專利名稱：復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種用于編織物用的或繩索用的聚合物扁絲，特另涉及的是一種復合的高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲(扁平窄帶)。
用于編織物用的或繩索用的聚合物扁絲，已是相當普及的包裝材料和繩索材料，在包裝和土工布、繩索、土工抗拉帶生產(chǎn)領(lǐng)域到處可見，如包裝化工原料的聚丙烯、聚乙烯扁絲制成的編織袋包裝、土工布和蓬布用的聚乙烯編織布、繩索生產(chǎn)用的聚丙烯、聚乙烯的扁絲，已是相當普及且大量使用、成本也較低的一種很好的聚合物包裝材料的抗拉帶。但因為追求降低成本的原因，在聚丙烯、聚乙烯扁絲生產(chǎn)中加入大量的碳酸鈣，而扁絲在編織機編織包裝布時其大量析出碳酸鈣粉塵，污染設(shè)備、環(huán)境、損壞機器和有損工人健康的問題長期不能解決，使降低成本的真正目的達到不盡人意；因為環(huán)保的要求，今后所有投放市場的包裝物都要有回收利用的措施，若將使用過的上述包裝回收再生產(chǎn)扁絲和編織包裝，將有很大的衛(wèi)生防疫障礙，因為這些包裝很多是用于化工原料甚至有毒有害物質(zhì)的包裝，若回收利用來生產(chǎn)上述的已普及的扁絲和編織袋包裝，可能使殘留有害物質(zhì)會直接接觸和污染被包裝物更有害人體健康和污染環(huán)境，這將使?jié)M足環(huán)保要求、回收利用廢舊包裝的有益措施無法實現(xiàn)；現(xiàn)代包裝的要求越來越高，有些特殊的包裝要求，普通的扁絲和包裝袋已遠遠不能滿足，如羊毛、一些天然纖維和化學纖維，它們要求包裝它的編包裝袋的纖維不能在使用過程中如包裝、運輸甚至包裝袋破損時混入，否則會影響這些纖維的染色性和等級，但對普通聚合物如聚丙烯扁絲有了解的人都知道，為了追求扁絲的一定強度而單向定向拉伸的扁絲在斷裂后很容易裂絲纖維化，這些纖維化的扁絲纖維是肯定會混入羊毛、天然纖維和化學纖維的，容易纖維化的扁絲且扁絲剛性強不柔軟的扁絲如聚丙烯扁絲在編織機上編織包裝布或土工布時因有許多纖維且扁絲剛性強不柔軟非常影響編織設(shè)備的效率發(fā)揮，也易引起設(shè)備飛梭而損壞設(shè)備，特別是高拉伸倍率、高強度的聚丙烯扁絲，上述現(xiàn)象更嚴重，甚至到了設(shè)備無法運轉(zhuǎn)，獲得的編織布成品也不柔軟，且抗拉強度下降嚴重。
鑒于以上原因，本實用新型的目的是為了克服以上不足，提供一種成本低、強度高、不易纖維化，柔軟，性能好，可回收利用，利于環(huán)保的復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲(扁平窄帶)。
本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的本實用新型復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲包括至少二層聚合物，至少二層聚合物復合后經(jīng)單向拉伸定向而成聚合物扁絲。
上述的聚合物扁絲中有至少一層聚合物是采用納米級復合材料制成。
上述的聚合物扁絲各層聚合物是由不同種類的聚合物材料制成。
上述的聚合物復合層至少為三層，中間層采用無機填料和聚合物的共混物制成。
上述的聚合物復合層至少為三層，中間層采用回收利用的廢舊聚合物制成。
上述的聚合物扁絲外層中至少有一層外層面上有防滑和增加強度的凹凸筋紋。
本實用新型復合的高強度的單向拉伸定向的聚合物扁絲，將不同性能和不同拉伸強度、不易纖維化的聚合物復合在一起并經(jīng)單向拉伸定向，獲得了強度高、不易纖維化、柔軟的、性能更好的、成本低的聚合物扁絲；將易析出無機填料的聚合物和可能有殘留有害物質(zhì)的回收利用的廢舊聚合物復合在中間層，并經(jīng)單向拉伸定向，獲得了防止污染環(huán)境和生產(chǎn)設(shè)備，防止有害物質(zhì)擴散和污染包裝物的成本低、利于環(huán)保的聚合物扁絲，使包裝物的回收利用環(huán)保措施可以實現(xiàn)，也提高了扁絲和編絲編織包裝袋的應(yīng)用水平，擴大了應(yīng)用范圍，有利環(huán)保。
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的實施例


圖1為本實用新型復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲結(jié)構(gòu)示意
圖1。
圖2為
圖1復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程圖。
圖3為圖2中圓形復合模頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲結(jié)構(gòu)示意圖2。
圖5為圖4的復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程圖。
圖6為圖5中扁平復合模頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本實用新型復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲的結(jié)構(gòu)示意圖3。
圖8為圖7所示復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程圖。
圖9為本實用新型復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲結(jié)構(gòu)示意圖4。
圖10為本實用新型復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲的結(jié)構(gòu)示意圖5。
圖11為
圖10復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程圖。
圖12為
圖11中圓型復合模頭結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例1
圖1～圖3給出了本實用新型實施例1—二層復合的高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲結(jié)構(gòu)示意圖及生產(chǎn)流程圖。本實施例1的聚合物扁絲是由低密度聚乙烯層1、聚丙烯層2復合后單向拉伸定向而成。這種結(jié)構(gòu)的扁絲因聚丙烯經(jīng)高拉伸倍率的拉伸定向后有較高的強度，但同時又有纖維化現(xiàn)象，拉伸倍率高、強度就高，但纖維化就嚴重，不易在編織機上順利生產(chǎn)，但增加一層低密度聚乙烯后因分子結(jié)構(gòu)的原因，那怕經(jīng)過高倍率的拉伸，其材料的纖維化趨勢也比聚丙烯好很多，復合后可以起到阻止聚丙烯層纖維化的作用，此扁絲既有較高的抗拉強度，但受聚乙烯的阻止，又有纖維化現(xiàn)象減少的優(yōu)點?？梢蕴岣呔幙椆ば虻纳a(chǎn)效率和減少織物重量而降低原材料成本。
圖2為生產(chǎn)流程圖。采用了二臺塑料擠出機3，有至少二條流道的圓形復合模頭4、水冷卻杯5，七根牽引棍6，切刀7，熱弧板8，三根拉伸輥9。在塑料擠出機3中分別加入上述二種原料，經(jīng)熔融后擠壓入圖3所示有至少二條流道的圓型復合模頭4中，在模頭出口處二種熔融體復合為一層圓型的復合膜10，圓型復合膜10經(jīng)水冷卻環(huán)5與水接觸冷卻定型為復合薄膜11后被牽引輥6牽引和夾持，在設(shè)計有一定間隔的多片切刀7處被切刀分切為窄條12，12經(jīng)過熱弧板8的加熱，處于最佳的熱拉伸條件下被拉伸輥9拉伸，9與6之間有5與9倍的線速度拉伸倍率可調(diào)，倍率高，得到的扁絲13強度也高。該實施例生產(chǎn)所得的是二層復合的高強度的拉伸定向的聚合物扁絲。
實施例2圖4給出了本實用新型實施例2—三層復合的聚合物扁絲結(jié)構(gòu)示意圖。包括高密度聚乙烯層14、15和位于二層間的聚丙烯層16。這種結(jié)構(gòu)的聚合物扁絲，同樣的斷面有比實施例1更高的強度。圖為高密度聚乙烯和聚丙烯在較高拉伸倍率的拉伸定向工藝條件下都有較好的強度。比如5—9倍的倍率。但當8倍的拉伸倍率下，聚丙烯的拉伸強度已達到了最大值且纖維化現(xiàn)象嚴重，已基本無法在編織機上正常生產(chǎn)。本實施例將處于8倍拉伸倍率的高密度聚乙烯設(shè)計在聚丙烯層16的二邊，將其處于夾層中間，因高密度聚乙烯層14、15與聚丙烯層16比較纖維化趨勢和嚴重性要好些，當8倍拉伸倍率時，強度也基本達到聚乙烯層14、15的最高區(qū)間，這樣的結(jié)構(gòu)，使聚合物扁絲達到最好的強度，但因14～15的作用使16的嚴重纖維化沒有在扁絲表面化，達到了最佳的配合。如圖4所示本實施例外層的一面有防滑和增加強度的凹凸筋紋17。實施例得到的扁絲有很高的強度和綜合性能，可以為編織袋大幅度降低成本，且提高了強度和性能。
圖5為生產(chǎn)本實施例2的生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程示意圖6有二臺塑料擠出機18，一臺加入的原料是高密度聚乙烯，另一臺加入的原料是聚丙烯，可生產(chǎn)本實施例2三層復合的扁絲，二臺擠出機18熔融各自加入的聚合物，將熔融體擠至如圖6所示的有三條流道的扁平復合模頭19中，三層熔融體其中中間層為聚丙烯，外面二層為高密度聚乙烯，在模頭出口處復合為一層復合膜20，經(jīng)過水箱21中的水與復合膜的直接接觸冷卻定型為復合薄膜22。復合薄膜22被一根七根的牽引輥23牽引和/或夾持在切刀24處被分切為窄條25。25經(jīng)過轉(zhuǎn)動的用熱油加熱的或電加熱器加熱的或熱風加熱的四根熱輥25的接觸加熱，處于最佳的熱拉伸條件下被一對拉伸輥27拉伸，在牽引輥23與四根熱輥和拉伸輥26、27之間有5至9倍線速度的拉伸率。四根熱輥的線速度也是后邊一根比前一根，從窄條25進入到被拉伸為扁絲28按此順序逐漸增快，最后到一對拉伸輥線速倍率為5至9倍范圍可調(diào)整。此實施例拉伸因是逐漸拉伸，得到的扁絲強度更高、性能更好。此實施例也可發(fā)在切刀處24不將復合薄膜分切為窄條，是將復合薄膜經(jīng)過上述的轉(zhuǎn)動的熱輥的接觸加熱，使復合薄膜處于最佳的熱位伸條件下被一對拉伸輥27拉伸，同時被四根熱輥逐漸拉伸為單向拉伸薄膜，將此膜收卷后根據(jù)后工序及工程對扁絲(扁平窄帶)寬度的要求，再對單向拉伸薄膜分切得到扁絲。
實施例3圖7給出了本實施例3—三層復合的高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲結(jié)構(gòu)示意圖。在聚乙烯(或高密度聚乙烯)層29、30間復合有高填充比例的碳酸鈣和聚乙烯共混物層31。這種結(jié)構(gòu)的扁絲聚乙烯層29、30抗拉強度大且還起到阻止填料碳酸鈣表面化和析出的作用，可以保護編織機及生產(chǎn)環(huán)境。共混物層31是增加扁絲的剛性和保證扁絲重量。這種扁絲用于編織和基布生產(chǎn)可以節(jié)約大量原材料成本和生產(chǎn)成本。
圖8給出了本實施例3的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝流程圖。本實施例有二臺塑料擠出機32，一臺擠出機加入的是聚丙烯或高密度聚乙烯，一臺擠出機加入的是有高填料比例的碳酸鈣與高密度聚乙烯的共混物，也可以在加入有填料共混物的這臺擠出機上換為加入回收利用的廢舊聚合物即可生產(chǎn)實施例4(圖9)所示的三層復合的扁絲。二臺擠出機32熔融各自加入的聚合物，將熔融體擠至有三條流道的扁絲的扁平復合膜頭33中三層熔融體，其中中間層為高填料比例的共混物或為回收利用的廢舊聚合物，外面二層為聚丙烯或高密度聚乙烯，在模頭出口處復合為一層復合膜34，經(jīng)過內(nèi)通冷水的冷輥35的冷卻定型為復合薄膜36，36被一組六根的牽引輥37牽引和夾持，在切刀38處被分切為窄條39，30經(jīng)過熱風烘箱40的加熱，處于最佳的熱位伸條件下被拉伸輥41拉伸，41與37之間有5至9倍的線速度拉伸倍率可調(diào)，經(jīng)拉伸定向后得到扁絲60。
實施例4圖9給出了本實施例4—三層復合的高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲結(jié)構(gòu)示意圖。聚丙烯(或高密度聚乙烯)層42、43有較高的抗拉強度，二者間復合有回收利用的廢舊聚合物44，使其不與外界接觸而污染外界，使可能殘留的有害物質(zhì)的回收廢舊聚合物被再利用成為可能。這種扁絲編織的布和袋有較低的本成，對環(huán)境的保護和回收利廢有利。采用如圖8所示的設(shè)備將三者復合后再經(jīng)單向拉伸定向而成聚合物扁絲。
實施例5
圖10給出了本實施例5—五層復合的高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲結(jié)構(gòu)示意圖。高密度聚乙烯層61、45間復合有離子型聚合物層46、47，尼龍66(或尼龍6)層48。龍66(或尼龍6)有很高的抗拉強度。高密度聚乙烯有同樣的拉伸倍率時也有很高的拉伸強度。尼龍66層48與高密度聚乙烯層44、45之間的復合是靠離子型聚合物層46、47來復合的，否則尼龍66和高密度聚乙烯層44、45之間不能復合。它的結(jié)構(gòu)是以中間層為中心，在中間層的二面對稱分層復合的是不同于中間層的材料。這種扁絲有極高的強度，且不容易破絲和纖維化，可以用于羊毛和天然纖維及特殊化纖的包裝，也可以作為強度和綜合性能要求較高的繩索、抗拉帶、土工工程用帶。
圖11為生產(chǎn)本實施例復合聚合物扁絲的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程圖。有三臺塑料擠出機49，每臺擠出機加入的是不同種類的聚合物，分別加入的是尼龍66或6，離子型聚合物和高度聚乙烯。三臺擠出機49熔融三種不同類別的聚合物，將熔融體擠出如
圖12所示的有五條流道的圓型復合模頭58，五層熔融體在模頭出口處復合為一層圓型的復合膜51，經(jīng)過風冷卻環(huán)52的冷風冷卻定型為圓型復合薄膜53，53被一組八根輥的牽引輥54牽引和夾持，在切刀55處被分切為窄條56、56經(jīng)過烘箱57的加熱，處于最佳的熱拉伸條件下被拉伸輥58拉伸，58與54之間有5至9倍的線速度拉伸率可調(diào)，經(jīng)拉伸定向后得到扁絲59。
權(quán)利要求1.復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲，其特征在于包括至少二層聚合物，至少二層聚合物復合后經(jīng)單向拉伸定向而成聚合物扁絲。
2.如權(quán)利要求1所述的復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲，其特征在于有至少一層聚合物是采用納米級復合材料制成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲，其特征在于各層聚合物是由不同種類的聚合物材料制成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲，其特征在于聚合物復合層至少為三層，中間層采用無機填料與聚合物共混物制成。
5.如權(quán)利要求1或2所述的復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲，其特征在于聚合物復合層至少為三層，中間層采用回收利用的廢舊聚合物制成。
6.如權(quán)利要求1或2所述的復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲，其特征在于聚合物扁絲外層中至少有一層外層面上有防滑和增加強度的凹凸筋紋。
專利摘要本實用新型提供了一種復合高強度單向拉伸定向的聚合物扁絲(扁平窄帶)。包括至少二層聚合物,至少二層聚合物復合后經(jīng)單向拉伸定向而成聚合物扁絲。復合層的中間層是有無機填料的聚合物層或回收利用的廢舊的聚合物層。有至少一層外層面上有防滑和增加強度的凹凸筋紋。各層可以是不同種類的聚合物材料復合而成。這種扁絲與單層扁絲比較有更高的強度,有更好的編織性能和使用性能,節(jié)約原材料降低成本,可以回收利用廢舊材料。
文檔編號D01D5/00GK2464746SQ01214529
公開日2001年12月12日 申請日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月23日
發(fā)明者甘國工 申請人:甘國工