專利名稱：低收縮聚丙烯帶狀纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在特定聚丙烯帶狀纖維中防止熱收縮和濕收縮問(wèn)題的改進(jìn)。這種纖維主要通過(guò)首先生產(chǎn)聚丙烯薄膜或管，然后將它們切割成非常薄而平(并具有很高的截面縱橫比)的帶狀纖維。這種纖維(從而初期的薄膜和/或管)需要具有某些化合物，熱定形之后，它們快速有效地為目標(biāo)聚丙烯帶狀纖維提供硬度。通常，這些化合物包括了在承受充分熱量使初期粒狀聚合物熔化并使這種定向聚合物冷卻之后，使目標(biāo)聚丙烯內(nèi)的聚合物晶體形成晶核的任何結(jié)構(gòu)。與冷卻期間沒(méi)有使用成核劑的目標(biāo)聚丙烯相比，這些化合物必須在更高的溫度下使聚合物晶體形成晶核。依據(jù)這種方式，“硬化”成核劑化合物為聚丙烯晶體生長(zhǎng)提供成核位置。切割初期薄膜和/或管之后，然后纖維暴露在充分的熱量中以生長(zhǎng)晶格結(jié)構(gòu)，從而將纖維保持在理想位置。優(yōu)選的“硬化”化合物包括二亞芐山梨糖醇基化合物，以及次優(yōu)選化合物，例如苯甲酸鈉、某些鈉和鋰磷酸鹽(例如鈉2，2’-亞甲基-二-(4，6-二-三-丁基苯基)磷酸鹽，也稱作NA-11)。本發(fā)明也包含這種本發(fā)明帶狀纖維的特定制造方法、以及由這種纖維制造的織物產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
為了加強(qiáng)產(chǎn)品或穩(wěn)定尺寸，聚丙烯帶狀纖維用在諸如地毯背襯、棉麻織物、以及其它織物的各種最終用途中。遺憾地，主要是由于帶狀纖維組分的原因，利用目前應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)聚丙烯帶狀纖維遭受到相對(duì)高的收縮率。熱量、濕度和其它環(huán)境因素都造成帶狀纖維(以及由帶狀纖維制造的紗線)的收縮可能性，由此導(dǎo)致產(chǎn)品本身內(nèi)的收縮余效。因此，雖然期望在諸如地毯背襯的最終用途中使用這種聚丙烯纖維，遺憾的是，收縮引起最終地毯產(chǎn)品非常不良的扭曲或起伏不平?；蛘?，作為選擇，可以用形成地毯(例如組合地毯)的生產(chǎn)方法來(lái)補(bǔ)償預(yù)計(jì)的高收縮性，但由于地毯本身的預(yù)計(jì)收縮，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生廢料或至少導(dǎo)致?lián)p失相對(duì)昂貴的成品地毯材料量，和導(dǎo)致通過(guò)地毯背襯纖維本身體現(xiàn)的收縮率的所有結(jié)果。而且，這種以前制造和實(shí)施的帶狀纖維遭受到相對(duì)低的拉伸強(qiáng)度。對(duì)于棉麻纖維(例如在屋面產(chǎn)品、瀝青增強(qiáng)等等中的)，這些收縮率問(wèn)題也是非常重要的，以便給目標(biāo)產(chǎn)品提供最好的全面增強(qiáng)能力，并使增強(qiáng)產(chǎn)品保持平整。在過(guò)去(對(duì)于地毯背襯和棉麻應(yīng)用)是使用更貴的聚酯和聚酰胺作為纖維組分，作為解決這種有問(wèn)題的高收縮、低拉伸強(qiáng)度的帶狀纖維的僅有的替代方法。
一直以來(lái)，希望將這種聚丙烯帶狀(高縱橫比)纖維用在各種不同的產(chǎn)品中(如上所述)，從服裝到地毯背襯(以及地毯絨頭)，再到增強(qiáng)織物等等。這種聚丙烯帶狀纖維表現(xiàn)出極好的強(qiáng)度特性，并且當(dāng)遭受到某些“破壞性”化學(xué)制品時(shí)，不容易裂解或腐蝕。然而，盡管具有這樣出色的、有益的特性，并且作為煉油廠的副產(chǎn)品，聚丙烯是豐富的，而且聚丙烯制造相對(duì)便宜并且制取穩(wěn)定，這些纖維卻未廣泛應(yīng)用在使用、清潔等時(shí)承受相對(duì)較高溫度的產(chǎn)品中。這主要是由于典型聚丙烯帶狀纖維所表現(xiàn)的前述高而且通常非均勻的熱收縮和濕收縮特性。這些纖維不是熱穩(wěn)定的，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)(例如150℃和130℃)，收縮率從約2％(沸水中)變化到3-4％(暴露在熱空氣中)，再變化到5-6％(對(duì)于更高溫的熱空氣)。因此這樣極高和變化的收縮率致使非常理想的聚丙烯纖維的利用和可處理性很低，尤其是對(duì)于需要熱穩(wěn)定的最終用途(例如地毯絨頭、地毯背襯、模制件等等)。
過(guò)去在地毯背襯里使用聚丙烯帶狀纖維導(dǎo)致需要估計(jì)最終產(chǎn)品的非均勻收縮率，因此基本上預(yù)計(jì)到這種制造和/或進(jìn)一步處理期間損失一定量產(chǎn)品。例如，為了印刷時(shí)的尺寸穩(wěn)定性，首先將簇生纖維部件粘附到它的地毯主背襯部件之后，如果這個(gè)步驟是希望給目標(biāo)簇生襯底產(chǎn)生彩色圖案或整體均勻顏色。印刷之后，需要干燥步驟來(lái)適當(dāng)使顏色定形在位置上，并減少顏色之間的潛在滲色。這個(gè)印刷步驟需要的溫度(例如130℃及以上)在通常連接到印刷裝置的加熱區(qū)內(nèi)產(chǎn)生。在這樣的高溫下，包含典型聚丙烯帶狀纖維的背襯表現(xiàn)出前述的高收縮率(例如平均在2-4％之間)。遺憾的是，這種收縮率也控制印色的簇生襯底的尺寸規(guī)格，因此在附著次背襯之前決定了整個(gè)產(chǎn)品的最終尺寸。所以這種次背襯通常被切割成與期望的簇生部件/主背襯產(chǎn)品尺寸有關(guān)的尺寸。收縮率的非均勻性，以及需要提供與主部件和簇生部件不同尺寸的次背襯，意味著需要低收縮聚丙烯帶狀纖維的地毯主背襯。由于其收縮能力基本為零，所以可靠地選擇均勻、適當(dāng)尺寸的次背襯將明顯有助于減少制造這種地毯中的浪費(fèi)和損失。
