JPS5825928A - 二軸配向熱可塑性ポリマ−フイルムおよび製造方法 - 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】 この発明は、独特の変形球晶微構造および改良物理的お
よび機械的性質を有することを特徴とする二軸配向剛性
導管または押出物、および押出物の独特微構造および改
良物理的性質を保持するところの二軸配向可撓性フィル
ム、および導管およびフィルムを製造する方法に関する
ものである。

従来知られているように、比較的に厚い、剛性熱可塑性
ポリマーシートは、熱可塑性ポリマープレフォームを固
体状態静水圧搾出加工して所望の壁厚を有する剛性、厚
壁の導管を形成し、この導管を切り開き、この切開導管
を加熱平担化することによって製造され５る。切開熱可
塑性ポリマープレフォームを固体状態静水圧押出加工し
【切開押出物を形成し、この押出物を加熱平担化すると
とｋよって該シートを製造することも可能である。しか
しながら、このような方法で熱可塑性ポリマーの可撓性
フィルムを製造することは容易でなかった。

固体状態押出加工によって厚い、剛性の熱可塑性ポリマ
ーシートを製造する方法においては、熱可塑性結晶質ポ
リマープレフォームが、その４．６４　Ｋｌｆ／−の加
熱歪温度とその結晶融解温度以下８℃との間の所望温度
に加熱され、そして先細壁、先細横断面および末広形状
を有する押出しゾーンを通して静水圧力によつ【押出さ
れる。

流体中の押出圧力は、流体の薄層がプレフォームの外表
面上に押出されて潤滑剤の役割をすることを可能にする
密封手段によって維持される。

プレフォームは円周方向に膨張させられかつ軸方向に伸
長されて比較的に厚い壁を有する剛性導管または押出物
を形成する。押出物は膨張ゾーンから出て来るにしたが
って冷却される。冷却はポリマーを安定化しかつその原
形状へスプリングバックするその固有の傾向を低減する
。

押出加工中プレフォームの壁厚は減小しかつ押出ゾーン
内の接触両横で割ったプレフォームの体積の比が減小す
るため押出圧力は増大し、これにより押出ゾーンと加工
物間の摩擦がプロセスエネルギの大部分を消費する。し
たがって、押出圧力の増大が要求される。また、プレフ
ォームは加熱軟化されるため、押出しゾーンから出て来
る押出物は温度が高くかつ比較的に軟弱でありかつ減小
した壁厚のため可撓性になり、したがってしわやひずみ
が生じないように堆扱５ことが非常に困難である。この
困難は押出物を延伸することによって克服されうるが、
そのような延伸は熱可塑性結晶質ポリマーの球晶集合体
構造を破壊することになる。したがって、ポリマーの球
晶集合体構造が保持されるべき場合には延伸は押出物に
適用できない。

押出物厚さの満足すべき均一性を維持するために、押出
しゾーンを構成する工具セツティングの寸法公差を維持
することが必要である０そのような寸法公差は比較的に
薄い壁を押出加工するときにはさらに重大になり、工具
の設置および整合が重大かつ高価になる。

押出物排出速度が一定に維持される場合には、毎時ボン
ド生産率は押出物の厚さに比例して降下し、したがって
単位重量尚りの生産コストが高くなる。

要するに、固体状態静水圧押出加工によってポリマーフ
ィルムを製造するのに必要な設備の複雑さが大きくなり
かつ生産コストがきわめて高くなる。さらに、生産コス
トはポリマー押出物の厚さが減小するにしたがって増大
する。

この発明に従って、熱可塑性結晶質ポリマーの複数の同
心管状の、別個の接触層からなるプレフォームを使用し
かつその層が同心可撓性フィルムであるところの多層の
、剛性押出物を形成することによる固体状態静水圧押出
加工によって、上記問題が回避されかつポリマーフィル
ムが製造され５る。

熱可塑性ポリマーフィルムは通常吹込管法またはフラッ
トダイ法によって製造される。吹込管または気泡法にお
いては、溶融ポリマーが環状オリフィスまたはリングダ
イを通し【上方向に垂直に押出されて管を形成し、この
管は凝固させられてニップロール中を通され、ニップロ
ールはポリマーに張力を加えて管を平らにする。

管は巻取りロール上に収集される。溶融ポリマーは環状
オリフィスから出るときにその外表面に吹きつけられる
流体、通常は空気、によってかつ管状押出物の内部に形
成された気泡によって冷却される。気泡によるポリマー
の円周方向膨張およびニップロールによる軸方向伸長は
ポリマーを延伸して二軸配向フィルムを形成する。

フィルムの幅と厚さは環状オリフィスの開口を調整する
ことによって制御される。ポリマーの無拘束円周方向お
よび軸方向延伸はポリマーの原球晶集合体構造の少なく
とも部分的な破壊を生ずる。

フラットダイ法によるポリマーフィルムの製造において
は、溶融ポリマーが平らなまたは丁字形のダイな通して
水中へまたはいくつかのチルロール上へ押出されてポリ
マーを凝固硬化する。凝固フィルムは別の一連のロール
上およびニップロール中を通されてフィルムに張力を加
える。巻取りロール上にフィルムを収集する速度がフィ
ルムの厚さ減小を生じかつポリマー構造の一軸配向を生
ずる。このようにして形成されたフィルムはフィルムを
軸方向に実質的に垂直な方向に延伸することによって二
輪配向されうる。フィルムの引張りまたは延伸は構造を
配向させるが、またポリマーの原球晶集合体構造を破壊
する。

非常に薄いフィルム例えば０．０００１インチ（０，０
０２５４箇）のような薄いフィルムが上述した通常の方
法で製造されうるが、このようなフィルムは取扱いが困
難である。フィルムの平担度を維持しかつ加工中過度の
不合格品を防止するために特殊な技術および設備が要求
され、これによりそのようなフィルムの生産コストが高
くなる。

熱可塑性結晶質ポリマーの構造を配向することによって
ポリマーの物理的および機械的性質が改良されることは
知られている。配向け、−軸にせよまたは二軸にせよ、
上述した引張りまたは延伸法によって常に達成されてき
た。延伸または引張り法は熱可塑性結晶質ポリマーの原
球晶集合体構造の非均等な変形を引起こす。応力がポリ
マーに加えられると、最初に集合体は弾性的に変形する
。応力が増大すると集合体は伸長され、傾けられ、やが
て分裂させられて層の分離が起こる。かくして、原球晶
集合体構造の外観は多少破壊される。微空隙、微繊維そ
して小繊維がポリマー中に形成される。押出された溶融
ポリマー中に存在し５る、微空隙のような欠陥は悪化さ
せられる。ポリマーが充填材料例えば鉱物粒子およびガ
ラス繊維を含有する場合には、延伸によってマトリック
スポリマーが充填材料から分離されてシートに微空隙や
不連続点を生ずる。

ポリマーの原球晶集合体構造を保持するとともにポリマ
ー構造を配向してその特性を改良するところの熱可塑性
結晶質ポリマーフィルムを製造する方法は知られていな
い。樹脂マ）　ＩＪラックス構造が配向されているとこ
ろの充填熱可塑性結晶質ポリマーフィルムを製造する方
法も知られていない。

したがって、この発明の目的は、０．１３−〜０．７６
■の範囲内の実質的に均一な厚さを有しかつフィルムの
平面内で二軸配向されかつフィルムの平面を横断する平
面内で圧縮され、改良引張強さ、特に低温における改良
引張衝撃強さ、フィルムの平面内の改良熱伝導性および
非配向ポリマーまたは延伸加工によって生じた二軸配向
構造のフィルムよりも小さいフィルム浸透性、および非
配向ポリマーの密度に少なくとも等しい密度を有すると
ころの、球晶集合体からなる構造を特徴とする熱可塑性
ポリマーフィルムを提供することである。

