CN113026163A - 一种防切割纱线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防切割纱线的制备方法，其包括包括芯线和外包线；其中，所述芯线包含涤纶或锦纶纤维半成品丝，所述涤纶或锦纶半成品纤维丝中掺入了无机粉体、无机短纤维和芳纶短纤维中一种或几种；所述外包线包含超高分子量聚乙烯纤维长丝；所述外包线包覆在所述芯线的外部；在包覆过程中，使用罗拉对所述芯线进行拉伸加弹定型，同时在芯线外层包覆所述外包线，制成防切割纱线。相比现有技术，以涤纶或锦纶的半成品纤维丝POY作为芯线，成本更低，更由于POY具有一定拉伸倍率，可在包覆外包线时可根据需要在线调节拉伸倍率和加弹定型，从而制得条干均匀度、皮芯均匀度更好的防切割纱线、满足工艺生产的要求。本发明采用一步加工法，缩短和简化整个工艺周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合纱线，尤其是一种防切割纱线及其制备方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯纤维是目前已经工业化纤维材料中比强度最高的纤维，具有优异的高强、高模、耐磨、耐化学腐蚀等性能，广泛地应用在国防军事、海工缆绳、个体防护等领域。随着军民融合的不断深入，超高分子量聚乙烯纤维在民用市场的应用逐渐增大，其中以防切割手套为主的民用市场逐渐占据主导地位。目前，常用的400D超高分子量聚乙烯纤维制成的防护手套，其切割等级最高为EN388-2003标准3级，且非常不稳定，越来越不适应实际工作环境中对割伤危害防护的需求。
为了制得高防切割手套，目前有两种解决该问题方式，一种是通过将玻璃纤维、钢丝等材料与超高分子量聚乙烯纤维混纺编织，达到提高防切割等级的目的。这种方法虽然可以提高手套的防切割性能，但是由于钢丝比较硬(硬度大不易佩戴且舒适性差)，而玻璃纤维比较脆易断裂外露、手套手感差、佩戴舒适度低，且玻璃纤维毛刺容易对手部造成瘙痒、扎伤、戳划等二次伤害。
另一种则是先制得防切割复合纱线，然后将防切割复合纱线编织成防切割手套。目前，市场上销售的防切割织物的纱线，都是采用棉纱或涤纶长丝或其混股的纱线，与超高分子量聚乙烯包覆或交织制成。例如，中国专利CN104814549B公开了一种超高分子量聚乙烯棉型防切割手套的制备方法，其由超高分子量聚乙烯/涤纶短纤混纺纱、涤纶包覆氨纶包覆纱、PVC包覆玻纤氨纶长丝纱线、橡筋线混合编织而成。中国专利CN207091619U公开了超高分子量聚乙烯纤维棉感防切割手套用复合纱，由超高分子量聚乙烯短纤维混纺纱线包覆氨纶纤维和低旦工业丝而成。但是，上述方案公开的产品均存在如下不足：
(1)芯线是用已加工定型的成品涤纶纱、氨纶纱、工业丝、PVC玻纤长丝纱，这些已定型的成品纱线在包覆超高分子量聚乙烯纤维纱线的过程中，不能够再按照需要设定的拉伸倍率进行拉伸加弹定型，因而难免在包覆过程中与外部的超高分子量聚乙烯纤维纱线达成良好的条干均匀、皮芯均匀，不符合生产工艺的相关要求；(2)采购已加工定型的成品涤纶纱、工业丝、PVC玻璃氨纶纱，原料的成本较高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种防切割纱线的制备方法，以及由该制备方法制得的防切割纱线。运用本发明制备的防切割纱线编织的防切割手套，不仅具备了和超高分子量聚乙烯纤维与钢丝或玻纤混纺手套相当的防切割性能，同时本发明的防切割纱线具有更好的条干均匀度和皮芯均匀度、以及更低的生产成本。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种防切割纱线的制备方法，其包括：
芯线和外包线；其中，所述芯线包含涤纶或锦纶纤维半成品丝，所述涤纶或锦纶半成品纤维丝中掺入了无机粉体、无机短纤维和芳纶短纤维中一种或几种；
所述外包线包含超高分子量聚乙烯纤维长丝；所述外包线包覆在所述芯线的外部；
其中，在包覆过程中，使用罗拉对所述芯线进行拉伸加弹定型，同时在芯线外层包覆所述外包线，制成防切割纱线。
更优选地，包覆包括将超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻后再包覆。
