TWI489024B - Stranded wire - Google Patents
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Description
本發明係關於一種在長時間的高溫保管或使用中仍使尺寸穩定性高,伴隨時間經過之力學物性的變動小之絞線。進一步關於使用該絞線之百葉窗繩、百褶窗繩、百褶紗窗繩、窗簾線、遮光窗簾等各種室內裝潢繩網;混凝土補強材;釣魚線;防護材;防彈材;手術用縫合線;食用肉用綁線;安全手套;安全繩;漁業用繩索;裝飾用繩索;繫船索;曳索;西洋弓弦;有機物或無機物之捕集用基材。
由複絲或單絲構成之絞線,在釣魚線、百葉窗繩、繩索等多種用途使用。隨著此等絞線之用途的多樣化發展,要求依據製品之需求特性的絞線之功能性。例如,使用在釣魚線之情況,既往以來,作為一般習知之釣魚線,已知由以聚醯胺、聚酯、聚烯烴系等構成之合成纖維形成的線、或由以不鏽鋼、鎢金屬、非晶質金屬等構成之金屬纖維形成的線。釣魚線,雖依釣的魚之種類或釣魚的方法而要求各種特性,但一般而言,宜為纖細而高強度之釣魚線。因此,藉由利用以所謂的凝膠紡絲法製造出之超高分子量聚乙烯纖維構成的絞線,而使用高強度‧高彈性係數之釣魚線(例如參考日本專利公報1、2)。然而由此等發明產生之超高分子量聚乙烯纖維形成的釣魚線,在高強度‧高彈性係數的觀點上雖為優良之釣魚線,但在實際使用、與時間經過所產生之尺寸穩定性與力學特性改變的觀點上具有問題。例如,若作為釣魚線製品長時間使用,則伴隨使用時間的經過,交織的纖維彼此緩緩地縮緊,破壞作為釣魚線的重要要素之延展性,釣魚線逐漸變硬,因而產生尺寸變化,伴隨此現象而有力學物性改變的問題。作為
解決此一問題之手段,例如揭露使其成為與聚酯單絲等其他素材之複合絞線的技術(例如參考日本專利公報3)。雖藉由將絞線複合化而使尺寸穩定性變高,但產生使用通用聚酯纖維所造成之強度或彈性係數變低的問題。作為其他解決手段,例如揭露在對絞線之加工後加上熱處理而產生之力學物性的變動抑制技術,但此一情況,作為釣魚線使用時因構成絞線之纖維彼此的束縛性弱,伴隨時間經過,不僅仍有交織的纖維彼此逐漸縮緊而尺寸改變之問題,尚有剖面形狀變得扁平、與釣竿導環之摩擦變大、產生磨損與拋擲特性降低的問題(例如參考日本專利公報4)。
另一方面,適用於百葉窗之升降的百葉窗繩,過去使用以各種合成纖維、天然纖維等撚線為芯線,並將該芯線以各種纖維的編結線被覆而構成之絞線,但隨著百葉窗的大型化,習知產品漸變得無法充分地對應。因此,強力要求性能更優良之,特別是耐磨性優良之繩線的出現。此種繩線,係供升降百葉窗而使用,故即便反覆使用尺寸之變化仍少,不僅退撚少,在升降操作之傳達性,亦即低應變下的應力大乃為重要之事。進一步經過長時間,對於溫濕度等環境變化使伸縮等變化少一事亦為重要要素。
習知技術中,不僅關於上述製品之長期使用的問題,亦有關於製品保管的問題點。例如具有在未具備空調設備之倉庫的長期保管,或放置於製品搬運中的運搬車內、船舶貨櫃內等,經長時間而溫度變化大之環境下則製品原本的物性變動等問題點。上述揭露之技術中之現狀,不僅製品使用時,在製品保管中亦無法抑制伴隨時間經過的尺寸變化與力學物性變動。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]:日本特公昭60-47922號
[專利文獻2]:日本特開平3-244334號
[專利文獻3]:日本特開2002-155456號
[專利文獻4]:日本特開平10-317289號
本發明之目的在於解決上述之習知問題點。不僅經由紡絲及延伸步驟製作纖維,適當地控制此時之成形步驟,尚控制延伸步驟後之冷卻步驟、進一步冷卻步驟後之捲取時的不僅只拉力,亦使用該纖維編結而精密地控制該編結步驟的溫度及拉力,藉而提供一種在長時間的使用及保管中仍使尺寸穩定性高,力學物性之保持率高,可作為釣魚線、繩網,繩索,防護罩利用之高機能的絞線。
本案發明人等,不僅紡絲及固體狀態下的延伸時之變形條件、延伸步驟後之冷卻條件、及捲取條件,進一步供絞線製造的編結步驟中之溫度條件及拉力條件,更將獲得之絞線的構成、收縮率、熱應力、力學物性的穩定性加以深刻研究,結果完成本發明。
本發明具有如下構成。
1、一種絞線,其特徵為:包含極限黏度〔η]為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯所構成之聚乙烯纖維或聚乙烯帶;在80℃環境下240小時後的熱收縮率為0.45%以上8.00%以下。
2、一種絞線,其特徵為:包含極限黏度〔η〕為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯所構成之聚乙烯纖維或聚乙烯帶;在80℃環境下240小時後的拉伸強度保持率為85%以上115%以下。
3、如上述第1、2項記載之絞線,其中,1%伸長時之應力為0.5cN/dtex以上20cN/dtex以下。
4、如上述第1至3項中任一項記載之絞線,其中,以熱機械分析裝置(TMA)測定絞線時,30℃以上80℃以下的收縮應力為5.0cN/dtex以下。
5、如上述第1至4項中任一項記載之絞線,其特徵為:依據JIS L-1013測定出之環圈強度的保持率為15%以上。
6、如上述第1至5項中任一項記載之絞線,其特徵為:絞線係以3條
以上之纖維構成,構成之纖維的1條以上為聚乙烯纖維。
7、一種絞線,由1條以上的聚乙烯纖維構成,該聚乙烯纖維係:極限黏度〔η]為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯構成;自絞線解開後以固體黏彈性測定裝置測定出之在30℃以上80℃以下的貯藏彈性係數,為70cN/dtex以上。
8、一種絞線,由1條以上的聚乙烯纖維構成,該聚乙烯纖維係:極限黏度〔η〕為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯構成;自絞線解開後以熱機械分析裝置(TMA)測定出之在30℃以上80℃以下的收縮應力為5.0cN/dtex以下。
