Полиамидная пряжа и способ ее изготовления Советский патент 1993 года по МПК D01D5/98 

Настоящее изобретение относится к промышленным полиамидным пряжам и более конкретно к полиамидной пряже с исключительно высоким сопротивлением на разрыв, высоким модулем и приемлемо низкой степенью усадки и способу их изготовления.

В соответствии с настоящим изобретением создается полиамидная пряжа, содержащая, по меньшей мере, порядка 85 мас.% полиамида; выбираемого из группы, включающей полигексаметиленадипамид и поли- к -капроамид, которая имеет относительную вязкость более порядка 50, сопротивление на разрыв более порядка 11,0 г/л, усадку при нагреве горячим воздухом при температуре 160°С (сухую тепловую усадку) не более порядка 6,5%. усадку при

выпаривании менее порядка 7%, модуль, по крайней мере,- порядка 35 г/д, двойное лучепреломление более порядка 0,060, дифференциальное двойное лучепреломление D ; Д 0,90-0,000 более 0 и акустический модуль более порядка 90 г/д.

В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения пряжа имеет модуль, по крайней мере, 40 г/д, индекс совершенствования кристалла, более,чем порядка 73 и длиннопериодное расстояние более, чем порядка 100 А. Наиболее предпочтительно, чтобы модуль пряжи составлял более порядка 45 г/д. Предпочтительные пряжи в соответствии с.настоящим изобретением имеют сопротивление на разрыв более, чем порядка 11,5 г/л и удлинение при разрыве более. чем порядка 15%. Установлено, что п пред00

со

го со

со

почтительных пряжах в соответствии с настоящим изобретением нормализованная область упругих деформаций составляет более, чем порядка 0,55, а нормализованный предел текучести более, чем порядка 0,78.

Новые пряжи с высоким сопротивлением на разрыв в соответствии с настоящим изобретением имеют сопротивление на разрыв более, чем порядка 11,0 г/д при одновременном сохранении отличного сочетания других конечных эксплуатационных характеристик, включая приемлемо низкую усадку, то есть сухую тепловую усадку не более, чем порядка 6,5% при 160°С и усадку при выпаривании менее, чем порядка 7% и высокий уровень модуля. В предпочтительных пряжах обеспечиваются как очень высокий уровень модуля, так и высокие значения нормализованной области упругих деформаций и нормализованного предела текучести, указанная на то, что внешнее напряжение на волокно распределяется более равномерно поперек несущих нагрузку соединительных молекул, чем в известных волокнах.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ изготовления полиамидной пряжи, имеющей сопротивление на разрыв более, чем порядка 11.0 г/д, модуль, по меньшей мере, порядка 35 г/д и сухую тепловую усадку не более, чем порядка 6,5% от вытянутой, частично вытянутой и невытянутой полиамидной подаваемой исходной пряжи. Этот способ включает вытягивание пряжи, по крайней мере, на последней стадии вытягивания при одно- временом нагреве пряжи. Вытягивание и нагрев продолжается до тех пор, пока напряжение вытягивания не достигает, по крайней мере, порядка 3,8 г/д, когда пряжа нагревается до температуры вытягивания пряжи, по крайней мере, порядка 185°С, предпочтительно, по меньшей мере, 190°С. Натяжение пряжи значительно снижается с тем, чтобы дать возможность пряже уменьшиться по длине до максимального уменьшения длины в пределах порядка 2-135%, предпочтительно порядка 2-10%. Во время тщательно контролируемого снижения натяжения пряжу нагревают до конечной тем пературы релаксации пряжи, по крайней мере, порядка 185°С, предпочтительно, по меньшей мере, порядка 190°С, когда достигается максимальное уменьшение длины.

В предпочтительном варианте технологии изготовления снижение натяжения осу- ществляеться путем частичного снижения натяжения, по крайней мере, на первоначальном этапе релаксации для обеспечения первоначального уменьшения длины и за-

тем последующего снижения натяжения с целью дальнейшего уменьшения длины пряжи до ее максимального уменьшения на последнем этапе релаксации. В предпочти5 тельном варианте изготовления полигекса- метиленздипамидных пряжей температура релаксации пряжи достигается путем нагрева в печи при температуре порядка 220- 320°С при времени пребывания пряжи в

10 печи порядка 0,5-1,0 сек, когда достигается максимальное уменьшение длины пряжи. В предпочтительном варианте изготовления поли- Е -капроамидных пряжей температура релаксации достигается за счет нагре15 ва в печи при температуре порядка 220-300°С при времени пребывания пряжи в печи порядка 0,5-1,0 сек, когда достигается максимальное уменьшение длины.

Технология изготовления пряжи в соот20 ветствии с настоящим изобртением может быть применена в промышленном масштабе, когда множество концов подаваемой пряжи могут быть превращены в пряжи с исключительно высоким сопротивлением на

25 разрыв и низкой или умеренной усадкой. В этом устройстве могут успешно применяться исходные пряжи, от невытянутых до полностью вытянутых пряжей. Когда в этом процессе в качестве подаваемых пряжей

30 применяются полностью вытянутые пряжи, сопротивление наразрыв может быть увеличено до уровня выше порядка 11 г/д при одновременном сохранении других функциональных свойств таких, как низкая

35 или умеренная усадка и высокий модуль, Невытянутые или частично вытянутые пряжи могут быть аналогично преобразованы з пряжи с очень высокими уровнями сопротивления на разрыв, высоким модулем и

40

50

низкой или умеренной степенью усадки.

На чертеже схематически представлена линия изготовления предпочтительных пряжей в соответствии с настоящим изобретением.

45Полиамиды, которые могут быть использованы для изготовления пряжей в соответствии с настоящим изобретением, включают различные линейные волокнооб- разующие поликарбонамидные гомополимеры и сополимеры, содержащие, по

меньшей мере, 85 мас.% полигексаметиле- надипамида или поли- Ј -капроамида. Полиамиды на основе муравьиной кислоты имеют относительную вязкость свыше по- 55 рядка 50. предпочтительно свыше порядка 60, и, как правило, способные тянуться в нити из расплава, обеспечивая высокопрочные волокна после вытягивания. Предпочти- тельным полиамидом является

гомополимер полигексаметиленадипамид или поли- Ј -капроамид, а наиболее предпочтительным гомополимер полигексаметиленадипамид.

Сопротивление пряжей на разрыв в соответствии с настоящим изобретением составляет выше порядка.-11 г/д при измерении на пряжевой основе, что дает возможность использовать эти пряжи в промышленном масштабе для шин. шлангов, ремней, канатов и т.п. Предпочтительным явдляется сопротивление на разрыв пряжи выше, чем порядка 11,5 г/д. Это сопротивление на разрыв в соответствии с настоящим изобретением может достигать порядка 13,0 г/д. Модуль пряжей составляет свыше порядка 35 г/д, предпочтительно свыше порядка 40 г/д и наиболее предпочтительно порядка 45 г/д. Возможны значения модулей до порядка 75 г/д и более. Удлинение при разрыве составляет предпочтительно свыше порядка 10%, более предпочтительно свыше порядка 14% и может доходить до свыше порядка 30%.

Денье пряжей будет широко варьироваться в зависимости от намеченного конечного применения и возможности оборудования для изготовления пряжей. Типичными денье являются, порядка 100- 4000 денье. Денье на волокно (д/в) может также иметь широкий диапазон, но для большинства промышленных применений, как правило, составляет от порядка 1 до 30 денье, предпочтительно, порядка 3-7 д/в.

