CN103276463B - 一种高强度网丝的抽丝工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度网丝的抽丝工艺，其特征在于包括如下步骤：将聚乙烯粒和色母粒按质量比为99:1混合、搅拌均匀，混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷却至35℃～36℃成为丝线，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1～2︰8～12，在距七辊牵伸器4～5米的距离设置收卷机。该工艺在不添加增强助剂的条件下，生产丝线强度可达到7.8N以上，且在生产过程中更加稳定，减少了断丝等情况的出现。

Description

一种高强度网丝的抽丝工艺
技术领域
本发明涉及网丝的生产技术领域，具体涉及一种高强度网丝的抽丝工艺。
背景技术
聚乙烯种类繁多，用途广泛，加工成型方式也有多种。用高密度聚乙烯通过挤出成型的方式，生产单丝，用于鱼网、绳索及其他用途，这对发展水产业具有重要的意义。高密度聚乙烯抽丝业在我国已开展一段时间，但由于生产设备的差异，大部分厂家的工艺技术水平不成熟，以致丝的产量低，质量不稳定，经济效益不高。
高密度聚乙烯挤出抽丝的原理为：高密度聚乙烯熔点为135℃，着火温度是340℃，其熔融粘度低，流动性好，在加工温度范围内不分解，成型性能好。挤出抽丝是利用特定螺杆在加热料筒中旋转，从加料斗中加入的聚乙烯熔融塑化，然后在压力的作用下，通过挤出机头，从机头的喷丝板处成丝状挤出，再通过冷水冷冻，经过辅助机（牵伸机、卷绕机）牵伸拉长而成丝。然而，在实际生产中，影响抽丝工艺的因素却不仅仅局限于原理所述，要想获得高强度的聚乙烯丝线，通常的方法是在原料中添加其他辅助成分，以增加丝线的强度，然而开发新的辅助成分，不仅科技攻关的时间较长，而且资金投入较大，费时费力，一般的生产型企业难以承受。目前普遍存在的生产工艺中，螺杆加热区多为四个或五个设计，虽然也能够达到熔融原料成流体的作用，但熔融效果不能达到最佳，会影响后续工艺中的冷却成丝的效果。而在普通丝线的生产工艺中，各生产企业往往忽略了对设备本身及工艺流程中细节的***研究，往往把注意力集中在添加辅助成分上面，这样就导致了目前大多数网丝生产企业生产的网丝强度大多在6.5N及以下，即使有能够生产高强度网丝的企业，因为添加了辅助增强助剂，导致生产成本较高，利润较小，经济效益较低。
发明内容
针对现有技术所存在的不足，本发明提出了一种高强度网丝的抽丝工艺，该工艺在不添加增强助剂的条件下，显著提高了网丝的单丝强度，将单丝强度提高到了7.8N以上，另外该工艺再生产过程中更加稳定，减少了断丝等情况的出现，提高了生产效率，并避免了对增强助剂的投入，降低了生产成本，具有较好的经济效益。
本发明所述的一种高强度网丝的抽丝工艺是通过如下技术措施来实现的：
一种高强度网丝的抽丝工艺，包括如下步骤：
（1）将聚乙烯粒和色母粒按质量比为99:1混合、搅拌均匀；
（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；
（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷却至35℃～36℃成为丝线；
（4）丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1～2︰8～12；
（5）在距七辊牵伸器4～5米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制。
以上所述的模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为30～35℃。
以上步骤（2）中螺杆加热区的加热方式为电加热。
以上步骤（3）中冷水槽的长度为1～2.5米。
以上所述的五辊牵伸器距冷水槽的距离为2～5米。
以上所述的五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。
以上所述的五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰11。
以上步骤（5）中所述的收卷机的转速为180m/分。
本发明的有益技术效果为：本发明中螺杆加热区为六个加热区，六个加热区的温度设定效果最佳，六个加热区既能确保充分熔融原料流体，又避免过多的加热区及过高的温度使流体原料变性，电加热方式能够及时控制加热区温度；模头挤出速度较快，用预热天然气加热，能够使流体快速得到加热，流体挤出效果更好；冷水槽的长度为1～2.5米，能确保丝线温度冷却到35℃～36℃，温度过高，丝线由牵伸器牵伸时，会超过丝线的弹性限度，导致断丝或者丝线失去弹性，温度过低，不能对丝线进行充分牵伸，造成丝线的强度较低，同样在经过五辊牵伸器拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1～2︰8～12，均是为了既能对丝线充分牵伸，增加丝线的强度，又不能使丝线失去强度。
通过对生产工艺的***调整改变，克服了现有工艺不加入增强剂不能使丝线强度提高到7N以上高强度的弊端，该工艺生产丝线强度可达到7.8N以上，具有显著增强作用。并避免了对增强助剂的投入，降低了生产成本，具有较好的经济效益，具有较好的推广应用价值。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
具体实施方式
为能清楚说明本发明方案的技术特点，下面结合具体实施例，对本发明进行进一步阐述。
实施例1：
（1）将聚乙烯粒和色母粒按质量比为99:1混合、搅拌均匀。
（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的加热方式为电加热，设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为30℃。
（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷水槽的长度为1米，冷却至35℃成为丝线。
（4）在距冷水槽2米的距离设置五辊牵伸器，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰8；五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。
（5）在距七辊牵伸器4米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制，收卷机的转速为180m/分。
实施例2：
（1）将聚乙烯粒和色母粒按质量比为99:1混合、搅拌均匀。
（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的加热方式为电加热，设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为35℃。
（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷水槽的长度为2.5米，冷却至36℃成为丝线。
（4）在距冷水槽5米的距离设置五辊牵伸器，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为2︰12；五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。
（5）在距七辊牵伸器5米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制，收卷机的转速为180m/分。
实施例3：
（1）将聚乙烯粒和色母粒按质量比为99:1混合、搅拌均匀。
（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的加热方式为电加热，设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为33℃。
（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷水槽的长度为2米，冷却至35℃成为丝线。
（4）在距冷水槽4米的距离设置五辊牵伸器，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰10；五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。
（5）在距七辊牵伸器4.5米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制，收卷机的转速为180m/分。
实施例4：
（1）将聚乙烯粒和色母粒按质量比为99:1混合、搅拌均匀。
（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的加热方式为电加热，设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为34℃。
（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷水槽的长度为1.5米，冷却至35℃成为丝线。
（4）在距冷水槽3米的距离设置五辊牵伸器，丝线导出由五辊牵伸器拉伸，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1︰11；五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。
（5）在距七辊牵伸器4米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制，收卷机的转速为180m/分。
单丝拉伸力学实验
1.材料
实施例1得到的单丝A，实施例2得到的单丝B，实施例3得到的单丝C，实施例4得到的单丝D，普通工艺得到的单丝E。
2.方法
实验仪器为英国产的INSTRON-4466型强力试验机，拉伸力学性能试验按SC5005标准执行（钱忠敏等1989）。
3.数据处理
拉伸力学性能试验数据按SC5005标准规定进行处理（钱忠敏等1989）。
4.结果与分析
表1单丝拉伸力学性能比较
组别 直径（mm） 线密度（tex） 断裂强力（N） 断裂伸长率（%） 断裂强度（cN/dtex）
A 0.10 35.4 29.156 18.55 7.52
B 0.10 34.2 28.435 17.64 7.58
C 0.11 33.1 27.869 17.36 7.43
D 0.10 36.2 29.642 18.31 7.69
E 0.10 35.2 22.427 22.42 6.34
由表1可知，采用本发明所述工艺生产的聚乙烯网丝单丝比普通工艺生产的聚乙烯网丝单丝具有明显的断裂强度优势，在具有近似直径的条件下，本发明工艺得到的聚乙烯网丝单丝强度分别比普通聚乙烯网丝单丝强度增加了18.6%，19.5%，17.2%，21.3%。

