芳纶和镍铁纤维混纺纱及其制备工艺

摘要

本发明公开了一种芳纶和镍铁纤维混纺纱，其包括75?95重量份的芳纶和5?25重量份的镍铁纤维。本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱具有良好的机械特性，具有较高的断裂强度，较低的断裂伸长率，本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱满足在航天航空上对雷达蓬盖布的迫切需要，其具有优异的阻燃、耐热性能；本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱化学性质稳定，芳纶可经受绝大部分酸性化学品的腐蚀，且自身机械性能几乎不受影响；本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱耐辐射性、耐久性、优良耐磨性、耐腐蚀性和耐水洗性，经过多次磨损、化学腐蚀和洗涤，强力仍然能够保持在原强力的80％以上。

说明书

技术领域

本发明涉及混纺纱制备技术领域，特别是涉及一种芳纶和镍铁纤维混 纺纱及其制备工艺。

背景技术

目前，混纺纱是由两种或两种以上的纤维纺成的纱，如麻/棉、毛/棉、 毛/麻/绢、涤/棉、涤/毛等等，通过两种不同的纤维纺成混纺纱，而这些混 纺纱的性能、功能单一，应用的领域受到限制，现有的混纺纱主要是针对 混纺纱的强度、纤维的细密度、混纺纱的硬度、混纺纱的强度等进行改进， 且现有的混纺纱都是在原来的棉、麻、毛、丝、化纤之间进行混纺，对混 纺纱的性能改进的程度极为有限，无法得到性能更加优越的混纺纱，无法 适用到更广的应用领域。

由此可见，现有的混纺纱性能单一、应用领域有限，无法满足现代生 活和工业生产的需求，亟待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种芳纶和镍铁纤维混纺纱，其具有机械性能好、 阻燃耐热性能好、防腐蚀性好、耐久性好、耐辐射、防辐射性能好的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种芳纶和镍铁纤维混纺纱，其包 括75-95重量份的芳纶和5-25重量份的镍铁纤维。

该芳纶和镍铁纤维混纺纱包括90重量份芳纶和10重量份镍铁纤维。

该芳纶和镍铁纤维混纺纱包括80重量份芳纶和20重量份镍铁纤维。

该芳纶和镍铁纤维混纺纱包括85重量份芳纶和15重量份镍铁纤维。

本发明还提供一种所述的芳纶和镍铁纤维混纺纱的制备工艺，其包括 以下步骤：

步骤A：将芳纶松解、清除其中的杂质，将不同成分芳纶均匀混合成 芳纶纤维条；

步骤B：预并条工序；

并和6根镍铁纤维条得到定量为10g/5m和29g/5m的两种镍铁纤维生 条；

并和8根芳纶1414纤维条得到定量为23g/5m的芳纶1414纤维条，再 将4根上述23g/5m的芳纶纤维条合并得到18g/5m的芳纶纤维条；

将23g/5m的芳纶分别与10g/5m和29g/5m两种定量的镍铁纤维进行 合并，得到芳纶和镍铁混纺纤维条；

步骤C：将所述芳纶和镍铁混纺纤维条拉细成拉长，并将所述拉细拉 长的芳纶和镍铁混纺纤维条加捻度，将其卷装成适应细纱机喂入的细度的 芳纶和镍铁混纺纤维粗纱；

步骤D：将所述步骤C中得到的芳纶和镍铁混纺纤维粗纱均匀拉长拉 细为59tex的细纱，并给该细纱加上42.8捻/10cm的捻度，得到芳纶和镍铁 混纺纤维细纱。

所述步骤A中，所述芳纶采用芳纶1414，所述芳纶1414纤维条的生 条定量为18.6g/5m，小车运行速度为1.7r/min，锡林线速度设为300r/min， 开棉机打手速度为500r/min，盖板速度为195r/min，刺棍速度为600r/min， 调节锡林与盖板各点隔距为0.20mm、0.18mm、0.18mm、0.18mm、0.18mm， 出条速度为72r/min。

所述步骤B中，所述预并条工序的车间温度28.5℃，相对湿度59％。

所述步骤C中，所述拉细拉长的镍铁纤维混纺条加2.34捻/10cm的捻 度。

所述芳纶采用芳纶1414。

本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱具有良好的机械特性，具有较高的断 裂强度，较低的断裂伸长率，本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱满足在航天 航空上对雷达蓬盖布的迫切需要，其具有优异的阻燃、耐热性能；本发明 的芳纶和镍铁纤维混纺纱化学性质稳定，芳纶可经受绝大部分酸性化学品 的腐蚀，且自身机械性能几乎不受影响；本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱 耐辐射性、耐久性、优良耐磨性、耐腐蚀性和耐水洗性，经过多次磨损、 化学腐蚀和洗涤，强力仍然能够保持在原强力的80％以上；本发明的镍铁 纤维具有磁导率较高、单位体积中储存磁能较高、饱合磁化强度较大、磁 损耗大及吸波效率高的特性。

附图说明

图1为本发明的混纺纱芳纶和镍铁纤维混纺纱的电镜图。

具体实施方式

实施例1

请配合参阅图1所示，本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱，该芳纶和镍 铁纤维混纺纱包括：75-95重量份芳纶和5-25重量份镍铁纤维。较佳的， 本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱，包括90重量份芳纶和10重量份镍铁纤 维。

较佳的，本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱包括：85重量份芳纶和15重 量份镍铁纤维。

较佳的，本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱包括：80重量份芳纶和20重 量份镍铁纤维。

本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱制备工艺通过并条工序混合，其中， 本发明的芳纶采用芳纶1414，其制备工艺流程如下：芳纶1414短纤维：

实施例2

本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱的制备工艺具体步骤如下：

步骤A：清梳工序，本发明的芳纶采用芳纶1414；

步骤A1：将紧压的芳纶1414松解成较小的纤维块或纤维束，以利混 合、除杂作用的顺利进行；

步骤A2：清除原被压芳纶1414纤维中的大部分杂质、疵点及不宜纺 纱的短纤维；

步骤A3：将不同成分的原芳纶1414短纤进行充分均匀地混和，以利 芳纶1414纤维质量的稳定；

步骤A4：制成一定重量、长度、厚薄均匀、外形良好的芳纶1414纤 维卷。

通过本步骤的清梳工序将芳纶1414纤维分解成单纤维状态，改善纤维 伸直平行状态，清除棉卷中的细小杂质及短绒，使芳纶1414纤维进一步充 分均匀混合，制成符合要求的芳纶1414纤维条。

具体的，芳纶1414纤维条的生条定量为18.6g/5m，小车运行速度为1.7 r/min，锡林线速度设为300r/min，FA1102开棉机打手速度为500r/min，盖 板速度为195r/min，刺棍速度为600r/min，调节锡林与盖板各点隔距为 0.20mm、0.18mm、0.18mm、0.18mm、0.18mm，出条速度为72r/min。

步骤B：预并条工序分两组并和，分别将6根镍铁纤维条并合，得到 定量为10g/5m和29g/5m的两种镍铁纤维生条。

其中，在车间温度28.5℃，相对湿度59％，芳纶1414纤维条通过芳纶 1414短纤梳理而成，其极易松散断裂，造作过程中要轻拿轻放，以防止芳 纶1414纤维断裂缠绕。用8根芳纶1414纤维条在并条机上并和，得到定 量为23g/5m的芳纶1414纤维条。将4根定量为23g/5m的芳纶1414纤维 条并和得到定量为18g/5m的芳纶1414纤维条。

通过并条工序将芳纶1414纤维条并和成所需要的规格23g/5m，将 10g/5m和29g/5m两种定量的镍铁纤维和芳纶1414纤维条通过并条工序进 行混合，从而得到本发明的镍铁纤维含量为10％、15％和20％的3种混纺 比的芳纶镍铁混纺纤维。该步骤中，采用的并条机型号为FA311F，由于镍 铁纤维和芳纶1414纤维都比较松散，且镍铁纤维伴有粘连现象，两者均易 断裂，此工序采用较低的车速。其中，镍铁纤维呈炭灰色，芳纶1414纤维 呈金黄色，混合后的条子呈明显的金黄色伴有灰条纹现象。混并之后又采 用三道并条程序，以使镍铁纤维在混纺纱中均匀混合得到镍铁和芳纶混纺 纱熟条。

具体的工艺参数见表1，中间经过一次预并、一次混并以及多次并和牵 伸，最后得到镍铁纤维含量为10％、15％、20％的镍铁和芳纶混纺纱。

表1并条主要工艺参数如下表所示

步骤C：粗纱工序将镍铁和芳纶混纺纱条拉长拉细，改善其平行伸直 度与分离度，通过给拉长拉细镍铁和芳纶混纺纱条须条加捻度，赋予须条 一定的强力，避免须条在粗纱工序中来自外界的张力导致的意外牵伸，以 最大限度的将熟条牵伸至细纱工序所需要的纱，将卷装成可适应细纱机喂 入的细度，充分为细纱工序做准备。

本步骤的粗纱工序将镍铁纤维混纺条拉细抽长7.14倍，并使镍铁纤维 和芳纶1414纤维进一步拉细抽长，使之适应细纱机的牵伸能力，进一步改 善镍铁纤维和芳纶混纺纤维的平行伸直度与分离度。在牵伸过程中，给镍 铁纤维混纺条加2.34捻/10cm的捻度，使其具有一定的强力，以承受粗纱 卷绕和在细纱机上退绕时的张力，防止意外牵伸；将牵伸加捻的混纺粗纱 卷绕成形，方便细纱机喂入和后续细纱工艺的进行。主要工艺参数见表2。

表2粗纱主要工艺参数

具体的，粗纱工序采用FA4421型悬锭粗纱机，牵伸形式采用了三罗拉 长短皮圈气动摇架牵伸形式，根据工艺优化，沿用“低车速、大捻度、大 隔距”的工艺原则，设计合理的罗拉后隔距，保证牵伸区对纤维的握持力， 提高粗纱条干，减少硬头的出现。

较佳的，皮辊方面，要求表面光滑干净没有突起和凹陷，硬度要高得 经得起机器高速运转而不会受某些外力而意外变形，要非常耐纱线高速的 磨损。对皮辊、皮圈进行化学处理，以利于减少皮辊、皮圈静电现象，减 少纱线绕胶辊的现象。纺纱过程中，混纺纤维容易与器件间相互摩擦产生 静电，使得纤维缠绕胶辊，通过将小样车间的空气湿度增大，保证粗纱工 序的正常进行。镍铁纤维脆性较大，在粗纱过程中容易出现断头，要降低 粗纱的锭速，使其控制在658r/min。

表3粗纱工艺设计

表4粗纱性能测试结果

步骤D：细纱工序是将镍铁纤维和芳纶1414纤维进行混纺的最后一道 工序，将粗纱加工成线密度且符合织造吸波针织物的标准。本发明的细纱 工序中，将粗纱均匀地抽长拉细到线密度为59tex的细纱，给牵伸后的须条 加上42.8捻/10cm的捻度，赋予成纱一定的强度、弹性和光泽等物理机械 性能，并将细纱卷绕成型。

表5细纱工序主要工艺参数

实施3混纺纱线的性能测试

对本发明的3种不同镍铁纤维含量的芳纶和镍铁混纺纱分别进行多组 实验，测量其纱线强力、纱线毛羽和耐磨性测试并进行性能分析。具体结 果见表6。

表6镍铁纤维混纺纱性能测试结果

表7本发明的镍铁纤维混纺纱与其他混纺纱对比

本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱具有良好的机械特性，具有较高的断 裂强度，较低的断裂伸长率，本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱可用于生产 高强高模的阻燃纺织品，再通过混纺或后整理，赋予其更广泛的利用价值， 满足在航天航空上对雷达蓬盖布的迫切需要；优异的阻燃、耐热性能，芳 纶的极限氧指数(LOI)大于28，芳纶在燃烧后本身会释放出一种惰性气体从 而阻止织物继续燃烧，这种阻燃性是永久性的，不会随着时间的推移或外 力的施加导致阻燃性能下降；本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱化学性质稳 定，芳纶可经受绝大部分酸性化学品的腐蚀，且自身机械性能几乎不受影 响；本发明的芳纶和镍铁纤维混纺纱耐辐射性、耐久性、优良耐磨性、耐 腐蚀性和耐水洗性，经过多次磨损、化学腐蚀和洗涤，强力仍然能够保持 在原强力的80％以上；本发明的镍铁纤维具有磁导率较高、单位体积中储 存磁能较高、饱合磁化强度较大、磁损耗大及吸波效率高的特性。本发明 的芳纶和镍铁纤维混纺纱，可用于开发柔性吸波织物。

以上所述，为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，本领 域技术人员利用上述揭示的内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均 落在本发明的保护范围内。