張會(huì)娟, 張尚勇, 李瑞洲

(1.武漢紡織大學(xué)，湖北 武漢 430200； 2.河北科技大學(xué)，河北 石家莊 050018)

不銹鋼纖維具有良好的導(dǎo)電性能和防電磁輻射等特性,但不銹鋼纖維可紡性能差，紡紗過程中會(huì)出現(xiàn)纖維與牽伸羅拉間相對(duì)滑動(dòng)、纖維間抱合力小、紗線強(qiáng)力低等問題[1-2]。采用阻燃粘膠與不銹鋼纖維混紡，既能降低不銹鋼纖維紡紗的難度，又能開發(fā)出具有導(dǎo)電、抗靜電、防輻射與阻燃一體的復(fù)合型功能織物。

下面以32 tex不銹鋼纖維含量為19.4%的混紡紗為例設(shè)計(jì)其紡紗工藝。

1 不銹鋼纖維和阻燃粘膠可紡性分析

1.1 纖維規(guī)格

(1)阻燃粘膠纖維長度為38 mm,細(xì)度1.67 dtex,極限氧指數(shù)LOI值約為33%。

(2)不銹鋼纖維的長度為40 mm,直徑為6 μm。

1.2 不銹鋼纖維與阻燃粘膠的強(qiáng)伸性能

采用YG004型電子單纖維強(qiáng)力儀，CRE拉伸方式，拉伸速度為20 mm/min，測得50根試樣結(jié)果取平均值。實(shí)驗(yàn)條件為溫度20 ℃，相對(duì)濕度65%[3]，測定不銹鋼纖維和阻燃粘膠纖維拉伸性能的各項(xiàng)指標(biāo)見表1。

表1 粘膠纖維和不銹鋼纖維的強(qiáng)伸性指標(biāo)

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，不銹鋼纖維的斷裂強(qiáng)力較大，斷裂伸長率比較小，屬于硬而脆型纖維；粘膠纖維的斷裂強(qiáng)力較小，斷裂伸長率較大，屬于軟而韌型纖維。

1.3 不銹鋼纖維與阻燃粘膠的摩擦系數(shù)測試

根據(jù)絞盤法測定紡織材料摩擦系數(shù)的原理，采用Y151型纖維摩擦系數(shù)測定儀，實(shí)驗(yàn)條件為溫度20℃，相對(duì)濕度65%，測定不銹鋼纖維和阻燃粘膠纖維的動(dòng)摩擦和靜摩擦系數(shù)[4-5]。分別制作5個(gè)不銹鋼纖維棍和五個(gè)粘膠纖維棍，準(zhǔn)備五個(gè)不銹鋼棍和膠輥，分別進(jìn)行30組實(shí)驗(yàn)。 計(jì)算統(tǒng)計(jì)得不銹鋼纖維與阻燃粘膠摩擦系數(shù)見表2。

表2 不銹鋼纖維與阻燃粘膠摩擦系數(shù)

從表2中可以看出，不銹鋼纖維與鋼棍、不銹鋼纖維棍及阻燃粘膠纖維棍之間不僅摩擦系數(shù)小，而且動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)小于靜態(tài)摩擦系數(shù)，意味著在紡紗過程中纖維與牽伸羅拉間可能具有相對(duì)滑動(dòng)、纖維間抱合力小甚至紗線中纖維易滑脫而導(dǎo)致強(qiáng)力低等問題。同時(shí)不銹鋼纖維間摩擦系數(shù)較低，在并條過程中條子極易被拉斷，因此在并條時(shí)可采取與阻燃粘膠條一起喂入，以增強(qiáng)條子強(qiáng)力，防止斷條。

2 紡紗工藝設(shè)計(jì)

由于不銹鋼短纖密度較大，剛性強(qiáng)，與阻燃粘膠的性能差異很大，纖維在梳棉機(jī)中不能很好地轉(zhuǎn)移到錫林上，所以不適宜使原料在開清棉進(jìn)行直接混和，否則易造成纖維層分層現(xiàn)象和不銹鋼纖維不必要的損失[6-7]，因此采用條子混和的方法為宜。

2.1 工藝流程

采用傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗流程，將阻燃粘膠纖維與不銹鋼纖維在并條工序中進(jìn)行混紡，紡紗工藝流程如下：

粘膠混合開松(FKW350Ⅱ型梳針式雙滾筒開松機(jī))→梳理(A186F梳棉機(jī))→并條

2.2 紡紗工藝參數(shù)

2.2.1并條工藝參數(shù)

通過本工序?qū)⒆枞颊衬z纖維和不銹鋼纖維以條子采用一道預(yù)并和兩道混并的形式混合。首先將定量為20 g/5m的粘膠纖維和20.4 g/5m的不銹鋼纖維條子以1∶5的比例進(jìn)行預(yù)并條，再將預(yù)并條、不銹鋼纖維條子和粘膠纖維條子以1∶1∶4的比例進(jìn)行二并，最后將所得混合條子進(jìn)行三道并條。工藝參數(shù)見表3。

2.2.2粗紗工藝參數(shù)

紡制粗紗時(shí)采用的是A456D型粗紗機(jī)，其牽伸形式為三羅拉雙短皮圈牽伸，YT12150A型彈簧搖架加壓。工藝參數(shù)見表4。

2.2.3細(xì)紗工藝參數(shù)

細(xì)紗工序采用DSSp-01型數(shù)字式小樣細(xì)紗機(jī)，規(guī)格為C12W12-3-1。該設(shè)備是天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院開發(fā)研制的，屬于數(shù)字化小樣紡紗快速反應(yīng)系統(tǒng)之一，其工藝參數(shù)見表5。

表3 A272F并條機(jī)工藝參數(shù)

表4 A456D型粗紗機(jī)的工藝參數(shù)

表5 細(xì)紗機(jī)的工藝參數(shù)

3 問題與措施

3.1 并條工序

不銹鋼纖維之間抱合力較低，容易斷頭，采用純不銹鋼纖維條可以與阻燃粘膠纖維條一同喂入，以防止不銹鋼纖維條斷頭。生條在經(jīng)過牽伸時(shí)容易堵塞喇叭口，使纖維條纏繞在牽伸羅拉上，造成原料的浪費(fèi)[8]。出現(xiàn)這種情況時(shí)，可以調(diào)整牽伸羅拉隔距，增加車間的濕度，以防止堵塞和纏繞等情況的發(fā)生。同時(shí)適當(dāng)增大膠輥硬度，有利于增大纖維的握持力，可保證牽伸順利進(jìn)行。紡紗過程中不銹鋼纖維條子與并條機(jī)的導(dǎo)條輥接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花，會(huì)有一定的危險(xiǎn)性，解決的辦法是關(guān)閉斷頭自停裝置，以此來防止電火花的產(chǎn)生。

3.2 粗紗工序

粗紗工序中捻度選擇不宜太大，否則給細(xì)紗工序增加牽伸負(fù)擔(dān)。紡紗過程中發(fā)現(xiàn)，紡紗時(shí)因空氣干燥易產(chǎn)生摩擦靜電[9]，造成纖維纏繞膠輥，影響紡紗工序正常進(jìn)行，增大空氣濕度后，效果得到明顯改善。

3.3 細(xì)紗工序

由于不銹鋼纖維的密度大，在紡紗過程中氣圈較大易碰擋紗板，影響紗線的毛羽指數(shù)，故在實(shí)驗(yàn)過程中我們更換了較重鋼絲圈，情況有所好轉(zhuǎn)。在試紡時(shí)出現(xiàn)“硬頭”現(xiàn)象，通過提高細(xì)紗機(jī)后區(qū)牽伸倍數(shù)，變大膠輥增強(qiáng)對(duì)須條的握持力，使情況得到了改善。同時(shí)調(diào)節(jié)羅拉隔距進(jìn)一步改善了紗線的條干均勻度。

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