[发明专利]纤维、织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维、织物及其制备方法，在超高分子量聚乙烯纤维的连续相中，引入无机添加剂和硬质短纤维作为分散相，且所述无机添加剂附着在硬质短纤维上；所述无机添加剂为粒径小于2μm的颗粒状微纳米级粒子。本发明所得耐切割纤维的断裂强度为15～40cN/dtex，将所制纤维编织成标准手套，进行EN‑388机械性伤害防护手套耐切割性能测试，耐切割指数20，即达到耐切割5级。本发明所涉及耐切割纤维在保证耐切割性能的同时，舒适性并无减退，不仅可以用于各类耐切割手套、外套服装，内衣使用也可满足，还可以用于各类耐切割布，包括包装布、行李箱、商业装潢、运输行业、消防水管保护套等。

技术领域

本发明涉及一种纤维、织物及其制备方法，具体涉及一种耐切割纤维、织物及其制备方法。

背景技术

在现代工业、建筑业、物流业等领域，从业人员与金属、矿石、建材、切割设备等硬质材料接触频繁，受伤概率增大。为降低这种伤害，使用轻便、耐用、舒适的耐切割织物(防护服、耐切割手套等)替代原有的棉纱劳保品，提高防护等级已成为主流趋势。

目前耐切割纤维及织物主要有金属丝制、对位芳纶制、超高分子量聚乙烯纤维制三种。其中超高分子量聚乙烯纤维因为其高强、高模的特性，故具有极好的耐切割性能，被广泛用于耐切割手套、服用纺织品等产品中。超高分子量聚乙烯纤维制成的耐切割纤维通过包覆金属丝或玻纤形成皮芯结构复合纤维，或者包覆弹性纤维提高耐切割性能。

实用新型专利201520500307.8公开一种高耐切割等级织物用复合纱线，包括芯材长丝和包覆层，包覆层中的短纤维以垂直方向包覆与芯材长丝外面，芯材为无机纤维长丝，但这种包覆无机金属丝或玻璃纤维的方法，因其无机金属、玻纤的加入会导致手感变硬，舒适感变差，特别是包覆玻纤时，玻纤易脆断，产生针刺感，降低使用寿命。另外，CN201410474250.9公开了一种由超高分子量聚乙烯和纳米晶结构形态的无机超细微粉构成，无机超细微粉是铝、钛、硅、硼、锆的氧化物、碳化物、氮化物的一种或组合，无机超细微粉半径为0.1～300微米。CN102308035A公开一种耐切割复合纤维，包含至少一种丝线或短切纤维纤维，并包含一种连续弹性丝线，且丝线或短切纤维中含有硬质组分，平均直径至多25μm。这种纤维制成的手套，耐切割性比同规格常规手套提高3.9倍。前者无机微粉，在纤维内部主要起物理交联点的作用，通过限制纤维大分子链间的滑移，来实现纤维耐切割性能的提高，但是刀片在切割过程中，无机微粉更倾向于被刀刃挤到一边，而不是抵抗刀刃破坏，因此，耐切割性的改善程度有限。后者所用硬质组分表面光滑，与超高分子量聚乙烯纤维表面结合不佳，在纺丝和拉伸过程中容易脱落或拔出，影响耐切割性能。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐切割纤维、织物及其制备方法，该耐切割纤维无需包覆其他纤维，如金属丝、玻璃纤维等，其织物即可达到EN3885级耐切割性能，同时在提高耐切割性能的同时，极大的改善织物的舒适性。

技术方案：本发明的纤维，在超高分子量聚乙烯(优选重均分子量为300万～700万，更优选400万～600万)的连续相中，引入无机颗粒和硬质(优选莫氏硬度不小于2，更优选莫氏硬度为4-8，特别是5.5-6)短纤维(优选选自无机短纤维和有机短纤维中的至少一种，更优选选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维和矿物纤维的至少一种)作为分散相，且至少一部分(优选10质量％以上，更优选30质量％以上，更优选50质量％以上，更优选60质量％以上，进一步优选80质量％以上，进一步优选95质量％以上)所述无机颗粒结合(优选附着)在所述硬质短纤维上(优选表面)，其中所述无机颗粒为平均粒径小于10μm(优选小于2μm，更优选100nm至1μm)的无机颗粒(优选硬质无机颗粒，更优选莫氏硬度不小于2(优选4-8，特别是5.5～6)的无机颗粒，更优选选自SiO₂、ZrO₂、金刚石、Al₂O₃、TiO₂、BaSO₄或其任意组合的至少一种无机颗粒)。