JPH04198201A - 超高分子量ポリエチレンの成形方法 - Google Patents
超高分子量ポリエチレンの成形方法Info
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- JPH04198201A JPH04198201A JP32103890A JP32103890A JPH04198201A JP H04198201 A JPH04198201 A JP H04198201A JP 32103890 A JP32103890 A JP 32103890A JP 32103890 A JP32103890 A JP 32103890A JP H04198201 A JPH04198201 A JP H04198201A
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Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
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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成形方法に関する
ものである。
ものである。
超高分子量ポリエチレンは、その分子量が大であるが故
に、溶融時の粘度が極めて高く、押出成形については特
定の条件下でのみ可能であり、また射出成形については
不可能な状態であった。従って、通常は、圧縮成形した
単純形状物を機械加工して各種の部品を製作しているた
め、生産性が悪く、コストが高くなるという問題があっ
た。
に、溶融時の粘度が極めて高く、押出成形については特
定の条件下でのみ可能であり、また射出成形については
不可能な状態であった。従って、通常は、圧縮成形した
単純形状物を機械加工して各種の部品を製作しているた
め、生産性が悪く、コストが高くなるという問題があっ
た。
この問題を解決する方法、すなわち、超高分子量ポリエ
チレンの溶融粘度、流動性を改善し、押出成形や射出成
形を可能とする方法として、各種の低分子化合物を添加
する方法が提案されている。例えば−１特開昭８０−１
２４５号公報には、分子量１００万以上の超高分子量ポ
リエチレンに芳香族化合物、芳香族化合物誘導体、及び
それれらのハロゲン化合物の群よりなる化合物のうち少
なくとも１種類と脂肪族の０１□〜Ｃ３□カルボン酸塩
とが配されてなる超高分子量ポリエチレン組成物が開示
されており、また、特開昭６２−９６５４７号公報には
平均分子量１００万以上の超高分子量ポリエチレン及び
１，４−ジフェニルブタジェンを含有する超高分子量ポ
リエチレン組成物が開示されている。
チレンの溶融粘度、流動性を改善し、押出成形や射出成
形を可能とする方法として、各種の低分子化合物を添加
する方法が提案されている。例えば−１特開昭８０−１
２４５号公報には、分子量１００万以上の超高分子量ポ
リエチレンに芳香族化合物、芳香族化合物誘導体、及び
それれらのハロゲン化合物の群よりなる化合物のうち少
なくとも１種類と脂肪族の０１□〜Ｃ３□カルボン酸塩
とが配されてなる超高分子量ポリエチレン組成物が開示
されており、また、特開昭６２−９６５４７号公報には
平均分子量１００万以上の超高分子量ポリエチレン及び
１，４−ジフェニルブタジェンを含有する超高分子量ポ
リエチレン組成物が開示されている。
前記した従来技術では、溶融粘度、流動性の改善に主眼
が置かれており、確かに低分子化合物を添加することに
より溶融粘度、流動性が改善され、押し出しや射出の成
形性は向上するが、物性の低下は避けられなかった。逆
に、物性を保持しようとすると、低分子化合物の添加量
が少量に限定され、成形性はほとんど改善されないとい
う問題があった。
が置かれており、確かに低分子化合物を添加することに
より溶融粘度、流動性が改善され、押し出しや射出の成
形性は向上するが、物性の低下は避けられなかった。逆
に、物性を保持しようとすると、低分子化合物の添加量
が少量に限定され、成形性はほとんど改善されないとい
う問題があった。
従って、本発明の目的は、この成形性と物性の両方を満
足する超高分子量ポリエチレンの成形方法を提供するこ
とにある。
