專利名稱：耐熱卷曲紗線的制作方法
背景技術：
本發明涉及包含耐熱高性能纖維如芳族聚酰胺纖維的耐熱卷曲紗線，并涉及其制法。更精確地說，本發明涉及耐熱卷曲紗線，該紗線不僅具有優良的耐熱性、阻燃性和高強特性，而且具有優良的拉伸延伸率、優良的彈性拉伸模量和優良外觀，并且它起毛少釋放的塵埃少；本發明還涉及該耐熱卷曲紗線的制法，其特征在于經過高溫高壓蒸汽和高溫高壓水處理或經過干熱處理。
本發明還涉及該耐熱卷曲紗線的膨體且可拉伸的纖維產品。其具體涉及為了在各種工作場合保護工人身體和手而必需的工作服和手套，例如，供高溫鼓風爐周圍作業的煉鋼工人使用的，供金屬板焊接工人使用的，供農夫使用的、供汽車或電氣和電子設備領域油漆工人使用的，供精密機械、飛機或信息系統領域工人使用的，供運動員使用的，供外科醫生等等使用的那些工作服和手套。
背景技術：
通常熱塑性合成纖維如尼龍或聚酯纖維在約250℃左右熔化，然而，耐熱高性能纖維如芳族聚酰胺纖維、全芳香聚酯纖維和聚對亞苯基-苯并雙噁唑纖維在約250℃左右時不會熔化，它們的分解溫度在約500℃左右，是很高的。通常非耐熱普通纖維如尼龍或聚酯纖維的臨界氧指數為約20左右，這些纖維在空氣中燃燒得很好。然而耐熱高性能纖維例如上述那些纖維的臨界氧指數至少為約25，并且這些纖維，當其靠近帶火焰的熱源時，會在空氣中燃燒，但當其離開火焰時不會接著燃燒。鑒于這種效果，這些耐熱高性能纖維具有優異的耐熱和阻燃性能。因此，芳族聚酰胺纖維，一種耐熱高性能纖維，可有利地作暴露在火焰和高溫高危環境中的服裝使用，例如消防員服裝、參賽者服裝、鋼鐵工人服裝、焊接工人服裝等。尤其是，具有耐熱和高強度優勢的對-芳族聚酰胺纖維，更多地用作運動員服裝、工作服、繩索、輪胎簾子線和需要高撕破強力和耐熱的其他領域。另外，由于它們很難用帶刃的工具切斷，這些纖維還可以用于勞保手套。另一方面，間-芳族聚酰胺纖維耐熱且耐候性和耐化學性優良，其被用作消防員服裝、絕熱過濾器、耐熱除塵過濾器、電絕緣材料等。
迄今為止，當用這些耐熱高性能纖維形成纖維產品如服裝時，僅能以非卷曲復絲或短纖紗形式使用它們。然而，甚至當把這樣的非卷曲長絲紗或短纖紗加工為織物或作成服裝時，如作成消防員服裝、參賽者服裝和工作服時，由于紗線本身無彈性，所以所制得的服裝彈性差。結果，穿這些服裝時，最大問題是它們的感覺不好，不適合訓練和工作活動。
特別是，用常規非卷曲紗線制造的勞保手套不適合在要處理精密零件的飛機、信息系統和精密機械工業領域中使用，因為它們不能很好地配合工人的手。在這些工業領域使用這些手套經常導致工作效率降低。在醫學領域，例如在會被血液傳染的治療愛滋病等病例的外科手術等領域中，外科醫生戴上橡膠手套或彈性體手套(以下通稱為橡膠手套)以便防止自己與病人的血接觸。救護人員照顧非特定的傷員或病人，他們戴上橡膠手套以便防止自己與還未確認是否傳染的病人血液和體液接觸。然而，橡膠手套很容易被手術工具如手術刀劃破，它們不能完全保護醫護工作者，例如內科醫生、外科醫生和救護人員，使他們不受被病人血液沾染的手術刀、注射針頭及其它東西的傷害。這種情況下，可以考慮在橡膠手套內，戴上如上所述具有高機械強度的耐熱高性能纖維機織或針織的手套。然而，如此前所述，常規耐熱高性能纖維手套彈性差，因此會降低醫護工作者，例如內科醫生、外科醫生和救護人員的工作效率。因此人們向往可以戴在橡膠手套內而不會降低工作效率的薄、有彈性且堅韌的手套。
然而迄今為止，短纖紗通常由長度約38毫米或約51毫米左右的短纖維紡紗制造，短纖維的末梢通常伸出短纖紗的表面，在其周圍形成絨毛。當使用中受到摩擦，用耐熱高性能纖維短纖紗制造的工作服和手套掉毛。因此，在空氣中無塵的清潔室或在油漆工廠中使用它們會帶來問題，該油漆工廠中，當塵埃粘附到所漆產品的表面時，它會損害產品的商品價值。這種情況下，人們向往起毛很少且釋放塵埃很少的耐熱高性能纖維工作服、手套及其他纖維產品。
如上述，耐熱高性能纖維的非卷曲紗線纖維產品不適合用于鍛煉和工作活動場合，而且它們起毛并產生塵埃。為了解決這些問題，希望提供具有優良拉伸延伸率、優良彈性拉伸模量及良好外觀且保持耐熱高性能纖維固有的優良耐熱性和阻燃性等優異特性，并且起毛和釋放塵埃很少的耐熱卷曲紗線。
為了滿足目前市場上的這些需要，已經進行了各種研究并提出了各種方案，它們涉及耐熱卷曲紗線和使耐熱高性能纖維卷曲的方法(日本公開特許公報19818/1973，114923/1978，27117/1991)。具體來說，一個方案是應用普通的熱塑性合成纖維，如尼龍、聚酯纖維的卷曲方法。例如高彈性纖維如對-芳族聚酰胺纖維與低彈性纖維混合的用力卷曲的已知方法(日本公開特許公報192839/1989)。還有已知的通過假捻法制備的卷曲紗線，其中通過使用加熱到不低于纖維開始分解的溫度，但低于該纖維的分解點溫度的非接觸加熱器，將芳族聚酰胺纖維假捻并卷曲(對于間-芳族聚酰胺纖維，該溫度為390℃或更高，但低于460℃)，然后使其經歷熱松弛(日本公開特許公報280120/1994)。
然而，這些公知方法仍不能解決所有突出的技術問題，這些技術問題是，如何制備具有優良拉伸延伸率和優良彈性拉伸模量的高質量卷曲紗線；如何防止紗線質量劣化，例如紗線制造中加熱下的強度減少和顏色變化，以及如何防止紗線起毛并防止被切斷或斷裂；和如何實現簡單工藝過程控制，簡化生產線，增加生產率并降低成本。因此，目前還沒有一個人在拉伸延伸率等性能優良，且不失去組分纖維所固有的物理性能的耐熱卷曲紗線工業化生產中取得成功。
本發明公開鑒于以上指出的相關技術領域中的這些問題，本發明的目的之一是提供耐熱卷曲紗線，該紗線包含耐熱高性能纖維并具有優良拉伸延伸率、優良彈性拉伸模量和良好外觀，由此，盡可能減少了制備過程中熱處理所致的耐熱高性能纖維組分的質量劣化，該紗線因此不失去耐熱高性能纖維固有的優異耐熱和阻燃性能，且其起毛和釋放的塵埃很少。
本發明的另一目的是，提供從生產率、以及必需設備和生產成本角度上考慮可行的耐熱卷曲紗線的制備方法。
本發明的再一目的是，提供纖維產品，尤其是手套，其中的優點是，(a)它們是有彈性的和耐熱的，并且它們具有優良的機械強度和良好的外觀。(b)它們與穿戴者的身體包括手配合得很好，并且適合進行體育鍛煉和工作活動，(c)它們起毛及釋放塵埃很少，并且(d)在工業化規模上它們容易生產，因為工藝過程控制簡單，生產率高且生產成本低。
為了達到上述目的，我們(本發明人)進行了刻苦的研究，結果發現，和以非卷曲紗線例如復絲和短纖紗形式使用的那些紗線相比，當以卷曲紗線形式使用耐熱高性能纖維時，其具有特定拉伸延伸率、特定彈性拉伸模量和特定強度，并且受熱不會劣化，然后，在制成纖維產品后，所得纖維產品對訓練和工作活動的適應性顯著提高，并且發現該纖維產品甚至當使用它們時發生摩擦，起毛和釋放塵埃都很少。這些用上述方式制備的纖維產品解決了上述的現有技術中所有的突出問題。
我們進一步研究了耐熱卷曲紗線的制備方法，結果發現，當耐熱高性能纖維復絲在最初加捻步驟中首次加捻，然后通過高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理或通過干熱處理進行定捻的熱定型，最后以和最初加捻方向相反的方向再次加捻它們使其退捻，這時可得到上述高質量的耐熱卷曲紗線。
耐熱高性能纖維復絲很滑，因此常常很難用紡織和針織機將它們機織或針織成手套。就此而論，我們已發現本發明的耐熱卷曲紗線解決了該問題。我們還進一步發現，用本發明耐熱卷曲紗線制造的膨體和可拉伸纖維產品例如手套具有起毛和釋放塵埃很少的優點。如上所述，短纖維的短纖紗起毛是因為，成分短纖維的末梢穿出該紗線的表面，因此，當它們在使用中受到摩擦時，耐熱高性能纖維短纖紗制造的纖維產品就釋放出絨毛。與這些短纖紗的情況相反，本發明的耐熱卷曲紗線是由長纖維組成的，因此在紗線表面沒有絨毛。由于紗線周圍沒有短纖維末梢，因此，用本發明耐熱卷曲紗線制成的工作服等纖維產品起毛很少，且因此甚至當它們在使用中受到摩擦時，也不掉絨毛。
在精密機械、飛機、信息系統工業領域，例如在為飛機、計算機等制造電子元件的工作場所，該工作空間在所有的時間中必須保持干凈。如果在這些場所使用的勞保手套劣化，它們會很快向該工作空間釋放纖維狀的塵埃，但這種麻煩在此處是不能接受的。因此，在這些工業領域，本發明的纖維產品特別是手套尤其有用，因為其具有起毛很少且釋放塵埃很少的優點。在給鋁結構材料、家用電器、或汽車零件上油漆的油漆工廠中，如果纖維狀絨毛和塵埃粘到所油漆產品的表面，會損害這些產品的商業價值。因此，在這些方面，本發明的纖維產品特別是手套也很有用，因為它們起毛很少且釋放的塵埃很少。
經過進一步研究，我們——本發明人完成了本發明。
具體地，本發明涉及以下內容(1)不在熱條件下劣化的耐熱卷曲紗線，其包含單絲細度為0.02-1特克斯(tex)的耐熱高性能纖維，并且其拉伸延伸率為至少6％，其彈性拉伸模量至少為40％，并且其強度介于0.15-3.5N/特克斯之間；(2)以上(1)中的耐熱卷曲紗線，其中該耐熱高性能纖維是對-芳族聚酰胺纖維，全芳香聚酯纖維或聚對亞苯基-苯并雙噁唑纖維，并且其強度介于0.5-3.5N/特克斯之間；(3)以上(2)中的耐熱卷曲紗線，其中對-芳族聚酰胺纖維是聚對苯二甲酰對苯二胺纖維；(4)以上(1)中的耐熱卷曲紗線，其中該耐熱高性能纖維是間-芳族聚酰胺纖維，且其拉伸延伸率介于50％-300％之間；(5)以上(4)中的耐熱卷曲紗線，其中間-芳族聚酰胺纖維是聚間苯二甲酰間苯二胺纖維；(6)以上(1)-(5)中任何一種耐熱卷曲紗線的膨體且可拉伸的纖維產品，其中該耐熱卷曲紗線的量占該產品纖維部分的至少50％；(7)以上(6)中的膨體且可拉伸的纖維產品，其為手套；(8)以上(7)中的手套，其用于精密機械、飛機、信息系統、汽車、電氣和電子設備等工業領域，以及外科手術和衛生設施等領域中；(9)以上(6)中的膨體且可拉伸的纖維產品，其是消防員服裝、參賽者服裝、煉鋼工人服裝、焊接工人服裝和油漆工人服裝；(10)一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其包括將耐熱高性能纖維復絲加捻，用高溫高壓蒸汽或高溫高壓水對它們進行熱定型處理，然后使它們退捻；(11)以上(10)中的耐熱卷曲紗線制備方法，其中將該耐熱高性能纖維復絲加捻到捻參數K為5000-11000，K由下式代表，并經溫度介于130℃和250℃之間的高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理而熱定型K＝t×D1/2其中t表示該復絲的捻回數(/米)；D表示其細度(特克斯)；(12)以上(10)或(11)中的耐熱卷曲紗線制備方法，其中耐熱高性能纖維選自對-芳族聚酰胺纖維、間-芳族聚酰胺纖維、全芳香聚酯纖維和聚對亞苯基-苯并雙噁唑纖維；(13)以上(12)中的耐熱卷曲紗線制備方法，其中該對-芳族聚酰胺纖維是聚對苯二甲酰對苯二胺纖維；(14)以上(10)-(13)中任何一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其中所制備的耐熱卷曲紗線的拉伸延伸率至少為6％，并且彈性拉伸模量至少為40％；(15)按以上(12)制備方法制得的耐熱卷曲紗線的膨體且可拉伸的纖維產品；(16)一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其包括加捻耐熱高性能纖維復絲，在不超過該耐熱高性能纖維分解點的溫度下經干熱處理而將它們熱定型，然后使它們退捻；(17)以上(16)的耐熱卷曲紗線制備方法，其中將該耐熱高性能纖維復絲加捻到捻參數K為5000-11000，K由下式表示，然后經溫度介于140℃和390℃之間的干熱處理進行熱定型，并隨后退捻K＝t×D1/2其中t表示復絲的捻回數(/米)；D表示其細度(特克斯)；(18)以上(16)或(17)的耐熱卷曲紗線制備方法，其中連續進行將耐熱高性能纖維復絲加捻，經干熱處理使其熱定型和隨后對它們退捻的工藝過程；(19)以上(16)-(18)中任何一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其中在介于200-300℃的溫度進行該干熱處理；(20)以上(16)-(19)中任何一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其中該耐熱高性能纖維選自對-芳族聚酰胺纖維、間-芳族聚酰胺纖維、全芳香聚酯纖維和聚對亞苯基-苯并雙噁唑纖維；(21)以上(16)-(20)中任何一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其中該對-芳族聚酰胺纖維是聚對苯二甲酰對苯二胺纖維；(22)以上(16)-(21)中任何一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其中所制備的耐熱卷曲紗線的拉伸延伸率至少為6％，并且彈性拉伸模量至少為40％；
(23)由得自上述(16)-(22)中任何一種方法的耐熱卷曲紗線制備的膨體且可拉伸的纖維產品；(24)一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其包括將該耐熱高性能纖維復絲針織成針織物，然后經干熱處理或者經高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理而將該針織物熱定型，隨后將其解針織；(25)以上(24)中制備耐熱卷曲紗線的方法，其中使該耐熱高性能纖維復絲的針織物經溫度介于130℃和250℃之間的高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理介于2-100分鐘之間的一段時間而熱定型，然后將其解針織；(26)以上(24)中的耐熱卷曲紗線制備方法，其中經溫度介于140℃和390℃之間的干熱處理將該耐熱高性能纖維復絲的針織物熱定型，然后使其解針織；(27)以上(25)或(26)中的耐熱卷曲紗線制備方法，其中所制備的耐熱卷曲紗線的拉伸延伸率至少為6.5％；(28)機織或針織含耐熱高性能纖維卷曲紗的紗線而制造的手套；(29)以上(28)中的手套，其中該卷曲紗線的拉伸延伸率為6％-30％且彈性拉伸模量為40-100％；(30)以上(28)或(29)的手套，其中該耐熱高性能纖維選自對-芳族聚酰胺纖維、間-芳族聚酰胺纖維、全芳香聚酯纖維和聚對亞苯基-苯并雙噁唑纖維；(31)以上(30)中的手套，其中對-芳族聚酰胺纖維是聚對苯二甲酰對苯二胺纖維；(32)以上(28)-(31)中的任何一種手套，其中耐熱高性能纖維的卷曲紗線是通過加捻該耐熱高性能纖維復絲，經干熱處理或者經高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理將其熱定型，然后使它們退捻而制成的；(33)以上(28)-(32)中的任何一種手套，其供精密機械、飛機、信息系統等工業領域使用，或者供外科手術和衛生設施等領域使用；
圖2顯示卷曲紗線的加工時間與拉伸延伸率之間的關系。
圖3顯示卷曲紗線的加工溫度與拉伸延伸率之間的關系。
圖4顯示卷曲紗線的干熱處理溫度與抗張強度之間的關系。
圖5顯示卷曲紗線的干熱處理溫度與其亮度之間的關系。
優選地，本發明所用的耐熱高性能纖維的臨界氧指數至少為約25，并且用差示掃描量熱儀測得的分解點不低于約400℃。臨界氧指數說明纖維的阻燃性；而熱分解點說明纖維的耐熱性。這些纖維的實例是芳族聚酰胺纖維、全芳香聚酯纖維(例如Kuraray的Vectran)，聚對亞苯基-苯并噁唑纖維(例如Toyobo的Zylon)、聚苯并咪唑纖維、聚酰胺酰亞胺纖維(例如Rhone-poulenc工業的Kermel)、聚酰亞胺纖維等。芳族聚酰胺纖維包括間-芳族聚酰胺纖維和對-芳族聚酰胺纖維。間-芳族聚酰胺纖維的實例是間-全芳香聚酰胺纖維，如聚間苯二甲酰間苯二胺纖維(例如杜邦的Nomex)等。對-芳族聚酰胺纖維的實例是對-全芳香聚酰胺纖維如聚對苯二甲酰對苯二胺纖維(如東麗-杜邦命名為Kevlar的商品)共聚對亞苯基-3，4’-聯苯醚-對苯二酰胺纖維(例如帝人公司名為Technora的商品)。
本發明的耐熱卷曲紗線可由上述的一種耐熱高性能纖維組成，或可包含這些耐熱高性能纖維中不同的兩種或更多種。其形式可以是共軛紗線、并絲或與其它公知纖維如聚酯纖維、尼龍、聚乙烯醇纖維等一起加捻的形式。
本發明中，為了本發明耐熱卷曲紗線的柔韌性并為了該紗線易于制造，該耐熱高性能纖維的單絲細度約0.02-1特克斯左右，但優選約0.05-0.6特克斯左右，更優選約0.08-0.5特克斯左右。
只要長絲紗的粗度(thickness)足以使它們能被加工成加捻紗或針織物，則對本發明中所用耐熱高性能纖維復絲的總細度沒有具體的限制。但是，鑒于本發明在耐熱卷曲紗線的制造過程中，把復絲加捻成加捻紗的步驟和把它們針織成針織物的步驟，優選纖維復絲的總細度介于5-5000特克斯左右之間。
這里提到的細度其單位為特克斯，如JIS L 0101(1999)所規定的。例如1特克斯的含義是長度1000米的纖維復絲重量為1克；10特克斯意味著1000米長度的纖維復絲重量為10克。纖維復絲的特克斯數值越大就意味著其越粗。
本發明耐熱卷曲紗線的一個優選實施方案獲得的拉伸延伸率至少為約6％左右，更優選在約10-50％左右，甚至更優選在約15-40％左右；彈性拉伸模量至少約40％左右，更優選約50-100％左右，甚至更優選約60-100％左右；并且其強度約0.15-3.5N/特克斯左右，更優選約0.5-3.5N/特克斯左右。該耐熱卷曲紗線包含選自對-芳族聚酰胺纖維、全芳香聚酯纖維或聚對亞苯基-苯并雙噁唑纖維的耐熱高性能纖維。
