量是4.5g/10m,捻度是5.2捻/10厘米，后區(qū)牽伸倍數(shù)是1.28倍，總牽伸倍數(shù)是8.1倍，錠速是850r/min；采用抗靜電皮輥；
細紗步驟的要求為：細紗捻度是72捻/10cm，鋼領(lǐng)是pg14254，鋼絲圈是udr6/0,隔距塊是3.0mm，羅拉中心距19×22mm；細紗前羅拉轉(zhuǎn)速是240轉(zhuǎn)/分，總牽伸17.7倍；
絡(luò)筒步驟的要求為：絡(luò)筒速度是800m/min；絡(luò)筒張力圈重量是20g；
清紗曲線為：n面結(jié)，靈敏度是230％；s短粗，靈敏度是150％，紗疵是1.5cm；l長粗，靈敏度是30％，紗疵是25cm。
所述細絨棉的規(guī)格是129細絨棉；所述空調(diào)纖維clima的規(guī)格是2.3dtex×38mm。
一種上述織造方法制成的高含量空調(diào)纖維/棉混紡紗，產(chǎn)品規(guī)格為空調(diào)纖維clima36/棉c6428tex。
下面對本混紡紗的研發(fā)思路進行說明：
1、紡紗原料的合理選擇與搭配
從市場上消費者對產(chǎn)品調(diào)溫功能性需求和舒適性要求出發(fā)，選用相變物質(zhì)含量高、相變熱值高的clima空調(diào)纖維進行混紡，以保證紗線的調(diào)溫功能，并對其規(guī)格合理選配。
2、研究紗線混紡工藝路線和各纖維混紡比例
根據(jù)clima空調(diào)纖維可紡性較差的特性，選擇其與棉的箱混工藝路線，并根據(jù)調(diào)溫功能需要選擇較高的clima空調(diào)纖維混紡比。
3、對各道工藝技術(shù)進行合理設(shè)置并對成品紗線進行質(zhì)量控制
根據(jù)纖維的混紡特性和紡紗設(shè)備的特點，對開清、梳理、并條、粗紗和細紗各工序的工藝參數(shù)進行合理設(shè)置，并通過過程監(jiān)控來適時調(diào)整加工工藝，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。
采用本技術(shù)方案得到的混紡紗產(chǎn)品，符合fz/t12029-2012《精梳棉與粘膠混紡色紡紗線》的標(biāo)準(zhǔn)，一等品率達100％。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行說明：
前期準(zhǔn)備
1、原料:纖維原料為2.3dtex×38mm的clima空調(diào)纖維、129棉纖維。
2、設(shè)備：德國特呂茨勒清梳聯(lián)，瑞士立達異纖分離器、預(yù)并條機、精梳機和并條機，配有德國緒森牽伸系統(tǒng)的粗紗機、東臺馬佐里dtm129細紗機及日本村田全自動絡(luò)筒機以及完整的烏斯特試驗檢測儀器等。
試制及技術(shù)攻關(guān)
本例的產(chǎn)品所用的clima空調(diào)纖維為德國aps公司最新研制成功新型高性能空調(diào)纖維，其所含相變物質(zhì)提煉于油菜花，熔點為28～32℃，存在于纖維內(nèi)部的眾多孔隙中。在紡紗時，環(huán)境溫度超過28℃，纖維內(nèi)相變物質(zhì)就會熔化并溢于纖維表面，導(dǎo)致纏繞羅拉，甚至使紡紗不能進行，因此，如何設(shè)計工藝流程，并針對各工序出現(xiàn)的問題合理設(shè)計工藝參數(shù)，特別是保證紡紗所需溫濕度條件達到要求是紡紗能否順利進行的關(guān)鍵。
根據(jù)上述空調(diào)纖維紡紗性能特點，本發(fā)明選擇箱混形式進行混合，即將空調(diào)纖維和棉纖維按設(shè)計混紡比從抓棉機開始混合，通過混棉機、成卷機后制成棉卷，梳棉機制成生條，再經(jīng)三道并條機混合制成熟條，然后再經(jīng)粗紗機、細紗機和絡(luò)筒機紡成筒紗。由于棉纖維中含有雜質(zhì)、短絨，開清棉工序采用“握持打擊、薄喂”的工藝，適當(dāng)加快抓棉小車的回轉(zhuǎn)速度，減少抓棉打手下降量，打手的速度參照純棉品種，以盡量清除棉纖維中大的破籽和雜質(zhì)；梳棉工序采取“緊隔距，強分梳”的工藝，采用棉型蓋板針布，提高梳理質(zhì)量。
本工藝要求：
開清棉及梳棉——開清棉車間及梳棉區(qū)域環(huán)境溫度保持在28℃左右，濕度在55％左右，機器中的回轉(zhuǎn)羅拉直徑大約是220mm,回轉(zhuǎn)速度大約是480r/min)，避免了繞羅拉現(xiàn)象，使生產(chǎn)較為順利。
混并——
采取封閉車臺引入冷風(fēng)的降溫措施，使溫度控制在28℃以下，濕度保持在60％左右，降低出條速度(150轉(zhuǎn)/分)，再選用涂有抗繞劑的膠輥(防止纖維繞繞膠輥)，并采用低速輕定量工藝紡紗，克服了混并工序出現(xiàn)如下：
嚴(yán)重纏繞羅拉，且點動都無法進行。原因是由于環(huán)境溫度大于相變物質(zhì)熔化溫度，空調(diào)纖維中的相變物質(zhì)已經(jīng)熔化，加之收到皮輥羅拉的強力擠壓，熔化后的相變蠟狀物質(zhì)部分溢出至纖維表面，對溝槽羅拉具有很強粘附性，從而產(chǎn)生嚴(yán)重繞羅拉現(xiàn)象。而采取了減速、抗靜電皮輥、清潔加滑石粉等措施后無改善。
粗紗、細紗工序——
在車間溫度較高的情況(30℃左右)下未出現(xiàn)嚴(yán)重的繞皮輥羅拉現(xiàn)象，主要是因為：一采取了抗靜電皮輥，二是輸出速度較低，三是都有捻度，剛從前羅拉輸出時纖維因加捻而被卷進紗體中。
故粗紗工藝在保證細紗不吐粗情況下捻度偏大掌握，采用帶有13條尖底槽假捻器以使輸出粗紗條獲得更多的假捻，張力控制適當(dāng)(保證粗紗卷繞線速度與前羅拉輸出線速度之比為1.02)，穩(wěn)定粗紗伸長率。
細紗工序宜采用“低速度、大隔距、小張力、大捻系數(shù)”的工藝原則；絡(luò)筒采取“低速度、保品質(zhì)、接頭好、成形良”的工藝原則，同時優(yōu)化清紗工藝曲線，最大限度地減少棉結(jié)、毛羽和強力惡化現(xiàn)象，保證成紗質(zhì)量的穩(wěn)定。
經(jīng)檢測，本例產(chǎn)品的“clima36/c6428tex(21s)”紗質(zhì)量檢測指標(biāo)如下：
單紗斷裂強度：14.2cn/tex；
單紗斷裂強力變異系數(shù)cv：6.2％；
線密度偏差：-2.5％；
線密度變異系數(shù)：+1.8％；
條干均勻度變異系數(shù)cv:13.7％；
樣品經(jīng)檢驗，所檢項目符合fz/t12029-2012《精梳棉與粘膠混紡色紡紗線》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一等品要求。
本發(fā)明所用clima空調(diào)纖維為德國larsenproductionaps.公司最新研制的基于lyocell生產(chǎn)工藝自主研發(fā)的可自動調(diào)溫的新型功能性纖維。其主體為lyocell(即天絲)纖維素纖維，所含調(diào)溫石蠟油提煉于油菜花，儲能能力強，在相變吸熱范圍28-32℃條件下固液能量轉(zhuǎn)化率達50j/g，遠遠大于其它空調(diào)纖維的相變熱，且該相變材料石蠟油質(zhì)量占纖維總質(zhì)量的29％，為當(dāng)今各種空調(diào)纖維中相變物質(zhì)含量之最高，從而使纖維具有很強的調(diào)溫功能，調(diào)溫能力達±5攝氏度左右。石蠟油經(jīng)特殊生產(chǎn)工藝置于纖維內(nèi)部眾多空隙中，而纖維表面仍保持光滑，使纖維或其紡織品在具有較好調(diào)溫功能的同時還具有很好的耐洗性。
本發(fā)明的研制開發(fā)過程簡述如下：
一、原料選配方法
選用調(diào)溫能力強的空調(diào)纖維作為本項目產(chǎn)品所需的功能性原料是確保后續(xù)產(chǎn)品功能性要求的方法之一，也是能快速贏得市場的重要手段。通過市場調(diào)查分析，本發(fā)明選擇德國aps公司生產(chǎn)的clima空調(diào)纖維，一是相變熱值高，二是相變材料含量高，再通過混紡比的提高，可以充分保證后續(xù)面料的調(diào)溫能力，贏得消費者的信賴。
纖維原料：clima空調(diào)纖維，規(guī)格為2.3dtex×38mm，棉纖維選用129細絨棉。
二、紡紗工藝要求
由于clima空調(diào)纖維溫度在溫度超過28℃或受到強擠壓后，纖維內(nèi)部孔隙中的相變物質(zhì)石蠟油會出現(xiàn)熔化或溢出，易粘羅拉或皮輥，故其與棉纖維混紡時采用箱混工藝流程，從一開始就進行混合，減少其與各機件的接觸，減少繞羅拉現(xiàn)象的發(fā)生。同時車速偏低掌握。開清棉、梳棉由于車速較低，生產(chǎn)能正常進行。粗紗、細紗由于輸出須條有捻度，即使車間溫度高于28℃，也能正常紡紗。關(guān)鍵是混并工序，由于并條壓力大，出條速度快，車間溫度又較高(32℃)，空調(diào)纖維中的相變物質(zhì)石蠟油熔化并溢出纖維表面嚴(yán)重，需要通過降溫固化石蠟油紡紗才能順利進行。而車間采用的是集體送風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，正常溫度都在30℃以上，局部降溫難以進行。產(chǎn)品開發(fā)一度處于停滯狀態(tài)。經(jīng)過一定時間的考察，集思廣議，充分運用現(xiàn)有條件進行技術(shù)改造，宗旨是將空調(diào)冷凍間的冷風(fēng)(22℃)引入車臺，形成局部區(qū)域低溫環(huán)境，溫度低于28℃，使生產(chǎn)正常進行。故需封閉車臺，所用材料需隔熱，如泡沫鋼板等，引入管道所用材料需隔熱，送風(fēng)風(fēng)機采用離心風(fēng)機，并可變頻調(diào)速。做好這一切技術(shù)改造工作之后，
混并工序正常開出。
各工序工藝開清棉工序采用“握持打擊、薄喂”工藝；梳棉工序采取“緊隔距，強分梳”工藝；混并采用“中定量、多并合，低速度”工藝；粗紗采用“中定量、大捻度系數(shù)、小張力、低速”工藝；細紗采用“低速度、大隔距、小張力、大捻系數(shù)、低速”的工藝原則；絡(luò)筒采取“低速度、保品質(zhì)、接頭好、成形良”的工藝原則，優(yōu)化清紗工藝，減少棉結(jié)、毛羽和強力惡化現(xiàn)象，保證成紗質(zhì)量穩(wěn)定。
本例的工藝設(shè)計:
一、產(chǎn)品規(guī)格
clima36/c6428tex(21s)。
二、工藝流程
1、原料的選擇：
clima空調(diào)纖維2.3dtex×38mm；129細絨棉(129是中國棉花標(biāo)準(zhǔn),1代表等級,29代表長度,即一級棉花，29mm的纖維長度)。
2、工藝流程：
clima空調(diào)纖維36％+129細絨棉64％：清花(fa141a)--梳棉(a186f)--頭道并條(fa306a)--二并(fa306a)--末并(jwf1310)--粗紗(jwf1415)--細紗(fa506a)—絡(luò)筒(no.21c)
三、工藝參數(shù)
開清棉工序：a076e綜合打手速度750r/min，106打手速度450r/min，定量300g/m,棉卷定重：9.5kg。
梳棉工序：錫林與蓋板隔距：7*6*6*6*7英絲，錫林速度：360r/min，刺輥速度：690r/min，出條速度：60m/min，梳棉定量：22g/5m。
并條主要工藝參數(shù)：
出條速度200m/min，羅拉隔距11×18mm。
表1并條工藝參數(shù)
(5)粗紗主要工藝參數(shù)
粗紗干定量4.5g/10m,捻度5.2捻/10厘米，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.28倍，總牽伸倍數(shù)8.1倍，錠速850r/min。
(6)細紗主要工藝參數(shù)
細紗捻度72捻/10厘米，鋼領(lǐng)pg14254，鋼絲圈udr6/0,3.0隔距塊，羅拉中心距19×22；細紗前羅拉轉(zhuǎn)速240轉(zhuǎn)/分，總牽伸17.7。
(7)絡(luò)筒主要工藝參數(shù)
絡(luò)筒速度800m/min,絡(luò)筒張力圈重量20g,清紗曲線n230％，s150％×1.5cm,l30％×25cm。
本發(fā)明的高含量空調(diào)纖維/棉混紡紗是通過優(yōu)選高性能空調(diào)纖維clima與棉纖維混紡而成，產(chǎn)品具有很好的吸熱放熱自動調(diào)溫功能外，還具有柔軟舒適、吸濕透氣的性能。
檢測報告：
檢驗依據(jù)fz/t12029-2012《精梳棉與粘膠混紡色紡紗線》(參照一等品)