大豆纖維包覆復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大豆纖維包覆復(fù)合材料，屬于紡織材料【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：中間芯體，其以碳纖維材料制成；表層包覆層，其以大豆纖維材料制成；表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。本實(shí)用新型的有益效果是：由于包覆纖維是兩種或兩種以上的纖維組合而成的一種復(fù)合纖維。故而包覆纖維除了具有特殊的結(jié)構(gòu)以外，它的優(yōu)勢在于可利用芯纖維的優(yōu)良性能以及外包纖維的性能，與此同時，還可利用表向特征，充分發(fā)揮兩種纖維的特長并發(fā)揮二者的功能。特別地，可實(shí)現(xiàn)染色作業(yè)。
【專利說明】大豆纖維包覆復(fù)合材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及紡織材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種大豆纖維包覆復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]二十一世紀(jì)是材料的紀(jì)元。碳纖維是由碳元素組成的一種特殊纖維，分子結(jié)構(gòu)介于石墨與金剛石之間，含碳量隨種類不同而異，其是由有機(jī)纖維或低分子烴氣體原料加熱至1500°C所形成的高分子無機(jī)纖維材料，其含碳量在95%以上。所以廣泛應(yīng)用于飛機(jī)制造等軍工領(lǐng)域、風(fēng)力發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域、高爾夫球棒等體育用品領(lǐng)域、人造骨骼等醫(yī)療領(lǐng)域以及紡織領(lǐng)域。
[0003]碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的四分之一，碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500MPa以上，是鋼的7_9倍，抗拉彈性模量為23000-43000MPa,亦高于鋼。
[0004]因此，CFRP (碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000MPa (g/cm3),而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59MPa (g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強(qiáng)度越高，則構(gòu)件的自重越小，比模量越高，則構(gòu)件的剛度越大，從這個意義在已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景。
[0005]碳纖維具有一般碳素材料的特性，諸如耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料又不同，有著顯著的特異性，柔軟，可加工成各自織物，更主要的是微晶結(jié)構(gòu)沿纖維軸有擇優(yōu)取向，從而沿纖維軸方向有很到的抗張強(qiáng)度和楊氏模量。碳纖維的比重小，把它做成復(fù)合材料，便成了全世界的全能者。
[0006]與此同時，在紡織領(lǐng)域，碳纖維的運(yùn)用還受到染色等工藝無法運(yùn)用的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種大豆纖維包覆復(fù)合材料。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]大豆纖維包覆復(fù)合材料，其特征在于，其包括:
[0010]中間芯體，其以碳纖維材料制成；
[0011]表層包覆層，其以大豆纖維材料制成；
[0012]表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0013]其中，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置。
[0014]其中，碳纖維的平均纖維長度為0.2mm。
[0015]其中，中間芯體采用多股碳纖維材料制成。
[0016]其中，所述中間芯體以碳纖維材料制成的碳纖維紗線束構(gòu)成。
[0017]其中，中間芯體采用碳纖維布材料制成。
[0018]其中，表層包覆層由大豆纖維紗以螺旋纏繞方式布置于中間芯體表面。
[0019]其中，所述表層包覆層的平均厚度為0.2-lmm。[0020]如本文所述，大豆纖維，其屬于再生性植物蛋白纖維，它是采用生物工程技術(shù)從大豆的豆柏中提煉出來的蛋白質(zhì)與聚乙烯醇或其他高分子共混，再以濕法紡絲而成，由于大豆蛋白質(zhì)是球狀蛋白，能溶于水，所以形成纖維過程也是一種交聯(lián)過程，交聯(lián)劑的加入，可提聞大?蛋白質(zhì)的強(qiáng)度和耐熱性，本技術(shù)可以從IOOkg ?柏中提取40kg的大?蛋白質(zhì)，大豆蛋白纖維具有天然蠶絲的優(yōu)良特性，又具有合成纖維的機(jī)械性能，故而，其與碳纖維共同制作的復(fù)合材料極大地提高了材料與人體接觸的舒適性。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:由于包覆纖維是兩種或兩種以上的纖維組合而成的一種復(fù)合纖維。故而包覆纖維除了具有特殊的結(jié)構(gòu)以外，它的優(yōu)勢在于可利用芯纖維的優(yōu)良性能以及外包纖維的性能，與此同時，還可利用表向特征，充分發(fā)揮兩種纖維的特長并發(fā)揮二者的功能。
[0022]可根據(jù)包覆絲纖維的不同性能，可用在不同的領(lǐng)域。諸如本實(shí)用新型在利用兩種材料的性質(zhì)，用包覆的工藝制成先進(jìn)的復(fù)合材料。本產(chǎn)品的科技含量與優(yōu)良的性能，填補(bǔ)了我國纖維領(lǐng)域的空白。是高科技領(lǐng)域的優(yōu)良材料，經(jīng)研發(fā)和試驗(yàn)，已經(jīng)形成成熟的工藝流程、形成批量生產(chǎn)模式，經(jīng)同行專家權(quán)威探討和市場分析，本產(chǎn)品應(yīng)用前景良好，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為大豆纖維包覆復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0025]容易理解， 根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在不變更實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的多種結(jié)構(gòu)方式以及實(shí)施方式。因此，以下【具體實(shí)施方式】以及附圖僅是對本實(shí)用新型的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的全部或者視為對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定或限制。
[0026]需要說明的是，下面描述中使用的詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離圖面或圖中特定部件幾何中心方向。
[0027]大豆纖維包覆復(fù)合材料，以下簡稱“本材料”。
[0028]實(shí)施例1:如圖1所示，大豆纖維包覆復(fù)合材料,本材料以做成紗線形式出現(xiàn),其包括:由碳纖維短切絲制成的中間芯體1，碳纖維短切絲的單絲直徑為7.0-10 μ m;表層包覆層2，其以大豆纖維材料制成的紗線螺旋纏繞而成。表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0029]由于整個大豆纖維材料是以包覆于中間芯體表面出現(xiàn)的，故而，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置，同軸度決定了其材料優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特性。
[0030]為便于染色作業(yè)，所述表層包覆層的平均厚度為0.5mm。
[0031]本材料必須采用二程式工藝技術(shù)，即現(xiàn)在頭程包覆捻紗機(jī)上使包覆紗線在芯紗上形成環(huán)圈，然后在二程包覆紗設(shè)備上用加固紗線固定環(huán)圈的形態(tài)和位置。
[0032]實(shí)施例2:大豆纖維包覆復(fù)合材料，本材料以做成紗線形式出現(xiàn)，其包括:以碳纖維材料制成的碳纖維紗線束構(gòu)成的中間芯體；表層包覆層，其以大豆纖維材料制成的紗線螺旋纏繞而成。表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0033]由于整個大豆纖維材料是以包覆于中間芯體表面出現(xiàn)的，故而，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置，同軸度決定了其材料優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特性。
[0034]為便于染色作業(yè)，所述表層包覆層的平均厚度為0.3mm。
[0035]實(shí)施例3:大豆纖維包覆復(fù)合材料，本材料以做成紗線形式出現(xiàn)，其包括:采用多股碳纖維材料制成的中間芯體；表層包覆層，其以大豆纖維材料制成的紗線螺旋纏繞而成。表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0036]由于整個大豆纖維材料是以包覆于中間芯體表面出現(xiàn)的，故而，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置，同軸度決定了其材料優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特性。
[0037]為便于染色作業(yè)，所述表層包覆層的平均厚度為0.8mm。
[0038]實(shí)施例4:大豆纖維包覆復(fù)合材料，本材料以做成紗線形式出現(xiàn)，其包括:采用碳纖維布材料制成的中間芯體；表層包覆層，其以大豆纖維材料制成的紗線經(jīng)紡織機(jī)械織布之后以大豆纖維布的形式包覆于中間芯體表面。表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0039]由于整個大豆纖維材料是以包覆于中間芯體表面出現(xiàn)的，故而，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置，同軸度決定了其材料優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特性。
[0040]為便于染色作業(yè)，所述表層包覆層的平均厚度為0.6mm。
[0041]中間芯體與表層包覆層可采用的紡織方法包括環(huán)錠紡、靜電紡織、渦流紡、自捻紡等，其屬于現(xiàn)有公知技術(shù)，在此不再贅述。
[0042]本材料為包覆復(fù)合材料(core-spun-yarn)，其以高性能的碳纖維為芯,外包大豆纖維而成的復(fù)合材料，兼有碳纖維和大豆纖維兩者的優(yōu)良機(jī)械性能，在紡織材料領(lǐng)域具有較強(qiáng)的運(yùn)用前景。
[0043]實(shí)施例5:本材料以12K碳纖維作為中線芯體，一根7?大丑纖維和一根14tex棉加固紗線所形成的復(fù)合材料。
[0044]其中，碳纖維的規(guī)格為:
[0045]12K 碳纖維；
[0046]抗拉強(qiáng)度:33OOMPa；
[0047]線密度:0.88g/m ；
[0048]比重:1.7g/cc;
[0049]纖維:7μπι;
[0050]延伸:1.34-1.4% ;
[0051]電阻值:32-35Ω。
[0052]大豆蛋白纖維，其中，大豆蛋白石由大豆中提取的蛋白質(zhì)混合并按一定的高聚物配成紡織液，經(jīng)濕法紡法而制得，大豆纖維是產(chǎn)業(yè)化生成的新型纖維。
[0053]大豆纖維橫截面呈扁平化啞鈴狀，縱向表面有不明顯的凹凸溝槽，纖維具有一定的卷曲。大豆纖維以大豆廢豆柏為原料，制作過程無污染，同時充分利用廢棄的資源，而且制得的纖維可生物降解，有利于改善生態(tài)環(huán)境。
[0054]本材料的大豆纖維回潮率在4%左右，放濕速率較棉和羊毛快，纖維熱阻較大，具備較好舒適性。產(chǎn)品色彩鮮艷有光澤，耐日曬。
[0055]碳纖維與大豆纖維包覆復(fù)合材料，可將又是更好地體現(xiàn)，是特定環(huán)境下良好的功能性材料。
【權(quán)利要求】
1.大豆纖維包覆復(fù)合材料，其特征在于，其包括: 中間芯體，其以碳纖維材料制成； 表層包覆層，其以大豆纖維材料制成； 表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置； 所述中間芯體與表層包覆層共軸布置； 碳纖維的平均纖維長度為0.2mm ； 所述表層包覆層的平均厚度為0.2-lmm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆纖維包覆復(fù)合材料，其特征在于，其中，中間芯體采用多股碳纖維材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆纖維包覆復(fù)合材料，其特征在于，其中，所述中間芯體以碳纖維材料制成的碳纖維紗線束構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆纖維包覆復(fù)合材料，其特征在于，其中，中間芯體采用碳纖維布材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆纖維包覆復(fù)合材料，其特征在于，其中，表層包覆層由大豆纖維紗以螺旋纏繞方式布置于中間芯體表面。
【文檔編號】D02G3/04GK203440556SQ201320343678
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】楊軍 申請人:新鄉(xiāng)中泰華威太行科技有限公司