一种包芯纱线及其生产方法与流程

本发明涉及包芯纱线
技术领域：
，尤其涉及一种带有浸胶层的包芯纱线及其生产方法。
背景技术：
：近年来，防护性纺织品的种类越来越多，防护织物的发展逐渐向高新技术产业方向靠拢，并成为现在纺织技术进步的一个重要标志。目前，国内对防切割手套织物缺乏深入系统的研究，尤其在防切割机理方面的分析还不够完善，现有的耐切割手套大多采用在手套内部加入钢丝或设置增厚模块来增强手套的防切割性能，但手套内加入钢丝工艺复杂，成本较高，另外，通过增厚的方式获得的防切割手套，穿戴不方便，且抓握物件时容易因抓握力不足而发生脱落现象，导致挤压、物体打击等伤害事故。因此，如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良，实为相关业界所需努力研发的目标，本申请设计人有鉴于此，乃思及创作的意念，遂以多年的经验加以设计，经多方探讨并试作样品试验，及多次修正改良，乃推出本申请。例如，申请号为cn201510863720.5的中国发明专利公布了一种防切割安全手套，包括手套主体，所述手套主体一端上设有收缩套，所述手套主体上且位于手心对应的外侧表面上若干个防滑凸块，其特征在于：所述手套主体侧壁上设有若干条荧光条，所述手套主体上每一个手指套的圆周方向上分别设有若干个防切割齿条，所述手套主体上每一个手指套端部设有防滑弧形条，所述手套主体上每一个手指套内侧壁上由外至内分别设有防切割层与耐热层。此发明专利可在一定程度上提高手套的防切割性能，但仅仅通过在手套本体上设置防切割齿条等措施，不仅工艺上较难实现机械化，提高生产成本，而且由于增加了手套本体的厚度，人员佩戴不方便、不舒适。例如申请号为cn201110452276.x的中国发明专利公开了一种pvc耐切割防护手套，包括有内衬层，内衬层外侧涂覆有pvc涂层，其特征在于，所述内衬层由无纺布层和针织布层组成，针织布层位于无纺布层外侧，无纺布纤维通过针刺穿过针织布层，使无纺布层和针织布层紧贴，所述pvc涂层浸入针织布层，将针织布层及其中的无纺布纤维固结，pvc涂层表面具有无纺布纤维与pvc涂层固结形成的凸起点。此发明专利主要利用pvc涂层的作用提高手套表面的耐切割性能，工艺较为成熟，易于操作，但防切割等级较低，保护性能较差。例如申请号为cn98238314.2的中国实用新型专利公开了一种全防护钢丝防切割手套，由手掌套，拇指套，钢丝网和内衬组成，钢丝网和内衬在手掌套的掌心内侧，其特征在于：拇指套3的指心内侧装设钢丝网和内衬。此专利主要使用钢丝网作内衬保护手套局部手掌套和母指套缝合在一起的钢丝防切割手套，都存在着手套重量重，手套灵活性差，手套只防护局部不能防护有效面积，而且生产效率低。技术实现要素：鉴于上述技术问题，本发明提供一种包芯纱线的制作方法及用途，采用芯线与两个包覆线制作成包芯纱线，其中包覆线采用添加有耐切割助剂纳米粒子的复合纤维线，同时将制作的包芯纱线浸入到添加有耐磨助剂的浸胶液中，最后烘干得防切割等级高、耐磨性能优良的包芯纱。本发明提供一种包芯纱线的生产方法，包括：步骤s1，制作芯线：用氨纶丝制作芯线；步骤s2，制作包覆线：将填充剂加入到液晶聚酯中并进行充分混合，制得包覆线，其中，所述液晶聚酯为85-95重量份，所述填充剂5-15重量份；步骤s3，制作包芯纱线：选取1根所述芯线与2根所述包覆线通过双捻工艺制得包芯纱线；步骤s4，制作浸胶液：将水性聚氨酯乳液和耐磨乳液混合并搅拌均匀，制得浸胶液，其中，所述水性聚氨酯乳液为90-95重量份，所述耐磨乳液为5-10重量份；步骤s5，浸液：将步骤s3中所述包芯纱线浸入步骤s4中所述浸胶液中，浸渍5-10min；步骤s6，烘干：将经步骤s5处理的包芯纱线干燥处理。优选的，所述步骤s1中氨纶丝的细度为120-140d，所述氨纶丝的牵伸倍数为3-4倍。优选的，所述步骤s2中的液晶聚酯为聚丙烯酸酯、聚丙烯芳酯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯芳酯、聚对羟基苯甲酸酯中的一种。优选的，所述步骤s2中的填充剂为纳米钨粒子或纳米氧化铝粒子。