尺寸稳定的纱线制造技术

以增加的骤冷延迟和增加的卷取速率制造未拉伸纱线而实现给定结晶度条件下的改进的极限伸长。特别优选的方面包括含这种纱线的产品和制造其的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域是尺寸稳定的纱线和包含其的产品，以及用于制造这种尺寸稳定的纱线的方法和设备。
技术介绍
纤维材料和纺丝方法显著进步使得可以纺织具有高初始模量和低收缩率的多纤维纱线，并且在近十年中已经开发了许多方法和组合物。例如，Davis等人在美国专利4101525中描述一种纺丝方法，其中尺寸稳定的工业强度的多纤维聚酯纱线通过挤出含PET聚酯单纤维而形成，其在高纺丝流程应力作用下差不多紧接着在喷丝板以后使用固化区域以实现单纤维的几乎直接固化而制造具有较高双折射的纱线。如此形成的未拉伸纱线然后被拉伸并进一步处理。这种方法通常可形成尺寸稳定的纱线，然而在它们的形成中存在着各种困难。最显著地，由于结晶度增加，纱线的拉伸性经常显著地退化。在另一个实例中，Saito等人在美国专利4491657中描述了形成尺寸稳定的聚酯纱线，其中单纤维被作用于加热区域随后是快速冷却区域，其中所述加热区域在聚合物熔点附近操作。这样形成的单纤维然后被拉伸，并拧成具有相对期望性能的绳线。然而，在大多数实际应用中，Saito方法通常受限于具有较低终端模数的纱线，特别是在尺寸稳定的纱线被进一步加工成处理后的绳线的情况下。为克服至少一些与尺寸稳定的纱线的生产有关的不利情况，聚合物单纤维可在高应力条件下被纺织而形成一种未拉伸纱线，其具有3-15％的结晶度和2-10℃的熔点上升，如Nelson等的美国专利5403659或6403006中所描述。或者，改进的工艺条件(例如，使用骤冷延迟加快速冷却以形成一种纱线，其具有3-13％的结晶度和2-10℃的熔点上升)可用于制造尺寸稳定的聚酯纱线的方法，其中所述纱线用于高韧性处理后的绳线，如Nelson等的美国专利5630976中所描述。同样地，Rim等在美国专利5397527中描述了生产尺寸稳定的纱线的方法，其使用骤冷延迟加快速冷却以形成双折射为至少0.030的部分趋向的纱线，其然后被热拉伸以形成拉伸的尺寸稳定的纱线。然而，虽然所述方法一般地改进了未拉伸纱线的各种性能，但是拉伸所述纱线常常留有问题，特别是在所述纱线结晶度较高的情况下。因而，尽管存在多种本领域已知的用于生产尺寸稳定的未拉伸纱线的方法，但是它们全部或几乎全部具有各种不利之处。因此，仍需要提供改进的纱线和方法，特别是在所述纱线是尺寸稳定的情况下。
技术实现思路
本专利技术涉及尺寸稳定的未拉伸纱线，用于制造这种纱线的方法和包含这种纱线的产品。更具体地说，本专利技术人出乎意料地发现当纺织纱线时在增加卷取速率条件下使用延迟骤冷，未拉伸纱线显示出增加的极限伸长。因此，在本专利技术主题的一个方面中，制造具有预定结晶度的未拉伸纱线的方法将包括一个步骤，其中熔融聚合物(例如，聚(对苯二甲酸乙二酯))通过喷丝板挤出而形成多根单纤维。在另一个步骤中，多根单纤维通过加热的套筒从而提供骤冷延迟，多根单纤维以一定卷取速率被卷取，其中选择骤冷延迟和卷取速率使得当骤冷延迟增加时在预定结晶度下未拉伸纱线的极限伸长增加。在特别优选的方面中，预定结晶度为10％-40％，并且未拉伸纱线的线密度为至少700dtex。而且，通常优选通过增加加热的套筒的长度(例如，从200mm增加到至少300mm，或者甚至更长)而增加在加热的套筒中的骤冷延迟。或者，也可通过提高在加热的套筒中的温度而增加在加热的套筒中的骤冷延迟。对于卷取速率，通常优选多根单纤维的卷取速率为至少3000m/min。在本专利技术主题进一步的方面中，制造未拉伸纱线的方法可包括一个步骤，其中熔融聚合物(优选聚酯)通过喷丝板挤出而形成多根单纤维。在另一个步骤中，在加热的套筒中延迟骤冷多根单纤维，而在又一个步骤中，使用骤冷延迟以一定卷取速率TU(m/min)卷取多根单纤维，使得未拉伸纱线的结晶度小于0.017×TU-39。所述制造的纱线优选线密度为至少300dtex。进一步优选的是，在所述方法中，加热的套筒的长度为至少300mm而在加热的套筒中的温度是250℃或更高。