(57)【要約】【課題】耐切創性に優れる新規なポリエチレン繊維を使用した耐切創性織編物、手袋及びベストを得ること。【解決手段】引っ張り強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、及び引っ張り弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリエチレン繊維であり、該繊維からなる筒編物のクープテスターのインデックス値が３以上の耐切創性に優れるポリエチレン繊維を用いて製編織して手袋やベストとなす。【特許請求の範囲】
【請求項１】
引っ張り強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、及び引っ張り弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリエチレン繊維であり、該繊維からなる筒編物のクープテスターのインデックス値が３．０以上であることを特徴とする耐切創性に優れるポリエチレン繊維。
【請求項２】
繊維状態での重量平均分子量が３００，０００以下、重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が４．０以下であることを特徴とする請求項１記載のポリエチレン繊維。
【請求項３】
請求項１に記載のポリエチレン繊維を含む織編物からなることを特徴とする耐切創性に優れるポリエチレン繊維織編物。
【請求項４】
請求項１に記載のポリエチレン繊維を含むことを特徴とする耐切創性手袋。
【請求項５】
請求項１に記載のポリエチレン繊維を含むことを特徴とする耐切創性ベスト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐切創性に優れた繊維及び該繊維を含む織り編物及び該繊維を含む耐切創手袋、ベストに関するものである。
【従来の技術】
従来、天然繊維の綿や一般的な有機繊維が耐切創性素材として用いられてきた。また、それらの繊維などを編みあげた手袋が耐切創性を必要とする分野で多く用いられてきた。
【０００２】
そこで耐切創性機能の付与としてアラミド繊維などの高強度繊維の紡績糸からなる編物や織物などが考案されてきた。しかしながら、毛抜けや耐久性の観点で不満があった。一方別の手段として、金属繊維を有機繊維や天然繊維と合わせて用いることにより耐切創性を向上させる試みが行われているが、金属繊維を合わせることにより、風合いが堅くなり、柔軟性が損なわれる問題点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、優れた耐切創性を有する新規なポリエチレン繊維を開発し、該繊維を用いた耐切創性織編物及び耐切創性に優れた手袋やベストを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、耐切創性に優れるポリエチレン繊維、織編物、手袋及びベストを得る為に、下記の手段をとる。
１．引っ張り強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、及び引っ張り弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリエチレン繊維であり、該繊維からなる筒編物のクープテスターのインデックス値が３．０以上であることを特徴とする耐切創性に優れるポリエチレン繊維。
２．繊維状態での重量平均分子量が３００，０００以下、重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が４．０以下であることを特徴とする上記第１記載のポリエチレン繊維。
３．上記第１に記載のポリエチレン繊維を含む織編物からなることを特徴とする耐切創性に優れるポリエチレン繊維織編物。
４．上記第１に記載のポリエチレン繊維を含むことを特徴とする耐切創性手袋。
５．上記第１に記載のポリエチレン繊維を含むことを特徴とする耐切創性ベスト。
以下本発明を詳述する
【０００５】
本発明の耐切創性に優れるポリエチレン繊維の原料ポリエチレンとは、その繰り返し単位が実質的にエチレンであることを特徴とし、少量の他のモノマー例えばα−オレフィン，アクリル酸及びその誘導体，メタクリル酸及びその誘導体，ビニルシラン及びその誘導体などとの共重合体であっても良いし、これら共重合物どうし、あるいはエチレン単独ポリマーとの共重合体、さらには他のα−オレフィン等のホモポリマーとのブレンド体であってもよい。特にプロピレン，ブテンー１などのαオレフィンと共重合体を用いることで長鎖の分岐をある程度含有させることは本繊維を製造する上で、特に紡糸・延伸においての製糸上の安定を与えることとなり、より好ましい。しかしながら、長鎖分岐の量が増加しすぎると欠陥となり繊維の強度が低下する。また、繊維状態での重量平均分子量が３００，０００以下であり、重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が４．０以下となる事が重要である。好ましくは、繊維状態での重量平均分子量が２５０，０００以下であり、重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．５以下となる事が重要である。さらに好ましくは、繊維状態での重量平均分子量が２００，０００以下であり、重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．０以下となる事が重要である。
【０００６】
繊維状態のポリエチレンの重量平均分子量が３００、０００を越えるような重合度のポリエチレンを原料と使用した場合では、溶融粘度が極めて高くなり、溶融成型加工が極めて困難となる。又、繊維状態の重量平均分子量と数平均分子量の比が４．０以上となると同じ重量平均分子量のポリマーを用いた場合と比較し最高延伸倍率が低く又、得られた糸の強度は低いものとなる。これは、同じ重量平均のポリエチレンで比較した場合、緩和時間の長い分子鎖が延伸を行う際に延びきる事ができずに破断が生じてしまう事と、分子量分布が広くなる事によって低分子量成分が増加するために分子末端が増加する事により強度低下が起こると推測している。また、繊維状態での分子量と分子量分布をコントロールする為に溶解・押し出し工程や紡糸工程で意図的にポリマーを劣化させても良いし、予め狭い分子量分布を持つポリエチレンを使っても良い。
【０００７】
本発明の耐切創性に優れるポリエチレン繊維の推奨する製造方法においては、このようなポリエチレンを押し出し機で溶融押し出ししギアポンプにて定量的に紡糸口金を介して吐出させる。その後冷風にて該糸状を冷却し、所定の速度で引き取る。この時充分素早く引き取る事が重要である。即ち、吐出線速度と巻き取り速度の比が１００以上で有ることが重要である、好ましくは１５０以上、さらに好ましくは２００以上である。吐出線速度と巻き取り速度の比は、口金口径、単孔吐出量、溶融状態のポリマー密度、巻き取り速度から計算することが出来る。
【０００８】
さらに該繊維を以下に示す様な方法で延伸することが非常に重要である。即ち該繊維を、該繊維の結晶分散温度以下の温度で延伸を行い、該繊維の結晶分散温度以上融点以下の温度でさらに延伸を行うことにより驚く程繊維の物性が向上する事を見いだした。この時さらに多段に繊維を延伸しても良い。
【０００９】
本発明では、延伸に際して、１台目のゴデットロールの速度を５ｍ／ｍｉｎと固定して、その他のゴデットロールの速度を変更する事により所定の延伸倍率の糸を得た。
【００１０】
上記により得られたポリエチレン繊維を既知の方法で織編物にすることが可能である。本発明の織編物は、織編物を構成する原糸の主成分からなる繊維のみの場合はもちろん、他の繊維を混入することを妨げるものではなく、意匠や機能により例えば他の合成繊維や天然繊維を加えてもかまわない。同様に既知の方法で耐切創手袋及びベストを作成することが可能である。本発明の耐切創手袋及びベストは、同様に構成する原糸の主成分からなる繊維のみの場合はもちろん、他の繊維を混入することを妨げるものではなく、意匠や機能により例えば他の合成繊維や天然繊維を加えてもかまわない。
【００１１】
以下に本発明における特性値に関する測定法および測定条件を説明する。
【００１２】
（強度・弾性率）
本発明における強度，弾性率は、オリエンテック社製「テンシロン」を用い、試料長２００ｍｍ（チャック間長さ）、伸長速度１００％／分の条件で歪ー応力曲線を雰囲気温度２０℃、相対湿度６５％条件下で測定し、曲線の破断点での応力を強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、曲線の原点付近の最大勾配を与える接線より弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）を計算して求めた。なお、各値は１０回の測定値の平均値を使用した。
【００１３】
（重量平均分子量Ｍｗ、数平均分子量Ｍｎ及びＭｗ／Ｍｎ）
重量平均分子量Ｍｗ、数平均分子量Ｍｎ及びＭｗ／Ｍｎは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定した。ＧＰＣ装置としては、Ｗａｔｅｒｓ製ＧＰＣ　１５０Ｃ　ＡＬＣ／ＧＰＣを持ち、カラムとしてはＳＨＯＤＥＸ製ＧＰＣ　ＵＴ８０２．５を一本ＵＴ８０６Ｍを２本用いて測定した。測定溶媒は、ｏ−ジクロロベンゼンを使用しカラム温度を１４５度した。試料濃度は１．０ｍｇ／ｍｌとし、２００マイクロリットル注入し測定した。分子量の検量線は、ユニバーサルキャリブレーション法により分子量既知のポリスチレン試料を用いて構成されている。
【００１４】
（動的粘弾弾性測定）
本発明における動的粘度測定は、オリエンテック社製「レオバイブロンＤＤＶ−０１ＦＰ型」を用いて行った。繊維は全体として１００デニール±１０デニールとなるように分繊あるいは合糸し、各単繊維ができる限り均一に配列するように配慮して、測定長（鋏金具間距離）が２０ｍｍとなるように繊維の両末端をアルミ箔で包みセルロース系接着剤で接着する。その際の糊代ろ長さは、鋏金具との固定を考慮して５ｍｍ程度とする。各試験片は、２０ｍｍの初期幅に設定された鋏金具（チャック）に糸が弛んだり捩じれたりしないように慎重に設置され、予め６０℃の温度、１１０Ｈｚの周波数にて数秒、予備変形を与えてから本実験を実施した。本実験では−１５０℃から１５０℃の温度範囲で約１℃／分の昇温速度において１１０Ｈｚの周波数での温度分散を低温側より求めた。測定においては静的な荷重を５ｇｆに設定し、繊維が弛まない様に試料長を自動調整させた。動的な変形の振幅は１５μｍに設定した。
【００１５】
（吐出線速度と紡糸速度の比（ドラフト比）
ドラフト比（Ψ）は、以下の式で与えられる。
ドラフト比（Ψ）＝紡糸速度（Ｖｓ）／吐出線速度（Ｖ）
【００１６】
（耐切創性測定用サンプルの調整）
４４０ｄｔｅｘ±４０ｄＴｅｘの原糸を準備し、１００本丸編み機で測定する繊維を編み立てた。サンプリングは、編み立ての糸跳びがない部分を選んで、７×７ｃｍ以上のサイズになるよう切断した。編目が粗いので、薬包紙をサンプルの下に１枚敷いて試験を行った。測定する部分は、丸編みの外側部分で、編目方向に対し９０°になるようセットした。
【００１７】
（耐切創性測定）
評価方法としては、クープテスターを用いた。この装置は、円形の刃を試料の上を走行方向と逆方向に回転しながら走らせ、試料を切断していき、切断しきると試料の裏にアルミ箔があり、円形刃とアルミが触れることにより電気が通り、カット試験が終了したことを感知する。カッターが作動している間中、装置に取り付けられているカウンターがカウントを行うので、その数値を記録する。
【００１８】
この試験は、目付け約２００ｇ／ｍ２の平織りの綿布をブランクとし、試験サンプルとの切創レベルを評価する。ブランクからテストを開始し、ブランクと試験サンプルとを交互にテストを行い、試験サンプルが５回テストし、最後にブランクが６回目のテストをされた後、この１回のテストは終了する。
【００１９】
ここで算出される評価値はＩｎｄｅｘと呼ばれ、次式により算出される。
Ａ＝（サンフ゜ルテスト前の綿布のカウント値＋サンフ゜ルテスト前の綿布のカウント値）／２
Ｉｎｄｅｘ＝（サンプルのカウント値＋Ａ）／Ａ
【００２０】
今回の評価に使用したカッターは、ＯＬＦＡ社製のロータリーカッターＬ型用φ４５ｍｍを用いた。材質はＳＫＳ−７タングステン鋼であり、刃厚０．３ミリ厚であった。
【００２１】
また、テスト時にかかる荷重は３２０ｇにして評価を行った。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明を説明する。
【００２３】
（実施例１）
重量平均分子量１１５，０００、重量平均分子量と数平均分子量の比が２．３、５個以上の炭素を有する長さの分岐鎖が炭素１，０００個あたり０．４個である高密度ポリエチレンをφ０．８ｍｍ、３９０Ｈからなる紡糸口金から２９０℃で単孔吐出量０．５ｇ／ｍｉｎの速度で押し出した。押し出された繊維は、１５ｃｍの保温区間を通りその後２０℃、０．５ｍ／ｓのクエンチで冷却され、３００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取られる。該未延伸糸を、複数台の温度コントロールの可能なネルソンロールにて延伸した。１段延伸は、２５℃で２．８倍の延伸を行った。さらに１１５℃まで加熱し５．０倍の延伸を行い、延伸糸を得た。得られた繊維の物性を表１に示した。また、得られた繊維を丸編み機で編み立て、耐切創性を評価した。結果を表１に合わせて示した。
【００２４】
（実施例２）
実施例１の延伸糸を１２５℃に加熱し、さらに１．３倍の延伸を行った。得られた繊維の物性を表１に示した。同様に得られた繊維を丸編み機で編み立て、耐切創性を評価した。結果を表１に合わせて示した。
【００２５】
（比較例１〜４）
市販のナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維の特性を表１に合わせて示した。同様に繊維を丸編み機で編み立て、耐切創性を評価した。結果を表１に合わせて示した。
【００２６】
【表１】
2004019050.tif 000002
【００２７】
【表２】
2004019050.tif 000003
【００２８】
実施例１、２及び比較例１乃至４の原糸を用いて、編み機を用いて既知の方法で手袋を作成した。耐切創評価の結果を表２に示す。比較例１乃至４に比べ、実施例１又は２はいずれも、耐切創レベルに優れるという結果が得られた。
【００２９】
繊維を全体として４４０ｄｔｅｘ±４０ｄｔｅｘとなるように分繊あるいは合糸し、織り密度が経緯とも４０本／２５ｍｍの平織物を作成した。得られた織物を裁断し、耐切創性ベスト中材を作成した。表皮材と組み合わせて耐切切創性ベストを作成し耐切創性を評価したところ良好な結果が得られた。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によると、耐切創性に優れる新規なポリエチレン繊維を使用した耐切創性織編物、手袋及びベストの製造を可能とした。