專利名稱：：用于提高芳族聚酰胺短切纖維的長絲粘結(jié)性的方法用于提高芳族聚酰胺短切纖維的長絲粘結(jié)性的方法本發(fā)明涉及一種用于提高芳族聚酰胺短切纖維的長絲粘結(jié)性的方法。填充有芳族聚酰胺纖維(通常高達(dá)20%)且為顆粒狀的熱塑性預(yù)復(fù)合物常用作例如通過注射成型工藝生產(chǎn)具有增強的抗磨損性能的復(fù)合制品(如齒輪、軸承)的原料。通過將熱塑性基質(zhì)材料切片與芳族聚酰胺短切纖維混合并經(jīng)由熔融擠出工藝制備所述預(yù)復(fù)合物。為此，分別將熱塑性切片和芳族聚酰胺短切纖維定量供入擠出機的進料口。向擠出機中喂入纖維會嚴(yán)重問題形成纖維橋結(jié)和纖維團塊，從而妨礙向擠出機中平滑快速地引入?？雌饋硐袷遣辉僬持诙糖欣w維段中的那些單個長絲聚結(jié)成絨球，從而產(chǎn)生團塊、橋結(jié)并堵塞輸送系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種獲得不具有上述缺點的短切纖維的方法。因此本方法提供了顆粒狀短切纖維、即其中一長絲粘結(jié)性增強從而表現(xiàn)出似乎該纖維是一大單絲的性能的纖維。但是，不能通過涂用經(jīng)改良的粘合劑或類似物來減少上述缺點，因為這并不能從本質(zhì)上增強絲束粘合性。為此，本發(fā)明提供了一種提高芳族聚酰胺短切纖維的長絲粘結(jié)性的方法，包括如下步驟用膜形成粘合劑浸漬纖維；干燥纖維；可選地向纖維涂用整理劑；以及，將纖維短切成長l-16mm的纖維段；其特征在于，在涂用粘合劑之前對纖維進行加捻工序，以獲得掄度水平為10-150tpm的纖維；特征還在于，纖維的短切在旋轉(zhuǎn)式短切機中進行。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在為制備短切纖維而進行的旋轉(zhuǎn)式短切之前實施加搶步驟從本質(zhì)上增強了長絲粘結(jié)性，從而能夠完全或幾乎完全防止自由長絲聚結(jié)成絨球。因此，本方法的效果在于顯著增大了纖維材料的堆積密度。增大堆積密度相當(dāng)于使材料能更容易地喂入擠出機中。對于芳族聚酰胺纖維而言，本發(fā)明的方法尚不為人知。根據(jù)US5,227,238，碳纖維被短切并最優(yōu)選提供成10-20掄每米，以獲得集束度更佳的短切碳纖維。但是，US5，227，238并未公開使用旋轉(zhuǎn)式短切機來增加堆積密度。根據(jù)本發(fā)明將芳族聚酰胺纖維加捻成搶度水平為至少lOtpm(捻回每米)、但不超過150tpm，所述加掄是纖維領(lǐng)域中極為常見的工藝，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言無需進一步說明。搶度水平為20-100tpm、最優(yōu)選為30-80tpm時效果更好。這些經(jīng)加捻的纖維大致呈圓形，該幾何結(jié)構(gòu)通過纖維上的漿料進行固定，切斷后將獲得圓形或橢圓形(橫截面)短切纖維，而不是^f吏用現(xiàn)有技術(shù)的情況下的扁平短切纖維。這些圓形或橢圓形短切纖維被認(rèn)為還有利于簡化對這些纖維的操作。在作為最終獲得經(jīng)改良的短切纖維的主要步驟的加捻步驟之后，用膜形成粘合劑和可選的涂層整理劑處理纖維。所述粘合劑可進一步增強絲間粘結(jié)，并且，所述粘合劑應(yīng)該是一種在擠出機中熔融的膜形成聚合物。優(yōu)選地，所述粘合劑是水可溶性的或水可分散性的，例如是聚氨基甲酸酯和/或磺化聚酯樹脂。適宜的聚酯的示例是磺化二羧酸、二羧酸和二元醇衍生的聚合物。優(yōu)選衍生自二曱基磺基間苯二甲酸鈉、間苯二甲酸和乙二醇的聚酯。這種產(chǎn)品可以商品名EastmanLB-100提供。適宜的聚氨基甲酸酯的示例是聚醚-聚氨基甲酸酯或聚酯-聚氨基曱酸酯分散體，可分別以商品名AlberdingkU400N和ImpranilDLF提供。粘合劑的適宜的量在1.5-12wt.%之間，優(yōu)選為2.0-9wt.%，更優(yōu)選為2.5-6wt.%。當(dāng)粘合劑作為水溶液或水分散體被涂用時，在涂用粘合劑之后，應(yīng)例如通過轉(zhuǎn)鼓式干燥器、空氣干燥器等對纖維進行干燥。如果使用，涂層整理劑是減少被處理的紗和短切纖維分別對切斷裝置的引導(dǎo)輥和到擠出機的輸送系統(tǒng)的金屬部件的摩擦力的低特性粘度的油。優(yōu)選地，涂層整理劑是用量為0.05-3wt.%、更優(yōu)選為0.1-1wt.%的酯油。適宜的油的示例是硬脂酸2-乙基己S旨、棕櫚酸2-乙基己酯、月桂酸正丁酯、辛酸正辛酯、硬脂酸丁酯或其混合物。更優(yōu)選的酯油是可以商品名LW245提供的硬脂酸2-乙基己酯和棕櫚酸2-乙基己酯的混合物。將經(jīng)粘合劑處理、干燥并可選地還涂有整理劑的纖維短切成1-16mm、優(yōu)選為2-12mm、更優(yōu)選為3-10mm的纖維段。利用旋轉(zhuǎn)式短切機進行所述短切。旋轉(zhuǎn)式短切機具有其它優(yōu)點，即更高效、過程更經(jīng)濟且產(chǎn)生更少廢料或不產(chǎn)生廢料。盡管適于短切芳族聚酰胺纖維的任何其它常見的短切機如鍘刀式短切機也能使堆積密度增大，卻不能實現(xiàn)本發(fā)明的方法的極高的堆積密度。還發(fā)現(xiàn)，通過使用低線密度的纖維可進一步改善加捻和旋轉(zhuǎn)式短切的效果。在把纖維短切成短段、優(yōu)選為4mm或更小時，這種額外的效果特別顯著。因此，優(yōu)選使用線密度小于2000dtex的纖維，并且，優(yōu)選將纖維短切成長度小于4mm。可根據(jù)本發(fā)明的方法處理的纖維包括任何芳族聚酰胺纖維、特別是連續(xù)的初生纖維(spunfiber)和牽切紗(stretchbrokenyarn)。紗纖度對于本發(fā)明并不重要，但通常在800-8050dtex之間、更優(yōu)選在1200-4830dtex之間。適宜的芳族聚酰胺纖維包括間和對芳族聚酰胺纖維，如Teijinconex纖維[聚-(間-亞苯基間苯二酰胺)；MPIAj、Twaron⑧纖維[聚(對-亞苯基對苯二酰胺)；PPTA和16(*110^@纖維[共聚-(對亞苯基/3，4，-氧二亞苯基對苯二酰胺)I。最通常使用Twaron⑧纖維。經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的方法處理的纖維表現(xiàn)出強的絲間粘合性，即短切成小段的纖維不易于分成單獨的長絲。因此，本發(fā)明的短切纖維具有高的堆積密度，并易于定量供給和分散在擠出機中，以便與熱塑性材料如聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等一起制備復(fù)合物。本發(fā)明在下面的非限制性的說明性示例中進一步說明并顯示出本發(fā)明的優(yōu)點。示例1用粘合劑(EastmanLB國100,Eastman化工乂>司，Kingsport，美國)浸漬芳族聚酰胺纖維(PPTA,Twaron)3360dtex、干燥、并用涂層整理劑(LW245，Cognis，Dtisseldorf，德國)處理。然后，將纖維在Neumag旋轉(zhuǎn)式短切才幾中以100mpm(米每分鐘)短切成6mm的纖維段，測定堆積密度(短切纖維A大致扁平；根據(jù)現(xiàn)有技術(shù))。堆積密度測定如下所需儀器容量為1000ml的圓形鋁制量杯(內(nèi)徑10cm,高12.7cm);天平(精度0.01克)直尺稱量鋁制量杯(a克)并將其置于試驗臺上。從約10cm的高度向鋁制量杯中填充短切纖維。加入盡可能多的纖維直到形成一纖維堆。用尺掠過量杯頂部而除去該纖維堆。稱量填充后的鋁制量杯(b克)。在測定期間應(yīng)避免搖動量杯或擠壓短切纖維。短切纖維的堆積密度為(b-a)克。測試兩次，平均值即為纖維試樣的堆積密度。在示例中使用了參量"堆積密度比"。在示例1中，堆積密度比是指(短切纖維試樣的堆積密度x100)與(由未經(jīng)加捻的紗制得的短切纖維的堆積密度)之比。在示例2中，堆積密度比是指(短切纖維試樣的堆積密度x100)與(由鍘刀機短切的紗制得的短切纖維的堆積密度)之比。因此，由未經(jīng)加搶的紗制得的短切纖維的堆積密度比(示例1)和由鍘刀機短切的紗制得的短切纖維的堆積密度比(示例2)設(shè)定為"100"。重復(fù)所述過程，但是，纖維在浸漬之前經(jīng)過加捻(短切纖維I為橢圓形或大致圓形；根據(jù)本發(fā)明)。結(jié)果如表l所示。表lAI捻度水平(tpm)050粘合劑(。/。)4.54.5干燥方法烘箱烘箱<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>經(jīng)加掄的短切纖維的堆積密度高于未經(jīng)加掄的纖維的堆積密度。因此，經(jīng)加捻的材料能更容易、更快速且無堵塞危險地被用于向擠出機進料。示例2用粘合劑EastmanLB-100浸漬經(jīng)加掄的芳族聚酰胺纖維(PPTA,Twaron)3360dtex、干燥并使用LW245作為涂層整理劑進行處理。將纖維短切成6mm的短切纖維。一部分纖維使用Pierret鍘刀式短切機以1.2mpm進行短切(短切纖維B;比較例)，另一部分纖維^吏用Neumag旋轉(zhuǎn)式短切機以120mpm進行短切(短切纖維II;本發(fā)明)。短切纖維B和II均為橢圓形或大致圓形。結(jié)果如表2所示，結(jié)果表明，使用旋轉(zhuǎn)式短切機可生產(chǎn)出堆積密度較高且產(chǎn)量較高的短切纖維。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>示例3用粘合劑EastmanLB-100浸漬經(jīng)加搶的芳族聚酰胺纖維(PPTA,Twaron)3360dtex(m)和1680dtex(IV)、干燥并使用LW245作為涂層整理劑進行處理。將纖維短切成短切纖維。4吏用NeumagNMC290H旋轉(zhuǎn)式短切機得到長度為1.5mm和3.3mm的短切纖維。使用Fleissner旋轉(zhuǎn)式短切機得到長度為6mm的短切纖維。結(jié)果表明，使用具有較低線密度的經(jīng)加捻的進料紗可制得堆積密度較高的短切纖維。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種提高芳族聚酰胺短切纖維絲粘結(jié)性的方法，包括如下步驟用膜形成粘合劑浸漬纖維；干燥纖維；可選地向纖維涂用整理劑；以及，將纖維短切成長1-16mm的纖維段；其特征在于，在涂用粘合劑之前對纖維進行加捻工序，以獲得捻度水平為10-150tpm的纖維；特征還在于，纖維的短切在旋轉(zhuǎn)式短切機中進行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述掄度水平為20-100tpm。3.根據(jù)4又利要求1所述的方法，其特征在于，所述搶度水平為30-80tpm。4.根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項所述的方法，其特征在于，所述膜形成粘合劑是水可溶性或水可分散性膜形成粘合劑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述膜形成粘合劑是聚氨基甲酸酯或聚酯、或它們的混合物。6.根椐權(quán)利要求l-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述纖維是聚(對-亞苯基對苯二酰胺)纖維。7.根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述纖維是共聚-(對亞苯基/3,4，-氧二亞苯基對苯二酰胺)。8.根椐權(quán)利要求l-7中任一項所述的方法，其特征在于，所述纖維的線密度小于2000dtex,并且，所述纖維優(yōu)選短切成長度小于4mm。全文摘要本發(fā)明涉及一種提高芳族聚酰胺短切纖維絲粘結(jié)性的方法，包括如下步驟用膜形成粘合劑浸漬纖維；干燥纖維；可選地向纖維涂用整理劑；以及，將纖維短切成長1-16mm的纖維段；其特征在于，在涂用粘合劑之前對纖維進行加捻工序，以獲得捻度水平為10-150tpm的纖維；特征還在于，纖維的短切在旋轉(zhuǎn)式短切機中進行。文檔編號B29B9/14GK101218079SQ200680025005公開日2008年7月9日申請日期2006年7月1日優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日發(fā)明者H·B·奧爾德,S·威廉森申請人:帝人芳綸有限公司