[其他]聚酯工业用纱的生产工艺及该纱用途

说明书

本发明涉及一种工艺，用于生产工业用途的并具有至少500mN/tex强度的聚酯复丝纱。该工艺包括一系列步骤，如通过大量纺孔丝挤出一股熔融的聚合物，冷却纺出的单丝束，选择牵伸单丝并最终集合这些单丝，采用高于450米/分的纺丝速度，每个纺丝孔中心区域聚合物流体相对粘度高于上述中心区域周围外皮区域的聚合物相对粘度。

上述类型的工艺是公知的。在实际生产中这里所指的工业用纱大量地用于各种目的，如加强弹性体，包括车辆的气动轮胎和传输皮带，变速皮带、绳索、缝纫线。复丝纱总是由大量的，比如说15到1000根单丝组成，尽管每根这种单丝具有高强度，但由于其厚度小或单个线密度低，使每根单丝只有较低的断裂强度。由于其较高的总线密度，比如说300到500分特，一束复丝或复丝线具有足够高的断裂强度。结果，用于上述工业用途的复丝纱的实际应用只限于一种形式，其中对于纱线来说足够高的粘着由加拈或缠结而赋与，而且，一般来说，两根或更多的加粘纱进一步结合成为一根帘子线或绞线。

所有上述用途具有共同点，所包含的单丝处于相当大的弯曲状态，就象在双组分单丝遭受弯曲载荷的情况一样，在单丝外皮区域最外层的“纤维”受到最大的弯曲力，中心区域的单丝只受到相当小的弯曲力，作用在单丝外皮和芯部的载荷之间差值在实际应用中变得更重要。在此，常常产生动态的或强烈的脉动弯曲载荷，而不是静态弯曲载荷。例如：在车辆轮胎和变速皮带中加强帘子线的情况中就是这样的。

还要补充一点，甚至在适当纺丝速度下，比如说，大约1500米/分，特别是在高速纺丝时的复丝纱，每个单丝横截面测出的物理特性可能不同，结果单丝外侧相对迅速冷却，而分子在每根单丝外侧上的取向大于在其芯部，呈现出穿过每根单丝横截面，在外皮区域的双折射大于在其芯部。每根单丝纵向，其双折射横向逐渐减少到在单丝芯部的最低值。在实际应用中，单丝可能最终在其芯部载荷不足而在其外皮过载，这特状态，在单丝受到弯曲载荷时更为严重。

因此，纱线实际上有利的特性并没有完全利用。如通常所知，这在实际应用中导致帘子线在加拈时的损失，限制了帘子线的效果并在制绳时产生损失，还限制了帘子线对脉动载荷的抗力，如出现在“马洛里管疲劳试验”中一样。这些用于工业用途的复丝纱的缺点目前还没有完全克服，只是在逐步改善。而且，对于工业用途的聚酯纱线，多年来就有要将通常纺丝速度500-900米/分提高到1600-20000米/分或更高的想法，生产或多或少予取向的纱线。纺丝工艺和牵伸工艺伴随地结合成为整体纺丝牵伸工艺，在纺制纺织用，如衣料用聚酯纱线工艺中，实际上已经大规模引入1600-5000米/分的更高纺丝速度。正如用于纺织用途的纱线一样，生产的单丝纱线的总线密度相对较低，如50-150分特，并且所得的纱线相对粘度同样较低，如η_相＝1，580，采用更高的纺丝速度并不产生许多问题。此外，由于纱线的总密度低，出于经济的原因，工业生产或多或少在生产纺织用途的聚酯纱时，为获得单个纺丝组件更高产量，必须采用更高的纺丝速度，众所周知，在熔融纺的纱线中，必须有分子的取向，以获得适于实际应用的纱线。

在低纺丝速度时，比如说700米/分，取向主要由牵伸纱线而实现，此时获得的纺丝纱线一般能以3-4这样低的牵伸比进行牵伸。而工业用纱由于具有较高的相对粘度，该粘度在采用聚对苯二甲酸乙二酯时为η_相＝1.880，则必须以5-6的牵伸比进行牵伸以获得实际应用所需的物理特性，如强度，5%LASE值或断裂伸长，纺丝速度越高，所获得的纱线分子取向度越高。为了获得所需的物理特性，在高速度纺丝时获得的纱线能以更低牵伸比，比如说2或3进行牵伸，为了详细考虑纺丝速度对聚对苯二甲酸乙二酯纱线物理特性的影响，可以参照由Andrzej Ziabicki和Hiromichi Kawai编辑的1985年版权为纽约威利和森斯公司（Wiley & Sons Ine New York）的pp295-331上H.M Heuvel和R.Huisman的“高速纤维纺纱，科学和工程方面”的讨论。