[发明专利]熔纺聚烯烃复丝纱的形成方法和由其形成的纱线

说明书

发明背景

由聚烯烃形成的纱线和纤维能够提供很多所需的特性。例如，它们可以具有良好的触觉质量如手感，它们能耐受降解和腐蚀，而且能容易和十分便宜地获得原材料。因此，单丝纤维和复丝纱(multifilament yarn)一样由各种聚烯烃如聚丙烯形成。虽然研制出了具有高模量和高韧度(tenacity)的聚烯烃单丝纤维，但没有成功获得制备高模量、高韧度相似材料复丝纱的能力。因此，在该技术领域中存在改进和变化的空间。

发明概述

在一种实施方案中，本发明涉及一种形成聚烯烃复丝纱的方法。例如，该方法可包括形成包含聚烯烃的熔融聚合组合物，挤出该组合物以形成多根长丝(multiple filament)，在液浴(liquid bath)中骤冷该长丝，收集该长丝以形成纤维束，和在热拉伸步骤中以大于约6的拉伸比拉伸该纤维束，在一种实施方案中，拉伸比大于约10。

聚烯烃可以是任何适于形成纱线的聚烯烃。例如，聚烯烃可以是共聚物。在一种实施方案中，聚烯烃可以是聚丙烯。任选地，纱线可以由两种或更多种聚烯烃的混合物形成。在一种实施方案中，聚烯烃可以具有约0.2至约50的熔体流动指数。

在一种实施方案中，聚丙烯可以包含成核剂。例如，成核剂可以是本领域公知的二亚苄基山梨糖醇成核剂。尽管这不是本发明的要求，但通常成核剂可以以小于挤出组合物约1％重量的量存在于熔融物中。

挤出机通常可以是任何的标准多孔挤出机。例如，挤出机可以限定多个喷丝孔，而且每个孔可以具有约0.001到约0.050英寸的最大横截面尺寸。

熔融物可以非常缓慢的挤出到液体骤冷浴中，例如约1m/min到约25m/min。任选地，可以加热该骤冷浴，如加热到约50℃到约130℃的温度。在一种实施方案中，骤冷浴的表面可以非常接近挤出机喷丝孔，例如在长丝的模口膨胀距离内。在另一实施方案中，紧接喷丝孔下游的区域可以由加热的或未加热的气罩(gas shroud)保护。

可以在烘箱中利用热拉伸辊或根据任何其它适宜的加热方法，进行热拉伸步骤。通常，热拉伸步骤可以为约80℃至约170℃的温度进行。例如，可以将烘箱或拉伸辊加热到所需温度。如果，例如，纱线受热很短的时间，热拉伸步骤也可以在甚至更高的温度进行。

在形成所披露的复丝纱的过程中，还可以进行其它工序，如以下的一个或多个：施加润滑剂，第二次拉伸，或热定形纱线。

在另一实施方案中，本发明涉及能够根据所披露的方法形成的纱线。例如，该纱线可以包含多根长丝，其中每一根都描述(describe)为小于约300旦尼尔，在一种实施方案中，每根长丝可具有约0.5到约100的旦尼尔。该纱线可具有高模量，例如大于40g/d。在另一实施方案中，该纱线可具有大于100g/d的模量，或者在一些实施方案中大于150g/d。该纱线还可具有高韧度，例如在一些实施方案中大于约5g/d，在其它实施方案中大于约7g/d。所披露的纱线还可以相当大的抗拉伸，例如，该纱线可以呈现小于约10％的伸长。

还相信所披露的纱线具有聚烯烃复丝纱独特的晶体结构。例如，在纱线中至少一根长丝可以具有大于80％的结晶度，根据已知的广角x射线散射(WAXS)测量技术。在一种实施方案中，在纱线中至少一根长丝可具有大于约1.0的赤道强度与子午线强度比值，其可从已知的小角度x射线散射(SAXS)测量技术获得。在另一实施方案中，赤道强度和子午线强度比值可大于约3.0。

在一种实施方案中，本发明涉及可被形成并包括所披露的纱线的二次产品。例如，所披露的纱线可有利地用于形成绳、织造材料和非织造材料。

在一种实施方案中，所披露的纱线可用于增强材料，例如用于在增强能水合粘结组合物中使用的增强材料。例如，根据所披露的方法形成的纱线可以被切成通常小于约5英寸的小段以形成增强材料。在一种实施方案中，纱线可被切成小于约2英寸长度的段。在另一实施方式中，纱线可以被切成小于约1英寸长度的段。任选地，除了被切成小段外，增强材料可以被降解和/或变形。

附图说明

在说明书余下的部分，包括参照附图更详细地将本发明全部的和能够披露的内容，包括它的最佳方式披露给本领域普通技术人员，其中：

图1图示根据本发明方法的一种实施方案；

图2图示根据本发明一种实施方案形成的单丝的模口膨胀；

图3是从根据本文披露的方法的一种实施方案形成的复丝纱拉出的聚丙烯长丝的WAXS散射图案；和

图4是图3的聚丙烯长丝的SAXS散射图案。