CN102713030A - 成型加工性优异的高功能聚乙烯纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明提供低温加工性优异的高收缩性聚乙烯纤维，其耐切伤性能优异、在室温附近的产品使用温度下尺寸稳定性高、且在远低于聚乙烯熔点的低温加工时的收缩率和应力高的成型加工性优异，其特征在于，特性粘度[η]为0.8dL/g以上4.9dL/g以下，其重复单元实质上由乙烯构成，40℃的热应力为0.05cN/dtex以下、且70℃的热应力为0.05cN/dtex以上0.25cN/dtex以下。进而提供使用了该高功能聚乙烯纤维的线状物、绳、编织物、手套、防护罩。

Description

成型加工性优异的高功能聚乙烯纤维
技术领域
本发明涉及在室温附近的尺寸稳定性高、且具有在低于聚乙烯熔点的低温成型加工时的高收缩和高应力性能的聚乙烯纤维。更详细地说，涉及作为食品肉用扎紧线、安全绳、加工绳、高收缩性的布帛或带、和各种产业物资器材的防护罩时显示优异的耐切伤性能的聚乙烯纤维。
背景技术
以往，天然纤维的棉或有机纤维被作为耐切伤性原材料使用，将这些纤维等编织而成的编织物在需要耐切伤性的领域中被广泛使用。
作为赋予耐切伤性的途径，考虑过包含芳族聚酰胺纤维等高强度纤维的短纤维纱的编物或织物等。但是，这些编物或织物在脱毛或耐久性方面不充分。另一方面，作为其他的途径，尝试过通过将金属纤维与有机纤维或天然纤维组合使用来提高耐切伤性。但是，该方法因组合金属纤维而使手感变硬，存在不仅柔软性受损，而且产品重量增大而变得难以处理的问题。
作为解决上述问题的发明，提出过具有高弹性模量的聚乙烯纤维，其是将聚乙烯溶解在溶剂中制成溶液，使用所谓的凝胶纺丝法制作的(例如，参照专利文献1)。但是，上述的聚乙烯纤维由于弹性模量过高，因此存在手感变硬的问题。而且，由于使用溶剂，所以存在该聚乙烯纤维制作时的作业环境恶化的问题。并且，制成产品后，该聚乙烯纤维中残存的溶剂在室内外使用的用途中也会因微量的残存溶剂而带来环境负荷，因而成为问题。
另外，在需要上述耐切伤性能的领域中的应用范围宽广，设想在各种用途中使用。例如耐切伤手套等有在实施用于防滑的树脂加工时通过热处理工序的耐切伤手套，但有时不实施树脂加工而将针织物直接使用。此时，要求实际使用温度区域(20～40℃附近)下的尺寸稳定性，优选收缩应力、收缩率低。另外，作为其他的用途，可以举出各种产业物资器材的防护罩。作为防护罩所要求的功能，不仅要求耐切伤性能，而且强烈要求尽量使罩的形状与该物资器材的形状相适。作为符合这样的要求的防护罩的制作方法，可以举出加工成与该物资器材的形状相适的编织物的方法，但该情况下，如果该物资器材的形状变得复杂，则无法完全与形状相适应，存在部分进行覆盖的编织物产生松弛的问题。为了解除该问题，考虑了一种方案，其中，通过使用热收缩率高的丝制成编织物，其后进行热处理，从而表现出高收缩，制成与形状相适的防护罩。然而，在聚乙烯纤维的情况下，与其他树脂相比，有时熔点低，需要使其在尽可能低的温度(70～100℃)热收缩。因此，优选70～100℃的收缩应力、收缩率较高。但是，现有的聚乙烯纤维中，未获得同时具有在20～40℃附近的低收缩应力、低收缩率、和在70～100℃的高收缩应力、高收缩率的纤维，(参照专利文献1、2、3、4)需要根据用途进行选择。
如上所述，现实状况是，尚未做成在规定的温度区域中具有必要的收缩率的、耐切伤性优异的高功能纤维、以及由其形成的防护用编织物。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利3666635公报
专利文献2：日本特开2003-55833号公报
专利文献3：日本专利4042039号公报
专利文献4：日本专利4042040号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于解决上述的现有问题，提供20～40℃的收缩应力和收缩率小、且70～100℃的收缩应力和收缩率大的聚乙烯纤维。通过该两者兼顾的物性，不必区分使用就可以提供食品肉用扎紧线、安全手套、安全绳、加工绳、对产业用产品进行防护的罩等各种要求耐切伤性能的用途。
用于解决课题的方法
本发明人等着眼于聚乙烯纤维的各种温度中的收缩率和热应力值进行了深入研究，结果完成了本发明。
即，本发明的第1发明是一种高功能聚乙烯纤维，其特征在于，特性粘度[η]为0.8dL/g以上4.9dL/g以下，其重复单元实质上由乙烯构成，40℃的热应力为0.10cN/dtex以下、且70℃的热应力为0.05cN/dtex以上0.30cN/dtex以下。
本发明的第2发明是一种高功能聚乙烯纤维，其特征在于，特性粘度[η]为0.8dL/g以上4.9dL/g以下，其重复单元实质上由乙烯构成，40℃的热收缩率为0.6％以下、且70℃的热收缩率为0.8％以上。
本发明的第3发明是上述发明1～2中任一项所述的高功能聚乙烯纤维，其中，聚乙烯的重均分子量(Mw)为50000～600000，重均分子量与数均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)为5.0以下。
本发明的第4发明是上述发明1～3中任一项所述的高功能聚乙烯纤维，其中，比重为0.90以上，平均拉伸强度为8cN/dtex以上，初期弹性模量为200～750cN/dtex。
本发明的第5发明是一种编织物，其特征在于，其包含上述发明1～4中任一项所述的高功能聚乙烯纤维。
本发明的第6发明是一种高功能聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，将特性粘度[η]为0.8dL/g以上4.9dL/g以下、其重复单元实质上由乙烯构成的聚乙烯熔融纺丝，进而以80℃以上的温度拉伸后，将该拉伸丝以7℃/sec以上的冷却速度急速冷却，将所得到的该拉伸丝以0.005～3cN/dtex的张力卷绕。
发明效果
本发明的高功能聚乙烯纤维在实际使用温度附近的收缩率小，且在70～100℃的收缩率和应力大，所以在实际使用温度下的尺寸稳定性高，可以表现出在不损害聚乙烯力学物性的降低的温度下的优异的高收缩和高收缩应力。并且，包含本纤维的线状物、编织物、手套和绳在耐切伤性方面优异，例如，作为食品用扎紧线、安全手套、安全绳、加工绳、对产业用产品进行防护的罩等发挥优异的性能。而且，本发明的聚乙烯纤维并不限于上述成型加工品，能够作为高收缩性的布帛或带等进行广泛应用。
具体实施方式
以下详细说明本发明
本发明的可染性优异的高功能聚乙烯纤维的特性粘度为0.8dL/g以上、4.9dL/g以下，优选为1.0～4.0dL/g，进一步优选为1.2～2.5dL/g。通过将特性粘度设定为4.9dL/g以下，利用熔融纺丝法的制丝变得容易，不需要用所谓的凝胶纺丝等来制丝。由此，在压缩制造成本、简化操作工序的方面是有优势的。而且，由于制造时不使用溶剂，因此对操作者和环境的影响也小。并且，在成为了产品的纤维中也不存在残留溶剂，因而不会对产品使用者带来溶剂的不良影响。并且，通过将特性粘度设定为0.8dL/g以上，能够利用聚乙烯的分子末端基团的减少来减少纤维中的结构缺陷数。由此，能够提高强度或弹性模量等纤维的力学物性或耐切伤性能。
本发明中所用的聚乙烯优选其重复单元实质上为乙烯。另外，在可获得本申请发明的效果的范围中，不仅可以使用乙烯的均聚物，还可以使用乙烯与少量的其他单体例如α-烯烃、丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、乙烯基硅烷及其衍生物等的共聚物。另外，它们也可以是共聚物之间、或者与乙烯均聚物的共聚物、以及与其他α-烯烃等的均聚物的混合体，还可以具有局部的交联。
但是，如果乙烯以外的含量过大，则反而会成为阻碍拉伸的要因。因此，从获得耐切伤性优异的高强度纤维的观点考虑，α-烯烃等其他单体以单体单元计优选为5.0mol％以下，更优选为1.0mol％以下，进一步优选为0.2mol％以下。当然，也可以为乙烯的均聚物。
本发明的高功能聚乙烯纤维优选将原料聚乙烯的分子特性设定为上述的特性粘度，纤维状态下的重均分子量为50000～600000，更优选为70000～300000，进一步优选为90000～200000。如果重均分子量小于50000，则在后述的拉伸工序中不仅无法获得高拉伸倍率，而且进行后述的拉伸后的急速冷却所得到的纤维的拉伸强度无法成为8cN/dtex以上，推测这是因分子量低，使得单位截面积的分子末端数多，其作为结构缺陷发挥作用所致。另外，如果重均分子量超过600000，则熔融纺丝中，熔融粘度非常大，变得非常难以从喷嘴中喷出，所以不是优选的。重均分子量与数均分子量的比(Mw/Mn)优选为5.0以下。如果Mw/Mn超过5.0，则由于含有高分子量成分使得后述的拉伸工序的张力增大，与此相伴拉伸中常发生线断头，不是优选的。
本发明的高功能聚乙烯纤维优选拉伸强度为8cN/dtex以上。通过具有该拉伸强度，能够将用途拓展到以熔融纺丝法所得到的常用聚乙烯纤维不能涉及的用途。
并且，拉伸强度更优选为10cN/dtex以上，进一步优选为11cN/dtex以上。对拉伸强度的上限没有特别限定，然而获得拉伸强度为55cN/dtex以上的纤维对于熔融纺丝法来说在技术上、工业生产上是困难的。
本发明的高功能聚乙烯纤维优选拉伸弹性模量为200cN/dtex以上750cN/dtex以下。通过具有该弹性模量，能够将用途拓展到以熔融纺丝法所得到的常用聚乙烯纤维不能涉及的用途。更优选的拉伸弹性模量为300cN/dtex以上700cN/dtex以下，进一步优选为350cN/dtex以上680cN/dtex以下。
对于获得本发明的高功能聚乙烯纤维的制造方法，优选基于以下的熔融纺丝法的方法。例如，对于使用溶剂进行的超高分子量聚乙烯纤维的制法之一的凝胶纺丝法而言，虽然可以获得高强度的聚乙烯纤维，然而不仅生产率低，而且由溶剂的使用造成的对制造操作者的健康和环境的影响、或者纤维中残留的溶剂给产品使用者的健康带来的影响大。
对于本发明的高功能聚乙烯纤维而言，将上述的聚乙烯使用挤出机等以高于熔点10℃以上、优选50℃以上、进一步优选80℃以上的温度熔融挤出，使用定量供给装置以比聚乙烯熔点高80℃、优选100℃以上的温度供给于喷嘴。其后，从具有0.3～2.5mm的直径、优选0.5～1.5mm的直径的喷嘴中以0.1g/min以上的喷出量喷出。接着，将该喷出丝冷却至5～40℃后，以100m/min以上卷绕。进而，将所得到的该卷绕丝以不足该纤维熔点的温度拉伸1次以上。此时进行多次拉伸的情况下，优选越到后面的阶段，拉伸时的温度越高。并且，拉伸的最后阶段的拉伸温度为80℃以上且小于熔点、优选为90℃以上且小于熔点。此时，仅拉伸1次的情况下，显示其拉伸时的条件温度。
此外，本发明的重要构成之一在于上述拉伸工序后的该纤维的处理方法。具体为将上述的拉伸工序中加热后的该纤维进行急冷的工序的导入及其条件。理想的是将加热并拉伸后的该纤维以7℃/sec以上的冷却速度急速冷却。优选为10℃/sec，进一步优选为20℃/sec。冷却速度小于7℃/sec的情况下，由于拉伸工序刚结束后产生纤维中的分子链缓和，因而高温(70～100℃)下的残余应力降低。本发明的高功能聚乙烯纤维所具有的70℃的热应力为0.05cN/dtex以上0.30cN/dtex以下，优选为0.08cN/dtex以上0.25cN/dtex以下，进一步优选为0.10cN/dtex以上0.22cN/dtex以下。并且，70℃的热收缩率为0.8％以上5.0％以下，优选为1.2％以上4.8％以下。
另外，本发明的重要构成之一为对上述的拉伸工序后进而冷却工序后的纤维张力的控制。具体为冷却后的卷绕时的张力。通过设定为适当的在纤维被冷却了的状态下的卷绕张力，能够对20℃以上40℃以下的纤维的收缩应力、收缩率进行控制。该张力优选为0.005～3cN/dtex。更优选为0.01～1cN/dtex，进一步优选为0.05～0.5cN/dtex。如果冷却工序的后的该张力小于0.005cN/dtex，则工序中的该纤维的松弛变大，无法操作。并且，如果该张力超过3cN/dtex，则工序中发生该纤维的断裂或伴随单丝断头的起毛，不是优选的。如此获得的本发明的高功能聚乙烯纤维所具有的40℃的收缩应力为0.10cN/dtex以下，优选为0.8cN/dtex以下，进一步优选为0.6cN/dtex以下。并且，本发明的高功能聚乙烯纤维所具有的40℃的收缩率为0.6％以下，优选为0.5％以下，进一步优选为0.4％以下。
本发明的高功能聚乙烯纤维优选制成以弹性纤维为芯丝的被覆弹力丝，使用该被覆弹力丝编织为编织物。穿用感提高，穿脱变得容易。并且，具有耐切伤性也有部分改善的倾向。弹性纤维为聚氨酯系、聚烯烃系、聚酯系等，没有特别限定。此处所说的弹性纤维是指在伸长50％时具有50％以上的恢复性的纤维。
作为其制造方法，可以使用包覆机，也可以一边将弹力丝牵伸一边与非弹性纤维并捻。弹性纤维的混纺率以质量比计为1％以上，优选为5％以上，进一步优选为10％以上。如果弹性纤维的混纺率低，则无法获得充分的伸缩恢复性。但是，如果弹性纤维的混纺率过高，则强度就会降低，因此混纺率优选为50％以下，更优选为30％以下。
从耐切伤性的耐久性的方面考虑，本发明的防护用编织物的库珀试验机(日语：ク一プテスタ一)的指数值优选为3.9以上。另外，虽然没有特定上限，然而虽为了提高库珀试验机的指数值只要加粗纤维即可，但存在手感变差的倾向。因此，从这样的方面考虑，库珀试验机的指数值的上限优选14。并且，库珀试验机的指数值的范围更优选4.5～12，进一步优选为5～10。
将本发明的纤维和/或被覆弹力丝架设在编织机上进行编织，可得到编物。或者架设在织机上进行编织，可以得到布帛。
从耐切伤性的方面考虑，本发明的耐切伤性编织物的面料中优选该复合弹力丝作为构成纤维，其质量比为面料的3成以上，更优选为5成以上，进一步优选为7成以上。
剩余的7成以下的比例中，也可以使用聚酯、尼龙、丙烯酸等合成纤维，棉、毛等天然纤维，人造丝等再生纤维等。从摩擦耐久性考虑，优选使用单丝1～4dtex的聚酯复丝或同规格的尼龙丝。
在本发明中得到的聚乙烯纤维的特性的测定和评价如下进行。
(1)特性粘度
用温度135℃的萘烷，通过乌氏毛细粘度管，测定各种稀溶液的比粘度，根据由其粘度相对于浓度的曲线图的以最小二乘法拟合得到的直线的向原点的外推值，确定出特性粘度。测定时，将样品以约5mm长的长度分割或切断，相对于聚合物添加1质量％的抗氧化剂(商标名“YoshinoxBHT”吉富制药制造)，在135℃搅拌溶解4小时，制备出测定溶液。
(2)重均分子量Mw、数均分子量Mn和Mw/Mn
重均分子量Mw、数均分子量Mn和Mw/Mn通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。作为GPC装置，使用Waters生产的GPC 150C ALC/GPC，作为柱子，使用一根SHODEX生产的GPC UT802.5、两根UT806M，作为检测器使用差示折射率计(RI检测器)测定。将样品分割或切断成约5mm长的长度后，在145℃溶解在测定溶剂中，测定溶剂使用邻二氯苯，柱温设定为145℃。试样浓度设定为1.0mg/ml，注入200微升进行测定。分子量的标准曲线是利用普适校正法，使用分子量已知的聚苯乙烯试样制作的。
(3)强度、伸长率、弹性模量
基于JIS L1013 8.5.1测定。对于强度、弹性模量，使用株式会社ORIENTEC制造的“Tensilon万能材料试验机”，以试样长度200mm(卡盘间长度)、伸长速度100％/分钟的条件，在气氛温度20℃、相对湿度65％条件下测定变形-应力曲线，由断裂点处的应力和伸长计算求出强度(cN/dtex)、伸长率(％)，由曲线的原点附近的提供最大斜率的切线计算求出弹性模量(cN/dtex)。此时，将测定时施加给样品的初负荷设定为纤度的1/10。另外，各值使用了10次测定值的平均值。
(4)热应力测定
测定中使用Seiko Instrument社制造的热应力变形测定装置(TMA/SS120C)。对长度20mm的纤维施加0.01764cN/dtex的初负荷，以升温速度20℃/分钟升温，得到室温(20℃)至熔点的测定结果。由该测定结果求出40℃和70℃的应力。
(5)收缩率测定
基于JIS L1013 8.18.2干热收缩率(b)法测定。将测定纤维样品切成70cm，在距离两端各10cm的位置做个记号，即样品长度显示为50cm。其次，以不对纤维样品施加额外负荷的方式悬挂，在该状态下在热风循环型的加热炉中于规定的温度加热30分钟。其后，从加热炉中取出纤维样品，充分缓冷至室温后，计测最初在纤维样品上做记号的位置的长度。另外，规定的温度是指40℃、70℃。并且，收缩率可以通过以下的式子求出。
收缩率(％)＝100×(加热前的纤维样品长度-加热后的纤维样品长度)/(加热前的纤维样品长度)
予以说明的是，各值使用两次测定值的平均值。
(6)耐切伤性
耐切伤性是使用库珀试验机(索德玛特(SODMAT)社制造)评价的。
在该装置的试样台中设置有铝箔，在其上载置试样。接下来，使装置中具备的圆形的刀具沿与行进方向相反的方向旋转，同时在试样上行进。当试样被切断时，圆形刀具与铝箔就会接触而通电，从而感知到耐切伤性试验结束。在圆形刀具工作期间，安装于装置上的计数器进行统计，因此记录下该数值。
该试验以目付约200g/m2的平纹的棉布作为空白样，评价试验样品(手套)的切伤水平。作为试验样品(手套)，将由实施例、比较例得到的纤维进行并丝或开松，准备出成为440±10dtex范围内的丝。将该丝作为鞘丝，芯丝使用155dtex的Spandex(东洋纺织株式会社制造、“Espa(注册商标)”)，制成单包覆丝。使用所得到的单包覆丝，用岛精机制作所社制造的手套编织机编织成目付50g/m2的手套。从空白样起开始测试，交替地进行空白样的测试和试验样品的测试，测试5次试验样品，最后测试第6次的空白样，从而结束1组试验。将以上的试验进行5组，将5组的平均的指数值作为耐切伤性的代用评价。指数值越高，则意味着耐切伤性越优异。
这里计算出的评价值称作指数值(Index)，可以利用下式算出。
A＝(样品测试前的棉布的统计值+样品测试后的棉布的统计值)/2
Index＝(样品的统计值+A)/A
此次评价所用的切割刀使用了OLFA株式会社制造的旋转切割刀L型用φ45mm。材质为SKS-7钨钢，刀刃厚度为0.3mm厚。另外，将测试时施加的负荷设为3.14N(320gf)，进行评价。
实施例
下面例示出实施例，具体说明本发明，但本发明不受这些实施例的限定。
(实施例1)
将特性粘度1.9dL/g、重均分子量120000、重均分子量与数均分子量的比为2.7的高密度聚乙烯在280℃熔融，从由小孔直径φ0.8mm、300H构成的喷丝头中在喷嘴面温度280℃条件下以单孔喷出量0.5g/min喷出。使所喷出的丝条通过10cm的保温区间，其后通过40℃、0.4m/s的骤冷进行冷却后，以纺丝速度250m/min卷绕成筒子形状，得到未拉伸丝。将所得到的该未拉伸丝用100℃的热风加热，并进行10倍拉伸后，接着使用水温15℃的水浴立刻将该拉伸丝冷却并卷绕。此时的冷却速度为54℃/sec。并且，将该拉伸丝卷绕时的张力设定为0.1cN/dtex。
(实施例2)
除了在实施例1中在辊温度和气氛温度设定为65℃的拉伸机中，在2个驱动辊间一次性拉伸到2.8倍，进而以100℃的热风加热，实施5.0倍的拉伸以外，与实施例1同样地得到纤维。将所得到的纤维的物性、有机物的含量、评价结果列于表1。
(实施例3)
除了在实施例1中拉伸后使用冷却辊并将冷却速度设定为10℃/sec以外，与实施例1同样地得到纤维。将所得到的纤维的物性、有机物的含量、评价结果列于表1。
(实施例4)
除了在实施例1中将拉伸、冷却后的卷绕张力设定为1cN/dtex以外，与实施例1同样地得到纤维。将所得到的纤维的物性、有机物的含量、评价结果列于表1。
(比较例1)
将10质量％的特性粘度20dL/g、重均分子量3300000、重均分子量与数均分子量的比为6.3的超高分子量聚乙烯和90质量％的萘烷的浆料状混合物一边分散一边用温度设定为230℃的螺杆型混炼机溶解。用计量泵以单孔喷出量1.0g/min向设定为170℃的具有30个直径0.8mm的开孔的喷头供给。
通过在喷嘴正下方设置的狭缝状的气体供给小孔，以1.2m/min的速度供给调整为100℃的氮气，使之尽可能均等地接触丝条，使纤维表面的萘烷积极地蒸发。其后，用设定为30℃的空气流实质性地冷却，用设置在喷嘴下游的纳尔逊式的辊以50m/min的速度拉绕。此时丝条中所含有的溶剂降低至原来的质量的约一半。
接着，将纤维在120℃的加热烘箱下进行3倍拉伸。将该纤维在设置为149℃的加热烘箱中进行4.0倍拉伸。拉伸后，不经过冷却工序，以1cN/tex卷绕。此时不经过拉伸后的冷却工序的情况下的冷却速度根据所卷绕的丝的温度进行换算，为1.0℃/sec。将所得到的纤维的物性评价结果列于表1。
另外，所得到的纤维虽然40℃的尺寸稳定性良好，但是70℃的收缩率和热应力值低，可知不适于通过热收缩来使形状、尺寸相适应的用途。
(比较例2)
将特性粘度1.6dL/g、重均分子量96000、重均分子量与数均分子量的比为2.3、具有5个以上的碳的长度的支链在每1000个碳中为0.4个的高密度聚乙烯从由φ0.8mm、390H构成的喷丝头中，于290℃以单孔喷出量0.5g/min的速度挤出。所挤出的纤维通过15cm的保温区间，其后通过20℃、0.5m/s的骤冷被冷却，以300m/min的速度卷绕，得到未拉伸丝。将该未拉伸丝在25℃下进行2.8倍的1段拉伸。进而，加热到105℃，实施5.0倍的拉伸。拉伸后不经过冷却工序，以5cN/dtex卷绕。将所得到的纤维的物性评价结果列于表1。
而且，可知所得到的纤维的40℃的收缩率和热应力大，尺寸稳定性差。
(比较例3)
将第2次的拉伸温度设定为90℃、拉伸倍数设定为3.1倍，除此以外以与比较例2相同的条件制成拉伸丝。
将所得到的纤维的物性、评价结果列于表1。
而且，可知所得到的纤维的40℃的收缩率和热应力大，尺寸稳定性差。
(比较例4)
使用特性粘度1.9dL/g、重均分子量91000、重均分子量与数均分子量的比为7.3的高密度聚乙烯，不经过拉伸后的冷却工序，将卷绕张力设定为0.005cN/dtex，除此以外在与比较例3同样的条件下制成拉伸丝。将所得到的纤维的物性、评价结果列于表1。
可知所得到的纤维虽然40℃的尺寸稳定性良好，但70℃的收缩率和热应力值低，难以在低温下进行成型加工。并且，无法获得优异的耐切伤性能。其理由虽不确定，但认为是由于，冷却速度也慢、卷绕张力也低，导致分子链发生缓和的缘故。
(比较例5)
使用特性粘度8.2dL/g、重均分子量1020000、重均分子量与数均分子量的比为5.2的超高分子量聚乙烯，在300℃加热，试着纺丝，但无法从喷嘴喷出，无法纺丝。
(比较例6)
将特性粘度1.9dL/g、重均分子量115000、重均分子量与数均分子量的比为2.8的高密度聚乙烯从由φ0.8mm、30H构成的喷丝头中，于290℃以单孔喷出量0.5g/min的速度挤出。所挤出的纤维在10cm的保温区间通过，其后通过20℃、0.5m/s的骤冷被冷却，以500m/min的速度卷绕，得到未拉伸丝。将该未拉伸丝用多台温度可控的纳尔逊式的辊拉伸。1段拉伸是以25℃进行2.0倍的拉伸。进而，加热至100℃，实施6.0倍的拉伸。拉伸后没有进行急冷，以5cN/dtex卷绕。将所得到的纤维的物性评价结果列于表1。
而且，可知所得到的纤维的40℃的尺寸稳定性差，70℃的收缩率和热应力值低，难以在低温下进行成型加工。
(比较例7)
将拉伸后的冷却工序中的冷却速度设定为10℃/sec，除此以外在与比较例3同样的条件下制成拉伸丝。将所得到的纤维的物性、评价结果列于表1。
而且，可知所得到的纤维的40℃的收缩率和热应力大，尺寸稳定性差。
Figure BDA00001742555800131
产业上的利用可能性
本发明的高收缩性聚乙烯纤维由于在作为产品使用的室温附近的收缩率和收缩应力小、且70℃以上100℃以下的收缩率和收缩应力大，因而收缩处理时的紧附力大，而且能够形成在不损害聚乙烯力学物性的降低的低温下的优异的高收缩。并且，本发明的线状物、编织物、手套和绳在耐切伤性方面优异，例如，作为食品肉用扎紧线、安全手套、安全绳、加工绳等发挥优异的性能。此外，本发明的高收缩性聚乙烯纤维并不限于上述成型加工品，能够作为高收缩性的布帛或带等广泛应用在产业物资器材或包装用材料等用途中。

Claims (6)

1.一种高功能聚乙烯纤维，其特征在于，特性粘度[η]为0.8dL/g以上4.9dL/g以下，其重复单元实质上由乙烯构成，40℃的热应力为0.10cN/dtex以下、且70℃的热应力为0.05cN/dtex以上0.30cN/dtex以下。
2.一种高功能聚乙烯纤维，其特征在于，特性粘度[η]为0.8dL/g以上4.9dL/g以下，其重复单元实质上由乙烯构成，40℃的热收缩率为0.6％以下、且70℃的热收缩率为0.8％以上。
3.如权利要求1或2所述的高功能聚乙烯纤维，其特征在于，聚乙烯的重均分子量Mw为50000～600000，重均分子量与数均分子量Mn的比Mw/Mn为5.0以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的高功能聚乙烯纤维，其特征在于，比重为0.90以上，平均拉伸强度为8cN/dtex以上，初期弹性模量为200～750cN/dtex。
5.一种编织物，其特征在于，其包含权利要求1～4中任一项所述的高功能聚乙烯纤维。
6.一种低温加工性优异的高功能聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，将特性粘度[η]为0.8dL/g以上4.9dL/g以下、其重复单元实质上由乙烯构成的聚乙烯熔融纺丝，进而以80℃以上的温度拉伸后，将该拉伸丝以7℃/sec以上的冷却速度急速冷却，将所得到的该拉伸丝以0.005～3cN/dtex的张力卷绕。
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