JPH04176624A - 超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法およびその製品 - Google Patents
超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法およびその製品Info
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- JPH04176624A JPH04176624A JP2305598A JP30559890A JPH04176624A JP H04176624 A JPH04176624 A JP H04176624A JP 2305598 A JP2305598 A JP 2305598A JP 30559890 A JP30559890 A JP 30559890A JP H04176624 A JPH04176624 A JP H04176624A
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- C08J9/26—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a solid phase from a macromolecular composition or article, e.g. leaching out
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- B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
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- C08J2201/04—Foams characterised by the foaming process characterised by the elimination of a liquid or solid component, e.g. precipitation, leaching out, evaporation
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- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2323/06—Polyethene
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、超高分子量ポリエチレンの微粒子が融着接合
されることにより連通気孔が含まれた集合体となるよう
な射出成形方法ならびにそのような射出成形法により製
造される超高分子量ポリエチレンポーラス体に関するも
のである。
されることにより連通気孔が含まれた集合体となるよう
な射出成形方法ならびにそのような射出成形法により製
造される超高分子量ポリエチレンポーラス体に関するも
のである。
（従来の技術）
射出成形機を用いて樹脂材料を溶融するとともに、溶融
された樹脂材料を金型キャビティ内に射出して所定形状
の成形品を得るようにされている射出成形法においては
、射出成形機のノズル先端から金型キャビティ内へ射出
される樹脂の状態は液状である。この金型キャビティ内
へ射出された液状溶融樹脂を冷却固化させて成形品が得
られるため、この成形品は稠密な固体となっている。し
たがって、通常の樹脂材料を使用する射出成形法では、
樹脂微粒子の集合体で形成されるようなポーラス体を成
形することは困難とされている。
された樹脂材料を金型キャビティ内に射出して所定形状
の成形品を得るようにされている射出成形法においては
、射出成形機のノズル先端から金型キャビティ内へ射出
される樹脂の状態は液状である。この金型キャビティ内
へ射出された液状溶融樹脂を冷却固化させて成形品が得
られるため、この成形品は稠密な固体となっている。し
たがって、通常の樹脂材料を使用する射出成形法では、
樹脂微粒子の集合体で形成されるようなポーラス体を成
形することは困難とされている。
また、微粒子を混入した射出成形法としては、樹脂材料
にセラミック粉末および金属粉末に代表されるような無
機硬質粉末を混入させて射出成形を行う方法もあるが、
このような方法によっても、得られる成形品は無機硬質
粉末が樹脂マトリックス中に介在するにすぎず、ポーラ
ス体とはならない。さりとて、前記無機硬質粉末を残す
ことによって空孔を生成させようとすれば、このような
成形品を高温で加熱し樹脂分を脱脂させなければならず
樹脂材料によるポーラス体を得ることはできない。
にセラミック粉末および金属粉末に代表されるような無
機硬質粉末を混入させて射出成形を行う方法もあるが、
このような方法によっても、得られる成形品は無機硬質
粉末が樹脂マトリックス中に介在するにすぎず、ポーラ
ス体とはならない。さりとて、前記無機硬質粉末を残す
ことによって空孔を生成させようとすれば、このような
成形品を高温で加熱し樹脂分を脱脂させなければならず
樹脂材料によるポーラス体を得ることはできない。
ところで、射出成形法に適用される通常の樹脂材料と異
って超高分子量樹脂材料、例えば超高分子量ポリエチレ
ンを材料として用いる射出成形法では、射出成形機のノ
ズル部から金型キャビティ内へ射出される超高分子量ポ
リエチレン材料は特異な流動挙動を示す。すなわち、超
高分子量ポリエチレン材料は射出時のせん断速度が成る
値（例えば５Ｘ１０３秒伺）以上となると、溶融した超
高分子量ポリエチレンが霧状に噴出されることになり、
溶融したままで粉末状または綿状で射出されることがｆ
！認されるとともに、このような射出時の挙動に対応す
る射出成形手段が提案されている（例えば特開昭５１−
８１８６１号公報、特開昭５７−１６９３３５号公報お
よび特開昭６１−２６２１１３号公報）。
って超高分子量樹脂材料、例えば超高分子量ポリエチレ
ンを材料として用いる射出成形法では、射出成形機のノ
