金屬纖維混紡紗線的研制

[編輯:Cyx]  [發布時間:2015-06-01]  []

楊云燦(大理華興紡織有限責任公司)

　　摘要：簡述了電磁波滋波對人體傷害的情況，闡述了紡織界就抗電磁波、電磁波屏蔽、電磁輻射、電磁感應、靜電起爆、靜電干擾、降低噪音、導熱、導電、耐腐蝕的基本方向。提出了金屬纖維混紡紗工藝研究的路線、方法。強調了生產過程中的需要引起注意的事項和金屬纖維混紡紗線在檢測中遇到的情況與處理辦法，對于制造金屬纖維混紡紗線的企業具一定的指導意義。
　　關鍵詞：金屬纖維;紗線;工藝
　　1.課題的提出
　　金屬纖維混紡織品雖已大量面世，而金屬纖維混紡產品研制技術的公開資料甚少，本文旨在提供金屬纖維混紡紗線的工藝方法。
　　國內紡織界就抗電磁波、電磁波屏蔽、電磁輻射、電磁感應、靜電起爆、靜電干擾、降低噪音、導熱、導電、耐腐蝕方面，在90年代開始有人在進行過研究試驗，進入2000年該項技術有了突破性進展。但該項紡紗技術一直處于保密之中。
　　醫學界證實，隨著電器使用率愈來愈普及，電磁波對人體影響也愈來愈大。電視臺、廣播電臺、家用電器、移動電話、電腦設備及高壓電線已成為電磁波滋生源，所產生的輻射對人體傷害較明顯。在到處充滿電子電訊用品器材的現代生活，其電磁干擾特性有可能使人面臨危害的境地，但我們卻有可能不得而知。有研究表明長時間使用電腦之後，會出現乏力、眼睛疲倦、肩痛、網球肘、頭痛、困倦、焦躁、失眠。電磁波還會使人的免疫機能下降、人體中的鈣質減少，視覺障礙、白血病、腦腫瘤等等癥狀。對于孕婦有可能引起異常生產、流產.......此外，電磁波還能產生出擾亂人體狀態的正離子。美國駐某國大使館人員長期受到對方人為針對性發射的大功率、高強度電磁波，造成該大使館人員出現煩燥、失眠等不良反應，嚴重者白血球數上升，且癌發生率較正常人為高。又如受大功率遠程微波雷達影響下的地區，經調查，當地癌患者急增。除上述的電磁輻射對健康的危害外，它還對內分泌系統，聽覺，物質代謝，組織器官的形態改變，均可產生不良影響。從而抗電磁波成為了紡織功能性新產品研究的焦點、熱點。
　　金屬纖維不但具有金屬材料本身固有的一切優點,還具有非金屬纖維的一些特殊性能,在其內部結構、磁性、熱阻、熔點、抗電磁波輻射、抗靜電、電磁波屏蔽、面料散熱等方面有著其它材料無法比擬的功能及可紡性功能。且具有良好的導熱、導電、柔韌性、耐腐蝕性使其由傳統材料發展成新型紡織材料而身價倍增，應用領域也得到更大擴張。作為金屬材料的深加工產品,同時也是高附加值、具一定科技含量的產品,被廣泛應用于國防科技、石油、化工、化纖、紡織、電子、軍工、航空、航天等領域。
　　作者通過對金屬纖維紗線的研制，選用的金屬纖維性狀、提出的具體工藝方法、生產過程中主要存在的問題及解決辦法提出見解。
　　2.主要生產工藝方法及簡介
　　2.1采用的金屬纖維
　　進入21世紀，國內金屬纖維制造企業有所增加，本次選用的是江蘇丹陽凱富達過濾器材有限公司生產的6μm×4500芯/束金屬纖維牽切束絲，如圖1、2、3所示，圖1、圖2為波壓金屬纖維盤條。其表面有規律性連續的波形軋痕，使纖維具有優良的抱合力，從而有利于紡紗生產過程中能與其它混入的纖維有優良的可紡性。
 

　　
　　金屬纖維(MTF)使用的是316含鉬不銹鋼種制造。常溫條件下，能耐濃度為15％～85％的H2SO4，同時還具有良好的抗氯化物、強酸堿等化學侵蝕的性能。6μm金屬纖維比頭發絲還細，似棉花般柔軟，像蠶絲手感，具有細微化和柔軟化的特征。很適合紡織工業化生產。同時亦適合與棉、再生纖維、合成纖混紡、功能性纖維混紡，可以制造不同的要求紗支，其廣泛的適應性，增大了最終產品的多樣性、功能性織物的制造。

　　表1  凱富達金屬纖維束絲主要技術指標

平均直徑(um)	束絲纖維根數(根)	束絲平均米重(g/m)	單纖強力(cN/dtex)	伸長率(%)
6	4500	5.288	0.50~0.57	＜0.6~1.8

　

　　2.2生產產品
　　CJ84/MTF16（精梳棉80%/金屬纖維20%）18.2tex金屬纖維混紡紗
　　2.3原棉情況
　　本產品為精梳高檔紡織品，要求外觀好，條干均勻，棉結雜質少。故選用短絨、棉結少，成熟度適中，含雜率低，色澤佳，整齊度好的原棉。
　　2.3.1配棉工藝

　　表2 配棉比例

新疆喀什229（%）	山東陶縣329（%）	河南商丘229(%)	加權平均等級(級)
40	25	35	2.3

　　 

　　表3 配棉技術指標

品質長度（mm）	主體長度（mm）	短絨率（%）	棉結（粒/100g）	斷裂強力（cN）	疵點總數（粒/100g）	Mic	回潮率(%)
33.6	30.9	10.8	30	4	65	4.1	7.8

　　　　2.4工藝流程
　　FA002D型自動抓棉機→A035A型混開棉機→FA106型豪豬式開棉機→A092AS型雙箱給棉機→A076E型單打手成卷機→FA201E型梳棉機→FA334型條卷機→FA344型混并卷機→FA261型精梳機→FA315型并條機,金屬纖維束絲混入(頭并)→FA315型并條機(二并)→JSFA411型粗紗機→FA506型細紗機→GA014型絡筒機。
　　2.5各部主要工藝參數與質量檢測

　　表4 清花主要工藝參數與棉卷質量檢測

棉卷長度（m）	棉卷定量(g/m)	棉卷平均重量不勻率(%)	平均卷重合格(%)
36	370	1.18	100

　　　　　　表5 梳棉主要工藝參數

定量(g/5m)	錫林速度(r/min)	刺輥速度(r/min)	道夫速度(r/min)	錫林—蓋板隔距(mm)
18.5	360	850	240	0.23,0.20,0.20,0.20,0.25

 

　　　表6 生條質量檢測
　

定量（5g/m）	平均結雜(粒/g)	條干CV(%)	生條重不勻率(%)
19	91	3.5	1.05

　　　

　　

表7 FA334型條卷機主要工藝參數

生條喂入根數（根）	棉卷定量（m/g）	成卷速度(m/min)	小卷規格（mm）
22	60	55	450X230

　　　　

表8 FA344型條卷機主要工藝參數

并卷數/個	棉卷定量(m/g)	成卷速度(m/min)	小卷規格(mm)	后牽伸倍數(倍)	車速(m/min)
6	65	50	450X300	1.34	50

　　　　

表9 FA261型精梳機主要工藝參數

干重（g/5m）	后牽伸倍數(倍)	給棉長度(mm)	鉗次(次/min)	落棉率(%)
22.5	1.33	5	240	18

　　　

　表10 精梳條質量檢驗

條干CV（%）	精梳條棉結(粒)	喂給長度(mm)	重不勻率（%）	落棉含短絨率率(%)
3.6	20.3	5.2	0.6	74.2

　　　

　表11 并條主要工藝參數

道數	并合數（根）	后區牽伸倍數(倍)	前后區羅拉隔距（mm）	定量(g/5m)
頭并	C5/MTF 1	1.6	25×33	19
二并	8	1.2	25×33	17.8

　　　

　表12 粗紗主要工藝參數

干重（g/10m）	后牽伸倍數（倍）	羅拉隔距(前×中×后)
4	1.3	14×26×32

　　

　　表13 細紗主要工藝參數

干重（g/100m）	后牽伸倍數（倍）	羅拉隔距(前×后)
2.43	1.3	18×34

　　　　絡筒：車速600m/min，電清使用QS—5型光電式電清，切疵正常。
　　2.6成品質量檢測

　　表14 成紗物理指標檢測

斷裂強度/cN·tex-1	單強CV/%	斷裂伸長/mm	斷裂伸長率/%	重米百量CV/%	重量CV/%	黑板條干	結雜/粒
9.4	8..9	28.6	5.77	1.81	1.4	10:0:0:0	52

　　　3.金屬纖維混紡紗在檢測中的問題及采取的對策措施
　　3.1公定回潮率的計算
　　棉：8.5%，金屬纖維：0%，計算得到CJ84/MTF1632S金屬纖維混紡紗的公定回潮率為:7.14%
　　3.2檢測發現的情況與對策措施
　　當金屬纖維束條在頭并混入后,似對生條進行電子條干品質檢測,但由于電子條干儀系電容式,不適合金屬纖維介質系數,故頭、二并不再進行電子條干的檢測；之后包括粗紗、細紗亦不進行電子條干的檢測。
　　4.金屬纖維混紡紗線生產過程中的注意事項
　　4.1金屬纖維選用
　　金屬纖維原料目前主要有兩種見圖4、5。未經過“波壓”，纖維呈平直狀，纖維抱合力較差，經小樣試驗，在并條工序容易產生斷金屬纖維束絲條現象。而選擇圖片1具有波壓過的金屬纖維束絲，在并條引出條時極少發生斷條現象，從而避免缺金屬纖維條開車的質量問題發生。

