CN106544769A - 耐切割纱线、织物及其制造方法 - Google Patents

耐切割纱线、织物及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包含聚乙烯纤维的耐切割纱线、织物及其制造方法。本发明进一步涉及由这种织物制成的服装制品。所述耐切割复合纱线包含：聚合物纤维、硬质纤维和至少一种弹性纤维。所述包含所述耐切割复合纱线织物优选为针织织物，更优选是纬编的针织物，例如，单面针织物或双面针织物。

Description

耐切割纱线、织物及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种耐切割纱线、织物及其制造方法，更具体的涉及一种包含聚乙烯纤维的耐切割纱线、织物及其制造方法。本发明还进一步涉及由这种织物制成的服装制品。
背景技术
超高分子量聚乙烯纤维因为其高强、高模的特性，故具有极好的耐切割性能，被广泛用于制做耐切割手套，织物等产品。当前，对于具有耐切割、耐穿刺性能的服装或者织物、面料，市场有较大需求，并且有很多的应用领域。如军警用防护服，安保防护服，中小学生防护校服，个人(VIP)保镖防护、航空安保人员防护服、体育(速滑)、影视(武打)等。这种材料制成的防护服，防割级别达到EN388五级以上，可有效保护身体，避免被刀划伤。另外，对于匕首捅刺，也可有效控制刺入长度(无防护可直接刺入，有防护服，刺入<0.5cm)，种种特性表明，耐切割，穿刺防护服对于人体的保护具有极大的作用及意义。
现有技术中首先将超高分子量聚乙烯纤维与玻璃纤维、氨纶、常规化纤(涤纶或锦纶)进行包覆，制作成包覆纱，进而利用手套编织机进行编织，制作成手套织物，其耐割性能能够达到EN388五级标准。但此方法制出的织物较厚、较硬，无法作为服用面料使用。而且，这种包覆纱较为松散，加工过程中会造成缠丝、断丝等问题。目前现有技术中对于防割纱线及织物的报道或专利主要集中于防割手套所使用的包覆纱制作及手套款式，而对于服用面料方面鲜有报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明首先提供了具有改善的机械性能和耐切割性的耐切割复合纱线，其包含：聚合物纤维、硬质纤维和至少一种弹性纤维。
在本发明的一个实施方案中，所述聚合物纤维为聚酰胺和/或聚烯烃。
进一步地，所述聚酰胺包括但不限于聚(对亚苯基对苯二甲酰胺)、聚(间苯二甲酰间苯二胺)、聚(己二酰间亚苯基二甲胺)、聚(癸二酰对亚苯基二甲胺)、聚(2，2，2-三甲基-六亚甲基对苯二甲酰胺)、聚(癸二酸哌嗪)，以及脂肪族和脂环族聚酰胺。所述聚烯烃包括聚乙烯和/或聚丙烯的均聚物和共聚物。
在本发明一个具体的实施方案中，所述聚合物纤维选自聚烯烃，优选的选自聚乙烯，更优选为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，其纤度不低于350D。
在本发明另一个实施方案中，所述硬质纤维包括但不限于玻璃纤维、矿物纤维或金属纤维，其纤度不低于100D。
在本发明又一个实施方案中，所述弹性纤维包括烯烃的伸缩性纤维、聚氨酯纤维，以及聚酯纤维或尼龙中的一种或多种。
在一个优选的实施方案中，所述聚氨酯纤维为包含嵌段聚氨酯的长链合成聚合物制成的纤维。进一步优选的，所述聚合物包含至少85重量％的嵌段聚氨酯纤维。更优选的，所述嵌段聚氨酯是弹性纤维型(spandex)，其纤度在20-80D之间，更优选在30-60D之间。
在另一个优选的实施方案中，所述聚酯纤维选自聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和聚(对苯二甲酸1，4亚环己基二亚甲基酯)；优选为聚(对苯二甲酸丁二醇酯)，其纤度在20-100D之间，优选在40-80D之间。
