TW201215719A - Super-high-molecular-weight polyolefin yarn, method for producing same, and drawing device - Google Patents

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201215719 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種超高分子量之高強度聚烯紗與其製 造方法及延伸裝置。 【先前技術】 因以經凝膠紡絲之超高分子量聚乙烯長纖維為代表之 高強度聚稀長纖維係高強度、輕量且耐光性、耐摩擦性優 異，故使用於鋼索、釣絲、強化材、防護服等。 已知超高分子量高強度聚烯可對經延伸之原紗或撚紗 製品、編.織品等之紗進行後延# (再延伸）。後延伸亦稱為 再延伸。以下，於本說明書中，將後延伸或再延伸簡稱為 延伸j。超咼分子量高強度聚烯之熔點雖亦根據樹脂種類 而有所不同，但為120〜240t。代表例之超高分子量聚乙 烯之熔點範圍為l38〜162t。以下之文獻係關於聚乙稀之 °己載於專利文獻1中揭示有於炼點以下（140〜153 °C ) 進行延伸之技術。於專利讀2中揭示有將所編織成之釣 絲於熔點範圍内（丨50〜丨55t )進行丨〇丨〜2 2倍熔著延伸。 亦揭示有於如此之條件下之延伸㈣由㈣而使透明性增 加，成為類單絲。 進而，關於高倍率之延伸，於專利文獻3、4 有所揭不。於專利文獻3中揭示有使用強制對流烘箱作為 延伸裝置，於13〇〜16(TC進行3倍以上之延伸。於專利文 獻4中揭示有於150〜15rc進行2 7倍以上之延伸。又， 於專利文獻5中揭示有利用2倍以上之延伸所獲得之單紗 201215719 〇.55decitex以下之聚烯紗。又’於專利文獻3、4中使用單 纖度總纖度較大之長纖維。即便於專利文獻5中亦記 載有單紗纖度雖較細，但理想的是將紗並線並使總纖度較 大而延伸。 根據本發明人等之研究，於如上所述之熔點範圍内之 狹小範圍内之溫度下’ $ 了使高倍率之延伸達到工業上可 穩疋生產之程度’於延伸槽中必需高精度之溫度控制。高 強度聚稀之延伸裝置之例’於專利讀3中使用強制對流 式焕箱。於專利讀4中作為延伸裝置並無具體之記載， 但於同-中請人之關於延伸裝置之專利文㉟6中，記載有 朝、垂直地流入氣體之送風式之延伸裝置。 如此使空氣等經加熱之氣體送風循環之延伸方式係於 $絲的延料中普遍使用者。於該方式下，當要求精度較 问之溫度控制之情況下’雖理想的是提高送風氣體之流 速、提高每單位時間之氣體之循環次數，但若延伸槽内之 =風變強則會產生紗之搖擺、散亂，&而成為延伸之不穩 s素另方面，若降低氣體之流速則每單位時間之循 衣人數減少’ ϋ此容易產生槽内之溫度分佈不均（入口與 出口、中央與端部等）或經時性之溫度不肖。特別於紗之 總纖度、單紗纖度較細之情況下，存在即便是比較小的變 動亦容易產生紗之斷裂或單紗斷裂，穩定之延伸變得更加 困難之問題。 專利文獻1 ·日本特開昭6丨_ 289丨丨丨號公報 專利文獻2.曰本特開平9— 98698號公報 § 201215719 專利文獻3 專利文獻4 專利文獻5 專利文獻6 【發明内容 曰本特表2008— 5 12573號公報 曰本特表2008 — 517168號公報 曰本特開2008—266843號公報 曰本特表2004— 512436號公報 為了解決上被土 先則之問題，本發明提供一種即便以1¾ 倍率亦可穩定地延柚初一 v 71 徑『便以巧 法與延伸裝置及兹 度之聚烯紗的製造方 、 、 藉由上述製造方法所獲得之紗。 烯紗，分子量聚烯紗係經延伸之超高分子量聚 之條件下熱量計（DSC)於升溫速度2(rc/分 糾、 為最大峰值溫度而測量出之熔點與延伸前之 紗之溶點相比存在於高溫側。 …之 本發明之超高分子量聚稀紗之製造方法㈣ :聚輪熱延伸，將紗之通過口為中空且於套管部循環 有加熱液體之延㈣設置在延㈣域，並且—邊使上述， 以非接觸之方式通過上述通過口 一邊對其進行加 伸。 “’、^ 一 向分千量聚 烯紗之延伸方法者，其具備供給紗之機構、將上述紗加教 延伸之延伸槽、及捲取延伸後之紗之機構；且上述延伸槽 中，上述紗之通過口為中空’且於套管部循環有加熱液體。 