JPH06122149A - 高耐衝撃性の透明プレート状物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結晶性樹脂から透明で耐衝撃性に優れたプレ
ートを得る。 【構成】 単独重合ＰＰ（MFR 0.90g/10min;融点 162
℃) 製の圧延用原反( 厚さ１０mm、全ヘイズ９３％) を
温度１１０℃で縦方向へ圧下率６０％で圧延後、同温度
で横方向へ圧下率５０％で圧延（総括圧下率８０％）し
て圧延プレートを得た。圧延条件は関係式（Ｔr/Ｔm ）
×γ_t＝５４であって、下限４０と上限８０との範囲に
包含されていた。 【効果】 得られた圧延プレートの衝撃強度は９５kg・
cm/cm 、全ヘイズは１２％まで改善された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は優れた耐衝撃性を有する
透明プレート状物及びその製造方法に関する。詳しくは
本発明のプレート状物は耐衝撃性及び透明性が必要又は
極めて望まれる用途である防弾風防板、例えばヘリコプ
ター等の航空機の窓及び車両の屋根もしくは窓等又は他
の装置の透視可能な構造部材の外に、旅行鞄、ヘルメッ
ト、車のパネルから軍事用機材等に到る各種用途への利
用が期待される。

【０００２】

【従来の技術】結晶性ポリオレフィン樹脂のプレート状
物は各種容器、自動車部品、電気器具、包装材料等にそ
のまま、あるいは真空成形、圧空成形、プレス成形等の
加工処理を経て広く使用されている。しかし、これら従
来のプレート状物は耐衝撃性においてまだ低く、しかも
高結晶性に由来する低透明性においても非常に不十分で
あった。

【０００３】この耐衝撃性不足という欠点を改良する為
には、従来から結晶性ポリオレフィンに他の重合物、エ
ラストマー又は可塑剤をブレンドしたり、オレフィンを
他のモノマーと共重合させる方法がある。耐衝撃性を改
良する別の方法として結晶性ポリオレフィンプレート状
物を互いに略直交する２軸方向に延伸又は圧延する方法
も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術の欠点
として、前者の配合法又は共重合法では衝撃強度が十分
には改良されないことに加えて逆に透明性、強度、弾性
率の低下を伴うという欠点を挙げることができる。ま
た、後者の一方である延伸法では均一なプレート状物を
得ることが困難であり、他方の圧延法では耐衝撃性の格
段の向上が必要である。

【０００５】本発明者等は優れた耐衝撃性を有し、更に
高結晶性のポリオレフィン樹脂でありながらも高い透明
性を備えたプレート状物を得る方策について鋭意研究を
行なった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】その結果、結晶性ポリオ
レフィン樹脂からなる圧延用プレート状物に特定の圧延
温度（Ｔr)及び縦方向圧下率（γ₁)と横方向圧下率（γ
₂)との比（γ₁ ／γ₂)との組合せで、好ましくは逐次二
軸ロール圧延加工を施すと、プレート状物の耐衝撃性を
格段に改良することができ、しかも圧延物の内部と表面
との何れにおいても可視光線の散乱及び反射を非常に少
なくすることができる結果、圧延物に優れた透明性を付
与し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完
成した。

【０００７】以上の記述から明らかなように、本発明の
目的は非常に優れた耐衝撃性及び良好な透明性を備えた
プレート状物を提供することにある。すなわち上記課題
を解決する手段として、本発明の高耐衝撃性で透明のプ
レート状物及びそれを作成する為に、下記の製造方法を
提供することができる。 （１）結晶性ポリオレフィン樹脂よりなり、−４０℃で
の落錘衝撃強度が５０kg・cm/cm 以上、全ヘイズが２０
％以下のプレート状物であって、プレート状物が縦方向
圧下率（γ₁)４０〜８０％及び横方向圧下率（γ₂)３０
〜７０％で２軸方向に圧延されたものであることを特徴
とする高耐衝撃性の透明プレート状物。 （２）結晶性ポリオレフィン樹脂よりなる圧延用プレー
ト状物をその融点（Ｔm)以下でロールで二軸圧延する際
に、縦方向圧下率（γ₁)を４０〜８０％の範囲に設定
し、該圧延方向に対して略９０度方向の横方向圧下率
（γ₂)を３０〜７０％の範囲に設定すると共に、かつ該
圧延用プレートに対する最終段圧延後のプレート状物の
総括圧下率（γ_t) 及び縦方向圧下率（γ₁)と横方向圧
下率（γ₂)との比（γ₁／γ₂）が次の両式をそれぞれ満
足する ４０≦（Ｔr／Ｔm)×γ_t ≦８０ 〔ここで、Ｔrは圧延温度（℃）、Ｔmは融点（℃）を表
わす〕 ４／７≦γ₁／γ₂≦２.０ ことを特徴とする高耐衝撃性の透明プレート状物（プレ
ート及びシートを包括する概念）の製造方法。

