JPH10266035A - 複合系塑性変形物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 芯材を構成する塑性変形物が本来有する特性
に加えて、芯材が保有しない特性を鞘材によって付与さ
せた複合系塑性変形物およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリエチレンまたは該ポリエチレンと他
のポリオレフィンとの混合物である第１成分を溶融し一
方のオリフィスから押し出し、これに合わせて前記第１
成分以外の熱可塑性樹脂を実質的主成分とした第２成分
を溶融し他方のオリフィスから押し出して、前記第１成
分からなる芯材と、第２成分からなる鞘材とを組み合わ
せ、その状態で７ないし１６倍に延伸して塑性変形性を
付与して複合延伸物とすることで、該複合延伸物の塑性
変形性を前記複合延伸物の１８０度および９０度折り曲
げによる戻り角度を２０度以下にした複合系塑性変形物
を得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合系塑性変形物
およびその製造方法に関するものであって、より詳しく
は、芯材を構成する塑性変形物に他の特性を有する熱可
塑性樹脂を組み合わせ、芯材の有する塑性変形性に加え
て、接着性や着色性などの特性を併せ持つ複合系塑性変
形物およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、折り曲げたり、捻じったりしても
元に戻らない塑性変形性を要求される結束材やネットに
は、針金や金網などの金属が使用される。しかしなが
ら、金属は錆びやすく硬いために、屋外での使用や食品
包装の用途には適したものとは言えない。また、これを
避けるため、金属を樹脂材や紙で覆ったものがあるが、
食品関連に使用した場合、食品関連包装の検査段階で行
われる金属探知機による異物混入検査に反応するから、
出荷前の最終段階での安全確認が出来なくなるという検
査段階での問題がある。

【０００３】このような背景から、ポリエチレンに塑性
変形性を付与した技術として、特開昭６１−２８２４１
６号公報、特開平２−２９３４０７号公報が知られてい
る。これらの公知例は、いずれも超高分子量のポリエチ
レンを特殊なスクリュー押出機にて溶融し、特定のＬ
（長さ）／Ｄ（径）比のダイから押し出し、徐冷して１
本の糸にし、この糸を特定の延伸比で延伸して、ポリエ
チレンに塑性変形性を付与するものである。

【０００４】また、超高分子量のポリエチレンに代え、
極限粘度［η］が３．５ｄｌ／ｇ未満の汎用ポリエチレ
ンを使用して、塑性変形性を付与したものとして、特開
平７−２３８４１７号公報が知られている。この公知例
は本出願人の出願にかかるもので、汎用ポリエチレンま
たはこの汎用ポリエチレンと他のポリオレフィンとを溶
融し押し出しスクリュー押出機にて溶融し、特定のＬ／
Ｄ比のダイから押し出し、徐冷して比較的太い（０．２
５ 以上）１本の糸にし、この糸を特定の延伸比で延伸
して、汎用ポリエチレンに塑性変形性を付与するもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６１−２８２４１６号公報、特開平２−２９３４０
７号公報による公知例は、いずれも超高分子量のポリエ
チレンを用いるため、押出機自体が超高分子量のポリエ
チレン用であり、特殊なスクリューおよびダイを必要と
し、押出機１台から１本の延伸糸しか得られず、生産性
が低く汎用性に欠けるという問題がある。特に樹脂の特
殊性から、その延伸に時間がかかり、この面でも生産性
に欠けるから、安価な製品を得ることは出来ない。

【０００６】また、本出願人の出願にかかる汎用ポリエ
チレンを用いるものは、従来のスクリューおよびダイを
使用出来、高生産性を達成し得て、安価な塑性変形物の
製品を得ることが出来るというメリットはあるものの、
この生産方式で得た塑性変形物はどの部分も均一組成で
あるため、この組成の塑性変形物の機能はそれ自体が有
するものに限定されるという制限を免れない。

【０００７】また、ポリエチレンは、ポリマーの特性と
して他のポリマーとの接着性に劣り、着色性が十分でな
いなどの問題もある。それを補うために、この塑性変形
物が本来的に有する機能に無い他の機能を付与しようと
すると、塑性変形物に他の機能を有する樹脂等を付着さ
せる必要があるが、単なる付着操作によっては、塑性変
形性を保持したままで、上記他の特性を併せ持つ塑性変
形物を得ることは困難である。

【０００８】そこで、本発明の目的は、芯材を構成する
塑性変形物が本来有する特性はそのままで、その外面に
鞘材を形成することによって、両者の機能を併せ持つよ
うにした複合系塑性変形物およびその製造方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、芯材として、ポリエ
チレンまたはポリエチレンと他のポリオレフィンとの混
合物の溶融押出物を用い、鞘材として、ポリエチレン以
外の機能を有する他の熱可塑性樹脂の溶融物を他方のオ
リフィスから押し出して、この芯−鞘構造から成る共押
出し物を徐冷した後所定倍率で延伸することにより、芯
材であるポリエチレンが有する塑性変形性を保持したま
まで、他の熱可塑性樹脂による機能、例えば他のポリマ
ーとの接着性や着色性を併せ持った塑性変形物が得られ
ることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明によれば、ポリエチレン
または該ポリエチレンと他のポリオレフィンとの混合物
である第１成分と、該第１成分以外の熱可塑性樹脂を実
質的主成分とした第２成分との組み合わせからなり、前
記第１成分を芯材、第２成分を鞘材とする芯−鞘構造を
有する複合延伸物とし、該複合延伸物の塑性変形性は前
記複合延伸物の１８０度および９０度折り曲げによる戻
り角度が２０度以下であることを特徴とする複合系塑性
変形物が提供される。

【００１１】また、本発明によれば、前記第１成分が、
極限粘度［η］３．５ｄｌ／ｇ未満の高密度ポリエチレ
ンである上記複合系塑性変形物が提供される。

【００１２】また、本発明によれば、前記第２成分が、
第１成分と熱融着性を有するポリマーからなるものであ
って、芯材とした第１成分の表面を少なくとも５０％以
上覆うように構成された上記複合系塑性変形物が提供さ
れる。

【００１３】また、本発明によれば、ポリエチレンまた
は該ポリエチレンと他のポリオレフィンとの混合物であ
る第１成分を溶融し一方のオリフィスから押し出し、こ
れに合わせて前記第１成分以外の熱可塑性樹脂を実質的
主成分とした第２成分を溶融し他方のオリフィスから押
し出して、前記第１成分を芯材、第２成分を鞘材とする
共押出物を、その状態で７ないし１６倍に延伸して塑性
変形性を付与して複合延伸物とし、該複合延伸物の塑性
変形性を前記複合延伸物の１８０度および９０度折り曲
げによる戻り角度を２０度以下にしたことを特徴とする
複合系塑性変形物の製造方法が提供される。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の塑性変形物の特徴は、芯
材がポリエチレンまたは該ポリエチレンと他のポリオレ
フィンとの混合物である第１成分からなり、鞘剤が第１
成分以外の熱可塑性樹脂を実質的主成分とした第２成分
との組み合わせからなる複合延伸物によって構成される
ことにある。

【００１５】芯材を構成する第１成分のポリエチレンと
しては、極限粘度［η］が３．５ｄｌ／ｇ未満、好まし
くは１．０ｄｌ／ｇないし３．５ｄｌ／ｇ未満のものが
用いられ、とくに高密度ポリエチレンが好ましく用いら
れる。極限粘度［η］が３．５ｄｌ／ｇ以上のポリエチ
レンでは、押出方法が制限され、押出機１台につき１本
の延伸物しか得られないか、更に製造工程が増加して生
産性が低下するので使用できない。前記第１成分のポリ
エチレン以外の他のポリオレフィンとしては、ポリプロ
ピレン、ポリブテン、ポリ−４メチルペンテン−１など
のオレフィンの単独ポリマー、あるいはこれに他のα−
オレフィンを共重合したオレフィン共重合体等が使用さ
れる。

【００１６】ポリエチレンが延伸されると引張応力に比
例して弾性変形し、それに応じて伸びが増大し降伏点に
達する。降伏点を越えると、引張応力は一旦低下したの
ち、ポリエチレンは塑性変形性を発現し始める。降伏点
以降は、延びが一旦低下したのち、内部歪みの極限に達
してポリエチレンは徐々に延び遂には白化して破断す
る。

【００１７】このポリエチレンの白化は、各種無機充填
材を添加することによっても誘発され、これによって剪
断破壊を誘発し、塑性変形を容易にする。各種無機充填
材としては、ガラス繊維、タルク、マイカ、炭酸カルシ
ウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、酸化亜鉛、酸化
マグネシウム、水酸化アルミニウム、シリカアルミナ、
酸化チタン、酸化カルシウム、珪酸カルシウム、塩基性
炭酸マグネシウム、炭素繊維、カーボンブラック等が例
示される。

【００１８】前記第２成分は、共押出時に第１成分のポ
リエチレンと熱融着するポリマーであることが好まし
く、他のポリマーとの接着性を高めるため、あるいはポ
リエチレンではなし得ないような着色性を付与できると
いう点で、ＥＥＡ樹脂、エチレン−ビニルアルコール共
重合体、ビニルアクリレート重合体、ＥＡＡ樹脂、低密
度あるいは中密度ポリエチレン、ＥＰＴ等が例示され
る。

【００１９】前記第２成分として、ポリエチレンと熱融
着性を持たない重合体を用いる場合は、その中間に、両
者の中間の溶融特性を持つ重合体を接着層として介在さ
せて第１成分と第２成分との融着を達成することもでき
る。そのような重合体としては、アクリル樹脂やナイロ
ンが例示される。

【００２０】ところで、本発明の複合系塑性変形物は、
基本的には、第１成分を押し出すオリフィスと、第２成
分を押し出すオリフィスとを有するダイを用いて、第１
成分および第２成分をそれぞれ押し出し、両者が芯−鞘
状態で延伸して塑性変形性を付与することによって得ら
れたものである。この複合延伸物の断面形状は円形、矩
形、円形と矩形との組み合わせ等、特に限定がない。ま
た、第１成分と第２成分とは、少なくとも両者が組み合
っていれば良く、必ずしも、全体が芯−鞘の構成をとら
なくてもよい。芯−鞘構造を取る場合は、第２成分は芯
材とした第１成分の表面を少なくとも５０％以上を覆え
ば良く、その割合は、その使用目的に応じて適宜決定さ
れる。

【００２１】また、この複合延伸物の塑性変形性は、図
１、２に示すように、複合延伸物を１８０度および９０
度に折り曲げた時の１０分経過後の折曲戻り角度θで評
価する。この複合延伸物の折曲戻り角度θが２０度以下
であることを条件として、本発明の複合系塑性変形物は
提供される。したがって、折曲戻り角度θが２０度を越
える上記複合延伸物は、充分な塑性変形性、言い換えれ
ば充分な自在形状保持性が得られていないから、本発明
の複合系塑性変形物とならない。

【００２２】次に、本発明の複合系塑性変形物の製造方
法について説明する。本発明の複合系塑性変形物は、ポ
リエチレンまたは該ポリエチレンと他のポリオレフィン
との混合物である第１成分を溶融し一方のオリフィスか
ら押し出し、これに合わせて前記第１成分以外の熱可塑
性樹脂を実質的主成分とした第２成分を溶融し他方のオ
リフィスから押し出して、前記第１成分と第２成分とを
両者組み合わせ複合未延伸物とし、その複合未延伸物を
７ないし１６倍に延伸して塑性変形性を付与して複合延
伸物とし、該複合延伸物の塑性変形性を前記複合延伸物
の１８０度および９０度折り曲げによる戻り角度を２０
度以下にすることで、与えられる。

【００２３】本発明の複合系塑性変形物は、例えば、図
３に示すような製造装置により製造される。この製造装
置は、第１成分と第２成分とを押し出す押出装置１と、
押し出され組み合わされた第１成分と第２成分とからな
る複合未延伸物２を延伸し塑性変形性を付与する延伸装
置３と、更に複合延伸物をアニール処理するアニール装
置４と、製造された複合系塑性変形物５を巻き取る巻取
機６とからなる。

【００２４】この押出装置１は、複数本の未延伸状態の
溶融樹脂を冷却して、複合未延伸物２を得る冷却槽１０
を２台のスクリュウ型の押出機１１に併設してなり、２
台の押出機１１にアダプターを介して結合するダイ１２
は、前述の第１成分を押し出し芯部を形成する一方のオ
リフィスと、第２成分を押し出し鞘部を形成する他方の
オリフィスとを有し、第２成分が第１成分を連続的に被
覆して複合未延伸物２を得ることができるコンジュゲー
トダイを使用する。延伸装置３は、複合未延伸物２を引
き取る引取機１３の後に、複合未延伸物２を加熱する第
１加熱槽１４及び延伸する延伸機１５を有する。アニー
ル装置４は、複合延伸物を更に加熱する第２加熱槽１６
およびアニール処理するアニール機１７を有する。

【００２５】そして、本発明の複合系塑性変形物５は、
上記製造装置により次のようにして製造される。一方の
押出機１１により加熱溶融状態の第１成分をコンジュゲ
ート型のダイ１２の一方のオリフィスから押し出し、他
方の押出機１１により加熱溶融状態の第２成分をダイ１
２の他方のオリフィスから押し出し、両成分を鞘芯型に
して、冷却槽１０にて冷却して複合未延伸物２とする。
この複合未延伸物２を延伸装置３の引取機１３により引
き取ると共に第１加熱槽１４に送り、複合未延伸物２を
６０ないし１２０°Ｃに加熱して、延伸機１５の速度調
節により７ないし１６倍に延伸して複合延伸物を得る。
更に、この複合延伸物をアニール装置４の第２加熱槽１
６に送り、複合延伸物を６０ないし１２０°Ｃに加熱し
て、アニール機１７の速度調節によりアニール処理して
本発明の複合系塑性変形物５を得る。なお、複合未延伸
物２の延伸は、２段に分けてもよい。この際、１段目の
延伸倍率と２段目の延伸倍率との比は、１段目：２段目
＝７５：２５ないし９５：５に設定すると良い。

【００２６】本発明の複合系塑性変形物５は、そのまま
単独で、あるいは同種材料または他の繊維、フィルム、
シート等の材料と組み合わせて、包装、果樹棚等の結束
材として、自在形状保持性が要求される織物、編み物と
して利用することが出来る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、塑性変形物が本来有す
る特性はそのままで、さらに他の機能を有するようにし
た複合系塑性変形物を得ることが出来、しかも汎用のポ
リエチレンを使用することが出来、従来の押出機も使用
できるから、高い生産性を保持出来、安価な複合系塑性
変形物を得ることが出来る。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
なお、これらの実施例は、本発明の好ましい一実施態様
を説明するためのものであり、これによって本発明が制
限されるものではない。

【００２９】＜実施例１＞ （１）第１成分として、高密度ポリエチレン（東燃化学
社製 ポリエチレン Ｙ６０３１、ＭＦＲ ０．５）を
用い、第２成分として、ＥＥＡ樹脂（三井デュポンポリ
ケミカル社製 Ａ７１２、ＭＦＲ ８）を用いた。 （２）第１成分は、５５ｍｍφでＬ／Ｄ２６の緩圧縮型
スクリューの押出機により、コンジュゲートダイの一方
のオリフィスから押し出され芯部を形成する。第２成分
は、４０ｍｍφでＬ／Ｄ２４の緩圧縮型スクリューの押
出機により、コンジュゲートダイの他方のオリフィスか
ら押し出され鞘部を形成する。 （３）両押出機の設定温度は、Ｃ１−１９０℃、Ｃ２−
２３０℃、Ｃ３−２７０℃、ＡＤ−２８０℃、ダイスの
設定温度２８０℃とした。 （４）押出量は第１成分が２１ｋｇ／時間、第２成分が
９ｋｇ／時間とする。 （５）コンジュゲートダイから押し出された第１成分お
よび第２成分は７０℃のエチレングリコールの入った冷
却槽を経由して５．９ｍ／分の速さで複合未延伸糸とし
て引き取られ、９８℃の延伸装置で１３倍に延伸され複
合延伸糸とされた後、更に、９８℃のアニール装置で３
％アニールされ３０００ｄの複合系塑性変形糸が得られ
た。

【００３０】＜実施例２＞押出量は第１成分が２４ｋｇ
／時間、第２成分が６ｋｇ／時間とし、これ以外は実施
例１と同様な条件で複合系塑性変形糸を得た。

【００３１】＜実施例３＞押出量は第１成分が２７ｋｇ
／時間、第２成分が３ｋｇ／時間とし、これ以外は実施
例１と同様な条件で複合系塑性変形糸を得た。

【００３２】＜比較例＞押出量は第１成分が３０ｋｇ／
時間、第２成分が０ｋｇ／時間とし、これ以外は実施例
１と同様な条件で複合系塑性変形糸を得た。

【００３３】実施例１ないし３、比較例で得た複合系塑
性変形糸につき、引張強度（ｇ／ｄ）、伸度（％）、１
８０度折曲戻り角度、９０度折曲戻り角度、１２０℃接
着力（ｋｇ）、１６０℃接着力（ｋｇ）を測定した。接
着力は、１０ｃｍ長のモノフィラメント２本を直角に交
差させ、フィルムシーラーにてテフロンフィルムを介し
て、シール温度、１２０℃および１６０℃、シール圧２
Ｋｇ／ｃｍ² 、シール時間１秒で全面を圧着し接着させ
た後、引張り試験機にて両端をチャックして測定した値
（Ｋｇ）である。測定結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】更に、実施例１ないし３、比較例で得た複
合系塑性変形糸につき、１２０℃接着力および１６０℃
接着力における１０ 接着と同じ１２０℃および１６０
℃で各１分加熱処理したのち、１８０度折曲戻り角度お
よび９０度折曲戻り角度を測定した。この測定結果を表
２に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】表１、２によれば、実施例１ないし３は、
１２０℃および１６０℃での１分間加熱処理前と、加熱
処理後とも、１８０度折曲戻り角度および９０度折曲戻
り角度がほとんど変わらない。これに対して、比較例で
は１２０℃で接着せず、１６０℃接着力も弱く、加え
て、加熱処理前と、加熱処理後との１８０度折曲戻り角
度および９０度折曲戻り角度は、１２０℃（但し接着せ
ず）では変わらないが、１６０℃では６２度と３１倍に
上昇する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合系塑性変形物の１８０度折曲戻り
角度測定法を示す側面図である。

【図２】本発明の複合系塑性変形物の９０度折曲戻り角
度測定法を示す側面図である。

【図３】本発明の複合系塑性変形物の製造装置を示すフ
ロー図である。

【符号の説明】

１ 押出装置 ２ 複合未延伸物 ３ 延伸装置 ４ アニール装置 ５ 複合系塑性変形物 ６ 巻取機 １０ 冷却槽 １１ 押出機 １２ ダイ １３ 引取機 １４ 第１加熱槽 １５ 延伸機 １６ 第２加熱槽 １７ アニール機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレンまたは該ポリエチレンと他
   のポリオレフィンとの混合物である第１成分と、該第１
   成分以外の熱可塑性樹脂を実質的主成分とした第２成分
   との組み合わせからなり、前記第１成分を芯材、第２成
   分を鞘材とする芯−鞘構造を有する複合延伸物とし、該
   複合延伸物の塑性変形性は前記複合延伸物の１８０度お
   よび９０度折り曲げによる戻り角度が２０度以下である
   ことを特徴とする複合系塑性変形物。
2. 【請求項２】 前記第１成分が、極限粘度［η］３．５
   ｄｌ／ｇ未満の高密度ポリエチレンである請求項１記載
   の複合系塑性変形物。
3. 【請求項３】 前記第２成分が、第１成分と熱融着性を
   有するポリマーからなるものであって、芯材とした第１
   成分の表面を少なくとも５０％以上覆うように構成され
   た請求項１または２記載の複合系塑性変形物。
4. 【請求項４】 ポリエチレンまたは該ポリエチレンと他
   のポリオレフィンとの混合物である第１成分を溶融し一
   方のオリフィスから押し出し、これに合わせて前記第１
   成分以外の熱可塑性樹脂を実質的主成分とした第２成分
   を溶融し他方のオリフィスから押し出して、前記第１成
   分を芯材、第２成分を鞘材とする共押出物を、その状態
   で７ないし１６倍に延伸して塑性変形性を付与して複合
   延伸物とし、該複合延伸物の塑性変形性を前記複合延伸
   物の１８０度および９０度折り曲げによる戻り角度を２
   ０度以下にしたことを特徴とする複合系塑性変形物の製
   造方法。