[发明专利]一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法

说明书

本发明公开了一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，以废旧牛仔布和新棉纤维作原料，先将废旧牛仔布开松成牛仔纤维絮，再将牛仔纤维絮与新棉纤维混合均匀形成混合纤维，将混合纤维依次经过梳棉、并条处理、粗纱处理、细纱处理和合股，得到混纱纺线，最后将混纱纺线通过三维织机加工成三维织物预制件。本发明制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，解决了现有工艺利用废旧牛仔服制备的复合材料力学性能低的问题。

技术领域

本发明属于纺织科学与纤维增强复合材料技术领域，具体涉及一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法。

背景技术

截止2018年8月，全球总人数已达75.78亿，我国以13.94亿位居第一，成为世界上人口最多的国家。人口的快速增长、社会经济和人们生活水平的提高，使得人们对纺织品的需求量也不断增加，导致废旧纺织品的重量也在逐年增长。据统计，全球每年产生15000多万吨废旧纺织品，预计到2050年废旧纺织品将达到89500万吨，因此必须将这些废旧纺织品进行既快速又有效的处理。理论上来讲，97％的废旧纺织品可以被回收利用，但实际上回收利用比例很低。目前，对于废旧纺织品的处理手段主要还是焚烧或掩埋。热值高的纤维经过焚烧可以转化为热量，用于火力发电，但有些废旧纺织品的焚烧还会产生大量的有毒气体，污染大气环境；掩埋会使废旧纺织品上的染料和化学物质释放到土壤里，造成一定的水土污染和资源浪费。随着世界人口增加带来的资源短缺和环境污染的问题，世界各国逐渐意识到对资源的有效利用和保护环境对当前经济社会可持续发展的重大意义。因此，为了创造一个可持续的生态系统，必须对废旧纺织品进行回收再利用。

众所周知，废旧纺织品不仅品种多，还涉及各种不同的纤维成分，如棉、毛、丝、麻、化纤等。在我国废旧纺织品中，天然纤维纺织品占30％，其中棉废旧纺织品占15％，达到300万吨，而我们每个人几乎都穿的牛仔服是废旧棉纺织品的三大来源之首，其成分几乎是100％的棉纤维。随着人们的生活水平的提高和审美风格的多样化，牛仔服更替周期越来越短，大量的废旧牛仔服被淘汰下来。因为更替时间短，废旧牛仔服中纤维强度降低的并不多。因此，一些研究者致力于将废旧牛仔服加工成复合材料的增强体。一些研究人员将废旧牛仔服剪裁成适合的尺寸，分别采用手糊成型(HND)、模压成型(COM)、真空灌注成型(VAC)和树脂传递模塑成型工艺(RTM)制备了废旧牛仔布增强复合材料。结果发现牛仔布的面密度非常高，树脂在其中的流动性受阻，不适合利用RTM和VAC工艺生产。HND和COM可以用来制备牛仔布增强复合材料，但是直接采用废旧牛仔布来增强复合的方法无法制备实用的大型制件，原因如下所述：

首先，由于牛仔服尺寸的限制，无法裁剪出大块的布料；其次，时尚牛仔裤大多数经过仿旧处理，年轻人穿的牛仔裤有很多孔洞，如果不避开这些孔洞的地方，采用HND和COM方法制作复合材料时，这些地方会储存气泡，而如果避开孔洞，会有很多的牛仔纤维被浪费。一些研究者把废旧牛仔服开松成纤维絮，用手工去铺放纤维絮来增强复合材料，因为手工铺放纤维的不均匀性，制备的复合材料的力学性能的离散性很大。此外，废旧牛仔布经开布机开松处理后获得的纤维长度较短(主要集中于15-30mm之间)，直接用该短纤维制作的40tex细纱线断裂强力约为80cN，屈服强力约为70cN，力学性能较差，用其制作的复合材料力学性能也相对较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，解决现有工艺利用废旧牛仔服制备的复合材料力学性能低的问题。

本发明采用的技术方案是，一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，去除废旧牛仔布上的装饰品，再用开布机将废旧牛仔布开松成牛仔纤维絮；

步骤2，取适量新棉纤维，将其与步骤1得到的牛仔纤维絮混合均匀形成混合纤维，再将混合纤维通过梳棉机处理形成生条；

步骤3，将步骤2得到的生条输送至并条机进行并条处理，制得熟条；

步骤4，将步骤3得到的熟条通过粗纱机进行粗纱处理，制得粗纱；