JPH0250817A - プラスチック連続体の製造方法および装置 - Google Patents

プラスチック連続体の製造方法および装置

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JPH0250817A
JPH0250817A JP1142019A JP14201989A JPH0250817A JP H0250817 A JPH0250817 A JP H0250817A JP 1142019 A JP1142019 A JP 1142019A JP 14201989 A JP14201989 A JP 14201989A JP H0250817 A JPH0250817 A JP H0250817A
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コーネリス・ウィルヘルムス・マリア・バスティアンセン
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ヘンリカス・エドゥアルド・ヒューバータス・メイヤー
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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】 発明の分野 本発明はシシカバブ(shish kebab)形態を
有するプラスチック連続体の製造方法および装置に関す
る。
発明の背景 シシカバブ形態を有するフィラメントのようなプラスチ
ック連続体は欧州特許公開明細書EPA−151343
号により公知である。該連続体の形態は、ダイアプロー
チ内でポリオレフィンが自然に凝固する温度より数℃高
い温度を与えて、3X105〜10°g1モルの重量平
均分子量を有するポリオレフィンを押し出すことにより
得られる。
公知の方法の欠点は、ダイアブローチ内の温度を要求限
界内に保持することが難しく、実際に製造できる連続体
の製造速度がかなり遅いことである。また、その方法は
フィルムの製造にあまり適さない。
発明の開示 本発明の目的は前記欠点がなく、さらにテープおよびフ
ィルムの製造に適した連続体の製造方法および装置を提
供することである。これは、比較的高い重量平均分子量
(MW)を有する特定の種類の溶融体のプラスチックを
連続品に変換し、この連続品を未配向プラスチックの溶
融温度(Tm)と、より高温度(Tc)の間の温度で延
伸し、延伸速度が、通常の条件下での鎖状分子のりラク
ゼーションの速度より速い速度(Ve)と、それより高
いが、溶融体が通常の条件下で弾性挙動を示し始める程
は速くない速度の間にあって、応力を加えながら延伸さ
れた製品を連続体に急冷することにより実施される。
欧州特許公開明細書EP−A151343号には、ンン
カバブ形態が意味すること、および高強度を得るために
どのような条件が要求されるかについて広範に記載され
ている。さらにエルセビーア・アプライド・サイエンス
(Elsevier AppliedScience)
、ロンドンおよびニコーヨーク(Londonand 
Ne’w York)、1987により刊行されたアイ
・エム・ワード(1,M、Ward)により著述された
書籍「配向されたポリマー−1の開発」により引用でき
る。
シシカバブ形態は、鎖に沿って存在しかつ屈曲分子鎖の
板状結晶から構成される[カバブ(kababs)Jと
呼ばれる全面成長(overgrowth)を有する[
シシ(shisi)Jと呼ばれる幾つかの伸長されたポ
リマー分子から構成されるコアによって特徴ずけられる
[ラメラ(lamel 1ae)Jとも呼ばれる板状結
晶はコアを包囲し、該コアに関して角を成して配置され
ている。成形体において、該コアは互いに平行でかつ密
接しているため、片方のコアのラメラは他方のコアのラ
メラと重なっている。
もし溶融体の温度(Tc)が高くなりすぎると、未配向
分子鎖の溶融体から形成できる溶融体のシシカバブは延
伸工程の間に消失する。この温度は欧州特許公開明細書
EP=A−151343号により公知の成形品の溶融曲
線により、各ポリマーについて決定した。レプリカを用
いての電子顕微鏡による組織検査も好適な方法である。
延伸温度は、このようにして判明した温度Tcを越える
べきではない。
延伸速度にもは特別の注意を払う必要がある。
ここで、延伸速度とは延伸比(ラムダ)を、延伸を行う
のに必要な時間(秒)で除したちである。ここで、延伸
速度(ラムダ)とは比L / L o (L oは初期
