有机硅氮阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺的混纺

摘要

有机硅氮阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺的混纺。有机硅氮阻燃粘胶短纤维含有纤维素和硅氮阻燃剂。由此混纺所得阻燃短纤纱所织成的织物和服装面料不但保持了粘胶纤维本来的穿着舒适之独特性能，并且阻燃性更高、燃烧低烟雾、安全环保，而且兼具防辐射和耐高温等优良性能。

权利要求

1.一种阻燃短纤纱的制备方法，包括：

提供阻燃粘胶短纤维，其包含步骤：

将纤维素制成纺丝粘胶原液，其中所述纤维素的聚合度为650～750；

将硅氮阻燃剂配制成阻燃液，其中硅氮阻燃剂为二氧化硅杂氮化合物；

将阻燃液与纺丝粘胶原液混合后立即进行纺丝；

将纺丝纤维切割成预定长度为38-120mm的短纤维，其中短纤维含有70-80％(重量)纤维素和20-30％(重量)硅氮阻燃剂；

采用阳离子交联剂对短纤维进行固化脱硫处理以得到阻燃性能稳定的阻燃粘胶短纤维，其中阻燃粘胶短纤维含有1.5-2.5％(重量)的阳离子交联剂；

提供聚酰亚胺纤维；以及

将阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺纤维按照重量比例为95-50：5-50的预定比例进行混纺以获得阻燃短纤纱，其中混纺包括：开清棉步骤、梳棉步骤、并条步骤、粗纱步骤以及细纱步骤，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11r/min，棉卷的干定量为380g/m，长度30.6m；

在梳棉步骤中：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95°；除尘刀与刺辊隔距为0.36mm，刺辊与给棉板间隔距为

0.38mm，锡林与盖板间采用四点隔距分别为0.28mm、0.25mm、0.25mm、0.28mm；生条干定量为

16.78g/5m，≤20mm的生条短绒率为4.20％；

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；

在粗纱步骤中：干定量3.35g/5m，罗拉中心距42mm×55mm×67mm，后区牵伸1.16倍，前罗拉速度为190r/min，捻系数68；

在细纱步骤中：罗拉中心距43mm×58mm，后区牵伸1.165倍，捻系数335，前罗拉速度

205r/min。

说明书

有机硅氮阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺的混纺

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] 本发明的目的是提供一种混纺阻燃产品，其在提供阻燃的同时还至少能够兼顾织物的耐久性。

[0004] 根据本发明的第一方面，提供了一种阻燃短纤纱，其由有机硅氮阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺纤维混纺制成，其中有机硅氮阻燃粘胶短纤维含有纤维素和硅氮阻燃剂。

[0005] 聚酰亚胺具有优良的机械性能，抗张强度可高达400Mpa。聚酰亚胺纤维的弹性膜量更是可高达200Gpa，仅次于碳纤维。此外，聚酰亚胺还具有良好的介电性能和阻燃性能，并且生物兼容性很好。

[0006] 在本发明的具体实施例中，有机硅氮阻燃粘胶短纤维与聚酰亚胺(纤维)重量比例可以为95-50：5-50(即在95:5至50:50之间)。

[0007] 令人惊奇的是，发明人发现如果将本发明的有机硅氮阻燃粘胶短纤维与聚酰亚胺纤维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聚酰亚胺。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] 根据本发明的第二方面，提供了关于第一方面的阻燃短纤纱的制备方法。该方法包括：

[0009] 提供阻燃粘胶短纤维，其包含步骤：

[0010] 将纤维素制成纺丝粘胶原液；

[0011] 将硅氮阻燃剂配制成阻燃液；

[0012] 将阻燃液与纺丝粘胶原液混合后立即进行纺丝；

[0013] 将纺丝纤维切割成预定长度的短纤维；

[0014] 采用阳离子交联剂对短纤维进行固化脱硫处理以得到阻燃性能稳定的阻燃粘胶短纤维；

[0015] 提供聚酰亚胺纤维；以及

[0016] 将阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺纤维按照预定比例进行混纺以获得阻燃短纤纱。

[0017] 在本发明的具体实施例中，混纺包括开清棉步骤、梳棉步骤、并条步骤、粗纱步骤以及细纱步骤。各步骤相应工艺参数如下。

[0018] 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11r/min，棉卷的干定量为380g/m，长度30.6m。

[0019] 在梳棉步骤中：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95°；除尘刀与刺辊隔距为0.36mm，刺辊与给棉板间隔距为0.38mm，锡林与盖板间采用四点隔距分别为0.28mm、0.25mm、0.25mm、0.28mm；生条干定量为16.78g/5m，生条短绒率(≤20mm)为4.20％。

[0020] 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。

[0021] 在粗纱步骤中：干定量3.35g/5m，罗拉中心距42mm×55mm×67mm，后区牵伸1.16倍，前罗拉速度为190r/min，捻系数68。

[0022] 在细纱步骤中：罗拉中心距43×58，后区牵伸1.165倍，捻系数335，前罗拉速度205r/min。

[0023] 根据本发明的方法制备的短纤维规格可以在1.0D-6.0D(表示单位长度之重量)的宽范围之内。

[0024] 根据本发明的第三方面，提供了一种织物的织造方法，包括：

[0025] 提供如本发明第二方面所述方法制备的阻燃短纤纱；以及

[0026] 对阻燃短纤纱进行以下处理：

[0027] 高温真空蒸纱处理，其中真空度为-0.08MPa、温度为95-115℃、处理时间为2小时左右；

[0028] 整经处理：整经压力为0.4MPa、整经车速为400m/min；

[0029] 浆纱处理：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5％，开箱粘度11s，浆锅粘度5s；

[0030] 穿综处理：穿综方式为{(1、5)、(3、2)、(6、4)}×12、(9、5、11)、(12、9、5)、(11、12、9)、(5、11、12)、{(1、7)、(3、2)、(8、4)}×16、{(1、5)、(3、2)、(6、4)}×4。

[0031] 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：经纬纱可以采用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。

[0032] 总之，本发明至少具有以下优点：

[0033] 根据本发明所制成的织物和服装面料不但保持了粘胶纤维本来的穿着舒适之独特性能，并且阻燃性更高、燃烧低烟雾、安全环保，而且兼具耐高温和防辐射等优良性能。

具体实施方式

[0034] 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。

[0035] 本发明的阻燃短纤纱由有机硅氮阻燃粘胶短纤维和聚酰亚胺纤维混纺制成。本发明的有机硅氮阻燃粘胶短纤维含有纤维素和硅氮阻燃剂。有机硅氮阻燃粘胶短纤维可以含有70-80％(重量)纤维素和20-30％(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Ti4+、RN3+、Al3+。在本发明的优选实施例中，有机硅氮阻燃粘胶短纤维所含的纤维素的聚合度可以为650～750。本发明的有机硅氮阻燃粘胶短纤维长度可以为38-120mm。

[0036] 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[Me2O·nSiO2]+[--CONH]，其中Me代表金属离子，SiO2含量为9.23-53％；酰胺[--CONH]含量为4.3-27％。关于硅氮阻燃剂，还可以参见申请人之前的专利申请CN104032401A以及CN103789858A，在此分别以参见方式引入这两个申请的全部内容。在本发明的一个优选实施例中，硅氮阻燃剂采用北京赛欧兰阻燃纤维有限公司生产并销售的801#硅氮阻燃剂。

[0037] 混纺时，有机硅氮阻燃粘胶短纤维与聚酰亚胺重量比例可以根据需要在95-50：5-50之间进行选择。

[0038] 以下为本发明的阻燃短纤纱的制造工艺流程：

[0039] FA002型抓棉机→SFA035C型混开棉机→FA56B型梳针打手开棉机→SFA161型振动棉箱给棉机→A076E型单打手成卷机→FA231型梳棉机→FA311F型并条机→FA311F型并条机→FA311F型并条机→FA423A型粗纱机→FA506型细纱机→GA013型络筒机→成包

[0040] 各相应工序/步骤具体工艺参数如下：

[0041] 开清棉工序

[0042] 综合打手速度均为750r/min，棉卷罗拉速度均为11r/min，棉卷的干定量为380g/m，长度30.6m

[0043] 梳棉工序

[0044] 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95°；除尘刀与刺辊隔距为0.36mm，刺辊与给棉板间隔距为0.38mm，锡林与盖板间采用四点隔距分别为0.28mm、0.25mm、0.25mm、0.28mm.生条干定量为16.78g/5m，生条短绒率(≤20mm)为4.20％。

[0045] 并条工序

[0046] 为保证正确良好的熟条及混合质量，采用多次并条的工艺配置，紧隔距重加压及5-6m/min的较小出条速度。

[0047] 粗纱工序

[0048] 干定量3.35g/5m，罗拉中心距42mm×55mm×67mm，后区牵伸1.16倍，前罗拉速度为190r/min，捻系数68。

[0049] 细纱工序

[0050] 罗拉中心距43×58，后区牵伸1.165倍，捻系数335，前罗拉速度205r/min。

[0051] 本发明的织物织造工艺流程为：

[0052] 蒸纱(定形)→整经→浆纱→穿筘→织造→检验→分等→修织→成品。

[0053] 本发明还可进一步包括染整工艺流程：

[0054] 烧毛→溢流练漂→丝光→溢流染色→松式烘干→柔软→预缩。

[0055] 本发明的织物织造各具体工序/步骤如下：

[0056] 纱线准备

[0057] 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；

[0058] 蒸纱

[0059] 抽真空→预热→加湿→保温(恒温)→真空降温→结束。其中抽真空8min，达到指定真空度－0.08MPa，温度95～115℃，高温高压蒸纱120min。

[0060] 整经

[0061] 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。织物总经5632根，配轴为Z捻：704×4，S捻：704×4，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0.4MPa，整经车速400m/min。

[0062] 浆纱

[0063] 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5％，开箱粘度11s，浆锅粘度5s。

[0064] 浆纱上机

[0065] 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。

[0066] 穿综

[0067] 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，穿综方式为{(1、5)、(3、2)、(6、4)}×12、(9、5、11)、(12、9、5)、(11、12、9)、(5、11、12)、{(1、7)、(3、2)、(8、4)}×16、{(1、5)、(3、2)、(6、4)}×4，经停片6列顺穿。

[0068] 织造

[0069] 采用Picanol(必佳乐)多臂喷气织机织造。

[0070] 印染

[0071] 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

[0072] 实施例1：硅氮阻燃粘胶纤维与聚酰亚胺65:35混纺阻燃面料

[0073] 采用2D x 51mm硅氮系阻燃粘胶纤维与聚酰亚胺进行混纺，采用上述生产方法，做成5支纱，斜纹布，克重250g的阻燃面料。可在聚酰亚胺耐高温和耐辐照的性能的基础之上，增加了穿着的舒适性，可以作为特种防火、防护服面料等使用。

[0074] 实施例2：硅氮阻燃粘胶纤维与聚酰亚胺85:15混纺阻燃面料

[0075] 采用2D x 51mm硅氮系阻燃粘胶纤维与聚酰亚胺进行混纺，采用上述生产方法，做成16支纱，斜纹布，克重168g的阻燃面料。可使面料同时满足高阻燃性能、防辐射，穿着比较舒适的要求，可以作为需要阻燃防火要求并且可贴身穿着需要的服装面料使用。

[0076] 本领域技术人员可以理解，上述实施例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。