CN101903176B - 发泡性层压体用树脂、发泡性层压体、和使用其的发泡加工纸以及绝热容器 - Google Patents

发泡性层压体用树脂、发泡性层压体、和使用其的发泡加工纸以及绝热容器 Download PDF

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Abstract

本发明提供通过加热可获得充分高度的发泡单元(发泡层)的发泡性层压体用树脂、发泡性层压体、具有发泡层的发泡加工纸和使用其的杯等绝热容器。提供发泡性层压体用树脂等,其特征在于,其用于在以纸为主体的基材的至少一个面上形成发泡性的聚烯烃系树脂层(A),所述发泡性层压体用树脂含有具有下述(A1)~(A3)的特性的聚烯烃系树脂(A)。(A1)MFR为1~50g/10min,(A2)密度为0.880g/cm3以上,(A3)MFR与记忆效应(ME)满足下述关系式(式1)。-0.467×Ln(MFR)+3.20≤ME(式1)

Description

发泡性层压体用树脂、发泡性层压体、和使用其的发泡加工纸以及绝热容器
技术领域
本发明涉及发泡性层压体用树脂、发泡性层压体、和使用其的发泡加工纸以及绝热容器,详细而言,涉及通过加热可获得充分高度的发泡单元(发泡层)的发泡性层压体用树脂、发泡性层压体、和使用其的发泡加工纸以及杯等绝热容器。
背景技术
以往,作为具有绝热性的容器,多使用合成树脂制的发泡体。另外,作为容易废弃且印刷适应性良好的容器,有使用了多张纸的绝热纸容器;和使用将纸基材的两面用聚乙烯树脂层层压而成的材料,并使表面的聚乙烯树脂层发泡而赋予了绝热性的纸容器。
作为以纸为基材的技术,有如下技术:在纸的至少一面挤出层压聚乙烯,在另一个面形成蒸汽压保持层,并通过加热而制造表面具有不规则的凹凸图案的加工纸(例如,参照专利文献1)。另外,提出了如下技术:在主体构件的单侧壁面层压或涂布热塑性树脂薄膜,通过加热使薄膜发泡而形成发泡绝热层(例如,参照专利文献2)。另外,提出了如下技术:在由容器主体构件和底构件构成的纸制容器中,通过对利用含有机溶剂的油墨对容器主体构件的外壁面的一部分实施印刷、且主体构件外壁面全部被热塑性合成树脂薄膜包覆的纸容器进行加热,从而使印刷部分存在比较厚的发泡层(例如,参照专利文献3)。此外,提出了一种由层压体构成的发泡加工纸,该层压体至少从外侧具备使用单活性中心催化剂聚合而成的乙烯-α烯烃共聚物或含有其的发泡层、以纸为主体的基材层、热塑性树脂层(例如,参照专利文献4、5)。这样得到的具有发泡层的加工纸在制成容器时,由于发泡层而手感良好、不易打滑,且绝热性优异,同时与使用了多张纸的绝热性容器相比,具有成本低廉的优点。
另外,在专利文献6中,示出了一种纸制容器的主体构件原材料片,其通过在纸容器中主体构件原材料片的纸基材的至少单面上挤出层压熔融状态的热塑性树脂而成,且从T模至与纸基材接触的时间为0.11~0.33秒,该文献中记载了将2种低密度聚乙烯混合而调整了MFR的组合物。
然而,现有的具有发泡层的层压体、使用其的加工纸的发泡性不能说很充分,期望进一步改良发泡性。另外,在为了提高发泡性而升高MFR时,存在发泡层的外观变差、或者挤出层压加工时的加工性变得不稳定等问题。
专利文献1:日本特公昭48-32283号公报
专利文献2:日本特开昭57-110439号公报
专利文献3:日本特开平7-232774号公报
专利文献4:日本特开平10-128928号公报
专利文献5:日本特开2007-168178号公报
专利文献6:日本特开2008-105747号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于,鉴于上述问题,提供通过加热可获得充分高度的发泡单元(发泡层)的发泡性层压体用树脂、发泡性层压体、和使用其的发泡加工纸以及杯等绝热容器。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现,通过在以纸为主体的基材的一个面上具备至少一层的使用了具有特定的MFR和密度、且MFR与记忆效应(Memory Effect)(ME)存在特定关系的聚烯烃系树脂的层(A),并在上述基材的另一个面上形成使用了用于保持从基材放出的蒸汽的具有特定的熔点的热塑性树脂的层(B),由此得到的层压体的发泡性优异,若加热层(A),则可形成发泡层的外观良好的发泡加工纸,由此完成了本发明。
即,根据本发明的第1方案,提供一种发泡性层压体用树脂(a),其特征在于,其用于形成设置在以纸为主体的基材的至少一个面上的发泡性树脂层(A),所述发泡性层压体用树脂含有具有下述(A1)~(A3)的特性的聚烯烃系树脂,
(A1)MFR为1~50g/10min,
(A2)密度为0.880g/cm3以上,
(A3)MFR与记忆效应(ME)满足下述关系式(式1),
-0.467×Ln(MFR)+2.93≤ME    (式1)
式中,Ln为自然对数。
另外,根据本发明的第2方案,提供一种发泡性层压体用树脂,在第1方案中,其特征在于,聚烯烃系树脂为在高压自由基聚合法低密度聚乙烯中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂,
T60+30<T(2)<T60+120    (式2)
式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。
进而,根据本发明的第3方案,提供一种发泡性层压体用树脂(a-2),在第1方案中,其特征在于,聚烯烃系树脂为如下所述的聚乙烯树脂组合物(c):含有满足下述(a1)~(a3)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和除该树脂(a)以外的满足下述(b1)~(b2)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)10~90重量%,且满足下述(c1)~(c3)的特性;
(a1)依据JIS K7210测定的MFR(a)为0.1~30g/10min,