【０００８】本発明方法において用いられる圧延温度
（Ｔr）は素材である結晶性ポリオレフィン樹脂の融点
（Ｔm;後に定義）以下、好ましくは融点（Ｔm)−１０℃
以下の温度に設定する。圧延を融点よりも高い温度にお
いて試みると、圧延用プレート状物が溶融して、透明性
向上を実現し得ない。

【０００９】上記関係式４０≦（Ｔr／Ｔm)×γ_t ≦８
０において、（Ｔｒ／Ｔｍ）×γ_tが３５以下の場合に
は、得られるプレート状物の落錘衝撃強度が極めて低水
準であるばかりか、全ヘイズも依然として不十分な程度
に留まる（比較例９参照）。他方、（Ｔｒ／Ｔｍ）×γ
_t が８３以上の場合には、圧延後のプレート状物の全ヘ
イズが到底本発明の要求に耐え得ない（比較例４参
照）。

【００１０】本発明方法においては、縦方向圧下率（γ
₁)を４０〜８０％の範囲に設定することが必要である。
更に、（γ₁)を好ましくは５０〜７５％、一層好ましく
は５５〜７５％に設定する。これと共に、該圧延方向に
対して略９０度方向の横方向圧下率（γ₂)を３０〜７０
％の範囲に設定することが必要である。更に、（γ₂)を
好ましくは４０〜７０％、一層好ましくは４５〜７０％
に設定する。

【００１１】また、縦方向の圧下率( γ₁)と横方向の圧
下率( γ₂)との比が０.２以下（γ₁／γ₂≦０.２）又は
２.２以上（２.２≦γ₁／γ₂）の範囲では耐衝撃性が向
上しない。

【００１２】これらの設定に加えて、本発明方法におい
てはプレート状物に対する最終段の圧延が行なわれた後
の総括圧下率（γ_t ；後に定義）が前記の関係式に適合
することを要する。

【００１３】本発明において用いられる結晶性ポリオレ
フィン樹脂としては、次のものを例示できる：単独重合
ポリプロピレン又は共重合ポリプロピレン例えば、プロ
ピレンを主成分とし、これと他のα−オレフィンもしく
は極性モノマーとの共重合体；ポリ−１−ブテン（共重
合体をも包含）又はポリ−４−メチル−１−ペンテン
（共重合体をも包含）等の結晶性ポリオレフィン樹脂；
又はこれらの結晶性樹脂の２種以上の混合物；の何れで
あっても、結晶性ポリオレフィン樹脂であればよく、原
料樹脂の種類に他の制限は無い。

【００１４】また、上記樹脂にマレイン酸、（メタ）ア
クリル酸もしくはフマル酸等の不飽和カルボン酸又はそ
の酸無水物もしくはエステル等の誘導体をプロピレンも
しくはα−オレフィンと共重合させるか、又はポリプロ
ピレンを包含するα−オレフィン（共）重合体にグラフ
トさせた改質樹脂、上記樹脂に電離性放射線処理又は架
橋剤による架橋処理を施した改質樹脂も用途に応じて本
発明のプレート状物を得る為の素材として用いることが
できる。

