一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法，其技术特征在于利用所选材料集合，通过特定的排布方式和联接方式，复合生成新型多功能面料。面料集合包括玄武岩、凯夫拉、高模量聚乙烯、竹源纤维所形成的纤维层，排布方式为按照特定优化曲线所分配的对应宽度、比例和顺序，联接方式包括胶体粘结、物理连结，联接方法包括符合特定分布规律的轨迹联接，联接结果与排列方式相关即某些层间可滑动、某些层间固定。该技术可使目标面料的多功能参数处于最优状态，使面料的柔韧、防刺防弹、防火耐高温、防水防腐蚀、防磨损抗老化等性能达到综合最优，单一性能均可满足对应国际标准，可广泛用于日常生活服装和特种服装的生产制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多功能面料及其制造方法，特别涉及一种由多种纤维层采用特定加工工艺和结构后按规则排布复合成的多功能面料及其制造方法。
技术介绍
目前市场上的功能服有防火服、防刺服、防腐蚀服、防辐射服、防尘服等，所用基材基本为对应单一功能面料。两种功能合并在一起、或兼具多功能为一体的面料相对匮乏。目前市场上的防刺基材按照弯曲参数和折叠性能主要分为硬质防刺基材和软质防刺基材两种类型。硬质防刺基材由金属丝、陶瓷片、金属网等刚性材料集合而成，这种硬质材料的缺陷十分明显，如重量大、灵活性差、穿着不舒适等。柔性防基材主要采用单一 kevlar纤维或高分子量聚乙烯(UHMWPE)等高强度高模量纤维为原料。其中，采用单一 kevlar纤维制作的面料，由于kevlar纤维自身的性能缺陷,易受紫外线照射而老化使整体性能严重下降；采用单一高分子量聚乙烯(UHMWPE)制作的材料，在130摄氏度左右开始融化而造成整体防护机能大幅下降。采用涂层处理时，单一纤维限制了涂层的种类和功能，若强行采用多种涂层则会拉低综合性能指标，甚至削减基材的工作稳定性。虽然单一材料制作的基材能满足防刺服等功能服装的标准，但在复合性能方面均不理想，不能满足在各种环境下不确定因素多变的多种防护性能要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种由多种纤维层采用特定加工工艺和结构后按规则排布复合成的多功能面料及其制造方法，以弥补现有技术的不足和缺陷，以满足现在各种多变不确定因素环境下的的多种防护要求。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种由多种纤维层采用特定加工工艺并满足特定理化结构，按规则排布、连接复合成的多功能面料。其中材料集合、t匕例选定、组合排列、局部结构与整体结构相互配合协调，整体优化，使多功能性能指标参数分布曲线均处于最优状态，如图7。选取由表I所示范围内的玄武岩纤维(玄武岩纤维直径在7 14um、长径比I 1000 3000)制成的纱线，由kevlar纤维制成的细度在1000D以下的纱线，由高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维制成的细度在100 800D的纱线和竹源纤维制成的纱线作为基材。所述的按规则排布复合成的多功能面料由6部分组成，如图I所示。从外到内依次为1玄武岩纤维(涂层)机织物部分；2 kevlar纤维(涂层)无纺布部分；3 kevlar纤维(涂层)无纺布部分；4玄武岩纤维(涂层)机织物与高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维(涂层)无纺布复合部分；5 kevlar纤维平纹机织物与斜纹机织物复合部分；6竹源纤维机织物部分。以上所述的六个部分之间每部分内部以及每部分之间是否粘合、粘合方法、理论根据及效果下文细述。作为优选的技术方案细节所述的第一部分玄武岩纤维(涂层)机织物部分由I 6层玄武岩纤维机织物复合而成，即IM ;所述第二部分kevlar纤维(涂层)无纺布部分由I 6层kevlar纤维无纺布复合而成，即2M ;所述第三部分kevlar纤维(涂层)无纺布部分由I 6层kevlar纤维无纺布复合而成，即3M ;所述第四部分由I 3层玄武岩纤维(涂层)机织物和I 6层超高分子量聚乙烯-UHMWPE纤维(涂层)无纺布复合而成，即4M ;所述第五部分由1-6层kevlar纤维(涂层)平纹机织物与1_6层斜纹(涂层)机织物逐层交替复合而成，即5M ;所述第六部分竹源纤维(竹炭纤维、竹原纤维、竹浆纤维)(涂层)机织物部分由I 3层竹源纤维机织物复合而成，即6M。以单层纤维为无差别基本单位，IM 6M的最优比例为2 :2:2:1:2:4: 1，如图2所示。上述涂层中可含粒子粒子为硬度大于7、粒径为IOum 180um的石英砂、纳米二氧化硅、氧化硼、碳化硼、氮化硼及立方氮化硼中的一种或几种，其中优选氧化硼、碳化硼、氮化硼及立方氮化硼粒子。涂层粘合剂包括阻燃胶部分阻燃硅胶、环氧树脂类胶。防弹胶部分聚碳酸酯胶、聚烯烃胶等固化后柔软有弹性的胶体中的一种或几种，不同部分使用的粘合剂不同。其中，涂层中需要将粒子与粘合剂混合的，按照粒子与粘合剂的重量比范围在 0.5 3.5 I区间内进行混合。以上各部分内部层间可不粘结并相对移动，也可采用物理方式经行固定，如缝纫、铆钉等连接方式；如要采用胶体粘结方式复合，可使用以下优选方案细节1M中使用阻燃胶(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合)；2M中使用阻燃胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合)；3M中使用防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合)；4M中使用阻燃胶和防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合)；5M中使用防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合)。以上涂层厚度为O. 05mm O. 35mm。I至6M之间的粘结部分可以采用离散胶连工艺；每一层纤维材料也可以采用排列不同或随机穿孔、穿刺方法。离散胶连工艺的特点在于胶体以非整面连续排布的形式介于相邻两层材料间，可以按照一定规则或者随机离散的形式间续的分布于相邻两层材料间。随机穿孔、穿刺方法加工材料的特点在于所有材料组合在一起，用平行光进行直射投影时在背景上不留光斑痕迹；对材料进行厚度指标的随机采样时，样本值符合常数分布或正态分布。以上工艺的有益效果为在对材料整体性能参数不影响或者影响程度很小的情况下，大大减轻了材料重量、增强了材料的透气性和可穿着性，并可有效控制成本。本专利技术充分结合四种纤维自身特性，设计出符合最优性能的防刺、防火、防水、防腐蚀、防辐射机能曲线分布，如图3 6。这种结构的有益效果是IM部分的玄武岩纤维(涂层)机织物部分(配合使用胶体-可含粒子)，具有良好的耐高温(防火)、耐腐蚀(耐强酸强碱)性能和电绝缘性能，同时可以有效的削减紫外线照射的强度，有较低的热传导系数，对内部的kevlar纤维、高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维起到良好的防护作用。IM部分可以有效提高整体面料的耐磨损性能。2M、3M部分的kevlar纤维(涂层)无纺布部分(配合使用胶体-可含粒子)，具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工成型等优点。2M和3M部分整体结构特征在于二者保持游离并可相互滑动，每一部分内部分别具有延展结构。延展结构的特点在于，部分内部材料可以在受力瞬间进行结构性物理形变，直至达到结构性形变临界值，由结构导致的物理形变过程结束，转入材料性物理形变，并继续将形变传导至下一部分的顶层，使下一部分继续进行结构性或材料性的物理形变。在整个过程中，结构性物理形变在材料不发生断裂的情况下延长了冲击力的作用时间与作用距离，减小了冲击物体的瞬间速度，多层材料同时发生物理性形变导至链式反应，使物理性形变作用效果呈指数型递增。2M与3M之间的游离缝隙可以在非垂直冲击情况下改变冲击力的传导方向，从而形成对冲击力的侧向导弓丨，通过材料的结构性形变和材料自身的摩擦对冲击物形成包裹和阻滞作用，并使冲击物尖端作用面积与材料层数的增加成正比，进一步减小冲击压强。延展结构的实现方法，可以采用褶皱、折叠、起泡、起毛、凹凸等加工工艺或使用符合该类特征的产品。4M部分的玄武岩纤维(涂层)机织物性能如前所述；超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维(涂层)无纺布具有良好的韧性(尤其是低温韧性)、耐磨性、抗应力开裂性、绝缘性和超强的耐腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由多种纤维层采用特定加工工艺并满足特定理化结构，按规则排布、连接复合成的多功能面料。其中材料集合、比例选定、组合排列、局部结构与整体结构相互配合协调，整体优化，使多功能性能指标参数分布曲线均处于最优状态。选取各化学成分在0.9％？69％的玄武岩纤维(玄武岩纤维直径在7～14um、长径比1：1000～3000)制成的纱线，由kevlar纤维制成的细度在1000D以下的纱线，由高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维制成的细度在100～800D的纱线和竹源纤维制成的纱线作为基材。其特征在于，所述的按规则排布复合成的多功能面料由6部分组成。从外到内依次为：1玄武岩纤维(涂层)机织物部分；2kevlar纤维(涂层)无纺布部分；3kevlar纤维(涂层)无纺布部分；4玄武岩纤维(涂层)机织物与高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维(涂层)无纺布复合部分；5kevlar纤维平纹机织物与斜纹机织物复合部分；6竹源纤维机织物部分。以上所述的六个部分之间或每部分内部可采用离散胶连、连续胶连、缝纫、铆连等连接方式或保持游离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利钊，李琦，宋亮，陶媛，
申请(专利权)人：刘利钊，李琦，
类型：发明
国别省市：