專(zhuān)利名稱(chēng)：高韌性低收縮率聚酰胺紗線的制作方法
高韌性低收縮率聚酰胺紗線相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本專(zhuān)利申請(qǐng)要求2007年11月9日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 60/986，671的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益。本申請(qǐng)因此引入將美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/986，671的全部?jī)?nèi)容引入這里供參考。本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及高韌性、低收縮率聚酰胺(例如尼龍)紗線的制備方法。尤其，物理性 能的結(jié)合是通過(guò)在聯(lián)合的(coupled)紡拉成形法中將熔化尼龍聚合物擠出來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該方 法包括在卷繞之前的后續(xù)的張力松弛和控制步驟。這樣的紗線能夠用于機(jī)織和針織織物的 制造中，其中此類(lèi)紗線和機(jī)織織物尤其可用于工業(yè)應(yīng)用如汽車(chē)安全氣囊中。本發(fā)明的背景聚酰胺紗線常常用于需要高強(qiáng)度的工業(yè)紗線和織物應(yīng)用中。為了產(chǎn)生最大強(qiáng)度， 通過(guò)引起分子定向排列的紡絲和拉伸過(guò)程來(lái)制造尼龍紗線。所實(shí)現(xiàn)的取向度越高，韌性越 大和可達(dá)到的紗線伸長(zhǎng)率就越低。使用由聚酰胺制備的高韌性紗線生產(chǎn)織物的基本方面涉 及到紗線的固有收縮率。歸因于聚合物在紡絲和拉伸過(guò)程中經(jīng)歷高度的分子定向排列的事 實(shí)，此類(lèi)紗線具有自然收縮的趨勢(shì)。收縮的速率和程度與拉伸度(其中更高的拉伸導(dǎo)致更 大的收縮率)，紗線加熱到的溫度，和紗線在溫度下保持的時(shí)間長(zhǎng)度相關(guān)。因此，通常在熱水 中洗滌織物和然后在熱空氣中干燥以促進(jìn)收縮率和引起織物變得尺寸穩(wěn)定。纖維的收縮率 因?yàn)樗鶛C(jī)織的織物的利用率下降而影響織物的生產(chǎn)效率，因?yàn)樵跈C(jī)織后處理過(guò)程中遇到的 織物縮水率會(huì)提高。制造完全拉伸的尼龍紗線的已知方法包括以下步驟將熔化聚合物經(jīng)由噴絲板擠 出形成長(zhǎng)絲，驟冷該熔化長(zhǎng)絲，結(jié)合這些長(zhǎng)絲形成復(fù)絲紗和然后拉伸該紗以提高分子取向， 降低可實(shí)現(xiàn)的伸長(zhǎng)率并產(chǎn)生增大的韌性。拉伸是通過(guò)讓已紡絲的紗線從送料輥行進(jìn)到拉伸 輥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中拉伸輥是在比送料輥更高的速度下旋轉(zhuǎn)。拉伸的程度越高，紗線收縮率越 高。這一類(lèi)型的方法，其中紡絲和拉伸步驟集成到連續(xù)生產(chǎn)方法中，被稱(chēng)作“紡_拉”工藝。有可能通過(guò)使用緩慢的“兩階段”工藝生產(chǎn)極低收縮率聚酰胺紗線，其中拉伸是在 已紡絲形成的紗線被卷繞之后的單獨(dú)步驟中進(jìn)行的，因此拉伸和松馳階段與紡絲分開(kāi)。然 而，發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品在拉伸之前有太高的結(jié)晶性從而在沒(méi)有發(fā)生紗線斷裂的情況下允許有非常 高的拉伸度。因此，該“兩階段”工藝不適合于高于約SOcN/tex的非常高韌性紗線的高生 產(chǎn)率制造。由紡拉成形法生產(chǎn)的高度拉伸、高收縮率紗線能夠引起后續(xù)加工問(wèn)題，這歸因于 由拉伸步驟中在紗線中誘導(dǎo)的張力。即使沒(méi)有減輕，張力會(huì)是足夠的高，從而引起已卷繞了 紗線卷裝的硬紙管芯發(fā)生變形。另外，從高度拉伸導(dǎo)致的低伸長(zhǎng)率能夠?qū)е虏豢山邮艽螖?shù) 的紗線斷裂。這一問(wèn)題在經(jīng)濟(jì)性高速度生產(chǎn)所需要的高絲條速度下變得更嚴(yán)重。為了減輕卷裝變形和絲條斷裂的問(wèn)題，已知的是在卷繞之前在拉伸之后引入 一個(gè)松弛步驟以便降低紗線張力，通常趁加熱。一種此類(lèi)工藝已經(jīng)公開(kāi)在美國(guó)專(zhuān)利 5，750，215 (授權(quán)于Jaegge等人)，它的教導(dǎo)被引入這里供參考。美國(guó)專(zhuān)利5，750，215使用松弛步驟以便生產(chǎn)包括尼龍6，6紗線的紗線卷裝，該紗線體現(xiàn)特征于約22%到約60%的伸長(zhǎng)率，約3%到約10%的退漿收縮率(boil-off shrinkage)，約3-約7克/旦 (32. 7-76. 5cN/tex)的韌性以及不足以破碎該紗線管芯(紗線卷裝卷繞在它之上)的紗線
管壓縮力。在由美國(guó)專(zhuān)利5，750，215描述的尼龍紗線制造方法中觀察到的限制是操作限制 條件，后者影響在拉伸區(qū)段和松弛區(qū)段之間張力所能夠減少的程度。如果張力減少到太低 的水平，則該紗線完全地變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致單絲化(或單根長(zhǎng)絲的散開(kāi))或絲條斷裂。這一 張力衰減變得足夠的大而誘導(dǎo)絲條不穩(wěn)定性的點(diǎn)是根據(jù)公式1的大于約9%的松弛比率。松弛比率(％ ) = ((Rd-Re)/Rd)xlOO, [1]其中Rd是最末階段拉伸輥的圓周速度，和Re是松弛輥的圓周速度。對(duì)于許多高強(qiáng)度織物應(yīng)用，用于此類(lèi)應(yīng)用中的高強(qiáng)度紗線固有的高收縮率轉(zhuǎn)化 成高的織物收縮率。對(duì)于安全氣囊應(yīng)用，織物要求同時(shí)顯示出高強(qiáng)度和低透氣性，而該強(qiáng) 度特別強(qiáng)調(diào)織物耐撕裂和爆裂的能力(當(dāng)展開(kāi)時(shí))。適合于安全氣囊織物的紗線顯示出 在60-85cN/tex范圍內(nèi)的韌性和5-15%的熱風(fēng)收縮率(根據(jù)ASTM D 4974下177°C下測(cè) 量)。通過(guò)將低滲透性涂料施涂于織物的至少一側(cè)上或通過(guò)用非常致密機(jī)織物生產(chǎn)織物或 通過(guò)這兩種措施的一些結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)低透氣性。高強(qiáng)度是預(yù)期用于這一應(yīng)用的織物的主要 特征，因?yàn)榘踩珰饽冶仨毮軌虺惺茏”ㄊ酱得浀某跏紱_擊和緊接著之后乘客投向它的撞 擊。它必須承受這些力但沒(méi)有爆裂，撕裂或顯著的拉伸。在大多數(shù)情況下織物必須沖洗以除去在紗線紡絲過(guò)程中施涂的整理油以及在機(jī) 織工藝之前施涂的潤(rùn)滑劑或粘結(jié)涂料。