WO2003014437A1 - High-strength polyethylene fiber - Google Patents

Description

明 細

高強度ポ リ エチ レ ン繊維 技 術 分 野

背

本発明は、 各種ス ポー ツ衣料や防弾 · 防護衣料 · 防護手 袋や各種安全用品などの高性能テキ ス タ イ ル、 タ グロープ ' 係留ロープ、 ョ ッ ト ロ ープ、 建築用 ロープな どの各種ロ ープ 製品、 釣り 糸、 ブラ イ ン ドケーブルなどの各種組み紐製品、 漁網 · 防球ネ ッ ト などの網製品さ ら には化学フ ィ ルタ ー · 電 術

池セ ノ、。 レー 夕 一 · キ ヤ ノ、。シ タゃ各種不織布の補強材ある いは テ ン ト な どの幕材、 又はへルメ ッ ト やス キー板な どのス ポ一 ッ用ゃス ピーカ ー コ ー ン用やプリ プ レダな どの コ ン ポジ ッ ト 用の補強繊維、 コ ン ク リ ー ト 用の補強繊維と して、 産業上広 範囲に応用可能な新規な高強度ポ リ ェチ レ ン繊維に関する。

高強度ポ リ エチ レ ン繊維に関 して は例え ば、 特公昭 6 0—

4 7 9 2 2 号公報に開示される ごと く 、 超高分子量のポ リ ェ チ レ ン を原料に し、 いわゆ る "ゲル紡糸法" に よ り 従来にな V,、高強度 · 高弾性率繊維が得られる こ とが知 られてお り 、 既 に産業上広 く 利用 されている

特公昭 6 4 - 8 7 3 2 公報に開示されるがごと く 、 重量平 均分子量 6 0 万以上の超高分子量にポ リ エチ レ ンを原料に し いわゆ る "ゲル紡糸法 " に よ り 、 従来にない、 高強度 · 高弾 性率のポ リ ェチ レ ン繊維が開示されている。

溶融紡糸に よ る r¾強度ポ リ ェチ レ ン繊維に関 して は例えば U S P 4 2 2 8 1 1 8 に開示されている。 同特許に よれば、 少な く と も 2 0 , 0 0 0 の数平均分子量および 1 2 5 , 0 0 0 よ り 小さい重量平均分子量を有する ポ リ エチ レ ン を 2 2 0 - 3 3 5 C に保たれた紡糸 口金か ら押 し出 し少な く と も 3 0 m / m i nの速度で引 き取 り 1 1 5 〜 1 3 2度で 2 0倍以上 延伸する こ と に よ り 少な く と も強度 1 0. 6 c NZ d t e x 以上の高強度ポ リ ェチ レ ン繊維が開示されてい る。

ま た、 特表平 8 — 5 0 4 8 9 1 号公報には、 高密度を有す る ポ リ エチ レ ンを紡糸 口金を介 して溶融紡糸 し、 紡糸口金か ら 出て く る繊維を冷却 し、 得られた繊維を 5 0 〜 1 5 0 Cで 延伸する こ と に よ っ て製造される高強度ポ リ エ チ レ ン繊維が 開示されている。

ゲル紡糸に よ る高強度ポ リ エチ レ ン繊維が発明 されてか ら、 高強度ポ リ エチ レン繊維はあ ら ゆる分野で利用 されてお り 、 その原糸である高強度ポ リ ェチ レ ン繊維の求め られる物性は 近年益 々 高 く な つ ている。 広範囲な用途、 すなわち用途に付 随する要求性能に対応する為に は、 あ ら ゆ る単繊維繊度に於 いて機械的強度 · 弾性率に優れ、 かつ繊維が均一であ り 、 さ ら に単繊維間の融着が無い こ と な どを、 同時に満たすこ とが 必要である。 例えば、 電池セパ レー 夕 な どの用途に関 して は、 単糸繊度の小さ い高強度ポ リ エチ レ ン繊維が求め られる。 一 方、 毛羽立ちやス レ、 いわゆ る耐摩耗性な どが問題とな る、 ロ ープ · ネ ッ ト などは、 逆に単糸繊度がある程度太い方が好 ま しい。

