JPS5945689B2 - Crosslinking modification method for polyethylene resin - Google Patents
Crosslinking modification method for polyethylene resinInfo
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- JPS5945689B2 JPS5945689B2 JP5258675A JP5258675A JPS5945689B2 JP S5945689 B2 JPS5945689 B2 JP S5945689B2 JP 5258675 A JP5258675 A JP 5258675A JP 5258675 A JP5258675 A JP 5258675A JP S5945689 B2 JPS5945689 B2 JP S5945689B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ポリエチレン樹脂の架橋改質方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for crosslinking and modifying polyethylene resin.
従来、ポリエチレン樹脂の架橋改質方法に関しては、放
射線を照射することによる架橋改質方法と有機過酸化物
などの化学架橋剤を添加したのち加熱することによる架
橋改質方法などが知られている。Conventionally, known crosslinking modification methods for polyethylene resin include a method of modifying crosslinking by irradiation with radiation, and a method of modifying crosslinking by heating after adding a chemical crosslinking agent such as an organic peroxide. .
少し詳しく説明すると、放射線を用いるものとしては、
げ)電離性放射線を照射して架橋改質する方法、(口)
紫外線を照射して架橋改質する方法があり、また有機過
酸化物を用いるものとしては、←→有機過酸化物をポリ
エチレン樹脂に含有させ、この過酸化物の分解温度より
も高い温度で溶融成形する方法、中有機過酸化物の分解
温度より低い温度で練込み成形し、ついでその過酸化物
の分解温度以上に加熱する方法、および…有機過酸化物
を含有したポリエチレン樹脂に放射線を照射し一たん一
次架橋し、ついで有機過酸化物の分解温度以上に加熱し
て高架橋度とする方法、が知られている。To explain in a little more detail, as a method that uses radiation,
g) Method of cross-linking modification by irradiation with ionizing radiation, (mouth)
There is a method of cross-linking modification by irradiation with ultraviolet rays, and a method using organic peroxide is to incorporate organic peroxide into polyethylene resin and melt it at a temperature higher than the decomposition temperature of this peroxide. A method of molding, a method of kneading and molding at a temperature lower than the decomposition temperature of the medium organic peroxide, and then heating it above the decomposition temperature of the peroxide, and a method of irradiating the polyethylene resin containing the organic peroxide with radiation. A method is known in which the material is firstly crosslinked and then heated to a temperature higher than the decomposition temperature of the organic peroxide to achieve a high degree of crosslinking.
しかし、上記いずれの架橋改質方法も、それぞれつぎの
ような欠点をもつている。However, each of the above-mentioned crosslinking modification methods has the following drawbacks.
電離性放射線を用いるに)の架橋改質方法では、架橋効
率がすぐれているが、成形品の表層と内部とで架橋度が
異なり、架橋点が非晶領域に多く生成した不均一架橋構
造体となるばかりか電離性放射線を用いるため、その応
用範囲が制限を受けるという欠点がある。The crosslinking modification method (using ionizing radiation) has excellent crosslinking efficiency, but the degree of crosslinking differs between the surface layer and the inside of the molded product, resulting in a nonuniform crosslinked structure with many crosslinking points generated in the amorphous region. Moreover, since it uses ionizing radiation, its range of application is limited.
高エネルギー光線である紫外線を照射する(口)の架橋
改質方法では、単に紫外線をポリエチレン樹脂に照射し
ても改質するだけの架橋度が得られないので、このため
、通常ベンゾフェノンのような光増感剤、トリクロルエ
チレン、ジビニルベンゼンのような架橋促進剤の存在下
で紫外線の照射が行なわれるが、このようにしても改質
するだけの架橋度を得るには時間がかかることや紫外線
の成形品への透過性が低いことから、電離性放射線の場
合と同様、成形品の表層と内部とで異つた架橋度を有す
る不均一架橋構造体となるという欠点が、ある。In the crosslinking modification method of irradiating ultraviolet light, which is a high-energy beam, simply irradiating polyethylene resin with ultraviolet rays does not provide enough crosslinking to modify the resin. UV irradiation is carried out in the presence of a crosslinking accelerator such as a photosensitizer, trichlorethylene, or divinylbenzene, but even with this method, it takes time to obtain a degree of crosslinking sufficient for modification, and Due to its low permeability into molded products, it has the disadvantage of resulting in a non-uniform crosslinked structure with different degrees of crosslinking between the surface layer and the interior of the molded product, as in the case of ionizing radiation.
一方、有機過酸化物を用いる←→の架橋改質方法では、
通常の押出機を用いると架橋度の増加とともにポリエチ
レン樹脂の流動性がきわめて悪化することになり、高架
橋度のものを得る方法としてフ は不適当である。On the other hand, in the ←→ crosslinking modification method using organic peroxide,
If a normal extruder is used, the fluidity of the polyethylene resin will deteriorate significantly as the degree of crosslinking increases, and therefore, the F method is inappropriate as a method for obtaining a product with a high degree of crosslinking.
超高圧押出成形機を用いるとこの問題を改良しうるが一
般的ではない。有機過酸化物を用いる目の架橋改質方法
では、←→の場合よりも比較的高架橋度の成形品が得ら
れるが、架橋すべき成形品が架橋時に熱変形を受け5
やすく、熱変形を避けるためにより低温側で有機過酸化
物を分解させると分解時間が長くなり、架橋反応に要す
る時間も数時間を越えるという欠点がある。The use of ultra-high pressure extruders may ameliorate this problem, but is not common. In the second crosslinking modification method using an organic peroxide, a molded product with a relatively higher degree of crosslinking can be obtained than in the case of ←→, but the molded product to be crosslinked may undergo thermal deformation during crosslinking.
However, if the organic peroxide is decomposed at a lower temperature to avoid thermal deformation, the decomposition time becomes longer and the time required for the crosslinking reaction also exceeds several hours.
