JPH03260111A - Preparation of ultrahigh molecular weight polypropylene drawn product - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、超高分子量ポリプロピレンを含む樹脂組成物
の延伸成形体を製造する方法に関し、さらに詳しくは、
高強度で破断点伸度が大きく、かつ破断に至るまでのエ
ネルギー吸収量の大きい超高分子量ポリプロピレン延伸
成形体の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a stretched molded article of a resin composition containing ultra-high molecular weight polypropylene, and more specifically,
The present invention relates to a method for producing an ultra-high molecular weight polypropylene stretched molded article that has high strength, a large elongation at break, and a large amount of energy absorption until breaking.
発明の技術的背景
超高分子量ポリエチレンを繊維あるいはテープ等に成形
し、これを延伸することにより、高弾性率および高引張
り強度を有する延伸成形体が得られる゛ことは既に公知
であり、数多くの特許が公開されている。Technical Background of the Invention It is already known that by forming ultra-high molecular weight polyethylene into fibers or tapes, etc. and stretching this, a stretched molded article having high elastic modulus and high tensile strength can be obtained. The patent has been published.
例えば、特開昭58−15.408号公報には、超高分
子量ポリエチレンの希薄溶液を紡糸した後、得られたフ
ィラメントを延伸するという、いわゆるゲル紡糸・超延
伸法に関する方法か示されている。For example, JP-A-58-15.408 discloses a method related to the so-called gel spinning/ultra-stretching method, in which a dilute solution of ultra-high molecular weight polyethylene is spun and then the resulting filaments are stretched. .
また、特開昭58−5,228号公報には、非揮発性冶
岐を用いて超高分子量熱可塑結晶性重合物の希薄溶液を
調製し、これを紡糸することによりキセロゲル繊維を形
成した後に、延伸するという方法が示されている。この
方法は、前述したゲル紡糸・超延伸法と基本的には同じ
手法であるが、超高分子量ポリエチレンを用いることに
より、弾性率が100GPa以上てあり、しかも引張り
強度が3GPa以上であるような高弾性率、高強度の延
伸底形体を得ることができる。Furthermore, JP-A No. 58-5228 discloses that a dilute solution of an ultra-high molecular weight thermoplastic crystalline polymer was prepared using a non-volatile method, and this was spun to form xerogel fibers. Later, a method of stretching is shown. This method is basically the same as the gel spinning/ultra-stretching method described above, but by using ultra-high molecular weight polyethylene, it has an elastic modulus of 100 GPa or more and a tensile strength of 3 GPa or more. A stretched bottom shape with high elastic modulus and high strength can be obtained.
このように超高分子量ポリエチレンの場合にあっては、
希薄溶液を媒体とすることにより、高弾性率、高引張り
強度を有する繊維の製造方法がほぼ確立されており、そ
の原理については日本レオロジー学会誌(松生、Vol
、13.No、1.P4〜15゜1、985 )に詳細
に解説されている。In this way, in the case of ultra-high molecular weight polyethylene,
A method for producing fibers with high elastic modulus and high tensile strength using a dilute solution as a medium has almost been established, and its principles are described in the Journal of the Japanese Society of Rheology (Matsuo, Vol.
, 13. No, 1. P4-15°1, 985).
このような超高分子量ポリエチレンにおける技術を利用
して、超高分子量ポリプロピレンから高弾性率および高
引張り強度の繊維を得るために数々の研究が行なわれて
いる。Utilizing such techniques in ultra-high molecular weight polyethylene, numerous studies have been conducted to obtain fibers with high elastic modulus and high tensile strength from ultra-high molecular weight polypropylene.
例えば、肋木らは、ポリエチレンにおいて成功したゾー
ン延伸法をポリプロピレンに適用して、分子量47.5
万のポリプロピレンを延伸することにより、16゜90
P aの弾性率と、0.74GPaの引張り強度を有す
るポリプロピレン繊維を得ている( Journal
orAppljed PolymerScience、
Vol、2B、PI79〜189.1983) 、 コ
ニ テゾン延伸法とは、あらかしめ従来の溶融紡糸法な
どで調製した繊維の1〜2I!l+1部分を局所加熱炉
を使用して加熱し、当該部分を延伸することにより超延
伸を行なう方法である。また、前述したゲル繊維・超延
伸法をポリプロピレンに適用した例としては、Pegu
yとManleyの報告(PolymerCotpmu
nications、Vol 、25.P2O〜42
、19g4)があり、彼ら゛は、Sm1thとLems
traが超高分子量ポリエチレンにおいて採用した方法
(Journal of PolymerBut Ie
tin、Vol、l、733.1979)と同様の方法
により、0.75〜1.5重量%の溶液を用いてゲル紡
糸・超延伸を行ない、36GPaの弾性率および1.0
3GPaの引張り強度を有するポリプロピレン繊維を得
ている。For example, Hokugi et al. applied the successful zone stretching method for polyethylene to polypropylene to achieve a molecular weight of 47.5%.
By stretching 10,000 mm of polypropylene, 16°90
Polypropylene fibers with an elastic modulus of P a and a tensile strength of 0.74 GPa have been obtained (Journal
orAppljed PolymerScience,
Vol, 2B, PI79-189.1983), Koni Tezon drawing method refers to the 1-2I! In this method, super-stretching is performed by heating the l+1 portion using a local heating furnace and stretching the portion. In addition, as an example of applying the gel fiber/ultra-stretching method described above to polypropylene, Peg
y and Manley's report (PolymerCotpmu
nications, Vol. 25. P2O~42
, 19g4), and they are Smlth and Lems.
Journal of Polymer But Ie
Gel spinning and super-stretching were performed using a 0.75 to 1.5 wt% solution using a method similar to that of Tin, Vol.
Polypropylene fibers with a tensile strength of 3 GPa are obtained.
さらに、前記特開昭58−5,228号公報には、前述
したポリエチレンの実施例と同様にポリプロピレンの実
施例についても開示されており、極限粘度[ηJ 1g
dll/g (分子量330万)の超高分子量ポリプロ
ピレンの6重量%の濃度の溶液から、弾性率が23.9
GPaであり、引張り強度が1.04GPaである超高
分子量ポリプロピレン繊維を製造する例が示されている
。Furthermore, JP-A-58-5,228 also discloses examples of polypropylene as well as the examples of polyethylene described above, and the intrinsic viscosity [ηJ 1g
dll/g (molecular weight 3.3 million) from a solution with a concentration of 6% by weight, the elastic modulus is 23.9.
GPa and a tensile strength of 1.04 GPa.
ところが、このような従来の超高分子量ポリエチレン繊
維の調製方法を利用した方法により得られた超高分子量
ポリプロピレン繊維あるいはテープについて検討してみ
ると、いずれの方法を利用しても得られる超高分子量ポ
リプロピレン延伸ヤーンあるいはテープの弾性率は7〜
100Pa程度、引張り強度は、0.5〜1.04GP
a程度である。However, when examining ultra-high molecular weight polypropylene fibers or tapes obtained by methods using conventional methods for preparing ultra-high molecular weight polyethylene fibers, it was found that ultra-high molecular weight polypropylene fibers or tapes obtained using any of the methods The elastic modulus of polypropylene drawn yarn or tape is 7~
Approximately 100 Pa, tensile strength is 0.5 to 1.04 GP
It is about a.
ところで、超高分子量ポリエチレンの理論強度は32G
Pa程度であり、超高分子量ポリプロピレンの理論強度
は18GPa程度であり、超高分子量ポリプロピレンの
理論強度が超高分子量ポリエチレンの理論強度の172
程度になることがすでに知られている(「繊維と工業J
Vol、40.P、407〜418.1984)。そ
して、現時点において、超高分子量ポリエチレン繊維に
ついては、すでに引張り強度が6GPa程度のものが得
られており、この値からすると、超高分子量ポリプロピ
レン繊維に関する引張り強度0.5〜1.04GPaと
いう値は必ずしも満足できる値ではない。すなわち、超
高分子量ポリプロピレンに関しては、引張り強度が3G
Paになるはずであり、この値からすると、その引張り
強度はほとんど改良されていないのが実情である。By the way, the theoretical strength of ultra-high molecular weight polyethylene is 32G.
The theoretical strength of ultra-high molecular weight polypropylene is about 18 GPa, and the theoretical strength of ultra-high molecular weight polypropylene is 172
It is already known that the
Vol, 40. P, 407-418.1984). At present, tensile strength of about 6 GPa has already been obtained for ultra-high molecular weight polypropylene fibers, and from this value, the tensile strength of 0.5 to 1.04 GPa for ultra-high molecular weight polypropylene fibers is This is not necessarily a satisfactory value. That is, for ultra-high molecular weight polypropylene, the tensile strength is 3G.
Based on this value, the actual situation is that the tensile strength has hardly been improved.
