(57)【要約】  本発明は、ポリマ化学の分野に関係し、ポリマを流動性の状態で電子放射線によって連続的に改質するための装置であって、ポリマが、改質の前、改質の間および改質の後に成形部分または半製品を形成するように加工可能である形式のものに関する。本発明の課題は、溶融体形成と溶融体改質との組合せが連続的な方法で行われて、ポリマの改善された特性をもたらすような装置を提供することである。この課題は、当該装置が、ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素と、電子照射のための放射線シールドと、冷却装置とから成っており、放射線シールドの内部に電子放射線のための照射装置ならびに流入・流出管路が設けられており、放射線シールド内部で、変形加工されかつ改質された固形のポリマを製造する場合には、放射線シールドの内部に形状付与装置が設けられており、流動性のポリマが、前記形状付与装置の後ろで照射範囲内に、空間内を自由に浮動するように存在していることを特徴とする、ポリマを流動性の状態で電子放射線によって連続的に改質するための装置により解決される。
2009509799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマを流動性の状態で電子放射線によって連続的に改質するための装置において、当該装置が、ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素と、電子照射のための放射線シールドと、冷却装置と、後続に設けられていてよい後処理装置または後加工装置とから成っており、放射線シールドの内部に電子放射線のための少なくとも１つの照射装置ならびに流入・流出管路が設けられており、該流入・流出管路が、少なくとも放射線シールドを通じた照射範囲への流動性のポリマの連続的な搬入および少なくとも放射線シールドの内部で流動性のままとなる、改質されたポリマまたは変形加工されかつ改質された固形のポリマの、照射範囲からの連続的な搬出を実現するようになっており、放射線シールド内部で、変形加工されかつ改質された固形のポリマを製造する場合には、放射線シールドの内部にさらに少なくとも１つの形状付与装置が設けられており、流動性のポリマが、前記形状付与装置の後ろで照射範囲内に、空間内を自由に浮動するように存在していることを特徴とする、ポリマを流動性の状態で電子放射線によって連続的に改質するための装置。
【請求項２】
ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素が、押出し機またはインターナルミキサまたは合成反応器である、請求項１記載の装置。
【請求項３】
ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素が、放射線シールドの外部に配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
放射線シールドが、鉄、鉛、タングステンのような高い原子番号を有する元素からの材料またはコンクリートから成っている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
照射装置が、照射範囲の上方および／または下方および／または側方に配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項６】
放射線シールドの内部で照射範囲の上、下または横にビーム窓が設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項７】
放射線シールドの内部に引出し・冷却装置が設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項８】
引出し・冷却装置としてロ―ラが設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項９】
放射線シールドの内部または外部に、顆粒化、巻取り、分離および／または後搬送のための装置が設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
流動性のポリマを搬送するために管路が設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
流入・流出管路が加熱可能である、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素の後ろに、歯車ポンプが配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項１３】
