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JPS6192827A - ポリオキシメチレン延伸成形体 - Google Patents

ポリオキシメチレン延伸成形体

Info

Publication number
JPS6192827A
JPS6192827A JP21607285A JP21607285A JPS6192827A JP S6192827 A JPS6192827 A JP S6192827A JP 21607285 A JP21607285 A JP 21607285A JP 21607285 A JP21607285 A JP 21607285A JP S6192827 A JPS6192827 A JP S6192827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
crystallization
temperature
stretching
polyoxymethylene
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.)
Pending
Application number
JP21607285A
Other languages
English (en)
Inventor
ジアンカルロ・カパシオ
イーアン・マクミラン・ウオアルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Research Development Corp UK
Original Assignee
National Research Development Corp UK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Research Development Corp UK filed Critical National Research Development Corp UK
Publication of JPS6192827A publication Critical patent/JPS6192827A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なポリオキシメチレン延伸成形体に関する
本発明者らは、結晶性ポリマーを所定の分子鎖り月より
多い(すなわち二つらしくはそれ以上)結晶ラメラに導
入される可能性を実質的に減少せしめるような条件下で
熱処理に付し、該ポリマーを分子がほぼ完全な直線状と
なるような速度と温度で延伸することによりヤング率が
3 X l O”N/m2より大きい高モジュラスの高
分子物質が得られる事実を見出した。
すなわち、本発明は重量平均分子量が300000より
小さく、ヤング率が3 X I O”N7m”より大き
い高モジュラス配向ポリオキシメチレン延伸成形体に関
する。
本明細書において、結晶性ポリマーとは、その溶融物を
冷却したとき結晶または半結晶構造を形成し得るポリマ
ーを云う。
結晶性ポリマーは、延伸後の成形品が強度や破断伸度に
おいて好ましい物理的性質を保持し得ろよう適当に高い
重量平均分子量を有すべきである。
しかしながら長鎖部分の濃度が高いと延伸前の所定の分
子鎖が−より多い結晶ラメラに導入される機会が増加す
る。以後、本明細書ではこのような分子鎖をラメラ間分
子鎖と記載する。
本発明は特別な理論によって限定されるものではないが
、過剰のラメラ間分子鎖は永久的な形態上のもつれの増
加により分子配向度と延伸によって得られる直線化を減
少せしめ、結果として最適の物理的性質が得られるのを
妨げるものと考えられる。
ポリマーの好ましい重金平均分子ffi(Mw)は、5
0゜000〜250,000、更に好ましくは50.0
00〜150,000てあり、数平均分子量(Mn)は
5,000〜25,000、更に好ましくは5,000
〜]’5,000である。通常、細長化工程において分
子レベルでの変形がより均一となるようにするため、M
nに対するMwの比率か大きくなるのを避けるのが有利
である。好ましいMnに対するMwの比率は30以下で
ある。特に、比較的狭い分子量分布、例えばMnh’ 
10 ’以上のときMw/Mnか10以下(好ましくは
8以下、最も好ましくは6以下)であり、Mnが104
以下のときMw/Mnが25以下(最も好ましくは15
以下)のポリマーを用いると良い結果が得られる。
本明細書中に引用された分子量はゲルパーミエイション
クロマトグラフィーで測定したものである。
熱処理は、例えば中間の分子量を何する分子の実質的部
分が結晶化して不連続な非常に規則性のある折りたたみ
鎖ラメラを生じさせ、一方少量の非常に大きな分子量お
よび非常に小さな分子量の分子は分離し、稀には結晶領
域を相互に連結する点において、分子量分別を行うこと
によって一つ以上のラメラに過剰の分子鎖が導入される
可能性を減少させる効果を何している。
この効果はたとえば次の三方法によって得ることができ
る。
(1)ポリマーをその融点またはそれ以上の温度から望
ましい結晶構造か得られる雰囲気温度まで所定の速度で
冷却する方法。この場合、冷却速度はポリマーの分子量
特性に依存する。一般には毎分40℃以下、好ましくは
毎分20°C以下の速度でポリマーを冷却する必要があ
る。最も好ましい冷却速度は毎分10℃以下である。
(2)ポリマーをそめ融点またはそれ以上の温度からそ
の結晶温度以下に所定の速度で冷却し、更に雰囲気温度
まで急冷する方法。冷却速度は好ましくは毎分l〜15
℃、最も好ましくは毎分2〜10℃である。好ましくは
結晶温度より5〜20℃以下に達したときポリマーを急
冷する。急冷は好ましくは毎分100,000℃以下の
速度ですべきである。
(3)ポリマーをその融点またはそれ以上の温度からそ
の結晶化温度付近まで急冷し、結晶化を生しさせるに十
分な時間その温度に該ポリマーを保持する方法。好まし
くはポリマーを結晶化温度の15°C以内の温度に0.
5から10分間保持する。
次いて好ましくは該ポリマーを雰囲気温度まで急冷する
方法(1)、(2)および(3)により製造された試料
の光学顕微鏡写真は、それぞれ所定の分子量特性を有す
るポリマーが種々の大きさの均一な配向領域をポリマー
全体にわたって含有するマクロ構造を形成していること
を示している。
方法(1)、(2)および(3)で使用される条件はポ
リマーの分子量特性にもとづいて選定される。
しかしながら一般にポリマーが特に狭い分子量分布を有
している場合には極端にゆるやかな冷却を行ったのでは
(@分1 ’C以下)細長化に好適な結晶構造は生成し
ない。方法(1)および(2)において毎分40℃以上
の非常に速い冷却をすること、および方法(3)におい
て結晶化温度で必要以上に長く保持することもまた有害
であることがわかっている。
所定の分子鎖が一つ以上の結晶ラメラに尋人される可能
性を実質的に減少させる結晶構造を形成させる別の方法
として、ポリマーをその融点またはそれ以上の温度から
その結晶温度よりら十分低い温度に急冷し、比較的低い
結晶化度を得る方法がある。この方法、即ち方法(4)
は球晶の大きさを著しく減少させると共に大きな無定形
領域で囲まれた結晶含有構造を生成させ、これによって
ラメラ間分子鎖の数を減少させるものである。好ましく
は冷却速度は毎分t、ooo℃以上、最ら好ましくは、
結晶化温度範囲を通して毎分5000℃以上であり、ポ
リマーは雰囲気温度またはそれ以下に冷却される。
ポリマーの分子量特性によっては冷却ポリマーを再加熱
して細長化前に結晶領域の大きさを増大させるのが有利
な場合もある。
方法(4)で製造された試料の光学顕微鏡写真は従来の
如く紐状に連なった球晶構造をと−)でいることを明瞭
に示しているが、球晶が小さい点ではっきりと区別する
ことかできる。
異なった熱処理方法で形成された構造は所定の条件下で
必ずしも同じようには変形しない。それぞれの構造に対
し至適の細長化方法かあろう。未延伸物質中に明らかな
分子配向がある場合には、細長化は好ましくない制限を
受ける可能性がある。
ポリマーの結晶化については広く研究され、1964年
、マクグロウーヒル社刊、エル・マンデルカーン著「ク
リスタリゼインヨン・オブ・ポリマー」(第8章 クリ
スタリゼイション・カイネテイックス・アンド・メカニ
ズム)の如き書籍にし解説がある。密度や比容積の如き
性質の変化を観察することによって、結晶化が段階的に
起こることが理解される。結晶化が観察されるまでは時
間的遅れがあるが、それが観察されるや否や自然に殆ど
自触媒的に加速されながら進行する。終局的には、結晶
化が偽似平衡の状態に達し、その後長時間にわたり非常
にゆるやかに少量ではあるが識別できる量の結晶化が進
行する。この結晶化工程は連続的なもので、時間に対す
る結晶化の割合をプロットすると、S字状になるが、そ
れには突然の変化や認識し得る不連続性は存在しない。
急速な結晶化は初期結晶化と呼称され、ゆるやかな結晶
段階は二次結晶化と呼ぶ、。二次結晶化(i高いモジュ
ラスを得るには不利であると信しられており、また成る
種のポリマーては多少の二次結晶化が起こってら細長化
に際しなお好ましい性質を与えることができる一方、最
し高いモジュラスは二次結晶化が主体となる工程を経な
いときに得られることが見出されている。少なくとも方
法(1)、(2)および(3)に対しては、通常急速な
切期結晶化が実質的に完成するまで結晶化を進行させる
ことが有利であることがわかっている。結晶化の進行程
度は、ポリマーの密度を測定することにより追跡できる
方法(1)、(2)および(3)において、所定の熱処
理と所定のポリマーに対し達成し得る最大の細長化(得
られる最大のモジュラス)はポリマー密度が最適に達す
るまでは、密度の増大に伴って増加する。しかし最適密
度以上にポリマー密度か増加すると得られる最大細長化
は減少するであろう。
同一条件で異なった密度の試料を細長化することにより
、所定の細長化条件に対する最適ポリマー密度を決定す
ることが可能である。
熱処理後、変形率が少なくとも15、好ましくは少なく
とも20となるような温度および割合でポリマーを延伸
する。高いモジュラスを得るために必要な高度の細長化
は、分子レベルにおいて結晶ラメラ中の分子の非折りた
たみ度に対応するポリマーの均一な伸張およびその結果
の配向によって達成されるものと信じられる。
特に好ましい細長化方法は、引張力がポリマーの抗弓長
力以下であり、しかもフロー延伸によって生ずるであろ
う伸張以上の変形をプラスデックに惹起させることによ
って分子の直線化を生じさせるに十分な速度と温度で高
い延伸比にポリマーを延伸させるものである。好ましく
は延伸比は少なくとら20である。
最適延伸条件は、成る程度までポリマーの性質とその熱
的前歴に依存する。一般にポリマーは比較的ゆっくりと
延伸するのか好ましく、例えは比較的可動性のある留め
金の間を毎分1cm以上、通常毎分lO〜20cR程度
、ポリマーの融点より少なくとも40°C低い温度て延
伸するか、又は延伸フレーム上で融点より5〜20℃低
い温度で毎分30〜150cmの速度で延伸する。
高分子物質の物理的性質は段階を増加し、各段階の間で
ポリマーを休止させ、断続的に延伸することにより更に
改良される場合らある。
比較的小さな断面を有するポリマーを延伸工程にかける
のか好ましく、本発明は特にファイバーやフィルムの生
産に適している。特に連続的なフィラメントは溶融紡糸
するか延伸フレーム−1−で延伸することによって製造
される。便宜上、延伸11qのファイバー径またはフィ
ルム厚さ1mm以下が好ましい。
本明細書において、変形比または延伸比は処理面の長さ
に対する処理後の長さの比または延伸酸部の断面積に対
する延伸後の断面積の比として定義する。
本発明方法によれば下記に定義のヤング率が3X I 
O1ON/m”以上、場合によっては少なくとら6 X
 l 01ON / m’のポリオキシメチレン延伸成
形体を製造することができる。高分子物質のヤング率は
、多分に測定方法に依存するので、本明細書では、ヤン
グ率をデッド−ローディングクリープ試験によりO,1
%の張力を10秒間かけた場合の21 ’Cにおける測
定モジュラスと定義する。この試験法はグプタおよびワ
ード:ジャーナル・オブ・マクロモレキュラ・サイエン
ス・アンドΦフィジックス、B1.373(1967)
に記載されて ゛いる。
本発明方法によれば、プラスチック変形によって実質上
完全に直線状に配列したポリマー分子が得られることが
わかる。この分子配向は多くの場合−軸性であるが、適
当な延伸を施すことにより、二軸性配向は、ポリマーを
得ることもできる。実質上完全な配向はX線回折分析法
や核磁気共鳴分析法等の物理的測定法で測定できる。
本発明にもとづく高分子物質は一体的構造で製造される
。以下実施例によって本発明を説明する。
実施例1 ポリオキシメチレン(デルリン500、デュポン社の製
品、Mn: 45.000. Mw/Mn+ 2より僅
かに大)を空気中180℃以下においてラム速度的0 
、6 cm1分、巻取速度的36cm/分として直径0
.2cIRのダイを通して溶融紡糸することにより、直
径0.04〜0.06cmの等方性フィラメントを得る
。巻取スプールはダイがら約7cmの距離に位置せしめ
た。
得られたフィラメントを延伸フレーム上に、巻取速度約
50ca+/分で2段階の延伸した。その際の条件を表
=1に示す。
表−1 *)標品の表面に付したマークの移動から測定。
種々の温度においてデッド−ローディングクリープ試験
により求められた10秒ヤング率を表−2に示す。
表−2 特許出願人 ナショナル・リサーチ・ ディベロップメント・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、重量平均分子量が300000より小さく、ヤング
    率が3×10^1^0N/m^2より大きい高モジュラ
    ス配向ポリオキシメチレン延伸成形体。
JP21607285A 1973-10-03 1985-09-28 ポリオキシメチレン延伸成形体 Pending JPS6192827A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB4614173 1973-10-03
GB46141/73 1973-10-03
GB9796/74 1974-03-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6192827A true JPS6192827A (ja) 1986-05-10

Family

ID=10440020

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58148689A Granted JPS5971411A (ja) 1973-10-03 1983-08-12 高分子物質の製造方法
JP21607285A Pending JPS6192827A (ja) 1973-10-03 1985-09-28 ポリオキシメチレン延伸成形体
JP12684587A Granted JPS63165120A (ja) 1973-10-03 1987-05-23 高分子物質の製造方法

Family Applications Before (1)

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JP12684587A Granted JPS63165120A (ja) 1973-10-03 1987-05-23 高分子物質の製造方法

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JP (3) JPS5971411A (ja)

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JPH0434037A (ja) * 1990-05-28 1992-02-05 Toshio Kunugi 高弾性率繊維の製造法

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Publication number Publication date
JPS6312767B2 (ja) 1988-03-22
JPS5971411A (ja) 1984-04-23
JPS63165120A (ja) 1988-07-08
JPH0338970B2 (ja) 1991-06-12

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