在本发明一个具体的实施方案中，耐切割复合纱线的总纤度在550D-650D之间。
在本发明一个更具体的实施方案中，所述耐切割复合纱线包含重量百分比为50-80％的超高分子量聚乙烯纤维、5-30％的玻璃纤维、0-1％的聚氨酯纤维和5-30％的聚酯纤维。更优选地，所述耐切割复合纱线包含重量百分比为60-70％的超高分子量聚乙烯纤维、15-20％的玻璃纤维、0.2-0.5％的聚氨酯纤维和10-20％的聚酯纤维。
所述耐切割复合纱线的制备方法是将弹性纤维缠绕在聚合物纤维和硬质纤维上而获得的。
本发明的耐切割复合纱线是通过以下方法进行制备的，具体如下：
(1)将聚合物纤维和硬质纤维并排放在中间作为芯，然后两者一起加捻；
(2)然后用一根弹性纤维逆时针缠绕绑定芯，再用另一根弹性纤维顺时针缠绕上述纱线。
在一个实施方案中，所述耐切割复合纱线的制备方法如下：
(1)将聚合物纤维和硬质纤维并排放在中间作为芯，然后两者一起加捻，捻度为10-20；
(2)然后用一根弹性纤维以5-15转/cm逆时针缠绕绑定芯，再用另一根弹性纤维以5-15转/cm顺时针缠绕上述纱线。
在进一步的实施方案中，所述耐切割复合纱线的制备方法如下：
(1)将聚合物纤维和硬质纤维并排放在中间作为芯，然后两者一起加捻，捻度为14-16；
(2)然后用一根弹性纤维以6-10转/cm逆时针缠绕绑定芯，再用另一根弹性纤维以6-10转/cm顺时针缠绕上述纱线。
本发明的第二方面是提供一种包含所述耐切割复合纱线的织物。
本发明的织物可以具有本领域中已知的任何一种结构，诸如纺织、针织、摺叠、编织或非织或其组合。纺织织物可包括平纹、罗纹、席纹和斜纹织物等等。针织织物可以是纬编的织物(例如单面针织物或双面针织物)或经编的织物。
优选地，本发明的织物是针织织物。更为优选地所述织物是纬编的针织物，例如，单面针织物或双面针织物。本发明出人意料地发现，这种织物具有增大的柔韧度和柔软性，同时具有改善的耐切割性。
在一个具体的实施方案中，本发明的织物是单面针织物，面密度为400-600g/m2。
本发明更具体地还涉及包含所述织物的制品，例如，含有本发明的织物的服装制品，例如外套、衣服、衣饰等。所述服装制品包括但不限于：围裙、护腿、短裤、衬衫、夹克、外套、袜子、内衣、背心、帽子等。
本发明的第三方面是提供所述织物的制作方法，具体为取所述耐切割复合纱线通过单面针织机制成织物。
优选地，所述单面针织机是12针距或15针距的单面针织机。本发明人出乎预料地发现，只有在上述参数下，所得织物才能具有极佳的的柔韧度和柔软性，同时具有改善的耐切割性。
本发明发现耐切割纱线的耐切割性能和机械性能与纤维组成、纤度、重量组成及制备过程紧密相关，本发明通过对耐切割纱线的深入研究获得一种同时具有耐切割性能和良好机械性能的纱线，该纱线所制备的织物具有可达到EN388五级标准的耐切割性能，并且手感良好，可用于衣物等织物的制备。
术语定义
“纤维”在本文中被理解为其长度尺寸远远大于宽度和厚度的横向尺寸的细长体。因此，术语纤维包括具有规则或不规则横截面的丝线、带状物(ribbon)、条(strip)、带(band)、条带(tape)等。纤维可以具有连续长度(在本领域中被称为丝线)或具有不连续长度(在本领域中被称为定长纤维)。定长纤维通常通过切割或者拉断丝线获得。用于本发明目的的纱线是含有许多单根纤维的细长体。单根纤维在本文中被理解为纤维本身。
“织物”旨在包括利用纱的任何织造、针织或非织造层结构等。
“针织”旨在包括可使用针或线将一根或多根纱的一系列环互锁而形成的结构，例如经编针织物(例如特里科经编针织物、米兰尼斯经编针织物或拉歇尔经编针织物)和纬编针织物(例如圆型或平型)。
符号“D”旦尼尔(Denier)，简称旦，表示9000米长纤维在公定回潮率下重量的克数，1D＝1g/9000m。
