專利名稱：帶細長絲的聚酯混合紗的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是不同長絲旦數(shù)和/或截面的聚酯(連續(xù))混合長絲紗(包括細長絲)及其改進，而優(yōu)選的是涉及能從相同原料提供各種不同性能的聚酯混合長絲紗的這類紗;本發(fā)明還包括改進的制法以及由此得到的新產(chǎn)品。
在歷史上，將用于衣服的合成纖維(包括聚酯纖維)供給于紡織工業(yè)以制造織物和服裝，其目的是或多或少復制天然纖維和/或在天然纖維上進行改進。多年以來，商品合成紡織長絲(例如為衣服所制造和使用的)的每根長絲的旦數(shù)(dpf)范圍與普通天然纖維(即棉和毛)的相似。然而近來市售的聚酯長絲的dpf范圍已相似于真絲的(即1dpf的級別)，甚至是亞旦數(shù)(即小于約1dpf)，盡管其成本較高。近日，對低dpf例如約1dpf或甚至更低旦數(shù)纖維的商業(yè)興趣由于各種原因產(chǎn)生了。在這里引用作為參考的我們稱之為“母申請的”WO92/13119涉及用新穎的直接熔融噴絲/纏繞法制造細長絲，作為對比，現(xiàn)有制法是先噴成較粗的長絲，后者然后在聯(lián)合或分開的工序(包括拉伸)中進一步加工，以獲得低旦數(shù)但具有適用于織物性能的所需長絲?！澳干暾垺钡拈L絲是“噴絲-取向”的;即，是“未拉伸”的長絲。其重要性在技術上進行了討論而且以后將討論。
我們業(yè)已發(fā)現(xiàn)，消費者對細長絲紡織(扁的或變形的)紗(所有的紗具有相同橫截面和相同的旦數(shù)，而且特別是此長絲的旦數(shù)小于約1旦)的反應已傾向于將它們的應用限制在所選擇的紡織物上，在這樣的織物中織物的“布身”和“懸垂性”已變得不重要，或通過使許多長絲紗加捻和/或改變織物的結(jié)構(gòu)而提供織物的“布身”和“懸垂性”對于特別的最終用途來說太昂貴，和/或這種改變對其他性質(zhì)(例如外觀和手感)有有害影響而使得這類織物不是所希望的。人們期望，不必使細長絲紗加捻和/或改變織物結(jié)構(gòu)而直接由細長絲紗制得具有所需“布身”和“懸垂性”的細紡織物。人們還期望，能提供一種噴絲一取向不拉伸的細長絲紗，根據(jù)其性能的綜合，它能用作直接使用紗或拉伸喂入紗(例如生成拉伸扁紗或變形“膨體”紗)，這些紗能提供織物的“布身”或“懸垂性”而不必進行例如昂貴的紗加捻，也不必改變織物結(jié)構(gòu)以及犧牲其外觀和織物手感。
維持自始至終的均勻性和各種噴絲取向長絲與由它所得的拉伸長絲之間的均勻性是重要的。缺乏均勻性經(jīng)常表現(xiàn)為在最終的已染色織物上有染色疵點，因而是不期望的。
為了紡織的目的，“紡織紗”必須具有某些性能，例如足夠高的模數(shù)和屈服點，以及足夠低的收縮，這就使得通常的紡織紗不同于通常的“喂入紗”，后者需要進一步加工以產(chǎn)生最低限度的為制造織物和隨后使用所需的性能。通常，我們在這里稱非變形長絲紗為“扁紗”，而稱未拉伸扁長絲紗為“喂入”或“拉伸喂入”紗，這里把不需再拉伸和/或熱處理而可用作紡織紗的長絲紗稱作“直接用紗”。
重要是是應認識到特殊紗(或服裝)的所有性能的綜合對任何特別最終用途是重要的，而這種紗有時是加工中的紗本身，但有時也是以這種紗作為其成份的最終織物或服裝。通過加工處理以減少收縮是容易的，但這種改性通常伴隨著其他變化，因此，正是任何服裝(或定長短纖維)性能的這種綜合或平衡是重要的。人們也明白，根據(jù)本發(fā)明，可以以紗或長絲束的形式來供應和/或加工這種長絲，而這種長絲束不必具有真“紗”的內(nèi)聚性。但為了方便，很多長絲可稱作“紗”或“束”，而不企圖通過這一術語進行特別限制。人們將認識到，在合適的場合下這一制法也可用于其他形態(tài)的聚酯長絲，例如絲束，此絲束然后可被轉(zhuǎn)變成定長短纖維，并根據(jù)其性能的平衡而被使用。如下所述，這種平衡是期望的而且是可以取得的。
用于制備本發(fā)明的噴絲-取向未拉伸混合長絲紗的聚酯聚合物可以與“母申請”的相同。
制備聚酯未拉伸細混合長絲喂入紗的噴絲-取向方法實際上與“母申請”的“噴絲-取向”法(這在“母申請的背景”中作了描述，而且在圖4A，B和C中進行了討論)相同，這種喂入紗由兩種或多種類型的橫截面不同和/或旦數(shù)不同的長絲組成，其中至少一種長絲組份的旦數(shù)小于約1;優(yōu)選的是當拉伸至30%伸長時其中的平均紗長絲旦數(shù)小于約1;而且特別是，其中的細混合長絲紗的平均紗長絲旦數(shù)小于約1。但這兩種制法中的噴絲板毛細管尺寸(L和D)的選擇以及出料?？仔螤畈煌?，以便能共噴兩種或多種不同長絲成份;而且如果需要，噴絲硬件構(gòu)型被改進了，以便在交織和纏繞進入包裝物之前把不同長絲組分進行驟冷和聚流。
從先前共噴較高dpf的聚酯長絲混合物，以及在現(xiàn)有技術的低速下共噴聚酯長絲混合物，以制得低取向的未拉伸長絲的努力來看，我們對這樣一種旦數(shù)和橫截面的混合物能從一塊噴絲板進行共噴而還具有均勻性這一事實感到很驚奇。這種能創(chuàng)造驚奇效果的母申請加工方法具有某些獨特的東西。
正如將會明白的，特別有用的混合長絲拉伸喂入紗有兩種類型長絲，一種的dpf小于約1，并稱作“(dpf)1”，而另一種作為拉伸喂入紗時其dpf不僅大于1，而且甚至拉伸到所需程度例如拉伸到所需剩余拉伸比(RDR)后所得的dpf也大于1。
人們通常希望，兩種類型的已拉伸長絲的RDR值均在大約1.2X至1.4X的范圍內(nèi)。人們也希望，拉伸喂入紗可以被拉伸而不產(chǎn)生長絲或“細頸拉伸”缺陷。當然也希望兩類長絲的RDR的差值小于約40%，因此拉伸長絲型的RDR的差值為約20%或更小。提供具有異形(非圓)橫截面的較高dpf的長絲對取得所需要的目的物可是一種非常有效的技術。
不同橫截面的不同dpf(一種大于1，一種小于1)的混合長絲紗(它是“扁的”)就觸感和美感來說是所希望的。同樣，其中所有的長絲均是低收縮的直接用紗這類混合長絲紗也是有用的。在這一點上，對較高dpf的長絲來說非圓橫截面希望能提供有用的手段來獲得所需的目的物。
用本發(fā)明方法制得的紗可用作1)拉伸喂入紗(例如在分開的或聯(lián)合的制法中，在經(jīng)拉法中，在拉伸噴氣變形法中，在拉伸假加捻變形法中，在拉伸齒輪卷曲法和拉伸填料箱卷曲法中的拉伸);2)可用作直接用“織物”混合長絲紗而不需再進行拉伸和/或加熱的非拉伸細混合長絲紗;3)不需拉伸(例如在噴氣變形，填塞箱卷曲和齒輪卷曲中的拉伸)而可用作喂入紗的非拉伸直接用“織物”紗;4)用或不用熱以及用或不用后熱處理即可進行部分或完全拉伸成為均勻細混合長絲紗的非拉伸直接用“織物”細混合長絲紗。
前述噴絲-定向法提供了一種噴絲一定向聚酯非拉伸混合長絲紗，其中的聚酯聚合物的特征在于相對粘度(LRV)的范圍為約13至約23、零剪切熔點(TM°)的范圍為約240℃至約265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的范圍為約40℃至約80℃;其中由兩種或多種長絲組份組成混合長絲紗，這些長絲在橫截面和/或旦數(shù)方面不相同，其中至少一種長絲組份的長絲旦數(shù)小于約1(優(yōu)選的是平均的紗長絲旦數(shù)(dpf)S例如平均拉伸紗長絲旦數(shù)(dpf)D小于約1，其中(dpf)D定義為(dpf)SX[(1.3)/(1+Eb/100)s];而特別是非拉伸紗平均長絲旦數(shù)(dpf)S小于約1)，其中對混合長絲紗而言，高旦長絲(2)對低旦長絲(1)的比值約為2至約為6;而且其特征在于最大干熱收縮張力ST最大在干熱峰值收縮張力溫度T(ST最大)為高于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg約5℃至約30℃時為小于約0.2g/d;(1-S/Sm)值至少約為1(優(yōu)選至少為約0.25)以提供老化穩(wěn)定性收縮;斷裂伸長率(EB)約40%至約160%(對拉伸喂入紗而言優(yōu)選為約90%至約120%，特別是為約40%至約90%，而(1-S/Sm)值至少為0.85以便用作非拉伸直接用紗);7%伸長時的強度范圍為約0.5至約1.75g/d(對拉伸喂入紗優(yōu)選為約0.5至約1g/d的范圍(特別是7%伸長時的強度T7要小于20%伸長時的強度T20，以改善拉伸穩(wěn)定性)，而對用作直接用紗則特別是在約1～1.75g/d的范圍);而斷裂強度(TB)n，歸一化為20.8聚合物RLV，至少為約5g/dl優(yōu)選至少為約6g/d);而優(yōu)選的收縮差異(DHS-S)為小于-2%。
