JPH0615721B2 - 超高分子量ポリエチレン延伸糸用原糸ならびに延伸糸の製造方法 - Google Patents
超高分子量ポリエチレン延伸糸用原糸ならびに延伸糸の製造方法Info
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- JPH0615721B2 JPH0615721B2 JP1362485A JP1362485A JPH0615721B2 JP H0615721 B2 JPH0615721 B2 JP H0615721B2 JP 1362485 A JP1362485 A JP 1362485A JP 1362485 A JP1362485 A JP 1362485A JP H0615721 B2 JPH0615721 B2 JP H0615721B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔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糸用原糸の製造
方法、ならびに同延伸糸の製造方法に関する。
方法、ならびに同延伸糸の製造方法に関する。
超高分子量ポリエチレンは汎用のポリエチレンに比べ耐
衝撃性、耐摩耗性、耐薬品性、引張強度等に優れてお
り、エンジニアリングプラスチツクとしてその用途が拡
がりつつある。しかしながら汎用のポリエチレンに比較
して溶融粘度が極めて高く流動性が悪いため、押出成形
や射出成形によつて成形することは非常に難しく、その
殆どは圧縮成形によつて成形されており、一部ロツド等
が極めて低速で押出成形されているのが現状であつた。
衝撃性、耐摩耗性、耐薬品性、引張強度等に優れてお
り、エンジニアリングプラスチツクとしてその用途が拡
がりつつある。しかしながら汎用のポリエチレンに比較
して溶融粘度が極めて高く流動性が悪いため、押出成形
や射出成形によつて成形することは非常に難しく、その
殆どは圧縮成形によつて成形されており、一部ロツド等
が極めて低速で押出成形されているのが現状であつた。
一方、高密度ポリエチレンのモノフイラメントを高倍率
で延伸する方法として、ポリエチレンの融点より高い高
沸点の添加剤をポリエチレンの重量に対して20〜150%の
範囲内で共存せしめ、得られた高濃度分散体からた第１
次繊維状物を形成させ、次いでこの紡出糸中にその５〜
25%相当量の添加剤を残存せしめたまま元の長さ３〜15
倍に熱延伸する方法（特公昭37-9765号公報）あるいは
分子量が400,000以上の線状ポリエチレンの溶液を紡糸
して、少なくとも20GPaになるような温度で延伸する方
法（特開昭56-15408号公報）が提案されている。しかし
ながらこれらの方法は高弾性、高強度の延伸糸は得られ
るもののいずれも多量の溶媒で超高分子量ポリエチレン
等を稀釈した極めて粘度が低い溶液を押出加工するた
め、径が１mmφを越える原糸を得ることが極めて難し
い。従つて延伸比も通常10デニール以下（径：0.038mm
φ以下）、太くても50デニール程度であるので、かかる
細デニール糸を高強度太物ロープやネツトあるいはコー
ドカツター（芝刈り機）のコード等に用いるには多量の
延伸糸を撚り合わせることが必要であることから、作業
が煩雑でしかも得られたロープやネツトは剛性が高く、
可撓性が不充分であるばかりでなく、外観的にもケバ立
ちを生じ易い欠点がある。
で延伸する方法として、ポリエチレンの融点より高い高
沸点の添加剤をポリエチレンの重量に対して20〜150%の
範囲内で共存せしめ、得られた高濃度分散体からた第１
次繊維状物を形成させ、次いでこの紡出糸中にその５〜
25%相当量の添加剤を残存せしめたまま元の長さ３〜15
倍に熱延伸する方法（特公昭37-9765号公報）あるいは
分子量が400,000以上の線状ポリエチレンの溶液を紡糸
して、少なくとも20GPaになるような温度で延伸する方
法（特開昭56-15408号公報）が提案されている。しかし
ながらこれらの方法は高弾性、高強度の延伸糸は得られ
るもののいずれも多量の溶媒で超高分子量ポリエチレン
等を稀釈した極めて粘度が低い溶液を押出加工するた
め、径が１mmφを越える原糸を得ることが極めて難し
い。従つて延伸比も通常10デニール以下（径：0.038mm
φ以下）、太くても50デニール程度であるので、かかる
細デニール糸を高強度太物ロープやネツトあるいはコー
ドカツター（芝刈り機）のコード等に用いるには多量の
延伸糸を撚り合わせることが必要であることから、作業
が煩雑でしかも得られたロープやネツトは剛性が高く、
可撓性が不充分であるばかりでなく、外観的にもケバ立
ちを生じ易い欠点がある。
一方、重量平均分子量が150,000以上のポリマーを温度
約75〜140℃、変形比約18以上の条件下に細長化して配
向性重合体を製造する方法（特開昭52-74682号公報）が
提案されている。しかしながら該公報にも「延伸前の繊
維の直径またはフイルムもしくはテープの厚さは約1mm
以下であるのが好ましい。」と記載され、その実施例も
分子量が300,000程度のポリエチレンについては、直径1
mmの円形オリフイスから直径0.7mm以下の細いフイラメ
ント（原糸）を紡糸する例が記載されているだけであ
る。そして分子量が800,000のポリエチレンについて
は、圧縮成形された０．５mm厚シートからゲージ寸法1c
m×0.2cmのダンベル状試料を原糸として延伸している例
のみで原糸の製造方法については全く記載されていない
ことからも明らかなように分子量が極めて大きい超高分
子量ポリエチレンから径が１mmφを越える原糸を工業的
に製造する技術は未だ確立されていないのが現状であつ
た。
約75〜140℃、変形比約18以上の条件下に細長化して配
向性重合体を製造する方法（特開昭52-74682号公報）が
提案されている。しかしながら該公報にも「延伸前の繊
維の直径またはフイルムもしくはテープの厚さは約1mm
以下であるのが好ましい。」と記載され、その実施例も
分子量が300,000程度のポリエチレンについては、直径1
mmの円形オリフイスから直径0.7mm以下の細いフイラメ
ント（原糸）を紡糸する例が記載されているだけであ
る。そして分子量が800,000のポリエチレンについて
は、圧縮成形された０．５mm厚シートからゲージ寸法1c
m×0.2cmのダンベル状試料を原糸として延伸している例
のみで原糸の製造方法については全く記載されていない
ことからも明らかなように分子量が極めて大きい超高分
子量ポリエチレンから径が１mmφを越える原糸を工業的
に製造する技術は未だ確立されていないのが現状であつ
た。
かかる状況に鑑み、本発明者らは超高分子量ポリエチレ
ンからなる外径が１mmφを越える原糸を連続して製造す
る方法を開発すべく種々検討した結果、溝付きシリンダ
ー、低圧縮スクリユーを具備した押出機の先端にL／Dが
10以上のダイを連結し、且つダイの下流に徐冷筒を具備
した成形機を用い、成形条件を特定することにより、外
径が１mmφを越える超高分子量ポリエチレン原糸を製造
し得ることが分かり、又、該原糸を特定の条件下で延伸
することにより、延伸糸の外径が１mmφ以上で且つ引張
強度が10kg／mm2以上の超高分子量ポリエチレン延伸糸
が得られることが分かり、本発明を完成するに至つた。
ンからなる外径が１mmφを越える原糸を連続して製造す
る方法を開発すべく種々検討した結果、溝付きシリンダ
ー、低圧縮スクリユーを具備した押出機の先端にL／Dが
10以上のダイを連結し、且つダイの下流に徐冷筒を具備
した成形機を用い、成形条件を特定することにより、外
径が１mmφを越える超高分子量ポリエチレン原糸を製造
し得ることが分かり、又、該原糸を特定の条件下で延伸
することにより、延伸糸の外径が１mmφ以上で且つ引張
強度が10kg／mm2以上の超高分子量ポリエチレン延伸糸
が得られることが分かり、本発明を完成するに至つた。
すなわち、本発明によれば、 極限粘度〔η〕が少なくとも３．５ｄｌ／ｇ以上の超高
分子量ポリエチレンを、溝付きシリンダーと圧縮比が１
ないし２．５の範囲であるスクリューとからなるスクリ
ュー押出機で溶融し、次いで、Ｌ／Ｄが１０以上で、ダ
イ入口の断面積Ｓ１とダイ出口の断面積Ｓ２との比（Ｓ
１／Ｓ２）が１．０ないし５．０のダイから押出した
後、ドラフト比が少なくとも１以上で且つ押出された溶
融ストランドを徐冷筒で徐冷して引き取ることを特徴と
する外径が０．２ないし２０ｍｍφの超高分子量ポリエ
チレン延伸糸用原糸の製造方法が提供される。
分子量ポリエチレンを、溝付きシリンダーと圧縮比が１
ないし２．５の範囲であるスクリューとからなるスクリ
ュー押出機で溶融し、次いで、Ｌ／Ｄが１０以上で、ダ
イ入口の断面積Ｓ１とダイ出口の断面積Ｓ２との比（Ｓ
１／Ｓ２）が１．０ないし５．０のダイから押出した
後、ドラフト比が少なくとも１以上で且つ押出された溶
融ストランドを徐冷筒で徐冷して引き取ることを特徴と
する外径が０．２ないし２０ｍｍφの超高分子量ポリエ
チレン延伸糸用原糸の製造方法が提供される。
また、本発明によれば、 極限粘度〔η〕が少なくとよ３．５ｄｌ／ｇ以上の超高
分子量ポリエチレンを、溝付きシリンダーと圧縮比が１
ないし２．５の範囲であるスクリューとからなるスクリ
ュー押出機で溶融し、次いで、Ｌ／Ｄが１０以上で、ダ
イ入口の断面積Ｓ１とダイ出口の断面積Ｓ２との比（Ｓ
１／Ｓ２）が１．０ないし５．０のダイから押出した
後、ドラフト比が少なくとも１０以上で且つ押出された
溶融ストランドを内部の雰囲気温度が１５ないし８０℃
に保持された徐冷筒で徐冷して引き取り、次いで、少な
くとも３倍以上に延伸することを特徴とする極限粘度
〔η〕が少なくとも３．５ｄｌ／ｇ以上、かつ少なくと
も破断点抗張力が１０ｋｇ／ｍｍ２以上、外径が０．１
