JPH08260232A - Production of high-strength yarn from ultrahigh-molecular weight polyolefin film - Google Patents

Production of high-strength yarn from ultrahigh-molecular weight polyolefin film

Info

Publication number
JPH08260232A
JPH08260232A JP9165395A JP9165395A JPH08260232A JP H08260232 A JPH08260232 A JP H08260232A JP 9165395 A JP9165395 A JP 9165395A JP 9165395 A JP9165395 A JP 9165395A JP H08260232 A JPH08260232 A JP H08260232A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
molecular weight
stretching
die
weight polyolefin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9165395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3586700B2 (en
Inventor
Kazuhiko Kurihara
和彦 栗原
Hiroshi Yazawa
宏 矢沢
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.)
Polymer Processing Research Institute Ltd
Original Assignee
Polymer Processing Research Institute Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polymer Processing Research Institute Ltd filed Critical Polymer Processing Research Institute Ltd
Priority to JP09165395A priority Critical patent/JP3586700B2/en
Priority to US08/617,635 priority patent/US6054086A/en
Priority to EP96104632A priority patent/EP0733460A3/en
Publication of JPH08260232A publication Critical patent/JPH08260232A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3586700B2 publication Critical patent/JP3586700B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To obtain a high-strength yarn in high productivity by using an ultrahigh-molecular weight polyolefin. CONSTITUTION: An ultrahigh-molecular weight polyolefin >=500000 in viscosity- average molecular weight is subjected to melt forming into a molten film, and both side edges of the molten film or the solid film obtained by cooling the molten film are firmly held to transversely orient the film, and the resultant film is then slitted longitudinally into tapes, which are then oriented in the machine direction, thus obtaining the objective high-strength yarns.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超高分子量ポリオレフ
ィンを原料とし、高強度ヤーンを製造する方法に関し、
さらに詳しくは、フィルムを押出成形した後、一旦ヨコ
に延伸後、テープ状にスリットし、その後にそのテープ
をタテ方向に高倍率に延伸することにより、高強度延伸
テープヤーンやスプリットヤーンを製造する方法に関す
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a high-strength yarn from an ultrahigh molecular weight polyolefin as a raw material,
More specifically, after extrusion molding the film, it is stretched in the horizontal direction, slit into a tape shape, and then the tape is stretched at a high ratio in the vertical direction to produce a high strength stretched tape yarn or split yarn. Regarding the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、超高分子量ポリオレフィンを原料
とし、高強度ヤーンを製造する方法に関しては、溶剤に
溶解してフィルムや糸に成形して超延伸する方式(溶剤
法、特公昭37−9765号公報)、また溶剤法の変形
として、ワックス等で混合押出する方法(特開昭62−
182349号公報)、超高分子量ポリオレフィン粉末
を連続プレスして超延伸する方式(連続プレス法、特開
平2−258237号公報、特開平4−49015号公
報)や、超高分子量ポリオレフィンを押出成形によりイ
ンフレーションフィルムとし、それにより高強度ヤーン
を製造する方法(インフレーションフィルム法、特開昭
62−104911号公報、特開昭62−122736
号公報)等があった。溶剤法は、性能の良いヤーンが得
られる点では優れるが、溶解や脱溶剤にコストがかか
り、産業資材としてコスト的に実用的ではない。連続プ
レス法は、溶剤を使用せず、かつ次のインフレーション
法と異なり押出成形という制約がないために、他方に比
較してより高分子量の原料が使用できること、そのため
に高強度製品が得られる等の利点があるが、連続プレス
装置が生産性が良くない点や、薄いフィルムが得難いの
で、ファインなヤーンが困難である等の問題点がある。
インフレーション法は、押出成形できる点で生産性は良
いが、高分子量のポリオレフィンが使用できないこと、
押出成形時の溶融により分子のエンタングルメント(も
つれ合い)により、高倍率延伸や高強度製品ができない
欠点があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing a high-strength yarn from an ultra-high molecular weight polyolefin as a raw material, a method of dissolving it in a solvent to form a film or a yarn and super-drawing (solvent method, Japanese Patent Publication No. 37-9765) Japanese Patent Laid-Open Publication No. 62-62), or as a modification of the solvent method, a method of mixing and extruding with a wax or the like (Japanese Patent Laid-Open No. 62-62-62).
182349), a method of continuously pressing ultra-high molecular weight polyolefin powder and super-stretching (continuous pressing method, JP-A-2-258237, JP-A-4-49015), or extrusion molding of ultra-high molecular weight polyolefin. Method for producing high-strength yarn by using an inflation film (inflation film method, JP-A-62-104911, JP-A-62-122736)
No. gazette) etc. The solvent method is excellent in that a yarn with good performance can be obtained, but it is costly to dissolve and desolvate and is not practical as an industrial material in terms of cost. The continuous pressing method does not use a solvent and does not have the limitation of extrusion molding unlike the following inflation method, so that it is possible to use a higher molecular weight raw material compared to the other, and therefore a high strength product can be obtained, etc. However, there are problems that the continuous press machine is not good in productivity, and that it is difficult to obtain a thin film, and thus it is difficult to make a fine yarn.
The inflation method has good productivity because it can be extruded, but it cannot use high molecular weight polyolefin.
Due to the entanglement of molecules due to melting during extrusion molding, there is a drawback that high-strength drawing and high-strength products cannot be made.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、超高分子量
ポリオレフィンのもつ加工性の悪さから来る従来法のこ
れらの欠点を排除しつつ、生産性良くコスト安く、しか
も高強度で生産できる方式を確立することにある。生産
性を良くするためには、押出成形によるフィルム製膜法
が最も適するが、従来法より高分子量のポリオレフィン
を高速で製膜でき、しかもメルトフラクチャ等の押出異
常を発生させることのない製膜法が必要であり、また溶
融押出で問題になる分子のエンタングルメントを少なく
して、高倍率延伸できるようにするための延伸法が必要
である。すなわち、本発明の目的は、超高分子量ポリオ
レフィンを用いた生産性が良好で、かつ高強度ヤーンの
製造方法を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a method capable of producing with high productivity, low cost, and high strength while eliminating these drawbacks of the conventional method due to the poor processability of the ultrahigh molecular weight polyolefin. To establish. In order to improve productivity, the film forming method by extrusion molding is most suitable, but it can form a high molecular weight polyolefin at a higher speed than the conventional method, and it does not cause extrusion abnormalities such as melt fracture. A method is required, and a stretching method is required to reduce the entanglement of molecules, which is a problem in melt extrusion, and enable high-stretch stretching. That is, it is an object of the present invention to provide a method for producing a high-strength yarn, which uses an ultra-high molecular weight polyolefin and has good productivity.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、基本的には溶融成形法によるフィルム成
形法を採用する。最も生産性が良く、装置コストや運転
コストが安いからである。溶融成形法には、スクリュウ
押出機やラム押出機による押出成形法が最も適する。押
出成形法の欠点は、高分子量のポリマーでは、押出馬力
が不足したり、そのためスクリュウが折れる。また、ノ
ズルでの剪断力が大きすぎるため、ダイスやバレルの圧
力に耐えないこともある。通常は、これらの解決策とし
て、温度を上げること、耐圧力を機械的に高めること、
ダイのランドを極端に小さくして、剪断力を小さくする
ことで解決できる。本発明では、さらに、分子量50万
以下の加熱流動性物質をブレンドしたり、多層共押出す
ることで剪断力を下げることで解決した。押出機として
は、超高分子量ポリマーの押出を可能にすべく、高馬力
のものである必要がある。さらに、スクリュウの破損し
にくいものが望ましい。また、熱可塑性の低分子物質を
混合しても押し出せる押出機がさらに望ましい。押出機
のタイプは、超高分子量ポリエチレンやパラフィンも使
用し、また粉末樹脂や粉末添加剤、粉末の加熱流動性物
質等も使用するため、圧縮比を大きく取れ、しかもノン
スリップタイプで有ることが望ましい。それらの問題点
を解決するため、L/Dを大きくすること、根本の大き
なスクリュウを使用すること、バレル側を粗面にするこ
と等の手段から、適宜に選択して使用される。
In order to solve the above problems, the present invention basically adopts a film forming method by a melt forming method. This is because it has the highest productivity and the equipment cost and operation cost are low. The extrusion molding method using a screw extruder or a ram extruder is most suitable for the melt molding method. The disadvantage of the extrusion method is that high molecular weight polymers lack the extrusion horsepower and thus break the screw. In addition, the shearing force at the nozzle may be too large to withstand the pressure of the die or barrel. Usually, the solution is to raise the temperature, increase the pressure resistance mechanically,
It can be solved by making the land of the die extremely small to reduce the shearing force. In the present invention, the problem has been solved by further blending a heat-flowable substance having a molecular weight of 500,000 or less or by coextruding multiple layers to reduce the shearing force. The extruder must be of high horsepower to allow extrusion of ultra high molecular weight polymers. Further, it is desirable that the screw is not easily damaged. Further, an extruder capable of extruding even when a thermoplastic low-molecular substance is mixed is more desirable. The extruder type uses ultra high molecular weight polyethylene and paraffin, and also uses powdered resin, powdered additive, powdered heating fluid material, etc., so it is desirable to have a large compression ratio and to be a non-slip type. . In order to solve these problems, it is appropriately selected and used from the means of increasing L / D, using a screw with a large root, and roughening the barrel side.

【0005】フィルム成形法としては、サーキュラーダ
イスによるインフレーションフィルム法やTダイフィル
ム法がある。Tダイでは、多層ダイを使用することが本
発明に特に適する。ダイランドでの剪断速度が大きい
と、超高分子量ポリオレフィンはメルトフラクチャが生
じるが、ダイランドが短いこと、ダイギャップを大きく
すること、ダイ温度を高くすること等が必要である。ま
た、サーキュラーダイの変形として、前述の特開昭62
−122736号公報による回転するマンドレルによる
方法も採用することができるが、この方式でも、アウタ
ーダイの部分は抵抗が大きく、高分子量の溶融体を押し
出せない場合がある。本発明者等は、その点に関しても
鋭意研究した結果、アウターダイ部に複層の樹脂の流れ
部を設け、アウターダイに接する面に低粘度の物質の層
がくるようにすることで、高分子量の溶融体の押出を可
能にした。この場合、この低粘度物質流体は、押出機の
みでは超高分子量ポリオレフィンの押出圧が高いため押
出量が安定しないので、ギアポンプ、プランジャーポン
プ等の高圧ポンプで押し込むことが必要である。
As a film forming method, there are an inflation film method using a circular die and a T-die film method. For T dies, the use of multilayer dies is particularly suitable for the present invention. When the shear rate at the die land is high, melt fracture occurs in the ultra-high molecular weight polyolefin, but it is necessary to shorten the die land, increase the die gap, raise the die temperature, and the like. In addition, as a modification of the circular die, the above-mentioned JP-A-62-62
Although a method using a rotating mandrel according to Japanese Patent Laid-Open No. 122736 can also be adopted, even in this method, there is a case where the outer die portion has a large resistance and a high molecular weight melt cannot be extruded. The inventors of the present invention have also conducted extensive studies in that regard, and as a result, a resin layer having a multi-layer structure is provided in the outer die portion, and a layer of a low-viscosity substance is provided on the surface in contact with the outer die. Allowed extrusion of the molecular weight melt. In this case, this low-viscosity substance fluid requires a high-pressure pump such as a gear pump or a plunger pump because the extrusion amount of the ultra-high molecular weight polyolefin is high and the extrusion amount is not stable only with an extruder.

【0006】押出機を出てからのフィルム製膜は、通常
のフィルム製膜法がそのまま使用できる。本発明のフィ
ルム製膜では、ドラフト倍率は高く無いことが望まし
く、インフレーションフィルムの場合は、ブローアップ
レイショ(BUR)も小さいことが望ましい。それは、
フィルムの配向をできるだけ抑えることにより、フィル
ムの偏肉、配向のムラ、結晶化度のバラツキを極力抑え
る効果があり、次のヨコ延伸の均一性やタテ延伸製品の
デニールムラを防止できる。本発明における製膜法の一
つの特徴は、超高分子量ポリオレフィンの製膜に水冷製
膜を応用したことにある。超高分子量ポリオレフィンの
延伸は、延伸張力が高く、そのために高倍率延伸が困難
である。水冷製膜することにより、低い延伸張力で延伸
でき、しかも均一に延伸できる。
For the film formation after leaving the extruder, the usual film formation method can be used as it is. In the film formation of the present invention, it is desirable that the draft ratio is not high, and in the case of the blown film, it is desirable that the blow up ratio (BUR) is also small. that is,
By suppressing the orientation of the film as much as possible, it is possible to suppress uneven thickness of the film, uneven orientation, and variation in crystallinity as much as possible, and it is possible to prevent the following uniformity of horizontal stretching and denier unevenness of the vertical stretched product. One of the features of the film forming method in the present invention is that the water-cooled film forming is applied to the film forming of the ultra-high molecular weight polyolefin. Stretching of ultra-high molecular weight polyolefin has a high stretching tension, which makes it difficult to stretch at a high ratio. By water-cooling the film, it can be stretched with a low stretching tension and can be stretched uniformly.

【0007】溶融フィルムから高強度ヤーンを製造する
に際しての問題点は、高分子量ポリオレフィンは、溶融
することにより分子のエンタングルメントが起こり、高
倍率延伸ができないことにある。本発明は、これを解決
する手段として、鋭意研究した結果、フィルムのタテ延
伸工程の前に若干ヨコに延伸することにより、次のタテ
延伸で高倍率に延伸でき、高強度の延伸テープにするこ
とができることが判った。このことは、ヨコ延伸された
分子が、次のタテ延伸の最初に巾が収縮し、その収縮に
より生じたラメラが、タテ方向に延伸することにより解
きほぐしがスムースにいくために高倍率延伸できるもの
と想像される。この意味で、タテ延伸の前で熱収縮させ
て、積極的に巾方向に収縮させる工程を設けても良い
が、タテ延伸工程の初期加熱段階で巾方向は収縮する。
A problem in producing a high strength yarn from a molten film is that a high molecular weight polyolefin cannot be stretched at a high ratio due to entanglement of molecules caused by melting. As a means for solving this, as a means for solving this problem, the present invention has conducted extensive studies and found that by stretching the film slightly horizontally before the vertical stretching step, it can be stretched to a high ratio in the next vertical stretching, resulting in a high-strength stretched tape. It turns out that I can do it. This means that the laterally stretched molecule contracts in width at the beginning of the next vertical stretching, and the lamella generated by the contraction stretches in the vertical direction, so that the unraveling can be smoothly performed, so that it can be stretched at a high ratio. Is imagined. In this sense, a step of thermally shrinking before the vertical stretching to positively shrink in the width direction may be provided, but the width direction shrinks in the initial heating stage of the vertical stretching step.

【0008】本発明においてヨコ延伸手段に関しても鋭
意研究した結果、延伸張力が大きなこと、定量的にヨコ
延伸倍率が設定できること、タテ方向には延伸されない
ことが望ましい等の条件を満足する理由により、フィル
ムの両耳部を把持する延伸手段が適することが判った。
フィルムの両耳部を把持して延伸するヨコ延伸手段とし
ては、フィルムの2軸延伸に使用されているテンター方
式も使用できる。また、プーリ法ヨコ延伸(Briti
sh Patent 849,436号、特公昭57−
30368号公報)が、装置コストが安く簡便な装置と
して、本発明に特に適する。本発明のヨコ延伸は、熱風
延伸もできるが、プーリ法ヨコ延伸では、熱水や蒸気延
伸も可能で、一定温度が得易い特徴がある。簡便な装置
で一定温度であることは、延伸ムラの発生を防ぐので、
重要な要素である。また、フィルムの偏肉に相当した延
伸ムラに対しては、ヨコ延伸過程のフィルムの厚い部分
を赤外線ヒータや熱風等で加熱することや、薄い部分を
冷風を当てる等の手段を併用することもできる。
As a result of earnest studies on the horizontal stretching means in the present invention, as a result of satisfying the conditions that the stretching tension is large, the horizontal stretching ratio can be quantitatively set, and it is desirable that the stretching is not performed in the vertical direction, It has been found that stretching means for gripping both ears of the film are suitable.
As a horizontal stretching means for gripping and stretching both ears of the film, a tenter system used for biaxial stretching of the film can also be used. In addition, the pulley method horizontal stretching (Briti
sh Patent 849,436, Japanese Patent Publication No. 57-
No. 30368) is particularly suitable for the present invention as a device with a low device cost and a simple device. In the horizontal stretching of the present invention, hot air stretching can be performed, but in the pulley method horizontal stretching, hot water or steam stretching is also possible, and it is easy to obtain a constant temperature. Since a constant temperature with a simple device prevents the occurrence of stretching unevenness,
It is an important factor. For stretching unevenness corresponding to uneven thickness of the film, it is also possible to heat the thick portion of the film in the horizontal stretching process with an infrared heater or hot air, or to use means such as applying cold air to the thin portion. it can.

【0009】ヨコ延伸は、フィルムが溶融時に行うこと
でも可能である。通常のポリマーでは、溶融時にヨコ延
伸しても分子配向の効果は少なく、また、配向が一定し
ない。しかし、本発明における超高分子量ポリオレフィ
ンでは、溶融時でもフローが少なく、延伸倍率に相当す
る配向が安定して得られる。溶融時は延伸温度は高い
が、延伸張力が小さいので、ヨコ延伸装置としては簡便
なものとなる。溶融時にヨコ延伸するもう一つの特徴
は、加熱流動性物質をブレンドして押し出したフィルム
を使用して溶融ヨコ延伸すると、製膜だけではその加熱
流動性物質の表面への移動が不十分であったのが、溶融
ヨコ延伸過程で、表面へ移行することである。溶融ヨコ
延伸は、超高分子量ポリオレフィンの融点より高すぎな
いことが重要である。高すぎると、配向効果が小さく、
定量的にヨコ配向させることが困難になるからである。
Horizontal stretching can also be performed when the film is melted. In a normal polymer, the effect of molecular orientation is small even if it is horizontally stretched during melting, and the orientation is not constant. However, with the ultra-high molecular weight polyolefin of the present invention, the flow is small even when melted, and the orientation corresponding to the draw ratio can be stably obtained. The stretching temperature is high at the time of melting, but the stretching tension is small, so that it becomes a simple lateral stretching apparatus. Another characteristic of horizontal stretching when melted is that when melt horizontal stretching is performed using a film extruded by blending a heat-fluid material, transfer of the heat-fluid material to the surface is insufficient only by film formation. The other reason is that the film is transferred to the surface during the horizontal stretching process. It is important that the melt stretch is not too high above the melting point of the ultra high molecular weight polyolefin. If it is too high, the orientation effect is small,
This is because it becomes difficult to quantitatively perform horizontal orientation.

【0010】プーリ法ヨコ延伸において、熱水で延伸で
きることは上述したが、通常の空冷製膜では結晶化度が
高く、熱水等の延伸には適さない。一方、ポリプロピレ
ンでは、押出機からの溶融フィルムを水や温水で製膜す
る水冷製膜法が多く採用されている。それは水冷製膜に
より結晶化度が低下して、延伸温度が低下できるからで
ある。高密度ポリエチレンは、水冷製膜では結晶化度は
あまり変わらず、延伸温度の低下にはあまり寄与しな
い。しかし、超高分子量ポリエチレンでは、水冷製膜に
より、延伸温度が下がり、均一加熱が容易な熱水中で延
伸できることが判明した。これにより、簡便な装置で均
一温度で延伸できることが確認できた。ヨコ延伸倍率
は、あまり高い必要はない。ヨコ延伸後に収縮して、ラ
メラが形成できるためには、高倍率延伸は有害な場合も
ある。また、ヨコ延伸倍率が高いと、次のタテ延伸も困
難になり、延伸ムラも大きい。通常の固体状態でのヨコ
延伸は、1.5倍から5倍、望ましくは2倍から3倍の
延伸倍率である。フィルムが溶融状態では、この倍率よ
り若干高い1.5倍から8倍、望ましくは2倍から5倍
である。
[0010] In the pulley method horizontal stretching, it has been described above that it can be stretched with hot water, but ordinary air-cooled film formation has a high crystallinity and is not suitable for stretching with hot water or the like. On the other hand, for polypropylene, a water-cooled film forming method in which a molten film from an extruder is formed with water or warm water is often used. This is because the water-cooled film formation lowers the crystallinity and can lower the stretching temperature. The high-density polyethylene does not significantly change the crystallinity in the water-cooled film formation and does not contribute much to the lowering of the stretching temperature. However, it has been found that ultra-high molecular weight polyethylene can be stretched in hot water where the stretching temperature is lowered and uniform heating is easy due to water-cooling film formation. From this, it was confirmed that stretching can be performed at a uniform temperature with a simple device. The horizontal stretching ratio does not need to be very high. The high-magnification stretching may be harmful in that it can shrink to form a lamella after the horizontal stretching. Further, if the horizontal stretching ratio is high, the subsequent vertical stretching becomes difficult and the stretching unevenness is large. Normal horizontal stretching in the solid state is at a stretch ratio of 1.5 to 5 times, preferably 2 to 3 times. When the film is in a molten state, it is 1.5 to 8 times, preferably 2 to 5 times, which is slightly higher than this magnification.

【0011】本発明では、製膜後ヨコ延伸し、その後に
タテ方向にテープ状にスリットした後、タテ延伸する。
タテ延伸は、延伸ゾーンを長くする必要がある。タテ延
伸手段としては、ローラ延伸、熱風延伸、熱板延伸、熱
水延伸、圧延等が使用でき、それらの延伸手段を併用し
て、多段延伸することが望ましい。圧延を利用する場合
は、一定倍率に圧延し、その後にタテスリットし、さら
に通常のタテ延伸することも可能で、本発明に含まれ
る。タテ延伸倍率は、可能なかぎり高くする必要があ
り、通常は10倍以上、望ましくは30倍以上、さらに
望ましくは50倍以上で行う。
In the present invention, after the film formation, the film is stretched horizontally, then slit in the tape direction in the vertical direction, and then stretched vertically.
Vertical stretching requires a longer stretching zone. As the vertical stretching means, roller stretching, hot air stretching, hot plate stretching, hot water stretching, rolling and the like can be used, and it is desirable to use these stretching means together and perform multi-stage stretching. When rolling is used, it is possible to carry out rolling to a certain ratio, then vertical slitting, and further normal vertical stretching, which is included in the present invention. The vertical stretching ratio must be as high as possible, and is usually 10 times or more, preferably 30 times or more, and more preferably 50 times or more.

【0012】本発明に使用する超高分子量ポリオレフィ
ンは、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキ
セン等のオレフィンの重合体または共重合体であり、α
−オレフィンの重合体が高結晶化度を実現できて望まし
く、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンが特に望まし
い。これらに他のポリマーを共重合したものも含まれ
る。これらの超高分子量ポリオレフィンは、粘度平均分
子量50万以上であることが望ましく、100万以上が
さらに望ましい。超高分子量ポリエチレンでは、135
℃デカリン溶液で測定した極限粘度が5dl/g以上で
あり、10dl/g以上あることが望ましい。本発明
は、後述するように加熱流動性物質を併用したり、特殊
ダイスを使用することにより、従来法より高分子量の超
高分子量ポリオレフィンを使用できる。分子量が高いこ
とは、それだけ延伸後のヤーンを高強度、高弾性にする
潜在能力が高い。分子量の低いポリマーでは、高倍率延
伸ができず、また、高強度になり難い。
The ultrahigh molecular weight polyolefin used in the present invention is a polymer or copolymer of olefins such as ethylene, propylene, butene, pentene and hexene.
Polymers of olefins are desirable because they can achieve high crystallinity, and high density polyethylene and polypropylene are particularly desirable. These include those obtained by copolymerizing other polymers. These ultrahigh molecular weight polyolefins preferably have a viscosity average molecular weight of 500,000 or more, more preferably 1,000,000 or more. For ultra high molecular weight polyethylene, 135
The intrinsic viscosity measured with a decalin solution at 5 ° C is 5 dl / g or more, preferably 10 dl / g or more. In the present invention, an ultra-high molecular weight polyolefin having a higher molecular weight than that of the conventional method can be used by using a heating fluid material together or by using a special die as described later. The higher molecular weight has a higher potential to make the stretched yarn higher in strength and elasticity. A polymer having a low molecular weight cannot be stretched at a high ratio, and it is difficult to achieve high strength.

【0013】超高分子量ポリオレフィンとブレンドした
り共押出する物質は、加熱流動性物質で、超高分子量ポ
リオレフィンの押出成形時に超高分子量ポリオレフィン
より粘度が低い流動体であることが必要である。それ
は、超高分子量ポリオレフィンの押出の困難性を緩和す
ることにあるからである。分子量としては50万以下、
望ましくは10万以下であることが望ましい。常温で液
体状態のオイル等も、冷却していけば固体になるので、
便宜上この加熱流動性物質に含める。本発明に使用され
る加熱流動性物質の例として、高密度ポリエチレン等の
ポリエチレン、ポリプロピレン、各種変性ポリオレフィ
ン、各種ワックス類、エチレン酢酸ビニルコポリマー、
ポリアミド、ポリエステル、不飽和ポリエステル、フッ
素系ポリマー、シリコン系ポリマー、ポリエチレングリ
コール、グリセリンまたはデカリン等の超高分子量ポリ
オレフィンの溶剤等がある。ポリエチレングリコールや
グリセリンは、水溶性であるため、水冷製膜等により、
水で簡単に除去できる特徴がある。これらの加熱流動性
物質は、押出の困難性を緩和するばかりでなく、ヤーン
の表面物性を改善することにも寄与し、ヤーンの熱接着
性、染色性、FRPマトリックスとの混和性等の性質を
付与することができる。また、ワックス等の低分子量物
質は、製膜や延伸過程で除去され、また製品で積極的に
除去する。
The substance to be blended with or co-extruded with the ultra-high molecular weight polyolefin is a heat-flowable substance, and it is necessary that the viscosity is lower than that of the ultra-high molecular weight polyolefin during extrusion molding of the ultra-high molecular weight polyolefin. The reason is that the difficulty in extruding the ultrahigh molecular weight polyolefin is alleviated. The molecular weight is 500,000 or less,
It is preferably 100,000 or less. Oils that are in a liquid state at room temperature become solid if cooled, so
For convenience, it is included in this heated fluid material. Examples of the heat fluid material used in the present invention include polyethylene such as high-density polyethylene, polypropylene, various modified polyolefins, various waxes, ethylene vinyl acetate copolymer,
Solvents for polyamides, polyesters, unsaturated polyesters, fluoropolymers, silicone polymers, polyethylene glycols, ultra high molecular weight polyolefins such as glycerin or decalin, and the like. Since polyethylene glycol and glycerin are water-soluble, they can be
It has the feature that it can be easily removed with water. These heat-fluidizable substances not only alleviate the difficulty of extrusion but also contribute to improve the surface properties of the yarn, and the properties of the yarn such as thermal adhesiveness, dyeability and miscibility with the FRP matrix. Can be given. In addition, low molecular weight substances such as wax are removed during film formation and stretching, and are actively removed in products.

【0014】これらの超高分子量ポリオレフィンや加熱
流動性物質に接着剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、スリ
ップ防止剤、滑剤、帯電防止剤等の各種添加剤や顔料、
染料等の着色剤、難燃剤等を加えるのは、通常のフィル
ムの押出の場合と同様に行うことができる。本発明にお
ける押出成形は特に高温で行うことより、超高分子量ポ
リオレフィンの酸化が懸念されるが、この加熱流動性物
質に酸化防止剤や熱劣化防止剤を多量に添加すること
で、超高分子量ポリオレフィンの性質を劣化させること
なく、押出成形可能である点も、本発明の特徴である。
Various additives and pigments such as adhesives, antioxidants, anti-UV agents, anti-slip agents, lubricants and antistatic agents are added to these ultra-high molecular weight polyolefins and heat-fluidizable substances.
Colorants such as dyes, flame retardants and the like can be added in the same manner as in the case of normal film extrusion. Since the extrusion molding in the present invention is carried out at a particularly high temperature, there is a concern that the ultra-high molecular weight polyolefin is oxidized. However, by adding a large amount of an antioxidant or a heat deterioration inhibitor to this heat-fluidizable substance, the ultra-high molecular weight Another feature of the present invention is that extrusion molding can be performed without deteriorating the properties of the polyolefin.

【0015】本発明による高強度ヤーンは、超高分子量
ポリオレフィン成分として10g/d以上が容易に製造
でき、望ましくは15g/d以上、さらに20g/d以
上も製造できる。加熱流動性物質が多くなると強度は相
対的に小さくなるので、加熱流動性物質重量を差し引い
て計算する必要がある。
The high-strength yarn according to the present invention can easily be produced as an ultrahigh molecular weight polyolefin component in an amount of 10 g / d or more, preferably 15 g / d or more, and further 20 g / d or more. Since the strength becomes relatively smaller as the amount of the heated fluid substance increases, it is necessary to calculate by subtracting the weight of the heated fluid substance.

【0016】本発明の高強度ヤーンは、タテ延伸テープ
やそれをスプリットしたスプリットヤーンも含まれる。
これら高倍率延伸することにより、高強度・高弾性率の
ヤーンとなり、その具体的強度は、超高分子量ポリオレ
フィンの種類や混合される加熱流動性物質の性質や割合
に依存する。スプリットヤーンの場合は、撚を掛けずに
測定すると、強度が弱いが、最適な撚をかけることによ
り、ヤーン強度の8割から9割の強度とすることができ
る。
The high-strength yarn of the present invention includes a vertical stretched tape and a split yarn obtained by splitting it.
By drawing at such a high draw ratio, a yarn having a high strength and a high elastic modulus is obtained, and its specific strength depends on the type of ultra-high molecular weight polyolefin and the properties and proportion of the heat-fluidizable substance to be mixed. In the case of split yarn, the strength is weak when measured without twisting, but the strength can be 80 to 90% of the yarn strength by applying the optimum twist.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にて詳述する。
図1は、本発明におけるTダイ製膜と溶融状態でのヨコ
延伸を示し、図1Aは平面図、図1Bは側面図を示す。
押出機1は、根本の径の大きいスクリュウ2を使用した
例を示した。スクリュウ2の根本が大きいので、高馬力
のモータが使用でき、馬力が大きくても、スクリュウ2
が破損することはない。送りを確実にするために、バレ
ル3側を粗面にすることが有効である。この押出機1
は、低粘度のワックス等を混合しても、確実に押し出す
ことができる点にも特徴がある。押出機1により溶融混
練された超高分子量ポリオレフィンまたは混合された加
熱流動性物質は、Tダイ4に導かれ、シートまたはフィ
ルム5として押し出す。このフィルムはヨコ延伸される
ので、その分フィルム5を厚く押し出すことが必要であ
る。押し出されたフィルム5は、熱風室6中で、固化さ
れることなく、プーリ方式のヨコ延伸装置によりヨコに
延伸される。ヨコ延伸装置は、一対の延伸プーリ7a、
7bとそれに嵌合して循環するベルト8a、8b(8b
は8aの影で見えないので図1Aでは省略、図1Bで
は、ベルトは煩雑なため省略した)によりフィルムの両
耳部を把持し、両プーリ7a、7bの末広がりに広がる
軌道により、ヨコに延伸される。熱風室6の熱風により
延伸過程ではフィルムは固化されない。延伸を終えたヨ
コ延伸フィルム9は、冷却ロール10により冷却され、
一定ピッチに多数本置かれたレザー(カミソリ刃)スリ
ッター11により多数のテープ12a、12b、12c
・・・にスリットされ、ニップロール13a、13bで
引き取られ、次のタテ延伸工程に導かれる。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
1A and 1B show T-die film formation and horizontal stretching in a molten state in the present invention, FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a side view.
The extruder 1 showed the example which used the screw 2 with a large root diameter. Since the screw 2 has a large root, a high horsepower motor can be used, and even if the horsepower is large, the screw 2
Will not be damaged. In order to ensure the feeding, it is effective to make the barrel 3 side rough. This extruder 1
Is characterized in that it can be surely extruded even when a low-viscosity wax or the like is mixed. The ultra-high molecular weight polyolefin melt-kneaded by the extruder 1 or the mixed heat-fluidizable substance is guided to the T-die 4 and extruded as a sheet or film 5. Since this film is stretched horizontally, it is necessary to extrude the film 5 thicker by that amount. The extruded film 5 is stretched horizontally in a hot air chamber 6 by a pulley type horizontal stretching device without being solidified. The horizontal stretching device includes a pair of stretching pulleys 7a,
7b and belts 8a, 8b (8b) which are fitted and circulate
Is not visible in the shadow of 8a, so it is omitted in FIG. 1A. In FIG. 1B, the belt is omitted because it is complicated.) The two ears of the film are gripped, and the tracks extending in the end spread of both pulleys 7a and 7b are stretched horizontally. To be done. The film is not solidified by the hot air in the hot air chamber 6 during the stretching process. The horizontally stretched film 9 that has been stretched is cooled by the cooling roll 10,
A large number of tapes 12a, 12b, 12c by a leather (razor blade) slitter 11 placed on a certain pitch
... is slit, taken up by the nip rolls 13a and 13b, and guided to the next vertical stretching step.

【0018】図1の製膜のヨコ延伸システムは、加熱流
動性物質を混合して押し出す場合にも適合するもので、
製膜の際、または溶融ヨコ延伸の過程で、大部分の加熱
流動性物質は徐々にフィルムの表面に押し出されてく
る。図1におけるフィルム製膜後のヨコ延伸装置までの
ドラフト倍率は大きく取らないことが望ましく、ドラフ
ト倍率が大きいと、ヨコ延伸倍率を上げないとヨコ配列
の効果が出ない欠点の他、ヨコ延伸の際、ヨコ延伸ムラ
が大きくなる。通常タテドラフト倍率は1〜3の範囲が
望ましい。図1のTダイとして、多層ダイスを使用する
ことにより、加熱流動性物質を表面層にする多層押出フ
ィルムとすることも可能である。
The horizontal stretching system for film formation shown in FIG. 1 is suitable for mixing and extruding a heated fluid material.
Most of the heat-fluidizable substances are gradually extruded onto the surface of the film during film formation or during the process of melt-stretching. It is desirable that the draft ratio to the horizontal stretching device after film formation in FIG. 1 should not be large. If the draft ratio is large, the effect of the horizontal alignment is not obtained unless the horizontal stretching ratio is increased. At this time, unevenness in horizontal stretching becomes large. Usually, the vertical draft ratio is preferably in the range of 1 to 3. By using a multi-layer die as the T-die in FIG. 1, it is possible to obtain a multi-layer extruded film having a heat-fluidizable substance as a surface layer.

【0019】図2はインフレーション法による製膜の例
を示す。スクリュウ21よりなる押出機22により超高
分子量ポリオレフィンを押し出し、スクリュウ先端部2
3は、スクリュウの溝が切られてなく、回転するマンド
レルとしての役割を果たす。加熱流動性物質はギアポン
プのギア24a、24bにより送り込まれ、マニホール
ド25によりバレルの周に配られ、回転マンドレル23
部で超高分子量ポリオレフィンの溶融体の円周部を覆
い、インフレーションフィルム26の表面を形成して押
し出される。インフレーションフィルム26は、フロス
トラインが出ない範囲で水27により水冷され、ガイド
板28を経て、ニップロール29a、29bを経て、ナ
イフ30で切り開かれて、ヨコ延伸工程へと導かれる。
インフレーションフィルム26のバブルの内圧は、内圧
調整エアーを管31を通じて導き、コントロールする。
水冷製膜方式としては、超高分子量ポリマーは内圧が高
いので、本発明者等の先の出願である特公昭47−47
084号公報、特公昭47−47086号公報、特公昭
48−22966号公報が有効であり、これらの内、網
状物を用いるものが特に適する。ニップロール29a
は、図3で示すように溝33が掘られ、管31を通す。
なお、図2では加熱流動性物質の供給にギアポンプの例
を示したが、高圧押出機等の高圧ポンプ機構を有する装
置であれば、他の方法も使用できる。
FIG. 2 shows an example of film formation by the inflation method. The extruder 22 composed of the screw 21 extrudes the ultra-high molecular weight polyolefin, and the screw tip 2
The groove 3 of the screw is not cut, and 3 serves as a rotating mandrel. The heated fluid material is fed by the gears 24a and 24b of the gear pump, distributed by the manifold 25 around the barrel, and is rotated by the rotating mandrel 23.
Part covers the circumference of the melt of the ultrahigh molecular weight polyolefin, forms the surface of the blown film 26 and is extruded. The blown film 26 is water-cooled with water 27 in a range where the frost line does not come out, passes through a guide plate 28, nip rolls 29a and 29b, is cut open with a knife 30, and is guided to a horizontal stretching step.
The internal pressure of bubbles in the inflation film 26 is controlled by introducing internal pressure adjusting air through the pipe 31.
As a water-cooled film forming method, since the ultrahigh molecular weight polymer has a high internal pressure, the present application is filed under Japanese Patent Publication No. 47-47.
No. 084, Japanese Patent Publication No. 47-47086, and Japanese Patent Publication No. 48-22966 are effective, and of these, those using a mesh are particularly suitable. Nip roll 29a
The groove 33 is dug as shown in FIG.
Although an example of a gear pump is shown in FIG. 2 for supplying the heated fluid substance, other methods can be used as long as the device has a high-pressure pump mechanism such as a high-pressure extruder.

【0020】図4に超高分子量ポリオレフィンaと加熱
流動性物質pとを3層Tダイ製膜する場合の例であり、
図4Aは正面図、図4Bは側面図を示す。3層Tダイと
しては、3層内部積層式マニホールドフラットダイス
(マルチマニホールドダイス)を使用することもできる
が、構造が複雑になるので、ダイスが高価になるばかり
でなく、内部圧力が高いので、メルトフラクチャーを発
生しやすい。図4は、アダプター43内で超高分子量ポ
リオレフィンaと加熱流動性物質pを合わせる方式であ
る。超高分子量ポリオレフィン溶融樹脂aが押出機より
混練され、導管41を通じてアダプター43へ導かれ
る。加熱流動性物質pが別の押出機より混練され導管4
2を通じて、アダプター43へ導かれ、アダプター43
内で枝管44、45に分けられ、アダプター43内の合
流点46で、超高分子量ポリオレフィンaの表裏で合わ
される。合わせられた樹脂の流れ47は、Tダイス48
に導かれ、コートハンガータイプの溝49に添って拡げ
られ、ダイリップ50へ導かれる。ダイリップ50から
は表裏に加熱流動性物質pの層をもった超高分子量ポリ
オレフィンの溶融フィルムが押し出される。押出機より
混練された加熱流動性物質pは、ギアポンプ等の高圧ポ
ンプでアダプター43に供給されることが望ましい。ア
ダプター内の超高分子量ポリオレフィン樹脂aの溶融圧
力が高いからである。このようにアダプター内で合流さ
せる方式は、フィードブロックダイスやコンバインアダ
プター方式とも呼ばれ、3種3層、5種5層等の多層に
も使用することができる。この5種5層の場合は、芯が
超高分子量ポリオレフィンで、その表面が超高分子量ポ
リオレフィンに適合した接着性物質、最外側はマトリッ
クスに適合した接着物質にすることができる。本発明の
ようにアダプター内で合流させる方式を採用することに
より、従来では不可能であったさらに分子量の大きい超
高分子量ポリオレフィンを使用できることとなり、より
高性能の延伸テープとすることができる。また、図2に
示すようなサーキュラダイスにも使用できる。
FIG. 4 shows an example of a three-layer T-die film formation of an ultrahigh molecular weight polyolefin a and a heat fluid material p.
4A shows a front view and FIG. 4B shows a side view. As the three-layer T-die, a three-layer internal stacking type manifold flat die (multi-manifold die) can be used, but the structure is complicated and the die is expensive, and the internal pressure is high. Melt fracture is likely to occur. FIG. 4 shows a system in which the ultra-high molecular weight polyolefin a and the heat-fluidizable substance p are combined in the adapter 43. Ultrahigh molecular weight polyolefin molten resin a is kneaded by an extruder and introduced to an adapter 43 through a conduit 41. The heat-flowable substance p is kneaded from another extruder, and the conduit 4
2 is led to the adapter 43, and the adapter 43
It is divided into branch pipes 44 and 45 inside, and is joined on the front and back sides of the ultrahigh molecular weight polyolefin a at a confluence point 46 in the adapter 43. The combined resin flow 47 is a T-die 48.
Is spread along the coat hanger type groove 49 and is guided to the die lip 50. From the die lip 50, a molten film of ultra-high molecular weight polyolefin having a layer of the heat-fluidizable substance p on both sides is extruded. The heated fluid material p kneaded by the extruder is preferably supplied to the adapter 43 by a high pressure pump such as a gear pump. This is because the ultrahigh molecular weight polyolefin resin a in the adapter has a high melting pressure. The method of merging in the adapter as described above is also called a feed block die or a combine adapter method, and can be used in multiple layers such as 3 types 3 layers and 5 types 5 layers. In the case of 5 layers of 5 types, the core may be an ultra-high molecular weight polyolefin, the surface thereof may be an adhesive material compatible with the ultra-high molecular weight polyolefin, and the outermost surface may be an adhesive material compatible with the matrix. By adopting the method of merging in the adapter as in the present invention, it becomes possible to use an ultrahigh molecular weight polyolefin having a higher molecular weight, which has been impossible in the past, and a stretched tape having higher performance can be obtained. It can also be used in a circular die as shown in FIG.

【0021】図5は、Tダイ製膜における水冷製膜の例
で、Tダイ51より押し出されたフィルム52は、槽5
3に貯えられた水54で水冷される。この場合も、フロ
ストラインが出ない範囲で水冷されることが望ましい。
水冷されたフィルム55は、ニップロール56a、56
bを経てヨコ延伸工程へ導かれる。図6は同じくTダイ
製膜における冷却方式も別の例で、Tダイ61から出た
フィルム62は、チルロール63で冷やされ、ヨコ延伸
工程へ導かれる。
FIG. 5 shows an example of water-cooled film formation in the T-die film formation. The film 52 extruded from the T-die 51 is the tank 5
It is water-cooled with the water 54 stored in 3. Also in this case, it is desirable that water cooling be performed within a range where the frost line does not appear.
The water-cooled film 55 has nip rolls 56a, 56
It is led to a horizontal stretching process via b. FIG. 6 also shows another example of the cooling method in the T-die film formation. The film 62 coming out of the T-die 61 is cooled by the chill roll 63 and guided to the horizontal stretching step.