ズル部から金型キャビティ内へ射出される超高分子量ポ
リエチレン材料は特異な流動挙動を示す。すなわち、超
高分子量ポリエチレン材料は射出時のせん断速度が成る
値（例えば５Ｘ１０３秒伺）以上となると、溶融した超
高分子量ポリエチレンが霧状に噴出されることになり、
溶融したままで粉末状または綿状で射出されることがｆ
！認されるとともに、このような射出時の挙動に対応す
る射出成形手段が提案されている（例えば特開昭５１−
８１８６１号公報、特開昭５７−１６９３３５号公報お
よび特開昭６１−２６２１１３号公報）。
（発明が解決しようとする課題）
前述したような従来の技術において、特に超高分子量ポ
リエチレン材料の射出成形法についてみれば、特開昭５
７−１６９３３５号公報により開示される技術および特
開昭６１−２６２１１３号公報により開示される技術は
、共に高せん断速度でもって金型キャビティ内に綿状で
射出された超高分子量ポリエチレン材料が射出終了後に
強く圧縮されるようになっている。その結果、溶融した
綿状の超高分子量ポリエチレン材料が所定形状となった
金型キャビティに倣った形状に固化され稠密化すること
からポーラス体の成形品は得られない。このことは超高
分子量ポリエチレン材料番用いてポーラス体を作成する
場合の第一の問題点である。
リエチレン材料の射出成形法についてみれば、特開昭５
７−１６９３３５号公報により開示される技術および特
開昭６１−２６２１１３号公報により開示される技術は
、共に高せん断速度でもって金型キャビティ内に綿状で
射出された超高分子量ポリエチレン材料が射出終了後に
強く圧縮されるようになっている。その結果、溶融した
綿状の超高分子量ポリエチレン材料が所定形状となった
金型キャビティに倣った形状に固化され稠密化すること
からポーラス体の成形品は得られない。このことは超高
分子量ポリエチレン材料番用いてポーラス体を作成する
場合の第一の問題点である。
また、特開昭５１−８１８６１号公報には、綿菓子状で
キャビティ内に充填された溶融樹脂は、この溶融樹脂の
圧縮を軽度に行えば成形品中には必然的に空隙が形成さ
れることが記載されている。しかしこの技術内容は最も
好ましい形態が多孔質歯車であることから、歯部は稠密
な固化実体であるとともに円盤体表裏面および中心孔部
のような外面は平滑なものとなっている。したがって、
特開昭５１−８１８６１号公報により開示される技術内
容における超高分子量ポリエチレン多孔質体の内部に包
含される気孔は独立気孔か少くとも外面に開口する気孔
ではない。その結果、このような多孔質体では、気体ま
たは液体が多孔質体の内部を透過して多孔質体の一面側
から多面側へ移動できず、フィルタまたはキャリヤとし
て有効なポーラス体とはならないという問題点がある。
キャビティ内に充填された溶融樹脂は、この溶融樹脂の
圧縮を軽度に行えば成形品中には必然的に空隙が形成さ
れることが記載されている。しかしこの技術内容は最も
好ましい形態が多孔質歯車であることから、歯部は稠密
な固化実体であるとともに円盤体表裏面および中心孔部
のような外面は平滑なものとなっている。したがって、
特開昭５１−８１８６１号公報により開示される技術内
容における超高分子量ポリエチレン多孔質体の内部に包
含される気孔は独立気孔か少くとも外面に開口する気孔
ではない。その結果、このような多孔質体では、気体ま
たは液体が多孔質体の内部を透過して多孔質体の一面側
から多面側へ移動できず、フィルタまたはキャリヤとし
て有効なポーラス体とはならないという問題点がある。
本発明は前述したような現況に鑑み、射出成形法により
超高分子量ポリエチレン材料を所定形状に成形するとと
もに、射出される超高分子量ポリエチレン材料の射出時
の溶融挙動を利用することにより透過性を有する超高分
子量ポリエチレンポーラス体とするための製造方法を提
案するものである。同時に前記製造方法により得られる
超高分子量ポリエチレンポーラス体の提供を目的とする
ものである。
超高分子量ポリエチレン材料を所定形状に成形するとと
もに、射出される超高分子量ポリエチレン材料の射出時
の溶融挙動を利用することにより透過性を有する超高分
子量ポリエチレンポーラス体とするための製造方法を提
案するものである。同時に前記製造方法により得られる
超高分子量ポリエチレンポーラス体の提供を目的とする
ものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は前記目的を達成するために次のような構成を要
旨とする。すなわち、 射出成形機を用いて所要の形状が得られる金型キャビテ
ィ内に超高分子量ポリエチレン材料を射出するに際し、 （ａ） せん断速度５×１０４秒−１以上にて超高分
子量ポリエチレンを金型キャビティ内へ射出する射出工
程および （ｂ） 金型キャビティの製品化容積をＶ。とし、こ
の金型キャビティ内に射出される超高分子量ポリエチレ
ンの製品化重量をＧｏとした場合のＧ ｏ ／ Ｖ ｏ
Ｏ値が０．９以下となるように制御する制御工程 を有することを特徴とする超高分子量ポリエチレンポー
ラス体の製造方法となっている。
旨とする。すなわち、 射出成形機を用いて所要の形状が得られる金型キャビテ
ィ内に超高分子量ポリエチレン材料を射出するに際し、 （ａ） せん断速度５×１０４秒−１以上にて超高分
子量ポリエチレンを金型キャビティ内へ射出する射出工
程および （ｂ） 金型キャビティの製品化容積をＶ。とし、こ
の金型キャビティ内に射出される超高分子量ポリエチレ
ンの製品化重量をＧｏとした場合のＧ ｏ ／ Ｖ ｏ
Ｏ値が０．９以下となるように制御する制御工程 を有することを特徴とする超高分子量ポリエチレンポー
ラス体の製造方法となっている。
さらに前述されたような製造方法によって得られるもの
で、 成形体の内部に多数の空孔を有する超高分子量ポリエチ
レン多孔質体において、 射出成形機から高せん断速度をもって金型キャビティ内
に射出される超高分子量ポリエチレンの微小粉末が融着
