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JP7358775B2 - polyethylene fiber - Google Patents
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JP7358775B2 - polyethylene fiber - Google Patents

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Description

本発明は、各種スポーツ衣料や防弾・防護衣料・防護手袋などの高性能テキスタイル、タグロープ・係留ロープ、ヨットロープ、建築用ロープなどの各種ロープ製品、釣り糸、ブラインドケーブルなどの各種組み紐製品、さらには化学フィルターや電池セパレーターあるいはテントなどの幕材、またヘルメットやスキー板などのスポーツ用やスピーカーコーン用などのコンポジット用の補強繊維など、産業上広範囲に応用可能な新規な高強度ポリエチレン繊維に関する。 The present invention is applicable to various sports clothing, high-performance textiles such as bulletproof/protective clothing, and protective gloves, various rope products such as tag ropes, mooring ropes, yacht ropes, and construction ropes, various braided cord products such as fishing lines, blind cables, and more. This paper relates to a new high-strength polyethylene fiber that can be used in a wide range of industrial applications, such as chemical filters, battery separators, curtain materials for tents, etc., reinforcing fibers for sports equipment such as helmets and ski boards, and composites such as speaker cones.

高強度ポリエチレン繊維に関しては例えば、超高分子量のポリエチレンを原料にし、いわゆる“ゲル紡糸法”により、超延伸された従来にない高強度・高弾性率繊維が得られることが知られており(例えば特許文献1)、既に産業上広く利用されている。これらの高強度ポリエチレン繊維は極めて優れた高強度・高弾性率を有するが、その原料に由来する短所に関し、市場より、改善の要請がある。例えば、高強度ポリエチレン繊維の原料である超高分子量のポリエチレンは、一次構造がきわめて単純であり、更に分子鎖間に水素結合等を持たないため、分子鎖間のスリップが容易に起こり、荷重をかかった状態が長時間続くと、繊維が伸長する、いわゆるクリープ伸びが大きく、長時間荷重がかかるような用途、例えば組紐、撚糸、釣糸、ロープ、ネット等の用途では、その使用される範囲は制限されていた。 Regarding high-strength polyethylene fibers, it is known that ultra-stretched, unprecedented high-strength, high-modulus fibers can be obtained by using ultra-high molecular weight polyethylene as a raw material and using the so-called "gel spinning method" (for example, Patent Document 1) has already been widely used in industry. Although these high-strength polyethylene fibers have extremely high strength and high elastic modulus, there is a demand from the market for improvement regarding shortcomings originating from their raw materials. For example, ultra-high molecular weight polyethylene, which is the raw material for high-strength polyethylene fibers, has an extremely simple primary structure and does not have hydrogen bonds between molecular chains, so slippage between molecular chains easily occurs and the load is reduced. If the condition continues for a long time, the fibers will elongate, so-called creep elongation is large, and in applications where loads are applied for a long time, such as braids, twisted yarn, fishing lines, ropes, nets, etc., the range of use is It was restricted.

かかる問題を解決するため、例えば特許文献2及び特許文献3には、エチル側鎖等を有するポリエチレン繊維が提案されている。しかしながら、エチル側鎖等は延伸性を著しく阻害するため、高い強度と生産性を維持するためにはその側鎖の数が制限され、近年の市場が要請する高いクリープ特性レベルに至っていない。 In order to solve this problem, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3 propose polyethylene fibers having ethyl side chains and the like. However, since ethyl side chains and the like significantly inhibit stretchability, the number of side chains is limited in order to maintain high strength and productivity, and the high level of creep properties required by the recent market has not been achieved.

特公昭60-47922号公報Special Publication No. 60-47922 特開平6-280111号公報Japanese Patent Application Publication No. 6-280111 WO2017/102618号公報WO2017/102618 publication

本発明の目的は、上記の従来技術の課題を背景になされたものであり、高強度でありながら、耐クリープ性が極めて優れたポリエチレン繊維を提供することを課題とするものである。 The object of the present invention was made against the background of the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a polyethylene fiber that has high strength and extremely excellent creep resistance.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、つい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。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have finally completed the present invention. That is, the present invention is as follows.

1.測定温度が70℃、測定荷重が破断荷重20%におけるクリープ測定においてクリープ速度が9.0×10-8sec-1以下、測定開始から24時間後の伸度が2.7%以下であり、且つ伸度3.0%に達するまでの時間が30時間以上、測定開始から96時間後の伸度が5.0%以下であり、長手方向の太細斑URNが16%以下であることを特徴とするポリエチレン繊維。
2.示差走査熱量測定(DSC測定)で10℃/分の速度で30から200℃で昇温(1st昇温)、200℃で5分保持後、10℃/分の速度で200から30℃まで降温、30℃で5分保持後、10分/分の速度で30から200℃まで昇温(2nd昇温)したときの1st昇温における融点のピーク温度が140℃以下であり、その融点ピークの100から170℃の範囲での熱量が255J/g以下であり、2nd昇温における70から150℃の範囲での熱量が130J/g以下であり、長手方向の太細斑URNが16%以下であることを特徴とするポリエチレン繊維。
3.メチル、エチル、およびブチル基のいずれかのアルキル側鎖を含み、そのアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり1.0個以上であることを特徴とする上記1または2に記載のポリエチレン繊維。
4.チーグラー触媒の存在下でエチレン重合を行った分子量が異なる2種以上の超高分子量ポリエチレンを含むことを特徴とする上記1~3いずれかに記載のポリエチレン繊維。
5.強度20cN/dtex以上、初期弾性率500cN/dtex以上であることを特徴とする上記1~4いずれかに記載のポリエチレン繊維。
6.上記1~5に記載のポリエチレン繊維を含む組紐、撚糸、釣糸、ロープ及びネット。
1. In creep measurement at a measurement temperature of 70°C and a measurement load of 20% breaking load, the creep rate is 9.0 x 10-8 sec-1 or less, the elongation 24 hours after the start of the measurement is 2.7% or less, and It takes more than 30 hours to reach an elongation of 3.0%, the elongation after 96 hours from the start of measurement is less than 5.0%, and the URN in the longitudinal direction is less than 16%. polyethylene fiber.
2. By differential scanning calorimetry (DSC measurement), the temperature was raised from 30 to 200°C at a rate of 10°C/min (1st temperature rise), held at 200°C for 5 minutes, and then lowered from 200 to 30°C at a rate of 10°C/min. , after holding at 30℃ for 5 minutes, the temperature is raised from 30 to 200℃ at a rate of 10 minutes/min (2nd temperature increase), the peak temperature of the melting point at the 1st temperature increase is 140℃ or less, and the peak temperature of the melting point is 140℃ or less. The amount of heat in the range of 100 to 170°C is 255 J/g or less, the amount of heat in the range of 70 to 150°C in the second temperature increase is 130 J/g or less, and the URN in the longitudinal direction is 16% or less. A polyethylene fiber characterized by:
3. 3. The polyethylene fiber as described in 1 or 2 above, which contains an alkyl side chain of any one of methyl, ethyl, and butyl groups, and has a number of alkyl side chains of 1.0 or more per 1000 carbon atoms.
4. 4. The polyethylene fiber according to any one of 1 to 3 above, characterized in that it contains two or more types of ultra-high molecular weight polyethylenes having different molecular weights that have been subjected to ethylene polymerization in the presence of a Ziegler catalyst.
5. 5. The polyethylene fiber according to any one of 1 to 4 above, which has a strength of 20 cN/dtex or more and an initial elastic modulus of 500 cN/dtex or more.
6. Braids, twisted yarns, fishing lines, ropes, and nets containing the polyethylene fibers described in 1 to 5 above.

本発明によるポリエチレン繊維は、優れた耐クリープ性を有するため、組紐、撚糸、釣糸、ロープ、ネット等、広く使用することができる。 Since the polyethylene fiber according to the present invention has excellent creep resistance, it can be widely used in braids, twisted yarns, fishing lines, ropes, nets, etc.

クリープ測定における試料セット時及びクリープ量測定時の状態Conditions during sample setting and creep amount measurement in creep measurement クリープ測定における測定の常態Normal state of measurement in creep measurement

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリエチレンは、測定温度が70℃、測定荷重が破断荷重20%におけるクリープ測定においてクリープ速度が9.0×10-8sec-1以下、測定開始から24時間後の伸度は2.7%以下であり、また伸度3.0%に達するまでの時間が30時間以上、測定開始から96時間後の伸度が5.0%以下、長手方向の太細斑URNが16%以下であることが好ましい。
また、後述するクリープ寿命が120時間以上であればより好ましい。
The present invention will be explained in detail below.
The polyethylene of the present invention has a creep rate of 9.0×10 −8 sec −1 or less in creep measurement at a measurement temperature of 70° C. and a measurement load of 20% breaking load, and an elongation of 2.0×10 −8 sec −1 or less after 24 hours from the start of the measurement. 7% or less, the time to reach elongation of 3.0% is 30 hours or more, the elongation after 96 hours from the start of measurement is 5.0% or less, and the URN in the longitudinal direction is 16% or less. It is preferable that
Further, it is more preferable that the creep life described below is 120 hours or more.

より好ましい長手方向の太細斑URNは15.7%以下、更に好ましくは15.5以下である。 More preferably, the URN of thick and thin spots in the longitudinal direction is 15.7% or less, and even more preferably 15.5 or less.

係る特性を満足するポリエチレン繊維は、ロープやネット等のように、野外等の過酷な環境下、長時間緊張状態に曝されるような用途においても変形が極めて小さく、製品の寿命が格段に向上し、経済性及び環境保全に資するからである。 Polyethylene fibers that satisfy these characteristics have extremely little deformation even in applications such as ropes and nets that are exposed to tension for long periods of time in harsh environments such as outdoors, and the lifespan of the product is greatly improved. This is because it contributes to economic efficiency and environmental conservation.

本発明のポリエチレン繊維は、示差走査熱量測定(DSC測定)で30から200℃まで10℃/分の昇温速度(1st昇温)、サンプル量2.0mgで測定したときの融点ピークの温度が140℃以下であることが好ましい。
係るポリエチレン繊維は、延伸性に優れ、アルキル側鎖を含んだ場合であっても十分に高い強度・弾性率を得ることができることを本願発明者は見出した。
また、本発明のポリエチレン繊維は、1st昇温での融点ピーク温度が、125℃を下回らないことが好ましい。当該融点ピーク温度が125℃を下回ると、延伸性は向上するが、分子量が低い、あるいは結晶化が十分でないため、十分な強度・弾性率が得られない場合がある。
より好ましくは、130以上、更に好ましくは132℃以上である。
The polyethylene fiber of the present invention has a melting point peak temperature measured by differential scanning calorimetry (DSC measurement) from 30 to 200°C at a heating rate of 10°C/min (1st temperature rise) and a sample amount of 2.0 mg. The temperature is preferably 140°C or lower.
The inventors of the present invention have discovered that such polyethylene fibers have excellent stretchability and can obtain sufficiently high strength and elastic modulus even when they contain alkyl side chains.
Moreover, it is preferable that the melting point peak temperature of the polyethylene fiber of the present invention at the 1st temperature increase is not lower than 125°C. When the melting point peak temperature is lower than 125° C., stretchability is improved, but sufficient strength and elastic modulus may not be obtained due to low molecular weight or insufficient crystallization.
The temperature is more preferably 130° C. or higher, and even more preferably 132° C. or higher.

本発明のポリエチレン繊維は、1st昇温での融点ピークの100から170℃の範囲での熱量が255J/g以下であることが好ましい。また、本発明のポリエチレン繊維は、2nd昇温での融点ピークの70から150℃の範囲での熱量が130J/g以下であることが好ましい。係るポリエチレン繊維は、優れたクリープ特性を示すからである。
1st昇温での融点ピークの熱量は、ポリエチレン繊維におけるアルキル側鎖の立体障害としての寄与を示すものと考えられる。すなわち、アルキル側鎖が立体障害となって、当該部分の結晶構造が乱れ、結晶融解の熱量が低くなると同時に、ポリエチレン分子のスリップを防止し、優れたクリープ特性を示すと考えられる。
また、2nd昇温での融点ピークの熱量は、原料ポリエチレンのアルキル側鎖の数を反映していると考えられる。
The polyethylene fiber of the present invention preferably has a calorific value of 255 J/g or less in the range of 100 to 170° C. of the melting point peak at the 1st temperature increase. Moreover, it is preferable that the polyethylene fiber of the present invention has a calorific value of 130 J/g or less in the range of 70 to 150° C. of the melting point peak at the second temperature increase. This is because such polyethylene fibers exhibit excellent creep properties.
The calorific value of the melting point peak at the 1st temperature increase is considered to indicate the contribution of the alkyl side chain in the polyethylene fiber as steric hindrance. That is, it is thought that the alkyl side chain acts as a steric hindrance, disturbs the crystal structure of the relevant part, lowers the amount of heat for crystal melting, and at the same time prevents polyethylene molecules from slipping and exhibits excellent creep properties.
In addition, it is considered that the amount of heat at the melting point peak at the second temperature increase reflects the number of alkyl side chains in the raw material polyethylene.

本発明のポリエチレン繊維は、メチル、エチル、およびブチル基のいずれかのアルキル側鎖を含み、そのアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり1.0個以上であることが好ましい。係るポリエチレン繊維は、ポリエチレン分子のスリップを有効に防止することができるため、優れたクリープ特性を示すからである。当該アルキル側鎖は、後述するチーグラー触媒の存在下でエチレン重合を行った超高分子量ポリエチレン及びメタロセン触媒の存在下でエチレン重合を行った超高分子量ポリエチレンの一方又は両方に有していてもよく、合計で1.0個以上であればよい。より好ましいアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり1.3個以上、より好ましくは1.5個以上である。 The polyethylene fiber of the present invention preferably contains an alkyl side chain of any one of methyl, ethyl, and butyl groups, and the number of alkyl side chains is preferably 1.0 or more per 1000 carbon atoms. This is because such polyethylene fibers can effectively prevent polyethylene molecules from slipping and exhibit excellent creep properties. The alkyl side chain may be present in one or both of the ultra-high molecular weight polyethylene obtained by ethylene polymerization in the presence of a Ziegler catalyst and the ultra-high molecular weight polyethylene obtained by ethylene polymerization in the presence of a metallocene catalyst, which will be described later. , the total number may be 1.0 or more. The number of alkyl side chains is more preferably 1.3 or more, more preferably 1.5 or more per 1000 carbon atoms.

本発明のポリエチレン繊維は、平均分子量が異なる2種以上の超高分子量ポリエチレンを含むことが好ましい。
当該分子量が異なる成分を含むことにより、前記1st昇温及び2nd昇温の熱量が、それぞれ255J/g以下、130J/g以下となる多数のアルキル側鎖を有していても、前記DSC測定での1st昇温の融点ピーク温度が140℃より低い、すなわち延伸性に優れ、高強度・高弾性率のポリエチレン繊維を得ることができることを本発明者らは見出した。
The polyethylene fiber of the present invention preferably contains two or more kinds of ultra-high molecular weight polyethylenes having different average molecular weights.
By including components with different molecular weights, the amount of heat in the 1st temperature increase and the 2nd temperature increase is 255 J/g or less and 130 J/g or less, respectively.Even if the DSC measurement has a large number of alkyl side chains, The present inventors have discovered that the melting point peak temperature at the first temperature increase is lower than 140° C., that is, it is possible to obtain a polyethylene fiber with excellent drawability, high strength, and high elastic modulus.

前記2種以上の平均分子量が異なる超高分子量ポリエチレンは、主としてチーグラー触媒の存在下でエチレン重合を行ったものであることが好ましい。係る超高分子量ポリエチレンからなる繊維は、長手方向の太細斑が小さくできることを本願発明者等は見出した。
チーグラー触媒存在下で得られたポリエチレンは、分子量分布が大きく、平均分子量が異なるポリエチレン間において、分子量が重複する範囲が大きく、分子量分布の連続性が担保されるからであると推測される。
勿論、上記繊維特性を満たす範囲であれば、例えばメタロセン触媒の存在下で得られたポリエチレンを含んでいてもよい。
The two or more kinds of ultra-high molecular weight polyethylenes having different average molecular weights are preferably those obtained by ethylene polymerization mainly in the presence of a Ziegler catalyst. The inventors of the present invention have discovered that fibers made of such ultra-high molecular weight polyethylene can have small thick and thin spots in the longitudinal direction.
This is presumably because the polyethylene obtained in the presence of Ziegler's catalyst has a large molecular weight distribution, and the range in which the molecular weights overlap is large between polyethylenes with different average molecular weights, ensuring continuity of the molecular weight distribution.
Of course, polyethylene obtained in the presence of a metallocene catalyst, for example, may be included as long as it satisfies the above-mentioned fiber properties.

本発明のポリエチレン繊維は、強度20cN/dtex以上、初期弾性率500cN/dtex以上であることが好ましい。係るポリエチレン繊維は、広く産業界で使用することができるからである。より好ましくは、強度25cN/dtex以上、初期弾性率600cN/dtex以上、更に好ましくは、強度30cN/dtex以上、初期弾性率850cN/dtex以上である。 The polyethylene fiber of the present invention preferably has a strength of 20 cN/dtex or more and an initial elastic modulus of 500 cN/dtex or more. This is because such polyethylene fibers can be widely used in industry. More preferably, the strength is 25 cN/dtex or more, the initial elastic modulus is 600 cN/dtex or more, and even more preferably the strength is 30 cN/dtex or more, and the initial elastic modulus is 850 cN/dtex or more.

本発明のポリエチレン繊維は、組紐、撚糸、釣糸、ロープ、ネットに使用することができる。これらの用途は、過酷な環境下、長時間緊張状態に曝される場合が多く、本発明のポリエチレン繊維の効果を発揮するからである。 The polyethylene fibers of the present invention can be used for braids, twisted yarns, fishing lines, ropes, and nets. This is because these uses are often exposed to tension for long periods of time under harsh environments, and the polyethylene fibers of the present invention exhibit the effects.

以下、本発明のポリエチレン繊維を製造する好ましい方法について説明する。 Hereinafter, a preferred method for producing the polyethylene fiber of the present invention will be explained.

[原料ポリエチレン]
本発明のポリエチレン繊維は、その原料ポリエチレンとして超高分子量ポリエチレンを使用することが好ましい。
[Raw material polyethylene]
The polyethylene fiber of the present invention preferably uses ultra-high molecular weight polyethylene as its raw material polyethylene.

このような原料ポリエチレンの極限粘度[η]は5.0dL/g以上、40.0dL/g以下である。より好ましくは8.0dL/g以上、35.0dL/g以下、更に好ましくは10.0dL/g以上、30.0dL/g以下である。極限粘度が5.0dL/gより小さいと最終的なポリエチレン繊維の引張強度が低くなり、所望とする強度(例えば強度20cN/dtex以上)を超えるような高強度ポリエチレン繊維が得られないことがある。また、極限粘度が40.0dL/gより高いと延伸性が低下して所望の高強度繊維が得られないことがある。 The intrinsic viscosity [η] of such raw material polyethylene is 5.0 dL/g or more and 40.0 dL/g or less. More preferably, it is 8.0 dL/g or more and 35.0 dL/g or less, and even more preferably 10.0 dL/g or more and 30.0 dL/g or less. If the intrinsic viscosity is less than 5.0 dL/g, the final tensile strength of the polyethylene fiber will be low, and it may not be possible to obtain a high-strength polyethylene fiber that exceeds the desired strength (for example, a strength of 20 cN/dtex or more). . In addition, if the intrinsic viscosity is higher than 40.0 dL/g, the drawability may decrease and a desired high-strength fiber may not be obtained.

また、原料ポリエチレンは炭素原子1000個当たりメチル、エチル、およびブチル基のいずれかのアルキル側鎖を含み、そのアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり1.0個以上、20.0個以下を有する。より好ましくは1.3個以上、15.0個以下、更に好ましくは1.5個以上、10.0個以下である。アルキル側鎖数が1.0個より少ないと優れたクリープ特性が得られないことがある。また、アルキル側鎖数が20.0個よりも多いと延伸性が低下して所望の高強度繊維が得られないことがある。 In addition, the raw material polyethylene contains an alkyl side chain of methyl, ethyl, or butyl group per 1000 carbon atoms, and the number of alkyl side chains is 1.0 or more and 20.0 or less per 1000 carbon atoms. have More preferably, the number is 1.3 or more and 15.0 or less, and still more preferably 1.5 or more and 10.0 or less. If the number of alkyl side chains is less than 1.0, excellent creep properties may not be obtained. Furthermore, if the number of alkyl side chains is more than 20.0, the drawability may decrease and a desired high-strength fiber may not be obtained.

後述する、分子量が異なる2種以上の原料ポリエチレンを使用する場合は、いずれか一方又は両方にアルキル側鎖を付与してもよい。本発明者らは、ポリエチレン繊維のクリープ性能は、ポリエチレン繊維全体としてのアルキル側鎖数で整理できることを見出したものである。 When using two or more raw material polyethylenes having different molecular weights, which will be described later, an alkyl side chain may be added to one or both of them. The present inventors have discovered that the creep performance of polyethylene fibers can be organized by the number of alkyl side chains in the polyethylene fibers as a whole.

本発明のポリエチレン繊維の原料ポリエチレンとして、分子量が異なる2種以上をブレンドして使用することが好ましく、これらの原料ポリエチレンのうち、分子量が大きいポリエチレン(以下、「Hポリエチレン」という)と分子量が小さいポリエチレン(以下、「Lポリエチレン」という)との極限粘度の差を約2.0dL/g以上とすることが好ましい。本願発明者等は、Lポリエチレンの作用により、多くのアルキル側鎖を有していても十分な延伸性が得られ、Hポリエチレンが有する高強度化のポテンシャルを十分に引き出すことを見出したものである。
HポリエチレンとLポリエチレンの極限粘度の差の上限は、15.0dL/g以下であることが本発明のポリエチレン繊維を得るために好ましい。Lポリエチレンの分子量が小さければ、延伸性は向上する一方で、その配合量を大きくすると高い強度の繊維が得られ難くなる傾向があるためである。
As the raw material polyethylene for the polyethylene fiber of the present invention, it is preferable to use a blend of two or more types with different molecular weights, and among these raw material polyethylenes, polyethylene with a large molecular weight (hereinafter referred to as "H polyethylene") and polyethylene with a low molecular weight are used. It is preferable that the difference in intrinsic viscosity between polyethylene (hereinafter referred to as "L polyethylene") is about 2.0 dL/g or more. The inventors of the present application have discovered that due to the action of L-polyethylene, sufficient stretchability can be obtained even if it has many alkyl side chains, and that the high strength potential of H-polyethylene can be fully brought out. be.
The upper limit of the difference in intrinsic viscosity between H polyethylene and L polyethylene is preferably 15.0 dL/g or less in order to obtain the polyethylene fiber of the present invention. This is because if the molecular weight of L-polyethylene is small, the stretchability will be improved, but if the blending amount is increased, it will be difficult to obtain fibers with high strength.

HポリエチレンとLポリエチレンのブレンド比率は、それぞれが有するアルキル側鎖の数と極限粘度の差を考慮して、本願発明の範囲のポリエチレンが得られるよう調整すればよい。 The blending ratio of H polyethylene and L polyethylene may be adjusted in consideration of the number of alkyl side chains and the difference in intrinsic viscosity of each polyethylene so as to obtain polyethylene within the range of the present invention.

本発明のポリエチレン繊維を得る製造方法としては、ゲル紡糸法によることが好ましい。具体的には、本発明のポリエチレン繊維の製造方法は、原料ポリエチレンを溶媒に溶解してポリエチレン溶液とする溶解工程と、上記ポリエチレン溶液をこのポリエチレンの融点以上の温度でノズルから吐出し、吐出した糸条を冷媒で冷却する紡糸工程と、吐出された未延伸糸から溶媒を除去する乾燥工程、及び延伸する延伸工程と、延伸された延伸糸を巻き取る工程とを含むことが好ましい。以下それぞれの工程について説明する。 The method for producing the polyethylene fiber of the present invention is preferably a gel spinning method. Specifically, the method for producing polyethylene fibers of the present invention includes a dissolution step of dissolving raw material polyethylene in a solvent to obtain a polyethylene solution, and discharging the polyethylene solution from a nozzle at a temperature equal to or higher than the melting point of the polyethylene. It is preferable to include a spinning process in which the yarn is cooled with a refrigerant, a drying process in which the solvent is removed from the discharged undrawn yarn, a stretching process in which the yarn is stretched, and a process in which the stretched drawn yarn is wound up. Each process will be explained below.

[溶解工程]
本発明のポリエチレン繊維の製造に当たっては、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ことが推奨される。ポリエチレンの溶媒としては、例えば、デカリン、テトラリン等の揮発性の有機溶媒やパラフィン等の非揮発性の溶媒を用いることができる。ポリエチレン溶液におけるポリエチレンの濃度は0.5質量%以上、40.0質量%以下が好ましく、より好ましくは2.0質量%以上、30質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以上、20質量%以下である。ポリエチレン濃度が0.5質量%より小さいと生産効率が非常に悪くなる。また、ポリエチレン濃度が40.0質量%より大きいと分子量が非常に大きいことに起因し、ゲル紡糸法では後述するノズルから吐出することが困難になることがある。
[Dissolution process]
In producing the polyethylene fiber of the present invention, it is recommended to dissolve high molecular weight polyethylene to prepare a polyethylene solution. As the solvent for polyethylene, for example, volatile organic solvents such as decalin and tetralin, and non-volatile solvents such as paraffin can be used. The concentration of polyethylene in the polyethylene solution is preferably 0.5% by mass or more and 40.0% by mass or less, more preferably 2.0% by mass or more and 30% by mass or less, even more preferably 3.0% by mass or more and 20% by mass. % or less. If the polyethylene concentration is less than 0.5% by mass, production efficiency will be extremely poor. Further, if the polyethylene concentration is higher than 40.0% by mass, the molecular weight is very large, and it may become difficult to discharge from a nozzle described below in the gel spinning method.

[紡糸工程]
上述したポリエチレン溶液を押出機など用いてポリエチレンの融点よりも10℃以上高い温度で押出しを行い、定量供給装置を用いて紡糸ノズルに供給する。その後、ポリエチレン溶液を複数のオリフィスが配列した紡糸ノズルを通して吐出することで糸条(ゲル糸状)を形成する。紡糸口金までの温度はポリエチレンの熱分解温度未満とする。
次に吐出したゲル糸状を冷却媒体で冷却しながら引き取る。冷却方法としては、例えば、空気や窒素などの不活性ガスによる乾式クエンチ法でもよいし、混和性の液体、もしくは水等の不混和性の液体を用いた乾湿式クエンチ法でもよい。
[Spinning process]
The above-mentioned polyethylene solution is extruded using an extruder or the like at a temperature 10° C. or more higher than the melting point of polyethylene, and then fed to a spinning nozzle using a quantitative feeding device. Thereafter, a thread (gel thread-like) is formed by discharging the polyethylene solution through a spinning nozzle in which a plurality of orifices are arranged. The temperature up to the spinneret is below the thermal decomposition temperature of polyethylene.
Next, the discharged gel threads are taken out while being cooled with a cooling medium. The cooling method may be, for example, a dry quenching method using an inert gas such as air or nitrogen, or a dry-wet quenching method using a miscible liquid or an immiscible liquid such as water.

[乾燥・延伸工程]
上記紡糸工程で引き取った糸状(未延伸糸)を連続的に又は一旦巻き取った後、乾燥・延伸工程を行う。乾燥工程は溶媒を除去することが目的であり、溶媒の除去方法としては揮発性溶媒の場合には熱媒体雰囲気中で行ってもよいし、加熱ローラーを用いてもより。媒体としては、空気、窒素等の不活性ガス、水蒸気、液体媒体等が挙げられる。不揮発性溶媒を用いた場合は、抽出剤等を用いて抽出する方法が挙げられる。抽出剤としては、クロロホルム、ベンゼン、ヘプタン、ノナン、デカン、エタノール、高級アルコール等を用いることができる。
その後の延伸工程では、未延伸糸を加熱した状態で延伸工程の入口での糸速度に対して出口での糸速度は数倍となるよう延伸する。延伸は1回でも複数回に分けてもよいが、1回以上、3回以下であることが好ましい。延伸工程は熱媒体雰囲気中で行ってもよいし、加熱ローラーを用いてもよい。媒体として空気、窒素等の不活性ガス、水蒸気、液体媒体等が挙げられる。
発明者らは、この延伸時の延伸温度は原料ポリエチレンにアルキル側鎖を含まない場合よりも1.0℃~10.0℃低い温度で延伸することにより延伸性が向上し、最終的な繊維強度の向上につながることを見出した。これは原料ポリエチレンにアルキル側鎖が含まれると融点が低くなることが起因していると考えられる。
[Drying/stretching process]
The filament (undrawn filament) taken in the above-mentioned spinning process is wound up continuously or once, and then subjected to a drying/stretching process. The purpose of the drying step is to remove the solvent, and in the case of a volatile solvent, it may be carried out in a heat medium atmosphere or by using a heating roller. Examples of the medium include air, inert gas such as nitrogen, water vapor, and liquid medium. When a nonvolatile solvent is used, a method of extraction using an extractant or the like can be mentioned. As the extractant, chloroform, benzene, heptane, nonane, decane, ethanol, higher alcohol, etc. can be used.
In the subsequent drawing step, the undrawn yarn is heated and drawn so that the yarn speed at the exit is several times that of the yarn speed at the entrance of the drawing step. Stretching may be done once or divided into multiple times, but preferably once or more and three times or less. The stretching step may be performed in a heat medium atmosphere or may use a heated roller. Examples of the medium include air, an inert gas such as nitrogen, water vapor, and a liquid medium.
The inventors have found that by stretching the stretching temperature at a temperature 1.0 to 10.0 degrees Celsius lower than when the raw polyethylene does not contain alkyl side chains, the stretchability is improved and the final fiber is It was found that this leads to an improvement in strength. This is thought to be due to the fact that the melting point becomes lower when the raw material polyethylene contains an alkyl side chain.

以下に、実施例を例示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中における特性値の測定及び評価は下記のようにおこなった。 EXAMPLES The present invention will be specifically explained below by way of examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, the measurement and evaluation of characteristic values in the examples were performed as follows.

(1)極限粘度
ウベローデ型毛細粘度管を用い、135℃のデカリン中で種々の希薄溶液の比粘度を測定し、その粘度を濃度に対してプロットし、最小二乗近似で得られる直線の原点への外挿点から、極限粘度を決定した。サンプルに対して1質量%の酸化防止剤(エーピーアイコーポレーション社製、「ヨシノックス(登録商標)BHT」を添加し、135℃で4時間攪拌溶解して測定溶液を調整した。
(1) Intrinsic viscosity Measure the specific viscosity of various dilute solutions in decalin at 135°C using an Ubbelohde capillary viscosity tube, plot the viscosity against the concentration, and trace it to the origin of the straight line obtained by least squares approximation. The intrinsic viscosity was determined from the extrapolation point. To the sample, 1% by mass of an antioxidant (manufactured by API Corporation, "Yoshinox (registered trademark) BHT") was added and dissolved with stirring at 135° C. for 4 hours to prepare a measurement solution.

(2)アルキル側鎖数
各試料、250mgをo-ジクロロベンゼン+p-ジクロロベンゼン-d4(7+3vol)に145℃で溶解、120℃でC-NMRを測定し、得られた13C-NMRスペクトルより以下の要領で見積もった。
ポリエチレンのエチレン連鎖ピークを30ppmとした時、メチル側鎖由来のピークは37.5ppm付近に、エチル側鎖由来のピークは34ppm付近に、ブチル側鎖由来のピークは23.5ppm付近に検出される。エチレン連鎖ピークの積分値を1000とした時、37.5ppmのピーク積分値をA、34ppmのピーク積分値をB、23.5ppmのピーク積分値をCだった場合、メチル側鎖数はA/2(個/1000C)、エチル側鎖数はB/2(個/1000C)、ブチル側鎖数はC/2(個/1000C)と算出することができる。
(2) Number of alkyl side chains 250 mg of each sample was dissolved in o-dichlorobenzene + p-dichlorobenzene-d4 (7+3 vol) at 145°C, C-NMR was measured at 120°C, and the following 13C-NMR spectrum was obtained. The estimate was made according to the following.
When the ethylene chain peak of polyethylene is 30 ppm, the peak derived from the methyl side chain is detected around 37.5 ppm, the peak derived from the ethyl side chain is detected around 34 ppm, and the peak derived from the butyl side chain is detected around 23.5 ppm. . When the integral value of the ethylene chain peak is 1000, if the peak integral value of 37.5 ppm is A, the peak integral value of 34 ppm is B, and the peak integral value of 23.5 ppm is C, the number of methyl side chains is A/ 2 (pieces/1000C), the number of ethyl side chains can be calculated as B/2 (pieces/1000C), and the number of butyl side chains can be calculated as C/2 (pieces/1000C).

(3)繊度
位置の異なる5箇所でサンプルを各々10mにカットし、その重量を測定しその平均値を用いて繊度(dtex)を求めた。
(3) Fineness Samples were cut into 10 m pieces at five different locations, their weights were measured, and the average value was used to determine the fineness (dtex).

(4)引張強度・破断伸度・初期弾性率
JIS L1013 8.5.1に準拠して測定した。オリエンテック社製「テンシロン」を用いて、試料長200mm(チャック間長さ)、伸長速度100mm/分、雰囲気温度20℃、相対湿度65%条件下で歪―応力曲線を求め、得られた曲線の破断点での応力から引張強度(cN/dtex)を算出し、伸びから破断伸度を、曲線の原点付近の最大勾配を与える接線から弾性率(cN/dtex)を算出した。なお、測定回数は10回とし、その平均値で表した。測定時に試料に印加する初荷重を試料10000m当たりの質量(g)の1/10とした。
(4) Tensile strength, elongation at break, and initial elastic modulus Measured in accordance with JIS L1013 8.5.1. Using "Tensilon" manufactured by Orientech Co., Ltd., a strain-stress curve was determined under the conditions of a sample length of 200 mm (length between chucks), an elongation speed of 100 mm/min, an ambient temperature of 20°C, and a relative humidity of 65%.The obtained curve The tensile strength (cN/dtex) was calculated from the stress at the breaking point, the elongation at break was calculated from the elongation, and the elastic modulus (cN/dtex) was calculated from the tangent giving the maximum slope near the origin of the curve. In addition, the number of measurements was 10 times, and the average value was expressed. The initial load applied to the sample during measurement was 1/10 of the mass (g) per 10,000 m of the sample.

(5)示差走査熱量測定(DSC測定)
TAインスツルメント社製「DSCQ100」を用いて行った。試料を3から5mm以下に切断し、アルミパンに約2mg充填・封入し、同様の空のアルミパンをリファレンスにして、窒素ガス下、10℃/分の昇温速度で30から200℃まで温度を上昇させて(1st昇温)、200℃で5分保持し、200から30℃まで温度を下降させて、30℃で5分保持し、30から200℃まで温度を上昇(2nd昇温)して昇温DSC曲線を求めた。その昇温DSC曲線で得られた吸熱ピークトップ温度を融点ピーク温度とした。また100から170℃の範囲の融解熱量[単位:J/g]を1st昇温における熱量とし、70から150℃の範囲の融解熱量[単位:J/g]を1st昇温における熱量とした。
(5) Differential scanning calorimetry (DSC measurement)
This was carried out using "DSCQ100" manufactured by TA Instruments. Cut the sample into pieces of 3 to 5 mm or less, fill and seal approximately 2 mg into an aluminum pan, and use a similar empty aluminum pan as a reference to heat the sample from 30 to 200 °C at a heating rate of 10 °C/min under nitrogen gas. (1st temperature increase), held at 200℃ for 5 minutes, lowered the temperature from 200 to 30℃, held at 30℃ for 5 minutes, and increased the temperature from 30 to 200℃ (2nd temperature increase) A temperature-rising DSC curve was obtained. The endothermic peak top temperature obtained from the temperature rising DSC curve was defined as the melting point peak temperature. Further, the heat of fusion [unit: J/g] in the range of 100 to 170°C was taken as the amount of heat in the 1st temperature increase, and the heat of fusion [unit: J/g] in the range of 70 to 150°C was taken as the amount of heat in the 1st temperature increase.

(6)クリープ
図1及び図2に示す通り、試料の自由端の片端を固定し、もう一方の端に所定荷重をかけて、その試料の両端間の部分を所定温度に加熱し、測定時間毎に試料の変化量を読み取ってクリープ測定を行った。より具体的な測定法の例を以下に記載する。
(6) Creep As shown in Figures 1 and 2, one free end of the sample is fixed, a predetermined load is applied to the other end, and the portion between both ends of the sample is heated to a predetermined temperature, and the measurement time is Creep measurements were performed by reading the amount of change in the sample each time. More specific examples of measurement methods are described below.

所定温度(70.0℃)に加熱し、その温度を維持することができる金属板(長さは70.0cm、表面は鏡面加工)を準備し、試料は撚りをかけずに金属板上に接触するようにのせる。その試料の自由端のうち一方側を金属板から出た部分で固定し、もう一方の端を金属端から出た部分で初期荷重(荷重は0.2g/dtex)をかける。金属板上の試料に試料長50.0cmの距離となるよう印を2箇所に付けた後、初期荷重を取り外して所定荷重(試料の破断荷重20%に相当する荷重)を取り付けて、金属板上の試料に接触しないように保温のため上側から蓋を閉めて(蓋と試料は接触していない)測定を開始する。測定開始から5時間までは1時間毎、その後は12時間毎、及び24時間、96時間時点で蓋を開けて、初期につけた印の距離を読み取る。試料が破断するまで測定を続ける。
ある時刻tにおける試料の伸びε[mm単位]は、その時刻tでの試料につけた印間距離L(t)と初期の試料につけた印間距離L(50.0cm)との差であり、次のように示される。
ε(t)[%単位]=(L(t)-L)×100/L
クリープ速度τ[1/秒単位]は時間1秒刻みの試料の長さの変化と定義され、次のように示される。
τ=(ε-εi-1)/(t-ti-1)×1/100
測定開始から試料が破断するまで測定し、測定時間毎のクリープ速度を対数目盛上にプロットし、極小値を測定した試料のクリープ速度とする。試料の破断が見られた読み取り時間の直前の読み取り時間をクリープ寿命とする(最終の試料長が読み取れた時間をクリープ寿命とする)。
Prepare a metal plate (length: 70.0 cm, surface polished to a mirror finish) that can be heated to a predetermined temperature (70.0°C) and maintain that temperature, and place the sample on the metal plate without twisting. Place them so that they are touching. One of the free ends of the sample is fixed at the part protruding from the metal plate, and an initial load (load is 0.2 g/dtex) is applied to the other end at the part protruding from the metal end. After making marks on the sample on the metal plate in two places so that the sample length is 50.0 cm, remove the initial load and attach a predetermined load (a load equivalent to 20% of the breaking load of the sample) to the metal plate. Start the measurement by closing the lid from the top to prevent contact with the sample above (the lid and sample are not in contact). The lid is opened every hour for 5 hours from the start of measurement, then every 12 hours, and at 24 hours and 96 hours, and the distance of the mark made initially is read. Continue measuring until the sample breaks.
The elongation ε i [in mm] of the sample at a certain time t is the difference between the distance L (t) between the marks made on the sample at that time t and the distance L 0 (50.0 cm) between the marks made on the initial sample. Yes, and is shown as follows.
ε i (t) [% unit] = (L (t) - L 0 ) × 100/L 0
The creep rate τ [in units of 1/sec] is defined as the change in length of the sample in 1 second increments, and is expressed as follows.
τ i =(ε ii-1 )/(t i -t i-1 )×1/100
Measure from the start of measurement until the sample breaks, plot the creep rate for each measurement time on a logarithmic scale, and take the minimum value as the creep rate of the measured sample. The reading time immediately before the reading time when the sample fracture was observed is defined as the creep life (the time when the final sample length was read is defined as the creep life).

(7)太細斑URN%
USTER社製、USTER TESTER5-C800を用いて、測定モードNormal、給糸速度25m/分、測定時間5分、ツイスター3200m-1の条件で測定して示されるmMax0.017mとmMin0.017mの絶対値を和した数値を試料の太細斑URN%とした。
(7) Thick spots URN%
Absolute values of mMax 0.017 m and mmin 0.017 m measured using USTER TESTER 5-C800 manufactured by USTER under the conditions of measurement mode Normal, yarn feeding speed 25 m/min, measurement time 5 minutes, twister 3200 m-1. The sum of the values was defined as the thick and thin spot URN% of the sample.

(実施例1)
重合にチーグラー系触媒を用いて、極限粘度20.0dL/g、長鎖分岐を含まない超高分子量ポリエチレン(A)と重合にチーグラー系触媒を用いて、極限粘度15.9dL/g、炭素原子1000個あたり3.5個のエチル分岐を有する超高分子量ポリエチレン(B)とデカヒドロナフタレン(デカリン)を重量比(A):(B):デカリン=3:6:91で混合しスラリー状液体を形成させた。極限粘度差は4.1dL/gであった。該物質を混合及び搬送部を備えた二軸スクリュー押出し機で溶解し、得られたポリエチレン溶液を紡糸口金から紡糸口金表面温度175℃で単孔吐出量3.0g/分で吐出した。紡糸口金に形成されたオリフィス数16個であり、オリフィス直径は0.8mmであった。吐出された糸状を引き取りつつ、ノズルと水面の距離を1.5cmとした20℃の水冷バスを用いて速度60.0m/minで引き取りながら糸状物を冷却し、16本の単糸からなる未延伸マルチフィラメント(ゲル糸)とし、連続して該未延伸マルチフィラメントを110℃の熱風で乾燥しながら1.5倍に延伸し、更に連続して140℃の熱風で3.3倍に延伸し、合計延伸倍率が5.0倍の第1延伸糸を得た。得られた第1延伸糸を更に145℃の熱風で2.3倍に延伸し、延伸した状態で直ちに延伸マルチフィラメントを巻き取った。得られた延伸マルチフィラメントの極限粘度は14.1dL/g、物性は繊度62dtex、強度33cN/dtex、初期弾性率は1016cN/dtex、破断伸度は4.1%であり、繊維に含まれるアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり2.0個であった。クリープ測定結果はクリープ速度が5.6×10-8sec-1、測定開始から24時間後の伸度は2.6%であり、また伸度3.0%に達するまでの時間が41時間、測定開始から96時間後の伸度が4.7%、クリープ寿命は281時間であった。URNは13.0%であった。この繊維サンプルのDSC測定の結果は1st昇温での融点ピーク温度は139℃、熱量236J/g、2nd昇温での熱量は123J/gであった。
(Example 1)
Using a Ziegler catalyst for polymerization, ultra-high molecular weight polyethylene (A) containing no long chain branching has an intrinsic viscosity of 20.0 dL/g, and a Ziegler catalyst for polymerization has an intrinsic viscosity of 15.9 dL/g and carbon atoms. Ultra-high molecular weight polyethylene (B) having 3.5 ethyl branches per 1000 pieces and decahydronaphthalene (decalin) are mixed at a weight ratio of (A):(B):decalin=3:6:91 to form a slurry liquid. was formed. The intrinsic viscosity difference was 4.1 dL/g. The material was dissolved in a twin screw extruder equipped with a mixing and conveying section, and the resulting polyethylene solution was discharged from a spinneret at a single hole discharge rate of 3.0 g/min at a spinneret surface temperature of 175°C. The number of orifices formed in the spinneret was 16, and the orifice diameter was 0.8 mm. While taking up the discharged filament, the filament was cooled down using a 20°C water-cooled bath with a distance of 1.5 cm between the nozzle and the water surface at a speed of 60.0 m/min, and a filament made of 16 single filaments was cooled. A drawn multifilament (gel yarn) is obtained, and the undrawn multifilament is continuously stretched to 1.5 times while drying with hot air at 110°C, and further continuously stretched to 3.3 times with hot air at 140°C. A first drawn yarn with a total draw ratio of 5.0 times was obtained. The obtained first drawn yarn was further drawn 2.3 times with hot air at 145° C., and the drawn multifilament was immediately wound up in the drawn state. The obtained drawn multifilament had an intrinsic viscosity of 14.1 dL/g, physical properties of fineness of 62 dtex, strength of 33 cN/dtex, initial elastic modulus of 1016 cN/dtex, and elongation at break of 4.1%. The number of side chains was 2.0 per 1000 carbon atoms. The creep measurement results show that the creep rate is 5.6×10 -8 sec -1 , the elongation 24 hours after the start of measurement is 2.6%, and the time it takes to reach 3.0% elongation is 41 hours. The elongation 96 hours after the start of measurement was 4.7%, and the creep life was 281 hours. URN was 13.0%. As a result of DSC measurement of this fiber sample, the melting point peak temperature was 139° C. and the amount of heat was 236 J/g at the 1st temperature increase, and the amount of heat at the 2nd temperature increase was 123 J/g.

(実施例2)
実施例1から超高分子量ポリエチレン(B)を極限粘度18.0dL/g、炭素原子1000個あたり2.9個のエチル分岐を有する超高分子量ポリエチレン(B)に変更し、極限粘度差は2.0dL/gであり、それ以外は、実施例1と同様にして延伸マルチフィラメントを得た。得られた延伸マルチフィラメントの極限粘度は14.6dL/g、物性は繊度63dtex、強度35cN/dtex、初期弾性率は1048cN/dtex、破断伸度は4.0%であり、繊維に含まれるアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり2.0個であった。クリープ測定結果はクリープ速度が4.8・10-8sec-1、測定開始から24時間後の伸度は2.5%であり、また伸度3.0%に達するまでの時間が53時間、測定開始から96時間での伸度が4.6%、クリープ寿命は245時間であった。URNは15.5%であった。この繊維サンプルのDSC測定の結果は1st昇温での融点ピーク温度は139℃、熱量242J/g、2nd昇温での熱量は122J/gであった。
(Example 2)
From Example 1, the ultra-high molecular weight polyethylene (B) was changed to ultra-high molecular weight polyethylene (B) having an intrinsic viscosity of 18.0 dL/g and 2.9 ethyl branches per 1000 carbon atoms, and the intrinsic viscosity difference was 2. .0 dL/g, and a drawn multifilament was obtained in the same manner as in Example 1 except for that. The obtained drawn multifilament had an intrinsic viscosity of 14.6 dL/g, physical properties of a fineness of 63 dtex, a strength of 35 cN/dtex, an initial elastic modulus of 1048 cN/dtex, and a breaking elongation of 4.0%. The number of side chains was 2.0 per 1000 carbon atoms. The creep measurement results show that the creep rate is 4.8・10 -8 sec -1 , the elongation 24 hours after the start of the measurement is 2.5%, and it takes 53 hours to reach the elongation 3.0%. The elongation at 96 hours from the start of measurement was 4.6%, and the creep life was 245 hours. URN was 15.5%. As a result of DSC measurement of this fiber sample, the melting point peak temperature was 139° C. and the amount of heat was 242 J/g at the first temperature increase, and the amount of heat at the second temperature increase was 122 J/g.

(比較例1)
東洋紡株式会社製の超高分子量ポリエチレン繊維「イザナスグレードSK777」の極限粘度は16.5dL/g、物性は繊度1775dtex、強度35cN/dtex、初期弾性率は1190cN/dtex、破断伸度は3.6%であり、繊維に含まれるアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり0個であった。クリープ測定結果はクリープ速度が3.6×10-6sec-1、測定開始から24時間の時点で破断を確認したため測定開始から24時間後の伸度は読み取れなかった、また伸度3.0%に達するまでの時間が2時間、測定開始から96時間後の伸度も読み取ることが出来なかった。クリープ寿命は17時間であった。URNは15.8%であった。この繊維サンプルのDSC測定の結果は1st昇温での融点ピーク温度は146℃、熱量は253J/g、2nd昇温での熱量は146J/gであった。
(Comparative example 1)
The ultra-high molecular weight polyethylene fiber "Izanasu Grade SK777" manufactured by Toyobo Co., Ltd. has an intrinsic viscosity of 16.5 dL/g, physical properties of fineness of 1775 dtex, strength of 35 cN/dtex, initial elastic modulus of 1190 cN/dtex, and elongation at break of 3. 6%, and the number of alkyl side chains contained in the fiber was 0 per 1000 carbon atoms. The creep measurement results showed that the creep rate was 3.6×10 -6 sec -1 , and the elongation could not be read 24 hours after the start of the measurement because rupture was confirmed 24 hours after the start of the measurement, and the elongation was 3.0. It took 2 hours to reach %, and the elongation could not be read 96 hours after the start of measurement. Creep life was 17 hours. URN was 15.8%. The results of DSC measurement of this fiber sample showed that the melting point peak temperature was 146° C. and the amount of heat was 253 J/g at the 1st temperature increase, and the amount of heat at the 2nd temperature increase was 146 J/g.

(比較例2)
重合にチーグラー系触媒を用いて、極限粘度20.0dL/g、炭素原子1000個あたり0.5個のエチル側鎖を有する超高分子量ポリエチレン(C)を用いて、重量比(C):デカリン=9:91に変更し、水冷バスからの引き取り速度を40.0m/minに変更し、得られた第1延伸糸を4.0倍に延伸した以外は実施例1と同様にして延伸マルチフィラメントを得た。得られた延伸マルチフィラメントの極限粘度は15.6dL/g、物性は繊度76dtex、強度31cN/dtex、初期弾性率は1050cN/dtex、破断伸度は4.1%であり、繊維に含まれるアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり0.5個であった。クリープ測定結果はクリープ速度が2.8×10-7sec-1、測定開始から24時間後の伸度は4.7%であり、また伸度3.0%に達するまでの時間が15時間、測定開始から96時間後の伸度が13.5%、クリープ寿命は101時間であり、クリープ性能は実施例より劣る結果であった。また、URNは19.4%であった。この繊維サンプルのDSC測定の結果1st昇温での融点ピーク温度は142℃、熱量は258J/g、2nd昇温での熱量は135J/gであった。
(Comparative example 2)
A Ziegler catalyst was used for polymerization, ultra-high molecular weight polyethylene (C) having an intrinsic viscosity of 20.0 dL/g and 0.5 ethyl side chains per 1000 carbon atoms was used, and the weight ratio (C): decalin was used. = 9:91, the take-up speed from the water cooling bath was changed to 40.0 m/min, and the obtained first drawn yarn was stretched 4.0 times. I got the filament. The resulting drawn multifilament had an intrinsic viscosity of 15.6 dL/g, physical properties of a fineness of 76 dtex, a strength of 31 cN/dtex, an initial elastic modulus of 1050 cN/dtex, and a breaking elongation of 4.1%. The number of side chains was 0.5 per 1000 carbon atoms. The creep measurement results show that the creep rate is 2.8×10 -7 sec-1, the elongation 24 hours after the start of the measurement is 4.7%, and it takes 15 hours to reach the elongation 3.0%. The elongation after 96 hours from the start of the measurement was 13.5%, the creep life was 101 hours, and the creep performance was inferior to the examples. Moreover, URN was 19.4%. As a result of DSC measurement of this fiber sample, the melting point peak temperature at the 1st temperature increase was 142° C., the amount of heat was 258 J/g, and the amount of heat at the 2nd temperature increase was 135 J/g.

(比較例3)
実施例1から超高分子量ポリエチレン(B)を重合にメタロセン系触媒を用いて、極限粘度16.9dL/g、炭素原子1000個あたり2.9個のエチル分岐を有する超高分子量ポリエチレンに変更し、水冷バスの引き取り速度を100.0m/分に変更し、未延伸マルチフィラメントを110℃の熱風で乾燥しながら1.5倍に延伸し、続いて140℃の熱風で2.7倍に延伸した以外は、実施例1と同様にして延伸マルチフィラメントを得た。得られた延伸マルチフィラメントの極限粘度は13.9dL/g、物性は繊度46dtex、強度33cN/dtex、初期弾性率は842cN/dtex、破断伸度は4.5%であり、繊維に含まれるアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり2.0個であった。クリープ測定結果はクリープ速度が1.2×10-8sec-1、測定開始から24時間後の伸度は1.5%であり、また伸度3.0%に達するまでの時間が353時間、測定開始から96時間での伸度が1.8%、クリープ寿命は389時間であった。URNは22.2%と太細斑が悪い結果であった。この繊維サンプルのDSC測定の結果は1st昇温での融点ピーク温度は139℃、熱量は241J/g、2nd昇温での熱量は118J/gであった。
(Comparative example 3)
From Example 1, ultra-high molecular weight polyethylene (B) was changed to ultra-high molecular weight polyethylene having an intrinsic viscosity of 16.9 dL/g and 2.9 ethyl branches per 1000 carbon atoms by using a metallocene catalyst for polymerization. , the take-up speed of the water-cooled bath was changed to 100.0 m/min, and the undrawn multifilament was stretched 1.5 times while drying with hot air at 110 °C, and then stretched 2.7 times with hot air at 140 °C. A drawn multifilament was obtained in the same manner as in Example 1 except for the following. The obtained drawn multifilament had an intrinsic viscosity of 13.9 dL/g, a physical property of fineness of 46 dtex, strength of 33 cN/dtex, initial elastic modulus of 842 cN/dtex, and elongation at break of 4.5%, and the alkyl contained in the fiber. The number of side chains was 2.0 per 1000 carbon atoms. The creep measurement results show that the creep rate is 1.2×10 -8 sec -1 , the elongation 24 hours after the start of measurement is 1.5%, and the time it takes to reach 3.0% elongation is 353 hours. The elongation at 96 hours from the start of measurement was 1.8%, and the creep life was 389 hours. URN was 22.2%, which was a poor result for thick and thin spots. The results of DSC measurement of this fiber sample showed that the melting point peak temperature was 139° C. and the amount of heat was 241 J/g at the 1st temperature increase, and the amount of heat at the 2nd temperature increase was 118 J/g.

本発明のポリエチレン繊維は、優れた耐クリープ性を有するため、特に組紐、撚糸、釣糸、ロープ、ネット等、過酷な環境で長時間張力が伸長される用途であっても、広く使用することが可能であり、産業の発展に寄与すること大である。 Since the polyethylene fiber of the present invention has excellent creep resistance, it can be widely used, especially in applications where tension is extended for a long time in harsh environments, such as braided cords, twisted yarns, fishing lines, ropes, and nets. It is possible and will greatly contribute to the development of industry.

1. 試料
2. 金属板
3. 荷重
4. 試料の固定端
5. 蓋
1. Sample 2. Metal plate 3. Load 4. Fixed end of sample5. lid

Claims (2)

メチル、エチル、およびブチル基のいずれかのアルキル側鎖を含み、そのアルキル側鎖数は炭素原子1000個あたり1.0個以上であり、チーグラー触媒の存在下でエチレン重合を行った分子量が異なる2種以上の超高分子量ポリエチレンを含むポリエチレン繊維であって、
測定温度が70℃、測定荷重が破断荷重20%におけるクリープ測定においてクリープ速度が9.0×10-8sec-1以下、測定開始から24時間後の伸度が2.7%以下であり、且つ伸度3.0%に達するまでの時間が30時間以上、測定開始から96時間後の伸度が5.0%以下であり、長手方向の太細斑URNが16%以下であり、
示差走査熱量測定(DSC測定)で10℃/分の速度で30から200℃で昇温(1st昇温)、200℃で5分保持後、10℃/分の速度で200から30℃まで降温、30℃で5分保持後、10分/分の速度で30から200℃まで昇温(2nd昇温)したときの1st昇温における融点のピーク温度が140℃以下であり、その融点ピークの100から170℃の範囲での熱量が255J/g以下であり、2nd昇温における70から150℃の範囲での熱量が130J/g以下であり、長手方向の太細斑URNが16%以下であり、
強度20cN/dtex以上、初期弾性率500cN/dtex以上であることを特徴とするポリエチレン繊維。
Contains an alkyl side chain of any of methyl, ethyl, and butyl groups, the number of alkyl side chains is 1.0 or more per 1000 carbon atoms, and the molecular weight is different when ethylene polymerization is performed in the presence of a Ziegler catalyst A polyethylene fiber containing two or more types of ultra-high molecular weight polyethylene,
In creep measurement at a measurement temperature of 70°C and a measurement load of 20% breaking load, the creep rate is 9.0 × 10 -8 sec -1 or less, and the elongation 24 hours after the start of the measurement is 2.7% or less, and the time taken to reach elongation of 3.0% is 30 hours or more, the elongation after 96 hours from the start of measurement is 5.0% or less, and the thick and thin spots URN in the longitudinal direction are 16% or less,
By differential scanning calorimetry (DSC measurement), the temperature was raised from 30 to 200°C at a rate of 10°C/min (1st temperature rise), held at 200°C for 5 minutes, and then lowered from 200 to 30°C at a rate of 10°C/min. , after holding at 30℃ for 5 minutes, the temperature is raised from 30 to 200℃ at a rate of 10 minutes/min (2nd temperature increase), the peak temperature of the melting point at the 1st temperature increase is 140℃ or less, and the peak temperature of the melting point is 140℃ or less. The amount of heat in the range of 100 to 170°C is 255 J/g or less, the amount of heat in the range of 70 to 150°C in the second temperature increase is 130 J/g or less, and the URN in the longitudinal direction is 16% or less. can be,
A polyethylene fiber characterized by having a strength of 20 cN/dtex or more and an initial elastic modulus of 500 cN/dtex or more .
請求項1に記載のポリエチレン繊維を含む組紐、撚糸、釣糸、ロープ及びネット。 Braids, twisted yarns, fishing lines, ropes and nets comprising the polyethylene fibers according to claim 1.
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