放射線シールドにおける流入・流出管路のための開口の配置が、放射範囲への直接的な目視を不可能にしている、請求項１記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも放射線シールドの内部で流動性のままとなる、改質されたポリマの場合に、照射装置が、放射線シールドの内部に放射線窓を備えた照射室であり、該照射室の内部で、流動性のポリマの改質が行われる、請求項１記載の装置。
【請求項１５】
照射室が、搬送装置および／または混合装置を内蔵している、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
照射室が、そのジオメトリ的な寸法により、照射室内で流動性のポリマの溶融プロファイルを形成する、請求項１４記載の装置。
【請求項１７】
照射室が、方形の横断面を有しており、流動性のポリマが、照射範囲においてシートに似た形状を有している、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
流入・流出管路を備えた放射線シールドが、ポリマのための連続的な製造プロセスに組み込まれている、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマ化学およびポリマ処理の分野に関係し、ポリマを流動性の状態で電子放射線によって連続的に改質するための装置であって、ポリマが、改質の前、改質の間および改質の後に成形部分または半製品を形成するように加工可能である形式のものに関する。
【０００２】
電子照射は現在、実験室規模においても、工業的な使用においても、ポリマおよびプラスチックの構造改質および特性改質のための極めて効率の良い方法である［IAEA-TECDOC-1386:Emerging Applications of Radiation Processing. Proceedings of a Technical Meeting held in Vienna, ２００３年４月２８日〜３０日；A.Heger: Technologie der Strahlenchemie von Polymeren. Hanser, Muenchen, Wien 1990; M.Dole: The Radiation Chemistry of Macromolecules. Academic Press, Inc., New York,1972］。改質したいポリマ材料はこの場合、電子照射の前、電子照射の間および電子照射の後に、固形の状態で存在する。
【０００３】
最近では実験室実験により、流動性の状態、つまり溶融体の形のポリマへの電子照射、ひいては高められた温度におけるポリマへの電子照射が新種の改質効果をもたらし得ることが判った［T.Sakai著: Radiation and Physics and Chemistry 57(2000) 第３６７頁〜第３７１頁; A.Oshima 他著: IRaP2004-6th, Intarnational Symposium on lonizing Radiation and Polymers. ２００４年９月２５日〜３０日, Houffalize, Belgium; G.Wu他著: Jounal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, 第３７巻、１５４１頁〜１５４８頁（１９９９年）; G.Takashika他著:Radiation Physics and Chemistry 55 (1999) 第３９９頁〜第４０８頁; U.Lappan他著: Nuclear Instuments and Methods in Physics Research B: 185(2001) １７８頁〜１８３頁, M.Stephan他著: MODEST2004, 3rd Internation Conference o Polymer Modification, Degradation and Stabilisation, ２００４年８月／９月、Lyon, France; M.Stephan他著: 11.Internaitonal Conference on Polymeric Materials 2004,２００４年９月２９日〜１０月１日, Halle/Saale, Germany 4-10］。
【０００４】
