兼具保健、阻燃功能的混纺纱及其纺制方法与流程

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种兼具保健、阻燃功能的混纺纱及其纺制方法。

背景技术：

随着社会的进步，人们生活水平也在提高，相应的对服装穿戴的要求也越来越高。不仅仅要求服装要有良好的保暖性、舒适性，而且希望服装具备绿色环保的功效。把功能纤维的研究成果运用到日常生活中成为一种趋势。新型的功能性纤维不断涌现，在节约大量的石油等能源，同时也降低了环境的污染。源于天然基的功能性纤维对人体的亲和性比较好，还有一些功能性纤维对人体有医疗保健的作用，随着科技的进步，生活水平提高，人们对功能性服装面料的追求在不断增加，功能性纤维的开发和使用也在增长。

科技在不断进步、纺织品的品种也在扩大，它的应用不但涉及人们的日常生活也包括工业用品、农业用品及交通运输业。同时，因为绝大多数纺织品没有阻燃性而会引起一些潜伏性的火灾。据有关数据显示，约5%以上的火灾事件是因为纺织品没有阻燃性而导致的。所以，近几年纺织品是否有阻燃性引起了人们的持续关注。

混纺是指将两种以上不同种类和性质的纤维纺制成纱的一个过程。混纺可使各种成分纤维的优点结合起来，使纤维间互相取长补短，使纤维充分发挥其优良性能，实现了纺织材料的多元化。

如何充分利用纤维纺织原料，降低成本，并改善产品性能，增加功能性产品的服用纱线品种，如兼具保健、阻燃等功能的纱线，同时减少环境污染，符合环保要求成为一个亟待解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种兼具保健、阻燃功能的混纺纱及其纺制方法，以本发明方法制备出的混纺纱既具有柔软、透气、抑菌的特点，又兼具耐磨性好，弹力高的性能，同时达到阻燃的效果。

为解决上述技术问题，本发明的技术思路如下：

由于纤维品种的选配及混纺比对纱线的性能有很大的影响，而混纺比的确定对织物服用性能也影响很大，本发明研究筛选了以竹代尔、锦纶、阻燃腈纶三种比例的混纺纱线，并优选了混纺纱的工艺流程和纺纱各工序的工艺参数。

本发明采用的具体技术方案如下：

设计一种兼具保健、阻燃功能的混纺纱，由竹代尔、锦纶、阻燃腈纶按10～60/10～60/30的混纺比纺制而成；所述混纺纱的线密度为：15～30tex；所述混纺纱的断裂强度为150～450cn，断裂伸长率为6～20%；所述混纺纱的条干均匀度为10～50%；所述混纺纱的毛羽指数为3～10%。

优选的，竹代尔、锦纶、阻燃腈纶的混纺比为：20～50/20～50/30；所述混纺纱的线密度为：20～23tex；所述混纺纱的断裂强度为200～400cn，断裂伸长率为8～15%；所述混纺纱的条干均匀度为20～30%；所述混纺纱的毛羽指数为6～8%。

竹代尔纤维是天然环保型纤维之一，具有透气性、吸湿性、抗菌、抗紫外线、除螨性能，其纤维细数更细，比较柔软，亲和肌肤，韧性、回弹力强，不起毛起球，但其成本较高；锦纶俗称尼龙，有好的耐磨性，质量轻且柔软，吸湿性，弹力也均高于一般纤维，良好的耐蛀、耐腐蚀性能，耐用性极佳，但易产生静电；阻燃腈纶蓬松、柔软、尺寸稳定定好，其纤维的手感舒适，压缩弹性恢复比较好，具有较高的湿模量和较好的弹性，强度很高，染色性和耐化学性较好，但其可纺性差。

