一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法与流程

本发明属于渔线、医疗缝纫线等细线绳领域，特别是涉及一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法。

背景技术：

制成渔线、医疗缝纫线等细线绳产品的超细旦超高分子量聚乙烯纤维可纺性极差，制成线绳还需要进行后加工，具体工序为：加捻退绕→缠纱管→编织→挂胶挂色。这样制成的线绳不仅耗时耗力，而且还不环保。并且通过此工序生产的渔线等产品存在易产生胀号、打卷、切水性不好等缺点；尼龙单丝渔线强度低；目前生产超高分子量聚乙烯纤维的技术为冻胶纺丝法，此法生产的单丝没有可纺性。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，它包括以下步骤：

步骤一：将0.08％—0.12％的超高分子量聚乙烯粉末和99.88％－99.92％的溶剂在溶解釜里加温并搅拌制成溶解液，将制成的溶解液冷却成膏状体；

步骤二：将20％—30％的超高分子量聚乙烯粉末和70％－80％的溶剂在溶胀釜里加温并搅拌制成溶胀液；

步骤三：将冷却成膏状体的溶解液和溶胀液按7％－12％比例，通过搅拌釜搅拌和高剪切制成匀混液；

步骤四：将匀混液通过双螺杆挤出机挤出，经计量泵计量，通过喷丝板喷出单丝，通过凝固浴处理机构进行凝固浴冷却，经牵伸装置牵伸后，进入到盛丝小车内，形成冻胶丝；

步骤五：将冻胶丝控油静止一定时间后，进行后纺加工；

步骤六：后纺加工中首先将冻胶丝进行丝条集束，放入张力架整理，进入四辊五辊进行预拉伸处理，通过萃取剂进行萃取浴处理，通过干燥箱干燥之后进行多级多段拉伸，最后对成品丝进行卷绕；

所述步骤四中的喷丝板上设置喷丝单孔，所述喷丝单孔的孔径范围为2mm—10mm。

更进一步的，所述步骤一中的溶剂为矿物油。

更进一步的，所述步骤二中的溶剂为矿物油或十氢奈。

更进一步的，所述步骤六中的萃取剂为碳氢或二氯甲烷或四氯甲烷。

更进一步的，所述步骤一中溶解釜里的加温温度为80℃—120℃，搅拌时间为1－3小时。

更进一步的，所述步骤二中溶胀釜里的加温温度为80℃—120℃，搅拌时间为1－3小时。

更进一步的，所述步骤三中搅拌釜的搅拌时间为1－2小时。

更进一步的，所述步骤四中牵伸装置的牵伸倍数为0.5－2倍。

更进一步的，所述步骤五中冻胶丝控油静止时间为96－144小时。

更进一步的，所述喷丝单孔为同心异径孔，一端直径为4－10mm，另一端直径为2－8mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了冻胶纺丝法对超高分子量聚乙烯单丝纤维无可纺性的问题。填补了超高分子量聚乙烯单丝纤维的空白，通过改进的喷丝板，制成的超高分子量聚乙烯单丝具备了目前现有的超高分子量聚乙烯纤维所有优点，具有省时省力、环保性好，质量轻、强度高、耐磨性好、不易打卷、切水性好等特定，又可以直接用作渔线等线绳，省去目前用超细旦超高分子量聚乙烯纤维制作渔线时的编织等后加工过程，通过分卷可直接作渔线等线绳类使用。

附图说明

图1为本发明所述的步骤四的处理过程示意图；

图2为本发明所述的后纺加工流程框图；

图3为本发明所述的喷丝板结构示意图；

图4为本发明所述的喷丝单孔剖面结构示意图。

1-双螺杆挤出机，2-计量泵，3-喷丝板，4-凝固浴处理机构，5-盛丝小车，6-牵伸装置，301-喷丝单孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。

参见图1-4说明本实施方式，一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，它包括以下步骤：

步骤一：将0.08％—0.12％的超高分子量聚乙烯粉末和99.88％－99.92％的溶剂在溶解釜里加温并搅拌制成溶解液，将制成的溶解液冷却成膏状体；

步骤二：将20％—30％的超高分子量聚乙烯粉末和70％－80％的溶剂在溶胀釜里加温并搅拌制成溶胀液；

步骤三：将冷却成膏状体的溶解液和溶胀液按7％－12％比例，通过搅拌釜搅拌和高剪切制成匀混液；

步骤四：将匀混液通过双螺杆挤出机1挤出，经计量泵2计量，通过喷丝板3喷出单丝，通过凝固浴处理机构4进行凝固浴冷却，经牵伸装置6牵伸后，进入到盛丝小车5内，形成冻胶丝；

步骤五：将冻胶丝控油静止一定时间后，进行后纺加工；

步骤六：后纺加工中首先将冻胶丝进行丝条集束，放入张力架整理，进入四辊五辊进行预拉伸处理，通过萃取剂进行萃取浴处理，通过干燥箱干燥之后进行多级多段拉伸，最后对成品丝进行卷绕；

所述步骤四中的喷丝板3上设置喷丝单孔301，所述喷丝单孔301的孔径范围为2mm—10mm。

本实施例所用原料为超高分子量聚乙烯粉末，溶解液的制作过程为0.08％—0.12％的超高分子量聚乙烯粉末和99.88％－99.92％的矿物油在溶解釜里加温并搅拌，加温温度为80℃—120℃，搅拌时间为1－3小时，制成的溶解液放置到溶解桶里冻却成膏状体待用；溶胀液的制作过程20％—30％的超高分子量聚乙烯粉末和70％－80％的矿物油或十氢奈在溶胀釜里加温并搅拌，加温温度为80℃—120℃，搅拌时间为1－3小时；将冷却成膏状体的溶解液和刚制成的溶胀液按7％－12％比例，通过搅拌釜搅拌1－2小时和高剪切制成匀混液；将匀混液通过双螺杆挤出机1挤出，经计量泵2计量，通过喷丝板3喷出单丝，通过凝固浴处理机构4进行凝固浴冷，再经牵伸装置6牵伸后，进入到盛丝小车5内，形成冻胶丝，目前用于制备超高分子量聚乙烯纤维的喷丝板是多孔的，孔径范围为0.4mm—1.2mm，而本实施例所用喷丝板3上设置喷丝单孔301，喷丝单孔301的孔径范围为2mm—10mm，优选的，喷丝单孔301为同心异径孔，一端直径为4－10mm，另一端直径为2－8mm；将冻胶丝控油静止96－144小时后，进行后纺加工，后纺加工的流程为丝条集束→张力架→预拉伸→萃取浴→干燥→多级多段拉伸→卷绕成品丝，其中萃取浴所采用的萃取剂为碳氢或二氯甲烷或四氯甲烷。

以上对本发明所提供的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：将0.08％—0.12％的超高分子量聚乙烯粉末和99.88％－99.92％的溶剂在溶解釜里加温并搅拌制成溶解液，将制成的溶解液冷却成膏状体；

步骤二：将20％—30％的超高分子量聚乙烯粉末和70％－80％的溶剂在溶胀釜里加温并搅拌制成溶胀液；

步骤三：将冷却成膏状体的溶解液和溶胀液按7％－12％比例，通过搅拌釜搅拌和高剪切制成匀混液；

步骤四：将匀混液通过双螺杆挤出机(1)挤出，经计量泵(2)计量，通过喷丝板(3)喷出单丝，通过凝固浴处理机构(4)进行凝固浴冷却，经牵伸装置(6)牵伸后，进入到盛丝小车(5)内，形成冻胶丝；

步骤五：将冻胶丝控油静止一定时间后，进行后纺加工；

步骤六：后纺加工中首先将冻胶丝进行丝条集束，放入张力架整理，进入四辊五辊进行预拉伸处理，通过萃取剂进行萃取浴处理，通过干燥箱干燥之后进行多级多段拉伸，最后对成品丝进行卷绕；

所述步骤四中的喷丝板(3)上设置喷丝单孔(301)，所述喷丝单孔(301)的孔径范围为2mm—10mm。

2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述步骤一中的溶剂为矿物油。

3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述步骤二中的溶剂为矿物油或十氢奈。

4.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述步骤六中的萃取剂为碳氢或二氯甲烷或四氯甲烷。

5.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述步骤一中溶解釜里的加温温度为80℃—120℃，搅拌时间为1－3小时。

6.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述步骤二中溶胀釜里的加温温度为80℃—120℃，搅拌时间为1－3小时。

7.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述步骤三中搅拌釜的搅拌时间为1－2小时。

8.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述步骤四中牵伸装置(6)的牵伸倍数为0.5－2倍。

9.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述步骤五中冻胶丝控油静止时间为96－144小时。

10.根据权利要求1所述的一种超高分质量聚乙烯单丝纤维的制作方法，其特征在于：所述喷丝单孔(301)为同心异径孔，一端直径为4－10mm，另一端直径为2－8mm。

技术总结
本发明提出了一种超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作方法，属于渔线、医疗缝纫线等细线绳领域。解决了现有冻胶纺丝法对超高分子量聚乙烯单丝纤维无可纺性的技术问题。它包括以下步骤：将超高分子量聚乙烯粉末和溶剂按比例混合制作成溶解液；将超高分子量聚乙烯粉末和溶剂按比例混合制作成溶胀液；将溶解液和溶胀液按比例混合制成匀混液；将匀混液挤出通过喷丝板喷出单丝经过凝固浴冷却牵伸后，形成冻胶丝，喷丝板上设置喷丝单孔；将冻胶丝控油静止一定时间后，进行后纺加工，后纺加工以此进行丝条集束、张力架、预拉伸、萃取浴、干燥、多级多段拉伸和卷绕成品丝。它主要用于超高分子量聚乙烯单丝纤维的制作。

技术研发人员：柳明;张愈平;柳剑;宋波
受保护的技术使用者：黑龙江金源仑特种纤维有限公司
技术研发日：2019.12.18
技术公布日：2020.04.14