本發(fā)明的非拉伸混合長絲紗提供拉伸扁紗或噴氣變形混合長絲紗，它們的長絲收縮差異至少為5%，是將非拉伸混合長絲紗在由聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)至主要結(jié)晶開始溫度(TC°)的范圍內(nèi)進行拉伸而制得的，其特征在于殘余斷裂伸長(EB)為約15%至約45%，7%伸長時的強度為至少約1g/d;而對非拉伸直接用混合長絲紗進行由冷拉伸但不進行后熱定形制得的特別拉伸混合長絲扁紗和噴氣變形紗的收縮差異至少為5%，上面及這里所述的冷拉不同混合長絲紗進一步的特征在于剩余斷裂伸長(EB)為約15%～55%，而7%伸長時的強度至少為約1g/d。
本發(fā)明提供的均勻的拉伸聚酯扁紗和變形細混合長絲紗，由上述的本發(fā)明的非拉伸細混合長絲喂入紗制得，斷裂伸長(EB)為約15～45%，(1-S/Sm)值至少為約0.85，7%伸長時的強度(T7)至少為1g/d，優(yōu)選的后屈折模數(shù)(Mpy)為約5～25g/d;而優(yōu)選的拉伸扁細混合長絲紗的進一步特征在于用沿單絲旦數(shù)分散(DS)測得的沿單絲均勻性小于約3%(特別是小于約2%)。
本發(fā)明的其他概貌和具體實施以下將看到。


圖1A是長絲橫截面有代表性的放大照片，此長絲的后凝結(jié)是不完全的(這里稱為“敞開的”)而這被認為是新穎的，有用的和有創(chuàng)造性的;圖1B是根據(jù)本發(fā)明的帶有濃密縱向空隙(洞)的圓長絲(已在此要求的)橫截面有代表性的放大照片;而圖1c也是根據(jù)本發(fā)明的變形空心長絲紗的有代表性的放大照片，表明當拉伸假加捻變形時空隙幾乎完全倒坍。
圖1B標出共紡圓長絲1和2的(dpf)2/(dpf)1對(L1D2/L2D1)n(D2/D1)3的關系，而(L1D2/L2D1)n(D2/D1)3是長度(L)和直徑(D)的噴頭板毛細管(1)和(2)的[(L/D)nD3]1/[(L/D)n/D3]2的簡化表示，對牛頓液體來說，“n”的值為1;就聚合物RLV的范圍和這里所采用的加工條件來說，“n”的經(jīng)濟值為約1.1，換句話說，n＝1是有用的實際近似值)。
圖2A是退漿收縮(S)對于斷裂伸長(EB)的代表性圖，其中線1，2，3，4，5和6分別代表(1-S/Sm)值為0.85，0.7，0.5，0.25，0.1和0時的線;而曲線7代表所生成的一系列紗的收縮與斷裂伸長之間的典型關系，例如提高噴絲速度而保持可變化的其他過程不變。變動可變的其他過程(例如dpf或聚合物粘度)，則生成-“族”相似曲線，它們實際上彼此平行?；诶匣€(wěn)定性，垂直的虛線代表本發(fā)明優(yōu)選長絲的大約EB值范圍，即40%～90%代表直接用紗，而90%～120%代表拉伸喂入紗，而160%為大約的上限。適宜適用作拉伸喂入紗的本發(fā)明優(yōu)選長絲用“寬間距”的\\\\\\區(qū)域表示，它的EB值為約90%～120%，而(1-S/Sm)比值至少為約0.25(低于線4)，適用作紡織紗的本發(fā)明優(yōu)選長絲用“窄間距”的\\\\\\區(qū)域來表示，其EB值為40%～90%，而比值(1-S/Sm)至少為約0.85(低于線1)。
圖2B是噴絲定向“固態(tài)”長絲(不是根據(jù)本發(fā)明的)的退漿收縮(S)對體積百分結(jié)晶度(XV)的代表性圖，其中該長絲的斷裂伸長EB為約160%-40%的寬廣范圍，采用寬廣范圍的加工條件(例如長絲旦數(shù)和橫截面，噴絲速度，聚合物LRV，驟冷，毛細管尺寸(LXD)以及聚合物溫度)進行噴絲，而XV用浮動密度測得，并改正為%顏料。由這類不同Eb值的紗所得的S與密度(即熔融噴絲時無定形區(qū)因應力導致的結(jié)晶化SIC程度的度量)之間的單一關系支持了這樣一種觀點在測定S的程度的EB值的這一范圍內(nèi)，SIC的程度是第一結(jié)構(gòu)事件，而熔融噴絲時無定形區(qū)因應力引起的取向(SIO)則是第二結(jié)構(gòu)事件，對拉伸喂入紗來說，相應于XV值的范圍由約10%至20%時，則S值的范圍由約50%至約10%即線(a-b)，這是SIC的優(yōu)選水平，而對直接用紡織紗來說，相應于XV大于約20%，則收縮值范圍小于約10%，即線(b-c)這是SIC的優(yōu)選水平。
圖3A則是Tcc對無定形區(qū)雙折射的代表性圖，Tcc是“冷結(jié)晶”的峰值溫度，在升溫速度每分鐘20℃下用差示掃描量熱法(DSC)測得，而雙折射是無定形取向的度量(如Frankfort和Knox所表示的)，對于難測量其雙折射的長絲來說，Tcc值是無定形取向的一種有用度量。本發(fā)明的長絲的Tcc值為90℃至110℃之間。
圖3B是后屈服正割模數(shù)(Tanβ)(即“Mpy”)對雙折射的代表性圖。這里的Mpy由(1.20T20-1.07T7)/0.13計算出，式中T20是20%伸長時的強度，T7是7%伸長時的強度。如可以看到的，大于2g/d時，后屈服模數(shù)(Mpy)提供了噴絲定向長絲、拉伸長絲和變形長絲的雙折射的一種有用度量。本發(fā)明的優(yōu)選拉伸長絲的Mpy值為約5～25g/d。
圖4A是噴絲線速度(V)對從噴絲板面起的距離(X)的圖解表示，這里噴絲速度從擠出時的速度(Vo)增大到已完全拉細后的最終(卷取)速度(典型地在下游在聚流點測得，Vc);其中，表觀內(nèi)噴絲線應力以正比于頸縮點處的噴絲線速度(即大約正比于比值LRV(Tm°/Tp)6，式中溫度為攝氏度)與頸縮點處的速度梯度(dv/dx)的乘積，這里發(fā)現(xiàn)dv/dx大約正比于V2/dpf、特別是在噴絲速度為約2～4公里/分鐘時，而在較高噴絲速度即約4～6公里/分鐘范圍時，正比于約V
/dpf。噴絲線溫度也對噴絲線距離作圖，而且發(fā)現(xiàn)它隨著距離均勻降低。作為比較，在頸縮處噴絲線速度迅速增大。在拉細時選擇加工條件使得在約0.45～0.105g/d范圍的表觀內(nèi)噴絲線應力有發(fā)展，以制得噴絲-取向長絲，特別是合適作拉伸喂入紗(DFY)，其特征在于7%伸長時的強度(T7)值為0.5～1g/d的范圍;以及使得表觀內(nèi)噴絲線應力為約1.05～0.195g/d范圍，以制造噴絲定向長絲，特別是適用于直接用紗(DUY)，其特征在于7%伸長時的強度(T7)為約1～1.75g/d的范圍;其中表觀內(nèi)噴絲線應力在這里用經(jīng)驗分析表達式表示k(LRV/LRV20.8)(TR/TP)6(V2/dpf)(AO/＃C)0.7式中，對密度為約1.345～1.385g/cm3，即1.36g/cm3，的長絲來說，則k值為(0.01/SOC)的近似值，SOC是聚酯聚合物的“應力光學系數(shù)”(例如對于2GT均聚物它為約0.7(g/d)-1);TR為定義為(TM°+40℃)的聚合物參考溫度，式中TM°為零剪切(DSC)聚合物熔點;Tp為聚合物熔融噴絲溫度，℃;V是表示為公里/分鐘的卷取速度;＃C為給定擠出面積的長絲數(shù)目(即毛細管);Ao表示為＃C/cm2;LRV是被測聚合物(lab)粘度;而LRV20.8為在295℃具有相同零剪切“牛頓”熔融粘度的聚酯聚合物的相應參考LRV值(這里LRV的定義見后)，就如2GT均聚物的LRV值為20.8一樣(例如，已發(fā)現(xiàn)15LRV陽離子可染色聚酯的熔融粘度如毛細管壓力降低所指出的那樣，是在約20LRV 2GT均聚物的范圍之內(nèi)，因此這類改性聚合物的優(yōu)選參考LRV是約15.5，并用標準的毛細管壓力降低測定法來實驗測得。)圖4B是噴絲定向長絲的雙折射對表觀內(nèi)噴絲線應力的圖解表示，其斜率稱作“應力光學系數(shù)(SOC)”，線1，2和3的SOC值相應為0.75，0.71和0.645(g/d)-1，而且是參考文獻中發(fā)現(xiàn)的2GT聚合物的典型關系。因此SOC的平均值為約0.7。
圖4C是噴絲定向長絲的7%伸長時的強度對表觀內(nèi)噴絲線應力的圖解表示。雙折射與T7(它們每一個又相對于表觀內(nèi)噴絲線應力)之間的近乎線性的關系使得可用T7作為長絲平均分子取向的實用度量。對于其旦數(shù)小于1，特別是異形橫切面(包括空心纖維)來說，雙折射是一個很難測定的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
