JPH03137215A - ポリエチレン繊維の製造方法 - Google Patents
ポリエチレン繊維の製造方法Info
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- JPH03137215A JPH03137215A JP27421789A JP27421789A JPH03137215A JP H03137215 A JPH03137215 A JP H03137215A JP 27421789 A JP27421789 A JP 27421789A JP 27421789 A JP27421789 A JP 27421789A JP H03137215 A JPH03137215 A JP H03137215A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はポリエチレン繊維の製造方法に関するものであ
り、さらに詳しくは、産業用繊維素材として使用できる
高強度のポリエチレン繊維を工業的規模で極めて安定に
製造することを目的としたポリエチレン繊維の製造方法
に関するものである。
り、さらに詳しくは、産業用繊維素材として使用できる
高強度のポリエチレン繊維を工業的規模で極めて安定に
製造することを目的としたポリエチレン繊維の製造方法
に関するものである。
[従来の技術]
高分子量ポリエチレンの溶液を紡糸し、得られた未延伸
糸条を高倍率に延伸することにより高強度ポリエチレン
繊維が得られることが知られている。例えば、特開昭5
5−10756号公報、特開昭56−15408号公報
、特開昭59−216912〜216914号公報、特
開昭58−5228号公報、特開昭59−130314
号公報に上記の方法が開示されている。
糸条を高倍率に延伸することにより高強度ポリエチレン
繊維が得られることが知られている。例えば、特開昭5
5−10756号公報、特開昭56−15408号公報
、特開昭59−216912〜216914号公報、特
開昭58−5228号公報、特開昭59−130314
号公報に上記の方法が開示されている。
[発明が解決しようとする課題]
前記高強度ポリエチレン繊維の製造技術を工業的規模で
利用するためには製糸の安定性、すなわち長時間糸切れ
せず均一な糸が得られることが必要である。しかしなが
ら前記の特開昭55−10756号公報、特開昭56−
15408号公報、特開昭59−216912〜216
914号公報、特開昭58−5228号公報、特開昭5
9−130314号公報に記載された従来技術では製糸
工程における糸の安定性が不十分であった。すなわち、
特に高強度を得るために10倍以上の高倍率に延伸する
場合、延伸・張力が極めて大きくなる。したがって、糸
のわずかな斑や傷などで糸切れが起こり、長時間安定し
て延伸することができないという課題を有していた。
利用するためには製糸の安定性、すなわち長時間糸切れ
せず均一な糸が得られることが必要である。しかしなが
ら前記の特開昭55−10756号公報、特開昭56−
15408号公報、特開昭59−216912〜216
914号公報、特開昭58−5228号公報、特開昭5
9−130314号公報に記載された従来技術では製糸
工程における糸の安定性が不十分であった。すなわち、
特に高強度を得るために10倍以上の高倍率に延伸する
場合、延伸・張力が極めて大きくなる。したがって、糸
のわずかな斑や傷などで糸切れが起こり、長時間安定し
て延伸することができないという課題を有していた。
本発明は、高分子量のポリエチレン溶液から極めて安定
して高強度ポリエチレン繊維を得る方法を提供すること
にある。
して高強度ポリエチレン繊維を得る方法を提供すること
にある。
[課題を解決するための手段]
本発明は、ポリエチレン繊維の製造方法において、重量
平均分子量が70万以上のポリエチレン溶液を紡糸口金
から吐出した糸条を不活性気体層を経て液体紡糸浴に導
入し、該糸条を冷却および抽出を行ない引取りローラで
引取った後乾燥し、引続いて熱延伸するものであって、
かつ前記ポリエチレン溶液が通過する不活性気体層の距
離(L cm)と紡糸ドラフト(D)が、D/L≧0.
4 D≦12 L≧1 を満たすことを特徴とするポリエチレン繊維の製造方法
に関するものである。
平均分子量が70万以上のポリエチレン溶液を紡糸口金
から吐出した糸条を不活性気体層を経て液体紡糸浴に導
入し、該糸条を冷却および抽出を行ない引取りローラで
引取った後乾燥し、引続いて熱延伸するものであって、
かつ前記ポリエチレン溶液が通過する不活性気体層の距
離(L cm)と紡糸ドラフト(D)が、D/L≧0.
4 D≦12 L≧1 を満たすことを特徴とするポリエチレン繊維の製造方法
に関するものである。
本発明で用いるポリエチレンは本発明の効果を損なわな
い範囲内で少量の例えば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、あるいは少量のポリプロピレン、ポリブテン−1等
のポリオレフィンをポリエチレンと混合したものであっ
てもよい。また、耐光、耐熱、難燃、制電、染色性など
を向上させる目的で改質剤を20重量%以下添加したも
のでもよい。
い範囲内で少量の例えば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、あるいは少量のポリプロピレン、ポリブテン−1等
のポリオレフィンをポリエチレンと混合したものであっ
てもよい。また、耐光、耐熱、難燃、制電、染色性など
を向上させる目的で改質剤を20重量%以下添加したも
のでもよい。
本発明で使用するポリエチレンの分子量は重量平均分子
量で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。
量で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。
一般に分子量が高いほど繊維内部に分子鎖末端等の欠陥
部が少なくなり、強度が高くなるが、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。
部が少なくなり、強度が高くなるが、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。
本発明のポリエチレン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℃以下で
は溶解せず、100℃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、石油系ソルベント、パラフィンオイルお
よびこれら2種以上の混合物などが挙げられる。また、
パラフィンワックスおよびナフタリンなどの常温で固体
のものも使用し得る。
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℃以下で
は溶解せず、100℃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、石油系ソルベント、パラフィンオイルお
よびこれら2種以上の混合物などが挙げられる。また、
パラフィンワックスおよびナフタリンなどの常温で固体
のものも使用し得る。
これら好適な溶剤のうちでも常温で液体の溶剤が抽出剤
で抽出されやすいのでさらに好ましい。
で抽出されやすいのでさらに好ましい。
本発明における紡糸温度には特に限定はなく紡糸時の吐
出安定性、曳糸性などの面から適切な溶液粘度(100
0〜10000po i s e。
出安定性、曳糸性などの面から適切な溶液粘度(100
0〜10000po i s e。
好ましくは2000〜8000po i s e)とな
るように温度が選択される。この温度は溶剤の種類やポ
リエチレンの分子量、ポリエチレンの濃度によって異な
るが、通常120〜250℃の範囲が適切である。
るように温度が選択される。この温度は溶剤の種類やポ
リエチレンの分子量、ポリエチレンの濃度によって異な
るが、通常120〜250℃の範囲が適切である。
本発明の方法を実施するに際しては、まずポリエチレン
溶液を紡糸ノズルから不活性気体層を通して紡糸浴中に
押出す。ここでいう不活性気体とはノズルから押出され
たポリエチレンの繊維状溶液を凝固させたり、該繊′維
状溶液と化学反応を生じさせたりしない常温で気体の物
質を意味し、空気あるいは窒素が適当である。
溶液を紡糸ノズルから不活性気体層を通して紡糸浴中に
押出す。ここでいう不活性気体とはノズルから押出され
たポリエチレンの繊維状溶液を凝固させたり、該繊′維
状溶液と化学反応を生じさせたりしない常温で気体の物
質を意味し、空気あるいは窒素が適当である。
5
6−
ここで、繊維状溶液が上記不活性気体層中を通過する距
離L (cm)と紡糸ドラフト(D)が、 D/L≧0. 4 D≦12 L≧1 を満たす必要がある。なお、ここでいう紡糸ドラフトと
は口金吐出線速度と紡糸引取り速度の比(紡糸引取り速
度/口金吐出線速度)を意味する。
離L (cm)と紡糸ドラフト(D)が、 D/L≧0. 4 D≦12 L≧1 を満たす必要がある。なお、ここでいう紡糸ドラフトと
は口金吐出線速度と紡糸引取り速度の比(紡糸引取り速
度/口金吐出線速度)を意味する。
D/Lが0.4未満であると紡糸張力が低くなり、ノズ
ルから押し出された繊維状溶液の安定走行が難しくなる
。すなわち、糸ゆれが大きくなり紡糸での糸切れが頻繁
になったり、繊度斑が生じて後の延伸工程での製糸安定
