JPS6218452A - 成形用ポリエチレン組成物 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリエチレンの、成形用組成物に関する。更
に詳しくは、各種モデル材、型材、及びＮＣ工作機械の
プログラムチェック用型材等に最適なポリエチレン組成
物に関する。

（従来技術と問題点） 近年射出成形用材料の多様化、高機能化に供ないより複
雑な形状の射出成形用金型が要求されると同時にその形
状も、単純なものから曲面を含む複雑なものへと伸展し
つつある。この背景には最近のＮＣ工作機械の発展があ
る。これらのＮＣ工作機械は予めテープに記録されたプ
ログラムに従い作動するが、プログラミングが正確にな
されているか否かのチェックには多大の時間及び費用を
かけているのが現状である。このためこのプログラムの
チェックをも可能とした三次元プロッターが多数の工作
機械メーカーより出されているが、この機械でもって高
速かつ正確に切削し得る被剛体なるものがいままでなか
った。たとえば従来より知られている石こう、各種プラ
スチック成形体、低分子量ワックス、各糧金属、木材等
があるが、これら従来のものはいずれも切削性に欠点を
有し前記三次元プロッターで高速切削し得るものはほと
んどなかった。たとえば、石こうは脆くすぐ欠けが出て
しまう欠点を有し、金属材では高速切削出来なく、たと
えできたとしても刃物のいたみが激しいこと、切削時に
主軸に負荷がかかりすぎること、又、木材、各椎プラス
チック成形体にいたっては切削抵抗が高く、やはりその
結果高速切削に耐えないものや、切削により寸法に変化
が生じやすい、又、切削時にワレ、欠けを生じやすい等
の欠点を有していた。更に切削性を考えた低分子量ワッ
クス単一からなる成形体では切削時の発熱による形状の
だれ、あるいは切削面の仕上りの悪さ、脆さがあり該用
途には不充分であった。更に斯様な用途向の成形体は型
材としてしばしばその寸法に多様さが求められるが、常
に各種サイズの成形体を用意しておくことは採算上困難
である。

寸法が小さいものについては切断により準備することが
可能であるが、大なるものについては、例えば熱板溶着
法により成形体を互いに溶着することが行なわれている
が、溶着強度に充分なものがなく切削時に欠ける等の問
題が生じていた。すなわち、斯様な用途向の被剛体とし
ては、切削性が良好なこと（切削時の主軸への負荷の小
さい事、刃物の損傷のない事、切削くずが刃物に粘着し
ない事、切削面がべとつかない事）、切削時あるいは切
削後の寸法安定性に優れる事、切削時にワレ欠けの生じ
ない事、物性上脆くない事、溶着性にすぐれる事、コス
トが安い事などが要求されていた。

そこで本発明者らは前記プログラムテープチェック、あ
るいはモデル型材用被剛体を得るべく種々検討した結果
、特定のポリエチレンと特定のパラフィン系ワックスと
の混合物を用いることにより本発明の目的とする切削性
良好かつ寸法安定性の優れた、脆くなくかつ溶着性に優
れた被削体の得られる事を見い出し、本発明を完成する
に至った。

（問題点解決の手段とその効果） すなわち本発明は、極限粘度〔η〕が０．６　ｄｌｌＡ
１以上１．２　ｄ−ｅ／ｉ以下、密度が０．９０以上０
．９３以下のポリエチレンＡ２０ないし８０重量％と、
分子量３５０以上２０００以下かつ融点が５５℃以上１
０５以下のパラフィン系ワックスＢ８０ないし２０重量
％とからなる混合物を溶融混線して得られる切削性良好
なる成形用ポリエチレン組成物を提供するものである。

本発明に於けるポリエチレンＡとは、１，２．４−トリ
クロルベンゼン溶媒で１３５℃にて測定した極限粘度〔
り〕が０．６以上１．２以下、好ましくは０．６以上０
．９以下の範囲のものである。〔η〕が１．２超になる
と、後述のパラフィン系ワックスとの相溶性が悪くなり
かつ切削時の主軸への負荷が大きくなる。更に、〔η〕
が０．６未満の場合、物性上脆くなる事、及び実存のポ
リエチレン製造プラントでの仕上げ段階でのトラブルが
発生し実用的でなく、あえて行なってもコスト高となる
。またポリエチレンＡの密度としては０．９０以上０．
９３以下である。ポリエチレンとしては高圧法低密度ポ
リエチレン及びエチレンとα−オレフィンとの共重合に
よって得られる線状低密度ポリエチレン、あるいはエチ
レンと酢酸ビニル、アクリル酸等のビニル化合物との共
重合体であってもよい。密度が０．９３超のうち、高密
度ポリエチレンン用いた場合には、パラフィン系ワック
スとの相溶性が悪化するだけでなく、切削時の主軸への
負荷が大きくなり、物性も脆くなってしまう。