足する超高分子量ポリエチレンの成形方法を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段丁
本発明によれば、前記目的を達成するために、平均分子
量１００万以上の超高分子量ポリエチレンに反応性を有
する低分子化合物を添加して均一に混合したブレンド物
を成形し、次いで、得られた成形品に電磁波又は電子線
を照射することにより低分子化合物間又は低分子化合物
と超高分子量ポリエチレンとの間に反応を起こさせ、最
終的に優れた物性を有する成形品を得ることを特徴とす
る超高分子量ポリエチレンの成形方法が提供される。
量１００万以上の超高分子量ポリエチレンに反応性を有
する低分子化合物を添加して均一に混合したブレンド物
を成形し、次いで、得られた成形品に電磁波又は電子線
を照射することにより低分子化合物間又は低分子化合物
と超高分子量ポリエチレンとの間に反応を起こさせ、最
終的に優れた物性を有する成形品を得ることを特徴とす
る超高分子量ポリエチレンの成形方法が提供される。
本発明の超高分子量ポリエチレンの成形方法は、従来技
術の問題点、すなわち、唯単に低分子化合物を添加した
だけでは、確かに溶融粘度、流動性が改善され、押出成
形性や射出成形性は向上するが、物性の低下は避けられ
ないという問題を解決し７こものである。
術の問題点、すなわち、唯単に低分子化合物を添加した
だけでは、確かに溶融粘度、流動性が改善され、押出成
形性や射出成形性は向上するが、物性の低下は避けられ
ないという問題を解決し７こものである。
すなわち、反応性を有する低分子化合物を超高分子量ポ
リエチレンに添加し、均一に混合して溶融粘度、流動性
を改善したブレンド物を得、これを用いて成形した成形
品に電磁波又は電子線を照射して、低分子化合物間又は
低分子化合物と超高分子量ポリエチレンとの間に反応を
起こさせ、これにより物性の低下を防ぐものである。
リエチレンに添加し、均一に混合して溶融粘度、流動性
を改善したブレンド物を得、これを用いて成形した成形
品に電磁波又は電子線を照射して、低分子化合物間又は
低分子化合物と超高分子量ポリエチレンとの間に反応を
起こさせ、これにより物性の低下を防ぐものである。
本発明の超高分子量ポリエチレンの成形方法は、ブレン
ド物の調製、成形及び成形品の後処理の３つの工程から
なっている。
ド物の調製、成形及び成形品の後処理の３つの工程から
なっている。
Ａ）ブレンド物の調製
まず、ブレンド物は、市販の粉末状の超高分子量ポリエ
チレンに反応性を有する低分子化合物を所定量添加した
後、均一に混練して調製する。、この反応性を有する低
分子化合物は、後の成形工程で高温にさらされるため、
熱により重合、架橋反応を起こすものは成形性を著しく
低下させるので好ましくなく、むしろ電磁波や電子線の
照射により反応を起こすものが望ましい。
チレンに反応性を有する低分子化合物を所定量添加した
後、均一に混練して調製する。、この反応性を有する低
分子化合物は、後の成形工程で高温にさらされるため、
熱により重合、架橋反応を起こすものは成形性を著しく
低下させるので好ましくなく、むしろ電磁波や電子線の
照射により反応を起こすものが望ましい。
また、溶融粘度や流動性を改善し、押し出しや射出の成
形性を向上させる必要があるため、基本構造はポリオレ
フィン系であることが望ましい。もちろん、界面活性剤
をさらに添加することにより、超高分子量ポリエチレン
と低分子化合物の相溶性を向上させることも可能である
。
形性を向上させる必要があるため、基本構造はポリオレ
フィン系であることが望ましい。もちろん、界面活性剤
をさらに添加することにより、超高分子量ポリエチレン
と低分子化合物の相溶性を向上させることも可能である
。
このようにして選定された低分子化合物は、超高分子量
ポリエチレンと均一に混練されてブレンド物となる。混
練方法としては、ロール、ニーダ−、バンバリーミキサ
−等の一般的な混線装置の使用が可能であり、必要によ
り、超高分子量ポリエチレンの熱分解、劣化が起こらな
い範囲の温度に加熱して相溶性をさらに向上させること
が可能である。このようにして、望ましくは通常の汎用
プラスチック又はエンジニアリングプラスチックの押し
出し又は射出の最適成形粘度相当の粘度、例えば２００
℃でそれぞれ１０３〜１０６ボアズ（押出成形の場合）
、１０６〜１０９ポアズ（射出成形の場合）（いずれも
剪断応力５ Ｘ １０ ’ ｄｙｎｅ／ ｃシの場合）
のブレンド物を調製する。ここまでは、反応性を有する
低分子化合物を用いる以外は従来の成形方法と同じであ
る。
ポリエチレンと均一に混練されてブレンド物となる。混
練方法としては、ロール、ニーダ−、バンバリーミキサ
−等の一般的な混線装置の使用が可能であり、必要によ
り、超高分子量ポリエチレンの熱分解、劣化が起こらな
い範囲の温度に加熱して相溶性をさらに向上させること
が可能である。このようにして、望ましくは通常の汎用
プラスチック又はエンジニアリングプラスチックの押し
出し又は射出の最適成形粘度相当の粘度、例えば２００
℃でそれぞれ１０３〜１０６ボアズ（押出成形の場合）
、１０６〜１０９ポアズ（射出成形の場合）（いずれも
剪断応力５ Ｘ １０ ’ ｄｙｎｅ／ ｃシの場合）
のブレンド物を調製する。ここまでは、反応性を有する
低分子化合物を用いる以外は従来の成形方法と同じであ
る。
Ｂ）成形
次に、前工程で得られたブレンド物を用いて成形を行う
が、これは、前工程において押出成形及び射出成形にそ
れぞれ対応した最適粘度のブレンド物が既に調製されて
い・るので、超高分子量ポリエチレンの耐熱劣化性が低
いことに注意する以外は、ポリエチレン等汎用プラスチ
ックの通常の押出成形及び射出成形それぞれの成形条件
と同様の条件で行なうことができる。
が、これは、前工程において押出成形及び射出成形にそ
れぞれ対応した最適粘度のブレンド物が既に調製されて
い・るので、超高分子量ポリエチレンの耐熱劣化性が低
いことに注意する以外は、ポリエチレン等汎用プラスチ
ックの通常の押出成形及び射出成形それぞれの成形条件
と同様の条件で行なうことができる。
Ｃ）成形品の後処理
最後の後処理工程は、成形品に電磁波又は電子線を照射
することにより、反応性を有する低分子化合物に単独重
合を起こさせるか、あるいは、この反応性を有する低分
子化合物と超高分子量ポリエチレンとの間に反応を起こ
させるものであり、これによって、成形したままの状態
では低分子化合物の添加により低下した物性を上記反応
により補強する。すなわち、物性を改善するための反応
は３種類あり、より具体的には、まず１つは、反応性を
有する低分子化合物が単独重合する場合である。すなわ
ち、反応終了後は２つのポリマーがランダムに混合した
状態になる。２つ目は、低分子化合物が１個の官能基を
有しており、外部から活性エネルギー線を照射すること
により、超高分子量ポリエチレンの主鎖又は側鎖と反応
してグラフト化する場合である。そして３つ目は、低分
子化合物が２個以上の官能基を有しており、外部から活
性エネルギー線を照射することにより、低分子化合物を
なかだちとして超高分子量ポリエチレン間に架橋が形成
される場合である。これらの３種類の方法のいずれでも
、単純に低分子化合物を添加しただけのものに比べて成
形品の物性は向上する。
することにより、反応性を有する低分子化合物に単独重
合を起こさせるか、あるいは、この反応性を有する低分
子化合物と超高分子量ポリエチレンとの間に反応を起こ
させるものであり、これによって、成形したままの状態
では低分子化合物の添加により低下した物性を上記反応
により補強する。すなわち、物性を改善するための反応
は３種類あり、より具体的には、まず１つは、反応性を
有する低分子化合物が単独重合する場合である。すなわ
ち、反応終了後は２つのポリマーがランダムに混合した
状態になる。２つ目は、低分子化合物が１個の官能基を
有しており、外部から活性エネルギー線を照射すること
により、超高分子量ポリエチレンの主鎖又は側鎖と反応
してグラフト化する場合である。そして３つ目は、低分
子化合物が２個以上の官能基を有しており、外部から活
性エネルギー線を照射することにより、低分子化合物を
なかだちとして超高分子量ポリエチレン間に架橋が形成
される場合である。これらの３種類の方法のいずれでも
、単純に低分子化合物を添加しただけのものに比べて成
形品の物性は向上する。
成形品の後処理は、押出成形では、成形品の冷却中ある
いは冷却後に処理装置を押出成形機とライン接続して行
なう。また、射出成形の場合は、個々に行ってもよいし
、型から取り出した後、まとめて多数個同時に行っても
よい。なお、後処理装置は電磁波又は電子線を照射でき
る炉タイプのものが望ましいが、押出成形では押出成形
機のライン末端に組み込んでもよい。
いは冷却後に処理装置を押出成形機とライン接続して行
なう。また、射出成形の場合は、個々に行ってもよいし
、型から取り出した後、まとめて多数個同時に行っても
よい。なお、後処理装置は電磁波又は電子線を照射でき
る炉タイプのものが望ましいが、押出成形では押出成形
機のライン末端に組み込んでもよい。
また、照射には波長が１０−” 〜１０−’ａｍの範囲
にある電磁波（γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線）のいず
れか又は電子線を用いる。
にある電磁波（γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線）のいず
れか又は電子線を用いる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明について具体的
に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるもので
ないことはもとよりである。
に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるもので
ないことはもとよりである。
実施例１
分子量１００万以上の超高分子量ポリエチレン１００重
量部と液状ゴム１００重量部とをＶ型ミキ・サーで１０
０℃にて撹拌混練した組成物をサンプルとして、高化式
フローテスタ（２００℃、剪断応力５ Ｘ １０５ｄｙ
ｎｅ／ ｃｄ）を用いて粘度測定を行い、さらにノズル
から押し出された糸状物及びこれに放射線処理（γ線、
１０ＫｅＶ）をしたものの引張強度を測定した。
量部と液状ゴム１００重量部とをＶ型ミキ・サーで１０
０℃にて撹拌混練した組成物をサンプルとして、高化式
フローテスタ（２００℃、剪断応力５ Ｘ １０５ｄｙ
ｎｅ／ ｃｄ）を用いて粘度測定を行い、さらにノズル
から押し出された糸状物及びこれに放射線処理（γ線、
１０ＫｅＶ）をしたものの引張強度を測定した。
比較例１
液状ゴムを低分子量ポリエチレンに変えた以外は実施例
１と同様にして行い、組成物の粘度測定及び押出成形し
た糸状物の引張強度を測定した。
１と同様にして行い、組成物の粘度測定及び押出成形し
た糸状物の引張強度を測定した。
結果を表−１に示す。なお、使用した超高分子量ポリエ
チレンの引張強度（カタログ値）も参考として示す。
チレンの引張強度（カタログ値）も参考として示す。
＊）−カタログ値
上記表−１に示す結果から明らかなように、超高分子量
ポリエチレンに液状ゴムを添加混練して成形した段階で
は引張強度は低下したが、これに放射線処理を施すこと
により、超高分子量ポリエチレン単独の引張強度に近い
値まで向上した。なお、上記実施例では超高分子量ポリ
エチレンに対して低分子化合物を１：１の割合で配合し
たが、低分子量化合物の配合割合は最終成形品の所望の
物性値に応じて適宜選定することができる。
ポリエチレンに液状ゴムを添加混練して成形した段階で
は引張強度は低下したが、これに放射線処理を施すこと
により、超高分子量ポリエチレン単独の引張強度に近い
値まで向上した。なお、上記実施例では超高分子量ポリ
エチレンに対して低分子化合物を１：１の割合で配合し
たが、低分子量化合物の配合割合は最終成形品の所望の
物性値に応じて適宜選定することができる。
以上のように、本発明の超高分子量ポリエチレンの成形
方法によれば、まず、超高分子量ポリエチレンに反応性
を有する低分子化合物を添加して均一に混合し、溶融粘
度及び流動性を改善したブレンド物を得、これを用いて
所望の形状に成形する。従って、押出成形や射出成形に
より容易に成形することができ、成形品の生産性が向上
する。この段階では低分子化合物の添加により成形品の
物性は超高分子量ポリエチレンのそれよりも低下するを
く、本発明の成形方法によれば、その後さらに、得られ
た成形品に電磁波又は電子線を照射し、低分子化合物間
又は低分子化合物と超高分子量ポリエチレンとの間に反
応を起こさせることにより、最終的に引張強度、耐摩耗
性、耐衝撃性などの物性に優れた成形品を得ることがで
きる。すなわち、本発明の成形方法によれば、優れた物
性を有する超高分子量ポリエチレン成形品を成形性よく
製造することができる。
方法によれば、まず、超高分子量ポリエチレンに反応性
を有する低分子化合物を添加して均一に混合し、溶融粘
度及び流動性を改善したブレンド物を得、これを用いて
所望の形状に成形する。従って、押出成形や射出成形に
より容易に成形することができ、成形品の生産性が向上
する。この段階では低分子化合物の添加により成形品の
物性は超高分子量ポリエチレンのそれよりも低下するを
く、本発明の成形方法によれば、その後さらに、得られ
た成形品に電磁波又は電子線を照射し、低分子化合物間
又は低分子化合物と超高分子量ポリエチレンとの間に反
応を起こさせることにより、最終的に引張強度、耐摩耗
性、耐衝撃性などの物性に優れた成形品を得ることがで
きる。すなわち、本発明の成形方法によれば、優れた物
性を有する超高分子量ポリエチレン成形品を成形性よく
製造することができる。
出願人 株式会社 小 松 製 作 所代理人 弁
理士 米 原 正 章
理士 米 原 正 章
Claims (4)
- （１）平均分子量１００万以上の超高分子量ポリエチレ
ンに反応性を有する低分子化合物を添加して均一に混合
したブレンド物を成形し、次いで、得られた成形品に電
磁波又は電子線を照射することにより低分子化合物間又
は低分子化合物と超高分子量ポリエチレンとの間に反応
を起こさせ、最終的に優れた物性を有する成形品を得る
ことを特徴とする超高分子量ポリエチレンの成形方法。 - （２）前記電磁波が、波長１０＾−＾１＾５〜１０＾−
＾４ｃｍの範囲にあるγ線、Ｘ線、紫外線又は可視光線
のいずれかである請求項１に記載の方法。 - （３）成形方法として押出成形又は射出成形を用いる請
求項１又は２に記載の方法。 - （４）電磁波又は電子線の照射により低分子化合物間又
は低分子化合物と超高分子量ポリエチレンとの間に起こ
る反応が、低分子化合物の単独重合反応、低分子化合物
の超高分子量ポリエチレンへのグラフト化反応、低分子
化合物による超高分子量ポリエチレン間の架橋反応のい
ずれかである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32103890A JP2997898B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 超高分子量ポリエチレンの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32103890A JP2997898B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 超高分子量ポリエチレンの成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198201A true JPH04198201A (ja) | 1992-07-17 |
| JP2997898B2 JP2997898B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=18128110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32103890A Expired - Lifetime JP2997898B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 超高分子量ポリエチレンの成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997898B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996009330A1 (fr) * | 1994-09-21 | 1996-03-28 | Bmg Incorporated | Piece moulee en polyethylene a poids moleculaire ultra eleve utile pour les articulations artificielles et son procede de fabrication |
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