[发明专利]高强度聚乙烯纤维及其制造方法

说明书

本申请是发明名称为“高强度聚乙烯纤维及其制造方法”、申请日为2007年3月22日的发明专利申请第200780012631.3的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种廉价且具有出色的强度、弹性模量的高强度聚乙烯纤维及其制造方法，更具体而言，在凝胶纺丝法中的溶液配制时等中使用的聚乙烯的溶剂具有特征的拉伸性出色的高强度聚乙烯纤维及其制造方法。

背景技术

对于高强度聚乙烯纤维而言，已知利用以超高分子量的聚乙烯作为原料的所谓的“凝胶纺丝法”，可以得到过去没有的高强度·高弹性模量纤维，这已经在产业上被广泛利用(例如参照专利文献1、专利文献2)。

近年来，高强度聚乙烯纤维不仅在所述用途中而且在广范围的领域中，其使用正在扩大，而且需要进一步的高强度·高弹性模量化，还强烈需要生产率的提高。聚乙烯纤维的生产率提高所必需的条件之一为拉伸性好。在制造该聚乙烯纤维时，拉伸倍率的最大值越大，则拉伸时的割丝率越小，而且可以进一步高速化拉伸速度。

专利文献1：特公昭60-47922号公报

专利文献2：特公昭64-8732号公报

发明内容

本发明的课题在于，提供一种在过去的凝胶纺丝法之类的方法中，实现难以实现的高生产率(拉伸性)且廉价的聚乙烯纤维及其制造方法。

本发明人等为了解决所述课题，进行了潜心研究，结果以至完成本发明。即，本发明为(1)一种高强度聚乙烯纤维，其特征在于，包含特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂，相对该树脂，含有不良溶剂10ppm以上。(2)根据(1)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，所述溶剂的粘度指数为0.6以下。(3)根据(1)或(2)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂，利用相对该树脂的粘度指数为0.6以下的溶剂，作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的聚乙烯原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状，从而进行制造。(4)根据(1)～(3)中任意一项所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为良溶剂的溶剂(A)和与溶剂(A)互溶且相对该树脂为不良溶剂的溶剂(B)之比为溶剂(A)∶溶剂(B)＝20∶80～99∶1(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状，从而制造。(5)根据(1)～(3)中任意一项所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为良溶剂的溶剂(A)和与溶剂(A)互溶且相对该树脂为不良溶剂的溶剂(B)之比为溶剂(A)∶溶剂(B)＝30∶70～95∶5(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状，从而制造。(6)根据(4)或(5)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，所述溶剂(A)相对特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂的粘度指数大于0.6，溶剂(B)的粘度指数为0.6以下。(7)一种高强度聚乙烯纤维，其特征在于，包含特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂，含有该树脂所不溶的非溶剂10ppm以上。(8)根据(7)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为良溶剂的溶剂(A)和与溶剂(A)互溶且该树脂所不溶的非溶剂(C)之比为溶剂(A)∶溶剂(C)＝50∶50～99∶1(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状，从而制造。(9)根据(7)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为良溶剂的溶剂(A)和与溶剂(A)互溶且该树脂所不溶的非溶剂(C)之比为溶剂(A)∶溶剂(C)＝70∶30～90∶10(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状，从而制造。(10)根据(8)或(9)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，使用所述溶剂(A)相对特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂的粘度指数大于0.6的混合溶剂。(11)一种高强度聚乙烯纤维，其特征在于，含有相对特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂的粘度指数为0.6以下的溶剂及该树脂所不溶的非溶剂10ppm以上。(12)根据(11)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为不良溶剂的溶剂(B)和与溶剂(B)互溶且该树脂所不溶的非溶剂(C)之比为溶剂(B)∶溶剂(C)＝99∶1～50∶50(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状，从而制造。(13)根据(11)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为不良溶剂的溶剂(B)和与溶剂(B)互溶且聚乙烯所不溶的非溶剂(C)之比为溶剂(B)∶溶剂(C)＝99∶1～70∶30(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状，从而制造。(14)根据(12)或(13)所述的高强度聚乙烯纤维，其特征在于，所述溶剂(B)相对特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂的粘度指数为0.6以下。(15)一种高强度聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂，利用相对该树脂的粘度指数为0.6以下的溶剂，作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的聚乙烯原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状。(16)一种高强度聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为良溶剂的溶剂(A)和与溶剂(A)互溶且相对该树脂为不良溶剂的溶剂(B)之比为溶剂(A)∶溶剂(B)＝20∶80～99∶1(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状。(17)一种高强度聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为良溶剂的溶剂(A)和与溶剂(A)互溶且相对该树脂为不良溶剂的溶剂(B)之比为溶剂(A)∶溶剂(B)＝30∶70～99∶5(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状。(18)一种高强度聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为良溶剂的溶剂(A)和与溶剂(A)互溶且该树脂所不溶的非溶剂(C)之比为溶剂(A)∶溶剂(C)＝50∶50～99∶1(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状。(19)一种高强度聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为良溶剂的溶剂(A)和与溶剂(A)互溶且该树脂所不溶的非溶剂(C)之比为溶剂(A)∶溶剂(C)＝70∶30～90∶10(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状。(20)一种高强度聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为不良溶剂的溶剂(B)和与溶剂(B)互溶且该树脂所不溶的非溶剂(C)之比为溶剂(B)∶溶剂(C)＝99∶1～50∶50(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状。(21)一种高强度聚乙烯纤维的制造方法，其特征在于，使用混合溶剂，在该混合溶剂中，相对该树脂为不良溶剂的溶剂(B)和与溶剂(B)互溶且该树脂所不溶的非溶剂(C)之比为溶剂(B)∶溶剂(C)＝99∶1～70∶30(重量比)，将特性粘度为8dL/g以上的超高分子量聚乙烯树脂作成聚乙烯浓度为0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，从喷嘴挤出该聚乙烯原液，使其冷却，然后拉伸成长丝状。