JP2007146183A - 押出成形体用樹脂組成物 - Google Patents

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Koji Yamamoto
孝二 山本
Hajime Ikeno
元 池野
Yoshiko Shichijo
佳子 七條
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Abstract

【課題】 加工性が改良され、透明性、耐熱性、耐寒性等の良好な押出成形体用樹脂組成物。
【解決手段】 成分A:下記エチレンとα−オレフィンとの共重合体 50〜99重量%
(a)MFR 0.1〜5g/10分
(b)密度0.88〜0.925g/cm
(c)温度上昇溶離分別(TREF)溶出曲線のピークが1つで、該ピーク温度が30〜100℃、該ピークの高さをHとし、その1/2の幅をWとしたときのH/Wの値が1以上である
(d)TREFによる50℃における溶出量(Y:成分A全量に対する重量%)が
(1)密度が0.91g/cm未満で、
Y≦−4500D+4105
(1)密度が0.91g/cm以上で、
Y≦10
成分B:下記エチレン系重合体 1〜50重量%
(a’)MFRが0.1〜20g/10分
(b’)密度が0.88〜0.93g/cm
(c’)メモリーエフェクト(ME)が1.3以上
(d’)メルトテンション(MT)が1.0g以上
を含有する。
【選択図】なし

Description

本発明は、加工性が改良され、透明性、耐熱性、耐寒性、衝撃強度、ヒートシール性、食品衛生性等の良好な押出成形体、殊にフィルムまたはシートの成形に有用な樹脂組成物に関するものである。
透明性の良好なフィルム、シートなどの押出成形品材料としては、従来からポリプロピレン樹脂が知られている。このポリプロピレン樹脂から成形されたフィルムは、剛性等も優れていることから各種包装材料として広く用いられている。ところが、ポリプロピレンフィルムは一方で空冷インフレーション成形といった汎用的加工法に適していないことや、衝撃強度、耐寒性、低温ヒートシール性が劣るなどの欠点を有しているために、その用途分野については限定されていた。従って、汎用フィルム分野においては、これらの欠点を補うことができる樹脂である高圧法低密度ポリエチレン(以下単に「LDPE」と略記する。)が広く用いられるようになってきた。しかしながら、このLDPEは上記の欠点を補うことについては有効であるが、上記ポリプロピレンと比較して透明性が劣るという欠点を有していた。
一方、チーグラー触媒を用いて、例えば特許文献1等に記載された方法で製造されるエチレンとα−オレフィンとの共重合体、いわゆる線状低密度ポリエチレン(以下単に「LLDPE」と略記する。)は、上記のLDPE樹脂より衝撃強度、ヒートシール性、ホットタック性、耐熱性、耐寒性等に優れた樹脂である。また、該LLDPEの透明性については公知のTダイ成形法、水冷インフレーション成形法及び特殊なエアーリングを用いた空冷インフレーション成形法等の特殊な加工を施すことによって良好なものとすることができることが知られている。しかしながら、このLLDPEのフィルム表面を平滑にして透明性の良いフィルムを作ろうとすると、LLDPE中の低結晶性成分がその表面にブリードアウトしてくるために、アンチブロッキング性が大幅に低下して、実用上の使用が困難になる。それ故、このような問題点を改良するために、このLLDPEにシリカやタルク等のアンチブロッキング剤やスリップ剤を添加する方法が採用されているが、これらの添加剤を添加することによる光の分散によって、却って透明性は低下してしまい、樹脂本来の透明性の改良を行なうことは困難なことであった。近年、特許文献2等に記載されている新しい触媒を使用することによって、従来よりも組成分布の狭いLLDPEが得られるようになり、透明性とブロッキング性が従来のLLDPEよりも良くなる可能性が出てきたが、分子量分布が狭くなるので加工性が大幅に悪化してしまう。また、従来のLLDPEは耐熱性および耐寒性が、ポリプロピレン、低密度ポリエチレンと比較して良好ではあるが、高温滅菌処理が施され、−50℃以下、特に最近では−80℃以下の凍結保存下において、容器破損の起こらず、また保存中に容器の中の状態が良く見えるように、透明性等の性能が要求されるような、医療用製品や極低温保存用容器への用途を満足させることはできずにいた。
特公昭56−18132号公報 特開昭58−19309号公報
本発明の目的は、加工性が良好で、透明性、耐熱性、耐寒性など性能が大幅に改良された押出成形体、殊にフィルムまたはシートを製造することができる樹脂組成物を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明者らは、これらの優れた性能を保ちながら、加工性を改良し、バランスの良い材料を得るための手段について鋭意研究を重ねた結果、特定の性状を有するLDPEと特定の性状を有するLLDPEとをブレンドすることにより、上記本発明の目的が達成され得ることができるとの知見を得て本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明の樹脂組成物は、
成分A:下記に示す(a)〜(d)の性状を有するエチレンと炭素数4〜40のα−オレフィンとの共重合体 50〜99重量%
(a)MFRが0.1〜5g/10分
(b)密度(D)が0.88〜0.925g/cm
(c)温度上昇溶離分別(TREF)によって得られる溶出曲線のピークが1つで、該ピーク温度が30〜100℃であり、該ピークの高さをHとし、該ピークの高さの1/2の幅をWとしたときのH/Wの値が1以上である
(d)温度上昇溶離分別(TREF)による50℃における溶出量(Y:成分A全量に対する重量%)が以下の条件を満たすものである
(1)成分Aの密度(D)が0.91g/cm未満であるとき、
Y≦−4500D+4105(ただし、Y≦100)
(2)成分Aの密度(D)が0.91g/cm以上であるとき、
Y≦10
成分B:下記に示す(a’)、(b’)、(c’)および(d’)の性状を有すエチレン系重合体 1〜50重量%
(a’)MFRが0.1〜20g/10分
(b’)密度が0.88〜0.93g/cm
(c’)メモリーエフェクト(ME:Memory Effect)が1.3以上
(d’)メルトテンション(MT:Melt Tension)が1.0g以上
からなることを特徴とするものである。
このような本発明の押出成形体用樹脂組成物は、従来のLLDPEよりも加工性が改良され、かつ透明性、耐熱性、耐寒性等が良好であり、またアンチブロッキング性のバランスに優れ、衝撃強度、ヒートシール性、耐熱性、耐寒性等のフィルム性能が従来品より格段に良好であるといった効果が奏されるために、スナック、インスタントラーメン等の乾燥食品、味噌、漬物、スープ、ジュース等の水物食品、冷凍食品、畜肉、ハム等の食品等の包装、醤油、ソース等のミニパックや、輸液、注射剤、粉末、錠剤等の各種医薬品の包装および充填用材料、例えば、バッグインボックス、輸液バッグ等、シャンプー、化粧品等のミニパック、カセットテープ、電気機器等の各種包装・充填用フィルム、各種蓋材として極めて有用なものである
〔発明の具体的説明〕
〔1〕構成成分
(1)成分A(エチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体)
(a)性状
本発明の樹脂組成物を構成する成分Aのエチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体は、以下の(i)〜(iv)の物性を示すものを用いることが重要であり、さらに(v)の物性を示すものを用いるのが好ましい。
(i)MFR
本発明にて用いられるエチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体は、JIS−K7210によるMFR(メルトフローレート:Melt Flow Rate:溶融流量)が0.1〜5g/10分、好ましくは0.3〜4g/10分、特に好ましくは0.7〜3.5g/10分の物性を示すものが用いられる。該MFRが上記範囲より大であると耐熱性、耐寒性が低下し、フィルムの成膜が不安定となる。また、該MFRが上記範囲より小さすぎると樹脂圧力が大きくなりすぎて、成形性が悪化したり、製品の生産量低下を起こし実用的でない。
(ii)密度
本発明にて用いられるエチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体は、JIS−K7112による密度が0.88〜0.925g/cm、好ましくは0.89〜0.92g/cm、特に好ましくは0.90〜0.915g/cmを示すものである。該密度が上記範囲より大であると、透明性およびヒートシール性が不良となる。また、密度があまりに小さすぎると、耐熱性が悪化したり、フィルム表面にベタつきが生じ実用性に供し得なくなる。
(iii)温度上昇溶離分別によって得られる溶出曲線のピーク温度
本発明にて用いられるエチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体は、温度上昇溶離分別(TREF:Temperature Rising Elution Fractionation)によって得られる溶出曲線のピークが1つであり、そのピーク温度が30〜100℃、好ましくは35〜85℃、特に好ましくは40〜70℃、かつ、このピークの高さをHとし、該ピークの高さの1/2の幅をWとしたときのH/Wの値が1以上、好ましくは1〜20、特に好ましくは1〜15、最も好ましくは1〜10の物性を示すものである。該溶出曲線のピーク温度が上昇温度を超える場合は、透明性が低下し、低温ヒートシール性が不良となるので実用性がない。また、溶出曲線のピーク温度が上記温度未満である場合は、製品にブリードアウトが起こり、またフィルムがベタついて実用性がない。上記H/Wが上記の値未満の場合は、製品にブリードアウトが起こり、またベタツキ成分が多くなり経時的にヒートシール性が不良となるので実用性がない。
