TWI841993B - 具有改善的後加工性之聚乙烯紗線以及包括其之布料 - Google Patents

Abstract

本發明是有關於一種具有改善的後加工性之聚乙烯紗線以及包括其的布料。更詳細而言是有關於一種即便在如高溫等嚴酷的環境下亦保持優異的機械物性且具有如染色、塗佈等後加工性改善的聚乙烯紗線。

Description

具有改善的後加工性之聚乙烯紗線以及包括其之布料

本發明是有關於一種具有改善的後加工性之聚乙烯紗線以及包括其之布料。

聚乙烯樹脂價格低廉，且耐化學性、產品加工性優異，因而用作工程塑膠、膜纖維及不織布的應用正在增加。在纖維領域中，製造成單絲(monofilament)及多絲(multifilament)且用於服裝、工業等用途擴寬。特別是根據最新纖維動向，對要求高強度及高彈性模數的高功能性聚乙烯纖維的關注正在增加。

在美國專利第4,228,118號中，使用數平均分子量為20,000以上、重量平均分子量為125,000以下的聚乙烯樹脂，在紡絲溫度220℃至335℃下以最小紡絲速度30米/分鐘(m/min)捲繞後拉伸20倍以上來製造10g/d至20g/d的纖維。但此種方法在聚乙烯纖維的商業製造方面由於單數噴嘴及紡伸(spin-draw)法帶來的紡絲速度低，因此在生產量方面存在限制，在生產數十至數百多絲時難以生產均勻度及紡絲作業性優異的聚乙烯纖維。

一般而言，於聚乙烯纖維的情況，藉由高強度、輕量性及耐化學性等固有的特性，除了安全用品、休閒用品及生活用品之外亦可用於各種用途。但相較於具有較高的熔點的聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維或聚醯胺纖維等，聚乙烯纖維熔點低，因此存在在高溫下物性容易下降的問題點，具有可進行的後加工製程的條件受到限制的缺點。為了解決此種問題點，急需製造一種即便在高的溫度下進行後加工亦可保持機械物性的聚乙烯紗線。

本發明的目的是提供一種即便在高溫環境下亦可保持機械物性且具有改善的後加工性之聚乙烯紗線。

另外，提供一種包括具有改善的後加工性之聚乙烯紗線且機械物性優異的布料。

根據本發明的聚乙烯紗線根據美國材料試驗學會(American Society for Testing Material，ASTM)D1238測定的熔融指數(melt index，MI)為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘，根據ASTM D885在120℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(B)對在常溫下測定的強力(A)之比(B/A)為85%以上，且在50℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(C)對在常溫下測定的所述強力(A)之比(C/A)為90%以上。

在根據本發明一實施例的聚乙烯紗線中，聚乙烯紗線的 結晶度可為60%至85%。

在根據本發明一實施例的聚乙烯紗線中，聚乙烯紗線藉由利用CuKα射線的X射線繞射圖案測定的纖維軸平行方向(002面)的結晶大小可為200Å以上，且纖維軸直角方向(110面)的結晶大小可為110Å以上。