【0022】図7は、ヨコ延伸装置の別の例で、熱水延
伸可能な装置の例を示す。水冷されたフィルム71は熱
水を貯えられた槽72中へ導かれ、プーリ方式ヨコ延伸
装置によりヨコに延伸される。ヨコ延伸装置は、熱水中
で回転する一対の延伸プーリ73a、73bとそれに嵌
合して循環するベルト74a、74bによりフィルム7
1の両耳部を把持し、両プーリ73a、73bの末広が
りに広がる軌道により、ヨコに延伸される。水冷されて
いるので、熱水の均一温度で延伸でき、このような簡便
なヨコ延伸装置となる。図7の例は、熱水延伸の例を示
したが、槽を逆転し、延伸プーリの回転方向を逆転し、
槽は蒸気を貯めることにより、蒸気延伸も可能である。
このように、水冷フィルムでは熱水延伸や蒸気延伸が適
するが、空冷フィルムでは、延伸適温が100℃を越え
るため、熱風延伸で行う。
FIG. 7 shows another example of a horizontal stretching apparatus, which is an apparatus capable of hot water stretching. The water-cooled film 71 is introduced into a tank 72 in which hot water is stored, and is stretched horizontally by a pulley type horizontal stretching device. The horizontal stretching device includes a pair of stretching pulleys 73a and 73b that rotate in hot water and belts 74a and 74b that are fitted to the stretching pulleys 73a and 73b and circulate.
The two ears of No. 1 are gripped, and the pulleys 73a and 73b are stretched horizontally by the orbits that spread toward the ends. Since it is water-cooled, it can be stretched at a uniform temperature of hot water, resulting in such a simple horizontal stretching device. The example of FIG. 7 shows an example of hot water drawing, but the tank is reversed and the direction of rotation of the drawing pulley is reversed.
The tank can also be steam-stretched by storing steam.
As described above, hot-water stretching or steam stretching is suitable for the water-cooled film, but hot-air stretching is used for the air-cooled film because the suitable stretching temperature exceeds 100 ° C.

【0023】実施例1〜4および比較例1〜2 表1に、本発明により製膜延伸した超高分子量ポリオレ
フィンの高強度ヤーンの製法の実施例および比較例とし
て通常の方法で製造したヤーンの物性を示す。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 Table 1 shows the yarns produced by a conventional method as examples and comparative examples of the method for producing the high-strength yarn of the ultrahigh molecular weight polyolefin film-formed and stretched according to the present invention. Shows physical properties.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】表1において、超高ポリオレフィンと表示
したのは、本発明で用いる超高分子量ポリオレフィンで
あり、a、b、cは以下に示す。 a・・・超高分子量ポリエチレン、粘度平均分子量 110万 b・・・超高分子量ポリプロピレン、粘度平均分子量 85万 c・・・超高分子量ポリエチレン、粘度平均分子量 28万 表1において、流動化物質と表示したのは本発明で用い
る加熱流動性物質であり、p、q、xは以下に示す。そ
の流動化物質の超高分子量ポリオレフィンに対する割合
をパーセントで示す。 p・・・パラフィンワックス、三洋化成(株)サンワックス161−P 酸化防止剤 Irganox 1010 300ppm q・・・高密度ポリエチレン、三菱化成(株)ER010S x・・・変性ポリプロピレン、三菱化成(株)ノバテック390P 製膜装置の概略は、前記図で示した。樹脂温度は、ダイ
スでの樹脂温度を示す。膨張比は、インフレーション製
膜におけるブローアップレイショ(BUR)を示す。フ
ィルム厚みは、ヨコ延伸直前におけるフィルム厚みを示
す。ヨコ延伸方法の概略は、前記図で示した。タテ延伸
は、フリー空間中で、多段延伸で行った。強伸度はJI
S L 1069で測定し、チャック間100ミリメー
タ、引張速度100ミリメータ/分で行った。
In Table 1, what is indicated as ultra-high polyolefin is the ultra-high molecular weight polyolefin used in the present invention, and a, b and c are shown below. a ... Ultra high molecular weight polyethylene, viscosity average molecular weight 1.1 million b ... Ultra high molecular weight polypropylene, viscosity average molecular weight 850,000 c ... Ultra high molecular weight polyethylene, viscosity average molecular weight 280,000 Shown are the heat-flowable substances used in the present invention, and p, q, and x are shown below. The ratio of the fluidizing material to the ultra high molecular weight polyolefin is shown in percent. p ... Paraffin wax, Sanyo Kasei Co., Ltd. Sunwax 161-P antioxidant Irganox 1010 300 ppm q ... High-density polyethylene, Mitsubishi Kasei ER010S x ... Modified polypropylene, Mitsubishi Kasei Corp. Novatec The outline of the 390P film forming apparatus is shown in the above figure. The resin temperature indicates the resin temperature in the die. The expansion ratio indicates the blow-up ratio (BUR) in inflation film formation. The film thickness indicates the film thickness immediately before horizontal stretching. The outline of the horizontal stretching method is shown in the above figure. Vertical stretching was carried out by multi-stage stretching in a free space. Strong elongation is JI
It was measured by SL 1069, and the measurement was performed at a chuck interval of 100 mm and a pulling speed of 100 mm / min.

【0026】実施例1は、超高分子量ポリエチレンを図
1の製膜装置で製膜・延伸した場合である。押出機1の
スクリュウ2の根本の外径40mm、先端の外径30m
m、L/Dは24ミリメータである。250mm巾のT
ダイ4より、320ミクロンの厚みのフィルム5を製膜
した。このフィルムを溶融状態のまま、加熱室6中で末
広がり軌道を描く一対の延伸プーリ7a、7bとそれに
循環する延伸ベルト8a、8bでフィルムを把持してヨ
コに延伸するプーリ延伸装置によりヨコに4倍延伸し、
ヨコ延伸フィルム9とする。ヨコ延伸フィルム9は冷却
ロール10で冷却した後、レザースリッタ11で20m
m巾の多数のスリットフィルム12a、12b、12c
・・・とした後、ニップロール13a、13bで引き取
り延伸工程に移される。実施例1は加熱流動性物質を使
用していないので、スクリュウ回転数を10以下にしな
いとフィルムにメルトフラクチャーを発生した。延伸工
程は図示していないが、フリー空間中で150℃で3段
に延伸され、延伸倍率35で、引張強度24.7g/
d、引張伸度2%のフラットヤーンにすることができ
た。
Example 1 is a case where ultra-high molecular weight polyethylene was formed and stretched by the film forming apparatus shown in FIG. The screw 2 of the extruder 1 has an outer diameter of 40 mm at the base and an outer diameter of 30 m at the tip.
m and L / D are 24 millimeters. 250 mm wide T
A film 5 having a thickness of 320 μm was formed from the die 4. While the film is in a molten state, a pair of drawing pulleys 7a and 7b that draw a trailing orbit in the heating chamber 6 and drawing belts 8a and 8b that circulate in the drawing pulleys hold the film and draw it horizontally. Double stretch,
The horizontal stretched film 9 is used. The horizontal stretched film 9 is cooled by a cooling roll 10 and then 20 m by a leather slitter 11.
Many slit films 12a, 12b, 12c of m width
After that, the nip rolls 13a and 13b transfer the film to a drawing process. In Example 1, since the heating fluid material was not used, melt fracture occurred in the film unless the screw rotation speed was 10 or less. Although the drawing process is not shown, it is drawn in three stages at 150 ° C. in a free space, the draw ratio is 35, and the tensile strength is 24.7 g /
d, a flat yarn having a tensile elongation of 2% could be obtained.

【0027】実施例2は、樹脂に実施例1と同一の超高
分子量ポリエチレン粉末に、融点55℃のパラフィンワ
ックス粉末を15重量%混合してホッパーから供給し
た。製膜法、ヨコ延伸方式、タテ延伸方式も実施例1と
同様であるが、製膜温度、延伸温度、強伸度等は表1に
示した。製膜過程、ヨコ延伸過程、タテ延伸過程で、ワ
ックスは超高分子量ポリエチレンの系から徐々にブリー
ドして除去される。
In Example 2, 15% by weight of paraffin wax powder having a melting point of 55 ° C. was mixed with the same ultrahigh molecular weight polyethylene powder as in Example 1 as a resin, and the mixture was supplied from a hopper. The film forming method, the horizontal stretching method, and the vertical stretching method are the same as those in Example 1, but the film forming temperature, the stretching temperature, the strong elongation, etc. are shown in Table 1. During the film forming process, the horizontal stretching process, and the vertical stretching process, the wax is gradually bleeded and removed from the ultrahigh molecular weight polyethylene system.

【0028】実施例3は、図2の製膜方式で、高密度ポ
リエチレンを外層としてチューブラ製膜した例である。
ブローアップレイショ(BUR)は1.1で、タテ方向
のドラフト比は3である。図2の特公昭47−4708
4号公報の水冷製膜において、冷却する水27の水温は
55℃であった。ヨコ延伸方法は、図1に示した加熱室
6中で、125℃で2.5倍延伸する。その後、タテに
テープ状にスリット後、実施例1と同様にタテ延伸され
る。
Example 3 is an example in which a tubular film is formed with high density polyethylene as an outer layer by the film forming method of FIG.
The blow-up ratio (BUR) is 1.1, and the draft ratio in the vertical direction is 3. Fig. 2 Japanese Patent Publication No. 47-4708
In the water-cooled film formation of Japanese Patent No. 4, the water temperature of the cooling water 27 was 55 ° C. In the horizontal stretching method, stretching is performed 2.5 times at 125 ° C. in the heating chamber 6 shown in FIG. Thereafter, the tape is slit in the vertical direction and then vertically stretched in the same manner as in Example 1.

【0029】実施例4は、図4および図5の装置で、超
高分子量ポリプロピレンを芯、変性ポリプロピレンを両
表層に3層Tダイを用いて製膜した場合で、この場合の
水54の水温は室温(22℃)であった。これを図7の
ヨコ延伸装置で、98℃熱水中でヨコに延伸した。タテ
延伸等は実施例1と同様に行った。
In Example 4, the apparatus of FIGS. 4 and 5 was used to form a film of ultra-high molecular weight polypropylene and modified polypropylene on both surface layers by using a three-layer T die. In this case, the water temperature of the water 54 was 54 ° C. Was room temperature (22 ° C.). This was horizontally stretched in hot water of 98 ° C. by the horizontal stretching device of FIG. 7. Vertical stretching and the like were performed in the same manner as in Example 1.

【0030】比較例1は実施例1と同様に行った場合で
あるが、分子量が低い超高分子量ポリエチレンcの場合
は、延伸倍率、延伸後の引張強度が低い。比較例2は実
施例1と同じ超高分子量ポリエチレンを使用し、製膜し
た場合であるが、ヨコ延伸を行わなかったために、タテ
延伸倍率、延伸後の引張強度が低い。
Comparative Example 1 is the same as Example 1, but in the case of ultra-high molecular weight polyethylene c having a low molecular weight, the draw ratio and the tensile strength after drawing are low. Comparative Example 2 is a case where the same ultra-high molecular weight polyethylene as in Example 1 was used and a film was formed. However, since the lateral stretching was not performed, the vertical stretching ratio and the tensile strength after stretching are low.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の超高分子量ポリオレフィンフィ
ルムを、一旦ヨコ延伸後にタテにスリットしてタテ延伸
することにより、高倍率のタテ延伸が実現でき、高強度
・高弾性率の延伸テープ、延伸スプリットヤーンが実現
できる。さらに、加熱流動性物質をブレンドまたは共押
出することにより、ダイ内でのメルトフラクチャー等を
少なくでき、従来よりさらに高分子量の超高分子量ポリ
オレフィンを製膜でき、さらに高強度・高弾性率を可能
にできる。加熱流動性物質の添加は、製品ヤーンの表面
物性を改善することにも役立つ。具体的には、接着性、
着色性、染色性、耐候性、耐スリップ性等を改善でき
る。この加熱流動性物質に酸化防止剤や熱劣化防止剤を
多量に添加することで、超高分子量ポリオレフィンの性
質を劣化させることなく、押出成形を可能にする効果も
ある。本発明の延伸テープは、そのまま織物、2軸、3
軸の経緯積層不織布、一方向
The ultra-high molecular weight polyolefin film of the present invention can be stretched vertically by slitting it in the vertical direction and then vertically stretching to realize high-strength vertical stretching. Split yarn can be realized. Furthermore, by blending or co-extruding a heat-fluidizable substance, the melt fracture in the die can be reduced, and ultra-high molecular weight polyolefin with a higher molecular weight than before can be formed into a film, and higher strength and higher elastic modulus are possible. You can The addition of the heat-fluidizable substance also serves to improve the surface properties of the product yarn. Specifically, the adhesiveness,
Colorability, dyeability, weather resistance, slip resistance, etc. can be improved. By adding a large amount of an antioxidant or a heat deterioration inhibitor to this heat-fluidizable substance, there is also an effect of enabling extrusion molding without deteriorating the properties of the ultrahigh molecular weight polyolefin. The stretched tape of the present invention is a woven fabric, biaxially, triaxially
Axial weft laminated non-woven fabric, unidirectional

【0032】プリプレグ等に加工され、防弾構造体、防
爆シート等の建築・土木シート、FRTP、FRP、レ
ーダードーム、コンクリート補強等の各種の補強材とし
て使用される。また、本発明の延伸テープは、スプリッ
トファイバーに加工され、各種ロープや上記の織物等に
使用される。
It is processed into a prepreg or the like and used as various reinforcing materials such as bulletproof structures, construction / civil engineering sheets such as explosion-proof sheets, FRTP, FRP, radar domes and concrete reinforcement. Further, the stretched tape of the present invention is processed into split fibers and used for various ropes, the above woven fabrics, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 Tダイス製膜で溶融下ヨコ延伸後にタテ方向
にテープ状スリットを入れる装置の例で、Aは平面図、
Bは側面図を示す。
FIG. 1 is an example of an apparatus in which a tape-shaped slit is formed in the vertical direction after horizontal stretching under melting in T-die film formation, A is a plan view
B shows a side view.

【図2】 チューブラ水冷製膜で加熱流動性物質で共押
出をした装置例を示す。
FIG. 2 shows an example of an apparatus in which a tubular fluid-cooled film is coextruded with a heating fluid material.

【図3】 図2の製膜装置におけるインフレーション内
圧調整エアー導入パイプの導入方法を示す。
FIG. 3 shows a method for introducing an inflation internal pressure adjusting air introduction pipe in the film forming apparatus of FIG.

【図4】 加熱流動性物質を押出機のアダプター内で合
流させてTダイ製膜で共押出する場合の装置の例を示
す。
FIG. 4 shows an example of an apparatus in which a heated fluid material is merged in an adapter of an extruder and coextruded by T-die film formation.

【図5】 Tダイス製膜における水冷製膜の例を示す。FIG. 5 shows an example of water-cooled film formation in T-die film formation.

【図6】 Tダイス製膜におけるチルロール製膜の例を
示す。
FIG. 6 shows an example of chill roll film formation in T die film formation.

【図7】 熱水延伸可能なヨコ延伸装置の例を示す。FIG. 7 shows an example of a horizontal stretching apparatus capable of hot water stretching.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:押出機、2:スクリュウ、3:バレル、4:Tダイ
ス、5:溶融状態のフィルム、6:熱風室、7:延伸プ
ーリ、8:循環ベルト、9:ヨコ方向へプレ配向したフ
ィルム、10:冷却ロール、11:レザースリッター、
12:テープ状フィルム、13:ニップロール、21:
スクリュウ、22:押出機、23:回転マンドレル、2
4:ギアポンプ、25:マニホールド、26:インフレ
ーション溶融フィルム、27:水、28:ガイド板、2
9:ニップロール、30:ナイフ、31:バブル内圧調
整管、a、b、c:超高分子量ポリオレフィン、p、
q、x:加熱流動性物質、41,42:溶融樹脂導管、
43:アダプター、44,45:溶融樹脂導枝管、4
6:合流点、47:溶融樹脂の流れ、48:Tダイス、
49:溝、50:ダイリップ、51:Tダイス、52:
溶融フィルム、53:水槽、54:水、55:フィル
ム、56:ニップロール、61:Tダイス、62:フィ
ルム、63:チルロール。
1: Extruder, 2: Screw, 3: Barrel, 4: T-die, 5: Film in molten state, 6: Hot air chamber, 7: Drawing pulley, 8: Circulation belt, 9: Film pre-oriented in the horizontal direction, 10: cooling roll, 11: leather slitter,
12: tape-like film, 13: nip roll, 21:
Screw, 22: extruder, 23: rotary mandrel, 2
4: Gear pump, 25: Manifold, 26: Inflation molten film, 27: Water, 28: Guide plate, 2
9: Nip roll, 30: Knife, 31: Bubble internal pressure adjusting tube, a, b, c: Ultra high molecular weight polyolefin, p,
q, x: heated fluid material, 41, 42: molten resin conduit,
43: adapter, 44, 45: molten resin branch pipe, 4
6: Confluence point, 47: Flow of molten resin, 48: T die,
49: groove, 50: die lip, 51: T die, 52:
Molten film, 53: water tank, 54: water, 55: film, 56: nip roll, 61: T die, 62: film, 63: chill roll.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01D 5/08 110 D01D 5/08 110 5/28 5/28 5/32 5/32 5/42 5/42 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location D01D 5/08 110 D01D 5/08 110 5/28 5/28 5/32 5/32 5/42 5/42

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粘度平均分子量が50万以上である超高
分子量ポリオレフィンを溶融成形による溶融フィルムを
成形し、溶融フィルムまたはそれを冷却した固体フィル
ムの両耳端を把持してヨコに延伸し、その後テープ状に
タテ方向にスリットし、そのテープをタテに延伸するこ
とを特徴とする高強度ヤーンの製法。
1. An ultrahigh molecular weight polyolefin having a viscosity average molecular weight of 500,000 or more is formed into a melt film by melt molding, and the melt film or a solid film obtained by cooling the melt film is gripped at both ends of the melt film and stretched horizontally. After that, a high strength yarn is produced by slitting a tape shape in the vertical direction and stretching the tape in the vertical direction.
【請求項2】 前記超高分子量ポリオレフィンをフィル
ム成形するに際して、フィルムの表面層に分子量50万
以下の加熱流動性物質をダイスより共押出することによ
り2層または3層に押出フィルムとする請求項1に記載
の高強度ヤーンの製法。
2. An extruded film having two or three layers is formed by co-extruding a heat-fluidizable substance having a molecular weight of 500,000 or less into a surface layer of the film from a die when the ultra-high molecular weight polyolefin is formed into a film. 1. The method for producing a high-strength yarn according to 1.
【請求項3】 前記超高分子量ポリオレフィンをフィル
ム成形するに際して、分子量50万以下の加熱流動性物
質を混合してダイスより押出することによりフィルムと
する請求項1に記載の高強度ヤーンの製法。
3. The method for producing a high-strength yarn according to claim 1, wherein when the ultra-high molecular weight polyolefin is formed into a film, a film is prepared by mixing a heat-flowable substance having a molecular weight of 500,000 or less and extruding it from a die.
【請求項4】 押出機より溶融可塑化された超高分子量
ポリオレフィンと別に高圧ポンプより導かれた加熱流動
性物質をアダプター内で合流させ、その後フィルム製膜
ダイスに導き、加熱流動性物質をフィルムの両表面、芯
は超高分子量ポリオレフィンとするフィルムの製法。
4. An ultrahigh molecular weight polyolefin melt-plasticized by an extruder and a heating fluid material introduced by a high pressure pump separately from the extruder are merged in an adapter, and then introduced into a film forming die, and the heating fluid material is formed into a film. Both surfaces and core are made of ultra high molecular weight polyolefin.
【請求項5】 押出機のスクリュウの先端が回転するマ
ンドレルからなり、そのアウターダイが複層の溶融樹脂
の流れ部を持ち、さらにその複層のアウターダイに接す
る流体を高圧ポンプで押し込む機構を有するインフレー
ションフィルム押出ダイ。
5. A mechanism in which the tip of the screw of the extruder is composed of a rotating mandrel, the outer die of which has a flow portion of the molten resin of multiple layers, and a fluid which is in contact with the outer die of the multiple layers is pushed by a high-pressure pump. Inflation film extrusion die having.
JP09165395A 1995-03-24 1995-03-24 Manufacturing method of high strength yarn from ultra high molecular weight polyolefin film Expired - Fee Related JP3586700B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09165395A JP3586700B2 (en) 1995-03-24 1995-03-24 Manufacturing method of high strength yarn from ultra high molecular weight polyolefin film
US08/617,635 US6054086A (en) 1995-03-24 1996-03-19 Process of making high-strength yarns
EP96104632A EP0733460A3 (en) 1995-03-24 1996-03-22 Process for the production of high-strength yarns and crossply laminates thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09165395A JP3586700B2 (en) 1995-03-24 1995-03-24 Manufacturing method of high strength yarn from ultra high molecular weight polyolefin film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08260232A true JPH08260232A (en) 1996-10-08
JP3586700B2 JP3586700B2 (en) 2004-11-10

Family

ID=14032477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09165395A Expired - Fee Related JP3586700B2 (en) 1995-03-24 1995-03-24 Manufacturing method of high strength yarn from ultra high molecular weight polyolefin film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3586700B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010523837A (en) * 2007-04-12 2010-07-15 テイジン モノフィラメント ジャーマニイ ゲー・エム・ベー・ハー Method for producing high-strength polyolefin ribbons, fabrics and engineering sheet materials produced therefrom, and their use in protectors to protect against impacts from bullets, etc.
JP2010540302A (en) * 2007-10-09 2010-12-24 ノファメーア ベスローテン フェンノートシャップ Advanced bulletproof material
JP2014113727A (en) * 2012-12-07 2014-06-26 Toyobo Co Ltd Polyethylene tape, polyethylene split yarn and manufacturing method thereof
EP3012358A1 (en) * 2013-06-20 2016-04-27 Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd. Single yarn, single yarn product, and preparation method therefor
EP3012357A1 (en) * 2013-06-20 2016-04-27 Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd. High-strength fabric and manufacturing method therefor
JP2016515654A (en) * 2013-06-17 2016-05-30 ペク、ゴン ヨンBAEK, Geon Yong Reinforced fabric for vinyl replacement and method for producing the same
JP2017151115A (en) * 2011-09-12 2017-08-31 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. Composite radome wall

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101497536B1 (en) * 2007-04-12 2015-03-02 넥스트루젼 게엠베하 Method for the production of highly oriented polyolefin ribbons, textiles and technical flexible sheet materials produced therefrom, and the use thereof in protective bodies for the protection from ballistic projectiles and the like
JP2010523837A (en) * 2007-04-12 2010-07-15 テイジン モノフィラメント ジャーマニイ ゲー・エム・ベー・ハー Method for producing high-strength polyolefin ribbons, fabrics and engineering sheet materials produced therefrom, and their use in protectors to protect against impacts from bullets, etc.
JP2010540302A (en) * 2007-10-09 2010-12-24 ノファメーア ベスローテン フェンノートシャップ Advanced bulletproof material
KR101490139B1 (en) * 2007-10-09 2015-02-05 데이진 아라미드 비.브이. Advanced antiballistic materials
JP2017151115A (en) * 2011-09-12 2017-08-31 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. Composite radome wall
JP2014113727A (en) * 2012-12-07 2014-06-26 Toyobo Co Ltd Polyethylene tape, polyethylene split yarn and manufacturing method thereof
JP2016515654A (en) * 2013-06-17 2016-05-30 ペク、ゴン ヨンBAEK, Geon Yong Reinforced fabric for vinyl replacement and method for producing the same
EP3012357A1 (en) * 2013-06-20 2016-04-27 Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd. High-strength fabric and manufacturing method therefor
JP2016527409A (en) * 2013-06-20 2016-09-08 鄭州中遠防務材料有限公司Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd Single yarn, single yarn product and manufacturing method thereof
JP2016528397A (en) * 2013-06-20 2016-09-15 鄭州中遠防務材料有限公司Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd High-strength fabric and method for producing the same
EP3012358A4 (en) * 2013-06-20 2017-04-05 Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd. Single yarn, single yarn product, and preparation method therefor
EP3012357A4 (en) * 2013-06-20 2017-04-05 Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd. High-strength fabric and manufacturing method therefor
EP3012358A1 (en) * 2013-06-20 2016-04-27 Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd. Single yarn, single yarn product, and preparation method therefor
US10066326B2 (en) 2013-06-20 2018-09-04 Zhengzhou Zhongyuan Defense Material Co., Ltd. High-strength fabric and manufacturing method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3586700B2 (en) 2004-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6054086A (en) Process of making high-strength yarns
TWI572472B (en) Method of manufacturing an oriented film from alloyed thermoplastic polymers, apparatus for such manufacture and resulting products
EP0276100B1 (en) Process and apparatus for compressive transverse stretching of polymeric sheet material
TWI449822B (en) High tenacity polyethylene yarn
EP2173794B1 (en) Polyethylene films
JP3586700B2 (en) Manufacturing method of high strength yarn from ultra high molecular weight polyolefin film
CN1826213B (en) Process for fabricating polymeric articles
JP4915749B2 (en) Polyolefin multilayer shrink film
CN110303747B (en) Polyolefin shrink film for ultra-high-speed, high-heat-sealing-performance and high-shrinkage packaging
JPH10323890A (en) Manufacture of fluororesin drawing molded product
JP3661800B2 (en) Manufacturing method of high heat-resistant polymer filament
JP4052707B2 (en) Method for producing multilayer microporous film
JPH08260331A (en) High-strength warp and weft laminate and its production
JP3418692B2 (en) Manufacturing method of ultra high molecular weight polyolefin filament
JP3604746B2 (en) Method for producing stretched fluororesin
JP3152956B2 (en) Method and apparatus for producing ultra-high molecular weight polyethylene film
Roberts et al. Draw resonance reduction in melt embossing and extrusion coating resins
JP4726353B2 (en) Method for producing polyamide-based simultaneous biaxially stretched laminated film
JP3357156B2 (en) Method for producing molded article having gradient layered distribution structure
KR20160108446A (en) Method for producing stretched film
IE43334B1 (en) A method of forming a laminate
IE43333B1 (en) Coextruded sheet with properties resembling a cross-laminate and method of producing said sheet

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20031216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20040622

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040714

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20040714

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090820

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100820

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100820

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110820

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120820

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees