棉／玄武巖纖維混紡阻燃面料的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)

呂 麗 華，周 男 男，曹 立 泉，李 歡，楊 美 皊，龔 佳 偉

（大連工業(yè)大學(xué) 紡織與材料工程學(xué)院，遼寧 大連 116034）

0 引 言

國(guó)內(nèi)外大量統(tǒng)計(jì)資料表明，室內(nèi)裝飾織物、床上用品、沙發(fā)、電熱毯等都曾是火災(zāi)的源頭［1－3］。20世紀(jì)70年代，蘇聯(lián)科學(xué)家成功研制出了玄武巖纖維［4］。玄武巖纖維是以玄武巖為原料，經(jīng)過(guò)高溫熔融拉制成連續(xù)纖維材料，其主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、二氧化鈦等多種氧化物，因此相對(duì)于其他化學(xué)及礦物材料的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性更高。玄武巖纖維在強(qiáng)度、耐高低溫、阻燃及化學(xué)、電絕緣性方面性能優(yōu)異，被稱(chēng)為“21世紀(jì)的新材料”。

選用玄武巖纖維和棉纖維［5］混紡開(kāi)發(fā)阻燃面料，不僅可以充分利用到玄武巖纖維的阻燃性能，提高混紡紗線的物理機(jī)械性能，降低玄武纖維對(duì)人體皮膚的刺激性，同時(shí)減少化學(xué)藥品對(duì)人體和環(huán)境的危害。本研究把玄武巖纖維應(yīng)用到服用領(lǐng)域，與棉纖維混紡，開(kāi)發(fā)了阻燃面料。

1 材料與方法

1.1 原 料

棉纖維，27～29mm，五級(jí)皮棉，河南銘鑫棉業(yè)有限公司；玄武巖纖維，單絲9 μm，27～29mm，成都點(diǎn)石玄武纖維技術(shù)有限公司。

1.2 試 劑

聚磷酸胺，水溶性，聚合度小于20，山東省東營(yíng)市京東化工有限公司。

1.3 儀器設(shè)備

DS數(shù)字式小型紡紗系統(tǒng)，天津市嘉誠(chéng)機(jī)電設(shè)備有限公司；YG－061電子單紗強(qiáng)力機(jī)，常州市紡織計(jì)量?jī)x器有限公司；YG－172型紗線毛羽測(cè)試儀，山東萊州市電子儀器有限公司；YG－135G 型條干儀，常州華英博傳動(dòng)機(jī)械有限公司晨紡紡機(jī)配件分公司；VFC 垂直燃燒儀，蘇州泰斯泰克檢測(cè)儀器科技有限公司；Y522型圓盤(pán)式平磨儀，常州第二紡織機(jī)械有限公司；LFY－207自動(dòng)織物硬挺度試驗(yàn)儀，山東省紡織科學(xué)研究院；YG461 型織物中壓透氣量?jī)x，寧波市新遼儀器有限公司。

1.4 單紗試紡工藝流程

棉纖維經(jīng)阻燃處理［6－7］，得到阻燃棉纖維；阻燃棉纖維和玄武巖纖維混合，經(jīng)梳棉、并條（二道）、粗紗、細(xì)紗；得到棉／玄武巖纖維混紡紗線。

2 結(jié)果與討論

2.1 混紡紗性能測(cè)試

按照“1.4”的工藝流程，試紡了5種比例的混紡紗線，棉／玄武巖纖維分別為90／10，80／20，70／30，60／40及50／50。

2.1.1 細(xì)度檢測(cè)

混紡紗細(xì)度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 混紡紗細(xì)度測(cè)試結(jié)果Tab.1 Test results of blended yarn fineness

2.1.2 強(qiáng)力檢測(cè)

混紡紗強(qiáng)力測(cè)試按照GB／T 3916—1997 進(jìn)行，強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2所示。

2.1.3 毛羽檢測(cè)

混紡紗毛羽測(cè)試按照FZ／T 01086—2000進(jìn)行，毛羽測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3所示。從表3可以看出，1mm 以?xún)?nèi)的毛羽占大多數(shù)，毛羽越長(zhǎng)所占的比例越小。毛羽越長(zhǎng)，越容易發(fā)生纏結(jié)，對(duì)紗線的可織造性危害越大，尤其是長(zhǎng)度大于2 mm 的毛羽更易相互纏結(jié)，所以要控制長(zhǎng)毛羽。3 mm 以上的毛羽與紗線的原料混紡比有關(guān)，50／50 毛羽最多，80／20最少。所以，要合理選擇原料混紡比，以降低紗線毛羽。

2.1.4 混紡紗條干均勻性檢測(cè)

混紡紗條干均勻度測(cè)試按照GB／T 398—1993進(jìn)行，毛羽測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4所示。

由以上可知，棉／玄武巖纖維配比為80／20的混紡紗，其單紗強(qiáng)力、毛羽、條干均勻性等表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。

2.2 織造及織物性能檢測(cè)

采用混紡紗組分棉／玄武巖纖維的比例為80／20。

表2 混紡紗強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果Tab.2 Test results of blended yarn strength

表3 混紡紗毛羽測(cè)試結(jié)果Tab.3 Test results of blended yarn hairiness

表4 混紡紗條條干均勻度測(cè)試結(jié)果Tab.4 Test results of blended yarn evenness

2.2.1 織 造

設(shè)計(jì)的織物組織是蜂巢組織［8－9］。蜂巢組織織物的表面四周高、中間低的方形、菱形或其他幾何圖形，具有外觀美觀、立體感強(qiáng)、比較松軟、富有較強(qiáng)的吸濕性和保暖性的特點(diǎn)，被廣泛用于裝飾用紡織品中。實(shí)驗(yàn)中選用的基礎(chǔ)組織是一上四下斜紋形成菱形斜紋。Kj＝Kw＝5，Rj＝8，Rw＝10。圖1為織物實(shí)物圖，圖2為織物上機(jī)圖。

2.2.2 織物服用性能檢測(cè)

織物服用性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)棉纖維阻燃預(yù)處理，和玄武巖纖維進(jìn)行混紡，開(kāi)發(fā)阻燃面料。重點(diǎn)通過(guò)對(duì)混紡紗強(qiáng)力、毛羽和條干均勻性的檢測(cè)，優(yōu)化棉和玄武巖纖維混紡比例為80／20。并通過(guò)蜂巢組織試織小樣織物，測(cè)試其服用性能，該混紡阻燃面料性能優(yōu)異。本的研究，將玄武巖纖維應(yīng)用到服用領(lǐng)域，與棉纖維混紡，將二者的優(yōu)異特性結(jié)合，滿足阻燃和服用雙重標(biāo)準(zhǔn)，為棉／玄武巖纖維混紡阻燃面料的開(kāi)發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。

圖1 織物實(shí)物圖Fig.1 Picture of fabric

圖2 織物上機(jī)圖Fig.2 Looming draft

表5 織物服用性能測(cè)試結(jié)果Tab.5 Test results of fabric wearability

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