ないし１０ｍｍφの超高分子量ポリエチレン延伸糸の製
造方法が提供される。
分子量ポリエチレンを、溝付きシリンダーと圧縮比が１
ないし２．５の範囲であるスクリューとからなるスクリ
ュー押出機で溶融し、次いで、Ｌ／Ｄが１０以上で、ダ
イ入口の断面積Ｓ１とダイ出口の断面積Ｓ２との比（Ｓ
１／Ｓ２）が１．０ないし５．０のダイから押出した
後、ドラフト比が少なくとも１０以上で且つ押出された
溶融ストランドを内部の雰囲気温度が１５ないし８０℃
に保持された徐冷筒で徐冷して引き取り、次いで、少な
くとも３倍以上に延伸することを特徴とする極限粘度
〔η〕が少なくとも３．５ｄｌ／ｇ以上、かつ少なくと
も破断点抗張力が１０ｋｇ／ｍｍ２以上、外径が０．１
ないし１０ｍｍφの超高分子量ポリエチレン延伸糸の製
造方法が提供される。
本発明に用いる超高分子量ポリエチレンとは、デカリン
溶媒中135℃で測定した極限粘度〔η〕が３．５dl／g以
上、好適には８ないし２５dl／6gで且つメルトフローレ
ート（MFR:ASTM D 1238,F）が0.01g／10min以下のエチ
レンの単独重合体もしくはエチレンとえ他のα−オレフ
イン、例えばプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、
１−オゥテン、４−メチル−１−ペンテン等とのエチレ
ンを主体とした共重合体で結晶性のものである。
溶媒中135℃で測定した極限粘度〔η〕が３．５dl／g以
上、好適には８ないし２５dl／6gで且つメルトフローレ
ート（MFR:ASTM D 1238,F）が0.01g／10min以下のエチ
レンの単独重合体もしくはエチレンとえ他のα−オレフ
イン、例えばプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、
１−オゥテン、４−メチル−１−ペンテン等とのエチレ
ンを主体とした共重合体で結晶性のものである。
本発明の超高分子量ポリエチレン延伸糸は、前記超高分
子量ポリエチレンを後記する方法で製造した超高分子量
ポリエチレン原糸を延伸することにより得られるもので
あつて、少なくとも極限粘度〔η〕が3.5dl／g、好まし
くは６ないし20dl／gであり、且つ少なくとも破断点抗
張力（TS）が10kg／mm2、好ましくは40kg／mm2以上、少
なくとも延伸比が３倍、好ましくは６倍以上、少なくと
もＣ軸配向度が0.9、好ましくは０．９５以上及び外径
が０．１ないし10mmφ、好ましくは０．２ないし３mmφ
の実質的に不定長であることを特徴とする。
子量ポリエチレンを後記する方法で製造した超高分子量
ポリエチレン原糸を延伸することにより得られるもので
あつて、少なくとも極限粘度〔η〕が3.5dl／g、好まし
くは６ないし20dl／gであり、且つ少なくとも破断点抗
張力（TS）が10kg／mm2、好ましくは40kg／mm2以上、少
なくとも延伸比が３倍、好ましくは６倍以上、少なくと
もＣ軸配向度が0.9、好ましくは０．９５以上及び外径
が０．１ないし10mmφ、好ましくは０．２ないし３mmφ
の実質的に不定長であることを特徴とする。
極限粘度が3.5dl／g未満のものは、平均的な分子鎖が短
く、延伸比を大きくしても引張強度が大きくならない欠
点がある。TSが10kg／mm2未満のものは延伸比としての
強度が不充分であり、ロープやネツトあるいはコードカ
ツター用コード等の用途には使用できない場合がある。
延伸比が３倍未満のものはTSが10kg／mm2以上にならな
い虞れがある。
く、延伸比を大きくしても引張強度が大きくならない欠
点がある。TSが10kg／mm2未満のものは延伸比としての
強度が不充分であり、ロープやネツトあるいはコードカ
ツター用コード等の用途には使用できない場合がある。
延伸比が３倍未満のものはTSが10kg／mm2以上にならな
い虞れがある。
Ｃ軸配向度が０．９未満のものはTSが10kg／mm2以上に
ならない虞れがあるばかりでなく、製品のクリープ変形
（伸び）が大きくなり易い。
ならない虞れがあるばかりでなく、製品のクリープ変形
（伸び）が大きくなり易い。
外径が0.1mmφ未満のものは、技術的には成形可能であ
るが、原糸の生産性が低く、実用的でない。
るが、原糸の生産性が低く、実用的でない。
一方、１０mmφを越えるものは、延伸装置の設備費が膨
大になり、又用途的にも実用性に乏しい。
大になり、又用途的にも実用性に乏しい。
本発明の超高分子量ポリエチレン延伸糸の原糸を製造す
る方法は、前記超高分子量ポリエチレンをスクリユー押
出機、好ましくは溝付シリンダー（バレル）を具備する
スクリユー押出機で溶融し、次いで少なくともL／Dが1
0、好ましくは１５以上、更に好ましくは30ないし60
の、イから押出した後、少なくともドラフト比が１、好
ましくは１．２ないし30で、且つ押出されたストランド
を徐冷、好ましくは15〜80℃エアーが吹込める冷却筒
（0.3〜５ｍ）を通過させる条件下で徐冷して引取る方
法であり、それにより通常外径が0.2ないし20mmφ、好
ましくは２ないし10mmφの延伸性に優れた超高分子量ポ
リエチレン原糸が得られる。
る方法は、前記超高分子量ポリエチレンをスクリユー押
出機、好ましくは溝付シリンダー（バレル）を具備する
スクリユー押出機で溶融し、次いで少なくともL／Dが1
0、好ましくは１５以上、更に好ましくは30ないし60
の、イから押出した後、少なくともドラフト比が１、好
ましくは１．２ないし30で、且つ押出されたストランド
を徐冷、好ましくは15〜80℃エアーが吹込める冷却筒
（0.3〜５ｍ）を通過させる条件下で徐冷して引取る方
法であり、それにより通常外径が0.2ないし20mmφ、好
ましくは２ないし10mmφの延伸性に優れた超高分子量ポ
リエチレン原糸が得られる。
超高分子量ポリエチレンの溶融物は汎用のポリエチレン
の溶融物と異なりゴム的な塊状物であるため、L／Dが10
未満のダイではダイより押出される前に溶融物が完全に
均一融合されず、延伸性に劣る原糸となるので、延伸す
ることにより充分な強度をもつた延伸糸とすることがで
きない。一方、L／Dの上限はとくに限定はされないが実
用上100以下が好ましい。尚、ダイの形状は通常は円筒
であり、又ダイのL／Dは生産性と相関があり、L／Dが大
きい方が生産速度（引張速度）を上げることができる。
の溶融物と異なりゴム的な塊状物であるため、L／Dが10
未満のダイではダイより押出される前に溶融物が完全に
均一融合されず、延伸性に劣る原糸となるので、延伸す
ることにより充分な強度をもつた延伸糸とすることがで
きない。一方、L／Dの上限はとくに限定はされないが実
用上100以下が好ましい。尚、ダイの形状は通常は円筒
であり、又ダイのL／Dは生産性と相関があり、L／Dが大
きい方が生産速度（引張速度）を上げることができる。
ダイから押出された溶融ストランドを急冷、すなわち水
循環水槽等により冷却したものはストランド芯部に真空
泡を生じたり、結晶化度か低くなるため延伸性に劣つた
原糸となる。またドラフト比が１未満とした原糸からTS
に優れた延伸糸を得るには、延伸比を少なくとも４以上
にする必要があり、効率的でない。
循環水槽等により冷却したものはストランド芯部に真空
泡を生じたり、結晶化度か低くなるため延伸性に劣つた
原糸となる。またドラフト比が１未満とした原糸からTS
に優れた延伸糸を得るには、延伸比を少なくとも４以上
にする必要があり、効率的でない。
本発明の方法において、超高分子量ポリエチレンの押出
成形温度は、該樹脂の融点より高い温度で且つ該樹脂の
分解温度よりも低い温度である限り特に制限はない。尚
超高分子量ポリエチレンの押出成形温度の好適な条件
は、押出機の温度が180〜350℃、ダイ入口部〜中間部の
温度が180〜300℃及びダイ中間部〜出口部の温度が135
〜160℃の範囲である。
成形温度は、該樹脂の融点より高い温度で且つ該樹脂の
分解温度よりも低い温度である限り特に制限はない。尚
超高分子量ポリエチレンの押出成形温度の好適な条件
は、押出機の温度が180〜350℃、ダイ入口部〜中間部の
温度が180〜300℃及びダイ中間部〜出口部の温度が135
〜160℃の範囲である。
本願特許請求の範囲第１番目の発明の方法により、外径
が0.2ないし20mmφの延伸性に優れた超高分子量ポリエ
チレン原糸を得ることができる。
が0.2ないし20mmφの延伸性に優れた超高分子量ポリエ
チレン原糸を得ることができる。
この方法により得られる外径が０．２ないし２０mmφの
超高分子量ポリエチレン原糸から本願特許請求の範囲第
２番目の発明の前記特性を有する超高分子量ポリエチレ
ン延伸糸を得る方法としては、乾式延伸、湿式延伸いず
れの方法でも可能であるが、熱伝達効率、温度管理精度
の点で湿式が好ましい。又、一段延伸よりも多段延伸方
式が延伸比を大きくすることが出来、高強度延伸糸が得
られるので好ましい。
超高分子量ポリエチレン原糸から本願特許請求の範囲第
２番目の発明の前記特性を有する超高分子量ポリエチレ
ン延伸糸を得る方法としては、乾式延伸、湿式延伸いず
れの方法でも可能であるが、熱伝達効率、温度管理精度
の点で湿式が好ましい。又、一段延伸よりも多段延伸方
式が延伸比を大きくすることが出来、高強度延伸糸が得
られるので好ましい。
本発明の方法におけるドラフト比とは原糸を押出成形す
る時のダイ出口における樹脂の押出速度と引取機による
引取速度との比である。
る時のダイ出口における樹脂の押出速度と引取機による
引取速度との比である。
本発明における延伸糸は、例えば第１図に示した装置を
用いて好適に製造することができる。すなわち、この装
置は、押出機１側から、溝付シリンダー２と圧縮比が１
ないし２．５、好ましくは１．３ないし１．８の範囲の
スクリユー３からなる押出機１、押出機１の先端に取り
