含氟聚合物混纺纱的制作方法

专利名称：含氟聚合物混纺纱的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及含氟聚合物纱和其它纱的混纺物。
2.相关技术描述美国专利公开2002/0079610A1公开了在高于含氟聚合物熔点的高温熔融纺丝含氟聚合物纱以相对于现有含氟聚合物纱和方法的高生产速率生产高韧度纱。公开了在形成纱前将着色剂加入至含氟聚合物中，即在熔融纺丝前将颜料加入至共聚物中以使熔纺纱具有颜料的颜色，取决于颜料浓度。熔融纺丝之前将着色剂(颜料)加入至含氟聚合物的原因是含氟聚合物纱的化学惰性使得实际上用传统的纺织纤维染色方法和纺纱后染色不能染色。通过提供能够将未染色的纱转变为各种各样颜色的更大通用性，染料优于颜料。含氟聚合物纱没有提供这种通用性。因此，不用颜料染色，含氟聚合物显示的是本色，其从白色至乳白色(半透明)到透明。含氟聚合物纱的另一个问题是它们不具有普通高韧度合成纺织纤维纱，即聚酯和聚酰胺通常大于5.9gpd(克/旦)的强度。如上述专利公开的实施例9中公开的，在不同速率下熔纺PFA聚合物(四氟乙烯/全氟(丙基乙烯醚))共聚物以生产韧度/伸长率为0.94-1.10gpd/68-80％伸长率和1.41gpd/25％伸长率的纱，显示出通常随韧度增加伸长率下降的情况。专利公开中制备的最大韧度纱公开于实施例26，其中乙烯/四氟乙烯共聚物纱具有2.44gpd的韧度和18.8％的伸长率。
发明概述本发明一方面解决了为含氟聚合物提供颜色的问题，该含氟聚合物没有加入颜色，即它既没有着色也没有染色，后者因为含氟聚合物不能用传统的纺织纤维染料和染色方法染色。解决该问题的实施方案可以描述为至少第一和第二纱的混纺纱，所述第一纱包括含氟聚合物纤维，而所述第二纱包括至少一种包含聚酯、聚酰胺或丙烯酸类染色或可染色的纤维。尽管第一和第二纱可以通过在一起捻线而混合成混纺纱，但混合纱的优选方法是通过空气喷射混纺方法多根并合的。在与第一纱混合的时候第二纱可以是未染色的，随后对混纺纱染色，其仅染色第二纱。替代地，可以在与第一纱结合之前染色第二纱。在二者之一的实施方案中，混纺纱呈现第二纱的颜色，当通过多根并合混合纱时颜色最均匀。混纺纱的含氟聚合物纱组分的耐候性(化学稳定性、潮湿、日光、高低温度暴露)使得它特别对室外应用有用。特别优选的应用是包含多根混纺纱的缝纫线，以实现所需断裂韧度。缝纫线可有多种颜色供使用，以匹配可用的多种颜色织物。借助于构成第二纱的聚酯、聚酰胺和/或丙烯酸类纤维的可染性，本发明缝纫线具有可被多种颜色染色的通用性。优选本发明的缝纫线包括粘合剂。第二纱的粘合剂不是正常地粘着于含氟聚合物，因为已知的含氟聚合物具有不粘性质。令人惊讶地，对混纺纱施用粘合剂起到将含氟聚合物和第二纱粘结在一起的作用，以便通过使用传统的工业缝纫装置，得到的粘结缝纫线可以提供最可靠(没有缺陷)的缝纫。
本发明的另一个方面解决了含氟聚合物纱本身韧度小于某些应用所需韧度的问题。通过如上所述的第一和第二纱的混纺纱解决该问题，其中所述第二纱的伸长率和韧度使得所述混纺纱的整体韧度比第一纱本身的大至少1gpd。聚酯和聚酰胺纱一般具有高伸长率，以便如果在对混纺纱施加的张力下第二纱勉强伸长而第一纱的伸长过大，导致第一纱断裂，仅比第一纱更强的第二纱不产生更强的混纺纱。因此，优选第二纱的伸长率应不大于第一纱的伸长率。然而这难以实现，因为高韧度第二纱具有高伸长率，例如大于20，而高韧度第一纱通常具有较低的伸长率，例如小于15％。令人惊讶地，已经发现虽然第二纱比第一纱具有更高的伸长率，但第二纱仍然可以增加混纺纱的韧度。优选，第二纱的伸长率比第一纱的高10％以下，即，如果第一纱具有10％的伸长率，则第二纱的伸长率应该小于20％。
