专利名称：尺寸稳定的聚酯纱加工高尺寸稳定的线的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有高模量和低收缩率的特别是用于轮胎纺织品的增强剂聚酯复丝纱线。本发明的纱线提供具有综合的优异尺寸稳定性和高极限伸长率的加工的线。生产复丝聚酯纱线的方法也是本发明的一个方面。
高强度的对苯二甲酸乙二醇酯长丝在已有技术中是众所周知的，以及通常地在工业中用于包括橡胶增强剂的轮胎帘线、传送带、座位带、V型带以及水龙带。
在聚酯工业用纱线的尺寸稳定性上需要继续改进，以减少现行的聚酯子午线轮胎的轮胎侧壁压痕并取代在子午线轮胎体中的人造丝和其它增强的工业产品。作为后者，该基准当用到少于30%的物质时，必须具有相当于人造丝在轮胎温度升高时的强度和模量。现行的聚酯帘线具有足够的强度，而它们的高温模量低于这方面应用所需要的。戴维斯(Davis)等的美国专利4，101，525提供一种具有低收缩率的和低工作损耗特性的高强度复丝聚酯纱线。虽然戴维斯等没有提供加工帘线的数据，纱线所显示的特点从戴维斯的所述中并不满足模量要求。另外，长丝从喷丝头引出之后立即快速冷却可能导致过量的长丝断裂和由此产生低的机械性能的纱线。萨托(Saito)等的美国专利4，491，657揭示了高模量、低收缩的聚酯纱线，但为了达到纱线加工成帘线的良好的转变效率，对这类尺寸稳定的纱线就需要有低的极限模量。加工的帘线，具有该低极限模量导致比本发明高极限模量帘线较低的强力。同时，萨托等的工艺需要高的纺丝速度，因而难于将本发明结合进连续纺丝-拉伸工艺中，古满幸和等的美国专利4，690，866阐述了制备纱线的一种装置，它采用超高粘度聚合物生产高尺寸稳定的加工帘线。在对比实验的基础上，即用我们的溶剂系统，古满幸和特性粘度(IV)值应比在他们的专利中所表明的高5%，即通过我们测量，它们需要0.95IV聚合物的极小值。同时，这些帘线具有低极限模量，于是不能达到给定的聚合物粘度的全部强力优点。
对苯二甲酸乙二醇酯纱线可以在非常高的应力条件下通过纺丝制备得到取向的结晶性非拉伸纱线。本发明通过工艺参数的选择以形成具有16至24%结晶度和14至22℃的熔点升高的部分取向的半结晶性的非拉伸纱线。然后该短纤纱线热拉伸至总拉伸率在1.2/1和2.5/1之间由此产生独特的综合性能(A)至少20克/旦的极限模量;(B)采用E4.5+FS＜11.5%定义的尺寸稳定性;(C)至少5克/旦的强力;(D)14至22℃，较佳17至20℃的熔点升高，以及(E)，小于0.75的无定形取向函数。拉伸过的纱线经加捻并股制得轮胎帘子线并按一般的工业方法进行处理。由此处理产生的帘子布具有极好的高极限伸长率和高韧度相结合的大大改进的尺寸稳定性。
图1，表示在实施例2中制备的纱线由LASE-5对自由收缩率的曲线判定加工的帘线的稳定性。
图2，表示实施例2纱线在给定的自由收缩率下加工的帘线的强力的比较。
图3和图4，给出对比和代表性试样收缩力对收缩率的曲线。
图5，给出由λ2-1/λ确定的收缩力和形变的关系，以提供纱线交联密度的评估。
本发明的超尺寸稳定的聚酯多股纱在用作纤维补强剂掺入如轮胎的橡胶组合制品时，提供高的极限伸长率与改进的加工过的帘线的尺寸稳定性。
由于目前强调在单层子午线客车轮胎用聚酯代替人造丝，增加帘线的尺寸稳定性一直是高的情况是需要的。尺寸稳定性的确定如在给定的收缩率下的高模量并直接涉及轮胎侧壁压痕(SWI)和轮胎的操作。而在轮胎中的帘线的模量主要受SWI和操作二者支配，收缩在二个方面均是重要的。首先，在轮胎硫化期间过度的帘线收缩可能显著减少来自开始加工的轮胎帘线的模量。第二，帘线收缩率是轮胎非均匀性的潜在根源。于是，在给定的收缩率下模量和强力的对比是对轮胎帘线有意义的比较。由于轮胎帘线在运行期间经受几个百分数的形变，良好的实际测量的模量是LASE-5(负载在5%伸长率下)。另外，E4.5(伸长率4.5克/旦负载)可适于用作实际测量。
作为轮胎SWI和操作两者，在高温(直至110℃)下的模量是控制性能的重要参数。由于基于通常的或尺寸稳定的纱线加工的帘线的高度结晶性，在高的轮胎温度的模量保持(以百分数)基本上类似于所有目前的商业的加工的帘线，并且作为本发明的那些在110℃或更高温度下发生的损失的模量峰值。于是，LASE-5的室温测量足以建立明显不同的聚酯帘线尺寸稳定性。在110℃下，这些聚酯约保持约其室温模量的70%。为了比较的目的，以下给出在室温和110℃典型的人造丝和商业上尺寸稳定的聚酯加工帘线在23℃、在松弛状态65%RH的数据人造丝尺寸稳定的聚酯RT110℃RT110℃RT110℃强力(克/旦)3.4-6.7-5.7-Lase-5(克/旦)1.21.22.341.57＊1.841.23＊韧度(克/旦)0.27-0.45-0.41-自由收缩144(于177℃)结构1100/21000/31000/3捻合14×148×810×10
＊注保留的%＝67%上述1100/2，14×14结构具有类似于通常所用的捻度系数为1650/2，12×12的人造丝结构。因此两者的结构具有类似的性能。在欧洲，聚酯帘线通常采用1000/2，12×12(基于克/旦)，具有1000/3，10×10类似的性能。1000/3，8×8表示最低的已知的用于商业轮胎中的捻度系数。通常是避免低于8×8的PET捻合，因为其疲劳寿命有限。
轮胎必须能经受侧壁碰撞，即在直接冲击在侧壁上的轮胎帘线的破裂。具有高伸长率和韧力的帘线必须对冲击是“耐碰撞”的。某些轮胎设计规定15%或更高的极限伸长率(UE)。达到较高UE的一种手段是增加捻合数，但是其代价却是较低的模量和由此较高的SWI水平。根据实际经验所得的做法，UE对模量的曲线(即LASE-5)是对帘线捻合数水平不敏感的。因此，在给定LASE-5时，必须改变基础的纱线以得到较高的极限伸长率。
该聚酯纱线包含至少90摩尔%的对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在较佳的具体例子中，该聚酯基本上全部是对苯二甲酸乙二醇酯。另外，该聚酯除了乙二醇和对苯二甲酸或它的衍生物外还可结合少量的从一个或多个酯形成组分衍生的作为共聚物单元。其它酯形成组分的表明的实施例，它是可以和对苯二甲酸乙二醇酯单元包括乙二醇诸如二甘醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇等以及二羧酸诸如间苯二酸、六氢化对苯二甲酸、联苯甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸共聚的组分。
本发明的复丝纱线通常具有单纤维旦数约1至20(例如约3至10)，以及通常包括约6至600根连续长丝(例如约20至400根连续长丝)。存在于纱线中的单纤维旦数和连续长丝的数目可以是多种多样的，正如在已知技术中明显看到的那样。
复丝纱线特别适用于工业上的是业已用在已有技术中的高强度人造丝。该纤维特别适用于遭遇高温(例如80℃至110℃)环境中。高强度的纤维材料不仅使该长丝材料经受较低程度的收缩，而且它保证加工的帘线韧力和极限伸长率。
高的极限伸长率和韧力与尺寸稳定性的意想不到的结合认为来源于在纺丝期间发生二相结构(结晶相加无定形相)。在适当的无定形取向时，较多的取向的无定形区域有显著的结晶。
