超高分子量聚乙烯紗線及其加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超高分子量聚乙烯紗線及其加工方法。該加工方法包括：步驟S1，將超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲進(jìn)行集束處理，得到絲條；步驟S2，對(duì)絲條進(jìn)行牽切處理，且在牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處理以切斷部分絲條，形成纖維條；步驟S3，對(duì)纖維條依次進(jìn)行并條、粗紗、細(xì)紗和合股處理，得到超高分子量聚乙烯紗線。通過在牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處理，進(jìn)而將部分絲條進(jìn)行切斷以得到超高分子量聚乙烯的短纖維，經(jīng)過后續(xù)的步驟S3處理得到超高分子量聚乙烯紗線，上述加工方法直接將超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲制成纖維條，工藝簡(jiǎn)便，避免了傳統(tǒng)超高分子量短纖維在梳棉過程損傷針布等問題。
【專利說明】超高分子量聚乙烯紗線及其加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紗線加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超高分子量聚乙烯紗線及其加工 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 超高分子量聚乙烯纖維，也稱高強(qiáng)高模聚乙烯纖維，是世界公認(rèn)的高性能纖維，主 要為長(zhǎng)絲制品，如UD布、繩索等，用于防彈、航海、體育用品等領(lǐng)域。超高分子量聚乙烯纖維 密度只有〇.97g/cm 3,具有強(qiáng)度高、模量高、耐光、耐摩擦、耐切割、耐撓曲、耐酸堿、耐一般有 機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)，是理想的常溫或低溫型材料。
[0003] 和長(zhǎng)絲相比，超高分子量聚乙烯短纖維和紗線的應(yīng)用和產(chǎn)品都比較少，一方面是 紗線的強(qiáng)度比長(zhǎng)絲低很多，另一方面是超高分子量聚乙烯紗線的加工技術(shù)難度較大。雖然 超高分子量聚乙烯纖維可以切成短纖維，并在棉紡設(shè)備或毛紡設(shè)備上紡成紗線，但由于超 高分子量聚乙烯纖維強(qiáng)度高、熔點(diǎn)低、耐切割，使得其紡紗過程存在相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，容易 對(duì)紡紗設(shè)備造成損傷。
[0004] 現(xiàn)有的紡紗方法有很多種，其中牽切法紡紗和傳統(tǒng)短纖維紡紗有很大的不同，傳 統(tǒng)短纖維紡紗流程為：抓棉一混棉一開松一梳理一成條一頭并一二并一粗紗一細(xì)紗；牽切 法紡紗流程為：牽切制條一并條一粗紗一細(xì)紗，由此可見，牽切法具有流程短、速度快的優(yōu) 點(diǎn)。
[0005] 牽切直接制條技術(shù)于1934年由Seydel公司引入市場(chǎng)，并在60年代流行于歐美， 牽切法是將一定纖度的絲束（通常是多個(gè)筒子進(jìn)行并絲）喂入牽切制條機(jī)的羅拉，經(jīng)過若 干對(duì)拉伸羅拉的多次連續(xù)拉伸作用，使得絲束中的單絲發(fā)生隨機(jī)斷裂，這樣就可以將長(zhǎng)絲 絲束直接制成短纖條子，牽切法不需要將長(zhǎng)絲切斷、攪亂、梳理等，工藝過程簡(jiǎn)單、直接，從 工藝和經(jīng)濟(jì)角度考慮都是較為合理的紡紗方法，但由于牽伸均勻性、設(shè)備磨損、紗線質(zhì)量等 方面的問題，使得目前牽切制條設(shè)備和工藝主要在麻紡、腈綸等方面使用，國內(nèi)也有學(xué)者研 究芳砜綸牽切紡紗工藝。
[0006] 但由于超高分子量聚乙烯纖維強(qiáng)度高、表面摩擦系數(shù)小，纖維易打滑，普通牽切設(shè) 備羅拉和皮輥的握持力難以將其拉斷，加壓太大則纖維易板結(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致難以將牽切紡紗 應(yīng)用于超高分子量聚乙烯紗線的制備中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在提供一種超高分子量聚乙烯紗線及其加工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中牽 切難度較大的超高分子量聚乙烯纖維、對(duì)位芳綸纖維等由于拉斷率低，難以利用牽切紡紗 法進(jìn)行紡紗的問題。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了 一種超高分子量聚乙烯紗線 的加工方法，該加工方法包括：步驟S1，將超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲進(jìn)行集束處理，得到絲 條；步驟S2,對(duì)絲條進(jìn)行牽切處理，且在牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處理以切斷 部分絲條，形成纖維條；步驟S3,對(duì)纖維條依次進(jìn)行并條、粗紗、細(xì)紗和合股處理，得到超高 分子量聚乙烯紗線。
[0009] 進(jìn)一步地，上述纖維條中包含高分子量聚乙烯短纖維，短纖維的強(qiáng)度大于15cN/ dtex，優(yōu)選強(qiáng)度為25?35cN/dtex ;短纖維的長(zhǎng)度為30?250mm。
[0010] 進(jìn)一步地，上述步驟si包括：將多個(gè)絲筒的超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲并到一起，并 利用第一集束羅拉施加0. 1?2. 5Mpa的壓力、利用位于第一集束羅拉下游的第二集束羅拉 施加0. 1?2. 5MPa的壓力進(jìn)行集束處理，形成絲條，絲條的厚度小于1mm。
[0011] 進(jìn)一步地，上述步驟S2包括：步驟S21，將絲條進(jìn)行牽伸；步驟S22,將牽伸后的絲 條進(jìn)行預(yù)牽切，并且在預(yù)牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處理；步驟S23,將經(jīng)過步驟 S22處理的絲條進(jìn)行牽切，得到纖維條。
[0012] 進(jìn)一步地，上述步驟S22在每個(gè)預(yù)牽切的周期內(nèi)對(duì)絲條進(jìn)行1?3次輔助切斷處 理。
[0013] 進(jìn)一步地，上述加工方法采用牽切紡紗裝置實(shí)施，牽切紡紗裝置包括沿紗線牽伸 方向依次設(shè)置的集束機(jī)構(gòu)、牽伸羅拉、第一輔助切斷機(jī)構(gòu)、預(yù)牽切羅拉和牽切羅拉，第一輔 助切斷機(jī)構(gòu)設(shè)置在牽伸羅拉和預(yù)牽切羅拉之間以在預(yù)牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切 斷處理。
[0014] 進(jìn)一步地，上述步驟S2包括：步驟S21'，將絲條進(jìn)行牽伸；步驟S22'，將牽伸后的 絲條進(jìn)行預(yù)牽切，并且在預(yù)牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行第一輔助切斷處理；步驟S23'，將 經(jīng)過步驟S22'處理的絲條進(jìn)行牽切，并且在牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行第二輔助切斷處 理，得到纖維條。
[0015] 進(jìn)一步地，上述步驟S22'在每個(gè)預(yù)牽切的周期內(nèi)對(duì)絲條進(jìn)行1?3次第一輔助切 斷處理，步驟S23'在每個(gè)牽切的周期內(nèi)對(duì)絲條進(jìn)行1?3次第二輔助切斷處理。
[0016] 進(jìn)一步地，上述加工方法采用牽切紡紗裝置實(shí)施，牽切紡紗裝置包括沿紗線牽伸 方向依次設(shè)置的集束機(jī)構(gòu)、牽伸羅拉、第一輔助切斷機(jī)構(gòu)、預(yù)牽切羅拉、第二輔助切斷機(jī)構(gòu) 和牽切羅拉，第一輔助切斷機(jī)構(gòu)用以在預(yù)牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處理，第二 輔助切斷機(jī)構(gòu)用以在牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行第二輔助切斷處理。
[0017] 進(jìn)一步地，上述步驟S3的并條過程包括：對(duì)纖維條和不同于超高分子量聚乙烯 的纖維條進(jìn)行并條處理，超高分子量聚乙烯紗線中超高分子量聚乙烯短纖維的含量不低于 20wt%。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種超高分子量聚乙烯紗線，該超高分子量聚乙 烯紗線采用上述的加工方法加工而成。
[0019] 進(jìn)一步地，上述超高分子量聚乙烯紗線中超高分子量聚乙烯短纖維的含量為 40wt%，超高分子量聚乙烯紗線的強(qiáng)度大于7cN/dtex。。
[0020] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)現(xiàn)有的牽切紡紗方法進(jìn)行改進(jìn)，通過在牽切處理過程 中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處理，進(jìn)而將部分絲條進(jìn)行切斷以得到超高分子量聚乙烯的短纖 維，經(jīng)過后續(xù)的步驟S3處理得到超高分子量聚乙烯紗線。上述加工方法直接將超高分子量 聚乙烯長(zhǎng)絲制成纖維條，工藝簡(jiǎn)便，避免了傳統(tǒng)超高分子量短纖維在梳棉過程損傷針布等 問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示 意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0022] 圖1示出了本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例提供的牽切紡紗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0024] 在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，提供了一種超高分子量聚乙烯紗線的加工方 法，該加工方法包括：步驟S1，將超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲進(jìn)行集束處理，得到絲條；步驟S2， 對(duì)絲條進(jìn)行牽切處理，且在牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處理以切斷部分絲條，形 成纖維條；以及步驟S3,對(duì)纖維條依次進(jìn)行并條、粗紗、細(xì)紗和合股處理，得到超高分子量 聚乙烯紗線。
[0025] 上述加工方法對(duì)現(xiàn)有的牽切紡紗方法進(jìn)行改進(jìn)，通過在牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn) 行輔助切斷處理，進(jìn)而將部分絲條進(jìn)行切斷以得到超高分子量聚乙烯的短纖維，進(jìn)而經(jīng)過 后續(xù)的步驟S3處理得到超高分子量聚乙烯紗線。上述加工方法直接將超高分子量聚乙烯 長(zhǎng)絲制成纖維條，工藝簡(jiǎn)便，避免了傳統(tǒng)超高分子量短纖維在梳棉過程損傷針布等問題。
[0026] 經(jīng)過本發(fā)明的牽切處理以及輔助切斷處理，優(yōu)選得到的纖維條中包含高分子量聚 乙烯短纖維，短纖維的強(qiáng)度大于15cN/dte X，優(yōu)選強(qiáng)度為25?35cN/dteX ;短纖維的長(zhǎng)度為 30 ?250mm。
[0027] 本發(fā)明的超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲為本領(lǐng)域的常規(guī)材料，其纖度為200?3000D，單 個(gè)絲筒難以滿足纖維條單位重量要求，因此在利用其紡紗時(shí)，優(yōu)選上述步驟S1包括：將多 個(gè)絲筒的超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲并到一起，并利用第一集束羅拉施加〇. 1?2. 5MPa的壓 力、利用位于第一集束羅拉下游的第二集束羅拉施加〇. 1?2. 5MPa的壓力進(jìn)行集束處理， 形成絲條，該絲條的厚度小于1mm，其中的絲條的厚度所在方向與本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)絲條的 理解相似，是指與絲條延伸方向垂直的方向。
[0028] 上述對(duì)絲條的牽切處理一般包括牽伸、預(yù)牽切和牽切步驟，為了改善所形成的超 高分子量聚乙烯紗線的強(qiáng)度，優(yōu)選實(shí)施例一中上述步驟S2包括：步驟S21，將絲條進(jìn)行牽 伸；步驟S22,將牽伸后的絲條進(jìn)行預(yù)牽切，并且在預(yù)牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷 處理；步驟S23,將經(jīng)過步驟S22處理的絲條進(jìn)行牽切，得到纖維條?；蛘邇?yōu)選實(shí)施例二中 上述步驟S2包括：步驟S21'，將絲條進(jìn)行牽伸；步驟S22'，將牽伸后的絲條進(jìn)行預(yù)牽切，并 且在預(yù)牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行第一輔助切斷處理；步驟S23'，將經(jīng)過步驟S22'處理的 絲條進(jìn)行牽切，并且在牽切過程中對(duì)絲條進(jìn)行第二輔助切斷處理，得到纖維條。
[0029] 上述兩種牽切處理和輔助切斷處理的方式，均能實(shí)現(xiàn)對(duì)絲條的部分切斷效果，且 兩次輔助切斷處理的結(jié)合，能夠更好地控制多得到的短纖維的長(zhǎng)度，進(jìn)而更好地調(diào)整超高 分子量聚乙烯紗線的強(qiáng)度。
[0030] 本發(fā)明為了使喂入預(yù)牽切過程的預(yù)牽切羅拉的絲條張力更為穩(wěn)定，讓絲條運(yùn)行更 為平穩(wěn)，優(yōu)選上述步驟S21中或步驟S21'中采用牽伸羅拉施加的壓力為0. 2?3. OMPa，絲 條的牽伸倍數(shù)為1.01?1.05。
[0031] 本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，預(yù)牽切和牽切過程需要通過調(diào)整預(yù)牽切機(jī)構(gòu)和牽切機(jī) 構(gòu)的羅拉壓力，控制羅拉對(duì)絲條的把持力，而本發(fā)明通過對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處理，減少了 羅拉的壓力以及羅拉對(duì)絲條的把持負(fù)荷，優(yōu)選上述兩種實(shí)施例的步驟S22或步驟S22'的預(yù) 牽切過程采用預(yù)牽切羅拉施加的壓力為0. 2?3. OMPa，預(yù)牽切的牽伸倍數(shù)為1. 2?3. 0。 或者優(yōu)選上述兩種實(shí)施例的步驟S23或步驟S23'的牽切過程采用牽切羅拉施加的壓力為 0. 2?3. OMPa，牽切的牽伸倍數(shù)為1. 5?6. 0。
[0032] 此外，在減少羅拉的把持負(fù)荷的基礎(chǔ)上，靈活調(diào)節(jié)纖維條中短纖維的長(zhǎng)度和含量， 優(yōu)選上述步驟S22在每個(gè)預(yù)牽切的周期內(nèi)對(duì)絲條進(jìn)行1?3次輔助切斷處理?；蛘呱鲜霾?驟S22'在每個(gè)預(yù)牽切的周期內(nèi)對(duì)絲條進(jìn)行1?3次第一輔助切斷處理，步驟S23'在每個(gè) 牽切的周期內(nèi)對(duì)絲條進(jìn)行1?3次第二輔助切斷處理。
[0033] 上述每次輔助切斷處理或者第一輔助切斷處理或者第二輔助切斷處理的位置可 以相同，也可以不同，進(jìn)而將同一周期內(nèi)的部分絲條進(jìn)行1?3次的輔助切斷處理，比如在 不同位置進(jìn)行三次輔助切斷處理或者在同一位置進(jìn)行三次輔助切斷處理且均對(duì)同一長(zhǎng)絲 進(jìn)行處理，從而可以將該長(zhǎng)絲在該周期內(nèi)切斷為至少四個(gè)短纖維。當(dāng)然本發(fā)明采用輔助切 斷處理的主要目的是對(duì)絲條中的長(zhǎng)絲進(jìn)行隨機(jī)輔助切斷處理，以達(dá)到采用牽切紡紗工藝進(jìn) 行紡紗的目的，只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的輔助切斷方式均可在本發(fā)明中應(yīng)用。
[0034] 上述加工方法可以在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的牽切紡紗裝置進(jìn)行改進(jìn)后進(jìn)行實(shí)施，在一種優(yōu) 選的實(shí)施例中可用于本發(fā)明加工方法的一種優(yōu)選的牽切紡紗裝置包括沿紗線牽伸方向依 次設(shè)置的集束機(jī)構(gòu)1、牽伸羅拉2、第一輔助切斷機(jī)構(gòu)3、預(yù)牽切羅拉4和牽切羅拉6,第一輔 助切斷機(jī)構(gòu)3設(shè)置在牽伸羅拉和預(yù)牽切羅拉之間以在預(yù)牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助 切斷處理?；蛘?，另一種優(yōu)選的牽切紡紗裝置如圖1所示，該牽切紡紗裝置包括沿紗線牽伸 方向依次設(shè)置的集束機(jī)構(gòu)1、牽伸羅拉2、第一輔助切斷機(jī)構(gòu)3、預(yù)牽切羅拉4、第二輔助切斷 機(jī)構(gòu)5和牽切羅拉6,第一輔助切斷機(jī)構(gòu)3用以在預(yù)牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行輔助切斷處 理，第二輔助切斷機(jī)構(gòu)5用以在牽切處理過程中對(duì)絲條進(jìn)行第二輔助切斷處理。上述集束 結(jié)構(gòu)1的設(shè)置可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的設(shè)置，比如包括絲筒11、第一集束羅拉12和第二集束 羅拉13,其中第一集束羅拉12和第二集束羅拉13用于前述集束過程中施加壓力，其中第一 集束羅拉12和第二集束羅拉13的結(jié)構(gòu)可以參考現(xiàn)有的常用結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。
[0035] 在本發(fā)明又一種優(yōu)選的實(shí)施例中，優(yōu)選上述第一輔助切斷機(jī)構(gòu)3和第二輔助切斷 機(jī)構(gòu)5各自均包括或二者中的任一個(gè)包括1?5組鍋齒狀刀具，優(yōu)選2?5組鍋齒狀刀具， 各鋸齒狀刀具垂直于紗線牽伸方向，且可沿垂直于紗線牽伸方向的方向上下移動(dòng)。本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以紗線中短纖維的長(zhǎng)度和短纖維分布需求選擇鋸齒狀刀具的數(shù)量和使用次數(shù)， 鋸齒狀刀具可沿垂直于紗線牽伸方向的方向上下移動(dòng)，進(jìn)而可通過調(diào)節(jié)輔助切斷的時(shí)機(jī)控 制纖維的長(zhǎng)度；而且鋸齒狀刀具的鋸齒在向上移動(dòng)過程中，刺向被牽切的絲條，使得絲條中 部分纖維被切斷，減少了各羅拉的負(fù)擔(dān)且實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維長(zhǎng)度的控制。此外，上述各鋸齒狀刀具 沿紗線牽伸方向平行排布，且控制相鄰鋸齒狀刀具的間距在60?120mm之間，從而能夠根 據(jù)刀具的使用情況控制經(jīng)過牽切處理后絲條中短纖維的長(zhǎng)度滿足目前紗線的普遍要求。為 了避免鋸齒狀刀具對(duì)絲條的過分切割，優(yōu)選上述鋸齒狀刀具的鋸齒尖端的寬度小于1mm，鋸 齒狀刀具的鍋齒根部的寬度為3?5mm。其中，上述鍋齒尖端的寬度為沿鍋齒排布方向上的 鋸齒尖端的大小，鋸齒根部的寬度為沿鋸齒排布方向上的鋸齒根部的大小。
[0036] 本發(fā)明得到的纖維條在步驟S3處理中，可以進(jìn)行相互之間的并條處理，也可以和 不同于超高分子量聚乙烯的纖維條并條處理，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行該步 驟的并條處理，當(dāng)上述步驟S3的并條過程包括：對(duì)纖維條和不同于超高分子量聚乙烯的纖 維條進(jìn)行并條處理，優(yōu)選上述超高分子量聚乙烯紗線中超高分子量聚乙烯短纖維的含量不 低于20wt%。
[0037] 在本發(fā)明又一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，提供了一種超高分子量聚乙烯紗線，該超高 分子量聚乙烯紗線采用上述的加工方法加工而成。采用本發(fā)明的加工方法制備的超高分子 量聚乙烯紗線的強(qiáng)度較高，且其中的成分和強(qiáng)度可以隨著工藝的改變進(jìn)行調(diào)節(jié)。在本發(fā)明 又一種優(yōu)選的實(shí)施例中，上述超高分子量聚乙烯紗線中超高分子量聚乙烯短纖維的含量為 40wt%，超高分子量聚乙烯紗線的強(qiáng)度大于7cN/dtex。
[0038] 以下將結(jié)合實(shí)施例和對(duì)比例，進(jìn)一步說明本發(fā)明有益效果。
[0039] 實(shí)施例1
[0040] 采用圖1所示的牽切裝置實(shí)施，其中該牽切裝置中，第一集束羅拉和第二集束羅 拉的間距U為400mm，第二羅拉與牽伸羅拉的間距L2為400mm，牽伸羅拉與預(yù)牽切羅拉的間 距L 3為250mm,預(yù)牽切羅拉與牽切羅拉的間距L4為160mm。
[0041] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲為原料，使用20個(gè)絲筒進(jìn)行并絲，然后 利用第一羅拉施加壓力Pi、第二羅拉施加壓力P 2進(jìn)行集束處理，形成絲條；采用牽伸羅拉施 加壓力p3對(duì)絲條進(jìn)行牽伸；采用預(yù)牽切羅拉施加壓力p 4，對(duì)牽伸過的絲條進(jìn)行預(yù)牽切；采用 牽切羅拉施加壓力P5，對(duì)預(yù)牽切過的絲條進(jìn)行牽切，得到纖維條，上述過程控制牽伸區(qū)牽伸 倍數(shù)為1. 02,預(yù)牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為1. 5,牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為2. 4,預(yù)牽切過程和牽切過程各 采用一組鋸齒狀刀具進(jìn)行輔助切斷，其中鋸齒狀刀具的鋸齒尖端的寬度為〇. 8mm，鋸齒根部 的寬度為4mm，出條速度為10m/min。上述集束、牽切過程中各羅拉施加的壓力見表1
[0042] 將所制的超高分子量聚乙烯纖維條和單纖長(zhǎng)度為76mm的聚酯纖維條按質(zhì)量比為 1:1的比例進(jìn)行并條，然后進(jìn)行粗紗、細(xì)紗、合股加工得到實(shí)施例1的超高分子量聚乙烯紗 線。
[0043] 實(shí)施例2
[0044] 采用圖1所示的牽切裝置實(shí)施，其中該牽切裝置中，第一集束羅拉和第二集束羅 拉的間距U為400mm，第二羅拉與牽伸羅拉的間距L 2為400mm，牽伸羅拉與預(yù)牽切羅拉的間 距L3為250mm,預(yù)牽切羅拉與牽切羅拉的間距L 4為200mm。
