JPS6075607A - ポリエチレン延伸フイラメント - Google Patents

ポリエチレン延伸フイラメント

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JPS6075607A
JPS6075607A JP59168738A JP16873884A JPS6075607A JP S6075607 A JPS6075607 A JP S6075607A JP 59168738 A JP59168738 A JP 59168738A JP 16873884 A JP16873884 A JP 16873884A JP S6075607 A JPS6075607 A JP S6075607A
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    • 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
    • D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
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  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

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】 本発明は少なくとも１．２Ｇｌ’ａの引張強度を有する
ポリエチレン延伸フィラメントに関する。
フィラメントは線状ポリマーを紡糸することによって作
られる。このノｊ法ではポリマーを液状（溶融状、溶液
状）にしくから紡糸する。このようにして得られたフィ
ラメントは分子ｊｊ“１がランダムに配向しているため
、次に長さ方向に延伸しなければならない。他の物質も
紡糸でとるけれども、フィラメントに紡糸できるという
点からみれは鎖状巨大分子が重要である。側鎖はフィラ
メン）の形成や機械的特性に悪影響をもつ６従って、フ
ィラメントの製造の基礎は可能な限り線状に近いポリマ
ーを使用することにある。ただしほとんどの場合小さな
程度の枝分れは避けがたいものでＪ）るが、これは実際
には許容できる。
フィラメントを延伸すると、鎖状巨大分子が１ｖ。
さ方向に配向し、フィラメントの強度が増すが、得られ
る強度はほとんどの場合理論的に期待でトる値上りはる
かに小さい。既に、理論的に可能な値に近（弓１張り強
さや、弾性率をもつフィラメントを得るために数多くの
提案かなされてトた。これら提案はＰｌａｓｔｉｃａ　
３１　（１９７ｉｊ）　２Ｇ２−２７（）やＰｏ１ｙ＋
ｎｅｒ　ｌ三’、ｎｇ、Ｓｃｉ、Ｉ　Ｇ　（］　！ノア
に）７２５−７３４などの雑誌に要約されて発表されて
いるか、いずれも結果は満足できるものではない。弾性
率ならば十分に改良できるが、引張り強さはそうでない
事例が多く、さらにフィラメントの生成が非常に緩慢な
ので、経済的な製造は見込めない。
ところか、ポリマー用溶剤を相当量含むポリマーフィラ
メントを膨潤点と融点との間にある温度で延伸すると、
引張り強さと弾性率が共に大きいポリマーフィラメント
か得られることを年回見出した。この場合に、常法で可
紡性溶液を紡糸し、生成したフィラメントを溶解温度以
下に冷却してから、溶媒中にあるポリマーの膨潤点とポ
リマーの融点との間にある温度にフィラメントを加熱し
た後、延伸するのが好ましい。
一般に工業的規模で適用され、乾式紡糸と呼ばれている
方法では、可紡性ポリマーの溶液をシャフトで紡糸し、
このシャフトに通常は高温の空気を吹！（＝Ｉｉすてフ
ィラメントから溶剤をほとんどがすべて蒸発させる。シ
ャフト内の温度がポリマーの融点以下であるため、溶剤
が蒸発したときにポリマーが析出する。これにより紡糸
口の出口では依然とじてからなり代いフィラメントの機
械的強度が天外くなる。この強度はポリマーの融点以下
の温度で延伸繰作すると、さらに大きくなる。
っぎに、本発明の一具体例を示す第１図を参照して本発
明を説明する。
本発明によれば、ポリマー溶液（１）の紡糸直後に行な
うフィラメントからの溶剤の蒸発は冷ノ、１１時に促進
されない。フィラメントは適当な方法で・、フィラメン
トを冷却浴（２）（例えば水浴）に通すか、あるいは空
気がほとんどか全く１次ぎ伺けられていないシャフトに
通すことによって溶剤中のポリマーの溶解温度以下、特
にポリマーの膨潤点以下に冷却できる。溶剤かフィラメ
ントから自然に若干量蒸発することがあるが、これは避
けることができない。
