專利名稱：可高縮的聚丙烯腈長絲紗及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可高縮的聚丙烯腈長絲紗，這些長絲紗可與其他紗或織物混合，(形成經(jīng)紗、復(fù)絲紗、混紡機織物、混紡針織物及其類似產(chǎn)品)，從而具有獨特的形狀和改觀的圖案。
常見的熱縮聚丙烯腈纖維，以生產(chǎn)膨體精紡紗所用的纖維為最典型的代表，它們可大批量生產(chǎn)，并有工業(yè)用途。制造這些熱縮纖維的程序是對一種聚丙烯腈聚合物的溶液進行濕紡，纖維經(jīng)處理而脫除溶劑，然后，以3∶1至6∶1的拉伸率在熱水中對其拉伸，對所得絲束上油，放到120～140℃溫度下使之脫水變干，再烘干以排除其中的空隙，繼而通過卷曲機作機械性卷曲，再對卷曲的絲束作濕-熱松馳，隨后，根據(jù)對纖維產(chǎn)品熱縮性的要求，采用濕熱法或干熱法，以大約1.1∶1.0至2.0∶1.0的拉伸率進行拉伸。
用可熱縮的纖維生產(chǎn)高膨松精紡紗時，將該種纖維與不可縮纖維混紡成單紗或雙股紗，再對混紡紗作松弛熱處理，讓熱縮纖維單獨收縮，即可制得完整的膨體紗。這種情況之下，可熱縮纖維的混比約為40%，對混紡紗作熱縮處理時，要注意達到適當(dāng)?shù)睦w維縮率(或混紡紗有適當(dāng)?shù)呐蛩尚?并使熱縮纖維有穩(wěn)定性，這樣，經(jīng)過熱縮的纖維就不致因后續(xù)工序中的張力作用而拉伸。也就是說，除熱縮度之外，熱縮纖維特性中還有一個重要因素，即繼熱縮作用之后，外力產(chǎn)生的伸長力還要起作用，這時要確保纖維尺寸上的穩(wěn)定性。常見的高膨體紗的沸水縮率(以下簡稱B.W.S.)約為10～40%。
如今，人們也生產(chǎn)含100%高縮聚丙烯腈纖維的精紡紗，以之為原料來生產(chǎn)包纏紗的芯紗等其他類型的經(jīng)紗。
此外，利用熱縮性，也可用于本發(fā)明主要內(nèi)容相類同的聚丙烯腈長絲生產(chǎn)出各種各樣的原料。把熱縮聚丙烯腈長絲同非熱縮或低熱縮長絲混合起來，可以做成有明顯形態(tài)特征和功能特征的股線或復(fù)絲。由于是用連續(xù)流程進行生產(chǎn)，所以，熱縮聚丙烯腈長絲的沸水縮率BWS比熱縮聚丙烯腈短纖維的低。常見的長絲紗的B.W.S.約為20%，就是特別高的值也只是24～25%。
幾乎在所有體現(xiàn)熱縮纖維性能的案例中，人們迄今所關(guān)注的只是纖維的熱縮率以及有所顯示并得到利用的熱縮度。此外，有關(guān)熱縮材料進展情況的報導(dǎo)，迄今也都是針對熱縮應(yīng)力。例如，美國US4108845和US4508672號專利和英國GB1508025號專利對熱縮度有所描述，但均未描述熱縮應(yīng)力，而美國US4256684號專利描述了熱縮應(yīng)力，然而其數(shù)值很低，只有1215mg/tex(
0.135g/d)。
本發(fā)明所要解決的問題然而，熱縮應(yīng)力這個因素，幾乎與熱縮度具有同等重要性。
例如，我們看看下面的情況要織一種泡泡紗之類的織物，其部分經(jīng)紗采用高縮型的紗，而緯紗均用不可縮或低縮紗，每類經(jīng)紗分成若干組，每組由幾根或10根紗組成，兩種類型的經(jīng)紗組交替排列，然后，把織物放進熱水作松弛收縮處理。如果在收縮處理時高縮經(jīng)紗所顯示的熱縮應(yīng)力低(例如干-熱縮應(yīng)力的最大值約為0.1g/d)，這個應(yīng)力就克服不了抱合力，也克服不了經(jīng)紗和緯紗在加工時所受到的張力，因而，該高縮經(jīng)紗的B.W.S.低于全紗的B.W.S.，致使該泡泡紗類織物的膨松性不能令人滿意。