[0045] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲為原料，使用20個(gè)絲筒進(jìn)行并絲，然后 利用第一羅拉施加壓力Pi、第二羅拉施加壓力P 2進(jìn)行集束處理，形成絲條；采用牽伸羅拉施 加壓力p3對(duì)絲條進(jìn)行牽伸；采用預(yù)牽切羅拉施加壓力p 4，對(duì)牽伸過的絲條進(jìn)行預(yù)牽切；采用 牽切羅拉施加的壓力P5，對(duì)預(yù)牽切過的絲條進(jìn)行牽切，得到纖維條，上述過程控制牽伸區(qū)牽 伸倍數(shù)為1. 05,預(yù)牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為1. 2,牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為3. 0,預(yù)牽切過程和牽切過程 各采用一組鋸齒狀刀具進(jìn)行輔助切斷，其中鋸齒狀刀具的鋸齒尖端的寬度為0. 5mm，鋸齒根 部的寬度為3mm，出條速度為10m/min。上述集束、牽切過程中各羅拉施加的壓力見表1
[0046] 將所制的超高分子量聚乙烯纖維條和單纖長(zhǎng)度為88mm的聚酯纖維條按質(zhì)量比為 1:1的比例進(jìn)行并條，然后進(jìn)行粗紗、細(xì)紗、合股加工得到實(shí)施例2的超高分子量聚乙烯紗 線。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] 采用圖1所示的牽切裝置實(shí)施，其中該牽切裝置中，第一集束羅拉和第二集束羅 拉的間距U為400mm，第二羅拉與牽伸羅拉的間距L 2為400mm，牽伸羅拉與預(yù)牽切羅拉的間 距L3為250mm,預(yù)牽切羅拉與牽切羅拉的間距L 4為150mm。
[0049] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲為原料，使用20個(gè)絲筒進(jìn)行并絲，然后 利用第一羅拉施加壓力Pi、第二羅拉施加壓力P 2進(jìn)行集束處理，形成絲條；采用牽伸羅拉施 加壓力p3對(duì)絲條進(jìn)行牽伸；采用預(yù)牽切羅拉施加壓力p 4，對(duì)牽伸過的絲條進(jìn)行預(yù)牽切；采用 牽切羅拉施加的壓力P5，對(duì)預(yù)牽切過的絲條進(jìn)行牽切，得到纖維條，上述過程控制牽伸區(qū)牽 伸倍數(shù)為1. 01，預(yù)牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為3. 0,牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為1. 5,預(yù)牽切過程和牽切過程 各采用一組鋸齒狀刀具進(jìn)行輔助切斷，其中鋸齒狀刀具的鋸齒尖端的寬度為0. 5mm，鋸齒根 部的寬度為3mm，出條速度為10m/min。上述集束、牽切過程中各羅拉施加的壓力見表1
[0050] 將所制的超高分子量聚乙烯纖維條和單纖長(zhǎng)度為76mm的聚酯纖維條按質(zhì)量比為 1:1的比例進(jìn)行并條，然后進(jìn)行粗紗、細(xì)紗、合股加工得到實(shí)施例3的超高分子量聚乙烯紗 線。
[0051] 實(shí)施例4
[0052] 采用圖1所示的牽切裝置實(shí)施，其中該牽切裝置中，第一集束羅拉和第二集束羅 拉的間距U為400mm，第二羅拉與牽伸羅拉的間距L 2為400mm，牽伸羅拉與預(yù)牽切羅拉的間 距L3為250mm,預(yù)牽切羅拉與牽切羅拉的間距L 4為250mm。
[0053] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲為原料，使用20個(gè)絲筒進(jìn)行并絲，然后 利用第一羅拉施加壓力Pi、第二羅拉施加壓力P 2進(jìn)行集束處理，形成絲條；采用牽伸羅拉施 加壓力P3對(duì)絲條進(jìn)行牽伸；采用預(yù)牽切羅拉施加壓力P 4，對(duì)牽伸過的絲條進(jìn)行預(yù)牽切；采用 牽切羅拉施加的壓力P5，對(duì)預(yù)牽切過的絲條進(jìn)行牽切，得到纖維條，上述過程控制牽伸區(qū)牽 伸倍數(shù)為1. 02,預(yù)牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為1. 5,牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為2. 4,預(yù)牽切過程和牽切過程 各采用三組鋸齒狀刀具進(jìn)行輔助切斷，其中鋸齒狀刀具的鋸齒尖端的寬度為0. 8mm，鋸齒根 部的寬度為5mm，出條速度為10m/min。上述集束、牽切過程中各羅拉施加的壓力見表1