【００１５】本発明においては、上記結晶性ポリオレフ
ィン樹脂にその透明性を実質的に低下させない程度で各
種のフィラー（又は補強材）を添加することができる。
添加されるフィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維、
ビニロン繊維又は金属繊維等の繊維状フィラー、マイ
カ、タルク等のフレーク状フィラー、ガラスビーズ、ガ
ラスバルーン、シラスバルーン等の球状のフィラー、炭
酸カルシウム、木片等の不定形フィラーを挙げることが
できる。

【００１６】これらのフィラー（又は補強材）の表面に
は、配合される樹脂（基材樹脂）に対する親和性を付与
する処理が施されていることが好ましい。このような処
理としては、例えば不飽和カルボン酸もしくはその酸無
水物等の付加、不飽和アミン付加又はゴム質被覆等を挙
げることができる。

【００１７】本発明においては、上記結晶性ポリオレフ
ィン樹脂に対して上記のフィラーの他に、吸湿剤、増量
剤、着色剤、難燃剤、劣化防止剤、帯電防止剤、潤滑剤
等を必要に応じて添加することができる。

【００１８】本発明のプレート状物を作成するには、該
結晶性ポリオレフィン樹脂を溶融混練し、該樹脂を例え
ばＴダイ法又はインフレーション法等の公知の成形方法
により製膜し、得られた圧延用プレート状物（原反）に
対して圧延処理を施す。

【００１９】本発明における圧延は前記の結晶性ポリオ
レフィン樹脂からなる圧延用プレート状物をその融点
（Ｔm;後に定義) 以下の温度で一対以上のロール間にお
いて行なうことが必要である。結晶性ポリオレフィン樹
脂の融点よりも高い温度で該プレート状物に対して圧延
処理を試みた場合には、溶融樹脂がロール面に付着する
等の他、透明性が向上しないという問題が生ずる。その
原因は圧延用プレート状物が溶融することにある。ま
た、必要に応じて、２以上の別異の温度において圧延を
行なう方式、同一の温度において２以上の異なる圧下率
において圧延する多段方式、各段での圧延操作を数回繰
り返す方式、圧延前にプレート状物を予熱する方式又は
圧延後に熱処理をする方式等を採用できる。

【００２０】本発明で圧下率（γ：％）とは、圧延前の
材料樹脂の厚さ（ｈ₁）と圧延後のプレート状物の厚さ
（ｈ₂）とを用いて次式で表される因子である。 γ＝１００・（ｈ₁−ｈ₂）／ｈ₁ 本発明方法において好適な態様では圧延を逐次多段に行
なうから、第ｎ段における圧下率（γ_n）は下記の式で
表わされる： γ_n＝１００・（ｈ_n−ｈ_n+1）／ｈ_n また、ｍ段からなる多段圧延における最終段（第ｍ段）
の圧延終了後の圧下率（総括圧下率：γ_t）は圧延前の
材料樹脂の厚さ（ｈ₁）と最終段（第ｍ段）の圧延終了
後の厚さ（ｈ_m）とだけを用いて下式の様に定義でき
る： 総括圧下率（γ_t）＝１００・（ｈ₁−ｈ_m）／ｈ₁ 本発明のプレート状物をロール圧延で製造する際には、
通常は第１段を縦方向圧延としてその圧下率( γ₁)を前
記の様に４０〜８０％の範囲に設定し、該圧延方向（縦
方向）に対して略９０度の方向に行なう第２段を横方向
圧延としてその圧下率を前記の様に３０〜７０％の範囲
に設定し、かつ原反に対する第２段圧延後のプレート状
物の総括圧下率（γ_t ）が４０≦（Ｔr／Ｔm）×γ_t≦
８０に適合する様に圧延を行なうことが必要である。こ
れらの条件に設定されない場合に生ずる不都合な結果は
既に前述の通りである。

【００２１】本発明のプレート状物を作成する為に使用
する圧延ロールの表面粗度は通常１Ｓ以下、好ましくは
０.５Ｓ以下、更に好ましくは０.２Ｓ以下に設定する。
その目的は圧延プレート状物の表面における可視光線の
散乱を可能な限り低くすることにある。

