複合紗線、獲得該複合紗線的方法和形成的紡織結構體的製作方法

2023-06-08 12:22:16 1

專利名稱：複合紗線、獲得該複合紗線的方法和形成的紡織結構體的製作方法
技術領域：
本發明涉及技術或工業用途的複合紗線，它能夠編入適於滿足任何特殊應用或規格所有類型的紡織結構體特別是織物網中，例如用於製造百葉窗或窗簾。更具體地說，本發明涉及能夠通過塗覆獲得的複合紗線。
背景技術：
眾所周知，由申請人製造和銷售的技術複合紗線包括芯部，其包括尤其是由無機材料如玻璃、或有機材料如聚酯、聚醯胺或聚乙烯醇製成的長紗線，以及鞘或外殼，其包括由至少一種氯化聚合物材料如聚氯乙烯(PVC)組成的基質、弓丨入和分布在所述基質內的阻燃礦物填料、以及增塑劑。紗線本身通常包括一些、典型地大量的連續長紗線或纖維。當紗線為天然來源時， 紗線通過加捻纖維、即通過紡絲而獲得。它可以為棉或亞麻。在製造技術紡織品中和特別是在製造百葉窗或窗簾中使用的材料更為通常地為合成來源或由玻璃製成。因此，紗線的化學性質可以是有機的和合成的來源，並且它可以由可紡絲的任何塑料材料組成，例如聚烯烴、聚酯、聚醯胺、聚乙烯類(polyvinyls)、丙烯酸類。它也可以是例如由玻璃或二氧化矽製成的無機來源。對於合成或無機材料，通常通過加捻，有時由纖維製成來設定紗線，以及由絲或長絲來設定編合形成紗線或纖維的要素進行應用。然而，出於一致性，術語纖維將用於表示構成紗線的要素，所述紗線通過紡絲纖維製成。例如，特別是在合成或無機紗線中的纖維數通常為100-600、優選200-600，並且更特別是200-400。這些纖維的直徑通常在1和10微米之間，並且更特別在3和9微米之間。優選但並非排他地，這類紗線通過用包括氯化聚合物材料例如聚氯乙烯和增塑劑的塑料溶膠以一層或多層塗覆芯部、然後將塑料溶膠圍繞芯部凝膠化而獲得。用這類紗線獲得的技術織物並且當它們用於各種環境，特別是例如作為百葉窗用於裝配建築物或結構物的內部與外部兩者，必須滿足國內或國際規定和/或批准或授權程序的有關燃燒性能的要求。因此，在德意志聯邦共和國適用於這類織物的規定定義了各種級別，其特徵尤其在於燒毀的試樣長度和燃燒煙的溫度，所述級別通過字母B1-B3確定，字母Bl表示最佳燃燒行為，其可通過包含有機物質的材料獲得。在法國應用的規定也按照NF 1601和NF P 92503標準定義各種級別，一方面，特徵尤其在於煙霧發散並通過字母F0-F5認定，F3為通過包含滷代聚合物的材料獲得的最佳性能，並且另一方面特徵尤其在於織物的殘餘著火溫度和通過字母M0-M4認定，字母Ml表示能夠一般通過包含有機物質的材料獲得的最佳燃燒行為。已進行了多種嘗試來改進這些複合紗線的固有燃燒行為，例如通過使用特定的增塑劑如有機磷酸酯。令人遺憾地，使用這類增塑劑會降低這些紗線的功能性(撓性、滑動性能等)，這損害它們隨後的編織，並且使後者更加困難。此外，這類增塑劑的摻入增加了發煙係數。關於實際阻燃填料的性能，多篇文獻已提出各種化合物或組合物，其可改進已摻入阻燃填料的塑料基質的燃燒行為的，但對例如紗線形式的阻燃塑料的應用或形成沒有說明。因此，文獻JP-A-58185637提出了基於聚氯乙烯的基質，包括氯化聚乙烯的阻燃填料，尤其選自銻和鋁的氧化物和/或氫氧化物的一種化合物，以及優選選自鋅鹽(包括硼酸鋅)和錫系產品(例如錫酸鋅)的另一種化合物。文獻FR-A-24485M又提出了基於聚氯乙烯並且還摻入穩定劑的基質、由磷酸酯組成的增塑劑，和氫氧化鋁填料，包括氧化銻、任選地與硼酸鋅相結合的阻燃填料。對於將如上考慮的複合紗線的燃燒行為提高到所希望的程度而不會降低其其它性質例如力學性質，以上提出的阻燃填料均不適合。也不能顯著增加阻燃填料的重量比，除非是以如上降低複合紗線的功能性質為代價。此外，紗線必須根據其以後具有專門的力學性質。特別是用於製造技術紡織品，使其能夠在滿意的條件下進行編織，例如耐磨性和拉伸強度以及例如，切割時的耐原纖分離性。其它特殊的力學性質使要獲得的織物符合對最終織物所要求的規定，例如遮光性能以及因此的纖維不透明性和耐候性(當將這些織物用來提供建築物的外部安裝物時，例如百葉窗)以及密度，如果它們的重量降低，將易於安裝和處理它們。關於耐磨性，例如提及鞘脫落。由於紗線的芯並不均勻地分布在聚合物鞘中，芯在磨擦作用下脫離鞘，並且在形成芯的纖維中發生斷裂，由於其彼此之間的接觸，有可能因重複的摩擦致使其斷裂。玻璃纖維和矽石纖維也經常用作在製備百葉窗或窗簾中的紗線材料。這些纖維的性質使它們和紗線對機械約束敏感，特別是在紡絲、編織以及包含機械約束或變形的任何其它工藝或步驟期間。也必須考慮在紡絲工業中，由於該工業的性質，工藝速度相當高。在紗線製造中的任何改進必須考慮紗線以及構成纖維的力學阻力，以便避免任何損害和甚至它們的斷裂。

發明內容
本發明的主題為顯示出全面和內在地改進的燃燒行為的塗覆複合紗線，因此有利於散熱以及有可能極大地減少由根據本發明的複合紗線獲得的任何織物按照NF P 92 503 標準通過燃燒試驗測量的火焰的無規蔓延現象。耐溫性質得到改善，這緣於在聚合物塗覆材料內的纖維的均勻分布，該材料使得熱量被分散，這緣於當纖維集合在一起時，它們構成促進熱量傳播的優先導熱路徑。本發明的主題也為顯示出改進的抗鞘脫落性塗覆複合紗線和它對紗線耐受性的影響。本發明的主題為由長紗線組成的複合紗線，其通過將由有機或無機材料或天然纖維如亞麻或棉纖維，以及聚合物材料製成的纖維紡絲而獲得，特徵在於所述長紗線的構成纖維以每根所述纖維由所述聚合物材料塗覆的方式均勻地分布在所述聚合物材料中。
該複合紗線可獨立地使用或作為芯用於通過複合紗線的製造，該複合紗線通過利用聚合物材料的第二塗覆而獲得。本發明的主題也是塗覆複合紗線，其可通過用聚合物材料塗覆的工藝來獲得，特徵在於它包括由如上限定的複合紗線組成的芯以及在於圍繞該芯形成的聚合物材料和芯的組成聚合物材料具有同樣的性質。根據需要的燃燒行為特性，該複合紗線可以用作芯以用於阻燃複合紗線的製造， 該阻燃複合紗線通過利用含阻燃填料的聚合物的塗覆而獲得。因此，獲得了使用較少阻燃填料的顯示出全面和內在地改進燃燒性能的紗線。本發明的主題也是塗覆的阻燃複合紗線，其可通過利用含阻燃填料的聚合物材料塗覆的工藝來獲得，特徵在於它包括由如上限定的複合紗線組成的芯以及在於圍繞芯形成的聚合物材料和該芯的組成聚合物材料具有同樣的性質。