JPS6099648A - 超高分子量ポリエチレンの配向成形品 - Google Patents
超高分子量ポリエチレンの配向成形品Info
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- JPS6099648A JPS6099648A JP58206916A JP20691683A JPS6099648A JP S6099648 A JPS6099648 A JP S6099648A JP 58206916 A JP58206916 A JP 58206916A JP 20691683 A JP20691683 A JP 20691683A JP S6099648 A JPS6099648 A JP S6099648A
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- uhmw
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- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (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、超高分子量ポリエチレンの配向成形品に関す
る。
る。
未明細書中の超高分子量ポリエチレン(以下tlHMW
−PEと略称す。)は粘度tF均分子量が70万以して
好ましくは100万以」二である。
−PEと略称す。)は粘度tF均分子量が70万以して
好ましくは100万以」二である。
一般に高分子材料は、その結晶あるいは分子鎖に配向を
もたらすことにより、その物性が大きく向」二すること
が知られている。
もたらすことにより、その物性が大きく向」二すること
が知られている。
この配向をもたらす手段としては、ljN Altの紡
糸における1軸延伸、フィルムや蒔肉シートのフラント
法あるいはチューブラ−法による1軸または2Iljl
+延伸、ブロー成形による延伸等が1.¥、的に実施さ
れている。
糸における1軸延伸、フィルムや蒔肉シートのフラント
法あるいはチューブラ−法による1軸または2Iljl
+延伸、ブロー成形による延伸等が1.¥、的に実施さ
れている。
従来、高圧ラム押出、高圧静水J「押出等のように結晶
融点以下で機械的変形させるり)により配向をもたらす
方法とそれによる大幅な物性向1.の可能性が見いださ
れているが、その大部分がl M配向成形であり、バッ
チ式成形であり、極端な成形条件下の成形であることな
どの問題がある。
融点以下で機械的変形させるり)により配向をもたらす
方法とそれによる大幅な物性向1.の可能性が見いださ
れているが、その大部分がl M配向成形であり、バッ
チ式成形であり、極端な成形条件下の成形であることな
どの問題がある。
特にUl(MW−PEの配向成形にIuJ シては従来
、弾F1率と引張強度を向上させたUl(MW−PEの
シートの製造(特開昭58−8!332G)や、耐候に
1と透明度を向1゜させたUHNW−PEシートの特性
改良方法(特開11/イ55−135830)等により
Ul(MW−PEの配向シートが成形されている。
、弾F1率と引張強度を向上させたUl(MW−PEの
シートの製造(特開昭58−8!332G)や、耐候に
1と透明度を向1゜させたUHNW−PEシートの特性
改良方法(特開11/イ55−135830)等により
Ul(MW−PEの配向シートが成形されている。
以上のようにU)IMW−PEにおいても分子および/
又は結晶を配向させることにより、引I張強度や弾性率
などの機械的物性やその他の物性が向1−することは既
に知られているが、UHMW−PEの最大の特徴のひと
つである耐摩耗性が、向−1,することにより低下する
ことを、木発明者らは発見した。この°II実は従来全
く知られていなかったものである。
又は結晶を配向させることにより、引I張強度や弾性率
などの機械的物性やその他の物性が向1−することは既
に知られているが、UHMW−PEの最大の特徴のひと
つである耐摩耗性が、向−1,することにより低下する
ことを、木発明者らは発見した。この°II実は従来全
く知られていなかったものである。
本発明名らはこの配向による耐摩J[性の低ドという大
きな問題を解決すべく検N’lを屯ねた結果本発明に全
った。
きな問題を解決すべく検N’lを屯ねた結果本発明に全
った。
すなわち、本発明は引張強度などの機械的物性か向I−
シたUHMW−PEの配向成形品おいて、表層部のみの
配向度を低下あるいは実質的緩和させることにより、配
向によって向」ニジた物性を維持しつつ、tin I’
i’l耗性を無配向のUIIMW−PEのレベルに向」
ニさせた旧IM讐−PEの配向成形品である。このよう
な配向成形品を成形する為に本明細、1)中で示された
成形方法をとると、結晶融点未満の温度条件ド、特に結
晶融点未満100℃以1−における入」法安定性も向1
−することが判明した。
シたUHMW−PEの配向成形品おいて、表層部のみの
配向度を低下あるいは実質的緩和させることにより、配
向によって向」ニジた物性を維持しつつ、tin I’
i’l耗性を無配向のUIIMW−PEのレベルに向」
ニさせた旧IM讐−PEの配向成形品である。このよう
な配向成形品を成形する為に本明細、1)中で示された
成形方法をとると、結晶融点未満の温度条件ド、特に結
晶融点未満100℃以1−における入」法安定性も向1
−することが判明した。
すなわち本発明は、表層部の配向度が内核部の配向度よ
り小さい耐摩耗性、寸法安定性に優れたUHMW−RE
の配向成形品である。
り小さい耐摩耗性、寸法安定性に優れたUHMW−RE
の配向成形品である。
表層部の配向が実質的に緩和されているのが々rましい
。
。
また、表層部は結晶融点以にの温度条件下で配向されて
いて、内核部は結晶融点未満の温度条ヂI下で配向され
ている耐摩耗性に優れたUHMW−PEの配向成形品は
本発明の好ましい態様の1つである。
いて、内核部は結晶融点未満の温度条ヂI下で配向され
ている耐摩耗性に優れたUHMW−PEの配向成形品は
本発明の好ましい態様の1つである。
又更に内核部は、結晶融点未満の温度条件ドで配向され
ている層と、結晶融点以上の温度条ヂ1Fで配向されて
