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JP7176517B2 - Multifilament and its constituent monofilaments - Google Patents

Multifilament and its constituent monofilaments Download PDF

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JP7176517B2
JP7176517B2 JP2019530593A JP2019530593A JP7176517B2 JP 7176517 B2 JP7176517 B2 JP 7176517B2 JP 2019530593 A JP2019530593 A JP 2019530593A JP 2019530593 A JP2019530593 A JP 2019530593A JP 7176517 B2 JP7176517 B2 JP 7176517B2
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    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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Description

本発明は、マルチフィラメントおよびそれを構成するモノフィラメントに関する。 The present invention relates to a multifilament and a monofilament that constitutes it.

従来、超高分子量ポリエチレンと呼ばれる分子量が極めて高いポリエチレンは、耐衝撃性などの特性が良好であることから、多くの用途に利用されている。中でも、超高分子量ポリエチレンを有機溶媒に溶かしたポリエチレン溶液を押出機から押出後急冷することによって繊維状のゲル体とし、このゲル体から有機溶媒を除去しながら連続的に延伸する製造方法(以下、ゲル紡糸法という)によって製造された超高分子量ポリエチレン繊維は、高強度・高弾性率繊維として広く知られている(例えば、特許文献1、特許文献2)。 BACKGROUND ART Conventionally, polyethylene with an extremely high molecular weight, called ultra-high molecular weight polyethylene, has been used in many applications because of its excellent properties such as impact resistance. Among them, a manufacturing method (hereinafter referred to as , gel spinning method) is widely known as a high-strength, high-modulus fiber (for example, Patent Documents 1 and 2).

また、超高分子量ポリエチレンを揮発性の溶剤に均一溶解した紡糸液を用いて紡糸し、紡出したゲル糸中の溶剤を揮発させ、次にゲル糸を不活性ガスを用いて冷却し、最後に高倍率に延伸するといった乾式紡糸法によって高強度・高弾性率繊維を製造できることも知られている(例えば、特許文献3)。 In addition, spinning is performed using a spinning solution in which ultra-high molecular weight polyethylene is uniformly dissolved in a volatile solvent, the solvent in the spun gel yarn is volatilized, then the gel yarn is cooled using an inert gas, and finally It is also known that a high-strength, high-modulus fiber can be produced by a dry spinning method such as drawing at a high magnification (for example, Patent Document 3).

このように高強度かつ高弾性率なポリエチレン繊維(マルチフィラメント)は近年幅広い分野で使用されるようになってきている。しかし、強度、弾性率が向上したポリエチレン繊維を例えばロープや組紐などに使用した場合、より少ない打ち込み本数、或いは低い繊度での設計が可能となり、ロープや組紐などの径を小さくすることが可能となるが、それに伴い耐摩耗性が悪くなるという欠点があった。 Polyethylene fibers (multifilaments) having such high strength and high elastic modulus have been used in a wide range of fields in recent years. However, when polyethylene fibers with improved strength and elastic modulus are used in ropes and braids, for example, it becomes possible to design with fewer strands or with a lower fineness, making it possible to reduce the diameter of ropes and braids. However, there was a drawback that wear resistance deteriorated accordingly.

そこで、耐摩耗性を改善するため、モノフィラメントの繊度を高くすることで耐摩耗性を向上させることが知られている(例えば、特許文献4、特許文献5)。 Therefore, in order to improve abrasion resistance, it is known to improve abrasion resistance by increasing the fineness of the monofilament (for example, Patent Documents 4 and 5).

日本国特許第4565324号公報Japanese Patent No. 4565324 日本国特許第4565325号公報Japanese Patent No. 4565325 日本国特許第4141686号公報Japanese Patent No. 4141686 日本国公開特許公報「特開2015-193960」Japanese patent publication "JP 2015-193960" 日本国公表特許公報「特表2016-507662」Japanese published patent publication "Special table 2016-507662"

これまでよりも、過負荷条件においても擦れに強く、従さらなる耐摩耗性が求められている。また、モノフィラメントの繊度を高くすると、曲げ剛性が大幅に高くなり、柔軟性が大幅に低下する。超高分子量ポリエチレン繊維の主な用途として耐切創手袋や釣糸などが挙げられるが、ポリエチレンの特性である柔軟性が大幅に低下することで、例えば手袋に使用した際の作業性や釣糸に使用した際の操作性が著しく低下する。 More than ever before, there is a demand for more resistance to abrasion even under overload conditions and further wear resistance. In addition, increasing the fineness of the monofilament greatly increases the bending rigidity and significantly decreases the flexibility. Cut-resistant gloves and fishing lines are the main uses of ultrahigh-molecular-weight polyethylene fibers. The operability at the time is remarkably deteriorated.

そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされ、その目的は、耐摩耗性および柔軟性に優れたマルチフィラメント等を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a multifilament or the like excellent in abrasion resistance and flexibility.

本発明者らは鋭意検討した結果、遂に本発明を完成するに到った。すなわち本発明は、以下の通りである。
(1)極限粘度[η]が5.0dL/g以上40.0dL/g以下であり、繰り返し単位がエチレンであるポリエチレンから成るモノフィラメントから構成されるマルチフィラメントであって、前記モノフィラメントは、(a)繊維軸方向に垂直の断面の長辺と短辺の比が2以上の扁平形状であり、(b)15dtex以上であり、かつ、(c)JIS L
1095に準拠し、10cN/dtexの荷重にて測定される摩耗強さ試験における破断時の往復摩耗回数が10000回以上である、ことを特徴とするマルチフィラメント。(2)当該マルチフィラメントは、JIS L 1095に準拠し、5cN/dtexの荷重にて測定される摩耗強さ試験における破断時の往復摩耗回数が10000回以上であることを特徴とする(1)に記載のマルチフィラメント。
(3)前記モノフィラメントは、引張強度が18cN/dtex以上であり、かつ、初期弾性率が600N/dtex以上であることを特徴とする(1)または(2)に記載のマルチフィラメント。
(4)(1)から(3)のいずれか1つに記載のマルチフィラメントを構成するモノフィラメント。
The present inventors have finally completed the present invention as a result of earnest studies. That is, the present invention is as follows.
(1) A multifilament composed of a polyethylene monofilament having an intrinsic viscosity [η] of 5.0 dL/g or more and 40.0 dL/g or less and having a repeating unit of ethylene, wherein the monofilament comprises (a (b) 15 dtex or more; and (c) JIS L
1095, wherein the number of reciprocating abrasions at break is 10000 times or more in an abrasion strength test measured at a load of 10 cN/dtex. (2) The multifilament conforms to JIS L 1095 and has a reciprocating wear count of 10,000 or more at break in an abrasion strength test measured at a load of 5 cN/dtex (1) The multifilament described in .
(3) The multifilament according to (1) or (2), wherein the monofilament has a tensile strength of 18 cN/dtex or more and an initial elastic modulus of 600 N/dtex or more.
(4) A monofilament constituting the multifilament according to any one of (1) to (3).

本発明により、耐摩耗性および柔軟性に優れたマルチフィラメントを提供することができる。本発明に係るマルチフィラメントは、過負荷条件においても擦れに強く耐摩耗性に優れている。これにより、製品寿命が著しく向上する。そして、使用時の擦れに伴い発生する毛羽の量が大幅に減少するのみならず、製品への加工時に発生する毛羽の量も減少するため、作業環境も向上する。また、本発明に係るマルチフィラメントは、柔軟性に優れているため、本発明に係るマルチフィラメントを用いた各製品の加工性や操作性に優れる。 The present invention can provide a multifilament having excellent abrasion resistance and flexibility. The multifilament according to the present invention is resistant to rubbing and has excellent wear resistance even under overload conditions. This significantly increases product life. In addition, not only the amount of fluff generated by rubbing during use is greatly reduced, but also the amount of fluff generated during processing into products is reduced, thereby improving the working environment. Moreover, since the multifilament according to the present invention is excellent in flexibility, each product using the multifilament according to the present invention is excellent in workability and operability.

以下、本発明を詳述する。 The present invention will be described in detail below.

〔ポリエチレン〕
本発明に係るマルチフィラメントを構成するモノフィラメントは、繰り返し単位が実質的にエチレンであるポリエチレンから成り、エチレンの単独重合体からなる超高分子量ポリエチレンであることが好ましい。また、本発明で用いられるポリエチレンは、本発明の効果が得られる範囲で、エチレンの単独重合体ばかりでなく、エチレンと少量の他のモノマーとの共重合体を使用することができる。他のモノマーとしては、例えば、α-オレフィン、アクリル酸及びその誘導体、メタクリル酸及びその誘導体、ビニルシラン及びその誘導体等が挙げられる。本発明で用いられる高分子量ポリエチレンとしては、エチレンの単独重合体からなる超高分子量ポリエチレン、共重合体同士(エチレンと他のモノマー(例えば、α―オレフィン)との共重合体)、あるいはホモポリエチレンとエチレン系共重合体とのブレンド物、更にはホモポリエチレンと他のα-オレフィン等のホモポリマーとのブレンド物であってもよく、部分的な架橋、又は部分的なメチル分岐、エチル分岐、ブチル分岐等を有していてもよい。特にプロピレン、1-ブテンなどのα-オレフィンとの共重合体であって、短鎖あるいは長鎖の分岐が炭素原子1000個あたり20個未満の割合で含まれた超高分子量ポリエチレンであってもよい。ある程度の分岐を含有させることは本発明に係るマルチフィラメントを製造する上で、特に紡糸・延伸において安定性を与えることができるが、炭素原子1000個あたり20個以上含むようになると、逆に分岐部分が多すぎることが紡糸・延伸時の阻害要因となるため好ましくない。しかし、エチレン以外の他のモノマーの含有量が多すぎると、却って延伸の阻害要因となる。そのため、エチレン以外の他のモノマーは、モノマー単位で5.0mol%以下であることが好ましく、より好ましくは1.0mol%以下、更に好ましくは0.2mol%以下であり、最も好ましいのは0.0mol%、すなわちエチレンのホモポリマーである。なお、本明細書では「ポリエチレン」は、特段の記載がない限り、エチレンのホモポリマーのみならず、エチレンと少量の他のモノマーとの共重合体等も含めるものとする。また、本発明に係るマルチフィラメントの製造には、ポリエチレンに必要に応じて後述する各種添加剤を配合したポリエチレン組成物を用いることもでき、本明細書の「ポリエチレン」にはこのようなポリエチレン組成物も含めるものとする。
〔polyethylene〕
The monofilaments constituting the multifilament according to the present invention are preferably composed of polyethylene whose repeating unit is substantially ethylene, and are preferably ultra-high molecular weight polyethylene composed of ethylene homopolymers. Moreover, as the polyethylene used in the present invention, not only homopolymers of ethylene but also copolymers of ethylene and a small amount of other monomers can be used as long as the effects of the present invention can be obtained. Other monomers include, for example, α-olefins, acrylic acid and its derivatives, methacrylic acid and its derivatives, vinylsilane and its derivatives, and the like. The high-molecular-weight polyethylene used in the present invention includes ultra-high-molecular-weight polyethylene composed of a homopolymer of ethylene, copolymers (copolymers of ethylene and other monomers (eg, α-olefin)), or homopolyethylene. and an ethylene copolymer, or a blend of homopolyethylene and other homopolymers such as α-olefins, which may be partially crosslinked, or partially methyl branched, ethyl branched, It may have butyl branches and the like. In particular, it is a copolymer with an α-olefin such as propylene and 1-butene, and even an ultra-high molecular weight polyethylene containing short-chain or long-chain branches at a rate of less than 20 per 1000 carbon atoms. good. Containing a certain amount of branching can provide stability in the production of the multifilament according to the present invention, especially in spinning and drawing, but if it contains 20 or more per 1000 carbon atoms, branching will conversely occur. An excessively large portion is not preferable because it is an obstacle to spinning and drawing. However, if the content of monomers other than ethylene is too high, it becomes a hindrance to stretching. Therefore, the content of monomers other than ethylene is preferably 5.0 mol % or less, more preferably 1.0 mol % or less, still more preferably 0.2 mol % or less, most preferably 0.2 mol % or less. 0 mol %, that is, a homopolymer of ethylene. In this specification, "polyethylene" includes not only homopolymers of ethylene but also copolymers of ethylene and a small amount of other monomers, unless otherwise specified. In addition, in the production of the multifilament according to the present invention, a polyethylene composition obtained by blending polyethylene with various additives described later as necessary can be used. shall also include things.

また、後述する極限粘度の測定において、その極限粘度が後述の所定の範囲に入るのであれば、数平均分子量や重量平均分子量の異なるポリエチレンをブレンドしてもよいし、分子量分布(Mw/Mn)の異なるポリエチレンをブレンドしてもよい。また、分岐ポリマーと分岐のないポリマーとのブレンド物であってもよい。 In addition, in the measurement of the intrinsic viscosity described later, if the intrinsic viscosity falls within the predetermined range described later, polyethylenes having different number average molecular weights and weight average molecular weights may be blended, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) different polyethylenes may be blended. It may also be a blend of a branched polymer and a non-branched polymer.

〔重量平均分子量〕
上述のとおり、本発明で用いられるポリエチレンは超高分子量ポリエチレンであることが好ましく、超高分子量ポリエチレンの重量平均分子量は、490,000~6,200,000であることが好ましく、より好ましくは550,000~5,000,000、更に好ましくは800,000~4,000,000である。重量平均分子量が490,000未満であると、後述する延伸工程を行ってもマルチフィラメントが、高強度、高弾性率にならないおそれがある。これは、重量平均分子量が小さいために、マルチフィラメントの断面積あたりの分子末端数が多くなり、これが構造欠陥として作用したことによると推定される。また、重量平均分子量が6,200,000を超えると、延伸工程時の張力が非常に大きくなることにより破断が発生し、生産することが非常に困難となる。
[Weight average molecular weight]
As described above, the polyethylene used in the present invention is preferably ultra-high molecular weight polyethylene, and the weight-average molecular weight of ultra-high molecular weight polyethylene is preferably 490,000 to 6,200,000, more preferably 550 ,000 to 5,000,000, more preferably 800,000 to 4,000,000. If the weight-average molecular weight is less than 490,000, there is a risk that the multifilament will not have high strength and high elastic modulus even if the stretching step described later is performed. This is presumed to be because the number of molecular ends per cross-sectional area of the multifilaments increased due to the small weight average molecular weight, which acted as structural defects. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 6,200,000, the tension during the drawing process becomes very large, causing breakage and making the production very difficult.

重量平均分子量は、一般的にGPC測定法で求められるが、本発明で用いられるポリエチレンのように重量平均分子量が高い場合は、測定時にカラムの目詰まりが発生するなどの理由によりGPC測定法では容易に求めることができない恐れがある。そこで本発明で用いられるポリエチレンについては、GPC測定法に代わって、「POLYMER HANDBOOK,Fourth Edition,J.Brandrup and E.H.Immergut,E.A.Grulke Ed.,A JOHN WILEY & SONS,Inc Publication 1999」に記載されている以下の式を用いることによって、後述する極限粘度の値から重量平均分子量を算出している。
重量平均分子量=5.365×104×(極限粘度)1.37
The weight-average molecular weight is generally determined by GPC measurement, but when the weight-average molecular weight is high like the polyethylene used in the present invention, the GPC measurement method is not suitable for reasons such as clogging of the column during measurement. It may not be easy to obtain. Therefore, regarding the polyethylene used in the present invention, instead of the GPC measurement method, "POLYMER HANDBOOK, Fourth Edition, J. Brandrup and EH Immergut, EA Grulke Ed., A JOHN WILEY & SONS, Inc Publication 1999", the weight average molecular weight is calculated from the value of the intrinsic viscosity described later.
Weight average molecular weight = 5.365 x 104 x (intrinsic viscosity) 1.37

〔極限粘度〕
本発明で用いられるポリエチレンの極限粘度は、5.0dL/g以上、好ましくは8.0dL/g以上であり、40.0dL/g以下、好ましくは30.0dL/g以下、より好ましくは25.0dL/g以下である。極限粘度が5.0dL/g未満であると、高強度なマルチフィラメントが得られないことがある。一方、極限粘度の上限については、高強度なマルチフィラメントが得られる限り特に問題にならないが、ポリエチレンの極限粘度が高過ぎると、加工性が低下してマルチフィラメントを作製するのが困難になるため上述の範囲であることが好ましい。
[Limiting viscosity]
The intrinsic viscosity of the polyethylene used in the present invention is 5.0 dL/g or more, preferably 8.0 dL/g or more, and 40.0 dL/g or less, preferably 30.0 dL/g or less, more preferably 25.0 dL/g or less. 0 dL/g or less. If the intrinsic viscosity is less than 5.0 dL/g, a high-strength multifilament may not be obtained. On the other hand, regarding the upper limit of the intrinsic viscosity, there is no particular problem as long as a high-strength multifilament can be obtained. The above range is preferred.

〔モノフィラメントの繊度〕
本発明に係るマルチフィラメントを構成するモノフィラメントの繊度は、15dtex以上、80dtex以下であることが好ましく、より好ましくは16dtex以上、50dtex以下、さらに好ましくは17dtex以上、30dtex以下である。単糸繊度が15dtex未満であると耐摩耗性が低下する。また、単糸繊度が80dtexを超えるとマルチフィラメントの強度が低下してしまうため好ましくない。
[Monofilament fineness]
The fineness of the monofilaments constituting the multifilament according to the present invention is preferably 15 dtex or more and 80 dtex or less, more preferably 16 dtex or more and 50 dtex or less, and still more preferably 17 dtex or more and 30 dtex or less. If the single filament fineness is less than 15 dtex, the abrasion resistance is lowered. Also, if the single yarn fineness exceeds 80 dtex, the strength of the multifilament will decrease, which is not preferable.

〔マルチフィラメントの総繊度〕
本発明に係るマルチフィラメントは、総繊度が18dtex以上、5000dtex以下であることが好ましく、より好ましくは40dtex以上、3000dtex以下、さらに好ましくは60dtex以上、1000dtex以下である。総繊度が18dtex未満であると耐摩耗性が著しく低下し、例えば、耐切創手袋や釣糸にした場合に、必要な性能を満たさなくなる。また、総繊度が5000dtexを超えると柔軟性が低下してしまうため好ましくない。
[Total fineness of multifilament]
The multifilament according to the present invention preferably has a total fineness of 18 dtex or more and 5000 dtex or less, more preferably 40 dtex or more and 3000 dtex or less, and still more preferably 60 dtex or more and 1000 dtex or less. If the total fineness is less than 18 dtex, the abrasion resistance will be significantly reduced, and the required performance will not be satisfied, for example, when cut resistant gloves or fishing lines are used. On the other hand, if the total fineness exceeds 5000 dtex, the flexibility is lowered, which is not preferable.

〔モノフィラメントの断面形状〕
本発明に係るマルチフィラメントを構成するモノフィラメントの断面形状は、アスペクト比が2.0以上の扁平形状である。アスペクト比が2.0以上であると、モノフィラメントおよびそれにより構成されるマルチフィラメント(後段の実施例参考)の摩耗性は向上する。なお、モノフィラメントのアスペクト比の上限は特に限定されず、後段で説明する本発明に係るマルチフィラメントの磨耗性が保たれるアスペクト比であればよい。
[Cross-sectional shape of monofilament]
The cross-sectional shape of the monofilaments constituting the multifilament according to the present invention is a flat shape with an aspect ratio of 2.0 or more. When the aspect ratio is 2.0 or more, the wear resistance of the monofilament and the multifilament formed therefrom (see Examples below) is improved. In addition, the upper limit of the aspect ratio of the monofilament is not particularly limited as long as the aspect ratio maintains the abrasion resistance of the multifilament according to the present invention, which will be described later.

また、アスペクト比が2.0よりも小さいとモノフィラメントの曲げ剛性が大幅に低下するため、その結果マルチフィラメントの柔軟性が低下する(悪くなる)と考えられる。柔軟性が低下すると、マルチフィラメントにより製造した手袋の作業性や釣糸の加工性や操作性が著しく低下する。しかし、本発明に係るマルチフィラメントを構成するモノフィラメンの断面形状は、アスペクト比が2.0以上の扁平形状であるため、柔軟性に優れたマルチフィラメントにすることができると考えられる。 Also, if the aspect ratio is less than 2.0, the bending rigidity of the monofilament is significantly reduced, and as a result, it is considered that the flexibility of the multifilament is reduced (worse). If the flexibility is reduced, the workability of gloves manufactured from multifilament and the workability and operability of fishing lines are significantly reduced. However, since the cross-sectional shape of the monofilaments constituting the multifilament according to the present invention is a flat shape with an aspect ratio of 2.0 or more, it is believed that the multifilament can be made to have excellent flexibility.

〔モノフィラメントの摩耗性〕
本発明に係るマルチフィラメントを構成するモノフィラメントは、JIS L 1095に基づく摩耗試験において、荷重を10cN/dtexとしたときの破断までの往復摩耗回数が10000回以上であり、好ましくは15000回以上、より好ましくは30000回以上である。なお、上限は特に限定されない。
[Abrasion of monofilament]
In the abrasion test based on JIS L 1095, the monofilament constituting the multifilament according to the present invention has a reciprocating abrasion count of 10,000 or more, preferably 15,000 or more, until breakage under a load of 10 cN/dtex. It is preferably 30000 times or more. In addition, an upper limit is not specifically limited.

〔マルチフィラメントの摩耗性〕
本発明に係るマルチフィラメントは、JIS L 1095に基づく摩耗試験において、荷重を5cN/dtexとしたときの破断までの往復摩耗回数が10000回以上であり、好ましくは15000回以上、より好ましくは30000回以上である。なお、上限は特に限定されない。
[Abrasion of multifilament]
In an abrasion test based on JIS L 1095, the multifilament according to the present invention has a reciprocating abrasion count of 10,000 or more, preferably 15,000 or more, and more preferably 30,000 times until breakage under a load of 5 cN/dtex. That's it. In addition, an upper limit is not specifically limited.

〔引張強度〕
本発明に係るマルチフィラメントは、引張強度が15cN/dtex以上が好ましく、20cN/dtex以上がより好ましく、25cN/dtex以上が更に好ましい。本発明に係るマルチフィラメントは、モノフィラメントの繊度を大きくしても上記の引張強度を有し、従来のマルチフィラメントでは展開できなかった耐摩耗性及び寸法安定性が求められる用途にまで展開することができる。引張強度は高い方が好ましく上限は特に限定されないが、例えば、引張強度が85cN/dtexを超えるマルチフィラメントは、技術的、工業的に生産が困難である。なお、引張強度の測定方法については後述する。
[Tensile strength]
The multifilament according to the present invention preferably has a tensile strength of 15 cN/dtex or more, more preferably 20 cN/dtex or more, and even more preferably 25 cN/dtex or more. The multifilament according to the present invention has the above-mentioned tensile strength even if the fineness of the monofilament is increased, and can be expanded to applications requiring wear resistance and dimensional stability that could not be developed with conventional multifilaments. can. A higher tensile strength is preferable, and the upper limit is not particularly limited. A method for measuring the tensile strength will be described later.

〔破断伸度〕
本発明に係るマルチフィラメントは、破断伸度が1.5%以上が好ましく、2.0%以上がより好ましく2.5%以上がさらに好ましく、8%以下が好ましく、6%以下がより好ましく、5%以下がさらに好ましい。破断伸度が1.5%未満になると、製品使用時もしくは製品への加工時にわずかな歪みで単糸切れや毛羽の発生が生じやすくなるため好ましくない。一方、破断伸度が8%を超えると、寸法安定性が損なわれ好ましくない。なお、破断伸度の測定方法については後述する。
[Breaking elongation]
The multifilament according to the present invention preferably has a breaking elongation of 1.5% or more, more preferably 2.0% or more, further preferably 2.5% or more, preferably 8% or less, and more preferably 6% or less. 5% or less is more preferable. When the elongation at break is less than 1.5%, even a slight strain during use or processing into a product tends to cause single yarn breakage or fluffing, which is not preferable. On the other hand, if the elongation at break exceeds 8%, the dimensional stability is impaired, which is undesirable. A method for measuring the elongation at break will be described later.

〔初期弾性率〕
本発明に係るマルチフィラメントは、初期弾性率が500cN/dtex以上2400cN/dtex以下であることが好ましい。マルチフィラメントが、かかる初期弾性率を有していれば、製品使用時や製品への加工工程で受ける外力に対して物性や形状変化が生じ難くなる。初期弾性率は700cN/dtex以上がより好ましく、更に好ましくは900cN/dtex以上であり、2000cN/dtex以下がより好ましく、更に好ましくは1800cN/dtex以下である。初期弾性率が2400cN/dtexを超えると、高弾性率により糸のしなやかさが損なわれるため好ましくない。なお、初期弾性率の測定方法については後述する。
[Initial elastic modulus]
The multifilament according to the present invention preferably has an initial elastic modulus of 500 cN/dtex or more and 2400 cN/dtex or less. If the multifilament has such an initial elastic modulus, it becomes difficult for the physical properties and shape to change due to external forces received during use of the product or during the process of manufacturing the product. The initial elastic modulus is more preferably 700 cN/dtex or more, still more preferably 900 cN/dtex or more, and more preferably 2000 cN/dtex or less, still more preferably 1800 cN/dtex or less. If the initial elastic modulus exceeds 2400 cN/dtex, the high elastic modulus impairs the flexibility of the yarn, which is not preferable. A method for measuring the initial elastic modulus will be described later.

〔製造方法〕
本発明に係るマルチフィラメントを得る製造方法については、ゲル紡糸法を用いるのが好ましい。ゲル紡糸法を用いて本発明に係るマルチフィラメントを製造する方法について、具体的に以下に説明する。なお、本発明に係るマルチフィラメントを製造する方法は、以下の工程や数値に限定されない。
〔Production method〕
As for the manufacturing method for obtaining the multifilament according to the present invention, it is preferable to use a gel spinning method. The method for producing the multifilament according to the present invention using the gel spinning method will be specifically described below. In addition, the method of manufacturing the multifilament according to the present invention is not limited to the following steps and numerical values.

<溶解工程>
溶剤に高分子量のポリエチレンを溶解してポリエチレン溶液を作製する。溶剤は、デカリン・テトラリン等の揮発性の有機溶剤や常温固体または非揮発性の溶剤であることが好ましい。上記ポリエチレン溶液におけるポリエチレンの濃度は30質量%以下であることが好ましく、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下である。原料のポリエチレンの極限粘度[η]に応じて最適な濃度を選択する必要性がある。
<Dissolution process>
A polyethylene solution is prepared by dissolving high molecular weight polyethylene in a solvent. The solvent is preferably a volatile organic solvent such as decalin or tetralin, a solid at room temperature, or a non-volatile solvent. The concentration of polyethylene in the polyethylene solution is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less. It is necessary to select the optimum concentration according to the intrinsic viscosity [η] of raw material polyethylene.

溶液中のポリエチレン濃度は、溶媒の性質及びポリエチレンの分子量、分子量分布に依存して変えてもよい。特に非常に高い分子量、例えば測定温度135℃、溶媒としてデカリンを使用する場合、極限粘度[η]が14dL/g以上のポリエチレンを用いると、50wt%以上の濃度のポリエチレン溶液は高粘度となるため、紡糸時に脆性破断を生じやすくなり紡糸が非常に困難になる。方、例えば0.5wt%未満の濃度のポリエチレン溶液を用いた場合の欠点は、収率が低下し溶媒の分離及び回収の費用が増大することである。 The concentration of polyethylene in the solution may vary depending on the properties of the solvent and the molecular weight and molecular weight distribution of the polyethylene. In particular, when using polyethylene with a very high molecular weight, for example, a measurement temperature of 135° C. and decalin as a solvent, and an intrinsic viscosity [η] of 14 dL/g or more, a polyethylene solution with a concentration of 50 wt % or more becomes highly viscous. , brittle breakage is likely to occur during spinning, making spinning very difficult. On the other hand, the drawback of using polyethylene solutions with concentrations of, for example, less than 0.5 wt % is that the yields are reduced and the costs of solvent separation and recovery are increased.

上記ポリエチレン溶液は、種々の方法、例えば、固体ポリエチレンを溶媒中に懸濁させ、ついで高温にて撹拌するか、または該懸濁液を混合及び搬送部を備えた2軸スクリュー押出し機を用いることにより製造できる。 The polyethylene solution can be prepared in various ways, for example by suspending solid polyethylene in a solvent and then stirring at elevated temperature, or by mixing the suspension and using a twin-screw extruder equipped with a conveying section. can be manufactured by

<紡糸工程>
高温撹拌や2軸スクリュー押出機によって作製されたポリエチレン溶液は、押出機などを用いてポリエチレンの融点よりも好ましくは10℃以上高い温度で、より好ましくはポリエチレンの融点よりも20℃以上高い温度で、さらに好ましくはポリエチレンの融点よりも30℃以上高い温度で押出しを行い、その後、定量供給装置を用いて紡糸口金(紡糸ノズル)に供給される。紡糸口金のオリフィス内を通過する時間は1秒以上、8分以下であることが好ましい。1秒未満の場合、オリフィス内でのポリエチレン溶液の流れが乱れるため、ポリエチレン溶液を安定して吐出できず好ましくない。また、ポリエチレン溶液の流れの乱れの影響をうけ、単糸全体の構造が不均一となるため好ましくない。他方、8分を超えるとポリエチレン分子がほとんど配向することなく吐出され、単糸あたりの紡糸張力範囲が上記の範囲外となりやすく好ましくない。また、得られる単糸の結晶構造が不均一となってしまうため、結果として耐摩耗性を発現することができず好ましくない。
<Spinning process>
The polyethylene solution prepared by high-temperature stirring or a twin-screw extruder is preferably 10°C or higher than the melting point of polyethylene using an extruder or the like, more preferably 20°C or higher than the melting point of polyethylene. More preferably, the extrusion is carried out at a temperature higher than the melting point of polyethylene by 30°C or more, and then supplied to a spinneret (spinning nozzle) using a metering feeder. The time for passing through the orifice of the spinneret is preferably 1 second or more and 8 minutes or less. If the time is less than 1 second, the flow of the polyethylene solution in the orifice is disturbed, and the polyethylene solution cannot be discharged stably, which is not preferable. Moreover, it is not preferable because the structure of the entire single yarn becomes non-uniform under the influence of turbulence in the flow of the polyethylene solution. On the other hand, if it exceeds 8 minutes, the polyethylene molecules are discharged without being oriented, and the spinning tension range per single yarn tends to be outside the above range, which is not preferable. Moreover, since the crystal structure of the obtained single yarn becomes non-uniform, it is not preferable because abrasion resistance cannot be expressed as a result.

ポリエチレン溶液を複数のオリフィスが配列してなる紡糸口金を通すことで糸条が形成される。ポリエチレン溶液を紡糸して糸条を製造する際、紡糸口金の温度は、ポリエチレンの溶解温度以上である必要があり、140℃以上であることが好ましく、より好ましくは150℃以上である。ポリエチレンの溶解温度は、選択した溶媒、ポリエチレン溶液の濃度、及びポリエチレンの質量濃度に依存しており、もちろん、紡糸口金の温度はポリエチレンの熱分解温度未満とする。 Threads are formed by passing a polyethylene solution through a spinneret having a plurality of orifices arranged therein. When a polyethylene solution is spun to produce yarn, the temperature of the spinneret must be equal to or higher than the melting temperature of polyethylene, preferably 140°C or higher, more preferably 150°C or higher. The dissolution temperature of the polyethylene depends on the selected solvent, the concentration of the polyethylene solution, and the mass concentration of the polyethylene, of course the spinneret temperature should be below the thermal decomposition temperature of the polyethylene.

ポリエチレン溶液を好ましくは直径0.2~3.5mm(より好ましくは直径1.0~2.5mm)を有する紡糸口金より、好ましくは10.0g/分/孔以上の吐出量で吐出する。吐出量が10.0g/分/孔以下だと、延伸によるモノフィラメント断面の変形影響が小さくなるため、モノフィラメントの扁平率が低くなり、繊維の柔軟性が損なわれる。さらに好ましくは12.0g/分/孔以上である。その際、紡糸口金温度をポリエチレンの融点より10℃以上高く、かつ用いた溶媒の沸点未満の温度にすることが好ましい。ポリエチレンの融点近傍の温度領域では、ポリマーの粘度が高すぎ、素速い速度で引き取ることが出来ない。また、用いる溶媒の沸点以上の温度では、紡糸口金を出た直後に溶媒が沸騰するため、紡糸口金直下で糸切れが頻繁に発生するので好ましくない。 The polyethylene solution is preferably discharged from a spinneret having a diameter of 0.2 to 3.5 mm (more preferably a diameter of 1.0 to 2.5 mm) at a discharge rate of preferably 10.0 g/min/hole or more. If the discharge rate is 10.0 g/min/hole or less, the effect of deformation of the monofilament cross section due to drawing becomes small, so that the flatness of the monofilament becomes low and the flexibility of the fiber is impaired. More preferably, it is 12.0 g/min/hole or more. At that time, it is preferable to set the spinneret temperature to a temperature higher than the melting point of polyethylene by 10° C. or more and lower than the boiling point of the solvent used. In the temperature range near the melting point of polyethylene, the viscosity of the polymer is too high to allow rapid take-up. Further, if the temperature is higher than the boiling point of the solvent used, the solvent boils immediately after exiting the spinneret, which is not preferable because the yarn breaks immediately below the spinneret.

吐出されたポリエチレン溶液は、予め整流された気体または液体を用いて冷却され糸条となる。冷却された糸条は800m/分以下の速度で引き取ることが好ましく、200m/分以下であることがより好ましい。また冷却に用いる気体として空気、もしくは窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いる。また、本発明に用いる液体として水等を用いる。このとき冷却に用いる気体もしくは液体の温度は5℃以上60℃以下であることが好ましく、より好ましくは10℃以上30℃以下である。冷却に用いる気体もしくは液体の温度がこの範囲を外れると、フィラメントの引張強度が大幅に低下してしまい、結果として耐摩耗性は低下してしまうため好ましくない。 The extruded polyethylene solution is cooled with a previously rectified gas or liquid to form threads. The cooled yarn is preferably taken up at a speed of 800 m/min or less, more preferably 200 m/min or less. Air or an inert gas such as nitrogen or argon is used as the cooling gas. Further, water or the like is used as the liquid used in the present invention. At this time, the temperature of the gas or liquid used for cooling is preferably 5°C or higher and 60°C or lower, more preferably 10°C or higher and 30°C or lower. If the temperature of the gas or liquid used for cooling is out of this range, the tensile strength of the filament will be significantly reduced, resulting in reduced abrasion resistance, which is not preferable.

<延伸工程>
冷却された糸条は、オリフィスの吐出速度に対して、少なくとも1段階以上の延伸工程を通過し、20倍以上に400倍以下に延伸されることが好ましい。また、ポリエチレンの融点以下の温度で延伸を行うことが好ましい。複数回延伸する場合、後段に進むほど、延伸時の温度を高くするのが好ましく、延伸の最後段の延伸温度は、80℃以上、160℃以下が好ましく、より好ましくは90℃以上、158℃以下である。延伸時に糸が上記延伸温度の範囲内となるよう、加熱装置の条件を設定すればよい。このとき糸の温度は例えば赤外線カメラ(FLIR Systems社製FLIR SC640)を用いて測定することができる。
<Stretching process>
It is preferable that the cooled yarn passes through at least one or more stages of drawing process and is drawn 20 times or more and 400 times or less with respect to the discharge speed of the orifice. Moreover, it is preferable to stretch|stretch at the temperature below the melting point of polyethylene. When stretching is performed multiple times, the temperature during stretching is preferably increased in the subsequent stages, and the stretching temperature in the last stage of stretching is preferably 80°C or higher and 160°C or lower, more preferably 90°C or higher and 158°C. It is below. The conditions of the heating device may be set so that the yarn is drawn within the above drawing temperature range during drawing. At this time, the yarn temperature can be measured, for example, using an infrared camera (FLIR SC640 manufactured by FLIR Systems).

該未延伸糸の延伸時間、すなわちマルチフィラメントの変形に要する時間は0.5分間以上20分間以下であることが好ましく、より好ましくは15分間以下、さらに好ましくは10分間以下である。マルチフィラメントの変形時間が20分間を超えると、延伸時間以外の製造条件を好適な範囲内としても分子鎖が延伸中に緩和してしまうため、モノフィラメントの強度が低下し好ましくない。 The drawing time of the undrawn yarn, that is, the time required for deformation of the multifilament is preferably 0.5 minutes or more and 20 minutes or less, more preferably 15 minutes or less, and still more preferably 10 minutes or less. If the deformation time of the multifilament exceeds 20 minutes, the molecular chains are relaxed during the drawing even if the manufacturing conditions other than the drawing time are set within a suitable range, which is not preferable because the strength of the monofilament is lowered.

〔その他〕
他の機能を付与するために、本発明に係るマルチフィラメントを製造する際に、酸化防止剤、還元防止剤等の添加剤、pH調整剤、表面張力低下剤、増粘剤、保湿剤、濃染化剤、防腐剤、防黴剤、帯電防止剤、顔料、鉱物繊維、他の有機繊維、金属繊維、金属イオン封鎖剤等を添加してもよい。
〔others〕
In order to impart other functions, additives such as antioxidants and anti-reduction agents, pH adjusters, surface tension reducing agents, thickeners, humectants, and thickeners may be added during the production of the multifilament according to the present invention. Dyeing agents, preservatives, antifungal agents, antistatic agents, pigments, mineral fibers, other organic fibers, metal fibers, sequestering agents and the like may be added.

本発明のマルチフィラメントは、手袋や釣糸、繊維強化樹脂補強材、セメント補強材、繊維強化ゴム補強材、医療用縫合糸、人工腱などに好適に用いられる。また本ポリエチレン繊維を製編、製織などの加工を行い、テープ、ロープ、ネット、資材防護カバー、シート、カイト用糸、洋弓弦、セールクロス、幕材、防護材、防弾材、人工筋肉、工作機械部品、電池セパレーター、化学フィルターとして好適に用いられる。さらに、本発明のマルチフィラメントをモノフィラメントに分繊して用いることもできる。もちろん、本発明のマルチフィラメント及び本発明のモノフィラメントは、上記した材料として用いられるのに限定されず、様々な材料として用いることができる。 The multifilament of the present invention is suitably used for gloves, fishing lines, fiber-reinforced resin reinforcing materials, cement reinforcing materials, fiber-reinforced rubber reinforcing materials, medical sutures, artificial tendons, and the like. In addition, this polyethylene fiber is processed such as knitting and weaving to produce tapes, ropes, nets, material protective covers, sheets, strings for kites, bow strings, sail cloths, curtain materials, protective materials, bulletproof materials, artificial muscles, crafts, etc. Suitable for mechanical parts, battery separators and chemical filters. Furthermore, the multifilament of the present invention can be split into monofilaments for use. Of course, the multifilament of the present invention and the monofilament of the present invention are not limited to being used as the materials described above, and can be used as various materials.

以下に、実施例を例示し、本発明を具体的に説明する。しかし、本発明は下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and it is of course possible to make appropriate modifications within the scope that can be adapted to the gist of the preceding and following descriptions. included in the scope of

まず、後述の実施例および比較例で作製したマルチフィラメント(サンプル)に対して行った特性値の測定及び評価について説明する。 First, the measurement and evaluation of characteristic values performed on multifilaments (samples) produced in Examples and Comparative Examples described later will be described.

(1)極限粘度
135℃のデカリンにてウベローデ型毛細粘度管により、種々の希薄溶液の比粘度を測定し、その比粘度を濃度で除した値の濃度に対するプロットの最小2乗近似で得られる直線の原点への外挿点より極限粘度を決定した。測定に際し、サンプルをポリマーに対して1wt%の酸化防止剤(商標名「ヨシノックスBHT」吉富製薬製)を添加し、135℃で24時間攪拌溶解して測定溶液を調整した。
(1) Intrinsic viscosity The specific viscosity of various dilute solutions is measured using an Ubbelohde-type capillary viscosity tube in Decalin at 135°C, and the specific viscosity is divided by the concentration. The limiting viscosity was determined from the point of extrapolation to the origin of the straight line. At the time of measurement, 1 wt % of an antioxidant (trade name "Yoshinox BHT" manufactured by Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd.) was added to the sample relative to the polymer, and the mixture was stirred and dissolved at 135°C for 24 hours to prepare a measurement solution.

(2)繊度
サンプルを位置の異なる5箇所で各々10mになるようにカットし、その質量を測定しその平均値を10000mに換算して繊度(dtex)とした。
(2) Fineness A sample was cut into 10 m lengths at five different positions, the mass was measured, and the average value was converted to 10000 m to obtain fineness (dtex).

(3)モノフィラメントの繊度
サンプルを位置の異なる5箇所で各々20cmのモノフィラメントになるようにカットし、その質量を測定しその平均値を10000mに換算して繊度(dtex)とした。
(3) Fineness of Monofilament A sample was cut into 20 cm monofilaments at five different positions, the mass was measured, and the average value was converted to 10000 m to obtain the fineness (dtex).

(4)引張強度、破断伸度、及び初期弾性率
JIS L 1013 8.5.1に準拠し、万能試験機(株式会社オリエンテック製、「テンシロン万能材料試験機 RTF-1310」)を用い、サンプル長200mm(チャック間長さ)、伸長速度100mm/分の条件で歪-応力曲線を雰囲気温度20℃、相対湿度65%条件下で測定した。破断点での応力と伸びから引張強度と破断伸度を、曲線の原点付近の最大勾配を与える接線から初期弾性率を計算して求めた。この時、測定時にサンプルに印加する初荷重をサンプル10000m当りの質量(g)の1/10とした。なお、引張強度、破断伸度、及び初期弾性率は10回の測定値の平均値を使用した。
(4) Tensile strength, elongation at break, and initial elastic modulus In accordance with JIS L 1013 8.5.1, using a universal testing machine (manufactured by Orientec Co., Ltd., "Tensilon Universal Material Testing Machine RTF-1310"), The strain-stress curve was measured under conditions of a sample length of 200 mm (length between chucks) and an elongation rate of 100 mm/min under conditions of an ambient temperature of 20° C. and a relative humidity of 65%. The tensile strength and elongation at break were obtained from the stress and elongation at break, and the initial elastic modulus was calculated from the tangent line giving the maximum slope near the origin of the curve. At this time, the initial load applied to the sample during measurement was 1/10 of the mass (g) per 10,000 m of the sample. The tensile strength, elongation at break, and initial elastic modulus were the average values of 10 measurements.

(5)モノフィラメントの断面アスペクト比
モノフィラメントのアスペクト比は、アクリル樹脂に包埋し、ミクロトームを用いて断面を作製した。工業用顕微鏡(Nikon製 ECLIPSE LV150NA)を対物レンズ20倍の条件で使用し、顕微鏡用デジタルカメラ(Nikon製 DXM1200)を用いて画像取得を行った。次に画像解析ソフト「ImageJ」用いて、繊維断面の長軸と短軸の長さを測定し、その平均値を求めることで、アスペクト比を算出した。
(5) Cross-Sectional Aspect Ratio of Monofilament The aspect ratio of a monofilament was determined by embedding it in an acrylic resin and using a microtome to prepare a cross section. An industrial microscope (Nikon ECLIPSE LV150NA) was used with a 20x objective lens, and images were acquired using a microscope digital camera (Nikon DXM1200). Next, using image analysis software "ImageJ", the lengths of the major axis and the minor axis of the fiber cross section were measured, and the average value was obtained to calculate the aspect ratio.

(6)摩耗試験
耐摩耗性は、一般紡績糸試験方法(JIS L 1095)のうち摩耗強さを測定するB法に準拠した摩耗試験により評価した。測定は浅野機械製作株式会社製糸抱合力試験機を用いた。φ2.0mmの硬質鋼を摩擦子として用い、荷重5cN/dtex、または10cN/dtex、雰囲気温度20℃、摩擦速度115回/分、往復距離2.5cm、摩擦角度110度で試験し、サンプルが破断するまでの摩擦回数を測定した。試験回数は5回とし、最多回数と最小回数のデータを除外し、残りの3回分の測定値の平均値で表した。
(6) Abrasion test Abrasion resistance was evaluated by an abrasion test based on method B for measuring abrasion strength among general spun yarn test methods (JIS L 1095). The measurement was carried out using a silk cohesive force tester manufactured by Asano Kikai Seisaku Co., Ltd. Using a hard steel of φ2.0 mm as a friction element, a load of 5 cN / dtex or 10 cN / dtex, an atmosphere temperature of 20 ° C., a friction speed of 115 times / min, a reciprocating distance of 2.5 cm, and a friction angle of 110 degrees. The number of times of friction until breakage was measured. The number of tests was set to 5 times, the data of the maximum number of times and the minimum number of times were excluded, and the average value of the remaining 3 measurements was expressed.

(実施例1)
極限粘度18.0dL/gである超高分子量ポリエチレンとデカリンとの分散液をポリエチレン濃度9.0質量%となるように調製した。このブレンドポリマーを押出機に供給し、190℃で加熱してゲル化させ、オリフィス径φ1.5mm、4Hからなる紡糸口金からノズル面温度170℃で単孔吐出量15.5g/minで吐出させた。
(Example 1)
A dispersion of decalin and ultra-high molecular weight polyethylene having an intrinsic viscosity of 18.0 dL/g was prepared so as to have a polyethylene concentration of 9.0% by mass. This blend polymer is supplied to an extruder, heated at 190° C. to gel, and extruded from a spinneret having an orifice diameter of φ1.5 mm and 4H at a nozzle surface temperature of 170° C. and a single hole discharge rate of 15.5 g/min. rice field.

吐出された糸条を引き取りつつ、15℃の水冷バスで冷却し、その後、速度23m/分の速度で引き取り、4本のモノフィラメントからなる未延伸マルチフィラメントを得た。次に、上記未延伸マルチフィラメントを120℃の熱風で加熱乾燥しながら2.4倍に延伸した。続いて、140℃の熱風で4.5倍に延伸し、延伸した状態で直ちに中間延伸マルチフィラメントを巻き取った。さらに得られた中間延伸マルチフィラメントを150℃の熱風で2.9倍に延伸し、合計31倍とした。得られたマルチフィラメントの物性及び評価結果を表1に示す。 The discharged yarn was cooled in a water-cooled bath at 15° C. while being taken up, and then taken up at a speed of 23 m/min to obtain an undrawn multifilament consisting of four monofilaments. Next, the unstretched multifilament was stretched 2.4 times while being dried by heating with hot air at 120°C. Subsequently, the multifilament was stretched 4.5 times with hot air at 140° C., and the intermediate stretched multifilament was immediately wound up in the stretched state. Further, the resulting intermediate drawn multifilament was drawn 2.9 times with hot air at 150° C. to make a total of 31 times. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained multifilament.

(実施例2)
実施例1において、糸条の冷却温度を10℃にし、2段目の延伸の延伸倍率を2.7倍、3段目の延伸倍率を4.5倍とした以外は実施例1と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られたマルチフィラメントの物性及び評価結果を表1に示す。
(Example 2)
In Example 1, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the cooling temperature of the yarn was 10° C., the draw ratio in the second stage drawing was 2.7 times, and the draw ratio in the third stage was 4.5 times. multifilament was obtained. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained multifilament.

(実施例3)
実施例1において、ゲル化させるための加熱温度を180℃、単孔吐出量を20.0g/minとし、3段目の延伸倍率を4.0倍とした以外は実施例1と同様にしてマルチフィラメントを得た。得られたマルチフィラメントの物性及び評価結果を表1に示す。
(Example 3)
In Example 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that the heating temperature for gelation was 180° C., the single hole discharge amount was 20.0 g/min, and the draw ratio in the third stage was 4.0 times. A multifilament was obtained. Table 1 shows the physical properties and evaluation results of the obtained multifilament.

(比較例1)
実施例2において、ゲル化させるための加熱温度を220℃とした以外は実施例2と同様にしてマルチフィラメントを得た。
(Comparative example 1)
A multifilament was obtained in the same manner as in Example 2, except that the heating temperature for gelation was 220°C.

(比較例2)
実施例2において、ゲル化させるための加熱温度を220℃とし、1段目の延伸の延伸倍率を1.5倍、2段目の延伸の延伸倍率を2.2倍、3段目の延伸倍率を1.7倍とした以外は比較例2と同様にしてマルチフィラメントを得た。
(Comparative example 2)
In Example 2, the heating temperature for gelation was 220° C., the draw ratio in the first stage drawing was 1.5 times, the draw ratio in the second stage drawing was 2.2 times, and the third stage drawing was performed. A multifilament was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the magnification was 1.7 times.

(比較例3)
極限粘度18.0dL/gである超高分子量ポリエチレンとデカリンとの分散液をポリエチレン濃度9.0質量%となるように調製した。このブレンドポリマーを押出機に供給し、190℃で加熱してゲル化させ、オリフィス径φ0.8mm、30Hからなる紡糸口金からノズル面温度180℃で単孔吐出量2.5g/minで吐出させた。
(Comparative Example 3)
A dispersion of decalin and ultra-high molecular weight polyethylene having an intrinsic viscosity of 18.0 dL/g was prepared so as to have a polyethylene concentration of 9.0% by mass. This blend polymer is supplied to an extruder, heated at 190° C. to gel, and extruded from a spinneret having an orifice diameter of φ0.8 mm and 30H at a nozzle surface temperature of 180° C. at a single hole discharge rate of 2.5 g/min. rice field.

吐出された糸条を引き取りつつ、20℃の水冷バスで冷却し、その後、速度37m/分の速度で引き取り、30本のモノフィラメントからなる未延伸マルチフィラメントを得た。次に、上記未延伸マルチフィラメントを120℃の熱風で加熱乾燥しながら2.0倍に延伸した。続いて、140℃の熱風で5.0倍に延伸、合計10倍とした。 The discharged yarn was cooled in a water-cooled bath at 20° C. while being taken up, and then taken up at a speed of 37 m/min to obtain an undrawn multifilament consisting of 30 monofilaments. Next, the unstretched multifilament was stretched 2.0 times while being dried by heating with hot air at 120°C. Subsequently, the film was stretched 5.0 times with hot air at 140° C., for a total of 10 times.

Figure 0007176517000001
Figure 0007176517000001

表1からわかるように、実施例1,2は比較例1に対し、モノフィラメントの断面のアスペクト比が2.0以上と高くなっている。実施例1,2、比較例1では、素材は同じであることから、モノフィラメントの断面係数は実施例1、実施例2それぞれ比較例1に対して0.78倍、0.71倍と低くなりマルチフィラメントの柔軟性が向上していると考えられる。また実施例1、実施例2の耐摩耗性は、驚くべきことに比較例1に対して2倍以上という高耐摩耗性のマルチフィラメントである。 As can be seen from Table 1, in Examples 1 and 2, compared with Comparative Example 1, the aspect ratio of the cross section of the monofilament is 2.0 or higher. Since the materials of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are the same, the section modulus of the monofilaments of Examples 1 and 2 are 0.78 times and 0.71 times lower than those of Comparative Example 1, respectively. It is considered that the flexibility of the multifilament is improved. Surprisingly, the wear resistance of Examples 1 and 2 is more than twice that of Comparative Example 1, which is a high wear resistance multifilament.

Figure 0007176517000002
Figure 0007176517000002

表2からわかるように、実施例1、実施例2は、比較例1と同じモノフィラメントの繊度にもかかわらず、耐摩耗性が大幅に向上している。また実施例3のように単糸繊度が高い場合でもその高い耐摩耗性は維持されている。一方で強度が低い比較例2、モノフィラメントの繊度が低い比較例3は磨耗性が低い値を示している。 As can be seen from Table 2, in Examples 1 and 2, although the fineness of the monofilament is the same as in Comparative Example 1, abrasion resistance is significantly improved. Moreover, even when the single yarn fineness is high as in Example 3, the high abrasion resistance is maintained. On the other hand, Comparative Example 2, which has a low strength, and Comparative Example 3, which has a low monofilament fineness, show low abrasion resistance values.

本発明に係るマルチフィラメントは、例えば、防護用織編物や、テープ、ロープ、ネット、釣糸、資材防護カバー、シート、カイト用糸、洋弓弦、セールクロス、幕材、防護材、防弾材、医療用縫合糸、人工腱、人工筋肉、繊維強化樹脂補強材、セメント補強材、繊維強化ゴム補強材、工作機械部品、電池セパレーター、化学フィルター等の産業用資材に利用可能である。 The multifilament according to the present invention includes, for example, protective woven and knitted fabrics, tapes, ropes, nets, fishing lines, material protection covers, sheets, kite strings, bow strings, sail cloths, curtain materials, protective materials, bulletproof materials, medical It can be used for industrial materials such as sutures, artificial tendons, artificial muscles, fiber-reinforced resin reinforcing materials, cement reinforcing materials, fiber-reinforced rubber reinforcing materials, machine tool parts, battery separators, and chemical filters.

Claims (4)

極限粘度[η]が5.0dL/g以上40.0dL/g以下であり、繰り返し単位が実質的にエチレンである超高分子量ポリエチレンから成るモノフィラメントから構成されるマルチフィラメントであって、
前記モノフィラメントは、(a)繊維軸方向に垂直の断面の長辺と短辺の比が2以上の扁平形状であり、(b)15dtex以上であり、かつ、(c)JIS L 1095に準拠し、10cN/dtexの荷重にて測定される摩耗強さ試験における破断時の往復摩耗回数が10000回以上である、ことを特徴とするマルチフィラメント。
A multifilament composed of monofilaments made of ultrahigh-molecular-weight polyethylene having an intrinsic viscosity [η] of 5.0 dL/g or more and 40.0 dL/g or less and having a repeating unit that is substantially ethylene,
The monofilament has (a) a flat shape with a ratio of the long side to the short side of the cross section perpendicular to the fiber axis direction of 2 or more, (b) 15 dtex or more, and (c) conforming to JIS L 1095. , wherein the number of reciprocating abrasions at breakage in an abrasion strength test measured at a load of 10 cN/dtex is 10,000 or more.
当該マルチフィラメントは、JIS L 1095に準拠し、5cN/dtexの荷重にて測定される摩耗強さ試験における破断時の往復摩耗回数が10000回以上であることを特徴とする、請求項1に記載のマルチフィラメント。 2. The multifilament according to claim 1, wherein the multifilament conforms to JIS L 1095 and has a reciprocating wear count of 10,000 or more at break in an abrasion strength test measured at a load of 5 cN/dtex. multifilament. 前記モノフィラメントは、引張強度が18cN/dtex以上であり、かつ、初期弾性率が600N/dtex以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載のマルチフィラメント。 3. The multifilament according to claim 1, wherein the monofilament has a tensile strength of 18 cN/dtex or more and an initial elastic modulus of 600 N/dtex or more. 請求項1から3のいずれか1項に記載のマルチフィラメントを構成するモノフィラメント。 A monofilament constituting the multifilament according to any one of claims 1 to 3.
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