一种轻质吸湿透气Ⅰ级防电弧织物的制作方法

一种轻质吸湿透气ⅰ级防电弧织物
技术领域
1.本发明涉及纺织面料技术领域，具体涉及一种轻质吸湿透气ⅰ级防电弧织物。


背景技术：

2.电力、消防等行业的作业人员时常面临电弧发生，电弧瞬间产生的热效应、冲击波和强紫外威胁人员安全，轻者伤残，重者危及生命。个人电弧防护用品通用技术要求dl/t320
‑
2010标准中规定：如面临电弧能量不小于6.15cal/cm2的人员或可能进入有电弧危害区域的人员需配置相应的电弧防护用品。当电弧能量处于6.15cal/cm2～8cal/cm2范围时，危害级别为ⅰ级。这类工作环境通常包括电力行业户外的地面作业和空中作业，如不停电解头作业和搭头作业，以及封闭式配电柜测试等作业，强度大，出汗量多，容易产生热应激问题，影响作业人员身心健康，严重降低作业效率；南方湿热天气中作业人员常年穿戴防电弧服，更需要具有轻质吸湿透气的防电弧服。
3.目前，衡量织物电弧防护能力的指标有atpv值与ebt值。atpv值是防电弧面料的热辐射防护值，指入射到材料上的能量有50％可能性使足够的热量穿透试样引起二度烧伤；ebt值是防电弧织物的电弧防护破裂值，指入射到材料上的能量有50％可能性使试样破裂，织物上产生的破洞总面积超过1.6cm2。按照dl/t320
‑
2010要求，ⅰ级防电弧织物必须同时满足：材料本质阻燃，atpv值为6.15cal/cm2～8cal/cm2，ebt值为13cal/cm2～18cal/cm2，织物面密度≤200g/m2。
4.研究表明：防电弧织物防护性能很大程度上依赖材料的热防护性能和机械防护性能，也与织物的克重有关，克重越大，防电弧性能越好。现有技术中，防电弧等级高的织物通常为本质阻燃材料，克重高，纱线粗，密度大。由于本质阻燃材料如芳纶1313、芳纶1414等，初始模量高，刚性强，手感硬，吸湿差，导致了防电弧织物的设计中防护性与舒适性的矛盾。


技术实现要素：

5.针对以上问题，本发明提供了一种轻质吸湿透气ⅰ级防电弧织物，采用低面密度但具有紧密结构织造方法加工而成的防电弧织物，具有质轻、柔软、吸湿、透气等特点，能够满足ⅰ级电弧防护atpv值和ebt值规定的双重要求。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种轻质吸湿透气ⅰ级防电弧织物，由经纱和纬纱交织而成，所述经纱和纬纱均按质量百分比，由以下组分组成：50％
‑
65％的腈氯纶纤维、25
‑
35％的芳纶1313纤维、5
‑
15％的芳纶1414纤维和2％的导电纤维，以上组分质量百分比之和为100％；
8.所述防电弧织物由外至内的纤维由粗到细依次分布，所述防电弧织物由外至内依次分布为腈氯纶纤维、芳纶1313纤维、导电纤维和芳纶1414纤维。
9.优选地，所述腈氯纶纤维的纤度为2
‑
2.5d，所述芳纶1313纤维的纤度为1.5
‑
2d，所述芳纶1414纤维的纤度为0.9
‑
1.2d，所述导电纤维的纤度为1.5d。
10.优选地，所述防电弧织物的组织结构为平纹方格织物或2/1斜纹方格织物，方格间
距为3
‑
5mm。
11.优选地，所述防电弧织物依次通过纱线纺制、染色、坯布织造、退浆、拉幅、预缩和成品打卷制备而成；
12.所述纱线纺制依次包括原料预处理、抓棉、混棉、开棉、给棉、成卷、梳棉、并条机、粗纱、细纱、络筒、并线、倍捻和蒸纱。
13.优选地，所述染色步骤中，采用元明粉10
‑
15g/l，ph 4
‑
5，温度95℃，保温时间40
‑
60min。
14.优选地，所述退浆步骤中，采用活性退浆酶处理、烘干。
15.优选地，所述拉幅步骤中，温度为160
‑
170℃。
16.优选地，所述防电弧织物的密度≤200g，厚度为0.34
‑
0.38mm，经纬纱线细度为16.9
‑
22.7tex，经纱密度为222
‑
252根/cm，纬纱密度为200
‑
220根/cm，织物tpp值为423
‑
512kw
·
s/m2，透气率为214
‑
252mm/s，透湿率为1770
‑
1850g/m2
·
24h，经向损毁长度为54
‑
66mm，纬向损毁长度为64
‑
75mm，阻燃时间为0秒，续燃时间为0秒，经向断裂强力为750
‑
814n，纬向断裂强力为557
‑
716n，经向撕破强力这30.6
‑
39.1n，纬向撕破强力为30.6
‑
41.1n。
17.本发明有益效果：
18.1、本发明采用腈氯纶纤维、芳纶1313纤维、芳纶1414纤维、导电纤维等四种纤维协同作用，取得防护性与舒适性的平衡，使其制备得到的防电弧织物具有质轻、柔软、吸湿、透气等特点，能够满足ⅰ级电弧防护atpv值和ebt值规定的双重要求。
19.2、本发明制备得到的防电弧织物具有耐热、阻燃、不助燃、不熔融等特点，在电弧爆炸发生时织物会迅速地膨胀、炭化从而使防电弧服织物密度加大并变厚，迅速地形成保护层，从而使得人体皮肤与电弧热能的接触伤害降至最低。
附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；
21.图2是本发明为平纹方格的结构示意图；
22.图3是本发明为2/1斜纹方格的结构示意图；
23.图4是本发明实施例1的示意图；
24.图5是本发明实施例2的示意图；
25.图6是本发明实施例3的示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.参照图1
‑
3，一种轻质吸湿透气ⅰ级防电弧织物，由经纱1和纬纱2交织而成，所述经纱1和纬纱2均按质量百分比，由以下组分组成：50％
‑
65％的腈氯纶纤维3、25
‑
35％的芳纶
1313纤维4、5
‑
15％的芳纶1414纤维5和2％的导电纤维6，以上组分质量百分比之和为100％；
28.所述防电弧织物由外至内的纤维由粗到细依次分布，所述防电弧织物由外至内依次分布为腈氯纶纤维3、芳纶1313纤维4、导电纤维6和芳纶1414纤维5。
29.本实施例中，该防电弧织物采用腈氯纶、芳纶1313、芳纶1414、导电纤维等四种纤维协同作用，取得防护性与舒适性的平衡。其中，腈氯纶纤维阻燃性能好，手感柔软、舒适性好，燃烧时产生大量的烟气可以隔绝空气中的氧气；芳纶1313纤维耐高温性好、尺寸稳定性良、可纺性强、防火性和耐腐蚀性高、断裂强力高、伸长大有利于提高织物整体的强度；芳纶1414纤维阻燃耐高温性能和高强度性能优越，遇高温不收缩不变形，在燃烧后仍然可以起到骨架作用，可大幅度提高防电弧面料的材料破裂阈值ebt；导电纤维起抗静电作用，改善纺纱和织造过程中的加工性能。
30.具体的，所述腈氯纶纤维的纤度为2
‑
2.5d，所述芳纶1313纤维的纤度为1.5
‑
2d，所述芳纶1414纤维的纤度为0.9
‑
1.2d，所述导电纤维的纤度为1.5d。其中，该防电弧织物的粗细不同的纤维在环锭纱结构中呈现不同的分布规律，越粗的纤维分布在外层，越细的纤维分布在芯层，这样该防电弧织物由外到内的纤维分布依次为腈氯纶纤维、芳纶1313纤维、导电纤维、芳纶1414纤维。
31.具体的，所述防电弧织物的组织结构为平纹方格织物或2/1斜纹方格织物，方格间距为3
‑
5mm。
32.本实施例中，该防电弧织物采用经纬等支持面附近的织物结构可获得紧密结构，经纱和纬纱宜采用相同粗细和相同密度，经纬纱线共同构成织物的支持面。电弧发生时，相比于经支持面和纬支持面织物，等支持面织物有最多的迎爆面纱线分布，经纬纱组织点均匀分布可以减少经纬纱单方过多受损而导致织物破坏，经纬纱粗细差和密度差控制在0～15％。因此，这里采用平纹方格或2/1斜纹方格织物，方格间距3
‑
5mm，经纬方格纱线分别为各自的两股线。
33.具体的，所述防电弧织物依次通过纱线纺制、染色、坯布织造、退浆、拉幅、预缩和成品打卷制备而成；
34.其中，所述纱线纺制依次包括原料预处理、抓棉、混棉、开棉、给棉、成卷、梳棉、并条机(三道)、粗纱、细纱、络筒、并线、倍捻和蒸纱(热定型)。这里使用抗静电油剂和金属槽筒、轻定量
‑
重加压等工艺，解决了多组分纤维混合均匀性差、芳纶纤维静电现象严重等问题。
35.所述染色步骤中，采用元明粉10
‑
15g/l，ph 4
‑
5，温度95℃，保温时间40
‑
60min。
36.所述退浆步骤中，采用活性退浆酶处理、烘干。
37.所述拉幅步骤中，温度为160
‑
170℃。
38.这里，在该防电弧织物加工时，通过低扭矩纺纱技术制成松软而直径较粗的混纺纱，采用机械式假捻装置安装于环锭细纱机前罗拉和导纱钩之间，提高了纤维控制及假捻效率；假捻装置与环锭细纱机同步控制技术实现假捻装置与环锭细纱机的工艺配合，解决了假捻施加难、假捻不稳定、须条易断、毛羽多等问题。捻系数180
‑
200，纱线柔软，蓬松，直径粗，强力大。
39.具体的，由上述工艺制备得到的防电弧织物的密度≤200g，厚度为0.34
‑
0.38mm，
经纬纱线细度为16.9
‑
22.7tex，经纱密度为222
‑
252根/cm，纬纱密度为200
‑
220根/cm，织物tpp值为423
‑
512kw
·
s/m2，透气率为214
‑
252mm/s，透湿率为1770
‑
1850g/m2
·
24h，经向损毁长度为54
‑
66mm，纬向损毁长度为64
‑
75mm，阻燃时间为0秒，续燃时间为0秒，经向断裂强力为750
‑
814n，纬向断裂强力为557
‑
716n，经向撕破强力这30.6
‑
39.1n，纬向撕破强力为30.6
‑
41.1n。同时，该防电弧织物具有耐热、阻燃、不助燃、不熔融等特点，在电弧爆炸发生时织物会迅速地膨胀、炭化从而使防电弧服织物密度加大并变厚，迅速地形成保护层，从而使得人体皮肤与电弧热能的接触伤害降至最低。
40.实施例1
41.参照图4，一种轻质吸湿透气ⅰ级防电弧织物，由经纱1和纬纱2交织而成，经纱1和纬纱2均按质量百分比，由以下组分组成：58％的腈氯纶纤维3、25％的芳纶1313纤维4、15％的芳纶1414纤维5和2％的导电纤维6；采用平纹方格组织，方格大小3mm，织物面密度为178.6g,厚度为0.34mm，经纬纱线细度18.5tex，经纱密度236根/cm，纬纱密度205根/cm，织物tpp值423.1kw
·
s/m2，透气率为214.9mm/s，透湿率为1848g/m2
·
24h，经向损毁长度58mm，纬向损毁长度64mm，阻燃时间0秒，续燃时间0秒，经向断裂强力750n，纬向断裂强力634n,经向撕破强力39.1n，纬向撕破强力39.7n，atpv值为7cal/cm2，ebt值为13cal/cm2。
42.实施例2
43.参照图5，一种轻质吸湿透气ⅰ级防电弧织物，由经纱1和纬纱2交织而成，经纱1和纬纱2均按质量百分比，由以下组分组成：65％的腈氯纶纤维3、28％的芳纶1313纤维4、5％的芳纶1414纤维5和2％的导电纤维6；采用斜纹方格组织，方格大小4mm，织物面密度为200g，厚度为0.38mm，经纬纱线细度16.9tex，经纱密度220根/cm，纬纱密度200根/cm，织物tpp值473kw
·
s/m2，透气率为272mm/s，透湿率为1796g/m2
·
24h，经向损毁长度66mm，纬向损毁长度66mm，阻燃时间0秒，续燃时间0秒，经向断裂强力774n，纬向断裂强力557n，经向撕破强力30.6n，纬向撕破强力30.6n，atpv值为8.1cal/cm2，ebt值为13cal/cm2。
44.实施例3
45.参照图6，一种轻质吸湿透气ⅰ级防电弧织物，由经纱1和纬纱2交织而成，经纱1和纬纱2均按质量百分比，由以下组分组成：60％的腈氯纶纤维3、28％的芳纶1313纤维4、10％的芳纶1414纤维5和2％的导电纤维6；采用斜纹方格组织，方格大小4mm，织物面密度为199.4g，厚度为0.38mm，经纬纱线细度22.7tex，经纱密度252根/cm，纬纱密度220根/cm，织物tpp值511kw
·
s/m2，透气率为252mm/s，透湿率为1771g/m2
·
24h，经向损毁长度54mm，纬向损毁长度75mm，阻燃时间0秒，续燃时间0秒，经向断裂强力814n，纬向断裂强力716n，经向撕破强力36.3n，纬向撕破强力41.1n。atpv值为9.9cal/cm2，ebt值为13cal/cm2。
46.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。