可縮原料紗應(yīng)當(dāng)具備的另一重要特性是其尺寸的穩(wěn)定性，或者說它對外力導(dǎo)致形變的抗性。這里說的外力是在熱縮處理以后施加到紗線上的。這些紗的應(yīng)力應(yīng)變曲線(S-S曲線)應(yīng)當(dāng)是陡坡形，換言之，這些紗要盡量近乎屬于有高的楊氏模量、低伸長度和高彈性類型，才合乎要求。反之，楊氏模量高、伸長度大、彈性低的紗容易被縱向外力所拉伸，也就是說，織物(機織物、針織物等)在經(jīng)過熱縮處理后的加工階段，已熱縮的紗線甚至?xí)晃⑷醯漠惓埩旎蚶瓟啵蚨m應(yīng)不了較大的加工張力等環(huán)境，其結(jié)局也就不理想。
比如，在上述泡泡紗類擴張的織物上，已熱縮的經(jīng)紗會負載加到織物上的縱向張力，假如在后來縫制或穿著服裝時受到微小的外力而拉伸，織物就不能用了。理所當(dāng)然，經(jīng)過熱縮的經(jīng)紗必須能足以抗衡縫制工序或穿著時通常會加到織物上的外力，因而，讓這些熱縮后的紗具有高的楊氏模量，才合乎要求。
聚酯纖維長絲紗易于具有高的熱縮性(B.W.S.為40～60%)，能顯示出高拉伸型的S-S曲線，即沸水處理后的楊氏模量低。熱縮性增大，這種趨勢更明顯，也就更容易出現(xiàn)問題。
下面的另一例子表明，經(jīng)沸水處理的高可縮聚丙烯腈纖維的楊氏模量低就出現(xiàn)問題。包纏紗(公支M.C.為1/20′S，捻數(shù)為160T/M)的芯紗采用細紗(公支M.C.為1/52′S，捻數(shù)為680T/M)，纏繞紗采用毛絨狀纏繞纖維，芯紗為100%的高可縮聚丙烯腈纖維，纏繞紗為5d×VC(不等長切斷)聚丙烯腈纖維(B.W.S.為0-20%)。將這些雙股包纏紗制成絞(300g)，再用100℃蒸氣進行30分鐘的松弛熱處理，形成以經(jīng)過熱縮的紗作為芯紗的起圈紗，上蠟時卷到錐筒上。熱縮處理時，這種雙股包纏紗的公支從2/20′S變至2/12′S。在實現(xiàn)雙合股和進行熱縮處理時，各自構(gòu)成芯紗的細紗公支(1/52′S)從2/52變?yōu)?/30，因而，施加在2/12′s(M.C.)芯紗上的全部張力都由2/30′S(M.C)紗所負載。用一臺5-G平針織機將這些變形紗加工成平針組織的織物時，為獲得更好的手感，應(yīng)當(dāng)用細針距來織，而細針距加工又會增加平均針織張力，當(dāng)由于某種原因而使針織張力發(fā)生變化時，芯紗會頻繁斷裂，即便不斷裂，也會拉伸和變細，以致造成織物的外觀缺陷。
附

圖1、2、3加上有關(guān)說明，有助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。
圖1所顯示的，是高可縮聚丙烯腈長絲中產(chǎn)生的最大熱縮應(yīng)力與以這些長絲作經(jīng)紗的織物受沸水松弛時機織物的B.W.S.之間的關(guān)系。
圖2為一定負荷下織物的經(jīng)向拉伸，其中，沸水熱縮后不同楊氏模量的高縮絲分別用作織物經(jīng)紗的某些部分。
圖3表示沸水處理前后本發(fā)明的一種紗和市面上一種細紗的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
本發(fā)明人為了提供有高熱縮率和高熱縮應(yīng)力并在沸水處理后有高楊氏模量的熱縮性紗，進行了廣泛的研究。結(jié)果，某些聚丙烯腈長絲紗能達到上述要求。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，聚丙烯腈纖維與含有結(jié)晶聚合物的聚酯纖維或聚醛纖維不同，甚至在相當(dāng)高溫條件下熱收縮時，由于它內(nèi)部是纖維結(jié)構(gòu)而不會結(jié)晶，因而容易用聚丙烯腈纖維生產(chǎn)出有高熱縮性和高熱縮應(yīng)力的紗。
