專利名稱：成型加工性優(yōu)異的高功能聚乙烯纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在室溫附近的尺寸穩(wěn)定性高、且具有在低于聚こ烯熔點(diǎn)的低溫成型加エ時(shí)的高收縮和高應(yīng)カ性能的聚こ烯纖維。更詳細(xì)地說(shuō)，涉及作為食品肉用扎緊線、安全繩、加工繩、高收縮性的布帛或帶、和各種產(chǎn)業(yè)物資器材的防護(hù)罩時(shí)顯示優(yōu)異的耐切傷性能的聚こ烯纖維。
背景技術(shù)：
以往，天然纖維的棉或有機(jī)纖維被作為耐切傷性原材料使用，將這些纖維等編織而成的編織物在需要耐切傷性的領(lǐng)域中被廣泛使用。作為賦予耐切傷性的途徑，考慮過(guò)包含芳族聚酰胺纖維等高強(qiáng)度纖維的短纖維紗的編物或織物等。但是，這些編物或織物在脫毛或耐久性方面不充分。另ー方面，作為其他的途徑，嘗試過(guò)通過(guò)將金屬纖維與有機(jī)纖維或天然纖維組合使用來(lái)提高耐切傷性。但是，該 方法因組合金屬纖維而使手感變硬，存在不僅柔軟性受損，而且產(chǎn)品重量増大而變得難以處理的問(wèn)題。作為解決上述問(wèn)題的發(fā)明，提出過(guò)具有高彈性模量的聚こ烯纖維，其是將聚こ烯溶解在溶劑中制成溶液，使用所謂的凝膠紡絲法制作的(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。但是，上述的聚こ烯纖維由于彈性模量過(guò)高，因此存在手感變硬的問(wèn)題。而且，由于使用溶劑，所以存在該聚こ烯纖維制作時(shí)的作業(yè)環(huán)境惡化的問(wèn)題。并且，制成產(chǎn)品后，該聚こ烯纖維中殘存的溶劑在室內(nèi)外使用的用途中也會(huì)因微量的殘存溶劑而帶來(lái)環(huán)境負(fù)荷，因而成為問(wèn)題。另外，在需要上述耐切傷性能的領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍寬廣，設(shè)想在各種用途中使用。例如耐切傷手套等有在實(shí)施用于防滑的樹脂加工時(shí)通過(guò)熱處理工序的耐切傷手套，但有時(shí)不實(shí)施樹脂加工而將針織物直接使用。此時(shí)，要求實(shí)際使用溫度區(qū)域(20 40°C附近)下的尺寸穩(wěn)定性，優(yōu)選收縮應(yīng)力、收縮率低。另外，作為其他的用途，可以舉出各種產(chǎn)業(yè)物資器材的防護(hù)罩。作為防護(hù)罩所要求的功能，不僅要求耐切傷性能，而且強(qiáng)烈要求盡量使罩的形狀與該物資器材的形狀相適。作為符合這樣的要求的防護(hù)罩的制作方法，可以舉出加工成與該物資器材的形狀相適的編織物的方法，但該情況下，如果該物資器材的形狀變得復(fù)雜，則無(wú)法完全與形狀相適應(yīng)，存在部分進(jìn)行覆蓋的編織物產(chǎn)生松弛的問(wèn)題。為了解除該問(wèn)題，考慮了ー種方案，其中，通過(guò)使用熱收縮率高的絲制成編織物，其后進(jìn)行熱處理，從而表現(xiàn)出高收縮，制成與形狀相適的防護(hù)罩。然而，在聚こ烯纖維的情況下，與其他樹脂相比，有時(shí)熔點(diǎn)低，需要使其在盡可能低的溫度(70 100°C )熱收縮。因此，優(yōu)選70 100°C的收縮應(yīng)力、收縮率較高。但是，現(xiàn)有的聚こ烯纖維中，未獲得同時(shí)具有在20 40°C附近的低收縮應(yīng)力、低收縮率、和在70 100°C的高收縮應(yīng)力、高收縮率的纖維，(參照專利文獻(xiàn)1、2、3、4)需要根據(jù)用途進(jìn)行選擇。如上所述，現(xiàn)實(shí)狀況是，尚未做成在規(guī)定的溫度區(qū)域中具有必要的收縮率的、耐切傷性優(yōu)異的高功能纖維、以及由其形成的防護(hù)用編織物。在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利3666635公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2003-55833號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本專利4042039號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本專利4042040號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明的目的在于解決上述的現(xiàn)有問(wèn)題，提供20 40°C的收縮應(yīng)力和收縮率小、且70 100°C的收縮應(yīng)力和收縮率大的聚こ烯纖維。