硅氮阻燃粘胶短纤维和芳砜纶混纺制成的阻燃短纤纱的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种有机硅氮阻燃粘胶短纤维和芳砜纶混纺制成的阻燃短纤纱，该阻燃短纤纱包含：20至50重量份的有机硅氮阻燃粘胶短纤维和50至80重量份的芳砜纶。根据本发明的阻燃短纤纱及其制成的织物、面料有更高的阻燃性及柔软度，极大的减小了其燃烧时产生的烟气和对人体的危害，而且还可提高由该种阻燃粘胶短纤维及其制成的织物的抗辐射性能及服用耐久性。
【专利说明】
硅氮阻燃粘胶短纤维和芳砜纶混纺制成的阻燃短纤纱
技术领域
[0001]本发明涉及不同性能之纤维的混纺及所得产品的相关应用。【背景技术】
[0002]无论合成纤维、粘胶纤维或是天然棉纤维均易燃烧着火而引起火灾。在粘胶纤维中加入阻燃剂所生产的阻燃纤维虽然可以起到一定的阻燃作用，但市场上常见的阻燃纤维本身强度往往不足，在防辐射等应用场合也均无法令人满意。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种硅氮阻燃粘胶短纤维和芳砜纶混纺制成的阻燃短纤纱及其面料，该工艺不仅解决了卤素或磷系阻燃剂对环境的危害，使制成的阻燃短纤纱及其制成的织物、面料有更高的阻燃性及柔软度，极大的减小了其燃烧时产生的烟气和对人体的危害，而且还可提高由该种阻燃粘胶短纤维及其制成的织物的抗辐射性能及服用耐久性。
[0004]芳砜纶(聚苯砜对苯二甲酰胺纤维)，简称:PSA。在抗燃和抗热氧老化上显著优于芳纶，在300°C热空气中加热100h，强力损失小于5%，极限氧指数超过33;还有良好的染色性、电绝缘、抗化学腐蚀性、抗辐射等。
[0005]本发明的阻燃短纤纱由硅氮阻燃粘胶短纤维和芳砜纶混纺制成。本发明的阻燃短纤纱包含20至50重量份硅氮阻燃粘服短纤维和50至80重量份的芳砜纶。
[0006]硅氮阻燃粘胶短纤维可以含有60-80% (重量)纤维素和10-30% (重量)硅氮阻燃剂;或还可进一步含有1.5-2.5% (重量)的阳离子交联剂。阳离子交联剂的离子形式可以为 114+、1^3+)13+。在本发明的优选实施例中，硅氮阻燃粘胶短纤维所含的纤维素的聚合度可以为650?750。本发明的硅氮阻燃粘胶短纤维长度可以为38-120mm。本发明中使用的硅氮阻燃剂可以是二氧化硅杂氮化合物。例如，可以采用有机硅烷水解分散液，其化学式为 [Mex0y ? nSi〇2] + [—CONH]，其中Me代表金属离子，例如!^4+工&2+、1^ +、他+、1(+，31〇2含量为 9 ? 23-53% ;酰胺[―⑶NH]含量为4 ? 3-27%。其中金属离子Me优选Ti4+和Ca2+，阻燃剂中的硅、钛、钙元素结合在纤维素主链上，形成硅钛钙系陶瓷网络，构成远红外发射基团，特别当硅、钛、钙的比例(摩尔比)在1?10:1?5:1?23情况下，能够得到抗辐射性能最佳的最终产品。
[0007]令人惊奇的是，发明人发现如果将本发明的硅氮阻燃粘胶短纤维与芳砜纶进行混纺后所得短纤维用于制造相应织物例如防护服等，则所得织物不但在阻燃性能上均超过任一种单纺织物，而且在防辐射和强度等性能上也基本接近芳砜纶。这可能是两种纤维在混纺以及织造过程中受温度、压力和/或化学影响而导致某些组分相互渗入或发生改变有关。
[0008]根据本发明的第一方面，提供一种阻燃短纤纱，所述阻燃短纤纱包含:
[0009](a)20至50重量份的硅氮阻燃粘胶短纤维和 [〇〇1〇] (b)50至80重量份的芳砜纶。
[0011]根据本发明的第二方面，提供一种阻燃短纤纱面料的制备方法，包括如下步骤:
[0012](1)提供20至50重量份的硅氮阻燃粘胶短纤维和50至80重量份的芳砜纶;优选情况下，对芳砜纶进行喷水和上油预处理；
[0013](2)纺纱工序:开清棉—梳棉—并条—粗纱—细纱—络筒—成包；
[0014](3)织造工序:蒸纱—整经—浆纱—穿综—织造—检验—分等—修织—成品；
[0015](4)染整工序:烧毛—溢流练漂—丝光—溢流染色—松式烘干—柔软—预缩。