この発明の別の目的は、固体状態静水圧押出加工によっ
てそのよ５な二軸配向フィルムを製造する方法を提供す
ることである。

この発明のさらに別の目的は、多層ポリマープレフォー
ムが夛初に固体状態静水圧押出法によって押出されて管
状多層の剛性押出物を形成し、この押出物を少なくとも
一度再押出しして、その層が可撓性フィルムに分離可能
であるところの多層押出物を形成するところの、増大配
向および改良特性を有する熱可塑性結晶質ポリマーフィ
ルムを製造する方法を提供することである０ この発明のさらに別の目的は、少なくとも５重量−１最
高８０重量−の粒状充填材料を含有し、二軸配向球晶集
合体構造を有することを特徴としかつ加工誘発欠陥を実
質的に含まないところの、熱可塑性結晶質ポリマーフィ
ルムを提供することである。

この発明のさらに別の目的は、その層が同心の、管状の
、分離した可撓性フィルムであり、各フィルムが二軸配
向されかつ５〜８０重量−の粒状充填材料を含有し、か
つ各フィルムが、フィルムの平面内で二軸配向されかつ
フィルムの平面を横断する方向に圧縮されかつ改良引張
強さおよび特に低温における改良引張衝撃強さおよびフ
ィルムの平面内の改良熱伝導性を有する、球晶集合体か
らなる構造を特徴とするところの、剛性の、厚壁の、多
層ポリマー導管を提供することである。

この発明に従って、０．１３箇〜０．７６ｍの厚さを有
しかつフィルムの平面内で二輪配向されかつフィルムの
平面を横断する方向に圧縮された球晶集合体の原構造を
保持し、かつ改良引張強さおよび特に低温における改良
引張衝撃強さを有し、かつ非配向ポリマーまたは延伸加
工において同一配向に二軸配向された同一または類似熱
可塑性結晶質ポリマーと比較した場合フィルム平面内の
改良熱伝導性を有し、かつ原非配向熱可塑性結晶質ポリ
マーと本質的に同一の密度を有するところの、二軸配向
熱可塑性結晶質ポリマーフィルムが提供される。

これらのフィルムは、剛性を改良するための、マイカ、
タルク等のような、５〜８０重量−の充填材粒子および
着色剤、帯電防止剤、難燃性付与剤等のような他の添加
剤を含有しうる。

これらのフィルムは、少なくとも後部分が適当な手段例
えば融接、接着、連結等で接合された、複数の同心管状
の、別個の熱可塑性結晶質ポリマ一層からなる管状熱可
塑性プレフォームの固体状態静水圧押出加工によって製
造される。

プレフォームは先細壁、先細横断面積および末広形状か
らなる押出しゾーンを通して固体状態で静水圧的に押出
加工される。すなわち、熱可塑性結晶質ポリマ一層のお
のおのが圧縮力によって実質的に同時に円周方向に膨張
させられかつ縦方向に伸長され、可撓性フィルムの複数
の同心管状の、別個の層からなる剛性導管または押出物
を形成する。プレフォームまたは押出物はフィルムの同
心層が分離されうるようにするために軸方向に切り開か
れる。押出物の層は分離される必要がないけれども、少
な（とも２つのそのような二軸配向層を含む可撓性フィ
ルムを形成するため接合され５る。層は同一のまたは異
なるポリマーからプレフォームを形成することによって
同一のまたは異なる熱可塑性結晶質ポリマーから構成さ
れ５る。

増大配向および改良特性を有するフィルムはプレフォー
ムの多重押出加工によりそのような押出物を形成するこ
とによって作られうる。

この発明に従って、フィルムの平面を横断する平面内で
圧縮されかつフィルムの平面内で配向された、すなわち
、平面配向された球晶集合体の独特の構造を特徴とする
、二軸配向熱可塑性結晶質ポリマーフィルムが提供され
、このフィルムは、改良引張強さ、高低温度における改
良引張衝撃強さ、フィルムの平面内の改良熱伝導性、お
よび加工前の同一非配向熱可塑性結晶質ポリマーおよび
配向されていないまたは通常の延伸手段によって二軸配
向された類似ポリマーと比較した場合より小さいフィル
ム気体浸透性を有し、かつ原非配向熱可塑性結晶質ポリ
マーの密度と実質的に同一の密度を有する。その構造は
加工誘発微空隙および倣繊維をフィルム平面内に実質的
に含まない。引張衝撃強さ対引ＩＳ 張強さの比（ＵＴ８　）は、通常の溶融物押出し一延伸
法によって同一引張強さレベルに二軸配向された同一ポ
リマー組成について決定された数比よりも少なくとも５
０チ大きい。本発明の二軸配向フィルムは、２４℃にお
ける引−衝撃強さの２０％よりも小さくないところの一
４５℃における引張衝撃強さと、少なくともその５倍で
あるところの２４℃における引張衝撃強さと、非配向状
態の対応ポリマーのものの少なくとも１３／４倍である
ところの引張強さとを有する。

この明細書で使用される用語フィルムはシート材料を含
みかつその長さおよび幅と比較した場合非常に薄くかつ
０．１３〜０．７６ｍの厚さを含むところの二軸配向熱
可塑性結晶質ポリマーと定義されるものである。このフ
ィルムは可撓性フィルムと一般に分類されうる。概括的
に言えば、フィルムは０．１３〜０．７６ｍの範囲内の
実質的に均一な厚さを有しうる。好適にはフィルムは０
．２５〜０．７６ｍｍの厚さを有し、特に好適には０．
３８〜０．７６■の厚さを有する。フィルムは単一のポ
リマ一層または複数のポリマ一層から構成され、各層は
同一または異なる融和性ポリマーから構成される。

用語プレフォーム（ｐｒ４ｏｍ　）は、複数のすなわち
少なくとも２つの同心管状層から構成された一般に円筒
形の物品を意味し、内層の外表面一が外層の内表面と接
触しかつ相互に独立した層の軸方向移動を防止するため
に融接のような通常の手段によって少なくともそれらの
後部分が接合されており、各層は同一熱可塑性結晶質ポ
リマーまたは異なる融和性熱可塑性結晶質ポリマーｂ）
ら構成されている。用語プレフォームとビレットは互換
的に使用されうる。

剛性導管または押出物は、ポリマープレフォームの少な
くとも１回の固体状態静水圧押出加工によって形成され
かつ複数の同心管状層から構成された一般に円筒形の物
品であり、その各層はプレフォーム中の熱可塑性結晶質
ポリマ一層から形成され、その層は実質的に同時に円周
方向に膨張させられかつ軸方向に伸長されかつ厚さが縮
小されており、膨張伸長および厚さ縮小は全層において
実質的に同等である。

融和性熱可塑性結晶質ポリマーは、プレフォームに組合
せたとき所定の温度範囲に加熱することができかつ固体
状態を維持し、スティック−スリップ（５ｔｉｃｋ　−
ｚｔｉｐ　）伸長を起こさないところの摩擦係数を有し
かつ固体状態において静水圧的に押出加工されうるとこ
ろの流れ特性を有しかつ押出加工後別個の物品に分離さ
れ５るところのポリマーである。

本発明のポリマーフィルムは非強化性充填材料例えば着
色剤、難燃性付与剤、帯電防止剤等または強化材料例え
ばタルク、炭酸カルシウム、マイカ、短繊維等を含有し
うる。添加粒子が非強化性充填材である場合には、フィ
ルムは５重量嗟程度の粒子または添加目的例えばポリマ
ーの着色を達成するのに十分な量の粒子を含有し５る。

粒子が強化目的で添加される場合には、フィルムはその
目的を達成するのに必要な最小限度の粒子を含有し５る
。従来、硬質粒子が存在する二軸配向樹脂構造を有する
フィルムを製造することは、不可能でないにしても、非
常に困難であった。延伸配向中マトリックスポリマーと
添加粒子の分離に起因する空隙の形成を防止するために
硬質粒子結合剤の添加でさえも実質的に不可能であった
。しかしながら、本発明のフィルムにおいては、添加粒
子およびポリマー構造が二軸配向されうる。さらに、マ
トリックスポリマーは配向中粒子から引き離されず、し
たがって、フィルムは充填材粒子からのマトリックスポ
リマーの加工誘発分離によって生成される空隙を実質的
に含まない。

