JPH0655628A - 変性超高分子量ポリオレフィン延伸物の製造方法 - Google Patents

変性超高分子量ポリオレフィン延伸物の製造方法

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JPH0655628A
JPH0655628A JP21420392A JP21420392A JPH0655628A JP H0655628 A JPH0655628 A JP H0655628A JP 21420392 A JP21420392 A JP 21420392A JP 21420392 A JP21420392 A JP 21420392A JP H0655628 A JPH0655628 A JP H0655628A
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JP
Japan
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weight polyolefin
molecular weight
molecular
modified ultra
ultra
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Pending
Application number
JP21420392A
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English (en)
Inventor
Tadao Kuroki
忠雄 黒木
Yasuo Ota
康雄 大田
Kenichi Otsuka
憲一 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、強度、弾性率が非常に高い
変性された超高分子量ポリオレフィン延伸物の製造方法
を提供することにある。 【構成】 不飽和炭化水素基を有する化合物と、粘度平
均分子量50万以上の超高分子量ポリオレフィン及び溶
剤との混合物を、ラジカル開始剤を使用せずに、実質上
の無酸素下で230℃以下に温度調整された押し出し機
により押しその後延伸する高強度、高弾性率の変性超高
分子量ポリオレフィン延伸物の製造法。 【効果】 本製造法によると、強度、弾性率の非常に高
い変性超高分子量ポリオレフィン延伸物を得ることがで
き、そのクリープ特性、接着性が著しく向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、変性超高分子量ポリオ
レフィン延伸物に関するものである。更に詳細には、高
強度、高弾性率を有し、かつ変性する事によりその他の
機能性を付与した変性超高分子量ポリオレフィン延伸物
の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】超高分子量ポリオレフィン溶液を紡糸延
伸することによって、高強力繊維を得る手法は、既に知
られており、例えば特開昭55−107506号公報
や、特開昭56−15408号公報に記載されている。
一方、変性ポリオレフィンの製造法としては接着性を改
善する目的で、ポリエチレンを無水マレイン酸などの不
飽和カルボン酸誘導体と加熱混合する方法(特公昭39
−6384号公報)、あるいはシラン架橋ポリオレフィ
ンの製造法において、ラジカル開始剤と共にシラン化合
物とポリオレフィンを溶融混練りする事により変性する
方法(特公昭48−1711号公報)などが知られてい
る。しかしこれらの方法は、超高分子量ポリオレフィン
の非常に高粘度であるという特徴のために該ポリマーに
は適用することはできない。
【0003】そこで超高分子量ポオレフィンポリマーの
準希薄溶液を紡糸延伸することにより、強度、弾性率が
著しく高い延伸物を得る方法において、不飽和炭化水素
基を有する化合物とラジカル開始剤をポリマー溶液に添
加し変性物を得ることが考えられるが、残留するラジカ
ル開始剤が得られる延伸物の耐光性に悪影響を及ぼす。
また何よりも工程管理上安全性の面から好ましくない。
一方ラジカル開始剤を使用しない場合、十分な変性量を
得るためには必要以上の高温の反応温度が不可欠とな
り、ポリマーの劣化等により、高強度、高弾性率の延伸
物を得ることができない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、かかる
現状を鑑み、高強度、高弾性率を示す変性された超高分
子量ポリオレフィン延伸物をラジカル開始剤を用いずに
製造する方法を鋭意検討した結果本発明に至った。
【0005】
【課題を解決しようとする手段】すなわち本発明は、不
飽和炭化水素基を有する化合物と粘度平均分子量が50
万以上の超高分子量ポリオレフィン及び溶剤との混合物
を、ラジカル開始剤を用いずに、実質上無酸素下で23
0℃以下に温度調整された押し出し機により押し出しす
ることにより変性し、成形後延伸することを特徴とする
変性超高分子量ポリオレフィン延伸物の製造方法を提供