Сухая тепловая усадка пряжей в соответствии с изобретением составляет не более порядка 6,5% при 160°С, что дает возможность успешно применять эти волокна в тех случаях, где целесообразны от низкой до умеренной степени усадки. Как правило, очень трудно снизить сухую тепловую усадку ниже порядка 2% и одновременно поддерживать высокие сопротивления на разрыв свыше 11,0 г/д. Так что предпочтительным диапазоном сухой тепловой усадки составляет порядка 2-6,5%. Усадки выпаривания являются низкими и составляют менее порядка 7%.

Пряжи в соответствии с настоящим изобретением имеют дифференциальное лучепреломление D: А 0,90-0,00, более 0. Понятие дифференциальное лучепреломление, применяемое в данном случае, означает, что разность в лучепреломлении ( А ) между точкой на попеременном сечении волокна пряжи 0,9 расстояния от центра до поверхности волокна ( А о.эо) и центром волокна ( Ао.оо). Целесообразно, чтобы дифференциальное лучепреломление оставалось на очень низком уровне с тем. чтобы поверхность и сердечник полимера каждого волокна пряжей могли вытягиваться по существу одинаково и обеспечивать мзк.симальные характеристики на растяжение. Следовательно, дифференциальное лучепреломление не должно быть, как правило, выше порядка 0,003, предпочтительно не выше 0,002.

0 Сочетание исключительно высокого сопротивления на разрыв и низкой или умеренной степени усадки в пряжах в соответствии с настоящим изобретением, а также и других полезных свойств, обуслов5 лено новой структурой волокна. Эта новая тонкая структура характеризуется сочетанием свойств, включая индекс совершенствования кристалла (CPI), который составляет более порядка 73. Длиннопериодное рас0 стояние более порядка 100 А также является характеристикой волокон в соответствии с настоящим изобретением. В предпочтительных пряжах в соответствии с настоящим изобретением наблюдается

5 длиннопериодная интенсивность (LPI) больше, чем порядка 1,0, более предпочтительно, чтобы LPI составляла, по крайней мере, 1,4. Кажущийся размер кристаллит (ACS) составляет более, чем порядка 55 А на пло0 скости 100для полигексаметиленадипамид- кых пряжей. Пряжи в соответствии с изобретением имеют плотность более, чем порядка 1,143 значение двойного лучепреломления предпочтительно более, чем

5 порядка 0,06, акустический модуль пряжей больше, чем порядка 90 г/д, углы ориентации пряжи больше 10°, предпочтительно больше 12°.

Полагают, что функции тонкой структу0 ры волокна заключаются в обеспечении сочетания исключительно высокого сопротивления на разрыв, низкой или умеренной степени усадки и высокого модуля. В полиамидных волокнах имеются, по мень5 шей мере, две фазы, которые функционально связаны последовательно и обуславливают их свойства. Одна из этих фаз является кристаллической и составляется из кристаллов, которые являются эф0 фективными узлами в высокоодномерной молекулярной структуре. Соединения кристаллов представляют собой некристаллические сегменты цепи полимера. Концентрация (то есть количество на едини5 цу площади поперечного сечения) и однородность этих соединительных молекул определяют предельную прочность волокна.

Очень высокие значения нормализованной области упругих деформаций (более.

чем порядка 0.55), нормализованного предела текучести (более, чем порядка 0,78) и акустического модуля (более, чем 90 г/д) указывают на то, что внешнее напряжение на волокна является исключительно равномерно распределенным поперек несущих нагрузку соединительных молекул. Уровни этих параметров предпочтительных пряжей в соответствии с настоящим изобретением гораздо превышают замеренные значения выпускаемых промышленностью полиамидных промышленных пряжей.

Пряжи в соответствии с настоящим изобретением могут быть изготовлены из известных полиамидных пряжей по технологии в соответствии с настоящим.изобретением, которая включает тщательно контролируемые этапы вытягивания в релаксации. В процессе изготовления с преимуществом может одновременно обрабатываться множство концов подаваемой исходной пряжи для совершенствования экономики, связанной с производством пряжей в соответствии с настоящим изобретением.

Как будет очевидно из нижеследующего описания, подаваемые исходные пряжи для получения пряжей в соответствии с настоящим изобретением могут быть полностью вытянутыми, частично вытянутыми или невытянутыми полиамидными пряжами. Для обеспечения приемлемой непрерывности процесса изготовления подаваемые пряжи должны быть высокого качества, то есть иметь всего лишь несколько оборванных волокон, высокую степень однородности денье вдоль концов и состоять из полимера, содержащего небольшое количество или не влияющих на качество конечной продукции материалов, например, веществ, удаляющих блеск или больших сперулитов, Под полностью вытянутыми пряжами следует иметь в виду пряжи, имеющие свойства, соответствующие пряжам, которые вытянуты до высокого уровня прочности и могут служить продукцией для последующего широкого применения в промышленности.Типичныевыпускаемые промышленностью полностью вытянутые пряжи, пригодные для применения в качестве исходных пряжей, имеют прочность порядка 8-10,5 r/д и двойное лучепреломление порядка 0,050-0,060, Частично вытянутые и невытянутые пряжи для подачи, как правило, выпускаются в небольших количествах, но являются широко известными. Частично вытянутые пряжи вытягиваются до определенной степени, но, как правило, не применяются без дополнительного вытягивания. Такие частично вытянутые пряжи обычно имеют двойное

лучепреломление порядка 0,015-0,30. Под невытянутыми имеются в виде пряжи, которые были выпрессованы и подвергнуты застыванию, но после этого не вытягивались.

Как правило, двойное лучепреломление таких невытянутых пряжей составляет порядка 0,008.

Ниже дается описание, со ссылкой на чертеж, устройства 10, которое может быть

0 использовано в процессе изготовления пряжей в соответствии с настоящим изобретением из полностью вытянутых, частично вытянутых и невытянутых подаваемых пряжей. В то время как на рисунке проиллюст5 рировано и описано устройство для одной пряжи, технология процесса рассчитана на множество концов пряжи, благодаря чему и может быть повышена производительность устройства. Пряжа Y подается с отдающего

0 устройства 12, пропускается через соответствующий элемент 14 регулирования натяжения и далее входит в зону 16 вытягивания,

В зоне 16 подаваемые пряжи вытягиваются и одновременно подвергаются нагре5 ву, по крайней мере, на последней стадии вытягивания, как это будет очевидным из нижеследующего описания. Вытягивание и нагрев осуществляются до тех пор, пока натяжение, вытягивания не достигнет по0 рядка 3,8 г/д, причем температура нагрева доводится до порядка 185°С, предпочтительно до порядка190°С.

Целесообразно, чтобы пряжи из поли- Е -капромида вытягивались на последней

5 стадии вытягивания при усилии натяжения, по крайней мере, порядка 4,8 г/д. Для достижения зтого.для различных подаваемых пряжей применяются разные этапы вытягивания, разные отношения общего вытягива0 ния и разные графики нагрева. Например, общее вытягивание в 5,5 раз или более с первой стадией вытягивания без нагрева может быть необходимым для невытянутых пряжей в то время, как для полностью

5 вытянутых пряжей может быть достаточным вытягивание в 1,1-1,3 раза. Частично вытянутые пряжи могут вытягиваться до какого-то промежуточного уровня. Прочность всех видов подаваемых пряжей на послед0 ней стадии вытягивания, как правило, будет увеличиваться по сравнению с первоначальной прочностью типичной полностью вытянутой пряжи приблизительно на 10-30%, то есть примерно на 11-13,0 г/д. На послед5 нем этапе вытягивания целесообразно, чтобы оно осуществлялось с нарастанием по мере нагрева пряжи. Вытягивание может начинаться на нагретых роликах с серией последовательных этапов вытягивания. Ввиду необходимости обеспечения высоких

температур, когда натяжение вытягивания достигает порядка 3,6 г/д, целесообразно иметь бесконтактный нагрев пряжи, предпочтительно в печи.

