KR102553633B1 - 내절단성의 충전된 긴 물체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, i) 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분을 포함하는 고-성능 폴리에틸렌 섬유, 및 ii) 중합체 수지를 포함하고, 상기 중합체 수지는 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체이고, IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 970 kg/m3 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 용융 온도 및 5 J/g 이상의 융해 열을 갖는 긴 물체에 관한 것이다.

Description

내절단성의 충전된 긴 물체
본 발명은 모스 경도가 2.5 이상인 경질 성분을 포함하는 고성능 폴리에틸렌 섬유(HPPE)를 포함하는 긴 물체(lenghty body)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 긴 물체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 다양한 용도에서 긴 물체의 사용에 관한 것이다.
이러한 긴 물체는 예를 들어 WO 2008/046476에 이미 공지되어 있다. 이 문헌은 높은 내절단성을 갖는 얀(yarn)을 개시하는바, 그 얀은 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분을 포함하고, 그 경질 성분은 평균 직경이 최대 25 미크론인 복수의 경질 섬유이다. 그러나, 이 문헌에 개시된 내절단성 얀은 얀의 제조 공정 동안 및/또는 다른 제품으로의 추가 가공 동안, 예를 들어 장갑의 제조를 위한 편직 동안 경질 성분을 상실하여 대량의 분진 형성으로 이어진다. 이는 더 많은 하드웨어 마모 및 고장, 및 가공 곤란으로 이어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 얀의 물품으로의 가공 및 또한 상기 물품의 가공 동안 분진 형성을 제한하거나 심지어 방지하며, 저비용으로 및 환경 친화적으로 제조될 수 있고, 동시에 높은 내절단성과 착색 및 염색에 대한 범용성을 나타내는 긴 물체를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 따른 긴 물체에 의해 달성되는 바, 본 발명의 긴 물체는, i) 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분을 포함하는 고성능 폴리에틸렌(HPPE) 섬유, 및 ii) 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체인 중합체 수지를 포함하며, 상기 중합체 수지는 IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 970 kg/m3 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 용융 온도 및 5 J/g 이상의 융해 열을 갖는다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 긴 물체는 충전된 섬유(filled fiber)를 포함하는 얀의 가공 동안 분진 형성을 제한하거나 심지어 방지하여, 하드웨어 고장 및 가공과 관련된 위험을 회피하는 것으로 관찰되었다. 또한, 본 발명에 따른 긴 물체는 다양한 화학 조성의 재료로 예를 들어 착색, 염색에 의한 처리, 및 "그립(grip) 코팅"으로의 처리가 더욱 용이할 수 있고, 이에 따라 다양한 용도에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 중합체 수지가 첨가된 긴 물체의 피브릴화 경향은 비교되는 코팅이 없는 긴 물체보다 더 낮다. 따라서, 그 위에서 긴 물체가 진행하는 안내 아이(eye) 또는 회전축과 같은 가공 장비 상에서 피브릴 클러스터(cluster)의 축적이 덜 발생한다. 또한, 본 발명에 따른 긴 물체 및 긴 물체를 제조하는 방법은 착색 및 염색과 같은 추가적인 기능의 더 용이한 부가를 허용할 수 있다.
본원에서 섬유(fiber)는 길이 치수가 폭 및 두께의 횡 치수보다 훨씬 더 큰 기다란 물체로 이해된다. 따라서, 용어 '섬유'는 규칙적이거나 불규칙적인 단면을 갖는 필라멘트, 스트립, 밴드, 테이프 등을 포함한다. 섬유는 당업계에서 필라멘트 또는 연속 필라멘트로 알려진 연속 길이, 또는 당업계에서 스테이플(staple) 섬유로 알려진 불연속 길이를 가질 수 있다. 본 발명의 목적을 위한 얀(yarn)은 많은 개별 섬유를 함유하는 기다란 물체이다. 본원에서 개별 섬유는 그와 같이 섬유로 이해된다. 바람직하게는, 본 발명의 HPPE 섬유는 HPPE 테이프, HPPE 필라멘트 또는 HPPE 스테이플 섬유이다.
본 발명에 따른 긴 물체에서 경질 성분을 포함하고 경질 성분이 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 HPPE 섬유는 본원에서 또한 HPPE계 섬유의 충전된 섬유 또는 충전된 HPPE 섬유로 지칭될 수 있다. 경질 성분에서의 재료는 3 이상, 바람직하게는 3.5 이상, 보다 바람직하게는 4 이상, 가장 바람직하게는 6 이상의 모스 경도를 가질 수 있다. HPPE 섬유에서의 경질 성분은 HPPE 섬유 본체 내부에 바람직하게는 분포되고, 보다 바람직하게는 균질하게 분포된다.
본원에서, 긴 물체는 기다란 물체, 특히 충전된 섬유 및 중합체 수지를 포함하는 기다란 물체로 이해되며, 긴 물체는 그의 길이 치수가 폭 및 두께의 횡 치수보다 훨씬 더 크다. 따라서, '긴 물체'라는 용어는 섬유, 모노 필라멘트, 멀티 필라멘트 얀, 스테이플 섬유 얀, 테이프, 스트립, 필름, 스트랜드, 케이블, 코드, 로프, 리본, 호스, 튜브 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 상기 길이 치수는 긴 물체의 폭 또는 두께 치수보다 어느 것이든 더 크며, 바람직하게는 10 배 이상, 보다 바람직하게는 20 배 이상, 더욱더 바람직하게는 50 배 이상, 가장 바람직하게는 100 배 이상 더 크다. 가장 바람직하게는, 길이는 실질적으로 연속적이며, 예를 들어 수백 미터이다. 긴 물체의 단면 형상은 원형 또는 거의 원형, 타원형 또는 직사각형 형상일 수 있으며, 이에 의해 원형 또는 거의 원형 단면을 갖는 긴 물체는 필라멘트, 섬유, 멀티 필라멘트 얀, 스테이플 섬유 얀, 스트랜드, 케이블, 코드, 로프, 호스 또는 튜브일 수 있지만 이에 제한되지 않는 한편, 타원형 내지 직사각형 단면을 갖는 긴 물체는 일반적으로 테이프, 필름, 리본 또는 스트립으로 지칭된다.
긴 물체는 2 이상의 HPPE 섬유의 실(thread)로 이루어질 수 있으며, 이는 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분을 포함하며, 서로 꼬이지 않고 나란히 놓인다. 꼬이지 않은 상기 HPPE계 섬유의 그러한 실은 또한 다발(bundle)로 지칭될 수 있으며, 전술한 바와 같이 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 다발 내의 HPPE계 섬유는 실질적으로 긴 물체의 길이 방향인 단일 방향으로 배향된다. 또한, 실은 일반적으로 얀으로 지칭되는 2개 이상의 꼬인 HPPE계 섬유로 이루어질 수 있다. 몇몇 얀은 동일 또는 상이한 방향으로 놓여져 소위 복합 다발 또는 스트랜드를 생성할 수 있으며, 이는 다시 함께 집합되거나 또는 다른 섬유 배열과 조합되어 로프 또는 리본과 같은 복합 섬유 조립체를 형성할 수 있다. 본 발명의 긴 물체에서 섬유의 상호 배열은 다양한 유형일 수 있으며, 그 중에서 평행, 레이드(laid), 브레이드(braided) 또는 직조된 섬유 또는 얀 배열, 또는 당업자에게 공지된 그 외의 것일 수 있다.
본 발명에 따른 긴 물체에서 충전된 HPPE 섬유의 경질 성분은 HPPE 섬유의 경도 또는 재료의 부재 하에서 측정된 긴 물체의 경도보다 높은 경도를 갖는 재료를 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 경질 성분은 유기 및/또는 비-중합체 재료를 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 경질 성분에 포함된 재료는 비-중합체 재료이다.
