CN105155097B - 超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法，所述防刺防切割面料采用超高分子量聚乙烯短纤维作为原料，采用机织生产方法制备而成：经纬纱采用超高分子量聚乙烯短纤维纯纺成纱线，经分条整经制成织轴再在片梭织机上生产出超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料，经下机织物整理，得到成品。本发明工艺流程短，生产效率高，生产成本较低，工艺实施方便，产品质量稳定。该面料能经过30000次平磨下织物未破裂、经向拉伸强力达到4000N以上、纬向拉伸强力达到3500N以上，透气率达到150mm/s以上。
Description
技术领域
本发明属于安全防护用纺织品生产领域，具体涉及一种超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法。
背景技术
随着时代的进步和国际国内安全局势的不断发展变化，防护材料的应用范围越来越广泛，如交通工具，防弹衣，防爆头盔，运动设备和防刺服等领域。防护材料的发展历程是从最初的采用全硬质材料到半硬质材料，再到软质材料的过程。早期的防护服装是高性能合金冷轧制成整体造型的防刺背心或采用高强轻质（如铝合金）金属材料来制作成类似鳞片甲的防护层，虽然这种设计的防护性能优异，但其质量和刚性对使用者的活动和穿着舒适性有很大的限制和影响。为了减轻防护服装质量、提高产品的舒适性，人们将金属丝加捻织造或者绕成金属环，端点点焊、互锁、一层或多层与织物或其他防护材料复合，或者将金属轻质薄片制成一定形状的拼合层，用以增强材料的防护效果。
近年来，国内外学者将高性能纤维织物应用于制备防刺防切割产品，通过不同的高性能纤维和织物结构的采用实现软质材料防护的目的。防刺防切割面料在安全防护领域有着重要的应用，使用者身着由防刺防切割面料制备的防刺服能够有效抵御外来袭击，从而了保障人身和财产的安全。
传统的防刺面料多是由芳纶纤维为原料制备，但芳纶的价格较为昂贵。为了降低生产成本，出现了以PE(聚乙烯)纤维为原料制备防刺防切割面料的工艺，中国专利文献CN101357010A公开了一种软质防刺鞋垫的制作方法，在该专利中，是将一层或多层的PE无纺布与一层或多层的PE机织布复合压制成型，该方法中PE无纺布的制备过程为：先由PE长纤维切制备PE短纤，然后将PE短纤进行针刺处理制得PE 无纺布。这种方法的缺点在于，PE纤维的韧性较差，从而影响了防刺面料的防刺性能，并且在对PE纤维进行切割前需对其进行干燥处理， 现有的干燥方法是将纤维进行由下至上的单方向加热，易造成纤维局部受热，影响纤维的力学性能，从而使制得的防刺防切割面料的防刺防切割性各向均匀性不好，各别方向防刺防切割能差。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维也称高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维或伸长链(ECPE)聚乙烯纤维，是目前产业化应用的强度最高的合成纤维之一，除了高强度和高模量外，UHMWPE纤维还具有密度低、抗冲击、耐切割的优点，密度只有0.97g/cm3,低于多数合成纤维，同时其化学稳定性、耐光性和耐低温性都非常优异，因此有非常广泛的用途，如应用于安全防护、航海、渔业、体育用品等领域，产品包括防弹用UD布、防刺服面料、防切割手套、各类绳索、渔网等，但这些产品基本为长丝制品，相比之下UHMWPE短纤维及其纱线产品和应用都较少，这主要与市场需求、成本等因素有关，但从使用角度来看，短纤维及纱线产品也有其优点，比如自由度更高，可以在各种基体中均匀分散，适合于做复合材料增强骨架，其纱线产品不易勾丝，而且具有柔软、触感良好等特点。
近年来，国内UHMWPE纤维的产能扩张很快，生产企业数量及规模都在不断增加，且增速远超传统长丝市场的需求，市场竞争较为激烈。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是由相对分子质量在(1～6)×106的聚乙烯经纺丝、超拉伸后制得。超高分子量聚乙烯纤维复合材料较其他纤维增强复合材料具有更轻的质量，更好的介电性和耐冲击性，因此被广泛应用于航空航天、海域防御、武器装备等领域。由此，本发明人考虑以超高分子量聚乙烯纤维为原料制备防刺防切割面料，用以提高防刺防切割面料的力学性能。但现有的用超高分子量聚乙烯纤维制备防刺防切割面料的过程为：制备超高分子量聚乙烯短纤维→开松→梳理→ 铺网→针刺→上胶→热压成型。因此现有技术中制备防刺防切割面料采用的是一种无纺布生产技术，显然不适用于制备高档超高分子量聚乙烯短纤维防刺防切割面料。因此需要提供一种适用于制备超高分子量聚乙烯短纤防刺防切割面料的方法，可以使制备的面料各处具有均一的、较高的防刺防切割性。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决现有技术生产防刺防切割面料的不足，本发明提供了一种用超高分子量聚乙烯短纤纱作为原料采用机织生产方法制备防刺防切割面料，具有质轻柔韧，不影响使用性能，具有优异的防刺防切割性能，并且可扩大其使用范围。
