CN106222845A - 一种高压静电防护面料及其制造工艺 - Google Patents

一种高压静电防护面料及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压静电防护面料由经纬纱交织而成，经纬纱均为包括30％～80％的金属纤维和20％～70％的芳纶纤维的混纺纤维。进一步还包括锦纶纤维，即经纬纱均为包括30％～79％的金属纤维、20％～69％的芳纶纤维和不超过15％的锦纶纤维的混纺纱线；芳纶纤维包含1313、1414纤维中至少之一；当芳纶纤维同时包括1313纤维和1414纤维时，二者可为任意比例。该面料的制造工艺为：将纤维原料制成混纺纱、整经、穿综筘、在剑杆织机上采用“短后梁，小张力、小开口”的工艺技术织造、修布整理、后整理、成品检验即得。本发明面料具有高强度、高耐磨、高屏蔽、低电阻、阻燃性、尺寸稳定的优点。

Description

一种高压静电防护面料及其制造工艺
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种高压静电防护面料，还涉及了该面料的制造工艺。
背景技术
电力行业在地电位作业条件下，必须保证人员与带电体(包括邻相高压导体)间足够的安全距离。过去，由于考虑安全和作业装备的问题，一般情况下电气作业均采用断电作业。但断电作业会造成大面积停电，造成较大的经济损失等，同时，断电和送电时，要做充分的准备，增加了电力行业的人力物力成本及一些其他的损失。目前，越来越多的电力部门开始采用带电作业，这样可以在电网不受影响的情况下，对修理点进行检查和修复。于是，高压静电防护服也成为了电力行业变电站巡视及地电位作业人员必备的防护装备。
高压静电防护面料是通过一定比例的导电材料与纺织纤维混纺交织而成，这种面料具有较好的机械性能、导电性能、电磁屏蔽性能等，其做成的服装能有效地保护线路和变电站巡视及地电位作业人员免受高压电场及电磁波的影响。
高压静电防护服在服用过程中经常会遭受拉、扯以及膝、肘等部位的摩擦作用，而且电力行业存在爆炸、火灾的危险，因此高压静电服应具有高强度、高耐磨性、良好的导电性、高屏蔽性及阻燃性。我国目前市场上高压静电防护服面料种类主要包括：采用金属纤维与柞蚕丝混纺后与合金丝并捻交织；羊毛、柞蚕丝和不锈钢纤维混纺；棉和不锈钢纤维混纺；涤、棉和不锈钢纤维混纺等等。这些产品具有优良可靠的电气性能，但存在阻燃性能不佳、强度不高等问题。
鉴于以上现状，开发出具有高强度、高耐磨、高屏蔽、低电阻、阻燃、尺寸稳定的多功能永久型高压静电防护面料是符合市场需求的。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压静电防护面料，解决现有高压静电防护面料功能不全面的问题。
本发明的另一目的是提供上述高压静电防护面料的制造工艺。
本发明所采用的技术方案是，一种高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为包括30％～80％的金属纤维和20％～70％的芳纶纤维的混纺纤维，两种纤维质量百分数总和为100％；其中，芳纶纤维包含1313纤维和1414纤维中至少之一；当芳纶纤维同时包括1313纤维和1414纤维时，1313纤维和1414纤维可为任意比例。
进一步地，本发明面料的混纺纤维还包括锦纶纤维，即经纬纱均为包括30％～79％的金属纤维、20％～69％的芳纶纤维和不超过15％的锦纶纤维的混纺纱线，三种纤维质量百分数总和为100％；其中，芳纶纤维包含1313纤维和1414纤维中至少之一；当芳纶纤维同时包括1313纤维和1414纤维时，1313纤维和1414纤维可为任意比例。
优选地，上述经纬纱纱线的线密度为13tex×2～37tex×2。
优选地，上述面料织物组织结构为1/1、2/1、2/2或3/1，织物单位面积质量为100～400g/m2。
本发明所采用的另一个技术方案是，上述高压静电防护面料的制造工艺，包括以下步骤：
(1)纺纱：将纤维原料依次经清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱→络筒→并线→捻线→蒸纱制成混纺纱，其中金属纤维在并条工序加入；
(2)整经；
(3)穿综筘；
(4)织造：采用剑杆织机，机上工艺采用“短后梁，小张力、小开口”的工艺技术，上机参数具体为：车速：260～320r/min，后梁高度：980～1020mm，前后位置短，综平时间：300°～330°；
(5)修布整理；
(6)后整理：面料后整理工艺流程为坯布检验→柔软整理→拉幅、定型→扎光→打卷；
(7)成品检验。
进一步地，上述织造过程采用光电式停经装置。
