高强度聚对苯二甲酸乙二酯纤维及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于工业用途的高强度聚对苯二甲酸乙二酯纤维及其制造方法，其中使特性粘度为０．０９至１．２０的聚对苯二甲酸乙二酯的碎片熔融并挤出、将其拉伸并且利用附加加热器在高温条件下进行处理以便制造高强度聚对苯二甲酸乙二酯纤维。本发明专利技术提供一种用于工业用途的高强度聚对苯二甲酸乙二酯纤维，其特征在于，其强度为１０．０ｇ／ｄ或更高且断裂伸长率为１４％或更低，而且有利的是，所述纤维具有优异的热量相关特性、具有低的断裂伸长率和低的收缩率，其中所述热量相关特性为在加热处理之后强度损失最小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于工业用途的聚对苯二甲酸乙二酯纤维及其 制造方法，并且尤其涉及一种其特征为高强度、高模量、低伸长率和 低收縮率的聚对苯二甲酸乙二酯纤维，因此这种聚对苯二甲酸乙二酯 纤维可以用来制造建筑行业所用的土工格栅、汽车中所用的座椅安全 带等。
技术介绍
作为可用于提高用在工业用途中的聚对苯二甲酸乙二酯纤维韧 度的常规方法，有这样一种方法，该方法包括以下步骤将具有高粘 性的碎片熔化；将熔化的聚合物加热至310°C以便熔融该聚合物； 在长度为280 mm的过滤罩中(罩温为340。C)，通过滤膜孔径小于 400 pm的滤膜来过滤该聚合物，并通过快冷空气将该聚合物固化。 随后以较慢的速度将该聚合物巻绕在导丝辊上以得到未拉伸长丝。在 第一拉伸步骤和第二拉伸步骤中将该未拉伸长丝直接拉伸至拉伸比 为6.0，然后再使其松弛。在此，通过低速巻绕使未拉伸长丝的取向 度降低，并且同时以高拉伸比来拉伸该未拉伸长丝，从而得到高韧度 纤维。通过上述常规方法所制造的聚对苯二甲酸乙二酯纤维的模量值 为70 g/d至100 g/d、韧度为9.5g/d或更低，并且断裂伸长率为14% 至18%。利用这样的常规纺丝技术，通过增大拉伸比制得了具有高韧度 的原纱，因此沿纤维轴方向的取向度变得更高。但是，高取向度的不 利之处在于在后加工过程中，如果该纤维于高温条件下暴露一段时 间，则纤维的收縮率会增加并且总拉伸强度损失会增大。所以，尽管 制得了高韧度纤维，但是在加工过程中这些纤维会损失拉伸强度，所 以难以从所制得的高韧度纤维上获得优势。近年来，为了降低生产成本和重量，用于工业用途的原纱通常 具有高韧度。在安全带的情况中，为了确保车内的储存空间，需要纤 维变得更细一些，这可以通过使用更少量的长丝或者减少长丝的旦尼 尔来实现。为了实现上述目的，需要原纱的强度高于现有技术中的原 纱强度。具体而言，作为制造工业产品的最后步骤，在染色工序中要 用高热量来处理纤维，因此，将由热量所导致的强度损失降低到最低 是很重要的。同样，在制造用于土工格栅或输送带的高强度长丝的情况中，要在170 。C至190 。C的高温下对这些长丝进行处理，所以将热处理后的强度损失降低到最低是很重要的。因此，在制造高强度长丝过程中，对于以高拉伸比拉伸长丝而 获得的那些常规工业长丝，克服该长丝在后加工过程中暴露于高温后 容易损失其自身强度的缺点是很重要的。本专利技术的专利技术人意图解决上 述缺点，并且提供了一种用于工业用途的聚对苯二甲酸乙二酯长丝， 在使用附加热源对导丝辊进行热处理之后，该聚对苯二甲酸乙二酯长丝依然保持其自身强度，并且纤维的韧度为10.0g/d或更高且断裂伸 长率为14%或更低。
技术实现思路
本专利技术提供一种其单丝细度为8旦尼尔或更高、韧度为10 g/d 或更高且断裂伸长率为14%或更低的聚对苯二甲酸乙二酯复丝，其 特征在于在170 。C下被加载0.3 g/d的负荷30秒钟的条件下，其 拉伸斜率(gradient value)为1.18至1.50，并且在190 °C下被加载 0.3 g/d的负荷30秒钟的条件下其拉伸斜率为1.0至1.4。此外，本专利技术提供一种其单丝细度为8旦尼尔或更低、韧度为 10 g/d或更高且断裂伸长率为14%或更低的聚对苯二甲酸乙二酯复 丝，其特征在于，在170 。C下被加载0.3 g/d的负荷30秒钟的条件 下其拉伸斜率为1.10至1.40，而且在190 。C下被加载0.3 g/d的负荷 30秒钟的条件下其拉伸斜率为0.95至1.30。此外，本专利技术的聚对苯二甲酸乙二酯复丝的单丝数量优选为50 根至500根。4此外，本专利技术的聚对苯二甲酸乙二酯复丝的总细度优选为500旦尼尔至3000旦尼尔。此外，本专利技术的捻合的聚对苯二甲酸乙二酯复丝的总细度优选 为2,000旦尼尔至30,000旦尼尔。另外，本专利技术提供一种制造聚对苯二甲酸乙二酯复丝的方法，所述方法为将聚对苯二甲酸乙二酯的碎片熔融并挤出；将挤出物以 较慢的速度巻绕在导丝辊上以得到未拉伸长丝；并且随后在多个步骤 中将该未拉伸长丝拉伸，其中，在导丝辊(15)盒体内额外采用加热器(16)并且在使用络丝机之前使用该加热器。附图说明图l为示出本专利技术聚对苯二甲酸乙二酯长丝的制造工艺示意图。图2为导丝辊5盒体的示意图。 <标记符号的索引〉1:挤出机 2:齿轮泵 3:过滤器 4， 5， 6:罩式加热器 7:吸气管 8:排气管 9:给油辊 10， 11， 12， 13:导丝辊 14:络丝机 15:盒体 16:附加加热器具体实施例方式下文将对本专利技术的构成和效果进行详细描述。根据本专利技术，可以通过如下步骤从而获得同时具有高靭度和低 收縮率的聚对苯二甲酸乙二酯复丝，这些步骤为保持高拉伸比、在 使用附加热源进行热处理后制备出温度稳定的并且保持一定程度的 张力的聚合物链。通过这种方法，可以制得高韧度的且热稳定的聚对 苯二甲酸乙二酯纤维。下面将参考附图详细描述本专利技术。将特性粘度为0.09至1.20的固态聚对苯二甲酸乙二酯熔融并通 过挤出机(1)挤出。然后，使挤出的聚合物熔体通过齿轮泵(2)， 并通过滤膜孔径小于30pm的滤膜(3)进行过滤。将罩式加热器I (4) 、 II (5) 、 III (6)的温度设定为300 。C至350 。C，并且利用经过吸气管(7)和排气管(8)的快冷空气使该挤出聚合物固化。之后，通过给油辊(9)将纺丝油剂粘附在固化的长丝上，由此将该固 化的长丝在第2导丝辊(10)和第3导丝辊(11)上初步拉伸，并以 高拉伸比再次在第3导丝辊(11)和第4导丝辊(12)上拉伸。然后， 该拉伸长丝在第4导丝辊(12)和第5导丝辊(13)上松弛并巻绕。 此时，通过使用位于其中安装有第5导丝辊(13)的盒体(15)内的 附加加热器(16)来控制所制得的原纱的收縮行为以及第5导丝辊 (13)与络丝机(14)之间的张力。所述附加加热器(16)的温度(现 值(PV))保持在200 。C至340 。C，优选保持在260 。C至320 。C。如 果该温度低于200 。C，则难以得到热稳定的且高韧度的纤维。如果 该温度高于340 。C，则绒毛的数量会突然增多，而这会使加工性能 降低。在这种情况中，可以利用附加热源的温度和络丝机的转速来调 节第5导丝辊(13)与络丝机(14)之间的张力，当所述张力被调节 至0.10 cN/d至0.30 cN/d时，其纺丝加工性能会得以提高。在以高拉 伸比来拉伸并进行高温处理的条件下所制得的聚对苯二甲酸乙二酯 纱线表现出优异的韧度。由于座椅安全带、土工格栅和输送带在后处 理过程中需要在高温下进行染色，因此可以将这种长丝用于生产这些A 口 广叩o此外，本专利技术中所用的附加加热器的光源大小优选为100 cm2 至600 cm2，更优选为300 cm2至400 cm2。如果所述光源大小低于 100 cm2，则难以提供足够的热量，而如果所述光源大小高于600 cm2， 则难以精确地调节温度。另外，在使用纱线交织器(yarn interlacer)之前，使用便携式 张力计来测定第5导丝辊(13)与络丝机(14)之间的张力。在实施例和比较例中，按照下述方法对各种特性进行评价。 1)特性粘度(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种其单丝细度为８旦尼尔或更高、韧度为１０ｇ／ｄ或更高且断裂伸长率为１４％或更低的聚对苯二甲酸乙二酯复丝，其特征在于：在１７０℃下被加载０．３ｇ／ｄ的负荷３０秒钟的条件下该复丝的拉伸斜率为１．１８至１．５０，并且在１９０℃下被加载０．３ｇ／ｄ的负荷３０秒钟的条件下该聚对苯二甲酸乙二酯复丝的拉伸斜率为１．０至１．４。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩奎灿，沈东锡，赵大焕，
申请(专利权)人：株式会社晓星，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]