尺寸稳定性高的聚酯帘子线及其制备方法技术

在非常高应力条件下通过纺丝制备的对苯二甲酸乙二醇酯得到取向的结晶的非拉伸的纱线。选择工艺参数生产具有１６至２４％的结晶度和１４至２２℃熔点升高的取向的半结晶的非拉伸的纱线，经拉伸以产生独特的综合的性能：至少２０克／旦的极限模量；由Ｅ↓［４. ５］＋ＦＳ＜１１. ５％确定的尺寸稳定性；至少５克／旦的强度；１４至２２℃较佳地为１７至２０℃的熔点升高以及小于０. ７５的无定形取向函数。由此加工产生的帘子布具有极好的极限伸长率和高的韧度并与改进的尺寸稳定性相结合。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请是中国专利申请号89107266.7的分案申请。本专利技术涉及具有高模量和低收缩率的特别是用于轮胎纺织品的增强剂聚酯复丝纱线。本专利技术的纱线提供具有综合的优异尺寸稳定性和高极限伸长率的加工的线。生产复丝聚酯纱线的方法也是本专利技术的一个方面。高强度的对苯二甲酸乙二醇酯长丝在已有技术中是众所周知的，以及通常地在工业中用于包括橡胶增强剂的轮胎帘线、传送带、座位带、V型带以及水龙带。在聚酯工业用纱线的尺寸稳定性上需要继续改进，以减少现行的聚酯子午线轮胎的轮胎侧壁压痕并取代在子午线轮胎体中的人造丝和其它增强的工业产品。作为后者，该基准当用到少于30%的物质时，必须具有相当于人造丝在轮胎温度升高时的强度和模量。现行的聚酯帘线具有足够的强度，而它们的高温模量低于这方面应用所需要的。戴维斯(Davis)等的美国专利4，101，525提供一种具有低收缩率的和低工作损耗特性的高强度复丝聚酯纱线。虽然戴维斯等没有提供加工帘线的数据，纱线所显示的特点从戴维斯的所述中并不满足模量要求。另外，长丝从喷丝头引出之后立即快速冷却可能导致过量的长丝断裂和由此产生低的机械性能的纱线。萨托(Saito)等的美国专利4，491，657揭示了高模量、低收缩的聚酯纱线，但为了达到纱线加工成帘线的良好的转变效率，对这类尺寸稳定的纱线就需要有低的极限模量。加工的帘线，具有该低极限模量导致比本专利技术高极限模量帘线较低的强力。同时，萨托等的工艺需要高的纺丝速度，因而难于将本专利技术结合进连续纺丝-拉伸工艺中，古满幸和等的美国专利4，690，866阐述了制备纱线的一种装置，它采用超高粘度聚合物生产高尺寸稳定的加工帘线。在对比实验的基础上，即用我们的溶剂系统，古满幸和特性粘度(IV)值应比在他们的专利中所表明的高5%，即通过我们测量，它们需要0.95IV聚合物的极小值。同时，这些帘线具有低极限模量，于是不能达到给定的聚合物粘度的全部强力优点。对苯二甲酸乙二醇酯纱线可以在非常高的应力条件下通过纺丝制备得到取向的结晶性非拉伸纱线。本专利技术通过工艺参数的选择以形成具有16至24%结晶度和14至22℃的熔点升高的部分取向的半结晶性的非拉伸纱线。然后该短纤纱线热拉伸至总拉伸率在1.2/1和2.5/1之间由此产生独特的综合性能(A)至少20克/旦的极限模量;(B)采用E4.5+FS<11.5%定义的尺寸稳定性;(C)至少5克/旦的强力;(D)14至22℃，较佳17至20℃的熔点升高，以及(E)，小于0.75的无定形取向函数。拉伸过的纱线经加捻并股制得轮胎帘子线并按一般的工业方法进行处理。由此处理产生的帘子布具有极好的高极限伸长率和高韧度相结合的大大改进的尺寸稳定性。附图说明图1，表示在实施例2中制备的纱线由LASE-5对自由收缩率的曲线判定加工的帘线的稳定性。图2，表示实施例2纱线在给定的自由收缩率下加工的帘线的强力的比较。图3和图4，给出对比和代表性试样收缩力对收缩率的曲线。图5，给出由λ2-1/λ确定的收缩力和形变的关系，以提供纱线关联密度的评估。本专利技术的超尺寸稳定的聚酯多股纱在用作纤维补强剂掺入如轮胎的橡胶组合制品时，提供高的极限伸长率与改进的加工过的帘线的尺寸稳定性。由于目前强调在单层子午线客车轮胎用聚酯代替人造丝，增加帘线的尺寸稳定性一直是高的情况是需要的。尺寸稳定性的确定如在给定的收缩率下的高模量并直接涉及轮胎侧壁压痕(SWI)和轮胎的操作。而在轮胎中的帘线的模量主要受SWI和操作二者支配，收缩在二个方面均是重要的。首先，在轮胎硫化期间过度的帘线收缩可能显著减少来自开始加工的轮胎帘线的模量。第二，帘线收缩率是轮胎非均匀性的潜在根源。于是，在给定的收缩率下模量和强力的对比是对轮胎帘线有意义的比较。由于轮胎帘线在运行期间经受几个百分数的形变，良好的实际测量的模量是LASE-5(负载在5%伸长率下)。另外，E4.5(伸长率4.5克/旦负载)可适于用作实际测量。