このような溶融体照射を実験室技術的に実現するためには、特殊な照射容器が形成されている（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９３０７４２号明細書；ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１５１８２３号明細書）。このような照射容器を用いると、不連続的な方法が可能となる。すなわち、ポリマの溶融は電子照射の前に電子照射とは別個に行われる。この場合に、ポリマ試料の完全な溶融の後に、ポリマ試料には照射容器内部で電子ビームが照射され、この場合、このポリマ試料は所望の照射線量が達成されるまで１回または複数回、電子ビームの下を通って搬送される。その後に、電子加速器は遮断され、そして、そうこうするうちに再び凝固したポリマ試料は照射容器から取り出され得る。しかし、溶融体照射を工業的に実現するためには、このような不連続的な方法は不適当である。
【０００５】
さらに、特開昭５３−１４３７９６号公報には、電子ケーブルを架橋ポリエチレンによって連続的に被覆するための方法が記載されている。この方法では、金属製の導体がコアとしてキャプスタンから下方へ案内されて、押出し機において製造されたポリエチレン溶融体によって被覆される。次いで、被覆された導体は下方へ向かって別個の容器内に案内され、この容器内では窒素雰囲気下に電子照射が実施される。方法実施および装置配置に基づき、金属製の導体のポリエチレン被覆体は電子照射の時点でもはや流動性の状態ではない。また、このテクノロジを別の用途および別の製造方法に転用することも不可能である。
【０００６】
米国特許第４５２５２５７号明細書には、イオン化ビームによって長鎖分岐ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）を形成するための方法が記載されている。この場合、ＬＬＤＰＥへの照射はポリマ溶融体としても、押出し機内でもしくは押出し成形時に行われる。この場合に不都合となるのは、この方法を実現するための装置が記載されていないことである。
【０００７】
欧州特許第０４９０８５４号明細書に基づき、紫外線の照射によって架橋ポリエチレンを製造するための方法ならびにそのための照射装置が公知である。この照射装置は、形状付与手段とカバーとを備えた押出し機から成っており、このカバーの内部にはＵＶランプが設けられている。まだ硬化されていない高温のポリエチレン溶融体が、搬送ベルトに載置されてカバー内部でＵＶランプの下を通って案内され、このときに架橋される。この公知の装置は特にビーム保護の理由から、加速された粒子の照射のためには不適当である。
【０００８】
本発明の課題は、溶融体形成と溶融体改質との組合せが連続的な方法で行われて、ポリマの改善された特性をもたらすような、ポリマを流動性の状態で電子放射線によって連続的に改質するための装置を提供することである。
【０００９】
この課題は、特許請求の範囲に記載の発明により解決される。請求項２以下には、本発明の有利な構成が記載されている。
【００１０】
ポリマを流動性の状態で電子放射線によって連続的に改質するための本発明による装置は、ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素と、電子照射のための放射線シールドと、冷却装置と、後続に設けられていてよい、つまり場合によっては設けられている後処理装置または後加工装置とから成っており、放射線シールドの内部に電子放射線のための少なくとも１つの照射装置ならびに流入・流出管路が設けられており、該流入・流出管路が、少なくとも放射線シールドを通じた照射範囲への流動性のポリマの連続的な搬入および少なくとも放射線シールドの内部で流動性のままとなる、改質されたポリマまたは変形加工されかつ改質された固形のポリマの、照射範囲からの連続的な搬出を実現するようになっており、放射線シールド内部で、変形加工されかつ改質された固形のポリマを製造する場合には、放射線シールドの内部にさらに少なくとも１つの形状付与装置が設けられており、流動性のポリマが、前記形状付与装置の後ろで照射範囲内に、空間内を自由に浮動（フローティング）するように存在している。
【００１１】
ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素は、押出し機またはインターナルミキサまたは合成反応器であると有利である。
【００１２】
ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素が、放射線シールドの外部に配置されているとさらに有利である。
【００１３】
放射線シールドが、鉄、鉛、タングステンのような高い原子番号を有する元素からの材料またはコンクリートから成っているとやはり有利である。
【００１４】
照射装置が、照射範囲の上方および／または下方および／または側方に配置されていても有利である。
【００１５】
また、放射線シールドの内部で照射範囲の上、下または横にビーム窓が設けられていると有利である。
【００１６】
放射線シールドの内部に引出し・冷却装置が設けられているとさらに有利である。
【００１７】
引出し・冷却装置としてロ―ラが設けられていると同じく有利である。
【００１８】
放射線シールドの内部または外部に、顆粒化、巻取り、分離および／または後搬送のための装置が設けられていても有利である。
【００１９】
さらに、流動性のポリマを搬送するために管路が設けられていると有利である。
【００２０】
流入・流出管路が加熱可能であると同じく有利である。
【００２１】
ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素の後ろに、つまり該装置構成要素の下流側に、歯車ポンプが配置されていても有利である。
【００２２】
放射線シールドにおける流入・流出管路のための開口の配置が、放射範囲への直接的な目視（direkt. Optisch. Sicht）を不可能にしていても有利である。
【００２３】
さらに、少なくとも放射線シールドの内部で流動性のままとなる、改質されたポリマの場合に、照射装置が、放射線シールドの内部に放射線窓を備えた照射室であり、該照射室の内部で、流動性のポリマの改質が行われると有利である。この場合さらに有利には、照射室が、搬送装置および／または混合装置を内蔵しており、かつ／または照射室が、そのジオメトリ的な寸法により、照射室内で流動性のポリマの溶融プロファイルもしくは溶融異形材を形成し、照射室が有利には方形の横断面を有しており、流動性のポリマが、照射範囲においてシートに似た形状を有している。
【００２４】
流入・流出管路を備えた放射線シールドが、ポリマのための連続的な製造プロセスに組み込まれていると同じく有利である。
【００２５】
本発明による解決手段を用いると、ポリマの調製および加工の自体公知のテクノロジが電子ビームテクノロジと組み合わされる。この場合、本発明によれば、部分プロセス「流動性の状態の形成」と「ポリマの電子照射」とが、１つの装置における１つの連続的な直接方法にまとめられる。
【００２６】
本発明によるこのような解決手段の利点は特に、これによってポリマの調製および加工と電子照射との従来汎用されていた、高いコストを伴う時間的・空間的な分離が廃止されることである。さらに、際立った材料特性を生ぜしめる溶融体照射が、公知先行技術によるプロセス形式では必要となる電子照射器における付加的な溶融プロセスなしに行われることが有利である。
【００２７】
本発明による解決手段を用いると、絶対に必要となる装置構成要素だけが、電子照射のための手間のかかる放射線シールド内部に位置決めされるので、改質されたポリマの製造のプロセスは中断されるのではなく、互いに引き離されるに過ぎない。たとえば、ポリマを溶融液状の状態に変えるための装置構成要素および加工・後処理装置は放射線シールドの外部に問題なく配置され得る。しかしこのためには、まだ流動性であるポリマ溶融体のための相応して手間のかかる流入・流出管路が必要となる。この流入・流出管路は、放射線シールドの機能を失うことなしに放射線シールドを通って案内されなければならない。さらに、プロセスが互いに引き離される場合には、流動性でかつ／または固形の状態でのポリマの搬送も確保されていなければならない。このためには、有利には歯車ポンプが使用可能である。歯車ポンプは、たとえば流動性のポリマを押出し機から照射範囲へ流入管路を通じて圧送し、かつ／またはまだ流動性の改質されたポリマを照射範囲から放射線シールドの外部へ向かって後処理へも圧送する。
【００２８】
本発明による解決手段の特別な利点は、形状付与の後のポリマの改質の場合に、照射が照射範囲において実施され、まだ流動性の変形加工されたポリマが変形加工工具の後ろでかつ別の工具にまで自由に空間内を浮動することにある。これによって、照射は均一に行われ得るようになり、改質されたポリマを担体から分離することは必要でなくなる。
【００２９】
また、流動性のポリマに対する照射は、放射線シールドの内部のどこにどれ程多くの照射装置が設けられているのかに応じて、種々の空間方向から可能となる。これによって、特に大きな厚さのポリマが十分に均一に改質可能となるか、または改質が、ポリマの所望の範囲においてのみでも実現され得る。
【００３０】
本発明による装置を用いると、改質されたポリマが完成製品としても、または半製品としても製造可能となる。ポリマ改質が高いビーム架橋を形成することである場合、完成製品への溶融体の形状付与は必ず照射の前に行われなければならない。なぜならば、ポリマのこのような架橋の際にはあとからの形状付与がもはや不可能となるからである。電子照射が、分子架橋なしの改質効果または分岐のみ、または僅かな部分架橋のみを生ぜしめる場合、溶融体の形状付与は照射の後でもまだ行なわれ得る。半製品の製造の場合には、ポリマの改質が、後続の最終成形または後加工を可能にする照射によって達成される。通常、本発明による装置を用いて製造することのできる改質されたポリマから成る半製品としては、顆粒が形成される。この顆粒は次いで後加工される。
【００３１】
非架橋改質製品、分岐改質製品または部分的にのみ架橋された改質製品をもたらす照射は、流動するポリマ溶融体が、種々異なるジオメトリ（幾何学的形状）の回転するスクリュエレメントによって規定されて軸方向に搬送され、かつ付加的に有利には半径方向に混合されて均質化されるような特殊な照射室において電子ビームで行われ得る。
【００３２】
非架橋改質製品、分岐改質製品または部分的にのみ架橋された改質製品をもたらす照射は、流動するポリマ溶融体が規定の溶融プロファイルとして電子ビーム領域を通流するような特殊な照射室内においても、電子ビームで行われ得る。
【００３３】
以下に、本発明の複数の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００３４】
図１は、溶融シートの連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図であり、
図２は、溶融糸の連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図であり、
図３は、溶融チューブの連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図であり、
図４は、照射中に混合を行う、顆粒の連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図であり、
図５は、顆粒の連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図である。
【００３５】
例１（図１参照）
熱可塑性樹脂の顆粒または粉末が、単軸スクリュ押出し機（１）において、フラットシート製造のためのコンベンショナルな生産プロセスに直接に組み込まれた局所的な放射線シールド（２）の外部で汎用の形式で溶融される。回転する押出し機スクリュにより、ポリマ溶融体は単軸スクリュ押出し機の内部で下流側へ向かって歯車溶融体ポンプ（３）の流入開口にまで搬送される。この歯車溶融体ポンプは、局所的な放射線シールド（２）内に組み込まれた、加熱された溶融体管路（４）を通じて、局所的な放射線シールド（２）の内部のコンベンショナルなフラットシート用形状付与工具（５）のスリットノズルにまで高温のポリマ溶融体を搬送するために必要となる所要の溶融体圧力を形成する。この歯車溶融体ポンプ（３）は付加的に、一定の溶融体通過量をも保証する。流動する熱可塑性樹脂溶融体は引き続き、形状付与工具（５）内のフラットシートノズルにおいてプロファイリング、つまり異形成形されて、０．３ｍｍの厚さの溶融体シートを形成する。この溶融体シートには、ノズルギャップからの流出直後に、まだ溶融液状の状態において電子加速器（６）から加速された電子が照射される。電子エネルギは最大３００ｋｅＶであり、照射線量は最大１５０ｋＧｙである。こうして溶融体架橋されたポリエチレンシートは引き続き、フラットシート圧延装置（７）のローラにより捕捉されて、規定通りに冷却される。次いで硬化されたポリエチレンシートは局所的な放射線シールド（２）を通って照射室から導出されて、汎用の形式で巻き取られる（８）。
【００３６】
例２（図２参照）
合成反応器（１）から流出したポリマ溶融体が、加熱された歯車ポンプ（２）の流入開口に搬送される。この歯車ポンプ（２）は、局所的な放射線シールド（３）内に組み込まれた溶融体管路（４）を通じて、コンベンショナルな糸紡出装置（５）内への流入部にまで高温のポリマ溶融体を搬送するために必要となる所要の溶融体圧力を形成する。到来するポリマ溶融体は、通常、糸紡出装置（５）内に組み込まれた別の歯車ポンプによって捕捉される。この歯車ポンプは、糸紡出プロセスのために必要となる圧力不変および通過量不変を形成する。次いで、ポリマ溶融体は糸紡出装置（５）に設けられた紡出ノズル内部でプロファイリングされて、溶融糸を形成する。これらの溶融糸には、ノズル孔からの流出直後に、まだ溶融液状の状態において２つの側から、加速された電子（６）が照射される。電子エネルギは最大１ＭｅＶであり、照射線量は最大５００ｋＧｙである。こうして溶融体改質された紡出糸は引き続き、照射ゾーンの外部に設けられた汎用のゴデット引出し部（７）のローラによって捕捉され、延伸され、冷却されて、ボビン体（８）に巻き取られる。糸引出し鉛直通路（９）はこの場合、部分的に、局所的な放射線シールド（３）内に組み込まれている。
【００３７】
例３（図３参照）
プラスチックチューブの製造のために適したポリマ顆粒が、単軸スクリュ押出し機（１）内で汎用の形式で溶融される。回転するスクリュによって、ポリマ溶融体は単軸スクリュ押出し機の内部で下流側に歯車溶融体ポンプ（２）の流入開口にまで搬送される。この歯車溶融体ポンプは、放射線シールド（３）内に組み込まれた、加熱された溶融体管路（４）を通じて、放射線シールド（３）の内部に設けられたチューブ形状付与工具（５）にまで高温のポリマ溶融体を搬送するために必要となる所要の溶融体圧力を形成する。ポリマ溶融体は次いでチューブ形状付与工具（５）のリングダイもしくはリングノズル内で成形されてチューブを形成する。このチューブには、リングノズルスリットからの流出直後に、まだ溶融液状の状態において２つの側から、加速された電子（７）が照射される。電子エネルギはこの場合、最大１０ＭｅＶであり、照射線量は最大１５０ｋＧｙである。溶融体改質されたプラスチックチューブは引き続き汎用の形式で寸法規制され、かつ冷却される（８）。こうして硬化されたプラスチックチューブは引き続き放射線シールド（３）を通じて照射室から導出され、次いでたとえば環状つばに巻き取られる。
【００３８】
例４（図４参照）
種々異なるスタンダードポリマ（Standardpolymer）、コンストラクションポリマ（Konstruktionspolymer）ならびにハイパフォーマンスポリマ（Hochleistungspolymer）（たとえばＰＰ，ＰＡ，ＰＥＴ，ＰＢＴ，ＰＳＵ，ＰＰＳ，ＰＩ，ＰＥＥＫ）の顆粒または粉末が、単軸スクリュ押出し機または２軸スクリュ押出し機（１）において汎用の形式で溶融される。回転するスクリュによって、まずポリマ溶融体が形成され、そして場合によってはこのポリマ溶融体に添加剤が混入され、次いで押出し機の内部で下流側に歯車溶融体ポンプ（２）の流入開口にまで搬送される。この歯車溶融体ポンプ（２）は、放射線シールド（３）内に組み込まれた、加熱された溶融体管路（４）を通じて、照射室（５）の流入開口にまでポリマ溶融体を搬送するために必要となる所要の溶融体圧力を形成する。照射室（５）は放射線シールド（３）の内部に位置している。照射室（５）内では、ポリマ溶融体が、互いに異なるスクリュエレメントジオメトリの密に噛み合った、自己浄化性のスクリュシャフトによって無圧に、すなわち１００％よりも下の充填度で、照射室（５）を通って搬送される。この場合に、ポリマ溶融体はビーム窓（６）をその全長にわたって通過し、そしてこのビーム窓を通じて電子加速器（８）から加速された電子（７）が、規定の全照射線量にまで照射される。電子エネルギは最大１０ＭｅＶである。回転しかつ密に噛み合った、自己浄化性の押出しスクリュにより、強制的にプラグフロー（Pfropfenstroemung）が生ぜしめられる。すなわち、ポリマ溶融体における種々異なってビーム活性化された溶融体容積の狭い軸方向滞留時間分布および有効な混合／均一化が生ぜしめられる。ビーム窓（６）内で吸収されたビームエネルギは付加的な溶融体加熱のために利用され得る。こうしてビーム改質されたポリマ溶融体は照射室（５）の端部において別の歯車溶融体ポンプ（９）に供給される。この歯車溶融体ポンプ（９）は所要の溶融体圧力を形成する。この溶融体圧力は、放射線シールド（３）内に組み込まれた、加熱された溶融体管路（４）を通じて照射室（５）の外部のストランド形成工具（１０）にまで、ビーム改質されたポリマ溶融体を搬送するために必要となる。後続の水中グラニュレータ（ＵＷＧ）（１１）において、汎用の形式で、ポリマストランドの顆粒化が行われる。水中グラニュレータに流入した顆粒粒子はこのときに冷却され、その後に汎用の形式で脱水され、乾燥され、篩分けされ、かつ包装され、そしてその後に公知の方法により処理されてプラスチック製品を形成する。
【００３９】
例５（図５参照）
熱可塑性樹脂の顆粒または粉末が、単軸スクリュ押出し機または二軸スクリュ押出し機（１）において汎用の形式で溶融される。回転するスクリュによって、まずポリマ溶融体が形成され、そして場合によってはこのポリマ溶融体に添加剤が混入され、次いで押出し機の内部で下流側に歯車溶融体ポンプ（２）の流入開口にまで搬送される。この歯車溶融体ポンプ（２）は、放射線シールド（３）内に組み込まれた、加熱された溶融体管路（４）を通じて、照射室（５）の流入開口にまでポリマ溶融体を搬送するために必要となる所要の溶融体圧力を形成する。照射室（５）は放射線シールド（３）の内部に位置している。照射室（５）では、ポリマ溶融体が、方形プロファイル、つまり方形横断面を有する通路内で変形加工されて、規定された溶融体ジオメトリを形成する。このようにプロファイリング（異形成形）されたポリマ溶融体流は次いで照射室（５）内のビーム窓（６）を通過し、このビーム窓（６）において、電子加速器（８）から加速された電子（７）が照射される。電子エネルギは最大１０ＭｅＶである。この場合、形状接続的に流れる、つまり通路内に嵌合するように流れる、プロファイリングされたポリマ溶融体はビーム改質される。ビーム窓（６）内で吸収されたビームエネルギは付加的な溶融体加熱のために有効に使用され得る。ビーム改質されたポリマ溶融体は照射室（５）の端部において再びまとめられて、別の歯車溶融体ポンプ（９）に供給される。この歯車溶融体ポンプ（９）は、放射線シールド（３）内に組み込まれた、加熱された別の溶融体管路（４）を通じて照射室（５）の外部の異形材形成工具もしくはプロファイル形成工具（１０）にまでポリマ溶融体を搬送するために必要となる所要の溶融体圧力を形成する。後続のカッタ付きローラグラニュレータ（１１）において、プラスチックストランドの顆粒化が行われる。顆粒粒子はその後に汎用の形式で脱水され、乾燥され、篩分けされ、かつ包装され、そしてその後に公知の方法により処理されてプラスチック製品を形成する。
【００４０】
例６
インターナルミキサ（Innenmischer）で製造された、ビーム架橋可能であるがまだ架橋されていないゴム混合物が、コンベンショナルな単軸スクリュゴムプレスにおいて溶融される。この混合物は通常、ゴムポリマ１００質量部（ｐｈｒ）、充填剤０〜９０質量部、可塑剤０〜５０質量部、加工助剤０〜１０質量部、老化防止剤０〜２質量部および汎用量の架橋化学薬品（たとえば過酸化物または硫黄、汎用の促進剤、たとえばＭＢＴＳ；加硫助剤、たとえば酸化亜鉛およびステアリン酸[たとえば：W.Hofmann著、 Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers， ミュンヘン、ウィーン、ニューヨーク、１９８９年参照]）。単独でまたはブレンド（有利には２〜３種のポリマから成る）の形で使用されるゴムポリマは、汎用タイプ（たとえばW.Hofmann著、Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers，ミュンヘン、ウィーン、ニューヨーク、１９８９年参照）、たとえばＮＢＲｓ、Ｈ−ＮＢＲｓ、ＥＰＤＭｓ、フッ素ゴム、ＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲタイプ等である。充填剤は通常、カーボンブラック、シラン化化学薬品（たとえばＳｉ６９のようなテトラスルファン）と組み合わされた充填ケイ酸もしくは沈降ケイ酸（シリカ）または比較的新しい充填剤、たとえば非改質成層ケイ酸塩または改質された成層ケイ酸塩である。ゴム混合物は完成混合物であり、この完成混合物につき、ビーム架橋に対して付加的にさらに、コンベンショナルな化学的な架橋を行うことができる。この場合には、溶融温度および加硫温度ならびに架橋化学薬品の量が、使用目的に相応して、各ビーム線量を用いて達成可能となる架橋に合わせて互いに調和される。流動性のゴム混合物は引き続き歯車ポンプによって、放射線シールド内に組み込まれた、加熱された、溶融体のための供給管路を通じて、放射線シールド内部のプロファイル形状付与工具にまで搬送される。流動性のゴム混合物は引き続き形状付与工具のプロファイルノズル内で成形されて、リップシールプロファイルもしくはリップシール異形材（汎用の寸法、たとえば幅８ｍｍ〜２０ｍｍおよび高さ７ｍｍ〜５０ｍｍを有する）を形成する。このリップシールプロファイルにはプロファイルノズルスリットからの流出直後に、まだ流動性の状態で、加速された電子が照射される。電子エネルギは１０ＭｅＶであり、照射線量は５００ｋＧｙである。こうしてビーム架橋されたリップシールプロファイルは放射線シールドを通って照射室から導出されて、汎用の形式で収納されるか、または巻き取られる。まだ流動性のゴム混合物に対する直接的な電子照射は、固体照射に比べて、より密でかつより均質な網状構造を生ぜしめ、ひいてはより高い強度ならびにより大きな耐用年数をもたらす。
【００４１】
例７
インターナルミキサで製造された、ビーム架橋可能であるがまだ架橋されていないゴム混合物が、コンベンショナルな単軸スクリュゴムプレスにおいて溶融される。この混合物は通常、ゴムポリマ１００質量部（ｐｈｒ）、充填剤０〜９０質量部、可塑剤０〜５０質量部、加工助剤０〜１０質量部、老化防止剤０〜２質量部および汎用量の架橋化学薬品（たとえば過酸化物または硫黄、汎用の促進剤、たとえばＭＢＴＳ；加硫助剤、たとえば酸化亜鉛およびステアリン酸[たとえば：W.Hofmann著、 Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers， ミュンヘン、ウィーン、ニューヨーク、１９８９年参照]）。