一种包塑滑水绳主绳的制作方法
阅读说明：本技术 一种包塑滑水绳主绳的制作方法 (Manufacturing method of plastic-coated water-skiing rope main rope ) 是由 王雪梅 朱林 邱延平 巩亮 王治平 赵志勋 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种包塑滑水绳主绳,包括机织绳索层、隔热层和包塑层,所述机织绳索层和包塑层之间采用耐热聚合物织物、无纺布、薄膜或玻璃纤维布作为隔热层,所述隔热层厚度＜0.5mm,所述包塑层由原料熔融挤出后均匀的包覆在隔热层的外部；所述机织绳索层包括绳皮和绳芯,所述绳皮紧密包覆在绳芯外,所述绳皮采用导纬针织带机织成管状结构,所述绳芯由至少一根三股捻线或多根平行纱线组成,所述滑水绳主绳的直径为4～8mm。本发明具有强力高、延伸小等特点,并能在保证强力的情况下直径获得大幅度降低。(The invention provides a plastic-coated main rope of a water skiing rope, which comprises a woven rope layer, a heat insulation layer and a plastic-coated layer, wherein a heat-resistant polymer fabric, non-woven fabric, a film or glass fiber cloth is adopted as the heat insulation layer between the woven rope layer and the plastic-coated layer, the thickness of the heat insulation layer is less than 0.5mm, and the plastic-coated layer is uniformly coated outside the heat insulation layer after being melted and extruded by raw materials; the weaving rope layer comprises a rope skin and a rope core, the rope skin is tightly wrapped outside the rope core, the rope skin is woven into a tubular structure by a weft insertion knitting machine, the rope core is composed of at least one three-strand twisted yarn or a plurality of parallel yarns, and the diameter of the main rope of the water skiing rope is 4-8 mm. The invention has the characteristics of high strength, small extension and the like, and can greatly reduce the diameter under the condition of ensuring the strength.)
技术领域
本发明涉及一种包塑滑水绳主绳的制作方法，属于滑水运动用绳索技术领域。
背景技术
滑水运动是人借助动力的牵引，在水面上“行走”的水上运动，作为滑水运动的必备器材，滑水绳的好坏直接影响到滑水的质量。滑水绳主要由握杆、保护套、连接绳和绳体部分构成，其中绳体部分称为主绳。滑水绳主绳主要通过加捻、编织制得：由于绳索直径和手感的要求，纱线加捻过程中捻度远超过其临界捻系数，容易造成绳索强度损失；编织过程中纱管按照旋转方式绞合，纱线相互穿插交叉在一起，每经过一个编织循环纱线绕绳索轴向旋转360°，使得纱线沿绳索轴向取向度降低，纤维强度利用率下降，伸长率增加。同时，绳索在使用容易过程中受弯折、摩擦后易起毛勾丝，影响外观和使用寿命。
为满足滑水绳主绳强力要求，常通过增大其直径实现，但该方法得到的绳索通常质量大且较粗，不利于携带和使用；另外，为解决起毛勾丝问题，常采用的手段是对绳索进行涂层整理，赋予滑水绳耐磨、防水等特性，但在滑水绳经多次弯折、摩擦后，涂层易脱落，耐磨性能大打折扣，不利于长期使用。滑水绳相关专利CN201864015U主要对滑水绳握杆进行了改良；专利CN 103661834 A提供了一种滑水绳及滑行牵引把手，通过固定轴固定绳索，达到了优良的机械稳定度及连接关系。但目前与滑水绳相关的专利大多数集中在牵引握杆的制作以及各部分的连接，并没有对滑水绳主绳性能进行优化。因此，采用机织工艺生产绳索，提高绳索力学性能，并对其表面进行包塑处理，进而开发出轻质、高强力、低延伸、耐弯折、耐磨性和耐水性好的滑水绳产品具有重要的现实意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种包塑滑水绳主绳的制作方法，具体技术方案如下，
一种包塑滑水绳主绳，包括机织绳索层、隔热层和包塑层，所述机织绳索层和包塑层之间采用耐热聚合物织物、无纺布、薄膜或玻璃纤维布作为隔热层，所述隔热层厚度＜0.5mm，所述包塑层由原料熔融挤出后均匀的包覆在隔热层的外部；所述机织绳索层包括绳皮和绳芯，所述绳皮紧密包覆在绳芯外，所述绳皮采用导纬针织带机织成管状结构，所述绳芯由至少一根三股捻线或多根平行纱线组成，所述滑水绳主绳的直径为4～8mm。
优选的，所述耐热聚合物织物为涤纶、锦纶66、芳纶或聚酰亚胺织物中的至少一种。
优选的，所述薄膜为聚四氟乙烯薄膜。
优选的，所述包塑层的原料为热塑性聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的任意一种或几种。
优选的，所述机织绳索层采用导纬针织带机将加捻长丝或纱线直接织成绳索。
一种包塑滑水绳主绳的制作方法，包括以下步骤：
步骤(1)：取规格为200～1600D长丝2～5根，在环捻机上加捻合为一根纱线，捻度设置为15～60捻/米，或取规格为800～1600D长丝不加捻，作为经纱备用；
步骤(2)：取规格为200～1000D的长丝3～8根，在环捻机上进行初捻合为一根纱线，捻度设置为30～80捻/米；取三根完成初捻的纱线在环捻机上进行复捻，捻向和初捻相反，捻度为15～60捻/米，得到三股捻线作为绳芯；该步骤所述三股捻线可直接由加捻一次或不加捻的平行纱线代替；
步骤(3)：将步骤(1)得到的经纱8～30根和步骤(2)得到的绳芯1～16根平行排列，或由平行纱线代替绳芯，引入到织机上，取两根200～500D的复丝不加捻，分别作为纬纱和锁边线；通过织机的开闭口运动以及纬纱的往复运动，使得绳芯紧密的排布在绳索中心位置，经纱和纬纱交织形成闭合的管状结构，环绕在绳芯周围，锁边线在一侧收边，得到机织绳索；
步骤(4)：利用包缠机将隔热层均匀的缠绕在步骤(3)所述的机织绳索外侧；
步骤(5)：将步骤(4)得到的绳索引入包塑机，包塑原料经熔融挤出后包覆在绳索隔热层外侧，经模口挤压、水冷定型、牵引、收卷，最终制得滑水绳主绳。
进一步的，所述长丝和复丝均为超高分子量聚乙烯材料的丝线，断裂强力＞30g/d，断裂伸长率＜5％。
进一步的，所述经纱分为表经和里经，表经形成梭口后，导纱针引入纬纱与表经交织，此时里经沉在绳索下层不与纬纱交织；里经形成梭口后，导纱针引入纬纱与里经交织，此时表经升到上层不与纬纱交织；锁边线由导纱针引导至绳索的一侧，和由导纱针引导来的纬纱交织，并通过舌针成圈过程完成绳索的锁边。
进一步的，所述步骤(5)制得的滑水绳主绳的包塑层单臂厚度为0.3～1mm，包塑原料的熔融挤出温度为140～250℃，经模口挤压的模口直径比所包覆绳索张力直径高0.1～2mm，水冷定型的水冷温度5～25℃，水冷长度3～8m。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明中滑水绳主绳机织绳索层是采用导纬针织技术织造的机织绳索，能够有效降低纱线捻度，同时令绳索中纱线沿绳索轴向排列取向，和普通编织结构相比大幅度减少纱线的旋转，使得纱线螺旋角大大降低，提高了纱线中纤维的强度利用率。通过该方法制备的滑水绳主绳，具有强力高、延伸小等特点，并能在保证强力的情况下直径获得大幅度降低。
(2)本发明在机织绳索层和包塑层之间添加隔热层，能够有效避免包塑过程中较高温度的挤出熔体对超高分子量聚乙烯绳索表面造成的热损伤。
(3)本发明制备的滑水绳主绳，在最外层包覆包塑层，避免了绳索在使用过程中起毛勾丝现象，提高了绳索耐弯折、耐摩擦和耐水性能，使滑水绳主绳具有良好的手感和外观，使用性能和寿命得到较大提升。
附图说明
图1是本发明滑水绳主绳的结构示意图。
图2是本发明滑水绳主绳的截面示意图。
图3是本发明滑水绳主绳制作工艺流程图。
图中：1-绳芯；2-绳皮；3-隔热层；4-包塑层；5-经纱；6-三股捻线；7-纬纱；8-锁边线；9-包缠机；10-隔热材料；11-包塑原料；12-包塑机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和2所示，一种包塑滑水绳主绳，包括机织绳索层、隔热层3和包塑层4，所述机织绳索层和包塑层4之间采用耐热聚合物织物、无纺布、薄膜或玻璃纤维布作为隔热层3，所述隔热层3厚度＜0.5mm，所述包塑层4由原料熔融挤出后均匀的包覆在隔热层3的外部；所述机织绳索层包括绳皮2和绳芯1，所述绳皮2紧密包覆在绳芯1外，所述绳皮2采用导纬针织带机织成管状结构，所述绳芯1由至少一根三股捻线或多根平行纱线组成，所述滑水绳主绳的直径为4～8mm。所述机织绳索层还可为不夹芯结构，采用导纬针织带机将加捻长丝或纱线直接织成绳索。
所述耐热聚合物织物为涤纶、锦纶66、芳纶或聚酰亚胺织物中的至少一种，所述薄膜为聚四氟乙烯薄膜，所述包塑层4的原料为热塑性聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的任意一种或几种。
如图3所示，一种包塑滑水绳主绳的制作方法，包括以下步骤：
步骤(1)：取规格为200～1600D长丝2～5根，在环捻机上加捻合为一根纱线，捻度设置为15～60捻/米，或取规格为800～1600D长丝不加捻，作为经纱5备用；
步骤(2)：取规格为200～1000D的长丝3～8根，在环捻机上进行初捻合为一根纱线，捻度设置为30～80捻/米；取三根完成初捻的纱线在环捻机上进行复捻，捻向和初捻相反，捻度为15～60捻/米，得到三股捻线6作为绳芯1；该步骤所述三股捻线6可直接由加捻一次或不加捻的平行纱线代替；
步骤(3)：将步骤(1)得到的经纱8～30根和步骤(2)得到的绳芯1～16根平行排列，或由平行纱线代替绳芯1，引入到织机上，取两根200～500D的复丝不加捻，分别作为纬纱7和锁边线8；通过织机的开闭口运动以及纬纱7的往复运动，使得绳芯1紧密的排布在绳索中心位置，经纱5和纬纱7交织形成闭合的管状结构，环绕在绳芯1周围，锁边线8在一侧收边，得到机织绳索；
步骤(4)：利用包缠机9将隔热层3所需隔热材料10均匀的缠绕在步骤(3)所述的机织绳索外侧；
步骤(5)：将步骤(4)得到的绳索引入包塑机12，包塑原料11经熔融挤出后包覆在绳索隔热层3外侧，经模口挤压、水冷定型、牵引、收卷，最终制得滑水绳主绳。
所述经纱5分为表经和里经，表经形成梭口后，导纱针引入纬纱7与表经交织，此时里经沉在绳索下层不与纬纱7交织；里经形成梭口后，导纱针引入纬纱7与里经交织，此时表经升到上层不与纬纱7交织；锁边线8由导纱针引导至绳索的一侧，和由导纱针引导来的纬纱7交织，并通过舌针成圈过程完成绳索的锁边。
所述长丝和复丝均为超高分子量聚乙烯材料的丝线，断裂强力＞30g/d，断裂伸长率＜5％。所述步骤(5)制得的滑水绳主绳的包塑层4单臂厚度为0.3～1mm，包塑原料11的熔融挤出温度为140～250℃，经模口挤压的模口直径比所包覆绳索张力直径高0.1～2mm，水冷定型的水冷温度5～25℃，水冷长度3～8m。
实施例1：
一种包塑滑水绳主绳及其制作方法，包括以下步骤：
(1)取规格为1000D的超高分子量聚乙烯长丝3根，在环捻机上加捻合为一根纱线，捻向为Z向，捻度设置为20捻/米，制作经纱5。
(2)取上述步骤(1)得到的经纱16根，平行排列引入到织机上，取两根250D的超高分子量聚乙烯复丝不加捻，分别作为纬纱7和锁边线8。通过织机的开闭口运动以及纬纱的往复运动，使得经纱5和纬纱7交织形成闭合结构，锁边线8在一侧收边，得到线密度为5.7g/m的无夹芯机织绳索。
(3)将步骤(2)得到的无夹芯机织绳索引入到包缠机9上，在绳索外侧包覆一层涤纶无纺布，所用无纺布克重为15g/㎡。
(4)将步骤(3)得到的绳索引入包塑机12，以高密度聚乙烯(HDPE)作为包塑原料，经220℃熔融挤出，通过模头挤压使得高密度聚乙烯紧密的包覆在绳索外侧，包塑单壁厚度约0.5mm，经水冷定型(水温15℃，水冷长度6m)、牵引，最终经收卷得到直径为4.0mm，线密度为8.6g/m的滑水绳主绳。
实施例2：
一种包塑滑水绳主绳及其制作方法，包括以下步骤：
(1)取规格为800D的超高分子量聚乙烯长丝3根，在环捻机上加捻合为一根纱线，捻向为Z向，捻度设置为20捻/米，制作经纱5。
(2)取规格为1600D的超高分子量聚乙烯单根长丝在环捻机上进行加捻，捻度设置为20捻/米，捻向为Z向或S向，制作加捻长丝作为绳芯1。
(3)取上述步骤(1)得到的经纱16根，步骤(2)得到的S向绳芯4根和Z向绳芯4根平行排列，引入到织机上，取两根250D的超高分子量聚乙烯复丝不加捻，分别作为纬纱7和锁边线8。通过织机的开闭口运动以及纬纱7的往复运动，使得绳芯1紧密的排布在绳索中心位置，经纱5和纬纱7交织形成闭合的管状结构，环绕在绳芯1周围，锁边线8在一侧收边，得到线密度为5.8g/m的加捻长丝夹芯机织绳索。
(4)将步骤(3)得到的夹芯机织绳索引入到包缠机9上，在绳索外侧包覆一层涤纶无纺布，所用涤纶克重为15g/㎡。
(5)步骤(4)得到的绳索引入包塑机12，以聚醚型热塑性聚氨酯(TPU)作为包塑原料，其硬度为80A，经180℃熔融挤出，通过模头挤压使得聚醚型热塑性聚氨酯紧密的包覆在绳索外侧，包塑单壁厚度约0.5mm，经水冷定型(水温15℃，水冷长度6m)、牵引，最终经收卷得到直径为4.0mm，线密度为9.2g/m的滑水绳主绳。
实施例3：
一种包塑滑水绳主绳及其制作方法，包括以下步骤：
(1)取规格为800D的超高分子量聚乙烯长丝3根，在环捻机上加捻合为一根纱线，捻向为Z向，捻度设置为20捻/米，制作经纱5。
(2)取规格为800D的超高分子量聚乙烯长丝5根，在环捻机上进行初捻合为一根纱线，捻度设置为40捻/米，捻向为S向；取三根完成初捻的纱线在环捻机上进行复捻，捻度为20捻/米，捻向为Z向，制作三股捻线6作为绳芯1。
(3)取上述步骤(1)得到的经纱16根，步骤(2)得到的绳芯1根，将其平行排列，引入到织机上，取两根250D的超高分子量聚乙烯复丝不加捻，分别作为纬纱7和锁边线8。通过织机的开闭口运动以及纬纱7的往复运动，使得绳芯1紧密的排布在绳索中心位置，经纱5和纬纱7交织形成闭合的管状结构，环绕在绳芯1周围，锁边线8在一侧收边，得到线密度为5.8g/m的三股捻线夹芯机织绳索。
(4)将步骤(3)得到的夹芯机织绳索引入到包缠机9上，在绳索外侧包覆一层涤纶无纺布，所用无纺布克重为15g/㎡。
(5)将步骤(4)得到的绳索引入包塑机12，以氯化聚乙烯(CPE)作为包塑原料，经160℃熔融挤出，通过模头挤压使得氯化聚乙烯紧密的包覆在绳索外侧，包塑单壁厚度约0.5mm，经水冷定型(水温15℃，水冷长度6m)、牵引，最终经收卷得到直径为4.1mm，线密度为9.7g/m的滑水绳主绳。
对比例1：
(1)取规格为1600D的超高分子量聚乙烯长丝4根，在环捻机上加捻合为一根纱线，捻向为Z向或S向，捻度设置为80捻/米，完成加捻后引入到预织机进行预织操作，得到缠绕到纱管上的纱线备用。
(2)将步骤(1)得到的Z向纱线6根，S向纱线6根引入高速编织机进行编织，后续不进行包塑工序，得到线密度为直径为4.2mm，线密度为8.7g/m的编织绳索。
对比例2：
(1)取规格为1000D的超高分子量聚乙烯长丝4根，在环捻机上加捻合为一根纱线，捻向为Z向或S向，捻度设置为80捻/米，完成加捻后引入到预织机进行预织操作，得到缠绕到纱管上的纱线备用。
(2)将步骤(1)得到的Z向纱线6根，S向纱线6根引入高速编织机进行编织，得到线密度为5.6g/m的无夹芯编织绳索。
(3)将步骤(2)得到的绳索引入到包缠机9上，在绳索外侧包覆一层涤纶无纺布，所用无纺布克重为15g/㎡。
(4)将步骤(3)得到的无夹芯编织绳引入包塑机12，以聚醚型热塑性聚氨酯作为包塑原料，其硬度为80A，经180℃熔融挤出，通过模头挤压使得聚醚型热塑性聚氨酯紧密的包覆在绳索外侧，包塑单壁厚度0.5mm，经水冷定型(水温15℃，水冷长度6m)、牵引，最终经收卷得到直径为4.0mm，线密度为8.5g/m的包塑绳。
对比例3：
(1)取规格为800D的超高分子量聚乙烯长丝3根，在环捻机上加捻合为一股，捻向为Z向或S向，捻度设置为80捻/米，完成加捻后引入到预织机进行预织操作，得到缠绕到纱管上的纱线，作为绳皮备用。
(2)取规格为1000D的超高分子量聚乙烯长丝6根，在环捻机上进行初捻合为一根纱线，捻度设置为150捻/米，捻向为S向；取三根完成初捻的纱线在环捻机上进行复捻，捻度为80捻/米，捻向为Z向，将得到三股捻线6在络筒机上进行络筒操作，制得绳芯1。
(3)将步骤(1)得到的Z向绳皮6根，S向绳皮6根和步骤(2)得到的绳芯1根引入高速编织机进行编织，得到线密度为5.6g/m的三股捻线夹芯编织绳索。
(4)将步骤(3)得到的三股捻线夹芯编织绳引入到包缠机9上，在绳索外侧包覆一层涤纶无纺布，所用无纺布克重为15g/㎡。
(5)将步骤(4)得到的绳索引入包塑机12，以聚醚型热塑性聚氨酯作为包塑原料，其硬度为80A，经180℃熔融挤出，通过模头挤压使得聚醚型热塑性聚氨酯紧密的包覆在绳索外侧，包塑单壁厚度0.5mm，经水冷定型(水温15℃，水冷长度6m)、牵引，最终经收卷得到直径为4.0mm，线密度为9.0g/m的包塑绳。
本发明实施例和对比例中断裂强力是根据GB/T 8834-2016《纤维绳索有关物理和机械性能的测定》在标准状态下测得。由上诉实施例和对比例进行比较，经测试后具有表1所示的技术效果。
表1各样品测试结果
通过表1测试结果可以看出，本发明制得的4mm滑水绳主绳断裂强力均达到了10kN以上，能够满足滑水绳使用过程的强力要求；比较3个实施例可以看出，相同线密度下，采用夹芯结构的绳索断裂强力更高，采用聚醚型热塑性聚氨酯包塑得到的绳索较其他两种包塑材料得到的绳索手感更柔软；通过对比例1和对比例2可以看出，包塑后的滑水绳能有效避免起毛勾丝，获得良好的使用效果；将实施例和对比例样品的断裂强力测试结果对比可以看出，本发明制得的包塑滑水绳主绳较相同线密度的普通滑水绳断裂强力提高了15％以上，具有良好的力学性能。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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