进一步地，上述后整理中拉幅、定型温度为160～180℃。
本发明的有益效果是，本发明合理优选了原料组分，并设计了最佳纤维配伍方案，通过对各种纤维含量配比、织物组织结构设计对织物断裂强力、撕破强力、电阻、屏蔽效率、燃烧性的影响分析，合理设计织物组织和织造上机工艺、及后整理技术工艺，解决高比例金属纤维纺纱，以及面料在织造及后整理中的工艺难题，使面料具有高强度、低电阻、高屏蔽、高耐磨、阻燃多功能复合。与市场同类产品相比，不仅功能更多，而且各项功能指标测试结果更优异。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施方式。
本发明的高压静电防护面料由经纬纱交织而成，经纬纱均为包括30％～80％的金属纤维和20％～70％的芳纶纤维的混纺纤维。进一步地，本发明高压静电防护面料的经纬纱中还包括锦纶纤维，即经纬纱均为包括30％～79％的金属纤维、20％～69％的芳纶纤维和不超过15％的锦纶纤维的混纺纱线。
上述芳纶纤维包含1313纤维和1414纤维中至少之一；当芳纶纤维同时包括1313纤维和1414纤维时，1313纤维和1414纤维可为任意比例。
本发明混纺纱中金属纤维的含量控制在30％～80％，过低则导电和屏蔽作用不明显，过高则显著影响面料的手感及服用舒适性。芳纶纤维含量为20％～70％，过低则面料强力差，过高则成本高。加入锦纶纤维可提高织物的耐磨性，但若加入量过多，会影响面料的阻燃性，当锦纶纤维含量不超过15％时，织物耐磨性和阻燃性都能达到理想的程度。采用以上配比，可达到低电阻、高屏蔽、高强度、高耐磨、阻燃兼具的目的。
优选地，纱线的线密度为13tex×2～37tex×2。
进一步地，织物组织结构优选1/1、2/1、2/2或3/1，织物单位面积质量为100～400g/m2。
本发明的高压静电防护面料的制造工艺，具体按照以下步骤实施：
(1)纺纱：将上述纤维原料，依次经清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱→络筒→并线→捻线→蒸纱制成混纺纱，其中金属纤维在并条工序加入。基于该产品组分较多，并各个组分都发挥不同的作用，当加入锦纶纤维时，虽然锦纶纤维含量较少，但能大幅度提高织物的耐磨性，因此，在纺纱过程中，原料的各个组分要混合均匀。
(2)整经。
(3)穿综筘。
(4)织造：采用剑杆织机，织物组织结构选择1/1、2/1、2/2或3/1组织，上机参数为：车速：260～320r/min，后梁高度：980～1020mm，前后位置短，综平时间：300°～330°。基于该产品的纱线原料成分的特殊性，织造过程采用光电式停经装置，可解决织造加工过程中金属纤维脱落导致得停车状况，提高织造效率。由于织物较厚重并且纱线的伸长率较低，应满足“保护纱线伸长率、减少纱线磨损”的工艺原则，因此机上工艺采用“短后梁，小张力、小开口”的工艺技术，达到保护纱线，减少经纱强力损失的目的。
(5)修布整理。
(6)后整理：面料后整理工艺流程为坯布检验→柔软整理→拉幅、定型→扎光→打卷。
其中，坯布检验主要是对外观疵点(包括纱疵、织疵)，以及幅宽、纱支、密度、断裂强力、撕破强力、电阻、屏蔽效率、燃烧性、耐磨性等指标，判定是否符合加工要求；柔软整理主要是改善织物下机手感；拉幅、定型温度为160～180℃；扎光主要提高织物的耐磨性。
(7)成品检验。
实施例1
本实施例中的高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为金属纤维(不锈钢纤维)、锦纶纤维、芳纶1313纤维和芳纶1414纤维的混纺纱。混纺纱中金属纤维重量含量为75％，芳纶1414纤维重量含量为10％，芳纶1313纤维重量含量为10％，锦纶纤维重量含量为5％。混纺纱的线密度为28.1tex×2。织物组织结构为1/1平纹组织，坯布单位面积质量为230g/m2。
上述高压静电面料采用如下织造工艺，步骤如下：
(1)纺纱：以金属纤维、芳纶1313纤维、芳纶1414纤维和锦纶纤维为原料，依次经清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱→络筒→并线→捻线→蒸纱制成混纺纱，其中金属纤维在并条工序加入。
(2)整经；
(3)穿综筘；
(4)织造：采用剑杆织机，设计织造工艺参数，织物组织结构选择1/1平纹组织，上机参数为：车速：300r/min，后梁高度：1020mm，前后位置短，综平时间：300°采用光电式停经装置。机上工艺采用“短后梁，小张力、小开口”的工艺技术。
(5)修布整理；
(6)后整理：面料后整理工艺流程为坯布检验→柔软整理→拉幅、定型→扎光→打卷；