本發明之延伸之超高分子量聚稀紗係利用示差掃描轨 量計（DSC)於升_ 2(rc/分之條件下，作為最大峰 值溫度而測量出之熔點與延伸前之紗之熔點相比移動至$ 201215719 溫側。其係表示藉由均勻之延伸而使非晶部分向結晶化之 方向發展或藉由熔融再結晶化而使結晶化發展，且示意單 纖維之表層與内部之皮芯（skin core )結構減少或者消滅， 剖面方向上亦變化為均勻之結晶結構。又，本發明即便以 高倍率亦能穩定地延伸超高分子量高強度之聚烯紗，可獲 得總纖度較小之極細延伸紗。進而，本發明可提供一種強 度之變異係數較小、均勻性優異之超高分子量聚烯紗。 【實施方式】 本發明人等發現：若利用本發明之延伸方法使超高分 子里聚烯紗均勻地延伸，所獲得之延伸紗，利用示差掃描 熱量計（DSC )於升溫速度2(rc /分之條件下，作為於無 限制狀態下測量之情況下的最大峰值溫度而測量出之熔 點，藉由延伸向高溫移動，最大峰值溫度（熔點）與延伸 前熔點相比成為更高溫。 於超高分子量聚乙烯紗之情況下，一般之延伸紗即市 售之高強力聚乙烯紗之熔點為約147〜153t：，但可知將其 再度延伸後所得之本發明之延伸紗之最大峰值溫度成為 155〜162°C (高溫峰值）。有該高溫峰值單獨地存在之情 况、及於147〜1531之延伸前熔點附近發現有肩峰或者小 峰值之情況’若延伸倍率較高，則最大峰值溫度成為高溫 侧之155〜162t。該延伸後之溶點高於延伸溫度，示意= 由延伸而產生結構變化之比例較大且結構之均勻性較。曰 有時，表示該高熔點之成分於使用延伸前之原紗之 量時亦被視為小峰值或者肩峰，但於先前之原紗或 測 呢伸方 6 201215719 法中並不知高熔點成分會成為主峰值。因此，認為上述之 現象表不藉由均勻之延伸而使非晶部分之結晶化與熔融再 結晶得到發展，且表示單纖維之表層與内部之皮芯結構減 少或者消滅，從而剖面方向上亦變化為均勻之結晶結構。 又自熔解熱量所计算出之結晶度係延伸後72〜， 認為相對於延伸前之結晶度（65〜_)存在同等或者稍稍 a力之倾肖㈣為3亥等特徵為證實本發明之延伸高精度地 受到溫度控制且均勻地延伸之特徵。 另一方面，於先前之熱風循環式之延伸令，延伸後主 峰值亦為低溫側之147〜153t，且與本發明之延伸方法相 二延伸所引起之結構變較小。自熔解熱量所計算出之延 伸後之結晶度為7 〇〜8 5 %。 本發明之超高分子量之聚稀包含聚乙稀、聚丙烯、聚 : 基+戊烯)及其等之共聚物、混合物 等 斤°月超咼为子量係指平均分子旦 200,000,更佳為至少約600, _以上厂佳為至少約 示重量平均分子量叫可根據十氨蔡:處之：^ 有黏度[IV]，利用Mw=5.37xl〇4 37、 35c下之固 文獻4等）。 進行計算（專利 本發明之聚烯紗較佳為利用所謂之「、 g 製造之高強度之長纖維，較適宜的是強户疑膠紡絲J法所 dtex以上之長纖維。 式至少為15CN/ 特佳為超高分子量高強度聚 j/又♦乙烯長纖 度聚乙烯長纖維之例，可列舉東洋紡績、， 此之鬲強 △司製造及DSM公 7 201215719 司製造之商品名「n 七 Dyneema」、Honey well公司製造之商品 「Spectra」等。 。口 名 本發明所指之紗較佳為複數長纖維所構成之無撫紗、 交纏珍、撚紗或編織紗（braided yarn)。 、-人和用示意圖對本發明之延伸方法及製造裝置 /例進仃說明。同一元件符號表示同一零件或物質。圖1 係^明之-實施例中之延伸裝置整體的概略步驟圖。圖1 二又延伸裝置之整體圖之例。複數根（11 1中為8根） 八y 8自紗供給裝置1抽出，供給至以速度v丨旋轉之第 輥群2 ’利用延伸槽3進行加熱延伸，藉由速度V2之第2 報群4而延伸，藉由捲取裝置5捲取延伸紗9。整體之延 倍率以V2 / V1生_ ▲/▽1表不。延伸槽3之紗之通過口 14為中空， 於：部分加熱延伸紗。於由延伸槽外罩部16包圍之部分的 套:°P 13循環有加熱液體。循環液體由加熱裝置6加熱至 特疋溫度’藉由設置於加熱裝置6之前或之後的泵7進行 循裒本例雖表示一段延伸之例，但亦可為2段以上 夕又又，關於延伸槽之數量、長度亦無特別限制可適 當地選擇。 