本发明涉及一种防弹面料的制备方法。
背景技术：
针织面料的生产工艺已为公知，一般包括如下步骤：纺丝、织造、染色、整理和定型等步骤。随着人们物质生活水平提高，对服装面料的要求也相应提高，为了满足消费者的需求，迎合竞争激烈的市场，求得一席发展之地，各面料生产商都把目光投向于利用新的功能性原料开发具有一定功能性的面料，因此近几年各种各样新的功能性面料得到了广泛应用，如纳米抗菌面料、防水透湿面料、具有远红外与发射负离子功能的竹炭纤维面料以及发热保暖面料等。
目前，公布号为cn102061555a的中国发明专利公开了一种阻燃面料，由静电阻燃纱线和非静电阻燃纱线混纺而成，非静电阻燃纱线包括以下质量百分比的组分：55％～80％阻燃腈纶、15％～40％精梳棉和5％阻燃尼龙；所述的静电阻燃纱线包括以下质量百分比的组分：55％～80％阻燃腈纶、13％～38％精梳棉、5％阻燃尼龙和2％静电纤维。
当配备给消防队员、特种武警等高危任务人群时，常常会遇到爆炸等遭受冲击的情况，火焰和高温能够有效被阻挡，但是爆炸物爆炸产生的碎片能够轻易击穿阻燃腈纶、精梳棉、阻燃尼龙和静电纤维，容易造成人员严重伤害。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防弹面料的制备方法，通过将底纱采用高强度纤维制成，同时，面纱采用阻燃材料制成，有效提升面料的强度，不易被击穿，达到不易造成人员严重伤害的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种防弹面料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：底纱采用高强度纤维纱制成，面纱采用阻燃材料制成，将底纱和面纱通过大圆机编织成坯布；
步骤2：将坯布通过起毛机将面纱起毛；
步骤3：将坯布通过定型机定型得到成品。
通过采用上述技术方案，高强度纤维纱作为底纱，阻燃材料制成面纱，再将面纱和底纱通过大圆机编织成坯布，使坯布具有较强的防火性能和高强度，在面对爆炸产生的碎片时，不易被击穿，从而达到不易造成人员严重伤害的目的。
本发明进一步设置为：所述底纱通过碳纤维长丝和芳纶长丝混纺而成。
通过采用上述技术方案，碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，芳纶主要特点是优良的电绝缘性、耐热性以及较高的阻燃性，将底纱通过碳纤维长丝和芳纶长丝混纺制造而成具有较高的结构强度以及防火阻燃性，有效提升对人员的保护作用。
本发明进一步设置为：所述芳纶长丝在混纺前进行预处理，预处理的方法为使用抗静电剂和软化剂对芳纶长丝进行喷射,放置24小时以进行干燥再投入生产。
通过采用上述技术方案，芳纶长丝有极好的蓬松性、整齐度好、摩擦因数较大、极易产生静电,因此在生产过程中易造成缠绕堵现象，对芳纶长丝喷射扛静电剂能够降低芳纶长丝的体积比电阻，从而防止静电造成的缠绕堵现象，通过软化剂使芳纶长丝变得更加柔软，增加芳纶长丝的可塑性，使得芳纶长丝更加容易纺纱；一方面由于抗静电剂和软化剂对芳纶长丝的改性需要时间，另一方面由于喷射抗静电剂以及软化剂会使得芳纶长丝上沾染水，需要静置使得芳纶长丝上的水蒸发，从而使芳纶长丝变干燥从而方便于碳纤维进行混纺，放置24小时可以保证静电剂和软化剂能够充分渗透进入芳纶长丝中且水分得以蒸发。
本发明进一步设置为：所述阻燃材料采用腈氯纶纤维、粘胶纤维以及棉纤维所形成的混纺纤维制成。
通过采用上述技术方案，腈氯纶具有优秀的阻燃性能，同时具有耐酸及耐化学药剂性，粘胶纤维具有吸湿性，符合人体皮肤的生理要求，具有光滑凉爽、透气、抗静电、防紫外线，色彩绚丽，染色牢度较好等特点，棉纤维具有吸湿透气且具有良好的保暖性，利用腈氯纶纤维、粘胶纤维以及棉纤维所形成的混纺纤维制成阻燃材料能够防火的同时不易被化学药品腐蚀，进一步提升了对人员的保护作用。
本发明进一步设置为：所述粘胶纤维的制备过程包括：
步骤a：溶解，将植物纤维素碱化得到碱纤维素，再与二硫化碳作用生成纤维素黄原酸酯，再将纤维素黄原酸酯溶解于稀氢氧化钠溶液内；
步骤b：加入速溶硅酸钠，并高速搅拌使硅酸钠溶解；
步骤c：过滤、脱泡后得到粘胶纺丝原液；
步骤d：纺丝，粘胶纺丝原液通过纺丝机进行纺丝，利用硫酸和硫酸钠的水溶液作为凝固浴得到粘胶纤维的再生纤维。