(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上,
(b 1)依据JI S K7210测定的MFR(b)为2~70g/10min,
(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(c 1)依据JIS K7210测定的MFR(c)为0.1~30g/10min,
(c2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(c3)在与(a3)相同的条件下测定的记忆效应(ME)为1.5以上。
另外,根据本发明的第4方案,提供一种发泡性层压体用树脂,在第1方案中,其特征在于,聚烯烃系树脂为如下所述的聚乙烯系树脂组合物:在含有满足下述(a1)~(a3)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和除该树脂(a)以外的满足下述(b1)~(b2)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成;
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃],
(a1)依据JI S K7210测定的MFR(a)为0.1~30g/10min,
(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(a3)使用在JI S K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上,
(b1)依据JIS K7210测定的MFR(b)为2~70g/10min,
(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
进而,根据本发明的第5方案,提供一种发泡性层压体用树脂,在第1方案中,其特征在于,聚烯烃系树脂为含有在高压自由基聚合法低密度聚乙烯中添加自由基产生剂并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂(a)10~90重量%、和选自高压自由基聚合法低密度聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚物中的至少一种聚乙烯树脂(b)10~90重量%的聚乙烯系树脂组合物(c),
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。
另外,根据本发明的第6方案,提供一种发泡性层压体用树脂,在第1方案中,其特征在于,聚烯烃系树脂是通过在含有高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)10~90重量%、和乙烯-α-烯烃共聚物(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的,
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。
进而,根据本发明的第7方案,提供一种发泡性层压体用树脂,在第1方案中,其特征在于,聚烯烃系树脂为含有高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)10~90重量%、和具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)。
另外,根据本发明的第8方案,提供一种发泡性层压体,其特征在于,其为在以纸为主体的基材的一个面上设置含有第1~7方案中任一项所述的发泡性层压体用树脂的发泡性树脂层(A)、并在所述基材的另一个面上设置用于保持从基材放出的蒸汽的热塑性树脂层(B)的发泡性层压体,
热塑性树脂层(B)含有具有下述特性的热塑性树脂(B),
熔点(Tm(B))为100~140℃。
进而,根据本发明的第9方案,提供一种发泡性层压体,在第8方案中,其特征在于,发泡性层压体用树脂的聚烯烃系树脂的熔点(Tm(A))、和热塑性树脂(B)的熔点(Tm(B))满足下述关系式(式4)。
Tm(B)-Tm(A)≥10(式4)
另一方面,根据本发明的第10方案,提供一种发泡加工纸,其通过将第8或9方案所述的发泡性层压体加热,并使发泡性树脂层(A)发泡而获得。
进而,根据本发明的第11方案,提供一种发泡加工纸,在第10方案中,其特征在于,发泡性树脂层(A)发泡而形成的发泡单元的高度为370μm以上。
另一方面,根据本发明的第12方案,提供一种绝热容器,其通过在使用第8或9方案所述的发泡性层压体形成容器后,将该容器加热,并使发泡性树脂层(A)发泡而获得。
发明的效果
根据本发明的发泡性层压体用树脂,挤出层压加工时的成形加工性良好,能够减少损失,同时能够高速且生产率良好地提供具有发泡倍率高、能形成均匀的发泡单元的发泡层的发泡性层压体。
根据本发明,由于在以纸为主体的基材的一个面上具备使用了特定的聚烯烃系树脂(A)的发泡性树脂层(A),因而由在上述基材的另一个面上设置了用于保持从基材放出的蒸汽的热塑性树脂层(B)的层压体构成的发泡性层压体具有优异的发泡性,因此通过加热该发泡性树脂层(A),能够容易地制造发泡层外观良好的发泡加工纸、绝热容器。
附图说明
图1所示为本发明中的乙烯(共)聚合物的时间-拉伸粘度曲线(双对数图)的图。
图2所示为没有应变硬化的乙烯(共)聚合物的时间-拉伸粘度曲线(双对数图)的图。
具体实施方式
以下,对于本发明的发泡性层压体用树脂、发泡性层压体、和使用其的发泡加工纸以及绝热容器,分成各个项目进行详细说明。
另外,在本说明书中,发泡性是指通过加热而发泡的性质。发泡性良好是指能够主要获得高发泡倍率的状态,并以发泡单元通过来自纸基材的蒸汽而沿着层压体的厚度方向生长时的发泡单元的高度为标准。另外,也以发泡单元高度的均匀性为标准。
1.发泡性层压体用树脂
本发明中使用的形成发泡性树脂层(A)的发泡性层压体用树脂(A)为具有下述(A1)~(A3)的特性的聚烯烃系树脂。
(A1)MFR为1~50g/10min
(A2)密度为0.880g/cm3以上
(A3)MFR与记忆效应(ME)的关系满足下述式1的关系
-0.467×Ln(MFR)+2.93≤ME    (式1)
(式中,Ln为自然对数。)
本发明中,作为聚烯烃系树脂(A),可例示出乙烯均聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、高压自由基聚合法低密度聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯等聚烯烃和它们的共混物。
其中优选的是,高压自由基聚合法低密度聚乙烯、包含高压自由基聚合法低密度聚乙烯的树脂组合物。
(A1)MFR
本发明中使用的形成发泡性树脂层(A)的聚烯烃系树脂(A)的MFR为1~50g/10分钟,优选为3~40,更优选为5~30。MFR低于1g/10分钟则发泡单元无法变大,另一方面若MFR超过50g/10分钟则会导致单元破裂,故不优选。
本发明中,只要没有特别说明,则MFR为依据JIS-K7210(190℃,21.18N负荷)测定的值。
(A2)密度
本发明中使用的形成发泡性树脂层(A)的聚烯烃系树脂(A)的密度为0.880g/cm3以上,优选为0.885~0.930,更优选为0.890~0.925。若密度低于0.880g/cm3则树脂层的滑移性较差,处理性较差,故不优选。
本发明中,只要没有特别说明,则密度为依据JIS K7112测定(试验温度23℃)的值。
(A3)MFR与ME的关系
关于本发明中使用的形成发泡性树脂层(A)的聚烯烃系树脂(A),MFR与记忆效应(ME)的关系满足下述式(1)的关系。
-0.467×Ln(MFR)+2.93≤ME    式(1)
(式中,Ln为自然对数。)
并且,优选满足下述关系式。
-0.467×Ln(MFR)+2.95≤ME
并且,更优选满足下述关系式。
-0.467×Ln(MFR)+2.97≤ME
ME若低于-0.467×Ln(MFR)+2.93,则发泡单元高度无法变高,挤出层压等加工时的缩幅变大,加工性也变得不稳定,故不优选。
本发明中,只要没有特别说明,则ME使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪(MISUZUERIE C O.,LTD.制半自动ME计)、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下按照如下方式测定的值。
在装置上安装的MFR测定用喷嘴,将树脂填充到炉中。放上活塞,以0.09g/分钟的等速挤出保持5分钟,然后设为3g/分钟的等速挤出进行排气至6分30秒。经过6分30秒后,维持3g/分钟的状态而切断股绳,使用KEYENCE制造的激光尺寸测定器(L S-3033)在距离节流孔下端15mm的位置测定距离节流孔下端的股绳长为20mm时的股绳的直径。将测定的股绳的直径作为D,模具的节流孔径作为D0(2.095mm),根据下式求出ME。
ME=D/D0
上述聚烯烃系树脂(A)的ME优选为1.5~3.0,更优选为1.6~2.8。若ME在上述范围内,则能够使发泡单元高度足够高,挤出层压等加工时的缩幅不会变大,因而加工性也稳定。
上述聚烯烃系树脂(A)的熔点优选为80~120℃,更优选为90~110℃。若熔点在上述范围内,则能够使发泡单元的高度为适当的值。
另外,可以在不损害上述聚烯烃系树脂的特性的范围内配合其他热塑性树脂。作为热塑性树脂,可列举出其他聚烯烃系树脂、聚酯树脂、氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂等。
另外,本发明中使用的构成发泡性树脂层(A)的聚烯烃系树脂(A)只要满足所述特性,则没有特别限定,优选从以下(A-1)~(A-6)中选择的任一者。
(A-1)在高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂,
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
(式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
(A-2)含有满足下述(a1)~(a3)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和除该树脂(a)以外的满足下述(b1)~(b2)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)10~90重量%,且满足下述(c1)~(c3)的特性的聚乙烯树脂组合物(c)。
(a1)依据JI S K7210测定的MFR(a)为0.1~30g/10min,
(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上,
(b1)依据JIS K7210测定的MFR(b)为2~70g/10min,
(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(c1)依据JIS K7210测定的MFR(c)为0.1~30g/10min,
(c2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(c3)在与(a3)相同的条件下测定的记忆效应(ME)为1.5以上。
(A-3)在含有满足下述(a1)~(a3)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和除该树脂(a)以外的满足下述(b1)~(b2)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂组合物。
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
(式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
(a1)依据JIS K7210测定的MFR(a)为0.1~30g/10min,
(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上,
(b 1)依据JIS K7210测定的MFR(b)为2~70g/10min,
(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(A-4)含有在高压自由基聚合法低密度聚乙烯中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂(a)10~90重量%、和选自高压自由基聚合法低密度聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚物中的至少一种聚乙烯树脂(b)10~90重量%的聚乙烯系树脂组合物(c)。
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
(式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
(A-5)是通过在含有高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)10~90重量%、和乙烯-α-烯烃共聚物(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的。
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
(式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
或者,(A-6)含有高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)10~90重量%、和具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)。
以下对于上述(A-1)~(A-6)分别进行详细说明。
(A-1)作为本发明的聚烯烃树脂而优选的物质之一为,在高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂。
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
(式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
高压自由基聚合法低密度聚乙烯可以通过乙烯的自由基聚合在以下条件下制造。
(i)聚合条件
本发明的高压自由基聚合法通过在氧气、有机过氧化物等自由基引发剂的存在下,在超高压下将乙烯进行本体聚合或溶液聚合而制造。
聚合温度为100~300℃,优选为120~280℃,更优选为150~250℃的范围。若聚合温度低于100℃,则可能收率降低或无法制造稳定的产品,在超过300℃的情况下,反应不稳定,难以获得分子量大的聚合物。另外,聚合压力为50~400MPa,优选为70~350MPa,更优选为100~300MPa的范围。若聚合压力低于50MPa,则无法获得充分的分子量的物质,产生加工性或物性的降低,在超过400MPa的情况下,难以进行稳定的制造运转。
(ii)聚合操作
在制造时,基本上可以利用通常的高压自由基法低密度聚乙烯的制造设备和技术。作为反应器的形式,可以使用带有搅拌翼的高压釜型、或管型的反应器,根据需要也可以将多个反应器串联或并联连接而进行多段聚合。此外,在高压釜型反应器的情况下,也可以将反应器内部分隔为多个区域,从而设置温度分布,或者进行更严格的温度控制。通过这种操作,能够控制记忆效应等。
作为在高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)中添加的自由基产生剂,可列举出有机过氧化物、二氢芳香族、二枯基化合物等。作为该有机过氧化物,例如,可列举出(i)叔丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢等氢过氧化物类,(ii)过氧化甲乙酮、甲基异丁酮过氧化物、过氧化乙酰丙酮、过氧化环己酮等酮过氧化物类,(iii)过氧双异丁酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰等二酰基过氧化物类,(iv)过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、过氧化叔丁基异丙苯、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二-3-(叔丁基己炔)、二叔戊基过氧化物等二烷基过氧化物类,(v)2,2-二-(叔丁基过氧化)丁烷等过氧化缩酮,(vi)过氧化新戊酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔戊酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯等烷基过酸酯类,(vii)双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、过氧化二碳酸二异丙酯、叔戊基过氧化异丙基碳酸酯等过碳酸酯类,(viii)3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷等环状有机过氧化物类等。其中优选的是环状有机过氧化物类。
有机过氧化物的配合量没有特别限定,相对于聚烯烃系树脂100重量份,为0.5重量份以下,尤其优选为0.1重量份以下。若有机过氧化物的配合量超过0.5重量份,则流动性恶化。
自由基反应中优选使用以下方法:在挤出机内使树脂和自由基产生剂同时熔融混炼并反应的熔融反应法;或者,在有机溶剂中溶解树脂和自由基产生剂,并一边加温混合搅拌一边使其反应的溶液反应法。
自由基反应温度[T(2)](℃)期望满足下述关系式(2),更优选满足关系式(2)’。
关系式(2):T60+30<T(2)<T60+120…式(2)
关系式(2)’:T60+40<T(2)<T60+110…式(2)’
(式中,T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
在自由基反应前,需要将树脂和自由基产生剂定量共混。其中可使用以下等方法:通过定量供给装置一边测量一边向自由基反应设备供给树脂和自由基产生剂的方法;使用转鼓式混合机、亨舍尔混合机等混合装置将树脂和自由基产生剂干混,然后供给到自由基反应设备的方法;在干混后,用挤出机熔融共混,然后供给到自由基反应设备的方法;一边向挤出机分别定量供给树脂和自由基产生剂一边熔融共混,然后供给到自由基反应设备的方法。
熔融共混可以使用以下等方法:将自由基反应中需要的全部量的树脂和自由基产生剂熔融共混的方法;预先将全部量的自由基产生剂与一部分的树脂熔融共混,并在自由基反应时稀释共混的方法。优选将自由基反应中需要的全部量的树脂和自由基产生剂熔融共混的方法。
熔融共混的目的在于,在抑制自由基反应的温度下,使自由基产生剂充分分散到树脂中。因此,能够抑制自由基反应的混炼温度的选择非常重要。本发明中,该混炼温度[T(1)](℃)优选满足下述式(3)。
Tm<T(1)<T60+5…(3)
由于是熔融混炼,因此树脂的熔点(Tm)以下的混炼实质上是不可能的。另外,混炼温度若超过上述式(3)的上限,则无法忽视的量的自由基产生剂会分解,故不优选。此外,由于自由基产生剂的分解速度在越高温下速度越快,因此为了不进行自由基反应而熔融共混,期望尽可能在低温下混炼,更优选在下述关系式(3)’的条件下进行。
Tm<T(1)<T60-3…(3)’
作为制造本发明的聚烯烃系树脂(a)的方法的优选方式可以是如下的方法,其特征在于,包括将聚烯烃系树脂和自由基产生剂在满足上述关系式(2)或(2)’的温度T(2)下熔融混炼的工序的方法;另外,作为其他方式也可以是如下的方法,其特征在于,该方法包括以下工序:将聚烯烃系树脂和自由基产生剂在满足上述关系式(3)或(3)’的温度T(1)下熔融混炼的第一工序;接着,将所述第一工序的产物在满足所述关系式(2)或(2)’的温度T(2)下熔融混炼的第二工序。
自由基反应中优选使用以下方法:在挤出机内使树脂和自由基产生剂同时熔融混炼并反应的熔融反应法;或者,在有机溶剂中溶解树脂和自由基产生剂,并一边加温混合搅拌一边使其反应的溶液反应法。
关于本发明中使用的聚乙烯系树脂(a-1),MFR与记忆效应(ME)的关系尤其优选满足下述式的关系。
-0.467×Ln(MFR)+3~0≤ME
(式中,Ln为自然对数。)
并且,更优选满足下述关系式。
-0.467×Ln(MFR)+3.22≤ME
并且,进一步优选满足下述关系式。
-0.467×Ln(MFR)+3.24≤ME
(A-2)作为本发明的聚烯烃树脂而优选的物质之一为,含有满足下述(a1)~(a3)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和除该树脂(a)以外的满足下述(b 1)~(b2)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)10~90重量%,且满足下述(c1)~(c3)的特性的聚乙烯树脂组合物(c)。
(a1)依据JIS K7210测定的MFR(a)为0.1~30g/10min,
(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上,
(b1)依据JI S K7210测定的MFR(b)为2~70g/10min,
(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(c1)依据JI S K7210测定的MFR(c)为0.1~30g/10min,
(c2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(c3)在与(a3)相同的条件下测定的记忆效应(ME)为1.5以上。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)为满足以下条件的高压自由基法低密度聚乙烯树脂:(a1)依据JIS K7210(190℃,21.18N负荷)测定的MFR(a)为0.1~30g/10min;(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3;(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的熔体流动速率(MFR)即MFR(a)为0.1~30g/10min,优选为0.3~28,更优选为0.5~25。若MFR(a)低于0.1g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性可能会恶化。另外,若超过30g/10min,则挤出层压加工时的加工稳定性可能会恶化。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性可能较差,处理性可能较差。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
进而,高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的记忆效应为1.7以上,优选为1.8以上,更优选为1.9以上,最优选为2.0以上。若记忆效应低于1.7,则如后所述调制聚乙烯组合物(c)时的调合范围受限,挤出层压等加工时由于缩幅过多,因而成为加工性不稳定的主要原因,无法期待发泡倍率的提高,不能获得均匀的发泡单元,故不优选。
[聚合方法]
另外,本发明中的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)可以通过与前述方法同样的方法来制造。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)与高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)不同,其满足以下条件:(b1)依据JISK7210(190℃,21.18N负荷)测定的熔体流动速率(MFR(b))为2~70g/10min;(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3以下。其制造方法与上述高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)同样,可以适宜变更聚合条件而制造,以使特性满足上述条件。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)的MFR(b)为2~70g/10min,优选为3~65,更优选为4~60的范围。相对于高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a),高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)可称为用于改善MFR的成分,若上述MFR(b)低于2g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性恶化,故不优选。另外,若MFR(b)超过70g/10min,则挤出层压加工性可能不稳定,故不优选。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差、处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
聚乙烯树脂组合物(c)
本发明的聚乙烯树脂组合物(c)为上述高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)90~10重量%的混合物,满足以下条件:(c 1)依据JISK7210(190℃,21.18N负荷)测定的MFR(c)为0.1~30g/10min;(c2)在试验温度23℃下依据JIS  K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3;以及(c3)记忆效应(ME)为1.5以上。
上述聚乙烯树脂组合物(c)的MFR(c)为0.1~30g/10min,优选为0.3~28,更优选为0.5~25。若MFR(c)低于0.1g/10min,则挤出层压时的高速加工性较差,发泡单元可能无法变大。另外,若MFR(c)超过30g/10min,则挤出层压时的加工稳定性较差,发泡单元可能会破裂。
上述聚乙烯树脂组合物(c)的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差,处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
上述聚乙烯树脂组合物(c)的记忆效应(ME)为1.5以上,优选为1.6以上,更优选为1.7以上。若ME在上述范围内,则能够充分提高发泡单元高度,挤出层压等加工时的缩幅不会变大,因而加工性也稳定。尤其是若该记忆效应(ME)低于1.5,则无法充分提高发泡单元,且可能无法获得均匀的发泡单元。
[树脂(a)和树脂(b)的配合率]
上述高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)和高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)的配合比例为(a)10~90重量%/(b)10~90重量%,优选为(a)15~85重量%/(b)85~15重量%,更优选为(a)20~80重量%/(b)80~20重量%的范围。
在该树脂(a)低于10重量%、树脂(b)超过90重量%的情况下,或树脂(a)超过90重量%、树脂(b)低于10重量%的情况下,会出现无法调整聚乙烯树脂组合物(c)的各物性等不良情况,进而,会出现挤出层压加工时的缩幅较大、加工时的稳定性较差等不良情况,故不优选。
另外,本发明中,关于上述高压自由基低密度聚乙烯树脂(a)的MFR(a)与高压自由基低密度聚乙烯树脂(b)的MFR(b)的关系,期望将两者组合以满足下述式(1)、优选为式(1-1)、进一步优选为式(1-2)。
MFR(b)/MFR(a)>1-----式(1)
MFR(b)/MFR(a)>2-----式(1-1)
MFR(b)/MFR(a)>2.5-----式(1-2)
尤其是,期望高压自由基法低密度聚乙烯(a)与高压自由基法低密度聚乙烯(b)相比为低MFR、高ME,高压自由基低密度聚乙烯(b)与高压自由基法低密度聚乙烯(a)相比为高MFR。
通过满足这种关系,层压成形时的成形性变得更圆滑,缩幅引起的损失也大幅改善。
另外,关于本发明的聚乙烯树脂组合物(c),进而期望MFR(c)和记忆效应(ME)满足下述式(2),优选为式(2-1),更优选为式(2-2)。
-0.467×Ln(MFR(c))+2.75≤ME-----式(2)
(式中Ln为自然对数)
-0.467×Ln(MFR(c))+2.77≤ME-----式(2-1)
-0.467×Ln(MFR(c))+2.79≤ME-----式(2-2)
另外,本发明的聚乙烯树脂组合物(c)的熔点期望在80~120℃的范围、优选为90~110℃的范围选择,若熔点在该范围,则能够适当调整发泡单元的高度。
(A-3)作为本发明的聚烯烃树脂而优选的物质之一为,在含有满足下述(a1)~(a3)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和除该树脂(a)以外的满足下述(b1)~(b2)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂组合物。
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
(式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
(a1)依据JIS K7210测定的MFR(a)为0.1~30g/10min,
(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(a3)使用在JI S K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上,
(b1)依据JI S K7210测定的MFR(b)为2~70g/10min,
(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)为满足以下条件的高压自由基法低密度聚乙烯树脂:(a1)依据JIS K7210(190℃,21.18N负荷)测定的MFR(a)为0.1~30g/10min;(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3;(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的熔体流动速率(MFR)即MFR(a)为0.1~30g/10min,优选为0.3~28,更优选为0.5~25。若MFR(a)低于0.1g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性可能会恶化。另外,若超过30g/10min,则挤出层压加工时的加工稳定性可能会恶化,故不优选。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差,处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的记忆效应优选为1.7以上,更优选为1.8以上,进一步优选为1.9以上,尤其优选为2.0以上。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)可以通过与前述的方法同样的方法来制造。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)与上述的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)不同,其满足以下条件:(b1)依据JISK7210(190℃,21.18N负荷)测定的熔体流动速率(MFR(b))为2~70g/10min;(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3以下。其制造方法与上述高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)同样,可以适宜变更聚合条件而制造,以使特性满足上述条件。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)的MFR(b)为2~70g/10min,优选为3~65,更优选为4~60的范围。相对于高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a),高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)可称为用于改善MFR的成分,若上述MFR(b)低于2g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性恶化,故不优选。另外,若MFR(b)超过70g/10min,则挤出层压加工性可能不稳定,故不优选。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差、处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
聚乙烯树脂组合物(c)
[树脂(a)和树脂(b)的配合率]
上述高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)和高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)的配合比例为(a)10~90重量%/(b)10~90重量%,优选为(a)15~85重量%/(b)85~15重量%,更优选为(a)20~80重量%/(b)80~20重量%的范围。
在该树脂(a)低于10重量%、树脂(b)超过90重量%的情况下,或树脂(a)超过90重量%、树脂(b)低于10重量%的情况下,会出现无法调整聚乙烯树脂组合物(c)的各物性等不良情况,进而,会出现挤出层压加工时的缩幅较大、加工时的稳定性较差等不良情况,故不优选。
另外,关于上述高压自由基低密度聚乙烯树脂(a)的MFR(a)与高压自由基低密度聚乙烯树脂(b)的MFR(b)的关系,期望将两者组合以满足下述式(1)、优选为式(1-1)、进一步优选为式(1-2)。
MFR(b)/MFR(a)>1-----式(1)
MFR(b)/MFR(a)>2-----式(1-1)
MFR(b)/MFR(a)>2.5-----式(1-2)
尤其是,期望高压自由基法低密度聚乙烯(a)与高压自由基法低密度聚乙烯(b)相比为低MFR、高ME,高压自由基低密度聚乙烯(b)与高压自由基法低密度聚乙烯(a)相比为高MFR。
通过满足这种关系,层压成形时的成形性变得更圆滑,缩幅引起的损失也大幅改善。
发泡性层压体用树脂(a-3)为在上述聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的物质。
上述自由基产生剂与前述同样。
作为自由基产生剂而优选的有机过氧化物的配合量没有特别限定,相对于聚乙烯树脂组合物(c)100重量份为0.5重量份以下,尤其为0.1重量份以下。若有机过氧化物的配合量超过0.5重量份,则流动性恶化。
自由基反应中优选使用以下方法:在挤出机内使树脂和自由基产生剂同时熔融混炼并反应的熔融反应法;或者,在有机溶剂中溶解树脂和自由基产生剂,并一边加温混合搅拌一边使其反应的溶液反应法。
自由基反应温度[T(2)](℃)期望满足下述关系式(2),更优选满足关系式(2)’。
关系式(2):T60+30<T(2)<T60+120…式(2)
关系式(2)’:T60+40<T(2)<T60+110…式(2)’
(式中,T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
