[发明专利]一种高性能复合纱的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能复合纱的制造方法，属于特种纱线制备技术领域。

背景技术

随着科学技术的进步，产业用纺织品新材料不断地呈现发展趋势，用途也不断向多种领域扩展。科技的发展推动了材料的更新与进步，而新材料又是发展高科技领域的关键。尤其在纺织领域，对材料的要求越来越引起人们的关注。

将复合线通过机织、针织或编织技术制得二维或三维、单向或多向的纺织预制件，可以制得高性能的复合结构材料，同时将热塑性纤维复合在纱线中，后期可制成热塑性复合结构材料，具有高韧性并且耐冲击性能好，抗化学和环境腐蚀的能力强，生产效率高，可以进行二次加工，实现重复加工再生利用。丙纶基热塑性复合结构材料既具有良好的力学性能和优异的抗冲击强度，又具有质量轻、成本低、成型工艺简单以及可回收、利于环保等优点，可以较好地解决目前复合结构材料存在的性能、环保和价格问题，具有很好的发展前景。然而常规的复合纱通常是采用并和方式进行复合，这种方式获得的纱线抱合力差，容易分散，早晨起毛、断裂，影响产品的外观性能、以及后续的可织造。

发明内容

为了克服现有复合纱抱合力差、机械性能不佳的现状，本发明首先是提供一种抱合力、结构紧致的高性能复合纱。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

高性能复合纱，包括有捻包纱和无捻芯纱，包纱以无捻并合方式缠绕在芯纱外层，芯纱与包纱的比例为（2-6）:（8-4）。

进一步的，作为优选：

所述的包纱由基体纤维构成，芯纱由基体纤维与增强纤维构成。

所述的基体纤维为丙纶，线密度为0.5-1.5dtex，断裂强度为3.5-4cN/dtex，断裂伸长率为25-40%；增强纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶或聚乙烯，增强纤维的线密度为600-850tex，拉伸强度为550-750MPa，拉伸应变为1.5-2.5%。

所述的复合纱上有网络点，该网络点与包纱上的捻度一致，用于增强复合纱的凝聚力。

其次，本发明还提供了一种具备上述特征的高性能复合纱的制备方法。

一种高性能复合纱的制备方法，包括如下步骤：

（1）芯纱纺制：将部分基体纤维与增强纤维按比例进行混杂，形成无捻芯纱；

（2）包纱纺制：对剩余部分基体纤维进行加捻处理，形成有捻包纱；

（3）复合纱制备：将步骤（1）所得无捻芯纱与步骤（2）所得有捻包纱进行包纱，形成外层包纱、内层芯纱的复合纱。

进一步的，作为优选：

步骤（1）中，基体纤维与增强纤维的混杂比例为（3-7）:（7-3），混杂具体方式为无捻并合，均匀混杂。

步骤（2）中有捻包纱的捻度为40-100捻/10cm，可以为Z型或S型捻。

步骤（3）中包纱为无捻并合，采用喷气网络的形式，利用喷射气流作用，控制喷气压力，将两种单丝互相缠结，形成周期性网络点。作为优选，喷气压力为0.2-0.5MPa，上机张力0.27N。

其中，基体纤维为丙纶，线密度为0.5-1.5dtex，断裂强度为3.5-4cN/dtex，断裂伸长率为25-40%；增强纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶或聚乙烯中的一种或多种的混合，基体纤维分为两部分，一部分与增强纤维一起用于形成芯纱，另一部分形成包纱。

采用上述技术方案进行高性能复合纱的制备，具有如下有益效果：

1. 采用喷气网络的形式进行包纱，利用喷射气流作用，将两种单丝互相缠结，将制备的有捻包纱与无捻芯纱的复合，制备工艺简单，操作方便，克服了单一纤维力学性能不佳的缺陷，包纱密度低、强度高、强伸性好，而芯纱中的增强纤维具有良好的刚性和强度，但弹性模量低，包纱与芯纱配合制备的复合纱表面光滑，毛羽较少，既能充分发挥各组分纤维的优势，使纤维间互相取长补短，赋予单一纤维所不具备的优异性能。

2. 纤维混杂结构主要有均匀混杂、层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、组合混杂、编织物混杂和短切纤维混杂等多种类型的混杂复合材料，上述技术方案中，基体纤维与增强纤维采用的混杂方式为无捻并合，均匀混杂，充分发挥各种纤维的优点，实现纤维间优劣互补。

3. 采用上述方案形成的复合纱中，有捻包纱在外，无捻芯纱在内，提高了纱线的可织造性。包纱包缠在芯纱外层，对内层芯纱起到保护作用，避免后期加工过程摩擦对纤维以及复合纱的损伤，提高了纱线的可制造性。