一种复合绳索的制备方法及其在体育运动中的应用

摘要

本发明涉及一种复合绳索的制备方法及其在体育运动中的应用，步骤为：(1)分别将单丝按80～120捻/m的捻度进行初捻；得到绳丝；(2)将绳丝按捻度39～78捻/m复捻成复合绳线，其中，高强高模聚乙烯绳丝和涤纶弹力绳丝的根数比100∶50∶1～400∶100∶1；(3)按捻度40～60捻/m，多根复合绳线再反向捻成复合绳纱；(4)多层复合绳纱制成复合绳股，其股捻距按直径比为2∶1～10∶1，制成复合绳索；所述的各道工序间，均通过张力装置给各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股均匀加力，使各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股受力均匀。本发明的优点：具有良好的强度，很高的安全余量，增强绳索的弹性；扩大其应用范围。

权利要求

1.一种复合绳索的制备方法，其特征在于，具体步骤为：(1)分别将单丝按80～120捻/m的捻度进行初捻；得到绳丝；

所述的单丝为高强高模聚乙烯，涤纶弹力丝和高吸水丝；

(2)将绳丝按捻度39～78捻/m复捻成复合绳线，其中，高强高模聚乙烯绳丝和涤纶弹力绳丝的根数比100∶50∶1～400∶100∶1；

(3)按捻度40～60捻/m，多根复合绳线再反向捻成复合绳纱；

(4)多层复合绳纱制成复合绳股，其股捻距按直径比为2∶1～10∶1，制成复合绳索；

所述的各道工序间，均通过张力装置给各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股均匀加力，使各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股受力均匀。

2.如权利要求1所述的一种复合绳索的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，高强高模聚乙烯绳丝和涤纶弹力绳丝的根数比优选为200∶75∶1。

3.如权利要求1所述的一种复合绳索的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，所述的捻度为50捻/m。

4.如权利要求1所述的一种复合绳索在体育运动中的攀岩绳索的应用。

说明书

【技术领域】

本发明涉及绳索技术领域，具体地说，是一种复合绳索的制备方法及其在体育运动中的应用。

【背景技术】

中国是化纤大国，但不是化纤强国，据专家介绍和有关部门统计，中国的高性能特种纤维的产量仅为世界产量的百分之一。当今世界三大高性能纤维是：芳纶、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维，目前中国由于技术问题芳纶仅有小量生产；碳纤维尚处在试验和初级生产阶段，产品只能应用在耐磨填料等领域；超高分子量聚乙烯纤维已突破关键性生产技术，具备规模化生产条件。据报道，美国超高分子量聚乙烯纤维70％用于防弹衣、防弹头盔、军用设施和设备的防弹装甲、航空航天等军事领域，而我国在军事方面的应用基本上为零，而高性能纤维的发展是一个国家综合实力的体现，是建设现代化强国的重要物资基础，为此，从国家利益出发大力支持与加速发展我国的超高分子量聚乙烯纤维的生产与应用尤显迫切。

超高分子量聚乙烯纤维(英文全称：Ultra High Molecular WeightPolyethylene Fiber，简称UHMWPE)，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其特殊性能为：

一、高比强度，高比模量。比强度是同等截面钢丝的十多倍，比模量仅次于特级碳纤维；

二、纤维密度低，密度是0.97g/cm3，可浮于水面；

三、断裂伸长低、断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割性；

四、抗紫外线辐射，防中子和γ射线，比能量吸收高、介电常数低、电磁波透射率高；

五、耐化学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命。

目前，超高分子量聚乙烯纤维国际上只有荷兰帝斯曼公司(DSM)、美国霍尼韦尔公司、日本三井公司共3家公司能工业化生产，且年总产量不到9000吨。

上世纪70年代末期，荷兰帝斯曼公司采用疑凝胶纺丝方法(Gel spinning)纺制超高分子量聚乙烯纤维获得成功。该公司是该纤维的创始公司，也是该纤维世界上产量最高、质量最佳的制造商，年产量约5000吨。80年代美国Allied-Singal公司与荷兰帝斯曼公司合作，在美国成立霍尼韦尔公司，生产超高分子量聚乙烯纤维中低端产品，且仅限北美市场销售，年产量约3000吨。日本东洋纺公司和荷兰帝斯曼公司合资在日本成立三井公司，生产超高分子量聚乙烯纤维，销售地区仅限日本和中国台湾省，年产量约600吨。

