基于阻燃面料生产的芳纶纱线生产技术研究

孟晨洁,汪一蕾,许汝南,王 玲,钟 麟,黄立新

(嘉兴学院，浙江 嘉兴 314001)



基于阻燃面料生产的芳纶纱线生产技术研究

孟晨洁,汪一蕾,许汝南,王 玲,钟 麟,黄立新

(嘉兴学院，浙江 嘉兴 314001)

通过对芳纶纤维进行抗静电预处理，优化成纱过程中粗纱、细纱、络筒工序的生产工艺参数，成功纺制纯芳纶纱线并用其制成阻燃织物。产品测试结果表明：纱线强力、条干均匀度、织物阻燃性能均满足客户要求及相关行业标准。

阻燃面料；芳纶1313；可纺性；行业标准

天津“8·12”爆炸事故发人深省，火警等一些特殊行业对耐高温、阻燃服装的需求一直未能得到充分满足。芳纶1313纤维的耐高温和阻燃性能明显优于其他普通纤维，尺寸稳定性、物理机械性能也较好，这使其成为生产阻燃服装的优选材料[1]。但是由于它的模量比其他合成纤维大、强力高、短纤维无卷曲及其内在结构的一些特性，使其在纺纱过程中纤维摩擦静电较大，在受到机械外力作用时极易产生原纤化，形成大量的棉结、纱疵，影响纱线质量。因此，攻克芳纶纤维在纺纱过程中的技术问题具有重要意义。

1 实验部分

1.1 实验原料

国产芳纶1313短纤维，芳纶的主要性能如下：芳纶纤维细度22.22 dtex，平均长度51 mm，回潮率0.03%。

1.2 实验纺纱流程

试纺品种为芳纶1313 49 tex纯纺纱。

清花机+2台豪猪开棉机(以开松为主)→FA206型梳棉机→FA320型并条机(3道并条)→太行FA421型粗纱机→上海K128型细纱机→青岛302型自络筒机→泰坦TFD-36型并线机→泰坦TDF-120型倍捻机→自动络筒机

2 纺纱工艺参数研究

2.1 纤维预处理

芳纶纤维之间的强力和回潮率差异较大，在生产过程中容易跟纺纱机件摩擦从而积聚电荷并产生静电，导致纤维漂浮、飞散、绕罗拉、绕锡林、起毛羽等问题，增加生产难度，降低成品纱的质量。

因此，在纺纱前应根据原料物理性能选择适合的预处理方式，例如加抗静电剂以减小纤维间强力和回潮率的差异。预处理后原料放置15 h，以使原料达到吸湿和放湿的平衡。

2.2 开清棉工序

在开清棉工序宜采取“短流程，少开清，多松少打”的工艺原则，尽量减少对纤维的损伤。通过采用合适的抓棉机、混棉机的打手形式(梳针打手)，降低打击点打击速度，选择合适的打手速度和打手隔距以避免对纤维的损伤。长度在51 mm的纤维采用中档速度，打手速度设定在1000～1100 rpm，最大不超过1200 rpm，长度在51 mm以上的纤维采用中档偏上的速度；打手隔距比棉、棉型化纤稍大，少排多回收，充分利用纤维。

2.3 梳棉工序

在梳棉工序中，宜采取“速度低，定量轻，隔距大”的工艺原则。通过降低锡林转速，增大隔距来降低静电现象对纺纱过程的影响。锡林速度一般在300～330 rpm，最大不超过330 rpm。长度为51 mm的纤维锡林速度在330～290 rpm，其大小根据成纱强力决定；刺辊速度不宜太大，一般刺辊与锡林的速比在2左右；适当放大第一落杂区；在生产中采用变频调速。经试验，棉条定量19 g/5m，定长2500 m，道夫速度23 rpm，锡林速度295 rpm，刺辊转速730 rpm，锡林盖板隔距0.38 mm、0.33 mm、0.33 mm、0.38 mm时生产顺利。

2.4 并条工序

在并条工序中，宜采取“低速度，大隔距，重加压，轻定量，顺牵伸”的工艺原则。由于车间温湿度较难控制，棉条均匀度波动较大，一般采用3道并条以减少棉条不匀。具体工艺参数见表1。

表1 并条工艺参数

2.5 粗纱工序

在粗纱工序中，宜采取工“重加压，低速度，后区隔距适当放大及牵伸倍数适当降低”的工艺原则，以使棉条中的纤维进一步伸直平行，提高粗纱的条干均匀度。粗条速度在90～100 rpm，要同时考虑到分梳效果和产量。其具体工艺参数为：棉条定量4.5 g/10m，罗拉隔距24 mm×27 mm×40 mm，总牵伸倍数8.1倍，后区牵伸倍数1.3倍，捻度2.8捻/10 cm,捻系数59.4，车速303 m/min，锭翼速度711 rpm。

2.6 细纱工序

在细纱工序中，宜采取“增大前区和后区的罗拉隔距，减小后区牵伸倍数，小钳口隔距”的工艺原则，以提高成纱质量，改善成纱条干均匀性，减少纱疵。另外，钢丝圈重量宜偏重掌握；细纱的罗拉加压要足够。具体工艺参数如下：细纱定量2.45 g/100m，罗拉隔距31 mm×50 mm，主牵伸/后牵伸16.85/1.09倍，捻度560捻/m，钢领直径45 mm，钢丝圈规格，6903钢丝圈5号，锭子转速10000 rpm，前罗拉至摇架隔距180 mm。

2.7 络筒工序

芳纶纤维之间容易产生静电摩擦现象，拟选用导电性能较好的Savio Orion 自动络筒机的金属槽筒络筒，同时为提高纱线的成纱结构稳定性，络筒张力偏大掌握,以缓解成纱的扭结,保证筒纱外观成形良好。具体工艺参数为：车速1100 m/min，纸管度数5°57′，定长69 000 m，加蜡。

3 实验结果

3.1 纱线捻度测试

测试对象：49 tex芳纶1313纯纺纱。

测试仪器：Y331A-11型纱线捻度测试仪。

测试结果如图1所示。

图1 纱线捻度测试图

其中：NS/m表示每米捻回数。

3.2 纱线强力测试

测试对象：49 tex芳纶1313纯纺纱。

测试仪器：YG020型纱线强力仪。

测试结果如图2所示。

图2 纱线强度测试图

纤维的主要物理指标长度为51 mm，细度为22.22 dtex，所纺纱线的细度为49 tex，单纱断裂强力为13.66N,单纱断裂强度为27.9 cN/tex。

3.3 纱线条干均匀度测试

测试对象：49 tex芳纶1313纯纺纱。

测试仪器：YG113B/M型电子条干仪。

测试结果如图3所示。

图3 条干均匀度测试图

3.4 织物拉伸断裂测试

织物密度：156根/10cm×206根/10cm。

测试结果如图4所示。

图4 织物拉伸断裂图

由图4可知，该织物拉伸断裂强力较大、拉伸长度较小、伸长率较低，所以织物的机械性能很好。

断裂强度常用来评定织物洗涤、磨损以及各种后整理加工后对织物内在质量的影响。由于样布的断裂强度较大，说明在耐磨性能上性能良好，所织造的织物适合制作耐用耐磨类的服装，如消防服等。

3.5 织物阻燃性能测试

损毁长度、续燃时间、阴燃时间检测方法采用B/T 5455—1997《纺织品 燃烧性能试验 垂直法》。

实验方法：在未经洗涤的织物上取规格为10 cm×300 cm的布样放入试样夹中，试样下沿应与试样夹两下端平齐，将试样夹连同试样，垂直悬挂于实验箱中，点燃时间设定为12s进行试验。实验结束后记录续燃时间、阴燃时间、损毁长度以及试样燃烧特征。通过测试试样的燃烧广度，即炭化长度和损毁长度来分析织物阻燃性能。

实验结果：点燃结束后织物不续燃，也没有阴燃，布样与火焰接触边缘熔融。损毁长度是5 mm，炭化长度约为8 mm，其极限氧指数LOI值>28%，根据我国纺织品阻燃标准，属于B1级阻燃机织物。该面料不会在空气中燃烧或阴燃，也不助燃，有自熄性。

4 结语

芳纶纺纱前，首先要对纤维进行抗静电预处理,提高纤维可纺性。纺纱宜采用“轻定量、慢速度”工艺[2]，各工序应针对纤维特性采用相应工艺技术措施：适当降低打手速度、增大打手隔距；适当减小锡林和刺辊转速；采用“重加压，轻定量，顺牵伸”工艺；适当放大后区隔距、降低牵伸倍数；偏重掌握钢丝圈重量。通过以上工艺参数的改进，成功纺制了基于阻燃面料的芳纶纱线，各项技术指标均达到或超过国家及行业标准。

[1] 邹振高.芳纶1313纤维技术现状与进展[J].纺织导报，2006，(6)：49-52.

[2] 李向红，马军，陈振宏.芳砜纶/芳纶1313混纺纱性能研究[J].上海纺织科技，2011，39(5)：21-22.

Production Technology Study of Aramid Yarn Based on Flame Retardant Fabric

MengChenjie,WangYilei,XuRunan,WangLing,ZhongLin,HuangLixin

(Jiaxing University, Jiaxing 314001, China)

Through antistatic pretreatment of Aramid 1313 fiber to optimize the production process parameters of roving, spinning and winding process, the pure Aramid 1313 yarn was successfully spun, and flame retardant fabric production was made of the yarn. Test results showed that: the yarn strength, evenness and flame retardant properties of the fabric met requirements of customers and relevant industry standards.

flame retardant fabric; Aramid 1313; spinnability; industry standard

2016-06-02

2015年嘉兴学院重点SRT资助项目(851715071)

孟晨洁(1994—)，女，浙江绍兴人，学士。

TS154.7

B

1009-3028(2016)04-0051-03