CN101568672A

CN101568672A - 用于制备UHMW复丝聚(α-烯烃)纱的方法

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Publication number: CN101568672A
Application number: CNA2007800391605A
Authority: CN
Inventors: T·Y-T·谭; 周强; J·A·杨; C·R·阿内特; J·E·赫尔姆斯
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2027-08-21
Also published as: IL197027A0; MX2009001800A; US20110045293A1; CN101568672B; CA2660766A1; JP5005033B2; US20080048355A1; WO2008024732A3; JP2010501740A; US7846363B2; US8361366B2; ES2680500T3; IL197027A; EP2054541A2; WO2008024732A2; EP2054541B1

Abstract

一种以更高生产率制备具有改善的拉伸性能的超高分子量聚(α－烯烃)(UHMWPO)复丝纱的方法。该方法包括按顺序连续拉伸溶液纱，然后拉伸凝胶纱，然后拉伸干纱以形成部分定向纱，卷起所述部分定向纱，退卷所述纱，拉伸所述部分定向纱以形成高度定向纱，在张力下冷却所述高度定向纱，并卷起所述高度定向纱。

Description

用于制备UHMW复丝聚(α-烯烃)纱的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年8月23日提交的序号为60/839,594的美国临时申请的权益。

发明背景

发明领域

本发明涉及用于制备超高分子量聚(α-烯烃)(下文，UHMWPO)复丝纱的方法和藉此生产的纱。

现有技术描述

已经生产了具有高拉伸性能(例如韧度、拉伸模量和断裂能)的UHMWPO复丝纱。该纱用于需要冲击吸收(impact absorption)和耐冲击性(ballistic resistance)的应用，例如躯体防护装备、防护帽、胸甲、直升机座椅、防碎罩(spall shields)；复合运动装备(composite spotsequipment)，例如皮艇、划艇自行车(canoes bicycles)和船；和渔网线、帆、绳、缝合线和织物。

超高分子量聚(α-烯烃)包括聚乙烯、聚丙烯、聚(丁烯-1)、聚(4-甲基-戊烯-1)、它们的共聚物、掺合物和加合物。例如，复丝″凝胶纺″超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纱由Honeywell International Inc.生产。凝胶纺丝方法不适合形成折叠链分子结构，而更利于形成更有效传递拉伸载荷的伸展链结构。

P.Smith，P.J.Lemstra，B.Kalb和A.J.Pennings，Poly.Bull.，1，731(1979)首次描述了以凝胶状态制备和拉伸UHMWPE单丝。UHMWPE单丝从溶液纺丝并在蒸发溶剂时拉伸。含有实质浓度(substantialconcentrations)溶剂(例如萘烷或蜡)的聚乙烯丝(filaments)的拉伸的进一步说明描述于例如Smith和P.J.Lemstra，Macromol.Chem..180.2983(1979)；J.Matl.Sci.，15，505(1980)；和下述专利和专利申请：GB2,042,414A；GB 2,051,667B，US 4,411,854；US 4,422,993；US4,430,383；US 4,436,689；EP 0077,590；US 4,617,233；US 4,545,950；US4,612,148；US 5,246,657；US 5,342,567；EP 0320,188A2和JP-A-60/5264。USP 4,422,993公开了拉伸含有溶剂的丝能够实现比使用含有很少或不含溶剂的丝更高的拉伸比，含有溶剂的丝的拉伸导致更高的拉伸性能。

B.KaIb和A.J.Pennings，Poly.Bull.，1，871(1979)首次描述了以基本上无稀释剂状态拉伸凝胶纺高强度聚乙烯丝。单丝从十二烷溶液纺制，同时在100至148℃的升高温度下在加热管中干燥和拉伸。然后将韧度约10g/d(9g/dtex)的干燥丝在153℃再拉伸至韧度约29g/d(26.1g/dtex)。

凝胶纺聚乙烯丝在基本无稀释剂状态下的拉伸的进一步说明描述于例如B.Kalb和A.J.Pennings，Polymer，21，3(1980)；J.Smook等，Poly.Bull.，2，775(1980)；P.Smith等，J.Poly Sci.，Poly Phys.Ed.，19，877(1981)；J.Smook和A.J.Pennings，J.Appl.Poly.Sci.，27，2209(1982)，J. Matl.Sci.，19，31(1984)，J.Matl.Sci..19，3443(1984)；J.P.Penning等，Poly.Bull..31，243(1993)；日本公开专利公布238416-1995；和下述美国专利：4,413,110；4,536,536；4,551,296；4,663,101；5,032,338；5,286,435；5,578,374；5,736,244；5,741,451；5,958,582；5,972,498；和6,448,359。

