CN104746200B - 一种超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱及其生产方法。该纱线由超高分子量聚乙烯长丝为芯纱、超高分子量聚乙烯短纤维为外包纤维组合形成的包芯纱。该工艺包括：将超高分子量聚乙烯长丝选择合适的长度切断成短切纤维；将短切后的纤维按棉纺流程开清棉工序、梳棉工序、两道并条工序、粗纱工序制成粗纱；再将制得的粗纱为外包纤维，超高分子量聚乙烯长丝为芯纱，经细纱工序制得超高分子量聚乙烯纤维纯纺包芯纱线。本发明可将超高分子量聚乙烯纤维制成质量良好的纯纺包芯纱线，该纱线融合了芯纱高强、高模的优点以及外包短纤维柔软、触感良好、不易勾丝、耐磨防切割、防护性能良好的特点，使之发挥各自的特点，成纱结构得到优化，纱线质量更优。
Description
技术领域
本发明涉及到新型纺纱领域，具体涉及到一种超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱及其生产方法。
背景技术
防刺服是一种重要的防护服装，可以阻碍刀具的割、刺等问题，也可以防止有棱角的物品的刮、划。软质防刺服是目前研究和应用最多一种防刺服装，其在减轻了防刺服重量和维持穿着者的行动灵活性的基础上，也维持了防刺服这种对人身安全进行保护的作用。超高分子量聚乙烯纤维是目前最适合于制作软质防刺服的纤维之一，具有密度低、强力高、模量高等优良性能，作为高性能纤维，超高分子量聚乙烯纤维的断裂伸长率较低，具有较好的耐疲劳性和耐摩擦性，由于聚乙烯的分子结构中不含有氨基、羟基等具有较好活性的基团，分子的结晶度高，所以纤维不论在水中或者其他腐蚀性介质中性能都较稳定，密度小质量轻且能量吸收性能好。
针对此，本发明给出一种超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱及其生产方法。该纱线是由超高分子量聚乙烯长丝为芯纱、超高分子量聚乙烯短纤维为外包纤维组合形成的纯纺包芯纱。该工艺包括：将超高分子量聚乙烯长丝选择合适的长度切断成短切纤维；将短切后的纤维按棉纺流程开清棉工序、梳棉工序、并条工序(两道)、粗纱工序制成粗纱；再将制得的粗纱为外包纤维，超高分子量聚乙烯长丝为芯纱，经细纱工序制得超高分子量聚乙烯纤维纯纺包芯纱线。本发明可将超高分子量聚乙烯纤维制成成纱质量良好的纯纺包芯纱线，该纱线融合了芯纱高强、高模的优点以及外包短纤维柔软、触感良好、不易勾丝、耐磨防切割、防护性能良好的特点，使之发挥各自的特点，成纱结构得到优化，纱线质量更优。
发明内容
本发明的目的是给出一种超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱及其生产方法，以融合芯纱高强、高模的优点以及外包短纤维柔软、触感良好、不易勾丝、耐磨防切割、防护性能良好的特点，使之发挥各自的特点，成纱结构得到优化，纱线质量更优。
为了达到上述的目的，本发明采用的技术方案如下：一种超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱，包括芯丝和外包纱，所述芯丝为超高分子量聚乙烯长丝，所述外包纱为超高分子量聚乙烯短纤纱，所述外包纱的重量是芯丝重量的2倍。
为实现上述超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱的生产，本发明采用如下的生产方法，包括以下步骤：
第一步，将经过预热处理的超高分子量聚乙烯长丝分为两部分，包括占重比为1/3的超高分子量聚乙烯长丝1和占重比为2/3的超高分子量聚乙烯长丝2，并采用纤维牵切机将超高分子量聚乙烯长丝2切割成平均长度在28mm-38mm之间的超高分子量聚乙烯短纤维，并对短纤维进行预处理；
第二步，将超高分子量聚乙烯短纤维按棉纺流程经开清棉工序、梳棉工序、两道并条工序、粗纱工序制成粗纱；
第三步，在细纱工序采用包芯纱生产方式，其中粗纱经喇叭口由后罗拉喂入，超高分子量聚乙烯长丝1经导丝装置由前罗拉喂入，经细纱工序制得超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱；
由后罗拉喂入的所述粗纱经牵伸之后得到的须条线密度是超高分子量聚乙烯长丝1的线密度的2倍。
