JP3249532B2 - 超高分子量低弾性率ポリエチレン成形品の製造方法 - Google Patents
超高分子量低弾性率ポリエチレン成形品の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景及び目的 本発明は、概して、超高分子量ポリエチレン（UHMWP
E）材料に関し、特に、従来の成形工程により製造され
たものよりも50％以下低い弾性率を示すUHMWPE材料、そ
れらから製造される製品、及びそれらの製造方法に関す
る。この新規低弾性率UHMWPEは、成形品の形態におい
て、概してそれらを支持面として有用な材料、特に補綴
用膝関節、補綴用股関節用の支持面として並びに人体の
ための他の補綴用代替関節用の支持部材として有用なも
のにする特性の独特の組み合わせを示す。
E）材料に関し、特に、従来の成形工程により製造され
たものよりも50％以下低い弾性率を示すUHMWPE材料、そ
れらから製造される製品、及びそれらの製造方法に関す
る。この新規低弾性率UHMWPEは、成形品の形態におい
て、概してそれらを支持面として有用な材料、特に補綴
用膝関節、補綴用股関節用の支持面として並びに人体の
ための他の補綴用代替関節用の支持部材として有用なも
のにする特性の独特の組み合わせを示す。
補綴用膝インプラントの脛骨板及び膝蓋骨ボタン並び
に補綴用股関節インプラントの股臼杯のような整形外科
用インプラントのUHMWPE部材は、現在のところ、UHMWPE
樹脂の固体ブロックから部材を機械加工することによる
か又は未加工のUHMWPE粉末から部材を成形することによ
り製造されている。前者の方法が使用される場合には、
UHMWPE部材は典型的にはラム押出された、ブロック成形
された又は“強化された"UHMWPE素材から機械加工され
る。Champion,et al.,Trans.ORS 19,585（1994）には、
約900MPa〜1,400MPaの間の弾性率を有するUHMWPEを製造
する慣用的な低圧低温技術によりラム押出された及びブ
ロック成形されたUHMWPEの典型的な製造の結果が記載さ
れている。米国特許第5,037,928号明細書には、高温高
圧でUHMWPEの押出棒を長時間処理することにより従来の
成形又は押出ポリエチレンの弾性率よりも高い弾性率
（1,700MPaよりも高く、かつ4,800MPa未満）を有するUH
MWPE材料を製造する、“強化された"UHMWPEの製法が記
載されている。
に補綴用股関節インプラントの股臼杯のような整形外科
用インプラントのUHMWPE部材は、現在のところ、UHMWPE
樹脂の固体ブロックから部材を機械加工することによる
か又は未加工のUHMWPE粉末から部材を成形することによ
り製造されている。前者の方法が使用される場合には、
UHMWPE部材は典型的にはラム押出された、ブロック成形
された又は“強化された"UHMWPE素材から機械加工され
る。Champion,et al.,Trans.ORS 19,585（1994）には、
約900MPa〜1,400MPaの間の弾性率を有するUHMWPEを製造
する慣用的な低圧低温技術によりラム押出された及びブ
ロック成形されたUHMWPEの典型的な製造の結果が記載さ
れている。米国特許第5,037,928号明細書には、高温高
圧でUHMWPEの押出棒を長時間処理することにより従来の
成形又は押出ポリエチレンの弾性率よりも高い弾性率
（1,700MPaよりも高く、かつ4,800MPa未満）を有するUH
MWPE材料を製造する、“強化された"UHMWPEの製法が記
載されている。
整形外科用インプラント用の部材は、UHMWPE部材を完
成した成形品又はほぼ完成した成形品が未加工のUHMWPE
粉末を使用する慣用的な成形技術により製造される成形
工程を通じても製造されてきた。しかしながら、これら
の技術によって、900MPaを超えるUHMWPE材料も製造され
る。例えば、米国特許第4,110,391号明細書には、慣用
的な低温及び低圧を使用して月並みの弾性率を有する成
形UHMWPE材料を製造する、UHMWPE粉末の典型的な成形方
法が開示されている。
成した成形品又はほぼ完成した成形品が未加工のUHMWPE
粉末を使用する慣用的な成形技術により製造される成形
工程を通じても製造されてきた。しかしながら、これら
の技術によって、900MPaを超えるUHMWPE材料も製造され
る。例えば、米国特許第4,110,391号明細書には、慣用
的な低温及び低圧を使用して月並みの弾性率を有する成
形UHMWPE材料を製造する、UHMWPE粉末の典型的な成形方
法が開示されている。
上記方法を使用して製造される全関節インプラント、
特に全膝補綴物がかかえる主な問題のうちの１つは、心
身に有害なUHMWPE粒子を発生するUHMWPE部材の摩耗及び
表面損傷である。従って、あらゆる関節インプラントに
おいて使用するのに適する、摩耗が最低限に抑えられた
UHMWPE製品を製造することが望ましい。UHMWPE部材の摩
耗及び表面損傷は、荷重下及び連結中にUHMWPE支持面が
経験する接触応力の強さに関係することが知られている
ため、この接触応力の低減は、UHMWPE製品における摩耗
及び表面損傷による破片の発生を最低限に抑える１つの
方法を提供しうる。
特に全膝補綴物がかかえる主な問題のうちの１つは、心
身に有害なUHMWPE粒子を発生するUHMWPE部材の摩耗及び
表面損傷である。従って、あらゆる関節インプラントに
おいて使用するのに適する、摩耗が最低限に抑えられた
UHMWPE製品を製造することが望ましい。UHMWPE部材の摩
耗及び表面損傷は、荷重下及び連結中にUHMWPE支持面が
経験する接触応力の強さに関係することが知られている
ため、この接触応力の低減は、UHMWPE製品における摩耗
及び表面損傷による破片の発生を最低限に抑える１つの
方法を提供しうる。
Bartel,et al.Trans of the ASME,107,193−199（198
5）には、接触応力が、膝関節のような接触支持関節に
おける支持材料の弾性率の関数であることが開示されて
いる。従って、UHMWPE製品における摩耗及び破片の発生
に関する問題に対する１つの解答は、従来のUHMWPEの望
ましい強度特性を保ちつつも最低限可能な弾性率を有す
るUHMWPE材料を製造することである。しかしながら、従
来のブロック成形されたUHMWPEもラム押出されたUHMWPE
も、高温高圧プロセスにより製造された強化されたUHMW
PEも、900MPa未満の弾性率を示さない。また、上記文献
には、どのようにしてこれらの方法を改良し、低弾性率
UHMWPEを製造するかについても教示されていない。
5）には、接触応力が、膝関節のような接触支持関節に
おける支持材料の弾性率の関数であることが開示されて
いる。従って、UHMWPE製品における摩耗及び破片の発生
に関する問題に対する１つの解答は、従来のUHMWPEの望
ましい強度特性を保ちつつも最低限可能な弾性率を有す
るUHMWPE材料を製造することである。しかしながら、従
来のブロック成形されたUHMWPEもラム押出されたUHMWPE
も、高温高圧プロセスにより製造された強化されたUHMW
PEも、900MPa未満の弾性率を示さない。また、上記文献
には、どのようにしてこれらの方法を改良し、低弾性率
UHMWPEを製造するかについても教示されていない。
UHMWPEは、急冷又は冷却工程を含む方法によっても製
造されてきた。例えば、米国特許第3,994,536号明細書
には、900MPaを超える弾性率を有する材料を製造するた
めに急冷を使用することが開示されている。その方法で
は、高弾性率UHMWPEを得るために、冷却段階中におよそ
200〜700MPaの圧力が使用される。
造されてきた。例えば、米国特許第3,994,536号明細書
には、900MPaを超える弾性率を有する材料を製造するた
めに急冷を使用することが開示されている。その方法で
は、高弾性率UHMWPEを得るために、冷却段階中におよそ
200〜700MPaの圧力が使用される。
従って、本発明の１つの目的は、未加工粉末から従来
のUHMWPEを製造するために使用されたのと同様な形成技
術を使用して低弾性率（すなわち、弾性率が約500MPa〜
約800MPaの間の）UHMWPEを製造する方法を提供すること
である。本発明の他の目的は、低弾性率UHMWPE組成物を
製造すること、並びにその成形品全体にわたって均一の
低弾性率を有する又はその成形品中に低弾性率の選ばれ
た領域を有するほぼ成形された又は完成した成形品をUH
MWPEから製造することである。
のUHMWPEを製造するために使用されたのと同様な形成技
術を使用して低弾性率（すなわち、弾性率が約500MPa〜
約800MPaの間の）UHMWPEを製造する方法を提供すること
である。本発明の他の目的は、低弾性率UHMWPE組成物を
製造すること、並びにその成形品全体にわたって均一の
低弾性率を有する又はその成形品中に低弾性率の選ばれ
た領域を有するほぼ成形された又は完成した成形品をUH
MWPEから製造することである。
上記の本発明の特定の目的及び利点は本発明により達
成することができるものの例であって、実現することが
できる可能な利点を余すところなく示すものでも限定す
るものでもない。すなわち、本発明のこれら及び他の目
的及び利点は、以下の記載から明らかになるであろう
し、本発明を実施することから習得することができる。
本発明の目的及び利点は共にここに具体化される通り又
は当業者にとって明らかであろういかなる変更も考慮し
て修飾される通りである。従って、本発明は、本明細書
で示され説明される新規な成形品、構成、形態、組み合
わせ及び改良にある。
成することができるものの例であって、実現することが
できる可能な利点を余すところなく示すものでも限定す
るものでもない。すなわち、本発明のこれら及び他の目
的及び利点は、以下の記載から明らかになるであろう
し、本発明を実施することから習得することができる。
本発明の目的及び利点は共にここに具体化される通り又
は当業者にとって明らかであろういかなる変更も考慮し
て修飾される通りである。従って、本発明は、本明細書
で示され説明される新規な成形品、構成、形態、組み合
わせ及び改良にある。
発明の要約 簡単に説明すると、好ましい態様では、前記UHMWPE成
形品は、（１）約500MPa〜約800MPaの間の弾性率、
（２）約20MPa以上の降伏強さ、（３）約300％を超える
破断点伸び、（４）成形品を形成するために使用される
ものと粉末UHMWPEの結晶化度よりも低いか又はそれにほ
ぼ等しい結晶化度（典型的には約60％の結晶化度）、
（５）成形品を形成するために使用されるもとの粉末UH
MWPEの密度よりも低いか又はそれにほぼ等しい密度（典
型的には約0.935g/cc未満）、（６）予め溶融（典型的
には約140℃未満）され、周囲圧力で冷却されたもとのU
HMWPE粉末の融点にほぼ等しいか又はそれを下回る成形
されたUHMWPEの融点、並びに（７）約100万〜約1000万
の間の平均分子量（ASTM D−4020のような慣用的な粘度
法により決定した場合）を示す。
形品は、（１）約500MPa〜約800MPaの間の弾性率、
（２）約20MPa以上の降伏強さ、（３）約300％を超える
破断点伸び、（４）成形品を形成するために使用される
ものと粉末UHMWPEの結晶化度よりも低いか又はそれにほ
ぼ等しい結晶化度（典型的には約60％の結晶化度）、
（５）成形品を形成するために使用されるもとの粉末UH
MWPEの密度よりも低いか又はそれにほぼ等しい密度（典
型的には約0.935g/cc未満）、（６）予め溶融（典型的
には約140℃未満）され、周囲圧力で冷却されたもとのU
HMWPE粉末の融点にほぼ等しいか又はそれを下回る成形
されたUHMWPEの融点、並びに（７）約100万〜約1000万
の間の平均分子量（ASTM D−4020のような慣用的な粘度
法により決定した場合）を示す。
簡単に説明すると、好ましい態様では、本発明の成形
品を得る方法は、 1.金型に粉末UHMWPEを充填する工程； 2.金型にピストンでふたをする工程； 3.金型及びその内容物に約2.5MPa〜約15MPaの間の圧力
を加えると同時に金型の温度を約140℃〜約225℃に上昇
させる工程； 4.圧力及び温度を、工程３において選ばれたのと実質的
に同じ圧力及び温度に約５分間〜約25分間保つ工程であ
って、前記の選ばれた時間が成形品の厚さに依存するも
のであって、前記の選ばれた温度で金型内容物を平衡に
させるのに必要な時間である工程；並びに 5.金型を成形圧力若しくは成形圧力未満で保ちながら又
は外部から加わる圧力の不在下で保ちながら、成形品の
全体又は一部の温度を約４℃／分〜約175℃／分の間の
速度で下げる工程であって、成形品の温度を下げること
が、その成形品を水若しくは空気のような適切な冷却用
流体に接触させることにより直接冷却するか又は金型を
冷却することにより達成される工程； の５つの工程を伴う。
品を得る方法は、 1.金型に粉末UHMWPEを充填する工程； 2.金型にピストンでふたをする工程； 3.金型及びその内容物に約2.5MPa〜約15MPaの間の圧力
を加えると同時に金型の温度を約140℃〜約225℃に上昇
させる工程； 4.圧力及び温度を、工程３において選ばれたのと実質的
に同じ圧力及び温度に約５分間〜約25分間保つ工程であ
って、前記の選ばれた時間が成形品の厚さに依存するも
のであって、前記の選ばれた温度で金型内容物を平衡に
させるのに必要な時間である工程；並びに 5.金型を成形圧力若しくは成形圧力未満で保ちながら又
は外部から加わる圧力の不在下で保ちながら、成形品の
全体又は一部の温度を約４℃／分〜約175℃／分の間の
速度で下げる工程であって、成形品の温度を下げること
が、その成形品を水若しくは空気のような適切な冷却用
流体に接触させることにより直接冷却するか又は金型を
冷却することにより達成される工程； の５つの工程を伴う。
当業者によって、前記の簡単な説明及び以下の詳細な
説明が本発明の例示及び説明のためのものであることが
理解されるであろうが、前記の簡単な説明及び以下の詳
細な説明は本発明を限定するためのものではなく、また
本発明により達成することができる利点を限定するもの
でもない。従って、本明細書で参照し、本明細書の一部
を構成する添付の図面は、詳細な説明と共に本発明の好
ましい態様を示し、本発明の原理を説明するのに役立
つ。
説明が本発明の例示及び説明のためのものであることが
理解されるであろうが、前記の簡単な説明及び以下の詳
細な説明は本発明を限定するためのものではなく、また
本発明により達成することができる利点を限定するもの
でもない。従って、本明細書で参照し、本明細書の一部
を構成する添付の図面は、詳細な説明と共に本発明の好
ましい態様を示し、本発明の原理を説明するのに役立
つ。
図面の簡単な説明 図１は、実施例４の4150HP樹脂から製造されたUHMWPE
の押出棒の検鏡用切片部分における構造の透過型電子顕
微鏡写真であって、比較的大きなラメラを示すものであ
る。
の押出棒の検鏡用切片部分における構造の透過型電子顕
微鏡写真であって、比較的大きなラメラを示すものであ
る。
図２は、実施例１（実験Ｉ、試験９）の成形試験片の
検鏡用切片部分における構造の透過型電子顕微鏡写真で
あって、比較的小さなラメラを示すものである。
検鏡用切片部分における構造の透過型電子顕微鏡写真で
あって、比較的小さなラメラを示すものである。
発明の詳細な説明 工程１において、本発明の方法における粉末UHMWPE
は、任意の商業的に生産されている分子量が約100万〜
約1000万（慣用的な粘度法により決定した場合）のUHMW
PE粉末、及びそれに加え、成形工程において使用するの
に適する任意の粉砕された形態、小片にされた形態又は
ペレットの形態にあるUHMWPEを包含する。好ましくは、
UHMWPE粉末の分子量は、約200万〜約600万の間である。
は、任意の商業的に生産されている分子量が約100万〜
約1000万（慣用的な粘度法により決定した場合）のUHMW
PE粉末、及びそれに加え、成形工程において使用するの
に適する任意の粉砕された形態、小片にされた形態又は
ペレットの形態にあるUHMWPEを包含する。好ましくは、
UHMWPE粉末の分子量は、約200万〜約600万の間である。
工程１及び３において、金型は、室温又は高温であっ
てよいが、原料粉末が加えられる時点で原料粉末の融点
を超えてはならない。金型は、約2.5MPa〜約15MPaの間
の圧力を加える前又は間に約140℃〜約225℃の間の温度
に昇温されてよい。
てよいが、原料粉末が加えられる時点で原料粉末の融点
を超えてはならない。金型は、約2.5MPa〜約15MPaの間
の圧力を加える前又は間に約140℃〜約225℃の間の温度
に昇温されてよい。
低弾性率UHMWPEを製造するために使用される金型は、
完成した部材の製造に適する低弾性率UHMWPEの棒又はシ
ート素材が製造されるように構成される。好ましい態様
において、金型は、完成した部材を製造するのに最低限
の機械加工のみを必要とする低弾性率UHMWPEのほぼ完成
した成形品が製造されるように構成される。本発明の特
に好ましい態様において、金型は、低弾性率の完成した
部材が製造されるように構成される。
完成した部材の製造に適する低弾性率UHMWPEの棒又はシ
ート素材が製造されるように構成される。好ましい態様
において、金型は、完成した部材を製造するのに最低限
の機械加工のみを必要とする低弾性率UHMWPEのほぼ完成
した成形品が製造されるように構成される。本発明の特
に好ましい態様において、金型は、低弾性率の完成した
部材が製造されるように構成される。
金型を急冷又は冷却するために種々の方法を使用する
ことができる。本発明の一態様において、空気、水、油
等のような任意の適切な冷却用流体中での金型の外部急
冷により金型を急冷することができる。金型中のラビリ
ンスに流体を通過させることによって金型を急冷しても
よい。代わりに、金型の選ばれた領域に対して選ばれた
弾性率が得られるように上記急冷方法の任意の組み合わ
せを使用してもよい。急冷速度は、急冷用流体の温度、
急冷用流体の伝導度及び金型を通過する又は金型の周囲
を流れるその流量により調節される。成形品の部分急冷
によって、急冷された表面近傍に低弾性率UHMWPEが組み
込まれた成形品が得られる。成形品の全体的な急冷によ
って、厚さが約５〜約15ミリメートルよりも厚い部分を
有する成形品の内部領域を除き、成形品の大部分にわた
って低弾性率UHMWPEが分布する成形品が得られる。
ことができる。本発明の一態様において、空気、水、油
等のような任意の適切な冷却用流体中での金型の外部急
冷により金型を急冷することができる。金型中のラビリ
ンスに流体を通過させることによって金型を急冷しても
よい。代わりに、金型の選ばれた領域に対して選ばれた
弾性率が得られるように上記急冷方法の任意の組み合わ
せを使用してもよい。急冷速度は、急冷用流体の温度、
急冷用流体の伝導度及び金型を通過する又は金型の周囲
を流れるその流量により調節される。成形品の部分急冷
によって、急冷された表面近傍に低弾性率UHMWPEが組み
込まれた成形品が得られる。成形品の全体的な急冷によ
って、厚さが約５〜約15ミリメートルよりも厚い部分を
有する成形品の内部領域を除き、成形品の大部分にわた
って低弾性率UHMWPEが分布する成形品が得られる。
本発明の方法は、各実験の試験に関する下記実施例で
より詳細に説明する。実験Ｉ、試験１〜16の出発原料
は、粉末の形態にあるHimont製の1900樹脂又はHoechst/
Celanese製の415GUR樹脂であった。これらの粉末は、熱
盤を具備するCarver 2699油圧プレスを使用し、「実験
Ｉ、試験及び物理的特性データの要約」と第された表１
に記載されている通りの種々の条件下でASTM D638のＶ
型引張試験片の形状に直接成形した。
より詳細に説明する。実験Ｉ、試験１〜16の出発原料
は、粉末の形態にあるHimont製の1900樹脂又はHoechst/
Celanese製の415GUR樹脂であった。これらの粉末は、熱
盤を具備するCarver 2699油圧プレスを使用し、「実験
Ｉ、試験及び物理的特性データの要約」と第された表１
に記載されている通りの種々の条件下でASTM D638のＶ
型引張試験片の形状に直接成形した。
圧力、温度及び冷却速度の実験変数の各々に対して３
つの値を選んだ:2.55MPa、5.11MPa及び7.66MPaの圧力;1
45℃、165℃及び200℃の温度；並びに４℃／分、10℃／
分及び175℃／分の冷却速度。３種の変数の３つの値と
２種の原料との54通りの組み合わせが可能である。しか
しながら、54通りの別々の試験を行うよりも、二次モデ
ル（RS/Discoverソフトウェアを使用）によりＤ最適設
計（Ｄ−optimal design）を実行し、本発明の方法を例
示するために54通りの可能な組み合わせのうちから16通
りを選択した。
つの値を選んだ:2.55MPa、5.11MPa及び7.66MPaの圧力;1
45℃、165℃及び200℃の温度；並びに４℃／分、10℃／
分及び175℃／分の冷却速度。３種の変数の３つの値と
２種の原料との54通りの組み合わせが可能である。しか
しながら、54通りの別々の試験を行うよりも、二次モデ
ル（RS/Discoverソフトウェアを使用）によりＤ最適設
計（Ｄ−optimal design）を実行し、本発明の方法を例
示するために54通りの可能な組み合わせのうちから16通
りを選択した。
各試験中に５つの引張試験片を作製した。引張弾性
率、極限引張強さ及び破断点伸びをASTM D638に従って
測定した。密度及び結晶化度は、それぞれ密度勾配カラ
ム及び示差走査熱量測定により測定した。
率、極限引張強さ及び破断点伸びをASTM D638に従って
測定した。密度及び結晶化度は、それぞれ密度勾配カラ
ム及び示差走査熱量測定により測定した。
試験１〜16（実験１を構成）に対して使用した実験条
件は、表１の最初の５つの欄に記載されている。試験９
の手順は実施例１として以下に記載されている。この試
験９の手順は試験１〜16を実施するために使用した一般
手順を例示するものである。これらの実施例（及びこの
開示中でこれらの実施例の後に記載されている実施例）
は、非限定的なものであって、本発明の基本原理及び独
特の利点を例示するためのものである。本発明の真意及
び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び改良が加
えられてもよい。
件は、表１の最初の５つの欄に記載されている。試験９
の手順は実施例１として以下に記載されている。この試
験９の手順は試験１〜16を実施するために使用した一般
手順を例示するものである。これらの実施例（及びこの
開示中でこれらの実施例の後に記載されている実施例）
は、非限定的なものであって、本発明の基本原理及び独
特の利点を例示するためのものである。本発明の真意及
び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び改良が加
えられてもよい。
実施例 実施例１（試験９） 粉末415 GUR樹脂をASTM D638のＶ型引張試験片の形状
にある５つの金型内に入れ、ステンレススチール板で両
面を覆った。十分に密な試験片となるように十分な粉末
を使用した。プレスの熱盤を200℃に加熱し、金型を熱
盤の間に配置した。Carver 2699油圧プレスを使用し、
５分間を超える時間を要して圧力を7.66MPaに上昇させ
た。圧力を開放し、次におよそ毎分175℃の冷却速度が
達成されるように金型を水中で急冷した。５つの試験片
の物理的特性の測定によって、弾性率についての580.8M
Pa、降伏強さについての19.5MPa、400％伸び、極限引張
強さについての28.3MPa、及び結晶化度についての47.5
％の平均値を得た。表１に記載のプロセスパラメーター
を使用して同様に試験１〜８及び10〜16を実施した。各
値は、３〜５個の試料の平均値である。弾性率は580〜8
80MPa（52％の広がり）に及んだ。破断点伸びは186〜49
9％（52％の広がり）に及んだ。極限引張強さは26〜42M
Pa（50％の広がり）に及んだ。得られた平均密度は0.92
32〜0.9338g/cc（0.5％以上の広がり）であり、得られ
た結晶化度は46〜61％（33％の広がり）であった。
にある５つの金型内に入れ、ステンレススチール板で両
面を覆った。十分に密な試験片となるように十分な粉末
を使用した。プレスの熱盤を200℃に加熱し、金型を熱
盤の間に配置した。Carver 2699油圧プレスを使用し、
５分間を超える時間を要して圧力を7.66MPaに上昇させ
た。圧力を開放し、次におよそ毎分175℃の冷却速度が
達成されるように金型を水中で急冷した。５つの試験片
の物理的特性の測定によって、弾性率についての580.8M
Pa、降伏強さについての19.5MPa、400％伸び、極限引張
強さについての28.3MPa、及び結晶化度についての47.5
％の平均値を得た。表１に記載のプロセスパラメーター
を使用して同様に試験１〜８及び10〜16を実施した。各
値は、３〜５個の試料の平均値である。弾性率は580〜8
80MPa（52％の広がり）に及んだ。破断点伸びは186〜49
9％（52％の広がり）に及んだ。極限引張強さは26〜42M
Pa（50％の広がり）に及んだ。得られた平均密度は0.92
32〜0.9338g/cc（0.5％以上の広がり）であり、得られ
た結晶化度は46〜61％（33％の広がり）であった。
試験１〜16は、樹脂の種類、圧力、温度及び冷却速度
の変化は全てUHMWPEの物理的特性に影響を及ぼすことを
示すものである。それらの関係及び傾向は、RS/Explore
ソフトウェアを使用してモデル化し、各変数に対して統
計的に有為な差を得た。例えば、試験12と試験13の比較
から、他の全ての変数を一定に保ったまま４℃／分から
175℃／分まで冷却速度を変化させると、弾性率が25％
減少（ｐ＜0.02）することが示される。同様に、試験３
と試験８の比較から、他の変数を一定（415樹脂、200
℃、冷却速度10℃／分）に保ったまま成形圧力を2.55MP
aから7.66MPaに増加させると、極限引張強さが16％（ｐ
＜0.008）減少することが示される。
の変化は全てUHMWPEの物理的特性に影響を及ぼすことを
示すものである。それらの関係及び傾向は、RS/Explore
ソフトウェアを使用してモデル化し、各変数に対して統
計的に有為な差を得た。例えば、試験12と試験13の比較
から、他の全ての変数を一定に保ったまま４℃／分から
175℃／分まで冷却速度を変化させると、弾性率が25％
減少（ｐ＜0.02）することが示される。同様に、試験３
と試験８の比較から、他の変数を一定（415樹脂、200
℃、冷却速度10℃／分）に保ったまま成形圧力を2.55MP
aから7.66MPaに増加させると、極限引張強さが16％（ｐ
＜0.008）減少することが示される。
前記の実験に基づくと、本発明の方法の温度について
の好ましい範囲は約140℃〜約225℃であり、より好まし
い温度範囲は約165℃〜約225℃であり、最も好ましい温
度範囲は約195℃〜約215℃である。本発明の方法の圧力
についての好ましい範囲は約2.5MPa〜約15MPaであり、
より好ましい圧力範囲は約5MPa〜約12.5MPaであり、最
も好ましい圧力範囲は約7.5MPa〜約10MPaである。本発
明の方法の好ましい冷却速度は、約10℃／分以上であ
り、より好ましい冷却速度は約100℃／分以上であり、
最も好ましい冷却速度は約175℃／分である。
の好ましい範囲は約140℃〜約225℃であり、より好まし
い温度範囲は約165℃〜約225℃であり、最も好ましい温
度範囲は約195℃〜約215℃である。本発明の方法の圧力
についての好ましい範囲は約2.5MPa〜約15MPaであり、
より好ましい圧力範囲は約5MPa〜約12.5MPaであり、最
も好ましい圧力範囲は約7.5MPa〜約10MPaである。本発
明の方法の好ましい冷却速度は、約10℃／分以上であ
り、より好ましい冷却速度は約100℃／分以上であり、
最も好ましい冷却速度は約175℃／分である。
本発明の最も好ましい態様は、415 GUR樹脂を出発原
料として使用し、7.66MPaの圧力、200℃の温度、及び17
5℃／分の冷却速度（実験Ｉ、試験９）で得られ、581MP
aの弾性率が得られた。これらの16通りの試験の結果に
基づくモデル化によって、同様な小さな弾性率の値は19
00樹脂では得ることができないと予測された。42MPaの
最大極限引張強さは、幾つかの異なる条件下（試験12、
14、16）で1900樹脂を使用して得られた。
料として使用し、7.66MPaの圧力、200℃の温度、及び17
5℃／分の冷却速度（実験Ｉ、試験９）で得られ、581MP
aの弾性率が得られた。これらの16通りの試験の結果に
基づくモデル化によって、同様な小さな弾性率の値は19
00樹脂では得ることができないと予測された。42MPaの
最大極限引張強さは、幾つかの異なる条件下（試験12、
14、16）で1900樹脂を使用して得られた。
実験II 全膝関節脛骨支持部材のおおよその大きさを有する成
形ブロックに及ぼす冷却（急冷）速度の効果を決定する
ために実験IIを実施した。
形ブロックに及ぼす冷却（急冷）速度の効果を決定する
ために実験IIを実施した。
また、試験１〜16は、１種の樹脂から成形されたUHMW
PEの機械的特性が加工条件により実質的に変化しうるこ
とを示すものである。これらの関係は複雑であり、どの
因子に対しても、その因子の特性に及ぼす影響は残りの
因子の値に影響される。特に、冷却速度の効果は、試験
１〜16により示されるように、成形されたUHMWPEの機械
的特性に著しい影響を及ぼす。各出発樹脂原料に対し
て、実験Ｉを繰り返すことによって最適な温度及び圧力
条件の種々の組が得られる。しかしながら、最低の弾性
率は、最高の冷却速度を使用することによりその圧力／
温度条件で得られる。試験１〜16は、成形、圧力、温度
及び冷却速度の変化によって、商業的に入手可能なUHMW
PEの特性とは実質的に異なる特性を有する成形UHMWPEを
製造できることを示すものでもある。例えば、試験９で
得られた581MPaの弾性率は、商業的に入手可能なUHMWPE
の弾性率の50％未満である（ｐ＜0.002）。実験Ｉは、
試験12から分かるように、圧力と温度の特定の組み合わ
せによって本発明のあまり好ましくない態様が生じるこ
とを実証するものである。
PEの機械的特性が加工条件により実質的に変化しうるこ
とを示すものである。これらの関係は複雑であり、どの
因子に対しても、その因子の特性に及ぼす影響は残りの
因子の値に影響される。特に、冷却速度の効果は、試験
１〜16により示されるように、成形されたUHMWPEの機械
的特性に著しい影響を及ぼす。各出発樹脂原料に対し
て、実験Ｉを繰り返すことによって最適な温度及び圧力
条件の種々の組が得られる。しかしながら、最低の弾性
率は、最高の冷却速度を使用することによりその圧力／
温度条件で得られる。試験１〜16は、成形、圧力、温度
及び冷却速度の変化によって、商業的に入手可能なUHMW
PEの特性とは実質的に異なる特性を有する成形UHMWPEを
製造できることを示すものでもある。例えば、試験９で
得られた581MPaの弾性率は、商業的に入手可能なUHMWPE
の弾性率の50％未満である（ｐ＜0.002）。実験Ｉは、
試験12から分かるように、圧力と温度の特定の組み合わ
せによって本発明のあまり好ましくない態様が生じるこ
とを実証するものである。
実験IIを構成する試験17〜20では、（およそ）127mm
×127mm×21.6mmの成形シート素材を形成するために、
粉末GUR 4150,ロット47B樹脂、又はHimont 1900樹脂を
使用した。手順は実施例２で詳しく説明する通りであ
る。
×127mm×21.6mmの成形シート素材を形成するために、
粉末GUR 4150,ロット47B樹脂、又はHimont 1900樹脂を
使用した。手順は実施例２で詳しく説明する通りであ
る。
実施例２（試験17） 約127mm×127mmの正方形のスチール成形ダイを厚さ約
6.4mmの２つの滑り板（ピストン）に取り付けた。この
ダイに約300gのGUR 4150粉末を入れ、そのダイを次にCa
rver 2518油圧プレス内に入れた。熱盤を205℃に加熱
し、27,00ポンドの全力を加え、約11,100psi又は7.66MP
aの圧力を発生させた。
6.4mmの２つの滑り板（ピストン）に取り付けた。この
ダイに約300gのGUR 4150粉末を入れ、そのダイを次にCa
rver 2518油圧プレス内に入れた。熱盤を205℃に加熱
し、27,00ポンドの全力を加え、約11,100psi又は7.66MP
aの圧力を発生させた。
いったん熱盤の間に金型を配置したら、熱盤がそれら
の当初の設定温度に戻るまで約５分間を割り当てた。次
に、粉末が溶融し、設定温度に平衡になるまで20分間を
割り当てた。この時間は実験に基づくもので、実験か
ら、粉末が完全に溶融するのに約８分の時間は不十分で
あること（粉末塊の中心部の四半分は未溶融状態のまま
残ること）が示された。粉末が完全に溶融するのに十分
な時間は15分間と見積もられ、300gの粉末の熱平衡を得
る最短時間は20分間と見積もられた。次に金型をプレス
から取り出し、０℃に保たれた水浴中に入れた。水浴
は、冷却期間（約10分間）中０℃に保った。
の当初の設定温度に戻るまで約５分間を割り当てた。次
に、粉末が溶融し、設定温度に平衡になるまで20分間を
割り当てた。この時間は実験に基づくもので、実験か
ら、粉末が完全に溶融するのに約８分の時間は不十分で
あること（粉末塊の中心部の四半分は未溶融状態のまま
残ること）が示された。粉末が完全に溶融するのに十分
な時間は15分間と見積もられ、300gの粉末の熱平衡を得
る最短時間は20分間と見積もられた。次に金型をプレス
から取り出し、０℃に保たれた水浴中に入れた。水浴
は、冷却期間（約10分間）中０℃に保った。
次に、ブロックの表面に対して平行な方向でシートが
積層するように、ブロックを厚さ4mmの複数のシートに
切断した。３枚のそのような4mmシートをブロックの厚
さ方向全体にわたって得、次にこれらのシートを輪郭ル
ーターマシーンを使用してASTM D638のＶ型引張試験片
の形状に切断した。試験片の機械的特性を測定し、「実
験II、物理的特性の要約−試験17〜20」と題される表２
に要約した。試験18〜19を実施し、同様に分析し、表２
に記録した。
積層するように、ブロックを厚さ4mmの複数のシートに
切断した。３枚のそのような4mmシートをブロックの厚
さ方向全体にわたって得、次にこれらのシートを輪郭ル
ーターマシーンを使用してASTM D638のＶ型引張試験片
の形状に切断した。試験片の機械的特性を測定し、「実
験II、物理的特性の要約−試験17〜20」と題される表２
に要約した。試験18〜19を実施し、同様に分析し、表２
に記録した。
GUR4150型樹脂から成形され、完全に冷却されたブロ
ックの表面から得られた4mmシートから機械加工された
７つの試験片（実施例17及び18）について、751MPa±3
3.3MPaの平均弾性率が得られ、4150樹脂の弾性率が18％
減少した。この値は、表１に前述した通りの対照UHMWPE
の弾性率よりも実質的に低く、約916MPaである。1900樹
脂は、上記のように成形され、急冷された場合に、３つ
の試験片について685MPa±12MPaの平均弾性率を示した
（試験19）。文献に記載されている415 GUR樹脂につい
ての全ての他の値は1353MPa〜1593MPa間の弾性率の値を
報告しているが、使用した対照UHMWPEは控えめ（小さ
な）弾性率の値を与えたことに注意されたい。従って、
弾性率の18％の減少率は最低の減少率である。実際の減
少率は、より慣用的なUHMWPE材料と比較した場合に、50
％程度になるであろう（表１参照）。
ックの表面から得られた4mmシートから機械加工された
７つの試験片（実施例17及び18）について、751MPa±3
3.3MPaの平均弾性率が得られ、4150樹脂の弾性率が18％
減少した。この値は、表１に前述した通りの対照UHMWPE
の弾性率よりも実質的に低く、約916MPaである。1900樹
脂は、上記のように成形され、急冷された場合に、３つ
の試験片について685MPa±12MPaの平均弾性率を示した
（試験19）。文献に記載されている415 GUR樹脂につい
ての全ての他の値は1353MPa〜1593MPa間の弾性率の値を
報告しているが、使用した対照UHMWPEは控えめ（小さ
な）弾性率の値を与えたことに注意されたい。従って、
弾性率の18％の減少率は最低の減少率である。実際の減
少率は、より慣用的なUHMWPE材料と比較した場合に、50
％程度になるであろう（表１参照）。
実施例３（試験20） 実験II、試験20において、UHMWPEのブロックは、実施
例２におけるのと同じ成形ダイ、プレス圧力及び温度を
使用してGUR 4150樹脂から成形した。しかしながら、試
験20において、成形を完了後、ダイの底部を室温の水中
で急冷した。ダイの上部は、その温度が３分間で191℃
に降下し、15分間で161℃に降下し、20分間で143℃に降
下するように徐冷した。ダイの上部は、１時間以上経過
するまで室温に達しなかった。
例２におけるのと同じ成形ダイ、プレス圧力及び温度を
使用してGUR 4150樹脂から成形した。しかしながら、試
験20において、成形を完了後、ダイの底部を室温の水中
で急冷した。ダイの上部は、その温度が３分間で191℃
に降下し、15分間で161℃に降下し、20分間で143℃に降
下するように徐冷した。ダイの上部は、１時間以上経過
するまで室温に達しなかった。
UHMWPEの得られたブロックを実施例２におけるように
切断し、急冷されたピストンに隣接する材料部分の弾性
率を測定した。２つの試験片について812±6MPaの平均
弾性率を得た。徐冷されたピストンに隣接する試験片表
面から得られた材料の弾性率は908MPaであった。従っ
て。室温の水中で急冷された成形ブロックの表面はブロ
ックの空冷された部分の弾性率よりも約11％低い弾性率
を有していた。
切断し、急冷されたピストンに隣接する材料部分の弾性
率を測定した。２つの試験片について812±6MPaの平均
弾性率を得た。徐冷されたピストンに隣接する試験片表
面から得られた材料の弾性率は908MPaであった。従っ
て。室温の水中で急冷された成形ブロックの表面はブロ
ックの空冷された部分の弾性率よりも約11％低い弾性率
を有していた。
実験III 接触応力の測定 弾性率の減少により接触応力がそれに伴って減少する
ことを実証するために実験IIIを実施した。試験21にお
いて、約750MPaの平均表面弾性率を示す急冷された材料
ブロックに、人口膝関節の典型的な顆構造物のような形
状をした圧力を使用して2000Nの力を加えた。接触表面
領域全体にたって21.5MPaの平均圧力が測定された。試
験21の方法を使用するが対照ポリエチレン材料を使用す
る試験22では、23.8MPaの平均接触圧力が得られた。接
触圧力の10％の減少は、弾性率の18％の減少に対してBa
rtel,et alが予測したものとほぼ一致する（Bartel,BUr
stein,Toda,Edwards“The Effect of Conformity and P
lastic Thickness on Contact Stresses in Metal Back
ed Plastic Implants"Trans.of ASTM,107,193−199（19
85）参照）。
ことを実証するために実験IIIを実施した。試験21にお
いて、約750MPaの平均表面弾性率を示す急冷された材料
ブロックに、人口膝関節の典型的な顆構造物のような形
状をした圧力を使用して2000Nの力を加えた。接触表面
領域全体にたって21.5MPaの平均圧力が測定された。試
験21の方法を使用するが対照ポリエチレン材料を使用す
る試験22では、23.8MPaの平均接触圧力が得られた。接
触圧力の10％の減少は、弾性率の18％の減少に対してBa
rtel,et alが予測したものとほぼ一致する（Bartel,BUr
stein,Toda,Edwards“The Effect of Conformity and P
lastic Thickness on Contact Stresses in Metal Back
ed Plastic Implants"Trans.of ASTM,107,193−199（19
85）参照）。
全膝補綴物における摩耗及び材料の分解は疲労プロセ
スの結果であるため、接触応力の10％の減少によって全
膝補綴物の脛骨部材の疲労寿命の有意義な延長がもたら
される。材料の疲労寿命が応力の指数関数であることは
周知である。従って、接触応力の10％の減少によって、
人口膝関節の有効寿命は数年長くなりうる。上記のよう
に測定された接触応力の値は、名目上低い弾性率を有す
るポリマー試験ブロックが他の全ての発表及び測定され
ているUHMWPE材料の弾性率と比べてまさるとも劣らない
ことを強調しておく。従って、我々がここで提供する利
点は、本発明の方法に従うことにより得られる最低限の
利点であって、人口膝及び同様な人口関節代替物の形態
でこの材料を使用する者に対して生じるであろう実際の
利点は本明細書に記載したものを実質的に上回るであろ
う。
スの結果であるため、接触応力の10％の減少によって全
膝補綴物の脛骨部材の疲労寿命の有意義な延長がもたら
される。材料の疲労寿命が応力の指数関数であることは
周知である。従って、接触応力の10％の減少によって、
人口膝関節の有効寿命は数年長くなりうる。上記のよう
に測定された接触応力の値は、名目上低い弾性率を有す
るポリマー試験ブロックが他の全ての発表及び測定され
ているUHMWPE材料の弾性率と比べてまさるとも劣らない
ことを強調しておく。従って、我々がここで提供する利
点は、本発明の方法に従うことにより得られる最低限の
利点であって、人口膝及び同様な人口関節代替物の形態
でこの材料を使用する者に対して生じるであろう実際の
利点は本明細書に記載したものを実質的に上回るであろ
う。
実験IV 本発明の方法により製造される材料の性質及び構造を
さらに明らかにするために、実験IVを実施し、材料の融
点、結晶化度及び密度を決定した。
さらに明らかにするために、実験IVを実施し、材料の融
点、結晶化度及び密度を決定した。
概して、合成されたままのUHMWPE粉末の融点及び結晶
化度は145〜146℃及び64〜90％である。しかしながら、
粉末がその融点よりも高い温度に暴露され、次に冷却さ
れる場合にはいかなる時も、融点は134〜138℃の間の値
に減少し、結晶化度はおよそ50％程度の値に減少する。
その後の融点及び冷却処理によって、融点及び結晶化度
のいずれにもさらなる実質的な変化は生じない。商業的
に得られるUHMWPE成形物（例えば、ラム押出法により又
は圧縮押出法により製造される棒及びシート材料）は、
融点及び結晶化度にこれらの熱により誘発される変化を
示す。しかしながら、これらの商用材料を製造するため
に使用される実際の温度及び圧力条件は知られておら
ず、これらの成形品の供給者が所有権を持っている。比
較のために、415 OHP、413 GUR、415 GUR又は1900粉末
を使用して試験23〜32を実施した。結果を表３にまとめ
た。表３は、商業的に入手した購入したままの状態（合
成されたままであると仮定）の粉末をその融点よりも高
い温度に暴露し、次に冷却した後の融点及び結晶化度、
並びにその粉末樹脂から製造された押出棒の融点及び結
晶化度を示すものである。
化度は145〜146℃及び64〜90％である。しかしながら、
粉末がその融点よりも高い温度に暴露され、次に冷却さ
れる場合にはいかなる時も、融点は134〜138℃の間の値
に減少し、結晶化度はおよそ50％程度の値に減少する。
その後の融点及び冷却処理によって、融点及び結晶化度
のいずれにもさらなる実質的な変化は生じない。商業的
に得られるUHMWPE成形物（例えば、ラム押出法により又
は圧縮押出法により製造される棒及びシート材料）は、
融点及び結晶化度にこれらの熱により誘発される変化を
示す。しかしながら、これらの商用材料を製造するため
に使用される実際の温度及び圧力条件は知られておら
ず、これらの成形品の供給者が所有権を持っている。比
較のために、415 OHP、413 GUR、415 GUR又は1900粉末
を使用して試験23〜32を実施した。結果を表３にまとめ
た。表３は、商業的に入手した購入したままの状態（合
成されたままであると仮定）の粉末をその融点よりも高
い温度に暴露し、次に冷却した後の融点及び結晶化度、
並びにその粉末樹脂から製造された押出棒の融点及び結
晶化度を示すものである。
さらなる比較のために、本発明の方法における温度及
び圧力よりもかなり高い温度及び圧力を使用する米国特
許第5,037,928号明細書に記載されている「強化されたU
HMWPE」の製造方法によって、溶融後にUHMWPEの融点及
び結晶化度が増加したUHMWPE材料を製造した。本発明に
より製造された材料の融点、結晶化度及び密度を決定す
るために、試験33〜39を実施し、結果を表４にまとめ
た。
び圧力よりもかなり高い温度及び圧力を使用する米国特
許第5,037,928号明細書に記載されている「強化されたU
HMWPE」の製造方法によって、溶融後にUHMWPEの融点及
び結晶化度が増加したUHMWPE材料を製造した。本発明に
より製造された材料の融点、結晶化度及び密度を決定す
るために、試験33〜39を実施し、結果を表４にまとめ
た。
米国特許第5,037,928号明細書に報告されている方法
とは違って、本発明の方法により製造された材料の融点
及び結晶化度（表４）は周囲圧力で溶融及び冷却された
同じ材料の融点及び結晶化度（表３）以下であった。UH
MWPEの密度は概してその材料の結晶化度を反映する。溶
融及び冷却工程にかけられたUHMWPEの密度は典型的には
0.930g/cc〜0.940g/ccの間であった。本明細書に記載の
方法を使用して製造された材料の密度はこれらの値以下
であった（表４）。
とは違って、本発明の方法により製造された材料の融点
及び結晶化度（表４）は周囲圧力で溶融及び冷却された
同じ材料の融点及び結晶化度（表３）以下であった。UH
MWPEの密度は概してその材料の結晶化度を反映する。溶
融及び冷却工程にかけられたUHMWPEの密度は典型的には
0.930g/cc〜0.940g/ccの間であった。本明細書に記載の
方法を使用して製造された材料の密度はこれらの値以下
であった（表４）。
実験Ｖ UHMWPEの従来の製造方法では、伝導及び室内空気によ
る対流によって制御されていない速度で冷却が通常起こ
るか（米国特許第4,110,393号明細書）、又は加工され
たUHMWPEは非常にゆっくり冷却される（米国特許第5,03
7,928号明細書）。前者の場合には、標準的に冷却され
た材料で結晶化は進行し、一般的に予測される大きさの
構造上重要なラメラが生じる。米国特許第5,037,928号
では、慣用的な冷却が可能な速度よりもゆっくりと温度
降下が起こるように、温度降下が制御される。米国特許
第5,037,928号明細書に記載の方法によると、より高い
結晶化度が得られる。本発明の方法では、急冷によっ
て、凝固中に通常起こる結晶化プロセスを最低限に抑
え、ラメラがかなり小さい材料形態を有する。この方法
は次の実施例により説明する。
る対流によって制御されていない速度で冷却が通常起こ
るか（米国特許第4,110,393号明細書）、又は加工され
たUHMWPEは非常にゆっくり冷却される（米国特許第5,03
7,928号明細書）。前者の場合には、標準的に冷却され
た材料で結晶化は進行し、一般的に予測される大きさの
構造上重要なラメラが生じる。米国特許第5,037,928号
では、慣用的な冷却が可能な速度よりもゆっくりと温度
降下が起こるように、温度降下が制御される。米国特許
第5,037,928号明細書に記載の方法によると、より高い
結晶化度が得られる。本発明の方法では、急冷によっ
て、凝固中に通常起こる結晶化プロセスを最低限に抑
え、ラメラがかなり小さい材料形態を有する。この方法
は次の実施例により説明する。
実施例４ 4150 HP樹脂から製造されたポリエチレンの押出棒の
一部を濃クロロスルホン酸に室温で２時間暴露した。こ
の処理された試料の小片を次にエポキシで包埋し、室温
でマイクロトームにより薄片を得た。透過型電子顕微鏡
（TEM）写真をとった（図１）。次に、実験Ｉ、試験９
の試験片を同様に作製し、得られたTEMは図２に示され
る通りである。図１と図２の比較から、慣用的に冷却さ
れた材料（図１）におけるラメラは図２に示されるもの
（急冷された試験片）よりも著しく大きいことが分か
る。TEMにより10,000倍に拡大し、写真の引き伸ばしに
よりさらに2.5倍拡大した。もとの写真の直接測定によ
って、慣用的に冷却された材料のラメラは大多数が一貫
して長さが10mmより長く（これは図１上での長さであ
り、実際の長さは一貫して400Åを超える）、往々にし
て20mm（実際の長さは800Å）より長いことが示され、
一方、急冷された材料の写真像では、ラメラが典型的に
は長さ10mm未満（これは図２上での長さであり、実際の
長さは典型的には400Å未満である）であり、往々にし
て４〜7mm（実際の長さは160Å〜280Å）であることが
示された（ラメラの実際の長さは2.5×104のファクター
の分小さい）。従って、急冷では、結晶化に要する時間
が最低限に抑えられることによって、通常の冷却又は徐
冷と比較し、より小さいラメラを有する材料が生じる。
他の材料も、慣用的な手段又は徐冷により冷却された場
合に、独特のラメラの大きさを有することができる。急
冷によって、これらのラメラの大きさは通常半分に減少
する。
一部を濃クロロスルホン酸に室温で２時間暴露した。こ
の処理された試料の小片を次にエポキシで包埋し、室温
でマイクロトームにより薄片を得た。透過型電子顕微鏡
（TEM）写真をとった（図１）。次に、実験Ｉ、試験９
の試験片を同様に作製し、得られたTEMは図２に示され
る通りである。図１と図２の比較から、慣用的に冷却さ
れた材料（図１）におけるラメラは図２に示されるもの
（急冷された試験片）よりも著しく大きいことが分か
る。TEMにより10,000倍に拡大し、写真の引き伸ばしに
よりさらに2.5倍拡大した。もとの写真の直接測定によ
って、慣用的に冷却された材料のラメラは大多数が一貫
して長さが10mmより長く（これは図１上での長さであ
り、実際の長さは一貫して400Åを超える）、往々にし
て20mm（実際の長さは800Å）より長いことが示され、
一方、急冷された材料の写真像では、ラメラが典型的に
は長さ10mm未満（これは図２上での長さであり、実際の
長さは典型的には400Å未満である）であり、往々にし
て４〜7mm（実際の長さは160Å〜280Å）であることが
示された（ラメラの実際の長さは2.5×104のファクター
の分小さい）。従って、急冷では、結晶化に要する時間
が最低限に抑えられることによって、通常の冷却又は徐
冷と比較し、より小さいラメラを有する材料が生じる。
他の材料も、慣用的な手段又は徐冷により冷却された場
合に、独特のラメラの大きさを有することができる。急
冷によって、これらのラメラの大きさは通常半分に減少
する。
ここに記載の実施例では、慣用的な成形技術とダイ全
体及び成形された部材又はそれらの部分の急冷とを使用
した。より有効な全体的急冷及び選ばれた成形面の急冷
が確実に達成されるように、代わりの技術が使用されて
もよい。そのような方法の１つは、冷却が望ましいダイ
の部分内にラビリンス冷却路を備えることである。この
方法を使用すると、成形工程の終盤にラビリンスを通じ
て種々の冷却用流体をポンプ輸送することができ、それ
によって冷却速度を高めかつ調節し、得られる機械的特
性を高めかつ調節することができる。この方法におい
て、プレス工程の終盤にダイとプレスの熱盤との間に絶
縁体を挿入することができ、そして成形圧力を回復した
後、冷却用流体をラビリンス内で循環させ、望ましい急
冷を達成することができる。より均一な特性が望ましい
場合には、熱伝達速度を高めるために試験片にかかる圧
力を保ちながらダイの全表面を冷却することができる。
代わりに、成形ダイ又はそれらの部分は、流体を循環さ
せることにより加熱及び冷却されても、又は電流により
加熱され、そして循環する流体により冷却されてもよ
い。
体及び成形された部材又はそれらの部分の急冷とを使用
した。より有効な全体的急冷及び選ばれた成形面の急冷
が確実に達成されるように、代わりの技術が使用されて
もよい。そのような方法の１つは、冷却が望ましいダイ
の部分内にラビリンス冷却路を備えることである。この
方法を使用すると、成形工程の終盤にラビリンスを通じ
て種々の冷却用流体をポンプ輸送することができ、それ
によって冷却速度を高めかつ調節し、得られる機械的特
性を高めかつ調節することができる。この方法におい
て、プレス工程の終盤にダイとプレスの熱盤との間に絶
縁体を挿入することができ、そして成形圧力を回復した
後、冷却用流体をラビリンス内で循環させ、望ましい急
冷を達成することができる。より均一な特性が望ましい
場合には、熱伝達速度を高めるために試験片にかかる圧
力を保ちながらダイの全表面を冷却することができる。
代わりに、成形ダイ又はそれらの部分は、流体を循環さ
せることにより加熱及び冷却されても、又は電流により
加熱され、そして循環する流体により冷却されてもよ
い。
代わりに、その一部のみが低弾性率材料を含む構造物
を製造することが望ましい。例えば、金属基材を使用せ
ずに、完全にUHMWPEから脛骨部材を製造する場合にあて
はまる。補綴用部材の軸は、骨への荷重の伝達が強めら
れるように好ましくはより高い弾性率を有し、一方、部
材の支持面は、接触応力が最低限になり、そのゆえに摩
耗寿命が最大限になるようにより低い弾性率を有する。
を製造することが望ましい。例えば、金属基材を使用せ
ずに、完全にUHMWPEから脛骨部材を製造する場合にあて
はまる。補綴用部材の軸は、骨への荷重の伝達が強めら
れるように好ましくはより高い弾性率を有し、一方、部
材の支持面は、接触応力が最低限になり、そのゆえに摩
耗寿命が最大限になるようにより低い弾性率を有する。
記載した特定の実施例では413 GUR、415 GUR、4150 G
UR及び1900のUHMWPE樹脂を使用したが、他の樹脂が使用
されてもよい。本発明の方法は、概して、エチレンのコ
ポリマー、分枝状のポリエチレン、ポリエステル、アイ
オノマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド及
びポリイミドを含む他の高分子量半結晶性ポリマーにも
適用できる。しかしながらこれらのポリマーに限定され
るわけではない。本発明の方法は、UHMWPE樹脂の混合物
及びUHMWPE樹脂と混和性の程度が高い他の高分子量半結
晶性との混合物にも適用することができる。
UR及び1900のUHMWPE樹脂を使用したが、他の樹脂が使用
されてもよい。本発明の方法は、概して、エチレンのコ
ポリマー、分枝状のポリエチレン、ポリエステル、アイ
オノマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド及
びポリイミドを含む他の高分子量半結晶性ポリマーにも
適用できる。しかしながらこれらのポリマーに限定され
るわけではない。本発明の方法は、UHMWPE樹脂の混合物
及びUHMWPE樹脂と混和性の程度が高い他の高分子量半結
晶性との混合物にも適用することができる。
本発明はそのより広い態様で本明細書に記載した特定
の態様に限定されず、本発明の原理から離れずかつその
主たる利点を犠牲にせずに請求の範囲内において変更が
加えられてよいことは当業者に理解されるであろう。
の態様に限定されず、本発明の原理から離れずかつその
主たる利点を犠牲にせずに請求の範囲内において変更が
加えられてよいことは当業者に理解されるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リ，ステファン アメリカ合衆国，ニュー ジャージー 08648，ローレンスビル，バンフ ドラ イブ 20 (56)参考文献 特開 昭53−17660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−280605（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−254883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−163935（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−502028（ＪＰ，Ａ) 米国特許3944536（ＵＳ，Ａ) 独国特許出願公開2425396（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 43/02 - 43/08 B29C 43/32 - 43/42 B29C 43/52 - 43/58 C08F 10/02 C08L 23/02 - 23/06
Claims (29)
- 【請求項１】約500MPa〜約800MPaの間の弾性率を示す超
高分子量ポリエチレン成形品の製造方法であって、以下
の工程： （ａ）金型に粉末の超高分子量ポリエチレンを充填する
工程； （ｂ）金型にピストンでふたをする工程； （ｃ）金型及びその内容物に約2.5MPa〜約15MPaの間の
圧力を加えると同時に金型を約140℃〜約225℃の間の温
度に昇温させる工程； （ｄ）圧力及び温度を工程（ｃ）において選ばれたのと
実質的に同じ圧力及び温度に約５分間〜約25分間保つ工
程であって、前記の選ばれた時間が成形品の厚さに依存
するものであって、前記の選ばれた温度で金型内容物を
平衡状態にさせるのに必要な時間である工程；並びに （ｅ）金型を成形圧力若しくは成形圧力未満で保ちなが
ら又は外部から加わる圧力の不在下で保ちながら、成形
品の全体又は一部の温度を約４℃／分〜約175℃／分の
間の速度で下げる工程であって、成形品の温度を下げる
ことが、その成形品を水若しくは空気のような適切な冷
却用流体に接触させることにより直接冷却するか又は金
型を冷却することにより達成される工程； を含む方法。 - 【請求項２】工程（ａ）において粉末が加えられる時に
金型の温度が高温である請求項１記載の方法。 - 【請求項３】工程（ｃ）において温度範囲が約165℃〜
約225℃であり、圧力が約5MPa〜約12.5MPaの間である請
求項１記載の方法。 - 【請求項４】工程（ａ）において粉末が加えられる時に
金型が高温である請求項３記載の方法。 - 【請求項５】工程（ｃ）において温度範囲が約195℃〜
約215℃であり、圧力が約7.5MPa〜約10MPaの間である請
求項１記載の方法。 - 【請求項６】工程（ａ）において粉末が加えられる時に
金型が高温である請求項５記載の方法。 - 【請求項７】約500MPa〜約800MPaの間の弾性率を示す超
高分子量ポリエチレン成形品であって、 （ａ）金型に粉末の超高分子量ポリエチレンを充填する
工程； （ｂ）金型にピストンでふたをする工程； （ｃ）金型及びその内容物に約2.5MPa〜約15MPaの間の
圧力を加えると同時に金型を約140℃〜約225℃の間の温
度に昇温させる工程； （ｄ）圧力及び温度を工程（ｃ）において選ばれたのと
実質的に同じ圧力及び温度に約５分間〜約25分間保つ工
程であって、前記の選ばれた時間が成形品の厚さに依存
するものであって、前記の選ばれた温度で金型内容物を
平衡状態にさせるのに必要な時間である工程；並びに （ｅ）金型を成形圧力若しくは成形圧力未満で保ちなが
ら又は外部から加わる圧力の不在下で保ちながら、成形
品の全体又は一部の温度を約４℃／分〜約175℃／分の
間の速度で下げる工程であって、成形品の温度を下げる
ことが、その成形品を水若しくは空気のような適切な冷
却用流体に接触させることにより直接冷却するか又は金
型を冷却することにより達成される工程； を含む方法により形成される超高分子量ポリエチレン成
形品。 - 【請求項８】工程（ａ）において粉末が加えられる時に
金型が高温である請求項７記載の方法により得られる成
形品。 - 【請求項９】工程（ｃ）において温度範囲が約165℃〜
約225℃であり、圧力が約5MPa〜約12.5MPaの間である請
求項７記載の方法により得られる成形品。 - 【請求項１０】工程（ａ）において粉末が加えられる時
に金型が高温である請求項９記載の方法により得られる
成形品。 - 【請求項１１】工程（ｃ）において温度範囲が約195℃
〜約215℃であり、圧力が約7.5MPa〜約10MPaの間である
請求項７記載の方法により得られる成形品。 - 【請求項１２】工程（ａ）において粉末が加えられる時
に金型が高温である請求項11記載の方法により得られる
成形品。 - 【請求項１３】工程（ｅ）における成形品の温度下降速
度が約175℃／分である請求項1,3および５のいずれか１
項に記載の方法。 - 【請求項１４】工程（ｅ）における成形品の温度下降速
度が約175℃／分である請求項7,9および11のいずれか１
項に記載の方法により得られる成形品。 - 【請求項１５】約500MPa〜約800MPaの間の弾性率を示す
成形品の製造方法であって、以下の工程： （ａ）高温及び加圧下で超高分子量ポリエチレンを成形
する工程；及び （ｂ）約４℃／分〜約175℃／分の間の速度で成形品の
少なくとも一部を冷却して約500MPa〜約800MPaの間の弾
性率を示す成形品を形成する工程； を含む方法。 - 【請求項１６】前記冷却工程が成形品を成形圧力に保ち
ながら行われる請求項15記載の方法。 - 【請求項１７】前記冷却工程が成形品を成形圧力未満の
圧力に保ちながら行われる請求項15記載の方法。 - 【請求項１８】前記冷却工程が成形品を外部から加わる
圧力の不在下で保ちながら行われる請求項15記載の方
法。 - 【請求項１９】前記冷却工程が成形品を冷却用流体に直
接接触させることにより行われる請求項15記載の方法。 - 【請求項２０】前記冷却用流体が水又は空気である請求
項19記載の方法。 - 【請求項２１】前記冷却工程が、前記成形品が含まれて
いる金型に冷却用流体を通すことによる間接冷却を伴う
請求項19記載の方法。 - 【請求項２２】前記冷却速度が約10℃／分〜約175℃／
分の間である請求項15記載の方法。 - 【請求項２３】前記冷却速度が約10℃／分である請求項
15記載の方法。 - 【請求項２４】前記冷却速度が約175℃／分である請求
項15記載の方法。 - 【請求項２５】約500MPa〜約800MPaの間の弾性率を示す
成形品の製造方法であって、 （ａ）超高分子量ポリエチレンを平衡状態にして成形品
を形成するのに十分な時間、2.5〜15MPaの圧力下高温で
超高分子量ポリエチレンを成形する工程；及び （ｂ）成形品の少なくとも一部を急冷して約500MPa〜約
800MPaの間の弾性率を示す成形品を形成する工程； を含む方法。 - 【請求項２６】約500MPa〜約800MPaの間の弾性率を示す
成形品の製造方法であって、 （ａ）2.5〜15MPaの間の圧力下高温で超高分子量ポリエ
チレンを成形する工程； （ｂ）工程（ａ）の圧力及び温度を約５〜25分間保って
前記超高分子量ポリエチレンを平衡状態にし、成形品を
形成する工程；及び （ｃ）工程（ｂ）の成形品を急冷して約500MPa〜約800M
Paの間の弾性率を示す成形品を形成する工程； を含む方法。 - 【請求項２７】約500MPa〜約800MPaの間の弾性率を示す
成形品の製造方法であって、 （ａ）加圧下高温で超高分子量ポリエチレンを成形する
工程； （ｂ）工程（ａ）の圧力及び温度を約５〜25分間保って
前記超高分子量ポリエチレンを平衡状態にし、成形品を
形成する工程； （ｃ）工程（ｂ）の成形品を急冷して約500MPa〜約800M
Paの間の弾性率を示す成形品を形成する工程； を含む方法。 - 【請求項２８】前記急冷が約４℃／分〜約175℃／分の
速度で行われる請求項27記載の方法。 - 【請求項２９】約500MPa〜約800MPaの間の弾性率を示す
超高分子量ポリエチレンを含む成形品であって、 （ａ）高温及び加圧下で超高分子量ポリエチレンを成形
する工程；及び （ｂ）約４℃／分〜約175℃／分の間の速度で成形品の
少なくとも一部を急冷する工程； を含む方法により形成される成形品。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/602,878 US5721334A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Process for producing ultra-high molecular weight low modulus polyethylene shaped articles via controlled pressure and temperature and compositions and articles produced therefrom |
| US08/602,878 | 1996-02-16 | ||
| US602,878 | 1996-02-16 | ||
| PCT/US1997/001913 WO1997029895A1 (en) | 1996-02-16 | 1997-02-05 | Process for producing ultra-high molecular weight low modulus polyethylene shaped articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11513943A JPH11513943A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3249532B2 true JP3249532B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=24413144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52939597A Expired - Fee Related JP3249532B2 (ja) | 1996-02-16 | 1997-02-05 | 超高分子量低弾性率ポリエチレン成形品の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5721334A (ja) |
| EP (1) | EP0880433B1 (ja) |
| JP (1) | JP3249532B2 (ja) |
| KR (1) | KR19990082650A (ja) |
| CN (1) | CN1211211A (ja) |
| AT (1) | ATE227201T1 (ja) |
| AU (1) | AU1858397A (ja) |
| BR (1) | BR9710643A (ja) |
| CA (1) | CA2246030C (ja) |
| DE (1) | DE69716881T2 (ja) |
| IL (1) | IL125784A0 (ja) |
| WO (1) | WO1997029895A1 (ja) |
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| CA2260241C (en) * | 1996-07-09 | 2010-09-14 | The Orthopaedic Hospital | Crosslinking of polyethylene for low wear using radiation and thermal treatments |
| US6132657A (en) * | 1998-06-29 | 2000-10-17 | Polyeitan Composites Ltd. | Process for producing polymeric materials |
| GB9907843D0 (en) | 1999-04-06 | 1999-06-02 | Connor John J O | Compression moulding |
| US6121413A (en) * | 1999-04-30 | 2000-09-19 | Burstein; Albert H. | Heat treatment of ultra high molecular weight polyethylene |
| US6794423B1 (en) * | 1999-07-30 | 2004-09-21 | Stephen Li | Fracture-resistant, cross-linked ultra high molecular weight polyethylene shaped material and articles made therefrom |
| ATE418933T1 (de) * | 2000-04-27 | 2009-01-15 | Orthopaedic Hospital | Oxidationsbeständige und abriebfeste polyethylene fur menschlichen gelenkersatz und verfahren zu deren herstellung |
| US6503439B1 (en) | 2000-06-15 | 2003-01-07 | Albert H. Burstein | Process for forming shaped articles of ultra high molecular weight polyethylene suitable for use as a prosthetic device or a component thereof |
| US20050035481A1 (en) * | 2001-10-12 | 2005-02-17 | Sanjay Rastogi | Process to sinter ultra high molecular weight polyethylene |
| CN100480025C (zh) | 2002-01-29 | 2009-04-22 | 普乐士整形术公司 | 烧结超高分子量聚乙烯 |
| US20040110853A1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-06-10 | Wang Louis Chun | Process for preparing molded porous articles and the porous articles prepared therefrom |
| US20040048958A1 (en) * | 2002-09-06 | 2004-03-11 | Didier David A. | High temperature ultra high molecular weight polyethylene |
| US6846869B2 (en) * | 2003-02-07 | 2005-01-25 | Ticona Llc | Method for making articles by cold compaction molding and the molded articles prepared thereby |
| ATE385889T1 (de) * | 2003-06-26 | 2008-03-15 | Stichting Dutch Polymer Inst | Verfahren zur herstellung eines formteils aus einem ultrahochmolekularen polyethylen |
| US7214764B2 (en) * | 2003-06-30 | 2007-05-08 | Depuy Products, Inc. | Free radical quench process for irradiated ultrahigh molecular weight polyethylene |
| US7205051B2 (en) * | 2003-09-30 | 2007-04-17 | Depuy Products, Inc. | Medical implant or medical implant part |
| US7335697B2 (en) | 2004-12-23 | 2008-02-26 | Depuy Products, Inc. | Polymer composition comprising cross-linked polyethylene and methods for making the same |
| US7435372B2 (en) * | 2005-03-31 | 2008-10-14 | Zimmer, Inc. | Liquid bath annealing of polymers for orthopaedic implants |
| EP2277561B1 (en) * | 2005-08-18 | 2012-09-19 | Zimmer GmbH | Ultra high molecular weight polyethylene articles and methods of forming ultra high molecular weight polyethylene articles |
| US8343230B2 (en) * | 2005-09-22 | 2013-01-01 | Depuy Products, Inc. | Orthopaedic bearing material |
| US20070077268A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Depuy Products, Inc. | Hydrophobic carrier modified implants for beneficial agent delivery |
| US7812098B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-10-12 | Depuy Products, Inc. | Bearing material of medical implant having reduced wear rate and method for reducing wear rate |
| EP1891987B1 (en) * | 2006-08-25 | 2010-09-22 | DePuy Products, Inc. | Medical implant bearing material |
| EP2460636A1 (en) * | 2006-10-30 | 2012-06-06 | Smith & Nephew Orthopaedics AG | Processes comprising crosslinking polyethylene or using crosslinked polyethylene |
| US8664290B2 (en) | 2007-04-10 | 2014-03-04 | Zimmer, Inc. | Antioxidant stabilized crosslinked ultra-high molecular weight polyethylene for medical device applications |
| EP2150285B1 (en) | 2007-04-10 | 2012-02-08 | Zimmer, Inc. | An antioxidant stabilized crosslinked ultra-high molecular weight polyethylene for medical device applications |
| US7740779B2 (en) * | 2007-04-13 | 2010-06-22 | Bae Systems Tensylon H.P.M., Inc | Multiple calender process for forming non-fibrous high modulus ultra high molecular weight polyethylene tape |
| EP2249887B1 (en) * | 2008-01-30 | 2017-06-21 | Zimmer, Inc. | Othopedic component of low stiffness |
| EA201101538A1 (ru) * | 2009-04-23 | 2012-04-30 | ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. | Прессованный лист |
| CN102580159A (zh) * | 2012-03-13 | 2012-07-18 | 中国矿业大学 | 一种自增强超高分子量聚乙烯髋关节臼的制备工艺 |
| CN103381640B (zh) * | 2012-05-03 | 2017-12-05 | 上海市纺织科学研究院 | 一种耐高温芳砜纶板材的制备方法 |
| WO2014091501A1 (en) | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Reliance Industries Limited | Easily processable ultrahigh molecular weight polyethylene and a process for preparation thereof |
| FR3006936B1 (fr) * | 2013-06-12 | 2015-07-03 | Ct Tech Des Ind Mecaniques | Procede et ensemble de production d'une piece mecanique par frittage d'un materiau pulverulent |
| US9708467B2 (en) | 2013-10-01 | 2017-07-18 | Zimmer, Inc. | Polymer compositions comprising one or more protected antioxidants |
| US10184031B2 (en) | 2014-03-12 | 2019-01-22 | Zimmer, Inc. | Melt-stabilized ultra high molecular weight polyethylene and method of making the same |
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| JP6357820B2 (ja) * | 2014-03-17 | 2018-07-18 | 東ソー株式会社 | 超高分子量ポリエチレン製切削薄膜 |
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| CN104985737A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-10-21 | 曲阜市海华高科技有限公司 | 一种无纬超高分子量聚乙烯薄膜的制作方法 |
| CN105216192B (zh) * | 2015-09-07 | 2018-03-27 | 上海斯瑞科技有限公司 | 一种防弹头盔及其制备方法 |
| US11757561B2 (en) * | 2017-01-10 | 2023-09-12 | AIRSHARE, Inc. | System and method for intercepting unmanned aerial vehicles |
| JP6705467B2 (ja) * | 2018-04-16 | 2020-06-03 | 東ソー株式会社 | 超高分子量ポリエチレン製圧縮成形体 |
| DE102020131262A1 (de) | 2020-11-25 | 2022-05-25 | Fabian Duttenhoefer | Verfahren zur Herstellung eines Knochenersatzimplantats |
| EP4387822A1 (en) * | 2021-08-17 | 2024-06-26 | SABIC Global Technologies B.V. | Process for the production of shaped objects of ultra-high molecular weight polyethylenes |
| CN114347501A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-15 | 南方科技大学 | 热塑性聚合物材料及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3847888A (en) * | 1972-12-01 | 1974-11-12 | Allied Chem | Ultra-high molecular weight polyethylene molding powder and molding process |
| US3944536A (en) * | 1973-06-18 | 1976-03-16 | E. I. Du Pont De Nemours & Company | Exceptionally rigid and tough ultrahigh molecular weight linear polyethylene |
| DE2634537C3 (de) * | 1976-07-31 | 1980-08-14 | Ruhrchemie Ag, 4200 Oberhausen | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polyolefinen mit Molekulargewichten von mindestens 1 Million |
| US4348350A (en) * | 1980-09-26 | 1982-09-07 | Michigan Molecular Institute | Ultra-drawing crystalline polymers under high pressure |
| EP0115192B2 (en) * | 1982-12-28 | 1992-07-22 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Process for producing stretched filaments of ultrahigh-molecular-weight polyethylene |
| US4587163A (en) * | 1984-03-06 | 1986-05-06 | Zachariades Anagnostis E | Preparation of ultra high molecular weight polyethylene morphologies of totally fused particles with superior mechanical performance |
| US4820466A (en) * | 1985-01-31 | 1989-04-11 | Zachariades Anagnostis E | Process for obtaining ultra-high modulus products |
| IN170335B (ja) * | 1986-10-31 | 1992-03-14 | Dyneema Vof | |
| US4925880A (en) * | 1988-03-28 | 1990-05-15 | Hoechst Celanese Corporation | Composition and process for making porous articles from ultra high molecular weight polyethylene |
| US4879081A (en) * | 1988-07-15 | 1989-11-07 | Eastman Kodak Company | Process of making fused, oriented-grain polymeric materials |
| US5478906A (en) * | 1988-12-02 | 1995-12-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ultrahigh molecular weight linear polyethylene and articles thereof |
| CA2015506C (en) * | 1989-05-02 | 1995-06-06 | Seizo Kobayashi | Method for continuous preparation of polyethylene material having high strength and high modulus of elasticity |
| JPH0649091B2 (ja) * | 1990-01-19 | 1994-06-29 | ヤマハ株式会社 | スキー用ソール材およびその製法 |
| NL9001745A (nl) * | 1990-08-01 | 1992-03-02 | Stamicarbon | Oplossing van ultra-hoog moleculair polyetheen. |
| US5292584A (en) * | 1991-04-11 | 1994-03-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ultrahigh molecular weight polyethylene and lightly-filled composites thereof |
| US5382643A (en) * | 1992-06-23 | 1995-01-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Annealed linear high density polyethylene and preparation thereof |
| US5468842A (en) * | 1992-06-23 | 1995-11-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Annealed linear high density polyethylene and preparation thereof |
| DE4241757A1 (de) * | 1992-12-11 | 1994-06-16 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus ultrahochmolekularem Polyethylen |
| US5505984A (en) * | 1993-01-21 | 1996-04-09 | England; Garry L. | Method for forming biocompatible components using an isostatic press |
| DE4341497A1 (de) * | 1993-12-06 | 1995-06-08 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung poröser Formkörper |
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