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

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JPH0363118A
JPH0363118A JP2110709A JP11070990A JPH0363118A JP H0363118 A JPH0363118 A JP H0363118A JP 2110709 A JP2110709 A JP 2110709A JP 11070990 A JP11070990 A JP 11070990A JP H0363118 A JPH0363118 A JP H0363118A
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ペーター、バウアー
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ライナー、コンラート
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Horst Schuch
ホルスト、シューホ
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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。

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。
（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。
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。
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。
（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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （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. （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。
JP2110709A 1989-05-12 1990-04-27 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 Pending JPH0363118A (ja)

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