の長さ、■、は延伸後の長さ)である。延伸の間に2つ
の相反する現象が生じる。分子鎖は延伸力の影響下で伸
長されるため、延伸力の方向に平行に配列され、一方、
この現象は、該分子鎖をコイル状の不規則な状態に戻す
傾向にあるいわゆるリラクゼーション(relaxat
ion)により平衡する。該リラクゼーションはある速
度で進行するため、延伸速度はりラクゼーション速度よ
りも速くなければならない。これらの速度があるがまま
に互いに相殺する点および対応する延伸速度は経験的に
容易に決定できる:すなわち、低いMwを有するポリマ
ーについては固体のほうが液体よりも速く、それは高い
Mwを存するポリマーよりも速い。
延伸速度はあまり速すぎてはいけない。なぜならば、そ
うでないと溶融体は弾性的に反応し、切断するからであ
る。かくして、延伸速度は経験的に容易に決定できる。
通常より高いEモジコラスおよび引張強度を達成するた
め、重量平均分子量MWは適当な限界内で選択されるべ
きである。Mwか小さずぎると、溶融体中でシンカバブ
形態が全く形成しないか、あるいは、ノンとカバブの比
が小さずぎるかまたはコアが離れすぎるシンカバブ形態
が形成されるため、ラメラは互いに重ならない。逆にM
wが大きすぎると、処理中、例えば押出機に問題が生じ
る。ここで当業者らは経験的な返りを用いる。
技術的な見地からすると、広範な分子量分布を有するポ
リマーを用いると、ワラクゼーンヨン速度ど延伸速度が
互いに相殺する機会が多くなる。
なぜならば、このようなポリマーは広範なりラクゼーシ
ョン・スペクトルを有するからである。
部のポリマーは常にノン形態をとる。
急冷することにより、延伸量において得られたシンカパ
ブ形態が応力下で凍結され、該延伸量は高Eモンユラス
および高引張強度を有するフィルムまた(」フィラメン
トとして形成される。
本発明は、特にコポリオレフィン、例えば、幾つかのホ
モポリマー、コポリマーまたは2つ以上のコポリマーに
適用できる。
単純な分子構造であるため、プラスデックは好ましくは
400,000〜I 、500,000g1モル、好ま
しくは500,000〜1.200 000g1モル、
さらに好ましくは800 000〜1ooo、oooの
Mwを有するポリエチレンから構成される。
本明細書中のポリエチレンとして、3つ以上の炭素原子
を有するアルケン−Iを多くとも3重量%含有するエヂ
レンのコポリマーが挙げられる。
400.000〜1,000,000g1モルのMwを
有するポリエチレンの場合、延伸温度は好ましくは13
0〜160℃、特に好ましくは140〜160℃である
。その他のポリマーに対しては、これらの限界は変更で
きる。400,000−1,000,000g1モルの
Mwを有するポリエヂレンの場合、延伸速度は好ましく
は0.1〜10sec=、さらに好ましくは0 、5−
55ec−’である。
本発明は、また、押出機と、少なくとも供給ロール、引
取ロールおよびその間にある加熱炉から構成される下流
延伸装置とからなる本発明を実施するための装置に関す
る。該装置は、押出機と供給ロールの間に、押出物をプ
ラスチックの押出し温度と溶融温度の間の温度に冷却す
るための冷却装置が配置され、1つ以上の供給ロールが
加熱ロールであり、延伸体を急冷するために加熱炉と弓
取ロールの間に手段を設けたことにより特徴ずけられる
上手に設計された装置により、延伸中の押出物の温度の
制御が可能である。押出温度によって、冷却装置内の温
度を制御することにより、もはや押出工程の温度に関係
なく延伸工程を実施できる。
冷却装置は液体または気体により制御できる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例 そのMw、 Mn(数平均分子量)およびMw/Mw比
並びにその製造者とともに第1表に示したように、多数
のポリエチレン・グレードを試験に用いた。
温度+ 4.5°Cで15分間、圧縮成形し、ついで冷
水中で急冷することにより、厚さ0 、5 mmのポリ
エチレン反応体粉末の試料を作製した。該試料から試験
片を切り出し、溶融温度以上、延伸速度5sec−’で
最大延伸し、ついで応力状態下で冷却した。
インストロン引張試験機により、速度1mm/分で長さ
l0cmの試験片について、引張モノユラスを測定した
。ポリエチレン密度0.97に基づいて該試験片の重量
から断面積を計算した。
第2表は、延伸温度、延伸比および第1表の各ポリエチ
レンについて測定した強度特性を示す。
第1表および第2表から明らかなように、Mw400.
000未満では、高延伸比でも良好な機械的特性を得る
ことができなかった。Mwl、00o、ooo以上ては
ポリエチレンの処理が困難であるばかりでなく、得られ
た機械的特性はどれも驚く程興味のあるものではなかっ
た。ヒゼックス(Hizex) 2420 Mの引張強
度は僅か0J5GPaであった。
第1図は本発明の装置を示す概略図であり、それにより
本発明方法を実施できる。押出機(1)からのフィラメ
ント、テープまたはフィルム形態の押出物は冷却装置(
2)に供給され、そこで押出物はその溶融温度以下に冷
却される。冷却ロールからの冷却され未配向の押出物は
供給ロール部分に供給され、該供給ロールは、例えば、
供給ロール(4)のみが加熱ロールであり、プラスチッ
クの融点より5〜lO℃下に加熱され、ついで引取ロー
ル (5)により炉(6)を通して連続的に引き抜かれ
る。該炉は押出物を130〜160℃の温度に加熱する
。引取ロール(5)はロール(4)よりも周速か速いた
め、炉内で延伸が生じる。ロール(3)および(4)は
周速か同じである。冷却装置(2)および加熱された供
給ロール(4)により、延伸される押出物を炉内で良好
な温度に制御される。加熱炉(6)と引取ロール(5)
、(7)の間には、応ツノ状態下で延伸体を急冷するた
めの手段が概略的に示されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置を示す概略図である。 図面中の主な符号はつぎのちのを意味する。 1 押出機、2・・冷却装置、4・供給ロール、5・引
取ロール、6 ・加熱炉。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)比較的高い重量平均分子量(Mw)を有する溶融
    体のプラスチックを連続品に変換し、この連続品を未配
    向プラスチックの溶融温度(Tm)と、より高温度(T
    c)の間の温度で延伸し、延伸速度が、通常の条件下で
    の鎖状分子のリラクゼーションの速度より速い速度(V
    e)と、それより高いが、溶融体が通常の条件下で弾性
    挙動を示し始める程は速くない速度の間にあって、応力
    を加えながら延伸された製品を連続体に急冷することを
    特徴とするシシカバブ形態を有するプラスチック連続体
    の製造方法。
  2. (2)プラスチックが400,000〜 1,500,000g/モルのMwを有するポリエチレ
    ンである請求項(1)記載の方法。
  3. (3)プラスチックが500,000〜 1,200,000g/モルのMwを有するポリエチレ
    ンである請求項(1)記載の方法。
  4. (4)プラスチックが800,000〜 1,000,000g/モルのMwを有するポリエチレ
    ンである請求項(1)記載の方法。
  5. (5)130℃〜160℃の温度で延伸を行う請求項(
    1)〜(4)いずれか1項記載の方法。
  6. (6)延伸速度が0.1〜10sec^−^1である請
    求項(1)〜(5)いずれか1項記載の方法。
  7. (7)延伸速度が0.5〜5sec^−^1である請求
    項(1)〜(6)いずれか1項記載の方法。
  8. (8)押出機と、少なくとも供給ロール、引取ロールお
    よびその間にある加熱炉から構成される下流延伸装置と
    からなり、押出機と1つ以上の供給ロールの間に冷却装
    置が配置され、片方の供給ロールが加熱ロールであり、
    急冷するために加熱炉と引取ロールの間に手段を設けた
    ことを特徴とする請求項(1)〜(7)いずれか1項記
    載の装置。
  9. (9)図面に記載および/または説明した方法および装
    置。
  10. (10)請求項(1)〜(9)いずれか1項により製造
    したプラスチック連続体。
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