JPS60151311A - 流動パラフインを含有するポリエチレン繊維 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加工性に優れ、特に耐摩擦摩耗性に優れた流動
パラフィンを含有するポリエチレン繊維に関する。

ポリエチレン繊維は、汎用高分子として安価であるが、
染まらない、融点が低い、吸湿性がないなどの欠点を持
つために他の合成繊維、例えば、ポリエステル、ナイロ
ン、アクリル繊維等のように衣料ｍ２しての使用は難し
く、衣料用途以外の用途、例えば一般ローブ、漁網等に
主として用いうしている。この用途分野においてポリエ
チレン繊維は密度が１より低いため、特に水産資材用繊
維として需要が大きい。しかし他の合成繊維、特にポリ
エステルやナイロン等と比較すると例えば最終製品であ
るローブの場合には、高密度ポリエチレンローブの強度
は、該ポリエチレンローブと同等径のポリエステルロー
ブの７０％、ナイロンローフの５０％程度しか得ること
ができず特に強度を必要とする分野への使用には限界が
あった。

このようにポリエチレン繊維は従来使用分野が限定され
需要も限られていた。一方、ポリエチレン繊維を衣料用
に適用する場合、衣料用に不適当な機能や性能を改良す
るか、ポリエチレン繊維の有する特性を生かして、他の
繊維と組合せて複合化して使用することが考えられる。

この考え方に基づけば、ポリエチレン繊維の衣料用化に
はポリエチレン繊維の持つ、他の合成繊維よりも密度が
低いうえに、強度が比較的に高いといった該繊維の特性
を生かしていくことが有利である。

本発明者らはポリエチレン繊維のもつ従来の欠点を解決
すると共に該繊維の利点を生かして、さらに機能性を付
与するべく、鋭意研究を重ねた結果、遂に本発明に到達
した。

即ち、本発明は繊維の断面の偏平化率が１．７以上であ
って、繊維表面に、繊維軸方向に配列された無数の縦長
の多条溝を有し、かつ、下記の特性を持つことを特徴と
する流動パラフィン全含有するポリエチレンｍ維である
。

繊維中の流動パラフィン含有量（ＬＰ）０．０５≦ＬＰ
≦１．００　（ｗｔ％）引張強度　ａ’ｏ（ｒ／ａ）以
上 初期弾性率　５ｏｏ（ｒ、／ｄ）以上 本発明のポリエチレン繊維は、従来公知のポリエチレン
繊維と比較すれば、衣料用化の面で著しく加工性が改良
されており、さらに、極めて尚い引張強度、初期弾性率
、かつ優れた耐摩擦摩耗性を示し、もちろん産業資材用
としても、強度、初期弾性率において優れた効果を発揮
するものである。本発明のポリエチレン繊維が衣料用化
の面で著しく加工性が優れる理由については、いまだ正
確に解明していないが、本発明のポリエチレン繊維特有
の繊維断面の偏平化と繊維表面に存在する繊維軸方向に
配列された無数の縦長の多条溝、それに加えて、流動パ
ラフィンが大きく寄与しているものと推測している。

第１図は本発明の１実施様態より得られた繊維の断面の
偏平化率が約５．６であるポリエチレン繊維の側表面と
断面を示す１５００倍での走査型電子顕微鏡写真である
。該写真には本発明の繊維特有の繊維断面の偏平化と繊
維表面に存在する繊維軸方向に配列された無数の多条溝
がよくあられれている。

本発明のポリエチレン繊維は第１図に示す如く断面が偏
平であり、偏平化率が１．７以上、好ましくは２以上、
更に好ましくは３以上である。偏平化率が大きいと、ポ
リエチレン繊維間の集束性が向上し、特に撚を付与した
場合に繊維間のバッキング性が向上する。その効果は特
に他の繊維と複合化した時に発揮する。偏平化率が１．
７未満ではその効果が少なく、繊維断面が丸断面のもの
と大−差がなくなる。