本發(fā)明的高縮聚丙烯腈長絲紗的B.W.S.至少為20%，最好至少達27%;在干加熱空氣中，最大熱縮應(yīng)力至少為0.15g/d，最好至少為0.2g/d;從實用考慮，該紗在沸水處理后的楊氏模量至少為280kg/mm2，最好至少達320kg/mm2，這一點至關(guān)重要。如上所述，本發(fā)明的聚丙烯腈長絲紗除了有比一定值更高的熱縮性以外，還有將高熱縮應(yīng)力與沸水處理后的高楊氏模量結(jié)合在一起的性能特征，目的在于使其在織物形態(tài)下充分發(fā)揮它的熱縮特性。當(dāng)B.W.S.低于20%時，該紗要作為商品的話，其熱縮度就不夠了，即使在織物形態(tài)下它能充分顯示其熱縮性。從實用考慮，BWS至少達27%才算理想。
(根據(jù)我們的研究結(jié)果看來)，本發(fā)明的聚丙烯腈長絲紗的一個重要性能特征是熱縮應(yīng)力。當(dāng)熱縮應(yīng)力是0.1g/d左右時，該紗放到下述環(huán)境中作收縮熱處理時就不能充分顯示其熱縮性，這個環(huán)境是用該紗織成一種緯紗與經(jīng)紗的抱合力強的織物，因而難以提供合乎要求的產(chǎn)品。從實用考慮，要求的熱縮應(yīng)力至少為0.15g/d，至少到2.0g/d則特別好。
圖1表示在高縮聚丙烯腈長絲中產(chǎn)生的最大熱縮應(yīng)力與以這些長絲作經(jīng)紗的織物受沸水松弛處理時機織物的B.W.S.之間的關(guān)系。當(dāng)最大熱縮應(yīng)力在0.1g/d左右時，經(jīng)紗的B.W.S.值比該紗在自由態(tài)時的值小得多。當(dāng)該最大值超過0.15g/d時，施加在織物中紗上的抱合力或加工張力就超不過它了。當(dāng)最大值為0.2g/d或更高時，經(jīng)線的BWS值就接近該紗自由態(tài)時的應(yīng)力值，因而，織物中這種紗可以充分熱縮。
為使本發(fā)明的高縮聚丙烯腈長絲紗在干加熱空氣中顯示其最大的熱縮應(yīng)力，理想的溫度是從90℃到130℃。通常進行熱縮的辦法是常壓蒸氣處理或熱水處理，要讓該紗在上述環(huán)境中充分顯示其熱縮應(yīng)力從而充分收縮，這個溫度區(qū)是理想的。
這就是說，某個溫度，例如130℃，此時干加熱空氣中熱縮應(yīng)力達最大值，相當(dāng)于沸水中顯示熱縮應(yīng)力最大值的100℃。當(dāng)在干加熱空氣中使熱縮應(yīng)力顯示最大值的溫度超過130℃時，在常壓蒸氣處理或熱水處理時的熱縮應(yīng)力就達不到最大值，因而收縮是不充分的。當(dāng)?shù)陀?0℃時，收縮在過于低的溫度下進行，會造成處理上的問題。
經(jīng)過在沸水中自由熱縮處理之后，紗的楊氏模量是與紗在自由態(tài)和組成織物時的尺寸穩(wěn)定性相關(guān)的一個特征值?？蔁峥s的紗在經(jīng)過熱縮之后一般都會具有比較低的楊氏模量，這是這種紗的一個缺點，也是商品化過程中人們所憂慮的問題之一。
要讓織物能經(jīng)受意外的異常外力并在織物制作、縫制等加工階段以及成衣穿著時保持其尺寸不變，措施之一是讓織物紗有高于一定值的楊氏模量。正如人們從可高縮紗的應(yīng)用情況可以很容易理解的那樣，尤其應(yīng)當(dāng)采用較高比例的可高縮紗，以便使這些紗或織物局部地由高縮紗組成，當(dāng)經(jīng)過沸水處理后的高可縮紗與其他組成部分的紗的楊氏模量相等時，能經(jīng)受住比通常加于其上的力更大的力。另一方面，需要自由地設(shè)計因熱縮而帶來的紗與織物的外觀變化，這些紗和織物有一部分是由可高縮紗所組成。為此，甚至需要按低比例去混合高可縮紗，以免在實際應(yīng)用時出現(xiàn)問題。此外，為此還需要讓高縮紗在沸水處理之后具有高楊氏模量;楊氏模量越高越好。這就是說，沸水處理后，較高的楊氏模量能更多地降低高可縮紗的混合比，反之亦然。
圖2表示織物在一定負荷下的經(jīng)向拉伸，此處織物的部分經(jīng)紗分別采用了沸水收縮后楊氏模量不等的高可縮紗。這就是說，圖2顯示了有下列結(jié)構(gòu)的織物的數(shù)據(jù)
經(jīng)紗將75d/60f的高可縮聚丙烯腈長絲紗混比為20%)與75d/20f的三醋酸酯長絲紗(混比為80%)混合而成的紗，其中，前者經(jīng)過沸水自由縮熱處理后顯示不同的楊氏模量，后者顯示的BWS為2%或更低。
經(jīng)密85根/英寸，將上述聚丙烯腈長絲紗每10根作為一組，與每40根為一組的上述三醋酸酯長絲紗交替配置。
緯紗100d/26f的三醋酸酯長絲紗，其BWS為2%或更低。
緯密60根/英寸從每塊織物上取出經(jīng)向?qū)挾葹?.54厘米的樣品，當(dāng)每次在2.54厘米經(jīng)向?qū)挾壬鲜┘?000克和500克負載時，這些樣品的拉伸情況如坐標所示。
在產(chǎn)品加工的工序中以及在成衣穿著時，會遇到各種無法確定其數(shù)值的不規(guī)則的外力。然而，參照圖2，當(dāng)每英寸寬度的織物上的外力為1000克時，沸水處理后的高可縮紗的楊氏模量最好至少大約為200～250公斤/平方毫米;當(dāng)每英寸寬度的織物上的外力為500克時，楊氏模量至少大約為150～200公斤/平方毫米。當(dāng)可以預(yù)見的外力為每英寸寬度上1000克時，而沸水處理后的高可縮紗的楊氏模量只有100公斤/平方毫米，就必須提高作為經(jīng)紗的高可縮紗所占的比例。目前市面上高可縮聚丙烯腈1/52′S包纏紗(BWS為41%)和75d/24f(BWS為43%)的高可縮聚脂長絲紗，在沸水處理之后，楊氏模量最多只有100公斤/平方毫米，不能在生產(chǎn)階段和成衣穿著階段抗變形。至于曲卷高可縮紗，經(jīng)沸水處理后，它們的楊氏模量一般會比相應(yīng)的直紗低10-20%，因卷曲而形成的膨松部分也計算在內(nèi)。因此，本發(fā)明人對經(jīng)沸水處理后高可縮紗的楊氏模量和用這種紗制得的紗與織物形變穩(wěn)定性之間的關(guān)系，作了大量研究。結(jié)果表明，高可縮直紗在沸水處理后，楊氏模量至少應(yīng)為280公斤/平方毫米，最好至少為320公斤/平方毫米，而高可縮曲卷紗至少應(yīng)達200公斤/平方毫米，最好至少為250公斤/平方毫米。
當(dāng)本發(fā)明的高可縮聚丙烯腈長絲紗受假捻和卷曲時，BWS至少為0.15g/d，最好至少為0.2g/d;而經(jīng)過在沸水中作自由縮處理之后，如上所述，楊氏模量至少為200公斤/平方毫米，最好至少達250公斤/平方毫米。
本發(fā)明的高可縮聚丙烯腈長絲紗在使用之前可染色或用其他方法著色。
為測定熱縮應(yīng)力，將要測試的纖維樣品的一端固定，樣品的另一端與一臺應(yīng)力計相連，將圈形樣品的兩端懸掛著，用1/3g/d的初始負荷將其固定，然后，連續(xù)加熱樣品周圍的空氣(加溫率為100℃/分鐘)，在此期間，就連續(xù)測出了熱縮應(yīng)力。常溫下的熱縮應(yīng)力只是初始張力。隨著溫度的上升，應(yīng)力也逐漸增大，到某一溫度時達到最大值，隨后，溫度上升而應(yīng)力卻下降，從而顯示出一條含有所說的最大值的曲線。這種測試工作可以使用Kanebo工程有限公司提供的KET-1型測試儀。
BWS值可用JISL-1073(合成纖維長絲紗的測試方法)-6.12的方法測定。該方法的要點是將紗線樣品環(huán)繞著周長為1米的框架繞10圈，根據(jù)樣品在沸水中進行30分鐘自由縮處理前后的長度變化即可測出BWS。
楊氏模量可用JISL-1073(合成纖維長絲紗的測試法)-6.10的方法測定。該方法的要點是從靠近應(yīng)力-應(yīng)變曲線起始點的最大切角測出模量，該曲線是按JISL-1070(長絲紗張力測試法)-5.5.1.而繪出的。
下面介紹本發(fā)明的高縮聚丙烯腈長絲紗的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明使用的原料聚合物是一種聚丙烯腈共聚物。適于溶解該共聚物的溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、含水硫氰酸鹽溶液和含水硝酸溶液。干法、濕法以及干-噴-濕法均可紡絲。這樣制得的長絲再脫除溶劑，放到80℃-100℃熱水浴中或常壓蒸氣中按2∶1至4∶1的拉伸率進行拉伸，必要時，可用熱扣針按1.5∶1至2.5∶1的拉伸比拉伸。然后，對這些長絲作松弛熱處理，這里的長絲連續(xù)地從一塊220-270℃的熱金屬板上方通過，收縮達50%。然后，用一塊100-150℃的熱金屬板按1.3∶1至2.5∶1的拉伸比使這些長絲再度拉伸，這樣，就可獲得預(yù)期的高縮聚丙烯腈長絲紗。
上述各步驟，除用熱扣針拉伸外，其余的在下面作進一步說明。在熱水浴或常壓蒸氣中的拉伸，最好按2∶1至4∶1的拉伸比進行，因為在這種環(huán)境中的拉伸性良好;鑒于在熱金屬板上加熱時最好有較高的松弛度，根據(jù)聚丙烯腈共聚物的成分，上述拉伸比在下一道工序中可以獲得更高的松弛度。
下一道松弛工作，在常壓蒸氣中或在一塊熱金屬板上進行為宜。由于長絲紗的情況與絲束不同，是連續(xù)性生產(chǎn)的，在高壓蒸氣中的松弛法需要用高氣密的機械裝置，這就要花很多錢。使用熱金屬板時，必須使松弛度達到最大值，同時要一直使熱金屬板的溫度保持穩(wěn)定和均勻，并使長絲處于均勻的張力之下。讓松弛度達到最大值，是為了在下一道拉伸工序達到高的拉伸比。為此，通過220-270℃的連續(xù)加熱使長絲收縮程度達50%，以便使松弛能均勻和穩(wěn)定。
再拉伸是十分重要的階段。再拉伸的比率與溫度，是對制得的長絲紗的熱縮性起決定作用的因素。再拉伸階段長絲受到的張力對熱縮應(yīng)力值起決定作用。這個再拉伸張力取決于再拉伸的比率與溫度。制得的可熱縮紗在沸水處理后的楊氏模量取決于再拉伸的溫度與張力。再拉伸最好在干加熱介質(zhì)(熱空氣)中進行，這比在熱水或蒸氣中更易于達到高的拉伸張力，所以能獲得高取向的紗。因此，本發(fā)明更傾向于熱空氣中進行再拉伸。
再拉伸中可允許的拉伸比率，隨著再拉伸溫度的下降而下降，也就是說，可允許的拉伸比率隨再拉伸溫度的上升而增大。在再拉伸的低溫區(qū)，得不到高拉伸比率，因此生產(chǎn)不出高縮長絲紗。在再拉伸的高溫區(qū)內(nèi)，雖可得到一個高的拉伸比率，但所產(chǎn)生的長絲紗的BWS往往又低。合于要求的情況是在100～150℃范圍內(nèi)進行再拉伸。
要增加熱縮應(yīng)力，就應(yīng)當(dāng)增加再拉伸張力，同時要連續(xù)進行生產(chǎn)，使長絲均勻穩(wěn)定地再拉伸，不要發(fā)生斷線。再拉伸張力的這種效應(yīng)是本發(fā)明的研究工作中所發(fā)現(xiàn)的一個重要情況。改變再拉伸時的拉伸比率，同時測出各種既定溫度下的熱縮應(yīng)力值，直至獲得期望的熱縮應(yīng)力，用這個辦法可以確定在干加熱空氣中再拉伸的最優(yōu)拉伸比率。合適的拉伸比率范圍是從1.3∶1至2.5∶1。
為了使產(chǎn)生的熱縮紗在沸水處理后的楊氏模量保持不變，也就是說，為了使楊氏模量的值保持在至少為280公斤/平方毫米，最好至少為320公斤/平方毫米，可在一定范圍內(nèi)變化再拉伸的溫度與張力，在該范圍內(nèi)，可以得到長絲紗的合乎要求的BWS，并且要對所產(chǎn)生的長絲紗在沸水處理后的楊氏模量進行測量，以便找到能使該楊氏模量達到期望值的再拉伸條件。
適用于本發(fā)明的原料聚合物是聚丙烯腈共聚物，它含有至少占重量85%的聚丙烯腈。從這類共聚物中可以獲得的共聚單體包括一個或更多的乙烯單體，如醋酸乙烯、氯乙烯、聚丙烯酸和甲基丙烯酸;一個或更多含羧基的未飽和的化合物;以及一個或更多含嗍
基的未飽和的化合物。
在生產(chǎn)本發(fā)明的高縮聚丙烯腈長絲紗的過程中，長絲可以染色，但最好是在再拉伸之前染色?？梢圆捎枚矛F(xiàn)有技術(shù)者所知道的任何一種常用方法染色;例如，將一種染料之類的著色劑混合進紡絲液，或在適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)階段對長絲進行浸染或噴染。
本發(fā)明假捻的和卷曲的高縮聚丙烯腈長絲紗的生產(chǎn)方式如下原料聚合物、紡絲的操作條件、拉伸和熱松弛均可與前面講的高縮聚丙烯腈長絲紗的情況相同。在其后的再拉伸階段，拉伸時長絲暫被加捻和卷曲。這時，當(dāng)溫度為100～150℃、拉伸率為1.3∶1～2.5∶1、加捻的側(cè)向張力為0.25～0.6g/d(此處，d是指長絲在再拉伸前的旦尼爾)時進行作業(yè)，即可獲得預(yù)期的長絲。這種假捻和卷曲，可以緊接著上道工序(縮率達到50%的工序)之后進行，也可在卷繞上筒或繞到其他類似物上面之后進行。
以下實施例對本發(fā)明作更詳細的說明。
例1一種聚丙烯腈共聚物，其成分的重量比為聚丙烯腈占91%，醋酸乙烯占8.7%，丙烯磺酸鈉占0.3%，溶于二甲基乙酰胺中，按普通的干-噴-濕法紡絲。
經(jīng)70℃熱水浴去除溶劑后，所得到的60根長絲組成的紗在沸水中按3.5∶1的拉伸比率拉伸，在120℃熱空氣中干燥，進行松弛處理的同時按38%的縮率從一塊240℃的熱金屬板上方連續(xù)通過，然后，再以2.0∶1的拉伸比率和每分鐘125米的速度從一塊135℃的熱金屬板上方通過，進行再拉伸，這樣就生產(chǎn)出100d/60f的長絲紗。再拉伸時的拉伸張力為每支紗56克。該長絲紗的特性數(shù)值見下文。該長絲紗經(jīng)沸水處理后的旦尼爾為155d/60f。
沸水縮率(BWS)35.6%在熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力0.23g/d獲得上述最大值時的溫度107℃在沸水中經(jīng)自由縮熱處理后的楊氏模量490公斤/平方毫米使用這種長絲和一種低縮聚丙烯腈紗作為經(jīng)紗，織出了一塊平紋織物，其中，10根一組的高縮聚丙烯腈長絲紗同40根為一組的低縮聚丙烯腈紗以每英寸80根的經(jīng)密交替排列。使用的緯紗是一種低縮聚丙烯腈紗(100d/40f)，緯密為每英寸60根。然后，將織物放入熱水浴(95℃)進行熱縮松弛處理，生產(chǎn)出一種類似泡泡紗的膨松織物，外觀良好，其中的高縮紗發(fā)生了大幅度熱縮。
在同樣條件下，用與本發(fā)明的紗不同并有下表所列特性值的紗，織成織物。在按照前面講過的方法進行熱縮松弛處理時，所有得到的織物(序號為4、5、6)皆表明其熱縮不足，膨松性低。
注◎優(yōu)，○良，△差，X很差。
例2一種聚丙烯腈聚合物，其成分的重量比為聚丙烯腈占90.5%，醋酸乙烯占9.5%，溶于二甲基乙酰胺中，按普通的干-濕法紡絲。
在70℃熱水浴中脫除溶劑后，將所得的60根長絲組成的紗按2.5∶1的拉伸比率放在沸水中拉伸，在140℃下干燥，用195℃的熱扣針按2.4∶1的拉伸比率進行干熱拉伸，然后作松弛處理，同時在一塊260℃熱金屬板上方作45%的連續(xù)熱縮，再按1.74∶1的拉伸比率和每分鐘140米的速度經(jīng)過一塊140℃熱金屬板上方再度拉伸，于是得到75d/60f的長絲紗。該拉伸比率是確定的，因為在熱金屬板溫度為140℃時再拉伸，拉伸張力可為每支紗52克。得到的拉伸比率為1.74∶1。該長絲紗的特性數(shù)值如下BWS32.4%在熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力0.34g/d得到上述最大值的溫度108℃長絲紗經(jīng)沸水處理后的楊氏模量750公斤/平方毫米在沸水中最大熱縮應(yīng)力為0.28g/d。
例3按例2再拉伸之前的各道工序制備的、經(jīng)過松弛的長絲紗，按1.74∶1的拉伸比率和每分鐘120米的速度在一臺假捻機(由MitsubishiJukogyo有限公司提供，型號為LS-6)上再拉伸，初級加熱器本身溫度為140℃，所得之紗，其特性數(shù)值多與例2中所得紗的特性值相同。
例4按例2再拉伸之前各道工序制備的、經(jīng)過松弛的長絲紗，按340T/M加捻，再以普通方式進行筒子紗染色(100℃×30分鐘)，用的是陽離子染料(由Hodogaya化學(xué)有限公司提供的CathilonBrilliantRed4GH)，其濃度為織物重量的2%，經(jīng)處理使整理劑沉淀織物重量的3%，然后干燥就得到120d/60f的染色紗。按例3采用的相同條件對該染色紗再拉伸后，就得到高縮紗，其特性數(shù)值如下BWS33.0%在熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力0.32g/d產(chǎn)生上述最大值時的溫度107℃沸水處理后長絲紗的楊氏模量490公斤/平方毫米例5按例1再拉伸前的各道工序制備的、經(jīng)過松弛的200d/60f長絲紗，在再拉伸的同時，用例3中的假捻機按下述條件加捻加熱器的溫度為124℃，捻數(shù)為1200T/M，拉伸比率為2.0∶1，加工速度為每分鐘100米，從而獲得高縮紗，其特性值如下BWS34.5%在熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力0.28g/d產(chǎn)生上述最大值的溫度98℃沸水處理后長絲紗的楊氏模量260公斤/平方毫米例6按例4再拉伸前的各道工序制備的120d/60f染色長絲紗，在再拉伸的同時，用例3中的假捻機按下述條件加捻加熱器的溫度為120℃，捻數(shù)為1400T/M，拉伸比率為1.6∶1，加工速度為每分鐘100米，從而獲得高縮紗，其特性數(shù)值如下BWS32.5%在熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力0.27g/d
產(chǎn)生上述最大值時的溫度94℃沸水處理后長絲紗的楊氏模量360公斤/平方毫米例7一種100%由市面上的高縮纖維構(gòu)成的聚丙烯腈細紗，經(jīng)測定，其特性數(shù)值如后。將這種細紗同例1中本發(fā)明的紗作必較，畫出它們的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，在沸水中對這些紗作自由熱縮處理，再對由此而產(chǎn)生的它們的曲線變化加以考察。圖3中的曲線表明，與市面上的細紗相比，本發(fā)明的紗經(jīng)過沸水自由熱縮處理后楊氏模量高，強度大，屬低伸長型。
市面上的高縮聚丙烯腈細紗支數(shù) 1/80′SNm捻數(shù)880T/M測得的特性數(shù)值BWS40.5%在熱空氣中最大熱縮應(yīng)力0.074g/d沸水中自由熱縮處理后的楊氏模量71公斤/平方毫米對比例1一種與例2所用共聚物化學(xué)成分相同的聚丙烯腈共聚物被擠入二甲基乙酰胺和水的混合劑，形成長絲，成束后放到70℃熱水中處理，以便脫除溶劑。在沸水中按6∶1的拉伸比率對這些絲束進行拉伸，上油后放進120℃的熱空氣中干燥，再作機械卷曲。被放在容器內(nèi)的絲束在120℃的高壓蒸氣中作20分鐘的松弛熱處理。然后，放入100℃的蒸氣里以2.0∶1的拉伸比率再拉伸，再卷曲，切斷制成1.2d×51mm的短纖原料。用短纖紡織法把這些原料紡成1/52′S和650T/M的紗。這種紗的特征值如下BWS41%熱空氣中最大熱縮應(yīng)力0.08g/d沸水處理后紗的楊氏模量63公斤/平方毫米也就是說，這種紗的BWS值雖高，但它的熱縮應(yīng)力和沸水處理后的楊氏模量都比本發(fā)明的紗所顯示的數(shù)值低。
發(fā)明效果具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的高縮聚丙烯腈長絲紗，其熱縮度、熱縮應(yīng)力和熱縮之后的楊氏模量都是上乘的。因此，本發(fā)明的特效在于，提供的高級紗可與不縮或低縮的纖維或紗結(jié)合使用，制成圖案顯著改進抗變形能力強的織物。
本發(fā)明的另一個突出的效果在于，所提供的帶卷曲的高可縮聚丙烯腈長絲紗，在生產(chǎn)時可將正在產(chǎn)出的長絲加以卷曲和假捻，同時就在拉伸階段作再拉伸，而無需增加新的工序。
此外，本發(fā)明還有如下效果在針織加工時，例如在園機針織時，送上園機的呈錐形的直長絲紗易于過分松卷，而卷紗的多余部分也容易從紗的襯底上滑落。這就容易造成有疵的針織物。相反，本發(fā)明的高縮聚丙烯腈帶卷曲的長絲紗具有良好的針織性能。
權(quán)利要求
1.一種高可縮聚丙烯腈長絲紗，它在沸水中的縮度至少為20%，在干加熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力至少為0.15g/d，在沸水中自由熱縮處理后的楊氏模量至少為280公斤/平方毫米。
2.權(quán)利要求1所述的高可縮聚丙烯腈長絲紗，它在沸水中的縮度至少為27%，在干加熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力至少為0.2g/d，在沸水中自由熱縮處理后的楊氏模量至少為320公斤/平方毫米。
3.權(quán)利要求1所述的高可縮聚丙烯腈長絲紗，其中，在干加熱空氣中產(chǎn)生最大熱縮應(yīng)力時的溫度為90～130℃。
4.權(quán)利要求1所述的高可縮聚丙烯腈長絲紗，它是著色的。
5.一種高可縮聚丙烯腈長絲紗，它在沸水中的縮度至少為20%，在干加熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力至少為0.15g/d，在沸水中自由熱縮處理后的楊氏模量至少為200公斤/平方毫米，并帶有卷曲和假捻。
6.權(quán)利要求5所述的高可縮聚丙烯腈長絲紗，它在沸水中的縮度至少為27%，在干加熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力至少為0.2g/d，在沸水中自由熱縮處理后的楊氏模量至少為250公斤/平方毫米。
7.權(quán)利要求5所述的高可縮聚丙烯腈長絲紗，其中，在干加熱空氣中產(chǎn)生最大熱縮應(yīng)力時的溫度為90～130℃。
8.權(quán)利要求5所述的高可縮聚丙烯腈長絲紗，它是著色的。
9.一種生產(chǎn)高可縮聚丙烯腈長絲紗的方法，它包括用干法、濕法或干-噴-濕法從一種丙烯腈共聚物溶液中紡絲，脫除長絲上的溶劑，在80～100℃的熱水浴中以2∶1至4∶1的拉伸比率拉伸這些長絲，在110～140℃下使長絲干燥，讓長絲連續(xù)地從一塊220～270℃的熱板上方通過而收縮達50%，以及在溫度為100～150℃、拉伸比率為1.3∶1～2.5∶1和加捻-一側(cè)向張力為0.25～0.6g/d的條件下對長絲同時進行假捻和拉伸。
全文摘要
一種離可縮聚丙烯腈長絲紗，它在沸水中的縮度至少為20％，在干加熱空氣中的最大熱縮應(yīng)力至少為0.15g/d，在沸水中自由熱縮處理后的楊氏模量至少為280公斤/平方毫米。
文檔編號D02G1/02GK1031730SQ88106840
公開日1989年3月15日 申請日期1988年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月25日
發(fā)明者西村亮, 野中孝, 上西功夫, 后藤保 申請人:三菱麗陽株式會社