JP3287430B2 - ポリエチレン繊維の処理方法 - Google Patents
ポリエチレン繊維の処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超高分子量ポリエチレン
延伸物の処理方法に関する。更には超高分子量ポリオレ
フィン延伸物にプラズマ放電処理を行った後、グリシジ
ルメタアクリレート及び又は無水マレイン酸溶液に浸漬
後紫外線照射するポリエチレン繊維の処理方法に関する
ものである。
延伸物の処理方法に関する。更には超高分子量ポリオレ
フィン延伸物にプラズマ放電処理を行った後、グリシジ
ルメタアクリレート及び又は無水マレイン酸溶液に浸漬
後紫外線照射するポリエチレン繊維の処理方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ポリエチレン繊維は、表面に極性基又は
反応性基に乏しいため、繊維強化プラスチック（以下、
ＦＲＰという）等の強化繊維として応用する場合、マト
リックスである樹脂とのぬれ性に乏しく、また繊維／マ
トリックス樹脂界面での接着性も低いことが知られてい
る。この様なぬれ性及び接着性に乏しい強化繊維を使用
した場合それを用いて成形したＦＲＰの機械特性は引張
り特性はもとより、曲げ、圧縮特性をも低下させる大き
な栗因となっている。さらには破壊じん性値、長期の疲
労特性等にも大きな影響を及ぼすことが知られている。
反応性基に乏しいため、繊維強化プラスチック（以下、
ＦＲＰという）等の強化繊維として応用する場合、マト
リックスである樹脂とのぬれ性に乏しく、また繊維／マ
トリックス樹脂界面での接着性も低いことが知られてい
る。この様なぬれ性及び接着性に乏しい強化繊維を使用
した場合それを用いて成形したＦＲＰの機械特性は引張
り特性はもとより、曲げ、圧縮特性をも低下させる大き
な栗因となっている。さらには破壊じん性値、長期の疲
労特性等にも大きな影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方これらの対策とし
てポリエチレン繊維表面をガス炎、加熱空気、加熱溶
媒、酸、フッ素処理、コロナ放電、紫外線、電子線、放
射線、プラズマ等種々の表面処理法により接着性を向上
させる試みがなされてきた。これらの共通した問題点
は、表面の接着性を上げるため処理度を上げるにつれ、
それが繊維内部にも及び繊維が本来持っていた高強度、
高弾性率を損なってしまうという相反関係である。ま
た、表面改質の別の手法として、特公昭３９−６３８４
号公報に示される様にポリエチレンとマレイン酸化合物
とを押出し機等を用いて溶融混合し、クラフト変性する
方法も提案されているが、超高分子量ポリエチレンの場
合は、汎用のポリエチレンと異なり極端に分子量が大き
いので溶融粘土が高く、均一混合が困難なこと及びポリ
エチレンは、グラフト変性時に架橋反応を起すので、こ
れより紡糸、延伸により、高強度、高弾性率化をするこ
とは殆ど不可能である。従って本発明の目的は超高分子
量ポリエチレン延伸物の機械特性を損なうことなく、表
面の接着性を改良することにある。
てポリエチレン繊維表面をガス炎、加熱空気、加熱溶
媒、酸、フッ素処理、コロナ放電、紫外線、電子線、放
射線、プラズマ等種々の表面処理法により接着性を向上
させる試みがなされてきた。これらの共通した問題点
は、表面の接着性を上げるため処理度を上げるにつれ、
それが繊維内部にも及び繊維が本来持っていた高強度、
高弾性率を損なってしまうという相反関係である。ま
た、表面改質の別の手法として、特公昭３９−６３８４
号公報に示される様にポリエチレンとマレイン酸化合物
とを押出し機等を用いて溶融混合し、クラフト変性する
方法も提案されているが、超高分子量ポリエチレンの場
合は、汎用のポリエチレンと異なり極端に分子量が大き
いので溶融粘土が高く、均一混合が困難なこと及びポリ
エチレンは、グラフト変性時に架橋反応を起すので、こ
れより紡糸、延伸により、高強度、高弾性率化をするこ
とは殆ど不可能である。従って本発明の目的は超高分子
量ポリエチレン延伸物の機械特性を損なうことなく、表
面の接着性を改良することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は超高分子量ポリ
エチレン延伸物を、プラズマ放電処理した後、０．１〜
５０ｍｇ／ｌのリボフラビンと１〜３０重量％の不飽和
カルボン酸の混合溶液に上記延伸物を浸漬後紫外線を１
０秒〜６０分間照射することにより、接着性に優れ、高
強度、高弾性率のポリエチレン繊維を提供するものであ
る。
エチレン延伸物を、プラズマ放電処理した後、０．１〜
５０ｍｇ／ｌのリボフラビンと１〜３０重量％の不飽和
カルボン酸の混合溶液に上記延伸物を浸漬後紫外線を１
０秒〜６０分間照射することにより、接着性に優れ、高
強度、高弾性率のポリエチレン繊維を提供するものであ
る。
【０００５】本発明に用いられるポリエチレン繊維とし
ては、例えば特開昭５５−１０７５０６号公報、特開昭
５６−１５４０８号公報に開示されるような製法を用い
て得ることができるが、その他の方法によることも可能
である。繊維の強度としては１．３ＧＰａ以上であるこ
とが望ましい。プラズマ放電処理をする時の減圧度は５
〜１０−５Ｔｏｒｒが好ましいが５〜７６０Ｔｏｒｒで
行なうことも可能である。また、不飽和カルボン酸の好
ましい例としては、グリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート、グリシジルフマレート、グリシジル
