JPH03124730A - 単結晶強化フイルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、単結晶強化フィルム及びその製造方法に係り
、高分子マトリックス内に予め調製した高分子単結晶あ
るいはフィブリル結晶が補強材として含まれ、高分子マ
トリックス内で該単結晶あるいはフィブリル結晶が細か
く分散して、所定方向に配向さ；れている単結晶強化フ
ィルム及びその製造方法に関する。

（従来技術） 農業、土木建築業、水産業等の一般産業用及びレジャー
産業用に使用されるフィルムシートは、使用目的に応じ
て強靭な機械的性質が必要であり、このために炭素繊維
、アラミド繊維等で代表される高弾性率繊維を補強材と
して混入したフィルムシートが提案され、例えば特開昭
６０−６４８２６号公報に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、補強材を混入したフィルムシートにおいては
、補強材の効果を十分に発揮させるために補強材の表面
に接着処理あるいは特異な形態を付与していた。しかし
、たとえ補強材の表面に物理的、化学的処理を施しても
マトリックスと補強材との弾性率の違いにより、マトリ
ックスがある程度伸長されると補強材とマトリックスの
界面では滑りが発生して、それ以上の補強効果を期待す
ることが出来なかった。

本発明はこのような問題点を改善するものであり、補強
材として高分子マトリックスと相溶性に優れ、非晶質を
ほとんど含まない結晶相からなる高弾性率を有し、そし
て微小であって均一に分散する高分子単結晶体あるいは
フィブリル結晶体を用いて、優れた補強効果を有するフ
ィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の単結晶強化フィル
ムにおいては高分子マトリックス内に予め調製した高分
子の単結晶あるいはフィブリル結晶から選ばれた少なく
とも１つの補強材を分散させ、上記補強材の分子鎖を一
定方向に配向させたものであり、このネ…強材の添加量
は５〜３０重量％である。また、補強材の融解温度は高
分子マトリックスのそれよりも高温である。

更に、本発明の製造方法においては、高分子マトリック
スと予め調製した高分子単結晶あるいはフィブリル結晶
から選ばれた少なくとも１つの補強材との混合物を前記
補強材の融解温度未満の温度でロールにより混練、圧延
してフィルムを作製し、更にこのフィルムを高分子マト
リックスの融解温度以上で且つ補強材の融解温度未満の
温度範囲で加圧し、続いて得られたフィルムを前記補強
材の融解温度未満の温度で延伸もしくは圧延する。

本発明によると、補強材である単結晶あるいはフィブリ
ル結晶がロールにより混練りされることにより高分子マ
トリックス内に均一に分散・配向され、また熱プレスに
よって加圧されるため、高分子マトリックスの融解と単
結晶あるいはフィブリル結晶の部分融解によって互いの
分子が侵入し合い良好な絡み合いを示し、得られた単結
晶強化フィルムは補強材の性質を高分子マトリックスに
伝えることができ、高分子マトリックスの力学的性質を
向上させ得る。また、単結晶あるいはフィブリル結晶は
、混練、圧延工程により小さな結晶に分離されて高分子
マトリックス内に分散され、これは高分子マトリックを
充分に補強することになる。

本発明で使用する高分子マトリックスは、熱によって融
解可能な重合体であり、例えばナイロン６、ナイロン６
６等の種々のポリアミド、共重合体ポリアミド、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート
等である。

また、上記高分子マトリックスに混入する補強材は、単
結晶あるいはフィブリル結晶であり、熱によって融解可
能で且つ溶剤によって単結晶あるいはフィブリル結晶の
製造可能なものであり、例えばナイロン６、ナイロン６
６等の種々のポリアミド、共重合体ポリアミド、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート
等である。

上記高分子マトリックスと、高分子単結晶あるいはフィ
ブリル結晶の補強材は、分子量、融解温度等において異
なる重合体であり、例えばマトリックスとしては融解温
度の低い重合体、他方補強材としては融解温度の高い重
合体で単結晶あるいはフィブリル結晶の積層物が使用さ
れる。

前記補強材の添加量は５〜３０重量％であり、５重量％
未滴の場合には補強効果に乏しく、一方３０重量％を越
えると補強材の分散、配向性が悪くなる。

次に、本発明の製造方法について工程順に説明する。

（１）ベレット状の高分子マトリックスと高分子単結晶
あるいはフィブリル結晶の補強材とを混合して、マトリ
ックスの融解温度以上で補強材の融解温度未満の温度範
囲で熱プレスを行ないフィルムを作製する。この工程は
高分子マトリックスに補強材を単に付着させて、次の工
程をスムーズに行なうためである。従って、工程（２）
によりペレット試の高分子マトリックスと補強材とをロ
ールにより均一に混合できるならば、本工程は不必要で
ある。

（２）該フィルムを補強材の融解温度未満の温度でロー
ルにより混練・圧延し、高分子マトリックス中で補強材
が均一に分散・配向した混練・圧延フィルムを作製する
。この工程により高分子単結晶あるいはフィブリル結晶
はロールにより剪断力を受け、より小さな結晶に分離さ
れ、高分子マトリックス内に分散される。

（３）次いで、混練・圧延フィルムを高分子マトリック
スの融解温度以上で補強材の融解温度未満の温度範囲で
熱プレスして成型フィルムを作製する。

本発明によると、上記熱プレスによって完全融解した高
分子マトリックスの分子鎖と部分融解した補強材の分子
鎖とが互いに侵入し合って良好な絡み合いを呈するよう
になる。

（４）このようにして得た成型フィルムを高分子単結晶
の融解温度以下の温度で延伸もしくは圧延することによ
って、高分子マトリックスと補強材の分子鎖が延伸もし
くは圧延方向に配向した強化フィルムとなる。

得られた強化フィルムの高分子マトリックスおよび補強
材の結晶構造は工程（４）において延伸工程をとった場
合には、その方向に一軸配向し、また圧延工程をとった
場合には面配向する。

（実施例） 本発明の具体的実施例を以下に示す。

高密度ポリエチレン（密度０．９５３ｇ／ｃｒｎ３、融
点１３０℃、以下ＨＤ　Ｉ）　Ｅと略す）のペレットを
１３８℃〜１４０℃のＰ−キシレン中で０．２ｗｔ％の
濃度で２時間の溶解を行ない、室温まで冷却し２０時間
の結晶化にて単結晶の析出した懸濁液を作製、該懸濁液
をガラスフィルター上で濾過、集積し、集積物をアセト
ン洗浄後、減圧乾燥して単結晶積層物とし、該単結晶積
層物を乳鉢にて粉砕して補強材を得た。

この補強材と低密度ポリエチレン（密度０．９２８ｇ／
ｃｍ３、融点１０５℃、以下ＬＤＰＥと略す）ペレット
と混合して１１０℃Ｘ　５ｍ１ｎＸ　１００ｋｇ／ｃ＋
ｎ２の熱プレスを行ないフィルムを作製した。

このフィルムを８インチ２本ロールにて混練・圧延して
、圧延フィルムを形成し、圧延フィルムを１１０℃Ｘ　
５　ｍ１ｎＸ　Ｉ　Ｑ　Ｑ　Ｊ／　ｃｍ２の熱プレスを
行ない熱成型フィルムを作製し、そして該熱成型フィル
ムを温度２５℃または８０℃の２インチ２本ロールにて
圧延比５０％の単結晶強化フィルムを作製した。得られ
たフィルムから厚さＱ、５ｎ＋ｍＸｔｔ１５ｍｍｘ長さ
１００ｍｍのカットサンプルを得、これらのサンプルの
乾熱収縮率を測定した。この結果を第１表に示す。

乾熱収縮率は、該単結晶強化圧延フィルムを温度９０℃
のギア・オーブン中で３０分間の自由端熱処理を行なっ
て求めた。また、ＨＤＰＥ単結晶積層物の充填率が５．
１０．２０および３Ｑｗｔ％の単結晶強化フィルムおよ
びＬＤＰＥ単独圧延フィルムを温度２５℃、周波数ＩＱ
ｔ（ｚ、動的変位０゜０７５±０．０２５％の条件で求
めた動的粘弾性（動的弾性率Ｅ°および力学的損失係数
ｔａｎさ）を求めた。この結果を第１表に併記する。

この結果によると、ロール温度２５℃および８０℃とも
に単結晶強化フィルムの収縮率は、比較例のＬＤＰＥ単
独圧延フィルムの収縮率よりも小さく、ＨＤ　Ｐ　Ｅ単
結晶積層物が熱雰囲気下におけるＬＤＰＥの収縮を押え
ている。

また、ＨＤＰｔＥ単結晶積層物を充填した実施例は比較
例に比べて動的弾性率Ｅ°が高く、力学的損失係数ｔａ
ｎ６が低下している。ＬＤＰＥマトリックスとＨＤＰＥ
単結晶との分子の相溶性が良く、ＬＤＰＥマトリックス
の力学的性質を向上させるための補強材としてＨＤＰＥ
単結晶が良好であることを示している。

また、ＨＤＰＥ単結晶積層物をｌＱｗｔ％充填した単結
晶強化フィルムおよびＬＤＰＥ単独フィルムの圧延前後
の強伸度物性を求めた。その結果を第２表に示す。

第　　２　　表 試料形状はＤＩＮダンベルＳ３とし、引張速度は５００
ｍｍ／ｍｉｎ、チャック間距離は４Ｑｍｍとした。実施
例は後加工前後の物性変化が比較例に比べて少なく、単
結晶積層物を添加するこによって安定な力学的性質を示
し、特に初期弾性率の向上が著しいことを示している。

（効果） 以上のように、本発明の単結晶強化フィルム及びその製
造方法では、補強材である高分子単結晶あるいはフィブ
リル結晶が圧延により小さく分離して均一に分散、配向
し、そして熱プレスにより単結晶あるいはフィブリル結
晶の分子鎖が高分子マトリックスの分子鎖に侵入して絡
み合った状態になるため、得られたフィルムは力学的性
質に優れる効果を有している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高分子マトリックス内に、予め調整した高分子単結
   晶あるいはフィブリル結晶から選ばれた少なくとも１つ
   の補強材を分散させ、該補強材の分子鎖を一定方向に配
   向させたことを特徴とする単結晶強化フィルム。 ２、補強材の添加量は５〜３０重量％である請求項１記
   載の単結晶強化フィルム。 ３、高分子マトリックスと予め調整した高分子単結晶あ
   るいはフィブリル結晶から選ばれた少なくとも１つの補
   強材との混合物を、前記補強材の融解温度以下で混練、
   圧延してフィルムを作製し、このフィルムを高分子マト
   リックスの融解温度以上で且つ補強材の融解温度未満の
   温度範囲で加圧し、更に得られたフィルムを前記補強材
   の融解温度未満で延伸もしくは圧延することを特徴とす
   る単結晶強化フィルムの製造方法。 ４、補強材の融解温度が高分子マトリックスの融解温度
   より高温である請求項３記載の単結晶強化フィルムの製
   造方法。