專利名稱:高強低延滌綸長絲的制造方法
本發(fā)明是一種斷裂強度大于68×10-2牛頓/特(N/T)(即大于8克/旦)，斷裂伸長小于10%的高強低延滌綸長絲的制造方法。
研制高強低延滌綸長絲，以往一般都采用卷繞速度在1000米/分以下的低速來制取原絲。據(jù)報道每提高100米/分時最大拉伸比均減少0.1倍〔F.U.TP 365～511(1960)〕。但過低的紡絲速度易造成原絲預(yù)取向不均勻并隨時間發(fā)生延時變化，故制得原絲不宜存放。此外，在一級或二級拉伸后，為完善纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，提高尺寸穩(wěn)定性，尚需再經(jīng)熱處理。
八十年代出現(xiàn)采用1000米/分以上的紡絲工藝制造高強低延滌綸長絲。如日本專利JK58-186607和JK59-98409系采用1000米/分以上的紡絲速度。其所制得的原絲雖然可存放較長時間，但后拉伸倍率小且縮率大，拉伸絲經(jīng)熱定型或經(jīng)后加工處理如浸漬等則強力下降12.5%左右，損失較大。
本發(fā)明針對上述情況選擇適當?shù)募徑z速度和減少張力途徑制取一定預(yù)取向度的原絲，然后在提高存放時間同時探求最大拉伸比，即采用多級拉伸工藝以進一步提高纖維內(nèi)高分子的規(guī)整度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，達到了預(yù)期目的。
本發(fā)明要點闡述。本發(fā)明包括聚酯選擇和原絲成形及拉伸工藝，其特征是采用高位上油制取一定預(yù)取向度原絲的紡絲工藝和具有預(yù)熱喂入羅拉裝置的三級熱拉伸的生產(chǎn)流程。
本發(fā)明要點之一在于紡速的選擇。以不同紡速制得纖維的物理機械性能如表1.所示。
表1.不同紡速所制纖維的結(jié)構(gòu)與性能
由表1.可見以不同紡速制取的原絲，經(jīng)拉伸后的強度雖然相近，但纖維的收縮性能不同，紡速越高，則沸水收縮率愈低，這是因為隨紡速的增加，纖維內(nèi)分子取向誘導(dǎo)結(jié)晶程度增加，再第二次成形時超分子結(jié)構(gòu)在原有基礎(chǔ)上進一步規(guī)整化，晶粒小的合并為較大晶?；蛘呃^續(xù)增長，所以紡速低的拉伸絲，盡管能達到較高的強度，但其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不及紡速高的拉伸絲，而紡速高的拉伸絲，雖然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定但因分子過早結(jié)晶而不利于拉伸，影響纖維機械強度的提高，因此本發(fā)明認為紡速為2000～3000米/分能制得力學性能優(yōu)良的纖維。
本發(fā)明要點之二，是上油位置對纖維質(zhì)量的影響。如表2.所示，上油位置越靠近噴絲板原絲絲條的表面張力越小采用卷繞機上油盤上油絲條張力最大，拉伸性能最差。它表明絲條上油集束后既能減少運動時與周圍空氣介質(zhì)的阻力，又能抵抗周圍介質(zhì)的擾動。
表2.不同上油位置與纖維質(zhì)量
本發(fā)明要點之三，是拉伸工序采用了三級拉伸工藝。由于原絲的結(jié)構(gòu)單元的有序程度不一，各結(jié)構(gòu)單元在拉伸過程中松弛時間也有很大差別，因而在相同條件下要同時完成取向是不可能的。表3表明，不同拉伸方式纖維的超分子結(jié)構(gòu)發(fā)展及相應(yīng)的機械性能的變化。
顯然，在拉伸溫度略高于玻璃化溫度(Tg)的一級拉伸，由于松弛時間跟不上拉伸時間，形變來不及發(fā)展，故實際拉伸比很小。又由于取向低，故纖維的斷裂強度低，伸長與收縮率大。再加之二級與三級拉伸的時間和溫度增加，故拉伸比提高，纖維取向明顯增加，雙折射率(△n)從0.1683分別增加到0.1884和0.1936。這表明纖維內(nèi)大分子鏈段總?cè)∠蛱岣叩耐瑫r，無定型區(qū)和晶區(qū)的取向都有明顯提高。尤其是三級拉伸時可賦于纖維較高的能量，使分子構(gòu)象不斷向能壘低的穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)變，卷縮的大分子逐步伸直，易于砌入晶格，最終使結(jié)晶度與密度增加，大分子間作用增強，結(jié)構(gòu)緊湊，對提高尺寸穩(wěn)定性和抵抗外力的能力作出貢獻。所得纖維的晶區(qū)結(jié)構(gòu)比較完整，可以省卻一般滌綸纖維在拉伸后的蒸汽熱處理。
表3.不同拉伸方式與成品的結(jié)構(gòu)性能
＊fa-非晶區(qū)取向度本發(fā)明的要點之四，是采用加熱喂入羅拉裝置對原絲預(yù)熱，再進行三級拉伸。這有利于提高拉伸比并影響纖維的性能。
表4.羅拉溫度及纖維的物理指標
由表4可見，適當提高喂入羅拉溫度，有利于提高拉伸比和纖維的力學性能。但預(yù)熱溫度不能過高，否則纖維分子過早結(jié)晶不利于取向，故預(yù)熱溫度在65～100℃為宜，最好75～90℃。
本發(fā)明的流程特征參數(shù)歸納如下聚對苯二甲酸乙二酯切片特性粘度0.8～1.1。
干燥，聚酯切片干燥后含水率小于0.02%。
紡絲，紡絲溫度300～325℃，最好310～320℃，高于325℃熱降介嚴重，纖維發(fā)脆，強度降低。紡絲溫度小于300℃，熔體流動性差，加工困難。
卷繞上油，在距離噴絲板105～140cm處給耐高溫油劑。卷繞速度2000～3000米/分。
拉伸，系采用三級熱拉伸工藝，原絲經(jīng)預(yù)熱羅拉，溫度為75～90℃下喂入，分別在130～150℃及200～220℃下進行二級及三級拉伸，各導(dǎo)絲羅拉溫度為80～120℃，輸出導(dǎo)絲羅拉溫度為常溫。
本發(fā)明的實施通過以下實例給出實例1特性粘度1.04聚酯切片，真空干燥后含水率為0.005%，紡絲箱體溫度320℃，紡出原絲在離噴絲板140cm處給油，以2000米/分速度卷繞。三級拉伸預(yù)熱羅拉75℃，第二區(qū)拉伸熱板130℃，第三區(qū)拉伸熱板220℃，其余導(dǎo)絲羅拉80℃，輸出羅拉常溫所得結(jié)果如表5所示。
表5.紡速2000米/分的原絲和羅拉75℃的拉伸絲
續(xù)表5.
實例2與實例1相同聚酯切片，真空干燥后切片含水率0.005%，紡絲溫度與實例1相同，紡速2500米/分，上油位置距噴絲板105cm，所得原絲質(zhì)量列表6。
表6.上油位距噴絲板105cm處的原絲質(zhì)量
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是高強低延滌綸長絲的一種制造方法，它包括紡絲成形及拉伸工藝，其特征是采用高位上油制取一定預(yù)取向度原絲的紡絲工藝和具有預(yù)熱喂入羅拉的三區(qū)熱拉伸的生產(chǎn)流程。
2.如權(quán)利要求
1.所述的制造方法，其特征在于原絲的紡速為1500～3500米/分，最好為2000～3000米/分，原絲雙折射(△n)為16×10-3～55×10-3，最好△n為18×10-3～50×10-3。
3.如權(quán)利要求
1.所述的制造方法，其特征在于卷繞的上油位置在距噴絲板100～160cm，最好為105～140cm。
4.如權(quán)利要求
1.所述的制造方法，其特征在于三級拉伸的喂入羅拉裝置的溫度為65～100℃，最好為75～90℃。
5.如權(quán)利要求
1.所述，其特征在于三級拉伸的第一級拉伸羅拉的溫度可以是常溫或加熱，最好是80～120℃，輸出羅拉最好為常溫。
6.如權(quán)利要求
1.所述的制造方法，其特征在于三級拉伸的第二級拉伸的熱板溫度為120～180℃，最好為130～150℃，第三級拉伸采用接觸式，熱板溫度為180～225℃，最好為200～220℃。
專利摘要
本發(fā)明提供強力大于68×10
文檔編號D01F6/64GK86100571SQ86100571
公開日1987年2月11日 申請日期1986年5月9日
發(fā)明者孫美琪, 胡堅斌, 王惠琴, 陳蓓蕾 申請人:上海合成纖維研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan