木棉纖維包覆復合材料的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種木棉纖維包覆復合材料，屬于紡織材料【技術領域】。具有：由碳纖維材料制成的中間體；周向包覆于中間體的包裹體，其由木棉纖維材料制成；所述中間體與包裹體構成的材料為供紡織面料使用的絲狀結構。本實用新型的有益效果是：由于包覆纖維是兩種或兩種以上的纖維組合而成的一種復合纖維。故而包覆纖維除了具有特殊的結構以外，它的優勢在于可利用芯纖維的優良性能以及外包纖維的性能，與此同時，還可利用表向特征，充分發揮兩種纖維的特長并發揮二者的功能。
【專利說明】木棉纖維包覆復合材料
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及紡織材料【技術領域】，尤其是涉及一種木棉纖維包覆復合材料。
【背景技術】
[0002]二十一世紀是材料的紀元。碳纖維是由碳元素組成的一種特殊纖維，分子結構介于石墨與金剛石之間，含碳量隨種類不同而異，其是由有機纖維或低分子烴氣體原料加熱至1500°C所形成的高分子無機纖維材料，其含碳量在95%以上。所以廣泛應用于飛機制造等軍工領域、風力發電等工業領域、高爾夫球棒等體育用品領域、人造骨骼等醫療領域以及紡織領域。
[0003]碳纖維是一種力學性能優異的新材料，它的比重不到鋼的四分之一，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500MPa以上，是鋼的7_9倍，抗拉彈性模量為23000-43000MPa,亦高于鋼。
[0004]因此，CFRP (碳纖維增強復合材料)的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000MPa (g/cm3),而A3鋼的比強度僅為59MPa (g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強度越高，則構件的自重越小，比模量越高，則構件的剛度越大，從這個意義在已預示了碳纖維在工程的廣闊應用前景。
[0005]碳纖維具有一般碳素材料的特性，諸如耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料又不同，有著顯著的特異性，柔軟，可加工成各自織物，更主要的是微晶結構沿纖維軸有擇優取向，從而沿纖維軸方向有很到的抗張強度和楊氏模量。碳纖維的比重小，把它做成復合材料，便成了全世界的全能者。
[0006]與此同時，在紡織領域，碳纖維的運用還受到染色等工藝無法運用的問題。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種木棉纖維包覆復合材料。
[0008]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0009]木棉纖維包覆復合材料，其特征在于，具有:
[0010]由碳纖維材料制成的中間體；
[0011]周向包覆于中間體的包裹體，其由木棉纖維材料制成；
[0012]所述中間體與包裹體構成的材料為供紡織面料使用的絲狀結構。
[0013]其中，所述中間體與包裹體共軸布置。
[0014]其中，所述碳纖維的長度與直徑之比為20:1?5。
[0015]其中，所述碳纖維包括至少一根12k碳纖維。
[0016]其中，所述包裹體的平均厚度為0.4-2.5mm。
[0017]其中,所述木棉纖維材料以螺旋纏繞方式布置于中間體表面。
[0018]其中，所述中間體由一股或者多股碳纖維構成。
[0019]如本文所述，棉纖維，其中，棉為種子纖維，我們使用的是陸地棉，纖維長度為26-30mm，正常成熟的棉纖維橫截面呈腰圓形，縱向有天然轉曲，棉纖維為不良導體，手感松軟。棉纖維有空隙，而且主要成分是含較多數量極性基團的纖維素，所以對染料水溶液有吸收，擴散及固定作用，著色性良好。
[0020]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:由于包覆纖維是兩種或兩種以上的纖維組合而成的一種復合纖維。故而包覆纖維除了具有特殊的結構以外，它的優勢在于可利用芯纖維的優良性能以及外包纖維的性能，與此同時，還可利用表向特征，充分發揮兩種纖維的特長并發揮二者的功能。
[0021]可根據包覆絲纖維的不同性能，可用在不同的領域。諸如本實用新型在利用兩種材料的性質，用包覆的工藝制成先進的復合材料。本產品的科技含量與優良的性能，填補了我國纖維領域的空白。是高科技領域的優良材料，經研發和試驗，已經形成成熟的工藝流程、形成批量生產模式，經同行專家權威探討和市場分析，本產品應用前景良好，產業化前景廣闊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為木棉纖維包覆復合材料結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0024]容易理解，根據本實用新型的技術方案，在不變更實用新型實質精神下，本領域的一般技術人員可以提出可相互替換的多種結構方式以及實施方式。因此，以下【具體實施方式】以及附圖僅是對本實用新型的技術方案的示例性說明，而不應當視為本實用新型的全部或者視為對本實用新型技術方案的限定或限制。
[0025]需要說明的是，下面描述中使用的詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離圖面或圖中特定部件幾何中心方向。
[0026]木棉纖維包覆復合材料，以下簡稱“本材料”。
[0027]實施例1:參見圖1，木棉纖維包覆復合材料，其具有:由碳纖維材料制成的中間體I ;周向包覆于中間體的包裹體2，其由木棉纖維材料制成；所述中間體與包裹體構成的材料為供紡織面料使用的絲狀結構。所述木棉纖維以螺旋纏繞方式布置于中間體表面。
[0028]由于本材料以紗線形式供織布使用，故而，為保證強度，所述中間體與包裹體共軸布置。
[0029]所述碳纖維的長度與直徑之比為20:1?5。
[0030]本材料必須采用二程式工藝技術，即現在頭程包覆捻紗機上使包覆紗線在芯紗上形成環圈，然后在二程包覆紗設備上用加固紗線固定環圈的形態和位置。
[0031]實施例2:木棉纖維包覆復合材料，其具有:一根12k碳纖維構成的中間體I ;周向包覆于中間體且平均厚度為0.5mm的包裹體2，其由木棉纖維材料制成；所述中間體與包裹體構成的材料為供紡織面料使用的絲狀結構。所述木棉纖維以螺旋纏繞方式布置于中間體表面。
[0032]所述中間體還可以由一股或者多股碳纖維構成。[0033]本材料為包覆復合材料(core-spun-yarn),其以高性能的碳纖維為芯,夕卜包木棉纖維而成的復合材料，兼有碳纖維和木棉纖維兩者的優良機械性能，在紡織材料領域具有較強的運用前景。
[0034]實施例3:本材料以一根12K碳纖維作為中間體，以一根28tex木棉纖維和一根14tex棉加固紗所形成的復合材料。
[0035]木棉纖維，其中空度高達94%_95%，未破裂細胞的密度為0.05-0.06g/cm3,木棉纖維塊體浮力好，在水中可承受相當于自身20-36倍的負載質量而不下沉。木棉體/塊在水中浸泡30天，其浮力僅下降10%。
[0036]木棉標準回潮率為10%-10.73，可直接染色。
【權利要求】
1.木棉纖維包覆復合材料，其特征在于，具有: 由碳纖維材料制成的中間體； 周向包覆于中間體的包裹體，其由木棉纖維材料制成； 所述中間體與包裹體構成的材料為供紡織面料使用的絲狀結構； 所述中間體與包裹體共軸布置； 所述碳纖維的長度與直徑之比為20:1?5 ; 所述包裹體的平均厚度為0.4-2.5_。
2.根據權利要求1所述的木棉纖維包覆復合材料，其特征在于，其中，所述中間體由一股或者多股碳纖維構成。
3.根據權利要求1所述的木棉纖維包覆復合材料，其特征在于，其中，所述碳纖維包括至少一根12k碳纖維。
4.根據權利要求1所述的木棉纖維包覆復合材料，其特征在于，其中，所述木棉纖維材料以螺旋纏繞方式布置于中間體表面。
【文檔編號】D02G3/04GK203546293SQ201320342814
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年6月14日 優先權日:2013年6月14日
【發明者】楊軍 申請人:楊軍