TW202130865A - 具尺寸穩定性之高韌度聚乙烯紗以及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露是有關於一種聚乙烯紗以及一種用於製造所述聚乙烯紗的方法。在本揭露中，提供一種具有極佳尺寸穩定性及高韌度的聚乙烯紗以及一種用於更高效地製造以上聚乙烯紗的方法。

Description

具三維穩定性之高韌度聚乙烯紗以及其製造方法
本揭露是有關於一種聚乙烯紗以及一種用於製造所述聚乙烯紗的方法。
具有高韌度的聚乙烯紗可被分類成超高分子量聚乙烯（ultrahigh molecular weight polyethylene，UHMWPE）（在下文中稱為「UHMWPE」）紗及高分子量聚乙烯（high molecular weight polyethylene，HMWPE）（在下文中稱為「HMWPE」）紗。
UHMWPE一般指代具有大於600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）的線性聚乙烯。HMWPE一般指代具有為20,000至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）的線性聚乙烯。
已知，UHMWPE紗由於其高熔體黏度而僅可藉由凝膠紡絲方法製造。
舉例而言，UHMWPE溶液是藉由在存在催化劑的條件下在有機溶劑中聚合乙烯、並使其經歷紡絲及淬冷以形成纖維狀凝膠來製備。此後，纖維狀凝膠被拉伸以獲得具有高韌度及高模數的聚乙烯紗。
然而，由於凝膠紡絲方法需要使用有機溶劑，此不僅會引起環境問題，而且回收有機溶劑需要巨大的成本。
由於相較於UHMWPE而言，HMWPE具有相對低的熔體黏度，因此其可藉由熔融紡絲製造成紗。
然而，HMWPE的局限性在於：由於相對低的分子量，因此紗的韌度不可避免地低。
為克服此種局限性（即，提高藉由熔融紡絲製造的聚乙烯紗的韌度），先前技術（例如美國專利第4,228,118號）提出應用一種藉由對聚乙烯進行熔融紡絲來製造未拉伸紗且然後在高溫下以為約20倍或大於20倍的高拉伸比拉伸所述未拉伸紗的方法（所謂的「兩步法（two-step method）」）。具有為13克/丹尼（g/d）或大於13克/丹尼的韌度的聚乙烯紗可藉由此種兩步法製造。
然而，兩步法導致聚乙烯紗的生產率降低及製造成本增加。另外，藉由兩步法製造的聚乙烯紗具有不足的尺寸穩定性。
[技術問題]
在本揭露中，提供一種具有極佳尺寸穩定性及高韌度的聚乙烯紗。
另外，提供一種用於更高效地製造以上聚乙烯紗的方法。 [技術解決方案]
根據本揭露的實施例，提供一種聚乙烯紗，所述聚乙烯紗包括具有為10丹尼或小於10丹尼的細度的40根至500根長絲， 其中所述聚乙烯紗具有為80丹尼至5000丹尼的總細度、為12克/丹尼或大於12克/丹尼的韌度及為0.325克/丹尼或小於0.325克/丹尼的最大熱收縮應力，且 所述長絲包含具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）的聚乙烯。
根據本揭露的另一實施例，提供一種用於製造聚乙烯紗的方法，所述方法包括： （i）製備步驟，提供包含具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）的聚乙烯的用於紡絲的熔體； （ii）紡絲步驟，藉由經由具有40個至500個孔的紡嘴擠出所述熔體來獲得長絲； （iii）淬冷步驟，對所述長絲進行淬冷； （iv）拉伸步驟，使用包括設定在為40℃至140℃的溫度下的多個導引輥的多級拉伸區，以為11倍至23倍的總拉伸比對由經淬冷的所述長絲構成的複絲（multifilament）進行多級拉伸；以及 （v）卷取（take-up）步驟，卷取經多級拉伸的所述複絲， 其中所述複絲與所述多個導引輥直接接觸以被拉伸，且在所述拉伸步驟中熱固定。
在下文中，將更詳細地闡述根據本揭露示例性實施例的所述聚乙烯紗及所述用於製造所述聚乙烯紗的方法。
所述用語僅用於指代特定的實施例，且除非明確表達，否則不旨在限制本揭露。
本揭露的單數表達除非在上下文中被以不同方式表達，否則其可包括複數表達。
本揭露的用語「包含」、「包括」及類似用語用於指定特定特徵、區域、整數、步驟、操作、元件及/或組件，且這些不排除其他特定特徵、區域、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在或添加。
本發明者持續研究的結果證實，藉由根據本揭露的製造方法製造聚乙烯紗可防止在紡絲製程及拉伸製程期間長絲的斷裂，藉此確保高生產率。此外，亦證實可提供一種具有與藉由常規方法製造的聚乙烯紗相當的高韌度以及極佳尺寸穩定性、最大熱收縮應力為0.325克/丹尼或小於0.325克/丹尼的聚乙烯紗。 I. 用於製造聚乙烯紗的方法
根據本揭露的實施例，提供一種用於製造聚乙烯紗的方法，包括： （i）製備步驟，提供包含具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）的聚乙烯的用於紡絲的熔體； （ii）紡絲步驟，藉由經由具有40個至500個孔的紡嘴擠出所述熔體來獲得長絲； （iii）淬冷步驟，對所述長絲進行淬冷； （iv）拉伸步驟，使用包括設定在為40℃至140℃的溫度下的多個導引輥的多級拉伸區，以為11倍至23倍的總拉伸比對由經淬冷的所述長絲構成的複絲進行多級拉伸；以及 （v）卷取步驟，卷取經多級拉伸的所述複絲， 其中所述複絲與所述多個導引輥直接接觸以被拉伸，且在所述拉伸步驟中熱固定。
圖1是示出根據本揭露實施例的聚乙烯紗的製造製程的簡化製程圖。
參照圖1，所述用於製造聚乙烯紗的方法可藉由包括以下步驟來實施：製備步驟，藉由將包含聚乙烯樹脂的原材料進料至擠出機（100）中來用於紡絲的熔體；經由紡嘴（200）擠出熔體以獲得長絲（11）；在淬冷區（300）中對長絲（11）進行淬冷；對藉由在多級拉伸區（500）中的收集區（400）中收集長絲（11）而獲得的複絲（10）進行多級拉伸；以及藉由捲繞機（600）卷取經多級拉伸的複絲。
根據本揭露實施例的所述製造聚乙烯紗的方法與以下一種方法一致：在所述方法中，藉由熔融紡絲獲得的複絲（未拉伸紗）被持續地轉移至多級拉伸區，而不被單獨地卷取且然後拉伸，此不同於其中藉由熔融紡絲形成的未拉伸紗被一次性卷取且然後在高溫下以高拉伸比拉伸的傳統方法（所謂的「兩步法」）。
在下文中，將參照圖1闡述所述用於製造聚乙烯紗的方法中可能包括的每一步驟。
首先，（i）執行提供包含聚乙烯的用於紡絲的熔體的製備步驟。
