木棉纤维包覆复合材料的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种木棉纤维包覆复合材料，属于纺织材料【技术领域】。具有：由碳纤维材料制成的中间体；周向包覆于中间体的包裹体，其由木棉纤维材料制成；所述中间体与包裹体构成的材料为供纺织面料使用的丝状结构。本实用新型的有益效果是：由于包覆纤维是两种或两种以上的纤维组合而成的一种复合纤维。故而包覆纤维除了具有特殊的结构以外，它的优势在于可利用芯纤维的优良性能以及外包纤维的性能，与此同时，还可利用表向特征，充分发挥两种纤维的特长并发挥二者的功能。
【专利说明】木棉纤维包覆复合材料
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及纺织材料【技术领域】，尤其是涉及一种木棉纤维包覆复合材料。
【背景技术】
[0002]二十一世纪是材料的纪元。碳纤维是由碳元素组成的一种特殊纤维，分子结构介于石墨与金刚石之间，含碳量随种类不同而异，其是由有机纤维或低分子烃气体原料加热至1500°C所形成的高分子无机纤维材料，其含碳量在95%以上。所以广泛应用于飞机制造等军工领域、风力发电等工业领域、高尔夫球棒等体育用品领域、人造骨骼等医疗领域以及纺织领域。
[0003]碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的四分之一，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7_9倍，抗拉弹性模量为23000-43000MPa,亦高于钢。
[0004]因此，CFRP (碳纤维增强复合材料)的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000MPa (g/cm3),而A3钢的比强度仅为59MPa (g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度越高，则构件的自重越小，比模量越高，则构件的刚度越大，从这个意义在已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。
[0005]碳纤维具有一般碳素材料的特性，诸如耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料又不同，有着显著的特异性，柔软，可加工成各自织物，更主要的是微晶结构沿纤维轴有择优取向，从而沿纤维轴方向有很到的抗张强度和杨氏模量。碳纤维的比重小，把它做成复合材料，便成了全世界的全能者。
[0006]与此同时，在纺织领域，碳纤维的运用还受到染色等工艺无法运用的问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种木棉纤维包覆复合材料。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0009]木棉纤维包覆复合材料，其特征在于，具有:
[0010]由碳纤维材料制成的中间体；
[0011]周向包覆于中间体的包裹体，其由木棉纤维材料制成；
[0012]所述中间体与包裹体构成的材料为供纺织面料使用的丝状结构。
[0013]其中，所述中间体与包裹体共轴布置。
[0014]其中，所述碳纤维的长度与直径之比为20:1?5。
[0015]其中，所述碳纤维包括至少一根12k碳纤维。
[0016]其中，所述包裹体的平均厚度为0.4-2.5mm。
[0017]其中,所述木棉纤维材料以螺旋缠绕方式布置于中间体表面。
[0018]其中，所述中间体由一股或者多股碳纤维构成。
[0019]如本文所述，棉纤维，其中，棉为种子纤维，我们使用的是陆地棉，纤维长度为26-30mm，正常成熟的棉纤维横截面呈腰圆形，纵向有天然转曲，棉纤维为不良导体，手感松软。棉纤维有空隙，而且主要成分是含较多数量极性基团的纤维素，所以对染料水溶液有吸收，扩散及固定作用，着色性良好。
[0020]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:由于包覆纤维是两种或两种以上的纤维组合而成的一种复合纤维。故而包覆纤维除了具有特殊的结构以外，它的优势在于可利用芯纤维的优良性能以及外包纤维的性能，与此同时，还可利用表向特征，充分发挥两种纤维的特长并发挥二者的功能。
[0021]可根据包覆丝纤维的不同性能，可用在不同的领域。诸如本实用新型在利用两种材料的性质，用包覆的工艺制成先进的复合材料。本产品的科技含量与优良的性能，填补了我国纤维领域的空白。是高科技领域的优良材料，经研发和试验，已经形成成熟的工艺流程、形成批量生产模式，经同行专家权威探讨和市场分析，本产品应用前景良好，产业化前景广阔。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为木棉纤维包覆复合材料结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0024]容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实施方式。因此，以下【具体实施方式】以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
[0025]需要说明的是，下面描述中使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离图面或图中特定部件几何中心方向。
[0026]木棉纤维包覆复合材料，以下简称“本材料”。
[0027]实施例1:参见图1，木棉纤维包覆复合材料，其具有:由碳纤维材料制成的中间体I ;周向包覆于中间体的包裹体2，其由木棉纤维材料制成；所述中间体与包裹体构成的材料为供纺织面料使用的丝状结构。所述木棉纤维以螺旋缠绕方式布置于中间体表面。
[0028]由于本材料以纱线形式供织布使用，故而，为保证强度，所述中间体与包裹体共轴布置。
[0029]所述碳纤维的长度与直径之比为20:1?5。
[0030]本材料必须采用二程式工艺技术，即现在头程包覆捻纱机上使包覆纱线在芯纱上形成环圈，然后在二程包覆纱设备上用加固纱线固定环圈的形态和位置。
[0031]实施例2:木棉纤维包覆复合材料，其具有:一根12k碳纤维构成的中间体I ;周向包覆于中间体且平均厚度为0.5mm的包裹体2，其由木棉纤维材料制成；所述中间体与包裹体构成的材料为供纺织面料使用的丝状结构。所述木棉纤维以螺旋缠绕方式布置于中间体表面。
[0032]所述中间体还可以由一股或者多股碳纤维构成。[0033]本材料为包覆复合材料(core-spun-yarn),其以高性能的碳纤维为芯,夕卜包木棉纤维而成的复合材料，兼有碳纤维和木棉纤维两者的优良机械性能，在纺织材料领域具有较强的运用前景。
[0034]实施例3:本材料以一根12K碳纤维作为中间体，以一根28tex木棉纤维和一根14tex棉加固纱所形成的复合材料。
[0035]木棉纤维，其中空度高达94%_95%，未破裂细胞的密度为0.05-0.06g/cm3,木棉纤维块体浮力好，在水中可承受相当于自身20-36倍的负载质量而不下沉。木棉体/块在水中浸泡30天，其浮力仅下降10%。
[0036]木棉标准回潮率为10%-10.73，可直接染色。
【权利要求】
1.木棉纤维包覆复合材料，其特征在于，具有: 由碳纤维材料制成的中间体； 周向包覆于中间体的包裹体，其由木棉纤维材料制成； 所述中间体与包裹体构成的材料为供纺织面料使用的丝状结构； 所述中间体与包裹体共轴布置； 所述碳纤维的长度与直径之比为20:1?5 ; 所述包裹体的平均厚度为0.4-2.5_。
2.根据权利要求1所述的木棉纤维包覆复合材料，其特征在于，其中，所述中间体由一股或者多股碳纤维构成。
3.根据权利要求1所述的木棉纤维包覆复合材料，其特征在于，其中，所述碳纤维包括至少一根12k碳纤维。
4.根据权利要求1所述的木棉纤维包覆复合材料，其特征在于，其中，所述木棉纤维材料以螺旋缠绕方式布置于中间体表面。
【文档编号】D02G3/04GK203546293SQ201320342814
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】杨军 申请人:杨军