[发明专利]一种超高分子量高强高模聚乙烯纤维的卷曲方法

说明书

本发明涉及一种超高分子量高强高模聚乙烯纤维的卷曲方法，卷曲方法包括上油工序、叠丝工序、预热工序、卷曲工序、定型工序、切断工序，将超高分子量高强高模聚乙烯纤维直丝加工成具有永久二维或三维结构的卷曲丝，大幅提升纺纱、无纺等后续环节的可加工性能，通过创造性的加入保护性丝片及分段分区预热，降低卷曲加工对纤维损伤的同时，最大限度提升卷曲效果。

技术领域

本发明涉及超高分子量高强高模聚乙烯纤维加工技术领域，具体涉及一种超高分子量高强高模聚乙烯纤维的卷曲方法。

背景技术

超高分子量高强高模聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶纤维并称三大高性能纤维材料，具有高强度、高模量、高取向度以及高结晶度等特性，上述特性虽然保证了超高分子量高强高模聚乙烯纤维纤维优异的性能，但也使得传统的卷曲方法很难将其有效卷曲，限制其在纺纱、无纺等领域的加工、应用。

目前超高分子量高强高模聚乙烯纤维的卷曲工艺方法，是将纤维集束成丝片，经过预热后进入卷曲箱体，由于超高分子量高强高模聚乙烯纤维耐受温度能力较差，预热温度通常不能高于70℃，由于纤维强度高、模量大、断裂延伸率小，经过常规卷曲、切断等工序后，卷曲数、卷曲率低、卷曲回复率都低于使用要求，卷曲效果需要大幅改进。

发明内容

(一)解决的技术问题

目前超高分子量高强高模聚乙烯纤维卷曲方法无法实现有效卷曲，卷曲数、卷曲率和卷曲回复率都不理想，限制其在在纺纱、无纺等领域的加工、应用。本发明的目的就是克服上述现有技术的缺陷，提高一种简便、高效、过程连续可控的超高分子量高强高模聚乙烯纤维卷曲方法。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种超高分子量高强高模聚乙烯纤维的卷曲方法，卷曲方法包括如下步骤：

(1)上油工序；

(2)叠丝工序；

(3)预热工序；

(4)卷曲工序；

(5)定型工序；

(6)切断工序；

将超高分子量高强高模聚乙烯纤维直丝加工成具有永久二维或三维结构的卷曲丝。

进一步地，步骤(1)是采用30号-100号白油，上油量控制在0.1-3.0％。

进一步地，步骤(2)是采用三片宽度10-300mm的丝片，通过叠丝机叠成一片。

进一步地，步骤(2)是超高分子量高强高模聚乙烯纤维丝片作为中间层，所述中间层上下侧对称设置有保护丝片，所述保护丝片由初始模量低于超高分子量高强高模聚乙烯纤维的材料制成，保护丝片与中间层同宽度，保护丝片为涤纶、锦纶或者丙纶中的一种材料制成。

进一步地，保护丝片厚度为0.2-5mm。

进一步地，步骤(3)预热温度分两段，第一段为热空气对流预热，预热长度0.2-1m，预热时间2-10s，预热温度50-80℃；第二段为电磁感应加热，预热长度0.5-1m，预热时间5-10s，电磁感应加热功率为500-10000W，电磁感应加热将含有白油的超高分子量高强高模聚乙烯纤维丝片加热至80-110℃。

进一步地，步骤(4)卷曲主压为0.2-0.8MPa，卷曲背压为0.1-0.5MPa。

进一步地，步骤(5)先将丝片通过铺丝机送入湿热定型炉，定型温度为70-100℃，炉内相对湿度为80％-95％，定型时间为30-120s。