專利名稱：增強用復合紗及其生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及增強(用)復合紗及其生產(chǎn)方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種主要由基本無捻的復合紗組成的增強復合紗，該復合紗包含高機械強度和高彈性模量復絲紗和短纖維紗，短纖維紗包含纖維長度彼此不同的短纖維，在該短纖維紗中，部分短纖維以圍繞著復合紗周圍纏繞從而將復合紗捆扎起來的形式存在，還涉及生產(chǎn)該復合紗的方法。
本發(fā)明的增強復合紗表現(xiàn)出對各種各樣基質(zhì)樹脂的優(yōu)異增強效果。
背景技術：
具有高機械強度、高彈性模量和高耐熱的功能纖維，例如，對位芳族聚酰胺纖維，在工業(yè)實踐中被廣泛用作包含作為基質(zhì)的橡膠、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂的樹脂復合物的增強材料。這些功能纖維的缺點在于對基質(zhì)樹脂粘合性能低，因為功能纖維的表面具有高光滑度，并且構成功能纖維的聚合材料表現(xiàn)出低化學活性，因而功能纖維的增強作用不如根據(jù)功能纖維的高機械強度，例如，高抗張強度所預期的那樣高。
已知，由功能纖維生產(chǎn)的紡(制)短纖維紗和牽切纖維紗之所以具有對各種類型基質(zhì)樹脂的優(yōu)異粘合性能是因為，存在于紗線周圍表面或附近的短絨為其提供錨固作用，因而表現(xiàn)出對基質(zhì)樹脂的優(yōu)良增強效果。
然而，紡短纖維紗和牽切纖維紗是通過切斷或拉斷連續(xù)長絲制成的短長度纖維構成的，因此，所獲得的紡短纖維紗和牽切纖維紗表現(xiàn)出與根據(jù)原來長絲的機械強度所預期的數(shù)值相比明顯低的機械強度，例如，抗張強度。因此，紡短纖維紗和牽切纖維紗不具有從原來長絲機械強度預期得那樣高的增強效果。
為解決上面提到的傳統(tǒng)增強紗的問題，曾提供一種在增強纖維成形用聚合物中引入提高對各種類型基質(zhì)樹脂粘合性能的官能團的方法，以及一種加大牽切纖維的拉斷長度以提高原長絲機械強度對制成的牽切纖維紗機械強度貢獻份額的方法。
然而，在前一種方法中，要引入的官能團類型必須隨基質(zhì)樹脂類型改變，而此種要求不僅導致增強紗生產(chǎn)率的降低，而且增加增強紗的成本。
在后一種方法中，原長絲機械強度對制成牽切纖維紗機械強度的貢獻可得到提高。然而，由于形成紗線的纖維是通過將連續(xù)長絲拉斷而制成的短長度纖維，因此無法達到由原長絲機械強度(抗張強度)所預期的那樣高的增強效果。
鑒于上述情況，迫切需要一種新型增強紗，其中復絲紗的機械強度能得到高效利用，對基質(zhì)樹脂的粘合效果令人滿意且生產(chǎn)成本比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種增強用復合紗，其中復絲紗的高機械強度得到高效地利用，該復合紗表現(xiàn)出對各種基質(zhì)樹脂令人滿意的粘合效果并因此可達到對基質(zhì)樹脂卓越的增強效果；還涉及該復合紗的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的增強復合紗主要由一種基本無捻復合紗組成，后者包含至少一種含多根連續(xù)長絲的基本無捻復絲紗和平行排列的至少一種包含多根短纖維的基本無捻短纖維紗，其中該復絲紗表現(xiàn)出13cN/dtex(厘牛/分特)或更高的抗張強度以及300cN/dtex或更高的初始模量；該短纖維紗包含一種短纖維部分，其纖維長度是短纖維紗平均纖維長度的1.5倍或更高，以及另一種短纖維部分，其纖維長度是短纖維紗平均纖維長度的0.5倍或更低，每部分的含量至少是15質(zhì)量％；以及短纖維紗中部分短纖維以圍繞平行排列的復合紗的周圍纏繞的形式存在，從而將復絲紗與短纖維紗捆扎成一根復合紗。
