(57)【要約】【課題】  本発明は、ガラスビーズや金属を含まず、形状保持性が優れており、柔軟で捻りやすく、微小な形状にも沿いやすい形状保持性シートの製造方法を提供する。【解決手段】  重量平均分子量が１０万〜５０万であり、圧延倍率５倍以上に圧延された後、更に、総延伸倍率が１０〜４０倍に一軸延伸されている一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを延伸方向に対し略直交する方向に屈曲することを特徴とする柔軟な形状保持性シートの製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量平均分子量が１０万〜５０万であり、総延伸倍率が１０〜４０倍であるの一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを延伸方向に対し略直交する方向に屈曲することを特徴とする柔軟な形状保持性シートの製造方法。
【請求項２】
一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートが、圧延倍率５倍以上に圧延された後、更に、総延伸倍率が１０〜４０倍に一軸延伸されていることを特徴とする請求項１記載の柔軟な形状保持性シートの製造方法。
【請求項３】
ポリオレフィン系樹脂が高密度ポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の柔軟な形状保持性シートの製造方法。
【請求項４】
一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを直径３〜４０ｍｍの円柱状体に巻き付けて屈曲することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の柔軟な形状保持性シートの製造方法。
【請求項５】
一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートの一面を直径３〜４０ｍｍの円柱状体に巻き付けて屈曲した後、他面を直径３〜４０ｍｍの円柱状体に巻き付けて屈曲する工程を１セットとしたとき、１〜１０セット屈曲することを特徴とする請求項４記載の柔軟な形状保持性シートの製造方法。
【請求項６】
一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを直径３〜４０ｍｍの円柱状ロール体に巻き付けて通過させることにより屈曲することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の柔軟な形状保持性シートの製造方法。
【請求項７】
一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを複数の円柱状ロール体に巻き付けて、延伸ポリオレフィン系樹脂シートの進行方向が円柱状ロール体の前後で逆方向になるように通過させることを特徴とする請求項６記載の柔軟な形状保持性シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は柔軟な形状保持性シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の部分や部材を結束するのに、手で容易に捻ることにより結束し得る結束テープが用いられている。この種の結束テープとしては、金属線の外表面を塩化ビニル樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂などで被覆したものが市販されている。この結束テープは、金属線の形状保持性、即ち、手で曲げた際に曲げられた形状をそのまま保持する性質を利用している。
【０００３】
しかしながら、金属線を主体とするためリサイクル性が低かった。更に、農場等で使用された場合には、家畜が誤って結束テープを食べ、消化器障害等を引き起こすおそれがあった。
【０００４】
他方、上述した金属線を用いた結束テープに代わるものとして、合成樹脂を主体とするものが提案されている。例えば、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの結晶性熱可塑性合成樹脂と、粒径が６０μｍ以下の微粒子ガラスビーズとを混合してなる組成物により構成された無芯ツイストタイが開示されている。ここでは、金属線に代えて、上記微粒子ガラスビーズを用いることにより、手で捻った際の捻り保持性が付与されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平３−１２４５７３号公報
【０００５】
しかしながら、ガラスビーズを用いているため、やはりリサイクル性に問題があり、且つ、押出機から押出成形する場合、スクリューがガラスビーズにより磨耗するといった問題もあった。更に、ガラスビーズを結晶性熱可塑性合成樹脂に加えて捻り保持性を与えているが、捻り保持性は、金属線を用いた従来の結束テープに比べて必ずしも十分なものではなかった。