根據本發明，所述塗覆可使用液體單體或聚合物製品進行；例如，液體聚合物製品通過將聚合物熔融或將聚合物分散例如以塑料溶膠的形式而獲得；以及例如由將通過熱效應或輻照例如紫外線輻照聚合的液體單體組成的液體單體製品。本發明也涉及製備複合紗線的方法，特徵在於在用聚合物材料塗覆的同時或之前，將通過由有機或無機材料或天然纖維製成的纖維紡絲獲得的長紗線經過機械地開松紗線的工藝以使所述纖維分開。本發明還涉及製備複合紗線的方法，特徵在於在利用液體單體製品或液態的聚合物製品的初次塗覆的同時或之前，使將由有機或無機製品或天然纖維製成的纖維紡絲而獲得的長紗線經過機械地開松紗線的工藝以使所述纖維分開，以及在於將獲得的複合紗線經過利用液體單體或聚合物製品的第二塗覆。優選地，第二塗覆的單體或聚合物與第一塗覆的單體或聚合物具有同樣的性質。本發明還涉及製備阻燃複合紗線的方法，特徵在於在利用液體單體製品或液態的聚合物製品的初次塗覆的同時或之前，使將由有機或無機製品或天然纖維製成的纖維紡絲而獲得的長紗線經過機械地開松紗線的工藝以使所述纖維分開，以及在於將獲得的複合紗線經過利用含阻燃填料的液體單體製品或液態的聚合物製品的第二塗覆。表述「機械地開松」理解為表示在塗覆操作的同時或之前，開松纖維的任何方法， 如將纖維展曲，通過施加空氣噴射或水噴射、超聲波處理，施加機械壓力，例如使紗線平整化，或為使聚合物材料滲入所述紗線的構成纖維的任何用於將纖維分開的方法。將纖維展曲或施加空氣噴射、水噴射或超聲波處理是優選的方法，特別是由於形成紗線的大量纖維， 其提供比平整化更好的結果。在優選的實施方案中，本發明涉及製造複合紗線的方法，包括在利用含阻燃填料的聚合物材料塗覆纖維的同時或之前，使通過將由有機或無機材料製成的大量纖維紡絲而獲得的長紗線經過機械地開松紗線的工藝，以均勻地將包括內層纖維的纖維展開和分開， 該塗覆通過將液體單體製品或液態的聚合物製品施塗於纖維而進行，所述製品包含阻燃填料並且在25°C具有1000 2000mPa · s的粘度(用Brookfield RVT粘度計以20rpm測量)；以及形成具有圓截面和在包含阻燃填料的聚合物材料的整個橫截面均勻分布的纖維的複合紗線。
在一個實施方案中，通過將液體單體或聚合物製品施塗於所述紗線使獲得的複合紗線經過任選地含阻燃填料的第二聚合物塗覆。在一個優選的實施方案中，紗線的開松可通過展曲獲得。通過展曲的意思是紗線被迫採用路徑，使得它摩擦阻礙物並且易於展開，以降低施加在每根長紗線上的張力。這類展曲必須是在足夠的張力下進行以將纖維彼此展開，但該張力一定不能太高，因為纖維不能進一步展開以及此外長紗線斷裂的風險增加。在一個特定的實施方案中，展曲可以通過使纖維通過圍繞至少一個細棒或針的部分周圍而獲得，該棒或針垂直於纖維的路徑設置。換句話說，沿纖維路徑放置的棒或杆形成chicanes，纖維圍繞其通過。通過圍繞它們通過，紗線具有開松的傾向，並且各種纖維展開以佔據大部分與棒接觸的線。各種杆的數目、形狀和分離按照紗線的線密度和它們的類型來確定，例如每根紗線的纖維數。在可選的實施方案中，展曲可與振動處理相結合。當振動在纖維的共振頻率產生時，它們使紗線開松。可將展曲杆例如偶合到振動源，由此由於在杆上的摩擦與因振動所致的開松作用相結合而產生紗線開松作用。因此，紗線可通過儘可能將其各種纖維展開而變形，以便使每個纖維、包括位於紗線的芯的纖維在浸漬之後被塑料溶膠層覆蓋。申請人:意外地發現圍繞用於形成芯的纖維的第一塗層可進一步包括阻燃填料。這使其進一步改善阻燃性質。填料可在不損害紗線的力學性質的情況下添加並且尤其是在沒有纖維磨損的實質性風險的情況下。本發明的另一個主題為由長紗線組成的複合紗線，其通過將由有機或無機材料或天然纖維如亞麻或棉纖維和聚合物材料製成的纖維紡絲而獲得，其中該聚合物材料包括填料，優選阻燃填料，並且其中將所述長紗線的構成纖維以每根所述纖維由所述聚合物材料塗覆的方式均勻地分布在所述聚合物材料中。除了填料存在於用於生產塗覆聚合物的液體單體製品或液態的聚合物製品中之外，製造該主題物質的方法與以上相同。在一個實施方案中，紗線由特別是玻璃的無機的或有機的、和合成的材料製成。本發明的另一目的是複合長紗線，其通過將大量由有機或無機材料或天然纖維和含阻燃填料的聚合物材料製成的纖維紡絲而獲得，其中所述長紗線的構成纖維均勻地分布在所述聚合物材料中，使得每根所述纖維由所述包含阻燃填料的聚合物材料塗覆。在一個實施方案中，該複合紗線也包括如上說明的圍繞芯的第二塗覆。在一個實施方案中，在開松紗線和利用液體單體製品或液態的聚合物製品浸漬之後，使紗線通過小孔或口模，其直徑接近於希望的芯直徑。優選地，孔或口模具有可以在開松之後重新組合紗線和/或避免圍繞所述在芯表面的聚合物塗層的存在的直徑。在一個實施方案中，根據本發明的複合紗線的製備方法包括一個或兩個塗覆，在該一個或兩個塗覆中有或者沒有填料，以及a)在塗覆紗線之前或期間將由有機或無機材料製成的纖維經過機械地開松工藝， 以使所述纖維分開並且以每根所述纖維由所述聚合物材料塗覆的方式良好地分布在所述聚合物材料內。b)然後使芯通過所述口模；
c)生產速率是使口模的剪切速率為60000 120000s—1 ；本發明的方法可進一步包括第二塗覆工藝。在非常優選的實施方案中，包含或不包含填料的液體單體製品或液態的聚合物製品的粘度包括在如上測量的1000和2000cPo或MPa · s之間。在一個實施方案中，纖維的塗覆在具有小直徑的合適的口模中獲得。小直徑防止圍繞纖維的聚合物鞘的形成。生產速率使口模中的剪切速率在60000和UOOOOs—1之間。申請人:因此已發現，通過使用小直徑的口模，高剪切速率和高粘度聚合物材料，可以獲得包括一個或兩個塗層的複合紗線，它們每個具有或沒有阻燃填料，沒有任何芯的降解並且沒有任何獲得的紗線的性質劣化。根據本發明的紗線不顯示在現有技術的紗線中觀察到的脫鞘和深淺不均的現象。這些結果在不損害需要將其編織的實際紗線的功能性的情況下獲得，並且這些性質得到進一步改進。因此，通過編織這些複合紗線獲得的織物通過毛細管虹吸的消除或減少能更好地抵禦惡劣天氣，並且由於消除了切割時發生的原纖分離現象，它們更容易切割。表述「液體單體或聚合物製品」理解為表示基於單體或聚合物的任何液體配方。術語「配方」理解為表示包括至少一個產品，例如單體和/或低聚物的分散體、溶液或混合物的任何化合物。術語「聚合物分散體」理解為表示在有機液體或者其它中包含添加劑的呈分散狀態的任何聚合物製品。