用于制造单丝状产品的方法技术

本发明专利技术涉及由含有多条连续聚烯烃丝的前驱体制造单丝状产品的方法，所述方法包括如下步骤：将所述前驱体暴露于处在所述聚烯烃熔点范围内的温度足够的时间，以使相邻纤维至少部分熔合；以及同时以至少２．８的拉伸比拉伸所述前驱体。采用根据本发明专利技术的方法，可以制造具有改善拉伸性能的单丝状产品，使所述单丝状产品非常适于作为例如渔线的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由含有多条连续聚烯烃丝的前驱体制造单丝状产品的方法，所述方法包括如下步骤将前驱体暴露于处在聚烯烃熔点范围内的温度足够的时间，以使相邻纤维至少部分熔合，以及同时拉伸前驱体。从EP 0740002 B1可知这样的方法。在此专利文献中，描述了用于由丝状材料的纱线制造渔线的方法，其中，由凝胶纺纱聚烯烃丝的编织、加捻(twisted)、或者加捻且合股的纱线制成的线被暴露于处在所述聚烯烃的熔点范围内的温度足够的时间，以使相邻的丝至少部分熔合，同时以处在从1.01到2.5，优选从1.35到约2.2的范围内的拉伸比拉伸所述的线。据称，为了将上述丝保持在拉伸张力下，在热暴露过程中需要将上述拉伸比施加到前驱体上，从而抑制由于热分子松弛过程造成的产品强度下降。适用于此方法的纱线为连续多丝纱线，更具体的是通过超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)的所谓凝胶纺纱制造的纱线，例如商标为Spectra或者Dyneema的商业化纱线。在EP 0740002 B1中所得到的单丝状产品通常显示13到32g/d的坚韧性和1.9到3.3％的断裂伸长率。渔线通常是由合成聚合物制成的单丝，具有允许用于诱饵抛掷、绕转以及绕转抛掷的便利操作的圆形的稳固结构。这样的单丝线一般具有刚性特性和光滑表面，这两种性质结合起来以减小抛掷过程中的阻力并且可以允许更长的抛掷，同时也便于从渔具卷盘更好地释放。含有多丝的编织线不那么适用于渔线，因为它们趋向于在线的端部发生磨损，可能夹裹水，呈现出易于挂住和发生缠绕的外表面，并且具有在水下可视程度太高的不透明的外观。从EP 0740002 B1所知的方法允许从由聚烯烃多丝纱线制成的编织线或者加捻线制造单丝状渔线，该线与编织线相比具有一定的优点。这样的熔合线与由例如聚酰胺通过熔融挤出制造的传统单丝相比的有利性能是较高的拉伸强度(或者坚韧性)和刚度，但该线的断裂伸长率明显较低(约2-3％比10-20％)。一方面，低伸长率和高模量对于渔线是有利的，因为这使渔民对鱼儿的首次咬饵感觉平稳。另一方面，低伸长率使得在瞬间重载(如在钩住鱼儿时)时总能量吸收相对较低，并因此可以导致过早断裂。而且，低伸长率或低弹性的线也更容易伤害咬饵鱼。因此，期望一种由含有多条连续聚烯烃丝的前驱体制造的单丝状产品，该单丝状产品与已知线相比具有较高的伸长率，以及相当的刚度和强度，尤其是含有结的线的强度(结强度)。因此对提供改善性能，尤其是改善的拉伸性能的渔线，具有持续的需求。因此，本专利技术的目的是提供一种用于制造具有增强拉伸性能的单丝状产品的方法。根据本专利技术，利用由包含多条连续聚烯烃丝的前驱体制造单丝状产品的方法，实现了该目的，所述方法包括如下步骤将前驱体暴露于处在聚烯烃熔点范围内的温度足够的时间，以使相邻纤维至少部分熔合，并同时以至少2.7的拉伸比拉伸前驱体。利用根据本专利技术的方法，单丝状产品可以由例如合股或编织结构的聚烯烃纱线来制造，该产品具有有利的拉伸性能，例如较高的断裂伸长率，该断裂伸长率在ASTM D885M中所规定拉伸测试中进行测量，更具体地，利用500mm的名义计量长度的纤维，50％/min的夹头速度以及Instron 2714夹具进行测量。通过根据本专利技术的方法得到的单丝状产品通常具有至少4.0％的断裂伸长率，这使该产品非常适于作为渔线、手术缝合线等。通过根据本专利技术的方法得到的单丝状产品还具有高结强度和结强度效率。所得到的单丝状产品还具有令人满意的触感或者手感，并且可以被容易地操作和打结。根据本专利技术方法的另一个优点在于，该方法可以非常高效地应用于加捻和/或空气缠结多丝纱线，而在已知方法中，为了最佳结果往往使用编织前驱体。