JPH04289213A - 着色された高強力ポリエチレン繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は着色繊維の製造法に関し
、詳しくは着色された高強力超高分子量ポリエチレン繊
維の製造法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来から着色繊維の製造法としては、原料
ポリマーに、各種染料、顔料あるいはカーボンブラック
、酸化チタンなどの無機化合物を混合紡糸する方法が知
られている。この手法は、いわゆる”原着法”として広
く知られている。また、繊維を形成した後に一般に行わ
れている各種染色の手法によって着色繊維を得ることも
考えられる。しかしながら、原着法による着色繊維の製
造は、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、時間及び原料ロスを多大に要すといっ
た欠点が上げられる。また、超高分子量ポリエチレン繊
維に本手法を適用しようとした場合、溶液に無機化合物
等を添加するため、その添加物が高強力を発現するため
の結晶形成過程等にお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事も考えられる。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もった染色は困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、原着と
言った従来手法を用いること無く、十分に実用に耐え得
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
レン繊維を提供すべく、鋭意検討した結果本発明に至っ
た。

【０００４】

【課題を解決しようとする手段】すなわち本発明は、粘
度平均分子量が５０万以上の超高分子量ポリエチレン溶
液を紡糸、延伸することにより高強度、高弾性率ポリエ
チレン繊維を製造する方法において、紡出後の溶媒を含
んだゲル状態の繊維に染料を付与し次いで延伸する、着
色高強力ポリエチレン繊維の製造方法を提供せんとする
物である。

【０００５】本発明における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ーオレフィンあるいはアクリル酸エステルなどとの共
重合体をも含まれる。また、単独重合体とこれら共重合
体とのブレンド物であっても良い。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。分子量が小さいと、高強度の
発現にとって不利である。

【０００６】ポリエチレン溶液の溶媒としては、オクタ
ン、ノナン、デカン、パラフィンまたはこれらの異性体
などの脂肪族、脂環族炭化水素、石油留分、トルエン、
キシレン、ナフタレン、並びにデカリン、テトラリンな
どこれらの水素化誘導体、ハロゲン化炭化水素などが考
え得るが、これに限定されるものではない。

【０００７】高強力ポリエチレン繊維を製造する手法と
しては、特開昭５５−１０７５０６号公報や、特開昭５
６−１５４０８号公報に記載されているような超高分子
量ポリエチレンの溶液を溶液紡糸して得られるゲルフィ
ラメントを延伸する方法がしられている。本発明におい
ても、上記の公報に記載されている手法に準じて行われ
る。

【０００８】本発明の特徴とする、紡出後のゲル状態の
繊維に染料溶液を含浸させ延伸する手法について、以下
詳しく説明する。

【０００９】紡出後のゲル繊維とは、オリフィスから押
し出され、紡糸ドラフトによる延伸がかけられたものあ
るいはかけられていないもので実質的な延伸が行われて
いないものを言うが、高強力の発現には、適当な紡糸ド
ラフトがかけられている事が好ましい。また超高分子量
ポリエチレン溶液の溶媒を２０重量％以上、好ましくは
４０重量％以上含んだゲル状の繊維をいう。染料溶液に
用いる溶媒としては、超高分子量ポリエチレン溶液に用
いた溶媒と混合するもので、引き続き行われる熱延伸工
程で揮発可能な揮発性溶媒であればあれば、基本的に制
限はない。しかし、工程上の溶媒回収を考慮した場合、
超高分子量ポリエチレン溶液に用いた溶媒と同一のもの
が好ましく、具体的には、オクタン、ノナン、デカンま
たはこれらの異性体などの脂肪族、脂環族炭化水素、石
油留分、トルエン、キシレン、デカリン、テトラリン、
ハロゲン化炭化水素などがあげられる。染料としては、
前記の溶媒に実用上十分な染色が可能な量が溶解可能な
ものであれば、制限されないが、例えばカラーインデッ
クスネームで表すと、ソルベントイエロー１６、ソルベ
ントイエロー５６、ソルベントブラック７、ソルベント
レッド１８、ソルベントレッド４、ソルベントブルー１
４、ソルベントブルー２５、ソルベントグリーン２８、
ソルベントバイオレット１３等の油溶性染料、あるいは
ディスパースバイオレット３１、ディスパースイエロー
６４等の分散染料、または溶媒に可溶な一部の塩基性、
酸性染料が上げられるがこれに限定されるものではない
。あるいは上記染料をブレンドして用いても良い。

【００１０】染料をゲル状の繊維へ付与する方法として
は、様々な手法を用いることが可能である。ここで言う
付与とは、染料溶液からゲル状の繊維への染料の移動が
可能なように、繊維と染料溶液を接触させることで行わ
れ、たとえばガイドオイリング法として知られているオ
イリング法の適用や、染料溶液を付着させた回転ローラ
ー表面に糸条を接触させる方法、染料溶液バス中を糸条
を通過させる方法によって行うことが出来る。また、超
高分子量ポリエチレンの溶媒として不揮発性の溶媒例え
ばパラフィンなどを用いた場合には、その溶媒抽出工程
において、抽出浴中に染料を溶解することで含浸する事
も可能である。染料溶液の含浸後、熱延伸、あるいは溶
媒を乾燥工程において、揮発させた後に熱延伸すること
によって、着色された超高分子量ポリエチレンを得るこ
とが出来る。なお延伸中、あるいは延伸後に適当な溶剤
を用いて表面に付着している染料を洗浄しても良い。

【００１１】本手法は、高強力超高分子量ポリエチレン
繊維に、染料以外の機能性化合物、例えば酸化防止剤な
どを添加する場合にも有用である。着色された高強力超
高分子量ポリエチレン繊維は、ロープ、コード、セール
クロス、漁網、各種ネット類、スピーカーコーン等のコ
ンポジット分野あるいは衣料用として用いることが可能
である。

【００１２】以下本発明を実施例及び比較例を上げて具
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。

【００１３】

【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

【００１４】
強伸度測定 ＪＩＳＬ−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２００ｍｍ、
引っ張り速度１００ｍｍ／分の条件でＳ−Ｓ曲線を測定
し、引っ張り破断強度、引っ張り弾性率を算出した。引
っ張り弾性率は、Ｓ−Ｓ曲線の原点付近の最大勾配より
算出した。

【００１５】摩擦堅牢度 ＪＩＳＬ−０８４９（１９７１）に準じて摩擦試験機２
型によって乾燥状態と湿潤状態の摩擦堅牢度を測定した
。

【００１６】実施例１ 粘度平均分子量２９０万の超高分子量ポリエチレン１０
重量％と９０重量％のデカヒドロナフタレンの混合物を
、１８０℃〜２２０℃に温度設定したスクリュー押し出
し機により混練り溶解して直径０．５ｍｍのオリフィス
から押し出し５０ｍ／ｍｉｎの引き取り速度で引き取り
引き続き連続的に染料溶液中を通過させた後に加熱空気
下のオーブンで延伸を行った。染料溶液には、染料とし
て保土谷化学工業（株）製ＡＩＺＥＮ　　ＳＯＴ　　Ｂ
ｌｕｅ　　２（カラーインデックスネームソルベントブ
ルー１４）０．５重量％とデカヒドロナフタレン９９．
５重量％を混合したものを用いた。

【００１７】得られた延伸物は、アセトンに洗浄するこ
とによって、表面に付着している染料を除去した。強度
４５ｇ／ｄ、弾性率１７２０ｇ／ｄと高強力を示し、糸
断面を光学顕微鏡によって観察した結果、断面方向に均
一に着色していることがわかった。湿潤状態と、乾燥状
態の摩擦堅牢度はそれぞれ４−５級と非常に優れていた
。

【００１８】比較例１ 実施例と同様に得られたゲル繊維を４倍に延伸後、実施
例と同様な手法で染料溶液と接触させ着色繊維を得た。 得られた繊維は表層部だけしか着色されずアセトン洗浄
すると染料がほとんど脱落し実用的な着色繊維は得られ
なかった。

【００１９】

【発明の効果】本手法によって得られた着色された高強
力超高分子量ポリエチレン繊維は、ゲル状態において染
料を含浸させるといった特徴的な手法により、フィラメ
ント内部まで均一に着色し、実用上十分な堅牢度を示す
ことが可能となったものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　粘度平均分子量が５０万以上の超高分
   子量ポリエチレン溶液を紡糸、延伸することにより高強
   度、高弾性率ポリエチレン繊維を製造する方法において
   、紡出後の溶媒を含んだゲル状態の繊維に染料を付与し
   次いで延伸する、着色高強力ポリエチレン繊維の製造方
   法。