TWI397621B

TWI397621B - 成型加工性優異的高機能聚乙烯纖維

Info

Publication number: TWI397621B
Application number: TW100129307A
Authority: TW
Inventors: Yasunori Fukushima; Shoji Oda; Akira Hamano; Minoru Masuda
Original assignee: Toyo Boseki
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-06-01
Also published as: TW201231745A

Description

成型加工性優異的高機能聚乙烯纖維

本發明係有關於一種在室溫附近的尺寸安定性高，而且在小於聚乙烯的熔點之低溫加工時具有高收縮及高應力性能之聚乙烯纖維。更詳言之，係有關於一種聚乙烯纖維，其作為食用肉用綁縛線、安全纜繩、加工纜繩、高收縮性的布帛和帶子及各種產業資材的防護覆蓋物時，顯示優良的耐切傷性能。

以往，係使用天然纖維的棉花和有機纖維作為耐切傷性材料，該等纖維等所編織成的編織物係多半被使用在將耐切傷性設作必要之領域。

作為賦予耐切傷性之手段，以往係想出由芳香族醯胺(Aramid)纖維等高強度纖維的紡絲所構成之針織物和紡織品等。但是就脫毛和耐久性而言，係不充分。另一方面，亦進行嘗試藉由將金屬纖維與有機纖維和天然纖維組合而使用作為其他手段，來提升耐切傷性。但是，由於該方法係組合金屬纖維致使觸感變硬，不僅是損害柔軟性，而且製品重量亦變大而有處理變為困難之問題點。

就解決上述問題點之發明而言，有提案揭示將聚乙烯溶解於溶劑而成為溶液，且使用所謂凝膠紡絲法而成之具有高彈性模數的聚乙烯纖維(例如參照專利文獻1)。但是，因為前述的聚乙烯纖維係彈性模數太高而有觸感變硬之問題。而且，由於使用溶劑，在製造該聚乙烯纖維時，有作業環境變差之問題。又，在成為製品之後，該用途係在屋內外使用時，在該聚乙烯纖維中所殘留的溶劑，因為即便是微量的殘留溶劑亦會造成環境負荷而成為問題。

又，需要上述耐切傷性能之領域的使用範圍正在擴大中，而設想在各式各樣用途的使用。例如耐切傷手套等，有在施加用以防滑之樹脂加工時使其通過熱處理步驟者，亦有不施加樹脂加工而直接以編織的狀態使用者。此時，被要求在實際使用區域(20~40℃附近)的尺寸安定性，以收縮應力、收縮率較低為佳。又，就其他用途而言，可舉出各種產業資材的防護覆蓋物。就防護覆蓋物被要求的機能而言，係不僅是耐切傷性能，而且亦強烈地要求使覆蓋物的形狀盡力配合該資材的形狀。就因應此種要求之防護覆蓋物的製造手段而言，可舉出加工成為配合該資材的形狀之編織物，此時，若該資材的形狀複雜時，有無法完全使形狀配合致使覆蓋的編織物部分地產生鬆弛之問題點。為了消除該問題點，係考慮使用熱收縮率高的絲來製造編織物，隨後，藉由熱處理使其顯現高收縮來製造配合形狀的防護覆蓋物之對策。但是，聚乙烯纖維時，相較於其他樹脂亦有熔點較低之情形，盡可能在較低的溫度(70℃~100℃)使其熱收縮係必要的。因此，在70~100℃的收縮應力、收縮率係以比較高為佳。但是，先前的聚乙烯纖維係無法得到同時具有在20~40℃附近的低收縮應力、收縮率及在70~100℃附近的高收縮應力、收縮率之纖維，而有必須按照用途而選擇之必要(參照專利文獻1、2、3、4)。

如此，在預定溫度區域具有必要的收縮率之耐切傷性優良之高機能纖維和由其等構成之防護用編織物，現狀係尚未完成。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]特許3666635號公報

[專利文獻2]特開2003-55833號公報

[專利文獻3]特許4042039號公報

[專利文獻4]特許4042040號公報

為了解決上述之先前的問題點，本發明之目的係提供一種在20~40℃下收縮應力及收縮率小且在70~100℃下的收縮應力及收縮率大之聚乙烯纖維。藉由兼顧的物性，能夠提供食用肉用綁縛線、安全手套、安全纜繩、加工纜繩、及防護產業用製品的覆蓋物等各種被要求耐切傷性能之用途，而不必分別使用。

本發明者等係著眼於在聚乙烯纖維的各種溫度之收縮率及熱應力值，進行專心研討的結果，而完成了本發明。

亦即，本發明的第1發明係一種高機能聚乙烯纖維，其特徵在於：極限黏度[η]為0.8dL/g以上、4.9dL/g以下，且其重複單元係實質上由乙烯所構成而且在40℃下的熱應力為0.10cN/dtex以下，並且在70℃下之熱應力為0.05cN/dtex以上、0.30cN/dtex以下。

本發明的第2發明係一種高機能聚乙烯纖維，其特徵在於：極限黏度[η]為0.8dL/g以上、4.9dL/g以下，且其重複單元係實質上由乙烯所構成而且在40℃下的熱收縮率為0.6%以下，並且在70℃下之熱收縮率為0.8%以上。

本發明的第3發明係如上述發明第1或2項之高機能聚乙烯纖維，其中聚乙烯的重量平均分子量(Mw)為50,000~600,000，且重量平均分子量與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)為5.0以下。

本發明的第4發明係如上述發明第1至3項中任一項之高機能聚乙烯纖維，其比重為0.90以上且平均拉伸強度為8cN/dtex以上，初期彈性模數為200~750cN/dtex。

本發明的第5發明係一種編織物，其特徵在於：由如上述發明第1至4項中任一項之高機能聚乙烯纖維所構成。

本發明的第6發明係一種低溫加工作性優良的高機能聚乙烯纖維之製造方法，其特徵在於：將極限黏度[η]為0.8dL/g以上、4.9dL/g以下且其重複單元係實質上由乙烯所構成之聚乙烯熔融且進行紡絲，進而在80℃以上的溫度延伸之後，以冷卻速度為7℃/sec以上將該延伸絲急速冷卻，且以0.005~3cN/dtex的張力將所得到的該延伸絲捲取。

因為本發明之高機能聚乙烯纖維係在實際使用溫度附近的收縮率小且在70~100℃下的收縮率及應力大，所以在實際使用溫度之尺寸安定性高，且在不會損害而致使聚乙烯的力學物性低落之溫度下能夠顯現優良的高收縮及高收縮應力。又，由本纖維所構成之編織物、手套及纜繩係耐切傷性優良，例如作為食用肉用綁縛線、安全手套、安全纜繩、加工纜繩、防護產業用製品之覆蓋物等，能夠發揮優良的性能。而且，本發明的聚乙烯纖維係不限定於上述成型加工品，亦能夠範圍廣闊地應用在高收縮性的布帛和帶子等。

以下，詳細地說明本發明。

本發明之可染性優良的高機能聚乙烯纖維，其極限黏度係0.8dL/g以上、4.9dL/g以下，以1.0~4.0dL/g以上為佳，以1.2~2.5dL/g以上為更佳。藉由使極限黏度為4.9dL/g以下，使用熔融紡絲法之製絲變為容易，亦即不必使用凝膠紡絲等來製絲。因此，就抑制製造成本、作業步驟的簡略化而言，乃是優越的。而且，因為製造時不使用溶劑，所以對作業者和環境之影響小。又，因為成為製品後之纖維中亦不存在殘留溶劑，沒有溶劑對製品使用者之不良影響。而且，藉由使極限黏度為0.8dL/g以上，由於聚乙烯的分子末端基減少，能夠減少纖維中的構造缺陷數。因此，能夠使強度和彈性模數等纖維的力學物性和耐切傷性提升。

在本發明所使用的聚乙烯，較佳是其重複單元係實質上為乙烯。又，在能夠得到本發明的效果之範圍，不僅是乙烯的同元聚合物，而且亦能夠使用乙烯及少量的其他單體，例如與α-烯烴、丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、乙烯基矽烷及其衍生物等之共聚物。又，該等係可以是共聚物之間、或是與乙烯同元聚合物之共聚物、進而與其他α-烯烴等的同元聚合物之摻合物，亦可以具有部分性交聯。

但是，乙烯以外的含量增加太多時，反而成為阻礙延伸的重要因素。因此，從得到耐切傷性優良的高強度纖維之觀點，α-烯烴等其他單體，係以單體單元為5.0mol%以下為佳，以1.0mol%以下為較佳，以0.2mol%以下為更佳。當然，亦可以是乙烯同元聚合物。

