CN110117865B - 面料及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面料及其生产方法。该面料由混纺纱A和阻燃长丝B织造而成；所述混纺纱A由阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺而成；所述阻燃长丝B为芳纶长丝。本发明的面料具有良好的热防护性。
Description
技术领域
本发明涉及一种面料及其生产方法，尤其是一种热防护面料及其生产方法。
背景技术
现代社会中，火灾会造成人员伤亡。在战场中，战士通常需要面对燃烧弹、炮弹等燃烧环境，导致战士烧伤丧失战斗力。许多严重的烧伤源于服装的燃烧及热能的传导。服装燃烧时皮肤的烧伤甚至比直接暴露于火焰中的皮肤更严重。如果失火现场人员穿着的服装同时具有阻燃和热防护性能，人员在火灾中逃出的机率就更大，所受的烧伤概率也会越少。
热防护性能(TPP)是用于表征阻燃防护服面料暴露于辐射热源和对流热源的隔热性能，能够直接反应战场火焰、高温热辐射双重威胁下，造成人体二级烧伤的防护能力。军警、特种部队等特殊行业的工作服需要具有阻燃、高强、热防护和舒适性等性能要求，因此开发一款具有以上多功能的面料具有重要的现实意义。
CN109629056A公开了一种多组分阻燃纤维与锦纶66长丝混纺生产的包芯柔洁纺纱，以阻燃粘胶、芳纶1414、导电纤维及锦纶66长丝四种纤维为原料，将其中三种短纤经过清花工序、梳棉工序、并条工序、粗纱工序，在细纱工序采用包芯柔洁纺的纺纱方法，加入锦纶长丝，经过络筒工序，得到支数为16支的包芯柔洁纺纱。上述纺纱可用于生产阻燃防护服，但其性能仍然有待于提高。
CN109295576A公开了一种阻燃纱线，由包括如下质量百分比的原料制备而成：56％～64％阻燃粘胶纤维、23％～31％对位芳纶1414、6％～14％锦纶以及2％～6％芳纶基导电纤维。该阻燃纱线可作为生产32支高服用性能阻燃纱线，但其性能仍然有待于提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种面料，其热防护性得到进一步改善。进一步地，本发明的面料的透气性得到改善。本发明另一个目的在于提供一种上述面料的生产方法，其可以稳定生产热防护面料。
本发明提供一种面料，其由混纺纱A和阻燃长丝B织造而成；所述混纺纱A由阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺而成；所述阻燃长丝B为芳纶长丝；
基于面料的总重量，阻燃粘胶短纤维的用量为55～71wt％、芳纶短纤维的用量为12～27wt％、锦纶短纤维的用量为9～11wt％、导电短纤维的用量为2～4wt％、芳纶长丝的用量为4～8wt％。
根据本发明的面料，优选地，基于面料的总重量，阻燃粘胶短纤维的用量为60～62wt％、芳纶短纤维的用量为21～25wt％、锦纶短纤维的用量为9～11wt％、导电短纤维的用量为2～4wt％、芳纶长丝的用量为5～6wt％。
根据本发明的面料，优选地，基于面料的总重量，阻燃粘胶短纤维的用量为61～62wt％、芳纶短纤维的用量为21～22wt％、锦纶短纤维的用量为9～10wt％、导电短纤维的用量为3～3.5wt％、芳纶长丝的用量为5.5～6wt％。
根据本发明的面料，优选地，导电短纤维以尼龙6为母体聚合物。
根据本发明的面料，优选地，所述混纺纱A和阻燃长丝B在面料的经向和纬向均使用。
根据本发明的面料，优选地，所述混纺纱A的纱线支数为20～40S/2。
根据本发明的面料，优选地，所述面料的平方米重量为150～260g/m2。
根据本发明的面料，优选地，所述面料的热防护性TPP大于9.5cal/cm2。
根据本发明的面料的生产方法，优选地，包括如下步骤：
(1)纺纱：将阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺依次经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、蒸纱、络筒、并线、倍捻和蒸纱工序制成混纺纱；
(2)织布：将混纺纱A和阻燃长丝B经过整经、穿综穿筘和织造工序形成坯布；和
(3)印染后整理：将坯布经过缝头、烧毛、前处理、定型、印花、焙烘、蒸化皂洗和拉幅定型工序得到面料。
根据本发明的面料的生产方法，优选地，梳棉工序中，锡林速度为200～500rpm，道夫速度为8～20rpm；
并条工序中，头并前罗拉速度为1000～2000rpm；二并前罗拉速度为1000～2000rpm；三并前罗拉速度为1000～2000rpm；
粗纱工序中，前罗拉速度为150～250rpm，锭子速度为600～800rpm；
细纱工序中，锭子速度为8000～15000rpm；
络筒工序中，络纱速度为600～1500rpm；
并纱工序中，并纱速度为300～800rpm；
倍捻工序中，锭子速度为3000～8000rpm，引纱速度为60～120m/min；
蒸纱工序中，单纱定型温度为85～110℃；股线定型温度为105～125℃，定型时间为50～90min；
前处理工序中，前处理温度为70～98℃；
定型工序中，定型温度为150～230℃，定型时间为25～70s；
印花工序中，印花温度为70～100℃，车速为35～60m/min；
焙烘工序中，焙烘温度为150～230℃，车速为35～60m/min；
蒸化皂洗工序中，蒸箱温度为120～150℃，皂洗温度为70～98℃，车速为35～60m/min；
拉幅定型工序中，拉幅温度为160～165℃，车速为35～45m/min。
本发明将锦纶短纤维与阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、导电短纤维混纺而成，然后配合芳纶长丝，从而提高了面料的热防护性能。此外，本发明通过优选合适的配比，改善了面料的透气性，穿着舒适。本发明的面料可用于军警、消防、化工、石油等领域服装面料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
<防护面料>
本发明的面料具有良好的热防护性能。此外，其还可以具有良好的阻燃和力学性能。因此，本发明的面料可以为一种热防护面料，其具有良好的阻燃和力学性能。热防护性能(TPP)是用于表征阻燃防护服面料暴露于辐射热源和对流热源的隔热性能，能够直接反应战场火焰、高温热辐射双重威胁下，造成人体二级烧伤的防护能力。TPP测试方法目前采用GB/T8965.1中附录A方法进行测试。
本发明的面料由混纺纱A和阻燃长丝B织造而成。在某些实施方案中，在经纱和纬纱中均含有混纺纱A和阻燃长丝B。在另一些实施方案中，在经纱中或者纬纱中含有混纺纱A和阻燃长丝B。在又一些实施方案中，在经纱中含有混纺纱A和阻燃长丝B；纬纱中不含混纺纱A；或者在纬纱中含有混纺纱A和阻燃长丝B；经纱中不含混纺纱A。根据本发明一个优选的实施方式，在经纱和纬纱中均含有混纺纱A和阻燃长丝B；亦即混纺纱和阻燃长丝B在面料的经向和纬向均使用。这样有利于提高热防护性。
混纺纱A由阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺而成。在不影响热防护性的前提下，可以添加其他纤维。本发明发现，仅由阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺而成的混纺纱A更加有利于改善热防护性和透气性。阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维的种类并没有特别限制，可以采用市场上常用的那些纤维材料。现有技术选择锦纶长丝织入面料中，无法从根本上改善面料耐磨性。本发明选择锦纶短纤维，能够提升面料耐磨性。混纺纱A的纱线支数为20～40S/2，优选为30～36S/2，更优选为30～32S/2。这样可以改善透气性能。
阻燃长丝B为芳纶长丝。芳纶长丝的实例包括但不限于对位芳纶1414长丝。本发明则选择芳纶长丝，既充分发挥其热防护性，又能够提升面料的撕破强力。
基于面料的总重量，阻燃粘胶短纤维的用量为55～71wt％，优选为60～62wt％，更优选为61～62wt％。基于面料的总重量，芳纶短纤维的用量为12～27wt％、优选为21～25wt％、更优选为21～23wt％。基于面料的总重量，锦纶短纤维的用量为9～11wt％、优选为9～10.5wt％、更优选为9～10wt％。基于面料的总重量，导电短纤维的用量为2～4wt％、优选为2～3.5wt％、更优选为2.5～3.5wt％。基于面料的总重量，芳纶长丝的用量为4～8wt％、优选为5～6wt％、更优选为5.5～6wt％。这样可以兼顾热防护性和透气性。
根据本发明的一个实施方式，基于面料的总重量，阻燃粘胶短纤维的用量为55～71wt％、芳纶短纤维的用量为12～27wt％、锦纶短纤维的用量为9～11wt％、导电短纤维的用量为2～4wt％、芳纶长丝的用量为4～8wt％。根据本发明的另一个实施方式，阻燃粘胶短纤维的用量为60～62wt％、芳纶短纤维的用量为21～25wt％、锦纶短纤维的用量为9～11wt％、导电短纤维的用量为2～4wt％、芳纶长丝的用量为5～6wt％。根据本发明的再一个实施方式，阻燃粘胶短纤维的用量为61～62wt％、芳纶短纤维的用量为21～22wt％、锦纶短纤维的用量为9～10wt％、导电短纤维的用量为3～3.5wt％、芳纶长丝的用量为5.5～6wt％。
本发明的导电短纤维也可以称之为抗静电短纤维。导电短纤维以尼龙6为母体聚合物，添加导电成分碳粉末或者金属粉末。可以采用市售产品。作为优选，导电短纤维为北京莱悦信亿纺织品有限公司生产的
638纤维。
本发明的面料的平方米重量可以为150～260g/m2。优选地，面料的平方米重量210～220g/m2。根据本发明的一个实施方式，面料的平方米重量为211～215g/m2。这样可以兼顾热防护性和透气性。面料的热防护性TPP大于9.5cal/cm2，优选大于10cal/cm2，例如为10～12cal/cm2。
<生产方法>
以下介绍本发明的面料的生产方法包括纺纱步骤，织布步骤，印染后整理步骤。
在纺纱步骤中，将阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺依次经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、蒸纱、络筒、并线、倍捻和蒸纱工序制成混纺纱。
梳棉工序中，锡林速度可以为200～500rpm，优选为350～360rpm；道夫速度可以为8～20rpm，优选为15～16rpm。
并条工序包括三道。头并前罗拉速度可以为1000～2000rpm，优选为1100～1200rpm。二并前罗拉速度为1000～2000rpm，优选为1100～1200rpm。三并前罗拉速度为1000～2000rpm，优选为1000～1100rpm。
粗纱工序中，前罗拉速度为150～250rpm，优选为210～220rpm；锭子速度为600～800rpm，优选为600～700rpm。细纱工序中，锭子速度为8000～15000rpm。优选为10500～11000rpm。
络筒工序中，络纱速度为600～1500rpm，优选为950～1000rpm。并纱工序中，并纱速度为300～800rpm，优选为550～600rpm。倍捻工序中，锭子速度为3000～8000rpm，优选为5500～6000rpm；引纱速度为60～120m/min，优选为90～100m/min。蒸纱工序中，单纱定型温度为85～110℃，优选为95～100℃；股线定型温度为105～125℃，优选为110～113℃；定型时间为50～90min，优选为58～66min。
在织布步骤中，将混纺纱A和阻燃长丝B经过整经、穿综穿筘和织造工序形成坯布。将纱线采用剑杆织机织造，制成待用坯布。坯布单位面积质量为202～208g/m2。
在印染后整理步骤中，将坯布经过缝头、烧毛、前处理、定型、印花、焙烘、蒸化皂洗和拉幅定型工序得到面料。缝头、烧毛采用常规方法，不再赘述。前处理工序中，前处理温度为70～98℃。对面料进行前处理，洗去面料表面脏污。车速为90～100m/min。1#冷水洗，2#-4#温度为90～95℃水洗，5#-7#温度为85～95℃水洗，最后一格8#温度为75～85℃水洗。
定型工序中，定型温度为150～230℃，优选为190～195℃；定型时间为25～70s，优选为40～50s。印花工序中，印花温度为70～100℃，优选为90～100℃；车速为35～60m/min，优选为41～45m/min。焙烘工序中，焙烘温度为150～230℃，优选为190～195℃；车速为35～60m/min，优选为45～47m/min。蒸化皂洗工序中，蒸箱温度为120～150℃，优选为130～135℃；皂洗温度为70～98℃，优选为80～85℃；车速为35～60m/min，优选为45～47m/min。拉幅定型工序中，拉幅温度为150～180℃，车速为35～45m/min。
实施例1
本实施例的面料由混纺纱A和阻燃长丝B交织而成；所述混纺纱A由阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺而成；所述阻燃长丝B为芳纶长丝。基于面料的总重量，阻燃粘胶短纤维的用量为61wt％、芳纶短纤维的用量为21wt％、锦纶短纤维的用量为9wt％，导电短纤维的用量为3wt％，芳纶长丝的用量为6wt％。导电短纤维为北京莱悦信亿纺织品有限公司生产的
638纤维。其他均为市售常规纤维。
<纺纱>
将阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维用环锭纺纺纱工艺纺制成30S/2混纺纱A，具体工序包括清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、蒸纱、络筒、并线、倍捻和蒸纱工序。
在清花工序中，棉卷定量为380g/m；棉卷罗拉速度为12rpm。
在梳棉工序中，生条定量为20g/5m。
并条工序共三道，头并前罗拉速度为1200rpm；二并前罗拉速度为1200rpm；三并前罗拉速度为1100rpm；头并定量为18g/5m；二并定量为17.5g/5m；三并定量为16.2g/5m。
粗纱工序中，前罗拉速度为210rpm，锭子速度为700rpm。粗纱定量为6.02g/10m。
细纱工序中，锭子速度为11000rpm；前罗拉速度为180rpm。采用张力均匀稳定可提高纱线质量的PG4254钢领；钢丝圈选用表面光洁度高耐磨性好的w321-48#型钢丝圈。细纱定量为1.97g/100m。
络筒工序中，络纱速度为950rpm。
并纱工序中，张力盘为20g；并纱速度为600rpm。
倍捻工序中，锭子速度为6000rpm；引纱速度为100m/min。
对单纱和股线进行蒸纱，提高纱线性能，减少纱线飞花。蒸纱工序中，单纱定型温度为90℃；股线定型温度为110℃；定型时间为60min。
<织布>
将混纺纱A和阻燃长丝B经过整经、穿综穿筘和织造工序形成坯布。采用剑杆织机织造，制成待用坯布。经密为280～285根/10cm，纬密为225～230根/10cm，坯布单位面积质量为202～208g/m2。
<印染后整理>
将坯布经过缝头、烧毛、前处理、定型、印花、焙烘、蒸化皂洗和拉幅定型工序得到面料。经过缝头和烧毛的面料进行前处理，洗去面料表面脏污。车速为95m/min。1#冷水洗，2#-4#温度为90～95℃水洗，5#-7#温度为85～95℃水洗，最后一格8#温度为75～85℃水洗。
定型温度为195℃，时间为40s。
印花温度为95℃，车速为45m/min。
焙烘温度为195℃，车速为45m/min。
蒸化皂洗车速为46m/min，蒸箱温度为135℃；采用70g/L的NaOH溶液，90g/L保险粉溶液。前段温度90～95℃，后段85～95℃水洗，最后一格75～85℃水洗。
拉幅温度为165℃，车速为40m/min，轧车压力为0.08MPa。
实施例2
本实施例的面料由混纺纱A和阻燃长丝B交织而成；所述混纺纱A由阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺而成；所述阻燃长丝B为芳纶长丝。基于面料的总重量，阻燃粘胶短纤维的用量为57wt％、芳纶短纤维的用量为27wt％、锦纶短纤维的用量为9wt％，导电短纤维的用量为3wt％，芳纶长丝的用量为4wt％。导电短纤维为北京莱悦信亿纺织品有限公司生产的
638纤维。其他均为市售常规纤维。
<纺纱>
将阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维用环锭纺纺纱工艺纺制成36S/2混纺纱A，具体工序包括清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、蒸纱、络筒、并线、倍捻和蒸纱工序。
在清花工序中，棉卷定量为380g/m；棉卷罗拉速度为12rpm。
在梳棉工序中，生条定量为20g/5m。
并条工序共三道，头并前罗拉速度为1200rpm；二并前罗拉速度为1200rpm；三并前罗拉速度为1100rpm；头并定量为18g/5m；二并定量为17.5g/5m；三并定量为16.2g/5m。
粗纱工序中，前罗拉速度为210rpm，锭子速度为700rpm。粗纱定量为6.02g/10m。
细纱工序中，锭子速度为11000rpm；前罗拉速度为180rpm。采用张力均匀稳定可提高纱线质量的PG4254钢领；钢丝圈选用表面光洁度高耐磨性好的w321-48#型钢丝圈。细纱定量为1.64g/100m。