これは蒸発を積極的に促進させず、従ってフィラメント
の溶剤量を小さな値に、例えばポリマーに対して溶剤量
か２５重量％以下に、好ましくは溶剤がポリマーに対し
重量で等量以下に減少させない限り、何ら問題を引き起
さない。所望ならば、溶剤蒸気を含むふん囲気で紡糸を
行なうことによって溶剤の蒸発を押えたり、抑制するこ
とができる。
溶剤中のポリマーの溶解温度以下、特にポリマーの膨潤
点以下に冷却すると、紡糸液からポリマーが析出腰そし
てゲルが生成する。このポリマーゲルからなるフィラメ
ント（ゲルフィラメントともいう）（３）は紡糸によく
使用されているガイド、ロール（４）（（ｉ）などによ
ってさらに加工処理するのに必要な機械的強度を十分に
持ち合わせている。
この種のフィラメントは溶剤中のフィラメントのＢ温点
とポリマーの融点との間にある温度に加熱すれば、その
温度で延伸できる。これは所要温度に保持したガス状か
液状の媒体を含む領域にフィラメントを通すと実施でき
る。ガス状媒体として空気を使用する管状オーブン（５
）が好適であるが、勿論液体浴あるいは池の適当な装置
も使用できる。
ガス状媒体は取扱い易いので好ましい。　フィラメント
を延伸している間に、溶剤が蒸発する。液状媒体を使用
する場合には、溶剤がこの媒体に溶解する。蒸発は例え
ば延伸域のフィラメントにガスか空気の流れを導びくな
として溶剤蒸気を除去するなどの適当な手段によって促
進するのが好ましい。溶剤はその少なくとも一部を蒸発
しなければならないが、少なくとも溶剤の大部分を蒸発
Ｐるのが好ましい。というのは、延伸域の出口端におけ
るフィラメントの溶剤含率はきわめて小さな値、例えば
固形分に対して数％程度でなければならないからである
。この最終段階で得られるフィラメントには溶剤が残ら
ないようにしなければならない。従って、延伸域内で既
に溶剤が全くかほとんどない条件を設定するのが有利で
ある。
本発明によれば驚くべきことに、公知乾式紡糸法のいか
なるものによっても得ることかで外ないきわめて大きな
強度をもつ、即ち引張り強さ及び弾性率がきわめて大き
い延伸されたフィラメン１を得ることを可能とするゲル
フィラメントがＩＩられる。前述した文献に記載されて
いる方法に、１．っても弾性率の大きいフィラメントが
得られることは認めるが、この方法では引張り強さに関
して大きな問題が残る。また、この方法は生産率が賎い
。
本発明と公知乾式紡糸法の相違点は前者ではｉｉ）粘性
材料がこれの溶剤中で少なくとも膨潤する温度で該溶剤
を相当量含むフィラメントを溶剤を除去しなから延伸す
るか、−力後者では溶剤を含んでいないフィラメントを
延伸する点にある。
また乾式紡糸では線状ポリマーか適当な溶剤に可溶であ
ることかひとつの要汁である。可溶性ポリマーに対して
使用で外る）８剤は多数知られている６当業者ならば何
ら困難を感することなしに、沸点かフィラメントからの
溶剤の蒸発をむずかしくする程高くないと同時に、溶剤
の揮発を促進させると共に急激な蒸発によりフィラメン
トの生成を防害する程低くない溶剤を選択できるはずで
ある。また、溶剤はこのようなことか起とない圧力下で
使用しなければならない。
ポリマーを適当な溶剤に溶解すると膨潤が生じる。）８
剤を吸収して容積か増１と、かなり膨潤したゲルが形成
する。しかしこのゲルはそのフンシスチンシーならびに
形状安定性からみて一種の固体物質とみなすべきである
。そして、このポリマーは一般に配向した部分（結晶性
部分）とそれ程配向していない部分（無定形部分）から
なると考えられる。配向した部分が係留点（ａ＋＋ｃｔ
＋ｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓ　）として挙動してゲルに形
状安定性を１・ｊりするものだと考えられる。ゲルの形
成と７８解は時間１こ依存する。所与のポリマーは所与
の温度以１゜でのみ所与の溶剤に溶解させることができ
る。この溶解温度以下では膨潤はわずカルが起こらず、
そして温度が低くなるにつれて、膨潤が小さくなり、所
定の点にいたると膨潤は無視でべろ程度になる。
膨潤点すなわち膨潤温度とは容積が著しく増加すると共
に、溶剤の吸収が著しくなる（ポリマー重量の５〜１０
％）温度を意味するものでいる。
また別な言葉でいえば、膨潤温度（これより高い温度で
延伸を行なう）とは１０％の溶剤が疑いなく膨潤ポリマ
ーに吸収される温度を、￥ｉ、昧するものである。
通常採用されている乾式紡糸法で′は、技術」二及び経
済上の理由から５〜３０重量％の溶液が使用される。こ
のような溶液も本発明に使用できるが、濃度がより低い
溶液を使用するのが一般的である。
１〜５重量％の溶液を使用するのが有利である。
これによりさらに１氏い）農度し適用できるか、これと
いっで有利ではないし、また！η清的にみれば不利であ
る。適当な延伸比は実験により簡単に決定できる。所定
の範囲内ではタイプメンＦの引張り強さ及び弾性率はほ
ぼ延伸比に比例する。フィラメントの強度を大きくする
場合１こは、延伸比を大きくする必要かある。
延伸比の最小値は５であるが、好適な最小値はｓ　Ｏで
、より好適な最小値は２０である。３０〜４０かこれ以
１−の述伸比ら支障なく適用でき、この場合に１旧フれ
るタイプメンＹの引張り強さ及び弾性率は従来法によっ
て得たフィラメントのそれらよりもかなりｋきい。
公知乾式紡糸法ではυｊ糸１］金の紡糸口の直径は通常
小さい。一般に直径は０．０２〜ｌ　、　ＯＩｏｍであ
る。小さい径（０，２＋ａｍＪ、Ｊ、下）の紡糸口を使
用する場合には、特に紡糸過程自体が紡糸液に存在する
不純物に影響を受けやすい。従って、固形不純物を注意
深く取除いて、きれいな状態にしておかなければならな
い。多くの場合、フィルタを紡糸口金に設けている。に
もかかわらず、］」詰りかたびたび起きるので、短時間
毎に紡糸１０金をきれいにする必要がある。ところか、
本発明ではかなり太きい延伸比を適用できる上に、紡糸
液のポリマー）農度を一般に低くでとるので、Ｑ　、　
２　＋＋＋＋ｎ以Ｊ−の例えば０．５〜２．０　ｍｍか
それ以上の紡糸口を使用でとる。
本発明は所定ポリマーの強靭なフィラメントの製造１こ
限定されるものではなく、乾式紡糸によりフィラメント
にできる材料にも適用できるものである。
本発明で紡糸できるポリマー１こは例えばポリエチレン
、ポリプロピレン、エチレン／フロピレン共重合体、ポ
リオキシメチレン、ポリエチレンオキシドなどのポリオ
レフィン、種／Ｊなタイプのナイロンなどのポリアミド
、ポリエチレンテン７タレートなとのボリエ又チル、ポ
リアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリビニ
リデンフルオライドなどのビニルポリマーがある。
ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレン
共重合本などのポリオレフィン及び高級ポリオレフィン
は支障なく飽和脂肪族及び環式炭化水素やフ′ｆ香族炭
化水素あるいはこれらの混合物例えば鉱油留分に溶解さ
ぜることができる。好適なのはノナン、テ゛カン、ウン
デカン、ドデカン、テトラリンなどの脂肪族か環式炭化
水素、あるいは沸点がこれらに対応する鉱油留分である
。ポリエチレンやポリプロピレンはデカリンやドデカン
に溶解するのか好ましい。本発明の方法はポリオレフィ
ン好ましくはポリエチレン、殊に高分子量ポリエチレン
のフィラメントの製造に適するものである。
本発明によればまた共通な溶剤に溶解させた２種類以上
のポリマー溶）阪からフィラメントを作ることも可能で
ある。この場合、使用ポリマーは相互に混和性を示すも
のである必要はない。例えば、融成物が非ｉＪ１和性で
あるポリエチレンとポリプロピレンを一緒にデカリンか
ドデカンに溶解させて、得られた溶液を紡糸することも
可能である。　本発明によって得たフィラメントは多く
の用途に使用できる。本発明のフィラメントは［１やフ
ィラメントを補強材として使用する種々な材料の補強材
として、そしてタイヤＪｌ糸として適月１でべろと共に
、軽量ではあるが強度の火トいことかｑｌましい特徴に
なると考えられるすべての用途に適用できる。以上のほ
かにも用途か考えられることはいうまでもない。
本発明を以下実施例により説明するが、本発明はこれに
限定されるものではない。
実施例１ 高分子量（Ｆ１ｗ二１，５Ｘ１（＋”）のポリエチレン
を１７１５°Ｃでデカリンに溶解して２重量％の溶液を
作った。１３０’Ｃで紡糸口金が０．５０１１１１の紡
糸口金を用いてこの溶液を紡糸した。室温に保持した水
浴にフィラメントを通してこれを冷却した。
外見がゲル状で、依然として約９８％の溶剤を含んでい
た太さ　０　、７　ｍａｎの冷却されたフィラメントを
次に１２０℃に加熱しｉこ管状オーブンに通し、。
そして種々な延伸比で延伸した。
この実施態様は第１図に図式的に示しである。
第２図及び第３図はそれぞれ延伸比と引張り強さ及び弾
性率との関係を示［グラフである。弾性率は６ｔ：Ｉ　
Ｃ；　Ｉ’ａ以］、て゛、引張り強さはほぼ：３（ロー
ゝａであるか、公知方法で１１またポリエチレンフィラ
メントの弾性率はン・〜：（（ｉ　Ｐａ　乙その引張強
さは約ｆｉｌ　、　Ｉ　Ｃ；　Ｉ″社であった。第２図
及び第３図のグラフに示した異なる延伸比とフィラメン
トの弾４Ｊ１：率及び引張強さとの関係を表１にまとめ
る。
引張強さか　１．２（ｉｌ’ａ以１．のポリエチレンフ
イラメ／１は本発明ｔ、二りつ−Ｃ’ｆ：：易に作るこ
とかてトる、。
表　１ 実験番号　延１す’ＪｊＳ　９ｉｊ’ＭＩｌ’ＧＰａ　
３Ｊに（’＜％　’：ａ　に、ｌ’ｑ−］　１　０．＝
′１．　＋１．ｔｌ！］２　３　５、４　（１、ン７ ３　７　１７、（ｌ　ｔｌ、７３ ４　８　］７．Ｇ　（１，８ｉ ５　１１　２３．９　１Ｊ２ Ｇ　１２　３７．５　１．ＧＳ ７　１３　４ｔ’、１．り　１．７ン ８　１５　４１、（Ｊ　１．’７２ ９　１“７　４３，１　ン、＋＋ Ｉｔ）　２５　Ｇ９，０　２．！］（１１１３２！Ｊ（
１１，２３，ｆ１２ 実施例２ 実施例１の方法に従って、高分子量ポリエチレン（Ｍｗ
”ｌ、５Ｘ１０Ｊ　と高分子量ポリプロピレン（凧二３
．ｆｉｌＸ１０６）との等量からなる。昆今物の２重量
％）３液を１４　＋１　’（：で・紡糸し、そして温瓜
１３０°Ｃ１延伸比；２（）で延伸した。フィラメ／１
は引張強さが１．５ＧＰａであった。
′夫−施１′−リ；（− 天加１１列１（二υ〔って、ｊ′イソタクナノクポリブ
ロピレ／（ＩｌｌｌＩに：（、ｔｌ　Ｘ　ｌ　！１５）
の２重；ｊ（％メｉ：ンｉ（気を１・冒）°Ｃで紡糸し
て、そして！ｆｆｉ’を度１　：（ｆｌ　’Ｃ１延沖比
２０で延伸した。生成タイラメンｌは引張強さか１に）
ａであった。。
・′１０図而力筒１１１．な説明 第１図は本発明ノＪ法の′ノこ施態打・を図式的に説明
する図であり、 第２図は延伸比とタイラメン１の引・１１、り強さとの
関係を示４−グラフで゛あり、そし′ζ第；（図は延伸
比とタイラメン）の・ｊ？回ｑ１．甲との関係を示［グ
ラフて′ある。
１・・ポリマー１１−液、？・・冷却浴、３・・・ポリ
マーゲル、・１・・・ロール、１）　・オー７ン、６・
・・ロール。
特許７Ｊ　曹ｒ＋人　スタミカーボン　ビー、ベー。
代　理　ｌ（弁理士　ｊ′１山　葆　ほか２名第２図 １　１０　２０　３０ 延伸毘＜＊＞ 第３図 １　１０　２０　３０ 延伸比（倍）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）濃度１・〜３０重量％のポリエチレン溶液を紡糸
    して溶液状態のフィラメントをえ、該溶液フィラメント
    を冷却することによってゲルフィラメントと腰得られた
    ゲルフィラメントを延伸比が少なくとも１０１Ｊ、　ｌ
    −において延Ｉｌｌけることによ；）得られる少なくと
    １．ｌ］、　２　ＣＩ’ａの引張強度を有するポリエチ
    レン延伸フィラメント。
JP59168738A 1979-02-08 1984-08-10 ポリエチレン延伸フイラメント Granted JPS6075607A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7900990 1979-02-08
NLAANVRAGE7900990,A NL177840C (nl) 1979-02-08 1979-02-08 Werkwijze voor het vervaardigen van een polyetheendraad.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6075607A true JPS6075607A (ja) 1985-04-30
JPS648732B2 JPS648732B2 (ja) 1989-02-15

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JP59168738A Granted JPS6075607A (ja) 1979-02-08 1984-08-10 ポリエチレン延伸フイラメント
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DE (2) DE3051066C2 (ja)
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FR (1) FR2448587B1 (ja)
GB (1) GB2042414B (ja)
IN (1) IN152729B (ja)
IT (1) IT1144056B (ja)
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NL (1) NL177840C (ja)
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