JPH044113A - ポリオレフィン材料の連続的製造方法 - Google Patents
ポリオレフィン材料の連続的製造方法Info
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- JPH044113A JPH044113A JP2102928A JP10292890A JPH044113A JP H044113 A JPH044113 A JP H044113A JP 2102928 A JP2102928 A JP 2102928A JP 10292890 A JP10292890 A JP 10292890A JP H044113 A JPH044113 A JP H044113A
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- B29C43/228—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length using endless belts feeding the material between non-rotating pressure members, e.g. vibrating pressure members
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- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (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
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
この発明は、ポリオレフィン粉末が、その融点未満の温
度下において、連続的に圧縮成形され、次いで、圧延延
伸されることによって、高強度と高弾性率を有するポリ
オレフィン材料が連続的に製造される方法に関する。
度下において、連続的に圧縮成形され、次いで、圧延延
伸されることによって、高強度と高弾性率を有するポリ
オレフィン材料が連続的に製造される方法に関する。
［従来の技術］
分子量が極めて大きい、所謂、超高分子量ポリオレフィ
ンは対衝撃性と耐摩耗性において優れており、また、自
己潤滑性があることなどの特長が多いエンジニアリング
プラスチックスであって、各種の分野で使用されている
。 この超高分子量ポリオレフィンは汎用ポリオレフィ
ンに比較して遥かに分子量が大きいのであり、高配向化
が可能となれば、高強度高弾性の成形品が得られること
は確実に期待されるのであり、高配向化のための方途が
種々検討されてきた。
ンは対衝撃性と耐摩耗性において優れており、また、自
己潤滑性があることなどの特長が多いエンジニアリング
プラスチックスであって、各種の分野で使用されている
。 この超高分子量ポリオレフィンは汎用ポリオレフィ
ンに比較して遥かに分子量が大きいのであり、高配向化
が可能となれば、高強度高弾性の成形品が得られること
は確実に期待されるのであり、高配向化のための方途が
種々検討されてきた。
しかしながら、超高分子量のポリオレフィンは汎用ポリ
オレフィンに比較して、その溶融粘度が高いために通常
の方法にとって、その成形加工性が著しく不良であり、
また、現状では延伸による高配向化が不可能である。
オレフィンに比較して、その溶融粘度が高いために通常
の方法にとって、その成形加工性が著しく不良であり、
また、現状では延伸による高配向化が不可能である。
特開昭５６−１５４０８において、ボール・スミス、ビ
ータ−・ヤーン・レムストラらは、超高分子量ポリオレ
フィンのデカリン溶液であるドープから得たゲルを高倍
率に延伸して高強度・高弾性率のポリオレフィン材料を
製造する方法を提案した。
ータ−・ヤーン・レムストラらは、超高分子量ポリオレ
フィンのデカリン溶液であるドープから得たゲルを高倍
率に延伸して高強度・高弾性率のポリオレフィン材料を
製造する方法を提案した。
そのドープ中のポリマー濃度は、重量平均分子量１５０
万のものにおいて３ ｗｔ、％、４００万のものにおい
て１ ｗｔ、％であり、極度の低濃度において製造され
ているのみであり、その製造においては多量の溶媒の使
用が不可避であり、加えて高粘度溶液の調製と取り扱い
などが技術的障碍となってこの方法の経済性を甚だ不利
なものとしている。
万のものにおいて３ ｗｔ、％、４００万のものにおい
て１ ｗｔ、％であり、極度の低濃度において製造され
ているのみであり、その製造においては多量の溶媒の使
用が不可避であり、加えて高粘度溶液の調製と取り扱い
などが技術的障碍となってこの方法の経済性を甚だ不利
なものとしている。
また、特開昭５９−１８７６１４、特開昭６０−１５１