본원에서 "비-중합체 재료"는 중합체를 함유하지 않는 재료로 이해된다. 본 발명에서 사용되는 비-중합체 재료의 대안적인 정의는 본질적으로 수소 원자를 함유하지 않는 재료, 즉 비-중합체 섬유의 총 질량을 기준으로 하여 7 질량% 미만, 바람직하게는 5 질량% 미만, 가장 바람직하게는 1 질량% 미만의 양으로 수소 원자를 함유하는 재료이다. 특히, 비-중합체 재료는 금속, 금속 합금, 금속 산화물, 세라믹 재료, 결정질 재료 및/또는 이들의 혼합물을 포함하는 화합물을 지칭한다. 적합한 금속은 텅스텐, 구리, 황동, 청동, 알루미늄, 강철, 철, 모넬, 코발트, 티타늄, 마그네슘, 은, 몰리브덴, 주석 및 아연, 지르코니아를 포함하며; 금속 산화물은 알루미늄 산화물, 규소 산화물, 티타늄 산화물, 철 산화물, 칼슘 산화물, 마그네슘 산화물, 칼륨 산화물, 인 산화물, 망간 산화물 및/또는 이들의 조합을 포함하며; 금속 탄화물, 예를 들어 텅스텐 탄화물; 금속 질화물; 금속 황화물; 금속 규산염; 금속 규화물; 금속 황산염; 금속 인산염; 및 금속 붕소화물; 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 결정질 광물의 비제한적인 예는 밧데라이트(baddeleyite), 클로르토이드(chloritoid), 클리노조이사이트(clinozoisite), 콘드로다이트(chondrodite), 유클라사이트(euclasite), 페탈라이트(petalite), 사파이어(sapphire), 스포듀민(spodumene), 스토롤라이트(staurolite), 점토, 실리카, 실리케이트, 이산화규소, 탄화물, 예를 들어 탄화규소, 카보네이트, 시안화물 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 세라믹 재료는 유리 및 알루미나를 포함한다. 다이아몬드, 흑연, 그래핀, 풀러렌, 탄소 나노튜브 및/또는 이들의 혼합물과 같은 탄소의 동소체가 또한 경질 성분의 재료로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 경질 성분은 유리, 광물, 예컨대 금속 산화물 및 금속을 함유하는 재료로 구성된 군으로부터 선택된 재료를 포함한다. 그러나, 바람직하게는, 경질 성분은 예를 들어 그것이 유리질이고, 그것이 바람직하게는 최대 40 중량%의 Si를 함유할 때, 생체 내에서 흡수 가능한 조성을 가질 수 있고, 이에 따라 그것이 인체에 어떠한 방식으로든 들어가는 경우에도 심지어 무해하다.
경질 성분은 예를 들어 문헌 WO 2013/149990, WO 2008/046476, US 5738940 A 및 US 5597649 A에 기술된 바와 같이 임의의 공지된 형상, 크기, 크기 분포, 직경 및/또는 길이로 사용될 수 있으며, 상기 모든 문서는 본원에 참고로 인용된다. 예를 들어, 미립자 형태의 경질 성분이 사용될 수 있다. 실질적으로 구 형상의 입자의 경우, 평균 입자 크기는 평균 입자 직경과 실질적으로 동일하다. 실질적으로 타원 형상, 예를 들어 기다랗거나 비-구형이거나 이방성인 입자, 예컨대 바늘 또는 섬유의 경우, 입자 크기는 입자의 장축을 따라 평균 길이 치수(L)를 지칭할 수 있는 한편, 평균 입자 직경, 또는 간단히 본원에서 언급될 수도 있는 직경은 상기 타원 형상의 길이 방향에 수직인 단면의 평균 직경을 지칭한다. 입자의 단면이 원형이 아닌 경우, 평균 직경(D)은 다음 식: D = 1.15 * A1/ 2(여기서 A는 입자의 단면적이다)으로 결정된다.
경질 성분의 적절한 입자 크기, 직경 및/또는 길이의 선택은 가공 및 HPPE계 섬유 치수에 의존한다. 방사 공정에 의해 제조된 HPPE계 섬유의 경우, 경질 성분은 방사구금 구멍을 쉽게 통과할 수 있도록 충분히 작아야 한다. 입자 크기 및 평균 직경은 섬유 인장 특성의 너무 큰 열화를 회피하도록 충분히 작게 선택될 수 있다. 입자 크기 및 평균 직경은 로그 정규 분포를 가질 수 있다.
바람직하게는, 경질 성분의 평균 직경(D)은 최대 50 미크론, 더욱 바람직하게는 최대 30 미크론, 더욱더 바람직하게는 최대 25 미크론, 더욱더 바람직하게는 최대 15 미크론, 가장 바람직하게는 최대 10 미크론이다. 평균 직경이 낮은 경질 성분은 더욱 균일한 물품을 생성할 수 있고, 특히 압출에 의해 제조되는 경우, 본 발명에 따른 긴 물체로부터 수득된 물품에서 표면 결함이 더 적게 되도록 할 수 있다. 평균 직경이 높을수록 분진 형성은 더 많아진다.
바람직하게는, 경질 성분의 평균 직경은 0.01 미크론 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 미크론 이상, 더욱더 바람직하게는 1 미크론 이상, 가장 바람직하게는 3 미크론 이상이다.
바람직하게는, 경질 성분의 평균 길이(L)는 최대 10000 미크론, 더욱 바람직하게는 최대 5000 미크론, 가장 바람직하게는 최대 3000 미크론이다. 또한, 경질 성분이 최대 1000 미크론, 보다 바람직하게는 최대 750 미크론, 가장 바람직하게는 최대 650 미크론의 평균 길이를 갖는 경질 섬유인 경우, 본 발명의 물품, 및 특히 본 발명의 물품을 포함하는 장갑은 양호한 기능(dexterity)을 나타낸다는 것이 관찰되었다. 바람직하게는 상기 경질 섬유의 상기 평균 길이는 50 미크론 이상, 보다 바람직하게는 100 미크론 이상, 가장 바람직하게는 150 미크론 이상, 여전히 가장 바람직하게는 200 미크론 이상이다.
HPPE계 섬유에 존재하는 경질 성분은 약 1의 종횡비(L/D)를 가질 수 있는 경질 입자일 수 있다. HPPE계 섬유에 존재하는 경질 성분은 종횡비(L/D)가 1 초과, 바람직하게는 3 이상, 바람직하게는 5 이상, 여전히 바람직하게는 10 이상, 보다 바람직하게는 30 초과일 수 있는 경질 섬유의 형태일 수 있다. HPPE계 섬유에서의 경질 성분은 경질 입자 및/또는 경질 섬유를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다.
당업계에 공지된 임의의 경질 성분이 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예 부분에서도 사용되는 바와 같이 적합한 경질 성분은 이미 상업적으로 입수 가능하다. 경질 성분 및 HPPE 섬유에 경질 성분을 첨가하기 위한 방법은 당업자에게 잘 공지되어 있고, 예를 들어 문헌 W0 9918156 A1, WO 2008/046476 및 WO2013/149990에 기재되어 있으며, 상기 문헌들은 본원에 참고로 인용된다.
경질 성분의 종횡비는 경질 성분의 길이, 즉 평균 길이(L)와 직경, 즉 평균 직경(D) 간의 비이다. 경질 성분의 평균 직경 및 종횡비는 당업계에 공지된 임의의 방법, 예를 들어 SEM 사진을 사용하여 측정될 수 있다. 직경을 측정하기 위해, 경질 성분, 예를 들어 표면 위에 펴진 경질 섬유 자체의 SEM 사진을 만들고, 무작위로 선택된 100개의 위치에서 직경을 측정한 다음, 그렇게 얻어진 100개의 값의 산술 평균을 계산하는 것이 가능하다. 종횡비의 경우, 경질 성분, 예를 들어 경질 섬유의 SEM 사진을 만들고, 경질 성분, 예를 들어 HPPE 섬유의 표면에 또는 그 바로 아래에 나타나는 경질 섬유의 길이를 측정하는 것이 가능하다. 바람직하게는 SEM 사진은 후방 산란된 전자로 만들어지며, 경질 섬유와 HPPE 섬유의 표면 사이에 더 양호한 대비(contrast)를 제공한다.
경질 성분은 연속적이거나 방사된 섬유, 특히 방사된 섬유일 수 있다. 방사된 경질 섬유의 적합한 예는 당업자에게 잘 알려진 회전(rotation) 기술에 의해 방사될 수 있는 유리 또는 광물 섬유이다. 경질 섬유를 연속 필라멘트로서 제조할 수 있으며, 이는 이어서 훨씬 짧은 길이의 경질 섬유로 밀링된다. 상기 밀링 공정은 경질 섬유의 적어도 일부의 종횡비를 감소시킬 수 있다. 대안적으로, 불연속 필라멘트가 예를 들어 제트 방사에 의해 제조되고, 선택적으로 이어서 밀링되어 본 발명의 긴 물체에 사용될 수 있다. 경질 섬유는 HPPE 섬유의 제조 공정 동안 종횡비의 감소를 겪을 수 있다.
경질 성분으로서 탄소 섬유가 사용될 수 있다. 가장 바람직하게는, 직경이 3 내지 10 미크론, 더욱 바람직하게는 4 내지 6 미크론인 탄소 섬유가 사용된다. 탄소 섬유를 함유하는 물품은 개선된 전기 전도성을 나타내 정전기의 방전을 가능하게 한다.
필라멘트로서의 HPPE계 섬유는 최대 15 dtex, 바람직하게는 최대 12 dtex, 가장 바람직하게는 최대 10 dtex의 선형 밀도를 가질 수 있으며, 이러한 섬유를 포함하는 물품은 매우 유연하여 물품을 착용하는 사람에게 높은 수준의 안락감을 제공하기 때문이다. HPPE계 섬유는 바람직하게는 5 dtex 이상, 보다 바람직하게는 10 dtex 이상의 역가(titer)를 갖는다. 실제적인 이유로, 이들 섬유의 역가는 최대 10000 dtex, 바람직하게는 최대 5000 dtex, 보다 바람직하게는 최대 3000 dtex일 수 있다. 바람직하게는, 상기 섬유의 역가는 100 내지 10000, 더욱 바람직하게는 500 내지 6000, 가장 바람직하게는 1000 내지 3000 dtex, 여전히 가장 바람직하게는 220 내지 1760 dtex 또는 220 내지 725 dtex의 범위이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 긴 물체는, i) 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분으로 구성되는 HPPE 섬유, 및 ii) 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체인 중합체 수지를 포함하거나 이로 구성되며, 상기 중합체 수지는 IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 970 kg/m3 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 용융 온도 및 5 J/g 이상의 융해 열을 갖는다.
