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JP-2026077347-A - チューブおよびチューブの製造方法

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Abstract

【課題】超高分子量ポリエチレンと、超高分子量ポリエチレンより極限粘度［η］の低いポリエチレンとを含み、表面平滑性により優れたチューブを提供する。 【解決手段】要件（ａ－１）を満たす超高分子量ポリエチレン（Ａ）５～４０質量部と、要件（ｂ－１）および（ｂ－２）を満たす低分子量ないし高分子量ポリエチレン（Ｂ）９５～６０質量部（ただし（Ａ）および（Ｂ）の合計量を１００質量部とする）とを含み、１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が１．５～１５ｄｌ／ｇの範囲であり、かつ、少なくとも一部が均一相を形成しているポリエチレン樹脂組成物（Ｘ）から形成されるチューブ（Ｙ）；（ａ－１）１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が８～５０ｄｌ／ｇである；（ｂ－１）１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が０．１～５ｄｌ／ｇである；（ｂ－２）密度が９５０～９８５ｋｇ／ｍ ３ である。 【選択図】なし

Inventors

  • 橘 京香
  • 柳本 泰
  • 三島 康太

Assignees

  • 三井化学株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (5)

  1. 下記要件（ａ－１）を満たす超高分子量ポリエチレン（Ａ）５～４０質量部と、 下記要件（ｂ－１）および（ｂ－２）を満たす低分子量ないし高分子量ポリエチレン（Ｂ）９５～６０質量部（ポリエチレン（Ａ）およびポリエチレン（Ｂ）の合計量を１００質量部とする）とを含み、 １３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が１．５～１５ｄｌ／ｇの範囲であり、かつ、少なくとも一部が均一相を形成しているポリエチレン樹脂組成物（Ｘ）から形成されるチューブ（Ｙ）。 （ａ－１）１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が８～５０ｄｌ／ｇである； （ｂ－１）１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が０．１～５ｄｌ／ｇである； （ｂ－２）密度が９５０～９８５ｋｇ／ｍ ３ である。
  2. 外径６ｍｍ、厚さ１ｍｍのチューブ（Ｙ）の外表面にて、直径法により測定した真円度が０．３ｍｍ以下である、請求項１に記載のチューブ（Ｙ）。
  3. ガラスに対する動摩擦係数が０．２以下である、請求項１に記載のチューブ（Ｙ）。
  4. 外表面の表面粗度が２．０μｍ以下である、請求項１に記載のチューブ（Ｙ）。
  5. １３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が０．１～５ｄｌ／ｇであり、密度が９５０～９８５ｋｇ／ｍ ３ である、低分子量ないし高分子量ポリエチレン（Ｂ）を生成させる第１工程と、 第１工程の後、１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が８～５０ｄｌ／ｇの範囲である超高分子量ポリエチレン（Ａ）を生成させる第２工程、 の少なくとも２段階の工程を含む多段重合法により、 １３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が１．５～１５ｄｌ／ｇの範囲であるポリエチレン樹脂組成物（Ｘ）を生成する生成工程、および 前記ポリエチレン樹脂組成物（Ｘ）を成形する成形工程、 を含む、チューブ（Ｙ）の製造方法。

Description

本発明は、チューブおよびチューブの製造方法に関する。 超高分子量ポリエチレンは、一般的なポリエチレンのような汎用樹脂に比べて、分子間凝集力が弱く、分子構造が対称的であり、結晶化度が高い。このため摺動性に優れ、かつ、耐衝撃性、耐摩耗性、引張強度などにも優れているため、摺動材などとして好適に用いることができる。しかしながら、超高分子量ポリエチレンは、分子量が高いため成形体を製造しにくく、汎用のポリエチレンの成形に採用されている方法をそのまま利用することは困難であることが多い。 そこで、超高分子量ポリエチレンの優れた特性を損なうことなく、超高分子量ポリエチレンの成形性を改良する方法として、超高分子量ポリエチレンと極限粘度［η］の低いポリエチレンとをブレンドするなど、種々の方法が提案されている。 例えば、特許文献１には、極限粘度［η］が１０～４０ｄｌ／ｇの超高分子量ポリオレフィン１５～４０重量％と、極限粘度［η］が０．１～５ｄｌ／ｇの低分子量ないし高分子量ポリオレフィン８５～６０重量％とからなる射出成形用ポリオレフィン組成物が開示されている。この組成物は、超高分子量ポリオレフィンを含有しているにもかかわらず、射出成形できるという利点を有しており、さらに射出成形で得られる成形品は超高分子量ポリオレフィンの優れた摺動性および耐摩耗性を有する点において優れている。 特許文献２には、極限粘度［η］が１０～４０ｄｌ／ｇの超高分子量ポリエチレン３５重量％を超えて９０重量％以下と、極限粘度［η］が０．１～５ｄｌ／ｇの低分子量ないし高分子量ポリエチレン１０重量％以上６５重量％未満とを含むポリエチレン樹脂組成物に、特定のポリオレフィン系樹脂組成物をブレンドした組成物が開示されている。この組成物からは、耐摩耗性、外観および成形性のバランスに優れた成形体が得られる。 特開昭６３－１２６０６号公報国際公開第２００３／０２２９２０号 実施例１で得られたチューブ（Ｙ１）の断面のレーザー顕微鏡写真の例（倍率１０００倍）である。実施例２で得られたチューブ（Ｙ２）の断面のレーザー顕微鏡写真の例（倍率１０００倍）である。比較例１で得られたチューブ（ＣＹ１）の断面のレーザー顕微鏡写真の例（倍率１０００倍）である。 ≪チューブ（Ｙ）≫ 本発明に係るチューブ（Ｙ）は、特定の超高分子量ポリエチレン（Ａ）および特定の低分子量ないし高分子量ポリエチレン（Ｂ）（以下「ポリエチレン（Ｂ）」ともいう。）を含み、下記要件（ｘ－１）および要件（ｘ－２）を満たすポリエチレン樹脂組成物（Ｘ）（以下「樹脂組成物（Ｘ）」ともいう。）から形成される。すなわち、チューブ（Ｙ）は、樹脂組成物（Ｘ）を成形して得られるチューブである。 〔要件（ｘ－１）〕 樹脂組成物（Ｘ）を試料として１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］は、１．５～１５ｄｌ／ｇの範囲であり、好ましくは１．５～１０ｄｌ／ｇの範囲であり、より好ましくは２．０～８．０ｄｌ／ｇの範囲であり、さらに好ましくは２．０～７．０ｄｌ／ｇの範囲である。すなわち、樹脂組成物（Ｘ）の１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］は、前記範囲を満たす。 樹脂組成物（Ｘ）の１３５℃のデカリン溶媒中での極限粘度［η］が前記範囲を満たすと、樹脂組成物（Ｘ）は、成形処理が容易になる程度の高い溶融流動性と、高い耐摩耗性とを有するので、耐摩耗性と成形性とを両立できる。その結果、樹脂組成物（Ｘ）から得られるチューブ（Ｙ）も、高い耐摩耗性を有する。 なお、１３５℃のデカリン溶媒中での極限粘度［η］が１．５ｄｌ／ｇに満たない場合には組成物の耐摩耗性が損なわれる傾向にあり、そのような組成物から得られるチューブの耐摩耗性も損なわれる傾向がある。一方、１３５℃のデカリン溶媒中での極限粘度［η］が１５ｄｌ／ｇを超えると組成物の流動性が低下することにより成形性が損なわれる傾向にある。 〔要件（ｘ－２）〕 樹脂組成物（Ｘ）の少なくとも一部が均一相を形成している。すなわち、樹脂組成物（Ｘ）では、少なくとも一部において、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）とが相容することにより均一相となっており、均一相となっている部分では超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）との相分離が起こっていない。