JPH0316380B2 - - Google Patents
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- JPH0316380B2 JPH0316380B2 JP57227527A JP22752782A JPH0316380B2 JP H0316380 B2 JPH0316380 B2 JP H0316380B2 JP 57227527 A JP57227527 A JP 57227527A JP 22752782 A JP22752782 A JP 22752782A JP H0316380 B2 JPH0316380 B2 JP H0316380B2
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- calcium carbonate
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Description
本発明はポリエチレン組成物に関し、特に特定
のエチレンとα−オレフインとの共重合物と特定
の炭酸カルシウムとよりなる改良されたポリエチ
レン組成物に関する。
ポリエチレンとしては、従来より、高圧下ラジ
カル重合により得られる低密度ポリエチレン
(「高圧法ポリエチレン」とも呼ばれている)及び
低圧下チグラー触媒を用いイオン重合により得ら
れる高密度ポリエチレン(「低圧法ポリエチレン」
とも呼ばれている)等があり、各々特徴を生かし
て大量に使用されている。
また近年、低圧下あるいは高圧下チグラー触媒
を用いα−オレフインをコモノマーとして共重合
させたエチレン共重合物が開発され、中密度ポリ
エチレンあるいは直鎖低密度ポリエチレンと呼ば
れ、汎用樹脂の地位を固めている。
さらに、低密度ポリエチレンあるいは高密度ポ
リエチレンに無機充填剤を配合した組成物は、低
発熱量による易焼却性、印刷適性、不透明性、成
形精度等の特性を生かして、フイルム、シート、
ブロー成形品、射出成形品等の分野に使用されて
いる。
しかし、これ等の組成物は無機充填剤が配合さ
れる結果、耐衝撃強度、耐引裂強度等が大巾に低
下するため利用範囲が限定されているという欠点
を有している。
最近、前記したエチレンとα−オレフインの共
重合物に無機充填剤を配合した組成物が提案され
た。(特公昭57−26534公報)。
そこで、本発明者等が該公報の記載に準じて、
充填剤として炭酸カルシウムを用いる系について
種々検討したところ、そこに記載の如く、たしか
に従来の高密度ポリエチレンや低密度ポリエチレ
ンを用いる系に比べ耐衝撃性等において優れた特
性を有する組成物が得られるが、そこに示唆され
ているように、通常の条件下では、ベースレジン
と比較した場合には耐衝撃性等の物性の低下はま
ぬがれ得ないものであつた。
しかるに、本発明者等がかかる系について更に
深く検討を続けた結果、以外にも特定範囲のエチ
レン共重合物と特定範囲の炭酸カルシウムを用い
ると炭酸カルシウムを添加する前のベースレジン
より耐衝撃強度等の物性値を上まわるという極め
て特性の優れた組成物が得られるという知見を得
た。
本発明の目的とするところは第1にエチレン共
重合物に充填剤を配合して、耐衝撃性等の物性値
の極めて優れた組成物を得るところにあり、特に
特定のエチレン共重合物に特定の炭酸カルシウム
を配合することにより配合する前のエチレン共重
合物より耐衝撃性等の物性値の向上した組成物を
得るところにある。
本発明の第2の目的は低発熱量による易焼却
性、印刷性、筆記性、不透明性、成形品寸法精度
等の特性値の優れたポリエチレン組成物を与える
ところにある。
本発明の第3の目的は、フイルム、シート、ブ
ロー成形品等の押出成形品あるいは、カツプ、コ
ンテナー、工業部品等の射出成形品に適した組成
物を与えるところにある。
上記本発明の目的は、エチレン−α−オレフイ
ン共重合物と炭酸カルシウムとからなるポリエチ
レン組成物において、密度が0.870〜0.935g/
cm3、メルトイデツクスが0.01〜7g/10分で、か
つN値が1.3〜2.1であるエチレン−α−オレフイ
ン共重合物90〜25重量%と、平均粒径が4μm以
下である炭酸カルシウム10〜75重量%からなるポ
リエチレン組成物によつて達成される。
従来から、当業者間においてはポリエチレンに
対し炭酸カルシウムのような比較的大粒径の粒状
の充填剤を配合すると、耐衝撃性等は大巾に低下
する事が常識であり、このように充填剤を配合す
ることにより耐衝撃性等がむしろ向上するという
ことは従来全く知られていず、本発明者等に於て
も全く予期し得なかつたことであり、従来の概念
を打破る画期的な組成物といえる。
次に本発明で使用する語句について説明する。
「メルトインデツクス」(以下「MI」と称す)
ポリエチレンの分子量にほぼ相関し、成形加工
性の尺度となるもので、本発明ではASTM D−
1238に従つて測定した値を用いる。
「N値」(非ニユートン流動性値)
