[發明專利]一種碳纖維包芯紗織物的生產方法

有效

• 申請號: 201610574251.X
• 申請日: 2016-07-20
• 公開（公告）號: CN105951239B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 劉新金;劉陳濤;蘇旭中;謝春萍;徐伯俊;賀文慧
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D02G3/04
• 分類號: D02G3/04;D02G3/36;D06B3/10;D06B23/00;D06B15/00
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技術領域

本發明涉及到新型織物領域，具體涉及到一種碳纖維包芯紗織物的生產方法。

背景技術

碳纖維，是一種含碳量在95％以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。目前，碳纖維主要作為增強材料應用在工業方面，在服用方面卻很少涉及，若能用在服裝上，作為防護服使用，將具有防切割，耐高溫，耐腐蝕，抗電磁屏蔽等性能，雖然碳纖維長絲在軸向上有很強的拉伸性能，但纖維初始模量高，剪切強度低，彎曲多后易折斷且不宜與皮膚接觸。若將紡織短纖維包覆在碳纖維長絲束上，則能有很好的服用性能和功能性。

若直接將碳纖維長絲束與紡織短纖維紡成包芯紗的話，由于短纖維會在碳纖維長絲束上加捻纏繞，其作用力會使碳纖維長絲束在切向上產生一定的轉移扭曲，再因紡紗過程中的張力作用，碳纖維長絲束外圍長絲會發生斷裂或扭曲，導致碳纖維包芯紗上弱環增多，軸向強力下降，雖仍有較大強力，但與原先的碳纖維長絲束相比，軸向強力大大減弱。

由此，本發明給出一種碳纖維包芯紗織物的生產方法，該工藝通過在碳纖維長絲束上采用特殊的預處理工藝使其能與紡織短纖維一起在棉紡細紗機上紡成碳纖維包芯紗，紡成的碳纖維包芯紗在軸向上能保持原有的強力，在切向方向上因為有短纖維的包覆而具有一定的抗彎曲能力，不易脆裂，繼而使得加工得到的織物具有優異的防護功能。

發明內容

本發明的目的是給出一種碳纖維包芯紗織物生產方法，將碳纖維應用于服用方面，充分發揮出碳纖維高強力，防切割，耐高溫，耐腐蝕，抗電磁屏蔽等功能性，保護人體不受傷害。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種碳纖維包芯紗，由碳纖維長絲束與短纖維組成，所述碳纖維長絲束為芯紗，所述短纖維為外包紗。

為實現上述碳纖維包芯織物的生產，本發明采用如下的生產方法，包括以下步驟：

第一步，碳纖維長絲束預處理：將碳纖維長絲束筒置于整經架上，經漿紗機、烘干機對碳纖維長絲束進行上漿，被漿料包覆的碳纖維長絲束再卷繞到經軸上；

第二步，經軸退繞：將經軸上的碳纖維絲束按順序退繞到改裝后的整經架筒子上；

第三步，包芯紗紡制：將預處理后的碳纖維長絲束經棉紡細紗機的包芯紗裝置喂入前羅拉鉗口，短纖維粗紗從棉紡細紗機喇叭口喂入后羅拉，而后經中羅拉和前羅拉的牽伸作用后輸出到前羅拉鉗口得到短纖維須條，短纖維須條在前羅拉鉗口處對碳纖維長絲束進行包裹，而后兩者共同加捻得到碳纖維包芯紗；

第四步，織物加工：將含有漿料的碳纖維包芯紗進行織造，經退漿裝置，將包覆在碳纖維長絲束上的漿退去、洗凈，再經護理液護理后烘干，最終加工得到具有一定親膚效果的碳纖維包芯紗織物。

采用上述生產工藝，可獲得成紗質量較優的碳纖維包芯紗織物。第一步對碳纖維長絲束進行預處理，將漿料包覆在碳纖維長絲束表面，可增強單絲間的粘合力，使單絲在外力作用下不易滑移變形，同時使長絲束整體外表面更加圓潤光滑，在紡制時能減少與短纖維的相互作用力，減少弱環的產生；第二步將預處理后的碳纖維長絲束卷繞在筒子上，方便運輸；第三步在棉紡包芯紗裝置上紡包芯紗，以碳纖維長絲束為芯絲，外包紡織短纖維，可增強碳纖維長絲束的彎曲性能，保護芯絲，得到的碳纖維包芯紗能用于服用；第四步將碳纖維包芯紗內的漿料退去，并用護理液護理烘干，可改善包芯紗內在環境，柔軟度增加，提高織物整體質量。

本發明工藝進一步完善的技術方案如下：

優選地，第一步中，碳纖維長絲束的規格為1K或3K；

優選地，第一步中，碳纖維漿料采用適用于碳纖維的明膠漿料，能與碳纖維很好的粘合，粘合后表面較為均勻，漿料包覆效果好，單絲不易分散，從而提高單絲間的作用力，改善碳纖維絲束外表面；

優選地，第一步中，烘干機中的溫度要控制好，采用90℃預烘干，110-120℃烘干，使漿料能很好的包覆碳纖維束；

優選地，第一步中，采用小批量的碳纖維束卷繞在經軸上，上漿時纖維束間不接觸，以免烘干后相互粘合在一起或導致上漿不勻；

優選地，第二步中，在改裝后的碳纖維整經架上設有驅動裝置，筒子裝上后，可以直接將碳纖維束均勻的卷繞在筒子上；