JPH01162817A - Production of polyethylene fiber - Google Patents

Production of polyethylene fiber

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JPH01162817A
JPH01162817A JP31984887A JP31984887A JPH01162817A JP H01162817 A JPH01162817 A JP H01162817A JP 31984887 A JP31984887 A JP 31984887A JP 31984887 A JP31984887 A JP 31984887A JP H01162817 A JPH01162817 A JP H01162817A
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JP
Japan
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polyethylene
solution
yarn
strength
spinning
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JP31984887A
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Japanese (ja)
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Yutaka Nishikawa
西河 裕
Takehiko Mitsuyoshi
三吉 威彦
Kotaro Fujioka
藤岡 幸太郎
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject fiber of high strength and high modulus, low in creep, thus useful as an industrial fibrous material, by heat treatment at specified temperatures of a high-molecular weight polyethylene solution incorporated with an organic peroxide followed by spinning and then hot drawing of the resultant undrawn yarn. CONSTITUTION:A solution of polyethylene with a weight-average molecular weight of >=700,000 (pref. >=2,000,000), incorporated with pref. 0.05-10wt.% of an organic peroxide (e.g., di-t-butyl peroxide, pref. soluble in the solvents for polyethylene) is heat-treated at temperatures at or higher than the swelling temperature of said polyethylene followed by spinning. The resultant undrawn yarn is then put to hot drawing pref. at 100-160 deg.C by a factor of >=25, thus obtaining the objective fiber.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高強度・高弾性率を有し、かつクリープの低い
ポリエチレン繊維の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing polyethylene fibers having high strength, high modulus of elasticity, and low creep.

(従来の技術〉 ポリエチレン繊維は軽くて耐薬品性に優れる、比較的安
価であるなど産業用繊維素材としての優れた性質を有し
ている。
(Prior Art) Polyethylene fibers have excellent properties as industrial fiber materials, such as being light, having excellent chemical resistance, and being relatively inexpensive.

近年、産業用繊維素材としてこれを使用する製品の省エ
ネルギー化、高機能化に対応するため軽く、強度、弾性
率の高い糊維素材が要求されてきた。
In recent years, there has been a demand for glue fiber materials that are lightweight, have high strength, and have high elastic modulus in order to meet the demands for energy saving and high functionality of products that use them as industrial fiber materials.

この要求を満足するポリエチレン繊維を製造する方法と
して、高分子量ポリエチレンの溶)αを紡糸し、冷却し
て得たゲル状のフィラメントを高倍率に熱延伸する方法
が特開昭55−107506号公報、特開昭58−52
28号公報等に開示されている。
As a method for producing polyethylene fibers that satisfy this requirement, a method is disclosed in JP-A-55-107506 in which a high molecular weight polyethylene solution α is spun, cooled, and the obtained gel-like filament is hot-stretched to a high magnification. , Japanese Patent Publication No. 58-52
This is disclosed in Publication No. 28 and the like.

これらの方法で得られる高強度・高弾性率ポリエチレン
繊維は、その特性故に特に高い強度と高い弾性率が要求
される産業用繊維用途、例えばローブ、スリング、各珪
ゴム?i7強材、各種樹脂の補強材およびコンクリート
補強材などに有用性が期待されている。
The high-strength, high-modulus polyethylene fibers obtained by these methods can be used for industrial fiber applications that require particularly high strength and high modulus, such as lobes, slings, and various silica rubbers. It is expected to be useful for i7 reinforcement materials, various resin reinforcement materials, concrete reinforcement materials, etc.

しかしながら上記の方法で得られる高強度・高弾性率ポ
リエチレン繊維は高い強度を有してはいるが、通常のポ
リエチレン繊維と同様に荷重下での伸び、すなわちクリ
ープが高いという欠点を有する。このため産業用繊維素
材としてこれらの高強度・高弾性率ポリエチレン繊維を
用いた場合、多くの支障を生ずることになる。例えは、
これらの繊維を用いたローブは荷重により徐々に伸びて
くるという問題を生じる。また、これらの繊維を光ファ
イバー等のテンションメンバーとして用いた場合には、
張力を担うへぎテンションメンバーの伸びが時間ととも
に進行する。このため、テンションメンバーに支えられ
るべき光ファイバー等に張力がかかるようになり、その
機能が低下したり、破断に至るようになるなどである。
However, although the high-strength, high-modulus polyethylene fibers obtained by the above method have high strength, they have the same drawback as ordinary polyethylene fibers of high elongation under load, that is, high creep. Therefore, when these high-strength, high-modulus polyethylene fibers are used as industrial fiber materials, many problems occur. For example,
Lobes using these fibers have the problem of gradually stretching under load. In addition, when these fibers are used as tension members for optical fibers, etc.,
The Hegi tension member that carries the tension progresses over time. As a result, tension is applied to the optical fibers and the like that should be supported by the tension members, which may reduce their functionality or cause them to break.

そこで、上記のような高強度・高弾性率ポリエチレン繊
維のクリープ特性を改善できれは産業用繊維素材として
、その用途が大きく広がると考えられる。
Therefore, if the creep characteristics of high-strength, high-modulus polyethylene fibers as described above can be improved, their use as industrial fiber materials will be greatly expanded.

ポリエチレンのクリープ特性を改善する方法としては架
橋処理を行うことが知られている。
Crosslinking treatment is known as a method for improving the creep properties of polyethylene.

特開昭60−59172号公報にはポリエチレンの延伸
糸に、また特開昭60−240433号公報には延伸前
または延伸中のゲル状フィルムまたはテープに放射線を
照射し架橋処理を施す方法が記載されている。しかしな
がら、これらの方法では放射線を照射する際に架橋だけ
てなく分子鎖の切断も同時に起こり、強度の低下が避け
られない。
JP-A No. 60-59172 describes a method of applying radiation to a drawn polyethylene yarn, and JP-A No. 60-240433 describes a method of subjecting a gel-like film or tape to crosslinking treatment by irradiating radiation before or during stretching. has been done. However, in these methods, when irradiating with radiation, not only crosslinking but also molecular chain scission occurs at the same time, resulting in an unavoidable decrease in strength.

また、ジェー・デボア、エイチ・ジェー・ファンデンベ
ルグ、及びエイ・ジェー・ペニングス;ポリマー第25
巻513〜519ページ[J、  de  Boer、
H,J、van’de  Berg。
Also, J. DeBoer, H.J. Vandenberg, and A.J. Pennings; Polymer No. 25
Volume 513-519 [J, de Boer,
H, J. van'de Berg.

A、J、Pennings; POLYMER,V。A. J. Pennings; POLYMER, V.

1.25.P、513〜519コには乾燥したゲル状繊
維に溶剤に溶かした架橋剤を含浸させ溶剤をとばした後
延伸と同時に架橋処理を施す方法が記載されている。さ
らに特開昭61−293229号公報には耐熱性の改良
が目的であるが、ポリエチレンのゲル状物に架橋剤を含
浸させ成形する方法が記載されている。ところがこれら
の方法においては、延伸あるいは成形中に架橋が進むた
め配向、結晶化が阻害されて、やはり高強度・高弾性率
を得ることが困難である。
1.25. P, 513-519 disclose a method in which dried gel-like fibers are impregnated with a crosslinking agent dissolved in a solvent, the solvent is blown off, and then a crosslinking treatment is performed simultaneously with stretching. Further, JP-A-61-293229 describes a method of impregnating a polyethylene gel with a crosslinking agent and molding the material, the purpose of which is to improve heat resistance. However, in these methods, crosslinking progresses during stretching or molding, which inhibits orientation and crystallization, making it difficult to obtain high strength and high elastic modulus.

従って、上記のような方法で得られる架橋ポリエチレン
繊維は一般に機械的特性が多くの産業用′a維用途にお
いて充分とならない。
Therefore, crosslinked polyethylene fibers obtained by the above-described method generally do not have sufficient mechanical properties for many industrial fiber applications.