络筒工序中，络纱速度为950rpm。
并纱工序中，张力盘为20g；并纱速度为600rpm。
倍捻工序中，锭子速度为6000rpm；引纱速度为100m/min。
对单纱和股线进行蒸纱，提高纱线性能，减少纱线飞花。蒸纱工序中，单纱定型温度为90℃；股线定型温度为110℃；定型时间为60min。
<织布>
将混纺纱A和阻燃长丝B经过整经、穿综穿筘和织造工序形成坯布。采用剑杆织机织造，制成待用坯布。经密为330～335根/10cm，纬密为285～290根/10cm，坯布单位面积质量为202～208g/m2。
<印染后整理>
将坯布经过缝头、烧毛、前处理、定型、印花、焙烘、蒸化皂洗和拉幅定型工序得到面料。
经过缝头和烧毛的面料进行前处理，洗去面料表面脏污。车速为95m/min。1#冷水洗，2#-4#温度为90～95℃水洗，5#-7#温度为85～95℃水洗，最后一格8#温度为75～85℃水洗。
定型温度为195℃，时间为40s。
印花温度为95℃，车速为45m/min。
焙烘温度为195℃，车速为45m/min。
蒸化皂洗车速为48m/min，蒸箱温度为125℃；采用70g/L的NaOH溶液，90g/L保险粉溶液。前段温度90～95℃，后段85～95℃水洗，最后一格75～85℃水洗。
拉幅温度为162℃，车速为40m/min，轧车压力为0.08MPa。
表1
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。
Claims (2)
1.一种面料的生产方法，其特征在于，所述面料由混纺纱A和阻燃长丝B织造而成；所述混纺纱A和阻燃长丝B在面料的经向和纬向均使用；所述面料的热防护性TPP大于10cal/cm2，热防护性TPP采用GB/T8965.1中附录A方法进行测试；所述面料的平方米重量为150～260g/m2；所述混纺纱A由阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维混纺而成；所述阻燃长丝B为芳纶长丝；基于面料的总重量，阻燃粘胶短纤维的用量为61wt%、芳纶短纤维的用量为21wt%、锦纶短纤维的用量为9wt%、导电短纤维的用量为3wt%、芳纶长丝的用量为6wt%；其中，所述导电短纤维以尼龙6为母体聚合物，添加导电成分碳粉末或者金属粉末；
所述生产方法包括如下步骤：
（1）纺纱：将阻燃粘胶短纤维、芳纶短纤维、锦纶短纤维和导电短纤维依次经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、蒸纱、络筒、并线、倍捻和蒸纱工序制成混纺纱；
（2）织布：将混纺纱A和阻燃长丝B经过整经、穿综穿筘和织造工序形成坯布；和
（3）印染后整理：将坯布经过缝头、烧毛、前处理、定型、印花、焙烘、蒸化皂洗和拉幅定型工序得到面料；
梳棉工序中，锡林速度为200～500rpm，道夫速度为8～20rpm；
并条工序中，头并前罗拉速度为1000～2000rpm；二并前罗拉速度为900～1800rpm；三并前罗拉速度为1000～2000rpm；
粗纱工序中，前罗拉速度为150～250rpm，锭子速度为600～800rpm；
细纱工序中，锭子速度为8000～15000rpm；
络筒工序中，络纱速度为600～1500rpm；
并纱工序中，并纱速度为300～800rpm；
倍捻工序中，锭子速度为3000～8000rpm，引纱速度为60～120m/min；
蒸纱工序中，单纱定型温度为85～110℃；股线定型温度为105～125℃，定型时间为50～90min；
前处理工序中，前处理温度为70～98℃；
定型工序中，定型温度为150～230℃，定型时间为25～70s；
印花工序中，印花温度为70～100℃，车速为35～60m/min；
焙烘工序中，焙烘温度为150～230℃，车速为35～60m/min；
蒸化皂洗工序中，蒸箱温度为120～150℃，皂洗温度为70～98℃，车速为35～60m/min；
拉幅定型工序中，拉幅温度为150～180℃，车速为35～45m/min。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述混纺纱A的纱线支数为20S/2～40S/2。
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