CN110004576A - 一种高强低模针织物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强低模针织物及其制备方法，制备方法为：将纱线织造成纬编双罗纹组织的坯布后进行热定型处理制得高强低模针织物，其中纱线的断裂强力为880～940cN，断裂伸长为112～120cm；坯布的横密为13～14线圈/cm，纵密为12～13线圈/cm，线圈长度为20.5～21cm/50个线圈；热定型处理的温度为160～170℃，时间为1.5～2min，横向门幅为160～162cm，纵向超喂率为25～30％。制得的针织物高强低模，纵向和横向拉伸弹性模量小于0.15N/mm2，纵向和横向断裂强力大于9MPa。本发明的制备方法，工艺简单，条件温和；制得的针织物，断裂强力高，弹性模量小。
Description
技术领域
本发明属于针织物技术领域，涉及一种高强低模针织物及其制备方法。
背景技术
近年来，汽车工业发展迅速，汽车作为人类的代步工具在人类的工作和生活中越来越不可或缺，汽车行业的快速发展，也给汽车相关产业链来了机遇，汽车内饰材料中纺织品的用量占到50％以上，每辆汽车大约需要用到近20kg的纺织品，其具体包括3.5kg的座套面料、4.5kg的地毯面料、6kg的包括轮胎在内的其他装饰材料和玻璃纤维增强材料。
其中汽车座椅是乘客与汽车接触最多的部件，其面料直接关乎汽车内饰的质量、外观、档次以及使用的舒适程度等。汽车座椅面料除要具备最基本的强力性能外，为保证面料可以被制成相应的座椅形状，并贴服于座椅之上，还要求该面料具备较为柔软的性能即较好的延伸性能和较低的初始模量，这一性能不仅能够使面料较好的包覆座椅，还可以满足消费者对于座椅舒适性的要求。一般而言高强面料的模量较强，低强面料的模量较弱，现有技术难以制得高强低模的面料。目前，汽车仿皮面料的制备常是通过采用在纺织面料上进行PVC、PU涂层工艺，基材一般采用机织布、针织布和无纺布。虽然机织物和经编针织物具有较高的拉伸断裂强力，但是其拉伸初始模量也非常高，导致其手感较硬，延伸性不够，后加工时不宜包覆座椅。无纺布较为柔软，但是拉伸强力低，达不到座椅面料的基本要求。
因此，研究一种高强低模的织物进而作为汽车座椅面料极具现实意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术难以制得高强低模面料的问题，提供一种高强低模针织物及其制备方法，本发明选用了特定规格和种类的纱线，经特定织造工艺制成了特定规格的坯布，再经特定热定型处理工艺制得了高强低模的针织物，纱线规格和种类、坯布规格以及热定型处理工艺相互配合削弱了面料强力和模量的关联性，在提高面料强力的同时降低了面料的模量，进而制得了高强低模面料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高强低模针织物的制备方法，将纱线织造成坯布后进行热定型处理制得高强低模针织物；本发明制得高强低模针织物的关键在于纱线规格和种类、坯布规格以及热定型处理工艺，具体如下：
纱线是指规格为140D/48f的单股高强锦纶DTY丝，或者是指规格为70D/24f双股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为880～940cN，断裂伸长为112～120cm；
纱线对织物的强力和模量影响较大，一般纱线高强高模会导致织物高强高模，纱线低强低模会导致织物低强低模，纱线低强低模时要提高织物强力需要增加织物克重，织物克重大大增加，导致产品成本增加，正因为纱线与织物的强力和模量存在这样的关联才导致现有技术难以制得高强低模面料，现有技术也未见这样的报道——如何将纱线与坯布规格和热定型处理工艺相互配合以削弱纱线与面料强力和模量的关联性，本发明正是由于发现了特定规格和种类的纱线与坯布规格和热定型处理工艺相互配合关系，才制得了高强低模面料；
坯布为纬编双罗纹组织，克重为195～205g/m2，横密为13～14线圈/cm，纵密为12～13线圈/cm，线圈长度为20.5～21cm/50个线圈；
虽然如何控制织造工艺及相关参数制得本发明的坯布是容易从现有技术中得到的，但是现有技术却未公开以下内容：
1)坯布组织、克重、横密、纵密及线圈长度与面料强力和模量之间的关系；
2)坯布组织、克重、横密、纵密及线圈长度相互之间的配合关系；
3)坯布组织、克重、横密、纵密及线圈长度与纱线和热定型处理工艺的相互配合关系；
因而欲制得高强低模面料，根据现有技术很难想到将将坯布规格按此方式设置；本发明只是由于将坯布规格设置于此，才实现了与纱线种类和规格以及热定型处理工艺相互配合制得高强低模面料；
热定型处理的温度为160～170℃，时间为1.5～2min，横向门幅为160～162cm，纵向超喂率为25～30％；