本発明に於いて用いられるパラフィン系ワックスＢとは
、融点が５５℃以上１０５℃以下で、好ましくは６０℃
以上９５℃以下である。更に分子量が４００以上１００
０以下、好ましくは４００以上１０００以下である。融
点が５５℃未満のものでは、得られた成形体の表面に粘
着性が出現し、切削時に表面がなめらかにならない、切
削くずが刃物に粘着する、更に加熱時にブリードアウト
がはなはだしいため溶着強度が出ない等の問題が生じる
。又、融点が１０５℃超のものでは切削時の負荷が増大
する、得られた成形体の物性が脆くなる等の欠点が生じ
る。該パラフィン系ワックスの分子量が３５０未満のも
のについても成形体表面の粘着性の増大、切削くずの刃
物への粘着、更には加熱時のブリードアクトによる溶着
性の低下等の問題が生じる。

又、分子量が２０００超のものを用いた場合には切削時
の負荷が増大する、得られた成形体が脆くなる等の欠点
が生じる。本発明に用いられるパラフイン系ワックスの
形態としては板状、ベレット状、顆粒状、粉末状等の各
種形状のものを用いる事が可能であるが、ポリエチレン
Ａとの溶融混練を行なう際に押出機等を用いる場合には
、ペレット状、顆粒状あるいは粉末状のものを用いるの
が便利である。本発明に言うパラフィン系ワックスとは
、石油から分離精製された石油系パラフィンワックス、
エチレン又はプロピレンの単独重合体ワックスあるいは
、中、低圧法によりエチレンと他のα−オレフィンとを
共重合して得られる中、低圧法ポリエチレンワックス、
高圧法ポリエチレン製造技術によって得られる高圧法ポ
リエチレンワックス、及び中、低圧法ポリエチレン、高
圧法ポリエチレンあるいはポリプロピレンを熱分解によ
り分子量を低下させたポリオレフィンワックス、フィッ
シャーメロブシュワックス、ポリエチレン、ポリプロピ
レン重合の際に副生するワックス及びそれらの酸化物、
変性物等が含まれるが、本発明においては石油から分離
精製された石油系パラフィンワックスを用いるのが好ま
しい。この石油系パラフィンワックスは多数の炭化水素
の混合物であり、炭素数２０ないし３６の直鎖状飽和炭
化水素（ｎ−パラフィン）を主成分とし、他に少量のイ
ソパラフィン、ナフテン、芳香族などを含む炭化水素系
混合物、及び炭素数４０ないし５０の側鎖状飽和炭化水
素を主成分とし、少量のｎ−パラフィン、ナフテン、芳
香族などを含むもの等であり、本発明においては上記パ
ラフィンワックスを適宜ブレンドして用いても良い。

本発明に於いてポリエチレンＡとパラフィン系ワックス
Ｂとの割合は、ポリエチレ／Ａが２０重量％ないし８０
重量％、パラフィン系ワックスＢが８０Ｍ量％ないし２
０重量％であり、好ましくは、ポリエチレンＡが３０Ｍ
量％ないし７０重量％、パラフィン系ワックスＢが７０
Ｍ量％ないし３０重量％の範囲である。ポリエチレンＡ
が８０重量％超の場合には、成形体の切削時の主軸への
負荷が大きく高速切削に耐えられない。逆にポリエチレ
ンＡが２０重量％未満の場合には得られた成形体が脆く
なり切削時に割れが生じる、溶着強度が出なし・等の問
題が生じる。

又、見掛は上の粘度を本発明による組成物とほぼ同様に
した市販の熱分解型ポリエチレンワックスを用いた場合
にも切削時の負荷が大きい事、更に成形体を成形する際
に劣化しやすい等の問題があり実用的でない。

な隅木発明の組成物には、染顔料、熱安定剤その他の添
加剤を含むことができる。特に本発明の組成物をプログ
ラムテープチェック用の被剛体、あるいはモデル型材に
用いる場合には、その凹凸がはっきりとわかる様な深み
のある色に染顔料でもって着色されている事が好ましい
。