(iv)温度上昇溶離分別(TREF)による50℃における溶出量(Y:成分A全量に対する重量%)が以下の条件を満たすものである。
1)成分Aの密度(D)が0.91g/cm未満であるとき、
Y≦−4500D+4105(ただし、Y≦100)、
好ましくは
Y≦−4650D+4238(ただし、Y≦100)である。
2)成分Aの密度(D)が0.91g/cm以上であるとき、
Y≦10、好ましくはY≦7である。
温度上昇溶離分別による溶出曲線の測定
温度上昇溶離分別(TREF)による測定は、「Journal of Applied PolymerScience,Vol 26, 4217−4231(1981)」および「高分子討論会予稿集 2P1C09 (1985年)」に記載されている原理に基づき、以下のようにして行われる。まず、測定の対象とするポリマーを溶媒中で完全に溶解する。その後、冷却して不活性担体表面に薄いポリマー層を形成させる。かかるポリマー層は結晶しやすいものが内側(不活性担体表面に近い側)に、結晶しにくいものが外側に形成されてなるものである。次に、温度を連続又は段階的に上昇させると、低温度段階では対象のポリマー組成中の非晶部分すなわちポリマーの持つ短鎖分岐の分岐度の多いものから溶出し、温度が上昇するとともに徐々に分岐度の少ないものが溶出し、最終的に分岐のない直鎖状の部分が溶出し測定は終了するのである。かかる各温度での溶出成分の濃度を検出し、その溶出量と溶出温度によって描かれるグラフによってポリマーの組成分布を見ることができるものである。
(v)Q値
このエチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体は、サイズ排除クロマトグラフィー(Size Exclusion Chromatography:SEC)によって求められるQ値(重量平均分子量/数平均分子量)が4以下、好ましくは3以下、特に好ましくは2.5以下の物性を示すものが好ましい。該Q値が上記範囲を超えると、成形品の外観が悪化してくる傾向にある。
(b)エチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体の製造
本発明に用いるエチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体の製造法は、特開昭58−19309号、同59−95292号、同60−35005号、同60−35006号、同60−35007号、同60−35008号、同60−35009号、同61−130314号、特開平3−163088号の各公報、ヨーロッパ特許出願公開第420436号明細書、米国特許第5055438号明細書及び国際公開公報WO91/04257号明細書などに記載されている方法、すなわち、メタロセン触媒、特にメタロセン・アルモキサン触媒、または、例えば、国際公開公報WO92/01723号等に開示されているようなメタロセン化合物と以下に述べるメタロセン化合物と反応して安定なアニオンとなる化合物からなる触媒を使用して、主成分のエチレンと従成分のα−オレフィンとを共重合させる方法である。
上述のメタロセン化合物と反応して安定なアニオンとなる化合物とは、カチオンとアニオンのイオン対から形成されるイオン性化合物あるいは親電子性化合物であり、メタロセン化合物と反応して安定なイオンとなって重合活性種を形成するものである。
このうちイオン性化合物は下記一般式(I)で表される。
一般式(I) 〔Q〕m+〔Y〕m− (mは1以上の整数)
Qはイオン性化合物のカチオン成分であり、カルボニウムカチオン、トロピリウムカチオン、アンモニウムカチオン、オキソニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスホニウムカチオン等があげられ、さらには、それ自身が還元され易い金属の陽イオンや有機金属の陽イオンなどもあげられる。これらのカチオンは特表平1−501950号公報などに開示されているようなプロトンを与えることができるカチオンだけではなく、プロトンを与えないカチオンでも良い。これらのカチオンの具体例としては、トリフェニルカルボニウム、ジフェニルカルボニウム、シクロヘプタトリエニウム、インデニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、N,N−ジメチルアニリニウム、ジプロピルアンモニウム、ジシクロヘキシルアンモニウム、トリフェニルホスホニウム、トリメチルホスホニウム、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウム、トリ(メチルフェニル)ホスホニウム、トリフェニルスルホニウム、トリフェニルオキソニウム、トリエチルオキソニウム、ピリリウム、また、銀イオン、金イオン、白金イオン、パラジウムイオン、水銀イオン、フェロセニウムイオン等があげられる。
また、Yはイオン性化合物のアニオン成分であり、メタロセン化合物と反応して安定なアニオンとなる成分であって、有機ホウ素化合物アニオン、有機アルミニウム化合物アニオン、有機ガリウム化合物アニオン、有機リン化合物アニオン、有機ヒ素化合物アニオン、有機アンチモン化合物アニオンなどがあげられ、具体的にはテトラフェニルホウ素、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ホウ素、テトラキス(3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル)ホウ素、テトラキス(3,5−(t−ブチル)フェニル)ホウ素、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、テトラフェニルアルミニウム、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)アルミニウム、テトラキス(3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル)アルミニウム、テトラキス(3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)アルミニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウム、テトラフェニルガリウム、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ガリウム、テトラキス(3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル)ガリウム、テトラキス(3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)ガリウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ガリウム、テトラフェニルリン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)リン、テトラフェニルヒ素、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ヒ素、テトラフェニルアンチモン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)アンチモン、デカボレート、ウンデカボレート、カルバドデカボレート、デカクロロデカボレート等があげられる。
また、親電子性化合物としては、ルイス酸化合物として知られるもののうち、メタロセン化合物と反応して安定なアニオンとなって重合活性種を形成するものであり、種々のハロゲン化金属化合物や固体酸として知られている金属酸化物などがあげられる。具体的には、ハロゲン化マグネシウムやルイス酸性無機酸化物などが例示される。
α−オレフィン
ここでα−オレフィンとしては、炭素数4〜40のα−オレフィン、例えば、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ヘプテン、4−メチルペンテン−1、4−メチルヘキセン−1、4,4−ジメチルペンテン−1,オクタデセン等が挙げられる。これらα−オレフィンの中で好ましくは炭素数4〜40、さらに好ましくは炭素数4〜18、ことさら好ましくは4〜12、最も好ましくは6〜10の1種又は2種以上のα−オレフィン2〜60重量%、好ましくは5〜50重量%と、エチレン40〜98重量%、好ましくは50〜95重量%とを共重合させるのが好ましい。
共重合
重合方法としては、気相法、スラリー法、溶液法、高圧イオン重合法等を挙げることができる。これらの中では溶液法、高圧イオン重合法が好ましく、特に高圧イオン重合法で製造することが好ましい。なお、この高圧イオン重合法とは、特開昭56−18607号、特開昭58−225106号の各公報に記載されている、圧力が200kg/cm以上、好ましくは300〜2,000kg/cm、温度が125℃以上、好ましくは130〜250℃、特に150〜200℃の反応条件下に行なわれるエチレン系重合体の連続的製造法である。
(2)成分B(エチレン系重合体)
(a)性状
本発明の押出成形体樹脂組成物を構成する成分Bのエチレン系重合体は、以下の(i)〜(iii)の物性を示すものを用いることが重要であり、さらに(iv)〜(vi)の物性を示すものを用いるのが好ましい。
(i)MFR
本発明の押出成形体樹脂組成物にて用いられるエチレン系重合体は、JIS−K7210によるMFR(メルトフローレート:Melt Flow Rate:溶融流量)が0.1〜20g/10分、好ましくは0.5〜10g/10分、特に好ましくは1.0〜5.0g/10分の物性を示すものである。該MFRが上記範囲より大であると、成形性が悪化し、フィルム成膜が不安定となる。また、MFRが上記範囲より小さすぎると、押出性や成形品の外観が不良となる。
(ii)密度
本発明にて用いられるエチレン系重合体は、JIS−K7112による密度が0.88〜0.93g/cm、好ましくは0.915〜0.93g/cm、さらに好ましくは0.918〜0.927g/cm、特に好ましくは0.919〜0.923g/cmの物性を示すものである。該密度が上記範囲より大であると、透明性が悪化し、また低温ヒートシール性が不良となる。また、密度が上記範囲より小さすぎると、製品にブリードアウトが起こり、フィルム表面にベタつきが多くなる。
(iii)メモリーエフェクト(ME:Memory Effect:復元効果)
本発明にて用いられるエチレン系重合体は、ME(3g)は1.3以上、好ましくは1.6以上、特に好ましくは2.0以上、最も好ましくは2.3以上の物性を示すものが好ましい。該MEが上記値より小さすぎると成形性が不安定となり好ましくない。なお、上記ME(3g)の測定は、JIS−K7210で使用されるメルトインデクサーを使用し、測定条件をシリンダー温度240℃、定速押出量3g/分に設定して、以下のように実施される。装置にサンプルを充填し、ピストンのみを乗せ、6分後に規定の押出速度をかける。次に、エチルアルコールを入れたメスシリンダーをオリフィス直下に置き、真っ直ぐな押出物を採取する。採取した押出物の直径(D)をマイクロメーターで測定し、ダイスのオリフィス径をDとして、次式によりMEが求められる。
ME=D/D
(iv)Q値
このエチレン系重合体は、サイズ排除クロマトグラフィー(Size ExclusionChromatography:SEC)によって求められQ値(重量平均分子量/数平均分子量)が5〜30、特に好ましくは7〜25、最も好ましくは10〜20の物性を示すものが好ましい。該Q値が上記範囲より大であると、成形品の外観が悪化してくる傾向にあるので好ましくない。また、Q値が上記範囲より小さすぎると、成形性が不安定となってくる傾向があるので好ましくない。
(v)メルトテンション(MT:Melt Tension:破断時溶融張力)が1.0g、好ましくは1.5g以上、より好ましくは2.5g以上、特に好ましくは5g以上である。MTが上記数値よりも小さすぎると成形が不安定となる。
(vi)ME/MTが以下の関係を有すること:
ME≧0.05×MT+1.3、好ましくはME≧0.05×MT+1.5
上記示した関係を満足させることは、成形時における加工性改良効果の点で意義がある。
(b)エチレン系重合体の具体例
エチレン系重合体としては、ポリエチレン、上記成分A以外のエチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・α−オレフィン・ジエン共重合体等の中から、上記の性状を有するものを適宜選択することができる。中でも好ましいものは、高圧法低密度ポリエチレン、特に重合時における反応温度が220℃以上、反応圧力が1,700kg/cm以下でオートクレーブ法にて製造された、高圧ラジカル重合法低密度ポリエチレンを使用することが好ましい。
〔II〕組成物の物性及び量比
(1)物性
本発明の好ましい樹脂組成物としては、一般に、JIS−K7210によるMFRが0.5〜10g/10分、好ましくは1〜8g/10分、特に好ましくは2〜5g/10分であり;密度が0.88〜0.925g/cm、好ましくは0.89〜0.92g/cm、特に好ましくは0.90〜0.915g/cmであり;MEが1.0〜2.0、好ましくは1.1〜1.8、特に好ましくは1.2〜1.6であり;MT(50m/分時応力)が0.3〜10g、好ましくは0.5〜5g、特に好ましくは1〜5gである。また、組成物のMEとMT(50m/分時応力)が、
ME≧[0.08×MT+1]/g、好ましくは
ME≧[0.2×MT+1.1]/gの関係を満たすことである。
(2)量比
これら成分Aのエチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体と成分Bのエチレン系重合体との配合割合は、成分Aが50〜99重量%で成分Bが1〜25重量%、好ましくは成分Aが75〜99重量%で成分Bが1〜25重量%、さらに好ましくは成分Aが80〜97重量%で成分Bが3〜20重量%、特に好ましくは成分Aが85〜95重量%で成分Bが5〜15重量%である。上記成分Aの配合割合が上記範囲よりも少なすぎるとヒートシール性、透明性性等が不良となる。また、上記成分Bの配合割合が上記範囲よりも少なすぎると加工性改良効果が不十分となる。