単独でまたはブレンド（有利には２〜３種のポリマから成る）の形で使用されるゴムポリマは、汎用タイプ（たとえばW.Hofmann著、 Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers， ミュンヘン、ウィーン、ニューヨーク、１９８９年参照）、たとえばＮＢＲｓ、Ｈ−ＮＢＲｓ、ＥＰＤＭｓ、フッ素ゴム、ＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲタイプ等である。充填剤は通常、カーボンブラック、シラン化化学薬品（たとえばＳｉ６９のようなテトラスルファン）と組み合わされた充填ケイ酸（シリカ）または比較的新しい充填剤、たとえば非改質成層ケイ酸塩または改質された成層ケイ酸塩である。流動性のゴム混合物は引き続き歯車ポンプによって、放射線シールド内に組み込まれた、加熱された、溶融体のための供給管路を通じて、放射線シールド内部のプロファイル形状付与工具にまで搬送される。流動性のゴム混合物は引き続き形状付与工具のプロファイルノズル内で成形されて、チューブプロファイル（チューブ異形材）もしくはシールプロファイル（封止異形材）を形成する。このチューブプロファイルもしくはシールプロファイルにはプロファイルノズルスリットからの流出直後に、まだ流動性の状態で直接に順次に、種々異なって加速された電子が照射される。第１の照射の電子エネルギは１０ＭｅＶであり、照射線量は５００ｋＧｙであり、こうして全プロファイル横断面にわたって十分に均質な基本架橋を形成する。直ちに続く第２の照射の電子エネルギは２００ｋｅＶであって、既に前架橋されたプロファイル表面においてのみ付加的な架橋を形成する。こうして勾配架橋されたチュ―ブプロファイルもしくはシールプロファイルは、放射線シールドを通って照射室から導出されて、汎用の形式で巻き取られるか、または格納される。ゴム混合物の流動性の状態におけるシーケンシャルな勾配架橋は、著しく改善された機械的な、特にトライボロジ的な特性をもたらす。
【００４２】
例８
例１により溶融体架橋されたポリエチレンシートが、その溶融体照射の直後にまだ温かい状態で、加熱されたローラによって捕捉され、引き出され、熱処理され、かつ軸方向に延伸される。次いで、冷却されたローラによってシート硬化が行われる。次いで硬化されかつ架橋されたポリエチレンシートは、局所的な放射線シールドを通って照射室から導出されて、汎用の形式で巻き取られる。架橋と、高められた温度における軸方向の延伸との、直接的に連続した組合せにより、唯１回のプロセスステップにおいて種々のポリエチレン収縮シートが形成される。
【００４３】
例９
例１により溶融体架橋されたポリエチレンシートが、溶融体照射の直後にまだ温かい状態で、自体公知の構造の緊締フレームもしくはテンタによって捕捉され、引き出され、このテンタ内で熱処理され、かつ二軸延伸される。この場合、このことは同時にも、シーケンシャルにも実施され得る。このように架橋されかつ延伸されたポリエチレンシートはテンタからニードル除去されて、局所的な放射線シールドを通って照射室から導出されて、汎用の形式で巻き取られる。溶融体架橋と、高められた温度における二軸延伸との、直接的に連続した組合せにより、唯１回のプロセスステップにおいて種々のポリエチレン収縮シートが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】溶融シートの連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図である。
【図２】溶融糸の連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図である。
【図３】溶融チューブの連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図である。
【図４】照射中に混合を行う、顆粒の連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図である。
【図５】顆粒の連続的な製造・電子照射プロセスを示す概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ポリマを流動性の状態に変えるための装置構成要素
２  放射線シールド
３  歯車ポンプ
４  流入・流出管路
５  形状付与工具
６  電子放射線のための照射装置
７  後処理装置または後加工装置
８  後処理装置または後加工装置
９  糸引出し鉛直通路
１０  形状付与工具
１１  グラニュレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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