一种聚甲醛短纤维纱及其制造方法与流程

1.本发明属于纺织领域，主要是涉及一种聚甲醛短纤维纱及其制造方法。


背景技术：

2.聚甲醛又称聚缩醛，是一种无支链、高密度、高结晶性的线型聚合物，有着“超钢”、“赛钢”之称，具有优良的机械性能、耐磨损性、尺寸稳定性、耐化学腐蚀性等。因其优异性能且生产成本低，目前作为工程塑料被广泛应用于汽车、电子、机械等领域，如替代金属用于机械机构件齿轮、滚轮等的制造。
3.以聚甲醛为原料，采用超倍拉伸法、熔融纺丝法等纺丝工艺可制备获得聚甲醛纤维，其继承了聚甲醛的大部分特点。其中聚甲醛长丝可采用针织工艺制成织物，织物表面光滑，具有一定光泽，但其服用效果较差。前期通过对纺丝工艺的改进，突破所制纤维细度，获得可用作纺织服用产品的细旦短纤维。但其作为纺织纤维使用，仍存在吸湿性能差、比电阻较大等问题，使得纺纱过程中易积累静电，进而影响纺织加工；且纤维表面光滑无卷曲，纤维间抱合力差，使得聚甲醛短纤维纺纱较困难。
4.为了改善聚甲醛短纤维可纺性，本发明提出一种聚甲醛短纤维纱及其制造方法，具体为使用生物质类纤维素纤维与聚甲醛短纤维进行混纺。
5.目前对于聚甲醛短纤维的研究主要集中于其纺丝工艺的设计与其作为混凝土、沙土等增强材料的相应性能研究。在申请人检索的范围内，尚未发现聚甲醛短纤维纱及其制造方法的相关文献报道。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种聚甲醛短纤维纱及其制造方法。即通过对聚甲醛短纤维进行预处理以及与纤维类素纤维混纺，提高聚甲醛短纤维的可纺性，加之以棉纺设备为基础，进而获得一种可稳定生产的聚甲醛短纤维纱。
7.为了达到上述目的及相关目的，本发明提供一种聚甲醛短纤维纱及其制造方法。
8.一种聚甲醛短纤维纱，包括10％～90％细度为1.3～3dtex、长度为25～45mm、断裂强度为3～10cn/dtex，断裂伸长率为15～30％，回潮率为0.1～0.2％(优选为0.19％)，纤维与金属辊间动摩擦因数为0.12～0.36、静摩擦因数为0.4～0.8的聚甲醛短纤维和10％～90％的纤维素类纤维；纤维质量百分数之和为100％。所述纱线支数为10s～60s，并可根据后续产品开发需要进行单纱合股并捻成股线。
9.一种聚甲醛短纤维纱的制造方法，其工艺流程包括原料预处理工序、开清混合工序、梳理工序、并条工序、粗纱工序、细纱工序和络筒工序。
10.工艺流程中所有工序所处环境条件均为：温度20～30℃，相对湿度60～70％。
11.具体工艺流程为：
12.(1)原料预处理工序：对聚甲醛短纤维进行预处理，预处理工序包括洗涤、干燥、喷洒纺纱助剂、密封养生等，以达到纺纱助剂充分乳化均匀渗透。同时对纤维素类纤维进行
12h以上的预调湿，使其达到要求的含湿状态。
13.上述预处理解决了所用聚甲醛短纤维原料与现有纺纱设备适应性差，主要表现为表面油剂与梳理机锡林、盖板等主要梳理机件的针布不适配，导致严重的粘、缠、绕梳针现象，无法梳理的问题。
14.(2)开清混合工序：通过抓棉机、混棉机、开棉机、成卷机等一系列机械完成开清混合任务，获得聚甲醛短纤维/纤维素类纤维混合棉卷或分别获得聚甲醛短纤维卷和纤维素类纤维卷。
15.(3)梳理工序：采用盖板式梳理机对纤维进行梳理。由于聚甲醛短纤维存在静电现象且纤维间抱合力差、纤维网易断，可适当提高环境相对湿度，生条定量设计为18～25g/5m。
16.(4)并条工序：并条根数为6～8根，并条道数为2～3道，熟条定量设计为13～20g/5m。总牵伸倍数为并条根数的0.9～1.2倍，后区牵伸倍数为1.1～1.8。前罗拉速度为150～250m/min，罗拉加压相较于棉纺适当增大。
17.(5)粗纱工序：粗纱号数为300～500tex，粗纱捻系数为50～90，总牵伸倍数为5～12，后区牵伸1.2～1.4，锭速为500～700r/min。
18.(6)细纱工序：采用传统环锭纺、紧密纺、赛络纺、紧密赛络纺等纺纱方式，细纱捻系数为250～400，后区牵伸倍数为1～1.5，锭速为10000～18000r/min。
19.(7)络筒工序：卷绕线速度500～1500m/min。
20.所述步骤(1)中洗涤工艺参数为，聚甲醛短纤维与水的浴比为1：10～20，加入为纤维质量2～10％的洗涤剂，浸泡时间与聚甲醛短纤维克重数呈1:1～2关系，期间可适当翻动使纤维充分浸泡；后采用相同时间、相同浴比的清水再次浸泡，而后进行2～3次漂洗，时间为5～10min，使用烘干设备烘干或在室温状态下自然风干，最终使原料含水率为10～15％。
21.喷洒的纺纱助剂成分为2～5％的抗静电剂/抗滑剂和95～98％的水，助剂用量为聚甲醛短纤维克重数的2～10％，喷洒后对纤维进行12h以上的密封闷盖养生，以便助剂充分乳化均匀渗透。
22.所述步骤(2)中具体工艺参数为，抓棉机打手转速为700～950r/min，打手伸出肋条的距离为1～5mm，抓棉小车下降距离为2～4mm/次，抓棉小车转速为1.5～2.5r/min；混棉机打手转速为300～500r/min；开棉机打手转速为400～600r/min；成卷机打手转速为800～1000r/min，棉卷罗拉转速为8～13r/min。
23.所述步骤(3)中锡林转速为250～450r/min，锡林与刺辊速比为2～2.5，盖板线速度为80～100mm/min，锡林
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盖板隔距为0.22～0.25mm、0.17～0.2mm、0.16～0.2mm、0.16～0.2mm、0.2～0.25mm，刺辊
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锡林隔距为0.12～0.18mm，锡林
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道夫隔距为0.1～0.15mm。
24.若使用条混工艺对聚甲醛短纤维与纤维素类纤维进行混合，需对聚甲醛短纤维与纤维素类纤维在步骤(1)后按照步骤(2)和(3)进行分别制条，在步骤(4)时采用三道并条工艺。
25.若使用纤维混合工艺对聚甲醛短纤维与纤维素类纤维进行混合，需对聚甲醛短纤维与纤维素类纤维在步骤(1)后进行纤维混合，混合后按照步骤(2)和(3)制条，在步骤(4)时采用二道并条工艺。
26.所述各道工序的纺纱工艺原则如下：
27.(1)原料预处理：为了减少聚甲醛短纤维在纺纱过程中的静电及缠绕纺纱器件，需对聚甲醛纤维进行洗涤、干燥、喷洒纺纱助剂、密封养生等预处理。同时，还需对生物质类纤维素纤维进行预调湿处理。最终使两种纤维的表面状态、含湿等达到纺纱要求。
28.(2)开清混合：由于聚甲醛短纤维吸湿性能差、比电阻大，易产生静电，且纤维表面光滑无卷曲，纤维间抱合力差。因此，开清混合工艺采取“勤抓少抓、多梳轻打、少落纤、低速度、大隔距”的原则，以达到混合均匀、减少静电、降低耗损的目的，保证正常生产和成卷质量。
29.(3)梳理：聚甲醛短纤维吸湿差、比电阻大、无卷曲，容易粘缠针布，为了保证生条质量，减少静电的影响，应采用“大隔距、低速度、轻定量、少落率”的工艺原则。
30.(4)并条：针对聚甲醛短纤维回潮率很小(仅为0.19％)，比电阻大、无卷曲的特点，并条工序采用“重加压，大隔距，轻定量，低速度”的工艺原则，减少生产中的“三绕”和堵塞现象。
31.(5)粗纱：粗纱工序工艺采用“低速度，大隔距，重加压，捻系数适当”的工艺原则，捻系数的选择既要保证粗纱成形与细纱退绕时，不至于产生意外牵伸，又有利于细纱后区牵伸中纤维的控制，避免细纱出“硬头”现象。
32.(6)细纱：细纱工序要注意根据纱线用途，合理选择成纱捻系数和钢丝圈重量与速度，以防止产生毛羽，保证成纱质量，满足成纱要求。
33.由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点与有益效果：
34.(1)本发明通过对聚甲醛短纤维进行预处理，使其可在现有纺纱系统与流程上顺利纺纱。
35.可见，本发明的制造方法配合现有的工艺设备，即成熟、流程相对较短的棉纺纺纱系统，在降低成本提高效率的同时，实现了细旦聚甲醛短纤维纱的工业化生产。
36.(2)本发明采用生物质类纤维素纤维与聚甲醛短纤维进行混纺，二者优势互补，进一步提高了聚甲醛短纤维可纺性与其产品的服用舒适性。
37.纤维素类纤维可分为天然纤维素纤维和再生纤维素纤维，二者主要组成均为纤维素大分子，因其分子中含有较多的亲水基团如羟基、羧基等，使得纤维类素纤维具有较好的吸湿性能，进而使其的可纺性与服用舒适性俱佳。纤维素纤维可做纯纺或与涤纶等合成纤维混纺，广泛应用于纺织领域。采用纤维类素纤维与聚甲醛短纤维混纺，提高了聚甲醛短纤维的可纺性，也有利于改善终端产品的服用舒适性，从而应用于纺织服用面料的开发。
附图说明
38.下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
39.图1是本发明原料预处理工序的具体操作流程示意图。
40.图2是本发明纤维混合工艺流程示意图。
41.图3是本发明条混工艺流程示意图。
具体实施方式
42.下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：
43.一种聚甲醛短纤维纱及其制造方法，纤维混合工艺如图1和图2所示，条混工艺如图1和图3所示。
44.实施例1
45.纺制18.5tex聚甲醛短纤维/粘胶纤维混纺纱，混纺比例2：3。原料配比：40％聚甲醛短纤维、60％粘胶纤维。环境条件：温度20～30℃，相对湿度60～70％。
46.具体步骤如下：
47.(1)原料预处理工序：对聚甲醛短纤维进行洗涤，聚甲醛短纤维与水的浴比为1：20，加入聚甲醛短纤维质量10％的洗涤剂，浸泡时间与聚甲醛短纤维克重数呈1：2关系，期间适当翻动使纤维充分浸泡；后采用相同时间、相同浴比的清水再次浸泡，而后使用清水冲洗，在室温状态下自然风干。
48.配制抗静电剂与水质量比为5：95的纺纱助剂，喷洒纺纱助剂的量为聚甲醛短纤维质量的10％，而后进行12h以上的密封闷盖养生，使纺纱助剂充分乳化均匀渗透，同时对粘胶纤维进行12h以上的预调湿，使其达到要求的含水状态。
49.(2)开清混合工序：将聚甲醛短纤维与粘胶纤维以散纤维形式进行混合，得聚甲醛短纤维/粘胶纤维混合棉卷。工艺参数为：抓棉机打手转速为800r/min，打手伸出肋条的距离为2mm，抓棉小车下降距离为2mm/次，抓棉小车转速为1.5r/min；混棉机打手转速为420r/min；开棉机打手转速为500r/min；成卷机打手转速为850r/min，棉卷罗拉转速为10r/min。
50.(3)梳理工序：采用盖板式梳理机对纤维进行梳理，生条定量设计为20g/5m。锡林转速为300r/min，锡林与刺辊速比为2.1，盖板线速度为80mm/min，锡林
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盖板隔距为0.22mm、0.2mm、0.17mm、0.17mm、0.21mm，刺辊
