CN1076409C - 制造高强高收缩聚酰胺-66长丝纱的方法 - Google Patents

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Abstract

在用于工业织物，特别是气袋织物的高强、高收缩聚酰胺66长丝纱的制造工艺中通过借助于至少3个可加热的牵伸辊(2，3，4)对相对粘度RV至少为40的聚酰胺66LOY长丝纱(1)实施多步牵伸和将牵伸纱(5)直接卷绕在圆柱形的筒管(6)上进行，最后一套牵伸辊设备(4)的温度在卷绕前设定为70至160℃，松弛比为4%至10%，卷绕张力设定在0.2cN/dtex以下。聚酰胺66长丝纱强度为至少60cN/tex，伸长为10-25%和热收缩为7-11%(160℃)和特别适合于制造气袋结构，此纱线卷绕在筒管上(交叉卷绕卷装)至少有6kg。

Description

制造高强高收缩聚酰胺-66长丝纱的方法
本发明涉及用于工业织物，特别是气袋织物的高强、高收缩的聚酰胺-66-长丝纱的制造方法，通过借助于至少三个可加热的牵伸辊设备或导辊对多步牵伸聚酰胺-66-LOY和将牵伸丝直接卷绕成园柱形纱卷，特别是卷成交叉筒子进行，还涉及一种聚酰胺-66-长丝纱。
卷绕高收缩的热塑性长丝一般使用所谓的筒管(copse)，这里它可获得对后加工有利的保护捻。筒管卷绕的缺点是，最大卷绕速度只在每分钟几百米范围。筒管卷绕的另一缺点是，卷绕筒管的纱线容量一般限于约4kg纱。按此方法不能保证纱线的经济生产。高收缩纱直接卷成园柱形纱筒是我们所希望的。但是至今不可能卷绕由具有高热收缩的热塑性聚合物形成的纱。为防止所不希望的热收缩的降低，纱线必须在相对高的张力下进行卷绕。这对筒管结构将造成严重的缺点。由于高的纱线拉伸强力使交叉筒内部形成高的径向力，一方面使筒管变形，这样满筒不会被卷绕机的芯轴落筒，另一方面的缺点是，出现不允许的卷装变形，这样不可能形成满筒结构。
从DE-A-3437943已知一种制造聚酰胺-66-长丝纱的方法，其中将这种由在蚁酸中的相对粘度为60-100的聚六亚甲基己二酸酰胺得到的未牵伸丝进行一步或二步牵伸。这里适用的装置是由多个加热的牵伸辊设备组成的。为改进纱的可牵伸性，在牵伸辊之间附加有接触加热器形式的热源。众所周所，在熔纺工艺中，卷绕速度4500m/min或更高时，卷绕张力非常高，致使卷绕机的纸筒管不可能承受。此问题在本方法中通过松驰10％予以解决。对于牵伸纱的卷绕尚无数据说明。已知的纱在速度最高为20m/min时卷绕。已知方法的目的是制造具有高强，高伸长和尽可能在5％以下的低收缩的用于帘子布的所谓尺寸稳定的长丝纱。对于这样的纱线要优化牵伸条件和尤其是在交叉筒管上的卷绕条件。但是最近高热收缩的纱线特别应用于气袋织物有所增加。这种类型纱线尽管不难制造，但不能毫无问题地卷绕在交叉筒子上。
本发明的任务是，提供高强合成长丝在热拉伸过程之后直接卷绕在交叉筒子上的方法。
另一个任务是，制造具有高收缩的高强聚酰胺-66-长丝纱和卷绕在交叉筒子上。
另一个任务是，既提高生产速度也提高纱线卷装的单位重量从而提高牵伸和卷绕方法的经济效益。制造园柱形交叉筒子的装置使生产速度每分钟达数千米成为可能。
按本发明这些任务是这样完成的，在松驰比为4-10％时，最后一个牵伸辊设备的温度在卷绕之前调节在70℃和160℃之间，特别是在80-150℃之间，优选在90-140℃之间，卷绕张力调节在低于0.2cN/tex，特别是低于0.15cN/tex，优选低于0.13cN/tex。
在卷绕区丝条张力基本上通过松驰比，即通过最后的牵伸导辊和卷绕装置的速度比决定。松驰比选择为4％和10％之间是适当的。
最后牵伸导辊的温度小于70℃时实际上不可能形成完美的卷装结构。温度超过160℃时卷绕区的丝张力很高，也同样不能制造完美的交叉卷绕筒子，或由于丝条张力的降低使热收缩变得很低，以致不能得到高收缩纱。
对于一个园柱形交叉卷绕筒子可接受的卷装结构只允许比较狭范围的丝条张力。卷绕张力大于0.2cN/tex不可能得到可接受的卷装结构。交叉卷绕筒子在边缘形成高的隆起，它被运行中的辊子压平，其结果是纱卷的侧面向外压，最终使纱线超出筒管，这样的纱卷不仅不能正规包装和运输，它在后加工中也造成极大的困难，经常发生断纱。相反的情况是如果卷绕张力选择太小，例如小于0.05cN/dtex，将使纱卷非常软。没有足够的内部抱合力，它也不能很好的运输和退卷。
因为与普通的筒管卷绕速度相反卷辊机用于制造园柱形交叉卷绕筒子有可能达到每分钟几千米，所以将牵伸变成为纺丝牵伸一体化是合适与经济的。
聚酰胺-66-长丝纱按ASTM 0789-81在90％浓度的蚁酸中测定的相对粘度(RV)≥40时其强度至少为60cN/tex，伸长为10-25％，在160℃的热收缩为7-11％，在交叉卷绕筒子上至少卷绕6kg丝重量。令人惊奇的是，如此高收缩的聚酰胺纱可获得6kg卷装取代不经济的最大只有4kg容量的筒管。
按本发明的聚酰胺-66-长丝纱是适用于工业织物，特别是气袋织物，这些织物除了应具有高强度外还应具有特别高的热收缩。
按本发明的方法借助于工艺草图予以进一步说明：
图1，用简图说明本发明方法。
图2，用简图说明按本发明方法的变体。
在图1中用有关符号1表示未牵伸聚酰胺-66-LOY，该长丝被一未表示出的喂入轮送到第一个加热的牵伸辊设备2，在喂入轮和第一牵伸辊设备2之间将未牵伸长丝1稍稍牵伸约3％，以使未牵伸丝1获得最小张力。丝张力必须这样选择，使丝条1和牵伸辊设备2的表面之间有足够的闭合力，以便给予在第一步牵伸中出现的牵伸力所需的阻力。在第二个加热至约180℃的牵伸辊设备3和第一个牵伸辊设备2之间进行第一次牵伸。表面温度为70至150℃的第三牵伸辊设备4是连接在加热的牵伸辊设备3后面和起第二步牵伸作用。
在牵伸后牵伸丝5卷绕在交叉卷绕筒子6上。为降低丝张力将速度调至比设备4的速度低约6％的速度进行丝的卷绕。由此使卷绕张力调到0.13cN/dtex。所有牵伸辊设备都被丝条1绕数圈，一方面确保对牵伸提供所需的闭合力和另方面保证在加热辊表面和丝条1之间有足够的热交换。
图2区别于图1之处是附加一个牵伸辊设备7。在按此变更的方法中牵伸辊设备7加热至180℃。在此情况下在牵伸辊设备3和7之间进行第二步牵伸，而牵伸辊设备4的温度与图1的排列相比没有变化。牵伸辊设备4的速度至少与牵伸辊设备7的速度一样高。
图1的装置是作为例子和不仅仅适用于本方法的实施。对本方法宜用的装置也可由导辊对组成，它代替带有分丝辊的牵伸辊设备。此外在设备之间也可安排另外的部件用于纱线的热处理，如板式加热器或辐射加热器，热空气或蒸气喷嘴。此外妥当的是，将要卷绕的纱线借助于空气喷嘴或类似设备进行喷气变形，以便进一步改进后加工性能。
此装置不仅只适用于一根长丝纱，对细的纱，例如纤度为470dtex或更细的纱，可以两股或多股纱同时进行牵伸和在一个相应的多头的卷绕单元进行卷绕。
这种装置的工作速度范围在300和3000m/min之间。因此它的生产效率比普通的牵伸加捻机明显高，普通牵伸加捻机是将纱线卷绕在筒管(cops)上。此外可生产纤维重量大于10kg的交叉卷绕筒子。与最大4kg的筒管卷装相比这里要求明显少的的手工操作。高加工速度也不会将使用能力局限在已卷绕的LOY长丝纱牵伸上。它基本上也用于纺丝-牵伸一体化的方法。
通常高强低热收缩的纱线在卷绕之前要进行松驰，这一般是通过采用一个附加的导辊设备来进行，此导辊运行速度比最后牵伸辊设备慢一定数值。但也有可能用比最后一个牵伸辊较小的速度进行卷绕，使直接在卷绕区域内部进行丝条缩短。
与普通技术不同制造高收缩纱要尽可能抑制纱线的松驰。因此提出此任务，即提供一种尽可能无松驰的纱线进行卷绕的工艺。这在理论上可通过以下方法实现，将卷绕单元的速度调至与最低牵伸辊设备相同的速度或比最低牵伸辊速度稍慢一点的速度。但这会导致非常高的丝条张力，在此张力下交叉卷绕筒子一般是不可能形成的。
此方法借助于以下实例予以说明。
实例1(比较)
在蚁酸中测定的相对粘度为45和纤度为1270dtex的聚酰胺-66-LOY长丝纱，将此两根纱按图1喂入装置，将此长丝纱在表1给定的条件下进行牵伸比为5.3∶1的两步牵伸，至纤度为235dtex，并在牵伸区，亦即在牵伸辊设备4和交叉卷绕筒子5之间松驰6.8％。最后牵伸设备的温度为230℃。得到的长丝纱在断裂伸长为22％时强度为74.5cN/dtex和在160℃热收缩为3.6％。但是作为特殊用途，例如在气袋织物领域的用途，因其热收缩低而不适用。