热定型处理的工艺参数与针织物的强力和模量密切相关，热定型处理的温度较高和较低都会导致针织物的强力较低，横向门幅和纵向超喂率过大会导致针织物的模量较高，本发明将热定型处理的工艺参数设置于此，实现了热定型处理的工艺参数自身之间的相互配合，以及热定型处理的工艺参数与纱线种类和规格以及坯布规格之间的相互配合，进而制得了高强低模针织物。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种高强低模针织物的制备方法，所述织造采用18～19针纬编圆机，本发明的保护范围并不仅限于此，此处仅以此为例，采用此机器进行织造的目的是为了将坯布的克重和横纵向线圈密度控制在特定范围内，其他能够实现上述功能的针编机同样适用于本发明。
如上所述的一种高强低模针织物的制备方法，所述坯布的横向门幅为135～138cm，横向缩率为-(15～18)％，纵向缩率为-(28～33)％，本发明的保护范围并不仅限于此，此处仅以此为例，按此设置的目的是为了控制织物的克重和织物的横纵向线圈密度在特定范围内，其他能够实现上述目的的坯布参数同样适用于本发明。
如上所述的一种高强低模针织物的制备方法，所述热定型处理时坯布的运行速度为20～22m/min，热定型处理时坯布的运行速度包括但不仅限于此，可在一定范围内变化，但变动不宜过大，坯布的运行速度过快会导致织物没有达到定型效果，织物不稳定；坯布的运行速度过慢会导致织物受热时间过长，织物强力会大幅下降。
如上所述的一种高强低模针织物的制备方法，所述热定型处理后进行打卷或不进行打卷，更优选进行打卷，打卷方便运输，也方便入库存储，可使针织机器上一定的牵拉卷曲空间内存储更多的布，节省空间。
本发明还提供一种采用如上所述的一种高强低模针织物的制备方法制得的高强低模针织物，纵向和横向拉伸弹性模量小于0.15N/mm2，纵向和横向断裂强力大于9MPa；虽然强力的单位一般为N或cN等，但是由于本发明测试模量和强力采用的是Instron万能电子织物强力机，其给出的单位为MPa，单位可按1MPa＝1N/mm2进行换算。
作为优选的技术方案：
如上所述的高强低模针织物，纵向拉伸弹性模量平均值为0.125～0.145N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.038～0.055N/mm2，纵向断裂强力平均值为19.5～21.5MPa，横向断裂强力平均值为9.5～11MPa。常规针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.23N/mm2左右，横向拉伸弹性模量平均值为0.36N/mm2左右，纵向断裂强力平均值为5.675MPa左右，横向断裂强力平均值为6.58MPa左右，对比可以发现，本发明相比于普通针织物大大提高了横向和纵向断裂强力，减小了纵向和横向拉伸弹性模量。
如上所述的高强低模针织物，纵向拉伸弹性模量标准差为0.021～0.025N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.0007～0.0011N/mm2，纵向断裂强力标准差为1.88～1.94MPa，横向断裂强力标准差为1.21～1.31MPa，标准差小反映平均数离散程度小，数据波动小，高强低模针织物的性能稳定可靠。
如上所述的高强低模针织物，高强低模针织物的克重为145～160g/m2，横密为9～11线圈/cm，纵密为15～17线圈/cm，厚度为0.6～0.64mm，横向门幅为158～160cm。
有益效果：
(1)本发明的一种高强低模针织物的制备方法，工艺简单，条件温和；
(2)本发明的一种高强低模针织物，横向和纵向断裂强力高，纵向和横向拉伸弹性模量小，适用作汽车座椅面料，应用前景好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种高强低模针织物的制备方法，其步骤如下：
(1)采用18针纬编圆机将纱线织造成纬编双罗纹组织的坯布，纱线为规格为140D/48f的单股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为880cN，断裂伸长为115cm，坯布的克重为195g/m2，横密为13线圈/cm，纵密为12线圈/cm，线圈长度为20.5cm/50个线圈，横向门幅为135cm，横向缩率为-15％，纵向缩率为-28％；
(2)对坯布进行热定型处理后打卷制得高强低模针织物，热定型处理时坯布的运行速度为20m/min，热定型处理的温度为160℃，时间为1.5min，横向门幅为160cm，纵向超喂率为25％。
最终制得的高强低模针织物的克重为150g/m2，横密为9线圈/cm，纵密为15线圈/cm，厚度为0.6mm，横向门幅为158cm。
采用YG026D型电子织物强力机对高强低模针织物的断裂强力及拉伸弹性模量进行测试，其测试条件为：隔距100mm，拉伸速度100mm/min，纵向测试时基布的纵横向长200mm×50mm，横向测试时基布的纵横向长50mm×200mm。测得高强低模针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.125N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.021N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.038N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.0007N/mm2，纵向断裂强力平均值为19.5MPa，纵向断裂强力标准差为1.88MPa，横向断裂强力平均值为9.5MPa，横向断裂强力标准差为1.21MPa。
对比例1
一种针织物的制备方法，其步骤与实施例1基本相同，不同仅在于其选用的纱线为规格为75D/72f的涤纶DTY，其断裂强力为280cN，断裂伸长130cm，制得针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.23N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.19N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值0.36N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.15N/mm2，纵向断裂强力平均值为5.675MPa，纵向断裂强力标准差为0.83MPa，横向断裂强力平均值为6.58MPa，横向断裂强力标准差为0.71MPa。
对比例2
一种针织物的制备方法，其步骤与实施例1基本相同，不同仅在于其制得坯布的克重为150g/m2，横密为18线圈/cm，纵密为19线圈/cm，制得针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.98N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.25N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.22N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差0.15N/mm2，纵向断裂强力平均值为13.8MPa，纵向断裂强力标准差为8.3MPa，横向断裂强力平均值为9.6MPa，横向断裂强力标准差为0.9MPa。
对比例3
一种针织物的制备方法，其步骤与实施例1基本相同，不同仅在于热定型处理的温度为150℃，时间为3min，横向门幅为170cm，纵向超喂率为24％，制得针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.22N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.12N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.21N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.11N/mm2，纵向断裂强力平均值为7.11MPa，纵向断裂强力标准差为1.23MPa，横向断裂强力平均值为5.76MPa，横向断裂强力标准差为0.97MPa。
对比实施例1和对比例1～3后发现，本发明正是通过纱线、坯布结构及热定型处理的相互配合，才制得了高强低模针织物。
实施例2
一种高强低模针织物的制备方法，其步骤如下：
(1)采用～19针纬编圆机将纱线织造成纬编双罗纹组织的坯布，纱线为规格为70D/24f双股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为940cN，断裂伸长为117cm，坯布的克重为205g/m2，横密为14线圈/cm，纵密为13线圈/cm，线圈长度为21cm/50个线圈，坯布横向门幅为138cm，横向缩率为-18％，纵向缩率为-33％；
(2)对坯布进行热定型处理制得高强低模针织物，热定型处理时坯布的运行速度为22m/min，热定型处理的温度为170℃，时间为2min，横向门幅为162cm，纵向超喂率为30％。
最终制得的高强低模针织物的克重为160g/m2，横密为11线圈/cm，纵密为17线圈/cm，厚度为0.64mm，横向门幅为159cm。采用与实施例1相同的测试方法测得高强低模针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.145N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.025N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.055N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.0011N/mm2，纵向断裂强力平均值为21.5MPa，纵向断裂强力标准差为1.94MPa，横向断裂强力平均值为11MPa，横向断裂强力标准差为1.31MPa。
实施例3
一种高强低模针织物的制备方法，其步骤如下：
(1)采用18针纬编圆机将纱线织造成纬编双罗纹组织的坯布，纱线为规格为140D/48f的单股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为900cN，断裂伸长为113cm，坯布的克重为200g/m2，横密为13线圈/cm，纵密为12线圈/cm，线圈长度为21cm/50个线圈，坯布横向门幅为136cm，横向缩率为-16％，纵向缩率为-30％；
