JPS60216B2 - 架橋ポリエチレン成形品及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シート状プラスチックから真空成型や、庄空
成型等の方法によって成型加工されたプラスチック成型
品並びにその製造方法に関し、更に詳しくは、成型性、
耐熱性、ヒートシール性の改良された、架橋ポリエチレ
ン成型品及びその製造方法に関する。

従釆、シート状プラスチックから真空成型や圧空成型法
によって成型されたプラスチック成型品は電気製品関係
では、例えば電気冷蔵庫の内箱及びドア内包、照明器具
等；包装容器関係では、冷菓容器、簡易コップ、果物や
肉包装用トレイ等；宣伝広告関係では、肩板、スタンド
、ネームプレート等；の多岐にわたって使用されている
。

プラスチック素材として、ポリスチレン、アクリロニト
リルーブタジェンースチレン共重合体、アクリロニトリ
ルーステレン共重合体、ポリ塩化ビニル、メタクリル樹
脂、セルロース系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアセタ
ール、ポリアミド、ポリウレタン、フッ素系樹脂、等の
通常知られている樹脂の大半がそれらの諸特性に応じて
種々の用途に使い分けられている。中でもポリスチレン
及びポリ塩化ビニルは、すぐれた加工性、低価格性のた
めに大量に使用されている。特にポリスチレン製包装容
器は、ストレッチ包装、シュリンク包装、シールブタ包
装等の包装システムでプラスチックフィルム及びシート
や紙等と併用して、被包装物を外界から遮断することに
より、汚染防止、目減り防止、腐敗防止等の目的で、大
量に使用されている。ストレッチ包装やシュリンク包装
では被包装物を容器内に入れた後「容器全体をプラスチ
ックフィルムで包んで、フィルムをストレツチしたり、
シユリンクしたりして、タイトな（密着されている）包
装物を得る目的で採用されているが、通常、容器底部で
熱板、熱線または熱ロール等でフィルム同志をヒートシ
ールすることによりフィルムを固定する方法がとられて
いる。また、シールプタ方式では、被包装物を容器内に
入れた後、容器の上部だにフィルムまたはシート等のフ
タ材を乗せた後、容器上部エッジとフタ材をヒートシー
ルして接着するか、容器上部ヱッジまたはフタ材の少く
とも一方にホットメルト（熱熔融）接着剤を塗布して加
熱処理により接着させる方法がとられている。しかし、
従来のプラスチック容器では、樹脂の軟化点または結晶
融点以上に加熱すると、強度が極端に低下することと、
軟化点または結晶融点以下の温度では、ヒートシールが
うまくできないため、適正シール温度中が極端に狭くな
り、加熱しすぎると容器が熔融して孔があいたり変形し
、逆に温度が低すぎたり温度ムラがあると完全なヒート
シールができないという欠点があった。

また、ホットメルト接着の場合にも温度管理が困難なこ
とと接着剤を塗布した部分へのほこりや水分等の異物が
付着して、接着ムラが発生する欠点がある。

また熱湯殺菌処理を要する分野では、耐熱性を電気冷蔵
庫の内箱や内装分野では耐寒性を宣伝広告関係では耐膜
性等、種々の特性が要求されており、用途別に種々の樹
脂を使い分ける必要があった。本発明者等は、上記の様
な従来のプラスチック容器の欠点に着目して、鋭意検討
を行った結果本発明をなすに到った。

従って本発明の目的は、成型性、耐熱性、ヒートシール
性の改善された、真空成型や圧空成型に適した架橋ポリ
エチレン成型品とその製造方法を提供することであり、
この目的は本発明によって達成される。

本発明はエチレン系樹脂をシート成型した後、イオン化
放射線を照射して架橋せしめ更に熱間で真空成型または
庄空成型等の方法によって成型することを特徴とする架
橋ポリエチレン系成型品及びその製造方法にある。

本発明によって得られる架橋ポリエチレン系成型品は、
架橋度によって違いはあるが、成型温度中が未架橋ポリ
エチレン系の成型温度中に比べて１０〜５０Ｃ０以上広
くとちれるため、成型性が極めて良好であるばかりでな
く、耐熱性はポリプロピレン並にまで改善されている。
更に食品包装用トレイの場合、架橋ポリエチレン系フィ
ルムをフタ材に使用して、ヒートシールする際に適正シ
ール温度中がポリエチレン製トレイ−ポリスチレンフィ
ルム、ポリプロピレン製トレイーポリプロピレンフイル
ム、、ポリエチレン製トレイーポリェチレン製フィルム
及びポリ塩化ビニルトレィーポリ塩化ビニルフィルム等
の適正シール温度中に比べて、１０〜４０ｑＣ以上広く
とることが可能になる。また、架橋ポリエチレンの特性
である耐寒性、耐衝撃性「耐ストレスクラッキング性、
耐便性等の諸特性を有していることは言うまでもない。
また、ポリエチレンの欠点である腰の弱さは、タルク、
アルミナ、シリカ及びその他種々の無機フィラーを添加
することにより、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル及びポ
リプロピレン並に改善されることは、未架橋ポリエチレ
ン成型品でも公知である。無機フィラーの添加割合を種
々変えることにより、軟らかい成型品から硬い成型品ま
で自由自在に成型できるということはエチレン系樹脂の
特徴になっているがこのことは本発明によって、得られ
る成型品の場合でも同様に特徴になることは勿論である
。本発明において、エチレン系樹脂とは、各種密度のポ
リエチレンまたはポリエチレン含量が５の重量％以上の
エチレンとプロピレン、１ーブテン又は１−ペンテン等
のＱ−オレフィンの１種又はそれ以上酢酸ビニル、アク
リル酸、アクリル酸ェステル又は塩化ビニル等のビニル
系単量体の１種又はそれ以上との共重合体であって、か
かるポリエチレン系樹脂の１種もしくは２種以上の混合
物も使用できる。

また、種々の弾性率を有する成型品を得るために、タル
ク、アルミナシリカ及びその他種々の無機フィラーを７
の重量％以下添加したものや、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリブテン、ポリプタジエン
、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ェステル等の他のポ
リマーを５の重量％以下添加したものも使用できる。エ
チレン系樹脂のシート成型は、通常使用される押出成型
法、熱プレス成型法、熱ロール成型法のいずれの方法に
よることもできるが、またチューブ状に成型した後シー
ト状に切り開いたものであっても良い。この場合シート
の厚さは、イオン化放射線を均一に照射できる厚さであ
れば良く、成型品の形状及び厚みによって決まるもので
あるが、通常５０〜１５００ムが取り扱い上も照射架橋
を境一に行う上からも適当である。シート成型温度は、
樹脂の種類及びメルトィンデックスや、添加物の種類や
量によって適当に選べば良い。イオン化放射線の照射に
よる努守喬度は、ゲル分率で表わされるが、本発明の効
果を発現させるためには、ゲル分率１０〜７０％の範囲
が適当であり、好ましくは１０〜６０％が良好である。
なお、ゲル分率は沸とつｐーキシレンで試料を抽出し、
ポリマー部分の不落鱗部分の割合を次式により表示した
ものである。（ｐーキシレン抽出前のポリマー部分の試
料重量）−（ｐーキシレンに抽出された試料重量）ゲル
分率（％）二（ｐ−キシレン抽出前のボリマ−部分の試
料重量）×１００ゲル分率が１０％禾満になると、顕著
な架橋効果が発現されない。

逆にゲル分率が８０％を越えると、成型温度が極端に高
くなることと、樹脂の伸びがなくなることのために、成
型品の形状が制限を受ける。このため実用上成型品は上
記したゲル分率が１０〜７０％の範囲に入ることが適当
であり、好ましくは１０〜６０％の範囲に入ることが良
好である。成型品の成型温度は、ポリマーの種類、ゲル
分率、添加物の種類や量及び成型品の形状によって異な
るが、真空成型法では、樹脂の融点から融点以上１００
００の範囲が適当で、圧空成型法の場合、樹脂の融点以
下２０００から融点以上１００℃の範囲が適当である。
プラスチック加工で通常用いられるその他少量の添加剤
や故買剤すなわち抗酸化剤、熱安定剤、スリップ剤、顔
料着色剤、静電防止剤等が本発明の成型品の製造に際し
て用いられることができる。

次に本発明を実施例により説明する。実施例 １ 高密度ポリエチレン（ＭＩ＝１．０ｄ＝０．９５０）を
Ｔター・ィを取り付けた４５肋押出機でダィ温度２２０
ｏｏでシート状に押出した後、冷却ロールで冷却して厚
さ３００〃のシートを成型した。

このシートに電子線照射装置で５００ＫＶ−２５ｍＡの
条件でゲル分率が５０％になるように、裏、表、２回ず
つ照射した。この条件で照射量は、１５メガラッドであ
った。この架橋したシートを１９０柳（縦）×９５肋（
横）ｘ２０側（深さ）寸法の食肉トレイ用のアルミニウ
ム金型を取りつけた。赤外線加熱方式の真空成型機で金
型温度８０３０、成型温度１５０午０の条件で真空成型
した。この成型品は強度が強く肉厚が均一で耐熱性の良
好な架橋ポリエチレンフィルムとのヒートシール温度中
の広いものであった。諸特性は表１に示した。表 １ ＊１ 偏肉性（％）＝（成型品の最小厚み）÷（成型品
の最大厚み）×１００＊２ 引張強度測定は、成型品の
底部の縦方向よりサンプリングして試料とした。

＊３ 耐熱性は、温度可変の陣温乾燥器内に引張強度測
定に用いたと同様の試料を、縦方向につるし、下部に１
０夕の荷重を下げて５℃ごとに温度を上昇させ、３０分
間放置後に、１０％以上変型した時の温度から５℃滅し
た温度とした。

＊４ 適正ヒートシート温度 厚み１５〃、ゲル分率５０％の架橋ポリエチレンフィル
ムと成型品エッジを、ィン ／ｆルスヒートシーラ−で、ヒートシールして、シール
強度が〜．５ｋ９′肌中以上でかつ成型品エッジの孔明
きの発生しな い温度範囲とした。

比較例 １〜６ 実施例１の照射前のシートを、同じ真空成型機で成型温
度を変えて真空成型した。

成型適正温度は１４０〜１６０００であった。偏肉性は
実施例１の成型品よりも悪く、引張強度、耐熱性及びヒ
ートシール性とも劣るものであった。諸特性は表２の通
りであった。表 ２ 実施例 ２〜１０ 比較例 ７〜８ 実施例１と同様の方法で、成型温度及びゲル分率を変え
て、真空成型を行った。

諸特性は表３のとおりであった。表 ３ 実施例 １１ 低密度ポリエチレン（ＭＩ＝０．４ 密度＝０．９２０
）に夕ルクを５の重量％、ブレンドした組成物を実施例
１と同じ押出機でタイ温度２２０ｑ○で押出し３００仏
のシートを成型した。

このシートにゲル分率が４０％になるように電子線照射
して、実施例１と同様の条件で真空成型した。この成型
品は腰が強く肉厚も均一で、強度、耐熱性、ヒートシー
ル性とも良好であった。諸特性は表４に示す通りであっ
た。４ 実施例 １２ 酢酸ビニル含量１の重量％のエチレン一酢酸ビニル共重
合体（ＭＩ＝１．０ 密度＝０．９２７）を５００山の
シートに成型した。

このシートに１５メガラッド照射した後実施例１と同じ
真空成型機に、上部×深さ×下部＝ｌｏｗ仰ぐ×１０仇
吻×７仇吻ぐのカップ用金型を使用して、金型温度６０
℃、シート温度１４０ｏｏの条件で、真空成型した。偏
肉性が７５％の良好な成型品が得られた。尚、未照射シ
ートから成型したものは、本装置で同条件で偏肉性は５
４％であった。実施例 １３〜１４ 実施例１２で使用したものと同じエチレン−酢酸ビニル
共重合体にポリプロピレン（ＭＩ＝８）を１の重量％と
３の重量％、それぞれ添加した組成物から５００ムのシ
ートを成型し、１５メガラッド照射した後に、１７０℃
の成型温度条件で、実施例１２と同じ成型品を真空成型
した。

偏肉性は１の重量％添加組成の成型品では７２％、３の
重量％添加組成の成型品では７０％であり「未照射物は
それぞれ４８％と３２％であった。実施例 １５ 実施例１と同時の照射架橋をしたシートを、実施例１で
使用した金型を取り付けた圧空成型機で空気圧４ｋ９′
の、金型温度７０ｑｏ、シート温度１２ぴ○で圧空成型
した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオン化放射線照射によるゲル分率１０〜７０％の
   エチレン系樹脂シートからなる熱間真空又は圧空成型品
   であることを特徴とする架橋ポリエチレン成型品。 ２ エチレン系樹脂が、ポリエチレンであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項の架橋ポリエチレン成型品
   。 ３ エチレン系樹脂が、５０重量％以上のエチレンとビ
   ニル系単量体との共重合体であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項の架橋ポリエチレン成型品。 ４ エチレン系樹脂が、５０重量％以上のエチレンと他
   のα−オレフイン単量体との共重合体であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項の架橋ポリエチレン成型品
   。 ５ 架橋ポリエチレン成型品が、トレー或はカツプ状包
   装容器であることを特徴とする特許請求の範囲第１項の
   架橋ポリエチレン成型品。 ６ エチレン系樹脂をシート状に成型し、得られた成型
   物をゲル分率が１０〜７０％になるようにイオン化放射
   線で照射し、樹脂の融点以下２０℃から融点以上１００
   ℃の範囲の温度で真空又は圧空成型することを特徴とす
   る架橋ポリエチレン成型品の製造方法。