特許 6044309 ポリエチレンテープ、ポリエチレンスプリットヤーン及びそれらの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044309

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】ポリエチレンテープ、ポリエチレンスプリットヤーン及びそれらの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 55/18 20060101AFI20161206BHJP

   C08F 10/02 20060101ALI20161206BHJP

   D01F 6/04 20060101ALI20161206BHJP

   D04C 1/02 20060101ALI20161206BHJP

   D03D 15/02 20060101ALI20161206BHJP

   D02G 3/06 20060101ALI20161206BHJP

   D02J 1/22 20060101ALI20161206BHJP

   B29D 28/00 20060101ALI20161206BHJP

   C08J 5/18 20060101ALI20161206BHJP

   B29L 7/00 20060101ALN20161206BHJP

【ＦＩ】

   B29C55/18

   C08F10/02

   D01F6/04 B

   D04C1/02

   D03D15/02 C

   D02G3/06

   D02J1/22 Z

   B29D28/00

   C08J5/18CES

   B29L7:00

【請求項の数】21

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-268408(P2012-268408)

(22)【出願日】2012年12月7日

(65)【公開番号】特開2014-113728(P2014-113728A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年10月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003160

【氏名又は名称】東洋紡株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075409

【弁理士】

【氏名又は名称】植木 久一

(74)【代理人】

【識別番号】100129757

【弁理士】

【氏名又は名称】植木 久彦

(74)【代理人】

【識別番号】100115082

【弁理士】

【氏名又は名称】菅河 忠志

(74)【代理人】

【識別番号】100125243

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 浩彰

(74)【代理人】

【識別番号】100149021

【弁理士】

【氏名又は名称】柴田 有佳理

(72)【発明者】

【氏名】福島 靖憲

【審査官】 辰己 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１１３７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１４３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１７５１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０８３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５２８９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４９５２８６８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特表２０１２−５２１９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−２１５８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０２２０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０９７８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０６６２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２１４６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１７４６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２６５６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７３２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５５８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１５６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２９７７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ５５／００−５５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

極限粘度［η］が５．０ｄＬ／ｇ以上３２．０ｄＬ／ｇ以下であり、繰り返し単位がエチレン鎖であり、エチレン以外の他のモノマーは、モノマー単位で５．０ｍｏｌ％以下であるポリエチレンを含み、単斜晶の比率が０．１％以上３０％以下、且つ、斜方晶の比率が４０％以上９９％以下であることを特徴とするポリエチレンテープ。

【請求項2】

テープ中における結晶化度が６５％以上である請求項１に記載のポリエチレンテープ。

【請求項3】

ポリエチレンは、重量平均分子量（Ｍｗ）が４９０，０００〜６，２００，０００であり、重量平均分子量の数平均分子量（Ｍｎ）に対する比（Ｍｗ／Ｍｎ）が６．０以下である請求項１又は２に記載のポリエチレンテープ。

【請求項4】

引張強度が０．８ＧＰａ以上、初期弾性率が２０ＧＰａ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリエチレンテープ。

【請求項5】

テープ中の残留溶剤濃度が１０００ｐｐｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリエチレンテープ。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリエチレンテープを含むことを特徴とする組紐。

【請求項7】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリエチレンテープを含むことを特徴とする撚糸。

【請求項8】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリエチレンテープを含むことを特徴とする織編物。

【請求項9】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリエチレンテープを１ｍｍ以上１０ｃｍ以下にカットしたことを特徴とするカットテープ。

【請求項10】

極限粘度［η］が５．０ｄＬ／ｇ以上３２．０ｄＬ／ｇ以下であり、繰り返し単位がエチレン鎖であり、エチレン以外の他のモノマーは、モノマー単位で５．０ｍｏｌ％以下であるポリエチレンを１００℃以上１４５℃以下の温度で圧縮する圧縮工程と、
圧縮工程で圧縮されたポリエチレンを１２０℃以上１４５℃以下の温度で圧延する圧延工程と、
圧延工程で圧延されたポリエチレンを２０℃以上１６０℃以下の温度範囲で１段以上延伸した後に、８０℃以上１７０℃以下の温度範囲で、０．８５倍以上６．０倍以下の延伸倍率で、０．０１秒以上３０分以下で延伸する延伸工程と、
延伸工程で延伸されたポリエチレンを６０℃以下の温度に冷却した状態で、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の巻取り張力で巻取る巻取り工程とを備える製法により、
極限粘度［η］が５．０ｄＬ／ｇ以上３２．０ｄＬ／ｇ以下であり、繰り返し単位がエチレン鎖であり、エチレン以外の他のモノマーは、モノマー単位で５．０ｍｏｌ％以下であるポリエチレンを含み、単斜晶の比率が０．１％以上３０％以下、且つ、斜方晶の比率が４０％以上９９％以下となるポリエチレンテープを製造する方法。

【請求項11】

極限粘度［η］が５．０ｄＬ／ｇ以上３２．０ｄＬ／ｇ以下であり、繰り返し単位がエチレン鎖であり、エチレン以外の他のモノマーは、モノマー単位で５．０ｍｏｌ％以下であるポリエチレンを含み、単斜晶の比率が０．１％以上３０％以下、且つ、斜方晶の比率が４０％以上９９％以下であることを特徴とするポリエチレンスプリットヤーン。

【請求項12】

スプリットヤーン中における結晶化度が６５％以上である請求項１１に記載のポリエチレンスプリットヤーン。

【請求項13】

単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ以上１０００ｄｔｅｘ以下の単糸を含む請求項１１又は１２に記載のポリエチレンスプリットヤーン。

【請求項14】

ポリエチレンは、重量平均分子量（Ｍｗ）が４９０，０００〜６，２００，０００であり、重量平均分子量の数平均分子量（Ｍｎ）に対する比（Ｍｗ／Ｍｎ）が６．０以下である請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のポリエチレンスプリットヤーン。

【請求項15】

引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、初期弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のポリエチレンスプリットヤーン。

【請求項16】

スプリットヤーン中の残留溶剤濃度が１０００ｐｐｍ以下である請求項１１〜１５のいずれか１項に記載のポリエチレンスプリットヤーン。

【請求項17】

請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のポリエチレンスプリットヤーンを含むことを特徴とする組紐。

【請求項18】

請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のポリエチレンスプリットヤーンを含むことを特徴とする撚糸。

【請求項19】

請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のポリエチレンスプリットヤーンを含むことを特徴とする織編物。

【請求項20】

請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のポリエチレンスプリットヤーンから得られることを特徴とするカットファイバー。

