阻燃滌綸導(dǎo)電纖維混紡紗的開發(fā)及性能研究

劉梅城 穆 征 高月梅 冷 港

（江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通，226007）

在火災(zāi)事故中，因?yàn)榧徔椘分鹨l(fā)的火災(zāi)比例很高，造成的損失非常嚴(yán)重[1]。因此，阻燃紡織品的研究成為近年來紡織品研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

目前，對(duì)于紡織品獲得阻燃性能的方法，第一種是采用具有阻燃特性的纖維為原料，經(jīng)過紡織加工制成具有永久阻燃特性的紡織品；第二種是對(duì)不具有阻燃性能的織物進(jìn)行阻燃后整理，使其具有阻燃特性，但是這種方法獲得的阻燃性能存在時(shí)效性、耐洗滌性不足的問題[2]。滌綸是一種應(yīng)用廣泛的合成纖維，對(duì)其進(jìn)行阻燃改性處理具有較高價(jià)值。改性阻燃滌綸是對(duì)原絲進(jìn)行阻燃改性，在滌綸紡絲加工過程中，采用共混、共聚、接枝改性等方法把阻燃劑滲入纖維內(nèi)部或牢固地附著在纖維表面，使滌綸獲得永久阻燃特性[3]。改性阻燃滌綸的阻燃性能較好、價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。但是，阻燃滌綸回潮率低，制成的紡織品使用過程中易產(chǎn)生靜電，存在安全隱患[4-5]。

針對(duì)上述問題，本文采用改性阻燃滌綸與導(dǎo)電纖維進(jìn)行混紡，由于混紡紗中導(dǎo)電纖維分散均勻，可以有效解決電荷集聚問題，消除靜電[6]。本文設(shè)計(jì)了4種比例的阻燃滌綸導(dǎo)電纖維14.5 tex混紡紗，即阻燃滌綸與導(dǎo)電纖維的比例為97/3、94/6、90/10、80/20，通過試紡制成紡織品并對(duì)其進(jìn)行阻燃與防靜電性能測(cè)試。

1 纖維材料

本次試紡采用的改性阻燃滌綸規(guī)格為1.56 dtex×38 mm，含磷量 5 600 mg/L，極限氧指數(shù)33%以上，質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)，產(chǎn)地為山東濰坊。導(dǎo)電纖維采購自凱泰特種纖維科技有限公司，纖維規(guī)格為3.1 dtex×38 mm，表面電阻率為1×102Ω～1×104Ω。導(dǎo)電纖維是以高性能碳黑為導(dǎo)電原料，采用復(fù)合紡絲法將高濃度的導(dǎo)電微粒局部混入滌綸中制取黑色導(dǎo)電纖維，纖維形狀為膜片狀無卷曲、表面光滑，纖維相對(duì)較輕、抗撓性好，可洗和便于加工。

2 紗線設(shè)計(jì)

為了對(duì)阻燃滌綸與導(dǎo)電纖維混紡織物的性能進(jìn)行比較分析，對(duì)設(shè)計(jì)的4種混紡比阻燃滌綸導(dǎo)電纖維混紡紗分別進(jìn)行試紡。由于這4種紗中黑色導(dǎo)電纖維的比例不同，紗線在顏色上由淺灰到微黑，差異非常顯著。為了方便紗線品種標(biāo)識(shí)，根據(jù)導(dǎo)電纖維的比例由低到高，分別將紗線編號(hào)為1、2、3、4。需要注意的是，由于導(dǎo)電纖維在紡紗過程中損失較大，為了保證成紗混紡比，需要在纖維原料混紡配重時(shí)把導(dǎo)電纖維的比例提高1%～2%左右。

3 紡紗工藝流程

A002D型抓棉機(jī)→A035型混開棉機(jī)→A036C型開棉機(jī)→A092A型給棉機(jī)→A076C型成卷機(jī)→A186F型梳棉機(jī)→FA311F型并條機(jī)（兩道）→FA458型粗紗機(jī)→FA506型細(xì)紗機(jī)→№21C型絡(luò)筒機(jī)