(本発明が解、決しようとする問題点)本発明の目的は
産業用繊維素材として有用な高強度、高弾性率を有し、
かつクリープの低いポリエチレン繊維の製造方法を提供
することにある。
(Problems to be solved by the present invention) The purpose of the present invention is to have high strength and high modulus of elasticity useful as an industrial fiber material.
Another object of the present invention is to provide a method for producing polyethylene fibers with low creep.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、有機過酸化物を混合した重量平均分子量が7
0万以上のポリエチレンの溶液を該ポリエチレンの膨潤
温度以上の温度で熱処理した後、紡糸広帯られた未延伸
糸を熱延伸することを特徴とするポリエチレン繊維の製
造方法を提供するものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides that the weight average molecular weight of the mixed organic peroxide is 7.
The present invention provides a method for producing polyethylene fibers, which comprises heat-treating a solution of polyethylene of 0,000 or more at a temperature equal to or higher than the swelling temperature of the polyethylene, and then hot-drawing the spun and wide-banded undrawn yarn.

本発明でいうポリエチレンとは、少量の例えば10モル
%以下のプロピレン、ブチレン、ペンテン、ヘキセン、
4−メチルペンテンなどの他のアルケンあるいはエチレ
ンと共重合しうるビニルモノマー等の1種あるいは2種
以上が共重合されたものであってもよい。
In the present invention, polyethylene refers to a small amount of propylene, butylene, pentene, hexene, for example, 10 mol% or less,
One or more types of vinyl monomers copolymerizable with other alkenes such as 4-methylpentene or ethylene may be copolymerized.

本発明の方法に用いるポリエチレンの分子量は重量平均
分子量が70万以上、好ましくは150万以上、さらに
好ましくは200万以上とする必要がある。
The weight average molecular weight of the polyethylene used in the method of the present invention needs to be 700,000 or more, preferably 1,500,000 or more, and more preferably 2,000,000 or more.

一般に分子量が高いほと繊維内部に分子鎖末端等の欠陥
部が少なくなり、強度が高くなるか、産業用繊維素材と
してなんら問題なく使用できるポリエチレン繊維を得る
ためには重量平均分子量が70万以上のポリエチレンを
用いる必要がある。
In general, the higher the molecular weight, the fewer defects such as molecular chain ends inside the fiber, and the higher the strength.In order to obtain polyethylene fiber that can be used as an industrial fiber material without any problems, the weight average molecular weight is 700,000 or more. polyethylene must be used.

本発明の方法では、まず有機過酸化物を混合した重量平
均分子量が70万以上であるポリエチレンの溶液を調製
する。
In the method of the present invention, first, a solution of polyethylene having a weight average molecular weight of 700,000 or more and mixed with an organic peroxide is prepared.

ポリエチレンの溶液を形成するために使用する溶剤とし
ては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水
素、ハロゲン化炭化水素およびこれらの混合物が挙げら
れるがこれらに限定されるものではない。通常ポリエチ
レンはこれらの溶剤をもってしても60°C以下では溶
解せず、100°C以上に加熱することが多いため低沸
点の溶剤は好ましくない。好適な溶剤としてはデカリン
、キシレン、テトラリン、ノナン、デカン、n−パラフ
ィン、灯油、パラフィンオイルなどが挙げられる。
Solvents used to form the solution of polyethylene include, but are not limited to, aliphatic hydrocarbons, cycloaliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and mixtures thereof. . Normally, even with these solvents, polyethylene does not dissolve at temperatures below 60°C and is often heated to temperatures above 100°C, so low boiling point solvents are not preferred. Suitable solvents include decalin, xylene, tetralin, nonane, decane, n-paraffin, kerosene, paraffin oil, and the like.

また、パラフィンワックスおよびナフタレンなどの常温
で固体のものも使用し得る。
Moreover, those that are solid at room temperature such as paraffin wax and naphthalene can also be used.

ポリエチレン溶液のポリエチレン濃度には特に限定はな
く溶解時の均一性、紡糸時の吐出安定性、曳糸性、糸条
走行性および延伸時の製糸性なとの面から適切な溶液粘
度となるように選択されるが、1〜15重塁%の範囲が
適当である。
There is no particular limitation on the polyethylene concentration of the polyethylene solution, and the solution viscosity is determined to be appropriate from the viewpoints of uniformity during dissolution, ejection stability during spinning, spinnability, yarn runnability, and spinnability during drawing. However, a range of 1 to 15% double bases is appropriate.

