(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰出ロールと引取ロールとの間に設けられた加熱延伸槽内に、駆動回転する複数の駆動ロールが設置され、これらの駆動ロールにより摩擦力を与えながらポリオレフィンシートを３段以上に延伸するポリオレフィンシートの多段延伸方法であって、前記複数の駆動ロールを、延伸方向に向かって、表面速度が徐々に速くなり、且つ、その表面速度増加率が徐々に小さくなるように駆動させることを特徴とするポリオレフィンシートの多段延伸方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリオレフィンシートの多段延伸方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリオレフィンシートの延伸方法として、一軸延伸方法も採用されているが、この方法では設定延伸倍率が高くなると一ケ所に伸びが集中して破断に至り易い。そこで、通常は、上記操作を何度が繰り返すいわゆる多段延伸法が採用されている。
しかし、何度も延伸ロールを通す多段延伸法では、延伸ロールの数が増える分だけ各延伸ロールの回転むらに起因する不安定要素が増えてしまい、装置としても複雑なものとなってしまう。
【０００３】
そこで、例えば、特開平５─２３０７３２号公報には、繰出ロールと引取ロールの間に複数の延伸槽を直列に配置し、かつ、各延伸槽の温度を２℃以上順次高くした延伸域に被延伸物を通過させ、各延伸槽内の延伸倍率を温度により制御する多段延伸方法が提案されている。
【０００４】
この方法では、繰出ロールと引取ロールにより、合計の延伸倍率を決めれば、その間には延伸むらの原因となる駆動ロールによる回転むらがないために、安定性の高い高倍率の多段延伸を行うことができる。
しかし、延伸槽内温度を正確に制御するために媒体としては液体を用いる必要があり、製造工程が複雑になるという問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の問題点を解消し、媒体に液体を用いることなく、同一温度の空気槽内で、延伸むらのない多段延伸を行うことができるポリオレフィンシートの多段延伸方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載の発明は、繰出ロールと引取ロールとの間に設けられた加熱延伸槽内に、駆動回転する複数の駆動ロールが設置され、これらの駆動ロールにより摩擦力を与えながらポリオレフィンシートを３段以上に延伸するポリオレフィンシートの多段延伸方法であって、前記複数の駆動ロールを、延伸方向に向かって、表面速度が徐々に速くなり、且つ、その表面速度増加率が徐々に小さくなるように駆動させるポリオレフィンシートの多段延伸方法である。
【０００７】
本願の請求項１に記載の発明において、前記複数の駆動ロールを前記ポリオレフィンシートの厚み方向に振動させることが好ましい。
【０００８】
▲１▼  使用原料について
本発明に用いられるポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、１─ブテン、１─ペンテン等の単独重合体や共重合成分が１０重量％以下の共重合体等が使用される。
共重合成分としては、例えば、酢酸ビニル、ビニルアルコール、塩化ビニル、アクリル酸等が挙げられる。
【０００９】
高密度ポリエチレンを用いる場合、その密度は０．９４ｇ／ｃｍ3 以上のものが好ましい。密度が小さすぎるものは延伸を行っても強度及び弾性率の向上があまり望めない。
又、そのメルトインデックス（ＭＩ）は０．１〜２０が好ましく、１〜１０がより好ましい。ＭＩが０．１より小さいと押出機等の成形機に負担がかかり、２０より大きくなると成形が難しくなる傾向がある。
【００１０】
高密度ポリエチレンは単独で使用してもよいが、高密度ポリエチレンに、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、エチレン─酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール等を好ましくは１０重量％以下混入した状態にて使用してもよい。
【００１１】
▲２▼  延伸用原反の調製について
以下、高密度ポリエチレンを用いた場合の延伸用原反の調製について説明する。
高密度ポリエチレンを押出機等で溶融成形する場合、その溶融温度は１３０℃以上が好ましく、１５０℃以上であるのがより好ましい。溶融温度が１３０℃未満であると、高密度ポリエチレンの溶融が不完全となり、押出機等の成形機に負担がかかり、高温で溶融成形すると、高密度ポリエチレンが分解し、変色等が発生したり、分子量の低下に伴う強度低下等を招くおそれがあるので、溶融温度は実質的に２５０℃以下であるのが望ましい。
【００１２】
成形方法としては、特に限定されないが、通常のロール成形法やカレンダー成形法を採用することができる。原反シートの厚みは、特に限定されないが、０．５〜５ｍｍの範囲にあることが好ましい。厚みが０．５ｍｍ未満では、延伸後のシート厚みが薄くなりすぎ、５ｍｍを超えると、延伸成形が困難になる。
【００１３】
【作用】
本発明のポリオレフィンシートの多段延伸方法は、前記複数の駆動ロールを、延伸方向に向かって、表面速度が徐々に速くなり、且つ、その表面速度増加率が徐々に小さくなるように駆動させることにより、一か所に延伸応力が集中することがないので、安定した延伸状態が達成され、ポリオレフィンシートを高倍率に安定延伸することが可能とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明のポリオレフィンシートの多段延伸方法の一例の説明図である。
【００１５】
図１に示すように、この方法においては、繰出ピンチロール１と引取ピンチロール２との間に加熱延伸槽３が一つだけ設けられている装置が用いられる。
【００１６】
加熱延伸槽３内には、外径が同一の複数の駆動ロール４１〜４７が振動部材５を介して設置されている。この駆動ロール４１〜４７はそれぞれの軸が各々の駆動モーター（図示せず）に接続され、延伸方向に向かって、回転速度が徐々に速くなり、その回転速度増加率が徐々に小さくなる、つまり、延伸方向に向かって、表面速度が徐々に速くなり、その表面速度増加率が徐々に小さくなるように駆動するようになされている。尚、駆動ロール４１〜４７のそれぞれの軸が各々一定の直径比を有すギアを介して一台の駆動モーターに接続されて上記同様に駆動するようになされていてもよい。
【００１７】
加熱延伸槽３内に配設された駆動ロール４１〜４７は、ピンチ化されていないので、ロール表面はポリオレフィンシートＳの滑りが発生しないように摩擦係数の高い材質にて形成されているのが好ましく、具体的には金属ロールにゴムライニングされているのが好ましい。そのゴム材質としては、例えば、ブチルゴム、ニトリルゴム、天然ゴム等が挙げられるが、耐熱性の高いシリコンゴムが最も好適である。
【００１８】
駆動ロールの数としては、４〜２１個が好ましい。数が４個未満では３段以上の多段延伸にならないし、２１個を超えてもよりよい効果が期待できない。
各駆動ロールの表面速度増加率としては、前の駆動ロールとの表面速度増加率が１を超え２以下の範囲で設定されるのが好ましい。表面速度増加率が１以下では延伸されないし、２を超えると延伸倍率が高すぎて延伸が不安定になり易くなる。
【００１９】
複数の駆動ロール４１〜４７を、延伸方向に向かって、表面速度が徐々に速くなり、且つ、その表面速度増加率が徐々に小さくなるように駆動させつつ、これらの駆動ロール４１〜４７により摩擦力を与えながらポリオレフィンシートＳを延伸して、多段延伸した多段延伸ポリオレフィンシートを得る。
【００２０】
加熱延伸槽３内の設定温度は、８５〜１２０℃の範囲が好ましい。８５℃未満では、得られる多段延伸ポリオレフィンシートが白化し易く、１２０℃を超えると、延伸切れを起こし易くなる。
【００２１】
延伸倍率としては、延伸用原反からの最終延伸倍率が２〜４０倍となるようにするのが好ましい。
【００２２】
図２は本発明のポリオレフィンシートの多段延伸方法の別の例の説明図である。
図２に示すように、この方法では、繰出ピンチロール１と引取ピンチロール２との間に設けられた加熱延伸槽３内に、延伸方向に向かって、外径が徐々に大きくなり、且つ、その外径増大率が徐々に小さくなる複数の駆動ロール６１〜６７が振動部材５を介して設置されており、この駆動ロール６１〜６７はそれぞれの軸が駆動モーター（図示せず）に接続され、同一の回転数にて駆動される、つまり、延伸方向に向かって、表面速度が徐々に速くなり、その表面速度増加率が徐々に小さくなるように駆動されるようになされた装置が用いられる。
【００２３】
複数の駆動ロール６１〜６７を、延伸方向に向かって、表面速度が徐々に速くなり、且つ、その表面速度増加率が徐々に小さくなるように駆動させつつ、これらの駆動ロール６１〜６７により摩擦力を与えながらポリオレフィンシートＳを延伸して、多段延伸した延伸ポリオレフィンシートを得る。
【００２４】
【実施例】
実施例１
高密度ポリエチレン（三菱化学社製、商品名「ＨＹ５４０」、ＭＩ＝１）を３０ｍｍの２軸押出機を用いて、樹脂温度２００℃で溶融混練し、Ｔダイにてシート状に押し出し冷却ロールにて冷却し、厚み１．６ｍｍ、幅１００ｍｍの延伸用原反を得た。この延伸用原反を表面温度１００℃に設定されたた６インチロール（小平製作所製）を用いて圧延倍率８倍にロール圧延を行い、厚み２００μｍの圧延シートを得た。
【００２５】
この圧延シートを、図１に示した装置に繰出速度２ｍ／分、加熱延伸槽設定温度１００℃、引取速度８ｍ／分の条件で延伸倍率４倍に延伸した多段延伸ポリオレフィンシートを得た。
尚、駆動ロール４１〜４７はいずれも外径が２００ｍｍのものを使用し、前のロールに対する回転速度比（表面速度比）が表１に示すとおりとなるものを使用した。最終の駆動ロール４７の回転速度が１２７．４ｒ．ｐ．ｍ．となるように駆動させた。
【００２６】
又、振動部材５としては、硬度７０、厚み１０ｍｍのシリコンゴムを用いた。多段延伸時に、駆動ロール４１〜４７が、ポリオレフィンシートの厚み方向に周期的な振動を起こしていることを、フーリェ変換型振動解析装置（リオン社製「ＳＡ７４）にて確認した。
【００２７】
【表１】
0003658167.tif 000002
【００２８】
実施例２
振動部材５を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、多段延伸ポリオレフィンシートを得た。
【００２９】
実施例３
圧延シートを、図２に示した装置に繰出速度２ｍ／分、加熱延伸槽設定温度１００℃、引取速度８ｍ／分の条件で延伸倍率４倍に延伸した多段延伸ポリオレフィンシートを得た。
【００３０】
尚、駆動ロール６１〜６７としては、外径が表２に示す外径を有する関係となるものを使用した。各駆動ロール６１〜６７を回転速度が同一の１２７．４ｒ．ｐ．ｍ．となるように駆動させた。
振動部材５としては、硬度７０、厚み１０ｍｍのシリコンゴムを用いた。実施例１同様にて、駆動ロール６１〜６７が、ポリオレフィンシートの厚み方向に周期的な振動を起こしていること確認した。
【００３１】
【表２】
0003658167.tif 000003
【００３２】
比較例
図１に示す装置において、駆動ロールをフリーロールとしたこと以外は、実施例２と同様にして。多段延伸ポリオレフィンシートを得た。
【００３３】
実施例１〜３及び比較例で得られた多段延伸ポリオレフィンシートについて、圧延延伸倍率の多段延伸倍率の合計の平均延伸倍率、延伸倍率のばらつき、引張強度、引張弾性率を評価した。その結果を表３に示す。
【００３４】
尚、各値は次の方法により求めた。
▲１▼  平均延伸倍率
多段延伸ポリオレフィンシートから、連続的に、２０ｃｍのサンプルを合計１０個とり、その平均重量を測定した。又、長さ２０ｃｍの延伸用原反の平均重量も同様に測定した。平均延伸倍率は、後者の重量を前者の重量で除した値とした。
【００３５】
▲２▼  延伸倍率のばらつき
上記の方法で測定される１０個の延伸倍率の標準偏差を計算し、次の式により、延伸倍率のばらつきを求めた。
延伸倍率のばらつき＝（延伸倍率の標準偏差／延伸倍率の平均値）×１００（％）
▲３▼  引張強度、引張弾性率
ＪＩＳ  Ｋ７１１３の引張試験方法に準じて求めた。
【００３６】
【表３】
0003658167.tif 000004
【００３７】
表３からも明らかなように、本発明の実施例の場合には、得られた多段延伸ポリオレフィンシートはいずれも比較例と比較して、延伸倍率のばらつきが少なく、引張強度、引張弾性率等の物性に優れている。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のポリオレフィンシートの多段延伸方法は、上記のようにされていることにより、媒体に液体を用いることなく、同一温度の空気槽内で、延伸むらのない多段延伸を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリオレフィンシートの多段延伸方法の一例を説明する模式図である。
【図２】本発明のポリオレフィンシートの多段延伸方法の別の例を説明する模式図である。
【符号の説明】
１  繰出ピンチロール
２  引取ピンチロール
３  加熱延伸槽
５  振動部材
４１〜４７，６１〜６７  駆動ロール
【図１】
0003658167.tif 000005
【図２】
0003658167.tif 000006