一种高强、阻燃、抗静电混纺纱线及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强、阻燃、抗静电混纺纱及其生产方法，由60～80wt%长度35～40mm、线密度1.65～1.86dtex，经抗静电油剂预处理的芳纶1414；20～40wt%长度25～31mm、细度1.54～2dtex的棉纤维经开清、梳棉、并条、粗纱、细纱工序混纺制成单纱，最后在络并捻工序并入0.5～5wt%的导电长丝，并和加捻制成。本发明的混纺纱线充分利用了芳纶1414纤维的高度取向性和极强的链间结合力、棉纤维的良好吸湿性和导电长丝的较低比电阻，具有高强、阻燃、抗静电特性，特别适用于要求特种防护功能的产业用纺织品。
【专利说明】一种高强、阻燃、抗静电混纺纱线及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织【技术领域】，涉及一种纱线及其生产方法，特别是涉及一种具有高强、阻燃、抗静电性能的混纺纱线及其生产方法。
【背景技术】
[0002]随着现代科学技术的发展进步，高技术纺织品得到深入而广泛的研究，各纺织应用领域都对纺织品提出日渐丰富功能化的要求，而研发集多种功能于一身的纤维制品就成为当务之急。常规纺织纤维，特别是化学纤维不但大多属于可燃或易燃材料，而且具有很高的绝缘性。考虑到这两方面的缺陷，为确保采矿、消防、兵工等涉及危险领域的从业人员的安全，兼顾服装耐用性及舒适性，有必要研究一种高强、阻燃、抗静电的纤维制品。
[0003]芳纶1414(聚对苯二甲酰对苯二胺纤维)由于良好的绝缘性和抗腐蚀性，尤其是突出的高强度、高模量和耐高温等特性，成为备受国内外业界关注的高性能材料。目前，织物中添加导电纤维是一种解决纺织制品起静电问题公认的最有效方法。通常，一种纤维很难做到同时兼顾功能性与服用性，将多种纤维原料混纺可达到扬长避短的效果。因而，选用原料将以何种比例进行混纺以及采用何种纺纱工艺，直接影响着成品的性能，特别地取决于各个行业对产品的特殊需求，也正是该【技术领域】研究人员有待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术中集多种功能于一身的纱线品种匮乏的问题，提供一种功能持久而稳定的高强、阻燃、抗静电混纺纱线。
[0005]本发明的目的还在于提供一种上述混纺纱线的生产方法，以解决现有技术下混纺纱线的防护功能及耐用性差、性能不稳定的问题。
[0006]本发明所述的高强、阻燃、抗静电混纺纱线包含有60?80wt%长度35?40mm、线密度1.65?1.86dtex,经抗静电油剂预处理的芳纟仑1414 (聚对苯二甲酰对苯二胺纤维)；20?40wt%长度25?31_、细度1.54?2dtex的棉纤维；以及0.5?5wt%的导电长丝，由芳纶1414与棉纤维混纺制成单纱，在不少于两股单纱中并入一股导电长丝，并和加捻制成。
[0007]所述的导电长丝优选聚酯基体或聚酰胺基体的复合型有机导电纤维。其比电阻IO6?107Ω.g.cm—2，包括20D/3F黑色聚酯基体导电长丝，20D/3F灰色、黑色聚酰胺基体导电长丝或30D/3F灰色聚酰胺基体导电长丝。
[0008]其中，所述经抗静电油剂预处理的芳纶1414是向芳纶1414均匀喷洒占纤维干重
0.4%的抗静电油剂稳定乳液，并堆置24小时。所述抗静电油剂稳定乳液是由抗静电油剂与水按照1:10的重量比配成的稳定乳液。本发明使用的抗静电油剂为常规的季铵盐型阳离子表面活性剂，包括抗静电剂TM、抗静电剂SN等。
[0009]本发明所述高强、阻燃、抗静电混纺纱线的具体生产方法包括以下步骤:
a)开清:将经抗静电油剂预处理的芳纶1414与棉纤维根据所述重量比例铺层、均匀混合，进行开松处理；
b)梳棉:把混合后纤维喂入梳棉机，梳棉制成混合生条；
c)并条:采用三道并混，每道工序采用6?8条喂入，且使用四上四下，下附导向辊、压力棒式双区曲线牵伸方式；其中，每道并条条子干定量为17?22g/5m，头并后区牵伸倍数1.5?1.7，总牵伸倍数7?8.5 ;二并后区牵伸倍数1.5?1.7，总牵伸倍数7?8.5 ;三并后区牵伸倍数1.3?1.5，总牵伸倍数6.5?8.5 ;
d)粗纱:将并混后的条子喂入棉纺粗纱机，采用四罗拉双短皮圈牵伸形式纺粗纱，其中粗纱捻系数65?85，牵伸倍数6.0?8.5，后区牵伸倍数1.12?1.48 ;
e)细纱:把粗纱喂入细纱机，细纱捻系数320?400，牵伸倍数12?35，后区牵伸倍数1.25?1.50纺成细纱；
f)络筒:取步骤e)细纱两股或多股并入一股或多股导电长丝，加捻成型，捻系数320?550，捻向与细纱工序捻向相反。
[0010]其中，所述的开清工序包括将铺平的两种纤维依次通过抓棉机、混棉机、开棉机和清棉机四道工序处理，采用常规精细抓棉、时差混合、精细开松(梳针、锯片、锯齿打手开松)、低卷长重定量的原则，并在集棉罗拉前加装凹凸防粘罗拉。
[0011]所述的梳棉工序中，设置刺辊的线速度900?1500r/min，锡林辊的线速度450?600r/min,且刺辊与锡林辊的线速度比值控制在2.0?2.5之间，锡林辊与刺辊间的隔距控制在0.145?0.15mm之间，锡林辊与道夫辊间的隔距控制在0.10?0.12mm之间。
[0012]此外，在并条工序中，罗拉中心距前区35?42mm，后区45?52mm ;在粗纱工序中，罗拉中心距前区48?52mm,后区49?53_ ;细纱工序中，罗拉中心距前区41.5?43mm,后区48?51mm。
[0013]上述纺纱工艺在温度24?26°C，湿度60?65%的环境下进行。
[0014]本发明充分利用现有纺纱设备，生产出了一种功能持久稳定、服用舒适的多组分混纺纱线，结合了芳纶1414纤维由于高度取向性和极强的链间结合力而产生的高强度、高模量、抗腐蚀性能，特别是优良的耐高温特性；棉纤维良好的吸湿透气性、柔软耐特性以及导电长丝较低比电阻的抗静电性等特性，达到了优势互补的效果。
[0015]本发明制成的混纺纱线呈淡黄色，其股线线密度45?70tex，经测试，所述混纺纱线具有的单纱断裂强度是同规格普通纯棉纱线的3倍以上。
[0016]利用本发明混纺纱线制成的织物，依据GB/T 5454-1997标准测得其阻燃性能极限氧指数不低于24%，且织物点对点电阻也达到了 GB/T 12704— 2009技术要求B级。此夕卜，在阻燃、抗静电效果达到国家相关规定的前提下持久稳定，非常适合用于有特殊防护功能要求的行业。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明作进一步的描述。以下实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0018]实施例1
芳纶1414纤维使用美国杜邦公司的Kevlar，棉纤维为普通细绒棉，导电长丝选择22T-5-623聚酯基体的复合型有机导电长丝。[0019]将抗静电油剂SN与水按照1:10的配比配成稳定乳液，以乳液占纤维干重的0.4%均匀喷洒在芳纶1414纤维上，堆置24小时，对芳纶1414纤维进行预处理。
[0020]开清工序中，将上述预处理的芳纶1414纤维与棉纤维按照6:4的重量比均匀混合，开清工序包括将铺平的两种纤维依次通过抓棉机、混棉机、开棉机和清棉机四道工序处理，采用常规精细抓棉、时差混合、精细开松(梳针、锯片、锯齿打手开松)、低卷长重定量的原则，并在集棉罗拉前加装凹凸防粘罗拉，开松打手应用梳针辊筒式减少纤维损伤，配置多仓混棉机提闻混和效果。
[0021 ] 梳棉工序中，混合后纤维通过梳棉机制成混合生条。其梳棉牵伸倍数90，生条定量
24.95g/5m,锡林棍转速450r/min,刺棍转速990r/min,盖板120mm/min,锡林棍与刺棍间隔距0.15mm，锡林辊与道夫辊间隔距控制在0.115mm。把两种混合后的纤维喂入加装胶圈导棉器的梳棉机，使大轧辊输出的棉网经胶圈导棉器，直接收集成束进入大喇叭口，增大龙头小压辊压力，确保生条顺利通过圈条器进入条筒。采用高速比、小隔距、多分梳、慢速度的工艺原则。
[0022]并条工序中，头并条子干定量20.84g/5m，8根并和，牵伸倍数7.98，后区牵伸倍数1.6，二并条子干定量19.67g/5m, 8根并和，牵伸倍数8.48，后区牵伸倍数1.7，三并条子干定量19.59g/5m，8根并和，牵伸倍数8.21，后区牵伸倍数1.3，罗拉握持距38mmX 50mm。
[0023]粗纱工序中，捻系数为75，干定量5.57g/10m,牵伸倍数6.89，后区牵伸倍数1.21，罗拉中心距为50mmX 51.5mm,前罗拉转速310r/min,锭子转速850r/min。
[0024]细纱工序中，捻系数为300，干定量2.62g/100m,回潮率6.8%，牵伸倍数22.0,后区牵伸倍数1.22，捻向Z捻，罗拉中心距为42mmX50mm，前罗拉转速327r/min，锭子转速16060r/min。
[0025]络筒工序中，采用“稍低络筒速度，加大络筒张力”工艺原则，在自动络筒机上两根单纱中并入一根22T-5-623聚酯基体的复合型有机导电长丝，其捻系数为395，捻向ZZS捻，即制成27.9X2+2.2tex混纺纱。
[0026]以上各个纺纱工序在温度24?26°C，湿度60?65%的环境下进行。
[0027]依照上述工艺制成的混纺纱线经测定，百米重量CV值2.5%，条干CV值11%，纱线断裂强力为761.92cN，用该种混纺纱线制成的织物的LOI为24.11%，且织物点对点电阻为
1.4 XlO100
[0028]实施例2
实验原料如实施例1所述，且各道工序工艺原则也相同，此实施例中不再赘述，仅对不同的工艺参数配置说明。
[0029]将季铵盐型抗静电油剂SN与水按照1:10的配比配成稳定乳液，以乳液占纤维干重的0.4%均匀喷洒于芳纶1414纤维上，堆置24小时后方可上机纺纱。
[0030]开清工序中，将80wt%的芳纶1414纤维与20wt%的棉纤维均匀混合，通过梳棉机制成混合生条。其梳棉牵伸倍数90，生条定量20.06g/5m,锡林辊转速440r/min，刺辊转速970r/min,盖板120mm/min,锡林棍与刺棍间隔距0.15mm,锡林棍与道夫棍间隔距控制在
0.115mm0
[0031]并条工序中头并条子干定量19.99g/5m，8根并和，牵伸倍数8.18，后区牵伸倍数1.785，二并条子干定量19.67g/5m，8根并和，牵伸倍数8.48，后区牵伸倍数1.730，三并条子干定量19.59g/5m，8根并和，牵伸倍数8.03，后区牵伸倍数1.31，罗拉握持距38mmX 50mm。
[0032]粗纱工序中，捻系数为73，干定量5.24g/10m,牵伸倍数7.5，后区牵伸倍数1.23，罗拉中心距为50mmX 51.5mm,前罗拉转速310r/min,锭子转速850r/min。
[0033]细纱工序中，捻系数为290，干定量2.60g/100m,回潮率6.8%，牵伸倍数21.0,后区牵伸倍数1.30，捻向Z捻，罗拉中心距为42mmX50mm，前罗拉转速327r/min，锭子转速16060r/min。
[0034]络筒工序中，在两根单纱中并入两根22T-3-B68Z聚酰胺基体的复合型有机导电长丝，其捻系数为395，捻向ZZS捻，即制成27.9X2+2.2X2tex混纺纱。
[0035]以上各个纺纱工序在温度24?26°C，湿度60?65%的环境下进行。
[0036]依照上述工艺制成的混纺纱线经测定，百米重量CV值3.2%，条干CV值12.3%，纱线断裂强力为782.12cN，用该种混纺纱线制成的织物的LOI为26.82%，且织物点对点电阻为 1.6 XlOl0o
【权利要求】
1.一种高强、阻燃、抗静电混纺纱线，包含有: 60?80wt%经抗静电油剂预处理的芳纶1414，所述芳纶1414的长度35?40mm、线密度 1.65 ?1.86dtex ； 20?40wt%长度25?31mm、细度1.54?2dtex的棉纤维； 0.5?5wt%导电长丝； 由芳纶1414与棉纤维混纺制成单纱，在不少于两股单纱中并入一股导电长丝，并和加抢制成。
2.根据权利要求1所述的混纺纱线，其特征是所述的导电长丝为聚酯基体或聚酰胺基体复合型有机导电纤维。
3.根据权利要求2所述的混纺纱线，其特征是所述的导电长丝为20D/3F黑色聚酯基体导电长丝，20D/3F灰色、黑色聚酰胺基体导电长丝或30D/3F灰色聚酰胺基体导电长丝。
4.根据权利要求1所述的混纺纱线，其特征是所述经抗静电油剂预处理的芳纶1414是向芳纶1414均匀喷洒占纤维干重0.4%的抗静电油剂稳定乳液，堆置24小时。
5.根据权利要求4所述的混纺纱线，其特征是所述的抗静电油剂稳定乳液由抗静电油剂与水按照1:10的重量比配成的稳定乳液。
6.权利要求1高强、阻燃、抗静电混纺纱线的生产方法，包括以下步骤: a)开清:将经抗静电油剂预处理的芳纶1414与棉纤维根据所述重量比例铺层、均匀混合，进行开松处理； b)梳棉:把混合后纤维喂入梳棉机，梳棉制成混合生条； c)并条:采用三道并混，每道工序采用6?8条喂入，且使用四上四下，下附导向辊、压力棒式双区曲线牵伸方式；其中，每道并条条子干定量为17?22g/5m，头并后区牵伸倍数1.5?1.7，总牵伸倍数7?8.5 ;二并后区牵伸倍数1.5?1.7，总牵伸倍数7?8.5 ;三并后区牵伸倍数1.3?1.5，总牵伸倍数6.5?8.5 ; d)粗纱:将并混后的条子喂入棉纺粗纱机，采用四罗拉双短皮圈牵伸形式纺粗纱，其中粗纱捻系数65?85，牵伸倍数6.0?8.5，后区牵伸倍数1.12?1.48 ; e)细纱:把粗纱喂入细纱机，细纱捻系数320?400，牵伸倍数12?35，后区牵伸倍数1.25?1.50纺成细纱； f)络筒:取步骤e)细纱两股或多股并入一股或多股导电长丝，加捻成型，捻系数320?550，捻向与细纱工序捻向相反。
7.根据权利要求6所述的混纺纱线的生产方法，其特征是所述梳棉工序中，刺辊的线速度900?1500r/min，锡林辊的线速度450?600r/min，且刺辊与锡林辊的线速度比值控制在2.0?2.5之间，锡林辊与刺辊间的隔距控制在0.145?0.15mm之间，锡林辊与道夫辊间的隔距控制在0.10?0.12mm之间。
8.根据权利要求6所述的混纺纱线的生产方法，其特征是所述并条工序中，罗拉中心距前区35?42mm,后区45?52_ ;粗纱工序中，罗拉中心距前区48?52mm,后区49?53mm ;细纱工序中，罗拉中心距前区41.5?43mm,后区48?51_。
9.根据权利要求6所述的混纺纱线的生产方法，其特征是所述纺纱过程在温度24?26°C，湿度60?65%环境下进行。
【文档编号】D02G3/04GK103541079SQ201310460317
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月6日 优先权日:2013年10月6日
【发明者】昝会云, 徐利, 戴晋明, 孙卜昆 申请人:太原理工大学