JPH04298541A - 耐熱性に優れた高強度・高弾性ポリエチレン成形体の製造方法 - Google Patents
耐熱性に優れた高強度・高弾性ポリエチレン成形体の製造方法Info
- Publication number
- JPH04298541A JPH04298541A JP8721091A JP8721091A JPH04298541A JP H04298541 A JPH04298541 A JP H04298541A JP 8721091 A JP8721091 A JP 8721091A JP 8721091 A JP8721091 A JP 8721091A JP H04298541 A JPH04298541 A JP H04298541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- polyethylene
- heat resistance
- excellent heat
- electron beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明では高強度ポリエチレン成
形体の表面をエチレン性二重結合を有するモノマーで被
覆した状態で電子線照射を行ない、耐熱性を向上させた
高強度ポリエチレン成形体の製造方法に関するものであ
る。
形体の表面をエチレン性二重結合を有するモノマーで被
覆した状態で電子線照射を行ない、耐熱性を向上させた
高強度ポリエチレン成形体の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ポリエチレンは典型的な汎用樹脂であり
、広範囲にわたり使用されているが、さらに過酷な環境
での使用を可能にするため、強度や耐熱性の向上が求め
られている。ポリエチレンの高強度化を行なう方法とし
ては、ガラス繊維で補強する繊維強化法や充填剤を用い
る充填剤強化法などの方法があるが、近年ポリエチレン
の強化を飛躍的に向上させる分子配向法が注目され、高
強度ポリエチレン繊維やフィルムとして製造されている
。
、広範囲にわたり使用されているが、さらに過酷な環境
での使用を可能にするため、強度や耐熱性の向上が求め
られている。ポリエチレンの高強度化を行なう方法とし
ては、ガラス繊維で補強する繊維強化法や充填剤を用い
る充填剤強化法などの方法があるが、近年ポリエチレン
の強化を飛躍的に向上させる分子配向法が注目され、高
強度ポリエチレン繊維やフィルムとして製造されている
。
【０００３】ポリエチレンのような可とう性高分子は、
一軸方向へ延伸することにより分子鎖が高度に配向した
フィブリルの構造をとる。このフィブリルは多数のミク
ロフィブリルから構成され、さらに、ミクロフィブリル
は結晶境界に集中する数多くの折りたたみ分子鎖と結晶
間を結ぶタイ分子から構成されている。
一軸方向へ延伸することにより分子鎖が高度に配向した
フィブリルの構造をとる。このフィブリルは多数のミク
ロフィブリルから構成され、さらに、ミクロフィブリル
は結晶境界に集中する数多くの折りたたみ分子鎖と結晶
間を結ぶタイ分子から構成されている。
【０００４】このタイ分子が繊維に作用する張力を支え
ると考えられている。そこで、可とう性高分子の超高強
度化は折りたたみ分子鎖を減少させ、タイ分子の数を増
やすように行なわれる。これを行なう方法が分子配向法
であるがこれには数多くの手法が考案されており、その
中で代表的なものを挙げると熱延伸法、固体押出し法、
ゲル紡糸法、溶融延伸配向法などがある。
ると考えられている。そこで、可とう性高分子の超高強
度化は折りたたみ分子鎖を減少させ、タイ分子の数を増
やすように行なわれる。これを行なう方法が分子配向法
であるがこれには数多くの手法が考案されており、その
中で代表的なものを挙げると熱延伸法、固体押出し法、
ゲル紡糸法、溶融延伸配向法などがある。
【０００５】工業的にはゲル紡糸法が溶融延伸配向法な
どで超高分子量ポリエチレンの高強度繊維の生産が行な
われている。この繊維は炭素繊維やケブラー繊維などの
高強度繊維と比較して強度、弾性率、比重などで優れた
性質をもつ。しかし、耐熱性が劣るなどの問題がある。
どで超高分子量ポリエチレンの高強度繊維の生産が行な
われている。この繊維は炭素繊維やケブラー繊維などの
高強度繊維と比較して強度、弾性率、比重などで優れた
性質をもつ。しかし、耐熱性が劣るなどの問題がある。
【０００６】ところで、従来よりポリエチレンの耐熱性
の改善方法としては橋かけによる高温域での機械的強度
の向上が行なわれている。これは、ポリエチレンの分子
間を橋かけすることにより三次元の網目構造を形成させ