いわゆ る溶融紡糸で高強度ポ リ ェチ レ ン繊維を作る試みが なされている ものの、 未だに上記性能をすベて満足する高強 度ポ リ ェチ レ ン繊維は得られいないのが現状であ る。 一方ゲ ル紡糸を用いる こ とで、 高強度ポ リ エ チ レ ン繊維を得る こ と が可能であるが、 ゲル紡糸で得られる単繊維繊度の低い高強 度ポ リ エ チ レ ン繊維には、 単繊維間に融着ゃ圧着が数多 く 存 在 し、 特に薄 目付の不織布に該繊維を用いた場合、 融着 · 圧 着 した繊維が厚みむら と な っ て欠点 と な り 、 不織布の物性が 低下する などの問題が生 じていた。 ま た、 融着 · 圧着し た繊 維に よ っ て疑似的に繊維径が太 く なる こ と に よ り 、 結節強力 やループ強力保持率が低下する問題があ っ た。

こ の原因について発明者ら は、以下の よ う に推定 して いる。 すなわち、 溶融紡糸に於いてはポ リ マー中の分子鎖のか らみ 合いが非常に多いために ノ ズルか ら ポ リ マーを押 し出 し引き 取っ た後充分延伸を行えない こ と が挙げられる。 さ らに、 強 度向上の為に分子量が 1 0 0万を越え る様な超高分子量ポ リ マーを用いる こ と は、 溶融紡糸方法では溶融粘度が高すぎ実 質的にその様な超高分子量のポ リ マーを使用する こ とが不可 能である。 その為、 強度が低い もの と なる。 逆に、 分子量が

1 0 0 万を越え る超高分子量のポ リ エチ レ ンを用いた、 前述 のゲル紡糸 と いう手法があるが、 繊維を得る ために紡糸 · 延 伸張力が高 く なる こ と や、 紡糸時に溶剤な ど使う こ とや、 繊 維の融点以上で延伸を行う こ と に よ り繊維に融着 · 圧着が生 じて しまい、 目的とする繊度の均一な糸を得る こ と がで きな い。 又、 ゲル紡糸を用いる と、 繊維の長手方向 に レゾナ ンス な どの紡糸不安定現象に起因する と推定される、 繊維のむら を生 じやす く 、 均一性の面で問題があ っ た。 こ のよ う な従来 の溶融紡糸やゲル紡糸のよ う な手法では得る こ とが困難であ つ た高強度ポ リ エチ レ ン繊維を得る こ と に成功 し本発明 に到 達 した。 発 明 の 開 示

繊維状態での重量平均分子量が 3 0 0， 0 0 0 以下、 重 量平均分子量と数平均分子量の比 （ M w Z M n ) が 4 . 0 以 下であ り 、 主鎖 1 0 0 0炭素あた り 0 . 0 1 〜 3 . 0個の分 岐鎖を含むポ リ エチ レ ンか らな る強度 1 5 c N Z d t e x以 上である こ と を特徴とする高強度ポ リ ェチ レ ン繊維を提供す る。

ま た具体的には、 分岐鎖が炭素数 5 以上の アルキル基であ り 、 弾性率が 5 0 0 c N Z d t e x 以上であ り カ ツ ト フ ア イ バー と した と きの分散不良糸の割合が 2 . 0 %以下である こ と を特徴とする高強度ポ リ ェチ レ ン繊維も提供する。

以下本発明を詳述する

本発明に係る繊維を製造する方法は、 慎重でかつ新規な製 造法を採用する必要であ り 、 例えば以下のよ う な方法が推奨 される が、 それに限定される も のでは無い。

本発明におけるポ リ エチ レ ン と は、 その繰 り 返 し単位が実 質的にェチ レンであ る こ と を特徴と し、少量の他のモ ノ マ 一、 一ォ レフ ィ ンが共重合される。 α ォ レフ ィ ン を用いる こ と で長鎖の分岐をある程度含有させる こ と に よ り 驚 く べき こ と に本繊維に以下の特徴を与え る。 即ち本発明者らは、 主鎖に ある程度の分岐を保有させる こ と に よ り 驚 く べき こ と に、 繊 維をカ ツ ト した と き にかかる圧力に よ っ て起こ る圧着が改善 される こ と を見出 した。 その詳細な理由は定かでは無いが例 え ば以下の用に推測 してい る。 高強度ポ リ エチ レ ン繊維は、 繊維軸方向に分子鎖が高度に配向 し結晶化 している為に、 本 質的に切断されに く い。 こ の様な高強度ポ リ エ チ レ ン繊維を 切断する場合、 切断時に繊維に圧力がかか り 繊維の圧着が起 こ り 易い。 長鎖の分岐をある程度主鎖に対 して入れる こ と に よ り 、 繊維自体の堅さ が柔 らか く なる こ と は も ち ろんの こ と その分岐鎖の部分が非晶状態と な り カ ツ ト 時の圧力が低減さ れ、 カ ッ ト 時の圧着が少な く なる と推測 している。 しか し な が ら、 長鎖分岐の量が増加 しすぎる と欠陥と な り繊維の強度 が低下する こ とか ら、 高強度 · 高弾性率繊維を得る と い う観 点か ら は、 主鎖 1 0 0 0炭素あた り 炭素数 5以上のアルキル 基が主鎖 1 0 0 0炭素あた り 0. 0 1 〜 3個の割合で分岐さ れている こ と が好ま しい、 よ り好ま し く は主鎖 1 0 0 0炭素 あた り 0. 0 5〜 2個であ り 、 さ ら に好ま し く は 0. 1 〜 1 個である。

ま た、 繊維状態での重量平均分子量が 3 0 0 , 0 0 0以下 であ り 、 重量平均分子量と数平均分子量の比 （MwZM n ) が 4. 0以下となる こ とが重要である。 好ま し く は、 繊維状 態での重量平均分子量が 2 5 0. 0 0 0以下であ り 、 重量平 均分子量と数平均分子量の比 （Mwノ M n ) が 3. 5以下と な る こ とが重要であ る。 さ ら に好ま し く は、 繊維状態での重 量平均分子量が 2 0 0 , 0 0 0以下であ り 、 重量平均分子量 と数平均分子量の比 （MwZM n ) が 3. 0以下と なる こ と が重要である。

繊維状態のポ リ エ チ レ ン の重量平均分子量が 3 0 0、 0 0 0 を越え る よ う な重合度のポ リ エ チ レ ン を原料と使用 した場 合では、 溶融粘度が極めて高 く な り 、 溶融成型加工が極めて 困難と なる。 又、 繊維状態の重量平均分子量と数平均分子量 の比が 4. 0以上と なる と 同 じ重量平均分子量のポ リ マーを 用いた場合と比較 し最高延伸倍率が低 く 又、 得られた糸の強 度は低い も の と なる。 こ れは、 同 じ重量平均のポ リ エチ レ ン で比較 した場合、 緩和時間の長い分子鎖が延伸を行う 際に延 びき る こ と ができずに破断が生 じて し ま う こ と と、 分子量分 布が広 く なる こ と に よ っ て低分子量成分が増加するために分 子末端が増加する こ と に よ り 強度低下が起こ る と推測 してい る 。 ま た、 繊維状態での分子量と分子量分布を コ ン ト ロ ー ル する為に溶解 · 押 し 出 し工程や紡糸工程で意図的にポ リ マ ー を劣化させて も 良い し、 予め狭い分子量分布を持つポ リ ェチ レ ン を使っ て も 良い。 本発明の推奨する製造方法においては、 こ の よ う なポ リ エ チ レ ン を押 し出 し機で溶融押 し出 し しギアポンプにて定量的 に紡糸 口金を介 して吐出 させる。 その後冷風にて該糸状を冷 却 し、 所定の速度で引 き取る。 こ の際、 充分素早く 引 き取る こ と が重要である。 即ち、 吐出線速度と巻き取 り 速度の比が

1 0 0 以上で有る こ とが肝要である。好ま し く は 1 5 0 以上、 さ ら に好ま し く は 2 0 0 以上である。 吐出線速度と巻き取り 速度の比は、 口金口径、 単孔吐出量、 溶融状態のポ リ マー密 度、 巻き取り速度か ら計算する こ と が出来る。 こ の よ う に、 ゲル紡糸 と こ と な り 溶剤を用いない為、 例えば丸形の 口金を 使用 した場合、 繊維の断面が丸形状と な り 紡糸 · 延伸時の張 力化に於いて も圧着が発生 しづ らい。

本発明に係る繊維を得る には上記紡糸条件に加えて更に以 下に示す方法で延伸する こ と が推奨される。

即ち、 該繊維を、 該繊維の結晶分散温度以下の温度、 具体 的に は 6 5 °C以下で延伸を行い、 該繊維の結晶分散温度以上 融点以下の温度、 具体的には 9 0 °C以上でさ ら に延伸を行う こ と に よ り驚 く 程繊維の物性が向上する こ と を見いだ し た。 融点以下の温度で延伸を行う こ と で繊維の融着 · 圧着の発生 を抑制する効果も得られる。 こ の場合さ ら に多段に繊維を延 伸 して も 良い。

本発明では、 延伸に際 して、 1 台 目 の ゴデ ッ ト ロ ール の速 度を S m Z m i n と 固定 して、 その他の ゴデ ッ ト ロ ールの速 度を変更する こ と に よ り 所定の延伸倍率の糸を得た。

以下に本発明における特性値に関する測定法および測定条 件を説明する。

(強度 · 弾性率）

本発明における強度， 弾性率は、 オ リ エ ン テ イ ツ ク社製 「テ ン シ ロ ン」 を用い、 試料長 2 0 0 m m (チ ャ ッ ク 間長さ）、 伸 長速度 1 0 0 %ノ分の条件で歪一応力 曲線を雰囲気温度 2 0 ：、 相対湿度 6 5 %条件下で測定 し、 曲線の破断点での応 力を強度 （ c NZ d t e x )、 曲線の原点付近の最大勾配を与 え る接線よ り弾性率 （ c Nノ d t e x ) を計算 して求めた。 なお、 各値は 1 0 回の測定値の平均値を使用 した。

(重量平均分子量 M w、 数平均分子量 M n及び Mw/M n ) 重量平均分子量 Mw、数平均分子量 M n及び MwZM nは、 ゲル . ノ、。一 ミ エ一 シ ヨ ン . ク ロ マ ト グラ フ ィ ー （ G P C ) に よ っ て測定 した。 G P C装置と して は、 ¹^ & 6 5 製 0 ？ C 1 5 0 C A L C / G P C を持ち、 カ ラ ム と しては S H O D E X製 G P C U T 8 0 2. 5 を一本 U T 8 0 6 Mを 2 本用いて測定 した。 測定溶媒は、 0 — ジ ク ロ ロ ベ ン ゼ ン を使 用 し カ ラ ム温度を 1 4 5度 した。 試料濃度は 1 . O m g Zm 1 と し、 2 0 0 マ イ ク ロ リ ッ ト ル注入 し測定 した。 分子量の 検量線は、 ユニバーサルキ ヤ リ ブ レーシ ョ ン法に よ り 分子量 既知のポ リ スチ レ ン試料を用いて構成されている。

(分岐の測定）

ォ レフ イ ンポ リ マーの分岐の測定は、 1 3 C — N M R ( 1 2 5 M H z ) を用いて決定される。 ラ ンダル （ R a n d a l 1 ) の方法 ( R e v . M a c r o m o l . C h e m. P h y s . , C 2 9 ( 2 & 3 ), P . 2 8 5 - 2 9 7 ) の記載されて いる方法を用いて測定を行っ た。

(動的粘弾弾性測定）

本発明における動的粘度測定は、 オ リ エ ン テ ッ ク社製 「 レ オ ノくイ ブロ ン D D V— 0 1 F P型」 を用いて行っ た。 繊維は 全体と して 1 0 0 デニール ± 1 0 デニール と なる よ う に分繊 ある いは合糸 し、 各単繊維ができ る限 り均一に配列する よ う に配慮 して、 測定長 （鋏金具間距離） が 2 0 m mと なる よ う に繊維の両末端を ア ル ミ 箔で包みセ ル ロ ー ス系接着剤で接着 する。 その際の糊代ろ長さ は、 鋏金具と の固定を考慮 して 5 m m程度とする。 各試験片は、 2 0 mmの初期幅に設定され た鋏金具 （チ ヤ ッ ク） に糸が弛んだ り 捩 じれた り しないよ う に慎重に設置され、 予め 6 0 °Cの温度、 1 1 0 H z の周波数 にて数秒、 予備変形を与えてか ら本実験を実施 した。 本実験 では一 1 5 0 °Cか ら 1 5 0 rの温度範囲で約 1 で 分の昇温 速度において 1 1 0 H zの周波数での温度分散を低温側よ り 求めた 。 測定において は静的な荷重を 5 g f に設定 し、 繊維 が弛ま ない様に ο 斗 -P を 自動調整 5 せた。 動的な変形の振幅 は 1 5 〃 mに設定 した

(吐出線速度と紡糸速度の比 ( ド ラ フ ト 比））

ド ラ フ ト 比 （ Ψ ) は、 以下の式で与え られる

ドラ フ ト 比 （ Ψ ) =紡糸速度 ( V s ) Z吐出線速度 （V) 発明を実施するための最良の形態 (実施例 1 )

重量平均分子量 1 1 5 , 0 0 0、 重量平均分子量と数平均 分子量の比が 2. 3、 5個以上の炭素を有する長さ の分岐鎖 が炭素 1， 0 0 0個あた り 0. 4個であ る高密度ポ リ エチ レ ン を <2¾ 0. 8 mm、 3 0 Hか ら な る紡糸 口金か ら 2 9 0 °Cで 単孔吐出量 0. 5 g /m i nの速度で押 し出 した。 押 し 出 さ れた繊維は、 1 5 c mの保温区間を通 り その後 2 0 ° (：、 0. 5 m/ s のク ェ ンチで冷却され、 S O O mZm i nの速度で 巻き取られる。 該未延伸糸を、 複数台の温度 コ ン ト ロールの 可能なネルソ ン ロールにて延伸 した。 1 段延伸は、 2 5 °Cで 2. 8倍の延伸を行っ た。 さ ら に 1 1 5 °Cまで加熱 し 5. 0 倍の延伸を行い、 延伸糸を得た。 得られた繊維の物性を表 1 に示 した。

(実施例 2 ) 実施例 1 の延伸糸を 1 2 5 °Cに加熱 し、 さ ら に 1 . 3倍の 延伸を行っ た。 得られた繊維の物性を表 1 に示 した。

(実施例 3 )

1 段目 の延伸温度を 4 0 °Cと した以外は、 実施例 1 と 同様 の条件で延伸糸を作成 した。 得られた繊維の物性を表 1 に示 した。

(実施例 4 )

1 段目 の延伸温度を 1 0 °Cと した以外は、 実施例 1 と 同様 の条件で延伸糸を作成 した。 得られた繊維の物性を表 1 に示 した。

(実施例 5 )

重量平均分子量 1 5 2 , 0 0 0 、 重量平均分子量と数平均 分子量の比が 2. 4、 5個以上の炭素を有する長さ の分岐鎖 が炭素 1 ， 0 0 0個あた り 0. 4個である高密度ポ リ エチ レ ンを、 φ 0. 9 m m、 3 0 Hの紡糸 口金か ら 3 0 0 °Cで単孔 吐出量 0. S g Zm i n の速度で押 し出 した以外は実施例 1 と 同様に して延伸糸を得た。 得られた繊維の物性を表 1 に示 した。

(実施例 6 )

重量平均分子量 1 7 5. 0 0 0、 重量平均分子量と数平均 分子量の比が 2. 4、 5個以上の炭素を有する長さ の分岐鎖 が炭素 1 , 0 0 0個あた り 0. 4個である高密度ポ リ エチ レ ンを 0 1 . O m m、 3 0 Hか ら な る紡糸 口金か ら 3 0 0 でで 単孔吐出量 0. 8 g Zm i nの速度で押 し 出 した。 押 し 出さ れた繊維は 1 5 c mの保温区間を通 り その後 2 0 ° (：、 0. 5 mZ s のク ェ ンチで冷却され、 I S O mZm i nの速度で巻 き取られる。 該未延伸糸を、 複数台の温度 コ ン ト ロ ールの可 能なネ ル ソ ン ロ ールにて延伸 した。 1 段延伸は、 2 5 °Cで 2. 0倍の延伸を行っ た。 さ ら に 1 1 5 °Cまで加熱 し 4. 0倍の 延伸を行い、 延伸糸を得た。 得られた繊維の物性を表 1 に示 した。

(比較例 1 )

1 段 目 の延伸温度を 9 0 °Cと した以外は、 実施例 1 と 同様 の条件で延伸糸を作成 した。 得られた繊維の物性を表 2 に示 した。

(比較例 2 )

紡糸速度を 6 0 m/m i n、 1 段目 の延伸温度を 9 0 ° (：、 延伸倍率を 1 段目 3. 0倍、 2段 目 7. 0倍と した以外は、 実施例 1 と 同様の条件で延伸糸を作成 した。 得 られた繊維の 物性を表 2に示した。

(比較例 3 )

紡糸速度を e O mZm i n 1 段目 の延伸温度を 6 3 °C、 延伸倍率を 1 段目 3. 0倍、 2段 目 7. 0倍と した以外は、 実施例 1 と同様の条件で延伸糸を作成 した。 得 られた繊維の 物性を表 2に示 した。

(比較例 4 )

重量平均分子量 1 2 3 , 0 0 0、 重量平均分子量と数平均 分子量の比が 2. 5、 5個以上の炭素を有する長さ の分岐鎖 が炭素 1 , 0 0 0個あた り 1 2個であ る高密度ポ リ エチ レ ン を用いた以外は実施例 1 と 同様の条件で延伸糸を作成 したが、 延伸時に糸切れが多発 し、 低い延伸倍率の延伸糸 しか得 られ なか っ た。 得 られた繊維の物性を表 2 に示 した。

(比較例 5 )

重量平均分子量 1 2 1 , 5 0 0、 重量平均分子量と数平均 分子量の比が 5. 1 、 5個以上の炭素を有する長さ の分岐鎖 が炭素 1 ， 0 0 0個あた り 0. 4個である高密度ポ リ エチ レ ン を φ Q . 8 mm、 3 0 H力、 ら なる紡糸 口金か ら 2 7 0 で 単孔吐出量 0. 5 g Zm i nの速度で押 し出 した以外は実施 例 1 と 同様に未延伸糸 を作成 した。 該未延伸糸を、 9 0 °Cで 2. 8倍の延伸を行っ た。 さ ら にその後 1 1 5 °Cまで加熱 し 3. 8倍の延伸を行い、 延伸糸を得た。 得られた繊維の物性 を表 2 に示 した。

(比較例 6 )

比較例 4で得られた未延伸糸を、 4 0 °Cで 2. 8倍の延伸 を行っ た。 さ ら にその後 1 1 5 °Cまで加熱 し 4. 0倍の延伸 を行い、 延伸糸を得た。 得られた繊維の物性を表 2 に示 した。 (比較例 7 )

紡糸速度を 8 0 m m i n と した以外は、 比較例 4 と 同様 に して未延伸糸を作成 した。 該未延伸糸を 8 0 °Cで 2. 8倍 の延伸を行っ た。 さ ら にその後 1 1 5 °Cまで加熱 し 4. 0倍 の延伸を行い、 延伸糸を得た。 得 られた繊維の物性を表 3 に 示 した。

(比較例 8 )

重量平均分子量 1 2 3， 0 0 0 、 重量平均分子量と数平均 分子量の比が 6. 0、 5個以上の炭素を有する長さ の分岐鎖 が炭素 1 , 0 0 0個あた り 0個である高密度ポ リ エチ レ ン を 0. 8 m m、 3 0 Hか ら なる紡糸 口金か ら 2 9 5 °Cで、 単 孔吐出量 0. 5 g /m i nの速度で押 し出 した以外は実施例 1 と 同様に未延伸糸を作成 した。 該未延伸糸を、 9 0 °Cで 2. 8倍の延伸を行っ た。 さ ら にその後 1 1 5 °Cまで加熱 し 3. 7倍の延伸を行い、 延伸糸を得た。 得られた繊維の物性を表 3 に示 した。

(比較例 9 )

重量平均分子量 5 2 , 0 0 0、 重量平均分子量と数平均分 子量の比が 2. 3、 5個以上の炭素を有する長さ の分岐鎖が 炭素 1 ， 0 0 0個あた り 0. 6個である高密度ポ リ エチ レ ン を 0 0. 8 mm、 3 0 Hか ら なる紡糸 口金か ら 2 5 5 で、 単孔吐出量 0. 5 g Zm i nの速度で押 し出 した以外は実施 例 1 と 同様に未延伸糸を作成 した。 該未延伸糸を、 4 0 °Cで 2. 8倍の延伸を行っ た。 さ ら にその後 1 0 0 °Cま で加熱 し 5. 0倍の延伸を行い、 延伸糸を得た。 得られた繊維の物性 を表 3 に示 した。

(比較例 1 0 )

重量平均分子量 8 2 0 , 0 0 0、 重量平均分子量と数平均 分子量の比が 2. 5、 5個以上の炭素を有する長さ の分岐が 炭素 1 ， 0 0 0個あた り 1 . 3個である高密度ポ リ エチ レ ン を用いて紡糸を行おう と したが、 溶融粘度が高 く 過ぎて均一 に押 し出す こ とが出来なか っ た。

(比較例 1 1 )

重量平均分子量 3 , 2 0 0 , 0 0 0、 重量平均分子量と数 平均分子量の比が 6. 3である超高分子量ポ リ エチ レ ン を 1 O w t %お よ びデカ ヒ ド ロ ナ フ タ レ ン 9 0 w t %の ス ラ リ ー 状の混合物を分散 しなが ら 2 3 0度の温度に設定 したス ク リ ユ ー型の混練り機で溶解 し、 1 7 0 °Cに設定 した直径 0. 2 m mを 2 0 0 0 ホール有する 口金に計量ポンプにて単孔吐出 量 0. 0 8 g Zm i nで供給 した。 ノ ズル直下に設置 したス リ ツ ト 状の気体供給オ リ フ ィ ス にて 1 . 2 m /分の速度で 1 0 0 °Cに調整 した窒素ガス をでき る だけ糸条に均等に当た る よ う に して繊維の表面のデカ リ ン を積極的に蒸発させ、 その 直後 3 0度に設定された空気流にて実質的に冷却 し、 ノ ズル 下流に設置されたネ ル ソ ン状の ロ ー ラーにて 5 0 mZ分の速 度で引 き取 られた、 こ の際に糸状に含有される溶剤は元の重 量の約半分まで低下 していた。 引 き続き、 得られた繊維を 1 0 0度の加熱オーブン下で 3倍に延伸 した、 引 き続き こ の繊 維を 1 4 9度に設置 した加熱オー ブ ン中にて 4. 6倍で延伸 した。途中破断する こ と な く 均一な繊維が得る こ とができた。 得られた繊維の物性を表 3 に示 した。

(比較例 1 2 )

比較例 1 0 と 同様に調節 した ス ラ リ ー状混合物を 2 3 0度 の温度に設定 し た ス ク リ ユ ー型の混練 り 機で溶解 し、 1 8 0 °Cに設定 した直径 0. 8 mmを 5 0 0 ホール有する 口金に 計量ポンプにて単孔吐出量 1 . 6 g m i nで供給 した。 ノ ズル直下に設置 した ス リ ッ ト 状の気体供給オ リ フ ィ ス に て 1 . 2 m /分の速度で 1 0 0 °Cに調整 した窒素ガス をでき る だけ 糸条に均等に当た る よ う に して繊維の表面のデカ リ ンを積極 的に蒸発さ た、 その後ノ ズル下流に設置されたネ ル ソ ン状の ロ ー ラ ーにて 1 0 O m/分の速度で引 き取 られた、 こ の際に 糸状に含有される溶剤は元の重量の約 6 0 %ま で低下 し てい た。 引 き続き、 得られた繊維を 1 3 0度の加熱オーブン下で 4. 0倍に延伸 した、 引 き続き こ の繊維を 1 4 9度に設置 し た加熱オーブン中にて 3. 5倍で延伸 した。 途中破断す る こ と な く 均一な繊維が得る こ とができた。 得 られた繊維の物性 を表 3 に示 した。

表 1

表 2

比較 比較 比較 比較 比較 比較 例 1 例 2 例 3 例 4 例 5 例 6 重量平均分子量 g/mo I 11500 11500 11500 12300 12150 12150

(*· リマ-) 0 0 0 0 0 0

Mw/Mn (ホ · リマ-） - 2.3 2.3 2.3 2.5 5.1 5.1

5 個以上 の 崁素 個 /炭素

を 有す る 長 さ の 1 ,000個 0.4 0.4 0.4 12 0.4 0.4 分岐鎖

単孔吐出量 g/m i n 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 紡糸速度 m/m i n 300 60 60 300 300 300 ド ラ フ ト比 - 225 45 45 225 225 225 結 77散温度 。C 63 56 56 57 64 64

1 段延伸温度 °C 90 90 63 25 90 40

1 段延伸倍率 - 2.8 3.0 3.0 2.0 2.8 2.8

2段延伸温度 °c 115 115 115 115 115 115

2段延伸温倍率 - 5.0 7.0 7.0 4.1 3.8 4.0 総延伸倍率 - 14.0 21.0 21.0 8.2 10.6 11.2 重量平均分子量 g/mo I 11000 11000 11000 11600 11600 11600

(繊維) 0 0 0 0 0 0

Mw/Mn (繊維） 2.2 2.2 2.2 2.4 4.8 4.8 繊度 (dtex) dtex 36 119 119 61 47 45 強度 (cN/dtex) cN/dtex 14.0 12.1 13.1 14.2 13.1 13.4 弾性率（cN/dtex) cN/dtex 620 320 380 471 433 440 分散不良糸 の 割 % 1.0以 1.0以 1 ·0以 1.0以 1.0以 1.0以 口 下 下 下 下 下 下

表 3

産業上の利用可能性

あ ら ゆ る単繊維繊度に於いて機械的強度 · 弾性率に優れ、 繊維が均一であ り 、 さ ら に単繊維間の融着 · 圧着が無い高強 度ポ リ ェチ レ ン繊維を提供する こ と を可能と した。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 繊維状態での重量平均分子量が 3 0 0， 0 0 0 以下、 重 量平均分子量と数平均分子量の比 （MwZM n ) が 4. 0以 下であ り 、 主鎖 1 0 0 0炭素あた り 0. 0 1 〜 3. 0個の分 岐鎖を含むポ リ エチ レ ンか らなる、 強度 1 5 c N / d t e x 以上である こ と を特徴とする高強度ポ リ ェチ レ ン繊維。

2. 分岐鎖が炭素数 5以上である こ と を特徴とする請求項 1 記載の高強度ポ リ エチ レ ン繊維。

3. 弾性率が 5 0 0 c N / d t e x以上である こ と を特徴と する請求項 1 又は 2記載の高強度ポ リ ェチ レ ン繊維。

4. 力 ッ ト フ ァ イ ノく一 と した と き の分散不良糸の割合が 2. 0 %以下である こ と を特徴とする請求項 1 〜 3 いずれかに記 載の高強度ポ リ ェチ レ ン繊維。