線的緩衝層的製作方法
2023-05-21 19:56:41
專利名稱：線的緩衝層的製作方法
線的緩衝層
本申請要求美國臨時專利序列號No. 60/866, 199的優先權，該臨時申請的 內容通過參考結合於本文。
背景技術：
用於運動器材(如網球拍(raquet))或樂器的線(弦)(string)通常在其最 外表面塗覆一薄層，以改進其耐久性、旋轉、觸感等。過去一直使用聚醯胺(尼 龍)、聚酯和其他聚合物塗覆在線上。納米複合材料如粘土和碳納米管增強的 尼龍6納米複合材料的物理性能優於純尼龍6，納米複合材料是潛在的具有其 他功能的高耐久線的塗層材料。自二十世紀八十年代以來已經研究使用高長寬 比的納米級粘土顆粒的增強聚合物複合材料(參見美國專利第4， 739， 007號)。 線通常是多層結構的聚合物材料，所述多層結構如下芯絲，在芯絲上的包覆 絲，以及塗層。對具有多層結構的線，要求塗層材料與基材匹配並且在一定溫 度具有良好的熔體流動性能(可接受的粘度)，使塗層材料能滲入包覆絲之間的
空隙中。在同樣溫度條件下納米複合材料的粘度通常高於純尼龍6的粘度。因 此，納米複合材料不容易滲入包覆絲之間的空隙。圖l示出塗覆在包覆絲上的 尼龍6/粘土的納米複合材料的截面的SEM圖象。由該圖象可看出納米複合材料 未能成功地填充空隙。在線中留下許多缺陷，導致線耐久性不合格。所述空隙 使塗層在球體高衝擊期間發生碎裂或導致塗層的耐久性不合格。此外，由於產 生空隙，塗層還不能將絲固定在線的芯材料上。圖2示出對線進行高衝擊試驗 後從絲和塗層上碎裂的材料。
附圖簡述
圖1示出塗覆在包覆絲上的尼龍6/粘土的納米複合材料的截面的SEM圖
象；
圖2示出對線進行高衝擊試驗後從絲和塗層上碎裂的材料的SEM圖象；
圖3A圖示說明被包覆絲包圍的芯絲的截面； 圖3B圖示說明施加在包覆絲上的緩衝層；圖3C圖示說明施加在緩衝層上的塗層；和 圖4圖示說明本發明的另一個實施方式。
發明詳述
雖然聚合物納米複合材料的物理性能/機械性能高於純聚合物材料，但是 複合材料在擠出或塗覆過程中通常具有較高的粘度或熔體流動。為解決上述問 題，使用薄的緩衝層塗覆在包覆多根絲的線上以填充空隙。緩衝層塗層的聚合 物在塗覆過程中具有較高的熔體流動(低粘度)，以填充絲之間的所有空隙，絲 通過塗層固定在芯基材上。
實施例l:具有尼龍6緩衝層的塗層體系
圖3A圖示說明用於塗覆的線的截面，該線由一個單絲芯301和包覆該芯 的多根更小直徑的絲302組成。將從UBE工業公司獲得的純尼龍6的粒料(產 品名稱UBE SF 1018 A)進行熔融。在220-27(TC溫度範圍通過擠出工藝施加 緩衝層塗層303。該緩衝層303的厚度可以為10-IOO微米。多根絲302之間的 空隙完全被純尼龍6塗層填充。
然後，在240-28(TC溫度範圍，通過擠出工藝塗覆耐磨塗層304。可以使 用尼龍6/粘土或尼龍6/碳納米管納米複合材料作為耐磨塗層材料304。通過原 位聚合製得的尼龍6納米複合材料可含有4%納米粘土填充劑。通過熔融混料工 藝製得的其他尼龍6納米複合材料也可以用於耐磨塗層304。除了粘土外，還 可以使用碳納米管、陶瓷顆粒如Si02和A1203，或玻璃顆粒製備尼龍6納米複合 材料。尼龍6納米複合材料還可以用橡膠改性劑進行改性，以改進延性和韌 性。耐磨塗層的厚度可以為1-100微米。
實施例2:具有尼龍ll緩衝層的塗層體系
再參見圖3A，用於塗覆的線是包覆有多根更小直徑的絲302的一個單絲芯。 純尼龍11可以從ARKEMA公司獲得。尼龍11在220°C以上的溫度具有優良的熔 體流動。良好的衝擊強度和剪切強度還使得尼龍11成為良好的緩衝層材料。 在圖3B中，在190-27(TC溫度範圍，通過擠出工藝施加緩衝層塗層303。
緩衝層303的厚度可以為10-100微米。多根絲302之間的空隙完全被純 尼龍ll塗層填充。參見圖3C，然後在240-28(TC溫度範圍，通過擠出工藝塗覆耐磨塗層304。 可以使用尼龍6/粘土或尼龍6/碳納米管納米複合材料作為耐磨塗層材料304。 通過原位聚合製得的尼龍6納米複合材料可含有4%納米粘土填充劑。通過熔融 混料工藝製得的其他尼龍6納米複合材料也可以用於耐磨塗層304。尼龍6納 米複合材料還可以用橡膠改性劑進行改性，以改進延性和韌性。耐磨塗層304 的厚度可以為1-IOO微米。
