可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维纺织品及其制法 【技术领域】
本发明属于耐火绝热材料及其制法，具体涉及一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维(以下简称可溶纤维)纺织品及其制法。
背景技术
传统陶瓷纤维(硅酸铝耐火纤维)纺织产品(包括布、带、绳)，其主要成分是Al2O3和SiO2(其Al2O3+SiO2一般大于94％)。该成分的陶瓷纤维在生产制造，以及制成其它绝热材料使用的过程中，存在着致命缺陷：因陶瓷纤维的直径细小大多在6μm以下；加之自身性脆，容易断裂产生纤维粉尘，极易被吸入人体内，从而影响人体健康。
数十年来，世界许多科研机构对陶瓷纤维的安全性问题进行了大量的研究，包括对人体致癌的研究。目前已经有一些组织或机构把陶瓷纤维划分为2B类(可能致癌物质)，比如：国际癌症研究中心(International Agency for Research on Cancer，简称IARC)。他们的依据是：正常人体体液PH值为7.35～7.45(中性偏碱)，而以Al2O3和SiO2为主要成分的陶瓷纤维被人体吸入后不被溶解，故对人体有害。
目前，虽然陶瓷纤维对人体致癌作用的证据尚不充分，但欧、美等一些国家已将普通硅酸铝陶瓷纤维列入控制使用的产品，并要求在产品包装物上加印有害产品的标记。
【发明内容】
本发明的目地，是通过采用可溶纤维代替传统的陶瓷纤维，研制一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维纺织品及其制法，生产陶瓷纤维纺织品(布、带、绳)，将无机硅酸盐纤维对人体的损害降至最低，从而使可溶纤维纺织品成为无害于人体的产品。
本发明的技术方案是：研制一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维纺织品，其特征在于该纤维纺织品主要成分的重量百分组成为：可溶纤维85～95％；有机纤维3～12％；助剂0.1～3％。
上述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维纺织品中所述的可溶纤维，是可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维，该纤维的重量百分组成为：
SiO2 50～85％
CaO 5.5～35％
MgO 1～10％
B2O3 1～2％
Al2O3 0～1％
Fe2O3 0～0.5％
Na2O 0～0.5％
K2O 0～0.5％。
上述的有机纤维是粘胶纤维、阻燃纤维和/或植物纤维；上述的助剂是和毛油、抗静电剂和/或纺纱调理剂。
本发明还提供了一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维纺织品的制法，其特征是所述的可溶纤维与有机纤维按配比混合，经和毛、梳毛、细纱、加捻、合股、络简和织造工序，分别生产可溶纤维布、可溶纤维绳、可溶纤维带制品；
上述的和毛工序的助剂要采用30～50℃的温水进行稀释，稀释比例为油∶水＝1∶5～15；然后均匀的喷洒于开松完成的可溶纤维和有机纤维上；为保证助剂充分浸入纤维中，开机混合后的原料要在储毛仓内闷仓8～24小时进入下工序。
上述的梳毛工序要将和毛后的纤维通过梳毛设备进行梳理并形成一定规则的毛条。
上述的细纱工序是将梳毛形成的毛条加捻形成线密度为150～1500Tex(特克斯)的纤维纱，本工序需添加加强线以提高纤维纱的强力，每股纱线一般加入1～2根加强丝。所加强线通常为玻璃丝、铜丝、耐高温不锈钢丝种的一种或复合使用。
本发明所介绍的合股工序是将毛条加捻形成线密度为150～1500Tex的纤维纱通过加捻、合股形成纤维纱线，该工序形成的纤维纱线统常线密度为300～3000Tex。
本发明所介绍的络筒是将合股纱线通过络筒机形成生产所需要的筒子纱。
本发明所介绍的织造工序是利用织布机、编绳机、织带机等设备分别生产可溶纤维布、可溶纤维绳、可溶纤维带等制品。
本发明所生产的可溶纤维布厚度为1～6mm，其幅宽为501～3000mm，生产纤维带时，其宽度为10～500mm。
本发明所生产的可溶纤维绳可以为方编绳或圆编绳，其规格型号可以根据客户要求进行生产。
本发明生产的可溶纤维纺织品的质量指标为：
体积密度：450～700Kg/m3
灼减：4～10％
含水率：1～2％
缩水率：≤0.5％
溶解度：100～250mg/L
与传统的无机硅酸盐纤维纺织品相比，本发明的优点在于：
1、在陶瓷纤维的基础上，研制了以SiO2为主体的配料体系，引入了CaO、MgO、B2O3、Fe2O3、Na2O和/或K2O；同时严格控制了配料中Al2O3的含量；制得了可溶于PH7.35～7.45的无机硅酸盐纤维。
2、原料易得，成本低廉，有利于本发明的推广应用和陶瓷纤维产品的更新换代。
具体实施方式 以下结合实施例对本发明作进一步阐述
实施例1
一、可溶纤维部分
原料配比(kg)：SiO2 70份，CaO 15.5份，MgO 10份，B2O3 2份，Al2O3 1份，Fe2O3 0.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份。
工艺过程上述原料混合均匀后，在特制的电阻炉(或电弧炉、玻歇炉)中1500～1800℃熔融成液态，利用喷吹法或甩丝法(0.3～0.6Mpa风压)进行纤维生产。
现有电阻炉设立3组电极，由于原料改变，使电阻增大，导电率降低，导致熔化困难，为此对现有电阻炉增加3组电极，成为6组电极，以提高原料的导电率。
本发明生产的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维，柔软而富有弹性，纤维平均直径1～5μm，纤维长度为30～150mm，渣球含量为5～10％。
在PH7.3～7.5，温度37±0.5℃的偏碱性溶液中浸泡24h，用原子吸收光谱仪测定，其溶解度为170～250mg/L。而对比的普通陶瓷纤维溶解度为0mg/L。
二、可溶纺织品部分
原料配比(kg)：可溶纤维95％；有机纤维(粘胶纤维)3％；助剂(和毛油，抗静电剂
和纺纱调理剂)2％。
制法：可溶纤维与有机纤维按配比混合，经和毛、梳毛、细纱、加捻、合股、络筒和织造工序，分别生产可溶纤维布、可溶纤维绳、可溶纤维带制品；