通过采用上述技术方案，通过二硫化碳和稀氢氧化钠溶液使碱纤维素溶解，加入速溶硅酸钠，比直接加入硅酸钠溶解的速度更加快速，节约了溶解时间，硅酸钠溶解于粘胶纺丝原液以后在酸性条件下水解形成聚硅酸，在粘胶纺丝原液纺丝后，聚硅酸在凝固浴作用下形成二氧化硅而依附于粘胶纤维中，增加纺丝后得到的粘胶纤维的防火阻燃特性。
本发明进一步设置为：所述步骤b中溶解以后再将混合物在板式换热器中进行预热，预热后的溶液进行预脱泡处理以去除溶液表面的泡沫，预热温度在30℃-40℃。
通过采用上述技术方案，粘胶纺丝原液的粘度高低会影响粘胶纺丝原液的过滤速度，当液体在外力作用下流动时，一般液体各层的运动速度不相等，由于分子间有内聚力，因此在液体的内部产生内摩擦力，以阻止液层间的相对滑动，物体的这种性质称为粘性，由于温度升高时液体内聚力减小，所以粘性减小，通过预热处理可以使得粘胶纤维的粘性大大降低，从而提升粘胶纤维的过滤效率，预热的温度在30℃-40℃能使粘胶纤维的粘度降低一半，又不会因预热温度过高而导致粘胶纤维熟成度过高过快。
本发明进一步设置为：所述步骤c中得到的粘胶纺丝原液中加入碳纳米管并进行搅拌，然后再进行纺丝。
通过采用上述技术方案，碳纳米管加入粘胶纺丝原液中后会依附于粘胶纤维的结构中，碳纳米管具有良好的防静电性能和抗张强度，使得粘胶纺丝原液纺出的丝具备更好的防静电性能和抗张强度。
本发明进一步设置为：所述的面纱中混纺有导电丝纤维。
通过采用上述技术方案，导电丝具有导电性，能够将面纱中的静电导出，从而提升坯布的防静电作用，进一步提升对人员的保护作用。
本发明进一步设置为：所述的导电丝纤维的占重比为0.1％-3％。
通过采用上述技术方案，导电丝纤维的占重比过高会导致面料的阻燃防火性能降低，占重比过低又会使得导电性能不足，将导电丝纤维的占重比选在0.1％-3％之间能够在节约生产成本的同时，使面纱具有较好的导电性。
本发明进一步设置为：所述的坯布经过摇粒机摇粒后定型得到成品。
通过采用上述技术方案，经过摇粒机摇粒之后，坯布具有较好的保暖性，有效提升穿着舒适性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、底纱采用高强度纤维纱制成，面纱采用阻燃材料制成；在面对爆炸物时，爆炸所产生的高温被面纱所阻挡，爆炸产生的碎片透过面纱然后被底纱所阻挡，从而能够有效提升对人员的保护作用；
2、粘胶纤维在制备时加入了速溶硅酸钠，提升了制备时硅酸钠的溶解速度，且通过加入硅酸钠作为防火阻燃物质可以使得再生的粘胶纤维中均匀分布有大量二氧化硅，使得粘胶纤维的防火阻燃性大大提高，硅酸钠溶解以后的粘胶纺丝原液经过预热后再进行过滤可以提升过滤的速度；
3、在粘胶纺丝原液中加入碳纳米管再进行纺丝，可以提升粘胶纺丝原液纺出的粘胶纤维的导电性能；
4、导电丝纤维具有导电性能，有效提升防弹面料的防静电性能，导电丝纤维的重量比在0.1-3％能够保证面料优良的防火阻燃特性的同时具备良好的导电性能，减轻静电危害，进一步提升对人员的保护作用。
具体实施方式
实施例1：一种防弹面料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：底纱采用高强度纤维纱制成，面纱采用阻燃材料制成，继而将底纱和面纱通过大圆机编织成坯布；
步骤2：将坯布通过起毛机将面纱起毛；
步骤3：将坯布通过摇粒机摇粒；
步骤4：将坯布通过定型机定型，得到成品。
实施例2：实施例2与实施例1的区别仅在于底纱中的高强度纤维纱采用碳纤维长丝和芳纶长丝混纺而成，其中碳纤维长丝的重量占比为30％，芳纶长丝的重量占比为70％。
实施例3：实施例3与实施例2的区别仅在于碳纤维长丝的重量占比为40％，芳纶长丝的重量占比为60％。
实施例4：实施例4与实施例3的区别仅在于碳纤维长丝的重量占比为50％，芳纶长丝的重量占比为50％。
实施例5：实施例5与实施例4的区别仅在于碳纤维长丝的重量占比为60％，芳纶长丝的重量占比为40％。
实施例6：实施例6与实施例5的区别仅在于碳纤维长丝的重量占比为70％，芳纶长丝的重量占比为30％。
实施例7：实施例7与实施例6的区别仅在于碳纤维长丝的重量占比为80％，芳纶长丝的重量占比为20％。
实施例8：实施例8与实施例7的区别仅在于碳纤维长丝的重量占比为90％，芳纶长丝的重量占比为10％。