圖5是噴絲定向非拉伸尼龍(Ⅰ)和聚酯(Ⅱ)的斷裂伸長(EB)對噴絲速度的代表性圖。在約3.5公里/分鐘至6.5公里/分鐘之間(以ABCD區(qū)域表示)，特別是在約4至6公里/分鐘之間，非拉伸聚酯和尼龍長絲的伸長在同一數(shù)量級。提高聚合物RV可增大非拉伸尼龍的伸長(見Chamberlin的美國專利4，583，357和4，646，514)，使用鏈支化劑也可(見Nunning的美國專利4，721，650)，或使用經(jīng)選擇的共聚酰胺和較高RV也可(見Knox的EPAl0411774)。非拉伸聚酯的伸長可采用低特性粘度和使用共聚聚酯來提高(見Knox的美國專利4，156，071，F(xiàn)rankfort和Knox的美國專利4，134，882及4，195，051)，也可采用加入少量鏈支化劑(見MacLean的美國專利4，092，229，Knox的美國專利4，156，051，及Reese的美國專利4，883，032，4，996，740，5，034，174)。聚酯長絲的伸長對長絲的旦數(shù)和形狀特別敏感，增大長絲的面積對體積的比值(即與降低長絲的旦數(shù)以及非圓形狀二者或二者之一均有關)，可使伸長降低。
圖6表示松弛/熱定形溫度TR(攝氏度℃)與尼龍66拉伸紗的殘余拉伸率(RDR)D之間的關系，以[1000/TR+273)]對(RDR)D作圖，如Boles等人在美國專利5，219，503中所描述的一樣。選擇區(qū)域Ⅰ(ABCD)和Ⅱ(ADEF)中的加工條件，可以制得適于嚴格染色的作為最終使用的非拉伸長絲。如果拉伸和熱定形的程度按1000/(TR+273)＞/＝[4.95-1.75(RDR)D]這一關系式是平衡的話，則可獲得可接受的沿單絲的染色均勻性。這一松弛溫度與(RDR)D的相互關系也可用于混合長絲紗的共拉伸和熱松弛，或已經(jīng)拉伸和共混合的混合長絲紗的熱松弛，例如共拉伸混合長絲紗，例如尼龍/聚酯長絲紗的熱松弛。
根據(jù)“母申請”的制法，可生成本發(fā)明的非拉伸細混合長絲紗，不同的是要作出改動，使得能將兩種或多種不同類型的長絲進行共噴絲，驟冷，并會聚成為細混合長絲束。例如，在交織和纏繞之前，但優(yōu)選在集束和整理之前將來自相同或不同噴絲頭組合體的不同長絲旦數(shù)和/或橫截面噴出物的長絲束進行合并，可生成混合旦數(shù)長絲紗。如果需要，根據(jù)本發(fā)明，由已用紡紗油劑中的苛性堿處理過的非拉伸喂入紗，可有利地制得紗(如Grindstaff和Reese在美國專利5，069，844中所述說的)，以提高它們的親水性和提供好的吸濕性和舒適感。
在熔融拉細過程中賦予這些非拉伸長絲的應力所導致的(無定形)取向(SIO)程度，降低了冷結(jié)晶的峰值溫度(Tcc)，這里，對非定形非取向長絲而言，Tcc值典型地為約135℃，降低非結(jié)晶(無定形)聚合物鏈的應力導致取向(SIO)，可使Tcc降至小于100℃。這在圖3A中以冷結(jié)晶的峰值溫度Tcc對無定形雙折射(如Frankfort和Knox所定義的)作圖而作了解釋。已經(jīng)知道無定形雙折射隨噴絲速度的增大而增大，因此，無定形雙折射隨著非拉伸長絲的斷裂伸長(EB)的降低而增大。對其伸長(EB)為40至約120%范圍，測得的Tcc值在約90℃～110℃的范圍的優(yōu)選非拉伸噴絲取向長絲來說，這被認為是使得甚至在溫和拉伸條件下也開始進一步結(jié)晶化的原因，這也被部分地認為對甚至在冷拉伸時也生成均勻拉伸聚酯細混合長絲紗是重要的。
應力導致結(jié)晶(SIC)的程度即無定形區(qū)SIO程度的結(jié)果，通常用聚合物材料的密度來定義。因為細長絲之間的空氣陷阱和細長絲巨大表面上的空氣陷阱，所以對細長絲紗來說它是難于實驗測定的;因此這里使用了一種應力導致結(jié)晶的相對測量法，該方法是以對一給定紗斷裂伸長(EB)的退漿收縮(S)的程度為基礎的，對于給定的纖維聚合物結(jié)晶度，希望退漿收縮(S)隨著分子的擴大(即隨著斷裂伸長EB的降低)而增大;因此，應力導致的結(jié)晶化(SIC)用下式定義(1-S/Sm)，式中Sm是在不存在結(jié)晶時，給定分子擴大(EB)程度的長絲所期望的最大收縮;這里Sm被定義為Sm(%)＝([(EB)最大-EB]/[(EB)最大+100])100%，式中(EB)最大是全無定形“各向同性”長絲所期望的最大斷裂伸長(EB)。對由其典型紡織物特性粘度為約0.56至約0.68(相應于LRV為約16至約23)的聚合物所得的聚酯長絲噴出物來說，(EB)最大的正常值經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)為約550%，假若最大殘余拉伸率為6.5的話(《高速纖維紡絲》，A.Ziabicki和H.Kawai編，Wiley Interscience出版社(1985)，p.409)，這樣，在這里，Sm(%)可用簡式定義如下Sm，%＝[(550-EB)/650]×100%(圖解表示于圖2A)。本發(fā)明的長絲被描述為(1-S/Sm)值大于約0.1(優(yōu)選大于約0.25以便為老化穩(wěn)定性提供足夠的SIC)和伸長(EB)為約40至160%。
本發(fā)明的噴絲定向混合長絲紗的特征在于發(fā)生在比聚合物Tg高5℃～30℃的收縮張力峰值溫度T(ST最大)(例如，對聚合物Tg為約65℃的均聚物2GT，此溫度為70-100℃)時的最大收縮張力(ST最大)小于約0.2g/d;而優(yōu)選非拉伸細混合長絲喂入紗的進一步特征在于斷裂伸長(EB)在約90%至約120%的范圍，在7%伸長時的強度(T7)在約0.5至約1g/d的范圍;而(1-S/S最大)值至少為約0.25;適合用作直接用紗的特別優(yōu)選的非拉伸長絲紗進一步的特征在于斷裂伸長(EB)在約40%至約90%的范圍，在7%伸長時的強度(T7)在約1至1.75g/d的范圍，而(1-S/Sm)值至少為約0.85。
每根由相同噴絲板得到的混合長絲紗的長絲的旦數(shù)用通過噴絲板毛細管時毛細管質(zhì)量流動速度W＝(VS×dpf)/9000測得。W值反比于毛細管壓力降(這里是約正比于(L/D)n/D3)，式中，對于牛頓液體來說，其n值為1，L為毛細管長度，D為毛細管直徑，對通常的短長度非圓橫截面毛細管來說，(L/D)n/D3值取自計量毛細管，后者喂入聚合物使之成為由出口孔所決定的形狀;這樣，(dpf)1×[(L/D)n/D3]1＝(dpf)2×[(L/D)nD3′]2，因而比值(dpf)2/(dpf)1]＝(L/D)n/D3]2例如，對于n值約為1及對這里所采用的加工條件范圍來說，使用帶有15×72密耳和8×32密耳計量毛細管的噴絲板進行共噴，將生成混合dpf的長絲，比值(dpf)2/(dpf)1為約476.7mm3/86.5mm2(＝5.5)。如果紡橫截面不同但dpf相同的長絲，可能需要計量毛細管的直徑稍為不同(即[(L/D)n/D3]值不同)，以克服任何小的但意義重大的成形出口孔的不同壓力降。然而，如果例如從分開的噴絲頭組合件噴不同長絲組分，并使它們合并起來成為簡單的混合長絲捆，則由給定噴絲頭組合件所得長絲的dpf依賴于組合件的壓力和噴絲極尺寸，它由下式簡單給出dpf＝9000w/(Vs＃F)，式中W是總噴絲頭組合件質(zhì)量流量速度(g/分鐘)，＃F是每個噴絲板組合件的長絲(F)數(shù)目(＃)，而Vs是以米/分鐘表示的卷取速度。
具體來說，本發(fā)明包括但不限于下列制法(及由其制得的產(chǎn)品)(1)本發(fā)明的噴絲取向法生成一類噴絲取向聚酯非拉伸混合長絲紗，其中聚酯聚合物的特征在于其相對粘度(LRV)為約13～約23，零剪切熔點(TM°)為約240℃～約265℃，而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～約80℃;而由不同橫截面和/或旦數(shù)的兩種或多種長絲組分組成的混合長絲紗，其至少一種長絲組分的長絲旦數(shù)小于1(優(yōu)選具有一個平均的紗初生絲旦數(shù)(dpf)S，這樣，平均的拉伸紗長絲旦數(shù)(dpf)D小于約1，(dpf)D以{(dpf)S×[(1.3)/(1+Eb/100)S}定義;特別是，在此，非拉伸紗平均長絲旦數(shù)(dpf)S小于1，因而對混合旦紗，其高旦長絲(2)對低但長絲(1)的長絲旦比值為約2至約6;而且其進一步的特征在于在比聚合物玻璃化溫度(Tg)高約5℃～30℃的干熱收縮張力峰值溫度T(ST最大)下，其最大干熱收縮張力ST最大小于約0.2g/d;其(1-S/ST最大)值至少為約0.1(優(yōu)選為至少約0.25)以產(chǎn)生老化穩(wěn)定性收縮;其斷裂伸長(EB)為約40%～160%(對拉伸喂入紗優(yōu)選為約90%～120%，在其中，拉伸時空隙量沒有實際上的損失)，特別是(1-S/Sm)值至少為0.85，而EB為約40%～90%以用作拉伸喂入紗或用作非拉伸直接用紗);7%伸長時的強度(T7)為約0.5～1.75g/d(對拉伸喂入紗優(yōu)選為約0.5～1g/d，而對用作直接用紗特別是約1～1.75);而歸一化為20.8LRV時的斷裂強度(TB)n至少為5g/d(優(yōu)選至少為6g/d);差值(DHS-S)優(yōu)選為小于+2%。