技术方案：一种超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法，所述防刺防切割面料采用超高分子量聚乙烯短纤维作为原料，采用机织生产方法制备而成：经纬纱采用超高分子量聚乙烯短纤维纯纺成纱线，经分条整经制成织轴再在片梭织机上生产出超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料，经下机织物整理，得到成品；
其中，所述分条整经加工织轴时，须增加有抗静电油剂的上油步骤，具体如下：采用组分为：水100%、质量浓度为1%水溶性抗静电剂、质量浓度为3%水溶性有机硅油进行复配成专用抗静电剂，在分条整经织轴卷绕时，对超高分子量聚乙烯短纤纱线采用专用抗静电剂进行上油处理，经纱从滚筒上退绕下来，通过导辊，由带液辊给经纱单面上水溶性抗静电油剂，然后经导辊卷绕到织轴上，液槽的液面高度为8cm，温度为45℃，调节带液辊转速来控制上液量，使上液量为经纱重量的1.5%～2.5%。
作为进一步优化：所述的超高分子量聚乙烯短纤维规格为：线密度为1.11-1.33dtex，长度为51-57mm；所述的超高分子量聚乙烯短纤维的强力范围为30-45cN/dtex。
作为进一步优化：所述的超高分子量聚乙烯短纤纱线为采用所述的超高分子量聚乙烯短纤维为原料经纯纺而成的纱线，其规格为45.4tex、36.9tex、29.5tex、18.5tex、36.9×2tex、29.5×2tex、18.5×2tex，单纱强力大于1500cN，分别用于生产各种规格超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料。
作为进一步优化：所述分条整经选用贝宁格SC-P型分条整经机进行织轴加工，条带卷绕速度为400-600m/min，倒轴速度为150-250m/min，采用圆盘式张力盘，整经张力为10-18g，织轴卷绕密度为0.50-0.60g/cm3。
作为进一步优化：所述片梭织机进行织造时，选用苏尔泽P7100型片梭织机进行织造，其主要上机工艺参数为选用全钢质D12型片梭，片梭钳口夹持力为普通同规格普通纱的1.2 -1.8倍，具体数值为30N-45N，车速为280-320rpm、投梭时间为110°、投梭转角为27°、开口时间为300°、上机张力为5-6 kN、梭口高度为34mm、后梁高度为12cm档，并采用热熔剪替代普通剪来剪切纬纱与废边纱。
作为进一步优化：制成的超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的组织结构为平纹组织，厚度为0.8-2.5mm，克重为250-600g/m2。
有益效果：本发明制得的超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料，该面料不仅能大幅度提高防刺防切割性能，而且能保证布面光滑、质轻柔韧、透气性好，完全可以达到军用、警用或民用安全防护制品面料要求，并可用于制作高档防刺防切割箱包。
本发明的生产工艺独特且合理，工艺流程短，生产效率高，生产成本较低，工艺实施方便，产品质量稳定。该面料能经过30000次平磨下织物未破裂、经向拉伸强力达到4000N以上、纬向拉伸强力达到3500N以上，透气率达到150mm/s以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
综述如下，一种超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法，所述防刺防切割面料采用超高分子量聚乙烯短纤维作为原料，采用机织生产方法制备而成：经纬纱采用超高分子量聚乙烯短纤维纯纺成纱线，经分条整经制成织轴再在片梭织机上生产出超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料，经下机织物整理，得到成品。
所述的超高分子量聚乙烯短纤纱线为采用所述的超高分子量聚乙烯短纤维为原料经纯纺而成的纱线，其规格为45.4tex、36.9tex、29.5tex、18.5tex、36.9×2tex、29.5×2tex、18.5×2tex，单纱强力大于1500cN，分别用于生产各种规格超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料。
具体实施例一：
一种超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法，所述防刺防切割面料采用超高分子量聚乙烯短纤维作为原料，采用机织生产方法制备而成：经纬纱采用超高分子量聚乙烯短纤维纯纺成纱线，经分条整经制成织轴再在片梭织机上生产出超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料，经下机织物整理，得到成品。
所述的超高分子量聚乙烯短纤维规格为：线密度为1.11dtex，长度为51mm；所述的超高分子量聚乙烯短纤维的强力范围为30cN/dtex。
所述分条整经选用贝宁格SC-P型分条整经机进行织轴加工，条带卷绕速度为400m/min，倒轴速度为150m/min，采用圆盘式张力盘，整经张力为10g，织轴卷绕密度为0.50g/cm3。
所述分条整经加工织轴时，须增加有抗静电油剂的上油步骤，具体如下：采用组分为：水100%、质量浓度为1%水溶性抗静电剂、质量浓度为3%水溶性有机硅油进行复配成专用抗静电剂，在分条整经织轴卷绕时，对超高分子量聚乙烯短纤纱线采用专用抗静电剂进行上油处理，经纱从滚筒上退绕下来，通过导辊，由带液辊给经纱单面上水溶性抗静电油剂，然后经导辊卷绕到织轴上，液槽的液面高度为8cm，温度为45℃，调节带液辊转速来控制上液量，使上液量为经纱重量的1.5%。
所述片梭织机进行织造时，选用苏尔泽P7100型片梭织机进行织造，其主要上机工艺参数为选用全钢质D12型片梭，片梭钳口夹持力为普通同规格普通纱的1.2倍，具体数值为30N，车速为280rpm、投梭时间为110°、投梭转角为27°、开口时间为300°、上机张力为5kN、梭口高度为34mm、后梁高度为12cm档，并采用热熔剪替代普通剪来剪切纬纱与废边纱。
制成的超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的组织结构为平纹组织，厚度为0.8mm，克重为250g/m2。
具体实施例二：
一种超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法，所述防刺防切割面料采用超高分子量聚乙烯短纤维作为原料，采用机织生产方法制备而成：经纬纱采用超高分子量聚乙烯短纤维纯纺成纱线，经分条整经制成织轴再在片梭织机上生产出超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料，经下机织物整理，得到成品。
所述的超高分子量聚乙烯短纤维规格为：线密度为1.33dtex，长度为57mm；所述的超高分子量聚乙烯短纤维的强力范围为45cN/dtex。
所述分条整经选用贝宁格SC-P型分条整经机进行织轴加工，条带卷绕速度为600m/min，倒轴速度为250m/min，采用圆盘式张力盘，整经张力为18g，织轴卷绕密度为0.60g/cm3。
所述分条整经加工织轴时，须增加有抗静电油剂的上油步骤，具体如下：采用组分为：水100%、质量浓度为1%水溶性抗静电剂、质量浓度为3%水溶性有机硅油进行复配成专用抗静电剂，在分条整经织轴卷绕时，对超高分子量聚乙烯短纤纱线采用专用抗静电剂进行上油处理，经纱从滚筒上退绕下来，通过导辊，由带液辊给经纱单面上水溶性抗静电油剂，然后经导辊卷绕到织轴上，液槽的液面高度为8cm，温度为45℃，调节带液辊转速来控制上液量，使上液量为经纱重量的2.5%。
所述片梭织机进行织造时，选用苏尔泽P7100型片梭织机进行织造，其主要上机工艺参数为选用全钢质D12型片梭，片梭钳口夹持力为普通同规格普通纱的1.8倍，具体数值为45N，车速为320rpm、投梭时间为110°、投梭转角为27°、开口时间为300°、上机张力为6kN、梭口高度为34mm、后梁高度为12cm档，并采用热熔剪替代普通剪来剪切纬纱与废边纱。
制成的超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的组织结构为平纹组织，厚度为2.5mm，克重为600g/m2。
具体实施例三：
一种超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法，所述防刺防切割面料采用超高分子量聚乙烯短纤维作为原料，采用机织生产方法制备而成：经纬纱采用超高分子量聚乙烯短纤维纯纺成纱线，经分条整经制成织轴再在片梭织机上生产出超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料，经下机织物整理，得到成品。
所述的超高分子量聚乙烯短纤维规格为：线密度为1.26dtex，长度为54mm；所述的超高分子量聚乙烯短纤维的强力范围为38cN/dtex。
所述分条整经选用贝宁格SC-P型分条整经机进行织轴加工，条带卷绕速度为500m/min，倒轴速度为180m/min，采用圆盘式张力盘，整经张力为14g，织轴卷绕密度为0.53g/cm3。
所述分条整经加工织轴时，须增加有抗静电油剂的上油步骤，具体如下：采用组分为：水100%、质量浓度为1%水溶性抗静电剂、质量浓度为3%水溶性有机硅油进行复配成专用抗静电剂，在分条整经织轴卷绕时，对超高分子量聚乙烯短纤纱线采用专用抗静电剂进行上油处理，经纱从滚筒上退绕下来，通过导辊，由带液辊给经纱单面上水溶性抗静电油剂，然后经导辊卷绕到织轴上，液槽的液面高度为8cm，温度为45℃，调节带液辊转速来控制上液量，使上液量为经纱重量的2.1%。
所述片梭织机进行织造时，选用苏尔泽P7100型片梭织机进行织造，其主要上机工艺参数为选用全钢质D12型片梭，片梭钳口夹持力为普通同规格普通纱的1.5倍，具体数值为37N，车速为310rpm、投梭时间为110°、投梭转角为27°、开口时间为300°、上机张力为5.5kN、梭口高度为34mm、后梁高度为12cm档，并采用热熔剪替代普通剪来剪切纬纱与废边纱。
制成的超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的组织结构为平纹组织，厚度为1.6mm，克重为400g/m2。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的制备方法，其特征在于：所述防刺防切割面料采用超高分子量聚乙烯短纤维作为原料，采用机织生产方法制备而成：经纬纱采用超高分子量聚乙烯短纤维纯纺成纱线，经分条整经制成织轴再在片梭织机上生产出超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料，经下机织物整理，得到成品；
其中，所述分条整经加工织轴时，须增加有抗静电油剂的上油步骤，具体如下：采用组分为：水100％、质量浓度为1％水溶性抗静电剂、质量浓度为3％水溶性有机硅油进行复配成专用抗静电剂，在分条整经织轴卷绕时，对超高分子量聚乙烯短纤纱线采用专用抗静电剂进行上油处理，经纱从滚筒上退绕下来，通过导辊，由带液辊给经纱单面上水溶性抗静电油剂，然后经导辊卷绕到织轴上，液槽的液面高度为8cm，温度为45℃，调节带液辊转速来控制上液量，使上液量为经纱重量的1.5％～2.5％；
所述的超高分子量聚乙烯短纤维规格为：线密度为1.11-1.33dtex，长度为51-57mm；所述的超高分子量聚乙烯短纤维的强力范围为30-45cN/dtex；
所述的超高分子量聚乙烯短纤纱线为采用所述的超高分子量聚乙烯短纤维为原料经纯纺而成的纱线，其规格为45.4tex、36.9tex、29.5tex、18.5tex、36.9×2tex、29.5×2tex、18.5×2tex，单纱强力大于1500cN，分别用于生产各种规格超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料；
所述分条整经选用贝宁格SC-P型分条整经机进行织轴加工，条带卷绕速度为400-600m/min，倒轴速度为150-250m/min，采用圆盘式张力盘，整经张力为10-18g，织轴卷绕密度为0.50-0.60g/cm3；
所述片梭织机进行织造时，选用苏尔泽P7100型片梭织机进行织造，其主要上机工艺参数为选用全钢质D12型片梭，片梭钳口夹持力为普通同规格普通纱的1.2-1.8倍，具体数值为30N-45N，车速为280-320rpm、投梭时间为110°、投梭转角为27°、开口时间为300°、上机张力为5-6kN、梭口高度为34mm、后梁高度为12cm档，并采用热熔剪替代普通剪来剪切纬纱与废边纱；
制成的超高分子量聚乙烯短纤纱防刺防切割面料的组织结构为平纹组织，厚度为0.8-2.5mm，克重为250-600g/m2。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191224 Address after: 226400 south of Yalujiang Road, Rudong Economic Development Zone, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Dongrun Safety Technology Co.,Ltd. Address before: 226000 Jiangsu Province, Nantong City Chongchuan District Youth Road No. 105 Patentee before: JIANGSU College OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Preparation method of ultra-high molecular weight polyethylene staple fiber yarn stab-proof and cut-proof fabric Effective date of registration: 20220831 Granted publication date: 20170322 Pledgee: Jiangsu Rudong Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Jiangsu Dongrun Safety Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022980014160 |