因此，該機(jī)織織物典型地經(jīng)歷洗滌步驟，之后是在干 燥空氣中的加熱。響應(yīng)于洗滌和干燥步驟由織物所顯示出的高收縮率能夠有利地使用，以 便獲得較致密的機(jī)織和相應(yīng)較低的透氣性。美國(guó)專(zhuān)利5，581，856教導(dǎo)了由具有6-15%的 160°C熱風(fēng)收縮率(根據(jù)ASTM D4974)的聚酰胺紗線組成的織物的制造。已機(jī)織的織物隨 后在含水浴中在60°C到140°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行處理。這些條件導(dǎo)致收縮，從而引起早已 致密機(jī)織的織物的密度進(jìn)一步提高。理想的結(jié)果是織物孔隙的相當(dāng)大程度的閉合以及隨之 發(fā)生的改進(jìn)的抗氣體滲透性。在為了熱保護(hù)或基本上零透氣性而需要附加涂層的織物的其 它加工中，該織物通常在洗滌之后需要“熱定形”。在這一工藝中，洗滌過(guò)的織物在接近或高 于該涂層將經(jīng)歷的那些溫度的并且典型地在170°C _225°C范圍內(nèi)的溫度下干燥。將紗線中 的固有收縮率減到最少允許在接近該溫度范圍的下限值的溫度下干燥并且最大程度減少 對(duì)紗線的熱損傷的風(fēng)險(xiǎn)，通常以織物變色的形式本身表現(xiàn)出來(lái)的影響。“透氣性”指空氣流過(guò)一種材料的速率并且能夠進(jìn)一步定義為在跨越該織物的恒 定差壓下的“靜態(tài)透氣性”，或在將一定體積的空氣引入到在織物上方的有限空間中以產(chǎn)生 初始差壓之后所測(cè)量的“動(dòng)態(tài)透氣性”。為在整個(gè)本申請(qǐng)中討論的目的，透氣性將是靜態(tài)型 的，它被定義為在500Pa的差壓下空氣穿過(guò)IOOcm2的面積的體積速率并且以l/dm2/分鐘表 達(dá)。這一性能參數(shù)是根據(jù)ISO 9237測(cè)量的。預(yù)期用于車(chē)輛安全氣囊的織物已經(jīng)通過(guò)各種普通的機(jī)織方法來(lái)機(jī)織，其中包括劍 桿機(jī)織、片梭機(jī)織、噴氣投緯機(jī)織和噴水機(jī)織法。歷史上，許多此類(lèi)織物已經(jīng)通過(guò)使用普通的劍桿織機(jī)來(lái)形成，其中該緯紗以機(jī)械方式被拉伸跨越該經(jīng)紗。此類(lèi)機(jī)織實(shí)踐已經(jīng)成功地 生產(chǎn)出織物所需要的高機(jī)織密度(weave density)，該織物必須顯示出低透氣性并且表明 具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以便當(dāng)遇到事故而展開(kāi)安全氣囊時(shí)承受吹脹和碰撞力。然而，劍桿織機(jī)能 夠比其它技術(shù)如噴水機(jī)織法顯著更慢并且由于在紗線和織機(jī)零件之間以及在經(jīng)紗與緯紗 之間的摩擦力也能夠?qū)喚€造成損害。在噴水機(jī)織法中，該緯紗借助于水流被拉伸通過(guò)經(jīng)紗的梭口。這一機(jī)織方法代表 了快得多的緯紗插入的方法。噴水機(jī)織法能夠省去了對(duì)施膠化合物在紗線的施涂以及單獨(dú) 的洗滌或沖洗操作兩者的需要。然而，噴水機(jī)織法歷史上已經(jīng)提供了比劍桿織機(jī)更低密度 的機(jī)織結(jié)構(gòu)。為了補(bǔ)償，常常使用具有高斷裂韌性的紗線以便在最終織物中提供改進(jìn)的強(qiáng) 度，盡管有通過(guò)噴水機(jī)織法可獲得的低密度機(jī)織結(jié)構(gòu)。美國(guó)專(zhuān)利5，421，378(引入在這里供 參考)已經(jīng)公開(kāi)了通過(guò)未施膠紗線的噴水機(jī)織法制造安全氣囊織物的方法，它能夠獲得與 劍桿機(jī)織法相當(dāng)?shù)臋C(jī)織密度。盡管高的織物收縮率可以有利地使用以便獲得更高的機(jī)織密度和低的空氣滲透 性，但它也能夠?qū)е轮圃煨什桓?。在一件機(jī)織的側(cè)簾式安全氣囊織物的生產(chǎn)中，例如，生 產(chǎn)廠家希望使能夠從一件織物上切下的安全氣囊的數(shù)目最大化。收縮率越高，在從給定寬 度的機(jī)織織物坯布上裁切的件數(shù)上生產(chǎn)廠家更受限制。側(cè)簾式安全氣囊(side-curtain airbag) 一般具有矩形形狀和能夠因此以跨越織 布機(jī)寬度的鄰接行(row)制造。可充氣結(jié)構(gòu)的兩端能夠切成一件式單元，它隨后對(duì)半折疊 以形成可膨脹的安全氣囊。另外地，與在提花織機(jī)的情況下一樣，各個(gè)此類(lèi)安全氣囊能夠在 一個(gè)集成件中制備?？椢锏膶挾仁紫仁艿綑C(jī)織織布機(jī)的可利用寬度限制和其次受到提花頭 的可操控復(fù)雜性限制。不常見(jiàn)找到能夠機(jī)織大于2. 9m寬度的織物的設(shè)備。該織物必須然 后收縮以便使之尺寸穩(wěn)定，并且在現(xiàn)有技術(shù)的情況下，約8%的收縮率是常見(jiàn)的。因此，該安 全氣囊制造商在最低浪費(fèi)情況下制造跨越(2. 9-8% )m或2. 67m的寬度的整數(shù)的側(cè)簾式安 全氣囊時(shí)受限制。因此，每一個(gè)0. 89m寬的3只安全氣囊是最佳的，或每一個(gè)0. 668m寬的 4只或每一個(gè)0. 534m寬的5只或每一個(gè)0. 445m寬的6只等等。需要側(cè)簾式安全氣囊來(lái)填充在汽車(chē)的車(chē)頂線條與在門(mén)中的窗的底部之間的縫隙， 并且這一距離很少地低于0. 4m或高于0. 6m。優(yōu)選的是在緯線方向中織物的收縮率減到最 少以便制造出最大數(shù)量的安全氣囊。側(cè)簾式安全氣囊經(jīng)過(guò)工程設(shè)計(jì)可以保持膨脹較長(zhǎng)時(shí)間以便在車(chē)輛翻滾多次的事 故中保護(hù)乘客防止在汽車(chē)內(nèi)多次和反復(fù)撞擊。與前端碰撞(其中前端汽車(chē)乘坐者同時(shí)受益 于大型能量吸收折皺區(qū)和前面安全氣囊)不同，在側(cè)撞中沒(méi)有為側(cè)簾和側(cè)邊安全氣囊所輔 助的重要保護(hù)。因此，側(cè)簾式安全氣囊被設(shè)計(jì)以高的內(nèi)壓力操作以維持在乘坐者和穿透危 險(xiǎn)物之間的隔離，并且在較高的拉伸狀態(tài)下操作以便沿著它們的長(zhǎng)度來(lái)將乘坐者留住在車(chē) 輛內(nèi)。要求這些條件最早在充氣過(guò)程中達(dá)到并且在整個(gè)長(zhǎng)時(shí)間翻滾事件中保持。因此，在 遇到碰撞時(shí)讓該簾定位的短時(shí)間會(huì)導(dǎo)致高的慣性和壓力荷載兼有軸向張力，這使得高強(qiáng)度 紗線變得更加重要。
側(cè)簾式安全氣囊的技術(shù)要求強(qiáng)調(diào)對(duì)于具有在空氣中于177°C下測(cè)量的低于5%的 收縮率和具有等于或大于SOcN/tex的韌性且具有適合用于安全氣囊或類(lèi)似織物中的質(zhì)量 水平的高質(zhì)量紗線的需要。