9、如上述第1至8項中任一項記載之絞線,其中,比重為0.80以上2.0以下,平均拉伸強度為8cN/dtex以上50cN/dtex以下。
10、如上述第9項記載之絞線,其特徵為:將其著色。
11、如上述第1至10項中任一項記載之絞線,其特徵為:於編結後在160℃以下延伸為1.05倍以上15.0倍以下。
12、一種釣魚線,使用如上述第1至11項中任一項記載之絞線。
13、一種繩索,使用如上述第1至11項中任一項記載之絞線。
14、一種絞線之製造方法,將包含極限黏度〔η〕為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯構成之聚乙烯加以紡絲,進一步在80℃以上的溫度延伸後,將該延伸絲以冷卻速度3℃/sec以上冷卻,使用以0.001~7cN/dtex的拉力捲取所獲得之該延伸絲的聚乙烯纖維,依需求而加撚,在次一步驟之編結步驟,將構成絞線之聚乙烯纖維於70℃以上的溫度加熱之時間為30分以下,加熱時施加於聚乙烯纖維的拉力為0.005cN/dtex以上15cN/dtex以下。
本發明之絞線的特徵為,在廣泛的製品使用溫度範圍中,尺寸穩定性高,實際使用、與時間經過所造成之物性變化小。此外,作為使用本絞線之如下用途而發揮優良的性能:釣魚線;升降及開閉所要求之百葉窗繩、百褶窗繩、百褶紗窗繩、窗簾線、遮光窗簾等各種室內裝潢繩網;防護材;
手術用縫合線;食用肉用綁線;安全手套;安全繩;漁業用繩索;裝飾用繩索;西洋弓弦等。進一步,本發明之絞線,不限於上述成型加工品,作為與各種素材複合而產生之有機物或無機物的捕集用基材、保水用基材而發揮優良的性能,可廣範圍地應用。
[實施本發明之最佳形態]
以下,詳細地說明本發明。供該絞線之聚乙烯纖維的拉伸強度,宜為13cN/dtex以上。較佳態樣中,更宜為20cN/dtex以上;進一步宜為25cN/dtex以上。拉伸強度之上限雖無特別限定,但在技術性上、工業生產上難以獲得拉伸強度超過60cN/dtex之聚乙烯纖維。初始彈性係數宜為250cN/dtex以上,2300cN/dtex以下。較佳態樣中,更宜為350cN/dtex以上,進一步宜為550cN/dtex以上;較佳態樣中,更宜為1800cN/dtex以下,進一步宜為1600cN/dtex以下。若具有此一拉伸強度及初始彈性係數,則對製品加工步驟所承受之外力難以產生斷裂。關於拉伸強度、初始彈性係數之測定方法,於實施例中詳述。
構成本發明之絞線的高強度聚乙烯纖維,其極限黏度宜為5.0~30dL/g,進一步宜為7.0~28dL/g,更宜為10~24dL/g。若使極限黏度為4.9dL/g以下,則無法獲得尺寸穩定性良好,時間經過下之力學物性變動小,且強度10cN/dtex以上的纖維。另一方面,若極限黏度超過30dL/g則變得非常難以成形加工為纖維狀而不佳。藉由使極限黏度為5.0dL/g以上,因聚乙烯之分子末端基的減少,而可使製品中的構造缺陷數減少。因此,可提高強度與彈性係數等力學物性、耐磨損性能。
該聚乙烯之重量平均分子量宜為70萬以上800萬以下。更宜為80萬
以上,700萬以下;進一步宜為90萬以上,600萬以下。若重量平均分子量未滿70萬則在作為絞線使用時,不僅對於局部性的摩擦,容易發生纖維起毛的產生,作為絞線亦難以獲得後述之拉伸強度與彈性係數故不佳。此外若重量平均分子量超過800萬則不僅以係本發明之製法例的溶液成形仍難以獲得線繩,且獲得之線繩本身不具延展性,故在作為絞線使用之釣魚線等中亦喪失彎曲性而實用性不佳。作為重量平均分子量之測定方法,分子量低的聚乙烯,一般雖以GPC測定法求算,但如本發明之聚乙烯為高重量平均分子量的情況,測定時發生管柱堵塞等,GPC測定法無法輕易地求出。因此可藉如同「Polymer Handbook Fourth Edition」第4章(出版社(JOHN WILEY)出版年(1999年))所記載之下式以極限黏度的值求出重量平均分子量。
重量平均分子量=5.365×104
×(極限黏度)1.37
構成本發明之絞線的高強度聚乙烯纖維,其重複單元宜實質性上為乙烯。此外,在可獲得本發明之效果的範圍,不僅可使用乙烯之同元聚合物,亦可使用乙烯與少量的其他單體,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。此外,其等可為共聚物彼此,或與乙烯同元共聚物之共聚物,進一步與其他α-烯烴等同元聚合物之摻合體,亦可具有部分的交聯。此外若為以後述方法求出之纖維的極限黏度滿足上述範圍者,則可為例如含有高密度聚乙烯與超高分子量聚乙烯之摻合物、低密度聚乙烯與超高分子量聚乙烯之摻合物的重量平均分子量相異之聚乙烯的摻合體,亦可為低密度聚乙烯、高密度聚乙烯與超高分子量聚乙烯的摻合體。另亦可為2種以上之重量平均分子量相異的超高分子量聚乙烯之摻合物。此外若為以後述方法求出之纖維的極限黏度滿足上述範圍者,則為分子量分布相異的聚乙烯之摻合體亦可。
然而,若乙烯以外的含有量過度增加,則相反地成為延伸之阻礙要因。因此,自獲得高強度纖維之觀點來看,α-烯烴等其他單體,單體單位宜為
5.0mol%以下,更宜為1.0mol%以下,進一步宜為0.2mol%以下。自然,亦可為乙烯單獨之同元聚合物。
關於構成本發明之絞線的高強度聚乙烯纖維之製造方法,雖無特別限制,但宜為如下所示之溶液成形法。雖溶液成形法有數個習知之成形法而無特別限制,但宜使用溶液紡絲法:使聚乙烯溶解於作為聚乙烯之溶媒的十氫萘‧四氫萘等揮發性之有機溶媒或石蠟等非揮發性之溶媒,將其成形為纖維狀。除了溶液成形法以外,亦可使用熔融擠製法、抑或將藉由在融點溫度以下壓縮成形而獲得之薄膜狀的成形體分割(切斷)而帶化或纖維化之方法。
本發明的製造聚乙烯纖維時所使用之溶媒,為可將該聚乙烯溶解之溶媒,宜為具有該聚乙烯之融點以上,進一步宜為具有該聚乙烯之融點+20℃以上之沸點的溶劑。作為此溶媒,具體而言除了上述之十氫萘、四氫萘、石蠟以外,亦列舉:正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、正十四烷、正十八烷、或流動石蠟、燈油等脂肪族烴系溶媒;二甲苯、萘、四氫萘、丁苯、對異丙基甲苯、苯基環己烷、二乙苯、戊苯、十二烷苯、聯環己烷、甲基萘、乙基萘等芳香族烴系溶媒或其氫化衍生物;1,1,2,2-四氯乙烷、五氯乙烷、六氯乙烷、1,2,3-三氯丙烷、二氯苯、1,2,4-三氯苯、溴苯等鹵化烴溶媒;石蠟系加工處理油、環烷烴系加工處理油、芳香族系加工處理油等礦物油。此外石蠟系蠟,不限定為特別是僅由碳與氫構成之化合物,亦可含有少量的氧、其他元素。作為該石蠟系蠟,以飽和脂肪酸烴為主體,具體而言,可列舉:與二十二烷、三十三烷、二十四烷、三十烷等碳數22以上之正烷或以其等為主成分之低級正烷等的混合物、自石油分離精製出的所謂石蠟系蠟、係將乙烯或乙烯與其他α-烯烴共聚而獲得的低分子量聚合物之中‧低壓法聚乙烯蠟、高壓法聚乙烯蠟、乙烯共聚蠟,或將中‧低壓法聚乙烯、高壓法聚乙烯等聚乙烯藉由熱變性等降低分子量之蠟及其等蠟的氧化物、或馬來酸變性物等氧化蠟、馬來酸變性蠟等。
溶解聚乙烯時之濃度宜為0.5wt%以上,40wt%以下;更宜為2.0wt%以
上,30wt%以下;進一步宜為4.0wt%以上,20wt%以下。聚乙烯之濃度未滿0.5wt%的情況,生產效率非常差故不佳。另一方面,若聚乙烯之濃度超過40wt%,則因分子量非常大,溶液紡絲法變得難以自後述之噴嘴噴吐而不佳。
構成本發明之絞線的高機能聚乙烯纖維,將上述聚乙烯溶液,使用擠製機等以較融點更高10℃以上,宜高20℃以上,進一步宜高30℃以上均一溶解後擠製出,使用定量供給裝置對紡絲噴嘴(紡嘴)供給。
而後,藉由具有0.2~3.5mm之直徑,宜為0.5~2.5mm之直徑的噴嘴孔以0.1g/min以上的噴吐量噴吐。其次將該噴吐成形體冷卻至5~60℃後以800m/min以下收取。進一步在紡絲的階段中宜使紡嘴溫度自聚乙烯之融點高10℃以上,並為使用的溶媒之沸點以下。聚乙烯之融點附近的溫度區域,聚合物之黏度過高,無法以快的速度收取。此外,使用的溶媒之沸點以上的溫度,因在緊接著流出紡嘴後而溶媒沸騰,紡嘴正下方頻繁地發生斷線故不佳。作為冷卻方法可為空氣或氮等惰性氣體產生之乾式淬火法,亦可為使用混和性液體、或水等非混和性液體之冷卻方法。
在將該噴吐凝膠絲於冷卻步驟中至該噴吐凝膠絲細化結束為止,使其以1.1倍以上,100倍以下之倍率變形。宜為2.0倍以上,80倍以下;進一步宜為5.0倍以上,50倍以下。此時使變形所需之時間為3分鐘以內一事係為重要。宜為2分鐘以內,進一步宜為1分鐘以內。若變形所需之時間超過3分鐘,則不僅產生噴吐凝膠絲內部之聚乙烯分子鍊的緩和,無法獲得高強度‧高彈性係數之絞線,且無法兼顧係本發明之絞線的特徵特性之尺寸穩定性與高拉伸強度與彈性係數。因此,無法獲得此一用途所要求之經時變化少的物性保持率故不佳。此時亦可在該噴吐凝膠絲的變形過程將該噴吐凝膠絲中之溶媒的一部分去除。
將冷卻而獲得之未延伸絲加熱,去除溶媒並延伸為數倍,依據情況施行多段延伸。作為溶媒之去除手段,為揮發性溶媒的情況雖可使用上述之
加熱方法,但在使用非揮發性溶媒之情況,可列舉使用萃取劑等抽出之方法。作為萃取劑,例如可使用氯仿、苯、三氯三氟乙烷(TCTFE)、己烷、庚烷、壬烷、癸烷、乙醇、高級醇等。此外延伸步驟的熱媒體,可使用空氣、氮等惰性氣體、水蒸氣、液體媒體等,亦可使用加熱滾筒延伸。此時,不必將未延伸絲之脫溶媒步驟與延伸步驟同時施行,亦可在將未延伸絲乾燥後進行1段以上之延伸。自然,亦可脫溶媒並加以延伸。此時供製造本發明之絞線的重要構成之一為,編結步驟前之纖維中的殘留溶劑濃度。殘留溶劑濃度宜為0.1ppm以上,10000ppm以下。宜為1ppm以上,8000ppm以下;進一步宜為10ppm以上,5000ppm以下。若纖維中的殘留溶劑濃度超過10000ppm,則於編結步驟加熱時纖維內之分子鍊的緩和時間過快,無法獲得後述之既定拉力而不佳。此外未滿0.1ppm的情況,纖維內之分子鍊的緩和時間緩慢,於編結步驟加熱時纖維彼此的收緊變得不完全,無法獲得此等尺寸穩定性高,即便長時間使用力學物性之經時變化仍小的絞線,故不佳。
作為本發明之絞線的重要製造方法,構成之聚乙烯纖維的延伸方法為要素之一。延伸時之變形速度,宜為0.001-1
以上0.8s-1
以下。進一步宜為0.01s-1
以上0.1s-1
以下。變形速度,可藉纖維的延伸倍率、延伸速度及其延伸區間的長度加以計算。亦即變形速度(s-1
)=(1-1/延伸倍率)延伸速度/延伸區間的長度。若變形速度過快則在到達足夠的延伸倍率前發生纖維的斷裂而不佳。此外,若纖維之變形速度過慢,則延伸中分子鍊緩和而無法獲得因延伸而纖維變細但物性高的纖維,結果使其作為絞線時之拉伸強度與彈性係數變低而不佳。
該未延伸絲的延伸倍率,在延伸步驟為1段或多段的情況中合計的延伸倍率為10倍以上60倍以下,宜為12倍以上55倍以下,進一步推薦宜為15倍以上50倍以下。更甚者該延伸步驟中,宜以1次以上之次數藉由使聚乙烯纖維成為融點以下的溫度之條件加以延伸。此時為複數次延伸之情況,越往後段,延伸時之溫度宜越高。此外延伸之最後段的延伸溫度,為聚乙烯纖維的溫度80℃以上,160℃以下;宜為90℃以上,158℃以下。
延伸時以使聚乙烯纖維成為此一溫度的方式,設定加熱裝置之條件即可。此時絲線溫度可使用紅外線相機(FLIR systems社製SC640)測定。
進一步本發明的重要構成之一,可列舉該未延伸絲之固體狀態下的延伸方法。不僅如同上述延伸次數及延伸溫度為重要條件,特別是使固體狀態下的變形所需之時間為30分鐘以內亦為重要要素。宜為15分鐘以內,進一步宜為10分鐘以內。若變形所需之時間超過30分鐘,則即便維持後述製造時之既定條件,仍發生纖維內部之分子鍊的緩和,故之後步驟的編結步驟無法產生纖維間之收緊(收縮)而不佳。另,以多階段延伸之情況的該變形時間,顯示最後段之延伸時的時間。
本發明中,不僅增高絞線加工前之纖維間的束縛性,絞線加工後之聚乙烯纖維內部的分子鍊亦必須維持高束縛性。亦即,高度維持結晶化度,並使對纖維軸方向之定向不緩和一事係為重要。
藉由以後述編結步驟之熱處理某程度地增大纖維的結晶化度、結晶定向度,作為結果而可某程度地增高構成絞線之纖維間的束縛性。然則,若欲藉由絞線加工時之熱處理極端地增大結晶化度、結晶定向度,則因熱處理時纖維的收縮變得過大,故作為結果絞線變硬而不佳。
另一方面,以後述編結後之熱處理高溫及/或增長處理時間,進一步,在拉力低等條件本身不適宜的情況,產生纖維中之分子鍊的緩和,作為結果顯現獲得之絞線的力學物性,特別是絞線的束縛性變得過少,故不佳。
本發明之目的,雖為提供一種經長時間而強度之經時變化少的絞線,但作為為了達成該目的的本發明之重要要素其中之一,宜使將加熱至80℃以上之該延伸絲冷卻至50℃為止的速度為3℃/sec以上,500℃/sec以下。宜為10℃/sec以上,400℃/sec以下;進一步宜為20℃/sec以上,300℃/sec以下。藉由在既定範圍的時間自延伸時之溫度冷卻至50℃為止,而可維持延伸時之殘留應變。50℃為,較聚乙烯纖維之結晶分散溫度更低許多的溫度,藉由使其為此一溫度以下,而可展現在後述絞線加工的熱處理時重要之纖維彼此的縮緊。該延伸絲的冷卻速度未滿3℃/sec的情
況纖維之分子鍊緩和,故之後的編結步驟中纖維間之收緊不足,成為尺寸穩定性差的絞線而不佳。另一方面,若該延伸後之延伸絲的冷卻速度超過500℃/sec,則成為冷卻後之該延伸絲的殘留應變變得過大而產生之,編結步驟後的絞線變硬之結果。因此,無法在要求如釣線之彎曲性的用途上使用而不佳。作為冷卻方法,例如列舉50℃以下之水浴槽。此外作為其他冷卻手段,例如亦可為與表面溫度為50℃以下之滾筒接觸所產生的冷卻方法。此時,可使用複數滾筒,使越後段滾筒之表面溫度越低而冷卻該纖維。
例如以溫度相異之3根滾筒冷卻的情況,以使緊接延伸後之滾筒表面溫度為80℃,第2根滾筒表面溫度為60℃,第3根滾筒表面溫度為30℃的順序使用冷卻該纖維之手段亦可。作為其他手段亦可使用空氣或惰性氣體產生之冷卻風,若為滿足上述冷卻速度之條件則無特別限制。
作為本發明之重要要素其中之一,列舉有:宜以0.001cN/dtex以上,7.0cN/dtex以下;進一步宜以0.05cN/dtex以上,3.0cN/dtex以下的拉力將冷卻之絲線捲取。藉由在此範圍捲取,可在維持聚乙烯纖維中的殘留應變之狀態下加以捲取。捲取拉力未滿0.001N/dtex的情況,殘留應變變小而不佳。此外若使捲取拉力較7.0cN/dtex更大,則變得容易發生纖維的單絲斷裂故不佳。捲取時之該纖維溫度宜為60℃以下。更宜為50以下,進一步宜為45℃以下。若捲取時之溫度超過60℃,則於上述冷卻步驟固定之殘留應變緩和故不佳。
上述聚乙烯纖維於加工為絞線前之熱收縮應力的最大值,在纖維狀態為0.05cN/dtex以上,5.0cN/dtex以下;更宜為0.10cN/dtex以上,3.0cN/dtex以下;進一步宜為0.20cN/dtex以上,1.0cN/dtex以下。熱收縮應力的最大值,未滿0.05cN/dtex的情況,即便經由絞線加工時的熱處理步驟纖維彼此之束縛仍變弱,使用製品時無法在大範圍溫度域維持穩定的拉伸強度與彈性係數而不佳。另一方面,若熱應力的最大值超過5.0cN/dtex,則於絞線加工時進行熱處理之情況,纖維彼此之束縛變得極端地強,彎曲勁度變高故成為硬的絞線,此外容易成為長邊方向之細度不均大的絞線故不佳。長邊方向之細度不均為,將絞線於長邊方向每1m地連續採樣10次,
以各重量求出的細度之CV%為15%以下,更宜為12%以下,進一步宜為8%以下。求算CV%之公式如同下式。
CV%(絞線長邊方向之細度不均)=100×(細度的標準差)/(細度的平均值)
此外表示該熱收縮應力的最大值之溫度,宜為80℃以上,160℃以下之範圍。更宜為85℃以上,150℃以下;進一步宜為100℃以上,140℃以下。表示該熱收縮應力的最大值之溫度未滿80℃的情況,若自製造纖維後至絞製造線前的時間為長時間,則產生纖維狀態下的尺寸變化或力學物性的變動故不佳。另一方面,表示熱收縮應力的最大值之溫度超過160℃之情況,必須使絞線的加工步驟時之熱處理溫度為高溫,於加工步驟容易發生絞線的斷裂故不佳。
構成絞線之聚乙烯纖維加工為絞線前,或依需求加撚、給予樹脂,或加以著色亦可。
本發明之絞線,宜為3股以上,即以3條以上的纖維構成。2條以下則無法成為絞線形狀,此外與導環等之接觸面積變大,結果使耐磨損性能降低或削減絞線動作時之平滑度。此外本發明之絞線,必須使構成絞線之纖維其1條以上為具有本發明之物性的高強度聚乙烯纖維。藉由使用該高強度聚乙烯纖維作為構成之纖維,可維持高強度‧高彈性係數,且使尺寸穩定性、伴隨時間經過之力學物性的變動減小。構成纖維之1條以上若為該高強度聚乙烯纖維,則亦可為與其他素材之纖維,例如聚酯纖維、聚醯胺纖維、液晶聚酯纖維、聚丙烯纖維、丙烯酸纖維、芳香族聚醯胺纖維、金屬纖維、無機纖維、天然纖維、再生纖維之複合。此外1條高強度聚乙烯纖維以外的纖維可為複絲亦可為單絲,進一步可為與短纖維之複合,此外該聚乙烯纖維本身亦可使用將帶狀或緞帶狀的成形體拆製而製造出之撕裂紗。各纖維之單絲形狀可為圓形亦可為變異形狀,進一步可自中空、扁平形狀等選擇。此外可將各纖維之一部分或全部著色、或熔接,亦可依需求給予抗氧化劑、耐熱穩定劑、阻燃劑、界面活性劑、螢光增白劑、表面改
質劑、抗菌劑、防鏽劑、磨損調整劑、抗靜電添加劑、耐光穩定劑、紫外線吸收劑、可塑劑等添加劑。
此外,絞線之拉伸強度,較佳態樣中,更宜為8cN/dtex以上,進一步宜為20cN/dtex以上。拉伸強度之上限雖無特別限定,但在技術性上、工業生產上難以獲得拉伸強度超過50cN/dtex之絞線。初始彈性係數宜為150cN/dtex以上,1800cN/dtex以下。更宜為250cN/dtex以上,1400cN/dtex以下;進一步宜為350cN/dtex以上,1300cN/dtex以下。若具有此一拉伸強度及初始彈性係數,則作為製品使用時對外力不易產生物性或形狀變化。
本發明之絞線的1%伸長時之應力,宜為0.5cN/dtex以上,20cN/dtex以下。更宜為0.8cN/dtex以上,12cN/dtex以下;進一步宜為1.0cN/dtex以上,10cN/dtex以下。1%伸長時之應力未滿0.5cN/dtex的情況,例如在作為釣魚線使用之情況,魚上鉤的訊息(魚訊)未傳達至手部而不佳。另一方面,若1%伸長時之應力超過15cN/dtex,則例如在作為釣魚線使用之情況,對於些微擾動仍作為應力傳達至手部,故難以區分魚上鉤與雜訊而不佳。
作為本發明之絞線的絞線方法,編織角度為6~35°,宜為15~30°,進一步宜為18~25°。若編織角度未滿6°,則絞線之形態變得不穩定,剖面亦容易變得扁平。此外,絞線之韌性亦低,顯著地削弱製品性能。另,若編織角度超過35°,則形態穩定,但另一方面對於原絲之拉伸強力的繩線拉伸強力之的保持率降低故不佳,然而本發明中編織角度並未限定於6~35°之範圍。
本發明之絞線以3條以上編結該纖維,本發明中雖無特別限定,但宜使用3條以上,16條以下之絞線。構成之纖維包含1條以上上述聚乙烯纖維,若該絞線之力學物性滿足上述範圍,則與其他素材之長纖維、短纖維、單絲構成亦可。作為其他素材,例如不僅使用聚醯胺纖維、聚酯纖維、液
晶聚酯纖維、丙烯酸纖維、PBO纖維等有機纖維,亦可使用金屬纖維、無機纖維。
進一步,本發明的重要構成之一,於上述編結步驟後之後處理方法列舉。具體而言,為將通過上述絞線步驟之該絞線進行熱處理步驟時之溫度、時間、拉力,及捲取步驟時之溫度、拉力。
熱處理,宜在70℃以上施行0.1秒以上,30分以下;宜為90℃,進一步宜為100℃。該處理溫度之上限為160℃以下。熱處理的溫度未滿70℃的情況,位於構成之聚乙烯纖維的結晶分散溫度附近,故伴隨纖維之殘留應變的束縛變得不充分而不佳。此外若熱處理溫度超過160℃,則不僅變得容易發生絞線的斷裂(熔斷),亦無法獲得期望的絞線之力學物性而不佳。處理時間,宜為0.5秒以上,25分以下;進一步宜為1.0秒以上,20分以下。處理時間未滿0.1秒的情況,伴隨纖維之殘留應變的束縛變得不充分而不佳。此外若熱處理時間超過30分,則不僅變得容易發生絞線的斷裂,亦無法獲得期望的絞線之力學物性而不佳。
係本發明之重要要素的在絞線加工後之加熱時施加於絞線的拉力宜為0.005cN/dtex以上,15cN/dtex以下。更宜為0.01cN/dtex以上,12cN/dtex以下;進一步宜為0.05cN/dtex以上,8cN/dtex以下。使該熱處理步驟中該處理溫度、該處理時間、該處理拉力之3要素為上述範圍內一事為獲得本發明之絞線的重要點。例如,處理中的拉力較上述範圍更大之情況,通過該步驟中的絞線斷裂、獲得之絞線的力學物性變低、尺寸穩定性降低、或伴隨時間經過之力學物性的變動變大而不佳。
熱處理時之加熱方法無特別限定。雖推薦係習知手法之,例如將樹脂分散或溶解於水中的溫浴、油浴、熱滾筒、輻射板、蒸汽噴射、熱棒等,但並未限定於此等手法。亦可於絞線加工後或絞線加工中,依需求加撚、給予樹脂,或加以著色。此外於該熱處理步驟中,亦可再延伸為1.05倍以上,15倍以下。再延伸之倍率未滿1.05倍的情況,熱處理步驟中絞線鬆弛
而不佳。此外若再延伸之倍率超過15倍,則發生構成絞線之纖維的斷裂故不佳。
本發明之絞線的捲取時之溫度為較構成絞線之纖維的結晶分散溫度更低5℃以上之溫度,宜以低10℃以上之溫度,進一步宜以低20℃以上之溫度捲取一事係為重要。若捲取時之溫度為結晶分散溫度以上,則於獲得之製品內部產生殘留應力,在製品化後產生尺寸變化或力學物性變動故不佳。此外,自假定為製品之使用環境溫度的室溫附近至構成絞線之纖維的結晶分散溫度附近之區域的收縮應力變高,因環境變化而發生物性變化或尺寸變化,更甚者,產生製品加工條件或最終製品之使用溫度範圍受到限定等限制,故不佳。具體而言宜於50℃以下捲取。
本發明之絞線,具有即便為高溫尺寸變化仍小的特性。以TMA測定出的30℃以上80℃以下之範圍的收縮應力宜為5.0cN/dtex以下。更宜為0.8cN/dtex以下;進一步宜為0.001cN/dtex以上,0.7cN/dtex以下。若收縮應力超過5.0cN/dtex則尺寸變化變大。
本發明之絞線,具有在長時間保管或長時間使用時尺寸變化仍小的特性。具體而言於80℃之環境下連續使用240小時,熱收縮率仍為0.45%至8%以內,宜為0.5%以上6.5%以內;進一步宜為0.55%以上4%以內。因此,在倉庫內或車內等長時間保管之情況中,仍可維持尺寸穩定性。
本發明之絞線,顯示跨越長時間而強度的經時變化小之良好物性保持率。具體而言於80℃之環境下連續使用240小時,強度的保持率仍為85%以上,115%以內;宜為88%以上,112%以內;進一步宜為90%以上,110%以內。因此,例如纖維強化塑膠、混凝土補強纖維或繩索等在高拉力下使用,且使用時之環境溫度變化大的用途中,亦可使伴隨環境變化之製品性能的變動減小。
本發明之絞線,在為了維持伴隨上述時間經過之尺寸穩定性與物性穩
定性而作為絞線製品化後,構成絞線之1條以上的聚乙烯纖維其特性甚為重要。此係因即便施行上述纖維的編織方法,在構成絞線之1條以上的聚乙烯纖維未具有以下所述之特徵的情況,仍難以製造具有本發明之特徵的絞線之故。
構成絞線製品之1條以上的聚乙烯纖維,自絞線解開後以固體黏彈性測定裝置測定出之在30℃以上80℃以下的貯藏彈性係數,為70cN/dtex以上,宜為90cN/dtex以上,更宜為110cN/dtex以上。自絞線解開後以固體黏彈性測定裝置測定出之在30℃以上80℃以下的貯藏彈性係數,在未滿70cN/dtex的情況,變得容易受到對於使用製品時承受之外力的影響,於長期使用製品時產生尺寸變化故不佳。另一方面,30℃以上80℃以下的貯藏彈性係數之上限為1500cN/dtex以下,宜為1200cN/dtex以下;更宜為1000cN/dtex以下。30℃以上80℃以下的貯藏彈性係數若超過1500cN/dtex,則在作為釣魚線使用之情況,對於些微的擾動仍作為應力傳達至手部,故變得難以區分魚上鉤與雜訊而不佳,此外,伴隨延展性減弱,捲繞於捲線器時產生粗糙感故不佳。進一步在作為百葉窗繩使用時,貯藏彈性係數高所伴隨之延展性亦削弱,故不佳。
構成絞線製品之1條以上的聚乙烯纖維,自絞線解開後以熱機械分析裝置(TMA)測定出之在30℃以上80℃的收縮應力宜為5.0cN/dtex以下。更宜為0.8cN/dtex以下;進一步宜為0.001cN/dtex以上,0.7cN/dtex以下。此外,構成絞線製品之1條以上的該聚乙烯纖維,在自絞線解開後,80℃、240小時後的熱收縮率宜為0.45%以上5.00%以下。更宜為0.48%以上4.95%以下,進一步宜為0.50%以上4.70%以下。
本發明之絞線的比重宜為0.8g/cm3
以上,2.0g/cm3
以下。更宜為0.85g/cm3
以上,1.9g/cm3
以下;進一步宜為0.90g/cm3
以上,1.7g/cm3
以下。當比重未滿0.8g/cm3
的情況,作為釣魚線使用時,容易受潮流之影響而不佳。
本發明之絞線依據JIS L-1013測定出之環圈強度的保持率宜為15%以上。更宜為20%以上,進一步宜為25%以上。環圈強度的保持率可藉由以下所示之算式計算出。
環圈強度的保持率(%)=100×(環圈強度)/(拉伸強度)
本發明中獲得之聚乙烯纖維的特性之測定及評價如同下述地施行。
(1)極限黏度
於135℃之十氫萘,藉由烏別洛德型(Ubbelohde-type)毛細黏度管測定各種稀釋溶液之比黏度,藉由對於該黏度的濃度之以製圖的最小平方逼近獲得之對直線原點的外插點而決定極限黏度。於測定時,將試樣分割或切斷為約5mm長的長度,對聚合物添加1質量%之抗氧化劑(商標名「Yoshinox BHT」吉富製藥製),於135℃攪拌溶解24小時而調整測定溶液。
(2)細度
在位置相異之5處將試樣分別切割為10cm,測定其重量並使用其平均值求出細度。
(3)強度‧伸度‧彈性係數
依據JIS L1013 8.5.1測定。強度,彈性係數,係使用株式會社ORIENTEC製之「Tensilon萬能材料試驗機」,以試樣長200mm(夾頭間長度)、伸長速度100%/分之條件將應力應變曲線在氣體環境溫度20℃、相對溼度65%條件下測定,自斷裂點之應力與延伸計算並求出強度(cN/dtex)、伸度(%);自曲線之原點附近的給予最大梯度之接線計算並求出彈性係數(cN/dtex)。使此時測定時施加於試樣的初始負載為細度的1/10。另,各值係使用10次之測定值的平均值。
(4)熱收縮應力測定
於測定使用Seiko Instrument社製之熱應力應變測定裝置(TMA/SS120C)。於長度20mm之纖維使初始負載0.01764cN/dtex負載於纖維,以升溫速度20℃/分升溫而獲得自室溫(20℃)至融點為止之熱應力測定結果。自此一測定結果,求出自30℃至80℃的熱收縮應力。
(5)比重
纖維的比重,係藉由密度梯度管法進行測定。
(密度梯度管之製作)
使用水作為重液,異丙醇作為輕液,於重液將輕液少量而逐漸連續地混合並注入附設記憶體之玻璃管,於玻璃管之底部存在重液,以隨著往玻璃管之上部而輕液的比例變多的方式製作出密度梯度管。其次,將此密度梯度管放入30℃±0.1℃之恆溫槽。
接著,將比重已知之玻璃球5個以上(比重全部相異)安靜地投入製作出的密度梯度管,如此地靜置1日後,測定各玻璃球與液面之距離,製造以此時獲得之距離為縱軸,以玻璃球之比重值為橫軸的圖表(檢量曲線),藉由該圖表成為直線而確認獲得正確的比重液。
(比重之測定)
於如同上述地製作出的密度梯度管,投入纖維(絞線)試樣(試樣長:6~8mm),測定緊接投入後、5小時後的自纖維試樣之液面起的位置。使用製作密度梯度管時所製造的檢量曲線,求算試樣之位置的比重值。
(6)收縮率測定
依據JIS L1013 8.18.2乾熱收縮率(b)法進行測定。將測定纖維試樣及絞線試樣切割為70cm,於兩端起各10cm之位置,即得知試樣長度50cm的方式加以印記。其次在不對纖維試樣及絞線試樣施加多餘荷重的方式懸吊之狀態下,於熱風循環型之加熱爐以80℃的溫度加熱240小時。而後,自加熱爐取出纖維試樣,充分緩冷至室溫後,量測最初在纖維試樣及絞線試樣施加印記之位置的長度。此外收縮率可藉由下式求出。
收縮率(%)=100×(加熱前之纖維試樣及絞線試樣的長度-加熱後
之纖維試樣及絞線試樣的長度)/(加熱前之纖維試樣及絞線試樣的長度)
另,各值係使用2次之測定值的平均值。
(7)30℃以上80℃以下的貯藏彈性係數
使用TA INSTRUMENTS社製之固體黏彈性測定裝置(DMA Q800)。作為測定條件使測定試樣試驗長度為10mm。自絞線將原絲解開後,以使測定時不發生纖維試樣與裝置夾頭間的滑動或單絲的鬆開之方式,使用黏接劑與雙面膠帶以厚紙夾住測定試樣兩端。藉此於測定中在測定試樣與裝置夾頭間存在厚紙,而於纖維的情況,可抑制在裝置夾頭的滑動或單絲的鬆開。此外使測定開始溫度為-130℃,測定結束溫度為150℃,升溫速度為1.0℃/min。使應變量為0.04%,測定開始時之初始負載為0.1cN/dtex,Forcetrack為350%。此外,使測定頻率為11Hz。於資料之解析,使用TAINSTRUMENTS社製之「T‧A‧Universal Analysis」。以上述條件求出30℃以上80℃以下的貯藏彈性係數。
(8)80℃、240小時後之拉伸強度保持率
將絞線試樣於溫度80℃之加熱爐中處理240小時後,在溫度20±2℃之室內冷卻24小時以上,施行與上述(3)中記載相同強度之測定。拉伸強度保持率係藉由下式算出。
80℃、240小時後之物性保持率(%)=100×(80℃、240小時處理後之拉伸強度/處理前之拉伸強度)
(9)殘留溶劑濃度
於纖維試樣中的殘留溶劑濃度之測定,使用氣相層析儀(島津製作所製)。將試樣之纖維10mg設於氣相層析儀注入口的玻璃嵌入件。將注入口加熱至溶劑之沸點以上,將因加熱而揮發之溶劑藉由氮沖洗而導入管柱。將管柱溫度設定於40℃,捕集溶劑5分鐘。其次,將管柱溫度升溫至80℃後開始測定。自獲得之峰值,求出殘留溶劑濃度。
【實施例】
以下雖例示實施例,具體地說明本發明,但本發明並不受其等所限定。
(實施例1)
將極限黏度17.0dL/g,重量平均分子量2,800,000之超高分子量聚乙烯與十氫萘的分散液調製為聚乙烯濃度9.0wt%。以擠製機於205℃使此分散液成為溶液,將聚乙烯溶液自孔徑φ1.0mm且由30孔構成之紡嘴在噴嘴面溫度180℃以單孔噴吐量2.0g/min噴吐。至噴吐出之絲條固化前為止以16倍變形並以30℃之水冷浴槽冷卻而獲得未延伸絲。此時之變形所需的時間為0.1分。其次將該未延伸絲以120℃之熱風加熱乾燥並延伸為4.0倍。接著以150℃之熱風於40秒延伸為4.1倍,連接著使用水浴急速冷卻,隨即冷卻並捲取該延伸絲。此時之至50℃為止的冷卻速度為20℃/sec。使該延伸絲的捲取時之溫度為30℃,拉力為0.10cN/dtex。將此等延伸步驟連續施行。
將該未延伸絲編結為4股,接著以144℃、1.900cN/dtex的拉力熱處理4分鐘。此時將絞線延伸為2.1倍並施行熱處理。熱處理後,將該經熱處理之絞線於32℃施行捲取。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(實施例2)
除了將實施例1中,延伸後之絲線放入至急速冷卻用的水浴為止之時間減短而使延伸後的冷卻速度為50℃/sec;使纖維的捲取拉力為0.18cN/dtex,絞線成形後之熱處理時之拉力為2.05cN/dtex;使絞線熱處理時之延伸倍率為2.4倍;於熱處理後,將該經熱處理之絞線以40℃捲取以外,與實施例1相同而獲得絞線。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(實施例3)
除了使實施例1中聚合物濃度為8wt%,紡絲時之變形倍率為24倍,變形時間為0.3分;使第1段的延伸倍率為4.5倍,第2段的延伸倍率為4.5倍,延伸變形時間為38秒;接著,使絞線成形後之熱處理拉力為3.95cN/dtex,倍率為1.8倍以外,與實施例1相同而獲得絞線。於表1、表2顯示
獲得之纖維、絞線的物性。
(實施例4)
除了將實施例1中紡絲延伸後之纖維的冷卻,使用滾筒以150℃/sec的速度冷卻;作為絞線成形後之熱處理條件,使熱處理溫度為149℃,熱處理時間為6分鐘,熱處理時之拉力為2.10cN/dtex,熱處理時之延伸倍率為1.9倍以外,與實施例1相同而獲得絞線。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(實施例5)
除了於實施例1中使用極限黏度為12.0dL/g,重量平均分子量為1,600,000之超高分子量聚乙烯,使紡絲步驟之變形倍率為20倍;使第1段的延伸倍率為3.0倍,第2段之延伸溫度為145℃,延伸倍率為3.5倍,變形速度為0.01sec-1
,第2段之延伸所需要的時間為2分鐘;接著將紡絲延伸後之纖維的冷卻使用滾筒以150℃/sec的速度冷卻;而後作為絞線成形後之熱處理條件使熱處理溫度為140℃,熱處理時間為2分鐘,熱處理時之拉力為1.30cN/dtex,熱處理時之延伸倍率為1.8倍以外,與實施例1相同而獲得絞線。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(實施例6)
除了於實施例1中使用極限黏度12.0dL/g,重量平均分子量為1,600,000之超高分子量聚乙烯,使用石蠟作為溶媒,使聚合物濃度為11.0wt%;於紡絲步驟後使用己烷施行脫溶劑及乾燥;延伸步驟中,使第1段的延伸倍率為溫度80℃、1.3倍,第2段之延伸溫度為130℃,延伸倍率為3.5倍,第3段之延伸溫度為150℃,延伸倍率為2.8倍;使第3段之變形速度為0.018sec-1
,第3段之延伸所需要的時間為2分鐘;接著將紡絲延伸後之纖維的冷卻使用滾筒以100℃/sec的速度冷卻,使捲取拉力為0.06cN/dtex,捲取時之溫度為40℃而加以捲取;接著作為絞線成形後之熱處理條件,使熱處理溫度為152℃,熱處理時之拉力為4.10cN/dtex,熱處理時之延伸倍率為5.5倍以外,與實施例1相同而獲得絞線。於表1、表2
顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(比較例1)
將極限黏度17.0dL/g,重量平均分子量2,800,000之超高分子量聚乙烯與十氫萘的分散液調製為聚乙烯濃度9.0wt%。以擠製機於205℃使此分散液成為溶液,將聚乙烯溶液自孔徑φ1.0mm且由30孔構成之紡嘴在噴嘴面溫度180℃以單孔噴吐量2.0g/min噴吐。至噴吐出之絲條固化前為止以16倍變形並以30℃之水冷浴槽冷卻而獲得未延伸絲。此時之變形所需的時間為0.1分。將該未延伸絲連續以120℃之熱風加熱乾燥並延伸為4.0倍。其次以150℃之熱風於40秒延伸為4.1倍,連接著使用水浴急速冷卻,隨即冷卻並捲取該延伸絲。此時之至50℃為止的冷卻速度為1.5℃/sec。使該延伸絲的捲取時之溫度為30℃,拉力為0.10cN/dtex。將該未延伸絲編結為4股,接著以60℃、0.004cN/dtex的拉力熱處理4分鐘。此時將絞線延伸為2.1倍並施行熱處理。熱處理後,將該經熱處理之絞線於32℃施行捲取。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(比較例2)
除了使延伸步驟後之纖維的至50℃為止的冷卻速度為20.0℃/sec;將該延伸絲編結為4股,接著以120℃、0.004cN/dtex的拉力熱處理35分鐘以外,與比較例1相同。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(比較例3)
除了使延伸步驟度之纖維的冷卻速度為520℃/sec,接著將該延伸絲編結為4股,而後以150℃、1.90cN/dtex的拉力延伸為2.1倍;此時將絞線延伸為2.1倍並施行熱處理以外,與比較例1相同。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(比較例4)
將極限黏度2dL/g,重量平均分子量130,000之高密度聚乙烯不使用溶媒地以擠製機於285℃熔融,使聚乙烯溶液自孔徑φ0.5mm且由30孔構
成之紡嘴在噴嘴面溫度280℃以單孔噴吐量0.5g/min噴吐。至噴吐出之絲條固化前為止以130倍變形並以以30℃之空氣的冷風冷卻而獲得未延伸絲。此時之變形所需的時間為0.3分。將該未延伸絲連續以80℃之熱風加熱乾燥並延伸為2.0倍。接著以100℃之熱風於30秒延伸為5.0倍,連接著使用水浴急速冷卻,隨即冷卻並捲取該延伸絲。此時之至50℃為止的冷卻速度為520℃/sec。使該延伸絲的捲取時之溫度為30℃,拉力為0.10cN/dtex。將該未延伸絲編結為4股,而後以80℃、0.008cN/dtex的拉力熱處理4分鐘。此時將絞線延伸為2.1倍並施行熱處理。熱處理後,將該經熱處理之絞線於32℃施行捲取。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
(比較例5)
將極限黏度1.5dL/g,重量平均分子量95,000之高密度聚乙烯不使用溶媒地以擠製機於280℃熔融,使聚乙烯溶液自孔徑φ0.5mm且由30孔構成之紡嘴在噴嘴面溫度280℃以單孔噴吐量0.5g/min噴吐。至噴吐出之絲條固化前為止以130倍變形並以30℃之空氣的冷風冷卻而獲得未延伸絲。此時之變形所需的時間為0.3分。將該未延伸絲連續以80℃之熱風加熱乾燥並延伸為2.0倍。而後以100℃之熱風於30秒延伸為5.0倍,連接著使用水浴急速冷卻,隨即冷卻並捲取該延伸絲。此時之至50℃為止的冷卻速度為520℃/sec。使該延伸絲的捲取時之溫度為30℃,拉力為0.10cN/dtex。將該未延伸絲編結為4股,而後以80℃、0.008cN/dtex的拉力熱處理4分鐘。此時將絞線延伸為2.1倍並施行熱處理。熱處理後,將該經熱處理之絞線於32℃施行捲取。於表1、表2顯示獲得之纖維、絞線的物性。
[產業上利用性]
本發明之絞線在長時間的高溫保管中仍可使尺寸穩定性高,且伴隨時間經過之力學物性的變動減小。藉此,本發明之絞線,不僅適合長時間保管,亦適合長時間使用之用途,例如作為:釣魚線;升降及開閉所要求之百葉窗繩、百褶窗繩、百褶紗窗繩、窗簾線、遮光窗簾等各種室內裝潢繩網;防護材;手術用縫合線;食用肉用綁線;安全手套;安全繩;漁業用繩索;裝飾用繩索;西洋弓弦等,發揮優良的性能。進一步,本發明之絞線,不限於上述成型加工品,而可作為與各種素材之複合所產生的有機物或無機物之捕集用基材、保水用基材等而於廣範圍地應用產業用途上。
Claims (14)
- 一種絞線,其特徵為:包含極限黏度〔η〕為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯構成之聚乙烯纖維或聚乙烯帶;在80℃環境下240小時後的熱收縮率為0.45%以上8%以下;該聚乙烯纖維、聚乙烯帶之重量平均分子量為70萬以上800萬以下。
- 一種絞線,其特徵為:包含極限黏度〔η〕為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯構成之聚乙烯纖維或聚乙烯帶;在80℃環境下240小時後的拉伸強度保持率為85%以上115%以下;該聚乙烯纖維、聚乙烯帶之重量平均分子量為70萬以上800萬以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之絞線,其中,1%伸長時之應力為0.5cN/dtex以上20cN/dtex以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之絞線,其中,當以熱機械分析裝置(TMA)測定絞線時,在30℃以上80℃以下的收縮應力為5.0cN/dtex以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之絞線,其中,依據JIS L-1013測定出之環圈強度的保持率為15%以上。
- 如申請專利範圍第1或2項之絞線,其中,絞線係以3條以上之纖維構成,構成之纖維中的1條以上為聚乙烯纖維。
- 一種絞線,由1條以上的聚乙烯纖維構成,該聚乙烯纖維係:極限黏度〔η〕為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯構成;自絞線解開後以固體黏彈性測定裝置測定出之在30℃以上80℃以下的貯藏彈性係數為70cN/dtex以上;該聚乙烯纖維之重量平均分子量為70萬以上800萬以下。
- 一種絞線,由1條以上的聚乙烯纖維構成,該聚乙烯纖維係:極限黏度〔η〕為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯構成;自絞線解開後以熱機械分析裝置(TMA)測定出之在30℃以上80℃以下的收縮應力為5.0cN/dtex以下; 該聚乙烯纖維之重量平均分子量為70萬以上800萬以下。
- 如申請專利範圍第1、2、7或8項之絞線,其比重為0.80以上2.0以下,平均拉伸強度為8cN/dtex以上50cN/dtex以下。
- 如申請專利範圍第9項之絞線,其中,將其著色。
- 如申請專利範圍第1、2、7或8項之絞線,其中,於編結後在160℃以下將其延伸為1.05倍以上15倍以下。
- 一種釣魚線,使用如申請專利範圍第1至11項中任一項之絞線。
- 一種繩索,使用如申請專利範圍請求項第1至11項中任一項之絞線。
- 一種絞線之製造方法,將包含極限黏度〔η〕為5.0dL/g以上30dL/g以下,其重複單元90%以上由乙烯構成之聚乙烯加以紡絲,進一步在80℃以上的溫度延伸後,將該延伸絲以3℃/sec以上的冷卻速度冷卻,使用以0.001~7cN/dtex的拉力捲取所獲得之該延伸絲的聚乙烯纖維,依需求而加撚,在次一步驟之編結步驟,將構成絞線之聚乙烯纖維於70℃以上的溫度加熱之時間為30分以下,加熱時施加於聚乙烯纖維的拉力為0.005cN/dtex以上15cN/dtex以下;該聚乙烯纖維之重量平均分子量為70萬以上800萬以下。
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