用于制备耐切割纱的喷丝头制造技术

本发明专利技术提供了用于制备由不同平均直径的长丝制成的纱线的喷丝头。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及喷丝头领域，所述喷丝头用于合成纤维的纺丝，具体地讲 用于制备连续长丝纱线，所述连续长丝纱线具有不同旦尼尔数的长丝的混合物。
技术介绍
。耐切割纱用于制备耐磨、耐切割、耐撕裂、耐穿透和耐刺穿的织物。此类织物可用于为下列人群制造防护服工作中接触磨料或尖锐物体的各行 业工人，以及需要防护穿刺性器具及抛射物的警察和军事人员。耐切割纱可由玻璃、矿物纤维、钢制成，但是合成聚合物纤维正越来 越多地被采用，因为它们可提供优异的耐切割性，同时还具有重量优势，并 且成品织物的外观和手感与常规织物相近，或完全相同。用于耐切割纱的聚 合物包括例如聚酰胺(如对位和间位芳族聚酰胺)、聚烯烃(如聚乙烯)和 聚唑类(如PB0)、以及PIPD (聚-二羟基苯撑吡啶并二咪唑，M5)。由合成聚合物纤维制成的纱线可使用多种纺丝工艺制备，所有这些工 艺均涉及使用具有多个小孔的喷丝头，聚合物的浓缩溶液或悬浮液(或熔融 聚合物)通过这些小孔喷出或挤出。挤出后，聚合物固化(和合并)为长 丝，随后将其纺成复丝。此类纺丝工艺的实例在现有技术中有所描述。美国专利4,078,034公 开了一种称为气隙纺丝的方法，其中芳香族聚酰胺的溶液在进入凝固浴 之前从喷丝头挤入气隙(大约9mm)中。就聚对苯二曱酰对苯二胺(对位芳 族聚酰胺)而言，所述溶液包含溶于浓缩H2S0j々15重量％至25重量％的 对位芳族聚酰胺，而所述凝固溶液包含小于20重量％的H2S04水溶液，该骤 冷步骤的温度调至低于35°C。在用于间位芳族聚酰胺的纺丝方法中，溶于酰胺溶剂(例如N，N-二曱基乙酰胺(DMA))中的间位芳族聚酰胺的浓缩溶液从喷丝头挤出并进入水性 凝固浴中。此类方法在美国专利4， 073， 837中公开。选择喷丝头中的孔以制备所需数量和直径的长丝。长丝可在固化前于 空气或气体中拉伸(常称为纺丝拉伸)，和/或在骤冷/固化处理期间于 液体中拉伸，以及在许多产品中在长丝已初步骤冷或固化后牵拉。牵拉长丝 将减小平均直径。将多根长丝纺在一起以制备具有最终线密度的纱线，所述 最终线密度为各长丝线密度的总和。多数时候具有适度耐磨性，但仍然需要具有优异的耐切割性和改善的耐磨性 的纱线。专利技术概述本专利技术人发现，如果将具有不同旦尼尔的长丝纺在一起形成单纱，则 所得的纱线具有优异的耐切割性和耐磨性。在第一方面，本专利技术提供一种纱 线，所述纱线包含第 一多根连续长丝，所述第 一多根长丝中的每一根具有的平均直径范 围为或约为2至25 (优选4至10)微米/长丝；至少第二多根连续长丝，所述第二多根长丝中的每一根具有的平均直 径大于第一多根长丝的平均直径，并且其范围为或约为10至40 (优选地IO 至32)微米/长丝；并且第一和第二多根长丝由相同的聚合物制成，所述聚合物选自由芳香族 聚酰胺、聚烯烃(优选具有高于等于或为约一百万Da的分子量，例如 UH匿PE) 、 M5、以及芳族聚唑类组成的组。在第二方面，本专利技术提供一种纱线，所述纱线包含第一长丝，其平均直径范围为或约为4至25微米；第二长丝，其平均直径大于第一长丝的平均直径，并且其范围为或约 为15至40微米/长丝；和多根长丝，其具有分布在第一长丝平均直径和第二长丝平均直径之间 的平均直径；其中所有长丝均由相同的聚合物制成，所述聚合物选自由芳香族聚酰胺、聚烯烃(优选地具有高于等于或约为一百万Da的分子量，例如 UH匿PE) 、 M5、以及芳族聚峻类组成的组。在第三方面，本专利技术提供一种纱线，所述纱线包含第一多根连续长丝，所述第一多根长丝中的每一根具有在0. 25至1. 25 单丝纤度范围内的第一标称线密度；至少第二多根连续长丝，所述第二多根连续长丝中的每一根具有大于 第一标称线密度的第二标称线密度，并且在1.25至6单丝纤度的范围内； 并且第一和第二多根长丝由相同的聚合物制成，所述聚合物选自由芳香族 聚酰胺、聚烯烃(优选地具有至少一百万Da的分子量)、M5、以及芳族聚 唑类组成的组。在第四方面，本专利技术提供包含本专利技术纱线的耐切割性织物。在第五方面，本专利技术提供使用本专利技术的耐切割性织物制成的耐切割衣服。在第六方面，本专利技术提供制备耐切割纱的方法，所述方法包括以下步骤从包括第 一平均直径和第二平均直径的挤出孔的喷丝头挤出聚合物， 所述聚合物选自由芳香族聚酰胺、聚烯烃(优选地具有至少一百万Da的分 子量)、M5、以及芳族聚唑类组成的组，其中第一和第二平均直径的差异因 子为至少1. 2。在第七方面，本专利技术提供用于制备耐切割纱的喷丝头，所述喷丝头包 括第一、较小平均直径和第二、较大平均直径的挤出孔，其中第一和第二平 均直径的差异因子为至少1. 2。优选实施方案的专利技术详述 附图简述附图说明图1为用于制备本专利技术的纱线的方法的示意图。图2A-D示出根据本专利技术的具有多种毛细管图案的喷丝头。图3示出喷丝头组件的一个实施方案。图4示出根据本专利技术的用于实施例的喷丝头' 缩写U腹WPE:超高分子量聚乙烯M5:聚苯撑吡啶并咪唑，由以下化学式表示:N〈/N H》《H'NOHNNHOdpf:单丝纤度Da:道尔顿，分子量单位定义针对本文，术语长丝定义为相对柔韧的、宏观上均匀并且在垂直 于其长度的横截面上具有高的长宽比的主体。长丝横截面可为任何形状，但 通常为圓形。本文中，术语纤维可与术语长丝互换使用。当用于指长丝或多根长丝时，术语较大、较小、最大、 最小和中等是指长丝或多根长丝的平均直径或线密度。当用于指长丝时，直径为可画出的外切长丝的整个横截面的最小 圆周的直径。当用于指喷丝头中的孔时，其是指可画出的外切孔的最小圆周 的直径。旦尼尔为每9， 000米长度的长丝或纱线的以克为单位的重量。 特克斯为1000米长丝或纱线的以克为单位的重量。 分特为特克斯的十分之一。毛细管，，和挤出孔两种表达可互换使用，其是指聚合物以长丝 形式穿过它而被挤出的孔。 纱线与包含单一平均直径的长丝的常规纱线相比，用本专利技术的喷丝头制备 的纱线(具有混合平均直径长丝)表现出更强的耐切割性和耐磨性。据信，混合直径排列具有优异的耐切割性和耐磨性的主要原因有两个(1) 同时包含细丝和粗丝的排列使得丝线可相对于彼此滚动，从 而消散攻击力；(2) 同时包含细丝和粗丝的排列使得堆积度增加，因此增加了纱线的 密度，从而提供更多的材料来抵抗攻击力。本专利技术人选择将这些纱线描述为由一不同平均直径的长丝制备。术语 平均直径可由术语线密度替代，以另一种方式对所述纱线进行定 义。同样可以将所述纱线描述为由线密度不同的长丝制备。所述纱线可称为 混合长丝纱线、混合旦尼尔纱线和/或混合分特纱线。对于对位芳族聚酰胺(如Kevla产)，长丝的平均直径可近似地转化成 线密度，如下所示对位芳族聚酰胺长丝的平均直径和线密度之间的关系<table>table see original document page 8</column></row><table>聚合物使用本专利技术的喷丝头制备的纱线可由制备高强度纤维的任何聚合物形 成的长丝制成，所述聚合物包括例如聚酰胺、聚烯烃、聚唑类、以及它们的 混合物。当聚合物为聚酰胺时，芳族聚酰胺是优选的。所谓芳族聚酰胺是指其中至少85%的酰胺基(-C0NH-)连接键本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备耐切割纱的喷丝头，所述喷丝头包括第一、较小平均直径和第二、较大平均直径的挤出孔，其中所述第一和第二平均直径的差异因子为至少１．２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-10-10 11/545,2851. 制备耐切割纱的喷丝头，所述喷丝头包括第一、较小平均直径和第二、较大平均直径的挤出孔，其中所述第一和第二平均直径的差异因子为至少1.2。2. 如权利要求1所述的喷丝头，所述喷丝头包括具有两种不同平均直 径的挤出孔，其中所述较小挤出孔具有35至65微米或约35至65 微米的平均直径，所述较大挤出孔具有60至90微米或约60至90 微米的平均直径。3. 如权利要求1所述的喷丝头，所述喷丝头包括具有三种不同平均直 径的挤出孔，其中所述最小挤出孔具有35至65微米或约35至65 微米的平均直径，所述中等挤出孔具有64至80微米或约64至80 微米的平均直径，并且所述最大挤出孔具有75至90微米或约75 至90微米的平均直径。4. 如权利要求1所述的喷丝头'，所述喷丝头包括具有两种不同平均直 径的挤出孔，其中所述第一多个挤出孔占所述喷丝头中的挤出孔数 量的40%至80%或约40%至80%。5. 如权利要求1所述的喷丝头...

【专利技术属性】
技术研发人员：S勒布伊拉，SD穆尔，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]