4 紡紗各工序主要技術(shù)措施及質(zhì)量測(cè)試

4.1 清梳工序

為了提高導(dǎo)電纖維與阻燃滌綸的混和均勻性，在混和前對(duì)阻燃滌綸進(jìn)行一次開松，再與導(dǎo)電纖維分別稱重進(jìn)行人工預(yù)混，然后由抓棉機(jī)抓取。在A035型混開棉機(jī)中，為了減少對(duì)纖維過度開松導(dǎo)致的纖維損傷，經(jīng)混和后，跳過開棉打手直接送入A036C型開棉機(jī)中。A036C型開棉機(jī)采用梳針打手，打手速度配置480 r/min，棉箱工藝采用“全活箱”，以減少落棉。在成卷過程中，采用防黏粗紗，增大緊壓羅拉壓力，較短的棉卷長度以減少黏卷問題。另外，由于清棉落棉中導(dǎo)電纖維比例較大，落棉經(jīng)過分檢后回用。清棉主要指標(biāo)：棉卷定量437 g/m，重量不勻率1.4%。

梳棉采用的主要工藝措施是降低刺輥速度、放大刺輥與給棉板隔距以減少纖維損傷，提高刺輥與錫林線速比防止纖維纏繞錫林，提高道夫速度以提高纖維轉(zhuǎn)移率。由于導(dǎo)電纖維抱合性差，特別是導(dǎo)電纖維比例達(dá)到10%及以上時(shí)，落網(wǎng)現(xiàn)象嚴(yán)重，因此需要較小棉網(wǎng)張力。同時(shí)，梳棉機(jī)后車肚落棉與蓋板花中導(dǎo)電纖維比例很高，需降低落棉、減少蓋板花以降低導(dǎo)電纖維的消耗。梳棉主要工藝配置：刺輥速度710 r/min，刺輥與給棉板隔距0.31 mm，錫林速度330 r/min，道夫速度28 r/min，錫林與蓋板五點(diǎn)隔距0.31 mm、0.35 mm、0.35 mm、0.35 mm、0.31mm。梳棉主要質(zhì)量指標(biāo)：生條定量22.6 g/5 m，重量不勻率4.3%。

4.2 并粗工序

由于導(dǎo)電纖維較粗、沒有卷曲，與阻燃滌綸的抱合性差，在牽伸過程中容易浮于纖維條表面、甚至脫落。因此，并條速度不宜太高，牽伸倍數(shù)不宜太大，在并條中采取“慢速度，小牽伸”的工藝原則。并條主要工藝配置：出條速度200 m/min，頭并、二并均采用6根并合，后區(qū)牽伸分別為1.83倍和1.25倍。并條主要質(zhì)量指標(biāo)：熟條定量20.8 g/5 m，重量不勻率0.6%。

粗紗工序速度偏低掌握，捻度在保證細(xì)紗牽伸的情況下偏大控制，加強(qiáng)膠輥、羅拉及紡紗通道的檢測(cè)，保證通道光潔，特別是錠帽、壓掌和前羅拉鉗口處，避免出現(xiàn)導(dǎo)電纖維脫落。粗紗主要工藝配置：后區(qū)牽伸1.25倍，鉗口隔距5.0 mm，錠速600 r/min，粗紗捻系數(shù)56～60。粗紗主要質(zhì)量指標(biāo)：粗紗定量5.1 g/10 m，重量不勻率1.1%。

4.3 細(xì)紗工序

為保證導(dǎo)電纖維與阻燃滌綸混紡紗的成紗質(zhì)量，細(xì)紗工序宜采用集聚紡紗方式[7]。采用四羅拉式加異形管、網(wǎng)格圈的集聚紡系統(tǒng)，采用PG 1/2 4254型高精密軸承鋼鋼領(lǐng)，BS JM1/2ESgc 0/6#型鋼絲圈。細(xì)紗主要工藝配置：羅拉隔距19 mm×36 mm，后區(qū)牽伸1.25倍，鉗口隔距2.5 mm，錠速15 510 r/min，細(xì)紗捻系數(shù)323。

4.4 絡(luò)筒工序

由于導(dǎo)電纖維具有導(dǎo)電性，故采用光電式清紗器。本次紡紗選擇№21C型絡(luò)筒機(jī)配置Lo-epfe Zenit型光電式電子清紗器。絡(luò)筒機(jī)速度1 000 m/min。電子清紗器參數(shù)：棉結(jié)6.0，短粗節(jié)2.4×1.5 cm，長粗節(jié)1.25×50 cm，細(xì)節(jié)-30%×60 cm。

4.5 紗線測(cè)試

對(duì)本次試紡的4種比例的阻燃滌綸導(dǎo)電纖維混紡紗，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)紗線質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。由于紗線中含有導(dǎo)電纖維，無法采用電容式條干均勻度儀進(jìn)行條干不勻率測(cè)試。4種混紡比紗線的質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1。

表1 4種混紡比紗線主要質(zhì)量指標(biāo)

5 織物樣品試織與性能檢測(cè)

5.1 織物樣品設(shè)計(jì)

織物組織采用二上一下右斜紋，織物經(jīng)密472根/10 cm，緯密354根/10 cm。漿紗采用ASS3000型小樣漿紗機(jī)，織造采用GA598型電子提綜小樣劍桿織機(jī)。經(jīng)實(shí)際檢測(cè)，織物1經(jīng)密 472根/10 cm、緯密356根/10 cm，織物2經(jīng)密463根/10 cm、緯密348根/10 cm，織物3經(jīng)密477根/10 cm、緯密352根/10 cm，織物4經(jīng)密481根/10 cm、緯密350根/10 cm。

5.2 織物阻燃性能測(cè)試

測(cè)試方法：45°傾斜法。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14644—2014《紡織品燃燒性能45°方向燃燒速率的測(cè)定》。設(shè)備型號(hào)：HD815D-II型織物阻燃性能測(cè)試儀。對(duì)4種織物進(jìn)行洗滌前后的燃燒性能測(cè)試，洗滌按照GB/T 8629—2017《試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》標(biāo)準(zhǔn)，采用A型洗衣機(jī)4N程序洗滌1次，平攤晾干。經(jīng)測(cè)試，4種織物在洗滌前后均未點(diǎn)燃。燃燒等級(jí)均為1級(jí)。

5.3 織物導(dǎo)電性能測(cè)試

測(cè)試方法：靜電壓半衰期法。測(cè)試儀器：M401型織物感應(yīng)式靜電測(cè)試儀。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 12703.1—2008《紡織品靜電性能的評(píng)定第一部分：靜電壓半衰期》。測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 4種織物導(dǎo)電性能測(cè)試

6 結(jié)論

（1）阻燃滌綸導(dǎo)電纖維混紡紗在紡紗過程中，存在導(dǎo)電纖維容易進(jìn)入落棉以及脫落問題，導(dǎo)致導(dǎo)電纖維消耗較大、混紡比產(chǎn)生偏差。因此，在紡紗生產(chǎn)中，需要采取相應(yīng)技術(shù)措施減少導(dǎo)電纖維消耗，同時(shí)要適當(dāng)提高導(dǎo)電纖維投入比例。

（2）由于導(dǎo)電纖維與阻燃滌綸的抱合性能較差，導(dǎo)電纖維較粗，在細(xì)紗加捻三角區(qū)容易形成紗線毛羽與飛花。所以，采用集聚紡以提高紗線品質(zhì)。

（3）本次生產(chǎn)了4種不同比例的阻燃滌綸導(dǎo)電纖維混紡紗織物，其阻燃性能都達(dá)到1級(jí)，阻燃性能差異較??；而織物的導(dǎo)電性能存在一定的差異，隨著導(dǎo)電纖維比例從3%增加到20%，靜電壓逐漸降低，半衰期逐漸縮短，但都得達(dá)到防靜電等級(jí)A級(jí)水平，可以滿足不同防靜電環(huán)境的需求。