优选的，所述步骤s3中双捻工艺为控制第一根包覆线的的捻度为310-330个捻，捻向为z捻，控制第二根包覆线的捻度为200-220个捻，捻向为s捻。优选的，所述包芯纱线中，各组分重量份数为：氨纶丝15-20％，第一根包覆线30-45％，第二根包覆线30-45％。优选的，所述步骤s4中水性聚氨酯的固重量份数为45-60％。优选的，所述步骤s4中耐磨乳液为聚四氟乙烯乳液。相应地，本发明还公开了一种包芯纱线，所述包芯纱线包括芯线、包覆线和浸胶层，所述包覆线为填充有纳米钨或氧化铝粒子的液晶聚酯所制的复合纤维线，2根所述包覆线与1根所述芯线通过双捻工艺而制得包芯纱线，所述浸胶层包裹于所述包线纱线的外层。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：(1)本发明包芯纱线，其中包覆线采用添加有硬质纳米钨粒子或纳米氧化铝粒子后，提高了包覆纱线模量与强度，其得到的包芯纱线的防切割性能得到大幅提高，能达到en388防机械风险标准中防切割性能4-5级。(2)本发明包芯纱线外包裹一层浸胶层，且浸胶层为添加有耐磨剂的水性聚氨酯，其不仅提高了包芯纱线的耐磨性能，并且提高了包芯纱线的整体结构强度，提升了包芯纱线的防切割性能。(3)本发明包芯纱线的双捻工艺中，当包芯纱线内纤维丝以线接触方式构成时，包芯纱线股内结构较点接触的紧密，使用时可减少包芯纱线内纤维丝间相对滑动，股内纤维丝捻距相等，内层的捻角较小，伸长率相对比点接触的钢丝绳为小；另外，线接触的包芯纱线的密度系数较高，其他条件相同时，捻制后的强度损失比点接触包芯纱线小，同直径、同强度时，比点接触包芯纱线能承受较高的负荷。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明包芯纱线的生产方法的流程图。具体实施方式以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。实施例1本发明提供了一种包芯纱线的生产方法，包括：步骤s1，制作芯线：选用细度为120d的氨纶丝制作芯线，其氨纶丝的牵伸倍数为3倍；步骤s2，制作包覆线：包覆线按重量份数为85份液晶聚丙烯酸酯和15份的纳米钨粒子复合而成的复合纤维线；步骤s3，制作包芯纱线:选取1根芯线与2根包覆线通过双捻工艺制作成包芯纱线。包覆时的双捻工艺为控制第一根包覆线的的捻度为310个捻，捻向为z捻，控制第二根包覆线的捻度为220个捻，捻向为s捻，制得包芯纱线。所述包芯纱线捻成的股中的各纤维丝的捻距相同捻角不同，内外层复合纤维丝互相接触在一条螺旋线上，呈线接触状态。制得的包覆纱线中，按重量份数计，氨纶丝15％，第一根包覆线40％，第二根包覆线45％；步骤s4，制作浸胶液：浸胶液为按重量份数为90份水性聚氨酯乳液和10份聚四氟乙烯乳液耐磨乳液搅拌均匀混合所制，其中水性聚氨酯的固重量份数为45％。步骤s5：浸液：将步骤s3中制作的所述包芯纱线浸入步骤s4制作的所述浸胶液中5min；步骤s6：烘干：将经步骤s5处理的包芯纱线干燥处理，烘干时间为10-15min。实施例2本发明提供了一种包芯纱线的生产方法，包括：步骤s1，制作芯线：选用细度为130d的氨纶丝制作芯线，其氨纶丝的牵伸倍数为3.5倍；步骤s2，制作包覆线：包覆线按重量份数为90份液晶聚丙烯芳酯和10份的纳米钨粒子复合而成的复合纤维线；步骤s3，制作包芯纱线:选取1根芯线与2根包覆线通过双捻工艺制作成包芯纱线。包覆时的双捻工艺为控制第一根包覆线的的捻度为320个捻，捻向为z捻，控制第二根包覆线的捻度为210个捻，捻向为s捻，制得包芯纱线。所述包芯纱线捻成的股中的各纤维丝的捻距相同捻角不同，内外层复合纤维丝互相接触在一条螺旋线上，呈线接触状态。制得的包覆纱线中，按重量份数计，氨纶丝20％，第一根包覆线40％，第二根包覆线40％；步骤s4，制作浸胶液：浸胶液为按重量份数为95份水性聚氨酯乳液和5份聚四氟乙烯乳液耐磨乳液搅拌均匀混合所制，其中水性聚氨酯的固重量份数为50％。步骤s5：浸液：将步骤s3中制作的所述包芯纱线浸入步骤s4制作的所述浸胶液中10min；步骤s6：烘干：将经步骤s5处理的包芯纱线干燥处理，烘干时间为10-15min。