專利名稱：帶有聚甲基戊烯條紋的消光尼龍絲的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過加入一種聚甲基戊烯添加劑消光的尼龍絲。
背景技術：
通常希望，地毯和織物顯示一種特殊光澤或光彩，而不閃光。雖然用于制造地毯和其他纖維制品的纖維顯現(xiàn)出的光澤度和閃光度也許是相當主觀的事物，但毫無疑問的是，存在這樣的性質，而且這種性質對纖維在某些應用中的價值有嚴重影響。
通過把添加劑加入到纖維中，連同其他手段一起，可以改變纖維的光澤和閃光。通常，添加劑與纖維的聚合物必須是不相溶混的，并且添加劑的折射率與纖維聚合物的折射率必須有足夠的差異，使得添加劑會散射照射到纖維上的光。
為控制光澤，可將二氧化鈦加入到尼龍中(美國專利2,205,722)，但是二氧化鈦使纖維色光暗淡，并且顯現(xiàn)“白堊色”，沒有減少閃光或閃爍。聚乙烯(英國專利1,116,202)、聚丙烯(美國專利4,711,812)或聚苯乙烯(英國專利745,182)也已被用作尼龍的光澤添加劑。它們沒有足夠地降低閃光，也使纖維色光暗淡。然而，它們沒有賦予二氧化鈦所賦予的“白堊色”外觀。用聚環(huán)氧乙烷(美國專利4,540,746)作為光澤添加劑能賦予尼龍纖維理想的鮮明光澤。但是與不含聚環(huán)氧乙烷的尼龍纖維對照物比較，聚環(huán)氧乙烷還使纖維的染料耐光性降低。
對于短纖維(長度范圍一般為4～10英寸的卷曲絲)產(chǎn)品和長絲產(chǎn)品來說，控制光澤和閃光是很重要的。優(yōu)選以類似于美國專利4,559,196所述方式加工膨化變形長絲(BCF)紗，使用熱輥拉伸絲，使用熱空氣或蒸汽噴嘴膨化長絲。通過在紡絲過程中將添加劑加入到絲中可以控制光澤和閃光，但是在隨后的為制造BCF的處理過程中，經(jīng)常出現(xiàn)由于使用有機聚合物纖維添加劑，例如聚丙烯、聚苯乙烯、聚環(huán)氧乙烷或聚乙烯，而出現(xiàn)的問題，因為粘性聚合物碎屑留在了熱拉伸輥上。在熱拉伸輥上的碎屑是有粘性的，能使絲粘附到輥上而斷頭，因而，使加工操作中斷。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種有一條縱向軸的消光尼龍絲，它包含0.5～10％重量的聚甲基戊烯(以絲的總重量計)，所述聚甲基戊烯以圓柱形條紋均勻分布在絲中，該條紋直徑沿其長度基本均勻，L/D主要為50～150，縱向軸一般與絲的縱向軸平行。這種絲具有理想的鮮明光澤，幾乎沒有或根本沒有閃光。在BCF工藝中使用的熱輥或者沒有沉積物，或者只有少量沒有粘性的聚合物碎屑，對紡絲過程沒有不利的影響。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明的尼龍絲的放大示意側視圖。
圖2是圖1中尼龍絲沿2-2線橫截面的放大示意圖。
圖3是制造本發(fā)明的纖維所使用的工藝示意圖。
發(fā)明詳述現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，聚甲基戊烯(PMP)能與尼龍混合，制造具有理想鮮明光澤而沒有極光或極光極小的短纖維或BCF。使用PMP，在熱輥上沒有聚合物碎屑或僅有少量沒有粘性的聚合物碎屑。此外按40小時氙弧燈標準耐光性試驗，含有PMP的尼龍絲與不含PMP的對照尼龍纖維基本具有相同的染料耐光性。
聚甲基戊烯包括2-甲基-1-戊烯、2-甲基-2-戊烯、3-甲基-1-戊烯、3-甲基-2-戊烯和4-甲基-1-戊烯的聚合物。優(yōu)選的PMP是聚(4-甲基-1-戊烯)，其按照ASTM D1238-70在260℃，5千克負荷下測定的熔融流動指數(shù)為4～80。
本發(fā)明的絲使用尼龍基體。所謂尼龍指的是熔點為約260℃的尼龍66(聚亞己基己二酰胺)均聚物、熔點為約230℃的尼龍6(聚己內酰胺)均聚物、這些尼龍的共聚物，熔點為約250～260℃的亞己基己二酰胺和亞己基-5-磺基間苯二酰胺的共聚物，以及其他共聚物和三元共聚物，它們至少含有80％重量的尼龍66或尼龍6單元，還含有其他二酸的單元，例如間苯二甲酸、對苯二甲酸及類似物，和其他二胺的單元，例如，2-甲基-亞戊基二胺及類似物?？捎糜诒景l(fā)明的尼龍基體的熔點應大于約220℃。所述絲至少應有80％重量的尼龍。除含有PMP外，所述絲可以含有其他添加劑，例如顏料、染料、穩(wěn)定劑、阻燃劑和抗菌劑，但并不限于這些。
在制造本發(fā)明的絲中，通過將添加劑和尼龍熔融，并將熔體混合，可使聚甲基戊烯添加劑與尼龍混合。然后采用通常用于尼龍紡絲的方法將這些材料的熔融混合物進行熔體紡絲。
對于消光目的來說，聚甲基戊烯添加劑聚合物的有效量為絲的總重量的0.5～10％。該范圍只是合適與否的問題。雖然添加劑聚合物的濃度小于0.5％的絲在纖維外觀方面有些優(yōu)點，但是效果不大。與只有10％添加劑聚合物的纖維相比，添加劑聚合物濃度大于10％的絲的光澤沒有大的改善。優(yōu)選地，尼龍絲可含有約0.5～3％重量的聚甲基戊烯。
參見圖1，與尼龍一起熔融摻混、紡絲隨后拉伸的聚甲基戊烯添加劑，以基本呈圓柱形的條紋12存在于絲10中，其直徑14從頭到尾基本均勻，長度16與直徑14之比(L/D)主要為50～150。條紋均勻地分布于絲的整個橫截面，見圖2，條紋的縱軸通常平行于絲的縱軸。這些長條紋正是是造成本發(fā)明的絲具有鮮明光澤和低閃光或不閃光外觀的主要原因。
本發(fā)明的絲的制造工藝是眾所周知的。參見圖3，該圖說明了制造尼龍66BCF的方法。然而，本發(fā)明并不只限于BCF產(chǎn)品或尼龍66產(chǎn)品。將尼龍和聚甲基戊烯添加劑的熔融混合物，在溫度280～290℃下(大大高于尼龍和PMP的熔點)，泵送經(jīng)過毛細管18，形成絲10，以約10℃的空氣在驟冷室20中使絲10驟冷。喂絲輥22控制輸送絲10繞過小轉子24，并輸送到斜輥26。絲10環(huán)繞斜輥26纏繞幾圈，在輥26和小轉子24之間被拉伸2.8倍。將斜輥26加熱至約150～210℃，斜輥26被設置在絕熱罩28中，以使降低操作中的熱損失。就生產(chǎn)短纖維而言，不需將輥26加熱，拉伸后將許多絲合并成絲束，進行卷曲，并切斷成短纖維(圖中未示出)。就生產(chǎn)BCF而言，絲10從斜輥26進入供給200～235℃、壓力約110磅/平方寸(約7.5大氣壓)的空氣的膨化嘴28。滾筒30上的旋轉篩網(wǎng)將絲10從膨化嘴28取出，從滾筒內側抽真空將絲10吸到篩網(wǎng)上。優(yōu)選使用濕氣驟冷噴嘴32，提供水濕氣以冷卻絲10，卷取輥34將絲10從篩網(wǎng)上取下。卷取輥34之后，可以在上油盤36上加二次油劑，將絲從這里輸送到卷繞裝置38。
含有添加劑聚合物，例如聚丙烯、聚乙烯、聚環(huán)氧乙烷或聚苯乙烯的尼龍絲，過去會在熱斜輥26上留下一種粘性聚合物沉積物。這種沉積物會使絲粘到輥上，使絲斷頭、纏繞，直至停機。本發(fā)明使用聚甲基戊烯添加劑，生產(chǎn)在輥26上或者不會留下沉積物、或者僅留下少量沒有粘性的沉積物的絲。此外，按照40小時氙孤燈標準耐光性試驗，本發(fā)明的絲的染料耐光性基本上等于不含PMP的絲的染料耐光性。
試驗方法聚合物的熔點用差示掃描量熱計，以通常方法測定。
尼龍的相對粘度按照在90％甲酸(10％水，90％甲酸)中的8.4％重量聚合物的溶液25℃下的絕對粘度與90％甲酸(不含聚合物)在25℃下的絕對粘度之比測定。
改性率是，按美國專利2,939,201所述方法測定的絲橫截面的外切圓的半徑與內切圓的半徑之比。
實例在如下實例中，紡制了幾種規(guī)格的長絲，并使其膨化之。
實例1使用尼龍66(聚亞己基己二酰胺)和不同濃度的PMP制造絲。本實例的PMP是熔點為約245℃的聚(4-甲基-1-戊烯)，其熔體流動指數(shù)按照ASTM D-1238-88，在260℃、5kg負荷下測定，為75。尼龍的相對粘度為65～70。
PMP的加入量為絲的總重量的1％、5％、10％；PMP在一臺螺桿擠壓機中與尼龍混合。在280～290℃下進行熔體紡絲，紡成改性率為2.5的68根三葉形的1120旦的長絲紗。紡絲之后，即按照美國專利4,559,196第4欄第43～67行簡略講授的方法將絲拉伸2.8倍，并使之膨化。熱輥溫度為165℃。
在PMP添加劑的所有濃度下，在熱輥上均只有少量沒有粘性的聚合物沉積物。沉積物對加工性能沒有不利影響。使用一種低熔點添加劑，例如低密度聚丙烯，重復這個實例，在熱輥上會形成粘性聚合物沉積物，并且會產(chǎn)生斷頭絲。
在顯微鏡下觀察本實例的絲時，會顯示出長的條紋。這種還表現(xiàn)出極好的鮮明光澤、很少閃光或者不閃光。用同樣濃度的低密度聚丙烯添加劑在相同條件下制造的類似纖維則呈現(xiàn)很短的條紋，并且光澤暗淡。
實例2使用實例1的尼龍66和聚(4-甲基-1-戊烯)制造了另外的長絲。PMP的加入量如表所示。在290℃下進行熔體紡絲，紡得改性率為3.4的68根三葉形的1100旦的長絲紗。在紡絲以后，即將絲拉伸2.8倍，并按例1所述方法膨化。熱輥和膨化嘴空氣的溫度如表所示。紗的強度、伸長和模量數(shù)值也如表所示。
和實例1的情況一樣，在本例中熱輥上只留下少量沒有粘性的聚合物沉積物。產(chǎn)品顯現(xiàn)出長的條紋，極好的鮮明光澤，很少或沒有閃光。
表
權利要求
1.一種具有一條縱軸、包含0.5～10％重量的聚甲基戊烯的消光尼龍絲，所述的聚甲基戊烯以圓柱形條紋均勻地分布在尼龍絲中，條紋直徑沿條紋長度方向基本均勻，L/D主要為50～150，其縱軸通常平行于尼龍絲的縱軸。
2.權利要求1的絲，其中該聚甲基戊烯是聚(4-甲基-1-戊烯)。
3.權利要求1的絲，其中該尼龍是尼龍6。
4.權利要求1的絲，其中該尼龍是尼龍66。
5.權利要求1的絲，其中該尼龍絲包含0.5～3％重量聚甲基戊烯。
6.權利要求1的絲，其中該絲是短纖維。
7.權利要求1的絲，其中該絲是膨體變形長絲。
全文摘要
公開了一種消光尼龍絲，它含有聚甲基戊烯的圓柱形條紋。該絲具有弱閃光或沒有閃光，并且色澤鮮明。
文檔編號D02G1/00GK1149323SQ95193263
公開日1997年5月7日 申請日期1995年5月19日 優(yōu)先權日1994年5月25日
發(fā)明者V·G·班卡, W·H·童 申請人:納幕爾杜邦公司