更近期的方法(参见，例如美国专利4,551,296；4,663,101；6,448,659；和6,969,553)描述了拉伸溶液丝、凝胶丝和无溶剂丝的全部三种。而另一最近拉伸方法描述于共同待决美国公布的申请20050093200。前述美国专利4,551,296、4,663,101、5,741,451、6,448,659和6,969,553以及美国公布的申请20050093200的公开内容明确通过引用并入本文，达到不与本文不相容的程度。

美国专利4,413,110首次描述了UHMWPO的复丝纱的制备和拉伸。其中基本无稀释剂的干纱在纺丝时在线拉伸、然后进行离线的再拉伸的第一方法描述于美国专利5,741,451。应理解，术语″在线″和″离线″分别指连续的顺序操作和不连续的顺序操作。

尽管前述文件的每一个代表了技术发展水平的进步，但希望提供以更高生产率制备具有改善的拉伸性能的UHMWPO复丝纱的方法。

发明概述

根据本发明，提供了包括下述步骤的、用于生产复丝聚(α-烯烃)纱的方法：

a)在升高的温度下形成聚(α-烯烃)在溶剂中的溶液，所述聚(α-烯烃)在135℃萘烷中测量的固有粘度为约5dl/g至约45dl/g；

b)使所述溶液穿过复丝喷丝嘴以形成溶液纱，所述喷丝嘴处于升高的温度；

c)以约1.1∶1至约30∶1的拉伸比拉伸所述溶液纱；

d)快速冷却所述溶液纱至低于所述溶液的凝胶点的温度以形成凝胶纱；

e)在至少一个阶段以约1.1∶1至约30∶1的拉伸比拉伸所述凝胶纱；

f)从所述凝胶纱去除溶剂，同时拉伸，以形成含有小于约10％重量的溶剂、基本上干的纱；

g)在至少一个阶段拉伸所述干纱以形成韧度约12g/d至约25g/d的部分定向纱；

h)任选地，使所述部分定向纱松弛其长度的约0.5％至约5％；

i)卷起所述部分定向纱；

j)退卷所述部分定向纱，并在至少一个阶段在约130℃至约160℃的温度下使它拉伸至约1.8∶1至约10∶1的拉伸比，以形成韧度约38g/d至约70g/d(34.2g/dtex至63g/dtex)的高度定向纱；和

k)在张力下冷却所述高度定向纱，并卷起所述高度定向纱；

其中步骤a)至i)按顺序连续进行，并且与连续顺序步骤j)至k)不连续。

还根据本发明，提供了包括下述步骤的、用于生产复丝聚(α-烯烃)纱的方法：

c)以约1.1∶1至约30∶1的拉伸比拉伸所述溶液纱；

g)在至少一个阶段最大程度地拉伸所述干纱，直至该阶段最后拉伸比小于或等于约1.2∶1，从而形成部分定向纱；

h)任选地，使所述部分定向纱松弛其长度的约0.5％至约5％；

i)卷起所述部分定向纱；

k)在张力下冷却所述高度定向纱，并卷起所述高度定向纱；

进一步根据本发明，提供了包括下述步骤的、用于生产复丝聚(α-烯烃)纱的方法：

c)以约1.1∶1至约30∶1的拉伸比拉伸所述溶液纱；

e)在至少一个阶段以第一拉伸比DR1拉伸所述凝胶纱；

f)从所述凝胶纱去除溶剂，同时以第二拉伸比DR2拉伸，以形成含有小于约10％重量的溶剂、基本上干的纱；

g)在至少一个阶段以约110∶1至约2.00∶1的第三拉伸比DR3拉伸所述干纱，以形成部分定向纱；

h)任选地，使所述部分定向纱松弛其长度的约0.5％至5％；

i)卷起所述部分定向纱；

j)退卷所述部分定向纱，并在至少一个阶段在约130℃至约160℃的温度下拉伸所述部分定向纱至约1.8∶1至约10∶1的第四拉伸比DR4，以形成韧度约35g/d至约70g/d(34.2g/dtex至63g/dtex)的高度定向纱；和

k)在张力下冷却所述高度定向纱，并卷起它；

其中拉伸比DR1×DR2×DR3的乘积大于或等于约5∶1，

其中由关系

FOLDY = \frac{\log (DR 4)}{\log (DR 3 * DR 4)}

定义的干纱的部分离线拉伸(fractional off-line draw)(FOLDY)为约0.75至约0.95，并且其中步骤a)至i)按顺序连续进行，并且与连续顺序步骤j)至k)不连续。应理解，上述FOLDY表达中的星号(^*)表示相乘。

本发明还包括通过前述方法的任一种生产的纱。

已经发现，本发明方法以高生产率提供具有改善的拉伸性能的高分子量聚(α-烯烃)复丝纱。

附图简述

图1是显示与本发明方法比较的方法的拉伸性能进展的曲线。

图2是显示高度定向纱韧度和生产它的部分定向纱(POY)韧度的关系的曲线。

图3是显示高度定向纱(HOY)韧度与干纱的部分离线拉伸的关系的曲线。

发明详述

本发明提供以更高的生产率制备具有改良的拉伸性能的超高分子量聚(α-烯烃)(UHMWPO)复丝纱的方法。UHMWPO包括聚乙烯、聚丙烯、聚(丁烯-1)、聚(4-甲基-戊烯-1)、它们的共聚物、掺合物和加合物。出于本发明目的，UHMWPO被定义为在135℃萘烷中测量的固有粘度为约5dl/g至约45dl/g的UHMWPO。

出于本发明目的，纤维是长形体，其长尺度比宽和厚的横向尺度大得多。相应地，术语纤维包括具有规则或不规则横截面的丝、带、条及类似物。纱是包含许多纤维或丝的连续线股。

″凝胶纺丝″包括形成UHMWPO的溶液，使所述溶液穿过喷丝嘴以形成溶液丝，冷却所述溶液丝以形成凝胶丝，去除纺丝溶剂以形成基本上干的丝，并拉伸所述溶液丝、凝胶丝或干丝的至少一种。具有高拉伸性能的UHMWPO复丝纱的生产依赖于通过拉伸达到高度的分子排列(alignment)和定向。

在大多数之前的凝胶纺丝方法中，仅溶液纱和/或凝胶或溶剂溶胀纱经常与溶剂去除结合、伴随纺丝进行在线拉伸。干纤维在离线操作中拉伸，或者根本不拉伸。在USP5,342,567中描述的另一在先方法中，凝胶纤维和干纤维只伴随纺丝在线拉伸而不离线拉伸。在USP5741,451中，溶液纤维、凝胶纤维和干纤维伴随纺丝在线拉伸至韧度为29-30g/d(26.1-27g/dtex)，然后离线再拉伸至韧度为34-37g/d(30.6-33.3g/dtex)。

已经发现，当溶液丝、凝胶丝和干丝的全部三种都被拉伸时，获得最高水平的分子排列和定向。而且认为，随着丝状态从溶液状态变至凝胶或溶剂溶胀状态并最终变至干状态，给定拉伸比的效果增加。也已经发现，在拉伸速率(draw rate)保持在某限值范围内时，干状态下的拉伸可能最有效产生高分子排列(参见前述USP 6,969,553和美国公布申请20050093200)。然而，因为拉伸速率、拉伸比和纱速在连续过程中是相关联的，拉伸速率的上限值限制拉伸比和拉伸性能、否者纱速和相应的过程生产率。本发明通过提供同时实现高纱拉伸性能和高生产率的凝胶纺丝方法而提供对该问题的解决方案，其中所述方法只连续到某个点，然后中断，接着脱离纺丝离线拉伸干纱。

用于本发明方法的UHMWPO优选选自聚乙烯、聚丙烯、聚(丁烯-1)、聚(4-甲基-戊烯-1)、它们的共聚物和加合物。

更优选地，UHMWPO是每100个碳原子少于一个悬垂侧链基团的聚乙烯，更优选每300个碳原子少于一个侧基，而更优选每500个碳原子少于一个侧基，最优选每1000个碳原子少于一个侧基。侧基可以包括但不限于C1-C10烷基、乙烯基终端的烷基、降冰片烯、卤素原子、羰基、羟基、环氧化物和羧基。UHMWPO可以含有小量、一般少于约5％重量、优选少于约3％重量的添加剂，例如抗氧化剂、热稳定剂、着色剂、促流剂、溶剂等。

