CN1093574C - 一种高硅氧纤维混纺纱及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高硅氧纤维混纺纱及其应用，其特点是以短切高硅氧纤维和短切玻璃纤维或有机纤维为主要原料，经混毛、梳毛、环锭工序制得单纱，单纱合股或与其它纱(或丝)合股后直接用于织造织物或其它制品。本发明所述混纺纱品种数量多，纱支粗细可调范围大，强度高，柔韧性好，便于织造各种织物或制品，应用范围广，生产效率高，大大拓展了高硅氧纤维的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及纤维及其纤维制品，更具体地说是一种高硅氧纤维混纺纱及其制品。
背景技术
高硅氧纤维纺织品广泛应用于长期使用温度不超过1000℃的耐火、防火、保温、高温防护及高温密封等领域。现有的高硅氧纤维制品是以钠硼硅酸盐玻璃纤维为原料，将纤维或织造的布、带等制品进行酸沥滤， 使纤维中的Na2O和B2O3转入溶液中，留下的纤维是具有微孔结构的硅氧骨架，再经高温烧结使微孔闭合，制成高硅氧纤维及其纺织品。一般高硅氧纤维纱均为定长纤维纱，且纤维纱支细、品种少、强度低，不适于织造；而经酸沥滤和高温烧结制成的高硅氧纤维纺织品同样存在品种少、强度低的缺点，影响了产品的使用寿命，因而限制了其使用范围。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术缺点，提供一种以短切高硅氧纤维为主要原料并添加一定量的工艺辅料制成的短切高硅氧纤维混纺纱，由其可以直接制成相应织物或制品，提高生产效率，增加纱的品种，扩大纱支粗细可调范围，增加其相应制品的品种数量和应用范围，同时通过选择工艺辅料，使制得的高硅氧纤维混纺纱可分别具有不燃性或柔韧性等特点。
实现本发明目的的主要技术方案为：将短切高硅氧纤维与工艺辅料按比例混合并喷入合毛油后，经过混毛及表面处理，进入梳毛工序，并同时加入补强丝，制成毛条饼，然后用毛条饼退绕出的毛条或同时再加入补强丝在环锭工序进行纺纱，制得单纱。
本发明的高硅氧纤维混纺纱所用的短切高硅氧纤维中SiO2含量最好为92％-99％，其与工艺辅料的加入量分别为65-95％和5-35％(按两者重量之和为100计)。
本发明的高硅氧纤维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，即先将短切高硅氧纤维与工艺辅料分层相间铺置在毛帘上，每铺毛一层都要均匀地喷加合毛油，合毛油加入量为所铺毛总重量的0.5-1.5％，然后启动毛帘，将铺毛送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，并且每个毛网条含有一根补强丝，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不进行假捻，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补强丝一同进入压力机构，然后进行真捻，制得规格为250-2500TEX，即250-2500克/千米的单纱。
步骤1所述的工艺辅料可选择短切玻璃纤维或有机纤维，在制得不燃性产品时，最好选择短切玻璃纤维；短切玻璃纤维可选择短切中碱玻璃纤维、短切无碱玻璃纤维或短切高温玻璃纤维中的任意一种；通过选择不同的工艺辅料可以提高高硅氧纤维的可纺性和高硅氧纤维混纺纱的强度或柔韧性，增加产品品种及调整其耐高温性能，以适应不同的需要，同时延长产品的使用寿命；所述的合毛油可选用中国纺织科学院生产的牌号为FA-羊绒-901的产品。
步骤2所述的补强丝是连续玻璃纤维，通常为连续的无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高温玻璃纤维或高硅氧纤维；该补强丝的加入除了可以提高高硅氧纤维混纺纱的强度外，还可以使梳毛时毛网条易于成线，减少断线和操作失误。
步骤3所述的环锭工序如果加入补强丝，可选择直径为0.08-0.18mm金属丝，包括铜丝、不锈钢丝或耐高温镍铬合金丝，也可选择连续玻璃纤维，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；该补强丝的加入可以提高产品的常温强度或高温强度。
本发明所用的铺毛合毛装置、梳毛机、成条机、环锭机以及补强丝的加入机构是采用申请号94115505.6公开的技术。
