JP2000052428A

JP2000052428A - 積層体の製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP2000052428A
Application number: JP10227164A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Noguchi; 和裕野口; Koji Yamaguchi; 公二山口; Mitsuhide Nogami; 光秀野上; Masanori Nakamura; 雅則中村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】高度延伸された結晶性ポリエチレンシート
を、低圧下で極く短時間で加熱融着し、ＦＲＰや鋼板に
匹敵する高強度と高耐蝕性を備えた積層体の製造方法と
これらの積層体の高生産性の連続的生産を可能とする積
層体の製造装置を提供する。【解決手段】重量平均分子量が１０万〜５０万であ
り、分子量が１０万未満の低分子量成分の含有比率が２
０重量％以上である結晶性ポリエチレンを一方向に１０
倍以上に延伸して得られるポリエチレンシート同士を、
該ポリエチレンシートの高温側の結晶融点を超えない温
度で融着一体化することを特徴とする積層体の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層体の製造方法
及び製造装置、更に詳しくは、ガラス繊維等の補強材を
用いず、従来のＦＲＰや鋼材に代わる高強度にして、軽
量且つ耐蝕性に優れた積層体の製造方法及び製造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】結晶性ポリエチレンを一方向に１０倍以
上に延伸すると、得られる延伸されたポリエチレンシー
トは著しく高強度化することが知られている。しかしな
がら、延伸されたポリエチレンシート同士を加熱融着し
て積層体とすると、高度延伸されたポリエチレンシート
は融着時の加熱によって熱緩和され、積層体の強度を著
しく低下させてしまうものであった。

【０００３】上記高度延伸によるポリエチレンシートの
顕著な高強度化は、折畳み状態の結晶（以下、折畳み結
晶と称する）が引き延ばされて得られる結晶（以下、伸
びきり結晶と称する）構造によって説明されるが、これ
らの伸びきり結晶は、通常の折畳み結晶の融点に比して
高い融点を有するものであるので、上記高度延伸された
ポリエチレンシート同士を、その伸びきり結晶の融点を
超えない範囲の温度で加熱融着することによって、高度
延伸されたポリエチレンシートの顕著な高強度・高剛性
を損なうことなく、積層体を得ることができる。

【０００４】このような高度延伸されたポリエチレンシ
ートの自己融着性ともいうべき性質を利用した超高分子
量ポリエチレンの融着フィルムの製造方法が、特開昭６
２−１５６９２８号公報に開示されている。しかしなが
ら、上記方法で用いられている超高分子量ポリエチレン
からなるフィルムは、融点付近で加熱加圧しても、溶融
粘度が非常に高いので、積層面全体を均一に濡らすこと
が難しく、これらを融着するためには高圧下で、長時間
にわたる熱プレスを必要とするものであった。このた
め、高度延伸されたポリエチレンシートの積層枚数を多
くして厚肉の製品を得ることや広幅のポリエチレンシー
トを全幅にわったって均一な強度で積層することが難し
く、特に、高生産性の連続した生産ラインによる製造
は、至難であり、実用に乏しいものであるといわざるを
得ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実に
鑑みなされたものであって、高度延伸された結晶性ポリ
エチレンシートを、低圧下で極く短時間で加熱融着し、
ＦＲＰや鋼板に匹敵する高強度と高耐蝕性を備えた積層
体の製造方法とこれらの積層体の高生産性の連続的生産
を可能とする積層体の製造装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の積
層体の製造方法は、重量平均分子量が１０万〜５０万の
結晶性ポリエチレンを一方向に１０倍以上に延伸して得
られる結晶化度５０〜８０％のポリエチレンシート同士
を、該ポリエチレンシートの結晶融点を超えない温度で
融着一体化することを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明の積層体の製造方法
は、重量平均分子量が１０万〜５０万であり、分子量が
１０万未満の低分子量成分の含有比率が２０重量％以上
である結晶性ポリエチレンを一方向に１０倍以上に延伸
して得られるポリエチレンシート同士を、該ポリエチレ
ンシートの高温側の結晶融点を超えない温度で融着一体
化することを特徴とする。