本発明で定砂する偏平化率（Ｕａ）とは繊維軸に直角な
横断面において長軸長さくａｍ）と短軸の長さくｂ隔）
を測定し、偏平化率（Ｕａ）はａ　／　ｂで示す値であ
る。

本発明におけるもう一つの特徴は第１図に見られる如く
繊維表面の繊維軸方向に配列された無数の多条溝を有す
ることである。ポリエチレン繊維は合成繊維独特のロウ
状感を有し、平滑な表面の場合は不快感を与える。表面
が平滑なポリエチレン繊維和多条溝を付与することによ
ってこのロウ状感を減少し、さらに水分の漏れをよくす
る。この水分の漏れをよくする効果は他の繊維と複合化
した場合に水分のトランスボートの役目を発揮する。又
、ポリエチレン繊維に多条溝を付与すると繊維表面の摩
擦係数が低下し、ガイド等の金属との摩擦抵抗が低くな
り摩擦による繊維の摩耗を減少する。又他の繊維と複合
化した場合、他の繊維とのからまりをよくし、ざらに接
合化繊維中のポリエチレン廁紐未がしなやかな挙動を示
す。

該多条溝は、繊維の横断面の外周方向の平均距離１０μ
当り２個以上、好ましくは５〜５０個配列していること
により、前記する効果、即ち、ロウ伏線の減少、水分の
漏れを良くする効果及び繊維表面の摩擦係数の低下効果
等が極めて向上する。

ここで多条溝が、繊維の横断面の外周方向の平均距離１
０μ当り２個未満の場合においては、ロウ伏線の減少、
水分の漏れを良くする効果及び繊維表面の摩擦係数低下
効果は得られない。

本発明のポリエチレン繊維のさらにもう一つの特徴は流
動パラフィンを含為していることである。

本発明のポリエチレン繊維は、表面に多条溝を有で現わ
れ、繊維の加工時における糸の走行張力を低下し、糸の
ダメイジを減少して安定な生産性を得ることができる。

さらにポリエチレン繊維を単独で用いて得た製品も良好
な耐摩擦摩耗性を示す。

本発明のポリエチレンｍ＃は、繊維断面の全域にわたっ
て流動パラフィンを含有していることが特徴である。従
来後加工等で繊維表面のみに流動パラフィンを付与する
ことによる摩擦摩耗性向上方法が知られているが、この
場合は一時的効果にすぎず耐久性がなく好ましくない。

これに対して本発明の繊維は摩擦摩耗の耐久性に極めて
優れるものである。

本発明のポリエチレン繊維に含有されている流動パラフ
ィンの含有量は（ＬＯ５ｗｔ％以上１．０ｗｔ％以下が
好ましい。流動パラフィンの含有量が０．０５ｗｔ％未
満では流動パラフィンの優れた耐摩擦摩耗効果が認めら
れなくなるので好ましくない。又、流動パラフィンの含
有量が１．０ｗｔ％を超える場合は流動パラフィンの含
有量が多いので繊維表面にヌメリ感を与え、繊維加工時
における糸の走行カイトに流動パラフィンが堆積し操業
性を悪くするので好ましくない。

本発明における流動パラフィンの含有量は次によりめる
。

ポリエチレン繊維を所定１１Ｍ取し、繊維表面及び内面
に含有している流動パラフィンを石油エーテル、キシレ
ン、トルエン等の流動パラフィンをこれより算出する。

又、流動パラフィンの１７ｍ８は赤外吸収スペクトルに
よって判定する。

本発明のポリエチレン繊維の引張強度は３０（ｆ／ｄ　
）以上、好ましくはａ　ｓ　（ｙ／ａ　）以上が必要で
あって、ここで引張強度が３０（り／ｄ）未満にあって
は、衣料用複合化した場合にｍ繊度、高強力による糸の
スリム化効果が得られず、産業資材用の例えばローブに
用いた場合にあっては細くて強靭なロープを得ることが
できない。

本発明のポリエチレン繊維の初期弾性率は８００（ｒ／
ｄ　）以上、好ましくはｘｏｏｏ（ｒ／ｄ）以上が必要
であって、ここで初期弾性率が５ｏｏ（ｔ／ｄ）未満に
あっては、繊維断面の偏平化との相乗効果により、繊維
の腰が弱くなり、他の繊維と複合化した場合に、良好な
風合が得られない。

本発明の繊維は、例えば高分子量のポリエチレン（例え
ば重量平均分子麓がｌＸＩＯ３以上、好ましくはＩ　Ｘ
　１０’以上の超高分子■ポリエチレン）を用いて溶液
紡糸ｒる際、溶媒として揮発性溶剤を使用し、その溶液
中に延伸後の繊維中の流動パラフィン含有■が０．０５
　ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下となる適宜な■の流動
パラフィンを添加して紡糸溶液を調合した後、溶液紡糸
し、該溶液紡糸で製造したゲルファイバーを、延匣ゾー
ン入口温度を供給ファイバーの溶解点よりも高く、該供
給ファイバーの融点より低い温度とし、延伸ゾーン出口
温度を該供給ファイバーの融点よりも高く、延伸後ファ
イバーの融点よりも低い温度とした延伸ゾーンを通過さ
せながら多段延伸をするといった新規な高倍率延伸方法
によって得られる。

本発明のポリエチレン繊維は、ポリエチレン繊維の欠点
をおぎなう特性を有する他の繊維と複合することにより
その効果を発揮し、ポリエチレン繊維単独でも従来にな
い新規な特性を有している。

例えば染色性、吸湿性、吸水性を有する木綿と複合化し
・コアヤーンとする。この場合、コアヤーンの芯部にポ
リエチレン繊維のフィラメントを配し、鞘部に木綿を配
する。

コアヤーンは木綿の風合をそこなうことな〈従来にない
細い糸を作ることができる。芯部にあるポリエチレン繊
維は木綿を強く保持し、ポリエチレン繊維の断面の偏平
形状と表面の多条溝により木綿の吸湿性、吸水性の効果
を助ける。

さらに本発明のポリエチレン繊維を単独で使用し、産ｆ
ｆ１Ｄ材用のロープに用いた場合、従来の丸断面の繊維
から得られるロープよりもｐ−プ内の繊維が細密化され
、その上強度が高いので細くて軽い強靭なロープを得る
ことができるし、ロープの手触りも従来に見ない独特の
タッチ感を示すものであり、就中、ロープの耐摩擦摩耗
性が優れているため、ロープの耐用寿命が著しく長いと
いう優れた効果が得られる。

このように本発明のポリエチレン繊維は従来衣料用分野
には不向きであったポリエチレン繊維をにポリエチレン
繊維を単独で使用する場合も耐摩擦摩耗性に優れ従来に
見ない細くて軽く強靭でさらに独特のタッチ感を有する
ものを得ることが出来、産業資材用として広範な利用が
望める。

本発明の評価に用いた物性の測定方法は以下による。

〈繊維の強伸度特性の測定法〉 東洋ボールドウィン社製テンシ四ンを用い、試料長（ゲ
ージ長）３０甑、伸長速度１００％／分の条件で単繊維
のＳ−Ｓ曲線を測定し、ｄ１張強度（ｆ／ｄ）、初期弾
性率（ｆ／ｄ　）を算出した。初期弾性率は、Ｓ−Ｓ曲
線の原点伺近の最大勾配より算出した。各特性値は２０
本の単繊維について測定したものの平均値とした。

〈摩擦摩耗の測定法〉 摩擦摩耗の測定法は第２図に示す如く、直径１０　ｖａ
ｎ　ｇのクロムメッキ俸１に試料単フィラメント２を１
回巻付け、試料単フィラメントの一方を固定し、もう一
方にｓ　ｙ　／　ｄの荷重３を掛ける。クロムメッキ棒
は上下の往復運動（ストローク長３５閣）をする。摩擦
摩耗はクロムメッキ俸が往復運動始めてから試料単フィ
ラメントが切断するまでの往復回数で表示する。

以下本発明を実施例により詳述するが、本発明はもとよ
り、これらの実施例に限定されるものではない。４ 実施例１ 重量平均分子量がＩ　Ｘ　１０’の超高分子量ポリエチ
レンの３ｗｔ％デカリン溶液に流動パラフィンを添加し
、この溶液を用いて溶液紡糸し、得られたゲルファイバ
ーを第１表の実験Ｎａｌ及び２に示す条件で、それぞれ
延伸し、第１表実験Ｐａｌ　、Ｎ１３に示す原糸特性を
もつポリエチレン繊維を得た。

得られた繊維はそれぞれｘｏａ／ｌｏｒとした。

ポリエチレン繊維に含有されている流動パラフィンの量
は０．５ｗｔ％であった。

これらのポリエチレン繊維をそれぞれ芯部とし、さや部
に１．９　ｄの木綿を配しコアヤーンとなした。

コアヤーンの番手（英式）は１００番手とした。得られ
たコアヤーンを天竺ニットとし、スポーツウェアーを作
成した。原糸強度とコアヤーン加工性及び風合い着用テ
スト結果を第１表の実験Ｎ［１１〜２に示す。第１表か
ら明らかなように本発明の実験随１〜２はコアヤーン加
工性、ニット着用性に極めて優れている。

比較例１ 実施例１で用いたものと同じ重量平均分子量の超高分子
量ポリエチレンを１〜５　ｗｔ％のデカリン溶液とし、
流動パラフィンを添加して溶液紡糸した。得られたゲル
ファイバーを第１表の実＠Ｎα３〜６に示す条件でそれ
ぞれ延伸し、第１表実験Ｎｆ１３〜６に示す原糸特性を
もつポリエチレン繊維＆維を得た。得られた繊維はそれ
ぞれ１０　ｄ／　１ｏ　ｒとした。ポリエチレン繊維に
含有されている流動パラフィンの量はＯ’、５ｗｔ％で
あった。これらのポリエチレン繊維を、実施例１と同様
にそれぞれ芯部とし、さや部に１．９ｄの木綿を配しコ
アヤーンとなした。コアヤーンの番手（英式）は１００
番手とした。得られたコアヤーンを天竺ニットとし、ス
ボーツウエアーを作成した。原糸強度とコアヤーン加工
性及び風合い着用テスト結果を第１表の実験Ｎｕ　３〜
６に示す。

実験Ｎ［Ｌ３．Ｎα４はそれぞれ引張強度及び初期弾性
率が本発明を外れるもので、コアヤーンとする場合の加
工性が劣り、さらに実９ＮｌｌＬ４はニットにした場合
、着用性の静画は良くなかった。実験Ｎα５は、繊維の
表面に多条溝を有しない例であって、ニット着用性評価
は良いものではなく、特に着用時水分の漏れ効果が劣る
ために発汗した汗が布地にたまり不快感を与えるもので
２・１った。実５ＱＮよ６はｌ！糺の偏平化率が１．７
未滴の例であって、コアヤーンに加工の際、木綿単糸と
の結合性が低下し、スホーツウエアにして着用した場合
、毛羽立ちが目立った。又着心地も良くなかった。

〈第１表〉 畳コアヤーン加工性の評価は次のとおりとした。

（Ｏ最も良い　０良い　△良くない　×最も良くない）
実施例２ 重量平均分子ｈｔがＩ　Ｘ　１０’の超高分子量ポリエ
チレンの３　ｔｖｔ％デ九リン溶液に流動パラフィンを
種々添加量を変更して得た溶液を用いて溶液紡糸し、得
られたゲルファイバーを実施例１の実験随２に示す条件
で、それぞれ延伸し、第２表に示す原糸特性をもつポリ
エチレン繊維を得た。得られた繊維はそれぞれ１０ｄ／
１０ｆとした。これら繊維の含有流動パラフィン量はキ
シレンで常温抽出し引算した。又流動バラフ□インの確
認は抽出液の赤外吸収スペクトルによって判定した。

