CN85107318A - 缝纫用高强度喂料纱线的生产方法 - Google Patents

Abstract

用成丝聚酯生产多丝喂料纱线的方法，可供制造高强度多股缝纫纱线，该方法的特征是纺丝卷绕速度高，相应的预取向程度所对应的双折射大于0.07。所得之丝经牵伸后在225℃下稳定。所得喂料纱线在200℃的收缩值为5至7％，在45CN/tex负荷下参比延伸率小于10％，相对溶液粘度高。

Description

本发明涉及用于制造缝纫纱线（sewing    yarns）的高强度复丝聚酯喂料纱的生产方法。

为了达到本发明的目的，缝纫纱线是多股的，具体到本发明，用合适的装置制造这种多股纱线时，需要喂料纱由无间断的聚酯长丝组成，这样的缝纫纱线应具有高强度及良好的缝纫性能，（sewing    properties），赋予优等的缝口强度，并且应是低收缩的，以防缝口在洗涤或热处理过程中变形。

德国专利（German    Auslegeschrift）1，288，734揭示：生产高强度纱线的纺丝条件掌握在使作用于凝固丝上的拉力极小的程度，并且使制成的丝的予取向极低，它相应的双折射小于0.003，本文中，纺丝牵引速度为600至800米/分，我们认为这个速度较为适宜。

每个喷丝头（spinning    jet）的产量低，这是不能令人满意的，提高每个喷丝头产量的明显办法是提高纺丝牵引速度，正如德国专利2，207，849（German    offenlegungsschrift）图1所示的，但这种办法并不能导致成功，因为至今为止，所有企图通过高速纺丝生产高强度纱的尝试全流于失败，这是因为生产的丝强度低而且延伸性高。美国专利2，604，667已报道过用这种方法制造的丝的纺织用数据值。

德国专利2，254，998（German    Auslegeschrift）介绍了一个方法，它包括：将新纺出的丝合股和加捻，之后才牵伸所得到的帘布纱线，在拉伸前进行帘线加捻，费用较贵，特别是，它还容易断裂。我们推想这恐怕就是该方法没能在实际应用的原因。

日本公开专利（Laid    open    puclication）51-53，019描述了采用高速纺丝生产高强度聚酯纱线的尝试，据称，喂料纱的双折射大于0.030，牵伸比至少为最大可能牵伸比的70%，本方法有收缩步骤，允许的收缩值达11%。

这样生产的纱线的拉伸强度高，达7.0克/den，150℃热空气收缩为0.8至2.7%。参见实施例。尽管这些纺织数据基本可以，但用该生产的缝纫纱线的缝纫性能并不令人满意，特别表现在，这种缝纱的缝合长度（Sewing    Lengths）低。推想日本专利申请    51-53，019所介绍的聚酯纱线的上述缺点的原因，至少部分由于纱线的分子量低引起的，但是，分子量较低的成丝聚酯广泛地被用于高强度纱线的生产，这是因为人们认为平均分子量高的聚酯的弹性模量较低，特别是，它的收缩值高。例如，德国专利（German    Auslegeschrift）2，332，720第2栏，第41至46行描述过这种依存关系。

本发明的目的是生产高强度聚酯喂料纱线，它在200℃的热空气里收缩值为5%至7%，可用它制造具有优异缝纫性能的缝纫纱线。而且，这些喂料纱线的强度很高。

现在已发现，这种纱线可用一种改进潦的高速纺丝方法来生产，条件是，所采用的成丝聚酯平均分子量高，相应的相对粘度大于2，这方面与先有技术不同。

相对粘度的测定是：将1克聚酯溶于100毫升二氯乙酸中，在25℃下，用毛细管粘度计测定该溶液粘度。令人惊奇地是，这种具有高分子量的高速丝完全适于生产缝纫纱线。正如德国专利（German    Auslegungss-chrift）1，288，734所予见的，通过提高纺丝速度和卷绕速度，并由于伴随着丝的予取向，所生产的丝的强度下降，即使在相应的附加牵伸之后，强度仍低，但是，令人意外的是，这种抗拉强度明显下降的喂料纱在进行合股和适当的染色后，却表现出较小的强度损失。染色多股纱线的强度利用率（the    strength    utilization）明显优于相应的用低速纺丝制成的多股纱线。特别是加工成缝纫纱线后，本发明的纱线具有优异的高缝口强度，加工性能也得到极好的改进，此处所用的测定方法是所谓的缝合长度。

本发明之方法是：采用高分子量聚酯，进行高速纺丝，在纺丝过程中，理论上分子量不降低，纺丝方法本身已为人们所知，例如，喷丝头予热法，在采用225℃及225℃以下之稳定温度时，用传统的牵伸设备也能生产出本发明之纱线，当然，牵伸比应与喂料纱的较高予取向适应。实施例更清楚地说明了使用本发明之喂料纱所带来的好处。在实施例中，采用各种喂料纱线，并用合股方法加工成缝纫纱线，在实施例中，变量是成丝聚酯的平均分子量和予取向，也就是说，纺丝过程中丝的卷绕速度不同。

在本文中，用丝的双折射大小表示予取向程度。参比延伸值（D45）（the    reference    extension）是在45CN/tex下测定的延伸量，用它度量丝的弹性。与初始模量不同，参比延伸值也附带受在应力-应变图上可能存在的“收缩鞍”的影响。甚至在较低的拉伸应力下，经热机械全（fully）收缩的丝也会在传统的浸渍后或多或少地表现出显著地伸长。只有在延伸值较高时，曲线呈现出进一步上升，然后曲线在某一个值中止，该值与相应的但未经收缩的纱线材料数值可能相似。然而，当采用的是全收缩纱线材料时，断裂伸长值肯定是非常高的。

在200℃或180℃温度下，用西德工业标准DIN53，866之方法测定热空气收缩值S200或S180。

采用专门研究的测试方法进行缝纫性能的测定。在与本发明寻求同样的优先权申请中，申请对该方法的专利保护。用缝纫试验测定变量，在标准条件下使用工业缝纫机进行试验。

从所示出的缝口长度可推断缝纫的适用性。

所采用的工业缝纫机是pfaff产品，针的米制支数90;用每厘米缝合5针（stitches）的双锁缝合装置（a    double    lock    stitch    setting）进行缝纫，在标准情况下，缝纫速度为每分钟4，000针脚（stitches）。顶线的拉力是175至180CN，试验用的底线是优质缝纫棉线，底线的拉力为：应达到在织物中看不到环圈线结（loops）（令人满意的缝口外观），被缝纫的材料是折成五层的棉斜纹织物，每单位面积重量为185克/米²，每厘米有95经纱和50维纱。采用工作服用途的（Workwear）标准织物，它是西德Augsburg的Nadler & sohn公司产品，产品号13960-80/2，用海昌蓝染成黑兰色，织物还经过机械防缩处理，测定值即“缝合长度”，它是指缝合至线断前缝口的长度，单位以厘米计算，测定数值是每个试验线轴10次缝纫的平均值，当测定的缝合长度超过1000cm时，则可以中止试验，因为根据经验，在这样条件下，若缝合长度超过1000cm，则肯定表明该纱线缝纫性能良好。

可以在更苛刻条件下，进行缝纫试验，在更苛刻缝纫试验中，仍保持上述条件，所不同的是顶线拉力为220CN，针脚数是5，000针脚/分钟。

缝口强度也是评定缝纫纱线性能的一个参数，用工业缝纫机测定，例如，用pfaff.的产品，缝纫机调节成：每厘米缝口卷边缝合5针，缝纫速度为每分钟4000针脚，本试验中，顶线和底线相同，均为试样线，调节缝纫线的拉力，使缝口外观达到最佳，用折成两层的棉斜纹织物进行缝纫，所用的棉斜纺织物材质同缝合长度测试中所用的一样。取5cm宽的条带，它能承受的最大拉力为缝口强度，用拉力测试机，在每分钟10cm的操作速度下，测定拉力，将所测得的值换算成单根纱线的拉力。

缝纫纱线的性能还可以用“磨刀转动圈数”，（“number    of    rotation    of    an    abrading    knife”）来表征，用zweigle公司牌号为G550    S的改进式磨转试验机来测定，转动试验主体有一个硬质金属断片制成的磨条，每次测定时，将20个纱圈放在试验机上，每个均施加负荷，使纱线的拉力为0.135    CN/dtex，测出的变量是磨损转数，即磨穿20个试验线圈中一个所需要的转数。

实施例将对本发明给以更详细的说明，其中份数及百分数均以重量计，例外情况另加说明。

实施例

在挤出机中熔融合适的聚对苯二甲酸乙二醇酯，纺成丝，假若聚酯粘度大，喷丝板组件温度保持290℃，而喷丝头温度则取315℃，相反，若采用低粘度聚酯，则喷丝板组件和喷丝头温度均为295℃。在每种情况下，喷丝头均有32孔，当丝在纺丝套筒中冷却后，用纺丝油剂进行处理，然后以每分钟800或1000米的速度卷绕，或者，按照本发明，以每分钟3000米速度卷绕。

所获得的纺丝纱管（spin    packages）被送至所谓的三导丝盘式机器中，例如，Barmag，公司产的SZ26机。在那儿，从纺丝纱管抽出多股长丝纱线。然后围着第一个导丝盘绕，例如，绕6圈，在第一个导丝盘上将纱线加热至牵伸温度，通常为87℃，然后使纱线经过处于稳定温度的第二个热导丝盘。在第一和第二个导丝盘之间是牵伸区域，采用什么样的牵伸比取决于丝的予取向程度，下表给出了各个数据。纱线在起稳定作用的导丝盘上绕，例如，绕10圈，然后，纱线被送往一般不加热的第三个导丝盘，在第二和第三个导丝盘之间，纱线可以进行松驰。牵伸过的纱线接着被卷绕到锥形宝塔筒子上，在这些条件下，纱只受到每米约10扭转的保护性转矩使用SZ26机器时，运转速度为610米/分，这样制取的纱线，可作为生产缝纫用的喂料纱线。

需要将喂料纱再卷绕到喂料筒子上。为了测测性能，再将它们喂入TBR型LEZZNI加捻/合股/加捻机器中，该机器以10米/分速度运转，产生出三股纱线，这种纱线称之为138dtex    f    32    S840    x    3z    540。

由这样获得的多股纱，在135℃，高温染色120分钟。经染色的纱线接着进行织物性能测试，特别是进行是否适宜用作缝纱的性能测定。下表为测定的数据：

试验号    1    2    3

对比    对比

线的相对粘度    2.03    2.03    1.93

纺丝速度    m/min    300    800    1000

双折射 X10^-344 ＜10 ＜10

牵伸温度    ℃    78    78    78

牵伸比    1    2.0    4.84    4.75

稳定（定形）温度    ℃    220    225    225

松驰    %    5.2    7.4    9.2

喂料纱线的数值

旦（纤度）    dtex    138    120    138

最大拉力    CN    769    817    965

弹性韧度    CN/tex    55    68    69

断裂伸长    %    19    21    17

互扣强度    CN/tex    46    43    40

参比延伸率D45    %    9.4    13.3    10.6

热收缩S200    %    6.0    8.8    6.0

染色纱线的数值

最大拉力    CN    2250    2280    2560

弹性韧度    CN/tex    50    60    57

断裂伸长    %    24    20    20

互扣强度    CN/tex    38    42    35

参比延伸率D45    %    14.7    19.3    15.3

热收缩S180    %    1.9    1.4    2.8

强度利用率（效率）%    97    93    88

缝口强度    CN/tex    29    -    25

缝合长度.标准负荷    厘米＞1000    ＞7100    640

缝合长度.高负荷    厘米＞1000    77    81

上表说明：例1之按本发明方法生产的喂料纱线比按先有技术生产的纱线的强度，尤其比例3的强度值低得多。不仅喂料纱线的强度值低，而且由此制取的多股纱线及染色纱线之值也低，同时，它们的弹性韧度也比先有技术之值低。但是，值得注意的是，按本发明生产时，纱线强度值的下降量比先有技术所用材料的下降量要小。从强度利用率来看，尤其明显，强度利用率计算如下：

强度利用率＝ (多股染色纱线的最大拉力)/(3×喂料纱线的最大拉力)

（效率）

本发明之纱线的强度利用率为97%。先有技术所用材料之数值为88%，这个差距是很显著的，更引人注意的是，用本发明之喂料纱线制成的缝纫纱线具有更好的缝合强度，特别是缝口长度有了明显的提高，尤其在比较严酷的条件下亦如此。这种与使用目的相适合的意外改进，无论如何也是无法予见的，尤其是既不能从喂料纱线的数值，也确实不能从由此制取的缝纫纱线的物性数值来推断出这样的结果。

例号    1    2    3

（对比）    （对比）

纤维线相对粘度    2.03    2.03    1.93

纺丝速度    m/min    3000    800    1000

双折射 x10^-344 ＜10 ＜10

牵伸温度    ℃    78    78    78

牵伸比    1∶    2.0    4.84    4.75

稳定（定形）温度    ℃    220    225    225

松驰    %    5.2    7.4    9.2

喂料纱线的值

旦    dtex    138    120    138

最大牵伸力    CN    769    817    965

韧度    CN/tex    55    68    69

断裂伸长    %    19    21    17

钩接强度    CN/tex    46    43    40

参比伸度D₄₅% 9.4 13.3 10.6

热收缩S200    %    6.0    8.8    6.0

染色纱线的值

最大牵伸力    CN    2250    2280    2560

韧度    CN/tex    50    60    57

断裂伸长    %    24    20    20

钩接强度    CN/tex    38    42    35

参比伸度D45    %    14.7    19.3    15.3

热收缩S180    %    1.9    1.4    2.8

强度利用率（效率）%    97    93    88

缝口长度    CN/tex    29    -    25

缝纫长度，标准负荷    cm＞1000    ＜1000    640

缝纫长度，高负荷    cm＞1000    ＜7    81

Claims (3)

1、用成丝的聚酯生产多丝喂料纱线的方法，供制造高强度多股缝纫纱线，其特征在于，用相对粘度(1.0克聚酯溶于100毫升二氯乙酸中，于25℃测定)大于2.0的高分子量成丝聚酯熔融纺丝，采用方法本身已为人们所知且理想上分子量不下降，所制得的丝的相对粘度仍大于2.0，采用高卷绕速度赋予长丝以予取向，予取向程度相应的双折射大于0.030，采用高牵伸比进行牵伸，得到多丝纱线，并且在高达225℃温度下使纱线稳定(定形)。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，多丝纱线的牵伸和稳定是在导丝盘设备里进行的，导丝盘可以加热。

3、根据权利要求1所述的方法，其中，成丝物质包括，聚对苯二甲酸乙二醇酯及它的共聚物，其中的共聚链节按重量计可达5%。