【０００８】又、請求項３記載の発明の積層体の製造方
法は、請求項１又は２記載の積層体の製造方法におい
て、重量平均分子量が１０万〜５０万の結晶性ポリエチ
レンが、高密度ポリエチレン及び／又は中密度ポリエチ
レン、低密度ポリエチレン及び／又は直鎖状低密度ポリ
エチレンの組成物からなるものである。

【０００９】本発明で用いられる結晶性ポリエチレン
は、重量平均分子量が１０万〜５０万であり、一方向に
１０倍以上に延伸して得られる結晶化度が５０〜８０％
であるもの及び／又は、分子量が１０万未満の低分子量
成分が２０重量％以上であるものである。

【００１０】本発明で用いられる結晶性ポリエチレン
は、その重量平均分子量が１０万未満では、本発明でい
う顕著な高強度を有する積層体を得ることができず、５
０万を超えると、低圧下で極く短時間で高度延伸ポリエ
チレンシート同士を加熱融着し、ＦＲＰや鋼板に匹敵す
る高強度と高耐蝕性を備えた積層体を得ることができな
いので上記重量平均分子量の範囲に限定され、超高分子
量ポリエチレンは、本発明で用いられる結晶性ポリエチ
レンには含まれない。

【００１１】本発明において一方向に１０倍以上に延伸
して得られる延伸ポリエチレンシートの結晶化度が５０
％未満では、本発明でいう顕著な高強度を有する積層体
を得ることができず、８０％を超えると、延伸時の切断
等によって高度延伸ポリエチレンシートを得ることが難
しいので上記結晶化度の範囲となるように調整されるこ
とが好ましい。

【００１２】ポリエチレンシートの結晶化度の調整は、
結晶性ポリエチレンから高度延伸ポリエチレンシートを
得る延伸工程において、延伸温度、冷却速度等の諸条件
を適宜設定することによって行うことができる。又、結
晶性ポリエチレンに酸変性ポリエチレン等の結晶の成長
を阻害する成分を添加することによっても調整できる。

【００１３】又、本発明で用いられる結晶性ポリエチレ
ンは、分子量が１０万未満の低分子量成分が２０重量％
未満であると、融着時に接着剤的に機能する上記低分子
量成分が少なくなり、積層面全体を濡らすことが難しく
なり、本発明でいう顕著な高強度を有する積層体を得る
ことができないので分子量が１０万未満の低分子量成分
を上記比率で含有するものに限定される。尚、分子量が
１０万未満の低分子量成分の比率が大きくなり過ぎる
と、融着性は改善されるが、重量平均分子量が１０万未
満となるおそれがあり、本発明でいう顕著な高強度を有
する積層体を得ることができないものとなる。

【００１４】これらの結晶性ポリエチレンは、１つの重
合法によって得られるものであってもよいが、２以上の
重合法で得られるた高密度ポリエチレン及び／又は中密
度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び／又は直鎖状
低密度ポリエチレンの組成物からなるものであってもよ
い。

【００１５】結晶性ポリエチレンの分子量分布は、必要
に応じて、異なる重量平均分子量、異なる分子量分布の
結晶性ポリエチレンを適宜比率で混合する方法で調整さ
れる。簡単には、市販の結晶性ポリエチレンより適宜グ
レードを選択し、上記手法を用いて調整することができ
る。上記調整に際して、結晶性ポリエチレンの重量平均
分子量が上記範囲を外れるものである場合、ニーダーや
プラストミル等を用いて結晶性ポリエチレン鎖を溶融切
断し、所望の重量平均分子量になるように調整すること
ができる。

【００１６】上記分子量分布の調整に用いられる２種類
以上の結晶性ポリエチレンは、相互にタイプが異なるも
のであることが好ましい。タイプが似たものである場
合、相互に共結晶化し易いため、熱成形によりシート化
した時に低分子量成分が示す結晶融点が著しく上昇し、
高分子量成分が示す結晶融点と接近し、加熱融着時の好
ましい温度設定を阻害するおそれがある。

