[發明專利]高強度聚乙烯纖維及其制造方法

有效

• 申請號: 201110210837.5
• 申請日: 2007-03-22
• 公開（公告）號: CN102304784A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 福島靖憲;阪本悟堂;伊庭伊八郎
• 申請（專利權）人: 帝斯曼知識產權資產管理有限公司
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01D5/08
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李劍

本申請是發明名稱為“高強度聚乙烯纖維及其制造方法”、申請日為2007年3月22日的發明專利申請第200780012631.3的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種廉價且具有出色的強度、彈性模量的高強度聚乙烯纖維及其制造方法，更具體而言，在凝膠紡絲法中的溶液配制時等中使用的聚乙烯的溶劑具有特征的拉伸性出色的高強度聚乙烯纖維及其制造方法。

背景技術

對于高強度聚乙烯纖維而言，已知利用以超高分子量的聚乙烯作為原料的所謂的“凝膠紡絲法”，可以得到過去沒有的高強度·高彈性模量纖維，這已經在產業上被廣泛利用(例如參照專利文獻1、專利文獻2)。

近年來，高強度聚乙烯纖維不僅在所述用途中而且在廣范圍的領域中，其使用正在擴大，而且需要進一步的高強度·高彈性模量化，還強烈需要生產率的提高。聚乙烯纖維的生產率提高所必需的條件之一為拉伸性好。在制造該聚乙烯纖維時，拉伸倍率的最大值越大，則拉伸時的割絲率越小，而且可以進一步高速化拉伸速度。

專利文獻1：特公昭60-47922號公報

專利文獻2：特公昭64-8732號公報

發明內容

本發明的課題在于，提供一種在過去的凝膠紡絲法之類的方法中，實現難以實現的高生產率(拉伸性)且廉價的聚乙烯纖維及其制造方法。

本發明人等為了解決所述課題，進行了潛心研究，結果以至完成本發明。即，本發明為(1)一種高強度聚乙烯纖維，其特征在于，包含特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂，相對該樹脂，含有不良溶劑10ppm以上。(2)根據(1)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，所述溶劑的粘度指數為0.6以下。(3)根據(1)或(2)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂，利用相對該樹脂的粘度指數為0.6以下的溶劑，作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的聚乙烯原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀，從而進行制造。(4)根據(1)～(3)中任意一項所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為良溶劑的溶劑(A)和與溶劑(A)互溶且相對該樹脂為不良溶劑的溶劑(B)之比為溶劑(A)∶溶劑(B)＝20∶80～99∶1(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀，從而制造。(5)根據(1)～(3)中任意一項所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為良溶劑的溶劑(A)和與溶劑(A)互溶且相對該樹脂為不良溶劑的溶劑(B)之比為溶劑(A)∶溶劑(B)＝30∶70～95∶5(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀，從而制造。(6)根據(4)或(5)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，所述溶劑(A)相對特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂的粘度指數大于0.6，溶劑(B)的粘度指數為0.6以下。(7)一種高強度聚乙烯纖維，其特征在于，包含特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂，含有該樹脂所不溶的非溶劑10ppm以上。(8)根據(7)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為良溶劑的溶劑(A)和與溶劑(A)互溶且該樹脂所不溶的非溶劑(C)之比為溶劑(A)∶溶劑(C)＝50∶50～99∶1(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀，從而制造。(9)根據(7)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為良溶劑的溶劑(A)和與溶劑(A)互溶且該樹脂所不溶的非溶劑(C)之比為溶劑(A)∶溶劑(C)＝70∶30～90∶10(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀，從而制造。(10)根據(8)或(9)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，使用所述溶劑(A)相對特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂的粘度指數大于0.6的混合溶劑。(11)一種高強度聚乙烯纖維，其特征在于，含有相對特性粘度8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂的粘度指數為0.6以下的溶劑及該樹脂所不溶的非溶劑10ppm以上。(12)根據(11)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為不良溶劑的溶劑(B)和與溶劑(B)互溶且該樹脂所不溶的非溶劑(C)之比為溶劑(B)∶溶劑(C)＝99∶1～50∶50(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀，從而制造。(13)根據(11)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為不良溶劑的溶劑(B)和與溶劑(B)互溶且聚乙烯所不溶的非溶劑(C)之比為溶劑(B)∶溶劑(C)＝99∶1～70∶30(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀，從而制造。(14)根據(12)或(13)所述的高強度聚乙烯纖維，其特征在于，所述溶劑(B)相對特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂的粘度指數為0.6以下。(15)一種高強度聚乙烯纖維的制造方法，其特征在于，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂，利用相對該樹脂的粘度指數為0.6以下的溶劑，作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的聚乙烯原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀。(16)一種高強度聚乙烯纖維的制造方法，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為良溶劑的溶劑(A)和與溶劑(A)互溶且相對該樹脂為不良溶劑的溶劑(B)之比為溶劑(A)∶溶劑(B)＝20∶80～99∶1(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀。(17)一種高強度聚乙烯纖維的制造方法，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為良溶劑的溶劑(A)和與溶劑(A)互溶且相對該樹脂為不良溶劑的溶劑(B)之比為溶劑(A)∶溶劑(B)＝30∶70～99∶5(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀。(18)一種高強度聚乙烯纖維的制造方法，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為良溶劑的溶劑(A)和與溶劑(A)互溶且該樹脂所不溶的非溶劑(C)之比為溶劑(A)∶溶劑(C)＝50∶50～99∶1(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀。(19)一種高強度聚乙烯纖維的制造方法，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為良溶劑的溶劑(A)和與溶劑(A)互溶且該樹脂所不溶的非溶劑(C)之比為溶劑(A)∶溶劑(C)＝70∶30～90∶10(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀。(20)一種高強度聚乙烯纖維的制造方法，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為不良溶劑的溶劑(B)和與溶劑(B)互溶且該樹脂所不溶的非溶劑(C)之比為溶劑(B)∶溶劑(C)＝99∶1～50∶50(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀。(21)一種高強度聚乙烯纖維的制造方法，其特征在于，使用混合溶劑，在該混合溶劑中，相對該樹脂為不良溶劑的溶劑(B)和與溶劑(B)互溶且該樹脂所不溶的非溶劑(C)之比為溶劑(B)∶溶劑(C)＝99∶1～70∶30(重量比)，將特性粘度為8dL/g以上的超高分子量聚乙烯樹脂作成聚乙烯濃度為0.5重量％以上、不到50重量％的混同原液，從噴嘴擠出該聚乙烯原液，使其冷卻，然后拉伸成長絲狀。