超高分子聚乙烯短纖紗高性能安全繩索的生產工藝的制作方法
【專利說明】超高分子聚乙烯短纖紗高性能安全繩索的生產工藝
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明屬于產業(yè)用織品加工技術領域，具體涉一種超高分子聚乙烯短纖維高性能安全繩索的生產工藝。
【背景技術】
[0003]繩索屬于產用紡織品中的一類，它是由用各種紗線(如棉紗、麻紗、丙綸、錦綸、滌綸等)或金屬絲通過扭或編等方式加強后制成的柔軟而且細長的物體，并具有一定的拉伸強度，可用來做連接、牽引的材料。繩索種類按繩索的原材料可分為植物纖維繩、合成纖維繩、鋼絲繩、混合繩；按繩索的粗細可分為繩(直徑為l_4mm)、索(直徑4-40 mm)、纜(40-120mm);按截面來分主要有三股、四股、六股、花式股等繩索。按結構可分為擰絞繩、編織繩、編絞繩。
[0004]繩在市場上的需求量很大，并廣泛應用于在國防、民用、體育等多個領域。隨著社會的發(fā)展，人們對繩索的制備、種類、性能等要求也逐漸提高，如在一些特殊場合，不僅要求對繩索生產質量的提高，強度增大，還要求其有耐磨、阻燃、耐酸堿腐燭等特點。隨著化學纖維的發(fā)展尤其是高性能纖維的發(fā)展，如芳綸纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維的出現(xiàn)，在繩索應用方面發(fā)展迅速，受到人們的廣泛歡迎，加之高性能纖維能滿足漁業(yè)、港口船舶、石油勘探、體育用品、航空航天、國防科研等諸多領域對繩索的性能要求，因此的傳統(tǒng)繩索和鋼絲繩將會被逐漸替代，并且不斷向高性能方向發(fā)展。
[0005]超高分子量聚乙烯纖維(UHMffPE)是繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代高性能纖維，具有高相對分子質量、高度取向度、高的結晶度以及高度纏結的分子鏈結構，它的比強度是普通優(yōu)質鋼材的15倍左右，碳纖維的2.6倍，玻璃和尼龍66纖維的4倍，芳綸纖維的1.7倍，密度只有0.978/(^3，低于多數(shù)合成纖維、化學穩(wěn)定性好，且耐磨耐彎曲性能好、張力疲勞性能和抗切割性能強等優(yōu)異的性能，其使得超高分子量聚乙烯纖維材料具有極優(yōu)的綜合性能，并成為航空航天、防彈防刺等國防領域和汽車制造、運動器材、勞動防護用品等民用領域的理想材料。
[0006]由于超高分子量聚乙烯纖維高強力，質輕，密度比水小能浮于水面，高模量，耐腐蝕，耐磨損，耐光照，柔軟性好等良好性能，使其成為制作繩索的一種非常優(yōu)秀的材料，尤其適用于海洋用繩。用超高分子量聚乙烯纖維制造的繩索強度較大、耐光性好，經受長時間日光照射后其強度保持率仍能達到80%以上，化學穩(wěn)定性好，在海水中不會腐燭、水解。目前各種艦艇及船舶用的拋錨繩、停泊索等大多是鋼絲繩，其缺點是自身重量大，易受海水腐燭，使用及存放很不方便，而超高分子量聚乙烯繩索能彌補這些不足。在海軍上常用其做各種艦艇及各類船舶的拋錨繩、停泊索、抗風浪纜繩及碼頭的吊裝卸繩索等。同時也是制作登山用繩索和特種繩帶的理想材料。現(xiàn)階段繩纜是超高分子量聚乙烯纖維最大應用領域之一，國內已經有數(shù)家纜繩制造商制造超高分子量聚乙烯纖維纜繩。隨著我國經濟發(fā)展水平的提高，高性能船用繩纜必將逐步替代現(xiàn)有普通船纜。在許多低溫應用領域，如航天降落傘，飛機懸吊重物的繩索，高空氣球的吊索等，超高分子量聚乙烯纖維繩索也是首選。
[0007]然而目前市場上的超高分子量聚乙烯纖維繩纜多為長絲制品，用超高分子量聚乙烯長絲制成繩索存在抱纏性較差、勾絲、滑脫等不足，且在生產過程中容易出現(xiàn)起毛拉絲等問題，如要生產高性能超高分子量聚乙烯長絲繩索需將超高分子量聚乙烯長絲浸膠后現(xiàn)加捻才可編繩。隨著超高分子量聚乙烯纖維短纖化及其紡紗技術的發(fā)展，用超高分子量聚乙烯短纖紗生產安全繩索已成為可能，雖超高分子量聚乙烯短纖紗安全繩索比同類粗細長絲繩索強力有所下降，但可通過采用一些措施加以解決，以解決長絲制品本身明顯存在的性能不足。

【發(fā)明內容】

[0008]發(fā)明目的:為了解決現(xiàn)有超高分子量聚乙烯纖維安全繩索的性能不足，本發(fā)明提供了一種將超高分子量聚乙烯短纖紗作為原料生產出高性能安全繩索，該制品具有超強、質輕、耐腐蝕、耐磨損、耐低溫、使用方便及適用領域廣等特點。
[0009]技術方案:一種超高分子量聚乙烯短纖紗高性能安全繩索的生產工藝，所述高性能安全繩索采用超高分子量聚乙烯短纖維紡成紗線，經合股加捻后倒紗后編織機上編成坯繩，再經浸膠處理后制得成品；
其中，編織繩索的制作步驟主要為:
(I)首先需按要編織的繩索直徑，來確定繩股中所需的超高分子量聚乙烯短纖紗根數(shù)；
⑵將確定好的根數(shù)的單紗在合股機上進行合股加捻，分別制得S捻向和Z捻向的繩股；
(3)將加工好的繩股大錠倒入與編織機相配套的小錠，標記好繩股的捻向，S捻和Z捻錠數(shù)相同；
⑷最后將兩捻向的繩股按對應的位置，成對安裝在編織機上，同時加以適當?shù)臓恳俣群吞囟ǖ膹埩?，進行編織得到所需的超高分子量聚乙烯短纖紗高性能安全繩索。
[0010]作為優(yōu)化:所述的超高分子量聚乙烯短纖維規(guī)格為:線密度為2.22-3.33dtex,長度為50-65mm ;所用的超高分子量聚乙烯短纖維的強力范圍在35-50cN/dteX。
[0011]作為優(yōu)化:所述的超高分子量聚乙烯短纖紗為采用上述的超高分子量聚乙烯短纖維為原料經純紡而成的紗線，其規(guī)格有45.4tex、36.9tex、29.5tex、18.5tex、14.5tex，單紗強力大于1500cN，分別用于生產各種規(guī)格超高分子量聚乙烯短纖紗高性能安全繩索。
[0012]作為優(yōu)化:合股機采用ASKV73型化纖捻線機，錠定速為1200 -1500r/min,捻向分為Z或S，錠數(shù)為15、型號為301型、鋼領直徑254mm。
[0013]作為優(yōu)化:倒線機采用FBS101-4型全自動雙錠單動祎紗機，倒紗張力為10_15g，卷繞密度為0.38-0.45 g/cm3，倒紗速度為200 _300m/min。
[0014]作為優(yōu)化:編織機采用162B型高速編織機，轉速為40-60r/min，錠子型號為:管直徑70 _、管長210 _，可編織十六股和八股繩索。
[0015]作為優(yōu)化:每繩股分別有4-16根單紗，合股加捻捻度為10-30捻/米。