【００１７】上記高度延伸されたポリエチレンシートの
延伸倍率が一方向に１０倍未満では、折畳み結晶が伸び
きり結晶にまで延伸されず、所望の高弾性率、好ましく
は１０ＧＰａ、より好ましくは２０ＧＰａが得られず、
本発明でいう顕著な高強度を有する積層体を得ることが
できないので上記延伸倍率に限定される。上記延伸手段
は、一方向に１０倍以上に延伸できるものであれば、特
に限定されるものではなく、例えば、結晶性ポリエチレ
ンを融点付近の温度に加熱して行う加熱延伸法、溶媒に
よって膨潤して行うゲル延伸法等が挙げられる。

【００１８】又、延伸原反の形状は、シート状であって
もよく、ロッド状であって、これを押し潰（延展）して
シート状の延伸体とするものであってもよい。又、上記
シート状延伸原反の延伸は、特に限定されるものではな
いが、例えば、縦一軸ロール式延伸法、横一軸テンター
式延伸法等が挙げられる。

【００１９】上記高度延伸されたポリエチレンシート同
士を積層する手段は、特に限定されるものではないが、
例えば、縦一軸延伸ポリエチレンシートと横一軸延伸ポ
リエチレンシートが上下に交互に積層されるように、複
数のアンロールスタンドより引き出され、必要に応じて
ガイドロールやエッジコントローラー等の誘導装置によ
って連続的に積層される方法が挙げられる。

【００２０】積層された高度延伸されたポリエチレンシ
ート同士を加熱融着する手段は、高度延伸されたポリエ
チレンシートの高温側の結晶融点を超えない温度で加熱
することにより行われるものであれば特に限定されるも
のではないが、例えば、ロール圧着法、熱板プレス法、
引抜金型法等が挙げられ、通常、熱板プレス法が用いら
れ、ロール圧着法、引抜金型法は主として積層体の厚み
が薄い場合に適用される。

【００２１】融着工程においては、加熱状態の高度延伸
されたポリエチレンシートは、延伸方向に収縮しようと
するため、ポリエチレンシートの加熱工程及び融着工程
にあるポリエチレンシートに上記収縮を抑止するに足る
張力を加え、融着時には充分な圧力を加えてポリエチレ
ンシートの収縮を抑止する必要がある。尚、上記ポリエ
チレンシートの収縮を抑止するための、加熱工程におけ
る張力の負荷や融着工程における過大な加圧に替えて、
融着全工程にわたってポリエチレンシートの両端を固定
するか又は上記収縮を抑止するに足る張力を加えておけ
ば、熱板プレス法を用いる融着工程においては、熱板の
プレス圧は、肉厚の積層体の製造であっても、０．８Ｍ
Ｐａ以下の極く低い圧力で充分な融着強度が付与できる
ものとなる。

【００２２】本発明でいう結晶融点とは、示差走査熱量
分析（ＤＳＣ）によって測定される融解曲線のピーク温
度をいうものである。図１に通常の結晶性ポリエチレン
シートの融解曲線の一例を示す。図中、Ａ曲線は未延伸
結晶性ポリエチレンシートの融解曲線であり、１３５℃
に結晶融点を持つ。Ｂ曲線は縦一軸に１０倍に延伸され
た結晶性ポリエチレンシートの融解曲線であり、１５０
℃に結晶融点を持つ。

【００２３】図１において、延伸された結晶性ポリエチ
レンシートに含まれる非晶質成分が軟化もしくは溶融し
始める温度は、一概には特定できないが、いずれも未延
伸結晶性ポリエチレンシートの結晶融点（１３５℃）よ
りもそれほど離れていない範囲で低温側にあるものと推
定される。

【００２４】図３に、本発明で用いられる結晶性ポリエ
チレンシートの融解曲線の一例を示す。図示された融解
曲線は、縦一軸に３０倍に延伸された結晶性ポリエチレ
ンシートのものであり、上記低分子量成分が融解し始め
る温度（１２５℃付近）と分子量１０万以上の高分子量
成分が融解し始める温度（１５０℃付近）が各々示す大
きな２つのピークからなるものであるが、本発明におい
て用いられる高度延伸されたポリエチレンシート同士を
加熱融着する温度は、上記ＤＳＣによって測定される高
度延伸されたポリエチレンシートの融解曲線のピーク温
度のうち、高温側のピーク温度である。

【００２５】このように本発明で用いられる一方向に１
０倍以上に延伸された結晶性ポリエチレンシートの融解
曲線においては、高温側のピーク温度と前記する非晶質
成分が軟化もしくは溶融し始める温度との温度差が益々
広がっており、延伸された結晶性ポリエチレンシート同
士の自己融着性をより高め、得られる積層体の高強度を
発現し易くしていることが判る。即ち、上記非晶質成分
が軟化もしくは溶融し始める温度よりも可及的高温で融
着一体化ができ、融着時、非晶質成分を低粘度に軟化も
しくは溶融することが、融着圧力を低小にし、融着時間
を短時間とすることができるものと推定される。

【００２６】融着時間、例えば、熱板プレス時間は、用
いられたポリエチレンシートの熱安定性等を勘案して加
熱温度と共に定められるものであって、特に限定される
ものではないが、望ましい融着時間としては、少なくと
も２０分以内であり、好ましくは１０分以内、更に好ま
しくは５分以内である。２０分を超えて加熱すると、得
られる積層体の曲げ弾性率等の強度特性の著しい低下を
きたすおそれがある。

【００２７】必要最小プレス時間は、積層体中心部を構
成するポリエチレンシートが所望温度に加熱されるに要
する伝熱時間であるので、厚肉の積層体については、融
着工程の前工程として、例えば、個々のポリエチレンシ
ートを収束して積層する工程中に予熱用の加熱炉、個々
のポリエチレンシートを熱板表面を接触させながら移送
させる熱板加熱等の予熱工程を併設する方法によって、
必要最小プレス時間を短縮することができる。

【００２８】積層体のポリエチレンシートの積層枚数
は、得られる積層体の用途によって決められるものであ
って、特に限定されるものではない。又、ポリエチレン
シートの積層方向は任意である。更に、融着一体化する
際に、平板プレスに替えて断面形状がＵ字状、Ｖ字状
の成形体や管状に賦形されてもよい。又、得られた積層
体を、本発明で用いられた高温側の結晶融点を超えない
温度で後熱加工して上記形状の成形体を含む各種形状の
成形体を製造することもできる。

【００２９】上記ポリエチレンシートの加熱融着に際し
て、ポリエチレンシートに予め、コロナ放電処理、クロ
ム酸処理、サンディング処理、表面融解処理やポリエチ
レンの架橋処理等の表面粗面化処理を施すことによって
融着性を補強することができる。上記表面粗面化処理に
よる融着性の補強は、融着部のインターロックとして説
明される。上記融着部のインターロックの状態を模式的
に示すと、図４に拡大して示されるように、上記表面粗
面化処理によってアンダーカット部を有するボイドが生
じるか又は生じたボイドに、同時に生じた突出部が圧着
によって侵入し、ボイド内部を拡張してアンダーカット
部を形成し、両者は該アンダーカット部においてインタ
ーロックされる等して融着強度が改善されるものと推定
される。

【００３０】請求項４記載の発明の積層体の製造装置
は、請求項１、２又は３記載の積層体の製造方法に用い
られる製造装置であって、延伸されたポリエチレンシー
トを供給する手段、ポリエチレンシート同士を積層する
手段、積層されたポリエチレンシート同士を融着一体化
するための熱板プレスもしくは引抜金型、冷却手段、融
着一体化された積層体を引き取る手段及び熱板プレスか
ら冷却手段にわたって移送されるポリエチレンシートに
張力を負荷する手段を備えてなることを特徴とする。