せんとする物である。
【0006】本発明における超高分子量ポリオレフィン
とは、単独重合体である必要はなく、例えば、エチレン
とα−オレフィンとの共重合体をも含まれる。また、単
独重合体とこれら共重合体とのブレンド物であっても良
い。その粘度平均分子量は、50万以上、好ましくは1
00万以上、更に好ましくは150万以上である。分子
量が小さいと、高強度の発現にとって不利であるととも
に後述するラジカルの発生の面からも不利である。ポリ
エチレン溶液の溶媒としては、オクタン、ノナン、デカ
ン、パラフィンまたはこれらの異性体などの脂肪族、脂
環族炭化水素、石油留分、トルエン、キシレン、ナフタ
レン、並びにデカリン、テトラリンなどこれらの水素化
誘導体、ハロゲン化炭化水素などが考え得るが、これに
限定されるものではない。
【0007】本発明における不飽和炭化水素基を有する
化合物とは、1個以上、好ましくは1個のビニル基に代
表される不飽和基を含む化合物であり、具体的にはビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリスメトキシエトキシシラン、トリメチルビニル
シラン、ドリエチルビニルシランなどの有機シラン化合
物、アクリル酸、アクリル酸メチルエステル、アクリル
酸エチルエステル、アクリルアミド、アクリロイルクロ
ライドなどのアクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタメ
タクリル酸メチルエステル、メタクリル酸グリシジルエ
ステルなどのメタクリル酸誘導体、ビニルクロライド、
スチレン、ビニルアニリン、ビニルピリジン、ビニルト
ルエンなどが挙げられるがこれに限定されるものではな
い。
【0008】本発明における変性超高分子量ポリオレフ
ィン延伸物の製造法とは、製造工程における押し出し機
において、ラジカル開始剤を用いずに実質上の無酸素下
で230℃以下の温度で行われる点を最も特徴とするも
のである。すなわち実質上の無酸素下で230℃以下と
いう、ポリマーの熱劣化を抑制した条件において、押し
出し機の機械的剪断力によるポリマーの分子鎖切断によ
り発生するラジカルを開始ラジカルとして不飽和炭化水
素基との反応を起こし、変性が行われる。ここでいう実
質上の無酸素下とは、超高分子量ポリエチレン溶液の調
合タンクから押し出し機に至るまでを150mmHg以
下、好ましくは50mmHg以下とすることを示してい
る。以上の条件外ではポリマーの劣化により高強度、高
弾性率の延伸物を得ることが困難である。押し出し温度
は成形が可能な温度で、ポリマーの劣化が少なく機械的
剪断力が十分に得られる温度が230℃以下である。そ
れを超える温度ではポリマーの熱劣化により高強度、高
弾性率の延伸物を得ることが困難である。不飽和炭化水
素基を含む化合物の反応量は、少ないと機能性が十分に
発揮されず、過剰では高強度、高弾性率の達成が困難で
あるためポリオレフィンモノマー単位1000個あたり
0.05〜10個が好ましい。この変性量は化合物に応
じ、公知の種々の手法により定量が可能である。
【0009】以下本発明を実施例及び比較例を上げて具
体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、
実施例に制約されるものではない。
【0010】
【実施例】本文中の各種特性値は、以下の測定法によっ
て求めた。 粘度平均分子量 135℃デカリンにて毛管粘度計法で測定した極限粘度
から次式を用いて便宜的に算出した。 Mv=5.37×104 [η]1.37
【0011】強伸度測定 JISL−1013(1981)に準じた。すなわち、
オリエンテック社製テンシロンを用い試長200mm、引
っ張り速度100mm/分の条件でS−S曲線を測定し、
引っ張り破断強度、引っ張り弾性率を算出した。引っ張
り弾性率は、S−S曲線の原点付近の最大勾配より算出
した。
【0012】クリープ速度 クリープ速度は、例えばJ.Polym.Sci.,2
2,561(1984)に記載されているような手法に
より求められる。具体的には、試料に荷重を加えてか
ら、時間に対する歪率の変化が一定になったとき、ある
いはその変化量が最小になったときの歪速度、すなわち
平坦部クリープ(plateau creep)での変
形速度を言う。本実施例におけるクリープ速度(CRV
50)とは、50℃の温度に調節したサンプルに、9g
/dの荷重を加える。元の試料の長さをL0(cm)、2
時間後の長さをL1(cm)、22時間の長さをL2(c
m)とするとCRV50(sec-1)は、次式で与えら
れる。 CRV50=(L2−L1)/(20×3600×L
0) U622時間以内に破断に至った場合には、破断時間内
の有効なクリープ伸びのデータを用いて上記の方法に従
って計算する。
【0013】接着性(ILSS) JIS K7057(1987)ショートビーム法に準
じて層間せん断強度(ILSS)を測定し、該ILSS
により接着性を評価した。ILSS測定に供する試験片
は、次のように作成した。すなわち下記の樹脂処方液を
繊維に十分に含浸させ、所定サイズの金型に所定量を積
み重ね、130℃で2.5時間プレス成形することによ
り繊維含有率50%でかつ、厚み3mm、幅6mmの寸法断
面を有する試験片棒を得た。 エピコート9102A(油化シェルエポキシ製) 100部 〃 9102B( 〃 ) 76部 〃 9102C( 〃 ) 1部 ILSS測定は、下記の条件により実施した。 試験片サイズ:厚み3mm幅6mm長さ18mm 測定条件 :支点間距離/厚み=4 支持点半径 :2mm 負荷点半径 :3mm クロスヘッドスピード:1mm/min ILSSは次式により求めた。 ILSS=3P/4bh P:最大応力(kg) b:試験片幅(mm) h:試
験片厚(mm)
【0014】実施例1 粘度平均分子量190万の超高分子量ポリエチレン10
重量%と90重量%のデカヒドロナフタレン及び超高分
子量ポリエチレンに対し3重量%のトリエトキシビニル
シランを混合した。入口側150℃出口側200℃に温
度設定したスクリュー押し出し機により、回転数250
rpmで混練り溶解し、直径0.5mmのオリフィスから
押し出した。この際、超高分子量ポリエチレン溶液の調
合タンクから押し出し機に至るまでを、実質上の無酸素
下とした。押し出した溶解物は、空気流で冷却され、5
0m/min の引き取り速度で引き取り、引き続き加熱空
気下のオーブンで延伸を行った。得られた延伸物の強度
は37g/d、弾性率は1390g/dと高強度、高弾
性率を示し、かつそのクリープ速度は5.5×10-7
クリープ特性に優れていた。またILSSが2.5kg/
mm2 と接着性にも優れていた。なお、蛍光X線分析によ
り求めた変性量は、ポリエチレンの炭素原子1000個
あたり1.2個であった。
【0015】比較例1 実施例においてトリエトキシビニルシランを混合せずに
延伸物を得た。得られた延伸物の強度は35g/d、弾
性率は1260g/dと高いものであったが、そのクリ
ープ速度は2.1×10-6、ILSSは1.5kg/mm2
と劣っていた。
【0016】比較例2 実施例において押し出し機の温度を入口側180℃出口
側270℃とした。ポリマーの劣化によりノズルから押
し出された溶解物を巻きとることができなかった。
【0017】比較例3 実施例において超高分子量ポリエチレン溶液の調合タン
クから押し出し機に至るまでを空気雰囲気下で溶解押し
出しを行った。ポリマーの劣化により、ノズルから押し
出された溶解物を巻きとることができなかった。
【0018】
【発明の効果】本発明による変性超高分子量ポリオレフ
ィン延伸物は、超高分子量ポリオレフィン延伸物の最も
特徴とする高強度、高弾性率を失うこと無く、変性によ
る接着性向上、クリープ特性の向上、染色性向上等の新
たな機能性を付加することが可能となったものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C08L 23/00 LDD 7107−4J B29K 23:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不飽和炭化水素基を有する化合物と粘度
    平均分子量が50万以上の超高分子量ポリオレフィン及
    び溶剤との混合物を、ラジカル開始剤を用いずに、実質
    上無酸素下で230℃以下に温度調整された押し出し機
    により押し出しすることにより変性し、成形後延伸する
    ことを特徴とする変性超高分子量ポリオレフィン延伸物
    の製造方法。
JP21420392A 1992-08-11 1992-08-11 変性超高分子量ポリオレフィン延伸物の製造方法 Pending JPH0655628A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102471941A (zh) * 2009-07-27 2012-05-23 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 聚烯烃构件及其制备方法
CN104955992A (zh) * 2013-01-25 2015-09-30 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 制造拉伸多丝纱线的方法
WO2019177089A1 (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 東洋紡株式会社 ポリエチレン繊維、およびそれを用いた製品

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JPWO2019177089A1 (ja) * 2018-03-15 2021-02-25 東洋紡株式会社 ポリエチレン繊維、およびそれを用いた製品

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