以上述三种纤维按本发明所述混纺比纺制成的混纺纱靠近火焰燃烧时不收缩熔融，在火焰中收缩燃烧或缓慢燃烧，离开火焰后自灭。

优选的，所述混纺纱的线密度为21tex。

设计一种兼具保健、阻燃功能的混纺纱的纺制方法，包括以下步骤：

（1）原料预混：按对应的混纺比选取竹代尔、锦纶、阻燃腈纶纤维备用；

（2）开清棉工序：打手速度700～800r/min；开棉机打手速度500～700r/min；成卷机打手400～500r/min；棉卷罗拉速度10～20r/min；开棉机尘棒间隔距5～10mm；打手与尘棒间隔距8×16mm；罗拉与打手间隔距5～15mm；棉卷干定量300～350g/m；

（3）梳棉工序：竹代尔生条干定量15～25g/5m；锦纶生条15～30g/5m；阻燃腈纶生条干定量15～20g/5m；锡林速度250～350r/min；道夫速度10～30r/min；

（4）并条工序：采用条子混合，6条混并；制备竹代尔纤维预并条、锦纶纤维预并条和阻燃腈纶纤维预并条，将三种预并条混并；

（5）粗纱工序：干定重4～6g/10m；捻系数70～90；实际牵伸倍数6～10；锭子转速800～1500r/min；

（6）细纱工序：设计捻系数300～400；锭子转速10000～15000r/min；机械牵伸20～25；前区牵伸15～20；后区牵伸1～2。

优选的，所述并条工序中混纺纱的实际回潮率为6.0～8.5%，公定回潮率为5.0～7.5。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.本发明的混纺纱既具有竹代尔纤维绿色、柔软、透气、抑菌、良好的吸湿、透气性，柔软舒适，无静电，不易熔融，易上色的特点，又兼具锦纶耐磨性好、化学稳定性好的优点，同时也具有阻燃腈纶的高弹性和良好的阻燃性能。

2.本发明的混纺纱是由竹代尔、锦纶、阻燃腈纶三组分混纺而成的纱线，应用广泛，可应用于童装、医疗、有特殊作业要求的服装、家居装饰等各个行业。

3.本发明将多种纤维混纺，可以充分利用不同纤维的优点，做到优势互补，配合作用，大大提高了混纺纤维的可纺性能及织物的服用性能。

附图说明

图1为竹代尔纵（a）横（b）截面扫描电镜图；

图2为锦纶纵（a）横（b）截面扫描电镜图；

图3为阻燃腈纶纵（a）横（b）截面扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的原料如无特别说明，均为市售常规原料；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1：纤维的截面形状

用sigma500场发射扫描镜电子显微镜进行观察。如图1所示，竹代尔纤维的纵向截面光滑，有沟槽，横截面有孔洞，纤维的吸湿性比较好；如图2所示，锦纶纤维纵截面有沟槽，横截面圆形或异形；如图3所示，阻燃腈纶纤维纵向外观显示出纤维表面光滑，有较浅的沟槽和条纹，横截面近视圆形。

实施例2：竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱

选择条子混合，6条混并。设计竹代尔、锦纶、阻燃腈纶的混纺比为20/50/30，35/35/30，50/20/30的纺织品，设计混纺纱的线密度为21tex。

实施例3：纺纱的工艺流程

由于三种纤维都为化学纤维，杂质比较少，纤维长度长、整齐度好，在生产过程中容易产生静电，应避免过多打击，减少损伤纤维，降低速度。总体采取勤抓，以梳代打，多松少打，多回收，少排除，充分混合的原则。

（1）竹代尔纤维fa002c抓棉机→fa022多仓混棉机→fa006a梳针滚筒开棉机→a092ast双棉箱给棉机→fa141单打手成卷机→fa201梳棉机→fa306预并条；

（2）锦纶纤维fa002c抓棉机→fa022多仓混棉机→fa006a梳针滚筒开棉机→a092ast双棉箱给棉机→fa141单打手成卷机→fa201梳棉机→fa306预并条；

（3）阻燃腈纶纤维fa002c抓棉机→fa022多仓混棉机→fa006a梳针滚筒开棉机→a092ast双棉箱给棉机→fa141单打手成卷机→fa201梳棉机→fa306预并条；

（1）+（2）+（3）→fa306并条机（混并一）→fa306并条机（混并二）→fa306并条机（混并三）→fa401粗纱机→fa506细纱机。

实施例4：纺纱工艺参数

以混纺比例为35/35/30的竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱为例。

开清棉工艺基本参数设置如下：

棉卷干定量为324g/m，打手速度为740转/分，开棉机打手速度为600转/分，成卷机打手为430转/分，棉卷罗拉速度为11转/分，开棉机尘棒间隔距为7mm，打手与尘棒间隔距为8×16mm，罗拉与打手间隔距为11mm。

梳棉工艺基本参数设置如下：

阻燃腈纶生条干定量为19.7g/5m，竹代尔生条干定量为20g/5m，锦纶生条干定量为20.3g/5m，锡林速度为300转/分，道夫速度为20转/分。

预并工艺基本参数设置如下：

阻燃腈纶条子的生条干定量为19.7g/5m，竹代尔、锦纶条子的干定量均为22.9g/5m，罗拉隔距为41×46mm，竹代尔纤维牵伸倍数为5.24，锦纶纤维牵伸倍数为5.32，阻燃腈纶纤维牵伸倍数为6。

混并工艺的基本参数设置如表1所示：

表1混纺比例为35/35/30混并主要工艺

。

粗纱工艺的基本参数设置如下：

粗纱干定量为4.5g/10m，锭子转速1000转/分，实际牵伸倍数为8，号数为483.93，捻度为3.64捻/10cm，捻系数为80。

细纱工艺的基本参数设置如下：

细纱干定量为4.5g/10m，锭子转速7000转/分，纺纱特数21tex，实际牵伸倍数为23.07，机械牵伸数为23.8，钳口隔距为3.00mm，罗拉加压为120×90×130，钢领为pg142/54，钢丝圈为69032/0，捻度为75捻/10cm，捻系数为350。

实施例5：竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱的强伸度测试

（1）实验条件

仪器用具：南通宏大hd021ns电子单纱强力仪

测试原理：该仪器主要的原件是传感器。使混纺纱线的受力情况变换成电信号，经处理后形成与受力成一定比例的信号，则负荷值和断裂强力可以被记录；利用与试样变形量成正比关系的数字脉冲机构，则混纺纱线的形变量和断裂伸长可以被记录。

测试条件：预加张力为0.1n，实验温度为25℃，相对湿度湿度为65%，采用定速拉伸方式

测试参数：试样拉伸速度为500mm/min，试样隔距为500mm；

测试试样：混纺比例为20/50/30、35/35/30、50/20/30的21tex的竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱管纱试样3个。

测试次数：每个比例的管纱分别测试10次，三种比例共计测试30次。

（2）实验结果

竹代尔/锦纶/阻燃腈纶三种混纺比纱线的拉伸性能测试结果见表2所示：

表2三种混纺比例的混纺纱的拉伸性能测试表

三种混纺比例的纱线中，35/35/30混纺比的纱线断裂强度和断裂伸长率最大，而20/50/30混纺比的纱线与35/35/30接近，断裂强力和断裂伸长率最小的混纺比是50/20/30。这是由于锦纶的断裂强度和断裂功都较大，当锦纶的比例大时，又会间接的导致混纺纱断裂强度的不均匀性增加，而三种纤维的比例接近时，这种混纺纱中的断裂不均匀性反而有所下降而导致的。

实施例6：竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱的条干均匀度测试

（1）实验条件

测试仪器：yg136条干均匀度测试分析仪

测试原理：两块平行的金属板是电容式条干仪的主要检测机构。当纱线以一定的速度不间断地通过电容器时，纱线线密度的变化会变成电容量的变化。通过计算和适当的处理，就可显示并记录纱线条干不匀的各种结果。

测试条件：预加张力为10cn，试验温度为25℃，湿度为65%，

测试参数：测试速度为400m/min，试样长度为400m；测试时间：1min；

测试试样：混纺比例为20/50/30、35/35/30、50/20/30的21tex的竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱管纱试样3个。

纱线条干均匀度主要是各短片段之间的均匀情况，它是纱线性能评价的主要指标。条干的不匀将会影响纱线的强力，同时增加纺纱和织造过程中的断头率，影响生产效率，同时影响织物的外观质量和耐磨性。

（2）实验结果

三种纤维不同混纺比例的混纺纱的条干测试结果见表3所示：

表3混纺比为20/50/30混纺纱的条干均匀度测试表

混纺比为50/20/30的混纺纱条干均匀度最好，而20/50/30混纺比的纱线条干均匀度最差，35/35/30混纺比的纱线条干均匀度处于中间。这样的实验结果可能是由于阻燃腈纶的蓬松性以及锦纶和阻燃腈纶静电现象造成的。三种混纺比例中，20/50/30混纺比例的纱线，锦纶含量是最高的，静电比较严重，因此在纺纱过程中与实验仪器的摩擦较大，导致条干均匀度较差。而混纺比为50/20/30的纱线易产生静电的锦纶和阻燃腈纶的含量在三种混纺比中是最小的，加上竹代尔的含量也是最大的，并合后条子的蓬松性下降，进而也可以是条干均匀度提高。

实施例7：竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱的毛羽度测试

（1）实验条件

测试仪器：yg171b-1型纱线毛羽测试仪

测试原理：利用光电原理，当纱线持续通过检测区时，长度大于规定长度的毛羽，则会遮挡光线，使光敏元件产生信号而计数，依据规定的不同长度分别统计毛羽指数。

测试条件：预加张力为10cn，实验温度为25℃，相对湿度为65%。

测试参数：测试速度为30m/min，试样长度为10m。

测试试样：混纺比例为20/50/30、35/35/30、50/20/30的21tex的竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱管纱试样3个。

（2）实验结果

三种纤维不同混纺比的毛羽测试结果见表4所示：

表4不同混纺比例混纺纱的毛羽性能测试（3mm）

混纺比纱线性能评价中另一个不可忽略的指标是毛羽指数。毛羽的长短及多少都将会直接或间接的影响纱线、织物的外观手感以及织物最终成品服装的舒适性。纱线的毛羽一般主要是通过毛羽指数来衡量的。

混纺比为50/20/30的混纺纱3mm以上的毛羽指数最小，而混纺比为35/35/30的纱线其数值最大。这主要与锦纶的静电以及阻燃腈纶的蓬松性有关，由于锦纶和阻燃腈纶的静电现象严重，再纺纱过程中，只有始终保持环境条件相对潮湿，才能减轻条子及粗纱纺制过程中，与牵伸装置中胶辊之间因静电而产生的粘连。又由于竹代尔纤维的回潮率较高，在潮湿的环境下，其纤维之间的抱合力增大，可以使毛羽贴附，故竹代尔纤维含量高的混纺纱3mm以上的毛羽指数少。

实施例8：竹代尔/锦纶/阻燃腈纶混纺纱的燃烧性测试

纱线的燃烧性能主要与纤维的极限氧指数（loi）及组成纱线的各组分纤维的混纺比例有关。极限氧指数是指试样材料在氧氮混合气体中持续燃烧所需要的最低氧气浓度。极限氧指数与材料燃烧性的关系是：氧指数<22为易燃材料；22<氧指数<27是可燃材料；极限氧指数>27是难燃材料。

用摇纱机分别摇取三种比例的混纺纱100m，在酒精灯上进行燃烧性能测试。三种纤维不同混纺比纱线的燃烧特征如表5所示：

表5竹代尔/锦纶/阻燃腈纶三种混纺比例的纱线燃烧特征

根据燃烧性能测试结果推出，三种混纺比例的纱线中，阻燃性相对较好的是混纺比为20/50/30和35/35/30的混纺纱，而混比为50/20/30的混纺纱阻燃性相对较差。虽然三种比例中，属于阻燃材料的阻燃腈纶纤维比重一样，但是由于第三种混比中竹代尔的比重较大，且竹代尔纤维又属于易燃材料，进而使其阻燃性变差。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。