２０、特開昭６０−９７８３６、高分子学会予稿集３４
（４） ８７３（１９８５）などに、超高分子量ポリ
オレフィン単結晶マットを高度に延伸して、高配向化さ
せる方法について種々の提案がある。
２０、特開昭６０−９７８３６、高分子学会予稿集３４
（４） ８７３（１９８５）などに、超高分子量ポリ
オレフィン単結晶マットを高度に延伸して、高配向化さ
せる方法について種々の提案がある。
しかし、これらの方法では、予め超高分子量のポリオレ
フィンをキシレン、デカリン、灯油などの溶媒によって
希薄溶液化し、その後、冷却なり等温結晶化を行い、得
られる単結晶マットを固相押出し処理、あるいは延伸処
理するものである。
フィンをキシレン、デカリン、灯油などの溶媒によって
希薄溶液化し、その後、冷却なり等温結晶化を行い、得
られる単結晶マットを固相押出し処理、あるいは延伸処
理するものである。
従って、これら方法においても、単結晶マット製造時に
、多量の溶媒使用が不可欠であるという一大欠点は、依
然、未解決である。
、多量の溶媒使用が不可欠であるという一大欠点は、依
然、未解決である。
上述した欠点を解消させるために、発明者らは先に、特
開昭６３−４１５１２と同６３−６６２０７によって超
高分子量ポリオレフィン粉末を、溶解、または溶融させ
ることなく、これらの粉末の融点未満の温度下に圧縮成
形し、次いて、圧延と延伸の処理を加えて高強度高弾性
率のポリオレフィン材料を製造する方法を提供した。
開昭６３−４１５１２と同６３−６６２０７によって超
高分子量ポリオレフィン粉末を、溶解、または溶融させ
ることなく、これらの粉末の融点未満の温度下に圧縮成
形し、次いて、圧延と延伸の処理を加えて高強度高弾性
率のポリオレフィン材料を製造する方法を提供した。
［発明が解決しようとする課題］
発明者らが先に開示したこれら方法においては圧縮成形
工程は加熱された上下の加圧プレートの間でポリオレフ
ィン粉末が圧縮されて、必要時間加熱、加圧された後に
、予備成形されたシートが得られる回分方式であり、生
産性において改善の余地が残されていること、また、充
分に高い強度と高い弾性率を有する材料の形成のために
は加圧圧力として、通常、数百Ｋｇ／ｃｍ２程度以上の
圧力か必要とされることなど、改良が加えられるへき課
題か存在していたことが判明した。
工程は加熱された上下の加圧プレートの間でポリオレフ
ィン粉末が圧縮されて、必要時間加熱、加圧された後に
、予備成形されたシートが得られる回分方式であり、生
産性において改善の余地が残されていること、また、充
分に高い強度と高い弾性率を有する材料の形成のために
は加圧圧力として、通常、数百Ｋｇ／ｃｍ２程度以上の
圧力か必要とされることなど、改良が加えられるへき課
題か存在していたことが判明した。
［課題を解決するための手段］
発明者らは、これらの課題を解決するへく鋭意研究検討
と実験用の装置の試作と試作装置による実験を反復した
結果、原料のポリオレフィン粉末を特定の加圧手段によ
り、この粉末の融点未満の温度下に圧縮成形し、次いで
、圧延および延伸の処理を後続させることによって、高
強度高弾性率のポリオレフィン材料が連続的に得られる
ことを見出した。
と実験用の装置の試作と試作装置による実験を反復した
結果、原料のポリオレフィン粉末を特定の加圧手段によ
り、この粉末の融点未満の温度下に圧縮成形し、次いで
、圧延および延伸の処理を後続させることによって、高
強度高弾性率のポリオレフィン材料が連続的に得られる
ことを見出した。
即ち、この発明は上下に対向する一対のエンドレスベル
トの間にポリオレフィン粉末が供給され粉末は両エンド
レスベルトの間にあって圧縮されつつ移動させられると
ともに両エンドレスベルトそれぞれの裏面側に配設され
、両軸端がフレームによって支持され回転自在に支承さ
れたローラ群からなる加圧用手段により、両エンドレス
ベルトを介して、その融点未満の温度下において、圧縮
成形され、次いで、圧延され延伸されることからなる高
強度高弾性率を有するポリオレフィン材料の連続的製造
方法である。
トの間にポリオレフィン粉末が供給され粉末は両エンド
レスベルトの間にあって圧縮されつつ移動させられると
ともに両エンドレスベルトそれぞれの裏面側に配設され
、両軸端がフレームによって支持され回転自在に支承さ
れたローラ群からなる加圧用手段により、両エンドレス
ベルトを介して、その融点未満の温度下において、圧縮
成形され、次いで、圧延され延伸されることからなる高
強度高弾性率を有するポリオレフィン材料の連続的製造
方法である。
［発明の実施のために適当する態様］
この発明方法は、重合、圧縮成形・圧延・延伸を含む成
形加工工程において、溶融、または溶媒への溶解など煩
雑な操作がポリオレフィンに一度たりとも付与されるこ
とがなく、特定された加圧手段か使用されることにより
従来方法に比較して低圧下の圧縮成形を可能とするので
あり、優れた物性を有する高強度高弾性率ポリオレフィ
ン材料か、連続的に低圧下に簡便に製造され得るという
優れた特長を有するのである。
形加工工程において、溶融、または溶媒への溶解など煩
雑な操作がポリオレフィンに一度たりとも付与されるこ
とがなく、特定された加圧手段か使用されることにより
従来方法に比較して低圧下の圧縮成形を可能とするので
あり、優れた物性を有する高強度高弾性率ポリオレフィ
ン材料か、連続的に低圧下に簡便に製造され得るという
優れた特長を有するのである。
この発明の高強度高弾性率のポリオレフィンの材料の連
続的製法に使用されるポリオレフィンとしては炭素数が
２〜８、好ましくは２〜６であるα−オレフィン単独重
合体、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン
−１、ポリ −４メチルベンテルン−１など、あるいは
、炭素数が相違するα−オレフィンとの共重合体、例え
ば、エチレンと炭素数３〜１２、好ましくは３〜８のα
−オレフィンとの共重合体、プロピレンと炭素数４〜１
２、好ましくは４〜８のａ−オレフィンとの共重合体そ
の他などが例示される。
続的製法に使用されるポリオレフィンとしては炭素数が
２〜８、好ましくは２〜６であるα−オレフィン単独重
合体、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン
−１、ポリ −４メチルベンテルン−１など、あるいは
、炭素数が相違するα−オレフィンとの共重合体、例え
ば、エチレンと炭素数３〜１２、好ましくは３〜８のα
−オレフィンとの共重合体、プロピレンと炭素数４〜１
２、好ましくは４〜８のａ−オレフィンとの共重合体そ
の他などが例示される。
なお、この発明において使用されるこれらポリオレフィ
ンは、一般に高分子量であればある程、より高強度であ
り高弾性率の材料を与え得るのであって望ましい。
ンは、一般に高分子量であればある程、より高強度であ
り高弾性率の材料を与え得るのであって望ましい。
例えば、ポリエチレンの場合、粘度平均分子量５０〜１
２００万、好ましくは９０〜９００万、更に、好ましく
は１２０〜６００万、１３５℃、デカリン中における極
限粘度を以て表示すれば、５〜５０ ｄｌ／ｇ好ましく
は８〜４０ ｄｌ／ｇ、更に好ましくはｌＯ〜３０ ｄ
ｌ／ｇである、所謂、超高分子量ポリエチレンであるこ
とが望ましく、また、ポリプロピレンの場合においても
、分子量が１００万以上であることが好ましい。
２００万、好ましくは９０〜９００万、更に、好ましく
は１２０〜６００万、１３５℃、デカリン中における極
限粘度を以て表示すれば、５〜５０ ｄｌ／ｇ好ましく
は８〜４０ ｄｌ／ｇ、更に好ましくはｌＯ〜３０ ｄ
ｌ／ｇである、所謂、超高分子量ポリエチレンであるこ
とが望ましく、また、ポリプロピレンの場合においても
、分子量が１００万以上であることが好ましい。
また、これらの原料ポリオレフィンの形態は、特に限定
されないが、通常、粉末状か、顆粒状のものが適当であ
る。
されないが、通常、粉末状か、顆粒状のものが適当であ
る。
例えば、ポリエチレンの場合、粒径は２０００μｍ以下
、好ましくは１０００μｍ以下のものであることが望ま
しく、また、その粒径分布は狭小であればある程、良好
なシートが得られる。
、好ましくは１０００μｍ以下のものであることが望ま
しく、また、その粒径分布は狭小であればある程、良好
なシートが得られる。
この発明の高強度高弾性率ポリオレフィン材料の連続的
製法においては、まず、ポリオレフィン粉末が連続的に
圧縮成形されて、圧縮成形シートが形成される。
製法においては、まず、ポリオレフィン粉末が連続的に
圧縮成形されて、圧縮成形シートが形成される。
この圧縮成形シートの形成用に使用される装置について
具体化例の概要を示す第１図により説明する。
具体化例の概要を示す第１図により説明する。
この装置は、基本的には、ロール１〜４により牽引力が
加えられる対向の上下一対のエンドレスベルト５と６、
これらエンドレスベルトを介して供給粉末を加圧するた
めに、両軸端が軸受などによって支承されてフレーム７
に支持される上下の１組づつの回転自在のローラー８群
からなる加圧手段を主要の機能部分として構成される。
加えられる対向の上下一対のエンドレスベルト５と６、
これらエンドレスベルトを介して供給粉末を加圧するた
めに、両軸端が軸受などによって支承されてフレーム７
に支持される上下の１組づつの回転自在のローラー８群
からなる加圧手段を主要の機能部分として構成される。
両エンドレスベルトに対して、それぞれ、３本以上のロ
ーラー８の配設が適当し、ロール１〜４の外径は、エン
ドレスベルトの作動が円滑良好である限りにおいて何ら
の限定も必要としない。
ーラー８の配設が適当し、ロール１〜４の外径は、エン
ドレスベルトの作動が円滑良好である限りにおいて何ら
の限定も必要としない。
エンドレスベルト用のベルトとしては、通常、その厚さ
が０．１〜１．５ｍｍ程度のものが適当するのであり、
被圧縮物に接触するエンドレスベルト表面は鏡面状に研
磨されているものが好適に使用され得る。
が０．１〜１．５ｍｍ程度のものが適当するのであり、
被圧縮物に接触するエンドレスベルト表面は鏡面状に研
磨されているものが好適に使用され得る。
エンドレスベルトのベルト厚さが薄過ぎれば、ベルトが
変形、または切断などの損傷を受は易くなり、また厚過
ぎれば、エンドレスベルトを牽引するロール１〜４外径
を大きくする必要が生じ、装置全体が大型化するために
好ましくない。
変形、または切断などの損傷を受は易くなり、また厚過
ぎれば、エンドレスベルトを牽引するロール１〜４外径
を大きくする必要が生じ、装置全体が大型化するために
好ましくない。
エンドレスベルトの材質としては、各種ステンレススチ
ールが代表的素材として挙げられるが、適当な他の金属
製ベルトの単一体、またはベルト表面に弗素樹脂など樹
脂類がコーティングされたものなども使用可能である。
ールが代表的素材として挙げられるが、適当な他の金属
製ベルトの単一体、またはベルト表面に弗素樹脂など樹
脂類がコーティングされたものなども使用可能である。
この発明における加圧手段はエンドレスベルトのベルト
の機能表面裏側に設けられ、その両軸端が軸受なとで支
承されフレームに支持固定された対向する１組づつの回
転自在のローラー８群からなる。 ローラー群の対向す
るローラー８各一対はベルト進行方向に交差する垂直平
面内において正対して配置されることが好ましい。
の機能表面裏側に設けられ、その両軸端が軸受なとで支
承されフレームに支持固定された対向する１組づつの回
転自在のローラー８群からなる。 ローラー群の対向す
るローラー８各一対はベルト進行方向に交差する垂直平
面内において正対して配置されることが好ましい。
垂直平面内に正対して配置されない場合には、ベルトに
繰り返して頻繁に曲げ応力が付加されてベルトの耐用期
間を短縮させ易い。
繰り返して頻繁に曲げ応力が付加されてベルトの耐用期
間を短縮させ易い。
また、各組内のローラー相互が接触しない程度に接近さ
せて多数配列させることが適当である。
せて多数配列させることが適当である。
これらのローラー外径としては、小径のもの、具体的に
は１０〜５０闘程度の範囲内であることが好ましい。
は１０〜５０闘程度の範囲内であることが好ましい。
ローラー外径が過小の場合、エンドレスベルトに付加さ
れる圧力は、直線状加圧細面中において局部的集中的と
なり過大となるのであり、エンドレスベルトに小径ロー
ラー強圧の痕跡が生じ易くエンドレスベルトの変形を招
き易くなる。
れる圧力は、直線状加圧細面中において局部的集中的と
なり過大となるのであり、エンドレスベルトに小径ロー
ラー強圧の痕跡が生じ易くエンドレスベルトの変形を招
き易くなる。
また、ローラー外径が過大の場合は、両エンドレスベル
トの加圧プレートとして機能する加圧部の延長が必要と
なって、これが延長され得す短い場合には、加圧部のロ
ーラー本数が不足することとなり、良好な圧縮成形シー
トが得られない。
トの加圧プレートとして機能する加圧部の延長が必要と
なって、これが延長され得す短い場合には、加圧部のロ
ーラー本数が不足することとなり、良好な圧縮成形シー
トが得られない。
なお、小径ローラーの場合、ローラーに撓みが生じない
ように、第３図に示されるバックアップロール１３が付
設されることが好ましい。
ように、第３図に示されるバックアップロール１３が付
設されることが好ましい。
ローラー本数、即ち、エンドレスベルトの走行方向のロ
ーラー群の全長は、通常、１００〜５．０００ｍｍ好ま
しくは５００〜２，０００ ｍｍ程度が適当である。
ーラー群の全長は、通常、１００〜５．０００ｍｍ好ま
しくは５００〜２，０００ ｍｍ程度が適当である。
被圧縮物の超高分子粉末は上下のローラー間を両ベルト
の間にあって圧縮されつつ通過するとき線状面圧として
集中的加圧を受けるが、平均圧力として、通常、０．１
〜１００ ｋｇｆ／ｃｍ２、好ましくは０、５〜５０
ｋｇｆ／ｃｍ２、更に、好ましくは １〜２０ｋｇ／ｃ
ｍ２の範囲内の圧力が与えられるならば、充分であるこ
とが判明した。 勿論、上記の範囲を超える圧力、例
えば、５００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力を与えることも
可能であるが、経済性を考慮すれば低圧であることが好
ましい。 ローラー８群はエンドレスベルトを介して
、ポリオレフィン粉末を加圧することが第一義的機能で