最後に、有機過酸化物を用いる(ホ)の架橋改質方法で
は、あらかじめ放射線を照射することによる−次架橋を
行なうために、加熱による熱変形を改良しうるが、架橋
工程を2段に行なわなければならず、工程が非常に煩雑
となる。Finally, in the crosslinking modification method (e) using an organic peroxide, the thermal deformation caused by heating can be improved because secondary crosslinking is performed by irradiating radiation in advance, but the crosslinking process is performed in two stages. The process becomes extremely complicated.
しかも一次架橋は、放射線を用いて架橋改質方法を行な
うために前記の問題点を含む。この発明者らは、上記種
々の欠点を解決するために、有機過酸化物による架橋反
応の促進方法に着目し、鋭意研究した結果、驚くべきこ
とに、紫外線のみではポリエチレン樹脂に架橋を与える
ことができないが、有機過酸化物含有ポリエチレン樹脂
を、融点以上でかつ熱のみでは実質的に架橋しない温度
、時間の条件下で紫外線を照射することにより著しく架
橋反応が促進される事実を見い出し、さらにこれを究明
してこの発明に到達したものである。Moreover, primary crosslinking involves the above-mentioned problems because the crosslinking modification method is carried out using radiation. In order to solve the various drawbacks mentioned above, the inventors focused on a method of promoting crosslinking reaction using organic peroxides, and as a result of intensive research, they surprisingly found that ultraviolet rays alone could not crosslink polyethylene resin. However, we have discovered that the crosslinking reaction is significantly accelerated by irradiating organic peroxide-containing polyethylene resin with ultraviolet light at a temperature and time that is above the melting point and at a time that does not substantially crosslink with heat alone. This invention was arrived at by investigating this.
すなわち、この発明は、ポリエチレン樹脂に有機過酸化
物を含有させたのち、この樹脂の融点以上で、かつ熱の
みでは実質的に架橋しない温度、時間の条件下で紫外線
を照射することを包含するポリエチレン樹脂を効率よく
かつ均一架橋構造を有する架橋体とするための改質方法
である。That is, the present invention includes adding an organic peroxide to a polyethylene resin, and then irradiating the polyethylene resin with ultraviolet rays at a temperature and time that are above the melting point of the resin and that are not substantially crosslinked by heat alone. This is a method for efficiently modifying polyethylene resin into a crosslinked product having a uniform crosslinked structure.
そして、この発明によつて、前記種々の架橋改質方法の
持つ欠点をすべて解決することができる。すなわち、こ
の発明によれば、(a)前記(口)、(ハ)、(ニ)、
(ホ)による架橋改質方法にくらべて、架橋反応が著し
く促進され、また架橋効率がすぐれていること、(b)
前記(ホ)のような後加熱による架橋工程が不要となり
、架橋工程が単純化されること、(c)ポリエチレン樹
脂の融点以上の温度で架橋反応が行なわれために、架橋
点が結晶、非晶領域の区別なく生成することから、(イ
)、(口)の架橋改質方法にくらべて均一架橋構造体を
有するものが得られること、(d)ポリエチレン樹脂の
融点以下で紫外線を照射することによる架橋改質方法に
くらべて、融点以上で紫外線を照射することによる架橋
改質方法では、ポリエチレン樹脂への透過性の高い30
00λ以上の長波長域の紫外線を用いても、架橋反応が
促進されることから、厚物成形品の均一加橋改質が可能
であること、(e)樹脂の溶融時間(架橋反応時間)が
短いので、熱変形のきわめて少ない成形品が得られるこ
と、(f)有機過酸化物の分解が紫外線の照射量に依存
することから、架橋度のコントロールが容易でかつ高架
橋度の成形品を得ることができること、などの好結果が
得られ、工業上きわめて有利なポリエチレン樹脂の架橋
改質方法を提供するものである。この発明でいうポリエ
チレン樹脂とは、ポリエチレンおよびエチレンを主成分
とする共重合体を意味し、具体例としては、低密度ポリ
エチレン、中、高密度ポリエチレン、エチレン/酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル共重合体
、エチレン/アクリル酸エチル共重合体、エチレン/プ
ロピレン共重合体など、あるいはこれらの混合物を意味
し、さらに上記重合体を主成分として他のポリマー、例
えばポリブタジエン、ポリイソプレンなどとの混合物も
含まれる。According to the present invention, all the drawbacks of the various crosslinking modification methods mentioned above can be solved. That is, according to this invention, (a) the above (c), (d),
(b) The crosslinking reaction is significantly accelerated and the crosslinking efficiency is superior to that of the crosslinking modification method according to (e).
(c) The crosslinking reaction is carried out at a temperature higher than the melting point of the polyethylene resin, so the crosslinking points are crystalline and non-crystalline. Since it is produced without distinction of crystalline regions, a product having a uniform crosslinked structure can be obtained compared to the crosslinking modification methods (a) and (x); and (d) ultraviolet rays are irradiated at a temperature below the melting point of the polyethylene resin. Compared to the crosslinking modification method by irradiating ultraviolet light at a temperature above the melting point, the crosslinking modification method by irradiating ultraviolet rays at a temperature higher than the melting point has a high permeability to polyethylene resin.
Even if ultraviolet light in a long wavelength range of 00λ or more is used, the crosslinking reaction is promoted, so that uniform crosslinking modification of thick molded products is possible; (e) resin melting time (crosslinking reaction time) (f) Since the decomposition of the organic peroxide depends on the amount of ultraviolet irradiation, the degree of crosslinking can be easily controlled and molded products with a high degree of crosslinking can be obtained. The object of the present invention is to provide a method for crosslinking and modifying polyethylene resin, which is industrially extremely advantageous and achieves good results. The polyethylene resin used in this invention means polyethylene and a copolymer mainly composed of ethylene, and specific examples include low-density polyethylene, medium- and high-density polyethylene, ethylene/vinyl acetate copolymer, and ethylene/methacrylate copolymer. It means methyl acrylate copolymer, ethylene/ethyl acrylate copolymer, ethylene/propylene copolymer, etc., or a mixture thereof, and furthermore, it refers to a polymer containing the above polymer as a main component and containing other polymers such as polybutadiene, polyisoprene, etc. Also includes mixtures of.