[0016]本发明针对芳砜纶混纺性较差的缺点，纺纱前对芳砜纶进行喷水和上油预处理， 从而大大提高其与硅氮阻燃粘胶短纤维的混纺性。[0〇17]在开清棉步骤中:综合打手速度均为750r/min，棉卷罗拉速度均为llr/min，棉卷的干定量为380g/m，长度30.6m。[0〇18]在梳棉步骤中:锡林速度300r/min，道夫速度为28r/min，刺辑速度为700r/min;除尘刀高出机框水平面6mm，安装角度为90°;除尘刀与刺辊隔距为0.36mm，刺辊与给棉板间隔距为0 ? 38謹，锡林与盖板间米用四点隔距分别为0 ? 28謹、0 ? 25謹、0 ? 25謹、0 ? 28mm;生条干定量为16.788/5111，生条短绒率(<20臟)为4.20%。[〇〇19]在并条步骤中:多次并条、紧隔距重加压及5-6m/min的出条速度。[〇〇2〇]在粗纱步骤中:干定量3.35g/5m，罗拉中心距42mmX55mmX67mm，后区牵伸1.16倍，前罗拉速度为190r/min，捻系数68。[〇〇21]在细纱步骤中:罗拉中心距43 X 58，后区牵伸1.165倍，捻系数335，前罗拉速度205r/min〇[〇〇22]在蒸纱步骤中:其中真空度为_0.08MPa、温度为95-110°C、处理时间为2小时左右；
[0023]在整经步骤中:整经压力为0.4MPa、整经车速为400m/min;[〇〇24]在浆纱步骤中:浆液以重量份计包括50份低粘度磷酸酯淀粉、12.5份PVA-1799和6份丙烯酸类浆料(P-T)，其中浆液含固量10 %，开箱粘度11 s，浆锅粘度1 Os;
[0025]在穿综步骤中:穿综方式为{(1、5)、(3、2)、(6、4)}\12、(9、10、11)、(12、9、10)、 (11、12、9)、(10、11、12)、{(1、7)、(3、2)、(8、4)}X16、{(1、5)、(3、2)、(6、4)}X4。
[0026]在一个优选实施例中，本发明还对纱线进行了精心选择与设计:经炜纱可以采用 JC 9.7tex(捻度1950捻/m)强捻纱，并按2S:2Z进行排列。这种选择设计使印染整理后面料手感舒爽，有隐约的绉缩纹效果。
[0027]根据本发明的第三方面，提供一种由上述的阻燃短纤纱制成的织物或服装面料。 [〇〇28]本发明具有以下优点:
[0029](1)硅氮阻燃粘胶短纤维和芳砜纶混纺制成的阻燃短纤纱及其织物具有更强的阻燃性，同时，混纺之后的短纤纱及其织物具有极强的柔软性，点燃后发烟量极低。[〇〇3〇](2)硅氮阻燃粘胶短纤维和芳砜纶混纺制成的阻燃短纤纱混纺制成的短纤纱及其织物提高了有机硅单阻燃粘胶短纤纱及其制品的强度。【具体实施方式】
[0031]如无特别说明，本发明中所使用术语均为纺织领域中常用术语。[〇〇32]根据本发明的阻燃短纤纱及其面料的具体制备工序如下:[〇〇33]一、原料准备:
[0034]按预定配比准备硅氮阻燃粘胶短纤维和芳砜纶，并对芳砜纶进行喷水和上油预处理。[〇〇35] 二、纺纱工序包括:
[0036](1)开清棉工序:[0〇37] 综合打手速度均为750r/min，棉卷罗拉速度均为llr/min，棉卷的干定量为380g/ m，长度 30.6m。[〇〇38](2)梳棉工序:[〇〇39] 主要工艺参数为:锡林速度300r/min，道夫速度为28r/min，刺辊速度为700r/min; 除尘刀高出机框水平面6mm，安装角度为90°;除尘刀与刺辊隔距为0.36mm，刺辊与给棉板间隔距为0 ? 38謹，锡林与盖板间采用四点隔距分别为0 ? 28謹、0 ? 25謹、0 ? 25謹、0 ? 28mm.生条干定量为16.788/5111，生条短绒率(<20臟)为4.20%。
[0040](3)并条工序:[〇〇41]为保证正确良好的熟条质量，采用倒牵伸的工艺配置，多次并条、紧隔距重加压及 5-6m/min的出条速度；
[0042](4)粗纱工序:
[0043]主要工艺配置为:干定量3.35g/5m，罗拉中心距42mm X 55mm X 67mm，后区牵伸1.16 倍，前罗拉速度为190r/min，捻系数68。