マレエート、無水マレイン酸などを挙げることができ
る。またこれらは混合使用することも可能である。また
不飽和カルボン酸の濃度は１〜２０重量％が好ましい。
ここに１％未満では処理効果か低くまた３０重量％を超
すと、不飽和カルボン酸の溶媒に対する溶解度に問題が
生ずるし、またグラフト量が多過ぎて、マトリックス樹
脂との接着性を逆に低下させる傾向を示す。
ては、例えば特開昭５５−１０７５０６号公報、特開昭
５６−１５４０８号公報に開示されるような製法を用い
て得ることができるが、その他の方法によることも可能
である。繊維の強度としては１．３ＧＰａ以上であるこ
とが望ましい。プラズマ放電処理をする時の減圧度は５
〜１０−５Ｔｏｒｒが好ましいが５〜７６０Ｔｏｒｒで
行なうことも可能である。また、不飽和カルボン酸の好
ましい例としては、グリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート、グリシジルフマレート、グリシジル
マレエート、無水マレイン酸などを挙げることができ
る。またこれらは混合使用することも可能である。また
不飽和カルボン酸の濃度は１〜２０重量％が好ましい。
ここに１％未満では処理効果か低くまた３０重量％を超
すと、不飽和カルボン酸の溶媒に対する溶解度に問題が
生ずるし、またグラフト量が多過ぎて、マトリックス樹
脂との接着性を逆に低下させる傾向を示す。
【０００６】リボフラビンは開始剤として使用されるが
その濃度は、０．１〜５０ｍｇ／ｌが好ましい。０．１
ｍｇ／ｌ未満では効果がなく５０ｍｇ／ｌを超すと飽和
して、経済的に問題となる。また紫外線照射時間は１０
秒から６０分の間が好ましい。１０秒以下では効果が低
く６０分以上ではグラフト量が多過ぎて、マトリックス
との接着性は逆に低下することになる。また長時間の照
射は工業的に生産性を低下さすことになる。
その濃度は、０．１〜５０ｍｇ／ｌが好ましい。０．１
ｍｇ／ｌ未満では効果がなく５０ｍｇ／ｌを超すと飽和
して、経済的に問題となる。また紫外線照射時間は１０
秒から６０分の間が好ましい。１０秒以下では効果が低
く６０分以上ではグラフト量が多過ぎて、マトリックス
との接着性は逆に低下することになる。また長時間の照
射は工業的に生産性を低下さすことになる。
【０００７】
【実施例】ヒラノ光音（株）製高周波プラズマ処理装置
を用いて、強度及び弾性率が２．５２ＧＰａ及び８３Ｇ
Ｐａ、繊度１２００ｄ／１１７０ｆの超高分子量ポリエ
チレンマルチフィラメントを１３．５ＭＨｚ、真空度３
×１０−３Ｔｏｒｒにて、アルゴンガスを流しながら出
力５０ｗにて３０秒間処理した。この糸を不飽カルボン
酸モノマー及び下記式のリボフラビン（開始剤）を溶解
した溶液に浸漬したまま、高圧水銀炉を１０分照射し
た。その後処理した繊維を各溶液の溶解で１２ｈｒソッ
クスレー抽出し、繊維表面のホモポリマーを溶解除去し
た、得られた試料を乾燥後繊維物製性及び接着性を評価
した。結果を表１に示す。
を用いて、強度及び弾性率が２．５２ＧＰａ及び８３Ｇ
Ｐａ、繊度１２００ｄ／１１７０ｆの超高分子量ポリエ
チレンマルチフィラメントを１３．５ＭＨｚ、真空度３
×１０−３Ｔｏｒｒにて、アルゴンガスを流しながら出
力５０ｗにて３０秒間処理した。この糸を不飽カルボン
酸モノマー及び下記式のリボフラビン（開始剤）を溶解
した溶液に浸漬したまま、高圧水銀炉を１０分照射し
た。その後処理した繊維を各溶液の溶解で１２ｈｒソッ
クスレー抽出し、繊維表面のホモポリマーを溶解除去し
た、得られた試料を乾燥後繊維物製性及び接着性を評価
した。結果を表１に示す。
【０００８】
【化１】
【０００９】（接着強度）接着性の評価は、引き抜き法
で行なった。各試料繊維をエポキシ樹脂に５ｍｍ埋め込
みＪＩＳ Ｌ−１０１７の接着力試験法（Ａ法 Ｔテス
ト）に準じて行なった。試料は以下の配合のエポキシ樹
脂を用い１３０℃×２ｈｒ硬化させて作成した。 エピコート−８２７（油化シエル） １００ エピキュア−ＹＨ−３００（油化シエル） ８０ ＥＭ１−２４
で行なった。各試料繊維をエポキシ樹脂に５ｍｍ埋め込
みＪＩＳ Ｌ−１０１７の接着力試験法（Ａ法 Ｔテス
ト）に準じて行なった。試料は以下の配合のエポキシ樹
脂を用い１３０℃×２ｈｒ硬化させて作成した。 エピコート−８２７（油化シエル） １００ エピキュア−ＹＨ−３００（油化シエル） ８０ ＥＭ１−２４
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】本発明によると、高強度、高弾性率ポリ
エチレン繊維は高い強度及び弾性率を保持したまま表面
の接着性を大幅に改善することを可能にした。
エチレン繊維は高い強度及び弾性率を保持したまま表面
の接着性を大幅に改善することを可能にした。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−6657（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−289266（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−97977（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D06M 14/00 - 14/36
Claims (1)
- 【請求項１】 超高分子量ポリエチレン延伸物をプラズ
マ放電処理した後、０．１〜５０ｍｇ／ｌのリボフラビ
ンと１〜３０重量％の不飽和カルボン酸の混合溶液に上
記延伸物を浸漬し、紫外線を１０秒〜６０分間照射する
ポリエチレン繊維の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16831993A JP3287430B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | ポリエチレン繊維の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16831993A JP3287430B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | ポリエチレン繊維の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346372A JPH06346372A (ja) | 1994-12-20 |
| JP3287430B2 true JP3287430B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=15865832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16831993A Expired - Fee Related JP3287430B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | ポリエチレン繊維の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3287430B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004176235A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-06-24 | Mitsui Chemicals Inc | 不織布およびフィルター濾材 |
| US9163335B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-10-20 | Honeywell International Inc. | High performance ballistic composites and method of making |
| US9023452B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-05-05 | Honeywell International Inc. | Rigid structural and low back face signature ballistic UD/articles and method of making |
| US9023451B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-05-05 | Honeywell International Inc. | Rigid structure UHMWPE UD and composite and the process of making |
| US9023450B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-05-05 | Honeywell International Inc. | High lap shear strength, low back face signature UD composite and the process of making |
| US9222864B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-12-29 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method to measure back face signature of armor |
| US9168719B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-10-27 | Honeywell International Inc. | Surface treated yarn and fabric with enhanced physical and adhesion properties and the process of making |
| KR101460446B1 (ko) * | 2013-07-24 | 2014-11-10 | 다이텍연구원 | 초고강도섬유직물의 고견뢰염색방법 |
| KR101940909B1 (ko) * | 2017-06-15 | 2019-01-22 | 다이텍연구원 | 우수한 일광견뢰도를 가지는 고강력 폴리에스터 태섬사 직물의 염색방법 |
| CN116477889B (zh) * | 2023-04-23 | 2024-05-14 | 中国水利水电第九工程局有限公司 | 一种基于珊瑚石骨料的引水隧洞混凝土及其施工方法 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP16831993A patent/JP3287430B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06346372A (ja) | 1994-12-20 |
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