超高分子量聚乙烯纱线及其加工方法

超高分子量聚乙烯纱线及其加工方法
【专利摘要】本发明提供了一种超高分子量聚乙烯纱线及其加工方法。该加工方法包括：步骤S1，将超高分子量聚乙烯长丝进行集束处理，得到丝条；步骤S2，对丝条进行牵切处理，且在牵切处理过程中对丝条进行辅助切断处理以切断部分丝条，形成纤维条；步骤S3，对纤维条依次进行并条、粗纱、细纱和合股处理，得到超高分子量聚乙烯纱线。通过在牵切处理过程中对丝条进行辅助切断处理，进而将部分丝条进行切断以得到超高分子量聚乙烯的短纤维，经过后续的步骤S3处理得到超高分子量聚乙烯纱线，上述加工方法直接将超高分子量聚乙烯长丝制成纤维条，工艺简便，避免了传统超高分子量短纤维在梳棉过程损伤针布等问题。
【专利说明】超高分子量聚乙烯纱线及其加工方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及纱线加工领域，具体而言，涉及一种超高分子量聚乙烯纱线及其加工 方法。

【背景技术】
[0002] 超高分子量聚乙烯纤维，也称高强高模聚乙烯纤维，是世界公认的高性能纤维，主 要为长丝制品，如UD布、绳索等，用于防弹、航海、体育用品等领域。超高分子量聚乙烯纤维 密度只有〇.97g/cm 3,具有强度高、模量高、耐光、耐摩擦、耐切割、耐挠曲、耐酸碱、耐一般有 机溶剂等优点，是理想的常温或低温型材料。
[0003] 和长丝相比，超高分子量聚乙烯短纤维和纱线的应用和产品都比较少，一方面是 纱线的强度比长丝低很多，另一方面是超高分子量聚乙烯纱线的加工技术难度较大。虽然 超高分子量聚乙烯纤维可以切成短纤维，并在棉纺设备或毛纺设备上纺成纱线，但由于超 高分子量聚乙烯纤维强度高、熔点低、耐切割，使得其纺纱过程存在相当的技术难度，容易 对纺纱设备造成损伤。
[0004] 现有的纺纱方法有很多种，其中牵切法纺纱和传统短纤维纺纱有很大的不同，传 统短纤维纺纱流程为：抓棉一混棉一开松一梳理一成条一头并一二并一粗纱一细纱；牵切 法纺纱流程为：牵切制条一并条一粗纱一细纱，由此可见，牵切法具有流程短、速度快的优 点。
[0005] 牵切直接制条技术于1934年由Seydel公司引入市场，并在60年代流行于欧美， 牵切法是将一定纤度的丝束（通常是多个筒子进行并丝）喂入牵切制条机的罗拉，经过若 干对拉伸罗拉的多次连续拉伸作用，使得丝束中的单丝发生随机断裂，这样就可以将长丝 丝束直接制成短纤条子，牵切法不需要将长丝切断、搅乱、梳理等，工艺过程简单、直接，从 工艺和经济角度考虑都是较为合理的纺纱方法，但由于牵伸均匀性、设备磨损、纱线质量等 方面的问题，使得目前牵切制条设备和工艺主要在麻纺、腈纶等方面使用，国内也有学者研 究芳砜纶牵切纺纱工艺。
[0006] 但由于超高分子量聚乙烯纤维强度高、表面摩擦系数小，纤维易打滑，普通牵切设 备罗拉和皮辊的握持力难以将其拉断，加压太大则纤维易板结，进而导致难以将牵切纺纱 应用于超高分子量聚乙烯纱线的制备中。


【发明内容】

[0007] 本发明旨在提供一种超高分子量聚乙烯纱线及其加工方法，以解决现有技术中牵 切难度较大的超高分子量聚乙烯纤维、对位芳纶纤维等由于拉断率低，难以利用牵切纺纱 法进行纺纱的问题。
[0008] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了 一种超高分子量聚乙烯纱线 的加工方法，该加工方法包括：步骤S1，将超高分子量聚乙烯长丝进行集束处理，得到丝 条；步骤S2,对丝条进行牵切处理，且在牵切处理过程中对丝条进行辅助切断处理以切断 部分丝条，形成纤维条；步骤S3,对纤维条依次进行并条、粗纱、细纱和合股处理，得到超高 分子量聚乙烯纱线。
[0009] 进一步地，上述纤维条中包含高分子量聚乙烯短纤维，短纤维的强度大于15cN/ dtex，优选强度为25?35cN/dtex ;短纤维的长度为30?250mm。
