JPH036246B2 - - Google Patents

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JPH036246B2
JPH036246B2 JP58038273A JP3827383A JPH036246B2 JP H036246 B2 JPH036246 B2 JP H036246B2 JP 58038273 A JP58038273 A JP 58038273A JP 3827383 A JP3827383 A JP 3827383A JP H036246 B2 JPH036246 B2 JP H036246B2
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JP
Japan
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polyethylene
stretching
paraffin wax
melt
stretched
Prior art date
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Expired
Application number
JP58038273A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59168116A (en
Inventor
Masanori Motooka
Hitoshi Mantoku
Takao Oono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Industries Ltd filed Critical Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority to JP58038273A priority Critical patent/JPS59168116A/en
Publication of JPS59168116A publication Critical patent/JPS59168116A/en
Publication of JPH036246B2 publication Critical patent/JPH036246B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、ポリエチレンの溶融押出延伸方法に
関する。更に詳しくは、高弾性率、高強度を有す
るポリエチレン延伸物の製造方法に関する。 ポリエチレンやポリプロピレン等の結晶性熱可
塑性樹脂を高度に延伸し、配向結晶化させること
により、高弾性率化及び高強度化できることは良
く知られている。しかしながら通常のポリエチレ
ン溶融押出延伸方法により延伸できる延伸倍率は
せいぜい20〜30倍程度であり、それ以上の延伸倍
率ではいわゆる延伸切れを起こしてそれ以上延伸
することはできない。高弾性率の延伸物を製造す
る方法として、例えば結晶性ポリマーを特定の結
晶構造になるような条件下で熱処理して、特定の
条件下で延伸する方法(特公昭57−37454号公報)
が提案されているが、そこに具体的に開示された
方法によると、所望の結晶構造を有するようにす
るには、熱処理する際に充分温度及び時間を管理
する必要があること、また延伸する際にも、通常
毎分10〜20cm程度、あるいは精精毎分30〜150cm
の比較的低い延伸速度で延伸を行うことが必要で
あること等からして、工程管理上煩雑であり生産
性にも劣り工業化するには難点があつた。 そこで本発明者らは、ポリエチレン延伸性を改
良して、高弾性率、高強度を有するポリエチレン
の延伸物を得る方法について種々検討した結果、
ポリエチレンに特定のパラフイン系ワツクスを配
合した組成物を用いることにより、本発明の目的
を達成することができ、本発明を完成するに至つ
た。 すなわち本発明は、極限粘度〔η〕が1.5dl/
g以上5dl/g未満のポリエチレン(A):15ないし
97重量%と融点が40ないし120℃で且つ分子量が
2000以下のパラフイン系ワツクス(B):85ないし3
重量%との混合物を190ないし280℃の温度で溶融
混練し、210ないし300℃のダイより未延伸物を押
出し、冷却固化後、次いで60ないし140℃の温度
で少なくとも20倍以上の延伸比で延伸することを
特徴とする高弾性率及び高強度を有するポリエチ
レン延伸物の製造方法を提供するものである。 本発明の方法に用いるポリエチレン(A)とは、デ
カリン溶媒135℃における極限粘度〔η〕が1.5
dl/g以上5.0dl/g未満、好ましくは2.0dl/g
以上5.0dl/g未満の範囲のものである。〔η〕が
5dl/g以上のものは、後述のパラフイン系ワツ
クス(B)の添加量が少ない場合は、延伸性を改良で
きない場合がある。またポリエチレン(A)の密度は
とくに限定はされないが、好ましくは0.920g/
cm3以上、更に好ましくは0.930ないし0.970g/cm3
の範囲のものがよい高弾性率、高強度の延伸物と
なるので好ましい。前記範囲のポリエチレン(A)
は、エチレンの単独重合体に限らず、エチレンと
少量の他のα−オレフイン、例えばプロピレン、
1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペ
ンテン、1−オクテン、1−デセン等との共重合
体、あるいは酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル
酸等のビニル化合物との共重合体であつてもよ
い。 本発明の方法に用いるパラフイン系ワツクス(B)
とは、融点が40ないし120℃、好ましくは45ない
し110℃で且つ分子量が2000以下、好ましくは
1000以下、特に好ましくは800以下のパラフイン
系ワツクスである。融点が40℃未満のものあるい
は液状パラフインを用いるとポリエチレン(A)とス
クリユーとが共回りを起こして均一な溶融紡糸が
出来ない。一方融点が120℃を越え、且つ分子量
が2000を越えるものを用いても20倍程度の延伸倍
率では高弾性率、高引張強度の延伸物が得られ
ず、又更に延伸比を上げて高弾性率の延伸物を得
ようとしても25倍以上には延伸出来ず結果として
高弾性率の延伸物を得ることは出来ないし、更に
後述の如く延伸物から過剰のパラフイン系ワツク
スを抽出することも出来ない。また分子量が800
以下のものを用いると20倍を越える延伸比でも充
分高弾性率の延伸物が得られるが、分子量が800
〜2000のパラフイン系ワツクスを用いる場合は20
倍、好ましくは25倍以上の延伸比で延伸すること
が好ましい。 本発明における融点は、ASTM D 3417によ
り示差走査型熱量計(DSC)により測定した値
である。また分子量はGPC法(ゲル・パーミエ
ーシヨン・クロマトグラフイー)により次の条件
で測定して得た重量平均分子量(Mw)である。 装置:ウオーターズ社製 150C型 カラム:東洋曹達社製 TSK GMH−6 (6mmφ×600mm) 溶媒:オルソジクロルベンゼン(ODCB) 温度:135℃ 流量:1.0ml/min 注入濃度:30mg/20mlODCB(注入量400μ) 尚、東洋曹達社製およびプレツシヤー・ケミカ
ルル社製の標準ポリスチレンを用いてユニバーサ
ル法によりカラム溶出体積は較正した。 又、本発明における密度はASTM D 1505に
より測定した値である。 本発明の方法に用いるパラフイン系ワツクス(B)
は前記範囲の融点及び分子量を有するものであれ
ば、とくに炭素と水素のみからなる化合物には限
定されず、少量の酸素、その他の元素を含んでい
てもよい。 前記パラフイン系ワツクス(B)としては、飽和脂