Возвращаясь снова к чертежу, вытягиванию пряжи в зоне 16 начинается, когда пряжа проходит в виде змеевика через первую серию из семи вытягивающих роликов, обозначенных общим индексом 18 и индивидуально 18а-18д. Эти ролики имеют такую конструкцию, что могут нагреваться изнутри за счет циркуляции нагретого масла. Кроме того, скорость вращения этих роликов регулируется таким образом, что обеспечивается вытягивание пряжи между всеми последовательными роликами, как правило, от 0,5 до 1%, причем вытягивание производится на незначительную величину и поддерживается надежный контакт пряжи с этими роликами. Для исключения проскальзывания пряжи Y прижимается к первому ролику 18а дополнительным роликом 20.

Пряжа Y затем продвигается ко второму комплексу 22 роликов 22а-22д, которые также нагреваются изнутри и скорость вращения которых регулируется аналогично первому комплекту роликов 18. Как правило, скорость вращения роликов регулируется таким образом, что обеспечивается вытягивание от 0,5 до 1 % между последовательными роликами, кзк и в случае первой серии роликов 18. Для вытягивания пряжи по мере ее продвижения между двумя группами роликов разность скоростей между комплектом 18 роликов и комплектом 22 роликов (между роликами 1.8а и роликом 22а) может варьироваться. В случае подачи невытянутых пряжей основное вытягивание на первоначальном участке зоны вытягивания между первым и вторым комплектом роликов, причем первый комплект 18 роликов доводится до умеренной температуры или вообще не нагревается. В случае полностью вытянутых пряжей по существу никакого вытягивания пряжи не производится между первым и вторым комплектами роликов 18 и 22, соответственно, и первый комплект роликов 18 при желании может быть обойден, хотя целесообразно пропускать п ряжу между роликами 18а и 20 для обеспечения надежного захвата пряжи и исключения проскальзывания при последующем вытягивании. Частично вытянутые пряжи обычно следует вытягивать в свободной зоне вытягивания с тем, чтобы общее вытягивание после этого было равным или несколько меньшим, чем полностью вытянутые подаваемые пряжи. Как правило, для всех видов подаваемых пряжей второй комплект 22 роликов используется дня нагрева пряжи методом кондукции ч цолях подготовки к конечному этапу вытягивания при повышенной температуре, например, тем- пературах роликов приблизительно в диапазоне 150-215°С.

После прохождения второго комплекта 22 роликов пряжа Y входит в зону вытягивания, обогреваемую двумя печами 24 и 26

0 соответственно, которые могут действовать по принципу обогрева путем подачи горячего воздуха с возможностью доведения температур печей порядка до 300°С. Последний этап вытягивания, на котором достигается

5 максимальная величина вытягивания, осуществляется в обогреваемой зоне вытягива- ния. Время пребывания в печах и температура печей таковы, что пряжа Y нагревается до температуры порядка 185°С.

0 предпочтительно до 180°С, но температура пряди не может превышать или слишком приближаться в точке плавления полиамида. Для осуществления эффективного нагрева температуры печей могут превышать

5 температуры пряжей при типичных скоростях процесса порядка на 130°С. Для пол- игексаметиленад памидных пряжей предпочтительные температуры колеблются в пределах порядка 190-215°С, а печей

0 - в пределах порядка 220-320°С, время пребывания пряжей в печах при этом составляет от 0,5 до 1,0 сек.

Точка плавления поли- Ј -капрозмидз ниже, поэтому предпочтительные темпера5 туры пряжей находятся в пределах порядка 190-215°С, а температура печей - в пределах порядка 220-300°С при времени пребывания в печах приблизительно от 0,5 до 1,0 сек. Вытягивание в этой обогреваемой зоне

0 определяется скоростью вращения ролика 22а второй группы 22 роликов и первого ролика 28а третьей группы 28 роликов 28а- 28о, через котбрые проходит пряжа Y в виде змеевика по выходе из печей 24 и 26. Общая

5 длина вытягивания для всего процесса определяется скоростью вращения первого ролика 18а в первом комплекте роликов, и скоростью вращения первого ролика 28а в третьем комплекте роликов. Этот первый

0 ролик 28а в третьей группе роликов служит знаком окончания зоны вытягивания 16, поскольку, в1 противоположность первому и второму комплекту роликов, скорость вращения последующих роликов комплекта 28

5 роликов снижается по мере продвижения пряжи на 0,5-1,0%, Таким образом, зона релаксации под общим индексом 30 начинается с ролика 28а.

В зоне 30 релаксации пряжа расслабляется (то есть ее натяжение снижается под

соответствующим контролем и ее длина уменьшается) в пределах приблизительно 2-13,5%, предпочтительно в пределах 2- 10%.

Пряжа нагревается во время релаксации таким образом, что конечная температура релаксации пряжи достигает уровня выше порядка 185°С, предпочтительно, по крайней мере, порядка 190°С. Для стимулирования поддержания высокой прочности и модуля пряжи во время релаксации натяжение пряжи должно поддерживаться выше порядка 0,4 г/д.

Предпочтительно, чтобы релаксация осуществлялась постепенно в соответствии с релаксацией пряжи. Первоначальная релаксация может быть произведена на нагретых роликах и преимущественно желательно иметь ряд последовательных этапов релаксации в пределах первоначального периода релаксации.

Ввиду высоких температур, необходимых во время конечного периода релаксации, целесообразно обеспечивать бесконтактный нагрев пряжи в печи.

Как проиллюстрировано на чертеже, релаксация осуществляется первоначально с постепенным наращиванием на третьем роликовом комплекте 28, температура которого доводится до порядка 150-215°С. Пряжа затем проходит через релаксационные печи 32 и 34. температура которых составляет порядка 300°С. Достижение необходимой температуры конечной релаксации зависит от температуры печей и времени пребывания пряжи в этих печах. Предпочтительно, чтобы температура воздуха в печах превышала температуру пряжи примерно на 130°С для обеспечения эффективного нагрева при приемлемых скоростях процесса. В случае полигексаметиленадипамида предпочтительные температуры пряжи находятся в диапазоне порядка 190 240°С, а температуры печей - порядка 22(Ь320°С; время пребывания пряжи в печи при этом составляет от 0,5 до 1,0 сек. Температура плавления поли- е -капроамида ниже, поэтому предпочтительный диапазон температур пряжи составляет порядка 190-215°С, а печей - порядка 220-300°С; время пребывания пряжи в печах от 0,5 до 1,0 сек.

По выходе из печей 32 и 34 пряжа Y проходит через четвертый роликовый комплект 36 из трех роликов 36а--36с в виде змеевика, причем пряжа Y прижимается к последнему ролику 36с дополнительным роликом 38, благодаря чему исключается про скальзывание пряжи. Внутренние поверхности этих роликов могут охлаждаться холодной водой, благодаря чему достигается снижение температуры пряжи до уровня, позволяющего ее намотку на приемное устройство. Пряжа снова слегка натягивается на ролике 36с с тем, чтобы обеспечить ее

стабильное прохождение и избежать каких- либо коробления на ролике Збв. Общая релаксация, таким образом, определяется разностью скоростей вращения первого ролика 28а третьего роликового комплекта 28

и первого ролика Зба четвертого роликового комплекта 36.

По выходе из зоны 30 релаксации пряжа Y пропускается через зону 40 обработки поверхности пряжи, которая может включать

струйное устройство (не показано) для присоединения отдельных волокон пряжи, отделочный аппликатор 42 для нанесения покрытия на пряжу или какой-либо другой ее обработки. На приемном устройстве (не

показано) множество концов пряжи Y наматывается на соответствующее приспособление для последующей транспортировки л конечного применения.

При применении устройства в соответствии с настоящим изобретением, проиллюстрированного на прилагаемом рисунке, предпочтительные скорости намотки пряжей составляют 150-750 м/мин.

Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение, но на ограничивают его область.

Методы испытания,

Предварительная подготовка, Перед проведением испытаний указанные пряжи

выдерживаются по меньшей мере, в течение 2 час при относительной влажности 55 ± 2% и температуре атмосферы 23 ±1°С(74 ± 2F) и испытываются при этих же. условиях, если нет каких-либо других специально оговариваемых условий,

Относительная аязкость. Относительная вязкость есть отношение вязкости раствора и растворителя замеряемых в капиллярном вискозиметре при температуре25°С.

Денье. Денье или линейная плотность есть вес в граммах 9000 м пряжи. Денье измеряется путем продвижения определенной длины пряжи, как правило 45 м, с упаковки многоволоконной пряжи на деньевую

бобину и взвешивания на весах с точностью

до 0,001 г. Денье затем рассчитывают из

измеренного веса пряжи длиной 45 м.

Характеристики растяжения. Характеристики растяжения (сопротивление на разрыв, удлинение при разрыве и модуль) измеряется з соответствии с известным изобретением.

Исходный модуль определяется из наклона линии, проведенной касательно исходной части прямой линии кривой зависимости деформации от напряжения, Исходная часть прямлй линии определя- ется как часть прямой линии при 0,5% нагрузки на всю шкалу. Например, нагрузка на всю шкалу составляет 230 кг (50,0 фунтов) для пряжей 600-1400 денье; следовательно, исходная часть прямой линии кривой на- пряжение-деформация будет начинаться с 115 г(0,25 фунта). Нагрузка на полную шкалу составляет 453 г/100 фунтов) пряжей 1800- 2000 денье, а начальная прямолинейная часть кривой будет начинаться на уровне 230 г (0,50 фунтов).

Сухая тепловая усадка. Сухая тепловая усадка измеряется с помощью прибора Те- страйт, выпускаемого фирмой Testrite Ltd, Халифакс, Англия. Многоволоконная пряжа длиной 61 см/ 24 дюйма) заправляется в прибор Тестрайт и усадка фиксируется спустя 2 мин при 160°С при нагрузке 0,05 г/д. Исходная и конечная длины определяются при нагрузке 0,05 г/д. Конечная длина замеряется при температуре пряжи 160°С.

Усадка при выпаривании. После снятия поверхностей пряжи с упаковки пряжи и ее образования однометровые образцы пряжи подвергаются предварительной релаксации в течение 14-24 час при относительной влажности 55% и температуре 12,78°С (55°Г). Каждый образец затем завязывается в петлю и его первоначальная длина определяется при нагрузке 1,0 г (тест) 0,111 г/д. Эти образцы.помещаются в марлевый мешок и затем в ванну кипящей воды на 30 мин. После вынимания образцов из ванны, они подвергаются центрифугированию. Образцы в виде петель затем вынимаются из марлевых мешков, высушиваются в печи с форсированной подачей воздуха при температуре 65°С в течение 1 ч и выдерживаются снова при относительной влажности 55°С, температуре 24,0°С в течение 4-24 час. Ко- нечная длина образца определяется при нагрузке 1,0 г/текс.

% усадки --.- х 100.

где L - исходная длина петли, F - конечная длина петли.

Двойное лучепреломление и дифференциальное двойное лучепреломление. Опти- ческие параметры волокон в соответствии с настоящим изобретением измеряются в соответствии с методом, описанным в известном техническом решении за некоторыми

0 5

0 5

0 5 0 5

0

5

нижеследующими исключсмичми и дополнениями

Поскольку волокна в соответствии с настоящим изобретением отличаются от гако- вых в соответствии с известным другой параметр из тех же распределений nil и nl, рассчитываемый при +0.05-0,95 расстоянии от центра до края изображения волокна, необходим для их характеризования. В данном случае + означает противоположные стороны от центра изображения. Двойное лучепреломление Д в каждой точке (I) (где i составляет от -0,95 до +0,95) на изображе нии определяется тем же путем, что и в указанном патенте. В этом случае заданный структурный параметр представляет собой разность Л между центром изображения и точкой 0,90 расстояния от центра до края. Двойное лучепреломление в центре изображения для любого волокна Л (0,00) определяется как средняя величина двойных лучепреломлений в двух точках, соответствующих | ±0,05: А (0-00) Д( (-0-05) )/2

Аналогично для обеих сторон изображения, соответствующих i А / ± 0,90, двойное лучепреломление( ±0,90) определяется: Д(+0,90) ( Д ±( 0,95) + ( Д ±- 0,85) )/2.

где знак Плюс используется для одной стороны изображения, а знак минус - для другой.

Дифференциальное двойное лучепреломление D ; А 0,90-0,00 затем определяется как:

D : А 0,90-0,00 А ( +0,90) + Д (-0,90)/2- А 0,00.

Рентгеновские параметры.

Индекс совершенствования кристалла и кажущийся размер кристалла.

Индекс совершенствования кристалла и кажущийся размер кристаллита выводится из рентгеновских диффрэкционных разверток. Дифракционная картина волокон этих составов характеризуется двумя выдающимися экваториальными рентгеновскими отражениями с пиками, расположенными под углом расстояния приблизительно 20-21° и 23°2 в .

Рентгеновские диффракционные картины этих волокон получаются с помощью рентгеновского дифракциометра фирмы Philips Electronic Instruments, Махва, Нью- Йорк, каталожный № PW1075/00 в режиме отражения с применением дифракционно- лучевого монохроматора и сцинтилляцион- ного детектора. Данные интенсивности замеряются с помощью интенсиметра и записываются системой сбора и сокращения вычисленных на компьютере данных. Дифрзкционные картины получают при следующих установках приборов:

скорость развертки 1°2 9 в мин;

постепенное наращивание 0,025°2 в ;

диапазон развертки 6-38°, 2 В и

анализатор амплитуды импульса, Дифференциал.

Для измерения индекса усовершенствования кристалла и кажущегося размера кристалла дифракционные данные обраба- тываби по программе компьютера, которая сглаживает данные, определяет базовую линию и измеряет позиции и амплитуды пиков.

Рентгеновское дифракционное измерение кристаллического состояния в найлоне 66. найлоне 6 и сополимерах найлона 66 и найлона 6 есть индекс усовершенствования кристьалла - CPI. Отмечается сдвиг позиций двух пиков при 21° и 23° 0 ; с увеличением кристаллличности пики смещаются далее в стороны и приближаются к позициям, соответствующим идеальным позициям на основе структуры найлона 66 по Банну-Гернеру. Этот сдвиг в расположении пиков обеспечивает основу измерения совершенствования кристалла в найлоне 66:

( )/а ( внутренний ) 0,189

-х ЮО

где d (наружный) и d (внутренний) расстояния d Брегга для пиков 23° и 21°, соответственно, а знаменатель 0,189 есть величина для d(100)(d/010) для хорошо кристаллизо ванного найлона 66, как сообщает Bunn и Garner, Prac. Royal Soc, (Лондон), А189, 39, 1947. Эквивалентное и более применимое уравнение на основе значений 9 имеет вид:

в (наружный)/2 в (внутренний)- 546,7

Поскольку найлон 6 имеет отличную кристаллографическую элементарную ячейку кристаллической решетки, коэффициент для хорошо кристаллизованного найлона 6 тоже отличается и уравнение имеет вид:

CPI (2 9 (наружный) -2 в Н (внутренний)- х 509,8

Кажущийся размер кристаллита. Кажущийся размер кристаллита рассчитывается из результатов измерений полуамплитуд- ной ширины пика экваториальных дифракционных пиков. Поскольку два экваториальных пика перекрывают друг друга, измерение полуамплитудной ширины основывается на полуширине при полуамплитуде. Для пика 20°-21° позиция полумаксимальной амплитуды амплитуды пика рассчитывается и величина 1 0 для

этой интенсивности заменяется на малоуг- ловой стороне, Разность между этой величиной 2 . в и величиной 2 в при максимальной амплитуде пика умножается

на 2 для получения полуамплитудной ширины пика (или линии). Для пика 23° позиция полумаксимальной амплитуды пика рассчитывается и величина 2 в для этой интенсивности измеряется на стороне большого

угла: разность между этой величиной 2 в и величиной 20 при максимальной амплитуде пика умножается на 2 для получения полуамплитудной ширине пика.

При этом измерении поправка делается

только на инструментальное уширение; все другие эффекты уширения примимаются зэ результат размера кристаллита. Если В -- замеренная линейная ширина образца, скорректированнаялинейнзя ширина образца бета имеет вид:

в.

где В - инструментальная постоянная уширения, В - определяется путем измерения линейной ширины пика, расположенного приблизительно на 28°2 в на дифракционной картине, порошкового образца кристалла кремния. Кажущийся размер кристаллита (ACS) выражается следующим образом:

ACS (K А /( / cos 0 ), где:

к - берется за единицу;

Я -длина волны рентгеновского излучения (в данном случае 1,5418 А);

/ -скорректированная линейная ширина в радианах;

в - половина угла Брогга (половина

величины в выбранного пика, полученная из дифракционной картины).

Рентгеновский угол ориентации. Пучок волокон диаметром приблизительно 0,5 мм

намотали на держатель образца с большой осторожностью с тем, чтобы волокна располагались по существу параллельно. Затем волокна, намотанные на держатель, подвергали рентгеновскому облучению с помощью

рентгеновского генератора (модели 12045 В), выпускаемого фирмой Philips Electronic Instruments. Дифракционную картину в нитей образца засняли на диагностическую рентгеновскую пленку прямой экспозиции

Kodak DeF (каталожный № 154-2463) в камере обскура Уорхуса. Коллиматоры в камере имеют диаметр 0,64 мм. Время экспозиции продолжалось в течение порядка 15-30 мин/или, как правило, столько, чтобы дифракционная характеристика, которую следовало замерить, было зафиксировано при оптической плотности 1,0). Цифровое изображение дифракционной картины записывалось с помощью видеокамеры. Передаваемые интенсивности калибруются с помощью черных и белых эталонов, уровень серого цвета преобразуются в оптическуюю плотность. Дифракционная картина найлона 66, найлона 6 и полимеров найлона 66 и 6 имеют два выдающихся экваториальных отражения при 2 0 приблизительно 20°- 21° и 23°, наружное ( 23°С) отражение используется для измерения угла ориентации. Ряд данных, эквивалентный азимуто- нальному следу через два выбранных экваториальных пика (то есть наружное отражение на каждой стороне картины) создается путем интерполяции из файла данных цифрового изображения. Этот ряд строится таким образом, что одна точка данных равняется одной трети одного градуса дуги. Угол ориентации (ОА) определяется как длина дуги в градусах при полумаксимальной оптической плотности (угол, стягивающий точки по 50% от максимальных пиков, скорректированных на фон. Это вычисляется из числа точек данных между точками полуамплитуд нз каждой стороне пика (прич-эм применяется интерполяция, это не оставляет целого числа). Замеряются оба пика и за угол ориентации берется средняя величина двух измерений.

Длиннопериодное расстояние и норма- лизованая длиннопериодная интенсивность. Длиннопериодное расстояние (IPS) и нормализованная длиннопериоднзя интенсивность (LP) измеряется с помощью диф- рактора Краткого с малым углом, выпускаемого фирмой Anton Paar K.G., Граз, Австрия. Этот дифрактометр устанавливается на линейном фокусном проходе рентгеновского генератора Филипс ХРС-3.100, оснащенного длинной рентгеновской трубки с острым фокусированием, работающей при напряжении 45 кв и силе тока 40 ма. Фокальная точка рентгеновского излучения наблюдается под углом выхода 6°, и ширина луча ограничивается входящей щелью в 120 мкм. Сик-альфа излучение из рентгеновской трубки фильтруется с помощью никелевого фильтра 0,7 мила и обнаруживается с помощью Nal(TI) сцинтилляционного счетчика, оснащенного анализатором амплитуды импульса для симметричного пропускания 90% Сик-альфа-излучения.

Образцы найлона приготавливаются путем намотки волокон параллельно друг другу на держатель с внутренним отверстием диаметром 2 см. Площадь, покрывамая волокнами, составляет порядка 2x2,5 см и типичный образец содержит 1 г найлона. Фактическая величина образца определяется путем измерения снижения обоазцом силь5 ного Сик-альфа-рентгеновского сигнала и регулирования толщины образца до тех пор, пока способность прохождения рентгеновского луча не приблизится к величине l/e или 0,3678. Для измерения прохождения

10 сильный рассеиватель располагается в дифрагирующей позиции и перед ним вставляется найлоновый образец, сразу за щелями, ограничивающими рентгеновские лучи.-Если измеренная интенсивность без затуха15 ния составляет 0, а интенсивность после затухания -I, тогда пропускная способность Т есть 1/(10). Образец с пропускной способностью l/e имеет оптимальную толщину, поскольку дифрагированная интенсивность от

0 образца большей или меньшей толщины, чем оптимальной, будет меньше, чем из образца оптимальной толщины.

Найлоновый образец монтируется таким образом, что ось волокон располагается

5 перпендикулярно длине луча (или параллельно направлению движения детектора). В случае дифрактометра Краткого, наблюдающего горизонтальный линейный фокус, ось волокон располагаеся перпендикулярно

0 верху стола. Развертка из 180 точек собирается между 0,1 и 4°2 в следующим образом: 81 точка с размером ступени 0,0125е между 0,1 и 1,1 °; 80 точек с размером ступени 0,025° между 1,1 и 3,1°; 19 точек с разме5 ром ступени 0,05° между 3.1 и 4,0°. Время для каждой развертки составляет 1 час, а время отсчета для каждой точки - 20 сек. Полученные данные сглаживаются путем перемещения параболлического окна и ин0 струментальный фон вычитается. Инструментальный фон, то есть развертка, полученная в отсутствие образца, умножается на пропускание Т и вычитается, точка за точкой, из развертки, полученной от об5 разца. Точки данных развертки затем корректируются на толщину образца путем умножения на коэффициент коррекции CF -1,0/(еТ In (Т)/, где е - основание натурального логарифма и 1п(Т) является всегда отри0 цательным, a CF - положительным. Далее, если Т 1/е, тогда CF - I для образца оптимальной толщины. Следовательно, CF всегда больше и корректирует интенсивность от образца другой, чем оптимальной толщи5 ны, до интенсивности, которая наблюдалась бы в случае образца оптимальной толщины. Например, для толщины, достаточно близких к оптимальной, CF, как правило, поддерживается на уровне 1,01, так что коррекция на толщину образца может поддерживаться

на уровне менее 1 %, что находится в пределах неопределенности, накладываемой стаистикой счета.

