JPS62280014A - 高分子材料圧延板の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、構造部材・機部部材等の用途において利用さ
れる高強度、高剛性の高分子材料圧延板の製造方法に関
する。

従来の技術 ポリプロピレン、ポリエチレン等の結晶性高分子材料の
押出し材は、通常引張強さが約３〜４ｋｇｆ／ｍｍ２．
ヤング率が約１００ｋｇｆ／ｍｍ２程度で、強度・剛性
が要求される構造部材への利用は必ずしも満足されない
。

一般に高分子材料は軽い、錆ない、電気・熱の不良導体
、酸・アルカリに強い、成形加工し易い等の長所がある
が、一方、引張強さ・弾性率（ヤング率）・硬さ・耐熱
性等が金属に比較して劣るという短所がある。特に強度
、弾性率が向上すれば、自動車をはじめとする各種車両
、航空機、産業機械、エレクトロニクス、情報、化学工
業等への利用が大幅に増大すると言われている。

タトえば、「塑性と加工ＪＶｏ１．２５、Ｎｏ、２７８
．１８８４年３月の２３３〜２３７頁所載の論文［ポリ
プロピレンシートの圧延における圧延温度の影響」に開
示されているように、一般に、結晶性高分子材料を融点
近傍で延伸加工すると、結晶質部分の鎖状分子が延ばさ
れて結晶が配向し、第３Ｎ（ａ）および第３図（ｂ）に
示すように、延伸方向の引張強さおよびヤング率が増加
することが知られている。

しかしながら延伸方向に直角な方向は、引張強さ、ヤン
グ率ともに殆んど変らず元のままである。

このような、一方向に延伸加工した高分子材料は、引張
強さ、ヤング率の何れも板面内で強い異方性を有するこ
とになり、プレス成形などの成形加工には不向きである
。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、これらの従来技術の欠点を解決することを目
的とするもので、引張強さ、ヤング率が高く、それらの
特性の板面内異方性が少なく、プレス成形に適した高分
子材料圧延板の新しい製造方法を提供しようとするもの
である。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は可塑状態にある高分子材料の押出し
機、前記高分子材料を幅方向に圧延する圧延機および長
手方向圧延機を連続的に配設してなる装置を用いて、加
熱、混練して押出した高分子材料を、幅方向に圧延機を
往復せしめる圧延を行ない、次いで長手方向に連続圧延
するようにした゛ことを特徴とする、引張強さ、ヤング
率が大きくかつこれら特性値の板面内の異方性の小さい
高分子材料圧延板の製造方法である。

さらに説明すると、押出し機により連続的に押出される
高温の矩形、あるいは円形断面等の素材をその後に配設
する第２図に示すような幅出し圧延機により幅方向に圧
延し、材料幅を１．５〜ｌＯ倍を　１．５〜ｌＯ程度与
えた後、その後に配設する通常の長手方向に圧延する圧
延機にて圧延し、所定の板厚を有する二方向延伸した圧
延板を製造する方法である。

本発明法は第１図に示すように各設備が配設され、その
特徴は熱間押出し機２、幅出し圧延機３及び長手方向圧
延機４を用いて、ベレット供給口ｌから高分子材料ベレ
ットを供給し、′これらベレットを加熱・混練する。押
出し機２により連続的に押出された矩形又は円形断面の
連続体の高分子材料を後続する幅出し圧延機３、及び長
手方向圧延機４により連続的に幅出し圧延延伸及び長手
方向圧延延伸を行うものである。

本発明法は■押出しから板材製品まで一貫して連続化さ
れているため生産性が極めて高いこと、さらに０幅出し
圧延機の圧下量調整のみで所定の板幅が容易に得られる
ことなどの利点がある。また■板厚は最終圧延の長手方
向圧延にて決定されるため、その精度は極めて高い。

■歩留りの観点からみても最終の長手方向圧延完了まで
材料は連続しているため切り捨てる部分が全くなく、高
歩留りで所定の圧延板が製造できる。　　　　　゛ ■連続した一貫製造法であるため工程が単純、かつ簡単
であり操作も容易である。

本発明法は上記■、■、■、■、■に示すような特徴・
利点を有し、生産性、品質、歩留りのいずれの観点から
みても優れており、その経済的メリットは極めて大きい
。

作用 以下に本発明法による高分子材料圧延板の製造方法を第
１図および第２図に従って詳述する。まず第１図に示す
ように、結晶性高分子材料、例えばポリプロピレン、ポ
リエチレン、ナイロン等のベレット（小粒）をペレット
供給口ｌから押出し機に投入し、押出し４！１２にて加
熱・混練した溶融材を矩形又は円形の型に挿入押出して
、矩形又は円形断面の固体状スラブ又はビレットの連続
体を作る。そのスラブ又はビレットは押出し機２に後続
する幅出し圧延機３に連続的に挿入される。