采用上述生产工艺，可将超高分子量聚乙烯长丝和短纤维制成成纱质量良好的纯纺包芯纱线，尤其是其中的第二步将超高分子量聚乙烯短纤维纯纺成粗纱，以及第三步将制得的粗纱为外包纤维，超高分子量聚乙烯长丝为芯纱纺成超高分子量聚乙烯纤维纯纺包芯纱线，优化了成纱结构。
本发明工艺进一步完善的技术方案如下：
优选地，第一步中，超高分子量聚乙烯长丝先在110°左右下预热，经100°卷曲箱卷曲，而后采用纤维牵切机将占重比为2/3超高分子量聚乙烯长丝2切割成长度在28mm-38mm之间的超高分子量聚乙烯短纤维，并对短纤维进行预处理：控制回潮率为13％-15％，人工先小批量单独加湿、抗静电剂和油剂，然后再进行混合，平衡24h以上；其中，以超高分子量聚乙烯短切纤维重量为准，按重量百分比加入0.3％-0.5％的抗静电剂和油剂、0.5％-0.7％的水。
由于超高分子量聚乙烯纤维模量和强度高造成卷曲困难，而且大分子结构中缺乏极性基团，纤维弯曲后在弯曲点大分子难以靠强的极性键固定重排，造成卷曲保持性差，从而给纺纱带来较大难度，并且纺纱过程中易产生静电，采用以上优选工序可有效解决这一问题。
优选地，第二步中，采用开清棉工序制得棉卷；所述开清棉工序中，圆盘抓棉机打手每次下降1.5mm，开棉机梳针打手速度为400-500r/min，清棉机打手与给棉罗拉之间的隔距10-11mm，成卷罗拉转速10r/min，棉卷长度30m左右，棉卷定量360-380g/m。
更优选地，第二步中，所述开清棉工序采用“精细抓棉、少落或者不落、多梳少打、充分开松”的工艺原则。
上述开清棉工序中，对于超高分子量聚乙烯纤维具有整齐度好、杂质少、刚性大、静电现象严重的特点，在开清棉工序，采用短流程、少抓勤抓、多松少打的工艺原则，适当降低各部打手速度，混开棉机只使用平行打手，跳过其豪猪打手，同时开棉机采用梳针打手以减少对纤维的损伤。
优选地，第二步中，采用梳棉工序制得生条；所述梳棉工序中，锡林速度为330-360r/min，盖板速度为70-81m/min，刺辊速度为679-760r/min，道夫速度为15-20r/min，锡林-盖板四点隔距分别为0.25mm、0.2mm、0.2mm、0.25mm，给面板-刺辊隔距为0.5mm，锡林-刺辊隔距为0.2mm，锡林-道夫隔距为0.13mm，生条定量为16-17g/5m。
更优选地，第二步中，所述梳棉工序采用“轻定量、慢速度、大速比、强转移、多梳少伤少落”的工艺原则。
优选地，第二步中，所述两道并条工序包括第一道并条工序和第二道并条工序，第一道并条工序中，前罗拉线速度165m/min，8根并合，罗拉隔距为16×23mm，总牵伸倍数7.76-8.24倍，后区牵伸倍数1.73，头道并条定量16.5g/5m左右，喇叭口直径2.8mm；第二道并条工序，前罗拉线速度150m/min，8根并合，罗拉隔距为16×23mm，总牵伸倍数8.25倍，后区牵伸倍数1.4，头道并条定量16.0g/5m左右，喇叭口直径2.8mm。
更优选地，第二步中，所述两道并条工序采用“重加压、大隔距、轻定量、慢速度、顺牵伸”的工艺原则。
上述并条工序中，为保证纤维混合均匀，并条采用两道均为8根并合的方式。由于超高分子量聚乙烯纤维在生产过程中静电现象严重，故在并条工序应解决缠绕罗拉、胶辊等问题，尤其是一二罗拉之间下面的吸花现象，为此并条工序应保持合理的温湿度，保证生产的顺利进行；同时为减少摩擦而引起的静电现象，喇叭口要偏大控制，改善熟条条干，头并采用较大的后区牵伸倍数、末道采用集中牵伸的方式，以提高纤维的伸直平行度和熟条的条干均匀度为主。
优选地，第二步中，所述粗纱工序中，定量3.5-4g/10m，前罗拉转速180-200r/min，锭翼转速650-750r/min，罗拉隔距为16×30×36mm，后区牵伸倍数1.19，总牵伸倍数为8-9.14，钳口8.5mm，捻度3.86捻/m。
更优选地，所述粗纱工序采用“轻定量、重加压、强控制、低速度、大罗拉隔距和大捻度”的工艺原则。
优选地，在细纱工序，将制得的粗纱为外包纱经喇叭口由后罗拉喂入，超高分子量聚乙烯长丝2为芯丝，经导丝装置由前罗拉喂入，两者在前罗拉钳口处汇合，共同加捻成纱，制得超高分子量聚乙烯纤维纯纺包芯纱线；所述细纱工序中，采用加装包芯纱装置的四罗拉网格圈式紧密纺装置的环锭细纱机，成纱捻系数为325-360，罗拉隔距为(23-25)×(43-46)mm，锭速为8500-11000r/min，钳口隔距2.5mm，皮辊选用95-1胶辊，钢丝圈选用FO型，摇架压力为240×160×200N/双锭，集聚负压为1800Pa-2400Pa。