【００３１】本発明の積層体の製造装置の一例につき、
その要部を概略構成図として図５に示した。図５に示さ
れた装置は、延伸されたポリエチレンシートの供給部
１、ポリエチレンシート同士の積層部２、積層されたポ
リエチレンシート同士の融着部３、冷却部４及び融着一
体化された積層体の引取部５からなり、供給部１には、
多数のアンロールスタンド１１、１１、１１、・・・が
設置されており、これらのアンロールスタンド１１に巻
回された長尺の延伸されたポリエチレンシートＡ、Ａ、
Ａ、・・・が平行して繰り出され、上下に積層されるよ
うに図示されていない繰出装置が付設されている。

【００３２】積層部２は、供給部１から繰り出されたポ
リエチレンシートＡ、Ａ、Ａ、・・・を、必要に応じて
設けられたガイドロールやエッジコントローラー（いず
れも図示せず）等の誘導装置によって収束し積層され
る。積層されたポリエチレンシートは、供給部１と後述
する引取部５との間にポリエチレンシートの収縮を抑止
する程度の張力が加えられた状態で、熱板プレス３に供
給される。

【００３３】上記熱板プレス３は、特に限定されるもの
ではないが、例えば、上記積層されたポリエチレンシー
トを上下に挟圧する一対のエンドレスベルトの対向する
表面に多数の上記熱板プレス３１、３１、３１、・・・
をキャタピラー状に配置し、ポリエチレンシートの移送
速度と同調して移動し、上下に挟圧したポリエチレンシ
ートを加熱加圧して融着一体化する装置であってもよ
く、固定した熱板プレス３によって間欠的にポリエチレ
ンシートを移送しながら加熱加圧して融着一体化する装
置であってもよい。

【００３４】冷却部４は、前記するように供給部１と引
取部５との間にポリエチレンシートの収縮を抑止する程
度の張力が加えられており、その間で、前工程のポリエ
チレンシート同士の融着が行われ、この張力が加えられ
た状態で、冷却固定するための装置であって、冷媒の種
類、冷媒の接触方法、冷媒の温度等その冷却手段につい
ては特に限定されるものではないが、例えば、冷風の吹
きつけ、冷却水浴、冷却固体への接触等の冷却方法が挙
げられる。

【００３５】引取部５は、供給部１〜引取部５の工程中
でポリエチレンシートが収縮することを抑止する程度に
ポリエチレンシートに張力を加えると共に、得られた積
層体を引き取る機能を有するものであって、特に限定さ
れるものではないが、例えば、積層体を水平に挟圧して
引き取る一対の対向する無端ベルト、水平に配置された
複数対のピンチロール等が挙げられる。

【００３６】請求項１記載の発明の積層体の製造方法
は、叙上のように、重量平均分子量が１０万〜５０万の
結晶性ポリエチレンを一方向に１０倍以上に延伸して得
られる結晶化度が５０〜８０％であるポリエチレンシー
トを用いるものであるので、特に、低分子量成分を含有
していなくても、延伸ポリエチレンシート同士を、該ポ
リエチレンシートの結晶融点を超えない温度で融着一体
化することによって、高度延伸された結晶性ポリエチレ
ンシートの有する高強度を何ら損なうことなく、極めて
低い圧力及び短時間で複数枚を融着一体化し、ガラス繊
維やその他の異種材料による補強をすることなく、ＦＲ
Ｐや鋼板に匹敵する高強度の積層体を生産性高く製造す
ることができ、しかも、得られる積層体はポリエチレン
単一樹脂からなるものであるので、高い耐蝕性を有し、
又、リサイクルも極めて容易なものである。

