在SIM.PLY UD展纤设备上成功测试个人防护领域的产品系列
轻质的高性能单向纤维条带
在2019年6月举办的西班牙巴塞罗那国际纺织机械展览会上，卡尔迈耶向全球复合材料观众展示了可用于加工玻纤和丙纶的SIM.PLY UD机器。在展会结束的数月之后，这套专注利用展纤技术生产热塑性单向条带（UD条带）的创新系统，开启了首批客户试用。
在过去的一年中，卡尔迈耶加速了设备的工艺测试，并根据客户要求使用其他材料进行测试。其中就包括高强度聚乙烯和再生纤维素纤维。最终的成品吸引了大量的关注：来自欧洲和东南亚的咨询尤其多，他们对一款涂膜的高强度聚乙烯材料特别感兴趣，该材料可作为个人防护领域的创新解决方案，因此广受关注。
在位于开姆尼茨的卡尔迈耶产业用纺织机械有限公司的应用中心， SIM.PLY UD设备（图1）正在进行各种产品测试， 包括个人防护领域的一些项目。
多层系统提供高度保护，且穿着舒适
防护服在日常生活中对保安和警察来说是必不可少的，它必须在提供有效风险保护的同时，还能拥有舒适的穿着感。为此，防护性纺织品可用作中间层。为提升舒适度，集成后的预制层将主打轻薄性，不过仍要保证环境影响的长期抵抗性，例如紫外线辐射和温度。尤其需要确保能量吸收和减震能力不降低，以及材料不脆化。在实际使用时， 至少要保证10年的防护效果。
为了满足高要求，身体防护织物通常由聚合物增强纱线制成。其中最常见的是由芳香族聚酰胺（ PA），也称为芳纶，或超高分子量聚乙烯（UHMWPE）制成的变体。帝斯曼的高性能纤维Dyneema®是最广为人知的产品。
这种聚合物增强纤维在类似的聚合物热塑性薄膜或固化聚合物分散体中展开后直接被拉伸；并以最佳方向被衬入。为了提升保护效果，形成的极薄的单向层会在0°和90°纤维方向之间交替分层（图2）。最终生产的多层保护包（ 也被称为交叉层） 可以包含多达140个单独纤维层。
具有低重量、优异固定性和高机械性能的单层材料
SIM.PLY UD的铺展和涂膜技术使其有可能生产出极薄的单层，因此重量很轻。特别是超高分子量聚乙烯纤维可被均匀地铺开，平均只有两到三根纤维束的单独细丝会出现叠层现象。在生产防护性纺织品时，使用800D（89tex）或1600D（178 tex）规格的聚乙烯粗纱作为原材料。为了拥有更好的固定性，在纤维的一面涂上10微米厚的聚乙烯薄膜，可以生产出单位面积重量小于40克/平方米的单层。更重要的是，这种方式创造了一款牢固的复合材料，它的基本原理是采用了来自铺展纤维和薄膜的相同但加工方式不同的聚合物。由于纤维的高度拉伸，聚乙烯分子链在生产过程中形成了一个高度结晶的网络，这导致纤维的熔化温度略高于聚乙烯薄膜。鉴于熔点不同，薄膜在涂布过程中很容易被融化，并固定住仍具有温度稳定性的纤维，而其异常高的性能特征保持不变。这种复杂的工艺需要非常精确的温度控制，而SIM.PLY的浸渍模块使之成为可能。
首批功能性样品的下一步计划
SIM.PLY机器已经为客户试验项目生产了几个样品，现在这些样品正在接受客户的防护效果测试和进一步加工。此外，在卡尔迈耶产业用纺织机械有限公司的应用中心，还手工制作了交叉层样品。在为此，手工制作了0°和90°层系统后，并在SIM.PLY UD上进行层压。这家公司正在研究一种自动化的解决方案，采用合适的铺设技术来制作交叉层。这是基于多年来在多轴向铺设技术领域的经验，这项技术已成功用于开发COP MAX 5机器。在接下来的几个月里，公司将启动一项测试计划，研究这种一侧有薄膜涂层的轻薄纺织结构在铺设加工过程中的纺织行为，并确定合适的功能原则。
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