本発明で用いる有機過酸化物はポリエチレン溶液中のポ
リエチレンをポリエチレンの膨潤温度以上の温度におけ
る熱処理で架橋することのできるものであればよく、特
に限定はないが、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ−
クミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル
−2゜5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1
,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3゜3.5−)リ
メチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロ
ビルカーボネート、ベンゾイルパーオキサイドなどの上
記ポリエチレンの溶剤に溶解しろるものが好ましい。
The organic peroxide used in the present invention is not particularly limited as long as it can crosslink polyethylene in a polyethylene solution by heat treatment at a temperature higher than the swelling temperature of polyethylene, but di-t-butyl peroxide, di-t-butyl peroxide, G
cumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2°5-di(t-butylperoxy)hexane-3,
t-Butylperoxy-2-ethylhexanoate, 1
, 1-bis(t-butylperoxy)3°3.5-)limethylcyclohexane, t-butylperoxyisopropyl carbonate, benzoyl peroxide, and the like which are soluble in the above-mentioned polyethylene solvents are preferred.

有機過酸化物の混合量は有機過酸化物の種類、熱処理温
度等によって異なり特に限定はないが、ポリエチレンに
対して0.02〜15重量%、特に好ましくは帆 05
〜10重竜%の範囲が適切である。
The amount of organic peroxide mixed varies depending on the type of organic peroxide, heat treatment temperature, etc., and is not particularly limited, but is preferably 0.02 to 15% by weight based on polyethylene, particularly preferably 05
A range of ~10% is appropriate.

有機過酸化物の混合量が少ないとポリエチレンの架橋が
起こりにくく、クリープ抑制効果が小さくなる。また、
有機過酸化物の混合量が多いと架橋の程度か強くなり過
ぎるために溶液の粘度が高くなり紡糸が困難となったり
、延伸による配向、結晶化が阻害され高強度、高弾性率
の延伸糸を得にくくなる。
If the amount of organic peroxide mixed is small, crosslinking of polyethylene will be difficult to occur, and the creep suppressing effect will be reduced. Also,
If a large amount of organic peroxide is mixed, the degree of crosslinking becomes too strong, which increases the viscosity of the solution and makes spinning difficult. Orientation and crystallization during stretching are inhibited, resulting in drawn yarn with high strength and high elastic modulus. It becomes difficult to obtain.

有機過酸化物をポリマ溶液に混合する方法としては、ポ
リマと同時に溶剤に添加して混合してもよいし、紡糸ま
での適当な時期ごこポリエチレンの溶)夜に混合しても
よい。
The organic peroxide may be mixed into the polymer solution by adding it to the solvent at the same time as the polymer, or it may be mixed at an appropriate time before spinning (during the polyethylene solution).

また、架橋を促進するために一般的に用いられる架橋助
剤を有機過酸化物とともに使用することはなんら問題と
ならない。
Furthermore, there is no problem in using a crosslinking aid that is commonly used to promote crosslinking together with an organic peroxide.

本発明において有機過酸化物を混合したポリマ溶液を調
製した後、紡糸までに該溶液を用いたポリエチレンの膨
潤温度以上の温度で熱処理する必要がある。
In the present invention, after preparing a polymer solution mixed with an organic peroxide, it is necessary to heat-treat the solution at a temperature equal to or higher than the swelling temperature of the polyethylene used in the solution before spinning.

この熱処理により有機過酸化物を反応させ、ポリエチレ
ンを架橋するのであるが、温度を膨潤温度以上とすれば
、架橋がポリエチレン分子が広がった状態で進行する。
This heat treatment causes the organic peroxide to react and crosslinks the polyethylene, but if the temperature is set above the swelling temperature, the crosslinking will proceed with the polyethylene molecules spread out.

このためバルクの場合と比較して各ポリエチレンの分子
は近傍の分子との接点が少なくり、架橋の程度を軽度に
てきる。従って、ポリエチレンの膨潤温度以上で熱処理
された有機過酸化物混合ポリエチレン溶液は粘度が架橋
を施されていないポリエチレン溶液より若干高くなるも
のの、適当な曳糸性を保持し、通常の紡糸及びそれに続
く延伸が可能である。
Therefore, compared to the bulk case, each polyethylene molecule has fewer contact points with neighboring molecules, and the degree of crosslinking is reduced. Therefore, although the viscosity of an organic peroxide-mixed polyethylene solution heat-treated above the swelling temperature of polyethylene is slightly higher than that of a non-crosslinked polyethylene solution, it maintains appropriate spinnability and can be used for normal spinning and subsequent spinning. Stretching is possible.