あるが、同時に被圧縮物の加熱媒体としても活用可能で
ある。
の間にあって圧縮されつつ通過するとき線状面圧として
集中的加圧を受けるが、平均圧力として、通常、０．１
〜１００ ｋｇｆ／ｃｍ２、好ましくは０、５〜５０
ｋｇｆ／ｃｍ２、更に、好ましくは １〜２０ｋｇ／ｃ
ｍ２の範囲内の圧力が与えられるならば、充分であるこ
とが判明した。 勿論、上記の範囲を超える圧力、例
えば、５００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力を与えることも
可能であるが、経済性を考慮すれば低圧であることが好
ましい。 ローラー８群はエンドレスベルトを介して
、ポリオレフィン粉末を加圧することが第一義的機能で
あるが、同時に被圧縮物の加熱媒体としても活用可能で
ある。
この発明の方法においては、被圧縮物の粉末のポリオレ
フィンの融点未満の温度下に圧縮工程が実施されること
が、引き続いて実施される圧延と延伸工程を経て、高強
度と高弾性率を有するポリオレフィン材料を得るために
極めて重要である。
フィンの融点未満の温度下に圧縮工程が実施されること
が、引き続いて実施される圧延と延伸工程を経て、高強
度と高弾性率を有するポリオレフィン材料を得るために
極めて重要である。
しかし、良好な圧縮成形シートを得るためには融点未満
の温度であればよいが、被加圧時の温度は適当する一定
の範囲内にあることが望ましい。
の温度であればよいが、被加圧時の温度は適当する一定
の範囲内にあることが望ましい。
例えば、ポリエチレンについては、通常、５０℃以上、
好ましくは９０℃以上、ポリプロピレンについては、通
常、９０℃以上であり、更に好ましくは１３［）℃以上
であることが望ましく、それぞれの範囲の上限は各々の
融点未満の温度である。
好ましくは９０℃以上、ポリプロピレンについては、通
常、９０℃以上であり、更に好ましくは１３［）℃以上
であることが望ましく、それぞれの範囲の上限は各々の
融点未満の温度である。
このための被圧縮物のポリオレフィンの粉末の加熱手段
としては、加圧部のエンドレスベルトを直接加熱するこ
とが最適であるが、第２図図示のように、ローラー群に
接近して加熱手段９が配設されるか、第１図に示される
ように、エンドレスベルトがローラー群の開に進入する
直前にエンドレスベルトに接近して配設される予備加熱
器１０により加熱されることが実際的には便宜である。
としては、加圧部のエンドレスベルトを直接加熱するこ
とが最適であるが、第２図図示のように、ローラー群に
接近して加熱手段９が配設されるか、第１図に示される
ように、エンドレスベルトがローラー群の開に進入する
直前にエンドレスベルトに接近して配設される予備加熱
器１０により加熱されることが実際的には便宜である。
勿論、加熱手段９と予備加熱器１０との併用も可能であ
り、この併用が適当する場合もある。
り、この併用が適当する場合もある。
ここに例示された装置が使用されて、この発明の高強度
高弾性率のポリオレフィン材料の連続的製造方法が実施
される場合、まず、ホッパー１１内に装入されたポリオ
レフィン粉末は、適当する所定の断面形状のホッパー出
口を経て、走行する下方のエンドレスベルト上に移行さ
せられる。
高弾性率のポリオレフィン材料の連続的製造方法が実施
される場合、まず、ホッパー１１内に装入されたポリオ
レフィン粉末は、適当する所定の断面形状のホッパー出
口を経て、走行する下方のエンドレスベルト上に移行さ
せられる。
エンドレスベルトの走行速度は、供給粉末量、ローラー
群が構成する加圧部全長、圧縮条件などにより選定され
るが、通常、毎分１０〜５，０００ｍｍ好ましくは１０
０〜３．０００ｍｍ、更に好ましくは５００〜２，００
０ｍｍの範囲内の程度とされることが適当である。
群が構成する加圧部全長、圧縮条件などにより選定され
るが、通常、毎分１０〜５，０００ｍｍ好ましくは１０
０〜３．０００ｍｍ、更に好ましくは５００〜２，００
０ｍｍの範囲内の程度とされることが適当である。
エンドレスベルトに供給されたポリオレフィン粉末は、
必要により予備加熱器１０により所定の温度にまで予備
加熱され昇温させられた後、上下のエンドレスベルトが
構成する圧縮部に到達し、次いで、ローラー群配設の圧
縮部へ導入される。
必要により予備加熱器１０により所定の温度にまで予備
加熱され昇温させられた後、上下のエンドレスベルトが
構成する圧縮部に到達し、次いで、ローラー群配設の圧
縮部へ導入される。
ここで、図示省略の油圧シリンダーからの圧力が第２図
と第３図に示される油圧ピストン１２により、ローラー
群を支持固定するフレームへ伝達され、エンドレスベル
トを経て被圧縮物の粉末に圧縮力が加えられる。 この
時、加熱手段９からの熱も、同様に、ローラー群とエン
ドレスヘルドを経て被圧縮物に伝達されて、被圧縮物の
温度は所定の範囲内の温度に維持される。
と第３図に示される油圧ピストン１２により、ローラー
群を支持固定するフレームへ伝達され、エンドレスベル
トを経て被圧縮物の粉末に圧縮力が加えられる。 この
時、加熱手段９からの熱も、同様に、ローラー群とエン
ドレスヘルドを経て被圧縮物に伝達されて、被圧縮物の
温度は所定の範囲内の温度に維持される。
このようにして圧縮成形された圧縮成形シートはローラ
ー群配設の圧縮部を通過した後、エンドレスベルトから
離脱させられる。 以上の通りに経過して予備圧縮成形
シートの連続的製造が遂行される。
ー群配設の圧縮部を通過した後、エンドレスベルトから
離脱させられる。 以上の通りに経過して予備圧縮成形
シートの連続的製造が遂行される。
この発明の方法においては、上記の過程を経て得られた
予備圧縮成形シートが圧延され、次いで延伸されること
によって、高強度高弾性率のポリオレフィン材料となる
。
予備圧縮成形シートが圧延され、次いで延伸されること
によって、高強度高弾性率のポリオレフィン材料となる
。
圧延方法としては、公知の方法の利用が可能であり、ポ
リオレフィンが溶融させられることなく固相状態に保持
されて、回転方向が相違する圧延ロールにより圧迫挾擦
されて圧延シート、または圧延フィルムとなる。
リオレフィンが溶融させられることなく固相状態に保持
されて、回転方向が相違する圧延ロールにより圧迫挾擦
されて圧延シート、または圧延フィルムとなる。
この時、圧延操作による材料の変形比は、広い範囲内に
おいて選定されることが可能であって、通常、圧延後の
長さ／圧延前の長さとして、表示される圧延倍率におい
て１．２〜２０、好ましくは１．５〜２０、更に好まし
くは１．５〜１０の範囲内とされることが望ましい。
おいて選定されることが可能であって、通常、圧延後の
長さ／圧延前の長さとして、表示される圧延倍率におい
て１．２〜２０、好ましくは１．５〜２０、更に好まし
くは１．５〜１０の範囲内とされることが望ましい。
この圧延処理時の温度としては２０℃以上融点未満、好
ましくは９０℃以上融点未満の範囲内において、圧延操
作が実施されることが望ましい。
ましくは９０℃以上融点未満の範囲内において、圧延操
作が実施されることが望ましい。
勿論二上記の圧延操作は一回以上複数回の圧延操作を以
て構成されることも可能である。
て構成されることも可能である。
圧延に次いで実施される引張延伸には、種々の方法があ
り、これらは加熱手段などの相違により区別されるので
あり、熱風延伸、シリンダー延伸ロール延伸、熱板延伸
などがある。 いずれにおいても一対のニップロール
、またはクローバ−ロール間に回転速度差が与えられて
、延伸が遂行される。
り、これらは加熱手段などの相違により区別されるので
あり、熱風延伸、シリンダー延伸ロール延伸、熱板延伸
などがある。 いずれにおいても一対のニップロール
、またはクローバ−ロール間に回転速度差が与えられて
、延伸が遂行される。
延伸時温度は被延伸物の融点未満の温度範囲、通常、２
０〜１６０℃、好ましくは５０〜１５０℃、更に好まし
くは９０〜１４５℃、特に、好ましくは９０〜１４０℃
の範囲内に維持される。
０〜１６０℃、好ましくは５０〜１５０℃、更に好まし
くは９０〜１４５℃、特に、好ましくは９０〜１４０℃
の範囲内に維持される。
また、延伸も一段のみでなく、多段として実施可能であ
る。
る。
多段の場合には第１段より第２段が、より高温として実
施されることが好ましい。
施されることが好ましい。
延伸速度は適宜に選択可能であり、通常、毎分０：０１
〜５００ ｍ、好ましくは０．１〜２００ ｍ、更に、
好ましくは １〜２００ｍの範囲内に選定されるのであ
るが、経済性が考慮されて高速度の選択が好ましく、特
に、毎分５ｍ以上の範囲内の速度を以て実施されること
が望ましい。
〜５００ ｍ、好ましくは０．１〜２００ ｍ、更に、
好ましくは １〜２００ｍの範囲内に選定されるのであ
るが、経済性が考慮されて高速度の選択が好ましく、特
に、毎分５ｍ以上の範囲内の速度を以て実施されること
が望ましい。
延伸倍率は高倍率とされればされる程、高強度高弾性率
の製品の取得の目的が達成されるために延伸倍率は、可
及的に高められることが望ましいのであるが、この発明
の方法においては、例えば超高分子量ポリエチレンが使
用される場合には、少なくとも２０倍、通常、６０倍以
上であり、圧延と引張延伸の合計の延伸倍率である総計
延伸倍率が、 ８０〜２００倍とされることが可能であ
って、極めて高い延伸倍率の選定が可能となっている。
の製品の取得の目的が達成されるために延伸倍率は、可
及的に高められることが望ましいのであるが、この発明
の方法においては、例えば超高分子量ポリエチレンが使
用される場合には、少なくとも２０倍、通常、６０倍以
上であり、圧延と引張延伸の合計の延伸倍率である総計
延伸倍率が、 ８０〜２００倍とされることが可能であ
って、極めて高い延伸倍率の選定が可能となっている。
以上説明したところによって、高強度高弾性率ポリオレ
フィン材料が製造される。
フィン材料が製造される。
この発明方法によれば、ポリオレフィンとしてポリエチ
レンが使用された場合には、引張弾性率１２０ ＧＰａ
以上、引張強度 ２ ＧＰａ以上のポリエチレン材料が
得られる事実が代表して証明する通り極めて、高強度・
高弾性率ポリオレフィン材料が得られるのである。
レンが使用された場合には、引張弾性率１２０ ＧＰａ
以上、引張強度 ２ ＧＰａ以上のポリエチレン材料が
得られる事実が代表して証明する通り極めて、高強度・
高弾性率ポリオレフィン材料が得られるのである。
［発明の効果］
この発明により、超高分子量ポリオレフィンの原料粉体
から、簡便な方法により高強度高弾性率のポリオレフィ
ンのシート、フィルム、または、繊維状の材料を製造す
る方法が、低圧下の連続的方法として、始めて提供され
得ることとなった。
から、簡便な方法により高強度高弾性率のポリオレフィ
ンのシート、フィルム、または、繊維状の材料を製造す
る方法が、低圧下の連続的方法として、始めて提供され
得ることとなった。
［実施例と比較例］
実施例
装置仕様：
ロール径 ５００ ｍｍ、ロール血中３００ ｍｍスチ
ールベルト 厚さ０．８ｍｍ、巾２００ ｍｍ ；ロー
ラー総本数１２本、ローラー径５０ ｍｍ、ローラー血
中２５０ ｍｍ 、加圧部長さ６３０ ｍｍ油圧シリン
ダー径１２５ ｍｍ 。
ールベルト 厚さ０．８ｍｍ、巾２００ ｍｍ ；ロー
ラー総本数１２本、ローラー径５０ ｍｍ、ローラー血
中２５０ ｍｍ 、加圧部長さ６３０ ｍｍ油圧シリン
ダー径１２５ ｍｍ 。
上記仕様の圧縮成形装置が使用されて粘度平均分子量約
３００万である超高分子量ポリエチレンの粉末が１３０
℃に加熱されて装置に供給され、材料へ付加される平均
圧力約１４ ｋｇｆ／ｃｍ２において、加圧され、圧縮
成形された厚さ１．２ｍｍ、巾１００ｍｍのシートが毎
分１ｍの速度を以て装置から連続的に排出された。 次
に、このシートは表面温度が１４０℃に調整されており
、同一周速度を以て互いに反対方向に回転させられてい
る直径１５０ ｍｍ、巾３００ ｍｍ 、ロール間の間
隙５０μｍの上下一対の対向するロール間に、毎分１ｍ
の速度を以て供給されて圧延され、延伸倍率が６倍であ
るフィルムか得られた。 この圧延フィルムが、巾５
ｍｍの細巾フィルムにスリットされ、次いで、ロール径
２５０ ｍｍの熱ロール型延伸装置が使用され、１３５
°Ｃロール周速度毎分、低速側１．５ｍ、高速側３０ｍ
とされて、倍率２０倍の延伸処理を受けた。
３００万である超高分子量ポリエチレンの粉末が１３０
℃に加熱されて装置に供給され、材料へ付加される平均
圧力約１４ ｋｇｆ／ｃｍ２において、加圧され、圧縮
成形された厚さ１．２ｍｍ、巾１００ｍｍのシートが毎
分１ｍの速度を以て装置から連続的に排出された。 次
に、このシートは表面温度が１４０℃に調整されており
、同一周速度を以て互いに反対方向に回転させられてい
る直径１５０ ｍｍ、巾３００ ｍｍ 、ロール間の間
隙５０μｍの上下一対の対向するロール間に、毎分１ｍ
の速度を以て供給されて圧延され、延伸倍率が６倍であ
るフィルムか得られた。 この圧延フィルムが、巾５
ｍｍの細巾フィルムにスリットされ、次いで、ロール径
２５０ ｍｍの熱ロール型延伸装置が使用され、１３５
°Ｃロール周速度毎分、低速側１．５ｍ、高速側３０ｍ
とされて、倍率２０倍の延伸処理を受けた。
得られた繊維状材料の引張弾性率は１３０ ＧＰａ、引
張強度は３、］ ＧＰａであった。
張強度は３、］ ＧＰａであった。
比較例
プレス成形機が使用され、１３０℃、１５ ｋｇｆ／ａ
ｍ２加圧時間１０分間の条件下に成形された厚さ１．２
ｍｍのシートが使用されたことを除き、他は実施例と同
様に実施されたが、この比較実験によって製造された繊
維状の材料は、延伸倍率１０５倍のみに留まり、この繊
維状の材料の引張弾性率は８゜ＧＰａ 、引張強度２．
０ＧＰａであった。
ｍ２加圧時間１０分間の条件下に成形された厚さ１．２
ｍｍのシートが使用されたことを除き、他は実施例と同
様に実施されたが、この比較実験によって製造された繊
維状の材料は、延伸倍率１０５倍のみに留まり、この繊
維状の材料の引張弾性率は８゜ＧＰａ 、引張強度２．
０ＧＰａであった。
なお、以上により得られた材料の弾性率と強度はストロ
グラフＲにより２３℃にて測定された。
グラフＲにより２３℃にて測定された。
クランプ間に挟持される試料の長さは１５０ ｍｍとさ
れ、引張速度は毎分１００ ｍｍとされ、弾性率は０．
１％歪における応力測定値により算出された。
れ、引張速度は毎分１００ ｍｍとされ、弾性率は０．
１％歪における応力測定値により算出された。
計算に必要なサンプル断面積はポリエチレンの密度をｌ
ｇ／ ａｍ３として、サンプル重量と長さを測定して
求められた。
ｇ／ ａｍ３として、サンプル重量と長さを測定して
求められた。
第１図は、この発明の製造方法の実施のために使用され
る装置の概要を示すための原理図であり第２図は、第１
図装置の加圧部を主体的に示すための部分的原理図であ
り、第３図は、第１図の装置にバックアップロールが付
設されている装置の加圧部を主体的に示す部分的原理図
である。 ロール エンドレスベルト フレーム ローラー 加熱手段 予備加熱器 ホッパー 油圧ピストン
る装置の概要を示すための原理図であり第２図は、第１
図装置の加圧部を主体的に示すための部分的原理図であ
り、第３図は、第１図の装置にバックアップロールが付
設されている装置の加圧部を主体的に示す部分的原理図
である。 ロール エンドレスベルト フレーム ローラー 加熱手段 予備加熱器 ホッパー 油圧ピストン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 対向する一対のエンドレスベルトの間に、ポリオレフィ
ン粉末が供給され、粉末は両エンドレスベルトの間にあ
って圧縮されつつ移動させられ、両エンドレスベルトそ
れぞれの裏面側にあって、対向して設備され、その両軸
端が支承固定されている回転自在のローラー群からなる
加圧用の手段によって、粉末はその融点未満の温度下に
おいて圧縮成形され、次いで圧延と延伸の処理を受ける
ことを特徴とする高強度・高弾性率の ポリオレフィン材料の連続的製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102928A JP2603353B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | ポリオレフィン材料の連続的製造方法 |
| CA002040627A CA2040627C (en) | 1990-04-20 | 1991-04-17 | Process for continuous production of polyolefin material |
| EP91106270A EP0452947B1 (en) | 1990-04-20 | 1991-04-19 | Process for continuous production of polyolefin material |
| US07/687,501 US5200129A (en) | 1990-04-20 | 1991-04-19 | Process for continuous production of polyolefin material |
| DE69114174T DE69114174T2 (de) | 1990-04-20 | 1991-04-19 | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyolefinmaterial. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102928A JP2603353B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | ポリオレフィン材料の連続的製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044113A true JPH044113A (ja) | 1992-01-08 |
| JP2603353B2 JP2603353B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=14340508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2102928A Expired - Lifetime JP2603353B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | ポリオレフィン材料の連続的製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5200129A (ja) |
| EP (1) | EP0452947B1 (ja) |
| JP (1) | JP2603353B2 (ja) |
| CA (1) | CA2040627C (ja) |
| DE (1) | DE69114174T2 (ja) |
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