Замеренные интенсивности вытекают из отражений, дитфракционные векторы которых параллельны оси волокон. Для большинства нейлоновых волокон отражение наблюдается вблизи 1°2 в . Для определения точкой позиции и интенсивности этого отражения прежде всего под пиком проводится фоновая линия, касательная дифракционной кривой под углом выше и ниже самого пика. Линия, параллельная касательной фоновой линии затем проводится касательно пику около его кажущегося максимума, но, как правило, несколько выше величины 2 в . Величина 2 в в этой точе касания принимается за позицию, поскольку это позиция максимума, если вычтен фон образца. Длиннопериодное расстояние, LPS рассчитывается по закоеу Брагга с применением выведенного тактим образом позиции пика. Два небольших углов это сводится к:

LPS Я /Sln(2 0 ). Интенсивность пика LHI определяется как расстояние , в счетах в секунду, между точкой касания кривой и фоновой линией под ней.

Дифрактометр Краткого представляет собой однолучевой прибор и замеренные интенсивности являются произвольными, пока не будут стандартизированы. Замеря- емые интенсивности могут варьироваться от прибора к прибору и со временем для данного прибора в связи со стЗрэнмем рентгеновской трубки, изменений заданного расположения, смещения и износа сцинтил- ляционного кристалла. Для количественного сравнения между образцами замеренные интенсивности нормализовались путе.м соотношения со стабильным стандартным эталонным образцом. В качестве эталона брали полностью вытянутый найлон 66, известный как Т-717 и выпускаемый фирмой E.T.du Pontofe Nernour and Co, Виль- мингтон Делевер.

Акустический модуль. Акустический модуль измеряется как описано в известном изобретении, за исключением того, что волокна предварительно выдерживаются при 21°C(70°F) и относительной влажности 65% перед испытанием и найлоноаые волокна пропускаются при натяжении 0,1 г/д, а не при 0,5-0,7, как это сообщается для полиэфирных волокон в вышеупомянутом изобретении.

Плотность. Плотность полиамидного волокна измеряется с помощью колонны градиента плотности, описанной в AS TM-1 150556-68 с применением жидких четыреххлористого углерода и гентана при температуре 25°С,

Натяжение. В ходе процесса измерения натяжения производится в зонах вытягивания и релаксации (как показано на предлагаемом рисунке, после печи 26 в зоне вытягивания и после печи 34 в зоне релаксации приблизительно на расстоянии 30 см (12 дюймов) от выходов из печей) с помощью

ручных тензиометров моделей Chickllne DXX-40, DXX-500, DXX-TK и IXX-2K, выпускаемых фирмой Electrornatic Rquipmenot Compay, inc. Цедархерст, Нью-Йорк 11516. Температура пряжи. Температуры пряжи замеряются по выходе пряжи из печи 26 вытягивания и печи 34 релаксации на расстоянии 10 см (4 дюйма) от выходов из этих печей. Замеры производятся с помощью бесконтактной инфракрасной системы измерения температуры, включающей в себя инфракрасную оптическую сканирующую систему с фильтром 7,9 мкм (полоса пропускания порядка 0,5 мкм) и широкополосный детектор для слежения за проходящей пряжей и чернотелыный эталон температуры, расположенный позади пряжи, которая может прецизионно нагреваться до темпрату- ры порядка 300°С.

Термопара типа I, вмонтированная в

эталон, используется вместе с цифровым индикатором модели F uke2170A, зафиксированный в Национальном бюро стандартов., для измерения эталонной температуры. Достигается высокочастотный замер темперзтуры полиэмиднсл пряжи, поскольку фильтр 7,9 мкм соответствует полосе поглощения, где, как известно, излучательная способность быть близкой к единице. На практике температура эталона регулируется

таким образом, что изображение линейной развертки пряжи исчезает, как это наблюдается на осциллографе, и в этой нулевой точке пряжа будет находиться при той же температуре, что и эталон.

Нормализованная область упругих деформаций и нормализованный предел текучести. Для определения структурной прочности, сцепления, эластичности и жесткости волоконных строительных блоков в

высокопрочных пряжах производят измерения нормализованной области упругих деформация и нормализованного предела текучести на основе высокоскоростных кривых напряжение-деформация одиночных

волокон, взятых наугад из образца пряжи.

Область упругих деформаций определе- ется из следов напряжение-деформация как диапазон напряжений выше линейной части следа между первой и вторичными

точками отклонения - последние называются точками текучести.

Эта область линейности определяется как сегмент следз напряжение - деформация с постоянным наклоном, между точкой застывания напряжения,где наклон следа начинает увеличиваться благодаря последовательному сцеплению дополнительных несущих нагрузку структурных волоконных элементов и точкой текучести, где они начинают разъединяться или обрываться.

Концевые точки этого сегмента легко определяются как точки, где записанный слэд линейного сегмента отклоняется, на 1% напряжения разрыва, от касательной прямой линии, проводимой с помощью тонкого пера или карандаша, по ширине, не превышающей шиоину записанного следа.

Область упругих деформацией рассчитывается как разность напряжений между этими точками. Нормализованная область упругих деформаций рассчитывается как меньшая по размеру фракция (область упругих деформаций , поделенная на напряжение волокна при разрыве). Это исключает какие-либо неопределенности вследствие изменений и погрешностей денье.

Предел прочности на разрыв определяете; как максимальное напряжение, ззфик- оированое перед обрывом (или постепенно) снижение записанной кривой напряжение- деформация. Временное сопротивление на разрыв (tenacity -определяется как отношение .целз прочности на разрыв, разделенного на денье).

Предел текучести определяется напряжением верхней концевой точки этой области упругой деформации (линейной части упомянутого выше следа напряжение-деформация), означающей начало пластического течения перед разрывом. Нормализованный предел текучести рассчитывается как предел текучести, разделенный на предел прочности на разрыв волокна, давая снова меньшее по размеру отношение, что характеризует механические структуры волокон л качестве их соединений.

Все образцы пропускались через аппарат instron для испытания на разрыв, причем испытательная длина образца составляла 12,7 мм (0,5 дюйма) и скорость растяжения 833% /мин. Перед проведением испытаний образцы выдерживались в течение 24 ч при температуре 21°С (70°F) и относительной влажности 65 % . Для достижения хорошей точности проводятся 10 хороших разрывов, предпочтительно 20, и результаты фикситруются. Измерения проводятся на всех хороших следах, исключающих ложные обрывы, очевидное проскальзывание и т.щ, и сообщались область упругих деформаций, предел текучести, нормализованная область упругих дефор5 маций и нормализованный предел текучести.

Пример 1. Полностью вытянутую пряжу на основе муравьиной кислоты (848 денье, 140 волокон) с относительной вязко0 стью порядка 67 изготовили путем непрерывной полимеризации и прессования полигексаметиленадипамида и вытягивания известным способом. Эта полностью вытянутая пряжа с сопротивлением на раз5 рыв 9,6 г/д и степенью усадки 8,8% (исходная пряжа 1) более полно описана в табл.2. Применив устройство, проиллюстрированное на чертеже, и работающее в условиях, перечисленных в табл.1, пряжа была

0 взята с отдающей бобины 12 (ее наружный конец), пропущена через элемент 14 регулирования натяжения и затем заправлена между основным роликом 18а роликового комплекта 18 и вспомогательным прижим5 ным роликом 20. Ролики 18а-18д роликового комплекта 18 были обойдены и пряжу сразу пропустили к роликам 22а-22д роликового комплекта 22, через печи 24 и 26 к роликовому комплекту 22. Натяжение вытягивания

0 пряжи по выходе из печи 26 при температуре пряди 233°С составляло 459 г/л. Пряжу затем пропустили через все семь роликов роликового комплекта 28, через печи 32 и 34 и через ролиш роликового комплекта 36 с

5 последующей намоткой на приемном устройстве, Температура пряжи по выходе из релаксационной печи 34 составляла 240°С, процент релаксации после этого составил 8,7. Между каждой парой роликов в ролико0 вом комплекте 22 наращивания вытягивания составляли 0,5%, а приращения релаксации между каждой парой третьего роликового комплекта 28 составляли 0,5%, Подробный перечень параметров процесса;

5 включая скорости вращения роликов и температуры печей и роликов представлены в табл.1.

Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв, сухую тепло0 вую усадку и модульный баланс 11,2 г/д, 2,9% и 46,3 г/д, соответственно, Соединительные молекулы в волокне имели равномерное распределение для более лучшего поддержания внешних напряжений, что

5 очевидно из нормализованной области упругих деформаций и нормализованого предела текучести, равных 0,64 и 0,87 соответственно. Этот конечный продукт с высоким сопротивлением на разрыв в сочетании с высокой размерной стабильностью

является результатом структурных параметров, включая высокое двойное лучепреломление 0,0622 и акустический модуль 95,1 r/д. Полный перечень характеристик представлен в таблице 2.

Пример 2. Полностью вытянутая пряжа на основе муравьиной кислоты (1260 денье. 240 волокон), имеющая относительную вязкость 67. была изготовлена путем непрерывной полимеризации и прессования полигексаполиметиленадипамида и вытянута известным способом. Это полностью вытянутая пряжа имела сопротивление на разрыв 9,7 r/д и усадку 7,7% (исходная пряжа 3) и более подробно описана в табл.2.

Пряжа 2 затем была подвергнута вытяжке как и в примере 1 с помощью устройства, проиллюстрированного на рисунке в условиях, описанных в табл.1. Натяжение вытягивания составляло 4,05 r/д при темпратуре пряжи 210°. Температура пряжи, выходящей из релаксационной печи 34, составляла 219°С; температура релаксации составляла 219°С. Скорости и температуры роликов и печей и другие параметры приведены в табл.1.

Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв 11,6 г/д сухую тепловую усадку 3,2%. Соединительные молекулы в волокне распределены равномерно и обеспечивают более лучшую поддержку внешних напряжений, как это очевидно из нормализованной области упругих деформаций 0,61 и нормализованного предела текучести 0,82. Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв 8 сочетании с отличной размероной стабильностью является результатом комбинирования структурных параметров, включая высокую степень двойного лучепреломления 0,0623 и акустического модуля 94,3 г/д. Полный перечень свойств приведен в табл,2,

Пример 3. Полностью вытянутую пряжу на основе муравьиной кислоты (1200 г/д, 210 волокон) с муравьиной кислотой, имеющей относительную вязкость 89, изготовили путем непрерывной полимеризации и прессования полигексаметиленадипами- да и вытянули известным способом. Эта полностью вытянутая пряжа с сопротивлением на разрыв 10,0 r/д и усадкой 7,6% (исходная пряжа 3) более полностью описана в табл.2.

Эту подаваемую пряжу 3 затем подвергали вытяжке и релаксации с помощью устройства, проиллюстрированного на рисунке, и при условии, описанных в табл.1. Натяжение вытягивания составляло 5,27 г/д при температуре пряжи 212°С. Температура пряжи, выходящей из релаксационной печи

34. составляла 219°С, процент релаксации составил 7,4. Скорости процесса, температуры роликов и печей и параметры процесса представлены в табл.1.

Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв, сухую тепловую усадку и баланс модуля 12,1 г/д, 5,2% и 52,8 г/д соответственно. Соединительные молекулы в волокне распределены равно0 мерно для более лучшей поддержки внешних напряжений, как это очевидно, из нормализованной области упругих деформаций, 0,71 и нормализованного предела текучести 0,90. Этот продукт с высоким со5 противлением на разрыв в сочетании с хорошей размерной стабильностью является результатом комбинирования структурных параметров, включая высокое двойное лучепреломление 0,0622 и акустический модуль

0 95,1 г/д, Полный перечень характеристик представлен в табл.2.

Пример 4. Исходная пряжа в примере 4 была такой же, что и в примере 3. Образец исходной пряжи 3 подвергли вытяжке и ре5 лаксации, как и в примере 1 с помощью устройства, проиллюстрированного на рисунке, и при условиях, описанных в табл.1. Натяжение вытягивания составляло 4,98 г/д при температуре пряжи 212°С. Температура

0 пряжи, выходящей из релаксационной печи 34, составляла 219°С, процент релаксации - 13,3%.

Скорости процесса, температуры роликов и печей и другие параметры процесса

5 представлены в табл.1.

Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв, сухую тепловую усадку и баланс модуля 11,1 г/д, 2,0% и 41,2 г/д, соответственно, Соединительные

0 молекулы в волокне распредлелялись равномерно и.обеспечивали лучную поддержку внешних напряжений, что очевидно из нормализованной области упругих деформаций 0,62 и нормализованного предела текучести

5 0,82. Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв в сочетании с отличной размерной стабильностью является результатом комбинации структурных параметров, включая высокое двойное лучепре0 ломление 0,0605 и акустический модуль 92,5 г/д, Полный перечень характеристик представлен .втабл,2.

П р и м е р 5. Пряжу прямого прядения на основе муравьиной кислоты (4000 денье,

5 140 волокон) с муравьиной кислотой, имеющей относительную вязкость 64,изготовили путем непрерывной полимеризации и прессования полигексаметиленадипамида. После прессования эту пряжу подвергали охлаждению, обрабатывали смазочным веществом и сразу сматывали со скоростью 400 м/мин (440 ярдов/мин). Двойное луче- преломление этой пряжи составляло 0,008. Пряжу затем выдерживали при относительной влажности 65% в течение 48 ч. для достижения почти равномерного содержания влаги 4,5%. Пряжу (ее начальный конец) затем забирали с отдающей упаковки и направляли к фрикционному элементу 14 для обеспечения натяжения 65г. Пряжу затем вытягивали в 3,28 раза между роликом 18а вытяжного роликового комплекта 18 и роликом 22а вытяжного роликового комплекта 22 и в 1,798 раза между роликом 22д вытяжного роликового комплекта 22 и роликом 28э роликового комплекта 28. Температура пряжи по выходе из печи 26 составляла 226°С. Релаксация пряжи между роликом 28д роликового комплекта 28 и роликом Зба роликового комплекта 36 составляла 2,6%, Наращивание вытяжки между каждой парой роликов вытяжных роликовых комплектов 18 и 22 составляло 0,5% и наращивание релаксации между каждой парой роликов в роликовом комплекте 28-0,5%, Температура пряжи, выходящей из релаксационной печи 34, составляла 226°С, рзлаксация - 2,6%. Пряжу наматывали на приемов устройство при натяжении намотки , Условия процесса представлены в табл.1.

Полученная таким образом пряжа имела сопротивление на разрыв, сухую тепловую усадку и баланс модуля 12 г/д, 6,5% и 75,4% г/д. Соединительные молекулы в волокне распределились равномерно,что очевидно из нормализованной области упругих деформаций 0,68 и нормализованного предела текучести 0,87. Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв и хорошей размерной стабильностью является результатом комбинации структурных параметров, включая высокое двойное лучепреломление 0,0639 и акустический модуль 103,7 г/д. Полный перечень характеристик представлен в табл.2.

Пример 6. Исходная пряжа для примера 6 была такой же, что и в примере 3. Образец пряжи 3 подвергали вытяжке и релаксации, как и а примере 1, с помощью устройства, проиллюстрированного на рисунке, и условиях, описанных в табл.1. Натяжение вытяжки составляло 6,26 г/д при температуре пряжи 212°С. Температура пряжи, выходящей из печи 34, составляла 219°С, процент релаксации - 5,6%. Скорости процесса, температуры роликов и печений и другие параметры процесса представлены в табл.1,

Полученная таким образом пряжа имела сопротивление ня разрыв, сухую тепловую усадку и баланс модуля 12,1 г/д. 6,0% и 58 г/д, соответственно, Соединительные молекулы в волокне распределились равномерно, что очевидно из нормализованной

области упругих деформаций 0,73 и нормализованного предела текучести 0,90. Этот продукт с высоким сопротивлением на разрыв в сочетании с хорошей размерной стабильностью является результатом

комбинации структурных параметров, включая высокое двойное лучепреломление 0,0606 и акустический модуль 92,6%, Полный перечень характеристик представлен в табл.8-11.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Полиамидная пряжа на основе поли- Ј -капроамида, отличающаяся тем,

что, с целью снижения усадки, она по меньшей мере содержит 85 мас.% полиамида,

выбираемого из класса, включающего пол- игексаметиленадипамид и поли- е - капро- амид, имеющий относительную вязкость в муравьиной кислоте более 50, при этом пряжа имеет сопротивление на разрыв более ЛМ1.0 г/денье, сухую тепловую усадку при 160°С не более 6,5%, усадку при выпаривании менее 7%, модуль по меньшей мере 35.г/денье, двойное лучепреломление олее -0,060, дифференциальное двойное лу

чепреломление D: Ло,90-о.оо 0 и акустический модуль более 90 г/денье.

2.Пряжа по п.1,отличающаяся тем, что имеет модуль более 40 г/денье.

3.Пряжа по п.1, отличающаяся тем, что имеет модуль более 45 г/денье.

4.Пряжа по п.1, отличающаяся тем, что длиннопериодное расстояние более юоА.

5.Пряжа по п.1, отличающаяся тем, что имеет сопротивление на разрыв

более 11,5 Г/денье.

6.Пряжа по п.1, отличающаяся тем, что индекс совершенствования кристалла более 73.

7. Пряжа по п.1, отличающаяся тем, что имеет удлинение при разрыве по крайней мере 10%.

8. Пряжа поп.1,отличающаяся тем, что имеет удлинение при раэрыве-14 %.

9. Пряжа по п.1 .отличающаяся тем, что относительная вязкость более-60.

10, Пряжа по п.1. о т л и ч а ю щ а я с я тем, что полиамид представляет собой гомо- полимер полигексаметиленадипамид.

11. Пряжа по п.10, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что имет кажущийся размер кристаллита, измеренный на плоскости 100, более-53

Is

12.Пряжа по п.1,отличающаяся тем. что имеет нормализованную область упругих деформаций более 0.55.

13.Пряжа по п.1, отличающаяся тем, что имеет нормализованный предел те- кучести более 0,78.

14.Пряжа по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что имеет плотность по меньшей мере 1,143 г/см3.

15.Способ изготовления полиамидной пряжи, имеющий сопротивление на разрыв

по меньшей мере 11,0 г/денье, сухую тепловую усадку не более 6,5% по меньшей мере 35 г/денье, из исходной пряжи, содержащей вытянутые, частично вытянутые и не- вытянутые полиамидные нити, подвергаемые поэтапному вытягиванию, о т личающий ся тем, что. с целью снижения усадки, на последнем этапе вытягивания одновременно осуществляют нагрев пряжи до достижения натяжения вытягивания по меньшей мере 3,8 г/денье, при этом пряжу нагревают до температуры ее вытягивания бесконтактным нагревом по меньшей мере 185°С, затем снижают натяжение до дости- жения максимального уменьшения длины на 2-13,5% при температуре релаксации пряжи 185°С, затем пряжу охлаждают и после снятия напряжения упаковывают.

1.6. Способ по п.15, отличающийся тем. что натяжение снижают до достижения максимального уменьшения длины пряжи на 2-10%.

17. Способ по п.15, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что вытягивание и нагрев пряжи осу- ществляют при температуре до 190°С, при этом натяжение вытягивания составляет по меньшей мере 3,8 г/денье.

18.Способ по п. 15,о т личающий с я тем, что нагрев пряжи при снижении натя- жения осуществляют до 190°С.

19. Способ по п. 15, от л и ч а ю щи и с я тем, что снижение натяжения пряжи осуществляют путем частичного снижения натяжения по крайней мере на первоначальном этапе релаксации для обеспечения начала

уменьшения длины и последующего снижения натяжения пряжи до достижения максимального уменьшения длины на конечном этапе релаксации.

20.Способ по п.15, отличающийся тем, что упаковку осуществляют на множестве концов пряжи одновременно при скорости намотки 150-750 м/мин.

21.Способ по п.15, отличающийся тем, что исходная пряжа является частично вытянутой или невытянутой, при этом частичное вытягивание осуществляют перед последним этапом вытягивания.

22.Способ по п.15, отличающийся тем, что полиамид содержит, по меньшей мере 85 мас.% полигексаметиленалипами- да, при этом температуре вытягивания пряжи составляет 190-240°С, а температуре релаксаций 190-240°С.

23.Способ по п.22, отличающийся тем, что нагрев во время вытягивания осуществляют в печи, температура которой лежит в пределах 220-320° С, при этом время пребывания пряжи в печи составляет 0,5- 1.0с.

24.Способ по п.22, отличающийся тем, что при снижении натяжения пряжи

нагрев осуществляют в печи, имеющей температуру 220-320°С. при этом время пребывания пряжи в печи составляет 0,5-1,0 с.

25.Сппособ по п.15, отличающийся тем, что полиамид содержит по меньшей мере 85 мас.% поли- Ј -капроамида, при этом температура вытягивания пряжи составляет 185-215°С. а температура релаксации 185-215°С.

26.Способ по п.25, отличающийся тем, что нагрев во время вытягивания осуществляют в печи, температура которой 220-320°С, а время пребывания пряжи в печи составляет 0,5-1,0 с.

27.Способ по п.25, отличающийся тем, что нагрев при снижении натяжения пряжи осуществляют в печи, температура которой 220-300°С, а время пребывания пряжи в печи 0,5-1,0 с.

29183492330

Таблица 1 Технические условия изготовления пряжи в соответствии с настоящем изобретении

Сущность изобретения: Полиамидная пряжа состоит, по крайней мере, на 85 мас.% из полигексэметиленадипамида или поли- Ј -капроамида, имеет относительную вязкость более 50, сопротивление на разрыв более 11,0 г/д, сухую тепловую усадку при 160°С не более 6.5% усадку при выпаривании менее 7%, модуль более 35 г/д, двойное лучепреломление более 0,060, дифференциальное двойное лучепреломление D А 0,90-0,00 более 0 и акустический модуль более 90 г/д. Способ изготовления такой пряжи включает в себя вытягивание подаваемой исходной пряжи с одновременным нагревом ее, по крайней мере 185°С, по меньшей мере, на последнем этапе вытягивания с целью обеспечения натяжения вытягивания, по крайней мере, на уровне 3,8 г/д, последующее снижение натяжения пряжи с одновременным нагревом до температуры, по крайней мере 185°С с целью обеспечения уменьшения длины пряжи на 2-13,5%, охлаждение и упаковку пряжи. 2 с.п. и 25 з.п.ф-лы, 11 табя, 1 ил.

Таблицэ2

Таблица 3

Та&лица 4

31

1834923

32 Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Характеристика пряжи

Таблица 8

Таблица 9

Таблица 10

1я:м9. з

2В

0в 2Ву

,32

.4

1 я fi л и ц з 1 I

40