另外，或任选地，优选的卷取速率将通常为3000m/min-5000m/min。使用所述方法所制造的纱线可然后被拉伸而形成拉伸纱线，其可进一步用过度修整而改进，并且其可进一步至少部分地被封入含橡胶的组合物。因而，在本专利技术主题的再另一个方面中，未拉伸的延迟骤冷的尺寸上稳定的聚酯纱线将具有结晶度C和极限伸长UE，其中UE≥-1.6*C+121。特别优选的纱线将由聚(对苯二甲酸乙二酯)制造并且结晶度为10％-40％(一般地线密度为700-6000dtex)。当然，应该认识到的是所述纱线可进一步被拉伸而形成拉伸的尺寸稳定的纱线，其然后可作为产品中的组分使用，其中特别预期的产品包括自动力传动带、传送带、汽车轮胎、安全带、降落伞吊带、降落伞绳、货物装卸网和安全网。在本专利技术主题更一步的方面中，所述设备包括喷丝板，所述喷丝板操作上连接到挤出机和计量泵，其向喷丝板提供熔融聚合物，其中喷丝板从熔融聚合物中制造多根单纤维。加热的套筒接受多根单纤维，从而在预定的骤冷延迟下使骤冷延迟，和卷取辊以一定卷取速率卷取多根单纤维，其中配置卷取速率和加热的套筒以在下述条件中操作当预定骤冷延迟增加时具有预定结晶度的纱线的极限伸长增加。用于所述设备的聚合物将优选包括聚酯并且喷丝板优选包括至少50个制造多根单纤维的孔口。在进一步优选的设备中，加热的套筒的长度将为至少300mm并且温度为250℃或更高，而卷取速率为3000m/min-5000m/min。本专利技术的各个目标、特征、方面和优点将由以下本专利技术的优选实施方案以及附图的详细说明变得更加明显。附图说明图1是表示未拉伸的示范性纱线的极限伸长和结晶度之间相互关系的图表，其中使用根据本专利技术主题所选择的骤冷延迟而纺织纱线。图2是表示未拉伸的示范性纱线的卷取速率和结晶度之间相互关系的图表，其中使用根据本专利技术主题所选择的骤冷延迟而纺织纱线。具体实施例方式本专利技术人令人惊讶地发现可制造未拉伸的尺寸稳定的聚合物纱线，其与相同结晶度的纱线相比具有改进的极限伸长，在该制造方法中，在挤压后单纤维受到骤冷延迟并且以增加的卷取速率被卷取。普遍认为未拉伸纱线结晶度上升将通常导致相应的拉伸纱线和由所述纱线生产的被处理的绳线的改进的尺寸稳定性。令人遗憾地，由于纱线结晶度增加，纱线的拉伸或伸展变得越来越有问题(即，极限伸长随之结晶度增加而显著地下降)。在本领域中还众所周知由于纺丝流程应力降低，增加骤冷延迟将一般地导致纱线具有较低的结晶度。然而，本专利技术人出乎意料地发现当多个具有相同结晶度的纱线的极限伸长被描述为骤冷延迟的函数(例如，受到加热的套筒延长的影响)时，所述纱线的极限伸长令人惊讶地随着骤冷延迟增加而增加(其中在相同结晶度的条件下比较这些纱线)。此观察的图形表示描述于图1中，其中每条回归线表示使用如图例中所述长度的加热的套筒制造的未拉伸纱线的数据点。使用此图表，直接了当地表明具有相同结晶度的所述纱线的极限伸长是骤冷延迟的函数。使用如下表1中所列的生产参数制造图1的未拉伸的尺寸稳定的纱线。在此实例中，使用125孔喷丝板纺织纱线，作为聚合物的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片的特性粘数(IV)为1.0，二甘醇含量(DEG％)为1.1。已经注意到独立于其他变量，聚合物类型可对极限伸长有影响。挤出速率为大约46.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有预定结晶度的未拉伸纱线的方法，包括：通过喷丝板挤出熔融聚合物以形成多根单纤维；和使多根单纤维通过加热的套筒从而提供骤冷延迟，并且以一定的卷取速率卷取多根单纤维；其中选择骤冷延迟和卷取速率使得当骤冷延迟增加 时在预定结晶度下未拉伸纱线的极限伸长增加。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PB林，MF科普林，R伍德李，Q周，
申请(专利权)人：性能素质公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]