CN106048802A - 一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线及其生产方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线及其生产方法和用途。该生产方法以阻燃阻燃粘胶、阻燃腈纶及芳纶1313三种阻燃纤维为原料，经过混棉工序、清花工序、梳棉工序、并条工序、粗纱工序、细纱工序、络筒工序、并筒工序和捻线工序得到支数为20‑30支的多组分阻燃纤维环锭纺纱线。本发明提供的生产方法中对各工序的参数均明确限定以使阻燃阻燃粘胶、阻燃腈纶及芳纶1313三种纤维能够顺利混纺出支数为20‑30的中支纱线，克服现有技术中这三种纤维难以混纺出中高支纱线的不足；本发明提供的多组分阻燃纤维环锭纺纱线从原材料上解决阻燃性能，其阻燃效果是永久的，具有高强度、耐高温、阻燃、吸湿透气等优点，可用于生产作战服和阻燃服。

Description

一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线及其生产方法和用途
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线及其生产方法和用途。
背景技术
阻燃面料分为两种，即永久性阻燃面料和后整理阻燃面料。目前市面上的阻燃面料，只有极少数是用芳纶等阻燃材料纺织而成的高端阻燃面料，这种面料大多成本特别高，适用于特种作业，特种兵。大多数阻燃面料以整理型低端产品为主，由纯棉品种经印染后整理加入阻燃剂制成，成本较低，但强度低，加入阻燃剂后面料强力将下降30％，不耐钩、挂，易破损。而且经加阻燃剂处理整理的布料手感较硬，透气性(正常织物100(100pa)mm/s左右，加阻燃剂整理后织物50-60(100pa)mm/s左右)和透湿性(正常织物≥8000g/(m2·24h)，加阻燃剂整理后织物在5000g/(m2·24h)左右)只有常规衣着织物的一半，适穿性能较差。而且阻燃性能的耐久性较差，如：A、B级洗涤50次就没有阻燃效果了。
本发明采用多组分阻燃纤维生产环锭纺纱线，从原材料上解决阻燃性能，将大大提高穿着舒适性，吸湿透气，在强力方面也将会大大提高，而且阻燃效果是永久的。
芳纶1313纤维具有持久的热稳定性，其最突出的特点就是耐高温性能好，尺寸稳定性极佳，可在220℃高温下长期使用而不软化，当温度大于370℃时才开始炭化。且芳纶1313的极限氧指数大于28％，属于难燃纤维，所以不会在空气中燃烧，也不助燃。分子结构的固有特性使得芳纶1313永久阻燃，耐洗涤，阻燃性不会因使用时间和洗涤次数降低或丧失。
阻燃粘胶物理机械性能与普通粘胶纤维相类似，吸湿透气，耐酸耐碱；与其他阻燃纤维相比较，成本低，无污染，可加工成各种纺织品。
阻燃腈纶在燃烧时不熔化、不滴下，着火后会立即发焦(一种炭化形式)，它可以通过形成炭化区以阻止火势扩大，从而避免因受热熔化的的纤维烧伤皮肤。
但上述纤维存在以下不足：1.芳纶1313纤维蓬松，弹性大，伸长率高。影响芳纶纤维的可纺性。2.阻燃粘胶纤维湿强低，耐磨性差。3.阻燃腈纶纤维回潮过高，生产过程中抱合力差，纤维初始模量大，易脆断。因为存在上述不足，故现有技术中将三种纤维进行纺纱时不能得到纱线较细且品质优良的中支纱线或高支纱线。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线及其生产方法和应用，通过该方法可使三种阻燃纤维混纺得到较细且品质优良的中支纱，该纱线是一种具有高强度、耐高温、阻燃、吸湿透气、化学结构稳定、燃烧无熔滴且不产生毒气等优点的高端永久性阻燃面料用股线。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线的生产方法，其包括如下步骤：
(1)混棉工序：将阻燃粘胶、阻燃腈纶及芳纶1313按照45：30-25：25-30的重量比例混合均匀；
(2)清花工序：抓棉机打手下降速度每次3mm，转速960r/min，回转小车速度2.8r/min，刀片伸出肋条3mm，打手速度800r/min，风扇速度950r/min，打手和天平罗拉的隔距12mm，棉卷罗拉速度10.3r/min，棉卷干重定量为350g/m，棉卷长度为30.6m；
(3)梳棉工序：锡林速度330r/min、刺辊速度680r/min、道夫速度16.7r/min、盖板速度87mm/min，锡林与刺辊隔距7英丝，给棉板与刺辊隔距20英丝，锡林与道夫隔距4英丝，锡林与盖板5点隔距为14英丝×12英丝×12英丝×12英丝×14英丝，除尘刀高度与机框平，刀背与机框水平面夹角90°；
(4)并条工序：经过二道并和，均采用8根并合，喇叭口为3.2mm，其中一并干重定量16.5g/5米，罗拉隔距10mm×18mm，机械牵伸8.6倍，后区牵伸1.6倍；二并干重定量16.2g/5米，罗拉隔距15mm×21mm，机械牵伸8倍，后区牵伸1.6倍，末并乌斯特条干在3.5％以内；
(5)粗纱工序：粗纱捻度4.6捻/10cm，罗拉隔距采用26mm×37mm，后区牵伸1.24倍，钳口隔距7.5mm，粗纱干重定量为5g/10米，机械牵伸7倍，前罗拉转速160r/min，湿重5.5g/10m，特数550tex，捻系数107.8，前罗拉直径28mm，压掌绕数2圈；
(6)细纱工序：机械牵伸倍数29.2倍，罗拉隔距为22mm×45mm，后区牵伸倍数为1.4倍，钳口隔距3.5mm，前罗拉直径27mm，前罗拉转速158r/min，捻度86.9捻/10cm、捻系数386；
(7)络筒工序：电清参数，粗节NSL1：550％×0.5cm、NSL2：330％×1.5cm、NSL3：85％×13cm、NSL4：43％×120cm，细节T1：-68％×2.9cm、细节T2：-55％×12cm、细节T3：-42％×30cm、细节T4：-28％×120cm，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30-25/25-30 19.7tex的单纱；
(8)并筒工序：在并筒机上生产，两根纱并列绕成并纱筒子，两边张力一致，张力盘采用1g，主电动机转速1460转/min，前罗拉线速度22.5m/min，槽筒直径86mm，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30-25/25-30 19.7tex×2的并纱；
(9)捻线工序：在倍捻机上生产，将两根经过合并的单纱制成股线，捻度72捻/10cm，捻系数为451，前罗拉线速度11.1m/min，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30-25/25-30 19.7tex×2的股线，即为所述多组分阻燃纤维环锭纺纱线。
在上述生产方法的基础上，本发明还可以做如下进一步具体化或优化。
具体的，混棉工序中的阻燃粘胶至少达到以下性能标准：比强2.41CN/dtex、断裂伸长率25.97％、线密度1.67dtex、长度38mm、回潮率10.4％；混棉工序中的阻燃腈纶至少达到以下性能标准：比强1.92CN/dtex、断裂伸长率18.4％、线密度2.55dtex、长度38mm、回潮率31％；混棉工序中的芳纶1313至少达到以下性能标准：比强4.36CN/dtex、断裂伸长率53.7％、线密度1.5D、长度51mm、回潮率7.4％。
优选的，所述阻燃腈纶在进行混棉工序前在阳光下进行翻晒处理，使其回潮率在14.01％以下。由于阻燃腈纶回潮过高，达31％，纤维抱合力过大，不容易分梳开来，故在正式生产前对阻燃腈纶进行翻晒预处理，使其回潮率降至14.01％以下，从而使其纤维抱合力减小，便于梳分开。
优选的，梳棉工序中的针布型号为：盖板针布MCH32、锡林针布AC2030*01550、道夫针布AD4030*01890、刺辊齿条AT5610*06311。
具体的，细纱工序中用的钢领为PG1-4251，钢丝圈为W321 45#。
具体的，生产过程中使用的设备包括A002C型自动抓棉机、A036B豪猪开棉机、A092A型双棉箱给棉机、A076C型成卷机、A186梳棉机、A272F并条机、A454粗纱机、FA504细纱机、21C～S络筒机、TSB-36C并纱机和TDN-128B短纤倍捻机。
本发明还提供一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线，其通过上述的生产方法制得。
本发明还请求保护上述多组分阻燃纤维环锭纺纱线的用途，具体为用于制作作战服、阻燃服或永久阻燃面料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的生产方法依次顺序经混棉、清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒、并筒、捻线工序生产出股线，该生产方法中的各工序与现有技术相比有如下特点：清花工序采用短流程、少抓勤抓、多梳少打、大隔距、薄喂少落，加大开松度，使阻燃腈纶与其它纤维充分混合；梳棉工序选取低速度大隔距，最大限度保护纤维完整性并减少棉结的产生；并条工序保证棉条重量不匀率的改善，采用8根并合，二道并和，采用轻定量；粗纱工序采用轻定量、低速度；细纱工序采用大隔距，小后区牵伸倍数。按照本发明提供的工序及具体工艺参数可以将阻燃粘胶、阻燃腈纶及芳纶1313混纺得到支数为20-30支的中支纱，而这在现有技术看来是无法实现的。
(2)本发明采用多组分阻燃纤维生产环锭纺纱线，从原材料上解决阻燃性能，其阻燃效果是永久的，同时该纱线具有高强度、耐高温、阻燃、吸湿透气、化学结构稳定、燃烧无熔滴且不产生毒气等优点。
(3)采用本发明生产的股线做出的阻燃面料具有吸湿透气、轻薄、耐磨等优点，穿着舒适性和强力进一步提高，可用于制作作战服、阻燃服和永久性阻燃面料。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
为避免赘述，本发明以下实施例中使用的原料及具体生产设备总结如下：
阻燃粘胶：比强2.41CN/dtex、断裂伸长率25.97％、线密度1.67dtex、长度38mm、回潮率10.4％；
阻燃腈纶：比强1.92CN/dtex、断裂伸长率18.4％、线密度2.55dtex、长度38mm、回潮率31％；
芳纶1313：比强4.36CN/dtex、断裂伸长率53.7％、线密度1.5D、长度51mm、回潮率7.4％。其中上述阻燃腈纶在混棉工序之前需要翻晒处理使其回潮率降至14.01％。
生产线采用的设备包括：A002C型自动抓棉机；A036B豪猪开棉机；A092A型双棉箱给棉机；A076C型成卷机；A186梳棉机；A272F并条机；A454粗纱机；FA504细纱机；21C～S络筒机；TSB-36C并纱机；TDN-128B短纤倍捻机。
实施例1
一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线，其通过以下工序步骤进行生产：
(1)混棉工序
将阻燃粘胶、阻燃腈纶及芳纶1313按照45：30：25的重量比例手工或机械初步混合均匀，随后投入抓棉机中进行下一步的清花工序；
(2)清花工序
芳纶纤维整齐度好、不含杂质，且要保护纤维尽量少受损伤，所以在传统的工艺流程基础上减少A035C混开棉机这道工艺流程。因阻燃腈纶纤维初始模量大，易脆断，要尽量缩短流程少用打击方式，降低打击力度，以减少纤维损伤。加大开松度，使阻燃腈纶与其它纤维充分混合。抓棉机打手下降速度每次3mm，转速960r/min，回转小车速度2.8r/min，刀片伸出肋条3mm，打手速度800r/min，风扇速度950r/min，打手和天平罗拉的隔距12mm，棉卷罗拉速度10.3r/min，棉卷干重定量为350g/m，棉卷长度为30.6m；
(3)梳棉工序
梳棉工序的主要任务是梳理、祛除纤维疵点。梳棉在A186梳棉机上生产，由于阻燃腈纶易脆断，在梳棉过程中选取较低速度及较大隔距保护纤维完整性。同时由于该国产阻燃腈纶易抱团成块，且回潮较高，故为保障纤维可以分梳开，速度无法过低，隔距无法过小。综合设计锡林速度330r/min、刺辊速度680r/min、道夫速度16.7r/min、盖板速度87mm/min，锡林与刺辊隔距7英丝，给棉板与刺辊隔距20英丝，锡林与道夫隔距4英丝，锡林与盖板5点隔距为14英丝×12英丝×12英丝×12英丝×14英丝，除尘刀高度与机框平，刀背与机框水平面夹角90°。
(4)并条工序
并条在A272F并条机上生产，经过二道并和，均采用8根并和，喇叭口为3.2mm。一并干重定量16.5g/5米，罗拉隔距10mm×18mm，机械牵伸8.6倍，后区牵伸1.6倍；二并干重定量16.2g/5米，罗拉隔距15mm×21mm，机械牵伸8倍，后区牵伸1.6倍。末并乌斯特条干在3.5％以内。生产过程中采取隔离措施，防止阻燃腈纶因牵伸断裂和梳理打击产生的短纤四处飘散，导致其他产品出现纤维错混；
(5)粗纱工序
粗纱在A454粗纱机上生产，粗纱捻度4.6捻/10cm，罗拉隔距采用26mm×37mm，后区牵伸1.24倍，钳口隔距7.5mm，粗纱干重定量为5g/10米，机械牵伸7倍，前罗拉转速160r/min，湿重5.5g/10m，特数550tex，捻系数107.8，前罗拉直径28mm，压掌绕数2圈；
(6)细纱工序
细纱在FA504型细纱机上生产。机械牵伸倍数29.2倍，后区牵伸倍数为1.4倍。由于芳纶长度较长，采用较大隔距，罗拉隔距为22mm×45mm。钳口隔距3.5mm，前罗拉直径27mm，前罗拉转速158r/min，捻度86.9捻/10cm、捻系数386，钢领用型号PG1-4251，钢丝圈用型号W321 45#。生产过程中在机台一侧隔离生产，防止纤维混入相邻机台，导致其他产品出现纤维错混；
(7)络筒工序
单纱络筒在日本村田的自动络筒机上生产。采用的是乌斯特电子清纱器和空捻无结技术，保证纱疵有效清除。电清参数：粗节NSL1：550％×0.5cm、NSL2：330％×1.5cm、NSL3：85％×13cm、NSL4：43％×120cm，细节T1：-68％×2.9cm、细节T2：-55％×12cm、细节T3：-42％×30cm、细节T4：-28％×120cm，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30/25(重量比)19.7tex(相当于30英支)的单纱；
(8)并筒工序
并筒在TSB-36C型并筒机上生产，纱管应平行接触在支撑罗拉上，导纱装置也必须与支撑罗拉平行，两根纱并列绕成并纱筒子,确保两边张力一致；在确保筒子成形良好的前提下，纱线张力应尽量小，以保护原纱的弹性及强力。张力盘采用1g，主电动机转速1460转/min，前罗拉线速度22.5m/min，槽筒直径86mm，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30/25(重量比)19.7tex×2(相当于20-30英支)的并纱。
(9)捻线工序
在TDN-128B倍捻机上生产，将两根经过合并的单纱制成股线，捻度72捻/10cm，捻系数为451，前罗拉线速度11.1m/min，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30/25(重量比)19.7tex×2(相当于20-30英支)的股线，该股线即为所述多组分阻燃纤维环锭纺纱线。
实施例2
与实施例1的生产方法中的各工序及相应参数均相同，不同点为混棉工序中阻燃粘胶、阻燃腈纶及芳纶1313的重量比例为45：25：30，最终捻线工序中得到的股线中阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313的重量比例也相应为45：25：30，该股线的支数为20-30支，该股线即为所述多组分阻燃纤维环锭纺纱线。
实施例3
与实施例1的生产方法中的各工序及相应参数均相同，不同点为混棉工序中阻燃粘胶、阻燃腈纶及芳纶1313的重量比例为45：30：30，最终捻线工序中得到的股线中阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313的重量比例也相应为45：30：30，该股线的支数为20-30支，该股线即为所述多组分阻燃纤维环锭纺纱线。
性能测试
根据纺织领域的常规方法或国家标准对实施例1至3生产出的多组分阻燃纤维环锭纺纱线进行相关性能的测试，测试结果如下表所示：
由上表的数据可知，上述实施例1至3制备出的多组分环锭纺纱线的品质较好，同时其具有高强度、阻燃(按照GB/T 5455规定执行，垂直检测，离开火源后停止燃烧)、燃烧无熔滴且不产生毒气等优点，并且可用于制作作战服、阻燃服和永久阻燃面料。
使用上述实施例1至3中生产出的多组分阻燃纤维环锭纺纱线设计生产作战服或阻燃服所需的阻燃面料，阻燃面料基本克重按照190-200g/m2的标准进行设计。对设计出的面料进行性能测试，其中透气率按照国标GB/T5453进行测试，测试结果为：实施例1至3对应的阻燃面料透气率均≧80mm/s(100pa条件下测试)，透湿量测试按照国标GB/T12704-1991进行测试，测试结果为：实施例1至3对应的阻燃面料透气率均≧9000g/(㎡d)。此外，使用上述阻燃面料以林地迷彩规格设计出相应的作战服，经检测其各项性能均满足下表中的各项要求：
综上所述，本发明采用多组分阻燃纤维生产环锭纺纱线，从原材料上解决阻燃性能，其阻燃效果是永久的，同时该纱线具有高强度、耐高温、阻燃、吸湿透气、化学结构稳定、燃烧无熔滴且不产生毒气等优点。采用本发明生产的股线做出的阻燃面料具有吸湿透气、轻薄、耐磨等优点，穿着舒适性和强力进一步提高，可用于制作作战服、阻燃服和永久性阻燃面料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)混棉工序：将阻燃粘胶、阻燃腈纶及芳纶1313按照45：30-25：25-30的重量比例混合均匀；
(2)清花工序：抓棉机打手下降速度每次3mm，转速960r/min，回转小车速度2.8r/min，刀片伸出肋条3mm，打手速度800r/min，风扇速度950r/min，打手和天平罗拉的隔距12mm，棉卷罗拉速度10.3r/min，棉卷干重定量为350g/m，棉卷长度为30.6m；
(3)梳棉工序：锡林速度330r/min、刺辊速度680r/min、道夫速度16.7r/min、盖板速度87mm/min，锡林与刺辊隔距7英丝，给棉板与刺辊隔距20英丝，锡林与道夫隔距4英丝，锡林与盖板5点隔距为14英丝×12英丝×12英丝×12英丝×14英丝，除尘刀高度与机框平，刀背与机框水平面夹角90°；
(4)并条工序：经过二道并和，均采用8根并合，喇叭口为3.2mm，其中一并干重定量16.5g/5米，罗拉隔距10mm×18mm，机械牵伸8.6倍，后区牵伸1.6倍；二并干重定量16.2g/5米，罗拉隔距15mm×21mm，机械牵伸8倍，后区牵伸1.6倍，末并乌斯特条干在3.5％以内；
(5)粗纱工序：粗纱捻度4.6捻/10cm，罗拉隔距采用26mm×37mm，后区牵伸1.24倍，钳口隔距7.5mm，粗纱干重定量为5g/10米，机械牵伸7倍，前罗拉转速160r/min，湿重5.5g/10m，特数550tex，捻系数107.8，前罗拉直径28mm，压掌绕数2圈；
(6)细纱工序：机械牵伸倍数29.2倍，罗拉隔距为22mm×45mm，后区牵伸倍数为1.4倍，钳口隔距3.5mm，前罗拉直径27mm，前罗拉转速158r/min，捻度86.9捻/10cm、捻系数386；
(7)络筒工序：电清参数，粗节NSL1：550％×0.5cm、NSL2：330％×1.5cm、NSL3：85％×13cm、NSL4：43％×120cm，细节T1：-68％×2.9cm、细节T2：-55％×12cm、细节T3：-42％×30cm、细节T4：-28％×120cm，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30-25/25-30支数为20-30支的单纱；
(8)并筒工序：在并筒机上生产，两根纱并列绕成并纱筒子，两边张力一致，张力盘采用1g，主电动机转速1460转/min，前罗拉线速度22.5m/min，槽筒直径86mm，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30-25/25-30支数为20-30支的并纱；
(9)捻线工序：在倍捻机上生产，将两根经过合并的单纱制成股线，捻度72捻/10cm，捻系数为451，前罗拉线速度11.1m/min，生产出阻燃粘胶/阻燃腈纶/芳纶1313 45/30-25/25-30支数为20-30支的股线，即为所述多组分阻燃纤维环锭纺纱线。
2.根据权利要求1所述的一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线的生产方法，其特征在于，混棉工序中的阻燃粘胶至少达到以下性能标准：比强2.41CN/dtex、断裂伸长率25.97％、线密度1.67dtex、长度38mm、回潮率10.4％；混棉工序中的阻燃腈纶至少达到以下性能标准：比强1.92CN/dtex、断裂伸长率18.4％、线密度2.55dtex、长度38mm、回潮率31％；混棉工序中的芳纶1313至少达到以下性能标准：比强4.36CN/dtex、断裂伸长率53.7％、线密度1.5D、长度51mm、回潮率7.4％。
3.根据权利要求2所述的一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线的生产方法，其特征在于，所述阻燃腈纶在进行混棉工序前在阳光下进行翻晒处理，使其回潮率在14.01％以下。
4.根据权利要求1所述的一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线的生产方法，其特征在于，梳棉工序中的针布型号为：盖板针布MCH32、锡林针布AC2030*01550、道夫针布AD4030*01890、刺辊齿条AT5610*06311。
5.根据权利要求1所述的一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线的生产方法，其特征在于，细纱工序中用的钢领为PG1-4251，钢丝圈为W321 45#。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线的生产方法，其特征在于，生产过程中使用的设备包括A002C型自动抓棉机、A036B豪猪开棉机、A092A型双棉箱给棉机、A076C型成卷机、A186梳棉机、A272F并条机、A454粗纱机、FA504细纱机、21C～S络筒机、TSB-36C并纱机和TDN-128B短纤倍捻机。
7.一种多组分阻燃纤维环锭纺纱线，其特征在于，通过权利要求1至6任一项所述的生产方法制得。
8.一种如权利要求7所述的多组分阻燃纤维环锭纺纱线的用途，其特征在于，用于制作作战服、阻燃服或永久阻燃面料。
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