UHMWPO在升高的温度下溶于纺丝溶剂。纺丝溶剂的大气沸点至少高达将形成的UHMWPO溶液的凝胶点。纺丝溶剂优选选自烃(例如脂族化合物、环脂族化合物和芳族化合物)、卤代烃(例如二氯苯)及其混合物。最优选的纺丝溶剂是矿物油、萘烷、低分子量石蜡及其混合物。

UHMWPO在纺丝溶剂中的溶液可以通过任何适合的方法制备，所述方法例如描述于例如美国专利4,536,536、4,668,717、4,784,820和5,032,538。优选地，UHMWPO的溶液通过2006年3月30日提交的序号为11/393,218的共同待决申请的方法形成，其公开内容明确通过引用并入本文，至不与本文不相容的程度。UHMWPO在纺丝溶剂中的浓度可以是约1％重量至约75％重量、优选约5％重量至约50％重量、更优选约5％重量至约35％重量。

UHMWPO溶液连续穿过复丝喷丝嘴以形成溶液纱。优选地，喷丝嘴有约10至约3000个纺丝口(spinholes)，而溶液纱包括约10至约3000根丝。更优选地，喷丝嘴有约100至约2000个纺丝口，而溶液纱包括约100至约2000根丝。优选地，所述纺丝口有圆锥形入口，且圆锥体具有约15度至约75度的夹角。优选地，夹角约30度至约60度。还优选地，接着圆锥形入口，纺丝口具有延伸至纺丝口出口的直孔毛细管。该毛细管优选具有约10至约100、更优选约15至约40的长径比。

从喷丝嘴喷出的溶液纱连续穿过气体区，溶液纱在其中优选以约1.1∶1至约30∶1的拉伸比拉伸。所述气体区可以是冷却烟囱，溶液纱在其中同时地被拉伸并通过冷却气流和挥发性纺丝溶剂的蒸发而快速冷却，或者溶液纱可以穿过短的充气空间，溶液纱在那里被拉伸，伴随或不伴随冷却和蒸发，然后穿入液体骤冷浴，溶液纱在那里快速冷却。

溶液纱被冷却至低于UHMWPO溶液的凝胶点的温度以形成凝胶纱。纱丝在喷丝嘴温度至115℃的温度间隔内的平均冷却速率优选为至少约100℃/秒、更优选至少约500℃/秒。

纱丝在该温度间隔内的平均冷却速率如下：

平均冷却速率℃/秒＝(T_喷丝嘴-115)/t

其中：T_喷丝嘴是喷丝嘴温度℃，t是使丝横截面的平均温度冷却至115℃所需的时间(秒)。

如果溶液纱穿过短的充气空间进入液体骤冷浴而无明显冷却或蒸发，则根据″Conduction of Heat in Solids(固体中的热传导)″，H.S.Carslaw和J.C.Jaeger，第二版，Oxford at the Clarendon Press，London，1959中第202页的方程式7.7(9)计算在骤冷浴中冷却丝所需的时间。假设溶液丝的任何拉伸在充气空间发生，骤冷浴中丝的半径是不变的。在丝表面的热传导系数如下：

h = 0.9466 \frac{k}{D_{f}} {(\frac{{VD}_{f} ρ C_{p}}{2 k})}^{0.5705} cal - {cm}^{2} / \sec

其中：V是丝速，cm/秒

D_f是丝直径，cm

C_p是骤冷浴液体的比热，cal/g-℃

ρ是骤冷浴液体的密度，g/cm³

k是骤冷浴液体的热导率，cal/秒-cm²-℃/cm

如果溶液纱穿入纺丝烟囱或穿过其中发生冷却和蒸发的大量充气空间，则丝的冷却速率根据本领域已知的有限元素分析计算。可完成该计算的可商业途径获得的计算机程序的实例是Blue RidgeNumerics，Inc，Charlottesville，VA的CFdesign。

通过冷却溶液纱而形成的凝胶纱在一个或多个阶段以约1.1∶1至约30∶1的第一拉伸比DR1在线连续拉伸。优选地，凝胶纱拉伸的至少一个阶段不向所述纱施加热而进行。优选地，凝胶纱拉伸的至少一个阶段在小于或等于约25℃的温度下进行。凝胶纱拉伸可以第二拉伸比DR2与溶剂去除同时进行。

