JPH0444563B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0444563B2 JPH0444563B2 JP1623985A JP1623985A JPH0444563B2 JP H0444563 B2 JPH0444563 B2 JP H0444563B2 JP 1623985 A JP1623985 A JP 1623985A JP 1623985 A JP1623985 A JP 1623985A JP H0444563 B2 JPH0444563 B2 JP H0444563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stretched
- film
- gel
- stretching
- crystalline polymer
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は高強力高弾性率結晶性重合体延伸物及
びその製造方法に関するものである。さらに詳し
くは、結晶性重合体の溶液を冷却して得られるゲ
ル状物(ゲル状粒子からなるゲル状シート又はゲ
ル状フイルム)を延伸して高強力高弾性率結晶性
重合延伸物を得る新規な方法を提供するものであ
り、特に断面積の大きな延伸物または極太の円形
フイラメントを得るのに工業的に適した方法であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a drawn product of a crystalline polymer with high strength and high elastic modulus and a method for producing the same. More specifically, a novel method for obtaining a stretched crystalline polymer with high strength and high modulus by stretching a gel-like material (gel-like sheet or gel-like film made of gel-like particles) obtained by cooling a crystalline polymer solution. This method is particularly suitable industrially for obtaining drawn products with a large cross-sectional area or extremely thick circular filaments.
従来、光フアイバーケーブル用抗張力線には極
太のスチールフイラメントが用いられているが、
落雷時の電磁障害が問題となつており、これに代
る材料として、例えばケプラー繊維で補強した棒
状のプラスチツク複合材料が開発されつつある。
また、極太のスチールフイラメントは抗張力線の
他にも種々の用途があるが、軽量化の点で、本質
的な問題をもつており、これに代る材料として前
記プラスチツク複合材料が注目されている。しか
し前記のプラスチツク複合材料はスチール・フイ
ラメントと比べ余り高価であるためにそれがスチ
ール・フイラントに置き代るまでには板つ板てい
ない。 Conventionally, extremely thick steel filaments have been used for tensile strength wires for optical fiber cables, but
Electromagnetic interference during lightning strikes has become a problem, and as an alternative material, for example, rod-shaped plastic composite materials reinforced with Keplerian fibers are being developed.
In addition, extremely thick steel filaments have various uses other than tensile strength wires, but they have a fundamental problem in terms of weight reduction, and the above-mentioned plastic composite materials are attracting attention as an alternative material. . However, the plastic composite materials mentioned above are too expensive compared to steel filaments, so that they have not been widely used to replace steel filaments.
従つて前記のプラスチツク複合材料より安価で
且つ高強力(好ましくは1.5GPa以上)、高弾性率
(好ましくは50GPa以上)の極太有機材料の出現
が期待されている。本発明はこの期待に応える結
晶重合体延伸物とその製造方法を提供することを
最大の目的としているが前述しなかつた極太で且
つ高強力高弾性率が要求されるあらゆる分野に広
く利用することができる。 Therefore, it is expected that an ultra-thick organic material that is cheaper than the above-mentioned plastic composite materials, has high strength (preferably 1.5 GPa or more), and high elastic modulus (preferably 50 GPa or more) will emerge. The main purpose of the present invention is to provide a stretched crystalline polymer that meets these expectations and a method for producing the same, but it can also be widely used in all fields that require extremely thick, high strength, and high modulus of elasticity. I can do it.
(従来の技術)
高強力で且つ高弾性率な繊維の製造方法に関し
ては多くの研究があるが、極太、特に断面積が
0.1mm2以上で且つ高強力高弾性率有機材料は工業
的にも製造されていないし、文献的にもまだ知ら
れていない。(Prior technology) There has been much research into methods for producing fibers with high strength and high modulus of elasticity, but there are
A high-strength, high-modulus organic material with a diameter of 0.1 mm 2 or more has not been produced industrially, nor is it known in the literature.
可撓性で結晶性の重合体からなる高強力高弾性
率繊維の製造方法に関しては多くの研究があり
(T.Ohta,Polymer Eng.,Sci.,23,697,
1983)本発明と比較的関連する従来技術として次
の(1)〜(4)の方法が知られている。 There have been many studies on methods for producing high-strength, high-modulus fibers made of flexible, crystalline polymers (T. Ohta, Polymer Eng., Sci., 23, 697,
1983) The following methods (1) to (4) are known as prior art relatively related to the present invention.
(1) 結晶性重合体の溶液を紡糸して生られるゲル
状繊維を延伸する方法。(1) A method of drawing gel-like fibers produced by spinning a crystalline polymer solution.
(2) 結晶性重合体の溶液をキヤストして得られる
ゲル状フイルムを室温で長時間乾燥して揺媒を
途去した後延伸する方法。(2) A method in which a gel-like film obtained by casting a solution of a crystalline polymer is dried for a long time at room temperature to remove the shaking medium, and then stretched.
(3) 乾燥性重合体の希薄溶液を冷却して析出する
単結晶集積物を超延伸する方法。(3) A method in which a dilute solution of a drying polymer is cooled and a precipitated single crystal aggregate is ultra-stretched.
(4) 結晶性重合体の溶融成型物をダイ延伸する方
法。(4) A method of die-drawing a melt-molded crystalline polymer.
これら(1)〜(4)に示される方法では、極太、特に
断面積が0.1mm2以上で且つ高強力高弾性率な結晶
性重合体延伸物を得ようとすると、以下に記述す
る多くの問題が生じる。 In the methods shown in (1) to (4) above, when trying to obtain a stretched crystalline polymer that is extremely thick, especially has a cross-sectional area of 0.1 mm 2 or more and has high strength and high elastic modulus, many of the problems described below occur. A problem arises.
以下に(1)〜(4)のそれぞれについての技術内容の
要点とかかるい問題点について説明する。 The key points of the technical content and problems associated with each of (1) to (4) will be explained below.
(1)で挙げた方法に関し、例えば特開昭55−
107506号公報ちポリエチレンの溶液を紡糸してゲ
ル状繊維を形成し、さらにこれを熱延伸する方法
が記載されている。 Regarding the method mentioned in (1), for example,
No. 107506 describes a method of spinning a polyethylene solution to form gel-like fibers and then hot stretching the fibers.
また、特開昭58−5228号公報にはポリエチレン
などの重合体の溶液を上記と同じように紡糸また
は押出しろしてフイラメントまたはフイルムを製
造する方法が記載されている。 Further, JP-A-58-5228 describes a method for producing filaments or films by spinning or extruding a solution of a polymer such as polyethylene in the same manner as described above.
さらにPolymer Bulletin第2巻775−783頁
(1980年)等にはパラフイン油を含むポリエチレ
ンのゲルを切断した片状ゲルを押出機に供給し、
加熱し、溶液にして紡糸することによりゲル状フ
イラメントを形成する方法が記載されている。こ
れらの方法において共通しているのはいずれも重
合体の溶液を紡糸または押出すことである。しか
し、これらの方法においては溶液中の重合体の含
有率を高くするほど、溶剤使用量が減り経済的に
有利であるにもかかわらず、成型されたゲル状物
を高倍率に延伸することが困難になる傾向があ
り、従つて高強力、高弾性率の延伸物が得難くな
るという問題がある。 Furthermore, in Polymer Bulletin Vol. 2, pp. 775-783 (1980), etc., flaky gel obtained by cutting polyethylene gel containing paraffin oil is fed to an extruder.
A method of forming gel-like filaments by heating, spinning into a solution is described. What these methods all have in common is spinning or extruding a polymer solution. However, in these methods, the higher the content of the polymer in the solution, the lower the amount of solvent used, which is economically advantageous. Therefore, there is a problem that it becomes difficult to obtain a drawn product with high strength and high elastic modulus.