根据本专利技术的方法还提供了更佳的灵活性，因为由一种前驱体可以制造具有不同线性密度(纤度)的产品。这意味着简化了整个制造工艺，因此使制造工艺更经济。确实，在WO 2004/033774A1中已经暗示了在热熔合过程中对含有聚烯烃纤维的线施加较高拉伸比，但是该文献中所描述的方法应用于含有由短切纤维制成的纺纱纱线的前驱体中，而该前驱体与含有连续丝的前驱体具有完全不同的结构。另外，在WO 2004/033774A1的实施例中，公开的拉伸比最高仅为1.8；并且所制造的产品的断裂伸长率往往随着拉伸比的增加而降低。还已知，在(后)拉伸步骤中应用相对高的拉伸比，使部分所谓的凝胶纺丝工艺的聚烯烃形成高强度纤维。例如，在EP 0205960中指出，后拉伸用于改善多丝UHMWPE纱线的抗蠕变性。然而，该文献未提及热熔合多丝纱线形成单丝状产品。利用根据本专利技术的方法，单丝状产品由含有多条连续聚烯烃丝的前驱体制造。单丝状产品被理解为这样的产品，即它的外观和手感与多丝纱线或者多丝线相比更类似于单丝，但其实际上是由多条连续丝制成的，所述丝通常具有小于约50微米，通常小于30微米的直径。单丝状产品可以具有在宽范围内变化的直径，例如从约0.05毫米直到数毫米(或者，更一般地，产品的纤度为例如10直到数千dtex)。前驱体在此被理解为包含多条连续聚烯烃丝的不定长度的制品(例如，一条或更多条纤度为50-2000dtex的多丝纱线)，并且在根据本专利技术的方法中被用作供料材料或者起始材料。合适的前驱体可以具有如下的形式，例如编织线、合股加捻纱线、含有许多包含聚烯烃丝的股的线或者绳，还可以是单股纱线。前驱体主要包含聚烯烃丝(即丝总量的50质量％或者更多)，优选地，前驱体包含至少70、80、90质量％的聚烯烃丝，或甚至基本上仅由上述丝组成。这样得到的线具有高机械性能。根据本专利技术的方法包括这样的步骤，即将前驱体暴露于处在聚烯烃的熔点范围内的温度足够的时间，以使相邻的纤维至少部分熔合。该熔合步骤的条件被选择，使得暴露的时间和温度足够来软化聚烯烃丝的表面层并且允许其至少部分地熔合，尤其使在前驱体线外表面上的那些聚烯烃软化并允许其至少部分地熔合。聚烯烃的熔点范围为在未取向的聚烯烃的峰值熔点和强制高度取向的聚烯烃纤维的峰值熔点之间的温度范围，如由利用20℃/min的扫描速率的DSC分析所确定的。对于通常表现出138～162℃的熔点范围的UHMWPE丝，所述温度优选在从约150℃直到约157℃的范围中。将前驱体暴露于熔合温度的停留时间可以在宽范围内变化，但是通常在约5秒到约1500秒的范围中。虽然较高的温度往往促进了熔合过程，但是应该小心不要施加太高的温度，因为这可能导致例如在丝内部由部分熔融或者其他的分子松弛效应所引起的产品强度的损失。用于进行该方法的合适方式包括本领域技术人员已知的具有精确温度控制和拉伸装置的烘箱，以及用于进行根据本专利技术方法的可替换方式。在熔合过程期间，依据前驱体材料的熔合程度和类型，前驱体的外观从初始的不透明(例如白色)外观变成半透明、乳白或者甚至基本透明的产品表面外观。产品的光透射率随着纤维之间的熔合程度的增大而增大。这样的透明度或者光透射率的增大对于作为水下渔线的应用而言是显著的优点。天然白色还可以通过添加着色剂来调整。对于表现出低的端部磨损和低的表面起球的单丝状产品，线的外表面层被至少部分熔合就足以满足要求，如通过光透射率的增大所见到的。但是，对于制造具有更高弯曲刚度和更高透明度、具有更多单丝状特性的产品，更高的熔合程度是优选的，例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由含有多条连续聚烯烃丝的前驱体制造单丝状产品的方法，所述方法包括如下步骤：将所述前驱体暴露于处在所述聚乙烯熔点范围内的温度足够的时间，以使相邻纤维至少部分熔合，同时以至少２．７的拉伸比拉伸所述前驱体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佛朗克斯吉恩瓦伦丁高森斯，克里斯琴亨利彼得德克斯，约翰内斯伊丽莎白阿德里安努克里勒，约瑟夫阿诺德保罗玛丽亚斯梅林克，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]