在本申请中，半成品纤维丝又叫预取向丝POY(pre-oriented yarn)，是一种经高速纺丝获得的取向度在未取向丝(UDY)和牵伸丝之间的化纤长丝。POY可伸长但不可回弹，可伸长1.6倍以上，涤纶半成品纤维丝又称涤纶POY，锦纶半成品纤维丝又称之为锦纶POY。采用涤纶或锦纶半成品纤维丝，相较于“已加工定型的成品涤纶纱”等不仅成本更低廉，同时半成品纤维丝还能够按照所设定的拉伸倍率进行拉伸加弹定型，更能够与外部外包线达成良好的条干均匀、皮芯均匀，容易满足生产工艺的相关要求。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述芯线为涤纶半成品纤维丝，其细度为50～800dtex；或者所述芯线为锦纶半成品纤维丝，其细度为40～900dtex。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述无机粉体的粒径为0.01～1微米，在所述半成品纤维丝中的含量为2-6wt％(优选为2wt％-3wt％、3wt％-4wt％、4wt％-5wt％或5wt％-6wt％)；所述无机粉体选自碳化钨粉末、氧化钨粉末、碳化铜粉末、氮化硼粉末、陶瓷粉末、玻璃粉末、矿物岩棉粉末中的一种或几种的组合。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述无机短纤维或芳纶短纤维的长度为0.5～2mm，长径比为5-30：1，在所述半成品纤维丝中的含量为2-6wt％(优选为2wt％-3wt％、3wt％-4wt％、4wt％-5wt％或5wt％-6wt％)；所述无机短纤维为陶瓷纤维或碳纤维。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述陶瓷纤维包括但不限于硅酸铝纤维、多晶氧化铝纤维、SiO2-CaO-MgO系陶瓷纤维、镁橄榄石纤维、钛酸钠/钾晶须。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述芯线为涤纶半成品纤维丝时，罗拉拉伸倍率设为1.5～2.5倍，拉伸加弹定型温度设为150～260℃；所述芯线为锦纶半成品纤维丝时，罗拉拉伸倍率设为1.6～3.5倍，拉伸加弹定型温度设为120～180℃。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述芯线至少还包括一根氨纶丝，以所述氨纶和所述涤纶或锦纶的半成品纤维丝并行作为芯线。
根据本发明的一个优选实施例，其中，使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，同时将作为外包线的超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻包覆在所述芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，并采用网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述涤纶或锦纶的半成品纤维丝的制备方法为：向涤纶粉末或锦纶粉末的熔体中均匀掺入一定质量比的无机粉体、无机短纤维或芳纶短纤维，经高速纺丝工艺，制得掺入了无机粉体、无机短纤维或芳纶短纤维的涤纶或锦纶的半成品纤维丝。
本发明还涉及一种防切割纱线，其特征在于，所述防切割纱线是由上述任一实施例所述的制备方法制备得到。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
(1)相比现有技术，本发明以涤纶或锦纶的半成品纤维丝POY作为芯线，不仅相对于已定型的成品纤维丝更便宜、节省原料成本，而最主要的原因是由于POY具有一定的拉伸倍率，可在包覆超高分子量聚乙烯纤维长丝时可根据所需设置的拉伸倍率进行拉伸加弹定型的同时进行外包线的加捻包覆，以制得条干均匀度、皮芯均匀度更好的防切割纱线、从而满足工艺生产的要求。本发明采用一步加工法，在制备过程中，不仅将涤纶或锦纶的半成品纤维丝POY通过罗拉拉伸加弹定型，且在定型的同时伴随完成外包线的“包覆”过程，缩短和简化了整个工艺周期。
(2)在一些实施例中，本发明制备防切割纱线时使用掺入了无机粉体的半成品纤维丝为芯线。其中无机粉体粒径为0.01-1微米的超细粉体，并控制其添加量，一方面使超细粉体在该成品纤维丝中能更加均匀地分散，通过无机粉体有效增强半成品纤维丝的防切割性能和耐磨性；另一方面，由于颗粒粒径非常小且含量较低，使半成品纤维丝无毛糙和扎刺感，提高纺织产品的使用舒适度。
(3)在另一些实施例中，本发明制备防切割纱线时使用掺入了无机短纤维或芳纶短纤维的半成品纤维丝为芯线。短纤维的长度为0.5-2mm,长径比为5-30：1，并控制其添加量，一方面利用无机短纤维或芳纶短纤维有效增强半成品纤维丝的防切割性能和耐磨性；另一方面，短纤维尺寸很短，可被完全包覆于半成品纤维丝的纤维内部，故有别于超高分子量聚乙烯纤维与钢丝或玻纤的混纺制品，避免出现毛糙和扎刺感，提高纺织产品的使用舒适度。
(4)在一些较佳实施例中，所述无机短纤维优选为碳纤维。碳纤维CF是一种含碳量在95wt％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，既有柔韧之王之称。其兼具纺织纤维的柔软可加工性，抗拉强度在3500兆帕以上，抗拉弹性模量230到430G帕。因此，在所述涤纶或锦纶的半成品纤维丝内掺入一定量的碳纤维，不仅能显著增强半成品纤维的防切割性，同时使半成品纤维更加柔软、触感更舒适，使纺织品具有更佳的佩戴舒适性。