【請求項21】

請求項１０に記載の製造方法で製造されたポリエチレンテープを切断する切断工程を備えることを特徴とするポリエチレンスプリットヤーンの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、広い温度範囲に亘って、力学物性の変化が小さく、寸法安定性に優れたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、各種スポーツ衣料や防弾・防護衣料・防護手袋といった各種安全用品等の高性能テキスタイル；タグロープ、係留ロープ、ヨットロープ、建築用ロープ等の各種ロープ製品；釣り糸、ブラインドケーブル等の各種組紐製品；漁網、防球ネット等の網製品；化学フィルター・電池セパレーターに用いられる各種不織布の補強材；テント等の幕材；ヘルメットやスキー板等のスポーツ用やスピーカーコーン用やプリプレグ等のコンポジット用の補強繊維；等、産業上広い範囲で高強度繊維やテープが用いられている。

【0003】

これらの用途で用いられる高強度繊維として、例えば、特許文献１には、超高分子量ポリエチレンを溶媒に溶かして溶液にし、いわゆるゲル紡糸法を用いて製造された、高い弾性率を有するポリエチレン繊維が開示されている。しかし、上記ポリエチレン繊維は有機溶剤を使用して製造しているため、上記ポリエチレン繊維製造時に作業環境が悪化する問題がある。また、製品にした後も、屋内外で使用される用途では、上記ポリエチレン繊維中に残存する微量の有機溶剤が環境負荷をもたらすため、問題となっている。

【0004】

上記の問題点を解決する発明として、例えば、特許文献２には、高分子量ポリエチレンを原料とした溶融紡糸法を用いたポリエチレン繊維が提案されている。該手段で得られたポリエチレン繊維は、上記ゲル紡糸法で用いられるポリエチレン繊維と比較して、使用するポリエチレンの数平均分子量及び重量平均分子量が小さい。また、製造方法の相違が要因と推定されるが、上記溶融紡糸法では高い伸度や高い収縮率を有するポリエチレン繊維が得られる。このようなポリエチレン繊維は、積極的に熱収縮を行う用途に対しては優れた性能を示す。一方、加熱、加温を必要とする後加工（例えば、樹脂コーティングの際の加熱処理）を行う場合、１００℃付近での熱収縮率及び熱収縮応力が小さいことが重要な特性となるが、高い収縮率を有するポリエチレン繊維では、後加工前後の力学物性の変化が大きく、更には製品を長期間にわたり使用する際、もしくは高温で使用する際の力学物性の変化も生じやすく、所望の性能を有する製品を得ることは困難である。

【0005】

上記問題点を解決する発明として、例えば、特許文献３には、溶剤を用いることなく、超高分子量ポリエチレンを圧延成形して得られるポリエチレンテープが提案されている。しかし、この製法で得られたポリエチレンテープはポリエチレンの結晶分散温度を超える環境下において、又は製品加工時に加わる負荷によって、容易に力学物性が変化し、また寸法変化も起こる。そのため、ロープ、ネットや織編物等の構造体とするための製品加工条件が限定される。また、最終製品の使用時に負荷が加わる場合、特に、繊維強化プラスチック、コンクリート補強線材、ロープ等のように、高張力下で使用されたり、使用時の環境温度の変化の大きい用途で使用されたりする場合、容易に力学物性変化や寸法変化が生じやすく、製品性能を維持することが困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−７３２２４号公報

【特許文献2】特開２００３−５５８３３号公報

【特許文献3】特表２０１１−５１５６４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、広い温度範囲に亘って、力学物性の変化が小さく、寸法安定性に優れており、製品加工条件が幅広い温度範囲において選択でき、製品加工後に幅広い温度範囲で使用可能であるポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの提供を課題として掲げた。なお、本明細書においてはポリエチレンテープとは帯状形状であり、幅が２．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下で、厚みが２μｍ以上２ｍｍ以下のものを指し、ポリエチレンスプリットヤーンとは繊維形状であり、幅及び厚みが３ｍｍ以下のものを指す。
また、本発明は、広い温度範囲に亘って、力学物性の変化が小さく、寸法安定性に優れており、製品加工条件が幅広い温度範囲において選択でき、製品加工後に幅広い温度範囲で使用可能であるポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの製造方法を提供することも目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者は、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの単斜晶及び斜方晶の比率、結晶化度、ポリエチレンの高次構造等に着目し、鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。

【0009】

本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、極限粘度［η］が５．０ｄＬ／ｇ以上３２．０ｄＬ／ｇ以下であり、繰り返し単位が実質的にエチレン鎖であるポリエチレンを含み、単斜晶の比率が０．１％以上３０％以下、且つ、斜方晶の比率が４０％以上９９％以下であることを特徴とする。
テープ中又はスプリットヤーン中における結晶化度が６５％以上であることが好ましい。
ポリエチレンは、重量平均分子量（Ｍｗ）が４９０，０００〜６，２００，０００であり、重量平均分子量の数平均分子量（Ｍｎ）に対する比（Ｍｗ／Ｍｎ）が６．０以下であることが好ましい。
また、ポリエチレンテープは、引張強度が０．８ＧＰａ以上、初期弾性率が２０ＧＰａ以上であることが好ましく、ポリエチレンスプリットヤーンは、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、初期弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。
ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーン中の残留溶剤濃度が１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
ポリエチレンスプリットヤーンは、単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ以上１０００ｄｔｅｘ以下の単糸を含むことが好ましい。
ポリエチレンテープの製造方法は、極限粘度［η］が５．０ｄＬ／ｇ以上３２．０ｄＬ／ｇ以下であり、繰り返し単位が実質的にエチレン鎖であるポリエチレンを１００℃以上１４５℃以下の温度で圧縮する圧縮工程と、圧縮工程で圧縮されたポリエチレンを１２０℃以上１４５℃以下の温度で圧延する圧延工程と、圧延工程で圧延されたポリエチレンを２０℃以上１６０℃以下の温度範囲で１段以上延伸した後に、８０℃以上１７０℃以下の温度範囲で、０．８５倍以上６．０倍以下の延伸倍率で、０．０１秒以上３０分以下で延伸する延伸工程と、延伸工程で延伸されたポリエチレンを６０℃以下の温度に冷却した状態で、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の巻取り張力で巻取る巻取り工程とを備えることを特徴とする。
ポリエチレンスプリットヤーンの製造方法は、上記製造方法で製造されたポリエチレンテープを切断する切断工程を備えることを特徴とする。
なお、本発明にはポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンのみならず、ポリエチレンテープ又はポリエチレンスプリットヤーンを含む組紐、撚糸、織編物、上記ポリエチレンテープを１ｍｍ以上１０ｃｍ以下にカットしたことを特徴とするカットテープ、及びポリエチレンスプリットヤーンから得られるカットファイバーをも包含される。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、製品加工や製品使用の際、広い温度範囲に亘って、熱収縮応力、熱収縮率、貯蔵弾性率等の力学物性の変化が小さく、寸法安定性にも優れたものである。製品として、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンとしてのみならず、本発明に係るポリエチレンテープ又はポリエチレンスプリットヤーンを用いた組紐、撚糸、織編物、ロープ、ネット、釣糸、資材防護カバー、シート、カイト用糸、洋弓弦、セールクロス、幕材、防護材、防弾材、医療用縫合糸、人工腱、人工筋肉、繊維強化樹脂補強材、セメント補強材、繊維強化ゴム補強材、工作機械部品、電池セパレーター、化学フィルター等の産業用資材としても優れた性能及び意匠性を発揮し、幅広く応用できるものである。
また、本発明に係る製造方法は、製造作業者や環境への悪影響を避けるために、溶剤を用いない圧延成形法によってテープを作製する。更にテープを切断することによりスプリットヤーンを作製する。このとき、延伸工程における熱処理、更には熱処理後の巻取り工程における巻取り張力を精密に制御することによって、広い温度範囲で力学物性の変化が小さく、寸法安定性に優れたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンを得ることができる。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの製造に用いられるポリエチレンの物性、本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性や製造方法について説明する。

