一种防切割可染色针织弹力面料及加工方法

技术领域

本发明涉及纺织面料生产的技术领域，具体而言，涉及一种防切割可染色针织弹力面料及加工方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，运动将成为一种新的时尚。不论是在专业运动员的短道速滑竞赛中，还是运动爱好者的深海潜水、登山、击剑、户外训练中，人体的关键部位，如胸、肩、臂、腿等，极易受到尖锐物体的刺伤、割伤，严重的会危及生命。因此，开发防护类服装面料，保护运动健康，非常重要。

传统的防护类服装材料主要有以下几种：

第一、采用高性能合金冷轧制成整体造型的防刺背心或采用高强轻质(如铝合金)金属材料来制作成类似鳞片甲的防护层，这种材料虽然防护性能优异，但是其重量和刚性对使用者的活动和穿着舒适性有很大的限制和影响。

第二、将金属丝加捻织成或者绕成金属环，与织物或其它防护材料复合，或者将金属轻质薄片制成一定形状的拼合层。这种方式得到的防护服装仍然厚重，穿着舒适性很差，且不能水洗，难以编织织造生产。

第三、以芳纶纤维为原料制备。但是芳纶的价格较为昂贵，玻璃化温度高，染色性差，目前主要用于航空航天或军事装备领域。

第四、以高强高模聚乙烯纤维为原料制备。高强高模聚乙烯纤维是目前产业化应用的强度最高的合成纤维之一，除了高强度和高模量外，还具有轻质低密、抗冲击、耐切割的优点。但是其缺点是无法染色，不耐高温，纤维熔点在130-150℃，对面料的染整工艺造成很大困难，而且如果纤维直接与皮肤接触，穿着舒适性很差。

公开号为CN105155097A的中国发明专利申请文件公开了一种超高分子量聚乙烯短纤纱防切割面料的制备方法。具体是采用机织生产方法，经纬纱全部采用超高分子量聚乙烯短纤维纱线。该方法制备的面料完全由聚乙烯纤维组成，无法染色；并且采用机织方法生产的面料，质地紧密、厚实，穿着舒适性差。

公开号为CN212242479U的中国实用新型专利公开了一种超高分子量聚乙烯复合面料。具体是面料本体为层合面料，包括尼龙面层和超高分子量聚乙烯里层，在尼龙面层和超高分子量聚乙烯里层之间设置有低熔点膜；尼龙面层以尼龙66作为经纱和纬纱，采用5枚纬面缎纹组织编织而成，超高分子量聚乙烯里层为75D超高分子量聚乙烯长丝作为经纱和纬纱，采用平纹组织编织而成。该方法制备的面料，虽然可以解决尼龙面层的染色、印花问题，但是聚乙烯里层无法染色、印花。并且面料厚密紧实，无弹性，用低熔点膜固定聚乙烯里层，面料的透气性差，穿着不舒适。

公开号为CN114941199A的中国发明专利申请文件公开了一种防护类冰雪运动针织面料。具体是以针织六模夹层结构为基础，防护纱和弹性衬垫纱通过上针盘成圈形成防护面层，服用纱和弹性衬垫纱通过下针筒成圈形成服用里层，连接纱同时在上下针筒集圈形成连接层。该方法制备的面料，服用层采用高弹半光锦纶DTY，防护层采用超高强聚乙烯纤维，虽然可以解决穿着舒适性问题，但是防护面层无法染色和印花，使用受限。

公开号为CN114134607A的中国发明专利申请文件公开了一种高弹性、耐切割复合纱线及其制备方法和包含该复合纱线的防切割面料。具体是以氨纶长丝作为芯纱、超高分子量聚乙烯长丝为鞘纱，超高分子量聚乙烯长丝以氨纶长丝为轴向进行螺旋加捻，得到高弹性、耐切割复合纱线。更进一步，采用针织纬编三线卫衣类似鱼鳞组织，面子纱采用尼龙长丝的平针组织，底纱采用尼龙和氨纶长丝的同时吃纱的平针组织，添纱采用以超高分子量聚乙烯长丝为鞘纱、氨纶长丝为芯纱的衬垫组织，织造时面纱附于上层方便染色或印花。该方法所得面料只能单面染色或印花，并且面料的底层呈鱼鳞状，底层的超高分子量聚乙烯长丝与皮肤直接接触，穿着舒适感很差，并且其卷边卷口问题也影响着面料的缝制性能。

