CN1089126C - 一种不燃性的混纺纱及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种不燃性的混纺纱及其应用，其特点是将硅酸铝陶瓷耐火纤维与选自短切中碱、无碱、高温玻璃纤维及高硅氧纤维中的任一种混合后，经混毛、梳毛、环锭工序制得单纱，单纱或经合股后的合股纱用于织造织物或其它制品。本发明由于不含有机成份，高温应用时不会产生火焰及烟气，具有很好的不燃性，充分发挥硅酸铝陶瓷耐火纤维的耐高温和隔热性能好的优点，极大地延长了产品使用寿命，有利于人身和设备设施的安全和环境保护，在地拓展硅酸铝陶瓷耐火纤维的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及纤维及其纤维制品，更具体地说是一种由硅酸铝陶瓷耐火纤维与玻璃纤维为主要原料制得的混纺纱及其制品。
背景技术
硅酸铝耐火纤维纱及其制品专门使用于温度不超过1200℃的耐火、防火、保温、高温防护及高温密封等，但是现有的硅酸铝耐火纤维编织品如申请号为9415505.6公开的技术，由于纺纱过程中添加有机纤维，因此当使用温度超过200℃时，有机物碳化，产生烟气，有时还伴有火焰生成。有机物碳化后，硅酸铝陶瓷耐火纤维纱及其制品虽然还能继续使用，但其强度大大降低，而且结构不稳定，极易剥落开裂，因此含有机物的硅酸铝陶瓷耐火纤维及其制品不能达到消防安全规定的不燃性标准，产生的火焰威协人身和设备设施的安全，产生的烟气污染环境，碳化后的产品性能降低，影响产品的使用寿命，从而限制其使用范围。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的不足，提供一种不含有机物且具有不燃性的混纺纱。
本发明的另一个目的提供不燃性的混纺纱的应用，由混纺纱制得多种制品，制品的使用温度最高可达1200℃。
实现本发明目的的主要技术方案：将硅酸铝陶瓷耐火纤维与短切玻璃纤维按比例混合并喷入合毛油后，经混毛，进入梳毛工序，并同时加入补强丝，制成毛条饼，然后用毛条饼在环锭进行纺纱，并同时加入增强材料，制成单纱。
本发明的不燃性的混纺纱的制备方法包括混毛、梳毛、环锭工艺过程，具体步骤如下：
1.混毛：在铺毛合毛装置中，先进行铺毛，即先将硅酸铝陶瓷耐火纤维和短切玻璃纤维分层相间且玻璃纤维夹在两层硅酸铝陶瓷耐火纤维中间，铺置在毛帘上，每铺毛一层都要均匀地喷加铺毛总重量的0.5-1.5％的合毛油，然后启动毛帘，将铺毛送入混毛装置，得到混毛。所述的硅酸铝陶瓷耐火纤维与短切玻璃纤维的含量(以两者之和重量为100计)分别为65-95％、5-35％。
2.梳毛：将(1)步制得的混毛送入梳毛机，成网，起毛，截下毛网，同时加入补强丝，补强丝的数量及间隔与皮条相对应，然后将混入补强丝的毛网送入成条机，毛网被皮条分割成毛网条，每个毛网条都含有一根补强丝，毛网条与皮条分离后进入搓板，搓合成毛条，最后制成毛条饼；
3.环锭：将(2)步制得的毛条饼退绕出的毛条，直接进入压力机构或在毛条直接进入压力机构的同时加入一根增强材料，然后直捻，制得规格为400-2500TEX即420-2500克/1000米的单纱。
步骤(1)所述的硅酸铝陶瓷耐火纤维的主要化学成份含量：AL2O348-58％、SiO240-48％。短切玻璃纤维包括短切中碱玻璃纤维、短切无碱玻璃纤维，短切高温玻璃纤维和短切高硅氧纤维(又称硅纤维)中的任一种，这些辅料可提高硅酸铝陶瓷耐火纤维纱的强度和柔软性，可调整耐高温性能，以适应不同用途的需要，同时延长产品的使用寿命；所述的合毛油采用中国纺织科学院生产的牌号为FA-羊绒-901产品。
步骤(2)所述的补强丝包括连续的中碱玻璃纤维、无碱玻璃纤维、高温玻璃纤维或高硅氧纤维在内的任一种，该补强丝的加入除可提高硅酸铝陶瓷耐火纤维的强度外，还可使毛网条易成形，减少断线和操作失误。
步骤(3)所述的增强材料选择直径0.08-0.18毫的金属丝包括铜丝、不锈铜丝、镍铬合金丝或连续的中碱玻璃纤维、无碱玻璃纤维、高温玻璃纤维或高硅氧纤维中的任一种。该增强材料可进一步提高硅酸铝陶瓷纤维的强度。
本发明所用的铺毛合毛装置、梳毛机及成条机、环锭机以及补强材料的加入机构是采用申请号为94115505.6公开的技术。