噴絲取向法的特征在于(ⅰ)選擇聚酯聚合物以使其相對粘度為約13～23，零剪切熔點(TM°)為約240℃～265℃，而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為40℃～80℃;使該混合物熔化并加熱至高于表觀聚合物熔點(TM)a約25℃～55℃，足夠迅速地過濾以減少降解;然后將它擠出通過噴絲板的毛細管，選擇后者的橫截面(Ac)為約125×10-6cm2至約1250×10-6cm2，而選擇長度(L)和直徑(DRND)，使得(L/DRND)的比值至少為1.25而小于6(優(yōu)選小于4)，而且選擇出口孔的形狀和/或毛細管的L和D值，以生成橫截面不同和/或旦不同的長絲(如前所述)(ⅱ)當擠出的熔體通過噴絲板毛細管的排出距離(LQD)在至少約2cm并小于約[12(dpf)1
]cm時，使其避免直接冷卻;然后將其冷至低于聚合物轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，并拉細這較細的長絲至表觀噴絲線應變?yōu)榧s5.7～7.6，其中(dpf)1是混合長絲紗中的較細長絲的。
(ⅲ)然后使用低摩擦表面在距離(Lc)為約50cm至約[90(dpf)1
]cm的距離內(nèi)，將混合長紗集束成為混合長絲捆;進行交織以獲得長絲捆的集積性，然后以約2～6公里/分鐘的卷繞速度把混合長絲紗進行纏繞。
(2)如Knox和Noe在美國專利5，066，447中所述的復合的噴絲/拉伸法或分開的噴絲/拉伸法，它包括拉伸變形法(例如拉伸假加捻變形和拉伸噴氣拉細)以制備(ⅰ)拉伸扁紗或拉伸噴氣變形混合長絲紗，其具有至少為5%的不同長紗收縮，是由未拉伸混合長絲紗在聚酯聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和主結(jié)晶開始溫度(Tc°)進行拉伸而制得的，其特征還在于殘余斷裂伸長(EB)為約15%～45%，而在7%伸長時的強度(T7)至少為約1g/d;而特別是拉伸混合長絲扁紗和噴氣變形紗，在如上所述經(jīng)過冷拉伸但不對非拉伸直接用混合長絲紗進行后熱定形時的不同收縮至少為5%，這里，冷拉伸不同混合長絲紗的特征還在于其殘余斷裂伸長(EB)為約15%～55%，而7%伸長時的強度至少為約1g/d。
(ⅱ)拉伸聚酯扁紗和變形細混合長絲紗，如前所述，它是由本發(fā)明的非拉伸細混合長絲喂入紗制得的，其特征在于其斷裂伸長為約15～45%，(1-S/Sm)值為至少0.85，7%伸長時的強度為至少約1g/d，優(yōu)選的后屈服模數(shù)(Mpy)為約5～25g/d;優(yōu)選的是，這里的拉伸扁細混合長絲紗的特征還在于用測量沿單絲旦數(shù)分散(DS)而知的沿單絲均勻性小于約3%(特別是小于約2%)。
(ⅲ)優(yōu)選的聚酯混合長絲紗，其平均紗長絲旦數(shù)小于約1，剩余斷裂伸長(EB)為約15%～55%，(1-S/Sm)值至少為0.85，7%伸長時的強度(T7)為至少1g/d，而優(yōu)選的后屈服模數(shù)(Mpy)為約5～25g/d，是由在單絲分開的或復合的制法中或以無緯的經(jīng)片形狀進行冷拉伸或熱拉伸，但進行或不進行后熱處理而制得的，該非拉伸混合長絲紗作為非拉伸直接用紗，殘余伸長為約40～90%，(1-S/Sm)值至少為約0.85;通過選擇本發(fā)明的噴絲取向混合長絲喂入紗，其7%伸長時的強度(T7)為約1～1.75g/d，其中所有長絲的特征在于如前所述的本發(fā)明的非拉伸直接用混合長絲紗;優(yōu)選的是，此拉伸扁細混合長絲紗的進一步特征在于由沿單絲旦數(shù)分散(DS)測得的沿單絲均勻性小于約3%(特別是小于約2%)(ⅳ)均勻拉伸噴氣變形細混合長絲紗和均勻拉伸變形細混合長絲紗;其中該制法包括使以前述噴絲取向法制得的非拉伸混合長絲喂入紗進行均勻拉伸噴氣變形或拉伸假加捻變形，以生成均勻拉伸膨體混合長絲紗，后者的特征在于殘余斷裂伸長(EB)為約15%～45%，(1-S/Sm)值至少為0.85，7%伸長時的強度(T7)至少約為1g/d，而優(yōu)選的后屈服模數(shù)(Mpy)為約5～25g/d。
(ⅴ)拉伸膨體混合長絲紗，其在熱松弛拉伸本發(fā)明的扁混合長絲紗或拉伸噴氣變形混合長絲紗時，不同長絲收縮至少為5%，它是由前述本發(fā)明的非拉伸混合長絲直接用紗進行冷拉伸但不進行后熱處理而制得，由此生成均勻拉伸膨體混合長絲紗，后者的特征在于其殘余斷裂伸長(EB)為約15～55%，(1-S/Sm)值至少為約0.85，7%伸長時的強度(T7)至少為約1g/d，而優(yōu)選的后屈服模數(shù)(Mpy)為約5～25g/d。
(ⅵ)拉伸膨體混合長絲紗，其在熱松弛拉伸本發(fā)明的扁混合長絲紗或拉伸噴氣變形混合長絲紗時，不同長絲收縮為至少5%，是由本發(fā)明的非拉伸混合長絲紗進行拉伸但不進行后熱處理而制得，如前所述，拉伸是以一拉伸率在Tg至Tc°的范圍進行，以生成均勻拉伸膨體混合長絲紗，后者的特征在于殘余斷裂伸長(EB)為約15%～45%，(1-S/Sm)值至少為0.85，7%伸長時的強度(T7)至少為1g/d，而后屈服模數(shù)(Mpy)約5～25g/d。
(ⅶ)用于緊密結(jié)構(gòu)織物的收縮張力(ST最大)大于約0.25g/d的拉伸紗。以便使紗在染色和整理過程中克服在織物中紗-紗間的管束，方法是在高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和低主結(jié)晶開始溫度(Tc°)對非拉伸混合長絲紗進行拉伸，其中對后熱處理進行調(diào)整以產(chǎn)生所需的收縮S與收縮張力ST之間的平衡。
本發(fā)明的細旦扁長絲的特征還在于沿紗旦數(shù)變異(這里稱旦數(shù)分散，DS)小于約4%(優(yōu)選小于3%，特別優(yōu)選小于2%);使均勻旦數(shù)細混合長絲紗適用于需要嚴格染色(構(gòu)型)均勻性的織物之中非圓長絲(加入是為了提高觸感，觀感及舒服感)的形狀因子(SF)至少為1.25，這里，對相當橫截面的圓長絲，形狀因子定義為測得的長絲圓度(PM)對計算的圓度(PRND)的比值。本發(fā)明長絲的特征還在于機械性能好，其歸一化為20.8聚合物LRV時的斷裂強度為至少5g/d。
檢測方法這里所提到的很多聚酯參數(shù)和測定方法已在Knox的USP4，156，071，Knox和Noe的USP5，066，447以及Frankfort和Knox的4，434，882中作了充分的討論和描述，這里它們均被引用作為參考文獻，因此這里再作詳細討論將是多余的。這里，為了清楚，把退漿收縮寫作“S”(有時寫成S1，或在表中寫成S1);在所有實施例中，共噴絲紗的差示收縮(DHS-S)總是小于+2;TB(在表中有時是Tb)基于斷裂時的旦的強度(即，基于拉伸旦，寫作Mpy)，Tb定義為通常的紡織強度與殘余拉伸率RDR(＝1+EB/100)的乘積，而歸一化的(TB)n定義為[(TB)(20.8/LRV)0.75(1-%退光劑/100)-4]，本發(fā)明的混合長絲紗的特征在于TB值，歸一化為20.8聚合物LRV后至少為約5g/d，優(yōu)選至少為約6g/d。
可用通常的DSC分析法測定聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，主結(jié)晶開始溫度(Tc°)，和結(jié)晶最大速度的溫度Tc最大的值;但是，對給定的一組化合物例如聚酯來說，這些值也可由聚合物的零剪切熔點TM°(以開爾文度表示)，采用R.F.Boyer的方法估算出[見《聚合物無定形態(tài)中的有序》，S.E.Reinath，R.L.Miller，J.K.Riecke編，Plenum Press公司(紐約)，1987];式中，Tg＝0.65TM°;Tc°＝0.75TM°;而Tc最大＝0.85TM°;式中所有的溫度均以開爾文度表示。
本發(fā)明的制法和產(chǎn)物用下列實施例作了說明，但不限于這些實施例，而且在表中作了詳細總結(jié)。
實施例A在實施例A中，將較低旦數(shù)長絲和較高旦長絲進行共紡而制得混合長絲紗(例如Knox的美國專利4，156，071的低收縮(結(jié)晶形)噴絲取向長絲，和/或Piazza及Reese的美國專利3，772，872的高收縮(無定形)噴絲取向POY長絲，以便可能產(chǎn)生混合收縮(例如在織物中的后膨體化)，例如當?shù)褪湛s長絲與高收縮長絲混合時)。
這類高和低dpf長絲可從分開的紡絲頭組合件空穴噴出，然后合并生成簡單的混合dpf長絲捆，但最好從單-紡絲頭組合件空穴噴出，其中選擇毛細管的尺寸(L和D)和毛細管的數(shù)目以產(chǎn)生不同的質(zhì)量流動速度;例如選擇毛細管使得噴絲長絲旦的比[(dpf)2/(dpf)1]約等于[(L1D2/L2D1]n×[(D2/D1)3]，這里1和2表示不同旦的長絲;對牛頓聚合物熔體n＝1(而這里，對所用的聚合物和加工條件，實驗發(fā)現(xiàn)“n”的平均值為1.1);而測得的平均紗長絲旦數(shù)定義為(dpf)平均＝[(＃1dpf1+＃2dpf2)/(＃1+＃2)]。
實施例1-6用公稱21.2LRV的2GT均聚物在聚合物溫度(Tp)約290℃進行噴絲制取這種紗;用裝有一個2.5英寸(2.75cm)遲延管的徑向驟冷器及用速度為40-50mpm的室溫空氣進行驟冷;然后用計量上油盤導紗器使紗在距噴絲板表面109cm處出現(xiàn)，然后以表Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ中所指出的速度進行卷取，以生成如所指出的其公稱旦數(shù)由約127變至約239的200長絲紗?！皣姵鑫顳PF平均值”是被除以200的公稱旦數(shù)，“DPF比值”是測出的高dpf對測出的低dpf的比值(它相當接近如下所述的公稱dpf比值3.54)。此200長絲是含有24根高dpf長絲(2)和176根低dpf長絲(1)的紡料紗。對實施例1-3，正常的(dpf)2/(dpf)1比值分別為約3.54，這是采用不同尺寸噴絲板毛細管的結(jié)果;這是24個長度(L)為12.5密耳(0.318mm)和直徑(D)為39密耳(0.975mm)的毛細管，以及176個長度(L)為36密耳(0.914mm)和直徑(D)為9密耳(0.229mm)的毛細管，這樣就產(chǎn)生3.54的壓力降比;即，(dpf)2/(dpf)1＝[(L1D2/L2D1]nX[D2/D1)3]，式中的“n”，對牛頓液體為1，而對聚合物LRV及所用的加工條件，實驗發(fā)現(xiàn)其值為1.1。測出的平均紗旦數(shù)＝＃1(dpf)1+＃2(dpf)2＝＃1(dpf)1+＃2{[(dpf)2/(dpf)1](dpf)2}＝＃1(dpf)1+3.54[＃2(dpf)1]＝[＃1+3.54(＃2)](dpf)1＝[24+3.54(176)(dpf)1，式中(dpf)1＝測得的平均紗旦數(shù)/[24+3.54(176)]，而(dpf)2＝3.54(dpf)1。
在實施例1中，高dpf長絲(2)從位于多環(huán)毛細管排布的外環(huán)被噴出(因為較早前予言，經(jīng)較多驟冷的高dpf長絲比低dpf長絲更有益)。在圖2中，制造高dpf長絲的毛細管(2)位于排布的中間，在那里，這里噴出的長絲(2)在驟冷時會自然地傾向于“移動”并會聚。在實施例3，制備高dpf長絲(2)的毛細管通過多環(huán)排布的毛細管對稱地排列。實施例1～3的數(shù)據(jù)在表Ⅰ～Ⅲ中，并包括有一欄“拉伸DPF平均值”，它由記載在實施例4-6中并在表Ⅳ-Ⅳ中給出的“已拉伸物旦數(shù)”除以200而計算出。
在實踐中我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，實施例3中的對稱排布產(chǎn)生最好的量數(shù)均勻性，而實施例1中的外層排布的最差。對稱排布(3)和外環(huán)排布(1)的斷裂強度(TB)實際上相等，而內(nèi)環(huán)排布(2)明顯最差。
在實施例4-6中，分別將實施例1-3的已噴出紗，在400mpm，采用180℃的拉伸和定形溫度仔細的經(jīng)拉伸至殘余伸長為25%～45%之間并且其公稱平均紗長絲(dpf)D小于1dpf。對已拉伸紗例如對實施例1-3中的噴絲喂入紗觀察到了相同相對級別的均勻性和斷裂強度，最優(yōu)的長絲排布將取決于長絲的數(shù)目，dpf比值，以及所需的沿單絲旦數(shù)均勻性(DS)和抗拉強度(如這里以TB測得的)的平衡。
在下一系列中，不是把長絲混合，而是制造和拉伸高dpf和低dpf的分開紗捆以獲得長絲性質(zhì)和行為的數(shù)據(jù)，人們將明白這種長絲可被混合在一起。
實施例7從分開的噴絲頭組合件，分別用15×60和9×36密耳毛細管，噴出50高dpf和200低dpf長絲的單獨捆;并分開纏繞(數(shù)據(jù)綜合在表Ⅶ)。所得的低dpf長絲比高dpf長絲具有較高的抗拉性(模數(shù)T7，TB)和較低斷裂伸長(EB)?；诮?jīng)拉伸和拉伸變形的經(jīng)驗，我們選擇4至1的dpf比以便產(chǎn)生用于細織物的已拉伸dpf約為2的較高dpf長絲，以避免從來自不同彎曲部分的不同大小長絲表面的不同反射產(chǎn)生“閃光”。4到1的dpf比值使在約20%～40%的EB值產(chǎn)生差異，但EB值的較小差異對生成最優(yōu)拉伸紗的機械性能和均勻性一般會是優(yōu)選的。
實施例8在約180℃的拉伸溫度和約180℃的定形溫度以400米/分鐘進行拉伸以獲得1.4X，1.5X和1.6X的拉伸率系列。拉伸伸長的差異通常為約10～20%，較高dpf的長絲具有較高的伸長。拉伸紗被總結(jié)在表Ⅷ中。
實施例9將實施例7的172旦200長絲及172旦50長絲捆，以400mpm和1.64拉伸比值，使用開始溫度為室溫(25℃，第1和2項)的固定板，進行拉伸，拉伸溫度由室溫(冷拉伸)升至180℃(即2GT聚酯的最大結(jié)晶率溫度Tc，最大)，如表Ⅸ所指出的，收縮隨著升高而降低，特別是高于約120℃即主結(jié)晶開始溫度Tc°，所以在130℃差示收縮降至約2%。這表明，在較高拉伸溫度可以產(chǎn)生已拉伸混合旦數(shù)長絲紗，由相同混合旦數(shù)喂入料所得的為扁紗(即非膨體的，因為混合dpf長絲具有相似收縮)。我們經(jīng)常生產(chǎn)在較低拉伸溫度拉伸時可以自膨脹的混合收縮拉伸紗。
實施例10在實施例10中對于第1-11項，熱定形板溫度為室溫(25℃)，以400mpm和1.64X的拉伸率，對由24根平均dpf為2.45的長絲和176根平均dpf為0.78的長絲組成的普通200-200噴絲紗進行經(jīng)拉伸，并把拉伸溫度由25℃升至180℃。隨著拉伸溫度的升高，收縮S1由47.2%降至5.8%，在拉伸溫度為114℃之后收縮S1的降低減少了，這支持了實施例9的結(jié)果。在第12-13項，以1.4X拉伸率，對由24根1.65dpf長絲及176根0.5dpf長絲組成的127旦喂入紗進行拉伸。第12項是冷拉而且不進行后熱處理(即固定板維持在25℃室溫)。在第13項中，在180℃對127旦紗進行拉伸并在180℃進行定形，得到5.9的收縮S1，而第12項中則是28.4。這說明了選擇拉伸定形溫度可以控制收縮的程度。實施例10的數(shù)據(jù)總結(jié)于表Ⅹ。
實施例11將實施例3(24高旦數(shù)和174低旦數(shù))的127-200及159-200(旦數(shù)長絲)紗，用1.4X和1.6X拉伸率，于200米/分鐘進行拉伸噴氣變形，拉伸和定形的溫度由室溫(即加熱器打開)變至180℃，可以制備其收縮小于2%而高至約40%的拉伸噴氣變形紗，這提供了一種從相同喂入原料制備混合收縮紗的可能。數(shù)據(jù)總結(jié)在表Ⅺ。
