JPH078925B2 - 接着性の改良されたポリエチレン繊維 - Google Patents
接着性の改良されたポリエチレン繊維Info
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- JPH078925B2 JPH078925B2 JP60083446A JP8344685A JPH078925B2 JP H078925 B2 JPH078925 B2 JP H078925B2 JP 60083446 A JP60083446 A JP 60083446A JP 8344685 A JP8344685 A JP 8344685A JP H078925 B2 JPH078925 B2 JP H078925B2
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- JP
- Japan
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- treatment
- polyethylene
- polyethylene fiber
- strength
- improved adhesion
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- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は接着性の改良ポリエチレン繊維に関するもので
あり、更に詳しくは高強力、高弾性でかつ高い表面張力
を持つ接着性の改良されたポリエチレン繊維に関する。
あり、更に詳しくは高強力、高弾性でかつ高い表面張力
を持つ接着性の改良されたポリエチレン繊維に関する。
（従来技術およびその問題点） 従来プラスチック繊維にプラズマ処理や化学処理により
改良された接着性を付与することは公知である。ポエレ
チレンに関してもその繊維は表面が不活性でほとんどの
材料との相容性がわるく、接着性に欠けるという欠点を
持ち、紫外線照射処理、コロナ放電処理や低温プラズマ
処理などの物理的処理、酸やアルカリを用いる化学処理
による接着性改良が実施されている。しかし通常のポリ
エチレン繊維はもともと低強力、低弾性率でかつ、接着
力を向上させるための紫外線照射処理や低温プラズマ処
理あるいは化学処理を施すと相当の強力低下が伴なうの
で、他の素材と復合しても復合体の接着強力以下のとこ
ろでポリエチレン繊維自体が破壊することがあり、その
ため研究はなされていたがポリエチレンの復合素材の開
発はおくれている。
改良された接着性を付与することは公知である。ポエレ
チレンに関してもその繊維は表面が不活性でほとんどの
材料との相容性がわるく、接着性に欠けるという欠点を
持ち、紫外線照射処理、コロナ放電処理や低温プラズマ
処理などの物理的処理、酸やアルカリを用いる化学処理
による接着性改良が実施されている。しかし通常のポリ
エチレン繊維はもともと低強力、低弾性率でかつ、接着
力を向上させるための紫外線照射処理や低温プラズマ処
理あるいは化学処理を施すと相当の強力低下が伴なうの
で、他の素材と復合しても復合体の接着強力以下のとこ
ろでポリエチレン繊維自体が破壊することがあり、その
ため研究はなされていたがポリエチレンの復合素材の開
発はおくれている。
きわめて高い強力と引張弾性率をもつポリエチレン繊
維、も既知の材料であり、P.Smith（polymer 21巻1341
頁1980年）らや、B.Kalb（Macrmolecular chem.,180巻2
983頁1979年）らが文献などに発表している。また本発
明者らも特開昭60−52613号公報、特開昭59−216913号
公報、特願昭58−159990、58−198074）などによりポリ
エチレンなど可撓性高分子からなる高強力、高引張弾性
率繊維を安定に高生産速度で製造する方法をみいだして
いる。これら高物性の繊維はもともと不活性なポリエチ
レンポリマーである上に、高い結晶性をもつため接着性
に劣っているが、高強力、高弾性ポリエチレン繊維の接
着性改善については研究かなされていない。
維、も既知の材料であり、P.Smith（polymer 21巻1341
頁1980年）らや、B.Kalb（Macrmolecular chem.,180巻2
983頁1979年）らが文献などに発表している。また本発
明者らも特開昭60−52613号公報、特開昭59−216913号
公報、特願昭58−159990、58−198074）などによりポリ
エチレンなど可撓性高分子からなる高強力、高引張弾性
率繊維を安定に高生産速度で製造する方法をみいだして
いる。これら高物性の繊維はもともと不活性なポリエチ
レンポリマーである上に、高い結晶性をもつため接着性
に劣っているが、高強力、高弾性ポリエチレン繊維の接
着性改善については研究かなされていない。
（発明が解決しようとする問題点） 即ち本発明はポリエチレン繊維の接着性の改善において
ポリエチレン自身の低い表面張力、接着性は改善される
が大きい強度低下が伴なうという欠点を解消することに
ある。
ポリエチレン自身の低い表面張力、接着性は改善される
が大きい強度低下が伴なうという欠点を解消することに
ある。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は粘度平均分子量が少なくとも700,000のポリエ
チレンからなり、引張強度が180Kg/mm2以上、引張り弾
性率が2700Kg/mm2以上、かつ表面自由エネルギーが40エ
ルグ／cm2以上である接着性の改善されたポリエチレン
繊維である。
チレンからなり、引張強度が180Kg/mm2以上、引張り弾
性率が2700Kg/mm2以上、かつ表面自由エネルギーが40エ
ルグ／cm2以上である接着性の改善されたポリエチレン
繊維である。
更に詳しく言えば、粘度平均分子量が少なくとも700,00
0好ましくは1,000,000のポリエチレンからなり、引張強
度が180Kg/mm2以上、引張弾性率が2700Kg/mm2以上、表
面自由エネルギーが40エルグ／cm2以上、好ましくは50
エルグ／cm2以上であるポリエチレン繊維で、好ましく
は該ポリエチレン繊維がその表面に多条溝を有する接着
性の改善された高引張強力、高弾性ポリエチレン繊維で
ある。
0好ましくは1,000,000のポリエチレンからなり、引張強
度が180Kg/mm2以上、引張弾性率が2700Kg/mm2以上、表
面自由エネルギーが40エルグ／cm2以上、好ましくは50
エルグ／cm2以上であるポリエチレン繊維で、好ましく
は該ポリエチレン繊維がその表面に多条溝を有する接着
性の改善された高引張強力、高弾性ポリエチレン繊維で
ある。
ここでいう多条溝とは、成形品の延伸方向に配列された
無数の多条溝であって、該多条溝としては表面上、巾方
向に平均距離10μｍ当り２ケ以上特に５〜50ケ配列して
いることが望ましい。該多条溝は溶剤を適当量含むポリ
エチレンゲル繊維を延伸する際に溶剤蒸発量を制御する
ことによって付与することができる。
無数の多条溝であって、該多条溝としては表面上、巾方
向に平均距離10μｍ当り２ケ以上特に５〜50ケ配列して
いることが望ましい。該多条溝は溶剤を適当量含むポリ
エチレンゲル繊維を延伸する際に溶剤蒸発量を制御する
ことによって付与することができる。
本発明でいう接着性の改善されたポリエチレン繊維を得
るための処理としては、紫外線照射処理、コロナ放電処
理、低温プラズマ処理や化学薬品による酸化処理、表面
グラフト重合処理やフッ素ガス処理などを応用するのが
よい。
るための処理としては、紫外線照射処理、コロナ放電処
理、低温プラズマ処理や化学薬品による酸化処理、表面
グラフト重合処理やフッ素ガス処理などを応用するのが
よい。
紫外線照射処理、低温プラズマ処理やコロナ放電処理で
は空気、酸素、窒素、ヘリウム、アルゴン、炭酸ガス、
アンモニア等のガス媒体中での処理でもよい。また重合
性不飽和結合をもつ化合物例えばアクリル酸、メタクリ
ル酸などのガス体中での、成形物表面にこれらの化合物
のポリマーが形成されるような処理であってもよい。
は空気、酸素、窒素、ヘリウム、アルゴン、炭酸ガス、
アンモニア等のガス媒体中での処理でもよい。また重合
性不飽和結合をもつ化合物例えばアクリル酸、メタクリ
ル酸などのガス体中での、成形物表面にこれらの化合物
のポリマーが形成されるような処理であってもよい。
化学薬品による酸化処理では重クロム酸カリウム／硫酸
系、無水クロム酸／テトラクロルエタン系、塩素酸塩／
硫酸系などの液中処理があげられるが、最も好ましいの
はフッ素ガス処理である。この場合、用いるフッ素ガス
濃度は特に限定されないが、処理の安全性と処理効果を
考えて１〜10％がよく窒素ガスなどでこの濃度に稀釈す
る。処理温度も特に限定されないが20〜30℃の室温でよ
い。処理時間は処理効果の期待度にもよるが１分〜60
分、好ましくは３分〜30分でよい。フッ素ガス処理効果
を更に顕著ならしむるには、フッ素ガス処理前に予めコ
ロナ放電処理や低温プラズマ処理、紫外線照射、グロー
放電処理の如き物理処理や、濃厚酸・アルカリ処理など
の化学処理による表面活性化処理を行なうとよいが好ま
しいのは水蒸気処理である。前記物理的処理および／ま
たは化学的表面活性化処理と水蒸気処理を組み合わせる
と更に好ましい易接着効果が得られる。
系、無水クロム酸／テトラクロルエタン系、塩素酸塩／
硫酸系などの液中処理があげられるが、最も好ましいの
はフッ素ガス処理である。この場合、用いるフッ素ガス
濃度は特に限定されないが、処理の安全性と処理効果を
考えて１〜10％がよく窒素ガスなどでこの濃度に稀釈す
る。処理温度も特に限定されないが20〜30℃の室温でよ
い。処理時間は処理効果の期待度にもよるが１分〜60
分、好ましくは３分〜30分でよい。フッ素ガス処理効果
を更に顕著ならしむるには、フッ素ガス処理前に予めコ
ロナ放電処理や低温プラズマ処理、紫外線照射、グロー
放電処理の如き物理処理や、濃厚酸・アルカリ処理など
の化学処理による表面活性化処理を行なうとよいが好ま
しいのは水蒸気処理である。前記物理的処理および／ま
たは化学的表面活性化処理と水蒸気処理を組み合わせる
と更に好ましい易接着効果が得られる。
（作用） 高強力、高弾性ポリエチレン繊維を用いるためポリエチ
レン分子が高度に配向しておりそのため化学薬品による
酸化処理などでは薬剤の内部への浸入が少なく、繊維表
面だけの化学変化にとどまり、ガス媒体中での紫外線照
射処理や低温プラズマ、コロナ放電処理でもガスの内部
への浸透が少ないため繊維表面の浸蝕にとどまることが
大きな強度低下を伴うことなく接着性が改善されている
主因と思われる。また水蒸気前処理及びフッ素処理の効
果は明らかではないが、ポリエチレン繊維の表面に極微
量の水分が収着するためにこの水分とフッ素との反応で
酸化性物質の生成などが起り、これが表面活性化に作用
するのではないかと思われる。
レン分子が高度に配向しておりそのため化学薬品による
酸化処理などでは薬剤の内部への浸入が少なく、繊維表
面だけの化学変化にとどまり、ガス媒体中での紫外線照
射処理や低温プラズマ、コロナ放電処理でもガスの内部
への浸透が少ないため繊維表面の浸蝕にとどまることが
大きな強度低下を伴うことなく接着性が改善されている
主因と思われる。また水蒸気前処理及びフッ素処理の効
果は明らかではないが、ポリエチレン繊維の表面に極微
量の水分が収着するためにこの水分とフッ素との反応で
酸化性物質の生成などが起り、これが表面活性化に作用
するのではないかと思われる。
本発明により処理したポリエチレン繊維の表面自由エネ
ルギー（エルグ／cm2）は水及びヨウ化メチレン溶液で
測定した接触角を次式に代入して求めた。
ルギー（エルグ／cm2）は水及びヨウ化メチレン溶液で
測定した接触角を次式に代入して求めた。
下記式（１）に水及びヨウ化メチレン溶液で測定した接
触角（Cosθ）と、水及びヨウ化メチレンのγｗ、γ
wd、γwhの既知の値注）を代入した、γsd、γshが未知
数である二元連立方程式をつくり、γsdとγshを算出
し、式（２）に代入して固体の表面自由エネルギーを求
める。
触角（Cosθ）と、水及びヨウ化メチレンのγｗ、γ
wd、γwhの既知の値注）を代入した、γsd、γshが未知
数である二元連立方程式をつくり、γsdとγshを算出
し、式（２）に代入して固体の表面自由エネルギーを求
める。
γｓ＝γsd＋γsh …（２） 注）水及びヨウ化メチレンのγｗ、γwd、γwh値 （エルグ／cm2） 易接着化効果については、当該成形品が繊維状である場
合は、繊維束に適度に撚りをかけて撚糸状にし、約10cm
の間隔をあけてエポキシ樹脂で固定し、テンシロン型引
張試験機でエポキシ樹脂による固定部分をつかんで引張
試験を行ない、糸の樹脂から抜ける強力を測定した。当
該繊維の引張強度、引張弾性率の測定は東洋ボールドウ
イン社製テンシロンを用い試料長（ゲージ長）30cm、伸
長速度30cm/分の条件で単繊維のＳ−Ｓ曲線より引張り
強度と引張り弾性率を算出した。
合は、繊維束に適度に撚りをかけて撚糸状にし、約10cm
の間隔をあけてエポキシ樹脂で固定し、テンシロン型引
張試験機でエポキシ樹脂による固定部分をつかんで引張
試験を行ない、糸の樹脂から抜ける強力を測定した。当
該繊維の引張強度、引張弾性率の測定は東洋ボールドウ
イン社製テンシロンを用い試料長（ゲージ長）30cm、伸
長速度30cm/分の条件で単繊維のＳ−Ｓ曲線より引張り
強度と引張り弾性率を算出した。
以下実施例により説明する。
（実施例） 実施例１ 引張り強度360Kg/mm2、引張弾性率8000Kg/mm2、繊度500
デニールの高強力ポリエチレン繊維（粘度平均分子量1.
9×106）のマルチフイラメントを表３に示す条件でフッ
素ガス処理した後、メートル当り100回の撚りをかけ撚
糸にし、先にのべたエポキシ樹脂成形品を作製し、引抜
き強力を測定した。その結果を表３示した。
デニールの高強力ポリエチレン繊維（粘度平均分子量1.
9×106）のマルチフイラメントを表３に示す条件でフッ
素ガス処理した後、メートル当り100回の撚りをかけ撚
糸にし、先にのべたエポキシ樹脂成形品を作製し、引抜
き強力を測定した。その結果を表３示した。
表３に示したサンプル６とサンプル１の比較でフッ素ガ
ス処理の有効性が、サンプル７とサンプル１、サンプル
８とサンプル２の比較で多条溝の有効性が、サンプル１
とサンプル２の比較で水蒸気前処理の有効性が示されて
いる。
ス処理の有効性が、サンプル７とサンプル１、サンプル
８とサンプル２の比較で多条溝の有効性が、サンプル１
とサンプル２の比較で水蒸気前処理の有効性が示されて
いる。
（効果） 本発明によれば前記実施例で明らかなように強度低下少
なくして表面自由エネルギー（漏れ特性）の改善された
すぐれた接着性をもつポリエチレン繊維を提供すること
ができる。これにより、他の素材と復合しても復合体の
接着強力以下のところでポリエチレン繊維自体が破壊す
るようなことがなくなりポリエチレン繊維の復合素材へ
の応用がひろがる。
なくして表面自由エネルギー（漏れ特性）の改善された
すぐれた接着性をもつポリエチレン繊維を提供すること
ができる。これにより、他の素材と復合しても復合体の
接着強力以下のところでポリエチレン繊維自体が破壊す
るようなことがなくなりポリエチレン繊維の復合素材へ
の応用がひろがる。
Claims (2)
- 【請求項１】粘度平均分子量が少なくとも700,000のポ
リエチレンからなり、かつ引張強度が180kg/mm2以上、
引張弾性率が2700kg/cm2以上、表面自由エネルギーが40
エルグ／cm2以上であることを特徴とする接着性の改良
されたポリエチレン繊維。 - 【請求項２】ポリエチレン繊維がその表面に多条溝を有
する特許請求の範囲第１項記載の接着性の改良されたポ
リエチレン繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60083446A JPH078925B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 接着性の改良されたポリエチレン繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60083446A JPH078925B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 接着性の改良されたポリエチレン繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61241330A JPS61241330A (ja) | 1986-10-27 |
| JPH078925B2 true JPH078925B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13802663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60083446A Expired - Fee Related JPH078925B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 接着性の改良されたポリエチレン繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078925B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02194033A (ja) * | 1989-01-23 | 1990-07-31 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 接着性を改良したポリオレフィン成形品の製造方法 |
| JPH04289266A (ja) * | 1991-03-18 | 1992-10-14 | Railway Technical Res Inst | 超高分子量ポリエチレン繊維および超高分子量ポリエチレン繊維強化複合体 |
| US5624627A (en) * | 1991-12-27 | 1997-04-29 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Process for preparing surface-modified biaxially oriented film of high molecular weight polyethylene |
| DE112008001927T5 (de) * | 2007-07-31 | 2010-06-24 | Stella Chemifa Corp. | Verfahren zum Herstellen eines Körpers mit Hohlstruktur |
| US9023450B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-05-05 | Honeywell International Inc. | High lap shear strength, low back face signature UD composite and the process of making |
| US9023451B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-05-05 | Honeywell International Inc. | Rigid structure UHMWPE UD and composite and the process of making |
| US9163335B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-10-20 | Honeywell International Inc. | High performance ballistic composites and method of making |
| US9222864B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-12-29 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method to measure back face signature of armor |
| US9168719B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-10-27 | Honeywell International Inc. | Surface treated yarn and fabric with enhanced physical and adhesion properties and the process of making |
| US9023452B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-05-05 | Honeywell International Inc. | Rigid structural and low back face signature ballistic UD/articles and method of making |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59227420A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-20 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 超高分子量ポリオレフイン二軸延伸フイルム及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60083446A patent/JPH078925B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61241330A (ja) | 1986-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |