均匀的经填充的纱线制造技术

本发明专利技术涉及均匀的经填充的复丝纱线，其包含具有一定特性粘度的UHMWPE、直径为至多20μm的填料，所述填料的用量使得填料质量与UHMWPE和填料的总质量之比在0.02至0.50之间，并且其中所述特性粘度为填料比率的至多225倍，并且其中至少(i)所述纱线的长丝之间的线密度的变化系数为至多12％，(ii)所述纱线的长丝之间的韧度(ten)的变化系数为至多12％，或(iii)所述复丝纱线的韧度(TEN)的变化系数为至多1.0％。本申请还涉及一种制造所述纱线的方法以及包含所述纱线的制品。方法以及包含所述纱线的制品。

【技术实现步骤摘要】
均匀的经填充的纱线
[0001]本申请是申请日为2018年7月13日的中国专利申请201880045946.6(PCT/EP2018/069139)的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种经填充的复丝纱线，其包含：具有一定特性粘度的UHMWPE，直径为至多20μm的填料，所述填料的用量使得填料质量与UHMWPE和填料的总质量之比在0.02至0.50之间。此外，本专利技术涉及生产所述经填充的复丝纱线的方法。本专利技术还涉及经填充的复丝纱线在各种应用中的用途。

技术介绍

[0003]例如从文献WO2008046476和WO2013149990中已知这种经填充的复丝纱线。这些文献公开了具有高耐切割性的纱线，该纱线包括莫氏硬度为至少2.5的硬质成分，该硬质成分是平均直径至多25μm的多条硬质纤维。然而，在这些文献中公开的耐切割纱线显示出高的变化系数，从而在纱线的制造过程中和/或得到不同产品的进一步加工(例如用于制造手套的编织)时加工困难。这可能会导致长丝断裂并产生绒毛，并最终导致纱线断裂，从而导致产品质量下降和设备停机时间增加。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术的目的是提供一种长体(lengthy body)，该长体在纱线制造期间以及在将纱线加工成制品期间限制或甚至防止长丝甚至纱线断裂，该被填充的复丝纱线可以低成本和环境友好地制造，同时显示出高纱线韧性。
[0005]该目的通过根据本专利技术的经填充的复丝纱线来实现，其中，至少(i)所述纱线的长丝之间的线密度的变化系数为至多12％，(ii)所述纱线的长丝之间的韧度(ten)的变化系数为至多12％，或(iii)所述复丝纱线的韧度(TEN)的变化系数为至多1.0％。通过选择所用的UHMWPE的IV小于填料质量与UHMWPE和填料的总质量之比的333倍，实现了制造这种经填充的复丝纱线。
[0006]在WO2009124762中已经描述了一种制造具有减小的变化系数(特别是减小的长丝线密度(dpf)的变化系数)的纱线的方法。WO2009124762描述了一种凝胶纺丝工艺，其中在纺丝板之前存在腔室，使得在将UHMWPE溶液最终分成单独的单丝之前不再发生UHMWPE溶液的进一步分配，并且在UHMWPE溶液的恒定通过量下，溶液在该腔室中的停留时间为至少50秒。然而，这种方法仅导致变化系数的有限改善，并且对于纺制含填料的UHMWPE溶液不可行。
[0007]本专利技术的纱线的优点在于，该纱线更均匀，即，所述纱线的单根长丝在机械和物理性能上彼此之间显示出较小的差异。本专利技术的纱线还具有改善的机械和物理性能。此外，令人惊讶地发现，本专利技术的纱线显示出改善的操作性，特别是在提高的速度下，例如在涂覆过
程中或在包括纱线缠绕和/或高速纱线运输的过程中。观察到，在将纱线制造和加工成制品的过程中，根据本专利技术的经填充的复丝纱线限制或防止长丝断裂和随后的纱线断裂，这避免了质量问题和生产期间的停机时间。此外，根据本专利技术的经填充的复丝纱线可以低成本制造并且可以相同的高纱线韧度来生产。
[0008]在本专利技术的上下文中，复丝纱线或简称为纱线被理解为是指包括多根，即至少2根纤维的细长体。在本文中，纤维被理解为是长度尺寸远大于比其横向尺寸(例如宽度和厚度)的细长体。术语“纤维”包括单丝、丝带、条或带等，并且可以具有规则或不规则的横截面。纤维可以具有连续的长度，在本领域中称为长丝；或具有不连续的长度，在本领域中称为定长纤维。
[0009]本专利技术的经填充的复丝纱线包含具有一定特性粘度的UHMWPE。在本文中，UHMWPE被理解为在135℃十氢化萘中的溶液测得的特性粘度(IV)为至少5dL/g的聚乙烯。优选地，UHMWPE的IV为至少6dL/g，更优选为至少7dL/g，最优选为至少8dL/g。优选地，IV为至多20dL/g，更优选至多18dL/g，甚至更优选至多16dL/g。
[0010]根据本专利技术的经填充的复丝纱线优选包含2.0重量％至50重量％、优选包含4.0重量％至40重量％、还优选包含5.0重量％至35重量％、甚至更优选为6.0重量％至30重量％的填料，该含量基于存在于复丝纱线的纤维中的填料和UHMWPE的总重量。填料的量可替代地表示为填料比率χ，其为填料的质量与存在于复丝纱线的纤维中的UHMWPE和填料的总质量之比。与上述一致，所述比率χ为0.02至0.50，优选为0.04至0.40，还优选为0.05至0.35，甚至更优选为0.06至0.30。
[0011]本专利技术的一个重要方面是如下发现，当在制造工艺期间，审慎地选择UHMWPE和填料的水平时，特别是在该方法中所用UH的特性粘度应该为填料比率(χ)的至多333倍，换言之可以提高UHMWPE的经填充的复丝纱线的均匀性。优选地，填料和UHMWPE的水平应使得优选更优选更优选甚至更优选最优选观察到，在纺丝工艺中使用的这种填料比率与UHMWPE的IV之间的关系出乎意料地导致获得均匀的复丝纱线，从而能够以更高的填料水平稳定地生产均匀的复丝纱线，该填料水平显着高于现有技术中所述的水平。纺丝工艺中使用的UHMWPE的特性粘度与填料比率的关系的下限没有特别限制，但填料的含量和UHMWPE的应当使优选优选
[0012]在本专利技术纱线的制造过程中，UHMWPE经受热、机械和化学降解的组合，导致UHMWPE的特性粘度降低。因此，存在于本专利技术纱线中的UHMWPE的特性粘度不同于并低于提供给制造过程的UHMWPE的特性粘度通过实验确定，在制造过程中IV的降低幅度为25％到40％，但是取决于多种参数，例如聚合物浓度、填料含量、溶剂类型、加工温度等。因此在本专利技术的一个实施方式中，复丝纱线包含具有一定特性粘度的UHMWPE，该特
性粘度为如上所定义的填料比率(χ)的至多225倍，换句话说，优选地，填料的水平和UHMWPE的IV应使得优选更优选最优选
[0013]在本专利技术的一个实施方式中，复丝纱线的均匀性表示为，其中所述纱线的(单根)长丝之间的线密度(dpf)的变化系数(以下称为)为至多12％，其中纱线的由对应于10个代表性长度的线密度值x并使用式1确定，其中每个所述长度对应于所述纱线的不同随机采样的长丝，
[0014][0015]其中x
i
是所研究的10个代表性长度中任一个的线密度，并且是在所述n＝10个代表性长度的n＝10个测量的线密度上的平均线密度。优选地，本专利技术纱线的小于10％，更优选小于8％。具有这种降低的值的经填充的复丝纱线例如通过如下所述的本专利技术的方法获得。
[0016]在本专利技术的一个替代性实施方式中，复丝纱线的均匀性表示为，其中所述纱线的(单根)长丝之间的韧度(ten)的变化系数(以下称为)为至多12％，其中纱线的由对应于10个代表性长度的韧度值y并使用式2确定，其中每个所述长度对应于所述纱线的不同随机采样的长丝，
[0017][0018]其中y
i
是所研究的10个代表性长度中任何一个的韧度，并且是在所述n＝10个代表性长度的n＝10个测量的韧度上的平均韧度。优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种经填充的复丝纱线，其包含：
‑
具有一定特性粘度的UHMWPE，
‑
直径为至少1μm且至多20μm并且长径比为至少3的填料，其用量使得填料质量与UHMWPE和填料的总质量之比χ在0.02至0.50之间，
‑
其中
‑
所述纱线的长丝之间的线密度dpf的变化系数，以下称为为至多12％，其中纱线的由对应于10个代表性长度的线密度值x并使用式1确定，其中每个所述长度对应于所述纱线的不同随机采样的长丝，其中x
i
是所研究的10个代表性长度中任一个的线密度，并且是在所述n＝10个代表性长度的n＝10个测量的线密度上的平均线密度。2.一种经填充的复丝纱线，其包含：
‑
具有一定特性粘度的UHMWPE，
‑
直径为至少1μm且至多10μm并且长径比为至少3的填料，其用量使得填料质量与UHMWPE和填料总质量之比χ在0.02至0.50之间，
‑
其中
‑
其中所述纱线的长丝之间的韧度ten的变化系数，以下称为为至多12％，其中纱线的由对应于10个代表性长度的韧度值y并使用式2确定，其中每个所述长度对应于所述纱线的不同随机采样的长丝，其中y
i
是所研究的10个代表性长度中任何一个的线密度，并且是在所述n＝10个代表性长度的n＝10个测量的线密度上的平均线密度。3.一种经填充的复丝纱线，其包含：
‑
具有一定特性粘度的UHMWPE，
‑
直径为至少1μm且至多20μm并且长径比为至少3的填料，其用量使得填料质量与UHMWPE和填料总质量之比χ在0.02至0.50之间，
‑
其中
‑
其中所述复丝纱线的韧度TEN的变化系数，以下称为为至多1.0％，其中所述复丝纱线的由对应于从所述复丝纱线随机采样的5个代表性纱线长度的韧度值z并使用式3确定，
其中z
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
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：