專利名稱：高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織工業(yè)的紡紗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布的生產(chǎn)工藝，屬于國際專利分類D02G3/36“夾心或包芯紗線”
背景技術(shù)：
先進的非金屬復(fù)合材料，近十年來有著蓬勃發(fā)展，尤其是發(fā)達國家把先進復(fù)合材料當作發(fā)展高科技新型材料的一大產(chǎn)業(yè)，90年代來已廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍需裝備、體育器材和橋梁、隧道、房屋加固補強等土木工程領(lǐng)域。目前公知復(fù)合材料應(yīng)用的有三類纖維一是碳纖維片材應(yīng)用比較普遍，碳纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能和高模量優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空、航天和結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域，但其固有的抗剪強度低、抗沖擊性能差，以及片材本身剛性大不易彎折施工，碳纖維有良好的電磁性，導(dǎo)致通訊信號屏蔽等缺陷，而阻礙著它更廣泛的推廣應(yīng)用。二是芳綸纖維片材，它具有優(yōu)異的力學(xué)性能和抗剪切、抗沖擊強度，能易折彎施工優(yōu)點。但也存在美中不足的是怕水害、怕光照等弱點，芳綸片材浸水、光照后強力大大下降，所以不宜有水和長期光照領(lǐng)域應(yīng)用。三、玻璃纖維布，玻璃纖維強力只有芳綸纖維的三分之一，高強聚乙烯纖維五分之一，力學(xué)性能低，而且它剛性強、易折斷、施工難，還不抗酸堿和不抗紫外線光照，只能適用于低檔復(fù)合材料中作填充材料。
近年來，以超高分子量聚乙烯為原料，研制生產(chǎn)高強度、高模量聚乙烯纖維有迅速發(fā)展。高強、高模聚乙烯纖維是當今世界三大高科技纖維(碳纖維、芳綸、高強、高模聚乙烯纖維)之一的高性能纖維，它具有強度高、模量大、密度小、抗沖擊韌性好、能耐各種化學(xué)物品腐蝕和抗紫外光照強等綜合優(yōu)異性能。目前該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用安全防護、防彈衣、防彈頭盔、防彈板材和航海纜繩、遠洋捕魚拖網(wǎng)、人造關(guān)節(jié)、體育器材等領(lǐng)域。由于高強聚乙烯纖維表面的惰性和非極性、高取向度和高結(jié)晶性，使纖維表面的浸潤性和界面粘接性能差，還不能應(yīng)用于先進非金屬復(fù)合材料中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種以高強、高模聚乙烯纖維為基本材料，在其表面外包覆一種可粘接和浸潤性纖維，成為高強聚乙烯纖維包覆紗線，采用經(jīng)編交織，織成經(jīng)緯立體復(fù)合材料專用經(jīng)編布的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布，是選用高強、高模聚乙烯纖維為基本材料，在高強聚乙烯纖維的表面外包覆一種可粘接和浸潤性纖維，成為高強聚乙烯纖維包覆紗線；采用經(jīng)編交織方法，織成經(jīng)緯立體復(fù)合材料專用經(jīng)編布。其主要骨架材料——高強、高模聚乙烯纖維的規(guī)格為600D～1760D，斷裂強力大于25g/D，彈性模量大于600克，含油度0.5～2.0％，伸長率為3％～4.5％的復(fù)絲。
這種高強聚乙烯纖維織物具有抗拉性強、比重輕、浸潤性和粘接性好等優(yōu)點，可適應(yīng)各種環(huán)氧樹酯和各類彈性體樹脂的粘接，在先進非金屬復(fù)合材料中具有廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景?？商娲鷤鹘y(tǒng)的碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維來加工非金屬復(fù)合材料，打破了我國長期來依賴進口碳纖維、芳綸纖維應(yīng)用復(fù)合材料的局面。
具體實施例方式
選用高強、高模聚乙烯纖維為內(nèi)芯材料，在高強聚乙烯纖維的表面外包覆一種可粘接和浸潤性纖維，成為高強聚乙烯纖維包覆紗線；采用經(jīng)編交織方法，織成經(jīng)緯立體復(fù)合材料專用經(jīng)編布。高強、高模聚乙烯纖維的規(guī)格為600D～1760D，斷裂強力大于25g/D，彈性模量大于600克，含油度0.5～2.0％，伸長率為3％～4.5％的復(fù)絲。
皮層包覆材料的可粘接和浸潤性纖維，選自高強聚酯纖維、尼龍纖維或維尼龍纖維，其纖維規(guī)格為68D～150D，強力大于4.5g/D～9g/D的復(fù)絲。
包覆技術(shù)是將高強聚乙烯纖維作內(nèi)芯，按包覆線速度通過牽引羅拉不斷往上移動，皮層包覆纖維筒子隨跟錠子高速回轉(zhuǎn)及離心慣性力的作用下，形成一個氣圈，產(chǎn)生外包的速度同步與內(nèi)芯移動，進行皮層S型交叉包覆，形成皮芯S型交叉包覆紗線。
包覆紗線的規(guī)格，按復(fù)合材料不同用途要求，為800D～2200D，包覆紗線強力22g/D～30g/D，彈性模量600～1200g/D，外包皮層比例15％～25％。
該經(jīng)編交織方法，即經(jīng)緯立體經(jīng)編技術(shù)，是采用常規(guī)經(jīng)編機，將高強聚乙烯纖維包覆紗線，通過經(jīng)緯方向、用其它纖維捆綁扎成立體經(jīng)編布；其紗線采用二種結(jié)構(gòu)，一是經(jīng)向與緯向都是高強聚乙烯纖維包覆紗線，二是經(jīng)向采用高強聚乙烯纖維包覆紗線，緯向采普通聚酯纖維或維尼龍纖維、聚丙烯纖維等。
經(jīng)編布網(wǎng)眼規(guī)格有1.2mm×1.2mm、1.6mm×1.6mm、1.8mm×1.2mm、1.8mm×1.6mm、1.8mm×2.0mm、2.0mm×2.2mm等，可根據(jù)復(fù)合材料不同要求和應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計網(wǎng)眼規(guī)格。立體形高度可根據(jù)紗線粗細確定，一般為1～3mm厚度。
這種新型材料和新型加工技術(shù)的經(jīng)編布，可廣泛應(yīng)用隧道、橋梁、大跨度房屋、水利工程加固補強和軍需裝備、軍用快艇、沖鋒舟、小型飛機、裝甲車、航天領(lǐng)域及各種高性能體育器材。應(yīng)用于施工方便省時，抗拉強力高、比重小、抗沖擊切割韌性強、浸潤性好與任何粘接材料粘接牢固，而成本低、產(chǎn)業(yè)化程度高的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。對大力發(fā)展我國復(fù)合材料新型工業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景。
權(quán)利要求
1.一種高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布，其特征在于是選用高強、高模聚乙烯纖維為內(nèi)芯材料，在高強聚乙烯纖維的表面外包覆一種可粘接和浸潤性纖維，成為高強聚乙烯纖維包覆紗線；采用經(jīng)編交織方法，織成經(jīng)緯立體復(fù)合材料專用經(jīng)編布；其主要骨架材料——高強、高模聚乙烯纖維的規(guī)格為600D～1760D，斷裂強力大于25g/D，彈性模量大于600克，含油度0.5～2.0％，伸長率為3％～4.5％的復(fù)絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布，其特征在于所述皮層包覆材料的可粘接和浸潤性纖維，選自高強聚酯纖維、尼龍纖維或維尼龍纖維，其纖維規(guī)格為68D～150D，強力大于4.5g/D～9g/D的復(fù)絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布，其特征在于其包覆技術(shù)是將高強聚乙烯纖維作內(nèi)芯，按包覆線速度通過牽引羅拉不斷往上移動，皮層包覆纖維筒子隨跟錠子高速回轉(zhuǎn)及離心慣性力的作用下，形成一個氣圈，產(chǎn)生外包的速度同步與內(nèi)芯移動，進行皮層S型交叉包覆，形成皮芯S型交叉包覆紗線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布，其特征在于所述包覆紗線的規(guī)格，按復(fù)合材料不同用途要求，為800D～2200D，包覆紗線強力22g/D～30g/D，彈性模量600～1200g/D，外包皮層比例15％～25％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布，其特征在于所述經(jīng)編交織方法，即經(jīng)緯立體經(jīng)編技術(shù)，是采用常規(guī)經(jīng)編機，將高強聚乙烯纖維包覆紗線，通過經(jīng)緯方向、用其它纖維捆綁扎成立體經(jīng)編布；其紗線采用二種結(jié)構(gòu)，一是經(jīng)向與緯向都是高強聚乙烯纖維包覆紗線，二是經(jīng)向采用高強聚乙烯纖維包覆紗線，緯向采普通聚酯纖維或維尼龍纖維、聚丙烯纖維等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布，其特征在于所述的經(jīng)編布網(wǎng)眼規(guī)格有1.2mm×1.2mm、1.6mm×1.6mm、1.8mm×1.2mm、1.8mm×1.6mm、1.8mm×2.0mm、2.0mm×2.2mm等，可根據(jù)復(fù)合材料不同要求和應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計網(wǎng)眼規(guī)格。
全文摘要
本發(fā)明涉及高強聚乙烯纖維包覆紗線及經(jīng)編布，選用高強高模聚乙烯纖維為基本材料，其表面外包覆可粘接和浸潤性纖維，成為高強聚乙烯纖維包覆紗線；采用經(jīng)編交織方法，織成經(jīng)緯立體復(fù)合材料專用經(jīng)編布。這種高強聚乙烯纖維織物具有抗拉性強、比重輕、浸潤性和粘接性好等優(yōu)點，可適應(yīng)各種環(huán)氧樹脂和各類彈性體樹脂的粘接，在先進非金屬復(fù)合材料中具有廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景。可替代傳統(tǒng)的碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維來加工非金屬復(fù)合材料，打破了我國長期來依賴進口碳纖維、芳綸纖維應(yīng)用復(fù)合材料的局面。
文檔編號D04B21/00GK1818168SQ20061006582
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者陳成泗, 許世安 申請人:陳成泗, 許世安