JPH01190430A - 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】 産業上の利用分野 この発明は、高分子材料の圧延による板状製品の製造法
に関する。

従来の技術 現在、高分子材料には、多くの種類のものがあり、それ
ぞれ種類によって製造法は異なってはいるが、多くの場
合、ペレット状態の原料を所定の温度で溶融押出しして
、様々な形状に加工される。一部のものは、更に加工さ
れ、例えば写真フィルムは、板状に押出し成形した後、
連続的にロールで引張延伸され、その後幅方向に張力が
加えられ延伸され、更に薄くされ、強度の付与されたフ
ィルムとなる。

しかしながら、この方法は、本発明が目的とする、より
肉厚の大きい板状のものの製造においては、圧延設備が
過大となったり、また幅方向への大きな張力負荷が必要
となり、張力装置が複雑になり実用的になりえず、適用
出来ない。

従って、これらの厚肉板状のものを得るには、例えば鉄
鋼製造分野で行われているように、材料の２つの方向に
圧延でもって延伸させることが必要となる。高分子材料
を圧延によって２軸方向に延伸させる技術として、例え
ば特願昭８１−１２３４３５号で提案された技術がある
。

しかしながら、この技術においても生産性が低い等の解
決さるべき問題があった。

発明が解決しようとする課題 高分子材料を、圧延によって延伸せしめようとする場合
、鉄鋼等における圧延技術を適用することが考えられる
けれども、発明者らは多くの試みの結果、金属と高分子
の諸性質は余りにも異なり、従来の鉄分野の製造技術を
そのまま適用するのでは、対処出来ないことを究明した
。

即ち、生産設備の大規模化、能率、生産性の極度の低下
が生じ、高分子材の効率的な製造法を得るには、その材
料の特性に応じた、そのための独自の圧延技術を開発す
る必要がある。

高分子材料を圧延するのに、鉄鋼における圧延技術がそ
のまま適用出来ない主たる原因は、高分子材料の低い摩
擦係数と大きな弾性復元現象のために、通常の条件では
材料がロールに噛込み難く、また噛込んだ後も復元量が
大きく、実質的な延伸が生じ難い点である。即ち初期の
まだ材料厚さの大きい段階の圧延においては、多くのパ
ス回数を必要とし、生産性が極度に低下する。

圧延ロールが材料を噛込易くするには、ロール直径を大
きくすればよいが、設備が巨大となり経済的とは言えな
い、また張力を付加することも考えられるが、材料長さ
の小さい初期の圧延では、やはり適用し難い点がある。

このため、たとえば特願昭８２−２８５４０７号のよう
に、材料を予め、ロールで挟み圧下した状態から、材料
の両端を張力付加装置で拘束し圧延を行う方法が提案さ
れてはいるけれど、圧延に多大な時間を要し、生産性が
極度に低いなどの欠点がある。

本発明は、従来技術における、かかる問題点を解決し、
高分子材料を圧延によって製造する工業的なプロセスを
提供することを目的としてなされた。

課題を解決するための手段 本発明の特徴とするところは、高分子材料を圧延によっ
て延伸せしめ圧延板を製造する方法において、圧延機の
前後に設置した２台のピンチローラによって連続的に圧
延し、材料に押し込み圧縮力あるいは前方、後方張力を
加えながら往復動圧延するに際し、いずれかのピンチロ
ーラは常に材料を噛み込んだ状態で行うことを特徴とす
る高分子材料圧延板の製造方法にある。

以下本発明の詳細な説明する。

一般に圧延におけるロール対への材料の噛込角αには、
ル＝　ｔａｎαで示される限界がある。第１図に示すよ
うに、圧延ロール対ｌ、１間に材料２が噛込まれ得るた
めには、ロールと材料の接触弧における噛込角αが、ロ
ール１と材料２間の摩擦係数を牌とすると、α＜　ｔａ
ｎ−’　ｇでなければならない。

従って、高分子材料の圧延におけるように摩擦係数路が
小さいほど、噛込角αは小さくなる。所定の圧下量の下
で、噛込角αを小さくして圧延するためにロール１の径
を大きくすることが考えられるけれども、前述したよう
に設備上、経済的であるとは言えない、また押し込み装
置で強制的に材料を押し込む方法も考えられるが、これ
はまた別の専用装置が必要となる。いずれも噛込状況が
不安定で理論最大噛込量は多くの場合、達成出来ない。

一方、圧延において生産性を高めるためには、連続圧延
が最適であることは、知られているが、設備に多大の費
用を要し、生産量が少ないときには、適正な製造設備で
あるとは言えない、このときはリバース圧延が好ましい
が、逆に生産性は低下する。

発明者らは、押し込みと張力付加を可能とし、生産性も
高い次の方法を発明した０発明者らは、多くの実験によ
り、圧延に使用するロール径が小さいほど、また１パス
当りの圧下量が大きいほど弾性復元量は小さくなり、さ
らに張力を付加すれば弾性復元がより小さく、延伸が増
大するという事実を見出した。

即ち、高分子材の圧延においては軽圧下で多くのパス回
数を繰り返しても延伸はほとんど生じないけれども、ｌ
パス当り大きな圧下を加え、かつ張力を付加すれば、大
きな延伸を得ることが出来る。

これらの条件を実現させるには、第２図に示したように
、主たる圧延機の前、後に２台のピンチローラを設け、
ピンチローラのミル容量は出来るだけ小さく設備をコン
パクトにして、かつロールに近接させ設置することが最
適である。また、ピンチローラの圧下量は、その圧下に
よる実質の圧減量がＯとなる圧下量を基準とするが、こ
れは材料の種類などによっても異なり、圧下率で約１０
％以内であれば、これを満足する。

これらの方法によっても、問題点の一つである生産性そ
のものは解決しえない、一般にリバース圧延においての
生産性の低下即ち圧延時間を要する理由は、ｌパス毎に
圧延が終了した段階で、材料がロールを離れた後、進行
方向を変えるために時間を要することが大きい、鉄鋼の
圧延の場合はローラテーブルの逆転によりこれを行うが
、高分子材料は、重量が小さいために、敏速にこれを行
うことは更に難しい、しかし、前述した。実質圧下量０
のピンチローラと高分子材料特有の性質を利用すれば、
これを解決することが出来る。

すなわち、高分子材料は冷却し難く、圧延をピンチロー
ラにおいて、噛み止まり状態にしても、熱間金属材料の
ように冷却することは少なく、また、ピンチローラの実
質圧下量はほぼ０のために、そのような材料が再度進行
してきても、主たるロールの圧下量の変動にもならない
、但し、主たるロール（圧延ロール）を含めピンチロー
ルもその内部に加熱装置を設け、材料温度低下がないよ
うにすることが必要である。すなわち、このような圧延
においては、通常の圧延のように１パス毎に材料がロー
ルを離れる必要は無く、主たるロールの圧延が終了次第
、ピンチロールに噛んでいる状態で直ちに停止し、その
材料の方向転換は、ピンチロールの可逆回転によって行
い、直ちに次の主たるロールの圧延を行うことが出来る
。

この配置による実施態様を次に説明する（第３図は実施
手順を示す、）、材料長さが短く、噛込み難い初期の圧
延ではピンチローラで軽い圧下を取り、主たる圧延機に
押し込み力を付加して噛込ませる。−旦噛込めば安定し
た圧延が継続するので押し込み力はかける必要はない。

更に圧延が進み、材料長さが長くなったときには、ピン
チロールと主たる圧延機との間に、ロール速度を調整し
て、前方に位置するピンチロールの速度を主たる圧延機
のロール速度よりも大きくするか、後方に位置するピン
チロールの速度を遅く設定することによって張力が発生
するようにする。この張力によって、弾性復元は減少し
、延伸は増加する。いずれのパスにおいても、主たるロ
ールの圧延が終了しだい、直ちにピンチロールを逆転し
て、つぎのパスの圧延を行う。

このようにして、高分子材料を少ないパス回数で効率良
く延伸せしめることが出来る。なお、このピンチロール
による張力は別の効果も持つ、即ち、高分子材料の圧延
においては、圧延中に波状のたわみが発生し易く形状が
悪化するが、張力はこれを防止し製品形状の良好な安定
した圧延を可能にする。

なお、ピンチロールの圧下は、実質圧下Ｏを基準とした
が、正確には、若干の実質圧下はその圧延上のトラブル
にならない限り許されるものであり、その場合も本発明
に包含される。

実施例 板厚：　１０ｍｍ、板幅：　２０Ｑ＋＋＋ｍ、長さ２１
ｍ、のポリエチレン材料は、ロール径：２００簡會のロ
ールでは圧下量５■ｌの設定では噛込不可能であった。

しかし１前後に直径：　　１００ｍｍのピンチロールを
設置して、ピンチロールには１ｍｍの圧下、主たる圧延
機には５層層の圧下を設定して圧延を行ったところ、圧
延は可能であった。またそのあと、ピンチロールではｌ
龍の圧下で、かつ張力を設定した圧延を行い、３パスで
板厚計■、長さ３ｍの板を安定して圧延することが出来
た。

さらに、この圧延において、ピンチロールから、材料が
離れる場合と、圧下したままで逆転する場合の時間を比
較したところ、後者において約２７３に圧延時間を減少
させることが出来た。

発明の効果 本発明によれば、高分子材料をコンパクトな設備の圧延
機で安定して、効率良く圧延することが出来、以て優れ
た特性を有する高分子材料を高い生産下に得ることが出
来る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧延ロール対間に材料が噛込まれ得る条件を
説明する図、第２図は、本発明を実施するときの設備配
置を示す立面図、第３図（１）〜（６）は、本発明の実
施手順を示す説明図である。 ｌ・・・ロール、２・魯・材料、３・・・主圧延機、４
．５・・・ピンチローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高分子材料を圧延によって延伸せしめ圧延板を製造す
   る方法において、圧延機の前後に設置した２台のピンチ
   ローラによって連続的に圧延し、材料に押し込み圧縮力
   あるいは前方、後方張力を加えながら往復動圧延するに
   際し、いずれかのピンチローラは常に材料を噛み込んだ
   状態で行うことを特徴とする高分子材料圧延板の製造方
   法。