JPH09314657A - ポリエチレン成形体の製造方法 - Google Patents

ポリエチレン成形体の製造方法

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JPH09314657A
JPH09314657A JP13701696A JP13701696A JPH09314657A JP H09314657 A JPH09314657 A JP H09314657A JP 13701696 A JP13701696 A JP 13701696A JP 13701696 A JP13701696 A JP 13701696A JP H09314657 A JPH09314657 A JP H09314657A
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JP
Japan
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stretching
temperature
ionomer
stretched
strength
Prior art date
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Pending
Application number
JP13701696A
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English (en)
Inventor
Satoru Yamamoto
哲 山本
Masanori Nakamura
雅則 中村
Mitsuo Sasakura
満雄 笹倉
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な設備及び長時間を要する架橋工程を必
要とすることなく、強度及び弾性率が著しく高められた
ポリエチレン成形体を安価に提供し得る方法を得る。 【解決手段】 高密度ポリエチレン樹脂100重量部に
対し、アイオノマーを3〜20重量部を配合してなる樹
脂組成物を、130〜180℃の成形温度で溶融成形
し、得られた成形体を、複数回延伸するにあたり、2回
目以降の延伸温度を1回目の延伸温度以下として延伸工
程を実施する、ポリエチレン成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレン成形
体の製造方法に関し、より詳しくは、強度及び弾性率が
高められた高密度ポリエチレン成形体の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】高密度ポリエチレンを繊維状またはフィ
ルム状などに成形し、得られた成形体を延伸することに
より、強度及び弾性率を高め得ることが知られている。
また、この種の成形体の原料として、シラングラフトポ
リエチレンを用いたり、高密度ポリエチレン成形体に電
子線などを照射したりして架橋ポリエチレン成形体とす
ることにより、耐油性などをさらに高め得ることが、特
開昭57−91236号公報などに開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シラン
グラフトポリエチレンを用いた場合には、原材料が高価
となるため、並びに架橋工程に時間を必要とするので生
産性が低下するため、ポリエチレン成形体のコストが高
くつくことになる。
【0004】また、電子線などを照射してポリエチレン
成形体を架橋させる方法では、電子線照射に必要な設備
が高価であるため、イニシャルコストが高くなり、結果
として、やはり成形体のコストが高くつくことになる。
【0005】本発明の目的は、高価な原料や設備を必要
とすることなく、生産性を低下させる長時間の架橋工程
を必要とすることなく、強度及び弾性率が著しく改善さ
れた高密度ポリエチレン成形体を安価に製造することを
可能とする方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するためになされたものであり、高密度ポリエチレン
樹脂100重量部に対し、アイオノマーを3〜20重量
部を配合してなる樹脂組成物を溶融成形し、得られた成
形体を、2回目以降の延伸温度を1回目の延伸温度以下
として2回以上延伸することを特徴とする。
【0007】以下、本発明の詳細を説明する。本発明で
用いられる高密度ポリエチレン樹脂とは、高結晶性を有
するものであればエチレンの単独重合体に限定されるも
のではなく、例えばプロピレン、1−ブテン、2−ペン
テンなどのα−オレフィンや、酢酸ビニル、ビニルアル
コール、アクリル酸、塩化ビニルなどのビニル系単量体
が多少共重合されたものであってもよい。もっとも、高
密度ポリエチレン樹脂の密度は、0.94g/cm3
上のものが好ましい。結晶性が低いものや密度が0.9
4g/cm3 未満の高密度ポリエチレン樹脂では、本発
明の方法により延伸したとしても、強度及び弾性率がさ
ほど改善されないことがある。
【0008】また、高密度ポリエチレン樹脂のメルトイ
ンデックス(MI)は、0.1〜20が好ましく、より
好ましくは1〜10である。MIが0.1未満の場合に
は、押出機などの成形機に負担がかかることがあり、M
Iが20より大きくなると成形が困難になっていくから
である。
【0009】本発明で用いられるアイオノマーとは、エ
チレンと、通常約4〜8モル%のアクリル酸もしくはメ
タクリル酸を含む共重合体中に、Na、Znなどの金属
イオンを混入させることにより、アクリル酸もしくはメ
タクリル酸の陰イオン成分と、金属イオンの陽イオン成
分とが静電的に架橋されているものであれば特に限定さ
れない。もっとも、アイオノマーのMIが、高密度ポリ
