CN109457349A - 高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）将锦纶短纤维原料经开清工序开松除杂，再由梳棉机梳理并制成条子；（2）将金属纤维和锦纶纤维在并条机上牵伸并合，得到混合熟条；（3）将混合条子在粗纱机上制成粗纱，粗纱机牵伸比为7~11倍，粗纱捻系数为50~80；（4）将粗纱在细纱机进行牵伸，同时加入特制的高强高模涤纶长丝一起加捻，制成包芯纱，细纱机牵伸比为25~50倍，捻系数为260~320；（5）在并纱机设计加装退绕防缠装置，将多股单纱经并纱机合股，再由倍捻机加捻制成所需纱线。本发明所述纱线具有高强度、高模量、低伸长的特性，导电性能良好，是高端抗静电纺织器材用橡胶制品的复合功能增强材料。

Description

高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合功能纱线，尤其是一种高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，属于纺织纱线技术领域。
背景技术
我国是一个纺织大国，大量的纺纱设备中使用胶圈胶辊等橡胶制品，随着技术的进步、生产品种的推新，工艺上普遍采用到大牵伸、重加压、紧隔距、高速度等措施，使胶圈胶辊承受的力显著增大，这就对其强度、适纺、耐用等特性提出了更高要求。
纺织胶圈胶辊绝大多数是采用内外两层丁腈橡胶、中间层为骨架结构纱线的三层结构，加入骨架纱线的主要目的一是为了增加强度，二是为了固定基本形状，提高尺寸稳定性。因此，研制更有利于提高胶圈胶辊等橡胶制品使用性能的新型结构增强纱线，对于促进国产纺织器材用橡胶制品质量的提高具有重要意义。
从生产实践和经验总结得出，纺织胶圈胶辊应具有适宜的硬度、弹性、耐磨性与表面摩擦性能，足够的强力及尺寸稳定性和良好的抗静电性能。硬度、弹性、耐磨性和摩擦性能等主要由组成胶圈胶辊的内外层橡胶的性能及工艺处理所决定，而强力和尺寸稳定性则主要取决于骨架纱线的性能和加工工艺。理想的骨架结构纱线应具有强力高、伸长率小、弹性好、耐挠曲性好、热收缩率小、抗静电性能好、与丁腈橡胶有良好的粘结性能等特点。几十年来，国内绝大多数生产厂家采用普通纯棉或涤棉纺制的多股线作为胶圈胶辊的骨架材料，在强度和尺寸稳定性方面已无法满足现有设备的要求，且胶圈抗静电性能上还较多采用喷涂抗静电剂的方式，耐久性较差。随着产业的发展和提升，对于要求高强度、高尺寸稳定性、抗静电能好的高端纺织器材用橡胶制品所使用的复合功能结构增强材料，这方面的研究开发还是空白。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，得到的增强线产品既具有高强度、高尺寸稳定性，又具有良好导电性能，作为骨架结构材料，可制造对强度、尺寸稳定性、抗静电性能等有严格要求的高端纺织器材用橡胶制品。
按照本发明提供的技术方案，所述高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)先将锦纶短纤维原料逐一经抓棉机、混棉机、开棉机和清棉机进行开松和除杂，再经梳棉机将该纤维由卷曲块状或束状梳理成基本伸直的单纤维状态，制成均匀的梳棉条子；
(2)按15～35％的金属纤维和65～85％的锦纶纤维进行配比，两种纤维在并条机上经4～5次牵伸并合，得到混合均匀的熟条，牵伸倍数为5.7～10.0；
(3)将混合条子在粗纱机上纺制成所需粗纱，粗纱加工时的牵伸比为7～11倍，粗纱捻系数为50～80；
(4)将步骤(3)得到的粗纱在细纱机进行牵伸，并同时加入特制的高强高模涤纶长丝一起加捻，制成皮芯结构的包芯纱。皮为金属纤维和锦纶纤维混合纱，芯为高强高模涤纶长丝，细纱机的牵伸比为25～50倍，捻系数为260～320；
(5)在并纱机设计加装退绕防缠装置，将步骤(4)得到的单纱经并纱机按照2～3股进行合股，再由倍捻机加捻制成所需纱线。
进一步地，所述锦纶短纤维的线密度为1.56～2.22dtex，长度为38～51mm。
进一步地，所述金属纤维为不锈钢纤维，金属纤维的直径为6～8μm。
进一步地，所述高强高模涤纶长丝的线密度为166.7dtex，断裂强度≥7.0CN/dtex；断裂伸长率≤8.0％，模量≥50CN/dtex。
进一步地，所述复合增强线的断裂强度≥35CN/dtex，断裂伸长率≤12％，电阻≤1.0×103Ω/cm。
本发明具有以下优点：(1)本发明采用与橡胶结合性能良好的锦纶短纤维与导电的不锈钢纤维相混合，再与特制的高强高模涤纶长丝采用包芯的方式纺制成纱，并合股制成最终产品，使纱线具有高强度、低伸长和良好的导电性能，可用于制作对强度、尺寸稳定性、抗静电性能等有严格要求的高端纺织橡胶制品；(2)纺纱采用超常规纤维的生产工艺流程，充分调整工艺参数，并对机械设备进行适当改造，产品性价比较高，具有经济实用、技术可靠、产品性能满足要求的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明所采用涤纶长丝的技术性能参数为：线密度为166.7dtex；断裂强度≥7.0CN/dtex；断裂伸长率≤8.0％；模量≥50CN/dtex；密度1.38g/cm3；熔点为255～260℃；回潮率0.4％。
本发明所采用锦纶6纤维(聚酰胺6纤维)技术性能参数为：线密度为1.56～2.22dtex；纤维长度为38～51mm；断裂强度为5.0～6.4CN/dtex；断裂伸长率为18～45％；密度1.13g/cm3；熔点为220℃；回潮率4.5％。
本发明所采用不锈钢纤维牵切条的技术性能参数为：316L材质；纤维直径6～8μm；纤维长度为40～50mm；条重2～6g/m；重量不匀率≤3％；断裂强度为686～980N/mm2；断裂伸长率为≥1.0％；模量980～1078N/mm2；电阻为50～200Ω/cm；密度7.98g/cm3；熔点为1375～1450℃；≤500℃时可长期使用，1000℃时强度损失90％。
实施例1：一种高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将锦纶短纤维原料(1.56dtex，38mm)经抓棉机、混棉机和开棉机处理后，形成初步的开松混合，但还是有少量细小疵点和杂质，而且纤维束较多，因此需要经清棉机进一步开松和除杂，再经梳棉机更细致地将锦纶短纤维由卷曲块状或束状纤维状态分离成基本伸直的单纤维状态，制成均匀的梳棉条子，条重24.0g/5m；
(2)按22％的金属纤维和78％的锦纶纤维进行精确配比，两种纤维条在并条机经4次牵伸并合，牵伸倍数为6.3～8.8，得到混合均匀的熟条，条重22.4g/5m；
(3)将混合条子在粗纱机上纺制成所需粗纱，由于锦纶纤维和金属纤维的强度较高，可适当提高粗纱加工时的牵伸比，粗纱加工时的牵伸比为9.311倍，所得粗纱定量为4.8g/10m。在纺制粗纱的过程中，因为纱条要受一定的卷绕张力，细纱时也要承受一定的退绕张力，同时金属纤维卷曲度小，纤维之间易滑移，所以必须在拉伸后的纤维须条上加一定的捻度，使纱条具有一定的强力，以满足后道细纱工艺的要求，同时也因为锦纶纤维和金属纤维的强度和可纺性等因素，粗纱捻系数宜偏小控制，粗纱捻系数为62.09；
(4)将步骤(3)得到的粗纱在细纱机进行牵伸和加捻，并同时加入特制的高强高模涤纶长丝一起加捻，制成皮芯结构的包芯纱。细纱机的牵伸比设定为41.34倍，由于组成纱线的纤维刚性较强，所以捻系数偏小控制，设定为308.97；
(5)将步骤(4)得到的单纱在并纱、倍捻设备上进行合股捻线，并且在并纱机上专门设计安装了退绕防缠装置，防止因纱线刚性较强退绕时易产生“小辫子”。按2合1进行合股捻线，合股捻度495捻/m，得到成品纱线。
实施例1得到纱线的机械物理性能见表1。
表1纱线机械物理性能
检测项目 单位 检测结果
线密度 tex 30.0×2
断裂强度 CN/tex 39.3
断裂伸长率 ％ 9.6
干热收缩率 ％ -4.6
电阻 Ω/cm 1.4×10<sup>2</sup>
由表1的测试结果表明，所制得的纱线具有强度高、伸长率低、热收缩率小、导电性能好等复合功能特点，加之该纱线材质本身具有与丁腈橡胶良好的粘结性能，因此能够满足高端类型纺织橡胶制品的需求。
实施例2：一种高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将锦纶短纤维原料(线密度为2.22dtex，长度为51mm)逐一经抓棉机、混棉机、开棉机和清棉机进行开松和除杂，再经梳棉机将该纤维由卷曲块状或束状梳理成基本伸直的单纤维状态，制成均匀的梳棉条子；
(2)按15％的金属纤维和85％的锦纶纤维进行配比，两种纤维在并条机上经4次牵伸并合，得到混合均匀的熟条，牵伸倍数为7.0～8.9；所述金属纤维为不锈钢纤维，金属纤维的直径为8μm；
(3)将混合条子在粗纱机上纺制成所需粗纱，粗纱加工时的牵伸比为7.02倍，粗纱捻系数为50；
(4)将步骤(3)得到的粗纱在细纱机进行牵伸，并同时加入特制的高强高模涤纶长丝一起加捻，制成皮芯结构的包芯纱。皮为金属纤维和锦纶纤维混合纱，芯为高强高模涤纶长丝，细纱机的牵伸比为25.3倍，捻系数为260；所述高强高模涤纶长丝的线密度为166.7dtex，断裂强度≥7.0CN/dtex；断裂伸长率≤8.0％，模量≥50CN/dtex；
(5)在并纱机设计加装退绕防缠装置，将步骤(4)得到的单纱经并纱机按照2股进行合股，再由倍捻机加捻制成所需纱线；所述复合增强线的断裂强度≥35CN/dtex，断裂伸长率≤12％，电阻≤1.0×103Ω/cm。
实施例3：一种高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将锦纶短纤维原料(线密度为1.56dtex，长度为51mm)逐一经抓棉机、混棉机、开棉机和清棉机进行开松和除杂，再经梳棉机将该纤维由卷曲块状或束状梳理成基本伸直的单纤维状态，制成均匀的梳棉条子；
(2)按35％的金属纤维和65％的锦纶纤维进行配比，两种纤维在并条机上经5次牵伸并合，得到混合均匀的熟条，牵伸倍数为5.9～9.6；所述金属纤维为不锈钢纤维，金属纤维的直径为6.5μm；
(3)将混合条子在粗纱机上纺制成所需粗纱，粗纱加工时的牵伸比为10.53倍，粗纱捻系数为80；
(4)将步骤(3)得到的粗纱在细纱机进行牵伸，并同时加入特制的高强高模涤纶长丝一起加捻，制成皮芯结构的包芯纱。皮为金属纤维和锦纶纤维混合纱，芯为高强高模涤纶长丝，细纱机的牵伸比为48.41倍，捻系数为320；所述高强高模涤纶长丝的线密度为166.7dtex，断裂强度≥7.0CN/dtex；断裂伸长率≤8.0％，模量≥50CN/dtex；
(5)在并纱机设计加装退绕防缠装置，将步骤(4)得到的单纱经并纱机按照3股进行合股，再由倍捻机加捻制成所需纱线；所述复合增强线的断裂强度≥35CN/dtex，断裂伸长率≤12％，电阻≤1.0×103Ω/cm。

Claims (5)

1.一种高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）先将锦纶短纤维原料逐一经抓棉机、混棉机、开棉机和清棉机进行开松和除杂，再经梳棉机将该纤维由卷曲块状或束状梳理成基本伸直的单纤维状态，制成均匀的梳棉条子；
（2）按15~35%的金属纤维和65~85%的锦纶纤维进行配比，两种纤维在并条机上经4～5次牵伸并合，得到混合均匀的熟条，牵伸倍数为5.7~10.0；
（3）将混合条子在粗纱机上纺制成所需粗纱，粗纱加工时的牵伸比为7~11倍，粗纱捻系数为50~80；
（4）将步骤（3）得到的粗纱在细纱机进行牵伸，并同时加入特制的高强高模涤纶长丝一起加捻，制成皮芯结构的包芯纱
皮为金属纤维和锦纶纤维混合纱，芯为高强高模涤纶长丝，细纱机的牵伸比为25~50倍，捻系数为260~320；
（5）在并纱机设计加装退绕防缠装置，将步骤（4）得到的单纱经并纱机按照2~3股进行合股，再由倍捻机加捻制成所需纱线。
2.如权利要求1所述的高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，其特征是：所述锦纶短纤维的线密度为1.56~2.22dtex，长度为38~51mm。
3.如权利要求1所述的高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，其特征是：所述金属纤维为不锈钢纤维，金属纤维的直径为6~8μm。
4.如权利要求1所述的高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，其特征是：所述高强高模涤纶长丝的线密度为166.7dtex，断裂强度≥7.0CN/dtex；断裂伸长率≤8.0%，模量≥50CN/dtex。
5.如权利要求1所述的高模量低阻值纺织器材用橡胶复合增强线的制备方法，其特征是：所述复合增强线的断裂强度≥35CN/dtex，断裂伸长率≤12%，电阻≤1.0×103Ω/cm。
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