实施例9：实施例9与实施例4的区别在于芳纶长丝在混纺前进行了预处理，预处理的方法为使用抗静电剂和软化剂对芳纶长丝进行喷射，喷射完后放置24小时从而使芳纶长丝干燥。
实施例10：面纱采用阻燃材料制成，阻燃材料由腈氯纶纤维、粘胶纤维以及棉纤维所形成的混纺纤维制成。
实施例11：实施例11与实施例10的区别仅在于粘胶纤维的制备过程包括：
步骤a：溶解，将植物纤维素碱化得到碱纤维素，再与二硫化碳
作用生成纤维素黄原酸酯，再将纤维素黄原酸酯溶解于稀氢氧化
钠溶液液内；
步骤b：加入速溶硅酸钠，并高速搅拌使硅酸钠溶解；
步骤c：过滤、脱泡后得到粘胶纺丝原液；
步骤d：纺丝，粘胶纺丝原液通过纺丝机进行纺丝，利用硫酸和硫酸钠的水溶液作为凝固浴得到粘胶纤维的再生纤维。
实施例12：实施例12与实施例11的区别仅在于在步骤b中溶解以后再将混合物在板式换热器中进行预热，预热后的溶液进行预脱泡处理以去除溶液表面的泡沫，预热温度在30℃-40℃。
实施例13：实施例13与实施例12的区别仅在于步骤c中得到的粘胶纺丝原液中加入碳纳米管并进行搅拌，然后再进行纺丝。
实施例14：实施例14与实施例10的区别仅在于面纱中还混纺有导电丝纤维。
实施例15：实施例15与实施例14的区别仅在于导电丝纤维的占重比为0.1％-3％。
为了说明本发明中通过碳纤维长丝与芳纶长丝混纺而成的底纱具有较好的强度作了如下测试：
1、试验样品：实施例2-实施例8。
2、物理性能测试：依据gb/t3923.1-1997《织物断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》，在电子织物强力机上测试实施例2到实施例8中的面料强力，测试结果见下表：
由上表可得：碳纤维长丝和芳纶长丝混纺后的断裂强度位于纯碳纤维和纯芳纶纤维制成的面料之间，同时断裂强度满足使用情况的需求，选用碳纤维长丝和芳纶长丝混纺形成底纱有助于使底纱同时兼具碳纤维的强度、芳纶纤维的防火阻燃性能，使面料整体性能更加优异。
为说明对芳纶长丝进行预处理的效果以及放置时间对预处理效果的影响作了如下实验：
1、试验样品：试验面料中碳纤维长丝的重量占比为50％，芳纶长丝的重量占比为50％。；
2、物理性能测试：依据gb/t14342-1993《合成短纤维比电阻试验方法》，利用纤维比电阻测定仪测试；
3、将经过预处理及放置后的对应样品与碳纤维进行混纺，观察缠绕堵塞现象，测试结果见下表：
由上表可得：采用抗静电剂以及软化剂喷射芳纶长丝能够有效降低芳纶长丝的体积比电阻，芳纶长丝的体积比电阻与放置的时长呈现正相关，体积比电阻越大则说明抗静电效果越好，且在放置时间为24小时后随着时间的增加，体积比电阻减小速度变得缓慢，由此，取放置时间为24小时为最佳值。
为说明在步骤b中溶解以后进行预热且预热温度在30℃-40℃有助于降低粘胶纺丝原液的粘度，做了如下实验：
1、试验样品：粘胶纺丝原液。
2、物理性能测试：依据gb/t10247-1988《粘度测试方法》中的落球法，使用落球粘度计测试落球粘度，测试结果见下表：
由上表可得：经过预热处理的粘胶纺丝原液的粘度明显小于不经过预处理的粘胶纺丝原液的粘度，说明预热处理有利于对粘胶纺丝原液过滤的效率。当预热温度为30℃度以上时，粘胶纺丝原液的粘度处于合适的值，能够使粘胶纺丝原液过滤的效率在较为优化的值。由于温度超过40℃以上时会加速粘胶纺丝原液的成熟度，所以预热温度的最优取值为30℃-40℃，从而有效降低粘胶纺丝原液的粘度使得纺丝过程更加方便。
为了说明在面纱中混纺导电丝纤维能够有效地增加面纱的导电性能，做了如下实验：
1、试样为腈氯纶纤维40％，粘胶纤维40％,棉纤维和导电纤维共20％，其中导电丝纤维采用尼龙基导电纤维制成。
2、取不同导电丝纤维重量比的试样各两种分别依据gbt12703-1991《纺织品静电测试方法》进行静电检测、依据垂直法，在燃烧筒内测试面料燃烧特性。测试结果见下表：
由上表可得：当导电丝纤维的重量占比高于0.1％以后面料的导电性能有很大提升，且随着导电丝纤维的含量增加，导电性能呈现逐渐增强的特点，但是当导电丝纤维的含量增加时，面料的损毁长度逐渐增加，说明阻燃防火性能逐渐降低，综合分析可得，当导电丝纤维重量占比为0.1-3％范围时能够使面料具备较好的导电特性且同时保证良好的阻燃防火特性。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。