(2)对坯布进行热定型处理后打卷制得高强低模针织物，热定型处理时坯布的运行速度为21m/min，热定型处理的温度为165℃，时间为1.8min，横向门幅为161cm，纵向超喂率为27％。
最终制得的高强低模针织物的克重为145g/m2，横密为10线圈/cm，纵密为16线圈/cm，厚度为0.62mm，横向门幅为160cm。采用与实施例1相同的测试方法测得高强低模针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.135N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.022N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.040N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.0009N/mm2，纵向断裂强力平均值为20.5MPa，纵向断裂强力标准差为1.89MPa，横向断裂强力平均值为10.2MPa，横向断裂强力标准差为1.26MPa。
实施例4
一种高强低模针织物的制备方法，其步骤如下：
(1)采用19针纬编圆机将纱线织造成纬编双罗纹组织的坯布，纱线为规格为70D/24f双股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为920cN，断裂伸长为115cm，坯布的克重为199g/m2，横密为13线圈/cm，纵密为13线圈/cm，线圈长度为21cm/50个线圈，坯布横向门幅为137cm，横向缩率为-16％，纵向缩率为-31％；
(2)对坯布进行热定型处理制得高强低模针织物，热定型处理时坯布的运行速度为20m/min，热定型处理的温度为170℃，时间为1.5min，横向门幅为160cm，纵向超喂率为30％。
最终制得的高强低模针织物的克重为155g/m2，横密为9线圈/cm，纵密为15线圈/cm，厚度为0.64mm，横向门幅为160cm。采用与实施例1相同的测试方法测得高强低模针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.128N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.022N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.05N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.0008N/mm2，纵向断裂强力平均值为20MPa，纵向断裂强力标准差为1.92MPa，横向断裂强力平均值为10MPa，横向断裂强力标准差为1.21MPa。
实施例5
一种高强低模针织物的制备方法，其步骤如下：
(1)采用18针纬编圆机将纱线织造成纬编双罗纹组织的坯布，纱线为规格为140D/48f的单股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为940cN，断裂伸长为120cm，坯布的克重为195g/m2，横密为14线圈/cm，纵密为12线圈/cm，线圈长度为20.5cm/50个线圈，坯布横向门幅为138cm，横向缩率为-18％，纵向缩率为-28％；
(2)对坯布进行热定型处理后打卷制得高强低模针织物，热定型处理时坯布的运行速度为20m/min，热定型处理的温度为170℃，时间为1.7min，横向门幅为162cm，纵向超喂率为28％。
最终制得的高强低模针织物的克重为150g/m2，横密为9线圈/cm，纵密为15线圈/cm，厚度为0.62mm，横向门幅为158cm。采用与实施例1相同的测试方法测得高强低模针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.14N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.024N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.05N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.001N/mm2，纵向断裂强力平均值为21.0MPa，纵向断裂强力标准差为1.88MPa，横向断裂强力平均值为10.2MPa，横向断裂强力标准差为1.21MPa。
实施例6
一种高强低模针织物的制备方法，其步骤如下：
(1)采用19针纬编圆机将纱线织造成纬编双罗纹组织的坯布，纱线为规格为140D/48f的单股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为880cN，断裂伸长为115cm，坯布的克重为198g/m2，横密为13线圈/cm，纵密为12线圈/cm，线圈长度为20.5cm/50个线圈，坯布横向门幅为135cm，横向缩率为-18％，纵向缩率为-33％；
(2)对坯布进行热定型处理制得高强低模针织物，热定型处理时坯布的运行速度为22m/min，热定型处理的温度为170℃，时间为2min，横向门幅为162cm，纵向超喂率为30％。
最终制得的高强低模针织物的克重为160g/m2，横密为10线圈/cm，纵密为16线圈/cm，厚度为0.6mm，横向门幅为158cm。采用与实施例1相同的测试方法测得高强低模针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.13N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.024N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.04N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.0007N/mm2，纵向断裂强力平均值为19.5MPa，纵向断裂强力标准差为1.94MPa，横向断裂强力平均值为9.8MPa，横向断裂强力标准差为1.25MPa。
实施例7
一种高强低模针织物的制备方法，其步骤如下：
(1)采用18针纬编圆机将纱线织造成纬编双罗纹组织的坯布，纱线为规格为70D/24f双股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为880cN，断裂伸长为112cm，坯布的克重为205g/m2，横密为13线圈/cm，纵密为12线圈/cm，线圈长度为21cm/50个线圈，坯布横向门幅为137cm，横向缩率为-16％，纵向缩率为-28％；
(2)对坯布进行热定型处理后打卷制得高强低模针织物，热定型处理时坯布的运行速度为21m/min，热定型处理的温度为168℃，时间为1.8min，横向门幅为162cm，纵向超喂率为28％。
最终制得的高强低模针织物的克重为149g/m2，横密为10线圈/cm，纵密为16线圈/cm，厚度为0.64mm，横向门幅为158cm。采用与实施例1相同的测试方法测得高强低模针织物的纵向拉伸弹性模量平均值为0.125N/mm2，纵向拉伸弹性模量标准差为0.025N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.039N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.0011N/mm2，纵向断裂强力平均值为20.1MPa，纵向断裂强力标准差为1.90MPa，横向断裂强力平均值为10MPa，横向断裂强力标准差为1.22MPa。
Claims (9)
1.一种高强低模针织物的制备方法，其特征是：将纱线织造成坯布后进行热定型处理制得高强低模针织物；
纱线是指规格为140D/48f的单股高强锦纶DTY丝，或者是指规格为70D/24f双股高强锦纶DTY丝，纱线的断裂强力为880～940cN，断裂伸长为112～120cm；
坯布为纬编双罗纹组织，克重为195～205g/m2，横密为13～14线圈/cm，纵密为12～13线圈/cm，线圈长度为20.5～21cm/50个线圈；
热定型处理的温度为160～170℃，时间为1.5～2min，横向门幅为160～162cm，纵向超喂率为25～30％。
2.根据权利要求1所述的一种高强低模针织物的制备方法，其特征在于，所述织造采用18～19针纬编圆机。
3.根据权利要求1所述的一种高强低模针织物的制备方法，其特征在于，所述坯布的横向门幅为135～138cm，横向缩率为-(15～18)％，纵向缩率为-(28～33)％。
4.根据权利要求1所述的一种高强低模针织物的制备方法，其特征在于，所述热定型处理时坯布的运行速度为20～22m/min。
5.根据权利要求1所述的一种高强低模针织物的制备方法，其特征在于，所述热定型处理后进行打卷或不进行打卷。
6.采用如权利要求1～5任一项所述的一种高强低模针织物的制备方法制得的高强低模针织物，其特征是：纵向和横向拉伸弹性模量小于0.15N/mm2，纵向和横向断裂强力大于9MPa。
7.根据权利要求6所述的高强低模针织物，其特征在于，纵向拉伸弹性模量平均值为0.125～0.145N/mm2，横向拉伸弹性模量平均值为0.038～0.055N/mm2，纵向断裂强力平均值为19.5～21.5MPa，横向断裂强力平均值为9.5～11MPa。
8.根据权利要求7所述的高强低模针织物，其特征在于，纵向拉伸弹性模量标准差为0.021～0.025N/mm2，横向拉伸弹性模量标准差为0.0007～0.0011N/mm2，纵向断裂强力标准差为1.88～1.94MPa，横向断裂强力标准差为1.21～1.31MPa。
9.根据权利要求6所述的高强低模针织物，其特征在于，高强低模针织物的克重为145～160g/m2，横密为9～11线圈/cm，纵密为15～17线圈/cm，厚度为0.6～0.64mm，横向门幅为158～160cm。
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