본 발명에 따른 긴 물체에서의 HPPE계 섬유는 바람직하게는 HPPE계 섬유의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 45 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 35 중량%, 여전히 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량%, 더욱더 바람직하게는 2 중량% 내지 7 중량%의 경질 성분을 함유한다.
본 발명의 맥락에서, 고성능 폴리에틸렌(HPPE) 섬유(경질 성분이 없는)는 0.5 N/tex 이상, 보다 바람직하게는 1 N/tex 이상, 여전히 더욱 바람직하게는 1.5 N/tex 이상, 더욱 바람직하게는 1.8 N/tex 이상, 더욱더 바람직하게는 2.5 N/tex 이상, 가장 바람직하게는 3.5 N/tex 이상의 인장 강도를 갖는 폴리에틸렌을 포함하거나 이로 구성된 섬유로 이해된다. 바람직한 폴리에틸렌은 고 분자량 폴리에틸렌(HMWPE) 또는 초고 분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)이다. 고성능 폴리에틸렌 섬유가 초고 분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 포함하고 2.0 N/tex 이상, 더욱 바람직하게는 3.0 N/tex 이상의 강인성(tenacity)을 가질 때 최상의 결과가 얻어졌다. 인장 강도는 본 발명의 실시예에 기재된 방법에 따라 측정된다.
본 발명에 따른 긴 물체에서 모스 경도가 2.5 이상인 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유는 0.5 N/tex 이상, 보다 바람직하게는 1 N/tex 이상, 여전히 더 바람직하게는 1.5 N/tex 이상, 보다 바람직하게는 1.8 N/tex 이상, 더욱더 바람직하게는 2.5 N/tex 이상, 가장 바람직하게는 3.5 N/tex 이상의 인장 강도를 가질 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 긴 물체는 고 분자량 폴리에틸렌(HMWPE) 또는 초고 분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 또는 이들의 조합을 포함하는 HPPE 섬유를 포함하며, 바람직하게는 HPPE계 섬유는 실질적으로 HMWPE 및/또는 UHMWPE 및 경질 성분으로 구성된다. 본 발명자들은 HMWPE 및 UHMWPE를 사용할 때 강인성에 대한 최대의 영향을 관찰했다. 이들 중합체는 상업적으로 얻어질 수 있으며 UHMWPE를 제조하는 방법은 종래 기술에 잘 알려져 있다.
본 발명의 맥락에서, '실질적으로 구성된다'라는 표현은, '소량의 추가 종을 포함할 수 있다'는 의미를 가지며, 여기서 소량은 상기 추가 종의 최대 5 중량%, 바람직하게는 최대 2 중량%이며, 달리 말하면 '95 중량% 초과', 바람직하게는 '98 중량% 초과'의 HMWPE 및/또는 UHMWPE를 포함한다.
본 발명의 맥락에서, 폴리에틸렌(PE)은 선형 또는 분지형일 수 있으며, 여기서 선형 폴리에틸렌이 바람직하다. 본원에서 선형 폴리에틸렌은 100개의 탄소 원자 당 1개 미만의 측쇄, 바람직하게는 300개의 탄소 원자 당 1개 미만의 측쇄를 갖는 폴리에틸렌을 의미하는 것으로 이해되고; 측쇄 또는 분지는 일반적으로 10 개 이상의 탄소 원자를 함유한다. 측쇄는 FTIR에 의해 적절하게 측정될 수 있다. 선형 폴리에틸렌은 그와 공중합 가능한 하나 이상의 다른 알켄, 예컨대 프로펜, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸펜텐, 1-헥센 및/또는 1-옥텐을 5 몰% 이하로 추가 함유할 수 있다.
PE는 바람직하게는 2 dl/g 이상, 보다 바람직하게는 4 dl/g 이상, 가장 바람직하게는 8 dl/g 이상의 고유 점도(IV)를 갖는 고 분자량이다. IV가 4 dl/g를 초과하는 이러한 폴리에틸렌은 초고 분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)으로도 지칭된다. 고유 점도는 수 및 중량 평균 분자량(Mn 및 Mw)과 같은 실제 몰 질량 파라미터보다 더 쉽게 결정될 수 있는 분자량의 척도이다.
HPPE 섬유 및 HPPE계 섬유는 당업계에 공지된 다양한 방법, 예를 들어 본원에서 또한 설명되는 바와 같은 용융 방사 공정, 겔 방사 공정 또는 고체-상태 분말 압축 공정에 의해 수득될 수 있다.
HPPE 섬유 및 HPPE계 섬유의 제조 방법은, 무한 벨트들의 조합 사이에 폴리에틸렌을 분말로서 공급하는 단계, 용융 온도 미만의 온도에서 중합체 분말을 압축 성형하는 단계, 및 그 결과의 압축 성형된 중합체를 롤링(rolling)한 다음 고체 상태 연신(drawing)하는 단계를 포함하는 고체-상태 분말 공정일 수 있다. 이러한 방법은 예를 들어 US 5091133에 기술되어 있으며, 이는 본원에 참고로 인용된다. 필요하다면, 중합체 분말을 공급 및 압축 성형하기 전에, 중합체 분말은 상기 중합체의 융점보다 높은 비점을 갖는 적합한 액체 화합물과 혼합될 수 있다. 압축 성형은 또한 중합체 분말을 운반하는 동안 무한 벨트들 사이에 일시적으로 보유함으로써 수행될 수 있다. 이는 예를 들어 무한 벨트들과 관련하여 가압 플래튼(platen) 및/또는 롤러를 제공함으로써 수행될 수 있다.
본 발명에 사용되는 HPPE 섬유의 바람직한 제조 방법은, 압출기에 폴리에틸렌을 공급하고, 융점 위의 온도에서 성형된 물품을 압출하고, 압출된 섬유를 그의 융점 아래에서 연신하는 것을 포함한다. 필요하다면, 중합체를 압출기에 공급하기 전에, 중합체는 적합한 액체 화합물과 혼합되어, 예를 들어 바람직하게는 초고 분자량 폴리에틸렌을 사용하는 경우와 같이 겔을 형성할 수 있다.
가장 바람직한 방법에서, 본 발명에 사용되는 HPPE 섬유는 겔 방사 공정에 의해 제조된다. 적합한 겔 방사 공정은 예를 들어 GB-A-2042414, GB-A-2051667, EP 0205960 A 및 WO 01/73173 A1에 기재되어 있다. 요컨대, 겔 방사 공정은, 높은 고유 점도의 폴리에틸렌 용액을 제조하는 단계, 용해 온도 위의 온도에서 용액을 용액-섬유로 압출하는 단계, 용액-섬유를 겔화 온도 아래로 냉각시켜 적어도 부분적으로 섬유의 폴리에틸렌 용액을 겔화하는 단계, 및 용매를 적어도 부분적으로 제거하기 전, 도중 및/또는 후에 섬유를 연신하는 단계를 포함한다.
HPPE 섬유를 제조하는 기술된 방법에서, 제조된 섬유의 연신, 바람직하게는 일축 연신은 당업계에 공지된 수단에 의해 수행될 수 있다. 이러한 수단은 적합한 연신 유닛상의 압출 스트레칭(stretching) 및 인장 스트레칭을 포함한다. 증가된 기계적 인장 강도 및 강성(stiffness)을 달성하기 위해, 연신은 여러 단계로 수행될 수 있다. 바람직한 UHMWPE 섬유의 경우, 연신은 전형적으로 다수의 연신 단계에서 일축으로 수행된다. 제 1 연신 단계는 예를 들어 1.5 이상, 바람직하게는 3.0 이상의 스트레치 계수(또한 연신비로도 지칭됨)로 연신하는 것을 포함할 수 있다. 다중 연신은 전형적으로 120℃까지의 연신 온도에서 9까지의 스트레치 계수, 140℃까지의 연신 온도에서 25까지의 스트레치 계수, 및 150℃까지 및 그 초과의 연신 온도에서 50 또는 그 초과의 스트레치 계수를 초래할 수 있다. 증가하는 온도에서 다중 연신에 의해, 약 50 이상의 스트레치 계수에 도달될 수 있다. 이는 HPPE 섬유를 생성하며, 이에 의해 초고 분자량 폴리에틸렌의 경우 1.5 N/tex 내지 3 N/tex 및 그 초과의 인장 강도가 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 긴 물체에 존재하는 경질 성분을 포함하는 HPPE계 섬유는, HPPE 섬유를 제조하기 위해 본 특허 출원에 나타낸 것과 동일한 방법을 적용함으로써 수득될 수 있으며, 다만, HPPE 섬유에 대해 본원에서 언급된 바와 같이, 경질 성분이 또한 HPPE 중합체 분말과 함께 첨가되어 혼합물을 형성하고, 그 다음 이것이 방사되고, 바람직하게는 겔 방사되는 점에서 차이가 있다. 예를 들어, 본원에 참고로 인용되는 문헌 WO 2008/046476은, 예를 들어 a) HPPE 중합체 분말 또는 중합체 과립 및 경질 성분을 혼합하는 단계, b) 중합체 및 경질 성분을 여전히 혼합하면서 중합체를 용융 또는 용해시키는 단계, 및 c) 단계 b)에서 수득된 혼합물로부터 섬유를 방사하는 단계에 의해, 충전된 HPPE 섬유를 수득하는 것에 대해 상세하게 기술한다.
바람직하게는, 긴 물체는 중합체 수지 ii)를 포함하고, 여기서 중합체 수지는 긴 물체에 걸쳐 위치, 예를 들어 긴 물체 내에 함침되며, 더욱 바람직하게는 중합체 수지는 긴 물체를 코팅하고, 가장 바람직하게는 중합체 수지는 긴 물체를 필라멘트 수준으로 코팅한다.
바람직하게는, 중합체 수지는 바람직하게는 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유의 표면과 접촉하고, 보다 바람직하게는 중합체 수지는 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유의 표면 상에 코팅으로서 적용되며, 가장 바람직하게는 중합체 수지는 수성 현탁액으로부터 수득된 코팅으로서 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유 상에 적용되는 바, 이는 긴 물체가 가공 동안 매우 적은 양의 분진 형성을 나타내거나 또는 심지어 분진 형성을 나타내지 않기 때문이다.
보다 바람직하게는, 긴 물체는 모스 경도가 2.5 이상인 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유를 포함하고, 상기 HPPE 섬유는 상기 HPPE 섬유의 표면에 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 중합체 수지를 포함하거나 이로 구성되는데, 여기서, 중합체 수지는 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체이고, 중합체 수지는 IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 970 kg/㎥ 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 용융 온도 및 5 J/g 이상의 융해 열을 갖는다.
본 발명에 따른 긴 물체는 iii) 필라멘트 및/또는 스테이플 섬유의 형태일 수 있고 예를 들어 조성 및/또는 형상이 HPPE 섬유 또는 HPPE계 섬유와 상이한 기타 섬유, 예컨대 비-중합체 섬유, 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암(basalt) 섬유, 금속 와이어 또는 실(thread); 및/또는 천연 섬유, 예를 들어 면; 대나무; 및/또는 중합체 섬유, 예를 들어 폴리아미드 섬유, 예컨대 나일론 섬유, 탄성 섬유, 예를 들어 엘라스테인(elastane) 섬유, 폴리에스터 섬유; 및/또는 임의의 비율로 존재할 수 있는 이들 기타 섬유의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다. 이들 기타 섬유는 HPPE계 섬유 주위에서 꼬여질 수 있거나 기타 섬유 및/또는 HPPE계 섬유는 금속 와이어 코어 주위에서 꼬여질 수 있다. 이들 기타 섬유, 및 HPPE계 섬유와 기타 섬유의 구성은 당업계에 이미 공지되어 있으며, 예를 들어 본원에 참고로 인용되는 문헌 WO 2008/046476 및 WO 2010/089410에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 긴 물체는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 긴 물체는,
a) 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분을 포함하거나 이로 구성되는 HPPE 섬유를 제공하고;
b) 단계 a) 도중 또는 후에 단계 a)의 경질 성분을 포함하거나 이로 구성되는 HPPE 섬유에 중합체 수지의 용매 용액 또는 수성 현탁액을 적용하고;
c) 단계 b)에서 적용된 중합체 수지의 용매 용액 또는 수성 현탁액을 적어도 부분적으로 건조하여;
단계 a), b) 및 c)의 완료시 충전된 섬유 및 중합체 수지를 포함하는 긴 물체를 수득하며;
d) 선택적으로, 단계 c)의 전, 도중 및/또는 후에 단계 b)의 긴 물체에 수지의 용융 온도 내지 153℃ 범위의 온도를 적용하여 중합체 수지를 적어도 부분적으로 용융시키고;
e) 선택적으로, 단계 d)의 전, 도중 및/또는 후에, 단계 c)에서 수득된 긴 물체에 압력 및/또는 장력을 적용하여 긴 물체를 적어도 부분적으로 압축 및/또는 신장시키는 단계들을 포함하며;
상기 중합체 수지는 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체이고, IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 970 kg/m3 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 용융 온도 및 5 J/g 이상의 융해 열을 갖는
방법에 의해 제조된다.
본 발명의 하나의 바람직한 방법 단계에서, 수성 현탁액은 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분을 포함하는 HPPE계 섬유에 적용된다. 이러한 현탁액의 적용은 섬유들이 조립되어 긴 물체를 형성하기 전에, 도중에 또는 후에 이루어진다. 수성 현탁액은 중합체 수지의 입자가 비-용매로서 작용하는 물에 현탁되어 있는 것으로 이해된다. 중합체 수지의 농도는 광범위하게 변할 수 있으며, 주로 물에서 수지의 안정한 현탁액을 형성하는 능력에 의해 제한된다. 전형적인 농도 범위는 물 중 중합체 수지의 0.5 내지 60 중량%이고, 여기서 중량 백분율은 수성 현탁액의 총 중량에서 중합체 수지의 중량이다. 바람직한 농도는 1 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 2 내지 30 중량%, 가장 바람직하게는 3 내지 20 중량%이다. 분산액에서 중합체 수지의 추가의 바람직한 농도는 수성 현탁액의 총 중량을 기준으로 적어도 1; 2; 3; 5; 10; 15; 20 또는 25 중량%이고 최대 30; 40 또는 50 중량%이다. 현탁액 또는 용액은 첨가제, 예컨대 이온성 또는 비이온성 계면 활성제, 점착성화 수지, 안정화제, 산화 방지제, 착색제, 또는 현탁액, 수지 및/또는 제조된 긴 물체의 특성을 개질하는 다른 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
적용된 용액 또는 현탁액에 존재하고 궁극적으로 본 발명의 긴 물체에 존재하는 중합체 수지는 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체 또는 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체 - 이는 또한 본 발명의 맥락에서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 공중합체로 지칭되기도 하며, 다르게는 폴리올레핀 수지로도 지칭된다 - 이며, 중합체 수지는 에틸렌의 단독 중합체, 프로필렌의 단독 중합체, 에틸렌의 공중합체 및 프로필렌의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이는 다양한 형태의 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체; 공-단량체, 예컨대 1-부텐, 이소부틸렌, 및 헤테로 원자 함유 단량체, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 비닐 아세테이트, 말레산 무수물, 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트와의 다른 에틸렌 공중합체; 일반적으로, α-올레핀 및 사이클릭 올레핀 단독 중합체 및 공중합체, 또는 이들의 블렌드를 포함할 수 있다. 바람직하게는 중합체 수지는 공-단량체로서 2 내지 12개의 C-원자를 갖는 하나 이상의 올레핀, 특히 에틸렌, 프로필렌, 이소부텐, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 아크릴산, 메타크릴산 및 비닐 아세테이트를 함유할 수 있는 에틸렌 또는 프로필렌의 공중합체이다. 중합체 수지에 공-단량체가 없을 때, 다양한 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 그 중에서도 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 이소택틱 폴리프로필렌, 어택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리 프로필렌 또는 이들의 블렌드가 사용될 수 있다.
또한, 중합체 수지는 작용성화된 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 또는 이의 공중합체일 수 있거나 또는 대안적으로 중합체 수지는 작용성화된 중합체를 포함할 수 있다. 이러한 작용성화된 중합체는 종종 작용성 공중합체 또는 그라프트된 중합체로 지칭되며, 여기서 그라프트는 주로 헤테로 원자를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체에 의한 중합체 골격의 화학적 개질을 지칭하는 반면, 작용성 공중합체는 에틸렌계 불포화 단량체와 에틸렌 또는 프로필렌의 공중합을 지칭한다. 바람직하게는, 에틸렌계 불포화 단량체는 산소 및/또는 질소 원자를 포함한다. 가장 바람직하게는, 에틸렌계 불포화 단량체는 카복실산 기 또는 이의 유도체를 포함하여 아실화된 중합체, 특히 아세틸화된 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 생성한다. 바람직하게는, 카복실산 반응물은 아크릴, 메타크릴, 신남산, 크로톤산 및 말레산, 푸마르산 및 이타콘산 반응물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 상표명 '미켐프라임(Michemprime®)으로 판매되는 상업적으로 입수 가능한 EAA 공중합체와 같은 에틸렌 아크릴산(EAA) 공중합체는 이러한 공중합체로서 사용되는 중합체 수지이고 HPPE 섬유에, 또한 경질 성분에 부착된다. 상기 작용성화된 중합체는 전형적으로 1 내지 10 중량% 또는 그 이상의 카복실산 반응물을 포함한다. 수지에 이러한 작용성화의 존재는 수지의 분산성을 실질적으로 향상시키고/시키거나 그 목적을 위해 존재하는 추가의 첨가제, 예컨대 계면 활성제를 감소시킬 수 있다. 바람직하게는, 현탁액은 중합체 수지를 위한 용매로서 작용할 수 있는 첨가제가 실질적으로 없다. 이러한 현탁액은 또한 무-용매로 지칭될 수도 있다. 본원에서 용매는 실온에서 중합체 수지가 1 중량% 초과의 양으로 용해되는 액체인 반면, 비-용매는 실온에서 중합체 수지가 0.1 중량%보다 적은 양으로 용해되는 액체로 이해된다.
중합체 수지는 IS0 1183-2004에 따라 측정되는 밀도가 860 내지 970 kg/m3, 바람직하게는 870 내지 970 kg/m3, 더욱 바람직하게는 875 내지 920 kg/m3, 보다 더 바람직하게는 870 내지 940 kg/m3, 보다 더 바람직하게는 875 내지 910 kg/m3이다. 본 발명자들은 상기 바람직한 범위 내의 밀도를 갖는 폴리올레핀 수지가 긴 물체의 기계적 특성과 현탁액, 특히 본 발명의 공정 동안 건조된 현탁액의 가공성 사이의 개선된 균형을 제공한다는 것을 확인하였다.
중합체 수지는 바람직하게는, 건조 샘플에서 10 K/분의 가열 속도에서 제 2 가열 곡선을 고려하여 ASTM E793 및 ASTM E794에 따라 측정된, 5 J/g 이상의 융해 열 및 40 내지 140℃ 범위의 피크 용융 온도를 갖는 반-결정질 폴리올레핀이다. 바람직하게는, 본 발명의 중합체 수지는 10 J/g 이상, 바람직하게는 15 J/g 이상, 보다 바람직하게는 20 J/g 이상, 더욱더 바람직하게는 30 J/g 이상, 가장 바람직하게는 50 J/g 이상의 융해 열을 갖는다. 본 발명자들은 놀랍게도 융해 열이 증가함에 따라 긴 물체는 개선된 모노필라멘트 유사 특성을 나타냈다는 것을 발견하였다. 중합체 수지의 융해 열은, 약 300 J/g의 완전 결정질 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌에 대한 이론적 최대 융해 열과는 다른 상한 값에 의해 특별히 제한되지 않는다. 중합체 수지는 특정된 범위에서 피크 용융 온도를 갖는 반-결정질 생성물이다. 따라서, 최대 200 J/g, 바람직하게는 최대 150 J/g의 융해 열이 중합체 수지에 대한 합리적인 상한이다. 바람직하게는, 중합체 수지의 피크 용융 온도는 50 내지 130℃의 범위, 바람직하게는 60 내지 120℃의 범위이다. 이러한 바람직한 피크 용융 온도는, 긴 물체의 건조 및/또는 압축 조건이 주의를 덜 필요로 하면서도 양호한 특성을 갖는 긴 물체가 제조된다는 점에서 긴 물체를 제조하기 위한 보다 견고한 가공 방법을 제공한다. 중합체 수지는 하나 초과의 피크 용융 온도를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 상기 용융 온도 중 적어도 하나는 상기 범위 내에 속한다. 중합체 수지의 제 2 및/또는 추가의 피크 용융 온도는 상기 온도 범위 내에 또는 외에 속할 수 있다. 이는 예를 들어 중합체 수지가 중합체들의 블렌드인 경우일 수 있다.
중합체 수지는 넓은 범위에서 변할 수 있는 모듈러스를 가질 수 있다. 예를 들어 약 50 MPa의 모듈러스를 갖는 낮은 모듈러스 수지는 양호한 강도 특성을 갖는 매우 유연한 긴 물체를 제공할 것이다. 예를 들어 약 500 MPa의 모듈러스를 갖는 높은 모듈러스 수지는 개선된 구조적 외관을 갖는 모노 필라멘트와 같은 긴 물체를 제공할 수 있다. 각 용도는 용도의 사용 동안 특정 요구와 관련된 수지에 대한 최적 모듈러스를 가질 수 있다. 모듈러스는 본 발명의 실시예 부분의 방법에 따라 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유에 중합체 수지의 현탁액을 적용하는 것은 당업계에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있고, 무엇보다도 현탁액이 섬유에 첨가되는 순간, 섬유의 성질, 현탁액의 농도 및 점도에 의존할 수 있다. 현탁액은 예를 들어 특히 본 발명의 긴 물체에 존재하는 중합체 수지의 의도된 양에 따라 분무, 침지, 브러싱, 전사 롤링 등에 의해 충전된 섬유에 적용될 수 있다. 물체 내에 존재하는 현탁액의 양은 긴 물체의 의도된 용도의 기능에서 광범위하게 변할 수 있고, 사용된 방법뿐만 아니라 현탁액의 특성에 의해 조절될 수 있다. 일부 용도의 경우, 소량의 고농축 현탁액이 사용되어 함침된 긴 물체를 건조시키는 데 필요한 에너지 및 시간을 감소시킨다. 다른 용도의 경우, 저농도 현탁액이 예를 들어 저점도 현탁액으로 습윤 및 함침 속도를 증가시키기에 유리할 수 있다. 마지막으로, 수성 현탁액 또는 용액 농도 및 양은 상기 물체에 코팅 재료로서 존재할 수 있는 필요한 양의 중합체 수지를 긴 물체에 제공하도록 선택되어야 한다.
일단 중합체 수성 현탁액 또는 용매 용액이 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유에 적용되면, 코팅된 충전된 섬유, 바람직하게는 경질 성분을 포함하는 코팅된 HPPE 섬유를 포함하는 조립체는 적어도 부분적으로 건조된다. 이러한 건조 단계는 예를 들어 조립체에 존재하는 물 또는 용매의 적어도 일부의 제거, 예를 들어 증발을 포함한다. 바람직하게는 대부분, 더욱 바람직하게는 본질적으로 모든 용매 또는 물이 건조 단계 동안 선택적으로 다른 성분과 결합되어 제거된다. 건조, 즉 물 또는 용매의 제거는 당업계에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다. 전형적으로, 물 또는 용매의 증발은 긴 물체의 온도를 물 또는 용매의 비점까지 또는 그 위로 증가시키는 것을 포함한다. 온도 증가는 압력의 감소에 의해 보조되거나 대체될 수 있고/있거나 주변 대기의 연속적인 재충전(refreshment)과 결합될 수 있다. 전형적인 건조 조건은 40 내지 130℃, 바람직하게는 50 내지 120℃의 온도이다. 건조 공정 동안 전형적인 압력은 대기압이다.
본 발명의 방법은, 수성 현탁액의 부분적인 건조 전에, 도중 및/또는 후에, 중합체 수지를 포함하는 HPPE계 섬유가 중합체 수지의 용융 온도 내지 153℃ 범위 온도로 가열되는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 섬유의 가열은, 가열 온도로 설정된 오븐에서 체류 시간 동안 섬유를 유지시킴으로써, 함침된 섬유에 열 방사선을 가함으로써, 또는 가열 매체, 예컨대 가열 유체, 가열된 가스 스트림 또는 가열된 표면과 물체를 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. 바람직하게는, 온도는 중합체 수지의 피크 용융 온도보다 2℃ 이상, 바람직하게는 5℃ 이상, 가장 바람직하게는 10℃ 이상 높다. 섬유의 (강도) 특성의 열화를 방지하기 위해, 상한 온도는 최대 153℃, 바람직하게는 최대 150℃, 보다 바람직하게는 최대 145℃, 가장 바람직하게는 최대 140℃이다. 체류 시간은 바람직하게는 2 내지 200초, 보다 바람직하게는 3 내지 100초, 가장 바람직하게는 4 내지 30초이다. 바람직하게는, 이 단계의 섬유 및/또는 긴 물체의 가열은 수성 현탁액의 건조 단계와 중첩되고, 보다 바람직하게는 결합된다. 함침된 섬유에 온도 구배를 적용하여 온도가 일정 시간에 걸쳐 약 실온으로부터 가열 단계의 최대 온도로 상승되게 하는 것이 실용적인 것으로 판명될 수 있으며, 이에 의해 HPPE계 섬유는 현탁액의 건조에서 중합체 수지의 적어도 부분 용융까지 연속적인 공정을 겪을 것이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 긴 물체는 65 중량% 초과의 UHMWPE, 바람직하게는 80 중량% 초과의 UHMWPE, 가장 바람직하게는 90 중량% 초과의 UHMWPE를 함유하며, 여기서 중량%는 긴 물체의 총 질량에 대한 UHMWPE의 질량으로 표시된다.