ところで、超高分子量ポリプロビレ、ンの改良に若干゛
成功した例としては、金元らによって報告された方法(
日本繊維学会誌、昭和62年度年次大会研究発表会予稿
集)がある。二の方法では、1%以下の濃度の超高分子
量ポリプロピレン溶液から溶媒を蒸発除去することによ
り、ソルベント・キャストフィルムを調製し、次いてこ
のフィルムをポリエチレン製のビユレットで両側から挟
み込むようにして擬メルト状態で固相延伸し、さらにコ
ニカルダイを通過させることにより約6倍に延伸した後
、この固相延伸フィルムを通常の引張り延伸することに
より延伸比約72倍の高延伸成形体を得ている。この方
法では、ポリエチレン製のビユレットを用いているため
、脆弱的な試料を用いても、試料が損傷破断することな
く高い延伸率で延伸することができ、具体的には、この
方法により、分子量360万の超高分子量ポリプロピレ
ンを使用して、引張り強度2.3GPaを有する超高分
子量ポリプロピレン延伸成形体が得られている。By the way, an example of some success in improving ultra-high molecular weight polypropylene is the method reported by Kanemoto et al.
Journal of the Japan Textile Science Society, 1986 Annual Conference Research Presentation Proceedings). In the second method, a solvent-cast film is prepared by evaporating the solvent from a solution of ultra-high molecular weight polypropylene at a concentration of 1% or less, and then the film is sandwiched between polyethylene billets on both sides to create a simulated film. After solid-phase stretching in the melt state and further stretching it by about 6 times by passing it through a conical die, this solid-phase stretched film is subjected to normal tension stretching to obtain a highly stretched molded product with a stretching ratio of about 72 times. . This method uses a polyethylene biuret, so even if a fragile sample is used, it can be stretched at a high stretching rate without damaging or breaking the sample. Specifically, with this method, molecular weight Using 3.6 million ultra-high molecular weight polypropylene, an ultra-high molecular weight polypropylene stretched molded article having a tensile strength of 2.3 GPa has been obtained.
しかし7ながら、この方法においては、超高分子量ポリ
プロピレンをビユレット中に挾み込んでコニカルダイに
て固相延伸しているため、連続して繊維を製造すること
が難しく、工業的な生産性およびコストの点で極めて不
利である。また、この方法で得られた超高分子量ポリプ
ロピレン延伸成形体の破断点伸度は極めて小さい。However, in this method, ultra-high molecular weight polypropylene is sandwiched in a billet and solid phase stretched using a conical die, which makes it difficult to manufacture fibers continuously, which reduces industrial productivity and costs. This is extremely disadvantageous in this respect. Further, the elongation at break of the ultra-high molecular weight polypropylene stretched molded article obtained by this method is extremely small.
すなわち、超高分子量ポリプロピレン繊維は、一般に超
高分子量ポリプロピレンの希薄溶液を調製し、この溶液
から紡糸したゲル繊維を高延伸することにより製造され
る。That is, ultra-high molecular weight polypropylene fibers are generally produced by preparing a dilute solution of ultra-high molecular weight polypropylene and highly drawing gel fibers spun from this solution.
他方、紡糸する際に温度勾配と剪断応力とを繊維に与え
ながら紡糸した繊維を熱処理することにヨリ、100%
近い変形においても、塑性変形することなく弾性が回復
するハード・エラスチック・ファイバーが得られること
が知られている(繊維と工業Vo1.30.No、l、
P、18〜21.1970) 。この他にも、ポリプロ
ピレンを高速紡糸し、熱処理することにより、伸びの大
きいハード・エラスチック・ファイバーが得られること
が報告されている(繊維と工業Vo1.3B、P、51
〜57.1980) 、 * t:、多孔゛質ポリプロ
ピレン繊維が伸び率40%という値を有し、この繊維が
エネルギー吸収繊維に適していることが報告されている
(特開昭63−249.711号公報)。しかしながら
、この繊維の強度は低い。On the other hand, 100%
It is known that it is possible to obtain hard elastic fibers that recover their elasticity without undergoing plastic deformation even under close deformation (Textiles and Industry Vol. 1.30. No. 1,
P, 18-21.1970). In addition, it has been reported that hard elastic fibers with high elongation can be obtained by spinning polypropylene at high speed and heat-treating it (Fibers and Industries Vol. 1.3B, P, 51
~57.1980), *t: It has been reported that porous polypropylene fiber has an elongation rate of 40% and that this fiber is suitable as an energy absorbing fiber (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-249. Publication No. 711). However, the strength of this fiber is low.
これらの方法は、いずれも紡糸後いずれかの段階におい
て、繊維に熱処理を行なうことか必要であり、この熱処
理行程が複雑であるため、高強度で破断点伸度が大きい
延伸繊維を工業的に生産する方法としては不利である。All of these methods require heat treatment of the fibers at some stage after spinning, and because this heat treatment process is complicated, drawn fibers with high strength and high elongation at break cannot be produced industrially. It is disadvantageous as a production method.
さらに、このような熱処理によっては、繊維の伸び率の
改善に限界があり、この超高分子量重合体を用いた繊維
のエネルギー吸収量も充分に高くすることは困難であっ
た。Furthermore, there is a limit to the improvement of fiber elongation by such heat treatment, and it has been difficult to sufficiently increase the energy absorption of fibers using this ultra-high molecular weight polymer.
発明の目的
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、高強度で、破断点伸度が大き
く、かつエネルギー吸収特性に優れた超高分子量ポリプ
ロピレン延伸成形体を製造する方法を提供することを目
的としている。Purpose of the Invention The present invention aims to solve the problems associated with the prior art as described above, and is directed to a stretched ultra-high molecular weight polypropylene having high strength, high elongation at break, and excellent energy absorption properties. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a molded body.
発明の概要
本発明に係る超高分子量ポリプロピレン延伸成形体の製
造方法は、
(A)極限粘度[η]が5dN/g以上である超高分子
量ポリプロピレン50〜99重量部と、(B)炭素数4
〜18のα−オレフィンから誘導される極限粘度[ηコ
が5dll/g以上であるα−オレフィン系重合体1〜
50重量部とからなる超高分子量ポリプロピレン組成物
に、希釈剤を加えて溶融混合した後、これをダイより押
出し成形し、得られる押出し物を延伸する(延伸工程)
ことを特徴としている。Summary of the Invention The method for producing an ultra-high molecular weight polypropylene stretched molded article according to the present invention comprises: (A) 50 to 99 parts by weight of ultra-high molecular weight polypropylene having an intrinsic viscosity [η] of 5 dN/g or more; and (B) the number of carbon atoms. 4
α-olefin polymers 1 to 18 having an intrinsic viscosity [η of 5 dll/g or more] derived from α-olefins 1 to 18
After adding a diluent and melt-mixing an ultra-high molecular weight polypropylene composition consisting of 50 parts by weight, this is extruded from a die and the resulting extrudate is stretched (stretching step).
It is characterized by
本発明の製造方法によれば、特定の超高分子量ポリプロ
ピレンとα−オレフィン系重合体とを特定の割合で含み
、特に伸び率が高く、エネルギー吸収値の高い延伸成形
体を容易に製造することができる。According to the production method of the present invention, it is possible to easily produce a stretched molded article containing a specific ultra-high molecular weight polypropylene and an α-olefin polymer in a specific ratio, and which has a particularly high elongation rate and a high energy absorption value. I can do it.
発明の詳細な説明
以下、本発明に係る超高分子量ポリプロピレン延伸成形
体の製造方法について、具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, a method for producing an ultra-high molecular weight polypropylene stretched molded article according to the present invention will be specifically explained.
本発明者は、従来の超高分子量ポリプロピレンでは達成
されていないような非常に高いエネルギー吸収値を有す
る延伸成形体を製造する方法を見出した。すなわち、本
発明に係る延伸成形体の製造方法は、超高分子量ポリプ
ロピレンが基本的に有している配向構造を利用して、高
いエネルギー吸収量を有する延伸成形体を製造する方法
である。そして、本発明によれば、延伸成形体の伸び率
を新規な方法で改良することにより、さらにエネルギー
吸収量を向上させることかできる。The present inventors have discovered a method for producing a stretched molded article having an extremely high energy absorption value that has not been achieved with conventional ultra-high molecular weight polypropylene. That is, the method for producing a stretched molded body according to the present invention is a method for manufacturing a stretched molded body that has a high energy absorption amount by utilizing the orientation structure that ultra-high molecular weight polypropylene basically has. According to the present invention, the amount of energy absorption can be further improved by improving the elongation rate of the stretched molded product using a novel method.
一般に繊維などの成形体の強度を向上させるためには、
成形体を延伸する方法が利用できる。In general, to improve the strength of molded objects such as fibers,
A method of stretching a molded body can be used.
しかし延伸倍率が高くなるに従って、分子が高配向する
ため、弾性率が向上し、この結果伸び率は低下する。こ
のように伸び率が低下した繊維状の成形体をロープ、特
に係留ロープや牽引ローブなどのいわゆる動索として使
用すると瞬間的に過剰に負荷がかかった時に切れやすく
なる。従って、このような動索用途としては、弾性率が
低く、すなわち強度が高く、かつ伸び率が高い成形体を
用いることが望まれる。However, as the stretching ratio increases, the molecules become highly oriented, so the elastic modulus improves, and as a result, the elongation rate decreases. When a fibrous molded body with such a reduced elongation rate is used as a rope, particularly as a mooring rope, a towing rope, or the like, it is likely to break when an excessive load is momentarily applied. Therefore, for use in such moving ropes, it is desirable to use a molded body with a low elastic modulus, that is, high strength, and high elongation.
しかし、弾性率および伸び率は共に分子の配向性に起因
した因子であるため、従来からの方法では両者が共に連
動して変化し、このように弾性率を一定のレベルに維持
して低下させることなく、かつ伸び率を向上させるのは
困難であった。However, since both elastic modulus and elongation are factors caused by the orientation of molecules, conventional methods change both in conjunction with each other, thus maintaining the elastic modulus at a constant level and decreasing it. It was difficult to improve the elongation rate without this.
本発明は、超高分子量ポリプロピレン繊維あるいはフィ
ルムを延伸する際に、分子が配向して結晶化するのを抑
制し、しかも伸び率を向上させる方法として、超高分子
量ポリプロピレンに特定のα−オレフィン系重合体を配
合した組成物を用いることが有効であるとの知見を得た
。すなわち、高い引張り強度を有する延伸成形体を得る
ためには、ラメラ(延伸前の未延伸糸の結晶)とラメラ
の間に存在する分子同士の絡み合い(エンタンクルメン
ト)を必要かつ最小限度にすることが必要である。そし
て、超高分子量ポリプロピレンに特定のα−オレフィン
系重合体を配合した樹脂組成物を用い、しかもこのよう
な樹脂を希釈剤中に分散させて超高分子量ポリプロピレ
ンのエンタングルメントおよびタイ分子の量を制御する
ことにより、強度の高い延伸成形体を得ることができる
。The present invention proposes a method for suppressing molecular orientation and crystallization and improving elongation rate when drawing ultra-high molecular weight polypropylene fibers or films. It has been found that it is effective to use a composition containing a polymer. In other words, in order to obtain a drawn product with high tensile strength, the entanglement between molecules existing between the lamellae (crystals of undrawn yarn before drawing) and the lamellae must be minimized. It is necessary. Then, by using a resin composition in which ultra-high molecular weight polypropylene is blended with a specific α-olefin polymer, and by dispersing such resin in a diluent, the amount of entanglement and tie molecules in ultra-high molecular weight polypropylene can be reduced. By controlling this, a stretched molded article with high strength can be obtained.
さらに、延伸の際に超高分子量ポリプロピレンの結晶化
がα−オレフィン系重合体によっである程度抑制される
ため、得られる成形体の伸び率が向上すると考えられる
。Furthermore, since crystallization of the ultra-high molecular weight polypropylene is suppressed to some extent by the α-olefin polymer during stretching, it is thought that the elongation rate of the obtained molded article is improved.
次に、本発明の製造方法で用いられる各成分について説
明する。Next, each component used in the manufacturing method of the present invention will be explained.
超高分子量ポリプロピレン(A)
本発明において用いられる超高分子量ポリプロピレンは
、デカリン溶媒中135℃で測定した極限粘度[η]が
少なくとも5dρ/g以上てあり、好ましくは10dj
7/g以上である。この極限粘度[η〕が5dl/lr
以上の超高分子量ポリプロピレンは良好な分子鎖長を有
しているため、引張り強度に優れた延伸成形体を製造す
ることができる。一方、極限粘度[η]の上限は、一般
には、30dρ/gであり、極限粘度[η]が30dρ
/g以下の超高分子量ポリプロピレンを使用することに
より、ドープ演の濃度が極端に高くなることがないので
、メルトフラクチャ等が発生することがなく効率よく紡
糸体を製造することができる。Ultra-high molecular weight polypropylene (A) The ultra-high molecular weight polypropylene used in the present invention has an intrinsic viscosity [η] measured at 135° C. in a decalin solvent of at least 5 dρ/g, preferably 10 dj
7/g or more. This intrinsic viscosity [η] is 5 dl/lr
Since the above ultra-high molecular weight polypropylene has a good molecular chain length, it is possible to produce a stretched molded article with excellent tensile strength. On the other hand, the upper limit of the intrinsic viscosity [η] is generally 30 dρ/g;
By using ultra-high molecular weight polypropylene having a molecular weight of less than /g, the concentration of doping agent does not become extremely high, so that melt fractures and the like do not occur and it is possible to efficiently produce a spinning body.
本発明における超高分子量ポリプロピレンとしては、配
位アニオン重合により得られるプロピレン単独重合体、
あるいはプロピレンと少量(例えば10モル%以下)の
他のα−オレフィン、例えばエチレン、l−ブテン、4
−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、l−ヘキセン
、l−オクテン、i−デセン等を共重合体としたプロピ
レン系共重合体か用いられる。The ultra-high molecular weight polypropylene in the present invention includes a propylene homopolymer obtained by coordination anionic polymerization,
Alternatively, propylene and small amounts (e.g. 10 mol% or less) of other α-olefins, such as ethylene, l-butene, 4
A propylene copolymer containing methyl-1-pentene, 1-pentene, l-hexene, l-octene, i-decene, etc. is used.
本発明の製造方法において、樹脂成分中に上記の超高分
子量ポリプロピレンは50〜99重量部、好ましくは6
0〜90重量部の量で配合されている。In the production method of the present invention, the above-mentioned ultra-high molecular weight polypropylene is contained in the resin component in an amount of 50 to 99 parts by weight, preferably 6 parts by weight.
It is blended in an amount of 0 to 90 parts by weight.
α−オレフィン系重合体(B)
本発明で用いられるα−オレフィン系重合体(B)は、
エチレン性二重結合を一つ以上有する炭素数が4以上、
好ましくは炭素数が4〜18までのα−オレフィンを重
合あるいは共重合させることにより得られる重合体ある
いは共重合体である。従って、本発明においてα−オレ
フィン系重合体として、エチレン単独重合体およびプロ
ピレン単独重合体は使用することができない。α-olefin polymer (B) The α-olefin polymer (B) used in the present invention is:
The number of carbon atoms is 4 or more and has one or more ethylenic double bonds,
Preferred are polymers or copolymers obtained by polymerizing or copolymerizing α-olefins having 4 to 18 carbon atoms. Therefore, in the present invention, ethylene homopolymer and propylene homopolymer cannot be used as the α-olefin polymer.
これらのα−オレフィンとして、具体的には、ポリブテ
ン−11ポリ−1−ペンテン、ポリ−1−ヘキセン、ポ
リ−3−メチル−1−ブテン、ポリ−4−メチル−1−
ペンテン、ポリ−4−メチル−1,3−ペンタジェン、
ポリ−5−メチル−1−ヘキセン、ポリ−4−メチル−
l−ヘキセン、ポリ−4−フェニル−1−ブテン、ポリ
−1−ヘプテン、ポリ−1−オクテン、ポリ−1−ノネ
ン、ポリ−1−デセンなどが挙げられる。Specifically, these α-olefins include polybutene-11poly-1-pentene, poly-1-hexene, poly-3-methyl-1-butene, poly-4-methyl-1-
pentene, poly-4-methyl-1,3-pentadiene,
Poly-5-methyl-1-hexene, poly-4-methyl-
Examples include 1-hexene, poly-4-phenyl-1-butene, poly-1-heptene, poly-1-octene, poly-1-nonene, and poly-1-decene.
これらのなかでも、ポリブテン−1、ポリ−1−ペンテ
ン、ポリ−1−ヘキセン、ポリ−3−メチル−1−ブテ
ン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、ポリ−4−メチ
ル−1,3−ペンタジェン、ポリ−5−メチル−1−ヘ
キセン、ポリ−4−メチル−1−ヘキセン、ポリ−4−
フェニル−1−ブテンなどが好ましい。Among these, polybutene-1, poly-1-pentene, poly-1-hexene, poly-3-methyl-1-butene, poly-4-methyl-1-pentene, poly-4-methyl-1,3 -Pentadiene, poly-5-methyl-1-hexene, poly-4-methyl-1-hexene, poly-4-
Phenyl-1-butene and the like are preferred.
また、このようなa−オレフィン系重合体は、デカリン
溶媒中135℃で測定した極限粘度[η]が5dn/g
以上であり、好ましくは12.5dll/g以上である
。Moreover, such an a-olefin polymer has an intrinsic viscosity [η] of 5 dn/g measured at 135°C in a decalin solvent.
or more, preferably 12.5 dll/g or more.
極限粘度[η]が5dn/g以上のα−オレフィン系重
合体を使用することにより、n−デカン等の溶媒中での
延伸時に、延伸配向成形体が膨潤してべとついたり、溶
解する虞がなくなる。By using an α-olefin polymer with an intrinsic viscosity [η] of 5 dn/g or more, the stretched and oriented molded product swells and becomes sticky or dissolves when stretched in a solvent such as n-decane. There will be no fear.
一方、α−オレフィン系重合体の極限粘度[ηコの上限
は特に限定されてないが、通常は30cNl/g以下の
重合体が使用され、このような共重合体を用いることに
より、紡糸安定性が向上する。On the other hand, although the upper limit of the intrinsic viscosity [η of the α-olefin polymer is not particularly limited, a polymer having an intrinsic viscosity [η] of 30 cNl/g or less is usually used, and by using such a copolymer, spinning stability can be improved. Improves sex.
上記のようなα−オレフィン系重合体は、通常は、結晶
内分子構造がラセン型をとって0ると考えられ、このよ
うな構造をとることにより、超高分子量ポリプロピレン
を延伸する際に、超高分子量ポリプロピレン分子がタイ
トに配向して結晶化することを有効に阻止することがで
きる。従って、高強度で、かつ弾性率が比較的低く、伸
び率の大きい超高分子量ポリプロピレン成形体を形成す
ることができる。The above-mentioned α-olefin polymers are usually thought to have a helical intracrystalline molecular structure, and by having such a structure, when drawing ultra-high molecular weight polypropylene, It is possible to effectively prevent ultra-high molecular weight polypropylene molecules from becoming tightly oriented and crystallizing. Therefore, it is possible to form an ultra-high molecular weight polypropylene molded article that has high strength, relatively low elastic modulus, and high elongation.
本発明におけるα−オレフィン系重合体は、配位アニオ
ン重合より得られるα−オレフィン系単独重合体、配位
アニオン重合より得られる二種以上のオレフィンモノマ
ーから形成されるa−オレフィン系共重合体、α−オレ
フィンと少量の他のモノマーを含むα−オレフィン系共
重合体であってもよい。The α-olefin polymer in the present invention is an α-olefin homopolymer obtained by coordination anionic polymerization, or an a-olefin copolymer formed from two or more types of olefin monomers obtained by coordination anionic polymerization. , an α-olefin copolymer containing an α-olefin and a small amount of other monomers may be used.
本発明の製造方性において、樹脂成分中に上記のα−オ
レフィン系重合体は、1〜50重量部、好ましくは10
〜40重量部の量で配合されている。なお、本発明にお
いて、超高分子量ポリプロピレンとα−オレフィン系重
合体は、上記範囲内において両者の合計が100重量部
になるように用いられる。In the production method of the present invention, the above α-olefin polymer is contained in the resin component in an amount of 1 to 50 parts by weight, preferably 10 parts by weight.
It is blended in an amount of ~40 parts by weight. In the present invention, the ultra-high molecular weight polypropylene and the α-olefin polymer are used within the above range so that the total amount of both is 100 parts by weight.
このように超高分子量ポリプロピレンとα−オレフィン
系重合体とを配合することにより、延伸により超高分子
量ポリプロピレンが配向して結晶化することに伴う高弾
性率化を防止することができると共に、伸び率の高い延
伸成形体を得ることがてきる。By blending the ultra-high molecular weight polypropylene and the α-olefin polymer in this way, it is possible to prevent the ultra-high molecular weight polypropylene from becoming oriented and crystallized by stretching, thereby preventing the increase in elastic modulus. It is possible to obtain a stretched molded product with a high ratio.
希釈剤(C)
本発明で用いられる希釈剤(C)としては、融点が10
℃以上であり、かつ沸点が130℃以上である脂肪族炭
化水素誘導体を用いる。Diluent (C) The diluent (C) used in the present invention has a melting point of 10
An aliphatic hydrocarbon derivative having a temperature of 130° C. or higher and a boiling point of 130° C. or higher is used.
これらの中でも、特に融点が20〜120℃の範囲にあ
る脂肪族炭化水素誘導体が好ましく、さらには40〜1
00℃の範囲にある脂肪族炭化水素誘導体が特に好まし
い。また、融点と同様に沸点が160℃以上の誘導体が
好ましく、190℃以上の誘導体が特に好ましい。Among these, aliphatic hydrocarbon derivatives having a melting point of 20 to 120°C are particularly preferable, and more preferably 40 to 120°C.
Particular preference is given to aliphatic hydrocarbon derivatives in the range 00°C. Also, derivatives having a boiling point of 160°C or higher are preferred, and derivatives having a boiling point of 190°C or higher are particularly preferred.
融点が10℃未満の脂肪族炭化水素誘導体を用いても、
スクリュー式押出機などを使用する際、組成物が共回り
をおこして均一な溶融混合ができない。Even if an aliphatic hydrocarbon derivative with a melting point of less than 10°C is used,
When using a screw extruder or the like, the compositions rotate together, making uniform melt mixing impossible.
また、沸点か130℃未満であると、紡糸の際に希釈剤
が蒸発除去されるため、円滑に紡糸することができない
。Furthermore, if the boiling point is less than 130°C, the diluent will be evaporated and removed during spinning, making it impossible to spin smoothly.
希釈剤として使用される脂肪族炭化水素誘導体としては
、前記特性を有する限り特に限定されないが、炭素数で
8以上であり、特に炭素数が12〜50である誘導体を
用いることか好ましい。また、この誘導体の分子量は、
通常は130〜2000、特に200〜800の範囲に
あることが好ましい。The aliphatic hydrocarbon derivative used as the diluent is not particularly limited as long as it has the above-mentioned properties, but it is preferable to use a derivative having 8 or more carbon atoms, particularly 12 to 50 carbon atoms. In addition, the molecular weight of this derivative is
Usually, it is preferably in the range of 130 to 2000, particularly 200 to 800.
また、このような脂肪族炭化水素誘導体は、分子末端、
あるいは分子の主鎖または側鎖に官能基を有していても
よい。In addition, such aliphatic hydrocarbon derivatives have molecular terminals,
Alternatively, the main chain or side chain of the molecule may have a functional group.
このような官能基としては、具体的には、カルボキシル
基、水酸基、カルバモイル基、エステル基、メルカプト
基、カルボニル基などを挙げることができる。Specific examples of such functional groups include carboxyl groups, hydroxyl groups, carbamoyl groups, ester groups, mercapto groups, and carbonyl groups.
この中でも、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、エス
テル基などの官能基が好ましい。Among these, functional groups such as carboxyl group, hydroxyl group, amino group, and ester group are preferred.
このような脂肪族炭化水素誘導体としては、ワックス類
、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪酸アミド、脂肪酸エ
ステル、脂肪族メルカプタン、脂肪族アルデヒド、脂肪
族ケトン等を挙げることができる。Examples of such aliphatic hydrocarbon derivatives include waxes, fatty acids, aliphatic alcohols, fatty acid amides, fatty acid esters, aliphatic mercaptans, aliphatic aldehydes, and aliphatic ketones.
そして、具体的には、石油から分離精製された、いわゆ
るパラフィンワックス、エチレンあるいはエチレンと他
のα−オレフィンとを共重合して得られる低分子量重合
体である中低級ポリエチレンワックス、エチレン共重合
ワックス、あるいは低中高圧法ポリエチレンなどのポリ
エチレンヲ熱分解して分子量を低下させたワックスおよ
びそれらのワックス酸化物、あるいはマレイン酸変性な
どの変性ワックスなどのワックス類;
カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸
、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪酸;
ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルア
ルコール、ステアリルアルコールなとの脂肪族アルコー
ル;
カプリンアミド、ラウリンアミド、バルミチンアミド、
ステアリルアミドなどの脂肪酸アミド:ステアリル酢酸
エステルなどの脂肪酸エステル;などを挙げることがで
きる。Specifically, the so-called paraffin wax separated and purified from petroleum, medium-low polyethylene wax, which is a low molecular weight polymer obtained by copolymerizing ethylene or ethylene with other α-olefins, and ethylene copolymer wax. or waxes whose molecular weight has been lowered by thermally decomposing polyethylene such as low-medium-high-pressure polyethylene, and their wax oxides, or waxes such as modified waxes such as those modified with maleic acid; capric acid, lauric acid, myristic acid, Fatty acids such as valmitic acid, stearic acid, and oleic acid; Fatty alcohols such as lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, and stearyl alcohol; Caprinamide, lauramide, and valmitinamide;
Fatty acid amides such as stearylamide; fatty acid esters such as stearyl acetate; and the like.
本発明で用いられる脂肪族炭化水素誘導体としては、通
常このような官能基を1個以上有し、好ましくは1〜2
個有し、さらに好ましくは1個有する化合物が用いられ
る。The aliphatic hydrocarbon derivative used in the present invention usually has one or more such functional groups, preferably 1 to 2 functional groups.
A compound having one, more preferably one, is used.
このような希釈剤は、超高分子量ポリプロピレンおよび
α−オレフィン系重合体に対して優れた分散性を有して
いる。Such a diluent has excellent dispersibility in ultra-high molecular weight polypropylene and α-olefin polymers.
この分散性は、高倍率走査型電子顕微鏡を使用し、未延
伸糸の断面を観察することにより確認することができる
。すなわち、未延伸原糸を長手方向に直行するようにミ
クロトームなどの鋭利な刃で切断し、この断面かへキサ
ン、ヘプタンあるいは熱エタノールなどの抽出液に接触
するように未延伸原糸を浸漬して希釈剤を抽出除去した
後、抽出処理断面を走査型電子顕微鏡を用いて3000
倍以上の倍率で観察すると、上記のような希釈剤を用い
て調製された未延伸原糸には0.1μm以上の陥没はほ
とんど観察されない。This dispersibility can be confirmed by observing the cross section of the undrawn yarn using a high-magnification scanning electron microscope. That is, the undrawn yarn is cut perpendicularly to the longitudinal direction with a sharp blade such as a microtome, and the undrawn yarn is immersed so that this cross section comes into contact with an extraction liquid such as hexane, heptane, or hot ethanol. After extracting and removing the diluent, the extracted cross section was examined using a scanning electron microscope at 3000°C.
When observed at a magnification of twice or more, almost no depression of 0.1 μm or more is observed in the undrawn yarn prepared using the above-mentioned diluent.
このような希釈剤の量は、配合される化合物の種類によ
っても異なるが、超高分子量ポリプロピレンとα−オレ
フィン系重合体との合計重量100重量部に対して、1
5〜1250重量部、好ましくは17.6〜1150重
量部の量で用いられる。The amount of such diluent varies depending on the type of compound to be blended, but it is 1 part by weight per 100 parts by weight of the total weight of ultra-high molecular weight polypropylene and α-olefin polymer.
It is used in an amount of 5 to 1250 parts by weight, preferably 17.6 to 1150 parts by weight.
希釈剤の量が上記範囲よりも少ない場合には、紡糸原液
の粘度が高くなりすぎ、超高分子のエンタングルメント
(絡み合い)が多すぎて、分散や紡糸が困難になるばか
りではなく、得られる繊維の肌荒れおよび延伸切れを生
じやすくなる。一方、希釈剤の量が上記範囲より多いと
、超高分子のエンタングルメントが少なすぎて、紡糸時
の曳糸性および繊維の延伸性が不十分になる。If the amount of diluent is less than the above range, the viscosity of the spinning dope will be too high, and the entanglement of the ultra-high polymer will be too large, making dispersion and spinning difficult, as well as making it difficult to obtain a spinning solution. The fibers become more prone to rough skin and stretch breakage. On the other hand, if the amount of the diluent is greater than the above range, the entanglement of the superpolymer will be too small, resulting in insufficient spinnability and fiber stretchability during spinning.
なお、本発明において、上記の融点は、^STM MA
3418により、示差走査型熱量計(D S C)を
用いて測定した値である。In addition, in the present invention, the above melting point is ^STM MA
3418, measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
製造方l去
[溶融a合コ
本発明において、超高分子量ポリプロピレンと特定のα
−オレフィン系重合体と希釈剤とを公知の方法に従って
混合することにより、紡糸原液を調製する。この超高分
子量ポリプロピレンおよびα−オレフィン系重合体と希
釈剤との混合は、使用する希釈剤の種類によっても異な
るが、一般に、スクリュー式押出機などを用いて、14
0〜280℃、好ましくは180〜210℃の温度で、
さらに好ましくは190〜200℃の温度で混合を行な
うことが望ましく、上記温度範囲を逸脱して混合温度が
低いと超高分子量ポリプロピレンおよびα−オレフィン
系重合体が希釈剤に分散しにくくなり、その結果、紡糸
により均一な未延伸成形体を得にくくなる。一方、上記
範囲より高い温度にて混合を行なうと、超高分子量ポリ
プロピレンの分子量が低下することがあり、高強度の延
伸成形体が得にくくなる。Production method [1] In the present invention, ultra-high molecular weight polypropylene and a specific α
- A spinning stock solution is prepared by mixing an olefinic polymer and a diluent according to a known method. The mixing of this ultra-high molecular weight polypropylene and α-olefin polymer with a diluent varies depending on the type of diluent used, but in general, mixing of the ultra-high molecular weight polypropylene and α-olefin polymer with a diluent is carried out using a screw extruder or the like.
at a temperature of 0 to 280°C, preferably 180 to 210°C,
More preferably, it is desirable to perform the mixing at a temperature of 190 to 200°C. If the mixing temperature is lower than the above temperature range, the ultra-high molecular weight polypropylene and α-olefin polymer will be difficult to disperse in the diluent, and the As a result, it becomes difficult to obtain a uniform unstretched body by spinning. On the other hand, if mixing is performed at a temperature higher than the above range, the molecular weight of the ultra-high molecular weight polypropylene may decrease, making it difficult to obtain a high-strength stretched molded product.
このような混合は、加熱可能な攪拌翼を備えた混合器に
よって行なうことができ、また単軸あるいは多軸押出機
を用いて行なうことも可能である。Such mixing can be carried out using a mixer equipped with heatable stirring blades, or can also be carried out using a single-screw or multi-screw extruder.
このようにして調製された組成物を紡糸原波として用い
ることにより、引張り強度および伸び率の高い紡糸体を
製造することができる。By using the composition thus prepared as a raw material for spinning, a spun body having high tensile strength and elongation can be produced.
なお、上記のようにして紡糸原液を調製する際には、超
高分子量ポリプロピレンおよびα−オレフィン系重合体
の熱劣化を防止するために安定剤を配合することが望ま
しい。この場合に使用することができる安定剤としては
、例えば、3.5−ジーtert−ブチルー4−ハイド
ロキシトルエンおよびテトラキス[メチレン−3−(8
,5−ジーtert−ブチルー4−ハイドロキシフェニ
ル)プロピオネートコメタンなどを使用することができ
る。In addition, when preparing the spinning stock solution as described above, it is desirable to mix a stabilizer in order to prevent thermal deterioration of the ultra-high molecular weight polypropylene and the α-olefin polymer. Stabilizers that can be used in this case include, for example, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene and tetrakis[methylene-3-(8
, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate comethane, etc. can be used.
[紡糸]
本発明においては上記のようにして得られた紡糸原液か
ら溶融押出し成形法などにより紡糸をする。[Spinning] In the present invention, spinning is performed from the spinning dope obtained as described above by a melt extrusion method or the like.
ここで、紡糸原波を、たとえばスクリュー式押出機のダ
イの紡糸口金から押し出すことにより延伸用フィラメン
トが得られ、また、フラットダイから押し出すことによ
り延伸用フィルムあるいはシートまたはテープが得られ
、さらにサーキュラ−ダイから押し出すことにより、延
伸中空糸成形用パイプが得られる。Here, a filament for drawing is obtained by extruding the raw spinning wave from a spinneret of a die of a screw extruder, a film, sheet, or tape for drawing is obtained by extruding it from a flat die, and a circular - By extruding from a die, a pipe for forming a drawn hollow fiber is obtained.
本発明においては、延伸成形体をスクリュー式押出機な
どを使用し紡糸原液を押出すことにより得ている。この
際のダイ温度は、通常140〜300℃、特に好ましく
は190〜200℃であり、この温度にすることにより
、安定してフィラメントを紡糸することができる。In the present invention, a stretched molded article is obtained by extruding a spinning dope using a screw extruder or the like. The die temperature at this time is usually 140 to 300°C, particularly preferably 190 to 200°C, and by setting this temperature, filaments can be stably spun.
このようにして得られたフィラメントは、そのまま延伸
することもできるが、紡糸の際に張力、すなわちドラフ
トをかけながら紡糸することが好ましい。たとえば紡糸
口金から押し出された溶融物に張力をかけながら紡糸す
ることにより、後の延伸工程における延伸性が向上する
。Although the filaments thus obtained can be drawn as they are, it is preferable to spin them while applying tension, that is, draft. For example, by spinning the melt extruded from a spinneret while applying tension, the drawability in the subsequent drawing step is improved.
この際のドラフト比は、通常は3〜1000であり、特
に10−150であることが好ましい。The draft ratio at this time is usually 3 to 1000, particularly preferably 10 to 150.
なお、ここで、ドラフト比は、紡糸口金の内径Doと溶
融物を冷却固化して巻取った繊維径D1との比を表し、
下式で定義される。Note that the draft ratio here represents the ratio between the inner diameter Do of the spinneret and the fiber diameter D1 obtained by cooling and solidifying the melt and winding it up.
It is defined by the following formula.
ドラフト比−D。/D1
このようにして押し出された紡糸原液は、風冷や、冷媒
、例えば水、メタノール、エタノール、アセトン等の強
制冷却手段を用いて冷却することにより結晶化速度をコ
ントロールすることもできる。Draft ratio-D. /D1 The crystallization rate of the spinning stock solution extruded in this manner can be controlled by cooling with air cooling or forced cooling means such as a refrigerant such as water, methanol, ethanol, acetone, or the like.
[延伸]
本発明においては、上記のようにして得られた未延伸成
形体を延伸する。[Stretching] In the present invention, the unstretched molded article obtained as described above is stretched.
この未延伸成形体の延伸に先立って、未延伸成形体内に
含まれる希釈剤を除去することができる。Prior to stretching the unstretched molded body, the diluent contained in the unstretched molded body can be removed.
あるいは除去しながら延伸することができる。そして、
延伸は通常、加熱下に行なわれる。Alternatively, it can be stretched while being removed. and,
Stretching is usually carried out under heating.
この場合の加熱温度は、一般に40〜230”C1好ま
しくは70〜210℃、さらに好ましくは90〜170
℃の範囲内にある。The heating temperature in this case is generally 40 to 230"C, preferably 70 to 210"C, more preferably 90 to 170"C.
within the range of ℃.
未延伸成形体を前記温度に加熱保持するための熱媒体と
しては、空気、水蒸気、液体媒体などの他、通常の加熱
手段を使用することができる。As a heat medium for heating and maintaining the unstretched molded body at the above-mentioned temperature, ordinary heating means can be used in addition to air, steam, liquid medium, etc.
未延伸成形体中に含まれる希釈剤は、例えば、未延伸成
形体を希釈剤と相溶性を示す溶液に浸漬して抽出除去す
る方法を利用することにより除去することかできる。The diluent contained in the unstretched molded article can be removed, for example, by immersing the unstretched molded article in a solution that is compatible with the diluent and extracting it.
ここで使用される抽出溶媒としては、未延伸成形体中に
含有される希釈剤を抽出すると共に、未延伸成形体を加
熱することができる媒体を用いることが好ましく、この
ような媒体としては、沸点が延伸温度よりも高い溶媒を
使用することが好ましく、このような溶媒の具体的な例
としては、デカン、テトラリン、デカリン、灯油等を挙
げることができる。As the extraction solvent used here, it is preferable to use a medium that can extract the diluent contained in the unstretched molded body and also heat the unstretched molded body. Such a medium includes: It is preferable to use a solvent whose boiling point is higher than the stretching temperature, and specific examples of such solvents include decane, tetralin, decalin, kerosene, and the like.
なお、この場合、抽出溶媒を加熱することにより、この
抽出溶媒と加熱媒体とを同一の媒体で行なうことができ
る。ただし、抽出溶媒と熱媒体とは、同一である必要は
なく、たとえば、希釈剤の除去効果を有する抽出剤を用
いて希釈剤を除去した後、熱媒体中で未延伸成形体を加
熱することもできる。In this case, by heating the extraction solvent, the same extraction solvent and heating medium can be used. However, the extraction solvent and the heating medium do not need to be the same; for example, after removing the diluent using an extractant that has the effect of removing the diluent, the unstretched compact may be heated in the heating medium. You can also do it.
希釈剤は、最終的に得られる延伸成形体中における希釈
剤の濃度か、通常は10重量%以下、好ましくは1.5
重量%以下、さらに好ましくは0.5重量%以下になる
ように除去される。The concentration of the diluent in the finally obtained stretched molded article is usually 10% by weight or less, preferably 1.5%.
It is removed in an amount of 0.5% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less.
延伸処理の程度は、少なくとも1軸方向に分子配向が賦
与される程度におこなえばよい。The extent of the stretching treatment may be such that molecular orientation is imparted in at least one axial direction.
この延伸操作は、−段あるいは二段以上の多段のいずれ
によっても行なうことができる。前記延伸操作は、一般
には二段以上の多段延伸方式で行なうことが有利であり
、−段目の延伸は60〜120℃、好ましくは90〜1
05℃の比較的低い温度で行なうことが好ましい。二段
目以降は120〜230℃の温度で、好ましくは135
〜165℃の温度で、しかも前段の延伸温度より15〜
20℃以上の高い温度差をつけた延伸温度で延伸するの
が望ましい。This stretching operation can be carried out either in one stage or in multiple stages of two or more stages. It is generally advantageous to carry out the above-mentioned stretching operation in a multi-stage stretching system of two or more stages, with the -th stage stretching being carried out at 60-120°C, preferably at 90-120°C.
Preferably, it is carried out at a relatively low temperature of 0.5°C. From the second stage onwards, the temperature is 120 to 230°C, preferably 135°C.
At a temperature of ~165°C, and 15~ higher than the stretching temperature in the previous stage.
It is desirable to stretch at stretching temperatures with a large temperature difference of 20° C. or more.
また、延伸は、得ようとする延伸成形体の分子配向およ
び延伸の際の加熱温度などによって異なるが、一般に3
倍以上、好ましくは10倍以上、さらに好ましくは12
〜100倍の倍率となるように延伸操作を行なうことが
好ましい。In addition, although stretching varies depending on the molecular orientation of the stretched molded product to be obtained and the heating temperature during stretching, it is generally
at least 10 times, preferably at least 10 times, more preferably at least 12 times
It is preferable to carry out the stretching operation at a magnification of 100 to 100 times.
延伸成形体
本発明の方法により得られた延伸成形体は、通常は、極
限粘度[ηコが5dρ/g以上である超高分子量ポリプ
ロピレンが50〜99重量%と、極限粘度[η]が5d
1/g以上であるa−オレフィン系重合体1〜50重量
%と、希釈剤10重量%以下とからなっている。Stretched molded product The stretched molded product obtained by the method of the present invention usually contains 50 to 99% by weight of ultra-high molecular weight polypropylene having an intrinsic viscosity [η] of 5 dρ/g or more and an intrinsic viscosity [η] of 5 dρ/g.
It consists of 1 to 50% by weight of an a-olefin polymer of 1/g or more and 10% by weight or less of a diluent.
そして、通常は、引張り弾性率が、15GPa以下であ
り、破断強度が0.5GPa以上てあり、破断伸度が2
0%以上であり、また強伸度曲線の50%破断強度より
求めたエネルギー吸収値が1kg f m / g以上
である。Usually, the tensile modulus is 15 GPa or less, the breaking strength is 0.5 GPa or more, and the breaking elongation is 2.
0% or more, and the energy absorption value determined from the 50% breaking strength of the strength/elongation curve is 1 kg f m / g or more.
発明の効果
本発明に係る延伸成形体の製造方法により、強度が高く
、破断点伸度が大きく、耐クリープ性に優れるとともに
エネルギー吸収値にも優れた超高分子量ポリプロピレン
延伸成形体を得ることができる。Effects of the Invention By the method for producing a stretched molded body according to the present invention, it is possible to obtain a stretched ultra-high molecular weight polypropylene molded body that has high strength, high elongation at break, excellent creep resistance, and excellent energy absorption value. can.
そして、この延伸成形体は、係留ローブや牽引ロープ等
の動索、高強度マルチフィラメント、ひも、織布、不織
布などの産業用紡織材料として有用である。This stretched molded product is useful as an industrial textile material such as mooring ropes such as mooring lobes and towing ropes, high-strength multifilaments, strings, woven fabrics, and non-woven fabrics.
また、この延伸成形体を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステルなどの各種樹脂や合成ゴムなどに対する補強繊維
として用いることにより、この繊維は、高強度でしかも
密度が小さいことから、従来のガラス繊維、炭素繊維、
ボロン繊維、芳香族ポリアミド繊維を用いた成形体に比
べ、特に軽量化を図ることができる。In addition, by using this stretched molded product as a reinforcing fiber for various resins such as epoxy resin and unsaturated polyester, and synthetic rubber, this fiber has high strength and low density, so it can be used as a reinforcing fiber for various resins such as epoxy resin and unsaturated polyester. fiber,
Compared to molded articles using boron fibers or aromatic polyamide fibers, the weight can be particularly reduced.
また、ガラス繊維などと同様に、UD(UnitDir
ection)積層板、S M C(5heet Mo
ldingCompound) 、B M C(Bul
k Molding Compound)などの成形加
工の際に使用することができ、自動車部品、ボートやヨ
ツトの構造体、電子回路用基板、音響材料などの軽量、
高強度分野での各種複合材料への用途が期待される。Also, like glass fiber, UD (Unit Dir)
ction) Laminated board, SMC (5heet Mo
lding Compound), BMC(Bul
It can be used for molding processes such as k Molding Compound), and can be used for lightweight materials such as automobile parts, boat and yacht structures, electronic circuit boards, and acoustic materials.
It is expected to be used in various composite materials in the high-strength field.
次に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、
本発明はその要旨を越えないかぎりこれらの例に何等制
約されるものではない。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
The present invention is not limited to these examples in any way as long as they do not go beyond the gist of the invention.
実施例1
極限粘度[η]が、14.6d1/Irの超高分子量ポ
リプロピレンの粉末90gと、極限粘度[η]が17.
odl/gの超高分子量ポリエステル−1の粉末10g
と、パラフィンワックス(融点−69℃、分子量−46
0)とを20mmφ L、/D−20のスクリュー式押
出機を用いて樹脂温度200℃で混合を行なって超高分
子量ポリプロピレン樹脂組成物を調製した。Example 1 90 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η] of 14.6 d1/Ir and 90 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η] of 17.
odl/g ultra high molecular weight polyester-1 powder 10g
and paraffin wax (melting point -69℃, molecular weight -46
0) using a 20 mmφ L, /D-20 screw extruder at a resin temperature of 200° C. to prepare an ultra-high molecular weight polypropylene resin composition.
この際、プロセス安定剤として、3,5−ジーtert
ブチルー4−ハイドロキシトルエンおよびテトラキス[
メチレン−3(3,5−ジーtert−ブチルー4−ハ
イドロキシフェニル)プロピオネートコメタンを超高分
子量ポリプロピレンと超高分子量ポリブテン−1との総
和に対して各々0.1重量%添加した。At this time, 3,5-tert is used as a process stabilizer.
Butyl-4-hydroxytoluene and tetrakis [
Methylene-3 (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate comethane was added in an amount of 0.1% by weight based on the total of ultra-high molecular weight polypropylene and ultra-high molecular weight polybutene-1.
紡 糸
上記のようにして調製した超高分子量ポリプロピレン組
成物を紡糸原液として溶融物を次の条件で紡糸し、繊維
を得た。Spinning Using the ultra-high molecular weight polypropylene composition prepared as described above as a spinning dope, the melt was spun under the following conditions to obtain fibers.
すなわち、2IIIIlφの紡糸ノズルが装着されたプ
ランジャー型押出機により190℃の樹脂温度で、上記
紡糸原液を押出した。That is, the spinning dope was extruded at a resin temperature of 190° C. using a plunger type extruder equipped with a spinning nozzle of 2III1φ.
この押出された溶融物を、約70anのエアーギャップ
下で、25℃の空気中で、ドラフト比30でボビンに巻
取り原糸とした。This extruded melt was wound around a bobbin at a draft ratio of 30 in air at 25° C. under an air gap of about 70 ann to form a yarn.
延 伸
上記のようにして調製された繊維(原糸)を5台のゴデ
ツトロールと4個の延伸槽(槽長さ50cm)を用いて
連続延伸を行なった。Stretching The fiber (original thread) prepared as described above was continuously stretched using 5 godet rolls and 4 stretching tanks (tank length 50 cm).
すなわち、第1ゴデツトロールの回転速度を25cm/
分に、第2ゴデツトロールの回転速度を187.5(7
)7分に、第3ゴデツトロールの回転速度を243.8
cm/分に、第4ゴデツトロールの回転速度を292.
6cm/分に、第5ゴデツトロールの回転速度を350
cm/分にし、4段延伸で総延伸倍率を14倍とした。That is, the rotation speed of the first godet roll is set to 25 cm/
minute, the rotational speed of the second godet roll is 187.5 (7
) At 7 minutes, the rotation speed of the third godet roll was increased to 243.8.
The rotational speed of the fourth godet roll was set to 292.cm/min.
The rotation speed of the fifth godet roll was set to 350 cm/min.
cm/min, and the total stretching ratio was 14 times by four-stage stretching.
また、第1と第2ゴデツトロール間の延伸槽には、10
0℃のn−デカンを、第2と第3ゴデ・ソトロール間の
延伸槽には、120℃のn−デカンを、第3と第4ゴデ
ツトロール間の延伸槽には、140℃のフルゾールP(
サーマル化学産業側型熱媒体)を熱媒として用い、第4
と第5ゴデ・ソトロール間の延伸槽には、160℃のフ
ルゾールPを熱媒として用いた。In addition, in the drawing tank between the first and second Godet rolls, 10
n-decane at 0°C, n-decane at 120°C in the drawing tank between the second and third godets and sotrols, and flusol P (at 140°C) in the drawing tank between the third and fourth godetrolls.
Thermal chemical industry type heating medium) is used as the heating medium, and the fourth
Flusol P at 160° C. was used as a heating medium in the drawing tank between the and the fifth Gode and Sotrol.
また、延伸槽の有効長さはそれぞれ50(7)である。Moreover, the effective length of each drawing tank is 50 (7).
ここで、総延伸倍率を、第5ゴデツトロールと第1ゴデ
ツトロールとの回転速度比により求めである。Here, the total stretching ratio is determined by the rotational speed ratio of the fifth godet roll and the first godet roll.
得られた延伸成形体の引張弾性率、破断点強度、破断点
伸度および50%破断強度でのエネルギー吸収値を表1
に示す。Table 1 shows the tensile modulus, strength at break, elongation at break, and energy absorption value at 50% strength at break of the obtained stretched molded product.
Shown below.
なお、得られた延伸成形体の引張弾性率、破断点伸度お
よび破断点強度を島津製作所側製オートグラフDO8−
50M型を用いて室温(25℃)にて測定した。測定条
件をクランプ間の試料長25開、弓張り速度2511I
l/分、チャート速度2SC1ar&/分に設定した。In addition, the tensile modulus, elongation at break, and strength at break of the obtained stretched molded body were measured using Autograph DO8- manufactured by Shimadzu Corporation.
Measurement was performed at room temperature (25°C) using a 50M model. The measurement conditions were a sample length of 25 mm between the clamps, and a bowing speed of 2511 I.
The chart speed was set at 2SC1ar&/min.
ただし、引張弾性率は2%歪における応力を用いて計算
しており、計算に必要な繊維断面積は、繊維の密度を0
.91g/−とし、試料の重量とから計算により求めた
。However, the tensile modulus is calculated using stress at 2% strain, and the fiber cross-sectional area required for calculation is
.. It was calculated from the weight of the sample and the weight of the sample.
また、50%強度におけるエネルギー吸収値は強伸度曲
線の面積量より計算で求めた。In addition, the energy absorption value at 50% strength was calculated from the area of the strength and elongation curve.
なお、以下に記載する実施例および比較例において、引
張弾性率、破断点強度、破断点伸度および50%強度で
のエネルギー吸収値は、上記のようにして測定した。In the Examples and Comparative Examples described below, the tensile modulus, strength at break, elongation at break, and energy absorption value at 50% strength were measured as described above.
実施例2
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[η]が14.6dfl/gの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末80gを使用し、α−オレフィン系重
合体として、極限粘度[η]が17.Odρ/gの超高
分子量ポリブテン−1の粉末20trを使用した以外は
実施例1と同様にして、超高分子量ポリプロピレン樹脂
組成物を調製した。Example 2 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
80 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η] of 14.6 dfl/g was used, and as an α-olefin polymer, the intrinsic viscosity [η] was 17. An ultra-high molecular weight polypropylene resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 20 tr of ultra-high molecular weight polybutene-1 powder of Odρ/g was used.
この組成物を原液として、実施例1と同様にして紡糸体
および延伸成形体を製造した。得られた延伸成形体の総
延伸倍率は13倍であった。Using this composition as a stock solution, a spun body and a stretched molded body were produced in the same manner as in Example 1. The total stretching ratio of the obtained stretched molded product was 13 times.
得られた延伸成形体の特性を表1に記載する。Table 1 shows the properties of the obtained stretched molded product.
実施例3
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[η]が、14.6dll/gの超高分子量ポ
リプロピレンの粉末50gを使用し、α−オレフィン系
重合体として、極限粘度[η]が17. 0 dl /
gの超高分子量ポリブテン−1の粉末50gを使用した
以外は実施例1と同様にして、超高分子量ポリプロピレ
ン樹脂組成物を調製した。Example 3 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
50 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η] of 14.6 dll/g was used, and as an α-olefin polymer, the intrinsic viscosity [η] was 17. 0 dl/
An ultra-high molecular weight polypropylene resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 50 g of ultra-high molecular weight polybutene-1 powder was used.
この組成物を原液として、実施例1と同様にして紡糸体
および延伸成形体を製造した。得られた延伸成形体の総
延伸倍率は12倍であった。Using this composition as a stock solution, a spun body and a stretched molded body were produced in the same manner as in Example 1. The total stretching ratio of the obtained stretched molded product was 12 times.
得られた延伸成形体の特性を表1に記載する。Table 1 shows the properties of the obtained stretched molded product.
実施例4
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[η]が17. 5d(1/gの超高分子量ポ
リプロピレンの粉末80gを使用し、α−オレフィン系
重合体として、極限粘度[η]が12.Odρ/gの超
高分子量ポリブテン−1の粉末20gを使用し、樹脂温
度を200℃にした以外は実施例1と同様にして、超高
分子量ポリプロピレン樹脂組成物を調製した。Example 4 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
Intrinsic viscosity [η] is 17. 5d (using 80 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder of 1/g, using 20 g of ultra-high molecular weight polybutene-1 powder having an intrinsic viscosity [η] of 12.Odρ/g as the α-olefin polymer, An ultra-high molecular weight polypropylene resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin temperature was 200°C.
この組成物を原液として、実施例1と同様にして紡糸体
および延伸成形体を製造した。得られた延伸成形体の総
延伸倍率は12,5倍であった。Using this composition as a stock solution, a spun body and a stretched molded body were produced in the same manner as in Example 1. The total stretching ratio of the obtained stretched molded product was 12.5 times.
得られた延伸成形体の特性を表1に記載する。Table 1 shows the properties of the obtained stretched molded product.
実施例5
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[η]が17.5d11.の超高分子量ポリプ
ロピレンの粉末65gを使用し、α−オレフィン系重合
体として、極限粘度[η]が12.0dfl/gの超高
分子量ポリブテン−1の粉末35gを使用し、樹脂温度
を200℃にした以外は実施例1と同様にして、超高分
子量ポリプロピレン樹脂組成物を調製した。Example 5 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
Intrinsic viscosity [η] is 17.5d11. Using 65 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder of An ultra-high molecular weight polypropylene resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that
この組成物を原液として、実施例1と同様にして紡糸体
および延伸成形体を製造した。得られた延伸成形体の総
延伸倍率は12.5倍であった。Using this composition as a stock solution, a spun body and a stretched molded body were produced in the same manner as in Example 1. The total stretching ratio of the obtained stretched molded product was 12.5 times.
得られた延伸成形体の特性を表1に記載する。Table 1 shows the properties of the obtained stretched molded product.
実施例6
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[η]か17.5dll/gの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末90gを使用し、α−オレフィン系重
合体として、極限粘度[ηコが12.0dll/gの超
高分子量ポリブテン−1の粉末10gを使用し、樹脂温
度を200℃にした以外は実施例1と同様にして、超高
分子量ポリプロピレン樹脂組成物を調製した。Example 6 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
90 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η] of 17.5 dll/g was used as an α-olefin polymer. An ultra-high molecular weight polypropylene resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 g of powder was used and the resin temperature was 200°C.
この組成物を原液として、実施例1と同様にして紡糸体
および延伸成形体を製造した。得られた延伸成形体の総
延伸倍率は16倍であった。Using this composition as a stock solution, a spun body and a stretched molded body were produced in the same manner as in Example 1. The total stretching ratio of the obtained stretched molded product was 16 times.
得られた延伸成形体の特性を表1に記載する。Table 1 shows the properties of the obtained stretched molded product.
比較例1
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[η]が14.6dl/gの超高分子量ポリプ
ロピレンの粉末80gを使用し、α−オレフィン系重合
体として、極限粘度[η]が4.8dD/gの超高分子
量ポリブテン−1の粉末20gを使用し、樹脂温度を2
00℃とした以外は実施例1と同様にして樹脂組成物を
調製した。Comparative Example 1 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
Using 80 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η] of 14.6 dL/g, ultra-high molecular weight polybutene-1 with an intrinsic viscosity [η] of 4.8 dD/g was used as an α-olefin polymer. Use 20g of powder and set the resin temperature to 2.
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 00°C.
この樹脂組成物を用いて実施例1と同様の方法により紡
糸した後、90℃のn−デカン中て延伸しようとしたが
、原糸が溶解して延伸することができなかった。After spinning using this resin composition in the same manner as in Example 1, an attempt was made to stretch it in n-decane at 90°C, but the filament dissolved and stretching could not be carried out.
比較例2
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[η]が14.66D/gの超高分子量ポリプ
ロピレンの粉末100gを使用し、α−オレフィン系重
合体を使用せずに、樹脂温度を200℃とした以外は実
施例1と同様にして、樹脂組成物を調製した。Comparative Example 2 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
The procedure was the same as in Example 1, except that 100 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η] of 14.66 D/g was used, the α-olefin polymer was not used, and the resin temperature was 200°C. A resin composition was prepared.
この組成物を原液として、実施例1と同様にして紡糸体
および延伸成形体を製造した。得られた繊維の総延伸倍
率は12倍であった。Using this composition as a stock solution, a spun body and a stretched molded body were produced in the same manner as in Example 1. The total stretching ratio of the obtained fiber was 12 times.
得られた延伸成形体の特性を表1に記載する。Table 1 shows the properties of the obtained stretched molded product.
比較例3
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[ηコが17.56(1/gの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末100gを使用し、a−オレフィン系
重合体を使用せずに、樹脂温度を200℃とした以外は
実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製した。Comparative Example 3 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
Same as Example 1 except that 100 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η of 1/g was used, no a-olefin polymer was used, and the resin temperature was 200°C. A resin composition was prepared in the same manner.
この組成物を原液として、実施例1と同様にして紡糸体
および延伸成形体を製造した。得られた延伸成形体の総
延伸倍率は15倍であった。Using this composition as a stock solution, a spun body and a stretched molded body were produced in the same manner as in Example 1. The total stretching ratio of the obtained stretched molded product was 15 times.
得られた延伸成形体の特性を表1に記載する。Table 1 shows the properties of the obtained stretched molded product.
比較例4
実施例1において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度[η]が17.6dρ/gの超高分子量ポリプ
ロピレンの粉末80gを使用し、α−オレフィン系重合
体の代わりに、エチレン−プロピレン共重合体(ムーニ
ー粘度−80)を20g使用し、樹脂温度を200℃と
した以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し
た。Comparative Example 4 In Example 1, as ultra-high molecular weight polypropylene,
Using 80 g of ultra-high molecular weight polypropylene powder with an intrinsic viscosity [η] of 17.6 dρ/g, using 20 g of ethylene-propylene copolymer (Mooney viscosity -80) instead of the α-olefin polymer, A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin temperature was 200°C.
この組成物を原液として、実施例1と同様にして紡糸体
および延伸成形体を製造した。得られた延伸成形体の総
延伸倍率は12.5倍であった。Using this composition as a stock solution, a spun body and a stretched molded body were produced in the same manner as in Example 1. The total stretching ratio of the obtained stretched molded product was 12.5 times.
得られた延伸成形体の特性を表1に記載する。Table 1 shows the properties of the obtained stretched molded product.
69−69-
Claims (1)
ポリプロピレン50〜99重量部と、炭素数4〜18の
α−オレフィンから誘導される極限粘度[η]が5dl
/g以上であるα−オレフィン系重合体1〜50重量部
とからなる超高分子量ポリプロピレン組成物に、希釈剤
を加えて溶融混合した後、これをダイより押出し成形し
、得られる押出し物を延伸することを特徴とする超高分
子量ポリ・プロピレン延伸成形体の製造方法。1) 50 to 99 parts by weight of ultra-high molecular weight polypropylene having an intrinsic viscosity [η] of 5 dl/g or more and an α-olefin having an intrinsic viscosity [η] of 5 dl derived from an α-olefin having 4 to 18 carbon atoms.
After adding a diluent and melt-mixing an ultra-high molecular weight polypropylene composition consisting of 1 to 50 parts by weight of an α-olefin polymer having a molecular weight of 1 to 50 parts by weight or more, this is extruded through a die, and the resulting extrudate is A method for producing an ultra-high molecular weight polypropylene stretched molded article, which comprises stretching.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5414290A JPH03260111A (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Preparation of ultrahigh molecular weight polypropylene drawn product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5414290A JPH03260111A (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Preparation of ultrahigh molecular weight polypropylene drawn product |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03260111A true JPH03260111A (en) | 1991-11-20 |
Family
ID=12962311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5414290A Pending JPH03260111A (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Preparation of ultrahigh molecular weight polypropylene drawn product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03260111A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997046369A1 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-11 | Brückner Maschinenbau GmbH | Process for producing a biaxially oriented polypropylene foil |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP5414290A patent/JPH03260111A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997046369A1 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-11 | Brückner Maschinenbau GmbH | Process for producing a biaxially oriented polypropylene foil |
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