流動パ５フィン含有量の違うポリエチレン繊維について
金属との摩擦摩耗性の評価を第２表に示す。第２表から
明らかなように実験Ｎ［Ｌ　８は流動パラフィンの含有
Ｓｔが少ないためその効果は認められない。実験Ｎａ　
９〜１１は流動パラフィンを全く含まない場合の実験ｍ
ｒｔ、；：比べて摩擦摩耗性の向上が顕著に認められる
。実験Ｎα１２は流動パラフィンの含有量が多いために
クロム棒に流動パラフィンが付着して好ましくなかった
。

〈第２表〉 実施例３ Ｍ社平均分子量が２　Ｘ　１０’の超高分子量ポリエチ
レンを用いて溶液紡糸し、得られたゲルファイバーを第
３表に示す条件で延伸し、同表に示す原糸特性をもつポ
リエチレン繊維を得た。得られた繊維を使用して、ＪＩ
ＳＬ−２７０５に従い、８つ打ちローブを作成した。得
られたローブ特性を第３表に示す。

第３表から明らかな如く、本発明の繊維はローブとした
場合、極めて高強力なローブが得られることが判る。

比較例２ 第３表の比較例２の欄に示す原糸特性を有する市販のポ
リエチレン原糸を用いて、実施例３と同様にＪＩＳＬ−
２７０５に従い、８つ打ロープを作成した。得られたロ
ープ特性を第３表に示す。

第３表から明らかな如く、本例のローブは、実施例３の
ローブに比較して極めて強度が劣るものであった。

〈第３表〉 肴ロープの物性測定はＪ　Ｉ　Ｓ　Ｌ−２７０５１とよ
る。

【図面の簡単な説明】

第ｉＦＡは本発明の繊維であって、繊維の断面の偏平化
率が約５．６であるポリエチレン繊維の側表面と断面を
示す１５００倍での走査型電子顕微鏡写真である。 第２図は本発明の評価に用いた摩擦摩耗の測定方法を示
す概略図である。 １・・・クロムメッキ俸 ２・・・試料単フィラメント ３・・・荷重 特許出願人　東洋紡績株式会社 、！ＰＩ　図 第　２１！ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維の断面の偏平化率が１．７以上であって、繊維
   表面に、繊維軸方向に配列された無数の縦長の多条溝を
   有し、かつ、下記の特性を持つことを特徴とする流動パ
   ラフィンを含有するポリエチレン繊維。 繊維中の流動パラフィン含有量（ＬＰ）０．０５≦ＬＰ
   ≦１．００　（ｗｔ％）引張強度　ａｏ（ｒ／ｄ）以上 初期弾性率　ｓ　ｏ　ｏ　（ｒ／ｄ）以上２、ｓｉ維の
   断面の偏平化率が２以上である特許請求の範囲第１項記
   載の流動パラフィンを含有するポリエチレン繊維。 ３、繊維の断面の偏平化率が３以上である特許　−請求
   の範囲第１項記載の流動パラフィンを含有するポリエチ
   レン繊維。 ４、縦長の多条溝が、繊維軸方向の長さの全領域にわた
   って実質的にすべて貫通している特許請求の範囲第１項
   乃至第３項のいずれかに記載の流動パラフィンを含有す
   るポリエチレン繊維。 ５、縦長の多条溝が、繊維横断面の外周方向の平均距離
   １０μ当り５〜５０個配列している特許請求の範囲第１
   項乃至第４項のいずれかに記載の流動ハラフィンを含有
   するポリエチレン繊維。 ６、　引張強度が３５（Ｐ／ｄ）以上である特許請求の
   範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の流動ハラフィ
   ンを含有するポリエチレン繊維。 ７、初期弾性率がｘｏｏｏ（ｒ／ｄ）以上である特許請
   求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載”　ｍ　動
   パラフィンを含有するポリエチレン繊維。