[發明專利]制造高強度芳族聚酰胺纖維的方法

無效

• 申請號: 97199148.0
• 申請日: 1997-10-22
• 公開（公告）號: CN1076405C
• 公開（公告）日: 2001-12-19
• 發明（設計）人: 古米武治;今枝宏三;S·D·莫爾;大野干夫
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司;杜邦-東麗株式會社
• 主分類號: D01D5/06
• 分類號: D01D5/06;D01F6/60
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉元金,鐘守期

發明背景

發明領域

本發明涉及制造強度特別高的芳族聚酰胺纖維的方法，該方法所包括的工藝要點是：特殊的噴絲頭紡絲孔徑、特殊的凝固條件以及特殊的干燥張力。

先有技術描述

美國專利4,965,033，針對Chiou的申請于1990-10-23授予，公開了一種利用高質量(質量密度)、噴射的凝固液流紡制芳族聚酰胺纖維的方法。

美國專利3,767,756，針對Blades的申請于1973-10-23授予，以及5,173,236，針對Yang的申請于1992-12-22授予，公開了分別采用紡絲孔直徑為0.025～0.25mm(1～10密耳)和小于0.064mm(2.5密耳)的噴絲頭紡制芳族聚酰胺纖維，并在約0.3克/旦(gpd)的張力下干燥該纖維的方法。

美國專利4,726,922，針對Cochran及Yang的申請于1988-02-23授予，公開了紡制芳族聚酰胺纖維并在3～7gpd的張力下干燥該纖維以提高纖維強度的方法。

發明概述

提供一種制造強度至少是28gpd的聚(對苯二甲酸對苯二酯)(poly(p-phenylene?terephthalate))紗線的方法，包括以下步驟：(a)從噴絲頭擠出比濃對數粘度至少是4的酸溶液的絲束，其中包含至少30g聚(對苯二酰對苯二胺)(poly(p-phenyleneterephthalamide))/100mL酸，然后穿過惰性非凝固作用流體層，進入到凝固浴中，繼而隨同不斷溢流的凝固浴液一起流經紡絲管；(b)從絲束進入紡絲管開始的2毫秒時間內，圍繞絲束呈對稱并與絲束交成0°～85°的角度，朝下射入附加的凝固液，(i)維持溢流與射入凝固液總和的質量流率對絲束質量流率之間的比值大于約250，(ii)維持紡絲管內射入與溢流凝固液總和的平均線速度在低于離開紡絲管的絲束線速度的水平，(iii)維持射入及溢流凝固液二者的流率在恒定的數值；以及(c)將絲束干燥，

其改進之處包括，采用紡絲孔直徑最高0.051mm(2密耳)的噴絲頭以及絲束在至少3.0克/旦(gpd)張力下進行干燥。

附圖簡述

圖1是可用于實施該方法以制造用于本發明纖維的設備斷面圖。

發明詳述

人們正傾注了越來越大的努力來開發高強度的紗線和織物。每一項改進都來之不易并且意義重大，因為哪怕微小的改進都將帶來巨大的效益。

本發明的紗線具有至少28gpd的強度，可采用圖1中所描繪的裝置來制造。總的來說，這種紗線可按照美國專利3,767,756的公開內容，采用比濃對數粘度至少是4.0的聚(對苯二甲酰對苯二胺)(PPD-T)，溶解在濃度至少是98％的硫酸中來制取。PPD-T溶液從噴絲頭擠出，穿過空氣隙，并進入到凝固浴中。噴絲頭帶有直徑等于或小于0.051mm(2.0密耳)的紡絲孔。據發現，大于0.051mm(2密耳)的紡絲孔所生產出的纖維絲束，據信具有較低的分子取向度，從而導致強度的降低，因此，不如用直徑較小紡絲孔制成的絲束那樣結實。從實施的角度，小于約0.025mm(1密耳)的紡絲孔難以使用，且可能生產不出質量可接受的纖維來。

圖1是優選的凝固浴1的斷面視圖。浴1是一種由裝入支撐結構3中的嵌入圓盤2組成的圓形構造。支撐結構3包括在壓力下將驟冷液5引入到分配環6中去的進口4，分配環包含填料7，它適合用來促進驟冷液沿凝固浴1外圍一周的均勻供應。

凝固液可經由外周的均壓環(manifold)(即分配環)引入到浴中，均壓環包括擋板或填料，以提供凝固液沿紡絲孔的均勻分配以及朝紡絲孔的無湍流流動。在圓形浴的情況下，均壓環可包圍著該浴。在帶有條形孔的矩形浴的情況下，均壓環仍然可包圍著浴，但是，凝固液僅從平行于條形縫的凝固液一側引入。只要求流向紡絲孔的凝固液流在紡絲孔附近為無湍流的。因此，填料7可以是玻璃珠、一系列篩網、蜂窩結構、燒結金屬板或其他類似的元件。

穿過填料7之后，驟冷液穿過多孔板或篩網8，并均勻地、無顯著湍流或返混地沿水平方向流向浴1的中心，在此，驟凝液5與從噴絲頭10擠出的絲束9接觸，然后驟冷液5和絲束9一起通過開孔11向下流入紡絲管14中。

該浴的底部可做成一定輪廓，被標為A和B的的區域，它可促進朝開孔11的均勻、無湍流流動。該孔的周圍區域也可做成朝向該孔的漸縮形狀。優選的是，在無湍流流動區域，凝固液的深度不超過浴寬的20％。