[0010] 进一步地，上述步骤si包括：将多个丝筒的超高分子量聚乙烯长丝并到一起，并 利用第一集束罗拉施加0. 1?2. 5Mpa的压力、利用位于第一集束罗拉下游的第二集束罗拉 施加0. 1?2. 5MPa的压力进行集束处理，形成丝条，丝条的厚度小于1mm。
[0011] 进一步地，上述步骤S2包括：步骤S21，将丝条进行牵伸；步骤S22,将牵伸后的丝 条进行预牵切，并且在预牵切处理过程中对丝条进行辅助切断处理；步骤S23,将经过步骤 S22处理的丝条进行牵切，得到纤维条。
[0012] 进一步地，上述步骤S22在每个预牵切的周期内对丝条进行1?3次辅助切断处 理。
[0013] 进一步地，上述加工方法采用牵切纺纱装置实施，牵切纺纱装置包括沿纱线牵伸 方向依次设置的集束机构、牵伸罗拉、第一辅助切断机构、预牵切罗拉和牵切罗拉，第一辅 助切断机构设置在牵伸罗拉和预牵切罗拉之间以在预牵切处理过程中对丝条进行辅助切 断处理。
[0014] 进一步地，上述步骤S2包括：步骤S21'，将丝条进行牵伸；步骤S22'，将牵伸后的 丝条进行预牵切，并且在预牵切处理过程中对丝条进行第一辅助切断处理；步骤S23'，将 经过步骤S22'处理的丝条进行牵切，并且在牵切处理过程中对丝条进行第二辅助切断处 理，得到纤维条。
[0015] 进一步地，上述步骤S22'在每个预牵切的周期内对丝条进行1?3次第一辅助切 断处理，步骤S23'在每个牵切的周期内对丝条进行1?3次第二辅助切断处理。
[0016] 进一步地，上述加工方法采用牵切纺纱装置实施，牵切纺纱装置包括沿纱线牵伸 方向依次设置的集束机构、牵伸罗拉、第一辅助切断机构、预牵切罗拉、第二辅助切断机构 和牵切罗拉，第一辅助切断机构用以在预牵切处理过程中对丝条进行辅助切断处理，第二 辅助切断机构用以在牵切处理过程中对丝条进行第二辅助切断处理。
[0017] 进一步地，上述步骤S3的并条过程包括：对纤维条和不同于超高分子量聚乙烯 的纤维条进行并条处理，超高分子量聚乙烯纱线中超高分子量聚乙烯短纤维的含量不低于 20wt%。
[0018] 根据本发明的又一方面，提供了一种超高分子量聚乙烯纱线，该超高分子量聚乙 烯纱线采用上述的加工方法加工而成。
[0019] 进一步地，上述超高分子量聚乙烯纱线中超高分子量聚乙烯短纤维的含量为 40wt%，超高分子量聚乙烯纱线的强度大于7cN/dtex。。
[0020] 应用本发明的技术方案，对现有的牵切纺纱方法进行改进，通过在牵切处理过程 中对丝条进行辅助切断处理，进而将部分丝条进行切断以得到超高分子量聚乙烯的短纤 维，经过后续的步骤S3处理得到超高分子量聚乙烯纱线。上述加工方法直接将超高分子量 聚乙烯长丝制成纤维条，工艺简便，避免了传统超高分子量短纤维在梳棉过程损伤针布等 问题。

【专利附图】

【附图说明】
[0021] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0022] 图1示出了本发明一种优选实施例提供的牵切纺纱装置的结构示意图。

【具体实施方式】
[0023] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0024] 在本发明一种优选的实施方式中，提供了一种超高分子量聚乙烯纱线的加工方 法，该加工方法包括：步骤S1，将超高分子量聚乙烯长丝进行集束处理，得到丝条；步骤S2， 对丝条进行牵切处理，且在牵切处理过程中对丝条进行辅助切断处理以切断部分丝条，形 成纤维条；以及步骤S3,对纤维条依次进行并条、粗纱、细纱和合股处理，得到超高分子量 聚乙烯纱线。
[0025] 上述加工方法对现有的牵切纺纱方法进行改进，通过在牵切处理过程中对丝条进 行辅助切断处理，进而将部分丝条进行切断以得到超高分子量聚乙烯的短纤维，进而经过 后续的步骤S3处理得到超高分子量聚乙烯纱线。上述加工方法直接将超高分子量聚乙烯 长丝制成纤维条，工艺简便，避免了传统超高分子量短纤维在梳棉过程损伤针布等问题。