て、溶融による熱変形を抑制するものである。この橋か
け方法は有機過酸化物やシラン化合物を用いる化学橋か
け法と放射線を照射する放射線照射法、紫外線を照射す
る紫外線照射法に分けられる。この中で最も一般的であ
るのが化学橋かけ法であるが、架橋剤の選択や架橋剤の
量、温度、時間などの最適化が必要である。
の改善方法としては橋かけによる高温域での機械的強度
の向上が行なわれている。これは、ポリエチレンの分子
間を橋かけすることにより三次元の網目構造を形成させ
て、溶融による熱変形を抑制するものである。この橋か
け方法は有機過酸化物やシラン化合物を用いる化学橋か
け法と放射線を照射する放射線照射法、紫外線を照射す
る紫外線照射法に分けられる。この中で最も一般的であ
るのが化学橋かけ法であるが、架橋剤の選択や架橋剤の
量、温度、時間などの最適化が必要である。
【０００７】一方、放射線照射法では架橋剤が不要であ
り、常温での橋かけが可能、あるいは生産速度を上げる
ことが可能などの利点があるものの、これまでは線源コ
ストが高いなどの問題があった。しかし、近年、低エネ
ルギー型の電子加速器の発展によりコストの低下がはか
られ、工業分野での電子加速器の利用が進んでいる。
り、常温での橋かけが可能、あるいは生産速度を上げる
ことが可能などの利点があるものの、これまでは線源コ
ストが高いなどの問題があった。しかし、近年、低エネ
ルギー型の電子加速器の発展によりコストの低下がはか
られ、工業分野での電子加速器の利用が進んでいる。
【０００８】また、紫外線照射法では架橋促進剤の添加
が行なわれるが、この毒性が問題となっている。
が行なわれるが、この毒性が問題となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】現在、高強度ポリエチ
レン材料の耐熱性を向上させる方法として検討されてい
る電子線橋かけ法では、電子線劣化による強度の低下が
問題となっていた。
レン材料の耐熱性を向上させる方法として検討されてい
る電子線橋かけ法では、電子線劣化による強度の低下が
問題となっていた。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】本発明はかかる従来の
電子線劣化の問題を解消すべく高強度ポリエチレン成形
体をモノマーで被覆したのち電子線を照射することによ
り、電子線劣化による強度の低下を伴わずに高強度ポリ
エチレン成形体の耐熱性を向上させる方法である。
電子線劣化の問題を解消すべく高強度ポリエチレン成形
体をモノマーで被覆したのち電子線を照射することによ
り、電子線劣化による強度の低下を伴わずに高強度ポリ
エチレン成形体の耐熱性を向上させる方法である。
【００１１】以下、図面を用いて上記発明を説明する。
図１は本発明が適用される装置の一例の概略を表わした
ものである。図中の１のような連続的な高強度ポリエチ
レン成形体に被覆装置２を用いてモノマーを被覆する。 被覆方法としては、高強度ポリエチレン成形体の形状に
より、図１に例示したようなロ−ル浸漬法のほかに、コ
ーティング法，スプレー法，蒸着法などの方法を用いる
こともできる。さらに、場合によってモノマーの被覆量
をコントロールするコントローラー３を設置してもよい
。この後、電子線照射装置４にて電子線照射を行なう。
ものである。図中の１のような連続的な高強度ポリエチ
レン成形体に被覆装置２を用いてモノマーを被覆する。 被覆方法としては、高強度ポリエチレン成形体の形状に
より、図１に例示したようなロ−ル浸漬法のほかに、コ
ーティング法，スプレー法，蒸着法などの方法を用いる
こともできる。さらに、場合によってモノマーの被覆量
をコントロールするコントローラー３を設置してもよい
。この後、電子線照射装置４にて電子線照射を行なう。
【００１２】照射方法については１１のように数度に分
けて照射する方法も考えられる。このようにして電子線
照射を行なった後、ポリエチレン成形体の表面には未反
応のモノマーやホモポリマーなどが存在しうるので、洗
浄装置５にて除去する必要がある。洗浄方法としては水
、あるいは溶剤による洗浄が可能である。この後、乾燥
装置６にて乾燥させ、巻き取り装置７で巻き取る。
けて照射する方法も考えられる。このようにして電子線
照射を行なった後、ポリエチレン成形体の表面には未反
応のモノマーやホモポリマーなどが存在しうるので、洗
浄装置５にて除去する必要がある。洗浄方法としては水
、あるいは溶剤による洗浄が可能である。この後、乾燥
装置６にて乾燥させ、巻き取り装置７で巻き取る。
【００１３】上記のプロセスにおいてポリエチレン成形
