一种多组分抗静电纱及其纺制方法与流程

本发明涉及纺织面料技术领域，尤其涉及一种多组分抗静电纱及其纺制方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，对纤维制品的消费量显著增大，天然纤维的产量已不能满足人们的需要，随着化学纤维的发展，其具有许多优异于天然纤维的特性，得到了广泛的应用，但是合成纤维在使用过程中易产生静电，由此给工业生产及人民生活带来危害。化纤及其织物易产生静电，严重地限制了其使用范围，为此，抗静电纤维，纱线以及织物应运而生。

目前纺制抗静电纱线的方法有：在纺纱中混入少量的导电纤维，可以生产抗静电纱线，同时可以减少甚至消除纺纱过程中存在的静电问题。导电纤维混入量的多少根据产品的最终用途及成本决定。

导电纤维包括金属纤维、镀金属纤维和有机导电纤维。应用较为广泛的金属纤维主要是不锈钢纤维，不锈钢纤维的优点是导电性和机械性能优良、稳定，并具有耐高温、高压、化学腐蚀等特性，但是对于纺织加工而言，金属纤维手感较硬，强度虽高，但易脆断，断裂伸长率低，热缩性差，截面呈圆形，表面光滑，无天然卷曲，纤维间抱合力差，因此其可纺性差，在纺纱时易损耗纱条通道和器材，且价格昂贵。所以除一些特殊要求的场合，在开发抗静电产品时金属纤维的使用还不够广泛。镀金属纤维是在普通纤维表面涂敷金属层以提高抗静电效果，其成本比金属纤维有大幅下降，但不耐洗涤，且手感较差。有机导电纤维是以普通成纤高聚物为基体，以被覆或复合方式添加导电物质的导电纤维。目前使用的有机导电纤维主要是尼龙基、涤纶基和腈纶基，导电物质有碳和金属化合物两种。其中由碳导电物制成的纤维为深色(黑色、灰色)，以金属化合物为导电物的纤维为白色。后者导电性稍差，但是利于后道染色处理。

目前，基于导电纤维生产导电纱的方法主要包括：混纺纱、环锭纺包芯纱和赛络菲儿纺。混纺纱是将普通短纤维与导电短纤维在加工过程中混合均匀，使导电纤维较为均匀、连续地分布在纱线中，充分发挥导电纤维的导电作用。包芯纱是以长丝为芯丝，短纤维为包覆纤维纺制而成。采用金属长丝或化纤导电长丝做芯丝，利用长丝的导电性能使纱线具有导电性。赛络菲尔纺是以一根长丝与一根短纤维须条进行复合，纺制包缠纱，将长丝采用金属长丝或化纤导电长丝使纱线具有导电效果。

现有专利公开的抗静电纱和导电纱主要包括以下几种：一种抗静电纱线及加工方法(zl201110089413.8)，公开了一种抗静电纱线及加工方法，所述的多组分抗静电纱由重量比0.1～5％的导电纤维、60～70％的合成纤维及29～39％的棉纤维混纺而成，采用导电纤维与合成纤维先行混合，然后在并条中进行多步混合的方法。一种导电纱及其制备方法(zl200910155725.7)，公开的一种导电纱，它的最外层是锡或镍，中间是铜，最里层是尼龙或涤纶纤维。所述导电纱的制备是采用外层镀金属的方法一种导电纱线及加工方法(zl201310031226.3)，公开了一种导电纱线及加工方法，导电纱线由重量比10～50％的不锈钢纤维、50～90％的棉纤维混纺而成，所述的不锈钢纤维为直径0.006～0.010mm、主体长度为35～50mm的不锈钢短纤维，所述的不锈钢纤维和棉纤维在导电纱线的横截面上均匀分布。一种阻燃抗静电纱线及其面料(zl201710254225.3)，公开一种阻燃抗静电纱线，由2～5％石墨烯-涤纶复合纤维、60～65％涤纶阻燃纤维和30～38％雅赛尔纤维纺制而成；所述石墨烯-涤纶复合纤维由石墨烯-涤纶纺丝复合液通过湿法纺丝获得。一种赛络菲尔复合纺纱的抗静电纱线在线制备方法(cn201711325233.9)，利用赛络菲尔复合纺纱方法具有长丝对短纤维良好的包缠特点，对粘胶长丝施加抗静电剂，烘干装置对加捻成形的细纱进行烘干，利用粘胶长丝以空间螺旋状包缠在棉粗纱外侧的结构特点来制备具有抗静电功能的纱线。一种导电纱线及其制品(cn201711443494.0)，提出了一种包含导电纤维以及悬挂在导电纤维上的石墨烯的特殊结构的导电纱线及其制品。一种有机碳黑导电纱线及其制备工艺(cn201910414845.8)，公开了一种有机碳黑导电纱线及其制备工艺，由以下质量份数的原料纤维混纺制备而成：复合导电纤维40～60份、棉纤维20～40份、碳化聚酰胺酸纳米纤维15～25份，通过混纺导电纤维实现纱线导电。一种抗静电纱线的纺纱工艺(cn201911288406.3)，公开了一种抗静电纱线的纺纱工艺，通过采用抗静电剂，对纱线进行抗静电整理使其获得抗静电性能。

上述方法制备导电纱线的方法可以归纳为：导电短纤维与普通纤维均匀混合成纱、导电长丝与普通纤维复合成纱，以及对普通纱线做导电性功能整理。但是上述方法均没有解决低比例低可纺性导电纤维与普通纤维成纱的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多组分抗静电纱的纺制方法，以解决低比例低可纺性导电纤维与普通纤维成纱的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种多组分抗静电纱的纺制方法，所述多组分抗静电纱由两股单纱合股而成，每股单纱均由涤纶短纤维和粘胶短纤维通过成纱工艺制备而成；

在末道并条、粗纱和细纱中的至少一工序中，将带有规律弱环的导电纤维长丝以一定根数和弱环交错间距与其他短纤维半制品一同喂入纺纱；其中，所述规律弱环是按照一定的间距于导电纤维长丝的两侧垂直于横截面方向切割一定深度的沟槽，从而在导电纤维长丝上形成的呈规律分布的弱环；所述带有规律弱环的导电纤维长丝在末道并条、粗纱、细纱工序的罗拉牵伸区经过罗拉牵伸，被牵断成预切长度形成导电纤维短丝并纺入纱中，从而使得导电纤维短丝沿长度方向等间距地分布于纱线中。

现有技术中，将导电长丝与普通纤维成纱容易，但成纱中存在导电长丝使得纱线手感硬度明显高于导电短纤维与普通纤维成纱的硬度，而根据纱线的后加工和终端面料的要求，都需要纱线具有较柔软的手感。而直接用导电短纤维与普通纤维混纺会遇到以下问题：第一导电短纤维刚度大、无转曲，几乎无法单独经过开松梳理制条，这就需要将导电短纤维与普通纤维混和梳理制条，但是将导电短纤维与普通纤维混和梳理制条，尤其是在生产低比例导电纤维纱时，无法保证导电纤维在成纱长度方向上的均匀分布，这是由于环锭纺短纤维纱加工需要经过开松、梳理、并条、粗纱、细纱多个工序，而纤维在各个工序的运动具有随机性，导电纤维在起始状态就不能均匀分布在普通纤维中，这样经过多个工序的加工，更无法保证小比例的导电短纤维在纱线长度上均匀分布了。

为了解决这一技术问题，本发明中，发明人将导电纤维长丝经过预处理使其形成所需长度间隔的弱环，这些弱环在细纱机牵伸区牵伸断裂，使长丝断裂成短纤维，进而在成纱中以短纤维形式分布。细纱工序的任务是将粗纱牵伸拉细成细纱，具有几倍至几十倍的牵伸倍数，如果单根喂入预处理后的导电长丝，则导电长丝在弱环处断裂，同样会以较大的间距分布在成纱中，要想获得具有连续导电性能的细纱，就必须将一定数量的预处理的导电纤维长丝按照弱环位置交错的形式排列喂入细纱牵伸区，这样各根导电纤维长丝在不同的位置断裂，所形成导电纤维短丝的头尾端会以一定间距分布在成纱中，并保证整个纱线长度方向上都具有少量均匀分布的导电纤维短丝。

本发明中，通过调整预处理导电纤维长丝的长度、喂入根数、弱环交错距离、喂入工序等，可以调控导电纤维长丝经牵伸后形成的短纤维在抗静电纱中的分布数量和规律。

本发明中，所述涤纶短纤维和粘胶短纤维的长度可根据需要确定，优选为35～40mm。

进一步地，所述导电纤维包括不锈钢纤维、彩色金银导电丝和有机导电纤维。所述有机导电纤维包括但不限于碳黑复合型导电纤维、金属共混型导电纤维。

进一步地，所述彩色金银导电丝的厚度为12μm至30μm，宽度为0.05mm至0.2mm，预切长度为30mm至38mm，预切深度为单侧3μm至10μm；

所述不锈钢纤维的直径为0.2mm，预切长度为30mm至38mm，预切深度为单侧0.05mm至0.07mm。

进一步地，所述涤纶短纤维中包含重量比为1％至2％的导电涤纶短纤维，所述粘胶短纤维中包含重量比为1％至2％的导电粘胶短纤维。

进一步地，所述单纱包含重量比为60％至70％的涤纶短纤维、20％至30％的粘胶短纤维，以及1％至2％的导电纤维短丝。

进一步地，所述单纱包含重量比为60％至70％的涤纶短纤维、20％至30％的粘胶短纤维，1％至2％的彩色金银导电丝短丝以及1％的不锈钢纤维短丝。

进一步地，所述多组分抗静电纱的纺制方法具体包括以下步骤：

s1.将导电纤维长丝按照一定的间距于导电纤维长丝的两侧垂直于横截面方向切割一定深度的沟槽，从而在导电纤维长丝上形成的呈规律分布的弱环；

s2.将普通涤纶纤维和普通粘胶纤维分别制成涤纶纤维条和粘胶纤维条；

s3.将所述涤纶纤维条与粘胶纤维条分别进行一道预并条，得到涤纶纤维预并条和粘胶纤维预并条；

s4.将总数为6～8根的涤纶纤维预并条和粘胶纤维预并条混并成条，得到二道混纺条；

s5.将6～8根二道混纺条再次混并，得到末道混并条；

s6.将末道混并条牵伸加捻纺制成涤粘混纺粗纱；

s7.将经步骤s1处理的导电纤维长丝与步骤s6得到的涤粘混纺粗纱同时喂入细纱牵伸区，在牵伸过程中，各导电纤维长丝在预切位置的弱环处断裂，沿纱线长度方向上均匀输出，与涤粘混纺短纤维混和加捻成细纱；

s8.将两根细纱合股成双股线。

本发明中，采用双股抗静电单纱合股形式，可以通过两股纱相互交缠有效解决单纱中导电纤维捻结不稳固的问题，有效提高导电纤维在纱线中的牢度。

本发明第二方面提供了第一方面所述的方法纺制得到的多组分抗静电纱。

进一步地，所述多组分抗静电纱中，导电纤维短丝沿纱线长度方向规律分布。

进一步地，所述导电纤维包括不锈钢纤维、彩色金银导电丝和有机导电纤维。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明的纺制工艺中，对导电长丝进行预处理，使其仍然能够以长丝形态进行喂入；在纺纱过程中，导电纤维长丝又可以在牵伸过程中牵断为所需长度，以短纤维形态均匀纺入纱中，并按规律等间距分布在纱线长度方向，并与普通短纤维混和成纱，使得抗静电纱具有良好的抗静电性能和均匀的外观效果。本发明的纺制工艺有效地解决了现有技术难以纺制低比例低可纺性导电纤维(高刚度、低弹性)与涤纶、粘胶短纤维均匀混纺纱的问题。

附图说明

图1为本发明的多组分抗静电纱的结构示意图；

其中：1、多组分抗静电纱；2、导电金属丝；3、导电金银丝。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

以下各实施例中，所用的彩色金银导电丝是在聚酯薄膜两面镀上金属镀层，再染色，然后分切成的扁平单丝。

如无特殊说明，本发明实施例所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。

实施例1

本实施例提供了一种多组分抗静电纱，所述的多组分抗静电纱由两股单纱合股而成，每股单纱均包括重量比为68％的涤纶短纤维，30％的粘胶短纤维、1％的不锈钢纤维短丝及1％的彩色金银导电丝短丝。

本实施例的多组分抗静电纱的纺制方法包括以下步骤：

s1.不锈钢纤维和彩色金银导电丝预处理：纺纱前先将彩色金银导电丝和不锈钢纤维以一定间距垂直于横截面长边方向在单丝两面切割一定深度，形成规律弱环。其中，彩色金银导电丝的厚度为12μm，宽度为0.05mm，预切长度为30mm，预切深度为单侧3μm，线密度0.5g/km。不锈钢纤维的直径为0.2mm，预切长度为30mm，预切深度为单侧0.05mm。

s2.涤纶和粘胶短纤维制条：将普通涤纶纤维制备成涤纶纤维条，定量23g/5m；按普通工艺制备粘胶纤维条，定量20g/5m；

s3.头道预并：将制备的涤纶纤维条和粘胶纤维条分别进行一道预并条，并合根数8根，得到品质改善的涤纶纤维预并条，定量23g/5m，和粘胶纤维预并条，定量20g/5m；

s4.二道混并：将4根涤纶纤维预并条与2根粘胶纤维预并条混并成条，制成涤纶/黏胶混纺条，定量20g/5m；

s5.末道混并：将6根条涤纶/黏胶二道混纺条再混并成末道混并条，定量18g/5m；

s6.粗纱：将末道混并条与73根预处理后的彩色金银导电丝和不锈钢纤维一同喂入粗纱机，牵伸加捻纺制成粗纱，定量6g/10m，控制73根彩色金银导电丝和不锈钢纤维预切位置交错分布喂入，粗纱捻系数90；

s7.细纱：将粗纱牵伸加捻纺制成细纱，定量19.4g/10m，细纱捻系数340；

s8.合股：采用双股抗静电单纱纱合股形式，将两根细纱合股成双股线，定量19.4×2g/10m。

本发明纺制的多组分抗静电纱的结构如附图1所示。从图中可以看出，所述多组分抗静电纱1中，导电金属丝2、金银导电丝3沿纱线的长度方向规律分布。

实施例2

本实施例提供了一种多组分抗静电纱，所述的多组分抗静电纱由两股单纱合股而成，每股单纱均包括重量比为68％的涤纶短纤维、30％的粘胶短纤维和2％的不锈钢纤维短丝。

本实施例的多组分抗静电纱的纺制方法包括以下步骤：

s1.不锈钢纤维预处理：纺纱前先将不锈钢纤维以一定间距垂直于横截面长边方向在单丝两面切割一定深度，形成规律弱环。其中，不锈钢丝的直径为0.2mm，预切长度为38mm，预切深度为单侧0.05mm；

s2.涤纶和粘胶短纤维制条：将普通涤纶纤维制备成涤纶纤维条，定量23g/5m；按普通工艺制备粘胶纤维条，定量20g/5m；

s3.头道预并：将制备的涤纶纤维条和粘胶纤维条分别进行一道预并条，并合根数8根，得到品质改善的涤纶纤维预并条，定量23g/5m，和粘胶纤维预并条，定量20g/5m；

s4.二道混并：将4根涤纶纤维预并条与2根粘胶纤维预并条混并成条，制成涤纶/黏胶混纺条，定量20g/5m；

s5.末道混并：将6根条涤纶/黏胶二道混纺条再混并成末道混并条，定量18g/5m；

s6.粗纱：将末道混并条与73根预处理后的不锈钢纤维一同喂入粗纱机，牵伸加捻纺制成粗纱，定量6g/10m；控制73根不锈钢丝预切位置交错分布喂入，粗纱捻系数90；

s7.细纱：将粗纱牵伸加捻纺制成细纱，定量19.4g/10m，细纱捻系数340；

s8.合股：采用双股抗静电单纱纱合股形式，将两根细纱合股成双股线，定量19.4×2g/10m。

实施例3

本实施例提供了一种多组分抗静电纱，所述的多组分抗静电纱由两股单纱合股而成，每股单纱均包括重量比为68％的涤纶短纤维、30％的粘胶短纤维和2％的彩色金银导电丝短丝。

本实施例的多组分抗静电纱的纺制方法包括以下步骤：

s1.彩色金银导电丝预处理：纺纱前先将彩色金银导电丝以一定间距垂直于横截面长边方向在单丝两面切割一定深度，形成规律弱环。其中，彩色金银导电丝的厚度为20μm，宽度为0.05mm，预切长度为38mm，预切深度为单侧6μm，线密度0.5g/km；

s2.涤纶和粘胶短纤维制条：将普通涤纶纤维制备成涤纶纤维条，定量23g/5m；按普通工艺制备粘胶纤维条，定量20g/5m；

s3.头道预并：将制备的涤纶纤维条和粘胶纤维条分别进行一道预并条，并合根数8根，得到品质改善的涤纶纤维预并条，定量23g/5m，和粘胶纤维预并条，定量20g/5m；

s4.二道混并：将4根涤纶纤维预并条与2根粘胶纤维预并条混并成条，制成涤纶/黏胶混纺条，定量20g/5m；

s5.末道混并：将6根条涤纶/黏胶二道混纺条再混并成末道混并条，定量18g/5m；

s6.粗纱：将末道混并条牵伸加捻纺制成粗纱，定量6g/10m，粗纱捻系数90；

s7.细纱：将粗纱与20根预处理后的彩色金银导电丝一同喂入细纱机牵伸加捻纺制成细纱，控制20根彩色金银导电丝预切位置交错分布喂入，细纱定量19.4g/10m，细纱捻系数340；

s8.合股：将两根细纱合股成双股线定量19.4×2g/10m。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。