この場合、樹脂組成物（Ｘ）から得られるチューブ（Ｙ）でも、少なくとも一部において、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）とが相容することにより均一相となっており、均一相となっている部分では超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）との相分離が起こっていない。 樹脂組成物（Ｘ）の少なくとも一部が均一相となっているかは、該樹脂組成物（Ｘ）を成形して得られたチューブ（Ｙ）をミクロトームで切削することにより作成した薄切片の断面をレーザー顕微鏡で倍率１０００倍の対物レンズを用いて観察した際に確認される島相（ドメイン）の大きさにより、以下のように判断する。 均一相：チューブ（Ｙ）の断面に３μｍ以上のドメインを含まない。 相分離：チューブ（Ｙ）の断面に３μｍ以上のドメインを含む。 すなわち、チューブ（Ｙ）では、少なくとも一部において、３μｍ以上のドメインを含む海島構造が形成されていないことが好ましい。 少なくとも一部において、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）とが相容して均一相を形成している樹脂組成物（Ｘ）から得られるチューブ（Ｙ）は、耐摩耗性に優れるとともに、チューブ（Ｙ）の外表面の平滑性が良好であるので好ましい。チューブ（Ｙ）が表面平滑性に優れる理由は、該チューブ（Ｙ）に３μｍ以上のドメインが含まれていない部分が含まれることにより、チューブ（Ｙ）の表面に位置するドメインによるざらつきが起こりづらいためである、と推察される。 なお、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）とが相分離している場合、超高分子量ポリエチレン（Ａ）がドメイン（島相）、ポリエチレン（Ｂ）がマトリックス（海相）となる海島構造が形成されている。このような相分離している組成物からチューブ（Ｙ）を製造すると、超高分子量ポリエチレン（Ａ）で形成されているドメインがチューブ（Ｙ）の表面付近に位置することにより、ざらつきが発生し、チューブ（Ｙ）の表面平滑性が損なわれる傾向にある。 ＜樹脂組成物（Ｘ）＞ 樹脂組成物（Ｘ）は、超高分子量ポリエチレン（Ａ）およびポリエチレン（Ｂ）を含み、前記要件（ｘ－１）および要件（ｘ－２）を満たす。すなわち、樹脂組成物（Ｘ）の１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］は、前記要件（ｘ－１）で説明した範囲を満たす。また、樹脂組成物（Ｘ）の少なくとも一部が均一相を形成している。 樹脂組成物（Ｘ）中の超高分子量ポリエチレン（Ａ）の含有量は５～４０質量部であり、好ましくは８～３０質量部であり、より好ましくは１０～２５質量部であり、さらに好ましくは１２～２０質量部である（ただし、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）の合計量を１００質量部とする）。 樹脂組成物（Ｘ）中のポリエチレン（Ｂ）の含有量は６０～９５質量部であり、好ましくは７０～９２質量部であり、より好ましくは７５～９０質量部であり、さらに好ましくは８０～８８質量部である（ただし、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）の合計量を１００質量部とする）。 超高分子量ポリエチレン（Ａ）およびポリエチレン（Ｂ）の含有量が上記範囲にあると、樹脂組成物（Ｘ）の成形性と耐摩耗性とが良好になる。 組成物中の超高分子量ポリエチレン（Ａ）の含有量が４０質量部を超え、ポリエチレン（Ｂ）の含有量が６０質量部を下回ると、組成物の溶融流動性が低くなり、成形性が悪くなる傾向にある。一方、超高分子量ポリエチレン（Ａ）の含有量が５質量部を下回り、ポリエチレン（Ｂ）の含有量が９５質量部を超えると、超高分子量ポリエチレン（Ａ）に由来する耐摩耗性が充分ではないため、得られる組成物の耐摩耗性が悪くなる傾向にある。その結果、得られるチューブの耐摩耗性も低下する傾向にある。 超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）の含有量だけでなく、樹脂組成物（Ｘ）の少なくとも一部が均一相を形成していることも、樹脂組成物（Ｘ）の成形性に関係している、と推測される。具体的には、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）とが均一相を形成している部分では、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）とが相分離している場合に比べて、成形の際にチューブ（Ｙ）の厚さのムラが発生しづらくなる、と考えられる。その結果、超高分子量ポリエチレン（Ａ）とポリエチレン（Ｂ）とが均一相を形成している部分では、表面平滑性に優れる。 樹脂組成物（Ｘ）は、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８Ｅの測定方法に準拠して、１９０℃、１０ｋｇ荷重で測定したメルトフローレート（以下「ＭＦＲ」ともいう。）が、好ましくは０．０１～５００ｇ／１０分であり、より好ましくは０．１～１００ｇ／１０分であり、さらに好ましくは１．０～５０ｇ／１０分である。樹脂組成物（Ｘ）のＭＦＲが上記範囲であると、成形性が良好であるため好ましい。 ＜超高分子量ポリエチレン（Ａ）＞ 樹脂組成物（Ｘ）に配合される超高分子量ポリエチレン（Ａ）は、１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が８～５０ｄｌ／ｇであり、好ましくは８．５～４５ｄｌ／ｇであり、より好ましくは９～４２ｄｌ／ｇであり、さらに好ましくは９．５～４０ｄｌ／ｇであり、特に好ましくは１０～３５ｄｌ／ｇである。超高分子量ポリエチレン（Ａ）の極限粘度［η］が上記範囲にあると、樹脂組成物（Ｘ）が耐摩耗性と成形性とを両立でき、結果として、耐摩耗性に優れたチューブ（Ｙ）が得られる。 超高分子量ポリエチレン（Ａ）の代わりに１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が８ｄｌ／ｇ未満の超高分子量ポリエチレンを用いた場合、組成物の耐摩耗性が悪化し、得られるチューブの耐摩耗性が劣る傾向がある。一方、超高分子量ポリエチレン（Ａ）の代わりに、１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が５０ｄｌ／ｇを超える超高分子量ポリエチレンを用いた場合、組成物の溶融流動性が低くなるため、組成物の成形性が低下し、結果としてチューブの成形性が悪化する傾向がある。 超高分子量ポリエチレン（Ａ）は、エチレンの単独重合体、または、エチレンとプロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－オクテン、１－デセン、１－ドデセン、４－メチル－１－ペンテンもしくは３－メチル－１－ペンテンなどのα－オレフィンとの共重合体である。超高分子量ポリエチレン（Ａ）は、好ましくは、エチレンの単独重合体、またはエチレンと上記のα－オレフィンとの共重合体であって、エチレンを主成分として構成される共重合体であり、より好ましくはエチレンの単独重合体である。ここで、主成分とは、重合体に含まれる構成単位のうち、最も含有比率（モル％）の多い成分のことを意味する。 ＜低分子量ないし高分子量ポリエチレン（Ｂ）＞ ポリエチレン（Ｂ）の１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］は、０．１～５ｄｌ／ｇであり、好ましくは０．５～２ｄｌ／ｇであり、より好ましくは０．７～１．５ｄｌ／ｇであり、さらに好ましくは０．８～１．２ｄｌ／ｇである。ポリエチレン（Ｂ）の１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が上記範囲にあると、耐摩耗性と成形性の両方に優れた樹脂組成物（Ｘ）が得られ、結果として、耐摩耗性に優れたチューブ（Ｙ）が得られる。 ポリエチレン（Ｂ）の代わりに、１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度［η］が０．１ｄｌ／ｇ未満である低分子量ないし高分子量ポリエチレンを用いた場合、組成物の耐摩耗性が悪化し、得られる成形品の耐摩耗性が劣る傾向がある。一方、ポリエ