本發明耐熱卷曲紗線的另一個優選實施方案中，耐熱高性能纖維為間-芳族聚酰胺纖維，該紗線的拉伸延伸率至少約6％左右，更優選至少約50％左右，甚至更優選約50-300％左右，仍然更優選約70-300％左右；彈性拉伸模量至少約40％左右，更優選約50-100％，甚至更優選約70-100％。并且其強度為約0.15-1.0N/特克斯左右。
本發明耐熱卷曲紗線的特征是，在受熱條件下其基本上不劣化。在受熱條件下品質劣化意味著，在紗線進行熱處理時或熱處理后，耐熱卷曲紗線的物理性能降低并且其外觀變壞。更具體來說，作為熱處理的后果，例如該紗線的強度降低，其顏色變化，該紗線起毛或被切斷或斷裂。強度不減少的一個標準是，該紗線熱處理后的剩余強度至少是30％，優選至少是40％，更優選至少是50％。該剩余強度由下式表示剩余強度(％)＝{耐熱卷曲紗線的強度(N/特克斯)/未經熱處理耐熱高性能纖維復絲的強度(N/特克斯)}×100％。
該紗線在熱處理后的顏色變化取決于組成該紗線的耐熱高性能纖維的類型，因此，這里避免不加區別地對其進行討論。例如，一個判斷標準指出，包含間-芳族聚酰胺纖維的紗線，其缺少顏色變化可指，熱處理后紗線的亮度至少是熱處理前該紗線亮度的約80％左右，優選至少85％左右。
本發明提供由該耐熱卷曲紗線制成的膨體且可拉伸的纖維產品。該纖維產品可只由耐熱卷曲紗線制造，或可以用該紗線與任何其它不同類型的紗線通過混織或混編的形式制造。然而，對于這類混編或混織的產品，可取的是，本發明的耐熱卷曲紗線占該產品中纖維組分的至少約5％左右，更優選占約25％左右，甚為優選至少占約50％左右。在該產品中，除了耐熱卷曲紗線以外，其它類型的紗線沒有明確限制，可以是任何所知道的品種。
本發明的纖維產品沒有具體規定，例如，包括通過機織或針織含耐熱卷曲紗的紗線制造的織物；由該織物制造的在暴露于火焰和高溫受熱高危場合使用的服裝，例如手套象耐熱安全手套、消防員服裝、參賽者服裝、鋼鐵工人服裝、焊接工人服裝、油漆工人服裝等；工業用耐熱材料，如耐熱除塵過濾器等；繩索、輪胎簾子線等。
可容易地按照任何本身已知的方法制造該纖維產品。例如，要生產手套，可有利地使用商品化的計算機手套針織機，SFG和STJ(從Shima Precision Machinery(精密機械)購得)。
可以單獨使用該纖維產品或與其它耐熱或阻燃產品結合使用。如果需要，能以任何本身已知方法的制備該纖維產品。例如，可直接將本發明的手套用在不同的工作活動場合，或視情況而定，可作為每只手套的一部分，特別是手掌的外表面或其整個外表面可以用樹脂涂敷。用于此目的的樹脂包括，例如聚氯乙烯樹脂、乳膠、聚氨酯樹脂、天然橡膠、合成橡膠等。經這種樹脂涂敷，手套的機械強度增加，并且手套在握持東西時不打滑。可以按任何本身公知的方法，以樹脂涂敷手套。在本發明手套的外面，人們可以戴任何橡膠手套或彈性體手套。
本發明進一步提供在生產率、所需設備和制造成本上可行的耐熱卷曲紗線制備方法。
該方法包括，加捻如芳族聚酰胺纖維復絲的耐熱高性能纖維復絲，將其通過高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理(以下將其通稱為高溫高壓蒸汽處理)或通過干熱處理進行熱定型，然后使它們退捻。耐熱高性能纖維復絲可以是用任何本身公知的方法制備的短纖紗或長絲紗。特別優選長絲紗，因為其起毛和釋放塵埃很少。
更具體來說，通常將耐熱高性能纖維復絲首次加捻(此為最初加捻步驟，其中復絲按S或Z向加捻)；然后選擇性地卷繞在耐熱的鋁筒子等上；并在預定溫度范圍內進行定捻的熱定型。接著，以與最初加捻方向相反的方向退捻(即以Z或S向退捻)，以便獲得所需要的耐熱卷曲紗線。
本發明方法中，在最初加捻步驟后，起始復絲的每一單絲被變形產生復雜的螺旋構形，且該構形在該加捻步驟后的熱定型中被加以固定。然后，在接著的退捻步驟中，被加捻的各單絲從扭力約束中釋放出來，但由于形狀記憶作用，它們仍然保持最初加捻的構形。結果，基于其記憶，每根單絲各自都儲存了它們的加捻狀況，最后它們形成卷曲紗線。
如上所述，制各本發明耐熱卷曲紗線的方法包括兩種不同的熱定型方法，即高溫高壓蒸汽處理和干熱處理。
高溫高壓蒸汽處理的優點是，可以均勻加熱纖維復絲。特別是，在該方法中，幾乎不可能出現，該纖維復絲局部過加熱而由此受到損害，或與此相反，其局部加熱不足而由此紗線不能被完全熱定型。
另一方面，干熱處理的優點是(a)它不要求用高溫高壓蒸汽或高溫高壓水來進行處理(以下通稱為高溫高壓蒸汽處理)，因此可以在大氣壓下加捻并熱定型該纖維復絲，不需要高壓釜；并且(b)不僅可以間歇生產，而且還可以例如，使該纖維復絲通過一段對其加熱的高溫區而連續加工，因此可將熱空氣以及流動床應用于該高溫區。
以下詳細描述采用高溫高壓蒸汽處理的方法。
該方法中，耐熱高性能纖維復絲在最初加捻步驟中首先進行加捻。該復絲可為任何長絲紗形式或短纖紗形式。優選長絲紗形式，因為其起毛和釋放塵埃很少。
在最初加捻步驟中，優選將纖維復絲加捻到捻參數K為約5000-11000左右，更優選加捻到K約6000-9000左右，K由下式代表，K＝t×D1/2(其中t表示該復絲的捻回數(/米)；且D表示其細度(特克斯))。希望該復絲加捻到合適的程度，以至于該紗線最后可以獲得合適的卷曲，但如果對它們過度加捻，組成紗線的纖維就會斷裂和損壞。為了避免該問題，可取的是，要被加捻的纖維復絲的捻參數在規定的范圍內。
該捻參數K是顯示纖維復絲加捻程度的一種指數，其不依賴于復絲的粗細。該捻參數的數值越大，則加捻(twit)程度越高。
在最初加捻步驟中，可以使用本身已知的任何捻線機，包括例如環錠捻線機、倍捻機、意大利捻線機等。
優選，該將加捻紗線卷繞到筒子上，然而在復絲一邊加捻，一邊卷繞到筒子上的情形下，就不必要重新卷繞它們了。這里的筒子通常是指普通的可將紗線卷在其上的圓筒狀的芯，任何本身已知的筒子這里都可以使用。例如，這里優選使用鋁等制造的耐熱筒子，還優選，將本發明使用的耐熱筒子加工成在其整個表面有小通孔的筒子，目的是，在隨后的熱定型步驟中，能使高溫高壓蒸汽容易地穿過它。
優選，圍繞該筒子卷繞卷曲紗線所形成的長絲筒子紗或長絲筒子絲的厚度至少為約15毫米，其卷繞密度介于約0.4-1.0g/cm3左右，更優選介于約0.5-0.9g/cm3左右，甚至更優選約0.6-0.9g/cm3左右。
接著，該加捻紗線在溫度落入專門確定范圍內的高溫高壓蒸汽中暴露，通過高溫高壓蒸汽處理，該加捻紗線被熱定型。
可按任何本已公知的方式進行該高溫高壓蒸汽處理。例如將該卷曲紗線在其中導入高溫高壓蒸汽的高壓釜中進行加工。為了進行此處理，可使用任何本身已經公知的高壓釜。本發明所使用的高壓釜其結構的一個實例是，配有一個蒸汽輸送管，高溫高壓蒸汽經過它導入高壓釜中；一個排水閥；一個排氣閥，在處理后高壓釜經該閥排氣；一個裝料入口，帶有前一步驟中卷繞在其上卷曲紗線的筒子經過該入口被引導到釜中；還有一個可以開關使其嚴格密封的蓋子。
高溫高壓蒸汽處理溫度可以介于約130-250℃之間，但優選介于約130-220℃之間，更優選介于約140-200℃之間，甚至更優選介于約150-200℃之間。優選該溫度范圍，以確保實際得到不使組分纖維劣化的卷曲紗線。
下面描述該處理所使用的壓力。當處理所用的高溫高壓蒸汽是飽和蒸汽時，其壓力應該可由物理化學方法由其溫度確定。具體說，最低溫度130℃時的飽和蒸汽壓力是2.70×105Pa，而最高溫度250℃時的飽和蒸氣壓是38.97×105Pa。因此，在本發明中，高溫高壓蒸汽處理優選在溫度介于約130-250℃之間，并且壓力介于約2.70×105Pa-39.0×105Pa之間進行。然而，本發明中處理所用的蒸汽并不僅限于飽和蒸汽，且其壓力可落入約2.70×105Pa-約39.0×105Pa之間。不必說，在同一溫度下，蒸汽的壓力不會高于飽和蒸汽的壓力。尤其優選，高溫高壓蒸汽處理在溫度介于約130-約220℃之間并且壓力介于約2.70×105Pa-23.2×105Pa左右，更優選溫度介于約140-220℃左右，其壓力介于約3.5×105Pa-23.2×105Pa左右，甚至更優選的溫度介于約150-200℃左右，其壓力介于約4.8×105Pa-15.6×105Pa左右。
這里還可以用高溫高壓水代替高溫高壓蒸汽，在這種情況下，水溫可介于約130-250℃左右，但優選介于約130-220℃，更優選介于約140-220℃左右，甚至更優選在150-200℃左右。而該水的壓力介于約2.70×105Pa-39.0×105Pa左右，更優選約2.70×105Pa-23.2×105Pa左右，甚至更優選介于約3.5×105Pa-23.2×105Pa左右，仍然更優選介于約4.8×105Pa-15.6×105Pa左右。對于該高溫高壓水處理，以上所給的表達“高溫高壓蒸汽”和“蒸汽”，在下面將應當分別被“高溫高壓水”和“水”所代替。
高溫高壓蒸汽處理的時間沒有毫無差別地規定，而是根據將要暴露在高溫高壓蒸汽中纏繞在筒子上復絲的量而變化。復絲纏繞在筒子上在預定的溫度下保持數分鐘就足夠了。然而優選，處理的時間在約2-100分鐘左右，更優選在約3-60分鐘。所確定的處理時間范圍優選使得卷饒在筒子上內部和表面的復絲都能均勻地進行熱定型。而不會破壞組分纖維的品質。用高溫高壓蒸汽處理以后，卷饒在筒子上復絲可以通過向其吹冷空氣而強制冷卻。但優選在室溫空氣下冷卻。
用高溫高壓蒸汽處理后，加捻的紗線接著在以和最初加捻方向相反的方向退捻，由此可以制備本發明的耐熱卷曲紗線。象最初加捻步驟那樣，在該退捻的步驟中，也可以使用本身公知的任何捻線機。
下面描述干熱處理的方法。
在干熱處理中，可以使用任何間歇生產作業或假捻作業方式，其中，不用高溫高壓蒸汽或高溫高壓水進行熱定型。即，沒有用高溫高壓蒸汽，也沒有用高溫高壓水做的熱處理稱作干熱處理。
在任何形式的間歇作業或假捻作業中，可選擇性地在干熱處理后接著進行熱松弛，具體來說，例如，當卷曲紗線拉伸到一定程度時，卷曲紗線被熱松弛。這樣熱松弛的優點是卷曲紗線的扭距可以減少，而不會導致該紗線蓬松度的破壞。
下面描述干熱處理的間歇法。
該方法中，在最初加捻步驟中，首先加捻耐熱高性能纖維復絲，該復絲可以是長絲紗或短纖紗中的任何形式。然而，優選是長絲紗，因為如上所述，其起毛和釋放塵埃很少。在最初的加捻步驟中，要加捻的單絲纖維加捻到一個捻參數K，K的值約5000-11000左右，更優選約6000-9000左右，該復絲被加捻到適當的程度，以至于可以最終獲得所需要的卷曲，但是假如其加捻程度太過分，所組成的纖維將會被切斷或破壞。要避免該問題，可取的是將該纖維復絲的捻參數保持在規定的范圍中。
在該最初加捻步驟中，可以用本身公知的任何捻線機，包括例如環錠捻線機、倍捻機、意大利捻線機等。
優選，將該加捻紗卷饒在筒子上，然而，當其一邊加捻，一邊卷饒在筒子上時，就沒有必要再重新卷饒它們了。這里可以用任何本身已公知的筒子。例如，優選的是鋁等耐熱的筒子。
接著，在溫度保持特定范圍內對該加捻紗線進行干熱處理。
熱處理的溫度應當低于組分纖維的分解點。優選其溫度介于約140℃-390℃左右，更優選介于約170℃-350℃，最優選介于約200℃-330℃。通過在預定的溫度范圍內熱處理，該紗線被卷曲成適合實用的卷曲水平，而沒有破壞。本發明的干熱處理不要求其溫度高于組分纖維的分解點。通過該處理，纖維基本上沒有破壞。例如該紗線的強度沒有降低；其顏色沒有變化；紗線沒有起毛，也沒有切斷或破壞。具體來講，沒有強度降低的一個標準是，經過熱處理后該紗線的剩余強度為至少30％，優選至少為40％，更優選至少為50％，該剩余強度用上述的公式表示。經過熱處理后，該紗線的顏色變化取決于組成該紗線的耐熱高性能纖維的類型，這里將避免不加區別地討論該問題。例如，假如是間-芳族聚酰胺纖維，指示紗線顏色沒有發生變化的一個標準是紗線在熱處理后的光亮度是熱處理前光亮度的至少約80％左右，優選至少為85％左右。
熱處理的加熱器可以是任何接觸式或非接觸式的加熱器。加熱紗線可以用本身公知的任何方法如熱空氣或使用流化床加熱系統。
間歇操作的加熱時間不應當不加區別地進行討論，因為根據組分纖維的類型、復絲的粗細和加熱溫度而變化加熱時間。然而通常，優選時間介于約2-100分鐘左右，更優選在介于約10-100分鐘左右，甚為優選介于20-40分鐘左右。優選確定時間范圍更有利于卷饒在筒子上的紗線表面和內部可以均勻進行熱定型，而不劣化組分纖維。
干熱處理可能在增加的壓力、降低的壓力或大氣壓力下受到不同的影響。優選其受大氣壓力的影響。
在通過該干熱處理定型后，加捻過的紗線以和最初加捻方向相反的方向再次加捻從而退捻，因此制備了本發明的耐熱卷曲紗線。熱處理后，該紗線可以用冷空氣強制冷卻，但優選在室溫空氣中冷卻，在退捻步驟中，也可以用任何本身公知的捻線機，正象在最初加捻步驟中所用的。
下面描述假捻法。
在假捻法中，從筒子紗上退繞的紗線(該筒子紗是卷繞在圓筒狀卷繞芯即筒子上的復絲)通過導出羅拉，經過新的卷繞羅拉重新卷繞到新的筒子上。在導出羅拉和卷繞羅拉之間，設置一個進行假捻的錠子。這樣運行的紗線被假捻錠子鉗緊，同時，繞該錠子的銷卷繞，該錠子按一定條件旋轉，由此，紗線在導出羅拉和錠子之間運行同時以S的方向進行加捻，然后加捻的紗線熱定型，接著在假捻裝置和卷繞羅拉之間，再以相反的方向加捻，例如以Z向，由此將紗線退捻成卷曲紗線。假捻裝置和卷饒羅拉之間的空間為冷卻區，紗線在其中優選由空氣冷卻。除了按上述方式使用假捻錠子以外，該紗線還可以用不同的方法假捻。例如該紗線與以高速旋轉的圓筒的內表面接觸或與也以高速旋轉的圓盤的外圓周接觸，或與高速運行的皮帶表面接觸，由此紗線因與轉動或運行的介質摩擦產生假捻。
在假捻方法中，耐熱高性能纖維復絲可為長絲紗或短纖紗，然而優選是長絲紗，因為其起毛很少。
當該紗線用假捻錠子加捻時，其捻參數K優選的范圍在約5000-11000之間，更優選在約6000-9000左右。這是為了紗線能卷曲到需要的程度，同時防止組分纖維被切斷或破壞。
在該方法中，該紗線可以用任何所希望的方法加捻，例如用錠子、壓緊皮帶等，加捻的模式沒有明確規定。在用錠子加捻紗線的方法中，可以使用單頭錠子。但是，在本發明中優選使用多頭錠子如四頭錠子。在以錠子加捻法中常用的單頭轉子加捻該紗線的情況下，耐熱高性能纖維復絲必須圍繞該頭卷繞一次，然而，在此種情況下，耐熱高性能纖維在加捻的時候容易斷裂或破壞，因為復絲容易因摩擦而切斷。與此相反，假如采用多頭錠子，特別是四頭錠子，其中二個上面的頭，二個下面的頭交替排列使用，當要被加捻的紗線以Z字形通過相鄰的兩個頭之間的空間進行加捻時，使得紗線可以經其上中間部分進入錠子并由其下中間部分出來，紗線可以更有效的加捻，在那種情況下，紗線在相鄰的錠子頭之間折疊，通過彼此之間的摩擦阻力加捻。
在假捻方法中熱定型的溫度與上述間歇方法一樣。然而在假捻方法中熱處理的效果高于其在間歇法中的效果。因此，盡管依賴于要加工紗線的粗細，假捻方法的加熱時間可以在約0.5-約300秒之間，優選在約1-120秒左右。
象在間歇法中那樣，假捻方法中熱處理的加熱器可以是任何接觸式或非接觸式的加熱器。加熱紗線的方法可以是本身公知的任何使用熱空氣或流化床加熱系統的方式，即使在假捻方法中使用接觸式加熱器，在加熱線上也幾乎不產生焦油霧狀沉淀物，因此，即使芳族聚酰胺纖維紗線，其經常釋放出焦油霧狀的沉淀物，仍可以根據假捻法穩定加工，而不要求頻繁地清潔紗線運行所接觸的生產線的表面。
象在間歇法中那樣，假捻方法中的干熱處理在增加的壓力、降低的壓力或大氣壓力下受到不同的影響。優選其受大氣壓力的影響。
本發明中耐熱卷曲紗線可用任何其他方法制備，例如下述方法，而不局限于以上提到的方法。例如，耐熱高性能纖維復絲可針織成針織物，然后熱定型該針織物，此后，將針織物解針織，從而形成耐熱卷曲紗線。該方法中，為了將該針織物熱定型，該織物可以經受上述的高溫高壓蒸汽處理或干熱處理。熱處理的詳細條件可以與上面所描述的一樣。在本方法中，優選采用高溫高壓蒸汽熱處理。
當在該方法中制備針織物時，優選對該復絲較低程度地加捻，因為該針織物限制了組分復絲，例如，該復絲的捻參數有利地介于0-500之間，更優選接近0。
本發明可參照以下實施例具體進行詳細描述。
所制備樣品的物理性能可以根據下述方法測定和評價。
臨界氧指數根據JIS K7201(1999)測定，該標準說明基于該試驗樣品的臨界氧指數對聚合物材料進行的燃燒試驗。
熱分解點根據JIS K7210(1987)測定，該標準說明塑料熱失重的測量方法。
彈性根據JIS L1013(1999)測定，該標準說明化學纖維長絲紗的試驗方法。根據試驗方法8.11.A，可以測定每個樣品的拉伸延伸率和彈性拉伸模量。
細度根據JIS L1013(1999)測定，該標準說明化學纖維長絲紗的試驗方法。根據試驗方法8.3，測定每個樣品基于校正重量的細度。
抗張強度按照JIS L1013(1999)測定，該標準說明化學纖維長絲紗的試驗方法。根據“試驗方法8.5.1”，測定每個樣品的抗張強度。為了防止弄亂每個受測樣品中的單絲，并確保所有組成單絲應力一致，在測試之前，把樣品加捻到捻參數K為1000。
卷縮指數按照JIS L1095(1999)測定，該標準說明常規短纖紗的一種試驗方法，根據“試驗方法9.17.2.B”，測定每個樣品的卷縮指數。
在實施例2和3中，捻參數落入本發明的優選范圍，而在對比例1和2中，其低于該優選范圍。實施例4這里使用實施例1中的同一紗線，只是它的細度為22.2特克斯。在最初加捻步驟中，將此紗線加捻到捻參數K為5277，然后，用飽和蒸汽于180℃熱定型，然后，將其退捻成本發明的卷曲紗線。測量此卷曲紗線的物理性能。
表1中列出了實施例1至4和對比例1和2中樣品的數據。

圖1中顯示了卷曲紗線的一種典型特征，即未用飽和蒸汽熱定型紗線的捻參數與拉伸延伸率之間的關系。從表1中的數據和圖1可以了解到，實施例1至4獲得的紗線，其拉伸延伸率足夠實際使用，但對比例1和2中所得紗線的卻不夠。這是因為對比例中，熱處理之前紗線的捻參數低。
表1

實施例5至7及對比例3如實施例1中同樣的方式獲得本發明的耐熱卷曲紗線，不同的是最初加捻步驟中的捻參數K為8258，且飽和蒸汽處理的時間如表2所示在7.5和60分鐘之間。
在對比例3中，將實施例5-7中的同樣紗線加捻相同程度，但不象實施例中那樣進行飽和蒸汽處理，接著置于室溫中1天并在此后退捻。也測定此對比例1紗線的物理性能。數據全部列于表2。圖2中顯示該卷曲紗線加工時間與拉伸延伸率之間的關系。從實施例5-7、實施例2和對比例3的數據可以了解到，即使在加工時間多于7.5分鐘時，卷曲紗線拉伸延伸率也未改變這樣多。這意味著，為了獲得本發明的耐熱卷曲紗線，加熱時間可短暫。
表2

實施例8-10及對比例3、4如實施例1中同樣的方式獲得本發明的耐熱卷曲紗線，不同的是最初加捻步驟中的捻參數K為8258，且飽和蒸汽處理的溫度如表3所示在130℃和200℃之間。
在對比例4中，以和上述相同的方式獲得卷曲纖維，不同的是，供熱定型處理的蒸汽溫度為120℃。數據列于表3，并合并了實施例2和對比例3中的那些數據。圖3中顯示該卷曲紗線加工溫度與拉伸延伸率之間的關系。由此可以了解到，為了制造實用的卷曲紗線，熱定型處理用飽和蒸汽的溫度優選不低于130℃。
表3

實施例11-14及對比例5、6用環錠捻線機將實施例1中同樣的紗線加捻到如表4所示的捻參數，并將加捻的紗線放入熱空氣干燥器中，在表4所示的條件下進行干熱處理。接著，用同一捻線機以和最初加捻方向相反的方向再次加捻該紗線，使捻參數變為0，由此將其退捻成本發明的卷曲紗線。
在對比例5中，以和實施例11相同的方式加工該紗線，不同的是，干熱處理的溫度為130℃。
在對比例6中，以和實施例12相同的方式加工該紗線，不同的是，捻參數K為4846。
數據列于表4。圖3中顯示該卷曲紗線加工溫度與拉伸延伸率之間的關系。在測試的范圍內，經高溫高壓蒸汽處理或經干熱處理而受到越高溫度加工的卷曲紗線，其拉伸延伸率也越高。在這里的條件下，高溫高壓蒸汽處理所加工卷曲紗線的拉伸延伸率比經干熱處理所加工卷曲紗線的更高。
在對比例5中，所獲得的卷曲紗線，其拉伸延伸率較低，原因是紗線干熱處理的溫度為130℃，而此溫度較低。因此，可以理解，干熱處理的溫度優選不低于140℃。在對比例6中，所獲得的卷曲紗線，其拉伸延伸率也較低，原因是最初加捻步驟中的捻回數少。因此，可以理解，最初加捻步驟中的捻參數優選至少5000。
表4

實施例15用意大利捻線機，將除其細度為22.2特克斯之外和實施例1相同的長絲紗加捻到捻回數為1850/米(其相當于捻參數K為8775)，并將500克這樣的加捻紗線圍繞有邊鋁筒子卷繞。按照同樣方式，準備出兩只復絲筒子紗，這兩只筒子紗分別按相反的S、Z向加捻到相同的捻回數。將它們放入作飽和蒸汽處理的高壓釜中，并置于180℃的飽和蒸汽中30分鐘。冷卻后，以和最初加捻方向相反的方向再次加捻該紗線，使捻參數變為0。經這樣的退捻，便獲得本發明的耐熱卷曲紗線。
該卷曲紗線的拉伸延伸率為17.1％。該卷曲紗線有一些殘留捻矩。為了消除它們的殘留捻矩，將S向或Z向捻矩不同的卷曲紗線相互平行。此平行的紗線具有88特克斯的總細度。將它喂入Shima PrecisionMachinery的SFG-10G型無縫手套針織機，并針織成本發明的勞保手套。按照ASTM F1790-97測定這種針織手套切割防護性能，結果為6.8N。
另一方面，用平行的6根商品毛型聚酯長絲紗制備平行紗線，該長絲紗細度各為16.5特克斯(該紗由東麗制造，其由48根單絲組成)，用于和以上制造的本發明耐熱卷曲紗線對照。平行紗線的總細度為99特克斯。以如上的相同方式將其針織成手套，并也按以上相同方式測量這些手套的切斷防護性能，其結果為3.5N。從這些數據可以了解到，本發明手套的切斷防護性能比對比例手套的更好。
由于用卷曲紗線制造，當和短纖紗Kevlar制造的手套相比時，在此制造的本發明勞保手套起毛很少。另外，由于它們細而且彈性高，工人戴上它們能夠靈活地處理精密的機器零件。因此，這些手套受到例如焊接電子元件或在清潔室制造這些元件的工人，以及油漆鋁結構材料、家用電器，汽車零件等的漆工的歡迎，因為它保證了這種生產留置(liens)中的安全生產，而且因為它保護這些工人和漆工，使他們不被燒傷或不被磨尖帶邊的工具或零件傷害。
但是，將卷繞在筒子上的紗線層厚度減少一半，就能解決這一問題。以此方式，如果卷繞在筒子上的紗線層太厚，則該紗線不能在干熱處理中被均勻熱定型，而且該紗線不能被均勻地卷曲。因此，當經干熱處理制造本發明的卷曲紗線時，可取的是，卷繞在筒子上的紗線層不太厚。
2)它們起毛很少，因此有利于在不允許有塵埃的清潔室工作。
表5列出了實施例20-26獲得的耐熱卷曲紗線的物理性能。在表5中，起始紗線的抗張強度、抗張模量、熱分解點、臨界氧指數和細度全是未被加工成卷曲紗線的長絲紗的物理數據。
從列于表5的測試數據可知，實施例20-26由不同纖維復絲制造的全部卷曲紗線的拉伸延伸率(其說明卷曲度)為8.5％或更高。具體地，對-芳族聚酰胺纖維、聚對苯二甲酰對苯二胺纖維和共聚對亞苯基-3，4′-氧聯二亞苯基-對苯二酰胺纖維、間-芳族聚酰胺纖維、聚間苯二甲酰間苯二胺纖維以及全芳香聚酯纖維的卷曲紗線具有高拉伸延伸率。尤其是，間-芳族聚酰胺纖維、聚間苯二甲酰間苯二胺纖維的卷曲紗線，其拉伸延伸率為104.6％，其與常規的聚酯纖維卷曲紗線的拉伸延伸率相當。
表5

