CN102131974B - 制造着色复丝高韧性聚烯烃纱的方法 - Google Patents

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Abstract

制备着色复丝超高分子量聚烯烃纱的方法，包括进料至少一根基本未捻的复丝超高分子量聚烯烃纱，用包括热塑性树脂载体中的色料的涂料组合物涂布基本未捻的复丝纱，使涂料组合物粘附于复丝纱的长丝，和在不使复丝纱的长丝熔合的基础上加热该复丝纱，同时拉伸纱。所得纱为颜色牢度改善的着色复丝纱。热塑性树脂具有比复丝纱的长丝更低的熔点。优选，同时加工多根基本未捻的复丝超高分子量聚烯烃纱。可以制造由着色复丝纱形成的制品，并且其可以经历热步骤，在制品之上提供热塑性树脂的着色表面涂层。

Description

制造着色复丝高韧性聚烯烃纱的方法
技术领域
本发明涉及由高韧性聚烯烃纤维形成的复丝纱方面的改进。
背景技术
提供具有持久色彩的由高韧性纤维形成的纱是非常困难的。这些纱可以由高韧性聚烯烃纤维，例如高韧性聚乙烯纤维形成。这些纤维可以以SPECTRA®扩链聚乙烯纤维购自Honeywell International Inc.，并且它们也可以购自其它供应商。
通常，通过将包含用适当溶剂溶胀的聚乙烯凝胶的溶液纺丝成为超高分子量聚乙烯长丝来制造这种高韧性纤维。溶剂被去除，所得纱在一个或多个步骤中被牵引或拉伸。通常，这种长丝被称为“凝胶纺丝(gel spun)”聚烯烃，凝胶纺丝聚乙烯是最多商业销售的。像熔体挤出纤维一样，溶液纺丝聚烯烃纤维也是已知的。
通常，复丝高韧性纱需要在施加色料之前进行表面处理步骤。例如，这些纱可以由等离子体喷涂处理或电晕放电处理，然后立即施加着色涂层。但是，这种着色涂层倾向于随着强力摩擦而脱落。
由凝胶纺丝聚乙烯纤维制造单丝状钓鱼线例如在USP 6,148,597和WO 2006/040191 A1中公开。在这些公开中，复丝纱被加工，使得长丝熔合在一起得到单丝状线。
理想的是提供颜色牢度改善的复丝高韧性纱。
发明内容
根据本发明，提供一种制造着色复丝超高分子量聚烯烃纱的方法，该方法包括以下步骤：
进料至少一根基本未捻的复丝超高分子量聚烯烃纱；
用包括热塑性树脂载体中的色料的涂料组合物涂布基本未捻的复丝纱，该热塑性树脂具有比复丝纱的长丝更低的熔点，使涂料组合物粘附于复丝纱的长丝；和
在不熔合复丝纱的长丝的基础上，加热该复丝纱，同时拉伸纱；
由此形成颜色牢度改善的着色复丝纱。
同样根据本发明，提供已经由上述方法形成的着色超高分子量聚烯烃复丝纱。
进一步根据本发明，提供一种制造着色复丝超高分子量聚烯烃纱的方法，该方法包括以下步骤：
进料多根基本未捻的复丝超高分子量聚烯烃纱；
用包括热塑性树脂载体中的色料的涂料组合物涂布基本未捻的复丝纱，该热塑性树脂具有比复丝纱的长丝更低的熔点，使涂料组合物粘附于复丝纱的长丝；和
在不熔合复丝纱的长丝的基础上，加热该复丝纱，同时拉伸纱；
由此形成颜色牢度改善的着色复丝纱。
进一步根据本发明，提供一种制造着色制品的方法，该方法包括以下步骤：
进料至少一根基本未捻的复丝超高分子量聚烯烃纱；
用包括热塑性树脂载体中的色料的涂料组合物涂布基本未捻的复丝纱，该热塑性树脂具有比复丝纱的长丝更低的熔点，使涂料组合物粘附于复丝纱的长丝；
在不熔合复丝纱的长丝的基础上，加热该复丝纱，同时拉伸纱，由此形成颜色牢度改善的着色复丝纱；
由该着色复丝纱形成制品；和
加热所述制品，由此热塑性树脂至少软化，使得在制品上形成着色表面涂层。
优选，上述方法使用的进料纱为较低韧性、粗纤度的纱。此外，优选当受热和拉伸时，复丝纱是基本未捻的。优选，聚烯烃纱包括高韧性聚乙烯纱。
本发明因此由超高分子量聚烯烃提供颜色牢度改善的着色复丝纱。不需要对复丝纱进行昂贵的预处理步骤(例如电晕处理)而实现了这一点。所得复丝纱可以用于各种应用，例如绳索和其它高要求应用，例如风暴帷帘(storm curtain)、增强软管等。
发明详述