优选含氟聚合物纱尽可能强，以便在室外应用中当第二纱的强度因为天气减低时，混纺纱的第一纱组分提供特定应用需要的足够残余强度。因此，优选混纺纱中第一纱具有至少2gpd的韧度，而所述第二纱的韧度是至少5.9gpd，第二纱具有前段所述的伸长率。通常第一纱的韧度不超过5gpd。
令人惊讶地，已经发现混纺纱中存在的含氟聚合物纱增加了第二纱的耐候性，使得当就第二纱本身暴露至相同天气时其韧度恶化而言，第二纱是聚酯或聚酰胺时，由于其存在而升高的混纺纱的较高韧度令人惊讶地高。
发明详述首先描述构成本发明混纺纱的纱，可以制成第一纱的含氟聚合物下实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，即其中少量共聚单体与四氟乙烯共聚和(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，例如由包括全氟烯烃和全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的共聚单体制备的四氟乙烯(TFE)共聚物，其中烷基包含1至6个碳原子，并且PAVE可以是一种以上的PAVE，或该聚合物的混纺物。本发明中术语″共聚物″是指包括在单一聚合物中包含两种或更多种共聚单体的聚合物。全氟烯烃的代表是六氟丙烯。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)。优选高度氟化聚合物是由四氟乙烯和一种或更多种全氟代(烷基乙烯基醚)制备的共聚物和由四氟乙烯和六氟丙烯制备的共聚物。最优选的共聚物是TFE与1-20mol％全氟烯烃共聚单体，优选3-10mol％六氟丙烯或3-10mol％六氟丙烯和0.2-2mol％PEVE或PPVE，通常称为FEP，和TFE与0.5-10mol％全氟(烷基乙烯基醚)的共聚物，包括0.5-3mol％PPVE或PEVE，通常称为PFA，或包括PMVE和一种或多种PEVE和PPVE的这类共聚物，通常称为MFA。如上所述含氟聚合物(B)优选显示出在372℃根据ASTM D2116、D3307、D1238或相应用于其它高度氟化热塑性聚合物的试验测定的为1至约50g/10min的熔体流动速率(MFR)。聚偏二氟乙烯优选具有根据ASTMD 3222测量的为1至4×103Pa·s的熔体粘度。
除如上所述氟化热塑性塑料四氟乙烯共聚物(B)之外，在本发明中也可以使用诸如乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)和乙烯/三氟氯乙烯(ECTFE)的氟化热塑性塑料(可熔融制造)聚合物，优选ETFE。这种ETFE是乙烯和四氟乙烯的共聚物，优选包含微量比例的一种或更多种附加的单体以改善共聚物性能，例如抗应力开裂。美国专利3,624,250公开了这种聚合物。E(乙烯)与TFE(四氟乙烯)的摩尔比为约40∶60至约60∶40，优选约45∶55至约55∶45。共聚物也优选包含约0.1至约10mol％至少一种提供包含至少2个碳原子侧链的可共聚乙烯基单体。全氟烷基乙烯是这种乙烯基单体，全氟丁基乙烯是优选的单体。聚合物具有约250℃至约270℃的熔点，优选约255℃至约270℃。根据ASTM 3159的方法测定熔点。