性が著しく悪くなったりする。また、Dが12を越える
と紡糸張力が高くなりすぎて糸切れが生じやすく、安定
した紡糸を行なうことが出来ない。また、Lが1cm未
満であると紡糸浴の液面変動によりノズルに紡糸浴の液
面が接しノズルが冷却されるため、糸切れを生じること
がある。
ルから押し出された繊維状溶液の安定走行が難しくなる
。すなわち、糸ゆれが大きくなり紡糸での糸切れが頻繁
になったり、繊度斑が生じて後の延伸工程での製糸安定
性が著しく悪くなったりする。また、Dが12を越える
と紡糸張力が高くなりすぎて糸切れが生じやすく、安定
した紡糸を行なうことが出来ない。また、Lが1cm未
満であると紡糸浴の液面変動によりノズルに紡糸浴の液
面が接しノズルが冷却されるため、糸切れを生じること
がある。
本発明における紡糸浴とは一般に用いられる冷却浴、凝
固浴などを意味するが、特開昭61113813に記載
された上層が溶剤と非相溶性の冷却剤、下層が該冷却液
よりも高比重で溶剤と相溶性でかつ該冷却剤と非相溶性
である凝固剤からなる2層構造の浴を用いてもよい。
固浴などを意味するが、特開昭61113813に記載
された上層が溶剤と非相溶性の冷却剤、下層が該冷却液
よりも高比重で溶剤と相溶性でかつ該冷却剤と非相溶性
である凝固剤からなる2層構造の浴を用いてもよい。
紡糸浴が冷却浴の場合がいわゆるゲル紡糸であり、凝固
浴を用いた場合がいわゆる乾湿式紡糸である。高い強度
のポリエチレン繊維を得やすいことから特開昭61−1
13813に記載の方法を用いるのが好ましい。
浴を用いた場合がいわゆる乾湿式紡糸である。高い強度
のポリエチレン繊維を得やすいことから特開昭61−1
13813に記載の方法を用いるのが好ましい。
次に、紡糸浴を通した糸条を引続き抽出剤中に導き、糸
条中の溶剤を抽出除去した後、乾燥して乾燥糸条となす
。糸条中に溶剤や抽出剤が残っていると延伸倍率が低く
なり高強度のポリエチレン繊維が得られなかったり、製
糸性が悪くなったりすることがある。
条中の溶剤を抽出除去した後、乾燥して乾燥糸条となす
。糸条中に溶剤や抽出剤が残っていると延伸倍率が低く
なり高強度のポリエチレン繊維が得られなかったり、製
糸性が悪くなったりすることがある。
上記の乾燥糸条を熱延伸し高強度のポリエチレン繊維と
するが、熱延伸における延伸倍率は、産業用繊維素材と
して十分使用できる強度を得るため10倍以上とするこ
とが好ましく、20倍以上とするのがさらに好ましい。
するが、熱延伸における延伸倍率は、産業用繊維素材と
して十分使用できる強度を得るため10倍以上とするこ
とが好ましく、20倍以上とするのがさらに好ましい。
[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。
はこれに限定されるものではない。
なお、以下に示されるポリエチレン繊維の強度および初
期弾性率は次の条件で測定した。
期弾性率は次の条件で測定した。
測定雰囲気:20℃、相対湿度65%
測定機器 :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 :300mm/分
初期弾性率二強伸度曲線の原点における傾きがら求めた
。
。
(実施例1〜3、比較例1)
重量平均分子量が300万の直鎖状高密度ポリエチレン
を灯油に190℃の温度で溶解し、7.0重量%溶液を
調整した。この溶液を180℃で孔径1mm、孔数10
のノズルから吐出量30cc/分で押し出し、第1表に
記載の距離(L)の空気層を通過させた後、上層が水(
深さ10cm)、下層が三塩化三フッ化エタンで構成さ
れた10℃の2層構造の紡糸浴で冷却後、凝固させ15
m/分の速度で引取り凝固糸条を得た。引続き連続して
5℃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た、後乾燥して未延伸糸を
得た。得られた未延伸糸は135℃の熱板を用いて熱延
伸した。結果を第1表に示す。
を灯油に190℃の温度で溶解し、7.0重量%溶液を
調整した。この溶液を180℃で孔径1mm、孔数10
のノズルから吐出量30cc/分で押し出し、第1表に
記載の距離(L)の空気層を通過させた後、上層が水(
深さ10cm)、下層が三塩化三フッ化エタンで構成さ
れた10℃の2層構造の紡糸浴で冷却後、凝固させ15
m/分の速度で引取り凝固糸条を得た。引続き連続して
5℃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た、後乾燥して未延伸糸を
得た。得られた未延伸糸は135℃の熱板を用いて熱延
伸した。結果を第1表に示す。
表かられかるようにD/Lが0.4以上を満足する場合
のみ製糸性が良好で高強度の延伸糸が得られる。また、
D/Lが0.4未満の比較例1では未延伸糸は繊度斑が
あり、10倍を超える延伸は出来なかった。そして10
倍延伸糸の強度は12g/dと低かった。
のみ製糸性が良好で高強度の延伸糸が得られる。また、
D/Lが0.4未満の比較例1では未延伸糸は繊度斑が
あり、10倍を超える延伸は出来なかった。そして10
倍延伸糸の強度は12g/dと低かった。
(以下余白)
= 10−
第1表
第2表
(実施例4.5、比較例2)
吐出溶液が通過する空気層の距離を10 c m。
紡糸引取り速度を第2表のように変化させた以外は実施
例1〜3と同じ方法で紡糸および延伸を行った。結果を
第2表に示すが、D/Lが0゜4未満の比較例2では、
吐出糸条の走行が不安定なため、糸がふらつき、紡糸浴
に入るまでに単糸どうしがぶつかって糸切れを起こして
しまう。
例1〜3と同じ方法で紡糸および延伸を行った。結果を
第2表に示すが、D/Lが0゜4未満の比較例2では、
吐出糸条の走行が不安定なため、糸がふらつき、紡糸浴
に入るまでに単糸どうしがぶつかって糸切れを起こして
しまう。
12 −
[本発明の効果]
以上説明したように本発明の方法によれば、紡糸ドラフ
トと口金−紡糸浴間距離の関係が適切になるので、口金
から押し出された溶液が紡糸浴へ入るまでの不活性気体
層でふらつくことがない。そのため紡糸の安定性がよく
、長時間糸切れすることなく紡糸を続けることができる
。
トと口金−紡糸浴間距離の関係が適切になるので、口金
から押し出された溶液が紡糸浴へ入るまでの不活性気体
層でふらつくことがない。そのため紡糸の安定性がよく
、長時間糸切れすることなく紡糸を続けることができる
。
また、未延伸糸の長さ方向の繊度の斑も抑えられるため
、高倍率の延伸でも製糸性がよく、高強度のポリエチレ
ン繊維が長時間安定して製糸で、きる。
、高倍率の延伸でも製糸性がよく、高強度のポリエチレ
ン繊維が長時間安定して製糸で、きる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ポリエチレン繊維の製造方法において、重量平均分子量
が70万以上のポリエチレン溶液を紡糸口金から吐出し
た糸条を不活性気体層を経て液体紡糸浴に導入し、該糸
条を冷却および抽出を行ない引取りローラで引取った後
乾燥し、引続いて熱延伸するものであって、かつ前記ポ
リエチレン溶液が通過する不活性気体層の距離(Lcm
)と紡糸ドラフト(D)が、 D/L≧0.4 D≦12 L≧1 を満たすことを特徴とするポリエチレン繊維の製造方法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27421789A JPH03137215A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ポリエチレン繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27421789A JPH03137215A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ポリエチレン繊維の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03137215A true JPH03137215A (ja) | 1991-06-11 |
Family
ID=17538662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27421789A Pending JPH03137215A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ポリエチレン繊維の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03137215A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7811673B2 (en) | 2003-12-12 | 2010-10-12 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | High strength polyethylene fiber |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP27421789A patent/JPH03137215A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7811673B2 (en) | 2003-12-12 | 2010-10-12 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | High strength polyethylene fiber |
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