在此使用的复丝纱为高韧性聚烯烃长丝。如在此使用的，术语“高韧性”纤维或长丝表示韧性等于或大于约7 g/d的纤维或长丝。优选，这些纤维具有如由ASTM D2256测量的，至少约150 g/d的初始拉伸模量和至少约8 J/g的断裂能。如在此使用的，术语“初始拉伸模量”、“拉伸模量”和“模量”表示如由ASTM 2256测量的纱的弹性模量。
为了本发明的目的，长丝是其长度尺寸比宽度和厚度的横向尺寸大很多的狭长体。因此，术语长丝包括纤维、带子、条带、人造短纤维和切断、切割或非连续纤维或连续纤维的其它形式。术语“纤维”或“长丝”包括许多上述的任一种或其组合。纱是由许多纤维或长丝组成的连续丝束。优选的是连续的复丝纱。
优选，高韧性纤维具有等于或大于约10 g/d，更优选等于或大于约15 g/d，更优选等于或大于约20 g/d，和最优选等于或大于约25 g/d的韧性。
本发明的复丝纱中使用的纤维包括扩链(亦称超高分子量或高模量)聚烯烃纤维，特别是高韧性聚乙烯纤维和聚丙烯纤维，及其共混物。该纤维可以是凝胶纺丝、溶液纺丝或挤出的。
在此使用的纤维的横截面可以广泛变化。它们的横截面可以为圆形、扁平形或椭圆形。它们还可以具有不规则或规则的多突起横截面，所述横截面具有一个或多个从纤维的线性轴或纵轴伸出的规则或不规则的突起。优选的是纤维具有基本圆形、扁平或椭圆形横截面，最优选基本圆形横截面。
US 4,457,985一般性地讨论了这种高分子量聚乙烯和聚丙烯纤维，在此将该专利的公开内容以不与本发明矛盾的程度引入作为参考。在聚乙烯的情况下，合适的纤维是重均分子量为至少约150,000，优选至少约一百万和更优选在约两百万和约五百万之间的那些纤维。这种高分子量聚乙烯纤维可以在溶液中纺丝(参见US 4,137,394和US 4,356,138)，或由溶液长丝纺丝形成凝胶结构(参见US 4,413,110、GE 3,004,699和GB 2051667)，或聚乙烯纤维可以由辊压和拉伸工艺产生(参见US 5,702,657)。如在此使用的，术语聚乙烯表示主要线性的聚乙烯材料，其可以包含每100个主链碳原子不超过约5个改性单元的少量链支化或共聚单体，并且也可以包含与其混合的不超过约50 wt%的一种或多种聚合物添加剂，例如烯烃-1-聚合物，特别是低密度聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯，包含单烯烃作为主要单体的共聚物，氧化聚烯烃、接枝聚烯烃共聚物和聚甲醛，或通常引入的低分子量添加剂，例如抗氧剂、润滑剂、紫外线屏蔽剂等。
高韧性聚乙烯复丝纱是优选的，这些可以例如以商标SPECTRA®纤维和纱购自美国新泽西Morristown的Honeywell International Inc.。
根据形成技术、拉伸比和温度以及其它条件，可以赋予这些前体纤维各种性能。聚乙烯纤维的韧性为至少约7 g/d，优选为至少约15 g/d，更优选为至少约20 g/d，更优选为至少约25 g/d和最优选为至少约30 g/d。类似地，如由Instron拉伸测试设备测量的，纤维的初始拉伸模量优选为至少约300 g/d，更优选为至少约500 g/d，更优选为至少约1,000 g/d和最优选为至少约1,200 g/d。初始拉伸模量和韧性的这些最高值通常仅可通过使用溶液生长或凝胶纺丝工艺获得。许多长丝具有高于形成它们的聚合物的熔点。因此，例如，约150,000，约一百万和约两百万分子量的高分子量聚乙烯通常具有138℃的本体熔点。由这些材料制成的高取向聚乙烯长丝具有高出7℃至约13℃的熔点。因此，熔点的略微增加反映了长丝与本体聚合物相比的结晶完整性和更高结晶取向。
优选使用的聚乙烯为每一千个碳原子具有少于约一个甲基，更优选每一千个碳原子具有少于约0.5个甲基，和低于约1 wt%的其它成分的聚乙烯。
