CN101016667B - 超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法 - Google Patents

超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法 Download PDF

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Abstract

一种超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法，它包括以下次序的工艺步骤：对超高分子量聚乙烯进行卷曲加工；选择合适的切断长度，将卷曲后的长丝束切断成短切纤维；进行纤维的油剂处理；将袋装的短切纤维送至纺纱车间，制成纱线。本发明方法可赋予聚乙烯短切纤维卷曲性，使之能满足纺纱需要。用本发明方法处理过的超高分子量聚乙烯短切纤维可以通过毛纺、棉纺的过程制成纱线，可用于纯纺、混纺。适用于制成防切割、防穿刺的织物。

Description

超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法
技术领域
本发明涉及一种将超高分子量聚乙烯纤维制成纱线的方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维因其高模量、表面光滑、平直的性质，被认为无法通过纺纱的过程，自其问世以来，一直被排斥在可用于纺纱的纤维材料系列之外。
发明内容
为了克服UHMW-PE纤维不能用作纺纱的纤维材料的不足，本发明的目的在于：提供一种超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱的方法，用本发明方法处理过的超高分子量聚乙烯短切纤维可以通过毛纺、棉纺的过程制成纱线，可用于纯纺、混纺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法，它包括以下次序的工艺步骤：
(1)对超高分子量聚乙烯进行卷曲加工
①超高分子量聚乙烯丝束在张紧状态下，以蒸汽或热空气为介质在100-120℃下预热；
②预热后的丝束以不大于50米/分钟的速度进入填箱式纤维卷曲箱进行卷曲；
③卷曲箱温度控制在70-100℃；
④卷曲箱背压为0.1-0.3kg/cm2之间；
(2)选择合适的切断长度，将卷曲后的长丝束切断成短切纤维；
(3)纤维的油剂处理
选用烷基醚硫酸类表面活性剂，再辅之以改善抱合性的组分配制成的油剂；用辊涂或浸渍或喷洒的方法对纤维上油剂，上油剂的位置在卷曲前、切断前、切断后均可；
(4)将袋装的短切纤维送至毛纺或棉纺车间，按下列流程通过毛纺或
棉纺，制成纱线：
①利用毛纺开松机进行强力开松和多次开松；
②梳毛成条；
③细纱；
④后加工。
上述第②、③、④流程均为传统的纺纱过程，纤维细度在2dtex以下时可选择棉纺工艺，2-5dtex情况下可选用毛纺工艺。
在进行第(2)步骤选择合适的切断长度时，根据不同的纤维细度，其纤维切断长度的经验公式为：
L/dtex＝24
式中：L-纤维切断长度mm
dtex-纤维细度单位分特，其含义为每万米纤维的克重。
本发明的有益效果是：
1、赋予UHMW-PE纤维卷曲性，使之能满足纺纱需要
本发明通过对超高分子量聚乙烯进行卷曲加工工序，可赋予UHMW-PE纤维3-5个/cm卷曲数，因该种纤维具有很高的抗变形能力，其卷曲牢度差于普通化纤，但完全可以满足纺纱的需要。
2、经本发明方法处理的UHMW-PE短切纤维，其长细比(L/dT)偏大控制，对制造过程和成纱质量均有利。
3、经过油剂处理有利于纤维的纺纱
通常UHMW-PE纤维制造过程中不会为纤维的纺织应用进行油剂处理。未经油剂处理的纤维纺纱过程中成网困难，易飞扬，条干无保证。这是因为该种纤维表面光滑不抱合，无极性基团不吸湿，静电大所至。本发明对丝束进行油剂处理，有利于纤维的纺纱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
1、纤维原料：UHMW-PE纤维长丝束，单丝细度3.3dtex，断裂强度28cn/dtex，断裂伸长3％，模量1100cn/dtex。
其中cn/dtex＝厘牛/分特，是纤维强度单位，含义为每分特细度纤维断裂时受力。
2、将上述UHMW-PE纤维长丝束进行卷曲加工，赋予UHMW-PE纤维卷曲性，设备采用填箱式卷曲装置。
卷曲工艺为：
①丝束进卷曲箱前须在张紧状态下以蒸汽或热空气为介质在100-120℃下预热；
②丝束进卷曲箱的速度不大于50米/分钟；
③卷曲箱温度控制在70-100℃，注意：低于70℃纤维不卷曲，高于100℃纤维有强度损失；
④卷曲箱背压为0.1-0.3kg/cm2之间。
卷曲后的纤维经切断后，最好直接松散装袋，避免通常的压紧打包方式，因为压紧的纤维块在纺纱前需经过较强的开松，强力开松会导致纤维被再度拉直，从而失去了抱合性，影响梳棉成网。
3、卷曲后的长丝束被切断成75mm的短切纤维。
卷曲加工后要选择合适的切断长度，将长丝束切断成短切纤维，其纤维切断长度的经验公式为：
L/dtex＝24
式中：L-纤维切断长度mm
dtex-纤维细度单位分特，其含义为每万米纤维的克重当纤维细度为3.2dtex时，切断长度为3.2*24＝75(mm)
4、长丝束在卷曲与切断之间用辊涂方式上油剂
油剂配方：抗静电剂SN    90％
油酸三乙醇胺盐10％
其中抗静电剂SN＝十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠，油酸三乙醇胺盐可以选用
油酸三乙醇胺钾。
该抗静电剂SN为烷基醚硫酸类表面活性剂，该油酸三乙醇胺盐为改善抱合性的组分；
油剂配制：将上述配方，用无离子水配成5％水溶液，在40℃下搅拌20分钟即可；
纤维上油：在梳棉前的各环节上油剂均可；各种常用上油剂方法均可采用，纤维含油剂率控制在0.3-0.5％。
通常纤维油剂需考虑抗静电性、平滑性、集束性三方面效果。对于UHMW-PE纤维，则不必考虑平滑性。诸如磷酸酯类平滑性好、集束性稍差的抗静电剂不宜使用。适合的油剂主组份可选用烷基醚硫酸酯类表面活性剂，再少量辅之以改善抱合性的组份即可。
5、将袋装的短纤维送至毛纺车间按下述流程与3d*65mm晴氯纶进行混纺：
按短切UHMW-PE纤维60％，晴氯纶40％的重量百分比称取→混合→开松→梳毛成条→细纱→后加工→12支成品纱线。
6、上述12支单股纱合股后捻成6支双股纱。
7、用上述6支双股纱配合一束1100dtex涤纶高弹纱制成防切割劳保手套。
8、用上述6支双股纱织成650/m2的斜纹织物，经向撕破强力167.79N/50mm，纬向撕破强力139.82N/50mm。
9、上述织物经防水阻燃处理后，可用于大面积轻型推拉门的蒙覆材料。
10、上述织物用于防切割防穿刺用途，效果良好。

Claims (4)

1.一种超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法，其特征在于：它包括以下次序的工艺步骤：
(1)对超高分子量聚乙烯进行卷曲加工
①超高分子量聚乙烯丝束在张紧状态下，以蒸汽或热空气为介质在100-120℃下预热；
②预热后的丝束以不大于50米/分钟的速度进入填箱式纤维卷曲箱进行卷曲；
③卷曲箱温度控制在70-100℃；
④卷曲箱背压为0.1-0.3kg/cm2之间；
(2)选择合适的切断长度，将卷曲后的长丝束切断成短切纤维；
(3)纤维的油剂处理
油剂配方为：
抗静电剂十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠  90％
油酸三乙醇胺盐  10％
所述的油酸三乙醇胺盐为改善抱合性的组分；
再用辊涂或浸漬或喷洒方法对短切纤维上油剂；
(4)将袋装的短切纤维送至毛纺或棉纺车间，按下列流程通过毛纺或棉纺，制成纱线：
①利用毛纺开松机进行强力开松和多次开松；
②梳毛成条；
③细纱；
④后加工。
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法，其特征在于：对于混纺工艺在进行第(4)步骤时，应在开松之前先将短切超高分子量聚乙烯与混纺纤维按重量百分比称取，进行混合后再进行开松。
3.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法，其特征在于：在进行第(2)步骤选择合适的切断长度时，根据不同的纤维细度，其纤维切断长度的经验公式为：
L/dtex＝24
式中：L-纤维切断长度mm
dtex-纤维细度。
4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯短切纤维纺纱方法，其特征在于：所述的第(3)步骤纤维的油剂处理为：
油剂配制：将第(3)步骤的油剂配方，用无离子水配成5％水溶液，在40℃下搅拌20分钟即可；
纤维上油：在梳棉前的各环节上油剂均可；用辊涂的方法对纤维上油剂，纤维含油剂率控制在0.3-0.5％。
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