其中和毛工序的助剂要采用30～50℃的温水进行稀释，稀释比例为油∶水＝1∶5～15；然后均匀的喷洒于开松完成的可溶纤维和有机纤维上；为保证助剂充分浸入纤维中，开机混合后的原料要在储毛仓内闷仓24h进入下工序。
梳毛工序将和毛后的纤维通过梳毛设备进行梳理并形成一定规则的毛条。
细纱工序将梳毛形成的毛条加捻形成线密度为150～1500Tex(特克斯)的纤维纱，本工序需添加加强线以提高纤维纱的强力，每股纱线一般加入1～2根加强丝。所加强线通常为玻璃丝、铜丝和/或耐高温不锈钢丝。
合股工序是将毛条加捻形成线密度为150～1500Tex的纤维纱，通过加捻、合股形成纤维纱线；该工序形成的纤维纱线通常线密度为300～3000Tex。
络筒是将合股纱线通过络筒机形成生产所需要的筒子纱。
本发明所介绍的织造工序是利用织布机、编绳机、织带机等设备分别生产可溶纤维布、可溶纤维绳、可溶纤维带等制品。
本发明所生产的可溶纤维布厚度为1～6mm，其幅宽为501～3000mm，生产纤维带时，其宽度为10～500mm。
本发明所生产的可溶纤维绳可以为方编绳或圆编绳，其规格型号可以根据客户要求进行生产。
制得的可溶纤维纺织品的质量指标为：体积密度：450～700Kg/m3；灼减：4～10％；含水率：1～2％；缩水率：≤0.5％；溶解度：100～250mg/L。(按可溶纤维的测定法，下同。)
实施例2
可溶纤维部分
原料配比(kg)：
SiO2 70份，CaO 26份，MgO 1份，B2O3 1份，Al2O3 1份，Fe2O3 0.5份，Na2O0.5份；
工艺：1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径5～10μm；长度90～250mm；渣球含量5～10％；溶解度100～250mg/L；
二、可溶纺织品部分
原料配比(kg)：可溶纤维85％；有机纤维(粘胶纤维)12％；助剂3％(和毛油1.5份，抗静电剂1份，纺纱调理剂0.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入35℃的温水中按油∶水＝1∶8的比例进行稀释)。开机混合后的原料要在储毛仓内闷仓8h进入下工序。
闷仓完成后将纤维送入梳毛机进行梳毛，梳毛完成后进行细纱，此时通过加捻形成600Tex(特克斯)的纤维纱，然后加捻合股形成1200Tex的纤维纱线，并经过落筒机形成筒子纱。形成的纱线通过织布机进行织造，生产的纺织品体积密度为550Kg/m3，产品灼减为8％，含水率为1.5％，缩水率为0.1％。其余同例1。
实施例3
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 60份，CaO 26.5份，MgO 10份，B2O3 2份，Fe2O3 0.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径1～6μm；长度100～250mm；渣球含量5～8％；溶解度190～250mg/L。
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维95％；有机纤维(阻燃纤维)4.9％；助剂0.1％(和毛油0.1份，放入30℃的温水中按油∶水＝1∶15的比例进行稀释)。开机混合后的原料要在储毛仓内闷仓18h进入下工序。
闷仓完成后将纤维送入梳毛机进行梳毛，梳毛完成后进行细纱，此时通过加捻形成1000Tex(特克斯)的纤维纱，然后加捻合股形成1200～1500Tex的纤维纱线，并经过落筒机形成筒子纱。形成的纱线通过织布机进行织造，生产的纺织品体积密度为450Kg/m3，产品灼减为4％，含水率为2％，缩水率为0.15％。其余同例1。
实施例4
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 58份，CaO 35份，MgO 5份，B2O3 1份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～7μm；长度70～250mm；渣球含量5～8％；溶解度200～250mg/L。
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维95％；有机纤维(粘胶纤维)3％；助剂2％(和毛油1.0份，抗静电剂0.5份，纺纱调理剂0.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入35℃的温水中按油∶水＝1∶13的比例进行稀释)。闷仓14h；细纱加捻形成150～300Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成600～800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例5
可溶纤维的原料配比(kg)：SiO2 50.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O3 2份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径2～5μm；长度30～200mm；渣球含量5～15％；溶解度100～200mg/L。
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维94％；有机纤维(粘胶纤维)3％；助剂3％(和毛油1.0份，抗静电剂0.5份，纺纱调理剂1.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入50℃的温水中按油∶水＝1∶15的比例进行稀释)。闷仓12h；细纱加捻形成150～300Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成600～800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为1％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例6
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 54.5份，CaO 35份，MgO 8份，B2O3 2份，Na2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径2～5μm；长度90～250mm；渣球含量5～13％；溶解度100～200mg/L。
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维85％；有机纤维(粘胶纤维)12％；助剂3％(和毛油1.0份，抗静电剂1.5份，纺纱调理剂0.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入45℃的温水中按油∶水＝1∶5的比例进行稀释)。闷仓24h；细纱加捻形成1250～1500Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成2600～3000Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为650Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例7
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 58份，CaO 35份，MgO 5份，B2O3 1份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～7μm；长度70～250mm；渣球含量5～8％；溶解度200～250mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维91％；有机纤维(粘胶纤维或植物纤维)7％；助剂2％(和毛油1.0份，抗静电剂0.5份，纺纱调理剂0.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入30℃的温水中按油∶水＝1∶15的比例进行稀释)。闷仓12h；细纱加捻形成850～1000Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成2600～3000Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例8
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 53.5份，CaO 34份，MgO 10份，B2O3 1份，Al2O3 0.4份，Fe2O3 0.5份，Na2O 0.2份，K2O 0.4份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～8μm；长度30～200mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维87％；有机纤维(粘胶纤维)10％；助剂3％(和毛油1.0份，抗静电剂0.5份，纺纱调理剂1.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入40℃的温水中按油∶水＝1∶5比例进行稀释)。闷仓8h；细纱加捻形成1250～1500Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成2600～3000Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为600Kg/m3，产品灼减为10％，含水率为2％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例9
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 70份，CaO 26份，MgO 1份，B2O3 2份，Al2O30.3份，Fe2O3 0.3份，Na2O 0.4份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径6～10μm；长度150～250mm；渣球含量5～12％；溶解度150～250mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维90％；有机纤维(粘胶纤维或植物纤维)9.2％；助剂0.8％(和毛油0.5份，抗静电剂0.1份，纺纱调理剂0.2份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入45℃的温水中按油∶水＝1∶10的比例进行稀释)。闷仓164h；细纱加捻形成250～400Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成600～800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例10
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 80份，CaO 12份，MgO 5份，B2O3 2份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径3～6μm；长度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维95％；有机纤维(粘胶纤维和/或阻燃纤维)3％；助剂2％(和毛油1.0份，抗静电剂0.5份，纺纱调理剂0.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入45℃的温水中按油∶水＝1∶13的比例进行稀释)。闷仓14h；细纱加捻形成250～400Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成600～800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例11
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 80份，CaO 12份，MgO 5份，B2O3 2份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径3～6μm；长度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维95％；有机纤维(粘胶纤维和/或阻燃纤维)4.8％；助剂0.2％(和毛油0.1份，纺纱调理剂0.1份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入45℃的温水中按油∶水＝1∶15的比例进行稀释)。闷仓12h；细纱加捻形成250～400Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成600～800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例12
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 85份，CaO 6份，MgO 5份，B2O3 2份，Al2O31份，Fe2O30.5份，Na2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～8μm；长120～250mm；渣球含量5～8％；溶解度100～200mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维94％；有机纤维(粘胶纤维)3％；助剂3％(和毛油1份，抗静电剂1份，纺纱调理剂1份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入45℃的温水中按油∶水＝1∶13的比例进行稀释)。闷仓14h；细纱加捻形成650～800Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成1600～1800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。。
实施例13
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 85份，CaO 7份，MgO 5份，B2O3 2份，Al2O35份，K2O 0.5份；1700～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径5～10μm；长度80～250mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维85％；有机纤维(粘胶纤维或植物纤维)13％；助剂2％(和毛油1.0份，抗静电剂0.5份，纺纱调理剂0.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入40℃的温水中按油∶水＝1∶15的比例进行稀释)。闷仓24h；细纱加捻形成250～400Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成2600～2800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例14
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 51.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O3 2份，Al2O3 0.5份，Fe2O3 0.5份，K2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径1～5μm；长度130～250mm；渣球含量5～15％；溶解度200～250mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维86％；有机纤维(粘胶纤维)12％；助剂2％(和毛油1.0份，抗静电剂0.5份，纺纱调理剂0.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入45℃的温水中按油∶水＝1∶13的比例进行稀释)。闷仓16h；细纱加捻形成250～400Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成600～800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。
实施例15
可溶纤维部分原料配比(kg)；SiO2 82.5份，CaO 9份，MgO 5份，B2O3 2份，Fe2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；1700～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径5～10μm；长度150～250mm；渣球含量5～15％；溶解度150～250mg/L；
可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维95％；有机纤维(粘胶纤维或阻燃纤维)3％；助剂2％(和毛油1份，纺纱调理剂1份，并将和毛油、纺纱调理放入45℃的温水中按油∶水＝1∶15的比例进行稀释)。闷仓12h；细纱加捻形成250～400Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成600～800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为5％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。。
实施例16
可溶纤维部分原料配比(kg)：SiO2 50.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O3 2份，Al2O3 1份，Fe2O3 0.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径6～10μm；长度150～250mm；渣球含量5～14％；溶解度180～250mg/L。可溶纺织品部分原料配比(kg)：可溶纤维88％；有机纤维(粘胶纤维)10％；助剂2％(和毛油0.5份，抗静电剂1份，纺纱调理剂0.5份，并将和毛油、抗静电剂、纺纱调理放入40℃的温水中按油∶水＝1∶11的比例进行稀释)。闷仓18h；细纱加捻形成250～400Tex(特克斯)的纤维纱；加捻合股形成600～800Tex的纤维纱线，生产的纺织品体积密度为700Kg/m3，产品灼减为10％，含水率为0.5％，缩水率为0.5％。其余同例1。