类似地，可以使用重均分子量为至少约200,000，优选为至少约一百万和更优选为至少约两百万的高取向高分子量聚丙烯纤维。通过上述各种参考文献中说明的技术，和特别是US 4,413,110的技术，可以将这种扩链聚丙烯成型为非常良好取向的纤维。因为聚丙烯是比聚乙烯更不结晶的材料并且包含侧挂甲基，可由聚丙烯获得的韧性值通常显著低于聚乙烯的对应值。因此，合适的韧性优选为至少约8 g/d，更优选为至少约11 g/d。聚丙烯的初始拉伸模量优选为至少约160 g/d，更优选为至少约200 g/d。聚丙烯的熔点通常由取向工艺提高几度，所以聚丙烯长丝优选具有至少168℃，更优选至少170℃的主熔点。上述参数的特别优选的范围可以在最终制品中有利地提供改善性能。使用重均分子量为至少约200,000以及上述参数(模量和韧性)的优选范围的纤维可以在最终制品中有利地提供改善性能。
在扩链聚乙烯纤维的情况下，凝胶纺丝聚乙烯纤维的制备和拉伸在各种公开物中描述，包括US 4,413,110；4,430,383；4,436,689；4,536,536；4,545,950；4,551,296；4,612,148；4,617,233；4,663,101；5,032,338；5,246,657；5,286,435；5,342,567；5,578,374；5,736,244；5,741,451；5,958,582；5,972,498；6,448,359；6,969,553和7,344,668，在此将其公开内容以不与本发明矛盾的程度明确引入作为参考。
本发明的复丝纱包括高韧性聚烯烃纤维，或基本上由高韧性聚烯烃纤维组成，或由高韧性聚烯烃纤维组成，以及聚烯烃纤维优选为高韧性聚乙烯纤维。复丝纱可以由任何适合技术，包括熔融挤出形成。复丝纱可以沿着纱长度在基本单轴方向上排列。“基本单轴方向”表示所有或几乎所有(例如至少约95%，更优选至少约99%)的纱在单一方向中延伸。复丝进料纱是基本未捻的。“基本未捻的”表示纱沿着其长度具有零捻转或非常少的捻转(例如沿着纱长度，每英寸至多约0.1匝(每米4匝)，优选每英寸至多约0.05匝(每米2匝))。
在此使用的高韧性纤维的纱可以具有任何合适的旦尼尔，例如约100至约10,000旦尼尔，更优选约1000至约8,000旦尼尔，更优选约650至约6000旦尼尔，以及最优选约1200至约4800旦尼尔。
本发明中的使用的形成复丝进料纱的长丝数可以广泛地变化，取决于所需性能。例如，纱中的长丝数可以为约10至约3000，更优选为约30至约1500，和最优选为约60至约1200。尽管不需要，每根复丝前体纱中的长丝数优选基本相同。
根据本发明，复丝纱涂有色料。可以使用任何合适的涂布技术。可用于本发明方法的涂布装置的实例包括但不限于：润滑辊、湿润辊、浸渍浴、喷涂器等。另外，可以使用挤出涂布机。色料在载体中供给并且可以为使用任何合适溶剂，例如水或有机溶剂(例如甲基乙基酮、丙酮、乙醇、甲醇、异丙醇、环己烷、2-戊酮等及其组合)的溶液、分散体或乳液形式。色料优选以连续涂层的形式施涂，但是如果需要，可以使用不连续涂层。
在一个优选的实施方案中，将纱浸入包含色料涂层组合物的浴中。由任何技术涂布之后，可以由任何一种或多种适当手段，例如挤出、吹出或排出，或空气干燥或在加热设备中干燥，去除过量的涂层组合物。
作为色料，可以使用任何合适的着色剂。实例为染料和颜料，包括水性和有机的。这种色料的非限制性实例为铜酞菁等。可以适当选择染料或颜料以及涂布树脂来获得任何所需颜色。
色料组合物包括色料和热塑性树脂载体材料。热塑性树脂具有比复丝纱的纤维熔点更低的熔点。热塑性树脂也选择为对复丝纱的长丝具有良好的粘合性或亲合性。树脂也为可拉伸材料。涂层组合物可以包括常规的添加剂，例如UV稳定剂等。
这种热塑性树脂的实例包括但不限于聚烯烃树脂，例如低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯，聚烯烃共聚物，例如乙烯共聚物，例如乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等，以及一种或多种上述的共混物。其它热塑性树脂的非限制性实例包括：聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、聚氨酯、聚氨酯弹性体、氯磺化聚乙烯、聚氯丁二烯、使用邻苯二甲酸二辛酯或其它增塑剂增塑的聚氯乙烯、丁二烯丙烯腈弹性体、聚(异丁烯-共-异戊二烯)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的三-嵌段共聚物、聚丙烯酸酯、含氟弹性体、硅橡胶、热塑性弹性体、聚(异戊二烯)的嵌段共聚物、共轭二烯(例如丁二烯和异戊二烯)的嵌段共聚物以及乙烯基芳族共聚物(例如苯乙烯、乙烯基甲苯和叔丁基苯乙烯)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的三-嵌段共聚物等。
