JP2017533355A - 新規なuhmwpe繊維及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(b)露出されている繊維表面領域を、繊維表面領域の表面エネルギーを増大させるのに有効な条件下で処理し;そして
(c)処理された繊維表面領域の少なくとも一部の上に、少なくとも1種類のポリ(アルキルオキシド)ポリマーを含む保護被覆を施して、それによって処理されて被覆された繊維を形成する;
ことを含む方法が提供される。
(a)それぞれが繊維表面仕上げ剤を少なくとも部分的に含まない少なくとも幾つかの露出されている繊維表面領域を有する1以上の部分配向繊維を与え;
(b)露出されている繊維表面領域を、繊維表面領域の表面エネルギーを増大させるのに有効な条件下で処理し;そして
(c)処理された繊維表面領域の少なくとも一部の上に、少なくとも1種類のポリ(アルキルオキシド)ポリマーを含む保護被覆を施して、それによって処理されて被覆された繊維を形成し;
(d)処理されて被覆された繊維を1以上の乾燥機に通して、処理されて被覆された繊維が1以上の乾燥機を通って移動する際にそれを同時に延伸しながら、処理されて被覆された繊維上の被覆を乾燥し、それによって27g/デニールより高いテナシティーを有する高配向繊維を形成する;
ことを含む方法も提供される。
例1
39g/デニールのテナシティーを有する複数の1100デニールの高配向UHMW−PEヤーンを、一方向含侵被覆装置の解舒クリール上に取り付けるのではなく、独立型の繊維処理ラインの解舒クリール上に取り付けた。ヤーンを解舒し、脱イオン水で洗浄して、それらの予め存在している繊維表面仕上げ剤を実質的に除去した。洗浄したヤーンを乾燥し、その直後に760mmHgに維持した大気圧プラズマ処理装置(幅29インチの電極を有するEnercon Industries Corp.からのEnercon Plasma3 StationモデルAPT12DF-150/2)内で処理して、それらを、90%のアルゴンガス及び10%の酸素を含む雰囲気中で約16W/ft2/分〜約53W/ft2/分のプラズマ処理フラックスにかけた。
プラズマ処理したヤーンを、エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダムコポリマーを含む組成物ではなく、水性のアニオン性脂肪族ポリエステル型ポリウレタン分散液で被覆した他は、例1と同じ方法によって例2を製造した。例1及び例2の試料は、プラズマ処理の後の保護被覆の組成においてのみ相違していた。乾燥した後、ポリウレタン保護被覆の重量は、被覆の重量+ヤーンの重量を基準として2%であった。被覆して乾燥したヤーンを、次に例1のようにしてスプール上に巻き戻し、更なる処理のために保管した。少なくとも8週間後、被覆して処理したヤーンを一方向含侵被覆装置の解舒クリール上に取り付けて、水性のアニオン性脂肪族ポリエステル型ポリウレタン分散液を含むバインダー/マトリクス組成物でインラインで被覆した。バインダー/マトリクスの重量は、保護被覆の重量を除いて、バインダー/マトリクスの重量+ヤーンの重量を基準として約15重量%であった。保護被覆と合わせると、ヤーン上の合計の被覆重量は17重量%である。次に、ポリウレタンで被覆したヤーンを、例1と同じようにして、延展し、シリコーン被覆キャリア紙上にニップ加工し、乾燥し、そして一方向テープのロールとして巻回した。この一方向テープの2つのロールを例1と同じようにして手動でクロスパイルして2プライのプリプレグを形成した。
4本の3300デニールの部分配向UHMW−PEヤーンを、4つのスプールから6.7mm/分の速度で解舒し、洗浄してヤーンから予め存在している仕上げ剤を除去した。ヤーンを洗浄するために、それらをまず、約18秒間の浴中における大凡の滞留時間で、脱イオン水を含む予備浸漬水浴を通して送った。予備浸漬水浴から排出した後、約42psiの水圧で、ノズルあたり約0.5ガロン/分の水流の速度を用い、室温の水を用いて、水ノズルによってヤーンをすすいだ。次に、洗浄したヤーンを乾燥し、プラズマ処理した。プラズマ処理は、ヤーンを、90%のアルゴン及び10%の酸素を含む雰囲気を有する大気圧プラズマ処理装置(幅29インチの電極を有するEnercon Industries Corp.からのEnercon Plasma3 StationモデルAPT12DF-150/2)に約6m/分の速度で通すことによって行った。プラズマ処理装置は2kWの出力に設定して、それによって54W/ft2/分のエネルギー流束でヤーンを処理した。プラズマ処理装置内におけるヤーンの滞留時間は約2秒間であった。処理は標準大気圧下で行った。
好ましい態様を参照して本発明を特に示し且つ記載したが、発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正を行うことができることは当業者に容易に認められるであろう。特許請求の範囲は、開示されている態様、上記で議論したこれらの代替物、及びこれらに対する全ての均等物をカバーするように解釈されると意図される。
好ましい態様を参照して本発明を特に示し且つ記載したが、発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正を行うことができることは当業者に容易に認められるであろう。特許請求の範囲は、開示されている態様、上記で議論したこれらの代替物、及びこれらに対する全ての均等物をカバーするように解釈されると意図される。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[1]
(a)繊維表面仕上げ剤を少なくとも部分的に含まない少なくとも幾つかの露出されている繊維表面領域を有する1以上の繊維を与える工程;
(b)前記露出されている繊維表面領域を、前記繊維表面領域の表面エネルギーを増大させるのに有効な条件下で処理する工程;及び
(c)前記処理された繊維表面領域の少なくとも一部の上に、少なくとも1種類のポリ(アルキルオキシド)ポリマーを含む保護被覆を施して、それによって処理されて被覆された繊維を形成する工程;
を含む方法。
[2]
工程(a)の前において、前記繊維は繊維表面仕上げ剤によって実質的に覆われている繊維表面領域を有し、前記繊維表面仕上げ剤を前記繊維表面領域から実質的に完全に除去して、それによって下側の繊維表面領域の少なくとも95%を露出させる、[1]に記載の方法。
[3]
前記ポリ(アルキルオキシド)ポリマーが、エチレンオキシドホモポリマー、プロピレンオキシドホモポリマー、エチレンオキシドプロピレンオキシドコポリマー、ポリテトラメチレンオキシド、ポリプロピレングリコール、ポリ(テトラメチレンエーテル)グリコール、又はこれらの類縁体若しくはこれらの組合せを含む、[1]に記載の方法。
[4]
前記ポリ(アルキルオキシド)がエチレンオキシドプロピレンオキシドコポリマーを含む、[1]に記載の方法。
[5]
前記工程(c)の処理工程がコロナ処理又はプラズマ処理を含む、[1]に記載の方法。
[6]
前記保護被覆が、前記繊維の重量+前記保護被覆の重量を基準として約5重量%未満を構成する、[1]に記載の方法。
[7]
前記保護被覆が少なくとも70重量%のエチレンオキシドプロピレンオキシドコポリマーを含む、[1]に記載の方法によって製造される処理されて被覆された繊維。
[8]
工程(c)において製造される複数の繊維を与える工程、場合によっては前記繊維の少なくとも一部の上にポリマーバインダー材料を施す工程、及び前記複数の繊維から織布又は不織布を製造する工程を更に含む、[1]に記載の方法。
[9]
(a)1以上の部分配向繊維を与える工程であって、前記1以上の部分配向繊維のそれぞれが繊維表面仕上げ剤を少なくとも部分的に含まない少なくとも幾つかの露出されている繊維表面領域を有する、前記工程;
(b)前記露出されている繊維表面領域を、前記繊維表面領域の表面エネルギーを増大させるのに有効な条件下で処理する工程;
(c)前記処理された繊維表面領域の少なくとも一部の上に、少なくとも1種類のポリ(アルキルオキシド)ポリマーを含む保護被覆を施して、それによって処理されて被覆された繊維を形成する工程;及び
(d)前記処理されて被覆された繊維を1以上の乾燥機に通して、前記処理されて被覆された繊維が前記1以上の乾燥機を通って移動する際にそれを同時に延伸しながら、前記処理されて被覆された繊維上の前記被覆を乾燥し、それによって27g/デニールより高いテナシティーを有する高配向繊維を形成する工程;
を含む方法。
[10]
前記部分配向繊維が少なくとも約18g/デニールから27g/デニールまでのテナシティーを有し、前記保護被覆は前記繊維の重量+前記保護被覆の重量を基準として約5重量%未満を構成する、[9]に記載の方法。
Claims (10)
- (a)繊維表面仕上げ剤を少なくとも部分的に含まない少なくとも幾つかの露出されている繊維表面領域を有する1以上の繊維を与える工程;
(b)前記露出されている繊維表面領域を、前記繊維表面領域の表面エネルギーを増大させるのに有効な条件下で処理する工程;及び
(c)前記処理された繊維表面領域の少なくとも一部の上に、少なくとも1種類のポリ(アルキルオキシド)ポリマーを含む保護被覆を施して、それによって処理されて被覆された繊維を形成する工程;
を含む方法。 - 工程(a)の前において、前記繊維は繊維表面仕上げ剤によって実質的に覆われている繊維表面領域を有し、前記繊維表面仕上げ剤を前記繊維表面領域から実質的に完全に除去して、それによって下側の繊維表面領域の少なくとも95%を露出させる、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリ(アルキルオキシド)ポリマーが、エチレンオキシドホモポリマー、プロピレンオキシドホモポリマー、エチレンオキシドプロピレンオキシドコポリマー、ポリテトラメチレンオキシド、ポリプロピレングリコール、ポリ(テトラメチレンエーテル)グリコール、又はこれらの類縁体若しくはこれらの組合せを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリ(アルキルオキシド)がエチレンオキシドプロピレンオキシドコポリマーを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記工程(c)の処理工程がコロナ処理又はプラズマ処理を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記保護被覆が、前記繊維の重量+前記保護被覆の重量を基準として約5重量%未満を構成する、請求項1に記載の方法。
- 前記保護被覆が少なくとも70重量%のエチレンオキシドプロピレンオキシドコポリマーを含む、請求項1に記載の方法によって製造される処理されて被覆された繊維。
- 工程(c)において製造される複数の繊維を与える工程、場合によっては前記繊維の少なくとも一部の上にポリマーバインダー材料を施す工程、及び前記複数の繊維から織布又は不織布を製造する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- (a)1以上の部分配向繊維を与える工程であって、前記1以上の部分配向繊維のそれぞれが繊維表面仕上げ剤を少なくとも部分的に含まない少なくとも幾つかの露出されている繊維表面領域を有する、前記工程;
(b)前記露出されている繊維表面領域を、前記繊維表面領域の表面エネルギーを増大させるのに有効な条件下で処理する工程;
(c)前記処理された繊維表面領域の少なくとも一部の上に、少なくとも1種類のポリ(アルキルオキシド)ポリマーを含む保護被覆を施して、それによって処理されて被覆された繊維を形成する工程;及び
(d)前記処理されて被覆された繊維を1以上の乾燥機に通して、前記処理されて被覆された繊維が前記1以上の乾燥機を通って移動する際にそれを同時に延伸しながら、前記処理されて被覆された繊維上の前記被覆を乾燥し、それによって27g/デニールより高いテナシティーを有する高配向繊維を形成する工程;
を含む方法。 - 前記部分配向繊維が少なくとも約18g/デニールから27g/デニールまでのテナシティーを有し、前記保護被覆は前記繊維の重量+前記保護被覆の重量を基準として約5重量%未満を構成する、請求項9に記載の方法。
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