專利名稱：具有低伸長(zhǎng)率和優(yōu)異的耐磨性的比重可調(diào)的紗線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括超高分子量聚乙烯纖絲的具有非常低伸長(zhǎng)率的紗線，并涉及其制造方法。
但紗線的較低伸長(zhǎng)率產(chǎn)生耐磨性下降的問題。即，降低紗線的伸長(zhǎng)率導(dǎo)致產(chǎn)生原纖，并因此降低了耐磨性。
此外，釣魚線通常具有該材料所固有的比重。市場(chǎng)上已要求根據(jù)氣候和/或潮流條件細(xì)致地改變線的比重，不限于材料固有的比重。
迄今，由超高分子量聚乙烯纖絲制成的釣魚線已廣泛認(rèn)可為具有低伸長(zhǎng)率的釣魚線。但不僅具有低伸長(zhǎng)率而且還具有優(yōu)異的耐磨性或可調(diào)的比重的釣魚線是不存在的。
本發(fā)明的發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)以上目的進(jìn)行了深入研究，結(jié)果已成功地制造出具有不超過5％的低伸長(zhǎng)率并可將比重規(guī)定在0.1-10.0范圍內(nèi)的紗線。此外，發(fā)明人已成功地生產(chǎn)出在1000次重復(fù)磨損試驗(yàn)之后伸長(zhǎng)率不超過5％和拉伸強(qiáng)度不低于14.0g/d的紗線。即，發(fā)明人已實(shí)現(xiàn)雙功能紗線，盡管傳統(tǒng)上認(rèn)為伸長(zhǎng)率的降低和耐磨性的保持或提高不能同時(shí)共存。
此外，發(fā)明人已在深入研究和開發(fā)之后完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及；(1)一種包括超高分子量聚乙烯纖絲的紗線，所述紗線的伸長(zhǎng)率不超過5％且比重為1.01-10.0；(2)根據(jù)以上(1)所述的紗線，其中紗線的外表面涂有樹脂；(3)根據(jù)以上(2)所述的紗線，其中樹脂包含金屬顆粒；(4)根據(jù)以上(2)所述的紗線，其中樹脂包含熔體指數(shù)不低于0.1g/10min的合成樹脂；(5)根據(jù)以上(1)所述的紗線，包含利用熱粘合劑樹脂結(jié)合的多個(gè)超高分子量聚乙烯纖絲；(6)根據(jù)以上(5)所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂是熱熔粘合劑；(7)根據(jù)以上(5)所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂是聚烯烴共聚物，聚酯共聚物或聚酰胺共聚物；(8)根據(jù)以上(5)所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂的熔點(diǎn)為50℃-160℃；(9)根據(jù)以上(1)所述的紗線，還包括不是超高分子量聚乙烯纖絲的其它的纖絲；(10)根據(jù)以上(9)所述的紗線，其中其它的纖絲包含聚縮醛樹脂；(11)根據(jù)以上(9)所述的紗線，其中其它的纖絲包含金屬顆粒；(12)根據(jù)以上(11)所述的紗線，其中金屬顆粒是鎢顆粒；(13)根據(jù)以上(9)所述的紗線，其中所述其它的纖絲是金屬線；(14)根據(jù)以上(13)所述的紗線，其中金屬線的直徑不超過0.5mm；(15)根據(jù)以上(13)所述的紗線，其中金屬線是鉛線；(16)根據(jù)以上(13)所述的紗線，還包括以非連續(xù)方式沿著金屬線間隔地埋在紗線核中的金屬線片斷；(17)根據(jù)以上(1)所述的紗線，其中紗線的伸長(zhǎng)率不超過3％；(18)根據(jù)以上(1)所述的紗線，其中紗線被捻制成捻線參數(shù)(twistparameter)0.2-1.5；(19)根據(jù)以上(1)所述的紗線，其中紗線是穗帶；(20)根據(jù)以上(19)所述的紗線，其中穗帶的編織角(braiding angle)是5°-90°；
(21)包括以上(1)所述的紗線的釣魚線；(22)一種包括超高分子量聚乙烯纖絲的紗線，所述紗線在1000次重復(fù)磨損試驗(yàn)之后的伸長(zhǎng)率不超過5％且拉伸強(qiáng)度不低于14.0g/d；(23)根據(jù)以上(22)所述的紗線，其中紗線的外表面涂有樹脂；(24)根據(jù)以上(23)所述的紗線，其中樹脂包含熔體指數(shù)不低于0.1g/10min的合成樹脂；(25)根據(jù)以上(22)所述的紗線，包含利用熱粘合劑樹脂結(jié)合的多個(gè)超高分子量聚乙烯纖絲；(26)根據(jù)以上(25)所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂是熱熔粘合劑；(27)根據(jù)以上(25)所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂是聚烯烴共聚物，聚酯共聚物或聚酰胺共聚物；(28)根據(jù)以上(25)所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂的熔點(diǎn)為50℃-160℃；(29)根據(jù)以上(22)所述的紗線，其中紗線的伸長(zhǎng)率不超過3％；(30)根據(jù)以上(22)所述的紗線，其中紗線被捻制成捻線參數(shù)0.2-1.5；(31)根據(jù)以上(22)所述的紗線，其中紗線是穗帶；(32)根據(jù)以上(31)所述的紗線，其中穗帶的編織角是5°-90°；(33)根據(jù)以上(22)所述的紗線，其中對(duì)摩擦的顏色牢度不低于等級(jí)4.；(34)一種包括以上(22)所述的紗線的釣魚線；(35)一種制造包括超高分子量聚乙烯纖絲且伸長(zhǎng)率不超過5％的紗線的方法，該方法包括；(a)單獨(dú)拉伸超高分子量聚乙烯纖絲和另一纖絲，隨后將拉伸纖絲結(jié)合，或(b)將超高分子量聚乙烯纖絲和另一纖絲結(jié)合，隨后拉伸該結(jié)合纖絲的第一步驟，和視需要用樹脂涂覆在第一步驟中形成的結(jié)合纖絲的外表面的第二步驟。
(36)根據(jù)以上(35)所述的方法，其中另一纖絲是超高分子量聚乙烯纖絲；(37)根據(jù)以上(35)所述的方法，其中另一纖絲是一種不是超高分子量聚乙烯纖絲的纖絲；(38)根據(jù)以上(35)所述的方法，其中另一纖絲包含金屬顆粒，金屬線或金屬顆粒和金屬線兩者，且該方法還包括，將紗線的比重調(diào)節(jié)至1.01和10.0之間；(39)一種制造包括超高分子量聚乙烯纖絲且伸長(zhǎng)率不超過5％的紗線的方法，其中構(gòu)成紗線的纖絲利用熱粘合劑樹脂而結(jié)合，該方法包括(a)將超高分子量聚乙烯纖絲和另一纖絲結(jié)合，隨后用粘合劑樹脂涂覆或浸漬在其中，或(b)將由熱粘合劑樹脂，超高分子量聚乙烯纖絲和另一纖絲制成的紗線結(jié)合的第一步驟，和加熱和拉伸第一步驟中的結(jié)合纖絲的第二步驟；(40)根據(jù)以上(39)所述的方法，其中另一纖絲是超高分子量聚乙烯纖絲；(41)根據(jù)以上(39)所述的方法，其中另一纖絲是一種不是超高分子量聚乙烯纖絲的纖絲；(42)根據(jù)以上(39)所述的方法，其中另一纖絲包含金屬顆粒，金屬線或金屬顆粒和金屬線兩者，且該方法還包括，將紗線的比重調(diào)節(jié)至1.01-10.0；(43)根據(jù)以上(35)或(39)所述的方法，其中拉伸處理是錐形拉伸；(44)根據(jù)以上(35)或(39)所述的方法，其中用作起始原料的纖絲是非拉伸纖絲；(45)根據(jù)以上(35)或(39)所述的方法，其中油劑在拉伸處理之前沉積在纖絲或結(jié)合纖絲上。
此外，對(duì)本發(fā)明紗線優(yōu)選的是，它在1000次重復(fù)磨損試驗(yàn)之后的拉伸強(qiáng)度不低于約14.0g/d，更優(yōu)選不低于約16.0g/d。
所述磨損試驗(yàn)如下進(jìn)行。試驗(yàn)機(jī)如

圖1所示，它是一種配有9mmφ陶瓷導(dǎo)向裝置2以替代六角棒的用于安全帶的改進(jìn)型六角棒磨損試驗(yàn)機(jī)。所述機(jī)器的行程長(zhǎng)度，角，等遵循JIS D 4604(1995)。將樣品1放置穿過陶瓷導(dǎo)向裝置2，其一端固定到鼓5的固定位4上且另一端由負(fù)荷3拉伸。負(fù)荷是樣品極限強(qiáng)度的3.3％。鼓往復(fù)運(yùn)動(dòng)1000次以從陶瓷導(dǎo)向裝置2上摩擦樣品。然后，測(cè)定樣品磨損部分的拉伸強(qiáng)度。根據(jù)磨損之前(a)和磨損之后(b)的韌性強(qiáng)度的值，由以下等式估計(jì)殘余韌性強(qiáng)度(c)；c(％)＝a/b×100。較高的c值意味著較好的耐磨性。該強(qiáng)度根據(jù)JIS L 1013(1992)并使用Autograph AG-100k NI(SHIMADZU Corp.)通用測(cè)試機(jī)測(cè)定。
此外，本發(fā)明紗線的比重優(yōu)選為1.01-10.0。比重使用電子比重計(jì)SD-200L(MIRAGE TRADING Co.，Ltd)測(cè)定。
此外，在本發(fā)明的紗線中，對(duì)摩擦的顏色牢度優(yōu)選不低于等級(jí)3，更優(yōu)選不低于等級(jí)4。對(duì)摩擦的顏色牢度根據(jù)JIS L 0849(1996)測(cè)定。
本發(fā)明紗線可由單個(gè)或多個(gè)纖絲構(gòu)成，但多個(gè)纖絲是更優(yōu)選的。在任何情況下，作為本發(fā)明紗線的構(gòu)成纖絲(以下簡(jiǎn)單地稱作“構(gòu)成纖絲”)，本發(fā)明紗線的特征在于至少包含超高分子量聚乙烯纖絲。
本發(fā)明的“纖絲”是指任何型的纖絲，例如，多-纖絲，單纖絲，或單-多纖絲。
此外，這些纖絲可以捻制(twisted)。
如果本發(fā)明紗線由多個(gè)纖絲構(gòu)成，優(yōu)選將這些多個(gè)纖絲結(jié)合。即，優(yōu)選固定多個(gè)構(gòu)成纖絲。更具體地，優(yōu)選的紗線是具有這樣一種結(jié)構(gòu)的那些，即使構(gòu)成該紗線的纖絲之一被切割，該纖絲不會(huì)落開。另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是在切割本發(fā)明紗線時(shí)不容易散開的那種。
紗線的實(shí)際模式是(a)其外表面涂有樹脂的紗線，或(b)其構(gòu)成纖絲利用熱粘合劑樹脂結(jié)合的紗線。
以下描述由多個(gè)構(gòu)成纖絲組成的本發(fā)明紗線的一個(gè)實(shí)施方案，其外表面涂有樹脂。通過用樹脂涂覆紗線，可以防止本發(fā)明紗線的捻制或編織形式的變形，可以保持低伸長(zhǎng)率，并可提高耐水性和耐侯性以及耐磨性。在本發(fā)明中，通過樹脂涂覆，樹脂可僅覆蓋紗線的外表面或滲入紗線的內(nèi)部。尤其，優(yōu)選的是，樹脂在紗線內(nèi)部的滲透有助于構(gòu)成纖絲的整合。
在以上實(shí)施方案中，紗線在樹脂涂覆之前可以是通過拉伸和排列多個(gè)構(gòu)成纖絲而形成的平行紗線或捻制所述平行紗線的捻制紗線，或多個(gè)構(gòu)成纖絲的編織紗線。
如果紗線在樹脂涂覆處理之前是捻制紗線，捻線參數(shù)K是0.2-1.5，更優(yōu)選約0.3-1.2，甚至更優(yōu)選約0.4-0.8。為了保持耐磨性，捻線參數(shù)優(yōu)選不低于約0.2，且為了降低紗線的伸長(zhǎng)率，捻線參數(shù)優(yōu)選不超過約1.5。捻線參數(shù)K可由等式K＝t×D1/2計(jì)算(其中，t捻線的計(jì)數(shù)(轉(zhuǎn)/米)，D紡織品細(xì)度(tex))。
該等式中的紡織品細(xì)度通過JIS L 1013(1999)測(cè)定。
此外，如果紗線在樹脂涂覆其表面之前是編織紗線，編織角優(yōu)選5°-90°左右，更優(yōu)選5°-50°左右，甚至更優(yōu)選20°-30°左右。
為了保持耐磨性，編織角優(yōu)選不低于約5°，并為了降低紗線的伸長(zhǎng)率，編織角優(yōu)選不超過90°。編織角使用數(shù)字HD顯微鏡VH-7000(KEYENCECORPORATION)測(cè)定。
在本發(fā)明中用于涂覆的樹脂(以下簡(jiǎn)單地稱作“涂覆樹脂”)可以是已知的樹脂，只要它們可緊密地連接到構(gòu)成纖絲或其捻制紗線或其編織紗線上。尤其，經(jīng)受外部長(zhǎng)期使用并對(duì)摩擦和柔性負(fù)載具有優(yōu)異的耐久性的是優(yōu)選的。所述涂覆樹脂的熔體指數(shù)優(yōu)選不低于約0.1g/10min，更優(yōu)選約0.1g/10min-1000g/10min。為了在涂覆時(shí)不損害作為核的紗線的拉伸強(qiáng)度，具有所述熔體指數(shù)范圍的涂覆樹脂是優(yōu)選的。樹脂的熔體指數(shù)通過JIS K7210(1976)“熱塑性塑料的流動(dòng)測(cè)試方法”使用熔體指數(shù)器(由TAKARACorp.生產(chǎn)的L-202)測(cè)定。
滿足所述特性的涂覆樹脂的例子是聚烯烴樹脂如高密度聚乙烯，聚丙烯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，等，或其衍生物，聚酰胺樹脂如尼龍或共聚物尼龍，等，丙烯酸酯樹脂或其共聚物衍生物，聚氨酯樹脂，聚苯乙烯樹脂，乙酸乙烯酯樹脂，聚氯乙烯樹脂或環(huán)氧樹脂，等。
至于用于本發(fā)明的涂覆樹脂，可以使用包含金屬顆粒的樹脂。包含這些金屬顆粒的優(yōu)點(diǎn)在于制造出具有任意比重，尤其大比重的紗線，與用于該涂覆的樹脂的固有比重?zé)o關(guān)。
所述金屬顆粒中的金屬的例子是鐵，銅，鋅，錫，鎳，鎢，等，可單獨(dú)或以混合物或合金的形式使用。在金屬顆粒中，鎢顆粒是最優(yōu)選的，由于它們?nèi)菀捉o予紗線以重量，盡可能多地防止拉伸強(qiáng)度的下降并通過其少量加入而增加比重。
這些金屬顆粒在本發(fā)明中可以粉末或粒劑的形式使用。平均顆粒直徑不超過約20μm，優(yōu)選不超過約10μm。如果金屬顆粒的顆粒直徑太大，混合之后的總均勻性變差。此外，加入量為1-90重量份，更優(yōu)選5-70重量份，相對(duì)100重量份涂覆樹脂。
包含所述金屬顆粒的涂覆樹脂可通過使用單軸或雙軸捏合機(jī)將金屬顆粒與涂覆樹脂熔體捏合而制成，這是一種熟知的方法。
在本發(fā)明中，上述實(shí)施方案的紗線優(yōu)選具有不低于約70％，更優(yōu)選不低于約85％，甚至更優(yōu)選不低于約95％的強(qiáng)度保持性。
強(qiáng)度保持性是一個(gè)指數(shù)，表示涂有樹脂的紗線相對(duì)涂覆之前的紗線，即，相對(duì)核紗線的拉伸強(qiáng)度所保持的拉伸強(qiáng)度。即，強(qiáng)度保持性表示如下。
強(qiáng)度保持性(％)＝((紗線在本發(fā)明中的拉伸強(qiáng)度)/(紗線在樹脂涂覆之前的拉伸強(qiáng)度))×100拉伸強(qiáng)度根據(jù)JIS L 1013(1992)使用Autograph AG-100kNI(SHIMADZUCorp.)通用測(cè)試機(jī)測(cè)定。
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，以下說明由多個(gè)利用熱粘合劑樹脂結(jié)合的構(gòu)成纖絲組成的紗線。
在本發(fā)明中，并不具體限定整合多個(gè)構(gòu)成纖絲和熱粘合劑樹脂的方法。這種整合的一個(gè)例子是熔體粘附構(gòu)成纖絲和熱粘合劑樹脂。所述熔體粘附進(jìn)行如下。即，可以例舉(a)一種方法，其中構(gòu)成纖絲通過已知的方法，如一種將纖絲浸漬在填充有熱粘合劑樹脂的浴中的方法浸漬以熱粘合劑樹脂，或?qū)?gòu)成纖絲通過已知的方法涂以熱粘合劑樹脂，隨后排列纖絲，并隨后根據(jù)需要進(jìn)行捻制工藝，編織工藝，并加熱處理以用于熔體粘附，和(b)一種方法，其中利用紗線形式的熱粘合劑樹脂(以下簡(jiǎn)單地稱作“熱粘合劑樹脂紗線”)，將所有的構(gòu)成纖絲排列成與熱粘合劑樹脂紗線接觸，隨后視需要捻制，編織，和加熱處理，這樣造成熔體粘附。
所述熱粘合劑樹脂紗線的例子可以是由熱粘合劑樹脂制成的紗線或其核紗線涂有熱粘合劑樹脂的紗線。
在后一情況下，作為核紗線，可適當(dāng)?shù)厥褂盟龀叻肿恿烤垡蚁├w絲或以下描述的不是超高分子量聚乙烯的其它的纖絲。核紗線優(yōu)選為約10-50μm厚。
涂覆可通過已知的方法進(jìn)行。例如，將核紗線浸漬在填充有熱粘合劑樹脂的浴中，并去除過量的樹脂，隨后干燥。涂覆制成的熱粘合劑樹脂紗線優(yōu)選為核紗線厚度的約1.3-3倍。
構(gòu)成纖絲和熱粘合劑樹脂的熔體粘附溫度通常高于熱粘合劑樹脂的熔點(diǎn)，且低于構(gòu)成纖絲的熔點(diǎn)，且優(yōu)選約50-200℃，更優(yōu)選約50-160℃和甚至更優(yōu)選約60-130℃。
用于熔體粘附所述構(gòu)成纖絲的熱粘合劑樹脂的熔點(diǎn)優(yōu)選低于構(gòu)成纖絲。所述熱粘合劑樹脂是，例如，一種熔點(diǎn)為約50-200℃，優(yōu)選約50-160℃，更優(yōu)選60-135℃，和甚至更優(yōu)選約100℃的樹脂。所述熔點(diǎn)通過熟知的方法如JIS L 1013(1999)使用熟知的測(cè)量機(jī)器，如PerkinElmer，Inc.的DSC-7測(cè)定。
作為熱粘合劑樹脂，可以使用熟知的樹脂，只要它們具有所述熔點(diǎn)，如聚烯烴樹脂，聚酯樹脂，或聚酰胺樹脂，等。
其中，所述熱粘合劑樹脂的例子優(yōu)選為由具有其主要組分如聚乙烯或聚丙烯的聚烯烴共聚物組成的非剛性聚烯烴樹脂，如果它們?cè)跍囟燃s50℃下加熱10秒而軟化。此外，聚烯烴樹脂優(yōu)選地具有熔點(diǎn)約100℃和在熔化工藝過程中的低粘度。這些種類的聚烯烴樹脂即使在短時(shí)間加熱之后也具有易流動(dòng)性，不僅在纖維表面擴(kuò)散，而且滲入中心，這樣實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的粘附性能。
優(yōu)選使用熱熔粘合劑作為熱粘合劑樹脂。這些熱熔粘合劑由其主要組分是熱塑性聚合物的100％固體組成，它在熔化以降低其粘度并隨后施用之后通過冷卻而在凝固時(shí)施加粘附力。在本發(fā)明中，熱熔粘合劑并不具體限定，只要它們是上述的那些，但也可使用熟知的熱熔粘合劑。其中，用于本發(fā)明的優(yōu)選的熱熔粘合劑是在硬化之后在低于約100℃的溫度下不會(huì)熔化的那些。這些溫度要求可防止在運(yùn)輸或儲(chǔ)存本發(fā)明紗線的過程中熱熔粘合劑因其溶解而以線軸卷繞形式凝固。另外，這些熱熔粘合劑的熔點(diǎn)優(yōu)選低于構(gòu)成纖絲。
用于本發(fā)明的熱熔粘合劑的例子是，例如，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)粘合劑，聚乙烯粘合劑，聚烯烴粘合劑，熱塑性橡膠粘合劑，乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)粘合劑，聚乙酸乙烯酯共聚物粘合劑，聚碳酸酯(PC)粘合劑，等，這取決于基礎(chǔ)聚合物的種類，其中聚乙烯或聚烯烴粘合劑是優(yōu)選的。
作為用于本發(fā)明的熱熔粘合劑，反應(yīng)性熱熔粘合劑是更優(yōu)選的。在反應(yīng)性熱熔粘合劑中，交聯(lián)反應(yīng)在粘附之后發(fā)生，這樣可增強(qiáng)對(duì)耐熱性的改進(jìn)。更具體地，反應(yīng)性熱熔粘合劑在較低溫度下熔化，隨后施用并浸漬到構(gòu)成纖絲。但一旦發(fā)生粘附，這種粘合劑不會(huì)在低溫，具體地不超過約100℃的溫度下熔化。反應(yīng)性熱熔粘合劑的使用將熱熔粘合劑在運(yùn)輸或儲(chǔ)存過程中熔出的可能性盡可能降至最低。
本發(fā)明中的反應(yīng)性熱熔粘合劑并不具體限定，但可以使用熟知的粘合劑。其中，通過施用粘合劑，可在較低溫度，更優(yōu)選約60-130℃，更優(yōu)選約70-100℃下熔化的粘合劑是理想的。
所述反應(yīng)性熱熔粘合劑的例子可提及如下，其中它們根據(jù)交聯(lián)反應(yīng)的種類而分類。例如，(a)能夠?qū)⒕酆衔镏械聂然鶊F(tuán)與多價(jià)金屬離子交聯(lián)的離子交聯(lián)型熱熔粘合劑；(b)在粘附之后變得熱硬化的熱交聯(lián)型熱熔粘合劑；(c)使用雙鍵嵌段共聚物或聚酯的能夠通過照射高能光線如電子或紫外光線而交聯(lián)反應(yīng)的熱熔粘合劑；(d)在熔化和施用之后通過與空氣中或基材中的水分反應(yīng)而形成交聯(lián)鍵的濕硬化型熱熔粘合劑；或(e)通過分開熔化具有各種官能團(tuán)的聚合物和能夠反應(yīng)這些官能團(tuán)的添加劑或聚合物，然后施用在剛好施用之前混合之后的熔化產(chǎn)物，由此兩個(gè)液體反應(yīng)形成交聯(lián)鍵而得到的熱熔粘合劑。
作為本發(fā)明中的反應(yīng)性熱熔粘合劑，熱交聯(lián)型熱熔粘合劑或濕硬化型熱熔粘合劑是優(yōu)選的且濕硬化型熱熔粘合劑是更優(yōu)選的。
熱交聯(lián)型熱熔粘合劑的例子是，更具體地，包含(a)在聚酯或共聚酰胺末端上的羧基基團(tuán)或氨基基團(tuán)，或(b)嵌段異氰酸酯的熱熔粘合劑，其中引入分子末端或側(cè)鏈中的異氰酸酯基團(tuán)被封端劑如己內(nèi)酰胺或苯酚所封端。
濕硬化型熱熔粘合劑的例子是，更具體地，可通過將烷氧基基團(tuán)或異氰酸酯基團(tuán)引入聚合物而得到的熱熔粘合劑。
熱粘合劑樹脂和構(gòu)成纖絲的比率優(yōu)選為1∶1-1∶100。如果熱熔粘合劑用作熱粘合劑樹脂，熱熔粘合劑的施用量?jī)?yōu)選為本發(fā)明總紗線的約1-20wt％，更優(yōu)選約5-10wt％。所述范圍是優(yōu)選的，這樣可得到足夠的粘附性且不會(huì)因上述熱粘合劑樹脂從本發(fā)明紗線中突出而損失光滑表面。
如果本發(fā)明上述實(shí)施方案的紗線是捻制紗線，捻線參數(shù)K優(yōu)選為約0.2-1.5，更優(yōu)選約0.3-1.2，甚至更優(yōu)選約0.4-0.8。為了保持耐磨性，捻線參數(shù)優(yōu)選為超過0.2，而為了更低紗線的伸長(zhǎng)率，捻線參數(shù)優(yōu)選為低于約1.5。捻線參數(shù)K可由該等式計(jì)算。
此外，如果本發(fā)明上述實(shí)施方案的紗線是編織紗線，編織角優(yōu)選為5°-90°，更優(yōu)選5°-50°，甚至更優(yōu)選20°-30°。為了保持耐磨性，超過約5°的編織角是優(yōu)選的，而為了降低紗線的伸長(zhǎng)率，編織角優(yōu)選為低于約90°。編織角按照上述的相同方式測(cè)定。
以下詳細(xì)描述本發(fā)明紗線的構(gòu)成纖絲。
作為構(gòu)成用于本發(fā)明的超高分子量聚乙烯纖絲的超高分子量聚乙烯，其分子量?jī)?yōu)選超過約200,000，更優(yōu)選超過約600,000。
超高分子量聚乙烯可以是具有3-10個(gè)碳原子的低級(jí)α-烯烴，例如，如丙烯，丁烯，戊烯，己烯，等的均聚物或共聚物。作為所述乙烯和α-烯烴的共聚物，α-烯烴的比率是平均約0.1-20，優(yōu)選0.5-10/每1000個(gè)碳原子。
一種用于制造超高分子量聚乙烯纖絲的方法公開于日本專利延遲公開出版物5228/1980和107506/1980，而且可以使用這些本身已知的方法。此外，作為超高分子量聚乙烯纖絲，可以使用市場(chǎng)上的產(chǎn)品如DYNEEMA(注冊(cè)商品名，TOYOBO Co.，Ltd)或SPECTRA(注冊(cè)商品名，由HONEYWELL經(jīng)銷)。
本發(fā)明的紗線可包括非超高分子量聚乙烯纖絲的纖絲(以下簡(jiǎn)單地稱作“其它的纖絲”)。
對(duì)于其它的纖絲，它們優(yōu)選能夠拉伸，這是由于它們與超高分子量聚乙烯纖絲一起經(jīng)受拉伸工藝以制造本發(fā)明的紗線。在此，“可被拉伸的纖絲”是一種能夠進(jìn)行拉伸的纖絲。
所述其它的纖絲的例子是，更具體地，由合成樹脂如聚烯烴，聚酰胺，聚酯，氟聚合物，聚丙烯腈，聚乙烯基醇，聚縮醛，等組成的纖絲。
更具體地，聚烯烴樹脂，聚乙烯或聚丙烯，等是優(yōu)選的。其中，優(yōu)選的樹脂具有超過約400,000的平均聚合反應(yīng)分子量。所述聚乙烯或聚丙烯可以是均聚物或共聚物。更具體地，優(yōu)選的共聚物是包含小量，優(yōu)選低于5wt％的一種或多種可與乙烯共聚的烯烴，和包含1-10，優(yōu)選2-6個(gè)甲基或乙基基團(tuán)/每100個(gè)碳原子的那種。要與所述乙烯共聚的烯烴包括，例如，丙烯，丁烯，戊烯，己烯，辛烯，和4-甲基戊烯，等。此外，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)也例如用作共聚物。
聚酰胺樹脂的例子是脂族聚酰胺如尼龍6，尼龍66，尼龍12，尼龍6，10，等，或其共聚物，或通過芳族二胺與二羧酸的反應(yīng)而形成的半芳族聚酰胺和其共聚物。
聚酯樹脂的例子是通過芳族二羧酸如對(duì)苯二甲酸，間苯二甲酸，萘2，6-二羧酸，鄰苯二甲酸，α，β-(4-羧基苯基)乙烷，4，4’-二羧基聯(lián)苯，或5-鈉磺基間苯二甲酸酯，和脂族二羧酸如己二酸或癸二酸，或這些酯，和與二醇化合物如乙二醇，二甘醇，1，4-丁烷二醇，聚乙二醇，或四亞甲基二醇，等的縮聚反應(yīng)而得到的聚酯或其共聚物。
氟樹脂的例子是聚偏二氟乙烯，聚四氟乙烯，聚一氯三氟乙烯，或聚六氟丙烯或其共聚物。
作為聚丙烯腈樹脂，可以例舉作為丙烯腈和其它聚合物的共聚物的聚丙烯腈樹脂。所述其它的聚合物在聚丙烯腈樹脂中的含量比率優(yōu)選低于約5wt％。所述其它的聚合物是，例如，甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，或乙酸乙烯酯，等。
聚乙烯基醇樹脂是作為乙烯基醇和其它的聚合物的共聚物的一種聚乙烯基醇。所述其它的聚合物以乙酸乙烯酯，乙烯，或其它的烯烴，等的比率被包括在聚乙烯基醇樹脂內(nèi)，且所述其它的聚合物在聚乙烯基醇中的含量比率優(yōu)選低于約5wt％。
本發(fā)明的其它的纖絲可優(yōu)選為高蠕變纖絲。這些高蠕變纖絲是一種可在拉伸之后保持其形狀的纖絲。更具體地，如果在負(fù)荷是構(gòu)成纖絲的纖維的破裂強(qiáng)度一半的情況下拉伸纖絲100小時(shí)，并隨后去除負(fù)荷，永久伸長(zhǎng)率超過約1％，優(yōu)選超過約5％，或甚至更優(yōu)選超過約10％是合適的高蠕變纖絲。所述永久伸長(zhǎng)率通過JIS L 1013(1992)使用Autograph AG-100kNI(商品名，SHIMADZU Corp.)通用測(cè)試機(jī)測(cè)定。
用于本發(fā)明的其它的纖絲可優(yōu)選為由聚縮醛樹脂組成的纖絲，即聚縮醛纖絲。
聚縮醛纖絲可，例如，通過本身已知的方法如一種將在主鏈中具有縮醛鍵的聚縮醛樹脂熔化和紡絲的方法而制成。拉伸強(qiáng)度超過約4g/d和伸長(zhǎng)率低于約20％的聚縮醛纖絲是優(yōu)選的。拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率可通過上述的相同方法測(cè)定。
本發(fā)明中的其它的纖絲可包含金屬顆粒。包含這些金屬顆粒的優(yōu)點(diǎn)在于制造出具有任意比重，尤其具有大比重的那些纖絲，與構(gòu)成纖絲的材料的比重?zé)o關(guān)。金屬顆粒的種類和含量與包含這些金屬顆粒的涂覆樹脂的情形完全相同。
在本發(fā)明中，包含金屬顆粒的其它的纖絲可按照上述，通過一種廣泛使用的方法而制成，其中首先制備包含金屬顆粒的熱塑性樹脂并隨后進(jìn)行熔體紡絲工藝。
此外，本發(fā)明中的其它的纖絲在上述的熔體紡絲工藝中可以是中空結(jié)構(gòu)。通過在其它纖絲中形成中空結(jié)構(gòu)，它向紗線提供具有浮力的優(yōu)點(diǎn)。此外，調(diào)節(jié)空洞尺寸或另外包含所述金屬顆?？稍谟糜谝后w如淡水或海水時(shí)有助于視需要確定紗線重量和浮力的平衡。這樣，本發(fā)明紗線在釣魚線或海運(yùn)材料中的應(yīng)用可有利地控制紗線在淡水或海水中的沉降速度。
如果這種纖絲具有單個(gè)空洞，纖絲的橫截面在制造時(shí)變得部分平整，導(dǎo)致這些纖絲的強(qiáng)度下降。因此理想的是，纖絲在結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)或多個(gè)空洞。通過形成其中得到兩個(gè)或多個(gè)空洞的中空結(jié)構(gòu)，可有利地防止紗線的強(qiáng)度下降。并不特別限定這些空洞的數(shù)目，但它可合適地選自2-9個(gè)空洞。
具有中空結(jié)構(gòu)的其它的纖絲可例如，通過熔體紡絲方法，使用配有中空紗線用紡紗鉤的熔體紡紗機(jī)而容易制成，所述紡紗機(jī)能夠形成所需數(shù)目的空洞。
在本發(fā)明中，紗線的其它的實(shí)施方案是包含超高分子量聚乙烯纖絲和金屬線作為構(gòu)成纖絲的纖絲。因?yàn)榻饘倬哂醒有?，它可以所需拉伸比率拉伸，這使得紗線直徑較小。如本文以上所述，超高分子量聚乙烯纖絲可被再拉伸。因此，這些超高分子量聚乙烯纖絲和金屬線的組合能夠生產(chǎn)出盡管直徑小但沉重的紗線。
在本發(fā)明中，紗線的優(yōu)選實(shí)施方案是在紗線結(jié)構(gòu)的核中具有金屬線的紗線。尤其，核金屬線的直徑優(yōu)選低于約0.5mm。
上述紗線的一個(gè)優(yōu)選的其它的實(shí)施方案是紗線，其中金屬線片斷以非連續(xù)方式沿著紗線的金屬線間隔地埋在紗線核中。在更優(yōu)選的紗線中，金屬線片斷以非連續(xù)方式沿著紗線的金屬線以一定間隔埋在編織帶的核中，所述編織帶至少由超高分子量聚乙烯纖絲構(gòu)成。
并不特別限定金屬線，但可以使用熟知的金屬線。具體地，這些金屬線的例子是銅線，不銹鋼線，鉛線和各種合金的軟線，等，其中鉛線是優(yōu)選的，由于它具有大的比重且容易拉伸。此外，金屬線的截面可以是圓形或平整的(橢圓形)。
此外，在本發(fā)明所述實(shí)施方案的紗線中，非金屬線的構(gòu)成纖絲是單獨(dú)的超高分子量聚乙烯纖絲或與其它的纖絲的組合。
在本發(fā)明中，只要本發(fā)明的目的不受影響，可將各種熟知的耐磨劑，平整劑，再成型劑，紫外吸收劑或顏料，等或那些材料的組合加入構(gòu)成纖絲。此外，構(gòu)成纖絲可包含磁性材料或?qū)щ娢镔|(zhì)和具有高介電常數(shù)的材料。
以下詳細(xì)描述本發(fā)明紗線的制造方法。
以下描述作為本發(fā)明紗線的一個(gè)實(shí)施方案的由多個(gè)超高分子量聚乙烯纖絲組成的紗線的制造方法。
這種紗線可通過將由超高分子量聚乙烯組成的多個(gè)纖絲結(jié)合，隨后拉伸所述結(jié)合紗線而制成。此外，這種紗線也可通過拉伸超高分子量聚乙烯纖絲，隨后將由超高分子量聚乙烯組成的拉伸的多個(gè)纖絲結(jié)合而制成。在任何一種以上方法中，優(yōu)選在拉伸處理之前將油劑沉積在超高分子量聚乙烯的結(jié)合紗線或纖絲上。油劑的這種沉積可減少因拉伸機(jī)的摩擦而造成的對(duì)結(jié)合紗線或纖絲的損害。另外，在結(jié)合紗線的情況下，相鄰纖絲因?yàn)橛蛣┑某练e而基本上不會(huì)熔化結(jié)合，這樣避免了纖絲的分子取向損失。結(jié)果，可以防止因熔化纖絲而造成的拉伸強(qiáng)度，結(jié)強(qiáng)度或?qū)δΣ恋念伾味鹊南陆怠?br> 本發(fā)明中的術(shù)語“結(jié)合”是指多個(gè)纖絲的整合而不會(huì)變得散開。
結(jié)合處理可通過已知的方法如用于多個(gè)纖絲的捻制工藝，編織工藝，和熔化工藝，等而進(jìn)行。
此外，錐形形狀可在拉伸工藝過程中形成。即，通過拉伸由多個(gè)超高分子量聚乙烯纖絲組成的結(jié)合紗線，形成錐形形狀以得到錐形紗線。此外，將超高分子量聚乙烯纖絲拉伸得到錐形形狀，隨后將多個(gè)錐形超高分子量聚乙烯纖絲結(jié)合，這樣生產(chǎn)出錐形紗線。前一情形的優(yōu)點(diǎn)在于容易制造出本發(fā)明的錐形紗線。即，如果構(gòu)成纖絲通過熔體粘附工藝進(jìn)行結(jié)合處理，熔體粘附可與拉伸工藝一起同時(shí)進(jìn)行，這樣消除了一個(gè)工藝。在后一情況下，如果編織多個(gè)錐形纖絲進(jìn)行結(jié)合，所述多個(gè)錐形纖絲可通過改變編織機(jī)的齒輪，以適用于構(gòu)成纖絲直徑的編織節(jié)距進(jìn)行編織，這取決于構(gòu)成纖絲的直徑。這種處理帶來的優(yōu)點(diǎn)是，提高了本發(fā)明紗線的光滑性。
以下描述一種在拉伸工藝過程中形成錐形形狀的方法。
超高分子量聚乙烯纖絲和其它的纖絲的紗線是本發(fā)明紗線的另一種實(shí)施方案，可按照上述的相同方式制成。為了結(jié)合超高分子量聚乙烯纖絲和其它的纖絲，可以使用本領(lǐng)域本身已知的方法，如捻制，編織，或熔體粘附兩種纖絲。
另外，熔體粘附可通過在核紗線周圍使用和編織其它的纖絲或?qū)⑺鼈円允沟煤思喚€為它們所包圍的方式排列而進(jìn)行。
超高分子量聚乙烯纖絲，金屬線和可有可無的其它的纖絲作為構(gòu)成纖絲的紗線是本發(fā)明紗線的又一實(shí)施方案，可按照上述的相同方式制成。其中，優(yōu)選使用這樣一種制造方法，其中結(jié)合超高分子量聚乙烯纖絲，金屬線和可有可無的其它的纖絲，隨后拉伸所述結(jié)合紗線。
為了結(jié)合金屬線，超高分子量聚乙烯纖絲，和可有可無的其它纖絲，可以使用本身已知的方法。例如，將金屬線和超高分子量聚乙烯纖絲，和可有可無的其它纖絲捻制，編織或熔化。其中，以金屬線作為核紗線，超高分子量聚乙烯纖絲和視需要其它的纖絲優(yōu)選編織在核紗線的周圍或排列以包圍核紗線，隨后熔化并粘附。
在制造按照本發(fā)明的紗線時(shí)，用作原料的紗線可以是已在制造工藝中拉伸的纖絲，如市售纖絲，在制造工藝中根本沒有拉伸的纖絲，或在低于制造市場(chǎng)上的纖絲時(shí)的拉伸放大比率下拉伸的纖絲。在本發(fā)明中，在制造工藝中根本沒有拉伸的纖絲，或在低于制造市場(chǎng)上的纖絲時(shí)的拉伸放大比率下拉伸的纖絲稱作“非拉伸纖絲”。即，用于本發(fā)明的非拉伸紗線是沒有在最大拉伸比率下拉伸的紗線。最大拉伸比率是纖絲在其內(nèi)不會(huì)在制造工藝中破裂的比率。即，隨著拉伸比率在紡絲紗線的過程中變大，纖絲的拉伸強(qiáng)度和挺度增加。但隨著拉伸比率的增加，纖絲在制造時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)破裂，因此拉伸比率不能隨意增加。出現(xiàn)臨界破裂并中斷拉伸比率時(shí)的拉伸比率程度，或是否可接受該頻率可容易由實(shí)驗(yàn)確定。該拉伸比率稱作最大拉伸比率。
尤其，如果錐形形狀在拉伸工藝過程中形成，非拉伸纖絲可優(yōu)選用作構(gòu)成纖絲。
以下詳細(xì)討論制造本發(fā)明紗線的主要工藝。
在本發(fā)明中，并不特別限定在拉伸處理之前將油劑沉積在每個(gè)構(gòu)成纖絲或結(jié)合紗線上的方法，且可以使用本身已知的方法。更具體地說，這些用于沉積油劑的方法包括，例如，浸漬加油法，噴霧加油法，滾筒加油法或使用計(jì)量泵的導(dǎo)向裝置加油法，等，其中優(yōu)選使用浸漬加油法或噴霧加油法。因此，如果在拉伸處理之前沉積油劑，結(jié)合紗線或每個(gè)構(gòu)成纖絲可在拉伸處理之后視需要用水洗滌。
用于以上工藝的油劑不受局限，只要它是用于纖維沉積的常用油劑。更具體地說，這些油劑包括，例如，粘結(jié)樹脂(粘結(jié)劑)，基礎(chǔ)潤滑油或表面活性劑，或其混合物。粘結(jié)樹脂包括，例如，聚氨酯樹脂，硅氧烷樹脂和氟樹脂，等?；A(chǔ)潤滑油包括，例如，二甲基聚硅氧烷和聚醚，等。表面活性劑包括，例如，高級(jí)醇，高級(jí)醇脂肪酸酯，聚氧基亞乙基-高級(jí)醇醚，聚氧基亞乙基-高級(jí)脂肪酸酯，聚乙二醇-高級(jí)脂肪酸酯，聚氧基亞乙基-烷基氨基醚，聚氧基亞乙基-蓖麻油醚，烷基磷酸酯的鹽(優(yōu)選堿金屬鹽或胺鹽)，聚氧基亞乙基烷基醚磷酸酯的鹽(優(yōu)選堿金屬鹽或胺鹽)，烷基磺酸鈉，等。這些化合物可單獨(dú)或結(jié)合使用。
聚氨酯樹脂包括通過聚醚多元醇和聚異氰酸酯之間的反應(yīng)或聚碳酸酯和聚異氰酸酯之間的反應(yīng)而得到的高分子量聚合物，其中通過聚碳酸酯和聚異氰酸酯之間的反應(yīng)而得到的高分子量聚合物在耐水性和耐熱性上是優(yōu)選的。此外，脂族或芳族聚異氰酸酯如六亞甲基二異氰酸酯，亞二甲苯基二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，亞甲苯基二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯，三苯基甲烷二異氰酸酯或亞萘基二異氰酸酯，等可用作聚異氰酸酯，其中脂族聚異氰酸酯在耐侯性方面可優(yōu)選使用。
硅氧烷樹脂包括在基本核中具有硅氧烷鍵的樹脂，優(yōu)選具有鍵接到硅原子上的氫，C1-3烷基，苯基或烷氧基的樹脂。尤其，二甲基硅氧烷是更優(yōu)選的。進(jìn)一步優(yōu)選使用改性的硅氧烷樹脂如氨基改性的二甲基硅氧烷，環(huán)氧改性的二甲基硅氧烷或亞烷基氧化物改性的二甲基硅氧烷，或其混合物。
氟樹脂包括，例如，四氟乙烯聚合物，三氟氯乙烯聚合物，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物，四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物，氟亞乙烯基聚合物，乙烯-四氟乙烯共聚物，等。氟樹脂優(yōu)選以分散體形式使用，其中氟樹脂的細(xì)顆粒通常使用分散劑分散在分散劑中，或者氟樹脂以乳液形式使用，其中氟樹脂的細(xì)顆粒通常使用乳化劑在水介質(zhì)中乳化。
在本發(fā)明中，并不特別限定拉伸每個(gè)構(gòu)成纖絲或結(jié)合紗線的方法?？梢允褂帽旧硪阎姆椒ㄈ缭谝合嗷驓庀嘀屑訜針?gòu)成纖絲或結(jié)合紗線。至于拉伸溫度，它一般不能確定，因?yàn)樗S著構(gòu)成纖絲的種類或本發(fā)明紗線的直徑而變化。例如，如果本發(fā)明紗線的直徑超過約1mm，拉伸工藝優(yōu)選在高于構(gòu)成纖絲熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行。此外，如果本發(fā)明紗線的直徑低于約1mm，拉伸工藝可在高于或低于構(gòu)成纖絲熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行，但優(yōu)選在這些較高的溫度下進(jìn)行拉伸工藝。更具體地，拉伸溫度為約120-300℃，優(yōu)選約130-250℃，更優(yōu)選約130-200℃，甚至最優(yōu)選約130-170℃。
拉伸可通過單個(gè)或多個(gè)步驟進(jìn)行。
拉伸工藝中的拉伸比率可根據(jù)構(gòu)成纖絲的種類而適當(dāng)選擇。此外，因?yàn)槔旃に囍械睦毂嚷试诒景l(fā)明中取決于拉伸工藝是否針對(duì)原纖絲進(jìn)行，或進(jìn)行什么水平的拉伸，它一般不能確定。更具體地說，拉伸比率是，例如，約1.01-15。更具體地，如果使用已在制造工藝中拉伸的纖絲作為構(gòu)成纖絲如市售纖絲，拉伸比率是約1.01-5，優(yōu)選約0.01-3，更優(yōu)選約2.2-3。另一方面，如果所述非拉伸纖絲用作構(gòu)成纖絲，拉伸比率是約1.01-15，優(yōu)選約2-10，更優(yōu)選約4-8。
在本發(fā)明中，錐形形狀可按照以下方式在拉伸工藝中形成。具體地，拉伸速度的調(diào)節(jié)可在拉伸工藝過程中實(shí)現(xiàn)錐形形狀。更具體地，通過增加拉伸速度，其直徑沿著作業(yè)線變小，而通過降低拉伸速度，直徑沿著作業(yè)線變大。如上所述，通過改變拉伸速度，拉伸速度優(yōu)選傾向逐漸增加或降低。即，在拉伸工藝過程中優(yōu)選逐漸增加和/或降低拉伸速度。如果拉伸速度是一個(gè)逐步變化，它可線性或非線性地變化。
拉伸工藝過程中的拉伸速度不容易確定，因?yàn)樗S著構(gòu)成纖絲的種類或本發(fā)明紗線的厚度而變化。例如，如果拉伸由多個(gè)構(gòu)成纖絲組成的結(jié)合紗線，在形成紗線的最厚部分與紗線的最薄部分時(shí)的拉伸速度比率是1∶2-1∶6左右。如果拉伸構(gòu)成纖絲，在形成直徑的最厚部分與直徑的最薄部分時(shí)的拉伸速度比率是1∶1.5-1∶4左右。
在本發(fā)明中，并不特別限定編織多個(gè)構(gòu)成纖絲的方法，但這些編織工藝通常使用編織機(jī)進(jìn)行。例如，制備4個(gè)構(gòu)成纖絲，然后將纖絲在中心的左右交替排列以實(shí)現(xiàn)這種編織。用于這種編織的構(gòu)成纖絲的數(shù)目并不總是4，但也可以是8，12或16。此外，由金屬線構(gòu)成的核紗線可埋在編織紗線的核中。
在本發(fā)明中，并不特別限定熔體粘附多個(gè)構(gòu)成纖絲的方法。如上所述，熱粘合劑樹脂可用于融合構(gòu)成纖絲。
在本發(fā)明中，本身已知的方法，如壓力擠出涂覆方法可用于將紗線的外表面涂以涂覆樹脂。其中，管道-型擠出涂覆是優(yōu)選的。在管道型擠出涂覆中，將熔化的涂覆樹脂由擠出機(jī)擠出，隨后在壓力下緊密固著到預(yù)熱的核紗線上，這樣可實(shí)現(xiàn)涂覆膜的優(yōu)異緊密接觸。此外，涂覆樹脂利用熟知的裝置如涂布器，刮刀涂布器，反向輥涂布器，凹涂器，流涂器，桿涂布器，或刷而施用。另外，將核紗線浸漬在包含熔化或液體涂覆樹脂的桶中，從桶中取出并壓榨以去除過多的樹脂。
在使用所述涂覆樹脂的涂覆工藝中，本發(fā)明的紗線可被削尖?？梢允褂檬熘姆椒ㄒ孕纬蛇@種錐形形狀。例如，樹脂的出料可通過自由調(diào)節(jié)放置在擠出機(jī)中的測(cè)量泵(齒輪泵)的旋轉(zhuǎn)數(shù)并控制泵在特定條件下的所述旋轉(zhuǎn)速度的持續(xù)時(shí)間而改變，這樣可在具有所需長(zhǎng)度的紗線的目標(biāo)厚，薄和錐形部分中形成錐形形狀。錐形部分的形狀可通過從高旋轉(zhuǎn)至低旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)測(cè)量泵的轉(zhuǎn)換時(shí)間的長(zhǎng)短而改變，反之亦然。
如上所述，本發(fā)明紗線的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案可以是一種紗線，其中金屬線片斷以非連續(xù)方式沿著線以一定間隔埋在紗線的核中。這些包埋金屬線的紗線可按照以下方式制成。即，將多個(gè)構(gòu)成纖絲編織在金屬線核周圍以得到編織紗線。將點(diǎn)壓力給予所述編織紗線截面以將金屬線切成片斷，并隨后將這些片斷進(jìn)行拉伸處理。以下給出每個(gè)工藝的詳細(xì)描述。
編織紗線可按照上述的相同方式制成。然后，將點(diǎn)壓力給予編織紗線截面以將金屬線切成片斷。并不特別限定切割金屬線時(shí)的數(shù)目或間隔。將足以切割金屬線的點(diǎn)壓力給予編織帶截面的一個(gè)點(diǎn)。此外，除了通過將點(diǎn)壓力給予編織紗線截面而切割金屬線，可以提供雕刻凹槽。在每種情況下，對(duì)壓力的要求程度是不切割編織帶的構(gòu)成纖絲。產(chǎn)生壓力的方法并不具體限定，但壓力可用錘或齒輪或類似物從一個(gè)方向上產(chǎn)生，或壓力可用齒輪的多組合從兩個(gè)方向上產(chǎn)生，或優(yōu)選壓力可用兩個(gè)齒輪以一種插入該編織紗線的方式從兩個(gè)方向上產(chǎn)生。
然后，拉伸處理如下。拉伸方法與以上所述的相同。
在本發(fā)明中，用于金屬線的切割和拉伸工藝可以連續(xù)方式，而不是間歇方式進(jìn)行。更具體地，點(diǎn)壓力給予所需編織紗線朝向其橫截面的一個(gè)點(diǎn)并隨后拉伸所述編織紗線。這些工藝在任選的時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)以得到本發(fā)明實(shí)施方案的紗線。但優(yōu)選在相同的時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)這些步驟。
根據(jù)所述制造方法，金屬線片斷以非連續(xù)方式沿著線以一定間隔埋在紗線核中?？赏ㄟ^使金屬線埋在核片斷中并存在其中沒有包埋金屬線的部分而給予本發(fā)明紗線柔軟度和柔韌性。
對(duì)于本發(fā)明的紗線，可以進(jìn)行本身已知的其它的后處理。例如，本發(fā)明紗線可被著色。著色可通過已知的方法進(jìn)行。例如，將本發(fā)明紗線在室溫，如約20-25℃下經(jīng)過一個(gè)填充有著色劑的浴。然后，將涂布紗線干燥并經(jīng)過一個(gè)其溫度保持在約100-130℃的窯，這樣生產(chǎn)出著色紗線。
作為著色劑，無機(jī)顏料，有機(jī)顏料或有機(jī)染料是已知的。這些著色劑的例子為氧化鈦，鎘化合物，炭黑，偶氮化合物，菁染料，和多環(huán)顏料。
按照本發(fā)明生產(chǎn)的紗線可用于需要低伸長(zhǎng)率的任何場(chǎng)合，例如，用于休閑或漁業(yè)使用的釣魚線，海運(yùn)材料如金槍魚的長(zhǎng)線漁具，繩，腸線，風(fēng)箏線，吃草動(dòng)物線(weedeater string)，外科縫合線，等。附圖的簡(jiǎn)要說明圖1是耐磨性測(cè)試用的測(cè)試機(jī)的示意圖。
圖中，1表示陶瓷導(dǎo)向裝置，2表示測(cè)試試樣，3表示負(fù)荷，4表示固定部分，5表示鼓，6表示曲柄臂，7表示曲柄。
實(shí)施例以下是本發(fā)明的實(shí)施例。當(dāng)然，本發(fā)明的應(yīng)用不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1將8個(gè)DYNEEMA 150 d/140 F(TOYOBO Co.Ltd.)用編織機(jī)卷繞編織成核紗線。將核紗線用丙烯酸酯樹脂(DAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.的VONCOAT 3750)浸漬涂覆，在加料輥速度150m/min下送入窯中并加熱至170℃，然后以卷繞速度345m/min卷繞，這樣生產(chǎn)出本發(fā)明紗線。
實(shí)施例2將4個(gè)DYNEEMA 150 d/140 F(TOYOBO Co.Ltd.)作為側(cè)紗線和THERMOLUX PO105 300d(LUXILON))作為紗線核用編織機(jī)成直角地編織成核紗線。將核紗線用丙烯酸酯樹脂(DAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.的VONCOAT3750)浸漬涂覆，在加料輥速度100m/min下送入窯中并加熱至160℃，然后以卷繞速度250m/min卷繞，這樣生產(chǎn)出本發(fā)明紗線。
實(shí)施例3單纖絲利用包含尼龍6/66(NOVAMID 2030J薄片、MITSUBISHI CHEMICAL)和金屬(鎢，比重＝19.3)的高比重尼龍樹脂(MCTS00005薄片，比重＝3KANEBO GOHSEN)在以下條件下制成。即，將所述高比重尼龍樹脂供給40mm鏜孔直徑的擠出機(jī)，并在270℃下熔化，由2.1mm鏜孔直徑的紡絲頭紡出并在50℃的水浴中冷卻。然后，將未拉伸紗線在拉伸比4.5下通過兩個(gè)步驟在95℃濕加熱和220℃干加熱的條件下拉伸。直徑0.515mm的單纖絲通過松弛-熱處理而生產(chǎn)，其中它在拉伸比0.98下在溫度225℃下拉伸。
將8個(gè)DYNEEMA 150 d/140 F(TOYOBO Co.Ltd.)在作為紗線核的單纖絲周圍卷繞編織，得到具有核-鞘結(jié)構(gòu)的紗線。將這些核紗線用聚氨酯樹脂(VONDIC 1930A-LSDAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.)浸漬涂覆，在加料輥速度100m/min下送入窯中并加熱至170℃，然后以卷繞速度250m/min卷繞，這樣生產(chǎn)出本發(fā)明紗線。
實(shí)施例4利用1.6mm直徑的鉛線作為核，將8個(gè)超高分子量聚乙烯非拉伸纖絲(DYNEEMA，TOYOBO Co.Ltd.)卷繞編織成編織紗線。作為非拉伸超高分子量聚乙烯纖絲，使用在25％最大拉伸比率下由基礎(chǔ)原纖絲拉伸的400d纖絲，其中原纖絲在最大拉伸比率下拉伸時(shí)是100d。
將原紗線用丙烯酸酯樹脂(DAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.的VONCOAT 3750)浸漬涂覆，在加料輥速度100m/min下送入窯中并加熱至170℃，然后以卷繞速度400m/min卷繞，這樣生產(chǎn)出本發(fā)明紗線。
實(shí)施例5將DYNEEMA 150d/140F(TOYOBO Co.Ltd.)以捻線參數(shù)1.4捻制。將8個(gè)所述捻制紗線卷繞編織。將該編織紗線施用到熱熔粘合劑(HM320S，CEMEDINE)上。熱熔粘合劑的施用量是紗線總重的8重量％。將所得紗線在加料輥速度150m/min下送入窯中并加熱至160℃，然后以卷繞速度300m/min卷繞，這樣生產(chǎn)出本發(fā)明紗線。
實(shí)施例6單纖絲在上述的條件下，使用包含尼龍6/66(NOVAMID 2030J薄片，MITSUBISHI CHEMICAL)和金屬(鎢，比重＝19.3)的高比重尼龍樹脂(MCTS00005薄片，比重＝3，KANEBO GOHSEN)制成。即，將所述兩種薄片以比率50/50(w/w)共混。將共混產(chǎn)物供給40mm鏜孔直徑的擠出機(jī)，在270℃下熔化，由2.1mm鏜孔直徑的紡絲頭紡出并在50℃的水浴中冷卻。然后，將這些非拉伸紗線在拉伸比4.5下通過兩個(gè)步驟在95℃濕加熱和220℃干加熱的條件下拉伸，然后在拉伸比0.98下在225℃下進(jìn)行松弛-熱處理，這樣生產(chǎn)出直徑0.515mm的單纖絲。
將8個(gè)DYNEEMA 150 d/140 F(由TOYOBO生產(chǎn))在作為紗線核的單纖絲周圍卷繞編織，得到核紗線。將這些核紗線用聚氨酯樹脂(VONDIC 1930A-LSDAINIPPON INK AND CHEMICALS Inc.)浸漬涂覆，在加料輥速度100m/min下送入窯中并加熱至170℃，然后以卷繞速度200m/min卷繞，這樣生產(chǎn)出本發(fā)明紗線。
在實(shí)施例1-6中得到的紗線的性能測(cè)定如下。
(a)捻線參數(shù)K通過以下等式計(jì)算K＝t×D1/2(其中，t捻線的計(jì)數(shù)(轉(zhuǎn)/米)，D細(xì)度(tex))。
細(xì)度通過JIS L 1013(1999)測(cè)定。
(b)編織角編織角使用數(shù)字HD顯微鏡VH-7000(KEYENCE Corp.)測(cè)定。
(c)伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率使用Autograph AG-100 kNI100kNI(SHIMADZU Corp.)通用測(cè)試機(jī)，根據(jù)JIS L 1013(1992)測(cè)定。
(d)耐磨性測(cè)試如下。
測(cè)試機(jī)在圖1中示出，它是一種在六角棒的位置上配有9mm直徑陶瓷導(dǎo)向裝置2的用于安全帶的改進(jìn)型六角棒磨損試驗(yàn)機(jī)。所述機(jī)器的沖程，角，等遵循JIS D 4604(1995)。將樣品1放置穿過陶瓷導(dǎo)向裝置2，其一端固定到鼓5的固定部分4上且另一端由負(fù)荷3拉伸。負(fù)荷是樣品1最大強(qiáng)度的3.3％。鼓往復(fù)運(yùn)動(dòng)1000次以從陶瓷導(dǎo)向裝置2上摩擦樣品。然后，測(cè)定樣品1的磨損部分的韌性。殘余韌性(c)由以下等式計(jì)算；c(％)＝a/b×100，其中磨損之前的值是a且磨損之后的值是b?？梢源_定，c值越高，耐磨性越好。韌性值根據(jù)JIS L 1013(1992)使用Autograph AG-100kNI(SHIMADZUCorp.)通用測(cè)試機(jī)測(cè)定。
(g)比重使用電子比重計(jì)SD-200L(MIRAGE TRAIDING Co.，Ltd.)測(cè)定。
表1

在表1中，TW表示鎢。
將實(shí)施例1-6中的紗線應(yīng)用于釣魚線并檢查探測(cè)魚咬的容易性，即，感覺魚正在咬線的點(diǎn)的容易性。所有的釣魚線結(jié)果是優(yōu)異的。此外，對(duì)于實(shí)施例1-6中的紗線，在磨損試驗(yàn)之后進(jìn)行顯微鏡觀察以檢查是否產(chǎn)生起毛。結(jié)果，在任何的測(cè)試釣魚線中都沒有觀察到起毛或原纖。
實(shí)施例7將8個(gè)DYNEEMA 150 d/140 F(TOYOBO Co.Ltd)用編織機(jī)卷繞編織成核紗線。將所得核紗線浸漬在包含70重量份聚醚，15重量份聚氧基亞乙基(聚合反應(yīng)摩爾數(shù)30)-蓖麻油醚，10重量份聚氧基亞乙基(polyoxyethlene)(聚合反應(yīng)摩爾數(shù)10)-月桂基醚和5重量份月桂基硫酸鈉的油劑中。將油劑沉積其上的核紗線供給窯，在加料輥速度150m/min下加熱至170℃，并在輥速度345m/min下卷繞，這樣生產(chǎn)出本發(fā)明紗線。將核紗線用水洗滌以去除沉積的油劑，并隨后干燥。將所得核紗線用丙烯酸酯樹脂(DAINIPPONINK AND CHEMICALS Inc.的VONCOAT 3750)浸漬涂覆，得到本發(fā)明的紗線。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可通過再拉伸超高分子量聚乙烯纖絲而提供具有低伸長(zhǎng)率和優(yōu)異的高耐磨性的紗線，其中在1000次重復(fù)磨損試驗(yàn)之后的伸長(zhǎng)率不超過約5％且拉伸強(qiáng)度不低于約14.0g/d。此外，結(jié)合其它的纖絲或金屬線，或在所述其它的纖絲或涂覆樹脂中包含金屬顆?？僧a(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)，所需比重在生產(chǎn)紗線時(shí)是可調(diào)的，與超高分子量聚乙烯的固有比重?zé)o關(guān)。另外，通過結(jié)合其它的纖絲，本發(fā)明可提供具有在單獨(dú)超高分子量聚乙烯纖絲時(shí)不能得到的各種物理性能的紗線。
權(quán)利要求
1.一種包括超高分子量聚乙烯纖絲的紗線，所述紗線的伸長(zhǎng)率不超過5％且比重為1.01-10.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線，其中紗線的外表面涂有樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紗線，其中樹脂包含金屬顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紗線，其中樹脂包含熔體指數(shù)不低于0.1g/10min的合成樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線，包含利用熱粘合劑樹脂結(jié)合的多個(gè)所述超高分子量聚乙烯纖絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂是熱熔粘合劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂是聚烯烴共聚物，聚酯共聚物或聚酰胺共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂的熔點(diǎn)為50℃-160℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線，還包括不是超高分子量聚乙烯纖絲的其它的纖絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紗線，其中其它的纖絲包含聚縮醛樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紗線，其中其它的纖絲包含金屬顆粒。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的紗線，其中金屬顆粒是鎢顆粒。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紗線，其中所述其它的纖絲是金屬線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的紗線，其中金屬線的直徑不超過0.5mm。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的紗線，其中金屬線是鉛線。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的紗線，還包括以非連續(xù)方式沿著金屬線間隔地埋在紗線核中的金屬線片斷。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線，其中紗線的伸長(zhǎng)率不超過3％。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線，其中紗線被捻制成捻線參數(shù)0.2-1.5。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線，其中紗線是穗帶。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的紗線，其中穗帶的編織角是5°-90°。
21.包括權(quán)利要求1所述的紗線的釣魚線。
22.一種包括超高分子量聚乙烯纖絲的紗線，所述紗線在1000次重復(fù)磨損試驗(yàn)之后的伸長(zhǎng)率不超過5％且拉伸強(qiáng)度不低于14.0g/d。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的紗線，其中紗線的外表面涂有樹脂。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的紗線，其中樹脂包含熔體指數(shù)不低于0.1g/10min的合成樹脂。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的紗線，包括利用熱粘合劑樹脂結(jié)合的多個(gè)所述超高分子量聚乙烯纖絲。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂是熱熔粘合劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂是聚烯烴共聚物，聚酯共聚物或聚酰胺共聚物。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的紗線，其中熱粘合劑樹脂的熔點(diǎn)為50℃-160℃。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的紗線，其中紗線的伸長(zhǎng)率不超過3％。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的紗線，其中紗線被捻制成捻線參數(shù)0.2-1.5。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的紗線，其中紗線是穗帶。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的紗線，其中穗帶的編織角是5°-90°。
33.根據(jù)權(quán)利要求22所述的紗線，其中對(duì)摩擦的顏色牢度不低于等級(jí)4.。
34.一種包括權(quán)利要求22所述的紗線的釣魚線。
35.一種制造包括超高分子量聚乙烯纖絲且伸長(zhǎng)率不超過5％的紗線的方法，該方法包括a)分別拉伸超高分子量聚乙烯纖絲和另一纖絲，隨后將拉伸過的纖絲結(jié)合，或(b)將超高分子量聚乙烯纖絲和另一纖絲結(jié)合，隨后拉伸該結(jié)合纖絲的第一步驟，和視需要用樹脂涂覆在第一步驟中形成的結(jié)合纖絲的外表面的第二步驟。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中另一纖絲是超高分子量聚乙烯纖絲。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中另一纖絲是一種不是超高分子量聚乙烯纖絲的纖絲。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中另一纖絲包含金屬顆粒，金屬線或金屬顆粒和金屬線兩者，且該方法還包括，將紗線的比重調(diào)節(jié)至0.01和10.0之間。
39.一種制造包括超高分子量聚乙烯纖絲且伸長(zhǎng)率不超過5％的紗線的方法，其中構(gòu)成紗線的纖絲利用熱粘合劑樹脂而結(jié)合，該方法包括a)將超高分子量聚乙烯纖絲和另一纖絲結(jié)合，隨后用粘合劑樹脂涂覆或浸漬在其中，或b)將由熱粘合劑樹脂，超高分子量聚乙烯纖絲和另一纖絲制成的紗線結(jié)合的第一步驟，和加熱和拉伸第一步驟中的結(jié)合纖絲的第二步驟。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中另一纖絲是超高分子量聚乙烯纖絲。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中另一纖絲是一種不是超高分子量聚乙烯纖絲的纖絲。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中另一纖絲包含金屬顆粒，金屬線或金屬顆粒和金屬線兩者，且該方法還包括，將紗線的比重調(diào)節(jié)至1.01-10.0之間。
43.根據(jù)權(quán)利要求35或39所述的方法，其中拉伸處理是錐形拉伸。
44.根據(jù)權(quán)利要求35或39所述的方法，其中用作起始原料的纖絲是非拉伸纖絲。
45.根據(jù)權(quán)利要求35或39所述的方法，其中油劑在拉伸處理之前沉積在纖絲或結(jié)合纖絲上。
全文摘要
本發(fā)明要提供包括釣魚線的紗線，它包含具有低伸長(zhǎng)率，可調(diào)的比重和優(yōu)異的耐磨性的超高分子量聚乙烯纖絲，并提供一種制造它的方法。
文檔編號(hào)D02G3/44GK1417395SQ0214709
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月29日
發(fā)明者中西滋 申請(qǐng)人:優(yōu)知亞米有限公司