本発明のフィルムは、同一または異なる熱可塑性結晶質
ポリマーの複数の、すなわち、少なくとも２つの、好適
には３つまたはそれ以上の、例えば、５，１０およびそ
れ以上の別個の同心の管状層から構成された、一般に管
状のプレフォームが、固体状態においてプレフォームと
同数の層からなる押出物または剛性導管に静水圧的に押
出加工されるところの方法によって製造される。プレフ
ォーム中の同心層はそれらの後部分においていくつかの
手段のうちの任意のもの例えば融接またはあり継ぎによ
って固着される。プレフォームは必要温度に加熱されか
つ先細円錐形壁、先細断面および末広形状を有すること
を特徴とする押出しゾーンを通して固体状態で静水圧的
に押出加工される。プレフォーム中の各層は実質的に同
時に円周方向に膨張させられかつ軸方向に伸長されて多
層導管または押出物を形成する。押出物は４常の手段例
えばヒートナイフによって軸方向に切り開かれ、その結
果側々の層が別個のフィルムに分離されうる。

もちろん、層は分離される必要がなく、例えば点溶接に
よって、熱可塑性結晶質ポリマーの少なくとも２つの層
からなる複合フィルムに加工され５る。

静水圧押出法においては、プレフォームの厚さを構成す
る各層の加工量は、特に複合壁の厚さが大きい場合、わ
ずかに変動しうる。したがって、各層の厚さの縮小もわ
ずかに変動しうる。

しかしながら、この変動は非常に軽微であるから多（の
場合に無視されうる。各可撓性フィルムの厚さとフィル
ムが生成されたプレフォーム中の各層の厚さとの間には
ある関係があるが、多数の層が包含される。円周方向膨
張および軸方向伸長の量は知られるから、プレフォーム
中の各層の厚さの縮小は体積不変の原理から得られる既
知の方程式から計算されうる。例えば、それぞれ約０．
３８−の厚さを有する、２つめ可撓性フィルムからなる
押出物は、プレフォームが１００−円周方向に膨張させ
られかつ軸方向に伸長されるとき、それぞれ１．５２−
の厚さを有する、２つの層を有する剛性プレフォームを
静水圧的に押出加工することによって作られうる。もち
ろん、フィルムの厚さはプレフォーム中の層の膨張およ
び伸長の量に応じて変化する。

本発明の方法は第１，２図に例示された装置で実施され
うる。第１図は押出し工程の開始時における垂直形静水
圧押出し・プレス１０の立面断面図である。第２図は押
出し工程の終了時における押出しプレス１０の断面図で
ある。

静水圧押出しプレス１０は外側ケーシング１１を具備し
、外側ケーシング１０はねじ付き開端１２．１３、第一
の油圧加圧機構１４、第二の油圧加圧機構１５、および
ケーシング内に同軸離間関係に整合したプレフォームま
たはビレット容器アセンブリ１６および押出物または導
管受入アセンブリ１７を有する。

加圧機構１４．１５は同一であるから、機構１４のみに
ついて説明する。加圧機構１４は環状室１９と軸方向ボ
ア２０を画定するシリンダ１８からなる油圧装置である
。環状室１９内に中空円筒形ピストン２１が配置され、
これにより力がビレット容器アセンブリ１６内の円筒形
プラグ３０に伝達される。圧力は圧力源（図示されてい
ない）から配管アセンブリ２２を通してピストン２１に
加えられる。

アセンブリ１６は外側ケーシング１１内に同軸に配置さ
れた円筒形シェル２３を含む。シェル２３は円筒形外表
面２４および円筒形内表面２５を有する。ベント２３α
がシェル２３に設置られ、伸長中空洞２６から圧力を排
除する。内表面２５は軸方向空洞またはボア２６を画定
し、空洞２６は第一の円筒形部分２７と、中間の円筒形
部分２８と、第三の部分２９とに分割されている。第一
の部分２７は中間部分２８よりも大きい横断面積を有す
る。図示の形状を有する円筒形プラグ３０は平行な上表
面３１と下表面３３、および下表面３３から下方に延在
する突起３２を有する。下表面３３はピストンロッド２
１上にこれと接触して位置している。延長部３２はピス
トンロッド２１上にプラグ３１を心合わせする手段を与
える。壁３０αの溝３０Ａ中００リンク３０Ｃは摩擦手
段を与え、アセンブリ１６が組立てられ、ついでプレス
１０内へ加熱挿入されるときアセンブリ１６を共に保持
する。上表面３１は図示のように断面がＵ字形の円筒形
突起３４を備えている。軸方向空洞３９αを画定する外
表面３８と内表面３９を有する金属壁３７からなる中空
円筒形ピストン３６が図示のようにプラグ３０で支持さ
れている。円形エラストマーシールワッシャ４０は、平
行な上表面４３と下表・面４４を有する円筒形ピストン
ヘッド４２のシートを与えるとともに、静水圧流体５１
を空洞３９α内へ密封している。上表面４３から下方に
延在するソリッド突起４５はピストンヘッド４２を心出
しする手段を与える。中空ピストン３６の肩部４８上の
密封Ｏリング４６および横断面が三角形の支持リング４
７は流体５１の漏れを防止するための密封手段を与える
。ピストン３６はプラグ３０の上表面３１上に支持され
ている。静水圧流体５１は中間部分２８およびピストン
３６の空洞３９αを充填し、アセンブリ１６内の同一の
または異なる熱可塑性結晶質ポリマーの少な（とも２つ
の同心層５３ｄ、　５３ｇからなる管状または円筒形熱
可塑性ポリマープレフォーム５３へ圧力を伝達する手段
を与える。

Ｊ’ｉ＊　５３ｄ　、　５３ｇは５３ｆで示された融接
により後表面５３ｆにおいて固着されている。押出し加
工中、静水圧流体５１の非常に薄いフィルムがプレフォ
ーム５３の表面５３ａ　、　５３Ａ上に押出され、これ
により押出し加工用の潤滑を与える。第三の部分２９は
装置１０のダイであり、先細円錐形入口５４αと、円筒
形軸方向ランド表面５４と、末広円錐形壁表面５５と、
ランド表面５４と実質的に平行な円筒形軸方向ランド表
面５６とから構成されている。ランド表面５６は層５３
ｈ。

５３番からなる押出物５３Ｃの硬化を助長するのに十分
な任意の長さを持ちうる。ランド表面５４の直径はラン
ド表面５６の直径よりも小さい。

凹入ペース表面５８、円筒形下部分５９および細長い円
筒形ノーズ部分６１ヘテーパしている円錐形上部分６０
を有するマンドレルヘッド５７が、ダイ２９によって形
成された環状部内に軸方向に配置されている。ノーズ部
分６１は、プレフォーム５３のボアまたは内表面５３α
に挿入サレルとき、アセンブリ１６が組立てられつつあ
る間マンドレルヘッド５７を定位置に保持しかつ次のプ
レス１０へ加熱挿入する間マンドレルヘッド５７の位置
を維持するのに十分に強いところの締りばめが発生され
るよンな寸法を有する。プレフォーム５３の外表面５３
ｂはランド表面５４と接触し、これにより装置１００次
の加熱組立中静水圧流体５１の漏れを防止するシールを
形成する。ダイ２９０表面とマンドレルヘッド５７０表
面は所望の距離だけ離間されて環状オリフィスまたは押
出しゾーン５７αを形成している。この押出しゾーン５
７αは先細円錐形人口５４αおよび３つのゾーン、すな
わち、環状円筒形ランド表面５４と円筒形ノーズ６１と
によって形成された密封ゾーン５７ｂと、末広壁表面５
５と円錐形部分６０の表面とによって形成された先細横
断面積を有する円錐形膨張シー７５７Ｃと（第２図）、
ランド表面５６と部分５９０表面とによって形成された
円筒形サイジングゾーン５７ｄとを有する。グイおよび
ｉンドレルヘッド上の密封ゾーン５７ｂおよび膨張ゾー
ン５７Ｃおよびサイジングゾーン５７ｄの表面間の遷移
ゾーンｔは、任意の２つのゾーン間になめらかな遷移区
域を与えるために所定曲率半径を有する湾曲表面を備え
ている。末広壁表面５５がプレス１０の軸となす角αは
４５°と１５°の間にあり、円錐形部分６０の表面がプ
レス１０の軸となす角βは５０°と２０°との間で変化
しうる〇角αと角βは、末広壁表面５５と円錐形部分６
０の表面が延長された場合会合するように選択される、
すなわち、これらの表面で形成された環状オリアイスは
一般に先細りになりかつ先細横断面積を有するとともに
直径方向に末広がりになる。角αは約３０°であり、角
βは約４０°であることが好適である。プレフォーム５
３は表面５４の直径よりも少し大きい総合直径を有する
。

押出されるとき、プレフォーム５３の外表面５３ｂは表
面５４と接触してシールを形成し、このシールはアセン
ブリ１６内に静水圧流体５１を保持して押出し圧力を維
持するとともに、流体５１の薄いフィルムがプレフォー
ム５３０表面上に押出されることを可能にし、これによ
り押出し加工中潤滑を与える０プレフオーム５３がゾー
ン５’ｌｃに入ると、プレフォームの各層５３（！　、
　５３−は実質的に同時に円周方向に膨張させられかつ
軸方向に伸長されてサイジングゾーン５７ｄへ流れる。

マンドレルヘッドの円錐形表面と壁表面５５との間の距
離を変えることによって円周方向膨張を一定に維持しな
がら熱可塑性ポリマーの軸方向伸長を変えることが可能
である。

押出し物受入アセンブリ１７はケーシング１１内に同軸
に配置されかつこれから離間した外側シェル６３および
シェル６３内に同軸に配置された円筒形中空マンドレル
６２を含む。マンドレル６２は開放下端６４、開放上端
６５、円筒形ボア６７を画定する内表面６６および外表
面６Ｂを有する。肩部６９および内表面６６から外表面
６８まで延在する複数の半径方向オリフィス７０が下端
６４に形成されている。上端６５はボア６７の残部より
も大きい横断面積を有しかつねじ７１を備えている。外
側シェル６３は開放下端７２、開放上端７３、外表面７
６および円筒形ボア７５を画定する円筒形内表面７４を
有する。内表面７４は上部分７４αおよび下部分７４ｂ
を有する。肩部７８が下端７２に形成されている。複数
の半径方向オリフィス７９が下表面７４ｂから外表面７
６まで延在する。上部分７４αは外表面６８と接触して
いる。下部分７４ｂと外表面６８は離間されて導管また
は押出物５３ｅを受入れるためのチャンバ８２を形成し
ている。

マンドレル６２は第４図に示された溝付きワッシャ８３
によってマンドレルヘッド５７から離間されている。複
数の半径方向溝８４がオリフィス７０と連通してボア６
７とチャンノ（８２間に無妨害通路を与えている。

外側シェル６３の直径に等しい外径を有する円形ベアリ
ングプレート８５およびマンドレルの上端６５の直径に
等しい直径を有する軸方向開口が端部７４αおよび７３
とそれぞれ接触している。第３図に示されたスロット付
きワッシャ８６がベアリングプレート８５と油圧シリン
ダ１５内のピストン２１′との間に挿入されている。

中空プラグ８７およびパイプアセンブリ８Ｂが図示のよ
うにマンドレル６２に取付けられ、それにより潤滑およ
び／または冷却流体がアセンブリ１７に導入されうる。

プラグ８７はピストン２１′から離間されて潤滑および
／または冷却流体用の通路を設けている。

少なくとも２つの熱可塑性結晶質ポリマー５３Ｃ，５３
ｄ、例えば、アイソタクチックポリプロピレンおよびポ
リエチレンからなるプレ７オ−ム５３を押出すために、
プレフォーム５３はその外表面５３ｈがランド表面５４
ｂと接触するようにしてシェル２３に挿入される。マン
ドレルヘッド５７のノーズ６１がプレフォーム５３のボ
ア５３αに挿入されて締りばめを形成する。ピストン３
６およびシール部品４６．４７が中間部分２８に挿入さ
れる。このサブアセンブリにある量の静水圧流体例えば
ひまし油が注入される。サブアセンブリは炉内に置かれ
、４．６４Ｋｇｆ／−の加熱歪温度と最低融点ポリマー
の結晶融解温度以下８℃、例えば、ポリプロピレンの場
合には１２９℃との間の温度に加熱される。ピストンヘ
ッド４２とシールワッシャ４０もその温度に予熱される
。所望温度になったとき、ピストンヘッド４２とワッシ
ャ４０はピストンの底部分に挿入される。プラグ３０と
Ｏリング３０ｂもまた所舅温度に加熱され、突起３４が
ピストン３６に挿入され、これによってアセンブリ１６
を形成する。加熱されたアセンブリ１６はケーシング１
１内へ降下させられ、油圧シリンダ１４と接触するよう
に嵌合される０アセンブリ１７もまた予熱され、ついで
ケーシング１１内へ降下させられかつアセンブリ１６と
接触するように整合させられる。マンドレル６２とマン
ドレルヘッド５７は図示のように整合させられている。

油圧シリンダ１５が開放上端１３内の定位置にねじ込ま
れる。パイプアセンブリ８８が定位置に配置されかつア
センブリ１７に導入される流体例えば加圧空気に接続さ
れる。例えば約６３３Ｋｆ／−の油圧が油圧シリンダ１
５によって加えられ、この油圧は２６．６Ｘ１０’Ｎ（
３０）ンの力）と共にプレスをクランプし、押出加工中
マンドレルヘッド５７およびプレス内の他の工具の横お
よび軸方向移動を防止する。同時に、油圧がシリンダ１
４内のピストン２１に加えられ、ピストン２１はその圧
力をプラグ３０および中空ピストン３７に伝達して流体
５１を加圧する。

最初に、流体５１とプレフォーム５３はシリンダ１４内
で発生した力によって圧縮される。プレフォーム５３と
流体５１が約５２０　Ｋｆ／ｃ１１の圧力に完全に圧縮
されたとき、押出し加工が開始する。圧力は押出し加工
時間を通じて比較的一定に維持される。上述した°よう
に、押出し加工中油圧流体５１の一部分がプレフォーム
５３の表面５３α、５３ｂとマンドレルヘッド５７およ
びダイ２９の表面との間にそれぞれ薄いフィルムを形成
し、押出されつつあるプレフォーム５３の潤滑を与える
。所望圧力例えば２．８１〜６．３３（−の潤滑および
／または冷却流体好適には空気がボア６７および半径方
向オリフィス７０を通してチャンバ８２に送入される。

空気は押出物５３Ｃとマンドレル表面との間に流動する
フィルムまたはクッションを形成して押出物５３Ｃを潤
滑する。流体は表面６８に沿い、押出物５３Ｃを回りか
つ表面７４に沿って半径方向オリフィス７９へ流れて押
出物５３ｃを冷却する。流体はついで外表面７６に沿っ
て流れ、ワッシャ８６のス目ツ）　８６ｇを通り、プラ
グ８７と油圧シリンダ１５との間の空間に沿って流れ、
油圧シリンダ１５の頂部を通って装置から流出する。潤
滑および／または冷却流体の使用は、プレフォームと同
数の熱可塑性結晶質ポリマーの層から構成されている、
押出物または導管５３ｃになめらかな、実質的にしわの
ない表面を保証する。ある時間例えば約１分後、プレフ
ォーム５３の押出し加工が完了し、油圧シリンダ１４．
１５内の油圧が排除される。油圧シリンダ１５がプレス
１０から除去される。アセンブリ１７と押出物５３Ｃが
プレス１０から除去される。プレフォームの一部分は押
出されないで残り、マンドレルヘッド５７上に保持され
ている。押出物５３Ｃは未押出し部分５３ｆかもスリッ
タナイフのような通常の切断工具で切断することによっ
て分離される。熱可塑性結晶質ポリマーの個々の層は分
離可能であり、個々のフィルムに分離されまたは多層フ
ィルムに形成されうる。

バッチプロセスが示されたが、例えば第５゜６図に示さ
れているような装置を使用する半連続プロセスによって
本発明の押出物を生成することも可能である。

第５図は、熱ｅＴＷｉ性結晶質ポリマーの２つの同心層
５３’ｄ　、　５３１からなるプレフォーム５３′が押
出されようとしている状態にあるところのプレスの断面
を示す。層５３’ｄ　、　５３’県は後表面５３′ダが
５３′ｆにおいて＃！接されている。第６図は第５図ト
四−の装置を示しているが、プレフォーム５３′は押出
されて押出物または導管５３″′となっており、この押
出物５３″′は装置から突出されつつある５３′と同数
の層を有する。第７図は、装置に装入される前に加熱さ
れつつあるいくつかのプレフォーム５３′を示す流体タ
ンクの断面図である〇 第５．６．７図に示された押出し装置は外側支持構造体
（図示されていない）、開放頂部を有しかつ２つの側壁
９６．９７と、２つの端壁９Ｂ、９９（図示されていな
い）と、底部１００とによって画定された長方形タンク
９５を含む。

プレフォーム５３′を加熱するためにも使用される静水
圧潤滑流体５１′がタンク７５を満たしている。流体５
１′は、加熱コイル（図示されていいない）のような通
常の内部または外部手段によって、４．６４Ｋｙｆ／−
の加熱歪温度とプレフォーム中のポリマーの結晶融解温
度以下８℃との間にある温度に加熱される。ピストン１
０２は壁９６の開口１０１中を通って完全に移動可能で
ある。シール１０３は熱流体の漏水を防止する。ピスト
ン１０２の一端（図示されていない）は油圧手段に取付
けられかつこれによって作動させられる０端部１０５内
のスプリング装填空洞１０４はプレフォーム５３′をダ
イアセンブリ１０８内の軸方向空洞１０７の後部分また
は圧力室部分１０６中へ案内する。ダイアセンプ！７１
０８の前部分はダイ２９′であり、このダイ２９′は、
第一の軸方向ランド部分５４′と、第二の軸方向ランド
部分５６′と、第一および第二のランド部分５４’、５
６’を連結する末広部分５５′とから構成されている。

ダイアセンブリｉｏｇｑ壁９７の開口１０９中に装着さ
れている。マンドレル６２′で支持されたマンドレルヘ
ッド５７′が空洞１０７内に軸方向に配置されている。

マンドレルヘッド５τは凹入ベース表面５ぎ、円筒形下
部分５９′、末広円錐形上部分６σおよび細長いノーズ
６１’を有する。

下部分５９′と末広上部分６０′とノーズ６１′の部分
はダイ２９′と協同してオリスイス５１αを画定し、こ
のオリスイス５ταは先細壁を有しかつ末広形状を有す
る。部分的に押出されたプレフォーム５３“は製品の突
出し中マンドレルヘッド５７′を定位置に保持し、その
間に加熱されたプレフォーム５３′が押出されるべき位
置に配置される。マンドレル６２′の前面上の突起は凹
部５８αに嵌入して雄−維嵌合を形成し、これによシマ
ンドレルヘッド５７′の動きが実質的に解消される。マ
ンドレル６２′の他瑠（図示されていない）は油圧シリ
ンダ（図示されていない）に取付けられている。マンド
レル６２′社ストリッパプレート１１１の開口１１０中
を通って自由に移動することができる。マンドレル６２
′が開口１１０中を通して後退させられたとき、押出物
５３″はマンドレル６２′から取シはすされかつ装置か
ら突出される。プレフォーム５３′は−ｒ＝プレータ（
図示されていない）のフィン力１１２　中に示されてい
る。第７図はタンク９５の部分断面図である。図示の傾
斜ランプ１１４はプレフォーム５３′が熱流体５１′に
送入されることを可能にしている。マニプレータのアー
ム１１５およびフィンガ１１２　Ｆｉ、本技術分野で周
知の任意のタイプのものでよい。　　゛ 第５図は圧力室１０６内の多層プレフォーム５３′を示
す。圧力はピストン１０２によシ静水圧流体５１′を通
してプレフォーム５３′に加えられる。最初に、プレフ
ォーム５３′がオリアイス５７′αを通してマンドレル
６２′上へ押出され始めるところの圧力に達するまで、
プレフォーム５３′は圧縮される。プレフォーム５３’
、５３”中の層は実質的に同時に円周方向に膨張させら
れかつ軸方向に伸長される。前述したように、円周方向
の膨張は少なくとも１００％でｓｂ、好適には少なくと
も２００％である。軸方向伸長は円周方向膨張よりも少
なくてもよいが、軸方向伸長は円周方向膨張の少なくと
も５０！Ｘ、好適には１００３％’″ｒ：あることが好
ましい。

中空プレフォームおよび細長いノーズを有するマンドレ
ルヘッドが示されたが、ソリッド多層プレフォームおよ
び鋭い針状ノーズを備えたマンドレルヘッドの使用およ
び椎々の形状寸法のマンドレルヘッドはこの発明の範囲
内にある。

すべての場合にプレフォームは固体状態で押出し加工さ
゛れなければならずかつ層は実質的に同時に円周方向に
膨張させられかつ軸方向に伸長され、円周方向膨張は１
００％好適には２００５Ｘである。

前述したように、プレフォームの円周方向膨張および軸
方向伸長は、プレフォームが押出されるところの環状オ
リフィスの先細横断面積および末広形状によって制御さ
れる。すべての押出し加工において、プレフォーム中の
層の内外径の押出物中の層への増大は、各ポリマーの中
間円周が少なくとも１００　Ｘ、好適に／ｌ１２Ｇｏ　
ｊ％だけ膨張するのに十分でなければならない。

前述したように、プレフォーム、静水圧流体およびマン
ドレルヘッドが組立てられるところのプレスの部分は、
約４．６４Ｋｇｐ−の加熱歪温度から各層め各ポリマー
の結晶融解温度以下８℃までの範囲内の温度に加熱され
る◇ポリマーの結晶溶融温度とは、ポリマーが溶融して
もはや、　　結晶質でないところの温度である。各ポリ
マーの結晶溶融温度、したがって各熱町暖性結晶質ポリ
マーが押出し加工前に加熱されるところの温度もまた変
化する。熱可塑性結晶質ポリマーは、熱可塑性結晶質ポ
リマーの表面引裂き、寸法制御の減損および溶融を防止
するとζろの嵐好な押出し加工慣用手段とよく釣合った
圧力およびひずみ速度で押出される・押出し加工におい
て、温度、圧力、ひずみ速度および伸長度社相互依存性
であシ、したがって、これらのパラメータのうちの３つ
が特定されるならば４番目のパラメータは固定される。

最大押出し速度は、押出される熱可塑性結晶質ポリマー
、押出し加工が起こる温度および熱可塑性結晶質ポリマ
ーの伸長度の関数である＠押出し速度は平均ひずみ速度
として表現され、これは円周方向膨張と軸方向伸長の積
を、熱可塑結晶質ポリマーが膨張ゾーンを通過するのに
要する時間で割ったものと定義される◇−例として、外
径が２．５４ｃＰＩＫであり、長さが１１７ｍであり、
ｏ、ｅｒｎｓｃｖ＊厚を有するところのアイソタクチッ
クポリプロピレン中空プレフォームを、１１３℃の温度
において、外径がｓ、ｏａｃＭであり、長さ、＄１７．
７８１ｆｆで６Ｄ、０．１４国の壁厚を有するところの
導管に、２・６０円周方向膨長係数および１．９の軸方
向伸長係数で、良好に押出し加工した場合に観察された
最高ひずみ速度は８Ｘ秒であった。実際的には、アイソ
タクチックポリプロピレンプレフォームを６．７Ｘ秒の
ひずみ速度で４０．６４５１の直径を有する導管に押出
して毎時的１０．８８４Ｋｆの収率を得ることが可能で
ある。プレフォームはマンドレルの外表面とダイの表面
とによって形成された環状オリフィス中を通して一般に
円錐形のマンドレルヘッド上で押出される。マンドレル
ヘッドとダイは一般に末広形状を有するが、それらの末
広表面によって形成された環状オリフィスは先細横断面
積を有する。かくして、プレフォーム中の層は実質的に
同時に円周方向に＃張させられかつ軸方向に伸長され、
その結果として数層を有する押出物または導管が得られ
、その各層は出発プレフォーム中の同層よりも大きい外
径、大きい長さおよび横断面積が小さい壁厚を有する。

環状オリフィスの末広形状は円周方向膨張または伸長を
制御し、オリフィスの表面の先細シ、すなわち、先細横
断面積は軸方向変形または伸長を制御する。そのような
各伸長は所望の円周方向および軸方向特性を得るために
別個に変えることができる。この関係をプレフォームお
よび製品形状の点から述べると、プレフォーム中の層の
中央円周の押出物中の層の中央円周への増大は円周方向
変形を限定し、プレフォーム中の層の壁の横断面積の抽
出物のものへの縮小は軸方向変形を制御する、中央円周
と線、プレフォームまたは導管の層の横断面積を半分に
分割するところの円周である。中央直径とは中央円周の
直径を意味する。伸長係数祉押出し寸法を反未押出し寸
法で割ることによって得られる。

引張衝撃強さが示されるときには、この強さｄＡｓＴＭ
Ｄ１８２２短試験片によって決定されたものであり、引
張強さは特に指定しない限シＡＳＴＭＤ６３８によって
決定される。

本発明のフィルムは通常の目的、例えば、各種製品の熱
収縮包装に使用されうる。

本発明のフィルムは、少なくとも４５％の結晶化度、示
差熱分析によって観測される比較的に明確な結晶融点お
よび球晶質集合体に凝固する長鎖分子を含有する構造を
有する、任意の実質的に非配向結晶質ホモポリマーまた
はコポリマーから作られうる。さらに、ポリマーは熱ま
たは応力によって軟化成形され、その構造は、引張強さ
および引張衝撃強さのような特性の主要な改良によって
示されるように、そのガラス転移温度と結晶融点との間
の温度で引抜きまたは引彊り加工することによって配向
させられうる。

ポリマーは１０４〜１０フの重量平均分子量を持ちうる
◇そのような熱可塑性ポリマーには、配向可能なポリオ
レフィン例えばアイソタクチックポリプロピレン、高密
度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリイミド
例えばナイロン６／６、ポリアセタール例えばポリオキ
シエチレン、ポリエステル例えばポリブチレンテレフタ
レート、およびポリビニルアルコールかめる。

本発明の方法によって処理されうる、非配向熱可塑性結
晶質ポリマー、例えば、アイソタクチックポリプロピレ
ンの典型的な構造は、実質的に非配向球晶集合体からな
る構造を有する〇一般に認められているように、ポリマ
ーが溶融状態からの冷却に際して凝固するとき、結晶集
合体は核から放射状に成長する。ポリマーの構造は本質
的に結晶質であるが、非結晶質またけ無定形構造の小区
域が球晶の成長中それらの間に捕捉され、後続の加工中
捕捉されたまま残りうる。ポリマーの球晶集合体構造は
本発明の固体状態静水圧押出方法によって形成された押
出物中に保持される。しかしながら、集合体は圧縮力に
よって変形され、その結果として、集合体は半径方向に
膨張させられる剛性導管の平面を横断する平面内で圧縮
されかつ平面配向させられる、すなわち、導管の平面内
で二軸配向させられる。フィルムの場合には、球晶集合
体はフィルムの平面を横断する平面内で圧縮されかつ平
面配向させられる。

本発明の方法の略図が第８図に示されている。

本方法により処理されうるポリマーの典型的な構造が第
９図に示され、本方法によって作られた押出物の典型的
な構造が第１０図に示されている。

これらの図を参照すると、第８図に示されているように
、３はフィルムを生成するために本方法で使用される典
型的なプレフォームを示す。

この場合にはプレフォーム〜は等しい厚さの３つの層か
ら構成されている。同一熱可塑性結晶質ポリマーの３つ
の層から構成されたプレフォームが示されているが、プ
レフォームがプレフォーム中のどのポリマーの溶融温度
も超えることなく所望温度に加熱されかつ一致表面間の
摩擦係数がスティック−スリップ（固着すべり）押出し
が防止されるようになっているならば、種々の厚さの２
つの層または多数の階および融和性熱可塑性結晶質ポリ
マーのプレフォームが使用されうる。本発明の押出物は
−で示されている。第９図のテストクーポンＡおよび第
１Ｏ図のテストクーポンＡ′が、図示のように、プレフ
ォーム巻および導管工の外層からそれぞれ切取られた。

外表面ｓ、Ｗ、横表面ｃ　、　ｃ’　、　ｐ　、　ｒｌ
が研摩され、エンチングされかつ光学顕微鏡によって１
００倍の倍率で検査された。

表面Ｂ、Ｃ，Ｄは熱可塑性結晶質ポリマーに一般に見出
される典型的な球晶集合体構造を示した。

表面Ｂ′は一般に多角形の小板状球晶集合体を示す。表
面ｃ’、ｄは、集合体が半径方向に圧縮されて円周方向
および軸方向に伸長され九、比較的に薄い層になりかつ
導管壁の平面内で配向されている。すなわち、円周方向
および軸方向に配向されていることを示す。

導管Ｘを第８図に示されているようにα−α線に沿って
切シ開くことによって多層製品とが形成された。テスト
クーポンＦが図示のように最上層から切り取られた、各
面および側面が研摩され、エツチングされかつ上述した
ように検査された。構造は導管の外層から切り取られた
クーポンＡ′の構造と同一であるように見えた。

上、述した構造に対比して、アイソタクチックポリプロ
ピレンが通常の延伸法のどれかでフィルムに成形される
ときには、球晶集合体は変形方向に沿って引張られて伸
長される、すなわち、集合体は延伸されてフィルムを二
輪配向する０７０％の二軸配向において、球晶集合体構
造の実質的部分が破壊されて研摩表面上にもはや見られ
なくなる。研摩かつエツチングした試験片を光学顕微鏡
下で検査することによって実証されるように、構造は１
００Ｘ二軸配向において破壊される。

第８図に示されているように、第二のクーポンＧが導管
−の最上層から切り堆られ、油浴中に置かれ、拘束圧力
を加えることなく１６５℃の温度に加熱された。クーポ
ンＬその温度に１５分間保持された。クーポンはブレフ
オーム−から切り取られたクーポンの形状、寸法および
構造の約８５％に復帰した０等軸球晶集合体の構造の実
質的に完全な回復は、本方法で使用され九圧縮力によっ
て球晶集合体構造中に鰐起され九ひずみがポリマー全体
にわたって均等に分布されたことを示すものである。し
たがって、ポリマーはそのメモリおよび密度を保持した
ことになる。

クーポンＡ′およびＦの構造の検査は微空隙の形成もま
た既存の微空隙の拡大も示さなかった。

集合体がフィルムの平面に対して横方向に圧縮されかつ
フィルムの平面内で二軸配向されるところの、微空隙の
欠如および独特の球晶集合体微構造の形成は、全温度に
おける引張衝撃強さの増大および異常な低温引張衝撃強
さ、吹込成形、テンタリング（ｔｅｎｔｅｒｉｎｇ　）
　　等のような通常の固体状態変形によって同一引張強
さレベルまで二軸配向された、同一組成の熱可朦性ポリ
マーにつ−て決定された比よシも少なくともＳＯＸ　大
きいところの、Ａ８ＴＭＤ１８２２　Ｓ−型試験片で決
定され九引張衝撃強さくＵＴ８として指示されるもの）
対引張強さくＵＴ８として指示されるもの）の比、およ
び実質的に同一の密度およびポリマーの低減された浸透
性の保持の原因となることが明白である。

この発明の固体状態静水圧押出法においては、剛性多層
導管の形態の熱町堅性結晶質ポリマーのプレフォームが
、ＡＳＴＭＤ−６４８で決定されるところの４．ａ４に
！！ｆ／−の加熱歪温度と低融点ポリマーの結晶融解温
度以下８℃との間の温度に加熱されかつ２Ｇ／秒を超え
ない、好適には１０７秒以下であるひずみ速度で押出し
ゾーンを通して静水圧流体圧力によって押出される。ポ
リマーは圧縮力によって実質的に同時に円周方向に膨張
させられかつ軸方向に伸長される。円周方向膨張は少な
くとも１００％でら９、好適には少なくとも２００％で
ある。軸方向伸長は少なくとも５０％であシ、最も好適
には円周方向膨張に等しい。

プレフォームが固体状態静水圧押出加工のために加熱さ
れる温度は、最低融点ポリマーの結晶融解温度が押出加
工中超過されないようなものでなければならず、スティ
ック−スリップ押出しを生ずる過度の押出圧力および付
随する過熱問題は許容されない。概括的に言えば、プレ
フォーム中のポリマーはそれらの４．６４　Ｋ　ｇｆ／
　ａＪの加熱歪温度とそれらの結晶融解温度以下約８℃
との間の任意の温度に加熱されうる。しかしながら、結
晶融解温度以下約５０℃と１８℃間の温度範囲が好適で
あり、最も好適な温度範囲はその結晶融解温度以下３０
℃と１８℃の間である〇温度範囲はポリマー、押出速度
および加工度に依存する。例として、あるポリマーが本
発明の方法において押出加工されうるところの広温度範
囲、好適温度範囲および最好適範囲が第１衆に示されて
いる。

痙　も　碧　鳴　も 以上の記載では押出物は加工後切断される〇押出加工前
に切断される、複数の同心管状の個別層からなるプレフ
ォームを使用することも可能である。押出加工前の切断
は押出プロセスに実質的に影響を及ぼさず、複数の切断
層を有する押出物が生成される。その層は別個の可撓性
フィルムに分離されうる。

前述したように、充填材料の粒子を含有する、実質的に
非配向の熱町駁性結晶質ポリマーが本発明の方法によっ
てフィルムに加工され、次いで上述した方法によって製
品に加工されうる◎上述した方法で生成された製品は、
二軸配向されたポリマーマトリックスおよび球形以外で
ある場合にはやは９配向されうる充填材料の粒子を持つ
ことになるため、それ自体で新規である。

ポリマーマトリックスおよび充填材料粒子の両方のその
ような配向け、固体状態加工）比延伸配向プロセス、例
えば、テンタリング、吹込成形その他の既知延伸プロセ
スでは可能でなかった。このような延伸プロセスは二軸
配向において有用であるが、前述したように、原球晶構
造を破壊しかつ充填材料の粒子に瞬接するポリマーマト
リックス中に空隙を発生しまたは原構造中に既存の微空
隙を拡大し、これによシ製品の特性に悪影響を及ぼす◇ 上述した従来技術の固体状態加工で生成された二軸配向
、充項熱可履性結晶質ポリマーフィルムは、同一組成の
非配向ポリマーのものの５倍である引張衝撃強さおよび
１３７４倍である引張強さを持たない◎またそのような
フィルムは、通常の固体状態変形、例えば、吹込成形、
テンタリング等によって同一引張強さレベルに二軸配向
された、同一組成の熱可塑性結晶質ポリマーについて決
定された比よシも少なくとも５０％大きいところの引張
衝撃強さ対引張強さ比（」互）を持たない０充横材料の
粒子のまわシＴＳ の空隙は製品の外観、剛性および密度に悪影響を及はす
■ 前述したように、多層プレフォームから多層剛性押出物
を生成することはこの発明の範囲内にある。

多層熱可塑性結晶質ポリマーを押出加工して約０．１“
２７■よりも大きい総合厚さを有する押出物を生成し、
ついでこの押出物または異なる厚さの複数のこのような
押出物を本発明の方法によって任意の回数再押出加工し
て複合プレフォームを形成し、原押出物よシも大きい配
向および改良された特性を有するところのポリマーの層
を有する最終押出物を生成することも本発明の方法によ
って可能である。０．１３■よシも大きい厚さおよび２
．５　Ｘ　２．５の円周方向伸長・縦方向伸長比の二軸
配向を有する押出物が折シ重ねられまたは所望寸法に切
断され、多層を有する押出プレフォームに製作され、つ
いで再押出加工されて５×５の円周方向伸長・縦方向伸
長比を有する二軸配向を有するところの押出物を生成す
る。

本発明の特定実施例においては、２５．４■の外径と１
２．７５−の内径を有しかつ２．１１鴫の壁厚と１６．
９７，２１．１８，２５．４０の外径をそれぞれ有する
、３つの円筒形同心層からなるプレフォームが、固体状
態静水圧押出加工用に調製された◇各円筒鳩は、０．９
０９０密度、６８．３％の結晶化度、１６８℃の結晶溶
融温度、ｏ、ａａｚ１分のメルトフローインデックス、
３Ｂ７１１１／−の引張強さ、および２４℃で３．５５
ジュール／−の引張衝撃強さを有するアインタクチツク
ボリプロビレンから形成された。円筒層はそれらの端表
面において融接された。

このプレフォームは１３２℃の温度に加熱され、押出流
体としてひまし油を内蔵する静水圧搾出プレスのコンテ
ナアセンブリ内に置かれた０アセンブリとひまし油は１
３２℃に予熱された。プレフォームは５０．８０１の外
径と４７．２４−の内径を有する押出物に押出加工され
た。各同心円筒層の壁厚は０．６９■から０．４６ｍｍ
に低減された。押出物は切断されかつ層が分離された。

試験目的のためおよび構造の顕微鏡検査のために各層か
ら試料が切取られた。試験結果は以下に示されている。

光学顕微鏡による顕微鏡検査は、各層の微構造がフィル
ムの平面を横断する方向に圧縮されかつフィルムの平面
内で二輪配向され九球晶集合体からなることを示す。

上述したアイソタクチックポリプロピレンポリマーの、
壁厚が３．２０箇の２つの同心円筒層からなる、２５．
４■外径と１２．７６■内径を有する円筒形グレアオー
ムが、層の端表面において融接され、ついでプレフォー
ムが上述した方法で固体状態において静水圧押出加工さ
れた。５４．３８■の外径と５０．８０−の内径を有す
る２層管状押出物が作られた。外層Ｆｉ０．９８ｍの平
均厚さ有し、内層は０．８１■の平均厚さを有した。押
出物はナイフスリッタで切り開かれ、各層が可撓性フィ
ルムに分離され九〇試験試料が各層から切シ取られた。

試験結果は下記の通シである。

引張強さ　　９３６Ｋｇｆ／ｃｊ　　１１４０Ｋｇｆ／
ａｌ引張衝撃強さ　　　　９３ジユール／ｃｄ　　　９
７ジユール／ｅＩｉ最終厚さ　　０．９８１１１　　　
０．８１■光学顕微鏡による試料の検査は、構造がフィ
ルムを横断する方向に圧縮されかつフィルムの平面内で
二輪配向された球晶集合体から構成されていることを示
す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法で使用される垂直バッチ押出装置
の縦断面図であシ、固体状態静水圧押出加工の開始時に
定位置にある非配向熱可塑性結晶質ポリマーの２層から
なるプレフォームを示す。 第２図はプレフォームが押出加工された後の第１図と同
じ装置を示す。 第３図は本発明の装置に使用されるスロット付きワッシ
ャの平面図である。 第４図は本発明の装置に使用される溝付きワッシャの平
面図である。 第５図は半連続法に使用される装置の第二の実施態様の
断面略図である。 第６図は熱可塑性結晶質ポリマーが押出加工された後の
第５図の装置を示す。 第７図はプレフォームを予熱するために使用される加熱
タンクの一部分の断面図である。 第８図は熱可塑性結晶質ポリマーの複数の層からなるプ
レフォームおよびこれから押出加工された剛性導管およ
び個々のフィルムに分離されうる製品の略図である。 第９図はプレフォーム中のポリマーの代表的構造の略図
である。 第１０図は導管およびフィルム中のポリマーの代表的構
造の略図である。 １０・・・押出プレス １１・・・ケーシング １４．１５・・・油圧加圧機構 １６・−・ブレフオーム容器アセンブリ゛１７・・・押
出物受入アセンブリ １８・・・シリンダ ２１、・・・ピストン ２３・・・円筒形シェル ２７・・・第一円筒形部分 ２８・・・中間部分 ２９・・・第三部分（グイ） ３０・・・プラグ ３６・・・ピストン ４２・・・ピストンヘッド ５１・・・静水圧流体 ５３・・・ポリマープレフォーム ５７・・・マンドレルヘッド ６２・・・マンドレル ６３・・・シェル フ０・・・オリフィス ７９・・・オリアイス ８２・・・チャンバ ８３・・・溝付きワッシャ ８５・・・ベアリングプレート ８６・・・スロット付キワツシャ ８７・・・プラグ ９５・・・タンク １０２・ニピストン １０６・・・圧力室 １０８・・・ダイアセンブリ Ａ、Ａ’、Ｇ、Ｆ・・・テストクーポン代理人　弁理士

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　少な（とも１つの熱可塑性結晶質ポリマーの、複
   数の管状の、同心の、別個の分離可能な層からなる剛性
   導管において、各層が０．１３〜０．７６　ｗｍの範囲
   内の実質的に均一な厚さを有する可撓性フィルムであり
   かつ半径方向に圧縮されかつ導管の壁の平面内で二軸配
   向された、小板状の、別個の、多角形の球晶集合体の構
   造を有することを特徴としており、フィルムのおのおの
   が、実質的に同一の密度、非配向熱可塑性結晶質ポリマ
   ーまたは通常の延伸配向法によって同一程度に二輪配向
   されているところの同一熱可塑性結晶質ポリ！−の対応
   フィルムと比較して、減小した気体浸透性および増大し
   た熱伝導性、非配向ポリマーの対応フィルムの２４℃に
   おける引張強さの少なくとも５倍であるところの２４℃
   における引張強さ、２４℃の引張衝撃強さの２０チより
   も小さくないところの一４５℃におゆる引張衝撃強さ、
   および通常の延伸配向法によって同一程度に二輪配向さ
   れたポリマーの対応フィルムについて決定された比より
   も少なくとも５０チ大きいところの引張衝撃強さ対引張
   強さ比を有することを特徴とする、前記剛性導管。 ２、（α）少なくとも１つの熱可塑性結晶質ポリマーの
   、複数の同心の、管状の、別個の層からなるプレフォー
   ムを予熱すること、 （ｂ）　　プレフォームを固体状態において、先細壁、
   先細断面および末広形状からなる押出しゾーンを通して
   、静水圧的に押出加工して、複数の同心の、管状の、別
   個の層からなる押出物を形成し、その各層が０．１３〜
   ０．７６−の範囲内の実質的に均一な厚さを有するよう
   にすること、 ＜ｃ＞　　押出物を冷却すること、 からなる特許請求の範囲第１項記載の剛性導管を製造す
   る方法。 ３．押出物を切り開く段階を含む特許請求の範囲第２項
   記載の方法。 ４、　プレフォーム中の層が予熱前に切り開かれる特許
   請求の範囲第２項記載の方法。 ５、押出物の層をフィルムの別個の層に分離する段階を
   さらに含む特許請求の範囲第３項記載の方法。 ６、押出物の層をフィルムの別個の層に分離する段階を
   さらに含む特許請求の範囲第４項記載の方法。 ７、　押出物中の層を複数の層からなるフィルムに加工
   する段階をさらに含む特許請求の範囲第３項記載の方法
   。 ８、押出物中の層を複数の層からなるフィルムに加工す
   る段階をさらに含む特許請求の範囲第４項記載や方法。 ９、　０．１３〜０．７６　ｗａ、の実質的に均一な厚
   さを有する、少なくとも１つの熱可塑性結晶質ポリマー
   からなる可撓性フィルムであって、フィルムの平面を横
   断する平面内で圧縮されかつフィルムの平面内で二軸配
   向された、小板状の、別個の、多角形の球晶集合体の二
   軸配向構造を有することを特徴とし、かつ実質的に同一
   の密度、非配向熱可塑性結晶質ポリマーまたは通常の延
   伸配向法によって同一程度に二軸配向されているところ
   の同一熱可塑性結晶質ポリマーの対応フィルムに比較し
   て、減小した気体浸透性および増大した熱伝導性、溶融
   物加工中に形成されたもの以外の微空隙および微繊維を
   実質的に含まない微構造、フィルムの平面内で試験した
   とき非配向状態の熱可塑性結晶質ポリマーの対応フィル
   ムのものの、少なくとも５−倍であるところの２４℃に
   おける引張衝撃強さおよび少なくとも１３／４倍である
   ところの引張強さ、２４℃における引張衝撃強さの２０
   慢よりも小さくないところの一４５℃における引張衝撃
   強さ、および通常の延伸配向法によって同一程度に二輪
   配向されたポリマーの対応フィルムについて決定された
   比よりも少なくとも５０チ大きいところの引張衝撃強さ
   対引張強さの比を有することをさらに特徴とする、前記
   可撓性フィルム。 １０、フィルムの厚さが０．３８〜０．７６−である特
   許請求の範囲第９項記載のフィルム。 １１、　　フィルムの厚さが０．２５〜０．７６■であ
   る特許請求の範囲第９項記載のフィルム。 １２、熱可塑性結晶質ポリマーが５〜ｓｏｂの少なくと
   も１つ粒状充填材料を含有する特許請求の範囲第９項記
   載のフィルム。 １３、熱可塑性結晶質ポリマーがポリオレフィンである
   特許請求の範囲第９項記載のフィルム。 １４、ポリオレフィンがアイソタクチックポリプロピレ
   ンである特許請求の範囲第１３項記載のフィルム。 １５、ポリオレフィンが高密度ポリエチレンである特許
   請求の範囲第１３項記載のフィルム。 １６、ポリオレフィンが超高分子量ポリエチレンである
   特許請求の範囲第１３項記載のフィルム０１７、熱可塑
   性結晶質ポリマーがポリアミドである特許請求の範囲第
   ９項記載のフィルム。 １８、ポリアミドがナイロン６／６である特許請求の範
   囲第１７項記載のフィルム。 １９、ポリアミドがナイロン６／１０である特許請求の
   範囲第１７項記載のフィルム。 ２０、ポリアミドがナイロン１１である特許請求の範囲
   第１７項記載のフィルム。 ２１、熱可塑性結晶質ポリマーがポリアセタールである
   特許請求の範囲第９項記載のフィルム。 ２２、熱可塑性結晶質ポリマーがポリエステルである特
   許請求の範囲第９項記載のフィルム。 ２３、熱可塑性結晶質ポリマーがポリブチレンテレフタ
   レートである特許請求の範囲第９項記載のフィルム。 ２４、熱可塑性結晶質ポリマーがポリビニルアルコール
   である特許請求の範囲第９項記載のフィルム。 ２５、充填材料がメルクである特許請求の範囲第１２項
   記載のフィルム。 ２６、充填材料が炭酸カルシウムである特許請求の範囲
   第１２項記載のフィルム。 ２７、充填材料がマイカである特許請求の範囲第１２項
   記載のフィルム。 ２８、（α）少なくとも１つの熱可塑性結晶質ポリマー
   の、複数の同心の、管状の、別個の層からなるプレフォ
   ームを予熱すること、 （ｂ）　　プレフォームを固体状態において、先細壁、
   先細横断面および末広形状からなる押出５しゾーンを通
   して、静水圧的に押出加工して、複数の同心の、管状の
   、別個の層からなる押出物を形成し、その各層が０．１
   ３〜０．７６箇の範囲内の実質的に均一な厚さを有する
   ようにすること、 （Ｃ）押出物を冷却すること、 （ｄｌ　　層を別個の可撓性フィルムに分離すること、 以上の各段階からなる特許請求の範囲第９項記載の可撓
   性フィルムを製造する方法。 ２９、段階（α）の同心層がそれらの後部分において連
   結される特許請求の範囲第２８項記載の方法。 ３０、層が融接される特許請求の範囲第２８項記載の方
   法。 ３１、連結が折り重ねられてプレフォーム成形体に形成
   されたシートを使用する製作によって達成される特許請
   求の範囲第２８項記載の方法。 ３２、連結がキー配置によるものである特許請求の範囲
   第２８項記載の方法。 ３３、段階（Ａ）においてプレフォーム中の各層が少な
   くとも１００嗟円周方向に膨張させられる特許請求の範
   囲第２８項記載の方法。 ３４、円周方向膨張と軸方向伸長が実質的に同等である
   特許請求の範囲第３３項記載の方法。 ３５、段階＜ｃ＞の押出物が、段階（ｄ）によって加工
   される前に段階（Ｃ）と同様に複数回再押出加工される
   特許請求の範囲第２８項記載の方法。