[0026] 经过本发明的牵切处理以及辅助切断处理，优选得到的纤维条中包含高分子量聚 乙烯短纤维，短纤维的强度大于15cN/dte X，优选强度为25?35cN/dteX ;短纤维的长度为 30 ?250mm。
[0027] 本发明的超高分子量聚乙烯长丝为本领域的常规材料，其纤度为200?3000D，单 个丝筒难以满足纤维条单位重量要求，因此在利用其纺纱时，优选上述步骤S1包括：将多 个丝筒的超高分子量聚乙烯长丝并到一起，并利用第一集束罗拉施加〇. 1?2. 5MPa的压 力、利用位于第一集束罗拉下游的第二集束罗拉施加〇. 1?2. 5MPa的压力进行集束处理， 形成丝条，该丝条的厚度小于1mm，其中的丝条的厚度所在方向与本领域技术人员对丝条的 理解相似，是指与丝条延伸方向垂直的方向。
[0028] 上述对丝条的牵切处理一般包括牵伸、预牵切和牵切步骤，为了改善所形成的超 高分子量聚乙烯纱线的强度，优选实施例一中上述步骤S2包括：步骤S21，将丝条进行牵 伸；步骤S22,将牵伸后的丝条进行预牵切，并且在预牵切处理过程中对丝条进行辅助切断 处理；步骤S23,将经过步骤S22处理的丝条进行牵切，得到纤维条。或者优选实施例二中 上述步骤S2包括：步骤S21'，将丝条进行牵伸；步骤S22'，将牵伸后的丝条进行预牵切，并 且在预牵切处理过程中对丝条进行第一辅助切断处理；步骤S23'，将经过步骤S22'处理的 丝条进行牵切，并且在牵切过程中对丝条进行第二辅助切断处理，得到纤维条。
[0029] 上述两种牵切处理和辅助切断处理的方式，均能实现对丝条的部分切断效果，且 两次辅助切断处理的结合，能够更好地控制多得到的短纤维的长度，进而更好地调整超高 分子量聚乙烯纱线的强度。
[0030] 本发明为了使喂入预牵切过程的预牵切罗拉的丝条张力更为稳定，让丝条运行更 为平稳，优选上述步骤S21中或步骤S21'中采用牵伸罗拉施加的压力为0. 2?3. OMPa，丝 条的牵伸倍数为1.01?1.05。
[0031] 本领域技术人员公知的是，预牵切和牵切过程需要通过调整预牵切机构和牵切机 构的罗拉压力，控制罗拉对丝条的把持力，而本发明通过对丝条进行辅助切断处理，减少了 罗拉的压力以及罗拉对丝条的把持负荷，优选上述两种实施例的步骤S22或步骤S22'的预 牵切过程采用预牵切罗拉施加的压力为0. 2?3. OMPa，预牵切的牵伸倍数为1. 2?3. 0。 或者优选上述两种实施例的步骤S23或步骤S23'的牵切过程采用牵切罗拉施加的压力为 0. 2?3. OMPa，牵切的牵伸倍数为1. 5?6. 0。
[0032] 此外，在减少罗拉的把持负荷的基础上，灵活调节纤维条中短纤维的长度和含量， 优选上述步骤S22在每个预牵切的周期内对丝条进行1?3次辅助切断处理。或者上述步 骤S22'在每个预牵切的周期内对丝条进行1?3次第一辅助切断处理，步骤S23'在每个 牵切的周期内对丝条进行1?3次第二辅助切断处理。
[0033] 上述每次辅助切断处理或者第一辅助切断处理或者第二辅助切断处理的位置可 以相同，也可以不同，进而将同一周期内的部分丝条进行1?3次的辅助切断处理，比如在 不同位置进行三次辅助切断处理或者在同一位置进行三次辅助切断处理且均对同一长丝 进行处理，从而可以将该长丝在该周期内切断为至少四个短纤维。当然本发明采用辅助切 断处理的主要目的是对丝条中的长丝进行随机辅助切断处理，以达到采用牵切纺纱工艺进 行纺纱的目的，只要能够实现上述目的的辅助切断方式均可在本发明中应用。
[0034] 上述加工方法可以在对现有技术的牵切纺纱装置进行改进后进行实施，在一种优 选的实施例中可用于本发明加工方法的一种优选的牵切纺纱装置包括沿纱线牵伸方向依 次设置的集束机构1、牵伸罗拉2、第一辅助切断机构3、预牵切罗拉4和牵切罗拉6,第一辅 助切断机构3设置在牵伸罗拉和预牵切罗拉之间以在预牵切处理过程中对丝条进行辅助 切断处理。或者，另一种优选的牵切纺纱装置如图1所示，该牵切纺纱装置包括沿纱线牵伸 方向依次设置的集束机构1、牵伸罗拉2、第一辅助切断机构3、预牵切罗拉4、第二辅助切断 机构5和牵切罗拉6,第一辅助切断机构3用以在预牵切处理过程中对丝条进行辅助切断处 理，第二辅助切断机构5用以在牵切处理过程中对丝条进行第二辅助切断处理。上述集束 结构1的设置可以采用本领域常规的设置，比如包括丝筒11、第一集束罗拉12和第二集束 罗拉13,其中第一集束罗拉12和第二集束罗拉13用于前述集束过程中施加压力，其中第一 集束罗拉12和第二集束罗拉13的结构可以参考现有的常用结构，在此不再赘述。
[0035] 在本发明又一种优选的实施例中，优选上述第一辅助切断机构3和第二辅助切断 机构5各自均包括或二者中的任一个包括1?5组锅齿状刀具，优选2?5组锅齿状刀具， 各锯齿状刀具垂直于纱线牵伸方向，且可沿垂直于纱线牵伸方向的方向上下移动。本领域 技术人员可以纱线中短纤维的长度和短纤维分布需求选择锯齿状刀具的数量和使用次数， 锯齿状刀具可沿垂直于纱线牵伸方向的方向上下移动，进而可通过调节辅助切断的时机控 制纤维的长度；而且锯齿状刀具的锯齿在向上移动过程中，刺向被牵切的丝条，使得丝条中 部分纤维被切断，减少了各罗拉的负担且实现对纤维长度的控制。此外，上述各锯齿状刀具 沿纱线牵伸方向平行排布，且控制相邻锯齿状刀具的间距在60?120mm之间，从而能够根 据刀具的使用情况控制经过牵切处理后丝条中短纤维的长度满足目前纱线的普遍要求。为 了避免锯齿状刀具对丝条的过分切割，优选上述锯齿状刀具的锯齿尖端的宽度小于1mm，锯 齿状刀具的锅齿根部的宽度为3?5mm。其中，上述锅齿尖端的宽度为沿锅齿排布方向上的 锯齿尖端的大小，锯齿根部的宽度为沿锯齿排布方向上的锯齿根部的大小。
[0036] 本发明得到的纤维条在步骤S3处理中，可以进行相互之间的并条处理，也可以和 不同于超高分子量聚乙烯的纤维条并条处理，本领域技术人员可以根据产品要求进行该步 骤的并条处理，当上述步骤S3的并条过程包括：对纤维条和不同于超高分子量聚乙烯的纤 维条进行并条处理，优选上述超高分子量聚乙烯纱线中超高分子量聚乙烯短纤维的含量不 低于20wt%。
[0037] 在本发明又一种优选的实施方式中，提供了一种超高分子量聚乙烯纱线，该超高 分子量聚乙烯纱线采用上述的加工方法加工而成。采用本发明的加工方法制备的超高分子 量聚乙烯纱线的强度较高，且其中的成分和强度可以随着工艺的改变进行调节。在本发明 又一种优选的实施例中，上述超高分子量聚乙烯纱线中超高分子量聚乙烯短纤维的含量为 40wt%，超高分子量聚乙烯纱线的强度大于7cN/dtex。
[0038] 以下将结合实施例和对比例，进一步说明本发明有益效果。
[0039] 实施例1
[0040] 采用图1所示的牵切装置实施，其中该牵切装置中，第一集束罗拉和第二集束罗 拉的间距U为400mm，第二罗拉与牵伸罗拉的间距L2为400mm，牵伸罗拉与预牵切罗拉的间 距L 3为250mm,预牵切罗拉与牵切罗拉的间距L4为160mm。
[0041] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯长丝为原料，使用20个丝筒进行并丝，然后 利用第一罗拉施加压力Pi、第二罗拉施加压力P 2进行集束处理，形成丝条；采用牵伸罗拉施 加压力p3对丝条进行牵伸；采用预牵切罗拉施加压力p 4，对牵伸过的丝条进行预牵切；采用 牵切罗拉施加压力P5，对预牵切过的丝条进行牵切，得到纤维条，上述过程控制牵伸区牵伸 倍数为1. 02,预牵切区牵伸倍数为1. 5,牵切区牵伸倍数为2. 4,预牵切过程和牵切过程各 采用一组锯齿状刀具进行辅助切断，其中锯齿状刀具的锯齿尖端的宽度为〇. 8mm，锯齿根部 的宽度为4mm，出条速度为10m/min。上述集束、牵切过程中各罗拉施加的压力见表1
[0042] 将所制的超高分子量聚乙烯纤维条和单纤长度为76mm的聚酯纤维条按质量比为 1:1的比例进行并条，然后进行粗纱、细纱、合股加工得到实施例1的超高分子量聚乙烯纱 线。
[0043] 实施例2
[0044] 采用图1所示的牵切装置实施，其中该牵切装置中，第一集束罗拉和第二集束罗 拉的间距U为400mm，第二罗拉与牵伸罗拉的间距L 2为400mm，牵伸罗拉与预牵切罗拉的间 距L3为250mm,预牵切罗拉与牵切罗拉的间距L 4为200mm。
[0045] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯长丝为原料，使用20个丝筒进行并丝，然后 利用第一罗拉施加压力Pi、第二罗拉施加压力P 2进行集束处理，形成丝条；采用牵伸罗拉施 加压力p3对丝条进行牵伸；采用预牵切罗拉施加压力p 4，对牵伸过的丝条进行预牵切；采用 牵切罗拉施加的压力P5，对预牵切过的丝条进行牵切，得到纤维条，上述过程控制牵伸区牵 伸倍数为1. 05,预牵切区牵伸倍数为1. 2,牵切区牵伸倍数为3. 0,预牵切过程和牵切过程 各采用一组锯齿状刀具进行辅助切断，其中锯齿状刀具的锯齿尖端的宽度为0. 5mm，锯齿根 部的宽度为3mm，出条速度为10m/min。上述集束、牵切过程中各罗拉施加的压力见表1
[0046] 将所制的超高分子量聚乙烯纤维条和单纤长度为88mm的聚酯纤维条按质量比为 1:1的比例进行并条，然后进行粗纱、细纱、合股加工得到实施例2的超高分子量聚乙烯纱 线。
[0047] 实施例3
[0048] 采用图1所示的牵切装置实施，其中该牵切装置中，第一集束罗拉和第二集束罗 拉的间距U为400mm，第二罗拉与牵伸罗拉的间距L 2为400mm，牵伸罗拉与预牵切罗拉的间 距L3为250mm,预牵切罗拉与牵切罗拉的间距L 4为150mm。
[0049] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯长丝为原料，使用20个丝筒进行并丝，然后 利用第一罗拉施加压力Pi、第二罗拉施加压力P 2进行集束处理，形成丝条；采用牵伸罗拉施 加压力p3对丝条进行牵伸；采用预牵切罗拉施加压力p 4，对牵伸过的丝条进行预牵切；采用 牵切罗拉施加的压力P5，对预牵切过的丝条进行牵切，得到纤维条，上述过程控制牵伸区牵 伸倍数为1. 01，预牵切区牵伸倍数为3. 0,牵切区牵伸倍数为1. 5,预牵切过程和牵切过程 各采用一组锯齿状刀具进行辅助切断，其中锯齿状刀具的锯齿尖端的宽度为0. 5mm，锯齿根 部的宽度为3mm，出条速度为10m/min。上述集束、牵切过程中各罗拉施加的压力见表1
[0050] 将所制的超高分子量聚乙烯纤维条和单纤长度为76mm的聚酯纤维条按质量比为 1:1的比例进行并条，然后进行粗纱、细纱、合股加工得到实施例3的超高分子量聚乙烯纱 线。
[0051] 实施例4
[0052] 采用图1所示的牵切装置实施，其中该牵切装置中，第一集束罗拉和第二集束罗 拉的间距U为400mm，第二罗拉与牵伸罗拉的间距L 2为400mm，牵伸罗拉与预牵切罗拉的间 距L3为250mm,预牵切罗拉与牵切罗拉的间距L 4为250mm。
[0053] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯长丝为原料，使用20个丝筒进行并丝，然后 利用第一罗拉施加压力Pi、第二罗拉施加压力P 2进行集束处理，形成丝条；采用牵伸罗拉施 加压力P3对丝条进行牵伸；采用预牵切罗拉施加压力P 4，对牵伸过的丝条进行预牵切；采用 牵切罗拉施加的压力P5，对预牵切过的丝条进行牵切，得到纤维条，上述过程控制牵伸区牵 伸倍数为1. 02,预牵切区牵伸倍数为1. 5,牵切区牵伸倍数为2. 4,预牵切过程和牵切过程 各采用三组锯齿状刀具进行辅助切断，其中锯齿状刀具的锯齿尖端的宽度为0. 8mm，锯齿根 部的宽度为5mm，出条速度为10m/min。上述集束、牵切过程中各罗拉施加的压力见表1
[0054] 将所制的超高分子量聚乙烯纤维条和单纤长度为76mm的聚酯纤维条按质量比为 1:1的比例进行并条，然后进行粗纱、细纱、合股加工得到实施例4的超高分子量聚乙烯纱 线。
[0055] 实施例5
[0056] 采用图1所示的牵切装置实施，其中该牵切装置中，第一集束罗拉和第二集束罗 拉的间距U为400mm，第二罗拉与牵伸罗拉的间距L2为400mm，牵伸罗拉与预牵切罗拉的间 距L 3为250mm,预牵切罗拉与牵切罗拉的间距L4为250mm。
[0057] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯长丝为原料，使用15个丝筒进行并丝，然后 利用第一罗拉施加压力Pi、第二罗拉施加压力P2进行集束处理，形成丝条；采用牵伸罗拉施 加压力p 3对丝条进行牵伸；采用预牵切罗拉施加压力p4，对牵伸过的丝条进行预牵切；采 用牵切罗拉施加的压力P 5，对预牵切过的丝条进行牵切，得到纤维条，上述过程控制牵伸区 牵伸倍数为1. 02,预牵切区牵伸倍数为1. 5,牵切区牵伸倍数为2. 4,牵切过程各采用三组 锅齿状刀具进行辅助切断，其中锅齿状刀具的锅齿尖端的宽度为〇. 8mm,锅齿根部的宽度为 5_，出条速度为10m/min。上述集束、牵切过程中各罗拉施加的压力见表1
[0058] 将所制的超高分子量聚乙烯纤维条进行并条，然后进行粗纱、细纱、合股加工得到 实施例5的超高分子量聚乙烯纱线。
[0059] 实施例6
[0060] 采用图1所示的牵切装置实施，其中该牵切装置中，第一集束罗拉和第二集束罗 拉的间距U为400mm，第二罗拉与牵伸罗拉的间距L2为400mm，牵伸罗拉与预牵切罗拉的间 距L 3为250mm,预牵切罗拉与牵切罗拉的间距L4为250mm。
[0061] 采用1800D/1380F超高分子量聚乙烯长丝为原料，使用20个丝筒进行并丝，然后 利用第一罗拉施加压力Pi、第二罗拉施加压力P 2进行集束处理，形成丝条；采用牵伸罗拉施 加压力p3对丝条进行牵伸；采用预牵切罗拉施加压力p 4，对牵伸过的丝条进行预牵切；采 用牵切罗拉施加的压力P5，对预牵切过的丝条进行牵切，得到纤维条，上述过程控制牵伸区 牵伸倍数为1. 05,预牵切区牵伸倍数为1. 2,牵切区牵伸倍数为3. 0,预牵切过程采用三组 锅齿状刀具进行辅助切断，其中锅齿状刀具的锅齿尖端的宽度为〇. 8mm,锅齿根部的宽度为 5_，出条速度为10m/min。上述集束、牵切过程中各罗拉施加的压力见表1
[0062] 将所制的超高分子量聚乙烯纤维条和单纤长度为76mm的聚酰胺纤维条按质量比 为1:1的比例进行并条，然后进行粗纱、细纱、合股加工得到实施例6的超高分子量聚乙烯 纱线。
[0063] 对比例1
[0064] 目前超高分子量聚乙烯纤维可以通过卷曲、切断后制成长度38mm、51mm、76mm等 规格的短纤，然后用环锭纺设备进行纺纱，可以纯纺，也可以和涤纶、锦纶等其他纤维混纺， 纱线的断裂强度基本上可以达到7cN/dte X以上。
[0065] 对实施例1至6和对比例1的纱线进行检测，检测结果见表2。其中，采用GB/ T3916-1997测试纱线的断裂强度。
[0066] 表 1

【权利要求】
1. 一种超高分子量聚乙烯纱线的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括： 步骤S1，将超高分子量聚乙烯长丝进行集束处理，得到丝条； 步骤S2,对所述丝条进行牵切处理，且在所述牵切处理过程中对所述丝条进行辅助切 断处理以切断部分丝条，形成纤维条； 步骤S3,对所述纤维条依次进行并条、粗纱、细纱和合股处理，得到所述超高分子量聚 乙烯纱线。
2. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述纤维条中包含高分子量聚乙烯 短纤维，所述短纤维的强度大于15cN/dte X，优选所述强度为25?35cN/dteX ;所述短纤维 的长度为30?250_。
3. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S1包括： 将多个丝筒的所述超高分子量聚乙烯长丝并到一起，并利用第一集束罗拉施加0. 1? 2. 5Mpa的压力、利用位于所述第一集束罗拉下游的第二集束罗拉施加0. 1?2. 5MPa的压力 进行集束处理，形成所述丝条，所述丝条的厚度小于1mm。
4. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S2包括： 步骤S21，将所述丝条进行牵伸； 步骤S22,将牵伸后的丝条进行预牵切，并且在所述预牵切处理过程中对所述丝条进行 辅助切断处理； 步骤S23,将经过所述步骤S22处理的丝条进行牵切，得到所述纤维条。
5. 根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S22在每个所述预牵切的周 期内对所述丝条进行1?3次辅助切断处理。
6. 根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法采用牵切纺纱装置实 施，所述牵切纺纱装置包括沿纱线牵伸方向依次设置的集束机构（1)、牵伸罗拉（2)、第一 辅助切断机构（3)、预牵切罗拉（4)和牵切罗拉（6)，所述第一辅助切断机构（3)用以在所 述预牵切处理过程中对所述丝条进行辅助切断处理。
7. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S2包括： 步骤S21'，将所述丝条进行牵伸； 步骤S22'，将牵伸后的丝条进行预牵切，并且在所述预牵切处理过程中对所述丝条进 行第一辅助切断处理； 步骤S23'，将经过所述步骤S22'处理的丝条进行牵切，并且在所述牵切处理过程中对 所述丝条进行第二辅助切断处理，得到所述纤维条。
8. 根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S22'在每个所述预牵切的 周期内对所述丝条进行1?3次第一辅助切断处理，所述步骤S23'在每个所述牵切的周期 内对所述丝条进行1?3次第二辅助切断处理。
9. 根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法采用牵切纺纱装置实 施，所述牵切纺纱装置包括沿纱线牵伸方向依次设置的集束机构（1)、牵伸罗拉（2)、第一 辅助切断机构（3)、预牵切罗拉（4)、第二辅助切断机构（5)和牵切罗拉（6)，所述第一辅助 切断机构（3)用以在所述预牵切处理过程中对所述丝条进行辅助切断处理，所述第二辅助 切断机构（5)用以在所述牵切处理过程中对所述丝条进行第二辅助切断处理。
10. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S3的并条过程包括：对所 述纤维条和不同于所述超高分子量聚乙烯的纤维条进行并条处理，所述超高分子量聚乙烯 纱线中所述超高分子量聚乙烯短纤维的含量不低于20wt%。
11. 一种超高分子量聚乙烯纱线，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯纱线采用权利要 求1至10中任一项所述的加工方法加工而成。
12. 根据权利要求11所述的超高分子量聚乙烯纱线，所述超高分子量聚乙烯纱线中 所述超高分子量聚乙烯短纤维的含量为40wt %，所述超高分子量聚乙烯纱线的强度大于 7cN/dtex。
【文档编号】D01D7/00GK104120525SQ201410361017
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】廉志军, 井连英 申请人:中国纺织科学研究院