JPS59220329A - 超高分子量ポリエチレンシ−トの製造方法 - Google Patents
超高分子量ポリエチレンシ−トの製造方法Info
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- JPS59220329A JPS59220329A JP9542483A JP9542483A JPS59220329A JP S59220329 A JPS59220329 A JP S59220329A JP 9542483 A JP9542483 A JP 9542483A JP 9542483 A JP9542483 A JP 9542483A JP S59220329 A JPS59220329 A JP S59220329A
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- weight polyethylene
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- B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
- B29C55/18—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets by squeezing between surfaces, e.g. rollers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/04—Polymers of ethylene
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-
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-
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
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】
本発明は、引抜き成形法により、高弾性率、高引張強度
を有する配向度の高い超高分子量ポリエチレンシートを
製造する方法に関するものである。
を有する配向度の高い超高分子量ポリエチレンシートを
製造する方法に関するものである。
粘度平均分子量７０万以上の超高分子量ポリエチレンは
、粘度平均分子量６０万以下の通常の高密度ポリエチレ
ンに比べて、異なった物性を示し、例えば衝撃強度、耐
摩耗性、耐薬品性、自己潤滑性が優れ、また吸水性が少
ないなどの特徴を有しているので、これらの特徴を利用
して各種工業部品に広く用いられている。
、粘度平均分子量６０万以下の通常の高密度ポリエチレ
ンに比べて、異なった物性を示し、例えば衝撃強度、耐
摩耗性、耐薬品性、自己潤滑性が優れ、また吸水性が少
ないなどの特徴を有しているので、これらの特徴を利用
して各種工業部品に広く用いられている。
しかしながら、この超高分子量ポリエチレンは、メルト
インデックスが０．０１以下（荷重２．１６Ｋｇ）と小
さいため、加工自由度が小さく、また固体状態において
延伸や圧延のような塑性変形を受けに、くい上に、特に
圧延の場合、非晶銀の弾性回復によシローラー通過直後
の厚さの戻シ、いわゆるスプリングバックを伴い、精度
のよい加工が行われないという欠点を有している。
インデックスが０．０１以下（荷重２．１６Ｋｇ）と小
さいため、加工自由度が小さく、また固体状態において
延伸や圧延のような塑性変形を受けに、くい上に、特に
圧延の場合、非晶銀の弾性回復によシローラー通過直後
の厚さの戻シ、いわゆるスプリングバックを伴い、精度
のよい加工が行われないという欠点を有している。
本発明者らは、このような事情に鑑み、超高分子量ポリ
エチレンを圧延加工によ勺、その特性をそこなうことな
く、しかも精度よく成形しうる方法を開発するために１
種々研究を重ねた結果、この超高分子量ポリエチレンシ
ートを加熱して、溶融状態にもたらした場合、シートの
形状を保ったままゴム弾性状態となシ溶融状態でも有効
な変形が可能なこと、溶融したシートを所定の条件下で
引き抜くと配向結晶化し、優れた物性を示すものとなる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至っ
た。
エチレンを圧延加工によ勺、その特性をそこなうことな
く、しかも精度よく成形しうる方法を開発するために１
種々研究を重ねた結果、この超高分子量ポリエチレンシ
ートを加熱して、溶融状態にもたらした場合、シートの
形状を保ったままゴム弾性状態となシ溶融状態でも有効
な変形が可能なこと、溶融したシートを所定の条件下で
引き抜くと配向結晶化し、優れた物性を示すものとなる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至っ
た。
すなわち、本発明は、粘度平均分子量１００万以上の超
高分子量ポリエチレンシートを加熱して溶融状態とした
のち、１３５〜１４０’Ｃの温度に維持した一対のロー
ラーを通して延伸比７倍以上になるように引き抜き、配
向結晶化させることを特徴とする超高分子量ポリエチレ
ンシートの製造方法を提供するものである。
高分子量ポリエチレンシートを加熱して溶融状態とした
のち、１３５〜１４０’Ｃの温度に維持した一対のロー
ラーを通して延伸比７倍以上になるように引き抜き、配
向結晶化させることを特徴とする超高分子量ポリエチレ
ンシートの製造方法を提供するものである。
本発明方法で用いる超高分子量ポリエチレンは、粘度平
均分子量ｉｏｏ万以上のものであるが、これはそのシー
トを溶融状態とし特定の条件下で引き抜けば、その際の
延伸比の増加とともに弾性率や引張強度が増大するとい
う特性を示す。しかし、通常の高密度ポリエチレンはこ
のような性質を示さない。
均分子量ｉｏｏ万以上のものであるが、これはそのシー
トを溶融状態とし特定の条件下で引き抜けば、その際の
延伸比の増加とともに弾性率や引張強度が増大するとい
う特性を示す。しかし、通常の高密度ポリエチレンはこ
のような性質を示さない。
本発明方法においては、前記した超高分子量ポリエチレ
ンをシート状に成形し、１５０’（ｊ以下の温度で、シ
ート状を保ったまま加熱溶融する。通常、１３５℃未満
の温度では溶融状態にならないので、好ましい温度は１
３５〜１５０℃の範囲である。次に、このようにして溶
融状態としたシートを、１３５〜１４０℃の温度に維持
した一対のローラーを通して引き抜くが、この場合、ロ
ーラー間の間隙を、通過前後におけるシートの延伸比が
７倍以上になるよ、うに調整する必要がある。ここにい
う延伸比とは、引き抜いた後のシートの長さと引き抜く
前のシートの長さとの比を意味する。
ンをシート状に成形し、１５０’（ｊ以下の温度で、シ
ート状を保ったまま加熱溶融する。通常、１３５℃未満
の温度では溶融状態にならないので、好ましい温度は１
３５〜１５０℃の範囲である。次に、このようにして溶
融状態としたシートを、１３５〜１４０℃の温度に維持
した一対のローラーを通して引き抜くが、この場合、ロ
ーラー間の間隙を、通過前後におけるシートの延伸比が
７倍以上になるよ、うに調整する必要がある。ここにい
う延伸比とは、引き抜いた後のシートの長さと引き抜く
前のシートの長さとの比を意味する。
また、・引抜き速度としては５０１１／分以下が好まし
い。
い。
次に添附図面によって、本発明方法を説明すも第１図は
、本発明の実施態様を示すローラ一部分の断面図であっ
て、予熱部１において溶融した素材シート２を所定の温
度に加熱した一対のローラー３，３の間から張力を加え
て引き抜き、ローラー間及びその後の空間部４において
配向結晶化させることにより、目的のシートを製造する
。このローラー３，３の間隔は調節可能であシ、種々の
厚さ □の引抜きシートを得ることができる。各ロー
ラーの温度は、示差走査熱量測定融解ビークよりやや高
い温度すなわち１３５〜１４０℃に設定する。このロー
ラーの温度がこれよシも低いと十分な延伸比を得ること
が困難になるし、これよシも高すぎるとスティックスリ
ップ現象を生じるので不適当である。また、引抜き速度
が速すぎると、シートがローラー間において破断するお
それがあるので、引抜き速度は５０朋／分以下にするの
が好ましい。
、本発明の実施態様を示すローラ一部分の断面図であっ
て、予熱部１において溶融した素材シート２を所定の温
度に加熱した一対のローラー３，３の間から張力を加え
て引き抜き、ローラー間及びその後の空間部４において
配向結晶化させることにより、目的のシートを製造する
。このローラー３，３の間隔は調節可能であシ、種々の
厚さ □の引抜きシートを得ることができる。各ロー
ラーの温度は、示差走査熱量測定融解ビークよりやや高
い温度すなわち１３５〜１４０℃に設定する。このロー
ラーの温度がこれよシも低いと十分な延伸比を得ること
が困難になるし、これよシも高すぎるとスティックスリ
ップ現象を生じるので不適当である。また、引抜き速度
が速すぎると、シートがローラー間において破断するお
それがあるので、引抜き速度は５０朋／分以下にするの
が好ましい。
ローラーの間隔は、所定の延伸比を得るために素材シー
トの厚さの）３〜し′１２ 程度にするのが好ましく
、それよシも狭いとシートの破断をもたらすし、それよ
りも広いとスティックスリップ現象を生じる。
トの厚さの）３〜し′１２ 程度にするのが好ましく
、それよシも狭いとシートの破断をもたらすし、それよ
りも広いとスティックスリップ現象を生じる。
本発明方法は、比較的厚い素材シートに対しても適用可
能であシ、シかも高弾性率、高強度のシートが得られる
点で、固体状態での圧延や延伸に比べ優れたものという
ことができる。例えば粘度平均分子量１９０万の超高分
子量ポリエチレンの厚さ１Ｍのシートを素材とした場合
、延伸比７倍以上に引き抜くことができ、これにょシ５
〜８ＧＰａの弾性率をもつ超高分子量ポリエチレンシー
トが得られる。
能であシ、シかも高弾性率、高強度のシートが得られる
点で、固体状態での圧延や延伸に比べ優れたものという
ことができる。例えば粘度平均分子量１９０万の超高分
子量ポリエチレンの厚さ１Ｍのシートを素材とした場合
、延伸比７倍以上に引き抜くことができ、これにょシ５
〜８ＧＰａの弾性率をもつ超高分子量ポリエチレンシー
トが得られる。
これに対し、超高分子量ポリエチレンシートを固体状態
において延伸すると、弾性率５．５ Ｇ Ｐａ程度のシ
ートを得ることができるが、これを厚いシートに適用す
ると均一な延伸シートを得ることができないし、また超
高分子量ポリエチレンを固体状態で圧延した場合には１
弾性率０．５ＧＰａ程度のシートが得られるにすぎない
。
において延伸すると、弾性率５．５ Ｇ Ｐａ程度のシ
ートを得ることができるが、これを厚いシートに適用す
ると均一な延伸シートを得ることができないし、また超
高分子量ポリエチレンを固体状態で圧延した場合には１
弾性率０．５ＧＰａ程度のシートが得られるにすぎない
。
ところで、本発明方法は素材シートとして粘度平均分子
量１００万以上の超高分子量ポリエチレンに適用して、
はじめて厚さの均一な優れた物性の引抜きシートを得る
ことができるのであって、粘度平均分子量１００万未満
の解高分子量ポリエチレンに適用した場合は、このよう
な引抜きシートを得ることができない。これは粘度平均
分子量１００万未満のものは、１００万以上のものに比
べて溶融な 粘度がそれほど高くなく、均−築厚さのシートが得られ
ないためと考えられる。
量１００万以上の超高分子量ポリエチレンに適用して、
はじめて厚さの均一な優れた物性の引抜きシートを得る
ことができるのであって、粘度平均分子量１００万未満
の解高分子量ポリエチレンに適用した場合は、このよう
な引抜きシートを得ることができない。これは粘度平均
分子量１００万未満のものは、１００万以上のものに比
べて溶融な 粘度がそれほど高くなく、均−築厚さのシートが得られ
ないためと考えられる。
本発明方法を、シートの溶融押出成形と組み合わせて実
施すれば、連続的に高強度、高弾性率のシートを得るこ
とができるので、工業的な超高分子量ポリエチレンシー
トの製法として好適である。
施すれば、連続的に高強度、高弾性率のシートを得るこ
とができるので、工業的な超高分子量ポリエチレンシー
トの製法として好適である。
実施例
外径５０闘、巾７０ＭＭの一対のステンレス鋼製ローラ
ーを用い、粘度ザ均分子量１９０万の超高分子量ポリエ
チレン（三井石油化学製、登録商標名［ハイゼックスミ
リオン２４０ＭＪ ）の引抜き成形を行った。すなわち
、厚さ１ｇｇ、巾３０１１１の素材ラー隻の間を通して
、ｓｏｗＺ分の引抜き速度で引き抜いた。このときのロ
ーラー間隔（ｔｒ）ト素材シートの厚さく ｔｏ ）と
の比（ｉｒ／ｌｏ）と、引抜きシートの厚さく１）、引
抜き応力（引抜き張力／素材シートの断面積）、延伸比
との関係を第２図にグラフとして示す。
ーを用い、粘度ザ均分子量１９０万の超高分子量ポリエ
チレン（三井石油化学製、登録商標名［ハイゼックスミ
リオン２４０ＭＪ ）の引抜き成形を行った。すなわち
、厚さ１ｇｇ、巾３０１１１の素材ラー隻の間を通して
、ｓｏｗＺ分の引抜き速度で引き抜いた。このときのロ
ーラー間隔（ｔｒ）ト素材シートの厚さく ｔｏ ）と
の比（ｉｒ／ｌｏ）と、引抜きシートの厚さく１）、引
抜き応力（引抜き張力／素材シートの断面積）、延伸比
との関係を第２図にグラフとして示す。
図中の記号△はローラ一温度１００’Ｑ、○は１３５℃
、口は１４０℃のものを意味する。
、口は１４０℃のものを意味する。
この図から明らかなように、ローラ一温度を１４０℃に
設定したとき、ｔｒ／ｌ□が０．１〜０．４のの範囲に
おいて１１〜１６の延伸比が得られる。
設定したとき、ｔｒ／ｌ□が０．１〜０．４のの範囲に
おいて１１〜１６の延伸比が得られる。
また、１３５℃の場合は、ｔｒ／ｌｏ≧０．２において
延伸比は、はぼ一定であるが（６，２〜７．２）、ｔｒ
／ｌ□ が０．１以下に減少すると延伸比が増加する。
延伸比は、はぼ一定であるが（６，２〜７．２）、ｔｒ
／ｌ□ が０．１以下に減少すると延伸比が増加する。
１４０℃及び１３５℃においては、ｔｒ／ｌＯ≧０．１
５の範囲においてｔ／ ｔｏ （ｔｒ ／ ｔｏとなシ
、ローラー通過後もシートが延伸されているものと考え
られる。しかしながら、ローラ一温度が１００℃の場合
は＊ ／ｌ□＞ ／’ｔｏとなり、ローラー通過後
の厚さの戻り、すなわちスプリングバックが起って延伸
比は小さくなっている。また、引抜き応力もローラ一温
度が低いほど大きくなる傾向が認められる。
５の範囲においてｔ／ ｔｏ （ｔｒ ／ ｔｏとなシ
、ローラー通過後もシートが延伸されているものと考え
られる。しかしながら、ローラ一温度が１００℃の場合
は＊ ／ｌ□＞ ／’ｔｏとなり、ローラー通過後
の厚さの戻り、すなわちスプリングバックが起って延伸
比は小さくなっている。また、引抜き応力もローラ一温
度が低いほど大きくなる傾向が認められる。
次に第３図は引抜きシートの延伸比と各種物性との関係
を示したグラフであるが、これから明らかなように延伸
比の増大とともに伸度は減少し、引張強度と弾性率は増
加する。ローラ一温度が１４０℃と１３５℃の場合、延
伸比１０倍以上に引き抜いたシートの引張強度は０．２
７−０．３４ Ｇ Ｐａ 。
を示したグラフであるが、これから明らかなように延伸
比の増大とともに伸度は減少し、引張強度と弾性率は増
加する。ローラ一温度が１４０℃と１３５℃の場合、延
伸比１０倍以上に引き抜いたシートの引張強度は０．２
７−０．３４ Ｇ Ｐａ 。
弾性率は５〜ｆ３ Ｇ Ｐａに達した。これに対し、ロ
ーラ一温度が１００’Ｃの場合の弾性率はＩＧＰａ以下
であシ、引張強度も低い。
ーラ一温度が１００’Ｃの場合の弾性率はＩＧＰａ以下
であシ、引張強度も低い。
比較例
粘度平均分子量７ｏ万の超高分子量ポリエチレン（三井
石油化学製、登録商標名「ハイゼックスミリオ７１４５
ＭＪ ）を用い、ローラ一温度１５０ ℃又は１３５℃
において、実施例と同様にして引き抜いたところ、均一
な厚さのシートを得ることはできなかった。
石油化学製、登録商標名「ハイゼックスミリオ７１４５
ＭＪ ）を用い、ローラ一温度１５０ ℃又は１３５℃
において、実施例と同様にして引き抜いたところ、均一
な厚さのシートを得ることはできなかった。
特許出願人 工業技術院長 川 １）裕 部第１図
第 ２ 図
ｔｒ／ｌ。
官庁手続
手続補正書
特許庁長官 若 杉 和 夫 殿
Ｌ 事件の表示
昭和５８年特許願第９５４２４号
２ 発明の名称
超高分子量ポリエチレンシートの製造方法＆ 補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区霞が関１丁目３番１号 （１１４）工業技術院長 川 １）裕 部本 指定代理
人 自 発 ６ 補正により増加する発明の数 ０ （１） 特許請求の範囲を別紙のとおり訂正します。 （ε） 明細書第２ページ第１０行の「・・・を伴い、
」の次に「このような機械的加工では」を加入します・ （３）同第２ページ第１３行の「圧延加工」を「機械的
加工」に訂正します。 （４）同第２ページ第１９行の「・・・条件下で」の次
に「加熱ローラーから」を加入します。 （ｆｉ） 同第３ページ第６行の「・・・を通して」
の次に「一段で」を加入します。 （６） 同第４ページ第１Ｏ行の「ましい。」の次に
以下の文章を加入します。 ｒ一般の圧延の場合とは異なり、ローラ一部の駆動動力
は必要とせず、引き抜きの際、ローラーは必ずしも回転
する必要はない０」 特許請求の範囲 １ 粘度平均分子量１００万以上′の超高分子量ポリエ
チレンシートを加熱して溶融状態としたのち、１４５〜
１４０℃の温度に維持した一対のローラーを通して一段
で延伸比７倍以上になるように引き抜き、配向結晶化さ
せることを特徴とする超高分子量ポリエチレンシートの
製造方法。
る者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区霞が関１丁目３番１号 （１１４）工業技術院長 川 １）裕 部本 指定代理
人 自 発 ６ 補正により増加する発明の数 ０ （１） 特許請求の範囲を別紙のとおり訂正します。 （ε） 明細書第２ページ第１０行の「・・・を伴い、
」の次に「このような機械的加工では」を加入します・ （３）同第２ページ第１３行の「圧延加工」を「機械的
加工」に訂正します。 （４）同第２ページ第１９行の「・・・条件下で」の次
に「加熱ローラーから」を加入します。 （ｆｉ） 同第３ページ第６行の「・・・を通して」
の次に「一段で」を加入します。 （６） 同第４ページ第１Ｏ行の「ましい。」の次に
以下の文章を加入します。 ｒ一般の圧延の場合とは異なり、ローラ一部の駆動動力
は必要とせず、引き抜きの際、ローラーは必ずしも回転
する必要はない０」 特許請求の範囲 １ 粘度平均分子量１００万以上′の超高分子量ポリエ
チレンシートを加熱して溶融状態としたのち、１４５〜
１４０℃の温度に維持した一対のローラーを通して一段
で延伸比７倍以上になるように引き抜き、配向結晶化さ
せることを特徴とする超高分子量ポリエチレンシートの
製造方法。
Claims (1)
- １ 粘度平均分子量１００万以上の超高分子量ポリエチ
レンシートを加熱して溶融状態としたのち、１６５〜１
４０℃の温度に維持した一対のローラーを通して延伸比
７倍以上になるように引き抜き、配向結晶化させること
を特徴とする超高分子量ポリエチレンシートの製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9542483A JPS59220329A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 超高分子量ポリエチレンシ−トの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9542483A JPS59220329A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 超高分子量ポリエチレンシ−トの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220329A true JPS59220329A (ja) | 1984-12-11 |
| JPH0358902B2 JPH0358902B2 (ja) | 1991-09-06 |
Family
ID=14137308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9542483A Granted JPS59220329A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 超高分子量ポリエチレンシ−トの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220329A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851173A (en) * | 1984-09-24 | 1989-07-25 | National Research Development Corporation | Oriented polymer films, a process for the preparation thereof |
| EP0402484A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-12-19 | Dai Nippon Insatsu Kabushiki Kaisha | Production of ultrahigh-molecular polyethylene sheet |
| US5049347A (en) * | 1988-11-22 | 1991-09-17 | The University Of Pittsburgh | Method for producing doubly oriented polymers |
| JP2009226779A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Sekisui Chem Co Ltd | 延伸熱可塑性ポリエステル系樹脂シートの製造方法 |
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| JPS59215826A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-05 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 超高分子量ポリエチレンフイルムの製造方法 |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP9542483A patent/JPS59220329A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358902B2 (ja) | 1991-09-06 |
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