在通常的PET纱线工艺中，结晶主要发生在拉伸阶段，因为在纺丝柱中的取向是低的。在目前的商业的尺寸稳定的纱线工艺中，在纺丝期间存在明显的无定形取向性，而结晶基本上仅仅发生在拉伸阶段。在本发明中，在纺丝中所有的定向足以在取向的无定形和结晶区域发生。对在无定形取向分布的结晶化的理论分析结论由迪赛和阿勃海拉姆(Desai和Abhiraman)已在[J.Polym.Sci.，Polym.Ietters第23版，213-217(1985)]中论述。
涉及此处的特性参数可以方便地通过测试基本上并行的长丝构成的复丝纱线测定。双折射采用装备有Berek补偿器的偏振光显微镜测定以及部分结晶度通过通常的密度测量测定。无定形取向性函数从以下关系测定(参见R.J.Samuels，结构聚合物性质，纽约，John Wiley
Sons)△n＝Xfc△nc+(1-X)fa△na+△nf式中△n＝双折射X＝部分结晶度fc＝结晶取向函数
△nc＝结晶的特性双折射(对对苯二甲酸乙二醇酯为0.220)fa＝无定形取向函数△na＝无定形的特性双折射(对对苯二甲酸乙二醇酯为0.275)△nf＝形式双折射(对本系统可忽略不计)结晶取向性用广角X-射线绕射类型的(010)和(100)反射的平均角度幅度的哈门氏(Herman′s)的取向性函数测定fc＝1/2(3cos2φ-1)式中fc＝结晶取向性函数φ＝平均取向性角度方便地测定结晶度百分数以测定未拉伸和拉伸的纱线的密度。未拉伸和拉伸的纱线的密度在23℃在正-庚烷/四氯化碳密度分度柱中测定。该分度柱根据ASTMD1505-68的1.30-1.43克/厘米3密度范围制备并刻度的。然后由下式计算结晶度百分数XTAL%＝ ((ρs-ρa))/((ρc-ρa)) ×100式中ρs＝样品密度克/厘米3ρa＝100%无定形相密度(1.335克/厘米3)ρc＝100%结晶相密度(1.529克/厘米3)而双折射和结晶度测量对拉伸纱线的无定形取向是有效的，非拉伸纱线在取向-无定形和取向-结晶之间产生近转变，需要在无定形相中更直接的方法确定取向程度。为此，在菲利普(Philips)的衍射仪的Cu发射和绕射束单色仪上得到成发射图形状的广角X-射线衍射图形。一些辐射扫描是在经度和纬度之间于各种方位角下得到的。这些扫描通过杜邦(Dupont)曲线分析(Gaussianlineshape)分解成结晶和无定形组分。通过把无定形峰作为方位角的函数进行作图的方法来测定适合于无定形光环的密度分布的半高(φ1/2)状态下的方位角的半幅值。
熔点(M.P)用潘金-依尔默的差示扫描量热计由2毫克试样于20℃/分扫描产生的最大的吸热测定。熔点取在DSC扫迹的最高温度峰览览。引用的熔点升高由试样熔点(M.P)和然后由快速液氮硬化的熔融体包封的DSC试样的熔点差来确定。重结晶样品的熔点是由于在熔点测试期间经冷却结晶的结晶体所造成的。在熔点上的不同提供了内在形态学结构不同的直接的定量测定。认识到与其说独特的形态学结构不如说熔点升高本身得到相当于所需的改进的性能。PET的纯的熔点结构上的杂质诸如醚键、共聚单体等的存在所影响。
聚合物和纱线的特性粘度(IV)为聚合程度和分子量的合适的量度。IV通过测定PET样品在苯酚和四氯乙烷(60/40重量比)溶剂的混合物中的相对溶液粘度(ηr)确定的。该相对溶液粘度(ηr)是通过标准毛细管PET/溶剂溶液的流动时间对纯溶剂的流动时间的比例。比美尔(Billmeyer)近似式[J.Polym.Sci，4，83-86(1949)]习惯用下式计算IVIV＝1/4 ((ηr-1))/(C) +3/4 (ln ηr)/(C)式中C为浓度(克/100毫升)，这将被理解该IV以100厘米3/克的单位表达，甚至当这类单位并不表明时。本发明可以得到具有高模量、高伸长率的拉伸纱线而不必用特性粘度特别高的聚合物。通过本发明可以得到具有特性粘度至少0.8，例如0.85至0.94的令人满意的拉伸纱线。
强度值(即至少5克/旦)，比商业上可以买到的人造丝轮胎帘子线显示的特殊的参数优良。此处涉及的张力性能在纱线调湿2小时根据ASTMD885通过用英斯屈龙张力测试议(TM型)用10英寸标准长度和每分钟应变率120%的情况下测定的。所有张力测量在室温下完成。在应力-应变曲线下的面积用于计算韧度，它以克/旦表示。
在规定载荷4.5克/旦(E4.5)下的伸长率反过来涉及模量。在E4.5+FS的和作为在不同弛水平下处理的的纱线的尺寸稳定性的一个良好指标是特别有用的。较低的和(E4.5+FS)表示较好的尺寸稳定性。本发明的拉伸的纱线具有由E4.5+FS＜11.5%的尺寸稳定性。自由收缩率(FS)值除了9.0克测试负荷外根据ASTM885来测定。如果该产物在子午线轮胎中用作纤维补强剂时这类改进了的尺寸稳定性是特别重要的。
橡胶弹性动力学理论允许在纱线中计算有效交联数量。这些交联值认为是和无定形区域既通过连结链又是通过邻近结晶联结在一起的结晶能力的一种度量。有价值的关系为σ＝NKT(λ2-1/λ)式中σ＝收缩力K＝波尔兹曼(Boltzman)常数T＝温度λ＝伸长率＝1/(1-收缩率)N＝网状链或交联度/cc经典的测定交联密度的方法是测定收缩力和已被拉伸(或松弛的)不同程度的样品的收缩率。为了简单起见，我们已开发了一种可以通过测量在各种约束力下的收缩率以测定一个类似的数据的方法。作为这种改进的技术，该约束率相当于收缩力。作为有效交联计算所需要的该收缩率值是在给定的约束力下测量的收缩率和在最小约束力5克下测量的收缩力之间的差值。说明由于在σ对λ2-1/λ的曲线中的曲率仅在收缩力直至0.08克/旦数据表示在高的收缩力下可采用上述计算。
以下为本发明的业已发现的可以形成改进的纱线的工艺的说明。以下权利要求的纱线产品并不是通过下述工艺参数所限定。
将可熔融纺丝的聚酯在高于它的熔点温度和基本上低于聚合物降解的温度下供入挤压纺丝头。尽量少的保持该阶段的滞留时间以及温度不应高于325℃，较佳为315℃。按熔融粘度对剪切速率的熔融PET的流动曲线已表明对稳定状态熔融纺丝得到均匀单一复合长丝是重要的。作为圆形纺丝头孔，其中流动是稳定的而终端作用可忽略不计，在毛细管壁上的表观剪切率(r)由下式给出r= (4Q)/(πR3)式中Q＝通过毛细管的流率、米3/秒R＝毛细管的半径、米挤压的长丝然后传送到通常的纱线固化区域，在此骤冷的空气喷在熔融的纱线上，由此凝固成所需的固有的结构特征和避免彼此熔化。该固化区较佳地包括(a)包括加热的气体气氛的延滞冷却区域，以及(b)邻接所述延滞冷却区域的冷却区域，在此所述的纱线在吹出的空气气氛中快速被冷却和固化。对现行的工艺的关键是使用具有特性粘度大于0.80的，较佳为0.85的挤压的聚合物，并调节工艺条件以达到结晶的、部分取向的纱线具有16至24%的结晶度和14至22℃、较佳为17至20℃的熔点温度升高。这样使得有可能产生拉伸纱线具有高的模量和高的伸长率而无需为固体状态聚合或注入添加剂以提高IV。于是可以通过较简单的工艺制备在0.85至0.94IV的拉伸的纱线而得到仍具有所需的加工的帘线的对给定模量的高的伸长率。在已知技术中一种可通过调节以下条件达到此点邻接纺丝头的热处理区域的长度和温度、纺丝头的孔径、激冷空气速度和喷吹激冷的方法以及在激冷柱中下拉。自固化区域拉伸纱线的速度是作用于纺出的纤维上的应力的重要参数，并应调节至产生所需的特征。
该纺出的纱线然后在辊筒间在玻璃化转变温度(80℃)以上的温度拉伸至总的拉伸比在1.2/1至2.5/1之间，较佳地在最大拉伸比的85%范围内。该拉伸工艺包括多股拉伸和调湿阶段以达到强度在5克旦以上和E4.5+FS＜11.5%。
为在已知技术中那些熟练技术人员所理解的是用已知方法可拉伸的高粘度聚合物纺丝揭示在诸如戴维斯等的美国专利4，195，052和哈姆罗的美国专利4，251，481中。该纱线可以被抽成线。然而，为了经济的原因较佳地在连续的综合的纺丝拉伸过程中拉伸成纱线。
该拉伸的纱线通常捻成帘线以及然后浸渍一种或多种普通的粘合涂层，作为所述帘线的浸涂料以及然后在高温下经受各种拉伸/松弛工序以达到最佳综合性能。调节捻合和加工条件作为特殊的最终使用也是在已知领域中技术人员所熟知的技术。详细的所采用的加工条件在实施例中给出。
在评价用来加工帘线的帘线用纱的潜力，一种可用“标准的”捻合和为了对比目的的帘线处理。在该“标准的”过程中，1000旦尼尔纱线被捻合至8圈/英寸以及然后每三股帘线再用8圈/英寸制备。该帘线然后浸渍在封端的二异氰酸酯水溶液(6%的固体)，在此之前帘线预先通过在440°F(227℃)的热空气炉40秒钟，在此，帘线被伸长6或8%。该浸渍的帘线然后通过RFL浸渍液(20%固体)并最后通过在440°F的第二个炉子60秒钟，在此，帘线根据能达到的范围以各种不同程度被松弛，在此达到4%自由收缩率。对于较小尺寸稳定的帘线的控制，一些推断对4%收缩率可能是需要的。该帘线绕在线轴上用作进一步测试。采用单终端Litzler计算机。
从本发明的纱线以这种方式制备的加工的帘线，显示以下加工的帘线的性能(a)由LASE-5确定的尺寸稳定性在4%自由收缩率下至少为3.0、较佳为3.3至4.3克/旦;
(b)在4%自由收缩率下，强度至少为4.5克/旦、较佳为5.0至6.5克/旦，所述的尺寸稳定性和所述的强度使用LASE-5对自由收缩率至4%自由收缩率的数据的内插法测得;以及(c)Ω(由以下确定)至少为75，较佳为80至100。
由本发明纱线制备的处理过的帘线的尺寸稳定性和极限伸长率的独特的组合物可以通过参数Ω来定量表示Ω＝16[(LASE-5)-1]+UE+100/FS上述表达式确定最高的高的伸长率、尺寸稳定的帘线并与伸长期间采用的拉伸条件无关另外，业已发现可以用特性粘度为0.85至0.94的聚合物，仍求得到处理过的帘线UE为15%或更多，而保持LASE-5至少为3.0克/旦。
实施例1通过以62.5磅/小时的速率挤压300单丝产生的1000旦尼尔的PET纱线，进入加热的套筒(300℃温度)以及然后在空气激冷柱中固化。然后纱线以不同的卷绕的速度被卷取。在加热夹套和激冷柱中的停留时间分别为0.02至0.03秒和0.2秒钟。在纺丝柱底部的导辊速度和卷绕速度调节至得到不同的非拉伸的双折射和结晶性的水平。在所有情况中在纺丝头孔采用相同的剪切速率。纱线的特性粘度为0.88。
这些未拉伸的纱线然后在拉伸络丝机上分三阶段拉伸。第一阶段三个导丝辊具有120、120和230℃的温度，最后一个导丝辊为室温。停留时间分别为0.7、0.6至0.7、0.3-0.6以及0.2至0.4秒。纱线的拉伸率和专门的性能在表Ⅰ和表Ⅱ中给出。
上述拉伸的纱线然后捻合成1000/3、8×8股帘线并在440°F(227℃)和440°F(227℃)二个区域各处理40秒和60秒钟。在进入二个加热区域之前分别涂敷液体封端二异氰酸酯和RFL浸渍液。被制备的处理过的帘线在第一区域采用6%伸长以及在第二区域采用各种松弛率(-4、-2和0%)。同时1、0和8.0%的伸长工序也被采用。这些帘线的性能在表Ⅲ中给出。很明显本发明的实施例(I-DT)具有通过Ω测定的比对比实施例明显高得多的尺寸稳定性及尺寸稳定性和极限的伸长率的综合性能，即使稍微过度拉伸导致极限拉伸率的某些降低。在4%FS下的5.6-6.0克/旦的强度当与人造丝对比时是十分合适的。作为代表本发明(I-DD表Ⅱ)的拉伸纱线的样品，E4.5+FS为7.9%。如果该纱线在较高速度下被拉伸，在此在加热的辊上的停留时间是较低的，而该和数却是稍高一点(2-3%)。说明该熔点(267℃)高于对比实施例(I-AD，-BD和-CD)。同时说明所需的纺丝速度以达到0.088非拉伸的双折射是小于已知技术的美国专利4，491，657的。
实施例2除了采用几种纺丝头剪切速率外，在实施例1类似的条件下一种较高粘度纱线(IV＝0.92)被纺丝。接着如在实施例Ⅰ相同的过程，调节卷绕速度以提供不同的非拉伸结晶度。该非拉伸纱线连续地传送至底盘拉伸辊。非拉伸和拉伸的纱线详细情况在表Ⅳ表Ⅴ中给出。在拉伸辊上停留时间为0.05至0.1秒。
前述的拉伸纱线然后加捻成1000/3、8×8股帘线以及然后如实施例Ⅰ进行处理。处理过的帘线尺寸稳定性(表Ⅵ和图1)随非拉伸的结晶性而增加。为了易于对比，在表Ⅶ中于给定的LASE-5(3.0克/旦)下，插入被对比的处理的帘线的物理性质。清楚地表明，当处理至给定的模量时，特别是LASE-5时，本发明的纱线出乎意料地具有极好的韧度和高的极限伸长率。于是，由此得到一个改进的韧度和较高的LASE-5的综合性能。该独特综合性质可以容易地用Ω表达，所述的Ω至少为75。在本发明的实施例中可以预料在抗疲劳中的一种改进。
本发明的拉伸纱线(Ⅱ-DD)具有强度5.8克/旦、E4.5+FS为10.8%、熔点为269℃以及低的无定形取向性。如图3和图4所示，本发明的纱线对它的低收缩率具有特别高的收缩力。其相应的有效交联密度为26.6×1021交联度/cc，它基本上高于已有技术代表的样品的值。图5给出的曲线，从其计算出交联密度。
补正后的由于温度升至110℃损失的性能，在表Ⅷ中为典型的人造丝处理的帘线和本发明的代表的样品的性能对比。这清楚地表明，即使本发明具有较低的强度，这些帘线仍是可行的人造丝替代品。
另外说明所需的纺丝速度大大低于美国专利4，491，657中说明的。较低的速度允许在连续纺丝拉伸工艺中制备纤维而无需昂贵的高速装置。
表Ⅰ未拉伸的纱线(IV＝0.88)纺丝速度纺丝头剪切△N熔点△M.P米/分速率·秒-1℃实施例Ⅰ-A176021500.0282501Ⅰ-B，290021500.0562523Ⅰ-C，Ⅰ-D350021500.08826112实施例密度，g/mXRAL，%Ⅰ-A1.33852Ⅰ-B，Ⅰ-C1.34804Ⅰ-D1.370118
表Ⅱ拉伸的纱线(IV＝0.88)拉伸旦尼尔强度LASE-5热模量实施例＊1 2 3 克/旦克/旦克/旦Ⅰ-AD1.721.381.0310167.84.1128Ⅰ-BD1.721.101.048987.85.4111Ⅰ-CD1.721.100.989437.04.054Ⅰ-DD1.401.101.057996.55.878实施例＊E4.5，UE，FS(%)，E4.5，熔点 △MP Fa% %＠177℃ FS，% ℃Ⅰ-AD5.29.89.014.225780.73Ⅰ-BD4.17.26.110.225890.71Ⅰ-CD4.68.95.510.1259100.70Ⅰ-DD3.26.24.77.9267180.68＊Ⅰ-A拉伸后，Ⅰ-AD意味着未拉伸，等等。
＊熔融的、激冷的以及再熔融的纤维熔点为249℃。
表Ⅲ处理过的帘线的性能(IV＝0.88)伸长强度LAES-5，FS(%)UE，%韧度克/旦克/旦177℃克/旦Ω实施例＊Ⅰ-AT+6/-46.02.484.811.70.3454+6/-26.02.625.411.50.3456+6/06.03.016.710.10.3057+8/06.02.957.09.70.2955Ⅰ-BT+6/-46.62.704.213.60.5065
6/-4 6.7 3.34 6.3 11.6 0.44 67+6/06.73.466.710.60.3865+8/07.03.506.811.00.4266Ⅰ-CT+6/-46.32.202.616.10.5974+6/-26.32.643.714.40.5368+6/06.52.994.613.30.5067+8/06.43.084.813.30.5167Ⅰ-DTⅠ+6/-45.83.773.310.20.3685+6/-25.63.583.211.20.3984+6/05.63.873.910.90.3982+8/06.04.004.19.10.3181＊拉伸和处理后的Ⅰ-AT等是未拉伸的Ⅰ-A
表Ⅳ未拉伸的纱线(IV＝0.88)纺丝速度纺丝头剪切△N熔点△M.P米/分速率·秒-1℃实施例Ⅱ-A176021500.0262490Ⅱ-B20209100.0552523Ⅱ-C24209800.0692534Ⅱ-D29906400.08226516实施例密度，g/mXRAL，%φ1/2(deg)Ⅱ-A1.3430321Ⅱ-B1.3494732Ⅱ-C1.360313-Ⅱ-D1.37071819
表Ⅴ拉伸的纱线(IV＝0.88)拉伸旦尼尔强度LASE-5热模量实施例123克/旦克/旦克/旦Ⅱ-AD1.731.460.9810088.13.995Ⅱ-BD1.731.250.9910078.14.0128Ⅱ-CD1.321.161.009827.33.9-Ⅱ-DD1.401.251.009245.84.178实施例E4.5，UE，FS(%)，E4.5，熔点△MPFa% %＠177℃ +FS，% ℃Ⅱ-AD5.510.010.015.525670.70Ⅱ-BD5.59.97.412.9258100.66Ⅱ-CD5.710.05.811.5259100.64Ⅱ-DD6.516.54.310.8267200.58N8.411.6-16.6＊Ⅰ-A拉伸后，Ⅱ-AD意味着未拉伸，等等。
a熔融的、激冷的以及再熔融的纤维熔点为249℃。
b 1021交联度/cc
表Ⅵ处理过的帘线的性能(IV＝0.88)伸长强度LAES-5，FS(%)UE，%韧度克/旦克/旦177℃克/旦Ω实施例＊Ⅱ-AT+1/06.72.434.915.00.5058+6/-46.92.505.113.70.4757+6/-27.02.806.911.50.4055+6/07.33.087.511.10.4158+8/07.33.247.811.00.4060Ⅱ-BT+1/07.12.413.216.40.6270+6/-47.22.554.216.10.6172+6/-47.63.204.714.90.6071+6/07.73.395.913.30.5668+8/07.73.376.312.60.5366Ⅱ-CT+1/06.62.402.916.30.6173+6/-46.82.733.916.10.6269+6/-27.03.165.013.90.5760+6/07.13.245.413.00.5067+8/07.13.365.812.60.5068Ⅱ-DT+1/04.92.501.818.90.6698
+6/-45.22.561.918.50.6496+6/-25.33.143.216.90.6482+6/05.43.533.915.20.5981+8/05.63.604.014.10.5381＊拉伸和处理后的Ⅰ-AT等是未拉伸的Ⅰ-A表Ⅶ处理过的帘线性能Ⅱ-ATⅡ-BTⅡ-DT强度(克/旦)7.17.15.1LASE-5(克/旦)3.03.03.0UE(%)11.514.716.5韧度(克/旦)0.400.590.64FS(%)7.04.52.9Ω586983表Ⅷ处理的帘线性能Ⅱ-CT人造丝(对比)Ⅱ-DT于110℃的强度，克/旦3.56.45.0于110℃的LASE-5克/旦1.22.02.4177℃的自由收缩率%14权利要求
1.一种拉伸的对苯二甲酸乙二醇酯纱线转变为高尺寸稳定的轮胎线的生产方法，其特征在于A.挤压具有0.8或大于0.8的特性粘度的熔融的可熔融纺丝的对苯二甲酸乙二醇酯通过具有多孔的成型挤出模板以形成熔融细纱线；B.固化熔融细纱线，该纱线逐步通过一固化区域，它包括(a)包括加热气体气氛的延滞冷却区域，以及(b)所述的纱线在邻接所述延滞冷却区域的冷却区域，在喷出的空气气氛中被快速冷却和固化；C.在足够的速度下拉伸该固化的纱线以形成具有16至24%的结晶度和14至22℃的熔点升高的结晶的、部分取向纱线，以及D.热拉伸该纱线至总拉伸率在1.2/1和2.5/1之间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于熔点升高为17至20℃。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A、B、C和D在连续整体的纺丝拉伸过程中完成。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于熔点升高为17至20℃。
5.一种拉伸对苯二甲酸乙二醇酯复丝纱线，其特征在于具有以下综合性质A.至少20克/旦的极限模量;B.由E4.5+FS＜11.5%确定的尺寸稳定性;C.至少5克/旦的强度;D.14至22℃的熔点升高;以及E.小于0.75的无定形取向函数。
6.如权利要求5所述的拉伸纱线，其特征在于熔点升高为17至20℃。
7.如权利要求5所述的拉伸纱线，其特征在于其特性粘度为0.85至0.94分升/克。
8.如权利要求5所述的纱线，其特征在于该纱线具有至少18×1021交联的/cc的有效交联度。
9.一种由权利要求5所述的纱线制备的高强度、尺寸稳定的处理的轮胎帘子线布。
10.一种轮胎，其特征在于结合有如权利要求5所述的高强度的、尺寸稳定的帘线作为补强材料。
11.一种拉伸对苯二甲酸乙二醇酯纱线，其特征在于当加捻成8×8捻每英寸1000旦尼尔3股本色帘线并通过浸入第一封端异氰酸酯浸渍溶液顺序时拉伸，于440°F(227℃)拉伸40秒钟，浸渍在第二间苯二酚-甲醛乳状浸渍溶液，并于440°F(227℃)松弛60秒钟，提供下述处理过的帘线综合性质(a)通过LASE-5确定的尺寸稳定性在4%自由收缩率下至少为3.0克/旦;(b)在4%自由收缩率下至少为4.5克/旦的强度以及所述的尺寸稳定性和所述的强度是使用LASE-5对自由收缩率数值至4%的自由收缩率插入法测得的;以及(c)Ω至少为75。
12.如权利11所述的拉伸纱线具有0.85至0.94分升/克的特性粘度，其特征在于提供一至少15%的处理过的帘线的极限伸长。
13.如权利11所述的拉伸纱线具有0.85-0.94分升/克的特性粘度，其特征在于提供如下处理过的帘线的综合性能(a)通过LASE-5确定的尺寸稳定性在4%自由收缩率下为3.3至4.3克/旦;(b)在4%自由收缩率下强力为5.0至6.5克/旦;以及(c)Ω为80至100。
14.一种复合物，结合如权利要求5所述的拉伸纱线作为补强材料。
全文摘要
在非常高应力条件下通过纺丝制备的对苯二甲酸乙二醇酯得到取向的结晶的非拉伸的纱线。选择工艺参数生产具有16至24％的结晶度和14至22℃熔点升高的取向的半结晶的非拉伸的纱线，经拉伸以产生独特的综合的性能至少20克/旦的极限模量；由E
文档编号D02G3/48GK1044833SQ8910726
公开日1990年8月22日 申请日期1989年9月12日 优先权日1988年10月28日
发明者查理斯·詹·尼尔森, 詹英达拉·海拉拉尔·彼达, 彼得·勃鲁恩·利姆, 詹姆斯·米歇尔·托纳尔 申请人:联合信号有限公司