幅出し圧延機３は第２図に示すように、２つのロール５
．５′が同−垂直断面内に上下に配置され、所定の圧下
状態で回転駆動されながら幅方向に移動して、幅方向へ
の延伸圧延を行う。幅方向の圧延が１回（ｌパス）完了
すると、上下ロールは逆転すると共に反対方向に移動を
開始して次パス圧延を行う、このとき被圧延材は長手方
向に連続的に進行しているため、■パス目の圧延位置と
次パス目の圧延位置は当然のことながら異なり、長手方
向に連続的に順次幅出し圧延が進行することになる。

幅出し圧延の圧下量は製品幅及び幅方向必要延伸比を考
慮しながら設定される。

次に、幅出し圧延が完了した材料は幅出し圧延機３に後
続する長手方向圧延機４に連続的に挿入され、この圧延
機にて所定の板厚及び長手方向の延伸比が得られるよう
に圧延される。

圧延完了した連続体の圧延板は空気又は水などの冷却媒
体にて冷却され、捲取機にてコイル状に捲取られるか、
あるいは所定の長手方向寸法に剪断機にて切断され切板
製品となる。

なお、上記の一貫製造工程において被圧延材料の温度低
下防止、あるいは所定の温度で圧延が必要のある場合な
どのため、ロール加熱装置や工程内に保温あるいは加熱
手段、例えば温風、赤外線ヒーターなどの電気加熱、又
はその他の加熱・保温装置を使用してもよい。

高分子材料は、延伸強化特性を有する結晶性高分子材料
が主体となるが、これらに予め種々の添加剤、例えば安
定剤等が配合されたもの、あるいは繊維、フィラー等の
混入したものも使用可能である。

実施例 以下に実施例にもとづいて本発明法を説明する。

融点１８２℃のポリプロピレンと融点！３４℃のポリエ
チレンを素材として、押出し機にて厚さ２１１ＩＩ１１
、幅１００層謹０矩形断面材料を押出した０次いで、こ
れらをロール径１４０ｍｍφの幅出し圧延機にて第１表
に示すように、ポリプロピレン、ポリエチレンのそれぞ
れに対する温度及び圧延延伸比条件で幅出し圧延した。

さらにこれらを、ロール径１８５■φの長手方向圧延機
にて、同じく第１表に示す温度、圧延延伸比条件で長手
方向に圧延した。これらを空冷にて冷却した後、引張試
験片を採取して室温にて引張試験を行い、引張強さ、ヤ
ング率を測定した。

その結果を第４図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、素
材としてポリプロピレンを用いた場合は、引張強さ、ヤ
ング率とも増加し、Ｌ方向（長手方向）及びＣ方向（幅
方向）における両特性値の差がない、所望の圧延板が得
られた。

一方、素材としてポリエチレンを用いた場合は、引張強
さは最終圧延方向（長手方向あるいはＬ方向）の増加が
幅方向（Ｃ方向）のそれよりも大きく、引張強さの異方
性改善効果は素材としてポリプロピレンを用いた場合よ
り若干劣るが、ヤング率に関してはＬ方向、Ｃ方向とも
に増加し、異方性が小さい。

このように、素材の種類、分子構造によって、二方向圧
延延伸の効果は異るが、従来例の押出したままの圧延板
に較べて引張強さ、ヤング率が強化され、異方性の改善
効果もあって、構造部材への使用範囲が大幅に拡大され
た圧延板が得られた。

（以下余白） 第１表　圧延条件 発明の効果 本発明法は、引張強さおよびヤング率が大きく、しかも
それらの特性の板面内異方性の小さい高分子材料圧延板
の製造方法であって、生産性、品質、歩留りが優れ、し
かも簡単な一貫製造工程で、操作も容易な設備で構成さ
れ、経済的メリットは極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法の実施例の二軸圧延一貫工程の説明
図である。 第２図は、本発明法の実施例の幅出し圧延機の説明図で
ある。 第３図（ａ）および第３図（ｂ）は、従来公知の、−軸
圧延による延伸比と引張強さ、ヤング率の関係を示す図
である。 第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は、本発明法の実施例に
よる圧延板の引張強さおよびヤング率の大きさを示す図
である。 ｌ・・Φペレット供給口、２・・ｅ熱間押出し機、３・
９０幅出し圧延機、４・会φ長手方向圧延機、５．５′
・会・ロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可塑状態にある高分子材料の押出し機、前記高分子材料
   を幅方向に圧延する圧延機および長手方向圧延機を連続
   的に配設してなる装置を用いて、加熱、混練して押出し
   た高分子材料を、幅方向に圧延機を往復せしめる圧延を
   行ない、次いで長手方向に連続圧延するようにしたこと
   を特徴とする、引張強さ、ヤング率が大きくかつこれら
   特性値の板面内の異方性の小さい高分子材料圧延板の製
   造方法。