[0054] 將所制的超高分子量聚乙烯纖維條和單纖長(zhǎng)度為76mm的聚酯纖維條按質(zhì)量比為 1:1的比例進(jìn)行并條，然后進(jìn)行粗紗、細(xì)紗、合股加工得到實(shí)施例4的超高分子量聚乙烯紗 線。
[0055] 實(shí)施例5
[0056] 采用圖1所示的牽切裝置實(shí)施，其中該牽切裝置中，第一集束羅拉和第二集束羅 拉的間距U為400mm，第二羅拉與牽伸羅拉的間距L2為400mm，牽伸羅拉與預(yù)牽切羅拉的間 距L 3為250mm,預(yù)牽切羅拉與牽切羅拉的間距L4為250mm。
[0057] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲為原料，使用15個(gè)絲筒進(jìn)行并絲，然后 利用第一羅拉施加壓力Pi、第二羅拉施加壓力P2進(jìn)行集束處理，形成絲條；采用牽伸羅拉施 加壓力p 3對(duì)絲條進(jìn)行牽伸；采用預(yù)牽切羅拉施加壓力p4，對(duì)牽伸過的絲條進(jìn)行預(yù)牽切；采 用牽切羅拉施加的壓力P 5，對(duì)預(yù)牽切過的絲條進(jìn)行牽切，得到纖維條，上述過程控制牽伸區(qū) 牽伸倍數(shù)為1. 02,預(yù)牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為1. 5,牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為2. 4,牽切過程各采用三組 鍋齒狀刀具進(jìn)行輔助切斷，其中鍋齒狀刀具的鍋齒尖端的寬度為〇. 8mm,鍋齒根部的寬度為 5_，出條速度為10m/min。上述集束、牽切過程中各羅拉施加的壓力見表1
[0058] 將所制的超高分子量聚乙烯纖維條進(jìn)行并條，然后進(jìn)行粗紗、細(xì)紗、合股加工得到 實(shí)施例5的超高分子量聚乙烯紗線。
[0059] 實(shí)施例6
[0060] 采用圖1所示的牽切裝置實(shí)施，其中該牽切裝置中，第一集束羅拉和第二集束羅 拉的間距U為400mm，第二羅拉與牽伸羅拉的間距L2為400mm，牽伸羅拉與預(yù)牽切羅拉的間 距L 3為250mm,預(yù)牽切羅拉與牽切羅拉的間距L4為250mm。
[0061] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲為原料，使用20個(gè)絲筒進(jìn)行并絲，然后 利用第一羅拉施加壓力Pi、第二羅拉施加壓力P 2進(jìn)行集束處理，形成絲條；采用牽伸羅拉施 加壓力p3對(duì)絲條進(jìn)行牽伸；采用預(yù)牽切羅拉施加壓力p 4，對(duì)牽伸過的絲條進(jìn)行預(yù)牽切；采 用牽切羅拉施加的壓力P5，對(duì)預(yù)牽切過的絲條進(jìn)行牽切，得到纖維條，上述過程控制牽伸區(qū) 牽伸倍數(shù)為1. 05,預(yù)牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為1. 2,牽切區(qū)牽伸倍數(shù)為3. 0,預(yù)牽切過程采用三組 鍋齒狀刀具進(jìn)行輔助切斷，其中鍋齒狀刀具的鍋齒尖端的寬度為〇. 8mm,鍋齒根部的寬度為 5_，出條速度為10m/min。上述集束、牽切過程中各羅拉施加的壓力見表1
[0062] 將所制的超高分子量聚乙烯纖維條和單纖長(zhǎng)度為76mm的聚酰胺纖維條按質(zhì)量比 為1:1的比例進(jìn)行并條，然后進(jìn)行粗紗、細(xì)紗、合股加工得到實(shí)施例6的超高分子量聚乙烯 紗線。
[0063] 對(duì)比例1
[0064] 目前超高分子量聚乙烯纖維可以通過卷曲、切斷后制成長(zhǎng)度38mm、51mm、76mm等 規(guī)格的短纖，然后用環(huán)錠紡設(shè)備進(jìn)行紡紗，可以純紡，也可以和滌綸、錦綸等其他纖維混紡， 紗線的斷裂強(qiáng)度基本上可以達(dá)到7cN/dte X以上。
[0065] 對(duì)實(shí)施例1至6和對(duì)比例1的紗線進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2。其中，采用GB/ T3916-1997測(cè)試紗線的斷裂強(qiáng)度。
[0066] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種超高分子量聚乙烯紗線的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括： 步驟S1，將超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲進(jìn)行集束處理，得到絲條； 步驟S2,對(duì)所述絲條進(jìn)行牽切處理，且在所述牽切處理過程中對(duì)所述絲條進(jìn)行輔助切 斷處理以切斷部分絲條，形成纖維條； 步驟S3,對(duì)所述纖維條依次進(jìn)行并條、粗紗、細(xì)紗和合股處理，得到所述超高分子量聚 乙烯紗線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述纖維條中包含高分子量聚乙烯 短纖維，所述短纖維的強(qiáng)度大于15cN/dte X，優(yōu)選所述強(qiáng)度為25?35cN/dteX ;所述短纖維 的長(zhǎng)度為30?250_。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟S1包括： 將多個(gè)絲筒的所述超高分子量聚乙烯長(zhǎng)絲并到一起，并利用第一集束羅拉施加0. 1? 2. 5Mpa的壓力、利用位于所述第一集束羅拉下游的第二集束羅拉施加0. 1?2. 5MPa的壓力 進(jìn)行集束處理，形成所述絲條，所述絲條的厚度小于1mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟S2包括： 步驟S21，將所述絲條進(jìn)行牽伸； 步驟S22,將牽伸后的絲條進(jìn)行預(yù)牽切，并且在所述預(yù)牽切處理過程中對(duì)所述絲條進(jìn)行 輔助切斷處理； 步驟S23,將經(jīng)過所述步驟S22處理的絲條進(jìn)行牽切，得到所述纖維條。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述步驟S22在每個(gè)所述預(yù)牽切的周 期內(nèi)對(duì)所述絲條進(jìn)行1?3次輔助切斷處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法采用牽切紡紗裝置實(shí) 施，所述牽切紡紗裝置包括沿紗線牽伸方向依次設(shè)置的集束機(jī)構(gòu)（1)、牽伸羅拉（2)、第一 輔助切斷機(jī)構(gòu)（3)、預(yù)牽切羅拉（4)和牽切羅拉（6)，所述第一輔助切斷機(jī)構(gòu)（3)用以在所 述預(yù)牽切處理過程中對(duì)所述絲條進(jìn)行輔助切斷處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟S2包括： 步驟S21'，將所述絲條進(jìn)行牽伸； 步驟S22'，將牽伸后的絲條進(jìn)行預(yù)牽切，并且在所述預(yù)牽切處理過程中對(duì)所述絲條進(jìn) 行第一輔助切斷處理； 步驟S23'，將經(jīng)過所述步驟S22'處理的絲條進(jìn)行牽切，并且在所述牽切處理過程中對(duì) 所述絲條進(jìn)行第二輔助切斷處理，得到所述纖維條。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述步驟S22'在每個(gè)所述預(yù)牽切的 周期內(nèi)對(duì)所述絲條進(jìn)行1?3次第一輔助切斷處理，所述步驟S23'在每個(gè)所述牽切的周期 內(nèi)對(duì)所述絲條進(jìn)行1?3次第二輔助切斷處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法采用牽切紡紗裝置實(shí) 施，所述牽切紡紗裝置包括沿紗線牽伸方向依次設(shè)置的集束機(jī)構(gòu)（1)、牽伸羅拉（2)、第一 輔助切斷機(jī)構(gòu)（3)、預(yù)牽切羅拉（4)、第二輔助切斷機(jī)構(gòu)（5)和牽切羅拉（6)，所述第一輔助 切斷機(jī)構(gòu)（3)用以在所述預(yù)牽切處理過程中對(duì)所述絲條進(jìn)行輔助切斷處理，所述第二輔助 切斷機(jī)構(gòu)（5)用以在所述牽切處理過程中對(duì)所述絲條進(jìn)行第二輔助切斷處理。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟S3的并條過程包括：對(duì)所 述纖維條和不同于所述超高分子量聚乙烯的纖維條進(jìn)行并條處理，所述超高分子量聚乙烯 紗線中所述超高分子量聚乙烯短纖維的含量不低于20wt%。
11. 一種超高分子量聚乙烯紗線，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯紗線采用權(quán)利要 求1至10中任一項(xiàng)所述的加工方法加工而成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的超高分子量聚乙烯紗線，所述超高分子量聚乙烯紗線中 所述超高分子量聚乙烯短纖維的含量為40wt %，所述超高分子量聚乙烯紗線的強(qiáng)度大于 7cN/dtex。
【文檔編號(hào)】D01D7/00GK104120525SQ201410361017
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】廉志軍, 井連英 申請(qǐng)人:中國紡織科學(xué)研究院