作为轮胎SWI和操作两者，在高温(直至110℃)下的模量是控制性能的重要参数。由于基于通常的或尺寸稳定的纱线加工的帘线的高度结晶性，在高的轮胎温度的模量保持(以百分数)基本上类似于所有目前的商业的加工的帘线，并且作为本专利技术的那些在110℃或更高温度下发生的损失的模量峰值。于是，LASE-5的室温测量足以建立明显不同的聚酯帘线尺寸稳定性。在110℃下，这些聚酯约保持约其室温模量的70%。为了比较的目的，以下给出在室温和110℃典型的人造丝和商业上尺寸稳定的聚酯加工帘线在23℃、在松弛状态65%RH的数据人造丝 尺寸稳定的聚酯RT 110℃ RT 110℃ RT 110℃强力(克/旦) 3.4 - 6.7 - 5.7 -Lase-5(克/旦) 1.2 1.2 2.34 1.57*1.84 1.23*韧度(克/旦) 0.27 - 0.45 - 0.41 -自由收缩 1 4 4(于177℃)结构 1100/2 1000/3 1000/3捻合 14×14 8×8 10×10＊注保留的%＝67%上述1100/2，14×14结构具有类似于通常所用的捻度系数为1650/2，12×12的人造丝结构。因此两者的结构具有类似的性能。在欧洲，聚酯帘线通常采用1000/2，12×12(基于克/旦)，具有1000/3，10×10类似的性能。1000/3，8×8表示最低的已知的用于商业轮胎中的捻度系数。通常是避免低于8×8的PET捻合，因为其疲劳寿命有限。轮胎必须能经受侧壁碰撞，即在直接冲击在侧壁上轮胎帘线的破裂。具有高伸长率和韧力的帘线必须对冲击是“耐碰撞”的。某些轮胎设计规定15%或更高的极限伸长率(UE)。达到较高UE的一种手段是增加捻合数，但是其代价却是较低的模量和由此较高的SWI水平。根据实际经验所得的做法，UE对模量的曲线(即LASE-5)是对帘线捻合数水平不敏感的。因此，在给定LASE-5时，必须改变基础的纱线以得到较高的极限伸长率。该聚酯纱线包含至少90摩尔%的对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在较佳的具体例子中，该聚酯基本上全部是对苯二甲酸乙二醇酯。另外，该聚酯除了乙二醇和对苯二甲酸或它的衍生物外还可结合少量的从一个或多个酯形成组分衍生的作为共聚物单元。其它酯形成组分的表明的实施例，它是可以和对苯二甲酸乙二醇酯单元包括乙二醇诸如二甘醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇等以及二羧酸诸如间苯二酸、六氢化对苯二甲酸、联苯甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸共聚的组分。本专利技术的复丝纱线通常具有单纤维旦数约1至20(例如约3至10)，以及通常包括约6至600根连续长丝(例如约20至400根连续长丝)。存在于纱线中的单纤维旦数和连续长丝的数目可以是多种多样的，正如在已知技术中明显看到的那样。复丝纱线特别适用于工业上的是业已用在已有技术中的高强度人造丝。该纤维特别适用于遭遇高温(例如80℃至110℃)环境中。高强度的纤维材料不仅使该长丝材料经受较低程度的收缩，而且它保证加工的帘线韧力和极限伸长率。高的极限伸长率和韧力与尺寸稳定性的意想不到的结合认为来源于在纺丝期间发生二相结构(结晶相加无定形相)。在适当的无定形取向时，较多的取向的无定形区域有显著的结晶。在通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉伸对苯二甲酸乙二醇酯纱线，其特征在于当加捻成８×８捻每英寸１０００旦尼尔３股本色帘线并通过浸入第一封端异氰酸酯浸渍溶液顺序时拉伸，于４４０Ｆ（２２７℃）拉伸４０秒钟，浸渍在第二间苯二酚－甲醛乳状浸渍溶液，并于４４０Ｆ（２２７℃）松弛６秒钟，提供下述处理过的帘线综合性质：（ａ）通过ＬＡＳＥ－５确定的尺寸稳定性在４％自由收缩率下至少为３. ０克／旦；（ｂ）在４％自由收缩率下至少为４. ５克／旦的强度以及所述的尺寸稳定性和所述的强度是使用ＬＡＳＥ－５对自由收缩率数值至４％ 自由收缩率插入法测得的；以及（ｃ）Ω至少为７５。

【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：查理斯詹尼尔森，詹英达拉海拉拉尔彼达，彼得勃鲁恩利姆，詹姆斯米歇尔托纳尔，
申请(专利权)人：联合信号有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]