JPH02192927A - ポリマー延伸成形体 - Google Patents

ポリマー延伸成形体

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JPH02192927A
JPH02192927A JP1205547A JP20554789A JPH02192927A JP H02192927 A JPH02192927 A JP H02192927A JP 1205547 A JP1205547 A JP 1205547A JP 20554789 A JP20554789 A JP 20554789A JP H02192927 A JPH02192927 A JP H02192927A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリマーの延伸成形体、とくに改良された物理
的性質を有する配向したポリマー(以下配向ポリマーと
称す。)に関する。
ポリマーに固体的変形を生じさせる方法についてはよく
知られている。例えばポリマーをシリンダー中で滑動す
るピストンまI;はラムを用い、融点以下の温度でダイ
スから押出すと、ある配向度を有する押出成形品が得ら
れる。この配向は押出成形品のF1iVc的性質を改良
することになる。更に均一な配向性は静水圧押出によっ
て得ることができ、この場合にはポリマーを静水圧によ
り融点以下の温度でダイスを通して流出せしめればよい
しかしながら、これらの方法では高いヤング率を有する
ポリマーを得るには限界があることが知られている。
6以上の自然延伸比を有する配向可能なポリマーに固体
的変形処理を施すと物理的性質を改良しt;配向性ポリ
マー物質を提供することができる。
本明細書に村いて「固体的変形」と言う語は、ポリマー
を融点以下の温度で加圧下に変形することを意味し、押
出しや圧延などの処理を含むものである。ただし、とく
に静水圧押出の適用が好ましいので、この観点より以下
便宜上これに限定して説明を行うが、他の成形方法、例
えばピストン、ラム、ローリングなども採用し得ること
は当然に理解されるべきである。
本発明はまた最小外寸0.25mm以上、ヤング率3 
X l O”N/m2以上の延伸高密度ポリエチレン物
体を供給するものである。
本発明はさらに最小外寸0.25mm以上、ヤング率I
 X 10”N7m”以上の延伸ポリオキシメチレン物
体を供給する。
本発明は、分子配向が固体的変形によって惹起されるよ
うな全ての半結晶性ポリマーに適用することができる。
実質上直鎖ポリマー、即ちポリマー単位1000個に1
つ以下の分岐を有するポリマーが好ましい。特に高密度
ポリエチレンで良い結果が得られる。
(以下、余白) ことに高督度ポリエチレンとをス、夫質上置穢のエチレ
ンホモポリマーまfcハエチレンヲ重量で少なくとも9
5%含有しているコポリマーであって、@度が0.85
〜1.Of/(−のもの(例えば、遷移金属触媒の存在
下でエチレンを重合させ几もののごとく、プリティッシ
ュ・スタンダード・スベシフィケイションA3412(
1966)にもとづいてMIQした試料を同じくブリテ
ィッシュ・スタンダード・スベシフイケイション&27
82(1970)記載の方法で測定)を言う。
ポリマーの自然延伸比は試料の最初の長さに対するこれ
を自白に延伸して得られる最長の長さの比または延伸前
後の試第1の断面積比のいずれかとして定義できる。高
密度ポリエチレンに対しては、例えば試料を75°C1
90秒間、lQcm/分の割合でインヌトロン引張〆験
機で延伸することにより決められる。ポリマーの自然延
伸比はその重量(以下、余白) 平均分子fi’X1w、数平均分子量Mnおよび最初の
形態に依存する。
ポリマーの重量平均分子量は好ましくは200.000
以下、最も好ましくはs o 、 ooo〜150.0
00.数平均分子量は好ましくは20.000以下、最
も好ましくばs、ooo〜15.000である。更にポ
リマーが比較的狭い分子量分布を有し、かつM n )
 l 04のときMw/M nが8以下、好ましくば6
以下であり−Mn<10’のとき’[w/Mnが20以
下、好ましくは1532L下であるのがよい。
実際上、重量平均分子量10.lXl0’、数平均分子
量6−2X103のリジデツクス50(Rigidex
 5 Q ;ビー・ビー・ケミカルス・リミテッド製ポ
リエチレン重合体)を用いること番こより卓越した効果
が得られる。なお、本明細書で引用する分子量はゲルパ
ーミエイションクロマトグラフイーで測定したものであ
る。
高密度ポリエチレンにつき、好ましいポリマーはメルト
フロー値が0.1〜16.特に2.5〜7.5のもので
ある。
ポリマーの形態もまた自然延伸比に影響し、実質上断面
を横切って一定の形態を有するポリマーが好ましい。し
かしながら静水圧押出に用いられるビレットの如(断面
が比較的厚いものでは、溶融状態からボ、リマーを冷却
する速度を変えることによっては形態を十分改良するこ
とは不可能である。冷却速度は、一般には物質の厚さと
ポリマーの熱伝導性に依存し、多(の場合0.1〜b分
