CN111172647A - 一种面料及面料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种面料，面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维30‑70份、聚丙烯睛纤维10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10‑30份和聚酰亚胺纤维10‑30份。本发明还公开了制备上述面料的方法，包括步骤一、预养护；步骤二、纺纱；步骤三、织造；步骤四、后处理。本发明克服了碳纤维之间抱合力差，可纺性差的缺点，使面料同时具有不燃烧、耐酸、耐碱、拒腐蚀、抗高温等功能。

Description

一种面料及面料的制备方法
技术领域
本发明涉及面料生产技术领域，更具体的说是涉及一种面料及面料的制 备方法。
背景技术
碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、 导电、导热及耐腐蚀等特性，外形呈纤维状、柔软、可加工成各种 织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向 有很高的强度和模量。由于其纤维分子具有高模量，高强度、钢性强，纤维之间抱和力差，可纺性差，因此纺纱难度非常高。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种面料及面料的制备方法，克服碳纤维之 间抱合力差，可纺性差的缺点，使面料同时具有不燃烧、耐酸、耐碱、拒腐 蚀、抗高温等功能。
本发明公开了一种面料，面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维 30-70份、聚丙烯睛纤维10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10-30份和聚酰 亚胺纤维10-30份。
本发明的有益效果是：可使面料同时具有不燃烧、耐酸、耐碱、拒腐蚀、 抗高温等功能。
进一步的，面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维30份、聚丙烯 睛纤维10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维30份和聚酰亚胺纤维30份。
进一步的，面料按照质量份配方如下：包括碳纤维70份、聚丙烯睛纤维 10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10份和聚酰亚胺纤维10份。
进一步的，面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维50份、聚丙烯 睛纤维10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维20份和聚酰亚胺纤维20份。
其中，碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，其耐 高温居所有化纤之首。
聚丙烯腈纤维(俗称腈纶)耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后 还能保持原有强度的77％。它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧 化氢及一般有机试剂。
聚对苯二甲酰对苯二胺纤维又名芳纶1414，具有高耐热性，高抗拉强度 和起始弹性模量，热收缩和蠕变性能稳定，此外还有高绝缘性和耐化学腐蚀 性。
聚酰亚胺纤维弹性模量仅次于碳纤维，耐高温，且具有高绝缘性。
另一方面，本发明还提供了一种上述面料的制备方法，包括：
步骤一：预养护，取SELBANA3001 3～8份、KATAX570-CPDF 3～8份、 KATAXIP 3～8份和水68-88份混合形成助剂均匀喷洒在上述面料的原料上，在 温度为70℃-90℃，湿度为60％-80％的条件下进行密闭养护；
步骤二：纺纱，将步骤一中预养护后的原料，在温度为25℃-27℃，湿度 为50％-60％的条件下，经过梳棉、并条、粗纱、细纱、加捻五道工艺制成纱 线；
步骤三：织造，将步骤二中制成的纱线进行织造，并在经向和纬向每间 隔0.5cm处各增加三根纱线，形成加强格形状，得到基础面料；
步骤四：后处理，首先将步骤三织造完成的基础面料在温度为95℃-100℃ 的具有清洗剂的水中清洗8-10遍，然后在40℃-60℃的水中清洗3-4遍，最后 经过烘干、拉幅、定型得到面料。
