JPH01272842A - Production of high-tenacity polyethylene multi-filament yarn - Google Patents

Production of high-tenacity polyethylene multi-filament yarn

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JPH01272842A
JPH01272842A JP9689388A JP9689388A JPH01272842A JP H01272842 A JPH01272842 A JP H01272842A JP 9689388 A JP9689388 A JP 9689388A JP 9689388 A JP9689388 A JP 9689388A JP H01272842 A JPH01272842 A JP H01272842A
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JP
Japan
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yarn
polyethylene
strength
filament
creep deformation
Prior art date
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Pending
Application number
JP9689388A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Yagi
和雄 八木
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Artificial Filaments (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the subject yarn having remarkably improved utilization ratio of single fiber strength to the final multi-filament yarn and useful for various ropes, etc., by applying creep deformation to a polyethylene multi- filament yarn having high modulus and strength. CONSTITUTION:The objective yarn can be produced by using a polyethylene multi-filament yarn having high modulus and strength in a state of single yarn or doubled yarn and maintaining the yarn at a temperature to allow creep deformation of said filament and between room temperature and the melting point of polyethylene under a load corresponding to 10-60% of the breaking load under normal temperature, thereby effecting creep deformation of the yarn. Preferably, the creep deformation ratio is 5-25% and the filament is a multi-filament spun from an ultra-high-molecular weight polyethylene and having an elastic modulus of >=40GPa and a strength of >=1.5GPa.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高強力ポリエチレン・マルチフィラメント糸条
体の製法に関し、より詳細には、単繊維強度の利用率が
顕著に向上したポリエチレンマルチフィラメント糸条体
の製法に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing a high-strength polyethylene multifilament yarn, and more specifically, to a polyethylene multifilament yarn with significantly improved utilization of single fiber strength. Concerning the manufacturing method of strips.

(従来の技術) 超高分子量ポリエチレンを繊維、テープ等に成形し、こ
れを延伸することにより、高弾性率、高引張弾性率を有
する分子配向成形体とすることは既に公知であり、例え
ば、特開昭56−15408号公報には、超高分子量ポ
リエチレンの希薄溶液を紡糸し、得られるフィラメント
を延伸することが記載されている。また、特開昭59−
130313号公報には、超高分子量ポリエチレンとワ
ックスとを溶融混練し、この混練物を押出し、冷却固化
後延伸することが記載され、更に特開昭59−1871
i14号公報には、上記溶融混練物を押出し、ドラフト
をかけた後冷却固化し、次いで延伸することが記載され
ている。
(Prior Art) It is already known that a molecularly oriented molded article having high elastic modulus and high tensile modulus can be obtained by forming ultra-high molecular weight polyethylene into fibers, tapes, etc. and stretching the fibers, etc. JP-A-56-15408 describes spinning a dilute solution of ultra-high molecular weight polyethylene and drawing the resulting filament. Also, JP-A-59-
130313 describes that ultra-high molecular weight polyethylene and wax are melt-kneaded, the kneaded product is extruded, cooled and solidified, and then stretched.
Publication i14 describes that the above-mentioned melt-kneaded product is extruded, drafted, cooled and solidified, and then stretched.

これらの高強力ポリエチレン繊維は、その高弾性率、高
強度等の特性を利用して、各種ロープ、各種ネット、工
業用キャンパス等の工業用繊維の用途に広く使用されて
いる。
These high-strength polyethylene fibers are widely used for industrial fiber applications such as various ropes, various nets, and industrial canvases by utilizing their characteristics such as high elastic modulus and high strength.

(発明が解決しようとする問題点) 一般にマルチフィラメントを用いてローブを編組する場
合、弾性率が構成モノフィラメント間でバラつくと、応
力下で均一に力を担わないためにモノフィラメント(j
111a維)の強度がローブ強度に反映されないという
問題、即ち撚り減りの問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) Generally, when braiding lobes using multifilaments, if the elastic modulus varies among the constituent monofilaments, the monofilaments (j
There is a problem that the strength of the 111a fibers is not reflected in the lobe strength, that is, the problem is that the twist is reduced.

この問題は伸びの少ない高弾性率繊維、特に前述した高
強力ポリエチレンia維では容認できない問題であり、
高弾性率繊維の応用上大きな障害となっている。
This problem is unacceptable for high-modulus fibers with low elongation, especially the aforementioned high-strength polyethylene IA fibers.
This is a major obstacle in the application of high modulus fibers.

従って、本発明の目的は、高強力ポリエチレンマルチフ
ィラメント糸条体における個々の単繊維が均一な弾性率
、強度を有し、その結果として単繊維強度の利用率が顕
著に向上したポリエチレンマルチフィラメント糸条体を
製造する方法を提供するにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a polyethylene multifilament yarn in which each single fiber in a high-strength polyethylene multifilament yarn has uniform elastic modulus and strength, and as a result, the utilization rate of the single fiber strength is significantly improved. The present invention provides a method for manufacturing a strip.

(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、高弾性率・高強度ポリエチレンマルチ
フィラメント糸を、単糸乃至金糸の状態で、室温よりも
高く、ポリエチレンの融点よりも低く且つ該ポリエチレ
ンフィラメントのクリープ変形が生じ得る温度において
、常温での破断荷重の10乃至60%の荷重下に伸張し
てクリープ変形させることを特徴とする高強力ポリエチ
レン・マルチフィラメント糸条体の製法が提供される。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, a high elastic modulus/high strength polyethylene multifilament yarn, in the state of a single yarn or a gold thread, is heated to a temperature higher than room temperature, lower than the melting point of polyethylene, and Provided is a method for producing a high-strength polyethylene multifilament thread, which is characterized by creep deformation by stretching the filament under a load of 10 to 60% of the breaking load at room temperature at a temperature where creep deformation of the filament may occur. .

(作用) 高弾性率・高強度ポリエチレン繊維の欠点の一つとして
クリープ性が挙げられる。本発明者は、上記繊維のクリ
ープ性について詳しく解析を行ったところ、次の如き興
味のある事実を見出すに至った。即ち、高弾性率・高強
度ポリエチレン繊維に対して破断荷重の10乃至60%
、特に好適には20乃至50%の荷重を加え、長期間(
高温ではクリープが促進され、短縮される)クリープさ
せた試料では、クリープ伸びの増大に伴ない場合により
弾性率は一旦増加する(多分非晶部の緊張が起っている
)が、その後クリープ伸びに対して弾性率・強度が一定
に保たれる領域が存在することがわかった。
(Function) One of the drawbacks of high modulus and high strength polyethylene fibers is creep property. The present inventor conducted a detailed analysis of the creep properties of the above-mentioned fibers and found the following interesting facts. That is, 10 to 60% of the breaking load for high modulus and high strength polyethylene fibers.
, particularly preferably by applying a load of 20 to 50% for a long period of time (
(Creep is accelerated and shortened at high temperatures.) In creeped samples, the elastic modulus increases temporarily as the creep elongation increases (probably due to tension in the amorphous region), but then the creep elongation increases. It was found that there is a region where the elastic modulus and strength are kept constant.

この点について詳しく説明すると、添付図面第1図は、
荷重印加時間と伸びとの関係を示す説明図であり、最初
に初期伸びと呼ばれる小さい(通常0.5〜0.7%)
伸びの領域があり、これに続いてクリープ伸びの領域が
ある。第2図は高弾性率・高強度ポリエチレン繊維にお
けるクリープ伸び(初期伸びをも含む、以下同じ)と強
度保持率との関係を示す線図であり、第3図はクリープ
伸びと弾性率保持率との関係を示す線図である。
To explain this point in detail, Figure 1 of the attached drawings shows the following:
This is an explanatory diagram showing the relationship between load application time and elongation, where the initial elongation is small (usually 0.5 to 0.7%).
There is a region of elongation followed by a region of creep elongation. Figure 2 is a diagram showing the relationship between creep elongation (including initial elongation, the same applies hereinafter) and strength retention in high-modulus, high-strength polyethylene fibers, and Figure 3 is a diagram showing the relationship between creep elongation and elastic modulus retention in high-modulus, high-strength polyethylene fibers. FIG.

これらの結果から、クリープ伸びを起した後の高弾性率
・高強度ポリエチレン繊維ではその引張り特性がクリー
プ伸びに依存しないという事実が明らかとなる。この現
象は高弾性率・高強度ポリエチレン繊維に特有のもので
あり、高弾性率繊維の代表例であるアラミド繊維ではク
リープさせると強度の低下を生じる。このように、クリ
ープ伸びに対して弾性率・強度が一定な伸びの領域が存
在するのは、この伸びの領域では結晶の壁解が起ってい
るためではないかと考えられる。
These results reveal the fact that the tensile properties of high-modulus, high-strength polyethylene fibers do not depend on creep elongation after creep elongation. This phenomenon is unique to high-modulus, high-strength polyethylene fibers, and aramid fibers, which are a typical example of high-modulus fibers, suffer from a decrease in strength when allowed to creep. The reason why there is a region of elongation where the elastic modulus and strength are constant with respect to creep elongation is thought to be because crystal wall solution occurs in this region of elongation.

本発明では、高弾性率・高強度ポリエチレンマルチフィ
ラメント糸に所定のクリープ変形を与えることにより、
繊維調製時延伸ムラで生じる個々の単繊維の不均一な弾
性率・強度が引揃えられ、マルチフィラメント糸条体へ
の単繊維強度の利用率が顕著に向上することになる。
In the present invention, by giving a predetermined creep deformation to a high elastic modulus and high strength polyethylene multifilament yarn,
The uneven elastic modulus and strength of individual single fibers caused by uneven stretching during fiber preparation are evened out, and the utilization rate of single fiber strength in the multifilament yarn body is significantly improved.

(発明の好適態様) 原料マルチフィラメント糸 高弾性率・高強力ポリエチレンマルチフィラメントとし
ては、単繊維としての引張り弾性率が400Pa以上、
特に60GPa以上で且つ引張り強度が1.5GPa以
上、特に2.0GPa以上のものが使用される。
(Preferred embodiment of the invention) The raw material multifilament yarn high elastic modulus/high strength polyethylene multifilament has a tensile elastic modulus of 400 Pa or more as a single fiber,
In particular, those having a tensile strength of 60 GPa or more and a tensile strength of 1.5 GPa or more, especially 2.0 GPa or more are used.

このようなマルチフィラメントは、超高分子量ポリエチ
レンと稀釈剤とを含む組成物をマルチフィラメントの形
に紡糸し、これを延伸することにより得られる。超高分
子量ポリエチレンとは、デカリン溶媒135℃における
極限粘度〔η〕が5dl /g以上、好ましくは7ない
し3odg/gの範囲のものである。〔η〕が5  d
l/g未満のものは、延伸倍率を大きくとっても引張強
度に優れた延伸物かえられない。又〔η〕の上限にとく
に限定はされないが、3odt/gを越えるものは高濃
度下での溶融粘度が極めて高く、押出時にメルトフラク
チャー等が発生し溶融紡糸性に劣る傾向にある。かかる
超高分子量ポリエチレンとは、エチレンあるいはエチレ
ンと少量の他のα−オレフィン、例えばプロピレン、1
−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン等
とを所謂チーグラー重合により、重合することにより得
られるポリエチレンの中で、遥かに分子量が高い範噴の
ものである。
Such multifilaments can be obtained by spinning a composition containing ultra-high molecular weight polyethylene and a diluent into a multifilament, and then drawing the multifilament. The ultra-high molecular weight polyethylene is one having an intrinsic viscosity [η] of decalin solvent at 135° C. of 5 dl/g or more, preferably in the range of 7 to 3 odg/g. [η] is 5 d
If it is less than 1/g, even if the stretching ratio is increased, a stretched product with excellent tensile strength cannot be obtained. Although there is no particular upper limit to [η], those exceeding 3 odt/g have extremely high melt viscosity at high concentrations, tend to cause melt fractures during extrusion, and have poor melt spinnability. Such ultra-high molecular weight polyethylene refers to ethylene or ethylene and small amounts of other α-olefins, such as propylene, 1
Among the polyethylenes obtained by polymerizing -butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, etc. by so-called Ziegler polymerization, it has a much higher molecular weight.

稀釈剤としては、超高分子量ポリエチレンに対する溶剤
や、超高分子量ポリエチレンに対して相溶性を有する各
種ワックス状物が使用される。
As the diluent, a solvent for ultra-high molecular weight polyethylene and various wax-like substances having compatibility with ultra-high molecular weight polyethylene are used.

溶剤は、好ましくは前記ポリエチレンの融点以上、更に
好ましくは融点+20℃以上の沸点を有する溶剤である
The solvent preferably has a boiling point higher than the melting point of the polyethylene, more preferably higher than the melting point +20°C.

かかる溶剤としては、具体的には、n−ノナン、n−デ
カン、n−ウンデカン、n−ドデカン、n−テトラデカ
ン、n−オクタデカンあるいは流動パラフィン、灯油等
の脂肪族炭化水素系溶媒、キシレン、ナフタリン、テト
ラリン、ブチルベンゼン、p−シメン、シクロヘキシル
ベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ドデ
シルベンゼン、ビシクロヘキシル、デカリン、メチルナ
フタリン、エチルナフタリン等の芳香族炭化水素系溶媒
あるいはその水素化説導体、1,1,2゜2−テトラク
ロロエタン、ペンタクロロエタン、ヘキサクロロエタン
、1,2.3− )−ジクロロプロパン、ジクロロベン
ゼン、1,2.4−トリクロロベンゼン、ブロモベンゼ
ン等のハロゲン化炭化水素溶媒、パラフィン系プロセス
オイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセス
オイル等の鉱油が挙げられる。
Specific examples of such solvents include n-nonane, n-decane, n-undecane, n-dodecane, n-tetradecane, n-octadecane, liquid paraffin, aliphatic hydrocarbon solvents such as kerosene, xylene, and naphthalene. , aromatic hydrocarbon solvents such as tetralin, butylbenzene, p-cymene, cyclohexylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, dodecylbenzene, bicyclohexyl, decalin, methylnaphthalene, ethylnaphthalene or their hydrogenated derivatives, 1,1, 2゜Halogenated hydrocarbon solvents such as 2-tetrachloroethane, pentachloroethane, hexachloroethane, 1,2.3-)-dichloropropane, dichlorobenzene, 1,2.4-trichlorobenzene, bromobenzene, paraffinic process oil , naphthenic process oil, aromatic process oil and the like.

ワックス類としては、脂肪族炭化水素化合物或いはその
誘導体が使用される。
As the waxes, aliphatic hydrocarbon compounds or derivatives thereof are used.

脂肪族炭化水素化合物としては、飽和脂肪族炭化水素化
合物を主体とするもので、通常分子量が2000以下、
好ましくは1000以下、更に好ましくは800以下の
パラフィン系ワックスと呼ばれるものである。これら脂
肪族炭化水素化合物としては、具体的にはトコサン、ト
リコサン、テトラコサン、トリアコンタン等の炭素数2
2以上のn−アルカンあるいはこれらを主成分とした低
級n−アルカンとの混合物、石油から分1!Ili製さ
れた所謂パラフィンワックス、エチレンあるいはエチレ
ンと他のα−オレフィンとを共重合して得られる低分子
量重合体である中・低圧ポリエチレンワックス、高圧法
ポリエチレンワックス、エチレン共重合ワックスあるい
は中・低圧法ポリエチレン、高圧法ポリエチレン等のポ
リエチレンを熱減成等により分子量を低下させたワック
ス及びそれらのワックスの酸化物あるいはマレイン酸変
性等の酸化ワックス、マレイン酸変性ワックス等が挙げ
られる。
The aliphatic hydrocarbon compounds are mainly saturated aliphatic hydrocarbon compounds, and usually have a molecular weight of 2000 or less,
It is preferably a so-called paraffin wax having a molecular weight of 1000 or less, more preferably 800 or less. These aliphatic hydrocarbon compounds include tocosan, tricosane, tetracosane, triacontane, etc. having 2 carbon atoms.
A mixture of two or more n-alkanes or a lower n-alkane containing these as main components, 1 minute from petroleum! So-called paraffin wax manufactured by Ili, medium/low pressure polyethylene wax which is a low molecular weight polymer obtained by copolymerizing ethylene or ethylene with other α-olefins, high pressure polyethylene wax, ethylene copolymer wax, or medium/low pressure Examples include waxes obtained by reducing the molecular weight of polyethylene such as processed polyethylene and high-pressure processed polyethylene by thermal degradation, oxides of these waxes, oxidized waxes modified with maleic acid, and waxes modified with maleic acid.

脂肪族炭化水素化合物話導体としては、例えば脂肪族炭
化水素基(アルキル基、アルケニル基)の末端もしくは
内部に1個又はそれ以上、好ましくは工ないし2個、特
に好ましくは1個のカルボキシル基、水酸基、カルバモ
イル基、エステル基、メルカプト基、カルボニル基等の
官能基を有する化合物である炭素数8以上、好ましくは
炭素数12〜50又は分子量130〜2000.好まし
くは200〜800の脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪
酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪族メルカプタン、脂肪
族アルデヒド、脂肪族ケトン等を挙げることができる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon compound conductor include one or more carboxyl groups, preferably one to two carboxyl groups, particularly preferably one carboxyl group, at the end or inside of an aliphatic hydrocarbon group (alkyl group, alkenyl group), It is a compound having a functional group such as a hydroxyl group, a carbamoyl group, an ester group, a mercapto group, or a carbonyl group, and has a carbon number of 8 or more, preferably a carbon number of 12 to 50, or a molecular weight of 130 to 2,000. Preferably, 200 to 800 fatty acids, aliphatic alcohols, fatty acid amides, fatty acid esters, aliphatic mercaptans, aliphatic aldehydes, aliphatic ketones, etc. can be mentioned.

具体的には、脂肪酸としてカプリン酸、ラウリン酸、ミ
リスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸
、脂肪族アルコールとしてラウリルアルコール、ミリス
チルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコ
ール、脂肪族アミドとしてカプリンアミド、ラウリンア
ミド、バルミチンアミド、ステアリルアミド、脂肪酸エ
ステルとしてステアリル酢酸エステル等を例示すること
ができる。
Specifically, the fatty acids include capric acid, lauric acid, myristic acid, balmitic acid, stearic acid, and oleic acid; the aliphatic alcohols include lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, and stearyl alcohol; and the aliphatic amides include caprinamide and laurinamide. , valmitinamide, stearylamide, and stearyl acetate as the fatty acid ester.

稀釈剤は、その種類によっても相違するが、超高分子量
ポリエチレン100重量部当り33乃至9900重量部
、特に100乃至1900重量部の量で用いるのがよい
The diluent is preferably used in an amount of 33 to 9,900 parts by weight, particularly 100 to 1,900 parts by weight per 100 parts by weight of ultra-high molecular weight polyethylene, although it varies depending on the type of diluent.

溶融混練は一般に150乃至300℃、特に170乃至
2フO℃の温度で行なうのが望ましく、上記範囲よりも
低い温度では、溶融粘度が高すぎて、溶融成形が困難と
なり、また上記範囲よりも高い場合には、熱減成により
超高分子量ポリエチレンの分子量が低下して高弾性率及
び高強度の成形体を得ることが困難となる。尚、配合は
ヘンシェルミキサー、V型ブレンダー等による乾式ブレ
ンドで行ってもよいし、或いは車軸或いは多軸押出機を
用いる溶融混合で行ってもよい。
Melt kneading is generally preferably carried out at a temperature of 150 to 300°C, particularly 170 to 20°C; at temperatures lower than the above range, the melt viscosity becomes too high and melt molding becomes difficult; If it is high, the molecular weight of the ultra-high molecular weight polyethylene decreases due to thermal degradation, making it difficult to obtain a molded article with a high elastic modulus and high strength. The blending may be carried out by dry blending using a Henschel mixer, V-type blender, etc., or by melt mixing using an axle or multi-screw extruder.

この溶融混合物を紡糸口金を通して溶融押出することに
より延伸用マルチフィラメントが得られる。この場合紡
糸口金より押出された溶融物にドラフト、即ち溶融状態
での引き伸しを加えることもできる。溶融樹脂のダイ・
オリフィス内での押出速度v0と冷却固化した未延伸物
の巻き取り速度■との比をドラフト比として次式で定義
することができる。
A drawn multifilament is obtained by melt extruding this molten mixture through a spinneret. In this case, the molten material extruded from the spinneret may be subjected to drafting, that is, drawing in the molten state. Molten resin die
The ratio between the extrusion speed v0 in the orifice and the winding speed (2) of the undrawn material cooled and solidified can be defined as a draft ratio by the following equation.

ドラフト比= v/v0・・−・・−(1)かかるドラ
フト比は混合物の温度及び超高分子量ポリエチレンの分
子量等によるが通常は3以上、好ましくは6以上とする
ことができる。
Draft ratio = v/v0 (1) The draft ratio depends on the temperature of the mixture, the molecular weight of the ultra-high molecular weight polyethylene, etc., but is usually 3 or more, preferably 6 or more.

マルチフィラメントの延伸は、一般に40乃至160℃
、特に80乃至145℃の温度で行うのが望ましい。未
延伸フィラメントを上記温度に加熱保持するための熱媒
体としては、空気、水蒸気、液体媒体の何れをも用いる
ことができる。しかしながら、熱媒体として、前述した
稀釈剤を溶出除去することができる溶媒でしかもその沸
点が成形体組成物の融点よりも高いもの、具体的にはデ
カリン、デカン、灯油等を使用して、延伸操作を行なう
と、前述した稀釈剤の除去が可能となると共に、延伸時
の延伸むらの解消並びに高延伸倍率の達成が可能となる
ので好ましい。
Multifilament drawing is generally carried out at 40 to 160°C.
It is particularly desirable to carry out the process at a temperature of 80 to 145°C. As a heat medium for heating and maintaining the undrawn filament at the above temperature, any of air, water vapor, and a liquid medium can be used. However, as a heating medium, a solvent capable of eluting and removing the diluent mentioned above and whose boiling point is higher than the melting point of the molded article composition, specifically decalin, decane, kerosene, etc., is used to stretch the material. This operation is preferable because it becomes possible to remove the diluent described above, eliminate stretching unevenness during stretching, and achieve a high stretching ratio.

勿論、超高分子量ポリエチレンから過剰の稀釈剤を除去
する手段は、前記方法に限らず、未延伸フィラメントを
ヘキサン、ヘプタン、熱エタノール、クロロホルム、ベ
ンゼン等の溶剤で処理後延伸する方法、延伸物をヘキサ
ン、ヘプタン、熱エタノール、クロロホルム、ベンゼン
等の溶剤で処理する方法によっても、フィラメント中の
過剰の稀釈剤の除去を有効に行ない、高弾性率、高強度
の延伸フィラメントを得ることができる。
Of course, the means for removing excess diluent from ultra-high molecular weight polyethylene is not limited to the above-mentioned method, but also a method of treating an undrawn filament with a solvent such as hexane, heptane, hot ethanol, chloroform, benzene, etc., and then drawing the drawn product. Treatment with a solvent such as hexane, heptane, hot ethanol, chloroform, benzene, etc. can also effectively remove excess diluent from the filament and provide a drawn filament with high elastic modulus and high strength.

延伸操作は、−段或いは二段以上の多段で行うことがで
きる。延伸倍率は、所望とする分子配向効果にも依存す
るが、一般に5乃至80倍、特に10乃至50倍の延伸
倍率となるように延伸操作を行えば満足すべき結果が得
られる。尚、マルチフィラメントの延伸は周速の異なる
ローラ間で容易に行われる。
The stretching operation can be performed in one stage or in multiple stages of two or more stages. Although the stretching ratio depends on the desired molecular orientation effect, satisfactory results can be obtained if the stretching operation is performed at a stretching ratio of generally 5 to 80 times, particularly 10 to 50 times. Note that the multifilament is easily drawn between rollers having different circumferential speeds.

高弾性率・高強度ポリエチレンマルチフィラメント糸に
おける単繊維の繊度は、特に限定されないが、一般に0
.5乃至20デニール、特に1.0乃至15デニールの
範囲内にあることが好ましい。
The fineness of single fibers in high elastic modulus/high strength polyethylene multifilament yarn is not particularly limited, but is generally 0.
.. It is preferably in the range of 5 to 20 deniers, especially 1.0 to 15 deniers.

フィラメントにおける分子配向の程度は、X線回折法、
複屈折法、螢光偏光法等で知ることができる0本発明で
用いるポリエチレンマルチフィラメントの場合、例えば
呉祐吉、久保輝一部:工業化学雑誌第39巻、992頁
(1939)に詳しく述べられている半値巾による配向
度、即ち式9式% 式中、Hoは赤道線上最強のパラトロープ面のデバイ環
に沿っての強度分布曲線の半価幅じ)である。
The degree of molecular orientation in the filament can be determined by X-ray diffraction method,
In the case of the polyethylene multifilament used in the present invention, which can be determined by birefringence method, fluorescence polarization method, etc., it is described in detail in, for example, Yukichi Go, Teruichi Kubo: Industrial Chemistry Magazine Vol. 39, p. 992 (1939). The degree of orientation according to the half-width, that is, the half-width of the intensity distribution curve along the Debye ring of the strongest paratropic surface on the equator.

で定義される配向度(F)が0.90以上、特に0.9
5以上となるように分子配向されていることが好ましい
The degree of orientation (F) defined by is 0.90 or more, especially 0.9
It is preferable that the molecules are oriented so that the number of molecules is 5 or more.

本発明に用いる高弾性率・高強度ポリエチレンマルチフ
ィラメント糸は、上記方法で得られるが、このものは、
アライド社からスペクトラの商品名で、また三井石油化
学工業■からテクミロンの商品名で人手することもでき
る。
The high elastic modulus and high strength polyethylene multifilament yarn used in the present invention can be obtained by the above method, and this
It can also be produced manually by Allied under the trade name Spectra, or by Mitsui Petrochemical Industries ■ under the trade name Tecmilon.

L二二工又形羞ユ 本発明によれば、高弾性率・高強度ポリエチレンマルチ
フィラメント糸を、単糸の状態で、或いは必要繊度化の
合糸を行った後、クリープ変形処理に賦する。
According to the present invention, high elastic modulus and high strength polyethylene multifilament yarn is subjected to creep deformation treatment in the form of a single yarn or after being compounded to obtain the necessary fineness. .

このクリープ変形処理は、室温より高く、ポリエチレン
の融点よりも低く且つクリープ変形が生じ得る温度で行
う。一般に、処理温度は40乃至80℃、特に50乃至
75℃の範囲にあることが望ましい。処理温度が上記範
囲よりも低いと、クリープ変形処理に長時間を要するよ
うになり、生産性の点で好ましくなく、一方上記範囲よ
りも高いと配向緩和等のため好ましくない。処理するマ
ルチフィラメント糸を上記温度に維持するためには、加
熱空気浴、水蒸気浴或いは液体媒体浴等の何れをも用い
ることができる。
This creep deformation treatment is performed at a temperature higher than room temperature, lower than the melting point of polyethylene, and at which creep deformation can occur. Generally, the treatment temperature is preferably in the range of 40 to 80°C, particularly 50 to 75°C. If the treatment temperature is lower than the above range, the creep deformation treatment will take a long time, which is unfavorable from the viewpoint of productivity, while if it is higher than the above range, it is unfavorable because of orientation relaxation. In order to maintain the multifilament yarn to be treated at the above temperature, any of a heated air bath, a steam bath, a liquid medium bath, etc. can be used.

マルチフィラメント糸に印加する荷重は、該マルチフィ
ラメント糸の常温破断荷重の10乃至60%、特に20
乃至50%の範囲の荷重が適当である。このクリープ荷
重が上記範囲よりも小さい場合には、各単繊維の弾性率
、強度を一様化するに十分なりリープ変形が行われない
傾向があり、一方上記範囲よりも大きい場合には、糸切
れ等のトラブルを生じ易くなる。マルチフィラメント糸
に上記荷重を印加するには、それ自体公知の任意の緊張
装置、例えばテンションローラ、テンター等を用いるこ
とができ、またこの緊張lA埋は連続式にも、或いはバ
ッチ式にも行い得る。この緊張処理には、マルチフィラ
メント糸を前述した温度に維持すると共に、マルチフィ
ラメント糸を支持するローラ、フレーム等の支持部材に
前述した範囲にある一定のテンション(荷重)を加え、
マルチフィラメント糸にクリープ伸びを許容することに
より行うことができる。
The load applied to the multifilament yarn is 10 to 60%, particularly 20%, of the room temperature breaking load of the multifilament yarn.
Loads in the range of 50% to 50% are suitable. If this creep load is smaller than the above range, it will be sufficient to make the elastic modulus and strength of each single fiber uniform, and there will be no tendency for leap deformation to occur.On the other hand, if it is larger than the above range, the Problems such as breakage are more likely to occur. In order to apply the above-mentioned load to the multifilament yarn, any known tensioning device such as a tension roller, a tenter, etc. can be used, and this tensioning can be carried out either continuously or batchwise. obtain. This tensioning process involves maintaining the multifilament yarn at the above-mentioned temperature, and applying a certain tension (load) within the above-mentioned range to supporting members such as rollers and frames that support the multifilament yarn.
This can be done by allowing creep elongation in the multifilament yarn.

この処理に際して、クリープ変形させるに必要な時間は
、処理温度や荷重によっても相違し一概に規定できない
が、通常の引張り試験での伸び(3〜5%)を越えた5
乃至25%のクリープ伸び、特に7乃至20%のクリー
プ伸びを達成できるようなものであればよい0通常10
0乃至10,000秒間、特に200乃至1,000秒
間のクリープ変形処理が望ましい。
During this treatment, the time required to cause creep deformation varies depending on the treatment temperature and load, and cannot be unconditionally specified, but it is necessary to
Any material that can achieve a creep elongation of 7 to 25%, especially a creep elongation of 7 to 20% is fine. Usually 10.
A creep deformation treatment of 0 to 10,000 seconds, especially 200 to 1,000 seconds is preferred.

本発明のクリープ変形処理は、ローブの場合、ローブに
編組する前のマルチフィラメント糸について行うことが
一般に好ましいが、マルチフィラメント糸を編組した後
のローブについて行い得るのは勿論である。
In the case of lobes, the creep deformation treatment of the present invention is generally preferably performed on multifilament yarns before being braided into lobes, but it is of course possible to perform the creep deformation treatment on lobes after braiding multifilament yarns.

クリープ変形処理後のマルチフィラメント糸は、荷重を
外しても、初期伸び分は収縮するとしても、クリープ伸
び分は元に戻ることがなく、寸法的に安定なものとなっ
ている。
After the creep deformation treatment, the multifilament yarn is dimensionally stable because even if the load is removed and the initial elongation shrinks, the creep elongation does not return to its original state.

(実施例) 本発明を次の例で具体的に説明する。(Example) The invention will be specifically explained with the following example.

実施例1 び比較例1 高弾性率・高強度ポリエチレンマルチフィラメント糸と
しては、明細書本文記載の方法で製造された下記の特性
を有するポリエチレンマルチフィラメント糸を用いた。
Example 1 and Comparative Example 1 A polyethylene multifilament yarn having the following properties and manufactured by the method described in the main text of the specification was used as the high elastic modulus/high strength polyethylene multifilament yarn.

極限粘度:     8.5 di!、7g引張り弾性
率:  80   GPa  (944g/デニーJい
弓1弓長り強度 :       2.5   GPa
  (29,5g/デニール)伸   び:4.1  
 零 マルチフィラメント繊度:10デニールX100本−1
000デニールを2本用いて1m当り30回撚りをかけ
た撚糸を2木用いて、8打ちのブレードローブを製造し
た(1000デニール×2X2X8)。
Intrinsic viscosity: 8.5 di! , 7g Tensile modulus: 80 GPa (944g/Denny J bow 1 Bow length strength: 2.5 GPa
(29.5g/denier) Elongation: 4.1
Zero multifilament fineness: 10 denier x 100 pieces - 1
An 8-stroke braided lobe was manufactured using two twisted yarns of 000 denier twisted 30 times per meter (1000 denier x 2 x 2 x 8).

このローブは外径6.0 ll1mで、長さ当りの重量
は4.47g7m テあり、デニール換算すると40.
23Qデニールに相当した。このローブの引張り特性を
第1表に示す(比較例1)。
This lobe has an outer diameter of 6.0 1 m and a weight per length of 4.47 g 7 m, which is converted to a denier of 40.
It was equivalent to 23Q denier. The tensile properties of this lobe are shown in Table 1 (Comparative Example 1).

上記マルチフィラメント糸を70℃の温度(温水浴中)
で破断荷重の約30%の荷重をかけ、約10%クリープ
伸びを生じさせた。伸長速度は2%歪/minでこれは
自重での伸長速度とほぼ等しい。
The above multifilament yarn was heated to 70℃ (in a hot water bath).
A load of about 30% of the breaking load was applied to produce about 10% creep elongation. The elongation rate is 2% strain/min, which is approximately equal to the elongation rate under its own weight.

このクリープ処理マルチフィラメント糸を用いる以外は
上記と同様にしてブレードローブを製造した。このロー
ブは外径5.8 mmで、長さ当りの重量は4.06g
/mであり、デニール換算すると、36.570デニー
ルであった。このローブの引張り特性値を第1表に示す
(実施例1)。
A braided lobe was manufactured in the same manner as above except for using this creep-treated multifilament yarn. This lobe has an outer diameter of 5.8 mm and a weight per length of 4.06 g.
/m, and when converted to denier, it was 36.570 denier. The tensile properties of this lobe are shown in Table 1 (Example 1).

第1表 尚、第1表中の利用率は下記式から算出した。Table 1 In addition, the utilization rate in Table 1 was calculated from the following formula.

ここで分母はローブを構成するマルチフィラメントの強
度が100%発揮されたときの強力を表わす。
Here, the denominator represents the strength when 100% of the strength of the multifilament constituting the lobe is exerted.

(発明の効果) 本発明によれば、高弾性率、高強度ポリエチレンマルチ
フィラメント糸に、クリープ変形を生じさせることによ
り、個々の単繊維の弾性率、強度を均一化することがで
き、これにより最終マルチフィラメント糸条体へのIL
繊維強度の利用率を顕著に向上させ、これにより撚り減
りを低減させることができた。
(Effects of the Invention) According to the present invention, by causing creep deformation to a high elastic modulus, high strength polyethylene multifilament yarn, the elastic modulus and strength of individual single fibers can be made uniform. IL to the final multifilament striatum
The utilization rate of fiber strength was significantly improved, thereby reducing twist loss.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は高弾性率、高強度ポリエチレン繊維の荷重印加
時間と伸びとの関係を示す線図であり、第2図は上記繊
維についてクリープ伸びと強度保持率との関係を示す線
図であり、 第3図は上記繊維についてクリープ伸びと弾性率保持率
との関係を示す線図である。 特許出願人   三井石油化学工業株式会社第1図 第2図 クリープ・イ申ひ゛(’/、 ) 第3図
Figure 1 is a diagram showing the relationship between load application time and elongation of high modulus, high strength polyethylene fibers, and Figure 2 is a diagram showing the relationship between creep elongation and strength retention for the above fibers. , FIG. 3 is a diagram showing the relationship between creep elongation and elastic modulus retention for the above fibers. Patent applicant: Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Figure 1 Figure 2 Creep damage ('/, ) Figure 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高弾性率・高強度ポリエチレンマルチフィラメン
ト糸を、単糸乃至合糸の状態で、室温よりも高く、ポリ
エチレンの融点よりも低く且つ該ポリエチレンフィラメ
ントのクリープ変形が生じ得る温度において、常温での
破断荷重の10乃至60%の荷重下に伸張してクリープ
変形させることを特徴とする高強力ポリエチレン・マル
チフィラメント糸条体の製法。
(1) A high elastic modulus/high strength polyethylene multifilament yarn, in the form of a single yarn or a double yarn, is stored at room temperature at a temperature higher than room temperature, lower than the melting point of polyethylene, and at which creep deformation of the polyethylene filament may occur. A method for producing a high-strength polyethylene multifilament thread, which is characterized by creep deformation by stretching it under a load of 10 to 60% of the breaking load.
(2)5乃至25%のクリープ伸びを生ずるようにクリ
ープ変形させる請求項1記載の製法。
(2) The manufacturing method according to claim 1, wherein creep deformation is performed to produce a creep elongation of 5 to 25%.
(3)高弾性率・高強度ポリエチレンのマルチフィラメ
ントが超高分子量ポリエチレンから紡糸された弾性率が
40GPa以上及び強度が1.5GPa以上のマルチフ
ィラメントである請求項1記載の製法。
(3) The method according to claim 1, wherein the multifilament of high elastic modulus and high strength polyethylene is a multifilament spun from ultra-high molecular weight polyethylene and has an elastic modulus of 40 GPa or more and a strength of 1.5 GPa or more.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000046436A1 (en) * 1999-02-05 2000-08-10 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha High strength polyethylene fiber and non-woven fabric for electric cell separator, and impact-resistant member

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WO2000046436A1 (en) * 1999-02-05 2000-08-10 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha High strength polyethylene fiber and non-woven fabric for electric cell separator, and impact-resistant member

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