根据该ASTM方法，熔点是从热分析仪得到的吸热峰值。优选，在本发明中使用的ETFE具有使用5kg载荷根据ASTM D 3159测定的小于45g/10min的熔体流动速率(MFR)，其中熔融温度规定为297℃。更优选，ETFE的MFR是至多35g/10min，至少是15g/10min，优选至少是20g/10分钟。随着聚合物分子量降低导致MFR从35g/10min增加，熔纺速率较高的优点由于聚合物分子量降低导致的纱强度(韧度)降低被抵销，因此在MFR达到45g/10min时，韧度降低胜于生产率上升。随着MFR从20g/10min降低，挤出更粘稠增加聚合物的难度增加，导致不经济的熔纺速率，直至达到15g/10min的MFR，在此MFR以下的聚合物几乎不可通过纱所需要的小挤出孔熔纺。
同样适用于本发明实践的是包括TFE共聚物的混纺物的高度氟化热塑性聚合物的混纺物。
含氟聚合物(A)可以通过已知方法形成纱，包括纺纱含氟聚合物成为纱或形成含氟聚合物的薄片或股线，随后从中切割长丝。优选通过美国专利公开2002/0079610A1中公开的方法可以将含氟聚合物(B)熔纺为纱。ETFE共聚物纱可以具有至少2gpd的韧度，优选至少2.5gpd。使纱具有至少3gpd韧度的优选方法描述于以下实施例中。通常，用于生产本发明混纺纱的含氟聚合物纱具有8至25％的伸长率，优选8至15％，以提供较高的韧度。
根据ASTM D 1577的方法测定在此公开的纱的旦，并根据ASTM 2256中公开的方法测定拉伸性能(断裂伸长率(伸长率)和韧度)。
聚酯、聚酰胺、丙烯酸类聚合物的纱是可商购的，并可以用作用于生产本发明混纺纱的第二纱。该纱和其生产方法及其染色方法公开于Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第四版，(1994)卷10，559-565页、576-581页(丙烯酸类)和662-667、670-677页(聚酯)，和卷19，519-522、528、530-539和543-544页(聚酰胺)。通过熔纺生产聚酯和聚酰胺纱，而聚丙烯酸类纱通常通过湿或干纺生产。用于生产纱的聚酯、聚酰胺和丙烯酸类聚合物可以是均聚物或共聚物，并具有足够高的分子量以提供本发明混纺纱所需的韧度。可以使用的合适均聚物和/或共聚物包括例如聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸丙二酯)、聚[对苯二甲酸乙二酯/间苯二甲酸(5-磺基钠)酯]。聚六亚甲基己二酰胺、包含磺基或氨基的聚六亚甲基己二酰胺能分别接受阳离子或隐蔽的酸性染料等和其混合物。丙烯酸类聚合物的实例包括丙烯腈均聚物和共聚物，包括聚丙烯腈纤维，即包含35至85wt％丙烯腈单元的丙烯腈共聚物。
第二纱的韧度将取决于生产它的聚合物和形成纱时为增加韧度所进行的拉伸程度。韧度也将取决于第二纱是否为连续长丝或切断纤维。对于给定的聚合物，连续的长丝纱具有比切断纤维纱更高的韧度。对于解决提供包括未染色含氟聚合物纱的染色纱的问题，第二纱的韧度不太重要。因此，可以使用仅以切断纤维纱供应并具有2至3gpd韧度的丙烯酸类聚合物纱。聚酯切断纤维纱通常显示出2.4至7gpd的韧度，聚酰胺切断纤维纱显示出2.9至7.2gpd的韧度。然而在更高的韧度水平，即使对于丙烯酸类聚合物纱，切断纤维纱可以提供含有含氟聚合物纱的混纺纱，其显示出比含氟聚合物纱本身更大的韧度。对于连续长丝聚酯和聚酰胺纱通常也如此，其显示出至少3.5gpd的韧度。然而，为了提供比含氟聚合物纱组分的韧度更大韧度的混纺纱，优选使用高韧度聚酯和聚酰胺纱作为第二纱。这种纱显示出至少5.9gpd的韧度，优选至少6.5gpd。通常聚酯和聚酰胺纱的韧度不超过9gpd。
通常，第二纱具有15至30％的伸长率。优选，第二纱的伸长率比第一纱的高8％以下，更优选比第一纱的高5％以下，最优选比第一纱的高2％以下。伸长率的这些差异适用于在此描述的每个第一和第二纱。还优选混纺纱中第一纱具有至少2.5gpd的韧度，更优选至少3gpd。还优选第二纱的韧度比第一纱的韧度大至少2gpd。
本发明第一纱可以是单丝或复丝。当该纱是单丝时，它通常具有50至1000微米的直径。当该纱是复丝时，单根长丝通常具有8至30微米的直径，并且该纱通常为30至5000旦，优选100-1000旦并包含20至200根长丝。在复丝情况下，单根长丝优选各自是2至50旦，优选5至40旦/丝，最优选10-30旦/丝，对于没有过度硬度的最高断裂韧度，20-30旦/丝是优选的。第二纱优选是复丝，可以用与这一段较早表征复丝第一纱相同的参数表征该复丝。第一和第二纱还可以由切断纤维而不是连续长丝构成，以增强外观，本发明混纺纱可以是连续丝和切断纤维纱的混合物。在用于本发明混纺纱中的切断纤维第一和/或第二纱的情况下，切断纤维通常为1-10旦，优选1至5旦/纤维(或生产纤维的长丝)。
可以用传统的纺织纤维方法混纺第一和第二纱，例如捻线，并且可以进一步以相反捻线方向将一对捻线混纺纱捻合在一起以形成绳。该纱可以作为纺纱即直丝纱或用传统的方法构造以增加纱体积。在形成混纺纱之前或之后染色第二纱将把第二纱的颜色赋予混纺纱、混纺纱扭绞线对和混纺纱绳，即使第一纱是未染色的。
混纺第一和第二纱的优选方法是多根并合，例如描述于“Air-JetTexturing & Mingling”，由Loughborough University，作为1989年9月在该大学召开的国际会议论文集出版(1989)，其包括A.Demic的论文“Intermingling/InterlacingA Broad Survey”(41-60页)。互混描述为使疏松的扁平或膨松纱束以与纱路径成某一角度经历扰动冷气喷射冲击(混合喷射)，以展开长丝部分，在长丝展开部分邻近，长丝变得彼此缠绕并互混形成紧密部分。多根并合描述为对两种纱进行互混过程，从而缠绕并互混两种纱的长丝。得到的多根并合纱是内聚的纱，即两种纱合并成单纱(混纺纱)，得到的混纺纱呈开口断面周期性交替的交织部分的形式。该描述和制备方法适用于本发明多根并合混纺纱。本发明多根并合混纺纱类似于Demic论文59页图5中描述为“混纺物”的混纺纱。用于多根并合的空气射流和进行多根并合过程的条件是公知的，例如描述于Demic论文和美国专利4,025,595公开为互混的。当给料至多根并合喷射的纱被构造时，织物构造可以包括不同类型的织物结构例如空气喷射织物结构、假捻织物结构和热流体织物结构。本发明多根并合混纺纱优选具有3至50个缠结每米(按照美国专利4,025,595中第3栏公开的方法测量)以获得纺织加工所需的内聚性。沿着混纺纱长度的缠结是结节，该结节有时称为轧点或结点，这些缠结为混纺纱提供完整性。即使当第一纱是单丝或切断纤维时，第二纱长丝也将与单丝或切断纤维纱交织以提供具有完整性的混纺纱。当一种或两种纱是切断纤维纱时同样如此。在优选的混纺纱中，第一和第二纱两种都是复丝，其为混纺纱提供最高的韧度以及混纺纱的最均匀颜色外观，这是第二纱的染色颜色。
另一种本发明优选的混纺纱是包含芯和皮的混纺纱，第二纱存在于芯中，而第一纱存在于皮中。可以通过在第二纱周围缠绕第一纱生产该混纺纱，但是优选通过多根并合生产，其中相对于进料至射流的第二纱过量进料第一纱至多根并合射流，易于导致第一纱长丝缠绕在第二纱周围，同时通过多根并合方法使每个纱的长丝变得相互交织。通过以比从射流向下游卷绕混纺纱快的速度将第一纱进料至多根并合射流实现第一纱的过量进料。本发明混纺纱的结构具有更好地利用第二纱的较大强度以增加混纺纱的强度超过第一纱的强度的优点。该结构中皮纱，即第一纱的性质没有完全覆盖芯纱，即第二纱，从而第二纱的染色颜色仍然提供混纺纱颜色。通过选择第二纱的颜色，第一纱有助于混纺纱颜色，一些通过反射，一些通过光透射，以致通过第一纱长丝的厚度可见第二纱颜色。
混合第一和第二纱成为本发明混纺纱的一个标准是混纺纱所需的旦。通过选择第一和第二纱的旦并通过选择混纺纱中每种这类纱的数量获得该旦。混纺纱可以由相等数量的第一和第二纱组成。替代地，第一纱的数量可以超过第二纱的数量或反之亦然。优选混纺纱具有两种第一纱和一种第二纱，另一种优选混纺物具有两种第二纱和一种第一纱。第一种提及的优选混纺纱最大化含氟聚合物纱含量，以最大化残留室外气候强度。第二种提及的优选纱最大化初始混纺纱强度和颜色均匀性。还可以由第一和第二纱的相对旦实现这些目的。例如，当仅存在一种第二纱时，较高旦的第二纱倾向于最大化颜色均匀性和高的初始混纺纱韧度，取决于第一和第二纱之间的旦差异。在本发明多根并合混纺纱情况下，当一种或两种第一和第二纱是切断纤维纱时，优选使用众多切断纤维纱以增加纱之间和每个纱中切断纤维之间的互混几率。
可以通过传统的纺织纤维染色方法并使用传统的纺织纤维染料染色第二纱，取决于第二纱是否由聚酯、聚酰胺或丙烯酸类纤维构成。上述Kirk-Othmer中公开了这种染色方法和染料以及构成纱的改性聚合物的进一步描述。在混合成为混纱纱之前或之后可以染色第二纱。混纺纱染色留下第一纱未染色。
优选的混纺纱包含至少两种第二纱，其中一种是丙烯酸类切断纤维，另一种是聚酯或聚酰胺或两者。该混纺纱特别可用于暴露至气候的应用，其中丙烯酸类纤维的染色牢度保持混纺纱的颜色，同时含氟聚合物纱提供待久强度。
实施例实施例中使用的纱是TefzelETFE含氟聚合物，其是乙烯、四氟乙烯和少于5mol％全氟烷基乙烯三单体的三元共聚物，具有258℃的熔融温度(峰值)和29.6g/10min的熔体流动速率，两者均按照ASTM 3159测定，使用5kg重量用于MFR测定。
熔融纺丝后用于涂布纱的润滑剂如下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剂、0.67wt％Cytek AerosolOT磺基琥珀酸二辛酯润湿剂(75wt％水溶液)、5wt％Cognis Emersol 871脂肪酸表面活性剂、0.26wt％Uniroyal NaugardPHR亚磷酸盐抗氧化剂、0.67wt％用于脂肪酸的氢氧化钠(45wt％水溶液)稳定剂和0.04wt％DowCorning聚二甲基硅氧烷(操作助剂-最小化热轧机上润滑剂沉积)。
含氟聚合物和润滑剂在环境温度分别具有25达因/厘米和23.5达因/厘米的表面张力。
使用如美国专利公开2002/0079610A1的图9中所示设备进行含氟聚合物的熔融纺丝，但不存在吻涂辊112和导辊111，使用位于退火器110下方、在方向导辊变化的上游的涂布器导辊涂布润滑剂。涂布导辊类似于Luro-Jet涂布器导辊，它具有V形缝，使缝内挤出长丝阵列相互接触，并且其在V形底部包括涂布器，该涂布器依次包括润滑剂从中泵送(计量)进入纱的小模孔，当润滑剂横穿过涂布器时。
挤出机是与齿轮泵连接的1.5英寸(3.8厘米)直径HastelloyC-276单螺杆挤出机，其又通过模头接套连接至喷丝板组件，该组件包括过滤网组以过滤熔融聚合物。喷丝板组件是美国专利公开图8的组件70并且包括图8中分别描绘为元件78和75的输送管路和喷丝面板。喷丝面板具有在直径为2英寸(5.1厘米)的圆内排列的30个孔，每个孔(挤压模孔)具有30密耳的直径和90密耳的长度。退火器是实施例12和美国专利公开的

图10A和10B中的。
操作温度如下挤出机在挤出机区的进料、#1和#2分别为250℃、265℃、270℃输送管路317℃喷丝面板350℃，退火器在#1、#2和#3位置分别为204℃、210℃和158℃。
通过齿轮泵设定含氟聚合物通过量(排出喷丝板的含氟聚合物)为最大值，即刚好没有导致挤出长丝中熔体破裂，该最大值是50.5g/min钟(6.7lb/hr)。得到的纱在离喷丝板一定距离处凝固，该距离比挤出模孔直径大50倍。将上述润滑剂涂布在恰好退火器正下方的纱上，并且进料辊在约180℃温度下，表面速度为309m/min。在150℃加热拉伸辊并以1240m/min的表面速度旋转以提供4.01的拉伸比。使用Leesona绕线器将纱缠绕到线轴上。得到的纱具有下列性质韧度-3.45gpd，伸长率7.7％，抗拉模量-55gpd。当通过将拉伸辊表面速度降低至1140m/min而使拉伸比降低至3.69时，得到下列纱性质韧度-3.14gpd，伸长率-9.4％，模量51gpd。纱旦从374增加到407。
纱旦的偏差系数小于2％。偏差系数是标准偏差除以5个连续十米长的纱的平均重量(×100)。
实施例1该实施例中使用的含氟聚合物纱是通常用上述方法制备的纱，除了拉伸比稍微降低以得到具有较低韧度的较高伸长率的纱。纱为400旦，包含13根长丝，并具有2.9gpd的韧度和14.3％的伸长率。该实施例中使用的其它纱是聚酯纱。一种该纱具有100根长丝，拉伸后是633旦(初始为640旦)，并具有7.89gpd的韧度和24％的伸长率(PET Yarn A)。PET Yarn A是染白色的，并且得自DuPontCompany，Wilmington，DE。另一种该纱具有108根长丝，拉伸后是885旦并且染色(初始旦是840)，并具有7.49gpd的韧度和20％的伸长率(PET Yarn B)。PET Yarn B是得自United Yarn Co.，Wayne，NJ的Akra Company的纱，并且染蓝色。
通过空气喷射混纺(多根并合)如下所述生产一根(end)ETFE共聚物纱和一根PET Yarn A的混纺纱使用FOO缠绕机。该机器利用得自International Machinary Sales(IMS)inc.，Winston-Salem，N.C.的空气交织射流IMS型3-2。通过以5克纱线张力喷射而过量进料含氟聚合物纱，通过以20克纱线张力射流提供PET Yarn A，适用于多根并合这些纱的气压是40psi，缠绕速率是250ypm。得到的多根并合混纺纱是皮/芯混纺纱，其中含氟聚合物纱占据混纺纱表面，并具有1070的旦、4.45gpd的韧度和21.83％的伸长率。
通过相同的空气喷射多根并合方法生产另一种混纺纱，使用相同的ETFE共聚物纱和PET Yarn B，每种纱一根，以获得多根并合皮/芯混纺纱，具有1326的旦、5.5gpd的韧度和21.5％的伸长率，并显示出均匀的蓝色。
通过相同的空气喷射多根并合方法生产另一种混纺纱，使用两根相同的ETFE共聚物纱和一根PET Yarn B，两根ETFE纱以相同的张力5g通过喷射进料，并且PET Yarn张力是20g，以获得1728旦、3.93gpd韧度和16.24％伸长率的混合纱。ETFE与PET Yarn A的混纺纱是白色的，由于使用蓝色PET Yarn B，ETFE与PET YarnB的混纺纱是蓝色的。
当用聚酰胺或丙烯酸类纱代替PET纱时获得类似的结果。
实施例2纱的缝纫线由实施例1制备的多根并合纱使用一根ETFE共聚物纱和一根PET Yarn B制成，通过(a)对混纺纱施加一个捻线/厘米的捻线，(b)以1个/厘米捻线绞合该纱的三个末端，但与纱中捻线成相反的方向，和(c)在140-150℃在张力下热固定得到的线。得到的缝纫线具有3978的旦。如果需要，然后可以对线施加粘合剂或末道漆。得到的缝纫线是平衡的捆扎在一起的结构，具有均匀的旦，并显示出优异的缝合环形式，没有任何结节或缠结倾向。
实施例3将一根400旦的Kynar710(PVDF纱)和一根885旦的PETYarn B如实施例1所述空气喷射多根并合在一起，对PVDF纱使用过量进料条件，产生的蓝色混纺纱为1290旦、5.56gpd的韧度、20.0％的伸长率。Kynar710PVDF连续长丝本身具有3.1gpd的韧度和39.1％的伸长率。
实施例4将一根885旦的PET Yarn B和一根20s/2绞合(512旦)深蓝色丙烯酸类短纤维纱及一根400旦的ETFE纱如实施例3所述空气喷射多根并合，以相同的张力过量进料ETFE和丙烯酸类纱，产生的蓝色混纺纱为1885旦，韧度为3.97gpd，伸长率为20.5％。从PharrYarns Inc.得到512旦丙烯酸类切断纤维，并具有1.7gpd的韧度和38.34％的伸长率。
实施例5如实施例3所述空气喷射多根并合一根840旦(840-140-400T)的来自DuPont Co.的白色高韧度尼龙和一根400旦的ETFE，产生1263旦的白色混纺纱，韧度为6.15gpd，伸长率为25.5％。840旦尼龙长丝具有9.30gpd的韧度，和25.5％的伸长率。
实施例6该实施例描述了其中混纺纱包含第二纱粘合剂的实施方案，该粘合剂实例是聚氨酯或硅氧烷基聚合物。这些粘合剂没有粘附至含氟聚合物，但确实用于粘结复合纱。对纱施加粘合剂(粘结剂)的一般程序是形成包含粘合剂的液体介质，并通过传统的方法例如通过使用吻涂辊将粘合剂介质浸轧到纱上或通过浸渍或喷雾将介质施加至纱而将它施加至纱，随后热固定并缠绕到最终的外包装上。
例如，多根并合纱由一根400旦的13dpf ETFE纱和一根220旦的3.25dpf聚酯纱组成。单纱由9S捻表征(9匝/英寸(每英寸匝数)，9匝/2.54厘米)，即“S”方向9匝。这些纱的两种绞合在一起，绞合由7Z表征(7每英寸匝数，7匝/2.54cm)，即“Z”方向7匝。粘合剂是含水基聚氨酯，以NuBondUVRH(Synthetic Thread，Bethlehem，PA)供应，并且用吻涂辊施加至总测量1450旦的合股纱，热定形并卷起到最终的外包装上。得到的粘结纱在工业缝纫中性能较好，能够在比使用相同纱但是没有粘合剂时长得多的时间内连续进行缝纫。因此，使用粘合剂导致较少纱断裂或纱缠绕，后者是导致机器停机的一般原因。该改进缝纫性能类似于使用的聚酯纱本身和相同粘合剂一起的缝纫性能。粘合剂对聚酯纱本身的影响类似于粘合剂对组合物EFTE/聚酯纱的影响。绞合在一起的相同纱的混纺物得到类似的改进缝纫性能，以生产测量为2572旦的复合纱，其上施加聚氨酯粘合剂并热定形。
实施例7该实施例涉及下述实施方案其中当与含氟聚合物纱缔合成为复合纱时，第二纱耐候性比纱本身的耐候性好，即混纺纱中第二纱的强度恶化较少，从而混纺纱的拉伸韧度比预期的高。当第二纱是聚酯或聚酰胺时得到该结果。该实施例中的纱是实施例6中描述的。
根据SAE J1960使用氙弧加速老化装置(可以从Atlas Company，Chicago，Illinois获得)测定加速老化性能。在暴露至450千焦耳能量之前或之后(相当于在佛罗里达州以45°面对南方户外暴露四个月以上)测定纱的韧度和伸长率。该暴露足以导致ETFE纱本身伸长率缩小34％，聚酯纱本身伸长率缩小63％。与此相反，复合ETFE纱/聚酯纱的伸长率缩小仅为37％，其几乎与ETFE纱本身相同，其降低比聚酯纱本身少得多。另外，暴露后，ETFE纱本身的韧度(gpd)几乎未受影响，同时聚酯纱本身仅保持其初始韧度的43％。与此相反，复合丝保持其初始韧度的91％。
权利要求
1.至少第一和第二纱的混纺纱，所述第一纱包括含氟聚合物纤维，且所述第二纱包括至少一种染色或可染色的包含聚酯、聚酰胺或丙烯酸类的纤维。
2.权利要求1的混纺纱，其中所述纱是多根并合的。
3.权利要求2的混纺纱，其中所述第一纱是未染色的，而所述第二纱是染色的，多根并合所述纱以形成所述混纺纱，赋予所述混纺纱所述第二纱的颜色外观。
4.权利要求1的混纺纱，其中所述第一和第二纱是捻合在一起的。
5.权利要求4的混纺纱，其中多根所述混纺纱被捆扎在一起。
6.包含权利要求1的多根所述混纺纱的缝纫线。
7.权利要求1的混纺纱，其中所述第二纱的伸长率和韧度使得所述混纺纱的整体韧度比第一纱本身大至少1gpd。
8.权利要求7的混纺纱，其中所述第一纱的韧度是至少2gpd，而所述第二纱的韧度是至少5.9gpd，所述第二纱具有大于所述第一纱伸长率的伸长率。
9.权利要求8的混纺纱，其中所述第二纱的伸长率比所述第一纱的伸长率大10％以下。
10.权利要求1的混纺纱，其中所述第一纱是韧度至少为2gpd的乙烯/四氟乙烯共聚物。
11.权利要求10的混纺纱，其中所述第一纱的韧度是至少2.5gpd。
12.权利要求1的混纺纱，包含比第二纱更多数量的第一纱。
13.权利要求1的混纺纱，具有比第一纱更多数量的第二纱。
14.权利要求1的混纺纱，其中所述第二纱的韧度是至少6.5gpd。
15.权利要求1的混纺纱，其中所述第一和第二纱选自连续长丝纱和切断纤维纱。
16.权利要求1的混纺纱，包含至少两种所述第二纱，一种所述第二纱是丙烯酸类切断纤维，而另一种所述第二纱选自聚酯和聚酰胺。
17.权利要求1的混纺纱，包含芯和皮，所述第二纱存在于所述芯中，所述第一纱存在于所述皮中。
18.权利要求6的纱，另外包含粘合剂。
19.权利要求1的纱，其中所述第二纱是聚酯或聚酰胺。
全文摘要
本发明涉及含氟聚合物纱和聚酯、聚酰胺或丙烯酸类纤维纱的混纺纱，当染色时后者为混纺纱提供颜色，即使含氟聚合物纱未被染色。当聚酯、聚酰胺或丙烯酸类纤维纱比含氟聚合物强时，该纤维纱强化混纺纱。
文档编号D02G3/46GK1771360SQ200480009403
公开日2006年5月10日 申请日期2004年1月29日 优先权日2003年4月4日
发明者Y·V·维诺德, E·W·托卡斯基 申请人:纳幕尔杜邦公司