多段节线丝或纤维的制备方法以及由此形成的线丝或纤维和纺织物面料

摘要

本发明涉及多段节线丝或纤维和/或所组成的造构物的制备方法,以及由此形成的线丝或纤维与纺织物面料。其特点是把处于适合流变学条件的聚合物料(1、1’)送入一个喷丝嘴(2)中,通过编织—或挤压孔口(On、Om)把上述聚合物挤压出去,以便形成由至少两个基本线丝(3、3’)所组成的布线,接着由此通过粘贴接触使基本线丝(3、3’)结合成一个具有每个孔口组的多段节截面的线丝(4),并在将其继续进行加工和/或处理以前,对上述形成的线丝(4)进行最终的加强与延伸处理。

说明书

本发明涉及纺织品及其应用，特别涉及织造的、针织的或非织造的纺织物面料。本发明的主题是一种制备多段节线或多段节纤维的方法，以及由此形成的线或纤维与由该线或纤维制成的纺织物面料。

现在人们知道许多的多段节纤维或线丝、以及非织造的纺织物面料的制备方法，这些方法归诸于附加的相适应的分离成其纤度很差的基本线丝的分离技术。目前，这些多段节的线丝或纤维被制成单纤维或单线丝的形式，其中以分级的或与不同种聚合物一起加入的方式提供一种或多种热塑性的或溶于一种特定溶剂的聚合物料，这取决于段节情况以及所希望的经共挤压从拉丝咀(拉模)孔中挤出的基本线丝的形状。

然而，共挤压技术导致一些局限和缺点。

由多段节线丝分离成基本线丝往往难于实施，而且需要设备装置，该装置可产生很大的分离力，主要是机械分离力。

此外，当线丝或纤维是由基本线丝或纤维所组成时，而且是由同一种聚合物或由化学兼容的聚合物所形成时，那么上述分离过程几乎是不可能实施的。

上述分离成基本线丝的困难主要是由于相互形成不同基本线丝的相层混合。因为当基本聚合物还处于可混合状态时，就形成了该结合。

此外，由于需要复杂的供料循环系统，更细纤度的线丝或纤维挤出和编织(结网)的较低极限条件，以及来自于共挤出和实施困难的物理学上的不可能性及所需用的价格十分昂贵的拉丝模等，使借助于现有技术可制作的各种形式与纤度也受到限制。

此外，借助于现有技术也不可能达到具有清晰轮廓的复杂形状，例如棱角、刻痕等等。因为后者会由于液态或熔融态的聚合物的流变学特性而融合。

本发明的目的就是消除上述缺点。

本发明提供一种制备多段节线丝或纤维和/或所组成的结构物、特别是纺织物面料的方法，其中挤压或编织热塑性聚合物或聚合物溶液，其特征是，把处于适当流变学条件下的聚合物输送到一个喷丝咀中，通过初捻孔或挤压孔挤出聚合物料，这些孔口彼此相分离，并分布成一个或多个孔组中，以便形成由至少两个基本线丝所组成的一组或多组线。接着由此通过粘贴接触使不同的从各个孔口组中出来的基本线丝结合成一种每个线组具有多段节横截面的线丝，其中不存在或只存在受限的相层混合。然后，在将其继续进行加工和/或处理之前，特别是在直接送去制成脱纱纤维、丝线筒子、缆线或非织造纤维织物以前，就对上述形成的线丝进行最终的加强与延伸处理。

据下述的说明可以进一步了解本发明，其中涉及优选的制备方法，它们只是作为实例，而不能当作唯一的选择，而且与附图一起加以描述。

附图1-6表示据本发明的五种实施方案所用的喷丝咀板的俯视图；

附图7是本发明制备方法中所用的喷丝咀的侧向垂直截面的部分剖面图；

附图8是附图7所示的喷丝咀部分的俯视图；

附图9是本发明制备方法中所用的另一个实施方案的喷丝咀的侧向垂直截面的部分剖面图。

本发明是制备多段节线丝或纤维和/或由其组成的结构物、特别是纺织物面料的方法，其中把处于适当流变学条件下的聚合物料1、1’送入喷丝咀2中，接着通过初捻孔或挤压孔口O_n、O_m挤压出上述聚合物料，这些孔口彼此相分离，但是分布在一个孔口组或多个孔口组G中，以便形成由至少两个基本线丝3、3’所组成的一组或多组线。然后由此通过粘贴接触，使不同的、从每个孔口组G的每个孔口O_n、O_m涌出的基本线丝3、3’结合成一种每个线组具有多段节截面的线丝4，其中不存在或只存在有限的相层混合。接着在将其继续进行加工和/或处理以前，特别是在直接送去制成脱纱纤维、线卷、缆线或非织造纤维层织物以前，就对上述形成的线丝4进行加强和延伸处理。

因此，本发明与现有技术的共挤压工艺不同，其中由不同组分组成的相层在唯一的用于通过多段节线丝或多段节纤维的初捻孔口中相互接触，当该相层还是可混合时，从彼此相隔离的喷咀口O_n、O_m出来的挤压物料和从该孔口出来的并形成不同基本线丝3、3’的组分在喷咀口O_n、O_m的外边相接触，形成了表层薄膜5、5’，它们隔开上述组分的相层，后者的粘度明显地与在喷咀口O_n、O_m区域的物质的粘度有区别。

人们因此也制得一种多段节线丝或多段节纤维4，其具有来自于不同组分的界面间粘贴接触的内聚力，并具有足够的弹性与粘性，以形成一个粘贴的表面结合。然而，同时也有足够的固结性，以避免每个出现在接触表面区域内的相层混合。

在每个不同的基本线丝或纤维3、3’之间存在的结合力足以使得过程中以及随后的加工或处理阶段中的多段节线丝或纤维4都能保持一致的结构不变(其中多段节线丝或纤维当然比分离的不同基本线丝具有更高的阻力)，然而程度有限，因此有利于其随后的分离过程主要是通过机械方法分离。

喷出基本线丝3、3’的喷咀口O_n、O_m通常是单一孔口(实壁孔)的喷咀，它不再划分也不分段节，使编织变得容易。

然而，根据线丝或纤维型式以及所形成的纺织物面料的型式，可以使一个或多个的喷咀口O_n、O_m再划分或分段节，特别是在制备双叶片层状脱纱纤维时，可以把喷咀口划分两个分室。

根据本发明的第一个特点，如附图7和9所示，在同一个孔口组G的喷咀口O_n、O_m彼此是如此分布的，以致于使在每个喷咀口O_n、O_m的出口处上挤压成形的由聚合物料组成的隆起部位B_n或B_m与至少一个从同一个孔口组G的至少一个另外的喷咀口O_n、O_m的出口处上挤压成形的隆起部位B_n或B_m相接触。

在喷咀口的出口处成形的、并由此可拉伸成基本线丝3、3’的隆起部位B_n、B_m的构成及大小是取决于喷咀出口的形状、大小，用于挤压的聚合物或聚合物溶液的种类，挤压与编织时的压力、速度及流变学条件，以及固结条件等。

上述最后的参数也可以影响受到不同基本线丝3、3’间的结合力。

本发明的一个较佳实施方案证实，具有圆的或明显圆环形截面的喷咀口O_n、O_m的一个孔口组G的每个喷咀口O_n与同一个孔口组G的至少一个另外喷咀口O_m具有如下的关系式(1)：

0.5×(D_n+D_m)/2≤d≤5×(D_n+D_m)/2    (1)

式中的n与m不相同，n可由1至T变化，m也可由1至T变化，T是孔口组G的喷咀口总数量，D_n是喷咀口O_n的直径，D_m是喷咀口O_m的直径，d是O_n’点与O_m’点之间的距离，两个相关的喷咀口O_n和O_m相邻安排(参见相关的附图8)。

另外，也证实具有喷咀口O_n、O_m的一个孔口组G的每个喷咀口O_n最好与同一个孔口组G的至少一个另外的喷咀口O_m具有如下关系式(2)：

0.5×(D_n+D_m)/2≤d≤2×(D_n+D_m)/2    (2)

然而，同一个孔口组G的喷咀口O_n、O_m的截面形状和大小及其分布是由多段节线丝和/或由此制得的结合体4所希望有的特性、大小与构型所决定，其中唯一需要检验的条件是，每个基本线丝3、3’与至少一个另外的基本线丝3、3’粘贴接触。

本发明可尽可能容易地制得具有复合的编织外形的多段节线丝4，其中使用喷咀板2，该板上装有工业上易制造与安装的喷咀口O_n、O_m。

由于外部隆起物5、5’形成后基本线丝3、3’的结合，具有简单形状的基本线丝或纤维3、3’的轮廓细节彼此相结合。为了使线丝或纤维4形成复合的截面，不需进行熔化，而是要明确地适应喷咀口O_n、O_m的形状，由此经冷却后可得到具有清晰截面的线丝或纤维，甚至具有十分复杂的构型。

据本发明的另一个特点，为了适应多段节线丝4的聚合力，可以使由同一个孔口组G的相邻喷咀口O_n、O_m出来的至少两个基本线丝3、3’之间的粘贴接触以连续的或间断的方式无规则地脱落。

如附图9所示，在一个孔口组G的至少一个喷咀口O_n与在同一个孔口组G的至少一个相邻的喷咀口O_m的出口处上形成的隆起部位B_m有效接触的区域内，在每个喷咀口O_n、O_m的出口处由聚合物料挤压成形的隆起部位B_n、B_m的形状发生变化，以便改变或取消两个形成的基本线丝3、3’之间的粘贴接触。

为了实施上述过程，可以在相关的孔口O_n与O_m之间注入气流或加入一个板片或尖端物。

根据欲制备的非织造纤维层织物的种类和性质，可以向同一个孔口组G的喷咀口O_n、O_m送入同一种聚合物料1，或送入至少两种不同的聚合物料1、1’。

如附图1-9所示，本发明的主题还有一个用于实施本发明方法的喷咀板2，其特征是，在板上有许多喷咀口O_n、O_m，它们分布在一个或多个的孔口组G中，其中证实，具有圆的或明显圆环形截面的喷咀口O_n、O_m的一个孔口组G的每个喷咀口O_n与上述同一个孔口组G的至少一个另外的喷咀口O_m具有关系式(1)，或最好有关系式(2)。

本发明的制备方法可以制得一种多段节的线丝或纤维，其分别是由多个基本线丝或基本纤维3、3’所构成的，它们至少是两个与两个地，相互间用预定的结合力，通过其表层膜5、5’的纵向粘贴接触，以每个相层没有发生混合或只发生有限的相层混合的方式相结合。

用1-6的附图所示的各种形状的喷咀板，借助于一些实例，可以非唯一地描述据本发明的制备方法制备多段节线丝4。

用附图1中的喷咀板2可以制备一个三叶片层状的线丝4；用附图2A与2B的板可以制备纵向分段的带形或膜形的线丝4；用附图3的喷咀板可以制备雏菊形的线丝4；用附图4的喷咀板可以制备出空管型的线丝4；用附图5的喷咀板可以制备双叶片层状的线丝4(其中的两种基本线丝3、3’可由同一种聚合物或由两种不同的聚合物所组成)；用附图6的喷咀板可以制备出具有两种不同直径的、并由不同纤度的基本线丝3、3’所组成的、交叉成形的空管型的线丝4。

我们发现，采用附图3的喷咀板2所制备的线丝4的结构适合于用难挤压成形的和/或难加工处理的聚合物制备基本线丝3’，其中把中心的基本线丝3当作导线丝，它是由易挤压成形的聚合物制成的，其随后的加工处理就会无损害地进行。

本发明也涉及纺织品纤维层织物，特别是非织造的并直接制备的纤维层织物，其特征是，它至少是部分地由上述制备方法所制成的多段节线丝4所组成的。

根据本发明的特性，上述制成的纤维层织物可以经受至少一次的加工处理，它主要是通过机械的或液压的作用，使多段节线丝4至少可以部分地、最好全部分开成基本线丝3、3’，并加以分离。

为了详述本发明，用下列两个实施例加以说明：

实施例1

用与法国专利文献Fr.742O254相同的方法制备一种由其表面参数为110克/米²(NFG 38013)的双段节无终端线丝所组成的纤维层织物(Vlies)。

形成纺织物面料的线丝的构型，在分离之前，是基于由100％PES组成的、其纤度为1.2dTex的双叶片层状的纤维的构型(附图10，参见该线丝的截面)。

所用的聚合物(聚酯)具有下列特征：

物质            聚对苯二甲酸乙二酯，

TiO₂           0.4％

熔点            256℃

熔融态的粘度    210泊(290℃)

产地与型号      Hoechst公司的Typ20型

编织挤压条件：

在其露点为-40℃的干燥空气中进行干燥，在170℃中处理3个小时，并在含氮气氛中向挤压机中供料。

编织装置是圆环形的，并装有一个喷咀板，板上有240组由两个彼此以0.15毫米互相分离排列的毛细管(喷咀出口)所组成的孔口组，该毛细管的直径是0.2毫米，高度为0.4毫米。

聚合物的熔化/挤压温度是295℃，编织速度是4000米/分钟，每个孔口组的处理量是0.5克/分钟(0.25克/分钟/毛细管)。

加强——结合：

把225巴压力(每侧边两次)与35米/分钟的速率的液压结合作用力实施于上述制成的纺织物面料上(进行四次)，其中使用130微米的喷咀。把原来纤度为1.2dTex的线丝分离成两个其纤度为0.6dTex的线丝。

    线丝的特性纤度(DIN53812)：1.2dTex强度：27cN/Tex延伸拉长：78％产品的特性测力计：应力SL 350 N/5厘米Algt SL 56％    应力ST 300 N/5厘米Algt ST 62％拉裂强度(NFG 07146)SL 35N ST 55N退减    (180°/5分钟)SL-1.8％ ST-2.1％

实施例2

制备一种由其表面参数为130克/米²的、无终端线丝所组成的纤维层织物。

组成纺织物面料的线丝的构形是基于由属于同一个孔口组的三个毛细管出来的三叶片层状的纤维的构型(附图11：参见线丝的截面)。同一个供料喷头的三个毛细管是放置于其边长为0.4毫米的等边三角形的三个顶点上。每个毛细管的直径是d＝0.25毫米，高度为2d，两个毛细管之间的距离是0.15毫米。

所用的聚合物与挤压/编织条件与实施例1相同。

每个孔口组的处理量约为0.66克/分钟(3×0.22克)，而编织/拉伸速度为4500米/分钟，其中制备出其纤度为1.5dTex的线丝。

加强——定形

用其细度为40RB的针，在每平方厘米的纺织物面料上凿开200个其侵入深度为12毫米的双面针状风眼。

线丝的特性产品的特性纤度1.5dTex应力SL 490N/5厘米ST 370 N/5厘米强度3lcN/Tex延伸拉长SL 60％ ST 70％延伸拉长78％

最终加工——应用：

然后，用苯乙烯/丁二烯树脂浸渍产品，浸渍量为480克/平方米，接着压制轧光，最终产品用于加固鞋类。

尽管上述的本发明详细描述了熔融态聚合物的热态挤压方法，然而它也适用于干式编织方法[溶剂+聚合物：溶剂汽化挤压]，以及湿法的编织方法[溶剂+聚合物，及置于溶剂浴中的喷咀口]。

本发明当然并不只限于上述用附图加以说明的实施方案。对于各个要素状况的可能改变或等价技术的代替所导致的改变，都没有超出本发明的保护范围。