实例2(比较)
在蚁酸中测定的相对粘度(RV)为45的聚酰胺-66-LOY长丝纱，它具有适用于气袋织物的高热收缩，这样的长丝纱在与实例1基本相同的牵伸条件下可以得到，即将最后牵伸辊的温度降至160℃。与实例1相比松驰比不明显的降低至5.7％。得到的纱线在断裂伸长为16.6％时具有强度为72cN/tex，在160℃热收缩为9.2％。
此方法不可容忍的缺点是，由于最后牵伸辊温度降低使卷绕区中的丝条张力高达0.38cN/dtex，这样不能得到可接受的卷装结构。在丝卷绕到1.5kg后，纱筒就已经强烈变形和在侧面就塌边(ausbauchen)，作为载体用的纱筒管两边突出。这样的纱筒既不适合运输也不适用于在织造车间的加工。
实例3(按本发明)
在蚁酸中测定的相对粘度(RV)为45的聚酰胺-66-LOY长丝纱，它具有适用于气袋织物的高热收缩，这样的长丝纱在与实例1基本相同的牵伸条件下可以得到，即将最后牵伸辊温度降至105℃。与实例1相比松驰比不明显的降低至6.5％。得到的纱线在断裂伸长为17.4％时具有强度为74.2cN/dtex和在160℃的热收缩为9.0％。令人惊讶的是，在此调节中卷绕区的丝条张力如同实例1仅为0.13cN/dtex，用此方法可无问题制造7.5kg纤维的交叉卷绕筒子。此卷装的外观好：侧面是直的，筒子的园周也不形成肩颈。
实例4(按本发明)
初始纤度为2540dtex的两种聚酰胺-66-长丝纱如实例3一样共同进行牵伸比为5.4的两步牵伸。牵伸辊设备4的温度降到90℃。在松驰比为7.5％时在卷绕区测得丝张力为0.074cN/dtex。纱筒含纱量为10.3kg和毫无问题具有直的侧边和园周不形成肩颈。牵伸丝具有如表1给出的性能。
下表1指明按本发明方法的工艺参数，这里在一带有三个加热的牵伸辊设备的牵伸机上，导丝辊带有分丝辊以800m/min的最终速度进行两步牵伸至原始长度的5.4倍。在同样的表中给出纤维性能。
表1
实施例    1    2    3     4
工艺参数牵伸速度[m/min]最后辊温度[℃]牵伸比松驰比[％]纱线张力[cN/dtex]每筒纱质量[kg]筒子结构：纱线性能纤度[dtex]强度[cN/tex]断裂伸长[％]热收缩160℃[％] 8002305.36.80.137.5好23574.5223.6   坏8001605.45.70.381.5坏23572.016.69.2 8001055.46.50.137.5好23574.217.49.0 800905.47.50.07410.3好47074.218.79.3
按照本发明的装置与已知装置相比有两个基本优点，一方面它可以同时牵伸和卷绕两根和多根纱，另方面由于在交叉卷绕筒子上高效率的卷绕与普通牵伸加捻相比生产速度提高了。按照本发明的纱线特别适用于制造气袋织物。

Claims (4)

1. 用于工业织物，特别是用于气袋织物的高强、高收缩聚酰胺-66-长丝纱的制造方法，通过借助于至少三个可加热牵伸辊设备(2，3，4)和/或(2，3，4，7)对相对粘度(RV)至少为40的聚酰胺-66-LOY长丝(1)实施多步牵伸，并将牵伸纱(5)直接卷绕在园柱形的筒管(6)上进行，其特征是，在松驰比为4％至10％时，在卷绕前面的最后牵伸辊设备(4)的温度在70℃和160℃之间和卷绕张力调节到小于0.2cN/tex。
2. 按权利要求1的方法，其特征是，牵伸是纺丝-牵伸工艺结合成一体的组成部分。
3. 按权利要求1或2的方法，其特征是，交叉卷绕筒子至少卷绕6kg的纱线。
4. 用于工业织物的聚酰胺-66-长丝纱，其特征是，聚酰胺-66-长丝纱的强度至少为60cN/tex，伸长为10-25％和热收缩为7-11％(160℃)和至少有6kg的纱线卷绕在筒管(卷绕交叉筒子)上。
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