反面、これらの方法においては溶液中の重合体
含有率を低くいするほどゲル化速度が遅くなり捲
取り難くなること、形成されたゲル状物が軟弱で
扱いにくくなること及び最終延伸物の断面形状が
不規則になりやすいなどの別の問題がある。後者
の問題は極太フイラメントあるいは断面積の大き
な延伸物を製造する場合に特に重大である。その
理由は、例えば最終延伸物の直径が1mmの極太フ
イラメントを得る場合には溶液紡糸で形成される
ゲル状繊維の直径を40mm以上にもする必要がある
からである。 On the other hand, in these methods, the lower the polymer content in the solution, the slower the gelation rate becomes, making it difficult to roll up, the formed gel becomes soft and difficult to handle, and the cross section of the final drawn product becomes difficult to handle. There are other problems such as the tendency for the shape to become irregular. The latter problem is particularly serious when producing very thick filaments or drawn products with large cross-sectional areas. The reason for this is that, for example, in order to obtain a very thick filament with a final drawn product having a diameter of 1 mm, the diameter of the gel-like fibers formed by solution spinning must be 40 mm or more.
従つて、これらの方法においては、最終延伸物
の強力、弾性率をある程度犠牲にしてでも溶液中
の重合体濃度をできるだけ高濃度にする方向に指
向せざるを得ない問題がある。 Therefore, in these methods, there is a problem that the polymer concentration in the solution must be made as high as possible even if it sacrifices the strength and elastic modulus of the final drawn product to some extent.
(2)で挙げた方法に関し、超高分子量ポリエチレ
ンの溶液をキヤストして得られるゲル状フイルム
を室温で長時間乾燥して溶媒を除去し、かくして
得られたフイルムの熱延伸する方法がP.J.
Lemstraら(J.Polymer Sci.,Polymer Phys.,
19,877,1981)及びマツオ松生)ら(Polymer
Preprints.Japan,32,841,1983)により報告さ
れている。この方法によればキヤストフイルムの
最大延伸倍率は溶液中のポリエチレン濃度に依存
し、低濃度である程最大延伸倍率が増大し、高強
力、高弾性率延伸物を得るには好都合であること
が示されている。しかし、この方法ではゲル状フ
イルムに含まれる多量の溶媒を除去するのに長時
間乾燥する必要があり、特に、最終延伸物の断面
積が大きいものを得ようとする場合にはゲル状フ
イルムの厚みを厚くする必要があるのでさらに長
時間の乾燥を要すとともに内外層差の少ない均一
なキヤストフイルムが得難い問題がある。 Regarding the method mentioned in (2), PJ is a method in which a gel-like film obtained by casting a solution of ultra-high molecular weight polyethylene is dried for a long time at room temperature to remove the solvent, and the thus obtained film is hot-stretched.
Lemstra et al. (J. Polymer Sci., Polymer Phys.,
19, 877, 1981) and Matsuo et al. (Polymer
Preprints.Japan, 32, 841, 1983). According to this method, the maximum stretching ratio of the cast film depends on the polyethylene concentration in the solution, and the lower the concentration, the higher the maximum stretching ratio, which is convenient for obtaining a stretched product with high strength and high elastic modulus. It is shown. However, this method requires long drying time to remove the large amount of solvent contained in the gel-like film, and this is especially true when trying to obtain a final stretched product with a large cross-sectional area. Since the thickness needs to be increased, a longer drying time is required, and it is difficult to obtain a uniform cast film with little difference between the inner and outer layers.
(3)で挙げた方法に関し、超高分子量ポリエチレ
ンの希簿溶液を冷却して折出する単結晶を集積
し、乾燥して得られる単結晶マツトを圧縮または
固相共押出しをした後、前延伸倍率が100倍を越
える熱延伸を行つて、高強力、高弾性率ポリエチ
レン延伸物を得る方法が金元ら(Polymer
Preprints,Japan,32,741,1983)及び宮坂ら
(Polymer Preprints,Japan,32,874,1983)
により相次いで報告されている。しかし、この方
法では単結晶を折出、集積、乾燥して単結晶マツ
トを形成するまでの工程が非生産的である。また
3.0GPa以上の強力を得るのに全延伸倍率が100倍
を越える超延伸が必要となる問題がある。この方
法における100倍を越える超延伸の必要伸の必要
性は、溶液中のポリエチレン濃度があまりにも希
簿なために単結晶間を連結する分子が皆無に近い
ことによりものと考えられており、この問題はこ
の方法における本質的な問題であるといえる。 Regarding the method mentioned in (3), a dilute solution of ultra-high molecular weight polyethylene is cooled, the precipitated single crystals are accumulated, the single crystal matte obtained by drying is compressed or solid-phase coextruded, and then Kanemoto et al. (Polymer
Preprints, Japan, 32, 741, 1983) and Miyasaka et al. (Polymer Preprints, Japan, 32, 874, 1983)
have been reported one after another. However, in this method, the steps of precipitating, accumulating, and drying the single crystal to form a single crystal mat are unproductive. Also
There is a problem in that super-stretching with a total stretching ratio of over 100 times is required to obtain a strength of 3.0 GPa or higher. The necessity of ultra-stretching exceeding 100 times in this method is thought to be due to the fact that the polyethylene concentration in the solution is so low that there are almost no molecules connecting single crystals. This problem can be said to be an essential problem in this method.
(4)で挙げた方法に関し、極太の高弾性率ポリエ
チレン延伸物を製造する方法がI.M.Wardら
(UK Patent GB 2060469)により示されてい
る。それは重量平均分子量が5×104〜5×105の
範囲にあるいポリエチレンを溶融成型して得られ
るビレツトをダイ(die)に通して引き抜く方法
であり、ポリエチレンの重量平均分子量が67800、
102000、135000である時、全延伸倍率が15〜24倍
となり、延伸物の曲げ弾性率(flexual Youngs
modulue)が40〜50GPaになることが示されてい
る。しかし、ポリエチレンの重量平均分子量が3
×105以上では全延伸倍率が約10倍に半減する結
果延伸物の曲げ弾性率が14GPa以下に低下し、高
弾性率延伸物とはいえなくなる。また、この文献
には延伸物の強力に関する記述がなく、高強力で
且つ高弾性率である延伸物を得る方法については
示唆してない。一方、R.S.Porterらは重量平均分
子量147000のポリエチレン溶融体からビレツトを
成型し、それを全延伸倍率が52倍になる条件で固
相押出しすることにより約70GPaの高弾性率延伸
物を得ているが、その強力は0.7GPaに満たない
値になつている(Polymer Eng、Sci.,16,200,
1976)。 Regarding the method mentioned in (4), IMWard et al. (UK Patent GB 2060469) have shown a method for producing extremely thick stretched polyethylene with a high elastic modulus. It is a method in which a billet obtained by melt-molding polyethylene with a weight average molecular weight in the range of 5 x 10 4 to 5 x 10 5 is passed through a die and drawn.
102,000 and 135,000, the total stretching ratio is 15 to 24 times, and the flexural modulus of the stretched product (flexural youngs
modulue) has been shown to be 40 to 50 GPa. However, the weight average molecular weight of polyethylene is 3
When it is more than ×10 5 , the total stretching ratio is halved to about 10 times, and as a result, the flexural modulus of the drawn product decreases to 14 GPa or less, and it cannot be said to be a high elastic modulus drawn product. Further, this document does not include any description regarding the strength of the drawn product, nor does it suggest a method for obtaining a drawn product with high strength and high elastic modulus. On the other hand, RSPorter et al. formed a billet from a polyethylene melt with a weight average molecular weight of 147,000 and solid-phase extruded it at a total stretching ratio of 52 times to obtain a drawn product with a high elastic modulus of about 70 GPa. , its strength is less than 0.7 GPa (Polymer Eng, Sci., 16, 200,
1976).
