JPH073524A - 高強度および高弾性率を有するポリエチレン繊維およびその製造法 - Google Patents
高強度および高弾性率を有するポリエチレン繊維およびその製造法Info
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- JPH073524A JPH073524A JP13468093A JP13468093A JPH073524A JP H073524 A JPH073524 A JP H073524A JP 13468093 A JP13468093 A JP 13468093A JP 13468093 A JP13468093 A JP 13468093A JP H073524 A JPH073524 A JP H073524A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度および高弾性率を有するポリエチレン
繊維を単純な工程で高い効率で提供すること。 【構成】 （Ａ）沸点が100 ℃以上のシクロアルカン、
シクロアルケンおよびそれらの誘導体よりなる群から選
ばれた第１溶媒に、重量平均分子量が２×105 〜４×10
6 のポリエチレンを溶解させ、（Ｂ）えられたポリエチ
レン溶液を120 ℃以上の温度で紡糸口金に通して押出し
てゲル繊維を形成させ、（Ｃ）形成されたゲル繊維から
第１溶媒をメタノール、エタノール、ジメチルエーテ
ル、ジエチルエーテル、アセトン、シクロヘキサノン、
２−メチルペンタノン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタ
ン、ヘプタン、トリクロロトリフルオロエタンおよびジ
オキサンよりなる群から選ばれた第２溶媒で抽出してポ
リエチレン繊維を形成させ、（Ｄ）形成されたポリエチ
レン繊維を延伸倍率が10倍以上となるように延伸するこ
とを特徴とする高強度および高弾性率を有するポリエチ
レン繊維の製造法、ならびに前記製造法によってえられ
たポリエチレン繊維。
繊維を単純な工程で高い効率で提供すること。 【構成】 （Ａ）沸点が100 ℃以上のシクロアルカン、
シクロアルケンおよびそれらの誘導体よりなる群から選
ばれた第１溶媒に、重量平均分子量が２×105 〜４×10
6 のポリエチレンを溶解させ、（Ｂ）えられたポリエチ
レン溶液を120 ℃以上の温度で紡糸口金に通して押出し
てゲル繊維を形成させ、（Ｃ）形成されたゲル繊維から
第１溶媒をメタノール、エタノール、ジメチルエーテ
ル、ジエチルエーテル、アセトン、シクロヘキサノン、
２−メチルペンタノン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタ
ン、ヘプタン、トリクロロトリフルオロエタンおよびジ
オキサンよりなる群から選ばれた第２溶媒で抽出してポ
リエチレン繊維を形成させ、（Ｄ）形成されたポリエチ
レン繊維を延伸倍率が10倍以上となるように延伸するこ
とを特徴とする高強度および高弾性率を有するポリエチ
レン繊維の製造法、ならびに前記製造法によってえられ
たポリエチレン繊維。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度および高弾性率
を有するポリエチレン繊維およびその製造法に関する。
を有するポリエチレン繊維およびその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高強度および高弾性率を有するポリエチ
レン繊維は、低密度、耐薬品性、耐紫外線性、耐摩耗
性、耐衝撃性などにすぐれているため、種々の物品を製
造する際に広く用いられている。
レン繊維は、低密度、耐薬品性、耐紫外線性、耐摩耗
性、耐衝撃性などにすぐれているため、種々の物品を製
造する際に広く用いられている。
【０００３】従来、高強度および高弾性率を有するポリ
エチレン繊維の製造法としては、超高延伸法、固体状態
での押出し法、ゾン延伸法、単結晶の超延伸法、表面成
長法、ゲル紡糸法などの種々の方法が提案されている。
しかしながら、実際に使用可能であると認められ、商業
化されている方法は、これらのうちゲル紡糸法のみであ
る。ゲル紡糸法が高強度および高弾性率を有するポリエ
チレン繊維を製造するのにとくに適しているのは、ポリ
エチレン分子を溶媒に溶解させてきわめて希薄な溶液と
したときに、ポリエチレン分子鎖の絡み合いが少なくな
るので、そののちの延伸が容易となり、ポリエチレンが
伸長された鎖コンホメーションをとって最終的に高強度
で高弾性率を有する繊維を形成しやすくなるという理由
にもとづく。
エチレン繊維の製造法としては、超高延伸法、固体状態
での押出し法、ゾン延伸法、単結晶の超延伸法、表面成
長法、ゲル紡糸法などの種々の方法が提案されている。
しかしながら、実際に使用可能であると認められ、商業
化されている方法は、これらのうちゲル紡糸法のみであ
る。ゲル紡糸法が高強度および高弾性率を有するポリエ
チレン繊維を製造するのにとくに適しているのは、ポリ
エチレン分子を溶媒に溶解させてきわめて希薄な溶液と
したときに、ポリエチレン分子鎖の絡み合いが少なくな
るので、そののちの延伸が容易となり、ポリエチレンが
伸長された鎖コンホメーションをとって最終的に高強度
で高弾性率を有する繊維を形成しやすくなるという理由
にもとづく。
【０００４】ゲル紡糸法で製造された繊維の例として
は、たとえばスペクトラ(spectra) （商標、アライド(A
llied corporation)社製、米国）、ダイニーマ(Dynnem
a) （商標、ＤＳＭ社製、オランダ；東洋紡績（株）
製）、テクミロン(Tekmilon)（商標、三井石油化学
（株）製）などがあげられ、これらはいずれも繊維強度
が30ｇ／デニール以上である。前記市販の製品では、ポ
リエチレン繊維を製造する際のゲル紡糸法は、通常、不
揮発性の溶媒を用いて超高分子量ポリエチレン溶液を調
製し、複数のノズルを通してこの溶液を押出してゲル繊
維を形成し、このゲル繊維を揮発性溶媒で抽出し、抽出
繊維を巻き取り、最後にこの繊維を延伸する工程から構
成される。
は、たとえばスペクトラ(spectra) （商標、アライド(A
llied corporation)社製、米国）、ダイニーマ(Dynnem
a) （商標、ＤＳＭ社製、オランダ；東洋紡績（株）
製）、テクミロン(Tekmilon)（商標、三井石油化学
（株）製）などがあげられ、これらはいずれも繊維強度
が30ｇ／デニール以上である。前記市販の製品では、ポ
リエチレン繊維を製造する際のゲル紡糸法は、通常、不
揮発性の溶媒を用いて超高分子量ポリエチレン溶液を調
製し、複数のノズルを通してこの溶液を押出してゲル繊
維を形成し、このゲル繊維を揮発性溶媒で抽出し、抽出
繊維を巻き取り、最後にこの繊維を延伸する工程から構
成される。
【０００５】ポリエチレンのゲル溶液を調製するにあた
って、もっとも一般的に使用される溶媒は、デカリン、
パラフィン油、ドデカン、キシレン、トルエン、トリク
ロロベンゼンおよびテトラリンである。前記アライド社
と三井石油化学（株）は、ポリエチレンの溶媒としてパ
ラフィンを使用し、他方、ＤＳＭ社と東洋紡績（株）
は、溶媒としてデカリンを使用している。しかしなが
ら、これらの溶媒を用いたばあいには、ポリエチレンの
溶解性が不充分であるうえ、一般にこれらの溶媒のゲル
繊維からの抽出速度は満足しうるものとはいいがたい。
ゲル繊維は、抽出の前および延伸工程の前に巻き取るこ
とによって、比較的ゆっくりとした紡糸速度でゆっくり
と抽出を行なう必要がある。また、かかる従来法では、
紡糸／抽出過程と抽出過程とを２つの別々の工程で行な
う必要があり、その結果、生産効率が低下する原因とな
っていた。
って、もっとも一般的に使用される溶媒は、デカリン、
パラフィン油、ドデカン、キシレン、トルエン、トリク
ロロベンゼンおよびテトラリンである。前記アライド社
と三井石油化学（株）は、ポリエチレンの溶媒としてパ
ラフィンを使用し、他方、ＤＳＭ社と東洋紡績（株）
は、溶媒としてデカリンを使用している。しかしなが
ら、これらの溶媒を用いたばあいには、ポリエチレンの
溶解性が不充分であるうえ、一般にこれらの溶媒のゲル
繊維からの抽出速度は満足しうるものとはいいがたい。
ゲル繊維は、抽出の前および延伸工程の前に巻き取るこ
とによって、比較的ゆっくりとした紡糸速度でゆっくり
と抽出を行なう必要がある。また、かかる従来法では、
紡糸／抽出過程と抽出過程とを２つの別々の工程で行な
う必要があり、その結果、生産効率が低下する原因とな
っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、高強度および高弾性率
を有するポリエチレン繊維を製造するにあたり、ポリエ
チレンの溶媒への溶解性がさらに高く、抽出工程での抽
出をさらに迅速に行なうことができる特定の溶媒を用
い、さらに経済的で、生産効率が高い方法を提供するこ
とを目的とする。
術に鑑みてなされたものであり、高強度および高弾性率
を有するポリエチレン繊維を製造するにあたり、ポリエ
チレンの溶媒への溶解性がさらに高く、抽出工程での抽
出をさらに迅速に行なうことができる特定の溶媒を用
い、さらに経済的で、生産効率が高い方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
（Ａ）沸点が100 ℃以上のシクロアルカン、シクロアル
ケンおよびそれらの誘導体よりなる群から選ばれた第１
溶媒に、重量平均分子量が２×105 〜４×106 のポリエ
チレンを溶解させ、（Ｂ）えられたポリエチレン溶液を
120 ℃以上の温度で紡糸口金に通して押出してゲル繊維
を形成させ、（Ｃ）形成されたゲル繊維から第１溶媒を
メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチル
エーテル、アセトン、シクロヘキサノン、２−メチルペ
ンタノン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタン、ヘプタン、
トリクロロトリフルオロエタンおよびジオキサンよりな
る群から選ばれた第２溶媒で抽出してポリエチレン繊維
を形成させ、（Ｄ）形成されたポリエチレン繊維を延伸
倍率が10倍以上となるように延伸することを特徴とする
高強度および高弾性率を有するポリエチレン繊維の製造
法、ならびに前記製造法によってえられた繊維強度が
15ｇ／デニール以上、モジュラスが350 ｇ／デニール以
上、破断時の伸びが60％以下、結晶化度が60％以上であ
るポリエチレン繊維に関する。
（Ａ）沸点が100 ℃以上のシクロアルカン、シクロアル
ケンおよびそれらの誘導体よりなる群から選ばれた第１
溶媒に、重量平均分子量が２×105 〜４×106 のポリエ
チレンを溶解させ、（Ｂ）えられたポリエチレン溶液を
120 ℃以上の温度で紡糸口金に通して押出してゲル繊維
を形成させ、（Ｃ）形成されたゲル繊維から第１溶媒を
メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチル
エーテル、アセトン、シクロヘキサノン、２−メチルペ
ンタノン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタン、ヘプタン、
トリクロロトリフルオロエタンおよびジオキサンよりな
る群から選ばれた第２溶媒で抽出してポリエチレン繊維
を形成させ、（Ｄ）形成されたポリエチレン繊維を延伸
倍率が10倍以上となるように延伸することを特徴とする
高強度および高弾性率を有するポリエチレン繊維の製造
法、ならびに前記製造法によってえられた繊維強度が
15ｇ／デニール以上、モジュラスが350 ｇ／デニール以
上、破断時の伸びが60％以下、結晶化度が60％以上であ
るポリエチレン繊維に関する。
【０００８】
【作用および実施例】本発明の高強度および高弾性率を
有するポリエチレン繊維の製造法は、前記したように、
（Ａ）沸点が100 ℃以上のシクロアルカン、シクロアル
ケンおよびそれらの誘導体よりなる群から選ばれた第１
溶媒に、重量平均分子量が２×105 〜４×106 のポリエ
チレンを溶解させ、（Ｂ）えられたポリエチレン溶液を
120 ℃以上の温度で紡糸口金に通して押出してゲル繊維
を形成させ、（Ｃ）形成されたゲル繊維から第１溶媒を
メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチル
エーテル、アセトン、シクロヘキサノン、２−メチルペ
ンタノン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタン、ヘプタン、
トリクロロトリフルオロエタンおよびジオキサンよりな
る群から選ばれた第２溶媒で抽出してポリエチレン繊維
を形成させ、（Ｄ）形成されたポリエチレン繊維を延伸
倍率10倍以上となるように延伸することを特徴とする。
有するポリエチレン繊維の製造法は、前記したように、
（Ａ）沸点が100 ℃以上のシクロアルカン、シクロアル
ケンおよびそれらの誘導体よりなる群から選ばれた第１
溶媒に、重量平均分子量が２×105 〜４×106 のポリエ
チレンを溶解させ、（Ｂ）えられたポリエチレン溶液を
120 ℃以上の温度で紡糸口金に通して押出してゲル繊維
を形成させ、（Ｃ）形成されたゲル繊維から第１溶媒を
メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチル
エーテル、アセトン、シクロヘキサノン、２−メチルペ
ンタノン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタン、ヘプタン、
トリクロロトリフルオロエタンおよびジオキサンよりな
る群から選ばれた第２溶媒で抽出してポリエチレン繊維
を形成させ、（Ｄ）形成されたポリエチレン繊維を延伸
倍率10倍以上となるように延伸することを特徴とする。
【０００９】前記ポリエチレンの重量平均分子量（以
下、Ｍｗという）は、あまりにも小さいばあいには、所
望の強度に達しにくくなり、またあまりにも大きいばあ
いには、繊維の形成および延伸が困難となるので、２×
105 〜４×106 、好ましくは７×105 〜３×106 であ
る。
下、Ｍｗという）は、あまりにも小さいばあいには、所
望の強度に達しにくくなり、またあまりにも大きいばあ
いには、繊維の形成および延伸が困難となるので、２×
105 〜４×106 、好ましくは７×105 〜３×106 であ
る。
【００１０】また、前記ポリエチレンは、分子量分布
（Ｍｗ／数平均分量（以下、Ｍｎという）があまりにも
大きいばあいには、高強度がえられなくなるので、該分
子量分布は10未満、なかんづく２〜15であることが好ま
しい。
（Ｍｗ／数平均分量（以下、Ｍｎという）があまりにも
大きいばあいには、高強度がえられなくなるので、該分
子量分布は10未満、なかんづく２〜15であることが好ま
しい。
【００１１】前記第１溶媒としては、沸点が100 ℃以上
のシクロアルカン、シクロアルケンおよびそれらの誘導
体よりなる群から選ばれたものが用いられる。かかる第
１溶媒の具体例としては、たとえばカレン、フルオレ
ン、カンフェン、メンテン、ジペンテン、ナフタレン、
アセナフテン、メチルシクロペンタジエン、トリシクロ
デカン、１，２，４，５−テトラメチル−１，４−シク
ロヘキサジエン、フルオレノン、ナフトインダン、テト
ラメチル−ｐ−ベンゾジキノン、エチルフルオレン、フ
ルオランテン、ナフテノンなどがあげられる。
のシクロアルカン、シクロアルケンおよびそれらの誘導
体よりなる群から選ばれたものが用いられる。かかる第
１溶媒の具体例としては、たとえばカレン、フルオレ
ン、カンフェン、メンテン、ジペンテン、ナフタレン、
アセナフテン、メチルシクロペンタジエン、トリシクロ
デカン、１，２，４，５−テトラメチル−１，４−シク
ロヘキサジエン、フルオレノン、ナフトインダン、テト
ラメチル−ｐ−ベンゾジキノン、エチルフルオレン、フ
ルオランテン、ナフテノンなどがあげられる。
【００１２】まず、ポリエチレンを前記第１溶媒に溶解
させるが、該ポリエチレンの濃度は、あまりにも高いば
あいには、粘性が大きすぎて高強度がえられにくくな
り、またあまりにも低いばあいには、粘性が小さすぎて
繊維が形成されがたくなるので、２〜20重量％、なかん
づく２〜15重量％であることが好ましい。
させるが、該ポリエチレンの濃度は、あまりにも高いば
あいには、粘性が大きすぎて高強度がえられにくくな
り、またあまりにも低いばあいには、粘性が小さすぎて
繊維が形成されがたくなるので、２〜20重量％、なかん
づく２〜15重量％であることが好ましい。
【００１３】えられたポリエチレン溶液には、必要によ
り、酸化防止剤を0.5 〜1.5 重量％程度加えてもよい。
り、酸化防止剤を0.5 〜1.5 重量％程度加えてもよい。
【００１４】なお、ポリエチレンを完全に溶解させるた
めに、該ポリエチレン溶液を120 ℃以上、好ましくは13
0 〜200 ℃程度に加熱し、必要により撹拌することが好
ましい。
めに、該ポリエチレン溶液を120 ℃以上、好ましくは13
0 〜200 ℃程度に加熱し、必要により撹拌することが好
ましい。
【００１５】つぎに、えられたポリエチレン溶液を紡糸
口金に通して押出してゲル繊維を形成する。
口金に通して押出してゲル繊維を形成する。
【００１６】なお、抽出、延伸に適したゲル繊維をうる
ために、紡糸口金のノズル径が0.2〜５mm、ノズルの流
れ方向の長さがノズル径の２倍以上、なかんづく５倍以
上であることが好ましく、またノズルの形状は、円、楕
円または十字形とすることが好ましい。
ために、紡糸口金のノズル径が0.2〜５mm、ノズルの流
れ方向の長さがノズル径の２倍以上、なかんづく５倍以
上であることが好ましく、またノズルの形状は、円、楕
円または十字形とすることが好ましい。
【００１７】前記ポリエチレン溶液の紡糸口金を通して
の押出しをする際の紡糸温度は、あまりにも低いばあい
には、メルト・フラクチャーが生じ、繊維の品質が劣る
ようになるので、120 ℃以上とされるが、あまりにも高
いばあいには、繊維が劣化するようになるので、好まし
くは120 〜200 ℃、さらに好ましくは120 〜180 ℃であ
る。また、押出し時の圧力は、あまりにも大きいばあい
には、ノズルが膨張するので、15ｋＰａ以下、なかんづ
く1.5 〜３ｋＰａで行なうことが好ましい。
の押出しをする際の紡糸温度は、あまりにも低いばあい
には、メルト・フラクチャーが生じ、繊維の品質が劣る
ようになるので、120 ℃以上とされるが、あまりにも高
いばあいには、繊維が劣化するようになるので、好まし
くは120 〜200 ℃、さらに好ましくは120 〜180 ℃であ
る。また、押出し時の圧力は、あまりにも大きいばあい
には、ノズルが膨張するので、15ｋＰａ以下、なかんづ
く1.5 〜３ｋＰａで行なうことが好ましい。
【００１８】つぎに押出して形成されたゲル繊維をエア
ギャップに通過させる。エアギャップの長さは、とくに
限定がないが、通常２〜45cm程度である。なお、エアギ
ャップを必要に応じて閉鎖し、不活性ガス、たとえばチ
ッ素ガスを充填させてもよい。
ギャップに通過させる。エアギャップの長さは、とくに
限定がないが、通常２〜45cm程度である。なお、エアギ
ャップを必要に応じて閉鎖し、不活性ガス、たとえばチ
ッ素ガスを充填させてもよい。
【００１９】つぎに、形成されたゲル繊維から第１溶媒
を抽出し、ゲル構造に有害な変化をきたすことなく、第
１溶媒を第２溶媒で置換する。
を抽出し、ゲル構造に有害な変化をきたすことなく、第
１溶媒を第２溶媒で置換する。
【００２０】本発明に用いられる第２溶媒は、メタノー
ル、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテ
ル、アセトン、シクロヘキサノン、２−メチルペンタノ
ン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタン、ヘプタン、トリク
ロロトリフルオロエタンおよびジオキサンよりなる群か
ら選ばれたものであるが、これらのなかでもシクロヘキ
サノン、エタノール、ｎ−ヘキサンおよびジクロロメタ
ン、とくにシクロヘキサノンが好ましい。なお、前記第
２溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して用いること
ができる。混合溶媒として用いるばあい、たとえばシク
ロヘキサノンと他の前記溶媒との混合溶媒などがあげら
れる。
ル、エタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテ
ル、アセトン、シクロヘキサノン、２−メチルペンタノ
ン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタン、ヘプタン、トリク
ロロトリフルオロエタンおよびジオキサンよりなる群か
ら選ばれたものであるが、これらのなかでもシクロヘキ
サノン、エタノール、ｎ−ヘキサンおよびジクロロメタ
ン、とくにシクロヘキサノンが好ましい。なお、前記第
２溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して用いること
ができる。混合溶媒として用いるばあい、たとえばシク
ロヘキサノンと他の前記溶媒との混合溶媒などがあげら
れる。
【００２１】ゲル繊維から第１溶媒を抽出させる方法と
しては、たとえばゲル繊維を第２溶媒中に浸漬する方法
などがあげられるが、本発明はかかる例示のみに限定さ
れるものではない。
しては、たとえばゲル繊維を第２溶媒中に浸漬する方法
などがあげられるが、本発明はかかる例示のみに限定さ
れるものではない。
【００２２】前記第２溶媒の液温は、とくに限定がな
く、通常室温〜70℃、なかんづく30〜50℃であればよ
い。
く、通常室温〜70℃、なかんづく30〜50℃であればよ
い。
【００２３】ゲル繊維から第１溶媒を抽出したのちに
は、第２溶媒（第１溶媒を少し含んでいる）を除去する
ために、80℃程度に加熱し、溶媒除去率が70％以上、な
かんづく80％以上となるまで乾燥させることが好まし
い。
は、第２溶媒（第１溶媒を少し含んでいる）を除去する
ために、80℃程度に加熱し、溶媒除去率が70％以上、な
かんづく80％以上となるまで乾燥させることが好まし
い。
【００２４】つぎに、えられた繊維を延伸させるが、か
かる延伸は、高強度および高弾性率を有するポリエチレ
ン繊維を製造する際に欠かすことのできない工程であ
る。延伸倍率は、充分な繊維強度および弾性率を有する
繊維をうるためには10倍以上、好ましくは30倍以上とさ
れるが、かかる延伸倍率があまりにも大きいばあいに
は、構造上欠陥が生じるようになるので、80倍以下、な
かんづく60倍以下とすることが好ましい。延伸は、２段
階以上の工程で行なうこともできる。その一例として
は、たとえば温度80〜120 ℃で延伸倍率３倍以上、なか
んづく４〜６倍で行なう第１段階、温度100 〜130 ℃で
延伸倍率２倍以上、３〜５倍で行なう第２段階および温
度120 〜150 ℃で延伸倍率２倍以上、なかんづく２〜３
倍で行なう第３段階よりなる工程があげられる。なお、
各延伸工程において、延伸温度があまりにも低いばあい
には、総延伸倍率が小さくなったり、物性がわるくな
り、あまりにも高いばあいには繊維が断裂しやすくなる
ので、各延伸工程における延伸温度は、前記範囲となる
ように調整することが好ましい。
かる延伸は、高強度および高弾性率を有するポリエチレ
ン繊維を製造する際に欠かすことのできない工程であ
る。延伸倍率は、充分な繊維強度および弾性率を有する
繊維をうるためには10倍以上、好ましくは30倍以上とさ
れるが、かかる延伸倍率があまりにも大きいばあいに
は、構造上欠陥が生じるようになるので、80倍以下、な
かんづく60倍以下とすることが好ましい。延伸は、２段
階以上の工程で行なうこともできる。その一例として
は、たとえば温度80〜120 ℃で延伸倍率３倍以上、なか
んづく４〜６倍で行なう第１段階、温度100 〜130 ℃で
延伸倍率２倍以上、３〜５倍で行なう第２段階および温
度120 〜150 ℃で延伸倍率２倍以上、なかんづく２〜３
倍で行なう第３段階よりなる工程があげられる。なお、
各延伸工程において、延伸温度があまりにも低いばあい
には、総延伸倍率が小さくなったり、物性がわるくな
り、あまりにも高いばあいには繊維が断裂しやすくなる
ので、各延伸工程における延伸温度は、前記範囲となる
ように調整することが好ましい。
【００２５】かくしてえられるポリエチレン繊維は、繊
維強度15ｇ／デニール以上、モジュラス350 ｇ／デニー
ル以上、破断時の伸び60％以下、結晶化度60％以上とい
うすぐれた物性を有するものである。
維強度15ｇ／デニール以上、モジュラス350 ｇ／デニー
ル以上、破断時の伸び60％以下、結晶化度60％以上とい
うすぐれた物性を有するものである。
【００２６】以下、本発明のポリエチレン繊維の製造法
を図面にもとづいて説明する。
を図面にもとづいて説明する。
【００２７】図１は、本発明のポリエチレン繊維の製造
法の一実施態様を示す概略説明図である。図１に示され
るように、溶解容器13に、超高分子量（Ｍｗ２×105 〜
４×106 ）のポリエチレン10および第１溶媒11を供給す
る。この溶解容器13には、撹拌装置12が備えられてい
る。撹拌容器13の温度を所定の温度に調整し、ポリエチ
レン10が第１溶媒11に完全に溶解するようにする。計量
ポンプ16によって、ポリエチレン溶液を溶解容器13から
パイプ14を経て紡糸口金17に供給する。計量ポンプ16
は、紡糸口金17を通してポリエチレン溶液が所定の流量
で押出されるような速度で駆動し、所定の温度で押出し
を行なう。ポリエチレン溶液は、紡糸口金17の複数の孔
（図示せず）を通過してゲル繊維20を形成する。この第
１溶媒を含むゲル繊維20は、エアギャップ22を通過して
抽出容器18に入り、ここでゲル繊維20中に含まれた第１
溶媒11が、第２溶媒19によって抽出される。抽出容器18
中の供給ロール21を作動させ、抽出後の繊維をグリッピ
ングロール23、24、25に供給する。このグリッピングロ
ール23、24、25から繊維を所定温度の加熱区域26に供給
して溶媒を除去し、引取りロール27および遊びロール28
を経て所定温度の第１加熱・延伸領域29へと供給し、所
定の延伸倍率で延伸して引取りロール30および遊びロー
ル31によって巻き取る。この繊維を所定温度の第２加熱
・延伸区域32へと供給し、ここで所定の延伸倍率で延伸
して引取りロール33および遊びロール34によって巻き取
る。つぎに、繊維を所定温度の第３加熱・延伸区域35へ
と供給し、ここで所定の延伸倍率となるように延伸して
引取りロール36および遊びロール37によって巻き取る。
このように３回にわたって延伸したポリエチレン繊維
を、巻き取りスプール38に巻き取る。
法の一実施態様を示す概略説明図である。図１に示され
るように、溶解容器13に、超高分子量（Ｍｗ２×105 〜
４×106 ）のポリエチレン10および第１溶媒11を供給す
る。この溶解容器13には、撹拌装置12が備えられてい
る。撹拌容器13の温度を所定の温度に調整し、ポリエチ
レン10が第１溶媒11に完全に溶解するようにする。計量
ポンプ16によって、ポリエチレン溶液を溶解容器13から
パイプ14を経て紡糸口金17に供給する。計量ポンプ16
は、紡糸口金17を通してポリエチレン溶液が所定の流量
で押出されるような速度で駆動し、所定の温度で押出し
を行なう。ポリエチレン溶液は、紡糸口金17の複数の孔
（図示せず）を通過してゲル繊維20を形成する。この第
１溶媒を含むゲル繊維20は、エアギャップ22を通過して
抽出容器18に入り、ここでゲル繊維20中に含まれた第１
溶媒11が、第２溶媒19によって抽出される。抽出容器18
中の供給ロール21を作動させ、抽出後の繊維をグリッピ
ングロール23、24、25に供給する。このグリッピングロ
ール23、24、25から繊維を所定温度の加熱区域26に供給
して溶媒を除去し、引取りロール27および遊びロール28
を経て所定温度の第１加熱・延伸領域29へと供給し、所
定の延伸倍率で延伸して引取りロール30および遊びロー
ル31によって巻き取る。この繊維を所定温度の第２加熱
・延伸区域32へと供給し、ここで所定の延伸倍率で延伸
して引取りロール33および遊びロール34によって巻き取
る。つぎに、繊維を所定温度の第３加熱・延伸区域35へ
と供給し、ここで所定の延伸倍率となるように延伸して
引取りロール36および遊びロール37によって巻き取る。
このように３回にわたって延伸したポリエチレン繊維
を、巻き取りスプール38に巻き取る。
【００２８】つぎに、本発明を実施例にもとづいて説明
するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもので
はない。
するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもので
はない。
【００２９】実施例１ 溶解容器に、Ｍｗ約２×106 、分子量分布（Ｍｗ／Ｍ
ｎ）が５のポリエチレン5.0 重量％ジペンテン溶液がえ
られるようにポリエチレンとペンテンを入れ、攪拌しな
がら140 ℃に加熱した。溶液温度が140 ℃に達したのち
も攪拌を続けた。
ｎ）が５のポリエチレン5.0 重量％ジペンテン溶液がえ
られるようにポリエチレンとペンテンを入れ、攪拌しな
がら140 ℃に加熱した。溶液温度が140 ℃に達したのち
も攪拌を続けた。
【００３０】重合体溶液を、直径が1.5mm のノズルを１
個を有する紡糸口金に供給し、1.5ｋＰａの圧力で押出
した。なお、押出時には、紡糸口金の温度を150 ℃に保
った。押出されたゲル繊維を、長さ５cmのエアギャップ
を通過させて、急冷し、抽出溶媒であるシクロヘキサノ
ンが入れられた抽出容器を通過させることによってゲル
状態となるまで抽出した。抽出後の繊維を80℃で加熱乾
燥させることによって溶媒を除去し、３段階の延伸区域
に720 ｍ／分の速度で供給した。この延伸区域において
は、繊維を、第１段階では温度80℃で延伸倍率４倍で、
第２段階では温度115 ℃で延伸倍率３倍で、第３段階で
は温度135 ℃で延伸倍率２倍で延伸した。
個を有する紡糸口金に供給し、1.5ｋＰａの圧力で押出
した。なお、押出時には、紡糸口金の温度を150 ℃に保
った。押出されたゲル繊維を、長さ５cmのエアギャップ
を通過させて、急冷し、抽出溶媒であるシクロヘキサノ
ンが入れられた抽出容器を通過させることによってゲル
状態となるまで抽出した。抽出後の繊維を80℃で加熱乾
燥させることによって溶媒を除去し、３段階の延伸区域
に720 ｍ／分の速度で供給した。この延伸区域において
は、繊維を、第１段階では温度80℃で延伸倍率４倍で、
第２段階では温度115 ℃で延伸倍率３倍で、第３段階で
は温度135 ℃で延伸倍率２倍で延伸した。
【００３１】延伸したポリエチレン繊維は、繊度５デニ
ールを有していた。
ールを有していた。
【００３２】実施例２〜８ 実施例１において、延伸倍率を表１に示すように変更し
たほかは、実施例１と同様にしてポリエチレン繊維を製
造した。
たほかは、実施例１と同様にしてポリエチレン繊維を製
造した。
【００３３】つぎにえられたポリエチレン繊維の物性と
して、破断時の伸び、結晶化度、繊維強度およびモジュ
ラスを調べた。その結果を表１に示す。
して、破断時の伸び、結晶化度、繊維強度およびモジュ
ラスを調べた。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１に示された結果から、本発明のポリエ
チレン繊維の製造法でえられたポリエチレン繊維は、繊
維強度15ｇ／デニール以上、モジュラス350 ｇ／デニー
ル以破断時の伸び60％以下および結晶化度60％以上を有
することがわかる。
チレン繊維の製造法でえられたポリエチレン繊維は、繊
維強度15ｇ／デニール以上、モジュラス350 ｇ／デニー
ル以破断時の伸び60％以下および結晶化度60％以上を有
することがわかる。
【００３６】また、表１に示された結果にもとづいて、
えられたポリエチレン繊維の繊維強度およびモジュラス
をそれぞれ図２および図３に示した。
えられたポリエチレン繊維の繊維強度およびモジュラス
をそれぞれ図２および図３に示した。
【００３７】図２および３に示された結果から、本発明
のポリエチレン繊維は、高強度および高弾性率を有する
繊維であることがわかる。
のポリエチレン繊維は、高強度および高弾性率を有する
繊維であることがわかる。
【００３８】
【発明の効果】本発明のポリエチレン繊維の製造法によ
れば、従来のように水冷を行なわなくても溶剤抽出を行
なうことができ、しかも第１溶媒が抽出された繊維は、
従来必須とされている中間段階における巻き取りを行な
わなくても、直接延伸を行なうことができる。したがっ
て、本発明の製造法は、選択した溶媒糸の溶解性がすぐ
れており、抽出率が高いことにより、従来と比べていち
じるしくその工程が単純で、かつ効率が高いという効果
が奏される。
れば、従来のように水冷を行なわなくても溶剤抽出を行
なうことができ、しかも第１溶媒が抽出された繊維は、
従来必須とされている中間段階における巻き取りを行な
わなくても、直接延伸を行なうことができる。したがっ
て、本発明の製造法は、選択した溶媒糸の溶解性がすぐ
れており、抽出率が高いことにより、従来と比べていち
じるしくその工程が単純で、かつ効率が高いという効果
が奏される。
【００３９】また、本発明の製造法によってえられたポ
リエチレン繊維は、すぐれた繊維強度および弾性率を有
するので、たとえばロープ、ケーブル、魚網、釣り糸、
キャンバス、各種複合材料、加圧容器、ホース、スポー
ツ用品、自動車用機器類、建築材料などに好適に使用し
うるものである。
リエチレン繊維は、すぐれた繊維強度および弾性率を有
するので、たとえばロープ、ケーブル、魚網、釣り糸、
キャンバス、各種複合材料、加圧容器、ホース、スポー
ツ用品、自動車用機器類、建築材料などに好適に使用し
うるものである。
【図１】本発明のポリエチレン繊維の製造法の一実施態
様を示す概略説明図である。
様を示す概略説明図である。
【図２】本発明の実施例でえられたポリエチレン繊維の
延伸倍率と繊維強度との関係を示すグラフである。
延伸倍率と繊維強度との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例でえられたポリエチレン繊維の
延伸倍率とモジュラスとの関係を示すグラフである。
延伸倍率とモジュラスとの関係を示すグラフである。
10 ポリエチレン 11 第１溶媒 17 紡糸口金 19 第２溶媒 20 ゲル繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鄒 志明 台湾新竹市光復路２段321號 (72)発明者 陳 聯泰 台湾新竹市光復路２段321號
Claims (8)
- 【請求項１】 （Ａ）沸点が100 ℃以上のシクロアルカ
ン、シクロアルケンおよびそれらの誘導体よりなる群か
ら選ばれた第１溶媒に、重量平均分子量が２×105 〜４
×106 のポリエチレンを溶解させ、（Ｂ）えられたポリ
エチレン溶液を120 ℃以上の温度で紡糸口金に通して押
出してゲル繊維を形成させ、（Ｃ）形成されたゲル繊維
から第１溶媒をメタノール、エタノール、ジメチルエー
テル、ジエチルエーテル、アセトン、シクロヘキサノ
ン、２−メチルペンタノン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメ
タン、ヘプタン、トリクロロトリフルオロエタンおよび
ジオキサンよりなる群から選ばれた第２溶媒で抽出して
ポリエチレン繊維を形成させ、（Ｄ）形成されたポリエ
チレン繊維を延伸倍率が10倍以上となるように延伸する
ことを特徴とする高強度および高弾性率を有するポリエ
チレン繊維の製造法。 - 【請求項２】 ポリエチレンの分子量分布が10未満であ
る請求項１記載のポリエチレン繊維の製造法。 - 【請求項３】 ポリエチレンが重量平均分子量２×105
〜４×106 および分子量分布２〜15を有するものである
請求項１または２記載のポリエチレン繊維の製造法。 - 【請求項４】 第１溶媒がカレン、フルオレン、カンフ
ェン、メンテン、ジペンテン、ナフタレン、アセナフテ
ン、メチルシクロペンタジエン、トリシクロデカン、
１，２，４，５−テトラメチル−１，４−シクロヘキサ
ジエン、フルオレノン、ナフトインダン、テトラメチル
−ｐ−ベンゾジキノン、エチルフルオレン、フルオラン
テンまたはナフテノンである請求項１、２または３記載
のポリエチレン繊維の製造法。 - 【請求項５】 ノズル径が0.2 〜５mmの紡糸口金を用
い、ポリエチレン溶液の温度を120 〜200 ℃とする請求
項１記載のポリエチレン繊維の製造法。 - 【請求項６】 延伸を２段階以上で行なう請求項１記載
のポリエチレン繊維の製造法。 - 【請求項７】 温度80〜120 ℃で延伸倍率が３倍以上と
なるように延伸する第１段階、温度100 〜130 ℃で延伸
倍率が２倍以上となるように延伸する第２段階および温
度120 〜150 ℃で延伸倍率が２倍以上となるように延伸
する第３段階からなる請求項６記載のポリエチレン繊維
の製造法。 - 【請求項８】 （Ａ）沸点が100 ℃以上のシクロアルカ
ン、シクロアルケンおよびその誘導体よりなる群から選
ばれた第１溶媒に、重量平均分子量が２×105 〜４×10
6 のポリエチレンを溶解させ、（Ｂ）えられたポリエチ
レン溶液を120 ℃以上の温度で紡糸口金に通して押出し
てゲル繊維を形成させ、（Ｃ）形成されたゲル繊維から
第１溶媒をメタノール、エタノール、ジメチルエーテ
ル、ジエチルエーテル、アセトン、シクロヘキサノン、
２−メチルペンタノン、ｎ−ヘキサン、ジクロロメタ
ン、ヘプタン、トリクロロトリフルオロエタンおよびジ
オキサンよりなる群から選ばれた第２溶媒で抽出してポ
リエチレン繊維を形成させ、（Ｄ）形成されたポリエチ
レン繊維を延伸倍率が10倍以上となるように延伸してえ
られた繊維強度が15ｇ／デニール以上、モジュラスが35
0 ｇ／デニール以上、破断時の伸びが60％以下、結晶化
度が60％以上であるポリエチレン繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134680A JP2612667B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 高強度および高弾性率を有するポリエチレン繊維およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134680A JP2612667B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 高強度および高弾性率を有するポリエチレン繊維およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073524A true JPH073524A (ja) | 1995-01-06 |
| JP2612667B2 JP2612667B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=15134065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5134680A Expired - Fee Related JP2612667B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 高強度および高弾性率を有するポリエチレン繊維およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2612667B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005056892A1 (ja) | 2003-12-12 | 2005-06-23 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | 高強度ポリエチレン繊維 |
| JP2006045753A (ja) * | 2003-12-12 | 2006-02-16 | Toyobo Co Ltd | 高強度ポリエチレン繊維 |
| JP2006045755A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-02-16 | Toyobo Co Ltd | 高強度ポリエチレン繊維 |
| JP2006089898A (ja) * | 2004-08-23 | 2006-04-06 | Toyobo Co Ltd | 高強度ポリエチレン繊維 |
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| JPS61215708A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-25 | Toray Ind Inc | マルチフイラメントヤ−ンの製造方法 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP5134680A patent/JP2612667B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN106637576A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-10 | 安徽东锦资源再生科技有限公司 | 高强低伸涤纶短纤维高效节能制备工艺 |
| CN106637576B (zh) * | 2016-12-16 | 2019-07-19 | 安徽东锦资源再生科技有限公司 | 高强低伸涤纶短纤维高效节能制备工艺 |
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