接合して成形体を形成するとともに、この成形体を限定
する各外面のうちの少くとも相対する二つの外面間に連
通ずる多数の連通気孔が成形体内部に設けられた超高分
子量ポリエチレンポーラス体であることを特徴としてい
る。
で、 成形体の内部に多数の空孔を有する超高分子量ポリエチ
レン多孔質体において、 射出成形機から高せん断速度をもって金型キャビティ内
に射出される超高分子量ポリエチレンの微小粉末が融着
接合して成形体を形成するとともに、この成形体を限定
する各外面のうちの少くとも相対する二つの外面間に連
通ずる多数の連通気孔が成形体内部に設けられた超高分
子量ポリエチレンポーラス体であることを特徴としてい
る。
前述されたような超高分子量ポリエチレンの製造方法に
あっては、射出成形に用いられる金型キャビティの容積
が製品化容積■。以上に拡張された金型キャビティに、
製品化重量Ｇ０に相当する超高分子量ポリエチレン材料
を射出し、然る後金型キャビティ容積を製品化容積Ｖ０
まで圧縮することおよび同じく射出成形に用いられる金
型キャビティの容積を予め製品化容積■。に設定すると
ともに、この金型キャビティ内に超高分子量ポリエチレ
ン材料を射出し、射出される超高分子量ポリエチレンが
製品化重量Ｇ０に相当する量に達した時に射出を中断す
ること等は本発明方法における好適な態様として挙げる
ことができる。また、本発明方法に使用される射出成形
機として、そのノズル部に開閉バルブが設置された機種
を適用し、このバルブの開閉度の制御により射出成形機
から金型キャビティ内への超高分子量ポリエチレン材料
のバルブ部通過時のせん断速度を調節し、さらに射出量
調節または射出停止を行うことは前記態様を一層好結果
に行うことに貢献する。
あっては、射出成形に用いられる金型キャビティの容積
が製品化容積■。以上に拡張された金型キャビティに、
製品化重量Ｇ０に相当する超高分子量ポリエチレン材料
を射出し、然る後金型キャビティ容積を製品化容積Ｖ０
まで圧縮することおよび同じく射出成形に用いられる金
型キャビティの容積を予め製品化容積■。に設定すると
ともに、この金型キャビティ内に超高分子量ポリエチレ
ン材料を射出し、射出される超高分子量ポリエチレンが
製品化重量Ｇ０に相当する量に達した時に射出を中断す
ること等は本発明方法における好適な態様として挙げる
ことができる。また、本発明方法に使用される射出成形
機として、そのノズル部に開閉バルブが設置された機種
を適用し、このバルブの開閉度の制御により射出成形機
から金型キャビティ内への超高分子量ポリエチレン材料
のバルブ部通過時のせん断速度を調節し、さらに射出量
調節または射出停止を行うことは前記態様を一層好結果
に行うことに貢献する。
本発明の超高分子量ポリエチレンポーラス体は、そのポ
ーラス体全体にわたって連通孔が分布して得られるもの
に加えて、 前記連通気孔は、成形体外面および外面に接する成形体
表層部におけるよりも、成形体中心部および中心部に近
い部分における方が成形体の単位体積当りの分布個数が
大であることを特徴とする超高分子量ポリエチレンポー
ラス体も得られ、この様な態様のものは本発明の超高分
重量ポリエチレンポーラス体をフィルタまたは特定関与
物のキャリヤとして使用する場合のハンドリングを容易
とし至便なものである。
ーラス体全体にわたって連通孔が分布して得られるもの
に加えて、 前記連通気孔は、成形体外面および外面に接する成形体
表層部におけるよりも、成形体中心部および中心部に近
い部分における方が成形体の単位体積当りの分布個数が
大であることを特徴とする超高分子量ポリエチレンポー
ラス体も得られ、この様な態様のものは本発明の超高分
重量ポリエチレンポーラス体をフィルタまたは特定関与
物のキャリヤとして使用する場合のハンドリングを容易
とし至便なものである。
（作 用）
超高分子量ポリエチレンは分子量が非常に大きい故に耐
薬品性に優れており連通気孔を多数有するポーラス体と
されたものは、種種の物質を濾過するフィルタまたは反
応過程または処理過程中の特定関与物のキャリヤとして
最適である。一方超高分子量ポリエチレンはその超高分
子量であるが故に成形性が悪く、通常の射出成形法では
成形が不可能であることから射出成形機から溶融超高分
子量ポリエチレンを高せん断速度をもって金型キャビテ
ィ内に噴霧状に射出し、金型キャビティを縮少して固体
化を図ることが行われている。本発明はこの固体化の段
階において、超高分子量ポリエチレンの製品化容積に相
当するｖｏと同じく製品化重量に相当するＧｏとに、金
型キャビティの容積および超高分子量ポリエチレン材料
の射出重量をそれぞれ合致させつつ、しかもそれぞれの
値のＣＯ／■。が所定値となるように制御することによ
り連通気孔を多数有する超高分子量ポリエチレンポーラ
ス体を得ている。
薬品性に優れており連通気孔を多数有するポーラス体と
されたものは、種種の物質を濾過するフィルタまたは反
応過程または処理過程中の特定関与物のキャリヤとして
最適である。一方超高分子量ポリエチレンはその超高分
子量であるが故に成形性が悪く、通常の射出成形法では
成形が不可能であることから射出成形機から溶融超高分
子量ポリエチレンを高せん断速度をもって金型キャビテ
ィ内に噴霧状に射出し、金型キャビティを縮少して固体
化を図ることが行われている。本発明はこの固体化の段
階において、超高分子量ポリエチレンの製品化容積に相
当するｖｏと同じく製品化重量に相当するＧｏとに、金
型キャビティの容積および超高分子量ポリエチレン材料
の射出重量をそれぞれ合致させつつ、しかもそれぞれの
値のＣＯ／■。が所定値となるように制御することによ
り連通気孔を多数有する超高分子量ポリエチレンポーラ
ス体を得ている。
第２図および第３図に示される説明図によれば、金型キ
ャビティ７が縮少される前のキャビティ７内での溶融樹
脂の状態は、微粒子状超高分子量ポリエチレン３０の集
合が疎の状態であるため、このまま冷却して成形品をと
り出しても脆いままである。射出完了直後の個個の超高
分子量ポリエチレン微粒子は溶融しているので、キャビ
ティ７の容積を縮少すれば微粒子同士が接近、接触し、
各微粒子の溶融した表面が互に融着接合する。この時、
拡大して第３図に示されるようにキャビティ７内の微粒
子状超高分子量ポリエチレン３０が互に融着接合してい
る間隙を連通気孔３１として残しておかなければ成形品
はポーラス体として機能しない。微粒子状超高分子量ポ
リエチレンの標準粒子径が２００〜３００ｐとされ、か
つほぼ整粒分布となることから、粒子間隙を連通気孔と
することはキャビティ７の容積の縮少量を適度に制御す
ることにより確実に行われる。
ャビティ７が縮少される前のキャビティ７内での溶融樹
脂の状態は、微粒子状超高分子量ポリエチレン３０の集
合が疎の状態であるため、このまま冷却して成形品をと
り出しても脆いままである。射出完了直後の個個の超高
分子量ポリエチレン微粒子は溶融しているので、キャビ
ティ７の容積を縮少すれば微粒子同士が接近、接触し、
各微粒子の溶融した表面が互に融着接合する。この時、
拡大して第３図に示されるようにキャビティ７内の微粒
子状超高分子量ポリエチレン３０が互に融着接合してい
る間隙を連通気孔３１として残しておかなければ成形品
はポーラス体として機能しない。微粒子状超高分子量ポ
リエチレンの標準粒子径が２００〜３００ｐとされ、か
つほぼ整粒分布となることから、粒子間隙を連通気孔と
することはキャビティ７の容積の縮少量を適度に制御す
ることにより確実に行われる。
ポーラス体中に占める連通気孔の割合は次のようにして
計算される。室温状態での超高分子量ポリエチレンの密
度は０．９３ ｇ ／ｃｍ’程度である。成形された後
の製品化容積をＶ ｏ （ｃｍ’）とし、そのものの製
品化重量をＧ ｏ （ｇ ）とすれば連通気孔を含んだ
製品化密度ρ。はＧｏ／Ｖｏ （ｇ／ｃｍ’）として
計算される。すなわち、連通気孔の割合は （１−ｃｒｏ ／ （Ｖ、 Ｘｏ、９３） ） Ｘ１０
０ （％）となる。成形される形状は所望のものであ
るから、最終的にはｖｏは所定の値であり、連通気孔の
割合を調整するには最終的にはＧｏの値を制御すれば良
いことになる。
計算される。室温状態での超高分子量ポリエチレンの密
度は０．９３ ｇ ／ｃｍ’程度である。成形された後
の製品化容積をＶ ｏ （ｃｍ’）とし、そのものの製
品化重量をＧ ｏ （ｇ ）とすれば連通気孔を含んだ
製品化密度ρ。はＧｏ／Ｖｏ （ｇ／ｃｍ’）として
計算される。すなわち、連通気孔の割合は （１−ｃｒｏ ／ （Ｖ、 Ｘｏ、９３） ） Ｘ１０
０ （％）となる。成形される形状は所望のものであ
るから、最終的にはｖｏは所定の値であり、連通気孔の
割合を調整するには最終的にはＧｏの値を制御すれば良
いことになる。
また、超高分子量ポリエチレンが噴霧状に射出される直
前のキャビティ７の容積をＶＩとすれば、■、と製品化
容積（キャビティ縮少後の容積）ｖｏとの割合Ｖ＋／Ｖ
ｏ比は大きい程全体に均質な粒度分布となるが、粒度分
布の疎密を生じさせた方が好都合なポーラス体では■１
／ Ｖ Ｏ比は１とすることができる。Ｖ＋／Ｖ。
前のキャビティ７の容積をＶＩとすれば、■、と製品化
容積（キャビティ縮少後の容積）ｖｏとの割合Ｖ＋／Ｖ
ｏ比は大きい程全体に均質な粒度分布となるが、粒度分
布の疎密を生じさせた方が好都合なポーラス体では■１
／ Ｖ Ｏ比は１とすることができる。Ｖ＋／Ｖ。
比が１である場合はキャビティ７の容積縮少は不要であ
り、溶融状態の微粒子状超高分子量ポリエチレンの融着
接合は射出充填度合いにより制御される。
り、溶融状態の微粒子状超高分子量ポリエチレンの融着
接合は射出充填度合いにより制御される。
（実施例）
次に本発明の実施の具体例につき図面を参照しつつ説明
する。
する。
第１図に示されるのは、本発明に適用される超高分子量
ポリエチレンポーラス体を製造するための射出成形機を
模型的に表した説明図である。射出成形機のシリンダ１
中にはスクリュー２が内装され、このスクリュー２は射
出シリンダ３により押圧力が付与されシリンダｌ内から
超高分子量ポリエチレン材料を射出する。射出成形機の
先端を形成するノズル５は、金型６のランナー開口部に
当接するとともにこのノズル５部に設けられたロータリ
ーパルプ（閉塞弁）４により金型６のキャビティ７に射
出される溶融超高分子量ポリエチレン材料のバルブ部通
過時のせん断速度を調節するとともに、その射出量を調
節し、或いは射出を中断する構造となっている。なお、
超高分子量ポリエチレン材料をシリンダ１中に供給する
ホッパ、シリンダ１を加熱するヒータおよびスクリュー
２を回転させる回転モータ等は図示が省略されている。
ポリエチレンポーラス体を製造するための射出成形機を
模型的に表した説明図である。射出成形機のシリンダ１
中にはスクリュー２が内装され、このスクリュー２は射
出シリンダ３により押圧力が付与されシリンダｌ内から
超高分子量ポリエチレン材料を射出する。射出成形機の
先端を形成するノズル５は、金型６のランナー開口部に
当接するとともにこのノズル５部に設けられたロータリ
ーパルプ（閉塞弁）４により金型６のキャビティ７に射
出される溶融超高分子量ポリエチレン材料のバルブ部通
過時のせん断速度を調節するとともに、その射出量を調
節し、或いは射出を中断する構造となっている。なお、
超高分子量ポリエチレン材料をシリンダ１中に供給する
ホッパ、シリンダ１を加熱するヒータおよびスクリュー
２を回転させる回転モータ等は図示が省略されている。
金型６は固定金型６°およびキャビティ７の容積を可変
とする可動金型６゛を有し、固定金型６′にはキャビテ
ィ７に通ずるゲート８が形成されている。このような射
出成形機に後述する各機能を有する制御装置１０が付設
されている。以下、第１図に例示されるものにおいて、
１１は前記射出シリンダ３のピストンロッド３ａを介し
てスクリュー２の軸方向の動きと位置とを測定するスク
リュー位置検出器、１２はスクリュー２のストローク設
定器、１３はスクリュー２のストローク設定値とスクリ
ュー位置検出器１１による実測値とを比較するための比
較器、１４は前記比較器１３からの信号によって制御さ
れる射出速度設定器、１５は前記比較器１３からの信号
によって制御される前記ロータリーバルブ４のバルブ開
度設定器、２０は前記スクリューストローク設定器１２
・射出速度設定器１４・バルブ開度設定器１５を備えた
制御装置１０からの指令信号により油圧源２１から射出
シリンダ３への作動油供給量を制御するための射出速度
制御装置、１８は前記制御装置１００指令信号によって
制御されるロータリーバルブ４の駆動装置である。
とする可動金型６゛を有し、固定金型６′にはキャビテ
ィ７に通ずるゲート８が形成されている。このような射
出成形機に後述する各機能を有する制御装置１０が付設
されている。以下、第１図に例示されるものにおいて、
１１は前記射出シリンダ３のピストンロッド３ａを介し
てスクリュー２の軸方向の動きと位置とを測定するスク
リュー位置検出器、１２はスクリュー２のストローク設
定器、１３はスクリュー２のストローク設定値とスクリ
ュー位置検出器１１による実測値とを比較するための比
較器、１４は前記比較器１３からの信号によって制御さ
れる射出速度設定器、１５は前記比較器１３からの信号
によって制御される前記ロータリーバルブ４のバルブ開
度設定器、２０は前記スクリューストローク設定器１２
・射出速度設定器１４・バルブ開度設定器１５を備えた
制御装置１０からの指令信号により油圧源２１から射出
シリンダ３への作動油供給量を制御するための射出速度
制御装置、１８は前記制御装置１００指令信号によって
制御されるロータリーバルブ４の駆動装置である。
前述されたような射出成形機を使用し、次に述べる条件
にて超高分子量ポリエチレンポーラス体の射出成形を行
った。
にて超高分子量ポリエチレンポーラス体の射出成形を行
った。
溶融樹脂温度２５０″Ｃ１金型温度７０°Ｃ１射出時間
９０／１００秒、射出圧力２０００ｋｇ／ｃｍ２、せん
断速度５×１０４秒−１に設定し、金型は直径９５ｍｍ
、厚さ６〜１２ｍｍのディスク形ポーラス体が成形体と
して得られる範囲の可動コア２６を有する金型６を用い
た。
９０／１００秒、射出圧力２０００ｋｇ／ｃｍ２、せん
断速度５×１０４秒−１に設定し、金型は直径９５ｍｍ
、厚さ６〜１２ｍｍのディスク形ポーラス体が成形体と
して得られる範囲の可動コア２６を有する金型６を用い
た。
超高分子量ポリエチレン材料として「ハイゼックスミリ
オン３４０ＭＪ （三井石油化学社製、メルトインデ
ックス０．０１ ｇ ／ １０ｍ１ｎ以下、極限粘度η
１６．７ｔｄ／ ｇ ）を用いた。
オン３４０ＭＪ （三井石油化学社製、メルトインデ
ックス０．０１ ｇ ／ １０ｍ１ｎ以下、極限粘度η
１６．７ｔｄ／ ｇ ）を用いた。
前記超高分子量ポリエチレン材料を前記せん断速度のよ
うな高せん断速度で射出成形するのであるが、射出前の
金型６のキャビティ７は所望のポーラス体の容積よりも
大きい容積を持った状態にある。すなわち、キャビティ
７は圧縮装置２２によって圧縮されていない状態とする
。
うな高せん断速度で射出成形するのであるが、射出前の
金型６のキャビティ７は所望のポーラス体の容積よりも
大きい容積を持った状態にある。すなわち、キャビティ
７は圧縮装置２２によって圧縮されていない状態とする
。
射出直前にはロータリーバルブ４を閉じられており、ロ
ータリーバルブ４を開くと同時に射出を開始し、かつ予
め設定された射出速度値でスクリュー２を前進させる。
ータリーバルブ４を開くと同時に射出を開始し、かつ予
め設定された射出速度値でスクリュー２を前進させる。
このスクリュー２の移動は、射出速度設定器１４に設定
された値にて、射出速度制御装置２０を指令し、射出シ
リンダ３を駆動し、所望のせん断速度をシリンダニ内で
溶融した超高分子量ポリエチレン材料に与えつつ射出を
完了させる。スクリュー２が予め設定された製品化重量
Ｇ０に相当する重量の超高分子量ポリエチレン材料が射
出された位置に達するとロータリーバルブ４を閉じる。
された値にて、射出速度制御装置２０を指令し、射出シ
リンダ３を駆動し、所望のせん断速度をシリンダニ内で
溶融した超高分子量ポリエチレン材料に与えつつ射出を
完了させる。スクリュー２が予め設定された製品化重量
Ｇ０に相当する重量の超高分子量ポリエチレン材料が射
出された位置に達するとロータリーバルブ４を閉じる。
このロータリ−バルブ４閉止時には金型６のキャビティ
７内における樹脂状態は、第２図に示されるように微粒
子超高分子量ポリエチレンが集合した状態となっている
。なお、前記超高分子量ポリエチレンの射出量は、予め
設定されたスクリューストローク設定器１２の値で、ス
クリュー２が移動する量によって制御することが可能で
ある。
７内における樹脂状態は、第２図に示されるように微粒
子超高分子量ポリエチレンが集合した状態となっている
。なお、前記超高分子量ポリエチレンの射出量は、予め
設定されたスクリューストローク設定器１２の値で、ス
クリュー２が移動する量によって制御することが可能で
ある。
すなわち、射出開始後はスクリュー２の移動をスクリュ
ー位置検出器１１が検出し、スクリューストローク設定
器１２によって設定された値と前記スクリュー位置検出
器１１によって検出された値とを比較器１３にて比較し
、両者の値が一致したとき射出速度制御装置２０に指令
して、射出を中止する指令、並びにバルブ駆動装置１８
にロータリーバルブ４を閉しる指令を発している。第１
図に示される金型６の可動金型６“側におけるキャビテ
イ７形成部材としての可動コア２６の背後には圧力室９
が設けられ、この圧力室９内に作動油を注入しておき、
前記制御装置１０からの指令により作動する圧縮装置２
２によってキャビティ７の容積は縮少可能となっている
。
ー位置検出器１１が検出し、スクリューストローク設定
器１２によって設定された値と前記スクリュー位置検出
器１１によって検出された値とを比較器１３にて比較し
、両者の値が一致したとき射出速度制御装置２０に指令
して、射出を中止する指令、並びにバルブ駆動装置１８
にロータリーバルブ４を閉しる指令を発している。第１
図に示される金型６の可動金型６“側におけるキャビテ
イ７形成部材としての可動コア２６の背後には圧力室９
が設けられ、この圧力室９内に作動油を注入しておき、
前記制御装置１０からの指令により作動する圧縮装置２
２によってキャビティ７の容積は縮少可能となっている
。
前述したようなキャビティ７内に射出されて微粒子の集
合状態となっている超高分子量ポリエチレン材料は、こ
の射出直後の状態からポーラス体の製品化容積までキャ
ビティ７が縮少されることによって、集合状態の溶融微
粒子は圧縮作用を受け、互に粒子表面層が融着接合する
とともに融着接合した各微粒子間に空隙部が形成される
。このような空隙部は成形品の冷却固化および型開きに
よって、外面に開口部を有して通ずるとともに内部に分
布する連通気孔となり、全体として透過性を有するポー
ラス体が得られるのである。
合状態となっている超高分子量ポリエチレン材料は、こ
の射出直後の状態からポーラス体の製品化容積までキャ
ビティ７が縮少されることによって、集合状態の溶融微
粒子は圧縮作用を受け、互に粒子表面層が融着接合する
とともに融着接合した各微粒子間に空隙部が形成される
。このような空隙部は成形品の冷却固化および型開きに
よって、外面に開口部を有して通ずるとともに内部に分
布する連通気孔となり、全体として透過性を有するポー
ラス体が得られるのである。
キャビティ７の容積縮少の限度は目的とするポーラス体
の製品化容積ｖ０までであり、この状態に至るまでに射
出が完了された超高分子量ポリエチレン材料の製品化重
量が前記Ｇ０である。この実施例ではＧ、／Ｖ。の値が
０．８となるように最終的な製品化容積■。に対し前記
最終的な製品化重量Ｇ０を制御した。Ｇ０／■。
の製品化容積ｖ０までであり、この状態に至るまでに射
出が完了された超高分子量ポリエチレン材料の製品化重
量が前記Ｇ０である。この実施例ではＧ、／Ｖ。の値が
０．８となるように最終的な製品化容積■。に対し前記
最終的な製品化重量Ｇ０を制御した。Ｇ０／■。
の価は０．９〜０．５の範囲が適当で０．９を超えると
超高分子量ポリエチレンの密度０．９３に近づき連通気
孔が少くて透過性が不足し、０．５未満となると超高分
子量ポリエチレン材料粉末のかさ比重に近似し、得られ
るポーラス体が脆くなる傾向がある。ポーラス体がフィ
ルタとして使われるときはＧ ６ ／ Ｖ。の値が０．
７〜０．９程度、キャリヤとして使われるときはＣＯ／
Ｖ。の値は ０．５〜０．７程度が好ましい。
超高分子量ポリエチレンの密度０．９３に近づき連通気
孔が少くて透過性が不足し、０．５未満となると超高分
子量ポリエチレン材料粉末のかさ比重に近似し、得られ
るポーラス体が脆くなる傾向がある。ポーラス体がフィ
ルタとして使われるときはＧ ６ ／ Ｖ。の値が０．
７〜０．９程度、キャリヤとして使われるときはＣＯ／
Ｖ。の値は ０．５〜０．７程度が好ましい。
本発明方法で得られるポーラス体４０は第３図にその要
部が示されるように、相互に融着接合して、いわゆるボ
ンディング状態にある微粒子状超高分子量ポリエチレン
３０と連通気孔３１とが、ポーラス体４０の全部にわた
ってほぼ等しい割合で分布している状態のものが得られ
易い。しかし、超高分子量ポリエチレンポーラス体４０
の製造時に用いられる金型６のキャビティ７の縮少工程
において、進達ストロークが異るデュアルタイプの可動
コア２６を採用する等して、いわゆる二段圧縮を行うこ
とにより微粒子状超高分子量ポリエチレン３０と連通気
孔３１との分布比率をポーラス体４０の各部によって異
ったものとすることもできる。第４図に示されるポーラ
ス体４０は、微粒子状超高分子量ポリエチレンに対する
連通気孔の分布比率が、ポーラス体４０の外面に近い部
分と中央に近い部分とで異っている。このポーラス体４
０は、成形体外面および外面に接する成形体表層部が連
通気孔少量部４１となっており、成形体中心部および中
心部に近い部分が連通気孔多量部４２となっている。こ
のような構成とされたポーラス体４０は、所要の透過性
を有するのみならず、中心部に近い部分に比べて成形体
表層部の機械的強度が優れ、必要部に限って選択的に強
度を向上させたものとなっている。
部が示されるように、相互に融着接合して、いわゆるボ
ンディング状態にある微粒子状超高分子量ポリエチレン
３０と連通気孔３１とが、ポーラス体４０の全部にわた
ってほぼ等しい割合で分布している状態のものが得られ
易い。しかし、超高分子量ポリエチレンポーラス体４０
の製造時に用いられる金型６のキャビティ７の縮少工程
において、進達ストロークが異るデュアルタイプの可動
コア２６を採用する等して、いわゆる二段圧縮を行うこ
とにより微粒子状超高分子量ポリエチレン３０と連通気
孔３１との分布比率をポーラス体４０の各部によって異
ったものとすることもできる。第４図に示されるポーラ
ス体４０は、微粒子状超高分子量ポリエチレンに対する
連通気孔の分布比率が、ポーラス体４０の外面に近い部
分と中央に近い部分とで異っている。このポーラス体４
０は、成形体外面および外面に接する成形体表層部が連
通気孔少量部４１となっており、成形体中心部および中
心部に近い部分が連通気孔多量部４２となっている。こ
のような構成とされたポーラス体４０は、所要の透過性
を有するのみならず、中心部に近い部分に比べて成形体
表層部の機械的強度が優れ、必要部に限って選択的に強
度を向上させたものとなっている。
その結果、本発明の超高分子量ポリエチレンポーラス体
が、各種の液体または気体に対するフィルタとして用い
られ、或いは酵素、触媒、イオンまたは吸着剤等の特定
関与物のキャリヤとして用いられる場合の作業性、耐用
性を高めることができる。
が、各種の液体または気体に対するフィルタとして用い
られ、或いは酵素、触媒、イオンまたは吸着剤等の特定
関与物のキャリヤとして用いられる場合の作業性、耐用
性を高めることができる。
超高分子量ポリエチレンポーラス体を得るための溶融樹
脂の射出製品化重量Ｇ０の制御は、射出成形機のノズル
５に設けられたロータリーバルブ４の開閉によることが
有利であるが、ロータリーバルブ４が設けられていない
射出成形機による場合においても、製品化重量Ｇ０を射
出した後射出を即座に中断する方法としては、ａ 射出
前の可塑化計量値を一定とし、機械的スクリュー前進位
置まで射出する、 ｂ 所定ストローク射出した後、即座に射出圧力を低下
させ、射出を中断する、 Ｃ所定時間だけ射出した後、即座に射出圧力を低下させ
、射出を中断する、 ｄ 所定射出圧力まで射出した後、即座に射出圧力を低
下させ、射出を中断する、 等の種種な方法があり、これらの採用によっても本発明
は円滑に実施できる。
脂の射出製品化重量Ｇ０の制御は、射出成形機のノズル
５に設けられたロータリーバルブ４の開閉によることが
有利であるが、ロータリーバルブ４が設けられていない
射出成形機による場合においても、製品化重量Ｇ０を射
出した後射出を即座に中断する方法としては、ａ 射出
前の可塑化計量値を一定とし、機械的スクリュー前進位
置まで射出する、 ｂ 所定ストローク射出した後、即座に射出圧力を低下
させ、射出を中断する、 Ｃ所定時間だけ射出した後、即座に射出圧力を低下させ
、射出を中断する、 ｄ 所定射出圧力まで射出した後、即座に射出圧力を低
下させ、射出を中断する、 等の種種な方法があり、これらの採用によっても本発明
は円滑に実施できる。
（発明の効果）
本発明の超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法
は、 ａ 射出成形機を用いて製造できること、ｂ したがっ
て、溶融微粒子状超高分子量ポリエチレンの粒子径が選
択容易なこと、 ｃ したがって、連通気孔を生成し易く、かつ空隙率が
選択し易いこと、 等の効果を有し、得られるポーラス体において、ｄ フ
ィルタまたはキャリヤとして必須の透過性を有するとと
もに嵌込み枠等を使用しなくてもポーラス体として優れ
た自立保形性を有する、 ｅ ポーラス体の外形寸法の機械的精度が優れている、 等の効果が著しく、産業上の利用性が大きい。
は、 ａ 射出成形機を用いて製造できること、ｂ したがっ
て、溶融微粒子状超高分子量ポリエチレンの粒子径が選
択容易なこと、 ｃ したがって、連通気孔を生成し易く、かつ空隙率が
選択し易いこと、 等の効果を有し、得られるポーラス体において、ｄ フ
ィルタまたはキャリヤとして必須の透過性を有するとと
もに嵌込み枠等を使用しなくてもポーラス体として優れ
た自立保形性を有する、 ｅ ポーラス体の外形寸法の機械的精度が優れている、 等の効果が著しく、産業上の利用性が大きい。
第１図は発明方法の具体的な一実施例を示す説明図、第
２図は金型キャビティ内に射出された微粒子状超高分子
量ポリエチレンの状態を説明する図、第３図は超高分子
量ポリエチレンポーラス体の組織説明図、第４図は超高
分子量ポリエチレンポーラス体の一実施例を示す説明図
である。 １− シリンダ ２−・・−スクリュー ３− 射出シリンダ ４−・・−ロータリーバルブ ５− ノズル ６−・−金型 ６°−固定金型 ６ ＋＋−−−可動金型 ７−・キャビティ ９− 圧力室 １０−一一一制御装置 １１−−−−スクリュー位置検出器 １２−一一一スクリユーストローク設定器１３−・比較
器 １４−・・射出速度設定器 １５−・バルブ開度設定器 １８−−−−バルブ駆動装置 ２０−一一一射出速度制御装置 ２１−一油圧源 ２２−−−一圧縮装置 ２６−−−−可動コア ３０− 微粒子状超高分子量ポリエチレン３１−・一
連通気孔 ３２−一一一ゲート ４０・−ポーラス体 ４１−−一連通気孔多量部 ４２−−−一連通気孔多量部
２図は金型キャビティ内に射出された微粒子状超高分子
量ポリエチレンの状態を説明する図、第３図は超高分子
量ポリエチレンポーラス体の組織説明図、第４図は超高
分子量ポリエチレンポーラス体の一実施例を示す説明図
である。 １− シリンダ ２−・・−スクリュー ３− 射出シリンダ ４−・・−ロータリーバルブ ５− ノズル ６−・−金型 ６°−固定金型 ６ ＋＋−−−可動金型 ７−・キャビティ ９− 圧力室 １０−一一一制御装置 １１−−−−スクリュー位置検出器 １２−一一一スクリユーストローク設定器１３−・比較
器 １４−・・射出速度設定器 １５−・バルブ開度設定器 １８−−−−バルブ駆動装置 ２０−一一一射出速度制御装置 ２１−一油圧源 ２２−−−一圧縮装置 ２６−−−−可動コア ３０− 微粒子状超高分子量ポリエチレン３１−・一
連通気孔 ３２−一一一ゲート ４０・−ポーラス体 ４１−−一連通気孔多量部 ４２−−−一連通気孔多量部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 射出成形機を用いて所要の形状が得られる金型キャ
ビティ内に超高分子量ポリエチレン材料を射出するに際
し、 （ａ）せん断速度５×１０＾４秒＾−＾１以上にて超高
分子量ポリエチレンを金型キャビティ内へ射出する射出
工程および （ｂ）金型キャビティの製品化容積をＶ＿０とし、この
金型キャビティ内に射出される超高分子量ポリエチレン
の製品化重量をＧ＿０とした場合のＧ＿０／Ｖ＿０の値
が０．９以下となるように制御する制御工程 を有することを特徴とする超高分子量ポリエチレンポー
ラス体の製造方法。 ２ 前記金型キャビティの容積が製品化容積Ｖ＿０以上
に拡張された金型キャビティに、製品化重量Ｇ＿０に相
当する超高分子量ポリエチレン材料を射出し、然る後金
型キャビティ容積を製品化容積Ｖ＿０まで圧縮すること
を特徴とする請求項１に記載の超高分子量ポリエチレン
ポーラス体の製造方法。 ３ 前記金型キャビティの容積を予め製品化容積Ｖ＿０
に設定するとともに、この金型キャビティ内に超高分子
量ポリエチレン材料を射出し、射出される超高分子量ポ
リエチレン材料が製品化重量Ｇ＿０に相当する量に達し
た時に射出を中断することを特徴とする請求項１に記載
の超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法。 ４ 射出成形機のノズル部に設けられたバルブの開閉度
の制御により、射出成形機から金型キャビティ内への超
高分子量ポリエチレン材料のバルブ部通過時のせん断速
度を調節し、さらに射出量調節または射出停止を行うこ
とを特徴とする請求項２または３に記載の超高分子量ポ
リエチレンポーラス体の製造方法。 ５ 成形体の内部に多数の空孔を有する超高分子量ポリ
エチレン多孔質体において、 射出成形機から高せん断速度をもって金型キャビティ内
に射出される超高分子量ポリエチレンの微小粉末が融着
接合して成形体を形成するとともに、この成形体を限定
する各外面のうちの少くとも相対する二つの外面間に連
通する多数の連通気孔が成形体内部に設けられたことを
特徴とする超高分子量ポリエチレンポーラス体。 ６ 前記連通気孔は、成形体外面および外面に接する成
形体表層部におけるよりも、成形体中心部および中心部
に近い部分における方が成形体の単位体積当りの分布個
数が大であることを特徴とする超高分子量ポリエチレン
ポーラス体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2305598A JPH082572B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法およびその製品 |
| EP19910918934 EP0556391A4 (en) | 1990-11-09 | 1991-11-05 | Porous material of ultrahigh molecular weight polyethylene and production thereof |
| PCT/JP1991/001512 WO1992008757A1 (en) | 1990-11-09 | 1991-11-05 | Porous material of ultrahigh molecular weight polyethylene and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2305598A JPH082572B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法およびその製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04176624A true JPH04176624A (ja) | 1992-06-24 |
| JPH082572B2 JPH082572B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17947074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2305598A Expired - Lifetime JPH082572B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法およびその製品 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0556391A4 (ja) |
| JP (1) | JPH082572B2 (ja) |
| WO (1) | WO1992008757A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH06297498A (ja) * | 1993-04-13 | 1994-10-25 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 模様入り成形品の製造方法 |
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Citations (1)
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| JPH0721081B2 (ja) * | 1985-06-10 | 1995-03-08 | 旭化成工業株式会社 | 連通多孔焼結体の製造方法 |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP2305598A patent/JPH082572B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1991
- 1991-11-05 EP EP19910918934 patent/EP0556391A4/en not_active Withdrawn
- 1991-11-05 WO PCT/JP1991/001512 patent/WO1992008757A1/ja not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5181861A (ja) * | 1975-01-13 | 1976-07-17 | Mitsui Petrochemical Ind | Chokobunshiryohoriechirenno shashutsuseikeiho |
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Also Published As
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| EP0556391A1 (en) | 1993-08-25 |
| WO1992008757A1 (en) | 1992-05-29 |
| JPH082572B2 (ja) | 1996-01-17 |
| EP0556391A4 (en) | 1993-09-22 |
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