一種超高分子量聚乙烯短纖純紡紗的生產(chǎn)方法
【專利說明】一種超高分子量聚乙烯短纖純紡紗的生產(chǎn)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于特種高性能紗線加工領(lǐng)域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯短纖純紡紗的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]超高分子量聚乙烯纖維是繼芳綸、碳纖維后的一種高性能纖維材料，也是目前產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的強度最高的合成纖維之一，除了高強度和高模量外，超高分子量聚乙烯纖維還具有密度低、抗沖擊、耐切割的優(yōu)點，密度只有0.97g/cm3，低于多數(shù)合成纖維，同時其化學(xué)穩(wěn)定性、耐光性和耐低溫性都非常優(yōu)異，因此有非常廣泛的用途，如應(yīng)用于安全防護、航海、漁業(yè)、體育用品等領(lǐng)域，產(chǎn)品包括防彈用UD布、防刺服面料、防切割手套、各類繩索、漁網(wǎng)等，但這些產(chǎn)品基本為長絲制品，相比之下超高分子量聚乙烯短纖維和紗線的產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用較為少見，這主要與市場需求、成本等因素有關(guān)，但從使用角度來看，短纖維和紗線產(chǎn)品也有其優(yōu)點，比如自由度更高，可以在各種基體中均勻分散，適合于做復(fù)合材料增強骨架，其紗線產(chǎn)品不易勾絲，而且具有柔軟、觸感良好等特點。近年來，國內(nèi)超高分子量聚乙烯纖維的產(chǎn)能擴張很快，生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量及規(guī)模都在不斷增加，且增速遠超傳統(tǒng)長絲市場的需求，市場競爭較為激烈，超高分子量聚乙烯短纖化、民用化是其發(fā)展趨勢。
[0004]但和長絲相比，超高分子量聚乙烯短纖紗線，一方面是紗線的強度比長絲低一些，另一方面是超高分子量聚乙烯短纖維的紡紗加工技術(shù)難度較大，主要表現(xiàn)在靜電問題和強度過高。因為超高分子量聚乙烯纖維的回潮率為0，使其在紡紗過程中易產(chǎn)生靜電，纏繞機件，造成生產(chǎn)困難；超高分子量聚乙烯纖維強度高、熔點低、耐切割，使得其紡紗過程中容易對器材造成損傷且接頭困難。為此在紡制超高分子量聚乙烯短纖紗時必須相應(yīng)技術(shù)措施方可實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了解決現(xiàn)有紡紗技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種超高分子量聚乙烯短纖紗線的紡紗技術(shù)，將紡出來超高分子量聚乙烯短纖紗線用于高強防刺防切割等特種高性能面料與產(chǎn)品的開發(fā)，擴大其應(yīng)用范圍與領(lǐng)域。
[0006]技術(shù)方案:一種超高分子量聚乙烯短纖純紡紗，采用超高分子量聚乙烯短纖維作為原料經(jīng)原料前處理、開清棉、梳棉、并條、粗紗、細紗、絡(luò)筒等工序紡制而成。其單紗線密度有 14.8tex、18.5tex、24.6tex、29.5tex、36.9tex、45.4tex 等，質(zhì)量控制指標為單強變系數(shù)(CV值)小于6.5%、平均單紗斷裂強度大于115cN/tex、斷裂伸長率大于7%、烏氐特條干(CV值)小于14.5%。
[0007]作為優(yōu)化:所用的超高分子量聚乙烯短纖維規(guī)格為:線密度為1.21-1.67dtex，長度為31-38mm ;所述的超高分子量聚乙稀短纖維的強力范圍為25_30cN/dtex。
[0008]作為優(yōu)化:其單紗線密度有14.8tex、18.5tex、24.6tex、29.5tex、36.9tex、45.4tex，質(zhì)量控制指標為單強變系數(shù)(CV值)小于6.5%、平均單紗斷裂強度大于115cN/tex、斷裂伸長率大于7%、烏氐特條干(CV值)小于14.5% ;并可根據(jù)后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)需要進行單紗合股并捻成股線。