在根據本發明一實施例的聚乙烯紗線中，聚乙烯紗線的熔融溫度可為130℃至140℃。

在根據本發明一實施例的聚乙烯紗線中，聚乙烯紗線的密度可為0.93g/cm³至0.97g/cm³。

在根據本發明一實施例的聚乙烯紗線中，聚乙烯紗線的乾熱收縮率為2.5%以上。

在根據本發明一實施例的聚乙烯紗線中，聚乙烯紗線根據ASTM D2256測定的強度可為1g/d至20g/d。

在根據本發明一實施例的聚乙烯紗線中，聚乙烯紗線根據ASTM D2256測定的斷裂伸長率可為20%以下。

根據本發明的布料包括上述聚乙烯紗線。

在根據本發明一實施例的布料中，所述布料的耐磨度(週期(cycles))可為500以上。

根據本發明的聚乙烯紗線可在高溫環境下保持一定水準以上的強力且後加工性優異。

另外，根據本發明的布料包括後加工性優異的聚乙烯紗 線且可保持聚乙烯特有的優異的機械物性，且可應用於安全用品、休閒用品、生活用品或冷感材料等各種領域。

100:圓筒形玻璃管

200:聚乙烯紗線/樣品

圖1是對根據本發明一實施例的聚乙烯紗線的強力進行測定的模式圖。

以下，參照本發明所附圖式對本發明的較佳一實施例詳細地進行說明。在對本發明進行說明時，為了不使本發明的要旨模糊，省略對相關公知功能或構成的具體說明。

下述具體例或實施例僅為用於對本發明進行詳細說明的一個參照，本發明並不限定於此，且可實現為各種形態。

在本發明中，除非另有定義，否則全部技術用語及科學用語具有在此發明所屬的技術領域中具有通常知識者通常理解的含義。在本發明的說明中所使用的用語僅是為了有效地記述特定實施例，並非意圖對本發明進行限定。

另外，除非上下文有特別的指示，否則在說明書中所使用的單數形態亦可旨在包括複數形態。

另外，在某個部分「包括」某個構成要素時，意指除非有特別相反的記載，否則其可更包括其他構成要素，而非將其他構成要素除外。

以下，在沒有特別提及的情況下所使用的單位以重量為 基準，作為一例，%或比的單位意指重量%或重量比。

本發明人注意到，儘管聚乙烯紗線不僅具有高強力、輕量性及耐化學性等固有的特性，而且藉由高結晶性具有優異的冷感特性，但熔點低，在高溫下脆弱，從而非常難以進行後加工製程。因此，隨著深入研究，發現由於聚乙烯紗線滿足特定的熔融指數及強力的條件，即便經過後加工亦可保持高的結晶性並保持機械物性，從而完成本發明。

在本說明書中，聚乙烯紗線意指將聚乙烯片作為原料並藉由紡絲及拉伸等製程製造的單絲及多絲。作為一例，聚乙烯紗線可包括各自具有1丹尼(denier)至3丹尼的纖度的40根至500根絲，且可具有100丹尼至1,000丹尼的總纖度。

根據本發明的聚乙烯紗線的特徵在於：根據ASTM D1238在190℃、2.16kg下測定的熔融指數(melt index)(在190℃下的MI)為0.3克/10分鐘至3克/10分鐘，根據ASTM D885在120℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(B)對在常溫下測定的強力(A)之比(B/A)為85%以上，且在50℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(C)對在常溫下測定的所述強力(A)之比(C/A)為90%以上。

具體而言，在120℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(B)對在常溫下測定的所述強力(A)之比(B/A)可為87%以上，有利而言可為90%以上。另外，在50℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(C)對在常溫下測定的強力(A)之比(C/A) 可為92%以上，有利而言可為95%以上。

另外，熔融指數(MI)有利而言可為0.4克/10分鐘至3克/10分鐘，更有利而言可為0.7克/10分鐘至3克/10分鐘。

滿足如上所述的強力之比及熔融指數的聚乙烯紗線具有以下優點：即便長時間暴露於高溫下亦幾乎不發生物性的下降，從而有利於進行織造、加撚等後加工。

另外，聚乙烯紗線的多分散性指數(Polydispersity Index，PDI)可為1至20，具體而言可為3至15，更具體而言可為5至10，此時，重量平均分子量(Mw)可為600,000g/mol以下，具體而言可為80,000g/mol至500,000g/mol，更具體而言可為200,000g/mol至400,000g/mol。具有所述範圍的多分散性指數及重量平均分子量的聚乙烯紗線可確保在對紗線進行熔融擠出時熔融物的流動性佳、防止產生熱分解且在拉伸時不發生斷紗等製程性，從而製造出具有均勻的物性的紗線，且可提供耐久性優異的紗線。此時，數平均分子量相對於上述重量平均分子量只要可滿足上述PDI值則不受限制。