程度の低速度であってよい。これより速い速度で冷却す
ると、一般には断面を横切って望ましくない不均一な結
晶構造が生ずる。周囲の条件にあわせて、通常の冷却速
度で溶融ポリマーを冷却し、適当な分子量を選定して、
均一な結晶構造を得るのがよい。本発明に使用するに適
した高い自然延伸比を有するポリマーを製造する方法に
は、例えば圧縮成形、溶融鋳造、押出、押出成形などが
包含される。
分子量や熱処理の適当な選定によって非常に高い自然延
伸比を得ることができる。好ましくはポリマーの自然延
伸比は10以上であり、たとえば高密度ポリエチレンの
自然延伸比は20以上、場合によっては38のものも得
られる。
本発明にもとづ(好ましい方法は、例えば静水圧下でダ
イスのオリフィスを通してポリマーを押出すことである
。たとえば棒状押出の場合には、押出機のコニカルダイ
スに対し液密となるようポリマー・ビレットの端を機械
にかける。加圧下水圧流体をビレットの周囲に導入し、
ダイ・オリフィスを通してポリマーを押出し、押出棒を
形成せしめる静水圧は約0.2〜3キロバールの範囲が
好ましい。
押出ポリマーの配回性、即ち物理的性質は、変形比、即
ち押出後の断面積に対する押出前の断面積の比率の増加
にともなって改良されることがわかる。得られる変形比
には限界がある。この限界値に近づくにつれ、付加圧力
に対する押出速度は実用不可能な低い値となる。このよ
うな条件のもとでは、更に圧力を増加しても押出速度は
上昇せず、結局的には生成物が破砕することになろう。
押出速度が経済的でない値まで低下したときの限界変形
比は等方性ポリマーの自然延伸比と関連がある。変形比
が約10まで、適用ポリマーによっては10〜257J
のを使用すると良い結果が得られる。
低い変形比の場合には、押出成形体がダイスのオリフィ
スを出た後、膨張し、変形比を制限すると共に配回度を
低下させる傾回が認められる。この現象は押出成形体に
引張引取力を加えることにより小さくすることができる
。この引張引取力は通常少くとも0.01キロバールで
、押出物の引張強度によってはそれよりかなり大きくて
も良い。
しかしながら変形比が8〜10の範囲以上にポリマーを
押出したときは、膨張は通常上じないし、押出生成物を
まっすぐにしてお(ために使用する以外引張引取は必要
でない。
押出温度は用いるポリマーの種類によって成る程度決定
されるが、一般にはポリマーの融点の(資)℃以内であ
る。高密度ポリエチレンの押出温度は80℃から融点ま
での範囲である。
本発明の方法は一従来得られなかった物理的性質を備え
た配回ポリマーの製造を可能にし、とりわけ、押出断面
で非常に高い伸長率を備えた配回ポリマーを得ることを
可能にする。
例えば本発明労使は、最小外寸2.5層以上、ヤング率
3.5 X 101ON/rr1以上を有する延伸高密
度ポリエチレン物体の!l!1造を可能にする。
本明細書において、ヤング率は伸び率10−3近似伸び
速度3X10  MIN−”、温度21℃において伸び
計にかけたときの割線モジュラスとして定義ざ几る。
本発明によって得られる高モジユラスポリエチレン物体
は通常透明であり、100℃以下の温度での熱安定性を
改良することができる。これらは構造体として用いるこ
とができ、特に管状のものを作るのに適している。
芙形前に粒状または繊維状の充填剤をポリマーに配合す
ることにより押出ポリマーのヤング率を−m改良するこ
ともできる。
下記実施例により本発明を更に具体的に説明する。
実施例1 本実施例は本発明労使に従って高い自然延伸比を有する
ポリエチレンから高い伸長率を有するポリエチレン棒を
製造する場合の例であって、比較のため低い自然延伸比
のポリエチレンから同械の棒を製造する場合を併記する
リジデックス50は次の物理的性質を有する市販の高密
度ポリエチレンである: 密   度                0.96
重量平均分子量       10.1X10’数平均
分子量         6.2X103自然延伸比(
160℃から急冷)  10引張弾性率(EXtent
iOnll 1nOdulu1)1.6X109N/ゴ
(榎池〕 本物質のビレットを圧縮成形し、室温に冷却する。冷機
のビレットの比重は0.973であり、ポリマ、−の自
然延伸比は23である。このビレットをセミアングル1
5°、孔径2.54 rcのダイスにより静水圧1.3
にバール、100’Cで静水圧押出する。引張引取力は
75Nである。
変形比16のものが得られ、押出棒の配回反は復層折率
が0.060、引張弾性率が2.7 X 101ON/
r!eであって等方性材料に比べ約18倍になることが
わかる。
比較のため、次の物理的性質を有する他の市販高密度ポ
リエチレン:ホスタレン(Ho口alen )GURを
用いてこの試験を繰返した: 密   度            0.94重量平均
分子量      3.5−4X106数平均分子量 
      100.000以下自然延伸比     
   4 引張弾性率   1.2X108N/rIe(等方性)
得られた最大反形比5.0、復屈接率0.040、引張
弾性率1.2X108N/−であって、このことは分子
配向度が達成されても自然延伸比が6以下のポリエチレ
ンを用いたのでは剛性において改良されないことを示し
ている。
実施例2 本実施例はポリエチレンポリマーおよびコポリマーから
高い引張弾性率の押出生成物を製造する場合の例である
ポリマーのビレットを溶融鋳造し、0.1〜bビレット
は実施例1に記載の方法で100″C,R)水圧下、0
.0O1as/分の割合で押出す。結果を表1に示す。
自然延伸比は、溶融物から約り℃/分の割合で冷却した
シートから切り取った試料を延伸して測定する。
上表からエチレンホモポリマーは延伸率に非常に高い結
果を与え、エチレンコポリマーリジデツクス2000は
側鎖を有するため低い結果を与えることが理解される。
実施例3 本実施例はポリオキシメチレンポリマーから高い引張弾
性率を有する押出生成物を製造する場合の例である。
二種類のポリメチレンホモポリマー、デルリン(Del
rin)5 Q Qとデルリン150(いずれもデュ・
ボン社製)を200℃で棒状に圧縮成形し、約り℃/分
の割合で冷却する。更にこの棒を機械でビレットとし、
静水圧下、163℃で押出す。
押出速度は0.025CIl/分、ダイスの孔径1.8
順セミアングル151′である。結果を表2に示す。
以下本発明の技術的範囲に包含される具体的な態様を例
示する。
1.6以上の自然延伸比を有する配回可能なポリマーに
固体的菱形処理を施すことを特徴とする配回ポリマーの
製造法。
2、固体的変形処理を静水圧押出によって行う上記1記
載の方法。
3、ポリマーが実質上直鎖のポリマーである上記1また
は2記載の方法。
4、ポリマーとしてビニルポリマーを使用する上記1〜
3記載の方法。
5、ポリマーとじて高密度ポリエチレンを使用する上記
1〜4記載の方法。
6、ポリマーとしてポリオキシメチレンを使用する上記
1〜4記載の方法。
7、ポリマーが重量平均分子量50・000〜150.
000を有する上記1〜6記載の方法。
8、ポリマーが数平均分子量5.ooo〜15.000
を有する上記1〜7記載の方法。
9、ポリマーの数平均分子量(Mn)に対する重量平均
分子m’jllの比力鼾n)10’ のときMy/ h
i n 5以下、Mn(lQ  のときM w /八(
n15以下である上記7〜8記載の方法。
10、ポリマーがメルトフロー値0.1〜16を有する
上記5またば6記載の方法。
11、ポリマーが断面を横切って冥貫上一定の形態を有
する上記1〜10記載の方法。
12、ポリマーを固体的屍形前に、融点以上の温度に加
熱し、次いで0.1〜b 却する上記1〜11記載の方法。
13、ポリマーを圧縮成形、溶融鋳造、押出または押出
成形によって製造する上記12記載の方法。
14、ポリマーが自然延伸比10以上である上記1〜1
3記載の方法。
15、ポリマーが0.2〜3.0キロバールの静水圧下
、ダイス・オリフィスを通して押し出される上記1〜1
4記載の方法。
16、ポリマーが10〜25の変形比を与えるよう変形
される上記1〜15記載の方法。
17、実質上実施例1に記載したごとく操作する上記1
〜16記載の方法。
18、実質上実施例2または3に記載したごとく操作す
る上記1〜16記載の方法。
19、実質上上に記載した如(配回ポリマーを製造する
方法。
20、上記1〜19の方法で製造された配回ポリマー 21、最小外寸0.25−以上、ヤング率3X101O
N/、(以上を膏する延伸高密度ポリエチレン物体。
22、ポリエチレンが重量平均分子fc50・000〜
150,000を有する上記21記載のポリエチレン物
体。
23、ポリエチレンが数平均分子!5.ooO〜15.
000を有する上記21または22記載のポリエチレン
物体。
24、ポリエチレンの数平均分子量(Mn)に対す15
以下である上記21〜23記載のポリエチレン物体。
25、ポリエチレンのメルトフローインデックスが0.
1〜16の上記21〜24記載のポリエチレン物体。
26、最小外寸2.5 m以上、−%’7グ率3.5X
101ON/、4以上を有する上記21〜25に記載の
ポリエチレン物体。
27、実質上、上記に該当するポリエチレン物体。
28、最小外寸0.25碩以上、ヤング率1×101O
N/、(以上を有する延伸ポリオキシメチレン物体。
29、実質上、上記に該当するポリオキシメチレン物体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、重量平均分子量が200,000より小、数平均分
    子量が20,000より小、重量平均分子量@M@wの
    数平均分子量@M@nに対する比率が@M@n>10^
    4のとき@M@w/@M@n<8、@M@≦10^4の
    ときMw/Mn≦20であり、ヤング率が3×10^1
    N/m^2より大である高密度ポリエチレン延伸成形体
JP1205547A 1973-06-28 1989-08-07 ポリマー延伸成形体 Granted JPH02192927A (ja)

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