一种避免高强纤维织物力学性能降低的织造处理方法
阅读说明：本技术 一种避免高强纤维织物力学性能降低的织造处理方法 (Weaving treatment method for avoiding reduction of mechanical property of high-strength fiber fabric ) 是由 蔡正波 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种避免高强纤维织物力学性能降低的织造处理方法,将高强性能纤维做芯,经复纱机包工艺,包缠水溶性纤维,制得高强复合纤维,在剑杆织机上以平纹工艺织成含水溶性纤维高强织物。再经水处理,使水溶性纤维进行完全溶解,经烘干卷绕,制得纯高强纤维织物。该方法有效降低高强纤维因单丝断裂给织机组件造成的磨损,有效提高纤维在编织过程中的通过性；有效降低了传统水处理酸碱浓度对高强织物力学性能的损伤,有效提高了高强纤维织物的整体力学性能；既大幅度降低布面毛羽率等品疵问题,又提高了织造生产效益。(The invention discloses a weaving treatment method for avoiding the reduction of the mechanical property of a high-strength fiber fabric. And then water treatment is carried out to completely dissolve the water-soluble fiber, and the pure high-strength fiber fabric is prepared by drying and winding. The method effectively reduces the abrasion of the high-strength fiber to the loom components due to the monofilament fracture, and effectively improves the trafficability of the fiber in the weaving process; the damage of the traditional water treatment acid-base concentration to the mechanical property of the high-strength fabric is effectively reduced, and the overall mechanical property of the high-strength fiber fabric is effectively improved; not only greatly reduces the problems of cloth cover hairiness rate and other defects, but also improves the weaving production benefit.)
技术领域
本发明涉及特种高强防弹防护织物生产技术领域,特别是一种避免高强纤维织物力学性能降低的织造处理方法。
背景技术
高强纤维即高强度高模量纤维，是强度大于10CN/dkex，模量大于200CN/dkex的合成纤维，。例如，美国研制成功的凯夫拉尔（我国叫芳纶—1414）纤维，强度是同质量钢丝的5倍。它密度小，只有钢丝的1/6，还能透过微波。它可以做航空器材的增强材料。以粘胶纤维、腈纶、沥青纤维为原料，经高温炭化、石墨化，得到的高强度、高模量炭纤维，在原子能、冶金、化工方面有广泛的应用。
目前国内特种防弹防护织物的应用需求越来越大，普遍采用高强纤维通过机织工艺织造而成。而高性能纤维因为高强高模，预取向差，纤维生产时普遍存在单丝断裂、毛丝较多现象，难于在普通织机上进行织造加工；同时，织成后的高强纤维织物必须要经过后整理水洗去油，才能最大程度还原高强纤维的单丝力学传导性能；而传统水洗工艺因含富含酸碱浓度，不同程度上对高强纤维的力学性能产生损伤。如何对这些影响高强纤维力学性能的问题提出更有效地设计，从而系统完善的避免高强纤维力学性能降低，与高强纤维厂商形成产业配套，生产出布面平整、强度不减值的高品质高强防弹防护织物，成为我们一代人的思考。
发明内容
本发明的技术方案是：一种避免高强纤维织物力学性能降低的织造处理方法，其步骤包括：
第一、复纱；将带有毛羽的高强纤维（可以是芳纶、PBO、碳纤维、超高分子量聚乙烯、PIPD当中的任一种），在包覆机上采取机包工艺，以高强纤维做芯线，外面包缠（以单包或正反包）水溶性纤维（果胶基纤维、树胶基纤维、聚乙烯醇缩醛纤维、羟甲基纤维素纤维的任一种），从而生产出该复合纤维；
第二、整经；将卷绕有该复合纤维的筒管挂在前道筒子纱架上，进行牵经、分条整经；
第三、卷绕、并轴；将整经后的该复合纤维按头份要求卷绕到经轴上；
第四、编织；将并轴后的该复合纤维进行穿综、扒扣，并在剑杆织机上按平纹组织进行编织，得到该高强纤维织物；
第五、将该高强纤维织物在水洗定型机上进行清水升温浸泡，使水溶性纤维在清水中得以完全溶解后，烘干定型卷绕，从而获得纯高强纤维织物；
优选的是，第一步中，必须采用复纱机包工艺，单包或正反包均可，超位捻度300捻~900捻。