實施例12采用1/7/1BB盤式混合倉(PU盤型)，將作為噴絲紗的通常的200旦-200長絲(表Ⅲ中的第5-8項)，以1.506拉伸率和1.707D/Y率，以450米/分鐘，在Barmag FK6-900K上于180℃進行拉伸假加捻變形。拉伸紗旦數(shù)在40.6%伸長時為136.7(0.68dpf)，其強度為3.66g/d，模數(shù)為20.7g/d。退漿收縮為5.6%，而Leesona絞紗收縮(變形紗松密度的度量)為23.7%，此混合dpf長絲紗比100%微旦數(shù)長絲紗產(chǎn)生更高的松密度，并取決于最終斷裂伸長，可以制得好的混色紗。
實施例13將實施例12的拉伸喂入紗，在拉伸溫度115℃(約為冷結(jié)晶溫度Tcc)，采用75℃予拉伸溫度和拉伸率1.64X，在4000米/分鐘進行經(jīng)拉伸，產(chǎn)生10%退漿收縮。此已拉伸紗在37.5%伸長時的旦數(shù)為124.8(平均長絲(dpf)D為0.62)，強度為3.98g/d，其模數(shù)為66.8g/d，T7為2.47g/d。此細旦數(shù)紗的旦數(shù)分散為2.2%，慢Uster為0.6%，這使得這些絲適于嚴格染色的最終用途。
實施例14將50根收縮S1為21%因而(1-S1/Sm)比值為0.67的1.83旦長絲，以及200根收縮S1為5.2%因而(1-S1/Sm)比值為0.92的0.46旦長絲(參見表Ⅷ的第17和18項)以2473mpm進行共噴，制造可后變形的混合收縮紗。將50根2.28旦長絲及200根0.57旦長絲(表Ⅶ中的第13和14項)以2473mpm進行共噴，制造收縮為7.8%和39.4%的相似的可后變形紗。噴絲速度低時，低dpf長絲的收縮增大，這降低了低和高dpf長絲之間的收縮差異并產(chǎn)生過量的紡織損耗。優(yōu)選的是，低收縮長絲的收縮小于約10%，也就是說(1-S1/Sm)值至少為約0.85，如表Ⅶ的第13和17項所解說的，這產(chǎn)生混合收縮和減少了織物損失，如果收縮組份具有足夠收縮張力以克服織物中的管束的話，這至多等于高收縮組份的收縮。為減少在后膨體化時織物體中的織物損耗，在拉經(jīng)時，在足以擴大收縮和膨體化的溫度下進行過量喂入，則能發(fā)生膨體化;但優(yōu)選留下一些剩余收縮以便在織物形成中使膨體化得以擴大，這幫助了將縫合緊密度的差異無規(guī)化，并改善了構(gòu)型均勻性。約3-4%殘留收縮對于經(jīng)針織和輕重量織物是足夠的。
實施例15在聚合物溫度(Tg)為約290℃下，由公稱21.2LRY的2GT均聚物將200(混合的)長絲紗噴出，用裝有1.7英寸(4.32cm)的遲延管的徑向驟冷器及速度為約30-50mpm的室溫空氣進行驟冷，然后用計量上油盤導紗器在距噴絲極表面約109cm處將長絲會聚，之后再拉伸，生成公稱旦數(shù)由124旦變至220旦的200長絲紗，其中此200長絲紗由24根高dpf非圓橫截面長絲及176根低dpf圓截面長絲組成。用于生成176根低dpf長線的噴絲板毛細管的毛細管長度(L)為36密耳(0.914mm)，直徑(D)為9密耳(0.229mm)。選擇用于生成24根高dpf長絲的噴絲板毛細管以形成所需的纖維橫切面;制成其中的高dpf組分為如下橫截面的紗1)三角形帶，2)八角形帶，3)多角形帶，4)空心紗。為獲得dpf率為3.5∶1，使用有24個毛細管長度(L)為56密耳(1.42mm)和直徑(D)為90密耳(2.29mm)的毛細管的計量板以控制使聚合物生成非圓形毛細管。對低dpf組分，使用其毛細管長度(L)是90密耳(2.29mm)和直徑(D)是40密耳(1.02mm)的低壓降計量板，這樣低dpf聚合物流動速度事實上被噴絲板毛細管控制了。
此制法被用于生成由混合旦數(shù)長絲和混合橫截面形狀長絲組成的紗，這就減少了低旦數(shù)和高旦數(shù)長絲的伸長之間的差異，從而改進了共拉伸(即能夠共拉伸至伸長為約20%～40%的組分均可生成，以改善機械性能和旦數(shù)均勻性)，并生成低收縮高旦長絲，因而制成適于作直接用扁紗的混合長絲紗。
此發(fā)明使得其本身含有很多變動和進一步改進這一點將變得明白，特別是隨著這些或別的工藝進步時，例如，可使用任何類型的拉伸纏繞機;喂入紗和/或拉伸紗如果需要后熱處理，可以使用任何加熱裝置(例如熱導絲，熱空氣和/或蒸汽噴射，通過熱管，微波加熱，等);整理操作可采用通常的輥式操作法，這里優(yōu)選計量整理小物件操作器，而且整理可在幾步進行，例如在噴絲過程中在拉伸前整理或在拉伸之后但在纏繞之前整理;可以使用熱的或不熱的纏結(jié)噴氣法使交織得以增強，而且可以在若干步驟中例如在噴絲過程中和拉伸過程中進行交織的增強，而且可以使用別的設備例如在紗的緯紗片上使用纏結(jié)筘。此外，如果需要，可以從扇形噴絲板毛細管孔，經(jīng)過后聚結(jié)加入空心長絲作為本發(fā)明混合長絲紗的一種(或多種)長絲組分，以生成具有較大膨松性的較輕織物以改進織物的懸垂性，以及如Aneja等人申請的共同待批申請No._____(DD-4555H)中所公開的，也至少產(chǎn)生不同的橫截面，此申請的公開在這里也被引用作為參考。
表Ⅴ項目號喂入物已拉伸拉伸模數(shù) T7Ten. Eb Tb WTB旦數(shù) 物旦數(shù) 率 (g/d) (g/d) (g/d) (%) (g/d) (g/d)1 199 127.0 1.6 56.3 2.25 3.42 31.78 4.51 104.32 199 126.8 1.6 60.1 2.21 3.42 34.61 4.60 114.33 199 126.8 1.6 57.3 2.30 3.45 32.24 4.56 107.44 177 120.3 1.5 62.3 2.27 3.48 36.37 4.75 116.95 159 115.9 1.4 72.3 2.40 3.85 40.01 5.39 135.86 239 152.4 1.6 54.5 2.01 3.11 33.11 4.14 118.97 239 152.2 1.6 54.1 1.91 2.95 31.71 3.89 107.68 239 152.4 1.6 57.1 2.00 3.19 24.51 3.97 126.09 212 144.7 1.5 59.9 1.98 3.12 34.71 4.20 117.610 191 139.5 1.4 59.8 1.92 3.12 39.25 4.34 127.011 159 101.5 1.6 60.9 2.65 3.81 31.33 5.00 93.112 159 101.3 1.6 57.7 2.52 3.72 32.20 4.92 92.513 159 101.5 1.6 61.7 2.66 3.73 29.38 4.83 85.714 142 96.3 1.5 59.5 2.57 3.78 34.48 5.08 96.315 127 92.7 1.4 60.7 2.49 3.53 36.27 4.81 93.3
表Ⅸ項目號 噴出物 長絲號 拉伸率 拉伸 S1 D.S. %U旦數(shù) 溫度 (%) (%)(℃)1 172 200 1.64 25 48.1 1.92 0.492 172 50 1.64 25 60.8 16.58 4.893 172 200 1.64 100 18.2 3.95 0.904 172 50 1.64 100 46.8 12.41 5.045 172 200 1.64 110 11.7 1.72 0.496 172 50 1.64 110 32.5 11.47 3.017 172 200 1.64 115 10.38 172 50 1.64 115 20.59 172 200 1.64 120 9.8 3.48 0.7410 172 50 1.64 120 18.1 7.68 1.8411 172 200 1.64 130 8.3 2.86 0.7612 172 50 1.64 130 10.3 5.03 1.3813 172 200 1.64 140 7.4 2.78 0.7014 172 50 1.64 140 8.5 4.02 1.1115 172 200 1.64 150 6.6 2.99 0.7716 172 50 1.64 150 7.4 3.48 0.9617 172 200 1.64 160 6.2 2.90 0.7518 172 50 1.64 160 6.7 3.64 1.0419 172 200 1.64 170 5.6 2.47 0.7320 172 50 1.64 170 6.5 3.31 1.0621 172 200 1.64 180 5.4 5.29 1.2822 172 50 1.64 180 6.1 3.37 1.08