发明内容

基于此，为了解决上述现有的防护面料在实际生产中，难以结合协调防切割性、可染色性和穿着舒适性的问题，本发明提供了一种防切割可染色针织弹力面料及加工方法，其具体技术方案如下：

一方面，本发明提供的一种防切割可染色针织弹力面料，通过纬编双面组织结构的变化，形成四层复合结构，分别是面料上层、中间连接层、防切割层和面料下层。面料体的上层和下层由锦纶和氨纶纱线组成，确保优异的舒适性、弹性和染色性能；中间连接层由锦纶纱线组成，将上下层连接在一起；防切割层由超高强聚乙烯纱线以浮线不成圈的形式镶嵌于上下层之间，形成夹丝结构，并与中间连接层形成物理固定点，防止其滑移，确保优异的防切割性能。该方法形成的四层结构，系统解决了面料的防切割性、可染色性和穿着舒适性问题。并且，防切割层超高强聚乙烯纱线以浮线不成圈的形式镶嵌于上下层之间，并与中间连接层形成物理固定点，防止其滑移，确保了面料的防切割性和透气性。

进一步地，所述面料上层和面料下层中锦纶纱线为纤维长丝或短纤纱，纱线D数为30D～150D；氨纶纱线为纤维长丝，纱线D数为20D～100D。

进一步地，所述中间连接层的锦纶纱线为纤维长丝或短纤纱，纱线D数为5D～80D。

进一步地，所述超高强聚乙烯纱线为纤维长丝或短纤纱，纱线D数为50D～400D，纱线强度大于30cN/dtex。

进一步地，将所述面料上层和面料下层中的锦纶纱线替换成其他可染色纱线，所述可染色纱线为涤纶纱线和棉纱线、麻纱线的一种；或/以及将所述面料上层和面料下层中的氨纶纱线替换成其他弹性纤维纱线，所述弹性纤维纱线为聚醚酯弹性纤维纱线或T400弹性纤维纱线；或/以及其中间连接层纱线与面料体的上下层纱线类型相同或不同；或/以及将防切割层的超强聚乙烯纱线替换成芳纶纱线或金属纤维纱线。

进一步地，所述面料体可以通过EN 388防切割性能3级测试，弹性伸长率和弹性回复率≥70％，染色后内外层色差CMC DE≤0.5，边中色差CMC DE≤0.3。

本发明提供的一种防切割可染色针织弹力面料，不仅可以进行染色加工，还可以进行印花加工。

另一方面，本发明还提供了一种防切割可染色针织弹力面料的加工方法，包括以下步骤：

通过纱线编织形成四层复合胚布面料；

将编织成型的胚布面料进行染前打卷，预缩前处理；

在上述方法中，优选的，所述预缩前处理温度为80℃～105℃，时间为10min～60min，浴比为1:5～1:50，前处理助剂为：FK-9516除油剂1g～4g/L、纯碱0.5g～5g/L。

将预缩前处理后的面料，出缸，不退卷，根据面料在染轴筒上的收缩程度，重新调整内外挡板位置，防止染液从染轴筒边收缩空位溢出而影响染色均匀性；

将重新调整内外挡板位置的染轴筒，重新推入染缸进行染色；

将染色完成的面料进行拉幅、过软、烘干，得到成品面料。

在上述方法中，优选的，所述烘干温度为80℃～150℃，烘干时间为10s～200s。

本发明提供的一种防切割可染色针织弹力面料的加工方法，通过对面料进行染前打卷，预缩前处理，可以使面料在除油除杂的同时，充分收缩。由于高强聚乙烯纤维不耐高温，面料无法进行高温初定型，所以本发明通过将面料在染轴筒上进行预缩前处理，使其充分收缩。然后出缸，再根据面料收缩程度，重新调整内外挡板的位置，再入缸染色，从而避免面料在染色过程中再次发生收缩导致边中色差和内外层差的问题。通过该方法染色后的面料，面料可以通过EN 388防切割性能3级测试，弹性伸长率和弹性回复率≥70％，染色后内外层色差CMC DE≤0.5，边中色差CMC DE≤0.3。该面料手感柔软，舒适透气。同时，可以染色或印花，色彩鲜艳，图案丰富。该款面料可用于滑雪服、潜水服、登山服、击剑服、户外训练服、防弹服等领域。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例所述防切割可染色针织弹力面料的结构示意图。

附图标记说明：

1-面料上层；2-中间连接层；3-防切割层；4-面料下层。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/以及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明一实施例中的一种防切割可染色针织弹力面料，通过纬编双面组织结构的变化，形成四层复合结构的面料体；所述面料体包括面料上层1、中间连接层2、防切割层3和面料下层4，所述面料上层1和面料下层4由锦纶纱线和氨纶纱线组成，确保优异的舒适性、弹性和可染色性能；所述中间连接层2由锦纶纱线组成，将面料上层1和面料下层4连接在一起；所述防切割层3由超强聚乙烯纱线以浮线不成圈的形式镶嵌于面料上层1和面料下层4之间并形成夹丝结构，所述夹丝结构与所述中间连接层2形成物理固定点，防止其滑移，确保优异的防切割性能；所述面料体在编织完成后，进行染色加工。

实施例一

在一具体实施例中，本发明按2针5路纱线组成一个完整花型，编织结构为：

第1路采用针盘所有织针成圈、针筒所有织针不编织的结构，构成本发明面料的上层。面料体的上层选用50D/24F高弹半光锦纶DTY和20D氨纶。

第2路采用针筒所有织针成圈、针盘所有织针不编织的结构，构成本发明面料的下层。面料体的下层选用40D/36F高弹半光锦纶DTY和20D氨纶。

第3路采用针盘奇数针集圈、偶数针不编织，针筒奇数针不编织、偶数针集圈，构成本发明面料的中间连接层之一。

第4路采用针盘奇数针不编织、偶数针集圈，针筒奇数针集圈、偶数针不编织，构成本发明面料的中间连接层之二。

第3路和第4路的中间连接层选用8D/5F锦纶长丝圆光纱线。

第5路采用针盘、针筒所有织针均不编织，防切割纱线以浮线不成圈的形式镶嵌于上下层之间。防切割纱线选用75D/30F超高强聚乙烯纤维纱线。

经过纱线编织完成后得到面料体后，将面料体进行染前打卷，并预缩前处理。具体的，预缩前处理温度为105℃，时间为20min，浴比为1:25，前处理助剂为：FK-9516除油剂2g/L,纯碱2g/L。如此，保证预缩前处理的处理效果，使其充分收缩。

预缩前处理后，将染轴筒从染缸内推出，不退卷，重新调整内外挡板的位置，防止染液从染轴筒边收缩空位溢出而影响染色均匀性；然后将染轴筒重新推进染缸，并进行染色。染色温度98℃，染色时间45min。如此，避免面料在染色过程中再次发生收缩导致边中色差和内外层差的问题。

染色后，拉幅、过软、烘干。烘干温度120℃，车速10m/min。

面料送第三方实验，防切割性能测试如下：

防切割性能综合评定可以达到3级标准。

面料拉伸性能测试如下：

面料色差测试如下：

以染轴轴面面料为标准，轴底面料色差CMC DE 0.47，内外层色差符合内控标准CMC DE≤0.5的要求；

以染轴轴面中段面料为标准，左边段面料色差CMC DE 0.27，右边段面料色差CMCDE 0.29，边中色差符合内控标准CMC DE≤0.3的要求；

以染轴轴底中段面料为标准，左边段面料色差CMC DE 0.24，右边段面料色差CMCDE 0.28，边中色差符合内控标准CMC DE≤0.3的要求。

实施例二

在另一具体实施例中，本发明按2针5路纱线组成一个完整花型，编织结构为：

第1路采用针盘所有织针成圈、针筒所有织针不编织的结构，构成本发明面料的上层。面料体的上层选用68D/68F哑光锦纶ATY和40D氨纶。

第2路采用针筒所有织针成圈、针盘所有织针不编织的结构，构成本发明面料的下层。面料体的下层选用68D/68F哑光锦纶ATY和40D氨纶。

第3路采用针盘奇数针集圈、偶数针不编织，针筒奇数针不编织、偶数针集圈，构成本发明面料的中间连接层之一。

第4路采用针盘奇数针不编织、偶数针集圈，针筒奇数针集圈、偶数针不编织，构成本发明面料的中间连接层之二。

第3路和第4路的中间连接层选用20D/24F锦纶高弹半光纱线。

第5路采用针盘、针筒所有织针均不编织，防切割纱线以浮线不成圈的形式镶嵌于上下层之间。防切割纱选用100D/66F超高强聚乙烯纤维。

经过纱线编织完成后得到面料体后，将面料体进行印花，然后汽蒸、水洗，汽蒸温度105℃，时间3min，水洗温度80℃，时间5min。

最后，拉幅、过软、烘干。烘干温度120℃，车速10m/min。

面料送第三方实验，防切割性能测试如下：

防切割性能综合评定可以达到3级标准。

面料拉伸性能测试如下：

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。