随着工业的发展及合成纤维在各领域中的广泛应用,普通合成纤维纺织品产生的静电影响变得日益普遍。因此,提高纺织品防静电性能及其耐久性已引起人们的普遍重视[1]。当前我国市场的防静电面料主要应用于易燃易爆行业人员的专用防护产品。国内企业已逐渐认识到儿童服装的安全性指标的重要性,因此积极推广防静电童装纺织品,开发出符合相关标准的防静电功能儿童服装面料已成为迫切需求。研究制备舒适、低成本的防静电面料及如何防止静电给人体带来的危害成为研究关注的热点。采用腈纶、天莲纤维和不锈钢纤维进行混纺,探讨其合理的混纺比,重点研究纺纱工艺流程,确定纺纱方案及工艺参数,对混纺纱的性能特别是防静电功能性指标进行测试与对比分析。1 纤维性能1.1 腈纶腈纶有较好的织物保暖性和耐热性。腈纶织物在合成纤维织物中属于轻质面料,能制作很多轻质的保暖服装。1.2 天莲纤维天莲纤维原料来源丰富、价格低廉、便于采取、天然环保、清凉挺爽、健康保健,这都决定了天莲纤维具有良好的开发和应用前景[2]。天莲纤维是一种植物蛋白改性功能性纤维素纤维,它是采用莲叶和莲子有效物质提取物及纤维素,可自然降解、防紫外线、涵养水分并产生负氧离子,是一种新型健康纤维[3]。1.3 防静电纤维不锈钢纤维是一种非常细的金属纤维,是不锈钢丝反复穿过模具经过精细拉伸而成。它具有非常好的金属光泽,耐化学腐蚀,防辐射,强度高,但手感差,抱合困难。将少量的防静电纤维混入常规纤维中,既可避免纺织加工过程中的静电,又可解决织物使用中的静电问题[4]。2 防静电混纺纱的工艺设计2.1 原料选择腈纶的使用可以在降低原料成本的同时提高产品保暖性,天莲纤维的使用可以增加产品的舒适、保健和美肤功能,不锈钢纤维可缓解腈纶在纺纱和使用中的静电现象。3种纤维的性能指标见表1。.T001表1原料的性能指标纤维种类长度/mm细度/dtex断裂伸长/%断裂强度/cN·dtex-1腈纶381.3335~501.76~3.08天莲纤维381.331.72~5.83.44不锈钢纤维45~552~60.3~1.51.362.2 混纺方式采用赛络集聚纺技术,将具有良好的光泽、柔软性、吸湿性、染色性的天莲纤维,染色鲜艳、毛感强烈的腈纶以及不锈钢纤维进行混纺,纺出外观光洁、质量优良、具有经久耐用、成本较低的防静电功能性纱线。为了完成低比例不锈钢纤维纺纱,选择腈纶和天莲纤维进行包混,然后在并条工序与一根不锈钢纤维条进行条混。这样整根纱线在长度方向都有不锈钢纤维的存在,保证了防静电效果的连续性;同时为了获得较低比例不锈钢纤维的混和条,在并条工序采用两道并条,使不锈钢纤维在混和条中的分布更为均匀。分别生产4种不锈钢纤维混纺纱,腈纶/天莲纤维/不锈钢纤维混纺比分别为66/29/5、63/27/10、62/26/12、60/25/15,纱线号数为14.8 tex。2.3 纺纱工艺流程当腈纶/天莲纤维/不锈钢纤维混纺比分别为63/27/10、62/26/12、60/25/15时,由于这3种混纺纱线中金属纤维的比例较高,在目前的条混工艺中比较容易实现,具体采用的纺纱流程:包混后的腈纶天莲纤维经过开清棉、梳棉工序后,其混纺生条与不锈钢纤维牵切条在并条工序采用三道并条,再经过粗纱、细纱工序进行正常纺纱。当腈纶/天莲纤维/不锈钢纤维混纺比为66/29/5时,由于金属纤维比例较小,所以采用了复混并流程:包混后的腈纶天莲纤维经过开清棉、梳棉工序后,其混纺生条与不锈钢纤维牵切条先进行预并条,再将预并条后的纱条与腈纶天莲纤维生条采用三道并条,最后再经过粗纱、细纱工序进行正常纺纱。2.3.1 开清棉工序工艺流程的配置应遵循“充分混和,渐进开松,少伤纤维”的原则,要合理选用打手的形式和工艺参数,生条定量不宜过轻。由于腈纶和天莲纤维的长度比较整齐一致,不含杂质,所以为了减少对纤维的损伤,其技术关键是注重开松和混和,减少开清点,降低打手速度,以减少短绒、索丝和棉结的产生。工艺流程:FA006C型抓棉机→FA106型梳针开棉机→FA025型多仓混棉机→A092AST型振动式双给棉箱给棉机→FA141型单打手成卷机。2.3.2 梳棉工序通过梳棉工序来松解集合体变成单根状态,梳理的关键是既不能因力度太大导致纤维出现损伤,也不能因力度小而使纤维与纤维之间得不到充分的开松混和。由于腈纶和天莲纤维在开清棉工序进行了混和,纤维静电现象减少,断裂强度较高,所以采用的速度相比常规化学纤维偏高;同时由于腈纶和天莲纤维的长度较长,所以纺纱隔距偏大掌握。在FA201型梳棉机上生产,梳棉主要工艺参数:刺辊速度800 r/min,锡林速度320 r/min,道夫速度19 r/min,刺辊与给棉板隔距0.3 mm,刺辊与锡林隔距0.25 mm。2.3.3 并条工序并条工艺控制重点是三道并条后区牵伸工艺的制定、并条车速的合理设计,罗拉握持距必须大于不锈钢纤维的长度。牵伸工艺设计思路:头并并条后区牵伸倍数偏大掌握,利于弯钩纤维伸直,二并并条总牵伸倍数大,利于后弯钩纤维伸直,三并并条总牵伸倍数小利于熟条条干。在FA302A型并条机上生产,主要工艺参数如下。.T002项目头并二并三并定量/g·(5 m)-118.616.417.5总牵伸/倍8.259.107.85后区牵伸/倍1.81.241.242.3.4 粗纱工序粗纱工艺控制重点是捻系数和牵伸倍数设置。试纺过程中要兼顾细纱牵伸过程中的“硬头”现象和条干均匀度,合理安排。原则上在细纱不出“硬头”前提下,粗纱捻系数偏大掌握。由于不锈钢纤维的长度整齐度较差,后区牵伸偏小掌握。锭子转速采用900 r/min。为提高粗纱条在细纱机上的可纺性,粗纱下机后可以适当地存放一段时间来增加粗纱条的回潮率。粗纱主要工艺参数:粗纱干定量3 g/10 m,总牵伸11.6倍,后区牵伸1.2倍,捻系数80。2.3.5 细纱工序细纱工序采用赛络集聚纺技术,该工序技术关键是控制温湿度和牵伸工艺。由于采用双粗纱条喂入,加强生产过程的运转巡查,以防止单根喂入状态;由于金属纤维的存在,特别是高比例金属纤维混纺纱纺纱时静电作用降低,可适当提高车速。细纱主要工艺参数:纱线号数14.8 tex,总牵伸40.5倍,后区牵伸1.25倍,钢丝圈型号UM1/2 6/0,钢领型号PG1 4254,捻系数320。3 织物防静电性能测试对4种相同号数不同混纺比的腈纶天莲不锈钢纤维混纺纱线均进行了纬平针组织针织织造,并对其织物防静电性能进行测试与分析。电荷表面密度法测试执行标准GB/T 12703—1991《防静电工作服标准》,测试仪器为LFY⁃403型法拉第气缸+静电电位器。具体测试方法:先摩擦样品,再将其置于法拉第筒中即可测试电荷表面密度。这种方法可以很好地反映织物实际的穿着特性,并且还可以反映织物通电时的电晕放电能力。所测试的织物规格为25 mm×30 mm,织物组织为纬平针;测试条件为温度20 ℃,相对湿度40%。测试结果见表2。.T003表2织物防静电性测试结果织物编号不锈钢纤维含量/%电荷表面密度平均值/μC·m-2电荷表面密度最大值/μC·m-21#51.2001.3002#100.3560.5333#120.3530.8004#150.4880.800根据GB/T 12703—1991的要求,电荷表面密度不大于7 μC/m2,就可满足防静电性能要求。由表2可以看出,4种不同不锈钢纤维含量的织物均可满足防静电性能要求,其织物具有良好的防静电性能;在相同的试验条件下,当混纺纱中不锈钢纤维含量从5%增加到10%时,织物的电荷表面密度降低幅度很大;当混纺纱中不锈钢纤维的比例大于10%时,织物的电荷表面密度相对稳定,其防静电效果变化不大,但都要明显好于不锈钢纤维含量为5%时的防静电性能。4 结束语在防静电纱的开发中,不锈钢纤维的含量与纱线防静电性能息息相关。本文所设计生产的4种同号数不同不锈钢纤维含量的混纺纱,其织物均可满足防静电性能要求;在相同的试验条件下,当混纺纱中不锈钢纤维含量从5%增加到10%时,织物的电荷表面密度降低幅度很大;当混纺纱中不锈钢纤维的比例大于10%时,织物的电荷表面密度相对稳定,其防静电效果都要明显好于不锈钢纤维含量为5%时的防静电性能。建议选用不锈钢纤维含量为5%的混纺纱,即可保证防静电性能,又能保证织物舒适性。

使用Chrome浏览器效果最佳,继续浏览,你可能不会看到最佳的展示效果,

确定继续浏览么?

复制成功,请在其他浏览器进行阅读