いる層が、対称に少なくとも3層に重なっているU)I
MW−PEの配向成形品は本発明のDrましいyハ;様
の1つである。
ている層と、結晶融点以上の温度条ヂ1Fで配向されて
いる層が、対称に少なくとも3層に重なっているU)I
MW−PEの配向成形品は本発明のDrましいyハ;様
の1つである。
本発明における配向とは1輛配自と2輔配向の両方を含
む。
む。
該U)IMW−PEの配向成形品の多層a造の各層は、
配向度により規定されるが肉眼でも確認できる。
配向度により規定されるが肉眼でも確認できる。
本発明のUHMW−PEの配向成形品は、フィル1、。
シート、プレート、ファイ/<−1丸棒、パイプ、異形
品等の成形品であって、特に、厚さが10mm以下、好
ましくは5mm以下、さらに好ましくは1〜5mmの配
向シートに適している。
品等の成形品であって、特に、厚さが10mm以下、好
ましくは5mm以下、さらに好ましくは1〜5mmの配
向シートに適している。
本明細書中の「表層部」について第2図を用いて説明す
る。表層部とはシートの表面(=J近のことであり、第
2図に示したt、h、bで次の様に規)j!されるもの
である。圧縮成形の場合は式(1)、押出成形の場合は
式(2)および式(3)にその範囲を示す。
る。表層部とはシートの表面(=J近のことであり、第
2図に示したt、h、bで次の様に規)j!されるもの
である。圧縮成形の場合は式(1)、押出成形の場合は
式(2)および式(3)にその範囲を示す。
好ましくは以下の範囲である。
本明細書中の「配向度」は加熱収縮応力で示す。加熱収
縮応力は第3図に示す装置で測定した。f53図に於て
、[7)IMW−PEの配向シートI4を長さ220m
m、幅15fflfflに切削し、長さ140 mmに
なる様に固定具15で固定した。
縮応力は第3図に示す装置で測定した。f53図に於て
、[7)IMW−PEの配向シートI4を長さ220m
m、幅15fflfflに切削し、長さ140 mmに
なる様に固定具15で固定した。
長a 125mm 、11J85mmで300Wの3〜
7gmの波L1を主体とする暗赤外線ヒーター17(3
7W/cm ’の発熱体音度)2枚を、+iij記シー
ト14から23mmの付置に置き、1該シート14を加
熱して発生する収縮14\、力をロードセル16で41
11足した。
7gmの波L1を主体とする暗赤外線ヒーター17(3
7W/cm ’の発熱体音度)2枚を、+iij記シー
ト14から23mmの付置に置き、1該シート14を加
熱して発生する収縮14\、力をロードセル16で41
11足した。
表層部の配向度はOKg/cm ′以1: 10Kg/
cm ’未満、内核部の配向度はl0Kg/cm 2以
1:30Kg/cm ’以下であるのが好ましく、より
好ましくは、表層部は2Kg/Cff12以に7 Kg
/cm ′以ト、内核部は15Kg/Cm 2以上25
Kg/cm 2以下である。
cm ’未満、内核部の配向度はl0Kg/cm 2以
1:30Kg/cm ’以下であるのが好ましく、より
好ましくは、表層部は2Kg/Cff12以に7 Kg
/cm ′以ト、内核部は15Kg/Cm 2以上25
Kg/cm 2以下である。
本明細書中の「実質的緩和」とは配向度かOKg/cm
ノ以上2 Kg/cm 2以F−rある。
ノ以上2 Kg/cm 2以F−rある。
内核部において配向度が10Kg/cm ’未満の場合
、配向することによる機械的物+J1の向1−が余りな
く、引張強度において無配向のU)IMW−PEの約1
゜2倍程度であり、30Kg/cmノ以−1.0場合、
機械的物性は大幅に向上するが、結晶融点未満の温度条
件下による寸法安定性が悪い。
、配向することによる機械的物+J1の向1−が余りな
く、引張強度において無配向のU)IMW−PEの約1
゜2倍程度であり、30Kg/cmノ以−1.0場合、
機械的物性は大幅に向上するが、結晶融点未満の温度条
件下による寸法安定性が悪い。
表層部において配向度がl0Kg/cm ’以1.の場
合、耐摩耗性は低下し、″:J法安疋P1も悪い。
合、耐摩耗性は低下し、″:J法安疋P1も悪い。
メ、加熱収縮応力がOKg/cm ’以上1.5 Kg
/Cm ’以j・の場合は、はとんと無配向の状yEで
あり実質的緩和されていると考えられる。
/Cm ’以j・の場合は、はとんと無配向の状yEで
あり実質的緩和されていると考えられる。
本明細占中の「ζJ法安〉r性」とは、各温度(100
°C〜130℃)の熱風雰囲気下で、UIIMW−PE
の配向シー 1・(loCmX IOcm)を自由収縮
させた時の寸法の減少1′1分−Fで示す。該UHMW
−PEの配向シートは、=J法安定P1.成形後のそり
などを考えると対称構造であることが好ましい。
°C〜130℃)の熱風雰囲気下で、UIIMW−PE
の配向シー 1・(loCmX IOcm)を自由収縮
させた時の寸法の減少1′1分−Fで示す。該UHMW
−PEの配向シートは、=J法安定P1.成形後のそり
などを考えると対称構造であることが好ましい。
配向による耐摩耗性の低下は次のように考えられる。配
向成形品特に配向シートにおいて配向軸と直角方向では
強度が低下することが一般に知られている。このことが
テーバ摩耗試験のようなざらつき摩耗性能に影響を与え
るものと考えられる。
向成形品特に配向シートにおいて配向軸と直角方向では
強度が低下することが一般に知られている。このことが
テーバ摩耗試験のようなざらつき摩耗性能に影響を与え
るものと考えられる。
たとえば第1図においてX軸およびY軸方向に2軸配向
させることにより、XY面に剥離面が生し、これにより
テーバ摩耗試験時に削り取られ易くなると考えられる。
させることにより、XY面に剥離面が生し、これにより
テーバ摩耗試験時に削り取られ易くなると考えられる。
本発明の配向シートは以下に説明する3方法で成形でき
る。まず第一は、表層部も内核部も同一・配向度に成形
されたOHM讐−PEシートを例えばロール式、グリッ
プ式、テンタ一式等の公知の方法で成形後、例えば結晶
融点以上に加熱yれた金属表面を有するような接触熱伝
導が可能な装置例えばロール、熱板、スチールベルi・
、サイジング装置などで、寸法の変化がないように定長
熱処理することにより、表層部のみの配向度を低ドある
いは実質的緩和させる方法(以下A法と略称す。)であ
る。
る。まず第一は、表層部も内核部も同一・配向度に成形
されたOHM讐−PEシートを例えばロール式、グリッ
プ式、テンタ一式等の公知の方法で成形後、例えば結晶
融点以上に加熱yれた金属表面を有するような接触熱伝
導が可能な装置例えばロール、熱板、スチールベルi・
、サイジング装置などで、寸法の変化がないように定長
熱処理することにより、表層部のみの配向度を低ドある
いは実質的緩和させる方法(以下A法と略称す。)であ
る。
すなわち結晶融点以」二に加熱された前記のような接触
熱伝導が可能な装置による後処理は、表層部のみの配向
度を低下あるいは実質的に緩和させる効果のみならず、
内核部に対しては、汀わゆるアニール効果を示し、内核
部において分子鎖を配向させた状態で結晶化を促すため
、Jit形品のNj法法定定性良くなる。このアニール
効果を4−分発押させるために、UHMW−PEシート
の形状、熱伝導特性を考え合わせ、内核部が結晶融点近
傍の温度になるように装置の温度を設定することが好ま
しい。
熱伝導が可能な装置による後処理は、表層部のみの配向
度を低下あるいは実質的に緩和させる効果のみならず、
内核部に対しては、汀わゆるアニール効果を示し、内核
部において分子鎖を配向させた状態で結晶化を促すため
、Jit形品のNj法法定定性良くなる。このアニール
効果を4−分発押させるために、UHMW−PEシート
の形状、熱伝導特性を考え合わせ、内核部が結晶融点近
傍の温度になるように装置の温度を設定することが好ま
しい。
以上、B法およびC法についてJ L <説明する。
第、は、tlllMW−PEの圧縮成形あるいは押出成
形において、UIIMW−PEをそのガラス転移温度風
」二結晶融点未猫の温度範囲内に温度調節し、■IMW
−PEをその結晶融点以上二に加熱された成形ダイで成
形する・バを特徴とするUHMW−PEシートの成形方
法(以下B法と略称す。)である。また、もうひとつは
、UHMW−PEの圧縮成形あるいは押出成形において
、UHMW−PE ヲ、ソノ内核部UIIMW−PE
17)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UHNW
−PEの結晶融点以」−に温度調節された部分を有した
状態とし、UHMW−PE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UHMW−PE
の成形方法(以下C法と略称す。)である。
形において、UIIMW−PEをそのガラス転移温度風
」二結晶融点未猫の温度範囲内に温度調節し、■IMW
−PEをその結晶融点以上二に加熱された成形ダイで成
形する・バを特徴とするUHMW−PEシートの成形方
法(以下B法と略称す。)である。また、もうひとつは
、UHMW−PEの圧縮成形あるいは押出成形において
、UHMW−PE ヲ、ソノ内核部UIIMW−PE
17)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UHNW
−PEの結晶融点以」−に温度調節された部分を有した
状態とし、UHMW−PE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UHMW−PE
の成形方法(以下C法と略称す。)である。
B法及びC法において後述するタイ内表面と旧IMW−
PEとの界面に潤滑膜を形成しつつ成形することが好ま
しい。
PEとの界面に潤滑膜を形成しつつ成形することが好ま
しい。
又、B法およびC法による成形品のうち、+iii 茜
の配向度の範囲にない場合は、A法に従って表層部の配
向度を低下させるか、あるbsi−i、実質「19に緩
和させることが必要である。
の配向度の範囲にない場合は、A法に従って表層部の配
向度を低下させるか、あるbsi−i、実質「19に緩
和させることが必要である。
まず、圧縮成形において該UHMW−PEシートの成形
方法を説明する。第4図に、通常の圧縮成形と該UHM
W−PEの成形方法による後述する潤滑剤をJl:綿成
形グイ表面に塗布した圧縮成形におtするU)IMW−
PEの成形グイ内流動及び変形形態を並記した。
方法を説明する。第4図に、通常の圧縮成形と該UHM
W−PEの成形方法による後述する潤滑剤をJl:綿成
形グイ表面に塗布した圧縮成形におtするU)IMW−
PE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、U)IMW−PE 2が固相状f
f3であっても溶融状態であっても、該材料2(±全体
カー均一な温度に調節された後はぼその温度とドη−の
圧縮成形ダイ1内で圧縮成形され、冷却−I−1−を原
子て成形品がとり出される。この場合、UIIMW−P
E +1(4−1)→(4−2,)→(4−3)番と示
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、UHMW−PEは成形条ヂlによってt土材
ネl内部に発生する剪断応力や端部の円周応カルこよっ
て破壊が生じることもある。この破壊tよUHMW−P
Eの粘弾性状態が高い程著しく発生する。
f3であっても溶融状態であっても、該材料2(±全体
カー均一な温度に調節された後はぼその温度とドη−の
圧縮成形ダイ1内で圧縮成形され、冷却−I−1−を原
子て成形品がとり出される。この場合、UIIMW−P
E +1(4−1)→(4−2,)→(4−3)番と示
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、UHMW−PEは成形条ヂlによってt土材
ネl内部に発生する剪断応力や端部の円周応カルこよっ
て破壊が生じることもある。この破壊tよUHMW−P
Eの粘弾性状態が高い程著しく発生する。
しかしなから、該旧(阿W−PEシートの成形方法を用
いると、1[、綿成形タイl内の011にW−PE 7
は(4−1)→(4−4)→(4−5)に示すようにタ
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yハ(で均一に圧縮変形する11■ができる。
いると、1[、綿成形タイl内の011にW−PE 7
は(4−1)→(4−4)→(4−5)に示すようにタ
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yハ(で均一に圧縮変形する11■ができる。
この現象は次のように考えられる。第5図にはB法とC
法においてUHMW−PE 2が表面にfffj滑剤を
塗布した圧縮成形ダイ内にセントされた時の状況及び圧
縮変形過程中の旧IHW−PE内の流動形態を示した。
法においてUHMW−PE 2が表面にfffj滑剤を
塗布した圧縮成形ダイ内にセントされた時の状況及び圧
縮変形過程中の旧IHW−PE内の流動形態を示した。
圧縮成形ダイlがtl[4W−PE 2の結晶融点以上
の温度に加熱されている為、UHMW−PE 2全体が
固相状態にあるB法では(5−1)に示した様に圧1d
成形タイ内に旧IMW−PEがセットされるとIJ)I
MIII−PEの大部分は固相状態である(3)が圧縮
成形ダイ1と接触した部分4が溶融状態となる。また、
C法ではUIIMW−PE 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)。
の温度に加熱されている為、UHMW−PE 2全体が
固相状態にあるB法では(5−1)に示した様に圧1d
成形タイ内に旧IMW−PEがセットされるとIJ)I
MIII−PEの大部分は固相状態である(3)が圧縮
成形ダイ1と接触した部分4が溶融状態となる。また、
C法ではUIIMW−PE 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UHMW−PEシートの成形方法では
成形の直前においた少なくとも圧縮成形タイ1と接触し
ているU HM W −P E表面か溶融状態となる[
(5−1)及び(5−4)]。この為、月豫柘成形ダイ
1内表面とUHMW−PEの部分固相状y〃1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B法では第5図(5−2)、
(5−3)、C法では第5図(5−5)、(5−6)の
ような流速分11j曲線のもとて圧縮変形が起こるもの
と考えられる。
成形の直前においた少なくとも圧縮成形タイ1と接触し
ているU HM W −P E表面か溶融状態となる[
(5−1)及び(5−4)]。この為、月豫柘成形ダイ
1内表面とUHMW−PEの部分固相状y〃1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B法では第5図(5−2)、
(5−3)、C法では第5図(5−5)、(5−6)の
ような流速分11j曲線のもとて圧縮変形が起こるもの
と考えられる。
特に圧縮成形ダイの表面にnマ1滑剤を塗布すると効果
的である。
的である。
又特に溶融状態の部分4に流動が先行lまた部分子があ
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1こ近い流動をしながら圧縮
変形をうける事になり、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、圧縮成形タイ1表面
と旧IMW−PE2どの界面に「滑り」が生じると考え
られる。この結果、ダイ内のUHMW−PE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
月″1n変形することができる。
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1こ近い流動をしながら圧縮
変形をうける事になり、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、圧縮成形タイ1表面
と旧IMW−PE2どの界面に「滑り」が生じると考え
られる。この結果、ダイ内のUHMW−PE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
月″1n変形することができる。
次に第6図〜第8図により押出成形における該UHMW
−PEシートの成形方法を説明する。該旧+MW−PE
シートの成形力法に従えば押出機5の押出成形タイ内の
成形ゾーン9を通過するUHMW−PE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ができる。
−PEシートの成形方法を説明する。該旧+MW−PE
シートの成形力法に従えば押出機5の押出成形タイ内の
成形ゾーン9を通過するUHMW−PE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ができる。
押出成形において、該υ11 M W −P Eシート
の成形方法でいう「成形タイ」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。
の成形方法でいう「成形タイ」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。
押出成形において該UHMW−PEシートの成形方法を
応用する場合、押出成形ダイは押出機5のヘッドに%密
に接続されたもの(以上、直結式とよぶ)でもよいし、
また、そうでないもの(以上、明直結式とよぶ)でもよ
い。
応用する場合、押出成形ダイは押出機5のヘッドに%密
に接続されたもの(以上、直結式とよぶ)でもよいし、
また、そうでないもの(以上、明直結式とよぶ)でもよ
い。
直結式押出成形の該tlHMIjl−PEシートの成形
方法は例えば第6図に示された装置により実施される。
方法は例えば第6図に示された装置により実施される。
U)IMW−PEは、押出機5により結晶融点以」二に
加熱された状態て押出成形タイ・\1送さ+する。七し
て、該押出成形タイ内でU)IMW−PE Q成形ソー
−−・9に到達するまでに、Ul(MW−PEかその一
結晶化温1μ以下°に冷却されるべく該結、11.化温
度以トに温度調節された冷却固化ゾーン7が配:jjl
される。そして、UHMW−PEの結晶融点以1−に加
熱された成形ゾーン9がこの冷却固化ゾーン7のすく後
ろに配置された場合には先述のB法と同様な状況かつく
り出される。また、この冷却固化ゾーン7と成形ゾーン
9との間に必要に応してU HM W −P Eの温I
W調節の為の温調ゾーン8を配置することかできる。
加熱された状態て押出成形タイ・\1送さ+する。七し
て、該押出成形タイ内でU)IMW−PE Q成形ソー
−−・9に到達するまでに、Ul(MW−PEかその一
結晶化温1μ以下°に冷却されるべく該結、11.化温
度以トに温度調節された冷却固化ゾーン7が配:jjl
される。そして、UHMW−PEの結晶融点以1−に加
熱された成形ゾーン9がこの冷却固化ゾーン7のすく後
ろに配置された場合には先述のB法と同様な状況かつく
り出される。また、この冷却固化ゾーン7と成形ゾーン
9との間に必要に応してU HM W −P Eの温I
W調節の為の温調ゾーン8を配置することかできる。
この温調ゾーン8の温度がUHMW−PEの結晶融点未
満であれは先述のB法と同様な状況が、また、結晶融点
以1であれば先述のC?iiと同様な状況かつくり出さ
れる。この結果、先述の圧縮成形と同様に該成形ゾーン
9を通過するUHMW−T’Eはプラグフロー、または
、それにべ1!シた流動をしなから均一に変形を受けて
所望の形状に−(形される。成形ゾーン9を通過した旧
(MW−PEは、押出成形タイ内の後続する冷却ゾーン
10を通過する°IXにより、およrノ/まt−は、押
出成形タイ外の冷却装置により冷却固化された後成形品
11としてイ1することかできる。
満であれは先述のB法と同様な状況が、また、結晶融点
以1であれば先述のC?iiと同様な状況かつくり出さ
れる。この結果、先述の圧縮成形と同様に該成形ゾーン
9を通過するUHMW−T’Eはプラグフロー、または
、それにべ1!シた流動をしなから均一に変形を受けて
所望の形状に−(形される。成形ゾーン9を通過した旧
(MW−PEは、押出成形タイ内の後続する冷却ゾーン
10を通過する°IXにより、およrノ/まt−は、押
出成形タイ外の冷却装置により冷却固化された後成形品
11としてイ1することかできる。
この直結式の場合、成形ゾーン9において旧1t(W−
PEがプラグフローまたは、これに準じた流動をすると
、押出成形タイの該成形ラーン9の前後もプラグフロー
、または、それに準じた流動となる効果が発揮される。
PEがプラグフローまたは、これに準じた流動をすると
、押出成形タイの該成形ラーン9の前後もプラグフロー
、または、それに準じた流動となる効果が発揮される。
このことは後述する潤滑11@を形成させつつ成形する
場合にタイ内の潤滑膜の拘止に有効に作用するようであ
る。
場合にタイ内の潤滑膜の拘止に有効に作用するようであ
る。
非直結式押出成形は、例えば、第7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UH
MW−PE 2の長尺の成形品を、送りロール13等の
駆動装置を用いて、UIIMW−PEの結晶融点以1−
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、その成形ラインに該成形タイを配列させれば、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ラ
ーン9の前及び後には、必要に応じてUIIMW−PE
の予備成形品を温度調節する為の温調ラーン8及び変形
を固定する為の冷却ジーン10が成形タイ内に配置され
る。
より実施される。通常の成形により予め成形されたUH
MW−PE 2の長尺の成形品を、送りロール13等の
駆動装置を用いて、UIIMW−PEの結晶融点以1−
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、その成形ラインに該成形タイを配列させれば、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ラ
ーン9の前及び後には、必要に応じてUIIMW−PE
の予備成形品を温度調節する為の温調ラーン8及び変形
を固定する為の冷却ジーン10が成形タイ内に配置され
る。
本発明のUHMW−PEシートを成形するB法およびC
法において、成形ダイ内表面とUHMW−PEの界面に
潤滑膜を存在させつつ成形する一’3はタイ内のIHt
而抵抗抵抗減する為有効に作用する。該U)IMW−P
Eの成形に用いられる潤滑膜としては1)成形タイ内表
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、U)IMW−PE表面に塗布する(圧縮成形、非
直結式押出成形)事による潤滑剤液膜、3 ) UHM
W−PEと相溶性に乏しくかつ成形時の粘度がUHMW
−PEの溶融部分のそれよりも低く 1000ポアズ以
上の熱可塑性樹脂(以下低粘度熱可塑性樹脂と呼ぶ)を
、UIIMW−PEに積層または被覆する事による熱1
ifO3II性樹脂膜。
法において、成形ダイ内表面とUHMW−PEの界面に
潤滑膜を存在させつつ成形する一’3はタイ内のIHt
而抵抗抵抗減する為有効に作用する。該U)IMW−P
Eの成形に用いられる潤滑膜としては1)成形タイ内表
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、U)IMW−PE表面に塗布する(圧縮成形、非
直結式押出成形)事による潤滑剤液膜、3 ) UHM
W−PEと相溶性に乏しくかつ成形時の粘度がUHMW
−PEの溶融部分のそれよりも低く 1000ポアズ以
上の熱可塑性樹脂(以下低粘度熱可塑性樹脂と呼ぶ)を
、UIIMW−PEに積層または被覆する事による熱1
ifO3II性樹脂膜。
4)旧+MW−PE と相溶性に乏しくかつ成形時に旧
IMW−PEよりも滑り性能の高い熱可J7i1j性樹
脂(以下高滑性熱nf塑性樹脂と呼ぶ)をU)IMW−
PEに積層または被覆する”ISによる熱rjf塑性樹
脂11り、5)熱N(塑1′+1樹脂が添加剤を配合さ
れる事により、その粘度が結晶性品分−r材料のそれよ
りも低く、1000ボアス以−1−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UIIMW−PEに積層または
被覆する事による熱可塑性樹脂膜、6)」6記l〜5の
いずれか2つ以−1−を組合せることによる潤滑膜等が
用いられる。
IMW−PEよりも滑り性能の高い熱可J7i1j性樹
脂(以下高滑性熱nf塑性樹脂と呼ぶ)をU)IMW−
PEに積層または被覆する”ISによる熱rjf塑性樹
脂11り、5)熱N(塑1′+1樹脂が添加剤を配合さ
れる事により、その粘度が結晶性品分−r材料のそれよ
りも低く、1000ボアス以−1−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UIIMW−PEに積層または
被覆する事による熱可塑性樹脂膜、6)」6記l〜5の
いずれか2つ以−1−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IIりを成形させつつ成
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f1樹脂は、t[MW
−PE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、A」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。
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f1樹脂は、t[MW
−PE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、A」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l11滑剤とは押出成形温度以上で液体
又は固形分が分散した液状のものであり、疏。
又は固形分が分散した液状のものであり、疏。
動パラフィン、ポリジメチルシロキサン塚の各種シリコ
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+1剤、これらの各流
体の混合物の他、−tillに使用されている潤滑剤が
使用できる。
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+1剤、これらの各流
体の混合物の他、−till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1.ではポリジ
メチルシロキサン等の各種シリコーン油。
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耐金Ji!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・1日こより熱fil塑性樹
脂を低粘度化および/または高滑性化yゼるすべての添
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;・しやすい添加剤や低分子化合物等も有効で
ある。
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・1日こより熱fil塑性樹
脂を低粘度化および/または高滑性化yゼるすべての添
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;・しやすい添加剤や低分子化合物等も有効で
ある。
以上ノヨウニ、UHMW−PE ヲA 法、B 7,1
1、アルイはC法により配向させたシートは延伸による
機械的物性の向」二を維持しつつ耐摩耗性、;J法安’
r;: Mを向上させることに成功した。
1、アルイはC法により配向させたシートは延伸による
機械的物性の向」二を維持しつつ耐摩耗性、;J法安’
r;: Mを向上させることに成功した。
以1・、天流側に基いて説明する。
′Jで流側1
01−IMlol−I ・マイクロザンテンク(′p(
旭化成上業(株)製粘度=V均分−rf7i300万)
の10mm厚のプレートを樹脂温度140°Cでテンタ
ー7ノ、により2輛配の配向シートを成形後前述のA法
に従い、160°Cに加熱されたロールに通し、表層部
のみを実質的に配向緩和させる後処理を施した。
旭化成上業(株)製粘度=V均分−rf7i300万)
の10mm厚のプレートを樹脂温度140°Cでテンタ
ー7ノ、により2輛配の配向シートを成形後前述のA法
に従い、160°Cに加熱されたロールに通し、表層部
のみを実質的に配向緩和させる後処理を施した。
その時の後処理前と後処理後の旧IMW−PE配向シー
I・の引Iル試験(JIS K 7113)、テーパ庁
耗試験(ASTM−01044) 、加熱収縮応力の測
定の結果を表1に示す。
I・の引Iル試験(JIS K 7113)、テーパ庁
耗試験(ASTM−01044) 、加熱収縮応力の測
定の結果を表1に示す。
実施例2
UHMW−PE −マイクロサンテンタ■の20mm厚
のプレートを前述の圧縮成形(B法)に従い圧縮成形ダ
イ表面に間滑剤を塗布した状j111で成形し、種々の
配向倍率の2 @I+配向配向シート数形し、実施例1
と同様の後処理を施した。そのシー・トの各種物性イ1
tiを表1に示す。
のプレートを前述の圧縮成形(B法)に従い圧縮成形ダ
イ表面に間滑剤を塗布した状j111で成形し、種々の
配向倍率の2 @I+配向配向シート数形し、実施例1
と同様の後処理を施した。そのシー・トの各種物性イ1
tiを表1に示す。
実施例3
実施例2と同し材料を用い圧縮成形(C法)に従い成形
し、実施例1と同様の後処理を施した。
し、実施例1と同様の後処理を施した。
そのシートの各種物性値を表1に示す。
、1′施例4
l1W−PE、(−フイクロザンテンク11(′)奔用
いて2イ)4図の押出装置により成形をイIなった。
いて2イ)4図の押出装置により成形をイIなった。
成形ンー/てit 、流路面+/ii形状がその始ψ1
°A;て76mmX 20mmでその後端ては170m
m X 4− mmとなるように形状変化I7ているも
の(配向イ1′−−平、<5 G°7に相゛1/Iする
)奈使用した(第8図)。また、押出成形夕・イ内表面
に14,1業材石、26、No、6.97′〜に記載さ
ねているテフロンク加1を施した。押出成形タイの温度
条r1は、冷却固化ラーンが40’C,続いて配置され
た1i1A調ンーンが170’0、そして成形シーンハ
160 °C,ざらに後続する冷却ラーンは60℃とし
た。また、押出4曵出IIの圧力は約300Kg/cm
2てあった。
°A;て76mmX 20mmでその後端ては170m
m X 4− mmとなるように形状変化I7ているも
の(配向イ1′−−平、<5 G°7に相゛1/Iする
)奈使用した(第8図)。また、押出成形夕・イ内表面
