基于阻燃面料生產(chǎn)的芳綸紗線生產(chǎn)技術(shù)研究

孟晨潔,汪一蕾,許汝南,王 玲,鐘 麟,黃立新

(嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

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基于阻燃面料生產(chǎn)的芳綸紗線生產(chǎn)技術(shù)研究

孟晨潔,汪一蕾,許汝南,王 玲,鐘 麟,黃立新

(嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

通過對(duì)芳綸纖維進(jìn)行抗靜電預(yù)處理，優(yōu)化成紗過程中粗紗、細(xì)紗、絡(luò)筒工序的生產(chǎn)工藝參數(shù)，成功紡制純芳綸紗線并用其制成阻燃織物。產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果表明：紗線強(qiáng)力、條干均勻度、織物阻燃性能均滿足客戶要求及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

阻燃面料；芳綸1313；可紡性；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

天津“8·12”爆炸事故發(fā)人深省，火警等一些特殊行業(yè)對(duì)耐高溫、阻燃服裝的需求一直未能得到充分滿足。芳綸1313纖維的耐高溫和阻燃性能明顯優(yōu)于其他普通纖維，尺寸穩(wěn)定性、物理機(jī)械性能也較好，這使其成為生產(chǎn)阻燃服裝的優(yōu)選材料[1]。但是由于它的模量比其他合成纖維大、強(qiáng)力高、短纖維無卷曲及其內(nèi)在結(jié)構(gòu)的一些特性，使其在紡紗過程中纖維摩擦靜電較大，在受到機(jī)械外力作用時(shí)極易產(chǎn)生原纖化，形成大量的棉結(jié)、紗疵，影響紗線質(zhì)量。因此，攻克芳綸纖維在紡紗過程中的技術(shù)問題具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

國(guó)產(chǎn)芳綸1313短纖維，芳綸的主要性能如下：芳綸纖維細(xì)度22.22 dtex，平均長(zhǎng)度51 mm，回潮率0.03%。

1.2 實(shí)驗(yàn)紡紗流程

試紡品種為芳綸1313 49 tex純紡紗。

清花機(jī)+2臺(tái)豪豬開棉機(jī)(以開松為主)→FA206型梳棉機(jī)→FA320型并條機(jī)(3道并條)→太行FA421型粗紗機(jī)→上海K128型細(xì)紗機(jī)→青島302型自絡(luò)筒機(jī)→泰坦TFD-36型并線機(jī)→泰坦TDF-120型倍捻機(jī)→自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)

2 紡紗工藝參數(shù)研究

2.1 纖維預(yù)處理

芳綸纖維之間的強(qiáng)力和回潮率差異較大，在生產(chǎn)過程中容易跟紡紗機(jī)件摩擦從而積聚電荷并產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致纖維漂浮、飛散、繞羅拉、繞錫林、起毛羽等問題，增加生產(chǎn)難度，降低成品紗的質(zhì)量。

因此，在紡紗前應(yīng)根據(jù)原料物理性能選擇適合的預(yù)處理方式，例如加抗靜電劑以減小纖維間強(qiáng)力和回潮率的差異。預(yù)處理后原料放置15 h，以使原料達(dá)到吸濕和放濕的平衡。

2.2 開清棉工序

在開清棉工序宜采取“短流程，少開清，多松少打”的工藝原則，盡量減少對(duì)纖維的損傷。通過采用合適的抓棉機(jī)、混棉機(jī)的打手形式(梳針打手)，降低打擊點(diǎn)打擊速度，選擇合適的打手速度和打手隔距以避免對(duì)纖維的損傷。長(zhǎng)度在51 mm的纖維采用中檔速度，打手速度設(shè)定在1000～1100 rpm，最大不超過1200 rpm，長(zhǎng)度在51 mm以上的纖維采用中檔偏上的速度；打手隔距比棉、棉型化纖稍大，少排多回收，充分利用纖維。

2.3 梳棉工序

在梳棉工序中，宜采取“速度低，定量輕，隔距大”的工藝原則。通過降低錫林轉(zhuǎn)速，增大隔距來降低靜電現(xiàn)象對(duì)紡紗過程的影響。錫林速度一般在300～330 rpm，最大不超過330 rpm。長(zhǎng)度為51 mm的纖維錫林速度在330～290 rpm，其大小根據(jù)成紗強(qiáng)力決定；刺輥速度不宜太大，一般刺輥與錫林的速比在2左右；適當(dāng)放大第一落雜區(qū)；在生產(chǎn)中采用變頻調(diào)速。經(jīng)試驗(yàn)，棉條定量19 g/5m，定長(zhǎng)2500 m，道夫速度23 rpm，錫林速度295 rpm，刺輥轉(zhuǎn)速730 rpm，錫林蓋板隔距0.38 mm、0.33 mm、0.33 mm、0.38 mm時(shí)生產(chǎn)順利。

2.4 并條工序

在并條工序中，宜采取“低速度，大隔距，重加壓，輕定量，順牽伸”的工藝原則。由于車間溫濕度較難控制，棉條均勻度波動(dòng)較大，一般采用3道并條以減少棉條不勻。具體工藝參數(shù)見表1。

表1 并條工藝參數(shù)

2.5 粗紗工序

在粗紗工序中，宜采取工“重加壓，低速度，后區(qū)隔距適當(dāng)放大及牽伸倍數(shù)適當(dāng)降低”的工藝原則，以使棉條中的纖維進(jìn)一步伸直平行，提高粗紗的條干均勻度。粗條速度在90～100 rpm，要同時(shí)考慮到分梳效果和產(chǎn)量。其具體工藝參數(shù)為：棉條定量4.5 g/10m，羅拉隔距24 mm×27 mm×40 mm，總牽伸倍數(shù)8.1倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.3倍，捻度2.8捻/10 cm,捻系數(shù)59.4，車速303 m/min，錠翼速度711 rpm。

2.6 細(xì)紗工序

在細(xì)紗工序中，宜采取“增大前區(qū)和后區(qū)的羅拉隔距，減小后區(qū)牽伸倍數(shù)，小鉗口隔距”的工藝原則，以提高成紗質(zhì)量，改善成紗條干均勻性，減少紗疵。另外，鋼絲圈重量宜偏重掌握；細(xì)紗的羅拉加壓要足夠。具體工藝參數(shù)如下：細(xì)紗定量2.45 g/100m，羅拉隔距31 mm×50 mm，主牽伸/后牽伸16.85/1.09倍，捻度560捻/m，鋼領(lǐng)直徑45 mm，鋼絲圈規(guī)格，6903鋼絲圈5號(hào)，錠子轉(zhuǎn)速10000 rpm，前羅拉至搖架隔距180 mm。

2.7 絡(luò)筒工序

芳綸纖維之間容易產(chǎn)生靜電摩擦現(xiàn)象，擬選用導(dǎo)電性能較好的Savio Orion 自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的金屬槽筒絡(luò)筒，同時(shí)為提高紗線的成紗結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，絡(luò)筒張力偏大掌握,以緩解成紗的扭結(jié),保證筒紗外觀成形良好。具體工藝參數(shù)為：車速1100 m/min，紙管度數(shù)5°57′，定長(zhǎng)69 000 m，加蠟。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 紗線捻度測(cè)試

測(cè)試對(duì)象：49 tex芳綸1313純紡紗。

測(cè)試儀器：Y331A-11型紗線捻度測(cè)試儀。

測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

圖1 紗線捻度測(cè)試圖

其中：NS/m表示每米捻回?cái)?shù)。

3.2 紗線強(qiáng)力測(cè)試

測(cè)試對(duì)象：49 tex芳綸1313純紡紗。

測(cè)試儀器：YG020型紗線強(qiáng)力儀。

測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

圖2 紗線強(qiáng)度測(cè)試圖

纖維的主要物理指標(biāo)長(zhǎng)度為51 mm，細(xì)度為22.22 dtex，所紡紗線的細(xì)度為49 tex，單紗斷裂強(qiáng)力為13.66N,單紗斷裂強(qiáng)度為27.9 cN/tex。

3.3 紗線條干均勻度測(cè)試

測(cè)試對(duì)象：49 tex芳綸1313純紡紗。

測(cè)試儀器：YG113B/M型電子條干儀。

測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

圖3 條干均勻度測(cè)試圖

3.4 織物拉伸斷裂測(cè)試

織物密度：156根/10cm×206根/10cm。

測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

圖4 織物拉伸斷裂圖

由圖4可知，該織物拉伸斷裂強(qiáng)力較大、拉伸長(zhǎng)度較小、伸長(zhǎng)率較低，所以織物的機(jī)械性能很好。

斷裂強(qiáng)度常用來評(píng)定織物洗滌、磨損以及各種后整理加工后對(duì)織物內(nèi)在質(zhì)量的影響。由于樣布的斷裂強(qiáng)度較大，說明在耐磨性能上性能良好，所織造的織物適合制作耐用耐磨類的服裝，如消防服等。

3.5 織物阻燃性能測(cè)試

損毀長(zhǎng)度、續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間檢測(cè)方法采用B/T 5455—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 垂直法》。

實(shí)驗(yàn)方法：在未經(jīng)洗滌的織物上取規(guī)格為10 cm×300 cm的布樣放入試樣夾中，試樣下沿應(yīng)與試樣夾兩下端平齊，將試樣夾連同試樣，垂直懸掛于實(shí)驗(yàn)箱中，點(diǎn)燃時(shí)間設(shè)定為12s進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后記錄續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、損毀長(zhǎng)度以及試樣燃燒特征。通過測(cè)試試樣的燃燒廣度，即炭化長(zhǎng)度和損毀長(zhǎng)度來分析織物阻燃性能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：點(diǎn)燃結(jié)束后織物不續(xù)燃，也沒有陰燃，布樣與火焰接觸邊緣熔融。損毀長(zhǎng)度是5 mm，炭化長(zhǎng)度約為8 mm，其極限氧指數(shù)LOI值>28%，根據(jù)我國(guó)紡織品阻燃標(biāo)準(zhǔn)，屬于B1級(jí)阻燃機(jī)織物。該面料不會(huì)在空氣中燃燒或陰燃，也不助燃，有自熄性。

4 結(jié)語

芳綸紡紗前，首先要對(duì)纖維進(jìn)行抗靜電預(yù)處理,提高纖維可紡性。紡紗宜采用“輕定量、慢速度”工藝[2]，各工序應(yīng)針對(duì)纖維特性采用相應(yīng)工藝技術(shù)措施：適當(dāng)降低打手速度、增大打手隔距；適當(dāng)減小錫林和刺輥轉(zhuǎn)速；采用“重加壓，輕定量，順牽伸”工藝；適當(dāng)放大后區(qū)隔距、降低牽伸倍數(shù)；偏重掌握鋼絲圈重量。通過以上工藝參數(shù)的改進(jìn)，成功紡制了基于阻燃面料的芳綸紗線，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 鄒振高.芳綸1313纖維技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2006，(6)：49-52.

[2] 李向紅，馬軍，陳振宏.芳砜綸/芳綸1313混紡紗性能研究[J].上海紡織科技，2011，39(5)：21-22.

Production Technology Study of Aramid Yarn Based on Flame Retardant Fabric

MengChenjie,WangYilei,XuRunan,WangLing,ZhongLin,HuangLixin

(Jiaxing University, Jiaxing 314001, China)

Through antistatic pretreatment of Aramid 1313 fiber to optimize the production process parameters of roving, spinning and winding process, the pure Aramid 1313 yarn was successfully spun, and flame retardant fabric production was made of the yarn. Test results showed that: the yarn strength, evenness and flame retardant properties of the fabric met requirements of customers and relevant industry standards.

flame retardant fabric; Aramid 1313; spinnability; industry standard

2016-06-02

2015年嘉興學(xué)院重點(diǎn)SRT資助項(xiàng)目(851715071)

孟晨潔(1994—)，女，浙江紹興人，學(xué)士。

TS154.7

B

1009-3028(2016)04-0051-03