洪成平，夏燕茂，潘 虹，胡珊珊，王士華

（江蘇奧神新材料股份有限公司，江蘇 連云港 222069）

隨著國家紡織品阻燃相關(guān)法規(guī)的健全和人們安全意識的增強(qiáng)，人們越來越重視紡織品的阻燃性能。據(jù)調(diào)查，阻燃紡織品主要包括鋼鐵鑄造業(yè)、化學(xué)制造業(yè)、軍隊(duì)及消防等領(lǐng)域的防護(hù)服裝。此外，若再加上汽車、火車、飛機(jī)用阻燃紡織品及電影院等公共場所座位套布，阻燃面料市場更加可觀[1-2]。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)一款具有優(yōu)異阻燃性能的面料很有必要。

甲綸纖維和海藻纖維都是本質(zhì)阻燃的功能纖維。甲綸纖維是江蘇奧神新材料股份有限公司自主研發(fā)的干法紡聚酰亞胺纖維[3]，本質(zhì)阻燃，極限氧指數(shù)達(dá)38，高溫碳化不熔滴，燃燒煙氣量極低且無毒性，具有機(jī)械特性、天然抑菌及遠(yuǎn)紅外等諸多優(yōu)異性能。海藻纖維本質(zhì)阻燃，極限氧指數(shù)達(dá)40，燃燒時(shí)碳化不熔滴，可環(huán)保降解，吸濕透氣，親膚性好，但海藻纖維的強(qiáng)度小、抱合力差，對紡紗要求高。關(guān)于甲綸纖維與海藻纖維混紡紗技術(shù)的研究及相關(guān)阻燃產(chǎn)品的開發(fā)尚處于探索階段，本項(xiàng)目根據(jù)兩種纖維性能的特點(diǎn)，攻克兩種纖維混紡紗加工技術(shù)難題，開發(fā)出性能優(yōu)異的阻燃防護(hù)面料。

1 原料性能

甲綸纖維和海藻纖維的關(guān)鍵性能指標(biāo)見表1。

表1 原料的性能指標(biāo)

2 工藝流程

工藝包括紡紗、織造、后整理3個(gè)階段。

2.1 紡紗工藝流程

甲綸纖維和海藻纖維簡單混合→JJKS-1000型開松機(jī)→A006B型混棉機(jī)→FA201B型梳理機(jī)→FA311型并條機(jī)（二道）→FA402B型粗紗機(jī)→FA506型細(xì)紗機(jī)→No.21C型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。

2.2 織造工藝流程

整經(jīng)→漿紗→穿綜穿筘→織造→坯檢、修織。

3 紡紗工序的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 混紡比的確定

甲綸纖維的回潮率較低，紡紗時(shí)會產(chǎn)生靜電，影響紡紗生產(chǎn)及紗線質(zhì)量。海藻纖維的回潮率較高，但易受到車間濕度變化的影響而產(chǎn)生波動(dòng)。將兩種纖維混合后進(jìn)行體積比電阻測試，結(jié)果如表2所示。

表2 不同比例甲綸纖維/海藻纖維的體積比電阻指標(biāo)

由表2可知，兩種纖維混合后，隨著海藻纖維的比例增加，體積比電阻呈下降趨勢，同時(shí)當(dāng)甲綸纖維/海藻纖維混紡比為70∶30時(shí)，混紡面料可以獲得優(yōu)良的強(qiáng)力及阻燃效果[4]，綜合選定甲綸纖維/海藻纖維混紡比為70∶30進(jìn)行紡紗。

3.2 纖維的預(yù)處理

雖然甲綸纖維和海藻纖維混合后體積比電阻下降，有利于減少紡紗靜電問題，但甲綸纖維本身在紡紗時(shí)易產(chǎn)生靜電集聚，為避免這種問題，要先對甲綸纖維噴灑抗靜電劑混合液（非離子抗靜電劑∶去離子水=1∶100），密封24 h后用于紡紗。海藻纖維存在集束多不蓬松、纖維順直抱合力差的問題，需先對海藻纖維做開松處理，然后噴灑抱合力增強(qiáng)油劑（陰離子型紡紗油劑∶去離子水=1∶50），放置24 h，同時(shí)，將海藻纖維的含水率控制在21.00%～23.00%，使纖維在后續(xù)紡紗工序中處于放濕狀態(tài)，有助于紡紗工序的順利生產(chǎn)。

3.3 梳棉工序

甲綸纖維和海藻纖維屬于化學(xué)纖維，切斷的主體長度均為51.00 mm，纖維生產(chǎn)過程基本無雜質(zhì)，但海藻纖維的強(qiáng)力較低，在梳棉過程中易受損傷，應(yīng)減少錫林、刺輥等設(shè)備部件對纖維的損傷，部件隔距偏大掌握，適當(dāng)減緩梳理速度。為了避免生條蓬松堵住喇叭口，生條質(zhì)量應(yīng)偏小掌握，并在梳棉機(jī)成條集合器處稍微撒些滑石粉，同時(shí)，加大出條口壓力，使纖維條順利輸出。主要工藝參數(shù)見表3。

表3 梳棉工序的主要工藝參數(shù)

3.4 并條工序

采用纖維直接混合的方式，同時(shí)考慮到三道并條后條子易出現(xiàn)過熟過爛的問題，并條工序選用二道并條。頭并采用較小的總牽伸倍數(shù)緩解條子質(zhì)量不勻的情況，采用大后區(qū)牽伸倍數(shù)提高纖維伸直度。二并解決均勻度的問題，采取較小的后區(qū)牽伸倍數(shù)。主要工藝參數(shù)見表4。

表4 并條工序的主要工藝參數(shù)

3.5 粗紗工序

甲綸纖維/海藻纖維混紡熟條在粗紗工序易出現(xiàn)牽伸不開的問題，設(shè)置粗紗工藝參數(shù)時(shí)，粗紗的定量設(shè)計(jì)應(yīng)偏小，羅拉隔距設(shè)計(jì)應(yīng)偏大；同時(shí)，加大搖架壓力，增大對纖維的握持力，防止產(chǎn)生硬頭。在生產(chǎn)過程中，保持通道光滑順暢，保證纖維順利牽伸，避免粗紗意外伸長而造成細(xì)節(jié)。主要工藝參數(shù)見表5。

表5 粗紗工序的主要工藝參數(shù)

3.6 細(xì)紗工序

主要注意控制硬頭的出現(xiàn)以及預(yù)防靜電的產(chǎn)生，減少粗細(xì)節(jié)和毛羽，改善成紗條干。通過增大羅拉隔距來控制硬頭的出現(xiàn)，并且更換合適的上下銷，同時(shí)增大搖架壓力。選擇皮輥時(shí)，要選擇硬度相對較大的皮輥，并且對皮輥進(jìn)行抗靜電處理，防止粗紗條纏繞皮輥造成紗線質(zhì)量問題。宜采用低車速和較小的后區(qū)牽伸倍數(shù)。主要工藝參數(shù)見表6。

表6 細(xì)紗工序的主要工藝參數(shù)

3.7 絡(luò)筒工序

在絡(luò)筒時(shí)，采用電子清紗器和空氣捻接器，工藝設(shè)置主要包括絡(luò)筒張力和車速偏小掌握，保持紗線通道光滑，防止產(chǎn)生額外的毛羽和棉結(jié)。電清器參數(shù)要與紗線支數(shù)相對應(yīng)，張力片要適當(dāng)。主要工藝參數(shù)見表7。

表7 絡(luò)筒工序的主要工藝參數(shù)

3.8 成紗質(zhì)量

70%甲綸/30%海藻纖維18.5 tex二組分混紡紗的成紗質(zhì)量指標(biāo)如表8所示。

表8 成紗的主要質(zhì)量指標(biāo)

4 織造工序的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 漿紗工序

紗線毛羽偏多，直接織造時(shí)，紗線毛羽會相互纏繞，造成織造開口不清，影響織造，嚴(yán)重時(shí)甚至無法織造。通過適當(dāng)?shù)纳蠞{處理，且漿料以變性淀粉為主，不添加聚乙烯醇（PVA），能有效地提高織造效率及產(chǎn)品質(zhì)量。上漿率一般控制在8.50%，車速為45 m/min，漿槽溫度為92 ℃，壓漿力為9～18 N。

4.2 織造工序

織造工藝設(shè)計(jì)原則為采用不等張力開口，可以有效地減少開口過程中經(jīng)紗毛羽的接觸機(jī)會，減少緯向阻斷。在織造過程中，最初設(shè)計(jì)后梁、停經(jīng)架位置為0時(shí)，上下層經(jīng)紗張力過大，出現(xiàn)上層經(jīng)紗較松、開口不清晰、緯向阻斷停臺較多、后梭口經(jīng)紗相互粘連等問題，造成斷經(jīng)停車，適當(dāng)放低后梁和停經(jīng)架的位置后，問題明顯得到改善。

5 后整理工序

經(jīng)紗經(jīng)過上漿處理，后整理過程需進(jìn)行退漿處理，以免漿料影響織物的潤濕滲透性。采用酶退漿，溫度為65～85 ℃，pH控制在6～9；煮漂時(shí)，pH調(diào)至6～8，溫度為95 ℃，時(shí)間為60 min。后續(xù)在熱風(fēng)定型機(jī)上高溫拉幅定型控制面料幅寬，工藝參數(shù)：溫度為190 ℃左右，速度為25 m/min，上機(jī)幅寬為149 cm，下機(jī)幅寬為151 cm。定型時(shí)，關(guān)鍵要控制頭、尾端進(jìn)布時(shí)的門幅，確保布面平整。

6 結(jié)語

通過科學(xué)的方法選擇原料配比，制定詳細(xì)的工藝方案，逐步攻克甲綸纖維與海藻纖維混紡品種在紡紗、織造過程中的技術(shù)難題，優(yōu)化工藝參數(shù)，最終成功開發(fā)出甲綸/海藻纖維混紡面料。與常規(guī)阻燃后整理面料相比，開發(fā)的甲綸/海藻纖維混紡面料省去了常規(guī)阻燃整理，整個(gè)生產(chǎn)過程綠色環(huán)保，且面料具有永久性阻燃效果，燃燒損毀長度小，織物強(qiáng)力大、手感柔軟舒適。這種兼具防護(hù)和穿著舒適性的防護(hù)面料對我國阻燃面料水平的提高具有重要意義。混紡面料的主要性能指標(biāo)見表9。

表9 混紡面料的性能指標(biāo)