本发明的高硅氧纤维混纺纱的应用，可将单纱采用普通的合股机或将2-4股单纱合成一股，或将其与其它无机纱或有机纱(或丝)合股、卷取，得到纱成品，然后按已有技术直接用以织造或编造制品，包括布、带、帘、垫、扭绳、三股绳、低密度松绳、编绳、盘根或套管。
本发明的优点和效果：
本发明以短切高硅氧纤维为主要原料，添加一定量的工艺辅料制成具有高抗拉强度的高硅氧纤维混纺纱，由其可以直接制成各种织物及制品，工艺过程简单，生产效率高，纱的品种多，强度高，并且可以通过调整和选择不同的工艺辅料及其含量，生产出多种制品，以适应不同用途的需要，增加了制品的品种数量，同时由于制得的纱支粗细可调范围大，利于其应用，拓展了其应用领域；选择短切玻璃纤维作工艺辅料，可生产出具有不燃性的高硅氧纤维混纺纱；选择有机纤维作工艺辅料，可生产出柔韧性好的高硅氧纤维混纺纱。本发明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，在1000℃以下使用温度可代替硅酸铝陶瓷耐火纤维纱及其制品。
本发明所述的百分数均为重量百分数。
附图说明
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。
下面结合附图进一步说明本发明的过程。
如图1所示，短切高硅氧纤维(1-1)与工艺辅料(1-2)按比例分层铺置并喷入合毛油(1-3)后，经混毛(1-4)及表面处理(1-5)，进入梳毛工序(1-7)，同时在此加入补强丝(1-6)，制成毛条饼，再进入环锭纺纱工序(1-9)，此时根据需要可以同时再加入补强丝(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它制品。
如图2所示，在混毛工序中以第一抽毛风机(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。先将短切高硅氧纤维与工艺辅料分层相间铺置在毛帘(2-1)上，每铺一层都要均匀地喷加合毛油，然后启去毛帘(2-1)，带动铺毛并送入压毛辊(2-2)，使其从上下辊的间隔通过，进入开刺辊(2-3)，并由第一抽毛风机(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。
如图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)被皮条分割而出，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)。
如图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，如果根据需要此时同时加入补强丝(4-6)，则其与毛条一起进入压力机构，然后开始真捻，进而制成单纱。
具体实施方式
下列实施例将进一步说明本发明。
实例1
本实例是采用二氧化硅含量为96％的短切高硅氧纤维(纤维直径8微米，纤维长度60毫米)和短切无碱玻璃纤维(纤维直径6微米，纤维长度40毫米)为主要原料，两者重量比为80∶20，合毛油选用中国纺织科学院生产的牌号为FA-羊绒-901的产品，加入量为所铺毛总重量的1.5％。
1.混毛：按短切无碱玻璃纤维两层和短切高硅氧纤维三层分层相间即玻璃纤维层置于第二和第四层，铺入毛帘，每铺一层均匀地喷一次合毛油，每个毛帘上部都设一个4000×600×400mm的框，两个毛帘一开一停，按图2所示工艺流程，采用申请号94115505.6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94115505.6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，这些速度的比为：V0/V1＝1/2.98，V1/V2＝1/2.39，V2/V3＝1/2.03，V3/V4＝1/1.05；补强丝采用连续无碱玻璃纤维纱(67.5TEX，即67.5克/千米)，成条机为120头，即可同时生产出120个毛饼，定位板上下各一块，每块上打直径为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，导条轮轴共四根，每根上套导条轮各30个，导条轮随导条轮轴既横动又转动，每根导条轮轴对应一块搓板，一个辊筒，每个导条轮对应一个毛网条和一根补强用连续玻璃纤维，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，三个辊筒均为顺时针旋转，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，补强丝选用直径为0.12mm不锈钢丝(SUS310S)，制得的单纱规格为2500TEX，使用温度达1000℃，并且有良好的高温强度，单纱强度见表1。
实例2
本实例在环锭工序中不加补强丝。
本实例采用二氧化硅含量为96％的短切高硅氧纤维(纤维直径8微米，纤维长度60毫米)与短切高温玻璃纤维(含SiO264％，纤维直径8微米，纤维长度40毫米)为主要原料，两者重量比为80∶20，合毛油加入量为所铺毛总重量的1.3％，其它条件同实例1。
本实例的过程与实例1基本相同，只是在步骤(3)的环锭工序中不加补强丝。
本实例所制得的产品使用温度达1000℃。且具有良好的电气绝缘性能。
实例3
本实例采用二氧化硅含量为96％的短切高硅氧纤维(纤维直径8微米，纤维长度60毫米)与粘胶纤维(纤维直径1.5微米，纤维长度38毫米)为主要原料，两者重量比为80∶20，合毛油加入量为所铺毛总重量的1.2％，其它条件同实例1，制得的单纱规格为2500TEX。
本实例的过程与实例1基本相同，只是铺毛工序中用粘胶纤维代替短切无碱玻璃纤维，工序相同。
本实例所制得的产品使用温度达1000℃，单纱强度见表1。
实例4
本实例采用二氧化硅含量为96％的短切高硅氧纤维(纤维直径8微米，纤维长度60毫米)和短切高温玻璃纤维(含SiO264％，纤维直径6微米，纤维长度40毫米)为主要原料，两者加入量(按两者重量之和为100计)为80∶20，其它条件同实例1。
本实例的过程同实例1，本实例所制得的单纱规格为2500TEX，使用温度达1000℃，单纱强度见表1。
实例5
本实例是本发明产品的应用实例。
将实例1得到的混纺单纱用普通合股机，将其2股合为一股，按已知技术织造耐高温绝热布，产品平整洁净，最高使用温度达1000℃。
实施例6
本实例是本发明产品的应用实例。
采用申请号96201368.4提出的倒悬式编绳机，用实例1得到的混纺单纱编织成耐高温圆编绳，最高使用温度1000℃，可用于窑炉炉门密封。
表1单纱抗拉强度
| 实例 | 抗拉强度/牛顿 | ||||
| 常温 | 400℃ | 600℃ | 800℃ | 1000℃ | |
| 实例1实例3实例4 | 22.820.421.9 | 20.215.820.6 | 14.61218.5 | 9.38.814.2 | 6.36.26.6 |
Claims (8)
1.一种高硅氧纤维混纺纱，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，即先将短切高硅氧纤维与工艺辅料分层相间铺置在毛帘上，每铺毛一层都要均匀地喷加合毛油，合毛油加入量为所铺毛总重量的0.5-1.5％，然后启动毛帘，将铺毛送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，并且每个毛网条都含有一根补强丝，毛网条被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进入压力机构的同时加入补强丝一同进入压力机构，进行真捻，制得规格为250-2500TEX，即250-2500克/千米的单纱。
2.按照权利要求1所述的高硅氧纤维混纺纱，其特征是所述的短切高硅氧纤维与工艺辅料的含量(按两者重量之和为100计)分别为65-95％和5-35％。
3.按照权利要求1所述的高硅氧纤维混纺纱，其特征是所述的短切高硅氧纤维中SiO2含量为92％-99％。
4.按照权利要求1所述的高硅氧纤维混纺纱，其特征是所述的工艺辅料包括短切无碱、中碱、高温玻璃纤维或有机纤维。
5.按照权利要求1所述的高硅氧纤维混纺纱，其特征是步骤(2)梳毛工序所述的补强丝为连续玻璃纤维，包括连续的无碱、中碱、高温玻璃纤维或高硅氧纤维。
6.按照权利要求1所述的高硅氧纤维混纺纱，其特征是步骤(3)环锭工序所述的补强丝为金属丝或连续的无碱、中碱、高温玻璃纤维或高硅氧纤维。
7.按照权利要求6所述的高硅氧纤维混纺纱，其特征是所述的金属丝包括铜丝、不锈钢丝或高温镍铬合金丝，其直径是0.08-0.18mm。
8.按照权利要求1所述的高硅氧纤维混纺纱的应用，其特征是将制得的单纱用普通合股机或将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，制得纱成品，用它们直接织造或编织产品，包括布、带、帘、垫、扭绳、三股绳、低密度松绳、编绳、盘根或套管。
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