TW254883B - - Google Patents
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Description
^54383 A7 B7 五、發明説明(1 ) 發明範圍 本發明係關於超高分子量聚乙烯薄壁管,彼之製法以 及用於製造彼之裝置。更特定言之,本發明係關於以超高 分子量聚乙烯製得的薄壁管(如:收縮管(shrinkage pipe))導管,或薄膜,彼之製法以及用於製造彼之裝置 〇 特定言之,本發明係關於超高分子量聚乙烯收縮管, 及有效地製造此種超高分子量聚乙烯收縮管的方法及裝置 。與慣用之吹模壓出方法所製得的收縮管比較,本發明之 超高分子量聚乙烯收縮管的優點在於其管壁很薄,可用車 床或類似的設備進行整理,而且它的縱向收縮係數不高, 有較佳的覆蓋效果,可達成有效的覆蓋,同時,其持久性 也較佳,所以後者可適合用來作爲覆蓋各種滾輪、導管及 鋼管。 此外,本發明係關於用來製造超高分子量聚乙烯膜的 方法及裝置,因爲與慣用之吹模壓出法所製得的膜相比較 ,使用本發明之方法可以得到厚度均勻且兩個環緣(ear edge )都沒有疊痕(folded mark )的膜,所以本發明所 製得的膜可適用於對於尺寸大小的穩定性有所要求者。 此外,本發明係關於超高分子量聚乙烯薄壁管,其中 ,該薄壁管的外徑與厚度的比值大於1 0,其熱縮係數( c 〇 e f f i c i e n t 〇 f t h e r m a 1 s h r i n k a g e )不高’本發明亦有 關於製造具有所欲厚度之超高分子量聚乙烯薄壁管的方法 及可以適用於此方法的製造裝置。 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(2IOX297公釐) ----------餐------、訂------^ * η (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 —4 一 〔54S83 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 (、 ) 1 | 發 明 背 景 1 1 超 高 分 子 量聚 乙 烯 的 耐 磨 性 、 白 潤 滑 性 耐 化 學 性 … 1 1 … 等 性 質 佳 » 因爲 具 有 這 樣 的 特 性 » 所 以 可 用 於 多 種 應 用 1 I 請 1 1 上 〇 閱 1 I 讀 1 在 慣 用 的 方法 中 1 爲 了 要 蓋 住 滾 輪 導 管 、 鋼 管 或 其 脊- 1 I 類 似 物 的 外 圍 表面 > 以 其 提 供 耐 天 候 性 耐 化 學 性 持 久 之 注 意, 1 1 I 性 • · · … 等 性 質 ,所 以 使 用 收 縮 管 膜 或 其 類 似 物 覆 蓋 於 滾 事 項 再 1 1 輪 填 1 、 導 管 鋼 管或 其 類 似 物 的 外 圍 表 面 上 〇 在 這 樣 的 情 況 寫 本 裝 中 -- 般 的 方 法是 將 此 種 滾 輪 導 管 、 Afrn 鋼 管 或 其 類 似 物 插 頁 '—> 1 1 在 收 縮 管 或 膜 中, 然 後 使 此 收 縮 管 或 膜 收 縮 而 覆 蓋 在 滾 輪 1 1 導 管 - 鋼 管 或其 類 似 物 上 〇 在 這 樣 的 情 況 中 一 般 是 使 1 I 用 由 Zdtt!. 鐵 氟 龍 所 製得 的 收 縮 管 或 膜 0 但 是 鐵 氟 龍 的 耐 磨 性 訂 I 欠 佳 〇 舉 例 而 言之 鐵 氟 龍 的 砂 磨 損 耗 是 超 高 分 子 量 聚 乙 1 I 烯 的 五 倍 〇 1 1 因 此 提 出一 種 由 超 尚 分 子 量 聚 乙 嫌 製 得 的 收 縮 管 及 1 1 膜 及 由 超 高 分子 量 聚 乙 烯 來 製 造 收 縮 管 或 膜 的 方 法 所 線 1 用 的 方 法 如 Japan es e Pate n t L aid- Op en App 1 i ca t i on 1 1 No .62( 1987)- 122736 中所揭示的方法 1 | 但 是 > 根 據 J apan es e Patent Lai d- Open App 1 i ca t- I i on No • 62(1 987)-1 22736 中 所 提 出 的 方 法 9 在 收 縮 管 或 1 1 I 膜 的 製 造 期 間 ,必 須 在 內 部 含 有 空 氣 的 情 況 下 將 它 密 接 起 1 1 來 這 將 使 得 所製 得 的 膜 上 會 有 因 夾 送 輥 ( pi nc h ΓΟ 11 S 1 1 ) 而 造 成 的 疊 痕存 在 〇 因 此 » 所 得 之 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 收 1 1 縮 管 或 膜 的 兩 個環 緣 上 都 會 有 疊 痕 * 在 使 用 此 收 縮 管 或 膜 1 1 本紙張尺度遴用中國國家榡準(CNS ) A4規格(210X 2M公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 <54883 A7 _____B7_ 五、發明説明(3 ) 收縮來覆蓋在滾輪或其類似物上的同時,此疊痕仍然會存 在於收縮管或膜上。所以,此方法不適用於需要高精確度 的應用上。此外,因爲使用該方法所得的收縮管或膜的厚 度相當於或低於1毫米,所以不容易以車床機械來整理。 另一方面,因爲此種產物是經雙軸取向(biaxially oriented) , 所以 它在縱 向的收縮上有 很大的缺點。 另一個慣用的方法是,爲了要覆蓋於滾輪、導管、鋼 管或其類似物的外圍表面上,以其提供耐天候性、耐化學 性、持久性……等性質,所以將超高分子量聚乙烯薄壁管 加熱至1 0 0至1 3 0°C,藉著熱膨脹以延長其內徑,然 後將滾輪、導管、鋼管或其類似物插入直徑變大的超高分 子量聚乙烯薄壁管中,然後,將此薄壁管予以冷卻,使其 收縮而覆蓋於滾輪、導管、鋼管或其類似物上。 超高分子量聚乙烯薄壁管一般是藉著壓膜的方法或者 是以機械來製造超高分子量聚乙烯棒材的方法而製得。但 是’長度無限延伸的薄壁管無法藉著這些方法而得到,同 時’需要很高的花費,不容易以經濟的方式製得此種薄壁 /safe 管。
Sft’JappanesePatentPublicationApplicatio-n No· 2(1980 )-31270中曾提出製造超高分子量聚乙烯撓 曲管(flexible tube)的方法,該方法中,使用螺旋擠壓 機將超高分子量聚乙烯予以熔解,然後,使用L/D = 5 、隨著軸心的旋轉而轉動的軸心來擠壓模塑成管狀。 根據 Japanese Patent Publication Application 本紙張尺度適用中國國家標牟(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) 一 6 - ――I^I 、1T-^ - ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 54S83 _____ B7 五、發明説明(4 ) N 〇. 2 ( 1 9 9 0 ) - 3 1 2 7 0中所提出的方法,可得到直徑比較小 (不超過2 0毫米)、比較厚、外徑與厚度的比值相當於 或小於1 5的撓曲管。但是此方法包含了展延(draw fo- rra i ng )的過程,所以無法得到具有比所用軸心之外直徑爲 大的內徑之管子,而且,在加熱的時候,此管的直徑將會 變大。另一方面’使用此方法,因爲外直徑會有被定徑機 所限制,所以不容易得到光滑度極佳的內表面。因此,無 法有效地製得熱縮係數低、內表面的光滑度極佳的薄壁管 〇 發明概述 本發明的第一個目的是要提出一種超高分子量聚乙烯 薄壁管,此薄壁管與慣用的吹膜壓出方法所製得的超高分 子量聚乙烯成形物件比較,前者的厚度均勻,沒有叠痕, 在用於覆蓋滾輪、導管、鋼管或其類似物時,且可以高度 精確的尺寸覆蓋於其上。 本發明的第二個目的是要提出一種可以高效率的方式 製造超高分子量聚乙烯成形物件的方法。 本發明的第三個目的是要提出一種可適當地用於超高 分子量聚乙烯成形物件之產製方法的裝置。 本發明的第四個目的是要提出一種可適當地用於覆蓋 各種滾輪、導管及鋼管上的超高分子量聚乙烯收縮管,與 慣用之吹模壓出方法所製得的收縮管比較,本發明之超高 分子量聚乙烯收縮管的優點在於其管壁很薄,可用車床或 本紙浪尺度適用中國國家榇率(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) ----------^------IT------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 254S33 at _____B7 五、發明説明(5 ) 類似的設備進行整理,而且它的縱向收縮係數不高,有較 佳的覆蓋效果’可達成有效的覆蓋,同時,其持久性也較 佳。 本發明的第五個目的是要提出一種可以高效率的方式 製造超高分子量聚乙烯收縮管的方法。 本發明的第六個目的是要提出可適當地用於超高分子 量聚乙烯收縮管之製造方法的裝置。 本發明的第七個目的是要提出可適當地將超高分子量 聚乙烯膜製成可用於尺寸大小須有高精確度的應用上之方 法,與慣用的吹模壓出方法所製得的膜進行比較,本發明 所製得的膜之厚度均勻而且兩個環緣上都沒有疊痕,所以 可將此膜用在尺寸大小須有高精確度的應用上。 本發明的第八個目的是要提出可適當地用於超高分子 量聚乙烯膜之製造方法的裝置。 本發明的第九個目的是要提出一種超高分子量聚乙烯 薄壁管’此薄壁管的外徑與厚度之間的比值等於或大於 1 0 ’其熱縮係數不高,此管之內表面的平均糙度不高。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的第+個目的是要提出可以簡單的方式製得所 需厚度之超高分子量聚乙烯薄壁管的方法。 本發明的第十一個目的是要提出可適當地用以製造超 高分子量聚乙烯薄壁管的方法。 爲了要達成本發明的第一個目的,根據本發明,在此 提出一種由特性黏度〔;?]不低於5 . 0分升/克的超高 分子量聚乙烯所製得之超高分子量聚乙烯管狀物件,此管 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(2IOX297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -54S83 at ________Β7 五、發明説明(6 ) 狀物件的厚度均勻且沒有疊痕β 爲了要達成本發明的第二個目的,根據本發明,在此 提出一種製造超高分子量聚乙烯管狀物件的方法,其步驟 包括: 將特性黏度〔C〕不低於5 . 0分升/克的超高分子 量聚乙嫌置於螺旋擠壓機(screw extruder)中,在螺旋 擠壓機將超高分子量聚乙烯予以熔解並進行捏和; 以連續的方式將此超高分子量聚乙烯熔融物自鑄模( die)( L/D比不低於1 〇,其內模連接在擠壓機的螺桿 上’並與螺桿一起轉動)中壓出,並作成約略成圓筒形的 物件;及 藉著連接於內模上的錐形核(此核包含了錐形部分及 連接在錐形部分上的圓筒部分)來擴充略呈圓筒型之壓出 物件的直徑,然後,對超高分子量聚乙烯冷卻,使它在錐 形核上固化。 