【０００６】
上記欠点を解消するために、重量平均分子量５０万以下の高密度ポリエチレンを主体とするシートを圧延した後一軸延伸した総延伸倍率１０倍以上のポリエチレン結束テープが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献２】特開平１１−２２２２５６号公報
【０００７】
しかし、上記ポリエチレン結束テープはガラスビーズや金属を含まず、形状保持性が優れているが、圧延、延伸により高倍率に延伸されているので、硬くて捻りにくいものであった。又、微小な形状には沿いにくく、微細な凹凸を有するものを結束した場合は被結束物が抜け落ちる危険があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、ガラスビーズや金属を含まず、形状保持性が優れており、柔軟で捻りやすく、微小な形状にも沿いやすい形状保持性シートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の柔軟な形状保持性シートの製造方法は、重量平均分子量が１０万〜５０万であり、総延伸倍率が１０〜４０倍であるの一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを延伸方向に対し略直交する方向に屈曲することを特徴とする。
【００１０】
上記延伸ポリオレフィン系樹脂シートは、重量平均分子量が１０万〜５０万のポリオレフィン系樹脂シートが総延伸倍率が１０〜４０倍に一軸延伸されたポリオレフィン系樹脂シートである。
【００１１】
上記延伸ポリオレフィン系樹脂シートを構成するポリオレフィン系樹脂としては、フィルム形成能を有する任意のオレフィン系樹脂が使用でき、例えば、高密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−ペンテン−１共重合体、エチレン−ヘキセン−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体等が挙げられ、高密度ポリエチレン樹脂が好適に使用される。
【００１２】
ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、重量平均分子量が１０万未満の場合には、脆くなり、延伸性が悪くなったり、十分な強度又は耐クリープ性を有する延伸ポリオレフィン系樹脂シートを得ることができにくくなり、逆に、５０万を超えると、溶融粘度が高くなり、熱溶融成形加工性が低下し、均一なシートが得られにくくなるので１０万〜５０万である。
【００１３】
又、ポリオレフィン系樹脂のメルトインデックス（以下、ＭＩ）はフィルム成形性が優れている０．１〜２０（ｇ／１０分）が好ましく、より好ましくは０．２〜１０（ｇ／１０分）である。尚、ＭＩとは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０に規定されている熱可塑性樹脂の溶融粘度を表す指標である。
【００１４】
更に、高密度ポリエチレン樹脂の場合は、密度は小さくなると延伸しても機械的強度が向上しなくなるので、０．９４ｇ／ｃｍ3 以上が好ましい。
【００１５】
上記延伸ポリオレフィン系樹脂シートは総延伸倍率が１０〜４０倍に一軸延伸されていればよいが、１０〜４０倍と高倍率に一軸延伸するのであるから、圧延倍率５倍以上に圧延された後、更に、総延伸倍率が１０〜４０倍に一軸延伸されているのが好ましい。
【００１６】
上記ポリオレフィン系樹脂シートの圧延は、ポリオレフィン系樹脂シートを一対の反対方向に回転するロールに供給し、押圧してシートの厚みを薄くすると共に伸長する方法であり、圧延されたシートは延伸シートとは異なり、オレフィン系樹脂が配向されることなく緻密になっているので、高度に一軸延伸しやすくなっている。
【００１７】
圧延温度は、低くなると均一に圧延できず、高くなると溶融切断するので、圧延する際のロール温度は、圧延するポリオレフィン系樹脂シートのオレフィン系樹脂の「融点−４０℃」〜融点の範囲が好ましく、より好ましくは、オレフィン系樹脂の「融点−３０℃」〜「融点−５℃」である。尚、融点とは示差走査型熱量測定機（ＤＳＣ）で熱分析を行った際に認められる、結晶の融解に伴う吸熱ピークの最大点をいう。
【００１８】
圧延ロールによりポリオレフィン系樹脂シートに負荷される加圧力（線圧）が小さ過ぎると所定の圧延倍率を得ることが出来なくなることがあり、逆に大き過ぎると圧延ロールの撓みが生じるだけでなく、圧延ロールと原反シートとの間ですべりが生じ易くなり、均一な圧延が困難となることがあるので加圧力は、１００ＭＰａ〜３０００ＭＰａが好ましく、より好ましくは、３００〜１０００ＭＰａである。
【００１９】
上記圧延倍率は、圧延倍率が５倍未満の場合には、後で一軸延伸を行う場合ネッキングを抑制する効果が得られなかったり、高倍率一軸延伸を行うことができなかったり、一軸延伸工程に負担がかかることになるので、５倍以上であり、好ましくは７倍以上である。圧延倍率に特に上限はないが、圧延倍率が高いほど圧延設備に負荷がかかるので１２倍以下が好ましい。
【００２０】
尚、圧延倍率は（ポリオレフィン系樹脂シートの断面積）／（圧延後ポリオレフィン系樹脂シートの断面積）で定義されるが、圧延の前後においてポリオレフィン系樹脂シートの幅は殆ど変化しないので、（ポリオレフィン系樹脂シートの厚み）／（圧延後のポリオレフィン系樹脂シートの厚み）であってもよい。
【００２１】
圧延されたポリオレフィン系樹脂シートは、次に、総延伸倍率が１０〜４０倍に一軸延伸されるが、一軸延伸は、従来公知の任意の方法でよく、例えば、ロール一軸延伸法、ゾーン一軸延伸法により、ヒータや熱風により加熱しながら延伸する方法が挙げられる。
【００２２】
一軸延伸では圧延したポリオレフィン系樹脂シートを、１０〜４０倍と高度に延伸するのであるから、一軸延伸を複数回繰り返す多段一軸延伸する方法が好ましい。多段一軸延伸を行う場合の延伸回数は２〜２０回が好ましく、より好ましくは３〜１５回、更に好ましくは４〜１０回である。
【００２３】
又、ロール一軸延伸法により多段延伸を行う場合には、繰出ピンチロール、引取ピンチロール及びこれらのロール間に一定速度で回転する少なくとも１つの、好ましくは複数の接触ロールを設置することが望ましい。このような接触ロールを設置することにより、均一延伸性が高められ、安定な延伸成形を行うことができる。
【００２４】
上記接触ロールは、ピンチされることなく、ポリオレフィン系樹脂シートに摩擦力を与えることにより一軸延伸を行う。又、接触ロールは繰出ロール及び／又は引取ロールに対し、ギア、チェーン、プーリー、ベルト若しくはこれらの組み合わせからなる連結部材により連結されていてもよい。
【００２５】
一軸延伸温度は、低くなると均一に延伸できず、高くなるとシートが溶融切断するので、延伸するポリオレフィン系樹脂シートのポリオレフィン系樹脂の「融点−６０℃」〜融点の範囲が好ましく、より好ましくは、ポリオレフィン系樹脂の「融点−５０℃」〜「融点−５℃」である。
【００２６】
又、一軸延伸倍率は、全体の延伸倍率が１０〜４０倍であるから、圧延倍率を考慮し、全体の延伸倍率がこの範囲にはいるように決定すればよいが、一軸延伸が少ないと機械的強度が向上しないので、１．２倍以上が好ましく、より好ましくは１．４倍以上であり、更に好ましくは２倍以上である。又、上限は特に限定されるものではないが、４倍以下が好ましく、より好ましくは３．５倍以下である。尚、全体の延伸倍率は圧延倍率と一軸延伸倍率を乗じた数値である。
【００２７】
一軸延伸された延伸ポリオレフィン系樹脂シートの寸法安定性を向上させるために、一軸延伸された延伸ポリオレフィン系樹脂シートを、ポリオレフィン系樹脂の「融点−６０℃」〜融点であって、圧延温度以下の温度でアニールするのが好ましい。
【００２８】
アニール温度は、低くなると寸法安定性が向上せず、長時間使用するとそりが発生し、高くなるとポリオレフィン系樹脂が溶解して配向が消滅し引張弾性率、引張強度等が低下するので、ポリオレフィン系樹脂の「融点−６０℃」〜融点であって、圧延温度以下の温度でアニールする。
【００２９】
アニールとは生産ライン中で熱処理を行うことであり、アニールする際に、ポリオレフィン系樹脂シートに大きな張力がかかっていると延伸され、張力がかかっていないか、非常に小さい状態では収縮するので、ポリオレフィン系樹脂シートの圧延方向の長さが実質的に変化しないようにした状態で行うことが好ましく、ポリオレフィン系樹脂シートに圧力もかかっていないのが好ましい。即ち、アニールされたポリオレフィン系樹脂シートの長さが、アニール前のポリオレフィン系樹脂シートの長さの１．０以下になるようにアニールするのが好ましい。
【００３０】
従って、一軸延伸された延伸ポリオレフィン系樹脂シートをピンチロール等のロールで加熱室内を移動しながら連続的にアニールする場合は、入口側と出口側のポリオレフィン系樹脂シートの送り速度比を１．０以下になるように設定してアニールするのが好ましい。
【００３１】
アニールする際の加熱方法は、特に限定されるものではなく、例えば、熱風、ヒーター、加熱板、温水等で加熱する方法があげられる。アニールする時間は、特に限定されず、一軸延伸されたポリオレフィン系樹脂シートの厚さやアニール温度により異なるが、一般に１０秒以上が好ましく、より好ましくは３０秒〜６０分であり、更に好ましくは１〜２０分である。
【００３２】
アニールしたポリオレフィン系樹脂シートを、更に、４０℃〜ポリオレフィン系樹脂の融点の温度範囲でエージングしてもよい。エージングすることによりアニールしたポリオレフィン系樹脂シートの寸法安定性はより優れたものとなる。
【００３３】
エージングとは、生産ライン中連続で処理するものではなく、ポリオレフィン系樹脂シートをカット巻回等の一度加工した、枚葉物、巻物等の熱処理を、比較的長い時間（分、時間単位）じっくり寝かせて熱処理することを意味する。
【００３４】
エージング温度は、低くなると常温で放置するのと同様になり、高くなると熱変形するので４０℃〜ポリオレフィン系樹脂の融点の温度範囲であり、エージング時間は短時間では効果がなく、長時間しすぎても効果が増大することはないので１２時間〜７日が好ましい。
【００３５】
ポリオレフィン系樹脂シートの厚みは特に限定されるものではないが、厚過ぎると、圧延工程において、ポリオレフィン系樹脂シートを圧延ロールで押しつぶすのに大きな加圧力や引取力が必要となり、圧延ロールの撓みなどにより幅方向に均一な圧延が困難となることがある、逆に、薄過ぎると、圧延後のポリオレフィン系樹脂シートの厚みが薄くなり過ぎ、均一な圧延が困難となるだけでなく、圧延ロール同士が接触して圧延ロールの寿命が短くなることがあるので、０．０５〜１５ｍｍが望ましい。
【００３６】
本発明においては、上記一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを延伸方向に対し略直交する方向に屈曲することにより柔軟性を付与する。屈曲方向は延伸方向と平行に近くなると一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートが割れる危険性が生じるだけで柔軟性を付与する効果は低下するので、延伸方向に対し略直交する方向であり、直交方向に対し３０度以下の角度で屈曲するのが好ましく、より好ましくは直交方向である。
【００３７】
屈曲する方法としては、従来公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、手で一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを屈曲する方法が挙げられる。即ち、手で一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートをシートの一面側に、延伸方向に対し略直交するように屈曲し、次に元の形状に戻し反対面側に屈曲することを繰り返すことにより柔軟な形状保持性シートが得られる。
【００３８】
しかし、手で屈曲したのでは一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シート全体を均一に柔軟にすることは困難なので、機械的に屈曲するのが好ましく、円柱状体に巻き付けて屈曲するのが好ましい。
【００３９】
円柱状体の直径は、小さすぎると折曲げになり、逆に大きすぎると屈曲率が小さくなり屈曲により一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを柔軟にする効果が小さくなるので、３〜４０ｍｍが好ましい。
【００４０】
一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを円柱状体に巻き付けて屈曲する場合は、延伸ポリオレフィン系樹脂シートの両面から屈曲するのが好ましく、一面を直径３〜４０ｍｍの円柱状体に巻き付けて屈曲した後、剥離し、次に他面を直径３〜４０ｍｍの円柱状体に巻き付けて屈曲するのが好ましい。
【００４１】
又、屈曲は複数回行うのが好ましいが、一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートのヤング率の低下は屈曲回数が多くなると飽和し、略一定になるので、延伸ポリオレフィン系樹脂シートの一面を直径３〜４０ｍｍの円柱状体に巻き付けて屈曲した後、剥離し、次に他面を直径３〜４０ｍｍの円柱状体に巻き付けて屈曲する工程を１セットとしたとき、１〜１０セット屈曲するのが好ましい。
【００４２】
又、一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを円柱状ロール体に巻き付けて通過させることにより屈曲してもよい。円柱状ロール体の直径は、小さすぎると折曲げになり、逆に大きすぎると屈曲率が小さくなり屈曲により一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを柔軟にする効果が小さくなるので、３〜４０ｍｍが好ましい。
【００４３】
円柱状ロール体に巻き付けて通過させることにより屈曲する場合も一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを複数回屈曲するのが好ましく、図１に示したように、同一直径の円柱状ロール体１、１・・を複数平行に設置し、この複数の円柱状ロール体に巻き付けて、一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シート２の進行方向が円柱状ロール体の前後で平行であって、且つ、逆方向になるように通過させることにより屈曲するのが好ましい。このように屈曲することにより、一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シート２を一軸延伸方向に対し略直交方向に均一に屈曲することができる。
【００４４】
一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを円柱状ロール体に巻き付けて屈曲する場合は、２本の円柱状ロール体を通過すると延伸ポリオレフィン系樹脂シートは両面から屈曲されることになるので、２〜２０本の円柱状ロール体に巻き付けて屈曲するのが好ましい。
【００４５】
一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートは２枚以上を積層して屈曲してもよい。積層した一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートの延伸方向は同一であるのが好ましいが、３０度以下程度のずれがあってもよい。又、一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを屈曲して得られた柔軟な形成保持性シートを積層してもよい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の柔軟な形状保持性シートの製造方法の構成は上述の通りであり、重量平均分子量が１０万〜５０万であり、総延伸倍率が１０〜４０倍であるの一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シートを延伸方向に対し略直交する方向に屈曲するのであるから、容易に柔軟な形状保持性シートを製造することができ、得られた柔軟な形状保持性シートはガラスビーズや金属を含まず、形状保持性が優れており、柔軟で捻りやすく、微小な形状にも沿いやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
次に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
重量平均分子量（Ｍｗ）３３万、融点１３５℃の高密度ポリエチレン樹脂（日本ポリケム社製）を、同方向二軸混練押出機（プラスチック工学研究所製）に供給して樹脂温度２００℃で溶融混練した後、溶融混練物をロール温度１１０℃に制御したカレンダー成形機にて幅３９０ｍｍ、厚さ５．６ｍｍにシート成形してポリエチレン樹脂シートを得た。
【００４９】
得られたポリエチレン樹脂シートを１２５℃に加熱した圧延成形機（積水工機製作所製）を用いて圧延倍率１０倍に圧延し、幅３９０ｍｍ、厚み０．５６ｍｍの圧延ポリエチレン樹脂シートを得た。
【００５０】
得られた圧延ポリエチレン樹脂シートを１１０℃に加熱された熱風加熱式の多段延伸装置（協和エンジニアリング製）にて１．４倍の多段延伸を行い、総延伸倍率１４倍、幅２３０ｍｍ、厚さ０．４ｍの一軸延伸ポリエチレン樹脂シートを得た。
【００５１】
得られた一軸延伸ポリエチレン樹脂シートをピンチロールが設置され、１２５℃に設定されているライン長１９．２５ｍの熱風加熱槽に、入口速度２．７５ｍ／ｍｉｎで供給し、出口速度２．７５ｍ／ｍｉｎに設定して７分間１次アニールを行い、続いて同様にして２次アニールを行って、アニールされた一軸延伸ポリエチレン樹脂シートを得、その後６０℃の恒温槽に供給し、２４時間エージングして、エージングされた一軸延伸ポリエチレン樹脂シートを得た。
【００５２】
得られたエージングされた一軸延伸ポリエチレン樹脂シートを一軸延伸方向に切断して幅４ｍｍの長尺シートを得た。得られた長尺シートを直径５ｍｍの金属製円柱状体で１セット、５セット及び１０セット屈曲して形状保持性シートａを得た。尚、１セットとは、長尺シートを金属製円柱状体に巻き付け、剥離した後、その反対面を金属製円柱状体に巻き付け、再度剥離することをいう。
【００５３】
得られた長尺シートと直径１０ｍｍ、１５ｍｍ及び３３ｍｍの金属製円柱状体をもちいて同様に屈曲して形状保持性シートｂ、ｃ及びｄを得た。
【００５４】
得られた長尺シート、形状保持性シートａ、ｂ、ｃ及びｄを用いて９０度曲げ戻り角度を測定し、結果を表１に示した。９０度曲げ戻り角度は試験片を９０度に折り曲げ、その状態で１分間保持した後、解放し５分後に戻った角度を分度器で測定した。
【００５５】
ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３の引張試験に準拠して、ヤング率、最大荷重、最大荷重応力及びは破断ひずみを測定し、結果を表２及び表３に示した。又、長尺シートのヤング率に対する形状保持性シートａ、ｂ、ｃ及びｄのヤング率の減少率を計算して表２及び表３に示した。
【００５６】
【表１】
2008023907.tif 000003
【００５７】
【表２】
2008023907.tif 000004
【００５８】
【表３】
2008023907.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の柔軟な形状保持性シートの製造方法の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  円柱状ロール体
２  一軸延伸ポリオレフィン系樹脂シート
【図１】
2008023907.tif 000006