另外，聚乙烯紗線的結晶度可為60%至90%，更佳可為60%至85%，進而更佳可為65%至85%，但不限定於此。所述聚乙烯紗線的結晶度可在利用X射線繞射分析器進行結晶性分析時導出。在結晶度滿足所述範圍的範圍中，熱量在藉由聚乙烯的共價鍵連接的分子鏈方向上藉由稱為「聲子(phonon)」的晶格振動(lattice vibration)快速擴散及消散，從而可具有優異的導熱性。

而且，聚乙烯紗線藉由利用CuKα射線的X射線繞射圖案測定的纖維軸平行方向(002面)的結晶大小可滿足200Å以上，且纖維軸直角方向(110面)的結晶大小可滿足110Å以上。具體而言，纖維軸平行方向的結晶大小可為210Å至360Å，更具體而言，可為220Å至350Å。另外，纖維軸直角方向的結晶大小可為120Å至190Å，有利而言可為130Å至180Å，但不限定於此。但，在所述範圍中，聚乙烯紗線可表現出高強度及低收縮性特徵，不僅滿足優異的耐熱強力，而且改善熱吸收率，從而可改善冷感性。

另外，聚乙烯紗線的熔融溫度可滿足130℃至140℃。具體而言，可為138℃至140℃，但不限定於此。但，滿足所述熔融溫度的紗線在較高溫下亦可保持機械物性。

同時，所述聚乙烯紗線的密度可為0.93g/cm³至0.97g/cm³，具體而言可為0.941g/cm³至0.965g/cm³。滿足所述密度的聚乙烯紗線即便長時間暴露於高溫下亦可保持機械物性，且提高對熱的抵抗力，從而使收縮率下降。

具體而言，聚乙烯紗線的乾熱收縮率可為1.5%至3.5%，具體而言為2%至3%，或為2.5%至3%。

而且，聚乙烯紗線根據ASTM D2256測定的強度可為1g/d至25g/d。宜為1g/d至20g/d，更佳可為7g/d至20g/d。滿足所述強度的聚乙烯紗線的柔軟性較高，可具有優異的織造性，因而此後在進行織造或編織來製造成布料時可獲得更加優異的品 質的布料。

以下，對本發明的聚乙烯紗線的製造方法具體地進行說明。只要本發明的聚乙烯紗線滿足PDI、強力比、強度等所述物性的範圍，則不限定於該製造方法，下面對一態樣進行說明。

可包括以下步驟：首先，使聚乙烯片(chip)熔融，得到聚乙烯熔融物；藉由具有多個噴嘴孔的噴絲頭對所述聚乙烯熔融物進行紡絲；對在所述聚乙烯熔融物自所述噴嘴孔噴出時形成的多個絲進行冷卻，並以5倍至20倍的總拉伸比對其進行拉伸及熱固定；以及將經拉伸及熱固定的所述多絲捲繞。

對各步驟具體地進行說明，首先，藉由將片(chip)形態的聚乙烯投入至擠出機(extruder)使其熔融從而得到聚乙烯熔融物。

所述聚乙烯片可具有大於5小於9的多分散性指數(PDI)，且宜具有5.5至8的多分散性指數(PDI)。另外，可具有0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數(Melt Index，MI)，且宜具有0.4克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數，更佳為具有0.7克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數。另外，可具有600,000g/mol以下的重量平均分子量(Mw)，更具體而言宜具有80,000g/mol至600,000g/mol的重量平均分子量，宜具有100,000g/mol 至500,000g/mol的重量平均分子量，且更佳為具有200,000g/mol至400,000g/mol的重量平均分子量。

熔融的聚乙烯利用所述擠出機內的螺旋藉由噴絲頭進行運輸，且藉由形成於所述噴絲頭的多個孔被擠出。所述噴絲頭的孔的個數可由所製造的紗線的單絲丹尼數(Denier Per Filament，DPF)及纖度決定。例如，於製造具有75丹尼的總纖度的紗線的情況，所述噴絲頭可具有20個至75個孔，於製造具有450丹尼的總纖度的紗線的情況，所述噴絲頭可具有90個至450個孔，較佳為具有100個至400個孔。

雖然在所述擠出機內的熔融製程及藉由噴絲頭進行的擠出製程可根據聚乙烯片的熔融指數變更應用，但具體而言可在例如150℃至315℃、宜為220℃至300℃、更佳為250℃至290℃下執行。即，擠出機及噴絲頭較佳為保持為150℃至315℃、較佳為220℃至300℃、更佳為250℃至290℃。

於所述紡絲溫度小於150℃的情況，因低的紡絲溫度產生以下問題：不能實現均勻熔融的聚乙烯，從而可能難以進行紡絲，且在噴嘴內產生過大的剪切應力而使融體破壞(melt fracture)現象變嚴重。相反，於紡絲溫度超過315℃的情況，聚乙烯的熱分解加速化，從而可能難以表現出目標水準的物性。所述噴絲頭的孔長度(L)對孔直徑(D)的比率L/D可為3至40。若L/D小於3，則藉由在進行熔融擠出時產生模頭膨脹(Die Swell)現象且使聚乙烯的彈性行為控制變得困難，從而紡絲性不佳，於L/D超過40 的情況下，可能產生由通過噴絲頭的熔融聚乙烯的頸縮(necking)現象造成的斷紗以及由壓力下降帶來的噴出不均勻現象。

熔融的聚乙烯自噴絲頭的孔噴出，且因紡絲溫度與室溫間的差異聚乙烯開始固化，並形成半固化狀態的絲。在本說明書中，無論是半固化狀態的絲還是完全固化的絲均統稱為「絲」。

多個所述絲藉由在冷卻部(或「淬火區(quenching zone)」)中進行冷卻從而被完全固化。所述絲線的冷卻可藉由空氣冷卻方式執行。

所述絲線在所述冷卻部中的冷卻較佳為以利用0.2米/秒至1米/秒風速的冷卻風冷卻至15℃至40℃的方式執行。若所述冷卻溫度小於15℃，則因過冷卻而伸長率不足，從而在拉伸過程中可能發生斷紗，若所述冷卻溫度超過40℃，則因固化不均勻而絲間纖度偏差變大且在拉伸過程中可能發生斷紗。

另外，於在冷卻部中進行冷卻時，藉由執行多步驟冷卻從而可更均勻地進行結晶。

更具體而言，所述冷卻部可分成兩個以上區間。例如，於形成為三個冷卻區間的情況，較佳為以自第一冷卻部越向第三冷卻部溫度逐漸降低的方式設計。具體而言，例如，第一冷卻部可設定為40℃至80℃，第二冷卻部設定為30℃至50℃，且第三冷卻部設定為15℃至30℃。

另外，藉由在第一冷卻部中將風速設定成最高，從而可製造表面更加光滑的纖維。具體而言，可利用0.8米/秒至1米/秒 風速的冷卻風使得第一冷卻部冷卻至40℃至80℃，利用0.4米/秒至0.6米/秒風速的冷卻風使得第二冷卻部冷卻至30℃至50℃，且利用0.2米/秒至0.5米/秒風速的冷卻風使得第三冷卻部冷卻至15℃至30℃，且藉由調節成如上所述般的條件可製造結晶度更高且表面更加光滑的紗線。

接著，藉由集束器將所述經冷卻及完全固化的絲線集束形成多絲。

本發明的聚乙烯紗線可藉由直接紡絲拉伸(Direct Spinning Drawing，DSD)製程製造。即，可在將所述多絲直接傳遞至包括多個導絲輥(godet roller)部的多級拉伸部並以5倍至20倍、較佳為8倍至15倍的總拉伸比進行多級拉伸後在卷線機(winder)中捲繞。

作為一例，利用所述多個導絲輥的拉伸步驟較佳為進行2級以上的多級拉伸。所述拉伸步驟可宜利用多個導絲輥進行2級以上20級以下的多級拉伸。於所述多級拉伸小於2級的情況，在導絲輥的各區間中發生急劇的拉伸，在製造絲線時生毛頻率增加且初始模數增加，從而布料可能變得過硬。又，在進行所述多級拉伸時，於進行20級以上的情況，絲線與導絲輥間的摩擦增大，從而可能產生絲損傷及斷絲。

另外，即便使用具有5至10的多分散性指數(Polydispersity Index，PDI)及在190℃下具有0.3克/10分鐘至3克/10分鐘的熔融指數(Melt Index，MI)的聚乙烯片，不滿足 根據本發明的方法的拉伸比、拉伸溫度及級數條件的情況亦無法滿足作為目標的物性。例如，在進行所述拉伸時，最大拉伸溫度可為100℃至150℃，於拉伸溫度小於100℃的情況下，傳遞至紗線的熱量不足，拉伸效率下降，從而發生嚴重的拉伸斷絲，且於超過150℃的情況下，產生絲熔接而紗線強度可能下降。總拉伸比為5倍至20倍，且可執行2級以上的多級拉伸。所述最大拉伸溫度意指在拉伸區間中最高的溫度，且所述總拉伸比意指最終拉伸後的纖維與拉伸前的纖維相比的最終拉伸比。

例如，所述多級拉伸可利用多個導絲輥執行2級以上、更具體而言4級以上20級以下的多級拉伸。所述多個導絲輥部(GR1...GRn)中的第一個導絲輥部(GR1)的溫度可為50℃至80℃，最後一個導絲輥部(GRn)的溫度可為100℃至150℃。除所述第一個導絲輥部(GR1)及所述最後一個導絲輥部(GRn)之外的其餘導絲輥部各自的溫度可設定為與其正前端的導絲輥部的溫度相同或者較其更高。所述最後一個導絲輥部(GRn)的溫度可設定為與正前端的導絲輥部的溫度相同或者較其更高，但亦可設定為較其稍低。

另外，在進行多級拉伸時，藉由在最後一個拉伸區間中賦予1%至5%的收縮拉伸(鬆弛)從而可提供耐久性更優異的紗線。

更具體而言，例如，所述多級拉伸可由4級導絲輥部形成，且可以以下方式設定：所述第一導絲輥部在50℃至80℃下拉 伸2倍至4倍，第二導絲輥部在70℃至100℃下拉伸3倍至10倍，第三導絲輥部在80℃至110℃下拉伸1.1倍至3倍，第四導絲輥部在100℃至150℃下進行1%至5%的收縮拉伸(鬆弛)。所述第一導絲輥部至所述第四導絲輥部可分別由多個導絲輥組成。具體而言，例如，可由2個以上導絲輥組成，更具體而言由2個至10個導絲輥組成。

作為替代方案，在首先將所述多絲作為未拉伸紗捲繞後，藉由對所述未拉伸紗進行拉伸亦可製造本發明的聚乙烯紗線。即，本發明的聚乙烯紗線亦可在首先對聚乙烯進行熔融紡絲並製造未拉伸紗後藉由對所述未拉伸紗進行拉伸的兩步驟製程來製造。

若在拉伸製程中應用的總拉伸比小於5，則纖維配向度低，聚乙烯紗線無法具有60%以上的結晶度，且可能難以表現出強力。

反之，若所述總拉伸比超過20倍，則不僅存在產生斷紗的可能性，最終得到的聚乙烯紗線的強度不合適，所述聚乙烯紗線的織造性不佳，而且利用該紗線製造的布料過硬，從而用戶可能感覺不舒服。

在確定決定本發明的熔融紡絲的紡絲速度的第一個導絲輥部(GR1)的線速度時，適當地確定其餘導絲輥的線速度，以可在所述多級拉伸部中對所述多絲應用5倍至20倍、較佳為8倍至15倍的總拉伸比。

藉由利用所述多級拉伸部同時執行所述多絲的多級拉伸與熱固定，且經多級拉伸的多絲在卷線機中捲繞，從而完成本發明的聚乙烯紗線。

由於如上所述製造的本發明的聚乙烯紗線即便應用於高的溫度下強度保持率亦高，且表現出低收縮性，且耐熱強力保持性優異，因此可用於需要後加工製程的物品。例如，可用作一般服裝的材料。

根據本發明的布料包括上述聚乙烯紗線，由於包括具有改善的後加工性的紗線，儘管經過如編織及織造等布料製造製程，還可保持高強度、低收縮性、冷感性及耐熱強力等聚乙烯特有的優異的機械物性，從而可應用於安全用品、休閒用品、生活用品或冷感材料等各種領域。

另外，由於包括具有改善的後加工性的紗線，因此由其製造而成的布料在進行如染色或塗佈等後加工時亦可保持機械物性。

具體而言，根據本發明的布料依據ASTM D3884規格測定的耐磨度(週期(cycles))可為500以上，且宜為530至700。

根據本發明的布料可單獨使用上述說明的聚乙烯紗線，雖然為了進一步賦予其他功能性亦可更包括不同紗線，但在可同時具有後加工性及冷感性的觀點而言較佳為單獨使用所述聚乙烯紗線。

基於以下實施例及比較例對本發明進行進一步詳細說 明。但下述實施例及比較例僅為用於對本發明進行進一步詳細說明的一個例示，本發明並不受下述實施例及比較例限定。

聚乙烯紗線物性如下所示進行測定。

<熔融指數>

根據ASTM D1238進行測定且測定溫度為190℃，錘重量定為2.16kg，且測定十分鐘期間流動的量。

<重量平均分子量(Mw)(g/mol)及多分散性指數(PDI)>

於將聚乙烯紗線完全溶解於以下溶劑中後，利用以下凝膠滲透層析法(gel-permeation chromatography，GPC)分別求得所述聚乙烯紗線的重量平均分子量(Mw)及多分散性指數(Mw/Mn)(PDI)。

-分析儀器：日本東曹(Tosoh)有限公司HLC-8321 GPC/HT

-柱(column)：PL凝膠保護柱(gel guard)(7.5×50mm)+2×PL凝膠混合柱(gel mixed)-B(7.5×50mm)

-柱溫度：160℃

-溶劑：三氯苯(trichlorobenzene，TCB)+0.04wt%二丁基羥基甲苯(butylated hydroxytoluene，BHT)

(在利用0.1% CaCl₂進行乾燥後)

-注射器、偵測器溫度：160℃

-偵測器：折射率(refractive index，RI)偵測器

-流速：1.0ml/min

-注入量：300mL

-試樣濃度：1.5mg/mL

-標準試樣：聚乙烯

<強度(g/d)、初始模數(g/d)及伸長率(%)>

根據ASTM D2256方法，利用英斯特朗公司(英斯特朗工程公司，馬薩諸塞州坎頓市(Instron Engineering Corp.,Canton，Mass))的萬能拉伸試驗機獲得聚乙烯紗線的變形-應力曲線。樣品長度為250mm，拉伸速度為300mm/min，初荷重(load)設定為0.05g/d。由斷裂點處的應力與伸長求得強度(g/d)及伸長率(%)，且由施加所述曲線的原點附近的最大斜度的切線求得初始模數(g/d)。在對每根紗線測定5次後計算出其平均值。

<強力測定>

根據ASTM D885方法，利用英斯特朗公司(英斯特朗工程公司，馬薩諸塞州坎頓市(Instron Engineering Corp.,Canton，Mass))的萬能拉伸試驗機對聚乙烯紗線的強力(g/d)進行測定。樣品長度為250mm，拉伸速度為300mm/min，且初荷重(load)設定為0.05g/d。

如圖1所示，在將聚乙烯紗線切斷獲得250mm以上長度的樣品200後，在使樣品通過兩端開口的圓筒形玻璃管100之後，將樣品的兩端固定在玻璃管的兩端。

此時，不向樣品施加負重。此後，在使用熱風循環環形的加熱爐在試驗溫度(50℃、120℃)下加熱30分鐘後，測定紗 線樣品的強力。此後，在自加熱爐拿出樣品並慢慢冷卻至常溫(20±5℃)後，測定紗線樣品的強力。在對強力重複測定共5次後求得平均值。

接著利用下述式計算出強力之比。

[式]強力之比(%)=(在高溫下聚乙烯紗線的強力(B或C))/(在常溫下聚乙烯紗線的強力(A))×100

在所述式中高溫為試驗溫度，具體而言可為50℃或120℃。

<紗線的結晶度>

利用X-射線繞射機(X-ray Diffractomer，XRD)[製造公司：荷蘭帕納科(PANalytical)公司，型號名：銳影(EMPYREAN)]對聚乙烯紗線的結晶度進行測定。具體而言，將聚乙烯紗線切斷以準備具有2.5cm長度的樣品，在將所述樣品固定於樣品夾(holder)後在以下條件下實施測定。

-光源(X射線源(X-ray Source))：Cu-Kα輻射

-電力(Power)：45kV×25mA

-模式：連續掃描模式

-掃描角度範圍(2Θ)10°~40°

-掃描速度：0.1°/秒

-結晶度計算

結晶度(%)=I_C/(I_A+I_C)×100

在利用XRD掃描的所述2Θ範圍內聚乙烯的結晶區域分數為I_C，非結晶區域分數為I_A。所述結晶度表示為聚乙烯的結晶區域分數對結晶區域與非結晶區域的分數之比。

<乾熱收縮率>

將試樣在25℃、相對濕度65%的恆溫恆濕室中放置24小時。在無張力下以150℃×30分鐘的條件使其熱收縮後，將試樣在相對濕度65%的恆溫恆濕室中放置24小時。顯示出紗線在收縮前、後的長度變化。

收縮率(%)=(L₀-L₁)/L₀×100

L₀：於將在熱收縮前的試樣在25℃、相對濕度65%的恆溫恆濕室中放置24小時後試樣的長度

L₁：於將在熱收縮後的試樣在25℃、相對濕度65%的恆溫恆濕室中放置24小時後試樣的長度

<耐磨度評估>

依據ASTM D3884規格對使用根據本發明的聚乙烯紗線進行編織製造而成的編織物的耐磨度進行測定。評估儀器使用馬丁代爾(Martindale)耐磨測試機。此時使用的摩擦布為320Cw砂紙，且施加負重為1,000g。

[實施例1]

製造包括240根絲、總纖度為500丹尼的聚乙烯紗線。

具體而言，將具有0.962g/cm³的密度、340,000g/mol的重量平均分子量(Mw)、7.5的多分散性指數(PDI)及1.8克/10 分鐘的熔融指數(在190℃下的MI)的聚乙烯片投入至擠出機並使其熔融。熔融的聚乙烯藉由具有240個孔的噴絲頭被擠出。噴絲頭的孔長度對孔直徑的比率L/D為5。噴絲頭溫度為270℃

在自噴絲頭的噴嘴孔噴出的同時形成的絲向冷卻部及拉伸部移動。所述冷卻部與所述拉伸部分別由4個區間形成且依序對多絲線進行冷卻及拉伸。在第一冷卻部中冷卻至50℃，在第二冷卻部與第三冷卻部中冷卻至45℃，且在第四冷卻部中冷卻至40℃。所述拉伸部由共4級導絲輥部形成，且各導絲輥部由1個至10個導絲輥形成。第一導絲輥部的最大溫度設定為80℃，第二導絲輥部的最大溫度設定為90℃，第三導絲輥部的最大溫度設定為95℃，且第四導絲輥部的最大溫度設定為120℃，且拉伸比率為在第一導絲輥部中拉伸2倍，在第二導絲輥部中拉伸3倍，在第三導絲輥部中拉伸1.4倍，且在第四導絲輥部中與第三導絲輥部相比達到4%收縮拉伸(鬆弛)，從而以總8倍的總拉伸比進行拉伸及熱固定。

接著所述經拉伸的多絲線在卷線機中捲繞。捲繞張力為0.8g/d。

對所製造的紗線的物性進行測定並示於下述表1。

另外，對在常溫下製造的紗線的強力(A)進行測定，並於在120℃下對製造的所述紗線進行30分鐘熱處理後測定強力(B)。

計算在120℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(B) 對在常溫下測定的強力(A)之比(B/A)、以及在50℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(C)對在常溫下測定的強力(A)之比(C/A)，並示於表1。

<布料製造>

使用製造的所述聚乙烯紗線執行編織來製造編織物。對所製造的編織物布料的物性進行測定並示於下述表2。

[實施例2至實施例3]

如下述表1所示，除變更條件之外以與實施例1相同的方式進行製造。

另外，對以與實施例1相同的方式所製造的布料的物性進行測定並示於下述表2。

[實施例4]

在所述實施例1中，除對以下進行調節之外以與實施例1相同的方式製造紗線：冷卻部與拉伸部分別由2個區間形成，且具體而言在第一冷卻部中冷卻至50℃，在第二冷卻部中冷卻至40℃，且所述拉伸部由共2級導絲輥部形成，第一導絲輥部的最大溫度設定為80℃，第二導絲輥部的最大溫度設定為120℃，且拉伸比率在第一導絲輥部中為拉伸4.4倍，在第二導絲輥部中為拉伸3倍，從而使總拉伸比達到13倍。

[實施例5]

除在所述實施例1中對以下進行調節之外以與所述實施例1相同的方式製造紗線：使用具有0.961g/cm³的密度、340,000 g/mol的重量平均分子量(Mw)、5.5的多分散性指數(PDI)及1.7克/10分鐘的熔融指數(在190℃下的MI)的聚乙烯片，且使總拉伸比達到13倍。

[實施例6]

除在所述實施例1中對以下進行調節之外以與所述實施例1相同的方式製造紗線：使用具有0.961g/cm³的密度、340,000g/mol的重量平均分子量(Mw)、8的多分散性指數(PDI)及1.6克/10分鐘的熔融指數(在190℃下的MI)的聚乙烯片，且使總拉伸比達到13倍。

[比較例1]

除在所述實施例1中對以下進行調節之外以與所述實施例1相同的方式製造紗線：使用具有0.960g/cm³的密度、200,000g/mol的重量平均分子量(Mw)、7.5的多分散性指數(PDI)及5克/10分鐘的熔融指數(在190℃下的MI)的聚乙烯片，且使總拉伸比達到11倍。

另外，對以與實施例1相同的方式所製造的布料的物性進行測定並示於下述表2。

100:圓筒形玻璃管

200:聚乙烯紗線/樣品

Claims (10)

1. 一種聚乙烯紗線，其中根據美國材料試驗學會D1238測定的熔融指數(MI)為0.3g/10分鐘至3g/10分鐘，根據美國材料試驗學會D885在120℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(B)對在常溫下測定的強力(A)之比(B/A)為85%以上，且在50℃下進行30分鐘熱處理後所測定的強力(C)與在常溫下測定的所述強力(A)之比(C/A)為90%以上，其中所述聚乙烯紗線具有340,000g/mol至600,000g/mol的重量平均分子量(Mw)。
2. 如請求項1所述的聚乙烯紗線，其中所述聚乙烯紗線的結晶度為60%至85%。
3. 如請求項1所述的聚乙烯紗線，其中所述聚乙烯紗線藉由利用CuKα射線的X射線繞射圖案測定的纖維軸平行方向(002面)的結晶大小為200Å以上，且纖維軸直角方向(110面)的結晶大小為110Å以上。
4. 如請求項1所述的聚乙烯紗線，其中所述聚乙烯紗線的熔融溫度為130℃至140℃。
5. 如請求項1所述的聚乙烯紗線，其中所述聚乙烯紗線的密度為0.93g/cm³至0.97g/cm³。
6. 如請求項1所述的聚乙烯紗線，其中 所述聚乙烯紗線的乾熱收縮率為2.5%以上。
7. 如請求項1所述的聚乙烯紗線，其中所述聚乙烯紗線根據美國材料試驗學會D2256測定的強度為1g/d至20g/d。
8. 如請求項1所述的聚乙烯紗線，其中所述聚乙烯紗線根據美國材料試驗學會D2256測定的斷裂伸長率為20%以下。
9. 一種布料，包括如請求項1至請求項8中任一項所述的聚乙烯紗線。
10. 如請求項9所述的布料，其中所述布料的耐磨度為500以上。