爲了要達成本發明的第三個目的,根據本發明,在此 提出一種可適用於超高分子量聚乙烯薄壁管之產製方法的 裝置,包括: 一個擠壓機,包含了:有槽圓筒及插在有槽圓筒中的 螺桿,其壓縮比由1至2.5: L/D比不小於1 〇的鑄模,包含了:連接在螺旋擠 壓機的螺桿末端並隨著軸心一起旋轉的內模及連接在有槽 圓筒上的外模;及 錐形核,包括:連接在內模末端並隨著內模一起旋轉 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210Χ 297公釐) ---------^------,訂------^ . k. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C54S83 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 (” J 1 1 的 螺 桿 9 不 隨 著 軸 心 一 起 旋 轉 接 近 卸 料 P 的 ~· 端 有 較 大 1 1 直 徑 ( 使 其 最 大 外 徑 至 少 要 比 內 模 的 外 徑 要 來 得 大 ) 的 錐 1 1 形 部 分 > 及 » 緊 連 著 錐 形 部 分 的 圓 筒 部 分 〇 1 I 請 1 I 爲 了 要 達 成 本 發 明 的 第 四 個 的 » 根 據 本 發 明 , 在 此 先 閱 1 | 讀 1 | 提 出 _. 種 特 性 黏 度 C V ) 不 低 於 5 • 0 分 升 / 克 的 超 高 分 背 | 子 量 聚 乙 烯 所 製 得 之 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 收 縮 管 y 此 收 縮 管 注 素' 1 1 的 內 徑 ( D 1 ) 不 小 於 1 0 毫 米 厚 度 ( t 1 ) 不 小 於 項 再 1 填 1 0 2 毫 米 y 外 徑 與 厚 度 之 間 的 比 值 ( D 1 / t 1 ) 不 低 寫 本 裝 I 於 1 0 ) 此 收 縮 管 於 1 4 0 °c 時 在 直 徑 方 向 的 收 縮 係 數 在 頁 '·_ 1 1 2 0 % 以 上 0 1 1 爲 了 要 達 成 本 發 明 的 第 五 個 困 的 根 據 本 發 明 在 此 1 1 提 出 一 種 製 造 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 收 縮 管 的 方 法 其 步 驟 包 訂 | 括 1 I 將 特 性 黏 度 C V ) 不 低 於 5 0 分 升 / 克 的 超 高 分 子 1 1 | 量 聚 乙 烯 置 於 螺 旋 擠 壓 機 中 在 螺 旋 擠 壓 機 將 超 高 分 子 量 1 1 聚 乙 烯 予 以 熔 解 並 進 行 捏 和 線 1 以 連 迪 m 的 方 式 將 超 髙 分 子 量 聚 乙 烯 熔 融 物 白 鑄 模 ( L 1 1 / D 比 不 低 於 1 0 其 中 內 模 連 接 在 擠 壓 機 的 螺 桿 上 9 1 I 並 與 螺 桿 一 起 轉 ffit. 動 j 此 內 模 置 於 外 模 的 內 部 ) 中 壓 出 ♦ 將 1 I 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 作 成 約 略 成 圓 筒 形 的 壓 出 物 件 參 及 1 1 I 藉 著 連 接 於 內 模 上 的 錐 形 核 來 擴 充 略 呈 圓 筒 型 之 壓 出 1 1 物 件 的 直 徑 1 使 得 直 徑 最 大 的 部 分 之 外 徑 是 內 模 之 外 徑 的 1 1 1 • 2 至 3 • 0 倍 > 以 不 髙 於 螺 旋 擠 壓 機 之 五 倍 的 速 率 拉 1 1 緊 此 壓 出 物 件 > 然 後 * 將 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 予 以 冷 卻 ♦ 使 1 1 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) -10 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 254883 A7 ___—_B7 五、發明説明(8 ) 它固化於錐形核上的錐形部分上。 爲了要達成本發明的第六個目的,根據本發明,在此 提出一種製造超高分子量聚乙烯收縮管的裝置,包括: 一個擠壓機,包含了:有槽圓筒及插在有槽圓筒的螺 桿’其壓縮比由1至2.5; L/D比不小於1 〇的鑄模,包含了:連接在擠壓機 的螺桿末端並與隨著軸心一起旋轉的內模及連接在有槽圓 筒上的外模;及 錐形核,包括:連接在內模末端並隨著內模一起旋轉 的螺桿,不隨著軸心一起旋轉、接近卸料口的一端有較大 直徑(使其最大外徑是內模之外徑的1.2至3.0倍以 上)的錐形部分。 爲了要達成本發明的第七個目的,根據本發明,在此 提出一種製造超高分子量聚乙烯膜的方法,其步驟包括: 將特性黏度〔D〕不低於5 . 0分升/克的超高分子 量聚乙烯置於螺旋擠壓機中,在螺旋擠壓機將超高分子量 聚乙烯予以熔解並進行捏和; 以連續的方式將超高分子量聚乙烯熔融物自鑄模(L /D比不低於1 〇 ’其中’內模連接在擠壓機的螺桿上, 並與螺桿一起轉動,此內模置於外模的內部)中壓出,將 超高分子量聚乙烯作成約略成圓筒形的壓出物件;及 藉著連接於內模上的錐形核來擴充略呈圓筒型之壓出 物件的直徑’使得直徑最大的部分之外徑是內模之外徑的 1 . 2至3 . 0倍,以螺旋擠壓機將超髙分子量聚乙烯予 本紙張尺度適用t國國家梂準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) ---------装------tx------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(9 ) 以壓出之壓出速率之三倍或三倍以上的引出速率引出此壓 出物件。 爲了要達成本發明的第八個目的,根據本發明,在此 提出一種製造超高分子量聚乙烯膜的裝置,包括: 一個擠壓機,包含了:在槽圓筒及插在有槽圓筒中的 螺桿,其壓縮比由1至2.5; L/D比不小於1 0的鑄模,包含了:連接在螺旋擠 壓機的螺桿末端並與隨著軸心一起旋轉的內模及連接在有 槽圓筒上的外模;及 錐形核,包括:連接在內模末端並隨著一起旋轉的螺 桿,不隨著軸心一起旋轉、接近卸料口的一端有較大的直 徑(卸料口方向的直徑以5至50°的角度增加,使其最 大外直徑是內模之外徑的3 · 0倍以上)的錐形部分;及 引出裝置,包括:滾輪,其寬度爲錐形核所形成的超 高分子量聚乙烯膜之折疊寬度之5 0至8 0 %。 爲了要達成本發明的第九個目的,根據本發明,在此 提出一種由特性黏度〔77〕不低於5 . 0分升/克的超高 分子量聚乙烯所製得之超高分子量聚乙烯薄壁管,此薄壁 管的外徑(D2)不小於1 0毫米,厚度(t 2)不小於 0 · 5毫米,外徑與厚度之間的比值(Dl/t 1)不低 於1 0 ’此收縮管於1 0 0°C時在直徑方向的收縮係數在 %以下。 爲了要達成本發明的第十個目的,根據本發明,在此 提出一種製造超高分子量聚乙烯薄壁管的方法,其步驟包 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2!0x 2<?7公釐) ^— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 線· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 254S83 at _____B7_ 五、發明説明(10 ) 括: 將特性黏度〔/?〕不低於5 . 0分升/克的超高分子 量聚乙烯置於螺旋擠壓機中,在螺旋擠壓機將超高分子量 聚乙烯予以熔解並進行捏和; 以連續的方式將超高分子量聚乙烯熔融物自鑄模(L /D比不低於1 0,其中,內模連接在擠壓機的螺桿上, 並與螺桿一起轉動,此內模置於外模的內部)中壓出,將 超高分子量聚乙烯作成約略成圓柱形的壓出物件;及 藉著連接於內模上的錐形核(包括一個錐形部分及連 接在這個錐形部分上的一個圓筒部分)來擴充略呈圓筒型 之壓出物件的直徑,使得直徑最大的部分之外徑是內模之 外徑的1.2至3.0倍,以螺旋擠壓機將超高分子量聚 乙烯予以壓出之高至三倍的引出速率或比超高分子量聚乙 烯之壓出速率要來得慢的速率引出此壓出物件,然後,將 超高分子量聚乙烯予以冷卻,使它固化於錐形核的圓筒部 分上。 爲了要達成本發明的第十一個目的,根據本發明,在 此提出一種製造超高分子量聚乙烯薄壁管的裝置,包括: 一個擠壓機,包含了:有槽圓筒及插在有槽圓筒中的 螺桿,其壓縮比由1至2 . 5 ; L/D比不小於1 〇的鑄模,包含了:連接在螺旋壓 出機的螺桿末端並與隨著軸心一起旋轉的內模及連接在有 槽圓筒上的外模:及 錐形核,包括:連接在內模末端並隨著內模一起旋轉 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) ΛΜ見格(2丨0Χ 297公釐) ----------^------ir------.^ * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 254S83 αβίί 五、發明説明(11 ) 的螺桿,不隨著軸心一起旋轉、接近卸料口的一端有較大 直徑(卸料口方向的直徑以5至5 0°的角度增加,使其 最大外直徑是內模之外徑的1·2至3·〇倍)的錐形部 分;以及,連在錐形核之錐形部分上的圓筒部分,且錐形 部分與圓筒部分之間有熱絕緣材料存在。 附圖之詳述 本專利申請說明書所附的圖,用來說明本發明之實施 例,參照本說明書中的描述,可用來解釋本發明之原理。 圖1是一超高分子量聚乙烯收縮管的截面圖示,此收 縮管是本發明之超高分子量聚乙烯薄壁管的一個實施例; 圖2是說明超高分子量聚乙烯薄壁管之製造方法之基 本步驟的說明圖; 圖3是製造超高分子量聚乙烯收縮管所用的設備之基 本組件的截面圖; 圖4是製造本發明之超高分子量聚乙烯收縮管所用的 設備中的錐形核之圖示; 圖5是製造本發明之超高分子量聚乙烯膜的所用的方 法中的基本步驟之圖示: 圖6是製造本發明之超高分子量聚乙烯膜所用的設備 之截面積的圖示; 圖7是製造本發明之超高分子量聚乙烯膜的所用的設 備中之錐形核的圖示; 圖8是本發明之超高分子量聚乙烯薄壁管的截面圖示 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) ---------^------、訂------0 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 14 - 54S83 A7 B7 五、發明説明(l2 ) » 圖9是製造超高分子量聚乙烯薄壁管所用的設備之基 本組件的截面圖;及 圖10是製造本發明之超高分子量聚乙烯薄壁管所用 的設備中的錐形核之圖示。 發明詳述 本發明之較佳的實施例將詳述於 作爲本發明之超高分子量聚乙烯 聚乙烯原料中主要是由乙烯所組成, :乙烯均聚物或由乙烯(主要組份) 體所形成的共聚物。可與乙烯共聚的 子在3個以上的α —鏈烯烴》 此種碳原子數不少 烯、1 一丁烯 '異丁烯、1 一戊烯 、3 —甲基一 1— 丁烯、1—己烯 、4 一甲基—1 一戊嫌' 1—庚燦 下文中。 薄壁管的超高 同時也可以含 及可與乙烯共 單體可爲,如 分子量 有,如 聚的單 :碳原 於3的α -鏈烯烴可以是,如:丙 2 —甲基一1 3 —甲基一1 —丁烯 一戊嫌 ----------參------、玎------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榉準局員工消費合作社印裝 1 —辛烯、1 _癸烯 1_十一烯、1—十四烯、1—十六烯、1_十八烯或 1 —二十嫌。 此種超高分子量聚 5 . 0分升/克,其特 克之間,如此,在鋳模 (將於下文詳述)或者 扭曲’而使得壁厚不相 乙烯的特性黏度〔7?〕不應低於在 性黏度最好是介於8至3 0分升/ 之時,才不會因爲與內模一起運動 因爲內模的扭曲因而造成熔融物的 同,超高分子量聚乙烯的特性黏度 本紙张尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公着) 15 H4S83 A7 ___B7 五、發明説明(l3 ) 在此範圍內時,吾人才能夠得到厚度均勻的薄壁管。 必要時,可以將多種安定劑混入超高分子量聚乙嫌中 。此安定劑可以是,如:熱安定劑(如:肆〔亞甲基(3 ,5 —二一第三丁基一 4 —經基)氫化肉桂酸〕甲院、二 硬脂醯基硫代丙烯酸酯......等),耐天候物(如:雙(2 ,2,,6 ,6’一四甲基—4 —哌啶)癸二酸酯' 2-( 2 —經基第三丁基—5 —甲苯基)_ 5 -氯苯並三哩...... 等)......等。此外,可以加入作爲著色劑的無機或有機色 料。 本發明之超高分子量聚乙烯薄壁管的厚度均勻且沒有 叠痕存在。 此超高分子量聚乙燦薄壁管的實例很多,如:超高分 子量聚乙烯收縮管、超高分子量聚乙烯膜、超高分子量聚 乙.烯薄壁管……等。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 製造此種超高分子量聚乙烯薄壁管的方法及裝置之架 構’通常是使用特性黏度〔77〕不低於5 . 0分升/克的 超高分子量聚乙烯,將超高分子量聚乙烯予以熔解並進行 捏和;然後’以連續的方式將超高分子量聚乙烯熔融物自 鑄模(L/D比不低於1 〇 ’其中,內模連接在擠壓機的 螺桿上,並與螺桿一起轉動)中壓出,將超高分子量聚乙 烯作成約略成圓筒形的壓出物件。藉著連接於內模上的錐 形核(包括錐形部分及連接在錐形部分上的圓筒部分)來 擴充略呈圓筒型之壓出物件的直徑,由引出裝置引出,使 超高分子量聚乙烯冷卻下來,固化在錐形核上,然後使用 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS > Λ4規格(2丨0X 297公釐) 16 54S83 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(u) 冷卻裝置充分予以冷卻,得到所欲的薄壁管 在下文中,本發明先針對超高分子量聚 超高分子量聚乙烯薄壁管作描述。 本發明之超高分子量聚乙烯收縮管的外 小於1 0毫米,如圖1所示。外徑(D 1 ) 核的軸心太窄,不容易接在內模上,反之, )很大時,裝置的花費可能會很高,不符合 因此,外徑的最佳範圍介於5至1 5 0毫米 面,厚度(tl)不應小於0 · 2毫米,特 分子量聚乙烯收縮管被用於覆蓋滾輪之時, 分子量聚乙烯收縮管可在接續的步驟中藉著 面的機械加工,所以此超高分子量聚乙烯( 介於0.5至3毫米之間。此外,就經濟的 厚度之間的比值(D 1 / t 1 )不低於1 〇 1 5和1 5 0之間。 於1 4 0°C時,本發明之超高分子量聚 直徑方向的收縮係數是2 0%,在將此收縮 用時,它在1 4 0°C於直徑方向上的收縮係 4 0至1 5 0%之間,以確保此收縮管能夠 強度。 此種超高分子量聚乙烯收縮管的製造方 的步驟· 使用特性黏度〔〇〕不低於5 . 0分升 子量聚乙烯,將超高分子量聚乙烯予以熔解 乙烯收縮管及 徑(D 不大時 當外徑 經濟的 之間。 別是當 爲了要 車床來 t 1 ) 觀點, ,最好 1 )不 ,錐形 (D 1 觀點。 另一方 此超高 使超高 進行表 最好是 外徑與 是介於 乙烯收縮管在 管作爲覆蓋之 數最好是介於 有較高的覆蓋 法包括了以下 /克的超高分 並進行捏和, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標隼(CNS > A4規格(210X297公釐) 17 C54383 A7 __B7_ 五、發明説明(15 ) 然後,以連續的方式將超高分子量聚乙烯熔融物自鑄模( L/D比不低於1 0 ,其中,內模連接在擠壓機的螺桿上 ,並與螺桿一起轉動)中壓出,將超高分子量聚乙烯作成 約略成圓筒形的壓出物件,然後,取出此略呈圓筒形的壓 出物件,引出的速率等於或小於超高分子量聚乙烯壓出速 率的五倍,藉著連接於內模上的錐形核(包括錐形部分及 連接在錐形部分上的圓筒部分)來擴充略呈圓筒型之壓出 物件的直徑,使得]:徑最大的部分之外徑是內模之外徑的 1 . 2至3 . 0倍,然後,將超高分子量聚乙烯予以冷卻 ,使它固化於錐形核的圓筒部分上。 本發明之超高分子量聚乙烯收縮管的製造方法及產製 裝置的實施例詳述於下文中,其裝置示於圖2至4。 圖2所示之用於超高分子量聚乙烯收縮管的產製裝置 包括:作爲基本組件的螺旋擠壓機1、架在螺旋擠壓機1 上的鑄模2及連接於鑄模2上的錐形核3。 示於圖3中的螺旋擠壓機1包括:有槽圓筒4、插在 有槽圓筒4中的螺桿5及用以提供超高分子量聚乙烯原料 的進料口 6。 選擇具有適當之內徑的有槽圓筒4,使得吾人能得到 具有所欲之外徑的收縮管。同時,有槽圓筒4的槽延著卸 料方向作線形延伸,將8至1 2個槽以等距離的方式蜿延 裝置,使其長度(L/D)的範圍介於3至1 0 ’最好是 5至8之間。槽的形狀最好是角形或半圓形的’如此可以 加強超高分子量聚乙烯在擠壓機中的驅動力。此外’螺桿 &張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x 297公釐) ---------批衣------iT------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -18 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 ( 16 ) 1 I 5 的 壓 縮 比 例 應 在 1 和 2 之 間 > 最 好 是 在 1 - 3 至 2 • 0 I 1 I 之 間 〇 螺 桿 5 的 有 效 長 度 ( L / D ) 通 常 介 於 2 0 和 2 8 1 1 之 間 0 螺 桿 5 的 壓 縮 量 約 爲 有 效 長 度 ( L / D ) 的 2 5 至 1 I 請 1 I 8 0 % 〇 螺 紋 距 通 常 介 於 0 • 4 至 0 . 8 之 間 0 螺 桿 5 的 先 閔 1 | 讀 1 轉 動 速 率 通 常 約 爲 1 0 至 3 0 r P m 〇 此 外 進 料 P 6 最 背 I 好 是 二 階 段 進 料 □ > 如 此 在 原 料 是 粉 末 時 可 以 避 免 因 爲 圓 之 意 1 I 筒 4 中 的 空 氣 逆 流 所 造 成 的 原 料 消 耗 〇 事 項 再 ! 1 填 1 加 熱 柵 7 配 置 於 螺 旋 擠 壓 機 1 的 外 壁 上 以 便 將 餵 入 % 本 裝 螺 旋 擠 壓 機 1 中 的 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 予 以 熔 解 > 配 備 有 水 頁 1 1 冷 系 統 8 用 來 =田 m 整 加 熱 柵 7 的 加 熱 溫 度 〇 螺 旋 擠 壓 機 1 1 1 的 加 熱 溫 度 通 常 調 整 在 高 於 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 之 熔 點 、 但 1 1 低 於 3 4 0 °C 的 範 圍 內 最 好 是 調 整 在 1 6 0 至 3 3 0 °c 訂 I 之 間 0 1 1 1 架 在 螺 旋 擠 壓 機 1 上 的 鏡 模 2 是 由 內 模 9 和 外 模 1 0 1 1 I ( 內 模 9 插 入 外 模 1 0 中 ) 所 構 成 〇 內 模 9 接 在 螺 旋 擠 壓 1 1 機 1 之 螺 桿 5 的 末 端 1 1 上 並 與 螺 桿 5 一 起 轉 動 〇 另 一 線 1 方 面 外 模 1 0 位 於 螺 旋 擠 壓 機 1 之 加 熱 柵 7 的 末 端 1 2 1 1 處 〇 鑄 模 1 2 的 L / D 比 值 在 1 0 以 上 最 好 是 介 於 2 0 1 I 至 5 0 之 間 〇 此 外 ♦ 內 模 9 因 爲 隨 著 螺 桿 5 轉 動 所 以 最 I 好 能 夠 降 低 內 模 的 外 徑 > 使 其 能 與 錐 形 部 分 相 連 接 1 而 另 1 I —. 端 則 具 有 固 定 的 外 徑 > 其 大 小 與 此 內 模 的 中 段 部 分 相 同 1 1 1 此 模 的 表 面 以 氟 化 碳 樹 脂 塗 覆 以 確 保 此 模 及 超 高 分 子 1 1 量 聚 乙 烯 膜 都 能 夠 具 有 高 度 的 平 滑 表 面 P 加 熱 柵 1 3 配 置 1 1 於 鑄 模 2 的 外 壁 上 > 以 彐田 m 整 在 鎮 模 2 中 移 動 的 超 高 分 子 量 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X2W公釐) -19 - 〔54883 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、 發明説明 (17 ) 1 聚 乙 烯 熔 融 物 的 溫 度 〇 鑄 模 2 的 加 熱 溫 度 —- 般 S田 整 在 1 1 1 6 0 至 2 5 0 °c 之 間 0 1 1 在 產 製 裝 置 中 > 如 放 大 圖 4 所 示 的 錐 形 核 3 接 在 內 模 y—S 1 1 9 上 〇 錐 形 核 3 包 括 接 在 內 模 9 末 端 1 5 的 軸 心 1 6 、 請 先 閱 1 | 非 緊 密 地 安 裝 於 軸 心 1 6 上 的 錐 形 核 1 7 P 接 在 內 模 9 末 讀 背 面 1 I 端 1 5 的 軸 心 1 6 與 接 在 螺 旋 5 的 內 模 9 一 起 轉 動 〇 軸 心 之 注 意· 1 1 I 1 6 的 外 徑 通 常 約 爲 1 0 至 5 0 公 分 0 事 項 1 | 再 I 另 一 方 面 > 此 錐 形 核 1 7 是 藉 著 軸 承 1 4 而 非 緊 密 地 填 寫 本 1 裝 安 裝 於 軸 心 1 6 上 > 位 於 軸 心 1 6 上 使 得 它 不 會 隨 著 軸 心 頁 1 1 1 6 而 轉 動 〇 此 錐 形 核 1 7 的 錐 形 部 分 1 8 相 對 於 軸 心 1 1 1 6 之 軸 向 的 傾 斜 角 度 通 常 於 5 和 5 0 〇 之 間 > 最 好 是 介 1 I 於 1 0 至 3 0 0 之 間 如 此 可 以 減 少 直 徑 擴 張 時 的 磨 擦 力 訂 I 以 便 輕 易 地 成 形 〇 錐 型 組 件 1 7 另 外 還 有 一 個 圓 筒 部 分 1 1 | 1 9 9 此 圓 筒 部 分 接 在 錐 形 部 分 1 8 上 〇 1 1 最 好 在 錐 形 核 1 7 的 錐 形 部 分 1 8 和 圓 筒 部 分 1 9 的 1 1 表 面 上 塗 上 氟 化 碳 樹 脂 ( 如 鐵 弗 龍 ) 以 便 減 少 超 高 分 線 1 子 量 聚 乙 烯 模 塑 物 件 的 磨 擦 係 數 使 得 模 塑 程 序 得 以 順 利 1 | 進 行 〇 1 I 錐 形 核 中 之 錐 形 部 分 1 8 與 圓 筒 部 分 1 9 在 軸 向 上 的 1 | 長 度 比 通 常 是 設 定 在 0 • 2 至 1 之 譜 > 最 好 是 約 0 • 3 至 1 1 0 - 7 〇 圓 筒 部 分 1 9 的 外 徑 應 該 設 定 爲 內 模 9 之 直 徑 的 1 1 1 • 2 至 3 * 0 倍 ♦ 最 好 是 設 定 爲 內 模 9 之 直 徑 的 1 • 7 1 1 至 2 5 倍 之 間 〇 1 1 本 發 明 之 方 法 是 在 上 面 所 描 述 的 裝 置 中 進 行 , 如 ; 先 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨OX 297公釐) -20 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _ _B7____ 五、發明説明(is) 將特性黏度〔π〕不低於5 . 0分升/克的超髙分子量聚 乙烯引入,在螺旋擠壓機1中將超髙分子量聚乙烯予以熔 解並進行捏和;然後,以連續的方式將超高分子量聚乙烯 熔融物自鑄模2中壓出,將超高分子量聚乙烯作成約略成 圓筒形的壓出物件;繼而藉著連接於內模上的錐形核3來 擴充略呈圓筒型之壓出物件的直徑,使得直徑最大的部分 之外徑是模2之外徑的1 _ 2至3 . 0倍,最好是內模9 直徑的1·7至2.5倍,因此而得到具有適當厚度的良 好收縮管。此直徑經過擴充的收縮管在冷卻槽2 0中冷卻 ,然後以引出裝置21引出。設定引出裝置21的引出速 率,使此速率相當於或小於超高分子量聚乙烯在螺旋擠壓 機1中之壓出速率的5倍,最好是不超過螺旋擠壓機1中 之壓出速率的3倍。 此引出裝置2 1可以是,如:滾筒型、履帶型或帶狀 型。 另一方面,在本發明中,經由調整使得超高分子量聚 乙烯因冷卻而固化在錐形核3的錐形部分1 8上,最好是 在直徑比錐形部分18的中段位置要來得小的位置上固化 ,如此,可得到收縮係數高的超高分子量聚乙烯收縮管。 調整螺旋擠壓機1的壓出速率、錐形核3的位置及冷卻空 氣或其類似物之吹氣環的位置,可以使吾人達到調整超高 分子量聚乙烯冷卻固化之開始時機的目的。 根據本發明所形成並由引出裝置2 1引出的超高分子 量聚乙烯收縮管可藉著切割機械作適當的切割。此切割機 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) ~ -21 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 254S83 A7 ___B7 五、發明説明(l9 ) 械可以是自動切割機,如:圓形剪裁式或使用刀刃的機動 剪機》 前文中已針對製造內部輪廓爲圓形的超高分子量聚乙 烯收縮管之方法及裝置進行描述,但是,超高分子量聚乙 烯收縮管並未限定於內部輪廓爲圓形者,可以藉著選擇具 有適當之外廓的錐形核,來製造形狀符合需求的收縮管。 舉例言之,若錐形核的外廓是角形或橢圓形的,那麼吾人 就可以得到內廓相對應爲角形或橢圓形的超高分子量聚乙 烯收縮管。 藉著將管狀物插入超高分子量聚乙烯收縮管內,繼而 加熱而使收縮管收縮的方式,可將本發明之超高分子量聚 乙烯收縮管用以覆蓋在管狀物的外圍上。舉例言之,將管 狀物(如:滾輪或鋼管)插入超高分子量聚乙烯收縮管中 ,然後將超高分子量聚乙烯收縮管加熱至1 0 0至1 6 0 °C,使收縮管收縮而覆蓋在管狀物上。覆蓋時所用的加熱 程序可以藉著將此超高分子量聚乙烯收縮管置於加熱的流 體(如:空氣或液體)中而達成,也可以藉著將熱空氣吹 在超高分子量聚乙烯收縮管上或以火烤的方式來達成。 使用超高分子量聚乙烯收縮管進行覆蓋之時,管狀物 '(如:滾輪或鋼管)的外表面最好是一個粗糙表面,如此 才能夠增加收縮管與管狀物之接觸面的防滑性》 此外,在管狀物(如:滾輪或鋼管)以收縮管蓋覆之 前,可以在管狀物的外表面上加上一些黏合樹脂,如此可 以明顯地增加介面的黏合強度。這樣的方法可事先藉著熱 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) ~ -22 - — I I 裝 訂 II 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 C54S83 A7 B7 五、發明説明(2〇 ) 熔的方式將黏合樹脂的粉末或膜施用於管狀物的外表面上 。所用的黏合樹脂可以是,如:addmer NE0 6 0 (Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.,註冊商標名)或其類 似物或此物之經過修飾的產品。 本發明之超高分子量聚乙烯膜的製造方法及產製裝置 的實施例詳述於下文中,其裝置示於圖5至7。 圖5所示之用於超高分子量聚乙烯收縮管的產製裝置 包括:作爲基本組件的螺旋擠壓機3 1、架在螺旋擠壓機 3 1上的鑄模3 2、連接於鑄模3 2上的錐形核3 3及引 出裝置3 4 » 示於圖6中的螺旋擠壓機3 1包括:有槽圓筒3 5、 插在有槽圓筒3 5中的螺桿3 6及用以提供超高分子量聚 乙烯原料的進料口 3 7。 選擇具有適當之內徑的有槽圓筒3 5,使得吾人能得 到具有所欲之外徑的收縮管。此外,螺桿3 6的壓縮比例 應在1和2.5之間,最好是在1.3至2.0之間。螺 桿3 6有效長度(L/D)通常介於2 0和2 8之間。螺 桿3 6的壓縮量約爲有效長度(L/D )的2 5至8 0% 。螺紋距通常介於0.4至0·8之間。螺桿36的轉動 速率通常約爲1 〇至5 0 r pm。此外,進料口 3 7最好 是二階段進料口,如此,在原料是粉末時可以避免因爲圓 筒3 5中的空氣逆流所造成的原料消耗。 加熱柵3 8配置於螺旋擠壓機3 1的外壁上,以便將 餵入螺旋擠壓機3 1中的超高分子量聚乙烯予以熔解,加 本紙張尺度制中®®家料(CNS ) A4規格(21GX 297公竣)' 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本百) -23 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 Γ54883 A7 _______B7 _ 五、發明説明(21 ) 熱柵3 8配備有水冷系統3 9,用來調整加熱柵3 8的加 熱溫度。螺旋擠壓機3 1的加熱溫度通常調整在高於超高 分子量聚乙烯之熔點、但低於3 4 0 °C的範圍內,最好是 調整在16 0至3 3 0 °C之間。 架在螺旋擠壓機3 1上的鑄模3 2是由內模4 0和外 模41(內模40插入外模41中)所構成。內模40接 在螺旋擠壓機3 1之螺桿3 6的末端4 2上,並與螺桿 3 6 —起轉動。另一方面,外模4 1位於螺旋擠壓機3 1 之加熱栅3 8的末端4 2處。鑄模3 2的L/D比值在 1 0以上,最好是介於20至50之間。此外,內模40 因爲隨著螺桿3 6轉動,所以最好能夠降低此內模的外徑 ,使其能與錐形部分相連接,而另一端則具有固定的外徑 ,其大小與此內模的中段部分相同,此模的表面以氟化碳 樹脂塗覆,以確保此模及超高分子量聚乙烯的都能夠具有 高度的平滑表面。電子加熱柵4 4配置於鑄模3 2的外壁 上,以調整在鑄模3 2中移動的超高分子量聚乙烯熔融物 的溫度。鑄模3 2的加熱溫度一般調整在1 6 0至2 5 0 °C之間。 在產製裝置中,如放大圖7所示的錐形核3 3接在鑄 模3 2的內模4 0上》錐形核3 3非緊密地安裝於接在內 模4 0末端4 6上的軸心4 7上。接在內模4 0末端4 6 的軸心4 7與接在螺桿3 6的內模4 0 —起轉動。軸心 4 7的外徑通常小於內模4 0的外徑,軸心4 7的長度一 般是10至50公分。 本纸張尺度適用中國國家標孳(CNS ) Λ4規格(2ΙΟΧ297公釐) ---------^------ΐτ------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 24 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 C54SB3 A7 _____B7_ 五、發明説明(22 ) 另一方面’此錐形核3 3是藉著軸承4 9而非緊密地 安裝於軸心4 7上,位於軸心4 7上使得它不會隨著軸心 4 7而轉動。 此錐形核3 3的錐形部分4 5相對於軸心4 7之軸向 的傾斜角度通常於5和5 0°之間,最好是介於i 〇至 3 0°之間,如此可減少直徑擴張時的磨擦力,以便能輕 易成形。錐型組件3 3另外還有一個圓筒部分5 〇,此圓 筒部分接在錐形部分4 5上。 最好在錐形核3 3的錐形部分4 5和圓筒部分5 0的 表面上塗上氟化碳樹脂(如:鐵弗龍),以便減少超高分 子量聚乙烯模塑物件的磨擦係數,使得模塑程序得以順利 進行。 錐形核中之錐形部分4 5與圓筒部分5 0在軸向上的 長度比通常是設定在0.2至2之間,最好是約0.5至 1 . 0。圓筒部分4 5的外徑應該設定爲內模4 0之直徑 的3.0倍以上,以高至4倍以上爲佳,最好是設定爲內 模4 0之直徑的5至7倍之間。 此產製裝置包括如圖5所示的引出裝置3 4 »此引出 裝置3 4包括2至4對(最好是4對)滾輪5 1 ,這些滾 輪成對地位於超高分子量聚乙烯膜的引出方向上。此滾輪 5 1的寬度,以錐形核3 3製得的超高分子量聚乙烯膜之 折疊寬度的5 0至8 0%爲佳,最好是該寬度的7 〇至 8 0 %,如此,可得到足夠的引出力,所得的膜均句 '不 會有皺折、兩個環緣都沒有疊痕。 本紙張尺度逋用中國國家橾隼(CNS ) Μ洗格(2丨0X297公釐) 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -25 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 C54883 A7 _ _ B7 五、發明説明(23) 先將特性黏度〔7?〕不低於5 . 0分升/克的超高分 子量聚乙烯引入上述的產製裝置中,在螺旋擠壓機3 1中 將超高分子量聚乙烯予以熔解並進行捏和;然後,以連續 的方式將超高分子量聚乙烯熔融物自鑄模3 2中壓出,將 超高分子量聚乙烯作成約略成圓筒形的壓出物件:繼而藉 著連接於內模上的錐形核3 3來擴充略呈圓筒型之壓出物 件的直徑,使得此圓筒形壓出物件的最大直徑擴充之內徑 是模3 2之內膜4 0之外徑的3倍以上,以4倍以上爲佳 ,最好是5倍以上,因此而得到具有適當厚度的膜。在此 方法中,錐形部分4 5的最大外徑(及,圓筒部分5 0的 外徑)被設定爲內模4 0之直徑的5倍以上,在連接位置 上可形成一個小孔,使得軸心4 7可以接在內模4 0的末 端上,也使得壓縮空氣可以經由這個小孔而通入,以使得 擴充直徑的操作變得更有效率。 藉著此方法而使得直徑得以加大的膜在冷卻槽5 2中 冷卻,然後以引出裝置3 4引出。將引出裝置3 4的運轉 速率設定在使用螺旋擠壓機31將超高分子量聚乙烯之熔 融物壓出之速率的3倍以上,其速率最好是後者的3至 2 0倍。 在引出裝置3 4處引出、並於此處形成之本發明的超 高分子量聚乙烯膜是以管狀的形式被得到》呈管狀形式的 超高分子量聚乙烯膜可以管狀的形式或以切割機切成一段 一段的形式被使用,此膜可被當成雙軸方向膜來被使用, 它的寬度很大且沒有疊痕。所用的切割機可以是一般所使 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨Ο X 297公釐) ----------^------.-IT------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 26 - 經濟部中央梯準局員工消費合作社印策 54S83 A7 ______B7 五、發明説明(24) 用的切割機、如:切割刀。或者,雙軸方向性的膜可以被 切成帶狀,如此可將它們用來作爲伸縮帶的底紙(base paper )。 本發明之超高分子量聚乙烯薄壁管的製造方法及產製 裝置的實施例詳述於下文中,其裝置示於圖8至1 0。 本發明之超高分子量聚乙烯薄壁管的外徑(D 2 )不 小於10毫米’厚度(t2)不小於〇.5毫米,在這樣 的範圍內可以符合經濟地以高產製效率的方式使得此膜成 形,外徑(D2)最好是介於25至1 00毫米之間,厚 度(t 2 )最好是介於1至5毫米之間。此外,外徑與厚 度之間的比值(Dl/t 1)不應低於1〇,最好是介於 1 5和5 0之間,如此才能得到具有高剛性的管子。此管 在壓出方向的表面平均糙度小於或等於1 ,最大的糙度小 於或等5 (Rmax )。此平均糙度(Ra)最好是小於或 等於0 . 5,最大糙度(R max )最好是小於或等於5, 在這樣的情況下,將此管作爲粉末或流體輸送管之時,才 能將流動阻力減至最小。 於1 0 0°C時,此超高分子量聚乙烯薄壁管在直徑方 向上的收縮係數不超過5%,當此薄壁管是要用於高溫的 環境時,或者,當此薄壁管的內徑很大時,此管在直徑方 向上的收縮係數最好是介於0至3 %之間》 此管可以依照下面的方法來製造:將超高分子量聚乙 烯引至在螺旋擠壓機中,予以熔解並進行捏和,然後,以 連續的方式將超高分子量聚乙烯熔融物自接在螺旋擠壓機 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4规格(210X297公釐) I I I I 裝— I I 訂— I I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 27 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 254883 A7 ____B7___ 五、發明説明(25 ) 之螺桿上的鑄模中壓出,作成約略成圓筒形的壓出物件, 繼而藉著錐形核來擴充略呈圓筒型之壓出物件的直徑。 製造超高分子量聚乙烯薄壁管的裝置大體上與圖2及 3所示者相同。特定言之,此產製裝置基本上包括:螺旋 擠壓機、架在螺旋擠壓機上的鑄模、連接於鑄模上的錐形 核及引出裝置。 在此所用的螺旋濟壓機與上述之用以產製超高分子量 聚乙烯收縮管及產製超高分子量聚乙烯膜所用者類似,如 圖9所示,包括:有槽圓筒65、插在有槽圓筒65中的 螺桿5 5及用以提供超高分子量聚乙烯原料的進料口 5 7 〇 適當地選擇有槽圓筒6 5的內徑,使得操作者能得到 具有所欲外徑的薄壁管。螺桿6 6的壓縮比例應在1和 2 . 5之間’最好是在1 . 3至2 . 0之間。螺桿5的有 效長度(L/D )通常介於2 0和2 8之間。螺旋5的壓 縮量約爲有效長度(L/D)的2 5至8 0%。螺紋距通 常介於0·4至0.8之間。螺桿5的轉動速率通常約爲 1 0至50 r pm。此外,進料口 6 7最好是二階段進料 口 ’如此在原料是粉末時可以避免因爲圓筒4中的空氣逆 流所造成的原料消耗。 加熱柵6 8配置於螺旋擠壓機的外壁上,以便將餵入 螺旋擠壓機中的超高分子量聚乙烯予以熔解,此加熱柵配 備有水冷系統6 9 ’用來調整加熱柵6 8的加熱溫度。螺 旋濟壓機1的加熱溫度通常調整在高於超高分子量聚乙烯 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) 裝 訂 I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 254QS3 Μ _Β7_ 五、發明説明(26 ) 之熔點、但低於3 4 0°C的範圍內,最好是調整在1 6 Ο 至3 3 0 °C之間。 架在螺旋擠壓機上的鑄模6 2是由內模7 0和外模 71(內模70插入外模71中)所構成。內模70接在 螺旋擠壓機之螺桿6 6的末端7 2上,並與螺桿6 6 —起 轉動。另一方面*外模7 1位於螺旋擠壓機之加熱柵6 8 的末端7 3處。鑄模6 2的L/D比值在1 0以上,最好 是介於2 0至5 0之間。此外,內模4 0因爲隨著螺桿 6 6轉動,降低此內模的外徑,使其能與錐形部分相連接 ,而另一端則具有固定的外徑,其大小與此內模的中段部 分相同,此模的表面以氟化碳樹脂塗覆,以確保此模及超 高分子量聚乙烯膜都能夠具有高度的平滑表面。加熱柵 7 4配置於鑄模6 2的外壁上,以調整在鑄模6 2中移動 的超高分子量聚乙烯熔融物的溫度。鑄模6 2的加熱溫度 一般調整在1 6 0至2 5 0 °C之間。 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在產製裝置中,如放大圖1 〇所示的錐形核6 3接在 鑄模6 2的內模7 0上》錐形核6 3包括:接在內模7 0 末端7 6的軸心7 7、非緊密地安裝於軸心7 7上的錐形 核7 8。接在內模7 0末端7 6的軸心7 7與接在螺旋5 的內模7 0—起轉動。軸心7 7的外徑通常約爲1 〇至 5 0公分。 另一方面,此錐形核7 8是藉著軸承7 9而非緊密地 安裝於軸心7 7上,位於軸心7 7上使得它不會隨著軸心 7 7而轉動。此錐形核7 8的錐形部分8 0相對於軸心 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4現格(2|0κ 297公釐) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 254883 A7 B7 五、發明説明(27 ) 77之軸向的傾斜角度通常於5和50°之間,最好是介 於10至30°之間’如此’可於直徑擴張的同時,減少 錐形核7 8和超高分子量聚乙烯薄壁管之間的磨擦力,以 便輕易地形成。錐型組件7 8另外還有一個圓筒部分8 1 ,此圓筒部分8 1接在錐形部分8 0上。 此錐形核7 8的錐形部分8 0,在其表面上最好具有 突起部分或凹槽部分,藉此可減少此錐形部分8 0與粗製 成形物的接觸面積,以延緩此粗製成形物的冷卻固化作用 ,使得所製得的超高分子量聚乙烯管可於圓筒部分81上 冷卻,以得到熱縮係數較低的薄壁管。在錐形核7 8之錐 形部分的表面上形成突起或凹槽,可藉著在以皺紋覆蓋在 其表面上而形成突起或凹槽的方式,或者是,藉著在垂直 於錐形部分8 0之軸的方向上劃一些溝紋的方式而達成。 同時,錐形核7 8的錐形部分8 1具有平滑的表面》 另一方面,爲了要避免浸在冷卻水槽以降低本身之溫 度(以便使粗製成形物開始在錐形部分8 0冷卻固化,但 是卻可以延遲此粗製成形物的冷卻固化,使得此得製成形 物開始冷卻固化於圓筒部分81上)的圓筒部分81會把 錐形核7 8的錐形部分8 0的熱帶走,所以將此錐形部分 8 0和圓筒部分8 1分別接在位於此二者之間的絕熱材料 8 2上,以便將錐形部分8 0和圓筒部分8 1的熱予以隔 絕。此絕熱材料可以是,如:鐵弗龍板。 最好在錐形核7 8的錐形部分8 0和圓筒部分8 1的 表面上塗上氟化碳樹脂(如:鐵弗龍),以減少超高分子 本紙張尺度適用中國國家標準(〇~5>八4規格(21〇>< 297公釐) ---------1— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -一a 線 ^54883 A7 B7 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 (28 1 | 量 聚 乙 烯 模 塑 物 件 的 磨 擦 係 數 > 使 得 模 塑 程 序 得 以 順 利 進 1 1 1 行 〇 1 1 錐 形 核 中 之 錐 形 部 分 8 0 與 圓 筒 部 分 8 1 在 軸 向 上 的 /—V 1 I 請 1 I 長 度 比 通 常 是 設 定 在 0 • 2 至 1 1 最 好 是 約 0 3 至 先 聞 1 I 讀 1 0 • 7 〇 錐 形 部 分 8 0 的 外 徑 » 即 » 圓 筒 部 分 的 外 徑 9 應 背 1 I 該 設 定 爲 內 模 7 0 之 直 徑 的 1 5 至 3 0 倍 » 最 好 是 設 之 注 意 1 直 事 1 定 爲 內 模 7 0 之 徑 的 1 • 7 至 2 • 5 倍 之 間 〇 項 再 1 I 本 產 製 裝 置 包 括 了 引 出 裝 置 3 4 〇 此 引 出 裝 置 包 括 了 填 寫 本 I 2 至 4 對 ( 最 好 是 4 對 ) 滾 輪 這 些 滾 輪 成 對 地 位 於 超 高 頁 1 1 分 子 量 聚 乙 烯 薄 壁 管 的 引 出 方 向 上 〇 1 1 在 上 面 所 描 述 的 產 製 裝 置 中 > 先 將 特 性 黏 度 C V ) 不 1 1 低 於 5 0 分 升 / 克 超 高 分 子 量 聚 乙 稀 置 於 螺 旋 擠 壓 機 中 訂 I 9 在 螺 旋 擠 壓 機 中 熔 解 並 進 行 捏 和 以 連 續 的 方 式 將 此 超 1 I 高 分 子 量 聚 乙 烯 的 熔 融 物 白 爾 模 6 2 壓 出 並 作 成 約 略 呈 1 1 | 圓 筒 形 的 物 件 及 藉 著 錐 形 核 6 3 來 擴 充 略 呈 圓 筒 型 之 壓 1 1 線 1 出 物 件 的 直 徑 使 得 此 略 呈 圓 筒 型 之 壓 出 物 件 的 最 大 直 徑 是 內 模 7 0 之 直 徑 的 1 2 至 3 倍 最 好 是 1 7 至 1 1 2 * 5 倍 因 此 而 得 到 厚 度 適 當 品 質 也 佳 的 膜 〇 1 I 在 這 樣 的 情 況 中 , 調 整 此 產 製 裝 置 使 得 由 錐 形 核 I 6 3 所 予 以 成 形 的 薄 壁 管 會 因 冷 卻 而 開 始 固 化 在 錐 形 核 1 I 6 3 的 錐 形 部 分 8 1 上 > 如 此 f 可 得 到 收 縮 係 數 低 的 超 高 1 1 I 分 子 量 聚 乙 烯 收 縮 管 〇 欲 調 整 此 物 於 圓 筒 部 分 8 1 上 之 開 1 1 始 冷 卻 固 化 的 位 置 > 可 以 藉 著 選 擇 適 當 的 模 6 2 、 錐 形 核 1 1 6 3 之 錐 形 部 分 8 0 與 內 模 7 0 之 間 的 距 離 或 以 空 氣 或 水 1 1 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(2I0X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 <54883 at ___B7 五、發明説明(29 ) 予以冷卻的位置而達成。 此直徑經過擴充的收縮管在冷卻槽中冷卻,然後以弓丨 出裝置引出。此引出裝置的引出速率調整爲超高分子量聚 乙烯熔融物由螺旋擠壓機中被壓出速率的3倍以下,最好 是1 _ 1至2倍。使得此粗製的壓出物件不致於有鬆垮的 情形,也使得操作較爲容易,同時也可得到在縱軸方向的 熱縮係數不大的超高分子量聚乙烯薄壁管。 形成並由引出裝置引出的超高分子量聚乙烯薄壁管可 藉著切割機械作適當的切割。此切割機械可以是自動切割 機,如:圓形剪裁式或使用刀刃的機動剪機。 另一方面,本發明的超高分子量聚乙烯薄壁管可被部 分切割而作成板狀,然後再把它作成順著流動方向延長的 帶狀,如此可將它們用來作爲伸縮帶的底紙。 實例 在下文中,本發明將以本發明之實例及比較例更進一 步的說明。但是,本發明並不爲下面的實例所限。 實例1 使用構造與圖2所示之用以製造超高分子量聚乙烯收 縮管的裝置相同的裝置來製造超高分子量聚乙烯收縮管, 此裝置中所用的組件如下: 擠壓機: 螺桿外徑 30毫米 本紙張尺度適用中國國家橾羋(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) ---------1------、玎------it (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 32 五、發明説明(3〇 ) 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 ^54883 A7 __B7 螺 桿 的 有 效 長 度 ( L / D ) 22 螺 紋 距 18 毫 米 螺 桿 的 壓 縮 率 1 · 8 毫 米 攝 模 攝 模 長 750 毫 米 賺 外 模 於 鶴 模 出 口 處 之 內 徑 20 毫 米 模 的 有 效 長 度 ( L / D ) 37. 5 鑄 內 模 的 外 徑 15 毫 米 連 接 在 內 模 末 端 的 錐 形 核 : 具 有 由 鋁 金 屬一 體 成 形 的 錐 形 部 分 及 圓 筒 部 分 9 以 鐵 弗 龍 塗 覆 於 其 表 面上 〇 錐 形 部 分 最 大 直 徑 26 毫 米 長 度 50 毫 米 圓 筒 部 分 外 徑 26 毫 米 長 度 80 毫 米 此 裝 置 進 --- 步 包 括 了 一 個 空 氣 環 ( 用以 冷 卻 粗 製 成 形 的 樹 脂 ) 冷 卻 水 槽 滾 輪 型 的 引 出 裝 置及 管 狀 物 切 割 機 將 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 樹 脂 粉 末 ( ( V } : 5 • 1 分 升 / 克 , 熔 點 1 3 6 °C * 整 體 比 重 : 0 .3 4 克 / 立 方 公 分 ) ( Mi t S u i P e t rochem i ca 1 I nd U S tr i e s, Ltd • 9 HIZE- X MILLION 240M ) 用 於 本 裝 置 中 > 將 水 冷栅 的 溫 度 ( C 1 ) 和 加 熱 ton m ( 分 成 二 個 區 域 ) 的 溫 度 ( C 2 C 3 和 C 4 ) 依 序 調 整 爲 2 0 °C 2 9 0 °c 3 3 0 °C 和 3 3 0 °c 〇 另一方面,將此模(分成三個區域)的溫度(D 1 、D 2 I II 裝 II 訂 I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4現格(210X297公釐) A7 ^54883 B7 五、發明説明(31 ) 和D 3 )分別調整爲2 3 0 °C、1 8 0 °C和1 7 0 °C。以 螺桿的轉速爲1 2 r pm、壓出速率爲1 8公分/分鐘的 情況,模製超高分子量聚乙烯,使之粗製成形。在鑄模的 出口處,延著壓出方向,使用切割刀切割此粗製的圓筒物 件,使其通過冷水槽。然後,將此壓出物件引至滾輪型的 引出裝置中,此時滾筒是以3 0公分/分鐘的速率轉動。 在此之後,中止刃狀的切割操作,以錐形核的錐形部分擴 充此壓出物件的直徑,由空氣環對壓出物件吹冷空氣。調 整冷空氣的量,使得壓出物件在錐形部分的中段位置開始 固化。因此,得到由超高分子量聚乙烯製得的收縮管,其 外徑是27·0毫米,內徑是25.5毫米,擴張率(內 徑比)是1 7。 以下面的方法測定此超高分子量聚乙烯收縮管的熱縮 係數。其結果示於表1。 熱縮係數之測宙 在空氣爐中,將每一個試樣於1 4 0°C的溫度下加熱 一小時,於2 3 °C下靜置2 4小時後,測定內徑於直徑方 向上的收縮係數,以此作爲熱收縮量的指標。 熱縮係數(%) = {(加熱前的直徑-加熱後的直徑 )/加熱前的尺寸丨X 1 〇 〇 實例2 使用外徑爲4 5毫米(擴張率是3 )的錐形核,以與 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ 34 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 -54883 at _______B7_ 五、發明説明(32 ) 實例1相同的狀況製得外徑爲4 4 . 9毫米、內徑爲4 4 毫米的超高分子量聚乙烯收縮管。測定此收縮管的熱縮係 數,其結果示於表1。 比較例1 不使用錐形核,同時將引出速率設定爲2 0公分/分 鐘’以與實例1相同的狀況製得外徑爲1 7 . 7毫米、內 徑爲14·0毫米的超高分子量聚乙烯管。測定此收縮管 的熱縮係數,其結果示於表1。 比較例2 使用特性黏度〔;?〕爲3 · 5分升/克、密度爲 0950克/立方公分、整體比重爲〇.38克/立方 公分的聚乙稀樹脂粉末(Mitsui Petrochemical Industries, Ltd·, HIZEX 8000FP) , 將擠壓機之 C 1 、 C 2 、 C3和C4區的加熱溫度分別設定爲2〇°C、2 1 0°C、 2 3 0 °C和2 3 0 °C,以與實例1相同的狀況進行收縮管 之製造。但是,因爲此樹脂會隨著內模一起轉動,所以想 要製得粗製的成形物件有相當的困難,因此,未能製得收 縮管。 本紙張尺度中US]家縣(CNS) A4規格(2|Gx297公釐) ----------1------1T------$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 35 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印裝 <54883 λ7 Β7 五、發明説明(33 ) 表 1 實例1 實例2 比較例1 比較例2 外徑 (D )(毫米) 27.0 44. 9 17.7 外徑 (D )(毫米) 25.5 44.0 14.0 無法成形 厚度 (t )(毫米) 0. 75 0.45 1.85 (D )/ ( t ) 36.0 99.8 0.93 擴張率 (內徑) (倍數) 1.7 2.9 0.93 熱縮係數 (% ) 30 9 1 3. 6 ---------私衣------ir------ii (請先閲讀背面之注意事項再填寫本1) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印51 -54883 A7 ____B7___ 五、發明説明(34 ) 實例3 使用構造與圖5所示之用以製造超高分子量聚乙烯膜 的裝置相同的裝置來製造超高分子量聚乙烯膜,此裝置中 所用的螺旋擠壓機之各部分的特徵如下: 螺桿外徑 30毫米 螺桿的有效長度(L/D) 22 螺紋距 18毫米 螺桿的壓縮率 1.8 所用的鑄模之各部分的特徵如下: 鑄模長 75 0毫米 外模於鑄模出口處之內徑 20毫米 鑄模的有效長度(L/D) 37.5 鑄內模的外徑 15毫米 包括了 :接在內模末端之錐形部分的錐形核(此錐形核的 直徑以與軸心呈15/1100(11.7° )的角度增 加,其最大外徑是60毫米,長度是11〇毫米),一個 圓筒部分(外徑是6 0毫米,長度是2 0 0毫米’並有氟 化碳樹脂塗覆於其表面上),一個冷卻水槽’滾輪型的引 出裝置(包括四對外徑1 5 0毫米、寬度6 5毫米的橡皮 滾輪)。 將超高分子量聚乙烯粉末(〔?7〕: 15 . 4公升/ 克,熔點:136 °C,整體比重:〇 . 43克/立方公分 )(Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.» HIZEX MILLION 240M)引至此製造裝置中,將水冷柵的 '溫度( 本紙張尺度適用中國國家棟準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) I 裝 I I I訂—— 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -37 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 54S83 at __ _B7_ 一 五、發明説明(35 ) C1)和加熱柵(分成三個區域)的溫度(C2、C3和 C4)依序調整爲 20°C、290 °C、335 °C 和 335 °C。另一方面,將此模(分成三個區域)的溫度(D 1 ' D2和D3)分別調整爲230°C、180°C和168°C 。以螺桿的轉速爲1 0 r pm、壓出速率爲1 5公分/分 鐘的情況,模製熔解並經過捏和的超高分子量聚乙烯,使 之粗製成形》在鑄模的出口處,延著壓出方向,使用切割 刀切割此粗製的圓筒物件,使其通過冷水槽。然後,將此 壓出物件引至引出裝置中,此時,4對滾輪是以2 0公分 /分鐘的速率轉動。在此之後,中止刃狀的切割操作,以 錐形核的錐形部分擴充此壓製物件的直徑,使之成爲管狀 。由空氣環對壓出物件吹冷空氣。調整冷空氣的量,使得 壓製物件可以在錐形核的圓筒位置開始固化。引出裝置的 引出速率是2米/分鐘。因此,得到由超高分子量聚乙烯 製得之沒有疊痕的膜,其厚度是5 5微米。 根據下面的方法,對於所得的超高分子量聚乙烯膜進 行抗張測試,並測定其熱縮係數。其結果示於表2。 抗張強度 在下面的測試狀況下,測定試樣在破裂點的抗張強度 (TS :公斤/平方公分)及縱向(MD)和橫向(TD )的伸長率(EL:%): 試樣的形狀 JISK6781 夾盤距離 8 6毫米 本紙張尺度逋用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210x 297公嫠) ---------装------ir------# (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -38 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(36 ) 拉長速率 2QQ毫米/分鐘
溫度 23°C 熱縮係數 在空氣爐中,將每一個試樣於1 3 0°C的溫度下加熱 一小時,於2 3 °C下靜置2 4小時後,依照下面的表示式 ,定出縱向(MD)和橫向(TD)方向的熱縮係數: 熱縮係數(%)={(加熱前的尺寸-加熱後的尺寸 )/加熱前的尺寸} X 1 0 0 實例4 使用錐形部分的最大外徑是7 5毫米的錐形核及包括 了寬度爲9 0毫米之滾輪的引出裝置(將引出裝置的引出 速率設定爲1·5毫米/分鐘),以與實例3相同的狀況 ,製得厚度爲5 8微米、兩個環緣都沒有疊痕的超高分子 量聚乙烯膜,對所得的膜進行抗張測試,並測定它們的熱 縮係數。其結果示於表2。 比較例3 使用錐形部分的最大外徑是4 0毫米的錐形核及與實 例3不同的引出裝置(滾輪寬度爲5 0毫米,引出裝置的 引出速率設定爲4毫米/分鐘)’,以與實例3相同的狀況 ’製得厚度爲4 0微米、兩個環緣都沒有疊痕的超高分子 量聚乙烯膜’對所得的膜進行抗張測試,並測定它們的熱 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) — I I i I I 裝 . 訂 II 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -39 - A7 B7 54S83 五、發明説明(37 ) 縮係數。其結果示於表2。 比較例4 使用一般之特性黏度〔π〕爲3 . 5分升/克、密度 爲0.950克/立方公分、整體比重:〇.38克/立 方公分的乙烯樹脂粉末(14丨181!丨?61:1'0(:116111丨031111(11131:-ries,Ltd·,HIZEX 8 0 0 0FP)代替超高分子量聚乙烯,將 水冷栅的溫度(C 1 )和加熱栅((分成三個區域)的溫 度(C2、C3和C4)依序調整爲20°C、210。0、 2 3 0 °C和2 3 0 °C ’以與實例3相同的狀況,想要製造 聚乙烯膜。但是,因爲樹脂的熔融黏度低,所以會隨著內 膜一起轉動’因此未能製得膜。其結果示於表2。 比較例5 以與實例3相同的狀況製在超高分子量聚乙烯膜,但 是所用的引出裝置中的滾輪寬度爲1 〇 〇毫米,對所得的 膜進行抗張測試,並測定它們的熱縮係數。其結果示於表 2。 比較例6 使用滾輪寬度爲4 5毫米的引出裝置,以與實例3相 同的狀況,想要製造超高分子量聚乙烯膜。但是,引出的 力量不足以抵抗粗製模塑物件的直徑擴張所造成的磨擦力 ,因此未能製得膜》 本紙張尺度適用中國國家標牟(CNS ) A4規格(210X297公釐) I I II 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -40 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^54883 A7 B7 五、發明説明(38 ) 表2 評估項目 單位 實例3 實例4 比較例3 比較例4 比較例5 比較例6 原料的〔7?〕 分升 15.4 15.4 15.4 3.5 15.4 15.4 /克 核最大直徑/內 4 5 2.7 4 4 4 觀徑 引出速率/粗製 13 10 27 13 13 13 物件成形速率 滾輪寬度 65 90 50 65 100 45 成形性之評估 佳 佳 佳 無法成形 兩個環緣 無法引出 都有疊痕 T S MD 1250 1100 1860 — 1300 — TD 1070 1550 920 1040 E L MD 160 110 30 — 90 — TD 100 80 220 150 熱縮係數MD 37 14 55 — 35 — TD 28 31 6 28 --------1¾衣------ΐτ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家梂準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) —41 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明(39 ) 實例5 使用構造與圖2所示之用以製造超高分子量聚乙嫌薄 壁管的裝置相同的裝置來製造超高分子量聚乙烯薄壁管, 此裝置中所用的組件如下: 擠壓機·· 螺桿外徑 30 毫米 螺桿的有效長度(L/D ) 22 螺紋距 18 毫米 螺桿的壓縮率 1 . 8 鑄模: 鑄模長 750 毫米 鑄外模於鑄模出口處之內徑 20 毫米 模的有效長度(L/D) 37. 5 鑄內模的外徑 15 毫米 連接在內模末端的錐形核示於圖1 0 , 含有 :以與軸心呈 14/100(8° )的角度增加其直徑的錐形部分,其 表面上並塗覆有鐵弗龍。在錐形部分及圓筒部分中間有一 個作爲絕熱材料之用之1毫米厚的鐵弗龍板 0 錐形部分 最大直徑 26 毫米 長度 50 毫米 圓筒部分 外徑 26 毫米 長度 150 毫米 此裝置進一步包括了 一個冷卻水槽 、滾輪型的引出裝 置及管狀物切割機。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) — II 裝 I 訂 n 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -42 - 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 <54883 at B7 —----— --->«*-—- 五、發明説明(4〇 ) 將超高分子量聚乙烯樹脂粉末(〔77〕: 15 . 4分 升/克,熔點:136。(:,整體比重:〇 . 43克/立方 公分)(Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., ZEX MILLION 240M)引至本裝置中,將水冷柵的溫度( Cl)和加熱柵(分成三個區域)的溫度(C2、C3和 C4)依序調整爲 20°C、290 °C、330 °C 和 330 °C。另一方面,將此模(分成三個區域)的溫度(D 1 、
D2和D3)分別調整爲230 °C、180°C和l7〇°C ο 以螺桿的轉速爲2 0 r pm、壓出速率爲3 0公分/ 分鐘的情況,將超高分子量聚乙烯作成模製物件。在鑄模 的出口處,延著壓出方向,使用切割刀切割此粗製的圓筒 物件’使其通過冷水槽。然後,將此壓出物件引至滾輪型 的引出裝置中,此時滾筒是以4 0公分/分鐘的速率轉動 。在此之後,中止刃狀的切割操作,以錐形核的錐形部分 擴充此壓製物件的直徑。在距離圓筒部分末端1 〇 〇毫米 處,將因此而得到之直徑經過擴充的模製物件引至冷水槽 中。因此,得到外徑27.8毫米、內徑25.6毫米的 超高分子量聚乙烯薄壁管。 依照下面的方法測定此超高分子量聚乙烯薄壁管的熱 縮係數及表面糙度。其結果示於表3。 熱縮係數之測宙 在空氣爐中,將每一個試樣於1 0 0°C的溫度下加熱 各紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X 公釐〉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 -43 - 經濟部中央梂準局員工消费合作社印裝 -54883 A7 B7 五、發明説明(41 ) —小時,於2 3 °C下靜置2 4小時後,依照下面的表示式 ,測定直徑方向上的內徑收縮係數,以此作爲熱縮係數的 指標》 熱縮係數(%)={(加熱前的尺寸-加熱後的尺寸 加熱前的尺寸} X 1 〇 〇 表面糙摩 依照 JIS B0601,測定每一個薄壁管之內 徑和外徑的表面糙度。 R a :中心線平均糙度(微米) R max :最大糙度(微米) 實例6 使用外徑爲4 5毫米的錐形核,以與實例5相同的狀 況製得外徑爲457毫米、內徑爲44·5毫米的超高 分子量聚乙烯薄壁管’測定它們的熱縮係數及表面糙度。 其結果示於表3。 實例7 使用與實例5相同的狀況,但使用外徑爲4 5毫米的 錐形核,在距離圓筒部分末端1 2 0毫米處,將得到的模 製物件引至冷水槽中,使得粗製成形物件會冷卻固化於錐 形部分上,製得外徑爲45·5毫米、內徑爲44.2奄 米的超高分子量聚乙烯薄壁管,測定它們的熱縮係數及表 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS > A4現格(210X297公釐) ---------种衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° 線 -44 - 〔54S83 A7 B7 五、發明说明(42 ) 面糙度。其結果示於表3。 比較例7 不使用錐形核,同時將引出速率設定爲3 5公分/分 鐘,以與實例5相同的狀況製得外徑爲18.1毫米、內 徑爲14·3毫米的超高分子量聚乙烯管。測定它們的熱 縮係數及表面糙度,其結果示於表3。 比較例8 使用特性黏度〔/?〕爲3 . 5分升/克、密度爲 0·950克/立方公分'整體比重爲0.38克/立方 公分的聚乙儲樹脂粉末(Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., HIZEX 8000FP) , 將擠壓機之 C 1 、 C 2 、 C3和C4區的加熱溫度分別設定爲20°C、2 1 0°c、 2 3 0 °C和2 3 0°C,以與實例5相同的狀況進行超高分 子量聚乙烯薄壁管之製造。但是,因爲此熔融的樹脂會隨 著內膜一起轉動,所以未能製得薄壁管。其結果示於表3 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填离本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印策 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格( 210X297公釐) ' 45 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -54S83 A7 B7 五、發明説明(43 ) 表 3 評估項目 實 例 比較例 5 6 7 7 8 超高分子量聚乙烯原料之〔7?〕 15.4 15.4 15.4 15.4 3.5 外徑(D) (毫米) 27.8 45.7 45.5 18.1 內徑 (毫米) 25.6 44.5 45.2 14.3 無法 厚度⑴ (毫米) 1. 1 0.6 0.65 1.9 成形 D/t 25 76 70 10 膨脹率(內徑) (倍數) 1.7 3.0 3.9 0.95 熱縮係數(內徑) (%) 0.2 2.8 8.2 -0. 1 表面 平均糙度(R a) 內表面 0.26 0. 23 0.41 1.33 糙度 外表面 1.47 1.72 2.55 1.58 (微米) 最大糙度(R max) 內表面 2.0 1.6 2.4 8.3 外表面 9.3 10.8 15.2 9.1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 、va 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -46 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、54S83 A7 A7 _____B7五、發明説明(44 ) 因爲本發明之超高分子量聚乙烯薄壁管的厚度均句、 沒有疊痕,所以當滾筒、管、鋼管或其類似物以此薄壁管 塗覆時,可得到高精確度的塗層。 此外,本發明之製法或製造裝置可以高效率的方式製 造上述的薄壁管,可有效地應用於工業上。 本發明之超高分子量聚乙烯收縮管很薄,可以藉著車 床或其類似物進行最後的加工,與藉著慣用之吹模壓出法 所製得之收縮膜比較,前者在縱軸方向上的收縮係數較低 。因此’塗覆效率高,可以經濟的方式得到塗層。此外, 因爲超高分子量聚乙烯的耐磨性、自潤滑性及耐化學特性 ’尤其是耐磨性比氟化碳樹脂爲佳,所以本發明之超高分 子量聚乙烯收縮管具有較佳的持久性。因此,本發明之超 高分子量聚乙烯收縮管可以適當地被用來作爲覆蓋各種滾 筒、管.狀物、鋼管之類的物件所用的收縮管。 此外’本發明之製造超高分子量聚乙烯收縮管的方法 可以有效地製造本上述的超高分子量聚乙烯收縮管。 另一方面,本發明之製造超高分子量聚乙烯收縮管的 裝置可以適當地被用於上述超高分子量聚乙烯收縮管的製 法中。 根據本發明之製造超高分子量聚乙烯膜的方法,在與 藉著慣用之吹模壓出法所製得之膜比較上,因爲由本發明 之方法所製得的膜之厚度均勻、在兩個環緣都沒有疊痕, 所得的膜能夠適當地被用於須要高精確度之應用上。特別 地,因爲超高分子量聚乙烯的耐磨性、自潤滑性及耐化學 ----------^—-----、訂------^ - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) -47 - A7 B7 五、發明説明(45 ) 性佳’尤其是耐磨性比氟化碳樹脂爲佳,所以本發明之超 高分子量聚乙烯膜具有較佳的持久性。因此,本發明之超 高分子量聚乙烯收縮管可以適當地被用來作爲覆蓋各種滾 筒、管狀物、鋼管之類的物件所用的收縮管。 本發明之超高分子量聚乙烯薄壁管之外徑與厚度的比 值在1 0以上,與一般的薄壁管比較,本發明之薄壁管的 熱縮性較低。此超高分子量聚乙烯薄壁管因其耐磨性 '自 潤滑性及耐化學性佳,所以可用來作爲粉末的蓋覆管,也 可被用來作爲滾筒、管狀物、鋼管之類的物件的管套,或 可被用來作爲運輸線或類似物的導軌覆衣。 此外’本發明之製造超高分子量聚乙烯薄壁管的方法 可以高效率的方式來製造超高分子量聚乙烯薄壁管。 此外,本發明之製造超高分子量聚乙烯薄壁管的裝置 可適當地用於上述之超高分子量聚乙烯薄壁管的製造方法 上。 ---------^-— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、vs 線 經濟部中央橾準扃負工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
Claims (1)
- 種超高分子量聚乙烯收縮管(shrink pipe) 經濟部中央梯準 工消費合作社印製,其係由特性黏度〔β〕不低於5 . 0分升/克的超高分 子量聚乙烯所製得,此收縮管的內徑(D 1 )不小於1 〇 毫米,厚度(t1)不小於〇.2毫米,外徑與厚度之間 的比值(Dl/t 1)不低於10,此收縮管於140°C 時在直徑方向的收縮係數在2 0 %以上。 2 . —種製造超高分子量聚乙烯收縮管的方法,其步 驟包括: 將特性黏度〔??〕不低於5 . 0分升/克的超高分子 量聚乙烯置於螺旋擠壓機中,在螺旋擠壓機將超高分子量 聚乙烯予以熔解並進行捏和; 以連續的方式將超高分子量聚乙烯熔融物自鑄模(L /D比不低於1 〇,其中,內模連接在該螺旋擠壓機的螺 桿上,並與螺桿一起轉動,此內模置於外模的內部)中壓 出,將超高分子量聚乙烯作成約略成圓筒形的壓出物件: 及 藉著連接於該內模上的錐形核來擴充呈圓筒型之壓出 物件的直徑,使得直徑最大的部分之外徑是該內模之外徑 約1 . 2至3 . 0倍,以不高於該螺旋擠壓機壓出速率之 五倍的引出速率(taking up rate)引出此壓出物件,然 後,將超高分子量聚乙烯予以冷卻,使它固化於錐形核上 的錐形部分上。 3 . —種用於超高分子量聚乙烯收縮管之產製方法的 裝置,包括: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公羞) ----------裝------、玎------線 * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本育) -49 - { 上, 壓外壓物 模桿出及之之以出 : 鑄螺壓 ·,型模予壓 括 該的中件筒內烯此 包 自機} 物圓該乙出 , 物壓部出呈是聚引 置 融擠內壓略徑量率 裝 熔在的的充外子速 的 烯接模形擴之分出 膜 乙連外筒來分髙引 烯 聚模於圓核部超的 乙 量內置成形的將上 聚 子,模略錐大機以 量 分中內約的最壓倍 子 高其此成上徑擠三 分 超,,作模直旋或 高 將 ο 動烯內得螺倍 超 式 1 轉乙該使以三 造 方於起聚於,,之 製 的低 一量接徑上率 種 續不桿子連直以速 一 連比螺分著的倍出 . 以D與高藉件 3 壓 5 \ 並超 物的的。 L , 將 出徑出件 -K_ 經濟部中央梯準局β;工消费合作社印製 <〇4883 韶 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 一個擠壓機,包含了:有槽圓筒及插在有槽圓筒中的 螺桿,其壓縮比由1至2.5; L/D比不小於1 0的鑄模,包含了:連接在螺旋擠 壓機的該螺桿末端並隨著該螺桿一起旋轉的內模及連接在 有槽圓筒上的外模;及 錐形核,包括:連接在內模末端並隨著內模一起旋轉 的螺桿’不隨著軸心一起旋轉、接近卸料口的一端有較大 直徑,使其最大外徑至少是該內模之直徑的1 . 2至 3 . 0 倍。 4 · 一種製造超高分子量聚乙烯膜的方法,其步驟包 括: 將特性黏度〔〕不低於5 . 0分升/克的超高分子 量聚乙烯置於螺旋擠壓機中,在螺旋擠壓機將超高分子量 聚乙烯予以熔解並進行捏和; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) ---------t.------ΐτ------0 * (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -50 - A8 B8 C8 D8 -54S83 六、申請專利範圍 一個擠壓機,包含了:有槽圓筒及插在有槽圓筒中的 螺桿,其壓縮比由1至2.5; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) L/D比不低於1 0的鑄模,包含了:連接在螺旋擠 壓機的螺桿末端並與隨著軸心一起旋轉的內模及連接在有 槽圓筒上的外模;及 錐形核,包括··連接在該螺旋擠壓機之該內模末端並 隨著內模一起旋轉的軸心,不隨著該軸心一起旋轉、接近 卸料口的一端有較大直徑(卸料口方向的直徑以5至 50°的角度增加,使其最大外直徑是內模之外徑3.0 倍以上)的錐形部分;及 引出裝置(take-up unit),包括:滾輪,其寬度爲 錐形核所形成的超高分子量聚乙烯膜之折疊寬度之5 0至 8 0%。 6 · —種超高分子量聚乙烯薄壁管,其係由特性黏度 〔π〕不低於5 . 0分升/克的超高分子量聚乙烯所製得 ,此薄壁管的外徑(D 2 )不小於1 0毫米,厚度(t 2 )不小於0 . 5毫米,外徑與厚度之間的比值(D 1 / - 經濟部中央梯準局爲工消费合作社印装 t 1 )不低於1 0,此收縮管於1 〇 〇°C時在直徑方向的 收縮係數在5%以下"7 · —種製造超髙分子量聚乙烯薄壁管的方法,其步 驟包括: 將特性黏度〔〕不低於5 . 0分升/克的超高分子 量聚乙烯置於螺旋擠壓機中,在螺旋擠壓機將超高分子量 聚乙烯予以熔解並進行捏和; 本紙张尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 51 54883 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 以連續的方式將超高分子量聚乙烯熔融物自鑄模(L /D比不低於丄〇,其中,內模連接在擠壓機的螺桿上, 並與螺桿一起轉動,此內模置於外模的內部)中壓出,將 超高分子量聚乙烯作成約略成圓柱形的壓出物件;及 藉著連接於該內模上的錐形核(包括一個錐形部分及 連接在該錐形部分上的一個圓筒部分)來擴充略呈圓筒型 之壓出物件的直徑,使得直徑最大的部分之外徑是內模之 外徑的1·2至3.0倍,以該螺旋擠壓機將超高分子量 聚乙烯予以壓出之壓出速率之三倍以下的引出速率引出此 壓出物件,然後,將超高分子量聚乙烯予以冷卻,使它固 化於錐形核的圓筒部分上。 8 . —種製造超高分子量聚乙烯薄壁管的裝置,包括 一個擠壓機,包含了:有槽圓筒及插在有槽圓筒中的 螺桿,其壓縮比由1至2.5; / L/D比不低於10的鑄模,包含了:連接在該螺旋 經濟部中央梂準局員工消费合作社印製 擠壓機之該螺桿末端並與隨著該螺桿一起旋轉的內模及連 接在有槽圓筒上的外模;及 錐形核,包括:連接在內該模末端並隨著該內模一起 旋轉的螺桿,不隨著該軸心一起旋轉、接近卸料口的一端 有較大直徑(卸料口方向的直徑以5至5 0°的角度增加 ,使其最大外直徑是該內模之外徑的1·2至30倍) 的錐形部分;以及’連在該錐形部分上的圓筒部分,且錐 形部分與圓筒部分之間有熱絕緣材料存在。 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS)M洗格(210x297公釐) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製發明 新型 專利説明書 發明 新型名稱 中 文 gg分子量聚乙删管,膜與薄壁管,以及彼之製造方法與_ 英 文 姓 名 國 籍 Ultra-high molecular weight polyethylene shrink pipe, fill» and thin-val1 pipe, and method of and apparatus for _ λ _______—_ 俊衛 武岩国 c c i 白鈐広 (1)(2)(3) (1)曰本 0 日本 (3) 日本 裝 發明 創作 人 住、居所 姓 名 (名稱) 國 籍 I (1)日本國山口縣玖珂郡和木町和木六丁目一 三井石油化学工業株式会社内 (2)日本國山口縣玖珂郡和木町和木六丁目 三井石油化学工業株式会社内 (3)日本國山口縣玖珂郡和木町和木六丁目 三井石油化学工業株式会社内 (1)三并石油化學工業股份有限公司 三井石油化学工業株式会社 訂 線 申請人 住、居所 (事務所) 代表人 姓 名 ⑴曰本 (1)日本國東京都千代田區霞加'關三丁目二番五號 (1)竹林省吾 本纸張尺度4n]中阐阐家榡準(CNS > Λ4%格(210Χ2Ή公釐)
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