權(quán)利要求
1.制備其峰值收縮張力溫度T(ST最大)為比聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高約5～30℃的非拉伸混合長絲聚酯噴絲取向紗的方法，該紗至少由兩類其橫截面和/或旦數(shù)彼此不同的長絲組成，該長絲類型的至少一種是細長絲，該細長絲的每根絲旦數(shù)小于約1，這里稱作(dpf)1，所說的長絲類型為相同聚酯聚合物，該制法包括(i)選擇聚酯聚合物使之相對粘度(LRV)為約13～23，零剪切熔點(TM°)為約240～265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～80℃；把該聚合物熔化并加熱至比聚合物熔點(TM°)高約25℃～55℃；迅速過濾此聚合物熔體以減少降解；把此熔體通過不同出口孔形狀的噴絲板毛細管和/或具有不同(L/DRND4)值的毛細管以生成其橫截面和/或旦數(shù)不同的長絲類型；其中對該細長絲類型來說，噴絲板毛細管的橫截面積(Ac)為約125×10-6cm2～1250×10-6cm2，選擇長度(L)和直徑(DRND)，使其比值(L/DRND4)至少為1.25而小于約6；(ii)當從噴絲板毛細管新擠出的熔體在至少約2cm并小于約12(dpf)1
的距離排出時保護它使它不受直接冷卻；然后拉細并使所得長絲冷至低于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)；其中該長絲類型被拉細至表觀噴絲線應變的范圍為約5.7～7.6；在約50cm至約[50+90(dpf)1
]的距離(Lc)內(nèi)使用低摩擦表面，把長絲會聚線為長絲捆；以約2～6公里/分鐘的速度把長絲進行卷??；把長絲交織生成混合長絲紗；把該混合長絲紗纏繞起來成為卷裝其中該混合長絲紗的斷裂伸長(EB)為約40%～160%，7%伸長時的強度(T7)為約0.5～1.75g/d，收縮值應使得(1-S1/Sm)值至少為0.05，差示收縮(DHS-S)小于約+2%，其中S為退漿收縮，Sm為最大收縮能力，而DHS為干熱收縮(在180℃測量)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制法，其中應選擇加工條件使非拉伸聚酯紗的斷裂伸長(EB)為約15%～45%，7%伸長時的強度(T1)為至少1g/d，而(1-S1/Sm)值至少為約0.85，其中該紗也可進行變形以生成拉伸變形紗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制法，其中應選擇加工條件，使非拉伸絲的斷裂伸長(EB)為約40%～90%，7%伸長時的強度為約1～1.75g/d，選擇收縮S以使(1-S/Sm)值至少為約(0.85)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的制法，其中該非拉伸長絲紗被拉伸生成混合長絲紗，后者的殘余斷裂伸長(EB)為約15%～55%，7%伸長時的強度為至少約1g/d，而保持(1-S/Sm)值至少為0.85，其中該紗也可被變形生成膨體混合長絲紗。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的制法，其中該非拉伸混合長絲紗被冷拉伸，生成混合長絲紗，后者的斷裂伸長(EB)為約15%～55%，7%伸長時的強度(T7)為約1～1.75g/d的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的制法，其中該非拉伸混合長絲紗被噴氣變形，生成其性能如權(quán)利要求5的紗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6的制法，其中應選擇加工條件以生成帶長絲的非拉伸長絲紗，該長絲的長絲收縮(S)差異至少為5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的制法，其中該非拉伸長絲紗被拉伸，拉伸溫度為高于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg.)而低于結(jié)晶開始溫度(Tc°)以生成膨體混合長絲拉伸，后者的殘余斷裂伸長(EB)為約15%～45%，而7%伸長時的強度為至少1g/d，而其中該紗也可被變形生成拉伸變形紗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的制法，其中該非拉伸長絲紗被拉伸以生成(1-S/Sm)值至少為0.85的膨體混合長絲拉伸紗。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的制法，其中該非拉伸混合長絲聚酯紗被噴冷氣變形生成混合收縮長絲的膨體紗，該膨體紗的抗張和收縮性能在如權(quán)利要求1和權(quán)利要求7所詳細說明的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的制法，其中應選擇加工條件以生成非拉伸混合長絲紗，使其斷裂伸長(EB)為約40%～90%，7%伸長時的強度為約1～1.75g/d，它由收縮性相差至少約為5%的至少兩種不同類型長絲組成，其中至少一種長絲類型具有這樣的收縮(S)以便(1-S/Sm)值至少是約0.85，而至少另一長絲類型的收縮(S)為使(1-S/Sm)值為約0.25～0.85。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的制法，其中該非拉伸混合長絲紗被噴氣變形，生成膨體混合長絲紗，其殘余斷裂伸長(EB)為約15%～55%，7%伸長時的強度為約1～1.75g/d。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的制法，其中選擇加工條件以生成非拉伸混合長絲紗，其斷裂伸長(EB)為約90%～120%，7%伸長時的強度為約0.5～1g/d，收縮(S)使得(1-S/Sm)值為約0.25～0.85。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的制法，其中該非拉伸長絲紗被用噴氣變形法或假加捻變形法進行拉伸變形，生成拉伸紗，后者的斷裂伸長(EB)為約15%～45%，7%伸長時的強度(T7)為至少約1g/d，而(1-S/Sm)值至少為約0.85。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14的任一項的制法，其中選擇加工條件以生成長絲，其平均長絲旦數(shù)與[1.3/(1+EB/100)]的乘積約為1或小于1。
16.根據(jù)權(quán)利要求1～15的任一項的制法，其中選擇加工條件以生成一類長絲，該細長絲的旦數(shù)(dpf)1對高旦數(shù)長絲的旦數(shù)的比值為約1∶2至約1∶6。
17.一種由至少兩種長絲類型組成的混合長絲噴絲取向聚酯紗，這兩類型長絲在橫截面和/或旦數(shù)方面不同，但均為相同的聚酯聚合物，其中聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為約13～23，零剪切熔點(TM°)為240℃～265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～80℃，其中該紗的斷裂伸長(EB)為約40%～160%，7%伸長時的強度(T7)為約0.5～1.75g/d，在峰值收縮張力溫度T(ST最大)為約(Tg+5℃)至約(Tg+30℃)時其最大收縮張力(ST最大)小于約0.2g/d，并且收縮值使得差示收縮(DHS-S)小于約+2%，而(1-S/Sm)值小于約0.1，式中S為退漿收縮，Sm為最大潛在縮率，而DHS為干熱收縮(在180℃進行測定)，其中至少一種長絲類型為長絲旦數(shù)為1或小于1的細長絲。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的紗，其斷裂伸長(EB)為約90%～120%，7%伸長時的強度(T7)為約0.5～1g/d，而(1-S/Sm)值至少為0.25，因此該紗特別適用作已拉伸喂入紗。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的紗，其斷裂伸長(EB)為約40%～90%，7%伸長時的強度(T7)約為1～1.75g/d，而(1-S/Sm)值至少為約0.85，因而該紗特別適用于作直接用紗。
