JPH059879A - 着色された超高分子量ポリエチレン繊維集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 その特性を損なうことなく目的の色相に着色
された超高分子量ポリエチレン繊維集合体を得る。 【構成】 有機溶剤に溶解せしめたソルベントカラーに
より着色した超高分子量ポリエチレン繊維集合体。その
着色の大部分がアセトン洗浄により脱落する。 【効果】 本発明によって超高強力・高弾性率を保持し
たまま、十分に実用に絶え得る堅牢度がある着色された
超高分子量ポリエチレン繊維集合体が得られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は着色された繊維集合体に
関し、詳しくは着色された高強力超高分子量ポリエチレ
ン繊維集合体に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来から繊維を着色する方法には、原料ポ
リマーに染料または顔料等の着色料を添加混合する原着
法と、繊維を形成した後に種々の加工を施すことにより
着色するいわゆる染色加工法が知られている。

【０００３】しかしながら、原着法は製造銘柄の変更、
例えば色変更や無着色繊維への変更を行う場合、時間お
よび原料ロスを多大に要すといった欠点があげられる。
また本発明の目的とする超高分子量ポリエチレン繊維に
関しては、原着のための添加物が、高強力を発現するた
めの結晶形成過程等に於いて欠陥として作用し、強度を
低下させるなどの悪影響を及ぼすことも考えられ好まし
くない。一方、繊維を形成した後に染色する手法を高強
力超高分子量ポリエチレン繊維に適用しようとした場
合、ポリエチレンが化学構造的に単純であることや、結
晶化度が非常に高いために十分な堅牢度を持った染色は
困難であった。以上の理由によりもっぱら顔料パディン
グ法や顔料プリント法等が用いられているのが現状であ
る。しかしこの方法は、顔料を繊維上に固定させるバイ
ンダーの併用が不可欠である為、そのバインダーの影響
で風合いが硬いとか、洗濯等により色落ちがしやすいな
どの欠点がある。また鮮明な色相も得られにくく斑にな
りやすい、濃色では摩擦堅牢度が悪いため中色〜淡色に
限られる等の欠点も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、原着法
や従来の染色加工法、あるいは顔料パディング法や顔料
プリント法を用いること無く、十分に実用に絶え得る堅
牢度をもって着色された高強力超高分子量ポリエチレン
繊維集合体を提供すべく鋭意研究の結果本発明に到達し
た。

【０００５】

【課題を解決しようとする手段】すなわち本発明は、炭
化水素類、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エス
テル類および／またはグリコール誘導体の中から選ばれ
る少なくとも一種以上の有機溶剤に溶解せしめたモノア
ゾ系、ジスアゾ系、アンスラキノン系、金属錯塩系等の
ソルベントカラー、もしくはそれらの混合物により着色
され、且つその着色の大部分が実質上アセトン洗浄によ
り脱落することを特徴とする着色された超高分子量ポリ
エチレン繊維集合体を提供せんとするものである。さら
にはアセトン洗浄を施すことにより、ハンターの色差式
における明度指数Ｌ値が５０以上を示すことを特徴とす
る。

【０００６】本発明に於ける高強力超高分子量ポリエチ
レンとは、単独重合体である必要はなく、例えばエチレ
ンとα−オレフィンあるいはその他の官能基を有する化
合物などとの共重合体をも含まれる。また単独重合体と
これらの共重合体とのブレンド物であっても良い。

【０００７】その粘度平均分子量は５０万以上、好まし
くは１００万以上、更に好ましくは１５０万以上であ
る。高強力繊維に要求される引張強力は限定されるもの
ではないが、少なくとも２０ｇ／デニール以上であるこ
とが好ましく、粘度平均分子量が５０万に満たない場合
は、２０ｇ／デニールの引張強力の発現は難しい。

【０００８】また本発明で言う繊維集合体とは、形成さ
れた高強力超高分子量ポリエチレン繊維の集合体であ
り、その形態は特に限定されない。例えば、糸、わた、
織編物、網、紐、ロープ、積層シート状物や三次元構造
物などがあげられる。

【０００９】さらに本発明に於ける有機溶剤とは、トル
エン、キシレン、スチレン等の炭化水素類、メタノー
ル、イソプロピルアルコール、２−ブタノール等のアル
コール類、エチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，
４−ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルブチルケトン等のケトン類、酢酸メチ
ル、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル類、エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエ
ーテル等のグリコール誘導体の中から選ばれるもの、ま
たはそれらの混合物である。

【００１０】また本発明で言うソルベントカラーとは、
前記の有機溶剤に目的とする量（０．００１〜３０重量
％程度）が溶解しうるものであれば特に限定されない
が、モノアゾ系、ジスアゾ系、アンスラキノン系、金属
錯塩系等のソルベントカラーが好ましい。具体例をカラ
ーインデックスナンバーで示すと、ソルベントイエロー
２１、ソルベントイエロー１５１、ソルベントオレンジ
４０、ソルベントレッド８３、ソルベントレッド１１
８、ソルベントレッド１２２、ソルベントレッド１３
２、ソルベントレッド２１８、ソルベントブルー７０、
ソルベントブラック２２、ソルベントブラック２７等が
あげられる。また目的の色相を得るためこれら２種以上
を自由に組み合わせ混合物として用いることも可能であ
る。

【００１１】本発明の重要要件であるアセトン洗浄と
は、着色された高強力超高分子量ポリエチレン繊維集合
体を第４類第１石油類アセトンにて常温常圧下で繰り返
し洗浄することを言い、好ましくはアセトン液が脱落し
た着色剤で濁らなくなるまで、新しいアセトンに交換し
繰り返し洗浄する。

【００１２】ハンターの色差式における明度指数Ｌ値と
は、色差表示方法として示されているＪＩＳ Ｚ−８７
３０（１９８０） ６．３．２に準ずる。

【００１３】本発明の特徴は、有機溶剤に溶解せしめた
ソルベントカラーを使用するいわゆる溶剤染色法により
着色された繊維集合体である。一般に形成された繊維の
染色加工は水を溶媒として使用する言わば水染色法が常
識的であるが、前記の問題点、すなわち高強力超高分子
量ポリエチレン繊維に適用しようとした場合、ポリエチ
レンが化学構造的に単純であることや、結晶化度が非常
に高いために十分な堅牢度を持った染色は困難と言った
問題点があった。本発明者らは、前記の溶剤がポリエチ
レン繊維に対して親和力が大きいことや溶剤染色は染着
速度が大きく移染性、均染性が良い等の特徴があること
に着眼した。

【００１４】又、本発明で得られる着色された当該繊維
集合体は、その着色の大部分が実質上アセトン洗浄によ
り脱落する。従って洗浄後の当該繊維集合体は反射率が
大幅に向上し、ハンターの色差式における明度指数Ｌ値
が５０以上を示すようになる。この事により、本発明で
得られる当該繊維集合体は繊維表面のみ目的の色相に着
色されているものと推定される。しかし、アセトン等有
機溶剤中での使用を除いて、通常の使用状態ではその色
相は脱落することなく十分実用に耐えうる。

【００１５】本発明で得られる着色された高強力超高分
子量ポリエチレン繊維集合体は、船舶、ヨット用等の各
種ロープ、コード類、セールクロス、漁網等の各種ネッ
ト、防爆シート、作業用・スポーツ用防護衣類等多岐に
わたる分野に使用できる。特に優れた耐光堅牢度が要求
される用途に適している。

【００１６】以下本発明を実施例及び比較例をあげて具
体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、
実施例に制約されるものではない。

【００１７】

【実施例】本発明で使用した測定法及び測定条件を以下
に説明する。粘度平均分子量１３５℃デカリンにて毛管
粘度計法で測定した極限粘度から次式を用いて便宜的に
算出した。 Ｍｖ＝５．３７×１０⁴ ［η］^1.37

【００１８】強伸度測定 ＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９８１）に準じた。すなわち
オリエンテック社製テンシロンを用い、試長２００ｍ
ｍ、引張り速度１００ｍｍ／分の条件で織物構成ヤーン
のＳ−Ｓ曲線を測定し、引張り破断強度、引張り弾性率
を算出した。尚引張り弾性率はＳ−Ｓ曲線の原点付近に
おける最大勾配より算出した。

【００１９】摩擦堅牢度 ＪＩＳ Ｌ−０８４９（１９７１）に準じた。すなわち
大栄科学精器製作所製学振型摩擦試験機（摩擦試験機Ｉ
Ｉ形）を用い、乾燥状態及び湿潤状態の摩擦堅牢度を測
定した。

【００２０】耐光堅牢度 ＪＩＳ Ｌ−０８４２（１９８８）に準じた。すなわち
スガ製作所製カーボンアーク灯形耐光試験機を用い、ブ
ラックパネル温度を６３℃±３℃に調整し、第２露光方
法に基づいて露光し耐光堅牢度を判定した。

【００２１】明度指数Ｌ値 ＪＩＳ Ｚ−８７２２（１９８２）及びＪＩＳ Ｚ−８
７３０（１９８０）６．３．２に準じた。すなわち東京
電色社製色差計（ダブルビーム方式オートマチックカラ
ーコンピュータ）を用い測定した。

【００２２】実施例１ 粘度平均分子量１７０万の高強力超高分子量ポリエチレ
ン繊維からなり８００デニール７８０フィラメントの原
糸（Ｌ値９３）を用いて、たて密度３３本／インチ、よ
こ密度３３本／インチの平織物を製織した。この織物
を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）９５重量部にソルベ
ントカラー（カラーインデックスナンバー＝ソルベント
ブラック２７：田岡化学工業（株）製Ｏｌｅｏｓｏｌ
ＦａｓｔＢｌａｃｋ ＲＬ）５重量部を溶解した溶液に
３０秒間浸した後、マングルにて絞った。ピックアップ
率は６０％であった。引き続き温風乾燥機内にて１００
℃で２分間熱処理した。得られた着色織物の引張り破断
強度は３１ｇ／ｄ、引張り弾性率は１１４０ｇ／ｄと高
強力を示し、着色による強力低下は全く見られなかっ
た。また摩擦堅牢度は乾燥状態、湿潤状態とも４級と優
れており、耐光堅牢度は７級と非常に優れていた。この
着色織物の明度指数Ｌ値は２０であったが、アセトン洗
浄を施すことによりＬ値は７６を示した。

【００２３】実施例２ 粘度平均分子量２９０万の高強力超高分子量ポリエチレ
ン繊維からなり８００デニール７８０フィラメントの原
糸（Ｌ値９３）を用いて、たて密度３３本／インチ、よ
こ密度３３本／インチの平織物を製織した。この織物を
実施例１と同様に、ＭＥＫ９０重量部にソルベントカラ
ー（カラーインデックスナンバー＝ソルベントブラック
２７）１０重量部を溶解した溶液に３０秒間浸した後、
マングルにて絞った。ピックアップ率は６０％であっ
た。引き続き温風乾燥機内にて１００℃で２分間熱処理
した。得られた着色織物の引張り破断強度は４０ｇ／
ｄ、引張り弾性率は１４８０ｇ／ｄと高強力を示し、着
色による強力低下は全く見られなかった。また摩擦堅牢
度は乾燥状態、湿潤状態とも４級と優れており、耐光堅
牢度は６−７級と非常に優れていた。この着色織物の明
度指数Ｌ値は１８であったが、アセトン洗浄を施すこと
によりＬ値は６２を示した。

【００２４】比較例１ 実施例１で製織された平織物と同一のものを、顔料パデ
ィング法にて着色した。カラ ーベースとして顔料（カ
ラーインデックスナンバー＝ピグメントブラック７：山
陽色素（株）製Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｂｌａｃｋ
Ｃ）５重量部、パディング用バインダー（アクリル酸
エステル樹脂）７重量部、バインダー用触媒１重量部、
及びマイグレーション防止用にアルギン酸ソーダを主成
分とする元糊５重量部を８２重量部の水に混合攪拌した
パディング液をピックアップ率８０％で含浸し、温風乾
燥機内にて乾燥後１２０℃で５分間熱処理した。得られ
た着色織物の引張り破断強度は３０ｇ／ｄ、引張り弾性
率は１０８０ｇ／ｄと高強力を示したが、摩擦堅牢度は
乾燥状態で３級、湿潤状態では２−３級とやや低く、さ
らに耐光堅牢度でも４−５級と実用化できるぎりぎりの
堅牢度であった。しかし風合いが非常に硬く用途が制限
される性能であった。この着色織物の明度指数Ｌ値は１
８で、アセトン洗浄後でもＬ値は１９を示しほとんど変
わらなかった。

【００２５】比較例２ 実施例２で製織された平織物と同一のものを比較例１と
同様に、顔料パディング法にて着色した。カラーベース
として顔料（カラーインデックスナンバー＝ピグメント
ブラック７）１０重量部、パディング用バインダー１２
重量部、バインダー用触媒２重量部、及びマイグレーシ
ョン防止用にアルギン酸ソーダを主成分とする元糊５重
量部を７１重量部の水に混合攪拌したパディング液をピ
ックアップ率８０％で含浸し、温風乾燥機内にて乾燥後
１２０℃で５分間熱処理した。得られた着色織物の引張
り破断強度は３６ｇ／ｄ、引張り弾性率は１４００ｇ／
ｄと高強力を示したが、耐光堅牢度は４−５級とやや低
く、摩擦堅牢度は乾燥状態で１−２級、湿潤状態では１
級で実用上問題であった。この着色織物の明度指数Ｌ値
は１７で、アセトン洗浄後でもＬ値は１８を示しほとん
ど変わらなかった。

【００２６】これらの結果から明らかな様に、本発明で
得られる着色された高強力超高分子量ポリエチレン繊維
集合体は非常に実用的であり、アセトン洗浄により判別
できることが分かる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明で得られる着色された高強力超高分子量ポリエチ
レン繊維集合体は、その優れた特性、すなわち軽くて超
高強力・高弾性率、優れた耐摩耗性、耐衝撃性、耐光性
等を有するという特性を損なうことなく、船舶、ヨット
用等の各種ロープ、コード類、セールクロス、漁網等の
各種ネット、防爆シート、作業用・スポーツ用防護衣類
等に要求される目的の色相で十分に実用に絶え得る堅牢
度をもっている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭化水素類、アルコール類、エーテル
   類、ケトン類、エステル類および／またはグリコール誘
   導体の中から選ばれる少なくとも一種以上の有機溶剤に
   溶解せしめたモノアゾ系、ジスアゾ系、アンスラキノン
   系、金属錯塩系等のソルベントカラー、もしくはそれら
   の混合物により着色され、且つその着色の大部分が実質
   上アセトン洗浄により脱落することを特徴とする着色さ
   れた超高分子量ポリエチレン繊維集合体。
2. 【請求項２】 アセトン洗浄を施すことにより、ハンタ
   ーの色差式における明度指数Ｌ値が５０以上を示すこと
   を特徴とする請求項１記載の着色された超高分子量ポリ
   エチレン繊維集合体。