体の表面を被覆するモノマーとしてはアクリル酸、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸イソブチル
などのアクリル酸の誘導体、またメタクリル酸、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロ
ピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−ヒドロキ
シエチルなどのメタクリル酸の誘導体、このほかアクリ
ロニトリルやスチレンなどのビニル基を有するモノマー
やアリルアルコールやアリルクロライドなどのアリル基
を有するモノマーなどが用い得、エチレン性二重結合を
有するモノマーであれば特に使用に関して限定されない
。また、ポリエチレン表面とのなじみを良くするためメ
タノ−ルやトルエン等の溶媒でモノマ−を希釈して用い
ることも可能である。
体の表面を被覆するモノマーとしてはアクリル酸、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸イソブチル
などのアクリル酸の誘導体、またメタクリル酸、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロ
ピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−ヒドロキ
シエチルなどのメタクリル酸の誘導体、このほかアクリ
ロニトリルやスチレンなどのビニル基を有するモノマー
やアリルアルコールやアリルクロライドなどのアリル基
を有するモノマーなどが用い得、エチレン性二重結合を
有するモノマーであれば特に使用に関して限定されない
。また、ポリエチレン表面とのなじみを良くするためメ
タノ−ルやトルエン等の溶媒でモノマ−を希釈して用い
ることも可能である。
【００１４】かくの如き構成において延伸した高強度ポ
リエチレン成形体表面を該モノマーで被覆したのち電子
線を照射すると、水素原子と炭素原子、あるいは炭素原
子どうしの結合が切断してフリーラジカルが生成され橋
かけが起こる。これにより、三次元網目構造が形成され
て難溶融となり耐熱性が向上する。しかし、ポリエチレ
ンの表面に生成したラジカルが電子線照射後空気中の酸
素と反応してパーオキサイドを生成するため、酸化によ
る劣化が起こり強度低下を伴うと考えられる。
リエチレン成形体表面を該モノマーで被覆したのち電子
線を照射すると、水素原子と炭素原子、あるいは炭素原
子どうしの結合が切断してフリーラジカルが生成され橋
かけが起こる。これにより、三次元網目構造が形成され
て難溶融となり耐熱性が向上する。しかし、ポリエチレ
ンの表面に生成したラジカルが電子線照射後空気中の酸
素と反応してパーオキサイドを生成するため、酸化によ
る劣化が起こり強度低下を伴うと考えられる。
【００１５】そこで、本発明ではポリエチレン表面にモ
ノマーを被覆した状態で電子線を照射する。これにより
、モノマーが成形体表面に生成したラジカルを攻撃して
グラフト重合する。したがって、ラジカルは失活して酸
化劣化の起因とはならず、強度低下が抑制されるものと
考えられる。
ノマーを被覆した状態で電子線を照射する。これにより
、モノマーが成形体表面に生成したラジカルを攻撃して
グラフト重合する。したがって、ラジカルは失活して酸
化劣化の起因とはならず、強度低下が抑制されるものと
考えられる。
【００１６】なお、ポリエチレン内部に生成したラジカ
ルがポリエチレン内部への酸素の拡散により酸素と反応
してパーオキサイドを生成するため分子鎖が切断して、
強度が低下してしまうことも考えられる。しかし、ポリ
エチレンの表面にグラフト層が形成されることによりポ
リエチレン内部への酸素の拡散を抑制するため、ラジカ
ルが再結合して分子鎖の切断が抑えられることとなる。 また、破壊が表面より起こると仮定するならモノマーを
被覆して電子線を照射することにより、ポリエチレンの
表面にポリエチレンの主鎖切断を伴わず密な橋かけ構造
を形成できるため、破壊を抑えるとも考えられる。
ルがポリエチレン内部への酸素の拡散により酸素と反応
してパーオキサイドを生成するため分子鎖が切断して、
強度が低下してしまうことも考えられる。しかし、ポリ
エチレンの表面にグラフト層が形成されることによりポ
リエチレン内部への酸素の拡散を抑制するため、ラジカ
ルが再結合して分子鎖の切断が抑えられることとなる。 また、破壊が表面より起こると仮定するならモノマーを
被覆して電子線を照射することにより、ポリエチレンの
表面にポリエチレンの主鎖切断を伴わず密な橋かけ構造
を形成できるため、破壊を抑えるとも考えられる。
【００１７】なお、電子線照射の線量としては通常５〜
５０Ｍｒａｄの範囲で行なう。また、照射雰囲気につい
ては特に窒素ガス中である必要はなく、空気中でも可能
である。
５０Ｍｒａｄの範囲で行なう。また、照射雰囲気につい
ては特に窒素ガス中である必要はなく、空気中でも可能
である。
【００１８】
【実施例】実施例１
ゲル紡糸法によりデカリンを溶媒とした濃度５ｗｔ％，
温度１３５℃，分子量４００万の超高分子量ポリエチレ
ン溶液を紡糸したのち、１２０℃で２０倍に延伸して２
５０ｋｇ／ｍｍ２ の強度を有する繊維を作成した。次
いで、メタクリル酸メチルモノマーをスプレーして繊維
表面をモノマーで被覆した後、電子線を２０Ｍｒａｄ照
射した後、水洗した。
温度１３５℃，分子量４００万の超高分子量ポリエチレ
ン溶液を紡糸したのち、１２０℃で２０倍に延伸して２
５０ｋｇ／ｍｍ２ の強度を有する繊維を作成した。次
いで、メタクリル酸メチルモノマーをスプレーして繊維
表面をモノマーで被覆した後、電子線を２０Ｍｒａｄ照
射した後、水洗した。
【００１９】この試料について２５ｇ／ｍｍ２ の荷重
をかけた状態での溶融破断温度を測定した結果、未照射
の試料では１０３℃であったのに対し上述した処理を施
こしたサンプルでは１７０℃となり、かつ、電子線照射
による強度の低下は４％であった。
をかけた状態での溶融破断温度を測定した結果、未照射
の試料では１０３℃であったのに対し上述した処理を施
こしたサンプルでは１７０℃となり、かつ、電子線照射
による強度の低下は４％であった。
【００２０】実施例２
熱延伸法により分子量５，５００，０００の超高分子量
ポリエチレンを温度１２０℃で延伸した。８０ｋｇ／ｍ
ｍ２ の強度を有するフィルムについてその両面にメタ
クリル酸をロールコーターで塗布した後、電子線を線量
３０Ｍｒａｄ照射した。実施例１と同様の条件での溶融
破断温度を測定した結果、破断温度は１００℃から１７
３℃に上昇し、強度の低下は３％であった。
ポリエチレンを温度１２０℃で延伸した。８０ｋｇ／ｍ
ｍ２ の強度を有するフィルムについてその両面にメタ
クリル酸をロールコーターで塗布した後、電子線を線量
３０Ｍｒａｄ照射した。実施例１と同様の条件での溶融
破断温度を測定した結果、破断温度は１００℃から１７
３℃に上昇し、強度の低下は３％であった。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、電子線劣化による強度の
低下を伴わず耐熱性の優れた高強度ポリエチレン材料の
製造が可能となる。
低下を伴わず耐熱性の優れた高強度ポリエチレン材料の
製造が可能となる。
【図１】本発明に係る製造方法を実施するための製造装
置の概要を示した工程説明図である。
置の概要を示した工程説明図である。
１ ポリエチレン成形体
２ モノマ−被覆装置
３ 被覆量コントロ−ラ−
４、１１ 電子線加速器
５ 洗浄装置
６ 乾燥装置
７ 巻き取り装置
Claims (3)
- 【請求項１】 （ａ）連続の高強度ポリエチレン成形
体にエチレン性二重結合を有するモノマーを被覆する工
程、（ｂ）前記のモノマーを被覆した成形体に電子線を
照射する工程、及び（ｃ）成形体よりモノマーやホモポ
リマーを除去する工程、より構成されることを特徴とす
る耐熱性に優れた高強度ポリエチレン成形体の製造方法
。 - 【請求項２】高強度ポリエチレン成形体は高密度ポリエ
チレンを延伸することにより、３０ｋｇ／ｍｍ２ 以上
の強度を有する特許請求の範囲第１項記載の耐熱性に優
れた高強度ポリエチレン材料の製造方法。 - 【請求項３】高強度ポリエチレン成形体は超高分子量ポ
リエチレンを延伸することにより、７０ｋｇ／ｍｍ２
以上の強度を有する特許請求の範囲第１項記載の耐熱性
に優れた高強度ポリエチレン材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8721091A JPH04298541A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐熱性に優れた高強度・高弾性ポリエチレン成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8721091A JPH04298541A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐熱性に優れた高強度・高弾性ポリエチレン成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298541A true JPH04298541A (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=13908583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8721091A Withdrawn JPH04298541A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐熱性に優れた高強度・高弾性ポリエチレン成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04298541A (ja) |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP8721091A patent/JPH04298541A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2907675A (en) | Process of coating polymeric substrates | |
| JP5491402B2 (ja) | 親水性多孔質基材 | |
| US4129617A (en) | Fluoro carbon graft copolymer and process for the production thereof | |
| US3111424A (en) | Process of coating irradiated polymer substrates | |
| Xu et al. | Electron-beam-induced post-grafting polymerization of acrylic acid onto the surface of Kevlar fibers | |
| JPH01152139A (ja) | 電子ビームにより開始される重合によりポリオレフィン物品の機能特性を改良するための方法 | |
| JPH04185651A (ja) | 架橋ポリオレフィン成形物の製法 | |
| US3634218A (en) | Process for the radiation grafting of butadiene and other co-graft monomers onto polyolefin substrates | |
| Waddell et al. | Polymer surface modification | |
| JPH04298541A (ja) | 耐熱性に優れた高強度・高弾性ポリエチレン成形体の製造方法 | |
| KR970015614A (ko) | 중합체의 가교 결합 | |
| US3226454A (en) | Polyethylene composition containing cross-linked polyethylene graft copolymer and process therefor | |
| CN110330594A (zh) | 一种聚乙烯交联改性的方法 | |
| CN1388153A (zh) | 一种聚合物表面改性方法 | |
| JPH03128947A (ja) | 素材の表面改質方法 | |
| JP2843420B2 (ja) | 耐熱性に優れた延伸配向ポリエチレン成形体の製造方法 | |
| KR100783802B1 (ko) | 자외선을 조사하여 표면을 개질한 원사의 제조방법 및 그장치 | |
| CN107541943A (zh) | 一种电子束预辐射接枝改性芳纶纤维的方法 | |
| Rao | Radiation processing of polymers | |
| JPH04309536A (ja) | 放射線照射グラフト化方法およびグラフト化物 | |
| JPS59152913A (ja) | 高分子材料表面改質法 | |
| Yasuda et al. | Durable bonding characteristics of thermoplastic olefins plasma-treated by low-temperature cascade arc torches | |
| JP3735191B2 (ja) | ポリオレフィン成形体の製造方法 | |
| Chodák | Crosslinking of polypropylene | |
| JPS62151416A (ja) | 有機不飽和化合物をガラス製品にグラフト化する方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |