CN104669764A - 带有色纤维线的复合纤维织物及其制备方法 - Google Patents

带有色纤维线的复合纤维织物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及复合材料领域，尤其是一种带有色纤维的复合纤维材料，它由径向纱和纬向纱机织而成，径向纱由一根基质纤维和径向有色纤维并排组合而成，径向有色纤维为镀有颜色的PET聚脂膜材料；纬向纱由一根基质纤维和纬向有色纤维并排组合而成，纬向有色纤维由涤纶丝、氨纶丝、人造丝中的一种或多种捻合成的细丝的外表面缠绕包覆色丝而成；所述的基质纤维的横截面为扁平型，径向有色纤维的横截面为扁平型；纬向有色纤维的横截面为圆形。本发明所得到的带有色纤维的复合纤维材料，具有较强的耐磨性能，可代替皮革等材料，缓解了天然皮革的数量有限、不能满足需求的矛盾，同时解决了合成革制作过程中的环境污染问题。

Description

带有色纤维线的复合纤维织物及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，尤其是一种带有色纤维线的复合纤维织物及其制备方法。
背景技术
玄武岩纤维，是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。
TPU不仅具有卓越的高张力﹑高拉力﹑强韧和耐老化的特性，而且是种成熟的环保材料，目前，TPU已广泛应用与医疗卫生及体育等方面，其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高﹑韧性好﹑耐磨﹑耐寒﹑耐油﹑耐水﹑耐老化﹑耐气候等特性，同时它具有高防水性透湿性﹑防风﹑防寒﹑抗菌﹑防霉﹑保暖﹑抗紫外线以及能量释放等许多优异的性能。
我国是世界人造革、合成革的生产和消费大国，其产能和产量分别为世界的73%和69%，但合成革行业面临着环境污染的巨大难题。合成革生产线上的废气污染物主要来自于溶剂型表面处理剂、面层树脂、发泡层树脂以及粘结胶中的有机溶剂的无序排放。这些溶剂中有二甲基甲酰胺（DMF）、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮及甲缩醛等。根据测算，每一条发泡合成革生产线每年排放DMF 10.2吨，每年排放甲苯50.8吨，每年排放丁酮50.8吨，每年排放乙酸酯类溶剂24.5吨。这些有机溶剂易燃易爆、气味大、毒性大，即存在安全隐患，有危害就业者身心健康。合成革行业长期面临环境治理成本高、资源浪费严重、环境污染的严峻状况。因此开发绿色环保、环境友好型复合材料合成革，是合成革行业可持续发展的关键。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种结构简单，可将不同的宽度的纤维进行编织，且耐磨性能优越的带有色纤维线的复合纤维织物及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明所设计的带有色纤维线的复合纤维织物，它由径向纱单元和纬向纱单元机织而成，径向纱单元由至少一根基质纤维线和至少一根径向有色纤维线并排组合而成，径向有色纤维线为镀有颜色的PET聚脂膜材料；纬向纱单元由至少一根基质纤维线和至少一根纬向有色纤维线并排组合而成，纬向有色纤维线由涤纶丝、氨纶丝、人造丝中的一种或多种捻合成的细丝的外表面缠绕包覆色丝而成；所述的基质纤维线的横截面为扁平型，径向有色纤维线的横截面为扁平型；纬向有色纤维线的横截面为圆形。
作为优化，所述的基质纤维线为碳纤维或玻璃纤维或玄武岩纤维或锦纶纤维或涤纶纤维。
在径向纱单元和纬向纱单元编织而成的面料的一个或两个表面分别设置有TPU膜、PU膜中的一种或两种。
一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，首先，将径向纱单元和纬向纱单元机织成面料，然后将TPU或PU预热后融化，再进行过滤，过滤后进行压延出薄膜，同时将径向纱单元和纬向纱单元机织成的面料进行预加热，将预加热后的面料与热态的薄膜进行贴合，最后导入冷却装置进行冷却，切割卷绕即可。
当所述的基质纤维线为玄武岩纤维，表面设置有TPU膜时；TPU膜的贴合方法为：首先，对TPU颗粒进行预热预处理，将预处理后的TPU颗粒送入高速混合机3-5小时烘干TPU颗粒的水分，温度控制在80-130℃，将烘干的TPU颗粒送入密炼机混炼10-15分钟，温度控制在100-120℃，将已在熔融状态的混合物送入炼塑机加温塑化，温度控制在150-160℃，将塑化后的原料送入螺杆过滤机，过滤网目为140-180目，过滤杂质，将过滤后的原料送入四辊压延机压延出TPU薄膜；然后，将玄武岩纤维编织成的面料用远红外线加热器进行预加热，温度控制在170-180℃，将压延出的热态的TPU薄膜与经预加热处理的玄武岩纤维布瞬间贴合；最后将贴合后的玄武岩纤维TPU复合面料导入冷却装置进行冷却，并导入冷切边装置，切割成所需要的宽幅，将切割好的玄武岩纤维TPU复合面料进行收卷。
当所述的基质纤维线为碳纤维，表面设置有TPU膜时；TPU膜的贴合方法为：首先，对TPU颗粒进行预热预处理，将预处理后的TPU颗粒送入高速混合机3-5小时烘干TPU颗粒的水分，温度控制在80-130℃，将烘干的TPU颗粒送入密炼机混炼10-15分钟，温度控制在100-120℃，将已在熔融状态的混合物送入炼塑机加温塑化，温度控制在150-160℃，将塑化后的原料送入螺杆过滤机，过滤网目为140-180目，过滤杂质，将过滤后的原料送入四辊压延机压延出TPU薄膜；然后，将碳纤维编织成的面料用远红外线加热器进行预加热，温度控制在170-180℃，将压延出的热态的TPU薄膜与经预加热处理的碳纤维布瞬间贴合；最后将贴合后的碳纤维TPU复合面料导入冷却装置进行冷却，并导入冷切边装置，切割成所需要的宽幅，将切割好的碳纤维TPU复合面料进行收卷。
一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，面料与TPU膜进行复合前，在一号导辊和/或二号导辊的侧边均设置有与其贴合的胶水槽，一号导辊和二号导辊在转动过程中胶水槽内的胶水均匀的附着在其表面；面料穿过紧贴的一号导辊和一号压辊之间，一号导辊上的胶水会附着在面料的一侧， TPU膜穿过紧贴的二号导辊和二号压辊之间，二号导辊上的胶水会附着在TPU膜的一侧，同时一号导辊和二号导辊的转动方向相反，面料和TPU膜在一号导辊和二号导辊带动下均向一对贴合导辊运动，该对贴合导辊对面料与TPU膜压紧贴合；且在贴合处对面料和TPU膜加热至150-160℃，然后冷却并收卷辊进行收卷。
一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，首先，将径向纱单元和纬向纱单元机织成面料，当径向纱单元和纬向纱单元机织成的面料表面贴合的为TPU膜时，首先将TPU膜和TPU热熔胶膜加热至140-150℃后进行预贴合，再在150℃时，与纤维面料进行贴合，且TPU热熔胶膜与纤维面料直接接触。
本发明所得到的带有色纤维线的复合纤维织物及其制备方法，将新型纤维材料和TPU高温下结合而成，玄武岩纤维、碳纤维等是天然无机非金属材料，TPU亦可在环境中完全降解，两者均为绿色环境友好型材料。从源头彻底消除了有机污染，节约了有机溶剂资源，消除了安全隐患，改善了劳动者就业环境。其它性能也达到或优于溶剂型产品性能。又缓解了天然皮革数量有限，不能满足需求的矛盾。
本发明所得到的带有色纤维线的复合纤维织物，具有较强的耐磨性能，可代替皮革等材料，缓解了天然皮革的数量有限、不能满足需求的矛盾。
附图说明
图1为本发明的带有色纤维线的复合纤维织物的结构示意图；
图2为本发明实施例7 的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例描述的带有色纤维线的复合纤维织物，它由径向纱单元和纬向纱单元机织而成，径向纱单元由一根基质纤维线1和径向有色纤维线2并排组合而成，径向有色纤维线2为镀有颜色的PET聚脂膜材料；纬向纱单元由一根基质纤维线1和纬向有色纤维线3并排组合而成，纬向有色纤维线3由涤纶丝、氨纶丝、人造丝中的一种或多种捻合成的细丝的外表面缠绕包覆色丝而成；所述的基质纤维线1的横截面为扁平型，径向有色纤维线2的横截面为扁平型；纬向有色纤维线3的横截面为圆形。
所述的基质纤维线1为玄武岩纤维；在径向纱单元和纬向纱单元编织而成的面料的两个表面分别设置有TPU膜4。
实施例2：
 本实施例描述的一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，首先，将径向纱单元和纬向纱单元机织成面料，然后将TPU干燥后融化，再进行过滤，过滤后进行压延出薄膜，同时将径向纱单元和纬向纱单元机织成的面料进行预加热，将预加热后的面料与热态的薄膜进行贴合，最后导入冷却装置进行冷却，切割卷绕即可。
当所述的基质纤维线1为玄武岩纤维，表面设置有TPU膜4时；TPU膜4的贴合方法为：首先，对TPU颗粒进行干燥预处理，将预处理后的TPU颗粒送入高速混合机3小时烘干TPU颗粒的水分，温度控制在80℃，将烘干的TPU颗粒送入密炼机混炼10分钟，温度控制在100℃，将已在熔融状态的混合物送入炼塑机加温塑化，温度控制在150℃，将塑化后的原料送入螺杆过滤机，过滤网目为140目，过滤杂质，将过滤后的原料送入四辊压延机压延出TPU薄膜；然后，将玄武岩纤维编织成的面料用远红外线加热器进行预加热，温度控制在170℃，将压延出的热态的TPU薄膜与经预加热处理的玄武岩纤维布瞬间贴合；最后将贴合后的玄武岩纤维TPU复合面料导入冷却装置进行冷却，并导入冷切边装置，切割成所需要的宽幅，将切割好的玄武岩纤维TPU复合面料进行收卷。
实施例3：
本实施例描述的一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，首先，将径向纱单元和纬向纱单元机织成面料，然后将TPU干燥后融化，再进行过滤，过滤后进行压延出薄膜，同时将径向纱单元和纬向纱单元机织成的面料进行预加热，将预加热后的面料与热态的薄膜进行贴合，最后导入冷却装置进行冷却，切割卷绕即可。
当所述的基质纤维线1为玄武岩纤维，表面设置有TPU膜4时；TPU膜4的贴合方法为：首先，对TPU颗粒进行干燥预处理，将预处理后的TPU颗粒送入高速混合机5小时烘干TPU颗粒的水分，温度控制在130℃，将烘干的TPU颗粒送入密炼机混炼15分钟，温度控制在120℃，将已在熔融状态的混合物送入炼塑机加温塑化，温度控制在160℃，将塑化后的原料送入螺杆过滤机，过滤网目为180目，过滤杂质，将过滤后的原料送入四辊压延机压延出TPU薄膜；然后，将玄武岩纤维编织成的面料用远红外线加热器进行预加热，温度控制在180℃，将压延出的热态的TPU薄膜与经预加热处理的玄武岩纤维布瞬间贴合；最后将贴合后的玄武岩纤维TPU复合面料导入冷却装置进行冷却，并导入冷切边装置，切割成所需要的宽幅，将切割好的玄武岩纤维TPU复合面料进行收卷。
实施例4：
本实施例描述的一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，首先，将径向纱单元和纬向纱单元机织成面料，然后将TPU干燥后融化，再进行过滤，过滤后进行压延出薄膜，同时将径向纱单元和纬向纱单元机织成的面料进行预加热，将预加热后的面料与热态的薄膜进行贴合，最后导入冷却装置进行冷却，切割卷绕即可。
当所述的基质纤维线1为玄武岩纤维，表面设置有TPU膜4时；TPU膜4的贴合方法为：首先，对TPU颗粒进行干燥预处理，将预处理后的TPU颗粒送入高速混合机4小时烘干TPU颗粒的水分，温度控制在100℃，将烘干的TPU颗粒送入密炼机混炼13分钟，温度控制在110℃，将已在熔融状态的混合物送入炼塑机加温塑化，温度控制在155℃，将塑化后的原料送入螺杆过滤机，过滤网目为160目，过滤杂质，将过滤后的原料送入四辊压延机压延出TPU薄膜；然后，将玄武岩纤维编织成的面料用远红外线加热器进行预加热，温度控制在175℃，将压延出的热态的TPU薄膜与经预加热处理的玄武岩纤维布瞬间贴合；最后将贴合后的玄武岩纤维TPU复合面料导入冷却装置进行冷却，并导入冷切边装置，切割成所需要的宽幅，将切割好的玄武岩纤维TPU复合面料进行收卷。
实施例5：
当所述的基质纤维线1为碳纤维，表面设置有TPU膜4时；TPU膜4的贴合方法为：首先，对TPU颗粒进行干燥预处理，将预处理后的TPU颗粒送入高速混合机4小时烘干TPU颗粒的水分，温度控制在100℃，将烘干的TPU颗粒送入密炼机混炼13分钟，温度控制在110℃，将已在熔融状态的混合物送入炼塑机加温塑化，温度控制在155℃，将塑化后的原料送入螺杆过滤机，过滤网目为160目，过滤杂质，将过滤后的原料送入四辊压延机压延出TPU薄膜；然后，将碳纤维编织成的面料用远红外线加热器进行预加热，温度控制在175℃，将压延出的热态的TPU薄膜与经预加热处理的碳纤维布瞬间贴合；最后将贴合后的碳纤维TPU复合面料导入冷却装置进行冷却，并导入冷切边装置，切割成所需要的宽幅，将切割好的碳纤维TPU复合面料进行收卷。
实施例6：
一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，首先将径向纱单元和纬向纱单元机织成面料，当径向纱单元和纬向纱单元机织成的面料表面贴合的为TPU膜时，首先将TPU膜和TPU热熔胶膜加热至145℃后进行预贴合，再在150℃时，与纤维面料进行贴合，且TPU热熔胶膜与纤维面料直接接触。
实施例7：
如图2所示，一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，面料5与TPU膜6进行复合前，在一号导辊7和二号导辊9的侧边均设置有与其贴合的胶水槽8，一号导辊7和二号导辊9在转动过程中胶水槽8内的胶水均匀的附着在其表面；面料5穿过紧贴的一号导辊7和一号压辊11之间，一号导辊7上的胶水会附着在面料5的一侧， TPU膜6穿过紧贴的二号导辊9和二号压辊10之间，二号导辊9上的胶水会附着在TPU膜6的一侧，同时一号导辊7和二号导辊9的转动方向相反，面料5和TPU膜6均向一对贴合导辊12运动，该对贴合导辊12对面料5与TPU膜6压紧贴合；且在贴合处对面料5和TPU膜6加热至155℃，然后冷却并收卷辊13进行收卷。
实施例8：
一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，面料5与TPU膜6进行复合前，在一号导辊7的侧边设置有与其贴合的胶水槽8，一号导辊7在转动过程中胶水槽8内的胶水均匀的附着在其表面；面料5穿过紧贴的一号导辊7和一号压辊11之间，一号导辊7上的胶水会附着在面料5的一侧， TPU膜6穿过紧贴的二号导辊9和二号压辊10之间，同时一号导辊7和二号导辊9的转动方向相反，面料5和TPU膜6均向一对贴合导辊12运动，该对贴合导辊12对面料5与TPU膜6压紧贴合；且在贴合处对面料5和TPU膜6加热至155℃，然后冷却并收卷辊13进行收卷。

Claims (9)

1.一种带有色纤维线的复合纤维织物，它由径向纱单元和纬向纱单元机织而成，其特征是：径向纱单元由至少一根基质纤维线和至少一根径向有色纤维线并排组合而成，径向有色纤维线为镀有颜色的PET聚脂膜材料；纬向纱单元由至少一根基质纤维线和至少一根纬向有色纤维线并排组合而成，纬向有色纤维线由涤纶丝、氨纶丝、人造丝中的一种或多种捻合成的细丝的外表面缠绕包覆色丝而成；所述的基质纤维线的横截面为扁平型，径向有色纤维线的横截面为扁平型；纬向有色纤维线的横截面为圆形。
2.根据权利要求1所述的一种带有色纤维线的复合纤维织物，其特征是：所述的基质纤维线为碳纤维或玻璃纤维或玄武岩纤维或锦纶纤维或涤纶纤维。
3.根据权利要求1或2所述的带有色纤维线的复合纤维织物，其特征是：在径向纱单元和纬向纱单元编织而成的面料的一个或两个表面分别设置有TPU膜、PU膜中的一种或两种。
4.一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，其特征是：首先，将径向纱单元和纬向纱单元机织成面料，然后将TPU或PU预热后融化，再进行过滤，过滤后进行压延出薄膜，同时将径向纱单元和纬向纱单元机织成的面料进行预加热，将预加热后的面料与热态的薄膜进行贴合，最后导入冷却装置进行冷却，切割卷绕即可。
5.根据权利要求4所述的一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，其特征是：当所述的基质纤维线为玄武岩纤维，表面设置有TPU膜时；TPU膜的贴合方法为：首先，对TPU颗粒进行预热预处理，将预处理后的TPU颗粒送入高速混合机3-5小时烘干TPU颗粒的水分，温度控制在80-130℃，将烘干的TPU颗粒送入密炼机混炼10-15分钟，温度控制在100-120℃，将已在熔融状态的混合物送入炼塑机加温塑化，温度控制在150-160℃，将塑化后的原料送入螺杆过滤机，过滤网目为140-180目，过滤杂质，将过滤后的原料送入四辊压延机压延出TPU薄膜；然后，将玄武岩纤维编织成的面料用远红外线加热器进行预加热，温度控制在170-180℃，将压延出的热态的TPU薄膜与经预加热处理的玄武岩纤维布瞬间贴合；最后将贴合后的玄武岩纤维TPU复合面料导入冷却装置进行冷却，并导入冷切边装置，切割成所需要的宽幅，将切割好的玄武岩纤维TPU复合面料进行收卷。
6.根据权利要求4所述的一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，其特征是：当所述的基质纤维线为碳纤维，表面设置有TPU膜时；TPU膜的贴合方法为：首先，对TPU颗粒进行预热预处理，将预处理后的TPU颗粒送入高速混合机3-5小时烘干TPU颗粒的水分，温度控制在80-130℃，将烘干的TPU颗粒送入密炼机混炼10-15分钟，温度控制在100-120℃，将已在熔融状态的混合物送入炼塑机加温塑化，温度控制在150-160℃，将塑化后的原料送入螺杆过滤机，过滤网目为140-180目，过滤杂质，将过滤后的原料送入四辊压延机压延出TPU薄膜；然后，将碳纤维编织成的面料用远红外线加热器进行预加热，温度控制在170-180℃，将压延出的热态的TPU薄膜与经预加热处理的碳纤维布瞬间贴合；最后将贴合后的碳纤维TPU复合面料导入冷却装置进行冷却，并导入冷切边装置，切割成所需要的宽幅，将切割好的碳纤维TPU复合面料进行收卷。
7.根据权利要求4所述的一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，其特征是：面料与TPU膜进行复合前，在一号导辊和二号导辊的侧边均设置有与其贴合的胶水槽，一号导辊和二号导辊在转动过程中胶水槽内的胶水均匀的附着在其表面；面料穿过紧贴的一号导辊和一号压辊之间，一号导辊上的胶水会附着在面料的一侧， TPU膜穿过紧贴的二号导辊和二号压辊之间，二号导辊上的胶水会附着在TPU膜的一侧，同时一号导辊和二号导辊的转动方向相反，面料和TPU膜在一号导辊和二号导辊带动下均向一对贴合导辊运动，该对贴合导辊对面料与TPU膜压紧贴合；且在贴合处对面料和TPU膜加热至150-160℃，然后冷却并收卷辊进行收卷。
8.根据权利要求4所述的一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，其特征是：面料与TPU膜进行复合前，在一号导辊的侧边均设置有与其贴合的胶水槽，一号导辊在转动过程中胶水槽内的胶水均匀的附着在其表面；面料穿过紧贴的一号导辊和一号压辊之间，一号导辊上的胶水会附着在面料的一侧， TPU膜穿过紧贴的二号导辊和二号压辊之间，同时一号导辊和二号导辊的转动方向相反，面料和TPU膜在一号导辊和二号导辊带动下均向一对贴合导辊运动，该对贴合导辊对面料与TPU膜压紧贴合；且在贴合处对面料和TPU膜加热至150-160℃，然后冷却并收卷辊进行收卷。
9.一种带有色纤维线的复合纤维织物的制备方法，其特征是：首先，将径向纱单元和纬向纱单元机织成面料，当径向纱单元和纬向纱单元机织成的面料表面贴合的为TPU膜时，首先将TPU膜和TPU热熔胶膜加热至140-150℃后进行预贴合，再在150℃时，与纤维面料进行贴合，且TPU热熔胶膜与纤维面料直接接触。
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