【0012】

〔ポリエチレン〕
本発明で用いられるポリエチレンは、その繰り返し単位が実質的にエチレン鎖であることが好ましい。また、本発明の効果が得られる範囲で、エチレンの単独重合体ばかりでなく、エチレンと少量の他のモノマーとの共重合体を使用することができる。他のモノマーとしては、例えば、α−オレフィン、アクリル酸及びその誘導体、メタクリル酸及びその誘導体、ビニルシラン及びその誘導体等が挙げられる。また、本発明で用いられるポリエチレンは、共重合体同士（エチレンと他のモノマー（例えば、α―オレフィン）との共重合体）、あるいはホモポリエチレンとエチレン系共重合体とのブレンド物、更にはホモポリエチレンと他のα−オレフィン等のホモポリマーとのブレンド物であってもよく、部分的な架橋、又は部分的なメチル分岐、エチル分岐、ブチル分岐等を有していてもよい。また、重量平均分子量が異なるポリエチレンのブレンド物であってよく、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）の異なるポリエチレンのブレンド物であってもよい。また、分岐ポリマーと分岐のないポリマーとのブレンド物であってもよい。このとき、テープやスプリットヤーン中の分岐量や架橋量を増やせば、製品の耐クリープ性が向上するが、分岐量が多すぎると後述する延伸工程時に破断が多発するため、架橋量や分岐量は使用する製品の要求性能に合わせて調整することが好ましい。

【0013】

しかし、エチレン以外の他のモノマーの含有量が多すぎると、却って延伸の阻害要因となる。そのため、高強度のポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンを得るという観点から、α−オレフィン等の他のモノマーは、モノマー単位で５．０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、より好ましくは１．０ｍｏｌ％以下、更に好ましくは０．２ｍｏｌ％以下であり、更に一層好ましいのは０．０ｍｏｌ％、すなわちエチレンのホモポリマーである。なお、本明細書では「ポリエチレン」は、特段の記載がない限り、エチレンのホモポリマーのみならず、エチレンと少量の他のモノマーとの共重合体等も含めるものとする。また、テープやスプリットヤーンの原料として、ポリエチレンに必要に応じて後述する各種添加剤を配合したポリエチレン組成物を用いることもでき、本明細書の「ポリエチレン」にはこのようなポリエチレン組成物も含めるものとする。
本発明で用いられるポリエチレンの極限粘度は、ポリエチレンテープになった状態やポリエチレンスプリットヤーンになった状態において５．０ｄＬ／ｇ以上、好ましくは６．０ｄＬ／ｇ以上、より好ましくは８．０ｄＬ／ｇ以上であり、３２．０ｄＬ／ｇ以下、好ましくは２７．０ｄＬ／ｇ以下、より好ましくは２２.０ｄＬ／ｇ以下である。極限粘度が５．０ｄＬ／ｇ以上の超高分子量ポリエチレンであっても後述する圧延成形法により、フィルム、ポリエチレンテープ、及びポリエチレンテープから得られるポリエチレンスプリットヤーンを製造することが容易になり、いわゆるゲル紡糸法等で製糸する必要がない。そのため、製造コストの抑制、作業工程の簡略化の点で優位である。更に、製造時に溶剤を用いないため、作業者や環境への溶剤の悪影響がなく、製品中の残留溶剤もほとんど存在しないため、製品使用者に対する溶剤の悪影響がない。また、極限粘度を５．０ｄＬ／ｇ以上とすると、ポリエチレンの分子末端基の減少により、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーン中の構造欠陥数を減少させることができる。そのため、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの引張強度や初期弾性率等を向上させることができ、力学物性や耐磨耗性を向上させることができる。極限粘度の測定方法については後述する。

【0014】

本発明で用いられるポリエチレンの重量平均分子量は、ポリエチレンテープになった状態又はポリエチレンスプリットヤーンになった状態において４９０，０００〜６，２００，０００であることが好ましく、より好ましくは５５０，０００〜５，０００，０００、更に好ましくは８００，０００〜４，０００，０００である。重量平均分子量が４９０，０００未満であると、後述する圧延工程及び延伸工程において、高い倍率で延ばすことができないばかりでなく、延伸工程における最後段において熱処理を行ってもポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンが、高強度、高弾性率にならない。これは、分子量が小さいために、ポリエチレンテープ又はポリエチレンスプリットヤーンの断面積あたりの分子末端数が多くなり、これが構造欠陥として作用したことによると推定される。また、重量平均分子量が６，２００，０００を超えると、圧延工程及び延伸工程時の張力が非常に大きくなることにより破断が発生し、生産することが非常に困難となる。
重量平均分子量の数平均分子量（Ｍｎ）に対する比（Ｍｗ／Ｍｎ）が６．０以下、好ましくは、５．５以下、更に好ましくは５．０以下である。Ｍｗ／Ｍｎが６．０を超えると、分子量が非常に大きいポリマーが含有されやすく、後述する圧延工程及び延伸工程時の張力が大きくなり、工程中での糸切れが多発し好ましくない。上記比（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．０以上が好ましく、より好ましくは１．１以上、更に好ましくは１．５以上である。重量平均分子量及び数平均分子量の測定方法については後述する。
なお、エチレンのホモポリマーを用いてポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンを製造する場合、原料ホモポリエチレンの極限粘度、重量平均分子量、及びＭｗ／Ｍｎが上記に記載の範囲内であることが好ましい。