[0016]作為優(yōu)化:編繩主要結構參數(shù)根據用途及強度等要求不同分別設定。主要有繩索的直徑、節(jié)距、捻角、線密度，繩索的直徑規(guī)格有4-60mm不等；節(jié)距用于表示編織繩的緊密程度，一個節(jié)距的長度是在生產時錠子完整的旋轉一圈繩索的編織長度，用_表示，可在10-80mm內選??；捻角是繩索的繩股與繩索的縱軸形成的斜交角，可在10-40°內選??；線密度是指1000米長繩索所具有的重量千克(克)數(shù)，用Ktex表示，視要求而定。
[0017]作為優(yōu)化:超高分子量聚乙烯短纖紗高性能安全繩索在編織機織成后還可進行浸膠處理，以提高成品的使用性能、延緩超高分子量聚乙烯材料的老化，浸膠主要工藝如下:聚氨酯膠作為粘結劑，上膠量為5-10%，上膠溫度105-130°C，上膠速度為20-30 m/min。
[0018]有益效果:本發(fā)明制得的超高分子量聚乙烯短纖紗高性能安全繩索，具有超強、質輕、耐腐蝕、耐磨損、耐低溫、使用方便及適用領域廣等特點，完全可以替代現(xiàn)有超高分子量聚乙烯長絲安全繩索。
[0019]本發(fā)明的工藝流程簡潔，工藝實施方便，產品質量穩(wěn)定。以36.9tex超高分子量聚乙烯短纖紗制得的直徑2.5mm繩為例，其斷裂強力可達到2500N以上，同鋼絲繩相比，直徑減少10%，繩重減少80%，強度卻能夠提高200%以上，并且耐海水腐蝕的使用壽命是鋼絲繩的5倍以上，而且使用及存放方便。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0021]具體實施例一:
一種超高分子量聚乙烯短纖紗高性能安全繩索的生產工藝，所述高性能安全繩索采用超高分子量聚乙烯短纖維紡成紗線，經合股加捻后倒紗后編織機上編成坯繩，再經浸膠處理后制得成品；
其中，編織繩索的制作步驟主要為:
(I)首先需按要編織的繩索直徑，來確定繩股中所需的超高分子量聚乙烯短纖紗根數(shù)；
⑵將確定好的根數(shù)的單紗在合股機上進行合股加捻，分別制得S捻向和Z捻向的繩股；
(3)將加工好的繩股大錠倒入與編織機相配套的小錠，標記好繩股的捻向，S捻和Z捻錠數(shù)相同；
⑷最后將兩捻向的繩股按對應的位置，成對安裝在編織機上，同時加以適當?shù)臓恳俣群吞囟ǖ膹埩?，進行編織得到所需的超高分子量聚乙烯短纖紗高性能安全繩索。
[0022]所述的超高分子量聚乙烯短纖維規(guī)格為:線密度為3.33dtex，長度為65mm ;所用的超高分子量聚乙稀短纖維的強力范圍在50cN/dtex。
[0023]所述的超高分子量聚乙烯短纖紗為采用上述的超高分子量聚乙烯短纖維為原料經純紡而成的紗線，其線密度為45.4tex，單紗強力大于1500cN，用于生產一種超高分子量聚乙烯短纖紗高性能安全繩索。
[0024]合股機采用ASKV73型化纖捻線機，錠定速為1500r/min，捻向分為Z或S，錠數(shù)為15、型號為301型、鋼領直徑254mm。
[0025]倒線機采用FBS101-4型全自動雙錠單動祎紗機，倒紗張力為15g，卷繞密度為0.38g/cm3，倒紗速度為 300m/min。
[0026]編織機采用162B型高速編織機，轉速為60r/min，錠子型號為:管直徑70 mm、管長210 mm，編織八股繩索。
[0027]每繩股有16根單紗，合股加捻捻度為10捻/米。
[0028]編繩主要結構參數(shù)根據用途及強度等要求不同分別設定。繩索的直徑規(guī)格為60mm，繩索的