圖2係本發明之一實施例中之延伸槽3之立體圖。紗 通過口 14成為連續空腔狀，供給紗i〇a〜1 係以與延伸 槽3非接觸之狀態進行加熱延伸，捲取成延伸紗11a〜11c。 延伸槽3之長度L雖取決於紗之速度及延伸倍率，但只要 吏供、’Ό珍1 〇 a〜1 〇 c成為均勻地加熱並延伸之狀態的長 X 為任意長度。實用上較佳之延伸槽3之長度L為0.3 201215719 ”不约二〇.5〜&。若過長則於長度方向上容易產生 恤度不句，因此理想的是於必要之情況下連結該單元。 (與吵之移-C::::之一實施財之延伸槽3之剖面圖 之移灯方向垂直之方向的剖面圖）的一例。首先， 圖3A令將延伸槽3及紗 缺紗1n ^之相口 14之❹均設為橢圓形 狀.、〆HGe仙與延伸槽之内壁部㈣接觸之方式進 灯加熱延伸。於套管部13循環有加熱流體。紗之通過口 Μ 成為連續空腔狀。圖3B中將延伸槽3及紗之通過口 Μ均 設為矩形（長方形）形狀。但將角修正為圓孤狀。圖3C所 不之延伸槽3為矩形（長方形）形狀，紗之 :形狀。於圖3A〜C中’紗之通過口 U之短徑、高度或直 徑15較佳為10〜3〇〇_之範圍，更佳為 加熱流體係經過受到溫度控制之熱媒加熱器而循環。 因加熱流體並未直接接觸於紗，故可高速地循環。又，只 要將套管相對於紗之容量設的夠大，則成為幾乎無因紗之 移行而產生溫度變化之狀態。加熱流體並無特別限定，可 較佳地使用作為一般熱媒用液體而使用之油類。又，雖未 圖不’但理想的是延伸槽3之外壁之外側由隔熱材料覆蓋。 繼而，於本發明中較佳為於延伸槽内不積極地送風。 此處所。月積極地送風係表示使用風扇等之強制性的送 風。藉由不積極地送風，幾乎不存在内部溫度之不均勻， 且因紗不錢故可穩定地延伸。容許自然對流。 本發月之延伸#法與作$聚稀纱之後延伸$法而通常 使用之熱風循環方式的延伸相比具有以下之優勢： 201215719 (1) 溫度控制精度優異； (2) 因未積極地送風，故即便為較細之長纖維亦具 紗道穩定之優勢； ^ ,j3)又，於熱風循環方式中紗之加熱係藉由熱風之強 制循環而實現’相對於此，本發明中以自内壁之輕射熱及 自然對流為主冑，亦τ將該差異認為是本發明之優勢之—。 s關於溫度之控制’較佳為’延伸槽之環境溫度（延伸 溫度）為150〜15rc之溫度範圍，且控制於土〇·2。。以内。 更佳為，延伸槽之環境溫度（延伸溫度）控制於土〇. 1它以内。 本發明之延伸槽可進行如此穩定之溫度控制。另_方面， 於先前之送風式（熱風循環方式）延伸槽中產生±ι.代左右 之偏差。此於專利文獻3之實施们中亦有記載。認為： 本發月之加熱方式係、使用液體作為加熱媒體，並進行強 循環’藉此提高了溫度精度。 可知，根據延伸槽内之位置而產生的溫度偏差亦較 小。於送風式延伸槽中產生紗搖1，故循環速度（送風速 度）：在極限’因為是氣體故熱容量亦小於液體，因於裝 置内容易產生氣體流動之不均，故可認為溫度控制精度‘ 在極限。 ，紗之通過口 14之剖面形狀雖於圖3A〜c中例示有橢圓 形、長方形、圓形’但並不限定& ’可結合延伸之紗之根 數而適當地設計。X ’為了使溫度更加均句，較佳為，對 延伸槽之除了紗通過之入口、出口以外之内壁的全面進行 套管加熱（jacket heating)。 201215719 隙之姓：：3義’内壁存在未受到套式加熱之開口部或空 不佳。又，延伸槽之開閉式結構亦會因開閉而 蚀酿又變化’故若要達到一定溫度則需要時間，因此不 佳。 ::發明之延伸槽中紗之入口與出口部為開口，若開 積大則由加熱空氣之出入會產生溫度變動，故較 :采：將除了紗道部外之部分遮蔽，或於入口前部、出口後 部设置保溫或溫度低於 w 等對策。 k伸槽度之加熱部來減小溫度差 關於延伸槽（單元） 雹耍而長度（L)雖無限制，但可根據 而要而連結複數個槽，或為 伸样之^為A延伸況下，延 «之長度⑴係指延伸槽單元之合計長度。 關於熱媒之容量或套管内部 ^ 只要為内部之溫度均勻、且即二等雖亦無限制，但 生偏差之結構即可即便進仃多根之加工亦不會產 但是，若紗之通過口之立，丨而 差，故不#。v °J面面積過大則會產生溫度偏 ,s ° ’因上述剖面面積過小，紗通過等可作業 性惡化，故不佳”交佳之剖 广了作業 為ι〇,〇_左右。又，理相的： ';直控或短徑之範圍 通過口 μ之中”附、“：的疋，紗1〇a〜10c經由紗之 《r央。P附近且受到均勻加熱。 於本發明中’供延伸之 伸紗。可使用無撫紗、交纏I:刀子量聚締之複絲延 延伸紗。㉛，可採用你“ 或編織紗作為供給

? 了才木用使如無撚紗哎 丨、。D 延伸且之後進行編織而製品 I、早场等原紗 之方法，將編織而成之紗延 201215719 伸而製品化之方法，或者將其等併用之方法中的任一種， 雖只要視需要進行選擇即可，但編織前之原紗可進行更高 倍率之延伸。視需要，該等紗亦可含有礦物油、植物油等 !類；蟻類；聚埽系、改質聚烯系、乙烯丙烯酸系共聚樹 月曰專樹脂類等。X，於樹脂類亦可含有著色劑等。 2於供延伸之紗之粗度（纖度）雖並無特別限定，但 與先前之送風式加熱相比，於使較細之紗延伸方面有利， 根據該含義特別可較佳地使用供給紗之纖度為4刪⑽以 下之紗。 又’可製造先前之工業製造中難以製造的延伸後纖度 為50dtex以下之極細紗’亦可適用於編織紗。如此之極細 編織紗可藉由利用本發明之延伸方法將編織前之原紗延伸 後編織之方法、或者於編織後利用本發明之延伸方法進行 延伸之方法、及利用其等之組合方法而獲得。單紗纖度雖 亦取決於延伸前之原紗之單紗纖度，但只要將市售之單紗 纖度l.ldtex之紗延伸即可獲得單紗〇 2(^χ或其以下之超 、v如此之細、紗、，編織紗特別可較佳地適用於細號數之 釣絲。另夕卜因肉眼難以看出、物度較高，故較佳地適用 於懸掛繩、縫合紗、薄質之編織物、網狀物等。 延伸之條件，於超高分子量聚乙稀之情況下，較佳為 溫度為15〇〜157。〇;，延伸倍率為15〜1〇倍左右。關於延 伸條件，因於溫度、時間不足之情況下會產生延伸斷裂； 於溫度過高、B夺間過久之情況下會因溶融而產生斷裂^因 過於炼著而成為弱紗’故條件設定較為重要，延伸槽内之 12 201215719 滯留時間雖取決於溫度或倍率 鐘。 但較佳之範圍為〇1 分 本發明之延伸方法盥Λ ^ + 之熱風循環式之加熱方法相 比’具有下述之優勢： 古相 (1)延伸紗之斷裂、絨毛較少； (2 )於相同延伸溫度崙 率延伸； &下最-延倍率較向且可進行高倍 (3 )延伸紗之物性偏差較小； (4 )數量擴大時穩定性較高。 以 比 於本發明中’除-般之特定延伸倍率之均勻的延伸 外，藉由使延伸倍率可變動而進行控制，亦可製造粗度 為1 : 5〜1 : 8左右之錐形編織紗。 又 [實施例] 以下，使用實施例h匕較例&具體地對本發明進行說 明，但本發明並不限定於以下之實施例。 實施例1〜3所使用之延伸槽係長度為3m、剖面形狀為 如圖3B所示之中空長方形，且使用圖丨及圖2所示之一段 延伸裝置。比較例之熱風循環式之延伸槽係替換成相同長 度之延伸槽部分而進行試驗。 實施例、比較例中之評價係以下述之方法進行。 <物性試驗> 拉伸度係基於JIS L1 013之測量方法《纖度係將紗切成 丨m並以〇· 1 mg為單位測量重量，乘以1 〇〇〇〇倍而求出纖度 (德士 ： d t e X )。 - 13 201215719 <延伸性評價> 於各延伸條件下以下述基準判定延伸性。 A : 5分鐘以上絲未產生斷裂。 B.雖可捲取但5分鐘以内產生斷裂。 C:立即斷裂且不可捲取 〈利用示差掃描熱量計（DSC)進行之炼點及結晶度之 測量> 使用島津製作所股份有限公司製造之示差掃描熱量計 DSC-6()$，以升溫速度抓/分於無限制之狀態下對紗 進行測量。將炫解吸熱峰值中之最大峰值溫度作為炫點。 又，藉由下式根據自峰值面積所求出之吸熱量△Hm(j/g) 求出結晶度。 結晶度（％ ) = 1 〇〇 X △ Hm/ △ Η 此處，ΔΗ為完全結晶下之熔解熱量，於聚乙烯之情況 下設為ΔΗ= 293J/g而計算。將樣品利用編織、樹脂加工 專而認為紗處於限制狀態時，將其解開後供於測量。 使用下述者作為延伸前之原紗。 <延伸前之原紗> 原紗A :東洋紡績公司製造，商品名「Dyneema」，i i 〇τ —96F—410 單撚（S) 90 次/m 編織紗B :東洋紡績公司製造，商品名「Dyneema」， 55T—48F—410 4 根組 編織紗C :東洋紡績公司製造’商品名「Dyneema」， 165T- 1.44F- 410 8 根組 201215719 (實施例1 ) 使用藉由先前之方法而延伸之超高分子量高強度聚乙 稀單撚原紗A[將東洋紡績公司製造、商品名「Dyneema」、 11 0T — 96F (總計纖度：11 〇Tex、長纖維數：96根）之原紗 進行單撚（S ) 90次/ m而成之紗]作為供給紗進行延伸試 驗。所使用之原紗之拉伸強度為318CN/dtex，延伸度為 4.8%，DSC熔點為150.3。(：，結晶度為75。/。。將延伸前之紗 之DSC圖表示於圖4A中。於圖4A中，虛線係用以求出峰 值面積而由分析裝置自動添加之輔助線。其於以下之Dsc 圖表亦為相同。所使用之延伸裝置之延伸槽係長度為3m、 剖面形狀如圖3B所示之中空長方形，使用圖丨及圖2所示 之一段延伸裝置進行延伸試驗。延伸槽之實測溫度為 154±0.1 C，溫度穩定。以36〜47倍之延伸倍率進行試驗 之結果，如表1所示，最高延伸倍率為46倍。該倍率下之 延伸鈔之強度為35.7CN/dtex，延伸度為2.4¾，DSC熔點 為157.5 C，結晶度為80°/〇 ,藉由延伸使熔點上升約8。匸， 結晶度增加5%。將最高延伸倍率4 6倍下之延伸後之紗之 DSC圖表示於圖4B中。 (比較例1 ) 替換實施例1之延伸槽，除使用長度為3m之熱風循環 方式之延伸槽以外使用相同之裝I’提昇倍率並且利用3 ，之々進行一段延伸之試驗。如表丨所示，雖倍率3 6倍時 可捲取5分鐘以上，但3,7倍時超過i分鐘則產生斷裂，3.8 倍中斷裂產生多且不可捲取。因此，根據上述之判定方法， 15 201215719 最高延伸倍率為3.6倍。該倍率下之延伸紗之強度為30.6CN /dtex，延伸度為2.5%。延伸槽之實測溫度為154±1.0°C。 延伸倍率3.6之延伸紗之DSC熔點為151.5°C，結晶度為 79%。實施例1及比較例1之條件與結果一併示於表1〜表 2中。 16 201215719 【1<】 延伸後 纖度 (dtex ) 00 CN 〇 Os (N 1 延伸前 纖度 (dtex ) | 109.5 I | 109.5 I 109.5 | 109.5 | 109.5 1 延伸結果 A無問題 A最高延伸倍率 A最高延伸倍率 B於1分15秒紗斷裂 C紗斷裂產生多 延伸槽内 部 空間溫度 (°C) 154 士 0.1 154 士 0.1 154±1.0 154±1.0 | 154±1.0 | 154.0 | | 154.0 | 154* | 154* | 154* | 延伸倍率 (V2/ VI) Ό cn 寸· Ο 卜 rn 00 捲取 速度V2 (m/分） rn ΓΠ 1 3.30 J 3.30 3.30 供給 速度VI (m/分） σ\ 〇 CN 〇 1 0.89 1 試樣 ：HOT ：110T ：110T ：110T ：110T 原紗A ： 原紗A ： 原紗A : 原紗A ： 原紗A ： 實驗 編號 1 1-2 m 1 <n 1 實施例 比較例 實施例1 比較例1 201215719 [表2] 實施例 比較例 實驗 編號 強度 (CN/dtex) 延伸度 (%) DSC低溫 側峰值 溫度 (°C) DSC高溫 側峰值 溫度 (°C) 結晶度 (%) DSC圖表 圖號 延伸前 1-0 31.8 4.8 0150.3 — 75 圖4A 實施例1 1-2 35.7 2.4 — 〇158.6 80 圖4B 比較例1 1-3 34.9 2.5 0151.8 158.8 78 — 1-4 34.5 2.5 — — 一 — 1-5 — — 一 — — — (備註*)〇符號為最大峰值溫度（熔點）。 根據表1可知’實施例1與比較例1相比可大幅提高 最高延伸倍率’與此相應地，可穩定地獲得細纖度之延伸 紗。延伸紗之強度亦提高。又，根據表2可確認，利用示 差掃描熱量計（DSC)於升溫速度20〇C//分之條件下，作 為於無限制狀態下測量之最大峰值溫度而測量出之熔點， 與延伸前之紗之熔點相比向高溫側移動8 3它而存在，即便 與比較例1相比亦高出7t，且結晶度亦較高。 (實施例2) 使用將原紗[東洋纺績公司製造、商品名 娜（總計纖度：55Tex、長纖維數：48根）]以4根 織朴^ ^ ^ ^ B作為供給紗進行延伸試驗。所使用之編 織、V、之拉伸強度為25 4CN / Ht t ^ )-4CN/dtex’ 延伸度為 4_9%。