在本發(fā)明的增強復合紗中，短纖維紗中的短纖維優(yōu)選具有5.5分特或更低的單纖維纖度。
本發(fā)明的增強復合紗優(yōu)選具有11.5 cN/dtex或更高的抗張強度。
在本發(fā)明的增強復合紗中，復絲紗優(yōu)選具有相當于復合紗總纖度10～90％的纖度。
在本發(fā)明的增強復合紗中，復絲紗中的連續(xù)長絲優(yōu)選具有0.1～22分特的單絲纖度。
在本發(fā)明的增強復合紗中，復絲紗中的連續(xù)長絲優(yōu)選地選自聚-對苯二甲酰對苯二胺長絲、共聚對亞苯基-3，4’-氧基二亞苯基對苯二甲酰胺(即共聚對苯二胺-3，4’-聯(lián)苯醚二胺對苯二甲酰)長絲、聚對亞苯基苯并噁唑長絲、高強度聚乙烯長絲、高強度聚乙烯醇長絲、全芳族聚酯長絲和碳長絲。
在本發(fā)明的增強復合紗中，短纖維紗中的短纖維具有35～150cm的平均纖維長度。
在本發(fā)明的增強復合紗中，短纖維紗中的短纖維優(yōu)選地選自尼龍6短纖維、尼龍66短纖維、間位芳族聚酰胺短纖維和對位芳族聚酰胺短纖維。
在本發(fā)明的增強復合紗中，大部分單根連續(xù)長絲優(yōu)選分布在復合紗的芯區(qū)。
在本發(fā)明的增強復合紗中，優(yōu)選地，至少一部分單根連續(xù)長絲與至少一部分單根短纖維彼此纏結(jié)。
本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法包括將至少一種含多根連續(xù)長絲的基本無捻復絲紗與至少一種含多根短纖維的基本無捻短纖維紗平行排列(或并線)，該復絲紗具有13cN/dtex或更高的抗張強度和300cN/dtex或更高的初始模量，且短纖維紗包含至少15質(zhì)量％纖維長度是短纖維紗平均纖維長度1.5倍或更高的短纖維部分以及至少15質(zhì)量％纖維長度是短纖維紗平均纖維長度0.5倍或更低的短纖維部分，平行排列的紗線不加捻在一起；以及將該不加捻平行排列復合紗送過一股沿與平行排列復合紗縱軸方向交叉的平面呈渦流吹拂的空氣，從而導致平行排列復合紗內(nèi)部分短纖維纏繞在平行排列的復合紗周圍，進而將平行排列復合紗捆扎。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，短纖維紗中的短纖維優(yōu)選具有5.5分特或更低的單纖維纖度。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，復合紗優(yōu)選具有11.5cN/dtex或更高的抗張強度。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，復絲紗優(yōu)選具有相當于復合紗總纖度10～90％的纖度。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，復絲紗中的連續(xù)長絲優(yōu)選具有0.1～22分特的單絲纖度。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，復絲紗中的連續(xù)長絲優(yōu)選地選自聚-對苯二甲酰對苯二胺長絲、共聚對亞苯基-3，4’-氧基二亞苯基對苯二甲酰胺長絲、聚對亞苯基苯并噁唑長絲、高強度聚乙烯長絲、高強度聚乙烯醇長絲、全芳族聚酯長絲和碳長絲。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，短纖維紗中的短纖維優(yōu)選具有35～150cm的平均纖維長度。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，短纖維紗中的短纖維優(yōu)選地選自尼龍6短纖維、尼龍66短纖維、間位芳族聚酰胺短纖維和對位芳族聚酰胺短纖維。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，空氣渦流吹拂程序優(yōu)選地導致大部分單根連續(xù)長絲分布在復合紗的芯區(qū)。
在本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法中，空氣渦流吹拂程序優(yōu)選地導致至少一部分單根連續(xù)長絲與至少一部分單根短纖維彼此纏結(jié)。


圖1是顯示本發(fā)明的增強復合紗一種實施方案側(cè)視圖的照片，圖2是顯示本發(fā)明的增強復合紗另一種實施方案側(cè)視圖的照片，以及圖3是展示本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗方法的一種實施方案的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的增強復合紗是由至少一種含多根連續(xù)長絲的復絲紗與至少一種含多根短纖維的短纖維紗平行排列組成的復合紗。該復絲紗和短纖維紗各自基本無捻，并且，形成的平行排列復合紗基本無捻。
在本發(fā)明的增強復合紗中，復絲紗具有13cN/dtex或更高的抗張強度，和300cN/dtex或更高的初始模量，而短纖維紗包纖維長度彼此不同的短纖維部分，其中如上所述，包含一種短纖維部分(1)，具有短纖維紗中短纖維平均纖維長度的1.5倍或更高的纖維長度，以及另一短纖維部分(2)，具有短纖維紗中短纖維平均纖維長度的0.5倍或更低的纖維長度，其含量分別占到短纖維紗總質(zhì)量的至少15質(zhì)量％。
另外，在本發(fā)明的增強復合紗中，重要的是短纖維紗中的部分短纖維以圍繞平行排列復合紗周圍的形式存在，從而將平行排列復絲紗和短纖維紗捆扎成復合紗。
參看圖1，即，顯示本發(fā)明的增強復合紗的一種實施方案的側(cè)視圖的照片，在包含彼此平行排列的復絲紗和短纖維紗的復合紗中，部分短纖維以螺旋形式圍繞復合紗周圍纏繞，從而將復絲紗與短纖維紗捆扎成復合紗。
參看圖2，即，顯示本發(fā)明的增強復合紗的另一種實施方案的側(cè)視圖的照片，部分短纖維圍繞包含彼此平行排列的復絲紗與短纖維紗的復合紗周圍纏繞，從而將這兩根紗線彼此捆扎，一部分纏繞短纖維伸出到復合紗周圍表面以外，從而給形成的復合紗提供一種膨體紗的外觀。
本發(fā)明生產(chǎn)增強復合紗的方法包括下列步驟將至少一種基本無捻并具有13cN/dtex或更高抗張強度和30cN/dtex或更高初始模量的含多根連續(xù)長絲的復絲紗，與至少一種基本無捻并具有纖維長度是短纖維紗中短纖維平均纖維長度1.5倍或更高的短纖維部分和具有纖維長度是如上所述平均纖維長度0.5倍或更低的另一短纖維部分，每部分的含量至少是15質(zhì)量％的短纖維紗，平行排列，不將平行排列的紗線加捻在一起。
將不加捻、平行排列的復合紗送過一股沿與平行排列復合紗縱軸方向交叉的平面呈渦流吹拂的空氣流，從而導致復合紗內(nèi)一部分短纖維纏繞到平行排列復合紗周圍，借此將平行排列復合紗捆扎。
本發(fā)明方法可采用例如圖3所示的設備來實施。
在圖3中，一種牽伸、無捻復絲紗2從筒管1喂入到拉斷機中，拉斷機包括一對喂入輥3和一對，例如距喂入輥3恰好1000mm并以比喂入輥3的喂入速度大的圓周速度旋轉(zhuǎn)的拉斷輥4；紗線2中的單根長絲在布置在喂入輥3與拉斷輥4之間的喇叭形拉斷器5中被拉斷，從而提供具有不均一纖維長度的無捻、拉斷短纖維束2a。在此階段，另外地，另一牽伸、無捻復絲紗9從筒管9a上退繞并喂入到拉斷輥4中，從而使復絲紗9與無捻、拉斷短纖維束2a平行排列，從而提供一種復合紗，形成的平行排列復合紗10被送過假捻空氣噴嘴7。在假捻空氣噴嘴7中，平行排列、無捻復合紗受到圍繞平行排列、無捻復合紗吹拂的空氣渦流的處理，從而導致一部分平行排列、無捻復合紗中的短纖維紗圍繞復合紗周圍纏繞，借此將復絲紗與短纖維紗結(jié)合成復合紗。在此種空氣渦流處理中，通過對施加在復合紗上的張力或松弛(量)的控制和/或?qū)諝鉁u流速度的控制，有可能導致部分短纖維圍繞復合紗周圍纏繞從而將復絲紗與短纖維紗捆扎成復合紗，并進而使部分圍繞復合紗纏繞的短纖維朝外伸出，從而賦予制成的復合紗一種膨體紗樣的外觀，和/或部分單根短纖維和部分單根長絲彼此纏結(jié)。
短纖維纏繞的復合紗由一對張力輥8從假捻空氣噴嘴7中拉出并纏繞在卷取筒管11上。
在由無捻短纖維紗與無捻復絲紗平行排列組成的復合紗中，復絲紗可構成復合紗的芯區(qū)，而短纖維紗可圍繞復絲紗芯區(qū)排列。在此種情況下，外面纏繞著短纖維的復合紗的結(jié)構被做得很緊密，且制成的復合紗表現(xiàn)出提高的抗張強度和初始模量。
還有，當復合紗中至少部分單根長絲與至少部分單根短纖維彼此纏結(jié)時，復合紗中單根長絲與單根短纖維之間的滑移得到防止，于是制成的復合紗表現(xiàn)出提高的增強作用。
沿復合紗周圍纏繞和伸出到外面的短纖維部分具有錨固作用，由于這種作用，復合紗粘合時其粘合強度得到提高。
除圍繞復合紗纏繞以包纏復合紗的以及任選地從復合紗朝外伸出的短纖維部分以外的短纖維部分，必須基本上處于無捻狀態(tài)。倘若有捻，則制成的復合紗機械強度將趨于降低。另外，倘若復合紗不被部分短纖維纏繞和捆扎，即便當部分短纖維和部分長絲彼此纏結(jié)時，短纖維也容易滑脫，長絲與短纖維之間也容易出現(xiàn)滑移。于是，制成的復合紗將無法表現(xiàn)出滿意的增強效果。
在本發(fā)明的增強復合紗中，其中包含的復絲紗必須具有13cN/dtex或更高，優(yōu)選17.5cN/dtex或更高，更優(yōu)選26.5cN/dtex或更高的抗張強度，才能表現(xiàn)出作為各種各樣基質(zhì)樹脂的增強材料足夠的增強作用。如果復絲紗的抗張強度低于13cN/dtex，則制成的復合紗將不具有令人滿意的斷裂抗張強度并表現(xiàn)出增強作用不足，于是復合紗對由復合紗與各種類型基質(zhì)樹脂組成的最終復合材料的機械強度-增加效果將不充分。
對復絲紗的抗張強度不存在上限，抗張強度越高，制成的復絲紗越可心。然而，當抗張強度過高時，制成的復絲紗可能表現(xiàn)出過低的最終伸長，于是制成的復合紗當作為增強材料時可能表現(xiàn)出不令人滿意的增強效果。替代地，制成的復合紗可能表現(xiàn)出過高細纖化性質(zhì)，因而在實際使用中制成的復合紗可能耐久性差。進而替代地，制成的復絲紗成本過高，因此經(jīng)濟上不利。綜上所述，復絲紗的抗張強度優(yōu)選不大于50cN/dtex，更優(yōu)選不大于40cN/dtex。
可用于本發(fā)明復合紗的復絲紗必須具有300cN/dtex或更高，優(yōu)選400cN/dtex或更高，更優(yōu)選500cN/dtex或更高的初始模量。上面提到的初始模量使得用本發(fā)明復合紗增強的最終復合物產(chǎn)品能顯示出滿意的剛度和尺寸穩(wěn)定性。倘若初始模量低于300cN/dtex，則制成的復合紗將表現(xiàn)出增強作用不足，用該復合紗增強的最終復合物產(chǎn)品表現(xiàn)出不令人滿意的剛度且尺寸穩(wěn)定性不夠。