なお、本発明でいう膨潤温度とは紡糸に用いるポリマと
溶剤の絹合せにおいて、ポリマな溶剤中に15分間浸漬
したとき乾燥したポリマに対するポリマに吸収された溶
剤の重量分率(膨潤度)が、400%になる温度のこと
である。
In addition, the swelling temperature in the present invention refers to the temperature at which the weight fraction (swelling degree) of the solvent absorbed by the polymer relative to the dry polymer when the silk is immersed in a polymeric solvent for 15 minutes is the , 400%.

上記の熱処理は有機過酸化物が反応するのに十分な時間
続けることが必要であるが、この時間は有機過酸化物の
種類、熱処理温度などにより異なり、事前の実験により
適切な時間を容易に決めることができる。
The above heat treatment needs to be continued for a sufficient time for the organic peroxide to react, but this time varies depending on the type of organic peroxide, heat treatment temperature, etc., and it is easy to determine the appropriate time by prior experimentation. You can decide.

本発明の方法において、上記のポリエチレン溶液を通常
のギヤポンプと紡糸ノズルを用いてtTJJlt状に吐
出させ、冷却固化させて繊維化するが、この紡糸方法と
してはいわゆる乾式紡糸、湿式紡糸、ノズルから押出さ
れた溶液を一旦気体部分を通過させた後、凝固浴に導き
糸条な凝固させるいわゆる乾湿式紡糸、ノズルから押出
された溶液を冷却して、−旦ゴム状ゲル糸条を形成させ
るいわゆるゲル紡糸、ノズルから押出された溶液を冷却
剤と凝固剤からなる浴に導き、ゲル化、凝固させる特開
昭61−113813号公報に記載の紡糸方法(以下ゲ
ル湿式紡糸と呼ぶ)などが適用できるが、特にこれらの
方法に限定されるものではない。ただし、高い引張強度
のポリエチレンフィラメントが得やすいことおよび単糸
間融着の少ないポリエチレンマルチフィラメントが得や
すいことからゲル湿式紡糸を適用するのが好ましい。な
ぜならポリエチレンマルチフィラメントに単糸間の融着
が多いとフィラメント全体の引張強度が低下するばかり
か樹脂との接着性が低下したり、加熱時の強力利用率が
低下したりするなどの問題が起こるからである。
In the method of the present invention, the above-mentioned polyethylene solution is discharged in the form of tTJJlt using an ordinary gear pump and a spinning nozzle, and is cooled and solidified to form fibers. After the solution is passed through a gaseous region, it is introduced into a coagulation bath and coagulated into threads using the so-called dry-wet spinning process.The solution extruded from the nozzle is cooled to form a rubbery gel thread. The spinning method described in JP-A-61-113813 (hereinafter referred to as gel wet spinning), in which the solution extruded from a spinning nozzle is introduced into a bath consisting of a cooling agent and a coagulant to gel and solidify, can be applied. However, the method is not particularly limited to these methods. However, it is preferable to apply gel wet spinning because it is easy to obtain polyethylene filaments with high tensile strength and polyethylene multifilaments with less fusion between single filaments. This is because if there is a lot of fusion between single filaments in polyethylene multifilament, problems such as not only the tensile strength of the entire filament will decrease, but also the adhesiveness with the resin will decrease, and the strength utilization rate during heating will decrease. It is from.

上記方法で紡糸された糸条に溶剤が残存する場合、抽出
剤により残存溶剤を抽出するのが好ましい。糸条中の残
存溶剤を乾燥または熱延伸等の方法で除去すると、溶剤
が蒸発する際に単糸間融着が生じることがあるからであ
る。抽出剤により糸条中の残存溶剤を除去すれは乾燥、
熱延伸を行っても単糸間融着は生しない。
When the solvent remains in the yarn spun by the above method, it is preferable to extract the remaining solvent with an extractant. This is because if the residual solvent in the yarn is removed by a method such as drying or hot stretching, fusion between single yarns may occur when the solvent evaporates. The residual solvent in the yarn is removed using an extractant and the yarn is dried.
Even if hot stretching is performed, no inter-filament fusion occurs.

なお、抽出糸条は乾燥により抽出剤を除去した方が、後
の熱延伸工程において製糸性が良くなるので好ましい。
Note that it is preferable to remove the extractant from the extracted yarn by drying, since this improves the spinning properties in the subsequent hot stretching step.

上記の方法で得られたポリエチレン未延伸糸は引続き熱
延伸に供される必要がある。
The undrawn polyethylene yarn obtained by the above method needs to be subsequently subjected to hot drawing.

通常、架橋処理されたポリマは3次元網目構造をとるた
め、未配向のものでもほとんど延伸できない。ところが
本発明の方法により得られる架橋未延伸糸は架橋の程度
がごくわずかであるために高い延伸倍率を採用すること
ができる。さらに、延伸による配向、結晶化の阻害の程
度も少ない。
Usually, crosslinked polymers have a three-dimensional network structure, so even unoriented polymers can hardly be stretched. However, since the crosslinked undrawn yarn obtained by the method of the present invention has a very slight degree of crosslinking, a high drawing ratio can be employed. Furthermore, the degree of inhibition of orientation and crystallization due to stretching is also small.

また、このポリエチレン未延伸糸は冷延伸でも延伸する
ことはできるが、この場合、産業用繊維素材としてなん
ら問題なく使用できるような高強度、高弾性率のポリエ
チレン繊維を得ることができない。
Further, although this undrawn polyethylene yarn can be drawn by cold drawing, in this case, it is not possible to obtain a polyethylene fiber with high strength and high elastic modulus that can be used as an industrial fiber material without any problems.

このポリエチレン未延伸糸の熱延伸における延伸温度に
は特に限定はないが、80〜160°Cの範囲が好まし
く、さらに好ましくは100〜160°Cである。なお
、延伸時の加熱媒体としては加熱ロール、熱板、加熱気
体浴、加熱液体浴および加熱ビンなどが挙げられるがこ
れらに限定されるものではない。
Although there is no particular limitation on the drawing temperature in the hot drawing of this undrawn polyethylene yarn, it is preferably in the range of 80 to 160°C, more preferably 100 to 160°C. In addition, examples of the heating medium during stretching include, but are not limited to, a heating roll, a hot plate, a heated gas bath, a heated liquid bath, and a heating bottle.

熱延伸における延伸倍率は高強度・高弾性率か得られる
よう10倍以上、好ましくは20倍以上さらに好ましく
は25倍以上に設定するのが適当である。なお、延伸は
1段でも多段で行ってもよい。
The stretching ratio in hot stretching is suitably set to 10 times or more, preferably 20 times or more, and more preferably 25 times or more so as to obtain high strength and high elastic modulus. Note that the stretching may be performed in one stage or in multiple stages.

本発明の方法を適用すると単糸強度30 g/d以上、
単糸ヤング率1000 g / d以上で、かつ20°
Cにおいて破断強力の1/10の荷重下に60日日間−
た時のクリープが2%以下であるポリエチレン繊維が容
易に得られ、また単糸強度40g/d以上、単糸ヤング
率1400g/d以上で、かつ20℃において破断強力
の1/10の荷重下に60日日間−た時のクリープが1
%以下であるポリエチレン繊維を得ることもできる。
When the method of the present invention is applied, the single yarn strength is 30 g/d or more,
Single yarn Young's modulus of 1000 g/d or more and 20°
60 days under a load of 1/10 of the breaking strength at C.
It is easy to obtain polyethylene fibers that have a creep of 2% or less when broken, and have a single yarn strength of 40 g/d or more, a single yarn Young's modulus of 1400 g/d or more, and under a load of 1/10 of the breaking strength at 20°C. The creep for 60 days is 1
% or less can also be obtained.

(実施例) 次に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。なお、引張強度、初
期弾性率およびクリープは次の条件で測定した。
(Example) Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, tensile strength, initial elastic modulus, and creep were measured under the following conditions.

引張強度、初期弾性率測定条件 測定雰囲気:20°C1相対湿度65%装置   :東
洋ボールドウィン社製 テンシロンUTM−4引張試験機 試料   :単糸250mm 引張速度 : 300 mm/分 初期弾性率二強伸度曲線の原点における傾きから求めた
Tensile strength and initial elastic modulus measurement conditions Measurement atmosphere: 20°C, relative humidity 65% Equipment: Tensilon UTM-4 tensile tester manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd. Sample: Single yarn 250 mm Tensile speed: 300 mm/min Initial elastic modulus Double strength elongation It was determined from the slope at the origin of the curve.

