JPH11279342A - 樹脂組成物 - Google Patents

樹脂組成物

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JPH11279342A
JPH11279342A JP8620398A JP8620398A JPH11279342A JP H11279342 A JPH11279342 A JP H11279342A JP 8620398 A JP8620398 A JP 8620398A JP 8620398 A JP8620398 A JP 8620398A JP H11279342 A JPH11279342 A JP H11279342A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリエチレンのフィルム成形加工において、
優れた加工適性を有するとともに押出機負荷を低減し、
同時に成形フィルムにおけるフィッシュアイが低減され
るという樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 密度が0.880〜0.950g/cm
3の範囲にあり、190℃における溶融強度(MS)が
30〜300mNの範囲にあるポリエチレン100重量
部及び分子量分布において重量平均分子量(Mw)と数
平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が3以下の範囲
にあるポリエチレン系ワックス0.01〜5重量部から
なる樹脂組成物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレン樹脂
のフィルム加工において、優れた加工適性を有するとと
もに押出機負荷を低減し、同時に成形フィルムにおける
フィッシュアイが低減されることを特徴とする樹脂組成
物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】包装材料として広く用いられているプラ
スチック・フィルムは、インフレーション成形法、Tダ
イキャスト成形法、押出ラミネート成形法等の各方法に
より成形される。これらフィルムには、単層フィルム
や、複数フィルムからなる積層(ラミネート)フィルム
等があり、その原料としてポリエチレンは多量に使用さ
れている。
【0003】各成形方法でのフィルム化においては、原
料ポリエチレンが適度な溶融強度(Melt Stre
ngth、以下MSと略記することがある)を有するこ
とが、重要な条件の一つである。一般に原料樹脂によっ
て成形時の樹脂流動性を上げようとすると、MSは低下
してしまい、フィルム成膜性に重大な支障をきたす。す
なわち、インフレーション成形法においてはバブル安定
性の低下による製品不良の発生を引き起こし、Tダイキ
ャスト成形法や押出ラミネート成形法においてはネック
インの増大による製品ロスの増加を引き起こす。
【0004】最近では、フィルムの生産性向上のため、
高速加工適性が要求されている。ところがフィルムの高
速加工を行うためには、成形機から押し出される溶融ポ
リエチレン吐出量を増加させる必要がある。従来と同じ
ポリエチレンのままで吐出量を上げようとすると、押出
機のモーター負荷や溶融樹脂圧が上昇し、成形機の過負
荷を引き起こすという問題がある。また、成形機の過負
荷を避けるために流動性の高いポリエチレンを用いる
と、MSの低下から上記の不具合が発生してしまうとい
う問題がある。さらに、流動性の高いポリエチレンを適
度に架橋反応させてMSを高めるという手法を用いる
と、フィルム化した場合のフィッシュアイ(FE)が増
大し、フィルム外観が損なわれるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
エチレンのフィルム成形加工において、優れた加工適性
を有するとともに押出機負荷を低減し、同時に成形フィ
ルムにおけるフィッシュアイが低減されるという樹脂組
成物を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
の解決のため鋭意検討の結果、特定のポリエチレンに対
して特定のポリエチレン系ワックスを少量添加すること
により、フィルムの高速加工適性に優れた樹脂組成物を
見い出し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、密度が0.880〜
0.950g/cm3の範囲にあり、190℃における
溶融強度(MS)が30〜300mNの範囲にあるポリ
エチレン100重量部及び分子量分布において重量平均
分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/M
n)が3以下の範囲にあるポリエチレン系ワックス0.
