腈綸天蓮不銹鋼纖維混紡防靜電紗的開(kāi)發(fā)

張 梅 盛愛(ài)軍 張會(huì)青 陳 凱

（德州學(xué)院，山東德州，253023）

隨著工業(yè)的發(fā)展及合成纖維在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，普通合成纖維紡織品產(chǎn)生的靜電影響變得日益普遍。因此，提高紡織品防靜電性能及其耐久性已引起人們的普遍重視［1］。當(dāng)前我國(guó)市場(chǎng)的防靜電面料主要應(yīng)用于易燃易爆行業(yè)人員的專用防護(hù)產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)企業(yè)已逐漸認(rèn)識(shí)到兒童服裝的安全性指標(biāo)的重要性，因此積極推廣防靜電童裝紡織品，開(kāi)發(fā)出符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的防靜電功能兒童服裝面料已成為迫切需求。研究制備舒適、低成本的防靜電面料及如何防止靜電給人體帶來(lái)的危害成為研究關(guān)注的熱點(diǎn)。采用腈綸、天蓮纖維和不銹鋼纖維進(jìn)行混紡，探討其合理的混紡比，重點(diǎn)研究紡紗工藝流程，確定紡紗方案及工藝參數(shù)，對(duì)混紡紗的性能特別是防靜電功能性指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試與對(duì)比分析。

1 纖維性能

1.1 腈綸

腈綸有較好的織物保暖性和耐熱性。腈綸織物在合成纖維織物中屬于輕質(zhì)面料，能制作很多輕質(zhì)的保暖服裝。

1.2 天蓮纖維

天蓮纖維原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、便于采取、天然環(huán)保、清涼挺爽、健康保健，這都決定了天蓮纖維具有良好的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景［2］。天蓮纖維是一種植物蛋白改性功能性纖維素纖維，它是采用蓮葉和蓮子有效物質(zhì)提取物及纖維素，可自然降解、防紫外線、涵養(yǎng)水分并產(chǎn)生負(fù)氧離子，是一種新型健康纖維［3］。

1.3 防靜電纖維

不銹鋼纖維是一種非常細(xì)的金屬纖維，是不銹鋼絲反復(fù)穿過(guò)模具經(jīng)過(guò)精細(xì)拉伸而成。它具有非常好的金屬光澤，耐化學(xué)腐蝕，防輻射，強(qiáng)度高，但手感差，抱合困難。將少量的防靜電纖維混入常規(guī)纖維中，既可避免紡織加工過(guò)程中的靜電，又可解決織物使用中的靜電問(wèn)題［4］。

2 防靜電混紡紗的工藝設(shè)計(jì)

2.1 原料選擇

腈綸的使用可以在降低原料成本的同時(shí)提高產(chǎn)品保暖性，天蓮纖維的使用可以增加產(chǎn)品的舒適、保健和美膚功能，不銹鋼纖維可緩解腈綸在紡紗和使用中的靜電現(xiàn)象。3種纖維的性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 原料的性能指標(biāo)

2.2 混紡方式

采用賽絡(luò)集聚紡技術(shù)，將具有良好的光澤、柔軟性、吸濕性、染色性的天蓮纖維，染色鮮艷、毛感強(qiáng)烈的腈綸以及不銹鋼纖維進(jìn)行混紡，紡出外觀光潔、質(zhì)量?jī)?yōu)良、具有經(jīng)久耐用、成本較低的防靜電功能性紗線。為了完成低比例不銹鋼纖維紡紗，選擇腈綸和天蓮纖維進(jìn)行包混，然后在并條工序與一根不銹鋼纖維條進(jìn)行條混。這樣整根紗線在長(zhǎng)度方向都有不銹鋼纖維的存在，保證了防靜電效果的連續(xù)性；同時(shí)為了獲得較低比例不銹鋼纖維的混和條，在并條工序采用兩道并條，使不銹鋼纖維在混和條中的分布更為均勻。分別生產(chǎn)4種不銹鋼纖維混紡紗，腈綸/天蓮纖維/不銹鋼纖維混紡比分別為66/29/5、63/27/10、62/26/12、60/25/15，紗線號(hào)數(shù)為14.8 tex。

2.3紡紗工藝流程

當(dāng)腈綸/天蓮纖維/不銹鋼纖維混紡比分別為63/27/10、62/26/12、60/25/15時(shí)，由于這3種混紡紗線中金屬纖維的比例較高，在目前的條混工藝中比較容易實(shí)現(xiàn)，具體采用的紡紗流程：包混后的腈綸天蓮纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)清棉、梳棉工序后，其混紡生條與不銹鋼纖維牽切條在并條工序采用三道并條，再經(jīng)過(guò)粗紗、細(xì)紗工序進(jìn)行正常紡紗。

當(dāng)腈綸/天蓮纖維/不銹鋼纖維混紡比為66/29/5時(shí)，由于金屬纖維比例較小，所以采用了復(fù)混并流程：包混后的腈綸天蓮纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)清棉、梳棉工序后，其混紡生條與不銹鋼纖維牽切條先進(jìn)行預(yù)并條，再將預(yù)并條后的紗條與腈綸天蓮纖維生條采用三道并條，最后再經(jīng)過(guò)粗紗、細(xì)紗工序進(jìn)行正常紡紗。

2.3.1 開(kāi)清棉工序

工藝流程的配置應(yīng)遵循“充分混和，漸進(jìn)開(kāi)松，少傷纖維”的原則，要合理選用打手的形式和工藝參數(shù)，生條定量不宜過(guò)輕。由于腈綸和天蓮纖維的長(zhǎng)度比較整齊一致，不含雜質(zhì)，所以為了減少對(duì)纖維的損傷，其技術(shù)關(guān)鍵是注重開(kāi)松和混和，減少開(kāi)清點(diǎn)，降低打手速度，以減少短絨、索絲和棉結(jié)的產(chǎn)生。

工藝流程：FA 006C型抓棉機(jī)→FA 106型梳針開(kāi)棉機(jī)→FA 025型多倉(cāng)混棉機(jī)→A 092AST型振動(dòng)式雙給棉箱給棉機(jī)→FA 141型單打手成卷機(jī)。

2.3.2 梳棉工序

通過(guò)梳棉工序來(lái)松解集合體變成單根狀態(tài)，梳理的關(guān)鍵是既不能因力度太大導(dǎo)致纖維出現(xiàn)損傷，也不能因力度小而使纖維與纖維之間得不到充分的開(kāi)松混和。由于腈綸和天蓮纖維在開(kāi)清棉工序進(jìn)行了混和，纖維靜電現(xiàn)象減少，斷裂強(qiáng)度較高，所以采用的速度相比常規(guī)化學(xué)纖維偏高；同時(shí)由于腈綸和天蓮纖維的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以紡紗隔距偏大掌握。在FA 201型梳棉機(jī)上生產(chǎn)，梳棉主要工藝參數(shù)：刺輥速度800 r/min，錫林速度320 r/min，道夫速度19 r/min，刺輥與給棉板隔距0.3 mm，刺輥與錫林隔距0.25 mm。

2.3.3 并條工序

并條工藝控制重點(diǎn)是三道并條后區(qū)牽伸工藝的制定、并條車速的合理設(shè)計(jì)，羅拉握持距必須大于不銹鋼纖維的長(zhǎng)度。牽伸工藝設(shè)計(jì)思路：頭并并條后區(qū)牽伸倍數(shù)偏大掌握，利于彎鉤纖維伸直，二并并條總牽伸倍數(shù)大，利于后彎鉤纖維伸直，三并并條總牽伸倍數(shù)小利于熟條條干。在FA 302A型并條機(jī)上生產(chǎn)，主要工藝參數(shù)如下。

項(xiàng)目 頭并 二并 三并

定量/g·（5 m）-118.6 16.4 17.5

總牽伸/倍 8.25 9.10 7.85

后區(qū)牽伸/倍 1.8 1.24 1.24

2.3.4 粗紗工序

粗紗工藝控制重點(diǎn)是捻系數(shù)和牽伸倍數(shù)設(shè)置。試紡過(guò)程中要兼顧細(xì)紗牽伸過(guò)程中的“硬頭”現(xiàn)象和條干均勻度，合理安排。原則上在細(xì)紗不出“硬頭”前提下，粗紗捻系數(shù)偏大掌握。由于不銹鋼纖維的長(zhǎng)度整齊度較差，后區(qū)牽伸偏小掌握。錠子轉(zhuǎn)速采用900 r/min。為提高粗紗條在細(xì)紗機(jī)上的可紡性，粗紗下機(jī)后可以適當(dāng)?shù)卮娣乓欢螘r(shí)間來(lái)增加粗紗條的回潮率。粗紗主要工藝參數(shù)：粗紗干定量3 g/10 m，總牽伸11.6倍，后區(qū)牽伸1.2倍，捻系數(shù)80。

2.3.5 細(xì)紗工序

細(xì)紗工序采用賽絡(luò)集聚紡技術(shù)，該工序技術(shù)關(guān)鍵是控制溫濕度和牽伸工藝。由于采用雙粗紗條喂入，加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)轉(zhuǎn)巡查，以防止單根喂入狀態(tài)；由于金屬纖維的存在，特別是高比例金屬纖維混紡紗紡紗時(shí)靜電作用降低，可適當(dāng)提高車速。細(xì)紗主要工藝參數(shù)：紗線號(hào)數(shù)14.8 tex，總牽伸40.5倍，后區(qū)牽伸1.25倍，鋼絲圈型號(hào)UM 1/2 6/0，鋼領(lǐng)型號(hào)PG1 4254，捻系數(shù)320。

3 織物防靜電性能測(cè)試

對(duì)4種相同號(hào)數(shù)不同混紡比的腈綸天蓮不銹鋼纖維混紡紗線均進(jìn)行了緯平針組織針織織造，并對(duì)其織物防靜電性能進(jìn)行測(cè)試與分析。

電荷表面密度法測(cè)試執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12703—1991《防靜電工作服標(biāo)準(zhǔn)》，測(cè)試儀器為L(zhǎng)FY-403型法拉第氣缸+靜電電位器。具體測(cè)試方法：先摩擦樣品，再將其置于法拉第筒中即可測(cè)試電荷表面密度。這種方法可以很好地反映織物實(shí)際的穿著特性，并且還可以反映織物通電時(shí)的電暈放電能力。所測(cè)試的織物規(guī)格為25 mm×30 mm，織物組織為緯平針；測(cè)試條件為溫度20℃，相對(duì)濕度40%。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 織物防靜電性測(cè)試結(jié)果

根據(jù)GB/T 12703—1991的要求，電荷表面密度不大于7μC/m2，就可滿足防靜電性能要求。由表2可以看出，4種不同不銹鋼纖維含量的織物均可滿足防靜電性能要求，其織物具有良好的防靜電性能；在相同的試驗(yàn)條件下，當(dāng)混紡紗中不銹鋼纖維含量從5%增加到10%時(shí)，織物的電荷表面密度降低幅度很大；當(dāng)混紡紗中不銹鋼纖維的比例大于10%時(shí)，織物的電荷表面密度相對(duì)穩(wěn)定，其防靜電效果變化不大，但都要明顯好于不銹鋼纖維含量為5%時(shí)的防靜電性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

在防靜電紗的開(kāi)發(fā)中，不銹鋼纖維的含量與紗線防靜電性能息息相關(guān)。本文所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的4種同號(hào)數(shù)不同不銹鋼纖維含量的混紡紗，其織物均可滿足防靜電性能要求；在相同的試驗(yàn)條件下，當(dāng)混紡紗中不銹鋼纖維含量從5%增加到10%時(shí)，織物的電荷表面密度降低幅度很大；當(dāng)混紡紗中不銹鋼纖維的比例大于10%時(shí)，織物的電荷表面密度相對(duì)穩(wěn)定，其防靜電效果都要明顯好于不銹鋼纖維含量為5%時(shí)的防靜電性能。建議選用不銹鋼纖維含量為5%的混紡紗，即可保證防靜電性能，又能保證織物舒適性。