專利名稱：：用于制備耐切割紗的噴絲頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：。本發(fā)明涉及噴絲頭領(lǐng)域，所述噴絲頭用于合成纖維的紡絲，具體地講用于制備連續(xù)長絲紗線，所述連續(xù)長絲紗線具有不同旦尼爾數(shù)的長絲的混合物。
背景技術(shù)：
：。耐切割紗用于制備耐磨、耐切割、耐撕裂、耐穿透和耐刺穿的織物。此類織物可用于為下列人群制造防護(hù)服工作中接觸磨料或尖銳物體的各行業(yè)工人，以及需要防護(hù)穿刺性器具及拋射物的警察和軍事人員。耐切割紗可由玻璃、礦物纖維、鋼制成，但是合成聚合物纖維正越來越多地被采用，因為它們可提供優(yōu)異的耐切割性，同時還具有重量優(yōu)勢，并且成品織物的外觀和手感與常規(guī)織物相近，或完全相同。用于耐切割紗的聚合物包括例如聚酰胺(如對位和間位芳族聚酰胺)、聚烯烴(如聚乙烯)和聚唑類(如PB0)、以及PIPD(聚-二羥基苯撐吡啶并二咪唑，"M5")。由合成聚合物纖維制成的紗線可使用多種紡絲工藝制備，所有這些工藝均涉及使用具有多個小孔的噴絲頭，聚合物的濃縮溶液或懸浮液(或熔融聚合物)通過這些小孔噴出或擠出。擠出后，聚合物固化(和合并)為長絲，隨后將其紡成復(fù)絲。此類紡絲工藝的實例在現(xiàn)有技術(shù)中有所描述。美國專利4,078,034公開了一種稱為"氣隙紡絲"的方法，其中芳香族聚酰胺的溶液在進(jìn)入凝固浴之前從噴絲頭擠入氣隙(大約9mm)中。就聚對苯二曱酰對苯二胺(對位芳族聚酰胺)而言，所述溶液包含溶于濃縮H2S0j々15重量％至25重量％的對位芳族聚酰胺，而所述凝固溶液包含小于20重量％的H2S04水溶液，該驟冷步驟的溫度調(diào)至低于35°C。在用于間位芳族聚酰胺的紡絲方法中，溶于酰胺溶劑(例如N，N-二曱基乙酰胺(DMA))中的間位芳族聚酰胺的濃縮溶液從噴絲頭擠出并進(jìn)入水性凝固浴中。此類方法在美國專利4，073，837中公開。選擇噴絲頭中的孔以制備所需數(shù)量和直徑的長絲。長絲可在固化前于空氣或氣體中拉伸(常稱為"紡絲拉伸")，和/或在驟冷/固化處理期間于液體中拉伸，以及在許多產(chǎn)品中在長絲已初步驟冷或固化后牽拉。牽拉長絲將減小平均直徑。將多根長絲紡在一起以制備具有最終線密度的紗線，所述最終線密度為各長絲線密度的總和。多數(shù)時候具有適度耐磨性，但仍然需要具有優(yōu)異的耐切割性和改善的耐磨性的紗線。發(fā)明概述本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果將具有不同旦尼爾的長絲紡在一起形成單紗，則所得的紗線具有優(yōu)異的耐切割性和耐磨性。在第一方面，本發(fā)明提供一種紗線，所述紗線包含第一多根連續(xù)長絲，所述第一多根長絲中的每一根具有的平均直徑范圍為或約為2至25(優(yōu)選4至10)微米/長絲；至少第二多根連續(xù)長絲，所述第二多根長絲中的每一根具有的平均直徑大于第一多根長絲的平均直徑，并且其范圍為或約為10至40(優(yōu)選地IO至32)微米/長絲；并且第一和第二多根長絲由相同的聚合物制成，所述聚合物選自由芳香族聚酰胺、聚烯烴(優(yōu)選具有高于等于或為約一百萬Da的分子量，例如UH匿PE)、M5、以及芳族聚唑類組成的組。在第二方面，本發(fā)明提供一種紗線，所述紗線包含第一長絲，其平均直徑范圍為或約為4至25微米；第二長絲，其平均直徑大于第一長絲的平均直徑，并且其范圍為或約為15至40微米/長絲；和多根長絲，其具有分布在第一長絲平均直徑和第二長絲平均直徑之間的平均直徑；其中所有長絲均由相同的聚合物制成，所述聚合物選自由芳香族聚酰胺、聚烯烴(優(yōu)選地具有高于等于或約為一百萬Da的分子量，例如UH匿PE)、M5、以及芳族聚峻類組成的組。在第三方面，本發(fā)明提供一種紗線，所述紗線包含第一多根連續(xù)長絲，所述第一多根長絲中的每一根具有在0.25至1.25單絲纖度范圍內(nèi)的第一標(biāo)稱線密度；至少第二多根連續(xù)長絲，所述第二多根連續(xù)長絲中的每一根具有大于第一標(biāo)稱線密度的第二標(biāo)稱線密度，并且在1.25至6單絲纖度的范圍內(nèi)；并且第一和第二多根長絲由相同的聚合物制成，所述聚合物選自由芳香族聚酰胺、聚烯烴(優(yōu)選地具有至少一百萬Da的分子量)、M5、以及芳族聚唑類組成的組。在第四方面，本發(fā)明提供包含本發(fā)明紗線的耐切割性織物。在第五方面，本發(fā)明提供使用本發(fā)明的耐切割性織物制成的耐切割衣服。在第六方面，本發(fā)明提供制備耐切割紗的方法，所述方法包括以下步驟從包括第一平均直徑和第二平均直徑的擠出孔的噴絲頭擠出聚合物，所述聚合物選自由芳香族聚酰胺、聚烯烴(優(yōu)選地具有至少一百萬Da的分子量)、M5、以及芳族聚唑類組成的組，其中第一和第二平均直徑的差異因子為至少1.2。在第七方面，本發(fā)明提供用于制備耐切割紗的噴絲頭，所述噴絲頭包括第一、較小平均直徑和第二、較大平均直徑的擠出孔，其中第一和第二平均直徑的差異因子為至少1.2。優(yōu)選實施方案的發(fā)明詳述附圖簡述圖1為用于制備本發(fā)明的紗線的方法的示意圖。圖2A-D示出根據(jù)本發(fā)明的具有多種毛細(xì)管圖案的噴絲頭。圖3示出噴絲頭組件的一個實施方案。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的用于實施例的噴絲頭'縮寫U腹WPE:超高分子量聚乙烯M5:聚苯撐吡啶并咪唑，由以下化學(xué)式表示:N〈/NH》《H'NOHNNHOdpf:單絲纖度Da:道爾頓，分子量單位定義針對本文，術(shù)語"長絲"定義為相對柔韌的、宏觀上均勻并且在垂直于其長度的橫截面上具有高的長寬比的主體。長絲橫截面可為任何形狀，但通常為圓形。本文中，術(shù)語"纖維"可與術(shù)語"長絲"互換使用。當(dāng)用于指長絲或多根長絲時，術(shù)語"較大"、"較小"、"最大"、"最小"和"中等"是指長絲或多根長絲的平均直徑或線密度。當(dāng)用于指長絲時，"直徑"為可畫出的外切長絲的整個橫截面的最小圓周的直徑。當(dāng)用于指噴絲頭中的孔時，其是指可畫出的外切孔的最小圓周的直徑。"旦尼爾"為每9，000米長度的長絲或紗線的以克為單位的重量。"特克斯"為1000米長絲或紗線的以克為單位的重量。"分特"為特克斯的十分之一。"毛細(xì)管，，和"擠出孔"兩種表達(dá)可互換使用，其是指聚合物以長絲形式穿過它而被擠出的孔。紗線與包含單一平均直徑的長絲的常規(guī)紗線相比，用本發(fā)明的噴絲頭制備的紗線(具有混合平均直徑長絲)表現(xiàn)出更強(qiáng)的耐切割性和耐磨性。據(jù)信，混合直徑排列具有優(yōu)異的耐切割性和耐磨性的主要原因有兩個(1)同時包含細(xì)絲和粗絲的排列使得絲線可相對于彼此"滾動"，從而消散攻擊力；(2)同時包含細(xì)絲和粗絲的排列使得堆積度增加，因此增加了紗線的密度，從而提供更多的材料來抵抗攻擊力。本發(fā)明人選擇將這些紗線描述為由一不同平均直徑的長絲制備。術(shù)語"平均直徑"可由術(shù)語"線密度"替代，以另一種方式對所述紗線進(jìn)行定義。同樣可以將所述紗線描述為由線密度不同的長絲制備。所述紗線可稱為"混合長絲紗線"、"混合旦尼爾紗線"和/或"混合分特紗線"。對于對位芳族聚酰胺(如Kevla產(chǎn))，長絲的平均直徑可近似地轉(zhuǎn)化成線密度，如下所示對位芳族聚酰胺長絲的平均直徑和線密度之間的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>聚合物使用本發(fā)明的噴絲頭制備的紗線可由制備高強(qiáng)度纖維的任何聚合物形成的長絲制成，所述聚合物包括例如聚酰胺、聚烯烴、聚唑類、以及它們的混合物。當(dāng)聚合物為聚酰胺時，芳族聚酰胺是優(yōu)選的。所謂芳族聚酰胺是指其中至少85%的酰胺基(-C0NH-)連接鍵直接連接到兩個芳環(huán)上的聚酰胺。適合的芳力矣聚醜胺纖維在"Man—MadeFibres—ScienceandTechnology",第2巻，標(biāo)題為Fibre-FormingAromaticPolyamides的部分，第297頁，W.Black等人，IntersciencePublishers,1968中有所描述。芳族聚酰胺纖維及其制備還公開于美國專利4，172，938、3,869,429、3，819，587、3,673,143、3，354，127和3，094，511中。優(yōu)選的芳族聚酰胺為對位芳族聚酰胺。優(yōu)選的對位芳族聚酰胺為稱為PPD-T的聚對苯二曱酰對苯二胺。所謂PPD-T是指由對苯二胺和對苯二甲酰氯的等摩爾聚合反應(yīng)所得的均聚物，以及少量其他二胺與對苯二胺和少量其他二甲酰氯與對苯二甲酰氯結(jié)合所得的共聚物。作為一般原則，其他二胺和其他二甲酰氯的用量最多可為對苯二胺或?qū)Ρ蕉貂Ｂ鹊募s10摩爾％，或者可能略高，前提條件是其他二胺和二曱酰氯不含干擾聚合反應(yīng)的活性基團(tuán)。PPD-T也指其他芳族二胺和其他芳族二甲酰氯例如2，6-萘亞甲基酰氯或者氯代或二氯對苯二甲酰氯或者3,4'-二氨基二苯醚結(jié)合所得的共聚物。添加劑可用于芳族聚酰胺，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，高達(dá)10重量％或更多的其他聚合材料可與芳族聚酰胺混合?？墒褂闷渲懈哌_(dá)10%或更多的其他二胺取代了芳族聚酰胺的二胺或者其中高達(dá)10%或更多的其他二甲酰氯取代了芳族聚酰胺的二甲酰氯的共聚物。當(dāng)聚合物為聚烯爛時，聚乙烯或聚丙烯是優(yōu)選的。所謂聚乙烯是指分子量優(yōu)選地大于一百萬的并主要為線性的聚乙烯材料，該材料可以包含每100個主鏈碳原子不超過5個修飾單元的少量鏈分支或共聚單體，而且還可以包含與其混合的不超過約50重量％的一種或多種聚合物添加劑，例如烯烴-l-聚合物，具體地講低密度聚乙烯、丙烯等，或低分子量添加劑，例如經(jīng)常摻入的抗氧化劑、潤滑劑、紫外線屏蔽劑、著色劑等。此類即為通常所說的伸直鏈聚乙烯(ECPE)或超高分子量聚乙烯(UH匿PE)。聚乙烯纖維的制備在美國專利4,478,083、4,228,118、4,276,348和日本專利60-047,922、64-008,732中有所討論。高分子量直鏈聚烯烴纖維可商購獲得。聚烯烴纖維的制備在美國專利4,457,985中有所討論。當(dāng)聚合物為聚唑類時，適合的聚唑類為聚苯唑類、聚吡啶唑類和聚噁二唑類。適合的聚唑類包括均聚物以及共聚物。添加劑可與聚唑類一起使用，并且高達(dá)10重量°/的其他聚合材料可與聚唑類混合。也可使用其中高達(dá)10%或更多的其他單體取代了聚唑類中單體的共聚物。適合的聚唑均聚物和共聚物可由已知的工序制成，例如在美國專利4,533,693(授予Wolfe等人，1985年8月6日)、4，703,103(授予Wolfe等人，1987年10月27日)、5,089,591(授予Gregory等人，1992年2月18日)、4，772，678(Sybert等人，1988年9月20日)、4，847，350(授予Harris等人，1992年8月11日)以及5，276，128(授予Rosenberg等人，1994年1月4日)中描述的那些。優(yōu)選的聚苯唑類為聚苯并咪唑、聚苯并噻唑和聚苯并噁唑。如果聚苯唑為聚苯并咪唑，優(yōu)選地其為聚[5，5'-二-1H-苯并咪唑]-2，2'-二基-1,3-亞苯基，稱為PBI。如果聚苯唑為聚苯并噻唑，優(yōu)選地其為聚苯并二噻唑，更優(yōu)選地其為聚(苯并[1，2-d:4，5-d']雙噻唑-2，6-二基-1,4-苯，稱為PBT。如果聚苯唑為聚苯并噁唑，優(yōu)選地其為苯并二噁唑，更優(yōu)選地其為聚(苯并[1，2-d:4，5-d']二噁唑-2，6-二基-1,4-亞苯基,稱為PB0。優(yōu)選的聚吡咬唑類為剛性棒狀聚吡啶并二唑類，包括聚(吡啶并雙咪唑)、聚(吡咬并雙p塞唑)和聚(吡咬并二噁唑)。優(yōu)選的聚(吡咬并二噁唑)為聚(1,4-(2，5-二羥基)亞苯基-2，6-吡啶并[2，3-d:5，6-d']雙咪唑,稱為M5。適合的聚吡啶并二唑類可由已知的工序例如在美國專利5,674,969中描述的那些來制備。優(yōu)選的聚噁二唑類包括聚噁二唑均聚物和共聚物，其中至少50%摩爾濃度的偶合官能團(tuán)間化學(xué)單元為芳香環(huán)單元或芳雜環(huán)單元。優(yōu)選的聚噁二唑為0xalon。方法和噴絲頭雖然混合分特紗線可通過"離線組裝"來制備，也就是說，可在紡絲后組裝不同旦尼爾的長絲，但通過直接紡絲(即，使用具有不同尺寸孔的噴絲頭直接制備具有混合分特長絲的紗線)制備的連續(xù)長絲紗線是優(yōu)選的。離線組裝與直接紡絲相比是次優(yōu)選的，因為前者會導(dǎo)致不同直徑的長絲發(fā)生離徑的孔將產(chǎn)生較小直徑的長絲，而較大直徑的孔將產(chǎn)生較大直徑的長絲。噴絲頭中較大孔相對于較小孔的排列不是特別重要，然而有利的是使較小直徑的長絲夾在較大直徑的長絲之間，因為這將最大化長絲的滾動。一種優(yōu)選的排列是，噴絲頭中的孔以同心圓的形式排列，整體上形成大的圓形孔陣列。陣列中心附近的孔為較小直徑的孔，而陣列外圍附近的那些孔則為較大直徑的孔。不同類型的噴絲頭孔排列方式的實例在圖2A-E和4中示出。在圖4示出的排列中，長絲以同心的順序排列，從中心向外，依次為中等毛細(xì)管，然后是小毛細(xì)管，然后再次為中等毛細(xì)管，最后是位于周邊的大毛細(xì)管。從加工期間的離析和穩(wěn)定性方面來說，通過這種方式可提供非常穩(wěn)定的紗線。較細(xì)的長絲被"擠"在兩層較粗的長絲之間。該構(gòu)型中的壓力分布更有利于無滴落地紡絲。用于混合分特紗線中的長絲的橫截面可以為例如圓形、橢圓形、多葉形、"星形"(指具有從中心主體分出的多條臂的不規(guī)則形狀)、以及梯形。噴絲頭中的孔可根據(jù)所需的長絲直徑和橫截面進(jìn)行選擇。長絲的"線密度"由以下兩個比率的比值來決定聚合物從噴絲頭孔中擠出的擠出率(質(zhì)量/時間)；長絲的制備率(速度，或直線距離/時間)。長絲的尺寸(直徑)為聚合物密度和纖維"線密度"的函數(shù)。噴絲頭(或噴絲頭的截面)中的孔的數(shù)量由最終纖維束(其"線密度"為包含在其中的各長絲的線密度總和)中所需的長絲數(shù)決定。噴絲頭中的各孔的尺寸和形狀受以下因素影響壓降、剪切力、紡絲拉伸、以及生成所需長絲直徑所需的取向。在對位芳族聚酰胺噴絲頭的一個優(yōu)選實施方案中，較小的孔的直徑為或約為35至65微米，更優(yōu)選為或約為50微米，而較大的孔的直徑為或約為60至90微米，更優(yōu)選為或約為64微米。優(yōu)選的是，較大孔與較小孔之間的直徑比率為1.2或約1.2至3或至約3，更優(yōu)選為1.3或約1.3至2.5。要制備具有三種不同直徑長絲的紗線，可使用例如孔徑在以下范圍內(nèi)的噴絲頭最小孔徑為35至65微米(優(yōu)選45至55微米)、中等孔徑為64至80微米、最大孔徑為75至90微米。噴絲頭由適合被紡絲的聚合物或聚合物溶液或懸浮液的材料制成。對于從濃H2S04紡絲的對位芳族聚酰胺而言，優(yōu)選的材料為鉭、鉭鴒合金和金鉑(銠)合金。其他可以使用的材料包括高等級不銹鋼[即，具有高鉻(大于15重量％)和/或鎳(大于30重量％)含量]，例如HastelloyC-276，以及陶瓷和由陶瓷制成的納米結(jié)構(gòu)體。對位芳族聚酰胺噴絲頭還可由混合材料制成，例如覆蓋在鉭鎢合金上的純鉭。除鉭之外的其他材料也可用于包覆層，只要它們具有所需的耐腐蝕性以及低于30，OOOpsi(2，110kg/cm2)的退火屈服強(qiáng)度。在此類適合的材料中，以硬度漸增的順序列出，分別為金、M金屬(按重量計90%金/lW銠)、C金屬(按重量計69.5%金/30%鉑/0.5%銠)、D金屬(按重量計59.9%金/40.0%柏/0.1%錸)、以及Z金屬(按重量計50.0%金/49.0%鉑/1.0%銠)。后者基本上具有與鉭相同的硬度。適合的材料還有75%金/25%鉑的合金。然而，所有這些金屬都比鉭昂貴得多。在使用中，除了Z金屬，所有的金屬都比鉭更易于受損。然而，當(dāng)要形成長徑比相當(dāng)高(如大于3.5)的毛細(xì)管時，較軟的材料是有利的。聚合物以溶液、懸浮液或熔體的形式從噴絲頭擠出，所得的長絲被紡成紗線并以適合于特定聚合物的方式進(jìn)行處理。如果一組長絲中的任何一根的平均直徑與平均值之間的偏差小于0.4微米或約為0.4微米，可將這組長絲歸類為具有相同平均直徑。在一個優(yōu)選的實施方案中，兩種尺寸的長絲構(gòu)成紗線。在這種情況下，優(yōu)選的是較細(xì)長絲的平均直徑的范圍為或約為8至22微米，而較粗長絲的平均直徑的范圍為或約為16至32微米。雖然這些范圍有所重疊，但應(yīng)當(dāng)理解，較細(xì)和較粗長絲被選擇為具有不同的平均直徑，以使得較細(xì)長絲的平均直徑小于較粗長絲的平均直徑。例如，本發(fā)明所包括的紗線可具有平均直徑為或約為8微米的較細(xì)長絲和平均直徑為或約為16微米的較粗長絲，以及平均直徑為或約為22微米的較細(xì)長絲和平均直徑為或約為32微米的較粗長絲。在由兩種尺寸的長絲組成的紗線中，優(yōu)選的是較細(xì)長絲與較粗長絲的差異因子不超過2或約2,更優(yōu)選的是差異因子不超過1.5或約1.5。如果長絲在尺寸上差異太大，則會發(fā)生離析，從而導(dǎo)致不均勻性并降低耐切割性。優(yōu)選地，較粗長絲和較細(xì)長絲之間的直徑比為或約為1.3至1.5。在其中紗線由兩種平均直徑不同的長絲構(gòu)成的實施方案中，紗中長絲的20%至60%或約20%至60%(按數(shù)量計)由第二多根長絲(即較大平均直徑)構(gòu)成，而紗中長絲的40%至80%或約40%至80%(按數(shù)量計)由第一多根長絲(即較小直徑)構(gòu)成。更優(yōu)選地，紗中長絲的45%至55%或約45%至55%(按數(shù)量計)由較大直徑長絲構(gòu)成，而紗中長絲的45%至55%或約45%至55°/(按數(shù)量計)由較小直徑長絲構(gòu)成。在另一個優(yōu)選的實施方案中，三種尺寸的長絲構(gòu)成紗線。在這種情況下，優(yōu)選的是最細(xì)長絲具有4至10微米或約4至10微米(更優(yōu)選6至9微米或約6至9微米)的平均直徑范圍，中等長絲具有10至13微米或約10至13微米的平均直徑范圍，而最粗長絲具有14至18微米或約14至18微米的平均直徑范圍。例如，使用由具有以下平均直徑的長絲構(gòu)成的紗線可實現(xiàn)有利的結(jié)果8、12和16微米。在具有三種尺寸長絲的那些紗線中，優(yōu)選地，最小中等最大的平均直徑的比率為或約為2:6:8，更優(yōu)選為或約為2:3:4。在其中紗線由三種平均直徑(線密度)不同的長絲構(gòu)成的實施方案中，紗中長絲的15%至35%或約15%至35%(按數(shù)量計)由第三多根長絲(即最粗)構(gòu)成，紗中長絲的30%至45%或約30%至45%(按數(shù)量計)由第二多根長絲(即中等)構(gòu)成，而紗中長絲的30%至45%或約30%至45%(按數(shù)量計)由第一多根長絲(即最細(xì))構(gòu)成。在其他的優(yōu)選實施方案中，紗線由四、五、六或更多種尺寸的長絲構(gòu)成。在另一個實施方案中，稱為"連續(xù)"實施方案，紗線包含最粗長絲或長絲組(如，平均直徑為或約為15至40微米)和最細(xì)長絲或長絲組(如，平均直徑為或約為4至25微米)，其中最粗長絲(或長絲組)與最細(xì)長絲(或長絲組)具有不同的平均直徑；以及平均直徑分布在最粗長絲和最細(xì)長絲平均直徑之間的多根長絲。通過這樣的排列，可實現(xiàn)非常高的堆積密度(大于90%),從而獲得高度耐切割的紗線。噴絲頭中的孔的尺寸會影響擠出的長絲的平均直徑。用于牽拉長絲(拉伸)的張力也會影響長絲的平均直徑以及成品紗的特性。牽拉將減小長絲的平均直徑。通過調(diào)整纖維離開凝固浴的速度，使其高于聚合物從噴絲孔擠出的速度，人們可以調(diào)整長絲的多種物理特性，例如其韌度、才莫量和伸長以及其直徑。在此提及的兩種速度的比率在對位芳族聚酰胺(其中長絲設(shè)置在凝固浴中)中稱為紡絲拉伸比，以及在涉及纖維例如UH匿PE時稱為牽拉比，所述纖維基本上在驟冷后被延伸。可通過UH匿PE實現(xiàn)的高牽拉比可達(dá)最多50至IOO倍。對于對位芳族聚酰胺，典型的紡絲拉伸比為大約2至14。組成混合分特紗的長絲可具有基本上為圓形的橫截面。圓形橫截面可最大化長絲相對于彼此的"滾動"，從而最大化耐切割性。圓形橫截面還可最大化堆積密度，這同樣有利于耐切割性。在可供選擇的實施方案中，長絲的橫截面可以為橢圓形。還可能的是較細(xì)長絲的橫截面為圓形，而粗絲的橫截面則為橢圓形，反之亦然。長絲的橫截面受噴絲頭中的孔的形狀影響，其中圓形孔將生成圓形橫截面，而橢圓形孔則生成橢圓形橫截面。其也受內(nèi)部毛細(xì)管形狀、平行或螺旋排列的槽和通道的影響。此外，其還受凝固處理影響；例如，間位芳族聚酰胺(如Nomex)長絲在干紡時通常具有雙葉形"狗骨"形狀，或者在濕紡時為多葉形或"星形"，這是因為溶劑從芯中提取出來之前外皮固化，并且收縮的區(qū)域未"填充"周邊。紗線的韌度優(yōu)選為或約為15至40克/旦尼爾，更優(yōu)選為或約為25至35克/旦尼爾。本發(fā)明的紗線的斷裂伸長率優(yōu)選為或約為1.5%至15%，更優(yōu)選為或約為2%至4%。紗線的彈性片莫量優(yōu)選為或約為5至450N/特克斯，更優(yōu)選為或約為50至4GGN/特克斯。在一個優(yōu)選的實施方案中，紗線的韌度為或約為25至35克/旦尼爾，斷裂伸長率為或約為2%至4°/。，并且彈性模量為或約為50至400N/特克斯。組成紗線的長絲的數(shù)量并無限制，其取決于最終用途以及最終紗線中所需的線密度。典型的紗線包括總共16至1500根長絲。在一個優(yōu)選的實施方案中，紗線中的長絲的總數(shù)為276根，其中45%至55%(按數(shù)量計)為較細(xì)的長絲，45%至55%(按數(shù)量計)為較粗的長絲。在本發(fā)明的具有第三多根長絲(平均直徑大于第一和第二多根長絲)的紗線中，實例可以是在紗線中總共有276根的長絲，其中25%至50%(按數(shù)量計)為最細(xì)長絲、25%至50%(按數(shù)量計)為中等長絲，并且15%至35%(按數(shù)量計)為最粗長絲。由本發(fā)明噴絲頭制成的多分特紗線的最大可能堆積密度優(yōu)選為或約為80%至95%,更優(yōu)選為或約為90%至95%。橫截面和堆積密度可按以下方法測量在相對小的張力下將纖維固定在置于圓柱形模中的環(huán)氧樹脂中，該圓柱形模的底部穿有孔以允許樹脂的纖維流通過。隨后，在室溫下固化模制樣本12小時。然后，將該樣本在液氮中冷凍一分鐘，并橫向于纖維軸形成切口，以便在掃描電子顯微鏡的放大作用下實現(xiàn)圖象分析和直徑測量以及空隙率評估。掃描顯微術(shù)中所使用的樣本制備方法為人們所熟知，不同的是無需打磨。堆積密度受到長絲的相對直徑(即線密度)，以及第一多根長絲(即較細(xì)長絲)數(shù)量與第二多根長絲(即較粗長絲)的數(shù)量的比率影響。第一多根長絲與第二多根長絲的比率為或約為0.5(即50%數(shù)量的較細(xì)長絲和50%數(shù)量的較粗長絲)以及長絲之間平均直徑差值較大(大小比例為或約為2)的紗線通常具有較高的堆積密度(如優(yōu)選地大于90%,通常為90°/Q至95%)。此外，在"連續(xù)的"實施方案中制備的紗線也具有較高的堆積密度。如果長絲混合物在中心有57根12微米的長絲，圍繞第一層同心設(shè)置了115根8微米的長絲，然后圍繞第二層同心設(shè)置了另外58根12微米的長絲，并且圍繞第三層在外圍設(shè)置了46根16微米的長絲，則可獲得大約90%的堆積密度。多分特紗線尤其適用于制備具有優(yōu)異的舒適度特性的耐切割、耐磨和耐穿透織物。此類織物可通過本領(lǐng)域已知的編織、針織或機(jī)織技術(shù)制備。由本發(fā)明的紗線制成的織物可用于制作耐切割、耐磨和耐穿透的衣服，例如手套、鞋類、連體工裝、褲子和襯衫，以及用作衣服中需要特定的耐切割、耐磨和耐穿透的部分，例如手套的掌面，褲子的翻邊，連體工裝或襯衫的翻邊或袖口。此類制品可涂覆有各種樹脂和彈性體。此外，多分特紗線可結(jié)合到單向保護(hù)性結(jié)構(gòu)中，其中主要是單向(平行)的紗線嵌入或部分嵌入到固定的介質(zhì)中，例如樹脂和彈性體。實施例溫度所有的溫度均以攝氏度(。C)來測量。旦尼爾根據(jù)ASTMD1577來確定，并且為用9000米纖維的重量克數(shù)來表示的纖維的線密度。可在4尋自Textechno,Munich,Germany的Vibroscope上測量旦尼爾。旦尼爾乘以(10/9)等于分特(dtex)。制備紗線的方法參見圖1,在(10)所述的方法中，使用含4.5kg聚合物的聚對苯二甲酰對苯二胺的間歇溶液作為聚合物來制備根據(jù)本發(fā)明的紗線。在氮氣氣氛下，將18.6kg的酸泵入攪拌器，并在攪拌的同時冷卻至22°C以形成冷凍的漿液(12)。在將剩余量的聚合物加入之前，首先加入二分之一至三分之一的聚合物并混合10分鐘。然后，將圍繞攪拌器的夾套加熱至87°C(14)。一旦溶液維持該溫度達(dá)一個半小時，即關(guān)閉攪拌器和真空泵，并用氮氣將攪拌器加壓至1.7巴(絕對)。在制備好聚合物溶液批料之后，使用5cm3的計量泵(16)來輸送溶液，使其經(jīng)過流動板(22)和過濾網(wǎng)組(20)(示于圖3的(18))到達(dá)紡絲工序點，其運行速度為460m/min。使用圖4所示的276孔的噴絲頭(24)來紡紗。對于本實施例的紗線，紡絲頭具有毛細(xì)管直徑為76^的46個孔(24a)、毛細(xì)管直徑為64fi的115個孔(24b)、毛細(xì)管直徑為51|ii的115個孔(24c)，孔的排列示于圖4中。參見圖3,長絲穿過6mm的氣隙(26)紡出，隨后進(jìn)入3'C的驟冷水浴(28)，再穿過驟冷射流口(30)(具有0.2mm間隙、6.4mm直徑的徑向射流口)。驟冷浴的射流和塔板流分別設(shè)置為2.3L/min和5.3L/min。參見圖1，紗線在驟冷后^支傳送到水性酸洗液(32)。在一對直徑為113mm、中心線間距為445mm的輥(34)上纏繞30圈。水的流速為15L/min，張力為0.7至1.0克/旦尼爾(0.8和l.lg/分特)。酸洗后，紗線前進(jìn)到另一洗滌柜(36),其中也將在一對具有與酸洗輥相同直徑和中心線間距的輥上纏繞30圈。洗滌柜的第一半為堿洗(38)(由氫氧化鈉溶液組成)，第二半為水洗(40)。堿洗的強(qiáng)堿液流速和稀堿液流速均為7.51/分鐘，并且張力在0.5至0.8克/旦尼爾(0.55至0.89克/分特)之間。然后，于3lrC下在一對直徑為160mm、中心線間距為257mm的輥(42)上纏繞34圈對紗線進(jìn)行千燥。紗線千燥后，在其上涂覆涂飾劑(44),再巻繞到包裝輥(46)上。本發(fā)明樣本本發(fā)明樣本由從圖4所示的噴絲頭中噴出的400旦尼爾的紗線制成，具體如下產(chǎn)生2-2.6dpf(直徑約16微米)長絲的46根毛細(xì)管(24a);產(chǎn)生1.5dpf(直徑約12微米)的長絲的115根毛細(xì)管(24b);和產(chǎn)生0.65-ldpf(直徑約8微米)的長絲的115根毛細(xì)管(24c)。將紗線織成面密度為約400g/n^的樣本。對照樣本使用嚴(yán)格按照上述方法制備的紗線來制備對照樣本，但所用噴絲頭僅具有一種尺寸的孔并且僅得到1.5dpf(直徑約12微米)的長絲。所得的紗線為400旦尼爾，并且僅包含1.5dpf的長絲。將紗線織成面密度為約400g/i^的樣本?；旌戏痔丶喚€的測試耐切割性磨切程序磨切測試程序基于EN388:19941的現(xiàn)行程序，該程序在施加到圓形刀片上的重力方面進(jìn)行了修改，即施加2.9N的等效力而不是5N的等效力，從而使得切割循環(huán)的次數(shù)增加，這將加強(qiáng)磨耗。該程序在歐洲標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)中有所描述?？蓪ζ淇偨Y(jié)如下對兩層重疊放置的矩形樣本(約80xl00mm)同時進(jìn)行測試。將2.9N而非5N的負(fù)荷施加在其指定位置。測試樣本安放在支承體上，其上覆蓋導(dǎo)電橡膠。圓形旋轉(zhuǎn)葉片的水平運動為50mm長。所得的線性圓周速度為10cm/s。切割測試機(jī)配備有自動導(dǎo)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)檢測整個樣品的切割。根據(jù)EN388-1994程序的規(guī)定使用標(biāo)準(zhǔn)棉織物在開始時以及各樣本測試之間檢查刀片的鋒利度。根據(jù)EN388-1994提供的循環(huán)次數(shù)和推薦的算法，計算切割水平，從而確定0至5之間的切割水平，0為可實現(xiàn)的最低切割防護(hù)水平，5為最高。結(jié)果本發(fā)明樣本需要超過300次循環(huán)才能切穿，而由100%相同的長絲制成的對照樣本僅需不足150次循環(huán)即可切穿。'抗機(jī)械危害的防護(hù)手套1權(quán)利要求1.制備耐切割紗的噴絲頭，所述噴絲頭包括第一、較小平均直徑和第二、較大平均直徑的擠出孔，其中所述第一和第二平均直徑的差異因子為至少1.2。2.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭，所述噴絲頭包括具有兩種不同平均直徑的擠出孔，其中所述較小擠出孔具有35至65微米或約35至65微米的平均直徑，所述較大擠出孔具有60至90微米或約60至90微米的平均直徑。3.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭，所述噴絲頭包括具有三種不同平均直徑的擠出孔，其中所述最小擠出孔具有35至65微米或約35至65微米的平均直徑，所述中等擠出孔具有64至80微米或約64至80微米的平均直徑，并且所述最大擠出孔具有75至90微米或約75至90微米的平均直徑。4.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭'，所述噴絲頭包括具有兩種不同平均直徑的擠出孔，其中所述第一多個擠出孔占所述噴絲頭中的擠出孔數(shù)量的40%至80%或約40%至80%。5.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭，所述噴絲頭包括具有三種不同平均直徑的擠出孔，其中所述最小擠出孔構(gòu)成所述噴絲頭中的擠出孔數(shù)量的30%至45%或約30%至45°/。，所述中等長絲構(gòu)成所述噴絲頭中的擠出孔數(shù)量的30%至45%或約30%至45°/。，并且所述最大擠出孔構(gòu)成所述噴絲頭中的擠出孔數(shù)量的15%至35%或約15%至35%。6.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭，所述噴絲頭包括兩種不同平均直徑的擠出孔，其中所述較大擠出孔的平均直徑與所述較小擠出孔的平均直徑的比率介于1.3至2.0或約1.3至2.O之間。7.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭，所述噴絲頭包括具有基本上為圓形形狀的擠出孔。8.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭，所述噴絲頭包括按數(shù)量計16%或約16%的76微米或約76微米直徑的擠出孔，按數(shù)量計42%或約42%的64微米或約64微米直徑的擠出孔，以及按數(shù)量計42%或約42%的51微米或約51微米直徑的擠出孔。9.如權(quán)利要求1所述的噴絲頭，所述噴絲頭包括同心排列的擠出孔，其中所述較小擠出孔同心地排列在所述較大擠出孔之內(nèi)。全文摘要本發(fā)明提供了用于制備由不同平均直徑的長絲制成的紗線的噴絲頭。文檔編號D01D4/02GK101522963SQ200780037205公開日2009年9月2日申請日期2007年10月9日優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日發(fā)明者S·D·穆爾,S·勒布伊拉申請人:納幕爾杜邦公司