本发明的有益效果是：首先，取SELBANA3001 3～8份、KATAX570-CPDF 3～ 8份、KATAXIP 3～8份和水68-88份搅拌均匀形成助剂；然后取碳纤维30-70 份，聚丙烯睛纤维10份，聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10-30份，聚酰亚胺纤 维10-30份，将助剂均匀喷洒在上述原材料上，并进行预养护，以减少纤维之 间静电的产生，使纤维之间能够具有一定的抱合力，不排斥，不飞花而达到 纺纱要求；再经过纺纱工艺，纺出具有很好的强力和柔韧性且条干均匀的纱 线；再通过对织造工艺的改进，使经、纬向断裂强力和撕破强力都能达到相 应的面料要求；最后，再经过后处理，去掉面料上面在预养护、纺纱过程中 使用的油剂和抗静电剂，从而使面料具有更丰满的外观和滑爽悬垂的手感。 经过一系列的制备方法，形成的面料同时具有不燃烧、耐酸、耐碱、拒腐蚀、 抗高温等功能。
其中，预养护时间通常为48小时。
其中，在纺纱过程中，针对上述材料的特性，对纺纱设备做了部分修整 改造：
对纤维开松机进行了改造，更换了其金属齿条，以其适应开松聚对苯二 甲酰对苯二胺纤维及聚酰亚胺纤维；
更换了梳棉机的部分梳理部件，采用慢梳理大隔距工艺，避免损伤碳纤 维强力与长度；
更换了梳棉机及并条机圈条器，使通道极光滑，便于纤维粗条顺利通过；
更换了粗纱、细纱上下销，以适应中长纤维的纺制。
其中，纱线可由大剑杆织布机纺织成基础面料。大剑杆织布机用往复移 动的剑状的杆叉引纬纱入梭口的织机，优势是可以用来织造超宽幅布或粗纬 纱的布。
其中，将基础面料在温度为95℃-100℃的具有清洗剂的水中清洗8-10遍， 是为了去除原料纤维在预氧护过程中加入的油剂，以及在纺纱过程中加入的 各种化学助剂。否则，面料在遇明火后，渗透在纤维中的各种油剂会燃烧。 然后在40℃-60℃的水中清洗3-4遍，是为了洗去面料表面残留的清洗剂等， 进一步改善面料的手感，提升面料的外观性。
进一步的，助剂的原料按照质量份配方如下：包括SELBANA3001 3份， KATAX570-CPDF 3份，KATAXIP 3份，水88份。
进一步的，助剂的原料按照质量份配方如下：包括SELBANA3001 8份， KATAX570-CPDF 8份，KATAXIP 8份，水68份。
进一步的，助剂的原料按照质量份配方如下：包括SELBANA3001 5份， KATAX570-CPDF 5份，KATAXIP 5份，水80份。
其中，SELBANA3001为脂肪酸脂与非离子乳化剂及抗静电剂的复配物， 是应用于纺纱加工的合成油，具有平衡粘滑性能，可使纤维获得良好的纱线 均匀度及较高的制成率，具有抗静电性能。生产厂家：科凯精细化工(上海) 有限公司。
KATAX570-CPDF主要组分为氨基聚乙二醇醚，是一种特别适用于精纺、半 精纺及粗梳加工的抗静电整理剂。生产厂家：科凯精细化工(上海)有限公 司。
KATAXIP主要组分为氨基聚氧乙烯醚，是一种消除或者减少毛纺织及合成 纤维加工过程中的静电现象的助剂。生产厂家：科凯精细化工(上海)有限 公司。
进一步的，清洗剂包括去油灵TA101 10g/L，去油灵TF-115K 10g/L，去污 剂25007g/L，纯碱6g/L。
其中，g/L表示每升溶液中的成分含量为多少克，例如，纯碱6g/L可以理 解为1L清洗剂中含6g的纯碱。
其中，去油灵TA101主要成分为无机盐、表面活性剂，其去污力强，乳 化分散性好，对于去除混纺织物上的油污渍有独到功效，并兼有退浆、煮练 级净洗作用，能使处理后的织物增白增艳，改善手感，对印染设备上的油污 及凝聚物也有清洗作用。生产厂家：浙江传化股份有限公司。
去油灵TF-115K为特殊非离子表面活性剂复配物，其具有极佳的去油、净 洗、乳化、分散能力，对分散化纤油剂、氨纶油剂、粘度高的机械油等其它 类物质有特效，可以防止油剂等其它物质粘缸、再沾污布面。生产厂家：浙 江传化股份有限公司。
去污剂2500具有去污性能外，还具有改善织物的手感与抗静电性能。生 产厂家：浙江传化股份有限公司。
根据本发明提供的面料，可应用于家居用品的防火灭火救生毯，消防战 士的消防战斗服，部队官兵的高级作训服，军用帐篷，火箭导弹包覆材料， 坦克衣，炮衣，冶炼工厂的工装，石油化工管道的包覆，电气焊接工人的工 装，汽车、高铁、飞机等的座椅套，酒店、宾馆的厨师服、阻燃窗帘、床垫 套、床品、保健内衣等。
根据本发明提供的面料，做进一步的高温处理，可应用于导电、屏蔽材 料，可做成超级电容器材料，奠基材料，电热理疗产品，电热地暖、墙暖、 电热背心，屏蔽帐篷，防侦察用炮衣、车衣、坦克衣、飞机、舰艇的隐身材 料等。
但是由于本发明提供的面料是用碳纤维制得，它是单一的黑色，无法染 色，颜色无法遮盖住黑色，通过以下方法可改变其颜色：
1)采用涂料印花的方式，来改变它的颜色，使其根据不同的应用场合， 染成各自所需的颜色，在利用空气柔软机进行处理，不致因涂料印花而使面 料手感发硬。
2)用白胶浆涂底，然后再染色印花。
3)植绒改色，可以本发明的面料做底布，在上面利用静电植绒，而得到 所需要的颜色和花型图案。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的 描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明一实施例提供的一种面料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中 自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的 元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。
下面以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。
其中实施例中应用的SELBANA3001、KATAX570-CPDF、KATAXIP均为科 凯精细化工(上海)有限公司生产；TA101，去油灵TF-115K，去污剂2500均 为浙江传化股份有限公司生产。
实施例1
面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维30份，聚丙烯睛纤维10 份，聚对苯二甲酰对苯二胺纤维30份，聚酰亚胺纤维30份。
实施例2
面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维70份，聚丙烯睛纤维10 份，聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10份，聚酰亚胺纤维10份。
实施例3
面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维50份，聚丙烯睛纤维10 份，聚对苯二甲酰对苯二胺纤维20份，聚酰亚胺纤维20份。
实施例4
面料的制备方法，包括：
步骤一：预养护，SELBANA3001 3份、KATAX570-CPDF 3份、KATAXIP 3份 和水88份混合形成助剂均匀喷洒在实施例1的原料上，在温度为70℃-90℃， 湿度为60％的条件下进行密闭养护；
步骤二：纺纱，将步骤一中预养护后的原料，在温度为25℃-27℃，湿度 为50％的条件下，经过梳棉、并条、粗纱、细纱、加捻五道工艺制成纱线；
步骤三：织造，将步骤二中制成的纱线进行织造，并在经向和纬向每间 隔0.5cm处各增加三根纱线，形成加强格形状，得到基础面料；
步骤四：后处理，首先将步骤三织造完成的基础面料在温度为95℃-100℃ 的具有清洗剂的水中清洗8遍，然后在40℃-60℃的水中清洗4遍，最后经过 烘干、拉幅、定型得到所述面料。
实施例5
面料的制备方法，包括：
步骤一：预养护，SELBANA3001 8份、KATAX570-CPDF 8份、KATAXIP 8份 和水68份混合形成助剂均匀喷洒在实施例2的原料上，在温度为70℃-90℃， 湿度为70％的条件下进行密闭养护；
步骤二：纺纱，将步骤一中预养护后的原料，在温度为25℃-27℃，湿度 为55％的条件下，经过梳棉、并条、粗纱、细纱、加捻五道工艺制成纱线；
步骤三：织造，将步骤二中制成的纱线进行织造，并在经向和纬向每间 隔0.5cm处各增加三根纱线，形成加强格形状，得到基础面料；
步骤四：后处理，首先将步骤三织造完成的基础面料在温度为95℃-100℃ 的具有清洗剂的水中清洗9遍，然后在40℃-60℃的水中清洗3遍，最后经过 烘干、拉幅、定型得到所述面料。
实施例6
面料的制备方法，包括：
步骤一：预养护，SELBANA3001 5份、KATAX570-CPDF 5份、KATAXIP 5份 和水80份混合形成助剂均匀喷洒在实施例3的原料上，在温度为70℃-90℃， 湿度为80％的条件下进行密闭养护；
步骤二：纺纱，将步骤一中预养护后的原料，在温度为25℃-27℃，湿度 为60％的条件下，经过梳棉、并条、粗纱、细纱、加捻五道工艺制成纱线；
步骤三：织造，将步骤二中制成的纱线进行织造，并在经向和纬向每间 隔0.5cm处各增加三根纱线，形成加强格形状，得到基础面料；
步骤四：后处理，首先将步骤三织造完成的基础面料在温度为95℃-100℃ 的具有清洗剂的水中清洗10遍，然后在40℃-60℃的水中清洗4遍，最后经 过烘干、拉幅、定型得到所述面料。
实施例7
清洗剂包括去油灵TA101 10g/L，去油灵TF-115K 10g/L，去污剂2500 7g/L， 纯碱6g/L。
根据实施例4-6，采用上述的面料配方，按照面料制备方法中步骤一预氧 护后的纤维，其断裂强力、断裂伸长率相比碳纤维预氧化丝有了明显的改善。 其对比结果见表1。
其中，碳纤维预氧化丝为美国卓尔泰克公司生产的，其线密度为 1.46g/dtex，平均长度51mm。
采用上述实施例制得的纤维分别为纤维1：纱支(细度)：21s(英支)， 捻度:622捻/米，和纤维2：纱支(细度)：36s(英支)，捻度:815捻/米。
其中，断裂强度为纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂所能承受的 最大负荷与纤维的线密度之比。断裂强度高，纤维在加工过程中不易断头、 绕辊，纱线牢度高；断裂强度太高，纤维刚性增加，手感变硬。
