一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A Method for Prefabricating Blended Yarn and Three-dimensional Fabric Prefabrics

The invention discloses a method for preparing blended yarn and three-dimensional fabric preforms. Using waste denim and new cotton fibers as raw materials, the waste denim is first loosened into denim fibers, and then the denim fibers are mixed with new cotton fibers to form blended fibers evenly. The blended fibers are sequentially carding, drawing, roving, spinning and blending to obtain blended yarns. Finally, the blended yarn is processed into three-dimensional fabric preforms by three-dimensional loom. The method for preparing blended yarn and three-dimensional fabric preforms solves the problem of low mechanical properties of composite materials prepared by the existing process using waste jeans.

【技术实现步骤摘要】
一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法
本专利技术属于纺织科学与纤维增强复合材料
，具体涉及一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术采用的技术方案是，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；步骤5，将步骤4得到的粗纱通过细纱机进行细纱处理，制得细纱；步骤6，将步骤5得到的细纱合股制得较粗的纱线，即混纺纱线；步骤7，将步骤6得到的混纺纱线通过三维织机加工，即得三维织物预制件。本专利技术的技术特征还在于，所述步骤2中，混合纤维中的牛仔纤维絮占混合纤维总量的重量百分比为70～30％，其余为新棉纤维。所述步骤3中，对生条进行并条处理，并条机的牵伸倍数为3～5倍。所述步骤3中，对生条进行并条处理，优选地将生条按4～8根做并条处理。所述步骤4中，对熟条进行粗纱处理，粗纱机的牵伸倍数为6～10倍。所述步骤4中，粗纱的捻度为10捻/10cm。所述步骤5中，对粗纱进行细纱处理，细纱机的牵伸倍数为10～15倍，捻度为900捻/10cm。所述步骤6中，混纺纱线的线密度为400tex。所述步骤6中，混纺纱线的线密度为800tex。所述步骤7中，更优选的，将三维织机加工后的三维织物预制件进行复合固化处理。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术利用废旧牛仔布和新棉纤维制备混纺纱线及其三维织物的方法，摒弃了传统上将牛仔布或者牛仔纤维手工铺设增强复合材料的思路，采用一种利用纺纱和织造的工艺流程将纤维混纺成纱线再织成织物的方法，不仅可以解决废旧牛仔布回收难的问题，也减少了对纤维原料及劳动力的使用；(2)本专利技术利用废旧牛仔布和新棉纤维制备混纺纱线及其三维织物预的方法使得废旧牛仔短纤维和棉纤维之间的力学性能均匀，纤维定向分布，用其增强的复合材料具有优异的力学性能；(3)本专利技术利用废旧牛仔布和新棉纤维制备混纺纱线及其三维织物预制件的方法，解决了经开布机打出的废旧牛仔纤维长度短，难以纺纱的问题，为废旧短纤维纺纱工艺制造也提供了新方法；(4)本专利技术利用废旧牛仔布和新棉纤维制备混纺纱线及其三维织物预制件的方法，选用的牛仔布为纺织废料，这样可以减少资源的浪费，提高纺织废料的利用率，同时也可以避免纺织废料的填埋和燃烧对环境造成污染；(5)新棉纤维，即未经使用的棉纤维，是一种天然转曲的纤维，具有一定的抱合力和可纺性，吸湿耐磨好且耐碱性极佳，利用废旧牛仔布和新棉纤维制备混纺纱线及其三维织物，用其制备的复合材料具有天然纤维特有的低密度和高比强度的特点，可广泛应用在汽车、建筑、航空等多个领域，具有十分广阔的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术并不局限于该具体实施方式。本专利技术一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，采用废旧牛仔布和棉纤维制备混纺纱线及其三维织物预制件，具体包括以下步骤：步骤1，去除废旧牛仔布上的装饰品，如金属拉链、纽扣等，将废旧牛仔布铺平在开布机上，利用开布机将其开松成纤维絮；步骤2，取适量新棉纤维，将步骤1得到的牛仔纤维絮与新棉纤维按重量百分比为70～30％与30～70％的配比混合均匀，形成混合纤维，再将混合纤维放置在梳棉机中，经给棉板、给棉罗拉、刺辊、锡林、道夫、盖板、剥棉罗拉等对混合纤维进行开松、梳理、除尘和混合的处理形成生条；步骤3，将步骤2得到的生条输送至并条机中进行并条处理，并条机的牵伸倍数为3～5倍，优选地将生条按4～8根做并条处理，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，粗纱机的牵伸倍数为6～10倍，捻度为10捻/10cm，制得粗纱；步骤5，将步骤4得到的粗纱通过细纱机进行细纱处理，细纱机的捻度为900捻/10cm，牵伸倍数为10～15倍制得细纱，得到的细纱线密度为25～60tex；步骤6，将步骤5得到的细纱合股制得较粗的纱线，即混纺纱线，混纺纱线的线密度为400tex或800tex；步骤7，将步骤6得到的混纺纱线通过三维织机加工，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，其特征在于，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；步骤5，将步骤4得到的粗纱通过细纱机进行细纱处理，制得细纱；步骤6，将步骤5得到的细纱合股制得较粗的纱线，即混纺纱线；步骤7，将步骤6得到的混纺纱线通过三维织机加工，即得三维织物预制件。

【技术特征摘要】
1.一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，其特征在于，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；步骤5，将步骤4得到的粗纱通过细纱机进行细纱处理，制得细纱；步骤6，将步骤5得到的细纱合股制得较粗的纱线，即混纺纱线；步骤7，将步骤6得到的混纺纱线通过三维织机加工，即得三维织物预制件。2.根据权利要求1所述的一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，其特征在于，所述步骤2中，混合纤维中的牛仔纤维絮占混合纤维总量的重量百分比为70～30％，其余为新棉纤维。3.根据权利要求1所述的一种制备混纺纱线和三维织物预制件的方法，其特征在于，所述步骤3中，对生条进行并条处理，并条机的牵伸倍数为3～5倍。4.根据权利要求1所述的一种制备混纺纱线和三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊威，杨雪，董经经，于希晨，田荟霞，盛翠红，宋红，田呈呈，武海良，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61