JPH0812771A - 超高分子量ポリエチレン成形品及びその製造方法 - Google Patents
超高分子量ポリエチレン成形品及びその製造方法Info
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- JPH0812771A JPH0812771A JP16884594A JP16884594A JPH0812771A JP H0812771 A JPH0812771 A JP H0812771A JP 16884594 A JP16884594 A JP 16884594A JP 16884594 A JP16884594 A JP 16884594A JP H0812771 A JPH0812771 A JP H0812771A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブ
レシブ摩耗性）に優れた特性を有する超高分子量ポリエ
チレン成形品及びその製造方法を提供する。 【構成】 １０〜７０％のゲル分率を有する超高分子量
ポリエチレン成形品、及び、超高分子量ポリエチレン成
形品に２〜２０Ｍｒａｄの電子線を照射する超高分子量
ポリエチレン成形品の製造方法。
レシブ摩耗性）に優れた特性を有する超高分子量ポリエ
チレン成形品及びその製造方法を提供する。 【構成】 １０〜７０％のゲル分率を有する超高分子量
ポリエチレン成形品、及び、超高分子量ポリエチレン成
形品に２〜２０Ｍｒａｄの電子線を照射する超高分子量
ポリエチレン成形品の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性及び削り取りに
よる耐摩耗性（耐アブレシブ摩耗性）に優れた特性を有
する超高分子量ポリエチレン成形品及びその製造方法に
関する。
よる耐摩耗性（耐アブレシブ摩耗性）に優れた特性を有
する超高分子量ポリエチレン成形品及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】超高分子量ポリエチレン成形品は、耐薬
品性、耐摩耗性、低騒音性、生体安全性等の特性に優れ
ており、鉄鋼業、製紙工業、繊維工業、化学工業、食品
工業等の各分野で、例えばプラスチック歯車や軸受等の
各種の褶動部材や、ライニングシート等の滑りシート部
材として使用されている。
品性、耐摩耗性、低騒音性、生体安全性等の特性に優れ
ており、鉄鋼業、製紙工業、繊維工業、化学工業、食品
工業等の各分野で、例えばプラスチック歯車や軸受等の
各種の褶動部材や、ライニングシート等の滑りシート部
材として使用されている。
【０００３】しかしながら、超高分子量ポリエチレン成
形品は、材質的には柔らかいものであるために、例えば
褶動部材の場合に、相手材の表面の平均粗さや最大粗さ
等の表面粗度が高くなるに従って、褶動部材表面に対す
る傷の発生が起こり易く、削り取りによる摩耗（アブレ
シブ摩耗）が促進する欠点がある。
形品は、材質的には柔らかいものであるために、例えば
褶動部材の場合に、相手材の表面の平均粗さや最大粗さ
等の表面粗度が高くなるに従って、褶動部材表面に対す
る傷の発生が起こり易く、削り取りによる摩耗（アブレ
シブ摩耗）が促進する欠点がある。
【０００４】また超高分子量ポリエチレン成形品は耐熱
性が低く、９０℃を超える高温に対しては、荷重に対す
る変形が大きくなる。
性が低く、９０℃を超える高温に対しては、荷重に対す
る変形が大きくなる。
【０００５】したがって、高速で褶動するような褶動部
材においては、摩擦熱により褶動面の温度が上昇し、軟
化点付近に達すると変形と融解による摩耗とが発生する
ため、例えば高速で褶動する褶動部材としては使用する
ことができない。
材においては、摩擦熱により褶動面の温度が上昇し、軟
化点付近に達すると変形と融解による摩耗とが発生する
ため、例えば高速で褶動する褶動部材としては使用する
ことができない。
【０００６】なお、高速で褶動する褶動部材の性能を表
示する数値として、限界ＰＶ値がある。ここで、Ｐは褶
動面に掛かる圧力（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）、Ｖは褶動面の速
度（ｍ／ｓｅｃ）を表わす。
示する数値として、限界ＰＶ値がある。ここで、Ｐは褶