またこれらポリエチレン樹脂に有機高分子物質以外の成
分、例えば可塑剤、発泡剤、増量剤などの有機物、無機
物をも加えることができる。この発明でいう有機過酸化
物は、その分子中に一0−0一結合を有する化合物を意
味し、好ましくは、ポリエチレン樹脂の架橋反応に有効
なものでありさらに好ましくは、有機過酸化物の一般名
が化学構造上から分類されるジアルキル系およびケトン
系過酸化物の群より選ばれるもののうち、ポリエチレン
樹脂の融点以上の分解温度をもつものである。Furthermore, components other than organic polymer substances, such as organic and inorganic substances such as plasticizers, blowing agents, and fillers, can also be added to these polyethylene resins. The organic peroxide used in this invention means a compound having a 10-0 bond in its molecule, and is preferably effective in the crosslinking reaction of polyethylene resin, and more preferably an organic peroxide. Among those selected from the group of dialkyl and ketone peroxides whose common names are classified based on their chemical structure, they have a decomposition temperature equal to or higher than the melting point of polyethylene resin.
具体例としては、1−1−ビス(t−ブチルパーオキシ
)3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチル
クミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,
5−ジメチル2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキ
サン、2,5−ジメチル2,5−ジ(t−ブチルパーオ
キシ)ヘキサン−3などが代表的なものである。これら
の有機過酸化物は、ポリエチレン樹脂100重量部に対
して10重量部以下の割合で用いられ、好ましくは0.
1〜5.0重量部が用いられる。ポリエチレン樹脂に有
機過酸化物を含有せしめる方法としては、練込みによる
方法、適当な溶剤に有機過酸化物を溶解させ、その溶液
に接触含浸させる方法等が用いられるが、工業的には、
重合体粒子の表面に有機過酸化物を付着させて押出機に
供給するか、または押出機内で樹脂が未溶融もしくは溶
融状態にある時に有機過酸化物を供給し、この有機過酸
化物の分解温度以下で混線分散させ押出す方法が好まし
い。この場合、押出ノズルなどによつて所望の形状に賦
形することができる。この発明により得られるポリエチ
レン樹脂の架橋体としては、とくに粒、板、線、フイル
ム、成形品その他複合材料などの別をとわない。この発
明において用いられる紫外線は、波長が1000λ〜4
500λの紫外線であり、特に1850人〜4000A
の紫外線が好ましい。Specific examples include 1-1-bis(t-butylperoxy)3,5,5-trimethylcyclohexane, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,
Representative examples include 5-dimethyl 2,5-di(t-butylperoxy)hexane and 2,5-dimethyl 2,5-di(t-butylperoxy)hexane-3. These organic peroxides are used in a proportion of 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyethylene resin, preferably 0.5 parts by weight or less.
1 to 5.0 parts by weight are used. Methods for incorporating organic peroxide into polyethylene resin include kneading, dissolving organic peroxide in a suitable solvent, and contacting and impregnating the solution, but industrially,
The organic peroxide is attached to the surface of the polymer particles and fed to the extruder, or the organic peroxide is fed while the resin is unmolten or molten in the extruder, and the organic peroxide is decomposed. A method of cross-dispersion and extrusion at a temperature below the temperature is preferred. In this case, it can be shaped into a desired shape using an extrusion nozzle or the like. The crosslinked polyethylene resin obtained by the present invention is not limited to grains, plates, wires, films, molded products, or composite materials. The ultraviolet light used in this invention has a wavelength of 1000λ to 4
500λ ultraviolet rays, especially for 1850 to 4000A
UV rays are preferred.
これらの紫外線源としては、低圧、高圧、超高圧水銀ラ
ンプ、キセノンランプ、カーボンアークなどが用いられ
る。この発明の加熱は、ポリエチレン樹脂の融点以上で
、かつ熱のみでは実質的に架橋しない温度、時間の条件
下であり、使用するポリエチレン樹脂、有機過酸化物に
よつて異なる。As these ultraviolet ray sources, low pressure, high pressure, ultra-high pressure mercury lamps, xenon lamps, carbon arcs, etc. are used. The heating in this invention is carried out at a temperature and time that are higher than the melting point of the polyethylene resin, and which do not substantially cause crosslinking with heat alone, and vary depending on the polyethylene resin and organic peroxide used.
加熱の一例として、高圧法ポリエチレン100部にジク
ミルパーオキサイド2部を含有させた組成物のシート(
厚さ2mm)の場合の加熱条件を第1図に示す。図中の
斜線部分は、上記樹脂組成物の融点以上で、かつ熱のみ
では実質的に架橋しない温度、時間の範囲を示している
。なお、架橋時間は、架橋温度に設定した熱風循環加熱
オーブンに試料を入れ、試料が、溶融状態となつた時点
からの時間である。紫外線照射時の雰囲気相は、気相、
液相のいずれでもよく、具体的な加熱方法としては、ヒ
ーター加熱、シリコン油浴、赤外線ランプおよび高圧水
銀ランプから放射される熱線を利用するなどの方法があ
るが、これらを適宜用いることができる。As an example of heating, a sheet of a composition containing 2 parts of dicumyl peroxide in 100 parts of high-pressure polyethylene (
Fig. 1 shows the heating conditions when the thickness is 2 mm). The shaded area in the figure indicates a temperature and time range that is higher than the melting point of the resin composition and that does not substantially cause crosslinking by heat alone. Note that the crosslinking time is the time from the time when the sample is placed in a hot air circulation heating oven set at the crosslinking temperature and the sample becomes molten. The atmospheric phase during ultraviolet irradiation is a gas phase,
It may be in any liquid phase, and specific heating methods include heating with a heater, using heat rays emitted from a silicone oil bath, an infrared lamp, and a high-pressure mercury lamp, and these can be used as appropriate. .
この発明における紫外線を照射することによる架橋改質
を行なう場合には、架橋性成形品を、連続的に加熱帯中
に導入しながら紫外線を照射する方法、バツチ的に加熱
しながら紫外線を照射する方法などが用いられるが、特
にこれを限定するものではない。このように有機過酸化
物含有ポリエチレン樹脂の融点以上の条件下で紫外線を
照射することにより、均一架橋構造体とすることができ
る。When performing crosslinking modification by irradiating ultraviolet rays in this invention, the crosslinkable molded article may be irradiated with ultraviolet rays while being continuously introduced into a heating zone, or irradiated with ultraviolet rays while being heated in batches. Methods and the like may be used, but are not particularly limited thereto. By irradiating the polyethylene resin with ultraviolet rays at a temperature equal to or higher than the melting point of the organic peroxide-containing polyethylene resin, a uniform crosslinked structure can be obtained.
すなわち、ポリエチレン樹脂の融点以下における結晶化
状態での架橋改質では、有機過酸化物が樹脂の非晶領域
に局在しているため、樹脂内における有機過酸化物の分
散性が悪いことから、架橋反応がポリエチレン樹脂の非
晶領域に選択的に起こり結晶領域は架橋されずに保持さ
れているような不均一架橋構造体となるのに対して、ポ
リエチレン樹脂の融点以上における溶融状態での架橋改
質では、結晶領域が存在しないため、樹脂内における有
機過酸化物の分散性がよいことから、架橋反応がポリエ
チレン樹脂内で均一に起り、架橋点が均一に分散してい
るような均一架橋構造体が得られることになる。また、
このようにポリエチレン樹脂の融点以上の温度で、かつ
熱のみでは実質的に架橋しない温度、時間の条件下で紫
外線を照射することにより、ポリエチレン樹脂の架橋反
応を著しく促進させることができる。In other words, in crosslinking modification in a crystallized state below the melting point of polyethylene resin, the organic peroxide is localized in the amorphous region of the resin, so the dispersibility of the organic peroxide within the resin is poor. , the crosslinking reaction occurs selectively in the amorphous regions of the polyethylene resin, resulting in a heterogeneous crosslinked structure in which the crystalline regions remain uncrosslinked. In crosslinking modification, since there are no crystalline regions, the dispersibility of the organic peroxide in the resin is good, so the crosslinking reaction occurs uniformly within the polyethylene resin, resulting in a homogeneous state in which the crosslinking points are evenly distributed. A crosslinked structure will be obtained. Also,
In this way, by irradiating ultraviolet rays at a temperature equal to or higher than the melting point of the polyethylene resin and at a temperature and time such that heat alone does not substantially cause crosslinking, the crosslinking reaction of the polyethylene resin can be significantly accelerated.
これは有機過酸化物の分解が熱エネルギーと紫外線エネ
ルギーを同時に用いたことによる相乗的効果により起る
ためである。すなわち熱エネルギーを吸収して励起状態
に活性化された未分解有機過酸化物の−0−0一結合が
、紫外線エネルギーの作用を受けることにより容易にか
つ選択的に解離し、ポリエチレン樹脂の架橋に有効なラ
ジカルを多く生成すること、ならびに有機過酸化物の分
解過程で副生する光増感性物質(例えばジクミルパーオ
キサイドの場合には、アセトフエノン)が紫外線増感剤
として働き、生成ラジカルとともにポリエチレン樹脂の
架橋に有効に作用するためと思われる。一方、有機過酸
化物を含有したポリエチレン樹脂に、紫外線の代りに電
離性放射線(例えば加速電子線)を照射した場合には、
有機過酸化物の架橋反応に対する促進効果が全く見られ
ないことから、この発明における架橋促進効果は、紫外
線エネルギーに特有なものである。This is because the decomposition of the organic peroxide occurs due to the synergistic effect of using thermal energy and ultraviolet energy at the same time. That is, the -0-0 bond of the undecomposed organic peroxide, which has been activated to an excited state by absorbing thermal energy, is easily and selectively dissociated by the action of ultraviolet energy, resulting in crosslinking of the polyethylene resin. In addition, the photosensitizing substance (for example, acetophenone in the case of dicumyl peroxide) that is produced as a by-product during the decomposition process of organic peroxide acts as a UV sensitizer, and together with the generated radicals, This is thought to be because it effectively acts on crosslinking of polyethylene resin. On the other hand, when polyethylene resin containing organic peroxide is irradiated with ionizing radiation (e.g. accelerated electron beam) instead of ultraviolet rays,
Since no accelerating effect of the organic peroxide on the crosslinking reaction is observed, the crosslinking accelerating effect in this invention is unique to ultraviolet energy.
この発明でいう実質的に架橋していないポリエチレン樹
脂とは、下記の測定方法によるポリエチレン樹脂の架橋
度が実質的に零であるものを意味する。The term "substantially non-crosslinked polyethylene resin" as used in the present invention means a polyethylene resin whose degree of crosslinking is substantially zero as measured by the following measuring method.
この発明でいう架橋度は、ポリエチレン樹脂を200メ
ツシユ金網のカゴに入れ煮沸トルエンで5時間還流抽出
を行ない、乾燥してトルエン不溶分を測定し、次式によ
り求められる。The degree of crosslinking in this invention is determined by the following formula by placing the polyethylene resin in a 200-mesh wire mesh basket, performing reflux extraction with boiling toluene for 5 hours, drying, and measuring the toluene insoluble content.
この発明でいうポリエチレン樹脂の融点とは、ポリエチ
レン樹脂の結晶部分が溶融状態にあるときの温度をいい
、具体的には、走査形差動熱量計で8℃/分の昇温速度
で融解曲線を測定した場合のピーク温度をいう。The melting point of polyethylene resin as used in this invention refers to the temperature when the crystalline portion of polyethylene resin is in a molten state. This refers to the peak temperature when measured.
以下、実施例をあげてこの発明を説明するが、この発明
はこれら実施例に制約されないことは勿論である。The present invention will be described below with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these Examples.
実施例 1
高圧法ポリエチレン(密度0.9189/CC,MIl
.O、融点103℃)100部にジクミルパーオキサイ
ド2.0部を混合して、20m1φ押出機で130℃で
混練し、直径2m1Lの未架橋ストランドを押出し(樹
脂温度130℃)、直ちに紫外線照射装置(直径25C
TL.長さ30CIILの硬質アルミニウム板でかこつ
た円筒装置内に東芝製高圧水銀ランプ;形式H−400
Pを、装置中心より約7.5儂の距離に均等に4本設置
した。Example 1 High pressure polyethylene (density 0.9189/CC, MIl
.. 2.0 parts of dicumyl peroxide was mixed with 100 parts of O, melting point 103°C), kneaded at 130°C in a 20ml 1φ extruder, extruded into an uncrosslinked strand with a diameter of 2ml 1L (resin temperature 130°C), and immediately irradiated with ultraviolet rays. Device (diameter 25C
TL. A Toshiba high-pressure mercury lamp; type H-400 is housed in a cylindrical device made of a hard aluminum plate with a length of 30 CIIL.
Four Ps were placed evenly at a distance of about 7.5 degrees from the center of the device.
高圧水銀ランプの過熱防止のために、空冷装置を取りつ
けかつ装置内の加熱は高圧水銀ランプからの放熱を利用
し、約150℃に保つた。)内に連続的に導入して、こ
の樹脂温度を145℃に保つたまま、0.06、0.3
、1.0、1.5、3.0m/分の速度で引き取り、そ
れぞれ5.0、1.0、0.3、0.2、0.1分間紫
外線を照射した。得られた架橋ストランドの架橋度を測
定して、その結果を第1表および第2図に示した。また
、比較のため、上記で作つた未架橋ストランドを用いて
、20℃において紫外線を照射することによる架橋改質
(未架橋ストランドを硬質アルミニウム板で作られた水
槽に入れ、水槽の上部でしかも試料から7.5α離れた
ところより、上記実施例と同様の紫外線量を5分間照射
した。In order to prevent the high-pressure mercury lamp from overheating, an air cooling device was installed, and the heat inside the device was maintained at approximately 150° C. using heat radiation from the high-pressure mercury lamp. ), and while keeping the resin temperature at 145°C, 0.06, 0.3
, 1.0, 1.5, and 3.0 m/min, and irradiated with ultraviolet rays for 5.0, 1.0, 0.3, 0.2, and 0.1 minutes, respectively. The degree of crosslinking of the obtained crosslinked strands was measured and the results are shown in Table 1 and Figure 2. For comparison, the uncrosslinked strands prepared above were subjected to crosslinking modification by irradiation with ultraviolet rays at 20°C (the uncrosslinked strands were placed in a water tank made of a hard aluminum plate, and The sample was irradiated with the same amount of ultraviolet light as in the above example for 5 minutes from a distance of 7.5α from the sample.
)を行なつたものと紫外線照射を行なわずに145℃に
おいて熱のみによる架橋改質(未架橋ストランドを14
5℃に加熱した熱風循環オーブンに入れ、5〜60分間
加熱した。)を行なつたもの、それぞれについて架橋ス
トランドの架橋度を測定した。その結果を第1表および
第2図に示す。以上の結果からも明らかなように、20
℃において5分間紫外線を照射することによる架橋改質
および145℃において5分間熱のみによる架橋改質を
行なつた場合には、全く架橋度が得られないのに対し、
145℃の加熱条件下で紫外線を照射することによる架
橋改質では、5分以下の短時間であつても高架橋度のも
のが得られておりしかも架橋効率がすぐれている。) and crosslinking modification by heat alone at 145°C without UV irradiation (uncrosslinked strands were
It was placed in a hot air circulation oven heated to 5° C. and heated for 5 to 60 minutes. ), and the degree of crosslinking of the crosslinked strands was measured for each. The results are shown in Table 1 and Figure 2. As is clear from the above results, 20
When crosslinking modification was carried out by irradiating ultraviolet rays at 145°C for 5 minutes and by heat alone for 5 minutes at 145°C, no degree of crosslinking was obtained, whereas no degree of crosslinking was obtained.
In crosslinking modification by irradiating ultraviolet rays under heating conditions of 145°C, a high degree of crosslinking can be obtained even in a short time of 5 minutes or less, and the crosslinking efficiency is excellent.
さらに第2図にみられるように145℃において紫外線
を照射することによる架橋改質を、145℃において熱
のみによる架橋改質の場合の実質的に架橋度が得られ始
める時間、すなわち5分間行なつた場合には、すでに樹
脂の架橋度が飽和に達しており、熱のみによる架橋改質
にくらべて短時間に効率よく架橋反応が行なわれている
ことがわかる。実施例 2
高圧法ポリエチレン(密度0.9169/CCsM2O
融点101レC)100部にジクミルパーオキサイド0
.5部を混合して、2011φ押出機で130℃で混練
押出し、直径21!lの未架橋ストランドを作つた。Furthermore, as shown in Figure 2, crosslinking modification by irradiating ultraviolet rays at 145°C was carried out for 5 minutes, the time at which a substantial degree of crosslinking begins to be obtained in the case of crosslinking modification by heat alone. When the resin is aged, the degree of crosslinking of the resin has already reached saturation, and it can be seen that the crosslinking reaction is carried out more efficiently in a shorter time than in crosslinking modification using only heat. Example 2 High pressure polyethylene (density 0.9169/CCsM2O
Melting point: 101 C) 100 parts of dicumyl peroxide 0
.. 5 parts were mixed and kneaded and extruded at 130°C using a 2011φ extruder to obtain a diameter of 21! 1 of uncrosslinked strands were made.
この未架橋ストランドを、硬質アルミニウム板で作られ
た箱型の紫外線照射装置(間口が30X20c1ns長
さ40礪の大きさの装置に東芝製高圧水銀ランプ、形式
H4OOPを3本設置し、加熱は、高圧水銀ランプから
の放熱を利用して110℃に保つた。)に入れ、高圧水
銀ランプから15CT1Lの距離において、4分間紫外
線を照射した。得られた架橋ストランドの架橋度の測定
結果を第1表に示す。このように有機過酸化物の濃度が
0.5部の場合にも短時間に高架橋度のものが得られる
。The uncrosslinked strands were heated using a box-shaped ultraviolet irradiation device (width: 30 x 20 cm, length: 40 cm) made of a hard aluminum plate, and three Toshiba high-pressure mercury lamps, type H4OOP, installed. (The temperature was maintained at 110° C. using heat radiation from the high-pressure mercury lamp.), and ultraviolet rays were irradiated for 4 minutes at a distance of 15CT1L from the high-pressure mercury lamp. Table 1 shows the measurement results of the degree of crosslinking of the obtained crosslinked strands. In this way, even when the concentration of organic peroxide is 0.5 parts, a highly crosslinked product can be obtained in a short time.
実施例 3
エチレン/酢酸ビニル共重合体(゛酢酸ビニル含量15
wt%.MIO.3、融点85℃)を使用し、ジクミル
パーオキサイド1.0部を混合し、実施例1と同様の条
件で未架橋ストランドを混練押出し、直ちに紫外線照射
装置に導入し、実施例1と同様の条件で紫外線を20秒
間照射した。Example 3 Ethylene/vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content 15
wt%. MIO. 3, melting point 85°C), mixed with 1.0 part of dicumyl peroxide, kneaded and extruded the uncrosslinked strands under the same conditions as in Example 1, immediately introduced into the ultraviolet irradiation equipment, and mixed with 1.0 part of dicumyl peroxide. Ultraviolet rays were irradiated for 20 seconds under these conditions.
得られた架橋ストランドの架橋度を第1表に示す。また
比較のため、上記で作られた未架橋ストランドを用いて
実施例1の項に記載する比較例と同様の条件で20℃に
おいて紫外線を照射することによる架橋改質と紫外線照
射を行なわずに145℃において熱のみによる架橋改質
をそれぞれ5分間行なつた。Table 1 shows the degree of crosslinking of the crosslinked strands obtained. For comparison, the uncrosslinked strands prepared above were subjected to crosslinking modification by irradiation with ultraviolet rays at 20°C under the same conditions as in the comparative example described in Example 1, and without irradiation with ultraviolet rays. Crosslinking modification by heat alone was carried out at 145° C. for 5 minutes each.
その架橋度を第1表に示す。これらの結果から明らかな
ように、エチレン/酢酸ビニル共重合体を用いた場合に
も、20℃において紫外線を照射することによる架橋改
質および145℃において熱のみによる架橋改質では全
く架橋度が得られないが、145℃の加熱条件下で紫外
線を照射することによる架橋改質では短時間に高架橋度
のものが得られている。The degree of crosslinking is shown in Table 1. As is clear from these results, even when using an ethylene/vinyl acetate copolymer, crosslinking modification by irradiation with ultraviolet rays at 20°C and crosslinking modification by heat only at 145°C resulted in no degree of crosslinking. However, by crosslinking modification by irradiating ultraviolet rays under heating conditions of 145° C., a high degree of crosslinking can be obtained in a short time.
実施例 4
実施例1で用いた高圧法ポリエチレンと第1表に示す有
機過酸化物を規定量混合して、20mmφ押出機で11
0℃で混練し、直径2關の未架橋ストランドを押出し、
直ちに実施例1で用いた紫外線照射装置内に連続的に導
入して、この樹脂温度を140℃に保つたまま0.3m
/分の速度で引き取り、1分間紫外線を照射した。Example 4 The high-pressure polyethylene used in Example 1 and the organic peroxide shown in Table 1 were mixed in specified amounts and mixed in a 20 mmφ extruder for 11 minutes.
Knead at 0°C and extrude uncrosslinked strands with two diameters.
Immediately, the resin was introduced continuously into the ultraviolet irradiation equipment used in Example 1, and was heated for 0.3 m while maintaining the resin temperature at 140°C.
The sample was taken at a speed of 1/min and irradiated with ultraviolet rays for 1 minute.
得られた架橋ストランドの架橋度の測定結果を第1表に
示す。また比較のため、上記で作られた未架橋ストラン
ドを140℃に加熱した熱風循環オーブンに入れ、熱の
みによる架橋改質を1分間行なつた。得られた架橋スト
ランドの架橋度の測定結果を第1表に示す。このように
ジクミルパーオキサイド以外の有機過酸化物を用いた場
合でも、熱のみによる架橋改質にくらべて、140℃の
加熱条件下で紫外線を照射することによる架橋改質では
、架橋反応が著しく促進されていることが明らかである
。Table 1 shows the measurement results of the degree of crosslinking of the obtained crosslinked strands. For comparison, the uncrosslinked strands prepared above were placed in a hot air circulation oven heated to 140° C., and crosslinked by heat alone for 1 minute. Table 1 shows the measurement results of the degree of crosslinking of the obtained crosslinked strands. Even when organic peroxides other than dicumyl peroxide are used, the crosslinking reaction is faster in crosslinking modification by irradiating ultraviolet light under heating conditions of 140°C than in crosslinking modification by heat alone. It is clear that this has been significantly promoted.
実施例 5
実施例1で得られた架橋度75%の架橋ストランドにつ
いて、走査型差動熱量計(パーキンエルマ製DSC−1
型)により融解ピーク温度および融解熱を昇温速度8℃
/分で測定した。Example 5 The crosslinked strands obtained in Example 1 with a degree of crosslinking of 75% were tested using a scanning differential calorimeter (DSC-1 manufactured by Perkin Elma).
(type) to increase the melting peak temperature and heat of fusion at a heating rate of 8°C.
/min.
その結果を第2表に示す。さらに、この架橋ストランド
を約3m1の長さに切断し粒状として、この架橋粒状体
とフレオン一12を耐圧オートクレーブ(内容積約50
.0d)に入れ、90℃の水法中で1時間加熱してフレ
オン一12を約40%含浸させ、直ちに50frL×5
C!TL×5cirLの金型に入れ、1.6kg/d(
ゲージ圧)のスチーム圧で15秒間加熱して予備発泡体
を作り、そのみかけ密度及び発泡状態を調べた。その結
果を第2表に示す。また、実施例1で作られた未架橋ス
トランドに、実施例1の項に記載した比較例で使用した
紫外線照射装置を用いて、30℃水浴中で紫外線を6時
間照射し、架橋度75%の架橋ストランドを作つた。The results are shown in Table 2. Furthermore, this cross-linked strand was cut to a length of about 3 m1 and made into granules, and the cross-linked granules and Freon 112 were placed in a pressure-resistant autoclave (with an internal volume of about 50 m).
.. 0d) and heated in a water method at 90°C for 1 hour to impregnate about 40% of Freon-12, and immediately add 50frL x 5
C! Place it in a mold of TL x 5 cir L and weigh 1.6 kg/d (
A pre-foamed product was prepared by heating for 15 seconds at a steam pressure of 100% (gauge pressure), and its apparent density and foaming state were examined. The results are shown in Table 2. In addition, the uncrosslinked strands produced in Example 1 were irradiated with ultraviolet rays for 6 hours in a 30°C water bath using the ultraviolet irradiation device used in the comparative example described in the section of Example 1, and the degree of crosslinking was 75. A cross-linked strand was created.
つぎに実施例1で使用されるポリエチレンを207!I
mφ押出機で直径171t7!Lのストランドに成形し
たあと、電子線加速器を用い、20メガラドの電子線を
照射し、架橋度75%の架橋ストランドを作つた。つぎ
に実施例1で作られた未架橋ストランドを180℃に加
熱した熱風循環オーブン中で15分間加熱し、熱のみに
よる架橋改質を行ない、架橋度75%の架橋ストランド
を作つた。得られたこれらの架橋ストランドと実施例1
で作られた未架橋ストランドについて、実施例5と同様
の方法で走査型差動熱量計を用いて融解ピーク温度、融
解熱の測定を行なつた。さらに未架橋ストランドおよび
架橋ストランドを311の粒状に切断し、実施例5と同
様の方法で予備発泡体を作り、みかけ密度と発泡状態を
調べた。その結果を第2表に示す。これらの結果から、
電子線を照射することによつて得られる架橋ストランド
の融解ピーク温度、融解熱が未架橋ストランドのそれと
同一であることから、電子線を照射することによる架橋
改質方法では、架橋点が非晶領域に多く生成し、結晶領
域がそのまま保存されたような不均一架橋構造体となつ
ている。Next, the polyethylene used in Example 1 is 207! I
Diameter 171t7 with mφ extruder! After forming it into a L strand, it was irradiated with an electron beam of 20 megarads using an electron beam accelerator to produce a crosslinked strand with a degree of crosslinking of 75%. Next, the uncrosslinked strand produced in Example 1 was heated for 15 minutes in a hot air circulating oven heated to 180°C to perform crosslinking modification only by heat, producing a crosslinked strand with a degree of crosslinking of 75%. These crosslinked strands obtained and Example 1
The melting peak temperature and heat of fusion of the uncrosslinked strands prepared in Example 5 were measured using a scanning differential calorimeter in the same manner as in Example 5. Further, the uncrosslinked strands and the crosslinked strands were cut into 311 particles, pre-foamed bodies were prepared in the same manner as in Example 5, and the apparent density and foamed state were examined. The results are shown in Table 2. From these results,
Since the melting peak temperature and heat of fusion of a crosslinked strand obtained by irradiation with an electron beam are the same as those of an uncrosslinked strand, the crosslinking modification method by irradiation with an electron beam has the effect that the crosslinking point is amorphous. A large amount of crystalline regions are formed, forming a heterogeneous crosslinked structure in which the crystalline regions are preserved as they are.
さらに30℃で紫外線を照射することによつて得られる
架橋ストランドの融解ピーク温度、融解熱は未架橋スト
ランドおよび電子線を照射することによつて得られる架
橋ストランドのそれと同一であることから、ポリエチレ
ン樹脂の非晶領域に有機過酸化物が局在しているために
、架橋反応が非晶領域に選択的に起つており、結晶領域
が架橋されずに保持された状態と考えられ、電子線を照
射することによつて得られる架橋ストランドと同様な不
均一架橋構造を有している。一方、熱のみによる架橋改
質で得られる架橋ストランドの融解ピーク温度、融解熱
が未架橋ストランドのそれに比較して、大きく減少して
いることから、結晶領域も架橋点に関与している均一架
橋構造体となつている。さらに、145℃で紫外線を照
射することによつて得られる架橋ストランドの融解ピー
ク温度、融解熱は未架橋ストランドのそれに比較して大
きく減少し、かつ熱のみによる架橋改質で得られる架橋
ストランドの融解ピーク温度、融解熱と同一であること
から、145℃で紫外線を照射することによつて得られ
る架橋ストランドは、有機過酸化物の分散性が良いため
に、本来結晶構造をとる領域にも架橋反応が起つており
、熱のみによる架橋改質で得られる架橋ストランドと同
様な均一架橋構造をとつていることがわかる。さらに、
これらの架橋ストランドから作られる発泡体についてみ
かけ密度および外観を比較すると、145℃で紫外線を
照射することによつて得られた架橋ストランドから作ら
れる発泡体と熱のみによる架橋改質で得られた架橋スト
ランドから作られる発泡体が、同一のみかけ密度および
発泡状態を示しており30℃で紫外線を照射することに
よつて得られた架橋ストランドから作られる発泡体と電
子線を照射することによつて得られた架橋ストランドか
ら作られる発泡体は、みかけ密度が高く、不均一な独立
気泡の発泡体で発泡倍率が低いことから145℃で紫外
線を照射することによつて得られた架橋ストランドは、
熱のみによる架橋改質で得られた架橋ストランドと同様
な均一架橋構造をとつていることが明らかである。以上
の実施例からも明らかなように、この発明によれば、ポ
リエチレン樹脂の架橋反応が著しく促進されかつ均一架
橋構造を有する架橋体が得られることから、電線被覆後
の架橋、フイルム、テープ、延伸フイルム、パイプ等の
成形品架橋、発泡用シート、ビーズの架橋などに応用さ
れ、その工業的価値はきわめて大なるものがある。Furthermore, since the melting peak temperature and heat of fusion of a crosslinked strand obtained by irradiating ultraviolet light at 30°C are the same as those of an uncrosslinked strand and a crosslinked strand obtained by irradiating an electron beam, polyethylene Because the organic peroxide is localized in the amorphous region of the resin, the crosslinking reaction occurs selectively in the amorphous region, and the crystalline region is thought to be maintained without being crosslinked. It has a heterogeneous crosslinked structure similar to the crosslinked strand obtained by irradiation with . On the other hand, the melting peak temperature and heat of fusion of the crosslinked strands obtained by crosslinking modification using only heat are significantly reduced compared to those of the uncrosslinked strands, indicating that the crystalline regions are also involved in the crosslinking point. It is a structure. Furthermore, the melting peak temperature and heat of fusion of crosslinked strands obtained by irradiation with ultraviolet rays at 145°C are greatly reduced compared to those of uncrosslinked strands, and that of crosslinked strands obtained by crosslinking modification using only heat. Since the melting peak temperature and the heat of fusion are the same, crosslinked strands obtained by irradiating with ultraviolet rays at 145°C have good dispersibility of organic peroxide, so that even the regions that originally have a crystalline structure can be It can be seen that a crosslinking reaction has occurred and a uniform crosslinked structure similar to the crosslinked strand obtained by crosslinking modification using only heat is obtained. moreover,
Comparing the apparent density and appearance of the foams made from these crosslinked strands, we found that the foams made from the crosslinked strands obtained by irradiation with ultraviolet light at 145°C and those obtained by crosslinking modification only by heat. The foams made from cross-linked strands showed the same apparent density and foaming state, and the foams made from cross-linked strands were obtained by irradiating with ultraviolet light at 30°C and those obtained by irradiating with electron beams. The foam made from the cross-linked strands obtained by this process has a high apparent density, is a non-uniform closed cell foam, and has a low expansion ratio. ,
It is clear that the strand has a uniform crosslinked structure similar to the crosslinked strand obtained by crosslinking modification using only heat. As is clear from the above examples, according to the present invention, the crosslinking reaction of polyethylene resin is significantly promoted and a crosslinked product having a uniform crosslinked structure can be obtained. It is applied to crosslinking of molded products such as stretched films and pipes, foamed sheets, and beads, and its industrial value is extremely great.
第1図は、この発明における一つの架橋温度、時間の関
係を示すグラフであり、図中の斜線部分は、樹脂の融点
以上でかつ熱のみでは実質的に架橋しない温度、時間の
範囲を示す。FIG. 1 is a graph showing the relationship between crosslinking temperature and time in the present invention, and the shaded area in the figure shows the range of temperature and time that is higher than the melting point of the resin and does not substantially crosslink with heat alone. .
Claims (1)
、上記樹脂の融点以上で、かつ熱のみでは実質的に架橋
しない温度、時間の条件下で、紫外線を照射することを
包含するポリエチレン樹脂の架橋改質方法。1. Crosslinking of polyethylene resin, which involves adding an organic peroxide to polyethylene resin and then irradiating it with ultraviolet rays at a temperature and time that are above the melting point of the resin and that will not substantially crosslink with heat alone. Modification method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5258675A JPS5945689B2 (en) | 1975-05-02 | 1975-05-02 | Crosslinking modification method for polyethylene resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5258675A JPS5945689B2 (en) | 1975-05-02 | 1975-05-02 | Crosslinking modification method for polyethylene resin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51132249A JPS51132249A (en) | 1976-11-17 |
| JPS5945689B2 true JPS5945689B2 (en) | 1984-11-08 |
Family
ID=12918890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5258675A Expired JPS5945689B2 (en) | 1975-05-02 | 1975-05-02 | Crosslinking modification method for polyethylene resin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945689B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738837A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-03 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Production of polyolefin film |
-
1975
- 1975-05-02 JP JP5258675A patent/JPS5945689B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51132249A (en) | 1976-11-17 |
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