[發明專利]新型UHMWPE纖維和制造方法

在審

• 申請號: 201811532525.4
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN109972383A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: H.G.阿迪夫;R.克萊因;J.A.楊;T.譚
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: D06M10/02
• 分類號: D06M10/02;D06M10/06;D06M15/572;D01F11/06;D06M101/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐厚才;周齊宏

本申請涉及新型UHMWPE纖維和制造方法。制備超高分子量聚乙烯紗的方法，由其制成的紗和制品。使高定向紗的表面經歷提高在紗表面的表面能的處理，并在處理后立即用保護性涂料涂布以提高處理的預期貯藏壽命。

本申請是申請日為2013年7月15日、申請號為201380050222.8、名稱為新型UHMWPE纖維和制造方法的中國發明專利申請的分案申請。

對相關申請的交叉引用

本申請要求2012年7月27日提交的共同待審的美國臨時申請序號No. 61/676,398的權益，其公開內容全文經此引用并入本文。

技術領域

本發明涉及制備超高分子量聚乙烯（“UHMW PE”）紗的方法、由其制成的紗和制品。

背景技術

由包含高強度合成纖維的復合材料制成的防彈制品是公知的。許多類型的高強度纖維是已知的，且每種類型的纖維具有其自身的獨特特征和性質。就此而言，纖維的一個定義性特征是纖維與表面涂料，如樹脂涂料粘合或粘著的能力。例如，超高分子量聚乙烯纖維是天然惰性的，而芳族聚酰胺纖維具有含有極性官能團的高能表面。相應地，樹脂通常對芳族聚酰胺纖維表現出比對惰性UHMW PE纖維更強的親合力。但是，合成纖維也通常已知天然傾向于靜電積聚并因此通常要求施加纖維表面整理劑(finish)以利于進一步加工成可用的復合材料。纖維整理劑用于降低靜電積聚，在無捻或非纏結纖維的情況中，有助于保持纖維內聚力和防止纖維纏結。整理劑還潤滑纖維表面，保護纖維免受設備破壞和保護設備免受纖維破壞。

本領域教導了用于多種工業的許多類型的纖維表面整理劑。參見例如美國專利5,275,625、5,443,896、5,478,648、5,520,705、5,674,615、6,365,065、6,426,142、6,712,988、6,770,231、6,908,579和7,021,349，它們教導了用于紡成纖維的紡絲整理劑組合物。但是，典型的纖維表面整理劑不是普遍合意的。一個重要原因是因為纖維表面整理劑會干擾聚合粘合劑材料在纖維表面，包括芳族聚酰胺纖維表面上的界面粘結或粘合。聚合粘合劑材料的強粘合在防彈織物，尤其是非織造復合材料，如Honeywell International Inc.of Morristown, NJ生產的非織造SPECTRA SHIELD?復合材料的制造中是重要的。聚合粘合劑材料在纖維表面上的粘合不足可能降低纖維-纖維粘合強度和纖維-粘合劑粘合強度并由此使結合的纖維互相分離和/或使粘合劑從纖維表面上層離。在嘗試將保護性聚合組合物施加到機織物上時也認識到類似的粘合問題。這有害地影響此類復合材料的防彈性質（防彈性能）并造成災難性的產品失效。

從共同待審的申請序號61/531,233; 61/531,255; 61/531,268; 61/531,302;61/531,323; 61/566,295和61/566,320（其每一個經此引用并入本文）已知，當施加材料直接與纖維表面粘合而非施加在纖維整理劑之上時，其在纖維上的粘合強度提高。此直接施加能夠通過在纖維上施加此材料，例如聚合粘合劑材料前和在將纖維結合為纖維層或織物前至少從纖維部分脫除預存在的纖維表面整理劑實現。

從上述共同待審的申請還已知，可以用多種表面處理，例如等離子體處理或電暈處理來處理纖維表面，以提高纖維表面處的表面能并由此提高材料粘合到纖維表面的能力。所述表面處理當直接實施在暴露的纖維表面上而非纖維整理劑之上時是特別有效的。結合的整理劑脫除和表面處理減低了當用于防彈復合材料中時纖維彼此層離和/或從纖維表面涂層層離的趨勢。但是，已知這些表面處理的效果是具有貯藏壽命。隨著時間推移，附加的表面能衰減且處理的表面最終返回到其最初的達因水平。當處理的纖維不是立即制成復合材料而是貯藏用于將來的用途時，這種處理的衰減是特別明顯的。因此，在本領域中存在保存表面處理并由此提高經處理纖維的貯藏壽命的方法的需要。

發明內容

本發明提供了一種方法，該方法包括：