目前欧美和日本的超高分子量聚乙烯纤维用途结构有一定差异。欧美主要用于防弹衣和武器装备，占总量60％～70％，其次为绳缆占20％，渔网等占5％、劳动防护占5％；日本主要用于绳缆、渔网、防护类，特别是防切割手套，在汽车生产涂漆工序的使用已达到超高分子量聚乙烯纤维总需求量的1/4。

超高分子量聚乙烯纤维自商业化生产以来，一直在迅速发展。美国发生恐怖事件和世界不断发生局部战争以来，防弹衣料和军需装备用超高分子量聚乙烯纤维的需求迅速扩大。同样在民用领域，超高分子量聚乙烯纤维产品以其优良的性能，迅速成为海上用绳缆、远洋渔网和海上网箱等的主要材料，其市场需求保持旺盛的增长。尽管荷兰帝斯曼公司、美国霍尼韦尔公司和日本三井公司近几年多次增建扩产，产量以每年8％以上的速度递增，但仍不能满足市场需求。

(1)荷兰帝斯曼公司的情况，2001年美国发生恐怖事件后，以美国为中心的防弹衣用产品需求激增，帝斯曼公司迅速扩建，将生产能力增加10％以上。据报道，2006年荷兰帝斯曼公司计划在美国的北卡罗来纳州Greenville工厂原有生产线的基础上，再新建1条生产线，将使该公司纤维生产线总数达到10条，新装置预计将于2008年早期投产。而且Greenville工厂的产品直到今天主要供应美国军队和执法机构。

(2)美国霍尼韦尔公司的情况，美国霍尼韦尔公司至今没有扩产，2006年与帝斯曼公司就有关超高分子量聚乙烯纤维的分歧达成谅解，默认帝斯曼公司在美国境内的不断扩产，其详情不得而知。据悉霍尼韦尔公司生产工艺的主要辅料为氟氯化碳(俗称氟利昂)，氟氯化碳的使用给扩产带来了巨大技术障碍。

(3)日本三井公司的情况，2003年4月日本三井公司开始建设新的超高分子量聚乙烯纤维生产线，加上原来的生产装置，使日本的年设计生产能力达到600吨。产品重点放在扩大作业手套、钓鱼线和绳缆市场上。我国东华大学自1985年开始超高分子量聚乙烯纤维的研究，江苏神泰科技发展有限公司、盐城超强高分子材料工程技术研究所先后加入研发行列，主要致力于成套装备的技术研发和设备制造，并取得了一系列重大理论与实践的突破。随即一些企业投入中试及小规模工业化生产，至今经过不懈努力其纤维性能已经达到国际先进水平并具有各自的特色，部分进入规模化生产阶段。国内近几年在江苏神泰科技发展有限公司先进的成套工程技术装备的产业化推广下，先后在北京同益中、湖南中泰、山东爱地、北京威斯特、浙江翔盛、广东信达、杭州东南、中纺投无锡分公司、上海豪嘉特、江苏中益建成了多条生产线，形成了较完善规模化生产。通过近十年的摸索、研究，江苏神泰科技发展有限公司终于研制成功了一条国内单机产能最大，纤维品质最优，生产成本最低，且节能环保的成套工程技术生产线，已达到国际先进水平。

提高单机产量，实现规模化生产，以技术进步带动产业升级，使我国超高分子量聚乙烯纤维的制备技术和装备水平达到国际先进水平，将是该产品在我国的发展方向和要求。目前，江苏神泰科技发展有限公司、盐城超强高分子材料工程技术研究所和东华大学正联合研究开发新一代产量高、质量好的工艺和装备技术。为此，国家在“十一五”《纺织工业科技进步发展纲要》中重点将超高分子量聚乙烯纤维产业化研发列为纺织行业重点突破的28项关键技术之首位，并要求“要对国内已有基础的新一代超高强高膜聚乙烯等应用技术深化研究，实现产业升级”。超高分子量聚乙烯纤维的高端市场是绳网制造业，其次是用于防弹片(UD)。我国超高分子量聚乙烯纤维年产量不足2000吨，主要用于制造防刺服、防弹衣、防弹头盔、绳缆、远洋渔网、劳动防护等，部分纤维出口欧美及亚洲等一些国家和地区。国内国防领域已逐步使用，民用领域应用也在推广使用，每年的市场需求量约在10000吨左右。随着超高分子量聚乙烯纤维在我国实现规模化工业生产，以及生产成本和产品价格的下降，必将迅速带动中国在其国防和民用应用领域的研究和发展，尤其是在民用领域(绳缆、远洋渔网、海上养殖、劳动防护类)，应用范围将不断扩展，社会惠及面越来越广，市场需求保持旺盛增长。中国超高分子量聚乙烯纤维的发展对国防建设和军事装备也将有着不同寻常的战略意义。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合绳索的制备方法及其在体育运动中的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种复合绳索的制备方法，其具体步骤为：

(1)分别将单丝按80～120捻/m的捻度进行初捻；得到绳丝；

所述的单丝为高强高模聚乙烯，涤纶弹力丝和高吸水丝；

(2)将绳丝按捻度39～78捻/m复捻成复合绳线，高强高模聚乙烯绳丝和涤纶弹力绳丝的根数比100∶50∶1～400∶100∶1；优选为200∶75∶1；

(3)按捻度40～60捻/m，多根复合绳线再反向捻成复合绳纱；捻度优选为50捻/m；

(4)多层复合绳纱制成复合绳股，其股捻距按直径比为2∶1～10∶1，制成复合绳索；

所述的各道工序间，均通过张力装置给各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股均匀加力，使各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股受力均匀；

一种复合绳索在体育运动中的应用，主要用于攀岩的绳索等领域。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)与现有绳索相比，本发明采用高强高模聚乙烯纤维作为绳索的主要材料，使绳索具有良好的强度，很高的安全余量，使缆绳的断裂负荷提高10％左右，可替代钢缆，是缆绳首选最佳材料；绳索的柔软且伸长小，因此便于使用，高安全性、易操作和漂浮易回收等使其倍受欢迎；

(2)同时本复合绳索又加上弹性丝，有利于增强绳索的弹性，有利于人们的使用；

(3)本发明还含有微量的吸水性纤维，具有良好的吸水功能，尤其是在早晨云雾中或者雨天具有良好的功能，扩大其应用范围。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种复合绳索的制备方法及其在体育运动中的应用的具体实施方式。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种复合绳索的制备方法，其具体步骤为：

(1)分别将单丝按80捻/m的捻度进行初捻；得到绳丝；

所述的单丝为高强高模聚乙烯，涤纶弹力丝和高吸水丝；

(2)将绳丝按捻度39捻/m复捻成复合绳线，高强高模聚乙烯绳丝和涤纶弹力绳丝的根数比100∶50∶1；

(3)按捻度40捻/m，多根复合绳线再反向捻成复合绳纱；

(4)多层复合绳纱制成复合绳股，其股捻距按直径比为2∶1，制成复合绳索；

所述的各道工序间，均通过张力装置给各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股均匀加力，使各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股受力均匀。

实施例2

一种复合绳索的制备方法，其具体步骤为：

(1)分别将单丝按100捻/m的捻度进行初捻；得到绳丝；

所述的单丝为高强高模聚乙烯，涤纶弹力丝和高吸水丝；

(2)将绳丝按捻度60捻/m复捻成复合绳线，高强高模聚乙烯绳丝和涤纶弹力绳丝的根数比200∶75∶1；

(3)按捻度50捻/m，多根复合绳线再反向捻成复合绳纱；

(4)多层复合绳纱制成复合绳股，其股捻距按直径比为5∶1，制成复合绳索；

所述的各道工序间，均通过张力装置给各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股均匀加力，使各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股受力均匀。

实施例3

一种复合绳索的制备方法，其具体步骤为：

(1)分别将单丝按120捻/m的捻度进行初捻；得到绳丝；

所述的单丝为高强高模聚乙烯，涤纶弹力丝和高吸水丝；

(2)将绳丝按捻度78捻/m复捻成复合绳线，高强高模聚乙烯绳丝和涤纶弹力绳丝的根数比400∶100∶1；

(3)按捻度60捻/m，多根复合绳线再反向捻成复合绳纱；

(4)多层复合绳纱制成复合绳股，其股捻距按直径比为10∶1，制成复合绳索；

所述的各道工序间，均通过张力装置给各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股均匀加力，使各单丝，复合绳线，复合绳纱，复合绳股受力均匀。

最后所应说明的是：以上实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。