專利名稱：制備聚酯細(xì)絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)聚酯細(xì)絲、其制備和用途的改進(jìn)，并且是關(guān)于聚酯細(xì)絲、其制備和用途。
過去，或多或少是以復(fù)制和/或改進(jìn)天然纖維為目的，用于服裝的合成纖維(包括聚酯纖維)已被普遍地提供給紡織工業(yè)用于織物和服裝。多年來，例如被制造和被用于服裝的商品合成紡織長(zhǎng)絲，基本上具有與比較普通的天然纖維(即棉花和羊毛)相似的單絲旦數(shù)(dpf)。然而最近，盡管增加成本，已經(jīng)能夠買到dpf范圍與天然蠶絲相似(即大約1dpf)、甚至低旦(即低于約1dpf)的聚酯長(zhǎng)絲。最近商業(yè)上對(duì)這種較低的dpfs(例如約1dpf)、以至低旦有興趣的各種原因，已經(jīng)被提出。
關(guān)于這種對(duì)細(xì)旦聚酯長(zhǎng)絲增加興趣，近來已經(jīng)寫出了許多文章。然而，對(duì)于制備這種細(xì)絲，關(guān)于在紡絲(即擠出和卷繞)技術(shù)中的任何困難，已公開的技術(shù)細(xì)節(jié)很少，這些紡絲技術(shù)已被使用，乃至是所希望有的。盡管在該項(xiàng)技術(shù)中技藝熟練的那些人所熟知傳統(tǒng)的制備和加工技術(shù)不能用于這種細(xì)絲。例如，在“TextileMonth”1990年6月第40-46頁中，對(duì)于制造微纖絲討論了三種方法，即1)對(duì)于細(xì)旦的常規(guī)紡絲，2)分裂雙組分纖維(較高旦的)，3)從較高旦的雙組分纖維中溶解除去一種組分。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，第2和第3種方法包括雙組分紡絲，首先形成較高旦的長(zhǎng)絲，然后處理這種紡出的較高旦長(zhǎng)絲，得到降低旦的長(zhǎng)絲，但是這種加工技術(shù)不是本發(fā)明的主題。
本發(fā)明涉及通過一種新穎的直接紡絲/卷繞方法制造細(xì)絲，這與先紡絲和卷繞成較高旦的雙組分長(zhǎng)絲，然后必須進(jìn)一步加工以得到用于紡織品的想要的降低旦細(xì)旦長(zhǎng)絲的方法大不相同。另一種制造降低旦長(zhǎng)絲的2-步可能性是，紡絲大于1旦的長(zhǎng)絲，然后在紡絲操作后拉伸長(zhǎng)絲。但是這種可能性有該技術(shù)中已討論過的一些重要缺點(diǎn);一方面對(duì)可以實(shí)現(xiàn)的拉伸的量有一些實(shí)際上的限制;另外與直接紡絲-取向的長(zhǎng)絲相比，拉伸長(zhǎng)絲在性能上還有一些產(chǎn)品缺點(diǎn);而且必須考慮到這種加工(即拉伸)的成本，尤其是在先包裝紡絲出的長(zhǎng)絲后，作為一個(gè)分離的操作進(jìn)行拉伸時(shí)，例如單絲或經(jīng)紗拉伸。這種拉伸的建議可能已經(jīng)包括了常規(guī)的拉伸技術(shù)，或者可能已包括了其他技術(shù)，例如空氣動(dòng)力學(xué)作用或者長(zhǎng)絲已被固化后的再加熱，但是還提倡在足夠張力下去拉伸(有時(shí)稱為空間-拉伸，如果在沒有差速導(dǎo)絲盤的情況下進(jìn)行)。已經(jīng)提出的一些直接紡絲的方法依賴于所用的特定的聚合物組分，例如依賴于特定的粘度，這具有一些缺點(diǎn)，因此最好是采用一種方法，該方法不需要利用特殊的粘度或者其他特殊成分的特性。
總之，該技術(shù)中已經(jīng)公開的現(xiàn)有的聚酯長(zhǎng)絲制備技術(shù)沒有特別針對(duì)和不適于通過單一的直接紡絲/卷繞操作生產(chǎn)細(xì)旦聚酯長(zhǎng)絲的實(shí)踐，或者包含一些限制和缺點(diǎn)。因此，最好是提供這樣一種沒有這些缺點(diǎn)的制造具有想要的dpf和性能的細(xì)聚酯長(zhǎng)絲的直接紡絲方法。本發(fā)明解決了這一問題。本發(fā)明的長(zhǎng)絲是“紡絲-取向的”，“紡絲-取向的”的含義在工藝中以及在下文中加以論述。
最初是通過“分裂”方法來制造商品聚酯長(zhǎng)絲，該方法在紡絲和未拉伸卷繞長(zhǎng)絲以后含有一個(gè)獨(dú)立的拉伸步驟。在五十年代，Hebeler在美國專利2604667和2604689中提出聚酯熔體高速紡絲的可能性。在七十年代，正如Petrille在美國專利3771307中和Piazza與Reese在美國專利3772872中所述的那樣，聚酯熔體的高速紡絲成為制備紡絲-取向的長(zhǎng)絲的方法的基礎(chǔ)，這種長(zhǎng)絲已被用作拉伸-變形的喂入絲。聚酯熔體高速紡絲還是其他一些方法的基礎(chǔ)，這些方法首先被公開于七十年代，例如Knox在美國專利4156071中以及Frankfort和Knox在美國專利4134882和4195051中所公開的。
這些技術(shù)披露了紡絲-取向的長(zhǎng)絲和拉伸長(zhǎng)絲之間在精細(xì)結(jié)構(gòu)和性能上的基本差異;紡絲-取向的長(zhǎng)絲的聚酯分子的指示取向是由(高速)紡絲獲得的;拉伸長(zhǎng)絲的指示取向是在卷繞紡絲過的長(zhǎng)絲之后，作為一個(gè)完全分離的過程由長(zhǎng)絲的拉伸產(chǎn)生的，或者甚至是在卷繞之前，但是是在冷卻熔體形成固體長(zhǎng)絲之后，在拉伸這種長(zhǎng)絲之前作為一種連續(xù)過程由長(zhǎng)絲的拉伸產(chǎn)生的。
本發(fā)明的目的是提供具有紡絲-取向特征的細(xì)絲，這是因?yàn)檫@種特征能提供有利的性能。
以下根據(jù)本發(fā)明提供幾個(gè)特性和實(shí)例1)一種制備紡絲-取向的聚酯細(xì)絲的方法;
2)具有旦數(shù)約為1或1以下的紡絲-取向聚酯細(xì)絲，這種細(xì)絲具有增強(qiáng)的機(jī)械性能和纖度均勻性，使它們特別適合于高速紡織過程;
3)紡絲-取向聚酯細(xì)絲，特別適于在高速變形、卷曲和卷繞過程中用作拉伸喂入絲;
4)紡絲-取向的聚酯細(xì)絲，特別適于在關(guān)鍵染色的單層機(jī)織物和平針織物中用作直接-使用的紡織絲，而不需要另外的拉伸或熱處理;特別適于用作不需要拉伸的空氣噴射變形和堵塞箱式卷曲的喂入絲;如果需要，可以將這種細(xì)絲均勻地冷拉伸，制成收縮率較高的經(jīng)紗，這種經(jīng)紗具有適于關(guān)鍵染色的最終-應(yīng)用的染色均勻性;
5)拉伸了的紡絲-取向聚酯細(xì)絲，特別適于在關(guān)鍵染色的單層機(jī)織物和平針織物中用作紡織絲;以及制備這種精細(xì)拉伸的細(xì)長(zhǎng)絲的方法;
6)能在常壓條件下染色而不用染色載體的膨化變形聚酯細(xì)長(zhǎng)絲;以及制備這種膨化變形的細(xì)長(zhǎng)絲的方法;
7)混合的長(zhǎng)絲，其中的細(xì)絲是本發(fā)明的細(xì)絲;并且特別是混合的長(zhǎng)絲，其中除了在旦數(shù)、截面和/或收縮潛力方面不同之外，所有長(zhǎng)絲都是本發(fā)明的長(zhǎng)絲。
特別是根據(jù)本發(fā)明，提供以下內(nèi)容一種制備紡絲-取向的聚酯細(xì)絲的方法，其中，(ⅰ)所選擇的聚酯聚合物的相對(duì)粘度(LRV)約為13-23，零剪切熔點(diǎn)(TM°)約為240-265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為40-80℃;
(ⅱ)將上述聚酯熔化和加熱到高于表觀聚合物熔點(diǎn)(TM)a的溫度(Tp)范圍約為25-55℃，最好是約為30-50℃;
(ⅲ)將得到的熔體足夠快地過濾，結(jié)果在聚合物的熔化溫度(Tp)的停留時(shí)間(tr)少于4分鐘;
(ⅳ)以約0.07-約0.7克/分(g/min)的質(zhì)量流速(W)，將過濾過的熔體通過紡絲板絲孔擠出，選用的絲孔的截面面積(Ac)約為125×10-6cm2(19.4mils2)至1250×10-6cm2(194mils2)，最好是約為125×10-6cm2(19.4mils2)至750×10-6cm2(116.3mils2)其長(zhǎng)度(L)和直徑(DRND)的比值(L/DRND)至少約為1.25，最好低于約6，特別是低于約4;
(ⅴ)當(dāng)擠出的熔體從紡絲板絲孔射出，經(jīng)過至少約2cm并且少于約(12dpf1/2)cm的一段距離時(shí)，要防止擠出的熔體直接冷卻，那里的dpf是紡絲取向的聚酯細(xì)絲的單絲旦數(shù)，dpf最好是約1-0.2dpf，特別是約0.8-0.2dpf;想要的平均沿終端方向(along-end)的旦數(shù)的散布(DS)低于約4%，最好低于約3%，特別是低于約2%;
(ⅵ)最好是用溫度(Ta)低于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)并且速度(m/min)約為每分鐘10-30米的徑向空氣，將變細(xì)了的紡絲線(spinline)冷卻到低于聚合物的Tg;
(ⅶ)對(duì)于制備特別適于拉伸喂入絲的長(zhǎng)絲，這種長(zhǎng)絲的特征在于延伸率為7%(T7)時(shí)的強(qiáng)度范圍約為0.5-1g/d，要變細(xì)到表觀紡絲線應(yīng)變(εa)范圍約為5.7-7.6，表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)約為0.045-0.195克/旦(g/d)，最好是約為0.045-0.105g/d;對(duì)于制備特別適合于直接使用的長(zhǎng)絲，這種長(zhǎng)絲的特征是延伸率為7%(T7)時(shí)的強(qiáng)度約為1-1.75g/d，要變細(xì)至表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)最好約為0.105-0.195g/d;
(ⅷ)在約為50-140cm，最好約為50-(50+90dpf1/2)cm的距離(Lc)，用一個(gè)低摩擦表面將冷卻和變細(xì)了的長(zhǎng)絲集束成絲束;
(ⅸ)將絲束卷繞起來，卷繞速度(Ⅴ)約為2-6公里/分(Km/min)，最好約為2-5Km/min，特別是約為2.5-5Km/min。
根據(jù)本發(fā)明，還提供以下紡絲-取向的聚酯細(xì)絲以及由此得到的產(chǎn)品單絲旦數(shù)(dpf)約為1或小于1，最好約為0.8-0.2dpf的紡絲-取向的聚酯細(xì)絲，其中所述的聚酯的特征是相對(duì)粘度(LRV)約為13-23，零剪切聚合物熔點(diǎn)(TM°)約為240-265℃以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為40-80℃;并且上述細(xì)絲的進(jìn)一步的特征在于(ⅰ)煮沸收縮率(S)小于約最大的收縮潛力(Sm)，其中Sm＝〔(550-EB)/6.5〕%，并且斷裂伸長(zhǎng)率(EB)%約為40-160%，(ⅱ)在高于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)大約5-30℃的最高溫度T(STmax)時(shí)，最大收縮張力(STmax)約為0.05-0.2g/d;
(ⅲ)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)約為0.5-1.75g/d，這樣以致于〔(TB)n/T7〕的比值至少約為(5/T7)，最好是至少約為(6/T7);其中，(TB)n是對(duì)于20.8的參比LRV和0%的消光劑(如TiO2)%的標(biāo)準(zhǔn)斷裂強(qiáng)度;
(ⅳ)合乎要求的平均沿終端方向的旦數(shù)散布(DS)低于約4%，最好低于約3%，特別是低于約2%。
特別適于用作拉伸喂入絲(DFY)的紡絲-取向細(xì)絲的特征在于，煮沸收縮率(S)至少約為12%，斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為80-160%，延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)約為0.5-1g/d。
特別適于用作直接使用的長(zhǎng)絲(DUY)的紡絲-取向細(xì)絲的特征在于，收縮率差(△S＝DHS-S)小于約2%。其中，煮沸收縮率和干熱收縮率都是約2-12%，以致煮沸收縮后的單絲旦數(shù)dpf(ABO)約為1或小于1，優(yōu)選是約為1-0.2dpf，更優(yōu)先的是約0.8-0.2dpf;延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)約為1-1.75g/d;斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為40-90%，后屈服(post-yield)模量(Mpy)約為2-12g/d。
能進(jìn)行均勻冷拉伸的紡絲取向細(xì)絲的特征在于，收縮率差(△S＝DHS-S)小于約+2%，其中，煮沸收縮率和干熱收縮率都是約2-12%，冷結(jié)晶的開始溫度Tcc(DSC)低于約105℃，瞬時(shí)拉伸模量(Mi)至少約為0。
拉伸過的紡絲-取向聚酯細(xì)絲在煮沸收縮后，其旦數(shù)dpf(ABO)約為1或小于1，最好約為0.8-0.2dpf，其中，上述拉伸過的長(zhǎng)絲的進(jìn)一步特征在于(ⅰ)煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)均為2-約12%;
(ⅱ)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)至少約為1g/d，以致〔(TB)n/T7〕之比至少約為(5/T7)，優(yōu)選至少約為(6/T7)，其中，(TB)n是對(duì)于20.8的參比LRV和0%的消光劑(如TiO2)%的標(biāo)準(zhǔn)斷裂強(qiáng)度;斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為15-55%;
(ⅲ)后屈服模量(Mpy)優(yōu)選約為5-25g/d;
(ⅳ)合乎要求的平均旦數(shù)散布(DS)小于約4%，最好小于約3%，特別是小于約2%。
膨化變形的紡絲-取向聚酯細(xì)絲在煮沸收縮后的旦數(shù)dpf(ABO)約為1-0.2dpf，優(yōu)選為0.8-約0.2dpf;上述膨化變形絲的進(jìn)一步特征在于，煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)均為2%-約12%，斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為15%-55%，延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)至少約為1g/d，后屈服模量(Mpy)最好約為5-25g/d，對(duì)于1dpf的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)分散染色速率(RDDR)至少約為0.1。
其中的細(xì)絲是本發(fā)明細(xì)絲的混合長(zhǎng)絲紗;尤其是除了旦數(shù)、截面和/或收縮潛力不同以外，其中所有長(zhǎng)絲都是本發(fā)明長(zhǎng)絲的混合長(zhǎng)絲紗。
由于含有約1-3摩爾%的亞乙基-5-M-硫代-間苯二酸酯結(jié)構(gòu)單元(其中M是一個(gè)堿金屬陽離子，例如鈉或鋰)，所以優(yōu)選的上述紡絲-取向的、膨化變形的和拉伸的直絲都能用陽離子染料進(jìn)行染色。