ポリエチレンの分子量分布にほぼ相関し流動性
の尺度となるもので、本発明では、島津製作所
製、高化式フローテスター(HB−I型)を用
い、ダイ:2mm〓×40mm、170℃において150Kg及
び20Kgの荷重をかけた時のポリエチレンの流出量
を測定し、次の式に従つて算出したものをいう。
N値=log(γ150/γ20)/log(τ150/τ20)
ここで、
γ:せん断速度(Sec-1)
τ:せん断応力(dgn/cm2)
「平均粒径」
本発明でいう炭酸カルシウムの平均粒径とは、
島津製作所製、水渡式比表面積測定器により粒子
の比表面積を測定し、次式により求めたものをい
う。
平均粒径=6/比重×比表面積×104(μ)
「密度」
本発明でいうエチレン共重合物の密度とは
ASTM D−1505に従つて測定した値をいう。
(エチレン共重合物)
本発明で用いるエチレン共重合物は、チーグラ
ー触媒(基本的には、Ti、V、Cr、Zrなどの遷
移金属の化合物とアルキルアルミニウム等の有機
金属化合物の組合せよりなる)等を用い、普通は
数Kg/cm2は、或は数千Kg/cm2の圧力下でエチレン
とα−オレフインを共重合させたものである。
上記のα−オレフインにはプロピレン、ブテン
−1、ペンテン−1、ヘキサン−1、ヘプテン−
1、オクテン−1、4−メチル、ペンテン−1等
の直鎖オレフイン及び末端に2重結合を有するこ
れらの異性体等があり、好ましくはC4〜C10の範
囲で適宜選択される。エチレン共重合物中のα−
オレフインの導入量は得られた共重合物の密度と
密接な関係があり、その関係はJ.P.Hogan等の報
文により知られている(Paper to 23rd Int.
Congress of Pure and Applied Chemistry
Boston、July 1971)。
本発明ではエチレン共重合物の密度が規制され
るので使用するαオレフインの種類に応じ以上の
関係に従つてαオレフインの導入量を規制され
る。これは例えばブテン−1の場合は30重量%程
度の範囲である。
本発明に使用するエチレン共重合物は、密度が
比較的小さく、分子量が比較的大きく、分子量分
布が比較的狭いという特定の範囲の条件が揃わな
ければならない。この条件よりはずれる場合は後
述の好ましい粒径の炭酸カルシウムと組合せても
ベースのエチレン共合体樹脂の物性値より良い組
成物は得られない。
すなわち本発明のエチレン共重合物の密度は
0.87〜0.935(g/c.c.)の範囲である必要がある。
密度が0.87(g/c.c.)未満のエチレン共重合物は
現状においては工業的に製造することは非常に困
難であり、コスト高となり、一方、0.935(g/
c.c.)以上のエチレン共重合物を用いた場合は耐衝
撃性等の良好な組成物が得られない。
また分子量については分子量にほぼ相関する
MIの範囲で規定され、本発明においては0.01〜
7(g/10分)の範囲である必要がある。MIが
0.01(g/10分)未満のものは加工性が極度に劣
りほとんど成形不能である。MIが7(g/10分)
を超えると、耐衝撃性等の良好な組成物が得られ
ない。
分子量分布については、分子量分布にほぼ相関
するN値の範囲で規定され、本発明においては
1.3〜2.1の範囲である必要がある。該N値が1.3未
満のエチレン共重合物は工業的に製造することが
非常に困難であり、また流動性が劣るため成形加
工が困難となる。N値が2.1を超えると耐衝撃性
等の良好な組成物が得られない。
本発明は上述の様な密度、MI、N値とも比較
的小さな特定範囲のエチレン共重合物を用い、後
述の特定範囲の炭酸カルシウムを配合することに
よつてのみ本発明の目的が達成され、耐衝撃性等
の向上がはかられるのである。
本発明に於て、エチレン共重合物に対し酸化防
止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、
スリツプ剤等を添加しても良く、又、フイルム成
形に供する場合等には成形性を改良するために低
密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合物
等を併用しても良い。
本発明で用いる炭酸カルシウムは、石炭石を機
械的に粉砕したいわゆる重質炭酸カルシウムで
も、炭酸ガス化合法により得られるいわゆる沈降
性炭酸カルシウムでも良い。しかしその平均粒径
は4μ以下ある必要がある。4μ以上の粒径の炭酸
カルシウムを用いると耐衝撃性等の優れた組成物
が得られない。又、特に平均粉径が3μ以下、好
ましくは0.5〜3μの炭酸カルシウムを用いると炭
酸カルシウムを用いないエチレン共重合物よりも
耐衝撃性等の勝つた組成物が得られる。
本発明では上記炭酸カルシウムをそのまま用い
ても良いが、組成物中の炭酸カルシウムの分散性
をより向上させ(従つて耐衝撃性等も向上する)
成形加工性を良くするために、脂肪酸もしくはそ
の誘導体、又はチタネート系カツプリング剤で表
面処理したものが好ましい。
脂肪酸もしくはその誘導体としては、ステアリ
ン酸、オレイン酸、パルミチン酸、リノール酸、
ラウリン酸、セバシン酸、アジピン酸、及びこれ
らの金属塩やエステル、アミド化合物等の誘導体
がある。チタネート系カツプリング剤には、イソ
プロピルトリイソステアロイルチタネート、イソ
プロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネ
ート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホ
スフエート)チタネート、テトライソプロピルビ
ス(ジオクチルホスフアイト)チタネート、ビス
(ジオクチルパイロホスフエート)オキシアセテ
ートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフ
エート)エチレンチタネート等がある。
上記化合物で表面処理する場合、表面処理量は
一般的には炭酸カルシウムに対し0.2〜2重量%
程度が好ましい。0.2重量%以下では分散性ある
いは加工性等の向上がなされない場合があり、2
重量%以上表面処理しても普通は更なる特性の向
上は望めず経済的でない。
本発明において、エチレン共重合物に対する上
記炭酸カルシウムの配合割合は、10〜75重量%と
することが肝要である。
上記範囲において、配合前のエチレン共重合物
より耐衝撃性等が優れた組成物が得られるのであ
る。
本発明を実施するに当り、エチレン共重合物の
粉体やペレツトと炭酸カルシウム粉体とを混合し
直接フイルム成形したり射出成形したりすること
も可能であるが、汎用の成形機では充分に分散し
たものが得られず物性値、外観等の劣つたものに
なる。
そこで一般的には混練効果の優れた機械を用い
て予め組成物を混練しペレツト化したものを成形
に供することが好ましい。
混練は、ヘンシエルミキサーやリボンブレンダ
ー等の混合機を用いてエチレン共重合物と炭酸カ
ルシウムとを混合することが好ましい。これをペ
レツト化する方法としては、混練部を有する単軸
の押出機や2軸押出機を用いストランドを押出し
てカツトする方法や、ロールやニーダー或はバン
バリーミキサー等を用い予備混練しこれをシート
状に成形したのちカツトする方法等がある。
以上のようにペレツト化した組成物は押出機あ
るいは射出成形機に供され、フイルム、シート、
ヤーン、ボトル、コンテナー等に成形される。
以下実施例により本発明を更に詳しく説明する
が、本実施例は本発明の範囲を制限するものでは
ない。
又、本実施例で示した物性値は夫々次の方法に
より測定した。
引張衝撃強度(以下「TIS」と称す:ASTM D
1822準拠1.5mmシートS型ダンズル使用
引裂強度:ASTM D 1922準拠
ダード衝撃強度:ASTM D 1709準拠
抗張力、伸び:ASTM D 882準拠
実施例1〜7および比較例1〜2
エチレン共重合物としてMIを約1.0(g/10
分)、N値を1.5にそろえた、かつ各種々の密度を
もつエチレンとブテン−1との共重合物(酸化防
止剤として2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレ
ゾールとn−オクタデシル−3−(4′−ヒドロキ
シ−3′,5′−ジ−t−ブチルフエニル)プロピオ
ネートを々0.1重量%ずつ添加されている、以下
実施例、比較例に用いたポリエチレン及びエチレ
ン共重合物も全てこの添加剤を含む)60重量%と
ステアリン酸0.5%で表面処理された平均粒径
1.5μの重質炭酸カルシウム40重量%とをニーダー
で混練した後、1.5mm厚のプレスシートにより
TISを測定し、その結果を第1表および第1図に
示した(但し図中において実線は本発明を示し、
破線は炭酸カルシウム未添加のベースレジンを示
す。)
実施例8〜12および比較例3
密度を約0.927、N値を約1.5にそろえた、かつ
各種のMIをもつエチレン−ブテン−1共重合物
60重量%に実施例1と同じ炭酸カルシウム40重量
%を添加し、実施例1と同じ方法でTISを測定
し、その結果を第2表および第2図に示した。
実施例13〜15および比較例4〜5
密度を0.921、MIを約0.7にそろえた、かつ各種
のN値をもつエチレン−ブテン−1共重合物60重
量%に実施例えと同じ炭酸カルシウム40重量%を
添加し、実施例1と同じ方法でTISを測定し、そ
の結果を第3表および第3図に示した。
実施例16〜20および比較例6〜7
密度が0.921、MI0.92、およびN値が1.5のエチ
レン−ブテン−1共重合物60重量%に粒径の異な
る炭酸カルシウム40重量%を添加し、実施例1と
同様にTISを測定し、その結果を第4表に示し
た。
実施例 21〜27
エチレン−ブテン−1共重合物(MI=1.0、密
度=0.922、N値=1.5)25重量%とステアリン酸
0.5重量%で表面処理された平均粒径1.5μの炭酸
カルシウム75重量%をヘンシエルミキサで予備混
合し、バンバリーミキサーにて混練した後、ロー