聚乙烯可具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）。
為確保紗的適當韌度，聚乙烯的重量平均分子量（Mw）較佳為50,000克/莫耳或大於50,000克/莫耳。然而，若聚乙烯的分子量過大，則由於高熔體黏度，過載（overload）可能施加至紡絲裝置，且製程控制可能變得困難，且因此，紗的物理性質可能是差的。因此，較佳的是，聚乙烯的重量平均分子量（Mw）為600,000克/莫耳或小於600,000克/莫耳。
較佳地，聚乙烯的重量平均分子量（Mw）為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳、90,000克/莫耳至500,000克/莫耳、90,000克/莫耳至250,000克/莫耳、100,000克/莫耳至250,000克/莫耳、150,000克/莫耳至250,000克/莫耳、150,000克/莫耳至230,000克/莫耳、或170,000克/莫耳至230,000克/莫耳。
聚乙烯可具有大於5且小於或等於9的多分散性指數（polydispersity index，PDI）。
為防止在紡絲期間發生長絲斷裂，同時保證紗的適當韌度，聚乙烯較佳地具有為大於5.0且小於或等於9.0、大於5.0且小於或等於8.0、5.5至7.5或6.0至7.5的多分散性指數（PDI）。若聚乙烯的PDI過小，則流動性可能是差的，且因此在熔融擠出期間，可能由於不均勻排出而發生長絲斷裂。然而，若聚乙烯的PDI過大，則可能包含過多的具有低分子量的聚乙烯，從而導致差的可拉伸性（drawability），且使得難以達成高韌度。
慮及聚乙烯的多分散性指數可能在隨後的紡絲步驟中降低，可使用具有略高於目標多分散性指數（即，最終紗的多分散性指數）的多分散性指數的聚乙烯。
就多分散性指數而言，在根據本揭露實施例的製造聚乙烯紗的方法中，熔體應以較在傳統兩步法中低的單孔排出速率被擠出。
即，根據傳統兩步法，可應用相對高的單孔排出速率，因此幾乎不用擔心在紡絲期間長絲斷裂。另外，可應用使得在拉伸製程期間可應用為20倍或大於20倍的總拉伸比的具有窄分子量分佈（例如，為4.0或小於4.0的PDI）的聚乙烯。此乃因在傳統兩步法中獲得相對粗的長絲之後，可以相對較高的拉伸比執行拉伸。
另一方面，在根據本揭露實施例的製造聚乙烯紗的方法中，藉由熔融紡絲獲得的複絲不被單獨地卷取，而是被持續地轉移至多級拉伸區進行拉伸。因此，在製造聚乙烯紗的方法中，應用相對低的單孔排出速率，因此自紡嘴（200）排出的長絲細得多，且因此在紡絲製程中長絲斷裂的風險不可避免地高。舉例而言，若將具有為4.0或小於4.0的PDI的聚乙烯應用於僅慮及極佳可拉伸性的以上製造方法，則由於窄分子量分佈，流動性是差的，且熔融擠出期間的可加工性（processability）變差，從而不可避免地由於紡絲製程期間的不均勻排出而導致長絲斷裂。
為此，較佳的是，聚乙烯具有為大於5.0的PDI。然而，若聚乙烯的PDI過大，則可能包含過多的具有低分子量的聚乙烯，從而導致差的可拉伸性，且使得難以達成高韌度。因此，較佳的是聚乙烯具有為9.0或小於9.0的PDI。
在本揭露中，重量平均分子量（Mw）及多分散性指數（PDI）可在將聚乙烯完全溶解於溶劑中之後，在以下條件下使用凝膠滲透層析法（gel permeation chromatography，GPC）來量測。 -分析儀：PL-GPC 220系統 -管柱（Column）：2×PLGEL MIXED-B（7.5×300毫米） -溶劑：三氯苯（Trichlorobenzene，TCB）+ 0.04重量%二丁基羥基甲苯（dibutylhydroxytoluene，BHT）（BHT，在用0.1% CaCl2 乾燥之後） -注射器，檢測溫度：160℃ -流速：1.0毫升/分鐘 -注射體積：200微升 -標準樣品：聚苯乙烯
另外，聚乙烯可具有為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數（melt index）（MI，@190℃）。
為確保擠出機（100）中適當的流動性，聚乙烯的熔融指數（MI，@190℃）較佳為0.3克/10分鐘或大於0.3克/10分鐘。然而，若聚乙烯的熔融指數過高，則由於相對低的分子量，可能難以達成高韌度。因此，較佳的是，聚乙烯的熔融指數（MI，@190℃）為3.0克/10分鐘或小於3.0克/10分鐘。
較佳地，聚乙烯的熔融指數（MI，@190℃）可為0.3克/10分鐘至1.0克/10分鐘、0.3克/10分鐘至0.8克/10分鐘、0.4克/10分鐘至0.8克/10分鐘、或0.4克/10分鐘至0.6克/10分鐘。
較佳地，聚乙烯可具有為65%至85%的結晶度。
為確保為高韌度及高彈性的物理性質，較佳的是，聚乙烯及紗中的每一者具有為65%或大於65%的結晶度。然而，若結晶度過大，則在熔融擠出製程中難以控制溫度，且因此加工性可能降低。因此，較佳的是，聚乙烯及紗具有為85%或小於85%的結晶度。
在使用X射線繞射計分析結晶度期間，聚乙烯及紗的結晶度可與結晶大小一起導出。
另外，為在保證紗的適當韌度的同時防止在紡絲期間發生長絲斷裂，聚乙烯可較佳具有為130℃至140℃的熔融溫度（Tm ）。
較佳地，聚乙烯可具有為0.93克/立方公分至0.97克/立方公分的密度。若聚乙烯具有在以上範圍內的密度，則可有利於在確保紗的適當韌度的同時防止在紡絲期間發生長絲斷裂。
舉例而言，聚乙烯可具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）及為大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）。
作為另一實例，聚乙烯可具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）及為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數（MI）。
作為另一實例，聚乙烯可具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）及為65%至85%的結晶度。
作為另一實例，聚乙烯可具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）、為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數（MI）及為65%至85%的結晶度。
作為另一實例，聚乙烯可具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）、為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數（MI）、為65%至85%的結晶度及為130℃至140℃的熔融溫度（Tm ）。
作為另一實例，聚乙烯可具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）、為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數（MI）、為65%至85%的結晶度、為130℃至140℃的熔融溫度（Tm ）及為0.93克/立方公分至0.97克/立方公分的密度。
同時，為防止長絲在隨後的紡絲及拉伸步驟中斷裂，在用於紡絲的熔體中可進一步包含少量的氟系聚合物。
根據本揭露的實施例，氟系聚合物可以使得欲最終製造的聚乙烯紗中包含50 ppm至2500 ppm、100 ppm至2000 ppm、200 ppm至1500 ppm或500 ppm至1000 ppm的氟的量被包含。
氟系聚合物的含量可在以下條件下使用離子層析法（ion chromatography，IC）來量測。 -分析儀：ICS-3000（戴安公司（DIONEX）） -管柱：IonPac AS11（4×250毫米） -管柱溫度：30.0℃ -單元加熱器溫度（Cell heater temperature）：35.0℃ -流速：1毫升/分鐘 -抑制器類型：ASRS 4毫米 -抑制器電流：100毫安 -溶析液：梯度（最大值20毫莫耳/升） -預處理：氧彈法（Bomb method）
較佳地，氟系聚合物可為選自由以下組成的群組的至少一種化合物：聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer，PFA）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer，FEP）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ethylene-tetrafluoroethylene copolymer，ETFE）、四氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物（tetrafluoroethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer，TFE/CTFE）及乙烯-三氟氯乙烯（ethylene-chlorotrifluoroethylene，ECTFE）。
氟系聚合物可以與聚乙烯一起包含於母料（master batch）中的狀態添加至擠出機（100）。作為另一選擇，在聚乙烯被添加至擠出機（100）的同時，氟系聚合物可藉由側進料器（未示出）添加以一起熔融。
隨後，（ii）執行藉由經由具有40個至500個孔或100個至500個孔的紡嘴擠出熔體來獲得長絲的紡絲步驟。
熔體在由擠出機（100）中的螺杆（screw）（未示出）傳送的同時經由紡嘴（200）擠出。
紡絲步驟較佳在為250℃至315℃或280℃至310℃的溫度下執行。
為形成均勻的熔體及達成穩定的紡絲，在紡絲步驟中擠出機（100）內部的溫度及紡嘴（200）的溫度可較佳為250℃或大於250℃。然而，若紡絲步驟中的溫度過高，則可能導致熔體的熱分解，且因此可能難以達成高韌度。因此，在紡絲步驟中，擠出機（100）內部的溫度及紡嘴（200）的溫度可較佳為315℃或小於315℃。
作為紡嘴（200）中孔長度（L）對孔直徑（D）的比率的L/D可為3至40、5至30、5至20、或10至20。
為防止在熔融擠出期間發生模具膨脹（die swell），L/D可較佳為3或大於3。然而，當L/D過大時，由於通過紡嘴（200）的熔體的頸縮（necking），隨著長絲的斷裂，可能發生由於壓力降低引起的不均勻排出。因此，較佳的是，L/D為40或小於40。
當慮及可加工性及生產率而持續執行根據本揭露的製造方法時，紡絲步驟被較佳地執行為使得熔體以為0.05克/分鐘至0.45克/分鐘的單孔排出速率及為0.3公分/秒至5.0公分/秒的排出線速度自紡嘴擠出。
在紡絲步驟中，若紡絲牽拉比（draft ratio）（DR=V1 /V0 ）過大，則可能發生諸多長絲斷裂，從而導致差的可加工性，而若紡絲牽拉比過小，則結晶定向可能無法充分執行，因此長絲的形狀穩定性可能為差的。在本文中，V0 是熔體的排出線速度（即，直至熔體自紡嘴（200）的孔垂直下落1.25米的平均速度），且V1 是紡絲速度（即，第一導引輥（GR1）的線速度）。
紡絲速度（V1 ）越高，則拉伸製程中的總拉伸比越低，且最終變得難以提高紗的韌度。因此，為確保適當的紡絲牽拉比，排出線速度（V0 ）較佳為0.3公分/秒或大於0.3公分/秒。然而，由於當排出線速度過大時難以應用高拉伸比，因此排出線速度（V0 ）較佳為5.0公分/秒或小於5.0公分/秒。
具體而言，排出線速度（V0 ）可為0.3公分/秒至5.0公分/秒、1.0公分/秒至4.0公分/秒、或2.0公分/秒至3.0公分/秒。
另外，為確保紡絲步驟中0.3公分/秒至5.0公分/秒的排出線速度並滿足10丹尼或小於10丹尼的單紗細度，較佳地應用相對低的單孔排出速率（例如，0.05克/分鐘至0.45克/分鐘、0.1克/分鐘至0.40克/分鐘、或0.15克/分鐘至0.35克/分鐘）。
此後，（iii）執行對長絲進行淬冷的淬冷步驟。
當熔體自紡嘴（200）的孔排出時，由於紡絲溫度與室溫之間的差異，熔體開始固化，藉此形成半固化長絲。在此揭露中，半固化長絲與完全固化長絲二者統稱為「長絲」。
在自紡嘴（200）的孔排出的同時形成的所述多根長絲（11）藉由在淬冷區（300）中淬冷而完全固化。
對長絲的淬冷可藉由空氣淬冷（air quenching）來執行。
較佳地，可執行淬冷步驟，以使得使用為0.2米/秒至1.0米/秒的冷卻空氣使長絲（11）的溫度為15℃至40℃。
為防止在拉伸製程中由於長絲的過冷而發生長絲斷裂，較佳地將長絲（11）淬冷至15℃或大於15℃、20℃或大於20℃、或25℃或大於25℃。然而，若長絲未充分淬冷，則細度偏差會由於不均勻的固化而增加，且在拉伸製程中可能發生長絲斷裂。因此，較佳地將長絲（11）淬冷至40℃或小於40℃、35℃或小於35℃、或30℃或小於30℃。
經淬冷且完全固化的長絲由收集區（400）收集，並作為複絲（10）提供。
可選地，在形成複絲（10）之前，可更包括使用油輥（oil roller）（OR）或油噴嘴（oil jet）將油劑（oil agent）施加至長絲的步驟。油劑的施加可以計量加油法（metered oiling method）執行。油劑的施加可在隨後的拉伸步驟中在導引輥之間及/或最末導引輥與捲繞機（600）之間執行。
隨後，（iv）使用包括多個導引輥的多級拉伸區，以為11倍至23倍的總拉伸比對由淬冷長絲構成的複絲進行多級拉伸的拉伸步驟。
如上所述，在根據本揭露實施例的製造聚乙烯紗的方法中，不單獨地卷取藉由熔融紡絲獲得的複絲（10），而是將複絲（10）持續地轉移至包括多個導引輥的多級拉伸區（500）且然後直接進行拉伸。根據本揭露實施例的此種製造方法不同於其中一次性卷取藉由熔融紡絲形成的未拉伸紗且然後在高溫下以高拉伸比進行拉伸的傳統兩步法。
自紡嘴（200）至多級拉伸區（500）的距離（具體而言，自紡嘴（200）至多級拉伸區（500）的第一導引輥（GR1）的距離）為140公分至550公分、200公分至500公分、或200公分至450公分。
為使得能夠對長絲（11）進行恰當的淬冷，所述距離較佳為140公分或大於140公分。然而若所述距離過遠，則可能會由於高紡絲張力而難以達成高韌度。因此，較佳的是，所述距離為550公分或小於550公分。
為使最終獲得的聚乙烯紗具有高韌度，應使用包括多個導引輥的多級拉伸區（500）來精確地控制拉伸步驟。
為此，較佳的是，在包括3個或大於3個、3個至30個、3個至25個、5個至25個、或5個至20個導引輥（GR1、...、GRn）的多級拉伸區（500）中執行拉伸步驟。
即，慮及在以上製造聚乙烯紗的方法中藉由熔融紡絲獲得的複絲不被單獨地卷取，而是被持續地轉移至多級拉伸區進行拉伸，在設置有三或大於三個或者五或大於五個導引輥的多級拉伸區中執行拉伸步驟有利於獲得具有極佳尺寸穩定性及高韌度的聚乙烯紗。然而，若多級拉伸區中導引輥的數目過大，則最終獲得的聚乙烯紗可能不具有目標物理性質，或者所述製程的整體效率可能降低。因此，較佳地在設置有30個或小於30個、25個或小於25個、或20個或小於20個導引輥的多級拉伸區中執行拉伸步驟。
為在拉伸步驟中達成充分的拉伸，可將包括於多級拉伸區（500）中的所述多個導引輥的溫度設定為40℃至140℃。
舉例而言，可將所述多個導引輥中的第一導引輥（GR1）的溫度設定為40℃至80℃，且可將最末導引輥（GRn）的溫度設定為110℃至140℃。可將所述多個導引輥中除第一導引輥及最末導引輥（GR1、GRn）以外的導引輥（GR2至GRn-1）的溫度設定為等於或高於正好位於對應導引輥之前的導引輥的溫度的溫度。若有必要，則可將任何導引輥的溫度設定為較前面的導引輥的溫度低的溫度。
多級拉伸區（500）中複絲的總拉伸比是由第一導引輥（GR1）的線速度（mpm）及最末導引輥（GRn）的線速度（mpm）決定的因素。即，總拉伸比指代藉由將設置於多級拉伸區（500）中的導引輥中的最末導引輥（GRn）的線速度除以第一導引輥（GR1）的線速度而獲得的值。
當確定出第一導引輥（GR1）的線速度時，其他導引輥的線速度可被確定為使得為11倍至23倍的總拉伸比可施加至多級拉伸區（500）中的複絲（10）。
藉由拉伸步驟，對複絲執行拉伸及熱定型（heat-setting）。
不同於大致使用熱空氣等執行熱定型的方法，本揭露藉由使複絲與多級拉伸區（500）中的所述多個導引輥直接接觸來執行拉伸步驟，藉此精確地執行熱定型。因此，在本揭露中，可提供具有為0.325克/丹尼或小於0.325克/丹尼的低最大熱收縮應力的聚乙烯紗。
此後，（v）執行對經多級拉伸的複絲進行卷取的卷取步驟。由捲繞機（600）卷取在拉伸步驟中經多級拉伸的複絲以獲得聚乙烯紗。 II. 聚乙烯紗
根據本揭露的另一實施例，提供一種聚乙烯紗，所述聚乙烯紗包括具有為10丹尼或小於10丹尼的細度的40根至500根長絲， 其中所述聚乙烯紗具有為80丹尼至5000丹尼的總細度、為12克/丹尼或大於12克/丹尼的韌度及為0.325克/丹尼或小於0.325克/丹尼的最大熱收縮應力，且 長絲包括具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）的聚乙烯。
較佳地，聚乙烯紗可由上述『I. 用於製造聚乙烯紗的方法』製造。
具體而言，聚乙烯紗可表現出為0.325克/丹尼或小於0.325克/丹尼的最大熱收縮應力，同時具有為12克/丹尼或大於12克/丹尼的韌度。
較佳地，聚乙烯紗可具有為12克/丹尼或大於12克/丹尼、12克/丹尼至20克/丹尼、12克/丹尼至18克/丹尼、12.5克/丹尼至18克/丹尼或12.5克/丹尼至16.5克/丹尼的韌度。
另外，聚乙烯紗可表現出為0.325克/丹尼或小於0.325克/丹尼、0.200克/丹尼至0.325克/丹尼或0.250克/丹尼至0.325克/丹尼的最大熱收縮應力。在本揭露中，最大熱收縮應力可使用熱收縮應力試驗儀（KANEBO KE-2，新光（Shinkoh），DAS-4007型，佳麗寶工程公司（KANEBO Engineering），韓國代理：艾科（Eiko））來量測。
如上所述，本揭露的聚乙烯紗可在具有極佳尺寸穩定性的同時表現出高韌度。
聚乙烯紗包括具有為10丹尼或小於10丹尼、5丹尼或小於5丹尼、或2丹尼或小於2丹尼的細度的40根至500根長絲，且可具有為80丹尼至5000丹尼的總細度。
聚乙烯可具有為50,000至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）。
為確保紗的適當韌度，聚乙烯的重量平均分子量（Mw）較佳為50,000克/莫耳或大於50,000克/莫耳。然而，若聚乙烯的分子量過大，則由於高熔體黏度，過載可能施加至紡絲裝置，且製程控制可能變得困難，且因此，紗的物理性質可能為差的。因此，較佳的是，聚乙烯的重量平均分子量（Mw）為600,000克/莫耳或小於600,000克/莫耳。
較佳地，聚乙烯的重量平均分子量（Mw）為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳、90,000克/莫耳至500,000克/莫耳、90,000克/莫耳至250,000克/莫耳、100,000克/莫耳至250,000克/莫耳、150,000克/莫耳至250,000克/莫耳、或150,000克/莫耳至230,000克/莫耳。
聚乙烯可具有為大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）。
為在確保紗的適當韌度的同時防止在紡絲期間發生長絲斷裂，聚乙烯較佳地具有為大於5.0且小於或等於9.0、大於5.0且小於或等於8.0、5.1至7.5、5.5至7.5、或6.0至7.5的多分散性指數（PDI）。
另外，聚乙烯可具有為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數（MI，@190℃）。聚乙烯及紗可具有為65%至85%的結晶度。聚乙烯可具有為130℃至140℃的熔融溫度（Tm ）。另外，聚乙烯可具有為0.93克/立方公分至0.97克/立方公分的密度。
為確保擠出機（100）中適當的流動性，聚乙烯的熔融指數（MI，@190℃）較佳為0.3克/10分鐘或大於0.3克/10分鐘。然而，若聚乙烯的熔融指數過高，則由於相對低的分子量，可能難以達成高韌度。因此，較佳的是，聚乙烯的熔融指數（MI，@190℃）為3克/10分鐘或小於3克/10分鐘。
較佳地，聚乙烯的熔融指數（MI，@190℃）可為0.3克/10分鐘至3.0克/10分鐘、0.3克/10分鐘至2.0克/10分鐘、0.4克/10分鐘至1.5克/10分鐘、或0.4克/10分鐘至1.0克/10分鐘。
為確保為高韌度及高彈性的物理性質，較佳的是，聚乙烯具有為65%或大於65%的結晶度。然而，若結晶度過大，則在熔融擠出製程中難以控制溫度，且因此可加工性可能降低。因此，較佳的是，聚乙烯具有為85%或小於85%的結晶度。
另外，為在確保紗的適當韌度的同時防止在紡絲期間發生長絲斷裂，聚乙烯可較佳地具有為130℃至140℃的熔融溫度（Tm ）。
較佳地，聚乙烯可具有為0.93克/立方公分至0.97克/立方公分的密度。若聚乙烯具有在以上範圍內的密度，則可有利於在確保紗的適當韌度的同時防止在紡絲期間發生長絲斷裂。
可選地，長絲可連同所述聚乙烯一起進一步包含氟系聚合物。
根據實施例，氟系聚合物可以使得欲最終製造的聚乙烯紗中包含50 ppm至2500 ppm、100 ppm至2000 ppm、200 ppm至1500 ppm、或500 ppm至1000 ppm的氟的量被包含。
較佳地，氟系聚合物可為選自由以下組成的群組的至少一種化合物：聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、四氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物（TFE/CTFE）及乙烯-三氟氯乙烯（ECTFE）。
當根據X射線繞射（X-ray diffraction，XRD）資料使用謝樂方程式（Scherrer equation）量測時，聚乙烯紗在（110）晶面（plane）上可具有為120埃（Å）或大於120埃、120埃至190埃、或140埃至185埃的結晶大小。
另外，當根據XRD資料使用謝樂方程式量測時，聚乙烯紗在（200）晶面上可具有為90埃或大於90埃、90埃至150埃、或95埃至135埃的結晶大小。
由於聚乙烯紗具有為12克/丹尼或大於12克/丹尼的韌度及藉由低的最大熱收縮應力獲得的極佳尺寸穩定性，因此所述聚乙烯紗可應用於需要極佳耐切割性及高韌度的領域。
舉例而言，聚乙烯紗可用於製造例如繩及釣魚線、工業及醫療防護手套、防護套、漁網、帳篷、頭盔、帳篷材料、各種體育用品、氣囊、床上用品等絲線型產品。 [有利效果]
在本揭露中，提供一種具有極佳尺寸穩定性及高韌度的聚乙烯紗以及一種用於更高效地製造以上聚乙烯紗的方法。
在下文中，將藉由以下較佳實例更詳細地闡述本發明。然而，該些實例僅用於例示目的，且本發明不旨在受該些實例所限制。 實例1
使用圖1中所示設備製造出了包括200根長絲的聚乙烯紗，其中聚乙烯紗具有為400丹尼的總細度。
具體而言，將具有為200,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為7.5的多分散性指數（Mw/Mn：PDI）、為0.4克/10分鐘的熔融指數（MI，@190℃）、為132℃的熔融溫度（Tm ）及為0.96克/立方公分的密度的聚乙烯碎片添加至擠出機（100）。同時，藉由側進料器將四氟乙烯共聚物添加至擠出機（100）。四氟乙烯共聚物是以使得在最終紗中檢測到的氟量為500 ppm的量被添加。藉由使引入至擠出機（100）中的碎片熔融，製備出了用於紡絲的熔體。
經由具有200個孔的紡嘴（200）擠出了所述熔體。
最終在淬冷區（300）中藉由0.45米/秒的冷卻空氣將在自紡嘴（200）排出的同時形成的長絲（11）淬冷至40℃。經淬冷的長絲（11）由收集區（400）收集成複絲（10），並持續地轉移至設置有12個導引輥（GR1-GR12）的多級拉伸區（500）。持續地，多級拉伸區（500）中的複絲（10）直接接觸所述12個導引輥，並被以為16倍的總拉伸比拉伸，然後進行熱定型。將導引輥的溫度範圍設定為80℃至130℃。
藉由在捲繞機（600）上卷取多級拉伸複絲，獲得了聚乙烯紗。 實例2
除將多級拉伸區（500）中導引輥的溫度範圍設定為60℃至120℃以外，以與實例1中相同的方式獲得了聚乙烯紗。 實例3
除使用了具有為170,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為7.5的多分散性指數（Mw/Mn：PDI）、為0.4克/10分鐘的熔融指數（MI，@190℃）、為132℃的熔融溫度（Tm ）及為0.96克/立方公分的密度的聚乙烯碎片以外，以與實例1中相同的方式獲得了聚乙烯紗。 實例4
除多級拉伸區（500）中的長絲（10）直接接觸所述12個導引輥，並被以為11倍的總拉伸比拉伸，然後進行熱定型以外，以與實例1中相同的方式獲得了聚乙烯紗。 實例5
除多級拉伸區（500）中的長絲（10）直接接觸所述12個導引輥，並被以為23倍的總拉伸比拉伸，然後進行熱定型以外，以與實例1中相同的方式獲得了聚乙烯紗。 實例6
除使用了具有為200,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為0.4克/10分鐘的熔融指數（MI，@190℃）及為4.5的多分散性指數（Mw/Mn：PDI）的聚乙烯碎片以外，以與實例1中相同的方式獲得了聚乙烯紗。 比較例1
以兩步法製造出了聚乙烯紗，所述兩步法包括對藉由熔融紡絲形成的未拉伸聚乙烯紗進行卷取的卷取步驟及在不使用圖1中所示設備的情況下利用熱空氣烘箱對未拉伸紗進行拉伸的拉伸步驟。
具體而言，將具有為200,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為0.4克/10分鐘的熔融指數（MI，@190℃）及為4.5的多分散性指數（Mw/Mn：PDI）的聚乙烯碎片添加至擠出機。同時，藉由側進料器將四氟乙烯共聚物添加至擠出機（100）。四氟乙烯共聚物是以使得在最終紗中檢測到的氟量為500 ppm的量被添加。藉由使引入至擠出機的碎片熔融，製備出了用於紡絲的熔體。
經由具有200個孔的紡嘴（200）擠出了所述熔體。
最終在淬冷區中藉由0.45米/秒的冷卻空氣將在自紡嘴排出的同時形成的長絲淬冷至40℃。經淬冷的長絲由收集區收集成複絲，並卷取於捲繞機上。
在將卷取複絲的捲繞機移動至拉伸機所在的位置之後，卷取於捲繞機上的複絲被以為16倍的總拉伸比拉伸，隨後在利用為80℃至130℃的熱空氣加熱的同時進行熱定型。
藉由在捲繞機上卷取經拉伸的複絲，獲得了具有為420丹尼的總細度的聚乙烯紗。 比較例2
除將多級拉伸區（500）中導引輥的溫度範圍設定為60℃至150℃以外，以與實例1中相同的方式獲得了聚乙烯紗。 比較例3
除使用了具有為200,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）、為7.5的多分散性指數（Mw/Mn：PDI）、為0.4克/10分鐘的熔融指數（MI，@190℃）、為132℃的熔融溫度（Tm ）及為0.96克/立方公分的密度的聚乙烯碎片以外，以與比較例1中相同的方式（即，進行拉伸及使用80℃至130℃的熱空氣烘箱的熱定型）獲得了聚乙烯紗。 比較例4
除多級拉伸區（500）中的長絲（10）直接接觸所述12個導引輥，並被以為6倍的總拉伸比拉伸，然後進行熱定型以外，以與實例1中相同的方式獲得了聚乙烯紗。 比較例5
除多級拉伸區（500）中的長絲（10）直接接觸所述12個導引輥，並被以為25倍的總拉伸比拉伸，然後進行熱定型以外，以與實例1中相同的方式獲得了聚乙烯紗。 試驗例
藉由以下方法對在實例及比較例中製備的聚乙烯紗中的每一者進行了試驗，且結果示出於下表1至4中。 （1）聚乙烯紗的韌度（克/丹尼）
根據美國試驗與材料協會（American Society for Tesing and Materials，ASTM）D885的標準試驗方法，使用英斯特朗工程公司（馬薩諸塞州坎頓）製造的廣用抗拉試驗儀對聚乙烯紗的韌度（克/丹尼）進行了量測。樣品長250毫米，抗拉速度為300毫米/分鐘，且初始荷重設定為0.05克/丹尼。\ （2）Mw、Mn、PDI
在將構成聚乙烯紗的長絲完全溶解於以下溶劑中之後，藉由凝膠滲透層析法（GPC）對重量平均分子量（Mw）、數目平均分子量（Mn）及多分散性指數（Mw/Mn：PDI）進行了量測。 -分析儀：PL-GPC 220系統 -管柱：2×PLGEL MIXED-B（7.5×300毫米） -管柱溫度：160℃ -溶劑：三氯苯（TCB）+ 0.04重量%二丁基羥基甲苯（BHT，在用0.1 % CaCl2 乾燥之後） -溶解條件：160℃，1~4小時，量測在溶解之後通過玻璃過濾器（0.7微米）的溶液 -注射器、檢測器的溫度：160℃ -檢測器：RI檢測器 -流速：1.0毫升/分鐘 -注射體積：200微升 -標準樣品：聚苯乙烯 （3）聚乙烯紗的結晶度及結晶大小
藉由使用X射線的X射線繞射計對聚乙烯紗的（110）晶面及（200）晶面上的結晶度及結晶大小進行了量測。具體而言，對聚乙烯紗進行了切割以製備2.5公分樣品，並將樣品固定於X射線繞射計的樣品支架上，隨後在以下條件下進行了量測。當藉由X射線繞射計分析結晶度時，同時導出結晶度（%）與結晶大小（埃）。 i）實驗裝備：銳影（Empyrean）（馬爾文帕納科有限公司（Malvern Panalytical Ltd）） ii）X射線源：Cu-Kα（1.54埃），45千伏，20毫安 iii）入射束路徑 -過濾器：β-過濾器鎳0.02毫米 -狹縫（Slit）：AS 1˚，DS 1/2˚，SS：0.04弧度（rad） -遮罩：10毫米 iv）繞射束路徑 -檢測器：PIXcel3D 2X2（面積檢測器） -狹縫：AS 5.0毫米，SS：0.04弧度 v）掃描範圍：10˚ ~ 32˚ vi）步長：0.1˚ vii）束方向：反射 viii）背景法：恆定背景 ix）標準樣本：3000丹尼 x）表觀結晶大小（Apparent crystallite size，ACS）：使用謝樂方程式根據尖峰（110）晶面及（200）晶面的半高估算。 -
Figure 02_image001
- λ：X射線波長，0.154奈米 - β：半高全寬（full width at half maximum，FWHM） - θ：布拉格角（最大值，峰值） -謝樂常數K = 0.89 xi）結晶度（Xc）：恆定背景法 （4）       聚乙烯紗的最大熱收縮應力（克/丹尼）
使用熱收縮應力試驗儀（KANEBO KE-2，新光，DAS-4007型，佳麗寶工程公司，韓國代理：艾科）對聚乙烯紗的最大熱收縮應力進行了量測。
如圖2中所示，將聚乙烯紗的兩端打結，以製成具有為10公分的圓周的環形樣品（1000）。將樣品的兩側放入熱應力試驗儀的熱室（800）中，且然後分別懸掛於荷重元（700）及主荷重鉤（900）上。在以下條件下對最大熱收縮應力進行了量測。 -實驗裝備：KE-2（佳麗寶工程公司有限公司） -荷重元：能夠量測高達500克力（gf）的荷重元 -初始溫度：室溫 -加熱速率：300℃/120秒 -主荷重：0.06667克/丹尼
熱收縮應力的量測結果藉由輸出裝置（3086 X-T型記錄器，橫河，北辰電機（Hokushin Electric），東京，日本）以曲線圖形式獲得。
圖3是示出對實例3的聚乙烯紗執行的實驗的結果的曲線圖，且證實在約150℃下最大熱收縮應力為約115克。
圖4是示出對比較例1的聚乙烯紗執行的實驗的結果的曲線圖，且證實在約150℃下最大熱收縮應力為約145克。
圖5是示出比較在實例2（-■-所指示的曲線）中獲得的聚乙烯紗與在比較例3（-●-所指示的曲線）中獲得的聚乙烯紗之間熱收縮應力相對於溫度的變化的曲線圖。 [表1]
  實例1 實例2 實例3
PE 碎片 PDI 7.5 7.5 7.5
Mw（g/mol） 200,000 200,000 170,000
總拉伸比（倍） 16 16 16
導引輥的溫度範圍（℃） 80-130 60-120 80-130
PE 紗 PDI 5.6 5.6 5.6
韌度（g/d） 14.5 14.1 13.1
結晶度（%） 80 79 77
結晶大小（Å） （110）晶面 161 165 183
（200）晶面 103 112 131
最大熱收縮應力（g/d） 0.270 0.300 0.315
[表2]
  實例4 實例5 實例6
PE 碎片 PDI 7.5 7.5 4.5
Mw（g/mol） 200,000 200,000 200,000
總拉伸比（倍） 11 23 16
導引輥的溫度範圍（℃） 80-130 80-130 80-130
PE 紗 PDI 5.6 5.6 3
韌度（g/d） 12.5 16.3 16.3
結晶度（%） 75 82 80
結晶大小（Å） （110）晶面 173 145 150
（200）晶面 125 95 99
最大熱收縮應力（g/d） 0.325 0.250 0.265
[表3]
  比較例1 比較例2 比較例3
PE 碎片 PDI 4.5 7.5 7.5
Mw（g/mol） 200,000 200,000 200,000
總拉伸比（倍） 16 16 16
導引輥的溫度範圍（℃） （熱空氣烘箱） 80-130 60-150 （熱空氣烘箱） 80-130
PE 紗 PDI 3 由於在拉伸期間斷裂，因此可能無法製造出PE紗 5.6
韌度（g/d） 16 13.8
結晶度（%） 78 77
結晶大小（Å） （110）晶面 155 167
（200）晶面 97 106
最大熱收縮應力（g/d） 0.510 0.525
[表4]
  比較例4 比較例5
PE 碎片 PDI 7.5 7.5
Mw（g/mol） 200,000 200,000
總拉伸比（倍） 6 25
導引輥的溫度範圍（℃） 80-130 80-130
PE 紗 PDI 5.6 由於在拉伸期間斷裂，因此可能無法製造出PE紗
韌度（g/d） 11.8
結晶度（%） 30
結晶大小（Å） （110）晶面 200
（200）晶面 143
最大熱收縮應力（g/d） 0.345
參照表1及表2，證實了根據實例的聚乙烯紗具有相較於根據比較例的聚乙烯紗而言高的韌度以及低的最大熱收縮應力，藉此表現出極佳尺寸穩定性。另外，相較於比較例的製造方法而言，在實例的製造方法中，可在紡絲期間沒有不均勻的排出的情況下更高效地獲得聚乙烯紗。
10:複絲 11:長絲 100:擠出機 200:紡嘴 300:淬冷區 400:收集區 500:多級拉伸區 600:捲繞機 700:荷重元 800:熱室 900:主荷重鉤 1000:環形樣品 GR1:導引輥/第一導引輥 GRn:導引輥/最末導引輥 OR:油輥
圖1是示出根據本揭露實施例的聚乙烯紗的製造製程的簡化製程圖。 圖2示意性地示出熱收縮應力試驗儀。 圖3是示出對於在實例3中製備的聚乙烯紗，熱收縮應力相對於所量測溫度的變化的曲線圖。 圖4是示出對於在比較例1中製備的聚乙烯紗，熱收縮應力相對於所量測溫度的變化的曲線圖。 圖5是示出比較在實例2（-■-所指示的曲線）中獲得的聚乙烯紗與在比較例3（-●-所指示的曲線）中獲得的聚乙烯紗之間熱收縮應力相對於溫度的變化的曲線圖。
10:複絲
11:長絲
100:擠出機
200:紡嘴
300:淬冷區
400:收集區
500:多級拉伸區
600:捲繞機
GR1:導引輥/第一導引輥
GRn:導引輥/最末導引輥
OR:油輥

Claims (18)

  1. 一種聚乙烯紗，包括具有為10丹尼或小於10丹尼的細度的40根至500根長絲， 其中所述聚乙烯紗具有為80丹尼至5000丹尼的總細度、為12克/丹尼或大於12克/丹尼的韌度及為0.325克/丹尼或小於0.325克/丹尼的最大熱收縮應力，且 所述長絲包含具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）的聚乙烯。
  2. 如請求項1所述的聚乙烯紗， 其中所述聚乙烯具有為大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）。
  3. 如請求項1所述的聚乙烯紗， 其中所述聚乙烯具有為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數（MI）。
  4. 如請求項1所述的聚乙烯紗， 其中所述聚乙烯具有為65%至85%的結晶度。
  5. 如請求項1所述的聚乙烯紗， 其中所述聚乙烯具有為130℃至140℃的熔融溫度（Tm ）。
  6. 如請求項1所述的聚乙烯紗， 其中所述聚乙烯具有為0.93克/立方公分至0.97克/立方公分的密度。
  7. 如請求項1所述的聚乙烯紗， 其中所述長絲更包含選自由以下組成的群組的至少一種氟系聚合物：聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、四氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物（TFE/CTFE）及乙烯-三氟氯乙烯（ECTFE）。
  8. 如請求項7所述的聚乙烯紗， 其中所述氟系聚合物以使得所述聚乙烯紗中包含50 ppm至2500 ppm的氟的量被包含。
  9. 如請求項1所述的聚乙烯紗， 其中當根據X射線繞射資料使用謝樂方程式量測時，所述聚乙烯紗在（110）晶面上具有為120埃或大於120埃的結晶大小，且在（200）晶面上具有為90埃或大於90埃的結晶大小。
  10. 一種用於製造聚乙烯紗的方法，包括： （i）製備步驟，提供包含具有為50,000克/莫耳至600,000克/莫耳的重量平均分子量（Mw）的聚乙烯的用於紡絲的熔體； （ii）紡絲步驟，藉由經由具有40個至500個孔的紡嘴擠出所述熔體來獲得長絲； （iii）淬冷步驟，對所述長絲進行淬冷； （iv）拉伸步驟，使用包括設定在為40℃至140℃的溫度下的多個導引輥的多級拉伸區，以為11倍至23倍的總拉伸比對由經淬冷的所述長絲構成的複絲進行多級拉伸；以及 （v）卷取步驟，卷取經多級拉伸的所述複絲， 其中所述複絲與所述多個導引輥直接接觸以被拉伸，且在所述拉伸步驟中熱固定。
  11. 如請求項10所述的用於製造聚乙烯紗的方法， 其中所述聚乙烯具有大於5且小於或等於9的多分散性指數（PDI）。
  12. 如請求項10所述的用於製造聚乙烯紗的方法， 其中所述聚乙烯具有為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數（MI）。
  13. 如請求項10所述的用於製造聚乙烯紗的方法， 其中所述聚乙烯具有為65%至85%的結晶度。
  14. 如請求項10所述的用於製造聚乙烯紗的方法， 其中所述聚乙烯具有為130℃至140℃的熔融溫度（Tm ）。
  15. 如請求項10所述的用於製造聚乙烯紗的方法， 其中所述聚乙烯具有為0.93克/立方公分至0.97克/立方公分的密度。
  16. 如請求項10所述的用於製造聚乙烯紗的方法， 其中所述熔體更包含選自由以下組成的群組的至少一種氟系聚合物：聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、四氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物（TFE/CTFE）及乙烯-三氟氯乙烯（ECTFE）。
  17. 如請求項16所述的用於製造聚乙烯紗的方法， 其中所述氟系聚合物以使得所述聚乙烯紗中包含50 ppm至2500 ppm的氟的量被包含。
  18. 如請求項10所述的用於製造聚乙烯紗的方法， 其中所述多級拉伸區包括3個至30個導引輥。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790905B (zh) * 2021-12-08 2023-01-21 南韓商可隆股份有限公司 具有改良的尺寸穩定性之聚乙烯紗、包含其之功能性布料以及清涼感產品

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240048954A (ko) * 2022-10-07 2024-04-16 코오롱인더스트리 주식회사 우수한 열적 특성을 갖는 폴리에틸렌 원사 및 그 제조 방법

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4228118A (en) 1977-11-03 1980-10-14 Monsanto Company Process for producing high tenacity polyethylene fibers
US4483727A (en) * 1983-02-07 1984-11-20 Celanese Corporation High modulus polyethylene fiber bundles as reinforcement for brittle matrices
KR890002110A (ko) * 1987-07-01 1989-04-08 후지와라 도미오 퀴놀린 유도체, 그의 에스테르, 염 및 그의 제조법
FI93865C (fi) * 1992-05-29 1995-06-12 Borealis Holding As Sulakehrätty luja polyeteenikuitu
US6448359B1 (en) * 2000-03-27 2002-09-10 Honeywell International Inc. High tenacity, high modulus filament
JP4389142B2 (ja) * 2001-08-08 2009-12-24 東洋紡績株式会社 高強度ポリエチレン繊維の製造方法
ATE540146T1 (de) * 2002-04-09 2012-01-15 Toyo Boseki Polyethylenfaser und deren herstellungsverfahren
US6764764B1 (en) * 2003-05-23 2004-07-20 Honeywell International Inc. Polyethylene protective yarn
US20070077840A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Industrial Technology Research Institute Novel fibers, high airtightness fabrics and a fabrication method thereof
CN101360854B (zh) * 2006-01-18 2011-06-15 优知亚米有限公司 锥状复丝纱线及其制造方法
JP4816798B2 (ja) 2010-02-19 2011-11-16 東洋紡績株式会社 成型加工性に優れた高機能ポリエチレン繊維
CN103119208A (zh) * 2010-04-07 2013-05-22 韦斯特高凡德森有限公司 具有3至12纤丝的杀生物性聚烯烃纱线
KR101361871B1 (ko) * 2011-03-03 2014-02-12 도요보 가부시키가이샤 고기능 폴리에틸렌 섬유 및 염색 고기능 폴리에틸렌 섬유
TW201522730A (zh) 2013-09-19 2015-06-16 Dow Global Technologies Llc 細徑聚烯烴纖維
KR101775142B1 (ko) * 2014-11-19 2017-09-05 주식회사 휴비스 고강도 폴리에틸렌 멀티필라멘트 섬유 및 제조방법
JP7162006B2 (ja) 2016-12-27 2022-10-27 サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ フィブリル化補強材を含む繊維
KR101945943B1 (ko) * 2017-04-27 2019-02-11 주식회사 휴비스 고강도 폴리에틸렌 멀티필라멘트 섬유 및 그의 제조방법
KR101981759B1 (ko) 2018-01-05 2019-05-27 주식회사 휴비스 공정성이 향상된 고강도 폴리에틸렌 섬유
KR102092934B1 (ko) * 2019-03-21 2020-03-24 코오롱인더스트리 주식회사 내절단성 폴리에틸렌 원사, 그 제조방법, 및 이것을 이용하여 제조된 보호용 제품
KR102178645B1 (ko) * 2019-12-27 2020-11-13 코오롱인더스트리 주식회사 우수한 치수 안정성을 갖는 폴리에틸렌 원사 및 그 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI790905B (zh) * 2021-12-08 2023-01-21 南韓商可隆股份有限公司 具有改良的尺寸穩定性之聚乙烯紗、包含其之功能性布料以及清涼感產品

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