JPS59216912A - 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維の製造方法 - Google Patents
高強度・高弾性率ポリエチレン繊維の製造方法Info
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- JPS59216912A JPS59216912A JP58089654A JP8965483A JPS59216912A JP S59216912 A JPS59216912 A JP S59216912A JP 58089654 A JP58089654 A JP 58089654A JP 8965483 A JP8965483 A JP 8965483A JP S59216912 A JPS59216912 A JP S59216912A
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- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高強度・高弾性率ポリエチレン繊維の製造方法
に関する。
に関する。
ポリエチレンの溶液を紡糸して得られるゲル状繊維を延
伸して高強度・高弾性率の繊維を得る方法はP、Sm1
th及びA、J、Penningsらの最近の各種刊行
物に記載されており、特開昭56−15408号公報に
は重量平均分子量h〉4×10′以上のポリエチレン溶
液を紡糸・冷却してゲル状繊維を形成し、該ゲル状繊維
に延伸及び乾燥を同時に・施して高強度・高弾性率繊維
を得る方法が開示されている。この方法の指摘するとこ
ろによれば、高強度・高弾性率のポリエチレン繊維を得
るには延伸繊維の弾性率が20GPa (235V′a
)以上になるような延伸温度にて延伸するとされており
、その温度は高々 135℃である。また、この方法に
より得られる延伸繊維の強度及び弾性率の最高値はそれ
ぞれ3.2GPa (38V/Fd)以下及び92GP
a(1083I、/a)以下である。
伸して高強度・高弾性率の繊維を得る方法はP、Sm1
th及びA、J、Penningsらの最近の各種刊行
物に記載されており、特開昭56−15408号公報に
は重量平均分子量h〉4×10′以上のポリエチレン溶
液を紡糸・冷却してゲル状繊維を形成し、該ゲル状繊維
に延伸及び乾燥を同時に・施して高強度・高弾性率繊維
を得る方法が開示されている。この方法の指摘するとこ
ろによれば、高強度・高弾性率のポリエチレン繊維を得
るには延伸繊維の弾性率が20GPa (235V′a
)以上になるような延伸温度にて延伸するとされており
、その温度は高々 135℃である。また、この方法に
より得られる延伸繊維の強度及び弾性率の最高値はそれ
ぞれ3.2GPa (38V/Fd)以下及び92GP
a(1083I、/a)以下である。
A、J、Penningsらは上記の方法(特開昭56
−15408号公報)によるゲル状繊維を100〜14
8℃の温度勾配下にある空気浴中でできるだけ高倍率に
延伸することにより強度3.7GPa (43g/d)
、弾性率121GPa (1409g/d)のポリエチ
レン繊維を得ている。また、上記の方法(特開昭56−
15408号公報)についてより詳細に検討している特
開昭58−5228号公報には、強度の最高値として4
5 g/d、弾性率の最高値として2305g/aが報
告されている。即ち、ポリエチレンの溶液を紡糸して得
られるゲル状繊維を延伸して高強度・高弾性率ポリエチ
レン繊維を得る方法において今までに達成されたを越え
るポリエチレンを2.0重量%以下の濃度に調整した溶
液を紡糸して得られるゲル状繊維を多段延伸することに
より強度50g/d以上、且つ初期弾性率1500g/
d以上の延伸繊維を得ることができ、その繊維構造の特
徴として長周期構造が観測されないとの知見を得、本発
明に至った。
−15408号公報)によるゲル状繊維を100〜14
8℃の温度勾配下にある空気浴中でできるだけ高倍率に
延伸することにより強度3.7GPa (43g/d)
、弾性率121GPa (1409g/d)のポリエチ
レン繊維を得ている。また、上記の方法(特開昭56−
15408号公報)についてより詳細に検討している特
開昭58−5228号公報には、強度の最高値として4
5 g/d、弾性率の最高値として2305g/aが報
告されている。即ち、ポリエチレンの溶液を紡糸して得
られるゲル状繊維を延伸して高強度・高弾性率ポリエチ
レン繊維を得る方法において今までに達成されたを越え
るポリエチレンを2.0重量%以下の濃度に調整した溶
液を紡糸して得られるゲル状繊維を多段延伸することに
より強度50g/d以上、且つ初期弾性率1500g/
d以上の延伸繊維を得ることができ、その繊維構造の特
徴として長周期構造が観測されないとの知見を得、本発
明に至った。
本発明はポリエチレン溶液を紡糸して得られるゲル状繊
維を延伸して高強度・高弾性率繊維を得る方法において
、重量平均分子量が3×10 を越えるポリエチレン
を用いて、その溶液濃度を2.0重量%以下に調整した
溶液を紡糸して得られるゲル状繊維を超延伸し、その際
延伸繊維に長周期構造が観測されなくなるまで多段延伸
することを特徴とする強度50vd以上、且つ初期弾性
率1.500g/d以上のポリエチレン繊維の製造方法
を提供するものである。
維を延伸して高強度・高弾性率繊維を得る方法において
、重量平均分子量が3×10 を越えるポリエチレン
を用いて、その溶液濃度を2.0重量%以下に調整した
溶液を紡糸して得られるゲル状繊維を超延伸し、その際
延伸繊維に長周期構造が観測されなくなるまで多段延伸
することを特徴とする強度50vd以上、且つ初期弾性
率1.500g/d以上のポリエチレン繊維の製造方法
を提供するものである。
本発明において重量平均分子量Mwが3×10を越える
ポリエチレンを用いたのは重量平均分子量が大きいもの
程前記ゲル状繊維をより高倍率に延伸でき、長周期構造
が観測されなくなるまで超延伸するには3×10 を
越える重量平均分子量のポリエチレンを用いる必要があ
ったからである。また、ポリエチレンの溶液濃度は冷却
によるゲル状繊維の形成を容易にするために一般には約
3〜5重量%が好適であるが、本発明においては、長周
期構造が観測されなくなるまで超延伸するためにより希
薄な2.0重量%以下の溶液からゲル状繊維を形成させ
る必要があった。
ポリエチレンを用いたのは重量平均分子量が大きいもの
程前記ゲル状繊維をより高倍率に延伸でき、長周期構造
が観測されなくなるまで超延伸するには3×10 を
越える重量平均分子量のポリエチレンを用いる必要があ
ったからである。また、ポリエチレンの溶液濃度は冷却
によるゲル状繊維の形成を容易にするために一般には約
3〜5重量%が好適であるが、本発明においては、長周
期構造が観測されなくなるまで超延伸するためにより希
薄な2.0重量%以下の溶液からゲル状繊維を形成させ
る必要があった。
本発明における超延伸の手段としては、溶媒を含んだ状
態のゲル状繊維を、少なくとも3段以上、好ましくは4
段以上の多段で且つ後段になるにつれて延伸温度を順次
高(設定した多段延伸により全延伸倍率が60倍以上、
特に90倍以上となるように行うのが好ましく、その際
第1段目、又は第1段目と第2段目の延伸倍率を、それ
以降の段の延伸倍率より高く設定するのが好ましい。例
えば、本発明における超延伸を4段延伸により行う場合
の各段の好適延伸温度および延伸倍率を示せば次のとお
りである。
態のゲル状繊維を、少なくとも3段以上、好ましくは4
段以上の多段で且つ後段になるにつれて延伸温度を順次
高(設定した多段延伸により全延伸倍率が60倍以上、
特に90倍以上となるように行うのが好ましく、その際
第1段目、又は第1段目と第2段目の延伸倍率を、それ
以降の段の延伸倍率より高く設定するのが好ましい。例
えば、本発明における超延伸を4段延伸により行う場合
の各段の好適延伸温度および延伸倍率を示せば次のとお
りである。
延伸温度 延伸倍率
第1段目 50〜90℃ 10倍以下(特に
70〜90℃) (特に4〜6倍)第2段目 80
〜130℃ 10倍以下(特に90〜120℃)
(特に4〜6倍)第3段目 110〜140℃5倍以
下 (特に 120〜135℃) (特に19〜2.5倍)
第4段目 135〜155℃ 5倍以下(特
に135〜150℃) (特に15〜25倍)実施例で
は4段延伸を採用したが各段における延伸温度及び延伸
倍率は種々の組み合せが可能であるため、本発明におけ
る超延伸の程度については次に記す測定方法による長周
期構造が観測されるか否かを尺度とした。
70〜90℃) (特に4〜6倍)第2段目 80
〜130℃ 10倍以下(特に90〜120℃)
(特に4〜6倍)第3段目 110〜140℃5倍以
下 (特に 120〜135℃) (特に19〜2.5倍)
第4段目 135〜155℃ 5倍以下(特
に135〜150℃) (特に15〜25倍)実施例で
は4段延伸を採用したが各段における延伸温度及び延伸
倍率は種々の組み合せが可能であるため、本発明におけ
る超延伸の程度については次に記す測定方法による長周
期構造が観測されるか否かを尺度とした。
延伸繊維の長周期の測定方法:
X線回折装置ローターフレックス(理学電機層)を用い
て下記に示す測定条件で延伸繊維の小角X線散乱強度曲
線を測定し、そのピーク位置から長周期を算出する。
て下記に示す測定条件で延伸繊維の小角X線散乱強度曲
線を測定し、そのピーク位置から長周期を算出する。
尚、下記に示す測定条件下で観測できる長周期は約55
0Å以下であり、長周期が約550人を越えると上記の
ピーク位置が不明確となるが、本発明で言う“長周期構
造が観測されない”とは本方法により測定される延伸繊
維の小角X線散乱強度曲線上にピークが明確に観測され
ないことである。
