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    公开号:WO1992008757A1
    申请号:PCT/JP1991/001512
    申请日:1991-11-05
    公开日:1992-05-29
    发明作者:Akira Yokota
    申请人:Komatsu Ltd.；
    IPC主号:C08J9-00
    专利说明:
    [0001] ' 明 細 書 超高分子量ポリエチレンポーラス体およびその製造方法 技術分野
    [0002] 本発明は、 連通気孔を多数含み透過性を有する超高分子量ポリェ チレンポーラス体およびその製造方法に関するものである。 背景技術
    [0003] 超高分子量ポリエチレンは耐薬品性に優れるためフィ ルタ、 キヤ リャ等の材質と して着目されている。 また、 射出成形は所望形状の 成形品を容易に得られることから、 射出成形により連通気孔を多数 含み透過性を有する超高分子量ポリエチレンポーラス体を製造する ことが望まれている。
    [0004] しかしながら、 射出成形機を用いて榭脂材料を溶融可塑化すると ともに、 溶融可塑化された樹脂材料を金型のキヤ ビティ に射出して 所定形状の成形品を得るようにされている射出成形においては、 射 出成形機のノズル先端から金型のキヤ ビティへ射出される樹脂の状 態は液状である。 また、 この射出される液状の溶融可塑化榭脂を冷 却固化させて成形品が得られるために、 この成形品は稠密な固体と なっている。 したがって、 通常の榭脂材料を使用する射出成形では、 樹脂微粒子の集合体で形成されるようなポーラス体を成形すること は困難とされている。
    [0005] さらに、 射出成形に適用される通常の樹脂材料と異つて超高分子 量樹脂材料、 例えば超髙分子量ポリエチレンを材料として用いる射 出成形では、 射出成形機のノズル部から金型のキヤ ビティへ射出充 塡される可塑化超高分子量ポリエチレンは特異な流動挙動を示すこ とが知られている。 言い換えれば、 可塑化超高分子量ポリエチレン は射出時のせん断速度が或る値 （例えば 5 X 103 秒- 1 ) 以上となる と、 溶融した可塑化超髙分子量ポリエチレンが霧状に噴出されるこ とになり、 溶融可塑化したままで粉末状または綿状で射出されるこ とが確認されている。 また、 このような射出時の挙動に対応する射 出成形技術が開示されている （例えば、 昭和 51年 （1976年） 第 8186 1 号日本国公開特許公報、 昭和 57年 （1982年） 第 169335号日本国公 開特許公報、 および昭和 61年 （ 1986年） 第 262113号日本国公開特許 公報） o
    [0006] 前述されたよう-な従来の技術において、 特に超髙分子量ポリエチ レンの射出成形についてみれば、 昭和 57年 （1982年） 第 169335号日 本国公開特許公報により開示されている技術および昭和 61年 （1986 年） 第 262113号日本国公開特許公報により開示されている技術にお いては、 ともに高せん断速度でもって金型のキヤ ビティ に綿状で射 出された超髙分子量ポリエチレンを射出終了後に強く圧縮するよう になっている。 この結果、 溶融した綿状の超高分子量ポリエチレン が所定形状となった金型のキヤ ビティ に倣った形状に固化されて稠 密化するよう ΐこなり、 ポーラス体の成形品は得られない。 このこと は超高分子量ポリェチレンを用いてポーラス体を成形する場合の第 一の問題点である。
    [0007] また、 昭和 51年 （ 1976年） 第 81861 号日本国公開特許公報におい ては、 綿菓子状でキヤ ビティ に充塡された可塑化超高分子量ポリェ チレンは、 この可塑化超高分子量ポリエチレンの圧縮を軽度に行え ば成形品中には必然的に空隙が形成されることが記載されている。 しかし、 この技術の最も好ま しい形態が多孔質歯車であって、 歯部 は稠密な固化実体であるとともに、 円盤体表裏面および中心孔部の ような外面は平滑なものとなっている。 したがって、 昭和 51年 （19 76年） 第 81861 号日本国公開特許公報により開示されている技術に おける超高分子量ポリエチレンポーラス体の内部に包合される気孔 は独立気孔か少く とも外面に開口する気孔ではないことがわかる。 この結果、 このようなポーラス体では、 気体または液体がポーラス 体の内部を透過してポ一ラス体の一面側から他面側へ移動できず、 フィ ルタまたはキヤ リャとして有効なポーラス体とはならないとい う問題点がある。
    [0008] 本発明は、 前述されたような問題 を解決することを目的として. フィ ルタ、 キヤ リャ等として利用可能な超高分子量ポリエチレンポ 一ラス体、 さ らにはその超髙分子量ポリ エチレンポーラス体を有効 に製造可能な製造方法を提供しよう とするものである。 発明の開示