중합체 수지가 전술한 실시형태에 따라 상기 현탁액에 존재하는 수성 중합체 현탁액의 적용은 개선된 특성을 제품에 제공한다. 따라서, HPPE계 섬유를 위한 결합제 재료로서 중합체 수지의 수성 현탁액을 사용하고, 여기서 중합체 수지가 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체이고, IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 940 kg/m3 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 피크 용융 온도, 및 5 J/g 이상의 융해 열을 갖는 것은 본 발명의 추가의 실시형태이다.
폴리올레핀 수지가 더 높은 온도에서 연화되거나 용융되는 것이 중요하다. 지금까지, 이러한 중합체 수지의 수성 현탁액은 아직 HPPE계 섬유와 조합하여 적용되지 않았다. 놀랍게도, 이들은 다양한 제품, 특히 배향된 UHMWPE계 섬유를 포함하는 제품에서 개선된 성능을 제공한다.
에틸렌 또는 프로필렌 결정성을 갖는 중합체로 코팅된 HPPE 섬유는 EP 0091547에 기재되어 있으며, 여기서 모노 필라멘트 또는 멀티 필라멘트 섬유는 12 g/L까지의 농도에서 탄화수소 용매 중의 중합체 용액으로 고온에서 처리된다. 그러나, 이러한 고온 용매 처리를 통해, 섬유는 섬유 특성에 부정적인 영향을 미치는 잔류량의 사용된 탄화수소 용매를 함유할 수 있다. 또한, 탄화수소 용매의 잔유물은 인체 건강에 악영향을 끼칠 수 있다. 또한, 고온에서 탄화수소 용매에 의한 HPPE 섬유의 처리는 특히 탄화수소 용매 및/또는 중합체의 HPPE 필라멘트 내로의 확산을 통해 섬유의 구조적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 섬유-중합제 계면은 무엇보다도 계면 및 HPPE 섬유의 벌크 특성에 영향을 줄 수 있는 HPPE의 부분 에칭 및 용해에 의해 개질될 수 있다. 대조적으로, 본 방법은 실온에서 수행될 수 있고 HPPE에 대해 비-용매, 즉 물을 사용한다. 따라서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 섬유 및 긴 물체는 HPPE 섬유의 구조적 특성을 보다 잘 보유할 수 있다. 섬유는 또한 상이한 표면 구조, 그 중에서도 고온에서 탄화수소 용매로 처리된 섬유에 비해 보다 잘 식별되는 HPPE-코팅 계면을 제공할 수 있으며, 이는 탄화수소 용매 및/또는 중합체가 HPPE 섬유 내로 확산될 수 없기 때문이다. 또한, EP 0091547에 기술된 방법 및 제품은 탄화수소 용액에 존재하는 중합체의 양에 의해 제한되고, 이에 따라 HPPE 섬유에 적용된다. 용액은 그의 증가하는 점성에 의해 제한되며, 많은 양의 중합체 코팅은 코팅 작업의 반복에 의해서만 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 긴 물체는 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 착색될 수 있다. 착색 공정은 본원에 참고로 인용되는 WO 2013/120983에 따라 예를 들어 분산액에 착색제를 첨가함으로써 수행될 수 있다. 이는 긴 물체의 내구적인 착색을 초래한다. 보다 범용적인 방법이 EAA와 같은 작용성화된 폴리에틸렌의 분산액을 적용하여, 경질 성분을 포함하는 비-코팅된 HPPE 섬유보다 추후 착색 공정에 더 양립적인 코팅을 제공할 수 있다. 본 발명에 적합한 착색제는 당업계에 공지된 염료 또는 안료일 수 있다. 염료는 통상적인 이온성 염료, 즉 반응성 염료로도 불리는 산 또는 염기성 염료, 및 분산 염료일 수 있다. 산성 염료는 하나 이상의 산성기, 예를 들어 -SO3H 또는 이의 염, 예를 들어 -SO3Na을 함유한다. 산성 염료의 일반적인 구조 유형은 모노 아조 및 안트라퀴논 염료이다. 염기성 염료는 염기성 기, 예를 들어 -N(CH3)2 또는 이의 염, 예를 들어 -NH(CH3)2Cl을 함유한다. 염료는 전형적으로 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유에 가용성이며 상기 섬유의 처리 후에 적용될 수 있다. 안료는 전형적으로 경질 성분을 포함하는 HPPE 섬유에 용해되지 않으며 방사 중에 분산될 필요가 있을 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법에 의해 수득되거나 수득될 수 있는 긴 물체에 관한 것이다. 이러한 긴 물체는 i) 모스 경도가 2.5 이상인 경질 성분을 포함하거나 이로 이루어지는 고성능 폴리에틸렌 섬유, 및 ii) 중합체 수지를 포함하며, 여기서 중합체 수지는 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 또는 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체이고, IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 970 kg/m3 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 용융 온도, 5 J/g 이상의 융해 열을 갖는다. 이러한 긴 물체는 본 발명의 방법과 관련하여 상기 또는 하기에 논의되는 바와 같은 바람직한 실시형태 및 잠재적 이점에 종속되는 한편, 역으로 긴 물체에 대한 바람직한 실시형태는 본 발명의 방법에 대해 잠재적으로 적용된다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 긴 물체를 포함하는 물품에 관한 것이다. 물품은 낚싯줄 및 어망, 지면 그물(ground net), 화물 그물 및 커튼, 연줄, 치실, 테니스 라켓 스트링, 캔버스, 텐트 캔버스, 부직포, 웨빙(webbing), 압력 용기, 호스, 엄빌리컬 케이블(umbilical cable), 전기, 광 섬유 및 신호 케이블, 자동차 장비, 건축 자재, 절단 및 자상(stab) 내성 및 절개 내성 물품, 가먼트, 예를 들어, 보호 장갑, 장갑, 앞치마, 바지, 커프스, 소매, 복합 스포츠 장비, 스키, 헬멧, 카약, 카누, 자전거 및 보트 선체 및 스파, 스피커 콘(cone), 고성능 전기 절연, 라돔(radome), 돛 및 토목 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 물품은 장갑과 같은 가먼트이다.
본 발명은 하기 실시예 및 비교 실험에 의해 추가로 설명될 것이지만, 먼저 본 발명을 정의하는데 유용한 다양한 파라미터를 결정하는데 사용된 방법이 이하에서 제시된다.
방법
· Dtex: 얀 또는 필라멘트의 역가는 각각 100 미터의 얀 또는 필라멘트를 칭량하여 측정되었다. 얀 또는 필라멘트의 dtex는 중량(밀리그램으로 표시)을 10으로 나누어 계산하였다.
· 융해 열 및 피크 용융 온도는 제 2 가열 곡선에 대해 10 K/분의 가열 속도로 각각 표준 DSC 방법 ASTM E 794 및 ASTM E 793에 따라 측정되었고 탈수된 샘플에서 질소 하에 수행되었다.
· 중합체 수지의 밀도는 ISO 1183-2004에 따라 측정된다.
· IV: 고유 점도는 데칼린 중 135℃에서 ASTM D1601(2004) 방법에 따라 측정되며, 용해 시간은 16 시간이고, 산화 방지제로서 BHT(Butylated Hydroxy Toluene)를 2 g/l 용액의 양으로 사용하며, 상이한 농도에서 측정된 점도를 0의 농도로 외삽하여 측정한다.
· HPPE 섬유의 인장 특성: 인장 강도(또는 강도) 및 인장 모듈러스(또는 모듈러스)는 ASTM D885M에 특정된 바와 같은 멀티 필라멘트 얀에서 500 mm의 섬유 공칭 게이지 길이, 50 %/분의 크로스헤드 속도 및 유형 "섬유 그립(Fiber Grip) D5618C"의 인스트론(Instron) 2714 클램프를 사용하여 정의되고 결정된다. 측정된 응력-변형 곡선에 기초하여, 모듈러스는 0.3 내지 1% 변형률의 구배로 결정된다. 모듈러스 및 강도의 계산을 위해, 측정된 인장력은 상기에서 결정된 바와 같이 역가로 나뉘어지며; GPa의 값은 HPPE에 대해 0.97 g/㎤의 밀도를 가정하여 계산된다.
· 테이프-같은 형상을 갖는 섬유의 인장 특성: 파단시의 인장 강도, 인장 모듈러스 및 신장률은 ASTM D882에 특정된 바와 같은 폭 2 mm의 테이프에서 25℃에서 440 mm의 테이프 공칭 게이지 길이, 50 mm/분의 크로스헤드 속도를 사용하여 정의되고 결정된다.
· 폴리올레핀 수지의 파단 인장 강도 및 인장 모듈러스는 ISO 527-2에 따라 측정되었다.
· 1000개의 탄소 원자 당 올레핀 분지의 수는, 예를 들어 EP 0 269 151(특히 4 페이지)에서와 같은 NMR 측정에 기초한 보정 곡선을 사용하여 1375 cm-1에서 흡수를 정량함으로써 2mm 두께의 압축 성형 필름에서 FTIR에 의해 결정되었다.
· SEM 측정은 페놈 XL 테이블 탑 SEM(Phenom XL Table top SEM) 현미경 사진을 사용하여 수행되었다.
· 분진 형성은 샘플을 편직하고 편직 공정 동안 15 분간 샘플 아래에 백지를 배치함으로써 결정되었다.
· 내절단성은 ISO 13997-1999에 따라 결정되었다.
재료
현탁액 A는 미켐 프라임(Michem® Prime) 5931의 상표명으로 미켈만(Michelman)으로부터 구입했으며, 아크릴레이트 개질된 폴리올레핀, 즉 78℃에서의 용융 피크 및 29 J/g의 융해 열을 갖는 에틸렌 아크릴산(EAA) 공중합체의 수중 28 중량% 현탁액이다.
실시예
비교 실험 1(CE 1)
WO 2013/149990의 실시예 1에 따라 수득된 얀 A가 제곱 미터당 260g의 패브릭(패브릭 A)으로 편직되었다. 그 패브릭을 시험하고 그 결과를 표 1에 제공한다.
실시예 1(Ex. 1)
비교 실험 1에 따라 수득된 얀 A가 현탁액 A를 10 배량의 물로 희석시켜 제조된 폴리올레핀 현탁액에 침지시킴으로써 코팅되었다. 그 다음, 습윤된 얀은 5 m/s의 입구 속도 및 6 m/s의 출구 속도를 갖는 8.4 미터 길이의 오븐을 통해 공급되었다. 오븐 온도는 130℃로 설정되었다. 수득된 건조 얀(얀 B)은 3.5 중량%의 폴리올레핀 수지 및 96.5 중량%의 섬유 재료를 함유하였다. 이어서, 얀 B는 제곱 미터당 260g의 패브릭(패브릭 B)으로 편직되었다. 패브릭을 시험하고 그 결과를 표 1에 제공한다.
샘플 성분 얀의 강인성
(cN/dtex)		 내절단성
(N)		 분진 형성 관찰
패브릭 A 16.8 9.2 백지상에 가시적인 분진 얼룩
패브릭 B 17 9.4 백지상에 가시적인 분진 얼룩 없음
얀 A의 편직 공정 동안에 분진 형성이 회색 얼룩으로 보이게 된 것이 관찰되었고(비교 실험 1), 본 발명에 따른 얀 B로 15 분 편직할 때 가시적인 분진 얼룩이 관찰되지 않았다(실시예 1). 이것은 또한 도 1(비교 실험 1의 얀 A) 및 도 2(실시예 1의 얀 B)로서 나타낸 SEM 사진으로부터도 관찰될 수 있다. 도 1은 중합체 수지 코팅이 없을 때 하나의 필라멘트에 거의 연결되지 않은 경질 섬유를 함유하는 필라멘트(즉, 긴 물체)의 SEM 현미경 사진을 도시한다. 베이스 UHMWPE 필라멘트는 수직 방향과 약 20 도의 각도로 위로부터 아래로 진행한다. 도 1에서의 필라멘트의 직경은 약 30 미크론이다(하단의 스케일 바로부터 추론하면 60 미크론임). 도 2는, 경질 섬유와 UHMWPE 필라멘트 사이에 소량의 초승달(meniscus) 형상의 고체로서 보이는 코팅을 포함하는 하나의 UHMWPE 필라멘트에 연결된 경질 섬유를 갖는 UHMWPE계 필라멘트(본 발명에 따른 긴 물체)의 SEM 현미경 사진을 도시한다. 베이스 UHMWPE 필라멘트는 거의 수평 방향으로 진행한다. 도 2에서의 필라멘트의 직경은 약 30 미크론이다(하단의 스케일 바로부터 추론하면 50 미크론임). 중합체 수지 EAA 코팅은 도 2에서 볼 수 있지만, 그러한 소량이 분진 형성을 방지할 수 있다는 것은 놀랍다. 또한, 경질 성분을 함유하는 UHMWPE 섬유를 통해 중합체 수지를 도입함으로써, 얀 B의 강인성 및 얀 B로부터 형성된 패브릭의 내절단성은 높은 수준으로 유지되었다는 것이 관찰되었다.

Claims (45)

  1. 긴 물체의 폭 또는 두께 치수 중 더 큰 것보다도 20 배 이상 더 큰 길이 치수를 갖는 긴 물체로서, 상기 긴 물체는
    i) 고-성능 폴리에틸렌(HPPE)을 포함하고 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분으로 충전된 HPPE계 섬유로서, 0.5 N/tex 이상의 강인성을 갖는 HPPE계 섬유; 및
    ii) 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체이고, IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 970 kg/m3 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 용융 온도 및 5 J/g 이상의 융해 열(heat of fusion)을 갖는 중합체 수지
    를 포함하고, 이때,
    상기 중합체 수지는 HPPE계 섬유의 표면과 접촉하고;
    필라멘트로서의 HPPE계 섬유는 최대 15 dtex의 선형 밀도를 갖고;
    상기 경질 성분은 10 이상의 종횡비(길이/직경(L/D))를 갖는 경질 섬유를 포함하고;
    상기 경질 성분의 경질 섬유는 1 미크론 이상의 평균 직경(D)을 갖는,
    긴 물체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 성분의 경질 섬유의 평균 길이(L)는 50 미크론 내지 3000 미크론인, 긴 물체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 성분의 경질 섬유의 평균 길이(L)는 50 미크론 내지 750 미크론인, 긴 물체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    필라멘트로서의 HPPE계 섬유는 최대 12 dtex의 선형 밀도를 갖는, 긴 물체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    필라멘트로서의 HPPE계 섬유는 최대 10 dtex의 선형 밀도를 갖는, 긴 물체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 성분의 경질 섬유는 3 미크론 내지 25 미크론의 평균 직경(D)을 갖는, 긴 물체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    HPPE계 섬유에 존재하는 상기 경질 성분의 경질 섬유는 30 초과의 종횡비(L/D)를 갖는, 긴 물체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 성분은 금속, 금속 합금, 금속 산화물, 세라믹 재료, 결정질 재료, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는, 긴 물체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 성분은, 경질 성분이 없는 HPPE계 섬유의 경도보다 높은 경도를 갖는 재료를 포함하거나 이로 구성되는, 긴 물체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 HPPE계 섬유가 연속 필라멘트 또는 스테이플 섬유인, 긴 물체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 HPPE계 섬유가 용융 방사된 섬유, 겔 방사된 섬유 또는 고체 상태 분말 압축 공정의 섬유인, 긴 물체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 수지가 HPPE계 섬유 상의 코팅인, 긴 물체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 HPPE계 섬유가 1 N/tex 이상의 강인성을 갖는, 긴 물체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 HPPE계 섬유가 1.5 N/tex 이상의 강인성을 갖는, 긴 물체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 HPPE계 섬유가 초고 분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 포함하는, 긴 물체.
  16. 제 1 항에 있어서,
    긴 물체는 65 중량% 초과의 UHMWPE를 함유하며, 여기서 중량%는 긴 물체의 총 질량에 대한 UHMWPE의 질량으로 표시되는, 긴 물체.
  17. 제 1 항에 있어서,
    긴 물체는 80 중량% 초과의 UHMWPE를 함유하며, 여기서 중량%는 긴 물체의 총 질량에 대한 UHMWPE의 질량으로 표시되는, 긴 물체.
  18. 제 1 항에 있어서,
    긴 물체는 90 중량% 초과의 UHMWPE를 함유하며, 여기서 중량%는 긴 물체의 총 질량에 대한 UHMWPE의 질량으로 표시되는, 긴 물체.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 성분은 3.5 이상의 모스 경도를 갖는, 긴 물체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 경질 성분은 4.0 이상의 모스 경도를 갖는, 긴 물체.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 긴 물체에서의 중합체 수지의 양이 긴 물체의 총 중량에 대한 중합체 수지의 중량으로 1 내지 20 중량%인, 긴 물체.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 긴 물체에서의 중합체 수지의 양이 긴 물체의 총 중량에 대한 중합체 수지의 중량으로 2 내지 10 중량%인, 긴 물체.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 수지의 밀도가 870 내지 930 kg/m3의 범위인, 긴 물체.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 수지가 에틸렌 아크릴산 공중합체를 포함하는, 긴 물체.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 길이 치수가 긴 물체의 폭 또는 두께 치수 중 더 큰 것보다도 100 배 이상 더 큰, 긴 물체.
  26. 제 1 항에 있어서,
    멀티 필라멘트 얀 또는 스테이플 섬유 얀인 긴 물체.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 성분의 경질 섬유는 HPPE계 섬유 내부에 분포되는, 긴 물체.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 수지의 융해 열은 5 J/g 내지 200 J/g인, 긴 물체.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 수지는 긴 물체에 걸쳐 위치되는, 긴 물체.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 수지는 긴 물체를 필라멘트 수준으로 코팅하는, 긴 물체.