Claims (6)

1.一种高强度网丝的抽丝工艺，其特征在于包括如下步骤：
（1）将聚乙烯粒和色母粒按质量比为99:1混合、搅拌均匀；
（2）将上述混合料吸入到抽丝机料斗中，经过六个螺杆加热区的熔融、挤压成为流体，由模头挤出形成流体丝条，六个螺杆加热区的设定温度分别为220℃、230℃、240℃、235℃、210℃、220℃；
（3）由模头加热区挤出后的流体丝条导入冷水中冷却，冷却至35℃～36℃成为丝线，冷水槽的长度为1～2.5米；
（4）丝线导出由五辊牵伸器拉伸，五辊牵伸器距冷水槽的距离为2～5米，拉伸后丝线导入95℃水浴中加热，水浴加热区长度为4米，丝线由水浴中导出由七辊牵伸器拉伸，其中五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1～2:8～12；
（5）在距七辊牵伸器4～5米的距离，设置收卷机，收卷机转速由七辊牵伸器控制。
2.根据权利要求1所述的一种高强度网丝的抽丝工艺，其特征在于：所述的模头加热区加热方式为天然气加热燃烧，即先将天然气预热，然后燃烧，预热后天然气的温度为30～35℃。
3.根据权利要求1所述的一种高强度网丝的抽丝工艺，其特征在于：步骤（2）中螺杆加热区的加热方式为电加热。
4.根据权利要求1所述的一种高强度网丝的抽丝工艺，其特征在于：所述的五辊牵伸器或七辊牵伸器的各辊转向同步，转速相同。
5.根据权利要求1所述的一种高强度网丝的抽丝工艺，其特征在于：所述的五辊牵伸器的转速与七辊牵伸器的转速比为1:11。
6.根据权利要求1所述的一种高强度网丝的抽丝工艺，其特征在于：步骤（5）中所述的收卷机的转速为180m/min。
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