    [0009] 本発明による超高分子量ポリエチレンポーラス体は、 前述された 目的を達成するために、 基本的には、
    [0010] 微粒子状の可塑化超高分子量ポリェチレンを融着接合させて外面 に対して連通する連通気孔を有することを特徵とするものである。
    [0011] この微粒子状の可塑化超高分子量ポリエチレンには、 射出成形時 の樹脂温度より も融点の高い添加材を舍有することが好ま しく、 こ の添加材の一例として炭素質添加材を使用できる。
    [0012] また、 前記超高分子量ポリェチレンポーラス体が有する連通気孔 は、 外面に接する表層部におけるより も中心部および中心部に近い 部分における方が単位体積当りの分布個数が大であることが好ま し く、 また一部に稠密な組織を有する超髙分子量ポリエチレンポーラ ス体であることも好ま しい。
    [0013] 前述されたような超髙分子量ポリエチレンポーラス体を得るため に、 本癸明による超高分子量ポリエチレンポ一ラス体の製造方法は、 基本的には、
    [0014] 金型のキヤビティへ可塑化超高分子量ポリエチレンを射出充填す るに際し、
    [0015] この可塑化超髙分子量ポリエチレンをせん断速度 5 x lO 4 秒—1以 上にてその金型のキヤ ビティへ射出するとともに、 この可塑化超高 分子量ポリエチレンを製品容積を V Q (cm 3) 、 製品重量を G Q ( g ) とする場合の G o / V 0 値が 0. 7 ( g /cm 3) 以下となるようにその金 型のキヤ ビティへ充塡することを特徵とするものである。
    [0016] このような超高分子量ポリエチレンポー'ラス体の製造方法にあ'つ ては、 前記金型のキヤ ビティへ射出する可塑化超高分子量ポリェチ レンのせん断速度およびその金型のキヤ ビティへ充塡するその可塑 化超高分子量ポリ エチレンの充塡量の調節は、 射出成形機のシリ ン ダ内部からその金型のキヤ ビティ に至るまでの間に設けられるそれ らシリ ンダ内部およびその金型のキヤ ビティ の間の可塑化超高分子 量ポリェチレンの流通を阻止可能な流路開閉手段の開閉度を制御す ることにより行われることが好ましい。
    [0017] また、 前記可塑化超髙分子量ボリェチレンに射出成形時の樹脂温 度より も融点の高い添加材を加えることが好ま しく、 このような添 加材の一例として炭素質添加材を使用できる。 また、 前記可塑化超 高分子量ポリェチレンに射出成形時の榭脂温度より も融点の高い添 "加材を加えて射出成形し、 成形後にその添加材を溶解するが超高分 子量ポリェチレンを溶解しない溶剤にてその添加材を除去すること も好ま しく、 このような添加材の一例として塩化ナ ト リゥム結晶を 使用できる。
    [0018] さらに、 前記可塑化超高分子量ポリエチレンを金型のキヤ ビティ へ G 0 / Y 0 値が 0. ( g /cm3) 以下となるように充塡するためには この金型のキヤ ビティ の容積を製品容積 V 0 (cm 3)に設定するととも に、 製品重量 G 0 ( g ) に相当するその可塑化超高分子量ポリエチレ ンを射出充塡すること、 またはその金型のキヤ ビティ の容積を製 品容積 V 0 (cm 3〉以上に拡張させて設定するとともに、 製品重量 G 0 ( g ) に相当する前記可塑化超高分子量ポリエチレンを射出充塡し 次いでその金型のキヤ ビディ の全体または一部を圧縮することによ りその金型のキヤ ビティ の容積を製品容積 V 0 (cm 3)まで圧縮するこ とが好ま しい。
    [0019] 超高分子量ポリェチレンは分子量が非常に大きい故に耐薬品性に 優れており、 連通気孔を多数有するポーラス体に成形された.ものは 種種の物質を濾過するフィ ルタまたは反応過程または処理過程中の 特定関与物のキヤ リャとして最適である。 反面、 超高分子量ポリェ チレンは分子量が非常に大きいが故に成形性が悪く て通常の射出成 形では成形が不可能であることから射出成形機から可塑化超高分子 量ポリエチレンを 5 X 104 秒—1以上の髙せん断速度をもって金型の キヤ ビティ に微粒子状に射出するとともに、 必要に応じてキヤ ビテ ィ容積を圧縮して固体化を図ることが行われている。 本発明は、 こ の固体化の段階において、 超高分子量ポリ エチレンの製品容積に相 当する V 0 (cm 3)と同じく製品重量に相当する G 0 (g)とに、 金型のキ ャ ビティ の容積および可塑化超高分子量ポリェチレンの射出重量を それぞれ合致させつつ、 しかも G Q / V 0 値が所定値となるように 制御することにより連通気孔を多数有する超高分子量ポリェチレン ポーラス体を得ている。
    [0020] 第 3図および第 4図に示されている説明図によれば、 金型のキヤ ビティ 18が縮少される前のキヤ ビティ 18での溶融樹脂の状態は、 G 0 Z V。 値によっては微粒子状の可塑化超高分子量ポリエチレン 51の集合が疎の状態であるために、 このまま冷却して成形品をとり 出しても脆いままである。 したがって、 射出充塡完了直後の個個の 微粒子状の可塑化超高分子量ポリェチレン 51が溶融している状態に おいて、 キヤ ビティ 18全体を圧縮してキヤ ビティ容積を縮少すると 微粒子状の可塑化超高分子量ポリエチレン 51同士が接近して接触し、 各微粒子の溶融した表面が互に融着接合する。 この時に、 第 4図に 拡大して示されるようにキヤ ビティ 18の微粒子状の可塑化超高分子 量ポリエチレン 51が互に融着接合している間隙を連通気孔 51として 残しておかなければ成形品はポーラス体として機能しない。 この 微粒子状の可塑化超髙分子量ポリエチレンの標準粒子径が 200〜 30 0 /u mとされ、 かつほぼ整粒分布となることから、 粒子間隙を連通 - 気孔とすることはチヤ ビティ 18の容積の圧縮の有無をも含めて圧縮 量を適度に制御することにより確実に行われる。
    [0021] 超高分子量ポリエチレンポーラス体中に占める連通気孔の割合は、 次のようにして計算される。
    [0022] 室温状態での超高分子量ポリエチレンの密度は 0.93 g/ctn3程度で あるが、 溶融状態、 例えば 180 でにおける密度は 0. 6 g/cm3である。 また、 成形された後の製品容積を V c^cm3)とし、 そのものの製品重 '量を G。（g) とすれば連通気孔を含んだ製品密度 P。 は G。 ZV。
    [0023] (g/cm3)として計算される。 なお、 成形時には超髙分子量ポリェチ - レンは溶融しているために、 G。 ZV。 ίίが 0.76(g/cm3) 未満であ れば可塑化超髙分子量ポリェチレンは密に充塡されておらず気孔が 存在することになる。 このような溶融状態にある可塑化超高分子量 ポリェチレンが冷却されて固体の超高分子量ポリェチレンボーラス 体となるために、 面化した状態における連通気孔の割合は、 次の (1)式により表される。
    [0024] { 1 - G o / ( V o x 0.93) } x lOO (%) · ····· (1) ところが、 成形される超髙分子量ポリエチレンポーラス体の形吠 は所望のものであるために、 最終的には製品容積 V。（cm3)は所定の 値である。 したがって、 連通気孔の割合を調整するには、 最終的に は G。（g ) の値を制御すれば良いことになる。
    [0025] また、 可塑化超髙分子量ポリエチレンが微粒子状に射出される直 前のキヤ ビティ 18の容積を V！ (cm 3 )とすれば、 (cm 3 )と製品容積 (キヤ ビティ圧縮後の容積） V。（cm 3)との割合 V / V 0 比は大き い程全体に均質な粒度分布となるが、 粒度分布の疎密を生じさせた 方が好都合なポーラス体では V！ / V 0 比は 1 とすることができる, この V！ / V 0 比力く 1 である場合はキヤ ビティ容積の圧縮は不要で あり、 溶融状態の微粒子状の可塑化超高分子量ポリエチレンの融着 接合は射出充塡度合いにより制御される。 なお、 このよ うなキヤ ビ ティ全体を圧縮して溶融状態の微粒子状の可塑化超高分子量ポリェ チレンを融着接合させる他に、 キヤ ビティの一部を圧縮することに より微粒子状の可塑化超高分子量ポリェチレンが稠密な存在する部 分を形成し、 ポーラスな組織と稠密な組織との複合組織を有する超 高分子量ポリエチレンポ一ラス体とすることもできる。
    [0026] さ らに、 前記可塑化超髙分子量ポリエチレンに射出成形時の榭脂 温度より も融点の高い添加材が加えるこ とにより得られる超高分子 量ポリエチレンポーラス体は、 この添加材の作用により反応過程ま たは処理過程中の特定関与物のキヤ リャとしての用途が拡がる。 例 えば、 このような超高分子量ポリエチレンポ一ラス体は活性炭のよ うな炭素質添加材を加えて成形することにより脱臭剤と して使用で きる。 また、 前記可塑化超髙分子量ポリエチレンに射出成形時の榭 脂温度より も融点の高い添加材を加えて射出成形し、 成形後にその 添加材を溶解するが超高分子量ポリェチレンを溶解しない溶剤にて その添加材が除去すると、 添加材が除去された空隙が気孔となり、 しかも添加材の粒径を調整することにより任意の気孔径を有する超 髙分子量ポリエチレンポーラス体を得ることができる。 例えば、 こ - のような超髙分子量ポリエチレンポーラス体は塩化ナ ト リ ウム結晶 を添加して、 射出成形後に水により容易にその塩化ナト リウム結晶 を溶解除去することにより得られる。 図面の簡単な説明
    [0027] 第 1図乃至第 4図は、 本発明による超高分子量ポリエチレンポー ラス体およびその製造方法の好ま しい実施例を説明するための図面 であって、
    [0028] 第 1図は、 本発明による超高分子量ポリエチレンポーラス体の製 造に用いる射出成形装置の全体の半図解式縦断面図、
    [0029] 第 2図は、 第 1 図の要部拡大縦断面図、
    [0030] •第 3図は、 金型のキヤ ビティ に射出された微粒子状の可塑化超高 ^子量ポリエチレンの状態を説明する説明図、
    [0031] 第 4図は、 超高分子量ポリエチレンポーラス体の組織説明図であ また、 第 5図および第 6図は他の実施例を説明するための図面で あっ こ、
    [0032] 第 5図は、 超高分子量ポリエチレンポ一ラス体の組織説明図、 第 6図（A)， （B) は、 超髙分子量ポリエチレンポーラス体の部分圧 縮を説明する説明図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0033] 次に、 本発明による超髙分子量ポリエチレンポーラス体の製造方 法およびその製品の具体的な一実施例について、 図面を参照しつつ 1¾ ¾する。
    [0034] まず、 射出成形機および油圧回路を含む射出成形装置 1 の全体の 概略が示されている第 1図において、 射出成形品を成形する金型 10 に、 射出成形機 11はノズル部 12において接合している。 この射出成 形機 11のシリ ンダ 13内部において、 材料ホッパ 14から供給される超 高分子量ポリ エチレンの材料ペレツ トを溶融混練しつつ、 溶融可塑 化された材料榭脂を計量してノズル部 12に穿設されている流路 15、 さ らには金型 10におけるランナ一部 16およびゲー ト部 17 (第 2図参 照） を介してその金型 10のキヤ ビティ 18に射出充塡するスク リ ユ ー 19が内装されている。 このスク リ ユー 19の材料樹脂ペレツ 卜の溶融 混練等のための回転はスク リ ュ一回転'モータ 20により行われる。 ま た、 スク リ ユ ー 19およびスク リ ユ ー回転モータ 20は基盤 2 1に取り付 られており、 この基盤 21は流量制御弁 22および電磁リ リ ーフ弁 23 を制御装置 24により制御操作することにより圧油源 25から管路 26を 介して油圧ビス ト ン装置 27に給排きれる圧油でもって、 図上におい て左右に駆動される。 言い換えれば、 射出される超高分チ量ポリエ チ レンの計量および計量された超高分子量ポリエチレンの金型 10の キヤ ビティ 18への射出充塡等のためのスク リ ユ ー 19のノズル部 12に 向かっての進退、 さらにはシリ ンダ 13内部の超高分子量ポリエチレ ンを所定の射出圧力にて射出するためのスク リ ュー 19に対する所定 押圧力の付与等ば、 油圧 tス ト ン装置 27への圧油の給排により基盤 21を介して行われる。 なお、 スク リ ュー 19の進退動作はス トローク 設定器 28に設定されたス トローク設定値にしたがって制御装置 24に よって制御される。 言い換えれば、 このス トローク設定値は基盤 21 上に係合されたスク リ ユ ー位置検出器 29により実測されたスク リ ュ 一 19の位置値とが比較器 30において比較され、 この比較結果を示す 信号が比較器 30から油圧系統を制御する制御装置 24に与えられ、 圧 油源 25から油圧ビス ト ン装置 27への圧油供給量が流量制御弁 22およ ぴ電磁リ リ 一フ弁 23により制御されることによりスク リ ュ一19の進 退動作が決定される。 同様に、 スク リ ユー回転モータ 20の回転また ほ停止も、 図示されないがスク リ ユ ー 19の進退動作との関連下に制 御装置 24から与えられる信号により行われることは言うまでもない。
    [0035] また、 ノズル部 12の流路 15には、 射出成形機 11のシリ ンダ 13内部 および金型 10のキヤ ビティ 18間の可塑化超高分子量ポリエチレンの 流通を阻止可能な流路開閉手段である閉止弁 31が設けられていると ともに、 この閉止弁 31の開閉は操作レバー 32を介して駆動装置 33を 制御装置 24により制御操作することにより行われる。 この閉止弁 31 の開閉度を制御することにより、 金型 10のキヤ ビティ 18へ射出する 可塑化超髙分子量ポリエチレンのせん断速度および金型 10のキヤ 'ビ ティ 18へ充塡する可塑化超髙分子量ポリエチレンの充塡量が調節さ れる。
    [0036] ところで、 第 1図および第 2図に示されているように、 金型 10は 射出成形機 11のノズル部 12に接合する固定金型 34とキヤ ピティ 18を 形成する中間金型 35および圧縮プレー ト 36とより構成されて、 この 圧縮プレー ト 36の進退によりキヤ ビティ 18の容積を変化させる。 こ の圧縮プレー ト 36は圧縮シリ ンダ 37のピス トンロッ ド 38に係合され、 このピス ト ン口ッ ド 38が電磁切換弁 39および電磁リ リ一フ弁 40を制 御装置 24により制御操作することにより圧油源 41から管路 42 a 、 42 b を介して圧縮シリ ンダ 37に給排される圧油でもって、 図上におい て左右に駆動される。 言い換えれば、 電磁切換弁 39のソ レノィ ド a 'が励磁されて圧油源 41から圧縮シリ ンダ 37のビス トン側 37 a に圧油 が供給されてビス ト ンロッ ド 38が図上において右方へ駆動されるこ とにより、 圧縮プレー ト 36は前進してキヤ ビティ 18の容積は収縮す る。 また、 電磁切換弁 39のソ レノィ ド aの励磁が断たれてソ レノィ ド bが励磁されると、 圧縮シリ ンダ 37のビストン側 37 a に供給され た圧油は排出されてビスト ンロッ ド 38が図上において左方へ駆動さ れることにより、 圧縮プレー 卜 36は後退してキヤ ビティ 18の容積は 拡大する。 なお、 圧縮プレー ト 36上にリ ターンピン 43が設けられて おり、 このリ ターンピン 43が圧縮プレー ト 36の前進時に中間金型 35 に当接することにより圧縮プレー ト 36の前進を規制してキヤ ビティ 18の最小容積を確保している。 また、 圧縮プレー ト 36の背後にはス ト ッパ 44が設けられて、 このス トッパ 44に圧縮プレー ト 36の後退時 に圧縮プレー ト 36が当接することにより圧縮プレー ト 36の後退を規 制してキヤ ビティ 18の最大容積を設定している。
    [0037] なお、 第 1 図においてシリ ンダ 13を加熱するヒータおよび金型 10 を冷却する冷却装置は図示が省略されている。
    [0038] 次に、 前述されたような射出成形装置 1 を使用し、 次のような成 形条件にて超高分子量ポリェチレンポーラス体を製造する方法を説 明する。
    [0039] 材料樹脂として、 超高分子量ポリエチレン 「ハイゼッ クス ミ リオ ン 3 4 0 M」 （三井石油化学社製、 メル トイ ンデッ クス 0. Olgノ 10 min 以下、 極限粘度？？ 16.7^/ g ) を用い、 成形温度 250 、 金型 温度 70で、 '射出時間 秒、 成形条件を射出圧力 2000kgZcm2 、 せん断速度 5 X 104 秒-1に設定し、 金型は直径 95mm、 厚さ 6〜12, のディ スク形の超高分子量ポリエチレンポーラス体が得られる金型 10を用いる。 なお、 製造する超高分子量ポリエチレンポーラス体の G o / V 0 値は 0.6(g/cm3) である。
    [0040] (1) 型閉じ工程
    [0041] 公知の手段により金型 10の型閉じを行なう。 この金型 10が閉じ られ閉止弁 31が閉じられた状態において、 電磁切換弁 39のソ レノ ィ ド aおよび b , 電磁切換弁 39、 電磁リ リ ーフ弁 40を制御するこ とにより圧縮プレー ト 36を駆動させ、 キヤ ビティ 18のキヤ ビティ 容積を目的の超髙分子量ポリエチレンポ一ラス体の製品容積 V。
    [0042] (cm3)より も拡張させて設定する。 (2) 射出充填工程
    [0043] シリ ンダ 13内部の可塑化超高分子量ポリェチレンをキヤ ビティ 18へ射出する際に、 所定射出圧力を生成させるための所定値を流 量制御弁 22および電磁リ リーフ弁 23に設定するとともに、 製品重 量 G。（g ) に相当する可塑化超高分子量ボリエチレンをキヤ ビテ ィ 18へ充塡するための所定ス トローク値をス トローク設定器 28に 設定する。 次いで、 所定せん断速度を生成させるような開閉度に て閉止弁 31が開かれ、 圧油源 25から管路 26を介して油圧ピス ト ン 装置 27に圧油を供給してスク リ ユ ー 19を前進させると、 可塑化超 高分子量ポリエチレンは微粒子状となつて金型 10のキヤビティ 18 へ射出される。 そして、 スク リ ュー 19が所定の位置に達したこと を検知する、 言い換えれば予め設定された製品重量 G。（g ) に相 当する重量の可塑化超髙分子量ポリエチレンがキヤ ビティ 18へ射 出充塡されると閉止弁 31が閉じられる。 この閉止弁 31の閉止時に は金型 10のキヤ ビティ 18における樹脂状態は、 第 3図に示されて いるように微粒子状の可塑化超高分子量ポリェチレン 51が集合し た状態となっている。
    [0044] (3) 圧縮工程
    [0045] 閉止弁 31が閉じられた状態において、 電磁切換弁 39のソ レノィ ド aを励磁して圧縮プレー ト 36を図面上右方へ駆動させることに より、 金型 10のキヤ ビティ 18の容積を製品容積である V 0 (cni 3)ま で圧縮する。 このキヤ ビティ 18の容積が所定の製品容積 V o (cni3) まで圧縮されたことの確認は、 圧縮プレー ト 36のリ ターンピン 43 が中間金型 35に当接することにより行なう。 このように、 射出直 後の状態から超髙分子量ポリエチレンポーラス体の製品容積 V。
    [0046] (cm 3)までキヤ ビティ 18の容積が圧縮されることによって、 前ェ 程においてキヤ ビティ 18へ射出されて微粒子状の超高分子量ポリ ェチレン 51の集合状態となっている可塑化超高分子量ポリエチレ ンは、 互に粒子表面層が融着接合するとともに、 融着接合した各 微粒子間には空隙部が形成される。
    [0047] (4) 保圧 · 冷却工程
    [0048] キヤ ビティ 18に射出充塡された可塑化超高分子量ポリエチレン に公知の手段により保圧をかけ冷却する。 このような冷却による 固化によつて前工程において形成された各微粒子状の可塑化超高 分子量ポリエチレン 51の間の空隙部は、 外面に開口部を有して通 - ずるとともに、 内部に分布する連通気孔 52となり、 全体と して透 過性を有する超高分子量ポリエチレンポーラス体となる。 このよ うにして得られる超高分子量ポリエチレンポーラス体は、 第 4図 にその要部が示されているように、 相互に融着接合して、 いわゆ るボンディ ング状態にある微粒子状の可塑化超高分子量ポリェチ レン 51と連通気孔 52とが超高分子量ポリエチレンポーラス体 50の 全部にわたつてほぼ等しい割合で分布するようになる。
    [0049] (5) 型開き · ェジ ク ト工程
    [0050] キヤ ビティ 18の可塑化超高分子量ポリエチ レンが冷却されて固 化すれば、 公知の手段で金型 10を開き、 超高分子量ポリ エチレン ポーラス体を取り出す。
    [0051] 本実施例においては、 目的とする超髙分子量ポリエチレンポーラ ス体の製品容積 V。（cm 3)に対して超高分子量ポリエチ レンポーラス 体の製品重量 G 0 (g)を G。 / V O 値が 0. 6 (g/cm 3)となるように設定 した。 この G。 / V 0 値は 0. 7〜0. 3 ( g/ cm 3 )の範囲が好ま し く 、 0. 7 (g/cm 3 ) を超えると溶融時の超高分子量ポ リ エチ レ ンの密度 0. 76 (g/cm 3) に近づいて連通気孔 52が少く なつて透過性が不足し、 0. 3 (g/cm 3)未満となると超髙分子量ポリエチレン粉末のかさ比重に 近似して得られる超高分子量ポリエチレンポーラス体が脆く なる傾 向がある。 また、 超髙分子量ポリエチレンポーラス体がフィルタと して使われるときは G。 / V O 値が 0， 5〜0. 7 (g/cm 3)程度、 キヤ リ ャとして使われるときは G。 Z V 0 値は 0. 3 〜0. 5 (g/cm 3)程度が好 ましい。
    [0052] 本実施例においては、 金型 10のキヤ ビティ 18の容積を製品容積 V 0 (era 3)以上に拡張させておき、 可塑化超高分子量ポリエチレンの射 出充塡後にキヤ ビティ 18の容積を圧縮することにより所定の製品容 積 V。（ctn 3)を得たが、 製品用途、 G o / V。 値等によっては、 金型 10のキヤ ビティ 18の容積を製品容積 V o (cm 3 )に設定し、 圧縮工程な しに超髙分子量ポリエチレンポーラス体を得ることもできる。 また、 圧縮の有無、 圧縮の程度、 G。 // V。 値によっては、 超高分子量ポ ijェチレンポーラス体の外面に近い部分と中央に近い部分とで超高 分子量ポリエチレンに対する連通気孔 52の分布比率を変えることが できる。 例えば、 第 5図に示されている超高分子量ポリエチレンポ 一ラス体 50においては、 外面および外面に接する成表層部が連通気 孔少量部となっており、 中心部および中心部に近い部分が連通気孔 多量部となっている。 このような構成とされる超高分子量ポリェチ レンポーラス体は、 所要の透過性を有するのみならず、 中心部に近 い部分に比べて表層部の機械的強度が優れ、 必要部に限って選択的 に強度を向上させたものとなっている。
    [0053] また、 第 6図（Α) に示されているように、 キヤ ピティ 18の一部 ( 外周部） のみを圧縮するような形状の圧縮プレー ト 36' によりキ ャ ビティ 18を圧縮するようにすれば、 第 6図（Β) 示されているよう に、 この圧縮される部分は連通気孔 52が極めて少ないか、 または連 通気孔 52のない稠密な組織となつて機械的強度に優れたものとなる。 また、 圧縮されない中央部は第 4図に示されているような連通気孔 52を有するポーラスな組織となる。 このような複合組織を有する超 髙分子量ポリエチレンポーラス体をフィ ルタと して使用する場合に 機械的強度の優れた外周部を支持して固定するとともに、 中心部を フィ ルタとして使用すれば好都合であり、 全体がポーラスな組織と なったフィ ルタであれば支持するために必要な 0リ ング等が不要と なる。 このような複合組織を有する超高分子量ポリエチレンポーラ ス体を製造するに際しては、 第 6図に示されているようなキヤ ビテ ィ 18の一部分のみを圧縮する他に、 進達ス トロークが異るデュアル タイプの圧縮プレー トを採用する等して、 いわゆる二段圧縮を行う ことによつても製造することができる。
    [0054] ' さらに、 材料樹脂である超高分子量ポリエチレンに射出成形時の 樹脂温度より も融点の高い添加材を加え、 添加材を超高分子量ポリ エチレンポーラス体組織中に分散させてもよい。 例えば、 添加材と して活性炭微粒子を用いれば脱臭効果を有する所望形状の超高分子 量ポリエチレンポーラス体を成形することができる。 このような添 加材の添加比率は、 容積において連続気孔の割合を超えない程度が 好ま しい。
    [0055] また、 材料樹脂である超高分子量ポリエチレンに射出成形時の樹 脂温度より も融点の高い添加材を加えて射出成形し、 添加材を超高 分子量ポリエチレンポーラス体組織中に分散させて、 成形後にその 添加材を溶解するが超髙分子量ポリェチレンを溶解しない溶剤にて その添加材を除去しても良く、 添加材の粒子径を選択することによ り連通気孔 52の気孔径を調整することが可能となる。 例えば、 添加 材として食塩の微細結晶、 溶剤として水を使用することができ、 超 髙分子量ポリェチレンポ一ラス体はその組織中に多数の連通気孔 52 を有するために、 溶剤が浸透し易く添加材を容易に除去することが できる。
    [0056] 以上にように、 本発明の超高分子量ポリエチレンポーラス体は、 各種の液体または気体に対するフィ ルタとして用いられ、 あるいは 酵素、 触媒、 イオンまたは吸着剤等の特定関与物のキヤ リャとして 用いられる場合の作業性、 耐用性を高めることができる。
    [0057] ところで、 超髙分子量ポリエチレンポーラス体を得るための可塑 化超高分子量ポリェチレンの射出充塡量の制御は、 射出成形機 11の ノズル部 12に設けられた閉止弁 31の開閉によることが有利である力 閉止弁 31が設けられていない射出成形機による場合においても、 製 品重量 G 0 (g)を射出した後射出を即座に停止すれば良い。 この停止 する方法としては、
    [0058] (a) 射出前の可塑化計量値を一定とし、 機械的スク リ ユー前進位置 まで射出する、
    [0059] (b) 所定ス トローク射出した後、 即座に射出圧力を低下させ、 射出 を中断する、
    [0060] (c) 所定時間だけ射出した後、 即座に射出圧力を低下させ、 射出を 中断する、
    [0061] (d) 所定射出圧力まで射出した後、 即座に射出圧力を低下させ、 射 出を中断する
    [0062] 等の種種な方法があり、 これらの採用によっても本発明は円滑に実 施でさる 産業上の利用可能性
    [0063] 本発明による超髙分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法にお いては、 射出成形機を用いて製造できるため所望形状の超高分子量 ボリェチレンポーラス体を容易に製造できるとともに、 添加材の混 入、 可塑化超高分子量ポリエチレンの金型のキヤ ビティへ充塡密度 ( G。 Z V。 値） 、 射出充填後のキヤ ビティ容積の圧縮の有無およ び圧縮の程度を選択することにより連通気孔の分布状況および気孔 径の調整が容易である。 したがって、 この製造方法による製品であ る超高分子量ポリエチレンポ一ラス体は、 超高分子量ポリエチレン のもつ優れた耐薬品性に加えて、 透過性を有するとともに自立保形 性および機械的強度に優れるため、 フィ ルタまたはキヤ リャと して 広（、分野において利用され得る。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1. 微粒子状の可塑化超高分子量ポリェチレンを融着接合させて外 面に対して連通する連通気孔を有することを特徵とする超高分子 量ポリエチレンポーラス体。
    2. 前記微粒子状の可塑化超髙分子量ポリエチレンは、 射出成形時 の榭脂温度より も融点の高い添加材を含有することを特徽とする 請求項 1 に記載の超高分子量ポリェチレンポーラス体。
    3. 前記添加材は炭素質添加材であることを特徵とする請求項 2 に 記載の超高分子量ポリエチレンポーラス体。
    • 4. 前記連通気孔は、 外面に接する表層部におけるより も中心部お よび中心部に近い部分における方が単位体積当りの分布個数が大 であることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の超高 分子量ポリエチレンポーラス体。
    5. 前記超高分子量ポリエチレンポーラス体は、 一部に稠密な組織 を有することを特徵とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の超 髙分子量ポリエチレンポーラス体。
    '
    6. 金型のキヤ ビティへ可塑化超髙分子量ポリエチレンを射出充塡 するに際し、
    この可塑化超髙分子量ポリエチレンをせん断速度 5 X 104 秒一1 以上にてその金型のキヤ ビティへ射出するとともに、 この可塑化 超高分子量ポリ エチレンを製品容積を V D (cm 3 ) 、 製品重量を G o ( g ) とする場合の G D Z V。 値が O. g /cm 3) 以下となるよ うにその金型のキヤ ビティへ充塡することを特徴とする超高分子 量ポリエチレンポーラス体の製造方法。
    7. 前記金型のキヤ ビティへ射出する可塑化超高分子量ポリエチレ ンのせん断速度およびその金型のキヤ ビティへ充塡する可塑化超 高分子量ポリェチレンの充塡量の調節は、 射出成形機のシリ ンダ 内部からその金型のキヤ ビティ に至るまでの間に設けられるそれ らシリ ンダ内部およびその金型のキヤ ビティ の間の可塑化超髙分 子量ポリエチレンの流通を阻止可能な流路開閉手段の開閉度を制 御することにより行われることを特徵とする請求項 6 に記載の超 髙分子量ポリェチレンポーラス体の製造方法。
    8. 前記可塑化超高分子量ポリェチレンに射出成形時の榭脂温度よ り も融点の高い添加材を加えることを特徽とする請求項 6 に記載 の超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法。
    • 9. 前記可塑化超高分子量ポリェチレンに射出成形時の樹脂温度よ り も融点の高い添加材を加えて射出成形し、 成形後にその添加材 を溶解するが超高分子量ポリエチレンを溶解しない溶剤にてその 添加材を除去することを特徴とする請求項 6 に記載の超高分子量 ポリエチレンポーラス体の製造方法。
    10. 前記金型のキヤ ビティへ射出する可塑化超高分子量ポリエチレ ンのせん断速度およびその金型のキヤ ビティへ充塡する可塑化超 高分子量ポリエチレンの充塡量の調節は、 前記射出成形機のシリ ンダ内部からその金型のキヤ ビティ に至るまでの間に設けられる それらシリ ンダ内部およびその金型のキヤ ビティ の間の可塑化超 高分子量ポリェチレンの流通を阻止可能な流路開閉手段の開閉度 を制御することにより行われるとともに、 この可塑化超髙分子量 ポリエチレンに射出成形時の樹脂温度より も融点の髙ぃ添加材を 加えることを特徴とする請求項 6 に記載の超高分子量ポリエチレ ンポーラス体の製造方法。
    11. 前記金型のキヤ ビティへ射出する可塑化超髙分子量ポリエチレ ンのせん断速度およびその金型のキヤ ビティへ充塡する可塑化超 髙分子量ポリエチレンの充塡量の調節は、 前記射出成形機のシリ ンダ内部からその金型のキヤ ビティ に至るまでの間に設けられる - それらシリ ンダ内部およびその金型のキヤ ピティ の間の可塑化超 高分子量ポリエチレンの流通を阻止可能な流路開閉手段の開閉度 を制御することにより行われるとともに、 この可塑化超高分子量 ポリエチレンに射出成形時の榭脂温度よりも融点の高い添加材を 加えて射出成形し、 成形後にその添加材を溶解するが超高分子量 ポリエチレンを溶解しない溶剤にてその添加材を除去することを 特徵とする請求項 6 に記載の超高分子量ポリエチレンポーラス体 の製造方法。
    12. 前記添加材は炭素質添加材であることを特徴'とする請求項 8 に 記載の超高分子量ポリェチレンポーラス体の製造方法。
    13. 前記添加材は炭素質添加材であることを特徴とする請求項 10に ' 記載の超髙分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法。
    - 14. 前記添加材は塩化ナ トリ ウム結晶であることを特徽とする請求 項 9 に記載の超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法。
    15. 前記添加材は塩化ナ ト リウム結晶であることを特徽とする請求 項 11に記載の超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法。
    16. 前記金型のキヤ ピティの容積を製品容積 V 0 (cm 3)に設定すると ともに、 製_品重量 G。（g ) に相当する可塑化超高分子量ポリェチ レンを射出充填することを特徵とする請求項 6乃至 15のいずれか に記載の超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法。
    17. 前記金型のキヤ ビティ の容積を製品容積 V。（crn 3 )以上に拡張さ せて設定するとともに、 製品重量 G 0 ( g ) に相当する可塑化超高 分子量ポリエチレンを射出充塡し、 次いでその金型のキヤ ビティ の全体を圧縮することによりその金型のキヤビティの容積を製品 容積 V o (cm 3)まで圧縮することを特徵とする請求項 6乃至 15のい ずれかに記載の超高分子量ポリエチレンボーラス体の製造方法。
    18. 前記金型のキヤ ビティ の容積を製品容積 V。（cm 3)以上に拡張さ せて設定するとともに、 製品重量 G 0(g ) に相当する可塑化超高 分子量ポリエチレンを射出充塡し、 次いでその金型のキヤ ビティ の一部を圧縮することによりその金型のキヤ ビティ の容積を製品 容積 V o (cm3)まで圧縮することを特徴とする請求項 6乃至 15のい ずれかに記載の超高分子量ポリエチレンポーラス体の製造方法。
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