耐热卷曲纱线,其制法及该纱线的膨体且可拉伸的纤维产品制造技术

本发明专利技术提供耐热卷曲纱线，其中尽可能地防止该纱线在生产过程中加热下其组分耐热高性能纤维劣化。保持了该耐热高性能纤维固有的优异耐热和阻燃性，该卷曲纱线具有优良的拉伸延伸率、优良的弹性拉伸模量和优良的外观，并且起毛少释放的尘埃少。该耐热卷曲纱线包含耐热高性能纤维，且其特征在于在热的条件下不劣化，并且其拉伸延伸率至少为６％，其弹性拉伸模量至少为４０％，其强度介于０．１５－３．５Ｎ／特克斯之间。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及包含耐热高性能纤维如芳族聚酰胺纤维的耐热卷曲纱线，并涉及其制法。更精确地说，本专利技术涉及耐热卷曲纱线，该纱线不仅具有优良的耐热性、阻燃性和高强特性，而且具有优良的拉伸延伸率、优良的弹性拉伸模量和优良外观，并且它起毛少释放的尘埃少；本专利技术还涉及该耐热卷曲纱线的制法，其特征在于经过高温高压蒸汽和高温高压水处理或经过干热处理。本专利技术还涉及该耐热卷曲纱线的膨体且可拉伸的纤维产品。其具体涉及为了在各种工作场合保护工人身体和手而必需的工作服和手套，例如，供高温鼓风炉周围作业的炼钢工人使用的，供金属板焊接工人使用的，供农夫使用的、供汽车或电气和电子设备领域油漆工人使用的，供精密机械、飞机或信息系统领域工人使用的，供运动员使用的，供外科医生等等使用的那些工作服和手套。
技术介绍
通常热塑性合成纤维如尼龙或聚酯纤维在约250℃左右熔化，然而，耐热高性能纤维如芳族聚酰胺纤维、全芳香聚酯纤维和聚对亚苯基-苯并双噁唑纤维在约250℃左右时不会熔化，它们的分解温度在约500℃左右，是很高的。通常非耐热普通纤维如尼龙或聚酯纤维的临界氧指数为约20左右，这些纤维在空气中燃烧得很好。然而耐热高性能纤维例如上述那些纤维的临界氧指数至少为约25，并且这些纤维，当其靠近带火焰的热源时，会在空气中燃烧，但当其离开火焰时不会接着燃烧。鉴于这种效果，这些耐热高性能纤维具有优异的耐热和阻燃性能。因此，芳族聚酰胺纤维，一种耐热高性能纤维，可有利地作暴露在火焰和高温高危环境中的服装使用，例如消防员服装、参赛者服装、钢铁工人服装、焊接工人服装等。尤其是，具有耐热和高强度优势的对-芳族聚酰胺纤维，更多地用作运动员服装、工作服、绳索、轮胎帘子线和需要高撕破强力和耐热的其他领域。另外，由于它们很难用带刃的工具切断，这些纤维还可以用于劳保手套。另一方面，间-芳族聚酰胺纤维耐热且耐候性和耐化学性优良，其被用作消防员服装、绝热过滤器、耐热除尘过滤器、电绝缘材料等。迄今为止，当用这些耐热高性能纤维形成纤维产品如服装时，仅能以非卷曲复丝或短纤纱形式使用它们。然而，甚至当把这样的非卷曲长丝纱或短纤纱加工为织物或作成服装时，如作成消防员服装、参赛者服装和工作服时，由于纱线本身无弹性，所以所制得的服装弹性差。结果，穿这些服装时，最大问题是它们的感觉不好，不适合训练和工作活动。特别是，用常规非卷曲纱线制造的劳保手套不适合在要处理精密零件的飞机、信息系统和精密机械工业领域中使用，因为它们不能很好地配合工人的手。在这些工业领域使用这些手套经常导致工作效率降低。在医学领域，例如在会被血液传染的治疗爱滋病等病例的外科手术等领域中，外科医生戴上橡胶手套或弹性体手套(以下通称为橡胶手套)以便防止自己与病人的血接触。救护人员照顾非特定的伤员或病人，他们戴上橡胶手套以便防止自己与还未确认是否传染的病人血液和体液接触。然而，橡胶手套很容易被手术工具如手术刀划破，它们不能完全保护医护工作者，例如内科医生、外科医生和救护人员，使他们不受被病人血液沾染的手术刀、注射针头及其它东西的伤害。这种情况下，可以考虑在橡胶手套内，戴上如上所述具有高机械强度的耐热高性能纤维机织或针织的手套。然而，如此前所述，常规耐热高性能纤维手套弹性差，因此会降低医护工作者，例如内科医生、外科医生和救护人员的工作效率。因此人们向往可以戴在橡胶手套内而不会降低工作效率的薄、有弹性且坚韧的手套。然而迄今为止，短纤纱通常由长度约38毫米或约51毫米左右的短纤维纺纱制造，短纤维的末梢通常伸出短纤纱的表面，在其周围形成绒毛。当使用中受到摩擦，用耐热高性能纤维短纤纱制造的工作服和手套掉毛。因此，在空气中无尘的清洁室或在油漆工厂中使用它们会带来问题，该油漆工厂中，当尘埃粘附到所漆产品的表面时，它会损害产品的商品价值。这种情况下，人们向往起毛很少且释放尘埃很少的耐热高性能纤维工作服、手套及其他纤维产品。如上述，耐热高性能纤维的非卷曲纱线纤维产品不适合用于锻炼和工作活动场合，而且它们起毛并产生尘埃。为了解决这些问题，希望提供具有优良拉伸延伸率、优良弹性拉伸模量及良好外观且保持耐热高性能纤维固有的优良耐热性和阻燃性等优异特性，并且起毛和释放尘埃很少的耐热卷曲纱线。为了满足目前市场上的这些需要，已经进行了各种研究并提出了各种方案，它们涉及耐热卷曲纱线和使耐热高性能纤维卷曲的方法(日本公开特许公报19818/1973，114923/1978，27117/1991)。具体来说，一个方案是应用普通的热塑性合成纤维，如尼龙、聚酯纤维的卷曲方法。例如高弹性纤维如对-芳族聚酰胺纤维与低弹性纤维混合的用力卷曲的已知方法(日本公开特许公报192839/1989)。还有已知的通过假捻法制备的卷曲纱线，其中通过使用加热到不低于纤维开始分解的温度，但低于该纤维的分解点温度的非接触加热器，将芳族聚酰胺纤维假捻并卷曲(对于间-芳族聚酰胺纤维，该温度为390℃或更高，但低于460℃)，然后使其经历热松弛(日本公开特许公报280120/1994)。然而，这些公知方法仍不能解决所有突出的技术问题，这些技术问题是，如何制备具有优良拉伸延伸率和优良弹性拉伸模量的高质量卷曲纱线；如何防止纱线质量劣化，例如纱线制造中加热下的强度减少和颜色变化，以及如何防止纱线起毛并防止被切断或断裂；和如何实现简单工艺过程控制，简化生产线，增加生产率并降低成本。因此，目前还没有一个人在拉伸延伸率等性能优良，且不失去组分纤维所固有的物理性能的耐热卷曲纱线工业化生产中取得成功。本专利技术公开鉴于以上指出的相关
中的这些问题，本专利技术的目的之一是提供耐热卷曲纱线，该纱线包含耐热高性能纤维并具有优良拉伸延伸率、优良弹性拉伸模量和良好外观，由此，尽可能减少了制备过程中热处理所致的耐热高性能纤维组分的质量劣化，该纱线因此不失去耐热高性能纤维固有的优异耐热和阻燃性能，且其起毛和释放的尘埃很少。本专利技术的另一目的是，提供从生产率、以及必需设备和生产成本角度上考虑可行的耐热卷曲纱线的制备方法。本专利技术的再一目的是，提供纤维产品，尤其是手套，其中的优点是，(a)它们是有弹性的和耐热的，并且它们具有优良的机械强度和良好的外观。(b)它们与穿戴者的身体包括手配合得很好，并且适合进行体育锻炼和工作活动，(c)它们起毛及释放尘埃很少，并且(d)在工业化规模上它们容易生产，因为工艺过程控制简单，生产率高且生产成本低。为了达到上述目的，我们(本专利技术人)进行了刻苦的研究，结果发现，和以非卷曲纱线例如复丝和短纤纱形式使用的那些纱线相比，当以卷曲纱线形式使用耐热高性能纤维时，其具有特定拉伸延伸率、特定弹性拉伸模量和特定强度，并且受热不会劣化，然后，在制成纤维产品后，所得纤维产品对训练和工作活动的适应性显著提高，并且发现该纤维产品甚至当使用它们时发生摩擦，起毛和释放尘埃都很少。这些用上述方式制备的纤维产品解决了上述的现有技术中所有的突出问题。我们进一步研究了耐热卷曲纱线的制备方法，结果发现，当耐热高性能纤维复丝在最初加捻步骤中首次加捻，然后通过高温高压蒸汽或高温高压水处理或通过干热处理进行定捻的热定型，最后以和最初加捻方向相反的方向再次加捻它们使其退捻，这时可得到上述高质量的耐热卷曲纱线。耐热高性能纤维复丝很滑，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
加热条件下不会劣化的耐热卷曲纱线，其包含单丝细度为０．０２－１特克斯的耐热高性能纤维，并且其拉伸延伸率为至少６％，其弹性拉伸模量至少为４０％，并且其强度介于０．１５－３．５Ｎ／特克斯之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：棚桥光彦，小菅一彦，波多野武，中林伊织，
申请(专利权)人：杜邦东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]