術語「塑料溶膠」理解為表示在增塑劑中呈精細分散狀態的聚合物、填料和其他添加劑的分散體。作為聚合物材料，可以使用氯化聚合物，有機矽，聚氨酯，丙烯酸類，乙烯/乙酸乙烯酯EVA共聚物和乙烯-丙烯-二烯單體EPDM三元聚合物。作為氯化聚合物材料的例子，根據本發明可以使用可塑化的任何PVC樹脂並且尤其是以塑料溶膠形式採用的PVC樹脂。術語「氯化聚合物材料」理解為表示純的氯化聚合物或氯乙烯與其它單體共聚的共聚物，或與其它聚合物形成合金的氯化聚合物。在可與氯乙烯共聚合的單體之中，尤其可以提到由以下製成烯烴，例如乙烯；飽和羧酸的乙烯酯，如乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯或馬來酸酯；滷代乙烯衍生物，例如偏氯乙烯； 以及丙烯酸或甲基丙烯酸酯，如丙烯酸丁酯。作為氯化聚合物，尤其可以提到由聚氯乙烯以及過氯化PVC，聚偏氯乙烯和氯化聚烯烴製成。優選但不是排他地，根據本發明的氯化聚合物材料具有40 % 70 %的滷素重量含量。在一個實施方案中，使圍繞纖維即用於生產芯的第一塗層包括這類氯化聚合物材料並且包含阻燃填料。在優選的實施方案中，氯化聚合物材料是或包括聚氯乙烯PVC。根據本發明，可以在有或者沒有稀釋劑下使用作為有機矽聚合物材料的有機聚矽氧烷、更具體地為聚矽氧烷樹脂和彈性體。根據本發明，可以使用由包含尿烷或-NHCOO-單元的烴鏈形成的任何材料作為聚氨酯聚合物材料。關於該長紗線，其本身由一種或多種連續長紗線或纖維組成。其化學性質可以是有機的例如由聚酯、聚醯胺、聚乙烯類或丙烯酸類製成；具有天然的來源，如亞麻或棉；或無機的，例如由玻璃或二氧化矽製成，應當理解其熔點必須超過聚合物材料的加工溫度。阻燃填料選自硼酸鋅、氫氧化鋁、三氧化銻、三氧化鎂和羥基錫酸鋅、鉬化合物、滷代衍生物、包含活性滷素的化合物、磷化合物和膨脹體系。可將除了阻燃填料之外的其它填料摻入並分布在液體單體或聚合物製品內，例如著色填料，二氧化矽，滑石，玻璃珠和/或穩定劑。在這種情況下，根據無機材料的複合紗線的總組分重量明顯地被改變或受影響。在利用塑料溶膠的情況下，由於本發明，仍可以使用傳統的增塑劑，例如包括至少一種鄰苯二甲酸鹽(包括已知的鄰苯二甲酸鹽取代物)，並且因此對於其隨後的織造不會損害紗線的功能性。本發明也可以限制阻燃填料的重量為不超過50 %的塑料基質的比例。高於50 %， 損害特別是複合紗線的力學性質的性質。優選的是不超過阻燃填料的40%。紗線的全部技術性能均得到改進。更具體地說，應該注意圍繞芯形成的聚合物材料的均勻分布、耐毛細管效應、顏色深淺的均勻性以及鞘與芯的結合。在利用PVC塑料溶膠的情況下，不必添加異氰酸酯型粘合劑。

圖1顯示現有技術的阻燃複合紗線的橫截面。圖2顯示根據本發明的阻燃複合紗線的橫截面。可觀察到在以液態施塗並且在施塗後冷卻或聚合的單體或聚合物製品2內均勻分布的纖維1。也將第二塗層3均勻地分散在根據本發明的複合紗線中。以下對比表示出尤其是通過與傳統的塗覆紗線進行對比、採用氯化聚合物材料即 PVC情況下的所有性能。
權利要求
1.製造複合紗線的方法，包括在利用含阻燃填料的聚合物材料塗覆纖維的同時或之前，使通過將由有機或無機材料製成的大量纖維紡絲而獲得的長紗線經過機械地開松紗線的工藝，以將包括內層纖維的纖維均勻地展開和分開，該塗覆通過將液體單體製品或液態的聚合物製品施塗於纖維來進行，所述製品包含阻燃填料並且在25°C具有1000 2000mPa · s的粘度；以及形成具有圓截面和在該含阻燃填料的聚合物材料整個橫截面均勻分布的複合紗線。
2.如權利要求1或2所述的方法，其中利用展曲來開松紗線。
3.如權利要求2所述的方法，其中該展曲與振動處理結合。
4.如權利要求1所述的方法，其中利用空氣噴射、水噴射或超聲波處理來開松紗線。
5.如前述權利要求任一項所述的方法，其中複合紗線的形成在合適的口模中獲得。
6.如前述權利要求任一項所述的方法，其中通過將液體單體或聚合物製品施塗於所述紗線，將獲得的複合紗線經過任選地含阻燃填料的聚合物第二塗覆。
7.如前述權利要求任一項的方法，其中聚合物材料選自氯化聚合物、有機矽、聚氨酯、 丙烯酸類、乙烯/乙酸乙烯酯EVA共聚物和乙烯-丙烯-二烯單體EPDM三元聚合物。
8.如前述權利要求任一項所述的方法，其中大量纖維包含約100-600根纖維、優選約 200-600根纖維、更優選約200-400根纖維。
9.如前述權利要求任一項所述的方法，其中阻燃填料選自硼酸鋅、氫氧化鋁、三氧化銻和羥基錫酸鋅。
10.複合長紗線，其通過將大量由有機或無機材料或天然纖維和含阻燃填料的聚合物材料製成的纖維紡絲而獲得，其中所述長紗線的構成纖維均勻地分布在所述聚合物材料內，使得每根所述纖維由所述含阻燃填料的聚合物材料塗覆。
11.如權利要求10所述的複合長紗線，其中紗線可使用如權利要求1-9中任一項所述的方法獲得。
12.如權利要求10所述的複合長紗線，其中紗線包括用任選地含阻燃填料的聚合物材料的第二塗覆。
13.如權利要求10-12中任一項的複合長紗線，其中聚合物材料選自氯化聚合物、有機矽、聚氨酯、丙烯酸、乙烯/乙酸乙烯酯EVA共聚物和乙烯-丙烯-二烯單體EPDM三元聚合物。
14.如權利要求10-13中任一項所述的複合長紗線，其中大量纖維包含約10-600根纖維，優選約200-600根纖維，更優選約400-600根纖維。
15.如權利要求10-14中任一項的複合長紗線，其中阻燃填料選自硼酸鋅、氫氧化鋁、三氧化銻和羥基錫酸鋅。
全文摘要
技術或工業用途的複合紗線，特別適於織物網，其被聚合物均勻地塗覆並且顯示出改進的著火性能和改進的抗鞘脫落性。紗線可通過以下方法獲得，其中在用具有1000～2000mPa·s的粘度並且包含阻燃填料的聚合物材料(2)塗覆纖維的同時或之前，將如由有機或無機材料製成的約100-600根纖維和合適的紗線直徑如在約1-10微米之間、由紡絲纖維(1)獲得的長紗線，經過用來機械地開松紗線的工藝，以將包括內層纖維的纖維均勻地展開和分開，而不損害紗線的功能性，以及形成具有圓截面和在聚合物材料的整個橫截面均勻分布的纖維來限制紗線的脫鞘。
文檔編號D02G3/44GK102575389SQ201080041966
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月21日 優先權日2009年9月21日
發明者I·科內薩, L·波萊, P·伯傑 申請人:紗環勞仕工業公司