本发明的优点和有益效果在于：
将超高分子量聚乙烯长丝和短纤维制成质量良好的纯纺包芯纱线，该纱线具有超高分子量聚乙烯长丝高强、高模的性能，超高分子量聚乙烯短纤维突出的手感柔软、触感良好、不易勾丝、耐磨防切割，尤其适用于制造防护用品，不仅可用于防弹、防刺，还具有质轻、舒适、亲肤的特点。
具体的实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步详细面熟。但是本发明不限于所给出的例子。
实施例
以在QFA1528型紧密纺细纱机上生产19.7tex纺超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱为例，所选超高分子量聚乙烯长丝线密度为150D。其生产的具体方案如下：首先将经过预热处理的超高分子量聚乙烯长丝分为两部分，包括占重比为1/3的超高分子量聚乙烯长丝1和占重比为2/3的超高分子量聚乙烯长丝2，并采用纤维牵切机将超高分子量聚乙烯长丝2切割成平均长度为35mm的超高分子量聚乙烯短纤维，并对短纤维进行预处理；将超高分子量聚乙烯短纤维按棉纺流程经开清棉工序、梳棉工序、两道并条工序、粗纱工序制成粗纱；在细纱工序采用包芯纱生产方式，其中粗纱经喇叭口由后罗拉喂入，超高分子量聚乙烯长丝1经导丝装置由前罗拉喂入，经细纱工序制得超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱。
(1)超高分子量聚乙烯长丝先在110°左右下预热，经100°卷曲箱卷曲，而后切割成长度为35mm的超高分子量聚乙烯短纤维，对短切纤维进行预处理：控制回潮率为13％-15％，人工先小批量单独加湿、抗静电剂和油剂，然后再进行混合，平衡24h以上；其中，以超高分子量聚乙烯短切纤维重量为准，按重量百分比加入0.3％-0.5％的抗静电剂和油剂、0.5％-0.7％的水。
(2)开清棉工序：圆盘抓棉机打手每次下降1.5mm，开棉机梳针打手速度为450r/min，清棉机打手与给棉罗拉之间的隔距10mm，成卷罗拉转速10r/min，棉卷长度30m，棉卷定量380g/m。
(3)梳棉工序：锡林速度为345r/min，盖板速度为76m/min，刺辊速度为700r/min，道夫速度为18r/min，锡林-盖板四点隔距分别为0.25mm、0.2mm、0.2mm、0.25mm，给面板-刺辊隔距为0.5mm，锡林-刺辊隔距为0.2mm，锡林-道夫隔距为0.13mm，生条定量为16.5g/5m。
(4)并条工序：第一道并条工序，前罗拉线速度165m/min，8根并合，罗拉隔距为16×23mm，总牵伸倍数8倍，后区牵伸倍数1.73，头道并条定量16.5g/5m，喇叭口直径2.8mm；第二道并条工序，前罗拉线速度150m/min，8根并合，罗拉隔距为16×23mm，总牵伸倍数8.25倍，后区牵伸倍数1.4，头道并条定量16.0g/5m，喇叭口直径2.8mm。
(5)粗纱工序：粗纱定量4g/10m，前罗拉转速180r/min，锭翼转速700r/min，罗拉隔距为16×30×36mm，后区牵伸倍数1.19，总牵伸倍数为8，钳口8.5mm，捻度3.86捻/m。
(6)细纱工序：采用四罗拉网格圈式紧密纺装置的环锭细纱机(加装包芯纱装置)，成纱线密度19.7tex，成纱捻系数为350，罗拉隔距为25×43mm，锭速为10000r/min，钳口隔距2.5mm，皮辊选用95-1胶辊，钢丝圈选用FO型，摇架压力为240×160×200N/双锭，集聚负压为2100Pa。
经检测，根据上述方法生产的超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱的各项指标如下：
Claims (1)
1.一种超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱的生产方法，包括芯丝和外包纱，所述芯丝为超高分子量聚乙烯长丝，所述外包纱为超高分子量聚乙烯短纤纱，所述外包纱的重量是芯丝重量的2倍，其特征是：将超高分子量聚乙烯长丝牵切后得到的纤维平均长度为28mm-38mm之间的超高分子量聚乙烯短纤维，并制成外包粗纱，超高分子量聚乙烯长丝为芯丝，在细纱工序采用包芯纱生产方式，其中外包粗纱经喇叭口由后罗拉喂入，超高分子量聚乙烯长丝经导丝装置由前罗拉喂入，经细纱工序制得超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱，具体包括以下步骤
第一步，将经过预热处理的超高分子量聚乙烯长丝分为两部分，包括占重比为1/3的超高分子量聚乙烯长丝1和占重比为2/3的超高分子量聚乙烯长丝2，并采用纤维牵切机将超高分子量聚乙烯长丝2切割成平均长度在28mm-38mm之间的超高分子量聚乙烯短纤维，并对短纤维进行预处理；超高分子量聚乙烯长丝先在110°左右下预热，经100°卷曲箱卷曲，而后采用纤维牵切机将占重比为2/3超高分子量聚乙烯长丝2切割成长度在28mm-38mm之间的超高分子量聚乙烯短纤维，并对短纤维进行预处理：控制回潮率为13％-15％，人工先小批量单独加湿、抗静电剂和油剂，然后再进行混合，平衡24h以上；其中，以超高分子量聚乙烯短切纤维重量为准，按重量百分比加入0.3％-0.5％的抗静电剂和油剂、0.5％-0.7％的水；
第二步，将超高分子量聚乙烯短纤维按棉纺流程经开清棉工序、梳棉工序、两道并条工序、粗纱工序制成粗纱；采用开清棉工序制得棉卷，开清棉工序采用“精细抓棉、少落或者不落、多梳少打、充分开松”的工艺原则，开清棉工序中，圆盘抓棉机打手每次下降1.5mm，开棉机梳针打手速度为400-500r/min，清棉机打手与给棉罗拉之间的隔距10-11mm，成卷罗拉转速10r/min，棉卷长度30m左右，棉卷定量360-380g/m；采用梳棉工序制得生条，梳棉工序采用“轻定量、慢速度、大速比、强转移、多梳少伤少落”的工艺原则，梳棉工序中，锡林速度为330-360r/min，盖板速度为70-81m/min，刺辊速度为679-760r/min，道夫速度为15-20r/min，锡林-盖板四点隔距分别为0.25mm、0.2mm、0.2mm、0.25mm，给面板-刺辊隔距为0.5mm，锡林-刺辊隔距为0.2mm，锡林-道夫隔距为0.13mm，生条定量为16-17g/5m；两道并条工序包括第一道并条工序和第二道并条工序，两道并条工序采用“重加压、大隔距、轻定量、慢速度、顺牵伸”的工艺原则，第一道并条工序中，前罗拉线速度165m/min，8根并合，罗拉隔距为16×23mm，总牵伸倍数7.76-8.24倍，后区牵伸倍数1.73，头道并条定量16.5g/5m左右，喇叭口直径2.8mm，第二道并条工序，前罗拉线速度150m/min，8根并合，罗拉隔距为16×23mm，总牵伸倍数8.25倍，后区牵伸倍数1.4，头道并条定量16.0g/5m左右，喇叭口直径2.8mm；粗纱工序中，采用“轻定量、重加压、强控制、低速度、大罗拉隔距和大捻度”的工艺原则，定量3.5-4g/10m，前罗拉转速180-200r/min，锭翼转速650-750r/min，罗拉隔距为16×30×36mm，后区牵伸倍数1.19，总牵伸倍数为8-9.14，钳口8.5mm，捻度3.86捻/m；
第三步，在细纱工序采用包芯纱生产方式，其中粗纱经喇叭口由后罗拉喂入，超高分子量聚乙烯长丝1经导丝装置由前罗拉喂入，经细纱工序制得超高分子量聚乙烯纯纺包芯纱，由后罗拉喂入的所述粗纱经牵伸之后得到的须条线密度是超高分子量聚乙烯长丝1的线密度的2倍；细纱工序中，将制得的粗纱为外包纱经喇叭口由后罗拉喂入，超高分子量聚乙烯长丝2为芯丝，经导丝装置由前罗拉喂入，两者在前罗拉钳口处汇合，共同加捻成纱，制得超高分子量聚乙烯纤维纯纺包芯纱线；所述细纱工序中，采用加装包芯纱装置的四罗拉网格圈式紧密纺装置的环锭细纱机，成纱捻系数为325-360，罗拉隔距为(23-25)×(43-46)mm，锭速为8500-11000r/min，钳口隔距2.5mm，皮辊选用95-1胶辊，钢丝圈选用FO型，摇架压力为240×160×200N/双锭，集聚负压为1800Pa-2400Pa。
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