01〜5重量部からなる樹脂組成物に関するものであ
る。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】[ポリエチレン]本発明に用いられるポリ
エチレンの製造法としては、エチレン単独を、あるいは
エチレンに酢酸ビニルやα−オレフィン等のコモノマー
類を加えたものを、酸素または有機過酸化物のラジカル
重合開始剤を用いて、高温、高圧で重合する高圧法、金
属酸化物系触媒を用いて中位の重合圧力で重合する中圧
法、チーグラー系触媒を用いて低圧で重合する低圧法、
これらいずれの方法によるものでもよい。
【0010】本発明に用いられるポリエチレンの密度
は、0.880〜0.950g/cm3、好ましくは
0.890〜0.940g/cm3、より好ましくは
0.900〜0.935g/cm3の範囲である。密度
が、0.880g/cm3未満の場合、または0.95
0g/cm3を越える場合には、樹脂組成物のフィルム
加工性が劣り好ましくない。
【0011】本発明に用いられるポリエチレンの190
℃における溶融強度(MS)は、30〜300mN、好
ましくは35〜200mN、より好ましくは40〜10
0mNの範囲である。190℃における溶融強度(M
S)は、30mN未満の場合、または300mNを越え
る場合には、樹脂組成物のフィルム加工性が劣り好まし
くない。
【0012】本発明に用いられるポリエチレンとして
は、架橋反応をおこなって低いMSを増加させたポリエ
チレンが好ましい。これは、もともと高流動性(すなわ
ち低MS)のポリエチレンに架橋反応を適度に利用する
ことで、樹脂流動性の低下を小さく抑えたまま(低押出
機負荷)、MSを必要とする範囲まで増加することが比
較的容易だからである。架橋反応においては、ラジカル
発生剤を熱分解して反応させる方法が一般的である。
【0013】本発明で用いるラジカル発生剤としては、
有機過酸化物、例えばハイドロパーオキサイド類、ジア
ルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類などが
好ましい。これら有機過酸化物の中でも、1分間の半減
期を得るための分解温度が90℃以上であるものが好適
である。
【0014】具体的な例示として、ジクミルパーオキサ
イド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、1,3−ビ
ス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジ
−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジ(t−ブチル
パーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシベンゾエ
ート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパー
オキシ)ヘキシン3、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパ
ーオキシフタレート等が挙げられる。
【0015】反応させる方法は、どのような手段を用い
ても良いが、具体的な例を示すと以下のような方法が挙
げられる。
【0016】1)ポリエチレンの重合終了後、押出機に
よって造粒(ペレット化)する工程で、ラジカル発生剤
を同時に押出して溶融反応させる。
【0017】2)ラジカル発生剤を多量に含んだマスタ
ーバッチをあらかじめ作っておき、ポリエチレンのペレ
ットと、そのマスターバッチをブレンドして溶融混練
し、反応させる。
【0018】ラジカル発生剤の添加量は特に限定はない
が、用いるポリエチレンとラジカル発生剤の種類によ
り、1〜100ppmの範囲内が加工性の改良効果がよ
り高いため好ましい。
【0019】反応させる温度は特に限定はないが、用い
るポリエチレンとラジカル発生剤の種類により、100
〜300℃の範囲内が加工性の改良効果がより高いため
好ましい。
【0020】反応させる時間は特に限定はないが、用い
るポリエチレンとラジカル発生剤の種類により、1〜3
0分の範囲内が加工性の改良効果がより高いため好まし
い。上記のような架橋反応を行った場合には、反応後に
酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤とし
ては、フェノール系酸化防止剤、燐系酸化防止剤が使用
される。フェノール系酸化防止剤としては、モノフェノ
ール系、チオビスフェノール系、トリスフェノール系等
の酸化防止剤が挙げられ、さらに具体的に例示すると、
2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロ
キシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5
−トリアジン(日本チバガイギー(株)より商品名イル
ガノックス565として市販されている)、オクタデシ
ル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロピオネート(日本チバガイギー(株)より
商品名イルガノックス1076として市販されてい