【００２２】本発明のプレート状物は−４０℃での落錘
衝撃強度が５０kg・cm/cm 以上、好ましいものは７０kg
・cm/cm 以上、更に好ましいものは８０kg・cm/cm 以上
に達する。本発明のプレート状物はその全ヘイズが２０
％以下であり、好ましいものは１５％以下まで透明化さ
れている。全ヘイズ２３％以上のプレート状物は透明性
の点で本発明の要求には全く不十分である。

【００２３】本発明で使用する表面の粗度とは、ＪＩＳ
Ｂ０６０１試験法に準拠して測定されたものである。

【００２４】

【実施例】以下、実施例及び比較例をもって本発明を更
に具体的に説明するが、本発明は、これによって限定さ
れるものではない。

【００２５】なお、プレート状物の特性測定は以下の方
法によって行なった。 融 点：ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して測定し
たＤＳＣ曲線のピークの位置する温度を言う。ピークが
２個以上存在する場合には、最大面積のピークが位置す
る温度とする。 落錘衝撃試験：ＪＩＳ Ｋ７２１１に準拠して求めた
５０％破壊エネルギー。

【００２６】試料サイズ：縦５mm×横５mm 撃心先端 ：０.２５インチＲ；撃心受け台内径：１.５
インチ 試験温度 ：−４０℃のドライアイスエタノール溶液中
に２０min以上試料を放置後に落錘衝撃試験を実施し
た。 ヘイズ ：ＡＳＴＭ Ｄ１００３に準拠して測定
した。

【００２７】

【実施例１】プロピレンホモポリマー（以下、「ＰＰ」
と略称することがある。メルトフローレート１.０g/10m
in、密度０.９０g/cc、融点１６２℃）からなる圧延用
プレート状物（厚さ１０mm）を圧延ロール（ロール径30
0mm ×幅400mm 、表面粗度０.２Ｓ）で圧延ロール温度
１１０℃において二段圧延した。第１段の縦方向圧延で
圧延用プレート状物を厚さ４mmまで( 圧下率６０％) 、
第２段の横方向圧延で厚さ２mmまで（圧下率５０％）圧
延して、総括圧下率８０％のプレート状物を得た。該プ
レート状物の全ヘイズ及び落錘衝撃強度を表１に示す。

【００２８】

【実施例２】プロピレンホモポリマー（メルトフローレ
ート１.０g/10min、密度０.９０g/cc、融点１６２℃）
からなる圧延用プレート状物( 厚さ１５mm) を圧延ロー
ル（ロール径300mm ×幅400mm 、表面粗度０.２Ｓ）で
圧延ロール温度１３０℃において二段圧延し、第１段の
縦方向圧延で圧延用プレート状物を厚さ５mmまで（圧下
率６７％）、第２段の横方向圧延で厚さ２mmまで（圧下
率６０％）圧延して、総括圧下率８７％のプレート状物
を得た。該プレート状物の全ヘイズ及び落錘衝撃強度を
表１に示す。

【００２９】

【比較例１】実施例１と同じプロピレンホモポリマーか
らなる無圧延プレート状物（厚み２mm）の全ヘイズ及び
落錘衝撃強度を表１に示す。

【００３０】

【比較例２】プロピレンホモポリマー（メルトフローレ
ート１.０g/10min、密度０.９０g/cc、融点１６２℃）
からなる圧延用プレート状物（厚さ８mm）を圧延ロール
（ロール径300mm×幅400mm、表面粗度０.２Ｓ）で圧延
ロール温度１１０℃において二段圧延し、第１段の縦方
向圧延でプレート状物を厚さ６mmまで（圧下率２５
％）、第２段の横方向圧延で厚さ２mmまで（圧下率６７
％）圧延して、総括圧下率７５％のプレート状物を得
た。該プレート状物の全ヘイズ及び落錘衝撃強度を表１
に示す。

【００３１】

【比較例３】プロピレンホモポリマー（メルトフローレ
ート１．０g/10min、密度０.９０g/cc、融点１６２℃）
からなる圧延用プレート状物（厚さ６mm）を圧延ロール
（ロール径300mm ×幅400mm 、表面粗度０.２Ｓ) で圧
延ロール温度８５℃において二段圧延し、第１段の縦方
向圧延で圧延用プレート状物を厚さ３mmまで( 圧下率５
０％) 、第２段の圧延で厚さ２mmまで( 圧下率５０％)
圧延して、総括圧下率６６％のプレート状物を得た。該
プレート状物の全ヘイズ及び落錘衝撃強度を表１に示
す。

【００３２】

【比較例４】プロピレンホモポリマー（メルトフローレ
ート１.０g/10min、密度０.９０g/cc、融点１６２℃）
からなる圧延用プレート状物( 厚さ２０mm）を圧延ロー
ル（ロール径300mm ×幅400mm 、表面粗度０.２Ｓ）で
圧延ロール温度１５０℃において二段圧延し、第１段の
縦方向圧延でプレート状物を厚さ６mmまで（圧下率７０
％）、第２段の横方向圧延で厚さ２mmまで（圧下率６７
％）圧延して、総括圧下率９０％のプレート状物を得
た。該プレート状物の全ヘイズ及び落錘衝撃強度を表１
に示す。

【００３３】

【比較例５】プロピレンホモポリマー（メルトフローレ
ート１.０g/10min、密度０.９０g/cc、融点１６２℃）
からなる圧延用プレート状物（厚さ７mm）をの圧延ロー
ル（ロール径300mm ×幅400mm、表面粗度０.２Ｓ）で圧
延ロール温度１１０℃において二段圧延し、第１段の縦
方向圧延でプレート状物を厚さ２.５mmまで（圧下率６
４％）、第２段の圧延で厚さ２mmまで（圧下率２０％）
圧延して、総括圧下率７１％のプレート状物を得た。該
プレート状物の全ヘイズ及び落錘衝撃強度を表１に示
す。

【００３４】

【実施例３】プロピレン−エチレンランダムコポリマー
（以下、「Ｒ−ＰＰ」と略称することがある。メルトフ
ローレート２. ２g/10min、密度０.９０g/cc、融点１４
２℃、エチレン成分含有量４モル％、プロピレン成分含
有量９６％）からなる圧延用プレート状物（厚さ１０m
m）を用い、圧延ロール（ロール径300mm ×幅400mm、表
面粗度０.２Ｓ）で圧延ロール温度９０℃において二段
圧延し、第１段の縦方向圧延でプレート状物を厚さ４mm
まで（圧下率６０％）、第２段の圧延で厚さ２mmまで
（圧下率５０％）圧延して、総括圧下率８０％のプレー
ト状物を得た。該プレート状物の全ヘイズ及び落錘衝撃
強度を表１に示す。

【００３５】

【実施例４】プロピレン−エチレンランダムコポリマー
（メルトフローレート２.２g/10min、密度０.９０g/c
c、融点１４２℃、エチレン成分含有量４モル％、プロ
ピレン成分含有量９６％）からなる圧延用プレート状物
( 厚さ１５mm）を用い、圧延ロール（ロール径300mm ×
幅400mm、表面粗度０．２Ｓ) で圧延ロール温度１１０
℃において二段圧延し、第１段の縦方向圧延でプレート
状物を厚さ５mmまで（圧下率６８％）、第２段の圧延で
厚さ２mmまで（圧下率６０％）圧延し、総括圧下率８６
％のプレート状物を得た。該プレート状物の全ヘイズ及
び落錘衝撃強度を表１に示す。

【００３６】

【比較例６】実施例３におけると同一のプロピレン−エ
チレンランダムコポリマーからなる無圧延プレート状物
（厚み２mm）の全ヘイズ及び落錘衝撃強度を表１に示
す。

【００３７】

【比較例７】プロピレン−エチレンランダムコポリマー
（メルトフローレート２.２g/10min、密度０.９０g/c
c、融点１４２℃、エチレン成分含有量４モル％、プロ
ピレン成分含有量９６％）からなる圧延用プレート状物
（厚さ２５mm）を用い、圧延ロール（ロール径300mm ×
幅400mm、表面粗度０.２Ｓ) で圧延ロール温度９０℃に
おいて二段圧延し、第１段の縦方向圧延でプレート状物
を厚さ３mmまで（圧下率８８％）、第２段の横方向圧延
で厚さ２mmまで（圧下率５０％）圧延して、総括圧下率
９２％のプレート状物を得た。該プレート状物の全ヘイ
ズ及び落錘衝撃強度を表１に示す。

【００３８】

【比較例８】プロピレン−エチレンランダムコポリマー
（メルトフローレート２.２g/10min、密度０.９０g/c
c、融点１４２℃、エチレン成分含有量４モル％、プロ
ピレン成分含有量９６％）からなる圧延用プレート状物
（厚さ８mm）を用い、圧延ロール（ロール径300mm ×幅
400mm、表面粗度０.２Ｓ）で圧延ロール温度９０℃にお
いて二段圧延し、第１段の縦方向圧延でプレート状物を
厚さ６mmまで（圧下率２５％）、第２段の圧延で厚さ２
mmまで（圧下率６７％）圧延して、総括圧下率７５％の
プレート状物を得た。該プレート状物の全ヘイズ及び落
錘衝撃強度を表１に示す。

【００３９】

【比較例９】プロピレン−エチレンランダムコポリマー
（メルトフローレート２.２g/10min、密度０.９０g/c
c、融点１４２℃、エチレン成分含有量４モル％、プロ
ピレン成分含有量９６％）からなる圧延用プレート状物
（厚さ７mm）を用い、圧延ロール（ロール径300mm ×幅
400mm、表面粗度０.２Ｓ) で圧延ロール温度７０℃にお
いて二段圧延し、第１段の縦方向圧延で圧延用プレート
状物を厚さ３.５mmまで（圧下率５０％）、第２段の横
方向圧延で厚さ２mmまで（圧下率４３％）圧延して、総
括圧下率７１％のプレート状物を得た。該プレート状物
の全ヘイズ及び落錘衝撃強度を表１に示す。

【００４０】

【発明の効果】本発明のプレート状物は高耐衝撃性と透
明性とを兼ね備えていることから、透視可能性及び耐衝
撃性が要求される構造材として、各種の車両、航空機等
の屋根材又は風防窓材として特に有用である。

【００４１】本発明のプレート状物製造方法によれば、
結晶性ポリオレフィン樹脂から上記の特性を備えたプレ
ート状物を作成することができる。

【００４２】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｄ 65/00 9028−3Ｅ 85/00 8921−3Ｅ Ｃ０８Ｆ 10/04 // Ｂ２９Ｋ 23:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶性ポリオレフィン樹脂よりなり、−
   ４０℃での落錘衝撃強度が５０kg・cm/cm 以上、全ヘイ
   ズが２０％以下のプレート状物であって、プレート状物
   が縦方向圧下率（γ₁）４０〜８０％及び横方向圧下率
   （γ₂）３０〜７０％で２軸方向に圧延されたものであ
   ることを特徴とする高耐衝撃性の透明プレート状物。
2. 【請求項２】 結晶性ポリオレフィン樹脂よりなる圧延
   用プレート状物を該樹脂の融点（Ｔm）以下の温度（Ｔ
   r）でロール圧延する際に、縦方向圧下率（γ₁）を４０
   〜８０％の範囲に設定すると共に、該圧延方向に対して
   略９０度方向の横方向圧下率（γ₂）を３０〜７０％の
   範囲に設定し、かつ該圧延用プレートに対する最終段圧
   延後のプレート状物の総括圧下率（γ_t）及び縦方向圧
   下率（γ₁）と横方向圧下率（γ₂）との比（γ₁／γ₂）
   がそれぞれ次の両式を満足する条件に設定して圧延を行
   う ４０≦（Ｔr／Ｔm)×γ_t≦８０ 〔ここで、Ｔrは圧延温度（℃）、Ｔmは融点（℃）を表
   わす〕 ４／７≦γ₁／γ₂≦２.０ ことを特徴とする高耐衝撃性の透明プレート状物の製造
   方法。