如果不希望印刷，仍存在與高收縮帶狀纖維主背襯織物有關(guān)的潛在問(wèn)題，即這種情況，就是需要乳膠粘合劑將其余的次背襯部件(以及其它部件)粘接到簇生襯底/主背襯產(chǎn)品。也需要干燥以實(shí)現(xiàn)這種粘合劑的快速定形。在足夠高的溫度中暴露之后，包含有夾層聚丙烯帶狀纖維的主背襯將出現(xiàn)一定程度的收縮，由此潛在地引起最終產(chǎn)品的彎折(或與這種地毯產(chǎn)品內(nèi)不同尺寸組件有關(guān)的其它問(wèn)題)。
迄今不存在這些問(wèn)題的簡(jiǎn)單解決方案，至少提供實(shí)質(zhì)與這種高收縮帶狀纖維表現(xiàn)相同的拉伸強(qiáng)度。用于提高非帶狀聚丙烯纖維收縮率特性的一些想法，包括縮小和控制每根纖維中聚丙烯成分本身的分子量分布，或熱定形之前和期間機(jī)械加工目標(biāo)纖維。遺憾的是，首先分子量控制極難實(shí)現(xiàn)，并且只能提供上面列舉的收縮率(對(duì)于紡織工業(yè)中的各種應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這些收縮率還太高)。而且，在多數(shù)情況下，機(jī)械處理期間使用很高的熱定形溫度導(dǎo)致被處理纖維的良好手感喪失。這個(gè)問(wèn)題的另一解決方案是預(yù)收縮纖維，其包括在可壓縮的紙筒上纏繞纖維，使纖維位于爐子中并長(zhǎng)時(shí)間收縮，(將紙筒壓縮)，然后重新纏繞在合格筒上用于進(jìn)一步處理。要產(chǎn)生合格的紗線，這個(gè)處理比較昂貴，使成品纖維與聚酯和尼龍纖維相比不具有競(jìng)爭(zhēng)力。因此，在有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中，不存在任何說(shuō)明和公開對(duì)聚丙烯纖維技術(shù)進(jìn)行了任何熱收縮和/或濕收縮的改進(jìn)。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用于非帶狀纖維的這些有限的收縮率改進(jìn)程序不能用于帶狀纖維，以提供任何實(shí)質(zhì)低收縮率的好處。
如上所述，本發(fā)明主要涉及低收縮聚丙烯帶狀纖維的制造。對(duì)于本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“帶狀纖維”或纖維旨在包括截面縱橫比至少為2∶1的單絲纖維，因此是相對(duì)寬而平的纖維。如上所述，這種帶狀纖維一般通過(guò)開始產(chǎn)生聚丙烯薄膜和/或管進(jìn)行生產(chǎn)，從其中切割理想的纖維(由此，按照理想扁平規(guī)格，通過(guò)使用諸如切刀的切割設(shè)備的這種切割程序，為目標(biāo)纖維本身提供基本均勻的縱橫比，在實(shí)際切割處理期間，切割設(shè)備相互之間基本上處于均勻間距)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是為聚丙烯帶狀纖維提供改良的收縮率，而不明顯降低其拉伸強(qiáng)度。本發(fā)明的另一目的是提供一系列添加劑，在一定濃度范圍內(nèi)，該添加劑將為本發(fā)明的帶狀纖維(以及由其制造的紗線)提供低收縮率和/或更高拉伸強(qiáng)度等級(jí)。本發(fā)明的又一目的是提供一種帶有聚丙烯背襯的地毯，該聚丙烯背襯表現(xiàn)出很低的熱收縮率。本發(fā)明的另一目的是提供一種包含成核劑的聚丙烯帶狀纖維的特殊制造方法，該聚丙烯帶狀纖維容許用其最終制造這種低收縮、高拉伸強(qiáng)度的織物。本發(fā)明的再一目的是提供一種帶有背襯的地毯產(chǎn)品，該背襯主要由相對(duì)便宜并表現(xiàn)出非常低的收縮率的聚丙烯纖維組成。
因此，本發(fā)明包括一種聚丙烯帶狀纖維，其包含至少10ppm的成核劑化合物，并表現(xiàn)出至少3克/但尼爾的拉伸強(qiáng)度。本發(fā)明也包括一種聚丙烯帶狀纖維，其包含至少10ppm的成核劑化合物，并且暴露在150℃熱空氣之后表現(xiàn)出的收縮率至多2％，其中所述纖維還表現(xiàn)出至少2.5克/但尼爾的拉伸強(qiáng)度。同樣，本發(fā)明包括一種聚丙烯帶狀纖維，其表現(xiàn)出的X射線散射圖樣的散射峰值中心至多在0.4度。包含本發(fā)明纖維的某些紗線和織物產(chǎn)品也包括在本發(fā)明內(nèi)。尤其涉及一種包含頂面和底面的地毯產(chǎn)品，其中簇生纖維、緞面織物纖維或相同類型的纖維襯底粘接到所述頂面，主要包含聚丙烯纖維的背襯粘接到所述底面，其中所述纖維包含至少10ppm的成核劑化合物。優(yōu)選地，與上述相同的情況下，這種地毯產(chǎn)品表現(xiàn)出很低的收縮率。
而且，本發(fā)明也涉及一種制造這種纖維的方法，包含以下順序步驟a)將加熱的聚丙烯配方擠壓成薄膜或管狀，該聚丙烯包含至多約2000ppm的成核劑化合物，優(yōu)選為至多約1500ppm，更優(yōu)選為至多約1000ppm，最優(yōu)選為約800即m以下；b)立即將步驟“a”的薄膜或管淬火到某一溫度，該溫度防止薄膜或管中的聚丙烯晶體定向；c)用在沿所述薄膜或管縱向布置的切割設(shè)備切割所述薄膜或管，因而從中產(chǎn)生單獨(dú)帶狀纖維；d)以至少5∶1的拉伸比機(jī)械拉伸所述單獨(dú)帶狀纖維，同時(shí)將所述纖維暴露在250℃和360℃之間的溫度下，該溫度優(yōu)選為在260℃和330℃之間，最優(yōu)選為在270℃和300℃之間，由此允許纖維中的聚丙烯晶體定向。優(yōu)選地，步驟“b”在至多95℃和至少約5℃的溫度下執(zhí)行，優(yōu)選地，在5℃和60℃之間，最優(yōu)選地，在10℃和40℃之間(或者，僅僅通過(guò)使浴槽本身適應(yīng)約25-30℃溫度的環(huán)境，而讓液體盡可能接近室溫)。此外，這種溫度需要確保組分聚合物(是聚丙烯，并可能是其它聚合物組分例如聚乙烯等，它們作為其中的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)添加劑，不會(huì)明顯影響其收縮特性)不出現(xiàn)晶向。熱拉伸步驟之后實(shí)現(xiàn)這種定向，現(xiàn)在已經(jīng)確定該定向?qū)δ繕?biāo)帶狀纖維進(jìn)行需要的硬化，因此增加了這種纖維的強(qiáng)度和模量。拉伸速度與線速度之比應(yīng)該超過(guò)拉伸速度與薄膜向切割設(shè)備移動(dòng)速度之比的至少五倍。優(yōu)選地，這種拉伸速度是400-700英尺/分鐘，而薄膜在切割設(shè)備之前的速度約為50-400英尺/分鐘，這兩個(gè)區(qū)之間的拉伸速度之比從約3∶1到約10∶1，作為優(yōu)選方法本身，下面將更詳細(xì)地論述。擠壓和拉伸之后，最后熱定形溫度需要將聚丙烯晶體結(jié)構(gòu)“鎖定”在適當(dāng)位置。這種熱定形步驟通常持續(xù)不到1秒，可能達(dá)到幾分鐘(例如，從約1/10秒，優(yōu)選約1/2秒，直到約3分鐘，優(yōu)選大于1/2秒)。熱定形溫度必須適當(dāng)超過(guò)拉伸溫度，必須至少為265°F，更優(yōu)選地，至少約為290°F，最優(yōu)選地，至少約為300°F(以及高達(dá)380°F)。術(shù)語(yǔ)“機(jī)械拉伸”旨在包含許多程序，它們主要包括將拉伸力施加在纖維上以便拉伸其中的聚合物。這種程序可以使用許多裝置來(lái)完成，包括導(dǎo)絲輥、壓送輥、蒸氣發(fā)生器、熱或冷噴氣機(jī)(空氣或蒸氣)、以及其它類似機(jī)械設(shè)備，但不局限于它們。
通過(guò)擠壓高縱橫比和足夠尺寸的單根纖維也可以制造這種帶狀紗線，由此接著執(zhí)行拉伸和熱定形步驟，以便獲得這種低收縮率特性。當(dāng)論述適合本發(fā)明的纖維及其制造方法的所有收縮率值時(shí)，對(duì)于每種測(cè)試(熱空氣和沸水)，它們相應(yīng)的暴露時(shí)間約為5分鐘。如上所述，在約150℃的熱空氣中，本發(fā)明纖維的熱收縮率至多為2.0％；優(yōu)選地，這個(gè)熱收縮率至多為1％；更優(yōu)選為至多0.5％；最優(yōu)選為至多0.1％。同樣，本發(fā)明纖維內(nèi)的成核劑量至少為10ppm；優(yōu)選地，這個(gè)量至少為50ppm；最優(yōu)選為至少100ppm，直到優(yōu)選的最大量(為了保持拉伸強(qiáng)度)約為700-800ppm。纖維本身熱定形之后，這個(gè)范圍內(nèi)的任何量應(yīng)該足夠提供理想的收縮率；然而，主要由于成本和拉伸強(qiáng)度問(wèn)題，應(yīng)該避免過(guò)量(例如超過(guò)約2000ppm)。
然而，如果實(shí)行很高的處理速度(例如，初始拉伸速度或熱定形拉伸速度)進(jìn)行很快的纖維制造，為了在這種高拉伸速度下提供更快的結(jié)晶速度，可能需要更大量的成核劑化合物，例如達(dá)到約2000ppm。
而且，現(xiàn)在已經(jīng)確定，組合在地毯主背襯(或次背襯)內(nèi)的聚丙烯纖維中的成核劑化合物的含量在10ppm和1000ppm之間時(shí)，提供很理想的結(jié)果，即背襯、以及簇生襯底/背襯合成物、或甚至整個(gè)地毯產(chǎn)品不明顯收縮。因此，包括大部分含有這種成核劑化合物(必需量?jī)?yōu)選為200ppm和800ppm之間，最優(yōu)選為400ppm和700ppm之間)的聚丙烯纖維的任何低收縮地毯背襯提供需要的低收縮率特性。本發(fā)明的帶狀纖維和/或紗線，以及聚丙烯原材料、復(fù)絲和單絲類型的纖維和/或紗線能用于這種改進(jìn)的、低收縮地毯產(chǎn)品。
術(shù)語(yǔ)“聚丙烯”旨在包含丙烯單體的任何聚合物組分，其包括單個(gè)或混合的、或與其它自由選擇和定向的聚烯烴、二烯烴、或其它單體(例如乙烯、丁烯等)的共聚物。這個(gè)術(shù)語(yǔ)也包含任何不同結(jié)構(gòu)和排列的組成單體(例如間同立構(gòu)、全同立構(gòu)等)。因此，應(yīng)用于纖維的術(shù)語(yǔ)旨在包含實(shí)際的長(zhǎng)線狀、帶狀、絲狀等拉伸聚合物。聚丙烯可以是任何標(biāo)準(zhǔn)熔體流(通過(guò)測(cè)試)；然而，標(biāo)準(zhǔn)纖維等級(jí)的聚丙烯樹脂的熔體流動(dòng)指數(shù)(Melt Flow Indices)范圍保持在約2和50之間。與標(biāo)準(zhǔn)飾板、容器、薄板等(例如，Hamada等人的美國(guó)專利US4016118中所教導(dǎo)的)相反，纖維結(jié)構(gòu)明顯不同，因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)出的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)它的橫截面(例如，圓纖維的直徑)。纖維是通過(guò)擠壓和拉伸而成；物件是經(jīng)過(guò)吹模和注模而成，被稱為兩種不同制造方法。另外，纖維內(nèi)的聚丙烯結(jié)晶形態(tài)也不同于標(biāo)準(zhǔn)物件、飾板、薄板等。例如，這種聚丙烯纖維的dpf至多約5000；然而這些其它物件的dpf要大得多。聚丙烯物件通常表現(xiàn)出球狀晶體，而纖維表現(xiàn)為細(xì)長(zhǎng)的、拉長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)。因此，纖維和聚丙烯物件之間的結(jié)構(gòu)存在很大差異，以致于對(duì)成核聚丙烯的球粒(晶粒)進(jìn)行的任何預(yù)測(cè)不能提供任何根據(jù)，用于確定這種成核劑作為聚丙烯纖維內(nèi)的添加劑的效力。
