阻燃纱线、织物、相应的制作、后整方法及服装
阅读说明：本技术 阻燃纱线、织物、相应的制作、后整方法及服装 (Flame-retardant yarn, fabric, corresponding manufacturing method, finishing method and garment ) 是由 刘亚光 朱超俊 汤爱华 廖雪梅 陈平 赵迎宾 牟建奎 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种阻燃纱线、织物、相应的制作、后整方法及服装,其中,所述的阻燃纱线包括相互配合使用的第一单股纱及第二单股纱；所述的第一单股纱为包芯纱,所述的包芯纱包括芯纱和包覆于所述的芯纱外表面的混纺纤维纱,所述的芯纱具有不易变形性,所述的混纺纤维纱具有金属熔液易滑脱性；所述的第二单股纱含预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤维,采用该阻燃纱线构成的阻燃织物结合相应后整方法制成服装可有效进行阻燃防护。采用该种阻燃纱线、织物、相应的制作、后整方法及服装,具备生产方便、使用效果好,且价格低廉的特点,可以更好地应用于生产制造领域,为操作人员的施工作业安全进一步提供保障。(The invention relates to a flame-retardant yarn, a fabric, a corresponding manufacturing method, a finishing method and a garment, wherein the flame-retardant yarn comprises a first single-strand yarn and a second single-strand yarn which are matched with each other; the first single-strand yarn is a core-spun yarn, the core-spun yarn comprises a core yarn and a blended fiber yarn coated on the outer surface of the core yarn, the core yarn is not easy to deform, and the blended fiber yarn has the characteristic of easy slippage of molten metal; the second single-stranded yarn contains pre-oxidized fiber, low-melting-point polyester fiber and flame-retardant polyester fiber, and the flame-retardant fabric formed by the flame-retardant yarn is combined with a corresponding post-finishing method to be made into clothes, so that the clothes can be effectively subjected to flame-retardant protection. The flame-retardant yarn, the fabric, the corresponding manufacturing method, the finishing method and the garment have the characteristics of convenience in production, good using effect and low price, can be better applied to the field of production and manufacturing, and further provide guarantee for the construction operation safety of operators.)
技术领域
本发明涉及纺织品织造领域，具体涉及一种阻燃纱线、织物、相应的制作、后整方法及服装。
背景技术
金属冶炼工或焊接工一般需要在高温、熔融金属飞溅、高热辐射等条件下工作。工作过程中，液态金属温度极高，如：液态铝的温度可达800摄氏度，熔融钢铁的温度最高可达1400摄氏度，且熔融液态金属易飞溅，工作过程中需要注重防护措施，例如正确穿着防护服，不然喷溅金属熔液很容易对身体产生伤害。
为避免高温金属对人体造成伤害，故对于防护服的防护性能有着特定的要求：
需要具有阻燃和防金属喷溅等功能的防熔融金属喷溅面料以适用于防护服制做，具体表现是熔融液态金属飞溅到防喷溅面料上时要不易烫伤面料，进而不能烫伤皮肤。具体防护特性要求如下：
一是面料需要具备优秀的抗金属熔液喷溅滑脱性能，此时，高温金属熔液喷溅到衣服上可以快速滑脱，不易造成高温金属熔液钩挂积聚，进而保护穿着者皮肤；
二是面料需要具备无与伦比的金属熔液耐受性及其隔热性能，此时，面料不仅能耐受金属熔液的高温，而且需要优异的隔热性能(低导热)，从而保护穿着者的安全。
目前，市场上适用的防熔融金属喷溅防护服面料主要有五类：
1)阻燃棉面料，是经过后整工艺加工而成，具有较好的防火作用，但金属熔液滑脱性效果一般，滑脱后面料残余强力低，随着洗涤次数的增加，面料的强力及阻燃性能会逐渐降低，且面料厚重，纱支较粗，穿着舒适性差，尺寸稳定性不好，含甲醛，长时间接触会使皮肤过敏，另外其阻燃后整过程中需要氨气熏蒸，而氨气有强烈的刺激性气味，吸入过多对人体有害；
2)阻燃铝复合面料，铝膜复合防护服的反热辐射性能好，但是这种防护服存在透气性差，且较阻燃棉面料金属熔液更不易滑脱的缺点，因此防护功能性和舒适性都不能满足要求；
3)高性能本质阻燃纤维为主体的混纺面料或纯纺面料，如聚酰亚胺、PBO、芳砜纶、芳纶等，因纤维耐热高，面料中的纤维毛羽不能瞬时被烫断或烫缩，造成金属熔液不断积聚、不易滑脱，造成热积聚并传导烫伤皮肤。
4)羊毛纤维与阻燃粘胶混纺的阻燃防护面料是市场使用较普遍的品种，此混纺面料在熔融金属喷溅时具有优秀的滑落性能，这是由于羊毛纤维与粘胶纤维在遇到熔融金属时，纤维毛羽都急剧收缩或烫损，进而不易勾挂金属熔滴，进而具有优秀的防护性能，但是含羊毛的面料耐洗缩性能较差。
5)牛羊皮，牛羊皮防护服成本较高，且较厚、舒适度差，无法做成完整的服饰，缺少对人体全方位的保护。
6)预氧丝面料，预氧丝纤维耐温高，因纤维强力低也具有较好的金属熔液滑脱性能，但服用性能差，强力低、耐磨差、水洗掉毛。
因此设计开发一款具有优秀金属熔液滑脱性能的，阻燃的，服用性能佳的抗金属熔滴防护面料具有现实的市场意义。
发明内容
本发明提供了一种具有良好的金属熔液滑脱性能，阻燃的，服用性能佳的阻燃纱线、织物、相应的制作、后整方法及服装。
为了实现上述目的，本发明的阻燃纱线、织物、相应的制作、后整方法及服装具有如下构成：
该阻燃纱线，其主要特点是，所述的阻燃纱线包括相互配合使用的第一单股纱及第二单股纱；
所述的第一单股纱为包芯纱，所述的包芯纱包括芯纱和包覆于所述的芯纱外表面的混纺纤维纱，所述的芯纱具有不易变形性，所述的混纺纤维纱具有金属熔液易滑脱性；
所述的第二单股纱含预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤维。
较佳地，所述的第一单股纱强力不低于350CN；
所述的第一单股纱的极限氧指数不低于26％；
所述的第二单股纱的极限氧指数不低于30％。
较佳地，所述的芯纱由涤纶长丝、阻燃涤纶长丝、尼龙长丝或阻燃尼龙长丝中的任一种构成。
较佳地，所述的芯纱由阻燃耐高温纱线构成。
较佳地，所述的芯纱的纤度为20-100D。
较佳地，所述的混纺纤维纱包括羊毛纤维及阻燃粘胶纤维。
较佳地，所述的混纺纤维纱中包括的数种纤维的质量比如下：
30-80％羊毛纤维；
20-70％阻燃粘胶纤维。
更佳地，所述的混纺纤维纱中还包括：
0-10％阻燃尼龙纤维；
0-2％抗静电纤维。
较佳地，所述的第二单股纱中的预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤维的质量比如下：
70-90％预氧丝纤维；
5-10％低熔点涤纶纤维；
0-30％阻燃涤纶纤维。
该阻燃织物，其主要特点是，所述的阻燃织物由所述的阻燃纱线织造而成，其中，所述的阻燃纱线由并捻连接的所述的第一单股纱与所述的第二单股纱构成，所述的第一单股纱的纱支不高于所述的第二单股纱的纱支。
较佳地，所述的第一单股纱的纱支的规格范围为：Ne：10/1—30/1s；
所述的第二单股纱的纱支的规格范围为：Ne：20/1—40/1s。
较佳地，所述的阻燃织物为平纹、斜纹或缎纹结构中的任一种结构。
该阻燃织物，其主要特点是，所述的阻燃织物由所述的阻燃纱线中的第一单股纱及第二单股纱交织而成，所述的第一单股纱的纱支高于所述的第二单股纱的纱支；
所述的阻燃织物中第一单股纱浮于表面，所述的第二单股纱沉于背面。
较佳地，当所述的阻燃织物经纬向均有所述的第一单股纱及第二单股纱交织时，所述的阻燃织物的面料紧度不低于90％；
当所述的阻燃织物中经纱由所述的第一单股纱、纬纱由第二单股纱交织时，所述的阻燃织物的面料紧度不低于65％。
该阻燃服装，其主要特点是，所述的阻燃服装包括所述的阻燃织物。
该用于阻燃纱线的制作方法，其主要特点是，所述的阻燃纱线的制作方法包括：
-采用包芯方式将所述的混纺纤维纱包覆于所述的芯纱外层，制得所述的第一单股纱；
-将所述的预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤维混合后，进行纺纱制得所述的第二单股纱；
-将所述的第一单股纱与所述的第二单股纱连接后制得所述的阻燃纱线。
较佳地，所述的采用包芯方式将所述的混纺纤维纱包覆于所述的芯纱外层，制得所述的第一单股纱包括以下步骤：
(a1)采用涤纶长丝、阻燃涤纶长丝、尼龙长丝、阻燃尼龙长丝或阻燃耐高温纱线中的任一种丝线制成所述的芯纱；
(a2)将至少包括羊毛纤维及阻燃粘胶纤维的混纺纤维纱包覆于所述的芯纱外层，制得所述的第一单股纱。
较佳地，所述的将所述的第一单股纱与所述的第二单股纱组合后制得所述的阻燃纱线为：
将所述的第一单股纱与所述的第二单股纱并捻连接后制得所述的阻燃纱线；或
将所述的第一单股纱与所述的第二单股纱交叠连接制得所述的阻燃纱线。
该应用于所述的阻燃织物的后整方法，其主要特点是，所述的后整方法包括对所述的阻燃织物依次执行以下操作：
染整—平幅水洗—烘干定型—剪毛—上助剂—蒸呢。
较佳地，所述的烘干定型的温度不低于120℃，不高于180℃。
采用本发明的阻燃纱线构成的相应的阻燃织物及服装不仅可较好地进行防护，同时解决了洗缩率大、不耐水洗的问题，具有耐高温性能，有效提升了面料的熔融金属耐受度。该阻燃织物构成的防护面料防护效果好，且价格低廉，可以更好地应用于生产制造领域，为操作人员的施工作业安全进一步提供保障。
附图说明
图1为一实施例中本发明的第一单股纱的结构示意图。
图2为一实施例中本发明的第二单股纱的结构示意图。
图3为一实施例中本发明的阻燃纱线的结构示意图。
图4为一织物组织示意图。
附图标记
1 第一单股纱
11 芯纱
12 混纺纤维纱
2 第二单股纱
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。下面参考附图详细描述本发明的各实施方式。
如图1至3所示，在一实施例中，本发明的阻燃纱线包括相互配合使用的第一单股纱1及第二单股纱2；
所述的第一单股纱1为包芯纱，所述的包芯纱包括芯纱11和包覆于所述的芯纱11外表面的混纺纤维纱12，所述的芯纱11具有不易变形性，所述的混纺纤维纱12具有金属熔液易滑脱性；
所述的第二单股纱2含预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤。
该实施例中，所述的第一单股纱1强力不低于350CN，其中，CN表示单位：厘牛；
所述的第一单股纱1的极限氧指数不低于26％；
所述的第二单股纱2的极限氧指数不低于30％。
该实施例中，所述的芯纱11由涤纶长丝、阻燃涤纶长丝、尼龙长丝或阻燃尼龙长丝中的任一种构成。采用阻燃或非阻燃的涤纶长丝、尼龙长丝构成芯纱11，可有效提高第一单股纱1的强力，避免纱线的易洗缩性能，且成本较为便宜，适用范围更广。
在其它实施例中，所述的芯纱11也可由阻燃耐高温纱线构成。如所述的阻燃耐高温纱线可由对位芳纶纤维或聚酰亚胺纤维等纤维中的任一种构成。
该实施例中，所述的芯纱11的纤度为20-100D，其中，D表示单位：旦尼尔。
该实施例中，所述的混纺纤维纱12中包含羊毛纤维及阻燃粘胶纤维。
该实施例中，所述的混纺纤维纱12由质量比如下的数种纤维混纺构成：
30-80％羊毛纤维；
20-70％阻燃粘胶纤维；
0-10％阻燃尼龙纤维；
0-2％抗静电纤维。
在实际应用中，可根据实际需求在上述范围内调节各纤维的配比。
需注意的是，在实际应用中，羊毛纤维及阻燃粘胶纤维是必须包括的，而阻燃尼龙纤维及抗静电纤维的添加可更好地提高阻燃纱线的使用性能，其中，通过添加阻燃尼龙纤维可提供纱线的耐磨性，而抗静电纤维可增加抗静电的功能。由于混纺纤维纱12内层设有芯纱11，故可有效改善羊毛混纺纱线的易洗缩性能。
该实施例中，所述的第二单股纱2中的预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤维的质量比如下：
70-90％预氧丝纤维；
5-10％低熔点涤纶纤维；
0-30％阻燃涤纶纤维。
其中，预氧丝纤维具备阻燃耐高温性能好的特点，且接触金属熔液时滑脱性好，通过与低熔点涤纶纤维混纺，可提高第二单股纱的强力、增加耐洗涤性能、提高耐磨性、避免洗涤后掉毛易损、磨毛的问题，提升服用性能，而阻燃涤纶纤维的添加可有效降低纱线成本。
在一实施例中，一阻燃织物由上述阻燃纱线织造而成，其中，由所述的第一单股纱1与所述的第二单股纱2并线捻合后制成的双股纱线构成所述的阻燃纱线，其具体结构可参阅图1至3所示，所述的第一单股纱1的纱支不高于所述的第二单股纱2的纱支，即在该实施例中，先将第一单股纱1与所述的第二单股纱2并捻后制成双股纱线，然后由该双股纱线织造出阻燃织物。
该实施例中，所述的第一单股纱1的纱支的规格范围为：Ne：10/1—30/1s；
所述的第二单股纱2的纱支的规格范围为：Ne：20/1—40/1s。
其中，Ne表示英制支数，s是英制的纱支数的单位：纱支。
该实施例中，所述的阻燃织物为平纹、斜纹或缎纹结构中的任一种结构。
可采用如下制作方法制得上述实施例中的阻燃织物中的阻燃纱线：
-采用包芯方式将所述的混纺纤维纱包覆于所述的芯纱外层，制得所述的第一单股纱，具体包括以下步骤：
(a1)采用涤纶长丝、阻燃涤纶长丝、尼龙长丝、阻燃尼龙长丝或阻燃耐高温纱线中的任一种丝线制成所述的芯纱；
(a2)将至少包括羊毛纤维及阻燃粘胶纤维的混纺纤维纱包覆于所述的芯纱外层，制得所述的第一单股纱；
-将所述的预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤维混合后，进行纺纱制得所述的第二单股纱；
-将所述的第一单股纱与所述的第二单股纱连接后制得所述的阻燃纱线，具体为：
将所述的第一单股纱与所述的第二单股纱并捻连接后制得所述的阻燃纱线。
在另一实施例中，所述的阻燃织物由上述阻燃纱线中的第一单股纱1及第二单股纱2配合交织而成，所述的第一单股纱1的纱支高于所述的第二单股纱2的纱支；
所述的阻燃织物中第一单股纱1浮于表面，所述的第二单股纱2沉于背面。
在该实施例中，当所述的阻燃织物经纬向均有所述的第一单股纱1及第二单股纱2交织时，所述的阻燃织物的面料紧度不低于90％；
当所述的阻燃织物中经纱由所述的第一单股纱1、纬纱由第二单股纱2交织时，所述的阻燃织物的面料紧度不低于65％。
(即第一单股纱1的纱支直径需粗于第二单股纱2，面料织造设计中使面料效果为表面由第一单股纱1浮于表面，第二单股纱2沉于背面；当经纬向均有第一/第二纱交织时，面料紧度不低于90％；当经纱由第一单股纱1，第二纬纱有单股纱交织时，面料经向紧度不低于65％)。
可采用如下制作方法制得上述实施例中的阻燃织物中的阻燃纱线：
-采用包芯方式将所述的混纺纤维纱包覆于所述的芯纱外层，制得所述的第一单股纱，具体包括以下步骤：
(a1)采用涤纶长丝、阻燃涤纶长丝、尼龙长丝、阻燃尼龙长丝或阻燃耐高温纱线中的任一种丝线制成所述的芯纱；
(a2)将至少包括羊毛纤维及阻燃粘胶纤维的混纺纤维纱包覆于所述的芯纱外层，制得所述的第一单股纱；
-将所述的预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤维混合后，进行纺纱制得所述的第二单股纱；
-将所述的第一单股纱与所述的第二单股纱连接后制得所述的阻燃纱线，具体为：
将所述的第一单股纱与所述的第二单股纱交叠连接制得所述的阻燃纱线。
该实施例中的阻燃纱线及阻燃织物具有以下优点：
(1)解决了羊毛混纺纱线及其织物水洗缩率大的问题；
(2)第二单股纱中采用低熔点涤纶纤维，经高温熔融，很好的粘结住了预氧丝纤维，解决了预氧丝纤维不耐水洗的问题；
(3)防护面料在防金属熔液滑脱性能上保留了羊毛混纺织物的优异特性，也糅合了预氧丝纤维高耐温性能，提升了面料的熔融金属耐受度。
(4)该防护面料防护效果好，且价格低廉。
一阻燃服装，该阻燃服装包括上述阻燃织物。
该阻燃服装具有阻燃性能，能有效适应在高温工作环境下使用，对人体进行保护，同时具有金属熔液易滑脱性，可作为金属熔炼工厂的防金属熔液防护服进行使用。
一应用于上述阻燃织物的后整方法，其中，所述的后整方法包括对所述的阻燃织物依次执行以下操作：
染整—平幅水洗—烘干定型—剪毛—上助剂—蒸呢。
其中，助剂可根据实际需求，如防油防水整理或者吸湿排汗整理，选用对应的助剂即可。
在该实施例中，所述的烘干定型的温度不低于120℃，不高于180℃。
本实施例中的阻燃织物防护面料起毛起球性能不低于3级；面料水洗缩率不高于3％；面料阻燃性能(GB5455)：续燃时间≤2s，损毁长度≤150mm。
以下为本发明中的阻燃织物与一些现有技术中的织物的对比实验数据：
下表1列出了三种对比织物，分别为对比织物一、对比织物二及对比织物三，以及三个实施例中本发明中的阻燃织物，分别为本发明的阻燃织物一、本发明的阻燃织物二及本发明的燃织物三，各织物的具体特性可参阅下表1所示。
表1
为了增加试验的严谨性，上述织物均采用三上一下右斜纹(3/1↗)，经密均为280根/10cm，纬密均为220根/10cm的方式编织构成。织物组织的具体结构可参阅图4所示。其中，对比例织物一、对比例织物二、对比例织物三、本发明的阻燃织物二、本发明的阻燃织物三的重量为270-280g/㎡，本发明的阻燃织物一的重量为280-290g/㎡。
1、阻燃性能试验
对上述六种织物进行阻燃性能测试，测试方法为《GB/T 5455-2014纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度阴燃和续燃时间的测定》；测试结果及描述如下表2所示：
表2
从上表2中可以看出，本发明的阻燃织物一、二、三在阻燃性能上均比对比例中的三个织物的阻燃性能有所提升，特别是本发明的阻燃织物二、三面料损毁性能改善明显。
2、耐水洗缩率实验
对织物进行缩水率性能测试，试验样品准备按GB/T8628，洗涤方法按GB/T8629的5A方法进行，数据计算按GB/T8630进行，测试结果及描述如下表3所示：
表3
从上表可以看出本发明中的阻燃织物耐水洗性能明显稳定，改善。
3、织物服用性能试验
然后对织物服用性能进行起毛起球测试，测试方法为《GBT 4802.2-2008纺织品织物起毛起球性能的测定》，测试结果如下表4所示：
织物例
起毛起球
磨后现象描述
对比例织物一
3-4
无明显布面磨损
对比例织物二
3
布面明显纤维磨毛，断裂。
对比例织物三
3-4
无明显布面磨损
本发明的阻燃织物一
3-4
无明显布面磨损
本发明的阻燃织物二
3-4
无明显布面磨损
本发明的阻燃织物三
3-4
无明显布面磨损
表4
从上表4中可以看出，本发明的阻燃织物比对比例织物二，在面料耐磨性能上有一定改进，预氧丝纤维使用性能得到提高。
4抗熔融金属冲击性能
测试方法为GB 8965.2《防护服装阻燃防护第2部分：焊接服》，测试结果及描述如下
表5所示：
表5
测试方法为ISO 11612:2015《Protective clothing—Clothing to protectagainst heat and flame—Minimum performance requirements》(即防护服装.隔热和阻燃防护服装.最低性能要求)测试项目7.4Molten aluminium splash(即熔铝喷溅)和测试项目7.5Molten iron splash(即熔铁喷溅)，ISO 11612为防护服阻燃测试标准，测试结果及描述如下表6所示：
表6
从上表5、6的对比中可明显看出本发明的实施例中的阻燃织物的抗金属熔融、喷溅性能较优于对比例中的织物的性能满足高温环境下的穿戴需求。
综合上述的阻燃性能试验、耐水洗缩率实验、织物服用性能试验及抗熔融金属冲击性能的试验，可以看出，采用本发明的阻燃纱线构成的阻燃织物在综合性能上优于常规的织物，可以更好地综合兼顾阻燃性、耐水洗性、耐磨性及抗金属熔融、喷溅性能，能更好地适应于高温生产制造领域，尤其是金属熔炼工厂等存在熔融金属的领域，有效对人体进行保护，且采用该阻燃纱线制造的衣物使用寿命也更长。
本发明的阻燃纱线包括相互配合使用的第一单股纱及第二单股纱；所述的第一单股纱为包芯纱，所述的包芯纱包括芯纱和包覆于所述的芯纱外表面的混纺纤维纱，所述的芯纱具有不易变形性，所述的混纺纤维纱具有金属熔液易滑脱性；所述的第二单股纱含预氧丝纤维、低熔点涤纶纤维及阻燃涤纶纤维。本发明中提供了一种制作上述阻燃纱线的方法，采用该阻燃纱线构成相应的阻燃织物及服装不仅可较好地进行防护，同时解决了洗缩率大、不耐水洗的问题，具有耐高温性能，有效提升了面料的熔融金属耐受度。该阻燃织物构成的防护面料防护效果好，且价格低廉，可以更好地应用于生产制造领域，为操作人员的施工作业安全进一步提供保障。本发明还提供了一套应用于所述的阻燃织物的后整方法，包括对所述的阻燃织物依次执行以下操作：染整—平幅水洗—烘干定型—剪毛—上助剂—蒸呢，以更好地进行防护，提高阻燃织物的使用体验和适用寿命。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。