(5)由于涤纶或锦纶的半成品纤维丝(POY)的被拉伸定型后不可回弹，POY弹性较差，为了增加纺织制品(如手套胚)的穿戴舒适度，优选地，将一定细度的氨纶(优选140D的氨纶)与所述POY并行作为芯线，在进行外包线包覆时，可使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，与此同时将超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻包覆在芯线外部，以此调节防切割纱线的弹性，使手套成品佩戴更为舒适。而选用140D的氨纶既可以达到防切割效果，又能起到较好的提高弹性作用。
(6)作为一种芯线+外包线所组成的皮芯复合纱线，外包线必须对芯线均匀包覆(皮芯均匀)、且包覆后形成的包覆外层必须防止芯线裸露或皮芯层偏芯离散，而采用半成品纤维丝POY为芯线原料，并配合拉伸加弹定型包覆的“一步法”工艺，使皮芯层的张力可实现“在线”的调节控制，使本发明制备工艺为均匀包覆奠定基础；而包覆均匀度越好，则纱线的防切割性能也越优异，对纱线柔韧性也有益。
实施例实验结果证明，运用本发明方法制备的防切割纱线编织的防切割手套，与现有的超高分子量聚乙烯纤维与钢丝或玻纤混纺的手套相比，在防切割性能上可媲美，而在佩戴舒适度和柔软性能方面，本发明纱线编织的防切割手套则显著优于后者。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合具体实施方式，对本发明作详细描述。
防切割纱线的制备例
实施例1
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。芯线：200dtex的涤纶半成品丝POY，含有4.5wt％的粒径为0.01～1微米的氮化硼粉末。使用罗拉对芯线拉伸加弹定型，定型温度为170℃，拉伸倍率为1.7，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线，制得防切割纱线。
制备的防切割纱线的质量组分为：涤纶半成品丝POY：40wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：60wt％。
实施例2
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。芯线：200dtex的涤纶半成品丝POY，含有6wt％的粒径为0.01～1微米的氮化硼粉末。使用罗拉对芯线拉伸加弹定型，定型温度为170℃，拉伸倍率为1.7，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：涤纶半成品丝POY：40wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：60wt％。
实施例3
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：200dtex的涤纶半成品丝POY和140D的氨纶丝并行作为芯线。其中，涤纶半成品丝POY含有5wt％的粒径为0.01～1微米的氮化硼粉末。使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，定型温度为160℃，拉伸倍率为1.8，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：涤纶半成品丝POY：42wt％；氨纶丝：26wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：32wt％。
实施例4
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：300dtex的锦纶半成品丝POY和120D的氨纶丝并行作为芯线。其中，锦纶半成品丝POY含有4wt％、长度为0.5～2mm的芳纶短纤维，芳纶短纤维的长径比为10-20：1。使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，定型温度为150℃，拉伸倍率为1.7，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：锦纶半成品丝POY：42wt％；氨纶丝：22wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：36wt％。
实施例5
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：300dtex的锦纶半成品丝POY和140D的氨纶丝并行作为芯线。其中，锦纶半成品丝POY含有3wt％、长度为0.5～0.8mm的钛酸钠晶须，钛酸钠晶须的长径比为10-12:1。使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，定型温度为150℃，拉伸倍率为1.6，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：锦纶半成品丝POY：40wt％；氨纶丝：22wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：38wt％。
实施例6
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：200dtex的涤纶半成品丝POY和140D的氨纶丝并行作为芯线。其中，涤纶半成品丝POY含有4.5wt％、长度约为0.5-0.6mm的碳纤维，碳纤维长径比为5-8:1。使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，定型温度为170℃，拉伸倍率为1.8，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：涤纶半成品丝POY：40wt％；氨纶丝：20wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：40wt％。
实施例7
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。芯线：200dtex的涤纶半成品丝POY，含有2wt％的粒径为0.01～1微米的氮化硼粉末和3wt％的芳纶短纤维(长度为1.2-1.5mm，长径比为12-15:1)。使用罗拉对芯线拉伸加弹定型，定型温度为160℃，拉伸倍率为1.7，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线，制得防切割纱线。
制备的防切割纱线的质量组分为：涤纶半成品丝POY：50wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：50wt％。
实施例8
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。芯线：350dtex的锦纶半成品丝POY，含有3wt％的粒径为0.01～1微米的碳化钨粉末和3wt％的碳纤维(长度为0.5-1mm，长径比为5-10:1)。使用罗拉对芯线拉伸加弹定型，定型温度为150℃，拉伸倍率为1.7，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线，制得防切割纱线。
制备的防切割纱线的质量组分为：锦纶半成品丝POY：55wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：45wt％。
实施例9
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：260dtex的锦纶半成品丝POY和两根100D的氨纶丝并行作为芯线。锦纶半成品丝POY含有3wt％的粒径为0.01～1微米的碳化钨粉末和3wt％的碳纤维(长度为0.5-1mm，长径比为5-10:1)。使用罗拉对芯线拉伸加弹定型，定型温度为150℃，拉伸倍率为1.8，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线，制得防切割纱线。
制备的防切割纱线的质量组分为：锦纶半成品丝POY：42wt％；氨纶丝：28wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：30wt％。
实施例10
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。芯线：200dtex的涤纶半成品丝POY，含有2wt％的粒径为0.01～1微米的氮化硼粉末和3wt％的芳纶短纤维(长度为1.2-1.5mm，长径比为12-15:1)。使用罗拉对芯线拉伸加弹定型，定型温度为170℃，拉伸倍率为1.7，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：涤纶半成品丝POY：46wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：54wt％。
实施例11
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：300dtex的锦纶半成品丝POY，含有3wt％的粒径为0.01～1微米的碳化钨粉末和3wt％的碳纤维(长度为0.5-1mm，长径比为5-10:1)。使用罗拉对芯线拉伸加弹定型，定型温度为150℃，拉伸倍率为1.8，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：锦纶半成品丝POY：55wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：45wt％。
实施例12
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：300dtex的锦纶半成品丝POY和两根100D的氨纶丝并行作为芯线。其中，锦纶半成品丝POY含有3wt％的粒径为0.01～1微米的氮化硼粉末、2wt％的碳纤维(长度为0.5-1mm，长径比为5-10:1)和2wt％、长度为0.5～2mm的芳纶短纤维，芳纶短纤维的长径比为10-20：1。使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，定型温度为150℃，拉伸倍率为1.9，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：锦纶半成品丝POY：44wt％；氨纶丝：20wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：36wt％。
实施例13
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：300dtex的锦纶半成品丝POY和140D的氨纶丝并行作为芯线。其中，锦纶半成品丝POY含有4wt％、长度为0.5～0.6mm的镁橄榄石纤维，长径比为5-8:1。使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，定型温度为150℃，拉伸倍率为1.6，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：锦纶半成品丝POY：40wt％；氨纶丝：20wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：40wt％。
实施例14
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线为分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝。
芯线：200dtex的涤纶半成品丝POY和140D的氨纶丝并行作为芯线。其中，涤纶半成品丝POY含有2wt％、0.5mm短切碳纤维，碳纤维长径比为5-8:1，以及2wt％、0.8mm-1mm的芳纶短纤维，长径比为10-12:1。使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，定型温度为170℃，拉伸倍率为1.8，将外包线加捻包覆在芯线外部，捻成一股线同时进行牵伸，通过网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。空包机气压为2.5Pa的压缩空气。
制备的防切割纱线的质量组分为：涤纶半成品丝POY：48wt％；氨纶丝：22wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：30wt％。
实施例15
本实施例提供一种防切割纱线的制备方法，包括外包线和芯线。
外包线：外包线包含分子量在40-80万、直径为400D的超高分子量聚乙烯纤维长丝和240D的锦纶丝。
芯线：200dtex的涤纶半成品丝POY和140D的氨纶丝并行作为芯线。其中，涤纶半成品丝POY含有2wt％、0.5mm短切碳纤维，碳纤维长径比为5-8:1，以及2wt％、0.8mm-1mm的芳纶短纤维，长径比为10-12:1。使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，定型温度为165℃，拉伸倍率为1.8，将超高分子量聚乙烯纤维长丝和锦纶丝包覆在芯线外部，捻成一股线，制得防切割纱线。
制备的防切割纱线的质量组分为：涤纶半成品丝POY：30wt％；氨纶丝：15wt％；超高分子量聚乙烯纤维长丝：30wt％；锦纶丝25wt％。
以上各实施例的外包线缠绕捻度设定为210捻/米。
防切割纱线的应用例
采用新IGK编织机，通过13针中码编织机以平针隔1打1的方式编织手套胚，在织造手套胚的过程中，控制温度在25±2℃，相对湿度为60±5wt％，控制编织小指的回旋数为100±5、无名指的回旋数为124±5、中指的回旋数为132±5、食指的回旋数为118±5、小掌的回旋数为56±5、大拇指的回旋数为94±5、大掌的回旋数为54±5、手脖的回旋数为102±5。并控制下机长20.0±0.5cm，下机脖宽为8.5±0.1cm。
