腈綸天蓮不銹鋼纖維混紡防靜電紗的開發(fā)

張 梅 盛愛軍 張會青 陳 凱

（德州學院，山東德州，253023）

隨著工業(yè)的發(fā)展及合成纖維在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，普通合成纖維紡織品產(chǎn)生的靜電影響變得日益普遍。因此，提高紡織品防靜電性能及其耐久性已引起人們的普遍重視［1］。當前我國市場的防靜電面料主要應(yīng)用于易燃易爆行業(yè)人員的專用防護產(chǎn)品。國內(nèi)企業(yè)已逐漸認識到兒童服裝的安全性指標的重要性，因此積極推廣防靜電童裝紡織品，開發(fā)出符合相關(guān)標準的防靜電功能兒童服裝面料已成為迫切需求。研究制備舒適、低成本的防靜電面料及如何防止靜電給人體帶來的危害成為研究關(guān)注的熱點。采用腈綸、天蓮纖維和不銹鋼纖維進行混紡，探討其合理的混紡比，重點研究紡紗工藝流程，確定紡紗方案及工藝參數(shù)，對混紡紗的性能特別是防靜電功能性指標進行測試與對比分析。

1 纖維性能

1.1 腈綸

腈綸有較好的織物保暖性和耐熱性。腈綸織物在合成纖維織物中屬于輕質(zhì)面料，能制作很多輕質(zhì)的保暖服裝。

1.2 天蓮纖維

天蓮纖維原料來源豐富、價格低廉、便于采取、天然環(huán)保、清涼挺爽、健康保健，這都決定了天蓮纖維具有良好的開發(fā)和應(yīng)用前景［2］。天蓮纖維是一種植物蛋白改性功能性纖維素纖維，它是采用蓮葉和蓮子有效物質(zhì)提取物及纖維素，可自然降解、防紫外線、涵養(yǎng)水分并產(chǎn)生負氧離子，是一種新型健康纖維［3］。

1.3 防靜電纖維

不銹鋼纖維是一種非常細的金屬纖維，是不銹鋼絲反復穿過模具經(jīng)過精細拉伸而成。它具有非常好的金屬光澤，耐化學腐蝕，防輻射，強度高，但手感差，抱合困難。將少量的防靜電纖維混入常規(guī)纖維中，既可避免紡織加工過程中的靜電，又可解決織物使用中的靜電問題［4］。

2 防靜電混紡紗的工藝設(shè)計

2.1 原料選擇

腈綸的使用可以在降低原料成本的同時提高產(chǎn)品保暖性，天蓮纖維的使用可以增加產(chǎn)品的舒適、保健和美膚功能，不銹鋼纖維可緩解腈綸在紡紗和使用中的靜電現(xiàn)象。3種纖維的性能指標見表1。

表1 原料的性能指標

2.2 混紡方式

采用賽絡(luò)集聚紡技術(shù)，將具有良好的光澤、柔軟性、吸濕性、染色性的天蓮纖維，染色鮮艷、毛感強烈的腈綸以及不銹鋼纖維進行混紡，紡出外觀光潔、質(zhì)量優(yōu)良、具有經(jīng)久耐用、成本較低的防靜電功能性紗線。為了完成低比例不銹鋼纖維紡紗，選擇腈綸和天蓮纖維進行包混，然后在并條工序與一根不銹鋼纖維條進行條混。這樣整根紗線在長度方向都有不銹鋼纖維的存在，保證了防靜電效果的連續(xù)性；同時為了獲得較低比例不銹鋼纖維的混和條，在并條工序采用兩道并條，使不銹鋼纖維在混和條中的分布更為均勻。分別生產(chǎn)4種不銹鋼纖維混紡紗，腈綸/天蓮纖維/不銹鋼纖維混紡比分別為66/29/5、63/27/10、62/26/12、60/25/15，紗線號數(shù)為14.8 tex。

2.3紡紗工藝流程

當腈綸/天蓮纖維/不銹鋼纖維混紡比分別為63/27/10、62/26/12、60/25/15時，由于這3種混紡紗線中金屬纖維的比例較高，在目前的條混工藝中比較容易實現(xiàn)，具體采用的紡紗流程：包混后的腈綸天蓮纖維經(jīng)過開清棉、梳棉工序后，其混紡生條與不銹鋼纖維牽切條在并條工序采用三道并條，再經(jīng)過粗紗、細紗工序進行正常紡紗。

當腈綸/天蓮纖維/不銹鋼纖維混紡比為66/29/5時，由于金屬纖維比例較小，所以采用了復混并流程：包混后的腈綸天蓮纖維經(jīng)過開清棉、梳棉工序后，其混紡生條與不銹鋼纖維牽切條先進行預(yù)并條，再將預(yù)并條后的紗條與腈綸天蓮纖維生條采用三道并條，最后再經(jīng)過粗紗、細紗工序進行正常紡紗。

2.3.1 開清棉工序

工藝流程的配置應(yīng)遵循“充分混和，漸進開松，少傷纖維”的原則，要合理選用打手的形式和工藝參數(shù)，生條定量不宜過輕。由于腈綸和天蓮纖維的長度比較整齊一致，不含雜質(zhì)，所以為了減少對纖維的損傷，其技術(shù)關(guān)鍵是注重開松和混和，減少開清點，降低打手速度，以減少短絨、索絲和棉結(jié)的產(chǎn)生。

工藝流程：FA 006C型抓棉機→FA 106型梳針開棉機→FA 025型多倉混棉機→A 092AST型振動式雙給棉箱給棉機→FA 141型單打手成卷機。

2.3.2 梳棉工序

通過梳棉工序來松解集合體變成單根狀態(tài)，梳理的關(guān)鍵是既不能因力度太大導致纖維出現(xiàn)損傷，也不能因力度小而使纖維與纖維之間得不到充分的開松混和。由于腈綸和天蓮纖維在開清棉工序進行了混和，纖維靜電現(xiàn)象減少，斷裂強度較高，所以采用的速度相比常規(guī)化學纖維偏高；同時由于腈綸和天蓮纖維的長度較長，所以紡紗隔距偏大掌握。在FA 201型梳棉機上生產(chǎn)，梳棉主要工藝參數(shù)：刺輥速度800 r/min，錫林速度320 r/min，道夫速度19 r/min，刺輥與給棉板隔距0.3 mm，刺輥與錫林隔距0.25 mm。

2.3.3 并條工序

并條工藝控制重點是三道并條后區(qū)牽伸工藝的制定、并條車速的合理設(shè)計，羅拉握持距必須大于不銹鋼纖維的長度。牽伸工藝設(shè)計思路：頭并并條后區(qū)牽伸倍數(shù)偏大掌握，利于彎鉤纖維伸直，二并并條總牽伸倍數(shù)大，利于后彎鉤纖維伸直，三并并條總牽伸倍數(shù)小利于熟條條干。在FA 302A型并條機上生產(chǎn)，主要工藝參數(shù)如下。

項目 頭并 二并 三并

定量/g·（5 m）-118.6 16.4 17.5

總牽伸/倍 8.25 9.10 7.85

后區(qū)牽伸/倍 1.8 1.24 1.24

2.3.4 粗紗工序

粗紗工藝控制重點是捻系數(shù)和牽伸倍數(shù)設(shè)置。試紡過程中要兼顧細紗牽伸過程中的“硬頭”現(xiàn)象和條干均勻度，合理安排。原則上在細紗不出“硬頭”前提下，粗紗捻系數(shù)偏大掌握。由于不銹鋼纖維的長度整齊度較差，后區(qū)牽伸偏小掌握。錠子轉(zhuǎn)速采用900 r/min。為提高粗紗條在細紗機上的可紡性，粗紗下機后可以適當?shù)卮娣乓欢螘r間來增加粗紗條的回潮率。粗紗主要工藝參數(shù)：粗紗干定量3 g/10 m，總牽伸11.6倍，后區(qū)牽伸1.2倍，捻系數(shù)80。

2.3.5 細紗工序

細紗工序采用賽絡(luò)集聚紡技術(shù)，該工序技術(shù)關(guān)鍵是控制溫濕度和牽伸工藝。由于采用雙粗紗條喂入，加強生產(chǎn)過程的運轉(zhuǎn)巡查，以防止單根喂入狀態(tài)；由于金屬纖維的存在，特別是高比例金屬纖維混紡紗紡紗時靜電作用降低，可適當提高車速。細紗主要工藝參數(shù)：紗線號數(shù)14.8 tex，總牽伸40.5倍，后區(qū)牽伸1.25倍，鋼絲圈型號UM 1/2 6/0，鋼領(lǐng)型號PG1 4254，捻系數(shù)320。

3 織物防靜電性能測試

對4種相同號數(shù)不同混紡比的腈綸天蓮不銹鋼纖維混紡紗線均進行了緯平針組織針織織造，并對其織物防靜電性能進行測試與分析。

電荷表面密度法測試執(zhí)行標準GB/T 12703—1991《防靜電工作服標準》，測試儀器為LFY-403型法拉第氣缸+靜電電位器。具體測試方法：先摩擦樣品，再將其置于法拉第筒中即可測試電荷表面密度。這種方法可以很好地反映織物實際的穿著特性，并且還可以反映織物通電時的電暈放電能力。所測試的織物規(guī)格為25 mm×30 mm，織物組織為緯平針；測試條件為溫度20℃，相對濕度40%。測試結(jié)果見表2。

表2 織物防靜電性測試結(jié)果

根據(jù)GB/T 12703—1991的要求，電荷表面密度不大于7μC/m2，就可滿足防靜電性能要求。由表2可以看出，4種不同不銹鋼纖維含量的織物均可滿足防靜電性能要求，其織物具有良好的防靜電性能；在相同的試驗條件下，當混紡紗中不銹鋼纖維含量從5%增加到10%時，織物的電荷表面密度降低幅度很大；當混紡紗中不銹鋼纖維的比例大于10%時，織物的電荷表面密度相對穩(wěn)定，其防靜電效果變化不大，但都要明顯好于不銹鋼纖維含量為5%時的防靜電性能。

4 結(jié)束語

在防靜電紗的開發(fā)中，不銹鋼纖維的含量與紗線防靜電性能息息相關(guān)。本文所設(shè)計生產(chǎn)的4種同號數(shù)不同不銹鋼纖維含量的混紡紗，其織物均可滿足防靜電性能要求；在相同的試驗條件下，當混紡紗中不銹鋼纖維含量從5%增加到10%時，織物的電荷表面密度降低幅度很大；當混紡紗中不銹鋼纖維的比例大于10%時，織物的電荷表面密度相對穩(wěn)定，其防靜電效果都要明顯好于不銹鋼纖維含量為5%時的防靜電性能。建議選用不銹鋼纖維含量為5%的混紡紗，即可保證防靜電性能，又能保證織物舒適性。