クリープ測定条件 測定雰囲気:20°C1相対湿度65%荷重   :破
断強力の1/10 なお、ここでいう破断強力とは単糸引張強度と繊度の積
を意味する。また、クリープは次式により求めた。
Creep measurement conditions Measurement atmosphere: 20° C. 1 Relative humidity 65% Load: 1/10 of breaking strength Note that breaking strength here means the product of single yarn tensile strength and fineness. In addition, creep was determined using the following formula.

L8:サンプルに荷重をかけた直後の 長さ(初期長) L :60日間サンプルに荷重をかけ、荷重がかかった
状態で測定した 長さ (実施例1) 重量平均分子量が300万の直鎖状高密度ポリエチレン
とこのポリエチレンの1重量%の2,5−ジメチル−2
,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンを灯油に1
80℃の温度で溶解し、同し温度で90分間撹拌しなが
ら熱処理を施して5゜0重量%のポリエチレン溶液を調
製した。
L8: Length immediately after applying a load to the sample (initial length) L: Length measured after applying a load to the sample for 60 days (Example 1) Straight chain with a weight average molecular weight of 3 million high-density polyethylene and 1% by weight of 2,5-dimethyl-2 of this polyethylene.
,5-di(t-butylperoxy)hexane in kerosene
The polyethylene solution was dissolved at a temperature of 80°C and heat-treated at the same temperature for 90 minutes with stirring to prepare a 5% by weight polyethylene solution.

ここで用いたポリマと溶剤の組合せにおける膨潤温度は
107°Cであった。また、2,5−ジメチル−2,5
−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンの180℃にお
ける半減期は約1分であるから、溶液中で既に分解が終
了しているものと考えられる。
The swelling temperature of the combination of polymer and solvent used here was 107°C. Also, 2,5-dimethyl-2,5
Since the half-life of -di(t-butylperoxy)hexane at 180°C is about 1 minute, it is considered that the decomposition has already been completed in the solution.

この溶液を170℃て孔径1mm、孔数10のノズルか
ら5mmの距離だけ空気層を通過させた後、上層が水、
下層が三塩化三フッ化エタンて構成された2層措造の紡
糸浴で冷却後、凝固させ集束して凝固糸条を得た。紡糸
浴の温度は10°Cであり、上層(水)の厚さが80m
m、下層(三塩化三フッ化エタン)の厚さを230mm
とした。
After passing this solution through an air layer at 170°C and a distance of 5 mm from a nozzle with a hole diameter of 1 mm and 10 holes, the upper layer was water,
After cooling in a two-layer spinning bath in which the lower layer was composed of trichlorotrifluoroethane, the mixture was coagulated and bundled to obtain a coagulated yarn. The temperature of the spinning bath was 10°C, and the thickness of the upper layer (water) was 80 m.
m, the thickness of the lower layer (trichloride trifluoride ethane) is 230 mm
And so.

また、凝固した糸条は7.5m/分て引取った。Further, the coagulated yarn was pulled off at a rate of 7.5 m/min.

前記凝固糸条を引続き5°Cの三塩化三フッ化エタンか
らなる抽出浴を通し、糸条中に残存する灯油を抽出して
、乾燥後、135°Cの熱板を用いて、10倍に延伸し
てからワインダーで巻取った。
The coagulated thread was then passed through an extraction bath of trichlorotrifluoroethane at 5°C to extract the kerosene remaining in the thread, and after drying, it was heated 10 times using a hot plate at 135°C. After stretching it, it was wound up with a winder.

この1段延伸糸をさらに145°Cの熱板を用いて5倍
に延伸した結果、糸物性は次のとうりであった。
This one-stage drawn yarn was further stretched five times using a hot plate at 145°C, and the yarn physical properties were as follows.

単糸繊度      :  1.3d 単糸引張強度    :51g/d 単糸初期弾性率   :  1640g/dこの延伸系
に破断強力の1/10の荷重をかけ20℃で60日間放
置したが、クリープはQ、  27%と小さなものであ
った。
Single yarn fineness: 1.3 d Single yarn tensile strength: 51 g/d Single yarn initial elastic modulus: 1640 g/d A load of 1/10 of the breaking strength was applied to this drawn system and it was left at 20°C for 60 days, but the creep was , was small at 27%.

