JPS60149418A - 結晶性高分子材料の成形方法 - Google Patents
結晶性高分子材料の成形方法Info
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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】
本発明は結晶性高分子材料の圧縮成形あるいは押出成形
方法に関する。特に成形とともに分子及び結晶を少なく
ともｌ軸方向に配向させて物性の向上した成形品の新規
な成形方法に関する。
方法に関する。特に成形とともに分子及び結晶を少なく
ともｌ軸方向に配向させて物性の向上した成形品の新規
な成形方法に関する。
結晶性高分子材料は、その結晶あるいは分子鎖の配向を
もたらす事により、その物性が大きく向上する事が知ら
れている。
もたらす事により、その物性が大きく向上する事が知ら
れている。
この配向をもたらす手段としては、繊維の紡糸における
ｌ軸延伸、フィルムや薄肉シー１のフラット法あるいは
チューブラ−法によるｌ軸または２軸延伸、ブロー成形
による延伸等が工業的に実施されている。
ｌ軸延伸、フィルムや薄肉シー１のフラット法あるいは
チューブラ−法によるｌ軸または２軸延伸、ブロー成形
による延伸等が工業的に実施されている。
上記方法における結晶性高分子材料の延伸性は未延伸物
（原反）の内部構造に強く依存している。一般には、原
反は結晶のない非結晶状態あるいは成長した球晶のない
微結晶状態がよいとされているが、結晶性高分子の場合
、非結晶状態の原反を作ることが難しい。特に厚肉の配
向成形品を成形する場合、より厚肉の原反が必要であり
、厚肉の原反内部を非結晶状態あるいは微結晶状態とす
る車は事実」−不可能であり、また、結晶が成長した状
態あるいは球晶が成長した状態の原反では従来の延伸方
法では配向成形が行なえないのが現状である。
（原反）の内部構造に強く依存している。一般には、原
反は結晶のない非結晶状態あるいは成長した球晶のない
微結晶状態がよいとされているが、結晶性高分子の場合
、非結晶状態の原反を作ることが難しい。特に厚肉の配
向成形品を成形する場合、より厚肉の原反が必要であり
、厚肉の原反内部を非結晶状態あるいは微結晶状態とす
る車は事実」−不可能であり、また、結晶が成長した状
態あるいは球晶が成長した状態の原反では従来の延伸方
法では配向成形が行なえないのが現状である。
一方、実験室レベルでは、高圧ラム押出、高圧静水圧押
出、超延伸等のような結晶性高分子材料をその結晶融点
以下（固相状態）で機械的変形させる事による超配向成
形の方法とそれによる大幅な物性向」二の可能性が見い
だされているが、その大部分が１軸配向成形である事、
バッチ式成形である事、極端な成形条件下の成形である
事等、工業的生産への展開には多くの問題点を内在して
いる。
出、超延伸等のような結晶性高分子材料をその結晶融点
以下（固相状態）で機械的変形させる事による超配向成
形の方法とそれによる大幅な物性向」二の可能性が見い
だされているが、その大部分が１軸配向成形である事、
バッチ式成形である事、極端な成形条件下の成形である
事等、工業的生産への展開には多くの問題点を内在して
いる。
本発明は上記の問題点を考慮し、結晶性高分子材料の固
相状態での成形方法を、工業的生産への展開が可能な方
法として提供する事を目的としている。また、本発明の
成形方法により結晶性高分子材料を成形し分子および／
または結晶を少なくとも１軸方向に配向させて従来の成
形品よりも物性の向上した成形品とする車を目的として
いる。
相状態での成形方法を、工業的生産への展開が可能な方
法として提供する事を目的としている。また、本発明の
成形方法により結晶性高分子材料を成形し分子および／
または結晶を少なくとも１軸方向に配向させて従来の成
形品よりも物性の向上した成形品とする車を目的として
いる。
すなわち、本発明は、結晶性高分子材料の圧縮成形ある
いは押出成形において、該材料をそのガラス転移温度以
−１−結晶融点未満の温度範囲内に温度調節し、該材料
をその結晶融点以上に加熱された成形ダイで成形する車
を特徴とする結晶性高分子材料の成形方法（以下Ａ法と
示す。）である。
いは押出成形において、該材料をそのガラス転移温度以
−１−結晶融点未満の温度範囲内に温度調節し、該材料
をその結晶融点以上に加熱された成形ダイで成形する車
を特徴とする結晶性高分子材料の成形方法（以下Ａ法と
示す。）である。
また、本発明は、結晶性高分子材料の圧縮成形あるいは
押出成形において、結晶性高分子材料を、その内核に該
材料のガラス転移温度以上結晶融点未満の温度範囲内に
温度調節された部分を有し、かつ、その外殻に該材料の
結晶融点以上に温度調節された部分を有した状態とし、
該材料をその結晶融点以上に加熱された成形ダイで成形
する事を特徴とする結晶性高分子材料の成形方法（以下
Ｂ法と称す。）である。
押出成形において、結晶性高分子材料を、その内核に該
材料のガラス転移温度以上結晶融点未満の温度範囲内に
温度調節された部分を有し、かつ、その外殻に該材料の
結晶融点以上に温度調節された部分を有した状態とし、
該材料をその結晶融点以上に加熱された成形ダイで成形
する事を特徴とする結晶性高分子材料の成形方法（以下
Ｂ法と称す。）である。
本発明によれば、結晶性高分子材料をそのカラス転移温
度以上結晶融点未満の状態（以下固相状ｙハ；と略す）
でシート、プレート、パイプ、ロッド、異形品等の所望
の形状に成形する事が容易に達成される。また同時に、
その成形品には少なくとも１ｉｈ１１方向の分子又は結
晶が配向し従来の成形品よりも物性の向」ニした成形品
を得る事ができる。
度以上結晶融点未満の状態（以下固相状ｙハ；と略す）
でシート、プレート、パイプ、ロッド、異形品等の所望
の形状に成形する事が容易に達成される。また同時に、
その成形品には少なくとも１ｉｈ１１方向の分子又は結
晶が配向し従来の成形品よりも物性の向」ニした成形品
を得る事ができる。
以下、本発明を図を用いながら説明する。
まず、圧縮成形において本発明の成形方法を説明する。
第１図に、通常の圧縮成形と本発明の成形方法による圧
縮成形における結晶性高分子材料の成形グイ内流動及び
変形形態を並記した。
縮成形における結晶性高分子材料の成形グイ内流動及び
変形形態を並記した。
通常の圧縮成形では、結晶性高分子材料２が固相状態で
あっても溶融状態であっても、該材料２は全体が均一な
温度に調節された後はぼその温度と同一の圧縮成形ダイ
ｌ内で圧縮成形され、冷却工程を経て成形品がとり出さ
れる。この場合、該材料は（１−１）→（１−２）→（
１−３）に示したように圧縮変形過程で剪断流動しなが
ら成形される。この為、材料の種類あるいは成形条件に
よっては材料内部に発生する剪断応力や端部の円周応力
によって破壊が生じることもある。この破壊は該材料の
粘弾性状態が高い程著しく発生する。
あっても溶融状態であっても、該材料２は全体が均一な
温度に調節された後はぼその温度と同一の圧縮成形ダイ
ｌ内で圧縮成形され、冷却工程を経て成形品がとり出さ
れる。この場合、該材料は（１−１）→（１−２）→（
１−３）に示したように圧縮変形過程で剪断流動しなが
ら成形される。この為、材料の種類あるいは成形条件に
よっては材料内部に発生する剪断応力や端部の円周応力
によって破壊が生じることもある。この破壊は該材料の
粘弾性状態が高い程著しく発生する。
しかしながら、本発明の成形方法を用いると、圧縮成形
ダイ１内の結晶性高分子材料２は（１−１）→（１−４
）→（１−５）に示すようにダイ内をプラグフローまた
はそれに近い流動をしなから固相状態で均一に圧縮変形
する事ができる。
ダイ１内の結晶性高分子材料２は（１−１）→（１−４
）→（１−５）に示すようにダイ内をプラグフローまた
はそれに近い流動をしなから固相状態で均一に圧縮変形
する事ができる。
この現象は次のように考えられる。第２図にはＡ法とＢ
法において結晶性高分子材料２が圧縮成形ダイ内にセッ
トされた時の状況及び圧縮変形過程中の材料内の流動形
態を示した。圧縮成形ダイｌが該材料２の結晶融点以上
の温度に加熱されている為、該材料２全体が固相状態に
あるＡ法では（２−１）に示した様に圧縮成形グイ内に
該材料がセットされると該材料の大部分は固相状態であ
る（３）が圧縮成形ダイｌと接触した部分４が溶融状態
となる。また、Ｂ法では結晶性高分子材料２は圧縮成形
ダイにセットされる前に既にその外殻部分は溶融状態に
ある（４）。すなわち、本発明の成形方法では成形の直
前においた少なくとも圧縮成形グイ１と接触している原
反表面が溶融状態と形ダイｌ内表面と結晶性高分子材料
の部分固相状態の部分３との界面に流体潤滑膜が存在し
た様な状態になる。この状況で圧縮力が作用するとＡ法
では第２図（２−２）、（２−３）、Ｂ法では第２図（
２−５）、（２−６）のような流速外４１曲線のもとて
圧縮変形が起こるものと考えられる。
法において結晶性高分子材料２が圧縮成形ダイ内にセッ
トされた時の状況及び圧縮変形過程中の材料内の流動形
態を示した。圧縮成形ダイｌが該材料２の結晶融点以上
の温度に加熱されている為、該材料２全体が固相状態に
あるＡ法では（２−１）に示した様に圧縮成形グイ内に
該材料がセットされると該材料の大部分は固相状態であ
る（３）が圧縮成形ダイｌと接触した部分４が溶融状態
となる。また、Ｂ法では結晶性高分子材料２は圧縮成形
ダイにセットされる前に既にその外殻部分は溶融状態に
ある（４）。すなわち、本発明の成形方法では成形の直
前においた少なくとも圧縮成形グイ１と接触している原
反表面が溶融状態と形ダイｌ内表面と結晶性高分子材料
の部分固相状態の部分３との界面に流体潤滑膜が存在し
た様な状態になる。この状況で圧縮力が作用するとＡ法
では第２図（２−２）、（２−３）、Ｂ法では第２図（
２−５）、（２−６）のような流速外４１曲線のもとて
圧縮変形が起こるものと考えられる。
特に溶融状態の部分４に流動が先行した部分子があると
好ましい。この結果、少なくとも固相状態の部分３はプ
ラグフローまたはそれに近い流動をしながら圧縮変形を
うける氷になり、また、このように固相状態の部分３が
プラグフローまたはそれに近い流動をすると溶融状態の
部分４もそれに追随する為、圧縮成形グイ１表面と該材
料２との界面に「滑り」が生じると考えられる。この結
果、グイ内の結晶性高分子材料は全体としてプラグフロ
ーまたはそれに近い流動をしながら均一 に圧縮変形す
ることができる。
好ましい。この結果、少なくとも固相状態の部分３はプ
ラグフローまたはそれに近い流動をしながら圧縮変形を
うける氷になり、また、このように固相状態の部分３が
プラグフローまたはそれに近い流動をすると溶融状態の
部分４もそれに追随する為、圧縮成形グイ１表面と該材
料２との界面に「滑り」が生じると考えられる。この結
果、グイ内の結晶性高分子材料は全体としてプラグフロ
ーまたはそれに近い流動をしながら均一 に圧縮変形す
ることができる。
次に押出成形における本発明の成形方法を説明する。本
発明の成形方法に従えば押出機５の押出成形グイ内の成
形ゾーン９を通過する結晶性高分子材料は前述の圧縮成
形の場合と同様に該成形ゾーン９においてプラグフロー
しながら押出力により均一に変形を受ける事かできる。
発明の成形方法に従えば押出機５の押出成形グイ内の成
形ゾーン９を通過する結晶性高分子材料は前述の圧縮成
形の場合と同様に該成形ゾーン９においてプラグフロー
しながら押出力により均一に変形を受ける事かできる。
押出成形において、本発明でいう「成形グイ」とは、押
出成形グイ内の所望の成品形状に実質的に賦形する為の
成形ゾーンを表わすものである。
出成形グイ内の所望の成品形状に実質的に賦形する為の
成形ゾーンを表わすものである。
押出成形において本発明の成形方法を応用する場合、押
出成形グイは押出機５のヘッドに気密に接続されたもの
（以下、直結式とよぶ）でもよいし、また、そうでない
もの（以下、非直結式とよぶ）でもよい。
出成形グイは押出機５のヘッドに気密に接続されたもの
（以下、直結式とよぶ）でもよいし、また、そうでない
もの（以下、非直結式とよぶ）でもよい。
直結式押出成形の本発明の成形方法は例えば第３図に示
された装置により実施される。結晶性高分子材料は、押
出機５により結晶融点以上に加熱された状態で押出成形
ダイへ圧送される。そして、該押出成形グイ内で該材料
を成形ゾーン９に到達するまでに、該材料がその結晶化
温度以下に冷却されるべく該結晶化温度以下に温度調節
された冷却固化ゾーン７が配置される。そして、該材料
の結晶融点以上に加熱された成形ゾーン９がこの冷却固
化ゾーン７のすぐ後ろに配置された場合には先述の本発
明の圧縮成形方法のＡ法と同様な状況がつくり出される
。また、この冷却固化ゾーン７と成形ゾーン９との間に
必要に応じて該材料の温度調節の為の温調ゾーン８を配
置することができる。この温調ゾーン８の温度が該材料
の結晶融点未満であれば先述のＡ法と同様な状況が、ま
た、結晶融点以上であれば先述のＢ法と同様な状況がつ
くり出される。この結果、先述の本発明の圧縮成形と同
様に該成形ゾーン９を通過する結晶性高分子材料はプラ
グフロー、または、それに準じた流動をしながら均一に
変形を受けて所望の形状に賦形される。成形ゾーン９を
通過した該材料は、押出成形グイ内の後続する冷却ゾー
ン１０を通過する事により、および／または、押出成形
グイ外の冷却装置により冷却固化された後成形品１１と
して得ることかできる。
された装置により実施される。結晶性高分子材料は、押
出機５により結晶融点以上に加熱された状態で押出成形
ダイへ圧送される。そして、該押出成形グイ内で該材料
を成形ゾーン９に到達するまでに、該材料がその結晶化
温度以下に冷却されるべく該結晶化温度以下に温度調節
された冷却固化ゾーン７が配置される。そして、該材料
の結晶融点以上に加熱された成形ゾーン９がこの冷却固
化ゾーン７のすぐ後ろに配置された場合には先述の本発
明の圧縮成形方法のＡ法と同様な状況がつくり出される
。また、この冷却固化ゾーン７と成形ゾーン９との間に
必要に応じて該材料の温度調節の為の温調ゾーン８を配
置することができる。この温調ゾーン８の温度が該材料
の結晶融点未満であれば先述のＡ法と同様な状況が、ま
た、結晶融点以上であれば先述のＢ法と同様な状況がつ
くり出される。この結果、先述の本発明の圧縮成形と同
様に該成形ゾーン９を通過する結晶性高分子材料はプラ
グフロー、または、それに準じた流動をしながら均一に
変形を受けて所望の形状に賦形される。成形ゾーン９を
通過した該材料は、押出成形グイ内の後続する冷却ゾー
ン１０を通過する事により、および／または、押出成形
グイ外の冷却装置により冷却固化された後成形品１１と
して得ることかできる。
この直結式の場合、成形ゾーン９において該材料がプラ
グフローまたは、これに準じた流動をすると、押出成形
ダイの該成形ゾーン９の前後もプラグフロー、または、
それに準じて流動となる効果が発揮される。このことは
後述する潤滑膜を形成ぎせつつ成形する場合にグイ内の
潤滑膜の均一化に有効に作用するようである。
グフローまたは、これに準じた流動をすると、押出成形
ダイの該成形ゾーン９の前後もプラグフロー、または、
それに準じて流動となる効果が発揮される。このことは
後述する潤滑膜を形成ぎせつつ成形する場合にグイ内の
潤滑膜の均一化に有効に作用するようである。
本発明の非直結式押出成形は、例えば、第４図に示され
た装置により実施される。通常の成形により予め成形さ
れた結晶性高分子材料１４の長尺の成形品を、送りロー
ル１３等の駆動装置を用いて、該材料の結晶融点以上に
加熱された成形ゾーン９を通過させる方法である。長尺
の成形品が通常の押出成形で成形されるものである場合
、その成形ラインに本発明の成形グイを配列させれば、
連続的な成形とする事ができる。非直結式の場合も該成
形ゾーン９の前及び後には、必要に応じて該材料の予備
成形品を温度調節する為の温調ゾーン８及び変形を固定
する為の冷却ゾーン１０が成形グイ内に配置される。
た装置により実施される。通常の成形により予め成形さ
れた結晶性高分子材料１４の長尺の成形品を、送りロー
ル１３等の駆動装置を用いて、該材料の結晶融点以上に
加熱された成形ゾーン９を通過させる方法である。長尺
の成形品が通常の押出成形で成形されるものである場合
、その成形ラインに本発明の成形グイを配列させれば、
連続的な成形とする事ができる。非直結式の場合も該成
形ゾーン９の前及び後には、必要に応じて該材料の予備
成形品を温度調節する為の温調ゾーン８及び変形を固定
する為の冷却ゾーン１０が成形グイ内に配置される。
０
本発明でいう「均一に変形する」とは、成形ダイ内の変
形過程においてプラグフロー又はそれに近い流動をしな
がら変形を受ける事により達成されるものである。例え
ば、本発明の成形方向で２軸配向シーＩ・を成形した場
合、成形前に原反に描かれたマス１１は、成形品におい
てはその配向倍率れる［第５図参照。第５図において、
（５−１）は厚さ方向の変化を示す側面図、（５−２）
は水３１ｉ、面方向の変化を示す平面図、（５−３）は
成形時の変化を示す斜視図である。（ａ）は未成形品を
、（ｂ）は成形品を示している。］。
形過程においてプラグフロー又はそれに近い流動をしな
がら変形を受ける事により達成されるものである。例え
ば、本発明の成形方向で２軸配向シーＩ・を成形した場
合、成形前に原反に描かれたマス１１は、成形品におい
てはその配向倍率れる［第５図参照。第５図において、
（５−１）は厚さ方向の変化を示す側面図、（５−２）
は水３１ｉ、面方向の変化を示す平面図、（５−３）は
成形時の変化を示す斜視図である。（ａ）は未成形品を
、（ｂ）は成形品を示している。］。
本発明の成形方法において、成形前の結晶性高分子材料
の内部構造は特に非結晶状態または微結晶状態である必
要はない。球晶が発達した状態でも良好に成形する事が
可能である。この為、厚肉の結晶性高分子材料の成形品
、特に配向成形品の成形に適している。また、特に肉厚
が１ｍｍ以上のシート、プレート、パイプ、異形品等の
成形品ま１ま たは配向成形品の成形に適している。
の内部構造は特に非結晶状態または微結晶状態である必
要はない。球晶が発達した状態でも良好に成形する事が
可能である。この為、厚肉の結晶性高分子材料の成形品
、特に配向成形品の成形に適している。また、特に肉厚
が１ｍｍ以上のシート、プレート、パイプ、異形品等の
成形品ま１ま たは配向成形品の成形に適している。
本発明の成形方法によれば、固相状態の結晶性高分子材
料がその内部構造に関わらず成形ダイ内をプラグフロー
またはそれに近い流動をしながら均一に変形するため、
成形品には少なくとも１軸方向に分子または／および結
晶の配向状態が生じる。成形ダイで該材料のうける変形
状態と成形時の温度会圧力・時間等の条件を適正に選択
する事により、所望の配向度及び配向方向を有した所望
の形状の成形品を成形する事が可能である。特に実用的
物性の向上と成形品形状が単純である事を考慮した場合
、２軸配向シートまたはプレートまたはパイプの成形は
実用」二有利であり、本発明の成形方法はこれに適して
いる。特に従来成形か困難であった結晶性高分子材料の
厚肉の２軸配向シートまたはプレートまたはパイプ、好
ましくは厚さが１ｍｍ以上の２軸配向シートまたはプレ
ートまたはパイプの成形に適している。
料がその内部構造に関わらず成形ダイ内をプラグフロー
またはそれに近い流動をしながら均一に変形するため、
成形品には少なくとも１軸方向に分子または／および結
晶の配向状態が生じる。成形ダイで該材料のうける変形
状態と成形時の温度会圧力・時間等の条件を適正に選択
する事により、所望の配向度及び配向方向を有した所望
の形状の成形品を成形する事が可能である。特に実用的
物性の向上と成形品形状が単純である事を考慮した場合
、２軸配向シートまたはプレートまたはパイプの成形は
実用」二有利であり、本発明の成形方法はこれに適して
いる。特に従来成形か困難であった結晶性高分子材料の
厚肉の２軸配向シートまたはプレートまたはパイプ、好
ましくは厚さが１ｍｍ以上の２軸配向シートまたはプレ
ートまたはパイプの成形に適している。
本発明の成形方法において、成形ダイ内表面と結晶性高
分子材料の界面に潤滑層を存在させつつ２ 成形する事はダイ内の壁面抵抗を軽減する為有効に作用
する。本発明に用いられる潤滑膜としてはｌ）、成形ダ
イ内表面を潤滑性能に優れた固体好ましくは成形時に軟
化しないポリテトラフルオロエチレン等の各種フッ化炭
化水素重合体による被覆、２）、一般に潤滑剤と称され
る液状潤滑剤を、グイ内に塗布するか（圧縮成形）、グ
イ内に圧入するか（直結式押出成形、非直結式押出成形
）、あるいは、結晶性高分子相材表面に塗布する（圧縮
成形、非直結式押出成形）車による潤滑剤液膜、３）、
結晶性高分子材料と相溶性に乏しくかつ成形時の粘度が
該材料の溶融部分のそれよりも低く ＋０００ポアズ以
上の熱可塑性樹脂（以下低粘度熱可勉性樹脂と呼ぶ）を
、該材料に積層または被覆する事による熱可塑性樹脂膜
、４）、結晶性高分子材料と相溶性に乏しくかつ成形時
に該材料よりも滑り性能の高い熱可塑性樹脂（以下高滑
性熱可塑性樹脂と呼ぶ）を、該材料に積層または被覆す
る事による熱可塑性樹脂膜、５）、熱可塑性樹脂が添加
剤を配合される事により、その粘度か結晶性病３ 分子材料のそれよりも低く、１０００ポアズ以上になる
かまたは／および滑り性能が該材料より高くなるとこ、
ろの添加剤を配合された熱可塑性樹脂を該材料に積層ま
たは被覆する事による熱可塑性樹脂膜、６）、上記１〜
５のいずれか２つ以上を組合せることによる潤滑膜等が
用いられる。
分子材料の界面に潤滑層を存在させつつ２ 成形する事はダイ内の壁面抵抗を軽減する為有効に作用
する。本発明に用いられる潤滑膜としてはｌ）、成形ダ
イ内表面を潤滑性能に優れた固体好ましくは成形時に軟
化しないポリテトラフルオロエチレン等の各種フッ化炭
化水素重合体による被覆、２）、一般に潤滑剤と称され
る液状潤滑剤を、グイ内に塗布するか（圧縮成形）、グ
イ内に圧入するか（直結式押出成形、非直結式押出成形
）、あるいは、結晶性高分子相材表面に塗布する（圧縮
成形、非直結式押出成形）車による潤滑剤液膜、３）、
結晶性高分子材料と相溶性に乏しくかつ成形時の粘度が
該材料の溶融部分のそれよりも低く ＋０００ポアズ以
上の熱可塑性樹脂（以下低粘度熱可勉性樹脂と呼ぶ）を
、該材料に積層または被覆する事による熱可塑性樹脂膜
、４）、結晶性高分子材料と相溶性に乏しくかつ成形時
に該材料よりも滑り性能の高い熱可塑性樹脂（以下高滑
性熱可塑性樹脂と呼ぶ）を、該材料に積層または被覆す
る事による熱可塑性樹脂膜、５）、熱可塑性樹脂が添加
剤を配合される事により、その粘度か結晶性病３ 分子材料のそれよりも低く、１０００ポアズ以上になる
かまたは／および滑り性能が該材料より高くなるとこ、
ろの添加剤を配合された熱可塑性樹脂を該材料に積層ま
たは被覆する事による熱可塑性樹脂膜、６）、上記１〜
５のいずれか２つ以上を組合せることによる潤滑膜等が
用いられる。
本発明の成形方法において潤滑膜を成形させつつ成形す
る場合、該潤滑膜は成形品の表面に存在するため成形後
にはこれを洗浄または剥離する必要が生じる。この場合
、積層または被覆する熱可塑性樹脂は、該結晶性高分子
材料との相溶性を考慮して選択する事により問題は生じ
ない。また、この剥離によれば、潤滑剤も同時に除去さ
れ、洗浄工程が不必要になるというメリットも生まれる
。
る場合、該潤滑膜は成形品の表面に存在するため成形後
にはこれを洗浄または剥離する必要が生じる。この場合
、積層または被覆する熱可塑性樹脂は、該結晶性高分子
材料との相溶性を考慮して選択する事により問題は生じ
ない。また、この剥離によれば、潤滑剤も同時に除去さ
れ、洗浄工程が不必要になるというメリットも生まれる
。
本発明に述べる潤滑剤とは押出成形温度以下で液体又は
固形分が分散した液状のものであり、流動パラフィン、
ポリジメチルシロキサン等の各種シリコーン油、ステア
リン酸、ステアリン酸金属塩等の各種脂肪酸及びその金
属塩、各種界面活性４ 剤、これらの各流体の混合物の他、一般に使用されてい
る潤滑剤が使用できる。
固形分が分散した液状のものであり、流動パラフィン、
ポリジメチルシロキサン等の各種シリコーン油、ステア
リン酸、ステアリン酸金属塩等の各種脂肪酸及びその金
属塩、各種界面活性４ 剤、これらの各流体の混合物の他、一般に使用されてい
る潤滑剤が使用できる。
また、熱可塑性樹脂に配合する添加剤としてはポリジメ
チルシロキサン等の各種シリコーン油、ステアリン酸及
びステアリン酸金属塩等の各種脂肪酸及びその金属塩、
各種界面活性剤、これらの混合物等、熱可塑性樹脂に配
合する事により熱意・塑性樹脂を低粘度化および／また
は高滑性化させるすべての添加剤が使用できる。また、
配合した後に熱可塑性樹脂からブリードしやすい添加剤
や低分子化合物等も有効である。
チルシロキサン等の各種シリコーン油、ステアリン酸及
びステアリン酸金属塩等の各種脂肪酸及びその金属塩、
各種界面活性剤、これらの混合物等、熱可塑性樹脂に配
合する事により熱意・塑性樹脂を低粘度化および／また
は高滑性化させるすべての添加剤が使用できる。また、
配合した後に熱可塑性樹脂からブリードしやすい添加剤
や低分子化合物等も有効である。
本発明でいう結晶性高分子材料とは、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等の熱可塑性の結晶性プラスチックをはじ
め、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル等の熱
可ヅ性の結晶性エンジニアリングプラスチックや、熱軟
化性は有するが熱可塑性に乏しいとされているポリエチ
レン、ポリプロピレン等の重量平均分子量７０万以上の
結晶性の超高分子量重合体等の結晶性高分子材料が使用
できる。
リプロピレン等の熱可塑性の結晶性プラスチックをはじ
め、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル等の熱
可ヅ性の結晶性エンジニアリングプラスチックや、熱軟
化性は有するが熱可塑性に乏しいとされているポリエチ
レン、ポリプロピレン等の重量平均分子量７０万以上の
結晶性の超高分子量重合体等の結晶性高分子材料が使用
できる。
５
本発明の成形方法による成形品は、肉厚の成形品、好ま
しくは１ｍｍ厚以上の成形品に適している。特に厚肉の
シート、プレート、パイプの２軸配向成形品の成形に適
している。
しくは１ｍｍ厚以上の成形品に適している。特に厚肉の
シート、プレート、パイプの２軸配向成形品の成形に適
している。
本発明の成形方法により、少なくともｌ軸方向に配向し
た任意の配向倍率の成形品が得られるが、配向による物
性の向上した成形品を得るためには配向倍率が少なくと
も１．５倍以上が好ましい。本発明により結晶性高分子
材料の固相状態での成形が容易になり、成形品への高付
加価値化の点でその効果は大きい。
た任意の配向倍率の成形品が得られるが、配向による物
性の向上した成形品を得るためには配向倍率が少なくと
も１．５倍以上が好ましい。本発明により結晶性高分子
材料の固相状態での成形が容易になり、成形品への高付
加価値化の点でその効果は大きい。
以下、実施例について述べるが、本発明がこれに限られ
るものではない。
るものではない。
実施例１
超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ） （旭化成
工業■製、マイクロサンチック−〇Ｈ９００光分散法光
分散会子量３５０万）の２０ｍｍ厚のプレートを本発明
６ 成形条件と成形品の１４０°Ｃでの収縮率を表１に示し
また得られた２軸配向シートの引張物性を第６図に示し
た。
工業■製、マイクロサンチック−〇Ｈ９００光分散法光
分散会子量３５０万）の２０ｍｍ厚のプレートを本発明
６ 成形条件と成形品の１４０°Ｃでの収縮率を表１に示し
また得られた２軸配向シートの引張物性を第６図に示し
た。
表 １
１）成形品の加熱収縮率は１４０ ’Ｃ！の熱風雰囲気
下で約１時間自由収縮させた時の収縮率を示した。
下で約１時間自由収縮させた時の収縮率を示した。
この収縮テストの際に成形品から切り出したサンプルに
マス目を書いておくと上記収縮率にしたがってマス目の
すべてが均一に収縮する。
マス目を書いておくと上記収縮率にしたがってマス目の
すべてが均一に収縮する。
７
比較例１
実施例１と同様の材料を用いて、融点未満の温度範囲内
で、材料と成形ダイの温度を実質的に同一にして圧縮成
形を行った。得られた成形品は配向倍率が小さく、また
、不均一な変形をした。また、成形ダイ内表面に潤滑剤
としてシリコンオイルを塗布して同様に成形したが、本
発明の成形方法はどの効果は見られなかった。
で、材料と成形ダイの温度を実質的に同一にして圧縮成
形を行った。得られた成形品は配向倍率が小さく、また
、不均一な変形をした。また、成形ダイ内表面に潤滑剤
としてシリコンオイルを塗布して同様に成形したが、本
発明の成形方法はどの効果は見られなかった。
比較例２
実施例１と同様の材料を用いて、融点以上の温度範囲内
で、材料と成形ダイの温度を実質的に同一にして圧縮成
形を行なった。材料はダイ内流動中の剪断により破壊が
起こり、満足な成形品を得ることができなかった。 い
、 実施例２ 実施例１と同様の材料を用いて、本発明の圧縮成形（Ｂ
法）を行なった。成形時には成形ダイにシリコーン系の
潤滑剤を塗布した。表２に示した予備加熱条件で２０ｍ
ｍ厚のプレートを溶融部分／固相部分／溶融部分の厚さ
が、５ ｍｍ７１０ ｍｍ／ ５８ ｍｍとした後これを圧縮成形した。均一に変形をうけた
成形品の引張物性を第６図に示した。
で、材料と成形ダイの温度を実質的に同一にして圧縮成
形を行なった。材料はダイ内流動中の剪断により破壊が
起こり、満足な成形品を得ることができなかった。 い
、 実施例２ 実施例１と同様の材料を用いて、本発明の圧縮成形（Ｂ
法）を行なった。成形時には成形ダイにシリコーン系の
潤滑剤を塗布した。表２に示した予備加熱条件で２０ｍ
ｍ厚のプレートを溶融部分／固相部分／溶融部分の厚さ
が、５ ｍｍ７１０ ｍｍ／ ５８ ｍｍとした後これを圧縮成形した。均一に変形をうけた
成形品の引張物性を第６図に示した。
９
０
１） ＵＨＭＷ−ＰＥ中心部温度とは予熱終了時のＵＨ
ＭＷ−ＰＥの中心部の温度である。また、中心部とは下
図におけるＡ点での温度をいう。
ＭＷ−ＰＥの中心部の温度である。また、中心部とは下
図におけるＡ点での温度をいう。
２）成形品の加熱収縮率は１４０ ’Ｏの熱風雰囲気下
で約１時間自由収縮させた時の収縮率を示した。
で約１時間自由収縮させた時の収縮率を示した。
この収縮テストの際に成形品から切り出したサンプルに
マス目をかいておくと」二記収縮率にしたがってマス目
のすべてが均一に収縮した。
マス目をかいておくと」二記収縮率にしたがってマス目
のすべてが均一に収縮した。
１
実施例３
ポリプロピレン（ＰＰ） （旭化成工業■Ｙ１３００）
のの２０ｍｍ厚のプレートをオーブンで１２０°Ｃに温
調し成形ダイは １８０°Ｃに加熱して本発明の圧縮成
形（Ａ法）を行ない配向倍率１０倍の２軸配向シー）（
２ｍｍ厚）を成形した、成形品表面に１０ｍｍ口のマス
目を書き、これを１６０°Ｃの熱風雰囲気下で１時間自
由収縮させると６ｍｍ口のマス目に収縮し、かつ、厚さ
は約６ｍｍとなった。このことから、成形時に均一な変
形を受けている事が判明する。
のの２０ｍｍ厚のプレートをオーブンで１２０°Ｃに温
調し成形ダイは １８０°Ｃに加熱して本発明の圧縮成
形（Ａ法）を行ない配向倍率１０倍の２軸配向シー）（
２ｍｍ厚）を成形した、成形品表面に１０ｍｍ口のマス
目を書き、これを１６０°Ｃの熱風雰囲気下で１時間自
由収縮させると６ｍｍ口のマス目に収縮し、かつ、厚さ
は約６ｍｍとなった。このことから、成形時に均一な変
形を受けている事が判明する。
実施例４
ポリアセタール樹脂（旭化成工業■製テナック５０１０
）の１２ｍｍ厚のプレートをｉｅｏ℃のオーブンで温調
し、成形ダイは２００ ’０に加熱して本発明の圧縮成
形（Ａ法）を行ない配向倍率１０倍の２軸配向シート（
１，２ｍｍ厚）を成形した。成形品表面、と１０ｍｍ口
のマス目をかきこれを １７５℃の熱風雰囲気下で自由
収縮させると約７ｍｍ口のマス目に収縮しかつ、厚さは
約２ 、５ｍｍとなった。このことか２ ら、均一な変形を受けている事が判明する。
）の１２ｍｍ厚のプレートをｉｅｏ℃のオーブンで温調
し、成形ダイは２００ ’０に加熱して本発明の圧縮成
形（Ａ法）を行ない配向倍率１０倍の２軸配向シート（
１，２ｍｍ厚）を成形した。成形品表面、と１０ｍｍ口
のマス目をかきこれを １７５℃の熱風雰囲気下で自由
収縮させると約７ｍｍ口のマス目に収縮しかつ、厚さは
約２ 、５ｍｍとなった。このことか２ ら、均一な変形を受けている事が判明する。
実施例５
超高分子量ポリエチレン（旭化成工業林製マイクロサン
チックＵ）Ｉ−８００光分散法による分子量３５０万）
を用いて本発明の直結式押出成形を行なった。成形ゾー
ンでは、流路断面形状がその始端で７６ｍｍＸ２０ｍｍ
でその後端では１７０ｍｍ Ｘ ４ ｍｍとなるように
形状変化しているもの（配向倍率５倍に相当する）を使
用した（第７図）。また、押出成形ダイ内表面には、工
業材料、２ｆｌ、 Ｎｏ、ｆ（、８７等に記載されてい
るテフロツタ加工を施した。押出成形ダイの温度条件は
、冷却固化ゾーンが７０°Ｃ１続いて配置された温調ゾ
ーンが１３０°Ｃ１そして成形ゾーンは１８０°Ｃ１さ
らに後続する冷却ゾーンは６０°Ｃとした。また、押出
機出口の圧力は約４００ｋｇ／ｃｍ２であった。
チックＵ）Ｉ−８００光分散法による分子量３５０万）
を用いて本発明の直結式押出成形を行なった。成形ゾー
ンでは、流路断面形状がその始端で７６ｍｍＸ２０ｍｍ
でその後端では１７０ｍｍ Ｘ ４ ｍｍとなるように
形状変化しているもの（配向倍率５倍に相当する）を使
用した（第７図）。また、押出成形ダイ内表面には、工
業材料、２ｆｌ、 Ｎｏ、ｆ（、８７等に記載されてい
るテフロツタ加工を施した。押出成形ダイの温度条件は
、冷却固化ゾーンが７０°Ｃ１続いて配置された温調ゾ
ーンが１３０°Ｃ１そして成形ゾーンは１８０°Ｃ１さ
らに後続する冷却ゾーンは６０°Ｃとした。また、押出
機出口の圧力は約４００ｋｇ／ｃｍ２であった。
成形品シートは固相状態で押出成形ダイ出口から押出さ
れ、１？Ｏｍｍ Ｘ ４ｍｍの断面をもち、３０ｃｍ／
分の押出速度で成形することができた。
れ、１？Ｏｍｍ Ｘ ４ｍｍの断面をもち、３０ｃｍ／
分の押出速度で成形することができた。
成形品シートから切り出したサンプルに１ｃ＋ｎ口３
のマス目をかいて、これを１４０°Ｃの熱風雰囲気下で
約１時間自由収縮させると約４．４ｍｍ口のマス目に収
縮し、かつ、厚さは約２０ｍｌ１１に回復した。
約１時間自由収縮させると約４．４ｍｍ口のマス目に収
縮し、かつ、厚さは約２０ｍｌ１１に回復した。
第１図は圧縮成形における成形ダイ内流動及び変形形態
を示したものである。（矢印は材料内の流速に相当する
。） 第２図は本発明の成形方法におけるダイ内の材料の状況
と流動形態を示したものである。（矢印は材料内の流速
を、曲線は流速分布を示す。）第３図、第４図は本発明
の成形方法で押出成形する装置の該略図である。 第５図は本発明の成形方法において成形前の未成形品と
成形後の成形品の変形の状況を示したものである。 第６図は、実施例１及び２の超高分子量ポリエチレンの
２軸配向シーＩ・の引張物性を示すグラフである。 第６図において、Ｏは市販されている超高分子 ４゛量
ポリエチレン（光分教法重量平均分子量３５０４ 万）の４１１ＩＩ１１厚のシートの物性値であり、各プ
ロットに併記された数字はサンプルＮＯ，を示す。 第７図は本発明の押出成形方法により２軸配向シートを
成形する場合の押出成形ダイ内の成形ゾーンにおける流
路形状変化を示す模式図である。 ｌ・・・圧縮成形ダイ、２・・・結晶性高分子材料３・
・・固相状態の部分、４・・・溶融状態の部分、５・・
・押出機、７・・・冷却固化ゾーン、８・・・温調ゾー
ン、９・・・成形ゾーン、 １０・・・冷却ゾーン、１１・・・成形品、１２・・・
引き取りロール、１３・・・送りロール、１４・・・予
め成形された材料、１５・・・冷却または加熱媒体孔。 出願人 旭化成工業゛株式会社 代理人 豊 １）善 雄 ５ へ−一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一手続
補正書（方式） 昭和６０年２月２１日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 特願昭５８−１５１５８５号 ２、発明の名称 結晶性高分子材料の成形方法 ３、補正をする者 事件との関係・特許出願人 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目２番６号（００３）旭化
成工業株式会社 代表取締役社長 宮 崎 輝 ４、代 理 人 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号 三信ビル２０４号室 電話５０１−２１３８５、補正命
令の日付 昭和６０年１月２９日（発送日） ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第２５頁の５行目と６行目の間に以下の文
章を挿入する。
を示したものである。（矢印は材料内の流速に相当する
。） 第２図は本発明の成形方法におけるダイ内の材料の状況
と流動形態を示したものである。（矢印は材料内の流速
を、曲線は流速分布を示す。）第３図、第４図は本発明
の成形方法で押出成形する装置の該略図である。 第５図は本発明の成形方法において成形前の未成形品と
成形後の成形品の変形の状況を示したものである。 第６図は、実施例１及び２の超高分子量ポリエチレンの
２軸配向シーＩ・の引張物性を示すグラフである。 第６図において、Ｏは市販されている超高分子 ４゛量
ポリエチレン（光分教法重量平均分子量３５０４ 万）の４１１ＩＩ１１厚のシートの物性値であり、各プ
ロットに併記された数字はサンプルＮＯ，を示す。 第７図は本発明の押出成形方法により２軸配向シートを
成形する場合の押出成形ダイ内の成形ゾーンにおける流
路形状変化を示す模式図である。 ｌ・・・圧縮成形ダイ、２・・・結晶性高分子材料３・
・・固相状態の部分、４・・・溶融状態の部分、５・・
・押出機、７・・・冷却固化ゾーン、８・・・温調ゾー
ン、９・・・成形ゾーン、 １０・・・冷却ゾーン、１１・・・成形品、１２・・・
引き取りロール、１３・・・送りロール、１４・・・予
め成形された材料、１５・・・冷却または加熱媒体孔。 出願人 旭化成工業゛株式会社 代理人 豊 １）善 雄 ５ へ−一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一手続
補正書（方式） 昭和６０年２月２１日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 特願昭５８−１５１５８５号 ２、発明の名称 結晶性高分子材料の成形方法 ３、補正をする者 事件との関係・特許出願人 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目２番６号（００３）旭化
成工業株式会社 代表取締役社長 宮 崎 輝 ４、代 理 人 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号 三信ビル２０４号室 電話５０１−２１３８５、補正命
令の日付 昭和６０年１月２９日（発送日） ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第２５頁の５行目と６行目の間に以下の文
章を挿入する。
Claims (2)
- （１）結晶性高分子材料をグイ内で圧縮するか、あるい
はグイ内で押出すことにより成形する圧縮成形、あるい
は押出成形において、結晶性高分子材料をそのガラス転
移温度以上結晶融点未満の温度範囲内に温度調節し、該
材料をその結晶融点以上に加熱された成形グイで成形す
る事を特徴とする結晶性高分子材料の成形方法。 - （２）結晶性高分子材料をグイ内で圧縮するか、あるい
はグイ内で押出すことにより成形する圧縮成形、あるい
は押出成形において、結晶性高分子材料を、その内核に
該材料のガラス転移温度以上結晶融点未満の温度範囲内
に温度調節された部分を有し、かつ、その外殻に該材料
の結晶融点以上に温度調節された部分を有した状態とし
、該材料をその結晶融点以上に加熱された成形グイで成
形する事を特徴とする結晶性高分子材料の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151585A JPS60149418A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 結晶性高分子材料の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151585A JPS60149418A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 結晶性高分子材料の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60149418A true JPS60149418A (ja) | 1985-08-06 |
Family
ID=15521728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58151585A Pending JPS60149418A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 結晶性高分子材料の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60149418A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03111137U (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-14 |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP58151585A patent/JPS60149418A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03111137U (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-14 |
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