一种不锈钢包覆纱及其加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包覆纱及其加工方法，尤其涉及一种不锈钢包覆纱及其加工方法。
【背景技术】
[0002]不锈钢纤维是以304、304L或316、316L等钢号的不锈钢线材为原料，采用单丝拉拔法、集束拉拔法等方法加工而成的微米级的细丝。由于特殊的材质和尺度，不锈钢纤维具有防电磁波、防静电、导电、耐高温、耐切割、耐磨擦、可过滤、吸隔音等八大功能，可广泛用于制作防静电工作服(电子元件生产、加油站静电危害场所)、防静电过滤布(过滤带电粉尘)、防雷达侦察遮障布(坦克、大炮伪装)、防电磁波辐射服(人身防护)、屏蔽用贴墙布(防止外来信号干扰及侦察)、假雷达靶子(迷惑目标)、除电布(消除器皿或材料带电)、高压带电作业服(不停电检修输电线路)及高温气体/酸碱性液体/污水处理过滤毡等服用、装饰用和产业用纺织品。
[0003]由于不锈钢纤维材料弯曲弹性差，与金属机件摩擦力大，直径较小时强力低，除了少量产品外，一般并不能直接用于纤维制品的加工，必须借助于再加工技术，制成具有后续加工所需机械物理性能的材料。
[0004]不锈钢纤维的再加工技术目前主要有混纺、包芯、交捻及空心锭包缠(又称机械包缠)等技术。
[0005]混纺技术是先采用牵切、切断等技术将不锈钢长丝制成短纤维，再与其它纤维混合纺制成纱线，混和的方法可以采用散纤维混和(梳棉机混和)，也可采用条子混和(并条机混和)。由于不锈钢短纤维抱合力差，无论采用何种混和方法，加工难度都很大，成纱强力和条干差，后续加工困难；同时不锈钢纤维的混纺比也不能过大，一般不超过20%，否则成纱困难，生产不能正常进行。由于混纺比(含量)的限制，以及在纱线中不锈钢纤维是不连续的短纤维状态，混纺技术制成的不锈钢纱线材料的功能化用途受到了一定限制，只能用于抗静电、防侦察类用途，同时制品机械物理性能较差，坚牢度不理想。而且，如果不锈钢纤维直径较大，不锈钢短纤维混纺产品在贴身穿着时，还会有刺痒感问题。从可加工性、制品的功能性保障需要、后续加工需要、制品机械物理性能要求及制品舒适性需要等方面综合考虑，不锈钢纤维以短纤维形式进行再加工制取纱线材料，是不可取的。
[0006]包芯技术即以不锈钢长丝为芯丝，利用环锭包芯技术、喷气包芯技术等包芯纱生产技术，通过外包短纤维纱条对芯丝的加捻包覆，纺制包芯纱。由于不锈钢纱芯表面光滑，采用包芯技术制得的具有“芯-鞘”结构的不锈钢包芯纱具有如下质量缺陷:
[0007]①芯纱直径受限制。包芯纱需要较大的芯/鞘比才能实现芯丝的包覆，不“露芯”，因此芯纱直径不能太大，一般不超过ΙΟμπι，否则包覆困难，露芯严重。
[0008]②较细的不锈钢芯丝容易断头，造成“缺芯纱”现象，且不容易察觉。
[0009]③不锈钢芯纱随外包缠纤维一起加捻，受到一定扭转作用，对不锈钢芯丝机械物理性能损伤严重。
[0010]④在受到摩擦作用(尤其是轴向摩擦)时，不锈钢包芯纱极易发生“芯鞘滑移”，造成纱线剥皮，结构破坏，这也是不锈钢包芯纱最大的缺陷。由于在后续加工中纱线受到的轴向摩擦作用较多，造成了后续加工的困难。
[0011]交捻技术是不锈钢丝和其它纱线并合后，在倍捻机上加捻形成的交捻纱线。不锈钢长丝部分外露。由于加捻作用，也会产生类似包芯纱的不锈钢丝因加捻扭转造成机械物理性能损伤问题，而且由于不锈钢纤维部分外露，在后续加工中与金属机件摩擦，当不锈钢丝细度较小时，会发生断丝。
[0012]采用空心锭包缠技术，通过外包缠纱(丝)对不锈钢丝的两次“X向”交叉缠绕，实现对不锈钢芯丝的缠绕包覆。由于包缠纱以螺旋线缠绕在不锈钢芯丝上，外包缠纱与不锈钢芯丝相互滑移得到了一定程度改善，在包缠捻度不是很大时纱线结构较稳定。但该技术也存在下述不足:
[0013]①纱线为外包缠纱对不锈钢丝的缠绕包覆，尽管采用交叉缠绕的双包包缠，由于包缠捻度不可能太大，否则会造成纱线结构不稳定，易于扭结成小辫子，这就造成包覆效果不理想，有露芯现象发生。一般外包缠纱的直径只有0.1?0.2mm左右(外包缠纱直径相对太大时，包缠气圈离心力大，与不锈钢芯丝只能形成交捻，而不能形成外包缠纱随不锈钢芯丝的包缠)，即使两次包缠的捻度都较大，如达到1000捻/m，对应1mm长芯丝上只有一个包缠捻回，1mm长不锈钢丝芯丝上被两根包缠纱覆盖的区域长度也不会超过0.4mm，即使考虑到外包缠纱在包缠张力作用下压扁变形，仍不能将不锈钢芯丝完全覆盖，还是会有部分露芯现象。
[0014]②外包缠纱对不锈钢芯丝的缠绕，虽然比短纤须条对不锈钢芯丝包覆的芯鞘滑移困难，但由于不锈钢与纱线接触面较小，摩擦力仍不足以较好解决相互轴向滑移问题，在后续加工中仍有芯鞘滑移现象。
[0015]③当不锈钢包缠纱收到轴向拉伸作用时，不锈钢丝与外包缠纱一起伸长，外力去除后，由于不锈钢丝因拉伸而产生的塑性变形大于作为外包缠纱的常规纤维纱线，拉伸产生的伸长不能全部回复，此时不锈钢丝会从外包缠纱缠绕螺旋线间隙处“拱起”，形成纱线的起拱外观，虽不致造成不锈钢丝突出纱线表面，但也会影响后续加工及布面质量。这一问题在包芯、交捻等以不锈钢长丝加工复合纱的技术中也会出现。
[0016]利用不锈钢纤维开发特种功能材料，可根据其最终用途选择不同的再加工技术，解决其可加工性问题。然而，如前所述，现有再加工技术均存在一定的问题，制约了不锈钢纤维材料的产业用材料的开发。
[0017]从不锈钢纤维后续加工需要出发，必须解决的问题有以下几个方面:
[0018]①不锈钢纤维的包覆问题。有些制品要求不锈钢纤维不要暴露在表面上，以免影响产品的外观(不锈钢纤维本身有色泽，且不可染)；从后续加工的角度出发，也不希望不锈钢纤维长丝较多地暴露在纱线材料表面，以免发生摩擦断裂可能对功能性的影响(如防电磁辐射功能)。
[0019]②不锈钢纤维的性能退化问题。较大的加捻捻度会造成不锈钢长丝的轴向扭转，损伤不锈钢纤维的性能。
[0020]③不锈钢长丝与包覆组分的相对滑移问题。由于不锈钢纤维表面光滑，在受到摩擦作用时，容易与包覆组分发生滑移，破坏纱线结构。
[0021]④纱线受到较大拉伸外力时的起拱问题。由于不锈钢芯丝受到拉伸外力而产生的伸长中塑性变形比例大于一般普通纱线(长丝纱或短线纱)，外力去除后会因变形不能完全回复而造成纱线起拱。
【发明内容】
[0022]本发明所要解决的技术问题是提供一种不锈钢包覆纱及其加工方法，能够综合解决现有技术中不锈钢功能纱线的包覆不严而露芯、不锈钢纤维因加捻扭转而造成的性能退化、不锈钢芯丝与包覆组份芯鞘滑移以及纱线受到拉伸作用时的起拱等问题。
[0023]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种不锈钢包覆纱，包括不锈钢丝，其中，所述不锈钢丝和衬芯纱并合在一起形成双芯纱，所述衬芯纱的直径大于所述不锈钢丝的直径，所述双芯纱外设有外包缠纱，所述外包缠纱包括第一外包缠纱和第二外包缠纱，所述第一外包缠纱和第二外包缠纱缠绕在双芯纱外并包覆住双芯纱，所述第一外包缠纱和第二外包缠纱的缠绕方向相反。
[0024]上述的不锈钢包覆纱，其中，所述衬芯纱为无捻长丝纱、低捻长丝纱或短纤纱。
[0025]上述的不锈钢包覆纱，其中，所述衬芯纱为低捻长丝纱，所述第一外包缠纱的缠绕方向和低捻长丝纱的捻向相反。
[0026]上述的不锈钢包覆纱，其中，所述不锈钢丝的直径为30?40um，所述衬芯纱为无捻长丝纱或低捻长丝纱，所述衬芯纱直径至少为