不銹鋼纖維純紡紗工藝探討*

曹紅梅

( 陜西工業職業技術學院，陜西咸陽712000)

不銹鋼纖維具有導電、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在電力、軍工、冶金、化工等方面得到應用，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，該產品具有廣闊的市場前景和很高的研究開發價值。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。我們的課題組經過兩年多時間的研究，解決了純不銹鋼纖維布生產中的許多技術難題，探索出了一條較為理想的工藝技術路線，批量紡織純不銹鋼纖維布300 多平方米，產值達30 多萬元。

1 原料規格

原料的規格直接關系到纖維的可紡性能、工藝配置、成紗質量和產品風格，我們選用的原料其技術性能參數如表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量如表2 所示。

表1 原料技術性能參數Table 1 Technical performance parameters of raw materials

表2 牽切條質量Table 2 Quality of lead

2 原料與紡紗及產品的關系

2.1 含油率

不銹鋼牽切條的含油率是關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過充分乳化為好。并且要注意均勻連續上油。

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是可調的，其長度應與紡紗設備部件的結構、規格相適應，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小于30%，20mm 以下短絨率小于10%。

2.3 纖維細度

在紡制號數相同的細紗時，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的前提下，為提高產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，無相互粘連現象。

3 工藝流程

不銹鋼牽切條——并合——紡紗——捻線——槽筒

整經——穿經——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，捻線后再套用常規的織造設備，具有工藝流程短、制成率高、設備投資少等優點。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、降低成本是該產品投入實際生產的重要因素;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的環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備。

4 主要工藝配置及技術條件

4.1 紡紗工藝參數的選擇

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。一般環錠細紗機的最低錠速在8000 轉/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/分，這樣可以提高紡紗效率。

4.1.2 支數

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

4.1.3 捻系數

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要比普通紗來得高。我們就不同支數、不同捻系數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。結果表明，紗線的強力、伸長、紡紗時斷頭及單紗扭結均與捻系數有關。為便于以后工序生產，捻系數以偏小掌握為好。

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。后區牽伸倍數可稍大，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適當減輕。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，要注意及時調換，同樣紗線對導紗鉤等通道部件磨損也相當嚴重，應注意加強檢查。一般6Nm 紗用12 號鋼絲圈。

4.1.6 其它工藝參數

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，偏小掌握。選用專用的前區集合器和導條式后區集合器比較理想。

4.2 Nm 紗線質量

測試6Nm 紗線的性能指標如表3 所示。

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

4.3 捻線

對純不銹鋼單紗，由于其極易扭結，用常規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/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成小辮子，難以拉伸開。所以在保證強力的前提下應盡量降低捻度。經試驗，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，用普通縱向退繞的方法無法生產，紗線退繞時產生無數小辮子。為此我們采用了橫向退繞的方法，退繞時加上適當的張力，這樣紗線始終呈緊張狀態，能夠保證捻線質量。

4.3.4 6Nm/2 股線質量

強力805 CN，伸長0.75%。

5 結語

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路線，該產品具有廣闊的市場前景。

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