[0009]一種所述的超高分子量聚乙烯短纖純紡紗的生產(chǎn)方法，其具體紡紗實施步驟如下:工藝流程:原料預(yù)處理一開清棉一梳棉一并條一粗紗一細紗一絡(luò)筒，采用的設(shè)備型號:FA002 — FA022 — FA106A — A062 — FA046 — FA141 — FA201 — FA306 — FA306 (帶自調(diào)勻整)一FA491 — FA506 —村田 N0.21。
[0010]作為優(yōu)化:原料預(yù)處理為抗靜電劑的用量為纖維重量的1.5%~3%，油水比為1:(8-10)。噴灑完畢后，堆置24小時以上再使用，以便抗靜電劑乳化液均勻滲透，使纖維含水率達 10-15%。
[0011]作為優(yōu)化:開清棉工藝為:棉卷干定量390~400g/m，棉卷重量在13kg左右，梳針滾筒速度500~600r/min，綜合打手800?900r/min。抓棉打手刀片伸出肋條2~3mm，抓棉打手小車每次下降3~5mm，開棉機梳針打手與給棉羅拉之間的隔距為10?12mm，打手~塵棒隔距為16X 18X20X22.5mm，清棉機打手與給棉羅拉之間的隔距為8?10mm，打手~塵棒隔距為(11?15)mmX (20?22)mm。成卷機棉卷羅拉速度10~13r/min。
[0012]作為優(yōu)化:梳棉工藝主要參數(shù):生條定量18~20g/5m，錫林速度300~330r/min，蓋板速度采較低速度80~90mm/min，刺輥速度700~900r/min，道夫速度10~30 r/min，錫林~蓋板梳理隔距比紡棉時大(14、13、12、12、13英絲)，后車肚以減少落棉為原則。
[0013]作為優(yōu)化:并條工藝參數(shù)配置為:熟條定量18~20g/5m，出條速度100~200m/min。
[0014]作為優(yōu)化:粗紗主要工藝參數(shù)配置:捻系數(shù)(50?80)比棉紡紗小，錠速500~700r/mino
[0015]作為優(yōu)化:細紗工序主要工藝參數(shù)配置:捻系數(shù)為290?380 ;鉗口隔距為2.5~3mm左右，偏小掌握；后牽伸倍數(shù)為(1.14?1.50)，較棉紡大。
[0016]所述各道工序紡紗工藝原則如下:
(1)原料預(yù)處理:為了減少超高分子量聚乙烯短纖維在紡紗過程中的靜電及纏繞紡紗器件，先使用抗靜電劑乳化液噴灑在初步開松后的超高分子量聚乙烯短纖維上?？轨o電劑的用量為纖維重量的1.5%~3%，油水比為1: (8~10);噴灑完畢后，堆置24小時以上再使用，以便抗靜電劑乳化液均勻滲透，使纖維含水率達10-15% ；
(2)開清棉:由于超高分子量聚乙烯短纖維強度特別高、彈性好，因此，開清棉工藝采取“勤抓少抓、多梳輕打、少落纖維、放慢速度”的原則，“勤抓少抓”是為了提高開松度，且為混合均勻創(chuàng)造條件；“多梳輕打”的“多梳”是紡化纖的基本原則，“輕打”即開松打手使用梳針打手，梳針打手的速度不宜太快，開松隔距適當放大，這樣既能減少靜電影響，又可延長梳針使用壽命；“少落纖維”是紡化纖的基本原則，故塵棒之間的隔距采取減??；“放慢速度”是指成卷機的輸出速度應(yīng)適當減慢，以利于正常生產(chǎn)和成卷質(zhì)量；
(3)梳棉:超高分子量聚乙烯短纖維強度特別高、彈性好，為了保證生條質(zhì)量，延長針布壽命，減少靜電的影響，應(yīng)采用“稍大的梳理隔距、稍低的錫林速度、減少落棉、出條速度較低、稍輕的生條定量”的原則；
(4)并條:針對超高分子量聚乙烯纖維回潮率為0，強力大，纖維彈性好等特點，并條工序采用“重加壓，大隔距，輕定量，低速度”的工藝原則，減少生產(chǎn)中的“三繞”和堵塞現(xiàn)象。并條速度不要太高；
(5)粗紗:粗紗工序工藝采用“低速度，大隔距，重加壓，捻系數(shù)適當”的工藝原則，捻系數(shù)的選擇既要保證粗紗成形與細紗退繞時，不至于產(chǎn)生意外牽伸，又有利于細紗后區(qū)牽伸中纖維的控制，避免細紗出“硬頭”現(xiàn)象；
(6)細紗:細紗工序要注意成紗捻系數(shù)的選擇，要與紗線用途相適應(yīng)，并滿足成紗質(zhì)量的要求。由于超高分子量聚乙烯纖維強度很大，所以捻系數(shù)比紡棉時要小15~30%。一般針織紗的成紗捻系數(shù)290~350，機織紗在350?380左右，且隨著紡紗支數(shù)的不同而不同，紡粗支紗，捻系數(shù)可小些，紡細支紗，捻系數(shù)增大。由于超高分子量聚乙烯纖維具有較低的熔點，鋼絲圈速度不宜過高，并選擇合適的鋼絲圈重量防止產(chǎn)生毛羽，以保證成紗的質(zhì)量。因成紗強度大，擋車工在細紗斷頭后接頭時，不能按正常操作那樣容易掐斷頭，為此采用單錠鎩車裝置，以方便操作。
[0017]有益效果:本發(fā)明采用超高分子量聚乙烯短纖維作為原料經(jīng)原料前處理、開清棉、梳棉、并條、粗紗、細紗、絡(luò)筒等工序紡制而成，在紡紗各工序中進行了合理工藝配置，并針對超高分子量聚乙烯短纖維強力高、易起靜電等特點采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，從而紡紗順利實施。其質(zhì)量控制指標為單強變系數(shù)(CV值)小于6.5%、平均單紗斷裂強度大于115CN/tex、斷裂伸長率大于7%、烏氐特條干(CV值)小于14.5%，并可根據(jù)后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)需要進行單紗合股并捻成股線，用于高強防刺防切割等特種高性能面料與產(chǎn)品的開發(fā)，擴大其應(yīng)用范圍與領(lǐng)域。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0019]具體實施例一:
一種超高分子量聚乙烯短纖純紡紗，采用超高分子量聚乙烯短纖維作為原料經(jīng)原料前處理、開清棉、梳棉、并條、粗紗、細紗、絡(luò)筒等工序紡制而成。其單紗線密度有14.8tex、18.5tex、24.6tex、29.5tex、36.9tex、45.4tex 等，質(zhì)量控制指標為單強變系數(shù)(CV 值)小于6.5%、平均單紗斷裂強度大于115cN/tex、斷裂伸長率大于7%、烏氐特條干(CV值)小于 14.5%ο
[0020]所用的超高分子量聚乙烯短纖維規(guī)格為:線密度為1.21dtex，長度為31mm ;所述的超高分子量聚乙稀短纖維的強力范圍為25cN/dtex。
[0021]其單紗線密度有14.8tex、18.5tex、24.6tex、29.5tex、36.9tex、45.4tex，質(zhì)量控制指標為單強變系數(shù)(CV值)小于6.5%、平均單紗斷裂強度大于115cN/tex、斷裂伸長率大于7%、烏氐特條干(CV值)小于14.5% ;并可根據(jù)后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)需要進行單紗合股并捻成股線。
[0022]一種所述的超高分子量聚乙烯短纖純紡紗的生產(chǎn)方法，其具體紡紗實施步驟如下:工藝流程:原料預(yù)處理一開清棉一梳棉一并條一粗紗一細紗一絡(luò)筒，采用的設(shè)備型號:FA002 — FA022 — FA106A — A062 — FA046 — FA141 — FA201 — FA306 — FA306 (帶自調(diào)勻整)一FA491 — FA506 —村田 N0.21。
[0023]原料預(yù)處理為抗靜電劑的用量為纖維重量的1.5%，油水比為1:8。噴灑完畢后，堆置24小時以上再使用，以便抗靜電劑乳化液均勻滲透，使纖維含水率達10%。
[0024]開清棉工藝為:棉卷干定量390g/m，棉卷重量在13kg左右，梳針滾筒速度500r/min，綜合打手800r/min。抓棉打手刀片伸出肋條2mm，抓棉打手小車每次下降3mm，開棉機梳針打手與給棉羅拉之間的隔距為10mm，打手~塵棒隔距為16X 18X20X22.5mm，清棉機打手與給棉羅拉之間的隔距為8mm，打手~塵棒隔距為llmmX20mm。成卷機棉卷羅拉速度10r/mino
[0025]梳棉工藝主要參數(shù):生條定量18g/5m，錫林速度300r/min，蓋板速度采較低速度80mm/min,刺棍速度700r/min，道夫速度10r/min，錫林~蓋板梳理隔距比紡棉時大(14、13、
12、12、13英絲)，后車肚以減少落棉為原則。
[0026]并條工藝