〔III〕樹脂組成物の製造
(1)配合
本発明の押出成形体用樹脂組成物は、通常の樹脂組成物の製造方法と同様の方法で成分Aのエチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体と成分Bの高圧法低密度ポリエチレンとを配合することによって製造することができる。具体的には、成分Aと成分Bとを押出機、ブラベンダープラストグラフ、バンバリーミキサー、ニーダーブレンダー等を用いて溶融、混練し、通常用いられている方法でペレット状とするのが普通である。このペレットを用いてフィルムを製造することができる。
(2)その他の添加剤
本発明の押出成形体用樹脂組成物には、一般に樹脂組成物用として用いられている補助添加成分、例えば、酸化防止剤(中でも、フェノール系およびリン系酸化防止剤が好ましい)、アンチブロッキング剤、スリップ剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、防曇剤、着色剤等を配合することができる。酸化防止剤、アンチブロッキング剤およびスリップ剤については、以下に記載するものを特定量配合することが好ましい態様である。
〔IV〕押出成形体の製造
上記ペレットを用いて成形加工してフィルムまたはシートを製造することができる。フィルムの製造方法は、空冷インフレーション成形、空冷2段冷却インフレーション成形、T−ダイフィルム成形、水冷インフレーション成形等で包装材料に好適なフィルムを得ることができる。シートの製造は、カレンダー加工、押出成形、圧縮成形、注型等で包装材料に好適なシートを得ることができる。
以下に実施例及び比較例よりなる実験例を記載し、本発明を更に具体的に説明する。
〔I〕物性の測定方法と評価方法
実施例及び比較例における物性の測定と評価は、以下に示す方法によって実施した。
(1)物性の測定
(a)MFR:JIS−K7210に準拠(190℃,2.16kg荷重)
(b)密度:JIS−K7112に準拠
(c)ME:JIS−K7210で使用されるメルトインデクサーを使用し、測定条件をシリンダー温度240℃、定速押出量3g/分に設定して行なった。装置にサンプルを充填し、ピストンのみを乗せ、6分後に規定の押出速度をかける。次に、エチルアルコールを入れたメスシリダーをオリフィス直下に置き、真っ直ぐな押出物を採取する。採取した押出物の直径(D)をマイクロメーターで測定し、ダイスのオリフィス径をDとして次式によりMEを求める。
ME=D/D
(d)溶出曲線の測定:本発明における温度上昇溶離分別(TREF)による溶出曲線のピークは、一度高温にてポリマーを完全に溶解させた後に冷却し、不活性担体表面に薄いポリマー層を生成させ、次いで、温度を連続又は段階的に昇温して、溶出した成分を回収し、その濃度を連続的に検出して、その溶出量と溶出温度によって描かれるグラフ(溶出曲線)のピークで、ポリマーの組成分布を測定するものである。
該溶出曲線の測定は、以下のようにして行った。測定装置としてクロス分別装置(三菱油化(株)製 CFC T150A)を使用し、付属の操作マニュアルの測定法に従って行った。このクロス分別装置は、試料を溶解温度の差を利用して分別する温度上昇溶離分別(TREF)機構と、分別された区分を更に分子サイズで分別するサイズ排除クロマトグラフ(Size Exclusion Chromatography:SEC)をオンラインで接続した装置である。
まず、測定すべきサンプル(共重合体)を溶媒(o−ジクロロベンゼン)を用い、濃度が4mg/mlとなるように、140℃で溶解し、これを測定装置内のサンプルループ内に注入する。以下の測定は設定条件に従って自動的に行われる。サンプルループ内に保持された試料溶液は、溶解温度の差を利用して分別するTREFカラム(不活性担体であるガラスビーズが充填された内径4mm、長さ150mmの装置付属のステンレス製カラム)に0.4ml注入される。次に、該サンプルを1℃/分の速度で140℃から0℃の温度まで冷却し、上記不活性担体にコーティングさせる。このとき、高結晶性成分(結晶しやすいもの)から低結晶性成分(結晶しにくいもの)の順で不活性担体表面にポリマー層が形成される。TREFカラムが0℃で更に30分間保持された後、0℃の温度で溶解している成分2mlが、1ml/分の流速でTREFカラムからSECカラム(昭和電工社製 AD80M/S 3本)へ注入される。SECで分子サイズでの分別が行われている間に、TREFカラムでは次の溶出温度(5℃)に昇温され、その温度に約30分間保持される。SECでの各溶出区分の測定は39分間隔で行われた。溶出温度は以下の温度で段階的に昇温される。0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,49,52,55,58,61,64,67,70,73,76,79、82,85,88、91,94,97,100,102,120,140℃
該SECカラムで分子サイズによって分別された溶液は、装置付属の赤外分光光度計でポリマーの濃度に比例する吸光度が測定され(波長3.42μ,メチレンの伸縮振動で検出)、各溶出温度区分のクロマトグラムが得られる。内蔵のデータ処理ソフトを用い、上記測定で得られた各溶出温度区分のクロマトグラムのベースラインを引き、演算処理される。各クロマトグラムの面積が積分され、積分溶出曲線が計算される。また、この積分溶出曲線を温度で微分して、微分溶出曲線が計算される。計算結果の作図はプリンターに出力される。出力された微分溶出曲線の作図は、横軸に溶出温度を100℃当たり89.3mm、縦軸に微分量(全積分溶出量を1.0に規格し、1℃の変化量を微分量とした)0.1当たり76.5mmで行った。次に、この微分溶出曲線のピーク高さ(mm)を1/2高さの幅(mm)で除した値をH/Wとした。
(e)Q値:サイズ排除クロマトグラフィー(Size ExclusionChromatography:SEC)を用いて、以下に示す測定条件下で測定し、重量平均分子量/数平均分子量よりQ値を求めた。なお、単分散ポリスチレンでユニバーサルな検量線を作成し、直鎖のポリエチレンの分子量として計算した。
機種:Waters Model 150C GPC
溶媒:o−ジクロロベンゼン
流速:1ml/分
温度:140℃
測定濃度:2mg/ml
注入量:200μl
カラム:昭和電工(株)製 AD80M/S 3本
(f)MT:東洋精機製キャピログラフ1−Bを使用し、試験温度190℃、押出速度1cm/分にて、押出された溶融樹脂を引取る際の引取速度を、LDPEについては破断時、組成物については50m/分とした時の応力を測定した。
(2)評価方法
(a)ヘイズ(HAZE):JIS−K7105に準拠
(b)ヘキサン可溶分:
(i)円筒濾紙を60℃の温度にて減圧乾燥し、2時間毎に精秤し、前回との差が5mg以下になるまで繰り返す。次に、サンプル約5gを精秤し、円筒濾紙に入れる。
(ii)ヘキサン200ccを用いて高温ソックスレー押出器で3時間還流抽出する、還流比は3〜4回/10分とする。
(iii)室温まで冷却した後、抽出残分を円筒濾紙ごと60℃の温度にて2時間減圧乾燥する。
(iv)デシケーター中で30分放冷後、精秤する。
(v)次式により求める。
ヘキサン可溶分(重量%)=(W1+W3−W2)/W1
W1 :抽出前の試料重量(g)
W2 :抽出後の試料と円筒濾紙の重量(g)
W3 :未使用の円筒濾紙の重量(減圧乾燥後)(g)
(c)ヘプタン可溶分:食品添加物等の規格基準(昭和34年厚生省告示第370号)の器具及び容器包装の規格試験に準拠溶出条件:25℃、60分
(d)DDI(ダートドロップインパクト):JIS−Z1707に準拠
(e)300gヒートシール温度:東洋精機製熱盤式ヒートシーラーにて、75℃から5℃間隔でシール圧力:2kg/cm、シール時間:1秒でヒートシールし、引張試験機にてヒートシール強度を測定する。このヒートシール強度が300g得られる温度を300gヒートシール温度とする。
(f)ビカット軟化点温度:JIS−K7206に準拠
(g)脆化温度:電通研法に準拠(ノッチ深さ:0.3mm)
(h)バブルの安定性:製膜したフィルムについて50m中の折径の最大値をLとし、最小値をLとした時の
C(%)=[(L−L)/{1/2(L+L)}]×100
C(%)が20%以下の時を良好とする。
〔II〕実験例
実施例1
エチレン・炭素数4〜40のα−オレフィン共重合体(成分A)の製造
触媒の調製は、特開昭61−130314号公報に記載された方法で実施した。すなわち、錯体エチレン−ビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロライド2.0ミリモルに、東洋ストファー社製メチルアルモキサンを上記錯体に対し1,000モル倍加え、トルエンで10リットルに希釈して触媒溶液を調製し、以下の方法で重合を行なった。内容積1.5リットルの撹拌式オートクレーブ型連続反応器に、エチレンと1−ヘキセンとの混合物を1−ヘキセンの組成が80重量%となるように供給し、反応器内の圧力を1,000kg/cmに保ち、150℃の温度で反応を行なった。反応終了後、MFRが3.3g/10分、密度が0.905g/cm、Q値が2.0、TREF溶出曲線のピークが1つであり、そのピーク温度が62℃、該ピーク温度のH/Wが4で、50℃における溶出量が12重量%であるエチレン・α−オレフィン共重合体(1−ヘキセン含量15重量%)を得た。
高圧法低密度ポリエチレン(成分B)の製造
反応温度260℃、反応圧力1,500kg/cmで、オートクレーブ法にて製造した。MFRが4g/10分、密度が0.92g/cm、MEが2.4、Q値が10、MTが9.4gの高圧法低密度ポリエチレンを得た。
樹脂組成物の製造
表1に記載される通りのエチレン・α−オレフィン共重合体(成分A)と高圧法低密度ポリエチレン(成分B)とを、成分A:成分B=95:5重量%の割合で配合し、40mmφ単軸押出機で160℃の成形温度にて造粒して、エチレン・α−オレフィン共重合体(成分A)と高圧法低密度ポリエチレン(成分B)とからなるペレット状の樹脂組成物を得た。
評価
このペレット状の樹脂組成物をプレス成形しビカット軟化点、脆化温度を測定した。更に、このペレット状の樹脂組成物を、トミー機械工業(株)製40mmφインフレーション成形機で以下の条件下にフィルム成形を行なった。
スクリュー :径40mmφ
L/D :24
ダイ :径75mmφ
ダイリップ :3mm
成形温度 :180℃
フィルム厚み :30μm
フロストライン :180mm
スクリュースピード:60rpm
ブロー比 :2.0
チラー :15℃
得られたフィルムについて評価を行なった。評価の結果を表1に示す。
実施例2〜8、比較例1〜4および6〜13
成分A及び成分Bとして、表1に記載される物性を示すものを用いた以外は、実施例1と同様に調製して樹脂組成物を得た。これを成形し、評価した。得られた評価結果は表1に示す通りである。
比較例5
成分Aにチーグラー触媒で製造したエチレン・α−オレフィン共重合体を使用した以外は、実施例1と同様に調製して樹脂組成物を得た。これを成形し、評価した。得られた評価結果は表1に示す通りである。
Figure 2007146183
Figure 2007146183
Figure 2007146183
Figure 2007146183
Figure 2007146183
実施例9〜17、比較例14〜16および18〜20
実施例1と同様にして、表2に示される物性の成分Aおよび成分Bからなるペレット状の樹脂組成物を得た。得られたペレットを用いて、組成物のMFR、密度、MTおよびMEを測定した。更に該ペレットを厚さ2mmのプレスシートに成形し、ビカット軟化点温度、脆化温度およびHAZEを測定した。これらの結果を表2に示す。
実施例18
成分Aに表2に示す物性のものを用い、成分Bに低密度ポリエチレン(三菱油化製“三菱ポリエチ”LL SF520)を用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製し、評価した。その結果を表2に示す。
比較例17
成分Aに三井石油化学工業製 ウルトゼックス 1520Lを用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製し、評価した。その結果を表2に示す。
比較例21
成分Aを用いずに、成分Bのみを用いて実施例9と同様に評価し、その結果を表2に示す。
Figure 2007146183
Figure 2007146183
Figure 2007146183
Figure 2007146183
上記実施例1と比較例5の評価結果を対比すると、本発明の組成物は、ヒートシール性、耐寒性、食品衛生性(ヘプタン可溶分が少ない)に優れていることがわかる。また、実施例4と比較例5とは、同一密度の組成物であるが、前者が耐熱性、食品衛生性に優れていることがわかる。

Claims (1)

  1. 成分A:下記に示す(a)〜(d)の性状を有するエチレンと炭素数4〜40のα−オレフィンとの共重合体 50〜99重量%
    (a)MFRが0.1〜5g/10分
    (b)密度(D)が0.88〜0.925g/cm
    (c)温度上昇溶離分別(TREF)によって得られる溶出曲線のピークが1つで、
    該ピーク温度が30〜100℃であり、
    該ピークの高さをHとし、該ピークの高さの1/2の幅をWとしたときのH/Wの値が1以上である
    (d)温度上昇溶離分別(TREF)による50℃における溶出量(Y:成分A全量に対する重量%)が以下の条件を満たすものである
    (1)成分Aの密度(D)が0.91g/cm未満であるとき、
    Y≦−4500D+4105(ただし、Y≦100)
    (2)成分Aの密度(D)が0.91g/cm以上であるとき、
    Y≦10
    成分B:下記に示す(a’)、(b’)、(c’)および(d’)の性状を有するエチレン系重合体 1〜50重量%
    (a’)MFRが0.1〜20g/10分
    (b’)密度が0.88〜0.93g/cm
    (c’)メモリーエフェクト(ME)が1.3以上
    (d’)メルトテンション(MT)が1.0g以上
    を含有することを特徴とする押出成形体用樹脂組成物。



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