JPS6052613A - 高強力、高弾性率ポリエチレン繊維 - 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た高強力、高弾性率を有するポリ
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ルとしての使用は難し
く、衣料用途以外の用途、例えば一般ローブ、漁網等に
主として用いられている。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
る四−ブの場合には、高密度ポリエチレンロープの強度
は、該ポリエチレンリーブと同等径のポリエステル四−
プの７０％、ナイロンループの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
する高強力、高弾性率ポリエチレン繊維である。

引張強度　ｇ　ｏ　（ｒ／ａ　）以上 初期弾性率ｓ　ｏ　ｏ　（ｖ／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、極めて高い引張強度、初期弾性率を示し、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７４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、特に撚を伺与した
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。

本発明で定餞する偏平化率（Ｕ７１］）とは繊維軸に直
角な横断面において長軸長さく　ａ慎）と短軸の長さく
　ｂ　ｍｍ　）を測定し、偏平化率（価）はａ／ｂで　
５− 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に多条溝を付与することによ
ってこのｐつ状感を減少し、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シ、さらに複
合化繊維中のポリエチレン繊維束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、則ち、四つ状感の減少、水分の
漏れを良くする効果及び繊　６− 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、ロウ状感の減少、
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引張強度は３０（ｆ／ｄ）
以−ヒ、好ましくは３５（り／ｄ）以上が必要であって
、ここで引張強度が３０　（ｒ／ｄ）未満にあっては、
衣料用複合化した場合に細繊度、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四−ブを得ることができ
ない。

本発明のポリエチレン繊維の初期弾性率は８００（ｆ／
ｄ　）以上、好ましくは１０００（ｒ／ｄ）以上が必要
であって、ここで初期弾性率が５ｏｏ（ｆ／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
ば重量平均分子量が１×１０以上、好ましくはｌＸｌ０
’以上の超高分子量ポリエチレン）を用いて、溶液紡糸
し、該溶液紡糸で製造したゲルファイバーを、延伸ゾー
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、延伸彼ファ
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、産業
資材用のローブに用いた場合、従来の丸断面の繊維から
得られるローブよりもローブ内の繊維が細密化され、そ
の上陸産が高いので細くて軽い強靭な四−プを得ること
ができるし、ローブ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、衣料用として
適応可能にすることができた。さらにポリエチレン繊維
を単独で使用する場合も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ロンを用い、試　９− 科長（ゲージ長）３０腿、伸長速度１００％／分の条件
で単繊維のＳ−Ｓ曲線を測定し、引張強度（ｆ／ｄ　）
　、初期弾性率（ｒ／ｄ　）を算出した。初期弾性率は
、Ｓ−Ｓ曲線の原点付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。

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。

実施例１ 重量平均分子量が１×１０の超高分子量ポリエチレンの
３ｗｔ％デカリン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Ｎα１及び２に示す条件で
、それぞれ延伸し、第１表実験Ｎ［Ｌｌ、Ｎα２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
はそれぞわ１０ｄ／１０ｆとした。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１．９ｄ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、１０− 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Ｎｉｌ　
１〜２に示す。第１表から明らかなように本発明の実験
Ｎ［１１〜２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１〜５ｗｔ％のデカリン溶液とし、溶
液紡糸した。得られたゲルファイバーを第１表の実験Ｎ
［１３〜６に示す条件でそれぞれ延伸し、第１表実験Ｎ
ＩＬ　３〜６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表の実験随３〜６に示す。

実験Ｎ［Ｌ３．Ｎａ４はそれぞれり１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、さらに実験Ｎ［Ｌ４はニットに＝ツ）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
るものであった。実験Ｎｉｌ　６は繊維の偏平化率が１
．７未満の例であって、コアヤーンに加工の際、木綿単
糸との絡合性が低下し、スポーツウェアにして着用した
場合、毛羽立ちが目立った。又着心地も良くなかった。

〈笛１表〉 蒼コアヤーン加工にトの評価１．を次のとおりとした。

（◎最も良い　○良い　Δ良くない　×最も良くない）
１３一 実施例２ 重量平均分子量が２　Ｘ　１０６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
２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
Ｓ　Ｌ−２７０５に従い、８つ打ちロープを作成した。

得られたロープ特性を第２表に示す。

第２表から明らかな如く、本発明の繊維はロープとした
場合、極めて高強力な四−プが得られることが判る。

比較例２ 第２表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２と同様にＪＩＳＬ−２７０５に従い
、８つ打田−ブを作成した。得られたｐ−プ特性を第２
表に示す。

第２表から明らかな如く、本例のロープは、実施例２の
四−プに比較して極めて強度が劣るものであった。

１４− 〈畝２表〉

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のｍ維であって、＃ａ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１５００ＦＧでの走査型電子顕微鏡写真である。 特許出願人　東洋紡繍株弐会社 茅Ｉ　Ｃ１ 手　続　補　正　書（自発） １　事件の表示 昭和５８年特許願第１１５９９９０号 ２　発明の名称 高強力、高弾性率ポリエチレン繊維 ＆　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 （１）明細書第１５頁第２表の比較例２の初期弾性率の
欄の数値ｆ−Ｔｏｏ　ｌを「７０．ＯＪに訂正する。

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高強力
   、高弾性率ポリエチレン繊維。 引張強度　３ｏ（ｒ／ｃｉ）以上 初期弾性率８００（ｆ／ｄ）以上 ２、繊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項記載の高強力、高弾性率ポリエチレン繊維。 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項記載の高強力、高弾性率ポリエチレン繊維。 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高強力、高弾性率ポリエ
   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用ｉ
   ｔｏμ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高強力、高弾性率ポリ
   エチレン繊維。 ６、　σ１張強度が３５（ｆ／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高強力、高
   弾性率ポリエチレン繊維。 ７、初期弾性率が１０００（ｆ／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の高強力、
   高弾性率ポリエチレン繊維。