特別是在沒有染色載體的常壓條件下，優(yōu)選的上述紡絲-取向的、膨化變形的和拉伸的直絲能均勻地分散染色，它們的特征在于，動(dòng)態(tài)損耗模量最高溫度T(E″max)低于約115℃，最好低于約110℃;而且它們是由聚酯聚合物構(gòu)成的，聚酯聚合物基本上是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，它基本上是由通式為(-O-C2H4-O-〕的亞烴基二氧結(jié)構(gòu)單元A和通式為〔-C(O)-C6H4-C(O)-〕的亞烴基二羰基結(jié)構(gòu)單元B交替組成的，但是，例如為了使聚酯聚合物具有約為240-265℃的零剪切熔點(diǎn)(TM°)和約為40-80℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，還要用較少量的不同于上述結(jié)構(gòu)單元的其他烴基二氧結(jié)構(gòu)單元A和/或亞烴基二羰基結(jié)構(gòu)單元B進(jìn)行改性。
為了增加觸覺和視覺的美感與舒適，本發(fā)明的長(zhǎng)絲可以是非圓形的，這種非圓形長(zhǎng)絲的形狀因數(shù)(SF)至少約為1.25，這里的形狀因數(shù)是用測(cè)量的長(zhǎng)絲參數(shù)(PM)和對(duì)于同等截面面積的圓形長(zhǎng)絲的計(jì)算參數(shù)(PRND)的比值來確定的。為了使重量較輕的織物具有比較大的松密度和長(zhǎng)絲彎曲模量，以改進(jìn)織物的懸垂性，通過弓形紡絲板噴絲孔，經(jīng)過后聚結(jié)可以紡絲成中空長(zhǎng)絲。
本發(fā)明的另外一些特性和實(shí)例將出現(xiàn)在本說明書中。
圖1是繪制出紡絲線的速度(V)與距離(X)的關(guān)系曲線的圖解表示，圖中紡絲速度從擠出時(shí)的速度(Vo)增加到已經(jīng)完成拉細(xì)之后的最終(卷繞)速度(Vc，一般是在集束處下流測(cè)定的);圖中，表觀紡絲內(nèi)應(yīng)力(σa)與頸縮地點(diǎn)的紡絲線粘度(η)N(即，在這里發(fā)現(xiàn)是近似地與約比值LRV/T6P成正比，其中Tp是以℃表示的)和頸縮地點(diǎn)的速度梯度(dv/dx)(在這里發(fā)現(xiàn)是近似地與約V2/dpf特別是在約為2-4Km/min的紡絲速度范圍內(nèi)成正比，并且近似地與較高紡絲速度例如約為4-6Km/min時(shí)的約V3/2/dpf成正比)的乘積成正比。還繪制了紡絲線溫度與紡絲線距離(X)的關(guān)系曲線，并且觀察到，與頸縮地點(diǎn)紡絲線速度的急劇增加相比，紡絲線溫度隨著距離均勻地降低。
圖2是紡絲-取向的長(zhǎng)絲的雙折射(△n)與表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σ)a的關(guān)系曲線的圖解表示;圖中的斜率被稱為“應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)SOC”，并且線A、B和C的SOC值分別為0.75、0.71和0.645(g/d)-1;平均的SOC值約為0.7;圖中線A和C是有關(guān)2GT聚酯的文獻(xiàn)中出現(xiàn)的典型的特性曲線。表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)的值與文獻(xiàn)中出現(xiàn)的值完全一致。
圖3是紡絲-取向的長(zhǎng)絲在延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)與表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系曲線的圖解表示。如圖2和3中所示，雙折射(△n)和T7與表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)的關(guān)系曲線接近線性關(guān)系，這種關(guān)系容許用T7作為一個(gè)有用的參數(shù)代表長(zhǎng)絲平均取向的特征。對(duì)于旦數(shù)小于1的細(xì)絲的測(cè)量來說，雙折射(△n)是很難的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
圖4是繪制出表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)和延伸率為7%時(shí)的紡絲-取向的長(zhǎng)絲的強(qiáng)度(T7)的優(yōu)選值與以自然對(duì)數(shù)為尺度的紡絲線伸長(zhǎng)比ER(＝V/Vo)(例如200和2000的ER值在圖中的X軸上被表示為0.2和2，即ER/1000)的關(guān)系曲線的圖解表示;圖中的自然對(duì)數(shù)1n(ER)在這里被稱為表觀紡絲線應(yīng)變(εa)，圖中V是最終的(卷繞)紡絲線速度，Vo是絲孔的擠出速度。用封閉的區(qū)域ADLI描繪本發(fā)明的方法，封閉的區(qū)域ADLI包括優(yōu)選制備直接使用的長(zhǎng)絲的區(qū)域ADHE(Ⅱ)和優(yōu)選制備拉伸喂入絲的區(qū)域EHLI(Ⅰ)。區(qū)域BCGF和FGKⅠ表示的是特別優(yōu)選的方法。
圖5是一個(gè)表示“割線”后屈服模量(Mpy)圖解計(jì)算的有代表性的英斯特朗(Instron)載荷延伸曲線，其中的“割線”后屈服模量(Mpy)是通過用點(diǎn)C表示的延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)和用點(diǎn)A表示的延伸率為20%時(shí)的強(qiáng)度(T20)計(jì)算的，而且是用公式(1.07T7-1.2T20)/0.13確定的;并把“割線”Mpy(在圖中表示為tanβ)與“切線”Mpy(在圖中表示為tanα，即線段AB的斜率)相比。對(duì)于瞬時(shí)模量Mi(＝d(應(yīng)力)/d(伸長(zhǎng)))大于約0的長(zhǎng)絲，tanβ的值與tanα大致相同。
圖6是割線Mpy(圖5中的tanβ)與紡絲-取向長(zhǎng)絲的雙折射(△n)的關(guān)系曲線的圖解表示。對(duì)于圖中tanα基本上與tanβ相同的長(zhǎng)絲，后屈服模量(Mpy)成為分子取向的一種有用的測(cè)定。
圖7是對(duì)于1dpf的標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)分散染色速率(RDDR)與平均長(zhǎng)絲雙折射(△n)關(guān)系曲線的圖解表示。
圖8是纖維的長(zhǎng)絲無定形自由體積(Vf，am，如下文中所定義的)與纖維的動(dòng)態(tài)損耗模量的最高溫度T(E″max)的關(guān)系曲線的圖解表示，在這里將這個(gè)最高溫度看做是對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的量度，這一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一般高于聚合物Tg20℃至約50℃。對(duì)應(yīng)于較大的無定形自由體積(Vf，am，)，T(E″max)值降低，因此改進(jìn)了可染性，在這里根據(jù)至少約為0.1的相對(duì)分散染色速率(RDDR)值(對(duì)1dpf標(biāo)準(zhǔn)的)測(cè)定可染性。
圖9是長(zhǎng)絲密度(ρ)與雙折射(△n)的關(guān)系曲線的圖解表示;其中斜線表示增加的分?jǐn)?shù)的非晶態(tài)取向(fa)的密度(ρ)和(△n)的組合，用于計(jì)算圖8中所述的自由體積Vf.am。
圖10是一個(gè)典型的差示掃描量熱法(DSC)的圖譜，它顯示出相應(yīng)于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的熱轉(zhuǎn)化，開始“冷卻”結(jié)晶的Tcc(DSC)和纖維的零剪切熔點(diǎn)TM，由于纖維熔點(diǎn)的取向和結(jié)晶性的作用，TM高于聚合物的零剪切熔點(diǎn)TM°。為了測(cè)定聚合物的零剪切熔點(diǎn)(TM°)，將預(yù)先熔化了的DSC纖維試樣進(jìn)行第二次DSC加熱，以提供聚合物的DSC譜，而不是擠出纖維的DSC譜。
圖11是本發(fā)明紡絲-取向聚合物細(xì)長(zhǎng)絲的一個(gè)典型的收縮張力(ST)-溫度譜，它顯示了最大收縮張力ST(max)、最高溫度T(STmax)和優(yōu)選的熱定形溫度Tset，低于這一優(yōu)選的熱定形溫度Tset，熱定形明顯地不能對(duì)染色性能起反作用。
圖12是對(duì)于本發(fā)明典型的拉伸喂入絲(曲線C)，對(duì)于本發(fā)明典型的直接使用的長(zhǎng)絲(曲線B)，以及對(duì)于松弛熱處理后(即類似于染色后)的本發(fā)明優(yōu)選的直接使用的長(zhǎng)絲，有代表性的強(qiáng)度(T＝載荷(gms)/原始旦數(shù))與伸長(zhǎng)率百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線。
圖13是按照(TB)n/T7的比值作為T7的倒數(shù)的函數(shù)(即作為1/T7的函數(shù))的關(guān)系繪制的，對(duì)LRV的偏差校正了的斷裂強(qiáng)度(TB)n的優(yōu)選值和消光劑(例如TiO2)百分?jǐn)?shù)的圖解表示;其中曲線A〔(TB)n/T7〕＝(5/T7)，曲線B〔(TB)n/T7〕＝(6/T7)。
圖14是比值T7/(V2/dpf)作為每個(gè)長(zhǎng)絲擠出集束的單絲數(shù)(＃C)與比值Dref/Dsprt)2的乘積的函數(shù)的曲線圖，其中Dref和Dsprt分別是參照的紡絲板的直徑(例如約75cm)和試驗(yàn)紡絲板的直徑。發(fā)現(xiàn)自然對(duì)數(shù)-自然對(duì)數(shù)(1n-1n)曲線的斜率“n”約為負(fù)0.7(-0.7);也就是說，發(fā)現(xiàn)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)和(V2/dpf)并且和〔(＃C)(Dref/Dsprt)2〕-0.7成比例地變化;也就是說，隨著長(zhǎng)絲擠出密度增加至冪數(shù)為正0.7(+0.7)，延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)近似于線性地降低;因此可以將長(zhǎng)絲擠出密度用作以較高紡絲速度(V)紡絲較細(xì)旦數(shù)的長(zhǎng)絲的一個(gè)工藝參數(shù)。紡絲速度較高時(shí)，例如約為4-6Km/min時(shí)，隨著紡絲速度的增加，表觀紡絲應(yīng)力增加得不太快，即發(fā)現(xiàn)它與(V3/2/dpf)成正比。
以如下特征選擇制備紡絲-取向的本發(fā)明長(zhǎng)絲用的聚酯聚合物相對(duì)粘度(LRV)約為13-23，零剪切熔點(diǎn)(TM°)約為240-265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為40-80℃，其中TM°和Tg是在氮?dú)夥障乱悦糠昼?0℃的加熱速度根據(jù)第二次DSC熱循環(huán)測(cè)定的。上述聚酯聚合物是由結(jié)構(gòu)單元A和B交替構(gòu)成的線型縮合聚合物，其中A是結(jié)構(gòu)為〔-O-R′-O-〕的亞烴基二氧單元，B是結(jié)構(gòu)為〔-C(O)-R″-C(O)-〕的亞烴基二羰基單元，其中R′基本上是〔-C2H4-〕，就象在亞乙基二氧(1，2-乙二醇)單元〔-O-C2H2-O-〕中那樣，R″基本上是〔-C6H4-〕，就象在1，4-苯二羰基單元〔-C(O)-C6H4-C(O)-〕中那樣，這樣來構(gòu)成例如至少約85%的象對(duì)苯二甲酸乙二醇酯〔-O-C2H4-O-C(O)-C6H4-C(O)-〕那樣的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。
可以通過以下方法構(gòu)成基于適合的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(在這里表示為PET或2GT)的聚合物，由H.Ludwig在他的書“PolyesterFibers，ChemistryandTechnology”，JohnWileyandSonsLimited(1971)中所述的DMT-方法，以及在Edging的美國專利4110316中所述的TPA-方法。為了提高低溫分散染色性、舒適性和美感性，在共聚酯中例如還包含達(dá)約15%的用不同的亞烴基二氧和亞烴基二羰基單元代替的亞烴基二氧和/或亞烴基二羰基單元。在Most的美國專利4444710(實(shí)施例Ⅵ)、Pacofsky的美國專利3748844(第4欄)和Hancock等人的美國專利4639347(第3欄)中，可以找到適合的代替單元。
還可以借助于離子的染色部位對(duì)聚酯聚合物進(jìn)行改性。例如亞乙基-5-M-硫代間苯二酸酯，其中M是一個(gè)堿金屬陽離子，例如鈉或鋰;例如，正如在Griffing和Remington的美國專利3018272、Hagewood等人的美國專利4929698、Duncan和Scrivener的美國專利4041689(實(shí)施例Ⅵ)和Piazza及Reese的美國專利3772872(實(shí)施例Ⅶ)中所公開的那樣，可以將1-約3摩爾%的亞乙基-5-鈉-硫代間苯二酸酯基加上，以提供聚酯長(zhǎng)絲對(duì)于陽離子染料的可染性。為了調(diào)整紡絲-取向的長(zhǎng)絲和由它得到的拉伸長(zhǎng)絲的可染性或其他性能，如Bosley和Duncan的美國專利4025592所公開的那樣，并配合Goodley和Taylor的美國專利4945151中所述的鏈支化劑，可以將一些二甘醇(DEG)加到聚酯聚合物上。
根據(jù)本發(fā)明，提供制備紡絲-取向的聚酯長(zhǎng)絲的方法，這種聚酯長(zhǎng)絲的纖度例如約為1-0.2單絲旦數(shù)(dpf)，最好是約為0.8-0.2單絲旦數(shù)(dpf);
(a)象前面所述的那樣，將上述聚酯聚合物熔化和加熱到溫度(Tp)，溫度(Tp)高于表觀熔化溫度(TM)a大約25-55℃，最好是大約30-50℃，其中，由于擠出過程中對(duì)聚合物的剪切作用，使(TM)a高于零剪切熔化溫度(TM°)，在這里將(TM)a定義為(TM)a＝〔TM°+2×10-4(L/DRND)Ga〕其中，L是絲孔的長(zhǎng)度，DRND是圓形或非圓形絲孔的直徑，對(duì)于非圓形絲孔，DRND(cm)是按相同截面面積Ac(cm2)的圓形絲孔的等效直徑計(jì)算的，Ga(Sec-1)是下文中定義的表觀絲孔剪切速率，(b)在紡絲頭空腔(與Jamieson的美國專利3249669的圖2-31中所示的相同)中，例如象Phillips在美國專利3965010中所述的那樣，通過惰性介質(zhì)足夠快地過濾形成的聚合物熔體，以致使停留時(shí)間(tr)少于約4分鐘，其中，由過濾腔(用惰性過濾介質(zhì)填充的)的自由體積(VF，cm3)與通過過濾腔的聚合物熔體體積流速(Q，cm3/min)的比值(VF/Q)來定義Tr。通過過濾腔的聚合物熔體體積流速(Q)的定義是，絲孔質(zhì)量流速(W，g/min)與每腔的絲孔數(shù)(＃C)的乘積除以熔體密度(在這里取為大約1.2195g/cm3);也就是說，Q＝＃C·W/1.2195。通過標(biāo)準(zhǔn)的液體代替方法，用低表面張力的液體(例如乙醇)，可以實(shí)驗(yàn)地確定過濾腔(用惰性過濾介質(zhì)填充的)的自由體積(VF，cm3)。在上述公式中對(duì)于熔體停留時(shí)間tr，通過用其等量的W＝[(dpf·V)/9](其中V為卷繞速度，以Km/min表示)代替絲孔質(zhì)量流速(W)，發(fā)現(xiàn)停留時(shí)間tr隨長(zhǎng)絲旦數(shù)、卷繞速度(V)和每個(gè)過濾腔的單絲根數(shù)(＃C)的增加而減少，并且隨著過濾腔自由體積(VF)的減小而減少。通過改變紡絲頭空腔的容積和利用在較小的自由體積的情況下提供足夠的過濾性能的惰性材料，可以減小空腔的自由體積(VF)對(duì)于一定的絲支數(shù)，可以通過從單個(gè)的過濾腔中擠出一個(gè)以上的復(fù)絲束，來增加每個(gè)過濾腔的單絲(即絲孔)根數(shù)(＃C)，也就是說，紡絲出較多的單絲根數(shù)，然后將長(zhǎng)絲束裂(在這里稱為多-末端)成想要的長(zhǎng)絲旦數(shù)的較少的長(zhǎng)絲束，這種方法最好是通過使用一些設(shè)置在約50cm至約(50+90dpf1/2)cm處的計(jì)量給油尖端分離導(dǎo)絲器(metered finish tip separator guides)來進(jìn)行;
(c)以約為0.07-0.7克/分(g/min)的質(zhì)量流速，通過紡絲板絲孔將過濾了的聚合物熔體擠出，并且按以下條件選擇絲孔，截面面積Ac＝(π/4)DRND2的范圍約為125×10-6cm2(19.4mils2)至1250×10-6cm2(194mils2)最好是約為125×10-6cm2(19.4mils2)至750×10-6cm2(116mils2)，長(zhǎng)度(L)和直徑(DRND)是這樣的以致L/DRND的比值約為1.25-6，最好是約為1.25-4;在擠出時(shí)。
Ga(sec-1)＝〔(32/60π)(W/ρ)/DRND3〕W是絲孔的質(zhì)量流速(g/min)，ρ是聚酯熔體的密度(取為1.2195g/cm3)，DRND是以厘米為單位的絲孔直徑(在前面所定義的);
(d)當(dāng)新擠出的聚合物熔體從紡絲板絲孔射出，經(jīng)過至少約2cm，少于約(12dpf1/2)cm的一段距離LDQ時(shí)，要防止它直接冷卻，其中的dpf是紡絲取向的聚酯細(xì)絲的單絲旦數(shù);
(e)小心地將擠出的熔體冷卻到低于聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，可以通過使用裝有延遲管的層流橫吹冷卻裝置(如Makansi的美國專利4529368中所述的)，最好是通過徑向空氣(如Dauchert的美國專利3067458中所述的)實(shí)現(xiàn)上述冷卻，其中，驟冷空氣的溫度(Ta)低于約Tg，驟冷空氣的速度約為10-30m/min;
(f)當(dāng)把冷卻了的熔體變細(xì)到表觀紡絲線應(yīng)變(εa)約為5.7-7.6，最好是約為6-7.3時(shí)，表觀紡絲線應(yīng)變?chǔ)臿等于紡絲線伸長(zhǎng)比(ER)的自然對(duì)數(shù)(1n)，ER是卷繞速度(V)與絲孔擠出速度(Vo)的比值;也就是說，對(duì)于以厘米計(jì)的DRND，εa可以用下式表示1n(ER)＝1n(V/Vo)＝1n〔(2.25×105πρ)(DRND2/dpf)〕;
(g)在變細(xì)過程中，使表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)約為0.045-0.195g/d，對(duì)于制備特別適合于拉伸喂入絲(DFY)，其特征在于延伸率為7%時(shí)強(qiáng)度(T7)值約為0.5-1g/d的紡絲-取向的長(zhǎng)絲;σa最好是約為0.045-0.105g/d，對(duì)于制備特別適于直接使用的長(zhǎng)絲(DUY)，其特征在于延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)約為1-1.75g/d的紡絲-取向的長(zhǎng)絲。(σa)最好是約為0.105-0.195g/d;在這里表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)等于變細(xì)的熔體的表觀粘度(ηm)與基本上完成變細(xì)處(在這里稱為“頸縮處”)的紡絲線速度梯度(dv/dx)的乘積;并且在一定的紡絲板表面面積(Ao，cm2)和聚合物溫度(Tp)的情況下，發(fā)現(xiàn)表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)隨聚合物L(fēng)RV和卷繞速度(V)的增加而增加，隨長(zhǎng)絲的dpf和單絲數(shù)(＃C)的增加而減小;在這里用以下實(shí)驗(yàn)的分析關(guān)系式表示(σa)
(σa)＝K(LRV/LRV20.8)(TR/TP)6(V2/dpf)(Ao/＃C)0.7其中K的近似值為10-2(ρm/SOC)，ρm是紡絲-取向的長(zhǎng)絲的密度(例如約為1.345-1.385g/cm3，即大約1.36g/cm3)，SOC是聚酯聚合物的應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)(例如對(duì)于2GT均聚物，以g/d的倒數(shù)為單位，約為0.7);TR是由(TM°+40℃)定義的聚合物參比溫度，TM°是零剪切(DSC)聚合物熔點(diǎn);Tp是聚合物熔融紡絲溫度℃;V是用Km/min表示的卷繞速度;＃C是以＃C/cm2表示的對(duì)于一定的擠出表面Ao的單絲根數(shù)(即絲孔數(shù));LRV是測(cè)量(實(shí)驗(yàn)室)的聚合物粘度，LRV20.8是當(dāng)2GT均聚物的LRV值為20.8在295℃時(shí)具有相同零剪切“牛頓”(“Newtonian”)熔融粘度(ηo)的聚酯聚合物的相應(yīng)的參比LRV-值(LRV的定義在下文中)，(例如，發(fā)現(xiàn)可陽離子染色的15LRV的聚酯具有一個(gè)用絲孔壓降表示的熔融粘度，這一粘度在LRV約為20的2GT均聚物的范圍內(nèi)，因此對(duì)于這種改性的聚合物，優(yōu)選的參比LRV約為15.5，這是通過標(biāo)準(zhǔn)的絲孔壓降測(cè)量實(shí)驗(yàn)地確定的);
(h)在距紡絲板表面約為50-140cm，最好是約為50-(50+90dpf12)cm距離(Lc)處，用一個(gè)低摩擦表面(即，以既不磨損又不阻滯長(zhǎng)絲的方式)，例如用一個(gè)給油輥，最好是用一個(gè)計(jì)量給油尖端敷料器(如Agers的美國專利4926661中所述的)，將冷卻的完全變細(xì)了的長(zhǎng)絲集束成一個(gè)復(fù)絲束，取決于最終-使用加工的需要，這里的給油通常是一種約為5-20%固體重量的含水乳液，在長(zhǎng)絲上給油約占固體重量的0.4-2%;
(i)基本上象Bunting和Nelson在美國專利2985995中和Gray在美國專利3563021中所述的那樣，用一個(gè)空氣噴嘴交纏長(zhǎng)絲束，在這里，長(zhǎng)絲間的纏結(jié)程度(在此稱為快速針支數(shù)RPC，它是根據(jù)Hitt的美國專利3290932測(cè)量的)是根據(jù)長(zhǎng)絲的包裝和最終用途的需要來選擇的;
(j)以卷繞速度(V)，將復(fù)絲束卷繞起來，在這里卷繞速度(V)等于第一從動(dòng)輥的表面速度，約為2-6Km/min，最好約為2-5Km/min，尤其是約為2.5-4.5Km/min;象Harris在美國專利4932109中所述的那樣，為了防止在交纏噴嘴表面形成給油沉積，沒有采用加熱的方法(除了使用熱的交纏噴嘴流體例如熱空氣或水飽和空氣)，而是超喂約0.5-約5%，使第一傳動(dòng)輥和卷繞輥之間的長(zhǎng)絲松弛，這樣來減少來自氣動(dòng)阻力的回縮力。
用簡(jiǎn)化的直接紡絲-取向(SDSO)的方法制備本發(fā)明的聚酯細(xì)絲，該方法不含有拉伸或熱處理，并提供縮率和可染性性能的優(yōu)選的平衡，使本發(fā)明的聚酯細(xì)絲特別適于代替天然的長(zhǎng)絲，例如蠶絲。通過仔細(xì)選擇SDSO方法的參數(shù)，能制出具有優(yōu)良機(jī)械性能和均勻性的細(xì)絲;這樣以致縮率小于約12%的細(xì)絲可被用于復(fù)絲形式的直接使用的長(zhǎng)絲(DUY)，并且可以在高速機(jī)織和針織中進(jìn)行加工而不會(huì)形成斷裂長(zhǎng)絲;縮率優(yōu)選地大于約12%的長(zhǎng)絲可以在高速紡織拉伸加工中，例如在摩擦加捻變形、空氣噴射變形、填塞箱式卷曲和徑向拉伸中，用于復(fù)絲形式的拉伸喂入絲(DFY)，而不會(huì)形成斷裂長(zhǎng)絲。
本發(fā)明長(zhǎng)絲的特征在于具有優(yōu)良的機(jī)械性能，該性能允許由這些長(zhǎng)絲構(gòu)成的紗線用于高速紡織加工而不會(huì)形成斷裂長(zhǎng)絲，例如用于拉伸假捻和空氣噴射變形、徑向拉伸、拉伸齒輪卷曲和填塞箱式卷曲、以及空氣和水的噴射織造和經(jīng)編;本發(fā)明長(zhǎng)絲的進(jìn)一步特征在于具有優(yōu)良的旦數(shù)均勻性(在這里用沿終端方向的旦數(shù)散布DS來定義)，這種性能允許這些長(zhǎng)絲用于關(guān)鍵染色的織物。本發(fā)明的長(zhǎng)絲可以用作拉伸喂入絲(和絲束)中的長(zhǎng)絲，特別是煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)均大于約12%的長(zhǎng)絲尤其適于拉伸喂入絲;縮率小于約12%的本發(fā)明長(zhǎng)絲特別適合于扁平的未變形復(fù)絲的長(zhǎng)絲，以及象空氣噴射變形、齒輪卷曲和填塞箱式卷曲這樣的其中不需要進(jìn)行拉伸的變形加工用的長(zhǎng)絲，并且本發(fā)明的扁平的和變形的長(zhǎng)絲可以被切成切段纖維和纖維屑;而且可以象Knox和Noe在美國專利5066447中所述的那樣，將縮率小于約12%的長(zhǎng)絲均勻地冷拉伸。
與根據(jù)本發(fā)明制備的聚酯細(xì)絲形成對(duì)照，由這樣的紡絲工藝(該工藝包括例如為了減小長(zhǎng)絲旦數(shù)和/或?yàn)榱颂岣叻肿拥娜∠蚝?或結(jié)晶度而進(jìn)行的氣動(dòng)的或機(jī)械的拉伸和/或熱處理步驟)制成的細(xì)絲的特征通常在于1)大于約0.2g/d的高的收縮張力(STmax);2)最高收縮張力出現(xiàn)在溫度T(STmax)高于約100℃(即高于常壓染色溫度)時(shí);3)隨處理溫度超過約為100-180℃的常規(guī)的織物染色和整理溫度，干熱收縮率增加(也就是說，對(duì)于T＝100-180℃，d(DHS)/dT＞0)，并且差示收縮(△S＝DHS-S)大于約+2%，其中S是煮沸收縮率，DHS是干熱收縮率，因此需要對(duì)聚酯細(xì)絲或由它制成的織物在染色之前或染色以后進(jìn)行高溫處理，以賦予足夠的熱尺寸穩(wěn)定性給由這些細(xì)絲形成的織物纖維;4)差的可染性，需要在高溫加壓的條件下用稱為載體的化學(xué)染色助劑進(jìn)行染色，以獲得深色和均勻染色的織物。
尤其是，根據(jù)本發(fā)明提供1.紡絲-取向的聚酯細(xì)絲，它具有約1或小于1的dpf，特別是小于約0.8dpf，尤其是小于約0.6dpf并且大于約0.2dpf;上述聚酯的相對(duì)粘度(LRV)約為13-23，零剪切聚合物熔化溫度(TM°)約為240-265℃，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為40-80℃;所述長(zhǎng)絲的進(jìn)一步特征在于(a)縮率差(△S＝DHS-S)小于約+2%，最好是小于約+1%，尤其是小于約0%;其中S是煮沸收縮率，DHS是在180℃測(cè)得的干熱收縮率;
(b)最大收縮張力(STmax)約為0.05-0.2g/d，最大收縮張力的最高溫度T(STmax)約為(Tg+5℃)-(Tg+30℃)，也就是說，對(duì)于聚合物Tg約為70℃的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，T(STmax)約為75-100℃;
(c)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度約為0.5-1.75g/d，〔(TB)n/T7〕-比值至少為約5/T7)，最好是至少約(6/T7)，其中(TB)n是對(duì)于20.8的參比LRV和0%的消光劑(如Tio2)%的標(biāo)準(zhǔn)斷裂強(qiáng)度，其定義為(TB)n＝(TB)〔20.8/LRV)0 75〕(1-X)-4斷裂強(qiáng)度(TB)＝T(1+EB/100);斷裂伸長(zhǎng)百分率EB約為40-160%;X是消光劑用分?jǐn)?shù)表示的重量百分?jǐn)?shù);T是等于斷裂負(fù)荷(克)除以原始未拉伸旦數(shù)的強(qiáng)度;
(e)平均沿終端方向的旦數(shù)散布(DS)小于約4%，最好是小于約3%，尤其是小于約2%。
2.紡絲-取向的細(xì)絲，特別適于用作拉伸喂入絲(DFY)，例如用于高速拉伸假捻和空氣噴射變形、拉伸整經(jīng)、拉伸卷曲和堵塞箱式變形，其中所述的長(zhǎng)絲的進(jìn)一步特征在于(a)煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)都大于約12%并且小于約最大收縮潛力(SM＝〔(550-EB)/6.5〕)%，斷裂伸長(zhǎng)率約為80-160%;
(b)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度約為0.5-1g/d。
3.紡絲-取向的細(xì)絲，特別適用于直接使用的長(zhǎng)絲(DUY)，它的進(jìn)一步特征在于(a)煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)都是約為2-12%，對(duì)于機(jī)織最好是約為6-12%，對(duì)于機(jī)織最好是約為2-6%，這樣以致于煮沸后的長(zhǎng)絲旦數(shù)dpf(ABO)＝dpf(BBO)×〔(100/(100-S)〕，約為1-0.2dpf，最好是約為0.8-0.2dpf，尤其是約為0.6-0.2dpf;
(b)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)約為1-1.75g/d，以及斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為40-90%;
(c)后屈服模量(Mpy)約為2-12g/d，它是由圖5中的割線tanβ確定的(即，Mpy＝(1.2T20-1.07T7)/0.13)。
4.紡絲-取向的細(xì)絲，能被冷拉伸而不用熱定形，以提供紡絲長(zhǎng)絲，其進(jìn)一步特征在于(ⅰ)煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)都小于約12%;
(ⅱ)Tcc(DCS)低于約105℃時(shí)，開始冷結(jié)晶，這是以每分鐘20℃的加熱速率，用差示掃描量熱法(DSC)測(cè)得的;
(ⅲ)瞬時(shí)拉伸模量Mi〔＝d(應(yīng)力)/d(伸長(zhǎng)率)〕×100，大于約0;其中〔d(應(yīng)力)/d(伸長(zhǎng)率)〕是應(yīng)力(克)/拉伸的旦數(shù))曲線對(duì)伸長(zhǎng)百分率的正切;其中拉伸應(yīng)力是拉伸力(克)除以拉伸的旦數(shù)，規(guī)定拉伸的旦數(shù)等于未拉伸的旦數(shù)與剩余拉伸-比(RDR＝1+EB，%/100)的比值;
只要后熱定形溫度(Tset)大約低于收縮張力不隨溫度增加而顯著地進(jìn)一步降低的溫度，在不顯著地?fù)p失可染性的情況下，如果需要，可以減小上述拉伸長(zhǎng)絲的收縮率(S);也就是說，最好是保持Tset大約低于開始迅速(再)結(jié)晶的溫度。在這里，將Tset的最大值確定為，收縮張力對(duì)溫度譜的斜率〔d(ST)/dT〕在數(shù)值上急劇地減小(成為較小的負(fù)數(shù))時(shí)的溫度，參見圖11。
5.通過拉伸本發(fā)明的上述紡絲-取向的長(zhǎng)絲制備的優(yōu)選拉伸絲，這種拉伸絲的特征在于(a)煮沸收縮后的單絲旦數(shù)dpf(ABO)約為1-0.2dpf，最好是約為0.8-0.2dpf;
(b)煮沸收縮率和干熱收縮率都約為2-12%，優(yōu)選的是，對(duì)于針織約為2-6%，對(duì)于機(jī)織約為6-10%;
(c)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)至少為約1g/d，這樣以致〔(TB)n/T7〕-比是至少約(5/T7)，最好是至少約(6/T7)，其中，(TB)n是對(duì)于20.8的參比LRV和0%的消光劑(如TiO2)百分率標(biāo)準(zhǔn)化的斷裂強(qiáng)度，EB約為15-55%;
(e)后屈服模量(Mpy)約為5-25g/d;
實(shí)施例ⅩⅩⅠⅠ(S)-4-(溴甲基)-3-芐氧苯磺?；?N-2-(叔丁氧羰基)吡咯烷
在惰性氣體下，先將2.24g(5mmol)實(shí)施例ⅩⅩⅠ化合物加到20ml無水DMF中。于0℃加入2.53g(6mmol)三苯膦二溴化物。將反應(yīng)混合物于室溫?cái)嚢?小時(shí)。加入200ml水，用乙酸乙酯(3×80ml)萃取混合物，用水(5×60ml)洗滌萃取液，用MgSO4干燥，過濾，減壓汽提掉全部揮發(fā)性組分。用快速層析(CH2Cl2，粒度50μm)純化，得2.55g(100%理論值)標(biāo)題化合物。
Rf＝0.56(石油醚/乙酸乙酯7∶3)制備例1外消旋-4-[2-丁基咪唑并[4，5-b]吡啶-3-基]甲基-3-氯苯磺?；?N-(2-叔丁氧羰基)哌啶
(c)非晶態(tài)自由體積(Vf，am)至少為約0.5×106立方埃(
3)，最好是至少約1×106
3，在這里Vf，am等于(CS)3〔(1-Xv)/Xv)〕〔(1-fa)/fa〕，動(dòng)態(tài)損耗模量最高溫度T(E″max)低于約115℃，最好是低于約110℃;
(d)對(duì)于1dpf標(biāo)準(zhǔn)的常壓相對(duì)分散染色速率(RDDR)至少為約0.1，最好是至少約為0.15。
除了以下特性外，象美國專利4134882、4156071和5066447中那樣測(cè)定長(zhǎng)絲的特性，相對(duì)分散染色速率(RDDR)是以1dpf為標(biāo)準(zhǔn)的，干熱收縮率(DHS)是在180℃測(cè)得的，實(shí)驗(yàn)室(1ab)相對(duì)粘度(LRV)是根據(jù)Broaddus的美國專利4712998確定的，它等于約(HRV-1.2)，HRV是在美國專利4134882和4156071中給出的。將LRV20.8的值看做與20.8LRV的2GT均聚物的零剪切“牛頓”熔體粘度ηo相同的聚酯聚合物的參比LRV(例如，在質(zhì)量流速和溫度相同時(shí)，提供相同的絲孔壓降)。在表1-Ⅷ中，用符號(hào)“へ”表示“上升到冪”的數(shù)字(例如102＝10へ2);為了方便起見，將很小或很大的數(shù)例如0.00254cm和254000cm/min表示為0.254和254，其中的單位分別表示為“cm×10へ2”和cm/sec×10へ-3;在數(shù)字位置上的虛線(-)表示該值沒有被測(cè)量;在數(shù)字位置上的“NA”表示測(cè)得的該值是不能應(yīng)用的;虛線箭頭(-→)用于表示某條目的某項(xiàng)參數(shù)的值與前面條目的相同。以碼/分鐘測(cè)量紡絲速度(V)，在正文中已將它換算為公里/分，并4舍5入到小數(shù)第二位(例如，4500ypm＝4.115Km/min＝>4.12)。
通過以下實(shí)施例，舉例說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，它具有以下特性，聚合物的LRV約為13-23(相應(yīng)于約為0.5-0.7的〔η〕)，對(duì)于離子地改性的聚酯，LRV最好是約為13-18，對(duì)于非離子地改性的聚酯，約為18-23，零剪切熔點(diǎn)(TM°)約為240-265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為40-80℃，并且它含有較少量的消光劑和表面摩擦改性劑(例如TiO2和SiO2)，將它在聚合物溫度Tp(℃)熔化，并通過惰性介質(zhì)過濾經(jīng)過停留(持續(xù))時(shí)間(tr，min)，然后，通過直徑(DRND)以及長(zhǎng)度(L)的紡絲板絲孔，以絲孔質(zhì)量流速W〔＝(dpf·V/9〕，g/min〕，以表觀絲孔剪切速率(Ga，sec-1＝〔(32/60π)(W/ρ)/DRND3)〕為條件，將上述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯擠出，在這里，以厘米為單位表示絲孔尺寸，以Km/min為單位表示卷繞速度(V)。
雖然只要絲孔的圖案(長(zhǎng)絲的排列)最適合于驟冷的型式(即徑向?qū)M吹)以及初始延遲冷卻的“屏蔽”和空氣速度分布的長(zhǎng)度/分布(見實(shí)施例Ⅰ)，就有可能紡絲和驟冷出具有象約25那樣高的擠出長(zhǎng)絲密度的絲束，但是，從長(zhǎng)絲密度/擠出表面面積一般約為2.5-13的絲孔紡絲出本文中大多數(shù)實(shí)施例的長(zhǎng)絲;其中，擠出長(zhǎng)絲的密度等于單絲根數(shù)(＃C)除以擠出表面面積(Ao)的比值(即，＃C/Ao，cm-2)除以“屏蔽”，“屏蔽”保護(hù)新擠出的長(zhǎng)絲在至少約2cm和不大于約(12dpf1/2，cm)的距離不直接與驟冷空氣接觸;然后，最好是用溫度Ta(在這里是約為22℃)低于約聚合物Tg(此處，對(duì)于2GT均聚物，Tg約為70℃)并且線速度Va(m/min)約為10-30m/min的徑向直射的空氣，小心地冷卻到約低于聚合物Tg的溫度。所用的適合的紡絲設(shè)備基本上是美國專利4134882、4156071和4529368中所述的。
雖然為了紡絲的連續(xù)性選擇了Tp，但是通過平衡延遲冷卻長(zhǎng)度(LDQ)、驟冷空氣溫度(Ta)、驟冷空氣流速(Va)和集束長(zhǎng)度(Lc)，可以將沿終端方向的旦數(shù)散布(DS)和拉伸張力的變化(DTV)減至最小。提高聚合物的紡絲溫度(Tp)(但是低于約〔(TM)a+55℃〕一般會(huì)增加紡絲的連續(xù)性和機(jī)械性能(即，TB，g/d)，但是一般會(huì)減小沿終端方向的均勻性并增加縮率。
當(dāng)以機(jī)械性能所要求在高溫紡絲時(shí)，為了將沿終端方向的均勻性的損失減至最小，通過使用高剪切速率(Ga)的絲孔(即小直徑的絲孔)，可以將熱傳給擠出的長(zhǎng)絲。但是，當(dāng)高剪切絲孔和高L/DRND比一起被使用時(shí)，紡絲的可操作性出乎意外地變壞，例如使用9×50mil的絲孔(見實(shí)施例Ⅲ)。可以推測(cè)在這種低的絲孔質(zhì)量流速和高的剪切條件的情況下，出現(xiàn)了初期剪切引起的聚合物熔體的分子序態(tài)(例如較低的鏈熵和可能的初期“成核”)，特別是對(duì)于擠出前過濾時(shí)停留時(shí)間(tr)多于4分鐘的聚合物熔體，在這里認(rèn)為這種分子序態(tài)(可能的初期成核)使表觀聚合物熔點(diǎn)從零剪切值(TM°)增加到表觀值(TM)a。這具有減小紡絲溫差Tp-(TM)a的作用。為了保持足夠大的足夠的紡絲溫差，發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)一步增加本體聚合物溫度Tp，這種增加是根據(jù)用于選定L、DRND和Ga值的公式2×10-4(L/DRND)Ga，℃所確定的量而進(jìn)行的。
為了取得紡絲連續(xù)性、機(jī)械性能和沿終端方向的均勻性的平衡，在控制熔體伸長(zhǎng)應(yīng)變?chǔ)臿約為5.7-7.6的同時(shí)，將“頸縮點(diǎn)”處的表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)控制在約0.045-約0.195g/d。將變細(xì)和冷卻了的長(zhǎng)絲集束成復(fù)絲束，并且以等于第一從動(dòng)輥表面速度的紡絲速度(V，Km/min)進(jìn)行卷繞。在包裝以前，通過在第一從動(dòng)輥和卷取裝置之間輕微地超喂(通常在約0.5%-5%之間)，來消除由摩擦表面(和空氣阻力)引起的紡絲線外張力。在集束點(diǎn)進(jìn)行給油并形成交纏，最好是在第一從動(dòng)輥之后。選擇在長(zhǎng)絲上給油的量(重量%)和長(zhǎng)絲纏結(jié)的程度(RPC)，以滿足最終用途的加工需要。
本發(fā)明的聚酯細(xì)絲具有優(yōu)良的機(jī)械性能和均勻性，它的線密度約小于天然蠶絲，但是約大于蜘蛛絲，即單絲旦數(shù)約為1-0.2，并且它具有在不用高溫和化學(xué)染色助劑的情況下被均勻地染色的能力;也就是說，比較類似于天然絲的這些性質(zhì)。
有利的是，如果需要，可以在紡絲整理(根據(jù)Grindstaff和Reese在1989年10月12日申請(qǐng)的共同待批的專利申請(qǐng)07/420459中所講述的發(fā)明)中用苛性鈉處理細(xì)旦長(zhǎng)絲紗，以提高它們的親水性并改善濕氣傳遞性和舒適性。可以用不同旦數(shù)和/或截面的混合長(zhǎng)絲來減小長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲的填充，由此改善觸覺的美感和舒適性。通過將不同的聚合物改性的長(zhǎng)絲共混，可以獲得極好的可染性效果，例如，均聚物能用分散染料染色，離子型共聚物能用陽離子染料染色。
如果需要，通過象Knox的美國專利4156071、Maclean的美國專利4092229以及Reese的美國專利4883032、4996740和5034174中的部分內(nèi)容所述的那樣加入相當(dāng)于約0.1%摩爾的鏈支化劑，和/或通過增加聚合物粘度約+0.5-約+1.0LRV單絲，可以得到較低縮率的細(xì)絲。
本發(fā)明的細(xì)長(zhǎng)絲紗例如適于徑向拉伸、空氣噴射變形、假捻變形、齒輪卷曲、以及填塞箱式卷曲;并且低縮率的長(zhǎng)絲可以被用作直接使用的扁平紡織絲以及其中不需要進(jìn)行拉伸的空氣噴射變形和填塞箱式卷曲用的喂入絲。長(zhǎng)絲(和由長(zhǎng)絲構(gòu)成的絲束)還可以被卷曲(如果需要)和被切成切段纖維和纖維屑。由這些改進(jìn)了的長(zhǎng)絲形成的織物可以通過慣用的起絨和刷絨工藝進(jìn)行表面處理，以產(chǎn)生麂皮狀的觸感。可以通過選擇截面、消光劑和通過象堿腐蝕那樣的處理來改變長(zhǎng)絲的表面摩擦性能。改進(jìn)了的長(zhǎng)絲強(qiáng)度和均勻性的組合使這些長(zhǎng)絲特別適于最終用途的加工，這些加工要求細(xì)長(zhǎng)絲紗沒有斷裂長(zhǎng)絲(斷絲)和用關(guān)鍵性的染料均勻地染色。
本發(fā)明的細(xì)單絲紗旦數(shù)的聚酯長(zhǎng)絲特別適于制造高單絲密度的水分屏障織物，例如雨衣和醫(yī)用外衣?？梢詫⑨樋椇蜋C(jī)織織物的表面去除毛結(jié)(刷或砂磨)。為了更進(jìn)一步減小旦數(shù)，可以用常規(guī)的堿法處理長(zhǎng)絲(最好是以織物的形式)。細(xì)長(zhǎng)絲紗，尤其是能陽離子染色的細(xì)長(zhǎng)絲紗，最好是通過Strachan在美國專利3940917中所述的噴氣交纏，還可以被用作彈性處理紗線的包覆線。本發(fā)明的細(xì)長(zhǎng)絲可以與較高旦數(shù)的聚酯(或尼龍)長(zhǎng)絲進(jìn)行紡絲中在線的或離線的共混，來提供交染效果和/或混合收縮可后膨化變形的潛力，這里的膨化可以離線發(fā)生，例如整經(jīng)/經(jīng)紗上漿時(shí)在加熱的情況下超喂，或者以織物的形式，例如在染色浴中發(fā)生。根據(jù)紡織加工的需要和最終想要的紗線/織物的美感，選擇交纏的程度和給油的種類/數(shù)量。
由以下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的方法和由該方法制得的產(chǎn)品實(shí)施例Ⅰ用19LRV(相當(dāng)于約0.60〔η〕)并且含有0.3%重量的TiO2的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紡絲公稱為0.5dpf的100根和300根長(zhǎng)絲的紗。用不同結(jié)構(gòu)的紡絲板紡絲300-長(zhǎng)絲紗;例如，這樣來構(gòu)成(ⅰ)通過控制絲孔到絲孔的距離大于約40mils(1mm)用單頭平頭鉆形成2或更多個(gè)絲孔而不致造成長(zhǎng)絲間熔合;(ⅱ)300個(gè)“等距布置的”單絲孔;(ⅲ)300個(gè)以同心圓環(huán)形式排列的絲孔最初約占據(jù)了可得到的擠出表面面積(Ao)的“外面”一半的50%，這樣使有效擠出長(zhǎng)絲密度(EFD)從約12.5增加到約25;但是，在擠出后紡絲板(ⅲ)的聚合物熔體流馬上就匯合形成一個(gè)與紡絲板(ⅰ)和(ⅱ)相似的錐形束;并且由此具有相當(dāng)于紡絲板結(jié)構(gòu)(ⅰ)和(ⅱ)的有效擠出長(zhǎng)絲密度(EFD);即小于25和大于12.5，在這里對(duì)于這種非等距分布的長(zhǎng)絲排列的有效擠出長(zhǎng)絲密度(EFD)，是按照?qǐng)D14中圖解的方法實(shí)驗(yàn)地確定的。由于擠出后長(zhǎng)絲束馬上就呈現(xiàn)相似的形狀，所以實(shí)驗(yàn)地發(fā)現(xiàn)等距布置遍及整個(gè)擠出面積的長(zhǎng)絲和以同心圓環(huán)的形式布置在圓周上的長(zhǎng)絲，具有大致相同的有效長(zhǎng)絲擠出密度。表Ⅰ中的數(shù)據(jù)是關(guān)于300-長(zhǎng)絲紗的，這種長(zhǎng)絲紗是用以同心圓環(huán)形狀排列的絲孔紡絲的，上述絲孔最初約占據(jù)了可得到的擠出表面面積的50%。除了對(duì)于以3500ypm(3.2Km/min)紡絲的紗線具有長(zhǎng)度(LDQ)約為1英寸(2.54cm)的保護(hù)“屏蔽”，對(duì)于以4500ypm(4.12Km/min)紡絲的紗線具有LDQ約為2.25英寸(5.72cm)的保護(hù)“屏蔽”以外，用基本上如美國專利4156071中所述的徑向驟冷裝置，將新擠出的長(zhǎng)絲冷卻至室溫。以3500ypm(3.2Km/min)紡絲的長(zhǎng)絲紗具有高的煮沸收縮率(S)，使這些紗線特別適于例如在拉伸整經(jīng)、拉伸空氣噴射變形、拉伸假捻變形和拉伸卷曲中作為拉伸喂入絲。當(dāng)紡絲速度增加到4500ypm(4.115Km/min)時(shí)，煮沸收縮率(S)的值減少到低于12%，差示縮率(△S＝DHS-S)低于+2%，最高溫度T(STmax)低于100℃時(shí)的最大收縮張力(STmax)低于0.175g/d，屈服強(qiáng)度(在這里接近于延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度T7)大于1g/d，使這些長(zhǎng)絲完全適合于不需要另外拉伸或熱處理的直接使用的用途，例如用作扁平狀長(zhǎng)絲、空氣噴射變形和填塞箱式卷曲的紡織長(zhǎng)絲紗。
可以看出，由截面面積(Ac)為176.8mils2(0.1140mm2，1.14×10-3cm2)的紡絲板絲孔紡絲出的長(zhǎng)絲，其斷裂強(qiáng)度(TB)低于由Ac為28.3mils2(0.0182mm2，1.82×10-4cm2)的紡絲板絲孔紡絲出的長(zhǎng)絲。本實(shí)施例Ⅰ的紗線的強(qiáng)度較低，還部分地是由于較低的聚合物L(fēng)RV(19對(duì)20.8)。TB的標(biāo)準(zhǔn)值(在這里用〔TB〕n表示)等于測(cè)得的斷裂強(qiáng)度(TB)與系數(shù)(20.8/LRV)0.75·(1-X)-4的乘積，對(duì)于這些紗線該系數(shù)約為1.057;因此，與參比LRV為20.8和TiO2%為0%相比時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)斷裂強(qiáng)度(TB)n高出約6%。
在常壓條件(100℃)、不用染色載體的情況下，本實(shí)施例的細(xì)長(zhǎng)絲紗能被染成深色，與常規(guī)的全拉伸紗線的相對(duì)分散染色速率(RDDR)值(以1dpf為標(biāo)準(zhǔn))為0.055相比較，本實(shí)施例的細(xì)長(zhǎng)絲紗的RDDR值約為0.16。
為了形成較少長(zhǎng)絲數(shù)(和較低旦數(shù))的紗線，例如，最好是在徑向驟冷腔的出口處，借助于使用計(jì)量給油尖端分離導(dǎo)絲器，有可能將300根長(zhǎng)絲的紗束分裂成各為150、100、和75根長(zhǎng)絲的2、3或4支紗束。多終端容許以較高的質(zhì)量流速(W)通過過濾組合件的空腔，并且由此減少了每個(gè)絲條在過濾組合件的空腔中的停留時(shí)間(tr)。
實(shí)施例Ⅱ除了延遲“屏蔽”長(zhǎng)度(LDQ)約為2.25英寸(5.72cm)以外，基本上象實(shí)施例Ⅰ所述的那樣，以4000ypm(3.66Km/min)的卷繞速度(V)，使用徑向驟冷裝置，將公稱的20.8LRV(約0.65〔η〕)和含有0.1%重量TiO2的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紡絲成細(xì)長(zhǎng)絲。實(shí)施例Ⅱ-5和Ⅱ-6的可操作性很差，而且沒有收集到紗線。對(duì)于以4000ypm(3.66Km/min)，用15×60mil(0.38×1.52mm，0.038×0.152cm)的絲孔，紡絲出的0.5dpf長(zhǎng)絲，認(rèn)為低的表觀剪切速率(Ga)是造成可操作性差和斷裂長(zhǎng)絲的原因之一。即使將溫度Tp增至約299℃，也不能提供一種可接受的方法。由于擔(dān)心沿終端方向的旦數(shù)均勻性變差，所以沒有進(jìn)行高于約299℃-300℃溫度的試驗(yàn)。將方法和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)總結(jié)在表Ⅰ中。
實(shí)施例Ⅲ在實(shí)施例Ⅲ中，紡絲出68-和136-(未捻合的和捻合的)長(zhǎng)絲紗，除了對(duì)于實(shí)施例Ⅲ-1至Ⅲ-9和Ⅲ-11至Ⅲ-25，是用一個(gè)如美國專利4926661中所述的計(jì)量給油尖端進(jìn)行集束以外，基本上按照實(shí)施例Ⅰ進(jìn)行紡絲。實(shí)施例Ⅲ-10是象實(shí)施例Ⅰ和Ⅱ中所述的那樣，用計(jì)量給油輥的表面使長(zhǎng)絲集束。其它的工藝細(xì)節(jié)被總結(jié)在表Ⅰ和Ⅱ中。實(shí)施例Ⅲ-1至Ⅲ-5和Ⅲ-12至Ⅲ-15具有大于約1g/d的T7-值，這使它們特別適于用作直接使用的紡織長(zhǎng)絲紗中的長(zhǎng)絲和其中不進(jìn)行拉伸的空氣噴射變形中的喂入絲;并且如果需要，在如Knox和Noe的美國專利5066447中所述的整經(jīng)拉伸(和空氣噴射變形)中，可以不用加熱(冷卻)，進(jìn)行均勻地拉伸。T7-值低于約1g/d的實(shí)施例Ⅲ-6、7和Ⅲ-16至Ⅲ-25的長(zhǎng)絲，特別適合于拉伸喂入絲(DFY)中的長(zhǎng)絲，例如拉伸假捻變形(FTT)和拉伸空氣噴射變形(AJT)，或者特別適用于經(jīng)向拉伸中的喂入絲。
在實(shí)施例Ⅲ-1至Ⅲ-5中，從單紡絲頭組件的空腔中紡絲出50旦數(shù)的68-長(zhǎng)絲紗，并將它在集束導(dǎo)絲器處捻合形成具有優(yōu)良機(jī)械性能的100旦數(shù)的136-長(zhǎng)絲紗。例如，實(shí)施例Ⅲ-4的長(zhǎng)絲紗具有0.39處斷裂/1000磅(0.86/1000kg)的紡絲連續(xù)性，這等于約9.5處斷裂/109米。對(duì)于用Barmag FK6T-80進(jìn)行的沒有拉伸的空氣噴射變形，在約10cm交纏(用美國專利3290932中所述的快速針支數(shù)法測(cè)量)的情況下卷繞實(shí)施例Ⅲ-4的絲紗，對(duì)于直接用作機(jī)織和經(jīng)編中的扁平紡織絲，在約5-7RPC交纏的情況下進(jìn)行卷繞。實(shí)施例Ⅲ-6和Ⅲ-7中分別以1.44×和1.7×進(jìn)行拉伸，沒有斷裂長(zhǎng)絲，產(chǎn)生拉伸的35旦的68-長(zhǎng)絲紗。因?yàn)閷?shí)施例Ⅲ-6的紡絲生產(chǎn)率(紡絲旦數(shù)×紡絲速度)大于實(shí)施例Ⅲ-7約25%，所以與實(shí)施例Ⅲ-7相比，實(shí)施例Ⅲ-6是優(yōu)選的。實(shí)施例Ⅲ-6中用1.44×的拉伸比成功地進(jìn)行了經(jīng)向冷拉伸。已經(jīng)預(yù)料到，按照Frankfort和Knox在美國專利4134882中所述的方法，將9mil(0.229mm，0.0229cm)的紡絲板絲孔的L/DRND-比值從2.22增加到5.56，通過為增加擠出聚合物熔體的剪切加熱創(chuàng)造條件，會(huì)顯著地改進(jìn)機(jī)械性能;其中，絲孔剪切加熱的程度是用Frankfort和Knox的專利中的公式660(WL/D4)0.685，℃估算的，式中，D是以mils表示的，W是以磅/小時(shí)表示的;但是對(duì)于實(shí)施例Ⅲ-8和Ⅲ-11，觀察到了斷裂長(zhǎng)絲。
實(shí)施例Ⅲ-12取得了合格的性能;其中，與68-長(zhǎng)絲相比通過紡絲136-長(zhǎng)絲，減少了過濾期間在紡絲頭組件的空腔中的停留時(shí)間(tr)?？梢詫㈤L(zhǎng)絲束卷繞成單獨(dú)的136-長(zhǎng)絲束，或劈開卷繞成兩根68-長(zhǎng)絲的紗束。為了在不用高的“進(jìn)料”聚合物溫度(Tp)的情況下進(jìn)行紡絲，發(fā)現(xiàn)對(duì)于高L/DRND絲孔的紡絲板，停留時(shí)間(tr)必須少于4分鐘。有關(guān)用高剪切絲孔的紡絲板紡絲的比較詳細(xì)的論述，見實(shí)施例Ⅸ。在實(shí)施例Ⅲ-12至Ⅲ-15中，紡絲136-長(zhǎng)絲紗，使用的是每個(gè)紡絲板的136個(gè)9×36mil(0.229×0.916mm，0.0229×0.0916cm)的絲孔，并由此使過濾停留時(shí)間(tr)減少了50%，以提供具有優(yōu)良機(jī)械性能的紗線。高長(zhǎng)絲支數(shù)的紗線特別適用于拉伸空氣噴射變形(AJT)和假捻變形(FTT)，其中，直線的拉伸-變形設(shè)備配置是優(yōu)選的。象實(shí)施例Ⅻ中所述的那樣，將出自實(shí)施例Ⅲ-19、22、24和25的紗線用于制備公稱0.5dpf的經(jīng)向拉伸扁平絲。
實(shí)施例Ⅲ-10長(zhǎng)絲的結(jié)構(gòu)性能是收縮率低于6%的本發(fā)明紡絲-取向的長(zhǎng)絲的代表。實(shí)施例Ⅲ-10的長(zhǎng)絲的密度(〔測(cè)量的ρ＝纖維的ρ-0.0087(%TiO2)〕為1.3667g/cm3(對(duì)于0.03%TiO2修正了的)，給出計(jì)算的分?jǐn)?shù)體積結(jié)晶度〔Xv＝(ρm-1.335)/0.12〕為0.264，重量百分率結(jié)晶度〔Xw＝(1.455/ρc)Xv〕為0.281;平均結(jié)晶尺寸(CS)為70埃(
);平均結(jié)晶取向角(COA)為12度，它相當(dāng)于結(jié)晶取向函數(shù)〔fc＝(180-COA)/180〕為0.93;平均雙折射(△n)為0.0744，給出的平均取向函數(shù)〔f＝△n/0.22〕為0.34，非晶態(tài)取向函數(shù)〔fa＝(f-Xvfc)/(1-Xv)〕為0.13，非晶態(tài)自由體積〔(Vf，am)＝〔(1-Xv)/Xv〕〔(1-fa)/fa〕CS3〕約為6×106立方埃(
3)。本實(shí)施例長(zhǎng)絲的雙折射差(△95-5)為0.0113，Niso為1.5882，聲速(SV)為2.72Km/sec，給出的聲波模量(Mson)為83.6g/d，在最高溫度T(STmax)為80℃時(shí)的最大收縮張力(STmax)為0.143g/d，煮沸收縮率(S)為4.6%，給出的收縮模量〔Ms＝(STmax/S)100〕為3.1g/d，干熱收縮率(DHS)為5.0%，給出收縮率差(△S＝DHS-S)低于+1%，原始模量為71.6g/d，后屈服模量(Mpy)為5.35g/d，未修正的分散染色速率為0.144，以1dpf為標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)分散染色速率RDDR為0.104。
實(shí)施例Ⅳ除了延遲“屏蔽”的長(zhǎng)度(LDQ)約為2-5/8英寸(6.7cm)，和用距紡絲板表面43英寸(109cm)的一個(gè)計(jì)量給油尖端將長(zhǎng)絲束集束以外，基本上按實(shí)施例Ⅰ中所述的，用一個(gè)徑向驟冷紡絲裝置，紡絲聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，該聚合物具有公稱的21.2LRV(約0.66〔η〕)，它的TiO2%重量為0.035、0.3和1。在表Ⅲ和Ⅳ中，總結(jié)了其它的工藝細(xì)節(jié)。發(fā)現(xiàn)增加TiO2的重量百分率，使這些細(xì)絲的斷裂強(qiáng)度(TB)降低。TiO2的用量通常在以下范圍之間變化，對(duì)于最低限度的紗線與金屬和紗線與紗線摩擦而言，為大約0.035%，對(duì)于希望的機(jī)械性能和視覺美感，低于約1.5%，比較典型的是低于約1%。
實(shí)施例Ⅴ用相似于實(shí)施例Ⅳ的裝置，紡絲公稱的21.1LRV(約0.655〔η〕)并含有0.3TiO2%重量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。實(shí)施例Ⅴ-1至Ⅴ-4、Ⅳ-9和Ⅳ-10使用12×50mil(0.305×1.270mm，0.0305×0.127cm)的紡絲板絲孔。實(shí)施例Ⅴ-5、7、8和11-13使用9×36mil(0.229×0.914mm，0.0229×0.0914cm)的紡絲板絲孔，實(shí)施例Ⅴ-6使用6×18mil(0.152×0.457mm，0.0152×0.0457cm)的紡絲板絲孔，去紡絲100-長(zhǎng)絲85旦的經(jīng)向拉伸和拉伸空氣噴射變形(AJT)用的喂入絲。在實(shí)施例Ⅴ-8和Ⅴ-10中，將延遲驟冷的長(zhǎng)度(LDQ)從2-5/8英寸(6.7cm)增加到4-5/8英寸(11.7cm)。由于增加了延遲長(zhǎng)度(LDQ)，所以沿終端方向的不均勻性增加了4×，并且由絲束截面光學(xué)地測(cè)量的長(zhǎng)絲間旦數(shù)的不均勻性增加了2×。當(dāng)延遲長(zhǎng)度(LDQ)低于約(12dpf1/2)cm時(shí)，可以獲得優(yōu)良的均勻性。
實(shí)施例Ⅴ-11至Ⅴ-13是以2400、3000和3500ypm(2.2、3.05和3.35Km/min)重復(fù)實(shí)施例Ⅴ-7;其中，為了紡絲拉伸喂入絲，改變絲孔的質(zhì)量流速，以致紡絲的dpf將會(huì)被拉伸到約0.5dpf的最終旦數(shù)〔在這里，拉伸dpf＝紡絲dpf/拉伸比＝紡絲dpf×(拉伸絲RDR/紡絲長(zhǎng)絲RDR)其中剩余拉伸比RDR＝(1+EB，%/100)〕。實(shí)施例Ⅴ-11至Ⅴ-13的長(zhǎng)絲在延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)值低于約1g/d，使它們特別適用于拉伸喂入絲，雖然未拉伸絲的收縮率低于12%。經(jīng)向拉伸的結(jié)果被總結(jié)在實(shí)施例Ⅶ中。
實(shí)施例Ⅵ在實(shí)施例Ⅵ中，為了改變紡絲旦數(shù)，延遲驟冷長(zhǎng)度(LDQ)，紡絲溫度(Tp)和集束導(dǎo)絲器的長(zhǎng)度(Lc)，以3300ypm(3.02Km/min)重復(fù)實(shí)施例Ⅴ-13。旦數(shù)散布(DS)為3.8%的實(shí)施例Ⅵ-2的長(zhǎng)絲被成功地拉伸1.35×，產(chǎn)生拉伸的0.3dpf 100-長(zhǎng)絲紗，它的旦數(shù)散布為2.3%，強(qiáng)度為4.4g/d，EB為32.5%，煮沸收縮率(S)為6.3%。在本實(shí)施例中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)總紗束旦數(shù)和各長(zhǎng)絲的旦數(shù)被減小時(shí)，如果不重新平衡工藝，沿終端方向的均勻性就會(huì)變壞。為了在這種低質(zhì)量流速的情況下保證優(yōu)良的紡絲連續(xù)性，需要提高聚合物的溫度。通過使延遲長(zhǎng)度(LDQ)減少到約2.9cm和使集束長(zhǎng)度(Lc)從109cm減少到81cm，使沿終端方向的旦數(shù)散布(DS)從12.1%(實(shí)施例Ⅵ-1)改進(jìn)為低于4%。對(duì)于dpf低于0.5的紗線，要達(dá)到與0.5-約1dpf的紗線那樣相同的DS-值是困難的。在表Ⅲ和Ⅳ中總結(jié)了工藝和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)。
實(shí)施例Ⅶ用公稱21LRV(約0.65〔η〕)含有0.035TiO2%重量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紡絲三葉形的細(xì)長(zhǎng)絲，使用的是具有9×36mil(0.229×0.914mm，0.0229×0.0914cm)和12×50mil(0.305×1.270mm，0.0305×0.127cm)的計(jì)量孔的紡絲板，和面積(Ac)約為197mils2(1.27mm2，0.0127cm2)的Y型出口的噴絲孔，噴絲孔相當(dāng)于約15.9mils(0.40mm，0.04cm)的DRND和約為1.5的L/DRND(基本上象美國專利4195051的實(shí)施例45-47中所述的那樣)。與12×50mil的計(jì)量絲孔相比，9×36mil的計(jì)量絲孔提供了更好的機(jī)械性能和沿終端方向的旦數(shù)均勻性?？梢詫?00-長(zhǎng)絲紗拉伸到公稱50旦，或大約0.5dpf，而沒有形成斷裂長(zhǎng)絲。
實(shí)施例Ⅷ紡絲公稱LRV約為15.3用約2摩爾%亞乙基-5-鈉-硫代間苯二酸酯改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚合物，使用延遲長(zhǎng)度為2.2英寸(5.6cm)的層流橫吹驟冷裝置(基本上如美國專利4529638中所述的)，和在約43英寸(109cm)處用計(jì)量給油尖端導(dǎo)絲器將長(zhǎng)絲束集束。因?yàn)殡x子部位起交聯(lián)劑的作用并造成較高的熔體粘度，所以對(duì)于離子改性的聚酯，通常優(yōu)選較低的LRV。在這里所用的15LRV具有20LRV均聚物的熔體粘度。但是，如果人們想要紡絲低LRV均聚物，那么添加增粘劑一般是有利的，例如添加硅酸四乙基酯(象Mead和Reese的美國專利3335211中所述的那樣)。通常優(yōu)選的是，紡絲LRV約為13-18的離子改性聚酯和LRV約為18-23的非離子改性聚酯。將卷繞速度從2400ypm(2.2Km/min)增加到3000ypm(2.74Km/min)。同預(yù)料的一樣，陽離子共聚物紗線具有基于其較低LRV的較低的TB-值。對(duì)于用于起絨或刷絨織物的長(zhǎng)絲紗和對(duì)于要被切成纖維屑的絲束，較低的LRV是優(yōu)選的。紡絲出的紗線可以被拉伸到約50旦的100-長(zhǎng)絲紗而不會(huì)出現(xiàn)斷裂長(zhǎng)絲。與在相似條件下紡絲的2GT均聚物的0.125RDDR-值相比，陽離子改性聚酯的RDDR-值為0.225。
實(shí)施例Ⅸ用相似于實(shí)施例Ⅳ的裝置，以約30m/min的空氣流速，紡絲公稱21.9LRV(約0.67〔η〕)并含有0.3TiO2%重量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。實(shí)施例Ⅸ-1至Ⅸ-3使用12×50mil(0.305×1.270mm，0.0305×0.127cm)的紡絲板絲孔，實(shí)施例Ⅸ-4至Ⅸ-8使用9×36mil(0.229×0.914mm，0.0229×0.0914cm)的紡絲板絲孔，實(shí)施例Ⅸ-9至Ⅸ-11使用6×18mil(0.152×0.457mm，0.0152×0.0457cm)的紡絲板絲孔，去紡絲公稱50旦的100-長(zhǎng)絲低收縮率紗線，這種紗線適用于經(jīng)編和機(jī)織的直接使用紡織絲，和適用于其中不需要拉伸的空氣噴射和填塞箱式變形的喂入絲。
預(yù)料象Frankfort和Knox在美國專利4134882中所講述的那樣，通過增加絲孔的剪切速率(Ga)，會(huì)改進(jìn)機(jī)械性能。對(duì)于9×36mil的絲孔與12×50mil的絲孔相比，看到了這種改進(jìn)，但是，意想不到的是，用6×18mil的絲孔紡絲，需要較高的聚合物溫度。根據(jù)計(jì)算由于6×18mil絲孔的較高剪切速率引起的聚合物溫度增加，預(yù)料與9×36和12×50mil的絲孔相比，6×18mil的絲孔實(shí)際上將需要較低的聚合物溫度(Tp)，就象Frankfort和Knox所講授的那樣。但是，為了用高剪切的6×18mil絲孔的紡絲板提供合格的紡絲連續(xù)性，必須增加聚合物溫度約5-6℃。據(jù)推測(cè)，在這種低質(zhì)量流速(W)時(shí)，6×18mil絲孔的較高的剪切引起聚合物熔體的分子序態(tài)，并且甚至可能導(dǎo)致具有增加表觀聚合物熔點(diǎn)(TM)a作用的成核，在這里用(TM)a作為絲孔剪切速率(Ga)的函數(shù)的以下經(jīng)驗(yàn)公式來表示(TM)a即(TM)a＝TM°+2×10-4〔(L/DRND)(Ga)]，℃。聚合物紡絲溫差在這里的定義為〔Tp-(TM)a〕＝〔(Tp-TM°)-〔2×10-4(L/DRND)Ga〕，隨著表觀剪切速率(Ga)與L/DRND比值的乘積的增加，聚合物紡絲溫差有效地減少;因此為了紡絲的連續(xù)性，需要增加聚合物溫度Tp，以保持至少約25℃的最小紡絲溫差，最好是至少約30℃。這與根據(jù)Frankfort和Knox的講授所預(yù)料的相反。表Ⅳ和Ⅴ中總結(jié)了工藝和產(chǎn)品的結(jié)果。
實(shí)施例Ⅹ用與實(shí)施例Ⅳ相似的裝置，空氣流速從約11m/min到約30m/min不等，紡絲公稱21.9LRV(約0.67〔η〕)并含有0.3TiO2%重量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。實(shí)施例Ⅹ-1至Ⅹ-9使用12×50mil(0.305×1.270mm，0.0305×0.127cm)的紡絲板絲孔，實(shí)施例Ⅹ-10至Ⅹ-16使用9×36mil(0.229×0.914mm，0.0229×0.0914cm)的紡絲板絲孔，去紡絲公稱70旦的100長(zhǎng)絲的低收縮率紗線，該紗線的T7-值大于約1g/d，使該紗線特別適用于經(jīng)編和機(jī)織的直接使用紡織絲，和其中不需要拉伸的空氣噴射和填塞箱式變形的喂入絲。據(jù)觀察，用較高的聚合物溫度和較低的空氣流速使機(jī)械性能得到改進(jìn)。對(duì)于較高dpf的長(zhǎng)絲，就象已被注意到的那樣(Bayer的德國專利2814104)，改變集束導(dǎo)絲器的距離Lc，對(duì)機(jī)械性能幾乎沒有作用。遺憾的是，改進(jìn)機(jī)械性能的工藝變化使沿終端方向的旦數(shù)均勻性變差。成功地紡絲具有優(yōu)良機(jī)械性能和旦數(shù)均勻性的細(xì)長(zhǎng)絲，需要在為了機(jī)械性能的“熱的”聚合物和為了均勻性的聚合物的“迅速”冷卻之間進(jìn)行平衡。這與Frankf-ort和Knox的講授相反，在他們的講授中，為了提供旦數(shù)大于1的優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)絲，采用“熱的”聚合物與緩慢驟冷相結(jié)合，其中的驟冷是借助于使用低驟冷速率、延遲屏蔽和/或加熱延遲驟冷來實(shí)現(xiàn)的。較高的“進(jìn)料”聚合物溫度(Tp)與借助于較小直徑絲孔紡絲板的剪切加熱和借助于短延遲長(zhǎng)度(LDQ)的快速驟冷之間的平衡，通?？梢暂^好地平衡紗線的性能?？s短集束長(zhǎng)度(Lc)可以改善均勻性，并且，由于空氣阻力較低，卷繞張力減小。按Frankfort和Knox的方法紡絲較高旦數(shù)時(shí)，對(duì)于縮短集束長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)沒有顯著的改進(jìn)。在表Ⅴ和Ⅵ中總結(jié)了工藝和產(chǎn)品的結(jié)果。
實(shí)施例Ⅺ分別以1.45×、1.5×和1.55×的拉伸比，將實(shí)施例Ⅴ-11、12和13的細(xì)長(zhǎng)絲的喂入絲均勻地冷拉伸和在155℃拉伸，來給出可被用作扁平紡織絲的公稱50旦100長(zhǎng)絲的拉伸紗線。拉伸過的細(xì)長(zhǎng)絲紗具有優(yōu)良的機(jī)械性能和沿終端方向的旦數(shù)均勻性，以及小于約6%的煮沸收縮率。冷拉伸紗線的收縮率稍小于熱拉伸的紗線，并且還稍微更均勻。由于較小的交纏程度和不同的給油，可以按照Knox和Noe在美國專利5066447中的講授，將這些紗線進(jìn)行冷拉伸空氣噴射變形。還可將這些細(xì)長(zhǎng)絲紡絲出的紗線用作拉伸空氣噴射/填塞箱式/摩擦加捻變形用的喂入絲。在表Ⅶ中總結(jié)了經(jīng)向拉伸的工藝和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)。
實(shí)施例Ⅻ通過改變紡絲速度和紡絲旦數(shù)來重復(fù)實(shí)施例Ⅲ-20至25，以提供能被拉伸形成35旦68-長(zhǎng)絲紗線的拉伸喂入絲。將具有優(yōu)良機(jī)械性能和旦數(shù)均勻性的公稱50-60旦紡絲出的紗線冷拉伸，并在160-180℃熱定形，來獲得公稱0.5dpf紗線的低收縮率長(zhǎng)絲，而不損失機(jī)械性能和沿終端方向的旦數(shù)均勻性。在表Ⅳ和Ⅴ中總結(jié)了紡絲工藝和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)，在表Ⅶ中總結(jié)了相應(yīng)的拉伸工藝和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)。
實(shí)施例ⅩⅢ在實(shí)施例ⅩⅢ中研究了獲得高T7的細(xì)長(zhǎng)絲紗的能力。使用與實(shí)施例Ⅹ中相似的紡絲裝置。通過9×36mil(0.229×0.914mm，0.0229×0.0914cm)的紡絲板絲孔，擠出公稱20.8LRV(0.65〔η〕)含有0.3TiO2%重量的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，并使用除延遲長(zhǎng)度約為2.25英寸(5.7cm)以外，如實(shí)施例Ⅰ中所述的徑向驟冷裝置進(jìn)行冷卻。借助于使用計(jì)量給油尖端導(dǎo)絲器，在距紡絲板表面約32英寸(81.3cm)的集束長(zhǎng)度(Lc)處，將冷卻了的長(zhǎng)絲集束成絲束。卷繞速度從4500ypm(4.12Km/min)到5300ypm(4.85Km/min)不等，以提供T7-值為約1-1.5g/d的68和100-長(zhǎng)絲的直接使用紡織絲。在表Ⅵ中總結(jié)了工藝和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)。與實(shí)施例Ⅹ相比，由于使用了較低的聚合物熔體溫度(Tp)和較高的驟冷空氣流速(Va)，所以實(shí)施例ⅩⅢ的張力很差。
實(shí)施例ⅩⅣ使用Barmag FK6T80，以300Km/min，將按照實(shí)施例Ⅳ制備的91旦100-長(zhǎng)絲紗空氣噴射變形;其中，以1.0×、1.1×、1.2×和1.32×的拉伸比，使紡絲出的紗線冷拉伸(約40℃)，接著，用常規(guī)的空氣噴嘴以125磅/英寸2(8.8kg/cm2)的壓力進(jìn)行空氣噴射變形，以提供長(zhǎng)絲旦數(shù)為約0.7-0.9(煮沸收縮后)和約0.77-0.94dpf(煮沸收縮后)的膨松紗。沒有進(jìn)行拉伸的變形長(zhǎng)絲紗的旦數(shù)表明，由于膨化(例如，長(zhǎng)絲形成圈)，紗線旦數(shù)增加了約11%，此處比值(旦數(shù))AJT/(旦數(shù))FLAT最好大于約1.1;但是，長(zhǎng)絲的旦數(shù)表明旦數(shù)沒有增加。就象所預(yù)料的那樣，由于長(zhǎng)絲形成圈，所以變形紗線的強(qiáng)度低于拉伸的扁平紗線;但是，適用于膨松織物的最終用途。即使以1.32×的拉伸比，給出剩余伸長(zhǎng)為27.2%(相當(dāng)于1.27的剩余拉伸比RDR)的變形紗線，其煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)也分別只是約12.7%和11%，收縮率差(△S＝DHS-S)小于約(1.7%)。如果需要的話，經(jīng)過熱定形，可以使這些收縮率減小到約2%。就象這里規(guī)定的那樣，在拉伸紗線的過程中，通過保持至少約1.4×的RDR，進(jìn)行實(shí)施例ⅩⅣ-1和2的均勻的部分冷拉伸。按照Knox和Noe在美國專利5066447中的論述，只要熱收縮率低于約12%，最好是低于約10%，特別是低于約8%，這些細(xì)長(zhǎng)絲被均勻地部分拉伸的能力就被認(rèn)為是紡絲出的長(zhǎng)絲的結(jié)晶結(jié)構(gòu)所造成的。在實(shí)施例ⅩⅣ-5至8中，順序地將68-長(zhǎng)絲的紗線冷拉伸和空氣噴射變形。只要AJT紗線的收縮率較高，收縮率就隨拉伸比而增加。在表Ⅷ中提供了實(shí)施例ⅩⅣ的工藝和產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。
使2根或更多根冷拉伸AJT紗線的紡織紗線共混(紗線合股)，其中至少一根AJT紗線已被熱定形至收縮率低于約3%，其他的AJT紗線沒有被熱定形，因此具有非常高的收縮率，這樣來提供一種形成混合收縮紗線的簡(jiǎn)化方法?？梢杂幂^低收縮率的組分提供相似的混合收縮紗線，該組分是借助于另一種工藝，例如借助于熱拉伸，進(jìn)行或不進(jìn)行熱定形而形成的。因此，可以通過共混2根或更多根拉伸過的長(zhǎng)絲束來提供混合收縮的AJT紗線，其中的長(zhǎng)絲束都是通過冷拉伸在沒有后加熱處理的情況下拉伸的，但是使這些絲束冷拉伸到不同的伸長(zhǎng)度，最好是約10%或多于10%?？梢詫⒅频玫幕旌鲜湛s拉伸紗線進(jìn)行AJT處理，來提供一種混合收縮的變形(膨化)紗線。還可以用不同旦數(shù)和/或截面的混合長(zhǎng)絲減少長(zhǎng)絲對(duì)長(zhǎng)絲的堆砌，并由此改進(jìn)觸覺的美感和舒適性。通過共混不同聚合物改性的拉伸長(zhǎng)絲可以獲得獨(dú)特的可染性效果，例如用分散染料可染色的均聚物與用陽離子染料可染色的離子型共聚物的拉伸長(zhǎng)絲的共混。在表Ⅷ中總結(jié)了AJT工藝和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)。
實(shí)施例ⅩⅤ在實(shí)施例ⅩⅤ中，紡絲用于假捻變形(FTT)的拉伸喂入絲。在實(shí)施例ⅩⅤ-1中，用D/Y-比為1.707的L-900PU機(jī)以500m/min，1.628×的拉伸比，使公稱58旦的68-長(zhǎng)絲變形，來提供公稱37旦(0.54dpf)的68-長(zhǎng)絲變形紗線，它的強(qiáng)度(T)為4.1g/d，斷裂伸長(zhǎng)(EB)為26.8%，延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)為2.19g/d，原始模量(M)為44.6g/d。在實(shí)施例ⅩⅤ-2中，除了用1.59的D/Y-比，以1.461×的拉伸比以外，象實(shí)施例ⅩⅤ-1中那樣，加工用于假捻變形的公稱118旦200-長(zhǎng)絲的拉伸喂入絲，來提供公稱83.5旦(0.42dpf)的200-長(zhǎng)絲變形紗線，它的強(qiáng)度(T)約為3.25g/d，斷裂伸長(zhǎng)(EB)約為23.9%。按照Knox和Noe在美國專利5066447中的講授，用1.49×的拉伸比，還成功地將200-長(zhǎng)絲的紗線“部分”地經(jīng)向拉伸，形成公稱79.6旦200-長(zhǎng)絲的扁平紗線，它的強(qiáng)度為4.81g/d，斷裂伸長(zhǎng)(EB)為45.1%。在實(shí)施例ⅩⅤ-3中，為了用于假捻變形和經(jīng)向拉伸的拉伸喂入絲，加工公稱38旦的100-長(zhǎng)絲紗線。實(shí)施例ⅩⅤ-3用6×18mil(0.152×0.457mm)絲孔的工藝操作性比用9×36mil(0.229×0.914mm)絲孔的好。在實(shí)施例ⅩⅧ的條件范圍內(nèi)經(jīng)向拉伸實(shí)施例ⅩⅤ-3的紗線，來提供用于機(jī)織和針織織物的0.22-0.27dpf的100-長(zhǎng)絲紗線。
實(shí)施例ⅩⅥ在實(shí)施例ⅩⅥ中，通過9×36mil(0.229×0.914mm)的計(jì)量毛細(xì)孔和面積為318mils2(0.205mm2)的四菱形波紋的狹條狀截面的出口噴絲孔，在285℃，擠出含有0.035TiO2%重量的21.2LRV聚酯聚合物。用相似于實(shí)施例Ⅲ中使用的具有2.9cm延遲長(zhǎng)度的徑向驟冷裝置，驟冷80旦的100-長(zhǎng)絲束，在距紡絲板表面109cm處，借助于一個(gè)計(jì)量給油尖端敷料器進(jìn)行集束，并以2350ypm(2.15Km/min)的紡絲速度進(jìn)行卷繞。用47.5mpm室溫空氣驟冷的紗線具有，約1.6-1.8%的沿終端方向的旦數(shù)散布(DS)，約2.8%的BOS，92.9%的平均斷裂伸長(zhǎng)(EB)，4.56g/d的斷裂強(qiáng)度(TB)，使(TB)n/T7-比值約為4.3。驟冷空氣速度減小到21.7m/min時(shí)，TB增加到約4.64g/d，與此同時(shí)(TB)n/T7-比值約為4.5。較低的TB-值(即，低于約5)是由于波紋形長(zhǎng)絲截面形狀的結(jié)果，這樣的長(zhǎng)絲可以被用在一些工藝中，例如假捻變形(FTT)和空氣噴射變形(AJT)，為了使紡短纖紗外觀更為美感，在這兩種變形中要求長(zhǎng)絲破裂，以產(chǎn)生更加細(xì)的長(zhǎng)絲(即，比約0.2dpf還要少)。
