高功能聚乙烯纤维、编织物及耐切伤性手套

摘要

本发明提供一种可以实现高染料吸尽率、能够进行深色且牢固度优异的染色的聚乙烯纤维。此外，还提供使用它的耐切伤性、保温性优异的编织物及其手套。本发明的聚乙烯纤维的特征在于，极限粘度[η]为0.8dL/g以上而小于5dL/g，其重复单元实质上由乙烯构成，从纤维表面到内部都具有细孔，将细孔进行圆柱近似化，并以140度的接触角使用汞压入法测定时的细孔的平均直径为3nm～1μm，由细孔所致的气孔率为1.5％～20％，或者温度300K下的纤维轴向的热传导率为6W/mK～50W/mK。

说明书

技术领域

本发明涉及可染性优异并且耐切伤性优异的高功能聚乙烯纤维、以及含有该纤维的编织物及含有该纤维的耐切伤性手套，更具体来说，涉及在染色后染料等添加剂的漏出少的安全性优异的高功能聚乙烯纤维及使用它的编织物以及耐切创手套。

背景技术

以往，天然纤维的棉或有机纤维被作为耐切伤性素材使用，将这些纤维等编织而成的手套在需要耐切伤性的领域中被广泛使用。

作为赋予耐切伤性的途径，考虑过由芳族聚酰胺纤维等高强度纤维的纺纱构成的编物或织物等。但是，这些编物或织物在脱毛或耐久性的方面不充分。另一方面，作为其他的途径，尝试过通过将金属纤维、与有机纤维或天然纤维组合使用来提高耐切伤性。但是，该方法因组合金属纤维而使手感变硬，存在柔软性受损的问题。

另外，作为解决上述问题的发明，提出过使用了具有高弹性模量的聚乙烯纤维的编织物或手套(例如参照专利文献1)。但是，上述的编织物或手套由于纤维的弹性模量过高，因此不仅手感硬，而且在使用了库珀试验机(日文原文：ク一プテスタ一)的耐切伤性测定中作为指数值最高只能得到3.8。另外，上述的编织物或手套的强度及弹性模量提高而改善耐切伤性，从而具有热传导率也很高的特征。由此，在精肉业工作者等处置生鲜食品时，存在手容易变冷的问题。另外，反过来说，由于肉等素材因手的热量而被解冻，变得柔软，因此还存在不能像设想的那样进行切断等操作性降低的问题。

此外，由于纤维的颜色是透明的，因此一般来说希望根据用途将纤维以多种多样的颜色着色。为了将纤维着色，可以举出在纺纱工序中将颜料等着色化合物混入的方法；或对纱线、编织物、纤维制品用染料进行后加工处理的方法。在前者的方法中，存在纺纱操作性降低的问题。另外，在后者的方法中，例如在用于处置食用肉的精肉业工作者的手套中的情况下，也会因染料等含有物的脱落而在消费者的安全性方面带来隐患。专利文献1中，由于是聚乙烯，因此可染性不够优异，只能得到白色系的纤维。

作为超高分子量聚乙烯纤维的染色方法，迄今为止，提出过几个方案(例如参照专利文献2～6)。在专利文献2中，公开有用溶解有油溶性染料的有机溶剂染色的溶剂染色技术。但是，该方法中，对操作现场、操作者及环境的负担大，一般来说尚未达到实用化。

专利文献3中，公开了使用超高分子量聚乙烯、其溶剂、可溶于该溶剂的染料进行着色的技术。但是，具有如下等问题，即，(a)在颜色数目方面有限制，(b)因拉伸而使所着色的色调变浅，(c)因在纤维的表面赋予的染料的影响，在拉伸时经常发生断线，生产率明显降低。

专利文献4中，公开有使用水、水溶性有机溶剂、非水溶性有机溶剂和可溶于该有机溶剂中的染料的技术。但是，由于在染色工序中使用有机溶剂，因此由染色液造成的对环境的污染成为问题。另外，由于只是表层的染色，因此洗涤牢固度等不够充分，无法获得可以令人满意的着色聚乙烯纤维。

专利文献5中，公开有使用超临界流体对高取向高分子量聚乙烯纤维赋予染料的技术。但是，设备导入成本大，在现实状况下并非可以普遍采用的技术。

专利文献6中，公开有用疏水性染料将超高分子量聚乙烯纤维染色的技术。但是，在超过100℃的温度下染色时，纤维的力学物性降低。另一方面，在常压的100℃左右染色时，只能染浅色。此外，在洗涤或干洗等重复使用时所要求的染色牢固度不够充分。由此，就编织物等的用途而言并非可以实用化的技术。

专利文献7中，公开有如下的作为树脂强化材料、混凝土强化剂使用的高强力聚乙烯纤维，即为了提高与树脂或混凝土等的粘接性，使在作为树脂强化材料、混凝土强化剂使用的纤维的表面具有多孔结构。但是，上述的聚乙烯纤维虽然具有一定程度的强拉伸强度，然而由于在纤维的内部不具有孔，因此与普通的聚乙烯纤维相同，具有热传导率高的特征。

即，与上述的专利文献1相同，(1)在精肉业工作者等处置生鲜食品时，存在手变冷的问题，(2)肉等素材因手的热量而被解冻，变得柔软，因而还存在不能像设想的那样切断等操作性降低的问题。

此外，由于在纤维的表面具有很多的孔结构，因此耐切伤性差，难以在例如需要高耐切伤性的防护用途中实用化。

如上所述，现实状况是，尚未做成满足市场的要求的、在保温性、耐切伤性方面优异并且在可染性方面优异的高功能纤维或由它们制成的防护用编织物、以及耐切伤性手套。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-19050号公报

专利文献2：日本特开平4-327208号公报

专利文献3：日本特开平6-33313号公报

专利文献4：日本特开2006-132006号公报

专利文献5：日本特许第3995263号公报

专利文献6：日本特开平7-268784号公报

专利文献7：日本特开平6-228809号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，通过解决上述的以往的问题，而提供一种高功能聚乙烯纤维，其除了具有耐切伤性以外，还可以用简单的染色操作来实现高染料吸尽率，能够进行深染色，并且染色牢固度优异。另外，本发明的另外的目的还在于，提供使用了该高功能聚乙烯纤维的耐切伤性、保温性优异的编织物及其手套。

解决课题的方法

如上所述，超高分子量聚乙烯纤维因聚乙烯的分子结构，即使进行染料或其助剂的改良，也不可能具有优异的力学特性，并且不可能使可染性能大幅度提高。但是，本发明人等着眼于聚乙烯纤维的高级结构进行了深入研究，结果完成了本发明。

即，本发明所谓的聚乙烯纤维是指如下的聚乙烯纤维，其特征在于，

(1)极限粘度[η]为0.8dL/g以上而小于5dL/g，

(2)其重复单元实质上由乙烯构成，

(3)从纤维表面到内部都具有细孔，

(4)将细孔进行圆柱近似化，并以140度的接触角使用汞压入法测定时的细孔的平均直径为3nm～1μm，

(5)由细孔所致的气孔率为1.5％～20％，或

(6)温度300K下的纤维轴向的热传导率为6W/mK～50W/mK。

上述的聚乙烯纤维优选含有与分散染料及聚乙烯双方都具有高亲和性的有机物。

作为上述的与分散染料及聚乙烯双方都具有高亲和性的有机物，优选至少含有一种分子量500以上的聚醚化合物的有机物。

另外，优选相对于聚乙烯纤维，以0.005质量％～10.0质量％的比率含有上述有机物。

此外，优选上述的高功能聚乙烯纤维在相对于将分散染料(Diaceliton fast Scarlet B(CI分散红1))调整为0.4g/L、将染色助剂(Disper TL)调整为1g/L的浓度的染液，以浴比1∶100在100℃染色90分钟时的吸尽率为17％以上。

另外，优选上述聚乙烯的重均分子量(Mw)为50000～600000，重均分子量与数均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)为5.0以下。

另外，优选上述聚乙烯纤维的比重为0.90以上，拉伸强度为8cN/dtex以上，初期弹性模量为200cN/dtex～750cN/dtex。

此外，本发明中，还包括将上述聚乙烯纤维用分散染料染色而成的染色聚乙烯纤维。上述染色聚乙烯纤维优选洗涤牢固度(JIS L-0844的A-1号)或/和干洗牢固度(JIS L-0860的A-1法)为3级以上。

本发明中，包括将上述聚乙烯纤维或染色聚乙烯纤维覆盖在弹性纤维上而成的被覆弹性纱线。

此外，本发明中，还包括在防护用编织物的至少一部分中使用上述的聚乙烯纤维、上述染色聚乙烯纤维或被覆弹性纱线而编织成的、库珀试验机的指数值为3.9以上的防护用编织物、以及由上述的防护用编织物制成的耐切伤性手套。而且，所谓库珀试验机的指数值是与耐切伤性有关的尺度，该数值越高，则意味着耐切伤性越优异。

本发明的聚乙烯纤维可以用100℃的水系的染色来实现高染料吸尽率，染色牢固度也很优异。另外，由于可以自由地选择任意的颜色的染色，因此可以提供富于变化的染色品。此外，本发明的聚乙烯纤维在机械强度方面也很优异，如上所述，可以在温和的条件下染色，因此可以抑制染色工序中的纤维的力学物性的降低。所以，如果使用本发明的聚乙烯纤维，就可以提供多彩、轻质、富于保温性并且耐切伤性优异的编织物。

附图说明

图1是本发明的聚乙烯纤维的表面的用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄的照片(放大倍率：5万倍)。

图2是沿与本发明的聚乙烯纤维的纤维轴正交的方向垂直切割的截面的SEM照片(放大倍率：5千倍)。

图3是沿与本发明的聚乙烯纤维的纤维轴正交的方向垂直切割的截面的SEM照片(放大倍率：2万倍)。

具体实施方式

下面，对本发明进行详细说明。

本发明的可染性优异的聚乙烯纤维以如下的聚乙烯树脂作为原料树脂，即，极限粘度为0.8dL/g以上而小于5.0dL/g，优选为1.0dL/g以上、4.0dL/g以下，更优选为1.2dL/g以上、2.5dL/g以下的聚乙烯树脂。通过将作为原料树脂的聚乙烯树脂的极限粘度设为小于5.0dL/g，利用熔融纺纱法的制纱就会变得容易，不需要用所谓的凝胶纺纱等来制纱。由此，在压缩制造成本、简化操作工序的方面是有优势的。此外，在熔融纺纱法中，由于在纤维的制造中不使用有机溶剂，因此对环境的影响也很小。另外，通过将极限粘度设为0.8dL/g以上，就可以利用聚乙烯的分子末端基团的减少来减少纤维中的结构缺陷数。由此，就可以提高强度或弹性模量等纤维的力学物性或耐切伤性能。

另外，作为原料树脂的聚乙烯的重均分子量优选为50000～600000。更优选为70000～280000，进一步优选为90000～124000。重均分子量与数均分子量的比(Mw/Mn)优选为5.0以下，更优选为4.0以下，进一步优选为3.0以下。而且，重均分子量与数均分子量的比(Mw/Mn)优选为1.2以上。更优选为1.5以上，进一步优选为1.8以上。上述重均分子量及数均分子量是指利用实施例中记载的方法测定而求出的值。

本发明中所用的聚乙烯的比重优选为0.910g/cm³以上、0.980g/cm³以下。更优选为0.920g/cm³以上、0.975g/cm³以下，进一步优选为0.930g/cm³以上、0.970g/cm³以下。

本发明中所用的聚乙烯优选其重复单元实质上为乙烯。另外，在可以获得本发明的效果的范围中，不仅可以使用乙烯的均聚物，还可以使用乙烯与少量的其他的单体(monomer)的共聚物。作为其他的单体，例如可以举出α-烯烃、丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、乙烯基硅烷及其衍生物等。它们也可以是乙烯均聚物与乙烯以外的其他的单体的共聚物。另外，也可以是2种以上的共聚物的混合体、或者乙烯均聚物与α-烯烃等其他单体的均聚物(均聚物)的混合体。此外，也可以在乙烯均聚物与其他的(共)聚合物之间、或者在各(共)聚合物之间，具有局部的交联。

但是，如果乙烯以外的共聚成分的含量增大，则反而会成为阻碍拉伸的要因。由此，从获得耐切伤性优异的高强度纤维的观点考虑，α-烯烃等其他的单体以单体单元计优选为5.0mol％以下，更优选为1.0mol％以下，进一步优选为0.2mol％以下。当然，原料树脂也可以是乙烯的均聚物(均聚物)。

而且，作为原料树脂使用的聚乙烯的制造方法没有特别限定，将上述的单体利用浆料法、溶液聚合法或气相聚合法等以往公知的方法聚合即可。另外，在聚合反应中，也可以使用以往公知的催化剂。作为用作原料树脂的聚乙烯的制造方法，例如可以采用日本特许第2915995号、日本特许第3334082号或日本特许第3561562号等中记载的方法。

本发明中，重要的构成之一是，除了在纤维表面以外，在纤维内部也具有孔结构。这样，就可以确保在纤维内部保持染料的空间。而且，在纤维内部具有孔结构的情况下，一般的惯例是，该孔结构作为纤维的缺陷产生作用，包括耐切伤性在内的力学物性会明显地降低。但是，本发明中，利用以下所示的孔结构特性，对纤维赋予的染料很难脱落，进一步利用与聚乙烯的分子特性的组合，可以获得作为原本的目的的耐切伤性能也很优异的高功能聚乙烯纤维。

本发明的可染性优异的高功能聚乙烯纤维从纤维的表面到内部都具有细孔。即，在纤维的表面及内部存在细孔(参照图1～3)。

图1是将本发明的高功能聚乙烯纤维的表面放大5万倍的SEM照片，在以椭圆包围的内部可以观察到细孔(黑色部分)。

另外，图2及图3是沿与本发明的高功能聚乙烯纤维的纤维轴正交的方向垂直切割的截面的SEM照片。放大倍率在图2中是5千倍，在图3中是2万倍。

虽然根据这些截面照片，并不能明确纤维内部的细孔与表面连通，然而例如根据下述的现象，可以推测出存在很多从表面连通到内部的细孔。

即，当使用密度梯度管法，测定本发明的聚乙烯纤维的密度时，聚乙烯纤维的密度随时间推移而变大。可以认为，这是因为基于毛细管现象，密度梯度管内的溶剂置换了存在于纤维的内部的细孔中的空气。

本发明的可染性优异的聚乙烯纤维具有平均直径为3nm～1μm的细孔。另外，在使用扫描型电子显微镜(SEM)，以2万倍的放大倍率观察将本发明的聚乙烯纤维沿与纤维轴正交的方向垂直切割的纤维截面时，优选每1μm²具有0.05个以上平均直径为3nm～1μm的细孔。该细孔的平均直径优选为8nm以上、500nm以下，更优选为10nm以上、200nm以下，进一步优选为15nm以上、150nm以下。

如果细孔的平均直径为1μm以下，则在对具有该细孔的聚乙烯纤维实施染色而作为手套等产品使用时，就可以抑制染料的脱离。此外，还可以抑制纤维的力学物性或耐切伤性的降低。

另一方面，通过将聚乙烯纤维所具有的细孔的平均直径控制为3nm以上，染料就容易向纤维渗透，可染性会提高。

另外，在上述的细孔的数目是每1μm²中0.05个以上的情况下，可染性提高，着色了的纤维的色调变得良好。更优选的细孔的数目是0.1个以上，进一步优选为0.2个以上。虽然在细孔的数目方面没有上限，然而在细孔数目过多的情况下，有时拉伸变得困难、纤维的力学物性会降低。而且，细孔数目的上限是由后述的气孔率的上限值决定的。所以，只要包含在后述的气孔率的范围中，细孔数的上限就不受限定，例如在细孔的平均直径为3nm以上、小于100nm的情况下，细孔数的上限优选为每1μm²中10000个左右，更优选为8000个，在细孔的平均直径为100nm以上的情况下，细孔数的上限优选为每1μm²中5000个左右，更优选为1000个。

本发明的细孔的数目及平均直径除了利用借助扫描型电子显微镜的观察以外，还可以利用汞压入法、氮吸附法来求出。而且，在借助扫描型电子显微镜的观察中，在细孔截面为椭圆或多边形等形状的情况下，将连结存在于该细孔的外周上的最为远离的2个点的距离设为直径。另外，在本发明的聚乙烯纤维所具有的细孔形状方面存在各向异性，除了在纤维轴向或与之正交的方向上以外，有时还会在将纤维轴斜交地横切的方向上具有最大直径。

本发明的可染性优异的聚乙烯纤维的气孔率为1.5％以上、20％以下。而且，气孔率是指细孔在纤维中所占的体积的比率，优选为1.8％以上、15％以下，更优选为2.0％以上、10％以下。气孔率对纤维的可染性、热传导率、耐切伤性、拉伸强度造成很大的影响。如果气孔率小于1.5％，则不仅可染性降低，着色了的纤维的色调变差，而且还有热传导率变高的倾向。另外，如果气孔率超过20％，则会因空隙的增大，使细孔反而作为结构缺陷发挥作用，耐切伤性能或拉伸强度容易降低。

本发明的所谓气孔率是纤维内部的直径为3nm以上、1μm以下的细孔所占的体积率(％)，可以利用汞压入法求出。

而且，细孔的平均直径是用圆柱近似化来求出的，气孔率是使用以下的式子，将汞密度设为13.5335g/mL、将接触角设为140度而算出的。

气孔率(％)＝100×(直径为3nm～1μm的细孔的容积[mL]×样品质量[g])/(小室容积-(汞的质量[g]/(汞的密度[g/mL]))

本发明中所说的聚乙烯纤维的气孔率除了可以利用汞压入法以外，还可以利用扫描型电子显微镜来求出。

而且，利用汞压入法求出的细孔的平均直径与借助扫描型电子显微镜的观察的情况相同，为3nm以上、1μm以下。优选为8nm以上、500nm以下，更优选为10nm以上、200nm以下，进一步优选为15nm以上、150nm以下。

本发明的高功能聚乙烯纤维的纤维轴向的热传导率优选为6W/mK以上、50W/mK以下。这是因为，在作为精肉业工作者或渔业相关的操作者用的手套的情况下，最好尽可能不将体热向作为商品的肉或鱼传递。如果热传导率超过50W/mK，则容易发生商品的鲜度的降低，特别是对于鲜鱼来说会局部变软，难以径直切断。

另外还因为，商品经常处于被冷冻的状态，在热传导率过高的情况下，手会变冷而冻僵，操作性变差。如果热传导率小于6W/mK，则例如在使用由本发明的纤维制造的手套的情况下，对于鲜鱼等很难掌握素材的感觉。而且，纤维轴向的热传导率更优选为7W/mK以上、30W/mK以下，特别优选为8W/mK以上、25W/mK以下。

通常来说，在没有细孔的、高度取向结晶化了的聚乙烯纤维中，热传导率超过50W/mK。然而，本发明的聚乙烯纤维虽然是高度取向结晶化了的聚乙烯纤维，但是由于从纤维的表面直到内部都存在细孔，而可使纤维轴向的热传导率为6W/mK～50W/mK。本发明中记载的热传导率是指测定温度为300K的纤维轴向的热传导率。对于具体的测定方法，在实施例中详述。

而且，可以认为，本发明的聚乙烯纤维在保温性方面优异，这是因为，细孔阻挡了纤维中的热传递。

本发明的可染性优异的聚乙烯纤维优选拉伸强度为8cN/dtex以上。通过使聚乙烯纤维具有该强度，就可以将用途拓展到常用聚乙烯纤维不能涉及的领域。

拉伸强度更优选为10cN/dtex以上，进一步优选为11cN/dtex以上。虽然拉伸强度的上限没有特别限定，然而拉伸强度优选为55cN/dtex左右。要获得拉伸强度超过55cN/dtex的纤维，对于熔融纺纱法来说在技术上、工业生产上都很困难。

另外，本发明的可染性优异的高功能聚乙烯纤维容易吸收刀具的能量，即使拉伸强度小于15cN/dtex，也会显示出高耐切伤性。虽然其理由尚不明确，然而可以认为是由上述的细孔结构的存在造成的。即，由于在本发明的聚乙烯纤维中存在上述细孔结构，就会沿作为刀具的行进方向的纤维的截面方向赋予弹性力，能量的分散效率变高。所以认为，只要具有8cN/dtex以上的拉伸强度，就能够满足所要求的耐切伤性。

本发明的聚乙烯纤维优选初期弹性模量为200N/dtex以上、750cN/dtex以下。如果聚乙烯纤维具有该初期弹性模量，产品时或在产品加工工序中就很难对所受的外力产生物性或形状变化。

初期弹性模量更优选为250cN/dtex以上，进一步优选为300cN/dtex以上，更优选为730cN/dtex以下，进一步优选为710cN/dtex以下。对于拉伸强度、初期弹性模量的测定方法，将在实施例中详述。

反过来说，只要是拉伸强度为8cN/dtex以上、初期弹性模量为200cN/dtex以上、具有上述范围的热传导率的聚乙烯纤维，则也可以说该纤维具有本发明的细孔结构。

本发明的聚乙烯纤维的比重优选为0.90以上。更优选为0.91以上，进一步优选为0.92以上。另一方面，比重优选为0.99以下。更优选为0.97以下，进一步优选为0.95以下。如果比重为上述范围，则也可以说具有作为本发明的特征的上述的气孔率或热传导率。聚乙烯纤维的比重是利用密度梯度管法求出的。

本发明的可染性优异的聚乙烯纤维优选作为原料树脂的聚乙烯具有上述的极限粘度，纤维状态下的重均分子量为50000～600000，重均分子量与数均分子量的比(Mw/Mn)为5.0以下。

如上所述，本发明的聚乙烯纤维尽管在纤维表面、纤维内部具有上述的细孔结构(空隙结构)，然而仍然呈高强度、高弹性模量，另外在耐切伤性方面也很优异。而且，为了将聚乙烯纤维的分子量、分子量分布调整为上述范围，例如只要采用后述的熔融纺纱法、或在将熔融纺纱后的纱条在给定温度的保温区间保持后使之急冷的方法等即可(例如参照国际公开93/024686号、日本特开2002-180324号公报)。

更优选纤维状态下的重均分子量为50000以上、300000以下，重均分子量与数均分子量的比(Mw/Mn)为4.0以下，进一步优选纤维状态下的重均分子量为65000以上、250000以下，重均分子量与数均分子量的比(Mw/Mn)为3.5以下。

作为本发明的其他的重要构成之一，可以举出如下的内容，即，在纤维内部具有上述的细孔，并且本发明的聚乙烯纤维含有与分散染料和聚乙烯双方亲和性都很高的有机物。本发明中，可以认为，该有机物存在于该细孔内或其附近。

相对于聚乙烯纤维，优选以0.005质量％以上、10.0质量％以下的比率含有该有机物。该有机物的含量更优选为0.05质量％以上、8.0质量％以下，进一步优选为0.2质量％以上、5.0质量％以下。如果该有机物的含量为0.005质量％以上，则染料的吸尽率就会有提高的倾向。另一方面，如果其含量为10.0质量％以下，则作为纤维中的杂质的作用就会变小，可以获得必要的耐切伤性。

而且，本发明的聚乙烯纤维中的上述的有机物的含量可以利用实施例中采用的NMR法、气相色谱法或红外分光法来求出。

上述有机物只要将与分散染料的亲和性高的成分及与聚乙烯的亲和性高的成分一起含有即可，既可以是混合物，也可以是单一的化合物。例如，可以举出对分散染料、聚乙烯双方都具有高亲和性的化合物；与分散染料的亲和性高的化合物和与聚乙烯的亲和性高的化合物的混合物。

所谓与分散染料的亲和性高的成分，只要是可以吸附分散染料、或将分散染料分散而可溶化的有机物即可。只要是具有该作用的有机物，就没有特别限定，然而作为优选的例子，可以举出分散染料的分散剂、表面活性物质、聚酯系化合物等。

作为分散染料的分散剂，例如可以举出萘磺酸甲醛缩合物、薛佛酸-甲酚-甲醛缩合物、木质素磺酸等稠环系阴离子表面活性剂等。

作为表面活性物质，可以举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等聚亚烷基二醇、它们的共聚物、聚乙烯醇、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂等表面活性剂。

作为表面活性剂，例如可以举出利用在碳数为10～16的高级醇上加成了氧化乙烯及氧化丙烯的化合物、与二元脂肪酸的反应得到的酯化合物；分子量为1000～3000的高级醇的氧化烯加成物、或多元醇的氧化烯加成物等聚醚系表面活性剂等。

作为与聚乙烯的亲和性高的成分，可以举出石蜡、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等亚烷基二醇、低分子量的聚乙烯、聚乙烯蜡、局部氧化聚乙烯蜡、局部氧化聚乙烯蜡的碱金属盐等。

此外，作为与分散染料及聚乙烯双方都具有高亲和性的成分，可以举出聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧丁烯、聚(氧乙烯-氧丙烯)无规共聚物或嵌段共聚物、聚(氧乙烯-氧丁烯)无规共聚物或嵌段共聚物等聚醚化合物类。

作为上述的与分散染料和/或聚乙烯双方亲和性高的有机物，既可以将上述例示的化合物中的1种单独使用，也可以组合使用2种以上。作为具体的聚醚，可以举出聚氧乙烯、聚氧丁烯。作为上述聚醚，优选分子量为500以上的，更优选为1000以上，进一步优选为2000以上，另一方面，分子量最好为100000以下，优选为50000以下，进一步优选为30000以下。如果分子量超过100000，则粘度变大，难以均匀地附加到整个纤维上，因此不够理想。而且，作为本发明的有机物，在上述例示的化合物当中，优选含有至少一种聚醚化合物。

虽然获得本发明的可染性优异的聚乙烯纤维的原理尚不确定，然而本发明人等推测是由如下所示的机理实现的。

即，可以认为，由于在纤维内部存在显现的细孔和对所填充的分散染料和聚乙烯纤维双方的亲和性都高的有机物，染料就会渗透到纤维内部，并且被上述的细孔结构固定，因此可以将产品化后的染料的脱落降至极限。

作为本发明的可染性优异的聚乙烯纤维的制造方法，可以举出湿式纺纱、干式纺纱、凝胶纺纱、熔融纺纱、液晶纺纱等以往公知的制造方法，没有特别限定，然而优选采用熔融纺纱法。例如，对于使用溶剂进行的超高分子量聚乙烯纤维的制法之一的凝胶纺纱法而言，虽然可以获得高强度的聚乙烯纤维，然而不仅生产率低，而且由溶剂的使用造成的对制造操作者的健康或环境的影响也很大。

本发明的聚乙烯纤维在纤维表面及内部具有给定尺寸的细孔。该纤维表面及内部的细孔的显现例如可以通过在熔融纺纱法中采用下述条件来实现，然而本发明的聚乙烯纤维的制造方法并不限定于该方法。

熔融纺纱法中，通过将软化、熔融了的原料树脂从穿设有多个喷出孔的纺纱管头(纺纱喷嘴)中喷出来制丝，制造纤维。作为本发明中可以使用的装置没有特别限定，可以采用具备将原料树脂软化、熔融的熔融挤出部、设有将熔融树脂以丝状纺纱的喷嘴孔的纺纱管头以及将熔融树脂定量地向纺纱管头供给的泵等的熔融纺纱装置等以往公知的装置。而且，在本发明中推荐的是，在向熔融挤出机供给原料树脂时，优选供给惰性气体而将熔融挤出机内的压力设为0.001MPa以上、0.8MPa以下，更优选设为0.05MPa以上、0.7MPa以下，进一步优选设为0.1MPa以上、0.5MPa以下。熔融时的温度没有特别限定，只要根据所用的原料树脂适当地决定即可。

通常来说，为了除去熔融树脂中所含的杂质，在纺纱喷嘴(纺纱管头)前的喷嘴组件内设有过滤器。本发明中，作为该过滤器，优选使用具有100μm以下的网眼直径的过滤器。更优选的网眼直径是50μm以下，进一步优选为15μm以下。另外，作为纺纱喷嘴，优选采用具有小孔直径为0.4mm～2.5mm的喷嘴孔的纺纱喷嘴。从纺纱喷嘴中喷出熔融树脂时的喷出线速度优选设为10cm/min～120cm/min。更优选的喷出线速度为20cm/min～110cm/min，进一步优选为30cm/min～100cm/min。另外，熔融树脂的单孔喷出量优选设为0.2g/min～2.4g/min。更优选为0.2g/min～1.8g/min，进一步优选为0.3g/min～1.2g/min。而且，为了定量地从纺纱管头中喷出熔融树脂，使用齿轮泵等即可。

然后，将所得的纱条在5℃～60℃进行冷却，将未拉伸纱线暂时性收回。需要说明的是，虽然一般来说在冷却中使用气体，然而为了提高冷却效率，也可以使用液体。作为气体优选使用空气、氮气，作为液体优选使用水等。其后，通过将未拉伸纱线拉伸，就可以得到本发明的聚乙烯纤维。拉伸工序优选以高变形速度来实施。

另外，虽然在本发明的高功能聚乙烯纤维中形成特定的微细的细孔的原理尚不确定，然而推测或许是由如下所示的机理实现的。

即，在一定量的惰性气体的存在下，在喷出前，在过滤器的网眼、小孔中，因施加剪切而对纤维内赋予潜在的不均匀性，通过将其以高拉伸速度一口气地拉伸，而施加高变形应力，使纤维中内在的微小的变形追随性的差别明显化，从而在纤维内形成空间，因此可以形成极为微细的细孔。

本发明中，优选在拉伸前的未拉伸纱线上赋予对分散染料及聚乙烯双方的亲和性都高的上述的有机物。在拉伸工序前事先附加本发明的有机物是本发明的特征之一，这样，有机物的一部分就会向拉伸前的纤维内部渗透，或者形成有机物容易向纤维内部渗透的状态，可以认为，有机物在拉伸工序中显现出的向细孔中的渗透得到促进。

虽然附加本发明中所用的有机物的工序只要是在拉伸工序前，则无论在哪个阶段进行都可以，然而最好对从纺纱喷嘴中喷出原料树脂后的未拉伸纱线实施。另外，未拉伸纱线在附加有机物后，既可以立即转移到拉伸工序，也可以放置一定时间。如果在熔融挤出工序前对原料聚乙烯树脂附加有机物，则有可能因挤出工序中的热或剪切的影响而使有机物分解掉，另外，有时有机物堵塞在过滤器网眼中会使纺纱生产率降低的情况出现。

而且，附加有机物的方法没有特别限定，例如可以举出向液状的有机物或者在水或有机溶剂中分散、溶解有机物而制备的有机物溶液中浸渗未拉伸纱线的方法、将上述有机物或有机物溶液向未拉伸纱线涂布或喷雾的方法等。

在拉伸工序中，推荐将拉伸温度设为小于140℃，优选设为130℃以下，更优选设为120℃以下。这样，就可以抑制细孔被关入纤维内部而成为独立孔，从而可以使纤维内部的细孔保持与纤维表面贯通(连通)的状态。另一方面，可以认为，如果将拉伸温度设为140℃以上，则会因聚乙烯的局部的热粘接而将细孔关入纤维内部，形成染料难以渗透的结构。

拉伸工序只要拉伸时的温度小于140℃，则其次数没有特别限定，既可以是1段拉伸，也可以是2段以上的多段拉伸。更优选的是，推荐分为2个阶段以上地进行拉伸工序。而且，优选在拉伸的初期以小于聚乙烯的α分散温度的条件下进行拉伸。具体来说，优选为80℃以下，更优选为75℃以下。另外，通过在拉伸工序中使用惰性气体从外部对纤维施加压力，就可以促进本发明中所用的有机物向纤维内部的渗透。

拉伸倍率优选设为6倍以上，更优选为8倍以上，进一步优选为10倍以上，拉伸倍率优选设为30倍以下，更优选为25倍以下，进一步优选为20倍以下。而且，在采用多段拉伸的情况下，例如如果是进行2段拉伸的情况，则第一阶段的拉伸倍率优选设为1.05倍～4.00倍，第二阶段的拉伸倍率优选设为2.5倍～15倍。如果拉伸倍率为上述范围，则可以获得具有上述细孔直径、气孔率的纤维。变形速度优选以未拉伸纱线的长度为基准设为0.05m/sec以上，更优选为0.07m/sec以上，进一步优选为0.10m/sec以上，优选为0.50m/sec以下，更优选为0.45m/sec以下，进一步优选为0.40m/sec以下。在变形速度过慢的情况下，会有难以在纤维内部显现出细孔的情况，另一方面，在过快的情况下，会产生纱线的断裂等情况。而且，在进行2个阶段以上的多段拉伸的情况下，优选将至少第一阶段的拉伸以上述变形速度进行。

具有上述的细孔结构的本发明的高功能聚乙烯纤维是在利用分散染料的染色中具有高吸尽率的纤维。另外，利用分散染料染色了的本发明的染色高功能聚乙烯纤维是具备在蓝色或黑色等深色系中具有实用性优异的染色牢固度的纤维。此外，本发明的聚乙烯纤维在上述细孔结构内或其附近也具有与上述的分散染料和聚乙烯双方亲和性高的有机物的情况下，就会成为具有进一步提高了的吸尽率及染色牢固度的纤维。

本发明的可染性优异的聚乙烯纤维优选在相对于将分散染料(Diaceliton fast Scarlet B(CI分散红1))调整为0.4g/L、将染色助剂(Disper TL)调整为1g/L的浓度的染液，以浴比1∶100在100℃(以115℃的油作为加热源)染色90分钟时的吸尽率为17％以上。吸尽率更优选为20％以上，进一步优选为22％以上，更进一步优选为30％以上。而且，吸尽率是通过测定染色前后的染色液的吸光度来求出的。

在将聚乙烯纤维加工为编织物使用的情况下，从市场的角度出发，要求在由人体等穿用时十分重要的洗涤牢固度或干洗牢固度方面达到实用水平。所以，本发明中，将洗涤牢固度(JIS L-0844的A-1号)和干洗牢固度(JIS L-0860的A-1法、全氯乙烯)作为染色牢固度的尺度采用。

如果使用本发明的聚乙烯纤维，则即使通过利用分散染料的100℃、30分钟左右的简便的染色操作，也可以获得洗涤牢固度(JIS L-0844的A-1号)为3级以上、或干洗牢固度(JIS L-0860的A-1法、全氯乙烯)为3级以上的染色聚乙烯纤维，另外，如果使用该染色聚乙烯纤维，则也可以很容易地获得具有与该染色聚乙烯纤维同等的染色牢固度的染色品。

对本发明的聚乙烯纤维实施染色的方法没有特别限定，以往公知的染色方法无论是哪种都可以采用。作为染料，优选使用分散染料。分散染料保持有一个或多个各种发色团。作为具体的分散染料，例如可以举出偶氮染料、蒽醌染料、喹酞酮染料、萘亚甲基酰亚胺染料、萘醌染料或硝基染料。

作为在市场上可以买到的分散染料，例如可以举出C.I.分散黄3、C.I.分散黄5、C.I.分散黄64、C.I.分散黄160、C.I.分散黄211、C.I.分散黄241、C.I.分散橙29、C.I.分散橙44、C.I.分散橙56、C.I.分散红60、C.I.分散红72、C.I.分散红82、C.I.分散红388、C.I.分散蓝79、C.I.分散蓝165、C.I.分散蓝366、C.I.分散蓝148、C.I.分散紫28、C.I.分散绿9。

此外，分散染料也可以从合适的数据库(例如“色索引Colour Index”)中选择。分散染料的详情或其他例子记载于“工业用染料”、Klaus Fungel编、Wiley-VCH、Weinheim、2003、134～158页中。所以，只要参照它们选择即可。另外，分散染料也可以组合使用2种以上。

另外，为了赋予其他的功能，除了分散染料以外，也可以使用防氧化剂、pH调节剂、表面张力降低剂、增稠剂、保湿剂、深染化剂、防腐剂、防霉剂、防静电剂、金属离子封锁剂及抗还原剂等添加剂。这些添加剂只要在染色时与分散染料一起使用，附加在本发明的聚乙烯纤维上即可。

本发明的可染性优异的聚乙烯纤维的用途没有特别限定，例如既可以将该高功能聚乙烯纤维作为纱线使用，另外也可以制成以弹性纤维作为芯纱线、以本发明的聚乙烯纤维作为鞘纱线的被覆弹性纱线。另外，优选使用该被覆弹性纱线制成编织物。通过使用本发明的被覆弹性纱线，编织物的穿用感提高，穿脱变得容易，并且通过鞘纱线中所用的本发明的聚乙烯纤维的表面及内部所存在的细孔(微空隙)将光吸收反射，具有抑制弹性纤维(芯纱线)的脆化的效果。另外，在被覆弹性纱线含有本发明的聚乙烯纤维的情况下，耐切伤性也多少会有改善的倾向。作为被覆弹性纱线的芯纱线中可以使用的弹性纤维，可以举出聚氨酯系、聚烯烃系、聚酯系等纤维，没有特别限定。这里所说的弹性纤维是指在伸长50％时具有50％以上的恢复性的纤维。

作为本发明的被覆弹性纱线的制造方法，既可以使用包覆机，也可以一边将弹性纤维牵伸一边与非弹性纤维并捻。弹性纤维的混纺率以质量比为1％以上，优选为5％以上，更优选为10％以上。这是因为，如果弹性纤维的混纺率低，则无法获得伸缩恢复性。但是，如果过高，则强度就会降低，因此优选为50％以下，更优选为30％以下。

使用了本发明的聚乙烯纤维和/或被覆弹性纱线的织物或编物(编织物)适于作为防护用的编织物使用。从耐切伤性的耐久性的方面考虑，本发明的防护用编织物优选库珀试验机的指数值为3.9以上。另外，虽然没有特定上限，为了提高库珀试验机的指数值，只要加粗纤维即可，但是手感会有变差的倾向。所以，从这一点考虑，库珀试验机的指数值的上限优选为14。另外，库珀试验机的指数值的范围更优选为5以上、12以下，进一步优选为6以上、10以下。

另外认为，本发明的聚乙烯纤维所具有的细孔结构对于借助库珀试验机的耐切伤性的评价结果也有很大影响。即，推测细孔起到缓冲的作用，在库珀试验机的刀刃所接触的部位及其周边的组织将能量分散吸收。

本发明的编织物优选在构成该编织物的纱线当中，以质量比计含有3成以上的上述的本发明的被覆弹性纱线。另外，作为被覆弹性纱线，优选具有1.5dtex以上、220dtex以下的单丝纤度。剩余的7成以下的比例中，也可以使用聚酯、尼龙、丙烯腈等合成纤维、棉花、毛等天然纤维、人造丝等再生纤维等。从确保摩擦耐久性的观点考虑，推荐使用单丝纤度为1dtex～4dtex的聚酯复丝或同纤度的尼龙丝。通过除了使用本发明的聚乙烯纤维和/或被覆弹性纱线以外，还采用这些构成，就可以将编织物的库珀试验机的指数值设为上述范围。

使用了本发明的纤维和/或被覆弹性纱线的防护用编织物适于作为耐切伤性手套的原料使用。本发明的手套可以通过将本发明的纤维和/或被覆弹性纱线架设在编织机上进行编织而获得。或者，也可以将本发明的纤维和/或被覆弹性纱线架设在织机上进行编织而得到布帛，将其裁割、缝制而制成手套。

从耐切伤性的方面考虑，优选本发明的耐切伤性手套的面料中，作为构成纤维含有上述的本发明的被覆弹性纱线，且其质量比为面料的3成以上，更优选为5成以上，进一步优选为7成以上。被覆弹性纱线的单丝纤度优选为1.5dtex以上、220dtex以下。更优选为10dtex以上、165dtex以下，进一步优选为20dtex以上、110dtex以下。

剩余的7成以下的比例中，也可以使用聚酯、尼龙、丙烯腈等合成纤维、棉花、毛等天然纤维、人造丝等再生纤维等。从确保摩擦耐久性的观点考虑，优选使用单丝纤度为1dtex～4dtex的聚酯复丝、或相同单丝纤度的尼龙丝。

如此得到的手套也可以直接作为手套使用，然而如果需要，也可以为了赋予防滑性而涂布树脂。这里所用的树脂例如可以举出聚氨酯系或乙烯系等，然而没有特别限定。

实施例

下面将例示出实施例，对本发明进行具体说明，然而本发明并不受它们限定。而且，实施例中的聚乙烯纤维、使用它的针织物及其染色品的特性值的测定及评价如下所示地进行。

(1)极限粘度

用135℃的十氢化萘，利用乌氏毛细粘度管，测定各种浓度的稀溶液的比粘度，根据该粘度相对于浓度的曲线图的利用最小二乘法拟合得到的直线的针对原点的外推值，确定出极限浓度[dl/g]。在测定时，将样品以约5mm长的长度分割或切断，相对于聚合物添加1质量％的防氧化剂(商品名“Yoshinox(注册商标)BHT”、吉富制药制)，在135℃搅拌溶解4小时，制备出各种浓度的测定溶液。

(2)重均分子量Mw、数均分子量Mn及Mw/Mn

重均分子量Mw、数均分子量Mn及Mw/Mn是利用凝胶渗透色谱(GPC)测定的。作为GPC装置，使用Waters制GPC 150C ALC/GPC，作为柱子使用1根SHODEX制GPC UT802.5、2根UT806M，作为检测器使用差示折射率计(RI检测器)测定。测定溶剂使用邻二氯苯，将柱子温度设为145℃。试样浓度设为1.0mg/ml，注入200μL而测定。分子量的标准曲线是利用普适校正法，使用分子量已知的聚苯乙烯试样制成的。

(3)拉伸强度·伸长率·初期弹性模量

拉伸强度、初期弹性模量是使用株式会社Orientech制的“Tensilon万能材料试验机”，以试样长度200mm(卡盘间长度)、伸长速度100％/分钟的条件，在气氛温度20℃、相对湿度65％条件下，测定变形-应力曲线，将断裂点处的应力和伸长分别作为拉伸强度(cN/dtex)、伸长率(％)，根据曲线的原点附近的提供最大斜率的切线，计算求出初期弹性模量(cN/dtex)。而且，各值使用了10次的测定值的平均值。

(4)细孔的平均直径及气孔率

将试样在室温下实施24小时真空脱气，进行了前处理。然后，向小室容积6mL的容器中加入0.08g试样，使用Autopore III 9420(MICROMERITYCS公司制)，测定出细孔半径约0.0018μm～100μm的细孔分布。根据本测定，可以得到相对于各细孔直径的将每1g试样的汞的浸入体积微分后的值。此时，对细孔进行圆柱近似化，将接触角设为140度，将汞密度设为13.5335g/mL。

使用以下的式子算出气孔率。

气孔率(％)＝100×(直径为3nm～1μm的细孔的容积[mL]×试样的质量[g])/(小室容积-(汞的质量[g]/(汞的密度[g/mL]))

(5)纤维截面的细孔的个数

利用下述的步骤制作出纤维的截面试样。

将包埋于丙烯酸树脂(BUEHLER公司制、“SAMPL-KWICK 473”)中的试样使用JEOL制截面抛光仪以加速电压5kV沿纤维轴的正交方向垂直地切断。

使用扫描电子显微镜(日立Hightechnology公司制、“S4800”)，以加速电压0.5kV观察试样的截面，以放大倍率20000倍拍摄照片。然后，利用目视计数存在于纤维的任意的截面的每30μm²中的直径3nm～1μm的细孔，算出每1μm²中存在的上述细孔的个数。改变场所而将该测定进行5次，使用其平均值。而且，在并非圆形的情况下，细孔的直径使用最大直径。

(6)300K的热传导率

热传导率是使用具有带氦气冷冻机的温度控制装置的系统，利用稳态热流法测定的。试样长度约25mm，纤维束是将大约5000条单纤维聚拢捆扎而得的。将纤维的两端用“STYCAST GT”(Grace Japan(株)制的粘接剂)固定，安放于试样台上。

在温度测定中使用了Au-铬镍合金热电偶。在加热器中使用1kΩ电阻，将其用清漆粘接在纤维束端。测定温度以300K、100K两个水平测定。为了保证绝热性，测定是在10^-5torr(1.33×10^-5kPa)的真空中进行的。而且，为了将试样设为干燥状态，测定是在30℃、10^-5torr的真空状态下经过24小时后开始的。

如果将纤维束的截面积设为S，将热电偶间的距离设为L，将由加热器提供的热量设为Q，将热电偶间的温度差设为ΔT，则热传导率G可以利用下式算出。

G(mW/cmK)＝(Q/ΔT)×(L/S)

而且，测定方法的详细过程是依照下述的文献的记载进行的。

H.Fujishiro，M.Ikebe，T.Kashima.A.Yamanaka，Jpn.J.Appl.Phys.，36，5633(1997)

H.Fujishiro，M.Ikebe，T.Kashima.A.Yamanaka，Jpn.J.Appl.Phys.，37，1994(1998)

(7)与分散染料和聚乙烯亲和性高的有机物的定量

首先，使用气相色谱质谱仪或¹H-NMR测定等鉴定该有机物。然后，利用以下的方法进行该有机物的定量测定。

使用丙酮/己烷(＝5/5)的混合液，在室温下浸渍2分钟而清洗样品。将其反复进行3次后，将约10mg的样品与邻二氯苯/C₆D₆(＝8/2)0.6mL混合，在135℃溶解。然后，使用¹H-NMR(分光计：Bruker Biospin AVANCE 500、磁铁：Oxford公司制)进行测定。

而且，测定条件是，¹H共振频率：500.1MHz，检测脉冲的倾倒角：45°，数据取入时间：4.0秒，延迟时间：1.0秒，累计次数：64次，测定温度：110℃，作为测定及分析程序，使用了Bruker Biospin公司制的TOPSPIN ver.2.1。另外，将样品溶解于重水中，或将于固残渣溶解于CDCl₃中，实施¹H-NMR测定，进行了该有机物的定量评价。计算方法是，对于该有机物的比例(X质量％)，将来源于0.8～1.5ppm的聚乙烯的峰的积分值设为A，将预先求出的来源于该有机物的峰的积分值设为B，利用B/A算出(摩尔比)。

将该B/A(摩尔比)值使用单体单元的分子量比换算，算出上述有机物的比例(X质量％)。例如，在上述有机物是聚丙二醇/聚乙二醇(＝90/10；质量比、单体单元的分子量比；1.95)的混合液的情况下，利用以下的式子算出。

X＝(B/A)×1.95

(8)吸尽率

将1g的样品投入70℃的提炼液(相对于样品来说液量为50倍，Noigen(注册商标)HC为2g/L)，提炼20分钟。然后将样品水洗、脱水、干燥。

按照使分散染料(Diaceliton fast Scarlet B(CI分散红1))相对于离子交换水1L为0.4000g、使染色助剂(Disper TL)相对于离子交换水1L为1g的浓度的方式，将两者溶解于离子交换水中而制成染液。将染液100mL和上述提炼了的样品1g投入三角烧瓶，将染液一边用调整为115℃的油浴加热，一边振荡90分钟。此时的振荡次数为110次/分钟。

其后，将染液的残液恢复到室温，将该残液5mL与丙酮5mL加入容量瓶混合，继而追加丙酮/水(1/1)，合计为100ml(a)。另外，同样地将用于染色之前的染液的原液5ml与丙酮5mL加入容量瓶混合，继而追加丙酮/水(1/1)，合计为100ml(b)。

然后，使用日立制作所制的紫外分光光度计(150-20型(双光束分光光度型))，测定波长350nm～700nm的该残液(a)与该原液(b)的吸光度，将其最大值分别设为残液的吸光度a、原液的吸光度b。使用所得的吸光度，根据以下的计算式求出吸尽率(DY％)。

DY(％)＝(1-(残液的吸光度a)/(原液的吸光度b))×100

(9)耐切伤性

耐切伤性是使用库珀试验机(切断试验机、索德玛特(SODMAT)公司制)评价的。

在该装置的试样台中设置有铝箔，在其上载放试样。然后，使装置中配备的圆形的刀具沿与行进方向相反的方向旋转，同时在试样上行进。当试样被切断时，圆形刀具与铝箔就会接触而通电，从而感知到耐切伤性试验结束。在圆形刀具动作期间，安装于装置中的计数器会对与圆形刀具的转速连动的数值进行计数，因此记录出该数值。

该试验是以面密度约200g/m²的平纹的棉布作为空白样，评价试验样品(手套)的切创水平。从空白样起开始测试，交替地进行空白样的测试和试验样品的测试，测试5次试验样品，最后测试第六次的空白样，从而结束1组的试验。将以上的试验进行5组，将5组的平均的指数值作为耐切伤性的代用评价。指数值越高，则意味着耐切伤性越优异。

这里算出的评价值被称作指数值(Index)，可以利用下式算出。

A＝(样品测试前的棉布的计数值+样品测试后的棉布的计数值)/2

指数值＝(样品的计数值+A)/A

本次的评价中所用的切割刀使用了OLFA株式会社制的旋转切割刀L型用φ45mm。材质是SKS-7钨钢，刀具厚度为0.3毫米厚。另外，将测试时施加的负荷设为3.14N(320gf)而进行了评价。

(10)比重

纤维的比重是利用密度梯度管法测定的。

(密度梯度管的制作)

作为重液使用水，作为轻液使用异丙醇，一边向重液中一点点地连续地混合轻液，一边注入带有刻度的玻璃管中，重液存在于玻璃管的底部，随着向玻璃管的上部接近，轻液的比率变多，从而制作出密度梯度管。然后，将该密度梯度管放入30℃±0.1℃的恒温槽中。

然后，将5个以上的比重已知的玻璃球(比重全不相同)轻轻地投入所制作的密度梯度管中，保持原样地静置1天后，测定各玻璃球与液面的距离，制成将此时所得的距离设为纵轴、将玻璃球的比重值设为横轴的曲线图(标准线)，通过该曲线图形成直线来确认得到了正确的比重液。

(比重的测定)

向如上所述地制作的密度梯度管中，投入纤维样品(试样长度：6～8mm)，测定刚刚投入后、5小时后、以及24小时后的纤维样品的距离液面的位置。使用在密度梯度管制作时制成的标准线，求出样品的位置的比重值。

另外，在与5小时后的比重值比较的情况下，将24小时后的比重值增加的样品，判断为纤维内部的细孔与表面连通的样品。

(实施例1)

将极限粘度1.6dL/g、重均分子量100000、重均分子量与数均分子量的比为2.3的高密度聚乙烯小片填充于0.002MPa的氮气气氛中的容器中。在将该高密度聚乙烯小片于260℃熔融后，提供给纺纱筒，用该纺纱筒中配备的喷嘴过滤器(网眼直径5μm)将熔融树脂过滤后，从由小孔直径φ0.8mm、孔数30个构成的纺纱管头中在喷嘴(管头)面温度290℃条件下以单孔喷出量0.5g/min喷出。使所喷出的纱条通过15cm的保温区间(120℃)，其后在利用40℃、0.4m/s、1m的冷却区间的淬火冷却后，以纺纱速度300m/min卷绕成筒子形状，得到未拉伸纱线。

而且，在卷绕成筒子形状前，向未拉伸纱线按照相对于该未拉伸纱线以干燥质量计达到2质量％的方式，涂布八聚醚/乙二醇(日文原文：オクタポリエ一テル/エチレングリコ一ル)(＝80/20：质量比)的混合液后，以筒子形状静置1天。然后，将附着有该有机物的未拉伸纱线在辊间距离为50cm、将辊温度及气氛温度设定为65℃的拉伸机中，在2个驱动辊间，以0.11m/sec的变形速度一口气地拉伸为2.8倍(第一阶段的拉伸)。继而，以105℃的热风加热，实施5.0倍的拉伸(第二阶段的拉伸)。将所得的纤维的物性、有机物的含量、评价结果表示于表1中。

将12条所得的纤维(37dtex)聚拢而制成440dtex的鞘纱线，在芯纱线中使用155dtex的Spandex(东洋纺织株式会社制“Espa(注册商标)”，制成单包覆纱线。使用所得的单包覆纱线，用岛精机制作所公司制的手套编织机编成单位面积重量500g/m²的手套。

将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。另外，所得的手套在穿脱性方面也很优异。

(实施例2)

除了在实施例1中，将容器内的氮气压力变更为0.15MPa，将喷嘴过滤器的网眼直径变更为20μm，将附加在未拉伸纱线上的有机物变更为聚丙二醇，相对于未拉伸纱线附加3质量％，将辊间距离变更为200cm，将拉伸机的辊温度及气氛温度变更为50℃，将2个驱动辊间的拉伸变更为3倍(变形速度：0.15m/sec～0.35m/sec、第一阶段的拉伸)，将其后的借助热风的拉伸的条件变更为，热风温度107℃，拉伸倍率4.0倍(第二阶段的拉伸)以外，与实施例1同样地得到纤维。将所得的纤维的物性、有机物的含量、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

(实施例3)

除了在实施例1中，将高密度聚乙烯变更为极限粘度1.7dL/g、重均分子量115000、重均分子量与数均分子量的比为2.3的高密度聚乙烯，将容器内的氮气压力变更为0.15MPa，将附加在未拉伸纱线上的有机物变更为聚乙二醇/石蜡(＝88/12：质量比)的混合液，相对于未拉伸纱线附加2质量％的该混合液，将辊间距离变更为100cm，将拉伸机的辊温度及气氛温度变更为20℃，将2个驱动辊间的拉伸变更为2.0倍(变形速度：0.08m/sec～0.30m/sec、第一阶段的拉伸)，将其后的借助热风的拉伸的条件变更为，热风温度105℃，拉伸倍率6.0倍(第二阶段的拉伸)以外，与实施例1相同地得到纤维。将所得的纤维的物性、有机物的含量、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

(实施例4)

除了在实施例1中，将高密度聚乙烯变更为极限粘度1.7dL/g、重均分子量115000、重均分子量与数均分子量的比为2.3的高密度聚乙烯，将容器内的氮气压力变更为0.1MPa，将喷嘴过滤器的网眼直径变更为15μm，将辊间距离变更为100cm，将拉伸机的辊温度及气氛温度变更为65℃，将2个驱动辊间的拉伸变更为2.0倍(变形速度：0.08m/sec～0.30m/sec、第一阶段的拉伸)，将其后的借助热风的拉伸的条件变更为，热风温度103℃，拉伸倍率5.5倍(第二阶段的拉伸)以外，与实施例1相同地得到纤维。将所得的纤维的物性、有机物的含量、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

(实施例5)

除了在实施例1中，将高密度聚乙烯变更为极限粘度1.7dL/g、重均分子量115000、重均分子量与数均分子量的比为2.3的高密度聚乙烯，将容器内的氮气压力变更为0.1MPa，将喷嘴过滤器的网眼直径变更为15μm，作为附加在未拉伸纱线上的有机物采用聚氧丁烯(分子量：12000)/乙二醇(＝80/20：质量比)，按照相对于该未拉伸纱线以干燥质量计达到2质量％的方式涂布该混合液，将辊间距离变更为100cm，将拉伸机的辊温度及气氛温度变更为65℃，将变形速度变更为0.08m/sec～0.30m/sec的范围，将2个驱动辊间的拉伸变更为2.0倍(第一阶段的拉伸)，将其后的借助热风的拉伸的条件变更为拉伸倍率6.0倍(第二阶段的拉伸)以外，与实施例1相同地得到纤维。将所得的纤维的物性、有机物的含量、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

(比较例1)

将10质量％的极限粘度20dL/g、重均分子量3300000、重均分子量与数均分子量的比为6.3的超高分子量聚乙烯及90质量％的十氢化萘的浆料状的混合物一边分散，一边在设定为230℃的温度的螺杆型的混炼机中溶解，将喷嘴过滤器的网眼直径设为200μm，向设定为170℃的具有2000个直径0.2mm的开孔的管头用计量泵以单孔喷出量0.08g/min供给。

用喷嘴正下方设置的狭缝状的气体供给小孔，以1.2m/min的速度供给调整为100℃的氮气，使之尽可能均等地碰撞纱条地使纤维的表面的十氢化萘积极地蒸发。其后，用设定为30℃的空气流实质性地冷却，用设置于喷嘴下游的纳尔逊式(日文原文：ネルソン状)的辊以50m/min的速度拉绕。此时纱条中所含的溶剂降低到原来的质量的大约一半。

接下来，将纤维在120℃的加热烤炉下拉伸为3倍(变形速度0.008m/sec～0.021m/sec)。此时向纤维上相对于该未拉伸纱线附着0.5质量％的八聚醚/乙二醇(＝80/20：质量比)的混合液。接下来，将该纤维在设定为149℃的加热烤炉中拉伸到4.6倍。将所得的纤维的物性、有机物的含量、评价结果表示于表1中。另外，利用上述(7)的方法，还确认在纤维内部不存在上述的有机物(八聚醚及乙二醇)。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

此外，虽然想要将所得的纤维与实施例1相同的制作染色针织物，然而由于无法进行能对其牢固度进行试验程度的染色，因此中止了染色牢固度试验。

(比较例2)

将与比较例1相同地制备的浆料状混合物在设定为230℃的温度的螺杆型的混炼机中溶解，向设定为180℃的具有500个直径0.8mm的开孔的管头用计量泵以单孔喷出量1.6g/min供给。用喷嘴正下方设置的狭缝状的气体供给小孔，以1.2m/min的速度供给调整为100℃的氮气，使之尽可能均等地碰撞纱条地使纤维的表面的十氢化萘积极地蒸发。其后，用设置于喷嘴下游的纳尔逊式的辊以100m/min的速度拉绕。此时纱条中所含的溶剂降低到原来的质量的大约60％。接下来，按照使赋予率达到3质量％的方式赋予水而将纤维在130℃的加热烤炉下拉伸到4.0倍(变形速度：0.008m/sec～0.021m/sec)，接下来，将该纤维在设定为149℃的加热烤炉中拉伸到3.5倍。将所得的纤维的物性、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

此外，虽然想要将所得的纤维与实施例1相同的制作染色针织物，然而由于无法进行能对其牢固度进行试验程度的染色，因此中止了染色牢固度试验。

(比较例3)

将极限粘度1.7dL/g、重均分子量115000、重均分子量与数均分子量的比为2.3、每1000个碳中的具有5个以上的碳的长度的支链为0.4个的高密度聚乙烯，从过滤器网眼200μm、小孔直径φ0.8mm、孔数30个的纺纱管头中，在290℃以单孔喷出量0.5g/min的速度挤出。所挤出的纤维穿过15cm的保温区间，其后被以20℃、0.5m/s的淬火冷却，以300m/min的速度卷绕，得到未拉伸纱线。按照使赋予率达到3质量％的方式对该未拉伸纱线赋予水，用多台可以控制温度的纳尔逊式的辊拉伸。在第一阶段的拉伸中，在25℃进行2.8倍的拉伸(变形速度：0.01m/sec～0.07m/sec)。继而，加热到115℃，实施5.0倍的拉伸(第二阶段的拉伸)。将所得的纤维的物性、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

此外，虽然想要将所得的纤维与实施例1相同的制作染色针织物，然而由于无法进行能对其牢固度进行试验程度的染色，因此中止了染色牢固度试验。

(比较例4)

除了将第一阶段的拉伸温度设为90℃、将变形速度设为0.01m/sec～0.07m/sec以外，以与比较例3相同的条件制作了拉伸纱线。将所得的纤维的物性、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

此外，虽然想要将所得的纤维与实施例1相同的制作染色针织物，然而由于无法进行能对其牢固度进行试验程度的染色，因此中止了染色牢固度试验。

(比较例5)

除了将极限粘度1.9dL/g、重均分子量121500、重均分子量与数均分子量的比为5.1、具有5个以上的碳的长度的支链在每1000个碳中为0.4个的高密度聚乙烯，从小孔直径φ0.8mm、开孔数30个的纺纱管头中，在270℃以单孔喷出量0.5g/min的速度挤出以外，与比较例3相同地制作了未拉伸纱线。按照使赋予率达到3质量％的方式对该未拉伸纱线赋予水，在90℃进行2.0倍的拉伸(变形速度：0.01m/sec～0.07m/sec、第一阶段的拉伸)。继而，在其后加热到115℃，进行3.8倍的拉伸(第二阶段的拉伸)，得到拉伸纱线。而且，如果是超过3.8倍的拉伸倍率，则在拉伸中产生断丝。将所得的纤维的物性、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

此外，虽然想要将所得的纤维与实施例1相同的制作染色针织物，然而由于无法进行能对其牢固度进行试验程度的染色，因此中止了染色牢固度试验。

(比较例6)

除了将极限粘度1.1dL/g、重均分子量52000、重均分子量与数均分子量的比为8.2、具有5个以上的碳的长度的支链在每1000个碳中为0.6个的高密度聚乙烯，从小孔直径φ0.8mm、孔数30个的纺纱管头中，在255℃以单孔喷出量0.5g/min的速度挤出以外，与实施例1相同地制作了未拉伸纱线。按照使赋予率达到3质量％的方式对该未拉伸纱线赋予水，在40℃进行1.1倍的拉伸(变形速度：0.012m/sec～0.032m/sec、第一阶段的拉伸)。继而，在其后加热到100℃，以拉伸倍率5.0倍进行了第二阶段的拉伸，得到拉伸纱线。此时，如果是超过5.0倍的拉伸倍率，则在拉伸中产生断头。将所得的纤维的物性、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

确认纤维的强度、耐切伤性非常低。

此外，虽然想要将所得的纤维与实施例1相同的制作染色针织物，然而由于无法进行能对其牢固度进行试验程度的染色，因此中止了染色牢固度试验。

(比较例7)

将极限粘度1.8dL/g、重均分子量115000、重均分子量与数均分子量的比为2.2的高密度聚乙烯，从小孔直径φ0.8mm、孔数30个的纺纱管头中，在290℃以单孔喷出量0.5g/min的速度挤出。所挤出的纤维穿过加热为110℃的长15cm的保温筒，其后在保持为20℃的水浴中淬火，以300m/min的速度卷绕。按照使赋予率达到3质量％的方式对该未拉伸纱线赋予水，加热为100℃，以10m/min供给，使用辊间距离为800cm的8个驱动辊，按照使各辊间的拉伸倍率均等的方式，使总拉伸倍率达到2倍地慢慢地进行拉伸(变形速度：0.012m/sec～0.032m/sec、第一阶段的拉伸)。继而，在其后加热到115℃，以7.0倍的拉伸倍率进行第二阶段的拉伸，得到拉伸纱线。将所得的纤维的物性、评价结果表示于表1中。

另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

此外，虽然想要将所得的纤维与实施例1相同的制作染色针织物，然而由于无法进行能对其牢固度进行试验程度的染色，因此中止了染色牢固度试验。

(比较例8)

将极限粘度1.8dL/g、重均分子量115000、重均分子量与数均分子量的比为2.3、具有5个以上的碳的长度的支链在每1000个碳中为0.4个的高密度聚乙烯，从网眼直径200μm的喷嘴过滤器、小孔直径φ0.8mm、孔数30个的纺纱管头中，在290℃下以单孔喷出量0.5g/min的速度挤出。所挤出的纤维穿过15cm的保温区间，其后以20℃、0.5m/s的淬火冷却，以300m/min的速度卷绕。按照使赋予率达到3质量％的方式对所得的未拉伸纱线赋予水，利用多台可以控制温度的纳尔逊式辊，将各辊间距离设为1000cm而慢慢地拉伸。第一阶段的拉伸是在25℃进行2.8倍的拉伸(变形速度：0.012m/sec～0.032m/sec)。继而，加热到115℃，以5.0倍的拉伸倍率进行第二阶段的拉伸，得到拉伸纱线。将所得的纤维的物性、评价结果表示于表1中。另外，将所得的纤维与实施例1相同地制得单包覆纱线，得到手套。将所得的手套的库珀试验机的指数值表示于表1中。

此外，虽然想要将所得的纤维与实施例1相同的制作染色针织物，然而由于无法进行能对其牢固度进行试验程度的染色，因此中止了染色牢固度试验。

(实施例6)

将实施例1～6中得到的高功能性聚乙烯纤维的纱条以筒子形状进行松卷(2kg/根)，利用下述的(11)染色方法进行染纱，得到染色针织物，对其染色牢固度进行了评价(实施例6-1～实施例6-5)。而且，评价用针织物是作为编织机使用了单面针、釜径φ30英寸、18针(1英寸间的针的根数)，将密度设为C/W＝19/30的平纹质地针织物。

(11)染色方法

作为提炼条件使用1g/L的“Noigen(注册商标)HC(第一工业制药株式会社制)”，以浴比1∶30在60℃搅拌10分钟，然后用60℃的温水清洗后，脱水、风干。

利用以下的方法进行了染色。

(i)使用染料

作为黑色染料使用了Dystar Japan株式会社制的“Dianix Black GS-E”，作为蓝色染料使用了住友化学工业株式会社制的“Sumikaron Blue S-BG 200％”。

(ii)染色条件

对于黑色，将上述黑色染料分散于水中而制备6％owf的浓度的染液，浴比设为1∶10，对于蓝色，将上述蓝色染料分散于水中而制备2％owf的浓度的染液，浴比设为1∶10。然后，将评价用针织物浸渍于染液中，将其以2℃/分钟升温，在100℃下保持30分钟后，水冷到常温，用60℃的温水烫洗，反复进行清洗·排水，直到在排水中不再带颜色。

(iii)还原清洗

为了将附着于评价用针织物上的多余的染料洗掉，利用株式会社ADEKA制“Techlite”0.8g/L、氢氧化钠0.5g/L，在80℃进行还原清洗10分钟。然后，在用60℃的温水清洗后，脱水、风干。

对由上述的染色为2色的染色高功能聚乙烯纤维制得的染色针织物，利用下述方法评价了洗涤牢固度及干洗牢固度。将其评价结果表示于表2中。

(12)牢固度评价方法

(i)洗涤牢固度

基于JIS L-0844的A-1号(洗涤污染)，实施了评价。此时，将干燥设为悬挂干燥。

(ii)摩擦牢固度

基于JIS L-0849，使用摩擦试验机II，实施了干燥试验和湿润试验。

(iii)汗牢固度

基于JIS-L-0848，用酸性人造汗液及碱性人造汗液实施了试验。

(iv)干洗牢固度

基于JIS L-0860的A-1法，使用全氯乙烯实施了评价。另外，还基于JIS L-0860的B-1法，实施了利用石油系的洗涤污染评价。

所得的结果都很优异，为4～5级。另外，耐光牢固度(JIS L 0842)也很良好，为3级以上。

[表1]

[表2]

工业上的利用可能性

本发明的聚乙烯纤维具有高机械强度并且可以提供在通用的简便的染色法中适于实用的染色品。所以，可以用于以往无望利用染色进行着色的用途中。另外，使用了本发明的聚乙烯纤维的编织物还适于作为要求耐切伤性等防护性的用途、以及除了防护性以外还要求色彩性的用途的编织物，对工业领域的贡献也很大。

符号说明

1：存在细孔的部分