CN113400545B - 超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置及方法，装置包括料筒、配重计量料斗、鼓风机、真空吸料马达、物料加热装置、旋风集尘器、链式压片机、电机、排气回路和传送带，其中链式压片机为一个椭圆型链式回转结构，包括上轨道、下冲、中模、上冲与下轨道，上轨道、下轨道可限制上冲、下冲的运动轨迹，本发明考虑了滤芯连续化生产需求，提出了一种链式压片机，将超高分子量聚乙烯滤芯固定的热压烧结时间转移到连续的自动化生产线上，解决了传统滤芯烧结工艺完全依靠人工装模、称重、开模、脱模等劳动强度大，生产效率低，能耗高，不能连续化生产难题，实现了超高分子量聚乙烯滤芯全自动化，高效率，低能耗不间断生产。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料成型领域，具体涉及超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置。
技术背景
超高分子量聚乙烯滤芯能够形成稳定的微孔结构，耐腐蚀，具有很好的过滤性能，能有效滤除含油污水中的悬浮物、浮油等杂质。在工业污水的处理中，超高分子量聚乙烯滤芯可以有效过滤掉水中的重金属离子，实现工业废水循环利用。
目前制备超高分子量聚乙烯滤芯的几种主要方法有粉末烧结法、添加致孔剂法、热致相分离法。粉末烧结法是目前成型超高分子量聚乙烯滤芯最广泛的方法，微孔主要靠熔融软化的超高分子量聚乙烯颗粒表面互相粘结在一起形成的孔隙构成，通常需要筛选超高分子量聚乙烯原料的粒径，模具升温缓慢，成型时间久，整个成型过程中完全依靠人工装模、称料、加热、开模、脱模等，劳动强度大，生产效率低，能耗高；添加致孔剂法是将有挥发性的无机盐加入聚合物，将后加工成薄片材料，并经过长时间(24h)浸泡，通过萃取剂将添加剂去除，进而形成孔洞，最终经过干燥后成型滤芯，制品的孔径常常较为粗糙，受致孔剂影响很大，严重制约了该方法的发展；热致相分离法成型中往往会用到一些昂贵且有害的溶剂，微孔的形成主要靠溶剂被萃取之后材料上留下孔洞构成，这些溶剂的回收再利用使得生产流程异常复杂，成本高且环保性差。这些超高分子量聚乙烯滤芯成型方法有各自不同的成型机理，但是都存在着一些缺点，如流程繁琐周期漫长、效率低下、能耗高、不能实现连续化生产等，这些都制约了超高分子量聚乙烯滤芯生产和使用。因此，需要研发更加高效、节能、可连续化生产的滤芯成型新方法与装置。
现有的超高分子量聚乙烯滤芯制备工艺与装置各式各样，其中专利CN201410287711.1使用了双向压制烧结成型模具，模具中设置有加热板，可以将粉末提前预热，但成型时间仍需15分钟，且不能实现连续化生产；专利CNCN201010125746.7讲述了一种过滤板预热烧结模具，模具结构简单，但烧结时间过长，效率低，需要手工操作。专利CNCN201110456973.2提出了一种加压烧结工艺，成型时间长，不能实现连续化生产。
发明内容
本发明提出超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，拟解决超高分子量聚乙烯滤芯传统成型工艺中，滤芯生产过程耗时久，生产过程不连续，生产成本高等问题。相比于原有的粉末烧结、添加致孔剂等工艺，本发明可为超高分子量聚乙烯滤芯成型提供一套效率高、可连续化生产的成型装置与方法。
实现上述目的的技术方案是，超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，主要包括料筒、配重计量料斗、鼓风机、真空吸料马达、物料加热装置、旋风集尘器、链式压片机、电机、排气回路和传送带，其中链式压片机为一个椭圆型链式回转结构，包括上轨道、下冲、中模、上冲与下轨道，上轨道、下轨道可限制上冲、下冲的运动轨迹，在实现周向回转的同时，通过改变上轨道、下轨道的间距，调整上冲、下冲在竖直方向的运动轨迹，从而满足滤芯热压烧结成型过程中的压力需求。一组下冲、中模和上冲组成一套独立的压片装置，每套独立的压片装置通过链节相连，构成链条传动系统，为一个椭圆型链式回转结构，压片装置与内侧主动轴上的齿轮啮合，主动轴与减速器和电机相连接，在电机的带动下，沿上下轨道作周期回转运动。该链式压片机在一个回转周期内，分为上料、热压烧结、顶出冷却等三个动作区间，上料区间将旋风集尘器分离出预热完成的超高分子量聚乙烯粉体注入链式压片机中模型腔内，热压烧结区间装有电磁感应加热线圈，压片装置随着轨道运动时，切割磁感线，快速升温至粉体表面熔融，在上冲与下冲的压力下粘接在一起，保持压力继续运动，当压片装置到达顶出冷却区间时，压片装置温度迅速下降，压片机下冲上升，脱离中模，上冲随轨道向上顶出滤芯，滤芯落入传送带上，完成热压烧结成型。
所述链式压片机的上料、热压烧结、顶出冷却等三个动作区间可以同步进行，例如上料时间需要1s，热压烧结时间需要60s，则在一组动作区间内设置60个压片装置，则在第60s已完成上料60次，在第61s时，第1s上料的压片装置已完成60s的加压烧结动作，进入到顶出冷却区间，在第120s时，第60s上料的压片装置完成加压烧结动作，进入顶出冷却区间。重复该动作，则滤芯的生产速度完全取决于单个压片装置的上料速度，单个滤芯热压烧结时间约等于一组压片装置的上料总时间，忽略前期预热时间，则单个滤芯的生产速度取决于上料速度，极大地提高了滤芯的生产效率。
作为结构优选，所述链式压片机内压片装置的上冲、下冲与中模构成导柱导套结构，中模上设置有四个通孔，四根导向杆穿过中模分别与上冲导向套和下冲导向套相连，上冲、下冲沿上下轨道作周向运动时，随着上下轨道垂直间距的改变，沿导向套作加压或顶出运动。
作为结构优选，所述链式压片机可增加上下导轨长度，增大设备尺寸，集成多个上料、热压烧结、顶出冷却等热压成型动作区间，每增加一个热压成型区间，超高分子量聚乙烯滤芯成型效率提高一倍。
作为结构优选，所述链式压片机上下轨道里设置有滑槽，滑槽里布置有滚珠，上冲、下冲安装在滑槽里，轨道滑槽里可添加润滑油，减少滚珠与上冲、下冲接触时的摩擦力，用橡胶密封圈密封，避免灰尘、碎屑落入。
作为结构优选，可通过改变中模内部结构形状尺寸，如圆柱型、圆筒型或棱形等，适应不同形状的滤芯生产，通过调整上下轨道的间距，适应不同厚度的滤芯生产。
本发明提出超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法，主要特征为：料筒里的超高分子量聚乙烯粉体经由真空吸料马达吸入配重计量料斗，配重计量料斗按照生产需求，控制单位进料量，当配重计量料斗将超高分子量聚乙烯粉体送入储料区的同时，真空吸料马达开始工作，马达所在的工作区域形成负压区，超高分子量聚乙烯粉体随空气经由管道进入物料加热装置，物料加热装置包括红外加热管和反射灯罩，反射灯罩可加强红外加热效果，超高分子量聚乙烯粉体在红外热辐射的作用下迅速升温后，随气流进入旋风集尘器，气固两相流体会在旋风集尘器的作用下实现分离，气体在进入旋风集尘器后形成两股旋向相同的气流，二者旋转向上进入排气回路，超高分子量聚乙烯粉体在离心力的作用下甩向旋风集尘器内侧壁，失去惯性力之后随壁面滑落，进入链式压片机的月牙形料槽，在刮板和中模的相对运动过程中进入中模型腔，跟随链式压片机运动，通过电磁加热线圈后，超高分子量聚乙烯粉体迅速升温至熔融临界温度，运动过程持续受到链式压片机上冲和下冲的挤压力，热压烧结一段时间后，运动到顶出位置，进入急速冷却区域，热压烧结好的超高分子量聚乙烯滤芯完成与冷却仓的热量交换，快速冷却成型顶出，落到传送带上检测收集。
所述真空吸料马达主要完成对料筒里的超高分子量聚乙烯粉体吸料工作，物料加热装置的红外加热管主要完成超高分子量聚乙烯粉体的预热工作，旋风集尘器主要完成对预热好的超高分子量聚乙烯粉体与热气流的分离工作，让热气流通过排气回路回流至真空吸料马达处，重复利用，减少热能的浪费。
作为成型工艺优选，本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法为提高物料加热装置预热温度与电磁感应加热温度可控性，在物料加热装置与电磁感应加热处均布置温控仪，用来测定预热温度和电磁感应加热处温度，并反馈给智能温控系统调温，通过前期反复正交试验，获取超高分子量聚乙烯滤芯热压烧结最佳工艺参数。
作为成型工艺优选，本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法为提升超高分子量聚乙烯粉体热压成孔性能，可添加一些热稳定性好、无毒无害、与聚合物相容性好的复合润滑剂，如聚乙烯蜡和硬脂酸钙等。超高分子量聚乙烯粉体、聚乙烯蜡和硬脂酸钙按250：5：1质量配比均匀搅拌混合。在滤芯的生产过程中，可在中模型腔与上冲、下冲头表面喷涂氧化锌等脱模剂，方便顶出脱模。
作为成型工艺优选，本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法为缩短加压烧结时间，提前对超高分子量聚乙烯粉体进行悬浮红外预热，预热温度范围80～120℃，预热时间2-5min，优选预热温度100℃，预热时间2min。加压烧结温度范围为150～180℃，烧结时间15-60s，加压压力0.5～0.8Mpa，优选烧结温度160℃，烧结时间30s，加压压力0.6Mpa。
作为成型工艺优选，本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法为提升超高分子量聚乙烯滤芯的吸附性能，可在超高分子量聚乙烯粉体里添加活性炭纤维，去除水中余氯效果好。
本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置及方法充分考虑了超高分子量聚乙烯滤芯热压烧结成型要求，利用真空吸料马达、配重计量料斗、红外加热管和旋风集尘器构成超高分子量聚乙烯粉体定量悬浮预热装置，粉体悬浮加热，预热粉体计量可控，预热速度快，且粉体可充分被红外加热管里的热气流包围，预热均匀性高，再通过旋风集尘器实现粉体与热气流分离，热气流回流可重复利用，能源利用率大幅提高。同时，本发明考虑了滤芯连续化生产需求，提出了一种链式压片机，将超高分子量聚乙烯滤芯固定的热压烧结时间转移到连续的自动化生产线上，解决了传统滤芯烧结工艺完全依靠人工装模、称重、开模、脱模等劳动强度大，生产效率低，能耗高，不能连续化生产难题，实现了超高分子量聚乙烯滤芯全自动化，高效率，低能耗不间断生产。
附图说明
图1为本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置结构示意图；
图2为本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置中链式压片机结构示意图；
图3为本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置中压片装置结构示意图；
图4为本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置中预热装置结构示意图；
图5为本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置中红外加热管结构示意图；
图中：1-料筒；2-配重计量料斗；3-鼓风机；4-真空吸料马达；5-物料加热装置；6-旋风集尘器；7-链式压片机；8-电机；9-排气回路；10-下冲；11-中模；12-上冲；13-上轨道；14-红外加热管；15-反射灯罩；16-下轨道；17-传送带；18-压片装置。
具体实施方式
本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，如图1所示，包括料筒1、配重计量料斗2、鼓风机3、真空吸料马达4、物料加热装置5、旋风集尘器6、链式压片机7、电机8、排气回路9和传送带17，其中链式压片机7为一个椭圆型链式回转结构，如图2所示，区别于传统旋转压片机，包括上轨道13、下冲10、中模11、上冲12与下轨道16，上轨道13和下轨道16可限制上冲12和下冲10的运动轨迹，在实现周向回转的同时，通过改变上轨道13和下轨道16的间距，调整上冲12和下冲10在竖直方向的运动轨迹，从而满足滤芯热压烧结成型过程中的压力需求。一组下冲10、中模11和上冲12组成一套独立的压片装置18，如图3所示，每套独立的压片装置18通过链节相连，构成链条传动系统，压片装置18与内侧主动轴上的齿轮啮合，主动轴与减速器和电机8相连接，在电机8的带动下，沿上轨道13和下轨道16作周期回转运动。该链式压片机7在一个回转周期内，可完成两次滤芯热压烧结成型，分为上料、热压烧结、顶出冷却等三个动作区间，上料区间将旋风集尘器6分离出预热完成的超高分子量聚乙烯粉体注入链式压片机7中模11型腔内，热压烧结区间装有电磁感应加热线圈，压片装置18随着轨道运动时，切割磁感线，快速升温至粉体表面熔融，在上冲12与下冲10的压力下粘接在一起，保持压力继续运动，当压片装置18到达顶出冷却区间时，压片装置18温度迅速下降，压片机下冲10上升，脱离中模11，上冲12随下轨道16向上顶出滤芯，滤芯落入传送带17上，完成热压烧结成型。
本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置的链式压片机7的上料、热压烧结、顶出冷却等三个动作区间可以同步进行，例如上料时间需要1s，热压烧结时间需要60s，则在一组动作区间内设置60个压片装置18，则在第60s已完成上料60次，在第61s时，第1s上料的压片装置18已完成60s的加压烧结动作，进入到顶出冷却区间，在第120s时，第60s上料的压片装置18完成加压烧结动作，进入顶出冷却区间。重复该动作，则滤芯的生产速度完全取决于单个压片装置18的上料速度，单个滤芯热压烧结时间约等于一组压片装置18的上料总时间，忽略前期预热时间，则单个滤芯的生产速度取决于上料速度，极大的提高了滤芯的生产效率。
如图4所示，所述真空吸料马达4主要完成对料筒1里的超高分子量聚乙烯粉体吸料工作，物料加热装置5主要完成超高分子量聚乙烯粉体的预热工作，旋风集尘器6主要完成对预热好的超高分子量聚乙烯粉体与热气流的分离工作，让热气流通过排气回路9回流至真空吸料马达4处，重复利用，减少热能的浪费。
作为结构优选，所述链式压片机7内压片装置18的上冲12、下冲10与中模11构成导柱导套结构，如图3所示，中模11上设置有四个通孔，四根导向杆穿过中模11分别与上冲12导向套和下冲10导向套相连，上冲12、下冲10沿上轨道13和下轨道16作周向运动时，随着上轨道13和下轨道16垂直间距的改变，沿导向套作加压或顶出运动。
作为结构优选，所述链式压片机7可增加上轨道13和下轨道16长度，增大设备尺寸，集成多个上料、热压烧结、顶出冷却等热压成型动作区间，每增加一个热压成型区间，超高分子量聚乙烯滤芯成型效率提高一倍。
作为结构优选，所述链式压片机7上轨道13和下轨道16里设置有滑槽，滑槽里布置有滚珠，上冲12、下冲10安装在滑槽里，上轨道13和下轨道16滑槽里可添加润滑油，减少滚珠与上冲12和下冲10接触时的摩擦力，用橡胶密封圈密封，避免灰尘、碎屑落入。
作为结构优选，可通过改变中模11内部结构形状尺寸，如圆柱型、圆筒型或棱形等，适应不同形状的滤芯生产，通过调整上轨道13和下轨道16的间距，适应不同厚度的滤芯生产。
本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法主要特征为：料筒1里的超高分子量聚乙烯粉体经由真空吸料马达4吸入配重计量料斗2，配重计量料斗2按照生产需求，控制单位进料量，当配重计量料斗2将超高分子量聚乙烯粉体送入储料区的同时，真空吸料马达4开始工作，真空吸料马达4所在的工作区域形成负压区，超高分子量聚乙烯粉体随空气经由管道进入物料加热装置5，物料加热装置5包括有红外加热管14和反射灯罩15，反射灯罩15可加强红外加热效果，结构如图5所示，超高分子量聚乙烯粉体在红外热辐射的作用下迅速升温后，随气流进入旋风集尘器6，气固两相流体会在旋风集尘器6的作用下实现分离，气体在进入旋风集尘器6后形成两股旋向相同的气流，二者旋转向上进入排气回路9，超高分子量聚乙烯粉体在离心力的作用下甩向旋风集尘器6内侧壁，失去惯性力之后随壁面滑落，进入链式压片机7的月牙形料槽，在刮板和中模的相对运动过程中进入中模11型腔，跟随链式压片机7运动，通过电磁加热线圈后，超高分子量聚乙烯粉体迅速升温至熔融临界温度，运动过程持续受到链式压片机7上冲12和下冲10的挤压力，热压烧结一段时间后，运动到顶出位置，进入急速冷却区域，热压烧结好的超高分子量聚乙烯滤芯完成与冷却仓的热量交换，快速冷却成型顶出，落到传送带17上检测收集。
作为成型工艺优选，本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法为提高红外加热预热温度与电磁感应加热温度可控性，在物料加热装置5与电磁感应加热处均布置温控仪，用来测定预热温度和电磁感应加热处温度，并反馈给智能温控系统调温，通过前期反复正交试验，获取超高分子量聚乙烯滤芯热压烧结最佳工艺参数。
作为成型工艺优选，本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法为提升超高分子量聚乙烯粉体热压成孔性能，可添加一些热稳定性好、无毒无害、与聚合物相容性好的复合润滑剂，如聚乙烯蜡和硬脂酸钙等。超高分子量聚乙烯粉体、聚乙烯蜡和硬脂酸钙按250：5：1质量配比均匀搅拌混合。在滤芯的生产过程中，可在中模11型腔与上冲12和下冲10表面喷涂氧化锌等脱模剂，方便顶出脱模。
作为成型工艺优选，本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法为缩短加压烧结时间，提前对超高分子量聚乙烯粉体进行悬浮红外预热，预热温度范围80～120℃，预热时间2-5min，优选预热温度100℃，预热时间2min。加压烧结温度范围为150～180℃，烧结时间15-60s，加压压力0.5～0.8Mpa，优选烧结温度160℃，烧结时间30s，加压压力0.6Mpa。
作为成型工艺优选，本发明超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法为提升超高分子量聚乙烯滤芯的吸附性能，可在超高分子量聚乙烯粉体里添加活性炭纤维，去除水中余氯效果好。
Claims (10)
1.超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，其特征在于：超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，主要包括料筒、配重计量料斗、鼓风机、真空吸料马达、物料加热装置、旋风集尘器、链式压片机、电机、排气回路和传送带，其中链式压片机为一个椭圆型链式回转结构，包括上轨道、下冲、中模、上冲与下轨道，上轨道、下轨道限制上冲、下冲的运动轨迹，在实现周向回转的同时，通过改变上轨道、下轨道的间距，调整上冲、下冲在竖直方向的运动轨迹，从而满足滤芯热压烧结成型过程中的压力需求；一组下冲、中模和上冲组成一套独立的压片装置，每套独立的压片装置通过链节相连，构成链条传动系统，压片装置与内侧主动轴上的齿轮啮合，主动轴与减速器和电机相连接，在电机的带动下，沿上下轨道作周期回转运动；链式压片机热压烧结区间装有电磁感应加热线圈，压片装置随着轨道运动时，切割磁感线，快速升温至粉体表面熔融，在上冲与下冲的压力下粘接在一起，保持压力继续运动，当压片装置到达顶出冷却区间时，压片装置温度迅速下降，压片机下冲上升，脱离中模，上冲随轨道向上顶出滤芯，滤芯落入传送带上，完成热压烧结成型。
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，其特征在于：链式压片机内压片装置的上冲、下冲与中模构成导柱导套结构，中模上设置有四个通孔，四根导向杆穿过中模分别与上冲导向套和下冲导向套相连，上冲、下冲沿上下轨道作周向运动时，随着上下轨道垂直间距的改变，沿导向套作加压或顶出运动。
3.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，其特征在于：链式压片机上轨道、下轨道里设置有滑槽，滑槽里布置有滚珠，上冲、下冲安装在滑槽里，轨道滑槽里可添加润滑油，减少滚珠与上冲、下冲接触时的摩擦力，用橡胶密封圈密封。
4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，其特征在于：中模内部结构形状为圆柱型、圆筒型或棱形。
5.超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法，其特征在于：采用权利要求1所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型装置，料筒里的超高分子量聚乙烯粉体经由真空吸料马达吸入配重计量料斗，配重计量料斗按照生产需求，控制单位进料量，当配重计量料斗将超高分子量聚乙烯粉体送入储料区的同时，真空吸料马达开始工作，马达所在的工作区域形成负压区，超高分子量聚乙烯粉体随空气经由管道进入物料加热装置，超高分子量聚乙烯粉体在物料加热装置的红外热辐射的作用下迅速升温后，随气流进入旋风集尘器，气固两相流体会在旋风集尘器的作用下实现分离，气体在进入旋风集尘器后形成两股旋向相同的气流，二者旋转向上进入排气回路，超高分子量聚乙烯粉体在离心力的作用下甩向旋风集尘器内侧壁，失去惯性力之后随壁面滑落，进入链式压片机的月牙形料槽，在刮板和中模的相对运动过程中进入中模型腔，跟随链式压片机运动，通过电磁加热线圈后，超高分子量聚乙烯粉体迅速升温至熔融临界温度，运动过程持续受到链式压片机上冲和下冲的挤压力，热压烧结一段时间后，运动到顶出位置，进入急速冷却区域，热压烧结好的超高分子量聚乙烯滤芯完成与冷却仓的热量交换，快速冷却成型顶出，落到传送带上检测收集。
6.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法，其特征在于：在物料加热装置与电磁感应加热处均布置温控仪，用来测定预热温度和电磁感应加热处温度，并反馈给智能温控系统调温，通过前期反复正交试验，获取超高分子量聚乙烯滤芯热压烧结最佳工艺参数。
7.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法，其特征在于：物料中添加聚乙烯蜡和硬脂酸钙，超高分子量聚乙烯粉体、聚乙烯蜡和硬脂酸钙按250：5：1质量配比均匀搅拌混合；在滤芯的生产过程中，可在中模型腔与上冲、下冲头表面喷涂氧化锌脱模剂。
8.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法，其特征在于：提前对超高分子量聚乙烯粉体进行悬浮红外预热，预热温度范围80~120°C，预热时间2-5min；加压烧结温度范围为150~180°C，烧结时间15-60s，加压压力0.5~0.8Mpa。
9.根据权利要求8所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法，其特征在于：预热温度100°C，预热时间2min；加压烧结温度160°C，烧结时间30s，加压压力0.6Mpa。
10.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯滤芯链式热压成型方法，其特征在于：在超高分子量聚乙烯粉体里添加活性炭纤维。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10151654A (ja) * | 1996-06-14 | 1998-06-09 | Sekisui Chem Co Ltd | 難成形樹脂シートの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH10151654A (ja) * | 1996-06-14 | 1998-06-09 | Sekisui Chem Co Ltd | 難成形樹脂シートの製造方法 |
| JPH11291317A (ja) * | 1998-04-08 | 1999-10-26 | Sekisui Chem Co Ltd | 超高分子量ポリエチレン多孔質体の製造方法 |
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