付けられた少なくともL／Dが10、好ましくは15以上、更
に好ましくは30ないし60及びダイ入口部４の断面積Ｓ１
とダイ出口５の断面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が１な
いし５、好ましくは１．５ないし３．０の範囲にある円
筒ダイ６、エアーリング又はサイジングダイ（図示せ
ず）をストランドの入口部８に具備する徐冷筒９及び引
取機10とから構成される。
用いて好適に製造することができる。すなわち、この装
置は、押出機１側から、溝付シリンダー２と圧縮比が１
ないし２．５、好ましくは１．３ないし１．８の範囲の
スクリユー３からなる押出機１、押出機１の先端に取り
付けられた少なくともL／Dが10、好ましくは15以上、更
に好ましくは30ないし60及びダイ入口部４の断面積Ｓ１
とダイ出口５の断面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が１な
いし５、好ましくは１．５ないし３．０の範囲にある円
筒ダイ６、エアーリング又はサイジングダイ（図示せ
ず）をストランドの入口部８に具備する徐冷筒９及び引
取機10とから構成される。
溝付シリンダー２の溝部２１は、超高分子量ポリエチレ
ン粉末を圧縮部22へ安定して供給させる。またスクリユ
ー３の圧縮比が１．０未満ではシリンダー壁面に対する
樹脂の圧着応力が小さく、押出量が不安定になり、サー
ジング現象や脱気不良による製品の外観不良を生じ易
い。一方２．５を越えると、圧縮部22における閉塞現象
や摩擦熱によつて樹脂温度が異常上昇し、熱分解による
樹脂の分子量低下が著るしくなり、製品物性の摩擦係
数、耐摩耗性を損う等の問題が生じるので好ましくな
い。
ン粉末を圧縮部22へ安定して供給させる。またスクリユ
ー３の圧縮比が１．０未満ではシリンダー壁面に対する
樹脂の圧着応力が小さく、押出量が不安定になり、サー
ジング現象や脱気不良による製品の外観不良を生じ易
い。一方２．５を越えると、圧縮部22における閉塞現象
や摩擦熱によつて樹脂温度が異常上昇し、熱分解による
樹脂の分子量低下が著るしくなり、製品物性の摩擦係
数、耐摩耗性を損う等の問題が生じるので好ましくな
い。
本発明におけるスクリユー３の圧縮比はスクリユー３の
ホツパ口部における溝深さとスクリユー先端部における
溝深さとの比である。
ホツパ口部における溝深さとスクリユー先端部における
溝深さとの比である。
本発明の押出機１のL／Dは通常７ないし32、好ましくは
20ないし26の範囲である。L／Dが７未満では超高分子量
ポリエチレン粉末が完全に溶融されないまま、円筒ダイ
４に供給される虞れがある。
20ないし26の範囲である。L／Dが７未満では超高分子量
ポリエチレン粉末が完全に溶融されないまま、円筒ダイ
４に供給される虞れがある。
円筒ダイ６のL／Dが10未満では、超高分子量ポリエチレ
ンの溶融物がダイより押出される前に完全に融合され
ず、延伸性に劣る原糸となる。尚、円筒ダイ６のL／Dは
円筒ダイ入口４から円筒ダイ出口５迄の長さＬと円筒ダ
イ出口の内径Ｄとの比である。またS1／S2の比が１ない
し５の範囲であればとくに問題はないが、S1／S2の比が
１未満では内圧が不足して超高分子量ポリエチレンのの
溶融物が融合不足となり、押出されたストランドの外観
（形状）が悪く延伸性に優れた原糸とならない。一方５
を越えると溶融物に剪断破壊流を生じ易く、このため低
速押出しを余儀無くされる。
ンの溶融物がダイより押出される前に完全に融合され
ず、延伸性に劣る原糸となる。尚、円筒ダイ６のL／Dは
円筒ダイ入口４から円筒ダイ出口５迄の長さＬと円筒ダ
イ出口の内径Ｄとの比である。またS1／S2の比が１ない
し５の範囲であればとくに問題はないが、S1／S2の比が
１未満では内圧が不足して超高分子量ポリエチレンのの
溶融物が融合不足となり、押出されたストランドの外観
（形状）が悪く延伸性に優れた原糸とならない。一方５
を越えると溶融物に剪断破壊流を生じ易く、このため低
速押出しを余儀無くされる。
徐冷筒９の長さは、円筒ダイ６から押出された溶融スト
ランドが急冷されないまでに冷却するに充分な長さであ
る限り、とくに限定はされないが、通常０．３mないし
５m、好ましくは１mないし３mの範囲である。長さが0.3
m未満では引取速度を速くすると、溶融ストランドが徐
冷されない場合がある。徐冷筒の溶融ストランドの入口
部のエアーリングは徐冷筒に通常15ないし80℃、好まし
くは30ないし50℃の温風を送り込んで溶融ストランドを
徐冷するためのものである。
ランドが急冷されないまでに冷却するに充分な長さであ
る限り、とくに限定はされないが、通常０．３mないし
５m、好ましくは１mないし３mの範囲である。長さが0.3
m未満では引取速度を速くすると、溶融ストランドが徐
冷されない場合がある。徐冷筒の溶融ストランドの入口
部のエアーリングは徐冷筒に通常15ないし80℃、好まし
くは30ないし50℃の温風を送り込んで溶融ストランドを
徐冷するためのものである。
本発明の製造装置には更に徐冷筒の溶融ストランドの入
口側にサイジングダイを備けてサイズ規制すると共に徐
冷しても良い。
口側にサイジングダイを備けてサイズ規制すると共に徐
冷しても良い。
本発明の超高分子量ポリエチレン延伸糸はその外径が0.
1ないし10mmφと従来の溶融紡糸法等による超高分子量
ポリエチレンフイラメントに比べて格段に太いにもかか
わらず、従来の汎用の高密度ポリエチレン延伸糸に比べ
ると、遥かに破断点抗張力に優れ、しかも超高分子量ポ
リエチレン本来の特徴である耐摩耗性、自己潤滑性、耐
衝撃性を備えているので、従来の超高分子量ポリエチレ
ンフイラメントではその用途が限られていた船舶係留用
の太物ロープやネツト類あるいはコードカツター（芝刈
り機）のコード等に好適に用いることができる。
1ないし10mmφと従来の溶融紡糸法等による超高分子量
ポリエチレンフイラメントに比べて格段に太いにもかか
わらず、従来の汎用の高密度ポリエチレン延伸糸に比べ
ると、遥かに破断点抗張力に優れ、しかも超高分子量ポ
リエチレン本来の特徴である耐摩耗性、自己潤滑性、耐
衝撃性を備えているので、従来の超高分子量ポリエチレ
ンフイラメントではその用途が限られていた船舶係留用
の太物ロープやネツト類あるいはコードカツター（芝刈
り機）のコード等に好適に用いることができる。
又、本発明の超高分子量ポリエチレン原糸の製造方法及
び製造装置により、従来その製造が困難であつた上記特
性を有する超高分子量ポリエチレン延伸糸を得るに好適
な延伸性に優れた原糸を安定して製造することができ
る。
び製造装置により、従来その製造が困難であつた上記特
性を有する超高分子量ポリエチレン延伸糸を得るに好適
な延伸性に優れた原糸を安定して製造することができ
る。
次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本
発明はその要旨を越えない限りこれらの例に何ら制約さ
れるものではない。
発明はその要旨を越えない限りこれらの例に何ら制約さ
れるものではない。
実施例１及び比較例１ 第１図に示す延伸用原糸（ストランド）の製造装置にお
いて、以下の仕様による装置を用いて超高分子量ポリエ
チレン製延伸用原糸（ストランド）を製造した。
いて、以下の仕様による装置を用いて超高分子量ポリエ
チレン製延伸用原糸（ストランド）を製造した。
スクリユー径20mmφ、スクリユー有効長さ(L／D)22、ス
クリユー圧縮比＝1.8、ダイ長さ240mm、ダイ出口内径6m
mφ、ダイL／D＝40、S1／S2＝1.8、 〔η〕＝16.5dl／g、MFR:0.01g／10min未満、融点：136
℃及び嵩密度：0.45g／cm3の超高分子量ポリエチレン粉
末（商品名ハイゼツクス ミリオン240M、三井石油化学
工業（株）製）を用い、押出機、ダイ基部(D1)及びダイ
端部(D2)の設定温度を各々320℃、200℃及び140℃に
し、スクリユー回転数を50rpmに設定し、引取機で1.5m
／minの速度で引取ることにより、外径4.0mmφからなる
超高分子量ポリエチレン製延伸用原糸を製造した。
クリユー圧縮比＝1.8、ダイ長さ240mm、ダイ出口内径6m
mφ、ダイL／D＝40、S1／S2＝1.8、 〔η〕＝16.5dl／g、MFR:0.01g／10min未満、融点：136
℃及び嵩密度：0.45g／cm3の超高分子量ポリエチレン粉
末（商品名ハイゼツクス ミリオン240M、三井石油化学
工業（株）製）を用い、押出機、ダイ基部(D1)及びダイ
端部(D2)の設定温度を各々320℃、200℃及び140℃に
し、スクリユー回転数を50rpmに設定し、引取機で1.5m
／minの速度で引取ることにより、外径4.0mmφからなる
超高分子量ポリエチレン製延伸用原糸を製造した。
次いでこの原糸をトリエチレングリコール液の延伸槽で
18倍（１段目：133℃、６倍、２段目：144℃、３倍）に
延伸した。
18倍（１段目：133℃、６倍、２段目：144℃、３倍）に
延伸した。
又、比較例として〔η〕＝2.6dl／g、MFR：0.11g／10mi
n、密度：0.956g／cm3及び融点131℃のポリエチレン
（汎用ポリエチレン）を用いて、押出機温度を220℃に
した以外は、同一条件下で延伸糸を製造した。
n、密度：0.956g／cm3及び融点131℃のポリエチレン
（汎用ポリエチレン）を用いて、押出機温度を220℃に
した以外は、同一条件下で延伸糸を製造した。
得られた各延伸糸の物性を下記の方法で測定した。この
結果を第１表に示す。
結果を第１表に示す。
密 度：ASTM D 1505（アニールなし） 径寸法：マイクロメーター 引張試験：米倉社製 インストロン型万能試験機 （CATY-1001ZS） 引張り速度：200mm／min、チヤツク間：200mmの条件で
破断点抗張力(kg／mm2）、ヤング率（kg／mm2）、伸び
(%)を求めた。
破断点抗張力(kg／mm2）、ヤング率（kg／mm2）、伸び
(%)を求めた。
温度：23℃ 配向度：理学電機社製RU-200AおよびRU-200PL Ｘ線回
折装置により（110）面反射を利用して、次記式により
算出した。
折装置により（110）面反射を利用して、次記式により
算出した。
実施例２及び比較例２ 実施例１で用いた装置条件の中、ダイ長さ600mm、ダイ
出口内径12mmφ、ダイL／D＝50、S1／S2＝1.9とし、ス
クリユー回転数を50rpmに設定し、引取機で0.8m／minの
速度で引取ることにより、外径8.0mmφからなる超高分
子量ポリエチレン製延伸用原糸を製造した。
出口内径12mmφ、ダイL／D＝50、S1／S2＝1.9とし、ス
クリユー回転数を50rpmに設定し、引取機で0.8m／minの
速度で引取ることにより、外径8.0mmφからなる超高分
子量ポリエチレン製延伸用原糸を製造した。
次いでこの原糸を実施例１と同様の方法で８倍（１段
目：134℃、４倍、２段目：145℃、２倍）に延伸した。
目：134℃、４倍、２段目：145℃、２倍）に延伸した。
又、比較例として比較例１で用いた汎用ポリエチレンで
実施例２と同様に延伸糸を製造した。
実施例２と同様に延伸糸を製造した。
各延伸糸の物性を実施例１の方法で測定した。この結果
を第１表に示す。
を第１表に示す。
比較例 ３ 実施例１で用いた装置条件の中、ダイ長さ50mm、ダイ出
口内径6mmφ、ダイL／D＝8.3、S1／S2＝1.1とし、押出
機、ダイ基部(C1)、及びダイ端部（D2）の設定温度を各
々350℃、230℃、及び140℃にし、スクリユー回転数を2
5rpmに設定し、引取機で0.7m／minの速度で引取ること
により、外径4.0mmφからなる超高分子量ポリエチレン
製延伸用原糸の製造を試みたが、断続的に樹脂が切断
し、連続した延伸用原糸を得ることが出来なかつた。
口内径6mmφ、ダイL／D＝8.3、S1／S2＝1.1とし、押出
機、ダイ基部(C1)、及びダイ端部（D2）の設定温度を各
々350℃、230℃、及び140℃にし、スクリユー回転数を2
5rpmに設定し、引取機で0.7m／minの速度で引取ること
により、外径4.0mmφからなる超高分子量ポリエチレン
製延伸用原糸の製造を試みたが、断続的に樹脂が切断
し、連続した延伸用原糸を得ることが出来なかつた。
第１図は本発明に係わる超高分子量ポリエチレン原糸の
製造装置の断面図である。 １……押出機、２……溝付シリンダー、 ３……スクリユー、６……円筒ダイ ９……徐冷筒
製造装置の断面図である。 １……押出機、２……溝付シリンダー、 ３……スクリユー、６……円筒ダイ ９……徐冷筒
Claims (2)
- 【請求項１】極限粘度〔η〕が少なくとも３．５dl／ｇ
以上の超高分子量ポリエチレンを、溝付きシリンダーと
圧縮比が１ないし２．５の範囲であるスクリューとから
なるスクリュー押出機で溶融し、次いで、Ｌ／Ｄが１０
以上で、ダイ入口の断面積Ｓ１とダイ出口の断面積Ｓ２
との比（Ｓ１／Ｓ２）が１．０ないし５．０のダイから
押出した後、ドラフト比が少なくとも１以上で且つ押出
された溶融ストランドを徐冷筒で徐冷して引き取ること
を特徴とする外径が０．２ないし２０mmφの超高分子量
ポリエチレン延伸糸用原糸の製造方法。 - 【請求項２】極限粘度〔η〕が少なくとも３．５dl／ｇ
以上の超高分子量ポリエチレンを、溝付きシリンダーと
圧縮比が１ないし２．５の範囲であるスクリューとから
なるスクリュー押出機で溶融し、次いで、Ｌ／Ｄが１０
以上で、ダイ入口の断面積Ｓ１とダイ出口の断面積Ｓ２
との比（Ｓ１／Ｓ２）が１．０ないし５．０のダイから
押出した後、ドラフト比が少なくとも１以上で且つ押出
された溶融ストランドを徐冷筒で徐冷して引き取り、次
いで、少なくとも３倍以上に延伸することを特徴とする
極限粘度〔η〕が少なくとも３．５dl／ｇ以上、かつ少
なくとも破断点抗張力が１０kg/mm2以上、外径が０．１
ないし１０mmφの超高分子量ポリエチレン延伸糸の製造
方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1362485A JPH0615721B2 (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 超高分子量ポリエチレン延伸糸用原糸ならびに延伸糸の製造方法 |
| EP90202165A EP0401942B1 (en) | 1985-01-29 | 1986-01-29 | Whitened wire of ultra-high-molecular-weight polyethylene and production thereof |
| EP86300614A EP0190878B1 (en) | 1985-01-29 | 1986-01-29 | Extruded stretched filament of ultra-high-molecular-weight polyethylene and production method and apparatus thereof |
| DE8686300614T DE3686338T2 (de) | 1985-01-29 | 1986-01-29 | Extrudierte gestreckte faser aus polyethylen mit sehr hohem molekulargewicht, verfahren und vorrichtung zur herstellung derselben. |
| DE3650609T DE3650609T2 (de) | 1985-01-29 | 1986-01-29 | Draht aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US07/911,360 US5256358A (en) | 1985-01-29 | 1992-07-09 | Method of making stretched filaments of ultra-high-molecular weight polyethylene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1362485A JPH0615721B2 (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 超高分子量ポリエチレン延伸糸用原糸ならびに延伸糸の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174416A JPS61174416A (ja) | 1986-08-06 |
| JPH0615721B2 true JPH0615721B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=11838385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1362485A Expired - Fee Related JPH0615721B2 (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 超高分子量ポリエチレン延伸糸用原糸ならびに延伸糸の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615721B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022210961A1 (ja) | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 旭化成株式会社 | 樹脂ペレット組成物及びその製造方法、並びに微多孔膜の製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9365953B2 (en) | 2007-06-08 | 2016-06-14 | Honeywell International Inc. | Ultra-high strength UHMWPE fibers and products |
| US9546446B2 (en) * | 2009-10-23 | 2017-01-17 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Highly functional polyethylene fibers, woven or knit fabric, and cut-resistant glove |
| US9693912B2 (en) | 2011-02-15 | 2017-07-04 | Mitsui Chemicals, Inc. | Spunbonded nonwoven fabrics |
-
1985
- 1985-01-29 JP JP1362485A patent/JPH0615721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022210961A1 (ja) | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 旭化成株式会社 | 樹脂ペレット組成物及びその製造方法、並びに微多孔膜の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61174416A (ja) | 1986-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |