(57)【要約】      （修正有）【課題】超高分子量ポリエチレンを含む、引張強度、剛性及び摩擦された部分若しくは結節部分における強度保持性能が良好な高強度繊維と、高強度繊維を、有機溶剤を用いないか、極めて少ない使用量にて製造することができる高強度繊維の製造方法を提供する。【解決手段】超高分子量ポリエチレン原料を含む高強度繊維であり、繊維直径が１ｍｍ以下であり、引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、かつ、下記曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値が５（ｍｍ２）以下である高強度繊維。曲げ硬さ試験：２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、矩形の硬質試験台１０上に高強度繊維１２を置き、硬質試験台１０の端面から高強度繊維１２を８ｃｍ突出させ、端面から下方へ降下した高強度繊維先端と、硬質試験台表面の高さと、の距離Ｌを測定して、測定した値を垂れ下がり距離とする。【選択図】図１Ａ
2019031755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高分子量ポリエチレン原料を含む高強度繊維であり、
直径が１ｍｍ以下であり、
引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、
かつ、下記曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値が５（ｍｍ２）以下である高強度繊維。
−曲げ硬さ試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、矩形の硬質試験台上に高強度繊維を置き、硬質試験台の端面から高強度繊維を８ｃｍ突出させ、端面から下方へ降下した高強度繊維先端と、硬質試験台表面の高さと、の距離を測定して、測定した値を垂れ下がり距離（ｍｍ）とする。
【請求項２】
超高分子量ポリエチレン原料からなる請求項１に記載の高強度繊維。
【請求項３】
超高分子量ポリエチレン原料を含む短冊状フィルム片を複数含み、前記短冊状フィルム片は、互いに界面で融着しており、
直径が１ｍｍ以下であり、
引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、
かつ、下記曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値が５（ｍｍ２）以下である高強度繊維。
−曲げ硬さ試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、矩形の硬質試験台上に高強度繊維を置き、硬質試験台の端面から高強度繊維を８ｃｍ突出させ、端面から下方へ降下した高強度繊維先端と、硬質試験台表面の高さと、の距離を測定して、測定した値を垂れ下がり距離（ｍｍ）とする。
【請求項４】
下記摩擦試験後の引張り破断強度が、摩擦試験前の引張り破断強度の４０％以上である、請求項３に記載の高強度繊維。
−摩擦試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、内径５ｍｍのアルミナ製ガイドリング内に、高強度繊維を通し、前記高強度繊維の先端に５０ｇの分銅を固定して、ガイドリングより、鉛直方向に１００ｍｍの長さで垂らす。その後、ガイドリングより上流の繊維を５０ｍｍ水平に引張り、分銅を固定した高強度繊維をガイドリングに摩擦させ、その後、分銅が引張る前の位置に戻るように、水平に引張った高強度繊維をガイドリング側に戻す。この操作を５０回繰り返し、ガイドリングにより高強度繊維を摩擦し、高強度繊維の摩擦された部分の破断強度を測定する。
【請求項５】
結節強度が引張り破断強度の４０％以上である請求項３又は請求項４に記載の高強度繊維。
【請求項６】
超高分子量ポリエチレン原料の粘度平均分子量が１００万〜１２００万である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の高強度繊維。
【請求項７】
撚り紐又は組紐の組織を有する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の高強度繊維。
【請求項８】
超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを得る工程、
前記工程で得られた超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを、短冊状に切断して短冊状のフィルム片を得る工程、
前記短冊状のフィルム片を、複数本編むか又は複数本撚ることで、短冊状のフィルム片を製紐する工程、及び、
前記短冊状のフィルムの融点以上の温度にて、製紐された短冊状のフィルム片を、長手方向に一軸に延伸する工程、
を含む高強度繊維の製造方法。
【請求項９】
前記短冊状のフィルム片の長手方向に直交する断面において、断面の最短片の長さに対する最長辺の長さの比が、１．１〜１００である請求項８に記載の高強度繊維の製造方法。
【請求項１０】
前記短冊状に切断して短冊状のフィルム片を得る工程の前に、
前記工程で得られた超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを、ｘ軸およびｙ軸の少なくとも一方の軸方向に延伸処理する工程をさらに含む、請求項８又は請求項９に記載の高強度繊維の製造方法。
【請求項１１】
前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを延伸処理する工程が、前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムの融点以上の温度で行われる請求項１０に記載の高強度繊維の製造方法。
【請求項１２】
前記短冊状のフィルム片を製紐する工程の前に、
前記短冊状のフィルム片を得る工程により得られた前記短冊状のフィルム片を、前記短冊状のフィルム片の長手方向に延伸処理する工程をさらに含む請求項８〜請求項１１のいずれか１項に記載の高強度繊維の製造方法。
【請求項１３】
前記短冊状のフィルム片を、前記短冊状のフィルム片の長手方向に延伸処理する工程が、前記短冊状のフィルム片の融点以上の温度で行われる請求項１２に記載の高強度繊維の製造方法。
【請求項１４】
前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを得る工程が、
超高分子量ポリエチレン原料からなる超高分子量ポリエチレンフィルムを得る工程である請求項８〜請求項１３のいずれか１項に記載の高強度繊維の製造方法。
【請求項１５】
前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを得る工程が、
超高分子量ポリエチレン原料からなる超高分子量ポリエチレンフィルムを得る工程、
前記超高分子量ポリエチレン原料よりも低分子量のポリエチレン原料を含むポリエチレンフィルムを得る工程、及び、
前記超高分子量ポリエチレンフィルムと、前記超高分子量ポリエチレン原料よりも低分子量のポリエチレン原料を含むポリエチレンフィルムと、を積層する工程を含む請求項８〜請求項１３のいずれか１項に記載の高強度繊維の製造方法。
【請求項１６】
前記短冊状のフィルム片を製紐する工程が、３本〜１０本から選択される本数の短冊状のフィルム片を用いて製紐する工程である請求項８〜請求項１５のいずれか１項に記載の高強度繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、高強度繊維、及び高強度繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
防弾チョッキ等の高強度織物又は高強度編物の製造、釣り糸、漁網、重量物の吊り下げ用ロープ、船舶係留用ロープなどには、軽量であり、金属繊維に比較して耐酸性が良好であり、塩の影響を受けにくいという点から、高強度合成繊維が求められている。
高強度繊維の需要は広範に亘り、強度と物性とが良好な高強度繊維が求められ、各種の検討がなされている。
【０００３】
例えば、短径が５０μｍ以上であり、かつ比重が１．３１（２０℃）を超える物質の含有量が、ポリエチレンパウダー５００ｇ中１０個以下であり、粘度平均分子量が１００，０００以上である、高分子量ポリエチレンパウダーを用いて製造された高強度繊維が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の繊維は、ゲル紡糸法により製造されており、溶剤を使用することから、製造時に使用する溶剤の処理が問題となる。特許文献１に記載のポリエチレン繊維は、連続製造された繊維の寸法安定性が良好であることは確認されている。しかし、強度については「手で単糸を引張っても切断しない」と記載されるのみであり、既述の高強度繊維の用途に使用するための充分な強度を有するか否かについては確認されていない。
【０００４】
また、釣り糸に関しては、超高分子量ポリオレフィン繊維糸が製紐（編組）構成されている釣糸であって、組み紐の編密度が１インチ（２４．５ｍｍ）間１５以上で、直線強度が２０ｇ／ｄ以上の強力を有する釣り糸（例えば、特許文献２）及び、超高分子量ポリエチレン繊維糸をもって構成される釣糸の製造方法であって、超高分子量ポリエチレン繊維糸を、編組（製紐）、加撚、もしくは被覆（カバーリング）処理を施した後、あるいはこれらの２種以上の処理を組合せた処理を施した後、該超高分子量ポリエチレン繊維糸の融解点温度未満にて、延伸倍率を１．０１〜４．００の範囲内で加熱延伸を行い、編組処理された釣糸の延伸後編密度（ＰＩＣ数）を１インチ間１５以上とする釣り糸の製造方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
さらに、釣糸にも使用しうる滑らかな表面を有し、切断されやすい融着糸条として、熱可塑性樹脂からなるフィラメント複数本を引きそろえ、所望により加撚および／または製紐し、ついで、延伸倍率１．０未満で加熱下にて延伸することにより、隣接するフィラメントを実質的に融着させ、ついで、延伸倍率１．０より高い倍率で加熱下延伸することにより製造される融着糸条が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−３５０６３号公報
【特許文献２】特許第５１０５７２４号公報
【特許文献３】特許第５１１６２２３号公報
【特許文献４】特開２００８−７５２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２及び特許文献３において使用される超高分子量ポリエチレン繊維は、市販品を用いているが、これらはいずれもゲル紡糸法により製造されており、特許文献１と同様に有機溶剤の使用を必要とし、より環境負荷が低く、より高強度な合成繊維及びその製造方法が求められている。
また、特許文献４に記載の融着糸条もまた、熱可塑性樹脂フィラメントとして超高分子量ポリエチレンのモノフィラメントを使用する態様が記載されてはいるが、同様にゲル紡糸法により製造されたフィラメントを用いている。
【０００７】
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、超高分子量ポリエチレンを用いた、引張強度、剛性、および、摩擦された部分若しくは結節部分における強度保持性能が良好な高強度繊維を提供することである。
本発明の別の実施形態が解決しようとする課題は、引張強度、剛性、および、摩擦された部分若しくは結節部分における強度保持性能が良好な高強度繊維を、有機溶剤を用いないか、極めて少ない使用量にて製造することができる高強度繊維の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段は、以下の実施形態を含む。
＜１＞超高分子量ポリエチレン原料を含む高強度繊維であり、直径が１ｍｍ以下であり、引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、かつ、下記曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値が５（ｍｍ２）以下である高強度繊維。
−曲げ硬さ試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、矩形の硬質試験台上に高強度繊維を置き、硬質試験台の端面から高強度繊維を８ｃｍ突出させ、端面から下方へ降下した高強度繊維先端と、硬質試験台表面の高さと、の距離を測定して、測定した値を垂れ下がり距離（ｍｍ）とする。
＜２＞  超高分子量ポリエチレン原料からなる＜１＞に記載の高強度繊維。
【０００９】
＜３＞  超高分子量ポリエチレン原料を含む短冊状フィルム片を複数含み、前記短冊状フィルム片は、互いに界面で融着しており、引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、かつ、下記曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値が５（ｍｍ２）以下である高強度繊維。
−曲げ硬さ試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、矩形の硬質試験台上に高強度繊維を置き、硬質試験台の端面から高強度繊維を８ｃｍ突出させ、端面から下方へ降下した高強度繊維先端と、硬質試験台表面の高さと、の距離を測定して、測定した値を垂れ下がり距離（ｍｍ）とする。
＜４＞  下記摩擦試験後の引張り破断強度が摩擦試験前の引張り破断強度の４０％以上である＜３＞に記載の高強度繊維。
−摩擦試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、内径５ｍｍのアルミナ製ガイドリング内に、高強度繊維を通し、前記高強度繊維の先端に５０ｇの分銅を固定して、ガイドリングより、鉛直方向に１００ｍｍの長さで垂らす。その後、ガイドリングより上流の繊維を５０ｍｍ水平に引張り、分銅を固定した高強度繊維をガイドリングに摩擦させ、その後、分銅が引張る前の位置に戻るように、水平に引張った高強度繊維をガイドリング側に戻す。この操作を５０回繰り返し、ガイドリングにより高強度繊維を摩擦し、高強度繊維の摩擦された部分の破断強度を測定する。
＜５＞  結節強度が引張り破断強度の４０％以上である＜３＞又は＜４＞に記載の高強度繊維。
＜６＞  超高分子量ポリエチレン原料の粘度平均分子量が１００万〜１２００万である＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の高強度繊維。
＜７＞撚り紐又は組紐の組織を有する＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の高強度繊維。
【００１０】
＜８＞  超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを得る工程、前記工程で得られた超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを短冊状に切断して短冊状のフィルム片を得る工程、前記短冊状のフィルム片を、複数本編むか又は複数本撚ることで、短冊状のフィルム片を製紐する工程、及び、前記短冊状のフィルムの融点以上の温度にて、製紐された短冊状のフィルム片を、長手方向に一軸に延伸する工程、を含む高強度繊維の製造方法。
＜９＞  前記短冊状のフィルム片の長手方向に直交する断面において、断面の最短片の長さに対する最長辺の長さの比が、１．１〜１００である＜８＞に記載の高強度繊維の製造方法。
【００１１】
＜１０＞  前記短冊状に切断して短冊状のフィルム片を得る工程の前に、前記工程で得られた超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを、ｘ軸およびｙ軸の少なくとも一方の軸方向に延伸処理する工程をさらに含む＜８＞又は＜９＞に記載の高強度繊維の製造方法。
＜１１＞  前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを延伸処理する工程が、前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムの融点以上の温度で行われる＜１０＞に記載の高強度繊維の製造方法。
【００１２】
＜１２＞前記短冊状のフィルム片を製紐する工程の前に、前記短冊状のフィルム片を得る工程により得られた前記短冊状のフィルム片を、前記短冊状のフィルム片の長手方向に延伸処理する工程をさらに含む＜８＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の高強度繊維の製造方法。
＜１３＞  前記短冊状のフィルム片を、前記短冊状のフィルム片の長手方向に延伸処理する工程が、前記短冊状のフィルム片の融点以上の温度で行われる＜１２＞に記載の高強度繊維の製造方法。
【００１３】
＜１４＞  前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを得る工程が、超高分子量ポリエチレン原料からなる超高分子量ポリエチレンフィルムを得る工程である＜８＞〜＜１３＞のいずれか１つに記載の高強度繊維の製造方法。
＜１５＞  前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを得る工程が、超高分子量ポリエチレン原料からなる超高分子量ポリエチレンフィルムを得る工程、前記超高分子量ポリエチレン原料よりも低分子量のポリエチレン原料を含むポリエチレンフィルムを得る工程、及び、前記超高分子量ポリエチレンフィルムと、前記超高分子量ポリエチレン原料よりも低分子量のポリエチレン原料を含むポリエチレンフィルムと、を積層する工程を含む＜８＞〜＜１３＞のいずれか１つに記載の高強度繊維の製造方法。
＜１６＞  前記短冊状のフィルム片を製紐する工程が、３本〜１０本から選択される本数の短冊状のフィルム片を用いて製紐する工程である＜８＞〜＜１５＞のいずれか１つに記載の高強度繊維の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、超高分子量ポリエチレンを用いた、引張強度、剛性、および、摩擦された部分若しくは結節部分における強度保持性能が良好な高強度繊維を提供することができる。
本発明の別の実施形態によれば、引張強度、剛性、および摩擦された部分若しくは結節部分における強度保持性能が良好な高強度繊維を、有機溶剤を用いないか、極めて少ない有機溶剤の使用量にて製造することができる高強度繊維の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】曲げ硬さ試験に用いる矩形の硬質試験台及び剛性の高い高強度繊維の垂れ下がり距離の測定箇所を示す模式図である。
【図１Ｂ】曲げ硬さ試験に用いる矩形の硬質試験台及び剛性の低い繊維の垂れ下がり距離の測定箇所を示す模式図である。
【図２】摩擦試験の手順を示す模式図である。
【図３Ａ】編み込み延伸における高強度繊維の製造手順を示す模式図である。
【図３Ｂ】撚り延伸における高強度繊維の製造手順を示す模式図である。
【図４Ａ】図３Ａにおいて、さらに前延伸処理を施す場合の高強度繊維の製造手順を示す模式図である。
【図４Ｂ】図３Ｂにおいて、さらに前延伸処理を施す場合の高強度繊維の製造手順を示す模式図である。
【図５Ａ】編み込み延伸により調製した実施例１の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図５Ｂ】編み込み延伸により調製した実施例１の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。
【図６Ａ】編み込み延伸により調製した実施例２の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図６Ｂ】編み込み延伸により調製した実施例２の高強度繊維の、２００回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。
【図７Ａ】編み込み延伸により調製した実施例３の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図７Ｂ】編み込み延伸により調製した実施例３の高強度繊維の、２００回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。
【図８Ａ】編み込み延伸により調製した実施例４の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図８Ｂ】編み込み延伸により調製した実施例５の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図８Ｃ】編み込み延伸により調製した実施例６の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図９Ａ】延伸処理後編み込み延伸により調製した実施例９の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図９Ｂ】延伸処理後編み込み延伸により調製した実施例９の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真である。
【図９Ｃ】延伸処理後編み込み延伸により調製した実施例９の５０回摩擦試験後の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図９Ｄ】延伸処理後編み込み延伸により調製した実施例９の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の側面ＳＥＭ写真である。
【図１０Ａ】撚り延伸により調製した実施例１０の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１０Ｂ】撚り延伸により調製した実施例１０の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真である。
【図１０Ｃ】撚り延伸により調製した実施例１０の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１１Ａ】撚り延伸により調製した実施例１１の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１１Ｂ】撚り延伸により調製した実施例１１高強度繊維の、２００回摩擦試験後の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１２Ａ】撚り延伸により調製した実施例１２の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１２Ｂ】撚り延伸により調製した実施例１２高強度繊維の、２００回摩擦試験後の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１３Ａ】延伸処理後撚り延伸により調製した実施例１３の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１３Ｂ】延伸処理後撚り延伸により調製した実施例１３の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真である。
【図１３Ｃ】延伸処理後撚り延伸により調製した実施例１３の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真である。
【図１４Ａ】延伸処理後撚り延伸により調製した実施例１４の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１４Ｂ】延伸処理後撚り延伸により調製した実施例１４の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１５】短冊状フィルム片を６本用いて延伸処理後撚り延伸により調製した実施例１６の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。
【図１６】積層フィルムの作製方法を示す概略図である。
【図１７Ａ】撚り延伸により調製した実施例１７の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真およびその部分拡大図である。
【図１７Ｂ】撚り延伸により調製した実施例１８の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真およびその部分拡大図である。
【図１８】比較例１における、溶融一軸延伸後の短冊状フィルム片の断面ＳＥＭ写真である。
【図１９Ａ】比較例２における、ゲル紡糸繊維の側面ＳＥＭ写真である。
【図１９Ｂ】比較例２における、５０回摩擦後のゲル紡糸繊維の側面ＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本開示の高強度繊維及びその製造方法について詳細に説明する。
【００１７】
本明細書において「〜」を用いて記載した数値範囲は、「〜」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を表す。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
さらに、本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本明細書における「短冊状フィルム片」とは、フィルムを、フィルムの面方向において、一片の長さが他片の長さに対してより長いサイズの矩形状に切断して得られたフィルム片（a long strap of film）を指す。
本明細書における「融点」とは、昇温速度１０℃／ｍｉｎで行った示差走査熱量測定（Differential scanning calorimetry：ＤＳＣ）における融解ピーク温度であり、融解ピークが複数ある場合は、最も低いピーク温度を採用する。
【００１８】
＜高強度繊維＞
本開示の第１の実施形態である高強度繊維は、超高分子量ポリエチレン原料を含む繊維であり、直径が１ｍｍ以下であり、引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、かつ、下記曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値が５ｍｍ２以下である高強度繊維である。
−曲げ硬さ試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、矩形の硬質試験台上に高強度繊維を置き、硬質試験台の端面から高強度繊維を８ｃｍ突出させ、端面から下方へ降下した高強度繊維先端と、硬質試験台表面の高さと、の距離を測定して、測定した値を垂れ下がり距離（ｍｍ）とする。
【００１９】
第１の実施形態の高強度繊維は、超高分子量ポリエチレン原料を含む繊維であり、従って原料に由来して破断強度が高く、延伸することによって引張り破断強度が１００ＭＰａ以上を示す。さらに、曲げ硬さが高く、以下に示す曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離と高強度繊維の直径を乗じた数値が５ｍｍ２以下である。
【００２０】
曲げ硬さ試験について図を参照して説明する。図１Ａは、曲げ硬さ試験に用いる矩形の硬質試験台及び剛性の高い高強度繊維の垂れ下がり距離の測定箇所を示す模式図であり、図１Ｂは、曲げ硬さ試験に用いる矩形の硬質試験台及び剛性のより低い高強度繊維の垂れ下がり距離の測定箇所を示す模式図である。図１Ａ及び図１Ｂでは、繊維１２を、矩形の硬質試験台１０から８ｃｍ突出させた状態を示す。矩形の硬質試験台１０は、重力に垂直な面が平滑な面であり、繊維を突出させる側が９０°の角度をなしており、繊維が垂れ下がる状態であれば、特に制限はない。例えば、平滑な面を有するデスクの端部などにおいても曲げ硬さ試験を行なうことができる。
【００２１】
被試験体である繊維１２の先端部から８ｃｍの箇所に印を付し、繊維１２を、矩形の硬質試験台１０の表面に添って８ｃｍの印を付けた箇所まで、矩形の硬質試験台１０の端部から矩形の硬質試験台１０の上面に水平方向に繰り出し、そのまま静置する。垂れ下がった繊維１２の先端と、矩形の硬質試験台１０の表面の高さとの距離（図１Ａ及び図１Ｂ中Ｌで示す）を測定し、垂れ下がり距離とする。繊維の直径が同じ場合、垂れ下がり距離が短いほど曲げ硬さが高く、剛性が良好であることを示す。また、高強度繊維の直径が異なる、例えば、直径がより小さい場合であっても、後述の垂れ下がり距離と繊維直径とを乗じて算出された値を指標とすることで、剛性を比較することが可能となる。この場合、垂れ下がり距離と繊維直径とを乗じて算出された値が５ｍｍ２以下であることで、高い剛性を有することが示される。
【００２２】
本明細書では、高強度繊維の直径は、断面が真円形であると仮定して、当該繊維の断面積から算出する値を用いている。即ち、高強度繊維の重さを密度と長さで割った値を繊維の断面積としている。断面積は、以下の式１から算出する。断面積を３．１４で割り、得られた数値を平方根したものが半径となる。これを２倍して直径の値とする。
【００２３】
【数１】
2019031755.tif 000003
【００２４】
なお、上記式１において、ポリエチレンの密度を１ｇ／ｃｍ３としているが、この値は、結晶化度１００％のポリエチレン結晶の密度である。ポリエチレンの密度は、結晶化度に依存し、結晶化度５０％のポリエチレンの密度は０．９２ｇ／ｃｍ３、結晶化度７０％では０．９５ｇ／ｃｍ３、結晶化度９０％では０．９８ｇ／ｃｍ３である。
本開示の高強度繊維に用いられるポリエチレンの結晶化度は約８０％で、厳密には、密度は０．９７ｇ／ｃｍ３程度となる。しかし、上記式１を用いて、細径の繊維の断面積を測定する場合には、結晶化度１００％における密度である１．００ｇ／ｃｍ３を導入して算出した場合と、誤差の範囲でしか変動はない。従って、通常、ポリエチレン繊維の質量から断面積を計算する場合は、密度１．００ｇ／ｃｍ３を採用している。このため、本明細書においても、ポリエチレンの密度を１ｇ／ｃｍ３として断面積を算出する方法を採用している。
【００２５】
高強度繊維は、用途によっては、引張り強度が高いことに加え、例えば、曲げ剛性が高いことが要求される場合がある。
本開示の高強度繊維における「垂れ下がり距離（ｍｍ）×直径（ｍｍ）」が低いほど、曲げ剛性が高く、いわゆる「コシ」が強いことが裏付けられる。
例えば、本開示の高強度繊維を釣り糸として用いる際には、この値が５ｍｍ２以下であることで十分な曲げ剛性を有すると判断できる。
高強度繊維を釣り糸等に使用した場合、引張り強度が高いことは、切断され難いことを意味し、釣り糸として必須の物性である。さらに、曲げ剛性が高いことが求められる。曲げ剛性が高いことにより、魚が釣り針に食いついた際のいわゆる「アタリ」を高感度で認識できる利点がある。したがって、曲げ剛性が高いことは、釣り糸に関しては、釣果に直結する性能であると言える。
【００２６】
ここで、曲げ剛性が高い（いわゆる「コシ」が強い）釣り糸としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）製のモノフィラメント釣り糸「シーガー（クレハ（株））」が知られている。この市販釣り糸について、前記の曲げ硬さ試験によって、８ｃｍ突出させた際の垂れ下がり距離を測定したところ、０．４号（直径０．１０４ｍｍ）で２４ｍｍ、５号（直径０．３７０ｍｍ）で８ｍｍであった。このことから、同じ材質でも、太い方が垂れ下がり距離が小さくなるので、垂れ下がり距離を太さで規格化した数値が「コシ」の指標になると考えられる。そこで、「垂れ下がり距離（ｍｍ）×直径（ｍｍ）」を算出したところ、０．４号で２．５０（ｍｍ２）、５号で２．９６（ｍｍ２）となり、両方とも３ｍｍ２程度であった。また、１．５号（直径０．２０５ｍｍ）および３．５号（直径０．３１０ｍｍ）でも、これらの間の数値をとっていた（後述の比較例１〜４を参照）。したがって、この「垂れ下がり距離（ｍｍ）×直径（ｍｍ）」を「コシ」の指標として定義できると考えられる。
【００２７】
本明細書における高強度繊維とは、断面の直径が１．０ｍｍ以下であり、後述の方法で測定した引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、かつ、曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値が５ｍｍ２以下である繊維を指す。
【００２８】
本開示の高強度繊維における「垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値」が５ｍｍ２以下であり、３ｍｍ２以下であることが好ましい。
この数値が５ｍｍ２以下であることで、本開示の高強度繊維は、釣り糸等に実用することができ、３ｍｍ２以下であることで、アタリ感度に優れた理想的な超高性能釣り糸として利用することが可能である。
【００２９】
高強度繊維に含まれる超高分子量ポリエチレン原料としては、粘度平均分子量が１００万以上のポリエチレンが好ましく用いられる。
【００３０】
本開示の高強度繊維の直径には特に制限はないが、本開示の高強度繊維は、繊維径が細くても強度と曲げ剛性とが良好であることを考慮すれば、曲げ硬さ試験に供される高強度繊維の直径は、１ｍｍ以下とすることができ、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
繊維の直径は、既述の方法で測定される。
【００３１】
本開示の高強度繊維は、引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、３００ＭＰａ以上であることが好ましく、５００ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
本明細書における高強度繊維の引張り破断強度は、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１３２５Ａを用いて、装置の把持部に初期長１０ｍｍの繊維両端を固定し、試験速度２０ｍｍ／ｍｉｎ、室温（２５℃）下で引張り試験を行って得た値を採用している。
試験試料である高強度繊維の断面積は既述の方法により算出した値を用いている。
【００３２】
本開示の第１の実施形態の高強度繊維に用いられる超高分子量ポリエチレン（以下、ＵＨＭＷ−ＰＥと称することがある）原料は、粘度平均分子量（Ｍｖ）が１００万〜１２００万のポリエチレンが好ましく、１２０万〜６００万のポリエチレンがより好ましい。
本開示におけるＵＨＭＷ−ＰＥ原料は、一般に行なわれるゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法では分子量の測定が困難である高分子量のポリエチレンであり、本明細書においては、ポリエチレンの粘度平均分子量は、デカリン溶媒を用いて１３５℃において測定した値を採用しており、極限粘度［η］は、５ｄｌ／ｇ〜５０ｄｌ／ｇが好ましく、８ｄｌ／ｇ〜４０ｄｌ／ｇがより好ましく、１０ｄｌ／ｇ〜３０ｄｌ／ｇが更に好ましい。
【００３３】
より詳細には、ＵＨＭＷ−ＰＥのデカリン溶液を、毛細管粘度計を用いて、１３５℃において流下時間を測定し、ＵＨＭＷ−ＰＥの固有粘度［η］を求め、下記式からＵＨＭＷ−ＰＥのＭｖ（粘度平均分子量）を算出することができる。
超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）の場合、粘度平均分子量と極限粘度［η］は、特開２００５−３１４５４４号公報及び特開２００５−３１３３９１号公報に記載されるように、下記式で表される関係にあることが知られている。
Ｍｖ＝５．３７×１０４[η]１．４９
ここで、［η］は、デカリン溶媒（１３５℃）中において測定した値であり、５ｄｌ以上であることが好ましい。
毛細管粘度計としては、柴田科学（株）のウベローデ型粘度計を用いることができる。測定は、粘度測定用恒温槽中で行いうる。
【００３４】
フィルム成形に用いられる超高分子量ポリエチレン原料の形状は特に制限されないが、顆粒状または粉末状の超高分子量ポリエチレンが好ましく、粉末状の超高分子量ポリエチレンがより好ましい。粉末状超高分子量ポリエチレンの粒径としては、体積平均粒径（Ｄ50）で、２０００μｍ以下が好ましく、１μｍ〜２０００μｍがより好ましく、１０μｍ〜１０００μｍが更に好ましい。
粉末状の超高分子量ポリエチレンは、市販品を用いてもよく、市販品としては、例えば、三井化学（株）：ハイゼックスミリオン（登録商標）シリーズ、旭化成（株）：サンファイン（登録商標）シリーズ、セラニーズジャパン（株）：ＧＵＲ（登録商標）シリーズなどが挙げられる。
【００３５】
超高分子量ポリエチレンは公知の触媒を用いて重合された重合体であればよいが、チーグラー触媒やメタロセン触媒を用いて重合された超高分子量ポリエチレンが好適に用いられる。なお、フィルム成形の際には溶媒やシリカなど超高分子量ポリエチレン原料以外の成分を加えてもよい。
また、該超高分子量ポリエチレンは、結晶化度が高く強度等の物性に優れる点でエチレンのみを構成単位とすることが望ましいが、エチレンから誘導される構成単位を含む重合体もしくは共重合体であってもよい。該超高分子量ポリエチレンが共重合体である場合、エチレン構成単位と共に超高分子量ポリエチレンを構成する構成単位としては、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、および４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィンから誘導される構成単位を挙げることができる。
すなわち、本明細書における「超高分子量ポリエチレン」には、エチレンと、既述のエチレン以外のモノマーとの共重合体も含まれる。なお、エチレン以外の原料モノマーの含有量は、全原料モノマー中、１０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、エチレン以外の原料モノマーを含まないポリエチレンであってもよい。
【００３６】
本開示の第１の実施形態である高強度繊維は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）原料を含む繊維としては、既述のＵＨＭＷ−ＰＥ原料のみで構成された繊維であってもよく、また、例えば、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料に加え、公知の高分子量ポリエチレン（以下、ＨＤＰＥと称することがある）原料などを含む繊維であってもよい。
ＨＤＰＥは、繰り返し単位のエチレンが分岐をほとんど持たない、直鎖状に結合した、結晶性の密度０．９４２ｇ／ｃｍ３以上のポリエチレンを指す。
また、ＨＤＰＥ以外にも、１−ブテンなどのα−オレフィンとエチレンとの共重合体（所謂、直鎖状低密度ポリエチレン：ＬＬＤＰＥ）を超高分子量ポリエチレン原料とともに含む繊維であってもよい。
【００３７】
本開示の超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムに用いられるＨＤＰＥは、重量平均分子量（Ｍｗ）が１万〜８０万である粉末状あるいはペレット状のポリエチレンであることが好ましく、Ｍｗとしては、２万〜５０万のポリエチレンがより好ましい。
【００３８】
（重量平均分子量の測定方法）
ＨＤＰＥの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定によって決定することができる。ＧＰＣ測定は、例えば、下記の条件で行うことができ、得られた分子量分布曲線から重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）および分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を決定することができる。
・装置        ：ＨＬＣ−８１２１ＧＰＣ／ＨＴ（検出器：ＲＩ）
・カラム      ：ＴＳＬｇｅｌ  ＧＭＨＨＲ−Ｈ（２０）ＨＴ
（東ソー製７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍ）×３本
・溶離液      ：ＨＰＬＣ級  １，２，４−トリクロロベンゼン（和光純薬製）
（ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）：酸化防止剤を０．０５質量％含有する）
・流量        ：１．０ｍＬ／ｍｉｎ．
・検出条件    ：ｐｏｌａｒｉｔｙ＝（−）
・注入量      ：０．３ｍＬ
・カラム温度  ：１５０℃
・試料濃度    ：０．１〜１．０ｍｇ／ｍＬ
【００３９】
ＨＤＰＥ原料は、市販品を用いてもよく、例えば、日本ポリオレフィン社製のＪ−ＲＥＸ  ＫＸ２８５Ｎ（商品名：Ｍｗ＝１．０５×１０５）、三菱ケミカル(株）製のＪＸ−２０（商品名：Ｍｗ＝７．０９×１０４）などが挙げられる。
【００４０】
ＵＨＭＷ−ＰＥとＨＤＰＥとの含有比としては、質量基準で９９：１〜１：９９とすることができ、９０：１０〜１０：９０の範囲が好ましい。なお、後述の高強度繊維の強度向上の観点からは、ＵＨＭＷ−ＰＥの含有量が多いことが好ましく、９９：１〜５０：５０の範囲がより好ましい。
【００４１】
なかでも、同じ直径の高強度繊維において、引張強度と曲げ剛性とがより良好であるという観点から、超高分子量ポリエチレン原料からなる高強度繊維であることが好ましい。
引張強度が高く、かつ、曲げ剛性が良好な本開示の第１の実施形態である高強度繊維は、種々の用途に好適に使用しうる。
【００４２】
本開示の高強度繊維の第２の実施形態は、複数の超高分子量ポリエチレン原料を含む短冊状フィルム片を用いて形成された繊維であり、前記繊維の断面において複数の前記短冊状フィルム片が界面で互いに融着しており、引張り破断強度が１００ＭＰａ以上であり、かつ、下記曲げ硬さ試験により測定した垂れ下がり距離（ｍｍ）と繊維直径（ｍｍ）を乗じた数値が５（ｍｍ２）以下である高強度繊維である。
−曲げ硬さ試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、矩形の硬質試験台上に高強度繊維を置き、硬質試験台の端面から高強度繊維を８ｃｍ突出させ、端面から下方へ降下した高強度繊維先端と、硬質試験台表面の高さと、の距離を測定して、測定した値を垂れ下がり距離（ｍｍ）とする。
なお、曲げ硬さ試験の詳細及び上記曲げ硬さ試験の結果による作用については、既述の本開示の高強度繊維の第１の実施形態において述べたとおりである。
【００４３】
高強度繊維のさらに好ましい特性として、下記摩擦試験後の引張り破断強度が、摩擦試験前の引張り破断強度の４０％以上であることが挙げられる。
−摩擦試験−
２５℃６５％ＲＨの雰囲気下で、内径５ｍｍのアルミナ製ガイドリング内に、高強度繊維を通し、前記高強度繊維の先端に５０ｇの分銅を固定して、ガイドリングより、鉛直方向に１００ｍｍの長さで垂らす。その後、ガイドリングより上流の繊維を５０ｍｍ水平に引張り、分銅を固定した高強度繊維をガイドリングに摩擦させ、その後、分銅が引張る前の位置に戻るように、水平に引張った高強度繊維をガイドリング側に戻す。この操作を５０回繰り返し、ガイドリングにより高強度繊維を摩擦し、高強度繊維の摩擦された部分の破断強度を測定する。
なお、より厳しい条件として、摩擦試験は、上記操作を２００回繰り返して行い、同様の評価を行うことがある。
【００４４】
第２の実施形態の高強度繊維は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）原料を含む繊維であり、従って原料に由来して破断強度が高く、引張り破断強度が１００ＭＰａ以上を示す。また、繊維を構成するＵＨＭＷ−ＰＥ原料を含む複数の短冊状フィルム片が界面で互いに融着して一体化したモノフィラメント状となっており、摩擦耐性に優れている。なお、本明細書において「複数の短冊状フィルム片が界面で互いに融着する」とは、隣接する短冊状フィルム片同士が、界面の少なくとも一部で互いに融着している状態を含む。従って、必ずしも複数の短冊状フィルム片が全面に亘り互いに融着している必要はなく、少なくとも一部において融着による強固な一体化がなされれば、高強度繊維としての効果を奏する。
本開示の高強度繊維における摩擦耐性としては、既述の摩擦試験後の引張り破断強度が、摩擦試験前の高強度繊維の引張り破断強度の４０％以上であることが好ましい。
【００４５】
摩擦試験について図を参照して説明する。図２は、摩擦試験の手順を示す模式図である。
図２に記載されるように繊維１２を、アルミナ製ガイドリング１４に通し、繊維の先端に５０ｇの分銅１６を固定し、重力方向に鉛直に垂らした状態を示す概略図である。評価に用いるガイドリング１４は、リング内径４ｍｍ、リング太さ２ｍｍのものを用いる。
摩擦試験に用いるアルミナ製ガイドリングは、サイズが上記条件に合えば、通常の釣り竿に用いられる市販の釣り竿用ガイドリング（例えば、富士工業（株）、Ｆｕｊｉ（登録商標）”Ｏ”−リング（アルミナ製リング）  ＬＯＴ等）を特に制限なく使用することができる。なお、繊維と接触して繊維を摩擦するガイドリング内側のアルミナ表面は平滑であることが、高強度繊維における実性能を検証する上で好ましい。
分銅を高強度繊維に固定化する方法としては、分銅の端部に繊維を結びつける方法、繊維をテープで止める方法、繊維を接着剤で固定する方法などが挙げられ、繰り返し試験の終了まで、繊維の先端に分銅を安定に固定化できれば、特に制限はない。ここで、分銅に換えて、釣りに用いられる錘を重量５０ｇに調整したものを用いてもよい。
【００４６】
被試験体である繊維１２をガイドリング１４に通し、繊維１２の先端に５０ｇの分銅１６を取り付けてガイドリング１４から、分銅１６を固定化した繊維１２を重力方向に鉛直に１００ｍｍ垂らす。
繊維１２の、分銅を固定化した端部とは反対側の端を手で持ち、水平方向に引っ張ることで、繊維１２は、ガイドリング１４に接したまま引き上げられ、繊維１２がガイドリング１４と摩擦される。なお、図２に示すように、ガイドリング１４の傾きは鉛直方向に対して４５°になるように設置した。この際、繊維１２を５０ｍｍ水平に引っ張ると、繊維が５０ｍｍに亘って摩擦される、即ち、摩擦試験をうける部分となる。
その後、分銅をはじめの位置まで下げ（ここまでを「１回の摩擦」とカウントする）、再度水平に引張り、分銅を元の位置まで戻す（これで２回の摩擦となる）。この際の分銅の上げ下げを「１回の往復の摩擦操作」として、この操作を５０回繰り返し、摩擦された部分５０ｍｍを切り取る。
【００４７】
この摩擦試験後の繊維の両端をＯＲＩＥＮＴＥＣ社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１３２５Ａの把持部に固定し（初期長１０ｍｍ）、試験速度２０ｍｍ／ｍｉｎ、室温（２５℃）にて、引張り強度試験を行う。
試験試料である摩擦された繊維の断面積は、摩擦試験前の高強度繊維の重さを密度と長さで割った値とした。引張り試験は、繊維が破断するまで行い、その際に記録された破断直前の最大応力を摩擦された繊維の前記断面積で割って、摩擦試験後の引張り破断強度を算出した。
後述のように、摩擦試験後に測定した引張り破断強度の、摩擦試験前に測定した引張り破断強度に対する割合を「摩擦後の強度保持率」と称し、この値が高い程、磨耗に対する強度の低下が抑制され、摩擦耐性が良好な高強度繊維であると評価することができる。
なお、より厳しい摩擦試験として、上記操作を２００回繰り返し行ってもよい。
【００４８】
本開示の高強度繊維を釣り糸等として使用される場合、高強度繊維としては、引張り強度や剛性が高いだけでなく、摩擦耐性に優れることが求められる。
即ち、釣り糸は、釣竿のガイドリングを通して送り出しと巻取りを繰り返して行うことになり、ガイドリングによる摩擦が必然的に起こる。
特に、釣り針に魚がかかった場合には、ガイドリングと釣り糸間にかかる荷重も大きくなるため、より摩擦が激しくなり、釣り糸の強度が低下する傾向にある。したがって、ガイドリングで摩擦させた後の破断強度の保持率（摩擦前の破断強度に対するパーセント表示）、即ち、摩擦後の強度保持率が、釣り糸の性能を表す重要な指標となる。
【００４９】
既述の超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを短冊状に切断した短冊状フィルム片が、本開示の第２の実施形態の高強度繊維の原料となる。短冊状フィルム片は、超高分子量ポリエチレン原料のみからなるフィルム片であってもよく、超高分子量ポリエチレン原料と、既述のＨＤＰＥとを含むフィルム片であってもよい。なかでも、超高分子量ポリエチレン原料のみからなるフィルム片であることが、得られる繊維の強度と曲げ剛性がより良好であるという観点から好ましい。
一般に製造されているＵＨＭＷ−ＰＥ繊維は、ゲル紡糸法により得られたマルチフィラメントであり、直径が０．１ｍｍ以下の単糸が１００本程度、束になった形態を有している。これを撚り合わせたり、編んだりして製紐した後、加熱延伸しても互いに融着し難いことが知られている。
本開示の高強度繊維は、短冊状フィルム片を含んで形成されることで、隣接するフィルム片同士の接触面積がより大きくなり、短冊状フィルム片が界面で互いに融着することで、均一な高強度繊維となると考えられる。
本開示の高強度繊維は、撚り紐又は組紐の組織を有することが好ましい。
【００５０】
複数の短冊状フィルム片を含み、互いに界面において少なくとも一部が融着してなる繊維は、マルチフィラメントを製紐してなる繊維よりも、剛性がより良好であるのみならず、摩擦された部分の強度保持率（摩擦後の強度保持率）がより高くなり、直線強度に対する結節強度の低下もより抑制される傾向がある。
本開示の高強度繊維の摩擦後の強度保持率が良好な点は、本開示の高強度繊維の第１の実施形態にて述べたとおりである。
通常、ＵＨＭＷ−ＰＥ繊維のようなマルチフィラメントの場合、結節強度は直線強度の３分の１程度まで低下してしまう。これに対して、前述のクレハ製シーガー等のモノフィラメントの場合、結節強度は直線強度の３分の２程度まで保持される。これは、結節破断のメカニズムがマルチフィラメントとモノフィラメントでは異なることに起因する。
【００５１】
ここで、モノフィラメントを片結び（１回結び）した場合、結節破断は結び目の内部で起こることが知られている（下記参考文献参照）。これに対して、マルチフィラメントでは、結び目の入り口付近で破断が起こる。これは、結節部分ではマルチフィラメントであっても一体化しているので束糸全体に荷重がかかるのに対して、直線部分ではマルチフィラメントの単糸に対して個別に荷重がかかる（すなわち、荷重が不均一にかかる）ためである。したがって、直線部分と結節部分では応力の伝達様式に違いがあり、その界面が破断点となる。現象としては、結び目の入り口付近で単糸が次々と破断する。
したがって、マルチフィラメントの場合、束糸全体が同時に破断する直線強度測定と比較すると、結節強度測定では破断時に応力がかかっている実効の繊維断面積が小さくなるため、単糸毎に個別に荷重がかかることになり、結果として小さい応力で破断に至る。したがって、結節強度が直線強度より、かなり低下する。
これに対して、モノフィラメントの場合、結節部分と直線部分での応力の伝達様式の差が小さく、同一素材で比較した場合、直線強度に対する結節強度の保持率（単に、「結節強度の保持率」と称することがある）は、マルチフィラメントよりも高い傾向にある。
モノフィラメントの結節破断については、本発明者らによる参考文献、「Hiroki Uehara, Hiroyuki Kimura, Asami Aoyama, Takeshi Yamanobe and Tadashi Komoto, “Effects of Knot Characteristics on Tensile Breaking for Polymeric Monofilament”, New Journal of Physics, 9, 65.1-15 (2007年)に詳細に記載されている。
【００５２】
本開示の高強度繊維は、短冊状フィルム片が複数本、互いに界面で融着して製紐されている繊維であるため、複数の短冊状フィルム片がモノフィラメント化しており、結節を形成した際の強度低下が抑制され、その結果、結節強度は引張り破断強度の４０％以上を保持することができる。即ち、結節強度の保持率を４０％以上とすることが好ましい。なかでも、結節強度は引張り破断強度の６０％以上である、即ち、結節強度の保持率が６０％以上であることがより好ましい。
【００５３】
本開示の高強度繊維が釣り糸等に使用される場合は、この直線強度に対する結節強度の保持率が高いことが求められる。釣り糸は、釣り針や錘、仕掛け部分を道糸と結びつける必要があるため、必然的に結節を有する。したがって、いくら直線強度が高くても、結節強度の保持率が低いと、釣り糸としての性能が発揮できない。したがって、直線強度に対する結節強度の保持率は、高強度繊維を釣り糸として使用する際の重要な指標となる。
【００５４】
本明細書における高強度繊維の結節強度は以下の方法で測定した値を用いている。
１本の高強度繊維の中央部に結び目（片結び）を１つ作り、結び目を作った状態で、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１３２５Ａを用いて、結び目を含む繊維の両端（初期長１０ｍｍ）を装置の把持部に固定し、試験速度２０ｍｍ／ｍｉｎ、室温（２５℃）にて、強度試験を行った。
試験試料としての繊維の断面積は、引張強度試験と同様に、結節形成前の高強度繊維の重さを密度と長さで割った値とした。引張り試験は、繊維が破断するまで行い、その際に記録された破断直前の最大応力を試料とした繊維の前記断面積で割って、結節破断強度、即ち、結節強度を算出した。
【００５５】
第２の実施形態における高強度繊維に用いられるＵＨＭＷ−ＰＥ原料は、第１の実施形態における原料と同様、粘度平均分子量（Ｍｖ）が１００万〜１２００万のポリエチレンが好ましく、１２０万〜６００万のポリエチレンがより好ましい。
ＵＨＭＷ−ＰＥ原料の粘度平均分子量（Ｍｖ）の測定方法は既述の通りである。
【００５６】
＜高強度繊維の製造方法＞
上記本開示の各高強度繊維の製造方法には、特に制限はない。
なかでも、有機溶剤を用いないか、或いは、有機溶剤の使用量が極めて少ない点で、下記本開示の高強度繊維の製造方法により製造されることが好ましい。
以下、本開示の高強度繊維の製造方法について説明する。
【００５７】
＜高強度繊維の製造方法＞
超高分子量ポリエチレン原料から、超高分子量ポリエチレンフィルムを作製する方法ついては後述する。
【００５８】
本開示の高強度繊維の製造方法は、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料を含むフィルムを得る工程（以下、工程（Ａ）と称することがある）、前記工程で得られたＵＨＭＷ−ＰＥ原料を含むフィルムを短冊状に切断して短冊状のフィルム片を得る工程（以下、工程（Ｂ）と称することがある）、前記短冊状のフィルム片を、複数本編むか又は複数本撚ることで、短冊状のフィルム片を製紐する工程、（以下、工程（Ｃ）と称することがある）、及び、前記短冊状のフィルム片の融点以上の温度にて、製紐された短冊状のフィルム片を、製紐の長手方向に一軸に延伸する工程（以下、工程（Ｄ）と称することがある）、を含む。
【００５９】
高強度繊維の製造方法は、前記工程（Ａ）〜工程（Ｄ）に加え、さらに、所望により他の工程を含むことができる。
他の工程としては、例えば、後述の、工程（Ｂ）に先立ち、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料を含むフィルムを、前記ＵＨＭＷ−ＰＥ原料を含むフィルムの融点以上の温度でｘ軸及びｙ軸の少なくとも一方の軸方向に延伸処理する工程（以下、工程（Ｂ−０）と称することがある）、工程（Ｂ）にて得られた短冊状のフィルム片を、製紐に先立ち、前記短冊状のフィルムの融点以上の温度で、前記短冊状のフィルム片の長手方向に延伸処理する工程（以下、工程（Ｂ−２）と称することがある）をさらに含むことができる。
【００６０】
（工程（Ａ））
工程（Ａ）における、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料を用いて、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料を含むフィルムを作製する方法は特に制限されない。
ＵＨＭＷ−ＰＥ原料を含むフィルムを得る工程は、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料のみで構成されたＵＨＭＷ−ＰＥフィルムを得る工程（以下、工程（Ａ−１）と称することがある）であってもよく、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料と、前記ＵＨＭＷ−ＰＥ原料よりも低分子量のポリエチレン原料と、を含むポリエチレンフィルムを得る工程であってもよい。なお、既述のように、工程（Ａ）は、市販の超高分子量ポリエチレンフィルム（商品によっては「フィルム」ではなく、「シート」と称される場合がある）を得ることも包含する。
なお、前記超ＵＨＭＷ−ＰＥ原料と、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料よりも低分子量のポリエチレン原料と、を含むポリエチレンフィルムを得る工程については、後述する。
【００６１】
まず、前記ＵＨＭＷ−ＰＥ原料のみで構成されたポリエチレンフィルム（以下、単にＵＨＭＷ−ＰＥフィルムと称することがある）を得る工程、即ち、工程（Ａ−１）について説明する。
工程（Ａ−１）における公知のフィルム成形方法としては、プレス成形、ロール成形、混練・押出成形、スカイブ法、インフレーション成形等が挙げられる。
なかでも、工程（Ａ−１）は、原料であるＵＨＭＷ−ＰＥ粉末をプレス成形する工程及び原料であるＵＨＭＷ−ＰＥ粉末をロール成形する工程の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
ＵＨＭＷ−ＰＥ原料をロール成形してフィルムを調製する方法については、特開２００３−１６５１５５号公報に記載されており、ここに記載の方法を本開示にも適用することができる。
【００６２】
超高分子量ポリエチレンフィルムの成形、好ましくは、ロール成形及びプレス成形の少なくともいずれかを行う際には、原料となる超高分子量ポリエチレン粉末を、前記ＵＨＭＷ−ＰＥ粉末の融点を超える温度で成形することが好ましく、具体的には１３６℃〜２５０℃で成形することがより好ましい。
なお、本明細書におけるポリエチレンの「融点」とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて測定し得られたＤＳＣ曲線のピークにおける温度（℃）を指し、超高分子量ポリエチレン（粉末あるいはフィルム）の製造方法や分子量にもよるが、約１２０℃〜１４５℃の範囲とすることができる。
【００６３】
超高分子量ポリエチレンフィルムのロール成形としては、一対のロール同士の間隙にポリエチレン重合体粉末を通過させることによりフィルムを成形する方法が好ましい。
ロール成形は、既述のように、成形に供する超高分子量ポリエチレン（粉末あるいはフィルム）の融点を超える温度条件で行うことが好ましい。
【００６４】
プレス成形は、原料となる超高分子量ポリエチレン粉末を、０．０１ＭＰａ〜１００ＭＰaの圧力でプレスして行うことが好ましく、０．０１ＭＰａ〜５０ＭＰaの圧力で行うことがより好ましく、０．１ＭＰａ〜１０ＭＰaの圧力で行うことがさらに好ましい。
【００６５】
超高分子量ポリエチレンフィルムを作製する際には、原料となる超高分子量ポリエチレン粉末をロール成形する工程を含むか、あるいはプレス成形する工程を含むことが好ましく、ロール成形とプレス成形の両方を行ってもよい。この場合、ロール成形とプレス成形はどちらを先に行ってもよいし、ロール成形とプレス成形を、それぞれ複数回繰り返して行ってもよい。
ロール成形は１３６℃〜１８５℃の範囲で行い、プレス成形は１３６℃〜２５０℃の範囲で行うことがさらに好ましい。
これらの温度は、ロール表面の温度あるいはプレス板表面の温度のことを指す。この温度は、接触型の熱電対等で測定することができる。
【００６６】
なお、工程（Ａ）において「超高分子量ポリエチレンフィルムを得る工程（工程（Ａ−１）」として、超高分子量ポリエチレン原料から、超高分子量ポリエチレンフィルムを得る工程について説明したが、工程（Ａ）は既述の工程に限定されず、市販の超高分子量ポリエチレンフィルムを得ることも包含している。
市販の超高分子量ポリエチレンフィルムとしては、例えば、作新工業（株）のＳａｘｉｎ  ニューライト（登録商標）シリーズ、日東電工（株）のＮＯ．４４０フィルム（https://www.nitto.com/jp/ja/others/products/group/file/datasheet/NJ_NO.440_443_4430_JA.pdf）等が挙げられる。
【００６７】
ここで、工程（Ａ−１）で得られるＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの厚みは、０．１μｍ〜５ｍｍが好ましく、０．５μｍ〜１ｍｍがより好ましい。フィルムの厚みが薄すぎると、後述の工程（Ｂ）で調製する短冊状フィルム片の耐荷重が小さくなるため、複数のフィルム片を製紐する後述の工程（工程（Ｃ））の途中で短冊状フィルム片が破断してしまうことがある。逆にフィルムの厚みが厚すぎる場合、複数のフィルム片を製紐すること自体が難しくなる。また、後述の工程（Ｂ−０）で溶融二軸延伸を行うことでフィルムを薄肉化しようとしても、延伸荷重が高くなり、フィルムがチャック部からすり抜けてしまって効率的に薄肉化できないことがある。
【００６８】
また、超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを成形する際に、超高分子量ポリエチレン原料に加え、前記超高分子量ポリエチレン原料よりも低分子量のポリエチレン原料と、を含むポリエチレンフィルムを得る工程である場合、前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを得る工程が、超高分子量ポリエチレン原料のみで構成された超高分子量ポリエチレンフィルムを得る工程（工程（Ａ−１））、前記超高分子量ポリエチレン原料よりも低分子量のポリエチレン原料を含むポリエチレンフィルムを得る工程、及び、前記超高分子量ポリエチレンフィルムと、前記超高分子量ポリエチレン原料よりも低分子量のポリエチレン原料を含むポリエチレンフィルムと、を積層する工程を含むことが好ましい（以下、工程（Ａ−２）と称することがある）。
工程（Ａ−２）によれば、まず、工程（Ａ−１）に従って、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料のみで構成されたフィルムを作製し、その後、ＨＤＰＥの如き、超高分子量ポリエチレンよりも低分子量のポリエチレン原料を用いたポリエチレンフィルムを形成し、両者を積層して一体化したフィルムとすることで、任意の比率でＵＨＭＷ−ＰＥよりも低分子量のポリエチレン原料を含むフィルムを得ることができる。
【００６９】
本明細書において、前記超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）原料よりも低分子量のポリエチレン原料としては、既述のＨＤＰＥを挙げることができる。
ＨＤＰＥ原料は市販品を用いてもよく、市販品としては、例えば、日本ポリオレフィン（株）製の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）重合パウダー（Ｊ−ＲＥＸ  ＫＸ２８５Ｎ：商品名、重量平均分子量（Ｍｗ）＝１．０×１０５）等が挙げられる。
【００７０】
ＵＨＭＷ−ＰＥよりも低分子量のポリエチレン原料は、ＵＨＭＷ−ＰＥよりも溶融粘度が低いため流動しやすい。したがって、短冊状のＵＨＭＷ−ＰＥのフィルム片を用いて「編み込み延伸（後述）」あるいは「撚り延伸（後述）」するにあたり、ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの表面に低分子量ポリエチレン層が介在すると、ＵＨＭＷ−ＰＥフィルム片同士の融着が促進されることが期待される。この低分子量ポリエチレン層による接着効果は、モノフィラメント化によって高強度繊維を製造しようとする本願においては有効である。
【００７１】
ここで、ＨＤＰＥは溶融粘度が低いことから、単独では溶融延伸を行うことができないが、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料により形成されたフィルムにＨＤＰＥフィルムを積層し、ＵＨＭＷ−ＰＥ層を支持層として用いることで、ＨＤＰＥを溶融状態で延伸することができる。
【００７２】
具体的には、既述の方法、例えば、プレス法、ロール法により形成されたＵＨＭＷ−ＰＥフィルムと、例えば、押出し法により形成されたＨＤＰＥフィルムとを、例えば、交互に、それぞれ２層〜２０層の範囲より枚数を選択して積層し、積層したフィルムを後述の工程（Ｂ−０）により溶融延伸処理することで、好ましい配向構造を有し、引張強度及び引き裂き強度に優れ、高強度繊維の作製に適したフィルムを得ることができる。
積層に際しては、使用するＵＨＭＷ−ＰＥフィルムと、ＨＤＰＥフィルムとの枚数を選択することで、フィルムに含まれるＵＨＭＷ−ＰＥとＨＤＰＥとの含有比を制御することができる。
【００７３】
また、使用するＵＨＭＷ−ＰＥフィルムと、ＨＤＰＥフィルムの厚みを調節することによっても、フィルムに含まれるＵＨＭＷ−ＰＥとＨＤＰＥとの含有比を制御することができる。これらのフィルムの厚みの好ましい範囲は、既述の工程（Ａ−１）におけるＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの厚みと同様である。
ＵＨＭＷ−ＰＥとＨＤＰＥとを併用する場合のＵＨＭＷ−ＰＥとＨＤＰＥとの含有比としては、質量基準で９９：１〜１：９９とすることができ、９０：１０〜１０：９０の範囲が好ましい。なお、後述の高強度繊維の強度向上の観点からは、ＵＨＭＷ−ＰＥの含有量が多いことが好ましく、９９：１〜５０：５０の範囲が好ましい。
【００７４】
（工程（Ｂ））
本開示の高強度繊維の製造方法における本工程（Ｂ）では、前工程（Ａ）において成形された超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムを、短冊状に切断して短冊状のフィルム片を得る。
既述のように、得られた超高分子量フィルムに厚みは好ましくは０．１μｍ〜５ｍｍであり、フィルムを面方向に短冊状に切断して短冊状フィルム片を得る。
短冊状のフィルム片の幅は、高強度繊維の使用目的、必要とされる太さ、強度などを勘案して適宜決定すればよい。
【００７５】
フィルム片の幅について述べれば、例えば、漁網、釣り糸など、断面径が０．０５ｍｍ〜１ｍｍの高強度繊維を製造する場合には、短冊状のフィルム片の幅は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましい。
防弾チョッキ等の高強度織物又は高強度編物の製造に供される断面径が１μｍ〜５００μｍの高強度繊維を製造する場合には、短冊状のフィルム片の幅は、１０μｍ〜５ｍｍが好ましく、５０μｍ〜１ｍｍであることがより好ましい。
【００７６】
工程（Ｂ）にて得られた超高分子量ポリエチレンフィルムを短冊状に切断する方法には特に制限はなく、公知のフィルムの切断方法を選択して適用することができる。
切断方法としては、例えば、スリッター、工業用カッターなどのフィルム状物あるいはシート状物を切断する装置等を用いて切断する方法、打抜き機を用いて、フィルムを任意の幅の短冊状に打ち抜く方法等が挙げられる。
なかでも、生産性の観点からは、前工程で得られた超高分子量ポリエチレンフィルムを、連続的に切断装置に供給し、切断装置を用いて切断する方法が好ましい。スリッター、打抜き金型などを調整することで、任意の幅の短冊状のフィルム片を得ることができる。
なお、短冊状とは、フィルムの面方向において、一片（長辺）の長さが他の片（短辺）の長さの１．１倍以上である断面が矩形状のフィルム片を指す。
【００７７】
なかでも、前記短冊状のフィルム片の断面において、断面の最短片の長さに対する最長辺の長さの比が、１．１〜１００であることが好ましく、５〜１００であることがより好ましい。
短冊状のフィルム片の断面において、断面の最短片の長さに対する最長辺の長さの比が１．１以上であることで、複数の短冊状フィルム片を用いて製紐する際に、隣接する短冊状フィルム片同士の接触面積がより大きくなり、均一な高強度繊維が得易い。また、断面の最短片の長さに対する最長辺の長さの比が１００以下であることで、得られる高強度繊維は取り扱い性がより良好となる。
【００７８】
また、短冊状フィルム片を切り出す方向については、特に制限はなく、ｘ軸方向に平行に切り出しても良いし、ｙ軸方向に平行に切り出しても良い。また、対角線上に切り出してもよいし、フィルムの中心から放射状に切り出してもよい。
工程（Ａ）がロール成形の場合、ロール方向に平行に切り出してもよいし、それと垂直方向に切り出してもよく、また、任意の斜め方向に切り出してもよい。
なお、短冊状フィルム片を切り出す前に、工程（Ａ）で得たＵＨＭＷ−ＰＥフィルムを、後述のように延伸することができる（後述の工程（Ｂ−０））。任意の工程である工程（Ｂ−０）で幅拘束一軸延伸を行う場合や、二軸延伸を行ない、その延伸倍率がｘ軸とｙ軸方向で異なる場合、短冊状フィルム片の切り出しは、必ずしも、フィルムの長手方向に平行に行う必要はなく、それと垂直方向（サイズの小さい方向に平行）に切り出してもよい。
【００７９】
（工程（Ｂ−０））
本開示の高強度繊維の製造方法は、前工程（Ａ）において成形されたＵＨＭＷ−ＰＥを含むフィルムを、工程（Ｂ）にて短冊状のフィルム片とする前に、ｘ軸およびｙ軸の少なくとも一方の軸方向に延伸処理する工程を含んでもよい。任意に行うことができるＵＨＭＷ−ＰＥを含むフィルムを延伸する工程を、工程（Ｂ−０）と称する。
工程（Ｂ−０）における延伸処理は、ｘ軸方向、ｙ軸方向のいずれの軸方向に行なわれてもよい。例えば、ｘ軸あるいはｙ軸のみの一軸延伸、ｘ軸あるいはｙ軸のいずれかの寸法を固定し、片方の（固定していない）軸方向のみ延伸する幅拘束延伸、ｘ軸方向、ｙ軸方向の双方に延伸する二軸延伸等が挙げられ、いずれの延伸であってもよい。得られるフィルムの面積をより大きくできるという観点からは、ｘ軸とｙ軸の双方向に二軸延伸することがより好ましい。
工程（Ａ）がロール成形である場合、ｘ軸とｙ軸は、ロール方向およびそれと垂直方向であってもよいし、その逆であってもよい。
【００８０】
二軸延伸は、まず、一方向（ｘ軸）に延伸し、次いで該方向と垂直方向（ｙ軸）に延伸する逐次二軸延伸でもよいが、ｘ軸およびｙ軸方向（縦横）同時に延伸する同時二軸延伸が好ましい。
【００８１】
延伸処理における温度は、特に限定されないが、延伸倍率を高くできる観点から、該超高分子量ポリエチレンフィルムの融点を超える温度であることが望ましい。具体的には、１３６℃〜１８５℃が好ましく、１４０℃〜１７５℃がより好ましく、１４５℃〜１６５℃がさらに好ましい。なお、この温度範囲内であれば延伸処理中に温度を変動させてもよい。
延伸温度は、例えば、非接触温度計にて、延伸されるフィルムの中心部近傍における雰囲気温度を測定することで確認できる。
フィルムを延伸するに先立ち、延伸温度にて保持する工程を含んでもよい。この際の保持時間は１秒間から１時間とすることができる。延伸前のフィルムを延伸温度で保持する工程を、以下、保持工程と称することがある。
あるいは、フィルムを延伸するに先立ち、延伸されるフィルムを溶融状態とするために、該超高分子量ポリエチレンフィルムの融点を超える温度かつ延伸温度よりも高温で保持する工程を含んでよい。この際の保持温度は１４０℃〜２５０℃とし、保持時間は１秒間から１時間とすることができる。延伸前のフィルムを延伸温度よりも高温で保持する工程を、以下、予備加熱工程と称することがある。
【００８２】
工程（Ｂ−０）における延伸倍率は、ｘ軸方向、ｙ軸方向ともに、延伸前の長さの１．１倍〜１００倍が好ましく、１．１倍〜２０倍であることがより好ましい。延伸倍率が１．１倍未満であると、延伸による強度向上の効果が得られず、１００倍以上にするとフィルムが薄くなりすぎて、工程（Ｂ）で調製する短冊状フィルム片の耐荷重が小さくなるため、製紐工程（工程（Ｄ））の途中で短冊状フィルム片が破断してしまうことがある。
また、工程（Ｂ−０）において、フィルムを二軸延伸処理する場合のｘ軸方向とｙ軸方向の延伸倍率は同じでも異なってもよい。
これらの延伸倍率は、延伸前の原反フィルムに縞状あるいは格子状のインクマークを一定間隔で付し、その延伸後の変異量を計測することで算出できる。
【００８３】
なお、溶融状態での延伸処理を効率よく行うため、熱風吹き付け型の延伸機などを用い、フィルム中心部をより高温として溶融粘度を下げ、一方、チャック部（端部）をより低温（ただし該ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの融点以上）として溶融粘度が高い状態で延伸を行うことが好ましい。これにより、チャック部でフィルムが破断すること防ぐことができる。
この際、延伸が溶融状態で行われていることを確認できるよう、応力検知機構を備えた延伸機であることが好ましい。また、チャック部（端部）は延伸に伴って次第に膜厚が薄くなり、滑りやすくなるので、エアーチャック機構等の常に一定の掴み力がかかるチャック機構を備えていることが好ましい。
【００８４】
工程（Ｂ−０）後に得られる超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムの厚みは０．１μｍ〜５００μｍが好ましく、０．５μｍ〜１００μｍがより好ましい。
フィルムを薄くすることにより、短冊状のフィルム片を用いて作製する高強度繊維内で、フィルム片を高密度で製紐することができる。
ただし、フィルムが薄すぎると、工程（Ｂ）で調製する短冊状フィルム片の耐荷重が小さくなるため、複数のフィルム片を製紐する工程（工程（Ｃ））の途中で短冊状フィルム片が破断してしまうことがある。
【００８５】
なお、工程（Ｂ−０）にてフィルムを延伸した後、フィルム構造をより均一化する観点から、延伸処理したフィルムを前記ｘ軸およびｙ軸の少なくとも一方の軸に沿って収縮処理（戻し処理）する工程をさらに含んでもよい。
この収縮処理の温度は、前記工程（Ｂ−０）における延伸温度と同様、該超高分子量ポリエチレンフィルムの融点を超える温度であることが望ましい。具体的には、１３６℃〜１８５℃が好ましく、１４０℃〜１７５℃がより好ましく、１４５℃〜１６５℃がさらに好ましい。なお、この温度範囲内であれば収縮処理中に温度を変動させてもよい。
また、この収縮処理においても、前述の工程（Ｂ−０）同様、前延伸処理に先立ち、前延伸処理温度にて保持する工程（保持工程）や前延伸処理温度よりも高温で保持する工程（予備加熱工程）を含んでもよい。その際の保持温度や保持時間は、工程（Ｂ−０）の場合と同じである。
【００８６】
上記工程（Ｂ−０）と、延伸したフィルムと収縮処理する工程とを含んで得られる超高分子量ポリエチレンフィルムは、構造の均一性が非常に高い。物性としては、ＤＳＣ融解ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）が２０．０℃より狭いことが好ましく、１０．０℃より狭いことがより好ましく、６．０℃より狭いことがさらに好ましい。ＦＷＨＭは特許５６１４７４６公報に記載の公知の方法により算出することができる。
また、収縮処理により得られる超高分子量ポリエチレンフィルムは、引張り破断強度および引き裂き強度が共に高く、実用上充分な力学物性を有し、機械物性のバランスに優れているため、高強度繊維の製造に好適に使用しうる。
【００８７】
また、後述の、工程（Ｃ）の前に、工程（Ｂ）にて得られた短冊状のフィルム片を、前記短冊状のフィルム片の長手方向に延伸処理する工程（以下、工程（Ｂ−２）と称することがある）をさらに含むことができる。
この後の工程でも延伸を行うため（後述の工程（Ｄ））、この工程（Ｂ−２）における短冊状のフィルム片を製紐する前に延伸する延伸処理を「前延伸処理」と称することがある。
【００８８】
短冊状フィルム片を前延伸処理する工程は、既述の任意の工程である工程（Ｂ−０）において用いたものと同じ延伸装置を用いて、フィルム片の長手方向の両端を、チャック部（端部）に固定化し、長手方向に加熱しながら延伸する方法をとることができる。
前延伸処理する方法としては、上記の他、さらに、高温槽を敷設したＯＲＩＥＮＴＥＣ社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１３２５Ａを用いて延伸する方法、ロール状の加熱機構を備えた連続繊維延伸装置等を用いて延伸する方法などが挙げられる。
短冊状フィルム片を得た後、前記フィルム片における長手方向に延伸することにより、分子鎖が長手方向に配向し、得られる繊維がより高強度化されるといった利点を有する。
前記短冊状のフィルム片を、前記短冊状のフィルム片の長手方向に前延伸処理する工程は、前記超高分子量ポリエチレン原料を含むフィルムの融点以上の温度であることが好ましく、具体的には、１３６℃〜１８５℃の範囲で行われることが、延伸倍率を高くできる点で好ましい。なお、前延伸処理する温度は、延伸されるフィルム片の近傍における雰囲気温度を指し、例えば、非接触温度計にて測定することで確認できる。
この工程（Ｂ−２）においても、前述の工程（Ｂ−０）同様、前延伸処理に先立ち、前延伸処理温度にて保持する工程（保持工程）や前延伸処理温度よりも高温で保持する工程（予備加熱工程）を含んでもよい。その際の保持温度や保持時間は、工程（Ｂ−０）の場合と同じである。
【００８９】
（工程（Ｃ））
本工程（Ｃ）では、前工程（Ｂ）で得られた超高分子量ポリエチレン原料を含む短冊状フィルム片を、複数本編んで製紐するか、又は、短冊状のフィルム片を複数本撚って製紐する。複数のフィルム片を編むか、撚って製紐することにより、複数のフィルム片が１本の紐の如く合糸され、後述の工程（Ｄ）における延伸処理により、少なくとも一部において複数のフィルム片が互いに界面で融着し、高強度繊維が形成される。
【００９０】
短冊状フィルム片を複数本編んだ後に延伸された場合（「編み込み延伸」と称することがある）か、又は、撚った後に延伸された場合（「撚り延伸」と称することがある）、１枚の短冊状フィルム片に対してではなく、編まれるか、又は撚られて製紐された合糸としての紐全体に対して延伸応力が加わるためにモノフィラメント化されやすく、得られる高強度繊維は、複数本の短冊状フィルム片を製紐しないで延伸される繊維よりも、より剛性が高くなると考えられる。
【００９１】
工程（Ｃ）は、短冊状のフィルム片を３本〜１０本用いて製紐する工程であることが好ましい。
製紐する際に使用する短冊状のフィルム片が３本以上であると、得られる高強度繊維の剛性と取り扱い性とのバランスが良好となる。使用するフィルム片の数の上限には特に制限はない。生産性、及び得られる高強度繊維の取り扱い性の観点からは、１０本以下とすることが好ましい。
【００９２】
複数本の短冊状フィルム片を編む場合には、３０ｍｍの長さあたり、０．２回（１５０ｍｍで１回）以上の編み回数で編むことが好ましく、０．５回（６０ｍｍで１回）以上１０回以下編み回数で編むことがより好ましい。
図３Ａは、編み込み延伸における高強度繊維の製造手順を示す模式図である。図３Ａでは、さらに、フィルム片を編む場合の編み回数の測定方法を模式的に示している。図３Ａでは、まず、３本の短冊状フィルム片を模式図で示している。各短冊状フィルム片は、便宜上、白、灰色、黒に着色して示す。着色して示された３本の短冊状フィルム片を三つ編みにして製紐した状態を、横矢印の先端側に模式図で示している。製紐した模式図の場合、三つ編みにした第１のフィルム片（図３Ａ中、白色で示される）が、編み始めた箇所から紐の下流側３０ｍｍの長さの中で同位置に現れる回数を編み回数１回として計測している。
図３Ａ中、編み始めた箇所から紐の下流側で同位置に現れるαで示す範囲が１回の編み回数に対応する長さである。
【００９３】
複数本の短冊状フィルム片を撚る場合には、２０ｃｍ（２００ｍｍ）の長さあたり、１回以上の撚り回数で撚ることが好ましく、３回以上５０回以下の撚り回数で撚ることがより好ましい。
図３Ｂにフィルム片を撚る場合の撚り回数の測定方法を模式図で示す。図３Ｂは、３本の短冊状フィルム片を示す模式図、即ち、図３Ａで編む前の状態のフィルム片を示す模式図と同じ図である。図３Ｂは、着色して示された３本の短冊状フィルム片に撚りを加えて製紐した状態を、横矢印の先端側に模式図で示している。撚られた第１のフィルム片が、撚り始めた箇所（図３Ｂ中、第１の破線で示される）から、紐の下流側で３本のフィルム片が同位置に現れる（図３Ｂ中、第２の破線で示される）回数、即ち、βで示す範囲が１回の撚り回数に対応する長さである。
【００９４】
なお、既述の前延伸処理工程（Ｂ−２）を含む場合の高強度繊維の製造手順を図４Ａおよび図４Ｂに模式的に示す。
図４Ａは、図３Ａにおいて、さらに前延伸処理を施す場合の高強度繊維の製造手順を示す模式図であり、着色して示された３本の短冊状フィルム片を三つ編みにして製紐する前に、それぞれの短冊状フィルム片を延伸した状態を示し、延伸した短冊状フィルム片を三つ編みにした状態を模式的に示している。
図４Ｂでは、図３Ｂの撚りによる製紐に先だって、それぞれの短冊状フィルム片を延伸した状態を示し、延伸した短冊状フィルム片を撚って製紐した状態を模式図として示している。
【００９５】
（工程（Ｄ））
工程（Ｄ）では、前工程（Ｃ）で製紐された繊維を、ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの融点以上の温度で、繊維の長手方向に延伸処理する。ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの融点以上の温度で、延伸処理することにより、製紐された複数の短冊状フィルム片における界面が、少なくとも一部において互いに融着し、均一で剛性の高い高強度繊維を得ることができる。
延伸処理は一軸延伸であり、延伸倍率は目的に応じて適宜選択される。なかでも、延伸倍率は、得られる高強度繊維の均一性及び剛性がより良好になるという観点から、１．０１倍〜１００倍の範囲であることが好ましく、１．１倍〜５０倍の範囲であることがさらに好ましい。
この延伸倍率は、工程（Ｃ）で製紐された繊維に一定間隔で付したインクマークの変位から算出することができる。
この延伸処理は、前述の工程（Ｂ−２）の「前延伸処理」と区別するため、「後延伸処理」と称することがある。
また、前述したように、工程（Ｃ）にて、編みにより製紐された繊維が延伸される場合を「編み込み延伸」と称し、工程（Ｃ）にて撚りにより製紐された繊維が延伸される場合を「撚り延伸」と称することがある。
さらに、前述の前延伸処理工程（Ｂ−２）をさらに含む場合、それぞれ、「延伸処理後編み込み延伸」および「延伸処理後撚り延伸」と称することがある。
【００９６】
本工程（Ｄ）、即ち、製紐された短冊状のフィルム片を、製紐された短冊状のフィルム片の長手方向に一軸延伸する工程は、前記短冊状フィルム片の融点以上の温度で行われることが好ましい。具体的には、１３６℃〜１８５℃の温度範囲で行われることが好ましく、１４０℃〜１７５℃の温度範囲で行なわれることがより好ましい。
製紐された短冊状のフィルム片を延伸するに先立ち、任意の工程である工程（Ｂ−０）における原反フィルムの延伸と同様、延伸温度にて保持する工程を含んでもよい。この際の保持時間は１秒間から１時間とすることができる。
また、製紐された短冊状フィルム片を溶融状態にするために、短冊状フィルム片の融点を超える温度であり、かつ、延伸温度よりも高温で保持する工程を含んでよい。この際の保持温度は１４０℃〜２５０℃とし、保持時間は１秒間から１時間とすることができる。
【００９７】
一軸延伸される繊維が、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料のみからなる繊維である場合、製紐された短冊状のフィルム片の長手方向に一軸延伸する工程は、雰囲気温度が１３６℃〜１８５℃の範囲で行われることにより、隣接する短冊状フィルム片における界面の融着がより強固となり、より高強度で剛性ならびに摩擦耐性に優れる高強度繊維を得ることができる。
【００９８】
また、一軸延伸される繊維が、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料とＨＤＰＥ原料とを含む場合、ＨＤＰＥ原料の増加に伴い、若干の強度低下が認められるが、溶融延伸の際に溶融したＨＤＰＥが、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料からなる短冊状フィルム片の周辺を被覆して、界面にて融着の機能を果たすため、繊維表面が滑らかになる。このことから、用途に応じて、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料に対するＨＤＰＥ原料の含有量を調整することで、ＵＨＭＷ−ＰＥ原料を含む繊維の利点を生かしつつ、剛性と摩擦耐性に優れる高強度繊維が得られると考えられる。
【００９９】
本開示の高強度繊維の製造方法によって得られる高強度繊維は、引張強度、剛性及び摩擦耐性に優れ、種々の用途に使用することができる。
用途としては、縫製用の糸、釣り糸、魚網、ロープ、海底敷設用ケーブル線材などに繊維の形状のまま使用することができる。
また、高強度繊維を編んだり、織ったりして高強度繊維からなる布として使用することができる。これら高強度繊維からなる布は、高強度性、優れた摩擦耐性等を利用して、防弾チョッキ、ヘルメット芯材、防御用盾芯材、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）用織布等に利用することができる。
特に、本発明のポリエチレン製高強度繊維は、デュポン製ケブラー等のアラミド繊維や、東洋紡製ザイロン等のポリイミド繊維に比べて比重が軽いため、高強度でありながら軽量であることが求められる上記用途に好適に使用でききる。また、現在、航空機材料、自動車材料として使用されているカーボンファイバーよりも比重が軽いため、その代替材料としても好適に利用できる。
さらに、製造工程において、有機溶剤を用いないか、或いは、用いても極めて微量であるため、高強度繊維中における有機溶剤の残存の懸念がなく、生体適合性に優れた高強度繊維が得られる。そのため、例えば、高強度の手術用縫合糸、外科手術用ステント線材等に使用することができる。
【実施例】
【０１００】
以下に、本開示の高強度繊維及びその製造方法について、実施例を挙げて詳細に説明するが、本開示は下記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の主旨に従い各種の変型例を包含する。
【０１０１】
［実施例１］
ＵＨＭＷ−ＰＥ原反フィルムとして、作新工業（株）のＵＨＭＷ−ＰＥシートＳａｘｉｎニューライト（登録商標）５５０Ｍ（厚さ１ｍｍ）を用いた。（工程（Ａ））
これを初期幅（ｘ軸）：７０ｍｍ、長さ（ｙ軸）７０ｍｍに切り出し（チャック部分を含むフィルム寸法は７５ｍｍ×７５ｍｍ）、エアーチャック機構を装備した大型二軸延伸機にセットし、１６５℃にてフィルムを一度溶融させた後、温度を１５５℃に下げ、５分間保持後、延伸速度６０ｍｍ／ｍｉｎで、幅（ｘ軸）方向６倍、長さ（ｙ軸）方向６倍に同時二軸延伸を行い、溶融二軸延伸膜を作製した。（工程（Ｂ−０））
【０１０２】
作製した溶融二軸延伸膜を溶融二軸延伸時の長さ（ｙ軸）方向２００ｍｍ、幅（ｘ軸）方向２ｍｍの大きさの短冊状に切り出し、短冊状フィルム片を得た。（工程（Ｂ））
得られた短冊状フィルム片を３本使用して、長さ３０ｍｍの中に編み回数が３回となるように三つ編みを行い、初期長３０ｍｍの編み込み製紐を準備した。（工程（Ｃ））なお、編み込み製紐した試料には、サインペンで長さ５ｍｍ毎にマーク線を引いた。
上記の編み込み製紐した試料を３本選択し、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１３２５Ａの把持部に固定し、延伸温度１５０℃で５分間保持した後、延伸速度２０ｍｍ／ｍｉｎの条件において溶融一軸延伸を行った。（工程（Ｄ））
なお、この溶融一軸延伸過程において、３試料のうち２試料が破断したところを最大延伸倍率とした。そして、延伸前後でのマーク線間の長さから最大延伸倍率を算出した。このときの編み込み製紐の最大延伸倍率は５倍であったので、総延伸比（溶融二軸延伸倍率６×６＝３６倍に溶融一軸延伸倍率５倍を乗じた数値）は１８０倍となる。
【０１０３】
（高強度繊維の評価）
得られた実施例１の高強度繊維の引張り破断強度を既述の方法で測定したところ、１６３ＭＰａであった。また、５０回摩擦試験後の破断強度は１４６ＭＰａであり、摩擦後の強度保持率は８９．６％であった。
また、曲げ硬さ試験を行なったところ、高強度繊維を８ｃｍ突出させた際の垂れ下がり距離は１２．９ｍｍであった。繊維直径は０．３１７ｍｍであったので、垂れ下がり距離と繊維直径を乗じた数値は４．０９（ｍｍ２）であった。このことから、実施例１の高強度繊維は、引張り破断強度、摩擦耐性、及び剛性が良好であることがわかる。
【０１０４】
図５Ａは、編み込み延伸により調製した実施例１の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図５Ｂは、編み込み延伸により調製した実施例１の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。図５Ａから、複数の短冊状フィルム片が互いに融着していることがわかる。また、磨耗試験後も、融着状態が維持されていることがわかる。
【０１０５】
［実施例２〜９］
実施例１において、編み込み条件、延伸比を下記表１に記載の条件に変えた以外は、実施例１と同様にして実施例２〜９の高強度繊維を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。
結果を下記表１に示す。
【０１０６】
【表１】
2019031755.tif 000004
【０１０７】
表１の結果より、実施例１〜９の高強度繊維はいずれも、引張り強度（直線強度）が高く、剛性が良好であり、摩擦試験後の強度保持率が高いことから、引張り強度のみならず、剛性及び摩擦耐性が良好であることがわかる。
なお、前延伸処理を行った実施例８及び実施例９について、さらに既述の方法にて結節強度を測定した。
その結果、実施例８の高強度繊維は、引張り強度が１９７ＭＰａに対し、結節強度は１８９ＭＰａであり、結節強度の保持率は９５．９％であった。また、実施例９の高強度繊維は、引張り強度が２５６ＭＰａに対し、結節強度は２５４ＭＰａであり、結節強度の保持率は９９．１％であった。
これらの結果より、実施例８及び実施例９の延伸処理後編み込み延伸により得られた高強度繊維は、引張り強度、剛性及び摩擦耐性に加え、結節強度も良好であることが確認された。
【０１０８】
図６Ａは、編み込み延伸により調製した実施例２の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図６Ｂは、実施例２の高強度繊維の、２００回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。図６Ａから、複数の短冊状フィルム片が互いに融着していることがわかる。また、磨耗試験後も、融着状態が維持されていることがわかる。延伸比を制御することで、実施例１よりも高い強度保持率を示すことが確認できた。
図７Ａは、編み込み延伸により調製した実施例３の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図７Ｂは、実施例３の高強度繊維の、２００回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。図７Ａおよび図７Ｂから、編み込み回数を少なくすると融着状態はやや悪くなる傾向があることがわかる。
【０１０９】
図８Ａは、編み込み延伸により調製した実施例４の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図８Ｂは、実施例５の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図８Ｃは、実施例６の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。より好適な範囲に比較し、編み込み回数が多くなったり、短冊幅をより狭くしたりした場合には、融着状態にやや劣ることがわかる。しかし、いずれも実用上の問題はないレベルである。
図９Ａは、編み込み延伸により調製した実施例９の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図９Ｂは、その側面ＳＥＭ写真であり、図９Ｃは、実施例９の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真であり、図９Ｄはその側面ＳＥＭ写真である。図９Ａ〜図９Ｄより、前延伸を行うことで、短冊状フィルム片の融着状態が良化し、性能がより向上することがわかる。
また、側面ＳＥＭ写真から、実施例９の高強度繊維は短冊状フィルム片で構成されていることがわかる。すなわち、編み込み延伸処理により得られた高強度繊維については、断面ＳＥＭ写真では融着界面が不明瞭であっても、側面ＳＥＭ写真を撮影することで、短冊状フィルム片で構成されていると判断することができる。
【０１１０】
［実施例１０］
市販ＵＨＭＷ−ＰＥシート（作新工業（株）、Ｓａｘｉｎニューライト５５０Ｍ）を用いて、実施例１と同様にして工程（Ｂ）までを行ない、長さ２００ｍｍ、幅２ｍｍの短冊状フィルム片を得た。
切り出した短冊状フィルム片３本を、長さ２００ｍｍに撚り回数が１０回となるように撚りをかけ、製紐した。（工程（Ｃ））。撚り製紐した試料には、５ｍｍ毎にマーク線を引いた。
撚り製紐した試料を３本選択し、初期長３０ｍｍで既述の万能試験機の把持部に固定し、延伸温度１５０℃で５分間保持した後、延伸速度２０ｍｍ／ｍｉｎで溶融一軸延伸を行った。（工程（Ｄ））。
溶融延伸過程において、３試料のうち２試料が破断したところを最大延伸倍率とした。そして、延伸前後でのマーク線間の長さから最大延伸倍率を算出した。撚り延伸繊維の最大延伸倍率は５倍、総延伸比は１８０倍であった。
【０１１１】
（高強度繊維の評価）
得られた実施例１０の高強度繊維の引張り破断強度を既述の方法で測定したところ、１５４ＭＰａであった。また、５０回摩擦試験後の破断強度は１３３ＭＰａであり、８６．４％の保持率であった。
また、曲げ硬さ試験を行なったところ、高強度繊維を８ｃｍ突出させた際の垂れ下がり距離は５．１ｍｍであった。繊維直径は０．３２３ｍｍであったので、垂れ下がり距離と繊維直径を乗じた数値は１．６５（ｍｍ２）であった。
このことから、実施例１０の高強度繊維は、引張り破断強度、剛性及び結節強度保持性能が良好であることがわかる。
【０１１２】
［実施例１１〜１６］
実施例１０において、撚り条件、延伸比を下記表２に記載の条件に変えた以外は、実施例１０と同様にして実施例１１〜１６の高強度繊維を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。
結果を下記表２に示す。
【０１１３】
【表２】
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【０１１４】
表２の結果より、実施例１０〜１６の高強度繊維はいずれも、引張り強度のみならず、剛性及び摩擦耐性が良好であることがわかる。
なお、前延伸処理を行った実施例１３及び前延伸処理を行い、かつ、フィルム片の撚り回数を変えた実施例１４について、さらに既述の方法にて結節強度を測定した。
その結果、実施例１３の高強度繊維は、引張り強度が４０６ＭＰａに対し、結節強度は１７７ＭＰａであり、保持率は４３．６％であった。また、実施例１４の高強度繊維は、引張り強度が３４３ＭＰａに対し、結節強度は１４６ＭＰａであり、保持率は４２．７％であった。
この結果より、実施例１３及び実施例１４の延伸処理後撚り延伸により得られた高強度繊維は、引張り強度が極めて高く、剛性及び摩擦耐性が良好であり、さらに、結節強度の保持率も４０％以上と、良好であることが確認された。
【０１１５】
図１０Ａは、撚り延伸により調製した実施例１０の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図１０Ｂは、その側面ＳＥＭ写真であり、図１０Ｃは、実施例１０の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。図１０Ａ〜図１０Ｃから、撚り延伸により製造された高強度繊維は、編み込み延伸による高強度繊維と同様に、複数の短冊状フィルム片が互いに融着して良好な性能を有することがわかる。
図１１Ａは、撚り延伸により調製した実施例１１の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図１１Ｂは、実施例１１の高強度繊維の、２００回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。
図１２Ａは、撚り延伸により調製した実施例１２の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図１２Ｂは、実施例１２の高強度繊維の、２００回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。図１１Ａ〜図１２Ｂから、撚り延伸による高強度繊維は過酷な条件の磨耗試験においても融着状態が維持されていることがわかる。
【０１１６】
図１３Ａは、撚り延伸により調製した実施例１３の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図１３Ｂは、その側面ＳＥＭ写真であり、図１３Ｃは、実施例１３の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の側面ＳＥＭ写真である。図１３Ａ〜図１３Ｃから、延伸処理後撚り延伸により製造された高強度繊維は、延伸処理後編み込み延伸による高強度繊維と同様に、複数の短冊状フィルム片が互いに融着して良好な性能を有することがわかる。すなわち、撚り延伸処理により得られた高強度繊維についても、断面ＳＥＭ写真では融着界面が不明瞭であっても、側面ＳＥＭ写真を撮影することで、短冊状フィルム片で構成されていると判断することができる。
図１４Ａは、延伸処理後撚り延伸により調製した実施例１４の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真であり、図１４Ｂは、実施例１４の高強度繊維の、５０回摩擦試験後の断面ＳＥＭ写真である。図１４Ａ〜図１４Ｂから、撚り回数が少ないと、摩擦試験後に繊維断面が扁平に変形することがわかる。
図１５は、延伸処理後撚り延伸により調製した実施例１６の高強度繊維の断面ＳＥＭ写真である。図１５から、短冊状フィルム片の本数を増やしても、撚り延伸による融着は可能であり、高強度繊維が得られることがわかる。
【０１１７】
［実施例１７〜実施例１８］
まず、ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムを成形した。図１６に示すように、直径１１０ｍｍφ×厚さ２ｍｍの円盤状ステンレス板（１）の上に厚さ１２５μｍの離型用ポリイミドフィルム（２）を置き、次に直径１１０ｍｍφ×厚さ０．４０ｍｍの円盤状ステンレス板に７０ｍｍ×７０ｍｍの矩形窓（図１６中、領域Ａと表示）をくり抜いたもの（３）を置き、その矩形窓Ａ内に粉末状ＵＨＭＷ−ＰＥ原料（三井化学製Ｈｉｚｅｘ Ｍｉｌｌｉｏｎ ３４０Ｍ、粘度平均分子量３３０万、平均粒子径１５０μｍ）を約３．０ｇ置いた。その上に厚さ１２５μｍの離型用ポリイミド膜（４）を置き、さらにその上に直径１１０ｍｍφ×厚さ２ｍｍの円盤状ステンレス板（５）を置いた。
【０１１８】
これら全体を室温（２５℃）にて真空チャンバー内に設置されたプレス機（（株）ボールドウィン製）中の上下板の間に置き、１×１０−１Ｔｏｒｒまでロータリーポンプで減圧後、上下のプレス板の間隔を応力がかからないようになるべく近付け、１５０℃に加熱し、１５０℃に温度を維持して５分間保持し、その後、４．５ＭＰａ（シリンダー圧力６０ＭＰａ）の圧力でプレスした状態で、ヒーター電源を切って減圧状態にて室温（２５℃）まで徐冷した。その後、真空チャンバーを開けてＵＨＭＷ−ＰＥフィルムを取り出した。得られたＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの厚みは約０．５０ｍｍであった。
【０１１９】
次に、上記のＵＨＭＷ−ＰＥフィルムと同様に、ＨＤＰＥフィルムに成形した。ＨＤＰＥ原料としては粉末状の日本ポリオレフィン社製Ｊ-ＲＥＸ ＫＸ２８５Ｎ（重量平均分子量１０万、平均粒子径３００μｍ)を用いた。ただし、上記（３）の「円盤状ステンレス板に７０ｍｍ×７０ｍｍの矩形窓をくり抜いたもの」の厚みを０．５０ｍｍとした。得られたＨＤＰＥフィルムの厚みは約０．５０ｍｍであった。
【０１２０】
また、上記（３）の「円盤状ステンレス板に７０ｍｍ×７０ｍｍの矩形窓をくり抜いたもの」の厚みを０．７０ｍｍとすることで、厚み約０．８０ｍｍのＵＨＭＷ−ＰＥフィルムも成形した。この際、この粉末状ＵＨＭＷ−ＰＥ原料の使用量は約６ｇであった。
【０１２１】
さらに、上記（３）の「円盤状ステンレス板に７０ｍｍ×７０ｍｍの矩形窓をくり抜いたもの」の厚みを０．２０ｍｍとすることで、厚み約０．２０ｍｍのＨＤＰＥフィルムも成形した。この際、この粉末状ＨＤＰＥ原料の使用量は約１．５ｇであった。
【０１２２】
これらのＵＨＭＷ−ＰＥフィルムとＨＤＰＥフィルムを１枚ずつ（合計２枚）重ね合わせ、これを上記（３）の「円盤状ステンレス板に７０ｍｍ×７０ｍｍの矩形窓をくり抜いたもの」にセットし、１５０℃でプレス成形を行った。
この際、ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムとＨＤＰＥフィルムの厚みがともに約０．５０ｍｍのときは、上記（３）の「円盤状ステンレス板に７０ｍｍ×７０ｍｍの矩形窓をくり抜いたもの」の厚みは１．００ｍｍになるようにした。得られた積層フィルムの厚みは約１．００ｍｍであった。
同様に、ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの厚みが約０．８０ｍｍ、ＨＤＰＥフィルムの厚みが約０．２０ｍｍの組み合わせについても、厚みは約１．００ｍｍの積層フィルムを成形した。
【０１２３】
調製した積層フィルム内のＵＨＭＷ−ＰＥ層とＨＤＰＥ層の厚みを確認するために、ＳＥＭ観察を行った。その結果、ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムの厚みが約０．８０ｍｍでＨＤＰＥフィルムの厚みが約０．２０ｍｍのときは、前者と後者の厚み比率は８０：２０であった。このフィルムを積層フィルム（Ｉ）とした
一方、ＵＨＭＷ−ＰＥフィルムとＨＤＥＰフィルムの厚みがともに約０．５０ｍｍのときは、ＵＨＭＷ−ＰＥ層とＨＤＰＥ層の厚み比率は５０：５０であった。このフィルムを積層フィルム（ＩＩ）とした。
【０１２４】
得られた積層フィルム（Ｉ）及び（ＩＩ）を用いて、実施例１と同様にして工程（Ｃ）までを行ない、長さ２００ｍｍ、幅２ｍｍの短冊状フィルム片を得た。
得られた短冊状フィルム片を用いて、上記表２に記載の条件で、実施例１０と同様にして撚り延伸を行って、積層フィルム（Ｉ）を原料として実施例１７の高強度繊維を得、積層フィルム（ＩＩ）を原料として実施例１８の高強度繊維を得た。
得られた高強度繊維について、実施例１と同様にして評価を行い、結果を上記表２に併記した。
【０１２５】
表２の結果より、実施例１７〜１８の高強度繊維はいずれも、引張り強度のみならず、剛性及び摩擦耐性が良好であることがわかる。
図１７Ａは、実施例１７の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真およびその部分拡大図である。ＵＨＭＷ−ＰＥ層とＨＤＰＥ層の厚み比率が８０：２０である積層フィルムを原料とした実施例１７では、融着が良好であり、磨耗試験後の強度保持率にも優れていた。
図１７Ｂは、実施例１８の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真およびその部分拡大図である。ＵＨＭＷ−ＰＥ層とＨＤＰＥ層の厚み比率が８０：２０である積層フィルムを原料とした実施例１７と比較して、実施例１８の高強度繊維はＨＤＰＥの含有比率が高いため（５０：５０）、融着がより良好であり、平滑性に優れていることがわかる。ただし、ＵＨＭＷ−ＰＥの相対比率が高い実施例１７の方が、実施例１８よりも、引張り強度、摩擦耐性がより良好であった。
【０１２６】
［比較例１］
工程（Ｂ）までは、実施例１と同様に、短冊状フィルム片を調製し、その後、工程（Ｃ）を行わず、短冊状フィルム片１本に対して、工程（Ｄ）を延伸比４倍まで施して、総延伸比１４４倍とした。得られた１枚の短冊状のフィルム片を比較例１の高強度繊維として、実施例１と同様に、引張り破断強度、曲げ硬さ試験による垂れ下がり距離、５０回摩擦試験後の破断強度を測定した。結果を下記表３に示す。
その結果、剛性の値は３４．３７ｍｍ２と著しく劣り、また、摩擦試験後の強度保持率も４０％未満であった。このことから、短冊状フィルム片を複数本製紐せず、単独（１枚）で用いた場合には、本開示の高強度繊維として所望の性能を有しないことがわかった。
図１８は、比較例１の短冊状フィルム片（工程（Ｄ）後）の断面ＳＥＭ写真である。図１８から明らかなように、短冊状フィルム片は、延伸後も板状の形状を保持していた。
【０１２７】
［比較例２］
東洋紡製ダイニーマ（超高分子量ポリエチレンのゲル紡糸繊維）の６０デニールを４束用い、これらを４つ打ち（四つ編み）して製紐した。
この際の編み回数は、３０ｍｍに８回になるように調整した。
得られたマルチフィラメント製紐を比較例２の高強度繊維とし、実施例１と同様にして破断強度、曲げ硬さ試験による垂れ下がり距離、５０回摩擦試験後の破断強度を測定した。結果を下記表３に示す。
その結果、剛性の値は２２．７１ｍｍ２と著しく劣り、また、摩擦試験後の強度保持率も４０％未満であった。このことから、ゲル紡糸繊維のマルチフィラメント製紐による繊維は、本開示の高強度繊維のようなモノフィラメント特有の性能を有しないことがわかった。
なお、比較例２の繊維について、既述の方法にて結節強度を測定した。
その結果、比較例２の高強度繊維は、引張り強度が１８５０ＭＰａと高い値を示したが、結節強度は６０５ＭＰａであり、保持率は３２．７％であり、結節強度の保持率が低いことが確認された。
図１９Ａは、比較例２の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真であり、図１９Ｂは、摩擦試験後の比較例２の高強度繊維の側面ＳＥＭ写真である。図１９Ａと図１９Ｂとの対比より、摩擦試験後は、多数のフィラメントが摩擦により切断されており、このため、摩擦後の強度保持率が低くなったことがわかる。
【０１２８】
【表３】
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【０１２９】
［参考例１〜４］
参考例として、市販のクレハ製モノフィラメント釣り糸「シーガー」（ポリフッ化ビニリデン原料）の０．４号、１．５号、３．５号、５号を用いて、実施例１と同様にして曲げ剛性試験を行った。結果を表３に示す。
表３の結果より、垂れ下がり距離と繊維直径を乗じた数値は２．５〜３．１（ｍｍ２）であり、本開示の曲げ剛性と同程度の値であった。したがって、「垂れ下がり距離に繊維直径を乗じた数値」は曲げ剛性の指標として適切であることがわかった。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2019031755.tif 000019
【図８Ａ】
2019031755.tif 000020
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2019031755.tif 000033
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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