JPS59216913A - 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維 - Google Patents
高強度・高弾性率ポリエチレン繊維Info
- Publication number
- JPS59216913A JPS59216913A JP19807483A JP19807483A JPS59216913A JP S59216913 A JPS59216913 A JP S59216913A JP 19807483 A JP19807483 A JP 19807483A JP 19807483 A JP19807483 A JP 19807483A JP S59216913 A JPS59216913 A JP S59216913A
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- Japan
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- polyethylene
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- average molecular
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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＾、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〉４×１０１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 （２３５ψ）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ｉれ３
．２ＧＰａ （３８ｇ／ｄ ）以下及び９２ＧＰａ（１
０８３ｇ／ｄ ）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＾、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〉４×１０１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 （２３５ψ）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ｉれ３
．２ＧＰａ （３８ｇ／ｄ ）以下及び９２ＧＰａ（１
０８３ｇ／ｄ ）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 ＜ ｔ４ｏ９ａ／ｃ＋ ＞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４５ ｇ／ｄ、弾性率の最高値として２３０５ｇ／
ｄ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
最高強度は４５ｇ／ｄである。本発明者らは、この方法
において重量平均分子量りが３Ｘ １０ｂ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ｓｏｇ／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 ＜ ｔ４ｏ９ａ／ｃ＋ ＞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４５ ｇ／ｄ、弾性率の最高値として２３０５ｇ／
ｄ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
最高強度は４５ｇ／ｄである。本発明者らは、この方法
において重量平均分子量りが３Ｘ １０ｂ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ｓｏｇ／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、重量平均分子量が３×１顛上、強度が５０
ｇ／ｄ以上、初期弾性率が１ 、５００ｇ／ｄ以上で且
つ長周期構造が観測されないことを特徴とする高強度・
高弾性率ポリエチレン繊維に関するものである。
ｇ／ｄ以上、初期弾性率が１ 、５００ｇ／ｄ以上で且
つ長周期構造が観測されないことを特徴とする高強度・
高弾性率ポリエチレン繊維に関するものである。
本発明におけるポリエチレン繊維は、ポリエチレン単独
重合体からなるものが最も好ま重量％以下、特に１０重
量％以下の他の重合体が混合されたものから構成されて
いてもよい。
重合体からなるものが最も好ま重量％以下、特に１０重
量％以下の他の重合体が混合されたものから構成されて
いてもよい。
さらに耐光剤、安定剤その他の添加剤が混入されていて
も勿８余よい。
も勿８余よい。
本発明において重量平均分子量りが３Ｘ１０’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３Ｘ１０’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
のが好ましい。
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３Ｘ１０’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
のが好ましい。
本発明の繊維を製造する際の超延伸の手段としては、溶
媒を含んだ状態のポリエチレンゲル状繊維を、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く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、この超延伸を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。
媒を含んだ状態のポリエチレンゲル状繊維を、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く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、この超延伸を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℃ ｉｏ倍以下（特に９０ケ１２０℃）
（特に４〜６倍）第３段目 １１０〜１４０℃
５倍以下（特に１２０〜１３５℃） （特に１５〜
２５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
び延伸伺率は種々の組み合せが可能であるため、本発明
の繊維製造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す
る。
７０〜９０℃） （特に４〜６倍）第２段目 ８０
〜１３０℃ ｉｏ倍以下（特に９０ケ１２０℃）
（特に４〜６倍）第３段目 １１０〜１４０℃
５倍以下（特に１２０〜１３５℃） （特に１５〜
２５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
び延伸伺率は種々の組み合せが可能であるため、本発明
の繊維製造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す
る。
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（理学電機製）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 ＜理学電機製）
カメラ半径：５１Ｏ鶴
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？ ０．１５φ禽璽第２ピン
ホールスリット： ０．１５φ賞寵ビームストツパー
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？ ０．１５φ禽璽第２ピン
ホールスリット： ０．１５φ賞寵ビームストツパー
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。
しかして本発明の高強度・高弾性率ポリエチレン繊維即
ち、重量平均分子量が３Ｘ １０’以上、強度が６０ψ
以上、初期弾性率が２０００ｇ／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
従来全くられていない新規なポリエチレン繊維である。
ち、重量平均分子量が３Ｘ １０’以上、強度が６０ψ
以上、初期弾性率が２０００ｇ／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０，８ｍｍ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番ノ大き
くなるように延伸した。
径０，８ｍｍ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番ノ大き
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。
第１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 ｉｏ のポリエチレンをデカ
リンに溶解して２．０重量％のポリエチレンを含有する
溶液を作り、温度１３０”Ｃの溶液をノズル孔径０．５
鶴の紡糸口金から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ｉ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３５ｇ
／ｄテ初期弾性率は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 ｉｏ のポリエチレンをデカ
リンに溶解して２．０重量％のポリエチレンを含有する
溶液を作り、温度１３０”Ｃの溶液をノズル孔径０．５
鶴の紡糸口金から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ｉ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３５ｇ
／ｄテ初期弾性率は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．
５難の紡糸口金から２１℃の空気中に押しだし、紡糸口
金から３３国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った。
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．
５難の紡糸口金から２１℃の空気中に押しだし、紡糸口
金から３３国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った。
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４２
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。
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
Claims (1)
- 重量平均分子量が３×１ｄ以上、強度が６０ｇ／ｄ以上
、初期弾性率が２ｏｏｏｇＡ以上で且つ長周期構造が観
測されないことを特徴とする高強度高弾性率ポリエチレ
ン繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19807483A JPS59216913A (ja) | 1983-10-22 | 1983-10-22 | 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19807483A JPS59216913A (ja) | 1983-10-22 | 1983-10-22 | 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089654A Division 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59216913A true JPS59216913A (ja) | 1984-12-07 |
| JPH0450402B2 JPH0450402B2 (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=16385081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19807483A Granted JPS59216913A (ja) | 1983-10-22 | 1983-10-22 | 高強度・高弾性率ポリエチレン繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59216913A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986004936A1 (en) * | 1985-02-15 | 1986-08-28 | Toray Industries, Inc. | Polyethylene multifilament yarn |
| JPH01295905A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-29 | Toray Ind Inc | 防藻資材 |
| US4888141A (en) * | 1985-08-21 | 1989-12-19 | Stamicarbon B.V. | Process for producing polyethylene articles having a high tensile strength and modulus |
| US5578374A (en) * | 1985-06-17 | 1996-11-26 | Alliedsignal Inc. | Very low creep, ultra high modulus, low shrink, high tenacity polyolefin fiber having good strength retention at high temperatures and method to produce such fiber |
| US6448359B1 (en) | 2000-03-27 | 2002-09-10 | Honeywell International Inc. | High tenacity, high modulus filament |
| US7964518B1 (en) | 2010-04-19 | 2011-06-21 | Honeywell International Inc. | Enhanced ballistic performance of polymer fibers |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS55107506A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-18 | Stamicarbon | Filament with high tensile strength and elastic ratio and method |
| JPS5615408A (en) * | 1979-06-27 | 1981-02-14 | Stamicarbon | Filament with high modulus and strength and production |
| JPS585228A (ja) * | 1981-04-30 | 1983-01-12 | アライド・コ−ポレ−シヨン | 高強力、高モジユラスの結晶性熱可塑物品の製造方法及び新規製品なる繊維 |
-
1983
- 1983-10-22 JP JP19807483A patent/JPS59216913A/ja active Granted
Patent Citations (3)
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| JPS55107506A (en) * | 1979-02-08 | 1980-08-18 | Stamicarbon | Filament with high tensile strength and elastic ratio and method |
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Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| WO1986004936A1 (en) * | 1985-02-15 | 1986-08-28 | Toray Industries, Inc. | Polyethylene multifilament yarn |
| US5578374A (en) * | 1985-06-17 | 1996-11-26 | Alliedsignal Inc. | Very low creep, ultra high modulus, low shrink, high tenacity polyolefin fiber having good strength retention at high temperatures and method to produce such fiber |
| US5741451A (en) * | 1985-06-17 | 1998-04-21 | Alliedsignal Inc. | Method of making a high molecular weight polyolefin article |
| US5958582A (en) * | 1985-06-17 | 1999-09-28 | Alliedsignal Inc. | Very low creep, ultra high modulus, low shrink, high tenacity polyolefin fiber having good strength retention at high temperatures and method to produce such fiber |
| US4888141A (en) * | 1985-08-21 | 1989-12-19 | Stamicarbon B.V. | Process for producing polyethylene articles having a high tensile strength and modulus |
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| US6448359B1 (en) | 2000-03-27 | 2002-09-10 | Honeywell International Inc. | High tenacity, high modulus filament |
| US6746975B2 (en) | 2000-03-27 | 2004-06-08 | Honeywell International Inc. | High tenacity, high modulus filament |
| US7964518B1 (en) | 2010-04-19 | 2011-06-21 | Honeywell International Inc. | Enhanced ballistic performance of polymer fibers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450402B2 (ja) | 1992-08-14 |
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