一種碳纖維包芯紗織物的生產方法
【專利摘要】本發(fā)明給出一種碳纖維包芯紗織物生產方法，碳纖維長絲束為芯紗，包括碳纖維長絲束預處理：將碳纖維長絲束筒置于整經(jīng)架上，經(jīng)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(jīng)軸上；經(jīng)軸退繞：將經(jīng)軸上的碳纖維絲束按順序退繞到改裝后的整經(jīng)架筒子上；包芯紗紡制：將預處理后的碳纖維長絲束經(jīng)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，經(jīng)牽伸后的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；織物加工：將含有漿料的碳纖維包芯紗進行織造，經(jīng)退漿裝置，將包覆在碳纖維長絲束上的漿退去、洗凈，再經(jīng)護理液護理后烘干。
【專利說明】
一種碳纖維包芯紗織物的生產方法
技術領域
[0001] 本發(fā)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】
[0002] 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(jīng)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(yè) 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。
[0003] 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(fā)生斷裂或扭曲，導致碳纖維包芯紗上弱環(huán)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。 [0004]由此，本發(fā)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(yōu)異的防護功能。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)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(fā)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。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)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。
[0007] 為實現(xiàn)上述碳纖維包芯織物的生產，本發(fā)明采用如下的生產方法，包括以下步驟：
[0008] 第一步，碳纖維長絲束預處理:將碳纖維長絲束筒置于整經(jīng)架上，經(jīng)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(jīng)軸上；
[0009] 第二步，經(jīng)軸退繞:將經(jīng)軸上的碳纖維絲束按順序退繞到改裝后的整經(jīng)架筒子上； [0010]第三步，包芯紗紡制：將預處理后的碳纖維長絲束經(jīng)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(jīng)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；
[0011]第四步，織物加工:將含有漿料的碳纖維包芯紗進行織造，經(jīng)退漿裝置，將包覆在 碳纖維長絲束上的漿退去、洗凈，再經(jīng)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。
[0012] 采用上述生產工藝，可獲得成紗質量較優(yōu)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(huán)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(huán)境，柔軟度增加，提高 織物整體質量。
[0013] 本發(fā)明工藝進一步完善的技術方案如下：
[0014] 優(yōu)選地，第一步中，碳纖維長絲束的規(guī)格為1K或3K;
[0015] 優(yōu)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；
[0016] 優(yōu)選地，第一步中，烘干機中的溫度要控制好，采用90°C預烘干，110-120°c烘干， 使?jié){料能很好的包覆碳纖維束；
[0017] 優(yōu)選地，第一步中，采用小批量的碳纖維束卷繞在經(jīng)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；
[0018] 優(yōu)選地，第二步中，在改裝后的碳纖維整經(jīng)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；
[0019] 優(yōu)選地，第三步中，包芯紗紡制中，碳纖維長絲束由積極轉動的送絲輥退繞后，經(jīng) 過裝在搖架上的導絲輪，由集聚空心前羅拉與前膠輥的后鉗口喂入牽伸機構，短纖維粗紗 由后羅拉喂入，而后經(jīng)中羅拉和聚集空心前羅拉的牽伸作用后，與碳纖維長絲束匯合，經(jīng)阻 捻膠輥后，加捻形成包芯紗，使得紡成的碳纖維包芯紗仍保持著原先碳纖維長絲束的強力， 在前膠輥與阻捻膠輥之間加裝有氣流導向裝置，提高集聚效果；
[0020] 優(yōu)選地，第三步中，喇叭口是雙口的，可以喂入一根粗紗或兩根粗紗；
[0021] 優(yōu)選地，第三步中，碳纖維包芯紗號數(shù)在60-400tex之間；
[0022]優(yōu)選地，第四步中，退漿工藝中將剛形成的碳纖維包芯紗織物經(jīng)40_50°C的熱水煮 練，放置8-10小時將漿料退去；
[0023]優(yōu)選地，第四步中，護理工藝中加入陽離子柔軟劑、護理劑使煮練后的碳纖維織物 手感、親膚效果更好。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明生產裝置的結構示意圖：
[0025]具體的實施方式：
[0026]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，但是本發(fā)明不限于所給出的例子。 實施例
[0027] 以在QFA1528細紗機上加裝芯絲喂入裝置后紡制104tex碳纖維包芯紗織成碳纖維 包芯紗織物為例。
[0028]其生產的具體方案如下：將碳纖維長絲束先進行預處理，經(jīng)上漿工序、烘干工序對 碳纖維長絲束進行上漿卷繞到經(jīng)軸上;再經(jīng)改裝后的整經(jīng)架將上漿后的碳纖維絲束轉繞到 筒子上，為在細紗機上紡包芯紗做準備;采用紡賽絡包芯紗工藝將一根棉粗紗與一根滌綸 粗紗從喇叭口喂入，碳纖維長絲束從芯絲喂入裝置喂入，制得碳纖維包芯紗。
[0029] (1)預處理工序:采用1K碳纖維長絲束，號數(shù)為67tex，經(jīng)上漿、烘干工序對碳纖維 長絲束進行上
[0030] 漿預處理。
[0031] (2)上漿工序:漿料主要由粘著劑、增韌劑、浸透劑、柔軟劑、吸濕劑組成，將碳纖維 長絲束先分組卷繞到經(jīng)軸上，再經(jīng)漿料槽上漿，形成良好的漿膜。上漿速度50m/min，上漿溫 度 8〇°C，壓輥壓力2〇_3〇N/cm〇
[0032] (3)烘干工序:90°C左右預烘干，110_120°C左右烘干，烘干后卷繞到經(jīng)軸上。
[0033] (4)將經(jīng)軸上被漿料包覆的碳纖維長絲束分組退繞到筒子架的筒子上，為在細紗 機上紡包芯紗做準備。
[0034] (5)細紗工序:碳纖維長絲束1由積極轉動的送絲輥2退繞后，經(jīng)過裝在搖架上的導 絲輪3,由集聚空心前羅拉7與前膠輥9的后鉗口喂入牽伸機構，短纖維粗紗4包括4.2g/10m 的棉粗紗和滌綸粗紗由雙喇叭口由后羅拉5喂入，而后經(jīng)中羅拉6和聚集空心前羅拉的牽伸 作用后，與碳纖維長絲束匯合，經(jīng)阻捻膠輥11后，加捻形成104tex包芯紗，在前膠輥與阻捻 膠輥之間加裝有氣流導向裝置10，其中總牽伸倍數(shù)控制在22.7，細紗機轉速控制在9000r/ min，捻系數(shù)控制在325。
[0035] 經(jīng)檢測，根據(jù)上述方法生產的碳纖維包芯紗的各項指標如下：
[0036]
[0037]~(6)織造工序:按2/1斜紋組織將碳纖維包芯紗織成織物。
[0038] (7)退漿工序:將剛形成的碳纖維包芯紗織物經(jīng)40-50 °C的熱水煮練，在退漿池中 放置8-10小時將漿料退去。
[0039] (8)護理工序:加入柔軟劑、護理劑使煮練后的碳纖維織物手感、親膚效果更好。
[0040] 經(jīng)檢測，根據(jù)上述方法生產的碳纖維包芯紗織物的各項指標如下：
[0041]
【主權項】
1. 一種碳纖維包芯紗織物的生產方法，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，其特征是: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(jīng)架上，經(jīng)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(jīng)軸上； 第二步，經(jīng)軸退繞:將經(jīng)軸上的碳纖維絲束按順序退繞到改裝后的整經(jīng)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(jīng)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(jīng)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(jīng)退漿裝置，將包覆在碳纖 維長絲束上的漿退去、洗凈，再經(jīng)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。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維包芯紗織物的生產方法，其特征是:第一步中，碳 纖維長絲束的規(guī)格為IK或3K;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;烘干機中的溫度要控制好，采用90°C預烘干，110-120°C烘干，使?jié){ 料能很好的包覆碳纖維束;采用小批量的碳纖維束卷繞在經(jīng)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。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維包芯紗織物的生產方法，其特征是:第二步中，在 改裝后的碳纖維整經(jīng)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。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維包芯紗織物的生產方法，其特征是:第三步中，包 芯紗紡制中，碳纖維長絲束由積極轉動的送絲輥退繞后，經(jīng)過裝在搖架上的導絲輪，由集聚 空心前羅拉與前膠輥的后鉗口喂入牽伸機構，短纖維粗紗由后羅拉喂入，而后經(jīng)中羅拉和 聚集空心前羅拉的牽伸作用后，與碳纖維長絲束匯合，經(jīng)阻捻膠輥后，加捻形成包芯紗，使 得紡成的碳纖維包芯紗仍保持著原先碳纖維長絲束的強力，在前膠輥與阻捻膠輥之間加裝 有氣流導向裝置，提高集聚效果；喇叭口是雙口的，可以喂入一根粗紗或兩根粗紗;碳纖維 包芯紗號數(shù)在60-400tex之間。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維包芯紗織物的生產方法，其特征是:退漿工藝中將 剛形成的碳纖維包芯紗織物經(jīng)40_50°C的熱水煮練，放置8-10小時將漿料退去；護理工藝中 加入陽離子柔軟劑、護理劑使煮練后的碳纖維織物手感、親膚效果更好。
【文檔編號】D02G3/36GK105951239SQ201610574251
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月20日
【發(fā)明人】劉新金, 劉陳濤, 蘇旭中, 謝春萍, 徐伯俊, 賀文慧
【申請人】江南大學