优选的是，第四步中，将并轴后的该复合纤维进行穿综、扒扣，并在剑杆织机上按平纹组织进行编织，得到该高强纤维织物。
优选的是，第五步中，将该高强纤维织物在水洗定型机上必须进行清水升温浸泡，清水与当前高强纤维织物上水溶性纤维的配比含量为（400~100）:1。
优选的是，第五步中，清水升温曲线为20℃-110℃，保温时间为10分钟-1小时；使水溶性纤维在40℃-110℃区间慢慢溶解，待水溶性纤维得以完全溶解后，烘干定型卷绕，从而获得纯高强纤维织物。
本发明的优点是：
1、有效降低高强纤维因单丝断裂给织机组件造成的磨损；
2、有效提高纤维在编织过程中的通过性；
3、有效降低了传统水处理酸碱浓度对高强织物力学性能的损伤；
4、有效提高了高强纤维织物的整体力学性能；
5、既大幅度降低布面毛羽率等品疵问题，又提高了织造生产效益；
6、同时工艺简单，适合工业化生产推广。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为带有毛羽的高强丝；
图2为包缠水溶性纤维后的高强丝；
图3为水溶性纤维溶解后的高强丝；
图4为本发明方法处理后的高强纤维织物形态图；
图5为常规方法织物的外观形态图。
具体实施方式
实施例1：
一种避免高强纤维织物力学性能降低的织造处理方法，其步骤包括：
第一、复纱；将带有毛羽的高强纤维（可以是芳纶、PBO、碳纤维、超高分子量聚乙烯、PIPD当中的任一种），在包覆机上采取机包工艺，以高强纤维做芯线，外面包缠（以单包或正反包）水溶性纤维（果胶基纤维、树胶基纤维、聚乙烯醇缩醛纤维、羟甲基纤维素纤维的任一种），确保水溶性纤维的超位捻度为300捻~900捻，从而生产出该复合纤维；
第二、整经；将卷绕有该复合纤维的筒管挂在前道筒子纱架上，进行牵经、分条整经；
第三、卷绕、并轴；将整经后的该复合纤维按头份要求卷绕到经轴上；
第四、编织；将并轴后的该复合纤维进行穿综、扒扣，并在剑杆织机上按平纹组织进行编织，得到该高强纤维织物；
第五、将该高强纤维织物在水洗定型机上进行清水升温浸泡，确保清水与当前高强纤维织物上水溶性纤维的配比含量为（400~100）:1。当清水升温至20℃-110℃时，保温10分钟-1小时，使水溶性纤维在40℃-110℃区间慢慢溶解；待水溶性纤维在清水中完全溶解后，将高强纤维织物烘干定型卷绕，从而获得纯高强纤维织物。
基于上述织造处理方法，其步骤中所涉及的工艺参数组合如下表：
序号
复合纤维上水溶性纤维的超位捻度
清水与当前高强纤维织物上水溶性纤维的配比含量
清水升温浸泡时清水升温曲线
清水升温浸泡时的保温时间
1
300捻
100~150:1
20~30℃
10~20分钟
2
400捻
125~200:1
30~40℃
15~25分钟
3
500捻
175~250:1
40~50℃
22~30分钟
4
600捻
225~300:1
60~70℃
28~35分钟
5
700捻
275~350:1
80~90℃
32~50分钟
6
800捻
325~400:1
90~100℃
45~52分钟
7
900捻
350~400:1
100~110℃
52~60分钟
实施例2：
本实施例采用的设备为：
包覆机 1台 （马牌MP-168型全自动）；
整经机 1台 （华方HF928H高速智能分条）；
并轴机 1台 （卡尔迈耶AMR型）；
剑杆织机 1台 （斯密特FAST2.0）；
水洗定型机 1台 （德国高乐）；
该方法包括如下步骤：
第一、复纱；将带有毛羽的高强纤维（本实施例中，高强纤维选用400D的超高分子量聚乙烯），在包覆机上采取机包工艺，以高强纤维做芯，外面包缠（以单包或正反包）水溶性纤维（本实施例中，水溶性纤维选用聚乙烯醇纤维），水溶性纤维的超位捻度为300捻~900捻，生产出该复合纤维。
第二、整经；将卷绕有该复合纤维的筒管挂在前道筒子纱架上，进行牵经、分条整经；
第三、卷绕、并轴；将整经后的该复合纤维按头份要求卷绕到经轴上；
第四、编织；将并轴后的该复合纤维进行穿综、扒扣，并在剑杆织机上按平纹组织进行编织，经纬密各13.5根，得到该高强纤维织物；
第五、将该高强纤维织物在水洗定型机上进行清水升温浸泡，清水与水溶性纤维的配比含量为（150）:1。（具体为：水溶性纤维含量1公斤，清水量为150公斤）
当清水升温至63℃，保温时间为28分钟；使水溶性纤维慢慢溶解，待水溶性纤维得以完全溶解后，烘干定型卷绕，从而获得纯高强纤维织物。
实施例3：
基于上述避免高强纤维织物力学性能降低的织造处理方法所制备的纯高强纤维织物，其具有优越的面料性能，根据实物试验检测结果如下：
利用同材料同机器按照常规方法制备的织物，根据实物试验检测结果如下：
通过对比发现，常规方法制备的织物其断裂强力在6900N；而使用本发明方法所制得的纯高强纤维织物，其断裂强力在8900N，性能提高了29%。
综上所述，该方法有效降低高强纤维因单丝断裂给织机组件造成的磨损；有效提高纤维在编织过程中的通过性；有效降低了传统水处理酸碱浓度对高强织物力学性能的损伤；有效提高了高强纤维织物的整体力学性能；既大幅度降低布面毛羽率等品疵问题，又提高了织造生产效益。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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