五组份交织而成的防静电阻燃面料及其混纺工艺系统的制作方法

1.本发明属于纺织领域。


背景技术：

2.从材质上：防静电防护服一般采用芳纶为主要单一成分或与其它二组份、三组份；材料面料的产品成本高、阻燃和热防护性能低、产品缩水变化可控性差及产品抗撕裂强度很难达到使用要求等特点；
3.从面料的工艺上：现有的用于纺织防静电防护服面料的合股纱线的捻距都是一致，如图1所示，一般而言长捻距的合股纱线1.2纺织出来的面料更加柔软，其面料可以用在关节等活动区域；短捻距合股纱线1.1所所纺织出来的布料更加紧致厚实，适合胸背处需要保护的部位；因此有必要设计一种既能编织长捻距的合股纱线1.1也能编织短捻距合股纱线1.2的工艺。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种五组份交织而成的防静电阻燃面料及制备方法，工艺既能编织长捻距的合股纱线也能编织短捻距合股纱线。
5.技术方案：为实现上述目的，本发明的一种五组份交织而成的防静电阻燃面料，包括防静电阻燃面料，防静电阻燃面料由芳纶纤维、黏胶纤维、羊毛纤维、腈氯纶纤维和导电纤维这五种纤维混纺交织而成。
6.进一步的，防静电阻燃面料中的芳纶纤维、黏胶纤维、羊毛纤维、腈氯纶纤维和导电纤维这五种纤维按重量配比分别为：26％至32％、9％至10％、39％至41％、19％至21％和1.5％至3％。
7.进一步的，将芳纶纤维丝、黏胶纤维丝、羊毛纤维丝、腈氯纶纤维丝和导电纤维丝这五根长丝通过可变捻角混纺机构加捻编织成合股纱线；然后通过纺织机将合股纱线编织成防静电阻燃面料。
8.进一步的，将芳纶纤维丝、黏胶纤维丝、羊毛纤维丝、腈氯纶纤维丝和导电纤维丝这五根长丝通过可变捻角混纺机构加捻编织成的合股纱线至少包括短捻距合股纱线和长捻距合股纱线两种。
9.进一步的，可变捻角混纺机构包括中心转轴，中心转轴的外周通过五个料辊支架安装有五个呈圆周阵列分布的丝束料辊；五个丝束料辊上分别卷绕储存的是芳纶纤维丝、黏胶纤维丝、羊毛纤维丝、腈氯纶纤维丝和导电纤维丝。
10.进一步的，五个丝束料辊的前方呈圆周阵列分布有五个a导丝轮，各a导丝轮均转动安装在固定导丝轮支架上；各固定导丝轮支架均固定在中心转轴上；
11.五个a导丝轮的前方设置有与中心转轴同轴心的回转环，回转环的外圈呈圆周阵列设置有五组捻角变换单元，中心转轴的外圈通过连接臂固定连接回转环；中心转轴的前方设置有收卷辊；收卷辊与中心转轴之间同轴心设置有加捻筒，加捻筒内为同轴心的加捻
通道；加捻通道靠近中心转轴的一端为起始加捻部；
12.从各丝束料辊引出的纤维丝依次跨过前方a导丝轮和捻角变换单元后在起始加捻部与其他四根纤维丝合股加捻成合股纱线，捻成的合股纱线穿过加捻通道后卷绕在收卷辊上；
13.将各捻角变换单元与起始加捻部之间一段纤维丝记为纤维丝加捻段，将纤维丝加捻段与中心转轴的中轴线之间的夹角记为捻角x；还包括与中心转轴同轴心的捻角控制筒，捻角控制筒与各捻角变换单元相联动，捻角控制筒的转动联动各捻角变换单元改变各捻角x的大小。
14.进一步的，各捻角变换单元均包括活动导丝轮支架，活动导丝轮支架上转动安装有b导丝轮，各丝束料辊引出的纤维丝分别跨过各捻角变换单元上的b导丝轮远离中轴线的一侧；
15.各捻角变换单元还包括固定在回转环上的一对导柱基座，两导柱基座固定连接有相互平行的两导柱，活动导丝轮支架的两端固定连接有导孔座，导孔座上设置有导孔，两导柱分别活动穿过导孔座上的导孔，导孔座沿导柱滑动使活动导丝轮支架沿回转环径向方向位移；导柱上还套设有弹簧，弹簧的一端弹性顶压导孔座；活动导丝轮支架远离导柱基座的一端固定安装有沿回转环径向方向延伸的滚珠万向球座；
16.捻角控制筒的内壁面为向前方向内径逐渐变大的圆锥面，在各弹簧的弹性顶压下，各捻角变换单元的滚珠万向球座的万向滚珠均与捻角控制筒的圆锥面滚动配合；
17.捻角控制筒的外壁设置有外螺纹，还包括同轴心套在捻角控制筒外的传动套，传动套为固定件，传动套的内壁有与捻角控制筒的外螺纹相配合的内螺纹；捻角控制筒的转动在螺纹传动作用下能使捻角控制筒沿轴线方向位移。
