[发明专利]聚丙烯纤维及该聚丙烯纤维的制造方法

说明书

本发明获得选择性地满足以下要件中的任一要件的聚丙烯纤维，所述要件为：非晶取向度为85％以上、结晶取向度为90％以上、结晶度为60％以上75％以下、强度为7cN/dtex以上、初始弹性模量为100cN/dtex以上、断裂伸长率为10％以上30％以下、单纤维纤度为3dtex以上20dtex以下。通过2阶段拉伸法，在维持生产速度的状态下控制最终阶段的拉伸张力，从而制造结晶链和非晶链进行了高取向的、高强度且高初始弹性模量的聚丙烯纤维。

技术领域

本发明涉及产业材料用、建筑物/汽车等的内装用、医疗/卫生用、衣料用等所使用的聚丙烯纤维以及该聚丙烯纤维的制造方法。

背景技术

聚丙烯纤维具有拨水性、非吸收性优异，且由于为低比重因此轻，此外耐化学试剂性优异等特性，因此广泛用于产业材料用、建筑物/汽车等的内装用、医疗/卫生用、医疗用等。特别是在产业材料用途中运用轻巧和强度而广泛用于绳索、养护网、水平网等，但要求进一步高强度化。

已知聚丙烯纤维的强度大大依赖于拉伸条件。特别是如果提高拉伸倍率则聚丙烯纤维的强度会大幅提高。但是，如果要以通常的拉伸速度高倍率地进行拉伸则毛刺/断线会频繁发生，因此稳定地生产变得困难。于是尝试了通过减慢拉伸速度而尽可能以高倍率进行拉伸来进行高强度化。

例如，日本专利第5607827号公报(专利文献1)中，提出了一种聚丙烯纤维的制造方法，其包含：将聚丙烯熔融挤出，骤冷到聚丙烯的玻璃化转变温度以上且玻璃化转变温度+15℃以下的温度的纺丝工序；以该温度进行保冷的保冷工序；以及拉伸工序。在该方法中，虽然记载了成为1.6GPa以上的高强度，但是拉伸是用手摇拉伸机以极低速度进行拉伸的，进一步认为以0℃保冷数日等在工业上较困难。

此外，在日本特开2003-293216号公报(专利文献2)中，提出了具有沿着纤维表面的曲面而形成的条纹状粗面结构的、纤维强度为9cN/dtex的混凝土增强用的聚丙烯纤维。但是，这也是以拉伸速度为50m/分钟左右的速度进行的，生产率差。

此外例如，日本特开2002-180347号公报(专利文献3)中，记载了如下方法：使用在两端用加压水进行了密封的容器内填充有0.3～0.5MPa程度的加压饱和水蒸气作为拉伸介质的拉伸槽，对结晶性高分子物质进行拉伸处理。通过该方法，能够制造9.7cN/dtex以上的高强度聚丙烯纤维。但是，该方法与通常的热板拉伸等相比，存在需要特殊且昂贵的加压饱和水蒸气拉伸装置，而且加压饱和水蒸气拉伸中纤维的投入量会受到限制这样的问题，因此不适合大量生产。

进一步日本特开2009-007727号公报(专利文献4)中，记载了一种聚丙烯纤维的制造方法，即：将由全同立构五单元组分率为94％以上的聚丙烯熔融纺丝而获得的未拉伸丝线，在温度120℃～150℃以拉伸倍率3～10倍进行前拉伸后，在温度170℃～190℃以变形速度1.5倍/分钟～15倍/分钟进行拉伸倍率1.2倍～3.0倍的后拉伸，从而制造纤维强度为7cN/dtex以上、表面为凹凸结构的聚丙烯纤维。该技术中后拉伸时的变形速度极其慢，因此难以以高生产率制造高强度的聚丙烯纤维。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5607827号公报

专利文献2：日本特开2003-293216号公报

专利文献3：日本特开2002-180347号公报

专利文献4：日本特开2009-007727号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供结晶链和非晶链进行了高取向的聚丙烯纤维以及该纤维的制造方法。结晶链和非晶链进行了高取向的聚丙烯纤维的强度、初始弹性模量优异。

用于解决课题的方法