に14,1業材石、26、No、6.97′〜に記載さ
ねているテフロンク加1を施した。押出成形タイの温度
条r1は、冷却固化ラーンが40’C,続いて配置され
た1i1A調ンーンが170’0、そして成形シーンハ
160 °C,ざらに後続する冷却ラーンは60℃とし
た。また、押出4曵出IIの圧力は約300Kg/cm
2てあった。
1ル4形品シートは固相状y胆で押出成形タイ出1jが
ら押出され、170mm X 4mmの断面をもち、1
5cm/分の押出速度で成形することができた。
ら押出され、170mm X 4mmの断面をもち、1
5cm/分の押出速度で成形することができた。
成形品シトから切り出したザンプルに1cm1jのマス
11をかいて、これを140’Cの熱風雰囲気ドで約1
1111−1ii11’l由収縮させると約4.4mm
Q (7) マスIIに収縮し、かつ、厚さは約20
111mに回復した。
11をかいて、これを140’Cの熱風雰囲気ドで約1
1111−1ii11’l由収縮させると約4.4mm
Q (7) マスIIに収縮し、かつ、厚さは約20
111mに回復した。
成形品の引張破断強度は無配向UHHW−PEの約15
倍あり、耐摩耗性についてもチー八摩耗試験の結果、実
施例1および実施例2と回しような結果を得た。
倍あり、耐摩耗性についてもチー八摩耗試験の結果、実
施例1および実施例2と回しような結果を得た。
第4図において、冷却固化ラーン7で旧(MW−PEを
内核部を十分冷却し、その後温調ラーン8で表層部のみ
溶融させて成形したもの(以上、3層構造品と略す。)
と、冷却固化ラーン7で内核部(芯部)まで十分冷却さ
せずに、温調ラーン8で表層部を溶融させて成形したも
の(以ト、5層構造品と略す。)は、圧縮成形(A法)
のような、単相構造を有する配向成形品に比較し、UI
IMW−PEの溶融温度以下での熱安定が向−1−して
いる。その結果を表2に示す。
内核部を十分冷却し、その後温調ラーン8で表層部のみ
溶融させて成形したもの(以上、3層構造品と略す。)
と、冷却固化ラーン7で内核部(芯部)まで十分冷却さ
せずに、温調ラーン8で表層部を溶融させて成形したも
の(以ト、5層構造品と略す。)は、圧縮成形(A法)
のような、単相構造を有する配向成形品に比較し、UI
IMW−PEの溶融温度以下での熱安定が向−1−して
いる。その結果を表2に示す。
表 2
(%)
名温度の熱風雰囲気ドで約1時間11山収縮させた時の
収縮−V 1記の3層4.11造および5層構造は第9図(a)(
b)に小ずように肉眼でも確、ホシできる。
収縮−V 1記の3層4.11造および5層構造は第9図(a)(
b)に小ずように肉眼でも確、ホシできる。
第11図は2軸配向品と三次元軸の関係をノj(す説明
図である。 第2図(a)は圧縮成形における表層部の疋攬を示す説
明図、第2図(b)は押出成形における表層部の定義を
示す説明図である。 第3図は加熱収縮応力の測定法を示す説明図である。 第4図は圧縮成形における成形グイ内流動を示した説明
図で矢印は流速に相当する。 第5図はB法およびC法におけるグイ内流動を示した説
明図で矢印は流速に相当する。 第6図、第7図は本発明のUHMW−PEシートを成形
する押出成形装置の概略断面図である。 第8図は押出成形タイ内の成形ラーンの流路の模式図で
ある。 第9図(a)は本発明のUHMW−PEシートの3層構
造品模式図、第9図(b)は5層構造品の模式図である
。 ■・・・・圧縮成形ダイ 2・・・・UHMW−PE3
・・・・固相状態の部分 4・・・・溶融状態の部分5
・・・・押出機 6・・・・予備成形ラーン7・・・・
冷却固化ラーン 8・・・・温調ラーン9・・・・成形
ラーン 10・・・・冷却ラーン)】・・・・成形品
12・・・・引き取りロール13・・・・送りロール 14・・・・tlHMW−PEの配向シート15・・・
・固定具 16・・・・ローI・セル17・・・・ヒー
ター 出願人 旭化成工業株式会社 代理人 3 1) 善 〃1 第1図 (b) 第3図 6 第4図 (4−3) (4−5) r 統 補 止 1(: 1層相58年11月 7H 特1;1 庁長官 若 杉 和 夫 殿■、“ハ件の表
示 ’;8−、:’涙7’ / r):”昭和58年1
1月5日提出のqh許願 2、発明の名称 超高分子亀ポリエチレンの配向成形品 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1−1− E 2番6す(00
3)旭化成工業株式会社 代表取締役社長 宮 崎 岬 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、ii’1501−21385
、補正の対象 II A11l書の「発明の1.T細な説明」の憫6
補正の内容 (1)明細書第18頁3行目〜4イ1[]のr UHM
W−PE ・マイクロサンチック0(旭化成1業(株)
製粘度平均分子量300万)」をr U)IMW−PE
・マイクロサンチック■IJH−800(旭化成工業
(株)製粘度平均分子が一350万)」と訂11する。 (2)同書第19頁15行目の rUHMW−PE−マイクロサンテンク■」をrUHM
W−PE ・マイクロサンチック■Ul(−900J
と訂正する。 (3)同書第22頁2行目の r U)IMW−PE (マイクロサンテンク■)をr
UHMW−PE ・マイクロサンテ2り[相]’ I
JH−900J と訂正する。 「h′6 補 +1−ji 1層相59年I月 J〕11 !1〜6.1庁長官 若 杉 和 夫 殿l リを件の
表示 特願昭58−206916号 2、発明の名称 超高分子−Jliポリエチレンの配向成形品3、補正を
する者 ・ハ件との関係・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1 代表取締役社長 宮 崎 師 4、代 理 人 東京都千代田区有楽町1丁目4番1号 玉信ビル204り室 電話501−21385、補II
三の対象 明細−;の「発明の詳細な説明」の欄 6、補正の内容
図である。 第2図(a)は圧縮成形における表層部の疋攬を示す説
明図、第2図(b)は押出成形における表層部の定義を
示す説明図である。 第3図は加熱収縮応力の測定法を示す説明図である。 第4図は圧縮成形における成形グイ内流動を示した説明
図で矢印は流速に相当する。 第5図はB法およびC法におけるグイ内流動を示した説
明図で矢印は流速に相当する。 第6図、第7図は本発明のUHMW−PEシートを成形
する押出成形装置の概略断面図である。 第8図は押出成形タイ内の成形ラーンの流路の模式図で
ある。 第9図(a)は本発明のUHMW−PEシートの3層構
造品模式図、第9図(b)は5層構造品の模式図である
。 ■・・・・圧縮成形ダイ 2・・・・UHMW−PE3
・・・・固相状態の部分 4・・・・溶融状態の部分5
・・・・押出機 6・・・・予備成形ラーン7・・・・
冷却固化ラーン 8・・・・温調ラーン9・・・・成形
ラーン 10・・・・冷却ラーン)】・・・・成形品
12・・・・引き取りロール13・・・・送りロール 14・・・・tlHMW−PEの配向シート15・・・
・固定具 16・・・・ローI・セル17・・・・ヒー
ター 出願人 旭化成工業株式会社 代理人 3 1) 善 〃1 第1図 (b) 第3図 6 第4図 (4−3) (4−5) r 統 補 止 1(: 1層相58年11月 7H 特1;1 庁長官 若 杉 和 夫 殿■、“ハ件の表
示 ’;8−、:’涙7’ / r):”昭和58年1
1月5日提出のqh許願 2、発明の名称 超高分子亀ポリエチレンの配向成形品 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1−1− E 2番6す(00
3)旭化成工業株式会社 代表取締役社長 宮 崎 岬 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、ii’1501−21385
、補正の対象 II A11l書の「発明の1.T細な説明」の憫6
補正の内容 (1)明細書第18頁3行目〜4イ1[]のr UHM
W−PE ・マイクロサンチック0(旭化成1業(株)
製粘度平均分子量300万)」をr U)IMW−PE
・マイクロサンチック■IJH−800(旭化成工業
(株)製粘度平均分子が一350万)」と訂11する。 (2)同書第19頁15行目の rUHMW−PE−マイクロサンテンク■」をrUHM
W−PE ・マイクロサンチック■Ul(−900J
と訂正する。 (3)同書第22頁2行目の r U)IMW−PE (マイクロサンテンク■)をr
UHMW−PE ・マイクロサンテ2り[相]’ I
JH−900J と訂正する。 「h′6 補 +1−ji 1層相59年I月 J〕11 !1〜6.1庁長官 若 杉 和 夫 殿l リを件の
表示 特願昭58−206916号 2、発明の名称 超高分子−Jliポリエチレンの配向成形品3、補正を
する者 ・ハ件との関係・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1 代表取締役社長 宮 崎 師 4、代 理 人 東京都千代田区有楽町1丁目4番1号 玉信ビル204り室 電話501−21385、補II
三の対象 明細−;の「発明の詳細な説明」の欄 6、補正の内容
Claims (1)
- (1)表層部の配向度が内核部の配向度より小さく、−
摩耗性、寸法安定性に優れた超高分子Iケポリエチレン
の配向成形品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58206916A JPS6099648A (ja) | 1983-11-05 | 1983-11-05 | 超高分子量ポリエチレンの配向成形品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58206916A JPS6099648A (ja) | 1983-11-05 | 1983-11-05 | 超高分子量ポリエチレンの配向成形品 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6099648A true JPS6099648A (ja) | 1985-06-03 |
Family
ID=16531198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58206916A Pending JPS6099648A (ja) | 1983-11-05 | 1983-11-05 | 超高分子量ポリエチレンの配向成形品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6099648A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02214645A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-27 | Nippon Steel Corp | 延伸高分子材の寸法安定法 |
WO2010101214A1 (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-10 | 国立大学法人 群馬大学 | 超高分子量ポリエチレン製フィルムの製造方法 |
-
1983
- 1983-11-05 JP JP58206916A patent/JPS6099648A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02214645A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-27 | Nippon Steel Corp | 延伸高分子材の寸法安定法 |
WO2010101214A1 (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-10 | 国立大学法人 群馬大学 | 超高分子量ポリエチレン製フィルムの製造方法 |
US9133315B2 (en) | 2009-03-06 | 2015-09-15 | National University Corporation Gunma University | Method for producing ultrahigh molecular weight polyethylene film |
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