将本实施例编织的手套胚按EN388标准作耐磨性、防切割性、抗撕裂性、耐穿刺性等性能测试。
性能的测试方法具体如下：
(一)、耐磨性测试方法：
将4个圆形的手套材料样本(6.45cm2)在已知压力下(9kPa)被摩擦，对每个样本分别进行100、500、2000和8000圈的测试，性能等级是根据4次测试后的最低圈数而定。例如，测试A材料，假使在被摩擦500次时出现破损，则此A材料的耐磨性能等级是1级，以此类推。
(二)、防切割性能测试方法：
将2个样本在5牛顿大小的不间断力下进行测试，根据割破前所承受的圈数而确定等级。
其试验条件：23±2℃，相对湿度50±5％；
试验步骤：
1、取样：
(1)在手套上画好100mm×60mm的矩形，矩形的长边与手套的纬线成45度角；
(2)用剪刀沿矩形框裁下，制得100mm×60mm的试样；
(3)另一支手套用相同的方法取样，得左右手两个试样；
(4)参考帆布的取样方法与手套试样相同，制得100mm×60mm的帆布试样。
2、测试试样装备：
(1)准备好尺寸为100mm×60mm的铝箱纸、滤纸、试片；
(2)试片的安装，顺序从最底层网上依次为橡胶片、铝箱纸、滤纸、测试试片；
(3)将试样夹具的上盖盖上，并将螺丝拧好，得到测试试样。
3、控制试样装备：
(1)准备好尺寸为100mm×60mm的铝箱纸、滤纸、参考帆布试样；
(2)试片的安装，顺序从最底层往上依次为橡胶片、铝箱纸、滤纸、参考帆布试片；
(3)将试样夹具的上盖盖上，并将螺丝拧好，得到控制试样。
4、测试：
(1)打开切割试验机后面的电源开关；
(2)切割试验机平台上有两个凸起的固定螺丝；
(3)将控制试样放到测试平台上，底部第一排孔洞插入两个凸起的螺钉中固定好；
(4)拔下插销，刀片进入第一轨道位置；
(5)点击屏幕下方的RST键清零后，点击START TEST键开始测试，刀片开始切割，停止后记数；
(6)按上述步骤切割测试试样第一轨道，停止后记数；
(7)如此控制试样和测试试样交替进行测试，直至结束。
5、测试结果等级评定
将得到的数据根据相应的计算公式，并与耐切割等级表对比，判定耐切割等级。
(三)、抗撕裂性能测试方法：
1、试验依据
(1)EN388-2016：机械性危害防护手套标准。
(2)GB24541-2009：机械危害防护手套。
2、试验条件
温度23±2℃，相对湿度50±5wt％。
3、试验原理
同一系列手套取4个样品，分别制成100mm╳50mm长方形试样，将试样从短边中心沿长度方向剪到一半的位置。用两个夹具分别夹住试样剪开部分，以100mm/min的速度运行，试样被撕裂，测试出试样被撕裂过程中的最大值，并根据耐撕裂等级表进行等级判定。产品等级的最终判定以等级最低的样品为准。
4、试验准备
伸力测试仪1台，试样夹具2个，插销2个，手套样品4只(2副)，剪刀1把。
5、试验步骤(1)取样
①将两副手套分别取纵向试样和横向式样两个。
②用剪刀沿画好的矩形框剪下，得尺寸为10cm×5cm纵向和横向矩形试样，试片不包含橡筋线部分。
③从矩形试样的短边中点到试样中心点划一条线，长度5cm，垂直于短边。
6、制样装配
(1)沿画好的线剪开，得到最终试验用试样。
(2)准备好试样夹具、固定插销，用插销将上下夹具在仪器上装配好。
(3)将裁好的试样的两条腿分别夹到上下夹具中，拧紧，夹试样时要注意试样不能拧。
(四)、耐刺穿性能测试方法：
同样采用4个从4只手套掌部上切下的样本，通过测试测量出以100mm/分钟的速度用钢钉刺穿样本的最大牛顿力。
按照上述方法对采用实施例1-15的防切割纱线织造出的手套胚进行各项性能测试，并对各手套胚进行手感、佩戴舒适性评价。参与佩戴性评价的试穿人员来自申请单位所在厂区，一共包括10名操作工，对佩戴舒适性评价的标准参见表1(以下评价是在15种不同手套胚之间比较)：
表1
| 佩戴感受 | 评分 |
| 质地较硬，触摸有粗糙感 | 0 |
| 质地较硬，触摸无粗糙感 | 1 |
| 质地较软，触摸有粗糙感 | 2 |
| 质地较软，触摸无粗糙感 | 3 |
| 质地轻柔，触摸有粗糙感 | 4 |
| 质地轻柔，触摸无粗糙感 | 5 |
| 非常柔软，触摸有粗糙感 | 6 |
| 非常柔软，触摸无粗糙感 | 8 |
将实施例1-15制备的防切割纱线制备手套性能总结如表2。
表2各实施例获得的手套胚的性能测试结果
综合来看，实施例8、9、11、12、15的防切割纱线织造的手套胚的各项性能均显著优于其他实施例。其中，使用碳纤维增强防切割纱线，可显著改善针织手套胚的耐磨性，同时佩戴舒适性也较好；若使用无机/有机纤维与无机粉体联合增强防切割纱线，可以显著改善针织手套胚的耐磨性、抗切割性和耐刺穿性，这主要是一定量的硬质粉末分布在无机/有机纤维表面，增加无机/有机纤维与涤纶/锦纶POY的结合力，在拉伸定型过程中不容易脱落或拔出，这些硬质颗粒可以有效提升无机/有机纤维的表面粗糙度，表面电位升高增加与涤纶/锦纶POY的界面结合力。此外，实施例14-15中0.5mm左右的短切碳纤维也可有无机硬质分类类似的作用。以200D以上的锦纶丝与高强聚乙烯纤维丝共同作为外包线，可以显著增强手套胚的耐磨性。空包纱的形式也有助于获得佩戴体验更好的防切割手套胚。
本发明的防切割纱线可用于织造除手套之外的其他纺制品，例如：服装、鞋帽等产品，这些纺制品也相应具有前述的各种优异性能。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种防切割纱线的制备方法，其特征在于，包括芯线和外包线；其中，所述芯线包含涤纶或锦纶纤维半成品丝，所述涤纶或锦纶半成品纤维丝中掺入了无机粉体、无机短纤维和芳纶短纤维中一种或几种；
所述外包线包含超高分子量聚乙烯纤维长丝，外包线包覆在所述芯线的外部；
在包覆过程中，使用罗拉对所述芯线进行拉伸加弹定型，在处于拉伸加弹定型的芯线外层包覆所述外包线，制成防切割纱线。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芯线为涤纶半成品纤维丝，其细度为50～800dtex；或者所述芯线为锦纶半成品纤维丝，其细度为40～900dtex。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机粉体的粒径为0.01～1微米，在所述半成品纤维丝中的含量为2-6wt％；所述无机粉体选自碳化钨粉末、氧化钨粉末、碳化铜粉末、氮化硼粉末、陶瓷粉末、玻璃粉末、矿物岩棉粉末中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于，所述无机短纤维或芳纶短纤维的长度为0.5～2mm，长径比为5-30：1，在所述半成品纤维丝中的含量为2-6wt％；所述无机短纤维为陶瓷纤维或碳纤维。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷纤维包括但不限于硅酸铝纤维、多晶氧化铝纤维、SiO2-CaO-MgO系陶瓷纤维、镁橄榄石纤维、钛酸钠/钾晶须。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芯线为涤纶半成品纤维丝时，罗拉拉伸倍率设为1.5～2.5倍，拉伸加弹定型温度设为150～260℃；所述芯线为锦纶半成品纤维丝时，罗拉拉伸倍率设为1.6～3.5倍，拉伸加弹定型温度设为120～180℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述芯线至少还包括一根氨纶丝，以所述氨纶和所述涤纶或锦纶的半成品纤维丝并行作为芯线。
8.根据权利要求1或6或7所述的制备方法，其特征在于，使用两对罗拉对所述芯线拉伸加弹定型，同时将作为外包线的超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻包覆在所述芯线外部捻成一股线同时进行牵伸，并采用网格喷嘴喷射气压为1.5-3.5Pa的压缩空气，制备防切割空包纱线。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述涤纶或锦纶的半成品纤维丝的制备方法为：向涤纶粉末或锦纶粉末的熔体中均匀掺入一定质量比的无机粉体、无机短纤维或芳纶短纤维，经高速纺丝工艺，制得掺入了无机粉体、无机短纤维或芳纶短纤维的涤纶或锦纶的半成品纤维丝。
10.一种防切割纱线，其特征在于，所述防切割纱线是由权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。
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Denomination of invention: An anti cutting yarn and its preparation method Effective date of registration: 20231114 Granted publication date: 20220304 Pledgee: Qingdao Bank Co.,Ltd. Weifang Gaomi Branch Pledgor: SHANDONG XINGYU GLOVES Co.,Ltd. Registration number: Y2023980065537 |
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