考慮到制備和獲得高韌性聚酰胺紗線和從該紗線制備的織物的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)公 開(kāi)內(nèi)容，和進(jìn)一步假定在從不是典型以收縮率為特征的紗線所制備的此類(lèi)高韌性織物的 生產(chǎn)中遇到的制造低效率，有利的和令人想望的是確定高效生產(chǎn)復(fù)絲聚酰胺紗線的改進(jìn)方 法，該紗線具有等于或大于80cN/teX的韌性和低于5%的熱風(fēng)收縮率(根據(jù)ASTM D 4974)。 此類(lèi)織物對(duì)于包括安全氣囊在內(nèi)的工業(yè)應(yīng)用是尤其令人想望的。本發(fā)明的概述根據(jù)本發(fā)明，提供低于940分特的復(fù)絲聚酰胺紗線，它顯示出等于或大于SOcN/ tex的韌性，以及在177°C下測(cè)量的低于5%的收縮率。本發(fā)明進(jìn)一步涉及從此類(lèi)紗線制造 的織物，尤其用于工業(yè)用紡織品，其中需要以高強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性為特征的織物。屬于本發(fā) 明的一個(gè)主題的紗線和織物特別適合于汽車(chē)安全氣囊應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施方案中本發(fā)明的復(fù)絲紗是由多根的具有在1至9分特/每長(zhǎng)絲(dpf) 范圍內(nèi)的線性密度的單根聚酰胺長(zhǎng)絲組成，使得所得到的紗線具有在Iio至940分特之間 的線性密度。本發(fā)明的紗線包括選自于聚酰胺均聚物、共聚物和它們的混合物中的可熔紡的聚 酰胺，它主要是脂肪族的，即，少于85%的聚合物的酰胺連接鍵連接于兩個(gè)芳族環(huán)上。根 據(jù)本發(fā)明能夠使用廣泛使用的聚酰胺聚合物如聚(己二酰己二胺)(它是尼龍6，6)和聚 (ε “己酰胺)(它是尼龍6)，和它們的共聚物和混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中該聚酰胺是尼 龍 6,6。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案，機(jī)織或針織織物，例如，無(wú)涂層的機(jī)織織物或其它 制品可以從本發(fā)明的尼龍復(fù)絲紗制造，并且在一個(gè)特定的實(shí)施方案中所生產(chǎn)的織物的透氣 性顯示出在500Pa下低于1001/dm2/分鐘的靜態(tài)透氣性(根據(jù)ISO 9237測(cè)量)，例如，在 l-301/dm2/分鐘的范圍內(nèi)，或在l-101/dm2/分鐘的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案， 涂層機(jī)織織物或其它制品可以從本發(fā)明的尼龍復(fù)絲紗制造，和在一個(gè)特定的實(shí)施方案中所 生產(chǎn)的具有合適涂層的織物的透氣性顯示出在0. 01-3. 01/dm2/分鐘范圍的靜態(tài)透氣性，該 涂層包括選自于聚硅氧烷，聚氨酯，和它們的混合物和反應(yīng)產(chǎn)物中的聚合物。在這里使用的 “聚硅氧烷和聚氨酯”是指分別包括各自的共聚物。根據(jù)本發(fā)明這一方面制備的織物特別適 合于汽車(chē)安全氣囊應(yīng)用。在本申請(qǐng)中完成的本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容也設(shè)想由包括織物和膜的層壓結(jié)構(gòu)組成的復(fù) 合織物，其中膜具有5-130g/m2的密度范圍和其中該膜選自聚硅氧烷，聚氨酯以及它們的混 合物和反應(yīng)產(chǎn)物。在其它實(shí)施方案中，從本發(fā)明的紗線制造的機(jī)織織物是以對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)的機(jī)織結(jié) 構(gòu)為特征。因此，織物可以經(jīng)過(guò)構(gòu)造使得這些復(fù)絲紗被機(jī)織到經(jīng)向和緯向，或使得這些紗線 僅僅用于經(jīng)向或僅僅用于緯向。后一種、不對(duì)稱(chēng)類(lèi)型的結(jié)構(gòu)可用于其中特別地在緯向上織 物收縮率的最小化是所希望的那些應(yīng)用中。本發(fā)明進(jìn)一步包括用于制造復(fù)絲聚酰胺紗線的紡拉成形法。該方法包括以下步 驟(a)將熔化尼龍?jiān)诩s40-約85的甲酸相對(duì)粘度下經(jīng)由多毛細(xì)孔紡絲板擠出成多根的長(zhǎng) 絲，然后被引導(dǎo)通過(guò)驟冷區(qū)段；(b)將這些長(zhǎng)絲結(jié)合成復(fù)絲紗，然后將潤(rùn)滑用紡絲整理劑施 涂到紗線上；(c)借助于至少一個(gè)送料輥將該紗線引導(dǎo)至由至少兩對(duì)的驅(qū)動(dòng)拉伸輥組成的 拉伸區(qū)段中，每一對(duì)中的每一個(gè)輥在相同的圓周速度下旋轉(zhuǎn)，并且每一對(duì)在比它之前的一對(duì)更高的圓周速度下旋轉(zhuǎn)；(d)引起該紗線形成環(huán)繞每一對(duì)的這些拉伸輥的至少兩個(gè)環(huán)繞 圈；(e)當(dāng)紗線在第二和任選的附加對(duì)的拉伸輥上通過(guò)時(shí)，通過(guò)用熱、干燥空氣加熱圍繞這 些對(duì)的輥的即時(shí)區(qū)段(immiediate zone)或通過(guò)加熱這些輥或通過(guò)兩者的結(jié)合，將紗線維 持在約160°C至約245°C的溫度下；(f)控制在每一對(duì)的拉伸輥和相鄰對(duì)的拉伸輥之間輥的 相對(duì)圓周速度，和當(dāng)紗線在第二和任選的附加對(duì)的拉伸輥上通過(guò)時(shí)控制紗線的溫度，以便 當(dāng)紗線穿過(guò)每一對(duì)的拉伸輥時(shí)使紗線具有提高的拉伸率并且最終獲得約4. 2到約5. 8的總 紗線拉伸比；(g)將該紗線引導(dǎo)至由第一個(gè)驅(qū)動(dòng)的張力松弛輥和第二個(gè)驅(qū)動(dòng)的張力控制輥 組成的張力松弛和控制區(qū)段，其中第一個(gè)張力松弛輥在相對(duì)于最末對(duì)的拉伸輥(紗線剛剛 離開(kāi))而言更低的圓周速度下旋轉(zhuǎn)并且在比第二個(gè)張力控制輥更低的速率下旋轉(zhuǎn)，使得在 張力松弛和控制區(qū)段中第二個(gè)輥與第一個(gè)輥的圓周速度的比率是約1. 01到約1. 07，1. 01 到1. 04，或甚至1. 02到1. 034，并且因此維持穩(wěn)定的紗線張力，該張力高于當(dāng)該紗線離開(kāi)拉 伸區(qū)段時(shí)該紗線所經(jīng)歷的張力。(h)引導(dǎo)該紗線通過(guò)交纏噴嘴(interlacing jet)；和(i) 引導(dǎo)該紗線至在比張力松弛和控制區(qū)段中的第二個(gè)輥相對(duì)更高的圓周速度下旋轉(zhuǎn)的卷繞 輥上，以便在卷繞過(guò)程中保持穩(wěn)定的紗線張力，并且使得橫穿該張力松弛和控制區(qū)段的紗 線處于比離開(kāi)最末一對(duì)的拉伸輥的紗線更高的張力和處于比卷繞在卷繞輥上的紗線更低 的張力下。附圖的簡(jiǎn)述 本發(fā)明能夠從與簡(jiǎn)要描述如下的附圖相結(jié)合的本發(fā)明以下詳細(xì)說(shuō)明來(lái)更完全地理解。

圖1是對(duì)于具有不同的拉伸強(qiáng)度和收縮率的兩種紗線而言在織物收縮率和最終 織物機(jī)織密度之間的關(guān)系的圖示，各機(jī)織物是在(over)初始機(jī)織密度的范圍內(nèi)。圖2是用于紡絲_拉伸聚酰胺纖維的裝置的示意圖，其中該裝置采用了根據(jù)本發(fā) 明的張力松弛和控制區(qū)。圖3是用于紡絲拉伸聚酰胺纖維的現(xiàn)有技術(shù)裝置的示意圖，其中該裝置采用了包 括在相同速度下運(yùn)行的兩個(gè)張力松弛輥的單個(gè)張力松弛區(qū)段。在下列詳細(xì)說(shuō)明中，在全部的附圖中類(lèi)似的字符指類(lèi)似的元件。本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明涉及高強(qiáng)度、低收縮率聚酰胺復(fù)絲紗和從它制造的織物，以用于工業(yè)和其 它所需應(yīng)用中。本發(fā)明進(jìn)一步涉及制造此類(lèi)紗線的方法。取決于特定的最終使用的應(yīng)用，本發(fā)明的高強(qiáng)度工業(yè)紗線能夠以在110-940分特 范圍內(nèi)的線性密度制造。本發(fā)明的紗線特別適合的最終用途的應(yīng)用的一個(gè)例子是汽車(chē)安全 氣囊的制造。預(yù)期用于安全氣囊織物生產(chǎn)的本發(fā)明的高強(qiáng)度紗線能夠以約235到約940分 特，更典型地約235-470分特的范圍內(nèi)的線性密度制造，該成分單絲典型地具有9dpf或更 小的線密度?？梢允褂萌魏魏侠淼姆痔亍］^低旦尼爾紗線提供質(zhì)輕和薄度，但是獲得較低強(qiáng) 度并且使用起來(lái)更昂貴，因?yàn)樾枰嗟臋C(jī)織來(lái)提供相同的覆蓋率。當(dāng)該紗線的線密度小 于約235分特時(shí)，該織物的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度典型地不足以滿足安全氣囊規(guī)格要求。更 高旦尼爾紗線(例如大于約470分特)傾向于生產(chǎn)更重和更厚的織物，該織物在折疊時(shí)顯 得較硬并且影響到設(shè)備的壓實(shí)性。本領(lǐng)域中觀察者會(huì)清楚知道，對(duì)于全部的上述原因，更高 韌性紗線代表了一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
適合用于本發(fā)明的方法和紗線中并且能夠滿足安全氣囊和其它高強(qiáng)度工業(yè)應(yīng)用 的要求的聚合物包括了選自于聚酰胺均聚物、共聚物和它們的混合物中的可熔紡的聚合 物，這些聚合物主要是脂族的，即少于85%的聚合物的酰胺-連接鍵連接到兩個(gè)芳族環(huán)上。 根據(jù)本發(fā)明能夠使用廣泛使用的聚酰胺聚合物如聚(己二酰己二胺)(它是尼龍6，6)和聚 (ε “己酰胺)(它是尼龍6)，和它們的共聚物和混合物。盡管汽車(chē)安全氣囊被確定為本發(fā)明的紗線和織物的特別合適的應(yīng)用，但是應(yīng)該認(rèn) 識(shí)到，從它們制造的這些紗線和織物的高強(qiáng)度和低收縮率屬性使得它們適合于許多其它工 業(yè)應(yīng)用，其中包括但不限于，縫紉線，水包布帶(cure wrapping tape)，剝離層(peel ply) 織物，工業(yè)用的有涂層和無(wú)涂層的織物，以及需要類(lèi)似屬性的其它應(yīng)用?？椢镌诩訜崽幚?、在水浴中處理或兩者的結(jié)合處理之后所顯示出的收縮度與該紗 線的固有收縮率和機(jī)織密度相關(guān)。圖1舉例說(shuō)明了對(duì)于兩種紗線所測(cè)量的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù) 顯示了在織物收縮率(它通過(guò)在“織物坯(greige)”狀態(tài)下的平行于緯紗的織物尺寸與在 洗滌和干燥之后的同一尺寸之間的差異所定義)和就平行于緯線方向所測(cè)量的經(jīng)紗根數(shù) (ends)/cm而言的最終織物密度之間的相互關(guān)系。上曲線表示了具有84cN/tex的韌性和 6. 6%的177°C下的熱風(fēng)收縮率的典型的現(xiàn)有技術(shù)狀況安全氣囊質(zhì)量級(jí)織物。該織物的紗 線是通過(guò)聯(lián)合的紡絲-拉伸方法來(lái)制造的。沿著曲線的各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)-代表逐漸減少的織物 收縮率和增大的機(jī)織密度-是在越來(lái)越高的初始機(jī)織密度(即在收縮之前)的織物上測(cè)量 的。下曲線是具有71cN/tex的韌性和2. 2%的177°C下熱風(fēng)收縮率的織物的數(shù)據(jù)的相似表 示。該紗線的織物是從分開(kāi)的紡絲和拉伸方法或“兩階段”方法制造的。因?yàn)榭梢灶A(yù)期，機(jī) 織到較高機(jī)織密度的織物能夠比相對(duì)組織更稀松織物(open fabric)較少地收縮。從數(shù)據(jù) 也清楚地看出，降低紗線的收縮率對(duì)于安全氣囊制造商能夠生產(chǎn)出從單個(gè)織物坯上裁切的 更多側(cè)簾或相同數(shù)量的更寬的側(cè)簾有著積極影響作用。本發(fā)明的紗線顯示出80cN/tex的最低韌性，以及低于5%、例如在2. 5-4. 9%范圍 內(nèi)的熱風(fēng)收縮率(根據(jù)ASTM D 4974在177°C下測(cè)量)。屬性的這一結(jié)合已發(fā)現(xiàn)對(duì)于安全 氣囊應(yīng)用是特別理想的，和更具體地說(shuō)，歸因于在機(jī)織后洗滌和干燥操作過(guò)程中安全氣囊 的構(gòu)造中所使用的織物坯的較低收縮率，可以獲得側(cè)簾保護(hù)設(shè)備，其中(1)可膨脹緩沖墊 必須在充氣過(guò)程的早期承受更高的張力和在展開(kāi)(deployment)之后更高和更長(zhǎng)時(shí)間的張 力，和(2)更高的織物利用率。參考圖2，描述了用于制造高強(qiáng)度、低收縮率聚酰胺紗線的根據(jù)本發(fā)明的方法。處 于在40-85范圍內(nèi)的甲酸相對(duì)粘度(根據(jù)ASTM D 789測(cè)量)下并且由本領(lǐng)域中的那些技 術(shù)人員公知的方法制備的熔融尼龍通過(guò)使用普通擠出機(jī)(未顯示)提供到裝有多毛細(xì)孔紡 絲板的紡絲過(guò)濾組合件10中。該熔融聚合物然后經(jīng)由毛細(xì)孔紡絲成多根長(zhǎng)絲，該長(zhǎng)絲在驟 冷區(qū)段20中冷卻和隨后在潤(rùn)滑用紡絲整理劑施涂器(applicator) 30 (在這里施涂?jī)粲驼?理劑)中結(jié)合成復(fù)絲紗35。該紗然后被至少一個(gè)送料輥40引導(dǎo)至第一對(duì)的驅(qū)動(dòng)拉伸導(dǎo)絲 輥(godet roll)50。該紗許多次繞拉伸輥對(duì)50環(huán)繞，它們各自在相同的圓周速度下旋轉(zhuǎn)， 使得各環(huán)繞(wrap)沿著旋轉(zhuǎn)軸側(cè)向移動(dòng)。拉伸的紗線35然后通過(guò)讓紗線行進(jìn)到驅(qū)動(dòng)拉伸導(dǎo)絲輥對(duì)70而進(jìn)一步被拉伸，紗 線繞輥環(huán)繞許多次，使得各次環(huán)繞沿著旋轉(zhuǎn)軸作側(cè)向移動(dòng)。兩個(gè)導(dǎo)絲輥70在相同速度下旋 轉(zhuǎn)但是維持在比輥50更高的圓周速度下。在由導(dǎo)絲輥70之間的區(qū)域表示的拉伸區(qū)段中的紗線被加熱至160°C _245°C，例如205°C _215°C。加熱可以通過(guò)用干燥熱空氣加熱該拉伸 區(qū)段和/或加熱該輥來(lái)進(jìn)行。任選地為由在導(dǎo)絲輥50之間的區(qū)域代表的拉伸區(qū)段的第一 階段提供類(lèi)似的加熱。紗線的拉伸可以以任何數(shù)量的階段進(jìn)行。因此，可以在至少一個(gè)送 料輥40和導(dǎo)絲輥50之間插入附加組的輥，各組的輥產(chǎn)生稍微更高的拉伸度，直至對(duì)于離開(kāi) 由導(dǎo)絲輥70代表的最末拉伸區(qū)的紗線達(dá)到所希望的拉伸比為止。約4. 2到約5. 8，例如約 4. 7到約5. 4的拉伸比已發(fā)現(xiàn)適合于生產(chǎn)具有80cN/tex或更高的韌性的尼龍6，6紗線。 該紗線從拉伸導(dǎo)絲輥70前進(jìn)到由在驅(qū)動(dòng)輥90和100之間的區(qū)域所代表的未加熱 的張力松弛和控制區(qū)段。這些驅(qū)動(dòng)輥90和100兩者具有相關(guān)聯(lián)的分離輥91和92。該絲條 (threadline)環(huán)繞這些驅(qū)動(dòng)輥中的每一個(gè)和然后行進(jìn)到相關(guān)聯(lián)的有角度的分離輥，在這里 該絲條被引起前進(jìn)因此該絲條不與在驅(qū)動(dòng)的輥上的前一次環(huán)繞圈(wrap)發(fā)生重疊。驅(qū)動(dòng) 分離輥的紗線摩擦作用也通過(guò)提供足夠的張力來(lái)穩(wěn)定該紗線。在本發(fā)明的一個(gè)方法中，張 力松弛和控制區(qū)段的張力釋放輥(let-down roll)90在比拉伸輥70更低的圓周速度下旋 轉(zhuǎn)。以這種方法，隨著紗線在輥70和90之間穿過(guò)，在最終拉伸階段中所保留的高紗線張力 被松馳掉并且因此釋放掉收縮，使得該紗線獲得了為特殊的最終用途要求所需要的收縮率 (低于5% )。張力控制輥100和它的相關(guān)聯(lián)的分離輥92是在比張力釋放輥90和它的相關(guān)聯(lián)的 分離輥91更高的圓周速度下旋轉(zhuǎn)。通過(guò)以這種方式控制輥90和100的相對(duì)圓周速度，在張 力松弛和控制區(qū)中的紗線張力被維持在比最終拉伸階段中的紗線的張力更高的水平，因此 確保絲條穩(wěn)定性。輥100與輥90的圓周速度的比率是在約1. 01到約1. 07，更優(yōu)選約1. 01 到約1. 04，最優(yōu)選約1. 02到約1. 034的范圍內(nèi)。重要的是第一個(gè)張力釋放輥90具有紗線 環(huán)繞它的一個(gè)或不足一個(gè)的環(huán)繞圈。如果將附加的環(huán)繞圈置于該輥上，則伴隨著(通過(guò)在 該輥上增大的停留時(shí)間所引起的)過(guò)度冷卻的增大的紗線伸長(zhǎng)可導(dǎo)致不穩(wěn)定的絲條，其因 此導(dǎo)致裂絲(filamentation)，或長(zhǎng)絲的張開(kāi)(splaying)，或絲條斷裂。在松弛和張力控制之后，該紗線被引導(dǎo)通過(guò)交織空氣噴射器105。該紗線，在通過(guò)變向輥110適當(dāng)?shù)囟ㄎ恢?，然后被引?dǎo)至在比輥100更高的圓周 速度下旋轉(zhuǎn)的卷取輥120。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中為了實(shí)現(xiàn)低于5%的收縮率，典型地需要降低離開(kāi)最 末拉伸階段(輥70)的紗線的張力，以便實(shí)現(xiàn)約9-16. 5%的松弛比率。松弛比率的精確值 取決于拉伸區(qū)段的溫度。最末階段拉伸區(qū)段的溫度越高，可允許的張力越高，并且因此在最 終拉伸階段與張力釋放輥90之間該紗線的松弛率越高。在一個(gè)實(shí)施方案中，約210°C的最 終拉伸階段溫度對(duì)應(yīng)于約12到約13%的松弛比率。松弛比率是由式2定義的松弛比率(%) = ((R70-R90)/R70)XlOO, [2]式中，R70是輥70的圓周速度，和R9tl是輥90的圓周速度。這是通過(guò)控制拉伸輥70和第一個(gè)張力釋放輥90的相對(duì)圓周速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了 提供良好的紗線卷裝形成，在紗線離開(kāi)輥90時(shí)在紗線上的張力應(yīng)該低于在卷取輥120上的 紗線張力。這是通過(guò)控制張力控制輥100和卷取輥120的相對(duì)于圓周速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此， 該松弛和張力控制區(qū)段經(jīng)過(guò)構(gòu)型設(shè)計(jì)可以將該松弛和控制張力區(qū)段(在輥90和100之間) 與最末階段拉伸區(qū)段(輥70)和卷取區(qū)段(輥120)分開(kāi)，并將紗線張力維持在高于最后階段拉伸區(qū)段(輥70)中紗線的張力和低于紗線被卷繞到卷取輥120時(shí)紗線的張力的恒定水平。根據(jù)本發(fā)明的方法，提供全取向紗線，它能夠同時(shí)滿足等于或大于80cN/tex的韌性要求以及低于5%的收縮率要求。各種添加劑可以引入在該長(zhǎng)絲/紗線之內(nèi)或局部地被添加到該長(zhǎng)絲/紗線中，以 便改進(jìn)該紗線紡絲和其它后處理過(guò)程的可加工性以及賦予某些其它令人想望的屬性。此類(lèi) 添加劑可包括，但不限于，例如抗氧化劑，熱穩(wěn)定劑，光滑劑，抗靜電劑和阻燃劑。從剛剛描述的方法制造的紗線來(lái)機(jī)織或針織本發(fā)明的織物能夠通過(guò)完全普通的 方法來(lái)進(jìn)行。從本發(fā)明的紗線形成機(jī)織織物能夠在織機(jī)上通過(guò)使用噴氣、噴水或機(jī)械法 (如片梭或劍桿織機(jī))在多根經(jīng)紗之間插入緯紗來(lái)進(jìn)行。本領(lǐng)域中那些技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，稱(chēng)為施膠化合物的化合物可以在機(jī)織之前被施 涂于紗線上，以便限制摩擦力引起的損傷量、熱積聚和在機(jī)織過(guò)程中由紗線與運(yùn)動(dòng)部件和 與其它紗線的接觸所引起的磨損。此類(lèi)施膠化合物能夠用作潤(rùn)滑劑和/或保護(hù)涂層以便維 持該紗線的完整性?？梢允褂檬┠z化合物如聚丙烯酸，聚乙烯醇，聚苯乙烯，聚乙酸酯，淀 粉，凝膠，油或蠟。本發(fā)明的機(jī)織織物能夠進(jìn)行水性處理，該處理需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的(1)來(lái)自纖維 紡絲過(guò)程的紡絲整理劑和來(lái)自機(jī)織過(guò)程的施膠化合物兩者的除去，和(2)在紗線中任何潛 在收縮的松弛。加工助劑從紗線中的除去對(duì)于避免在(在安全氣囊展開(kāi)一旦成為必要之前 該織物典型地所經(jīng)歷的)長(zhǎng)的貯存時(shí)間中任何細(xì)菌繁殖，以及對(duì)于除去任何殘留表面材料 (它與不透氣涂層的后續(xù)、任選的應(yīng)用不相容并干擾該應(yīng)用)是重要的。潛在收縮的松弛對(duì) 于實(shí)現(xiàn)織物的尺寸穩(wěn)定性以及與織物結(jié)構(gòu)的緊固相關(guān)的較低氣體滲透性是重要的。當(dāng)劍桿、片梭或噴氣機(jī)織法用于本發(fā)明織物的制造時(shí)，水性處理是在維持于 600C -100°C，例如90°C _95°C下的水浴中進(jìn)行的。所使用的濕處理時(shí)間和任何浴添加劑(例 如洗滌劑)取決于所要除去的施膠劑/紡絲整理劑并且可由本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員確 定。在水性處理之后，聚酰胺織物在熱空氣中在140°C _160°C、例如140°C _150°C范圍內(nèi)的 較高溫度下干燥，以達(dá)到4-6%的殘留含水量。希望維持熱風(fēng)干燥溫度在160°C或更低以獲 得低的透氣性。在過(guò)高的溫度下加熱或加熱較長(zhǎng)時(shí)間可降低水分含量至較低值，這會(huì)導(dǎo)致 水分的再吸附以及機(jī)織結(jié)構(gòu)的伴發(fā)性不穩(wěn)定。然而，如果織物需要涂覆，則在170°C -225°C 范圍內(nèi)的更高溫度下的干燥是所希望的。本發(fā)明的聚酰胺織物的噴水機(jī)織法的使用是特別理想的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在機(jī)織織布機(jī) 本身中水的使用排除了為除去紡絲整理劑和施膠化合物所需要的單獨(dú)的水性處理步驟。事 實(shí)上，當(dāng)使用噴水機(jī)織法時(shí)，施膠化合物的使用能夠完全地避免。然而，因?yàn)榭椢锸湛s和穩(wěn) 定化的需要，常常仍然存在著對(duì)熱的水性處理的需要。與在本發(fā)明的紗線和織物中一樣，如 果收縮率足夠地低則該收縮率能夠另外受到熱棒、紅外裝置或其它輻射加熱方式的使用所 影響。預(yù)期用于安全氣囊織物中的根據(jù)本發(fā)明的織物可顯示出在500Pa下在l-301/dm2/ 分鐘，例如l-10dm2/l范圍內(nèi)的低氣體滲透率。通過(guò)使用本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員所了解 的無(wú)涂層的織物可實(shí)現(xiàn)該滲透率值。如果需要接近零的滲透率，則涂層是需要的，這是本領(lǐng) 域中的那些技術(shù)人員已知的。
非常致密組織是實(shí)現(xiàn)低氣體滲透率的一種途徑。因?yàn)樵诒景l(fā)明范圍內(nèi)紗線的低收 縮率(低于5%)，較低織物收縮率可以用來(lái)對(duì)最終機(jī)織密度(在水性處理之后)作出貢獻(xiàn)， 因此，起始組織結(jié)構(gòu)必須按比例更高。實(shí)現(xiàn)該構(gòu)造的方法對(duì)于機(jī)械和流體噴射型織機(jī)兩者 是已知的，并且實(shí)現(xiàn)所需氣體滲透率水平的現(xiàn)有技術(shù)中已知的這些方法或類(lèi)似方法中的任 何一種都可以適宜地采用。 用非常致密的或較低密實(shí)機(jī)織織物實(shí)現(xiàn)低氣體滲透性的另一個(gè)途徑是以5_130g/ m2范圍內(nèi)的載量將不透氣涂料施涂到該織物的至少一個(gè)表面上?？椢锟梢酝ㄟ^(guò)使用刀，輥， 浸涂，擠出和其它涂覆法來(lái)涂覆。用于該目的的涂料包括選自聚硅氧烷、聚氨酯和它們的混 合物和反應(yīng)產(chǎn)物中的聚合物。在這里使用的“聚硅氧烷和聚氨酯”是指分別包括各自的共聚物。該列表沒(méi)有限 制意義，并且發(fā)揮相同功能和不損害安全氣囊織物的所需性能或性能參數(shù)的其它涂料都可 以使用。用非常致密的或較低密實(shí)機(jī)織織物實(shí)現(xiàn)低氣體滲透性的再另一個(gè)途徑是提供織 物和膜的層壓結(jié)構(gòu)，其中由該膜提供的覆蓋率是由5-130g/m2的范圍表征的。用于該目的 的膜包括選自聚硅氧烷、聚氨酯和它們的混合物和反應(yīng)產(chǎn)物中的聚合物。該列表沒(méi)有限制 意義，并且發(fā)揮相同功能和不損害安全氣囊織物的所需性能或性能參數(shù)的其它膜都可以使用。用于安全氣囊織物的聚酰胺紗線一般是從具有5-15%的熱風(fēng)收縮率(于177°C下 測(cè)量)的紗線制造的。該接觸織物所需要的低滲透性需要致密的織物，并且通過(guò)在濕處理 過(guò)程中提供該紗線的松弛，這些較高收縮程度有助于實(shí)現(xiàn)該目的。本發(fā)明的機(jī)織織物典型地在60°C到100°C，例如90°C _95°C的水浴中進(jìn)行處理，任 選之后進(jìn)行干燥，以便松馳該織物和使之變得更致密。該濕處理也有助于除去在機(jī)織之前 所施涂的任何施膠劑。這是有利的，以便在(在安全氣囊展開(kāi)一旦變成必要之前該織物典 型地經(jīng)歷的)長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間中避免細(xì)菌侵害。該水浴也用于除去在來(lái)自纖維紡絲過(guò)程的紗 線上的任何紡絲整理劑。該水浴處理優(yōu)選后面接著進(jìn)行在更高溫度下的熱風(fēng)干燥。如果低 的透氣性是所希望的，則熱氣加熱過(guò)程應(yīng)該維持在160°C或更低。在過(guò)高的溫度下加熱能夠 隨著延長(zhǎng)織物存儲(chǔ)時(shí)間導(dǎo)致水分的再吸附，引起該組織結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。如果需要涂層，則使 用更高的溫度，典型地在170°C _225°C范圍內(nèi)。所使用的濕處理時(shí)間和任何浴添加劑取決于所要除去的施膠劑/絲整理劑并且 可由本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員確定。濕處理可導(dǎo)致為實(shí)現(xiàn)預(yù)期透氣性所需要的足夠的松弛 度和因此織物密度。從本發(fā)明的紗線形成機(jī)織織物能夠在織機(jī)上通過(guò)使用流體噴射或機(jī)械法在多根 經(jīng)紗之間插入緯紗來(lái)進(jìn)行?？梢允褂猛耆胀ǖ臋C(jī)織設(shè)備，其中包括噴水，噴氣，片梭或劍 桿織機(jī)。本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員會(huì)知道，更高韌性的紗線需要稱(chēng)作施膠化合物的化合物 的局部施用以增強(qiáng)在機(jī)織過(guò)程中紗線的機(jī)械完整性。可以使用的施膠化合物典型地是聚 丙烯酸，雖然其它聚合物如聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚乙酸酯可以同樣地使用。盡管施膠化 合物典型地有效增強(qiáng)高韌性紗線的機(jī)械完整性，但該施膠劑傾向于包圍紗線涂覆油(yarn oil)，后者與在織物形成為安全氣囊結(jié)構(gòu)之前用于涂覆織物的聚合物不相容。因此，推薦的作法是通過(guò)在任何涂覆操作之前沖洗和干燥該織物來(lái)除去該施膠化合物以及被包圍的紗 線涂覆油。特別有用的益處是提供織物，該織物可用于安全氣囊或其它工業(yè)織物并且它是在噴水織機(jī)上機(jī)織的。采用這一方法的機(jī)織可以減少或避免了將施膠化合物施涂到紗線上的 選擇。另外不再需要單獨(dú)的沖洗步驟，因?yàn)樵诩徑z過(guò)程中施涂的紗線涂覆油可在機(jī)織過(guò)程 本身中被除去。相反，用在其上沒(méi)有施膠化合物的紗線使用劍桿或噴氣織機(jī)，可導(dǎo)致因?yàn)闊岱e聚 以及在機(jī)織過(guò)程中由經(jīng)紗與插入梭口中的活動(dòng)部件的接觸所引起的磨損造成的不可接受 的紗線損傷。噴水機(jī)織法的使用可避免由于熱積聚和磨損所引起的紗線損傷，因?yàn)樵谔畛?紗線插入棱口中的過(guò)程中經(jīng)紗不與活動(dòng)部件接觸。雖然噴水機(jī)織法典型地導(dǎo)致比劍桿機(jī)織法更低密度的機(jī)織，但是在美國(guó)專(zhuān)利 5，421，378中公開(kāi)的方法能夠用于噴水式機(jī)織未施涂施膠化合物的紗線，以生產(chǎn)具有與用 劍桿機(jī)織法所達(dá)到的機(jī)織密度相當(dāng)?shù)臋C(jī)織密度和不需要沖洗的織物。對(duì)于本發(fā)明的織物能夠使用普通的后處理。具體地說(shuō)，當(dāng)以20-40克/每平方米 使用織物涂料如聚硅氧烷橡膠時(shí)，該涂層能夠改變織物的靜態(tài)透氣性以達(dá)到在0. 01-3. 01/ dm2/分鐘范圍內(nèi)的接近零的透氣性。完全普通的涂料和施涂該涂料的方法都適合于本發(fā)明 的織物。各種添加劑可以引入在該長(zhǎng)絲/紗線之內(nèi)或局部地被添加到該長(zhǎng)絲/紗線中，以 便改進(jìn)該紗線紡絲和其它后處理過(guò)程的可加工性以及賦予某些其它令人想望的屬性。此類(lèi) 添加劑可包括，但不限于，例如抗氧化劑，熱穩(wěn)定劑，光滑劑，抗靜電劑和阻燃劑。此類(lèi)添加 劑的弓丨入決不減少本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。以上實(shí)施方案和描述在下面實(shí)施例部分中的那些實(shí)施方案僅僅作為例子來(lái)給出。 落入在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的本發(fā)明的許多其它實(shí)施方案對(duì)于本領(lǐng)域中熟練技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。試驗(yàn)方法下列試驗(yàn)方法用于下面的實(shí)施例中分特(ASTM D 1907)是纖維的線密度，表達(dá)為10千米的紗線或長(zhǎng)絲的重量(克)。 通過(guò)測(cè)定從采用環(huán)繞輪的卷裝上退繞的一絞的紗線的重量來(lái)測(cè)定分特(通常稱(chēng)為dtex)。通過(guò)使用從Instron of Canton，Mass商購(gòu)的恒定伸長(zhǎng)速率(CRE)拉伸試驗(yàn)機(jī)，測(cè) 定含有120圈/每米的捻度的紗線的斷裂力來(lái)測(cè)量紗線斷裂力(ASTM D 885)。紗線計(jì)量長(zhǎng) 度是250mm和伸長(zhǎng)速率是300mm/分鐘。斷裂力以牛頓為單位報(bào)道。紗線斷裂韌性和斷裂伸長(zhǎng)率是根據(jù)ASTM D 885測(cè)量的。斷裂韌性是紗線的最高 斷裂力除以分特，并且通常以單位cN/tex報(bào)道。織物斷裂強(qiáng)度是根據(jù)ISO 13934-1測(cè)量的。紗線熱風(fēng)收縮率是根據(jù)ASTM D 4974，通過(guò)讓松弛的紗線承受0. 44cN/ tex+/"0. 088cN/tex的規(guī)定拉伸負(fù)荷，在177°C下干熱環(huán)境中經(jīng)過(guò)2分鐘的時(shí)間測(cè)量的。下列實(shí)施例舉例說(shuō)明本發(fā)明但是不限制本發(fā)明。與不具有本發(fā)明的區(qū)別特征的對(duì) 比實(shí)施例對(duì)比，可以看出本發(fā)明的特別有利的特征。實(shí)施例在下面實(shí)施例中表征的全部紗線具有圓形橫截面并且從均聚物尼龍6，6熔紡而 成。熱穩(wěn)定劑添加劑配料存在于聚合物中。通過(guò)使用具有聯(lián)合拉伸和卷取階段的普通熔融 紡絲過(guò)程來(lái)制造紗線。該紗線按照紗線的Iwt%的標(biāo)稱(chēng)負(fù)載量來(lái)涂油。實(shí)施例1舉例說(shuō)明本發(fā)明的樣品1是通過(guò)使用在圖2中所示的具有附加張力松弛和控制步 驟的紡拉方法制備的。剩下的實(shí)施例是對(duì)比樣品，各自以具有字母前綴的編號(hào)表示，并且各 自通過(guò)圖3來(lái)說(shuō)明。(在圖3中，復(fù)絲紗35由進(jìn)料輥40和45輸送到拉伸輥，各輥具有相關(guān) 聯(lián)的分離輥41和46)對(duì)比樣品各自與樣品1同樣地紡絲和拉伸，只是如圖3中所示，張力 松弛步驟是用聯(lián)合的松弛和張 力釋放輥對(duì)100來(lái)進(jìn)行的，各自在相同的速度下但在低于拉 伸輥70的速度下旋轉(zhuǎn)。所釋放的張力的量和因此最低可到達(dá)的收縮率是通過(guò)觀察在能夠 維持穩(wěn)定絲條的這一張力松弛區(qū)段中的最低張力來(lái)測(cè)定的。表 1 從表1中的數(shù)據(jù)可以清楚地看出，僅僅樣品1，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的紗線，滿足了至 少SOcN/tex的在收縮前的所需韌性參數(shù)以及低于5%的熱風(fēng)收縮率。實(shí)施例2在這一實(shí)施例中，概括在表2中，機(jī)織織物是通過(guò)使用本發(fā)明紗線或?qū)Ρ燃喚€在 噴水織機(jī)上構(gòu)造的。在全部情況下紗線是具有140長(zhǎng)絲支數(shù)的470分特。本發(fā)明的紗線用 數(shù)字標(biāo)記，和對(duì)比樣品是通過(guò)帶有字母前綴的編號(hào)來(lái)鑒別。本發(fā)明的紗線是通過(guò)與在實(shí)施 例1中對(duì)于舉例說(shuō)明本發(fā)明的紗線所述的相同的方法來(lái)制造的。對(duì)比紗線是通過(guò)與在實(shí)施 例1中對(duì)于對(duì)比紗線所述的相同方法來(lái)制造，只是紗線拉伸和松弛的程度加以改變，以便 得到具有不同韌性和收縮率值的紗線。全部結(jié)果是針對(duì)無(wú)涂層的織物獲得的。很明顯，與具有類(lèi)似韌性的預(yù)先可獲得的高韌性紗線相比，本發(fā)明的紗線的使用允許生產(chǎn)出具有降低的織物收縮率的較低透氣性織物。也明顯的是，可以生產(chǎn)與先前可獲 得的低收縮率紗線相比更低透氣性的更高韌性織物。表 2 實(shí)施例3在本實(shí)施例中，概括在表3中，機(jī)織織物是在One-Piece-Woven(OPW)噴氣織機(jī)上 構(gòu)造的。本發(fā)明的織物用數(shù)字標(biāo)記，和對(duì)比織物是通過(guò)帶有字母前綴的編號(hào)來(lái)鑒別。用于 制造描述在表3中的織物的本發(fā)明紗線和對(duì)比紗線是通過(guò)與在實(shí)施例2中所述相同的方法 來(lái)制造的。很明顯，與從以前可獲得的高韌性紗線制造的織物相比，本發(fā)明的紗線可用于生 產(chǎn)具有更大寬度和類(lèi)似強(qiáng)度的非常高韌性氣囊緩沖墊(四個(gè)/每個(gè)織機(jī)寬度)。因此，織物 制造效率被最大化。表權(quán)利要求
聚酰胺復(fù)絲紗，它具有等于或大于80cN/tex的韌性，低于5％的在177℃下的熱風(fēng)收縮率和不大于940分特的線密度。
2.權(quán)利要求1的復(fù)絲紗，其中聚酰胺包括選自聚酰胺均聚物、共聚物和它們的混合物 中的可熔紡的聚合物，它們主要是脂肪族的，即，少于85%的聚合物的酰胺連接鍵連接于兩 個(gè)芳族環(huán)上。
3.權(quán)利要求1的復(fù)絲紗，其中聚酰胺包括聚(己二酰己二胺)(尼龍6，6)。
4.權(quán)利要求1的復(fù)絲紗，其中構(gòu)成該紗的單根長(zhǎng)絲的線密度是在l_9dpf范圍內(nèi)以及該 紗的線密度是在110-940分特的范圍內(nèi)。
5.從權(quán)利要求1的紗制造的制品。
6.制造權(quán)利要求1所述的紗的紡拉方法，它包括以下步驟a.將熔化尼龍?jiān)诩s40-85的甲酸相對(duì)粘度下經(jīng)由多毛細(xì)孔紡絲板擠出成多根的長(zhǎng)絲， 其然后被引導(dǎo)通過(guò)驟冷區(qū)段；b.將這些長(zhǎng)絲結(jié)合成復(fù)絲紗，然后將潤(rùn)滑用紡絲整理劑施涂到紗上；c.借助于至少一個(gè)送料輥將該紗引導(dǎo)至由至少兩對(duì)的驅(qū)動(dòng)拉伸輥組成的拉伸區(qū)段中， 每一對(duì)中的每一個(gè)輥在相同的圓周速度下旋轉(zhuǎn)，并且每一對(duì)以比它之前的一對(duì)相對(duì)更高的 圓周速度旋轉(zhuǎn)；d.引起該紗形成環(huán)繞每一對(duì)所述拉伸輥的至少兩個(gè)環(huán)繞圈；e.當(dāng)紗在至少兩對(duì)的拉伸輥上通過(guò)時(shí)，通過(guò)用熱的、干燥空氣加熱圍繞所述對(duì)的輥的 即時(shí)區(qū)段或通過(guò)加熱這些輥或通過(guò)兩者的結(jié)合，將紗維持在約160°C至約245°C的溫度下；f.控制在每一對(duì)的拉伸輥和下一對(duì)的拉伸輥之間輥的相對(duì)圓周速度，和當(dāng)紗在至少兩 對(duì)的拉伸輥上通過(guò)時(shí)控制紗的溫度，以便當(dāng)紗穿過(guò)每一對(duì)的拉伸輥時(shí)使紗具有提高的拉伸 率，并且最終獲得4. 2-5. 8的總紗線拉伸比；g.將該紗引導(dǎo)至由第一個(gè)驅(qū)動(dòng)的張力松弛輥和第二個(gè)驅(qū)動(dòng)的張力控制輥組成的張力 松弛和控制區(qū)段，其中該第一個(gè)輥在相對(duì)于該紗剛剛離開(kāi)的最末對(duì)的拉伸輥而言更低的圓 周速度下旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)約9至約16. 5%的松弛比率，并且在比所述第二個(gè)輥更低的速率 下旋轉(zhuǎn)，使得在張力松弛和控制區(qū)段中第二個(gè)輥與第一個(gè)輥的圓周速度的比率是約1.01 到約1.07，并且因此在張力松弛和控制區(qū)段中維持穩(wěn)定的紗線張力，該張力高于當(dāng)該紗離 開(kāi)拉伸區(qū)段時(shí)其所經(jīng)歷的張力；h.引導(dǎo)該紗通過(guò)交纏噴嘴；和i.將該紗引導(dǎo)至在比張力松弛和控制區(qū)段中的第二個(gè)輥更高的圓周速度下旋轉(zhuǎn)的卷 繞輥上，以便在卷繞過(guò)程中保持穩(wěn)定的紗線張力，并且使得橫穿該張力松弛和控制區(qū)段的 紗處于比離開(kāi)最末對(duì)的拉伸輥的紗更高的張力和處于比卷繞在卷繞輥上的紗的張力更低 的張力下。
7.包括權(quán)利要求1的紗的機(jī)織或針織織物。
8.從權(quán)利要求7的織物制造的制品。
9.權(quán)利要求7的無(wú)涂層的機(jī)織織物，其特征在于在500Pa下低于1001/dm2/分鐘的透 氣性。
10.權(quán)利要求7的無(wú)涂層的機(jī)織織物，其特征在于透氣性是在l-301/dm2/分鐘的范圍內(nèi)。
11.權(quán)利要求7的無(wú)涂層的機(jī)織織物，其特征在于透氣性是在l-101/dm2/分鐘的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的織物，進(jìn)一步包括涂層，其中涂層是以5-130g/m2范圍內(nèi)的涂覆 量施涂和其中該涂層包括選自聚硅氧烷、聚氨酯和它們的混合物和反應(yīng)產(chǎn)物中的聚合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的涂層織物，其特征在于低于21/dm2/分鐘的透氣性。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的織物，進(jìn)一步包括織物和膜的層壓結(jié)構(gòu)，其中膜具有在5-130g/ m2范圍內(nèi)的密度，和其中膜包括選自聚硅氧烷、聚氨酯和它們的混合物和反應(yīng)產(chǎn)物中的聚 合物。
15.包括權(quán)利要求11的織物的安全氣囊。
16.包括權(quán)利要求13的織物的安全氣囊。
17.包括權(quán)利要求11的織物的一件式機(jī)織安全氣囊。
18.包括權(quán)利要求13的織物的一件式機(jī)織安全氣囊。
19.包括相對(duì)于緯向平行取向的根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)絲紗的織物。
20.包括相對(duì)于經(jīng)向平行取向的根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)絲紗的織物。
全文摘要
公開(kāi)了以高韌性和低收縮率為特征的復(fù)絲聚酰胺紗。從它制備的此類(lèi)紗或織物能夠用于這些性能的結(jié)合是所希望的工業(yè)應(yīng)用中。此類(lèi)紗特別可用于汽車(chē)安全氣囊織物的制造中。也公開(kāi)的是制造此類(lèi)紗的方法。紗制造方法包括紡絲-拉伸熔化尼龍，松馳和控制該紗張力，然后卷繞該紗。由這一方法制得的紗顯示出在110-940分特范圍內(nèi)的線密度，等于或大于80cN/tex的韌性，以及在177℃下測(cè)量的低于5％的收縮率。
文檔編號(hào)D01F6/60GK101849047SQ200880114931
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者D·F·鄧普斯特, J·A·巴恩斯 申請(qǐng)人:因維斯塔技術(shù)有限公司