除了通過擠出工藝在線上塗覆塗層外，可以採用其他方法在線表面上塗覆 塗層，例如，噴塗、浸塗、旋塗、刷塗、塗漆和浸漬的方法。尼龍6納米複合 材料在高於19(TC溫度熔融，並擠出，在線上塗覆塗層。尼龍6納米複合材料 可溶解於諸如甲酸的溶劑中，並在室溫或升高溫度下通過噴塗、浸塗、旋塗、 刷塗、塗漆和浸漬，在線上塗覆塗層。然後，通過如蒸發方法的後續過程除去 溶劑。
圖4圖示說明本發明另一個實施方式。然後基本上在圖3C的塗覆線結構 上再包覆更小直徑的多根絲401。在190-27(TC溫度範圍，通過擠出工藝，施 加與層303類似的緩衝層塗層402。緩衝層402的厚度可以為10-100微米。多 根絲401之間的空隙完全被純尼龍11塗層填充。然後在240-28(TC溫度範圍， 通過擠出工藝塗覆耐磨塗層403。可以使用尼龍6/粘土或尼龍6/碳納米管納米 複合材料作為耐磨塗層材料403。通過原位聚合製得的尼龍6納米複合材料可 含有4%納米粘土填充劑。通過熔融混料工藝製得的其他尼龍6納米複合材料也 可以用於耐磨塗層403。尼龍6納米複合材料還可以用橡膠改性劑進行改性， 以改進延性和韌性。耐磨塗層403的厚度可以為1-100微米。
權利要求
1. 一種用於線的塗層，其包括芯絲，包覆有多根直徑小於該芯絲的包覆絲；緩衝層塗層，所述緩衝層塗層填充在包覆絲之間以及包覆絲與芯絲之間的空隙中；和覆蓋在緩衝層塗層、包覆絲和芯絲上的外塗層。
2. 如權利要求1所述的塗層，其特徵在於，所述緩衝層塗層包含聚合物。
3. 如權利要求1所述的塗層，其特徵在於，所述緩衝層塗層包含尼龍。
4. 如權利要求3所述的塗層，其特徵在於，所述緩衝層塗層包含尼龍6。
5. 如權利要求3所述的塗層，其特徵在於，所述緩衝層塗層包含尼龍ll。
6. 如權利要求3所述的塗層，其特徵在於，所述緩衝層塗層包含尼龍和粘土納 米顆粒的複合材料。
7. 如權利要求3所述的塗層，其特徵在於，所述外塗層包含尼龍和碳納米管的 複合材料。
8. 如權利要求6所述的塗層，其特徵在於，所述外塗層還包含改性劑。
9. 一種對線塗覆的方法，該方法包括用一根或多根具有第二直徑的包覆絲包覆具有第一直徑的芯絲，所述第二直徑 小於第一直徑；將熔融尼龍擠出到一根或多根包覆絲之間的空隙以及包覆絲與芯絲之間的空 隙中；將塗層擠出在線周圍，使塗層覆蓋一根或多根包覆絲和在所述空隙中的熔融尼 龍上。
10. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述熔融尼龍包括尼龍6。
11. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述熔融尼龍包括尼龍11。
12. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述塗層包括尼龍和粘土納米顆 粒的複合材料。
13. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述塗層包括尼龍和碳納米管的 複合材料。
14. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述塗層包括尼龍和陶瓷顆粒的 複合材料。
15. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述塗層包括尼龍和玻璃顆粒的 複合材料。
16. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述塗層的厚度為1-100微米。
17. 如權利要求1所述的塗層，其特徵在於，該方法還包括在外塗層周圍包覆另一多根包覆絲；在另一多根包覆絲之間的空隙中填充另一緩衝層塗層；和在另 一個緩衝層塗層上覆蓋另 一外塗層。
18. 如權利要求3所述的塗層，其特徵在於，所述塗層包括尼龍和玻璃顆粒的 複合材料。
19. 如權利要求3所述的塗層，其特徵在於，所述塗層包括尼龍和陶瓷顆粒的 複合材料。
全文摘要
提供一種薄緩衝層(303)，該緩衝層用於塗覆在包覆線的多根絲(401)上以填充空隙。緩衝層塗層的聚合物在塗覆過程中具有高熔體流動(低粘度)，以填充絲之間的所有空隙，所述絲通過該塗層固定在芯基材上。
文檔編號A63B51/02GK101534909SQ200780042703
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月16日 優先權日2006年11月16日
發明者Z·雅尼弗, 李運鈞, 茅東升 申請人:應用納米技術控股股份有限公司