ルによりシート化し、さらに細かく切断してペレ
ツトとした。
上記ペレツトを50mm〓押出機および100mm〓のダ
イス、空冷エアリングよりなるインフレーシヨン
フイルム成形機(モダンマシナリー社製)を用い
下記の条件でフイルム成形した。
成形条件 シリンダー温度 200℃
ダイス温度 200℃
押出量 20〜50Kg/HR
ブローアツプ 1.9倍
フイルム厚 約30μ
また上記炭酸カルシウム75重量%含有ペレツト
を上記のエチレン−ブテン−1共重合物で所定の
充填量に希釈し、同様にフイルム成形を行ない、
得られたフイルムの引裂強度およびダード衝撃強
度を測定し、その結果を第5表に示した。
比較例 8
実施例21で用いたエチレン−ブテン−1共重量
物のみを実施例21と同様にフイルム成形し、得ら
れたフイルムの物性を測定し、その結果を第5表
に示した。
実施例 28
実施例5で用いたエチレン共重合物60重量%、
およびステアリン酸0.5重量%で表面処理した平
均粒径1.5μの炭酸カルシウム40重量%を用いて混
練機構を有するスクリユー径50mm〓の押出機(ナ
カタニ機械社製)により混練押出しペレツトとし
実施例21と同様にフイルム成形し、そのフイルム
の物性値を測定し、その結果を第6表に示した。
実施例 29
実施例5で用いたエチレン共重合物60重量%、
および表面処理をしていない平均粒径1.5μの炭酸
カルシウム40重量%添加した組成物と同様にして
ペレツト化し、実施例21と同様にフイルム成形
し、そのフイルムの特性値を測定し、その結果を
第6表に示した。
比較例 9
実施例5で用いたエチレン共重合物60重量%に
ステアリン酸0.5重量%で表面処理した平均粒径
4.4μの炭酸カルシウム40重量%を添加した組成物
を用いて実施例28と同様にしてペレツト化し実施
例21と同様にフイルム成形し、このフイルム物性
値を測定し、その結果を第6表に示した。
比較例 10
実施例5で用いたエチレン共重合物のみで実施
例21と同様に、フイルム成形し、そのフイルム特
性を測定し、結果を第6表に示した。
実施例 30〜33
密度が0.922、MIが1.1およびN値が1.5のエチ
レン−ブテン−1共重合物にステアリン酸0.5重
量%で表面処理した平均粒径1.5μの炭酸カルシウ
ムを所定量添加し、実施例1と同様にしてTISを
測定し、その結果を第7表に示した。
実施例 34
エチレン共重合物として密度=0.924、MI1.3、
N値=1.5のエチレン−ヘキサン−1共重合物60
重量%と実施例30と同じ炭酸カルシウム40重量%
を添加した組成物を実施例30と同様にしてTISを
測定し、その結果を第7表に示した。
比較例 11〜12
エチレン共重合物のかわりに市販の高密度ポリ
エチレン(日石化学社製、商品名「スタフレン
E807(F)」、密度=0.950、MI=0.6)および市販の
低密度ポリエチレン(日石化学社製、商品名「レ
クスロンF22」、密度=0.923、MI=1.0)の各々
60重量%に実施例30と同じ炭酸カルシウム40重量
%を添加した組成物を実施例30と同様にしてTIS
を測定し、その結果を第7表に示した。
実施例 35〜38
密度=0.927、MI=1.1、N値=1.45のエチレン
−ブテン−1共重合物60重量%に平均粒径1.5μの
炭酸カルシウム40重量%を添加する際に表面処理
を施こさないもの、ステアリン酸およびチタネー
ト系カツプリング剤で表面処理したものを添加
し、実施例1と同様にしてTISを測定し、その結
果を第8表に示した。
この結果、いずれの場合もエチレン共重合体単
味のものより優れたTISを有するという良好な結
果を示し、ステアリン酸やチタネート系カツプリ
ング剤で表面処理した炭酸カルシウムを用いるこ
とにより更にTISが向上することが認められた。
The present invention relates to a polyethylene composition, and more particularly to an improved polyethylene composition comprising a specific copolymer of ethylene and α-olefin and a specific calcium carbonate. As polyethylene, conventionally, low-density polyethylene obtained by radical polymerization under high pressure (also called "high-pressure polyethylene") and high-density polyethylene obtained by ionic polymerization using a Ziegler catalyst under low pressure ("low-pressure polyethylene") are used.
), each of which is used in large quantities to take advantage of its characteristics. In addition, in recent years, ethylene copolymers have been developed that are copolymerized with α-olefin as a comonomer using Ziegler catalysts under low pressure or high pressure, and are called medium-density polyethylene or linear low-density polyethylene, and have solidified their position as general-purpose resins. There is. Furthermore, compositions made by blending inorganic fillers with low-density polyethylene or high-density polyethylene can be used to create films, sheets,
Used in fields such as blow molded products and injection molded products. However, these compositions have the disadvantage that their range of use is limited because their impact strength, tear resistance, etc. are greatly reduced as a result of the inorganic filler being blended. Recently, a composition has been proposed in which an inorganic filler is blended with the above-mentioned copolymer of ethylene and α-olefin. (Special Publication No. 57-26534). Therefore, the present inventors, in accordance with the description in the publication,
After conducting various studies on systems using calcium carbonate as a filler, as described therein, it was found that compositions with superior properties such as impact resistance were obtained compared to systems using conventional high-density polyethylene or low-density polyethylene. However, as suggested therein, under normal conditions, physical properties such as impact resistance were unavoidable when compared with the base resin. However, as a result of further in-depth studies by the present inventors on such systems, it has been found that when a specific range of ethylene copolymer and a specific range of calcium carbonate are used, the impact resistance is higher than that of the base resin before adding calcium carbonate. It has been found that a composition with extremely excellent properties can be obtained, exceeding the physical property values of . The first objective of the present invention is to obtain a composition with extremely excellent physical properties such as impact resistance by blending a filler into an ethylene copolymer. By blending a specific calcium carbonate, it is possible to obtain a composition with improved physical properties such as impact resistance than the ethylene copolymer before blending. A second object of the present invention is to provide a polyethylene composition with low calorific value and excellent properties such as easy incineration, printability, writability, opacity, and dimensional accuracy of molded products. A third object of the present invention is to provide a composition suitable for extrusion molded products such as films, sheets, blow molded products, etc., or injection molded products such as cups, containers, industrial parts, etc. The object of the present invention is to provide a polyethylene composition comprising an ethylene-α-olefin copolymer and calcium carbonate with a density of 0.870 to 0.935 g/
cm 3 , a melt index of 0.01 to 7 g/10 min, and an N value of 90 to 25% by weight of an ethylene-α-olefin copolymer, and 10 to 75% of calcium carbonate having an average particle size of 4 μm or less. % by weight of a polyethylene composition. It has long been common knowledge among those skilled in the art that when a granular filler with a relatively large particle size, such as calcium carbonate, is added to polyethylene, the impact resistance, etc. is greatly reduced. It was not known in the past that impact resistance, etc., could actually be improved by adding an agent, and this was completely unexpected even by the inventors of the present invention.This is a breakthrough that breaks the conventional concept. It can be said that it is a typical composition. Next, terms used in the present invention will be explained. "Melt index" (hereinafter referred to as "MI") It is roughly correlated to the molecular weight of polyethylene and serves as a measure of moldability.
Use the values measured according to 1238. "N value" (non-Newtonian fluidity value) This is approximately correlated to the molecular weight distribution of polyethylene and serves as a measure of fluidity. Die: 2 mm × 40 mm, measured at 170°C with a load of 150 kg and 20 kg, and calculated according to the following formula. N value = log(γ150/γ20)/log(τ150/τ20) where, γ: Shear rate (Sec -1 ) τ: Shear stress (dgn/ cm2 ) "Average particle size" What is the average particle size?
The specific surface area of particles is measured using a Mizuto type specific surface area measuring device manufactured by Shimadzu Corporation, and is determined by the following formula. Average particle size = 6/specific gravity x specific surface area x 10 4 (μ) “Density” What is the density of the ethylene copolymer in the present invention?
Values measured in accordance with ASTM D-1505. (Ethylene copolymer) The ethylene copolymer used in the present invention is a Ziegler catalyst (basically composed of a combination of a transition metal compound such as Ti, V, Cr, or Zr and an organometallic compound such as alkyl aluminum). Ethylene and α-olefin are copolymerized under a pressure of several kg/cm 2 or several thousand kg/cm 2 . The above α-olefins include propylene, butene-1, pentene-1, hexane-1, heptene-1,
There are straight chain olefins such as 1, octene-1, 4-methyl, and pentene-1, and isomers thereof having a double bond at the terminal, and are preferably appropriately selected within the range of C4 to C10 . α- in ethylene copolymer
The amount of olefin introduced is closely related to the density of the obtained copolymer, and this relationship is known from a paper by JP Hogan et al. (Paper to 23rd Int.
Congress of Pure and Applied Chemistry
Boston, July 1971). In the present invention, since the density of the ethylene copolymer is regulated, the amount of α-olefin introduced is regulated according to the above relationship depending on the type of α-olefin used. For example, in the case of butene-1, this is in the range of about 30% by weight. The ethylene copolymer used in the present invention must meet certain conditions such as a relatively low density, a relatively large molecular weight, and a relatively narrow molecular weight distribution. If this condition is not met, a composition with better physical properties than the base ethylene copolymer resin cannot be obtained even if it is combined with calcium carbonate having a preferred particle size as described below. That is, the density of the ethylene copolymer of the present invention is
It needs to be in the range of 0.87 to 0.935 (g/cc).
Currently, it is extremely difficult to industrially produce ethylene copolymers with a density of less than 0.87 (g/cc), resulting in high costs;
If the above ethylene copolymers (cc) are used, a composition with good impact resistance etc. cannot be obtained. Also, the molecular weight is almost correlated with the molecular weight.
It is defined in the range of MI, and in the present invention, it is 0.01 to
7 (g/10 minutes). M.I.
If it is less than 0.01 (g/10 min), the processability is extremely poor and almost impossible to mold. MI is 7 (g/10 min)
If it exceeds, a composition with good impact resistance etc. cannot be obtained. The molecular weight distribution is defined by a range of N values that approximately correlates with the molecular weight distribution, and in the present invention,
Must be in the range 1.3 to 2.1. Ethylene copolymers with an N value of less than 1.3 are very difficult to produce industrially, and their poor fluidity makes them difficult to mold. If the N value exceeds 2.1, a composition with good impact resistance etc. cannot be obtained. In the present invention, the object of the present invention can be achieved only by using an ethylene copolymer having a relatively small density, MI, and N value in a specific range as described above, and blending calcium carbonate in a specific range as described below. This results in improvements in impact resistance, etc. In the present invention, antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents,
A slip agent or the like may be added, and low density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, etc. may be used in combination to improve moldability when the composition is used for film molding. The calcium carbonate used in the present invention may be so-called heavy calcium carbonate obtained by mechanically crushing coalstone, or so-called precipitated calcium carbonate obtained by a carbonation method. However, the average particle size must be 4μ or less. If calcium carbonate with a particle size of 4μ or more is used, a composition with excellent impact resistance etc. cannot be obtained. Further, when calcium carbonate having an average powder diameter of 3 microns or less, preferably 0.5 to 3 microns, is used, a composition with better impact resistance etc. can be obtained than an ethylene copolymer without calcium carbonate. In the present invention, the above calcium carbonate may be used as it is, but the dispersibility of calcium carbonate in the composition is further improved (therefore, impact resistance etc. are also improved).
In order to improve moldability, it is preferable to use a surface treatment with a fatty acid or a derivative thereof, or a titanate coupling agent. Examples of fatty acids or their derivatives include stearic acid, oleic acid, palmitic acid, linoleic acid,
There are derivatives such as lauric acid, sebacic acid, adipic acid, and their metal salts, esters, and amide compounds. Titanate coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris(dioctylpyrophosphate) titanate, tetraisopropyl bis(dioctylphosphite) titanate, bis(dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate. , bis(dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, etc. When surface treating with the above compounds, the amount of surface treatment is generally 0.2 to 2% by weight relative to calcium carbonate.
degree is preferred. If it is less than 0.2% by weight, dispersibility or processability may not be improved;
Even if the surface is treated by more than % by weight, no further improvement in properties can be expected and it is not economical. In the present invention, it is important that the blending ratio of calcium carbonate to the ethylene copolymer is 10 to 75% by weight. Within the above range, a composition with better impact resistance etc. than the ethylene copolymer before blending can be obtained. In carrying out the present invention, it is also possible to mix ethylene copolymer powder or pellets with calcium carbonate powder and directly mold the mixture into a film or injection mold, but this is not possible with a general-purpose molding machine. Dispersion cannot be obtained, resulting in inferior physical properties, appearance, etc. Therefore, it is generally preferable to knead the composition in advance using a machine with an excellent kneading effect and form it into pellets before molding. In the kneading, it is preferable to mix the ethylene copolymer and calcium carbonate using a mixer such as a Henschel mixer or a ribbon blender. There are two ways to make pellets: extrude and cut strands using a single-screw extruder or twin-screw extruder with a kneading section, or pre-knead them using a roll, kneader, Banbury mixer, etc. and turn them into sheets. There are methods such as forming it into a shape and then cutting it. The pelletized composition as described above is sent to an extruder or injection molding machine to form films, sheets, etc.
Formed into yarn, bottles, containers, etc. The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but these Examples are not intended to limit the scope of the present invention. Further, the physical property values shown in this example were measured by the following methods. Tensile impact strength (hereinafter referred to as "TIS": ASTM D
1822 compliant 1.5mm sheet using S-shaped danzel Tear strength: ASTM D 1922 compliant Dard impact strength: ASTM D 1709 compliant Tensile strength, elongation: ASTM D 882 compliant Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 2 MI as an ethylene copolymer Approximately 1.0 (g/10
copolymers of ethylene and butene-1 with a uniform N value of 1.5 and various densities (2,6-di-tert-butyl-p-cresol and n-octadecyl as antioxidants). -3-(4'-Hydroxy-3',5'-di-t-butylphenyl)propionate was added in an amount of 0.1% by weight in all polyethylene and ethylene copolymers used in the Examples and Comparative Examples below. Average particle size surface treated with 60% by weight (including this additive) and 0.5% stearic acid
After kneading with 40% by weight of 1.5μ heavy calcium carbonate in a kneader, it is mixed with a 1.5mm thick press sheet.
TIS was measured and the results are shown in Table 1 and Figure 1 (in the figure, the solid line indicates the present invention,
The broken line indicates the base resin without calcium carbonate added. ) Examples 8 to 12 and Comparative Example 3 Ethylene-butene-1 copolymers with a density of about 0.927, an N value of about 1.5, and various MIs
40% by weight of the same calcium carbonate as in Example 1 was added to 60% by weight, and the TIS was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2 and Figure 2. Examples 13 to 15 and Comparative Examples 4 to 5 60% by weight of ethylene-butene-1 copolymer having a density of 0.921, MI of approximately 0.7, and various N values, and 40% by weight of the same calcium carbonate as in the example. % was added and the TIS was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 3 and Figure 3. Examples 16-20 and Comparative Examples 6-7 40% by weight of calcium carbonate with different particle sizes was added to 60% by weight of an ethylene-butene-1 copolymer with a density of 0.921, an MI of 0.92, and an N value of 1.5, TIS was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 4. Examples 21-27 25% by weight of ethylene-butene-1 copolymer (MI = 1.0, density = 0.922, N value = 1.5) and stearic acid
75% by weight of calcium carbonate having an average particle size of 1.5 μm and surface-treated with 0.5% by weight was premixed in a Henschel mixer, kneaded in a Banbury mixer, formed into a sheet with a roll, and further finely cut into pellets. The above pellets were molded into a film under the following conditions using an inflation film molding machine (manufactured by Modern Machinery Co., Ltd.) consisting of a 50 mm extruder, a 100 mm die, and an air-cooled air ring. Molding conditions: Cylinder temperature: 200℃ Die temperature: 200℃ Extrusion rate: 20-50Kg/HR Blow-up: 1.9 times Film thickness: Approximately 30μ Also, fill the pellets containing 75% by weight of calcium carbonate with the above-mentioned ethylene-butene-1 copolymer to a predetermined filling amount. Dilute it and form it into a film in the same way.
The tear strength and Durd impact strength of the obtained film were measured and the results are shown in Table 5. Comparative Example 8 Only the ethylene-butene-1 coweight used in Example 21 was formed into a film in the same manner as in Example 21, and the physical properties of the obtained film were measured. The results are shown in Table 5. Example 28 60% by weight of the ethylene copolymer used in Example 5,
Then, 40% by weight of calcium carbonate with an average particle diameter of 1.5μ and surface-treated with 0.5% by weight of stearic acid were kneaded and extruded into pellets using an extruder with a screw diameter of 50 mm and a kneading mechanism (manufactured by Nakatani Kikai Co., Ltd.). A film was formed in the same manner, and the physical properties of the film were measured, and the results are shown in Table 6. Example 29 60% by weight of the ethylene copolymer used in Example 5,
The pellets were pelletized in the same manner as the composition containing 40% by weight of calcium carbonate with an average particle size of 1.5 μ without surface treatment, and formed into a film in the same manner as in Example 21. The characteristic values of the film were measured. are shown in Table 6. Comparative Example 9 Average particle size of 60% by weight of the ethylene copolymer used in Example 5 surface treated with 0.5% by weight of stearic acid
A composition to which 40% by weight of calcium carbonate of 4.4 μm was added was pelletized in the same manner as in Example 28, formed into a film in the same manner as in Example 21, and the physical properties of this film were measured. The results are shown in Table 6. Indicated. Comparative Example 10 A film was formed using only the ethylene copolymer used in Example 5 in the same manner as in Example 21, and the film properties were measured. The results are shown in Table 6. Examples 30 to 33 Adding a predetermined amount of calcium carbonate with an average particle size of 1.5μ surface-treated with 0.5% by weight of stearic acid to an ethylene-butene-1 copolymer having a density of 0.922, an MI of 1.1, and an N value of 1.5, TIS was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 7. Example 34 As an ethylene copolymer, density = 0.924, MI1.3,
Ethylene-hexane-1 copolymer with N value = 1.5 60
Calcium carbonate 40% by weight and same as Example 30
The TIS of the composition to which the compound was added was measured in the same manner as in Example 30, and the results are shown in Table 7. Comparative Examples 11-12 Instead of ethylene copolymer, commercially available high-density polyethylene (manufactured by Nisseki Chemical Co., Ltd., product name "Stafrene")
E807(F)'', density = 0.950, MI = 0.6) and commercially available low-density polyethylene (manufactured by Nisseki Chemical Co., Ltd., trade name ``Lexron F22'', density = 0.923, MI = 1.0).
A composition in which 40% by weight of the same calcium carbonate as in Example 30 was added to 60% by weight was subjected to TIS in the same manner as in Example 30.
was measured and the results are shown in Table 7. Examples 35-38 Surface treatment was performed when adding 40% by weight of calcium carbonate with an average particle size of 1.5μ to 60% by weight of ethylene-butene-1 copolymer with density = 0.927, MI = 1.1, and N value = 1.45. The TIS was measured in the same manner as in Example 1 by adding unfiltered materials and those surface-treated with stearic acid and a titanate coupling agent, and the results are shown in Table 8. The results showed that in all cases the TIS was superior to that of the single ethylene copolymer, and the TIS was further improved by using calcium carbonate surface-treated with stearic acid or titanate coupling agents. This was recognized.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
*1 これのみステアリン酸処理なし。
他は全て0.5%ステアリン酸処理。
[Table] *1 This is the only product without stearic acid treatment.
All others are treated with 0.5% stearic acid.
【表】【table】
【表】
実施例 39
エチレン共重合物として密度=0.925、MI=4.7
(g/10分)、nv=1.45のエチレンとブテン−1と
の共重合物60重量%と、実施例5で用いた炭酸カ
ルシウム40重量%とを実施例28と同じ方法ペレツ
ト化した。次にこのペレツトを射出成形機(東芝
機械社製、IS90)を用いて下記の条件で厚み2mm
の平板を成形した。この成形物のMD方向のTLS
は190(Kg・cm/cm2)であつた。
射出条件:
温度 230℃
圧力 1000Kg
金型温度 50℃
比較例 13
実施例37で用いたエチレン共重合物そのものを
実施例37と同じ方法で射出した。この成形物の
MD方向のTISは145(Kg・cm/cm2)であつた。[Table] Example 39 As ethylene copolymer, density = 0.925, MI = 4.7
(g/10 min), nv = 1.45, 60% by weight of a copolymer of ethylene and butene-1 and 40% by weight of the calcium carbonate used in Example 5 were pelletized in the same manner as in Example 28. Next, the pellets were molded to a thickness of 2 mm using an injection molding machine (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., IS90) under the following conditions.
A flat plate was formed. TLS in MD direction of this molding
was 190 (Kg・cm/cm 2 ). Injection conditions: Temperature: 230°C Pressure: 1000Kg Mold temperature: 50°C Comparative Example 13 The ethylene copolymer itself used in Example 37 was injected in the same manner as in Example 37. This molded product
The TIS in the MD direction was 145 (Kg·cm/cm 2 ).
第1図は密度と引張衝撃強度との関係を示す線
図であり、第2図はメルトインデツクスと引張衝
撃強度との関係を示す線図であり、第3図はN値
を引張衝撃強度との関係を示す線図である。
実線:エチレン共重合物と炭酸カルシウムの組
成物、点線:エチレン共重合物。
Figure 1 is a diagram showing the relationship between density and tensile impact strength, Figure 2 is a diagram showing the relationship between melt index and tensile impact strength, and Figure 3 is a diagram showing the relationship between N value and tensile impact strength. FIG. Solid line: composition of ethylene copolymer and calcium carbonate, dotted line: ethylene copolymer.
Claims (1)
ルシウムとからなるポリエチレン組成物におい
て、密度が0.870〜0.935g/cm3、メルトインデツ
クスが0.01〜7g/10分で、かつN値が1.3〜2.1
であるエチレン−α−オレフイン共重合物90〜25
重量%と、平均粒径が4μm以下である炭酸カル
シウム10〜75重量%とからなる耐衝撃性に優れた
ポリエチレン組成物。1. A polyethylene composition consisting of an ethylene-α-olefin copolymer and calcium carbonate, which has a density of 0.870 to 0.935 g/cm 3 , a melt index of 0.01 to 7 g/10 min, and an N value of 1.3 to 2.1.
Ethylene-α-olefin copolymer 90-25
% by weight and 10 to 75% by weight of calcium carbonate having an average particle size of 4 μm or less.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22752782A JPS59122533A (en) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | Polyethylene composition |
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| JP22752782A JPS59122533A (en) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | Polyethylene composition |
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| JPS59122533A JPS59122533A (en) | 1984-07-16 |
| JPH0316380B2 true JPH0316380B2 (en) | 1991-03-05 |
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ID=16862295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JPS5525405A (en) * | 1978-08-11 | 1980-02-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Ethylene-alpha-olefin copolymer composition having excellent extensibility and filled with large amount of inorganic material |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP22752782A patent/JPS59122533A/en active Granted
Also Published As
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