專利名稱：含氟聚合物混紡紗的制作方法
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明涉及含氟聚合物紗和其它紗的混紡物。
2.相關技術描述美國專利公開2002/0079610A1公開了在高于含氟聚合物熔點的高溫熔融紡絲含氟聚合物紗以相對于現有含氟聚合物紗和方法的高生產速率生產高韌度紗。公開了在形成紗前將著色劑加入至含氟聚合物中，即在熔融紡絲前將顏料加入至共聚物中以使熔紡紗具有顏料的顏色，取決于顏料濃度。熔融紡絲之前將著色劑(顏料)加入至含氟聚合物的原因是含氟聚合物紗的化學惰性使得實際上用傳統(tǒng)的紡織纖維染色方法和紡紗后染色不能染色。通過提供能夠將未染色的紗轉變?yōu)楦鞣N各樣顏色的更大通用性，染料優(yōu)于顏料。含氟聚合物紗沒有提供這種通用性。因此，不用顏料染色，含氟聚合物顯示的是本色，其從白色至乳白色(半透明)到透明。含氟聚合物紗的另一個問題是它們不具有普通高韌度合成紡織纖維紗，即聚酯和聚酰胺通常大于5.9gpd(克/旦)的強度。如上述專利公開的實施例9中公開的，在不同速率下熔紡PFA聚合物(四氟乙烯/全氟(丙基乙烯醚))共聚物以生產韌度/伸長率為0.94-1.10gpd/68-80％伸長率和1.41gpd/25％伸長率的紗，顯示出通常隨韌度增加伸長率下降的情況。專利公開中制備的最大韌度紗公開于實施例26，其中乙烯/四氟乙烯共聚物紗具有2.44gpd的韌度和18.8％的伸長率。
發(fā)明概述本發(fā)明一方面解決了為含氟聚合物提供顏色的問題，該含氟聚合物沒有加入顏色，即它既沒有著色也沒有染色，后者因為含氟聚合物不能用傳統(tǒng)的紡織纖維染料和染色方法染色。解決該問題的實施方案可以描述為至少第一和第二紗的混紡紗，所述第一紗包括含氟聚合物纖維，而所述第二紗包括至少一種包含聚酯、聚酰胺或丙烯酸類染色或可染色的纖維。盡管第一和第二紗可以通過在一起捻線而混合成混紡紗，但混合紗的優(yōu)選方法是通過空氣噴射混紡方法多根并合的。在與第一紗混合的時候第二紗可以是未染色的，隨后對混紡紗染色，其僅染色第二紗。替代地，可以在與第一紗結合之前染色第二紗。在二者之一的實施方案中，混紡紗呈現第二紗的顏色，當通過多根并合混合紗時顏色最均勻?；旒徏喌暮酆衔锛喗M分的耐候性(化學穩(wěn)定性、潮濕、日光、高低溫度暴露)使得它特別對室外應用有用。特別優(yōu)選的應用是包含多根混紡紗的縫紉線，以實現所需斷裂韌度。縫紉線可有多種顏色供使用，以匹配可用的多種顏色織物。借助于構成第二紗的聚酯、聚酰胺和/或丙烯酸類纖維的可染性，本發(fā)明縫紉線具有可被多種顏色染色的通用性。優(yōu)選本發(fā)明的縫紉線包括粘合劑。第二紗的粘合劑不是正常地粘著于含氟聚合物，因為已知的含氟聚合物具有不粘性質。令人驚訝地，對混紡紗施用粘合劑起到將含氟聚合物和第二紗粘結在一起的作用，以便通過使用傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉裝置，得到的粘結縫紉線可以提供最可靠(沒有缺陷)的縫紉。
本發(fā)明的另一個方面解決了含氟聚合物紗本身韌度小于某些應用所需韌度的問題。通過如上所述的第一和第二紗的混紡紗解決該問題，其中所述第二紗的伸長率和韌度使得所述混紡紗的整體韌度比第一紗本身的大至少1gpd。聚酯和聚酰胺紗一般具有高伸長率，以便如果在對混紡紗施加的張力下第二紗勉強伸長而第一紗的伸長過大，導致第一紗斷裂，僅比第一紗更強的第二紗不產生更強的混紡紗。因此，優(yōu)選第二紗的伸長率應不大于第一紗的伸長率。然而這難以實現，因為高韌度第二紗具有高伸長率，例如大于20，而高韌度第一紗通常具有較低的伸長率，例如小于15％。令人驚訝地，已經發(fā)現雖然第二紗比第一紗具有更高的伸長率，但第二紗仍然可以增加混紡紗的韌度。優(yōu)選，第二紗的伸長率比第一紗的高10％以下，即，如果第一紗具有10％的伸長率，則第二紗的伸長率應該小于20％。
優(yōu)選含氟聚合物紗盡可能強，以便在室外應用中當第二紗的強度因為天氣減低時，混紡紗的第一紗組分提供特定應用需要的足夠殘余強度。因此，優(yōu)選混紡紗中第一紗具有至少2gpd的韌度，而所述第二紗的韌度是至少5.9gpd，第二紗具有前段所述的伸長率。通常第一紗的韌度不超過5gpd。
令人驚訝地，已經發(fā)現混紡紗中存在的含氟聚合物紗增加了第二紗的耐候性，使得當就第二紗本身暴露至相同天氣時其韌度惡化而言，第二紗是聚酯或聚酰胺時，由于其存在而升高的混紡紗的較高韌度令人驚訝地高。
發(fā)明詳述首先描述構成本發(fā)明混紡紗的紗，可以制成第一紗的含氟聚合物下實例可以包括下列聚合物(A)不可熔融制造的聚四氟乙烯，包括改性聚四氟乙烯，即其中少量共聚單體與四氟乙烯共聚和(B)可熔融制造的含氟聚合物，包括不同于聚四氟乙烯(PTFE)的均聚物，例如聚偏二氟乙烯(PVDF)和全氟共聚物，例如由包括全氟烯烴和全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的共聚單體制備的四氟乙烯(TFE)共聚物，其中烷基包含1至6個碳原子，并且PAVE可以是一種以上的PAVE，或該聚合物的混紡物。本發(fā)明中術語″共聚物″是指包括在單一聚合物中包含兩種或更多種共聚單體的聚合物。全氟烯烴的代表是六氟丙烯。代表性全氟(烷基乙烯基醚)是全氟(甲基·乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)。優(yōu)選高度氟化聚合物是由四氟乙烯和一種或更多種全氟代(烷基乙烯基醚)制備的共聚物和由四氟乙烯和六氟丙烯制備的共聚物。最優(yōu)選的共聚物是TFE與1-20mol％全氟烯烴共聚單體，優(yōu)選3-10mol％六氟丙烯或3-10mol％六氟丙烯和0.2-2mol％PEVE或PPVE，通常稱為FEP，和TFE與0.5-10mol％全氟(烷基乙烯基醚)的共聚物，包括0.5-3mol％PPVE或PEVE，通常稱為PFA，或包括PMVE和一種或多種PEVE和PPVE的這類共聚物，通常稱為MFA。如上所述含氟聚合物(B)優(yōu)選顯示出在372℃根據ASTM D2116、D3307、D1238或相應用于其它高度氟化熱塑性聚合物的試驗測定的為1至約50g/10min的熔體流動速率(MFR)。聚偏二氟乙烯優(yōu)選具有根據ASTMD 3222測量的為1至4×103Pa·s的熔體粘度。
除如上所述氟化熱塑性塑料四氟乙烯共聚物(B)之外，在本發(fā)明中也可以使用諸如乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)和乙烯/三氟氯乙烯(ECTFE)的氟化熱塑性塑料(可熔融制造)聚合物，優(yōu)選ETFE。這種ETFE是乙烯和四氟乙烯的共聚物，優(yōu)選包含微量比例的一種或更多種附加的單體以改善共聚物性能，例如抗應力開裂。美國專利3,624,250公開了這種聚合物。E(乙烯)與TFE(四氟乙烯)的摩爾比為約40∶60至約60∶40，優(yōu)選約45∶55至約55∶45。共聚物也優(yōu)選包含約0.1至約10mol％至少一種提供包含至少2個碳原子側鏈的可共聚乙烯基單體。全氟烷基乙烯是這種乙烯基單體，全氟丁基乙烯是優(yōu)選的單體。聚合物具有約250℃至約270℃的熔點，優(yōu)選約255℃至約270℃。根據ASTM 3159的方法測定熔點。根據該ASTM方法，熔點是從熱分析儀得到的吸熱峰值。優(yōu)選，在本發(fā)明中使用的ETFE具有使用5kg載荷根據ASTM D 3159測定的小于45g/10min的熔體流動速率(MFR)，其中熔融溫度規(guī)定為297℃。更優(yōu)選，ETFE的MFR是至多35g/10min，至少是15g/10min，優(yōu)選至少是20g/10分鐘。隨著聚合物分子量降低導致MFR從35g/10min增加，熔紡速率較高的優(yōu)點由于聚合物分子量降低導致的紗強度(韌度)降低被抵銷，因此在MFR達到45g/10min時，韌度降低勝于生產率上升。隨著MFR從20g/10min降低，擠出更粘稠增加聚合物的難度增加，導致不經濟的熔紡速率，直至達到15g/10min的MFR，在此MFR以下的聚合物幾乎不可通過紗所需要的小擠出孔熔紡。
同樣適用于本發(fā)明實踐的是包括TFE共聚物的混紡物的高度氟化熱塑性聚合物的混紡物。
含氟聚合物(A)可以通過已知方法形成紗，包括紡紗含氟聚合物成為紗或形成含氟聚合物的薄片或股線，隨后從中切割長絲。優(yōu)選通過美國專利公開2002/0079610A1中公開的方法可以將含氟聚合物(B)熔紡為紗。ETFE共聚物紗可以具有至少2gpd的韌度，優(yōu)選至少2.5gpd。使紗具有至少3gpd韌度的優(yōu)選方法描述于以下實施例中。通常，用于生產本發(fā)明混紡紗的含氟聚合物紗具有8至25％的伸長率，優(yōu)選8至15％，以提供較高的韌度。
根據ASTM D 1577的方法測定在此公開的紗的旦，并根據ASTM 2256中公開的方法測定拉伸性能(斷裂伸長率(伸長率)和韌度)。
聚酯、聚酰胺、丙烯酸類聚合物的紗是可商購的，并可以用作用于生產本發(fā)明混紡紗的第二紗。該紗和其生產方法及其染色方法公開于Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第四版，(1994)卷10，559-565頁、576-581頁(丙烯酸類)和662-667、670-677頁(聚酯)，和卷19，519-522、528、530-539和543-544頁(聚酰胺)。通過熔紡生產聚酯和聚酰胺紗，而聚丙烯酸類紗通常通過濕或干紡生產。用于生產紗的聚酯、聚酰胺和丙烯酸類聚合物可以是均聚物或共聚物，并具有足夠高的分子量以提供本發(fā)明混紡紗所需的韌度?？梢允褂玫暮线m均聚物和/或共聚物包括例如聚(對苯二甲酸乙二酯)、聚(對苯二甲酸丙二酯)、聚[對苯二甲酸乙二酯/間苯二甲酸(5-磺基鈉)酯]。聚六亞甲基己二酰胺、包含磺基或氨基的聚六亞甲基己二酰胺能分別接受陽離子或隱蔽的酸性染料等和其混合物。丙烯酸類聚合物的實例包括丙烯腈均聚物和共聚物，包括聚丙烯腈纖維，即包含35至85wt％丙烯腈單元的丙烯腈共聚物。
第二紗的韌度將取決于生產它的聚合物和形成紗時為增加韌度所進行的拉伸程度。韌度也將取決于第二紗是否為連續(xù)長絲或切斷纖維。對于給定的聚合物，連續(xù)的長絲紗具有比切斷纖維紗更高的韌度。對于解決提供包括未染色含氟聚合物紗的染色紗的問題，第二紗的韌度不太重要。因此，可以使用僅以切斷纖維紗供應并具有2至3gpd韌度的丙烯酸類聚合物紗。聚酯切斷纖維紗通常顯示出2.4至7gpd的韌度，聚酰胺切斷纖維紗顯示出2.9至7.2gpd的韌度。然而在更高的韌度水平，即使對于丙烯酸類聚合物紗，切斷纖維紗可以提供含有含氟聚合物紗的混紡紗，其顯示出比含氟聚合物紗本身更大的韌度。對于連續(xù)長絲聚酯和聚酰胺紗通常也如此，其顯示出至少3.5gpd的韌度。然而，為了提供比含氟聚合物紗組分的韌度更大韌度的混紡紗，優(yōu)選使用高韌度聚酯和聚酰胺紗作為第二紗。這種紗顯示出至少5.9gpd的韌度，優(yōu)選至少6.5gpd。通常聚酯和聚酰胺紗的韌度不超過9gpd。
通常，第二紗具有15至30％的伸長率。優(yōu)選，第二紗的伸長率比第一紗的高8％以下，更優(yōu)選比第一紗的高5％以下，最優(yōu)選比第一紗的高2％以下。伸長率的這些差異適用于在此描述的每個第一和第二紗。還優(yōu)選混紡紗中第一紗具有至少2.5gpd的韌度，更優(yōu)選至少3gpd。還優(yōu)選第二紗的韌度比第一紗的韌度大至少2gpd。
本發(fā)明第一紗可以是單絲或復絲。當該紗是單絲時，它通常具有50至1000微米的直徑。當該紗是復絲時，單根長絲通常具有8至30微米的直徑，并且該紗通常為30至5000旦，優(yōu)選100-1000旦并包含20至200根長絲。在復絲情況下，單根長絲優(yōu)選各自是2至50旦，優(yōu)選5至40旦/絲，最優(yōu)選10-30旦/絲，對于沒有過度硬度的最高斷裂韌度，20-30旦/絲是優(yōu)選的。第二紗優(yōu)選是復絲，可以用與這一段較早表征復絲第一紗相同的參數表征該復絲。第一和第二紗還可以由切斷纖維而不是連續(xù)長絲構成，以增強外觀，本發(fā)明混紡紗可以是連續(xù)絲和切斷纖維紗的混合物。在用于本發(fā)明混紡紗中的切斷纖維第一和/或第二紗的情況下，切斷纖維通常為1-10旦，優(yōu)選1至5旦/纖維(或生產纖維的長絲)。
可以用傳統(tǒng)的紡織纖維方法混紡第一和第二紗，例如捻線，并且可以進一步以相反捻線方向將一對捻線混紡紗捻合在一起以形成繩。該紗可以作為紡紗即直絲紗或用傳統(tǒng)的方法構造以增加紗體積。在形成混紡紗之前或之后染色第二紗將把第二紗的顏色賦予混紡紗、混紡紗扭絞線對和混紡紗繩，即使第一紗是未染色的。
混紡第一和第二紗的優(yōu)選方法是多根并合，例如描述于“Air-JetTexturing & Mingling”，由Loughborough University，作為1989年9月在該大學召開的國際會議論文集出版(1989)，其包括A.Demic的論文“Intermingling/InterlacingA Broad Survey”(41-60頁)。互混描述為使疏松的扁平或膨松紗束以與紗路徑成某一角度經歷擾動冷氣噴射沖擊(混合噴射)，以展開長絲部分，在長絲展開部分鄰近，長絲變得彼此纏繞并互混形成緊密部分。多根并合描述為對兩種紗進行互混過程，從而纏繞并互混兩種紗的長絲。得到的多根并合紗是內聚的紗，即兩種紗合并成單紗(混紡紗)，得到的混紡紗呈開口斷面周期性交替的交織部分的形式。該描述和制備方法適用于本發(fā)明多根并合混紡紗。本發(fā)明多根并合混紡紗類似于Demic論文59頁圖5中描述為“混紡物”的混紡紗。用于多根并合的空氣射流和進行多根并合過程的條件是公知的，例如描述于Demic論文和美國專利4,025,595公開為互混的。當給料至多根并合噴射的紗被構造時，織物構造可以包括不同類型的織物結構例如空氣噴射織物結構、假捻織物結構和熱流體織物結構。本發(fā)明多根并合混紡紗優(yōu)選具有3至50個纏結每米(按照美國專利4,025,595中第3欄公開的方法測量)以獲得紡織加工所需的內聚性。沿著混紡紗長度的纏結是結節(jié)，該結節(jié)有時稱為軋點或結點，這些纏結為混紡紗提供完整性。即使當第一紗是單絲或切斷纖維時，第二紗長絲也將與單絲或切斷纖維紗交織以提供具有完整性的混紡紗。當一種或兩種紗是切斷纖維紗時同樣如此。在優(yōu)選的混紡紗中，第一和第二紗兩種都是復絲，其為混紡紗提供最高的韌度以及混紡紗的最均勻顏色外觀，這是第二紗的染色顏色。
另一種本發(fā)明優(yōu)選的混紡紗是包含芯和皮的混紡紗，第二紗存在于芯中，而第一紗存在于皮中?？梢酝ㄟ^在第二紗周圍纏繞第一紗生產該混紡紗，但是優(yōu)選通過多根并合生產，其中相對于進料至射流的第二紗過量進料第一紗至多根并合射流，易于導致第一紗長絲纏繞在第二紗周圍，同時通過多根并合方法使每個紗的長絲變得相互交織。通過以比從射流向下游卷繞混紡紗快的速度將第一紗進料至多根并合射流實現第一紗的過量進料。本發(fā)明混紡紗的結構具有更好地利用第二紗的較大強度以增加混紡紗的強度超過第一紗的強度的優(yōu)點。該結構中皮紗，即第一紗的性質沒有完全覆蓋芯紗，即第二紗，從而第二紗的染色顏色仍然提供混紡紗顏色。通過選擇第二紗的顏色，第一紗有助于混紡紗顏色，一些通過反射，一些通過光透射，以致通過第一紗長絲的厚度可見第二紗顏色。
混合第一和第二紗成為本發(fā)明混紡紗的一個標準是混紡紗所需的旦。通過選擇第一和第二紗的旦并通過選擇混紡紗中每種這類紗的數量獲得該旦。混紡紗可以由相等數量的第一和第二紗組成。替代地，第一紗的數量可以超過第二紗的數量或反之亦然。優(yōu)選混紡紗具有兩種第一紗和一種第二紗，另一種優(yōu)選混紡物具有兩種第二紗和一種第一紗。第一種提及的優(yōu)選混紡紗最大化含氟聚合物紗含量，以最大化殘留室外氣候強度。第二種提及的優(yōu)選紗最大化初始混紡紗強度和顏色均勻性。還可以由第一和第二紗的相對旦實現這些目的。例如，當僅存在一種第二紗時，較高旦的第二紗傾向于最大化顏色均勻性和高的初始混紡紗韌度，取決于第一和第二紗之間的旦差異。在本發(fā)明多根并合混紡紗情況下，當一種或兩種第一和第二紗是切斷纖維紗時，優(yōu)選使用眾多切斷纖維紗以增加紗之間和每個紗中切斷纖維之間的互混幾率。
可以通過傳統(tǒng)的紡織纖維染色方法并使用傳統(tǒng)的紡織纖維染料染色第二紗，取決于第二紗是否由聚酯、聚酰胺或丙烯酸類纖維構成。上述Kirk-Othmer中公開了這種染色方法和染料以及構成紗的改性聚合物的進一步描述。在混合成為混紗紗之前或之后可以染色第二紗?；旒徏喨旧粝碌谝患單慈旧?。
優(yōu)選的混紡紗包含至少兩種第二紗，其中一種是丙烯酸類切斷纖維，另一種是聚酯或聚酰胺或兩者。該混紡紗特別可用于暴露至氣候的應用，其中丙烯酸類纖維的染色牢度保持混紡紗的顏色，同時含氟聚合物紗提供待久強度。
實施例實施例中使用的紗是TefzelETFE含氟聚合物，其是乙烯、四氟乙烯和少于5mol％全氟烷基乙烯三單體的三元共聚物，具有258℃的熔融溫度(峰值)和29.6g/10min的熔體流動速率，兩者均按照ASTM 3159測定，使用5kg重量用于MFR測定。
熔融紡絲后用于涂布紗的潤滑劑如下88.9wt％CariantAfilanPP多元醇聚酯、5wt％UniqemaG-1144多元醇乙氧基化封端的酯油乳化劑、0.67wt％Cytek AerosolOT磺基琥珀酸二辛酯潤濕劑(75wt％水溶液)、5wt％Cognis Emersol 871脂肪酸表面活性劑、0.26wt％Uniroyal NaugardPHR亞磷酸鹽抗氧化劑、0.67wt％用于脂肪酸的氫氧化鈉(45wt％水溶液)穩(wěn)定劑和0.04wt％DowCorning聚二甲基硅氧烷(操作助劑-最小化熱軋機上潤滑劑沉積)。
含氟聚合物和潤滑劑在環(huán)境溫度分別具有25達因/厘米和23.5達因/厘米的表面張力。
使用如美國專利公開2002/0079610A1的圖9中所示設備進行含氟聚合物的熔融紡絲，但不存在吻涂輥112和導輥111，使用位于退火器110下方、在方向導輥變化的上游的涂布器導輥涂布潤滑劑。涂布導輥類似于Luro-Jet涂布器導輥，它具有V形縫，使縫內擠出長絲陣列相互接觸，并且其在V形底部包括涂布器，該涂布器依次包括潤滑劑從中泵送(計量)進入紗的小模孔，當潤滑劑橫穿過涂布器時。
擠出機是與齒輪泵連接的1.5英寸(3.8厘米)直徑HastelloyC-276單螺桿擠出機，其又通過模頭接套連接至噴絲板組件，該組件包括過濾網組以過濾熔融聚合物。噴絲板組件是美國專利公開圖8的組件70并且包括圖8中分別描繪為元件78和75的輸送管路和噴絲面板。噴絲面板具有在直徑為2英寸(5.1厘米)的圓內排列的30個孔，每個孔(擠壓?？?具有30密耳的直徑和90密耳的長度。退火器是實施例12和美國專利公開的

圖10A和10B中的。
操作溫度如下擠出機在擠出機區(qū)的進料、#1和#2分別為250℃、265℃、270℃輸送管路317℃噴絲面板350℃，退火器在#1、#2和#3位置分別為204℃、210℃和158℃。
通過齒輪泵設定含氟聚合物通過量(排出噴絲板的含氟聚合物)為最大值，即剛好沒有導致擠出長絲中熔體破裂，該最大值是50.5g/min鐘(6.7lb/hr)。得到的紗在離噴絲板一定距離處凝固，該距離比擠出?？字睆酱?0倍。將上述潤滑劑涂布在恰好退火器正下方的紗上，并且進料輥在約180℃溫度下，表面速度為309m/min。在150℃加熱拉伸輥并以1240m/min的表面速度旋轉以提供4.01的拉伸比。使用Leesona繞線器將紗纏繞到線軸上。得到的紗具有下列性質韌度-3.45gpd，伸長率7.7％，抗拉模量-55gpd。當通過將拉伸輥表面速度降低至1140m/min而使拉伸比降低至3.69時，得到下列紗性質韌度-3.14gpd，伸長率-9.4％，模量51gpd。紗旦從374增加到407。
紗旦的偏差系數小于2％。偏差系數是標準偏差除以5個連續(xù)十米長的紗的平均重量(×100)。
實施例1該實施例中使用的含氟聚合物紗是通常用上述方法制備的紗，除了拉伸比稍微降低以得到具有較低韌度的較高伸長率的紗。紗為400旦，包含13根長絲，并具有2.9gpd的韌度和14.3％的伸長率。該實施例中使用的其它紗是聚酯紗。一種該紗具有100根長絲，拉伸后是633旦(初始為640旦)，并具有7.89gpd的韌度和24％的伸長率(PET Yarn A)。PET Yarn A是染白色的，并且得自DuPontCompany，Wilmington，DE。另一種該紗具有108根長絲，拉伸后是885旦并且染色(初始旦是840)，并具有7.49gpd的韌度和20％的伸長率(PET Yarn B)。PET Yarn B是得自United Yarn Co.，Wayne，NJ的Akra Company的紗，并且染藍色。
通過空氣噴射混紡(多根并合)如下所述生產一根(end)ETFE共聚物紗和一根PET Yarn A的混紡紗使用FOO纏繞機。該機器利用得自International Machinary Sales(IMS)inc.，Winston-Salem，N.C.的空氣交織射流IMS型3-2。通過以5克紗線張力噴射而過量進料含氟聚合物紗，通過以20克紗線張力射流提供PET Yarn A，適用于多根并合這些紗的氣壓是40psi，纏繞速率是250ypm。得到的多根并合混紡紗是皮/芯混紡紗，其中含氟聚合物紗占據混紡紗表面，并具有1070的旦、4.45gpd的韌度和21.83％的伸長率。
通過相同的空氣噴射多根并合方法生產另一種混紡紗，使用相同的ETFE共聚物紗和PET Yarn B，每種紗一根，以獲得多根并合皮/芯混紡紗，具有1326的旦、5.5gpd的韌度和21.5％的伸長率，并顯示出均勻的藍色。
通過相同的空氣噴射多根并合方法生產另一種混紡紗，使用兩根相同的ETFE共聚物紗和一根PET Yarn B，兩根ETFE紗以相同的張力5g通過噴射進料，并且PET Yarn張力是20g，以獲得1728旦、3.93gpd韌度和16.24％伸長率的混合紗。ETFE與PET Yarn A的混紡紗是白色的，由于使用藍色PET Yarn B，ETFE與PET YarnB的混紡紗是藍色的。
當用聚酰胺或丙烯酸類紗代替PET紗時獲得類似的結果。
實施例2紗的縫紉線由實施例1制備的多根并合紗使用一根ETFE共聚物紗和一根PET Yarn B制成，通過(a)對混紡紗施加一個捻線/厘米的捻線，(b)以1個/厘米捻線絞合該紗的三個末端，但與紗中捻線成相反的方向，和(c)在140-150℃在張力下熱固定得到的線。得到的縫紉線具有3978的旦。如果需要，然后可以對線施加粘合劑或末道漆。得到的縫紉線是平衡的捆扎在一起的結構，具有均勻的旦，并顯示出優(yōu)異的縫合環(huán)形式，沒有任何結節(jié)或纏結傾向。
實施例3將一根400旦的Kynar710(PVDF紗)和一根885旦的PETYarn B如實施例1所述空氣噴射多根并合在一起，對PVDF紗使用過量進料條件，產生的藍色混紡紗為1290旦、5.56gpd的韌度、20.0％的伸長率。Kynar710PVDF連續(xù)長絲本身具有3.1gpd的韌度和39.1％的伸長率。
實施例4將一根885旦的PET Yarn B和一根20s/2絞合(512旦)深藍色丙烯酸類短纖維紗及一根400旦的ETFE紗如實施例3所述空氣噴射多根并合，以相同的張力過量進料ETFE和丙烯酸類紗，產生的藍色混紡紗為1885旦，韌度為3.97gpd，伸長率為20.5％。從PharrYarns Inc.得到512旦丙烯酸類切斷纖維，并具有1.7gpd的韌度和38.34％的伸長率。
實施例5如實施例3所述空氣噴射多根并合一根840旦(840-140-400T)的來自DuPont Co.的白色高韌度尼龍和一根400旦的ETFE，產生1263旦的白色混紡紗，韌度為6.15gpd，伸長率為25.5％。840旦尼龍長絲具有9.30gpd的韌度，和25.5％的伸長率。
實施例6該實施例描述了其中混紡紗包含第二紗粘合劑的實施方案，該粘合劑實例是聚氨酯或硅氧烷基聚合物。這些粘合劑沒有粘附至含氟聚合物，但確實用于粘結復合紗。對紗施加粘合劑(粘結劑)的一般程序是形成包含粘合劑的液體介質，并通過傳統(tǒng)的方法例如通過使用吻涂輥將粘合劑介質浸軋到紗上或通過浸漬或噴霧將介質施加至紗而將它施加至紗，隨后熱固定并纏繞到最終的外包裝上。
例如，多根并合紗由一根400旦的13dpf ETFE紗和一根220旦的3.25dpf聚酯紗組成。單紗由9S捻表征(9匝/英寸(每英寸匝數)，9匝/2.54厘米)，即“S”方向9匝。這些紗的兩種絞合在一起，絞合由7Z表征(7每英寸匝數，7匝/2.54cm)，即“Z”方向7匝。粘合劑是含水基聚氨酯，以NuBondUVRH(Synthetic Thread，Bethlehem，PA)供應，并且用吻涂輥施加至總測量1450旦的合股紗，熱定形并卷起到最終的外包裝上。得到的粘結紗在工業(yè)縫紉中性能較好，能夠在比使用相同紗但是沒有粘合劑時長得多的時間內連續(xù)進行縫紉。因此，使用粘合劑導致較少紗斷裂或紗纏繞，后者是導致機器停機的一般原因。該改進縫紉性能類似于使用的聚酯紗本身和相同粘合劑一起的縫紉性能。粘合劑對聚酯紗本身的影響類似于粘合劑對組合物EFTE/聚酯紗的影響。絞合在一起的相同紗的混紡物得到類似的改進縫紉性能，以生產測量為2572旦的復合紗，其上施加聚氨酯粘合劑并熱定形。
實施例7該實施例涉及下述實施方案其中當與含氟聚合物紗締合成為復合紗時，第二紗耐候性比紗本身的耐候性好，即混紡紗中第二紗的強度惡化較少，從而混紡紗的拉伸韌度比預期的高。當第二紗是聚酯或聚酰胺時得到該結果。該實施例中的紗是實施例6中描述的。
根據SAE J1960使用氙弧加速老化裝置(可以從Atlas Company，Chicago，Illinois獲得)測定加速老化性能。在暴露至450千焦耳能量之前或之后(相當于在佛羅里達州以45°面對南方戶外暴露四個月以上)測定紗的韌度和伸長率。該暴露足以導致ETFE紗本身伸長率縮小34％，聚酯紗本身伸長率縮小63％。與此相反，復合ETFE紗/聚酯紗的伸長率縮小僅為37％，其幾乎與ETFE紗本身相同，其降低比聚酯紗本身少得多。另外，暴露后，ETFE紗本身的韌度(gpd)幾乎未受影響，同時聚酯紗本身僅保持其初始韌度的43％。與此相反，復合絲保持其初始韌度的91％。
權利要求
1.至少第一和第二紗的混紡紗，所述第一紗包括含氟聚合物纖維，且所述第二紗包括至少一種染色或可染色的包含聚酯、聚酰胺或丙烯酸類的纖維。
2.權利要求1的混紡紗，其中所述紗是多根并合的。
3.權利要求2的混紡紗，其中所述第一紗是未染色的，而所述第二紗是染色的，多根并合所述紗以形成所述混紡紗，賦予所述混紡紗所述第二紗的顏色外觀。
4.權利要求1的混紡紗，其中所述第一和第二紗是捻合在一起的。
5.權利要求4的混紡紗，其中多根所述混紡紗被捆扎在一起。
6.包含權利要求1的多根所述混紡紗的縫紉線。
7.權利要求1的混紡紗，其中所述第二紗的伸長率和韌度使得所述混紡紗的整體韌度比第一紗本身大至少1gpd。
8.權利要求7的混紡紗，其中所述第一紗的韌度是至少2gpd，而所述第二紗的韌度是至少5.9gpd，所述第二紗具有大于所述第一紗伸長率的伸長率。
9.權利要求8的混紡紗，其中所述第二紗的伸長率比所述第一紗的伸長率大10％以下。
10.權利要求1的混紡紗，其中所述第一紗是韌度至少為2gpd的乙烯/四氟乙烯共聚物。
11.權利要求10的混紡紗，其中所述第一紗的韌度是至少2.5gpd。
12.權利要求1的混紡紗，包含比第二紗更多數量的第一紗。
13.權利要求1的混紡紗，具有比第一紗更多數量的第二紗。
14.權利要求1的混紡紗，其中所述第二紗的韌度是至少6.5gpd。
15.權利要求1的混紡紗，其中所述第一和第二紗選自連續(xù)長絲紗和切斷纖維紗。
16.權利要求1的混紡紗，包含至少兩種所述第二紗，一種所述第二紗是丙烯酸類切斷纖維，而另一種所述第二紗選自聚酯和聚酰胺。
17.權利要求1的混紡紗，包含芯和皮，所述第二紗存在于所述芯中，所述第一紗存在于所述皮中。
18.權利要求6的紗，另外包含粘合劑。
19.權利要求1的紗，其中所述第二紗是聚酯或聚酰胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及含氟聚合物紗和聚酯、聚酰胺或丙烯酸類纖維紗的混紡紗，當染色時后者為混紡紗提供顏色，即使含氟聚合物紗未被染色。當聚酯、聚酰胺或丙烯酸類纖維紗比含氟聚合物強時，該纖維紗強化混紡紗。
文檔編號D02G3/46GK1771360SQ200480009403
公開日2006年5月10日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權日2003年4月4日
發(fā)明者Y·V·維諾德, E·W·托卡斯基 申請人:納幕爾杜邦公司