[0044](5)细纱工序:[〇〇45] 其主要工艺参数为:罗拉中心距43 X 58，后区牵伸1.165倍，捻系数335，前罗拉速度205r/min。[〇〇46] 三、织物织造工序包括:[〇〇47](1)纱线准备:仔细检修设备，保证锭子运转灵活，各张力均匀，严格把关操作，避免人为捻缩；[〇〇48](2)蒸纱工艺:抽真空—预热—加湿—保温(恒温)—真空降温—结束。具体工艺优选试验如下:蒸纱工艺参数:抽真空8min，达到指定真空度-0.08MPa，温度95?110°C，高温高压蒸纱120min[〇〇49](3)整经工艺:使用D型金策整经机，采取中张力，中伸长的工艺路线，使片纱张力均匀的前提下，减少对纱线定形的破坏，为减少后期回缩做部分准备。该织物总经5632根， 配轴为Z捻:704 X 4，S捻:704 X 4，共8个配轴。用可调式整经架，角度保持在45°，使整片经纱张力保持一致。整经压力〇 ? 4MPa，整经车速400m/min。
[0050](4)浆纱工艺:[〇〇511浆液配方:低粘度磷酸酯淀粉50kg，PVA-1799 12.5kg，丙烯酸类浆料(P-T)6kg，浆液含固量1 〇 %，开箱粘度11 s，浆锅粘度1 Os。[〇〇52]浆纱上机工艺:采用七单元传动GA 308型浆纱机进行上浆，浆纱采用双浆槽双浸双压不分层压浆工艺，控制浸浆深度在20cm，适当加大退绕张力，保证车速不要过快，并采用亲水性纤维。[〇〇53](5)穿综工序:采用78号钢筘，地纱每筘2入，经纱一循环204根，采用12片综织造，穿综方法为{(1、5)、(3、2)、(6、4)}父12、(9、10、11)、(12、9、10)、(11、12、9)、(10、11、12)、 {(1、7)、(3、2)、(8、4)}X16、{(1、5)、(3、2)、(6、4)}X4,经停片 6 列顺穿。
[0054](6)织造工艺:采用PicanoK必佳乐)多臂喷气织机织造。[〇〇55]四、印染工艺包括:
[0056]采用烧碱双氧水同浴工艺-直滚布夹联合丝光机-溢流染色-机械柔软整理-预缩的整理工艺。
[0057]下面介绍本发明的几个具体实施例，其中硅-氮系阻燃粘胶纤维由北京赛欧兰阻燃纤维有限公司生产，其它原料均通过常规商业渠道获得。[〇〇58]实施例1:硅氮阻燃粘胶纤维与芳砜纶20:80比例混纺阻燃面料
[0059]采用2D x 51mm硅-氮系阻燃粘胶纤维与芳砜纶进行混纺，采用上文中的生产方法，做成10支纱，斜纹布，克重250g/m2的阻燃面料。可在芳砜纶永久阻燃并且强力高的性能的基础之上，增强了穿着的舒适性，可以作为特种个体防护等使用。
[0060]实施例2:硅氮阻燃粘胶纤维与芳砜纶50:50比例混纺阻燃面料[〇〇61]采用1.5D x 38mm硅-氮系阻燃粘胶纤维与芳砜纶进行混纺，采用上文中的生产方法，做成16支纱，平纹布，克重168g/m2的阻燃面料。该阻燃面料对人体无害，舒适度更高，可以作为床上用品及贴身穿的内衣等需要阻燃的领域。[〇〇62]实施例3:硅氮阻燃粘胶纤维与芳砜纶35:65比例混纺阻燃面料 [〇〇63]采用2D x 51mm硅-氮系阻燃粘胶纤维与芳砜纶进行混纺，采用上文中的生产方法，做成15支纱，斜纹布，克重200g/m2的阻燃面料。该混纺纤维及其制品相较于硅氮系阻燃粘胶纤维，燃烧产生的烟雾量更低，强度增高，使其具有更高的耐磨性，可用于航空、航海及陆运等交通工具内饰。
[0064]本领域技术人员可以理解，上述实施方式中先后列出的各个方法步骤只是为了起到说明本发明的目的而非用以对其进行限制。因此这些步骤并无必然先后次序，也并非不可或缺。本发明仅由各个权利要求所具体限定。
【主权项】
1.一种阻燃短纤纱，所述阻燃短纤纱包含:(a)20至50重量份的有机硅氮阻燃粘胶短纤维和(b)50至80重量份的芳砜纶。2.—种阻燃短纤纱面料的制备方法，包括如下步骤:(1)提供20至50重量份的硅氮阻燃粘胶短纤维和50至80重量份的芳砜纶；(2)纺纱工序:开清棉—梳棉—并条—粗纱—细纱—络筒—成包；(3)织造工序:蒸纱—整经4楽_纱—穿综—织造—检验—分等—修织—成品；(4)染整工序:烧毛—溢流练漂—丝光—溢流染色—松式烘干—柔软—预缩。3.—种由权利要求1所述的阻燃短纤纱制成的织物或服装面料。
【文档编号】D02G3/04GK106012151SQ201610595253
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】冉国庆, 郄盼, 罗威
【申请人】北京赛欧兰阻燃纤维有限公司