實施例27將聚對苯二甲酰對苯二胺纖維(東麗-杜邦命名為Kevlar的商業產品)的一種22.2特克斯長絲紗喂入帶總共150個排列在直徑91毫米圓上織針的圓型針織機中，并針織成圓筒形織物片(平針針織物)。將該針織物暴露在200℃的飽和蒸汽中15分鐘。接著，置于空氣中冷卻，然后從其最末端解針織。這樣解針織后，其使卷曲紗線記憶它的針織形態。該卷曲紗線的拉伸延伸率為35％；并且其中彈性拉伸模量為56％。
實驗結果列于表6。干熱處理中溫度與紗線抗張強度之間的關系示于圖4；干熱處理中溫度與紗線亮度之間的關系示于圖5。如圖4中顯而易見的，紗線的抗張強度低于350-400℃。也如圖5所示，在350-400℃，紗線的亮度降低，且最初為白色間-芳族聚酰胺纖維顏色變為深褐色。
表6

工業實用性本發明的耐熱卷曲紗線具有耐熱高性能纖維所固有的出色耐熱和阻燃性能，并且具有優良的拉伸延伸率，優良的彈性拉伸模量和優良的外觀，這些是常規長絲紗和短纖紗所不具備的。盡管經過熱處理而制造，本發明紗線基本上不劣化。例如，該紗線的強度不變小，其顏色也不改變，并且該紗線不起毛和斷裂。
因此，本發明耐熱卷曲紗線的纖維產品耐熱和耐燃燒，并且具有彈性。例如，該紗線制造的手套、工作服和其它產品非常適于穿著者，尤其適于他們的手。因此，戴上它們，穿戴者能不困難地且感覺優良地從事他們的工作和操練。
另外，本發明的耐熱卷曲紗線起毛很少且很少釋放塵埃。因此，纖維產品，尤其是該紗線制造的工作服和手套，受到為制造精密機械、飛機和信息系統而在清潔室工作的工人的歡迎，也受到油漆鋁結構材料、家用電器、汽車零件等的油漆工人的歡迎。
本發明耐熱卷曲紗線的制造方法，其特征在于，經高溫高壓蒸汽處理或經干熱處理，從而對加捻復絲熱定型。對于該方法中的高溫高壓蒸汽處理，可用任何常規高壓釜等，其中，可把要被熱定型的加捻復絲短期維持在預定溫度。該方法中的干熱處理一般可在大氣壓下進行，而且其可在連續生產線上進行。因此，該制造方法的優點是，任何常規設備就足夠供該方法使用，其過程控制簡單易行，生產成本降低，并且生產率高。由于該方法中熱定型處理在低于耐熱高性能纖維分解點的溫度下起作用，所以盡可能多地防止了該紗線在加熱下的劣化。
權利要求
1.加熱條件下不會劣化的耐熱卷曲紗線，其包含單絲細度為0.02-1特克斯的耐熱高性能纖維，并且其拉伸延伸率為至少6％，其彈性拉伸模量至少為40％，并且其強度介于0.15-3.5N/特克斯之間。
2.如權利要求1所述的耐熱卷曲紗線，其中該耐熱高性能纖維是對-芳族聚酰胺纖維，全芳香聚酯纖維或聚對亞苯基-苯并雙唑纖維，并且其強度介于0.5-3.5N/特克斯之間。
3.如權利要求2所述的耐熱卷曲紗線，其中該對-芳族聚酰胺纖維是聚對苯二甲酰對苯二胺纖維。
4.如權利要求1所述的耐熱卷曲紗線，其中該耐熱高性能纖維是間-芳族聚酰胺纖維，并且其拉伸延伸率介于50％-300％之間。
5.如權利要求4所述的耐熱卷曲紗線，其中該間-芳族聚酰胺纖維是聚間苯二甲酰間苯二胺纖維。
6.權利要求1-5中任何一項耐熱卷曲紗線的膨體且可拉伸的纖維產品，其中該耐熱卷曲紗線的量占該產品纖維部分的至少50％。
7.如權利要求6所述的膨體且可拉伸的纖維產品，其在精密機械、飛機、信息系統、汽車、電氣及電子設備工業領域中和外科手術和衛生設施領域中用作手套，并用作消防員服裝、參賽者服裝、鋼鐵工人服裝、焊接工人服裝和油漆工人服裝。
8.一種制備耐熱卷曲紗線的方法，其包括將耐熱高性能纖維復絲加捻，用高溫高壓蒸汽或高溫高壓水對它們進行熱定型，然后使它們退捻。
9.如權利要求8所述的制備耐熱卷曲紗線的方法，其中將該耐熱高性能纖維復絲加捻到捻參數K為5000-11000，K由下式代表，并經溫度介于130℃和250℃之間的高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理而熱定型K＝t×D1/2其中t表示該復絲的捻回數(/米)；D表示其細度(特克斯)。
10.一種制備耐熱卷曲纖維的方法，其包括加捻耐熱高性能纖維復絲，在不超過該耐熱高性能纖維分解點的溫度下經干熱處理而將它們熱定型，然后使它們退捻。
11.如權利要求10所述的耐熱卷曲紗線制備方法，其中將該耐熱高性能纖維復絲加捻到捻參數K為5000-11000，K由下式表示，然后經溫度介于140℃和390℃之間的干熱處理進行熱定型，并隨后退捻K＝t×D1/2其中t表示復絲的捻回數(/米)；D表示其細度(特克斯)。
12.耐熱卷曲紗線的制備方法，其包括將該耐熱高性能纖維復絲針織成為針織物，然后經干熱處理或者經高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理而將該針織物熱定型，隨后將其解針織。
13.如權利要求12所述的耐熱卷曲紗線制備方法，其中使該耐熱高性能纖維復絲的針織物經溫度介于130℃和250℃之間的高溫高壓蒸汽或高溫高壓水處理介于2-100分鐘之間的一段時間而熱定型，然后將其解針織。
14.如權利要求12所述的耐熱卷曲紗線制備方法，其中經溫度介于140℃和390℃之間的干熱處理將該耐熱高性能纖維復絲的針織物熱定型，然后使其解針織。
全文摘要
本發明提供耐熱卷曲紗線,其中盡可能地防止該紗線在生產過程中加熱下其組分耐熱高性能纖維劣化。保持了該耐熱高性能纖維固有的優異耐熱和阻燃性,該卷曲紗線具有優良的拉伸延伸率、優良的彈性拉伸模量和優良的外觀,并且起毛少釋放的塵埃少。該耐熱卷曲紗線包含耐熱高性能纖維,且其特征在于在熱的條件下不劣化,并且其拉伸延伸率至少為6%,其彈性拉伸模量至少為40%,其強度介于0.15－3.5N/特克斯之間。
文檔編號D02G1/00GK1340113SQ00803896
公開日2002年3月13日 申請日期2000年12月19日 優先權日1999年12月20日
發明者棚橋光彥, 小菅一彥, 波多野武, 中林伊織 申請人:杜邦-東麗株式會社, 棚橋光彥