【００３７】請求項２記載の発明の積層体の製造方法
は、叙上のように、重量平均分子量が１０万〜５０万で
あり、分子量が１０万未満の低分子量成分の含有比率が
２０重量％以上である結晶性ポリエチレンを一方向に１
０倍以上に延伸して得られるポリエチレンシートを用い
るものであり、上記低分子量成分が接着剤的に作用し、
融着面全面を均一に濡らすものであるので、延伸ポリエ
チレンシート同士を、該ポリエチレンシートの高温側の
結晶融点を超えない温度で融着一体化することによっ
て、高度延伸された結晶性ポリエチレンシートの有する
高強度を何ら損なうことなく、極めて低い圧力及び短時
間で複数枚を融着一体化し、ガラス繊維やその他の異種
材料による補強をすることなく、ＦＲＰや鋼板に匹敵す
る高強度の積層体を生産性高く製造することができ、し
かも、得られる積層体はポリエチレン単一樹脂からなる
ものであるので、高い耐蝕性を有し、又、リサイクルも
極めて容易なものである。

【００３８】請求項３記載の発明の積層体の製造方法
は、叙上のように、請求項１又は２記載の積層体の製造
方法において、重量平均分子量が１０万〜５０万の結晶
性ポリエチレンが、高密度ポリエチレン及び／又は中密
度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び／又は直鎖状
低密度ポリエチレンの組成物からなるものであるので、
ポリエチレンシートの高温側の結晶融点と低温側融点と
の温度差が大きく、低分子量成分や低密度ポリエチレン
及び／又は直鎖状低密度ポリエチレンが接着剤的に大き
く作用し、融着面全面を均一に濡らすものであるので、
高度延伸された結晶性ポリエチレンシートの有する高強
度を何ら損なうことなく、極めて低い圧力及び短時間で
複数枚を融着一体化し、ガラス繊維やその他の異種材料
による補強をすることなく、ＦＲＰや鋼板に匹敵する高
強度の積層体を生産性高く製造することができ、しか
も、得られる積層体はポリエチレン単一樹脂からなるも
のであるので、高い耐蝕性を有し、又、リサイクルも極
めて容易なものである。

【００３９】請求項４の発明の積層体の製造装置は、延
伸されたポリエチレンシートを供給する手段、ポリエチ
レンシート同士を積層する手段、積層されたポリエチレ
ンシート同士を融着一体化するための熱板プレスもしく
は引抜金型、冷却手段、融着一体化された積層体を引き
取る手段及び熱板プレスから冷却手段にわたって移送さ
れるポリエチレンシートに張力を負荷する手段を備えて
なるものであって、極めて簡単な装置ですみ、且つ、極
めて低い融着圧力、極めて短い融着時間で、請求項１、
２又は３記載の積層体の製造方法によって高度延伸され
た結晶性ポリエチレンシートの有する高強度を何ら損な
うことなく、複数枚を融着一体化し、ガラス繊維やその
他の異種材料による補強をすることなく、ＦＲＰや鋼板
に匹敵する高強度の積層体を製造することができ、しか
も、連続的生産が可能であるので生産性も著しく高める
ことができるものである。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を、実施例と比較
例とを対比させつつ詳細に説明する。

【００４１】（実施例１）高密度ポリエチレンシート
〔重量平均分子量３０万、メルトインデックス（ＭＩ）
１〕を加熱延伸法により縦一軸３０倍延伸した。得られ
た厚み０．１２ｍｍ、幅１０ｍｍの延伸ポリエチレンシ
ートの結晶化度は７０％、結晶融点は１５０℃、曲げ弾
性率は４０ＧＰａであった。

【００４２】上記延伸ポリエチレンシートの両面を予め
平均表面粗さが１μｍとなるようにサンディング処理
し、上記処理が施された延伸ポリエチレンシート３０枚
を、図４に示す装置を用いて、熱板プレスの熱板温度１
４０℃、プレス圧力０．２ＭＰａ、プレス時間５分の条
件で融着一体化して厚み３．６ｍｍの積層体を作成し
た。得られた積層体の融着強度は２ｋｇｆ／ｃｍであっ
た。

【００４３】（実施例２）高密度ポリエチレン（重量平
均分子量３０万）１００重量部及び低密度ポリエチレン
（重量平均分子量１０万）４０重量部からなるポリエチ
レンシートを加熱延伸法により縦一軸３０倍延伸した。
得られた厚み０．１２ｍｍ、幅１２０ｍｍの延伸ポリエ
チレンシートの結晶化度は８２％、結晶融点は低温側１
２５℃、高温側１５０℃、曲げ弾性率は４０ＧＰａであ
った。

【００４４】上記延伸ポリエチレンシートの両面を、実
施例１と同様に、予め平均表面粗さが１μｍとなるよう
にサンディング処理し、上記処理が施された延伸ポリエ
チレンシート３０枚を、図４に示す装置を用いて、熱板
プレスの熱板温度１４０℃、プレス圧力０．２ＭＰａ、
プレス時間５分の条件で融着一体化して厚み３．６ｍｍ
の積層体を作成した。得られた積層体の融着強度は２ｋ
ｇｆ／ｃｍであった。

【００４５】（比較例１）超高分子量ポリエチレンシー
ト（重量平均分子量１２０万）をゲル延伸法により縦一
軸延伸した。得られた厚み０．０４ｍｍ、幅１０ｍｍの
延伸ポリエチレンシートの結晶化度は６０％、結晶融点
は１４３℃、曲げ弾性率は７０ＧＰａであった。

【００４６】上記延伸ポリエチレンシートの両面を実施
例１と同様に、予め平均表面粗さが１μｍとなるように
サンディング処理し、上記処理が施された延伸ポリエチ
レンシート３０枚を、図４に示す装置を用いて、熱板プ
レスの熱板温度１３５℃、プレス圧力１ＭＰａ、プレス
時間２０分の条件で融着一体化して厚み１．２ｍｍの積
層体を作成した。しかし、実施例１より結晶融点に近い
温度で、且つ、高圧、長時間で加熱融着処理したにも拘
らず、積層体中に多数のボイドの発生があり、積層界面
における融着は不均一且つ不完全であった。得られた積
層体の融着強度は０．２ｋｇｆ／ｃｍと低小であった。

【００４７】（比較例２）比較例１の延伸ポリエチレン
シートを用い、熱板プレスのプレス圧力を１ＭＰａから
５ＭＰａに高めたこと以外、比較例１と同様にしてて厚
み１．２ｍｍの積層体を作成した。得られた積層体の融
着強度は０．７ｋｇｆ／ｃｍと実施例の積層体の融着強
度の１／３程度まで改善されたが、この僅かな改善のた
めに、２５倍のプレス圧力と４倍のプレス時間を要し
た。

【００４８】（比較例３）比較例１の延伸ポリエチレン
シートを用い、熱板プレスのプレス時間を２０分から６
０分に長くしたこと以外、比較例１と同様にしてて厚み
１．２ｍｍの積層体を作成した。得られた積層体の融着
強度は０．７ｋｇｆ／ｃｍと実施例の積層体の融着強度
の１／３程度まで改善されたが、この僅かな改善のため
に、５倍のプレス圧力と１２倍のプレス時間を要した。

【００４９】実施例および比較例で得られた積層体の性
能を明にするために行った試験結果は、実施例及び比較
例の各々の記載の中に付記したが、積層体の強度評価
は、ＪＩＳＫ７１７１に準拠して測定された曲げ弾
性率で表し、融着性評価は、以下に示す方法で融着強度
を測定した。これらの試験結果を表１に示す。

【００５０】〔融着強度の測定〕得られた積層体の４０
ｍｍ×１００ｍｍの試料を切り出し、一端から１５枚目
と１６枚目で２分し、引張試験機を用いて、試験温度２
３℃、引張速度５０ｍｍ／分、試料数５で、１８０°剥
離試験を行い、平均値で算出し、融着強度とした。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【発明の効果】本発明の積層体の製造方法は、叙上のよ
うに構成されているので、高度延伸された結晶性ポリエ
チレンシートの有する高強度を何ら損なうことなく、極
めて低い圧力及び短時間で複数枚を融着一体化し、ガラ
ス繊維やその他の異種材料による補強をすることなく、
ＦＲＰや鋼板に匹敵する高強度の積層体を生産性高く製
造することができ、しかも、得られる積層体はポリエチ
レン単一樹脂からなるものであるので、高い耐蝕性を有
し、又、リサイクルも極めて容易なものである。

【００５３】本発明の積層体の製造装置は、極めて簡単
な装置ですみ、且つ、極めて低い融着圧力、極めて短い
融着時間で、請求項１、２又は３記載の積層体の製造方
法によってガラス繊維やその他の異種材料による補強を
することなく、ＦＲＰや鋼板に匹敵する高強度の積層体
を製造することができ、しかも、連続的生産が可能であ
るので生産性も著しく高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】結晶性ポリエチレンシートの未延伸時（Ａ）
と延伸時（Ｂ）における融解曲線の一例を示すチャート
である。

【図２】請求項２記載の発明で用いられる結晶性ポリ
エチレンの分子量分布の一例を示すチャートである。

【図３】図２に示された結晶性ポリエチレンから得ら
れた延伸された結晶性ポリエチレンシートの融解曲線を
示すチャートである。

【図４】延伸された結晶性ポリエチレンシートに表面
粗面化処理を施した後、ポリエチレンシート同士を融着
一体化した際の融着界面のインターロックの概念図であ
る。

【図５】請求項４記載の発明の積層体の製造装置の要
部を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１：供給部１１：アンロールスタンドＡ：延伸された結晶性ポリエチレンシート２：積層部３、３１：熱板プレス４：冷却部５：引取部

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 9:00 (72)発明者中村雅則京都市南区上鳥羽上調子町２−２積水化学工業株式会社内Ｆターム(参考） 4F100 AK04A AK04B AK05A AK05B AK06A AK06B AK63A AK63B BA02 EC032 EH012 EJ172 EJ341 EJ37A EJ37B EJ422 EK06 JA07A JA07B JA11A JA11B JB02 JK01 JK06 YY00A YY00B 4F210 AA04A AA05 AA07 AD08 AG01 AR06 QA00 QC01 QG01 QG18 4F211 AA04A AA05 AA07 AD08 AG01 AR06 TA01 TC02 TD11 TN02 TQ04 TQ10 TQ11 TQ15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量平均分子量が１０万〜５０万の結晶
性ポリエチレンを一方向に１０倍以上に延伸して得られ
る結晶化度５０〜８０％のポリエチレンシート同士を、
該ポリエチレンシートの結晶融点を超えない温度で融着
一体化することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項２】重量平均分子量が１０万〜５０万であ
り、分子量が１０万未満の低分子量成分の含有比率が２
０重量％以上である結晶性ポリエチレンを一方向に１０
倍以上に延伸して得られるポリエチレンシート同士を、
該ポリエチレンシートの高温側の結晶融点を超えない温
度で融着一体化することを特徴とする積層体の製造方
法。
【請求項３】重量平均分子量が１０万〜５０万の結晶
性ポリエチレンが、高密度ポリエチレン及び／又は中密
度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び／又は直鎖状
低密度ポリエチレンの組成物からなるものである請求項
１又は２記載の積層体の製造方法。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の積層体の製造
方法に用いられる製造装置であって、延伸されたポリエ
チレンシートを供給する手段、ポリエチレンシート同士
を積層する手段、積層されたポリエチレンシート同士を
融着一体化するための熱板プレスもしくは引抜金型、冷
却手段、融着一体化された積層体を引き取る手段及び熱
板プレスから冷却手段にわたって移送されるポリエチレ
ンシートに張力を負荷する手段を備えてなることを特徴
とする積層体の製造装置。