JPH0847994A - 軽量・超強力シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １３５℃デカリン測定における極限粘度５ｄ
ｌ／ｇ以上の超高分子量ポリエチレンを延伸してなる引
張強度が少なくとも１．０ＧＰａ以上のテープからなる
２軸または多軸のヤーン積層不織布および広巾網状ウェ
ブの経緯積層不織布から選択された少なくとも１種の延
伸材料とシート材との少なくとも２層の積層構造体から
なる軽量・超強力シート。 【効果】 刃物やセメント破片、金属破片等に対する耐
破断性を有し、薄さが評価されて、安価で、柔軟で、か
つ取扱いや作業性に優れたものであり、特にコンクリー
ト破砕工事等の防護用として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テント、ヨット、フレ
キシブルコンテナー等に使用し得る帆布、あるいは工事
現場、建築現場、コンクリート等の建築物の解体などで
使用する防護シート、防爆シート等に適用される、軽量
で、高強力なシートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工事現場、建築現場、コンクリー
ト解体用防護シートもしくは防爆シート等の高強力シー
トは、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維からなる織物
に樹脂をコーティングしたターポリン等が使用されてい
たが、強度、弾性率が低い等の問題があった。昨今にお
いては、超高分子量ポリエチレンの延伸ヤーンやケプラ
ー繊維、ベクトラン繊維等の液晶繊維からなる高弾性繊
維の織物またはこの織物に樹脂をコーティングしたター
ポリン等が使用されている。しかし、これらはいずれも
織物から形成されるため、糸が交差し、織物の織り密度
を密に織らないと組織に笑いが生じるため、厚くなり、
取扱いや作業性が悪いという欠点を有している。また、
高弾性繊維の織物の織り工賃が高いばかりでなく、高弾
性率なので織り難く、高弾性率ヤーンの使用量も多くな
り、コスト高になるという問題点も有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するために鋭意検討した結果なされたものであっ
て、高強度、高弾性率、軽量な超高分子量ポリエチレン
の超延伸体の刃物やセメント破片、金属破片等に対する
耐破断性と、超高分子量ポリエチレンの延伸テープや網
状化ウエブのフラット性および薄さの利点を生かして、
安価で、薄くて柔軟で、取扱いや作業性に優れた超強力
シートを提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
に沿って鋭意検討した結果、超高分子量ポリエチレンの
超延伸体とシート材とを接着剤を介して一体化すること
により、軽量かつ安価な超強力シートが得られることを
見出して本発明に到達した。

【０００５】すなわち、本発明は、１３５℃デカリン溶
液測定における極限粘度５ｄｌ／ｇ以上の超高分子量ポ
リエチレンからなる引張強度が少なくとも１．０ＧＰａ
以上のテープからなる２軸または多軸のヤーン積層不織
布および広巾網状ウェブの経緯積層不織布から選択され
た少なくとも１種の延伸材料とシート材との少なくとも
２層の積層構造体からなることを特徴とする軽量・超強
力シートである。

【０００６】上記した本発明においては、前記シート材
が、不燃または難燃性シートであることが好ましく、ま
た、上記ヤーン積層不織布およびウェブの経緯積層不織
布において、その積層構造体の空隙率が３０％以上であ
り、シート材が５ｍｍ以下の微細な穴を多数有すること
がより好ましい。

【０００７】上記した本発明は、ヤーンおよびウェブを
構成するフィラメントが直線的に交差しているので、織
布やランダム不織布のようにヤーンの屈曲がなく、フィ
ラメントのもつ強度、弾性率が有効に活かせ、その結
果、薄くても充分に強度および弾性率のあるシートにす
ることができる。

【０００８】本発明の不織布は、フィラメントが直線的
に交差しているため、種々の構造体にすることができ、
少ない繊維量にもかかわらず、強度が大きくかつ寸法安
定性が高いことより、軽量で防護シートとしての目的を
充分に果たすことができる。従来の織布やランダム不織
布では、このような粗目の構造にすることは困難であ
り、粗目の織布にするためには、絡み織等の手段が必要
であるが、コストアップにつながるばかりでなく、織布
の厚みが増すことが欠点となる。

