JPH0691747A - 超高分子量ポリエチレン製スリップシート及びその製造方法 - Google Patents
超高分子量ポリエチレン製スリップシート及びその製造方法Info
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- JPH0691747A JPH0691747A JP5187891A JP18789193A JPH0691747A JP H0691747 A JPH0691747 A JP H0691747A JP 5187891 A JP5187891 A JP 5187891A JP 18789193 A JP18789193 A JP 18789193A JP H0691747 A JPH0691747 A JP H0691747A
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- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超高分子量ポリエチレンからなる摩擦係数の
小さなスリップシートを得る。 【構成】 帯電防止剤、柔軟化剤、界面活性剤等からな
る滑剤、隠蔽剤の少なくとも一種を含有した超高分子量
ポリエチレンの組成物を押出成形によってシート化した
ものを、さらに1軸もしくは2軸延伸することによって
厚さが60〜150μmで、カットオフ値0.8mmで
測定した中心線平均粗さRaが0.5〜4μmで、最大
高さRmaxが1〜40μmとした超高分子量ポリエチ
レン製スリップシート。
小さなスリップシートを得る。 【構成】 帯電防止剤、柔軟化剤、界面活性剤等からな
る滑剤、隠蔽剤の少なくとも一種を含有した超高分子量
ポリエチレンの組成物を押出成形によってシート化した
ものを、さらに1軸もしくは2軸延伸することによって
厚さが60〜150μmで、カットオフ値0.8mmで
測定した中心線平均粗さRaが0.5〜4μmで、最大
高さRmaxが1〜40μmとした超高分子量ポリエチ
レン製スリップシート。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、柔軟な超高分子量ポリ
エチレンフィルムおよびその製造方法に関するものであ
り、とくに耐摩耗性、耐薬品性に優れ、低摩擦係数を有
するとともに、帯電防止、柔軟性並びに隠蔽性を備え、
さらに相手材への傷つけ性の小さい、磁気記録媒体の走
行部分に使用するスリップシート、滑りシートなどに好
適なフィルムを製造する方法に関する。
エチレンフィルムおよびその製造方法に関するものであ
り、とくに耐摩耗性、耐薬品性に優れ、低摩擦係数を有
するとともに、帯電防止、柔軟性並びに隠蔽性を備え、
さらに相手材への傷つけ性の小さい、磁気記録媒体の走
行部分に使用するスリップシート、滑りシートなどに好
適なフィルムを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気テープ、フロッピーディスクなどの
磁気録媒体のカセットケースあるいはこれらの使用機器
においては、磁気記録媒体の滑り面には摩擦係数を減少
させて走行を滑らかにするために、スリップシートある
いは滑りシートと称される摩擦係数の小さな部材が設け
られている。
磁気録媒体のカセットケースあるいはこれらの使用機器
においては、磁気記録媒体の滑り面には摩擦係数を減少
させて走行を滑らかにするために、スリップシートある
いは滑りシートと称される摩擦係数の小さな部材が設け
られている。
【0003】これらのシートには摩擦係数の小さいポリ
テトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂系の材料が提
案されていたが、フッ素樹脂系の材料は耐摩耗性に劣る
ために、摩擦係数が低く、耐衝撃性、耐摩耗性に優れた
超高分子量ポリエチレン製のフィルムを使用することが
行われるようになっている。
テトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂系の材料が提
案されていたが、フッ素樹脂系の材料は耐摩耗性に劣る
ために、摩擦係数が低く、耐衝撃性、耐摩耗性に優れた
超高分子量ポリエチレン製のフィルムを使用することが
行われるようになっている。
【0004】超高分子量ポリエチレンのフィルムあるい
はシートは、通常のポリエチレンやポリプロピレンなど
のフィルムのように通常の溶融押出成形法等によって製
造することは困難であり、一般には次のような方法によ
って製造されている。 (1)圧縮成形により、板状、或いは棒状の成形品を作
成し、この成形品からフィルム状物または、シート状物
を切削する方法。 (2)超高分子量ポリエチレンを有機溶媒に溶解し、キ
ャスティング法によりフィルム化、シート化する方法。 (3)超高分子量ポリエチレンに有機溶媒を加え、この
有機溶媒を加えた超高分子量ポリエチレン溶液を押出成
形し、成形後に有機溶媒を揮散させてフィルム、また
は、シートを成形する方法(特公昭63−19327
号)。
はシートは、通常のポリエチレンやポリプロピレンなど
のフィルムのように通常の溶融押出成形法等によって製
造することは困難であり、一般には次のような方法によ
って製造されている。 (1)圧縮成形により、板状、或いは棒状の成形品を作
成し、この成形品からフィルム状物または、シート状物
を切削する方法。 (2)超高分子量ポリエチレンを有機溶媒に溶解し、キ
ャスティング法によりフィルム化、シート化する方法。 (3)超高分子量ポリエチレンに有機溶媒を加え、この
有機溶媒を加えた超高分子量ポリエチレン溶液を押出成
形し、成形後に有機溶媒を揮散させてフィルム、また
は、シートを成形する方法(特公昭63−19327
号)。
【0005】上記(1)の方法は、生産性において劣る
という欠点があり、得られる製品の厚さは、切削時の発
熱のため80μm程度が限界である。また、製品面に切
削によるすじが入ってしまうという欠点がある。(2)
の方法では、超高分子量ポリエチレン溶液の粘度が極め
て高いため取り扱いが難しく、また溶液の温度条件の選
択によっては、結晶が析出する等不安定であるという欠
点がある。(3)の方法では、有機溶媒を超高分子量ポ
リエチレンに加える工程、その超高分子量ポリエチレン
スラリーを押出す工程、シートから溶媒を除去する工程
の3つからなり、上記(1)及び(2)の方法に比べ、
工程が簡略化され、生産性については、優位性が認めら
れるが、反面、溶媒を含んだ樹脂の押出成形は、加熱を
伴うため、引火の危険があり、更に溶媒の揮散工程があ
るため、エネルギー面で不利であり、また溶媒の回収に
も手間がかかる。
という欠点があり、得られる製品の厚さは、切削時の発
熱のため80μm程度が限界である。また、製品面に切
削によるすじが入ってしまうという欠点がある。(2)
の方法では、超高分子量ポリエチレン溶液の粘度が極め
て高いため取り扱いが難しく、また溶液の温度条件の選
択によっては、結晶が析出する等不安定であるという欠
点がある。(3)の方法では、有機溶媒を超高分子量ポ
リエチレンに加える工程、その超高分子量ポリエチレン
スラリーを押出す工程、シートから溶媒を除去する工程
の3つからなり、上記(1)及び(2)の方法に比べ、
工程が簡略化され、生産性については、優位性が認めら
れるが、反面、溶媒を含んだ樹脂の押出成形は、加熱を
伴うため、引火の危険があり、更に溶媒の揮散工程があ
るため、エネルギー面で不利であり、また溶媒の回収に
も手間がかかる。
【0006】このような欠点を解決するために、既に本
発明者は、分子量100万から600万の超高分子量ポ
リエチレンに、分子量80万から100万の高分子量ポ
リエチレンをドライブレントし、更にスクリュー、ダイ
の形状を工夫することによって、複合化超高分子量ポリ
エチレンのシートの押出成形が可能になることを発見
し、その具体的方法を提案している。(PCT/JP8
9/01311)。
発明者は、分子量100万から600万の超高分子量ポ
リエチレンに、分子量80万から100万の高分子量ポ
リエチレンをドライブレントし、更にスクリュー、ダイ
の形状を工夫することによって、複合化超高分子量ポリ
エチレンのシートの押出成形が可能になることを発見
し、その具体的方法を提案している。(PCT/JP8
9/01311)。
【0007】しかし、この技術においては、シートの厚
さを100μm以下にすることが極めて困難であり、厚
さ100μm以下の超高分子量ポリエチレンのフィルム
であって、高い耐摩耗性及び強度を有するフィルムは得
られていないのが現状である。
さを100μm以下にすることが極めて困難であり、厚
さ100μm以下の超高分子量ポリエチレンのフィルム
であって、高い耐摩耗性及び強度を有するフィルムは得
られていないのが現状である。
【0008】ところで、従来、通常のポリエチレンをシ
ート状に押出成形する場合、分子量が2万〜20万の範
囲のポリエチレンを用いて行われているのが一般的であ
る。この分子量範囲のポリエチレンは、比較的容易に押
出成形することができるが、分子量がこの範囲を越える
と、溶融粘度の増加によりシートないしフィルム状の押
出成形が困難になることが知られている。