具体实施方式
还可进一步通过实施例来理解本发明的耐切割纱线、织物及其制备方法，其中所述实施例说明了一些制备或使用所述耐切割纱线的方法。然而，要理解的是，这些实施例不限制本发明。现在已知的或进一步开发的本发明的变化被认为落入本文中描述的和以下要求保护的本发明范围之内。
实施例1耐切割复合纱线制备
聚合物纤维：商品名为“Doyentrontex”400D/180F的UHMWPE长丝纺丝丝线；
硬质纤维：纤度100D的进口玻璃纤维
弹性纤维1：纤度30D的Spendax纱线；
弹性纤维2：70D的涤纶纱线(聚(对苯二甲酸丁二醇酯))；
各种纱线的用量如下表：
重量百分比(％)
聚合物纤维 61
硬质纤维 19
弹性纤维1 0.3
弹性纤维2 19.7
制备方法：
(1)将聚合物纤维和硬质纤维并排放在中间作为芯，然后两者一起加捻，捻度为14；
(2)然后用一根弹性纤维以6转/cm逆时针缠绕绑定芯，然后再用另一根弹性纤维以6转/cm顺时针缠绕上述纱线；即得所述耐切割复合纱线。
实施例2耐切割复合纱线制备
聚合物纤维：商品名为“Doyentrontex”400D/180F的UHMWPE长丝纺丝丝线；
硬质纤维：纤度150D的进口玻璃纤维
弹性纤维1：纤度30D的Spendax纱线；
弹性纤维2：50D的涤纶纱线(聚(对苯二甲酸丁二醇酯))
各种纱线的用量如下表：
重量百分比(％)
聚合物纤维 67
硬质纤维 16
弹性纤维1 0.3
弹性纤维2 16.7
制备方法：
(1)将聚合物纤维和硬质纤维并排放在中间作为芯，然后两者一起加捻，捻度为15；
(2)然后用一根弹性纤维以10转/cm逆时针缠绕绑定芯，然后再用另一根弹性纤维以10转/cm顺时针缠绕上述纱线；即得所述耐切割复合纱线。
实施例3耐切割复合纱线制备
聚合物纤维：商品名为“Doyentrontex”350D/180F的UHMWPE长丝纺丝丝线；
硬质纤维：纤度100D的进口玻璃纤维
弹性纤维1：纤度50D的Spendax纱线；
弹性纤维2：80D的涤纶纱线(聚(对苯二甲酸丁二醇酯))
各种纱线的用量如下表：
(1)将聚合物纤维和硬质纤维并排放在中间作为芯，然后两者一起加捻，捻度为16；
(2)然后用一根弹性纤维以8转/cm逆时针缠绕绑定芯，然后再用另一根弹性纤维以8转/cm顺时针缠绕上述纱线；即得所述耐切割复合纱线。
将实施例1-3制备的耐切割复合纱线用12针距的单面针织机制备耐切割织物以备后续测试使用，控制织物的面密度为500g/m2。
实施例4耐切割织物的耐切割性能测试
根据欧洲标准化委员会(简称CEN)在2003年7月2日通过的EN388:2003标准，采用SODEMAT CoupTest耐切割性能测试仪对由实施例1-3纱线制备的织物耐切割性能进行测试。
具体结果如下：
对比例1为按照实施例2的方法制备纱线，区别在于在制备过程中，对聚合物纤维和硬质纤维组成的芯不进行加捻，然后得到的纱线用12针距的单面针织机制备耐切割织物，控制织物的面密度为500g/m2。
对比例2为按照实施例2的方法制备纱线，区别在于在制备过程中，对聚合物纤维和硬质纤维组成的芯的捻数为12，然后得到的纱线用12针距的单面针织机制备耐切割织物，控制织物的面密度为500g/m2。
对比例3为按照实施例2的方法制备纱线，区别在于聚合物纤维和硬质纤维的所占耐切割复合纱线重量百分比分别为聚合物纤维为58％，硬质纤维为25％，然后得到的纱线用12针距的单面针织机制备耐切割织物，控制织物的面密度为500g/m2。
对比例4为按照实施例2的方法制备纱线，然后得到的纱线用12针距的单面针织机制备耐切割织物，控制织物的面密度为560g/m2。
实施例5耐切割织物的综合手感值测试
采用KES织物风格测试仪对上述织物进行测试，其通过弯曲测试、压缩测试、表面测试、剪切和拉伸测试并通过计算获得织物的综合手感值(THV)以评价织物的柔韧性及柔顺度，综合手感值评价标准如下：
THV 评价
1 无法使用
2 差，很差
3 一般
4 良好
5 优秀
具体结果：
THV
实施例1 4
实施例2 4
实施例3 3
对比例1 3
对比例2 3
对比例3 3
对比例4 2
本发明内容仅仅举例说明了要求保护的一些具体实施方案，其中一个或更多个技术方案中所记载的技术特征可以与任意的一个或多个技术方案相组合，这些经组合而得到的技术方案也在本申请保护范围内，就像这些经组合而得到的技术方案已经在本发明公开内容中具体记载一样。

Claims (10)

1.一种具有改善的机械性能和耐切割性的耐切割复合纱线，其包含：聚合物纤维、硬质纤维和至少一种弹性纤维。
2.根据权利要求1所述的纱线，其特征在于，所述聚合物纤维为聚酰胺和/或聚烯烃；优选地，所述聚酰胺包括但不限于聚(对亚苯基对苯二甲酰胺)、聚(间苯二甲酰间苯二胺)、聚(己二酰间亚苯基二甲胺)、聚(癸二酰对亚苯基二甲胺)、聚(2，2，2-三甲基-六亚甲基对苯二甲酰胺)、聚(癸二酸哌嗪)，以及脂肪族和脂环族聚酰胺；优选地，所述聚烯烃包括聚乙烯和/或聚丙烯的均聚物和共聚物；进一步优选地，所述聚烯烃选自聚乙烯，更优选为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
3.根据权利要求1所述的耐切割复合纱线，其特征在于，所述硬质纤维包括但不限于玻璃纤维、矿物纤维或金属纤维。
4.根据权利要求1所述的耐切割复合纱线，其特征在于，所述弹性纤维包括烯烃的伸缩性纤维、聚氨酯基纤维，以及聚酯纤维或尼龙中的一种或多种；优选地，所述聚氨酯纤维为包含嵌段聚氨酯的长链合成聚合物制成的纤维；进一步优选地，所述聚合物包含至少85重量％的嵌段聚氨酯纤维进一步优选地，所述嵌段聚氨酯纤维是弹性纤维型(spandex)，其纤度在20-80D之间，更优选在30-60D之间；优选地，所述聚酯纤维选自聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和聚(对苯二甲酸1，4亚环己基二亚甲基酯)；进一步优选地，所述聚酯纤维为聚(对苯二甲酸丁二醇酯)，其纤度在20-100D之间，更优选在40-80D之间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐切割复合纱线，其特征在于，所述耐切割复合纱线包括重量百分比为50-80％的超高分子量聚乙烯纤维、5-30％的玻璃纤维、0.1-1％的聚氨基甲酸酯纤维和5-30％的聚酯纤维；优选地，所述耐切割复合纱线包括重量百分比为60-70％的超高分子量聚乙烯纤维、15-20％的玻璃纤维、0.2-0.5％的聚氨基甲酸酯纤维和10-20％的聚酯纤维。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的耐切割复合纱线的方法，具体如下：
(1)将聚合物纤维和硬质纤维并排放在中间作为芯，然后两者一起加捻；
(2)然后用一根弹性纤维逆时针缠绕绑定芯，然后再用另一根弹性纤维顺时针缠绕上述纱线。
7.一种包含权利要求1-5任一项所述的耐切割复合纱线所制成的织物；优选地，所述织物是针织织物。
8.根据权利要求7所述的织物，其特征在于，所述织物是纬编的针织物，例如，单面针织物或双面针织物。
9.根据权利要求7所述的织物，其特征在于，所述织物是采用所述耐切割复合纱线通过单面针织机的制成织物。
10.根据权利要求8所述的织物，其特征在于，所述织物是通过12针距或15针距的单面针织机制成的。
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