る)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)
−イソシアヌレート(日本チバガイギー(株)より商品
名イルガノックス3114として市販されている)など
が挙げられ、これらは単独または混合物として用いられ
る。また、燐系酸化防止剤を具体的に例示すると、トリ
ス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト
(日本チバガイギー(株)より商品名イルガフォス16
8として市販されている)、テトラキス(2,4−ジ−
t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンフォス
フォナイト(日本チバガイギー(株)より商品名イルガ
フォスP−EPQFFとして市販されている)、トリス
(ノニルフェニル)フォスファイト(旭電化(株)より
商品名MARK1178として市販されている)などが
挙げられ、これらは単独または混合物として用いられ
る。
【0021】[ポリエチレン系ワックス]本発明では、
上記のポリエチレンにポリエチレン系ワックスを添加し
て溶融混練する。
【0022】本発明に用いられるポリエチレン系ワック
スとしては、エチレンの重合により得られる重合型ワッ
クス、低密度ポリエチレンを熱分解して得られる熱分解
型ワックス等を挙げることができる。これらのワックス
の中で、溶融混練性の点やベタつき性の点から、低密度
かつ高融点タイプのものが好適である。
【0023】本発明に用いられるポリエチレン系ワック
スの分子量分布は、、ゲルパーミエーション・クロマト
グラフィー(GPC)による重量平均分子量(Mw)と
数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が3以下、好
ましくは2.9以下の範囲である。Mw/Mnが3を越
えるワックスの場合、樹脂組成物をフィルム化したとき
の表面べたつきの原因となるため、好ましくない。
【0024】ポリエチレン系ワックスの添加量は、ポリ
エチレン100重量部に対して0.01〜5重量部、好
ましくは0.05〜4重量部、より好ましくは0.1〜
3重量部の範囲である。ポリエチレン系ワックスの添加
量が、0.01重量部未満の場合、または5重量部を越
える場合には、本発明の効果が十分に発揮されず好まし
くない。
【0025】[エチレン・α−オレフィン共重合体]本
発明の樹脂組成物として、上記組成物に対してさらにエ
チレン・α−オレフィン共重合体を配合した組成物も含
まれる。
【0026】本発明に用いられるエチレン・α−オレフ
ィン共重合体は、チーグラー触媒、酸化クロム触媒、酸
化モリブデン触媒、バナジウム触媒、メタロセン触媒等
の触媒存在下、エチレンとα−オレフィンとを共重合さ
せて得られるものである。触媒としては、組成分布等が
均一な共重合体を与える触媒が好ましく、例えばメタロ
セン触媒である。
【0027】該共重合体のコモノマーであるα−オレフ
ィンとは、一般式R−CH=CH(式中Rは炭素数1
以上のアルキル基を示す)で表されるもので、その具体
例を示せば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、
1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネ
ン、1−デセン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチ
ル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、
オクタデセン等が挙げられる。これらα−オレフィンの
中でも、共重合体成膜後のフィルムサンプルにおける引
張強度、引裂強度、衝撃強度、ヒートシール強度等に優
れる炭素数5〜10のものが好ましく、特に好ましくは
1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、4−メチ
ル−1−ペンテンである。該共重合体は、これらα−オ
レフィンの少なくとも1種をエチレンと共重合すること
により得られ、具体的には、エチレン・1−ヘキセン共
重合体、エチレン・1−ヘプテン共重合体、エチレン・
1−オクテン共重合体、エチレン・4−メチル−1−ペ
ンテン共重合体、エチレン・プロピレン・1−ヘキセン
三元共重合体等が挙げられる。
【0028】エチレン・α−オレフィン共重合体を加え
ることにより、樹脂組成物としての機械的強度が大きく
改善され、より高強度のフィルム製品等を得ることが可
能となる。
【0029】エチレン・α−オレフィン共重合体の添加
量は、ポリエチレン及びポリエチレン系ワックスからな
る組成物100重量部に対して、1〜2000重量部の
範囲である。添加量が、1重量部未満の場合、エチレン
・α−オレフィン共重合体の添加の効果が現れず、また
2000重量部を越える場合には、本発明の効果が十分
に発揮されず好ましくない。
【0030】なお、本発明の樹脂組成物には、本発明の
効果を著しく損なわない範囲で、他の任意成分を添加す
ることができる。他の任意成分としては、酸化防止剤、
スリップ剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、光安定
剤、紫外線吸収剤、中和剤、防曇剤、着色剤、充填剤、
造核剤、透明化剤、可塑剤、難燃剤等が挙げられる。
【0031】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。
【0032】実施例およ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。
【0033】(a)メルトフローレート(MFR) 試験温度190℃、試験荷重2.16kgfの条件でJ
IS K7210に準拠して行った。
【0034】(b)密度 JIS K7112に準拠して行った。
【0035】(c)溶融強度(MS) 東洋精機製作所製キャピログラフ1Gを使用して、樹脂
温度190℃、バレル径9.55mm、オリフィス径
2.10mm、オリフィス長さ8.00mm、ピストン
押出速度10mm/min、引取速度10m/minの
条件で測定した。 (d)分子量 ウオーターズ社製150C ALC/GPC(カラム:
東ソー(株)製GMHHR−H(S)、溶媒:1,2,
4−トリクロロベンゼン)を使用して、ゲルパーミエー
ション・クロマトグラフィー(GPC)法により、重量
平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を測定
した。なお、東ソー(株)製標準ポリスチレンを用い
て、ユニバーサルキャリブレーション法によりカラム溶
出体積は校正した。
【0036】(e)融点(Tm) 示差走査型熱量計(パーキンエルマー社製DSC−7)
を使用して、装置内で試料を200℃で5分間溶融させ
た後に、10℃/分の冷却速度で30℃まで冷却してか
ら、10℃/分の昇温速度で昇温させた時に得られる吸
熱曲線の最大ピーク位置の温度を、融点(℃)とした。
【0037】(f)押出ラミネート加工性 90mmφ押出機を有した押出ラミネート成形機にて、
クラフト紙または2軸延伸ナイロンフィルム(15μ
m)を基材とし、Tダイ有効幅600mm、エアギャッ
プ115mmにて押出ラミネート加工を行った。樹脂加
工温度は、Tダイ下実測温度で高圧法低密度ポリエチレ
ン(以下LDPEと略記)を310℃、LDPEとエチ
レン・α−オレフィン共重合体(以下L−LDPEと略
記)のブレンド系を285℃にて行った。
【0038】高速延展性(ドローダウン)は、押出機の
スクリュー回転数20rpmで引取速度を増速し、膜切
れを生じない最高速度(m/分)で評価した。
【0039】ネックインは、膜厚み20μm、引取速度
200m/分での加工フィルムにおいて、Tダイ有効幅
600mmから実際のコーティング幅を引いた差(m
m)で評価した。
【0040】押出機負荷は、溶融樹脂の吐出量100k
g/時におけるモーター負荷(A)で評価した。
【0041】(g)フィッシュアイ 上記(e)にて加工した20μmのラミネート膜を基材
(ナイロンフィルム)より剥離し、フィッシュアイの個
数をカウント(個/0.2m)して評価した。
【0042】(h)ヒートシール開始温度 上記(e)での加工において、あらかじめ膜厚み20μ
mのL−LDPEが押出ラミネート加工された2軸延伸
ナイロンフィルム(厚み計35μm)を基材に用いた。
この基材のL−LDPE層側に、各樹脂組成物を膜厚み
30μmで押出ラミネート加工を行い、ヒートシール層
を設けた。この3層ラミネートフィルムを用いて、テス
ター産業製ヒートシーラーにて、シール圧力2kg/c
2、シール時間1秒で、ヒートシールを行った。シー
ルバーの温度を5℃ずつ変えてヒートシールを行い、各
サンプルをショッパー型引張試験機にて300mm/分
の速度でT字剥離を行い、各サンプルのヒートシール強
度(kg/15mm)を測定した。得られたヒートシー
ル温度とヒートシール強度の相関から、ヒートシール強
度が4kg/15mmに達するヒートシール温度を、ヒ
ートシール開始温度とした。
【0043】(i)総合評価 上記の各種評価法により得られた結果から、各樹脂組成
物に対する総合評価を、良好から不良の順に○〜△〜×
で示した。ドローダウンが大きく、ネックインが小さ
く、モーター負荷が小さく、フィッシュアイが少なく、
ヒートシール開始温度が低いものが良好である。
【0044】<実施例1>高圧ラジカル法により製造さ
れたMFR13g/10分、密度0.919g/c
3、溶融強度(MS)15mNのLDPEに、ラジカ
ル発生剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブ
チルパーオキシ)ヘキサンを40ppm添加して、50
mmφ押出機を用いて200℃にて溶融混練およびペレ
ット化を行い、MFR11g/10分、密度0.919
g/cm3、溶融強度(MS)40mNのLDPEを得
た。このペレット100重量部に、酸化防止剤を300
ppm(フェノール系酸化防止剤としてイルガノックス
1076を100ppm、および燐系酸化防止剤として
イルガフォスP−EPQFFを200ppm混合したも
の)と、ポリエチレン系ワックス(密度0.914g/
cm3、Tm=102℃、Mw=5180、Mn=18
50、Mw/Mn=2.8である低密度ポリエチレンワ
ックス)を1.0重量部添加して、50mmφ押出機を
用いて200℃にて溶融混練およびペレット化を行い、
目的とする樹脂組成物を得た。
【0045】この樹脂組成物を原料として、90mmφ
押出機を有した押出ラミネート成形機にて樹脂加工温度
310℃(Tダイ下実測温度)で加工を行い、クラフト
紙を基材として加工性評価を行った。次に基材を2軸延
伸ナイロンフィルムに変えてフィッシュアイ測定用のラ
ミネートフィルムを得た。これらの評価結果を表1に示
す。
【0046】<比較例1>ラジカル発生剤、酸化防止
剤、ポリエチレン系ワックスの添加を行わず、MFR1
3g/10分、密度0.919g/cm3、溶融強度
(MS)15mNのLDPEをそのまま原料とした以外
は、「実施例1」と同様にして加工、評価を行った。結
果を表1に示す。
【0047】<比較例2>ポリエチレン系ワックスを添
加しなかった以外は、「実施例1」と同様にして加工、
評価を行った。結果を表1に示す。
【0048】<比較例3>ラジカル発生剤、酸化防止剤
を添加しなかった以外は、「実施例1」と同様にして加
工、評価を行った。結果を表1に示す。
【0049】<実施例2>高圧ラジカル法により製造さ
れたMFR8g/10分、密度0.919g/cm3
溶融強度(MS)20mNのLDPEに、ラジカル発生
剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパ
ーオキシ)ヘキサンを50ppm添加して、50mmφ
押出機を用いて200℃にて溶融混練およびペレット化
を行い、MFR3g/10分、密度0.919g/cm
3、溶融強度(MS)100mNのLDPEを得た。こ
のペレット100重量部に、酸化防止剤を900ppm
(フェノール系酸化防止剤としてイルガノックス107
6を300ppm、および燐系酸化防止剤としてイルガ
フォスP−EPQFFを600ppm混合したもの)
と、ポリエチレン系ワックス(密度0.914g/cm
3、Tm=102℃、Mw=5180、Mn=185
0、Mw/Mn=2.8である低密度ポリエチレンワッ
クス)を1.0重量部添加して、さらにチーグラー触媒
により製造されたMFR15g/10分、密度0.91
0g/cm3のL−LDPE300重量部を添加して、
50mmφ押出機を用いて200℃にて溶融混練および
ペレット化を行い、目的とする樹脂組成物を得た。
【0050】この樹脂組成物を原料として、90mmφ
押出機を有した押出ラミネート成形機にて樹脂加工温度
285℃(Tダイ下実測温度)で加工を行い、クラフト
紙を基材として加工性評価を行った。次に基材を2軸延
伸ナイロンフィルムに変えてフィッシュアイ測定用のラ
ミネートフィルムを得た。さらに基材を膜厚み20μm
のL−LDPEが押出ラミネート加工された膜厚み15
μmの2軸延伸ナイロンフィルム(厚み計35μm)に
変えて、ヒートシール測定用のラミネートフィルムを得
た。これらの評価結果を表2に示す。
【0051】<実施例3>ポリエチレン系ワックス(密
度0.914g/cm3、Mw=5180、Mn=18
50、Tm=102℃、Mw/Mn=2.8である低密
度ポリエチレンワックス)を0.5重量部添加すること
以外は、「実施例2」と同様にして加工、評価を行っ
た。結果を表2に示す。
【0052】<実施例4>ポリエチレン系ワックス(密
度0.914g/cm3、Tm=102℃、Mw=51
80、Mn=1850、Mw/Mn=2.8である低密
度ポリエチレンワックス)を3.0重量部添加すること
以外は、「実施例2」と同様にして加工、評価を行っ
た。結果を表2に示す。
【0053】<比較例4>ラジカル発生剤、ポリエチレ
ン系ワックスを添加しなかった以外は、「実施例2」と
同様にして加工、評価を行った。結果を表2に示す。
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】
【発明の効果】以上のように、本発明の樹脂組成物を用
いると、フィルム加工において優れた加工適性を有する
とともに押出機負荷を低減し、同時に成形フィルムにお
けるフィッシュアイの少ない外観良好なフィルムが得ら
れる。
【0057】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】密度が0.880〜0.950g/cm3
    の範囲にあり、190℃における溶融強度(MS)が3
    0〜300mNの範囲にあるポリエチレン100重量部
    及び分子量分布において重量平均分子量(Mw)と数平
    均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が3以下の範囲に
    あるポリエチレン系ワックス0.01〜5重量部からな
    る樹脂組成物。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の樹脂組成物100重量部
    及びエチレン・α−オレフィン共重合体1〜2000重
    量部からなる樹脂組成物。
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