纱上的着色涂层的量可以广泛地变化。例如，干燥之后，涂层可以占纱总重量的约1至约40 wt%，更优选约2至约25 wt%，和最优选约5至约15 wt%。当然，涂层材料中的色料的重量可以显著低于着色涂层的重量。通常，着色涂层中的色料的量可以为约0.5至约20 wt%，更优选为约2至约15 wt%，和最优选为约4至约10 wt%。
着色涂布复丝纱优选在进一步加工之前进行干燥。纱可以在合适的设备(烘箱等)中加热，或者空气干燥，以去除涂布溶剂，或干燥着色涂层。着色涂布复丝纱然后可以被卷取用于其它加工，或该纱可以被连续地加工。
着色涂布复丝纱然后在高温下经历拉伸步骤。拉伸步骤可以为单个拉伸步骤或多个拉伸步骤。优选，纱在热风炉中拉伸，但是可以使用其它类型烘箱。这种热风炉在本领域中是已知的，这种烘箱的实例在US 7,370,395中描述，在此将其公开内容以不与本发明矛盾的程度引入作为参考。
涂布复丝纱优选在不捻转纱的基础上进料至拉伸步骤。也即，进入拉伸步骤的纱优选保持基本未捻的。
拉伸烘箱的温度可以变化，取决于复丝纱的最终用途性能。在任何情况下，选择温度以避免熔合复丝纱的相邻长丝。
选择拉伸温度和拉伸比，这取决于所需最终用途性能。例如，在一个实施方案中，可以使用本发明方法来形成纱的纱韧性相同或仅少量增加，但是显示所需颜色牢度的着色复丝纱。在另一个实施方案中，可以使用本发明方法来形成纱韧性也具有较大增加的颜色牢固的复丝纱。
通常，烘箱的温度可以为约90至约160℃。当需要颜色牢度增加，而纱韧性不必增加时，烘箱温度可以较低，其水平仅软化或熔融较低熔点热塑性树脂。在这种情况下，烘箱温度可以为约90至约120℃，更优选为约100至120℃，和最优选为约105至约110℃。
当颜色牢度和韧性需要同时增加时，烘箱温度可以较高。例如，烘箱温度可以为约135至约160℃，更优选为约145至约157℃，和最优选为约150至约155℃。此外，不希望熔合复丝，因此选择温度、拉伸比和停留时间以保持纱的复丝性质。
通过一个或多个拉伸辊理想地完成拉伸，所述拉伸辊理想地可以在烘箱之外，或另外在烘箱之内或在一个或多个烘箱之间。
如上所述，在加热步骤期间，复丝纱被拉伸(或牵引)至所需程度。可以使用任何所需拉伸比。通常，拉伸比可以为约1.1至约10。当仅需要颜色牢度时，可以使用较低的拉伸比，例如约1.1至约1.8，更优选约1.2至约1.6，和最优选约1.3至约1.5。当同时需要颜色牢度和增加韧性时，可以使用较高的拉伸比，例如约2至约10，更优选约3至约8，和最优选约4至约6。理想地，在整个拉伸步骤期间施加线性张力。
纱被加热和拉伸所需的一段时间。其可以为例如约0.3至约5分钟，更优选为约0.5至约3分钟，和最优选为约0.8至约2分钟。例如烘箱的加热设备中的实际停留时间取决于若干因素，例如烘箱温度、烘箱长度、烘箱种类(例如热风循环烘箱、热浴、红外线烘箱等)等。
选择加热和拉伸的条件，使得相邻的长丝并不部分或完全熔合在一起。这一点保证所得纱保持其复丝特性。所得复丝纱具有与进料纱相似的旦尼尔和韧性，或根据使用的条件，其也可以具有比进料纱更低的旦尼尔和更高的韧性。
在高温下拉伸步骤期间，着色涂层渗入聚烯烃纤维并因此变为其不可分割的部分。也即，低熔点热塑性树脂载体可以渗入高熔点聚烯烃纱，并为其带来所需颜色特性。据信加热和拉伸工艺使涂层树脂和纤维都软化，允许低分子量涂层迁移进入纤维本体中。
所得复丝纱可以具有任何合适的旦尼尔。例如，复丝纱可以具有约50至约10,000，更优选约200至约5,000，和最优选约500至约3,000的旦尼尔。所得复丝纱的韧性可以为例如约25至约80 g/d。
意外地，现已发现当用包括色料和热塑性树脂载体的色料组合物处理复丝纱，然后在高温下对其进行拉伸时，所得复丝纱显示颜色牢度增加。这意味着即使在强力摩擦之后颜色仍然保留在纱中。如上所述理想地，在整个涂布和加热/拉伸操作期间，纱保持基本未捻的。
本发明的着色复丝纱可以用于各种应用。这种应用的非限制性实例包括绳子、钓鱼线、编织绳和线、风筝线、机织织物、针织手套等。在某些情况下，可能理想的是进一步加工由本发明的着色复丝纱形成的制品，以便利用热塑性树脂涂层的低熔点特性。例如，可以由本发明的复丝纱形成机织织物，然后该织物可以经历压延步骤。在压延步骤中，向织物施加压力和热量两者，从而热塑性树脂至少软化或可能熔融，并在机织织物上形成膜状结构。这种膜状结构也具有形成着色复丝纱中使用的色料，使得获得在表面上具有着色热塑性树脂层的着色涂布织物。
类似地，当绳子由本发明的着色复丝纱形成时，它们同样可以经历另一个加热步骤。该后一步骤导致热塑性树脂软化或熔融，使得在绳结构之上形成着色保护封套。同样，可以加热由本发明的复丝纱形成的钓鱼线(不论是编织或加捻的，或者不是)，使得形成具有外部着色封套的线，在其中复丝纱可以部分熔合在一起。
施加于由着色复丝纱形成的制品的任何加热步骤中使用的条件取决于最终制品类型及其所需性能。通常，当仅需要颜色牢度时，可以在这种随后的加热步骤中使用上述范围中的温度。
给出以下非限制性实例，以提供对本发明的更完全的理解。说明本发明原理的所述特定技术、条件、材料、比例和报告数据是示例性的，不应被认为限制本发明的范围。
具体实施方式
实施例
实施例1
由复丝扩链聚乙烯纱形成复丝着色涂布纱。每根纱由购自Honeywell International Inc.的SPECTRA® 900纤维形成。未涂布的进料纱具有1200的旦尼尔，每根纱中具有120根长丝。进料纱韧性为30 g/d，具有3.9%的最大伸长率和850 g/d的模量。将具有基本零捻转的复丝纱送入包含基于分散在聚乙烯热塑性树脂中的铜酞菁的绿色染料颜料水溶液的涂布浴中。涂料溶液的固含量为约40 wt%。涂料在纱上的吸收重量为约15%，基于复丝纱的总重量。纱在热风烘箱中干燥。涂布工艺之后，每根涂布纱具有1369的旦尼尔，每根纱中具有120根长丝。该纱具有4.38%的最大伸长率，27.6 g/d的韧性和775 g/d的模量。
将着色涂布纱送入上述US 7,370,395中公开的加热设备中，使用总共6个水平排列和相邻的热风循环烘箱。第一组辊与烘箱的入口侧相邻，第二组辊与烘箱的出口侧相邻。纱在烘箱中是不被支撑的，并且以近似直线输送穿过烘箱。选择第一和第二组辊的速率，以提供3.0的烘箱中的拉伸比，进料辊速率为10 M/min，拉伸辊速率为30 M/m。对纱保持1700 g的张力。烘箱温度为150℃。复丝纱在烘箱中被拉伸，但不熔合。所得复丝纱在输出辊上卷起。
涂布并且拉伸的复丝纱具有488的旦尼尔，3.2%的最大伸长率，37.2 g/d的韧性和1411 g/d的模量。
通过使其相对于具有六边形横截面的金属棒进行摩擦，测试复丝纱的颜色牢度(Hex Bar耐磨性测试)。在100 g张力下2,500个循环之后，发现纱保持其初始绿色。
实施例2
重复实施例1，除了进料纱为SPECTRA® 900，650旦尼尔纱。进料纱具有60根长丝，30.5 g/d的韧性，3.6%的最大伸长率和920 g/d的模量。涂布工艺之后，每根涂布纱具有792的旦尼尔，每根纱中具有60根长丝。该纱具有4.3%的最大伸长率，27.1 g/d的韧性和772 g/d的模量。
加热和拉伸之后的复丝纱具有60根长丝，249的旦尼尔，2.7%的最大伸长率，35.2 g/d的韧性和1422 g/d的模量。对纱保持850 g的张力。
通过在Hex Bar耐磨性测试中进行摩擦，测试复丝纱的颜色牢度。在50 g张力下2,500个摩擦循环之后，发现复丝纱保持其初始颜色。
如可以从实施例1和2看到的，本发明的方法提供具有优异颜色牢度的着色复丝纱。当与进料纱比较时，复丝纱还具有改善的韧性。
已经以相当全面的细节描述了本发明，但是应理解这种细节不必精确遵守，其本身可以使本领域技术人员联想到进一步的变化和改进，这些全部都落入如所附权利要求定义的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种制造着色复丝超高分子量聚烯烃纱的方法，该方法包括以下步骤：
进料至少一根基本未捻的复丝超高分子量聚烯烃纱；
用包括热塑性树脂载体中的色料的涂料组合物涂布所述基本未捻的复丝纱，所述热塑性树脂具有比所述复丝纱的长丝更低的熔点，使所述涂料组合物粘附于所述复丝纱的长丝；和
在不熔合复丝纱的长丝的基础上，加热该复丝纱，同时拉伸纱；
由此形成颜色牢度改善的着色复丝纱。
2.权利要求1的方法，其中所述复丝纱包括高韧性聚乙烯长丝。
3.权利要求1的方法，其中所述热塑性树脂包括聚烯烃树脂。
4.权利要求1的方法，其中所述复丝纱在所述加热和拉伸步骤之前是基本未捻的。
5.权利要求1的方法，其中所述复丝纱在整个所述方法的各步骤期间是基本未捻的。
6.权利要求1的方法，其中所述进料步骤包括进料多根所述基本未捻的复丝超高分子量聚烯烃纱。
7.权利要求1的方法，其中拉伸所述涂布纱至1.1至1.8的拉伸比。
8.权利要求1的方法，其中拉伸所述涂布纱至2至10的拉伸比。
9.权利要求1的方法，其中所述着色复丝纱被进一步加工成为制品，以及进一步包括加热所述制品的步骤，由此所述热塑性树脂至少软化，以在所述制品上形成着色表面涂层。
10.权利要求9的方法，其中所述制品包括绳子。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7966797B2 (en) * 2008-06-25 2011-06-28 Honeywell International Inc. Method of making monofilament fishing lines of high tenacity polyolefin fibers
US20110277249A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Ferass Abuzaina Method of Producing Colored High-Strength Fibers
US20120003472A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Coats American Inc. Flame-resistant yarn
US9533480B2 (en) 2011-12-13 2017-01-03 Honeywell International Inc. Laminates made from ultra-high molecular weight polyethylene tape
WO2013148700A1 (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Saint-Gobain Adfors Canada, Ltd. Off-angle laid scrims
EP3274501A1 (en) * 2015-03-26 2018-01-31 DSM IP Assets B.V. Systems and methods for the transfer of color and other physical properties to fibers, braids, laminate composite materials, and other articles
CN105284753B (zh) * 2015-11-03 2018-05-08 李纯逸 新型钓线的制作方法、新型钓线及钓鱼组件
KR101901378B1 (ko) 2016-09-01 2018-09-27 박재홍 폴리올레핀계 섬유의 염색방법
KR101866776B1 (ko) 2016-09-02 2018-07-23 삼성염직(주) 컬러발현성이 우수한 고강도 폴리올레핀계섬유의 제조방법 및 이를 사용한 원단의 제조방법
BR112019009306A2 (pt) * 2016-11-08 2019-07-30 Braskem Sa método de produção de um fio de polipropileno, método e sistema de aquecimento de um fio de polipropileno, método e sistema de aquecimento e estiragem de um fio de polipropileno, sistema de estiro de um fio de polipropileno e método e sistema de resfriamento de um fio de polipropileno
US11046047B2 (en) * 2017-01-15 2021-06-29 Honeywell International Inc. Water repellent composite laminate fabrics
CN107604688A (zh) * 2017-09-30 2018-01-19 江苏工程职业技术学院 一种超高分子量聚乙烯面料的涂料染色工艺
CN110438626A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 江苏工程职业技术学院 一种凉感、无水染色、收缩时尚面料的生产方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0721021A2 (en) * 1994-12-27 1996-07-10 Nippon Oil Co., Ltd. Method for the continuous production of a polyethylene material having high strength and high modulus of elasticity
CN1942613A (zh) * 2004-04-23 2007-04-04 西巴特殊化学品控股有限公司 可染色的聚烯烃纤维和织物

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3673027A (en) * 1970-05-04 1972-06-27 Johns Manville Method of forming coated fibers
NL7605370A (nl) * 1976-05-20 1977-11-22 Stamicarbon Werkwijze voor het continu vervaardigen van vezelvormige polymeerkristallen.
NL177759B (nl) * 1979-06-27 1985-06-17 Stamicarbon Werkwijze ter vervaardiging van een polyetheendraad, en de aldus verkregen polyetheendraad.
US4356138A (en) * 1981-01-15 1982-10-26 Allied Corporation Production of high strength polyethylene filaments
US4413110A (en) * 1981-04-30 1983-11-01 Allied Corporation High tenacity, high modulus polyethylene and polypropylene fibers and intermediates therefore
NL8104728A (nl) * 1981-10-17 1983-05-16 Stamicarbon Werkwijze voor het vervaardigen van polyetheen filamenten met grote treksterkte.
US4403012A (en) * 1982-03-19 1983-09-06 Allied Corporation Ballistic-resistant article
US4536536A (en) * 1982-03-19 1985-08-20 Allied Corporation High tenacity, high modulus polyethylene and polypropylene fibers and intermediates therefore
US4551296A (en) * 1982-03-19 1985-11-05 Allied Corporation Producing high tenacity, high modulus crystalline article such as fiber or film
US4457985A (en) * 1982-03-19 1984-07-03 Allied Corporation Ballistic-resistant article
DE3363610D1 (en) * 1982-12-28 1986-06-26 Mitsui Petrochemical Ind Process for producing stretched articles of ultrahigh-molecular-weight polyethylene
JPS59216912A (ja) * 1983-05-20 1984-12-07 Toyobo Co Ltd 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維の製造方法
US4663101A (en) * 1985-01-11 1987-05-05 Allied Corporation Shaped polyethylene articles of intermediate molecular weight and high modulus
EP0205960B1 (en) * 1985-06-17 1990-10-24 AlliedSignal Inc. Very low creep, ultra high moduls, low shrink, high tenacity polyolefin fiber having good strength retention at high temperatures and method to produce such fiber
US5032338A (en) * 1985-08-19 1991-07-16 Allied-Signal Inc. Method to prepare high strength ultrahigh molecular weight polyolefin articles by dissolving particles and shaping the solution
US5286435A (en) * 1986-02-06 1994-02-15 Bridgestone/Firestone, Inc. Process for forming high strength, high modulus polymer fibers
US5246657A (en) * 1987-12-03 1993-09-21 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Process of making polyolefin fiber
JPH05156541A (ja) * 1991-10-11 1993-06-22 Mitsui Petrochem Ind Ltd 合成樹脂で被覆した分子配向成形体からなるフィラメントないし撚り糸を芯材とするコード
JPH06158568A (ja) 1992-11-10 1994-06-07 Mitsui Petrochem Ind Ltd 合成樹脂で被覆した高強度ポリエチレン繊維製のロー プ、紐またはネット
US5342567A (en) * 1993-07-08 1994-08-30 Industrial Technology Research Institute Process for producing high tenacity and high modulus polyethylene fibers
US5552208A (en) * 1993-10-29 1996-09-03 Alliedsignal Inc. High strength composite
JPH07229031A (ja) * 1994-02-14 1995-08-29 Kureha Chem Ind Co Ltd 着色超高分子量ポリエチレン製糸条体および釣糸
US5573850A (en) * 1995-03-24 1996-11-12 Alliedsignal Inc. Abrasion resistant quasi monofilament and sheathing composition
US5540990A (en) * 1995-04-27 1996-07-30 Berkley, Inc. Polyolefin line
US6448359B1 (en) * 2000-03-27 2002-09-10 Honeywell International Inc. High tenacity, high modulus filament
EP1294972A2 (en) * 2000-06-26 2003-03-26 Breed Automotive Technology, Inc. Seat belt webbing and method of dyeing same
JP4754095B2 (ja) 2001-05-21 2011-08-24 有限会社よつあみ テーパー状マルチフィラメント糸条およびその製造方法
US20050079345A1 (en) * 2002-09-17 2005-04-14 Thomsen Susanne Dahl Polyolefin fibres and their use in the preparation of nonwovens with high bulk and resilience
JP4256194B2 (ja) 2003-04-04 2009-04-22 有限会社よつあみ 組紐の製造方法
US7344668B2 (en) * 2003-10-31 2008-03-18 Honeywell International Inc. Process for drawing gel-spun polyethylene yarns
US6969553B1 (en) * 2004-09-03 2005-11-29 Honeywell International Inc. Drawn gel-spun polyethylene yarns and process for drawing
EP1647615A1 (en) 2004-10-14 2006-04-19 DSM IP Assets B.V. Process for making a monofilament-like product
US7370395B2 (en) * 2005-12-20 2008-05-13 Honeywell International Inc. Heating apparatus and process for drawing polyolefin fibers
BRPI0811936B8 (pt) 2007-05-23 2021-07-27 Dsm Ip Assests Bv sutura contendo filamentos de polietileno de peso molecular ultra alto (uhm wpe) e uso da sutura
US7966797B2 (en) * 2008-06-25 2011-06-28 Honeywell International Inc. Method of making monofilament fishing lines of high tenacity polyolefin fibers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0721021A2 (en) * 1994-12-27 1996-07-10 Nippon Oil Co., Ltd. Method for the continuous production of a polyethylene material having high strength and high modulus of elasticity
CN1942613A (zh) * 2004-04-23 2007-04-04 西巴特殊化学品控股有限公司 可染色的聚烯烃纤维和织物

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