【0015】

〔単斜晶及び斜方晶の比率、結晶化度〕
ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、その内部構造として、単斜晶の比率が０．１％以上３０％以下であり、好ましくは０．５％以上２９．５％以下、より好ましくは２．０％以上２９％以下である。更に、斜方晶の比率が４０％以上９９％以下であり、好ましくは４５％以上９６％以下、より好ましくは５０％以上９５％以下である。ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの内部構造と物性保持率との関係におけるメカニズムは明確になっていないが、後述の圧延工程時の変形、延伸工程最後段の熱処理条件、及び巻取り張力の制御により、内部構造における単斜晶成分を上記の範囲内で少量含有することによって、良好な物性保持率を示す。単斜晶の比率が３０％より多くなると貯蔵弾性率の保持率が後述の範囲を維持し難い傾向がある。理由は明確ではないが単斜晶のほうが斜方晶よりも結晶構造が不安定なためと思われる。

【0016】

また、上記の範囲内での単斜晶の存在により、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは優れた耐磨耗特性を示す。詳細は明らかではないが、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーン中の結晶構造が全て安定構造である斜方晶にするよりも、一定量の単斜晶をポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーン内に存在させることにより、単斜晶はクッションの役割を担っており、被磨耗体から与えられるエネルギーを分散できるためと推定される。単斜晶及び斜方晶の比率の測定方法については後述する。

【0017】

ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの結晶化度は、６５％以上が好ましく、より好ましくは７５％以上、更に好ましくは８０％以上である。結晶化度が６５％未満になるとポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの引張強度や初期弾性率が小さくなり好ましくない。また結晶化度の好ましい上限は特に限定されないが９９％を超えると、結節強度や引掛強度の保持率が低下するため、結節や引掛が必要な用途には好ましくない。結晶化度の測定方法については後述する。

【0018】

〔引張強度〕
本発明に係るポリエチレンテープは、引張強度が０．８ＧＰａ以上であることが好ましい。本発明に係るポリエチレンテープは、かかる引張強度を有することにより、従来の溶融成形法で得られる汎用ポリエチレンテープでは展開できなかった用途にまで展開することができる。引張強度は、１．５ＧＰａ以上がより好ましく、更に好ましくは２．０ＧＰａ以上である。引張強度は高い方が好ましく上限は特に限定されないが、例えば、引張強度が６．０ＧＰａ以上のテープを得ることは、圧延成形法では、技術的、工業的に生産が困難である。引張強度の測定方法については後述する。

【0019】

本発明に係るポリエチレンスプリットヤーンは、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。本発明に係るポリエチレンスプリットヤーンは、かかる引張強度を有することにより、従来の溶融成形法で得られる汎用ポリエチレンスプリットヤーンでは展開できなかった用途にまで展開することができる。引張強度は、１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上がより好ましく、更に好ましくは２２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。引張強度は高い方が好ましく上限は特に限定されないが、例えば、引張強度が６０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のスプリットヤーンを得ることは、圧延成形法では、技術的、工業的に生産が困難である。

【0020】

〔初期弾性率〕
本発明に係るポリエチレンテープは、初期弾性率が２０ＧＰａ以上２２０ＧＰａ以下であることが好ましい。ポリエチレンテープが、かかる初期弾性率を有していれば、製品時や製品加工工程で受ける外力に対して力学物性変化や形状変化が生じ難くなる。初期弾性率は４０ＧＰａ以上がより好ましく、更に好ましくは５０ＧＰａ以上、特に好ましくは９０ＧＰａ以上であり、１９０ＧＰａ以下がより好ましく、更に好ましくは１８０ＧＰａ以下である。初期弾性率が２２０ＧＰａを超えるテープを得ることは、引き裂けや破断が多発し、工業生産的に困難である。引張強度、初期弾性率の測定方法については後述する。

【0021】

本発明に係るポリエチレンスプリットヤーンは、初期弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上２２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。ポリエチレンスプリットヤーンが、かかる初期弾性率を有していれば、製品時や製品加工工程で受ける外力に対して力学物性変化や形状変化が生じ難くなる。初期弾性率は３００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上がより好ましく、更に好ましくは４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、１９００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下がより好ましく、更に好ましくは１６００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。初期弾性率が２２００ｃＮ／ｄｔｅｘを超えるポリエチレンスプリットヤーンを得ることは、毛羽や破断が多発するため、工業生産的に困難である。初期弾性率の測定方法については後述する。

【0022】

〔残留溶剤濃度〕
ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーン中の残留溶剤濃度は、１０００ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下、更に好ましくは２００ｐｐｍ以下であり、最も好ましいのは０ｐｐｍ（残留溶剤が存在しない）である。残留溶剤としては、デカリン（デカヒドロナフタレン）やパラフィン等の炭化水素系溶剤が挙げられる。残留溶剤濃度の測定方法については後述する。

【0023】

〔熱収縮応力・熱収縮率〕
本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、ＴＭＡ（機械熱分析）測定における最大熱収縮温度が１００℃以上であることが好ましく、より好ましくは１１０℃以上、更に好ましくは１１５℃以上である。また、ＴＭＡ測定における最大熱収縮応力が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、より好ましくは１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、更に好ましくは１．４ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。また、上記ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、室温付近で残留する歪みも小さいため、室温域から結晶分散温度域に亘って寸法の差が小さいことが特徴である。よって、ＴＭＡ測定における５０℃の熱収縮応力が、０．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、８０℃の熱収縮応力が０．５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、より好ましくは０．４５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。
また、本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、１００℃における熱収縮率が５．０％以下であることが好ましく、より好ましくは４．５％以下、更に好ましくは４．０％以下である。なお、ポリエチレンテープの１００℃における熱収縮率は、ポリエチレンテープの１００℃における長手方向の熱収縮率を指す。

【0024】

〔貯蔵弾性率〕
また、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、広い温度範囲に亘って貯蔵弾性率の保持率が高いことが好ましい。具体的には、１００℃における貯蔵弾性率が３０℃における貯蔵弾性率の２０％以上であることが好ましく、より好ましくは３５％以上、更に好ましくは４０％以上である。動的な負荷下でも貯蔵弾性率の保持率の高いポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、２４時間以上高温環境下においても、環境変化の影響を受けることが少なく、良好な物性保持率を示す。以下、「良好な物性保持率」とは、１００℃における熱収縮率が−５．０％以上５．０％以下であることを指す。なお、熱膨張しているときは熱収縮率の値がマイナスとなる。また、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンに樹脂コーティング等を行う後加工時において、貯蔵弾性率の保持率が高いほど、後加工後の力学物性の低下を抑制することが可能となる。また、例えば強化プラスチック材、コンクリート補強材、ロープ等のように高張力下で使用され、且つ、使用時の環境によっては温度の高い環境下となる場合であっても、環境変化に伴う製品性能の変動を小さくすることができる。貯蔵弾性率の測定方法については後述する。

【0025】

〔その他物性〕
ポリエチレンテープの幅は、好ましくは１５ｍｍ以下であり、ポリエチレンテープの厚みは好ましくは１ｍｍ以下、更に好ましくは２００μｍ以下である。

【0026】

ポリエチレンスプリットヤーンは、好ましくは単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ以上１０００ｄｔｅｘ以下であり、より好ましくは２ｄｔｅｘ以上８００ｄｔｅｘ以下、更に好ましくは５ｄｔｅｘ以上５００ｄｔｅｘ以下である。

【0027】

〔製造方法〕
本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンを得る製造方法については、以下の圧延成形法によることが好ましい。他にも溶剤を用いて行う超高分子量ポリエチレン繊維の製法の一つにゲル紡糸法があるが、ゲル紡糸法では、高強度を得られるものの、生産性が低いばかりでなく、溶剤使用による製造作業者の健康や環境への影響、また繊維中に残留する溶剤が製品使用者の健康に与える影響が大きい。

【0028】

本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの製造方法では、圧延及び延伸を行うことが好ましい。具体的には、本発明に係るポリエチレンテープやポリエチレンスプリットヤーンの製造方法は、ポリエチレンを圧縮する圧縮工程と、圧縮工程で圧縮されたポリエチレンを圧延する圧延工程と、圧延工程で圧延されたポリエチレンを延伸する延伸工程と、延伸工程で延伸されたポリエチレンを巻取る巻取り工程とを備えることが好ましい。また、本発明に係るポリエチレンスプリットヤーンの製造方法では、巻取り工程により巻取られたポリエチレンテープを切断する切断工程を備えることが好ましい。
圧縮工程ではポリエチレン（例えば、ポリエチレンの粉末）を圧縮する。このときの圧力は５０Ｎ／ｃｍ²以上１５，０００Ｎ／ｃｍ²以下である。好ましくは１００Ｎ／ｃｍ²以上、８，０００Ｎ／ｃｍ²以下、更に好ましくは、４００Ｎ／ｃｍ²以上、６，０００Ｎ／ｃｍ²以下である。圧縮時の温度は、１００℃以上１４５℃以下、好ましくは１１０℃以上、１４２℃以下、更に好ましくは１２０℃以上、１４０℃以下である。圧力が５０Ｎ／ｃｍ²を下回る又は圧縮時の温度が１００℃より低い温度の場合、ポリマー粒子がつぶれるだけで、ポリマー粒子間におけるポリエチレン分子鎖間の絡み合いがほとんど生じないため、ポリマー粒子間の接着が弱くなり好ましくない。また、圧力が１５，０００Ｎ／ｃｍ²を超えるとポリエチレン分子鎖の切断が生じるため、圧縮することにより得られたポリエチレンの引張強度の低下のみならず、圧縮装置が大掛かりなものとなり、生産性の観点からも好ましくない。圧縮温度が１４５℃を超えるとポリエチレン分子鎖間の絡み合いが大きくなり、後述の圧延工程及び延伸工程で高倍率に延伸することができないため好ましくない。
圧縮工程における圧縮時間は０．５秒以上４０分以下、好ましくは、５秒以上１５分以下、更に好ましくは、１０秒以上１０分以下である。圧縮時間が０．５秒を下回る場合、ポリマー粒子間で剥離が生じ好ましくない。他方、圧縮時間が４０分を超えると、得られたポリエチレン中のポリエチレン分子鎖が破断し、結果として分子量の低下による引張強度の低下が生じるため好ましくない。

【0029】

圧延工程及び延伸工程において、送り出しロールと巻取りロールとの間でポリエチレンを加熱し、送り出しロールと巻取りロールとの速度差で走行方向（ＭＤ方向）への圧延及び延伸を行うことが好ましい。ただし工程途中での切断を防ぐためにも、この段階ではポリエチレンの溶融温度以下で行うことが好ましい。この加熱には、液体加熱、熱板、熱風加熱、赤外線加熱、誘電加熱等が何れも利用できる。また、必要に応じて、送り出しロールや巻取りロールの内部に、スチーム等の加熱媒体を導入することもできる。熱板に成形されたポリエチレンを直接接触させて加熱してもよい。

【0030】

圧延工程における圧延温度は、１２０℃以上１４５℃以下、好ましくは１２５℃以上、１４３℃以下、更に好ましくは１２８℃以上、１４１℃以下である。また、圧延工程における圧延前のポリエチレンに対する圧延後のポリエチレンの長手方向における長さの比は１．５倍以上３０倍以下であることが好ましい。

【0031】

延伸工程では、２段階以上に分けて延伸を行うことが好ましい。２段階以上に分けて延伸を行う場合は、後段に進むほど、延伸時の温度が高いほうが好ましい。２段階以上に分けて延伸を行う場合は、初期の延伸（例えば、１段目の延伸）における延伸温度は、２０℃以上１６０℃以下、好ましくは６０℃以上、１５０℃以下、更に好ましくは８０℃以上、１４８℃以下である。なお、１回のみの延伸の場合は、その延伸温度をポリエチレンの結晶分散温度以上ポリエチレンの融点以下とすることが好ましい。ポリエチレンの結晶分散温度は後述の測定方法より得られる値とする。なお、２段階以上に分けて延伸を行った場合の最後段における時間及び温度の好ましい条件については後述する。

【0032】

延伸工程における延伸倍率は、４倍以上とすることが好ましく、より好ましくは５倍以上、更に好ましくは６倍以上である。圧延工程における圧延倍率と延伸工程における延伸倍率との合計倍率（延伸工程の最後段終了後におけるポリエチレンの圧延工程前におけるポリエチレンに対する長手方向における長さの比率）は１０倍以上５５０倍以下とすることが好ましく、より好ましくは１５倍以上、４００倍以下、更に好ましくは２０倍以上、２８０倍以下である。なお、圧延工程や延伸工程の各段において、圧延倍率又は延伸倍率が１倍未満（工程開始前より長さが短くなる）となる場合もあり得る。

【0033】

また、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの貯蔵弾性率を一層向上させたい場合、未延伸の成形体を成形するのに要する時間、すなわち圧延工程開始から延伸工程の最後段終了までに要する時間（以下、成形時間という）も制御することが好ましい。成形時間を４０分以内、より好ましくは２５分以内、更に好ましくは２０分以内とすることが好ましい。成形時間が４０分を超えると、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンにおいて所定の単斜晶及び斜方晶の比率を得ることができない。

【0034】

成形時間を短くすることにより、単斜晶及び斜方晶の比率を所定の範囲にすることができる。このメカニズムの詳細は明らかになっていないが、成形時間が４０分より長くなると結晶構造が安定な斜方晶も変形応力を受け、斜方晶の比率が低下するものと推定される。斜方晶の比率を多くすることで、広い温度範囲に亘って貯蔵弾性率の変化が小さくなり、更には比較的高温下で長期間使用しても力学物性の変化を小さくすることが可能となる。なお、成形時間は短くても構わないが、テープに所定の温度を与える必要があるため、０．１秒以上、好ましくは１秒以上、更に好ましくは１０秒以上の時間が必要である。

【0035】

本発明では、上述したとおり、延伸工程の最後段におけるポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの熱処理方法、すなわち、延伸工程の最後段で延伸する際の熱処理温度及び熱処理時間が重要となる。また、巻取り工程における巻取り張力及び巻取り温度も重要となる。延伸工程の最後段における熱処理条件、巻取り工程における巻取り張力等を精密に制御することによって、１００℃における熱収縮率を５．０％以下とすることができる。

【0036】

最後段の延伸における延伸温度（最後段で延伸する際の熱処理温度）は、ポリエチレンの結晶分散温度以上１７０℃以下が好ましく、具体的には、８０℃〜１７０℃が好ましい。最後段の延伸における延伸温度の上限は、ポリエチレンの融点とすることが好ましい。
また、延伸工程の最後段における延伸倍率は０．８５倍以上６．０倍以下が好ましく、より好ましくは０．９０倍以上４．０倍以下、さらに好ましくは０．９５倍以上３．０倍以下である。最後段における延伸倍率が０．８５倍を下回る場合、該工程におけるテープ及びスプリットヤーンの弛みが生じ、張力が不安定となり好ましくない。他方、最後段における延伸倍率が６．０倍を超えると、張力が高過ぎることによる破断が生じるため好ましくない。
このとき延伸工程の最後段の時間（最後段で延伸する際の熱処理時間）は０．０１秒以上３０分以下が好ましい。好ましくは、０．０２秒以上、２０分以下であり、更に好ましくは０．０４秒以上、１０分以下である。０．０１秒よりも短い場合、熱処理を十分に行なうことができず、所望の貯蔵弾性率の保持率や熱収縮率を得ることができず好ましくない。また、３０分を超えると熱を与える時間が長すぎるため、引張強度又は初期弾性率が低下するため、好ましくない。
また、最後段においてポリエチレンにかける張力は、１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、更に好ましくは１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。最後段で、ポリエチレンの結晶分散温度よりも低い温度で熱処理した場合、ポリエチレン内部の残留応力が十分に除去できない。最後段での熱処理時の加熱方法は特に拘らない。公知な手法である、例えばホットローラー、輻射パネル、スチームジェット、ホットピン等が推奨されるが、これらに限定されるものではない。

【0037】

延伸工程の最後段における熱処理においては、熱処理温度、熱処理時間、熱処理張力の３要素を上記範囲内にすることが好ましい。熱処理時間が上記範囲よりも短い場合又は熱処理温度が上記範囲よりも低い場合、得られる成形品中の単斜晶の比率が多くなったり、貯蔵弾性率の温度の影響による変動が大きくなったりする傾向がある。また、熱処理温度が上記範囲よりも高い場合又は熱処理中の張力が上記範囲よりも大きい場合は、延伸工程の最後段の工程中にポリエチレンが破断しやすくなったり、得られる成形品の初期弾性率が低下したりする傾向がある。

【0038】

巻取り工程における巻取り張力は、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、更に好ましくは３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。巻取り張力が５．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーン内部に余剰な残留応力を付与することとなる。その結果、１００℃における熱収縮率が５．０％を超えてしまい、又はＴＭＡ（機械熱分析）における最大熱収縮応力が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えてしまい好ましくない。また、製品の使用環境温度として想定される室温付近からポリエチレンの結晶分散温度付近の領域での熱収縮応力も高くなり、環境変化によって力学物性変化や寸法変化が発生し、更には、製品加工条件や最終製品の使用温度範囲が限定される等の制約が生じるため、好ましくない。
巻取り工程における巻取り温度は６０℃以下であることが好ましい。より好ましくは５５℃以下、更に好ましくは５０℃以下である。６０℃よりも高温であると、ポリエチレンの結晶分散温度に近い温度となるため、得られる製品の内部に残留応力が生じやすくなり、寸法変化や力学物性変化が製品化後に生じやすくなるため好ましくない。また、製品の使用環境温度として想定される室温付近からポリエチレンの結晶分散温度付近の温度領域での熱収縮応力が高くなり、環境変化によって力学物性変化や寸法変化が発生しやすく、更には、製品加工条件や最終製品の使用温度範囲が限定される等の制約が生じやすくなるため、好ましくない。
切断工程において、例えば、巻取り工程により得られたポリエチレンテープをスプリッターを通すことによりポリエチレンスプリットヤーンを得ることができる。

【0039】

他の機能を付与するために、酸化防止剤、還元防止剤等の添加剤、ＰＨ調整剤、表面張力低下剤、増粘剤、保湿剤、濃染化剤、防腐剤、防黴剤、帯電防止剤、顔料、鉱物繊維、他の有機繊維、金属繊維、金属イオン封鎖剤等を使用してもよい。
また、ポリエチレンテープ又はポリエチレンスプリットヤーンを含む組紐、撚糸、織編物、ポリエチレンテープを１ｍｍ以上１０ｃｍ以下にカットしたカットテープ、ポリエチレンスプリットヤーンから得られるカットファイバーなども製造することができる。なお、本明細書においてカットファイバーとは、ポリエチレンスプリットヤーンを１ｍｍ以上１０ｃｍ以下にカットしたものを指す。

【0040】

組紐、撚糸、及び織編物の７０質量％以下の割合で、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成繊維、綿、毛等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維等を用いてもよい。

【0041】

本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、ロープ、安全ロープ、ネット、防球ネット、魚網ネット、釣糸、食肉用締め糸、資材防護カバー、シート、カイト用糸、洋弓弦、セールクロス、幕材等に用いることができる。
上記の用途は、力学物性の保持と同時に、目的に応じて多様な色目、あるいは意匠性を求められることがある。従来、無機顔料又は有機顔料を含有する樹脂を被覆する後加工が施されることが多かった（例えば特開２００４−３０８０４７号を参照）が、本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンを用いることによって、素材本来の風合いを損なうことなく利用することが可能となる。

【0042】

また、本発明に係るポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンは、広い温度範囲に亘って、力学物性の変化が小さく、寸法安定性にも優れているので、後加工工程で加温を必要とする繊維強化樹脂補強材、セメント補強材、繊維強化ゴム補強材、あるいは環境変化が想定される防護材、防弾材、医療用縫合糸、人工腱、人工筋肉、工作機械部品、電池セパレーター、化学フィルター等に好適に用いることができる。

【実施例】

【0043】

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

【0044】

下記各実施例・比較例におけるポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの特性値の測定は下記のように行なった。なお、以下ではサンプルの「長さ」はサンプルの長手方向の長さのことを指す。

【0045】

（１）極限粘度
温度１３５℃のデカリンにてウベローデ型毛細粘度管を用いて、種々の希薄溶液の比粘度を測定した。希薄溶液粘度の濃度に対するプロットから最小２乗近似で得られる直線の原点への外挿点より極限粘度を決定した。測定に際し、サンプルを約５ｍｍ長の長さに分割又は切断し、ポリマーに対して１質量％の酸化防止剤（エーピーアイコーポレーション社製、「ヨシノックス（登録商標） ＢＨＴ」）を添加し、１３５℃で４時間攪拌溶解して測定溶液を調製した。

【0046】

（２）重量平均分子量Ｍｗ、数平均分子量Ｍｎ、及びＭｗ／Ｍｎ
重量平均分子量Ｍｗ、数平均分子量Ｍｎ、及びＭｗ／Ｍｎは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定した。ＧＰＣ装置としては、「ＧＰＣ １５０Ｃ ＡＬＣ／ＧＰＣ」（Ｗａｔｅｒｓ製）を用い、カラムとしては「ＧＰＣ ＵＴ８０２．５」（ＳＨＯＤＥＸ製）を１本、「ＵＴ８０６Ｍ」（ＳＨＯＤＥＸ製）を２本用い、検出器として示差屈折率計（ＲＩ検出器）を用いて測定した。測定溶媒は、ｏ−ジクロロベンゼンを使用し、カラム温度を１４５℃とした。サンプル濃度は１．０ｍｇ／ｍｌとし、２００マイクロリットル注入して測定した。分子量の検量線は、ユニバーサルキャリブレーション法により分子量既知のポリスチレンサンプルを用いて作成されている。

【0047】

（３）引張強度及び初期弾性率
万能試験機（株式会社オリエンテック製、「テンシロン万能材料試験機 ＲＴＦ−１３１０」を用い、サンプル長２００ｍｍ（チャック間長さ）、伸長速度１００％／分の条件で歪−応力曲線を雰囲気温度２０℃、相対湿度６５％条件下で測定した。破断点での応力と伸びから引張強度を、曲線の原点付近の最大勾配を与える接線から初期弾性率を計算して求めた。この時、測定時にサンプルに印加する初荷重を繊維１００００ｍ当りの質量（ｇ）の１／１０とした。なお、引張強度及び初期弾性率は１０回の測定値の平均値を使用した。

【0048】

（４）熱収縮率
サンプルを７０ｃｍにカットし、両端より各々１０ｃｍの位置に、即ちサンプル長さ５０ｃｍがわかるように印をつけた。次に、サンプルに荷重が印加されないようにジグにぶら下げた状態で、熱風循環型の加熱炉を用いて、温度１００℃で３０分間加熱した。その後、加熱炉よりサンプルを取り出し、室温まで十分に徐冷した後に、最初にサンプルに印をつけた位置の長さを計測した。熱収縮率は以下の式より求めた。なお、熱収縮率は２回の測定値の平均値を使用した。
熱収縮率（％）＝１００×（加熱前におけるサンプルの長さ−加熱後におけるサンプルの長さ）／（加熱前におけるサンプルの長さ）

【0049】

（５）熱収縮応力
測定には、熱応力歪測定装置（セイコーインスツルメンツ社製、「ＴＭＡ／ＳＳ１２０Ｃ」）を用いた。テープの場合、長さ２０ｍｍで幅を２ｍｍ、スプリットヤーンの場合、長さ２０ｍｍで繊度が１００ｄｔｅｘになるようにサンプルを準備し、初荷重０．０１７６４ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷し、昇温速度２０℃／分で昇温して、最大熱収縮応力、並びに５０℃及び８０℃における熱収縮応力を測定した。

【0050】

（６）貯蔵弾性率
１００℃及び３０℃における貯蔵弾性率の測定には、固体粘弾性測定装置（Ｔ．Ａ．インスツルメント社製、「ＤＭＡ Ｑ８００」）を用いた。測定に際し、テープ及びスプリットヤーンのサンプルと装置チャックとの間での滑りや単糸のバラケが発生しないように、サンプル両端を接着剤と両面テープを用いて厚紙で挟み、サンプルを挟むチャック間の距離を１０ｍｍ、測定サンプル幅をサンプル１０，０００ｍのときの質量が１００ｇとなるように調整した。これにより測定においてサンプルと装置チャック間に厚紙が存在することにより、装置チャックでの滑りや単糸のバラケを抑制することが可能となる。測定開始温度を−１０℃、測定終了温度を１４０℃、昇温速度を１．０℃／ｍｉｎとした。歪み量は０．０４％とし、測定開始時の初荷重は０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘとした。また、測定周波数は１１Ｈｚとした。測定したデータの解析には、「Ｔ．Ａ．Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ」（Ｔ．Ａ．インスツルメント社製）を用いた。このとき貯蔵弾性率の保持率は以下の式より求めた。
貯蔵弾性率の保持率（％）＝１００×［（１００℃における貯蔵弾性率）／（３０℃における貯蔵弾性率）］

【0051】

（７）結晶分散温度
上記（６）同様に、固体粘弾性測定装置（Ｔ．Ａ．インスツルメント社製、「ＤＭＡ Ｑ８００」）を用いてデータを測定し、測定したデータの解析には、「Ｔ．Ａ．Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ」（Ｔ．Ａ．インスツルメント社製）を用いた。測定開始温度を−１４０℃、測定終了温度を１４０℃、昇温速度を１．０℃／ｍｉｎとした。歪み量を０．０４％とし、測定開始時の初荷重０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘとした。また、測定周波数を１１Ｈｚとした。損失弾性率を計算し、温度分散を低温側より求め、損失弾性率の値を対数で縦軸に取り、横軸を温度でプロットし、最も高温側に現れるピーク値を結晶分散温度とした。

【0052】

（８）残留溶剤濃度
サンプル中の残留溶剤濃度の測定には、ガスクロマトグラフィー（島津製作所製）を用いた。サンプル１０ｍｇをガスクロマトグラフィー注入口のガラスインサートにセットした。注入口を溶剤の沸点以上に加熱し、加熱により揮発した溶剤を窒素パージでカラムに導入した。カラム温度を４０℃に設定し、溶剤を５分間トラップさせた。次に、カラム温度を８０℃まで昇温させた後に測定を開始した。得られたピークより、残留溶剤濃度を求めた。

【0053】

（９）結晶化度
示差走査熱量計（Ｔ．Ａ．インスツルメント社製、「ＤＳＣ測定装置」）を用いてデータを測定し、測定したデータの解析には、「Ｔ．Ａ．Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ」（Ｔ．Ａ．インスツルメント社製）を用いた。サンプルを５ｍｇ以下に切断し、アルミニウムパンに約２ｍｇ充填・封入した。同様の空のアルミニウムパンをリファレンスとした。測定は、不活性ガス下、５０℃から２００℃の温度範囲で、昇温速度を約１０℃／ｍｉｎとした。得られた昇温ＤＳＣ曲線のベースラインを補正し、ピーク面積をサンプル質量で割り返して測定融解熱量を算出し、下記の式より結晶化度を求めた。
結晶化度（％）＝１００×（測定融解熱量（Ｊ／ｇ））／（２９３（Ｊ／ｇ））

【0054】

（１０）単斜晶、斜方晶等の比率測定
結晶成分の比率は、固体高分解能¹³Ｃ−ＮＭＲにより求めた。具体的には、「ＡＶＡＮＣＥ４００ＷＢ」（ブルカー・バイオスピン社製）により室温で測定した。磁場強度及びスピン速度は、それぞれ９．４Ｔと４ｋＨｚで測定した。測定パルスはＤｉｐｏｌａｒ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ（ＤＤ）／ＭＡＳを用いた。サンプルを短冊状に切断して、ローターに充填した。ＤＤ／ＭＡＳスペクトルは待ち時間を４３００秒としてシングルパルス法（ＤＤ／ＭＡＳ法）で、全成分を反映するスペクトルを測定した。低磁場側から単斜晶、斜方晶、非晶成分として波形分離を行った。単斜晶、斜方晶、非晶成分、各々のピークの面積比より比率を求めた。

【0055】

（実施例１）
極限粘度１４ｄＬ／ｇ、重量平均分子量１，５００，０００、Ｍｗ／Ｍｎが１．９であり、超高分子量ホモポリエチレン粉末を１２１℃に加熱し、５５０Ｎ／ｃｍ²で９分間圧縮成形した。超高分子量ホモポリエチレン粉末は、特開２００５−２９７７５号公報に記載の方法で製造されている。次に、得られた成形体を表面温度１４０℃に調整された１ｍ／ｍｉｎの上下同一速度で反対方向に回転する一対のロール間に供給し、４倍に圧延してフィルムを得た。その後、得られたフィルムをスリッターを通すことによりテープ状とし、加熱ローラー間で１４５℃で２．５倍延伸した（１段目延伸）。次に、１５１℃で２.５倍延伸することにより延伸テープを得た（２段目延伸）。続いて、得られた延伸テープを、１５２℃、１．５ｃＮ／ｄｔｅｘの張力、１．１倍延伸の条件下で２分間加熱処理を行った（最後段延伸）。圧延開始から最後段延伸終了までに要した時間は合計で１９分であった。その後、２８℃で３．２ｃＮ／ｄｔｅｘの張力で巻き取り、幅５ｍｍ、厚み６０μｍのポリエチレンテープを得た。次に得られたポリエチレンテープをスプリッター（６角棒のエッジに３２山／インチの突起を設けたもの）を通すことによりポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性及び評価結果を表１に示す。

【0056】

（実施例２）
実施例１において、最後段延伸における延伸倍率を１．８倍、加熱処理の時間を０．０６分、張力を３．０ｃＮ／ｄｔｅｘと変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエチレンテープを得た。また得られたポリエチレンテープを実施例１と同様にしてポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性、評価結果を表１に示す。

【0057】

（実施例３）
実施例１において、最後段延伸における延伸温度を１５４℃、加熱処理の時間を４．０分、張力を１．２ｃＮ／ｄｔｅｘと変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエチレンテープを得た。また得られたポリエチレンテープを実施例１と同様にしてポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性、評価結果を表１に示す。

【0058】

（実施例４）
実施例１において、２段目延伸における延伸倍率を３．０倍、最後段延伸における張力を３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、圧延開始から最後段延伸終了までに要した時間を１５分、巻取り工程における巻取り温度を３５℃、巻取り張力を１．２ｃＮ／ｄｔｅｘと変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエチレンテープを得た。また得られたポリエチレンテープを実施例１と同様にしてポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性、評価結果を表１に示す。

【0059】

（実施例５）
実施例１において、極限粘度１８ｄＬ／ｇ、重量平均分子量２，４００，０００、Ｍｗ／Ｍｎが４．５である超高分子量ポリエチレン粉末を用い、１３２℃に加熱し、６５０Ｎ／ｃｍ²で圧縮成形し、圧延工程における圧延倍率を２．５倍、１段目延伸における延伸倍率を３．０倍、最後段延伸における張力を３．０ｃＮ／ｄｔｅｘと変更した以外は、実施例１と同様にして幅８ｍｍ、厚み６０μｍのポリエチレンテープを得た。また得られたポリエチレンテープを実施例１と同様にしてポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性、評価結果を表１に示す。

【0060】

（比較例１）
実施例１において、最後段延伸における延伸温度を１４９℃、延伸倍率を１．５倍、加熱処理の時間を０．００５秒、張力を１６．６ｃＮ／ｄｔｅｘと変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエチレンテープを得た。また得られたポリエチレンテープを実施例１と同様にしてポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性、評価結果を表１に示す。

【0061】

（比較例２）
実施例１において、巻取り工程における巻取り温度を３２℃、巻取り張力を５．３ｃＮ／ｄｔｅｘと変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエチレンテープを得た。また得られたポリエチレンテープを実施例１と同様にしてポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性、評価結果を表１に示す。

【0062】

（比較例３）
実施例１において、極限粘度２．２ｄＬ／ｇ、重量平均分子量１５０，０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．９である高密度高分子量ポリエチレン粉末を用い、圧延工程における圧延倍率を２．５倍、１段目延伸における延伸倍率を３．０倍とし、最後段延伸における延伸時間を０．００５秒とし、巻取り張力を５．２ｃＮ／ｄｔｅｘと変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエチレンテープを得た。また得られたポリエチレンテープを実施例１と同様にしてポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性、評価結果を表１に示す。

【0063】

（比較例４）
実施例１において、最後段延伸における延伸時間を３２分間とし、圧延開始から最後段延伸終了までに要した時間を４８分、巻取り工程における巻取り張力を２．１ｃＮ／ｄｔｅｘと変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエチレンテープを得た。また得られたポリエチレンテープを実施例１と同様にしてポリエチレンスプリットヤーンを得た。得られたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンの物性、評価結果を表１に示す。

【0064】

【表1】

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明により、広い温度範囲に亘って、力学物性の変化が小さく、寸法安定性に優れたポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンを提供することができた。また、製品として、ポリエチレンテープ及びポリエチレンスプリットヤーンを用いた組紐、撚糸、織編物、ロープ、ネット、釣糸、資材防護カバー、シート、カイト用糸、洋弓弦、セールクロス、幕材、防護材、防弾材、医療用縫合糸、人工腱、人工筋肉、繊維強化樹脂補強材、セメント補強材、繊維強化ゴム補強材、工作機械部品、電池セパレーター、化学フィルター等の産業用資材に適用可能である。