術(shù)語(yǔ)“成核劑(nucleators)”、“成核劑化合物”、“成核劑(nucleatingagent)”、“成核劑(nucleating agents)”旨在大體包括任何單獨(dú)或組合的聚丙烯添加劑，該添加劑在從聚丙烯熔融狀態(tài)到固體冷卻結(jié)構(gòu)的過(guò)渡中，為聚丙烯產(chǎn)生成核位置。因此，由于聚丙烯混合物(包括成核劑化合物)必須熔化以便它本身擠壓成纖維，因此聚丙烯剛從其熔融狀態(tài)冷卻時(shí)，成核劑化合物就提供這種成核位置。這種化合物提供所需成核位置的唯一方式是這種位置在聚丙烯本身重新結(jié)晶之前是否形成。因此，表現(xiàn)出這種有益效果和特性的任何化合物包括在這個(gè)定義內(nèi)。更具體地，這種成核劑化合物包括二亞芐基山梨糖醇類型，其包含但不局限于二亞芐基山梨糖醇(DBS)、一甲基二亞芐基山梨糖醇，例如1，32，4-雙(p-甲基二亞芐基)山梨糖醇(p-MDBS)、二甲基二亞芐基山梨糖醇，例如1，32，4-雙(3，4-二甲基二亞芐基)山梨糖醇(3，4-DMDBS)；這種類型的其它化合物又包含但不局限于苯甲酸鈉、NA-11等等。目標(biāo)聚丙烯纖維內(nèi)的這種成核劑濃度(全部)至少為10ppm，優(yōu)選為至少50ppm。因此，從約10ppm到約2000ppm，優(yōu)選地，從約50ppm到約1500ppm，最優(yōu)選地，從約100ppm到約800ppm。而且，如上所述，必須主要通過(guò)切割擠壓的薄膜或管來(lái)制造這種發(fā)明的帶狀纖維。
同樣，無(wú)需用任何具體科學(xué)理論進(jìn)行限定，看來(lái)最減小收縮的成核劑是本身在丙烯內(nèi)表現(xiàn)出相對(duì)高的溶解度的成核劑。因此，易溶解的化合物例如1，32，4-雙(p-甲基二亞芐基)山梨糖醇，為理想的聚丙烯纖維提供最低收縮率。在本發(fā)明內(nèi)認(rèn)為DBS衍生化合物是最減少收縮的成核劑，由于這種化合物產(chǎn)生小晶體尺寸。其它成核劑例如NA-11也給目標(biāo)聚丙烯纖維提供容許的低收縮特性，因此將它們看作本發(fā)明內(nèi)可能的成核劑化合物添加劑。基本上，這種成核劑化合物所需的選擇標(biāo)準(zhǔn)是粒度(越低越容易進(jìn)行處理、混合、以及與目標(biāo)樹脂結(jié)合)、顆粒在目標(biāo)樹脂內(nèi)的可分散性(提供最有效的成核特性)、以及成核溫度(例如結(jié)晶溫度，通過(guò)熔融成核樹脂的微分掃描量熱法，為樹脂樣品確定結(jié)晶溫度)，這種溫度越高越好。
已經(jīng)確定，在目標(biāo)熔融聚丙烯樹脂內(nèi)表現(xiàn)出良好溶解性的成核劑化合物(因此在纖維制造處理階段期間實(shí)質(zhì)上為液體)提供有效的低收縮特性。因此，低取代DBS化合物(包括DBS、p-MDBS)似乎帶來(lái)較少的生產(chǎn)問(wèn)題以及在成品聚丙烯纖維本身中提供較低收縮特性。雖然p-MDBS是優(yōu)選的，然而在本發(fā)明內(nèi)可以利用上述任何成核劑，只要滿足X射線散射測(cè)量值或通過(guò)使用這樣化合物實(shí)現(xiàn)低收縮要求。為了提供這樣的低收縮特性以及感覺(jué)的改進(jìn)、處理的便利或成本，處理期間也可以使用這些成核劑混合物。
除了上述這些化合物以外，為了那些目的，苯甲酸鈉和NA-11作為標(biāo)準(zhǔn)聚丙烯結(jié)構(gòu)(例如前述的飾板、容器、薄膜、薄板等)的成核劑是眾所周知的，并且表現(xiàn)出極好的重結(jié)晶溫度和很快的注模周期。二亞芐基山梨糖醇類型在這些標(biāo)準(zhǔn)聚丙烯結(jié)構(gòu)(飾板、薄板等)內(nèi)表現(xiàn)出同類型的特性以及極好的透明度。為了本發(fā)明的目的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)作為目標(biāo)聚丙烯纖維內(nèi)的成核劑化合物，二亞芐基山梨糖醇類型是優(yōu)選的。
最接近的現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)教導(dǎo)將成核劑化合物添加到普通聚丙烯組分中(例如上文參考的美國(guó)專利US4016118中)。然而，某些教導(dǎo)包括在多組分聚丙烯織物結(jié)構(gòu)中的限定部分纖維內(nèi)使用某些DBS化合物。例如，美國(guó)專利Connor等人的US5798167和Pike的US5811045，都教導(dǎo)將DBS化合物添加到纖維形式的聚丙烯中；然而，這些公開和本發(fā)明之間存在重大差別。例如，兩個(gè)專利都需要上述的多組分纖維結(jié)構(gòu)。因此，即使在每種類型纖維的某些聚丙烯纖維組分中具有DBS化合物，但每個(gè)纖維組分的收縮率由未從成核劑受益的其它聚丙烯纖維組分控制。并且，由于沒(méi)有執(zhí)行后熱定形步驟，在聚丙烯纖維內(nèi)沒(méi)有形成大于20nm引起長(zhǎng)周期(通過(guò)小角度X射線散射進(jìn)行測(cè)量)的薄片。此外，這些薄片提供理想的、創(chuàng)新的、更高熱收縮的纖維。例如，同樣重要的事實(shí)是，Connor等人需要無(wú)紡聚丙烯織物薄片，它包含位于聚丙烯內(nèi)織物層周圍的DBS添加劑，內(nèi)織物層不包含成核劑添加劑。沒(méi)有成核劑添加劑輔助的聚丙烯內(nèi)層決定了這個(gè)結(jié)構(gòu)的收縮率。而且，由于低收縮不是這些專利權(quán)人的目的，所以他們未使他們的紗線和纖維經(jīng)歷熱定形程序，以便使紗線本身的晶體纖維結(jié)構(gòu)永久定形。
另外，《Joumal of Applied Polymer Science》第62卷第1965-75頁(yè)(1996)，Spruiell等人揭示了使用0.1％的MDBS成核劑來(lái)增加紡紗期間的成核率，但不是用于帶狀纖維。然而，結(jié)晶和拉伸纖維之后，Spruiell等人不使成核纖維經(jīng)受任何熱量，而這對(duì)于給予最好收縮特性是必需的，因此他們的纖維收縮率類似于沒(méi)有成核劑添加劑的常規(guī)聚丙烯纖維。
