JPH0363118A - 超高分子量ポリエチレンの耐摩耗、耐衝撃性押出成形体の製造方法及びそのための装置 - Google Patents
超高分子量ポリエチレンの耐摩耗、耐衝撃性押出成形体の製造方法及びそのための装置Info
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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】
(技術分野)
本発明は単軸押出機の冷却給送圏に011153728
によるスタウディンガー構造単位指数約800から約3
500c■37gを有する超高分子量ポリエチレンの微
細粒乃至粉末を給送、圧搾し、押出機搬送圏において1
80から280℃の温度に加熱し、無スクリュー圏に移
送し、押出成形体を形成しつつ、その表面温度を150
℃より低くなるように冷却する、耐摩耗、耐衝撃性押出
成形体の製造方法及び両端部に導入口と排出口を有する
バレルと、その円筒状溝腔内で旋転し得るスクリューと
を有し、上記バレルに、長手方向にのびる条溝を設けた
冷却可能の給送圏及び加熱可能の搬送圏が設けられ、バ
レル長さLと直径りの割合L/Dが約15から約30.
スクリューの長さlと見掛は直径dの割合l/dが約1
2から約20になされ、搬送圏の下流に無スクリエー圏
が接続され、これに排出パイプAが接続され、その排出
口部分が冷却し得るようになされている、耐摩耗、耐衝
撃性押出成形体の製造装置に関するものである。
によるスタウディンガー構造単位指数約800から約3
500c■37gを有する超高分子量ポリエチレンの微
細粒乃至粉末を給送、圧搾し、押出機搬送圏において1
80から280℃の温度に加熱し、無スクリュー圏に移
送し、押出成形体を形成しつつ、その表面温度を150
℃より低くなるように冷却する、耐摩耗、耐衝撃性押出
成形体の製造方法及び両端部に導入口と排出口を有する
バレルと、その円筒状溝腔内で旋転し得るスクリューと
を有し、上記バレルに、長手方向にのびる条溝を設けた
冷却可能の給送圏及び加熱可能の搬送圏が設けられ、バ
レル長さLと直径りの割合L/Dが約15から約30.
スクリューの長さlと見掛は直径dの割合l/dが約1
2から約20になされ、搬送圏の下流に無スクリエー圏
が接続され、これに排出パイプAが接続され、その排出
口部分が冷却し得るようになされている、耐摩耗、耐衝
撃性押出成形体の製造装置に関するものである。
(従来技術)
EP−^−190878号公報は、超高分子量ポリエチ
レン(UHNf−PE)を単軸押出機で処理することが
できる旨を開示している。すなわち、ポリエチレン粉末
を押出機スクリューで搬送し、溶融させ、長さ/直径比
がIO以下のダイから排出する。所望の特性を有する最
終成形体を得るため、押出成形体が取り出され、未配向
状態のままにされるか或いは3〇二1までの割合に配向
される。
レン(UHNf−PE)を単軸押出機で処理することが
できる旨を開示している。すなわち、ポリエチレン粉末
を押出機スクリューで搬送し、溶融させ、長さ/直径比
がIO以下のダイから排出する。所望の特性を有する最
終成形体を得るため、押出成形体が取り出され、未配向
状態のままにされるか或いは3〇二1までの割合に配向
される。
押出機の搬送効果は、−船釣に押出機バレル(シリンダ
ーとも呼ばれる)における摩擦力のスクリューにおける
摩擦力に対する割合が決定される。搬送効果の限界に対
処するため、バレル内壁に孔隙を穿設する試みがなされ
ている。しかしながら、このような対策は、実際上の使
用において孔隙におけるせん断応力により熱がもたらさ
れ、溶融樹脂により充填封鎖されることにより無意味に
なされる。その結果、熱による材料の劣化をもたらし、
或いは押出機の材料処理量は制約を受は搬送速度は著し
く低下する。溶融エネルギーは熱伝導によりもたらされ
るのが好ましいが、生産高が低レベルに止まり、押出成
形体が少量しか得られないのはこのためである。
ーとも呼ばれる)における摩擦力のスクリューにおける
摩擦力に対する割合が決定される。搬送効果の限界に対
処するため、バレル内壁に孔隙を穿設する試みがなされ
ている。しかしながら、このような対策は、実際上の使
用において孔隙におけるせん断応力により熱がもたらさ
れ、溶融樹脂により充填封鎖されることにより無意味に
なされる。その結果、熱による材料の劣化をもたらし、
或いは押出機の材料処理量は制約を受は搬送速度は著し
く低下する。溶融エネルギーは熱伝導によりもたらされ
るのが好ましいが、生産高が低レベルに止まり、押出成
形体が少量しか得られないのはこのためである。
そこで本発明の目的は、単軸押出機により高い生産速度
をもって、高い耐摩耗、耐衝撃性の押出成形体を製造す
ることである。この場合、ことに超高分子量ポリエチレ
ンの場合において押出成形体に対して重大な影響を及ぼ
す、分子量低減をもたらさないように製造することが必
要である。
をもって、高い耐摩耗、耐衝撃性の押出成形体を製造す
ることである。この場合、ことに超高分子量ポリエチレ
ンの場合において押出成形体に対して重大な影響を及ぼ
す、分子量低減をもたらさないように製造することが必
要である。
(発明の要約)
しかるに上述の目的は、車軸押出機の冷却給送圏にDI
N53728によるスタウディンガー構造単位1旨数約
800から約3500cm’/gを有する超高分子量ポ
リエチレンの微細粒乃至粉末を給送、圧搾し、押出機搬
送層において180から280℃の温度に加熱し、無ス
クリュー圏に移送し、押出成形体を形成しつつ、その表
面温度を150℃より低くなるように冷却する、耐摩耗
、耐衝撃性押出成形体の製造方法により達成され得るこ
とが見出された。
N53728によるスタウディンガー構造単位1旨数約
800から約3500cm’/gを有する超高分子量ポ
リエチレンの微細粒乃至粉末を給送、圧搾し、押出機搬
送層において180から280℃の温度に加熱し、無ス
クリュー圏に移送し、押出成形体を形成しつつ、その表
面温度を150℃より低くなるように冷却する、耐摩耗
、耐衝撃性押出成形体の製造方法により達成され得るこ
とが見出された。
これにより押出機の安定した搬送特性及び高い搬送効率
、例えば25%以上を実現することができる。
、例えば25%以上を実現することができる。
(発明の構成)
押出機スクリューの搬送特性は、その直径或いは速度と
無関係に、搬送効率により決定され得る。搬送効率は、
現実に搬堺される容積(量/かさ密度/速度)の、給送
圏帯域におけるスクリュー間隙容積に対する割合である
。押出機スクリューの搬送効率は一般的に25%までで
ある。これは選択されたピッチと、スクリューに作用す
る形状的抵抗と、溶融体粘度に対応して変化する。搬送
効率は孔隙を全体的に冷却することに増大させることが
でき、これにより搬送特性も常に安定化され、使用され
る材料の過度の熱応力も回避される。
無関係に、搬送効率により決定され得る。搬送効率は、
現実に搬堺される容積(量/かさ密度/速度)の、給送
圏帯域におけるスクリュー間隙容積に対する割合である
。押出機スクリューの搬送効率は一般的に25%までで
ある。これは選択されたピッチと、スクリューに作用す
る形状的抵抗と、溶融体粘度に対応して変化する。搬送
効率は孔隙を全体的に冷却することに増大させることが
でき、これにより搬送特性も常に安定化され、使用され
る材料の過度の熱応力も回避される。
しかしながら、この処置を01111−PEの押出しに
外押するときは、望ましい高生産量を達成するために速
度を増大させても、押出機スクリューの裂溝に溶融体が
残留するだけで搬送効率は改善されない。押出成形体の
適当な品質を達成し得るためには、UHMW−PEは押
出機搬送層のスクリューとバレルの間において制御され
たせん断力に服せしめられねばならない。処理されるべ
き011M1−PEの種類と生産高に応じて、速度勾配
を50から1 +000s−’とするのが最も好ましい
ことが見出されな。
外押するときは、望ましい高生産量を達成するために速
度を増大させても、押出機スクリューの裂溝に溶融体が
残留するだけで搬送効率は改善されない。押出成形体の
適当な品質を達成し得るためには、UHMW−PEは押
出機搬送層のスクリューとバレルの間において制御され
たせん断力に服せしめられねばならない。処理されるべ
き011M1−PEの種類と生産高に応じて、速度勾配
を50から1 +000s−’とするのが最も好ましい
ことが見出されな。
ポリエチレンは搬送圏において180−280”Cに加
熱され、次いで無スクリュー圏に移され、ここで押出成
形体の最終成形処理が行われる。この処理圏出口で55
ec−’までの最少限度のせん断速度がもたらされる。
熱され、次いで無スクリュー圏に移され、ここで押出成
形体の最終成形処理が行われる。この処理圏出口で55
ec−’までの最少限度のせん断速度がもたらされる。
押出成形体は表面温度が150℃以下と1(るように冷
却される。押出成形体は、気泡生起を回避するため別途
に徐々に冷却される。
却される。押出成形体は、気泡生起を回避するため別途
に徐々に冷却される。
本発明はまた上記方法を実施するための装置に関するも
のであるが、これは両端に導入口と排出口を有するバレ
ルを有し、とのバレルの円筒状溝膜においてスクリュー
が旋転せしめられる。バレルは長手方向に条溝が形成さ
れている冷却可能の給送惜域と、加熱可能の搬送帯域と
を有し、このバレルの長さL対直径りの割合は約15乃
至約30であり、又スクリューの長さl対見掛は直径d
の割合は約!2乃至約20になされ、バレル内の無スク
リュー帯域は、搬送圏の下流に形成され、排出パイプA
に接続され、排出口付近において冷却され得る。この本
発明装置において、搬送圏のスクリューは二重螺旋状に
形成されている。排出パイプの長さ対直径比は約4乃至
約100になされる。
のであるが、これは両端に導入口と排出口を有するバレ
ルを有し、とのバレルの円筒状溝膜においてスクリュー
が旋転せしめられる。バレルは長手方向に条溝が形成さ
れている冷却可能の給送惜域と、加熱可能の搬送帯域と
を有し、このバレルの長さL対直径りの割合は約15乃
至約30であり、又スクリューの長さl対見掛は直径d
の割合は約!2乃至約20になされ、バレル内の無スク
リュー帯域は、搬送圏の下流に形成され、排出パイプA
に接続され、排出口付近において冷却され得る。この本
発明装置において、搬送圏のスクリューは二重螺旋状に
形成されている。排出パイプの長さ対直径比は約4乃至
約100になされる。
このように構成された本発明装置押出機は、安定した搬
送条件と溶融体の必要な均質性を保証する。スクリュー
は、押出機バレルの導入口の約5d長さの下流部分に始
まる7d乃至14d長さにわたり二重螺旋とするのが好
ましい。このJtF域における比較的大きいせん断力及
びこれに続くバレル1!■スクリユー圏における比較的
小さいせん断力が設定されるために、極めて高い品質及
び特に平滑な表面を有する押出成形体を得ることができ
る。
送条件と溶融体の必要な均質性を保証する。スクリュー
は、押出機バレルの導入口の約5d長さの下流部分に始
まる7d乃至14d長さにわたり二重螺旋とするのが好
ましい。このJtF域における比較的大きいせん断力及
びこれに続くバレル1!■スクリユー圏における比較的
小さいせん断力が設定されるために、極めて高い品質及
び特に平滑な表面を有する押出成形体を得ることができ
る。
添付図面を参照しつつ、本発明装置をさらに具体的に説
明する。
明する。
本装置は木質的にバレル(1)と、円筒状構成(2)中
において旋回しつるスクリュー(3)とから成る。この
バレルは長手方向にのびる条溝(4)が穿設されている
冷却可能給送!!1(5)、加熱可能搬送圏(6)及び
無スクリュー[11(7)に分割される。最後の無スク
リュー圏(7)は、排出パイプ(8)に接続される。複
数個のパイプ部分のうち、排出口(夏りに接続されたパ
イプ部分(9)は狭窄部分(10)を有する、符号(I
2)はバレルの導入口を示す。
において旋回しつるスクリュー(3)とから成る。この
バレルは長手方向にのびる条溝(4)が穿設されている
冷却可能給送!!1(5)、加熱可能搬送圏(6)及び
無スクリュー[11(7)に分割される。最後の無スク
リュー圏(7)は、排出パイプ(8)に接続される。複
数個のパイプ部分のうち、排出口(夏りに接続されたパ
イプ部分(9)は狭窄部分(10)を有する、符号(I
2)はバレルの導入口を示す。
排出パイプ(8)を含めないバレル(1)の長さLの、
その構成の直径に対する割合は約25であり、スクリュ
ー(3)の長さlの、見掛は直径dに対する割合は、約
16である。このために、スクリューが存在しないバレ
ル(7)部分がもたらされる。すなわちスクリュー(3
)はボア(1)の長さより短く、給送圏(5)及び搬送
圏(6)の範囲にわたって延びているに止まる。搬送圏
(6)の範囲でスクリューは二重螺旋になされている。
その構成の直径に対する割合は約25であり、スクリュ
ー(3)の長さlの、見掛は直径dに対する割合は、約
16である。このために、スクリューが存在しないバレ
ル(7)部分がもたらされる。すなわちスクリュー(3
)はボア(1)の長さより短く、給送圏(5)及び搬送
圏(6)の範囲にわたって延びているに止まる。搬送圏
(6)の範囲でスクリューは二重螺旋になされている。
この実施例においてこの二重螺旋の長さは約l/dであ
る。
る。
を非出パイプAの内径りは、バレルの内径に相当し、そ
の長さは8dであり、排出パイプの最終部分は冷却可能
になされている。
の長さは8dであり、排出パイプの最終部分は冷却可能
になされている。
バレル径60..、スクリj−回転速度80■In−”
として、約100味の満足すべき押出成形体が製造され
る。この場合の出発材料の固有粘度は2,050、の通
りである。
として、約100味の満足すべき押出成形体が製造され
る。この場合の出発材料の固有粘度は2,050、の通
りである。
1・・・バレル、2・・・バレルの円R状rM腔、3・
・・スクリュー 5・・・給送圏、6・・・搬送圏、7
・・・無スクリュー圏、8・・・排出パイプ、10・・
・狭窄部分、11・・・UF出口、12・・・導入口。
・・スクリュー 5・・・給送圏、6・・・搬送圏、7
・・・無スクリュー圏、8・・・排出パイプ、10・・
・狭窄部分、11・・・UF出口、12・・・導入口。
Claims (2)
- (1)単軸押出機の冷却給送圏にDIN53728によ
るスタウディンガー構造単位指数約800から約350
0cm^3/gを有する超高分子量ポリエチレンの微細
粒乃至粉末を給送、圧搾し、押出機搬送圏において18
0から280℃の温度に加熱し、無スクリュー圏に移送
し、押出成形体を形成しつつ、その表面温度を150℃
より低くなるように冷却する、耐摩耗、耐衝撃性押出成
形体の製造方法であって、搬送圏のスクリュー凸面と押
出機バレルの間の半径方向における間隙内において速度
勾配50から1000sec^−^1でポリエチレンを
処理することを特徴とする方法。 - (2)両端部に導入口と排出口を有するバレルと、その
円筒状溝腔内で旋転し得るスクリューとを有し、上記バ
レルに、長手方向にのびる条溝を設けた冷却可能の給送
圏及び加熱可能の搬送圏が設けられ、バレル長さLと直
径Dの割合L/Dが約15から約30、スクリューの長
さlと見掛け直径dの割合l/dが約12から約20に
なされ、搬送圏の下流に無スクリュー圏が接続され、こ
れに排出パイプAが接続され、その排出口部分が冷却し
得るようになされている、上記方法の実施装置であって
、スクリュー(3)が搬送圏(6)の範囲において二重
螺旋になされ、排出パイプの長さ対排出パイプの直径の
割合が約4から約100であることを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
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EP (1) | EP0397004B1 (ja) |
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- 1989-05-12 DE DE3915603A patent/DE3915603C1/de not_active Expired - Lifetime
-
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- 1990-04-30 DE DE9090108209T patent/DE59001946D1/de not_active Expired - Lifetime
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- 1990-04-30 AT AT90108209T patent/ATE91457T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-05-09 US US07/520,768 patent/US5063016A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
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DE3915603C1 (ja) | 1990-03-15 |
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