従つて、前述したI.M.Wardらの方法はビレツ
トの変形様式がPorterらの方法とよく類似してい
るので、その方法により到達する強力は高々
1.0GPaと推測され、高強力とはいえない。以上
よりポリエチレン等の熱可塑性樹脂の溶融成型物
をダイ延伸する方法では高弾性延伸物は得られる
が高強力延伸は得られ難い問題がある。 Therefore, since the method of IMWard et al. described above is very similar to Porter et al.'s method in terms of billet deformation, the strength achieved by that method is at most
It is estimated to be 1.0 GPa, which cannot be said to be high strength. As described above, the method of die-stretching a melt-molded product of a thermoplastic resin such as polyethylene has the problem that although a highly elastic stretched product can be obtained, it is difficult to obtain a high-strength stretched product.
(発明が解決しようとする問題点)
() 従来の技術では、断面積が特に0.1mm以上と
大きく、且つ高強力高弾性率であるといつた両
特性を同時に満足する結晶性重合体延伸物は容
易に得ることが出来ないし、又知られていな
い。(Problems to be Solved by the Invention) () Conventional technology has been unable to produce stretched crystalline polymers that simultaneously have a large cross-sectional area of 0.1 mm or more and high strength and high elastic modulus. is neither readily available nor known.
() 従来技術として挙げた前記(1)〜(4)の方法を
用いて、断面積が大きく、且つ高強力高弾性率
を有する結晶性重合体延伸物を製造しようとす
る場合の前記(1)〜(4)に記載の各問題点。() In the case where a stretched crystalline polymer having a large cross-sectional area and high strength and high modulus is to be produced using the methods (1) to (4) mentioned above as the prior art, the above (1) ) to (4).
(問題点を解決するための手段)
前記問題点を解決するための手段、即ち本発明
の構成は、結晶性重合体の溶液をキヤストして得
られるゲル状フイルム(A)を、該ゲル状フイルム(A)
の溶解温度以下の温度で圧縮して(A)に含まれる溶
媒と一部分を除去し、かくして得られた圧縮成形
フイルム(B)を引き抜きダイを通して延伸すること
を特徴とする結晶性重合体延伸物の製造法であ
る。(Means for Solving the Problems) Means for solving the above-mentioned problems, that is, the structure of the present invention is to cast a gel-like film (A) obtained by casting a solution of a crystalline polymer. Film (A)
A stretched crystalline polymer characterized in that the solvent and a portion contained in (A) are removed by compression at a temperature below the melting temperature of (A), and the compression-molded film (B) thus obtained is stretched through a drawing die. This is the manufacturing method.
本発明に使用される結晶性重合体とは繊維形成
性を有する結晶性重合体であれば如何なるもので
もよいが、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリオキシ
メチレン、ポリエチレンオキシドなどのポリオレ
フイン、ポリアクリロニトリル、ポリ(フツ化)
ビニリデン、ポリビニルアルコール、各種ポリア
ミド、ポリエチレンテレヘタレート、ポリブチレ
ンテレフタレートなどの各種ポリエステルを挙げ
ることができる。又これらのポリマーの分子量と
しては、高ければ高い程高強力、高モジユルラ化
の観点より好ましく、通常重量平均分子量が1×
105以上であるのがよい。 The crystalline polymer used in the present invention may be any crystalline polymer that has fiber-forming properties, such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polyoxymethylene, polyethylene oxide, etc. Polyolefin, polyacrylonitrile, poly(fluoride)
Examples include various polyesters such as vinylidene, polyvinyl alcohol, various polyamides, polyethylene terehetalate, and polybutylene terephthalate. The higher the molecular weight of these polymers, the better from the viewpoint of high strength and high modularity, and usually the weight average molecular weight is 1×
105 or more is better.
しかして本発明は就中ポリエチレン系重合体に
適用した場合に著効である。 The present invention is particularly effective when applied to polyethylene polymers.
特に結晶性重合体がポリエチレン系重合体の場
合は、粘度平均分子量が3×105以上更に好まし
くは1×106以上とすることにより、より高強力
高弾性率のものが得られる。 In particular, when the crystalline polymer is a polyethylene polymer, higher strength and higher modulus can be obtained by setting the viscosity average molecular weight to 3 x 10 5 or more, more preferably 1 x 10 6 or more.
本発明において溶液を調製するために使用され
る溶剤は上述の各重合体についてその重合体を溶
解して溶液として得るものであり、かつその溶液
を冷却した際にゲル状物を生成し得るものであ
る。この条件を満すために溶剤として、一種類の
溶剤を単独で使用するほか、二種類以上の溶剤の
混合物あるいは溶剤と非溶剤との混合物を使用す
る場合もある。かかる溶剤はこれに溶解する結晶
性重合体の種類によつて異なるが、例えばポリマ
ーがポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フインの場合には、例えばオクテン、ノテン、デ
カン、ウンデカン、ドテカンまたはこれらの異性
体等の沸点が少なくとも100℃以上の脂肪族炭化
水素、脂環式炭化水素及び芳香炭化水素及び高級
直鎖炭化水素或は高級枝分れ炭化水素、沸点が
100℃以上の石油留分、トルエン、キシレン、ナ
フタリン、テトラリンやデカリンなどであるが、
ハロゲン化炭化水素やその他の溶剤も使用でき
る。又ポリマーがポリアクリロニトリルの場合に
はジメチルフオルムアミド、ジメチルスルホキシ
ド、γ−ブチロラクトン等の溶剤が使用できる。
その他のポリマーの場合にも公知又は未公知の適
宜の溶剤が使用できることは当業者には明らかで
あろう。 The solvent used to prepare the solution in the present invention is one that can be obtained as a solution by dissolving each of the above-mentioned polymers, and that can form a gel-like substance when the solution is cooled. It is. In order to satisfy this condition, one type of solvent may be used alone, or a mixture of two or more types of solvents or a mixture of a solvent and a non-solvent may be used. Such solvents vary depending on the type of crystalline polymer to be dissolved therein, but for example, when the polymer is polyolefin such as polyethylene or polypropylene, solvents such as octene, notene, decane, undecane, dotecan, or isomers thereof may be used. Aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons with a boiling point of at least 100°C or higher, higher straight chain hydrocarbons or higher branched hydrocarbons, with a boiling point of at least 100℃ or higher
Petroleum fractions at temperatures above 100℃, toluene, xylene, naphthalene, tetralin, decalin, etc.
Halogenated hydrocarbons and other solvents can also be used. When the polymer is polyacrylonitrile, solvents such as dimethyl formamide, dimethyl sulfoxide, and γ-butyrolactone can be used.
It will be clear to those skilled in the art that suitable solvents, known or unknown, can be used for other polymers as well.
本発明においてゲル状フイルム(A)を形成する場
合にはそれに適したゲル状フイルムが生成する重
合体濃度を選ぶ必要である。ここでゲル状フイル
ムが生成する最小濃度としては結晶性重合体が溶
溶中で相互にからみ合い(entanglment)を始め
る臨界濃度以上とすることが必要である。結晶性
重合体が溶液中で相互にからみ合いを始める臨界
濃度は溶液濃度と零せん断粘度との関係が変化す
る濃度として知ることができる。一般に重合体濃
度が低すぎる場合にはゲル状フイルムを形成しな
くなる。そして一般に重合体濃度が高すぎると延
伸の工程において高倍率の延伸が困難になる傾向
がある。例えば特に結晶重合体が粘度平均分子量
2×106のポリエチレン系重合体の場合は、好ま
しい溶液中の重合体の濃度は0.5〜15重量%、よ
り好ましくは1〜10重量%、更に好ましくは2〜
8重量%である。 When forming a gel-like film (A) in the present invention, it is necessary to select a polymer concentration suitable for forming a gel-like film. Here, the minimum concentration at which a gel-like film is formed needs to be higher than the critical concentration at which the crystalline polymers begin to entangle with each other during dissolution. The critical concentration at which crystalline polymers begin to entangle with each other in solution can be known as the concentration at which the relationship between solution concentration and zero shear viscosity changes. Generally, if the polymer concentration is too low, no gel-like film will be formed. In general, if the polymer concentration is too high, it tends to become difficult to stretch at a high magnification in the stretching process. For example, especially when the crystalline polymer is a polyethylene polymer with a viscosity average molecular weight of 2×10 6 , the concentration of the polymer in the solution is preferably 0.5 to 15% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, and still more preferably 2% by weight. ~
It is 8% by weight.
かかる結晶性重合体溶液は、例えば次の如くし
て得られる。則ち、選択された前記溶剤中に、該
溶剤に適する結晶性重合体を、適宜の重量割合で
添加し、該決勝性重合体の分解温度以下に加熱昇
温し、撹拌機を用いて撹拌混合することにより該
結晶性重合体を溶解することによつて得られる。 Such a crystalline polymer solution can be obtained, for example, as follows. That is, a crystalline polymer suitable for the solvent is added to the selected solvent in an appropriate weight ratio, heated to a temperature equal to or lower than the decomposition temperature of the final polymer, and stirred using a stirrer. It is obtained by dissolving the crystalline polymer by mixing.
かくして得られえる溶液がゲル状フイルム(A)の
作成に使用される。結晶性重合体の溶液はキヤス
トしてゲル状フイルムを作成するには、上記方法
により得られた溶液をその厚さが薄くなるように
キヤステイングして冷却し、直接ゲル状フイルム
を形成させる。 The solution thus obtained is used to prepare the gel film (A). To produce a gel-like film by casting a solution of a crystalline polymer, the solution obtained by the above method is casted so that its thickness becomes thin, and the solution is cooled to directly form a gel-like film.
ゲル状フイルムを形成させる装置としては、例
えばスリツトを備えた通常の製膜装置が使用でき
る。ここで得られるゲル状フイルムはキヤステイ
ング溶液とほとんど同程度の割合で溶媒を含む。
その厚さは特に限定するものではないが次の圧縮
工程において圧縮が容易なように厚すぎないこと
が重要である。 As an apparatus for forming a gel-like film, for example, an ordinary film forming apparatus equipped with a slit can be used. The gel-like film obtained here contains the solvent in almost the same proportion as the casting solution.
The thickness is not particularly limited, but it is important that it is not too thick so that it can be easily compressed in the next compression step.
かくして得られるゲル状フイルム(A)は次に(A)の
溶解温度以下の温度で圧縮して一部分の溶剤を除
去しつつフイルム(B)を形成させる。 The gel-like film (A) thus obtained is then compressed at a temperature below the melting temperature of (A) to remove a portion of the solvent and form a film (B).
本発明において使用するゲル状フイルム(A)を圧
縮する装置は圧縮することによつて分離する溶剤
を除去しつつ成形できるものであることが重要で
ある。この目的を達成するには一定の間隙をもつ
2本のローラーを用いることが適している。また
一定の荷重を加えるようにした加圧ローラーも使
用できる。この際、密閉状態で圧力を加えても液
が除去されないのでこの場合は圧縮成形はできな
い。圧縮成形の温度はゲル状のフイルム(A)が溶解
する温度以下でなければならない。なぜならば溶
解温度以上で圧縮成形すると引き続く延伸工程で
の高倍率延伸が達成できす、高強力、高弾性率延
伸物が得られない。圧縮成形される層の厚さが大
きくなるにつれ、液を除去する必要な圧力が高く
なる。従つて重合体濃度が高い圧縮物を得たい場
合には層の厚さは小さい方が好ましい。 It is important that the device for compressing the gel-like film (A) used in the present invention is capable of molding while removing the solvent that separates during compression. To achieve this purpose, it is suitable to use two rollers with a constant gap. It is also possible to use a pressure roller that applies a constant load. At this time, compression molding is not possible in this case because the liquid will not be removed even if pressure is applied in a sealed state. The compression molding temperature must be below the temperature at which the gel-like film (A) melts. This is because compression molding at a temperature above the melting temperature makes it impossible to achieve a high stretching ratio in the subsequent stretching process, and it is not possible to obtain a stretched product with high strength and high elastic modulus. The greater the thickness of the compression molded layer, the greater the pressure required to remove the liquid. Therefore, when it is desired to obtain a compressed product with a high polymer concentration, it is preferable that the layer thickness be small.
本発明においては、出発原料であるゲル状フイ
ルム(A)のフイルム面に、(A)の溶解温度以下で圧力
を加えて(A)に含まれる多量の溶媒の一部を除去し
つつフイルム(B)を成型する点での従来の技術と異
なつている。 In the present invention, pressure is applied to the film surface of the gel-like film (A), which is the starting material, at a temperature below the melting temperature of (A) to remove a portion of the large amount of solvent contained in (A). B) is different from conventional technology in that it is molded.
従来の方法、即ち、結晶性重合体の溶液を紡糸
又はキヤストして得られるゲル状繊維またはゲル
状フイルムを延伸する方法では、溶倍を含んだま
ま延伸するか、溶媒を他の低沸点の有機溶剤に置
換し乾燥した後延伸するか、溶媒をそのまま自然
乾燥した後に延伸する方法が採用されており機械
的に溶媒を除去することをさけている。 In the conventional method, that is, the method of stretching a gel-like fiber or gel-like film obtained by spinning or casting a solution of a crystalline polymer, it is either stretched while containing a melting point, or the solvent is replaced with another low-boiling point solvent. Methods of replacing the film with an organic solvent, drying it, and stretching it, or drying the solvent as it is, and then stretching it, are adopted, and mechanical removal of the solvent is avoided.
本発明におけるゲル状フイル(A)は圧縮すること
なしに延伸が可能であるが圧縮して溶媒を除去す
る方が未延伸物内の空隙が減少し、より緻密な構
造を延伸物が得られるとともに延伸がよりスムー
スに行なえることが判明した。例えば、ポリエチ
エン溶液からのゲル状物を平板プレス装置を用い
て室温で圧縮して得られる圧縮成型物の小角およ
び広角X線回折写真(第3図)は分子鎖軸がプレ
ス面に垂直に配する傾向を示しており、圧縮成型
物の構造が第4図のような構造モデルとして表現
できる。すなわち、ラメラ面がプレス面に平行に
配列する傾向があり、単結晶の積層物に近い構造
を示すと云える。このようなラメラの配列傾向
は、平板状の形態をもつ圧縮前のカメラに圧縮に
よる偶力が作用するためと考えられる。このよう
な構造を示す圧縮成型物は後述するように全延伸
倍率が50倍を越える超延伸が可能であり、その結
果、高強度、高弾性率延伸物が得られる特徴を有
す。また、従来の技術では溶媒除去に長時間を要
しているが特に断面積の大きな延伸物を得るに
は、さらに長時間を要し、また溶媒を回収する場
合にも工業的に不利になると思われる。 Although the gel-like film (A) in the present invention can be stretched without being compressed, removing the solvent by compression reduces the voids in the unstretched product and provides a stretched product with a denser structure. It was also found that stretching could be performed more smoothly. For example, small-angle and wide-angle X-ray diffraction photographs (Figure 3) of compression molded products obtained by compressing a gel-like material from a polyethylene solution at room temperature using a flat plate press device show that the molecular chain axis is perpendicular to the pressing surface. The structure of the compression molded product can be expressed as a structural model as shown in Figure 4. That is, the lamellar surfaces tend to be aligned parallel to the pressed surface, and it can be said that the structure is similar to that of a single crystal laminate. This tendency of lamella arrangement is thought to be due to a compression force couple acting on the flat camera before compression. Compression molded products having such a structure can be super-stretched at a total stretching ratio of more than 50 times, as will be described later, and as a result, a stretched product with high strength and high elastic modulus can be obtained. In addition, with conventional techniques, it takes a long time to remove the solvent, but it takes even longer to obtain a stretched product with a particularly large cross-sectional area, and it is also disadvantageous industrially when recovering the solvent. Seem.
ゲル状フイルム(A)を圧縮する時の温度は該ゲル
状フイルム(A)に多量に含まれる溶媒でゲル状フイ
ルムを形成する重合体が溶解する温度以下であれ
ば良いが、常温より高い方がより好ましい。尚、
溶解温度は主としてゲル状フイルム(A)中の溶媒量
に依存する。 The temperature when compressing the gel-like film (A) should be below the temperature at which the polymer forming the gel-like film is dissolved by the solvent contained in a large amount in the gel-like film (A), but it should be higher than room temperature. is more preferable. still,
The dissolution temperature mainly depends on the amount of solvent in the gel film (A).
本発明における圧縮方法は圧縮時に溶媒が除去
できることが必要であり、例えばゲル状フイルム
(A)を押出し機に入れ、(A)の溶解温度以下で圧力を
加えて押し出しても溶媒が結晶性重合体と相分離
するだけで(A)の空隙が減少せず溶媒が除去できな
いので、この方法は本発明では採用されない。 The compression method of the present invention requires that the solvent can be removed during compression;
Even if (A) is put into an extruder and extruded by applying pressure below the melting temperature of (A), the solvent will only phase separate from the crystalline polymer and the voids in (A) will not decrease and the solvent cannot be removed. , this method is not adopted in the present invention.
かくして得られる圧縮物フイルム(B)は次に延伸
されて、必要な強さを有する延伸物になる。本発
明における圧縮物は、公知の方法で加熱しながら
引張つて延伸することが出来る。この場合はテー
プ状の延伸物または偏平な断面形状任意の断面形
状の延伸物が出来る。 The compressed film (B) thus obtained is then stretched to obtain a stretched product having the required strength. The compressed product in the present invention can be stretched by being heated and stretched using a known method. In this case, a stretched product in the form of a tape or a flat cross-sectional shape or an arbitrary cross-sectional shape can be produced.
本発明における圧縮物から円形断面の延伸物を
作るには、円形断面の孔を有するダイを通して引
抜き延伸をおこない。同様に円形以外の任意の断
面形状のダイを使用して円形以外の任意の断面状
形の延伸物を作ることも可能である。 In order to produce a stretched product with a circular cross section from a compressed product in the present invention, drawing and stretching is performed through a die having a hole with a circular cross section. Similarly, it is also possible to use a die with any cross-sectional shape other than circular to produce a stretched product with any cross-sectional shape other than circular.
本発明に使用するダイの孔の断面積は供給する
圧縮物の断面積よりも小さいことが必要である。
ただしダイの孔の断面積が小さすぎる場合には引
抜き延伸の際に破断がおこり、目的が達せられな
い。ダイに円錐形の導入部を設けることにより引
抜きが円滑におこなわれる。その円錐形の導入部
の傾斜角度は7°から15°が好ましい。ダイ引抜き
はダイ供給物の融点以下の温度でおこなう。ダイ
を適当に加熱することによりダイによる引抜き延
伸が容易になる。ポリエチレンの圧縮物について
は90℃ないし130℃のダイ温度が好ましい。ダイ
の加熱だけで適当な引抜き延伸温度が保てない場
合は、予熱ゾーンを設けるとよい。フイルム(B)は
そのままで、あるいは適当な幅になるよう長さの
方向ちスリツトし又はスリツトすることなくてダ
イに供給する。圧縮物を折りたたんだり、円筒状
にまるめたりしたうえでダイに供給すればより円
筒に供給される。 It is necessary that the cross-sectional area of the hole in the die used in the present invention is smaller than the cross-sectional area of the compressed material to be supplied.
However, if the cross-sectional area of the die hole is too small, breakage will occur during drawing and stretching, and the objective will not be achieved. By providing the die with a conical introduction section, drawing is performed smoothly. The angle of inclination of the conical introduction part is preferably from 7° to 15°. Die drawing is performed at a temperature below the melting point of the die feed. Proper heating of the die facilitates drawing and stretching using the die. For polyethylene compacts, a die temperature of 90°C to 130°C is preferred. If a suitable drawing temperature cannot be maintained by heating the die alone, a preheating zone may be provided. The film (B) is fed to the die as it is, or after being slit along its length to a suitable width, or without being slit. If the compressed material is folded or rolled into a cylindrical shape and then fed to the die, it will be fed into a more cylindrical shape.
本発明によればダイ引抜き延伸により薄いシー
ト状あるいはフイルム状の圧縮物を円形断面の延
伸物に変えることが出来るが、延伸物の断面には
割れ目などがほとんどなくて、折りたたんだり巻
いたりした薄い圧縮物から形成された形跡を全く
とどめていないことがわかつている。 According to the present invention, it is possible to convert a thin sheet-like or film-like compressed product into a stretched product with a circular cross section by die drawing and stretching. It has been found that there is no evidence that it was formed from compacted material.
延伸に際しひとつのダイを通過させた後さらに
開口面積のより小さい別のダイを通して延伸する
ことも可能であり、特に断面積が0.5mm2以上の超
極太延伸物を得る場合には、2個以上のダイを通
して多段引抜きを行うのが好ましい。充分に高い
強度または弾性率の延伸物を得る為にはダイ引抜
延伸をした後、さらにダイを使用することなく加
熱引張り延伸をすることが好ましい。この場合、
加熱引張延伸の温度はダイ引抜延伸の温度と同じ
かそれ以上の温度であることが好ましい。ここで
最初にダイを通して引抜き延伸をし、ついで引張
り延伸を行なうに際し、全延伸倍率が20倍以上、
特に40倍以上とすることが高強力、高弾性率結晶
重合体延伸物を得る上で好ましい条件である。 During stretching, it is possible to pass through one die and then further stretch through another die with a smaller opening area. In particular, when obtaining an ultra-thick stretched product with a cross-sectional area of 0.5 mm 2 or more, two or more dies may be used. Preferably, multistage drawing is carried out through a die. In order to obtain a stretched product with sufficiently high strength or modulus of elasticity, it is preferable to carry out heat-pulling stretching without using a die after die drawing stretching. in this case,
The temperature of the heating tension stretching is preferably the same as or higher than the temperature of the die drawing stretching. Here, first pultrusion stretching is performed through a die, and then when performing tensile stretching, the total stretching ratio is 20 times or more,
In particular, it is a preferable condition to make it 40 times or more in order to obtain a stretched crystalline polymer with high strength and high elastic modulus.
引抜ダイに供給する圧縮物フイルム(B)の重合体
濃度は重合体がポリエチレンの場合、好ましいの
は40重量%から60重量%(溶媒の濃度で言うなら
ば60重量%から40重量%)の範囲である。ここで
圧縮物フイルム(B)に含まれていた溶媒の大部分は
ダイ通過の際およびその後の加熱引張り延伸の際
に延伸物から自然に除去される。 When the polymer is polyethylene, the polymer concentration of the compressed film (B) supplied to the drawing die is preferably 40% to 60% by weight (60% to 40% by weight in terms of solvent concentration). range. Most of the solvent contained in the compressed film (B) is naturally removed from the stretched product during passing through a die and during subsequent heating and stretching.
必要に応じて被延伸物に含有する溶媒を別の揮
発性溶媒で摘出したり、加熱による蒸発で除去し
てもよいが、ダイによる再成形または融合が妨げ
られない範囲にとどめなければならない。 If necessary, the solvent contained in the object to be stretched may be extracted with another volatile solvent or removed by evaporation by heating, but this must be done within a range that does not impede reshaping or fusion using a die.
本発明において高強力、高弾性率とは、従来知
られている延伸物のうちで特に高強力でかつ高弾
性率を有する種類の延伸物の強力および弾性率の
範囲およびそれを越える範囲を言うもので、重合
物や延伸物の種類によつて異なるが、引張強さが
15g/d以上、好ましくは20g/d以上、初期引
張抵抗度が300g/d以上、好ましくは500g/d
以上、特に延伸物がポリエチレン系重合体である
場合には、引張強さが20g/d以上、好ましくは
30g/d以上、初期引張抵抗度が500g/d以上、
好ましくは800g/d以上を目安としている。 In the present invention, high strength and high elastic modulus refer to the range of strength and elastic modulus of a type of drawn material that has particularly high strength and high elastic modulus among conventionally known drawn products, and the range exceeding the range. The tensile strength varies depending on the type of polymer or stretched material.
15g/d or more, preferably 20g/d or more, initial tensile resistance 300g/d or more, preferably 500g/d
As mentioned above, especially when the stretched product is a polyethylene polymer, the tensile strength is 20 g/d or more, preferably
30g/d or more, initial tensile resistance 500g/d or more,
Preferably, it is set at 800 g/d or more.
本発明で得られる結晶性重合体延伸物は、かか
る高強力、高弾性率を有し、且つ、極太、特に断
面積が0.1mm2以上と大きい特性を同時に満たして
いる。このように極太で且つ高強力、高弾性率を
有する結晶性重合体延伸物は従来知られていな
い。 The stretched crystalline polymer obtained by the present invention has high strength, high elastic modulus, and is extremely thick, especially having a large cross-sectional area of 0.1 mm 2 or more. A stretched crystalline polymer having such a large thickness, high strength, and high elastic modulus has not been known so far.
本発明においてポリエチレンの粘度平均分子量
MvはASTMD2857により135℃のデカリン溶液
の粘度を測定して固有粘度産〔η〕を求めた後
〔η〕を次式に代入して計算した。 In the present invention, the viscosity average molecular weight of polyethylene
Mv was calculated by measuring the viscosity of a decalin solution at 135°C according to ASTM D2857 to obtain the intrinsic viscosity product [η], and then substituting [η] into the following equation.
Mv=3.64×104〔η〕1.39
また延伸物の強度および初期引張抵抗度はJIS
−L−1013(1981)の定速伸長法に準じて測定し
た。 Mv=3.64×10 4 [η] 1.39 The strength and initial tensile resistance of the drawn product are JIS
-L-1013 (1981), it was measured according to the constant rate elongation method.
ゲル状物のゲル溶解温度は次のようにして求め
た。すなわち、理学電機株式会社製
THERMOFLEX DSC−10Aにより密封容器を
使用して、試料量10mg、昇温速度5℃/分の条件
で測定し、その吸熱ピーク温度を溶解温度とし
た。 The gel dissolution temperature of the gel-like material was determined as follows. In other words, manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.
Measurement was carried out using THERMOFLEX DSC-10A in a sealed container with a sample amount of 10 mg and a heating rate of 5° C./min, and the endothermic peak temperature was taken as the dissolution temperature.
実施例 1
粘度平均分子量Mvが3.5×106のポリエチレン
をデカリンと混合し160℃に加熱して溶解させポ
リエチレン含有量が2重量%の溶液を調製した。
この溶液をスリツトの通した後、急冷却してゲル
状フイルムを形成させた。Example 1 Polyethylene having a viscosity average molecular weight Mv of 3.5×10 6 was mixed with decalin and dissolved by heating to 160° C. to prepare a solution having a polyethylene content of 2% by weight.
This solution was passed through a slit and rapidly cooled to form a gel-like film.
このゲル状フイルムは多量のデカリンを含有し
た状態で均一な形態を保ちその厚さは11.5mmであ
つた。このゲル状フイルムを3組の等速で回転す
る二本ロールの間隙をつぎつぎに通過させ圧縮し
ながら液を絞り出して圧縮シートを形成させた。
その際回転ローラーの径は300mm、ローラー間隙
は1組目から順に5mm、1.2mm、0.3mmとした。そ
して圧縮は27℃の室温でおこない加熱はしなかつ
た。圧縮の際に液が絞り出されて得られた圧縮シ
ートは71重量%のポリエチレンを含有しており、
その厚さは0.32mmであり折りまげても破損しない
強さを有していた。 This gel-like film contained a large amount of decalin, maintained a uniform shape, and had a thickness of 11.5 mm. This gel-like film was successively passed through gaps between three sets of two rolls rotating at a constant speed, and the liquid was squeezed out while being compressed to form a compressed sheet.
At that time, the diameter of the rotating rollers was 300 mm, and the roller gaps were 5 mm, 1.2 mm, and 0.3 mm in order from the first set. Compression was performed at room temperature of 27°C without heating. The compressed sheet obtained by squeezing out the liquid during compression contains 71% by weight polyethylene.
Its thickness was 0.32 mm, and it was strong enough to not break even when folded.
この圧縮シートを幅200mmになるよう長さ方向
ちスリツトして約15mm幅に折りたたみながら引抜
ダイヘ供給し引抜ダイを通して1.0m/分の速度
で引取つた。使用した引抜ダイは直径4mm、長さ
5mmの円形断面の孔を有し、半角10°の円錘形導
入部を有している。また引抜ダイは加熱して120
℃を保つた。 This compressed sheet was slit in the length direction to a width of 200 mm, and while being folded to a width of about 15 mm, it was fed to a drawing die and taken out through the drawing die at a speed of 1.0 m/min. The drawing die used had a hole with a circular cross section of 4 mm in diameter and 5 mm in length, and had a conical introduction part with a half angle of 10°. In addition, the drawing die is heated to 120
The temperature was maintained at ℃.
この引抜ダイ通過によつて圧縮シートから直径
8.2mmの円形断面を有する延伸物が形成された。
延伸物の断面にはほとんど割れ目がなくシート状
物から形成された形跡は全く認めれなかつた。こ
の延伸物をさらに135℃の加熱空気槽中で速度の
異なる延伸ローラを用いて加熱しながら延伸して
剛直な最終延伸物を形成させた。 By passing through this drawing die, the diameter of the compressed sheet is
An extension with a circular cross section of 8.2 mm was formed.
There were almost no cracks in the cross section of the stretched product, and no evidence that it was formed from a sheet-like material was observed. This stretched product was further stretched in a heated air bath at 135° C. while heating using stretching rollers at different speeds to form a rigid final stretched product.
圧縮シートから最終延伸物に至る間の全延伸倍
率は92倍であつた。最終延伸物は直径0.8mmを円
形断面の有し、その引張強さは23g/dで初期引
張抵抗度は760g/dであつた。 The total stretching ratio from the compressed sheet to the final stretched product was 92 times. The final drawn product had a circular cross section with a diameter of 0.8 mm, a tensile strength of 23 g/d, and an initial tensile resistance of 760 g/d.
比較例 1
実施例1と全く同じ方法で形成させた厚さ11.5
mmゲル状フイルムをローラーによる圧縮絞り出し
を行うことなく、延伸に供した。延伸温度が延伸
供給物の融点以下になるように第1段70℃第2段
110℃、第3段135℃と順次に3段延伸をしたが全
延伸倍率は最高12倍であり、その引張り強さは8
g/d初期引張抵抗張力は180g/dであつた。Comparative Example 1 Thickness 11.5 formed by exactly the same method as Example 1
mm gel-like film was subjected to stretching without compression and squeezing using rollers. 1st stage 70℃ 2nd stage so that the stretching temperature is below the melting point of the stretched feed.
Three stages of stretching were carried out in sequence at 110℃ and the third stage at 135℃, but the total stretching ratio was a maximum of 12 times, and the tensile strength was 8.
The g/d initial tensile resistance tension was 180 g/d.
実施例 2
粘度平均分子量Mvが2×106のポリエチレンを
デカリンと混合し160℃に加熱して溶解させポリ
エチレン含有量が4%の溶液を調製した。この溶
液をスリツトを通した後急冷却してゲル状フイル
ムを形成させたこのゲル状フイルムは多量のデカ
リンを含有した状態で均一な形態を保ちその厚さ
は7mmであつた。Example 2 Polyethylene having a viscosity average molecular weight Mv of 2×10 6 was mixed with decalin and heated to 160° C. to dissolve it, thereby preparing a solution having a polyethylene content of 4%. This solution was passed through a slit and rapidly cooled to form a gel-like film. This gel-like film contained a large amount of decalin, maintained a uniform shape, and had a thickness of 7 mm.
このケル状フイルムを実施例1の場合と同じ様
にして圧縮シートを形成させ、さらち、下記延伸
倍率で引抜きダイによる延伸と加熱空気槽での延
伸をおこなつて最終延伸を形成させた。得られた
最終延伸物の各特性値を次に示す。 This shell-shaped film was formed into a compressed sheet in the same manner as in Example 1, and then stretched with a drawing die and in a heated air bath at the following stretching ratios to form a final stretched sheet. The respective characteristic values of the obtained final stretched product are shown below.
圧縮シート厚さ
ポリエチレン含有率 0.8mm
72重量%
圧縮シートの(a)を小角および(b)広角X線写真を
第3図に示す。Compressed sheet thickness Polyethylene content 0.8 mm 72% by weight Figure 3 shows (a) small-angle and (b) wide-angle X-ray photographs of the compressed sheet.
引抜ダイによる延伸倍率 6.5倍
空気槽による延伸倍率 7.1倍
最終延伸物直径
引張り強さ
初期引張抵抗度 1.3mm
21g/d
640g/d
実施例 3
極限粘度(135℃デカリン中)の値が18のポリ
プロピレンをp−キシレンと混合して135℃に加
熱して溶解し、ポリプロピレンを3%含有する溶
液を調製した。Stretching ratio by drawing die 6.5x Stretching ratio by air bath 7.1x Final drawn product diameter Tensile strength Initial tensile resistance 1.3mm 21g/d 640g/d Example 3 Polypropylene with an intrinsic viscosity (in decalin at 135°C) of 18 was mixed with p-xylene and dissolved by heating to 135°C to prepare a solution containing 3% polypropylene.
この溶液をスリツトから流出させた後急冷却し
てゲル状フイルムを形成させた。このゲル状フイ
ルムは多量のp−キシレンを含有した状態で均一
な形態を保つており、その厚さは約7mmであつ
た。 This solution was allowed to flow out from the slit and then rapidly cooled to form a gel-like film. This gel-like film contained a large amount of p-xylene and maintained a uniform shape, and its thickness was about 7 mm.
このゲル状フイルムを回転ローラー間で圧縮し
て液を絞り出しながら圧縮成形シートを形成させ
た。この圧縮シートを円筒状にまるめながら下記
延伸倍率で、円形断面を有する加熱した引抜きダ
イを通して延伸し、さらに加熱空気槽中で引張つ
て、延伸して最終延伸物を形成させた得られた最
終延伸物の各特性値を次に示す。 This gel-like film was compressed between rotating rollers and the liquid was squeezed out to form a compression-molded sheet. This compressed sheet was rolled into a cylindrical shape and stretched at the following stretching ratio through a heated drawing die having a circular cross section, and further stretched in a heated air bath to form a final stretched product. The characteristic values of each object are shown below.
圧縮シート厚さ
ポリエチレン含有率 0.5mm
51重量%
引抜ダイによる延伸倍率 6.0倍
空気槽による延伸倍率 6.3倍
最終延伸物直径
引張り強さ
初期引張抵抗度 0.4mm
10g/d
210g/d
(発明の効果)
本発明により断面積の大きな(0.1mm2以上)高
強力で且つ高弾性率な結晶性重合延伸物、特にポ
リエチレン延伸物の製造ができるようになつた。
また、結晶性重合体の溶融結晶化物をダイ延伸ま
たは固相押出しする従来の方法では高弾性率延伸
物は得られるが高強力で且つ高弾性率な延伸物が
得られないと云う問題が解決できた。Compressed sheet thickness Polyethylene content 0.5mm 51% by weight Stretching ratio by drawing die 6.0x Stretching ratio by air tank 6.3x Final stretched product diameter Tensile strength Initial tensile resistance 0.4mm 10g/d 210g/d (Effects of the invention) According to the present invention, it has become possible to produce a crystalline polymer stretched product, particularly a polyethylene stretched product, which has a large cross-sectional area (0.1 mm 2 or more), high strength, and high elastic modulus.
In addition, the conventional method of die drawing or solid phase extrusion of a molten crystallized crystalline polymer yields a drawn product with a high elastic modulus, but it solves the problem that a drawn product with high strength and high elastic modulus cannot be obtained. did it.
本発明により(1)溶液紡糸して得られるゲル状繊
維を延伸する従来の方法、(2)溶液をキヤストして
得られるゲル状フイルムを延伸する従来の方法で
は断面積の大きな高強力、高弾性率延伸物が得ら
れ難い問題が解決できた。前記(1)、(2)の従来技術
及び(3)単結晶マツト超延伸する従来の方法と比較
して溶剤の回収が工業的により有利に行えるよう
になつた。さらに、前記の従来技術(3)と比較して
高強力高弾性率延伸物が工業的に著しく有利に製
造できるようになつた。 According to the present invention, (1) the conventional method of drawing gel-like fibers obtained by solution spinning, and (2) the conventional method of drawing gel-like fibers obtained by casting a solution, have a large cross-sectional area, high strength, high The problem of difficulty in obtaining elastic modulus stretched products has been solved. Compared to the conventional techniques (1) and (2) and (3) the conventional method of ultra-stretching a single crystal mat, solvent recovery has become industrially more advantageous. Furthermore, compared to the above-mentioned prior art (3), it has become possible to industrially produce a stretched product with high strength and high elastic modulus with remarkable advantage.
本発明によれば、比較的低い重合体濃度の溶液
から出発しているのでより高い重合体濃度の溶液
から出発する場合にくらべて高倍率に延伸するこ
とが容易である。また、特に低い重合体濃度の溶
液から出発して単結晶を生成させる方法に較べて
ゲル状物の生成が速く、かつ効率的な延伸が可能
である。 According to the present invention, since the film is started from a solution with a relatively low polymer concentration, it is easier to stretch to a higher magnification than when starting from a solution with a higher polymer concentration. Furthermore, compared to a method in which a single crystal is produced starting from a solution with a particularly low polymer concentration, the gel-like material is produced faster and more efficient stretching is possible.
さらに比較的低い重合体濃度の溶液から出発し
て高い重合体濃度の未延伸物に至る間に溶解温度
以上を経ないので、高倍率に延伸出来る性質がそ
こなわない。 Furthermore, since the melting temperature is not exceeded during the time from a solution with a relatively low polymer concentration to an unstretched product with a high polymer concentration, the property of being able to stretch to a high magnification is not impaired.
本発明により最終延伸物の断面形状が任意の形
をした高強力高弾性率極太延伸物が得られるよう
になつた。 According to the present invention, it has become possible to obtain a very thick drawn product with high strength and high elasticity modulus having an arbitrary cross-sectional shape of the final drawn product.
第1図はゲル状フイルム(A)を回転ローラー
(R)および(R′)の間を通過させて圧縮成形を
おこなう方法の一例を示す概略図である。第2図
は圧縮成形されたフイルム(B)を折りたたんで円錘
形の導入口を持つ引抜きダイDに供給して通過さ
せて円形断面の延伸物を得る方法の一例を示す概
略図である。尚、図中Oは材料の移動方向、dは
引抜きダイの孔径を示す。第3図は実施例2で得
られたゲル状物を圧縮成型後の圧縮シートのX線
回折写真であり、(a)は小型X線回折写真であり(b)
は広角X線回折写真である。第4図はポリエチレ
ン溶液からのゲル状物を圧縮成型して得られる圧
縮成型物の構造モデルを示す。
A:ゲル状フイルム、B:フイルム、D:引抜
きダイ、O:材料の移動方向、R,R′:回転ロ
ーラー、d:引抜きダイの孔径、I:圧縮方向、
J:プレス面、K:ラメラ面、L:ラメラ、M:
分子鎖軸。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a method for compression molding a gel-like film (A) by passing it between rotating rollers (R) and (R'). FIG. 2 is a schematic view showing an example of a method of folding a compression-molded film (B) and supplying the film to a drawing die D having a conical inlet and passing the film to obtain a stretched product having a circular cross section. In the figure, O indicates the moving direction of the material, and d indicates the hole diameter of the drawing die. Figure 3 is an X-ray diffraction photograph of a compressed sheet after compression molding the gel-like material obtained in Example 2, (a) is a small-sized X-ray diffraction photograph, and (b)
is a wide-angle X-ray diffraction photograph. FIG. 4 shows a structural model of a compression molded product obtained by compression molding a gel-like material made from a polyethylene solution. A: gel-like film, B: film, D: drawing die, O: moving direction of material, R, R': rotating roller, d: hole diameter of drawing die, I: compression direction,
J: Pressed surface, K: Lamellar surface, L: Lamellar, M:
molecular chain axis.
Claims (1)
ゲル状フイルム(A)を、該ゲル状フイルム(A)の溶解
温度以下の温度で圧縮して(A)に含まれる溶媒の一
部分を除去し、かくして得られた圧縮成形フイル
ム(B)を引き抜きダイを通して延伸することを特徴
とする結晶性重合体延伸物の製造法。 2 結晶性重合体が3×105以上の粘度平均分子
量を有するポリエチレン系重合体である特許請求
の範囲第1項記載の結晶性重合体延伸物の製造
法。 3 圧縮成形フイルム(B)を延伸する方法が、最初
にダイを通して引抜き延伸し、ついで引張り延伸
する方法である特許請求の範囲第1項又は第2項
記載の結晶性重合体延伸物の製造法。 4 最初にダイを通して引抜き延伸し、ついで引
張り延伸する方法において、全延伸倍率が20倍以
上である特許請求の範囲第3項記載の結晶性重合
体延伸物の製造法。 5 最初にダイを通して引抜き延伸し、ついで引
張り延伸する方法において、全延伸倍率が40倍以
上である特許請求の範囲第3項記載の結晶性重合
体延伸物の製造法。 6 結晶性重合体の溶液の濃度が、結晶性重合体
が溶液中で相互にからみ合いを始める臨界濃度よ
り濃い溶液濃度範囲にある特許請求の範囲第1項
記載の結晶性重合体延伸物の製造法。 7 圧縮成形フイルム(B)に含まれる溶媒の割合
が、(B)に対して60重量%以下である特許請求の範
囲第1項記載の結晶性重合体延伸物の製造法。 8 圧縮成形フイルム(B)に含まれる溶媒の割合
が、(B)に対して40重量%以下である特許請求の範
囲第1項記載の結晶性重合体延伸物の製造法。[Claims] 1 A gel-like film (A) obtained by casting a solution of a crystalline polymer is compressed at a temperature below the melting temperature of the gel-like film (A). 1. A method for producing a stretched crystalline polymer product, which comprises removing a portion of the solvent and stretching the compression-molded film (B) thus obtained through a drawing die. 2. The method for producing a stretched crystalline polymer product according to claim 1, wherein the crystalline polymer is a polyethylene polymer having a viscosity average molecular weight of 3×10 5 or more. 3. The method for producing a stretched crystalline polymer product according to claim 1 or 2, wherein the compression molded film (B) is stretched by first drawing it through a die and then stretching it by tension. . 4. The method for producing a stretched crystalline polymer product according to claim 3, wherein in the method of first drawing and stretching through a die and then tensile stretching, the total stretching ratio is 20 times or more. 5. The method for producing a stretched crystalline polymer product according to claim 3, wherein in the method of first drawing and stretching through a die and then tensile stretching, the total stretching ratio is 40 times or more. 6. The stretched crystalline polymer according to claim 1, wherein the concentration of the crystalline polymer solution is higher than the critical concentration at which the crystalline polymers start to become entangled with each other in the solution. Manufacturing method. 7. The method for producing a stretched crystalline polymer product according to claim 1, wherein the proportion of the solvent contained in the compression-molded film (B) is 60% by weight or less based on (B). 8. The method for producing a stretched crystalline polymer product according to claim 1, wherein the proportion of the solvent contained in the compression-molded film (B) is 40% by weight or less based on (B).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1623985A JPS61173918A (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Preparation of crystalline polymer oriented material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1623985A JPS61173918A (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Preparation of crystalline polymer oriented material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61173918A JPS61173918A (en) | 1986-08-05 |
| JPH0444563B2 true JPH0444563B2 (en) | 1992-07-22 |
Family
ID=11911004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1623985A Granted JPS61173918A (en) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | Preparation of crystalline polymer oriented material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61173918A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5096991B2 (en) * | 2008-04-11 | 2012-12-12 | 積水化学工業株式会社 | Method for producing stretched thermoplastic polyester resin sheet |
-
1985
- 1985-01-29 JP JP1623985A patent/JPS61173918A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61173918A (en) | 1986-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4643865A (en) | Process for the production of a drawn product of crystalline polymer having high tenacity and high modulus | |
| JP2888571B2 (en) | Biaxially stretched polymer film | |
| DE68927323T3 (en) | MULTIAXIAL-ORIENTED THERMOTROPIC POLYMER FILMS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
| EP2209934B1 (en) | Method for production of neat carbon nanotube articles processed from super acid solutions | |
| JP4841424B2 (en) | Process for producing oriented films from alloyed thermoplastic polymers, apparatus for such production, and the resulting products | |
| JP5614746B2 (en) | Method for producing ultra high molecular weight polyethylene film | |
| NL8901253A (en) | POLYMERIC FILAMENTS, TAPES AND FILMS WITH HIGH MODULUS, HIGH STRENGTH AND HIGH MELTING TEMPERATURE AND A METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF. | |
| Wang et al. | Controllable fabrication and properties of polypropylene nanofibers | |
| CN118849585A (en) | A kind of BOPP matte film and preparation method thereof | |
| US4749753A (en) | Intimate mixture containing aromatic polyazole and aromatic copolyamide and process for its production | |
| JPH0444564B2 (en) | ||
| CN1745887A (en) | Production method of polyolefin microporous membrane | |
| JPH0444563B2 (en) | ||
| US4824619A (en) | Process of producing polyethylene drawn filaments and drawn films | |
| JPH01184241A (en) | Premolded body for short fiber composites, material for the same and controlling fiber orientation of the same | |
| EP0139141A2 (en) | Production of stretched polymeric material having high strength and high modulus | |
| JP3418692B2 (en) | Manufacturing method of ultra high molecular weight polyolefin filament | |
| JPH0341055B2 (en) | ||
| CN106867239B (en) | An in situ sheet-forming polar polymer/phosphate glass composite | |
| JPS6230024A (en) | Preparation of drawn high mol.wt. polyethylene terephthalate | |
| CN117247621B (en) | A polymer nanosheet material and its preparation method | |
| JPS6097835A (en) | Monoaxially stretched crystalline high-molecular film or sheet with super coefficient of elasticity and manufacture thereof | |
| JPH05104620A (en) | Method for producing polypropylene stretched product | |
| CN119708785B (en) | Reinforcing and toughening composite material with reticular microfiber structure and preparation method thereof | |
| US5202073A (en) | Production of stretched polymeric material having high strength and high modulus |