曹紅梅

( 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽712000)

不銹鋼纖維具有導(dǎo)電、傳熱、耐高溫、耐腐蝕等特點，其特性是其它材料所無法替代的。

近年來，我國不銹鋼纖維制品已經(jīng)在電力、軍工、冶金、化工等方面得到應(yīng)用，純不銹鋼纖維織物可用于高溫氣體粉塵密封、過濾、高溫除塵、熱工件傳送帶、隔熱簾、耐熱緩沖墊等方面。因此，該產(chǎn)品具有廣闊的市場前景和很高的研究開發(fā)價值。但是純不銹鋼纖維織物因加工難度較大而一直處于試樣階段。我們的課題組經(jīng)過兩年多時間的研究，解決了純不銹鋼纖維布生產(chǎn)中的許多技術(shù)難題，探索出了一條較為理想的工藝技術(shù)路線，批量紡織純不銹鋼纖維布300 多平方米，產(chǎn)值達30 多萬元。

1 原料規(guī)格

原料的規(guī)格直接關(guān)系到纖維的可紡性能、工藝配置、成紗質(zhì)量和產(chǎn)品風(fēng)格，我們選用的原料其技術(shù)性能參數(shù)如表1 所示。由不銹鋼纖維長絲通過五羅拉牽切機制成的牽切條質(zhì)量如表2 所示。

表1 原料技術(shù)性能參數(shù)Table 1 Technical performance parameters of raw materials

表2 牽切條質(zhì)量Table 2 Quality of lead

2 原料與紡紗及產(chǎn)品的關(guān)系

2.1 含油率

不銹鋼牽切條的含油率是關(guān)系到紡紗能否順利進行的重要因素之一。如含油過多，纖維之間就會相互粘連，造成牽伸不開，斷頭嚴重;如含油過低，條子抱合力差，飛花嚴重，紗發(fā)毛，易斷頭，無法正常成紗。因此要合理控制給油量，以0.2% ～0.5%為宜。同時，油的品種以植物油經(jīng)過充分乳化為好。并且要注意均勻連續(xù)上油。

2.2 纖維長度及其整齊度

長而均勻的纖維有利于成紗強力的提高和條干均勻度的改善。不銹鋼纖維牽切條的纖維長度在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的，其長度應(yīng)與紡紗設(shè)備部件的結(jié)構(gòu)、規(guī)格相適應(yīng)，滿足紡紗工藝要求。同時，纖維整齊度要好。如有超長纖維存在，易因牽伸不開而斷頭;如短絨率過高，同樣增加斷頭并降低了制成率。要求其長度變異系數(shù)小于30%，20mm 以下短絨率小于10%。

2.3 纖維細度

在紡制號數(shù)相同的細紗時，纖維的細度愈細，細紗截面中的纖維平均根數(shù)愈多，纖維的接觸面也隨之加大，從而增加了纖維的滑脫阻力，有利于纖維強力利用系數(shù)的提高。同時對不銹鋼纖維來說，纖維過細，原料成本太大。不銹鋼纖維直徑一般有6μm、8μm、10μm 三種，我們選用8μm 的一種。

2.4 牽切條定量及其不勻率

在滿足不銹鋼纖維長度指標(biāo)的前提下，為提高產(chǎn)量可偏大掌握牽切條定量。但要嚴格控制不勻率。

2.5 牽切條卷裝

要求牽切條排列均勻、引出順利，無相互粘連現(xiàn)象。

3 工藝流程

不銹鋼牽切條——并合——紡紗——捻線——槽筒

整經(jīng)——穿經(jīng)——卷緯——織布——修整——成品布

該流程采用兩根不銹鋼牽切條并合后直接喂入AS5llA 細紗小樣機，捻線后再套用常規(guī)的織造設(shè)備，具有工藝流程短、制成率高、設(shè)備投資少等優(yōu)點。我們選用細紗小樣機，是因為不銹鋼纖維價格昂貴，每公斤高達500 多元，能否提高制成率、降低成本是該產(chǎn)品投入實際生產(chǎn)的重要因素;不銹鋼纖維比重大、剛度大、粗硬挺直、彈性差、纖維間抱合力差，摩擦系數(shù)大，紡紗時離心力大，加捻成紗困難;使用一般的新型紡紗方法或常規(guī)的環(huán)錠紡均不能取得令人滿意的效果，而細紗小樣機可以隨時停車、處理斷頭，并且細紗小樣機是超大牽伸，可直接喂入并合后的不銹鋼牽切條，既改善了成紗質(zhì)量，又縮了工藝流程、減少了消耗。因此，細紗小樣機是紡制純不銹鋼纖維較為理想的設(shè)備。

4 主要工藝配置及技術(shù)條件

4.1 紡紗工藝參數(shù)的選擇

4.1.1 紡紗速度

成紗時紗線所受的離心力與纖維質(zhì)量和錠速的平方成正比。考慮到不銹鋼纖維比重是普通纖維的5 ～8 倍，為控制紡紗加捻氣圈和紡紗強力、減少斷頭，要相應(yīng)減慢錠子速度和紡紗速度，紡紗時才不致使離心力過大而斷頭。一般環(huán)錠細紗機的最低錠速在8000 轉(zhuǎn)/分左右，這個速度對紡制純不銹鋼紗來說還是太高。我們把細紗小樣機的速度降至4800 轉(zhuǎn)/分，這樣可以提高紡紗效率。

4.1.2 支數(shù)

不銹鋼纖維用于純紡，由于其本身的特點，可紡支數(shù)低。我們試紡了4Nm ～12Nm 單紗，認為紡紗支數(shù)以5Nm ～8Nm 為最佳。如紡紗支數(shù)過低，紡紗離心力很大，成品成本高;紡紗支數(shù)過高，成紗困難，強力低，無法織造，則無實用價值。

4.1.3 捻系數(shù)

不銹鋼纖維粗硬、無彈性，加捻時捻度傳送困難，而且不銹鋼紗的直徑比同支數(shù)的普通紗直徑要小得多。因此，從理論上分析不銹鋼纖維紡紗采用的捻系數(shù)要比普通紗來得高。我們就不同支數(shù)、不同捻系數(shù)的紗線采用正交試驗法對它們的強力、伸長、可紡性進行了試驗。結(jié)果表明，紗線的強力、伸長、紡紗時斷頭及單紗扭結(jié)均與捻系數(shù)有關(guān)。為便于以后工序生產(chǎn)，捻系數(shù)以偏小掌握為好。

4.1.4 牽伸與并合

采用兩根牽切條并合后喂入細紗小樣機，有利于提高成紗條干。后區(qū)牽伸倍數(shù)可稍大，以1.42 左右為宜。

4.1.5 鋼絲圈

以G 型為佳。為減小紡紗張力鋼絲圈重量較常規(guī)適當(dāng)減輕。同時，由于不銹鋼纖維本身是金屬，在加捻與卷繞過程中，紗線與鋼絲圈的摩擦劇烈，鋼絲圈容易磨損而起溝槽，因此，要注意及時調(diào)換，同樣紗線對導(dǎo)紗鉤等通道部件磨損也相當(dāng)嚴重，應(yīng)注意加強檢查。一般6Nm 紗用12 號鋼絲圈。

4.1.6 其它工藝參數(shù)

純不銹鋼纖維紡紗是用無捻度的牽切條直接喂入細紗機，所以隔距宜偏小掌握。其皮輥壓力偏大掌握，分布宜前大后小，可適當(dāng)加大皮輥徑。不銹鋼纖維無捻度平行喂入，須條呈松散狀，所以集合器開口要和須條寬度相適應(yīng)，偏小掌握。選用專用的前區(qū)集合器和導(dǎo)條式后區(qū)集合器比較理想。

4.2 Nm 紗線質(zhì)量

測試6Nm 紗線的性能指標(biāo)如表3 所示。

表3 6Nm 紗線的性能指標(biāo)Table 3 6Nm yarn quality

4.3 捻線

對純不銹鋼單紗，由于其極易扭結(jié)，用常規(guī)上漿的方法無任何作用，所以必須合股捻線才能用于織造。

4.3.1 機型與速度

與紡紗同理，其捻線速度也須降低。我們改裝AS5llA 細紗小樣機為小型捻線機，將錠子速度降至4800 轉(zhuǎn)/分，這樣斷頭較少。

4.3.2 捻度

不銹鋼纖維剛度比普通纖維要大得多，成紗后如捻度偏大，紗線稍一松弛就馬上會扭結(jié)成小辮子，難以拉伸開。所以在保證強力的前提下應(yīng)盡量降低捻度。經(jīng)試驗，對6Nm/2 股線捻度采用280 捻/m 左右為好。

4.3.3 退繞方法

不銹鋼纖維成紗后極易扭結(jié)，用普通縱向退繞的方法無法生產(chǎn)，紗線退繞時產(chǎn)生無數(shù)小辮子。為此我們采用了橫向退繞的方法，退繞時加上適當(dāng)?shù)膹埩Γ@樣紗線始終呈緊張狀態(tài)，能夠保證捻線質(zhì)量。

4.3.4 6Nm/2 股線質(zhì)量

強力805 CN，伸長0.75%。

5 結(jié)語

總之，純不銹鋼纖維織物因加工難度較大，通過研究探索出了一條較為理想的工藝技術(shù)路線，該產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。

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［4］馮景蘇，李肖蘇，張全海，等. 不銹鋼纖維的生產(chǎn)及應(yīng)用［C］∥第4 屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集. 2005.