大豆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大豆纖維包覆復合材料，屬于紡織材料【技術領域】。包括：中間芯體，其以碳纖維材料制成；表層包覆層，其以大豆纖維材料制成；表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。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。特別地，可實現染色作業。
【專利說明】大豆纖維包覆復合材料
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及紡織材料【技術領域】，尤其是涉及一種大豆纖維包覆復合材料。
【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，提供一種大豆纖維包覆復合材料。
[0008]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0009]大豆纖維包覆復合材料，其特征在于，其包括:
[0010]中間芯體，其以碳纖維材料制成；
[0011]表層包覆層，其以大豆纖維材料制成；
[0012]表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0013]其中，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置。
[0014]其中，碳纖維的平均纖維長度為0.2mm。
[0015]其中，中間芯體采用多股碳纖維材料制成。
[0016]其中，所述中間芯體以碳纖維材料制成的碳纖維紗線束構成。
[0017]其中，中間芯體采用碳纖維布材料制成。
[0018]其中，表層包覆層由大豆纖維紗以螺旋纏繞方式布置于中間芯體表面。
[0019]其中，所述表層包覆層的平均厚度為0.2-lmm。[0020]如本文所述，大豆纖維，其屬于再生性植物蛋白纖維，它是采用生物工程技術從大豆的豆柏中提煉出來的蛋白質與聚乙烯醇或其他高分子共混，再以濕法紡絲而成，由于大豆蛋白質是球狀蛋白，能溶于水，所以形成纖維過程也是一種交聯過程，交聯劑的加入，可提聞大?蛋白質的強度和耐熱性，本技術可以從IOOkg ?柏中提取40kg的大?蛋白質，大豆蛋白纖維具有天然蠶絲的優良特性，又具有合成纖維的機械性能，故而，其與碳纖維共同制作的復合材料極大地提高了材料與人體接觸的舒適性。
[0021 ] 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。
[0022]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】
[0023]圖1為大豆纖維包覆復合材料結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]大豆纖維包覆復合材料，以下簡稱“本材料”。
[0028]實施例1:如圖1所示，大豆纖維包覆復合材料,本材料以做成紗線形式出現,其包括:由碳纖維短切絲制成的中間芯體1，碳纖維短切絲的單絲直徑為7.0-10 μ m;表層包覆層2，其以大豆纖維材料制成的紗線螺旋纏繞而成。表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0029]由于整個大豆纖維材料是以包覆于中間芯體表面出現的，故而，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置，同軸度決定了其材料優良的結構特性。
[0030]為便于染色作業，所述表層包覆層的平均厚度為0.5mm。
[0031]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。
[0032]實施例2:大豆纖維包覆復合材料，本材料以做成紗線形式出現，其包括:以碳纖維材料制成的碳纖維紗線束構成的中間芯體；表層包覆層，其以大豆纖維材料制成的紗線螺旋纏繞而成。表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0033]由于整個大豆纖維材料是以包覆于中間芯體表面出現的，故而，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置，同軸度決定了其材料優良的結構特性。
[0034]為便于染色作業，所述表層包覆層的平均厚度為0.3mm。
[0035]實施例3:大豆纖維包覆復合材料，本材料以做成紗線形式出現，其包括:采用多股碳纖維材料制成的中間芯體；表層包覆層，其以大豆纖維材料制成的紗線螺旋纏繞而成。表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0036]由于整個大豆纖維材料是以包覆于中間芯體表面出現的，故而，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置，同軸度決定了其材料優良的結構特性。
[0037]為便于染色作業，所述表層包覆層的平均厚度為0.8mm。
[0038]實施例4:大豆纖維包覆復合材料，本材料以做成紗線形式出現，其包括:采用碳纖維布材料制成的中間芯體；表層包覆層，其以大豆纖維材料制成的紗線經紡織機械織布之后以大豆纖維布的形式包覆于中間芯體表面。表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置。
[0039]由于整個大豆纖維材料是以包覆于中間芯體表面出現的，故而，所述中間芯體與表層包覆層共軸布置，同軸度決定了其材料優良的結構特性。
[0040]為便于染色作業，所述表層包覆層的平均厚度為0.6mm。
[0041]中間芯體與表層包覆層可采用的紡織方法包括環錠紡、靜電紡織、渦流紡、自捻紡等，其屬于現有公知技術，在此不再贅述。
[0042]本材料為包覆復合材料(core-spun-yarn)，其以高性能的碳纖維為芯,外包大豆纖維而成的復合材料，兼有碳纖維和大豆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。
[0043]實施例5:本材料以12K碳纖維作為中線芯體，一根7?大丑纖維和一根14tex棉加固紗線所形成的復合材料。
[0044]其中，碳纖維的規格為:
[0045]12K 碳纖維；
[0046]抗拉強度:33OOMPa；
[0047]線密度:0.88g/m ；
[0048]比重:1.7g/cc;
[0049]纖維:7μπι;
[0050]延伸:1.34-1.4% ;
[0051]電阻值:32-35Ω。
[0052]大豆蛋白纖維，其中，大豆蛋白石由大豆中提取的蛋白質混合并按一定的高聚物配成紡織液，經濕法紡法而制得，大豆纖維是產業化生成的新型纖維。
[0053]大豆纖維橫截面呈扁平化啞鈴狀，縱向表面有不明顯的凹凸溝槽，纖維具有一定的卷曲。大豆纖維以大豆廢豆柏為原料，制作過程無污染，同時充分利用廢棄的資源，而且制得的纖維可生物降解，有利于改善生態環境。
[0054]本材料的大豆纖維回潮率在4%左右，放濕速率較棉和羊毛快，纖維熱阻較大，具備較好舒適性。產品色彩鮮艷有光澤，耐日曬。
[0055]碳纖維與大豆纖維包覆復合材料，可將又是更好地體現，是特定環境下良好的功能性材料。
【權利要求】
1.大豆纖維包覆復合材料，其特征在于，其包括: 中間芯體，其以碳纖維材料制成； 表層包覆層，其以大豆纖維材料制成； 表層包覆層沿著中間芯體的延伸方向布置； 所述中間芯體與表層包覆層共軸布置； 碳纖維的平均纖維長度為0.2mm ； 所述表層包覆層的平均厚度為0.2-lmm。
2.根據權利要求1所述的大豆纖維包覆復合材料，其特征在于，其中，中間芯體采用多股碳纖維材料制成。
3.根據權利要求1所述的大豆纖維包覆復合材料，其特征在于，其中，所述中間芯體以碳纖維材料制成的碳纖維紗線束構成。
4.根據權利要求1所述的大豆纖維包覆復合材料，其特征在于，其中，中間芯體采用碳纖維布材料制成。
5.根據權利要求1所述的大豆纖維包覆復合材料，其特征在于，其中，表層包覆層由大豆纖維紗以螺旋纏繞方式布置于中間芯體表面。
【文檔編號】D02G3/04GK203440556SQ201320343678
【公開日】2014年2月19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:新鄉中泰華威太行科技有限公司