20.一種噴氣變型混合長絲噴絲取向聚酯紗，至少由兩類其橫截面和/或旦數(shù)不同但都是相同的聚酯聚合物的長絲組成，其中的聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為約13～23，零剪切熔點(TM°)為約240～265℃，而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約40℃～80℃，而且其中該紗的斷裂伸長(EB)約為40%～90%，7%伸長時的強度(T7)為約1～1.75g/d，在峰值收縮張力溫度(ST最大)為小于約0.2g/d，收縮(S)使得(1-S/Sm)值至少為約0.85，這里S是退漿收縮而Sm為最大潛在縮率，而且其中至少一類長絲是其長絲旦數(shù)約為1或小于1的細長絲。
21.一種可后膨體化混合長絲噴絲取向聚酯紗，它由至少兩類其橫截面和/或旦數(shù)不同，但均是相同的聚酯聚合物的長絲組成，其中聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為約13～23，零剪切熔點(TM°)為約240℃～265℃，而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～80℃，而此紗的斷裂伸長(EB)為約40%～90%，7%伸長時的強度(T7)為約1～1.75g/d，在峰值收縮張力溫度T(ST最大)為約(Tg+5℃)至約(Tg+30℃)下的最大收縮張力(ST最大)為小于約0.2g/d，其中至少一種這類長絲的收縮使得(1-S/Sm)值至少為約0.85，而至少另一種這類長絲的收縮(S)使得(1-S/Sm)值為約0.25～0.85，其中這類長絲的長絲收縮差別至少為5%，這里S為退漿收縮，而Sm為最大潛在縮率，而且其中至少一類長絲是其長絲旦數(shù)約為1或小于1的細長絲。
22.一種可后膨體化噴氣變形混合長絲噴絲取向聚酯紗，它由至少兩類其橫截面和/或旦數(shù)不同但均是相同的聚酯聚合物的長絲組成，這里聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為約13～23，零剪切熔點(TM°)約240℃～265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～80℃，其中該紗的斷裂伸長為約40%～90%，7%伸長時的強度為約1～1.75g/d，而在峰值收縮張力溫度T(ST最大)為約(Tg+5℃)至約Tg+30℃)時的最大收縮張力(ST最大)為約(Tg+5℃)至約(Tg+30℃)下的最大收縮張力(ST最大)為小于約0.2g/d，這里至少一種這類長絲的收縮(S)使得(1-S/S最大)值至少為約0.85，而至少另一種這類長絲的收縮(S)使得(1-S/Sm)值至少為約0.25～0.85，而且這類長絲的收縮差異至少為5%，這里S為退漿收縮而Sm為最大潛在縮率，而且其中至少一類長絲是其長絲旦數(shù)約等于1或小于1的細長絲。
23.一種拉伸可后膨體化混合長絲聚酯紗，它由至少兩類其橫截面和/或旦數(shù)不同但均是相同聚酯聚合物的長絲組成，其中聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為約13～23，零剪切熔點(TM°)為約240℃～265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～80℃，其中這類長絲的收縮差異至少為5%，而且至少一種這類長絲的收縮(S)使得(1-S/Sm)值至少為約0.85，而至少另一種這類長絲的收縮(S)使得(1-S/Sm)值為約0.25～0.85，而且其中該紗的斷裂伸長至少為約1g/d，而后屈服模數(shù)(Mpy)為約5～25g/d，而且其中至少一種這類長絲是其長絲旦數(shù)約等于1或小于1的細長絲。
24.一種拉伸噴氣變形可后膨體化的混合長絲聚酯紗，它由至少兩類其橫截面和/或旦數(shù)不同但均是相同聚酯聚合物的長絲組成，其中聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為約13～23，零剪切熔點(TM°)為240℃～265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～80℃，其中這些類型長絲的長絲收縮差異為至少5%，而至少一種這類長絲的收縮(S)使得(1-S/Sm)值至少為0.85，而至少另一種這類長絲的收縮(S)使得(1-S/Sm)值為0.25～0.85，這里S為退漿收縮而Sm為最大潛在縮率，而且這里此紗的斷裂伸長(EB)為約15%～45%，7%伸長時的強度至少約為1g/d，后屈服模數(shù)(Mpy)為約5～25g/d，而且其中至少一種類型長絲是其長絲旦數(shù)約為1或小于1的細長絲。
25.一種拉伸混合長絲聚酯紗，它由至少兩類其橫截面和/或旦數(shù)不同，但均是相同聚酯聚合物的長絲組成，其中該聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為13～23，零剪切熔點(TM°)為240℃～265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為40℃～80℃，其中該紗的斷裂伸長(EB)為約15%～45%，7%伸長時的強度(T7)為至少1g/d，后屈服模數(shù)(Mpy)為約5～25g/d，而(1-S/Sm)值至少為0.85，這里S為退漿收縮，而Sm為最大潛在縮率，而且其中至少一種長絲是其長絲旦數(shù)約為1或小于1的細長絲。
26.一種拉伸假加捻變形混合長絲聚酯紗，它由至少兩類其橫截面和/或旦數(shù)不同但均是相同聚酯聚合物的長絲所組成，其中聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為13～23，零剪切熔點(TM°)為240℃～265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～80℃，而且其中該紗的斷裂伸長(EB)為約15%～45%，7%伸長時的強度(T7)至少為約1g/d，而后屈服模數(shù)(Mpy)為5～25g/d，(1-S/Sm)值至少為0.85，這里S為退漿收縮，而Sm為最大潛在縮率，而且其中至少一類長絲是其長絲旦數(shù)約為1或小于1的細長絲。
27.一種拉伸噴氣變形混合長絲聚酯紗，它由至少兩類其橫截面和/或旦數(shù)不同，但均是相同的聚酯聚合物的長絲所組成，其中聚酯聚合物的相對粘度(LRV)為約13～23，零剪切熔點(TM°)為240℃～265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約40℃～80℃，而且其中該紗的斷裂伸長(EB)為約15～45%，7%伸長時的強度(T7)至少為約1g/d，后屈服模數(shù)(Mpy)為5～25g/d，而(1-S/Sm)值為至少約0.85，這里S為退漿收縮，而Sm為最大潛在縮率，而且其中至少一類長絲是其長絲旦數(shù)約為1或小于1的細長絲。
28.一種根據(jù)權(quán)利要求17～27任一項的紗，其中該平均長絲旦數(shù)與[1.3/(1+EB/100)]的乘積約為1或小于1。
29.一種根據(jù)權(quán)利要求17～28任一項的紗，它包含一類這種旦數(shù)的高旦數(shù)長絲，該高旦數(shù)長絲類型的平均長絲旦數(shù)對該類型細長絲旦數(shù)的比值為約2～6。
全文摘要
具有優(yōu)異機械質(zhì)量和均勻性，而且優(yōu)選具有好可染性與收縮性平衡的聚酯混合細長絲紗，以選擇聚合物和加工條件，采用簡化的直接噴絲取向法而制得。
文檔編號D02G3/02GK1092483SQ9311765
公開日1994年9月21日 申請日期1993年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月5日
發(fā)明者H·R·E·弗蘭克波特, B·H·克諾斯, G·A·派, 小·E·E·莫斯特, S·B·約翰遜, 小·J·F·倫敦, R·J·科林斯 申請人:納幕爾杜邦公司