其中，拉幅、定型温度为170℃；
(7)成品检验。
上述面料同时实现了高压静电面料的设计要求。
实施例2
本实施例中的高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为金属纤维(不锈钢纤维)、芳纶1313纤维和芳纶1414纤维的混纺纱。混纺纱中金属纤维重量含量为30％，芳纶1414纤维重量含量为35％，芳纶1313纤维重量含量为35％。混纺纱的线密度为14.7tex×2。织物组织结构为2/1斜纹组织，坯布单位面积质量为100g/m2。
该高压静电面料的织造工艺同实施例1，不同之处在于：
织造步骤中，织物组织结构选择1/1平纹组织，上机参数为：车速：320r/min，后梁高度：1000mm，前后位置短，综平时间：330°。
拉幅、定型温度为180℃；
上述面料同时实现了高压静电面料的设计要求。
实施例3
本实施例中的高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为金属纤维(不锈钢纤维)、芳纶1414纤维和锦纶纤维的混纺纱，混纺纱中金属纤维重量含量为50％，芳纶1414纤维重量含量为35％，锦纶纤维重量含量为15％。混纺纱的线密度为37tex×2。织物组织结构为2/2斜纹组织，坯布单位面积质量为400g/m2。
该高压静电面料的织造工艺同实施例1，不同之处在于：
织造步骤中，织物组织结构选择1/1平纹组织，上机参数为：车速：260r/min，后梁高度：980mm，前后位置短，综平时间：330°。
拉幅、定型温度为160℃；
上述面料同时实现了高压静电面料的设计要求。
实施例4
本实施例中的高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为金属纤维(不锈钢纤维)、芳纶1313纤维混纺纱，混纺纱中金属纤维重量含量为65％，芳纶1313纤维重量含量为35％。混纺纱的线密度为30.3tex×2。织物组织结构为3/1斜纹组织，坯布单位面积质量为250g/m2。
该高压静电面料的织造工艺同实施例1，不同之处在于：
织造步骤中，织物组织结构选择1/1平纹组织，上机参数为：车速：280r/min，后梁高度：1020mm，前后位置短，综平时间：300°。
拉幅、定型温度为180℃。
上述面料同时实现了高压静电面料的设计要求。
实施例5
本实施例中的高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为金属纤维(不锈钢纤维)、芳纶1414、芳纶1313纤维、锦纶纤维混纺纱，混纺纱中金属纤维重量含量为65％，芳纶1414纤维重量含量为5％，芳纶1313纤维重量含量为15％，锦纶纤维15％。混纺纱的线密度为28.1tex×2。织物组织结构为3/1斜纹组织，坯布单位面积质量为250g/m2。
该高压静电面料的织造工艺同实施例1，不同之处在于：
织造步骤中，织物组织结构选择1/1平纹组织，上机参数为：车速：320r/min，后梁高度：1020mm，前后位置短，综平时间：300°。
拉幅、定型温度为180℃。
上述面料同时实现了高压静电面料的设计要求。
实施例6
本实施例中的高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为金属纤维(不锈钢纤维)、芳纶1313纤维、锦纶纤维混纺纱，混纺纱中金属纤维重量含量为75％，芳纶1313纤维重量含量为20％，锦纶纤维重量含量为5％。混纺纱的线密度为33.7tex×2。织物组织结构为3/1斜纹组织，坯布单位面积质量为350g/m2。
该高压静电面料的织造工艺同实施例1，不同之处在于：
织造步骤中，织物组织结构选择1/1平纹组织，上机参数为：车速：300r/min，后梁高度：980mm，前后位置短，综平时间：320°。
拉幅、定型温度为180℃。
上述面料同时实现了高压静电面料的设计要求。
实施例7
本实施例中的高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为金属纤维(不锈钢纤维)、芳纶1414纤维的混纺纱，混纺纱中金属纤维重量含量为80％，芳纶1414纤维重量含量为20％。混纺纱的线密度为33.7tex×2。织物组织结构为2/1斜纹组织，坯布单位面积质量为350g/m2。
该高压静电面料的织造工艺同实施例1，不同之处在于：
织造步骤中，织物组织结构选择1/1平纹组织，上机参数为：车速：300r/min，后梁高度：980mm，前后位置短，综平时间：320°。
拉幅、定型温度为180℃。
上述面料同时实现了高压静电面料的设计要求。
实施例8
本实施例中的高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，经纬纱均为金属纤维(不锈钢纤维)、芳纶1313纤维、锦纶纤维混纺纱，混纺纱中金属纤维重量含量为30％，芳纶1313纤维重量含量为65％，锦纶纤维重量含量为5％。混纺纱的线密度为37tex×2。织物组织结构为2/2斜纹组织，坯布单位面积质量为400g/m2。
该高压静电面料的织造工艺同实施例1，不同之处在于：
织造步骤中，织物组织结构选择1/1平纹组织，上机参数为：车速：320r/min，后梁高度：1000mm，前后位置短，综平时间：330°。
拉幅、定型温度为180℃。
上述面料同时实现了高压静电面料的设计要求。对本发明面料进行性能检测，产品1为含有金属纤维和芳纶纤维的面料。产品2为含有金属纤维、芳纶纤维和锦纶纤维的面料。主要性能指标见表1。
表1面料的主要性能指标
由以上结果可知，本发明面料不仅比现有GB/T 18136-2008《交流高压静电防护服装及试验方法》所要求的各项标准高出许多，还具有良好的阻燃性，符合GB 8965.1-2009《阻燃防护第1部分：阻燃服》A级要求。在面料中加入锦纶，并在后整理工序中进行扎光整理，显著地提高织物耐磨性。最终产品满足了高强度、高耐磨、高屏蔽、低电阻、阻燃性、尺寸稳定的高压静电面料的要求。
本发明以上描述只是部分实施例，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式。上述的具体实施方式是示意性的，并不是限制性的。凡是采用本发明的材料和方法，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，所有具体拓展均属本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高压静电防护面料，由经纬纱交织而成，其特征在于，所述经纬纱均为包括30％～80％的金属纤维和20％～70％的芳纶纤维的混纺纱线，两种纤维质量百分数总和为100％；其中，芳纶纤维包含1313纤维和1414纤维中至少之一；当芳纶纤维同时包括1313纤维和1414纤维时，1313纤维和1414纤维可为任意比例。
2.根据权利要求1所述的高压静电防护面料，其特征在于，所述混纺纤维还包括锦纶纤维，即经纬纱均为包括30％～79％的金属纤维、20％～69％的芳纶纤维和不超过15％的锦纶纤维的混纺纱线，三种纤维质量百分数总和为100％；其中，芳纶纤维包含1313纤维和1414纤维中至少之一；当芳纶纤维同时包括1313纤维和1414纤维时，1313纤维和1414纤维可为任意比例。
3.根据权利要求1或2所述的高压静电防护面料，其特征在于，所述经纬纱纱线的线密度为13tex×2～37tex×2。
4.根据权利要求1或2所述的高压静电防护面料，其特征在于，所述面料织物组织结构为1/1、2/1、2/2或3/1，织物单位面积质量为100～400g/m2。
5.一种如权利要求1或2所述的高压静电防护面料的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)纺纱：以金属纤维、芳纶纤维为纤维原料，或以金属纤维、芳纶纤维、锦纶纤维为纤维原料；其中，芳纶纤维包含1313纤维和1414纤维中至少之一；当芳纶纤维同时包括1313纤维和1414纤维时，1313纤维和1414纤维可为任意比例；
将纤维原料依次经清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱→络筒→并线→捻线→蒸纱制成混纺纱，其中金属纤维在并条工序加入；
(2)整经；
(3)穿综筘；
(4)织造：采用剑杆织机，机上工艺采用“短后梁，小张力、小开口”的工艺技术，上机参数具体为：车速：260～320r/min，后梁高度：980～1020mm，前后位置短，综平时间：300°～330°；
(5)修布整理；
(6)后整理；
(7)成品检验。
6.根据权利要求5所述的高压静电防护面料的制造工艺，其特征在于，所述面料织物组织结构为1/1、2/1、2/2或3/1。
7.根据权利要求5所述的高压静电防护面料的制造工艺，其特征在于，所述织造过程采用光电式停经装置。
8.根据权利要求5所述的高压静电防护面料的制造工艺，其特征在于，所述后整理中拉幅、定型温度为160～180℃。
9.根据权利要求5所述的高压静电防护面料的制造工艺，其特征在于，所述经纬纱纱线的线密度为13tex×2～37tex×2。
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