肪族炭化水素化合物を主体とするもので、具体的
にはドコサン、トリコサン、テトラコサン、トリ
アコンタン等の炭素数22以上のn−アルカンある
いはそれらを主成分した低級n−アルカン等との
混合物、石油から分離精製された所謂パラフイン
系ワツクス、エチレンあるいはエチレンと他のα
−オレフインとを共重合して得られる低分子量重
合体である中・低圧ポリエチレンワツクス、高圧
法ポリエチレンワツクス、エチレン共重合ワツク
スあるいは中・低圧法ポリエチレン、高圧法ポリ
エチレン等のポリエチレンを熱減成等により分子
量を低下させたワツクス及びそれらワツクスの酸
化物あるいはマレイン酸変性物等の酸化ワツク
ス、マレイン酸変性ワツクス等が挙げられる。 本発明に用いる前記パラフイン系ワツクス(B)の
融点及び分子量範囲に入る他の炭化水素化合物と
して例えばナフタリン、ジメチルナフタリン等の
芳香族炭化水素化合物があるが、これらのものは
パラフイン系ワツクスと異なりポリエチレン(A)と
の相溶性が劣り、本発明の方法に用いるとポリエ
チレン(A)への芳香族炭化水素の分散むらが生じ、
均一延伸あるいは高延伸倍率の達成が困難であ
る。 ポリエチレン(A)とパラフイン系ワツクス(B)等と
の相溶性を調べる方法としては、具体的には高倍
率走査型電子顕微鏡による未延伸糸の断面の観察
法が例示出来る。すなわち、ポリエチレン(A)とパ
ラフイン系ワツクス(B)等との等量ブレンド物を溶
融混練後溶融紡糸する。次いで得られた未延伸原
糸をその長手方向に直交するようにミクロトーム
等の鋭利な刃で切断する。当該断面と同様の処理
により切り出した断面をさらにヘキサンあるいは
ヘプタン等の無極性溶剤に少なくとも1時間以上
室温で浸漬して、パラフイン系ワツクス(B)等を抽
出除去した抽出処理断面を少なくとも3000倍以上
の倍率で走査型電子顕微鏡にて比較観察する。本
発明のパラフイン系ワツクス(B)はポリエチレン(A)
に対して相溶性が良好であるため、0.1μ以上の陥
没は殆ど観察されず、パラフイン系ワツクス(B)の
代わりにナフタリンを用いた場合は分散不良を起
こし、0.1μ以上の陥没が無数に観察される。 本発明の方法は、前記ポリエチレン(A):15ない
し97重量%、好ましくは50ないし85重量%と前記
パラフイン系ワツクス(B):85ないし3重量%、好
ましくは50ないし15重量%とからなる混合物を
190ないし280℃、好ましくは190ないし250℃の温
度で溶融混練し、210ないし300℃、好ましくは
210ないし270℃のダイより未延伸物を押出し、冷
却固化後、60ないし140℃、好ましくは100ないし
135℃の温度で少なくとも20倍、好ましくは25倍
以上の延伸比で延伸する方法である。 パラフイン系ワツクス(B)の量が3重量%未満で
はポリエチレンの延伸性が改良されず20倍以上の
延伸ができず、一方80重量%を越えると溶融粘度
が低くなり過ぎて溶融混練が困難であり、また未
延伸物の延伸性が劣り、延伸時にブツ切れを起こ
し20倍以上の延伸ができない。 前記混合物の溶融混練及び押出しには、通常の
単軸あるいは多軸のスクリユー押出機を用いて行
うのが、連続押出しができるので好ましい。溶融
混練後時及びダイの温度がそれぞれ190℃及び210
℃未満では混合物の溶融粘度が高く溶融押出しが
困難であり、一方、それぞれ280℃及び300℃を越
えるとポリエチレンの劣化が激しく、分子量が低
下して高強度の延伸物が得られない。尚、ポリエ
チレン(A)とパラフイン系ワツクス(B)との混合は、
ヘンシエルミキサー、V−ブレンダー、タンブラ
−ブレンダー等により混合したものを直接溶融混
練して押出してもよいし、予め混合後更に単軸あ
るいは多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサ
ー等で溶融混練して造粒あるいは紛砕しておいて
もよい。 ダイより未延伸物を押出した後は、一旦冷却固
化を行うが、冷却は水冷、空冷のいずれの方法で
もよい。また未延伸物が冷却固化する迄の間に、
溶融物にドラフトをかけてもよい。 冷却固化した未延伸物を延伸する際の温度が60
℃未満では20倍以上の延伸比が達成できず、一方
140℃を越えるとポリエチレン(A)が軟化し、延伸
はされるものの、高弾性率の延伸物が得られる。 上記延伸は60ないし140℃の範囲内の雰囲気下
であれば熱媒は空気、水蒸気、溶媒のいずれを用
いても高弾性率、高強度の延伸物が得られるが、
熱媒として前記パラフイン系ワツクス(B)を溶出あ
るいは滲出除去することができる溶媒、具体的に
は、例えばデカリン、デカン、灯油を用いると延
伸時に過剰のパラフイン系ワツクス(B)を抽出除去
あるいは滲出した該ワツクス(B)の除去ができ、延
伸時の延伸むらの低減が可能となるので好まし
い。また該ワツクスが除去あるいは低減した延伸
物を得るには、前記方法に限らず、未延伸物をヘ
キサン、ヘプタン等の溶剤で処理後延伸する方
法、延伸物をヘキサン、ヘプタン等の溶剤で処理
する方法も採り得、そのような処理を行うことに
より、更に高弾性率、高強度の延伸物が得られ
る。 前記雰囲気下での延伸比が20倍未満では高弾性
率化、高強度化の程度が少なく、また延伸物に原
糸の白化が随伴するため、外観を損う例が多い。
尚延伸比は、最終延伸比が25倍以上になればよ
く、1段延伸でも2段延伸以上の多段延伸でもよ
い。 また延伸の際の最終延伸速度はとくに限定はさ
れないが、生産性から3m/min以上、好ましく
は5m/min以上の速度がよい。 本発明に用いるポリエチレン(A)には、耐熱安定
剤、耐候安定剤、顔料、染料、無機充填剤等通常
ポリオレフインに添加することができる添加剤を
本発明の目的を損わない範囲で添加しておいても
よい。 本発明の方法により得られるポリエチレンの延
伸物は、従来ポリエチレンの延伸物では得られな
い高引張強度を有し、且つ高弾性率であるので、
モノフイラメント、テープ等の従来の延伸糸の分
野に加えて高弾性率、高強度繊維の分野への利用
が可能となり、軽量性が要求される各種補強材に
使用できる。またパラフイン系ワツクスを配合す
ることにより、従来のポリエチレン単独の延伸物
に比べて白化を生じる延伸比が高くなるので、よ
り外観が優れた延伸物が得られる利点がある。さ
らには、超高延伸による結晶配列の高度な整列な
らびに過剰のパラフイン系ワツクス(B)を抽出する
ことにより副次的に生成する微孔を利用した選択
膜、エレクトレツト等の機能材料への適性にも優
れている。 次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明
するが、本発明の要旨を越えない限りそれらの実
施例に制約されるものではない。 実施例 1 ポリエチレン(〔η〕=2.47dl/g、密度=
0.964g/cm3)とパラフインワツクス(融点=69
℃、分子量=460)との95:5ブレンド物を次の
条件下で溶融紡糸延伸を行つた。上記ポリエチレ
ンの粒状ペレツトとパラフインワツクスの粉砕品
とを混合後、20mmφ、L/D=20のスクリユー押
出機を用い、樹脂温度190℃で溶融混練を行つた。
次いで該溶融物をオリフイス径が1mmのダイより
押し出し、エアーギヤツプ10cmで20℃の冷水にて
固化させた。引き続き一対のゴデツトロールを用
いてn−デカンを熱媒とした延伸槽(槽内温度=
130℃、槽の長さ=40cm)で延伸を行つた。 この際、第1ゴデツトロールの回転速度を0.5
m/minとして、第2ゴデツトロールの回転速度
を適宜変更することにより延伸比の異なる繊維を
得た。但し、延伸比はゴデツトロールの回転比よ
り計算して求めた。各延伸比における弾性率およ
び強度を表1に示す。表1から延伸比を20倍以上
にすると高強度の延伸物が得られることが分か
る。尚、弾性率および強度はインストロン万能試
験機1123型(インストロン社製)を用いて室温
(23℃)にて測定した。このとき、クランプ間の
試料長は100mmで引張速度100mm/分とした。但
し、弾性率は2%歪における応力を用いて計算し
た。計算に必要な繊維断面積は、ポリエチレンの
密度を0.96g/cm3として繊維の重量と長さを測定
して求めた。又、表には延伸繊維の白化の有無に
ついても示した(但し、〇:白化していない、
×:白化している)。
The present invention relates to a polyethylene melt extrusion stretching method. More specifically, the present invention relates to a method for producing a stretched polyethylene product having high elastic modulus and high strength. It is well known that by highly stretching and oriented crystallizing crystalline thermoplastic resins such as polyethylene and polypropylene, it is possible to increase the modulus of elasticity and increase the strength. However, the stretching ratio that can be stretched by the usual polyethylene melt extrusion stretching method is about 20 to 30 times at most, and if the stretching ratio is higher than that, so-called stretch breakage occurs and further stretching cannot be performed. As a method for producing a stretched product with a high elastic modulus, for example, a method in which a crystalline polymer is heat treated under conditions to form a specific crystal structure and then stretched under specific conditions (Japanese Patent Publication No. 37454/1983)
However, according to the method specifically disclosed therein, in order to obtain the desired crystal structure, it is necessary to sufficiently control the temperature and time during heat treatment, and also that stretching is necessary. In the case of a sperm, it is usually about 10 to 20 cm per minute, or 30 to 150 cm per minute.
Since it is necessary to draw at a relatively low drawing speed, it is complicated in terms of process control and has low productivity, making it difficult to commercialize. Therefore, the present inventors have conducted various studies on methods of improving the stretchability of polyethylene to obtain a stretched polyethylene product having high elastic modulus and high strength.
By using a composition in which polyethylene is blended with a specific paraffin wax, the objects of the present invention can be achieved and the present invention has been completed. That is, in the present invention, the intrinsic viscosity [η] is 1.5 dl/
Polyethylene (A) of g or more but less than 5 dl/g: 15 or more
97% by weight, a melting point of 40 to 120℃, and a molecular weight of
Paraffin wax (B) below 2000: 85 to 3
% by weight is melt-kneaded at a temperature of 190 to 280°C, the unstretched material is extruded through a die at 210 to 300°C, and after cooling and solidifying, the mixture is then stretched at a temperature of 60 to 140°C with a drawing ratio of at least 20 times or more. The present invention provides a method for producing a stretched polyethylene product having a high elastic modulus and high strength, which is characterized by stretching. Polyethylene (A) used in the method of the present invention has an intrinsic viscosity [η] of 1.5 at 135°C in decalin solvent.
dl/g or more but less than 5.0 dl/g, preferably 2.0 dl/g
It is in the range of above 5.0 dl/g. If [η] is 5 dl/g or more, the stretchability may not be improved if the amount of paraffin wax (B) described below is small. The density of polyethylene (A) is not particularly limited, but is preferably 0.920g/
cm 3 or more, more preferably 0.930 to 0.970 g/cm 3
It is preferable to use a polyurethane resin in the range of 1 to 100% because it results in a stretched product with a high elastic modulus and high strength. Polyethylene (A) within the above range
is not limited to ethylene homopolymers, but also ethylene and small amounts of other α-olefins, such as propylene,
Copolymers with 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, etc., or copolymers with vinyl compounds such as vinyl acetate, vinyl chloride, acrylic acid, etc. It's okay. Paraffin wax (B) used in the method of the present invention
means a melting point of 40 to 120°C, preferably 45 to 110°C, and a molecular weight of 2000 or less, preferably
It is a paraffin wax with a molecular weight of 1000 or less, particularly preferably 800 or less. If a material with a melting point of less than 40°C or liquid paraffin is used, the polyethylene (A) and the screw will rotate together, making uniform melt spinning impossible. On the other hand, even if a material with a melting point exceeding 120°C and a molecular weight exceeding 2000 is used, a drawn product with a high elastic modulus and high tensile strength cannot be obtained at a drawing ratio of about 20 times, and even if the drawing ratio is further increased, a drawn product with high elasticity Even if an attempt is made to obtain a stretched product with a high modulus of elasticity, it is not possible to stretch the material by a factor of 25 times or more, and as a result, a stretched product with a high elastic modulus cannot be obtained.Furthermore, as will be described later, it is not possible to extract excess paraffin wax from the stretched product. do not have. Also, the molecular weight is 800
If the following is used, a stretched product with a sufficiently high elastic modulus can be obtained even at a stretching ratio exceeding 20 times, but the molecular weight is 800
~2000 when using paraffin wax
It is preferable to stretch at a stretching ratio of 25 times or more, preferably 25 times or more. The melting point in the present invention is a value measured using a differential scanning calorimeter (DSC) according to ASTM D 3417. Moreover, the molecular weight is the weight average molecular weight (Mw) measured by GPC method (gel permeation chromatography) under the following conditions. Equipment: Waters Co., Ltd. 150C type column: Toyo Soda Co., Ltd. TSK GMH-6 (6 mmφ x 600 mm) Solvent: Orthodichlorobenzene (ODCB) Temperature: 135°C Flow rate: 1.0 ml/min Injection concentration: 30 mg/20 ml ODCB (injection volume 400μ ) The column elution volume was calibrated by the universal method using standard polystyrene manufactured by Toyo Soda Co., Ltd. and Pressure Chemical Co., Ltd. Further, the density in the present invention is a value measured according to ASTM D 1505. Paraffin wax (B) used in the method of the present invention
is not particularly limited to a compound consisting only of carbon and hydrogen, as long as it has a melting point and molecular weight within the above range, and may contain a small amount of oxygen or other elements. The paraffinic wax (B) is mainly composed of saturated aliphatic hydrocarbon compounds, specifically, n-alkanes having 22 or more carbon atoms such as docosane, tricosane, tetracosane, and triacontane, or n-alkanes containing them as main components. mixtures with lower n-alkanes etc., so-called paraffin waxes separated and refined from petroleum, ethylene or ethylene and other alpha
- Heat degradation of polyethylene such as medium/low pressure polyethylene wax, high pressure polyethylene wax, ethylene copolymer wax, medium/low pressure polyethylene, high pressure polyethylene, etc., which are low molecular weight polymers obtained by copolymerizing with olefin. Oxidized waxes such as waxes whose molecular weights have been lowered by oxidation or maleic acid-modified products of these waxes, maleic acid-modified waxes, and the like. Other hydrocarbon compounds that fall within the melting point and molecular weight range of the paraffinic wax (B) used in the present invention include aromatic hydrocarbon compounds such as naphthalene and dimethylnaphthalene, but unlike the paraffinic wax, polyethylene The compatibility with (A) is poor, and when used in the method of the present invention, aromatic hydrocarbons will be unevenly dispersed in polyethylene (A).
It is difficult to achieve uniform stretching or high stretching ratios. A specific example of a method for examining the compatibility between polyethylene (A) and paraffin wax (B) is the observation of a cross section of an undrawn yarn using a high-magnification scanning electron microscope. That is, a blend of equal amounts of polyethylene (A) and paraffin wax (B), etc. is melt-kneaded and then melt-spun. Next, the obtained undrawn yarn is cut perpendicularly to its longitudinal direction with a sharp blade such as a microtome. A cross section cut out using the same process as the cross section is further immersed in a non-polar solvent such as hexane or heptane at room temperature for at least 1 hour to extract and remove paraffin wax (B), etc. The extracted cross section is at least 3000 times more Comparative observation is made using a scanning electron microscope at a magnification of . The paraffin wax (B) of the present invention is polyethylene (A)
Because it has good compatibility with wax, almost no depressions of 0.1μ or more are observed, and when naphthalene is used instead of paraffin wax (B), poor dispersion occurs, resulting in countless depressions of 0.1μ or more. be observed. The method of the present invention comprises the polyethylene (A): 15 to 97% by weight, preferably 50 to 85% by weight, and the paraffin wax (B): 85 to 3% by weight, preferably 50 to 15% by weight. mixture
Melt kneading at a temperature of 190 to 280°C, preferably 190 to 250°C, and preferably 210 to 300°C.
The unstretched material is extruded through a die at 210 to 270°C, and after cooling and solidifying, it is heated to 60 to 140°C, preferably 100 to 100°C.
This method involves stretching at a temperature of 135° C. at a stretching ratio of at least 20 times, preferably 25 times or more. If the amount of paraffin wax (B) is less than 3% by weight, the stretchability of polyethylene will not be improved and stretching of 20 times or more will not be possible, while if it exceeds 80% by weight, the melt viscosity will be too low and melt-kneading will be difficult. Also, the stretchability of unstretched products is poor, causing breakage during stretching, making it impossible to stretch 20 times or more. It is preferable to melt-knead and extrude the mixture using a conventional single-screw or multi-screw extruder because continuous extrusion can be performed. After melting and kneading, the temperature of the die is 190℃ and 210℃, respectively.
If the temperature is below 280°C or 300°C, the melt viscosity of the mixture is high and melt extrusion is difficult, whereas if the temperature exceeds 280°C or 300°C, the polyethylene will deteriorate severely and the molecular weight will decrease, making it impossible to obtain a drawn product with high strength. In addition, when mixing polyethylene (A) and paraffin wax (B),
The mixture may be directly melt-kneaded and extruded using a Henschel mixer, V-blender, tumbler blender, etc., or it may be melt-kneaded using a single-screw or multi-screw extruder, kneader, Banbury mixer, etc. after pre-mixing. It may be granulated or crushed. After extruding the unstretched material from the die, it is once cooled and solidified, and cooling may be performed by either water cooling or air cooling. Also, until the unstretched material cools and solidifies,
The melt may be drafted. The temperature when stretching the cooled and solidified unstretched material is 60℃.
Below ℃, a stretching ratio of 20 times or more cannot be achieved;
When the temperature exceeds 140°C, polyethylene (A) becomes soft and although it is stretched, a stretched product with a high elastic modulus is obtained. If the above stretching is carried out in an atmosphere within the range of 60 to 140°C, a stretched product with high elastic modulus and high strength can be obtained even if air, water vapor, or a solvent is used as the heating medium.
If a solvent capable of eluting or exuding the paraffinic wax (B), specifically, for example, decalin, decane, or kerosene, is used as a heating medium, the excess paraffinic wax (B) can be extracted or exuded during stretching. This is preferable because it is possible to remove the wax (B) and reduce the unevenness of stretching during stretching. Further, in order to obtain a stretched product in which the wax has been removed or reduced, the method is not limited to the above-mentioned method, but a method in which an unstretched product is treated with a solvent such as hexane or heptane, and then stretched, or a stretched product is treated with a solvent such as hexane or heptane, etc. By performing such treatment, a stretched product with even higher elastic modulus and higher strength can be obtained. If the stretching ratio in the above atmosphere is less than 20 times, the degree of increase in the modulus of elasticity and strength is small, and the drawn product is often accompanied by whitening of the raw yarn, which often impairs the appearance.
The stretching ratio may be as long as the final stretching ratio is 25 times or more, and may be one-stage stretching or multi-stage stretching of two or more stages. Further, the final stretching speed during stretching is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, a speed of 3 m/min or more, preferably 5 m/min or more is preferable. Additives that can be normally added to polyolefins, such as heat stabilizers, weather stabilizers, pigments, dyes, and inorganic fillers, may be added to the polyethylene (A) used in the present invention to the extent that the purpose of the present invention is not impaired. You can leave it there. The drawn polyethylene product obtained by the method of the present invention has high tensile strength and high elastic modulus that cannot be obtained with conventional drawn polyethylene products, so
In addition to the field of conventional drawn yarns such as monofilaments and tapes, it can be used in the field of high-modulus, high-strength fibers, and can be used in various reinforcing materials that require lightness. Furthermore, by blending a paraffin wax, the stretching ratio at which whitening occurs is higher than in conventional stretched products made of polyethylene alone, so there is the advantage that stretched products with better appearance can be obtained. Furthermore, it is suitable for functional materials such as selective membranes and electrets, which utilizes the highly aligned crystal arrangement achieved by ultra-high stretching and the micropores that are generated as a side effect by extracting excess paraffin wax (B). It is also excellent. Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. Example 1 Polyethylene ([η] = 2.47 dl/g, density =
0.964g/cm 3 ) and paraffin wax (melting point = 69
℃, molecular weight = 460) was melt-spun and drawn under the following conditions. After mixing the polyethylene granular pellets and the pulverized paraffin wax, they were melt-kneaded at a resin temperature of 190° C. using a screw extruder with a diameter of 20 mm and L/D=20.
The melt was then extruded through a die with an orifice diameter of 1 mm, and solidified with cold water at 20°C in an air gap of 10 cm. Subsequently, using a pair of godet rolls, a drawing tank was drawn using n-decane as a heating medium (temperature inside the tank =
Stretching was carried out at 130°C (tank length = 40cm). At this time, the rotation speed of the first godet roll is set to 0.5
By appropriately changing the rotational speed of the second godet roll (m/min), fibers with different drawing ratios were obtained. However, the stretching ratio was calculated from the rotation ratio of the godet roll. Table 1 shows the elastic modulus and strength at each stretching ratio. It can be seen from Table 1 that a stretched product with high strength can be obtained when the stretching ratio is 20 times or more. The elastic modulus and strength were measured at room temperature (23° C.) using an Instron universal testing machine model 1123 (manufactured by Instron). At this time, the sample length between the clamps was 100 mm, and the tensile speed was 100 mm/min. However, the elastic modulus was calculated using stress at 2% strain. The fiber cross-sectional area required for calculation was determined by measuring the weight and length of the fiber, assuming the density of polyethylene as 0.96 g/cm 3 . The table also shows the presence or absence of whitening of the drawn fibers (〇: no whitening;
×: Whitening).

【表】 実施例 2 ポリエチレン(〔η〕=2.47dl/g、密度=
0.964g/cm3)とパラフインワツクス(融点=69
℃、分子量=460)との90:10ブレンド物を実施
例1と同一条件下で溶融紡糸延伸を行つた。各延
伸比における弾性率と強度を表2に示す。同じく
延伸比を20倍以上にすると高強度の延伸物が得ら
れることが分かる。
[Table] Example 2 Polyethylene ([η] = 2.47 dl/g, density =
0.964g/cm 3 ) and paraffin wax (melting point = 69
℃, molecular weight = 460) was subjected to melt spinning and drawing under the same conditions as in Example 1. Table 2 shows the elastic modulus and strength at each stretching ratio. Similarly, it can be seen that a stretched product with high strength can be obtained when the stretching ratio is 20 times or more.

【表】【table】

【表】 実施例 3 ポリエチレン(〔η〕=2.47dl/g、密度=
0.964g/cm3)とパラフインワツクス(融点=69
℃、分子量=460)との80:20ブレンド物を実施
例1と同一条件下で溶融紡糸延伸を行つた。各延
伸比における弾性率と強度を表3に示す。同じく
延伸比を20倍以上にすると高強度の延伸物が得ら
れることが分かり、60倍以上の高延伸比において
も延伸物は白化を起こさないことも分かる。
[Table] Example 3 Polyethylene ([η] = 2.47 dl/g, density =
0.964g/cm 3 ) and paraffin wax (melting point = 69
℃, molecular weight = 460) was melt-spun and stretched under the same conditions as in Example 1. Table 3 shows the elastic modulus and strength at each stretching ratio. Similarly, it is found that a drawn product with high strength can be obtained when the drawing ratio is 20 times or more, and it is also found that the drawn product does not whiten even at a high drawing ratio of 60 times or more.

【表】 実施例 4 ポリエチレン(〔η〕=2.47dl/g、密度=
0.964g/cm3)とパラフインワツクス(融点=69
℃、分子量=460)との90:10ブレンド物を次の
条件下でTダイフイルム成形した後、延伸を行つ
た。ポリエチレンの粉末とパラフインワツクスの
粉砕品とを混合後、220℃に温度制御されたコー
トハンガー型ダイ(リツプ長=300mm、リツプ厚
=0.5mm)を付けた20mmφ、L/D=20のスクリ
ユー押出機で溶融混練し、フイルムとした。この
とき、溶融混練温度は190℃であつた。押し出さ
れた溶融フイルムは20℃の冷水を用いた冷却ロー
ルを用い未延伸フイルムが幅300mmになるように
引き取り、冷却固化された。 引き続き一対のスナツプロールを用いて、n−
デカンを熱媒とした延伸槽(槽内温度=120℃、
槽の有効長=80cm)で延伸した。この際、第1ス
ナツプロールの回転速度を0.5m/minとして、
第2スナツプロールの回転速度を適宜変更するこ
とにより延伸比の異なる延伸テープを得た。但
し、延伸比はスナツプロールの回転比より計算し
て求めた。各延伸比における延伸テープの弾性
率、強度およびテープの外観を表5にまとめた。
(但し、〇:透明で均一、×:一部フイブリル化に
白化)
[Table] Example 4 Polyethylene ([η] = 2.47 dl/g, density =
0.964g/cm 3 ) and paraffin wax (melting point = 69
℃, molecular weight = 460) was formed into a T-die film under the following conditions, and then stretched. After mixing polyethylene powder and pulverized paraffin wax, a 20mmφ, L/D=20 screw with a coat hanger type die (rip length = 300mm, lip thickness = 0.5mm) whose temperature is controlled at 220℃ is used. The mixture was melt-kneaded using an extruder to form a film. At this time, the melt-kneading temperature was 190°C. The extruded molten film was taken off using a cooling roll using cold water at 20°C so that the unstretched film had a width of 300 mm, and was cooled and solidified. Subsequently, using a pair of snack rolls, n-
Stretching tank using decane as a heating medium (tank temperature = 120℃,
The effective length of the tank was 80 cm). At this time, the rotation speed of the first snack roll was set to 0.5 m/min,
Stretched tapes with different stretching ratios were obtained by appropriately changing the rotational speed of the second snap roll. However, the stretching ratio was calculated from the rotation ratio of the Snut roll. Table 5 summarizes the elastic modulus, strength, and appearance of the stretched tape at each stretching ratio.
(However, 〇: Transparent and uniform, ×: Partially fibrillated and whitened)

【表】 比較例 1 ポリエチレン(〔η〕=2.47dl/g、密度=
0.964g/cm3)とパラフインワツクス(融点=69
℃、分子量=460)との10:90ブレンド物を実施
例1と同一条件下で溶融紡糸延伸を行つた。この
糸においては、冷却固化した原糸が脆いため連続
的な原糸が得られず、ゴデツトロールを用いて延
伸を行うことが出来なかつた。 比較例 2 ポリエチレン(〔η〕=1.24dl/g、密度=
0.965g/cm3)とパラフインワツクス(融点=69
℃、分子量=460)との90:10ブレンド物を実施
例1と同一条件下で溶融紡糸延伸を行つた。この
系においては、延伸に耐え得る繊維を得ることが
出来なかつた。 比較例 3 ポリエチレン(〔η〕=2.47dl/g、密度=
0.964g/cm3)を実施例1と同一条件下で溶融紡
糸延伸を行つた。各延伸比における弾性率と強度
を表5に示す。表5からパラフイン系ワツクスを
混合しないものは、延伸比が17倍においてすでに
白化を起こし、しかも高強度の延伸物が得られな
いことが分かる。
[Table] Comparative example 1 Polyethylene ([η] = 2.47 dl/g, density =
0.964g/cm 3 ) and paraffin wax (melting point = 69
℃, molecular weight = 460) was subjected to melt spinning and drawing under the same conditions as in Example 1. In this yarn, since the raw yarn that had been cooled and solidified was brittle, a continuous raw yarn could not be obtained, and it was not possible to draw the yarn using a godet roll. Comparative example 2 Polyethylene ([η] = 1.24 dl/g, density =
0.965g/cm 3 ) and paraffin wax (melting point = 69
℃, molecular weight = 460) was subjected to melt spinning and drawing under the same conditions as in Example 1. In this system, it was not possible to obtain fibers that could withstand stretching. Comparative example 3 Polyethylene ([η] = 2.47 dl/g, density =
0.964 g/cm 3 ) was melt-spun and stretched under the same conditions as in Example 1. Table 5 shows the elastic modulus and strength at each stretching ratio. From Table 5, it can be seen that with no paraffin wax mixed, whitening already occurs at a drawing ratio of 17 times, and moreover, a drawn product with high strength cannot be obtained.

【表】 本実施例において、ポリエチレンにパラフイン
系ワツクスを添加した場合の影響を調べるため図
1および図2に弾性率および強度を延伸比に対し
てプロツトした。 図1および図2を見る限りにおいては、弾性率
と強度は延伸比と一義的に関係づけられており、
延伸比を上げることにより弾性率および強度とも
に上昇することが分かる。さらに、パラフイン系
ワツクス添加量と到達延伸比との関係は図3の様
にパラフイン系ワツクスを添加することにより顕
著に上昇しており、即ちパラフイン系ワツクスを
添加することにより高弾性率、高強度繊維が得ら
れることが分かる。
[Table] In this example, in order to investigate the effect of adding paraffin wax to polyethylene, the elastic modulus and strength were plotted against the stretching ratio in FIGS. 1 and 2. As far as we can see from FIGS. 1 and 2, the elastic modulus and strength are uniquely related to the stretching ratio.
It can be seen that both the elastic modulus and strength increase by increasing the stretching ratio. Furthermore, as shown in Figure 3, the relationship between the amount of paraffin wax added and the ultimate drawing ratio increases markedly by adding paraffin wax. It can be seen that fibers are obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図1は弾性率と延伸比との関係、図2は強度と
延伸比との関係及び図3は到達延伸比とパラフイ
ン系ワツクスの添加量との関係を表わす。
FIG. 1 shows the relationship between the elastic modulus and the stretching ratio, FIG. 2 shows the relationship between the strength and the stretching ratio, and FIG. 3 shows the relationship between the final stretching ratio and the amount of paraffin wax added.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 極限粘度〔η〕が1.5dl/g以上5.0dl/g未
満のポリエチレン(A):15ないし97重量%と融点が
40ないし120℃で且つ分子量が2000以下のパラフ
イン系ワツクス(B):85ないし3重量%との混合物
を190ないし280℃の温度で溶融混練し、210ない
し300℃のダイより未延伸物を押出し、冷却固化
後、次いで60ないし140℃の温度で少なくとも20
倍以上の延伸比で延伸することを特徴とするポリ
エチレン延伸物の製造方法。
[Claims] 1. Polyethylene (A) having an intrinsic viscosity [η] of 1.5 dl/g or more and less than 5.0 dl/g: 15 to 97% by weight and a melting point of
A mixture of paraffin wax (B) with a molecular weight of 2000 or less and 85 to 3% by weight is melt-kneaded at a temperature of 190 to 280°C, and the unstretched product is extruded through a die at 210 to 300°C. , after cooling and solidification, then at a temperature of 60 to 140 °C for at least 20
A method for producing a stretched polyethylene product, which comprises stretching at a stretching ratio of at least twice as high.
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