本發明之高機能聚乙烯纖維，係使原料聚乙烯的分子特性為上述的極限黏度且纖維狀態的重量平均分子量為50,000~600,000，以70,000~300,000為佳，以90,000~200,000為更佳。重量平均分子量小於50,000時，因為分子量低而平均剖面積的分子末端數多，能夠設想到其會起作用成為構造缺陷，不僅是在後述的延伸步驟無法得到高延伸倍率，而且進行後述之延伸後的急速冷卻而所得到之纖維的拉伸強度無法為8cN/dtex以上。又，重量平均分子量超過600,000時，因為在熔融紡絲時，熔融黏度變為非常大致使從噴嘴吐出變為非常困難，乃是不佳。重量平均分子量與數量平均分子量之比(Mw/Mn)係以5.0以下為佳。Mw/Mn超過5.0時，由於含有高分子量成分，在後述的延伸步驟的張力變大致使在延伸中常發生斷絲，乃是不佳。

本發明的高機能聚乙烯纖維，其拉伸強度係以8cN/dtex以上為佳。藉由具有此種強度，使用熔融紡絲法所得到的泛用聚乙烯纖維係能夠擴展至以往無法展開的用途。

又，拉伸強度係以10cN/dtex以上為較佳，以11cN/dtex以上為更佳。拉伸強度的上限係沒有特別限定，但是得到拉伸強度為55cN/dtex以上的纖維，使用熔融紡絲法時在技術上、工業生產上係困難的。

本發明的高機能聚乙烯纖維之拉伸彈性模數係以200cN/dtex以上、750cN/dtex以下為佳。藉由具有此種彈性模數，使用熔融紡絲法所得到的泛用聚乙烯纖維係能夠擴展至以往無法展開的用途。拉伸彈性模數係以300cN/dtex以上、700cN/dtex以下為較佳，以350cN/dtex以上、680cN/dtex以下為更佳。

關於得到本發明的高機能聚乙烯纖維之製造方法，較佳是使用以下的熔融紡絲法。例如使用溶劑進行之超高分子量聚乙烯纖維的製法之一亦即凝膠紡絲法，雖然能夠得到高強度的聚乙烯纖維，但是不僅是生產性低，而且使用溶劑之對製造作業者的健康和環境所造成的影響、及纖維中所殘留的溶劑對製品使用者的健康所造成的影響至為重大。

本發明的高機能聚乙烯纖維，係將上述聚乙烯使用擠壓機等而以比熔點高10℃以上、較佳是50℃以上、更佳是80℃以上的溫度進行熔融擠壓，且使用定量供給裝置以比聚乙烯的熔點高80℃以上、較佳是100℃以上的溫度供給至噴嘴。隨後，從具有直徑為0.3~2.5mm、較佳是0.5~1.5mm之噴嘴，以0.1g/min以上的吐出量進行吐出。隨後，將該吐出絲冷卻至5~40℃之後，以100m/min以上捲取。而且，將所得到之該捲取絲以1次以上的次數於小於該纖維的熔點進行延伸。此時，進行複數次延伸時，以越後段之延伸時的溫度越高為佳。又，延伸的最後段之延伸溫度係80℃以上～小於熔點，以90℃以上～小於熔點為佳。此時，只有延伸一次時，係表示其延伸時的條件溫度。

而且，本發明的重要構成之一，係可舉出上述延伸步驟後之該纖維的處理方法。具體上，係在上述的延伸步驟導入將經加熱的該纖維進行急冷之步驟及該條件。以7℃/sec以上的冷卻速度將經加熱而延伸的該纖維急速冷卻為佳。以10℃/sec為佳，以20℃/sec為更佳。冷卻速度為小於7℃/sec時，因為在剛延伸步驟後，纖維中產生分子鏈鬆弛，致使在高溫(70~100℃)的殘留應力低落。本發明之高機能聚乙烯纖維所具有之在70℃的熱應力為0.05cN/dtex以上、0.30cN/dtex以下，以0.08cN/dtex以上、0.25cN/dtex以下為佳，0.10cN/dtex以上、0.22cN/dtex以下為更佳。又，在70℃之熱收縮率為0.8%以上、5.0%以下，以1.2%以上、4.8%以下為佳。

又，本發明的重要構成之一，係上述的延伸步驟後，進而控制在冷卻步驟後之纖維的張力。具體上係冷卻後之捲取時的張力。藉由使纖維在被冷卻的狀態之捲取張力為適當，能夠控制在20℃以上、40℃以下之纖維的收縮應力、收縮率。該張力係以0.005~3cN/dtex為佳。以0.01~1cN/dtex為較佳，以0.05~0.5cN/dtex為更佳。冷卻步驟後之該張力為小於0.005cN/dtex時，步驟中之該纖維的鬆弛變大致使無法操作。又，該張力為超過3cN/dtex時，在步驟中，隨著該纖維斷裂或單絲斷掉而產生絨毛，乃是不佳。如此進行而得到之本發明的高機能聚乙烯纖維所具有之40℃的收縮應力係0.10cN/dtex以下，以0.8cN/dtex以下為佳，以0.6N/dtex以下為更佳。又，本發明的高機能聚乙烯纖維所具有之40℃以下的收縮率，係0.6%以下，以0.5%以下為佳，以0.4%以下為更佳。

本發明之高機能聚乙烯纖維，係使彈性纖維作為芯絲而成之被覆彈性絲，以使用其而製成編織物為佳。穿著感高且容易穿脫。又，耐切傷性亦有一些經改善之傾向。彈性纖維係聚胺甲酸酯系、聚烯烴系、聚酯系等，但是沒有特別限定。在此，所謂彈性纖維係指50%伸長時具有50%以上的回復性之纖維。

就其製造方法而言，係可使用包線機(covering machine)，且亦可邊牽引彈性絲邊與非彈性纖維合撚。彈性纖維的混合率係質量比為1%以上，以5%以上為佳，以10%為更佳。彈性纖維的混合率低時，無法得到充分的伸縮回復性。但是因為太高時強度變低，所以為50%以下，以30%以下為佳。

本發明的防護用編織物，就耐切傷性的耐久性而言，COUP TESTER的指標值(index value)係以3.9以上為佳。又，沒有特別的上限，雖然為了提高COUP TESTER的指標值，使纖維變粗即可，但是觸感有變差之傾向。

因此，就這方面而言，COUP TESTER的指標值的上限係以14為佳。又，COUP TESTER的指標值的範圍係以4.5~12為較佳，以5~10為更佳。

本發明的纖維及/或被覆彈性絲，係能夠使用針織機加工而得到針織物。或者亦可使用紡織機加工而得到布帛。

本發明的耐切傷性編織物的布料本身，就耐切傷性而言，該複合彈性絲係質量比以3成以上作為構成纖維為佳。以5成以上為較佳，以7成以上為更佳。

剩餘之7成以下的比例，亦可使用聚酯、耐綸、壓克力等的合成纖維、棉、毛等的天然纖維、嫘縈等的再生纖維等。就摩擦耐久性而言，以使用單絲1~4dtex的聚酯複絲、單絲1~4dtex的耐綸絲為佳。

在本發明所得到之聚乙烯纖維的特性的測定及評價係如下述進行。

(1)極限黏度

使用135℃的十氫萘且藉由烏伯勞德(Ubbelohde)型毛細黏度管，來測定各種稀釋溶液的比黏度，且藉由其黏度對濃度之繪圖的最小平方近似值而得到直線，並且藉由在該直線的原點之外插點來決定極限黏度。測定時係將試樣以約5mm長的長度將試樣分割或裁斷，且相對於聚合物添加1質量%的抗氧化劑(商標名「Yoshinox BHT」吉富製藥製)，並且在135℃攪拌溶解4小時而調整測定溶液。

(2)重量平均分子量Mw、數量平均分子量Mn、及Mw/Mn

重量平均分子量Mw、數量平均分子量Mn及Mw/Mn係使用凝膠滲透層析法(GPC)測定。使用Waters製GPC 150C ALC/GPC作為GPC裝置，使用1支SHODEX製GPC UT802.5、2支UT806M作為管柱，使用差示折射率計(RI檢測器)作為檢測器而進行測定。將試樣以約5mm長的長度將試樣分割或裁斷之後，於145℃溶解於測定溶劑中，且測定溶劑係使用鄰二氯苯，而且將管柱溫度設為145℃。試料濃度係1.0mg/ml且注入200μl(microliter)來測定。分子量的校正曲線係使用泛用校正法(universal calibration)且使用已知分子量的聚苯乙烯試料來製成。

(3)強度‧延伸度‧彈性模數

依據JIS K L1013 8. 5. 1而測定。強度、彈性模數係使用ORIENTEC製的「TENSILON萬能材料試驗機」，以試料長度200mm(夾具間長度)、伸長速度100%/分鐘的條件且在環境溫度為20℃、相對濕度65%的條件下測定應變-應力曲線，並且從在斷裂點的應力及伸長計算強度(cN/dtex)、延伸度(%)，從賦予曲線原點附近的最大梯度之切線計算彈性模數(cN/dtex)而求得。此時，將測定時施加在試樣的初荷重設為纖度的1/10。又，各值係使用測定10次的平均值。

(4)熱應力測定

測定係使用Seiko Instruments公司製的熱應力應變測定裝置(TMA/SS120C)。在長度20mm的纖維將初荷重0.01764 cN/dtex負載在纖維，且以升溫速度20℃/分鐘升溫而得到從室溫(20℃)至熔點之測定結果。從該測定結果求得在40℃及70℃之應力。

(5)收縮率測定

依據JIS L1013 8. 18. 2乾熱收縮率(b)法進行測定。將測定纖維試樣切成70cm，且在從兩端各自10cm的位置，亦即以知道試樣長度50cm的方式作記號。隨後，以不會對纖維試樣施加多餘的荷重之方式於懸吊狀態在熱風循環型的加熱爐於預定溫度加熱30分鐘。隨後，將纖維試樣從加熱爐取出，並充分地緩慢冷卻至室溫之後，計量最初在纖維試樣作記號的位置之長度。又，所謂預定溫度係40℃、70℃。又，收縮率係能夠藉由下式求得。

收縮率(%)=100×(加熱前的纖維試樣長度-加熱後的纖維試樣長度)/(加熱前的纖維試樣長)

又，各值係使用2次的測定值之平均值。

(6)耐切傷性

耐切傷性係使用COUP TESTER(SODMAT公司製)而進行評價。

在該裝置的試料台設置有鋁箔且在其上面載置試料。隨後，將在裝置所具備之圓形的刀刃邊使其在與行進方向逆向旋轉邊使其在試料上跑動。試料被切斷時，圓形刀刃與鋁箔接觸而通電，來感應得知耐切傷性試驗係結束。在圓形刀刃動作期間，因為在裝置所安裝的計數器會進行計數，因此已記錄其數值。

該試驗係將單位面積重量為約200g/m² 之平紋編織的織布作為空白，來評價試驗試樣(手套)的耐切傷性等級。就試驗試樣(手套)而言，係將實施例、比較例所得到的纖維進行併絲或分纖，以成為440±10dtex的範圍內之方式準備絲。並將該絲作為鞘絲，而芯絲係使用155dtex的彈性纖維(Spandex)(東洋紡績股份公司製「ESPA(註冊商標)」，來製得單包覆(single covering)絲。使用所得到的單包覆絲，並使用島精機製作所公司製的手套針織機而織成單位面積重量為500g/m² 的手套。從空白開始進行測試，且交替地進行空白測試與試驗試樣之測試，將試驗試樣測試5次，且在最後進行測試第6次的空白而結束一組的試驗。進行5組以上的試驗，且將5組的平均index值作為耐切傷性的代用評價。index值越高係意味著耐切傷性越優良。

在此所算出的評價值係被稱為index，能夠由下式算出。

A=(試樣測試前之棉布的計數值+試樣測試後之棉布的計數值)/2

Index=(試樣的計數值+A)/A

在本次的評價所使用的切刀係使用OLFA股份公司製的旋轉切刀L型用Φ45mm。材質係SKS-7鎢鋼且刀刃厚為0.3mm厚。又，測試時係使所施加的荷重為3.14N(320gf)而進行評價。

實施例

以下，例示實施例來具體地說明本發明，但是本發明係不被該等限定。

(實施例1)

將極限黏度為1.9dL/g、重量平均分子量為120,000、重量平均分子量與數量平均分子量的比為2.7之高密度聚乙烯於280℃熔融，且從由口徑Φ為0.8mm、300H所構成的紡絲噴嘴以紡嘴面溫度為280℃且單孔吐出量為0.5g/min吐出。使所吐出的絲條通過10cm的保溫區間，隨後以40℃、0.4m/s的驟冷而被冷卻後，以紡絲速度250m/min捲取成為乾酪(cheese)形狀，來得到未延伸絲。以100℃的熱風加熱所得到之該未延伸絲且延伸為10倍之後，接著使用水溫為15℃的水浴立刻將該延伸絲冷卻且捲取。此時的冷卻速度係54℃/sec。又，使該延伸絲之捲取時的張力為0.1cN/dtex。

(實施例2)

在實施例1，除了在將輥溫度及環境溫度設為65℃之延伸機，且在2個驅動輥之間一口氣地延伸為2.8倍，進而使用100℃的熱風加熱且施行5.0倍的延伸以外，與實施例1同樣地進行而得到纖維。將所得到纖維的物性、有機物的含量、評價結果顯示在表1。

(實施例3)

在實施例1，除了延伸後使用冷卻輥且使冷卻速度為10℃/sec以外，與實施例1同樣地進行而得到纖維。將所得到纖維的物性、有機物的含量、評價結果顯示在表1。

(實施例4)

在實施例1，除了使延伸、冷卻後的捲取張力為1cN/dtex以外，與實施例1同樣地進行而得到纖維。將所得到纖維的物性、有機物的含量、評價結果顯示在表1。

(比較例1)

將10質量%之極限黏度為20dL/g、重量平均分子量為3,300,000、重量平均分子量與數量平均分子量的比為6.3之超高密度聚乙烯及90質量%十氫萘的漿體狀混合物，邊分散邊使用設定於230℃的溫度之螺桿型的揑合機溶解，且使用計量泵以單孔吐出量為1.0g/min供給至設定於170℃之具有30個直徑為0.8mm的孔之噴嘴。

使用設置於紡嘴正下方之狹縫狀的氣體供給口，以1.2m/分鐘的速度供給經調整於100℃的氮氣，且以盡可能均勻地接觸絲條的方式而使纖維表面的十氫萘積極地蒸發。隨後，使用設定於30℃之空氣流實質地進行冷卻，且使用設置於紡嘴下游之納爾遜輥(Nelson roll)以50m/分鐘的速度牽引。此時在絲條所含有的溶劑係降低至原來的質量之大約一半。

繼續，在120℃的加熱烘箱下將纖維延伸為3倍。將該纖維在設置於149℃的加熱烘箱中以4.0倍延伸。延伸後，不經過冷卻步驟而以1cN/dtex捲取。此時，延伸後之不經過冷卻步驟時的冷卻速度，係從被捲取後之絲的溫度換算為1.0℃/sec。將所得到的纖維之物性評價結果顯示在表1。

又，所得到的纖維，雖然其40℃的尺寸安定性係良好，但是得知70℃的收縮率及熱應力值低，係不適合於利用熱收縮來配合形狀、尺寸之用途。

(比較例2)

將極限黏度為1.6dL/g、重量平均分子量為96,000、重量平均分子量與數量平均分子量的比為2.3且具有5個以上的碳之長度的分枝鏈係平均1000個碳為0.4個之高密度聚乙烯，於290℃從由口徑Φ為0.8mm、390H所構成的紡絲噴嘴以單孔吐出量為0.5g/min的速度擠出。所擠出纖維係通過15cm的保溫區間，隨後以20℃、0.5m/s的驟冷而被冷卻後，以300m/min的速度捲取來得到未延伸絲。將該未延伸絲進行1段延伸，係於25℃進行2.8倍的延伸。而且加熱至105℃且施行5.0倍的延伸。延伸後，不經過冷卻步驟而以5cN/dtex捲取。將所得到的纖維之物性評價結果顯示在表1。

又，得知所得到的纖維，係40℃的收縮率及熱應力大而尺寸安定性差。

(比較例3)

除了使第2次的延伸溫度為90℃、延伸倍率為3.1倍以外，使用與比較例2同樣的條件來製成延伸絲。

將所得到的纖維之物性評價結果顯示在表1。

(比較例4)

除了使用極限黏度為1.9dL/g、重量平均分子量為91,000、重量平均分子量與數量平均分子量的比為7.3的高密度聚乙烯，且不經過冷卻步驟而使捲取張力為0.005cN/dtex以外，使用與比較例3同樣的條件來製成延伸絲。將所得到的纖維之物性評價結果顯示在表1。

得知所得到的纖維，雖然在40℃的尺寸安定性良好，但是70℃的收縮率及熱應力值低且在低溫的成型加工性困難。而且，無法得到優良的耐切傷性能。雖然其理由不清楚，認為係因為冷卻速度慢且捲取張力亦低，致使分子鏈鬆弛之緣故。

(比較例5)

使用極限黏度為8.2dL/g、重量平均分子量為1,020,000、重量平均分子量與數量平均分子量的比為5.2的超高分子量聚乙烯，嘗試於300℃加熱且紡絲，但是無法從紡嘴吐出，致使無法紡絲。

(比較例6)

將極限黏度為1.9dL/g、重量平均分子量為115,000、重量平均分子量與數量平均分子量的比為2.8之高密度聚乙烯，於290℃從由口徑Φ為0.8mm、30H所構成的紡絲噴嘴以單孔吐出量為0.5g/min的速度擠出。所擠出纖維係通過10cm的保溫區間，隨後以20℃、0.5m/s的驟冷而被冷卻後，以500m/min的速度捲取來得到未延伸絲。使用能夠控制複數台的溫度之納爾遜輥來延伸該未延伸絲，第1段延伸係於25℃進行2.0倍的延伸。而且加熱至100℃且施行6.0倍的延伸。延伸後，不經過冷急而以5cN/dtex捲取。將所得到的纖維之物性評價結果顯示在表1。

又，得知所得到的纖維，係40℃的尺寸安定性差且70℃的收縮率及熱應力低，在低溫的成型加工性係困難。

(比較例7)

除了使延伸後的冷卻步驟之冷卻速度為10℃/sec以外，使用與比較例3同樣的條件來製成延伸絲。將所得到的纖維之物性評價結果顯示在表1。

[產業上之利用可能性]

本發明的高收縮性聚乙烯纖維，因為其在被使用作為製品之室溫附近的收縮率及收縮應力小，且在70℃以上、100℃以下的收縮率及收縮應力大，收縮處理時之綁縛力大，而且在不會損害而致使聚乙烯的力學物性低落之溫度下能夠優良地高收縮。又，本發明的帶狀物、編織物、手套及纜繩係耐切傷性優良，例如作為食用肉用綁縛線、安全手套、安全纜繩、加工纜繩等，能夠發揮優良的性能。而且，本發明的聚乙烯纖維係不限定於上述成型加工品，亦能夠範圍廣闊地應用在產業資材和包裝用材料等用途作為高收縮性的布帛和帶子等。

Claims

一種熔融紡絲之高機能聚乙烯纖維，其特徵在於：聚乙烯的重量平均分子量(Mw)為50,000~600,000，且重量平均分子量與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)為5.0以下，極限黏度[η]為0.8dL/g以上4.9dL/g以下，且其重複單元係實質上由乙烯所構成，而且在40℃的熱應力為0.10cN/dtex以下，並且在70℃之熱應力為0.05cN/dtex以上0.30cN/dtex以下。
一種熔融紡絲之高機能聚乙烯纖維，其特徵在於：聚乙烯的重量平均分子量(Mw)為50,000~600,000，且重量平均分子量與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)為5.0以下，極限黏度[η]為0.8dL/g以上4.9dL/g以下，且其重複單元係實質上由乙烯所構成，而且在40℃的熱收縮率為0.6%以下，並且在70℃之熱收縮率為0.8%以上。
如申請專利範圍第1或2項之高機能聚乙烯纖維，其比重為0.90以上，且平均拉伸強度為8cN/dtex以上，初期彈性模數為200~750cN/dtex。
一種編織物，其特徵在於：由如申請專利範圍第1至3項中任一項之高機能聚乙烯纖維所構成。
一種低溫加工性優良的高機能聚乙烯纖維之製造方法，其特徵在於：將極限黏度[η]為0.8dL/g以上4.9dL/g以下，聚乙烯的重量平均分子量(Mw)為50,000~600,000，且重量平均分子量與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)為5.0以下，且其重複單元係實質上由乙烯所構成之聚乙烯熔融且進行紡絲，進而在80℃以上的溫度延伸之後，以冷卻速度為7℃/sec以上將該延伸絲急速冷卻，且以0.005~3cN/dtex的張力將所得到的該延伸絲捲取。