  31. 제 1 항에 있어서,
    iii) 비-중합체 섬유, 천연 섬유, 중합체 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 기타 섬유를 추가로 포함하는 긴 물체.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 비-중합체 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암(basalt) 섬유 및 금속 와이어 또는 실(thread)로 이루어진 군으로부터 선택되고/선택되거나, 상기 천연 섬유는 면 및 대나무로 이루어진 군으로부터 선택되고/선택되거나, 상기 중합체 섬유는 폴리아미드 섬유, 탄성 섬유 및 폴리에스터 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는, 긴 물체.
  33. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 성분은 유리 또는 광물 섬유인 방사된 섬유 또는 탄소 섬유를 포함하는, 긴 물체.
  34. 제 1 항에 있어서,
    긴 물체에서의 HPPE계 섬유는, HPPE계 섬유의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 35 중량%의 경질 성분을 함유하는, 긴 물체.
  35. 제 1 항에 있어서,
    긴 물체에서의 HPPE계 섬유는, HPPE계 섬유의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 20 중량%의 경질 성분을 함유하는, 긴 물체.
  36. 제 1 항 내지 제 14 항 및 제 19 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 따른 긴 물체를 제조하는 방법으로서,
    a) 고-성능 폴리에틸렌(HPPE)을 포함하고 2.5 이상의 모스 경도를 갖는 경질 성분으로 충전된 HPPE계 섬유를 제공하는 단계로서, 상기 HPPE계 섬유는 0.5 N/tex 이상의 강인성을 갖는, 단계;
    b) 단계 a)의 도중에 또는 후에, 단계 a)의 섬유에, 용매 내 중합체 수지의 용액을 적용하는 단계; 및
    c) 단계 b)에서 적용된 용매를 적어도 부분적으로 제거하는 단계
    를 포함하여, 단계 a), b) 및 c)의 완료시 HPPE계 섬유를 포함하는 긴 물체를 수득하고;
    상기 중합체 수지가 에틸렌 또는 프로필렌의 단독 중합체이거나 에틸렌 및/또는 프로필렌의 공중합체이고, 상기 중합체 수지가 IS0 1183-2004에 따라 측정할 때 860 내지 970 kg/m3 범위의 밀도, 40 내지 140℃ 범위의 용융 온도 및 5 J/g 이상의 융해 열을 갖고,
    상기 중합체 수지는 HPPE계 섬유의 표면과 접촉하고;
    필라멘트로서의 상기 HPPE계 섬유는 최대 15 dtex의 선형 밀도를 갖고; 상기 경질 성분은 10 이상의 종횡비(길이/직경(L/D))를 갖는 경질 섬유를 포함하고; 상기 경질 성분의 경질 섬유는 1 미크론 이상의 평균 직경(D)을 갖는, 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    d) 선택적으로, 단계 c)의 전에, 도중에 및/또는 후에, 단계 b)의 긴 물체에 상기 수지의 용융 온도 내지 153℃ 범위의 온도를 적용하여 중합체 수지를 적어도 부분적으로 용융시키는 단계; 및
    e) 선택적으로, 단계 d)의 전에, 도중에 및/또는 후에, 단계 c)에서 수득된 긴 물체에 압력 및/또는 장력을 가하여 긴 물체를 적어도 부분적으로 압축 및/또는 신장시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 HPPE계 섬유가 초고 분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 포함하는, 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    긴 물체는 65 중량% 초과의 UHMWPE를 함유하며, 여기서 중량%는 긴 물체의 총 질량에 대한 UHMWPE의 질량으로 표시되는, 방법.
  40. 제 36 항에 있어서,
    긴 물체는 80 중량% 초과의 UHMWPE를 함유하며, 여기서 중량%는 긴 물체의 총 질량에 대한 UHMWPE의 질량으로 표시되는, 방법.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 중합체 수지의 융해 열은 최대 200 J/g인, 방법.
  42. 제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 따른 긴 물체를 포함하는 패브릭.
  43. 제 42 항에 따른 패브릭을 포함하는 가먼트.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 가먼트가 장갑인, 가먼트.
  45. 제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 따른 긴 물체를 포함하는 물품으로서,
    낚싯줄 및 어망, 지면 그물(ground net), 화물 그물 및 커튼, 연줄, 치실, 테니스 라켓 스트링, 캔버스, 텐트 캔버스, 부직포, 웨빙(webbing), 압력 용기, 호스, 엄빌리컬 케이블(umbilical cable), 전기, 광 섬유 및 신호 케이블, 자동차 장비, 건축 자재, 절단 및 자상(stab) 내성 및 절개 내성 물품, 보호 장갑, 장갑, 앞치마, 바지, 커프스, 소매, 복합 스포츠 장비, 스키, 헬멧, 카약, 카누, 자전거 및 보트 선체 및 스파, 스피커 콘(cone), 고성능 전기 절연체, 라돔(radome), 돛 및 토목 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 물품.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110475923B (zh) 2017-03-31 2022-11-01 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 水产养殖网
US11598027B2 (en) 2019-12-18 2023-03-07 Patrick Yarn Mills, Inc. Methods and systems for forming a composite yarn

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007094062A1 (ja) * 2006-02-16 2007-08-23 Duel Co., Inc. 糸及びその製造方法
WO2011154383A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 Dsm Ip Assets B.V. Protected hmpe rope
WO2013149990A1 (en) * 2012-04-03 2013-10-10 Dsm Ip Assets B.V. Polymeric yarn and method for manufacturing
JP2015515554A (ja) * 2012-03-20 2015-05-28 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． ポリオレフィン繊維

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL177840C (nl) 1979-02-08 1989-10-16 Stamicarbon Werkwijze voor het vervaardigen van een polyetheendraad.
NL177759B (nl) 1979-06-27 1985-06-17 Stamicarbon Werkwijze ter vervaardiging van een polyetheendraad, en de aldus verkregen polyetheendraad.
DE3365055D1 (en) * 1982-03-19 1986-09-11 Allied Corp Coated extended chain polyolefin fiber
US4457985A (en) * 1982-03-19 1984-07-03 Allied Corporation Ballistic-resistant article
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
IN170335B (ko) 1986-10-31 1992-03-14 Dyneema Vof
US5091133A (en) 1988-12-21 1992-02-25 Nippon Oil Co., Ltd. Continuous production process of high-strength and high-modulus polyolefin material
US5851668A (en) * 1992-11-24 1998-12-22 Hoechst Celanese Corp Cut-resistant fiber containing a hard filler
CN1089815C (zh) * 1994-05-16 2002-08-28 赫希斯特人造丝公司 抗切纤维、含有它的纱、抗切织物及其制法和安全手套
US5597649A (en) 1995-11-16 1997-01-28 Hoechst Celanese Corp. Composite yarns having high cut resistance for severe service
DE19605511A1 (de) 1996-02-15 1997-08-21 Hoechst Trevira Gmbh & Co Kg Schnittresistente Aramidfasern, Garne enthaltend diese Aramidfasern und deren Verwendung
JP2901184B2 (ja) * 1996-12-10 1999-06-07 株式会社スノーヴァ 整雪作業装置を有した屋内用クローラ車
US6730393B1 (en) 1997-10-08 2004-05-04 Honeywell International, Inc. Cut-resistant polymeric sheets and articles formed therefrom
US6448359B1 (en) 2000-03-27 2002-09-10 Honeywell International Inc. High tenacity, high modulus filament
FR2855837B1 (fr) * 2003-06-06 2006-01-27 Api Seplast Fil ayant des proprietes de resistance a la coupure
EP1647616A1 (en) * 2004-10-14 2006-04-19 DSM IP Assets B.V. Process for making a monofilament-like product
PT2074248E (pt) 2006-10-17 2011-05-12 Dsm Ip Assets Bv Fio resistente ao corte e produtos que cont?m o fio
EP2393968B1 (en) 2009-02-09 2018-06-13 DSM IP Assets B.V. Cut resistant fabric
WO2011045321A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-21 Dsm Ip Assets B.V. Flexible sheet, method of manufacturing said sheet and applications thereof
JP5892352B2 (ja) * 2011-03-22 2016-03-23 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． インフレータブルレードーム
MY169042A (en) * 2011-12-14 2019-02-07 Dsm Ip Assets Bv Ultra-high molecular weight polyethylene multifilament yarn
AU2013220376B2 (en) 2012-02-16 2017-03-02 Dsm Ip Assets B.V. Process to enhance coloration of UHMWPE article, the colored article and products containing the article
WO2013131996A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Dsm Ip Assets B.V. Composite panel
CN106350882B (zh) * 2016-11-04 2018-09-14 常熟绣珀纤维有限公司 一种耐切割的超高分子量聚乙烯纤维、制备方法及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007094062A1 (ja) * 2006-02-16 2007-08-23 Duel Co., Inc. 糸及びその製造方法
WO2011154383A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 Dsm Ip Assets B.V. Protected hmpe rope
JP2015515554A (ja) * 2012-03-20 2015-05-28 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． ポリオレフィン繊維
WO2013149990A1 (en) * 2012-04-03 2013-10-10 Dsm Ip Assets B.V. Polymeric yarn and method for manufacturing

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