实施例3本发明提供了一种包芯纱线的生产方法，包括：步骤s1，制作芯线：选用细度为140d的氨纶丝制作芯线，其氨纶丝的牵伸倍数为4倍；步骤s2，制作包覆线：包覆线按重量份数为95份液晶聚甲基丙烯酸酯和5份的纳米钨粒子复合而成的复合纤维线；步骤s3，制作包芯纱线:选取1根芯线与2根包覆线通过双捻工艺制作成包芯纱线。包覆时的双捻工艺为控制第一根包覆线的的捻度为330个捻，捻向为z捻，控制第二根包覆线的捻度为200个捻，捻向为s捻，制得包芯纱线。所述包芯纱线捻成的股中的各纤维丝的捻距相同捻角不同，内外层复合纤维丝互相接触在一条螺旋线上，呈线接触状态。制得的包覆纱线中，按重量份数计，氨纶丝20％，第一根包覆线35％，第二根包覆线45％；步骤s4，制作浸胶液：浸胶液为按重量份数为95份水性聚氨酯乳液和5份聚四氟乙烯乳液耐磨乳液搅拌均匀混合所制，其中水性聚氨酯的固重量份数为60％。步骤s5：浸液：将步骤s3中制作的所述包芯纱线浸入步骤s4制作的所述浸胶液中10min；步骤s6：烘干：将经步骤s5处理的包芯纱线干燥处理，烘干时间为10-15min。实施例4本发明提供了一种包芯纱线的生产方法，其实施步骤与实施例1基本相同，主要区别在于：步骤s2，制作包覆线：包覆线按重量份数为85份液晶聚甲基丙烯芳酯和15份的纳米氧化铝粒子复合而成的复合纤维线。实施例5本发明提供了一种包芯纱线的生产方法，其实施步骤与实施例2基本相同，主要区别在于：步骤s2，制作包覆线：包覆线按重量份数为90份液晶聚对羟基苯甲酸酯和10份纳米氧化铝粒子复合而成的复合纤维线。实施例6本发明提供了一种包芯纱线的生产方法，其实施步骤与实施例3基本相同，主要区别在于：步骤s2，制作包覆线：包覆线按重量份数为95份液晶聚丙烯酸酯和5份纳米氧化铝粒子复合而成的复合纤维线。对比例1本对比例提供了一种包芯纱线的生产方法，其实施步骤与实施例1基本相同，主要区别在于：步骤s1，制作芯线：选用细度为100d的氨纶丝制作芯线，其氨纶丝的牵伸倍数为2.5倍。步骤s2，制作包覆线：包覆线由100份液晶聚丙烯酸酯制作而成的纤维线。对比例2本对比例提供了一种包芯纱线的生产方法，其实施步骤与对比例1基本相同，主要区别在于：步骤s3，制作包芯纱线:选取1根芯线与2根包覆线通过双捻工艺制作成包芯纱线。包覆时，控制第一根包覆线的的捻度为195个捻，捻向为z捻，控制第二根包覆线的捻度为175个捻，捻向为s捻，制得包芯纱线。制得的包覆纱线中，按重量份数计，氨纶丝20％，第一根包覆线40％，第二根包覆线40％。步骤s4，制作浸胶液：浸胶液为水性聚氨酯乳液。根据以上实施例1-6与对比例1-2，其主要区别表示如下：表1实施例与对比例的生产条件主要不同点根据en388防机械风险标准对实施例1-6及对比例1-2的包覆纱线的相关机械性能进行测试。耐刀片切割检测：以连续的一个速度切断样品所需要的来回次数。耐磨检测：持续速度下磨坏样品所需来回的次数。根据以上检测标准，其测试结果如表2。表2为测试结果表项目防切割等级耐磨等级实施例143实施例254实施例343实施例443实施例554实施例643对比例122对比例221根据表1与表2，对实施例1-6在防切割、耐磨度以及抗撕裂方面突出的性能阐述如下：(一)防切割性能方面表2中显示对比例1-2的防切割等级较实施例1-6下降2-3个等级，降低程度较大，而通过表1得知，对比例1-2与实施例1-6显著不同点在于包覆线未添加防切割助剂纳米钨粒子或纳米氧化铝粒子，由上述不同点可知：实施例1-6中，作为包覆线的纤维线中添加硬质纳米钨粒子或纳米氧化铝粒子后，其得到的包覆纱线的耐切割性能得到大幅提高，其主要机理阐述如下：纤维的耐切割作用过程实际上是织物对刀刃冲击的响应过程。当运动的刀刃与织物接触时，由于后部织物和背材的支撑作用，瞬间将织物压缩至最小厚度，此时刀刃作用在织物上，产生了剪切破坏，这一破坏过程是一种双边剪切过程，此阶段使得刀刃有开始变粗糙的趋势，同时伴有后层纤维的拉伸变形，随着刀刃速度的降低，纤维开始受到拉伸作用而变形，刀刃的动能向纤维的弹性势能转化，当纤维的弹性势能超过其断裂功后，纤维被拉伸破坏，这一阶段刀刃继续变粗糙。由于刀刃变粗糙和减速作用，纤维的拉伸变形受到织物后部纤维的限制，阻止了刀刃的前进，在织物上开始形成“背凸”，刀刃的动能进一步被纤维的拉伸变形所消耗。通常，刀刃在完成对织物的穿透以后，会嵌在后一层织物上，观察该层织物的背面可发现明显的球冠或半球类似的变形，之后织物的变形会越来越大，形成“背凸”。此阶段，通过纤维的拉伸变形最终吸收刀刃的全部能量。由上可知，纤维织物在承受冲击的区域内通过变形而吸收冲击能，吸收冲击能的多少决定了其耐切割性能的优劣。实践表明，织物所用纤维的强度越高、模量越大、弹性延伸率越小，则其在冲击区域内所形成的受力面积就越大，吸收的冲击能就越多，耐剪切等防护性能也就越好。由此可见，提高纤维的强度和模量，制备高强高模纤维是提高纤维及其织物耐切割性的重要前提。1.当液晶聚酯中填充钨或氧化铝硬质填充剂后，形成填料填充体系，使得液晶聚酯纤维力学性能得到改善。所以，采用细微粒子可使其高度弥散分布于基体中，可阻碍基体产生塑性变形，而引起分子链运动，起强化基体的作用。同时，纤维聚合物中掺入纳米颗粒，由于纳米粒子表面有大量缺陷，所以不仅具有蓄能作用，而且与大分子链之间有较强的范德华力作用，此外纳米粒子填充进入聚合物的缺陷内部，可使体系的应力集中状态发生改变，因而产生增韧增强效果，其基本机理如下:1)无机纳米粒子的存在产生应力集中效应，易引发周围树脂产生微开裂，吸收一定的变形功；2)无机纳米粒子的存在使基体树脂裂纹扩展受阻和钝化，最终终止裂纹，不致发展为破坏性开裂；3)随着纳米粒子粒径的减小，粒子的比表面积增大，填料与基体接触面积增大，材料受冲击时产生更多的微裂纹，吸收更多的冲击能。2.芯丝的纤度和其中单丝根数要根据织物用途和纺纱支数进行选择。同一纤度的芯丝，其单丝越细，根数就越多，织物就越柔软滑爽，反之，单丝越粗根数越少，织物刚性好，挺括。为此，作为芯线氨纶丝选择细度120d-140偏粗一点的芯丝，在确保织物柔软、穿戴舒适的情况下，能够最大程度的提高其刚度，从而提高其防切割性能。3.当包芯纱线内纤维丝以线接触方式构成时，不仅同层复合纤维丝之间是线接触，且各相邻层复合纤维丝之间也是线接触，包芯纱线中各层复合纤维丝具有相同捻向和捻距，因而具有的特点是：(1)股内结构较点接触的紧密，使用时可减少包芯纱线内纤维丝间相对滑动，股内纤维丝捻距相等，内层的捻角较小，伸长率相对比点接触的钢丝绳为小；(2)密度系数较高，在其他条件相同时，捻制后的强度损失比点接触包芯纱线小，同直径、同强度时，比点接触包芯纱线能承受较高的负荷；(二)耐磨性能方面1.对比例1的耐磨性从表2可看出下降1-2个等级，与实施例1-6的主要区别从表1看出在于包覆线未添加防切割助剂纳米粒子钨或氧化铝，根据材料力学性能可知，耐磨度与硬度存在非线性正比关系，即在同等情况下，硬度越高，其耐磨性能相对就越好，反之亦然。2.对比例2的耐磨度从表2可产出下降2-3个等级，与实施例1-6的主要区别从表1看出在于浸胶液中未添加耐磨助剂四氟乙烯乳液，其主要原因在于：与纯水性聚氨酯涂膜相比，硅酮乳液的加入能够大大提高涂膜的耐磨性。这是由于硅酮的表面张力较小，能够降低涂膜表面的摩擦系数，因而减摩抗磨性能提高。但硅酮和聚氨酯树脂的相容性不好，低表面张力的硅酮会向涂膜表面迁移，当其质量分数进一步增大时，涂膜表面的硅酮导致摩擦过程中磨损量增加，为此实施例中当浸胶液中的硅酮乳液重量份数为5％时的耐磨度要高于其重量份数为10％的耐磨度一个等级。至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本申请有了清楚的认识。需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本申请的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新排列。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页12