ート状に押出成形する場合、分子量が2万〜20万の範
囲のポリエチレンを用いて行われているのが一般的であ
る。この分子量範囲のポリエチレンは、比較的容易に押
出成形することができるが、分子量がこの範囲を越える
と、溶融粘度の増加によりシートないしフィルム状の押
出成形が困難になることが知られている。
【0009】しかしながら、上記の分子量2万〜20万
の範囲のポリエチレンは、この範囲を越えるような超高
分子量ポリエチレンと比較して、耐摩耗性や耐衝撃性が
劣るという問題がある。一方、超高分子量ポリエチレン
をシート状に成形し得る技術としては、従来、ラム押出
成形法が主流であるが、この方法によれば、肉厚が1m
m以上の製品しか得ることができないのが現状である。
そこで、本発明者は、100μm以下の超高分子量ポリ
エチレンを製造する方法として、2軸延伸の手法を用い
ると容易に超高分子量ポリエチレンフィルムが得られる
ことを提案している(特願平2−207772号)。
の範囲のポリエチレンは、この範囲を越えるような超高
分子量ポリエチレンと比較して、耐摩耗性や耐衝撃性が
劣るという問題がある。一方、超高分子量ポリエチレン
をシート状に成形し得る技術としては、従来、ラム押出
成形法が主流であるが、この方法によれば、肉厚が1m
m以上の製品しか得ることができないのが現状である。
そこで、本発明者は、100μm以下の超高分子量ポリ
エチレンを製造する方法として、2軸延伸の手法を用い
ると容易に超高分子量ポリエチレンフィルムが得られる
ことを提案している(特願平2−207772号)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】超高分子量ポリエチレ
ンを使用した滑りシート用のフィルムの製造方法として
本発明者らが提案した押出成形による方法によって、厚
さの薄いフィルムを製造することが可能であるが、磁気
記録媒体の走行特性に対する要求が高まっており、より
特性の優れたフィルムが求められている。例えば、デジ
タル録音用のDAT用あるいはDCC用のテープでは走
行むら、スリップシートとのスティッキング性が大きく
なると録音特性に悪影響を及ぼすことが知られており、
耐摩耗性、耐薬品性、摺動性、ならびに強度を備えた超
高分子量ポリエチレンからなるスリップシートが求めら
れており、本発明は、特性の優れた超高分子ポリエチレ
ンからなるスリップシートおよびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
ンを使用した滑りシート用のフィルムの製造方法として
本発明者らが提案した押出成形による方法によって、厚
さの薄いフィルムを製造することが可能であるが、磁気
記録媒体の走行特性に対する要求が高まっており、より
特性の優れたフィルムが求められている。例えば、デジ
タル録音用のDAT用あるいはDCC用のテープでは走
行むら、スリップシートとのスティッキング性が大きく
なると録音特性に悪影響を及ぼすことが知られており、
耐摩耗性、耐薬品性、摺動性、ならびに強度を備えた超
高分子量ポリエチレンからなるスリップシートが求めら
れており、本発明は、特性の優れた超高分子ポリエチレ
ンからなるスリップシートおよびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、超高分子量ポ
リエチレンからなるスリップシート用フィルムにおい
て、超高分子量ポリエチレンは、帯電防止剤、柔軟化
剤、界面活性剤等からなる滑剤、隠蔽剤の少なくとも一
種を含有し、厚さが60〜150μmで、JISB06
51記載の触針式表面粗さ測定器によって測定した粗さ
が、カットオフ値0.8mmで測定した中心線平均粗さ
Raが0.5〜4μmで、最大高さRmaxが1〜40
μmである超高分子量ポリエチレン製スリップシートで
あり、超高分子量ポリエチレンに帯電防止剤、柔軟化
剤、界面活性剤等の滑剤、隠蔽剤の少なくとも一種を加
えた組成物を押出成形によってシート化したものを、さ
らに1軸もしくは2軸延伸することによって厚さが60
〜150μmで、JIS B0651記載の触針式表面
粗さ測定器によって測定した粗さが、カットオフ値0.
8mmで測定した中心線平均粗さRaが0.5〜4μm
で、最大高さRmaxが1〜40μmである超高分子量
ポリエチレン製スリップシートの製造方法である。
リエチレンからなるスリップシート用フィルムにおい
て、超高分子量ポリエチレンは、帯電防止剤、柔軟化
剤、界面活性剤等からなる滑剤、隠蔽剤の少なくとも一
種を含有し、厚さが60〜150μmで、JISB06
51記載の触針式表面粗さ測定器によって測定した粗さ
が、カットオフ値0.8mmで測定した中心線平均粗さ
Raが0.5〜4μmで、最大高さRmaxが1〜40
μmである超高分子量ポリエチレン製スリップシートで
あり、超高分子量ポリエチレンに帯電防止剤、柔軟化
剤、界面活性剤等の滑剤、隠蔽剤の少なくとも一種を加
えた組成物を押出成形によってシート化したものを、さ
らに1軸もしくは2軸延伸することによって厚さが60
〜150μmで、JIS B0651記載の触針式表面
粗さ測定器によって測定した粗さが、カットオフ値0.
8mmで測定した中心線平均粗さRaが0.5〜4μm
で、最大高さRmaxが1〜40μmである超高分子量
ポリエチレン製スリップシートの製造方法である。
【0012】本発明の超高分子量ポリエチレン製スリッ
プシート用の超高分子ポリエチレンは、ASTM D4
020−81 超高分子量ポリエチレン 成形および押
出用物質に関する標準仕様書に記載の極限粘度[η]が
3.0〜8.5dl/gの超高分子量ポリエチレンが好
ましく、流動性が極限粘度[η]が3.0よりも小さい
場合には、流動性が向上するため成形が容易になるが、
必要とされる対摩耗性が得られず、また極限粘度[η]
が8.5より大きい場合には成形が困難となり、1軸延
伸時に破断の発生や、得られるフィルムの剛性が必要以
上に大きくなってしまうことがあるので好ましくない。
プシート用の超高分子ポリエチレンは、ASTM D4
020−81 超高分子量ポリエチレン 成形および押
出用物質に関する標準仕様書に記載の極限粘度[η]が
3.0〜8.5dl/gの超高分子量ポリエチレンが好
ましく、流動性が極限粘度[η]が3.0よりも小さい
場合には、流動性が向上するため成形が容易になるが、
必要とされる対摩耗性が得られず、また極限粘度[η]
が8.5より大きい場合には成形が困難となり、1軸延
伸時に破断の発生や、得られるフィルムの剛性が必要以
上に大きくなってしまうことがあるので好ましくない。
【0013】なお、ASTM D4020−81 超高
分子量ポリエチレン 成形および押出用物質に関する標
準仕様書に記載の極限粘度[η]と粘度平均分子量に
は、 Mv=5.37×104 ・[η]1.37 なる関係式が成り立ち、超高分子量ポリエチレンの極限
粘度と粘度平均分子量の関係は以下のようになる。 極限粘度[η]dl/g 粘度平均分子量 3.0 25万 6.0 63万 8.5 100万 31.3 600万
。
分子量ポリエチレン 成形および押出用物質に関する標
準仕様書に記載の極限粘度[η]と粘度平均分子量に
は、 Mv=5.37×104 ・[η]1.37 なる関係式が成り立ち、超高分子量ポリエチレンの極限
粘度と粘度平均分子量の関係は以下のようになる。 極限粘度[η]dl/g 粘度平均分子量 3.0 25万 6.0 63万 8.5 100万 31.3 600万
。
【0014】本発明の超高分子量ポリエチレンスリップ
シートの製造に使用する超高分子量ポリエチレンは、超
高分子量ポリエチレン以外にも低分子量ポリエチレン、
高分子量ポリエチレンを含有するものも意味しており、
超高分子量ポリエチレン成分以外に比較的分子量の小さ
いポリエチレンや高分子量ポリエチレンを含んでいるも
のが加工性の点から好ましく、超高分子量ポリエチレン
と低分子量ないし高分子量ポリエチレンを多段重合によ
って得た超高分子量ポリエチレンがとくに好ましい。
シートの製造に使用する超高分子量ポリエチレンは、超
高分子量ポリエチレン以外にも低分子量ポリエチレン、
高分子量ポリエチレンを含有するものも意味しており、
超高分子量ポリエチレン成分以外に比較的分子量の小さ
いポリエチレンや高分子量ポリエチレンを含んでいるも
のが加工性の点から好ましく、超高分子量ポリエチレン
と低分子量ないし高分子量ポリエチレンを多段重合によ
って得た超高分子量ポリエチレンがとくに好ましい。
【0015】また、本発明の目的に使用する超高分子量
ポリエチレンは、極限粘度が3.0〜8.5dl/gで
あることが好ましい。一方、極限粘度がこの範囲内に含
まれる極限粘度[η]が3dl/g以上の高分子量ポリ
エチレンが存在するが、超高分子量ポリエチレンの含ま
れていないものでは、超高分子量ポリエチレンの特性で
ある優れた耐衝撃性、対摩耗性、引張り強度などの特性
を備えておらず、本発明の目的には使用することはでき
ない。
ポリエチレンは、極限粘度が3.0〜8.5dl/gで
あることが好ましい。一方、極限粘度がこの範囲内に含
まれる極限粘度[η]が3dl/g以上の高分子量ポリ
エチレンが存在するが、超高分子量ポリエチレンの含ま
れていないものでは、超高分子量ポリエチレンの特性で
ある優れた耐衝撃性、対摩耗性、引張り強度などの特性
を備えておらず、本発明の目的には使用することはでき
ない。
【0016】また、本発明の超高分子量ポリエチレン製
スリップシートに、帯電防止剤、柔軟化剤、界面活性剤
等の滑剤、隠蔽剤の少なくともいずれか1種を混合する
ことによって、スリップシートとしての特性を改良する
ことができる。帯電防止剤に関しては、ポリエチレン系
樹脂に対して適度な相溶性を備えた帯電防止剤が望まし
く、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルアミン等
の非イオン系アミンからなる帯電防止剤が好ましい。帯
電防止剤は、樹脂量の0.1〜0.3重量%添加すれ
ば、108 Ω/□程度の表面抵抗となり、十分に期待さ
れる効果が得られる。0.1重量%以下であると効果が
乏しく、0.3重量%以上添加すると、表面にべたつき
が発生し、摩擦係数が増加する傾向がみられ、また帯電
防止効果も飽和し帯電防止の効果は高まらない。
スリップシートに、帯電防止剤、柔軟化剤、界面活性剤
等の滑剤、隠蔽剤の少なくともいずれか1種を混合する
ことによって、スリップシートとしての特性を改良する
ことができる。帯電防止剤に関しては、ポリエチレン系
樹脂に対して適度な相溶性を備えた帯電防止剤が望まし
く、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルアミン等
の非イオン系アミンからなる帯電防止剤が好ましい。帯
電防止剤は、樹脂量の0.1〜0.3重量%添加すれ
ば、108 Ω/□程度の表面抵抗となり、十分に期待さ
れる効果が得られる。0.1重量%以下であると効果が
乏しく、0.3重量%以上添加すると、表面にべたつき
が発生し、摩擦係数が増加する傾向がみられ、また帯電
防止効果も飽和し帯電防止の効果は高まらない。
【0017】柔軟性を付与するための柔軟化剤として
は、超高分子量ポリエチレンとの親和性が高く、柔軟性
と滑り性を付与するα−オレフィンのオリゴマーが最適
であり、その添加量は、3〜15重量%、好ましくは、
5〜10重量%である。これを添加することによって、
スティフネス(硬さ)は、厚さにもよるが、約1/3〜
1/5になる。
は、超高分子量ポリエチレンとの親和性が高く、柔軟性
と滑り性を付与するα−オレフィンのオリゴマーが最適
であり、その添加量は、3〜15重量%、好ましくは、
5〜10重量%である。これを添加することによって、
スティフネス(硬さ)は、厚さにもよるが、約1/3〜
1/5になる。
【0018】摩擦係数を小さくする滑剤としては、フッ
素系界面活性剤を用いることが好ましく、パーフルオロ
アルキルスルホン酸アンモニウム塩、パーフルオロアル
キルスルホン酸カリウム塩、パーフルオロアルキルカル
ボン酸カリウム塩等のアニオン系界面活性剤、パーフル
オロアルキル第4級アンモニウムヨウ化物等のカチオン
系界面活性剤、パーフルオロアルキルポリオキシエチレ
ンエタノール、フッ素系界面活性剤の中で、アニオン系
のものが超高分子量ポリエチレンとの相溶性が小さいた
め効果が最も高く、磁気テープに用いられているPET
フィルムとの摺動特性を向上させる効果が高く、これら
を添加することによって摩擦係数が、5%程度低下す
る。また、その添加量は、0.01〜5重量%、好まし
くは、0.1〜1.0重量%である。
素系界面活性剤を用いることが好ましく、パーフルオロ
アルキルスルホン酸アンモニウム塩、パーフルオロアル
キルスルホン酸カリウム塩、パーフルオロアルキルカル
ボン酸カリウム塩等のアニオン系界面活性剤、パーフル
オロアルキル第4級アンモニウムヨウ化物等のカチオン
系界面活性剤、パーフルオロアルキルポリオキシエチレ
ンエタノール、フッ素系界面活性剤の中で、アニオン系
のものが超高分子量ポリエチレンとの相溶性が小さいた
め効果が最も高く、磁気テープに用いられているPET
フィルムとの摺動特性を向上させる効果が高く、これら
を添加することによって摩擦係数が、5%程度低下す
る。また、その添加量は、0.01〜5重量%、好まし
くは、0.1〜1.0重量%である。
【0019】隠蔽剤に関しては、カーボンブラックや、
酸化チタン等の無機顔料、フタロシアニンブルーやハン
ザエロー等の有機顔料が挙げられ、要求される隠蔽剤ま
たは色合いに応じて隠蔽剤の量、種類を選択することが
出来る。例を挙げれば、酸化チタンのルチル型の粉末を
0.1から5%、好ましくは1〜4%添加することによ
り期待さる隠蔽性を付与することが可能となり、さらに
酸化チタンのような白色の顔料とともに色素を併用する
ことによって任意の色のフィルムを得ることができる。
酸化チタン等の無機顔料、フタロシアニンブルーやハン
ザエロー等の有機顔料が挙げられ、要求される隠蔽剤ま
たは色合いに応じて隠蔽剤の量、種類を選択することが
出来る。例を挙げれば、酸化チタンのルチル型の粉末を
0.1から5%、好ましくは1〜4%添加することによ
り期待さる隠蔽性を付与することが可能となり、さらに
酸化チタンのような白色の顔料とともに色素を併用する
ことによって任意の色のフィルムを得ることができる。
【0020】次に、上記の組成物の製造方法について説
明する。まず、超高分子量ポリエチレンと上記の各添加
剤を混合するにあたっては、ヘンシェルミキサーのよう
な高速攪拌による混合機を用いる。攪拌条件としては、
常温から超高分子量ポリエチレンの軟化点(80〜90
℃)以下で、かつ窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、攪
拌速度は10〜10000rpmで、2分から15分間
ドライブレンドして製造する。この目的は、粉体粒子で
ある超高分子量ポリエチレンの表面に、添加物成分を物
理的に付着させるためである。このように混合された材
料は、十分に分散されているので、押出成形機のバレル
中で各成分の分散性を向上させるために、スクリューに
よる必要以上の加熱や、剪断応力をかける必要がない。
したがって、過度の加熱や剪断応力によって結果として
基材の分子量の低下をもたらすのを防ぐ効果がある。
明する。まず、超高分子量ポリエチレンと上記の各添加
剤を混合するにあたっては、ヘンシェルミキサーのよう
な高速攪拌による混合機を用いる。攪拌条件としては、
常温から超高分子量ポリエチレンの軟化点(80〜90
℃)以下で、かつ窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、攪
拌速度は10〜10000rpmで、2分から15分間
ドライブレンドして製造する。この目的は、粉体粒子で
ある超高分子量ポリエチレンの表面に、添加物成分を物
理的に付着させるためである。このように混合された材
料は、十分に分散されているので、押出成形機のバレル
中で各成分の分散性を向上させるために、スクリューに
よる必要以上の加熱や、剪断応力をかける必要がない。
したがって、過度の加熱や剪断応力によって結果として
基材の分子量の低下をもたらすのを防ぐ効果がある。
【0021】次に、上記のようにして得られる超高分子
ポリエチレン組成物をシート状に押出成形する方法につ
いて説明する。上記のようにして複合化された超高分子
量ポリエチレンは、α−オレフィンを柔軟化剤として超
高分子量ポリエチレンとのドライブレンドにより流動性
を付与させたが、一般の押出成形グレードの各種ポリエ
チレンに比べかなり溶融粘度が高く、一般に使われてい
るようなスクリュー、ダイスでは均一に押出すことがで
きない。
ポリエチレン組成物をシート状に押出成形する方法につ
いて説明する。上記のようにして複合化された超高分子
量ポリエチレンは、α−オレフィンを柔軟化剤として超
高分子量ポリエチレンとのドライブレンドにより流動性
を付与させたが、一般の押出成形グレードの各種ポリエ
チレンに比べかなり溶融粘度が高く、一般に使われてい
るようなスクリュー、ダイスでは均一に押出すことがで
きない。
【0022】このような樹脂の均一な押出成形を可能に
する望ましいスクリューの形状は、L/D比が20〜4
0、コンプレッション比が1.2〜2.0であり、また
フライトの傾きを小さくするとともに、フライトを立て
ることにより樹脂の前進力を増加したものが好ましい。
具体的には、細ピッチ化した場合の13.0°から通常
のスクリュー径と等しいピッチの17.7°の範囲にあ
ることが望ましい。またスクリューは、フィードゾー
ン、コンプレンションゾーン、メータリングゾーンの3
つの部分に分けられるが、各々の割合に関しては、フィ
ードゾーンとコンプレッションゾーンを長めにとり、メ
ータリングゾーンを短めにとることが望ましい。具体的
には、その山数での比率を、ほぼ5〜8:7〜8:4の
値に設定することにより、安定したシートが押し出され
る。
する望ましいスクリューの形状は、L/D比が20〜4
0、コンプレッション比が1.2〜2.0であり、また
フライトの傾きを小さくするとともに、フライトを立て
ることにより樹脂の前進力を増加したものが好ましい。
具体的には、細ピッチ化した場合の13.0°から通常
のスクリュー径と等しいピッチの17.7°の範囲にあ
ることが望ましい。またスクリューは、フィードゾー
ン、コンプレンションゾーン、メータリングゾーンの3
つの部分に分けられるが、各々の割合に関しては、フィ
ードゾーンとコンプレッションゾーンを長めにとり、メ
ータリングゾーンを短めにとることが望ましい。具体的
には、その山数での比率を、ほぼ5〜8:7〜8:4の
値に設定することにより、安定したシートが押し出され
る。
【0023】さらに樹脂の高分子量成分の溶融を促進す
るためにメータリングゾーンに高剪断部を設けることが
望ましい。高剪断部の例としては、UCCフルーテッド
型、リングバリヤー形、混合ピン型、ダルメージ型、ダ
ブルリード型(スパイラルバリヤー型)等が挙げられる
が、シリンダー壁面との連続的な小さいギャップにより
高剪断部を形成する方法は、超高分子量ポリエチレンの
押出成形では分子量の低下、樹脂のつまりが生じるため
に適さない。これらのうちダブルリード型をメタリング
ゾーンの1部に設けることが、最も好ましい方法であ
る。以上のような考えに基づいたスクリューの形状特性
の一例を下記の表1に示す。
るためにメータリングゾーンに高剪断部を設けることが
望ましい。高剪断部の例としては、UCCフルーテッド
型、リングバリヤー形、混合ピン型、ダルメージ型、ダ
ブルリード型(スパイラルバリヤー型)等が挙げられる
が、シリンダー壁面との連続的な小さいギャップにより
高剪断部を形成する方法は、超高分子量ポリエチレンの
押出成形では分子量の低下、樹脂のつまりが生じるため
に適さない。これらのうちダブルリード型をメタリング
ゾーンの1部に設けることが、最も好ましい方法であ
る。以上のような考えに基づいたスクリューの形状特性
の一例を下記の表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】次に超高分子量ポリエチレン用のダイスに
ついて説明する。前述した複合化された超高分子量ポリ
エチレンは、通常の超高分子量ポリエチレンよりもその
溶融粘度は低いが、汎用のポリエチレン例えば高密度ポ
リエチレン、低密度ポリエチレン等と比べて10倍以上
高いため、汎用のポリエチレンに用いられるような設計
のダイスでは均一に樹脂を押し出すことができない。そ
のため、ダイスは流動面を深めに取り、またコートハン
ガー部の開口角は開き角度にして120〜170°にす
ることが望ましい。さらに、140〜250μmのシー
トを成形するため、ダイリップはベンディングリップ式
のものを採用し、流動面に無用の凹凸がなくなるように
することが望ましい。
ついて説明する。前述した複合化された超高分子量ポリ
エチレンは、通常の超高分子量ポリエチレンよりもその
溶融粘度は低いが、汎用のポリエチレン例えば高密度ポ
リエチレン、低密度ポリエチレン等と比べて10倍以上
高いため、汎用のポリエチレンに用いられるような設計
のダイスでは均一に樹脂を押し出すことができない。そ
のため、ダイスは流動面を深めに取り、またコートハン
ガー部の開口角は開き角度にして120〜170°にす
ることが望ましい。さらに、140〜250μmのシー
トを成形するため、ダイリップはベンディングリップ式
のものを採用し、流動面に無用の凹凸がなくなるように
することが望ましい。
【0026】次に押出成形条件について説明する。超高
分子量ポリエチレンはその溶融粘度が著しく高いため、
粘度を下げるために通常のポリエチレンよりも高い成形
温度で成形することが望ましい。しかし、成形温度を上
げるに従ってポリエチレンの分子鎖の切断の発生が著し
くなるため成形温度には上限がある。さらに、分子量の
低下を防ぐため、押出成形機のホッパーは、不活性ガ
ス、例えば窒素ガスの雰囲気としてポリエチレンの酸化
を極力防ぐことが望ましい。成形条件の範囲を下記の表
2に示す。
分子量ポリエチレンはその溶融粘度が著しく高いため、
粘度を下げるために通常のポリエチレンよりも高い成形
温度で成形することが望ましい。しかし、成形温度を上
げるに従ってポリエチレンの分子鎖の切断の発生が著し
くなるため成形温度には上限がある。さらに、分子量の
低下を防ぐため、押出成形機のホッパーは、不活性ガ
ス、例えば窒素ガスの雰囲気としてポリエチレンの酸化
を極力防ぐことが望ましい。成形条件の範囲を下記の表
2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】上記のフィード部の温度範囲が広いのは、
樹脂のスクリューへの食い込み性が悪い場合に、フィー
ド部では樹脂の溶融点以下の温度で樹脂を溶融させずに
粉体の状態でコンプレッション部へ送り込むことによっ
てフィードの安定化を図るためである。樹脂の食い込み
性が良い場合には、フィード部を低温にする必要はな
い。以上に述べたような樹脂、押出成形装置、成形条件
によって複合化された超高分子量ポリエチレンのシート
の押出成形が可能になる。
樹脂のスクリューへの食い込み性が悪い場合に、フィー
ド部では樹脂の溶融点以下の温度で樹脂を溶融させずに
粉体の状態でコンプレッション部へ送り込むことによっ
てフィードの安定化を図るためである。樹脂の食い込み
性が良い場合には、フィード部を低温にする必要はな
い。以上に述べたような樹脂、押出成形装置、成形条件
によって複合化された超高分子量ポリエチレンのシート
の押出成形が可能になる。
【0029】次に、押出成形におけるロールユニットの
構成について説明する。一般に分子量30万以上、特に
80万以上の高分子量ポリエチレンあるいは超高分子量
ポリエチレンは、溶融粘度が高くしかもダイスから樹脂
が吐出されるときにダイスウェルすなわちダイスから出
た瞬間に厚さが増大する現象が大きく、さらに未溶融ゲ
ルが存在することから、薄肉化することは非常に困難で
ある。
構成について説明する。一般に分子量30万以上、特に
80万以上の高分子量ポリエチレンあるいは超高分子量
ポリエチレンは、溶融粘度が高くしかもダイスから樹脂
が吐出されるときにダイスウェルすなわちダイスから出
た瞬間に厚さが増大する現象が大きく、さらに未溶融ゲ
ルが存在することから、薄肉化することは非常に困難で
ある。
【0030】上記の問題は、ロールユニットの操作条件
を工夫することによって、解消することができる。図1
は、押出成形システムの構成を示す図である。押出成形
機1のダイス部2から押出されたシート10は、第1ロ
ール3、第2ロール4及び第3ロール5、第4ロール6
a、第5ロール6bを介して移動し、冷却ロール7aお
よび7bを経て、引き取り装置8によって回収される。
本発明において、原反を形成する第1ロール3、第2ロ
ール4の温度は、50〜90℃が好ましく、予熱を行う
第3ロール5の温度は、125〜140℃が好ましく、
延伸フィルムの冷却固定を行う第4ロール6aおよび第
5ロール6bの温度は、40〜80℃が好ましい。
を工夫することによって、解消することができる。図1
は、押出成形システムの構成を示す図である。押出成形
機1のダイス部2から押出されたシート10は、第1ロ
ール3、第2ロール4及び第3ロール5、第4ロール6
a、第5ロール6bを介して移動し、冷却ロール7aお
よび7bを経て、引き取り装置8によって回収される。
本発明において、原反を形成する第1ロール3、第2ロ
ール4の温度は、50〜90℃が好ましく、予熱を行う
第3ロール5の温度は、125〜140℃が好ましく、
延伸フィルムの冷却固定を行う第4ロール6aおよび第
5ロール6bの温度は、40〜80℃が好ましい。
【0031】ここで、原反形成について更にくわしく説
明する。原反を形成する第1、第2ロールは、金属製の
鏡面ロールで、第1、第2ロールを50〜120kg/
cmの高い線圧で押し付けることにより、ダイスウェル
により分厚く押出された溶融樹脂を薄く押しつぶす。こ
の方法により、表面が艶をもった厚みの均一な原反を形
成することができる。また、第1、第2ロールの温度を
比較的低温の50〜90℃に保つことによって、延伸前
の樹脂の結晶化を抑え、第3ロールで一気に融点以上に
加熱することにより、延伸の均一安定化を図ることがで
きる。以上のようにして押出成形と引き続く延伸工程に
よって所定の厚みと表面粗さを有するスリップシートに
好適なフィルムを得ることができる。延伸工程は、1軸
延伸、2軸延伸のいずれの方法によって行っても良い
が、延伸設備の簡単な1軸延伸によっても十分な特性の
スリップシート用のフィルムを得ることができる。
明する。原反を形成する第1、第2ロールは、金属製の
鏡面ロールで、第1、第2ロールを50〜120kg/
cmの高い線圧で押し付けることにより、ダイスウェル
により分厚く押出された溶融樹脂を薄く押しつぶす。こ
の方法により、表面が艶をもった厚みの均一な原反を形
成することができる。また、第1、第2ロールの温度を
比較的低温の50〜90℃に保つことによって、延伸前
の樹脂の結晶化を抑え、第3ロールで一気に融点以上に
加熱することにより、延伸の均一安定化を図ることがで
きる。以上のようにして押出成形と引き続く延伸工程に
よって所定の厚みと表面粗さを有するスリップシートに
好適なフィルムを得ることができる。延伸工程は、1軸
延伸、2軸延伸のいずれの方法によって行っても良い
が、延伸設備の簡単な1軸延伸によっても十分な特性の
スリップシート用のフィルムを得ることができる。
【0032】本発明の超高分子量ポリエチレン製スリッ
プシート用のフィルムを製造するための1軸延伸方法に
ついて簡単に説明する。1軸延伸は、汎用のポリエチレ
ン等の延伸テープ、シュリンクフィルムの製造において
広く実施されている方法であるが、押出成形と同時に1
軸延伸を行うインライン方式と押出成形で原反を製造し
た後に改めて1軸延伸を行うオフライン方式がある。ま
た、一般に1軸延伸を行うことにより、引張強度、気体
透過性、耐寒性等が改善される。
プシート用のフィルムを製造するための1軸延伸方法に
ついて簡単に説明する。1軸延伸は、汎用のポリエチレ
ン等の延伸テープ、シュリンクフィルムの製造において
広く実施されている方法であるが、押出成形と同時に1
軸延伸を行うインライン方式と押出成形で原反を製造し
た後に改めて1軸延伸を行うオフライン方式がある。ま
た、一般に1軸延伸を行うことにより、引張強度、気体
透過性、耐寒性等が改善される。
【0033】また、従来技術として、分子量70万以上
の超高分子量ポリエチレンを融点以上の温度で延伸する
と、延伸温度の増加にともない表面粗度が増加し、印刷
等が容易になるとの提案が、特開昭60−48335号
公報でなされている。この記述の中では、これ以下での
分子量では、融点以上の延伸が困難であるとされてい
た。しかし、この際に用いている原反は、無配向の圧縮
成形シートのため、ほとんど配向による強度が発生して
いないため、分子量70万以上でないと延伸ができない
と判断したものと思われる。
の超高分子量ポリエチレンを融点以上の温度で延伸する
と、延伸温度の増加にともない表面粗度が増加し、印刷
等が容易になるとの提案が、特開昭60−48335号
公報でなされている。この記述の中では、これ以下での
分子量では、融点以上の延伸が困難であるとされてい
た。しかし、この際に用いている原反は、無配向の圧縮
成形シートのため、ほとんど配向による強度が発生して
いないため、分子量70万以上でないと延伸ができない
と判断したものと思われる。
【0034】しかし、本発明者の実験によると、分子量
30万以上の押出成形シートを原反に用いた場合、押出
成形による流動方向への配向の効果により、融点以上の
1軸延伸が可能であることが確認されている。またこの
時得られる1軸延伸フィルムも延伸温度の増加にともな
い表面粗度の増加が確認され、更には、表面粗度の増加
に伴う摩擦係数の低減効果があることを発見した。
30万以上の押出成形シートを原反に用いた場合、押出
成形による流動方向への配向の効果により、融点以上の
1軸延伸が可能であることが確認されている。またこの
時得られる1軸延伸フィルムも延伸温度の増加にともな
い表面粗度の増加が確認され、更には、表面粗度の増加
に伴う摩擦係数の低減効果があることを発見した。
【0035】本発明者の知見によれば、従来の超高分子
量ポリエチレンについて1軸延伸を施した場合、延伸効
果により剛性が予想外に増大し、スリップシート等の用
途で柔軟性が要求される場合には、厚さの割には硬さ
(スティフネス)が大きくなるという欠点が不可避的に
生じることが実験の結果明らかになった。しかしなが
ら、本発明の方法によれば、上述した組成の超高分子量
ポリエチレンを原料とし、しかも押出成形と組み合わせ
ことに良好な特性を有し、かつ100μm以下の薄いシ
ートを得ることが効果的な1軸延伸が可能となった。
量ポリエチレンについて1軸延伸を施した場合、延伸効
果により剛性が予想外に増大し、スリップシート等の用
途で柔軟性が要求される場合には、厚さの割には硬さ
(スティフネス)が大きくなるという欠点が不可避的に
生じることが実験の結果明らかになった。しかしなが
ら、本発明の方法によれば、上述した組成の超高分子量
ポリエチレンを原料とし、しかも押出成形と組み合わせ
ことに良好な特性を有し、かつ100μm以下の薄いシ
ートを得ることが効果的な1軸延伸が可能となった。
【0036】この1軸延伸工程においては、第1、第2
ロールにて結晶化を抑制した原反が形成され、第3ロー
ルにて融点以上の温度に原反が加熱され、半溶融状態に
予熱されている原反が、第1、第2、第3ロールに対し
て、1.5〜3倍の速度で回転している第4ロールによ
り1軸に延伸される。ここで、1軸延伸の際にネックイ
ンが生じるため、第3、第4ロールの間隙はできる限り
小さくすることが好ましい。この延伸時のロール回転数
と第3ロール温度を調整することにより、得られるフィ
ルムの表面粗度が変化し、それに伴い摩擦係数が通常の
艶面フィルムに比べて低下する。
ロールにて結晶化を抑制した原反が形成され、第3ロー
ルにて融点以上の温度に原反が加熱され、半溶融状態に
予熱されている原反が、第1、第2、第3ロールに対し
て、1.5〜3倍の速度で回転している第4ロールによ
り1軸に延伸される。ここで、1軸延伸の際にネックイ
ンが生じるため、第3、第4ロールの間隙はできる限り
小さくすることが好ましい。この延伸時のロール回転数
と第3ロール温度を調整することにより、得られるフィ
ルムの表面粗度が変化し、それに伴い摩擦係数が通常の
艶面フィルムに比べて低下する。
【0037】次に冷却固定ロール4および5について説
明する。冷却固定ロール4および5は、延伸されたフィ
ルムを冷却固定するロールであり、第3ロールと等速で
回転している。効果的な冷却固定を行うために、ロール
温度は上述のとおり40〜80℃であることが望まし
い。
明する。冷却固定ロール4および5は、延伸されたフィ
ルムを冷却固定するロールであり、第3ロールと等速で
回転している。効果的な冷却固定を行うために、ロール
温度は上述のとおり40〜80℃であることが望まし
い。
【0038】次に冷却ロールについて説明する。冷却ロ
ールは、冷却固定されたフィルムを完全に常温まで冷却
するためのロールで、通常20〜30℃の冷却水によっ
て冷却されている。このロールは、駆動装置を有してい
なくても良く、この後に続く引取り機に引取られるフィ
ルムに接して回転するようにしても良い。
ールは、冷却固定されたフィルムを完全に常温まで冷却
するためのロールで、通常20〜30℃の冷却水によっ
て冷却されている。このロールは、駆動装置を有してい
なくても良く、この後に続く引取り機に引取られるフィ
ルムに接して回転するようにしても良い。
【0039】次に引取り機について説明する。引取り機
には、耳取り用のトリミングカッターがついており、耳
とりを行う。更に、第4、第5ロールの回転速度と同等
の速度でフィルムを引取り巻き上げていく。上記の条件
が、複合化した超高分子量ポリエチレンからフィルムを
延伸する際の望ましい条件であり、スリップシートを得
るための不可欠な成形条件である。そして、これらの温
度、延伸速度範囲を越えると、延伸むらが生じたり、断
続的な破断が生じて安定した生産が不能となる。
には、耳取り用のトリミングカッターがついており、耳
とりを行う。更に、第4、第5ロールの回転速度と同等
の速度でフィルムを引取り巻き上げていく。上記の条件
が、複合化した超高分子量ポリエチレンからフィルムを
延伸する際の望ましい条件であり、スリップシートを得
るための不可欠な成形条件である。そして、これらの温
度、延伸速度範囲を越えると、延伸むらが生じたり、断
続的な破断が生じて安定した生産が不能となる。
【0040】しかし、1軸延伸を施した場合、超高分子
量ポリエチレンについては、延伸効果により剛性が増
し、スリップシート等の用途で柔軟性が要求される場合
には、厚さの割にスティフネスが大きくなるという欠点
が明らかになった。
量ポリエチレンについては、延伸効果により剛性が増
し、スリップシート等の用途で柔軟性が要求される場合
には、厚さの割にスティフネスが大きくなるという欠点
が明らかになった。
【0041】本発明による超高分子量ポリエチレンの組
成物からなるスリップシートは、衝撃強度の点では超高
分子量ポリエチレン単独のものに比べ若干劣る点がある
ものの、汎用の高密度ポリエチレンに比べて優れた物性
を備えている。しかし、この超高分子量ポリエチレン組
成物は、超高分子量ポリエチレン単独のものに比べれば
流動性があるものの、押出成形グレードの高密度ポリエ
チレンに比べ溶融粘度が高く、また、ダイスウェルが大
きく、通常の押出成形技術では、表面に凹凸が発生する
ため、200μm程度の厚さまでしか形成できなかっ
た。そこで、本発明者が高圧の金属ロールで圧延しなが
らシート化することにより、120μm程度の厚さまで
薄肉化することに成功した。この点に関しては、PCT
/JP89/01311で具体的な提案をしている。
成物からなるスリップシートは、衝撃強度の点では超高
分子量ポリエチレン単独のものに比べ若干劣る点がある
ものの、汎用の高密度ポリエチレンに比べて優れた物性
を備えている。しかし、この超高分子量ポリエチレン組
成物は、超高分子量ポリエチレン単独のものに比べれば
流動性があるものの、押出成形グレードの高密度ポリエ
チレンに比べ溶融粘度が高く、また、ダイスウェルが大
きく、通常の押出成形技術では、表面に凹凸が発生する
ため、200μm程度の厚さまでしか形成できなかっ
た。そこで、本発明者が高圧の金属ロールで圧延しなが
らシート化することにより、120μm程度の厚さまで
薄肉化することに成功した。この点に関しては、PCT
/JP89/01311で具体的な提案をしている。
【0042】また、材料の複合化に関しても、不活性ガ
ス雰囲気下で高速攪拌によるドライブレンドを行うこと
により樹脂の物性を損なうことなく複合化が実現できる
ことを提案している。これらの技術により原反を作成
し、更に、1軸延伸を行うことにより、上述の方法では
実現できなかった100μm以下のフィルムの成形を実
現し、更に、融点以上の温度での延伸により特殊なロー
ルを使用することなく表面が粗面化され、その効果は、
融点以下の温度での延伸以上に高く、摩擦係数が低減す
ることを発見し今回の発明に至った。
ス雰囲気下で高速攪拌によるドライブレンドを行うこと
により樹脂の物性を損なうことなく複合化が実現できる
ことを提案している。これらの技術により原反を作成
し、更に、1軸延伸を行うことにより、上述の方法では
実現できなかった100μm以下のフィルムの成形を実
現し、更に、融点以上の温度での延伸により特殊なロー
ルを使用することなく表面が粗面化され、その効果は、
融点以下の温度での延伸以上に高く、摩擦係数が低減す
ることを発見し今回の発明に至った。
【0043】更に、スリップシートとしての要求特性を
満たすために、帯電防止を実現するために帯電防止剤、
滑り性を更に向上させるためにフッ素系界面活性剤、延
伸による剛性の増加を低減するためのα−オレフィン系
オリゴマーからなる柔軟化剤、テープハウジングの底部
を見えなくしたり、任意の色を表示可能であるように無
機または有機顔料等からなる隠蔽剤を添加し、超高分子
量ポリエチレンを複合化した。
満たすために、帯電防止を実現するために帯電防止剤、
滑り性を更に向上させるためにフッ素系界面活性剤、延
伸による剛性の増加を低減するためのα−オレフィン系
オリゴマーからなる柔軟化剤、テープハウジングの底部
を見えなくしたり、任意の色を表示可能であるように無
機または有機顔料等からなる隠蔽剤を添加し、超高分子
量ポリエチレンを複合化した。
【0044】本発明の超高分子量ポリエチレンスリップ
シートは、摺動部材、保護フィルム、ラミネートフィル
ムとして利用することができる。例えば、摺動部材に
は、抜き加工やエンボス加工を施すことにより、DA
T、DCC等の磁気テープ、複写機用、各種の小型精密
機器用のスリップシート、自動車用エアバッグ用、樹脂
ホッパー用、敷居用、各種搬送ライン用のライナー、保
護フィルムとしては、内容物に傷を付けないために用い
られる精密部品用フィルム、CD保護袋等に好適であ
り、ラミネートフィルムとしては、他のフィルムとラミ
ネートして、耐摩耗性と摺動特性を備えかつ超高分子量
ポリエチレンにない特性を備えた複合フィルムの作成に
利用することができる。
シートは、摺動部材、保護フィルム、ラミネートフィル
ムとして利用することができる。例えば、摺動部材に
は、抜き加工やエンボス加工を施すことにより、DA
T、DCC等の磁気テープ、複写機用、各種の小型精密
機器用のスリップシート、自動車用エアバッグ用、樹脂
ホッパー用、敷居用、各種搬送ライン用のライナー、保
護フィルムとしては、内容物に傷を付けないために用い
られる精密部品用フィルム、CD保護袋等に好適であ
り、ラミネートフィルムとしては、他のフィルムとラミ
ネートして、耐摩耗性と摺動特性を備えかつ超高分子量
ポリエチレンにない特性を備えた複合フィルムの作成に
利用することができる。
【0045】
【作用】本発明の超高分子量ポリエチレン製スリップシ
ートは、スライス法による超高分子量ポリエチレンスリ
ップシートの製造方法では得ることが困難な100μm
以下の厚さのフィルムを1工程で容易に製造することが
可能になり、さらに従来のスライス法による超高分子量
ポリエチレンスリップシートに比べて摩擦係数が低く、
かつエンボスの戻りが少ない優れたエンボス適正を備え
たフィルムを得ることが可能になった。
ートは、スライス法による超高分子量ポリエチレンスリ
ップシートの製造方法では得ることが困難な100μm
以下の厚さのフィルムを1工程で容易に製造することが
可能になり、さらに従来のスライス法による超高分子量
ポリエチレンスリップシートに比べて摩擦係数が低く、
かつエンボスの戻りが少ない優れたエンボス適正を備え
たフィルムを得ることが可能になった。
【0046】とくに、本発明の超高分子量ポリエチレン
スリップシートは、磁気記録媒体の中でも走行特性の要
求がきびしいDATあるいはDCC用スリップシートに
適用可能で、更に他のプラスチック材料、金属材料等と
ラミネートすることにより、複合材料としても利用する
ことが可能となる。また、本発明によるスリップシート
は、耐摩耗性が高く、摩擦係数が低く、耐薬品性が高
く、しかも軽量であるといった多くの利点を有してい
る。
スリップシートは、磁気記録媒体の中でも走行特性の要
求がきびしいDATあるいはDCC用スリップシートに
適用可能で、更に他のプラスチック材料、金属材料等と
ラミネートすることにより、複合材料としても利用する
ことが可能となる。また、本発明によるスリップシート
は、耐摩耗性が高く、摩擦係数が低く、耐薬品性が高
く、しかも軽量であるといった多くの利点を有してい
る。
【0047】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明をさら
に詳細に説明する。 実施例1 超高分子量ポリエチレンの極限粘度はASTM D40
20−81の方法によって測定した。すなわち135℃
デカリン中の極限粘度[η]が、6dl/gの超高分子
量ポリエチレン(リュブマーL3000P:三井石油化
学(株)製)40kgに、柔軟化剤としてα−オレフィ
ンオリゴマー(ルーカントHC−20:三井石油化学
(株)製)800g、帯電防止剤(エレクトロストリッ
パーEA:花王(株)製)80g、界面活性剤としてフ
ッ素系界面活性剤(フロラードFC−95:三井・デュ
ポンフロロケミカル(株)製)40g、酸化チタン(R
−11P:堺化学工業(株)製)1.6kgを添加し、
窒素雰囲気下、常温で、2000rpmの条件で、ヘン
シェルミキサーにて、ミキサー内温度が60℃になるま
で高速攪拌混合を行った。混合後の樹脂を直径65m
m、L/d=32の単軸スクリュー押出成形機で、シリ
ンダー温度230℃、ダイ温度240℃、スクリュー回
転数15rpm、第1、第2、第3ロール回転数5m/
分、第1、第2ロール温度80℃、第3ロール温度13
5℃、第4、第5ロール速度9m/分、第4、第5ロー
ル温度70℃の条件で、押出成形および1軸延伸加工を
行った。その結果、平均厚さ70μmのフィルムが得ら
れた。
に詳細に説明する。 実施例1 超高分子量ポリエチレンの極限粘度はASTM D40
20−81の方法によって測定した。すなわち135℃
デカリン中の極限粘度[η]が、6dl/gの超高分子
量ポリエチレン(リュブマーL3000P:三井石油化
学(株)製)40kgに、柔軟化剤としてα−オレフィ
ンオリゴマー(ルーカントHC−20:三井石油化学
(株)製)800g、帯電防止剤(エレクトロストリッ
パーEA:花王(株)製)80g、界面活性剤としてフ
ッ素系界面活性剤(フロラードFC−95:三井・デュ
ポンフロロケミカル(株)製)40g、酸化チタン(R
−11P:堺化学工業(株)製)1.6kgを添加し、
窒素雰囲気下、常温で、2000rpmの条件で、ヘン
シェルミキサーにて、ミキサー内温度が60℃になるま
で高速攪拌混合を行った。混合後の樹脂を直径65m
m、L/d=32の単軸スクリュー押出成形機で、シリ
ンダー温度230℃、ダイ温度240℃、スクリュー回
転数15rpm、第1、第2、第3ロール回転数5m/
分、第1、第2ロール温度80℃、第3ロール温度13
5℃、第4、第5ロール速度9m/分、第4、第5ロー
ル温度70℃の条件で、押出成形および1軸延伸加工を
行った。その結果、平均厚さ70μmのフィルムが得ら
れた。
【0048】実施例2 第3ロールの温度を125℃にした点を除いて、他の条
件は実施例1と同様にして製膜を行った。その結果平均
厚さ70μmのフィルムが得られた。
件は実施例1と同様にして製膜を行った。その結果平均
厚さ70μmのフィルムが得られた。
【0049】実施例3 第3ロールの温度を130℃にした点を除いて、他の条
件は実施例1と同様の条件で成膜を行った。その結果平
均厚さ70μmのフィルムが得られた。
件は実施例1と同様の条件で成膜を行った。その結果平
均厚さ70μmのフィルムが得られた。
【0050】実施例4 第3ロールの温度を140℃にした点を除いて、他の条
件は実施例1と同様の条件で成膜を行った。その結果平
均厚さ70μmのフィルムが得られた。
件は実施例1と同様の条件で成膜を行った。その結果平
均厚さ70μmのフィルムが得られた。
【0051】比較例1 柔軟化剤としてα−オレフィンオリゴマーを加えなかっ
た点を除いて実施例1と同様の原料を窒素雰囲気におい
て、常温で2000rpmの条件で、ヘンシェルミキサ
ーにて、ミキサー内温度が60℃になるまで高速攪拌混
合を行った。混合後の樹脂を実施例1と同様の方法で押
出成形および1軸延伸成形を行った。その結果、破断が
発生し、安定した成形が出来なかった。第4、第5ロー
ル速度を8.5m/分にしたところ、安定した成形が実
施でき、この条件で、平均厚さ80μmのフィルムが得
られた。
た点を除いて実施例1と同様の原料を窒素雰囲気におい
て、常温で2000rpmの条件で、ヘンシェルミキサ
ーにて、ミキサー内温度が60℃になるまで高速攪拌混
合を行った。混合後の樹脂を実施例1と同様の方法で押
出成形および1軸延伸成形を行った。その結果、破断が
発生し、安定した成形が出来なかった。第4、第5ロー
ル速度を8.5m/分にしたところ、安定した成形が実
施でき、この条件で、平均厚さ80μmのフィルムが得
られた。
【0052】比較例2 フッ素系界面活性剤を加えなかった点を除いて実施例1
と同様の原料を窒素雰囲気において、常温で2000r
pmの条件で、ヘンシェルミキサーにて、ミキサー内温
度が60℃になるまで高速攪拌混合を行った。混合後の
樹脂を実施例1と同様の方法で押出成形および1軸延伸
成形を行った。その結果、平均厚さ70μmのフィルム
が得られた。このように柔軟化剤を加えることによっ
て、1軸延伸が容易になり、延伸倍率を増加させること
が可能なことが確認された。
と同様の原料を窒素雰囲気において、常温で2000r
pmの条件で、ヘンシェルミキサーにて、ミキサー内温
度が60℃になるまで高速攪拌混合を行った。混合後の
樹脂を実施例1と同様の方法で押出成形および1軸延伸
成形を行った。その結果、平均厚さ70μmのフィルム
が得られた。このように柔軟化剤を加えることによっ
て、1軸延伸が容易になり、延伸倍率を増加させること
が可能なことが確認された。
【0053】比較例3 実施例1と同様の組成の原料を、第3ロール温度を12
0℃にして、あとは同様の条件で製膜を行った。その結
果、平均厚さ70μmのフィルムが得られた。
0℃にして、あとは同様の条件で製膜を行った。その結
果、平均厚さ70μmのフィルムが得られた。
【0054】比較例4 実施例1と同様の組成の原料を、第3ロール温度を14
5℃にして、あとは同様の条件で製膜を行った。その結
果、延伸工程で破断が発生しフィルムを形成することが
できなかった。
5℃にして、あとは同様の条件で製膜を行った。その結
果、延伸工程で破断が発生しフィルムを形成することが
できなかった。
【0055】また、これらの条件で得られたフィルムの
表面粗さと磁性面との摩擦係数、スティフネス、表面固
有抵抗、エッジダメージ及び90℃、5時間の耐熱試験
を下記の測定方法によって行いその結果を表3に示す。 表面粗さ JIS B6501 触針式表面粗さ測定器によって測
定。 摩擦係数 ASTM D1894−87 プラスチックフィルム・
シートの静・動摩擦係数の標準測定方法で示されている
(c)タイプの測定方法で、荷重200g、150mm
/分の速度で、摩擦面にはPETフィルムを貼り付けて
測定した。 スティフネス スリップシートを10mm×100mmの短冊状に切り
出し、両端をテープでとめてループ状にし、ループの一
端を精密天秤に載置してループを1mm圧縮し、1分後
の荷重を測定する。
表面粗さと磁性面との摩擦係数、スティフネス、表面固
有抵抗、エッジダメージ及び90℃、5時間の耐熱試験
を下記の測定方法によって行いその結果を表3に示す。 表面粗さ JIS B6501 触針式表面粗さ測定器によって測
定。 摩擦係数 ASTM D1894−87 プラスチックフィルム・
シートの静・動摩擦係数の標準測定方法で示されている
(c)タイプの測定方法で、荷重200g、150mm
/分の速度で、摩擦面にはPETフィルムを貼り付けて
測定した。 スティフネス スリップシートを10mm×100mmの短冊状に切り
出し、両端をテープでとめてループ状にし、ループの一
端を精密天秤に載置してループを1mm圧縮し、1分後
の荷重を測定する。
【0056】表面固有抵抗 昭和電工(株)製表面抵抗測定器(ハイレスタ)によっ
て測定した。 エッジダメージの測定方法 スリップシートを打ち抜いてDATカセットの所定の位
置に挿入し、カセットを組み立てた後に、23℃、50
%RHの環境条件下で、DATプレーヤで早送り、巻戻
しのサイクルを1000回繰り返し、終了後カセットを
分解して磁気テープを取り出し、スリップテープと接触
したテープのエッジを顕微鏡によって、傷のつき具合を
観察し、以下の基準で評価を行った。 ◎…エッジダメージの発生がないことを示す。 ○…実用的には問題とはならない微少なエッジダメージ
が発生していることを示す。 △…小さいエッジダメージが発生しており、実用的には
問題となる場合がある。 耐熱性試験 車載時の耐熱性を評価するために、DATカセットテー
プ用に打ち抜いたスリップシートを、90℃で5時間放
置して、スリップシートの変形を観察した。
て測定した。 エッジダメージの測定方法 スリップシートを打ち抜いてDATカセットの所定の位
置に挿入し、カセットを組み立てた後に、23℃、50
%RHの環境条件下で、DATプレーヤで早送り、巻戻
しのサイクルを1000回繰り返し、終了後カセットを
分解して磁気テープを取り出し、スリップテープと接触
したテープのエッジを顕微鏡によって、傷のつき具合を
観察し、以下の基準で評価を行った。 ◎…エッジダメージの発生がないことを示す。 ○…実用的には問題とはならない微少なエッジダメージ
が発生していることを示す。 △…小さいエッジダメージが発生しており、実用的には
問題となる場合がある。 耐熱性試験 車載時の耐熱性を評価するために、DATカセットテー
プ用に打ち抜いたスリップシートを、90℃で5時間放
置して、スリップシートの変形を観察した。
【0057】
【表3】
【0058】上記の結果より、予熱温度の上昇にともな
い、表面粗度が増加し、これにともない、摩擦係数が減
少する。一方、エッジダメージについては、表面粗度の
増加に伴い、頻度が高くなる傾向があるため、予熱温度
は、要求される特性に応じて、この範囲の中から決める
必要がある。また、予熱温度が低い場合は、摩擦係数が
高く、また、高温保存時に不均一な熱変形を生じるた
め、問題を生じる。
い、表面粗度が増加し、これにともない、摩擦係数が減
少する。一方、エッジダメージについては、表面粗度の
増加に伴い、頻度が高くなる傾向があるため、予熱温度
は、要求される特性に応じて、この範囲の中から決める
必要がある。また、予熱温度が低い場合は、摩擦係数が
高く、また、高温保存時に不均一な熱変形を生じるた
め、問題を生じる。
【0059】
【表4】
【0060】これらの結果から、柔軟化剤および界面活
性剤が摩擦係数の低下に大きく寄与しており、また延伸
フィルムの柔軟性には柔軟化剤が寄与し、さらに表面固
有抵抗には帯電防止剤が有効に作用していることが確認
された。
性剤が摩擦係数の低下に大きく寄与しており、また延伸
フィルムの柔軟性には柔軟化剤が寄与し、さらに表面固
有抵抗には帯電防止剤が有効に作用していることが確認
された。
【0061】
【発明の効果】高い耐摩耗性、摺動特性、強度を備えた
超高分子量ポリエチレンフィルムを製造することは困難
であった。しかし、本法の原料で、押出成形と1軸延伸
を特定の条件下で組み合わせることにより厚さ100μ
m以下の超高分子量ポリエチレンフィルムの作成が可能
となり、しかも特定の表面構造を形成することによって
摩擦係数の極めて小さなスリップシートを得ることが可
能となった。
超高分子量ポリエチレンフィルムを製造することは困難
であった。しかし、本法の原料で、押出成形と1軸延伸
を特定の条件下で組み合わせることにより厚さ100μ
m以下の超高分子量ポリエチレンフィルムの作成が可能
となり、しかも特定の表面構造を形成することによって
摩擦係数の極めて小さなスリップシートを得ることが可
能となった。
【図1】本発明の方法を実施するための装置の一例を説
明する断面図である。
明する断面図である。
1…押出成形機、2…ダイス部、3…第1ロール、4…
第2ロール、5…第3ロール、6a…第4ロール、6b
…第5ロール、7a…冷却ロール、7b…冷却ロール、
8…引取装置、9…製品フィルム
第2ロール、5…第3ロール、6a…第4ロール、6b
…第5ロール、7a…冷却ロール、7b…冷却ロール、
8…引取装置、9…製品フィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 23/087 103 A 7177−5D // C08L 23/06 LDC 7107−4J B29K 23:00 B29L 7:00 4F
Claims (11)
- 【請求項1】 超高分子量ポリエチレンからなるスリッ
プシート用フィルムにおいて、超高分子量ポリエチレン
は、帯電防止剤、柔軟化剤、滑剤、隠蔽剤の少なくとも
一種を含有し、厚さが60〜150μm、JIS B0
651記載の触針式表面粗さ測定器によって測定した粗
さが、カットオフ値0.8mmで測定した中心線平均粗
さRaが0.5〜4μmで、最大高さRmaxが1〜4
0μmであることを特徴とする超高分子量ポリエチレン
製スリップシート。 - 【請求項2】 帯電防止剤が、非イオン系アミンからな
ることを特徴とする請求項1記載の超高分子量ポリエチ
レン製スリップシート。 - 【請求項3】 柔軟化剤がα−オレフィンのオリゴマー
であることを特徴とする請求項1記載の超高分子量ポリ
エチレン製スリップシート。 - 【請求項4】 滑剤が、アニオン系、カチオン系、また
はノニオン系のフッ素系界面活性剤であることを特徴と
する請求項1記載の超高分子量ポリエチレン製スリップ
シート。 - 【請求項5】 隠蔽剤が酸化チタン、有機系顔料、無機
系顔料から選ばれる少なくとも1種を含有するものであ
ることを特徴とする請求項1記載の超高分子量ポリエチ
レン製スリップシート。 - 【請求項6】 超高分子量ポリエチレンからなるスリッ
プシートの製造方法法において、超高分子量ポリエチレ
ンに帯電防止剤、柔軟化剤、滑剤、隠蔽剤の少なくとも
一種を加えた組成物を押出成形によってシート化し、さ
らに1軸もしくは2軸延伸することによって厚さが60
〜150μmで、JIS B0651記載の触針式表面
粗さ測定器によって測定した粗さが、カットオフ値0.
8mmで測定した中心線平均粗さRaが0.5〜4μm
で、最大高さRmaxが1〜40μmとすることことを
特徴とする超高分子量ポリエチレン製スリップシートの
製造方法。 - 【請求項7】 超高分子量ポリエチレンと帯電防止剤、
柔軟化剤、滑剤、隠蔽剤から選ばれる少なくとも1種を
不活性気体の雰囲気下において高速攪拌混合することに
よって、原料調製を行うことを特徴とする請求項6記載
の超高分子量ポリエチレンからなるスリップシートの製
造方法。 - 【請求項8】 押出成形および延伸時に、冷却ロール温
度、シート予熱温度、延伸倍率を調整することによっ
て、生成フィルムの表面粗度を調整して摩擦係数の低下
を行うことを特徴とする請求項6記載の超高分子量ポリ
エチレンからなるスリップシートの製造方法。 - 【請求項9】 延伸用の加熱を行う予熱ロール温度が1
25〜140℃であることを特徴とする請求項8記載の
超高分子量ポリエチレンからなるスリップシートの製造
方法。 - 【請求項10】 冷却ロール温度が50〜90℃である
ことを特徴とする請求項8記載の超高分子量ポリエチレ
ンからなるスリップシートの製造方法。 - 【請求項11】 シート成形ロールの回転数に対して、
延伸ロールの回転数が1.5倍〜3倍であることを特徴
とする請求項8記載の超高分子量ポリエチレンからなる
スリップシートの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5187891A JPH0691747A (ja) | 1992-07-29 | 1993-07-29 | 超高分子量ポリエチレン製スリップシート及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20209492 | 1992-07-29 | ||
JP4-202094 | 1992-07-29 | ||
JP5187891A JPH0691747A (ja) | 1992-07-29 | 1993-07-29 | 超高分子量ポリエチレン製スリップシート及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0691747A true JPH0691747A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=26504624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5187891A Pending JPH0691747A (ja) | 1992-07-29 | 1993-07-29 | 超高分子量ポリエチレン製スリップシート及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0691747A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1034726A (ja) * | 1996-07-19 | 1998-02-10 | Sekisui Chem Co Ltd | 難成形樹脂成形体の製造方法 |
JPH10119109A (ja) * | 1996-10-23 | 1998-05-12 | Sekisui Chem Co Ltd | 難成形樹脂成形体の製造方法 |
JP2003020357A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Asahi Kasei Corp | ポリオレフィン微多孔膜およびその製造方法 |
JP2005314544A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 超高分子量ポリエチレン樹脂組成物およびそれから得られる成形体 |
WO2008001772A1 (fr) | 2006-06-27 | 2008-01-03 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Feuille de polyoléfine de poids moléculaire ultra élevé, moulée par étirement, présentant une excellente transparence et d'excellentes propriétés mécaniques, et son procédé de fabrication |
CN101905523A (zh) * | 2010-08-04 | 2010-12-08 | 武汉现代精工机械有限公司 | 一种超高分子聚乙烯板的制作模具 |
JP2013159768A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Bridgestone Corp | 摺動シート |
CN112552570A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-26 | 广东波斯科技股份有限公司 | 一种聚烯烃薄膜用母料及其制备方法 |
CN113980457A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-28 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种高强度自润滑型聚氨酯活塞密封体及其制备方法 |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP5187891A patent/JPH0691747A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1034726A (ja) * | 1996-07-19 | 1998-02-10 | Sekisui Chem Co Ltd | 難成形樹脂成形体の製造方法 |
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WO2008001772A1 (fr) | 2006-06-27 | 2008-01-03 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Feuille de polyoléfine de poids moléculaire ultra élevé, moulée par étirement, présentant une excellente transparence et d'excellentes propriétés mécaniques, et son procédé de fabrication |
US8304064B2 (en) | 2006-06-27 | 2012-11-06 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Stretch-formed sheet of ultra-high molecular weight polyolefin having excellent transparency and mechanical properties, and production method thereof |
CN101905523A (zh) * | 2010-08-04 | 2010-12-08 | 武汉现代精工机械有限公司 | 一种超高分子聚乙烯板的制作模具 |
JP2013159768A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Bridgestone Corp | 摺動シート |
CN112552570A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-26 | 广东波斯科技股份有限公司 | 一种聚烯烃薄膜用母料及其制备方法 |
CN113980457A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-28 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种高强度自润滑型聚氨酯活塞密封体及其制备方法 |
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