導電纖維在毛混紡織物中的應用研究

關(guān)永紅

菏澤市公共資源交易中心，山東 菏澤 274000

在毛紡織行業(yè)中，靜電問(wèn)題嚴重限制著(zhù)羊毛制品的生產(chǎn)加工質(zhì)量。毛混紡織物是毛紡織行業(yè)內客戶(hù)較為歡迎的羊毛制品，導電纖維的應用可有效增強毛混紡織物的抗靜電能力，保證客戶(hù)對紡織物成品的滿(mǎn)意度，為精紡面料的推廣與銷(xiāo)售打好基礎。因此，文章對毛混紡織物中導電纖維實(shí)際應用進(jìn)行了研究，對完善毛混紡織物生產(chǎn)流程、提升其生產(chǎn)質(zhì)量意義重大。

導電纖維是解決毛混紡織物靜電問(wèn)題的主要工具，在毛混紡織物制造工藝中，常見(jiàn)的導電纖維有以下四種。

（1）金屬系導電纖維。此類(lèi)導電纖維的性能與純金屬物質(zhì)較為相似，纖維材料本身的導電性能較強，且具有一定的耐熱、耐腐蝕性。但纖維手感差，體積比的電阻值低，在應用過(guò)程中與其他材料的抱合難度大，需要確保導電纖維混紡時(shí)的均勻性[1]。

（2）碳黑系導電纖維。碳黑是碳黑系導電纖維材料導電的核心結構，導電纖維內導電結構大小約為400nm，碳黑聚集時(shí)粒徑較大，約為800nm。將其運用在毛混紡織物制造中，技術(shù)人員可通過(guò)范德華力實(shí)驗，將碳黑系導電纖維的聚集體分解為25nm 的粒子，使導電纖維內的導電結構逐漸優(yōu)化，能形成完整的導電網(wǎng)絡(luò )。

（3）導電高分子型纖維。隨著(zhù)社會(huì )各類(lèi)研究事業(yè)的進(jìn)步，傳統高分子材料均具有絕緣性的觀(guān)念受到較大影響，聚乙炔導電材料、聚苯胺導電材料相繼研發(fā)成功，高分子導電纖維應用范圍更為廣泛，且纖維材料性能研究逐漸成熟。

（4）金屬化合物類(lèi)導電纖維。自20 世紀60 年代后，切削法、拉伸法成為將金屬材料纖維化的重要手段。并且由于金屬物質(zhì)本身的特殊性，將其纖維化后，導電纖維往往具有較強導電性能，同時(shí)耐熱、耐腐蝕，而在制備金屬化合物類(lèi)導電纖維時(shí)，CuS、碘化物、Cu2S 可作為該類(lèi)纖維材料中的主要導電物質(zhì)。

不同類(lèi)型的導電纖維，其導電性能會(huì )產(chǎn)生明顯差異性，而不同毛混紡織物在制作時(shí)，其加工工藝同樣會(huì )出現較大差別。具體來(lái)說(shuō)，毛混紡織物生產(chǎn)工藝中，導電纖維基體、內部導電物質(zhì)、毛混紡織物類(lèi)型等數據的變化會(huì )對毛混紡織物加工生產(chǎn)造成極大影響。

（1）毛滌織物的靜電反應大多與還原劑、環(huán)境內水分及溫度息息相關(guān)。應用導電纖維時(shí)，需通過(guò)除雜、漂白等工藝，預防紡織物的靜電風(fēng)險。

（2）紡絲綢紡織物內的堿、濕熱系數均會(huì )對紡織物成品質(zhì)量、抗靜電性能產(chǎn)生一定作用。因此需要在去除油劑、退漿環(huán)節，減少導電纖維的使用量[2]。

（3）制作毛混紡織物時(shí)，導電纖維在不同類(lèi)型的紡織物中會(huì )發(fā)生不同的化學(xué)反應。紡織物中的酸堿度會(huì )直接改變導電纖維的抗靜電性能，弱化其導電纖維功能。因此，相關(guān)人員在生產(chǎn)毛混紡織物時(shí)，若將導電纖維作為紡織物的基體，則需在印染、熱處理、漂白等工藝中，合理設置紡織物加工參數，科學(xué)選用導電纖維。

3.1 整經(jīng)工藝

在毛混紡織物中應用導電纖維時(shí)，可使用型號為SL7900 的自動(dòng)化打樣機，并配備自動(dòng)化整經(jīng)架完成毛混紡織物的穿綜前準備工作。設備運行時(shí)，毛混紡織物的整經(jīng)流程如下：首先，準備張力較為均勻的整片經(jīng)紗，整經(jīng)過(guò)程中確保全片經(jīng)紗張力的一致性，借此控制加工期間紡織物成品的瑕疵。隨后降低整經(jīng)張力，且在促使經(jīng)紗逐漸成形的基礎上，保證機器上紗線(xiàn)彈性，預防紗線(xiàn)造成的損傷。其次，將打樣機織軸、經(jīng)軸上成型的經(jīng)紗均勻分布，使其通過(guò)卷繞后能平整地鋪開(kāi)；
檢驗經(jīng)紗密度、軟硬度、長(cháng)度、整經(jīng)數量、色經(jīng)排列情況[3]。最后，依據毛混紡織物整經(jīng)相關(guān)標準，評估整經(jīng)后經(jīng)紗質(zhì)量，同時(shí)應用專(zhuān)用整經(jīng)設備，將簡(jiǎn)紗布設在繞紗機上。

3.2 穿綜及穿筘

毛混紡織物制造中穿綜和穿筘屬于紡織物成品生產(chǎn)中的基礎性工序。通常情況下，毛混紡織物穿綜方法均為手工穿綜法，加工人員會(huì )按照毛混紡織物設計方案中的斜紋，運用順穿法。在穿綜過(guò)程中，經(jīng)紗穿綜數量不同，其穿綜流程會(huì )存在明顯差異。如綜片數量為8 的經(jīng)紗，需要穿綜1/3 的斜紋，數量為15 的經(jīng)紗，其穿綜期間所需的斜紋數位1/4。穿綜結束后，相關(guān)人員應按照毛混紡織物應用導電纖維時(shí)設計的密度，篩選筘板。

隨后利用“插筘刀”將整經(jīng)、穿綜結束后的經(jīng)紗插入所選用的筘板上。經(jīng)紗進(jìn)入筘板上鋼筘縫隙后，檢查經(jīng)紗兩端的斷頭處。據了解，經(jīng)紗穿過(guò)筘板的數量對保證經(jīng)紗均勻性意義重大，但盲目增加筘板上的鋼筘會(huì )導致經(jīng)紗摩擦受損，導致經(jīng)紗兩端斷頭增加。在穿筘過(guò)程中，可將4 ～5根的經(jīng)紗線(xiàn)穿進(jìn)同一鋼筘縫隙內[4]。

3.3 上機織造

首先，準備毛滌紗線(xiàn)、金屬系導電纖維，將導電纖維分解為導電絲，且與毛滌紗線(xiàn)共同混入需要緯紗的紡織物材料內；
配備紡織物制造設備配套的起降機，將其移動(dòng)到特定位置，啟動(dòng)機器，使其在梳紗、卷繞成型等工序中，改變紡織混合材料結構。準備工作結束后，設置紡織機生產(chǎn)參數，輸入相關(guān)數值，記錄生產(chǎn)數據。

其次，紡織機運行期間，密切觀(guān)察毛混紡織物制造過(guò)程中經(jīng)緯紗線(xiàn)的變化，均勻、合理地調整紗線(xiàn)張力，預防紗線(xiàn)斷頭風(fēng)險。具體的紡織參數如下：斜紋為2 的織物組織，綜片數量為12，經(jīng)密度為320/10cm，緯密度為280/10cm，鋼筘號位8，經(jīng)紗穿入數量為每筘4 個(gè)。斜紋為3 的織物組織，綜片數量為8，經(jīng)密度為320/10cm，緯密度為280/10cm，鋼筘號位8，經(jīng)紗穿入數量為每筘4 個(gè)。

最后，因為導電纖維內的導電絲細度較細，單獨將其混入經(jīng)紗時(shí)容易出現斷裂情況，所以將其與毛滌混合紡紗線(xiàn)共同加入織物組織。在混合毛滌絲線(xiàn)時(shí)，斜紋為2 的織物組織，其導電絲間距分別為0.5cm、2cm、1cm、1.5cm，不同間距的導電絲，其緯紗根數分別為14、56、28、42。通過(guò)測試可知，導電絲間距可特定為1.5，便于在二次設計織物組織結構時(shí)，靈活控制斜紋數量，優(yōu)化毛混紡織物內導電結構的整體配置。

3.4 成品測試實(shí)驗

（1）毛混紡織物密度實(shí)驗。準備型號為SFY2 的紡織物經(jīng)緯度密度鏡，并將實(shí)驗場(chǎng)所調整在標準實(shí)驗狀態(tài)。即實(shí)驗場(chǎng)地內的溫度為20℃，相對濕度為55%～65%，氣壓值為1 個(gè)標準大氣壓。正式實(shí)驗前期，還應將加入導電纖維的毛混紡織物成品靜置、平衡處理24h。前期準備工作結束后，基于紡織物質(zhì)量標準，選擇毛混紡織物樣品，將準備好的經(jīng)緯密度鏡放在紡織物樣品上，待經(jīng)緯密度鏡與紡織物內經(jīng)紗、緯紗分別平行后，記錄紡織物樣品經(jīng)緯方向的密度值。計算3 次測量時(shí)的平均數據，然后應用光學(xué)顯微鏡，放大織物樣品，緩慢地順著(zhù)經(jīng)緯度方向拖動(dòng)密度鏡。同時(shí)在拖動(dòng)過(guò)程中拍照，數出照片上紡織物根數，計算毛混紡織物的經(jīng)緯密度。

（2）毛混紡織物抗靜電實(shí)驗。毛混紡織物生產(chǎn)中存在的靜電問(wèn)題是紡織產(chǎn)品面臨的主要質(zhì)量風(fēng)險，將導電纖維應用在毛混紡織物制造中時(shí)，需在紡織物生產(chǎn)結束后，通過(guò)抗靜電實(shí)驗，測試毛混紡織物成品的抗靜電性能。具體可運用的實(shí)驗方法為“半衰期法”，該實(shí)驗的基本原理是將毛混紡織物樣品放置在高壓靜電場(chǎng)所內。然后在電壓穩定后，將高壓電源斷開(kāi)，使場(chǎng)地內的電壓在接觸到樣品后自然衰減，相關(guān)人員則可根據初始電壓、電壓衰減后的值數計算樣品靜電消減所需的時(shí)間。

實(shí)驗所需的測試儀器為可自動(dòng)感應的紡織物靜電儀，實(shí)驗參考標準為《紡織品 靜電性能試驗方法 第1 部分：電暈充電法》（GB/T 12703.1-2021）。正式實(shí)驗過(guò)程中，樣品所處環(huán)境內的實(shí)驗溫度、實(shí)驗濕度分別為27℃、31%，紡織物靜電儀轉動(dòng)速度為1500r/min，初始電壓值10000V，高壓電源斷開(kāi)后的峰值電壓為0.8，儀器轉動(dòng)時(shí)間15 ～20s，靜電儀內感應裝置與樣品的間距為10 ～15mm。

設置好實(shí)驗參數后，正式開(kāi)始抗靜電實(shí)驗。首先，準備5cm×5cm 的毛混紡織物三片，將其放入樣品夾，使用于放電的電極針改變實(shí)驗場(chǎng)所內的電壓值，其與樣品表面的距離為20mm，感應電極與樣品的距離為15mm。其次，對毛混紡織物樣品實(shí)施消電處理，隨后驅動(dòng)實(shí)驗儀器，調整靜電儀轉速，儀器轉動(dòng)行為逐漸穩定后，將電機針上的電壓值調整為10kV。30s 后關(guān)閉高壓設備，記錄樣品內電流的半衰期。最后，通過(guò)上述步驟，對同一樣品測試2 ～3 次，記錄半衰期的實(shí)驗值，評估樣品抗靜電性能。

毛混紡織物中導電纖維的應用，可有效控制紡織物成品中的帶電量，增強紡織物的抗靜電能力。但是為發(fā)揮導電纖維的具體效能，加工毛混紡織物時(shí)，還應在規范紡織物生產(chǎn)工藝的同時(shí)，及時(shí)按照紡織物生產(chǎn)標準完成對應的實(shí)驗。借此發(fā)揮導電纖維控制毛混紡織物靜電風(fēng)險的基本優(yōu)勢，生產(chǎn)高質(zhì)量、抗靜電、耐摩擦的毛混紡織物，提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。