實(shí)施例ⅩⅦ在實(shí)施例ⅩⅦ中，以3500ypm(3.2Km/min)和4500ypm(4.12Km/min)紡絲孔隙密集度約為16-17%的公稱43旦的50-長(zhǎng)絲?；旧舷笠韵聦＠龅哪菢樱褂脦в?5×72mil(0.381×1.829mm)的計(jì)量毛細(xì)孔的弧形毛細(xì)管噴絲孔在290℃，借助于公稱21.2LRV聚合物的后合并，形成中空絲，這些專利是Champaneria等人的美國專利3745061、Farley和Barker的英國專利1106263、Hodge的美國專利3924988(圖1)、Most的美國專利4444710(圖3)、英國專利838141和1106263。調(diào)整入口毛細(xì)孔(計(jì)量孔)到弧形噴絲孔的幾何形狀，以優(yōu)選擠出物的凸出和使中空熔體紡絲線的過早癟縮減少到最低限度。調(diào)整由弧形噴絲孔形成的環(huán)形截面的內(nèi)徑和外徑的比，來達(dá)到大于約10%并且最好大于約15%的孔隙含量百分率。發(fā)現(xiàn)孔隙含量隨擠出空隙的面積(πID2/4)、質(zhì)量流速、聚合物熔體粘度(即，與LRV/Tp成正比)和卷繞速度(V)的增加而增加，并且選擇以上工藝參數(shù)來獲得至少約10%，最好是至少約15%的孔隙含量(VC)。例如，除了將空氣流速減小到約16m/min，和在小于約140cm距離處用計(jì)量給油尖端敷料器進(jìn)行集束以外，象實(shí)施例ⅩⅥ中所述的那樣，用裝有短的延遲屏蔽的徑向驟冷裝置，使細(xì)的中空絲驟冷。以3.2Km/min紡絲的紗線具有分別為約3gpd/90%/45gpd的強(qiáng)度/伸長(zhǎng)/模量，和約為0.88g/d的延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)。以4.115Km/min紡絲的紗線具有分別為約2.65gpd/46%/64gpd的強(qiáng)度/伸長(zhǎng)/模量，和約為1.5g/d的延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)以3.2和4.12Km/min紡絲的紗線具有在約3-5%之間的煮沸收縮率(S)。
實(shí)施例ⅩⅧ在實(shí)施例ⅩⅧ中，在從1.4×到1.7×的拉伸比范圍內(nèi)，拉伸實(shí)施例ⅩⅤ-3的紡絲出的紗線，來提供旦數(shù)分別為26.6至22.2的拉伸長(zhǎng)絲紗;隨著拉伸比的增加，強(qiáng)度從4.38g/d增加到5.61g/d，斷裂伸長(zhǎng)(EB)從36.6%減少到15.8%。所有的拉伸紗線的煮沸收縮率都是約4%。對(duì)于工藝和產(chǎn)品的概要見表Ⅷ。
實(shí)施例ⅩⅨ在實(shí)施例ⅩⅨ-1和ⅩⅨ-2中，為了在機(jī)織和針織織物中用作直接使用的扁平絲，以4400ypm(4.02Km/min)，紡絲公稱0.5dpf的200-長(zhǎng)絲和168-長(zhǎng)絲紗(分別來自實(shí)施例ⅩⅤ-3和4的喂入絲)。還可以將這些紗線空氣噴射變形(AJT)而不拉伸，以提供公稱3%收縮率的低收縮率AJT紗線。
實(shí)施例ⅩⅩ在實(shí)施例ⅩⅩ中，通過將本發(fā)明的低旦長(zhǎng)絲與較高旦的長(zhǎng)絲共紡，制備混合長(zhǎng)絲紗，較高旦的長(zhǎng)絲例如是由Knox在美國專利4156071中所述的低收縮率長(zhǎng)絲和/或由Piazza和Reese在美國專利3772872中所述的高收縮率長(zhǎng)絲，這樣來為混合的收縮(例如在織物中的后膨化)提供潛力，例如在將本發(fā)明的低收縮率長(zhǎng)絲與Piazza和Reese的高收縮率長(zhǎng)絲混合時(shí)的情況下。對(duì)于混合dpf的低收縮率長(zhǎng)絲紗，例如通過共紡本發(fā)明的長(zhǎng)絲與Knox在美國專利4156071中所述的長(zhǎng)絲制備的長(zhǎng)絲紗，借助于使用熱管或蒸汽噴射進(jìn)行在線熱處理，這種處理基本上不減少長(zhǎng)絲旦數(shù)(即，沒有空間拉伸)，由此來提供得到獨(dú)特的混合收縮率可后膨化變形的長(zhǎng)絲紗的路線，在該長(zhǎng)絲紗中，本發(fā)明的低旦長(zhǎng)絲的收縮率基本上保持不變，而較高旦的長(zhǎng)絲(例如，2-4dpf)的收縮率從低于約6-10%的初始煮沸收縮率(S)增加到大于10%，典型的是增加到約15-35%。借助于上述中等的熱處理制備的混合收縮率紗線不同于通過混合本發(fā)明的低收縮率長(zhǎng)絲與Piazza和Reese的較高收縮率長(zhǎng)絲獲得的紗線，在這后一種紗線中，熱處理過的高收縮率長(zhǎng)絲已經(jīng)顯著地改進(jìn)了收縮張力(例如，至少約0.15g/d)，即使在結(jié)構(gòu)非常緊密的機(jī)織織物中，這種紗線也可以產(chǎn)生由混合的收縮率引起的膨化。到現(xiàn)在為止，例如通過全拉伸一般的LOY/MOY/POY，接著進(jìn)行或不進(jìn)行低溫退火，僅獲得高收縮率與高收縮張力(在這里稱為收縮力)組合。本發(fā)明的低旦長(zhǎng)絲通過混合收縮位移到表面，并且即使是在結(jié)構(gòu)最緊密的織物中也能提供一種柔軟的豪華的觸覺美感。一般是在使長(zhǎng)絲完全變細(xì)和驟冷到低于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以后進(jìn)行熱處理，而且熱處理是以如下方式進(jìn)行的，在熱處理期間增加的張力的數(shù)量等于所看到的借助于這種熱處理增加的收縮張力的數(shù)量。選擇熱處理的條件是，溫度約高于冷結(jié)晶溫度Tcc(DSC)(一般約為95-115℃)，并且約低于最高結(jié)晶溫度Tc(對(duì)于大部分聚酯，一般約為150-180℃)，這種選擇產(chǎn)生了具有優(yōu)良可染性(例如，高RDDR)的高收縮張力的長(zhǎng)絲，而在高于Tc的溫度下進(jìn)行的熱處理，產(chǎn)生了可染性降低了的高收縮張力的長(zhǎng)絲。不是借助于穿過高壓過熱蒸汽(例如40-140psi，在約245℃)，就是借助于穿過一個(gè)熱管，可將長(zhǎng)絲加熱?？梢詮姆蛛x的紡絲頭組件的空腔紡絲高和低dpf的長(zhǎng)絲，然后合并形成一個(gè)單一的混合dpf的絲束，或者可以從一個(gè)單一的紡絲頭組件空腔紡絲，其中，選擇絲孔尺寸(L和D)和絲孔數(shù)＃C，以提供不同的質(zhì)量流速;例如，通過選擇絲孔，以致使紡絲出的長(zhǎng)絲旦數(shù)的比〔(dpf)b/(dpf)a〕近似地等于〔(LaDb/LbDa)n×(Va/Vb)×(Db/Da)3〕，其a和b代表不同旦數(shù)的長(zhǎng)絲;對(duì)于牛頓聚合物熔體，n＝1(并且在這里是根據(jù)慣用的絲孔壓降試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)地確定的)，并且以致使測(cè)量的平均dpf等于〔(＃a dpfa+＃b dpfb)/(＃a+＃b)〕。上述熱處理方法還可以被用于，由特定的最終用途的需要所規(guī)定的那樣，增加本發(fā)明低旦長(zhǎng)絲的較低的收縮率，例如，對(duì)于結(jié)構(gòu)緊密的機(jī)織，隨著較高的收縮張力(和收縮力)的增加，收縮率從約3%增至約6-8%。
實(shí)施例ⅩⅪ在實(shí)施例ⅩⅪ中，均勻地冷拉伸50旦68-長(zhǎng)絲的未拉伸扁平紡織絲，并在160、170和180℃進(jìn)行熱處理，來提供公稱36旦50長(zhǎng)絲的拉伸絲，它具有約4-5%的煮沸收縮率(S)，約3.5g/d的T7，約4.5g/d的強(qiáng)度和約27%的斷裂伸長(zhǎng)。這種拉伸絲的烏斯特(Uster)%約為2.1-2.4%，并且可以被用于精密地染色的織物。
實(shí)施例ⅩⅫ象Strachan在美國專利3940917中所講授的那樣，通過高速空氣噴射纏結(jié)，可以將本發(fā)明的細(xì)旦長(zhǎng)絲用于包覆彈性體絲(和帶)。用陽離子可染性方面改性的聚合物制備的聚酯細(xì)絲特別適用于彈性體絲，例如Lycra
，以防止染料從這些彈性體絲中“滲出”(“bleeding”)，例如對(duì)于用經(jīng)非離子分散染料染色的均聚物聚酯包覆的Lycra
所觀察到的。對(duì)于空氣纏結(jié)包覆，本發(fā)明的直接使用長(zhǎng)絲是優(yōu)選的(并且具有實(shí)施例ⅩⅩ中所述的增加了的收縮率、收縮張力和收縮力的長(zhǎng)絲是特別優(yōu)選的)，這些長(zhǎng)絲可以使包覆的彈性體絲在常壓不用載體的條件下被染色，例如，相似于染尼龍長(zhǎng)絲包覆的彈性體絲的染色浴條件(除了用陰離子酸性染料進(jìn)行染色外)。
用本發(fā)明的紗線制造的織物的一些例子是1)醫(yī)用阻擋層織物，它是用低收縮率70旦100長(zhǎng)絲的直接使用扁平絲緯紗和70旦34長(zhǎng)絲的常規(guī)經(jīng)向拉伸的POY經(jīng)紗構(gòu)成的，并且它是用高速噴水投緯織機(jī)以每分鐘420緯紗的速度機(jī)織的，由此產(chǎn)生每英寸164經(jīng)紗和每英寸92緯紗的平紋組織織物;2)普通服裝緞，它是用約70旦100長(zhǎng)絲的直接使用絲為經(jīng)紗與60旦100長(zhǎng)絲的假捻變形的緯紗相配合而構(gòu)成的，由此提供每英寸172經(jīng)紗和每英寸100緯紗的緞;和3)雙縐織物，它是用70旦100長(zhǎng)絲的直接使用絲為經(jīng)紗和2-股60旦100長(zhǎng)絲的假捻變形絲為緯紗而構(gòu)成的。
為了方便起見，下面列出前面所用的符號(hào)、換算系數(shù)和解析表達(dá)式PET聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯2GTPETTiO2二氧化鈦SiO2二氧化硅()f“纖維的”()p“聚合物的”()m“測(cè)量的”dpf單絲旦數(shù)(1克/9000米)dpf(ABO)煮沸收縮后的DPFdpf(BBO)煮沸收縮前的DPFDS沿終端方向的%旦數(shù)散布(±3sigma)DTV拉伸張力的變化(%)〔η〕特性粘度(IV)LRV相對(duì)粘度(實(shí)驗(yàn)室)IV特性粘度LRV20.8在295℃時(shí)與20.8LRV的均聚物
(未改性的2GT)具有相同的熔體零剪切牛頓熔融粘度的聚酯聚合物的LRVC攝氏溫度度數(shù)ηa表觀熔融粘度(泊)ηo剪切速度-＞0時(shí)的熔體粘度X消光劑的重量百分率TM° 零剪切聚合物熔點(diǎn)(℃)(TM)a聚合物的表觀熔點(diǎn)(℃)Tg聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(℃)Tp聚合物熔體紡絲溫度(℃)Ta驟冷空氣溫度(℃)Ts紡絲線表面溫度tr過濾停留時(shí)間(min)W絲孔質(zhì)量流速(gpm)q 絲孔體積流速(cm3/min)Q紡絲頭的流速(gpm)＃C 每個(gè)紡絲頭的單絲數(shù)VF紡絲頭組件(填充了的)的自由體積(cm3)L絲孔長(zhǎng)度(cm)L/DRND絲孔長(zhǎng)度-直徑的比值DRND相當(dāng)于相同×-截面面積(Ac)的圓絲孔的絲孔直徑Dref參比的紡絲板的直徑Dsprt試驗(yàn)紡絲板的直徑
Ac 絲孔的截面面積(cm2)Ga 表觀絲孔剪切速率(sec-1)εa表觀紡絲線應(yīng)變ER表觀紡絲線伸長(zhǎng)比EFD擠出的長(zhǎng)絲密度dv/dx速度梯度σa表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(g/d)Va驟冷空氣層流速度(m/min)LDQ驟冷的延遲長(zhǎng)度Lc集束長(zhǎng)度Vc集束處的紡絲速度(Km/min)V紡絲(卷繞)速度(Km/min)Vo絲孔的擠出速度(m/min)Ao 紡絲頭組件的擠出面積(cm2)dv/dx 紡絲線速度梯度(min-1)η熔體粘度(泊)DQ延遲驟冷()N在“頸縮”點(diǎn)測(cè)得的值ypm，y/min每分鐘的碼數(shù)mpm，m/min每分鐘的米數(shù)gpm，g/min每分鐘的克數(shù)ρm 測(cè)量的纖維密度(g/cm3)ρc對(duì)于消光劑做了修正的纖維密度ρa(bǔ) 非晶態(tài)的密度(1.335g/cm3)
ρx 結(jié)晶的密度(1.455g/cm3)Xv體積結(jié)晶度百分率Xw重量結(jié)晶度百分率S煮沸收縮百分率DHS干熱收縮百分率△S收縮率差(DHS-S)Sm最大潛在縮率(%)ST收縮張力(g/d)STmax最大收縮張力(g/d)T(STmax)收縮張力的最高溫度(℃)Ps收縮能力(g/d)(%)Tset最高定形溫度Mi瞬時(shí)拉伸模量(g/d)M起始(楊氏)拉伸模量(g/d)Mpy后屈服模量(g/d)T7延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(g/d)T20延伸率為20%時(shí)的強(qiáng)度(g/d)T強(qiáng)度(g/d)TB斷裂強(qiáng)度(g/dd)(TB)n 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度TB(g/d)gpdd，g/dd每拉伸旦的克數(shù)gpd，g/d每(原始未拉伸的)旦的克數(shù)SF 形狀因數(shù)(＝PM/PRND)PM測(cè)量的周長(zhǎng)(P)
PRND相同面積的圓長(zhǎng)絲的PRDDR 相對(duì)分散染色速率(min1/2)DDR 分散染色速率(min1/2)RDR剩余拉伸比1.abX例如，值“1.ab”的拉伸比EB斷裂伸長(zhǎng)(%)tanα正割后屈服模量(g/d)tanβ正切后屈服模量(g/d)△n雙折射△a非晶態(tài)區(qū)的雙折射△c結(jié)晶區(qū)的雙折射△°特性雙折射SOC 應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)(gpd)-1fa非晶態(tài)取向函數(shù)fc結(jié)晶取向函數(shù)COA結(jié)晶取向角(WAXS)LPS 長(zhǎng)周期間隔(SAXS，
)CS 平均(WAXS，010)結(jié)晶尺寸(
)Tcc(DSC)DSC-冷結(jié)晶溫度(℃)T(E″max)E″最高溫度(Tα)E″動(dòng)態(tài)耗能模量(g/d)Mson聲波模量(g/d)Ms收縮模量(g/d)SV聲速(Km/min)Vf，am 非晶態(tài)自由體積(
3)
埃mil密耳(0.001英寸＝0.0254mm＝25.4微米)μ 微米(10-6m＝10-4cm＝10-3mm)Km/min 公里/分＝103米/分A亞烴基二氧單元〔-O-R′-O-〕B亞烴基二羰基單元〔-C(O)-R″-C(O)-〕R′，R″亞烴基C、H、O碳、氫、氧-O-“氧”(醚)鍵-C(O)-羰基RPC快速針支數(shù)FOY在長(zhǎng)絲上給油的重量百分率AJT空氣噴射變形LOY低取向的絲MOY中等取向的絲HOY高取向的絲POY部分取向的絲SOY紡絲-取向的絲DUY直接使用絲FDY全拉伸絲PBY可后膨化變形的絲
WDFY整經(jīng)拉伸喂入絲DFY拉伸喂入絲DTFY拉伸變形喂入絲FTT假捻變形SBC填塞箱式卷曲SBT填塞箱式變形SDSO簡(jiǎn)化的直接紡絲-取向WAXS廣角X射線散射SAXS小角X射線散射DSC差示掃描量熱法RAD徑向驟冷XF橫吹驟冷DT拉伸張力(gpd)DTV拉伸張力變化(%)IFDU長(zhǎng)絲間旦數(shù)均勻性RND圓形的TRI三葉形的RIB帶形的HOL中空的ABO煮沸收縮后BBO煮沸收縮前RV相對(duì)粘度FVC分?jǐn)?shù)的空隙含量EVA擠出的空隙面積
ID內(nèi)徑OD外徑d長(zhǎng)絲的直徑(cm)Niso各向折射率HRVLRV+1.2RV1.28(HRV)(ηo)2GT 在295℃時(shí)的〔0.0653(LRV+1.2)3.33〕(ηo)TP (ηo)295℃×(295/Tp)6ft30.0284m3μ(微米) 10-4cmmil(0.001英寸) 2.54×10-3cm＝25.4微米m/min0.9144碼/分dpf1克/9000米g/min0.132pphd(cm) 11.89×10-4(dpf/ρ)1/2(TM)a (TM)°+2×10-4(L/D)Ga，℃Ga(秒-1) (32/60π)(W/1.2195)(1/DRND)3，秒-1tR(分) 〔1.2195VF(cm3)〕/(W＃C)，分σa 10-3(ρ/SOC)(LRV/LRV20.8)(TR/TP)6〔V2/dpf〕〔Ao(cm)/＃C〕0.7，g/d
ERV/Vo＝2.25×105(1.2195π)(DRND2/dpf)εRLn(ER)TS660(WL/D4)0.685，℃;其中W＝pph，L和D是以密耳為單位的TR(TM)a+40℃WdpfV(mpm)/9000＝dpfV(Km/min)/9，g/minDRND2(Ac/π)1/2，cmXv(ρ-ρa(bǔ))/(ρc-ρa(bǔ))Xw(ρc/ρ)Xvρc 1.455g/cm3ρa(bǔ) 1.335g/cm3ρcor測(cè)量的ρ-0.0087(%TiO2)，g/cm3△S(DHS，%-S，%)Sm (550-EB，%)/6.5，%Mpy (1.2T20-1.07T7)/(1.2-1.07)，g/dTB(強(qiáng)度，T)(RDR)，g/dRDR (1+EB，%/100)(TB)nTB×LRV0.75(1-X)-4△n△c+△a＝△°〔Xvfc+(1-Xv)fa〕fc(1-COA/180)
實(shí)施例ⅩⅩⅠⅠ(S)-4-(溴甲基)-3-芐氧苯磺?；?N-2-(叔丁氧羰基)吡咯烷
在惰性氣體下，先將2.24g(5mmol)實(shí)施例ⅩⅩⅠ化合物加到20ml無水DMF中。于0℃加入2.53g(6mmol)三苯膦二溴化物。將反應(yīng)混合物于室溫?cái)嚢?小時(shí)。加入200ml水，用乙酸乙酯(3×80ml)萃取混合物，用水(5×60ml)洗滌萃取液，用MgSO4干燥，過濾，減壓汽提掉全部揮發(fā)性組分。用快速層析(CH2Cl2，粒度50μm)純化，得2.55g(100%理論值)標(biāo)題化合物。
Rf＝0.56(石油醚/乙酸乙酯7∶3)制備例1外消旋-4-[2-丁基咪唑并[4，5-b]吡啶-3-基]甲基-3-氯苯磺?；?N-(2-叔丁氧羰基)哌啶
權(quán)利要求
1.旦數(shù)約為1-0.2的紡絲-取向的聚酯細(xì)絲的制備方法，其中，(i)所選擇的聚酯聚合物的相對(duì)粘度(LRV)約為13-23，零剪切熔點(diǎn)(TM°)約為240-265℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為40-80℃；(ii)將上述聚酯熔化和加熱到高于表觀聚合物熔點(diǎn)(TM)a的溫度(Tp)范圍約為25-55℃；(iii)將得到的熔體足夠快地過濾，結(jié)果停留時(shí)間(tr)少于約4分鐘；(iv)以約0.07-約0.7克/分的質(zhì)量流速(W)將過濾了的熔體通過紡絲板絲孔擠出，選用的絲孔的截面面積(Ac)約為125×10-6cm2至1250×10-6cm2，其長(zhǎng)度(L)和直徑(DRND)是這樣的，以致(L/DRND)一比值至少約為1.25和少于約6；(v)當(dāng)擠出的熔體從紡絲板絲孔射出，經(jīng)過至少約2cm并且少于約(12dpf 1/2 )cm的一段距離(LDQ)時(shí)，要防止擠出的熔體直接冷卻，那里的dpf是紡絲一取向的聚酯細(xì)絲的單絲旦數(shù)；(vi)將擠出的熔體冷卻到低于聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，并將它變細(xì)到表觀紡絲線應(yīng)變(εa)約為5.7-7.6，表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)約為0.045-0.195g/d；(vii)然后在約為50-140cm的距離(Lc)處，用一個(gè)低摩擦表面將冷卻了的長(zhǎng)絲集束成復(fù)絲束；(viii)以約為2-6km/min的卷繞速度(V)，將復(fù)絲束圈繞起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的聚酯含有約1-約3摩爾%的亞乙基-5-M-硫代間苯二酸酯，其中的M是堿金屬陽離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的聚酯基本上是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，它是由第一種亞烴基二氧結(jié)構(gòu)單元A〔-O-C2H4-O-〕和亞烴基二羰基結(jié)構(gòu)單元B〔-(O)C-C6H4-C(O)-〕交替組成的，例如為了使聚酯聚合物具有約為240-265℃的零剪切熔點(diǎn)(TM°)和約為40-80℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)還要用較少量的不同于上述第一種交替的亞烴基二氧結(jié)構(gòu)單元A和亞烴基二羰基結(jié)構(gòu)單元B的其他亞烴基二氧結(jié)構(gòu)單元A和/或亞烴基二羰基結(jié)構(gòu)單元B對(duì)上述聚酯進(jìn)行改性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中表觀紡絲線應(yīng)變(εa)約為6-7.3，并控制表觀紡絲線內(nèi)應(yīng)力(σa)，以獲得由延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)表示的平均取向，該強(qiáng)度(T7)的范圍約為0.5-1.75g/d。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的任何一項(xiàng)的方法，其中聚合物溫度(Tp)大約高于表觀聚合物熔點(diǎn)(TM)a30-50℃，紡絲板絲孔的截面面積(Ac)約為125×10-6cm2至750×10-6cm2，擠出長(zhǎng)絲的密度(＃C/Ao)約為2.5-25根長(zhǎng)絲/cm2;用溫度(Ta)約低于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，速度(Va)約為10-30m/min的徑向空氣進(jìn)行上述冷卻，上述集束是通過在大約50-(50+90dpf1/2)cm的距離(Lc)處的計(jì)量給油尖端導(dǎo)絲器進(jìn)行的，卷繞速度(V)約為2-5Km/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4的任何一項(xiàng)的方法，其中長(zhǎng)絲旦數(shù)約為0.6-0.2，旦數(shù)散布(DS)小于約2%。
7.纖度為約1-0.2單絲旦數(shù)的紡絲-取向的聚酯長(zhǎng)絲，其中所述的聚酯的特征在于，相對(duì)粘度(LRV)約為13-23，零剪切聚合物熔點(diǎn)(TM°)約為240-265℃，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為40-80℃;上述細(xì)絲的進(jìn)一步特征在于(ⅰ)煮沸收縮率(S)小于約最大的潛在縮率(Sm)，其中Sm＝〔(550-EB)/6.5〕%，并且斷裂伸長(zhǎng)率(EB)%約為40-160%;(ⅱ)在高于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)大約5-30℃的最高溫度T(STmax)時(shí)，最大收縮張力(STmax)約為0.05-0.2g/d;(ⅲ)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)約為0.5-1.75g/d，這樣以致于〔(TB)n/T7〕的比值至少約為(5/T7)，其中(TB)n是標(biāo)準(zhǔn)的斷裂強(qiáng)度，以及斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為40-160%;(ⅳ)平均沿終端方向的旦數(shù)散布(DS)低于約4%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的長(zhǎng)絲，例如特別適于用作拉伸喂入絲，其特征在于，煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)均是至少約12%，斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為80-160%，延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)約為0.5-1g/d。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的長(zhǎng)絲，例如特別適于用作直接使用的紡織絲，其特征在于，收縮率差(△S)小于約+2%，其中，煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)均約為2-12%，以致收縮后的長(zhǎng)絲旦數(shù)小于約1;T7約為1-1.75g/d，(EB)約為40-90%，后屈服模量(Mpy)約為2-12g/d。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的長(zhǎng)絲，具有進(jìn)行均勻冷拉伸的能力，其特征在于，收縮率差(△S)小于約+2%，其中，煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)均約為2-12%，冷結(jié)晶的開始溫度Tcc(DSC)低于約105℃，瞬時(shí)拉伸模量(Mi)至少約為0。
11.拉伸了的紡絲-取向的聚酯長(zhǎng)絲，它具有煮沸收縮后約為1-0.2dpf的旦數(shù)dpf(ABO)，其中所述的聚酯的特征在于，相對(duì)粘度(LRV)約為13-23，零剪切聚合物熔點(diǎn)(TM°)約為240-265℃，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為40-80℃;并且上述拉伸了的長(zhǎng)絲的進(jìn)一步特征在于(ⅰ)煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)均約為2-12%。(ⅱ)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)至少約為1g/d，以致〔(TB)n/T7〕之比至少約為(5/T7)，其中，(TB)n是標(biāo)準(zhǔn)的斷裂強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為15-55%，(ⅲ)后屈服模量(Mpy)約為5-25g/d，(ⅳ)平均沿終端方向的旦數(shù)散布(DS)小于約4%。
12.膨化變形的紡絲-取向的聚酯長(zhǎng)絲，它的纖度約為1-0.2dpf(在煮沸收縮后)，其中所述的聚酯的特征在于，相對(duì)粘度(LRV)約為13-23，零剪切聚合物熔點(diǎn)(TM°)約為240-265℃，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為40-80℃;并且上述長(zhǎng)絲的進(jìn)一步特征在于(ⅰ)煮沸收縮率(S)和干熱收縮率(DHS)均約為2-12%，(ⅱ)延伸率為7%時(shí)的強(qiáng)度(T7)至少為約1g/d，斷裂伸長(zhǎng)率(EB)約為15-55%，后屈服模量(Mpy)約為5-25g/d。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的長(zhǎng)絲，其中長(zhǎng)絲的進(jìn)一步特征在于，動(dòng)態(tài)損耗模量最高溫度T(E″max)低于約115℃。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12的長(zhǎng)絲，其中長(zhǎng)絲的進(jìn)一步特征在于，相對(duì)分散染色速率(RDDR)至少約為0.1。
15.根據(jù)權(quán)利要求7-6的任何一項(xiàng)的長(zhǎng)絲，其中長(zhǎng)絲具有至少約1.25的形狀因數(shù)(SF)。
16.根據(jù)權(quán)利要求7-6的任何一項(xiàng)的長(zhǎng)絲，其中長(zhǎng)絲的旦數(shù)約為0.6-0.2dpf。
17.根據(jù)權(quán)利要求7-6的任何一項(xiàng)的長(zhǎng)絲，其中長(zhǎng)絲沿終端方向的旦數(shù)散布(DS)小于約2%。
18.根據(jù)權(quán)利要求7-6的任何一項(xiàng)的長(zhǎng)絲，其中所述的聚酯纖維含有大約1-3摩爾%的5-亞乙基-M-硫代-間苯二酸酯結(jié)構(gòu)單元，其中，M是一個(gè)堿金屬陽離子。
19.根據(jù)權(quán)利要求7-12的任何一項(xiàng)的長(zhǎng)絲，其中所述的聚酯基本上是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，它是由第一種亞烴基二氧結(jié)構(gòu)單元A〔-O-C2H4-O-〕和亞烴基二羰基結(jié)構(gòu)單元B〔-C(O)-C6H4-C(O)-〕交替組成的，例如為了使聚酯聚合物具有約為240-265℃的零剪切熔點(diǎn)(TM°)和約為40-80℃之間的聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，還要用較少量的不同于上述第一種交替的亞烴基二氧結(jié)構(gòu)單元A和亞烴基二羰基結(jié)構(gòu)單元B的其他亞烴基二氧結(jié)構(gòu)單元A和/或亞烴基的二羰基結(jié)構(gòu)單元B對(duì)上述聚酯進(jìn)行改性。
全文摘要
通過選擇聚合物的粘度和紡絲條件，用簡(jiǎn)化的直接紡絲-取向的方法制備聚酯細(xì)絲。這種細(xì)絲具有優(yōu)異的機(jī)械性能和均勻性，并且更可取地具有良好的可染性和縮率的平衡。
文檔編號(hào)D01F6/84GK1077233SQ92103680
公開日1993年10月13日 申請(qǐng)日期1992年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月29日
發(fā)明者R·J·科林斯, H·R·E·弗蘭克福特, S·B·約翰遜, B·H·諾克斯, 小E·E·莫斯特 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司