　　
　　　　4.2皮輥磨損嚴重
　　我們發現并條、粗紗、細紗工序，皮輥在動程內磨損較為嚴重，特別是并條皮輥一般在一周后就有較為明顯的磨損溝槽出現，此時，繞皮輥的情況容易出現，而在此前，幾乎無繞并條皮輥現象發生。粗紗和細紗皮輥也極易出現磨損現象，這是與紗線中含金屬纖維有直接原因。鑒于皮輥磨損嚴重，我們將皮輥硬度作了調整

　　表15

項目		邵爾硬度（A0）	使用周期（天）
并條	改前	73	7
	改后	86	14
粗紗	改前	73	10
	改后	81	21
細紗	改前	65	7
	改后	81	18

　　　羅拉一個月內磨損幾乎看不出，僅看動程內羅拉較為光潔；經對粗、細紗皮圈磨損觀察，發現不像皮輥磨損這么嚴重，因此皮圈的調換周期照常進行；鋼絲圈磨損也較為明顯，正常紗是每兩周更換一次，但生產金屬纖維紗線，鋼絲圈周期調整為一周一次，否則鋼絲圈磨損較為明顯，此時毛羽增加，斷頭上升；生產金屬纖維紗線，細紗千錠時斷頭僅18根左右，由于斷頭少，值車工可以適當增加看臺能力；從而能降低工費成本。
　　5.亟待注意的問題
　　由于金屬纖維混紡紗線中含有了金屬纖維使其直徑與單位體積隨著金屬纖維含而變化，同比純紡產品，含金屬纖維材料的紗線，密度加大，直徑變小，這對于織物密度會產生影響，在織物設計時應予注意；
　　鑒于目前使用的電容式電子條干儀金屬纖維介質系數與普通常規纖維的介質系數差異，造成目前電容式電子條干儀沒法使用，因而缺乏相關的檢測數據；
　　由于介質不同，在電容式電子清紗器中，金屬纖維混紡紗線一放入探測器中紗線會立即被切斷，故電容式電子清紗器不能用于清除金屬纖維混紡紗線中的疵點。因此電清必須使用光電式電子清紗器，而光電式清紗器介質系數設置，需要比普通紗線略為大些，具體的是根據百管斷頭情況調整。
　　金屬纖維混紡紗線的半成品檢測用傳統的檢測方法也能對半成品質量進行控制,如,條干使用”薩氏條干儀”,成紗使用黑板條干檢測。
　　由于金屬纖維混紡紗線強度大,值工斷頭接頭時,容易拉傷手指,于是值車工,自己用白膠布將手指包纏啟發我們,操作需要注意這一細節;
　　關注含有金屬纖維的回花的管理工作，嚴格此項工作是非常重要的；
　　在10×10倍顯微鏡下觀察對,金屬纖維由于比重相對而言棉纖維大,在高速氣圈的作用下,金屬纖維頭部的離開棉紗的現象(圖片6),提示在捻系數設計時需要偏大掌握,這樣可以使得毛羽適當減少的同時,金屬纖維毛羽也能適當減少。

　　　　6.結語
　　有研究機構已被證實金屬纖維混紡紗線具有抗電磁波、電磁波屏蔽、電磁輻射、電磁感應、靜電起爆、靜電干擾、降低噪音、導熱、導電、耐腐蝕等良好功能，作為功能性紗線，該紡織品應該有較好的市場前景和較高的附加值。
　　對于牽切金屬纖維的紡紗生產，并、粗、細羅拉隔距須適當放大，以防止質量不良；
　　工藝設計的重點是關注金屬纖維含量的控制，這直接關系到原紗成本；
　　金屬纖維束絲在頭并上摻入,便于定量的控制。為了控制含量，必要時精梳條可進行預并控制。
　　并條、粗紗、細紗的皮輥需要適當加大皮輥硬度，以期降低皮輥的損耗，從而降低生產成本；
　　電容式檢測儀器不適合對含有金屬纖維產品的半成品、成品進行檢測；
　　電容式電子清紗器也不能用于對含有金屬纖維產品成品紗線進行切疵處理，而光電式電清能有效地切除上面的疵點，其基本工藝設置與同品種相比,需要調介質系數,并關注百管斷頭及切疵情況；
　　生產金屬纖維混紡紗線，適當調整鋼絲圈使用周期是必要的
　　金屬纖維混紡紗斷裂強度較同紗支的單強隨著金屬纖維的增加而提高，從而能增加織物的強度，減少織造過程的斷頭；
　　細紗接頭時需要用膠布包纏手指,防止金屬纖維紗線拉傷手指;
　　生產上需要嚴格注意回花管理,嚴格防止有金屬纖維的回花混入其它產品而造成質量事故；
　　成紗捻系數適當加大,有利于金屬纖維混紡紗線的毛羽減少。