本發(fā)現(xiàn)的特別關(guān)注至少在于熱定形聚丙烯纖維內(nèi)成核劑的存在(如本文所述)為聚丙烯本身的晶體薄片提供高的長(zhǎng)周期測(cè)量值，本發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被確定為本發(fā)明低收縮聚丙烯纖維制造中的第一重要性。通過(guò)下文這個(gè)發(fā)現(xiàn)得到最好解釋聚合物在動(dòng)態(tài)溫度和壓力條件下從熔體進(jìn)行結(jié)晶時(shí)，首先過(guò)度冷卻，然后進(jìn)行結(jié)晶，結(jié)晶速度取決于成核位置數(shù)量和聚合物生長(zhǎng)速度，它們依次與聚合物冷卻時(shí)所經(jīng)受的熱加工和機(jī)械加工有關(guān)。在正常纖維拉伸生產(chǎn)線中，這些過(guò)程特別復(fù)雜。然而，使用小角度X射線散射(SAXS)可以測(cè)量這個(gè)復(fù)雜結(jié)晶的結(jié)果，測(cè)量的SAXS長(zhǎng)周期表示平均結(jié)晶溫度。較高的SAXS長(zhǎng)周期對(duì)應(yīng)于較厚的薄片(它們是板狀聚合物晶體，特征是如同PP的半結(jié)晶聚合物)，并且由SAXS峰值進(jìn)行顯示，與未成核聚丙烯帶狀纖維相比，SAXS峰值居中在較低的散射角上。平均晶體的結(jié)晶溫度越高，測(cè)量的SAXS長(zhǎng)周期越厚。進(jìn)一步說(shuō)，越高的SAXS長(zhǎng)周期是越熱穩(wěn)定聚合晶體的特征。具有更短SAXS長(zhǎng)周期的晶體將“熔化”或松弛，并且與具有更高SAXS長(zhǎng)周期的晶體相比，在更低的溫度下重新結(jié)晶成新的、較厚的晶體。具有更高SAXS長(zhǎng)周期的晶體在更高的溫度下保持穩(wěn)定，要破壞晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定需要更多熱量。
在諸如纖維的高度定向的聚合物樣品中，具有更高SAXS長(zhǎng)周期的纖維在更高的溫度下保持穩(wěn)定。因此，與具有更低SAXS長(zhǎng)周期的高度定向的聚合物樣品相比，對(duì)于較高的溫度收縮保持較低，收縮是高度定向的聚合物樣品松弛的正常效應(yīng)。在本發(fā)明中，就像從這些測(cè)量值明顯看到的，成核添加劑與熱處理一起使用以形成纖維，其表現(xiàn)出的SAXS散射峰值中心至多在0.4度，這對(duì)應(yīng)于較厚的薄片，這些薄片依次非常穩(wěn)定并對(duì)于非常高的溫度表現(xiàn)出低收縮率。
而且，也可以給這種纖維上色來(lái)為最終用戶提供其它美觀特性。因此，這些纖維也可以包含諸如顏料的著色劑和用于耐光的定影劑。為此，理想的是利用不會(huì)將可見(jiàn)顏色或彩色傳遞給目標(biāo)纖維的成核劑。也可以存在其它添加劑，包括抗靜電劑、發(fā)亮化合物、澄清劑、抗氧化劑、抗菌劑(優(yōu)選為銀基離子交換化合物，例如從Milliken&Company供應(yīng)的ALPHASAN抗菌劑)、UV穩(wěn)定劑、填充料等等。而且，用本發(fā)明纖維構(gòu)成的任何織物可以是編織、針織、非編織、鑲嵌棉麻、以及它們的任何組合，但不限于這些。另外，這種織物包括不同于本發(fā)明聚丙烯纖維的纖維，包含天然纖維，例如棉線、羊毛、馬尼拉麻、大麻、苧麻等；合成纖維，例如聚酯、聚酰胺、聚芳族聚酰胺、其它聚烯烴(包括非低收縮聚丙烯)、聚乳酸等；無(wú)機(jī)纖維，例如玻璃、含硼纖維等；以及它們的任何混合物，但不限于這些。
作為本發(fā)明帶狀纖維的最終用途，特別關(guān)注的是地毯主背襯和包含這種主背襯組件的地毯。在下文中更詳細(xì)地描述這些。


附圖與本說(shuō)明書結(jié)合并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，附解了制造本發(fā)明的低收縮聚丙烯纖維的可能優(yōu)選實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理，其中圖1是制造低收縮聚丙烯帶狀纖維的可能優(yōu)選方法的示意圖。
圖2是在背襯內(nèi)包含本發(fā)明纖維的優(yōu)選地毯產(chǎn)品的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1描述了制造本發(fā)明的低收縮聚丙烯帶狀纖維的非限定優(yōu)選程序。整個(gè)纖維制造裝置10包含混合總管11，用于混合熔融聚合物和添加劑(例如上述成核劑化合物)，然后它們流入擠壓機(jī)12。然后擠壓的聚合物經(jīng)過(guò)計(jì)量泵14進(jìn)入模具16，在模具16上制造薄膜17。然后薄膜17立即進(jìn)入淬火池18，淬火池包含液體例如水等，其溫度設(shè)定為5-95℃(這里優(yōu)選的是約為室溫)。這里薄膜的拉伸速度通過(guò)拉伸輥和張緊輥20、22、24、26、28控制，雖然該速度可以是從約20英尺/分鐘到約200英尺/分鐘，只要初始拉伸速度至多約為后續(xù)程序中的熱拉伸速度的1/5即可，該速度設(shè)定優(yōu)選約為100英尺/分鐘。為了進(jìn)一步處理，淬冷薄膜19在其內(nèi)不該出現(xiàn)明顯的聚合物晶向。如果需要，可以選擇使用砂磨輥30、31、32、33、34、35對(duì)薄膜進(jìn)行退光。然后淬冷薄膜19進(jìn)入切割區(qū)36，切割區(qū)具有多個(gè)以任何期望間距隔開的固定切刀38。優(yōu)選地，這些切刀38的間距通過(guò)公式進(jìn)行確定，該公式為拉伸速度乘以目標(biāo)纖維最后寬度再求平方根(因此，如果拉伸比為5∶1并且最后寬度約為3mm，切刀間距的測(cè)量值應(yīng)該約為6.7mm)。剛一將淬冷薄膜19切割成纖維40，這些纖維在拉入高溫爐46之前就均勻穿過(guò)一系列壓送和張緊輥42、43、44、45，高溫爐46的溫度范圍設(shè)定在約280和350°F之間，在這個(gè)實(shí)例中約為310°F，其速度和上文所述的一樣，至少是初始拉伸速度的5倍。這種提高的拉伸速度是通過(guò)一系列熱拉伸輥48、50(各自溫度約為360-400°F)實(shí)現(xiàn)的，目前的晶向纖維54從其上通過(guò)。最后的張緊輥52通向用于纏繞成品帶狀纖維54的圈軸(未圖示)。
然后轉(zhuǎn)到圖2，圖示的本發(fā)明地毯產(chǎn)品110包含絨頭層112和泡沫或軟墊層118(軟墊層可以是諸如毛氈的織物，或諸如聚氯乙烯等化合物的樹脂；優(yōu)選地，它是聚亞安酯泡沫)，絨頭層112包括通過(guò)主背襯層或簇生襯底簇生的簇絨纖維114，主背襯層或簇生襯底包含本發(fā)明的纖維113(其結(jié)構(gòu)可以是編織、針織或非編織，作為附加纖維，并且包含任何類型的天然纖維，例如棉線等，或人造纖維，例如聚酰胺等，優(yōu)選是包含聚酰胺纖維的編織襯底)，簇絨纖維114嵌在一層或多層粘結(jié)層115內(nèi)，粘結(jié)層115附著到穩(wěn)定層116(例如玻璃氈席)。穩(wěn)定層116粘附到絨頭層112和軟墊層118，形成理想的地毯產(chǎn)品110。本發(fā)明的主背襯層113包含這種低收縮聚丙烯帶狀纖維，因此給整個(gè)地毯產(chǎn)品110本身提供理想的低收縮特征。當(dāng)然，可以使用替代的背襯層結(jié)構(gòu)和排列(例如所需數(shù)量的增加或減少)以及絨頭層內(nèi)的纖維類型(例如緞面織物、短絨等)，和地毯技術(shù)和工業(yè)中常見(jiàn)的其它各種變化。例如，作為這種地毯產(chǎn)品的實(shí)例，參見(jiàn)美國(guó)專利US6203881或US6468623。
發(fā)明的纖維和紗線產(chǎn)品下列非限定實(shí)例表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例例1在如上所述的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)備上，以600英尺/分鐘的拉伸速度制造地毯背襯切膜纖維，具體如下3.5-3.8熔體流均聚物聚丙烯樹脂(Huntsman的P4G32-050)與包括10％4-甲基-DBS和90％4MFI均聚丙烯樹脂的添加劑濃縮物混合。如下表中所示，改變混合比來(lái)調(diào)節(jié)最終添加劑用量。包括PP樹脂和添加劑的這種混合物在單螺旋擠壓機(jī)上被擠壓穿過(guò)約72英寸寬的薄膜模具。調(diào)節(jié)PP流量使最終帶厚約為0.002英寸。熔融膜在室溫(約25℃)的水中進(jìn)行淬火，然后由輥輸送給切刀組，切刀將它切割成平行條。使用濃度約為100ppm的4-甲基-DBS(aka，p-甲基-DBS)。剛一生產(chǎn)，薄膜就是透明的。已經(jīng)切割成條的薄膜穿過(guò)都以110英尺/分鐘運(yùn)行的三個(gè)大輥，然后進(jìn)入長(zhǎng)度約14英尺并且溫度設(shè)定在約330°F的爐子中，在爐子中薄膜被拉伸。離開爐子之后，薄膜條輸送給另外三個(gè)輥?zhàn)?，它們的運(yùn)行速度分別為600、500、500英尺/分鐘。通過(guò)熱油將前兩個(gè)輥?zhàn)拥臏囟燃訜岬?67°F。然后這些薄膜條穿過(guò)繞線機(jī)，在繞線機(jī)中單獨(dú)卷攏它們。這樣這些成品薄膜條被稱為聚丙烯帶狀纖維。
以這種方式制造出幾種帶狀纖維，調(diào)節(jié)濃縮添加劑-PP的混合范圍來(lái)調(diào)節(jié)最終添加劑用量。在MTS Sintech 10/G儀器上檢測(cè)這些帶狀纖維的拉伸性能。還通過(guò)在150℃和155℃熱空氣中測(cè)量5個(gè)10”條檢測(cè)它們的收縮性，即在上述溫度下將它們暴露在爐子中持續(xù)5分鐘，然后移走這些條并測(cè)量最終長(zhǎng)度。相對(duì)于其初始長(zhǎng)度，計(jì)算所述5個(gè)條的平均收縮作為收縮值。還通過(guò)氣相色譜儀測(cè)量帶狀纖維中4-甲基-DBS的濃度范圍。對(duì)于不同纖維中的不同成核劑化合物用量，所有這些結(jié)果記錄在下表中(但尼爾在Xg/9000m下測(cè)量，收縮率在150℃熱空氣中測(cè)量)。
表1發(fā)明的帶狀纖維紗線測(cè)量值紗線#成核劑用量但尼爾收縮性伸長(zhǎng)率模數(shù)彈性韌性1(控制) 0ppm12180.8％44％14.07g/d 3.11g/d 0.87g/d2(控制) 0ppm12020.6％44％14.62g/d 3.22g/d 0.97g/d382.9ppm 12200.1％45％14.46g/d 3.18g/d 0.91g/d4159.9ppm11960.1％45％14.62g/d 3.24g/d 0.92g/d5196.2ppm12060.1％44％14.82g/d 3.00g/d 0.86g/d6265.6ppm11750.1％45％14.22g/d 3.13g/d 0.95g/d7345.4ppm11660.8％47％14.79g/d 3.14g/d 0.94g/d
8 473.9ppm 1135 0.4％47％14.28g/d 3.03g/d 0.94g/d9 549.1ppm 1144 0.4％44％14.05g/d 2.99g/d 0.89g/d10637.7ppm 1090 1.0％43％14.81g/d 3.13g/d 0.93g/d11739.0ppm 1081 0.8％45％14.62g/d 2.98g/d 0.92g/d因此，本發(fā)明的纖維提供極好的低收縮率以及很好的物理特性。
X射線散射分析通過(guò)小角度X射線散射(SAXS)，檢測(cè)幾個(gè)上述紗線的長(zhǎng)周期間隔。小角度X射線散射數(shù)據(jù)收集在Bruker AXS(Madison，WI)HI-Star多線探測(cè)器上，該探測(cè)器放置在距Anton-Paar真空室中的樣品105cm的位置上，這里真空室被抽空到壓力不超過(guò)100mTorr。用MacScience旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極(40kV，40mA)產(chǎn)生X射線(λ＝1.54178)，并通過(guò)三個(gè)針孔聚焦到0.2mm大小。整個(gè)系統(tǒng)(發(fā)生器、探測(cè)器、波束路徑、樣品支架和軟件)作為單個(gè)裝置可從Bruker AXS公司商業(yè)獲得。經(jīng)制造商推薦，使用銀酸鹽(silver behenate)樣品校準(zhǔn)探測(cè)器。
典型的數(shù)據(jù)收集處理如下。準(zhǔn)備樣品，將紗線卷繞在鉆有2mm孔的3mm黃銅管上，然后將該管放置在X射線設(shè)備上的Anton-Paar真空樣品室中，以便通過(guò)所述孔將紗線暴露給X射線束。穿過(guò)樣品的X射線束的路徑長(zhǎng)度在2-3mm之間。將樣品室和射束路徑抽空到小于100mTorr，并將樣品暴露給X射線束持續(xù)1小時(shí)。通過(guò)探測(cè)器收集二維數(shù)據(jù)幀，并通過(guò)系統(tǒng)軟件自動(dòng)校正數(shù)據(jù)幀。積分之前在系統(tǒng)軟件內(nèi)使用2-像素卷積對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑。為了獲得作為散射角[2θ]函數(shù)的強(qiáng)度散射數(shù)據(jù)[I(q)]，使用制造商的軟件利用二進(jìn)制求和方法在Ф上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，設(shè)定所述軟件按照0.01°增量給出范圍為0.2°-2.5°的2θ。
暴露在這樣的高溫下持續(xù)一個(gè)半小時(shí)之后收集數(shù)據(jù)，并減去基準(zhǔn)值，基準(zhǔn)值是通過(guò)采用位置上無(wú)帶狀纖維樣品的類似數(shù)據(jù)而獲得。通過(guò)在樣品上結(jié)合60度的楔(wedge)來(lái)獲得散射峰值中心，所述楔居中在定義帶狀纖維方向的軸上。以兩種方式定義峰值要么作為峰值中心附近最大數(shù)量的位置，要么作為左半部最大峰值和右半部最大峰值的平均位置。最大數(shù)量的位置和中心表示在下表中。
表2本發(fā)明帶狀纖維的SAXS數(shù)據(jù)樣品號(hào) 最大值最大位置 中心數(shù)量 度數(shù) 度數(shù)0261 0.275 0.28751264.9 0.255 0.262286.6 0.255 0.273278 0.25 0.2554266.7 0.255 0.26755260.2 0.255 0.26756238.8 0.255 0.27257233.5 0.255 0.26258221.3 0.255 0.2659233.4 0.255 0.257510 237.4 0.255 0.2575然后將上述帶狀纖維紗線編織在作為地毯小塊的基本地毯背襯部件中。用切刀組將這種帶狀纖維切割成不同寬度帶，以便使紗線的但尼爾測(cè)量值約為1100和600。按照每英寸24根紗線和總寬約168英寸來(lái)扭曲600但尼爾紗線。然后在劍桿織機(jī)上按照每英寸12支緯紗編織這些扭曲紗線和更寬的1100但尼爾紗線來(lái)提供背襯。這種背襯(18英寸寬)剛一附著到簇狀襯底(也為18英寸寬)，就緊接著用液體著色劑和染料印刷背襯本身相對(duì)的表面，然后最后合成物暴露在干燥溫度(約130℃)下。完成的合成物隨后表現(xiàn)出不顯著的尺寸變化。相比而言，包含聚丙烯帶狀纖維的主背襯表現(xiàn)的收縮率約為4-5％，由此將相比較的簇狀襯底/主背襯的合成物尺寸縮小類似量。因此，與目前使用的典型常規(guī)的現(xiàn)有聚丙烯帶狀纖維技術(shù)相比，本發(fā)明顯然具有實(shí)質(zhì)上上的改進(jìn)。
當(dāng)然還存在許多本發(fā)明的替代實(shí)施例和改進(jìn)，它們也應(yīng)該包括在下列權(quán)利要求的本質(zhì)和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚丙烯帶狀纖維，包含至少10ppm的成核劑化合物，并表現(xiàn)出至少3克/但尼爾的拉伸強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的聚丙烯帶狀纖維，其中所述成核劑化合物從由p-MDBS、3，4-DMDBS、2，4，5-TMDBS、DBS、苯甲酸鈉、NA-11、NA-21以及它們的任何混合物所構(gòu)成的組中進(jìn)行選擇。
3.如權(quán)利要求2所述的聚丙烯帶狀纖維，其中所述成核劑是p-MDBS。
4.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求1中所述的聚丙烯帶狀纖維。
5.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求2中所述的聚丙烯帶狀纖維。
6.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求3中所述的聚丙烯帶狀纖維。
7.如權(quán)利要求4所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
8.如權(quán)利要求5所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
9.如權(quán)利要求6所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
10.一種聚丙烯帶狀纖維，包含至少10ppm的成核劑化合物，并且暴露在150℃熱空氣之后表現(xiàn)出的收縮率小于2％，而且拉伸強(qiáng)度大于2.5克/但尼爾。
11.如權(quán)利要求10所述的聚丙烯帶狀纖維，其中所述成核劑化合物從由p-MDBS、3，4-DMDBS、2，4，5-TMDBS、DBS、苯甲酸鈉、NA-11、NA-21以及它們的任何混合物所構(gòu)成的組中進(jìn)行選擇。
12.如權(quán)利要求11所述的聚丙烯帶狀纖維，其中所述成核劑是p-MDBS。
13.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求10中所述的聚丙烯帶狀纖維。
14.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求11中所述的聚丙烯帶狀纖維。
15.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求12中所述的聚丙烯帶狀纖維。
16.如權(quán)利要求13所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
17.如權(quán)利要求14所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
18.如權(quán)利要求15所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
19.一種聚丙烯帶狀纖維，包含至少10ppm的成核劑化合物，并且表現(xiàn)出的X射線散射圖樣使得散射峰值中心在0.4度或更低。
20.如權(quán)利要求19所述的聚丙烯帶狀纖維，其中所述成核劑化合物從由p-MDBS、3，4-DMDBS、2，4，5-TMDBS、DBS、苯甲酸鈉、NA-11、NA-21以及它們的任何混合物所構(gòu)成的組中進(jìn)行選擇。
21.如權(quán)利要求20所述的聚丙烯帶狀纖維，其中所述成核劑是p-MDBS。
22.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求19中所述的聚丙烯帶狀纖維。
23.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求20中所述的聚丙烯帶狀纖維。
24.一種織物產(chǎn)品，至少包含權(quán)利要求21中所述的聚丙烯帶狀纖維。
25.如權(quán)利要求22所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
26.如權(quán)利要求23所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
27.如權(quán)利要求24所述的織物產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是地毯背襯。
28.一種制造聚丙烯帶狀纖維的方法，包含以下順序步驟a)將加熱的聚丙烯配方擠壓成薄膜或管，在所述聚丙烯配方中包含至多約2000ppm的成核劑化合物，優(yōu)選為至多約1500ppm，更優(yōu)選為至多約1000ppm，最優(yōu)選為約800ppm以下；b)立即將步驟“a”的薄膜或管淬火到某一溫度，該溫度防止薄膜或管中的聚丙烯晶體定向；c)用在所述薄膜或管縱向上布置的切割設(shè)備切割所述薄膜或管，從而由此產(chǎn)生單獨(dú)的帶狀纖維；d)以至少5∶1的拉伸比機(jī)械拉伸所述單獨(dú)帶狀纖維，同時(shí)將所述纖維暴露在250℃和360℃之間的溫度之下，優(yōu)選為在260℃和330℃之間，最優(yōu)選為在270℃和300℃之間，從而允許纖維中的聚丙烯晶體定向。
29.如權(quán)利要求28中所述的方法，其中在步驟“a”中出現(xiàn)的成核劑量至多約1500ppm。
30.如權(quán)利要求29中所述的方法，其中在步驟“a”中出現(xiàn)的成核劑量至多約1000ppm。
31.如權(quán)利要求30中所述的方法，其中在步驟“a”中出現(xiàn)的成核劑量至多約800ppm。
32.如權(quán)利要求28中所述的方法，其中步驟“e”的拉伸溫度在250℃和360°F之間。
33.如權(quán)利要求32中所述的方法，其中步驟“e”的拉伸溫度在260℃和330°F之間。
34.如權(quán)利要求33中所述的方法，其中步驟“e”的拉伸溫度在270℃和300°F之間。
35.如權(quán)利要求30中所述的方法，其中步驟“e”的拉伸溫度在250℃和360°F之間。
36.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中步驟“e”的拉伸溫度在260℃和330°F之間。
37.如權(quán)利要求36中所述的方法，其中步驟“e”的拉伸溫度在270℃和300°F之間。
全文摘要
提供在特定聚丙烯帶狀纖維中防止熱收縮和濕收縮問(wèn)題的改進(jìn)。這種纖維主要通過(guò)首先生產(chǎn)聚丙烯薄膜或管，然后將它們切割成非常薄而平(并具有很高的截面縱橫比)的帶狀纖維。這種纖維(從而初期薄膜和/或管)需要具有某些化合物，熱定形之后，它們快速有效地為目標(biāo)聚丙烯帶狀纖維提供硬度。通常，這些化合物包括在承受充分熱量使初期粒狀聚合物熔化并使這種定向聚合物冷卻之后，使目標(biāo)聚丙烯內(nèi)的聚合物晶體形成晶核的任何結(jié)構(gòu)。與冷卻期間沒(méi)有使用成核劑的目標(biāo)聚丙烯相比，這些化合物必須在更高的溫度下使聚合物晶體形成晶核。依據(jù)這種方式，“硬化”成核劑化合物為聚丙烯晶體生長(zhǎng)提供成核位置。剛一切割初期薄膜和/或管，然后纖維暴露在充分的熱量中以生長(zhǎng)晶格結(jié)構(gòu)，從而將纖維保持在理想位置。優(yōu)選的“硬化”化合物包括二亞芐山梨糖醇基化合物，以及次優(yōu)選化合物，例如苯甲酸鈉、某些鈉和鋰磷酸鹽(例如鈉2，2’－亞甲基－二－(4，6－二－三－丁基苯基)磷酸鹽，也稱作NA－11)。本發(fā)明也包含這種本發(fā)明帶狀纖維的特定制造方法、以及由這種纖維制造的織物產(chǎn)品。
文檔編號(hào)D02J1/22GK1599813SQ02824032
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2002年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者B·G·莫林, M·E·考恩, K·B·希金斯 申請(qǐng)人:美利肯公司