構成復絲紗的連續(xù)長絲的單絲纖度不存在任何特定限制。然而，倘若纖度過大或過小，將難以生產(chǎn)出具有上面提到的抗張強度和初始模量的復絲紗。生產(chǎn)復合紗的工藝穩(wěn)定性可能下降，制成的復合紗可能表現(xiàn)出操作性能很差。一般而言，復絲紗的單絲纖度優(yōu)選介于0.1～22分特。
對構成本發(fā)明復合紗用長絲的聚合物類型不需要具體加以限制，任何類型的長絲都可使用，只要制成的復絲紗滿足上面提到的要求。復絲紗的長絲例如包括，聚-對苯二甲酰對苯二胺長絲、共聚對亞苯基-3，4’-氧基二亞苯基對苯二甲酰胺長絲、聚對亞苯基苯并噁唑長絲、高強度聚乙烯長絲、高強度聚乙烯醇長絲、全芳族聚酯長絲和碳長絲。
可用來構成本發(fā)明復合紗用短纖維紗的短纖維是纖維長度不均一的。當短纖維具有用L代表的平均纖維長度時，短纖維紗包含纖維長度為1.5L或更高的短纖維部分(1)和纖維長度為0.5L或更低的另一短纖維部分(2)，部分(1)和(2)都以1 5質(zhì)量％或更高，優(yōu)選15～20％的含量存在。倘若纖維長度1.5L或更高的短纖維部分(1)的含量低于15質(zhì)量％，則制成的復合紗將表現(xiàn)出機械強度不足。同樣，倘若纖維長度0.5L或更低的短纖維部分(2)的含量低于15質(zhì)量％，則短纖維表現(xiàn)出圍繞復合紗周圍成絨不足，并從而無法顯示出足夠錨固作用。于是，制成的復合紗不能表現(xiàn)出足夠增強效果。
當短纖維平均長度過短時，制成的復合紗可能表現(xiàn)出低機械強度。同樣，如果平均纖維長度過長，它可能導致圍繞制成的復合紗形成的短絨數(shù)量減少，因此復合紗的增強效果下降。一般而言，短纖維的平均纖維長度優(yōu)選介于35～150cm。
當短纖維的單纖維纖度過大時，則圍繞制成的復合紗周圍形成的短絨數(shù)量變少，形成的短纖維表現(xiàn)得過分剛挺，并難以與復絲紗中的連續(xù)長絲纏結(jié)和圍繞復合紗周圍纏繞以將它結(jié)合一體，并容易從復合紗中滑脫。于是，當制成的復合紗分散和嵌入到基質(zhì)樹脂中時，復合紗表面的短絨的錨固作用變差，因而復合紗的增強作用不足。據(jù)此，短纖維的單纖維纖度優(yōu)選為5.5分特或更低，更優(yōu)選1.5分特或更低，進一步優(yōu)選0.8分特或更低。然而，當單纖維纖度過低時，細短纖維的生產(chǎn)將變得困難。因此，單纖維纖度優(yōu)選不小于0.1分特。
對于構成可用于本發(fā)明復合紗的短纖維的聚合物類型不存在任何限制，該聚合物可選自傳統(tǒng)聚合物，只要制成的短纖維滿足上面提到的要求。用于短纖維的聚合物可與用于長絲的聚合物相同或不同。因此，可用于本發(fā)明的短纖維可順應對最終復合紗的性能要求，選自例如尼龍6短纖維、尼龍66短纖維、間位芳族聚酰胺短纖維和對位芳族聚酰胺短纖維。
當短纖維選自對基質(zhì)樹脂，例如，熱塑性樹脂、熱固性樹脂和橡膠具有高粘合性能的那些時，例如用于增強橡膠材料，尼龍6或尼龍66能顯著提高制成的復合紗的增強效果。
還有，當用于要求增強材料具有高耐熱的場合時，優(yōu)選使用阻燃短纖維，例如，間位芳族聚酰胺短纖維。再者，當用于要求增強復合紗具有高機械強度和剛性時，使用高強度、高模量短纖維，例如，與復絲紗的長絲相同類型的對位芳族聚酰胺短纖維。
在本發(fā)明復合紗中，復絲紗與短纖維紗就紗線纖度而言的混合比例是以復合紗的總纖度為基準計算的。優(yōu)選的是，復絲紗的比例介于10～90％，更優(yōu)選40～60％。當復絲紗比例過低時，制成的復合紗的機械強度可能不足，因此表現(xiàn)出不令人滿意的增強效果。當復絲紗比例過高時，復絲紗表面的短纖維的錨固作用可能不足，因而制成的復合紗可能對基質(zhì)樹脂粘合性能不夠，且可能表現(xiàn)出不令人滿意的增強效果。
在本發(fā)明復合紗中，優(yōu)選的是，復絲紗的長絲位于復合紗的芯區(qū)，而短纖維紗的短纖維則包圍著由長絲形成的芯區(qū)，從而形成復合紗的皮區(qū)。在此種情況下，部分長絲與部分短纖維可能在芯區(qū)與皮區(qū)之間的界面部分彼此纏結(jié)。該纏結(jié)限制了長絲與短纖維之間的滑移，從而提高復合紗的增強作用。如果長絲位于皮區(qū)而不是芯區(qū)，對提高復合紗與基質(zhì)材料的粘合性能起顯著作用的短絨數(shù)量將減少，因此，不僅復合紗表面短纖維的錨固作用將減弱，而且制成的復合紗可能表現(xiàn)出抗張強度和初始模量不足。還有，復合紗表面短纖維的纏繞和結(jié)合作用也將變得不足。
實施例下面的實施例將進一步說明本發(fā)明的增強復合紗及其生產(chǎn)方法。
實施例1～3在實施例1～3的每一個中，平行的4根芳族共聚酰胺長絲紗，每一根由25mol％對苯二胺組分、25mol％3，4’-二氨基聯(lián)苯醚組分和50mol％對苯二甲酸組分制成(商品名TECHNORA，由TEIJIN公司制造，且每根具有24.7 cN/dtex的抗張強度、520 cN/dtex的初始模量、4.6％的最終伸長和440分特/267根絲的紗線支數(shù))，喂入到如圖1所示的設備中，該復絲紗中的單絲按表1所示拉伸比進行拉斷，制成的牽切纖維紗(短纖維紗)與如上面提到的相同芳族共聚酰胺復絲紗(440分特/267根絲)在圖1所示設備上進行并線，結(jié)果提供一種平行排列的前體復合紗。在拉斷輥4的出口，制成的紗條具有平均短纖維長度L，并包含短纖維長度1.5L或更高的短纖維部分(1)與短纖維長度0.5L或更低的另一短纖維部分(2)，每部分的含量如表1所載。在平行排列前體復合紗穿過假捻空氣噴嘴7之后，復絲紗的長絲主要位于制成復合紗的芯區(qū)。復合紗中的部分長絲與部分短纖維彼此纏結(jié)，還有一部分短纖維圍繞復合紗周圍纏繞，從而將復合紗牢固地結(jié)合。于是，在實際使用期間，由纏繞短纖維在復合紗周圍形成的短絨未從復合紗上滑脫。表1顯示該復合紗的纖度、抗張強度、最終伸長和初始模量、以復合紗總纖度為基準的復絲紗纖度比例，以及抗張強度貢獻，即指制成復合紗相對于，按本發(fā)明，與短纖維紗結(jié)合前原長絲紗抗張強度而言的抗張強度比例。
實施例4和5在實施例4和5每一個中，復合紗按照與實施例1相同的程序生產(chǎn)，不同的是，拉斷程序中的拉伸比改變?yōu)楸?所示數(shù)值以及，作為準備與牽切短纖維紗并線的復絲紗，采用一種芳族共聚酰胺復絲紗(商品名TECHNORA，由TEIJIN公司制造，且具有24.7cN/dtex的抗張強度、520cN/dtex的初始模量、4.6％的最終伸長和220分特/133根絲的紗線支數(shù))。
結(jié)果載于表1。
對比例1實施與實施例1中相同的拉斷和空氣假捻變形程序，不同的是，喂入到拉斷程序中的復絲紗由8根聚酰胺復絲紗通過彼此并線制成，以及該牽切短纖維紗不與芳族聚酰胺復絲紗并線。獲得一種牽切芳族共聚酰胺短纖維紗。該牽切短纖維紗接受與實施例1相同的試驗。試驗結(jié)果載于表1。
對比例2按照與實施例1相同的程序生產(chǎn)一種復合紗，不同的是，不是用復絲紗與牽切短纖維紗并線，而是與纖度440分特、包含纖維長度51mm的芳族共聚酰胺短纖維的紗條并線。制成的芳族共聚酰胺復合紗接受與實施例1相同的試驗。試驗結(jié)果載于表1。
表1 [注](*)1——纖維長度1.5L或更高的短纖維部分(1)在短纖維紗中的質(zhì)量比例(*)2——纖維長度0.5L或更低的短纖維部分(2)在短纖維紗中的質(zhì)量比例(*)3——復合紗相對于與短纖維紗結(jié)合前復絲紗抗張強度的抗張強度百分數(shù)。
隨后，實施例1以及對比例1和2的每一種復合紗接受粘合劑處理，其間一種環(huán)氧樹脂組分在第一處理浴中施加到復合紗上，然后，RFL(間苯二酚甲醛膠乳)組分在第二處理浴中施加到復合紗上?？倶渲M分的施涂量為約2.5質(zhì)量％。
繼而，所獲粘合劑處理的簾子線樣品彼此間隔7mm、平行地嵌入到4mm厚NB/SBR(天然橡膠/丁苯橡膠)橡膠板的中心部分內(nèi)，所獲增強橡膠板沿平行于嵌入簾子線樣品縱向切割成7mm寬的條形樣品。
針對每種試樣條中增強紗對橡膠基質(zhì)的粘合強度，測定簾子線從橡膠基質(zhì)中的拉出強度和沿垂直于橡膠板中簾子線縱向的方向?qū)⒑熥泳€從橡膠基質(zhì)上剝離的強度。結(jié)果載于表2。
表2 工業(yè)應用在本發(fā)明的增強復合紗中，一種基本無捻的復絲紗與一種基本無捻的短纖維紗彼此不加捻地并線，該短纖維紗中部分短纖維圍繞復合紗周圍纏繞從而將其中的復絲紗與短纖維紗牢固地結(jié)合，因此復絲紗和短纖維紗對復合紗的強度貢獻，特別是抗張強度，很高。再有，部分短纖維圍繞復合紗周圍形成短絨，于是該短絨在被增強基質(zhì)材料中使復合紗具備高錨固作用。于是，復合紗對基質(zhì)材料的增強作用得以進一步提高。據(jù)此，本發(fā)明的增強復合紗表現(xiàn)出對被增強基質(zhì)材料(例如，樹脂或橡膠材料)的高增強作用，因此頗具實用價值。
權利要求
1.一種增強復合紗，主要由一種基本無捻復合紗組成，后者包含至少一種含多根連續(xù)長絲的基本無捻復絲紗和平行排列的至少一種包含多根短纖維的基本無捻短纖維紗，其中該復絲紗表現(xiàn)出13cN/dtex或更高的抗張強度以及300cN/dtex或更高的初始模量；該短纖維紗包含一種短纖維部分，其纖維長度是短纖維紗平均纖維長度的1.5倍或更高，以及另一個短纖維部分，其纖維長度是短纖維紗平均纖維長度的0.5倍或更低，每部分的含量至少是15質(zhì)量％；以及短纖維紗中部分短纖維以圍繞著平行排列復合紗的周圍纏繞的形式存在，從而將復絲紗與短纖維紗捆扎成一根復合紗。
2.權利要求1所述的增強復合紗，其中短纖維紗中的短纖維具有5.5分特或更低的單纖維纖度。
3.權利要求1所述的增強復合紗，它具有11.5cN/dtex或更高的抗張強度。
4.權利要求1所述的增強復合紗，其中復絲紗具有相當于復合紗總纖度10～90％的纖度。
5.權利要求1所述的增強復合紗，其中復絲紗中的連續(xù)長絲具有0.1～22分特的單絲纖度。
6.權利要求1所述的增強復合紗，其中復絲紗中的連續(xù)長絲選自聚-對苯二甲酰對苯二胺長絲、共聚對亞苯基-3，4’-氧基二亞苯基對苯二甲酰胺長絲、聚對亞苯基苯并噁唑長絲、高強度聚乙烯長絲、高強度聚乙烯醇長絲、全芳族聚酯長絲和碳長絲。
7.權利要求1所述的增強復合紗，其中短纖維紗中的短纖維具有35～150cm的平均纖維長度。
8.權利要求1所述的增強復合紗，其中短纖維紗中的短纖維選自尼龍6短纖維、尼龍66短纖維、間位芳族聚酰胺短纖維和對位芳族聚酰胺短纖維。
9.權利要求1所述的增強復合紗，其中大部分單根連續(xù)長絲分布在復合紗的芯區(qū)。
10.權利要求1所述的增強復合紗，其中至少部分單根連續(xù)長絲與至少部分單根短纖維彼此纏結(jié)。
11.一種生產(chǎn)增強復合紗的方法，包括將至少一種含多根連續(xù)長絲的基本無捻復絲紗與至少一種含多根短纖維的基本無捻短纖維紗平行排列，該復絲紗具有13cN/dtex或更高的抗張強度和300cN/dtex或更高的初始模量，且短纖維紗包含至少15質(zhì)量％纖維長度是該短纖維紗平均纖維長度1.5倍或更高的短纖維部分以及至少15質(zhì)量％纖維長度是該短纖維紗平均纖維長度0.5倍或更低的短纖維部分，平行排列的紗線不加捻在一起；以及將該不加捻、平行排列復合紗送過一股沿與平行排列復合紗縱軸方向交叉的平面呈渦流吹拂的空氣流，從而導致平行排列復合紗內(nèi)一部分短纖維纏繞在平行排列的復合紗周圍，進而將平行排列復合紗捆扎。
12.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中短纖維紗中的短纖維具有5.5分特或更 低的單纖維纖度。
13.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中復合紗具有11.5 cN/dtex或更高的抗張強度。
14.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中復絲紗具有相當于復合紗總纖度10～90％的纖度。
15.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中復絲紗中的連續(xù)長絲具有0.1～22分特的單絲纖度。
16.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中復絲紗中的連續(xù)長絲選自聚-對苯二甲酰對苯二胺長絲、共聚對亞苯基-3，4’-氧基二亞苯基對苯二甲酰胺長絲、聚對亞苯基苯并噁唑長絲、高強度聚乙烯長絲、高強度聚乙烯醇長絲、全芳族聚酯長絲和碳長絲。
17.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中短纖維紗中的短纖維具有35～150cm的平均纖維長度。
18.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中短纖維紗中的短纖維選自尼龍6短纖維、尼龍66短纖維、間位芳族聚酰胺短纖維和對位芳族聚酰胺短纖維。
19.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中空氣渦流吹拂程序?qū)е麓蟛糠謫胃B續(xù)長絲分布在復合紗的芯區(qū)。
20.權利要求11所述的生產(chǎn)增強復合紗的方法，其中空氣渦流吹拂程序?qū)е轮辽俨糠謫胃B續(xù)長絲與至少部分單根短纖維彼此纏結(jié)。
全文摘要
一種對被增強基質(zhì)具有高增強作用的復合紗，是由至少一種抗張強度為13cN/dtex或更高且初始模量300cN/dtex或更高的實際上不加捻復絲紗和至少一種實際上不加捻短纖維紗組成的平行排列復合紗，該短纖維紗具有分別占至少15質(zhì)量％、纖維長度為短纖維平均纖維長度1.5倍或更高的短纖維部分(1)，和纖維長度為短纖維平均纖維長度0.5倍或更低的短纖維部分(2)，其中短纖維紗中的部分短纖維圍繞著平行排列復合紗表面纏繞，從而在保持實際上不加捻的同時將復絲紗和短纖維紗捆扎在一起。
文檔編號D02G3/44GK1473216SQ02802833
公開日2004年2月4日 申請日期2002年8月1日 優(yōu)先權日2001年8月7日
發(fā)明者瀧上康太郎 申請人:帝人株式會社