本发明的混纺纱的应用，可将单纱或采用通常的合股机将2-4股单纱合成一股，或将其与其它有机纱或无机纱(或丝)合股得到纱成品，然后按已有技术直接用以织造或编织耐高温制品包括耐高温布、带、帘、垫、扭绳、三股绳及低密度松绳、编绳、盘根和套管产品。
附图说明
下面结合附图进一步说明本发明的过程。
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2为混毛工序流程示意图；
图3为梳毛工序流程示意图；
图4为环锭工序流程示意图。
由图1所示的硅酸铝陶瓷耐火纤维(1-1)与短切玻璃纤维(1-2)按比例混合并喷入合毛油(1-3)后经混毛(1-4)及表面处理(1-5)，再进入梳毛(1-7)工序，同时加入补强丝(1-6)，以制成毛饼，最后进入环锭约纱工序(1-9)，同时加入补强材料(1-8)，制成单纱，用单纱再去合股(1-10)，卷取(1-11)，最后得到纱成品，直接用于织造织物或其他制品。
由图2所示，以第一抽毛风机(2-4)为界，之前为铺毛合毛装置，之后〔包括第一抽毛风机(2-4)〕为混毛装置。先将短切玻璃纤维和硅酸铝耐火纤维分层相间铺置在毛帘(2-1)上，每喷一层均要喷加毛合油，然后启动毛帘(2-1)，带动铺毛并送入压毛辊(2-2)，使其从上下辊间隔通过，进入开刺辊(2-3)，并由第一抽风机(2-4)抽入离心收集斗(2-5)，再经毛帘(2-6)运送入混毛辊(2-7)，再经剥毛辊(2-8)后，由第二抽毛风机(2-9)将混好的纤维抽入料仓。
由图3所示，混毛经喂毛斗(3-1)上过桥(3-2)，送至开毛辊(3-3)，将混毛取到胸锡林(3-4)上，形成毛网，经过转移辊(3-5)上大锡林(3-6)，经风轮(3-7)起毛后，浮毛网被锡林道夫(3-8)取出，再由斩刀(3-9)截下毛网并上毛网过桥(3-10)，毛网过桥(3-10)拖带毛网前进，进入网轴(3-12)，即开始进入成条机，补强丝(3-11)在此同时加入，数量及间距与皮条相对应，在成条机中毛网条(3-17)被皮条分割出，与皮条分离后上搓板(3-13)，再经辊筒(3-14)及导条轮(3-15)，最后制成含补强丝(3-11)的毛条饼(3-16)。
由图4所示，左、右毛条饼(4-2，4-4)各个相对，纵向分别排列在左辊筒(4-1)、右辊筒(4-5)与中间辊筒(4-3)之间形成的狭沟内，并在辊筒带动下做同向主动退绕，不进行假捻，直接进入压力机构即皮辊(4-7)与罗拉(4-8)之间，在此同时加入增强材料(4-6)，制成毛条(4-9)，然后开始真捻，制成单纱。
本发明的优点和效果：
本发明由于以短切玻璃纤维取代已有的硅酸铝耐火纤维织纱中的有机成份，因此制得的混纺纱，具有很好的不燃性，在高温下不会产生烟气和火焰，提高其在高温环境下的强度、隔热和环保性能，也延长了使用寿命，从而更加适应高温环境下的耐火、保温、隔热、防火和高温防护；调整和选择短切玻璃纤维的含量和品种，可以生产出多种制品，以适应不同用途的需要，极大地拓宽其应用领域；本发明所使用的专用设备和技术，简单易行，安全可靠，制得的混纺纱质量稳定，最高使用温度高达1200℃。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐述本发明的特点。
实例1
本实例所有的原料：无碱玻璃纤维(纤维直径6微米、长度40毫米)与硅酸铝陶瓷耐火纤维重量比为18∶82，喷加铺毛重量的1.2％，合毛油，合毛油采用FA-羊绒-901。
1.混毛：按无碱玻璃纤维两层和硅酸铝陶瓷纤维三层相间(玻璃纤维层置于第二和第四层)，铺入毛帘，每铺一层喷一次毛合油，每个毛帘上部都设有一个4000×600×400mm的框，两个毛帘一开一停，按图2工艺流程，采用申请号94115506.6提出的铺毛合毛装置，进行混毛连续生产，得到混毛；
2.梳毛：按图3所示的工艺流程，采用申请号94115506.6提出的梳毛机和成条机设备。
梳毛机中开毛辊速度为V0、胸锡林速度为V1、转移辊速度为V2、大锡林速度为V3、风轮速度为V4、其速度比：V0/V1＝1/2.98，V1/V2＝1/2.39，V2/V3＝1/2.03，V3/V4＝1∶1、0.5；补强丝采用连续无碱玻璃纤维纱(67.5克/千米)；成条机为120头，即可同时生产120个毛饼；定位板上下各一块，每块打直径为2mm的孔60个，穿加玻璃纤维用；上下纱架各装有60个丝管轴，并于不同高度分三排安装，每排20个；导条轮轴共4根，每根上套导条轮各30个，导条轮随导条轮轴既横动又转动，每根导条轮对应一块搓板，一个滚筒；每个导条轮对应一个毛网条，一根补强用的玻璃纤维纱，产生一个毛条饼；
3.环锭：按图4所示的工艺流程图，采用申请号94115505.6提出的改制的环锭机。
环锭机中，左右各80锭，取消假捻，三个滚筒均为顺时针旋转，主动传动，隔纱板共81块，丝管架左右各一套，丝管轴左右各80根且一字排列，补强材料选用直径为0.1mm不锈钢丝。制得的单纱产品使用温度高达1200℃，并具有良好的高温强度，强度见表1。
实例2
本实例所用的原材料：硅酸铝陶瓷耐火纤维占82％、短切高硅氧纤维(SiO296％，直径8μm，长度50mm)占18％、补强丝为连续无碱玻璃纤维(67.5TEX)、增强材料为不锈钢丝，直径0.1mm，其它条件同实例1，单纱强度见表1。
实例3
本实例是加有18％有机纤维、82％硅酸铝陶瓷耐火纤维，有机纤维为粘胶纤维(直径1.5μm，长度38mm)，补强丝为连续无碱玻璃纤维(67.5TEX)，增强材料为直径0.1mm不锈钢丝，其它条件同实例1。单纱抗拉强度见表1。
由表1的实例1至实例3数据可知，含有机纤维的单纱(实例3)的抗拉强度随温度升高下降的较快。
实例4
本实例是在环锭工序不加增强材料。
所用的原料以及混毛和梳毛操作过程和条件同实例1，环锭工序不加增强材料，其它条件也同实例1。制得的产品使用温度高达1200℃，而且具有良好的电气绝缘性能。
实例5
将实例1得到的混合单纱用普通合股机，将其2股合成一股，按已知技术织造成工业用的耐高温绝热布，产品平整洁净，使用温度高达1200℃。
实例6
采用申请号96201368.4提出的倒悬或编绳机，用实例1制得的混纺单纱编织成耐高温圆形编绳，最高使用温度1200℃，可用于窑炉炉门密封。
表1单纱抗拉强度*
| 实例 | 强度，N | ||||
| 常温 | 400℃ | 600℃ | 800℃ | 1000℃ | |
| 实例1实例2实例3 | 21.716.417.1 | 20.615.912.5 | 11.614.78.2 | 5.712.34.9 | 3.37.13.0 |
*单纱规格2250TEX
Claims (7)
1.一种不可燃性的混纺纱，包括由下述工艺过程制得的产物：
(1)混毛：在铺毛合毛装置中先进行铺毛，即先将短切玻璃纤维与硅酸铝陶瓷耐火纤维分层相间且玻璃纤维层夹在两层硅酸铝陶瓷耐火纤维层中间，铺置在毛帘上，每铺毛一层都要均匀地喷加铺毛总重的0.5-1.5％的合毛油，然后启动毛帘，将铺毛送入压毛机，经压毛机抽入混毛装置得到混毛；
(2)梳毛：将(1)步制得的混毛送入梳毛机，成网，起毛，截下毛网，同时加入补强丝，补强丝的数量及间隔与皮条相对应，然后将混入补强丝的毛网送入成条机，毛网被皮条分割成毛网条，每个毛网条都含有一根补强丝，毛网条与皮条分离后进入搓板，搓合成毛条，，最后制成毛条饼；
(3)环锭：(2)步制得的毛条饼退绕出的毛条直接进压力机构或在毛条进入压力机构的同时加入一根增强材料，然后真捻，制得规格为420-2500克/1000米的单纱。
2.按照权利要求1所述的混纺纱，其特征在于所述的短切玻璃纤维与硅酸铝陶瓷耐火纤维含量(按两者重量之和为100计)分别为5-35％、65-95％。
3.按照权利要求1所述的混纺纱，其特征在于所述的硅酸铝陶瓷耐火纤维的主要化学成份含量：AL2O348-58％、SiO240-48％。
4.按照权利要求1所述的混纺纱，其特征在于步骤(1)所述的短切玻璃纤维包括短切中碱玻璃纤维、短切无碱玻璃纤维，短切高温玻璃纤维和短切高硅氧纤维。
5.按照权利要求1所述的混纺纱，其特征在于步骤(2)梳毛工序所述的补强丝包括连续的中碱玻璃纤维、无碱玻璃纤维、高温玻璃纤维或高硅氧纤维在内的任一种。
6.按照权利要求1所述的混纺纱，其特征在于步骤(2)环锭工序所述的增强材料包括直径为0.08-0.18毫米的金属丝或选择连续的中碱玻璃纤维、无碱玻璃纤维、高温玻璃纤维或高硅氧纤维中的任一种。
7.权利要求1所述的混纺纱的应用，其特征在于将制得的单纱或将2-4股单纱合成一股，或将其与其它有机纱或无机纱(或丝)合股得到纱成品，用它们织造或编织包括耐高温的布、带、帘、垫、扭绳、三股绳及低密度松绳、编绳、盘根或套管产品。
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