【０００９】また、薄いウェブはそれ自体軽量であるば
かりでなく、それをラミネートするフィルムも薄くて済
み、全体として軽量でかつ安価となる。特に本発明のラ
ミネートするフィルムは、難燃加工してあることが望ま
しく、そのため薄くなることによるコストの低減効果も
大きい。

【００１０】以下本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明の超高分子量ポリエチレンとは、極
限粘度（１３５℃デカリン溶液で測定）５ｄｌ／ｇ以上
を有するものであり、好ましくは５〜５０ｄｌ／ｇの範
囲、好ましくは５〜４０ｄｌ／ｇ、更に好ましくは１０
〜３０ｄｌ／ｇのものであり、粘度平均分子量が５０万
〜１２００万の範囲、好ましくは９０万〜９００万、更
に好ましくは１２０万〜６００万に相当するものであ
る。

【００１２】極限粘度が、５ｄｌ／ｇ未満では延伸物の
機械的物性が低下し、５０ｄｌ／ｇを超える場合は加工
成形性が悪くなり好ましくない。

【００１３】上記超高分子量ポリエチレンの形状は特に
限定されないが、後加工で均質なフィルムを得るため
に、通常、顆粒状、粉末状のものが好ましく用いられ
る。

【００１４】これらの粒径は、２０００μｍ以下、好ま
しくは１〜２０００μｍ、更に好ましくは１０〜１００
０μｍが望ましい。また、その粒径分布は狭い方が圧縮
成形してシート化する際に欠陥部が少ないので好まし
い。

【００１５】本発明の超高分子量ポリエチレンは、チタ
ン化合物、パナジウム化合物、クロム化合物、ジルコニ
ウム化合物、ハフニウム化合物等の周期律表IV〜VI族の
遷移金属を含む化合物のうち、少なくとも１種の化合物
を含有する触媒成分と、必要に応じて有機金属化合物と
を組み合わせてなる触媒の存在下に、エチレンを単独重
合またはエチレンと炭素数３以上のα−オレフィン等と
共重合することにより製造される。

【００１６】α−オレフィンとしては、炭素数３〜１
２、好ましくは３〜８のものが好適に使用される。具体
的にはプロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペン
テン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−
ドデセン等が挙げられる。

【００１７】これらの中、特にプロピレン、１−ブテ
ン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセンが好まし
い。また、他のコモノマーとして、ブタジエン、１，４
−ヘキサジエン、ビニルノルボルネン、エチリデン−ノ
ルボルネンなどのジエン類等をさらに併用してもよい。

【００１８】前記エチレン・α−オレフィン共重合体の
α−オレフィン含有量は、０．００１〜１０モル％、好
ましくは０．０１〜５モル％、さらに好ましくは０．１
〜１モル％の範囲で用いられる。

【００１９】本発明を構成する超高分子量ポリエチレン
のヤーンおよび網状ウェブを製造する方式としては、本
発明者らの先の発明、特開昭６３−１５９４０８、特開
平３−１３０１１６、特開平５−２１４６５７号で示し
た方法により製造することができる。

【００２０】本発明を構成する超高分子量ポリエチレン
のヤーンおよび網状ウェブを製造する方式としては、上
記方式ばかりでなく、溶融フィルムから成形した超延伸
する方式や、溶剤法から成形し超延伸したヤーンからも
製造することができる。

【００２１】更に、本発明のヤーンとしては、マルチフ
ィラメントヤーン、モノフィラメントヤーン、テープ状
フィラメントヤーン、スプリットヤーン等が使用でき
る。また、本発明の網状ウェブとしては、広巾スプリッ
トウェブ（図２ｃおよびｆ）の経緯積層体（図２ｇ）ば
かりでなく、延伸前に一定間隔に千鳥状のスリットを入
れて延伸したウェブの経緯積層体（図２ｄ）等を含む。

【００２２】本発明の２軸または多軸のヤーンの積層不
織布は、例えば図２ａ，ｂおよびｃに例示した構造を示
し、超高分子量ポリエチレンの超延伸された高強度、高
弾性率のヤーンが直交または斜交して直線的に交差した
構造体である。これらの積層不織布の製法としては、特
公昭５３−３８７８３、特公昭６２−５４９０４、特公
平３−８０９１１等の方式で製造することができる。

【００２３】広巾網状ウェブを経緯に直交積層した不織
布は、図２ｅおよびｆに示した超高分子量ポリエチレン
の超延伸された広巾フィルムをスプリットし、拡幅した
ウェブを、図２ｄおよびｇに示すように経緯積層した構
造体を示す。これらのスプリットウェブおよびその拡幅
積層体の製法は、特公昭４５−１０７７８、特公昭４９
−３６０４８、特公昭６１−５５４５６、特公昭６０−
３２５７３等の手段により製造することができる。

【００２４】本発明の２軸または多軸の積層不織布を構
成するヤーンの強度としては、少なくとも１．２ＧＰａ
以上あることが望ましく、さらに望ましくは、１．５Ｇ
Ｐａ以上、さらに望ましくは１．８ＧＰａ以上であるこ
とが望ましい。

【００２５】本発明の網状ウェブは、スリットやスプリ
ットの方式によっては、そのまま測定したのでは充分な
強度は発揮できないが、構成するフィラメントそれ自身
は充分強度がある。したがって、この網状ウェブを構成
するウェブの強度としては、撚をかけて測定した値が
１．０ＧＰａ以上であることが望ましく、さらに望まし
くは１．５ＧＰａ以上であることが望ましい。撚をかけ
た後の強度は、撚数によって異なり、その最適撚数は、
測定する際のデニールによって異なる。一般に１０００
デニールのフィラメントでの最適撚数は１００回／ｍ前
後である。

【００２６】本発明において規定したヤーンの強度やウ
ェブの強度は、本発明者等の先の発明である特開平３−
１３０１１６号に示す如く、表面に低分子量接着剤層の
あるヤーン等では、それらの接着層を除いた断面積で計
算した値を使用する。

【００２７】本発明において用いられるシート材として
は、熱可塑性樹脂製シート、ゴム製シート、無機質シー
ト、金属箔等が用いられる。これらの中でも不燃または
難燃性シート、金属箔等のシート材が好ましい。具体的
には高、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直
鎖状ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重
合体、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体
等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル等の熱
可塑性樹脂またはエチレン−プロピレン共重合体ゴム、
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、ＳＢＲ等
のゴムに水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の
無機難燃剤、塩素系、臭素系、リン系等の有機難燃剤等
を配合したシート、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレ
ン等のハロゲン含有シート、セラミックの超微粒子を主
とする無機柔軟性シート等が挙げられる。

【００２８】本発明の軽量・超強力シートは、建築現場
等で使用されることが多く、そのためには用いられるシ
ート材は難燃または不燃にすることが望ましい。

【００２９】シートの不燃および難燃の測定法は、ＪＩ
ＳのＡｌ３２１等でも定められているが、難燃または不
燃の程度は燃焼時の酸素指数で表現でき、酸素指数が少
なくとも３５以上、望ましくは４０以上で、さらに望ま
しくは５０以上であることが望ましい。

【００３０】本発明の軽量・超強力シートの超高分子量
ポリエチレンのヤーンまたはウェブの積層物の空隙率は
３０％、さらに望ましくは５０％以上の空隙率を有する
積層体であることが望ましい。このような積層体を使用
することにより、シートとしては微細な穴を多数有する
製造にすることができる。建築用シートとしては、微細
な穴を多数有する構造のシートは、自然風や爆風に対す
る抵抗が小さく、そのためシート自身の損傷が少ないば
かりでなく、シートを支持している物体の構造全体の損
傷が少なくなる。シートに微細な穴（例えば５ｍｍ以
下）を有していても、コンクリートの破片が貫通するこ
とはなく、実用上の問題はない。

【００３１】本発明の軽量・超強力シートは、薄くて軽
く、コンクリート破砕片に対しての切断力に対して抵抗
のあるシートである。本発明のシートは３００ｇ／ｍ²
以下の軽量であり、薄くて軽いことは、建築現場での運
搬やシートの折畳作業等で格段に作業性が良い。

【００３２】これまでの建築用の難燃シートは、５００
ｇ／ｍ²以上であり、作業性の悪いものである。本発明
のシートは容易に３００ｇ／ｍ²以下にすることができ
る。

【００３３】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明
する。

【００３４】図１は、本発明の一実施例の超強度シート
の斜視図であり、図１において、超高分子量ポリエチレ
ンの延伸テープからなる２軸または多軸のヤーン積層不
織布２や広巾スプリットウェブの経緯積層不織布２の両
面にシート材３および４を接着剤を介して貼合した超強
度シート１である。２軸または多軸のヤーン積層不織布
２、広巾スプリットウェブの経緯積層不織布２には、片
面のみにシート材３または４を貼合してもよいし、さら
に複数層の積層不織布２あるいはシート材３および４を
組み合わせてもよい。

【００３５】本発明の２軸または多軸のヤーン積層不織
布とは、２軸、３軸、４軸等からなるヤーンの積層不織
布であり、図２ａから図２ｇは上記本発明の超高分子量
ポリエチレンの超延伸体からなる各種の２軸または多軸
のヤーン積層不織布および広巾網状不織布を示したもの
であり、図２ａは、超高分子量ポリエチレンの延伸テー
プの２軸のヤーン積層不織布、図２ｂは、超高分子量ポ
リエチレンの延伸テープの３軸のヤーン積層不織布、図
２ｃは、超高分子量ポリエチレンの延伸テープの４軸の
ヤーン積層不織布の配列図を示したものである。また、
図２ｄ〜ｆは、超高分子量ポリエチレンの種々の広巾網
状ウェブの経緯積層不織布である。

【００３６】上記の軽量・超強力シートは、Ａ）超高分
子量ポリエチレンの延伸用材料を製造する工程、Ｂ）延
伸用材料を延伸する工程、Ｃ）延伸材料をテープ化する
工程、Ｄ）延伸テープを２軸または多軸のヤーン積層不
織布に積層する工程、Ｅ）積層不織布とシート材とを貼
合する工程とを含む製造方法、またはＡ）超高分子量ポ
リエチレンの延伸用材料を製造する工程、Ｂ）延伸用材
料を延伸する工程、Ｃ’）延伸フィルムを広巾網状ウェ
ブとする工程、Ｄ’）広巾網状ウェブを経緯積層して不
織布を製造する工程、Ｅ’）広巾網状ウェブとシート材
とを貼合する工程により製造することができる。

【００３７】本発明のＡ）超高分子量ポリエチレンの延
伸用材料を製造する工程としては、インフレーション
法、Ｔダイ法製膜、スカイブ法等のフィルムを製造する
方法、溶剤に溶解したのち糸やフィルムにする方法、超
高分子量ポリエチレンの粉体を固相状態で圧縮成形し、
ついで圧延成形でシート化する方法等が挙げられる。圧
縮方法としてはバッチ式、連続式等のいずれでもよい。
バッチ式としてはスライド式、回転式等が挙げられ、連
続式圧縮方法としては、例えば上下に対向した一対のエ
ンドレスベルトの間に超高分子量ポリエチレンの粉体を
挟みエンドレスベルトを移動させつつ圧縮成形する方法
等が挙げられる。

【００３８】Ｂ）延伸用材料を延伸する工程としては、
特に限定されないが、熱風延伸、シリンダー延伸、ロー
ル延伸、熱板延伸等が挙げられる。超高分子量ポリエチ
レン材料の延伸は滑り易いためニップロール間、クロー
バーロール、多段ロール間、ネルソンロール等で延伸張
力をかけて延伸することが望ましい。

【００３９】延伸温度は、延伸材料の融点未満の範囲
内、通常２０〜１６０℃、好ましくは６０〜１５０℃、
さらに好ましくは９０〜１４５℃である。延伸工程は１
段だけでなく多段で行うことが好ましい。この場合、順
次温度を高めて延伸を行うことが望ましい。

【００４０】延伸速度は、延伸方法、ポリマーの分子
量、組成比等により適宜選択可能であるが、通常１ｍｍ
〜５００ｍ／分の範囲である。より具体的には、回分式
延伸の場合には、１〜５００ｍｍ／分、好ましくは１〜
１００ｍｍ／分、さらに好ましくは５〜５０ｍｍ／分の
範囲である。一方、連続延伸の場合には、通常、０．１
〜５００ｍ／分、好ましくは１〜２００ｍ／分、さらに
好ましくは１０〜２００ｍ／分の範囲内である。なお、
経済性を考慮すれば、高速度の設定がより好ましい。

【００４１】延伸倍率は、高倍率にするほど高強度の延
伸材料が得られるため、できるだけ延伸倍率を高めるこ
とが望ましい。高倍率に延伸するためには、固相状態で
延伸することが望ましく、これらの方法として圧延と引
張延伸とを併用する方法、ゲル延伸法等が挙げられる。

【００４２】本発明においては、圧延および圧延の合計
延伸倍率であるトータル延伸倍率が、２０倍以上、好ま
しくは３０倍以上、より好ましくは５０倍以上、さらに
好ましくは６０〜２００倍とすることが望ましい。

【００４３】本発明においては、上記延伸後の延伸材料
が引張強度として１．０ＧＰａ以上、好ましくは１．５
ＧＰａ以上、さらに好ましくは２ＧＰａ以上であり、引
張弾性率としては、６０ＧＰａ以上、好ましくは８０Ｇ
Ｐａ以上、より好ましくは１２０〜１５０ＧＰａの範囲
である。

【００４４】本発明のＣ）延伸材料をテープ化する工程
は、延伸用材料を予めテープ状に裁断して、延伸に供し
てもよいし、延伸後にテープ状に裁断してもよい。

【００４５】本発明のＤ）延伸テープを２軸または多軸
のヤーン積層不織布に積層する工程とは、図２ａのよう
に延伸テープを配向軸が直交するように交差積層して２
軸または多軸のヤーン積層不織布とし、交点を熱融着し
て得る工程である。また、同様に図２ｂまたは２ｃに示
されるようにヤーンを配列して３軸または４軸の方向に
積層して不織布とするものである。

【００４６】本発明のＥ）積層不織布とシート材と貼合
する工程とは、前記積層不織布とシート材とをホットメ
ルト等の接着剤を介して積層し、貼合する工程である。

【００４７】Ｃ’）延伸用材料の広巾スプリットウェブ
を製造する工程とは、前記延伸用材料を叩打する方法、
捻転する方法、摺動擦過（摩擦）する方法、ブラッシュ
する方法等の機械的方法、エアージェット法、超音波
法、レザー法等のいずれか１種の方法で無数の微細な切
れ目を形成することをいい、特に回転式の機械的方法が
好ましい。このような回転式の機械的方法としては、タ
ップネジ式スプリッター、ヤスリ状粗面体スプリッタ
ー、針ロール状スプリッター等の各種形状のスプリッタ
ー等の採用が挙げられる。例えば、図３に示したタップ
ネジ式スプリッターとしては、通常、５角や６角の角形
であり、１インチあたり、１０〜４０、好ましくは１５
〜３５のネジ山を有するものが望ましい。また、図４に
示したヤスリ状粗面体スプリッターとしては、実公昭５
１−３８９８０号公報になるものが好適である。このヤ
スリ状粗面体スプリッターは、円形断面軸の表面を鉄工
用丸ヤスリ目またはこれに類似の粗面体であり、その面
に２条の螺旋溝を等ピッチに削ったものである。

【００４８】本発明の広巾網状ウェブの製造方法として
は、特に限定されないが、代表例として、図５に示すよ
うにニップロール５，５’とニップロール６，６’間に
スプリッター７を配置し、延伸用材料２０をスプリッタ
ー７に沿わせて張力をかけつつ移動し、高速で回転する
スプリッターに摺動接触させてスプリット（割繊）し網
状化、すなわち網状ウェブ化する。

【００４９】スプリッター７は、図４に示すように、ス
プリッター７の円形断面軸８の表面９をヤスリ目状に形
成された粗面体に、２条の螺旋溝１０，１０’を等ピッ
チに削ったもので、溝１０，１０’は表面の刃の高さ以
上の深さを持つ角溝で形成されている。図６および図７
は、図４のスプリッターに延伸用材料２０を摺曲して割
繊される時のＡ−Ａ’断面および軸方向断面の一部を示
したもので、延伸用材料２０はその張力によってスプリ
ッター７の螺旋溝１０，１０’に嵌り込み、表面９のヤ
スリ目に接する延伸用材料２０は、張力が集中されて大
きな押圧力を受けると共に、巾方向に引っ張られる力も
受けて割繊されて図２ｃまたは図２ｆのように網状化さ
れる。

【００５０】延伸用材料の移動速度は、通常１〜１００
０ｍ／分、好ましくは１０〜５００ｍ／分である。ま
た、スプリッターの周速度で示される回転速度は、延伸
用材料の物性、移動速度、目的とする網状化フィルムの
性状により適宜選択されうるものであるが、通常、１０
〜３０００ｍ／分、好ましくは５０〜１０００ｍ／分で
ある。また、延伸用材料とスプリッターの接触角は、３
０〜１８０度、好ましくは６０〜９０度であることが望
ましい。なお、延伸用材料は、すべりやすいため、スプ
リッターの前後に設置されているニップロールにおい
て、延伸用材料を所定の速度に保持することが難しい場
合があるので、ニップロールとクローバーロールを併用
したり、あるいはネルソンロールを用いたり、さらにこ
れらを組み合わせるなど滑り防止を講じることが望まし
い。

【００５１】ブラッシュする方法や回転式スプリッター
を用いる方法においては、その操作は延伸用材料に張力
をかけて行うことが好ましい。張力は延伸用材料が、伸
びとして０．１〜３％、好ましくは０．５〜２％変形す
る程度の張力をかけて行うことが望ましい。また、スプ
リット時にフィルムの張力を一定に保つためにダンサロ
ール等のコントローラを設置してもよい。

【００５２】スプリット時の温度は、通常−２０〜＋１
００℃、好ましくは−５〜＋５０℃、さらに好ましくは
０〜２０℃の範囲が望ましく、スプリット処理は１段階
で行うだけでなく、多段階で行ってもよいし、また厚み
が大きな材料に対しては表裏からスプリット処理しても
よい。

【００５３】また、延伸用材料を樹脂の融点以上に加熱
した回転焼刃で押圧して、千鳥状等にスリットを入れて
網状化することも可能である。

【００５４】Ｄ’）広巾スプリットウェブを経緯積層し
て不織布を製造する工程は、前記広巾スプリットウェブ
をホットメルト等の接着剤を介して経緯積層して不織布
とする工程である。

【００５５】Ｅ’）広巾スプリットウェブの経緯積層不
織布とシート材とを積層する工程とは、広巾スプリット
ウェブの経緯積層不織布とシート材とを接着剤を介して
積層し貼合する工程である。

【００５６】上記接着剤としては、高・・中・低密度ポ
リエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリ
エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
アクリル酸共重合体およびエチレン−メタクリル酸共重
合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等のエチレ
ン−アクリル酸エステル共重合体およびエチレン−メタ
クリル酸エステル共重合体、エチレン−マレイン酸また
はそのエステル共重合体；ポリプロピレン、プロピレン
−エチレン共重合体等のプロピレン系重合体；不飽和カ
ルボン酸を用いて変性したポリオレフィン、ホットメル
ト接着剤、エマルジョン等が挙げられる。

【００５７】本発明のシート材には、本発明の主旨を逸
脱しない範囲で、耐候剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、
架橋剤、着色剤等の添加剤を配合してもよい。

【００５８】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を更に説明す
る。

【００５９】実施例１〜３ （Ａ）延伸用材料の製造工程 （圧縮圧延成形装置） １．ロール ：径 ５００ｍｍφ 面長 ３００ｍｍ ２．スチールベルト：肉厚 ０．６ｍｍ 巾 ２００ｍｍ ３．小口径ローラー：径 １２ｍｍφ 面長 ２５０ｍｍ ４．加圧プレート ：長さ １０００ｍｍ 巾 ２００ｍｍ ５．油圧シリンダー：径 １２５ｍｍφ 上記の装置を用いて、極限粘度１４ｄｌ／ｇ（粘度平均
分子量約２００万）の超高分子量ポリエチレン粉末を１
３０℃に加熱し、材料への平均圧力はおよそ６ｋｇ／ｃ
ｍ² で加圧し、肉厚１．１ｍｍ、巾１００ｍｍのシート
を１ｍｍ／分の速度で連続的に圧縮成形した。次にこの
シートを表面温度が１４０℃に調整された１ｍ／分の上
下同一周速度で反対方向に回転する直径１５０ｍｍ、面
長３００ｍｍ、ロール間距離３０μｍの一対のロール間
に供給し、圧延を行い延伸倍率７倍のフィルムを得た。

【００６０】（Ｂ＆Ｃ）圧延工程＆テープ化工程 （延伸送致） １．加熱体：予熱用金属ロール ３本、径 ２５０ｍｍφ、面長 ２００ｍｍ 延伸用金属ロール １本、径 １２５ｍｍφ、面長 ２００ｍｍ ロール内部に熱媒体用オイルを循環。 ２．冷却用金属ロール：３本 径 ２５０ｍｍφ、面長 ２００ｍｍ ロール内部に水を循環。 ３．ニップロール 入口側：２００ｍｍφシリコンゴムロールが予熱用金属ロール ２本に対してニップ。

【００６１】 出口側：２００ｍｍφシリコンゴムロールが冷却用金属ロール ２本に対してニップ。

【００６２】上記圧延シートをスリッターで巾２０ｍｍ
にカットしてテープ状とし、これを上記延伸装置を使用
して引張延伸を行った。引張延伸は下記条件で３回繰り
返した。得られたテープは巾６．５ｍｍ、厚みは６０μ
ｍであり、圧力と延伸の合計延伸倍率は１０５倍であっ
た。

【００６３】 延伸回数 金属ロール温度(℃) ニップロール周速度(ｍ／分) 延伸倍率 予熱用 延伸用 入口側 出口側 （倍） １ １３５ １４０ １ ４ ４ ２ １４０ １４５ ４ １０ ２．５ ３ １４０ １５０ １０ １５ １．５ ───── 計１５倍 （Ｄ）ヤーンの積層不織布製造工程 前記延伸テープを配向軸が交差するように積層して交点
をホットメルト接着剤で接着した２軸、３軸および４軸
方向のヤーンの積層不織布を作成し、原反巻にした。

【００６４】（Ｅ）軽量・超強力シートの作成工程 上記２軸、３軸および４軸の各ヤーン積層不織布の原反
巻からヤーン積層不織布を繰り出し、ヤーン積層不織布
の両面にポリウレタン接着剤を介してポリ塩化ビニル樹
脂シートを貼合して超強力シートを作成し、その軽量・
超強力シートの評価結果を以下に示した。

【００６５】ポリ塩化ビニル樹脂シートは酸化アンチモ
ン系難燃剤で難燃処理された６５μｍのシートを使用し
た。

【００６６】実施例４ （Ｃ’）スプリットウェブの製造工程 実施例１の延伸テープを図３に示したスプリット方法に
よりニップロール間で１．２％の速度差をつけ、張力下
でスプリッターでスプリットし、広巾スプリットウェブ
を作成した。条件は以下の通りである。

【００６７】 フィルム速度：入口側ロール ２０ｍ／分 出口側ロール ２０．２４ｍ／分 スプリッター：６角棒のエッジに３２山／インチのタッ
プネジ状の突起を設けたもの（最大径２５ｍｍφ） 接触角度：９０度 回転数 ：８００ｒｐｍ（表面速度６２．８ｍ／分） 摺動比 ：３．１４（スプリッター回転速度／フィルム
速度） （Ｄ’）スプリットウェブからなる積層不織布の製造工
程 前記スプリットウェブの配向軸が交差するように積層し
て交点をホットメルト接着剤で接着した巾広スプリット
ウェブ経緯積層不織布を作成し原反巻にした。 （Ｅ’）軽量・超強力シートの作成工程 上記巾広スプリットウェブ経緯積層不織布の原反巻から
巾広スプリットウェブ経緯積層不織布を繰り出し、この
不織布の両面にポリウレタン接着剤を介してポリ塩化ビ
ニル樹脂シートを貼合して超強力シートを作成し、その
シートの評価結果を表１に示した。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【発明の効果】本発明の軽量・超強力シートは、超高分
子量ポリエチレンの超延伸テープや網状ウェブのフラッ
ト性を活用した構成のため、高強度、高弾性率、軽量な
超高分子量ポリエチレンの超延伸体の刃物、セメント破
片、金属破片等に対する耐破断性を有し、薄さが評価さ
れて、安価で、柔軟でかつ取扱いや作業性に優れたもの
である。

【００７０】本発明の軽量・超強力シートを、コンクリ
ート破砕工事等の防護に使用すると、飛散するコンクリ
ート破片によって破損せず、防護の目的を達することが
できた。但し、本発明のシートを構成するヤーンの強度
が、スプリットヤーンおよび網状ウェブあるいはフラッ
トヤーンやモノフィラメントヤーン、マルチフィラメン
トヤーンの場合は１．０ＧＰａ以下であると、防護シー
トとしての破損が激しく、実用性が少なかった。

【００７１】本発明の３軸（ピッチ間隔５ｍｍ）の積層
体（図２ｂ）をポリ塩化ビニルプラスチゾル中に浸漬
し、熱風を吹きかけながら乾燥することにより、１〜２
ｍｍの穴の開いたシートにすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超強力シートの斜視図である。

【図２】（ａ）超高分子量ポリエチレン超延テープから
なる２軸のヤーン積層不織布の概略図である。 （ｂ）同じく３軸のヤーン積層不織布の概略配列図であ
る。 （ｃ）同じく４軸のヤーン積層不織布の配列図である。 （ｄ）超高分子量ポリエチレン広巾網状ウェブの経緯積
層不織布の概略図である。 （ｅ）同じく他の経緯積層不織布の概略図である。 （ｆ）同じく他の経緯積層不織布の概略図である。 （ｇ）同じく他の経緯積層不織布の概略図である。

【図３】タップネジ式スプリッターの概略図である。

【図４】ヤスリ状粗面体スプリッターの概略図である。

【図５】網状ウェブ製造工程の主要概略図である。

【図６】図４のヤスリ状粗面体スプリッターと延伸用材
料との接触状態を示す図である。

【図７】図４のヤスリ状粗面体スプリッターの横断面図
である。

【符号の説明】

１ 軽量・超強力シート ２ ヤーン積層不織布または広巾網状ウェブの経緯積
層不織布 ３，４ シート材 ５，５’ 入口側ニップロール ６，６’ 出口側ニップロール ７ スプリッター ８ 軸 ９ 表面 １０，１０’ 溝 ２０ 圧延用材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 和彦 東京都板橋区高島平３−11−５−1002

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １３５℃デカリン溶液測定における極限
   粘度５ｄｌ／ｇ以上の超高分子量ポリエチレンからなる
   引張強度が少なくとも１．０ＧＰａ以上のテープからな
   る２軸または多軸のヤーン積層不織布および広巾網状ウ
   ェブの経緯積層不織布から選択された少なくとも１種の
   延伸材料とシート材との少なくとも２層の積層構造体か
   らなることを特徴とする軽量・超強力シート。
2. 【請求項２】 前記シート材が、不燃または難燃性シー
   トであることを特徴とする請求項１に記載の軽量・超強
   力シート。
3. 【請求項３】 請求項１または２を構成するヤーン積層
   不織布およびウェブの経緯積層不織布において、その積
   層構造体の空隙率が３０％以上であり、シート材が５ｍ
   ｍ以下の微細な穴を多数有することを特徴とする防護シ
   ート。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の軽量・超強力シ
   ートにおいて、シートの重量が１平方メータ当り３００
   ｇ以下であることを特徴とする防護シート。