[发明专利]工业应用的高强度芯/皮结构单丝

说明书

本发明涉及工业上应用的具有高强度的芯/皮单丝，它有好的尺寸稳定性和耐磨性以及十分优良的热稳定性和耐水解性。本发明还涉及由其生产得到的工业产品，尤其是造纸机筛网、筛网印刷织网和工业过滤材料织网。本发明的芯/皮单丝有一个聚酯芯和一个由热塑性聚酯和热塑弹性聚氨酯组成的混合物外皮层。

大多情况下工业应用的单丝在使用中承受高力学负荷。许多情况还有热负荷和由化学和其他环境影响的负荷，这种材料必须有足够的承受力。在所有这些负荷中，材料经过尽可能长的使用时间后必须有好的尺寸稳定性和应力-应变性能常数。

工业应用的一个例子是在造纸机筛网中单丝的使用，特别在所谓的长筛网中，在此例中要求同时具有好的力学，热和化学性能。为经得起高应力要求和保证筛网足够的使用寿命，该应用要求单丝材料具有高的起始模量和高的抗断强度，好的结节和勾接强度以及高耐磨性。在造纸机的干燥部分除了这些参数外还要求单丝的高耐水解性能。在筛网印刷织网应用中对单丝材料有相似的高要求，织网应当在由于高强度印刷工作的刮刀的不断负荷下，水性染料水解作用的负荷下和光化性光源影响下有长的使用寿命。为了进行尺寸精确的多彩印刷，同时对筛网印刷网有特别高的尺寸稳定性的要求。

目前造纸机生产部分和干燥部分的筛网经纱和纬纱主要由聚对苯二甲酸乙酯单丝生产。

这种网有其缺点，它在造纸机上的筛滤过程中在运转方向会拉长并因此必须重新拉紧。目前筛网印刷网的经纱和纬纱由相对精细单丝制成，它是由聚对苯二甲酸乙酯或聚酰胺生产得到的。聚酰胺网的主要缺点就是它的吸水力高，这对弹性有不利影响，而筛网印刷中对弹性必须有很高的要求；使用聚酯网时其本身弹性性能太差。因此大家熟悉的筛网只能达到很短的使用寿命。

此后不断地试验，以制造合成单丝材料，使之能用于耐久的造纸机筛网和筛网印刷织网。但对这种工业产品的要求是多方面的，至今在此领域仅能达到部分解决。使用聚苯硫的单丝用于生产造纸机筛网是大家都熟悉的，这种材料有极好的水解稳定性并有很好的力学稳定性，但对光化性辐射它只有极小的稳定性，因此，这样的单丝材料完全不适合生产筛网印刷网，用这种聚合物制造应用在两个工业领域的单丝的目的因此不能达到。从日本专利公开文本Nr.45741(1991)中由聚萘二甲酸乙酯单丝制造筛网印刷网为大家所熟悉，因为它的较高弹性模量(起始模量)它有很不错的耐松驰作用。但是这种丝在纺织时有明显的纤化作用倾向。

从日本专利公开文本Nr.5209(1993)中所知的芯/皮单丝被用于制造筛网印刷网。这种丝的芯由聚-2,6-萘二甲酸乙酯组成，其外皮层由聚对苯二甲酸乙酯或改性的聚对苯二甲酸乙酯构成，为改性外皮层聚酯该酯中可以含有例如间苯二甲酸，己二酸、或癸二酸基团或者长链二元醇基团诸如：二甘醇、丁二醇、或聚乙二醇基团，其中聚乙二醇基团有大约600至1500的摩尔质量。按照此实施例皮层聚酯可以是用8％重量的聚乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙酯。改性剂量不但要足够以影响刚性和熔融性能。而且还要促使聚酯没有弹性性能。

大家已知能够制造具有不同力学和纺织技术性能的聚酯纤维。通过纺丝和拉伸以及松驰条件的变化由聚对苯二甲酸乙酯生产单丝尤为可行，该单丝覆盖了有关工业单丝性能的很宽的范围。

为得到一种单丝材料的努力至今仍旧未取得一个圆满的结果，这种材料要能够同时具有为造纸机筛网所需的高尺寸稳定性，耐磨性和为筛网印刷织网制造所需的水解稳定性，对光化性光的高稳定性。

在寻找一种为尽可能多的工业适用的聚酯纤维的尝试中，从没有停止试验以通过其他聚酯组份和通过酯共聚物来代替聚对苯二甲酸乙酯。例如聚萘二酸乙酯和由4,4’-联苯二羧酸和2,6-萘二羧酸的的酯共聚物尝试着作为一种聚酯，如在欧洲专利申请Nr.202,631中所叙述的。由4,4’-联苯二羧酸和2,6-萘二羧酸形成的纤维在WO93/02122中曾被建议使用。如果它在无进一步后拉伸情况下进行高纺丝牵伸比的纺丝，这种纤维会有高的纵向强度和高模量。对单丝产品来说这种材料的可应用性，特别是造纸机筛网和筛网印刷网的制造，值得进行怀疑，因为根据经验高模量通常地伴随低的横向强度。