[发明专利]适合用于抗磨、高强度尼龙混纺纱和织物的尼龙短纤维

说明书

发明领域

本发明涉及适用于抗磨和合格的高强度混纺纱和织物(如尼龙/棉 (NYCO)纱和织物)的尼龙短纤维的制备。这种尼龙短纤维通过以下方 式生产：制备相对高分子量的骤冷的尼龙长丝束，拉伸并退火这些丝 束，然后通过剪切或其它方法将经拉伸并退火的丝束转变为所需要的 尼龙短纤维。

这种方法制备的尼龙短纤维可与其它纤维(如棉短纤维)混纺，以 生产尼龙/棉NYCO纱。这些纱接着能被编织成NYCO织物，这些织 物可有利地有抗磨、高强度、任选轻便、舒适、低成本和耐用等优点， 因此特别适合用于或作为，例如军用服装如军用制服或其它恶劣环境 下使用的服装。

相关技术背景

尼龙被制造及商业上应用已经许多年，第一种尼龙纤维是尼龙 6，6，聚(己二酰己二胺)，且尼龙6，6纤维作为主要的尼龙纤维仍在生 产和商业中应用。大量其它尼龙纤维，特别是由己内酰胺制备的尼龙 6纤维也同样在生产和商业中应用。尼龙纤维被用于生产织物和出于 其它目的的纱。对于织物，基本上有两种主要的纱种类，即连续的长 丝纱和短纤维(即剪切纤维)制造的纱。

尼龙短纤维常规地由以下方法制造：将尼龙聚合物熔纺为长丝， 收集非常大量的这种长丝成为丝束，对该丝束进行拉伸操作，然后将 该丝束转化为短纤维，例如在短纤维切断机中。这种丝束通常包含成 千上万的长丝，并且以总旦尼尔计一般约为几十万。该拉伸操作包括 在一套喂料辊和一套拉伸辊(运行速度大于喂料辊)之间运送这种丝束 以增加尼龙聚合物在该长丝中的取向。拉伸通常与退火操作组合以便 在丝束转化成短纤维之前增加丝束长丝中的尼龙结晶性。

尼龙短纤维的优势之一是它们容易混纺，特别是与天然纤维，例 如棉(通常被认为短纤维)和/或与其它合成纤维，以获得这样混纺可产 生的优势。特别理想的尼龙短纤维形式已经被使用很多年，其用于与 棉混纺，特别是用于改善包含棉和尼龙混合物的纱制备的织物的耐久 性和经济性。这是因为这种尼龙短纤维有相对高的承载强度，如 Hebeler在美国专利第3,044,520号、第3,188,790号、第3,321,448号 和第3,459,845号中所公开，这些专利的公开内容通过引用全文结合 到本文中。如Hebeler解释，尼龙短纤维的承载能力方便以7％伸长率 的强度(T₇)测定，并且T₇参数作为标准度量已长期被接受并容易在 Instron(英斯特朗)机器上读取。

制备尼龙短纤维的Hebeler方法包含上文中描述的尼龙纺制、丝 束形成、拉伸和转化操作。后来通过以下方式对制备尼龙短纤维的 Hebeler方法进行改良：改变丝束拉伸操作的性质，和在整个方法中增 加特定类型的退火(或高温处理)和随后的冷却步骤。例如，Thompson 在美国专利第5,093,195号和第5,011,645号中公开尼龙短纤维制备， 其中尼龙6，6聚合物(具有例如55的甲酸相对黏度(RV))被纺制成长 丝，所述长丝然后被拉伸、退火、冷却并剪切成短纤维，这种短纤维 断裂强度(T)约为6.8-6.9，单丝旦数为约2.44，且承载能力(T₇)为约 2.4-3.2。这种尼龙短纤维在Thompson专利中被进一步公开，其与棉 混纺并形成具有改善的纱强度的纱。(这些Thompson专利都通过全文 引用结合到本文中。)

依照Thompson工艺制备的尼龙短纤维已经被混纺成NYCO纱(一 般尼龙/棉的比例为50∶50)，这些纱被用于制备NYCO织物。发现这 种NYCO织物，例如机织物，应用于军队战斗制服和服装。虽然这种 织物被广泛证明适合军事或其它恶劣条件服装使用，但军队当局，例 如，在不断寻求改良的织物，该织物可为抗磨、高强度、质量更轻、 成本更低、并且/或者更舒适，但仍然高度耐用，甚至有改善的耐久性。

一种用于这种具有改善的抗磨、耐久性、舒适性和任选较轻重量 的织物的方法可包含NYCO纱的制备，及由其制备的织物，其中用于 制备纱的该尼龙短纤维有适当高的承载能力并且也能给予由其制备 的纱和织物抗磨特性。与目前使用的织物相比，用这些尼龙短纤维制 成的纱制备的织物能有利地产生改善的抗磨和耐久性。该尼龙短纤维 也可通过结合到较轻重量、和/或较低成本的织物中，提供这些理想的 抗磨和耐久性能，所述织物可能比目前这类织物使用更少的尼龙短纤 维。

发明概述