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超高強度ポリエチレン繊維とは?

ちょうこうきょうどぽりえちれんせんい

超高強度ポリエチレン繊維とは、超高分子量ポリエチレンをゲル紡糸法で繊維化した高性能繊維で、同重量の鋼より高い引張強度と軽量性を兼ね備えます。

超高強度ポリエチレン繊維(UHMWPE繊維)は、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)をゲル紡糸法(gel spinning)と呼ばれる特殊な製法で繊維化した高性能繊維です。ダイニーマ(DSM社)やスペクトラ(Honeywell社)などの商品名で広く知られています。

ゲル紡糸法ではUHMWPEを溶剤でゲル状に溶解し、ノズルから押し出して延伸することで分子鎖を繊維軸方向に高度に配向させます。この構造が以下の卓越した特性を生み出します。

  • 高い比強度:引張強さは2.4〜3.5 GPaで、密度が0.97 g/cm³と水に浮くほど軽量なため比強度は鋼の15倍前後に達する
  • 高い比弾性率:アラミド繊維(ケブラー)に匹敵する剛性
  • 優れた耐衝撃性・エネルギー吸収性
  • 耐水性・耐薬品性:水・多くの化学薬品に安定
  • 高い耐切創性・耐摩耗性

弱点として、融点が130〜150℃前後と比較的低いため高温環境への使用には制限があり、クリープ(持続荷重下での変形)にも注意が必要です。

主な用途は防弾ベスト・ヘルメットなど防護装備、高性能ロープ・吊り索(航海・深海作業用)、防護手袋、スポーツ用品(ボウストリング・釣り糸)、医療用縫合糸などです。

使い方・例文

海上クレーンの吊り索に超高強度ポリエチレン繊維製ロープが使われており、スチールワイヤーロープより軽く取り扱いやすい上に塩水腐食の心配がない。

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