使用與 貫施例1相同之套式加埶 表1 3主 …方式之延伸槽進行延伸試驗。如 表3及表4所示’最高延 所ϋ ** ^ir σ革為3.2倍，與比較例相比有 厅知问。邊倍率下之延伸 , 度為2 9%。 強度為27.0CN/dtex，延伸 18 201215719 (比較例2) :與比較例1相同地使用熱風循環 最高延伸倍率。如表2所示，最高延 2.9倍時斷裂產生多並無法捲取。該最 強度為26.5CN/ dtex，延伸度為3 1〇/〇 2之條件與結果一併示於表3〜表4中 式之延伸槽而調查 倍率為2 · 7倍。於 倍率下之延伸紗之 實施例2及比較例 19 201215719 【e<】 延伸後纖 度 (dtex ) in VO 1 延伸前纖 度 (dtex ) 205.2 205.2 205.2 205.2 延伸結果 A最高延伸倍率 A最高延伸倍率 B於1分紗斷裂 c紗斷裂產生多 延伸槽内部空 間 溫度（°c) 154±0.1 154±1_0 154±1.0 154±1·0 癍靶P 154.0 yn 箐 普 延伸倍率 (V2/V1) <N CO 卜 CN oo (N 〇\ (Ν > ε Ο iTi CN <N <N (Ν r \ ^ 00 o 〇 o OS 00 o ν〇 00 d 試樣 編織紗B I |編織紗B1 編織紗B 編織紗Β 1 Μ ^ %： 1 cs <N 1 CN 1 2—3 1 寸 1 CN 實施例 比較例 |實施例2 1 比較例2 0 β 201215719 [表4] 實施例 比較例 實驗 編號 強度 (CN/dtex) 延伸度 (%) DSC低溫 側峰值 溫度（°c) DSC高溫 側峰值 溫度（°c) 結晶度（％) 延伸前 2-0 25.4 4.9 0150.3 157.9 72 實施例2 2-1 27.0 2.9 0161.6 80 比較例2 2-2 26.5 3.1 0150.5 158.3 78 2-3 — — — — 一 2—4 — 一 — — — (備註* )〇符號為最大峰值溫度（熔點）。 根據表3可知，實施例2與比較例2相比可大幅提高 最高延伸倍率，且可穩定地獲得細纖度之延伸紗。又，根 據表4可確認，利用示差掃描熱量計（Dsc )於升溫速度 2〇°C /分之條件下，作為於無限制狀態下所測量之最大峰 值恤度而測量出之熔點，與延伸前之紗之熔點相比向高溫 側移動11.3°C而存在，即便與比較例2相比亦高出丨丨丨。c。 進而，實施例2與比較例2相比結晶度亦較高。 (實施例3) 使用將原紗[東洋紡績公司製造、商品名「Dy_ma」、 165T-M4F (總計纖度：贿以、長纖維數：i44根）二 8根為一組之比較粗的編織紗c作為供給紗進行延 驗。所使狀編織紗之拉伸強度^ 23 7^/(1如 ^ 為5.9%。使用與實施们相同之套式加熱方式之延伸枰: 仃延伸試Ή 5所示最高延伸倍率為24倍，與比L 相比有所提高。該倍率下之延伸紗 I，延伸度為3.5%。 強度為26.0CN/ 21 201215719 (比較例3) 首先’與比較例1知^ , 相同地使用熱風獷 並調查最高延伸倍率。如表 式之延伸槽 表5所不’最向延伸倍率為^一倍。 該最高倍率下之延伸紗之強度為25.5CN/dtex，延伸度為 3 · 5 %。實施例3及比較例3之條件與結果一併示於表5〜表

22 a 201215719 [表5] 實施例 比較例 實驗 編號 試樣 VI m / 分 V2 m / 分. 延伸 倍率 (V2 / VI) 套管熱 媒溫度 ΓΟ 延伸槽 内部空 間 溫度 (°C) 延伸結果 延伸前 纖度 (dtex ) 延伸後 纖度 (dtex ) 實施例3 3 — 1 編織紗C 0.63 1.50 2.4 154.0 154±0.1 A最高延伸倍率 1260 603 比較例3 3-2 編織紗C 0.71 1.50 2.1 154* 154±1.0 A最高延伸倍率 1260 528 (備註*)表示熱風循環方式延伸槽之設定溫度。 [表6] 實施例 比較例 實驗 編號 強度 (CN/dtex ) 延伸度 (%) DSC低溫 側峰值 溫度（°C ) DSC高溫 側峰值 溫度（°C) 結晶度 (%) 延伸前 3-0 23.7 5.9 0150.4 157.5 75 實施例3 3-1 26.0 3.5 〇157.2 85 比較例3 3 — 2 25.5 3.5 0150.5 157.5 82 (備註*)〇符號為最大峰值溫度（熔點）。 根據表5可知，實施例3與比較例3相比可大幅提高 最高延伸倍率，可穩定地獲得細纖度之延伸紗。又，根據 表6可確認，利用示差掃描熱量計（DSC )於升溫速度20 °C /分之條件下，作為於無限制狀態下測量之最大峰值溫 度而測量出之熔點，與延伸前之紗之熔點相比向高溫側移 動6.8°C而存在，即便與比較例3相比亦高出7°C，且結晶 度亦較高。 (實施例4、比較例4 ) 作為延伸裝置，使用採用2台實施例1之延伸槽的2 段延伸裝置，以8根之紗實施數量試驗。作為比較，同樣 23 201215719 使S 2纟#風循環方式之延伸槽進行延伸。# $延伸性之 評價，相對於實施例1〜3及比較例1〜3中之5分鐘，而 評價8小時運轉下之狀態。將結果示於表7中。除本實施 例之倍率5.6倍以外，將延伸速度均設為分（S 6倍之 例為4_8m/分）。比較例中，因延伸穩定性差故即便為2 段加工亦需要降低延伸倍率，為了於該速度下獲得8小時 之穩定性，延伸倍率之極限為2倍，但於本實施例之延伸 方法中2.5倍亦無問題，當降低延伸速度之情況下，延伸倍 率即便為5.6倍亦可無斷裂地延伸。又，關於強度之偏差（變 異係數），本實施例中之產品亦良好。採取改變延伸倍率之 延伸後之樣品進行DSC測量，其結果示於表8中。DSC圖 表示於圖5〜10中。 [表7] Γ—-- 實施例 比較例 —~— 實驗 編號 試樣 延伸 倍率 (倍） 延伸狀況 (8hr) 強度 (CN/ dtex) 強度之變異 係數 (%) 延伸度 (%) 實施例4 4 一 1 110Τ單撚紗 2.5 A無斷裂 37.1 1.51 3.2 4-2 110Τ單撚紗 5.6 A無斷裂 38.2 1.36 Π 2.6 比較例4 4 — 3 110Τ單撚紗 2.0 A無斷裂 35.1 2.76 3.4~~ 4—4 110Τ單撚紗 2.5 B紗斷裂2次 32.6 5.53 3.2~~ 24 201215719 [表8] 實施例 比較例 實驗 編號 試樣 延伸 倍率 (倍） D&C低溫 側峰值 溫度（°c) DSC高溫 側峰值 溫度（°C) 結晶度 (%) DSC 圖表圖號 延伸前 4-0 110T單撚紗 — 0150.3 一 75 圖4A 4-5 110T單撚紗 2.0 151.1 0158.8 76 圖5 實施例4 4-1 110T單撚紗 2.5 151.3 〇158.8 77 圖6 4-6 110T單撚紗 3.0 1 152.0 0158.6 79 圖7 4-2 110T單撚紗 5.6 一 0159.1 81 層1 8 比較例4 4-7 110T單撚紗 1.5 0150.5 157.3 78 4-3 110T單撚紗 2.0 0151.5 158.6 78 --- 圖10 L侑汪，）（J符號為最大峰值溫度（熔點）。 根據表7〜8及圖5〜1 〇可知如下結果，本實施例之延 伸方法中即便為1.5倍左右之低延伸倍率主峰值亦存在於 高溫，相對於此，於先前之延伸方法（比較例4、圖9〜) 中，2倍延伸時可發現峰值存在於高溫側但較小，主峰值溫 度與延伸前相比基乎無變化，自紗之微細結構變化之方面 考慮，認為本實施例之紗與先前之延伸方法之紗存在差異 根據以上内容可明確，本發明之延伸方法與熱風循環 方式加熱之延伸方法相^，其肖徵在於：於同_延伸條件 下’達到紗斷裂之最高延伸倍率較高。其於實用性上且 下述之優勢： ，、有 ⑴可獲得先前難以獲得之高延伸倍率之 度聚烯紗； ^ Θ ⑺於相同倍率下，斷裂、絨毛之產生少，可實現 良率、損耗之降低，故物性之偏差亦較小丨 不 (3)因可使用更加廉價之粗纖度之紗作為供給紗，故 C 25 201215719 可實現原材料費用之成本之降低。 [產業上之可利用性] 藉由本發明之延伸方法所獲得之延伸紗可較佳地適用 於鋼索、釣絲、強化材、防護服等中。另夕卜，因肉眼難以 看出且韌度較高，故可較佳地適用於懸掛繩、縫合紗、薄 質之編織物、網狀物等中。 【圆式簡單說明】 圖i係本發明之一實施例中之延伸裝置之整體概略步 圖2係本發明之一實施例中之.延伸槽之立體圖。 圖3A〜C係本發明之一實施例中之延伸槽之剖面圖。 圖4A係實施例U4之延伸前之紗的dsc圖表；圖 係實施例1之延伸後之紗的Dsc圖表。 圖5係實施例4之延伸倍率9 Λ征 、手2.0倍之紗的DSc圖表。 圖6係實施例4之延伸仵座, 甲彳0旱2·5倍之紗的DSC圖表。 圖7係實施例4之延伸倍率^ 、汁L丰3.0倍之紗的DSC圖表。 圖8係實施例4之延伸倍率 货牛5.6倍之紗的DSC圖表。 圖9係比較例4之延伸倍率 τ货年1.5倍之紗的DSC圖表。 圖10係比較例4之延伸俾、专 地1甲乜率2 〇倍之紗的dsc圖表。 【主要元件符號說明】 供給裝置 第1輕群 延伸槽 第2觀群 a 201215719 5 捲取裝置 6 循環液體之加熱裝 7 泵 8 、 10a〜10c

9、 11a〜11c 12 13 14 15 16 VI 供給紗 延伸紗 延伸槽内壁部 套管部 紗之通過口 紗之通過口之短徑 延伸槽外罩部 供給速度 高度或直徑 V2 捲取速度 27

Claims (1)

1. 201215719 七、申請專利範圍： 1. 一種超高分子量聚烯紗，其係經延伸者， 利用示差掃描熱量計（DSC)於升溫速度2〇乞/分之 條件下’作為於無限制狀態下測量之最大峰值溫度而測量 出的溶點，與延伸前之紗之熔點相比存在於高溫側。 2. 如申請專利範圍第丨項之超高分子量聚烯紗，其中， 該經延伸之超高分子量聚烯紗之熔點存在於比延伸前之紗 的炼點高5 °C以上之高溫側。 3.如申睛專利範圍第1項之超高分子量聚烯紗，其中， 該經延伸之超高分子量聚烯紗之總纖度為5〇dtex以下，強 度之變異係數為2 %以下。 二t如申請專利範圍第1項之超高分子量聚烯紗，其中， 該超高分子量聚烯為超高分子量聚乙烯。 5. 如申請專利範圍第4項之超高分子量料紗，其中 該經延伸之超高分子量聚乙稀紗，利用示差掃描熱量 (=C)於升溫速纟赃/分之條件下於無限制狀態測 之最大熔解峰值溫度為155〜162 °C。 6. 如申請專利範圍第4項之超高分子量聚烯紗，其中 伸之超高分子量聚乙稀紗，自利用示差掃描熱量 β之㈣於升溫速纟抓/分之條件下在無限制狀態下; 里之熔解熱所求出的結晶度為76〜85〇/(^ 量聚7嫌=1高分子量聚烯紗之製造方法，其係將超高分. 量聚稀紗加熱延伸之方法， 猶環有加熱液體之延 將紗之通過口為中空且於套管 28 S 201215719 伸槽設置於延伸區域， 一邊使該紗以非接觸方式通過該通過口 一邊對其進行 加熱、延伸。 、 、、8·如申請專利範圍第7項之超高分子量聚烯紗之製造 去其中，於該紗通過口不積極地送風，並藉由來自套 管部之輕射熱及自然對流來加熱紗。 來自套 9.如申晴專利範圍第7項之超高分子量聚烯紗之製造 方法’其中’該延伸槽之環境溫度為15G〜157t，延伸倍 率為1.5〜1〇倍。 1 〇.如申睛專利範圍第7項之超高分子量聚烯紗之製造 方法，其中，該延伸槽之環境溫度為15〇〜157。〇之溫度範 圍，且控制於±〇.2〇C以内。 又巳 、U.如申請專利範圍帛7 $之超高分子量聚稀紗之製造 其中°亥延伸别之紗為無撚紗、交纏紗、撚紗或 織紗（braided yarn)。 一 、12.如申請專利範圍第7項之超高分子量聚烯紗之製造 方法’其中’該延伸前之紗之纖度為4〇〇dtex以下。 13. -種超高分子量聚烯紗之製造方法，其係將編 之原紗制申請專利範圍第7至12項中任〜項之延伸 延H使用該延伸紗之至少-部分進行編織。 ' 14. 一種超高分子量聚烯紗之製造方法，其係將編 之原办利用巾請專利㈣第7至12項中任—項之延伸 延伸後’使用該延伸紗之至少一部分進行編織，進’ 該編織紗延伸。 夕將 29 201215719 15·-種延伸裝置，其係用於申請專利範圍第7 中任一項之超高分子量聚烯紗之製造方法，其具備 供給紗之機構； 將該紗加熱延伸之延伸槽；及 捲取延伸後之紗之機構； 且於套管部循環 該延伸槽中’該紗之通過口為中空 有加熱液體》 1 6 ·如申請專利範圍第15項之延伸裝置，其 、’該加妖 液體係於該延伸槽之外部受到加熱，且藉由泵而循環。‘、、、 17.如申請專利範圍第15項之延伸裝置，其中，該余,、、 、、·^ 通 過口之高度或直徑為5〜3 00mm，該延伸槽之長度為o' 10m之範圍。 30 §