18.进一步的，加捻筒通过若干连接杆同步连接捻角控制筒。
19.进一步的，捻角控制筒的一端同轴心固定有外齿圈，还包括齿轮柱，齿轮柱与外齿圈啮合，且齿轮柱与外齿圈能沿轴线方向滑动，齿轮柱的旋转能带动外齿圈和捻角控制筒旋转。
20.有益效果：纱线的组份材料与配比中的与其它材料纤维相比，整体性的热防护性能好，碳化无溶滴、无收缩，与此同时在碳化过程中能有效阻隔热辐射，同时本发明的提供的可变捻角混纺机构的捻角x可变，当要增大合股纱线1的捻距时，在传动套与捻角控制筒之间的螺纹传动下，捻角控制筒沿轴线方向向前位移一段距离，使各万向滚珠滚动到内径更小的圆锥面上，从而使所有捻角变换单元上的b导丝轮均更加靠近中轴线，各个弹簧均自动压缩一段距离，与此同时加捻筒也相应向左位移一段距离，各b导丝轮做靠近中轴线的运动再配合加捻筒的向前运动的基础上使各个捻角x同步变小，从而达到改变捻角x的作用，此工艺既能编织长捻距的合股纱线也能编织短捻距合股纱线。
附图说明
21.附图1为短捻距合股纱线和长捻距合股纱线示意图；
22.附图2为可变捻角混纺机构示意图；
23.附图3为附图2的拆卸示意图；
24.附图4为附图3的标记6处的放大示意图；
25.附图5为附图4的标记30处的放大示意图；
26.附图6为附图3的标记7所表示部件的剖视图
27.附图7为可变捻角混纺机构整体结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
29.如附图1至7所示的一种五组份交织而成的防静电阻燃面料，包括防静电阻燃面料，防静电阻燃面料由芳纶纤维、黏胶纤维、羊毛纤维、腈氯纶纤维和导电纤维这五种纤维混纺交织而成；防静电阻燃面料中的芳纶纤维、黏胶纤维、羊毛纤维、腈氯纶纤维和导电纤维这五种纤维按重量配比分别为：26％至32％、9％至10％、39％至41％、19％至21％和1.5％至3％；整体工艺如下：将芳纶纤维丝、黏胶纤维丝、羊毛纤维丝、腈氯纶纤维丝和导电纤维丝这五根长丝通过可变捻角混纺机构加捻编织成合股纱线1；然后通过纺织机将合股纱线1编织成防静电阻燃面料；该组份材料的组配交织成的面料，能有效解决目前市场产品因采用芳纶为主要单一成分或与其它二组份、三组份材料面料的产品成本高、颜色可染性局限大，阻燃和热防护性能低、产品缩水变化可控性差及产品抗撕裂强度很难达到使用要求等特点。其原理为：
①
羊毛纤维具有优越的天然阻燃性能。
②
腈氯纶纤维具有很好的阻燃碳化无溶滴性能。
③
黏胶纤维具有阻燃无明火并快速碳化性能。
④
芳纶材料为除目前天然阻燃材料以外行业公认最优越的阻燃材料纤维之一；与此同时该组份材料与配比中，芳纶和羊毛纤维与其它材料纤维相比，其主要性能和特点是材料溶点高和热防护性能好，碳化无溶滴无收缩，在碳化过程中能有效阻隔热辐射。
30.本发明提供的工艺装置中，将芳纶纤维丝、黏胶纤维丝、羊毛纤维丝、腈氯纶纤维丝和导电纤维丝这五根长丝通过可变捻角混纺机构加捻编织成的合股纱线1至少包括短捻距合股纱线1.1和长捻距合股纱线1.2两种；如图1所示；长捻距的合股纱线1.2纺织出来的面料更加柔软，其面料可以用在关节等活动区域；短捻距合股纱线1.1所所纺织出来的布料更加紧致厚实，适合胸背处需要保护的部位；
31.如图2至7所示，可变捻角混纺机构包括水平的中心转轴36，还包括固定基座18，固定基座18上还通过第一电机支架17固定安装有第一电机16，第一电机16与中心转轴36驱动连接；中心转轴36的外周通过五个料辊支架3.2安装有五个呈圆周阵列分布的丝束料辊31；五个丝束料辊31上分别卷绕储存的是芳纶纤维丝、黏胶纤维丝、羊毛纤维丝、腈氯纶纤维丝和导电纤维丝。
32.五个丝束料辊31的前方呈圆周阵列分布有五个a导丝轮29，各a导丝轮29均转动安装在固定导丝轮支架33上；各固定导丝轮支架33均固定在中心转轴36上；
33.五个a导丝轮29的前方设置有与中心转轴36同轴心的回转环34，回转环34的外圈呈圆周阵列设置有五组捻角变换单元30，中心转轴36的外圈通过连接臂35固定连接回转环34；中心转轴36的前方设置有收卷辊37；收卷辊37与中心转轴36之间同轴心设置有加捻筒4，加捻筒4内为同轴心的加捻通道5；加捻通道5靠近中心转轴36的一端为起始加捻部3；
34.从各丝束料辊31引出的纤维丝2依次跨过前方a导丝轮29和捻角变换单元30后在起始加捻部3与其他四根纤维丝2合股加捻成合股纱线1，捻成的合股纱线1穿过加捻通道5后卷绕在收卷辊37上；
35.如图7将各捻角变换单元30与起始加捻部3之间一段纤维丝2记为纤维丝加捻段2.1，将纤维丝加捻段2.1与中心转轴36的中轴线38之间的夹角记为捻角x；还包括与中心转轴36同轴心的捻角控制筒9，捻角控制筒9与各捻角变换单元30相联动，捻角控制筒9的转动能联动各捻角变换单元30改变各捻角x的大小。
36.如图5；各捻角变换单元30均包括活动导丝轮支架26，活动导丝轮支架26上转动安装有b导丝轮28，各丝束料辊31引出的纤维丝2分别跨过各捻角变换单元30上的b导丝轮28远离中轴线38的一侧；各捻角变换单元30还包括固定在回转环34上的一对导柱基座24，两导柱基座24固定连接有相互平行的两导柱23，活动导丝轮支架26的两端固定连接有导孔座21，导孔座21上设置有导孔20，两导柱23分别活动穿过导孔座21上的导孔20，导孔座21沿导柱23滑动使活动导丝轮支架26沿回转环34径向方向位移；导柱23上还套设有弹簧22，弹簧22的一端弹性顶压导孔座21；活动导丝轮支架26远离导柱基座24的一端固定安装有沿回转环34径向方向延伸的滚珠万向球座25；
37.捻角控制筒9的内壁面为向前方向内径逐渐变大的圆锥面7，在各弹簧22的弹性顶压下，各捻角变换单元30的滚珠万向球座25的万向滚珠27均与捻角控制筒9的圆锥面7滚动配合；
38.捻角控制筒9的外壁设置有外螺纹11，还包括同轴心套在捻角控制筒9外的传动套19，传动套19为固定件，传动套19的内壁有与捻角控制筒9的外螺纹11相配合的内螺纹；捻角控制筒9的转动在螺纹传动作用下能使捻角控制筒9沿轴线方向位移。
39.本装置的加捻筒4通过若干连接杆12同步连接捻角控制筒9；传动套19固定在固定基座18上；
40.捻角控制筒9的一端同轴心固定有外齿圈10，还包括齿轮柱13，齿轮柱13与外齿圈10啮合，且齿轮柱13与外齿圈10能沿轴线方向滑动，齿轮柱13的旋转能带动外齿圈10和捻角控制筒9旋转；还包括固定安装的第二电机支架15，第二电机支架15上固定安装有第二电机14，第二电机14的输出端驱动连接齿轮柱13。
41.可变捻角混纺机构的工作原理：
42.工作过程中第二电机14为刹车状态，因此可以把捻角控制筒9看成固定件，第一电机16驱动中心转轴36，使五个丝束料辊31、五个a导丝轮29、五组捻角变换单元30整体性的沿中轴线38转动，各个捻角变换单元30的滚珠万向球座25的万向滚珠27均在捻角控制筒9的圆锥面7上滚动，在捻角控制筒9的圆锥面7的约束下，所有的捻角x始终为一个恒定的值，与此同时控制收卷辊37旋转收股；进而从各丝束料辊31引出的纤维丝2依次跨过前方a导丝轮29和捻角变换单元30后在起始加捻部3与其他四根纤维丝2合股加捻成合股纱线1，捻成的合股纱线1穿过加捻通道5后卷绕在收卷辊37上；从而使收卷辊37源源不断的卷绕储存由芳纶纤维丝、黏胶纤维丝、羊毛纤维丝、腈氯纶纤维丝和导电纤维丝这五根长丝合股加捻而成的合股纱线1；
43.当要增大合股纱线1的捻距得到长捻距合股纱线1.2时，除了要重新控制收卷辊37的收卷速度和中心转轴36的旋转速度外，还需要降低捻角x的大小，降低捻角x的大小的过程如下：
44.此时控制第二电机14，使捻角控制筒9的转动，在传动套19与捻角控制筒9之间的螺纹传动下，捻角控制筒9沿轴线方向向前位移一段距离，使各万向滚珠27滚动到内径更小
的圆锥面7上，从而使所有捻角变换单元30上的b导丝轮28均更加靠近中轴线38，各个弹簧22均自动压缩一段距离，与此同时加捻筒4也相应向左位移一段距离，各b导丝轮28做靠近中轴线38的运动再配合加捻筒4的向前运动的基础上使各个捻角x同步变小，从而达到改变捻角x的作用。
45.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。