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锡林隔距为0.13mm，锡林
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道夫隔距为0.11mm。
51.(4)并条工序：采用二道并条工艺，并条根数8根。总牵伸倍数为并条根数的0.9～1.2倍，头并后区牵伸倍数为1.4～1.7，二并后区牵伸倍数为1.2～1.3。熟条定量为16g/5m。为避免缠辊，偏低设计前罗拉速度为160m/min。
52.(5)粗纱工序：粗纱号数为400tex，粗纱捻系数为80，总牵伸倍数为8，后区牵伸1.2，锭速为500r/min。
53.(6)细纱工序：纺纱方式采用传统环锭纺，细纱号数为18.5tex，细纱捻系数为280，后区牵伸倍数为1.3，锭速为10000r/min。
54.(7)络筒工序：卷绕线速度为800m/min。
55.实施例2
56.纺制18.5tex聚甲醛短纤维/粘胶纤维混纺纱，混纺比例7：3。原料配比：70％聚甲醛短纤维、30％粘胶纤维。环境条件：温度20～30℃，相对湿度60～70％。
57.具体步骤如下：
58.(1)原料预处理工序：对聚甲醛短纤维进行洗涤，聚甲醛短纤维与水的浴比为1：20，加入聚甲醛短纤维质量10％的洗涤剂，浸泡时间与聚甲醛短纤维克重数呈1：2关系，期间适当翻动使纤维充分浸泡；后采用相同时间、相同浴比的清水再次浸泡，而后使用清水冲洗，在室温状态下自然风干。
59.配制抗静电剂与水质量比为5：95的纺纱助剂，喷洒纺纱助剂的量为聚甲醛短纤维质量的10％，而后进行12h以上的密封闷盖。同时对粘胶纤维进行12h以上的预调湿。
60.(2)开清混合工序：将聚甲醛短纤维与粘胶纤维以散纤维形式进行混合，得聚甲醛短纤维/粘胶纤维混合棉卷。工艺参数为：抓棉机打手转速为700r/min，打手伸出肋条的距离为2mm，抓棉小车下降距离为2mm/次，抓棉小车转速为1.5r/min；混棉机打手转速为400r/min；开棉机打手转速为420r/min；成卷机打手转速为800r/min，棉卷罗拉转速为8r/min。
61.(3)梳理工序：采用盖板式梳理机对纤维进行梳理，生条定量设计为20g/5m。锡林转速为250r/min，锡林与刺辊速比为2，盖板线速度为80mm/min，锡林
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盖板隔距为0.22mm、0.2mm、0.17mm、0.17mm、0.21mm，刺辊
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锡林隔距为0.13mm，锡林
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道夫隔距为0.11mm。
62.(4)并条工序：采用二道并条工艺，并条根数8根，总牵伸倍数为并条根数的0.9～1.2倍，头并后区牵伸倍数为1.4～1.7，二并后区牵伸倍数为1.2～1.3。熟条定量为16g/5m。为避免缠辊，偏低设计前罗拉速度为150m/min。
63.(5)粗纱工序：粗纱号数为400tex，粗纱捻系数为80，总牵伸倍数为8，后区牵伸1.2，锭速为500r/min。
64.(6)细纱工序：纺纱方式采用传统环锭纺，细纱号数为18.5tex，细纱捻系数为280，后区牵伸倍数为1.3，锭速为10000r/min。
65.(7)络筒工序：卷绕线速度600m/min。
66.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。