一种涂层成膜玻璃纤维纱及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种纤维材料，尤其涉及一种涂层成膜玻璃纤维纱及其制备方法，以及其在个体防护纺织品领域的应用。

背景技术：

随着社会和科技的不断发展，个体防护纺织品在应用中，需要面对各种特需的应用场合，这些应用场合会对纺织品提出各种特殊的要求，如耐高温、高强、高模、耐切割等特殊要求。为适应这种特殊要求，需要采用高性能的纤维材料。

目前，采用的高性能的纤维材料有：

一、采用高强的芳纶1414或者高强高模的聚乙烯纤维作为核心材料，与其他纤维复合。但是，用作个体防护纺织品时，高强的芳纶1414、高强高模的聚乙烯纤维这些纤维材料价格昂贵，导致产品价格太高，在个体防护纺织品市场推广难度较大，很难普及。

二、采用钢丝作为核心材料，与其他纤维复合。这种材料制成个体防护纺织品强度很高，但是手感太硬，舒适度不佳。

三、采用玻璃纤维纱作为核心材料，与其他纤维复合。玻璃纤维纱具有强力高、模量高的特性，而且价格便宜，相对钢丝制品舒适度也大大提高，是目前市场上性价比作为优异的选择。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

玻璃纤维纱具有脆弱、易断的特性，由于玻璃纤维纱材料本身的纹裂结构及勾结强力低、不耐磨等缺陷，用于个体防护纺织品，如手套时，经使用后，手套会出现纹裂结构的小碎裂玻璃纤维，或断裂玻璃纤维片段，这会导致断裂的玻璃纤维被沾附于人体的皮肤。同时，玻璃纤维纱断裂后，强力减小，也大大影响个体防护纺织品本身的耐切割性能。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种涂层成膜玻璃纤维纱，解决了现有技术中玻璃纤维纱使用后会出现纹裂结构的小碎裂玻璃纤维或断裂玻璃纤维片段接触皮肤，同时玻璃纤维纱断裂后强力减小、耐切割性能降低的技术问题，实现了在使用过程中，不会直接摩擦玻璃纤维，也不会有玻璃纤维的小碎裂片脱裂而接触皮肤，保障了纱线及其个体防护纺织品的耐切割性能。

本申请实施例提供了一种涂层成膜玻璃纤维纱，由退绕后的玻璃纤维纱芯层和柔软耐磨的成膜涂层组成，所述成膜涂层完全覆盖于所述退绕后的玻璃纤维纱芯层的外表面。

优选地，所述退绕后的玻璃纤维纱芯层为退绕后的中碱玻璃纤维纱芯层或退绕后的无碱玻璃纤维纱芯层。

优选地，所述成膜涂层为弹性聚氨酯、聚氯乙烯、低熔点聚对苯二甲酸类塑料、聚乙烯醇浆料、淀粉浆料中的一种或几种的混合制成的涂层。

更优选地，所述低熔点聚对苯二甲酸类塑料为熔点低于180℃的聚对苯二甲酸类塑料。

本发明还提供了一种上述的涂层成膜玻璃纤维纱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将玻璃纤维纱在张力作用下张紧，然后退绕；

(b)在液体槽中盛放成膜液；

(c)将退绕后的玻璃纤维纱通过盛放有成膜液的液体槽，在退绕后的玻璃纤维纱表面形成成膜涂层；

(d)将涂层后的玻璃纤维纱从液体槽中取出，经过烘箱烘干干燥，得到涂层成膜玻璃纤维纱。

优选地，还包括步骤(e)，将所制备的涂层成膜玻璃纤维纱落筒成卷。

优选地，所述步骤(d)中烘箱烘干的时间为2～120s。本发明还提供了一种复合纱，其特征在于，由上述的涂层成膜玻璃纤维纱和纺织用纤维，通过包覆或加捻工艺，复合加工而成。

优选地，所述纺织用纤维为短纤维纱或长丝纱。

本发明还提供了一种防护纺织品，由上述的涂层成膜玻璃纤维纱，或由上述的复合纱，通过针织或梭织工艺，制备而成。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

(1)通过在玻璃纤维纱的外层涂覆柔软、耐切割的成膜涂层，弥补了玻璃纤维纱脆弱、易断的缺陷，使小碎裂的玻璃纤维不容易产生，也不会接触到外界，所制备的涂层成膜玻璃纤维纱相比普通的玻璃纤维纱，韧性和强力得到大大提高；

(2)将玻璃纤维纱在涂层之前先进行退绕，使得在涂层工艺中可以使玻璃纤维纱的外部完全包覆有成膜涂层，所制备的涂层成膜玻璃纤维纱耐磨耐用；

(3)采用成膜涂层技术，退绕后的玻璃纤维纱通过盛放有成膜液的液体槽后立即取出即可，工艺时间短，效率高；

(4)利用涂层成膜玻璃纤维纱与普通的纺织用纤维复合制备复合纱，可以提高对膜材的保护，同时所得复合纱的柔软性、可织造性和舒适性更佳；

(5)将涂层成膜玻璃纤维纱或其复合纱用于制备个体防护纺织品，所得纺织品使用过程不会直接摩擦玻璃纤维，也不会有玻璃纤维的小碎裂片脱裂而接触皮肤，舒适性高，安全性好，耐切割性能强。

附图说明

图1为本申请实施例一中提供的涂层成膜玻璃纤维纱的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种涂层成膜玻璃纤维纱，解决了现有技术中玻璃纤维纱使用后会出现纹裂结构的小碎裂玻璃纤维或断裂玻璃纤维片段接触皮肤，同时玻璃纤维纱断裂后强力减小、耐切割性能降低的技术问题，实现了在使用过程中，不会直接摩擦玻璃纤维，也不会有玻璃纤维的小碎裂片脱裂而接触皮肤，保障了纱线及其个体防护纺织品的耐切割性能。

本申请实施例中的技术方案为解决上述串扰的问题，总体思路如下：

为了弥补玻璃纤维纱脆弱、易断的缺陷，采用玻璃纤维纱线成膜涂层技术，使玻璃纤维纱的外层涂覆有物质。这些物质柔软，完全涂覆玻璃纤维纱外表面，使小碎裂的玻璃纤维不容易产生，也不会接触到外界，同时提升了玻璃纤维纱的韧性和强力。

玻璃纤维纱采用中碱玻璃纤维纱或无碱玻璃纤维纱。中碱玻璃纤维纱是指碱金属氧化物的含量在11.9％-16.4％之间的玻璃纤维纱。无碱玻璃纤维纱是指碱金属氧化物含量小于0.8％的玻璃纤维纱。玻璃纤维纱的纱线细度为50d以上。

成膜涂层采用能够成膜、柔软、且具有一定耐磨性的成膜材料，包括但不限于弹性聚氨酯、pvc(聚氯乙烯)、低熔点pet(熔点低于180℃的聚对苯二甲酸类塑料)、pva(聚乙烯醇)浆料、淀粉浆料等，可以采用上述成膜材料中的一种，也可以采用上述成膜材料中的几种混合。

将玻璃纤维纱在张力作用下张紧，然后退绕；将退绕后的玻璃纤维纱通过盛放有成膜液的液体槽，在退绕后的玻璃纤维纱表面形成保护膜；然后从液体槽迅速取出，再经过高温烘箱，在100℃以上的温度下快速定型烘干；最后落筒成卷，得到涂层成膜玻璃纤维纱产品。

由于采用了预先退绕，所制备的涂层成膜玻璃纤维纱在玻璃纤维纱的外部完全包覆有成膜涂层，耐磨耐用。该涂层成膜玻璃纤维纱可以直接用于纺织加工生产。

为了进一步提高对膜材的保护，及增加舒适性，也可以将所制备的涂层成膜玻璃纤维纱与普通的纺织用纤维，如短纤维纱、长丝纱或弹性纤维等，通过包覆或加捻工艺进行复合加工，得到复合纱。如此，一方面可以提高对膜材的保护，另一方面也增加了复合纱的柔软性、可织造性和舒适性。

利用上述涂层成膜玻璃纤维纱，或其复合纱，经普通的针织或梭织织布工艺，可以制成性价比高、舒适、耐切割的个体防护纺织品。这种个体防护纺织品，在使用过程中，不会直接摩擦玻璃纤维，也不会有玻璃纤维的小碎裂片脱裂而接触皮肤，提高了个体防护纺织品的舒适性和安全性，同时也提高了个体防护纺织品的耐切割性能。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

图1为本实施例中提供的涂层成膜玻璃纤维纱的结构示意图，所述的涂层成膜玻璃纤维纱由退绕后的中碱玻璃纤维纱芯层1和pvc成膜涂层2组成，pvc成膜涂层2完全覆盖于退绕后的中碱玻璃纤维纱芯层1的外表面。

涂层成膜玻璃纤维纱的制备方法如下：

(a)采用70tex的中碱玻璃纤维纱，将中碱玻璃纤维纱在张力作用下张紧，然后退绕；

(b)在液体槽中盛放稀释后的pvc液体材料；

(c)将退绕后的中碱玻璃纤维纱通过盛放有pvc液体材料的液体槽，在退绕后的中碱玻璃纤维纱表面形成pvc成膜涂层；

(d)将涂层后的中碱玻璃纤维纱从液体槽中迅速取出，再经过高温烘箱，在240℃的温度下烘干，2s后干燥，得到pvc涂层成膜玻璃纤维纱；

(e)将所制备的pvc涂层成膜玻璃纤维纱落筒成卷。

所制备的pvc涂层成膜玻璃纤维纱中，pvc材料占比为20％，中碱玻璃纤维纱材料占比为80％。

利用所制备的pvc涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合，制备复合纱，具体方法如下：采用包覆机加工，将100d锦纶长丝，双包70texpvc涂层成膜玻璃纤维纱，捻度为400，得到pvc涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合纱。

利用所制备的pvc涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合纱制备防切割手套，具体方法如下：

采用手套机织造；里纱为：一根400d高性能聚乙烯hppe单包140d氨纶，捻度是320捻的纱；外纱为：上述方法所制备的pvc涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合纱；将里纱和外纱通过手套机织造成纬编针织双面结构的防切割手套。

本实施例通过pvc涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合纱制备的防切割手套与普通的不设涂层的玻璃纤维纱制备的手套相比，具有明显的性能优势，具体如下表：

由上表可知，本实施例所制备的防切割手套的防切割级别，达到欧标iso13997e级和ansia5级，比普通玻璃纤维纱制备的手套的切割等级提高了1-2级。同时，本实施例所制备的防切割手套在使用过程中，不会直接摩擦玻璃纤维，也不会有玻璃纤维的小碎裂片脱裂而接触皮肤，舒适性高，安全性好，防切割手套的耐切割性能得到了有效保障。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

(1)通过在玻璃纤维纱的外层涂覆柔软、耐切割的pvc成膜涂层，弥补了玻璃纤维纱脆弱、易断的缺陷，使小碎裂的玻璃纤维不容易产生，也不会接触到外界，所制备的pvc涂层成膜玻璃纤维纱相比普通的玻璃纤维纱，韧性和强力得到大大提高；

(2)将玻璃纤维纱在涂层之前先进行退绕，使得在涂层工艺中可以使玻璃纤维纱的外部完全包覆有pvc成膜涂层，所制备的pvc涂层成膜玻璃纤维纱耐磨耐用；

(3)采用成膜涂层技术，退绕后的玻璃纤维纱通过盛放有pvc液体的液体槽后立即取出即可，工艺时间短，效率高；

(4)利用pvc涂层成膜玻璃纤维纱与普通的纺织用纤维复合制备复合纱，可以提高对膜材的保护，同时所得复合纱的柔软性、可织造性和舒适性更佳；

(5)将pvc涂层成膜玻璃纤维纱或其复合纱用于制备个体防护纺织品，所得纺织品使用过程不会直接摩擦玻璃纤维，也不会有玻璃纤维的小碎裂片脱裂而接触皮肤，舒适性高，安全性好，耐切割性能强。

实施例二

本实施例中，涂层成膜玻璃纤维纱由退绕后的无碱玻璃纤维纱芯层和聚氨酯成膜涂层组成，聚氨酯成膜涂层完全覆盖于退绕后的无碱玻璃纤维纱芯层的外表面。

涂层成膜玻璃纤维纱的制备方法如下：

(a)采用200d的无碱玻璃纤维纱，将无碱玻璃纤维纱在张力作用下张紧，然后退绕；

(b)在液体槽中盛放稀释后的聚氨酯液体材料；

(c)将退绕后的无碱玻璃纤维纱通过盛放有聚氨酯液体材料的液体槽，在退绕后的无碱玻璃纤维纱表面形成聚氨酯成膜涂层；

(d)将涂层后的无碱玻璃纤维纱从液体槽中迅速取出，再经过高温烘箱，在250℃的温度下烘干，120s后干燥，得到聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱；

(e)将所制备的聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱落筒成卷。

所制备的聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱中，聚氨酯材料占比为10％，无碱玻璃纤维纱材料占比为90％。

利用所制备的聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合，制备复合纱，具体方法如下：采用包覆机加工，将50d锦纶长丝，双包200d聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱，捻度为600，得到聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合纱。

利用所制备的聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合纱制备防切割手套，具体方法如下：

采用手套机织造；里纱为：一根200d高性能聚乙烯hppe单包110d氨纶，捻度是420捻的纱；外纱为：上述方法所制备的聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合纱；将里纱和外纱通过手套机织造成纬编针织双面结构的防切割手套。

本实施例通过聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱与锦纶长丝复合纱制备的防切割手套与普通的不设涂层的玻璃纤维纱制备的手套相比，具有明显的性能优势，具体如下表：

由上表可知，本实施例所制备的防切割手套的防切割级别，达到欧标iso13997e级和ansia5级，比普通玻璃纤维纱制备的手套的切割等级提高了1-2级。同时，本实施例所制备的防切割手套在使用过程中，不会直接摩擦玻璃纤维，也不会有玻璃纤维的小碎裂片脱裂而接触皮肤，舒适性高，安全性好，防切割手套的耐切割性能得到了有效保障。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

(1)通过在玻璃纤维纱的外层涂覆柔软、耐切割的聚氨酯成膜涂层，弥补了玻璃纤维纱脆弱、易断的缺陷，使小碎裂的玻璃纤维不容易产生，也不会接触到外界，所制备的聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱相比普通的玻璃纤维纱，韧性和强力得到大大提高；

(2)将玻璃纤维纱在涂层之前先进行退绕，使得在涂层工艺中可以使玻璃纤维纱的外部完全包覆有聚氨酯成膜涂层，所制备的聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱耐磨耐用；

(3)采用成膜涂层技术，退绕后的玻璃纤维纱通过盛放有聚氨酯液体的液体槽后立即取出即可，工艺时间短，效率高；

(4)利用聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱与普通的纺织用纤维复合制备复合纱，可以提高对膜材的保护，同时所得复合纱的柔软性、可织造性和舒适性更佳；

(5)将聚氨酯涂层成膜玻璃纤维纱或其复合纱用于制备个体防护纺织品，所得纺织品使用过程不会直接摩擦玻璃纤维，也不会有玻璃纤维的小碎裂片脱裂而接触皮肤，舒适性高，安全性好，耐切割性能强。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并非对本申请任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本申请的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本申请的等效实施例；同时，凡依据本申请的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本申请的技术方案的范围内。