[发明专利]高强度聚酯纱线的生产方法

说明书

本发明涉及工业用强度高、收缩率低的聚酯纱线的生产方法，在诸如帆布、轮胎、传动带、传送带等工业产品中，加进加捻、机织、编织为主要形式的上述聚酯纱线，起增强作用。

用聚酯长丝生产高强度纱线的方法已为人们所知，根据联邦德国专利（German    Auslegeschrift）1，288，734，生产高强度纱线时的纺丝条件应掌握在使凝固出的长丝所受的牵伸力极低的程度，并且由此而使长丝具有分子取向很低的特点，双折射值应小于0.003，以小于0.002为好。若这种长丝过后经受强牵伸，所得产品即高强度纱线。图1为用于轮胎帘布的聚对苯二甲酸乙二醇酯纱线的应力-应变曲线，其旦（denier）或支数为1100dtex，此材料的弹性韧度约为76CN/tex，断裂伸度为11%，但是，这种纱线在受热时仍有很大收缩，例如：用200℃热空气处理，收缩约18%，在200℃测定纱线受热收缩已成为惯例，因为在一般情况下，在用这类纱线制造的薄片状结构，在涂敷时的温升最高即为200℃。举例来说，收缩率仍有18%的纱线，在进行涂敷加工时，其尺寸变化很大，且无法控制。因此有必要将200℃时的热收缩率S200从18%降下来，常用的热机械收缩加工方法是有效的，在该方法中，纱线受控的牵伸力下进行收缩。举例来说，用这种方法可使200℃的收缩率S200降至5%。然而，这种方法总是附带着最大延伸度的增大，例如，最大至16%，还附带着弹性韧度的降低，例如从76CN/tex降至72CN/tex。

用最大牵伸力延伸度和最大牵伸力值表征此类纱线的特征性质，不是很适宜的。图1的应力-应变曲线中，曲线b表示纱线经收缩处理后物理性质的变化，这个曲线是用市售低收缩纱线测定的。图1之曲线b清楚地表明了所谓的“收缩鞍”的形成。

很难同时满足初始模量，低延伸度，高弹性及低收缩之要求，这是因为，为了降低热收缩而必需采用的所有热机械方法都与此同时也降低了强性韧度，且损伤机械性能，如，最大牵伸力延伸度，初始模量及弹性度。为了达到确保尺寸稳定性所必需之值，例如，弹性度和初始模量值，至今还有必要采用折衷办法使用全（fully）收缩材料。加工这些材料时，尺寸不得不超过很多。根据联邦德国专利1，288，734的说法，还一定要采用低纺丝牵引速度，因为只有在这些条件下，新纺成的长丝所受的牵伸力才转到低值，然而，纺织牵引速度低也意味着每个喷丝头的产率较低。人们已知，每个喷丝头的产率明显随访织丝牵引速度增大而增大，对此，联邦德国专利申请（German    Offenlegungsschrift）2，207，849图1中例子已有叙述。至今为止，单单依靠高速纺丝生产高强度纱线的所有尝试全流于失败，这是因为用这种方法生产的纱线的断裂伸度高，强度低，美国专利2，604，667，最早对此有所叙述。

联邦德国专利（G.O）2，254，998介绍了一种方法，该方法包括，首先将高速长丝进行合股（doubling）和加捻（twisting），然后牵伸所得到合股纱。牵伸前的加捻步骤进行起来费用大，且该方法易出故障，因此，实际应用价值不大。

联邦德国专利申请（G.O）2，747，690介绍了一种多阶段方法，它包括，纺丝牵伸，然后进行多次分别牵伸步骤。喷丝头处喷丝牵引速度应为500至30000米/分，不过，例子中仅能描述了500至最大值1300米/分这个范围的情况，所以德国专利（G.O）2，207，849所预期的高牵引速度高产率并没有显示出来，用这种显然是不经济的方法生产的长丝在热稳定性方面比先前试制的高强度聚酯长丝有改进，但是它有一个很大的缺点，即在热水或化学作用下稳定性较差。欧洲专利申请0，080，906及日本专利申请昭-58-23，914都提到了这个缺点，它是由专利申请所声称的结晶度低所引起的，因为化学品对非结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯比对结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯更可能产生明显影响。正如例子所示，该方法只适于支数细的长丝，而它们对化学品的敏感性甚至更大。

欧洲专利申请0.089，912也介绍了一种卷绕速度高于1500米/分的方法。该申请所描述的方法，对先前所用纺丝条件进行了改进。采用了高牵引速度，获得了牵伸后强度值高的长丝。尽管此专利申请没有提供有关牵伸好的长丝热机械性能资料，从所使用的牵伸合并加捻的方法来看，该丝的收缩值必定会很高。正如下文所述，对于使长丝完全稳定的过程而言，长丝在牵伸区域的停留时间过于短。