用於製造單絲狀產品的方法

2023-06-17 18:13:36 2

專利名稱：用於製造單絲狀產品的方法
用於製造單絲狀產品的方法本申請是申請日為2005年10月14日，申請號為200580035376. 5，發明名稱為「用 於製造單絲狀產品的方法」的發明專利申請的分案申請。本發明涉及由含有多條連續聚烯烴絲的前驅體製造單絲狀產品的方法，所述方法 包括如下步驟將前驅體暴露於處在聚烯烴熔點範圍內的溫度足夠的時間，以使相鄰纖維 至少部分熔合，以及同時拉伸前驅體。從EP 0740002B1可知這樣的方法。在此專利文獻中，描述了用於由絲狀材料的紗 線製造漁線的方法，其中，由凝膠紡紗聚烯烴絲的編織、加捻(twisted)、或者加捻且合股的 紗線製成的線被暴露於處在所述聚烯烴的熔點範圍內的溫度足夠的時間，以使相鄰的絲至 少部分熔合，同時以處在從1. 01到2. 5，優選從1. 35到約2. 2的範圍內的拉伸比拉伸所述 的線。據稱，為了將上述絲保持在拉伸張力下，在熱暴露過程中需要將上述拉伸比施加到前 驅體上，從而抑制由於熱分子鬆弛過程造成的產品強度下降。適用於此方法的紗線為連續 多絲紗線，更具體的是通過超高摩爾質量聚乙烯(UHMWPE)的所謂凝膠紡紗製造的紗線，例 如商標為Spectra 或者Dyneema 的商業化紗線。在EP 0740002B1中所得到的單絲狀產 品通常顯示13到32g/d的堅韌性和1. 9到3. 3%的斷裂伸長率。漁線通常是由合成聚合物製成的單絲，具有允許用於誘餌拋擲、繞轉以及繞轉拋 擲的便利操作的圓形的穩固結構。這樣的單絲線一般具有剛性特性和光滑表面，這兩種性 質結合起來以減小拋擲過程中的阻力並且可以允許更長的拋擲，同時也便於從漁具卷盤更 好地釋放。含有多絲的編織線不那麼適用於漁線，因為它們趨向於在線的端部發生磨損，可 能夾裹水，呈現出易於掛住和發生纏繞的外表面，並且具有在水下可視程度太高的不透明 的外觀。從EP 0740002B1所知的方法允許從由聚烯烴多絲紗線製成的編織線或者加捻線 製造單絲狀漁線，該線與編織線相比具有一定的優點。這樣的熔合線與由例如聚醯胺通過 熔融擠出製造的傳統單絲相比的有利性能是較高的拉伸強度(或者堅韌性)和剛度，但該 線的斷裂伸長率明顯較低(約2-3%比10-20%)。一方面，低伸長率和高模量對於漁線是 有利的，因為這使漁民對魚兒的首次咬餌感覺平穩。另一方面，低伸長率使得在瞬間重載 (如在鉤住魚兒時)時總能量吸收相對較低，並因此可以導致過早斷裂。而且，低伸長率或 低彈性的線也更容易傷害咬餌魚。因此，期望一種由含有多條連續聚烯烴絲的前驅體製造 的單絲狀產品，該單絲狀產品與已知線相比具有較高的伸長率，以及相當的剛度和強度，尤 其是含有結的線的強度(結強度)。因此對提供改善性能，尤其是改善的拉伸性能的漁線，具有持續的需求。因此，本 發明的目的是提供一種用於製造具有增強拉伸性能的單絲狀產品的方法。根據本發明，利用由包含多條連續聚烯烴絲的前驅體製造單絲狀產品的方法，實 現了該目的，所述方法包括如下步驟將前驅體暴露於處在聚烯烴熔點範圍內的溫度足夠 的時間，以使相鄰纖維至少部分熔合，並同時以至少2. 7的拉伸比拉伸前驅體。利用根據本發明的方法，單絲狀產品可以由例如合股或編織結構的聚烯烴紗線來 製造，該產品具有有利的拉伸性能，例如較高的斷裂伸長率，該斷裂伸長率在ASTM D885M中 所規定拉伸測試中進行測量，更具體地，利用500mm的名義計量長度的纖維，50% /min的夾頭速度以及Instron 2714夾具進行測量。通過根據本發明的方法得到的單絲狀產品通常 具有至少4. 0%的斷裂伸長率，這使該產品非常適於作為漁線、手術縫合線等。通過根據本 發明的方法得到的單絲狀產品還具有高結強度和結強度效率。所得到的單絲狀產品還具有 令人滿意的觸感或者手感，並且可以被容易地操作和打結。根據本發明方法的另一個優點 在於，該方法可以非常高效地應用於加捻和/或空氣纏結多絲紗線，而在已知方法中，為了 最佳結果往往使用編織前驅體。根據本發明的方法還提供了更佳的靈活性，因為由一種前 驅體可以製造具有不同線性密度(纖度)的產品。這意味著簡化了整個製造工藝，因此使 製造工藝更經濟。確實，在WO 2004/033774A1中已經暗示了在熱熔合過程中對含有聚烯烴纖維 的線施加較高拉伸比，但是該文獻中所描述的方法應用於含有由短切纖維製成的紡紗 紗線的前驅體中，而該前驅體與含有連續絲的前驅體具有完全不同的結構。另外，在WO 2004/033774A1的實施例中，公開的拉伸比最高僅為1. 8 ；並且所製造的產品的斷裂伸長率 往往隨著拉伸比的增加而降低。還已知，在(後)拉伸步驟中應用相對高的拉伸比，使部分所謂的凝膠紡絲工藝的 聚烯烴形成高強度纖維。例如，在EP 0205960中指出，後拉伸用於改善多絲UHMWPE紗線的 抗蠕變性。然而，該文獻未提及熱熔合多絲紗線形成單絲狀產品。利用根據本發明的方法，單絲狀產品由含有多條連續聚烯烴絲的前驅體製造。單 絲狀產品被理解為這樣的產品，即它的外觀和手感與多絲紗線或者多絲線相比更類似於單 絲，但其實際上是由多條連續絲製成的，所述絲通常具有小於約50微米，通常小於30微米 的直徑。單絲狀產品可以具有在寬範圍內變化的直徑，例如從約0.05毫米直到數毫米(或 者，更一般地，產品的纖度為例如10直到數千dtex)。前驅體在此被理解為包含多條連續聚 烯烴絲的不定長度的製品(例如，一條或更多條纖度為50-2000dteX的多絲紗線)，並且在 根據本發明的方法中被用作供料材料或者起始材料。合適的前驅體可以具有如下的形式， 例如編織線、合股加捻紗線、含有許多包含聚烯烴絲的股的線或者繩，還可以是單股紗線。 前驅體主要包含聚烯烴絲(即絲總量的50質量％或者更多)，優選地，前驅體包含至少70、 80,90質量％的聚烯烴絲，或甚至基本上僅由上述絲組成。這樣得到的線具有高機械性能。根據本發明的方法包括這樣的步驟，即將前驅體暴露於處在聚烯烴的熔點範圍內 的溫度足夠的時間，以使相鄰的纖維至少部分熔合。該熔合步驟的條件被選擇，使得暴露 的時間和溫度足夠來軟化聚烯烴絲的表面層並且允許其至少部分地熔合，尤其使在前驅體 線外表面上的那些聚烯烴軟化並允許其至少部分地熔合。聚烯烴的熔點範圍為在未取向 的聚烯烴的峰值熔點和強制高度取向的聚烯烴纖維的峰值熔點之間的溫度範圍，如由利用 2(TC/min的掃描速率的DSC分析所確定的。對於通常表現出138 162°C的熔點範圍的 UHMWPE絲，所述溫度優選在從約150°C直到約157°C的範圍中。將前驅體暴露於熔合溫度的 停留時間可以在寬範圍內變化，但是通常在約5秒到約1500秒的範圍中。雖然較高的溫度 往往促進了熔合過程，但是應該小心不要施加太高的溫度，因為這可能導致例如在絲內部 由部分熔融或者其他的分子鬆弛效應所引起的產品強度的損失。用於進行該方法的合適方 式包括本領域技術人員已知的具有精確溫度控制和拉伸裝置的烘箱，以及用於進行根據 本發明方法的可替換方式。在熔合過程期間，依據前驅體材料的熔合程度和類型，前驅體的外觀從初始的不
4透明(例如白色)外觀變成半透明、乳白或者甚至基本透明的產品表面外觀。產品的光透 射率隨著纖維之間的熔合程度的增大而增大。這樣的透明度或者光透射率的增大對於作為 水下漁線的應用而言是顯著的優點。天然白色還可以通過添加著色劑來調整。對於表現出低的端部磨損和低的表面起球的單絲狀產品，線的外表面層被至少部 分熔合就足以滿足要求，如通過光透射率的增大所見到的。但是，對於製造具有更高彎曲剛 度和更高透明度、具有更多單絲狀特性的產品，更高的熔合程度是優選的，例如，還使在前 驅體或者股的更內部的絲接合。優選地，製造基本上無孔的外層熔合表面層。這種產品具 有光滑的表面，以及提高的耐磨損性，並且具有低的如起球的分層趨勢。熔合的表面層可以 包圍仍主要具有絲狀特性的芯，這為該產品提供了更大的柔韌性。在根據本發明的方法中， 例如可以通過改變暴露溫度和/或暴露時間來調節熔合程度。例如，通過例如裸眼或者通過使用光學或者電子顯微鏡進行視覺評價；或者通過 測量如強度或者剛度的機械性能，可以確定所得產品的熔合程度。另一種可能是確定例如 從標識器吸收著色液體的速率和量，如在EP 0740002B1中所述的。熔合程度還可以從這樣 的測試中得到，在該測試中，將加載產品在金屬杆上進行摩擦，並且確定將單絲狀產品分離 成其組成絲的運動次數。根據本發明的方法包括同時以至少2.7的拉伸比(也稱為伸長比)拉伸前驅體。 由EP 0740002B1已知，為了使絲保持在張力下由此抑制由於熱分子鬆弛過程造成的產品 強度下降，需要在熱暴露過程中對前驅體施加1. 01到2. 5的拉伸比。現在本發明人發現可 以施加更高的拉伸比，尤其為2. 7或更高，並可以改善拉伸性能。在某一拉伸比以上，性質 增強效果變得平衡，或者由於纖維的部分損壞或者斷裂，性質甚至可能降低。另外，拉伸比 越高，所得產品的纖度越低。因此，最大拉伸比取決於前驅體和其絲的類型，通常至多約10。 優選地，用在根據本發明的方法中的拉伸比為2. 8到10，3. 0到8，更優選為3. 5到7，或甚 至從4到6，以達到最佳的產品拉伸性能。在根據本發明的方法中，前驅體包括連續聚烯烴絲，所述聚烯烴絲可以從各種聚 烯烴中選出。特別合適的聚烯烴是乙烯或者丙烯的均聚物和共聚物。聚乙烯或聚丙烯共聚 物可以包括少量的(通常為5mol%以下)一種或者多種其他的單體，尤其是其他的α-烯 烴，如丙烯、乙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯或辛烯，或乙烯基或丙烯酸基單體，如乙酸乙烯酯 或(甲基)丙烯酸。如果選擇線性聚乙烯(PE)作為聚烯烴，則可獲得良好的結果。線性聚 乙烯在此被理解為這樣的聚乙烯，其具有每100個碳原子小於一個的側鏈，並且優選具有 每300個碳原子小於一個的側鏈；側鏈或者支鏈通常包含至少10個碳原子。該線性聚乙烯 優選包含Imol %以下共聚單體，例如，烯烴，更優選0. 5以下或甚至0. 3mol %以下。使用上 述均聚物聚乙烯的優點在於，可以應用較高的拉伸比，這使得產品的拉伸性能較高。優選地，聚烯烴纖維，尤其是聚乙烯纖維，具有大於5dl/g的特性粘度(IV)。因為 其長的分子鏈，具有這樣的IV的聚烯烴纖維擁有非常好的機械性能，例如高的拉伸強度、 模量和斷裂吸收能。所述IV按如下確定根據方法PTC-179 (Hercules Inc. Rev. Apr. 29， 1982)，在135°C下十氫化萘中，溶解時間為16小時，具有用量為2g/l溶液的抗氧劑DBPC，， 並且不同濃度的粘度被外推到零濃度。特性粘度是摩爾質量(也被稱為分子量)的量度， 其可以比如Mn和Mw的實際摩爾質量參數更容易確定。在IV和Mw之間存在一些經驗關係， 例如Mw = 5. 37 X IO4 [IV]L37 (見，EP 0504954A1)，但這個關係高度依賴於摩爾質量分布。具有這種高粘度的聚乙烯通常被稱為超高摩爾質量聚乙烯，縮寫為UHMWPE。UHMWPE絲紗線可 以通過如下步驟來製備將UHMWPE溶液紡成凝膠纖維；將所得纖維在部分或完全除去溶劑 以前、期間和/或以後進行拉伸，這就是所謂的凝膠紡紗工藝。UHMWPE的凝膠紡紗是本領域 技術人員所公知的，並在如下各種出版物中有描述，包括，EP 0205960A、EP 0213208A1、US 4413110、GB 2042414A、EP 0200547B1、EP0472114B1、WO 01/73173A1 和 Advanced Fiber Spinning Technology, Ed. Τ. Nakajima，Woodhead Publ. Ltd (1994)，ISBN 1-855-73182-7 和其中所引用的參考文獻。凝膠紡紗被理解為包括至少如下步驟從超高分子量聚乙烯的 紡紗溶劑的溶液中紡出至少一條絲；將所得絲冷卻以形成凝膠絲；將至少部分紡紗溶劑從 凝膠絲中除去；在除去紡紗溶劑以前、期間和/或以後，在至少一個拉伸步驟中，拉伸該絲。 合適的紡紗溶劑包括例如石蠟、礦物油、煤油或十氫化萘。紡紗溶劑可以通過蒸發、萃取或 蒸發和萃取途徑的組合來除去。優選地，選擇IV在5_25dl/g範圍內，更優選在6-20，或甚至7_15dl/g範圍內的 UHMWPE絲。雖然一般UHMWPE的IV或摩爾質量越高，得到的機械強度越高，但是我們發現在 本方法中應用具有相對低IV的UHMWPE絲，使產品的耐磨損性進一步提高，即，所謂的起球 效應減少了(例如，在產品作為漁線的使用期間，在產品表面上較少見到絲狀材料)。除了聚烯烴聚合物以外，絲可以包括少量(例如，5質量％以下)常用於上述纖維 的添加劑，例如，抗氧化劑、紡紗整理劑(spin-finishes)、熱穩定劑、著色劑等。在根據本發明的方法中，優選應用的是在製造過程中未被拉伸至最大程度的聚烯 烴絲，尤其是UHMWPE絲，因為這允許以至少2. 7的拉伸比進行拉伸和熔合，而不會出現過分 拉伸絲的風險，即，不會出現明顯的絲斷裂。以這種方式，得到具有高拉伸性能的產品。另 外，產品中出現斷裂絲，也使起球性增加。根據本發明的方法可以採用各種結構的前驅體，例如編織結構或合股(摺疊)加 捻結構，來進行。優選地，使用含有多根加捻或空氣纏結絲或加捻的或空氣纏結的多絲紗線 的合股加捻前驅體。施加一定的加捻水平，以使各股在處理過程中，和在熔合和拉伸過程中 具有足夠的一致性。通過加捻或與空氣纏結可以賦予用作前驅體各股的多絲紗線這種一致 性。應用其中絲為加捻或空氣纏結的股作為前驅體，而沒有應用編織結構作為前驅體具有 如下優點可以採用較少的製備步驟並且更經濟地製造前驅體和單絲狀產品，並且所得產 品仍具有有利的性能，尤其在磨損測試中具有令人驚訝的耐磨損性。根據本發明方法的熔合效率可以通過在熔合期間機械壓縮前驅體來進一步提高。 已經發現，如果將一定的作用力施加到前驅體的表面上，則絲熔合得更均勻，至少在前驅體 外層上中熔合得更均勻。這使單絲狀產品的表面外觀更光滑，且提高了耐磨損性，例如，在 作為漁線的使用過程中，起球的趨勢減少。在根據本發明的優選實施方式中，前驅體在熔合期間通過如下方法被壓縮將前 驅體，以前驅體的全部表面在凹槽內部接觸導向構件至少一次，和壓力圍繞基本上全部前 驅體施加的方式，在至少一個具有凹槽或狹縫的表面的導向構件上穿過。優選地，凹槽是V 型的，具有如下尺寸的頂部開口(該尺寸使得已經在某種程度上分散的絲狀前驅體可以容 易地進入)，並具有如下尺寸和幾何形狀的凹槽底部(該尺寸和幾何形狀限定所希望的單 絲狀產品的尺寸和形狀)。導向構件可以是靜止圓柱棒，但優選的是自由旋轉的輪子或輥 子，或者從動輥。例如可以通過改變線的張力和/或調節圓柱構件的直徑來調節施加到線上的作用力。本領域技術人員通過實驗可以找到希望的組合方式。以這種方式操作本發明 的方法的另一個優點在於，通過選擇凹槽的幾何形狀，可以控制單絲狀產品橫截面的幾何 形狀，並可以使單絲狀產品橫截面的幾何形狀在產品的主要長度上保持恆定。例如，通過應 用具有圓底的V型凹槽，可以製造圓柱形或橢圓形產品；也可以製造其它幾何形狀。凹槽的 尺寸與後續構件的尺寸也可以不同，例如，圓底的半徑可以逐步遞減，以進一步壓縮線。已 經發現，應用2個或更多個構件得到更一致的結果，更優選使用至少3、4、5或甚至更多個構 件。優選地，還可以例如通過將構件放置於用於拉伸和熔合的烘箱內，將構件的表面控制在 處在聚烯烴熔點範圍內的溫度，以更好的控制產品的熔合度和幾何形狀。在特定的實施方 式中，構件的溫度比用於拉伸和熔合的溫度設置(例如烘箱所應用的)略高，例如高1或2 度。其優點在於，熔合甚至更有效，並且可以製造規整熔合的外表面。在根據本發明的另一實施方式中，前驅體在熔合期間通過如下方法進行機械壓 縮將前驅體引導並且拉拽通過一開孔，所述開孔在其最小點處的表面積至多等於前驅體 總橫截面積(例如，所有絲的橫截面積總和)，由此將前驅體中的絲壓在一起。合適的開孔 實例包括，錐模(conicaldie)、環或一組開孔尺寸遞減的環。上述的對於凹槽導向構件的幾 何形狀、溫度設置的優選選擇在此同樣適用。然而，在啟動、改變所希望產品尺寸等的製造 過程中，將前驅體拉過開孔可能存在一些困難。這些缺點中的一些可以通過如下方式減輕 使用由至少兩個可移動的互補部件所形成的開孔，並且只在開始運行拉伸工藝時形成閉合 開孔，注意在使部件合在一起時，不將部分前驅體絲捲入其中。通過以上包括在熔合期間進行壓縮的方法得到的單絲狀產品具有基本上無孔的 表面層(如通過光學顯微鏡或電子顯微鏡所見)，並沿著產品長度方向橫截面的幾何形狀 和面積變化很小。依賴於所應用的條件，可以熔合或可以不熔合內部細絲。優選地，採用根據本發明的方法得到的產品被冷卻，同時將其保持在張力下。這具 有如下的優點，即在熔合和拉伸過程中保留的/得到的產品的在絲水平上和在分子水平上 的取向被更好地保留。這樣的張力由例如在本方法的前述步驟之後將產品纏繞成捲來獲 得。根據本發明的方法還可以包括前續步驟，即預處理前驅體、或者其中的一股或者 多股，以便在熔合步驟中提高內部纖維間的接合。這樣的預處理步驟可以包括用某一組 分或者組合物塗覆前驅體；刷洗前驅體，即洗掉如紡紗整理劑等的表面組分；或者應用高 壓等離子體或者電暈處理，或其任意組合。優選地，前驅體包括基本上沒有紡紗整理劑的 UHMWPE纖維，這意味著沒有塗敷紡紗整理劑，或者紡紗整理劑在預處理過程中被除去了。這 具有如下優點，單絲狀產品的耐磨損性被進一步提高了，並且在作為漁線的使用過程中較 少觀察到起球。在另一個實施方式中，通過塗敷來預處理前驅體，例如通過浸漬或者浸潤有效量 的礦物油(例如，具有約250 700平均摩爾質量的傳熱級礦物油)、植物油(例如椰子油) 或者優選非揮發性的聚烯烴溶劑，如石蠟。此預處理步驟可以在環境條件下進行，或者在最 高低於聚烯烴纖維的熔融溫度範圍的升高溫度下進行，並且可以與拉伸和熔合步驟同時進 行。這個步驟的優點在於，熔合工藝的效率被進一步提高了，即，在同樣的溫度下可以達到 較高的熔合程度，或者在稍低的溫度下可以達到類似的熔合程度。油或溶劑還可以包括其 它添加劑，如著色劑或穩定劑。油或溶劑的量可以在寬範圍內變化，例如，為UHMWPE纖維的
70. 1-25質量％。對於醫藥應用，優選不用或僅用非常少量；對於如漁線的應用，優選的量為 2-20，更優選5-15質量％。在另一個實施例中，預處理包括向前驅體塗敷塗料組合物，該組合物可以是聚合 物的溶液或者分散液，所述聚合物在熔合步驟時在暴露於更高的溫度的過程中提高纖維與 纖維間的接合，或者以其他方式改善性能。在優選的實施例中，前驅體被塗覆以聚氨酯組合 物，如成膜聚氨酯的分散液。這樣的組合物還可以包括對提高單絲狀產品的耐磨性或者耐 剪切性有作用的組分。提高耐剪切性的組分的實例為高表面硬度的小微粒粒子，如礦物粒 子、陶瓷粒子、玻璃、金屬等。塗料組合物還可以包括其他的添加劑，如著色劑或者穩定劑。根據本發明的方法還可以包括，在熔合和拉伸之後將塗料組合物塗敷到產品上， 以形成塗層的步驟。這樣的塗料組合物可以包括典型的紡紗整理劑，用於在隨後的操作中 更容易進行產品的處理和加工；在隨後的製造包含所述產品的複合材料製品的過程中控制 粘附的化合物或者組合物；或者進一步提高產品的完整性和強度的粘合劑組合物。後者的 典型實例包括聚氨酯、如乙烯-丙烯酸共聚物的基於聚烯烴的共聚物、粘合劑組合物。塗料 組合物可以為溶液或者分散液形式。這樣的組合物還可以包括進一步提高單絲狀產品的耐 磨性或者耐剪切性的組分。提高耐剪切性的組分的實例為，高表面硬度的小微粒粒子，如各 種礦物或者陶瓷粒子。塗料組合物還可以包括其它的添加劑，如著色劑或者穩定劑等。本發明還涉及包括至少部分熔合的UHMWPE絲的單絲狀產品，該產品可通過根據 本發明的方法得到。根據本發明的單絲狀產品具有高拉伸強度和模量，以及相對較高的斷 裂伸長率；其可以容易地打結並且經打結的產品具有高結強度。該單絲狀產品還具有良好 的耐磨損性。本發明具體涉及一種新穎的包括至少部分熔合的UHMWPE絲、具有至少4. 0%斷裂 伸長率的單絲狀產品，上述斷裂伸長率比已知包括至少部分熔合的UHMWPE絲的單絲狀產 品的斷裂伸長率要高。優選地，上述產品的斷裂伸長率為至少4. 2%，更優選至少4. 5%。上 述產品具有至少15cN/dteX，優選至少20、25、30或甚至35cN/dteX的拉伸強度。可通過根據本發明的方法得到的單絲狀產品具有可以在例如10-15000dtex的寬 範圍內變化的線密度(也被稱為纖度)。一般而言，該產品具有30-2500dteX的纖度。較低 纖度的產品適於作為手術縫合線等。考慮到如漁線、風箏線或者保護性外衣和服裝的應用， 纖度優選從100到2000dtex，更優選從200到1600dtex。本發明還涉及根據本發明的單絲狀產品用於製造各種半成品和最終產品的用途， 所述半成品和最終產品如漁線；風箏線；手術縫合線；各種織物；繩索；複合紗線以及它們 在例如耐剪切製品中的用途。本發明還涉及包括根據本發明的單絲狀產品的半成品和最終產品。現在將通過以下實驗進一步說明本發明。對比實驗A作為前驅體(供料)材料，應用918dtex的加捻195-絲UHMWPE紗線，所述UHMWPE 紗線具有320轉/m順時針加捻水平、15cN/dteX的拉伸強度、174cN/dteX的拉伸模量和 4. 6%的斷裂伸長率。該紗線通過已知的凝膠紡紗工藝得到，其中，凝膠絲未被拉伸至最大 程度。根據在EP 0740002B1中所描述的過程進行前驅體的拉伸和熔合，其中，前驅體分
8別穿過兩個被保持在153°C和154°C恆溫下的烘箱。通過控制烘箱之前、之間和之後的從動 輥的速度，拉伸比被設定為1.36和1.4，結果總的拉伸比為1.9。在前驅體進入烘箱以前， 將其穿過液體石蠟浴，作為預處理步驟，並且通過在無紡織物之間穿過將過量的油擦掉。通 過確定在此步驟上的質量增加，計算出石蠟含量為約12質量％。所得線具有單絲狀特性， 並且具有較起始紗線更半透明的外觀。利用500mm的名義計量長度的纖維，50% /min的夾頭速度以及Instron 2714夾 具，如在ASTM D885M中所規定的，確定部分熔合線(和起始紗線)的拉伸強度(或者強度)、 拉伸模量(模量)和斷裂伸長率(eab)。為了計算強度，將所測量的拉伸力除以纖度，所述 纖度如通過稱重10米(或者另外的長度)的纖維來確定。伸長率為測量出的斷裂時的伸 長率，以夾持試樣之後的原始長度的％表示。結強度通過測量包含Palomar結的試樣的強 度來確定。Palomar結是被推薦用於將漁線連接到轉座、搭扣或者鉤上的通用連接。將試樣 的對摺端穿過鉤眼孔，並且形成簡單的反手結(overhand knot)。然後將鉤穿過線圈並且將 結拉緊。測試結果列於表1中。實施例1和2與對比實驗A類似地進行所述實驗，但是所應用的總拉伸比為2. 7或3. 7，同時保 持幾乎相同的拉伸速率。石蠟含量分別為約11和約10質量％。進一步的測試結果列於表 1。我們發現，較高拉伸比導致單絲狀產品具有較高的強度、結強度和結強度保持率；並且斷 裂伸長率較採用1.9拉伸比製造的樣品要高。對於三個樣品，耐磨損性，尤其是起球行為類 似。表 1
權利要求
一種可由如下方法得到的單絲狀產品，所述方法包括如下步驟將含有多條連續聚烯烴絲的前驅體暴露於處在所述聚烯烴熔點範圍內的溫度足夠的時間，以使相鄰纖維至少部分熔合，同時以至少2.7且至多10的拉伸比拉伸所述前驅體，其中，所述絲是加捻的或空氣纏結的。
2.如權利要求1所述的單絲狀產品，其中，所述聚烯烴是超高摩爾質量聚乙烯。
3.如權利要求2所述的單絲狀產品，其中，所述聚烯烴是含有lmol%以下共聚單體的 線性聚乙烯。
4.如權利要求1所述的單絲狀產品，其中，所述聚乙烯具有在5-25dl/g範圍內的特性 粘度，所述特性粘度在十氫化萘的溶液中135°C下測定。
5.如權利要求1所述的單絲狀產品，所述單絲狀產品包含至少部分熔合的超高摩爾質 量聚乙烯單絲，具有至少4. 0%的斷裂伸長率和至少15cN/dteX的拉伸強度。
6.一種半成品或最終產品，所述半成品或最終產品包含權利要求1-5中任意一項所述 的單絲狀產品。
7.如權利要求6所述的最終產品，所述最終產品選自漁線或風箏線、手術縫合線、織 物、繩索和複合紗線。
全文摘要
本發明涉及一種用於製造單絲狀產品的方法，所述方法包括如下步驟將所述前驅體暴露於處在所述聚烯烴熔點範圍內的溫度足夠的時間，以使相鄰纖維至少部分熔合；以及同時以至少2.8的拉伸比拉伸所述前驅體。採用根據本發明的方法，可以製造具有改善拉伸性能的單絲狀產品，使所述單絲狀產品非常適於作為例如漁線的應用。
文檔編號D01D5/12GK101906671SQ20101015422
公開日2010年12月8日 申請日期2005年10月14日 優先權日2004年10月14日
發明者佛朗克斯·吉恩·瓦倫丁·高森斯, 克裡斯琴·亨利·彼得·德克斯, 約瑟夫·阿諾德·保羅·瑪麗亞·斯梅林克, 約翰內斯·伊莉莎白·阿德裡安努·克裡勒 申請人:帝斯曼智慧財產權資產管理有限公司