0Å以下であり、長周期が約550人を越えると上記の
ピーク位置が不明確となるが、本発明で言う“長周期構
造が観測されない”とは本方法により測定される延伸繊
維の小角X線散乱強度曲線上にピークが明確に観測され
ないことである。
小角X線散乱強度曲線の測定条件
検出器: PSPC(理学電機層)
カメラ半径: 510 顛
pspc分離能: 0.007’ /chX線発生装
置の管電圧: 45KV X線発生装置の管電流: 50mA 第1ピンホールスリットj O,15φ鶴第2ピンホ
ールスリット: 0.15φ鶴ビームストツパーの大
きさ: 1.7mm幅測定時間: 5分 なお、本発明における強度はJIS L−1013(1
969)の引張強さの測定法に従って測定した「引張強
さ」と同義の値であり、また本発明における初期弾性率
はJIS L−1013(1969)の初期引張抵抗環
の測定法に従って測定した「初期引張抵抗環」と同義の
値である。
置の管電圧: 45KV X線発生装置の管電流: 50mA 第1ピンホールスリットj O,15φ鶴第2ピンホ
ールスリット: 0.15φ鶴ビームストツパーの大
きさ: 1.7mm幅測定時間: 5分 なお、本発明における強度はJIS L−1013(1
969)の引張強さの測定法に従って測定した「引張強
さ」と同義の値であり、また本発明における初期弾性率
はJIS L−1013(1969)の初期引張抵抗環
の測定法に従って測定した「初期引張抵抗環」と同義の
値である。
しかして本発明の方法によって製造して得られる高強度
・高弾性率ポリエチレン繊維において、重量平均分子量
が3×lθ 以上、強度が60g/d以上、初期・弾
性率が2,000g/d以上で且つ長周期構造が観測さ
れない繊維は、実質的に結晶性部分からなる従来全く知
られていない新規なポリエチレン繊維である。
・高弾性率ポリエチレン繊維において、重量平均分子量
が3×lθ 以上、強度が60g/d以上、初期・弾
性率が2,000g/d以上で且つ長周期構造が観測さ
れない繊維は、実質的に結晶性部分からなる従来全く知
られていない新規なポリエチレン繊維である。
次に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明
は以下の実施例に限定されるものではない。
は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例1〜4
ポリエチレンをデカリンに溶解して調製した紡糸液を孔
径0.8鰭の円形紡糸孔を有する紡糸口金から25℃の
水中に押し出してゲル状繊維を形成させ、これを引取り
ローラーで引取った。次いでかくして引取ったゲル状繊
維を多段延伸した。その際延伸温度は順次高くなるよう
に設定し、全4段階で全延伸倍率が出来るだけ大きくな
るように延伸した。
径0.8鰭の円形紡糸孔を有する紡糸口金から25℃の
水中に押し出してゲル状繊維を形成させ、これを引取り
ローラーで引取った。次いでかくして引取ったゲル状繊
維を多段延伸した。その際延伸温度は順次高くなるよう
に設定し、全4段階で全延伸倍率が出来るだけ大きくな
るように延伸した。
第1表には使用したポリエチレンの重量平均分子量、溶
液中のポリエチレン含有量(重量%)紡糸液の温度、各
段の延伸温度、各段の延伸倍率、全延伸倍率及び延伸繊
維の強度と初期弾性率を示す。なお、これらの延伸繊維
のいずれにも長周期構造が観測されなかった。
液中のポリエチレン含有量(重量%)紡糸液の温度、各
段の延伸温度、各段の延伸倍率、全延伸倍率及び延伸繊
維の強度と初期弾性率を示す。なお、これらの延伸繊維
のいずれにも長周期構造が観測されなかった。
以下余白
第19表
比較例1
特開昭56−15408号公報記載の方法に準じて重量
平均分子量が1.5X 10 のポリエチレンをデカ
リンに熔解して2.0重量%のポリエチレンを含有する
溶液を作り、温度130℃の溶液をノズル孔径0.5N
の紡糸口金から21℃の空気中に押しだして固化させて
得られるゲル状繊維を引取りローラーで引取った。引取
ったゲル状繊維を120℃で延伸した。延伸倍率は最高
30倍であった。30倍延伸した繊維の強度は35ψで
初期弾性率は1.020g/dであり、その長周期は約
470人であった。
平均分子量が1.5X 10 のポリエチレンをデカ
リンに熔解して2.0重量%のポリエチレンを含有する
溶液を作り、温度130℃の溶液をノズル孔径0.5N
の紡糸口金から21℃の空気中に押しだして固化させて
得られるゲル状繊維を引取りローラーで引取った。引取
ったゲル状繊維を120℃で延伸した。延伸倍率は最高
30倍であった。30倍延伸した繊維の強度は35ψで
初期弾性率は1.020g/dであり、その長周期は約
470人であった。
比較例2
特開昭58−5228号公報記載の方法に準じて重量平
均分子量が2.5X 10 のポリエチレンを流動パ
ラフィンに熔解して6.0重量%のポリエチレンを含有
する溶液を作り、温度200℃の溶液をノズル孔径0.
5fiの紡糸口金から21’Cの空気中に押しだし、紡
糸口金から33cm離れた位置より水中に導いて固化さ
せて得られるゲル状繊維を引取ローラーで引取つた。
均分子量が2.5X 10 のポリエチレンを流動パ
ラフィンに熔解して6.0重量%のポリエチレンを含有
する溶液を作り、温度200℃の溶液をノズル孔径0.
5fiの紡糸口金から21’Cの空気中に押しだし、紡
糸口金から33cm離れた位置より水中に導いて固化さ
せて得られるゲル状繊維を引取ローラーで引取つた。
引取ったゲル状繊維を三塩化三フッ化エタンに浸漬して
ゲル状繊維に含まれる流動パラフィンと置換したのち乾
燥をおこない、ついで乾燥繊維を繊維入口が100℃で
繊維出口が140℃に保った延伸槽を通して熱延伸した
。
ゲル状繊維に含まれる流動パラフィンと置換したのち乾
燥をおこない、ついで乾燥繊維を繊維入口が100℃で
繊維出口が140℃に保った延伸槽を通して熱延伸した
。
75倍の延伸倍率で延伸して得られた繊維の強度は・4
2 g/dで初期弾性率は1510g/dであり、その
長周期は約490人であった。
2 g/dで初期弾性率は1510g/dであり、その
長周期は約490人であった。
特許出願人 東洋紡績株式会社
手続補正書(方式)
%式%
1 事件の表示
昭和58年特許願第89654号
λ 発明の名称
高強度・高弾性率ポリエチレン繊維の製造方法
& 補正をする者
事件との関係 特許出願人
大阪市北区堂島浜二丁目2番8号
4 補正命令の日付
a 補正の内容
(1) 発明の詳細な説明の項目を設けた明細書を別
紙のとおり提出します。
紙のとおり提出します。
i 添付書類の目録
Claims (1)
- ポリエチレン溶液を紡糸して得られるゲル状繊維を延伸
して高強度・高弾性率繊維を得る方法において、重量平
均分子量が3.XIO’を越えるポリエチレンを用いて
、その溶液濃度を2.0重量%以下に調整した溶液を紡
糸して得られるゲル状繊維を超延伸瞳その際延伸繊維に
長周期構造が観測されなくなるまで多段延伸することを
特徴とする強度50 g/d以上、且つ初期弾性率1.
50’Og/d以上のポリエチレン繊維の製造方法
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58089654A JPS59216912A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維の製造方法 |
US06/612,240 US4617233A (en) | 1983-05-20 | 1984-05-21 | Stretched polyethylene filaments of high strength and high modulus, and their production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58089654A JPS59216912A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維の製造方法 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19807583A Division JPS59216914A (ja) | 1983-10-22 | 1983-10-22 | 超高強力ポリエチレン繊維の製造方法 |
JP19807483A Division JPS59216913A (ja) | 1983-10-22 | 1983-10-22 | 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59216912A true JPS59216912A (ja) | 1984-12-07 |
Family
ID=13976743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58089654A Pending JPS59216912A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4617233A (ja) |
JP (1) | JPS59216912A (ja) |
Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
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JPS61282417A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-12 | Toray Ind Inc | ポリエチレンマルチフイラメントヤ−ン |
JPS6461527A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-08 | Toyo Boseki | Covered yarn |
US5741451A (en) * | 1985-06-17 | 1998-04-21 | Alliedsignal Inc. | Method of making a high molecular weight polyolefin article |
JP2015508849A (ja) * | 2012-02-24 | 2015-03-23 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 高靭性、高弾性率uhmwpe繊維及びその製造方法 |
Families Citing this family (20)
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DE3923139A1 (de) * | 1989-07-13 | 1991-01-17 | Akzo Gmbh | Verfahren zur herstellung von polyaethylenfaeden durch schnellspinnen von ultra-hochmolekularem polyaethylen |
AU642154B2 (en) * | 1989-09-22 | 1993-10-14 | Mitsui Chemicals, Inc. | Molecular orientation articles molded from high-molecular weight polyethylene and processes for preparing same |
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JP4642414B2 (ja) * | 2004-08-31 | 2011-03-02 | 東洋紡績株式会社 | 洋弓弦のサービング用組紐または撚糸 |
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