CN104846505A

CN104846505A - 一种双层软质织物基防火管及制造方法

Info

Publication number: CN104846505A
Application number: CN201510221591.XA
Authority: CN
Inventors: 赵敏; 李梓君; 赵睿昕
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2035-05-05
Also published as: CN104846505B

Abstract

一种双层软质织物基防火管及制造方法，以硅酸铝纱线、镍铬不锈钢丝、碳纤维为织物基材料，采用机织物结构形成有管径差且相互连接的双层管状织物，内外层管间填充入耐火材料制成防火管，对穿套入内管之中的管线、线缆形成保护。耐火材料优选石棉纤维、硅酸铝纤维。在受到火焰温度1100±50℃高温灼烧时，管内温度与管外火焰温度差可达400±50℃～800±50℃。其制造工序包括以下步骤：（1）将硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱按织物设计所需要的根数，经整经、浆纱和穿经工序以备织造。（2）将防火管需要的纬纱分别进行卷纬。（3）根据纱线组分不同选择多梭箱织机或普通梭织机制织。（4）双层管下机后，将填充料按设计填充密度填入内外管间。

Description

一种双层软质织物基防火管及制造方法

技术领域

本发明属于防火管领域，特别涉及一种双层软质织物基防火管及制造方法。

背景技术

现代建筑、大型工业及航海航天设备上各类管线（如排水管、输油气管、电缆、线缆）的应用日益广泛。这类产品常常需应用在复杂和严酷的环境下，常常需要对其进行阻燃和防火保护，开发具有环境适应性好、阻燃防火性能高的管线保护层具有很大的应用需求。

以线缆为例，其基本结构由线芯（导体）、绝缘层、屏蔽层及保护层四部分组成。其中，保护层除了保护线缆免受外力损坏，还需具有一定的阻燃防火性能，使其在火灾发生时保证线缆线路完整，使火灾应急系统（如应急广播、应急照明等）顺利启动。

现有防火管线的保护层常采用阻燃PVC线管，其所用材料是向高分子聚合物中加入卤素阻燃剂（即反应性阻燃剂），它具有阻燃性能优良，力学性能良好，成型加工性能好的特点，但这种线管在火灾时的电路完整性差，燃烧时会释放出大量的卤素气体烟雾，对人体极为不利；另一种无卤低烟阻燃线管燃烧时虽然不会释放卤素气体，并且产生烟雾的较少，毒性小，但是这种线管由于添加较多的添加剂，抗拉强度和断裂伸长率显著下降，弯曲能力也太小，成型加工性不好；使用耐火云母作为耐火层的耐火线缆，它将无卤低烟的云母制成云母带，通过缠绕的方式包覆在管线表面来达到耐火要求，但由于采用的是缠绕方式，耐火层易出现松脱、裂缝。

由此，研发一种符合防火阻燃性能要求、具有低烟、低毒、软质特点的线管，形成对线缆有效保护，并具有安装方便、一次成型的应用特点，是有效减少火灾损失，保障设施安全的有力技术支撑。

发明内容

本发明的目地在于克服现有防火管线保护层的不足，提供一种双层软质织物基防火管及制造方法，此种双层软质织物基防火管采用硅酸铝纱线、镍铬不锈钢丝、碳纤维为织物基材料，管间填充石棉纤维、硅酸铝纤维，满足管线、线缆的防火阻燃要求，解决了现有有卤缆线保护层燃烧时释放有毒气体、产生大量烟雾；无卤低烟耐火线缆保护层易松脱、裂缝等缺陷。

本发明所述双层软质织物基防火管采用机织物结构，通过形成有管径差且相互连接的双层管状织物，在两层管之间填充石棉纤维、硅酸铝纤维制成防火管，对穿套人内层管之中的管线、线缆形成保护。

本发明所述双层软质织物基防火管，外层管经纬纱均采用硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱，内层管经纱采用硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱，纬纱采用硅酸铝纱线、碳纤维纱线纯织或交织，硅酸铝纱线细度为180~240 tex；镍铬不锈钢丝直径为15～25μm；硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻线的捻度为5～8捻/10cm；碳纤维束为12K～36K；纬纱采用硅酸铝纱线与碳纤维纱线交织时，交织排列比为1:1～3:1。

本发明所述双层软质织物基防火管以平纹为基础组织，由四层织物构成内层管、外层管，其中1、4层（外层织物）两侧连接成为外层管，2、3层（内层织物）两侧连接成为内层管，各层织物经纬纱皆以1:1:1:1排列，投纬顺序为一根纬纱按1、4、2、3、1、4、2、3顺序，依次投入各层。

本发明所述双层软质织物基防火管内层管和外层管的经纱根数均为奇数。

根据双层软质织物基防火管的特点，外层管周长 =2×外层织物幅宽W₁，内层管周长=2×内层织物幅宽W₂。

根据双层软质织物基防火管的特点，外层管与内层管的管径差为10～20mm。内外层管径差=外层管半径R₁－内层管半经R₂=(外层织物幅宽W₁－内层织物幅宽W₂)/π。

本发明所述双层软质织物基防火管内外管间填充入耐火材料，优选石棉纤维、硅酸铝纤维，以增强防火管的防火阻燃能力，填充密度为0.2～0.6 g/cm³。

本发明所述双层软质织物基防火管的制造方法，包括以下工序：

（1）将硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱按织物设计所需要的根数，经整经、浆纱和穿经工序以备织造。穿综方法为分区穿，第一层织物经纱穿入1、2页综；第二层织物经纱穿入3、4页综；第三层织物经纱穿入5、6页综；第四层织物经纱穿入7、8页综；穿筘筘入数采用外侧区3入，内侧区6入；

（2）将防火管需要的纬纱分别进行卷纬；

（3）织造时，如果纬纱为一种原料纱线纯织，选择普通有梭织机制织；如果纬纱为两种材料交织时，在单侧多梭箱有梭织机上进行制织；

（4）双层管下机后，将填充料按设计填充密度填入内外管间。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述防火管采用硅酸铝纤维、镍铬不锈钢丝、碳纤维等极限氧指数高，具有耐高温、热稳定性好的耐火材料，所织制的双层管状织物中填充入石棉纤维、硅酸铝纤维等热导率低的耐火材料，既有阻燃防火的作用，又在燃烧时形成隔热层，使管内保持较低温度，实验表明，受到火焰温度1100±50℃高温灼烧时，管内温度与管外火焰温度差可达400±50℃～800±50℃。对防火管内部的管线、线缆可起到有效隔热保护作用；

2、本发明所述防火管，燃烧时不会释放对人体有害的有毒气体，也无大量烟雾，是环境友好型材料，可取代传统有卤或低卤耐火线缆的保护层；

3、本发明所述防火管为一次成型，在使用时无需制成缠绕带进行包覆缠绕，使用方便，提高了施工效率，降低了成本；

4、本发明所述防火管外层使用硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻线作为经、纬纱线，提高了外层管的硬度和抗压性，使其能有效抵御外力，保护内层管线不易受外来机械作用损坏；内层管纬纱采用硅酸铝或碳纤维材料，使内层管的柔软性好，方便与套入内部的管线、线缆贴服，减少了对内部管线、线缆的磨损；

5、本发明所述防火管为软质织物结构，可在0～120°内自由弯曲，便于卷绕和运输，尤其方便于在狭小空间的安装和使用。

附图说明

图1是本发明所述双层软质织物基防火管剖面示意图，图中，1—外层管，2—内层管，3—管间填充材料，4—管线、线缆，R₁—外管半径，R₂—内层管半径；

图2是本发明所述双层软质织物基防火管织物结构示意图，如图，5—硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱，6—硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱或硅酸铝纱线、碳纤维纱线；

图3是本发明所述双层软质织物基防火管各结构参数关系示意图，图中，A—内侧区，B—外侧区， W₁—外层幅宽，W₂—内层幅宽，H—外层管两侧连接部，h—内层管两侧连接部，H、h在实际织造时视为零；

图4是本发明所述双层软质织物基防火管上机图，如图，7—组织图，8—穿综图，9—纹版图。7中， —表组织经浮点，—里组织经浮点，—提起符号；8中，—穿综符号；9中，—提综符号；

图5是本发明所述双层软质织物基防火管实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明所述双层软质织物基防火管制作方法予以进一步说明。

双层软质织物基防火管及其制造方法

本实施例中，外层管经纬纱采用硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱，内层管经纱采用硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱，纬纱采用硅酸铝纱线纯织，填充材料选取石棉纤维。双层软质织物基防火管的剖面示意图如图1所示，织物结构示意图如图2所示，各结构参数关系示意图如图3所示，上机图如图4所示，双层软质织物基防火管实施例示意图如图5。

本实施例采用以下工艺流程：

（1）准备工序

经纱准备工序为将设计需要的硅酸铝纱线和镍铬不锈钢丝并捻纱按照设计需要的经纱根数进行整经、浆纱、穿经：

浆纱：浆料为PVA、变性淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）；

穿经：①穿综内侧区经纱、外侧区经纱穿综规律如图4所示，穿综方法为分区穿，第一层经纱穿入1、2页综；第二层经纱穿入3、4页综；第三层经纱穿入5、6页综；第四层经纱穿入7、8页综；②穿筘外侧区B内经纱为3入/筘，内侧区A内经纱为6入/筘；

纬纱的准备工序为将设计所需的硅酸铝纱线进行卷纬；

（2）织造工序

本实施例在有梭织机上进行织造，织物规格和相关工艺如表1所示：

表1. 双层软质织物基防火管技术规格

Claims

1.一种双层软质织物基防火管及制造方法，其特征在于所述防火管采用机织物结构，通过形成有管径差的双层管状织物，在两层管之间填充入耐火材料，对穿套入内层管之中的管线、线缆形成保护；所述防火管外层管经纬纱均采用硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱，内层管经纱采用硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻纱，纬纱采用硅酸铝纱线、碳纤维纱线纯织或交织，硅酸铝纱线细度为180～240tex，镍铬不锈钢丝直径为15～25μm，硅酸铝/镍铬不锈钢丝并捻线的捻度为5～8捻/10cm，碳纤维束为12K～36K，纬纱采用硅酸铝纱线与碳纤维纱线交织时，交织排列比为1:1～3:1；两层管之间填充的耐火材料优选石棉纤维、硅酸铝纤维，填充密度为0.2～0.6 g/cm³。

2.根据权利要求1所述的双层软质织物基防火管，其特征在于所述双层软质织物基防火管以平纹为基础组织，由四层织物构成内层管、外层管，其中1、4层（外层织物）两侧连接成为外层管，2、3层（内层织物）两侧连接成为内层管，内层管和外层管的经纱根数均为奇数，外层管周长 =2×外层织物幅宽W₁，内层管周长=2×内层织物幅宽W₂，内外层管径差=外层管半径R₁－内层管半经R₂=(外层织物幅宽W₁－内层织物幅宽W₂)/π，外层管与内层管的管径差为10～20mm。

3.一种双层软质织物基防火管的制造方法，其工艺流程是：将硅酸铝/镍铬不锈钢丝按织物设计所需要的根数，经整经、浆纱和穿经工序以备织造；将防火管需要的纬纱分别进行卷纬；各层织物经纬纱皆以1:1:1:1排列，投纬顺序为一根纬纱按1、4、2、3、1、4、2、3顺序，依次投入各层；双层管织造成型后在管间填入耐火材料；其特征是（1）第一层织物经纱穿入1、2页综；第二层织物经纱穿入3、4页综；第三层织物经纱穿入5、6页综；第四层织物经纱穿入7、8页综；穿筘筘入数采用外侧区3入，内侧区6入；（2）如果纬纱为纯织时，在有梭织机上制织；如果纬纱为两种材料交织时，在单侧多梭箱有梭织机上进行制织；（3）双层管下机后，将填充料按设计填充密度填入内外层管间。