本発明に於ける密度は、ＪＩＳＫ７１１２　　に従って
測定した値であり、融点はＡＳＴＭＤ３４１７に従い示
差走査熱量計（ＤＳＣ）により、測定した値である。極
限粘度〔り〕は、１，２．４−　）　リクロルベンゼン
溶媒で１３５℃で測定した。分子量はＧＰＣ（ゲルパー
ミェーションクロマトグラフィー）により次の条件で求
めた重量平均分子ｆ　（Ｍ　ｗ　）である。

装置：ウォーターズ社製１５０Ｃ型 カラム：東洋曹達社製ＴＳＫＧＭＨ−６（６ＲφＸ６０
０ｍＸ２本） 溶　媒：　１，２．４−　トリクロルベンゼン（ＴＣＢ
　）温　　度：　１３５℃ 流　量：　１．　Ｏｒｒｔｌ１分 注入濃度：　　ａ　ｏＩｎＧＩ／ｘ　ｏｄＴｃＢ　（注
入量５００４）尚、東洋曹達社製およびプレッシャー・
ケミカル社製、標準ポリスチレンを用いてユニバーサル
法にまりカラム溶出体積を較正した。

本発明の混合物を成形体とするには、あらかじめポリエ
チレンＡとパラフィンワックスＢとをヘンシェルミキサ
ー、タンブラ−等のプレンダーにより混合しておいたも
のを押出機等により均一に溶融混線後適宜な手段でもっ
て金型忙注入し冷却固化して得られる。押出機のかゎり
に溶解撹拌槽、ニーダ−、バンバリーミキサ−等により
溶融混合し得ることも可能である。本発明た於いては、
二軸押出機を用いる事が均一混合体を得る上からと吐出
量の安定化の上から好ましい。二軸押出機から押出され
る混合物は次いで金型に注入されるが、金型に注入され
る際には成形体に気泡を含まない様充分注意する必要が
ある。この為、混合物は均一な溶融混合状態を得るとと
もに気泡を含まない事、その為にはある程度以下の粘度
になっている必要がある。尚、金型に注入後気泡の混入
がある場合には再度溶解し適当な粘度にした後、減圧等
の操作により気泡を抜くことも可能である。

金型に一定量注入された溶融混合物は次いで放冷、空冷
、水冷等適宜な手段により冷却固化され、金型より取り
出されて切削性の良好な成形体として得られる。本発明
による成形体は三次元プロッター、たとえばＦＡＮＵＣ
ＡＵＴＯＰＲＯＦＩＣＥＲ（ファナック株り、高速モデ
ル加工機Ｘ４３２（＠）マキノフライス製作所製）、小
松三次元プロッター（（株）小松製作新製）等により高
速下でもワレ、欠けがなく更に主軸への負荷の小さい状
態で良好な切削体が得られる。得られる成形体は牙３図
に示すように２つの成形体Ａ、Ｂの端面をヒーターｌで
１９０℃に加熱されている熱板２におさえつけたのち牙
４図に示す様に互いに圧接する事により容易に溶着出来
る。矢印は圧接方向を示す。

（実施例） 次に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが
１本発明の要旨を越えない限りそれらの実施例に制約さ
れるものではない。

実施例１．２．３ 極限粘度〔η〕が０．８４　ｄん劣、密度が０．９１４
５９／ｃｒｔ？である低密度ポリエチレン、サンチック
Ｍ６５４５　（態化成製）と分子量４８０．融点６９°
Ｃのパラフイ・ンワックス１５５（日本精蝋製）とを牙
】表に示す割合にてヘルシエルミキサーにて混合後１．
１−１図にその概要を示すＡｓ−３０型二軸押出機１（
ナカタニ機械製、３０．諺、二軸押出機）でもって混合
体の温度が２２０℃になる様均−混合し、注入口２を通
して溶融混合物４を金型３に注入し、放冷後１５０ｉｏ
ｗＸ２５０龍Ｘ１００順の成形体を得た。

得られた成形体を被削体３としてその切削時の負荷を矛
２図に示す様にＶＡ形立フライス盤ｌ（遠州製作（株）
裂）の主軸モーター２にエルファイＧ３型ロードセンサ
ー（ガブリウス社製電力計）４を接続し、テーブルの送
り速度１０００ｕ／分で巾１０ｍｍ、深さ２０Ｂの溝を
切り、主軸モーターの負荷を電力計４．記録計５を用い
て測定し結果な矛１表忙示した。６は刃である。更にこ
の測定で切削された溝端部及び周辺部を観察し、ワレ欠
けの状態を目視で判定し、ワレ欠けの程度の大、小、及
びなしのものについてＸ、Δ、○の判定を行ない矛１表
に示した。

溶着性を見るために得られた成形体より長さ８゜舖、断
面寸法１０ｍ、Ｘ１０朋の角柱を切削により調整し、こ
の２本の端面を牙３．４図に示した様に溶着した。この
溶着部を中央にしてＴＯＭｓ　ｏ　ｏ　。

型万能試験機（信興通信工業裂）にて曲げテストを行な
い、溶着しない長さ］　６０　Ｉｌｌ、断面寸法１０ｇ
Ｘ１０ｍｍの角柱の曲げテストの強度を１００としてそ
の保持率（％）にてあられし、結果な矛１表に示した。

尚１，１−　ｉ表の備考欄にはその他の観察事項を記入
した。

実施例４，５，６，７．８ 実施例１，２．３のパラフィンワックス１５５のかわり
に分子ｆｉｔ　６４０　、融点８４℃のマイクロクリス
タリンワックス、Ｈｉ−Ｍｉｃ１０８０、分子量３６０
融点５５℃のパラフィンワックス１３０及び、分子ｔ！
７００、融点９６℃のマイクロクリスタリンワックス、
Ｈｉ−Ｍｉｃ　２０９５　（イずれも日本ｉろ５ｍ）を
用いた以外は実施例１．２．３と同様に行ない、各測定
データー、観察事項な矛１表に示した。

実施例９．１０ 実施例１の低密度ポリエチレンＭ　６５４５のかわりに
極限粘度〔η〕がｏ、　ａ　４　ｄｌｌｇ、密度が０．
９２９０９／α３である低密度ポリエチレン、サンチッ
クＱ−８０３，２及び極限粘度〔り〕がｔ　０３９　ｄ
ｌｌｇ、’ｔＥ度が０．９２５８９　、／［”である線
状低密度ポリエチレン、５ｃｌａｉｒ　２１０９（各々
旭化成、Ｄｕ　Ｐｏｎｔ製）を用いた以外は、実施例１
と同様に行ない、結果を矛！表に示した。

比較例１ 実施例１の低密度ポリエチレンＭ６５４５　　のかわり
に〔η〕が０．９２　ｄｌｌ／ｉ、密度がｏ、ｃ＋ｓｓ
、９／ｃｒＩ？である中高密度ポリエチレン、ショウレ
ックスＦ６２００Ｖ（昭和電工製）を用いた以外は実施
例１と同様に行ない結果を牙２表に示した。

比較例２．３ 実施例１の低密度ポリエチレンＭ−６５４５とパラフィ
ンワックス１５５の比率を変えた以外は実施例１と同様
に行ない結果を牙２表に示した。

比較例４，５．６ 実施例１においてパラフィンワックス】５５を用いたか
わりに、分子量２０００、融点１２２℃の三井・・イワ
ツクス２００Ｐ　（三井石油化学工業＃）、分子量３３
０、融点４７℃のパラフィンワックス】】５（日本精ろ
う製）、及び分子量８４００、融点９９℃のサンワック
ス１６５Ｐ（三洋化成製）を用いた以外は実施例１と同
様に行ない結果を牙２表に示した。

（以１τ糸　；、：

【図面の簡単な説明】

矛１，２図は本発明の実施態様を、又、矛３゜４図は本
発明による２つの成形体を溶着する実施態様を示す。 牙１図において、１は２軸押比機、２は注入口、３は金
型、４は溶融混合物を示す 牙２図において、１はフライス盤、２は主軸モーター、
３は被剛体、４は電力計、５は記録計、６は刃を示す。 特許出願人　旭化成工業株式会社 第１図 第２図 第３図 手続補正書（自発） 昭和６０年８月−一日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 極限粘度〔η〕が、０．６ｄｌ／ｇ以上１．２ｄｌ／ｇ
   以下、密度が０．９０以上０．９３以下のポリエチレン
   Ａ、２０ないし８０重量％と、 分子量３５０以上２０００以下かつ融点が５５℃以上１
   ０５℃以下のパラフィン系ワックスＢ、８０ないし２０
   重量％ とからなる混合物を溶融混練して得られることを特徴と
   する切削性良好なる成形用ポリエチレン組成物。