挥发性纺丝溶剂可以通过干燥从凝胶纱连续去除。适合该目的的装置描述于例如美国公布申请20040040176。可选地，纺丝溶剂可以通过用低沸点第二溶剂萃取、随后干燥而从凝胶纱连续去除。适合连续萃取步骤的装置描述于例如USP 4,771,616。

去除纺丝溶剂，产生含有少于约10％重量的溶剂、基本上干的纱。优选地，干纱含有少于约5％重量的溶剂、更优选小于约2％重量的溶剂。

干纱在至少一个阶段以第三拉伸比DR3在线连续拉伸以形成部分定向纱(POY)。第三拉伸比优选约1.10∶1至约2.00∶1。优选地，凝胶纱和干纱的组合拉伸，DR1×DR2×DR3，为至少约5∶1，更优选至少约10∶1，而更优选至少约15∶1，最优选至少约20∶1。优选地，干纱在线被最大程度地拉伸，直至拉伸最后阶段拉伸比小于约1.2∶1。

任选地，拉伸最后阶段后，使干纱松弛其长度的约0.5％至约5％。

POY优选具有至少约12g/d(10.8g/dtex)的韧度。优选地，POY的韧度为约12g/d至约25g/d(10.8g/dtex至22.5g/dtex))、更优选约14g/d至约22g/d(12.6g/dtex至19.8g/dtex)。出于本发明目的，韧度根据ASTM D2256-02测量，隔距(gauge length)为10英寸(25.4cm)，应变速率为100％/分钟。

POY的连续在线生产速率是至少约0.35g/分钟每POY丝、优选至少约0.60g/分钟每丝、更优选至少约0.75g/分钟每丝和最优选至少约1.00g/分钟每丝。然后将POY卷起为纱线卷装或卷在轴上，优选未给纱引入扭曲。

POY然后被转移至离线拉伸操作，其中它被退卷并在至少一个阶段以约130℃至约160℃的温度拉伸至约1.8∶1至约10∶1的第四拉伸比，以形成高度定向纱(HOY)产品。优选地，由关系式

FOLDY = \frac{\log (DR 4)}{\log (DR 3 * DR 4)}

限定的干纱的部分离线拉伸(FOLDY)为约0.75至约0.95。应理解，星号(^*)在上述FOLDY表达中表示相乘。

优选地，POY在强制对流烘箱中拉伸，并且优选地，POY在空气中拉伸。优选地，POY在前述USP 6,969,553或美国公布申请20050093200中描述的条件下拉伸。HOY产品的韧度为约38g/d至约70g/d(34.2g/dtex至63g/dtex)、优选约40g/d至约70g/d(36g/dtex至63g/dtex)、最优选约50g/d至约70g/d(45g/dtex至63g/dtex)。HOY然后在张力下冷却并卷起。

提出下述非限制性实施例以提供对本发明更全面的理解。为说明本发明而提出的具体技术、条件、比例和报道的数据是示例性的，不应该被解释为限制本发明的范围。

对比实施例

在搅拌下的混合罐中制备含有8wt.％UHMWP0和92wt.％白色矿物油的浆体。UHMWPO是直链聚乙烯，在135℃萘烷中的固有粘度为18dl/g。直链聚乙烯每1000个碳原子具有少于约0.5个取代基，熔点为138℃。白色矿物油是

550PO，一种来自Crompton Corporation的低挥发性油，含有约70％的石蜡族碳和约30％的环烷族碳。

所述浆体经由热管而连续转化成溶液，然后穿过齿轮泵、喷丝头(spin block)和多孔喷丝嘴而形成复丝溶液纱。从喷丝嘴喷出的溶液纱在穿过气缝进入温度约12℃的水骤冷浴时被拉伸约2∶1，以形成凝胶纱。

所述凝胶纱在室温拉伸5∶1，逆流传至三氯三氟乙烷流以萃取矿物油，并穿过干燥器以基本上蒸发三氯三氟乙烷。凝胶纱在萃取和干燥过程中另外拉伸约2∶1。

干纱从干燥器连续穿过一系列2至8个拉伸辊，构成1至7个温度在130℃至150℃的拉伸阶段。连续在线生产速率为0.28g/分钟每丝。

在辊2、3、4、5、6、7和8的每个拉伸阶段后收集经拉伸的纱的样品，交付实验室拉伸试验。图1是作为拉伸辊编号的函数的收集的纱的韧度20和最终伸长10的曲线。

会看到，纱韧度20快速增加，直到拉伸辊编号4(对应于第三拉伸阶段末)，其后增加缓慢得多。类似地，最终伸长10快速减少，直到拉伸辊编号4，其后减少缓慢得多。

在辊编号4后收集的部分定向纱的韧度为25g/d(22.5g/dtex)。在辊编号8后收集的纱的韧度为32g/d(28.8g/dtex)。

在辊编号8后卷起的纱被转移至离线拉伸装置，并通过USP5,741,451的方法后拉伸。后拉伸的纱的韧度为36g/d(32.4g/dtex)。

实施例1

在室温下处于搅拌的混合罐中制备含有10wt.％UHMWPO和90wt.％白色矿物油的浆体。UHMWPO是直链聚乙烯，在135℃萘烷中的固有粘度为20dl/g。直链聚乙烯每1000个碳原子具有少于约0.5个取代基，熔点为138℃。白色矿物油是

所述浆体通过穿过双螺杆共旋转挤出机、提供额外停留时间的容器而连续转化成溶液，然后穿过齿轮泵、喷丝头和多孔喷丝嘴而形成复丝溶液纱。从喷丝嘴喷出的溶液纱在穿过气缝进入温度约12℃的水骤冷浴时被拉伸1.9∶1，以形成凝胶纱。溶液纱在喷丝嘴温度至115℃间以约550℃/分钟的速率冷却。

凝胶纱在室温下以5∶1的第一拉伸比DR1拉伸，逆流传至三氯三氟乙烷流以萃取矿物油，并穿过干燥器以基本上蒸发三氯三氟乙烷。凝胶纱在萃取和干燥过程中以2.1∶1的第二拉伸比DR2被另外拉伸。含有少于约10wt.％溶剂的基本上干的纱在两个阶段以143℃的温度拉伸至1.22∶1的第三拉伸比DR3，以形成POY。最后的在线拉伸比小于1.2∶1。

POY的韧度为17.6g/d(15.8g/dtex)，拉伸模量(杨氏模量)为296g/d(266g/dtex)，断裂伸长(elongation at break)为8.35％。POY以0.501g/分钟每丝的速率卷起而没有扭曲。上述过程从溶液形成到POY卷起是连续无中断的。DR1×DR2×DR3的乘积是12.2。

POY被转移至离线拉伸装置，在那里POY在美国公布申请20050093200中描述的条件下以150℃的温度、4.8∶1的第四拉伸比DR4拉伸，以形成高度定向纱(HOY)。干纱的部分离线拉伸为：

FOLDY = \frac{\log (4.8)}{\log (1.22 * 4.8)} = 0.888

HOY在张力下冷却并卷起。它的韧度为40.1g/d，拉伸模量为1300g/d，断裂伸长为3.3％。该HOY和制成它的POY的拉伸性能示于表I。

HOY韧度相对于制成它的POY的韧度描绘于图2，HOY韧度相对于干纱的部分离线拉伸描绘于图3。

实施例2-16

重复实施例1，只是在凝胶纱和干纱的拉伸比方面有略微差异。POY和从其制成的HOY的拉伸性能示于表I，它们的韧度描绘于图2和3。图2和3中的实线是数据趋势线。数据表明，当POY韧度为约12g/d至约25g/d(10.8g/dtex至22.5g/dtex)范围内时，和/或，当干纱的部分离线拉伸在约0.75至约0.95的范围内时，HOY的韧度一般是最高的。

会看到，本发明方法实现的拉伸性能好于对比实施例方法获得的拉伸性能，在对比实施例中所有干纱拉伸在线完成。因此，本发明方法满足了对具有高性质的纱和能够以高生产率生产的双重需求。

至此已经相当全面详细描述了本发明，但要理解，这样的细节不需要严格坚持，而本领域技术人员可以想到全部落入所附权利要求所限定的本发明范围的进一步改变和调整。

表I

Claims

1.一种用于生产复丝聚(α-烯烃)纱的方法，该方法包括如下步骤：

c)以约1.1∶1至约30∶1的拉伸比拉伸所述溶液纱；

h)任选地，使所述部分定向纱松弛其长度的约0.5％至约5％；

i)卷起所述部分定向纱；

j)退卷所述部分定向纱，并在至少一个阶段在约130℃至约160℃的温度下使它拉伸至约1.8∶1至约10∶1的拉伸比，以形成韧度约38g/d至约70g/d(34.2g/dtex至63g/dtex)的高度定向纱；

k)在张力下冷却所述高度定向纱，并卷起它；

2.权利要求1的方法，其中所述部分定向纱以至少约0.35g/分钟每一所述部分定向纱丝的速率生产。

3.权利要求1的方法，其中所述部分定向纱以至少约0.60g/分钟每一所述部分定向纱丝的速率生产。

4.权利要求1的方法，其中所述部分定向纱以至少约0.75g/分钟每一所述部分定向纱丝的速率生产。

5.权利要求1的方法，其中所述部分定向纱以至少约1.00g/分钟每一所述部分定向纱丝的速率生产。

6.权利要求1的方法，其中所述UHMWPO是聚乙烯。

7.权利要求1的方法，其中步骤d)中所述冷却被进行，以使所述纱丝在所述喷丝嘴温度至115℃的温度间隔内的平均冷却速率是至少约100℃/秒。

8.权利要求1的方法，其中步骤d)中所述冷却被进行，以使所述纱丝在所述喷丝嘴温度至115℃的温度间隔内的平均冷却速率是至少约500℃/秒。

9.权利要求1的方法，其中所述凝胶纱在至少一个阶段在小于或等于约25℃的温度下拉伸。

10.权利要求1的方法，其中步骤f)中从所述凝胶纱去除溶剂以形成含有小于约5％重量溶剂的、基本上干的纱。

11.权利要求1的方法，其中步骤f)中从所述凝胶纱去除溶剂以形成含有小于约2％重量溶剂的、基本上干的纱。

12.权利要求1的方法，其中所述部分定向纱在强制对流空气烘箱中拉伸。

13.权利要求1的方法，其中所述部分定向纱被卷起且不对所述纱造成扭曲。

14.权利要求1的方法，其中所述部分定向纱被松弛其长度的约0.5％至约5％。

15.权利要求1的方法，其中所述部分定向纱的韧度约14g/d至约22g/d(12.6g/dtex至19.8g/dtex)。

16.权利要求1的方法，其中所述高度定向纱的韧度约50至约70g/d(45g/dtex至63g/dtex)。

17.权利要求1的方法，其中所述溶剂选自烃、卤代烃及其混合物。

18.权利要求1的方法，其中所述溶剂选自矿物油、萘烷、低分子量石蜡及其混合物。

19.权利要求1的方法，其中所述干纱在至少一个阶段被最大程度地拉伸，直至该阶段的最后，拉伸比小于或等于约2∶1，从而形成所述部分定向纱。

20.一种用于生产复丝聚(α-烯烃)纱的方法，该方法包括如下步骤：

c)以约11∶1至约30∶1的拉伸比拉伸所述溶液纱；

h)任选地，使所述部分定向纱松弛其长度的约0.5％至约5％；

i)卷起所述部分定向纱；

k)在张力下冷却所述高度定向纱，并卷起所述高度定向纱；

21.一种用于生产复丝聚(α-烯烃)纱的方法，该方法包括如下步骤：

c)以约1.1∶1至约30∶1的拉伸比拉伸所述溶液纱；

e)在至少一个阶段以第一拉伸比DR1拉伸所述凝胶纱；

g)在至少一个阶段以约1.10∶1至约2.00∶1的第三拉伸比DR3拉伸所述干纱，以形成部分定向纱；

h)任选地，使所述部分定向纱松弛其长度的约0.5％至约5％；

i)卷起所述部分定向纱；

j)退卷所述部分定向纱，并在至少一个阶段在130℃至160℃的温度下拉伸它至约1.8∶1至约10∶1的第四拉伸比DR4，以形成韧度约38g/d至约70g/d(34.2g/dtex至63g/dtex)的高度定向纱；

k)在张力下冷却所述高度定向纱，并卷起它；

其中所述拉伸比DR1×DR2×DR3的乘积大于或等于约5∶1，

其中由关系

FOLDY = \frac{\log (DR 4)}{\log (DR 3 * DR 4)}

定义的干纱的部分离线拉伸(FOLDY)为约0.75至约0.95，并且其中步骤a)至i)按顺序连续进行，并且与连续顺序步骤j)至k)不连续。

22.权利要求21的方法，其中所述拉伸比DR1×DR2×DR3的乘积大于或等于约10∶1。

23.权利要求21的方法，其中所述拉伸比DR1×DR2×DR3的乘积大于或等于约20∶1。

24.由权利要求1的方法生产的高度定向纱。

25.由权利要求1的方法生产的部分定向纱。