JP2000351155A - 延伸成型用ポリエチレン原反シート及びそれを用いたシートの製造方法 - Google Patents

延伸成型用ポリエチレン原反シート及びそれを用いたシートの製造方法

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JP2000351155A
JP2000351155A JP11163897A JP16389799A JP2000351155A JP 2000351155 A JP2000351155 A JP 2000351155A JP 11163897 A JP11163897 A JP 11163897A JP 16389799 A JP16389799 A JP 16389799A JP 2000351155 A JP2000351155 A JP 2000351155A
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JP
Japan
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sheet
polyethylene
polymer
stretching
olefin
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JP11163897A
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English (en)
Inventor
Katsuo Matsuzaka
勝雄 松坂
Hiroshi Sugawara
宏 菅原
Masanori Hirata
昌徳 平田
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス繊維を用いることなくしかもガラス繊
維で強化された場合と同等の機械的強度を有する樹脂強
化シートを、 溶剤等を用いない乾式プロセスにより製造
する。 【解決手段】 結晶性高密度ポリエチレンに、重量平均
分子量10万以下でかつ60℃において溶融状態又は液
体状態であるαーオレフィン(共)重合体を含有させる
ことにより、通常の延伸機を用いても延伸成形性が改善
され、高延伸倍率の延伸成形が容易に行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス繊維強化シー
トの代替材として好適に用い得る延伸ポリエチレンシー
トの製造方法及びそれに用いられる原反シートに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ガラス繊維強化シートは、合
成樹脂シートにガラス繊維を組み合わせることにより得
られ、このような構成によって機械的強度が高められる
ため、各種構造材、建材、成形材などに広く用いられて
いる。この種のガラス繊維強化シートとしては、例え
ば、特公昭63−67446号公報に、一方向に伸びる
ように配列されたガラス長繊維を粉末状の熱可塑性樹脂
を用いて結合させ、シート状とした所謂プリプレグシー
トが開示されている。
【0003】しかしながら、上記ガラス繊維強化シート
を製造する際に、ガラス繊維を緊張させた状態で樹脂中
に供給し、ガラス繊維に樹脂を含浸させる工程を経なけ
ればならないため、製造工程が煩雑であった。さらに、
ガラス繊維を緊張させた状態で一方向に連続的に巻き取
りながら各工程に搬送するため、ガラス繊維が切断した
り、毛羽立ったガラス繊維により皮膚刺激を起こすとい
う問題点があった。
【0004】これに対して、ガラス繊維を使用すること
なく、素材の耐熱性や機械的強度を改善する方法とし
て、特開昭63−135429号公報に開示されている
方法がある。この方法は、ポリエチレンとポリプロピレ
ンとからなるゲル状混合物に延伸及び架橋処理を施すこ
とによって、ポリエチレン分子鎖をある方向に配向させ
た状態で架橋させた延伸成形体を製造するものであり、
得られる延伸成形体は耐熱性及び機械的強度に優れると
記載されている。
【0005】しかしながら、上記延伸成形体の製造に際
し、デカリン等の溶媒を必要とする、いわゆるゲル紡糸
法が用いられるため、例えば超高分子量ポリエチレン及
びポリプロピレンのパウダーを加熱溶媒中に溶解させて
急冷することによりゲル化し、得られたゲルから溶媒を
除去したものを原料とし、さらに加熱や延伸を行なう必
要があった。その結果、製造工程が煩雑になり、コスト
高になるという問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のガラス繊維強化シートの代替材の欠点を解消し、ガラ
ス繊維を用いることなくしかもガラス繊維で強化された
場合と同等の機械的強度を有する高強度樹脂シートを提
供することにあり、 溶剤等を用いない乾式プロセスによ
り製造しうる高強度樹脂シートを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1に記載の
原反シートは、結晶性高密度ポリエチレンを主成分と
し、α−オレフィン(共)重合体を副成分とする延伸成
型用ポリエチレン原反シートにおいて、α−オレフィン
(共)重合体が2種以上のα−オレフィンの(共)重合
体であって、かつ、重量平均分子量10万以下で60℃
において溶融状態又は液体状態となるα−オレフィン
(共)重合体であることを特徴とする延伸成成型用ポリ
エチレン原反シートである。
【0008】本願の請求項2に記載の延伸ポリエチレン
シートの製造方法は、原反シートを延伸成型する工程
が、該原反シートを圧延した後で延伸する工程であるこ
とを特徴とする延伸ポリエチレンシートの製造方法であ
る。
【0009】本発明で用いられる結晶性高密度ポリエチ
レン(以降、ポリエチレンという)としては、重量平均
分子量が5万から50万のものを用いることが好まし
い。重量平均分子量が5万以下であると樹脂自体が脆く
なり延伸性が失われる。重量平均分子量が50万を超え
ると、押出成形等が困難であるだけでなく、延伸成型工
程が溶剤等の可塑剤を大量に用いる複雑な工程でなけれ
ば成形できなくなるといった不具合が起き、本発明の目
的にそわない。
【0010】上記ポリエチレンのメルトフローレート
(MFR)は、小さくなると押出機等の成形機に負担が
掛かり過ぎ、大きくなると延伸性が劣るので、0.1〜
20が好ましい。上記MFRは、JIS K6760に
準拠して測定される値である。
【0011】ポリエチレンの密度は、0.94g/cm
3 以上が好ましい。ポリエチレンの密度が0.94g/
cm3 未満になると、延伸加工を施しても機械的強度及
び弾性率の向上が余り期待できない。
【0012】本発明で用いられるα−オレフィン(共)
重合体としては、60℃において溶融状態又は液体状態
のもの、即ち融点が60℃以下のものが用いられる。こ
のようなαーオレフィン(共)重合体を用いることによ
り、延伸成形性が改善され高延伸倍率の延伸シートの成
形が容易に行える。
【0013】上記αーオレフィン(共)重合体は、重量
平均分子量が10万以下のものが用いられる。10万以
上であれば、ポリエチレンへの分散性が悪くなるばかり
でなく、延伸成形性が向上し難くなる。
【0014】本発明におけるαーオレフィン(共)重合
体は、1 種のみでは結晶性が高くなり、融点が60℃以
上になるので本発明の効果を期待できなくなるから、α
ーオレフィンが2種以上(共)重合したものでなければ
ならない。
【0015】αーオレフィン(共)重合体は、エチレ
ン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン等のαーオ
レフィンの2種以上の(共)重合体であり、同様の化学
構造を持つものであればこれに限らない。例えば、ポリ
ブタジエン、ポリイソプレンなどの非共役ジエン系樹脂
の2重結合の一部又は全部を水素添加して得られる樹脂
などが挙げられる。但し、樹脂成分として上記以外の樹
脂成分、例えば、酢酸ビニル、ビニルアルコール、アク
リル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチルなどが10重
量%以下共重合されているものであっても良い。
【0016】αーオレフィン(共)重合体の使用量は、
ポリエチレン100重量部に対し0.1から100重量
部が良く、更に好ましくは、0.5から20重量部が良
い。α−オレフィン( 共) 重合体が0.1重量部以下で
あれば、延伸成型性の向上が期待できず、100重量部
以上では延伸シートの機械的強度が低い。
【0017】本発明においては、上記樹脂成型体シート
は、ポリエチレンとαーオレフィン(共)重合体とから
のみで構成されていても良いし、更に他の樹脂や添加剤
を混合したものを用いても良い。
【0018】上記ポリエチレンとαーオレフィン( 共)
重合体とからなる樹脂組成物を押出機等で溶融成形する
場合、その成形温度は130℃以上が好ましく、より好
ましくは150℃以上である。溶融温度が130℃未満
になると、該樹脂組成物の溶融が不完全となり、押出機
等の成形機に負荷がかかり過ぎることがある。しかしな
がら、余り高温で溶融成形すると、ポリエチレンが分解
して変色等を起こしたり、分子量の低下に伴う強度低下
等を招く恐れがあるので、溶融温度は250℃以下が好
ましい。
【0019】上記溶融状態のポリエチレンを原反シート
に成形する方法としては、特に限定されず、プラスチッ
クの成形で一般に行なわれているロール成形法、カレン
ダー成形法等が用いられる。
【0020】上記原反シートの厚みは2mmから15m
mが好ましい。厚みが、2mm未満になると延伸後のシ
ートの厚みが薄くなり過ぎ、15mmを超えると以後の
工程における加工が困難になる。
【0021】次に、延伸ポリエチレンシートの製造方法
について説明する。本発明においては、上記原反シート
は比較的厚く成形され、延伸に先立って圧延処理を施さ
れる。圧延処理とは、例えば、上記原反シートの厚みよ
りもクリアランスを狭くした一対の互いに反対方向に回
転する圧延ロール間に原反シートを挿入し、該原反シー
トの厚みを減少させると共に長さ方向に伸長させること
によって行なわれる。
【0022】上記圧延処理する際の原反シートの温度
は、70〜125℃が好ましく、より好ましくは90〜
120℃である。温度が70℃未満になると圧下力が大
きくなるため均一な圧延が困難になり、125℃を超え
ると原反シートが圧延中に溶融切れを起こすことがあ
る。
【0023】圧延倍率は、小さくなると圧延の効果が期
待できないばかりでなく、後の延伸工程に負担がかか
り、大きくなると圧下力が大きくなるため均一な圧延が
困難となるばかりでなく、圧延後の原反シートの厚みが
薄くなりすぎて、以後の延伸工程中において原反シート
が切断する恐れがあるので、圧延倍率2〜10倍が好ま
しい。なお、圧延倍率は下記の式で定義される。圧延倍
率=原反シートの圧延前の断面積/原反シートの圧延後
の断面積
【0024】圧延後の原反シートを延伸する方法として
は、一般に行なわれている1軸延伸法が用いられる。1
軸延伸法としては、例えば、原反シートを加熱した状態
で速度の異なる2対のピンチロール(繰出しロールと引
取りロール)間に挟んで引張ることにより、1軸方向の
みに強く配向させる方法が挙げられる。繰出しロールと
引取りロールとの回転速度比(引取りロールの回転速度
/繰出しロールの回転速度)によって定義されるポリエ
チレンシートの延伸倍率は、延伸ポリエチレンシートの
機械的強度と生産性を考慮して2〜10倍とすることが
好ましい。
【0025】延伸倍率は高い程良いのはいうまでもない
が、2倍以下だと延伸成形された延伸ポリエチレンシー
トの機械的強度が出ず目的を達成できない。一方、延伸
倍率を10倍以上にしようとすれば、スリップ防止のた
めに、延伸機の繰り出しロール及び引き取りロールの圧
下力を極めて大きくしなければならず装置が大げさにな
ったり、また原反にわずかな部分的な厚み差があれば、
延伸成形時にシートが薄くなりすぎる部分が出やすく、
その結果延伸ポリエチレンシートが裂けたり破断してし
まう恐れが大きくなる。
【0026】延伸工程における原反シートの温度は、7
0〜120℃の範囲が好ましい。70℃未満又は120
℃を超えるような温度では、延伸工程中にシート切れを
起こすことがある。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、非限定的な実施例を掲げ
て、本発明を更に詳しく説明する。
【0028】(実施例1)結晶性高密度ポリエチレン
(日本ポリケム社製;商品名「HY540」;重量平均
分子量3.3×105 、メルトフローレート(MFR)
1.0、融点135℃)100重量部に、エチレンープ
ロピレン共重合体(ユニロイヤルケミカルカンパニー社
製;商品名「TRILENE CP40」;重量平均分
子量2×10 4 、60℃での粘度210ポイズ(液体状
態))1.0重量部を混合した樹脂組成物を、同方向2
軸混練押出機(池貝鉄鋼(株)社製;PCM30型)を
用いて樹脂温度200℃で溶融混練させ、ロール温度を
90℃に制御したカレンダー成形機にて幅70mm、厚
さ2.5mmのシートに成型し巻き取った後、125℃
に加熱した熱ロール((株)小平製作所製:ロール径6
インチ)を用いて10倍に圧延し、圧延ポリエチレン原
反シートを得た。
【0029】次いで、圧延処理した上記ポリエチレン原
反シートを、熱風加熱式延伸機を用いて延伸温度100
℃で、1段目の延伸倍率を2.0倍、2段目の延伸倍率
を1.6倍で行い、総延伸倍率が32倍の延伸ポリエチ
レンシートを安定して得ることができた。なお、ここで
の総延伸倍率は安定して成形しうる最大の延伸倍率であ
り、本発明においては、上記圧延倍率と延伸倍率との積
を総延伸倍率と定義する。
【0030】(比較例)エチレンープロピレン共重合体
を使わなかった以外は実施例と同様にして圧延ポリエチ
レン原反シートを成形し、総延伸倍率が26倍となるよ
うに延伸して延伸ポリエチレンフィルムを得た。
【0031】JIS K7113の引張試験方法に準じ
て、延伸ポリエチレンシートの引っ張り特性を評価した
結果を、表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】結晶性高密度ポリエチレンに、重量平均
分子量10万以下でかつ60℃において溶融状態又は液
体状態であるαーオレフィン(共)重合体を含有させる
ことにより、通常の延伸機を用いても延伸成形性が改善
され、高延伸倍率の延伸成形が容易に行える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 7:00 Fターム(参考) 4F071 AA15 AA16 AA20 AA21 AF43 BA09 BB07 BC01 4F210 AA03A AA05 AG01 QA04 QC02 QG01 QN01 4J002 BB031 BB052 BB053 BB142 BB143 BB172 BB173

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶性高密度ポリエチレンを主成分と
    し、α−オレフィン(共)重合体を副成分とする延伸成
    型用ポリエチレン原反シートにおいて、α−オレフィン
    (共)重合体が2種以上のα−オレフィンの(共)重合
    体であって、かつ、重量平均分子量10万以下で60℃
    において溶融状態又は液体状態となるα−オレフィン
    (共)重合体であることを特徴とする延伸成型用ポリエ
    チレン原反シート。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の原反シートを延伸成型
    する工程が、該原反シートを圧延した後で延伸する工程
    であることを特徴とする請求項1に記載の原反を用いた
    延伸ポリエチレンシートの製造方法。
JP11163897A 1999-06-10 1999-06-10 延伸成型用ポリエチレン原反シート及びそれを用いたシートの製造方法 Pending JP2000351155A (ja)

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