(比較例1) 2.5−ジメチル−2,5−シ(t−ブチルパーオキシ
)ヘキサンを入れないことおよび紡糸に連続した1段延
伸の倍率を10倍とした以外は実施例1とまったく同様
に紡糸、抽出、乾;桑し、1段延伸した糸を得た。この
1段延伸糸をさらに145°Cの熱板を用いて6倍に延
伸した。
(Comparative Example 1) Same as Example 1 except that 2,5-dimethyl-2,5-cy(t-butylperoxy)hexane was not added and the magnification of the first drawing step following spinning was 10 times. A yarn was similarly spun, extracted, dried, mulled, and drawn in one stage. This single-stage drawn yarn was further drawn six times using a hot plate at 145°C.

得られた延伸糸は強度56g/d、ヤング率1780g
/dと高い物性を示したが、20°Cて破断強力の1/
10の荷重下に60日日間−たときのクリープは4.2
7%と高い値であった。
The obtained drawn yarn has a strength of 56 g/d and a Young's modulus of 1780 g.
/d, but the breaking strength was 1/1/2 at 20°C.
Creep is 4.2 when kept under a load of 10 for 60 days.
It was a high value of 7%.

(比較例2〉 重量平均分子量が15万の直鎖状高密度ポリエチレンと
このポリエチレンの1重量%の2,5−ジメチル−2,
5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンを灯油に17
0℃の温度で溶解し、90分間撹拌して15重量%のポ
リエチレン溶液を調製した。なお、ここで用いたポリマ
と溶剤の絹合せにおける膨潤温度は93°Cてあった。
(Comparative Example 2) Linear high-density polyethylene with a weight average molecular weight of 150,000 and 1% by weight of 2,5-dimethyl-2,
17 5-di(t-butylperoxy)hexane in kerosene
A 15% by weight polyethylene solution was prepared by dissolving at a temperature of 0° C. and stirring for 90 minutes. Note that the swelling temperature of the polymer and solvent used here in the silk combination was 93°C.

この溶液を実施例1と同様の方法で紡糸、抽出し、乾燥
した糸条な延伸せずにワインダーて巻取った。
This solution was spun and extracted in the same manner as in Example 1, and wound into a winder without being drawn into a dry yarn.

次に得られた未延伸糸を135°Cの熱板を用いて35
倍に延伸した。この延伸糸はポリマの分子量が低いため
強度14 g/d、ヤング率440g/dという低い物
性であった。また、20℃て破断強力の1/10の荷重
をかけて放置すると3日目でクリープブが5%を超えて
しまった。
Next, the obtained undrawn yarn was heated to 35°C using a hot plate at 135°C.
Stretched twice. This drawn yarn had low physical properties such as strength of 14 g/d and Young's modulus of 440 g/d due to the low molecular weight of the polymer. Furthermore, when left at 20° C. under a load of 1/10 of the breaking strength, the creep exceeded 5% on the third day.

(発明の効果) 以上のように本発明の方法によれは産業用繊維素材とし
て有用な高強度・高弾性率を有し、かつクリープの低い
新規なポリエチレン繊維を得ることができる。
(Effects of the Invention) As described above, by the method of the present invention, it is possible to obtain a novel polyethylene fiber that has high strength and high modulus and has low creep, which is useful as an industrial fiber material.

社寺許よ騎人  東し本もへ冷ネ[Shrines and temples, knights.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 有機過酸化物を混合した重量平均分子量が70万以上の
ポリエチレンの溶液を該ポリエチレンの膨潤温度以上の
温度で熱処理した後、紡糸し、得られた未延伸糸を熱延
伸することを特徴とするポリエチレン繊維の製造方法。
A solution of polyethylene with a weight average molecular weight of 700,000 or more mixed with an organic peroxide is heat-treated at a temperature higher than the swelling temperature of the polyethylene, and then spun, and the resulting undrawn yarn is hot-stretched. Method for producing polyethylene fiber.
JP31984887A 1987-12-16 1987-12-16 Production of polyethylene fiber Pending JPH01162817A (en)

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