通過(guò)該兩者兼顧的物性，不必區(qū)分使用就可以提供食品肉用扎緊線、安全手套、安全繩、加工繩、對(duì)產(chǎn)業(yè)用產(chǎn)品進(jìn)行防護(hù)的罩等各種要求耐切傷性能的用途。用于解決課題的方法本發(fā)明人等著眼于聚こ烯纖維的各種溫度中的收縮率和熱應(yīng)カ值進(jìn)行了深入研究，結(jié)果完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明的第I發(fā)明是一種高功能聚こ烯纖維，其特征在于，特性粘度[n]為0. 8dL/g以上4. 9dL/g以下,其重復(fù)單元實(shí)質(zhì)上由こ烯構(gòu)成,40°C的熱應(yīng)カ為0. 10cN/dtex以下、且70°C的熱應(yīng)カ為0. 05cN/dtex以上0. 30cN/dtex以下。本發(fā)明的第2發(fā)明是一種高功能聚こ烯纖維，其特征在于，特性粘度[n]為0. 8dL/g以上4. 9dL/g以下，其重復(fù)單元實(shí)質(zhì)上由こ烯構(gòu)成，40°C的熱收縮率為0. 6%以下、且70°C的熱收縮率為0.8%以上。本發(fā)明的第3發(fā)明是上述發(fā)明I 2中任一項(xiàng)所述的高功能聚こ烯纖維，其中，聚こ烯的重均分子量(Mw)為50000 600000，重均分子量與數(shù)均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)為5. 0以下。本發(fā)明的第4發(fā)明是上述發(fā)明I 3中任一項(xiàng)所述的高功能聚こ烯纖維，其中，比重為0. 90以上，平均拉伸強(qiáng)度為8cN/dtex以上，初期彈性模量為200 750cN/dtex。本發(fā)明的第5發(fā)明是一種編織物，其特征在于，其包含上述發(fā)明I 4中任ー項(xiàng)所述的高功能聚こ烯纖維。本發(fā)明的第6發(fā)明是一種高功能聚こ烯纖維的制造方法，其特征在于，將特性粘度[n]為0. 8dL/g以上4. 9dL/g以下、其重復(fù)單元實(shí)質(zhì)上由こ烯構(gòu)成的聚こ烯熔融紡絲，進(jìn)而以80°C以上的溫度拉伸后，將該拉伸絲以7V /sec以上的冷卻速度急速冷卻，將所得到的該拉伸絲以0. 005 3cN/dtex的張カ卷繞。發(fā)明效果 本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維在實(shí)際使用溫度附近的收縮率小，且在70 100°C的收縮率和應(yīng)カ大，所以在實(shí)際使用溫度下的尺寸穩(wěn)定性高，可以表現(xiàn)出在不損害聚こ烯力學(xué)物性的降低的溫度下的優(yōu)異的高收縮和高收縮應(yīng)力。并且，包含本纖維的線狀物、編織物、手套和繩在耐切傷性方面優(yōu)異，例如，作為食品用扎緊線、安全手套、安全繩、加工繩、對(duì)產(chǎn)業(yè)用產(chǎn)品進(jìn)行防護(hù)的罩等發(fā)揮優(yōu)異的性能。而且，本發(fā)明的聚こ烯纖維并不限于上述成型加工品，能夠作為高收縮性的布帛或帶等進(jìn)行廣泛應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明本發(fā)明的可染性優(yōu)異的高功能聚こ烯纖維的特性粘度為0. 8dL/g以上、4. 9dL/g以下，優(yōu)選為I. 0 4. OdL/g,進(jìn)ー步優(yōu)選為I. 2 2. 5dL/g。通過(guò)將特性粘度設(shè)定為4. 9dL/g以下，利用熔融紡絲法的制絲變得容易，不需要用所謂的凝膠紡絲等來(lái)制絲。由此，在壓縮制造成本、簡(jiǎn)化操作エ序的方面是有優(yōu)勢(shì)的。而且，由于制造時(shí)不使用溶剤，因此對(duì)操作者和環(huán)境的影響也小。并且，在成為了產(chǎn)品的纖維中也不存在殘留溶劑，因而不會(huì)對(duì)產(chǎn)品使用者帶來(lái)溶劑的不良影響。并且，通過(guò)將特性粘度設(shè)定為0. 8dL/g以上，能夠利用聚こ烯的分子末端基團(tuán)的減少來(lái)減少纖維中的結(jié)構(gòu)缺陷數(shù)。由此，能夠提高強(qiáng)度或彈性模量等纖維的力學(xué)物性或耐切傷性能。本發(fā)明中所用的聚こ烯優(yōu)選其重復(fù)單元實(shí)質(zhì)上為乙烯。另外，在可獲得本申請(qǐng)發(fā)明的效果的范圍中，不僅可以使用こ烯的均聚物，還可以使用こ烯與少量的其他単體例如a -烯烴、丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、こ烯基硅烷及其衍生物等的共聚物。 另外，它們也可以是共聚物之間、或者與こ烯均聚物的共聚物、以及與其他a-烯烴等的均聚物的混合體，還可以具有局部的交聯(lián)。但是，如果こ烯以外的含量過(guò)大，則反而會(huì)成為阻礙拉伸的要因。因此，從獲得耐 切傷性優(yōu)異的高強(qiáng)度纖維的觀點(diǎn)考慮，a -烯烴等其他単體以單體單元計(jì)優(yōu)選為5. Omol %以下，更優(yōu)選為I. Omol %以下，進(jìn)ー步優(yōu)選為0. 2mol %以下。當(dāng)然，也可以為こ烯的均聚物。本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維優(yōu)選將原料聚こ烯的分子特性設(shè)定為上述的特性粘度，纖維狀態(tài)下的重均分子量為50000 600000，更優(yōu)選為70000 300000，進(jìn)ー步優(yōu)選為90000 200000。如果重均分子量小于50000，則在后述的拉伸エ序中不僅無(wú)法獲得高拉伸倍率，而且進(jìn)行后述的拉伸后的急速冷卻所得到的纖維的拉伸強(qiáng)度無(wú)法成為ScN/dtex以上，推測(cè)這是因分子量低，使得単位截面積的分子末端數(shù)多，其作為結(jié)構(gòu)缺陷發(fā)揮作用所致。另外，如果重均分子量超過(guò)600000，則熔融紡絲中，熔融粘度非常大，變得非常難以從噴嘴中噴出，所以不是優(yōu)選的。重均分子量與數(shù)均分子量的比(Mw/Mn)優(yōu)選為5.0以下。如果Mw/Mn超過(guò)5. 0，則由于含有高分子量成分使得后述的拉伸エ序的張カ増大，與此相伴拉伸中常發(fā)生線斷頭，不是優(yōu)選的。本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維優(yōu)選拉伸強(qiáng)度為ScN/dtex以上。通過(guò)具有該拉伸強(qiáng)度，能夠?qū)⒂猛就卣沟揭匀廴诩徑z法所得到的常用聚こ烯纖維不能涉及的用途。并且,拉伸強(qiáng)度更優(yōu)選為10cN/dtex以上,進(jìn)ー步優(yōu)選為llcN/dtex以上。對(duì)拉伸強(qiáng)度的上限沒(méi)有特別限定，然而獲得拉伸強(qiáng)度為55cN/dteX以上的纖維對(duì)于熔融紡絲法來(lái)說(shuō)在技術(shù)上、エ業(yè)生產(chǎn)上是困難的。本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維優(yōu)選拉伸彈性模量為200cN/dtex以上750cN/dtex以下。通過(guò)具有該彈性模量，能夠?qū)⒂猛就卣沟揭匀廴诩徑z法所得到的常用聚こ烯纖維不能涉及的用途。更優(yōu)選的拉伸彈性模量為300cN/dtex以上700cN/dtex以下,進(jìn)ー步優(yōu)選為350cN/dtex 以上 680cN/dtex 以下。對(duì)于獲得本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維的制造方法，優(yōu)選基于以下的熔融紡絲法的方法。例如，對(duì)于使用溶劑進(jìn)行的超高分子量聚こ烯纖維的制法之一的凝膠紡絲法而言，雖然可以獲得高強(qiáng)度的聚こ烯纖維，然而不僅生產(chǎn)率低，而且由溶劑的使用造成的對(duì)制造操作者的健康和環(huán)境的影響、或者纖維中殘留的溶劑給產(chǎn)品使用者的健康帶來(lái)的影響大。對(duì)于本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維而言，將上述的聚こ烯使用擠出機(jī)等以高于熔點(diǎn)IO0C以上、優(yōu)選50°C以上、進(jìn)ー步優(yōu)選80°C以上的溫度熔融擠出，使用定量供給裝置以比聚こ烯熔點(diǎn)高80°C、優(yōu)選100°C以上的溫度供給于噴嘴。其后，從具有0. 3 2. 5mm的直徑、優(yōu)選0.5 I. 5mm的直徑的噴嘴中以0. lg/min以上的噴出量噴出。接著，將該噴出絲冷卻至5 40°C后，以100m/min以上卷繞。進(jìn)而，將所得到的該卷繞絲以不足該纖維熔點(diǎn)的溫度拉伸I次以上。此時(shí)進(jìn)行多次拉伸的情況下，優(yōu)選越到后面的階段，拉伸時(shí)的溫度越高。并且，拉伸的最后階段的拉伸溫度為80°C以上且小于熔點(diǎn)、優(yōu)選為90°C以上且小于熔點(diǎn)。此時(shí)，僅拉伸I次的情況下，顯示其拉伸時(shí)的條件溫度。
此外，本發(fā)明的重要構(gòu)成之ー在于上述拉伸エ序后的該纖維的處理方法。具體為將上述的拉伸エ序中加熱后的該纖維進(jìn)行急冷的エ序的導(dǎo)入及其條件。理想的是將加熱并拉伸后的該纖維以7°C /sec以上的冷卻速度急速冷卻。優(yōu)選為10°C /sec，進(jìn)ー步優(yōu)選為200C /sec。冷卻速度小于7V /sec的情況下，由于拉伸エ序剛結(jié)束后產(chǎn)生纖維中的分子鏈緩和，因而高溫(70 100°C )下的殘余應(yīng)カ降低。本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維所具有的70°C 的熱應(yīng)カ為 0. 05cN/dtex 以上 0. 30cN/dtex 以下，優(yōu)選為 0. 08cN/dtex 以上 0. 25cN/dtex以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0. 10cN/dtex以上0. 22cN/dtex以下。并且,70°C的熱收縮率為0. 8%以上5. 0%以下，優(yōu)選為I. 2%以上4. 8%以下。另外，本發(fā)明的重要構(gòu)成之ー為對(duì)上述的拉伸エ序后進(jìn)而冷卻エ序后的纖維張力的控制。具體為冷卻后的卷繞時(shí)的張力。通過(guò)設(shè)定為適當(dāng)?shù)脑诶w維被冷卻了的狀態(tài)下的卷繞張力，能夠?qū)?0°C以上40°C以下的纖維的收縮應(yīng)力、收縮率進(jìn)行控制。該張カ優(yōu)選為
0.005 3cN/dtex。更優(yōu)選為 0. 01 lcN/dtex,進(jìn)一步優(yōu)選為 0. 05 0. 5cN/dtex。如果冷卻エ序的后的該張カ小于0. 005cN/dtex，則エ序中的該纖維的松弛變大，無(wú)法操作。并且，如果該張カ超過(guò)3cN/dteX，則エ序中發(fā)生該纖維的斷裂或伴隨單絲斷頭的起毛，不是優(yōu)選的。如此獲得的本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維所具有的40°C的收縮應(yīng)カ為0. 10cN/dtex以下，優(yōu)選為0.8cN/dteX以下，進(jìn)ー步優(yōu)選為0.6cN/dteX以下。并且，本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維所具有的40°C的收縮率為0. 6%以下，優(yōu)選為0. 5%以下，進(jìn)ー步優(yōu)選為0. 4%以下。本發(fā)明的高功能聚こ烯纖維優(yōu)選制成以彈性纖維為芯絲的被覆彈カ絲，使用該被覆弾力絲編織為編織物。穿用感提高，穿脫變得容易。并且，具有耐切傷性也有部分改善的傾向。弾性纖維為聚氨酯系、聚烯烴系、聚酯系等，沒(méi)有特別限定。此處所說(shuō)的彈性纖維是指在伸長(zhǎng)50%時(shí)具有50%以上的恢復(fù)性的纖維。作為其制造方法，可以使用包覆機(jī)，也可以ー邊將彈カ絲牽伸一邊與非弾性纖維并捻。弾性纖維的混紡率以質(zhì)量比計(jì)為1%以上，優(yōu)選為5%以上，進(jìn)ー步優(yōu)選為10%以上。如果彈性纖維的混紡率低，則無(wú)法獲得充分的伸縮恢復(fù)性。但是，如果彈性纖維的混紡率過(guò)高，則強(qiáng)度就會(huì)降低，因此混紡率優(yōu)選為50%以下，更優(yōu)選為30%以下。從耐切傷性的耐久性的方面考慮，本發(fā)明的防護(hù)用編織物的庫(kù)珀試驗(yàn)機(jī)(日語(yǔ)クープテスター)的指數(shù)值優(yōu)選為3.9以上。另外，雖然沒(méi)有特定上限，然而雖為了提高庫(kù)珀試驗(yàn)機(jī)的指數(shù)值只要加粗纖維即可，但存在手感變差的傾向。因此，從這樣的方面考慮，庫(kù)珀試驗(yàn)機(jī)的指數(shù)值的上限優(yōu)選14。并且，庫(kù)珀試驗(yàn)機(jī)的指數(shù)值的范圍更優(yōu)選4. 5 12，進(jìn)ー步優(yōu)選為5 10。將本發(fā)明的纖維和/或被覆弾力絲架設(shè)在編織機(jī)上進(jìn)行編織，可得到編物?；蛘呒茉O(shè)在織機(jī)上進(jìn)行編織，可以得到布帛。從耐切傷性的方面考慮，本發(fā)明的耐切傷性編織物的面料中優(yōu)選該復(fù)合彈カ絲作為構(gòu)成纖維，其質(zhì)量比為面料的3成以上，更優(yōu)選為5成以上，進(jìn)ー步優(yōu)選為7成以上。剰余的7成以下的比例中，也可以使用聚酯、尼龍、丙烯酸等合成纖維，棉、毛等天然纖維，人造絲等再生纖維等。從摩擦耐久性考慮，優(yōu)選使用單絲I 4dtex的聚酯復(fù)絲或同規(guī)格的尼龍絲。在本發(fā)明中得到的聚こ烯纖維的特性的測(cè)定和評(píng)價(jià)如下進(jìn)行。
(I)特性粘度用溫度135°C的萘烷，通過(guò)烏氏毛細(xì)粘度管，測(cè)定各種稀溶液的比粘度，根據(jù)由其粘度相對(duì)于濃度的曲線圖的以最小二乗法擬合得到的直線的向原點(diǎn)的外推值，確定出特性粘度。測(cè)定時(shí)，將樣品以約5mm長(zhǎng)的長(zhǎng)度分割或切斷，相對(duì)于聚合物添加I質(zhì)量％的抗氧化劑(商標(biāo)名“Yoshinox BHT”吉富制藥制造)，在135°C攪拌溶解4小吋，制備出測(cè)定溶液。(2)重均分子量Mw、數(shù)均分子量Mn和Mw/Mn重均分子量Mw、數(shù)均分子量Mn和Mw/Mn通過(guò)凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)定。作為GPC裝置，使用Waters生產(chǎn)的GPC 150C ALC/GPC，作為柱子，使用一根SHODEX生產(chǎn)的GPCUT802. 5、兩根UT806M，作為檢測(cè)器使用差示折射率計(jì)(RI檢測(cè)器)測(cè)定。將樣品分割或切斷成約5mm長(zhǎng)的長(zhǎng)度后，在145°C溶解在測(cè)定溶劑中，測(cè)定溶劑使用鄰ニ氯苯，柱溫設(shè)定為145°C。試樣濃度設(shè)定為1.0mg/ml，注入200微升進(jìn)行測(cè)定。分子量的標(biāo)準(zhǔn)曲線是利用普適校正法，使用分子量已知的聚苯こ烯試樣制作的。(3)強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、彈性模量基于JIS L1013 8. 5. I測(cè)定。對(duì)于強(qiáng)度、彈性模量，使用株式會(huì)社0RIENTEC制造的“Tensilon萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)”，以試樣長(zhǎng)度200mm(卡盤間長(zhǎng)度)、伸長(zhǎng)速度100% /分鐘的條件，在氣氛溫度20°C、相対濕度65%條件下測(cè)定變形-應(yīng)カ曲線，由斷裂點(diǎn)處的應(yīng)力和伸長(zhǎng)計(jì)算求出強(qiáng)度(cN/dtex)、伸長(zhǎng)率(％)，由曲線的原點(diǎn)附近的提供最大斜率的切線計(jì)算求出彈性模量(cN/dtex)。此時(shí)，將測(cè)定時(shí)施加給樣品的初負(fù)荷設(shè)定為纖度的1/10。另夕卜，各值使用了 10次測(cè)定值的平均值。(4)熱應(yīng)カ測(cè)定測(cè)定中使用Seiko Instrument社制造的熱應(yīng)カ變形測(cè)定裝置(TMA/SS120C)。對(duì)長(zhǎng)度20mm的纖維施加0. 01764cN/dtex的初負(fù)荷，以升溫速度20°C /分鐘升溫，得到室溫(200C )至熔點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果。由該測(cè)定結(jié)果求出40°C和70°C的應(yīng)力。(5)收縮率測(cè)定基于JIS L1013 8. 18. 2干熱收縮率(b)法測(cè)定。將測(cè)定纖維樣品切成70cm，在距離兩端各IOcm的位置做個(gè)記號(hào)，即樣品長(zhǎng)度顯示為50cm。其次，以不對(duì)纖維樣品施加額外負(fù)荷的方式懸掛，在該狀態(tài)下在熱風(fēng)循環(huán)型的加熱爐中于規(guī)定的溫度加熱30分鐘。其后，從加熱爐中取出纖維樣品，充分緩冷至室溫后，計(jì)測(cè)最初在纖維樣品上做記號(hào)的位置的長(zhǎng)度。另外，規(guī)定的溫度是指40°C、70°C。并且，收縮率可以通過(guò)以下的式子求出。
收縮率(％ ) = IOOX (加熱前的纖維樣品長(zhǎng)度-加熱后的纖維樣品長(zhǎng)度)/(加熱前的纖維樣品長(zhǎng)度)予以說(shuō)明的是，各值使用兩次測(cè)定值的平均值。(6)耐切傷性耐切傷性是使用庫(kù)珀試驗(yàn)機(jī)(索德瑪特(SODMAT)社制造)評(píng)價(jià)的。在該裝置的試樣臺(tái)中設(shè)置有鋁箔，在其上載置試樣。接下來(lái)，使裝置中具備的圓形的刀具沿與行進(jìn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在試樣上行迸。當(dāng)試樣被切斷吋，圓形刀具與鋁箔就會(huì)接觸而通電，從而感知到耐切傷性試驗(yàn)結(jié)束。在圓形刀具工作期間，安裝于裝置上的計(jì)數(shù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，因此記錄下該數(shù)值。
該試驗(yàn)以目付約200g/m2的平紋的棉布作為空白樣，評(píng)價(jià)試驗(yàn)樣品(手套)的切傷水平。作為試驗(yàn)樣品(手套)，將由實(shí)施例、比較例得到的纖維進(jìn)行并絲或開松，準(zhǔn)備出成為440± IOdtex范圍內(nèi)的絲。將該絲作為鞘絲，芯絲使用155dtex的Spandex(東洋紡織株式會(huì)社制造、“ Espa(注冊(cè)商標(biāo))”)，制成單包覆絲。使用所得到的單包覆絲，用島精機(jī)制作所社制造的手套編織機(jī)編織成目付50g/m2的手套。從空白樣起開始測(cè)試，交替地進(jìn)行空白樣的測(cè)試和試驗(yàn)樣品的測(cè)試，測(cè)試5次試驗(yàn)樣品，最后測(cè)試第6次的空白樣，從而結(jié)束I組試驗(yàn)。將以上的試驗(yàn)進(jìn)行5組，將5組的平均的指數(shù)值作為耐切傷性的代用評(píng)價(jià)。指數(shù)值越高，則意味著耐切傷性越優(yōu)異。這里計(jì)算出的評(píng)價(jià)值稱作指數(shù)值(Index)，可以利用下式算出。A =(樣品測(cè)試前的棉布的統(tǒng)計(jì)值+樣品測(cè)試后的棉布的統(tǒng)計(jì)值)/2Index =(樣品的統(tǒng)計(jì)值+A)/A此次評(píng)價(jià)所用的切割刀使用了 OLFA株式會(huì)社制造的旋轉(zhuǎn)切割刀L型用小45mm。材質(zhì)為SKS-7鎢鋼，刀刃厚度為0. 3mm厚。另外，將測(cè)試時(shí)施加的負(fù)荷設(shè)為3. 14N(320gf)，進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)施例下面例示出實(shí)施例，具體說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。(實(shí)施例I)將特性粘度I. 9dL/g、重均分子量120000、重均分子量與數(shù)均分子量的比為2.7的高密度聚こ烯在280°C熔融，從由小孔直徑￠0. 8mm、300H構(gòu)成的噴絲頭中在噴嘴面溫度280°C條件下以單孔噴出量0. 5g/min噴出。使所噴出的絲條通過(guò)IOcm的保溫區(qū)間，其后通過(guò)40°C、0. 4m/s的驟冷進(jìn)行冷卻后，以紡絲速度250m/min卷繞成筒子形狀，得到未拉伸絲。將所得到的該未拉伸絲用100°C的熱風(fēng)加熱，并進(jìn)行10倍拉伸后，接著使用水溫15°C的水浴立刻將該拉伸絲冷卻并卷繞。此時(shí)的冷卻速度為54°C/sec。并且，將該拉伸絲卷繞時(shí)的張カ設(shè)定為0. lcN/dtex。(實(shí)施例2)除了在實(shí)施例I中在輥溫度和氣氛溫度設(shè)定為65°C的拉伸機(jī)中，在2個(gè)驅(qū)動(dòng)輥間一次性拉伸到2. 8倍，進(jìn)而以100°C的熱風(fēng)加熱，實(shí)施5. 0倍的拉伸以外，與實(shí)施例I同樣地得到纖維。將所得到的纖維的物性、有機(jī)物的含量、評(píng)價(jià)結(jié)果列于表I。(實(shí)施例3)除了在實(shí)施例I中拉伸后使用冷卻輥并將冷卻速度設(shè)定為10°C /sec以外，與實(shí)施例I同樣地得到纖維。將所得到的纖維的物性、有機(jī)物的含量、評(píng)價(jià)結(jié)果列于表I。(實(shí)施例4)除了在實(shí)施例I中將拉伸、冷卻后的卷繞張力設(shè)定為lcN/dtex以外，與實(shí)施例I同樣地得到纖維。將所得到的纖維的物性、有機(jī)物的含量、評(píng)價(jià)結(jié)果列于表I。(比較例I)將10質(zhì)量％的特性粘度20dL/g 、重均分子量3300000、重均分子量與數(shù)均分子量的比為6. 3的超高分子量聚こ烯和90質(zhì)量％的萘烷的漿料狀混合物ー邊分散ー邊用溫度設(shè)定為230°C的螺桿型混煉機(jī)溶解。用計(jì)量泵以單孔噴出量I. Og/min向設(shè)定為170°C的具有30個(gè)直徑0. 8mm的開孔的噴頭供給。通過(guò)在噴嘴正下方設(shè)置的狹縫狀的氣體供給小孔，以I. 2m/min的速度供給調(diào)整為100°c的氮?dú)?，使之盡可能均等地接觸絲條，使纖維表面的萘烷積極地蒸發(fā)。其后，用設(shè)定為30°c的空氣流實(shí)質(zhì)性地冷卻，用設(shè)置在噴嘴下游的納爾遜式的輥以50m/min的速度拉繞。此時(shí)絲條中所含有的溶劑降低至原來(lái)的質(zhì)量的約一半。接著，將纖維在120°C的加熱烘箱下進(jìn)行3倍拉伸。將該纖維在設(shè)置為149°C的加熱烘箱中進(jìn)行4.0倍拉伸。拉伸后，不經(jīng)過(guò)冷卻エ序，以lcN/tex卷繞。此時(shí)不經(jīng)過(guò)拉伸后的冷卻エ序的情況下的冷卻速度根據(jù)所卷繞的絲的溫度進(jìn)行換算，為I. 0°C /sec。將所得到的纖維的物性評(píng)價(jià)結(jié)果列于表I。另外，所得到的纖維雖然40°C的尺寸穩(wěn)定性良好，但是70°C的收縮率和熱應(yīng)カ值低，可知不適于通過(guò)熱收縮來(lái)使形狀、尺寸相適應(yīng)的用途。(比較例2)將特性粘度I. 6dL/g、重均分子量96000、重均分子量與數(shù)均分子量的比為2. 3、具有5個(gè)以上的碳的長(zhǎng)度的支鏈在每1000個(gè)碳中為0. 4個(gè)的高密度聚こ烯從由￠0. 8mm、390H構(gòu)成的噴絲頭中，于290°C以單孔噴出量0. 5g/min的速度擠出。所擠出的纖維通過(guò)15cm的保溫區(qū)間,其后通過(guò)20°C、0. 5m/s的驟冷被冷卻，以300m/min的速度卷繞,得到未拉伸絲。將該未拉伸絲在25°C下進(jìn)行2. 8倍的I段拉伸。進(jìn)而，加熱到105°C，實(shí)施5.0倍的拉伸。拉伸后不經(jīng)過(guò)冷卻エ序，以5cN/dteX卷繞。將所得到的纖維的物性評(píng)價(jià)結(jié)果列于表
Io而且，可知所得到的纖維的40°C的收縮率和熱應(yīng)カ大，尺寸穩(wěn)定性差。(比較例3)將第2次的拉伸溫度設(shè)定為90°C、拉伸倍數(shù)設(shè)定為3. I倍，除此以外以與比較例2相同的條件制成拉伸絲。將所得到的纖維的物性、評(píng)價(jià)結(jié)果列于表I。而且，可知所得到的纖維的40°C的收縮率和熱應(yīng)カ大，尺寸穩(wěn)定性差。(比較例4)使用特性粘度I. 9dL/g、重均分子量91000、重均分子量與數(shù)均分子量的比為7. 3的高密度聚こ烯，不經(jīng)過(guò)拉伸后的冷卻エ序，將卷繞張カ設(shè)定為0. 005cN/dtex,除此以外在與比較例3同樣的條件下制成拉伸絲。將所得到的纖維的物性、評(píng)價(jià)結(jié)果列于表I?？芍玫降睦w維雖然40°C的尺寸穩(wěn)定性良好，但70°C的收縮率和熱應(yīng)カ值低，難以在低溫下進(jìn)行成型加工。并且，無(wú)法獲得優(yōu)異的耐切傷性能。其理由雖不確定，但認(rèn)為是由于，冷卻速度也慢、卷繞張カ也低，導(dǎo)致分子鏈發(fā)生緩和的緣故。(比較例5)使用特性粘度8. 2dL/g、重均分子量1020000、重均分子量與數(shù)均分子量的比為5. 2的超高分子量聚こ烯，在300°C加熱，試著紡絲，但無(wú)法從噴嘴噴出，無(wú)法紡絲。(比較例6)將特性粘度I. 9dL/g、重均分子量115000、重均分子量與數(shù)均分子量的比為2.8的高密度聚こ烯從由小0. 8mm、30H構(gòu)成的噴絲頭中，于290°C以單孔噴出量0. 5g/min的速度擠出。所擠出的纖維在IOcm的保溫區(qū)間通過(guò)，其后通過(guò)20°C、0. 5m/s的驟冷被冷卻，以500m/min的速度卷繞，得到未拉伸絲。將該未拉伸絲用多臺(tái)溫度可控的納爾遜式的輥拉伸。I段拉伸是以25°C進(jìn)行2.0倍的拉伸。進(jìn)而，加熱至100°C，實(shí)施6.0倍的拉伸。拉伸后沒(méi)有進(jìn)行急冷，以5cN/dteX卷繞。將所得到的纖維的物性評(píng)價(jià)結(jié)果列于表I。而且，可知所得到的纖維的40°C的尺寸穩(wěn)定性差，700C的收縮率和熱應(yīng)カ值低，難·以在低溫下進(jìn)行成型加工。(比較例7)將拉伸后的冷卻エ序中的冷卻速度設(shè)定為10°C /sec,除此以外在與比較例3同樣的條件下制成拉伸絲。將所得到的纖維的物性、評(píng)價(jià)結(jié)果列于表I。而且，可知所得到的纖維的40°C的收縮率和熱應(yīng)カ大，尺寸穩(wěn)定性差。
權(quán)利要求
1.一種高功能聚乙烯纖維，其特征在于，特性粘度[η]為0.8dL/g以上4.9dL/g以下，其重復(fù)單元實(shí)質(zhì)上由乙烯構(gòu)成，40°C的熱應(yīng)力為O. 10cN/dtex以下、且70°C的熱應(yīng)力為O.05cN/dtex 以上 O. 30cN/dtex 以下。
2.一種高功能聚乙烯纖維，其特征在于，特性粘度[Π]為O. 8dL/g以上4.9dL/g以下，其重復(fù)單元實(shí)質(zhì)上由乙烯構(gòu)成，40°C的熱收縮率為O. 6%以下、且70°C的熱收縮率為O. 8%以上。
3.如權(quán)利要求I或2所述的高功能聚乙烯纖維，其特征在于，聚乙烯的重均分子量Mw為50000 600000，重均分子量與數(shù)均分子量Mn的比Mw/Mn為5. O以下。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的高功能聚乙烯纖維，其特征在于，比重為O.90以上，平均拉伸強(qiáng)度為8cN/dtex以上，初期彈性模量為200 750cN/dtex。
5.一種編織物，其特征在于，其包含權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的高功能聚乙烯纖維。
6.一種低溫加工性優(yōu)異的高功能聚乙烯纖維的制造方法，其特征在于，將特性粘度[η]為O. 8dL/g以上4. 9dL/g以下、其重復(fù)單元實(shí)質(zhì)上由乙烯構(gòu)成的聚乙烯熔融紡絲，進(jìn)而以80°C以上的溫度拉伸后，將該拉伸絲以7V /sec以上的冷卻速度急速冷卻，將所得到的該拉伸絲以O(shè). 005 3cN/dtex的張力卷繞。
全文摘要
本發(fā)明提供低溫加工性優(yōu)異的高收縮性聚乙烯纖維，其耐切傷性能優(yōu)異、在室溫附近的產(chǎn)品使用溫度下尺寸穩(wěn)定性高、且在遠(yuǎn)低于聚乙烯熔點(diǎn)的低溫加工時(shí)的收縮率和應(yīng)力高的成型加工性優(yōu)異，其特征在于，特性粘度[η]為0.8dL/g以上4.9dL/g以下，其重復(fù)單元實(shí)質(zhì)上由乙烯構(gòu)成，40℃的熱應(yīng)力為0.05cN/dtex以下、且70℃的熱應(yīng)力為0.05cN/dtex以上0.25cN/dtex以下。進(jìn)而提供使用了該高功能聚乙烯纖維的線狀物、繩、編織物、手套、防護(hù)罩。
文檔編號(hào)D01F6/04GK102713030SQ20118000487
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月19日
發(fā)明者增田實(shí), 小田勝二, 濱野陽(yáng), 福島靖憲 申請(qǐng)人:東洋紡織株式會(huì)社