エチレン樹脂よりも小さいと、相溶性が悪化するため、
高密度ポリエチレン樹脂のMIよりも大きなMIを有す
るアイオノマーを用いることが好ましい。
【0010】高密度ポリエチレン樹脂とアイオノマーと
の配合比率は、高密度ポリエチレン樹脂100重量部に
対しアイオノマーが3〜20重量部、好ましくは5〜1
5重量部とされる。アイオノマーが3重量部未満の場合
には、アイオノマーを配合したことによる強度及び弾性
率を改善する効果が望めず、20重量部よりも多い場合
には、アイオノマー固有の性質によりイオン架橋がかか
りすぎ、後で行われる延伸が困難となるだけでなく、延
伸が可能であったとしてもミクロクラックが発生し、強
度が低下するからである。
【0011】本発明の製造方法では、上記高密度ポリエ
チレン樹脂と上記特定の割合のアイオノマーとを配合し
てなる樹脂組成物を用いるが、該樹脂組成物には、本発
明の目的を阻害しない範囲で、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、滑剤、顔料、染料等の着色剤等を加えることができ
る。
【0012】本発明では、上記樹脂組成物を押出機等の
成形機を用いて、好ましくは押出成形である溶融成形を
行うが、この場合の溶融温度は特に限定されないが、好
ましくは130〜180℃、より好ましくは140〜1
60℃とされる。溶融温度が130℃未満の場合には、
樹脂の溶融が不完全となって高密度ポリエチレン樹脂と
アイオノマーとの相溶性が悪くなることがあり、かつ押
出機等の成形機に負担がかかることになる。また、18
0℃より高い場合には、高密度ポリエチレン樹脂とアイ
オノマーとの相溶が進みすぎ、アイオノマー中のカルボ
ン酸基と金属イオンとが結合し難くなり、アイオノマー
を用いたことによる強度及び弾性率を改善する効果が望
めないことがあるからである。
【0013】なお、上記成形により得られる成形体の形
状は特に限定されるものではない。すなわち、目的に応
じて適宜の形状の成形体を得ることができるが、後の延
伸工程を容易に行うためには、シート状、テープ状もし
くはフィルム状などの平坦な形状の成形体が望ましい。
【0014】本発明では、次に上記成形体を延伸する
が、この場合の延伸方法は特に限定されず、通常のロー
ル延伸、テンター延伸、ゾーン延伸等の延伸方法を採用
することができる。
【0015】本発明においては、上述した適宜の延伸方
法を用い、成形体を2回以上延伸する。この場合、2回
目以降の延伸に際しての延伸温度は、1回目の延伸温度
以下、好ましくは1回目の延伸温度よりも5℃〜25℃
低い温度で2回目の延伸が行われる。この理由はミクロ
的には不明な点もあるが、以下の通り考えることができ
る。アイオノマーのイオン架橋は、温度依存性を有す
る。従って、1回目の延伸温度を比較的高温で行うこと
により、アイオノマーのイオン架橋による影響が軽減さ
れ、高密度ポリエチレン樹脂の折りたたみ結晶鎖を効率
よく直鎖状の結晶とすることができる。また、2回目以
降の延伸温度を1回目の延伸温度以下とすることによ
り、1回目よりも架橋の影響を受けた状態で延伸を行
う。その結果、1回目の延伸で直鎖状とならなかった結
晶が、2回目以降の延伸においてさらに延伸され、直鎖
状となる。従って、高度に配向されたポリエチレン樹脂
成形体を得ることができ、強度及び弾性率を効果的に高
め得る。 より具体的には、好ましくは、1回目の延伸
を、延伸温度70〜115℃、より好ましくは80〜1
10℃、延伸倍率を8倍以上として延伸を行うことが望
ましい。延伸温度が70℃未満の場合には延伸が困難と
なることがあり、115℃を超えると高密度ポリエチレ
ン樹脂が溶融し、やはり延伸が困難となることがある。
また、延伸倍率が8倍よりも小さい場合には、1回目の
延伸により結晶鎖を十分に伸長できないことがある。
【0016】また、2回目の延伸では、延伸温度を65
〜115℃、より好ましくは75〜105℃とし、延伸
倍率を2倍以上とすることが望ましい。2回目以降の延
伸に際し、延伸温度が65℃未満の場合には、イオン架
橋の影響が大きくなりすぎ、延伸が困難となることがあ
り、115℃を超えるとイオン架橋の影響が1回目より
小さくなるので2回目以降の延伸による物性の向上をあ
まり望めないことがあり、かつ延伸中に成形体が溶融し
切断するおそれがある。延伸倍率が2倍未満の場合に
は、延伸により強度及び弾性率を十分に高めることがで
きないことがある。
【0017】本発明の製造方法では、上記のように樹脂
組成物を成形した後延伸するだけでよいため、電子線照
射設備などの高価な設備を必要とせず、かつ長時間の架
橋工程を実施する必要がない。従って、上記のように1
回目の延伸を行った後に2回目以降の延伸を行うことに
より、高強度及び高弾性のポリエチレン成形体を安価に
製造することができる。
【0018】本発明により得られるポリエチレン樹脂成
形体は、強度及び弾性率の高いことが要求される用途に
好適に用いることができる。例えば、繊維状の場合には
強化用繊維や釣り糸などに、フィルム状の場合にはプリ
プレグや包装用材料として好適に用いることができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の非限定的な実施例及び比較例
を挙げることにより、本発明を明らかにする。
【0020】実施例1 高密度ポリエチレン樹脂(三菱化学社製、グレイド:H
J560W)100重量部に対し、アイオノマー(三井
・デュポンポリケミカル社製、グレイド:ハイミラン1
555;共重合体中の酸成分約4〜8モル%)10重量
部を配合してなる樹脂組成物を、二軸混練押出機を用い
て幅50mm及び厚さ1mmのシート状に成形した後、
シートの温度を100℃として、ロール延伸機を用いて
10倍に一軸延伸した。延伸されたシートを、同じロー
ル延伸機を用い、シートの温度を85℃として2倍に延
伸し、実施例1のシートを得た。
【0021】実施例2 2回目の延伸に際してのシート温度を95℃としたこと
を除いては、実施例1と同様にして延伸シートを得た。
【0022】実施例3 シート成形に際しての材料温度を125℃に変更したこ
とを除いては、実施例1と同様にして延伸シートを作製
した。
【0023】実施例4 シート成形に際しての材料温度を185℃に変更したこ
とを除いては、実施例1と同様にして延伸シートを作製
した。
【0024】比較例1〜3 下記の表1に示すように、アイオノマーの配合割合、成
形温度、1回目の延伸に際してのシート温度、2回目の
延伸に際してのシート温度を変化させ、その他について
は実施例1と同様にして延伸シートを得た。
【0025】評価 上述のようにして得た実施例及び比較例の各延伸シート
につき、万能引張試験機(オリエンテック社製、商品
名:テンシロン)を用い、JIS K7113に準拠し
て、引張弾性率及び引張強度を測定した。結果を下記の
表1に示す。
【0026】なお、アイオノマー配合比は高密度ポリエ
チレン樹脂100重量部に対する重量部を表す。
【0027】
【表1】
【0028】比較例1では、アイオノマーを配合してい
ないためか、引張強度が463MPaと低く、引張弾性
率も21GPaと低かった。また、比較例2では、アイ
オノマーの配合割合が25重量部と高いためか、2回目
の延伸中に延伸シートに白化が見られた。これは、引張
強度及び引張弾性率が表1から明らかなように大きく低
下していることから、ミクロクラックが発生したものと
思われる。
【0029】比較例3では、2回目の延伸温度(85
℃)が1回目の延伸温度(65℃)よりも高いためか、
延伸中に材料が白化し、ほとんど切断寸前の状態となっ
ていた。そのため、引張強度及び弾性率も大幅に低くな
った。
【0030】これに対して、実施例1〜4では、アイオ
ノマーを10重量部配合し、1回目の延伸温度に比べて
2回目の延伸温度を低めていたため、引張強度が503
MPa以上、引張弾性率も22GPa以上と強度及び弾
性率の双方において優れたシートを得ることができた。
特に、実施例1,2では、成形温度を150℃としたた
め、実施例3,4に比べて、引張強度及び引張弾性率が
より一層高められていた。
【0031】なお、本願発明者は、実施例1と同様の樹
脂組成物及び成形温度で得られたシートを、100℃の
温度で延伸したところ、20倍の総延伸倍率を得ること
はできず、延伸倍率13倍前後で破断した。従って、実
施例1のように、2回の延伸を行うことにより、総延伸
倍率20倍となるようにシートを延伸することができる
ので、それによって強度及び弾性率を効果的に高め得る
ことがわかる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明の製造方法では、
高密度ポリエチレン樹脂100重量部に対し、アイオノ
マーを3〜20重量部の割合で配合してなる樹脂組成物
を、溶融成形した後、得られた成形体を、複数回延伸す
るにあたり、2回目以降の延伸温度を1回目の延伸温度
以下として延伸を行っているため、強度及び弾性率に優
れたポリエチレン成形体を提供することが可能となる。
【0033】また、本発明の製造方法では、上記のよう
に、複数回の延伸を上記の条件で行うことにより、1回
目の延伸により伸長された結晶鎖を2回目以降の延伸に
よりさらに伸長して結晶鎖を硬度に配向させて強度及び
弾性率を高めるものであるため、高価な架橋設備を必要
とせず、かつ長時間の架橋工程を実施する必要もない。
従って、上記のような強度及び弾性率に優れたポリエチ
レン成形体を安価にかつより短い工程で提供することが
可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C08L 23:26) B29K 23:00 B29L 7:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高密度ポリエチレン樹脂100重量部に
    対し、アイオノマーを3〜20重量部を配合してなる樹
    脂組成物を溶融成形し、得られた成形体を、2回目以降
    の延伸温度を1回目の延伸温度以下として2回以上延伸
    することを特徴とするポリエチレン成形体の製造方法。
JP13701696A 1996-05-30 1996-05-30 ポリエチレン成形体の製造方法 Pending JPH09314657A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000309020A (ja) * 1999-02-23 2000-11-07 Sekisui Chem Co Ltd 延伸成形用ポリエチレン原反シート及び延伸ポリエチレンシートの製造方法
JP2005516097A (ja) * 2002-01-25 2005-06-02 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 改良された流動性を有するアイオノマー/高密度ポリエチレン混合物
KR100770083B1 (ko) * 2000-10-24 2007-10-24 제이에스알 가부시끼가이샤 연마 패드용 조성물, 연마 패드용 가교결합체, 그를 사용한 연마 패드 및 그의 제조 방법
WO2021079886A1 (ja) * 2019-10-21 2021-04-29 株式会社クラレ 樹脂シート及びその製造方法

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