芳纶和超高分子量聚乙烯混纺纱线及其生产方法

摘要

本发明公开了一种芳纶和超高分子量聚乙烯混纺纱线及其生产方法，芳纶和超高分子量聚乙烯混纺纱线，包括如下重量百分比的组分：芳纶纤维20-85%，超高分子量聚乙烯纤维5-15%，阻燃纤维0-70%，导电纤维1-5%。本发明混入一定比例的导电纤维，并在纺纱前对原料进行预处理，加入抗静电剂静置最少8小时进行养生处理。并在加工过程中，严格控制各个工序的工艺条件，以及控制梳棉、并条、粗纱和细纱工序的温度和相对湿度，很好的解决了芳纶、超高分子量聚乙烯纤维在纺纱时的静电严重问题，克服芳纶纤维的强刚性，保证了纱线质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种混纺纱线及其生产方法。

背景技术

目前，市面上的芳纶和芳纶混纺纱线，通常以100%的芳纶为材料，或者以芳纶和阻 燃粘胶等其他材料进行混纺，使用这种纱线生产出的面料，强力高，阻燃性能优异，但 也存在以下缺点：1，面料的抗起毛起球性能比较差，服装在使用过程中容易产生毛球， 且毛球不易清除；2，面料的耐磨性能不够优异。

发明内容

本发明的目的是提供一种芳纶和超高分子量聚乙烯混纺纱线及其生产方法，以克服 现有技术存在的上述缺陷。

所述的芳纶和超高分子量聚乙烯混纺纱线，包括如下重量百分比的组分：

优选的，所述的芳纶和超高分子量聚乙烯混纺纱线，包括如下重量百分比的组分：

各个组分的百分比之和为100%

所述的芳纶纤维为芳香烃聚酰胺纤维，可以是对位芳纶也可以是间位芳纶，如杜邦 的Nomex、Kevlar等；

所述超高分子量聚乙烯纤维(英文全称：Ultra High Molecular Weight  Polyethylene Fiber，简称UHMWPE)，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度 和比模量最高的纤维，其分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维,如中国石化仪 征化纤股份有限公司生产的超高分子量聚乙烯纤维。

所述阻燃纤维为阻燃粘胶、阻燃腈氯纶或羊毛等具有阻燃性的纤维；

其中：

阻燃粘胶为一种含磷阻燃剂或硅阻燃剂的粘胶纤维，可采用吉林化纤有限公司的产 品；

阻燃腈氯纶一种含磷阻燃剂的腈纶改性纤维，可采用日本卡耐卡龙公司的Protex产 品；

所述导电纤维为内芯为石墨碳的尼龙或涤纶纤维，可采用商业化产品，如杜邦公司 牌号为P140的产品；

优选的，所述芳纶和超高分子量聚乙烯混纺纱线号数为9.7～37tex；

优选的，还包括助剂，助剂的重量用量为芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、阻燃 纤维和导电纤维总重量的1.5～3%；助剂为抗静电剂。

所述抗静电剂为一种易溶于水或者其他溶剂的表面活性剂，如东莞市天盛化工科技 有限公司生产的TS-YK3型抗静电剂。

所述芳纶和超高分子量聚乙烯混纺纱线的制备方法，依次包括如下：

（1）原料预处理：将抗静电剂喷洒在原料表面，静置8小时以上，以保证抗静电剂 能充分渗透均匀。

（2）混棉步骤：将预处理后的原料送入混棉机，将各个纤维混合，所述混棉机可 采用通用的设备；

（3）开松：将步骤（2）混合后的纤维送入开棉机，对原料进行开松和除杂；

具体参数如下：开棉机的打手速度配置为450～600r/min；

尘棒间隔距：进口组11-15mm，中间两组6-10mm，出口一组4-7mm；

打手与给面罗拉间隔距8-11mm；

打手与尘棒间隔距：进口10-18.5mm，出口16-20mm；

打手与剥棉刀的隔距为1.5-2mm；

（4）清花：将开松好的原料，喂入清花设备中，对原棉进行更细致的开松，进一 步去除细小杂质，并制成符合质量要求的均匀棉卷或棉流；

具体参数如下：综合打手转速800-1000r/min，综合打手与天平罗拉间隔距7-10mm， 综合打手与尘棒间隔距：进口8-10mm、出口16-18mm，尘棒间隔距5-8mm，打手通道静 压-49～-19.6Pa，尘笼风道静压-294～-196Pa，风机速度大于综合打手速度的10%-25%；

（5）梳棉：经过清棉的棉卷，进入梳棉工序，将纤维束彻底分解成单根纤维，清 除残留在其中的细小杂质，使各配棉成分在单纤维状态下充分混合，制成均匀的棉条， 以满足后道工序的要求。为保证生条质量，减少梳理过程中纤维的损伤，采用“轻定量、 慢速度”的工艺原则，适当降低刺辊道夫速度，增大锡林与刺辊表面速比，道夫与锡林 的转移率要大，减少纤维充塞、揉搓，增加梳理转移，以减少棉结的产生，使用封闭式 小漏底，减少落棉。梳棉工艺参数如下：

生产定量：16～20g/5m；锡林转速：260～320r/min；刺辊转速：624～760r/min； 道夫速度：21～25r/min；盖板速度：80～100mm/min

术语“生产定量、锡林、刺辊、道夫和盖板”的定义，在棉织手册上均有详细的描述；

（6）并条：梳棉制成的生条长片段不匀率较高，重量偏差较大，而且纤维的伸直 平行度较差，纤维排列紊乱，大部分纤维呈弯钩或弯曲状态，同时还存在小部分棉束。 所以，需要将生条经过并条工序进一步加工成熟条，以提高棉条质量。并条工艺参数如 下：

（7）粗纱：环锭纺细纱机的牵伸能力尚未达到采用熟条直接成纱的要求，所以需 要粗纱工序来承担纺纱过程中的一部分牵伸。由于芳纶纤维的初始模量较大，刚性强， 因此粗纱采用“大隔距、大捻系数”的工艺原则，适当放大粗纱隔距，适当增大后区牵伸 倍数，并适当减少粗纱定量，均有利于克服羊毛中残存的长纤维引起的牵伸力过大，易 出“硬头”的问题。增加粗纱捻度才能克服羊毛和芳纶纤维的刚性，提高粗纱内部纤维间 的抱合力，以减少在加捻及细纱吊锭上退绕时造成的意外牵伸，主要参数配置如下：

粗纱定量        后区牵伸倍数  罗拉中心距（前区/后区）  粗纱捻系数

4.0～6.0g/10m   1.08～1.48    58～62.5/61～66.5mm      80～90

（8）细纱：细纱工序是将粗纱纺制成具有一定线密度、一定卷装、符合质量标准 或客户要求的细纱，供捻线、织造使用。具体参数如下：

梳棉、并条、粗纱和细纱工序的温度为26～30℃，相对湿度为50～80%；

本发明混入一定比例的导电纤维，并在纺纱前对原料进行预处理，加入抗静电剂静 置最少8小时进行养生处理。并在加工过程中，严格控制各个工序的工艺条件，以及控 制梳棉、并条、粗纱和细纱工序的温度和相对湿度，很好的解决了芳纶、超高分子量聚 乙烯纤维在纺纱时的静电严重问题，克服芳纶纤维的强刚性，保证了纱线质量。

具体实施方式

实施例1

配方：（重量百分比）

芳纶纤维              85%

超高分子量聚乙烯纤维  13%

导电纤维              2%

超高分子量聚乙烯纤维、芳纶和导电纤维总重量的2%的抗静电剂；

纱线号数为21tex；

所述超高分子量聚乙烯纤维，选用的是中石化仪征化纤股份有限公司的纤维，分子 量为100万-500万之间；

所述导电纤维为内芯为石墨碳的尼龙，采用杜邦公司牌号为P140的产品；

抗静电剂选自东莞天盛化工科技有限公司的TS-YK3型抗静电剂

制备方法：

（1）原料预处理：

将抗静电剂均匀喷洒在芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维上，并静置24小时，进行 养生处理；

（2）混棉步骤：将预处理后的原料送入混棉机，将各个纤维混合；

（3）开松：开棉机的打手速度配置为500r/min；尘棒间隔距：进口组12mm中间 两组8mm出口一组6mm；打手与给面罗拉间隔距9mm；打手与尘棒间隔距进口16mm 出口20mm；打手与剥棉刀的隔距1.5mm；

（4）清花：

综合打手转速900r/min，综合打手与天平罗拉间隔距8mm，综合打手与尘棒间隔距： 进口9mm、出口17mm，尘棒间隔距6mm，打手通道静压-29Pa、尘笼风道静压-256Pa， 风机速度大于综合打手速度的20%；

（5）梳棉：梳棉工艺参数如下：

生产定量：18.0g/5m；锡林转速：300r/min；刺辊转速：690r/min；道夫速度：23r/min； 盖板速度：78mm/min；

（6）并条：并条工艺参数如下：

（7）粗纱：参数配置如下：

粗纱定量  后区牵伸倍数  罗拉中心距（前区/后区）  粗纱捻系数

4.8g/10m  1.2           62.5/66.5mm              70

（8）细纱：参数如下：

梳棉、并条、粗纱和细纱工序的温度为26℃，相对湿度为70%。

采用ASTM D3108-2001《纱线与固体材料之间摩擦系数的标准试验方法》和 ASTM D3412-2001《纱线与纱线之间摩擦系数的标准试验方法》测试，摩擦系数在0.25 以下，有效地保证了纱线在织造成面料后良好的抗气球性能和耐摩擦性能。

实施例2

配方：

芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、阻燃粘胶和导电纤维总重量的1.5%的抗静电剂；

纱线号数为37tex

所述超高分子量聚乙烯纤维，选用的是中石化仪征化纤股份有限公司的纤维，分子 量为100万-500万之间；

所述导电纤维为内芯为石墨碳的尼龙，采用杜邦公司牌号为P140的产品；

抗静电剂选自东莞天盛化工科技有限公司的TS-YK3型抗静电剂

制备方法：

（1）原料预处理：

将抗静电剂均匀喷洒在芳纶、超高分子量聚乙烯、阻燃粘胶和导电纤维，并静置16 小时，进行养生处理；

（2）混棉步骤：将预处理后的原料送入混棉机，将各个纤维混合，所述混棉机可 采用通用的设备；

（3）开松：开棉机的打手速度配置为600r/min；尘棒间隔距：进口组11mm中间两 组6mm出口一组4mm；打手与给面罗拉间隔距8mm；打手与尘棒间隔距进口10mm出 口16mm；打手与剥棉刀的隔距1.5mm。

（4）清花：综合打手转速800r/min，综合打手与天平罗拉间隔距7mm，综合打手与 尘棒间隔距：进口8mm、出口16mm，尘棒间隔距5mm，打手通道静压-49Pa、尘笼风道 静压-196Pa，风机速度大于综合打手速度的10%；

（5）梳棉：

生产定量：20g/5m；锡林转速：320r/min；刺辊转速：760r/min；道夫速度：25r/min； 盖板速度：100mm/min

（6）并条：

（7）粗纱：

粗纱定量  后区牵伸倍数  罗拉中心距（前区/后区）  粗纱捻系数

6.0g/10m  1.08          58/61mm                  80

（8）细纱：

梳棉、并条、粗纱和细纱工序的温度为26℃，相对湿度为70%。

采用ASTM D3108-2001《纱线与固体材料之间摩擦系数的标准试验方法》和 ASTM D3412-2001《纱线与纱线之间摩擦系数的标准试验方法》测试，摩擦系数在0.3 以下，有效地保证了纱线在织造成面料后良好的抗气球性能和耐摩擦性能。

实施例3

配方：

芳纶、阻燃粘胶纤维、超高分子量聚乙烯纤维和导电纤维总重量的2%的抗静电剂；

纱线号数为14.6tex

所述超高分子量聚乙烯纤维，选用的是中石化仪征化纤股份有限公司的纤维，分子 量为100万-500万之间；

所述导电纤维为内芯为石墨碳的尼龙，采用杜邦公司牌号为P140的产品；

抗静电剂选自东莞天盛化工科技有限公司的TS-YK3型抗静电剂

制备方法：

（1）原料预处理：

将抗静电剂均匀喷洒在芳纶、超高分子量聚乙烯、阻燃粘胶和导电纤维，并静置24小时， 进行养生处理；

（2）混棉步骤：将预处理后的原料送入混棉机，将各个纤维混合，所述混棉机可采用 通用的设备；

（3）开松：开棉机的打手速度配置为450r/min；尘棒间隔距：进口组15mm中间两组 10mm出口一组7mm；打手与给面罗拉间隔距8mm；打手与尘棒间隔距进口10mm出 口16mm；打手与剥棉刀的隔距2mm。

（4）清花：综合打手转速800r/min，综合打手与天平罗拉间隔距7mm，综合打手与尘棒 间隔距：进口10mm、出口18mm，尘棒间隔距8mm，打手通道静压-19.6Pa、尘笼风道 静压-196Pa，风机速度大于综合打手速度的10%。

（5）梳棉：梳棉工艺参数如下：

生产定量：16g/5m；锡林转速：260r/min；刺辊转速：624r/min；道夫速度：21r/min； 盖板速度：80mm/min

术语“生产定量、锡林、刺辊、道夫和盖板”的定义，在棉织手册上均有详细的描述；

（6）并条：并条工艺参数如下：

（7）粗纱：

粗纱定量  后区牵伸倍数  罗拉中心距（前区/后区）粗纱捻系数

4.0g/10m  1.48          62.5/66.5mm            90

（8）细纱：具体参数如下：

梳棉、并条、粗纱和细纱工序的温度为26～30℃，相对湿度为50～80%；

采用ASTM D3108-2001《纱线与固体材料之间摩擦系数的标准试验方法》和 ASTM D3412-2001《纱线与纱线之间摩擦系数的标准试验方法》测试，摩擦系数在0.20 以下，有效地保证了纱线在织造成面料后良好的抗气球性能和耐摩擦性能。