動面に掛かる圧力（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）、Ｖは褶動面の速
度（ｍ／ｓｅｃ）を表わす。
【０００７】一般にＰの値を上げることにより、褶動面
の摩擦係数が上昇し、発熱量が増大し、褶動面の温度が
上昇する。Ｐの値をさらに上げてゆくことにより、ある
値で褶動面の溶融変形が発生する。このときのＰとＶと
の積を限界ＰＶ値として表現している。
の摩擦係数が上昇し、発熱量が増大し、褶動面の温度が
上昇する。Ｐの値をさらに上げてゆくことにより、ある
値で褶動面の溶融変形が発生する。このときのＰとＶと
の積を限界ＰＶ値として表現している。
【０００８】この限界ＰＶ値は、褶動面の速度にも依存
するものであることは勿論であり、一定のＰの場合にＶ
が上昇するに従って、時間当たりの熱発生量が上昇し、
褶動面の温度上昇が早まる。したがって、褶動面の変
形、融解が早まり、限界ＰＶ値が小さくなってゆく。
するものであることは勿論であり、一定のＰの場合にＶ
が上昇するに従って、時間当たりの熱発生量が上昇し、
褶動面の温度上昇が早まる。したがって、褶動面の変
形、融解が早まり、限界ＰＶ値が小さくなってゆく。
【０００９】しかして、従来の超高分子量ポリエチレン
成形品は、限界ＰＶ値が高速時において小さく、高速褶
動部材として使用することができない。
成形品は、限界ＰＶ値が高速時において小さく、高速褶
動部材として使用することができない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、耐熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブレシ
ブ摩耗性）に優れた特性を有する超高分子量ポリエチレ
ン成形品及びその製造方法を提供することにある。
的は、耐熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブレシ
ブ摩耗性）に優れた特性を有する超高分子量ポリエチレ
ン成形品及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的は以下の本発明
によって達成される。すなわち、本発明は、１０〜７０
％のゲル分率を有することを特徴とする超高分子量ポリ
エチレン成形品からなる。
によって達成される。すなわち、本発明は、１０〜７０
％のゲル分率を有することを特徴とする超高分子量ポリ
エチレン成形品からなる。
【００１２】また本発明は、１０〜７０％のゲル分率を
有する超高分子量ポリエチレン成形品による褶動部材か
らなる。
有する超高分子量ポリエチレン成形品による褶動部材か
らなる。
【００１３】さらに本発明は、超高分子量ポリエチレン
成形品に２〜２０Ｍｒａｄの電子線を照射することを特
徴とする超高分子量ポリエチレン成形品の製造方法から
なる。
成形品に２〜２０Ｍｒａｄの電子線を照射することを特
徴とする超高分子量ポリエチレン成形品の製造方法から
なる。
【００１４】超高分子量ポリエチレンは、平均分子量が
１００万以上で、１３５℃のデカリン溶媒中で測定した
極限粘度［η］が６．５ｄｌ／ｇ以上のポリエチレンで
ある。
１００万以上で、１３５℃のデカリン溶媒中で測定した
極限粘度［η］が６．５ｄｌ／ｇ以上のポリエチレンで
ある。
【００１５】超高分子量ポリエチレン成形品は、プレス
成形やラム押出成形によって成形したブロックをを切削
加工する方法、あるいは特開平４−１７５１４６号公報
に説明されている射出成形法等によって得られる。
成形やラム押出成形によって成形したブロックをを切削
加工する方法、あるいは特開平４−１７５１４６号公報
に説明されている射出成形法等によって得られる。
【００１６】特に特開平４−１７５１４６号公報に説明
されている射出成形法によれば、ポリエチレンの超高分
子状態を維持したままの成形品を、安価で量産性の高い
成形サイクルによる射出成形で得ることが可能である。
されている射出成形法によれば、ポリエチレンの超高分
子状態を維持したままの成形品を、安価で量産性の高い
成形サイクルによる射出成形で得ることが可能である。
【００１７】この超高分子量ポリエチレンの射出成形法
は、平均粒径２〜４００μｍ程度の超高分子量ポリエチ
レンを、粉末粒子の状態を保持したままで可塑化し流動
する状態で射出成形するもので、超高分子量ポリエチレ
ン原料粒子が変形および表面のみの溶融によって接合一
体化した成形品になる。
は、平均粒径２〜４００μｍ程度の超高分子量ポリエチ
レンを、粉末粒子の状態を保持したままで可塑化し流動
する状態で射出成形するもので、超高分子量ポリエチレ
ン原料粒子が変形および表面のみの溶融によって接合一
体化した成形品になる。
【００１８】かかる射出成形品の成形は、超高分子量ポ
リエチレン原料の粉末粒子が溶融状態を経ることなく、
不連続の粒子形態を保持した状態のままで、粉末粒子の
個々を加熱し、粒子の変形は認めるが、剪断応力によっ
てその粒子が破断しないように、スクリューによって可
塑化した後、例えば２０００ｋｇ／ｃｍ2 以上の射出圧
力で金型に充填すると共に、金型にエアベントを設けて
おくことからなり、粉末燒結により賦形された状態の最
終成形品が成形される。
リエチレン原料の粉末粒子が溶融状態を経ることなく、
不連続の粒子形態を保持した状態のままで、粉末粒子の
個々を加熱し、粒子の変形は認めるが、剪断応力によっ
てその粒子が破断しないように、スクリューによって可
塑化した後、例えば２０００ｋｇ／ｃｍ2 以上の射出圧
力で金型に充填すると共に、金型にエアベントを設けて
おくことからなり、粉末燒結により賦形された状態の最
終成形品が成形される。
【００１９】かかる射出成形法によって得られる超高分
子量ポリエチレン成形品においては、成形原料である超
高分子量ポリエチレン粉末粒子が緊密に結合しており、
褶動中に粉末粒子の脱落が起こることは無い。これは、
超高分子量ポリエチレン原料粒子の表面がポリエチレン
繊維で毛羽立った構造を有しており、成形時において、
これらの毛羽立ったポリエチレン繊維が複雑に絡み合
い、緊密に結合し、また分子量が高いために表面上の繊
維が内部に迄達していることから、繊維を容易に抜くこ
とができないためである。
子量ポリエチレン成形品においては、成形原料である超
高分子量ポリエチレン粉末粒子が緊密に結合しており、
褶動中に粉末粒子の脱落が起こることは無い。これは、
超高分子量ポリエチレン原料粒子の表面がポリエチレン
繊維で毛羽立った構造を有しており、成形時において、
これらの毛羽立ったポリエチレン繊維が複雑に絡み合
い、緊密に結合し、また分子量が高いために表面上の繊
維が内部に迄達していることから、繊維を容易に抜くこ
とができないためである。
【００２０】このような材料特性により、超高分子量ポ
リエチレンは褶動に対して高い耐摩耗性を示すが、一方
で構造的には非晶質部の割合が高く、またポリエチレン
の特性である分子間の結合が弱く、材質的に柔らかく、
容易に傷が発生し、褶動面の粗さが大きくなると材料の
削り取りが起こり、摩耗が進む。
リエチレンは褶動に対して高い耐摩耗性を示すが、一方
で構造的には非晶質部の割合が高く、またポリエチレン
の特性である分子間の結合が弱く、材質的に柔らかく、
容易に傷が発生し、褶動面の粗さが大きくなると材料の
削り取りが起こり、摩耗が進む。
【００２１】また、分子間の結合の弱さは材料の軟化点
の低さに反映し、高速で褶動する部材として使用した場
合に、褶動面での熱発生で容易に軟化点に到達し、低荷
重でも褶動面での熱変形または融解が発生し、摩耗が発
生する、すなわち限界ＰＶ値が低いことが要因になって
いる。
の低さに反映し、高速で褶動する部材として使用した場
合に、褶動面での熱発生で容易に軟化点に到達し、低荷
重でも褶動面での熱変形または融解が発生し、摩耗が発
生する、すなわち限界ＰＶ値が低いことが要因になって
いる。
【００２２】こうした削り取りによる摩耗（アブレシブ
摩耗）や軟化による摩耗すなわち溶融摩耗を抑える方法
としては、分子間を架橋してつなぐ電子線照射が有効で
ある。
摩耗）や軟化による摩耗すなわち溶融摩耗を抑える方法
としては、分子間を架橋してつなぐ電子線照射が有効で
ある。
【００２３】超高分子量ポリエチレン成形品は粒界面に
相当する構造を有しており、かかる成形品に電子線の照
射を行なうと、電子線照射による歪みが粒界面に蓄積す
る傾向が高く、成形品の脆化が起こる。このために、超
高分子量ポリエチレン成形品への電子線の照射による耐
熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブレシブ摩耗
性）の向上に際しては、照射線量を特定の範囲に選択し
なくてはならなく、２〜２０Ｍｒａｄの電子線の照射が
有効であることを確認し、本発明を完成するに至った。
相当する構造を有しており、かかる成形品に電子線の照
射を行なうと、電子線照射による歪みが粒界面に蓄積す
る傾向が高く、成形品の脆化が起こる。このために、超
高分子量ポリエチレン成形品への電子線の照射による耐
熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブレシブ摩耗
性）の向上に際しては、照射線量を特定の範囲に選択し
なくてはならなく、２〜２０Ｍｒａｄの電子線の照射が
有効であることを確認し、本発明を完成するに至った。
【００２４】また、この超高分子量ポリエチレン成形品
のゲル分率が１０〜７０％であるときに、前述の耐熱性
及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブレシブ摩耗性）に
優れた超高分子量ポリエチレン成形品であることが確認
された。
のゲル分率が１０〜７０％であるときに、前述の耐熱性
及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブレシブ摩耗性）に
優れた超高分子量ポリエチレン成形品であることが確認
された。
【００２５】超高分子量ポリエチレン成形品への電子線
の照射量の範囲は、成形品の構造と関係することから、
例えば超高分子量ポリエチレン原料である粉末粒子をデ
カリン等の溶剤に溶解し、賦形後に脱溶剤することによ
り、粒界面を消失させた成形品にすれば、電子線の照射
量の範囲を広げることが可能である。なお、超高分子量
ポリエチレンの通常の成形では、成形品の粒界面を無く
すことはできない。
の照射量の範囲は、成形品の構造と関係することから、
例えば超高分子量ポリエチレン原料である粉末粒子をデ
カリン等の溶剤に溶解し、賦形後に脱溶剤することによ
り、粒界面を消失させた成形品にすれば、電子線の照射
量の範囲を広げることが可能である。なお、超高分子量
ポリエチレンの通常の成形では、成形品の粒界面を無く
すことはできない。
【００２６】超高分子量ポリエチレン成形品に対する電
子線照射の架橋濃度は、一般に電子線照射量が増大する
につれて高くなり、耐摩耗性が向上し（［図１］及び
［図２］参照）、耐熱性が向上する（［図３］参照）。
子線照射の架橋濃度は、一般に電子線照射量が増大する
につれて高くなり、耐摩耗性が向上し（［図１］及び
［図２］参照）、耐熱性が向上する（［図３］参照）。
【００２７】しかしながら、超高分子量ポリエチレン成
形品への電子線の照射量には、限界が存在することが判
明した。この限界は、超高分子量ポリエチレン成形品
が、超高分子量ポリエチレン原料の粉末粒子に起因する
粒界面構造を有していることによる。
形品への電子線の照射量には、限界が存在することが判
明した。この限界は、超高分子量ポリエチレン成形品
が、超高分子量ポリエチレン原料の粉末粒子に起因する
粒界面構造を有していることによる。
【００２８】すなわち、超高分子量ポリエチレン成形品
への電子線の照射により、超高分子量ポリエチレンの架
橋が進むが、同時に収縮が発生する。材料の収縮は原料
粒子の１部で発生し、粒界面構造を有している超高分子
量ポリエチレン成形品において、各粒子部で収縮が発生
すると、粒界面にひずみが発生して間隙が生成する。
への電子線の照射により、超高分子量ポリエチレンの架
橋が進むが、同時に収縮が発生する。材料の収縮は原料
粒子の１部で発生し、粒界面構造を有している超高分子
量ポリエチレン成形品において、各粒子部で収縮が発生
すると、粒界面にひずみが発生して間隙が生成する。
【００２９】超高分子量ポリエチレン成形品の原料粒子
自身は架橋により硬化する一方で粒子間に歪みが発生す
るため、電子線の照射を受けた成形品は、材料の脆化が
起こる。この結果を表示する電子線の照射線量と破断点
伸びの関係を［図４］に示した。これにより、２０Ｍｒ
ａｄを超える電子線の照射線量では、超高分子量ポリエ
チレン成形品は脆くなることが分かる。
自身は架橋により硬化する一方で粒子間に歪みが発生す
るため、電子線の照射を受けた成形品は、材料の脆化が
起こる。この結果を表示する電子線の照射線量と破断点
伸びの関係を［図４］に示した。これにより、２０Ｍｒ
ａｄを超える電子線の照射線量では、超高分子量ポリエ
チレン成形品は脆くなることが分かる。
【００３０】以上の実験結果により、超高分子量ポリエ
チレン成形品への電子線の照射線量は、２〜２０Ｍｒａ
ｄの範囲に抑えられなくてはならないことが判明した。
チレン成形品への電子線の照射線量は、２〜２０Ｍｒａ
ｄの範囲に抑えられなくてはならないことが判明した。
【００３１】超高分子量ポリエチレン成形品への電子線
の照射は、耐熱性及び強度等の物性向上が図れることか
ら、褶動部材からなる成形品の溶融摩耗に対する耐熱性
を向上させることができ、すなわち限界ＰＶ値を向上さ
せることができ、この結果、高速で褶動する褶動部材へ
の適用が可能な超高分子量ポリエチレン成形品になる。
の照射は、耐熱性及び強度等の物性向上が図れることか
ら、褶動部材からなる成形品の溶融摩耗に対する耐熱性
を向上させることができ、すなわち限界ＰＶ値を向上さ
せることができ、この結果、高速で褶動する褶動部材へ
の適用が可能な超高分子量ポリエチレン成形品になる。
【００３２】なお、電子線の照射線量を抑え、しかも超
高分子量ポリエチレン成形品のポリエチレンの架橋濃度
を高める方法として、成形原料中に、多官能モノマー、
例えば２，４−ヘキサジン−１，６−ビス−ｎ−ブチル
ウレタン、２，５−ジ−メチル−２，５−（ｔ−ブチル
ペルオキシ）ヘキシン−３等の架橋促進剤を添加してお
く方法がある。
高分子量ポリエチレン成形品のポリエチレンの架橋濃度
を高める方法として、成形原料中に、多官能モノマー、
例えば２，４−ヘキサジン−１，６−ビス−ｎ−ブチル
ウレタン、２，５−ジ−メチル−２，５−（ｔ−ブチル
ペルオキシ）ヘキシン−３等の架橋促進剤を添加してお
く方法がある。
【００３３】これらの方法によって、低照射線量の電子
線の照射で、しかも高い架橋密度の超高分子量ポリエチ
レン成形品になる。なお低照射線量の電子線の照射を行
なえば、分子の分解等の劣化反応を低く抑えることがで
きる利点を有する。
線の照射で、しかも高い架橋密度の超高分子量ポリエチ
レン成形品になる。なお低照射線量の電子線の照射を行
なえば、分子の分解等の劣化反応を低く抑えることがで
きる利点を有する。
【００３４】超高分子量ポリエチレン成形品に対する電
子線照射の効果は、該超高分子量ポリエチレン成形品中
に、シリコーンオイル、弗素系樹脂等の潤滑剤や、ガラ
スパウダー、炭素繊維等のセラミックス系や無機質系の
補強材を添加した成形品に対しても得られる。
子線照射の効果は、該超高分子量ポリエチレン成形品中
に、シリコーンオイル、弗素系樹脂等の潤滑剤や、ガラ
スパウダー、炭素繊維等のセラミックス系や無機質系の
補強材を添加した成形品に対しても得られる。
【００３５】また電子線照射によって、１０万以上〜１
００万未満の平均分子量を有する高分子量ポリエチレン
を原料とする成形品に対しても、耐摩耗性、耐熱性、強
度等の向上を図ることができる。なお１０万以上〜１０
０万未満の平均分子量を有する高分子量ポリエチレンを
原料とする成形品は、粒界構造を有していないため、電
子線照射による分子の劣化反応が少なく、２〜３０Ｍｒ
ａｄの電子線の照射が有効である。
００万未満の平均分子量を有する高分子量ポリエチレン
を原料とする成形品に対しても、耐摩耗性、耐熱性、強
度等の向上を図ることができる。なお１０万以上〜１０
０万未満の平均分子量を有する高分子量ポリエチレンを
原料とする成形品は、粒界構造を有していないため、電
子線照射による分子の劣化反応が少なく、２〜３０Ｍｒ
ａｄの電子線の照射が有効である。
【００３６】
【作用】本発明の超高分子量ポリエチレン成形品は、耐
熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブレシブ摩耗
性）に優れた特性を有しており、特に高速褶動する褶動
部材として、また、ライニング用シートとして、優れた
機能を発揮する。
熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブレシブ摩耗
性）に優れた特性を有しており、特に高速褶動する褶動
部材として、また、ライニング用シートとして、優れた
機能を発揮する。
【００３７】また、本発明の超高分子量ポリエチレン成
形品の製造方法は、耐熱性及び削り取りによる耐摩耗性
（耐アブレシブ摩耗性）に優れた特性を有する成形品
を、容易かつ的確に製造することができる。
形品の製造方法は、耐熱性及び削り取りによる耐摩耗性
（耐アブレシブ摩耗性）に優れた特性を有する成形品
を、容易かつ的確に製造することができる。
【００３８】
【実施例】以下、本発明の超高分子量ポリエチレン成形
品及びその製造方法の具体的な構成を実施例に基づいて
説明する。
品及びその製造方法の具体的な構成を実施例に基づいて
説明する。
【００３９】実施例及び比較例 超高分子量ポリエチレン（ハイゼックスミリオン ３４
０Ｍ：三井石油化学工業 (株) ）を原料とするプレス成
形品を、切削加工することにより、外径２５．６ｍｍ、
内径２０．０ｍｍ、高さ１５．０ｍｍの円筒体からなる
滑り摩耗試験片を得た。
０Ｍ：三井石油化学工業 (株) ）を原料とするプレス成
形品を、切削加工することにより、外径２５．６ｍｍ、
内径２０．０ｍｍ、高さ１５．０ｍｍの円筒体からなる
滑り摩耗試験片を得た。
【００４０】この滑り摩耗試験片の褶動面に、走査型電
子線照射装置（ＥＰＳ−７５０：日新電機製）により、
加速電圧７５０ＫｅＶ、空気中での照射にて、２Ｍｒａ
ｄ、５Ｍｒａｄ、１０Ｍｒａｄ、２０Ｍｒａｄ及び３０
Ｍｒａｄのそれぞれの電子線を照射した。
子線照射装置（ＥＰＳ−７５０：日新電機製）により、
加速電圧７５０ＫｅＶ、空気中での照射にて、２Ｍｒａ
ｄ、５Ｍｒａｄ、１０Ｍｒａｄ、２０Ｍｒａｄ及び３０
Ｍｒａｄのそれぞれの電子線を照射した。
【００４１】実験１ 溶融摩耗特性（限界ＰＶ値）の測定 電子線の照射を行なわなかった滑り摩耗試験片及び電子
線を照射した滑り摩耗試験片のそれぞれについて、スラ
スト型の滑り摩耗試験機（ＪＩＳ Ｋ７２１８ａ法準
拠：オリエンテック社製）を使用し、滑り速度を固定し
た状態で１０分間隔で荷重を段階的に上げ、試験片に溶
融変形が発生したときの「荷重×速度」の値により、限
界ＰＶ値を算出した結果を［図５］に示した。
線を照射した滑り摩耗試験片のそれぞれについて、スラ
スト型の滑り摩耗試験機（ＪＩＳ Ｋ７２１８ａ法準
拠：オリエンテック社製）を使用し、滑り速度を固定し
た状態で１０分間隔で荷重を段階的に上げ、試験片に溶
融変形が発生したときの「荷重×速度」の値により、限
界ＰＶ値を算出した結果を［図５］に示した。
【００４２】なお、試験片に対する相手材には、ＳＵＳ
３０４（表面粗さＲａ＝０．４μｍ）を使用した。ま
た、速度条件は、０．２ｍ／ｓｅｃと１．０ｍ／ｓｅｃ
とを選択した。さらに、褶動面に掛かる圧力は荷重を接
触面積（約２ｃｍ2 ）で割ることによって得た。
３０４（表面粗さＲａ＝０．４μｍ）を使用した。ま
た、速度条件は、０．２ｍ／ｓｅｃと１．０ｍ／ｓｅｃ
とを選択した。さらに、褶動面に掛かる圧力は荷重を接
触面積（約２ｃｍ2 ）で割ることによって得た。
【００４３】［図５］から、電子線の照射によって超高
分子量ポリエチレン成形品の耐熱性が向上し、限界ＰＶ
値が上昇したことが分かる。
分子量ポリエチレン成形品の耐熱性が向上し、限界ＰＶ
値が上昇したことが分かる。
【００４４】なお、限界ＰＶ値は、電子線の照射線量の
増加と共に上昇するが、２０Ｍｒａｄを超えると成形品
の脆化傾向が増すため、また同時に、削り取りによる耐
摩耗性（耐アブレシブ摩耗性）も減少傾向を有するよう
になるため、２〜２０Ｍｒａｄの照射線量が有効である
ことが認識できる。
増加と共に上昇するが、２０Ｍｒａｄを超えると成形品
の脆化傾向が増すため、また同時に、削り取りによる耐
摩耗性（耐アブレシブ摩耗性）も減少傾向を有するよう
になるため、２〜２０Ｍｒａｄの照射線量が有効である
ことが認識できる。
【００４５】実験２ ゲル分率の測定 電子線の照射を行なわなかった滑り摩耗試験片及び電子
線を照射した滑り摩耗試験片のそれぞれから、５０ｍｇ
宛の試料小片を切り取り、９０ｍｌのデカヒドロナフタ
レン（デカリン）溶液中に浸漬させた。なおデカリン溶
液には、ポリエチレンの酸化を防止するための２，６−
ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．６５ｇを、
デカリン５００ｍｌに対して添加した。
線を照射した滑り摩耗試験片のそれぞれから、５０ｍｇ
宛の試料小片を切り取り、９０ｍｌのデカヒドロナフタ
レン（デカリン）溶液中に浸漬させた。なおデカリン溶
液には、ポリエチレンの酸化を防止するための２，６−
ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．６５ｇを、
デカリン５００ｍｌに対して添加した。
【００４６】先の試料小片を加えたデカリン溶液を１５
０℃で２時間以上加熱して試料小片を溶解させ、次い
で、該試料小片を溶解させた溶液をステンレスメッシュ
（# ２００）に通して残った未溶解のゲルを、１４０℃
の電気炉にて１時間乾燥した後、この重量測定を行なう
ことによりゲル成分の重量を測定し、試料小片に対する
ゲル成分の重量百分率からなるゲル分率（％）を算出し
た。測定結果を［図６］に示す。
０℃で２時間以上加熱して試料小片を溶解させ、次い
で、該試料小片を溶解させた溶液をステンレスメッシュ
（# ２００）に通して残った未溶解のゲルを、１４０℃
の電気炉にて１時間乾燥した後、この重量測定を行なう
ことによりゲル成分の重量を測定し、試料小片に対する
ゲル成分の重量百分率からなるゲル分率（％）を算出し
た。測定結果を［図６］に示す。
【００４７】［図６］から、１０Ｍｒａｄの電子線の照
射線量により、約６０％が架橋によりゲル化しているこ
とが分かる。また、電子線の照射線量を高めるとゲル化
が進む、例えば３０Ｍｒａｄの電子線の照射線量により
７６％が架橋によりゲル化するが、照射と同時に分解反
応及び空気中の酸素等との付加反応が起こり、材料の劣
化が顕著になる。また、電子線の照射線量を高めると材
質の色が白から褐色を帯びた色になり、照射線量が増す
につれてより濃色に移ってゆく。
射線量により、約６０％が架橋によりゲル化しているこ
とが分かる。また、電子線の照射線量を高めるとゲル化
が進む、例えば３０Ｍｒａｄの電子線の照射線量により
７６％が架橋によりゲル化するが、照射と同時に分解反
応及び空気中の酸素等との付加反応が起こり、材料の劣
化が顕著になる。また、電子線の照射線量を高めると材
質の色が白から褐色を帯びた色になり、照射線量が増す
につれてより濃色に移ってゆく。
【００４８】
【発明の効果】添付した図面に表示した測定結果から明
らかなように、本発明の超高分子量ポリエチレン成形品
によれば、耐熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブ
レシブ摩耗性）に優れた特性を有する。
らかなように、本発明の超高分子量ポリエチレン成形品
によれば、耐熱性及び削り取りによる耐摩耗性（耐アブ
レシブ摩耗性）に優れた特性を有する。
【００４９】また本発明の超高分子量ポリエチレン成形
品の製造方法によれば、耐熱性及び削り取りによる耐摩
耗性（耐アブレシブ摩耗性）に優れた特性を有する超高
分子量ポリエチレン成形品が、容易かつ的確に得られ
る。
品の製造方法によれば、耐熱性及び削り取りによる耐摩
耗性（耐アブレシブ摩耗性）に優れた特性を有する超高
分子量ポリエチレン成形品が、容易かつ的確に得られ
る。
【図１】電子線の照射線量による超高分子量ポリエチレ
ン成形品の摩耗特性の変化をテーバー試験機により測定
した結果を示すグラフであり、砥石の平均粗さを変化さ
せたときのもの。
ン成形品の摩耗特性の変化をテーバー試験機により測定
した結果を示すグラフであり、砥石の平均粗さを変化さ
せたときのもの。
【図２】電子線の照射線量による超高分子量ポリエチレ
ン成形品の摩耗特性の変化をテーバー試験機により測定
した結果を示すグラフであり、砥石の最大粗さを変化さ
せたときのもの。
ン成形品の摩耗特性の変化をテーバー試験機により測定
した結果を示すグラフであり、砥石の最大粗さを変化さ
せたときのもの。
【図３】電子線の照射線量による超高分子量ポリエチレ
ン成形品の軟化点の変化をＤＳＣ法によって測定した結
果を示すグラフである。
ン成形品の軟化点の変化をＤＳＣ法によって測定した結
果を示すグラフである。
【図４】電子線の照射線量による超高分子量ポリエチレ
ン成形品の破断点伸びの変化を示すグラフである。
ン成形品の破断点伸びの変化を示すグラフである。
【図５】電子線の照射線量による超高分子量ポリエチレ
ン成形品の限界ＰＶ値の変化を示すグラフである。
ン成形品の限界ＰＶ値の変化を示すグラフである。
【図６】電子線の照射線量による超高分子量ポリエチレ
ン成形品の架橋特性の変化を示すグラフである。
ン成形品の架橋特性の変化を示すグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 23:00 105:24 Ｂ２９Ｌ 15:00 31:00
Claims (3)
- 【請求項１】 １０〜７０％のゲル分率を有することを
特徴とする超高分子量ポリエチレン成形品。 - 【請求項２】 成形品が褶動部材であることを特徴とす
る請求項１に記載の超高分子量ポリエチレン成形品。 - 【請求項３】 超高分子量ポリエチレン成形品に２〜２
０Ｍｒａｄの電子線を照射することを特徴とする超高分
子量ポリエチレン成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16884594A JPH0812771A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 超高分子量ポリエチレン成形品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16884594A JPH0812771A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 超高分子量ポリエチレン成形品及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0812771A true JPH0812771A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15875607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16884594A Pending JPH0812771A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 超高分子量ポリエチレン成形品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812771A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003022920A1 (fr) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Mitsui Chemicals, Inc. | Composition de resine de polyethylene |
| US9421104B2 (en) | 2007-07-27 | 2016-08-23 | Biomet Manufacturing, Llc | Antioxidant doping of crosslinked polymers to form non-eluting bearing components |
| JP2018115343A (ja) * | 2018-04-17 | 2018-07-26 | 東ソー株式会社 | 超高分子量ポリエチレン製切削成形体 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP16884594A patent/JPH0812771A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003022920A1 (fr) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Mitsui Chemicals, Inc. | Composition de resine de polyethylene |
| US9421104B2 (en) | 2007-07-27 | 2016-08-23 | Biomet Manufacturing, Llc | Antioxidant doping of crosslinked polymers to form non-eluting bearing components |
| JP2018115343A (ja) * | 2018-04-17 | 2018-07-26 | 東ソー株式会社 | 超高分子量ポリエチレン製切削成形体 |
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