制造全取向尼龙纱的高速方法及这样制造的纱技术

制造全取向尼龙纱的一种纺丝拉伸联合法包括： 将甲酸相对粘度约为３５到７０的熔融尼龙聚合物挤压通过喷丝板，使其成为多个熔融聚合物流； 在骤冷区冷却该熔融聚合物流，使其形成长丝，并将该长丝结集成纱； 用送丝辊将该纱从该骤冷区拉出，送丝辊转动的圆周速度至少为４５００ｍｐｍ； 通过将纱送到拉伸辊以拉伸该纱，拉伸辊转动的圆周速度至少为送丝辊速度的约１．１倍； 在拉伸之后将纱通过一有蒸汽氛围的腔室，该纱暴露在蒸汽中至少约１毫秒，以便在拉伸之后回缩该纱； 卷绕该纱。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的背景本专利技术涉及连续的复丝尼龙纱的制造，特别是涉及制造全取向尼龙纱的高速方法和所得到的纱制品。例如尼龙6，6和尼龙6的连续复丝尼龙纺织用纱如果它们的伸长率小于约60％，一般认为是全取向的。因当这样的纱在工业上用于各种目的时，常常是以没有变形或膨松化的纱进行使用，所以称为“直丝纱”。许多这样的纱用在机织物中，如制作外衣的织物，也用于经编针织物，如制作游泳衣和汽车内部装饰物的织物。这样织物的染色均匀性对它们的使用价值是非常关键的，一般都希望全取向纱是高度均匀的，使织物获得染色的高度均匀性。已知的制造全拉伸尼龙纱的各种方法包括如下各个步骤，挤压熔融的聚合物，使熔融的聚合物骤冷以形成长丝，结集长丝制成纱，然后拉伸该纱，使纱减少伸长度到所需要的程度。拉伸可在另一加工中进行，但在现时大多数所用的工业方法中拉伸这一步骤是与纺丝这一步骤成一整体，这样的方法被称为“纺拉”法。大多数常规的方法还包括跟在拉伸后面的回缩这一步骤，使纱在卷绕之前减小张力，一般同时对纱进行加热。在瑞士专利623611中描述了制造全拉伸纱的一个已知的方法。瑞士专利623611公开了制造尼龙6纱的一种方法，其中纺丝的速度是每分4000米(送丝辊速度)，在拉伸步骤中，不加热的拉伸辊转速是5520米/分(mpm)。然后用蒸汽喷嘴对纱进行回缩/交络这一步骤，并以4890米/分的速度进行卷绕。如果企图增加瑞士专利623611公开的方法的速度，已经发现当纺丝速度(送丝辊速度)大体超过4000米/分时该方法不适合工业应用。在这种速度时产生的一个问题是纱中的断丝数很高。第二个问题是纱在卷装中的收缩，也就是纱在卷绕之后产生很大的力使筒管压缩而使在其他地方合适的厚纸板筒管芯结构，其直径也要减小或者甚至压碎。如果情况足够严重，那么得到的变形的纱卷装带有压碎的筒管芯，就不可能在不损害纱的情况下从卷绕机的筒管夹上取下卷装。使用不加热拉伸辊如瑞士专利623611的各种方法还有另外一个问题是，纱的断裂伸长一般不能减少到少于约50％而无不能接受的一定数量的断丝。因此，用这样方法工业生产的大多数纱其断裂伸长大于约50％。本专利技术的概要按照本专利技术的一种形式，提供一种纺丝拉伸联合法制造全取向的尼龙纱。该方法包括将有甲酸相对粘度约35到70的熔融尼龙聚合物挤压通过喷丝板形成多个熔融聚合物流。熔融聚合物流在骤冷区被冷却形成长丝，长丝结集成纱。纱由圆周速度至少为4500mpm(米/分)的送丝辊从骤冷区抽出。方法还包括通过将纱送进圆周速度至少是送丝辊速度1.1倍的拉伸辊，使纱拉伸。拉伸之后将纱通过一个蒸汽室使纱回缩，在蒸汽室中纱暴露在蒸汽氛围中的时间至少约1毫秒。然后将纱进行卷取。按照本专利技术一种优选的形式，在回缩时纱暴露在蒸汽中的时间至少约2毫秒，更优选的时间是至少约2.4毫秒。按照本专利技术的另一种形式，纺丝拉伸法制造全取向的尼龙纱包括，将有甲酸相对粘度约35到70的熔融尼龙聚合物挤压通过喷丝板形成多个熔融聚合物流。熔融聚合物流在骤冷区被冷却形成长丝，长丝结集成纱。纱由圆周速度至少为4500米/分的送丝辊从骤冷区抽出。方法还包括通过将纱送进圆周速度至少是送丝辊速度1.1倍的拉伸辊，使纱拉伸。拉伸之后将纱通过一个蒸汽室使纱回缩。当纱从蒸汽室出来后，与一辊接触以控制蒸汽室中纱的张力。此外，在离开蒸汽室之后和卷绕之前，纱至少延迟约2米的距离，最好至少延迟3米。在按照本专利技术的各优选方法中，尼龙聚合物的甲酸相对粘度是约40到60。当尼龙聚合物是均聚物尼龙66时，最好甲酸相对粘度是约45到55，更优选的是约48到53。当尼龙聚合物是均聚物尼龙6时，最好甲酸相对粘度是约50到60，更优选的是约53到58。按照本专利技术的另一些优选方法中，在送丝辊和拉伸辊之间加热纱，使之在送丝辊和拉伸辊之间产生截面收缩的拉伸，最好送丝辊和拉伸辊是不加热的。本专利技术的方法能使全取向尼龙纱在较高的送丝辊速度，较高的卷绕速度下进行生产，因此比早先技术方法在工业运行上所可能取得的生产率要高。当送丝辊从骤冷区抽纱，以优选的圆周速度至少为5300米/分转动时能得到其他的优点。卷绕机优选的速度至少是约5500米/分，更优选的至少为约6500米/分。已知的方法在工业运行中不可能使卷绕机的速度实际上超过6000mpm(米/分)。在这样高速下，本方法生产出高质量的全取向尼龙纱，它有优良的染色均匀性，并适合使用于重要的染色用途中。所生产的纱断丝数少，并减少了纱的收缩，从而使筒管的压坏控制在工业加工可接受的程度上。还有，纱的断裂伸长可以小于50％，而仍保持可接受的断丝量。按照本专利技术的另一方面，提供的全取向纱包括尼龙66聚合物，其甲酸相对粘度(RV)约为40到60，其断裂伸长率约为22％到60％，沸水收缩率在约3％到10％之间，强度为约3到7克/旦(gpd)，结晶完整性指数约为61到85，取向角约为12到19，长周期间距约为79到103，长周期强度约为165到2240。按照本专利技术，提供的全取向纱包括尼龙6聚合物，其甲酸相对粘度(RV)约为40到60，其断裂伸长率约为22％到60％，沸水收缩率在约7％到15％之间，强度约为3到7克/旦(gpd)，取向角约为9到16，长周期间距约为65A到85A，长周期强度约为100到820。最好，尼龙6全取向纱的沸水收缩率约为7％到10％。附图的简单描述附图说明图1是每百万根纱(MEY)断裂长丝疵点数对纱相对粘度的曲线图，是优选的尼龙66按照本专利技术的方法使用有两种不同腔室长度的蒸汽回缩喷嘴而获得的数据；图2是纱筒管压缩，即筒管直径减小对纱相对粘度的曲线图，是优选的尼龙6，6按照本专利技术的方法使用有两种不同腔室长度的蒸汽回缩喷嘴而获得的数据；图3是每百万根纱(MEY)断裂长丝疵点数对纱相对粘度的曲线图，是优选的尼龙6按照本专利技术的方法而获得的数据；图4是纱筒管压缩对纱相对粘度的曲线图，是优选的尼龙6按照本专利技术的方法获得的数据；图5是先有技术使用冷“间距”拉伸的尼龙拉伸方法，纱滑移率(实际纱速度对送丝辊速度之比)对最终纱伸长率的曲线图；图6是实践优选的按照本专利技术方法的优选的纺丝机的示意图；图7是按照本专利技术优选的方法，筒管压缩对在蒸汽回缩喷嘴内滞留时间的曲线图。详细的描述按照本专利技术的方法用来制造各类熔融可纺的尼龙聚合物和共聚物的纱。最好尼龙聚合物至少包括约85％聚(己二酰己二胺)(尼龙6，6)的聚合物单元或者至少约85％聚(ε-己酰胺)(尼龙6)的聚合单元。更优选的是，尼龙或者是均聚物尼龙6，6，或者是均聚物尼龙6。已经发现尼龙聚合物的甲酸相对粘度(RV)对本方法是非常重要的。在本专利技术的实践中使用的送丝辊速度很高，有发生断丝疵点的倾向并已经观察到断丝疵点的数目随着RV的减小而增加。当按照本专利技术的方法中RV太低时，断丝疵点的数目对可接受的加工织物的方法来说可能是太高了。如按照图1所示本专利技术的方法，在送丝辊速度近似为4500-6000米/分时，在按照本专利技术的方法中增加尼龙66聚合物的RV使每百万根纱中断丝疵点数目得到减少。类似地如图3所示，对该方法中的均聚物尼龙6观察到同样的效果。当希望增加聚合物中的RV以减少断丝疵点时，也已发现，当聚合物的RV增加时，纱在卷绕之后在纱卷装上收缩的倾向也增加，而且随着速度增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：WJ耶吉，小FJ马若尼，FH奥韦顿，RA罗斯，RE斯蒂勒，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：