断裂伸长率为纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增加的百分数。断 裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺织加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率 过大，织物易变形。
通过表1中三种纤维的对比可以看出，通过本发明制得的纤维1和纤维2 断裂强力明显高于碳纤维的断裂强力，其在加工过程中不易断头，具有较强 的抱合力，和可纺织性。
另外通过本发明制得的纤维1和纤维2断裂伸长率明显低于碳纤维的断 裂伸长率，其手感柔软，在纺织加工时，毛丝、断头少。
表1
Figure BDA0002399990850000081
根据实施例4-6，其因抱合力差导致的断丝数目也有了明显改善。断丝数 目为观测100只丝饼在2h内的断丝数目。
表2
Figure BDA0002399990850000082
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施 例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发 明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种面料，其特征在于，所述面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维30-70份、聚丙烯睛纤维10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10-30份和聚酰亚胺纤维10-30份。
2.根据权利要求1所述的一种面料，其特征在于，所述面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维30份、聚丙烯睛纤维10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维30份和聚酰亚胺纤维30份。
3.根据权利要求1所述的一种面料，其特征在于，所述面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维70份、聚丙烯睛纤维10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10份和聚酰亚胺纤维10份。
4.根据权利要求1所述的一种面料，其特征在于，所述面料的原料按照质量份配方如下：包括碳纤维50份、聚丙烯睛纤维10份、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维20份和聚酰亚胺纤维20份。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的面料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一：预养护，取SELBANA30013～8份、KATAX570-CPDF 3～8份、KATAXIP 3～8份和水68-88份混合形成助剂均匀喷洒在权利要求1-4任一项所述的面料的原料上，在温度为70℃-90℃，湿度为60％-80％的条件下进行密闭养护；
步骤二：纺纱，将步骤一中预养护后的原料，在温度为25℃-27℃，湿度为50％-60％的条件下，经过梳棉、并条、粗纱、细纱、加捻五道工艺制成纱线；
步骤三：织造，将步骤二中制成的纱线进行织造，并在经向和纬向每间隔0.5cm处各增加三根纱线，形成加强格形状，得到基础面料；
步骤四：后处理，首先将步骤三织造完成的基础面料在温度为95℃-100℃的具有清洗剂的水中清洗8-10遍，然后在40℃-60℃的水中清洗3-4遍，最后经过烘干、拉幅、定型得到所述面料。
6.根据权利要求5所述的一种面料的制备方法，其特征在于，所述助剂的原料按照质量份配方如下：包括SELBANA30013份，KATAX570-CPDF 3份，KATAXIP 3份，水88份。
7.根据权利要求5所述的一种面料的制备方法，其特征在于，所述助剂的原料按照质量份配方如下：包括SELBANA30018份，KATAX570-CPDF 8份，KATAXIP 8份，水68份。
8.根据权利要求5所述的一种面料的制备方法，其特征在于，所述助剂的原料按照质量份配方如下：包括SELBANA30015份，KATAX570-CPDF 5份，KATAXIP 5份，水80份。
9.根据权利要求5所述的一种面料的制备方法，其特征在于，所述清洗剂包括去油灵TA10110g/L，去油灵TF-115K 10g/L，去污剂25007g/L，纯碱6g/L。
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