熔融共混可以使用以下等方法:将自由基反应中需要的全部量的树脂和自由基产生剂熔融共混的方法;预先将全部量的自由基产生剂与一部分的树脂熔融共混,并在自由基反应时稀释共混的方法。优选将自由基反应中需要的全部量的树脂和自由基产生剂熔融共混的方法。
熔融共混的目的在于,在抑制自由基反应的温度下,使自由基产生剂充分分散到树脂中。因此,能够抑制自由基反应的混炼温度的选择非常重要。本发明中,该混炼温度[T(1)](℃)优选满足下述式(3)。
Tm<T(1)<T60+5…(3)
由于是熔融混炼,因此树脂的熔点(Tm)以下的混炼实质上是不可能的。另外,混炼温度若超过上述式(3)的上限,则无法忽视的量的自由基产生剂会分解,故不优选。此外,由于自由基产生剂的分解速度在越高温下速度越快,因此为了不进行自由基反应而熔融共混,期望尽可能在低温下混炼,更优选在下述关系式(3)’的条件下进行。
Tm<T(1)<T60-3…(3)’
作为制造本发明的发泡性层压体用树脂(a-3)的方法的优选方式可以是如下的方法,其特征在于,包括将聚烯烃系树脂和自由基产生剂在满足上述关系式(2)或(2)’的温度T(2)下熔融混炼的工序的方法;另外,作为其他方式可以是如下的方法,其特征在于,该方法包括以下工序:将聚烯烃系树脂和自由基产生剂在满足上述关系式(3)或(3)’的温度T(1)下熔融混炼的第一工序;接着,将所述第一工序的产物在满足所述关系式(2)或(2)’的温度T(2)下熔融混炼的第二工序。
上述聚乙烯树脂组合物(A-3)的MFR(c)为0.1~30g/10min,优选为0.3~28,更优选为0.5~25。若MFR(c)低于0.1g/10min,则挤出层压时的高速加工性较差,发泡单元可能无法变大。另外,若MFR(c)超过30g/10min,则挤出层压时的加工稳定性较差,发泡单元可能会破裂。
另外,上述聚乙烯树脂组合物(A-3)的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差,处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
此外,上述聚乙烯树脂组合物(A-3)的记忆效应(ME)为1.5以上,优选为1.6以上,更优选为1.7以上。若ME在上述范围内,则能够充分提高发泡单元高度,挤出层压等加工时的缩幅不会变大,因而加工性也稳定。尤其是若该记忆效应(ME)低于1.5,则无法充分提高发泡单元,且可能无法获得均匀的发泡单元。
另外,该聚乙烯树脂组合物(A-3)的熔点期望在80~120℃的范围、优选为90~110℃的范围选择,若熔点在该范围,则能够适当调整发泡单元的高度。
(A-4)作为本发明的聚烯烃树脂而优选的物质之一为,含有在高压自由基聚合法低密度聚乙烯中添加自由基产生剂并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂(a)10~90重量%、和选自高压自由基聚合法低密度聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚物中的至少一种聚乙烯树脂(b)10~90重量%的聚乙烯系树脂组合物(c)。
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
(式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)优选为满足以下条件的高压自由基法低密度聚乙烯树脂:(a1)依据JISK7210(190℃,21.18N负荷)测定的MFR(a)为0.1~30g/10min;(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3;(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂的熔体流动速率(MFR)即MFR(a)为0.1~30g/10min,优选为0.3~28,更优选为0.5~25。若MFR(a)低于0.1g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性可能会恶化。另外,若超过30g/10min,则挤出层压加工时的加工稳定性可能会恶化,故不优选。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差,处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂可以通过与前述的方法同样的方法来制造。
自由基反应中优选使用以下方法:在挤出机内使树脂和自由基产生剂同时熔融混炼并反应的熔融反应法;或者,在有机溶剂中溶解树脂和自由基产生剂,并一边加温混合搅拌一边使其反应的溶液反应法。自由基反应温度[T(2)](℃)期望满足下述关系式(2),更优选满足关系式(2)’。
关系式(2):T60+30<T(2)<T60+120…式(2)
关系式(2)’:T60+40<T(2)<T60+110…式(2)’
(式中,T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
熔融共混可以使用以下等方法:将自由基反应中需要的全部量的树脂和自由基产生剂熔融共混的方法;预先将全部量的自由基产生剂与一部分的树脂熔融共混,并在自由基反应时稀释共混的方法。优选将自由基反应中需要的全部量的树脂和自由基产生剂熔融共混的方法。
熔融共混的目的在于,在抑制自由基反应的温度下,使自由基产生剂充分分散到树脂中。因此,能够抑制自由基反应的混炼温度的选择非常重要。本发明中,该混炼温度[T(1)](℃)优选满足下述式(3)。
Tm<T(1)<T60+5…(3)
由于是熔融混炼,因此树脂的熔点(Tm)以下的混炼实质上是不可能的。另外,混炼温度若超过上述式(3)的上限,则无法忽视的量的自由基产生剂会分解,故不优选。此外,由于自由基产生剂的分解速度在越高温下速度越快,因此为了不使自由基反应而熔融共混,期望尽可能在低温下混炼,更优选在下述关系式(3)’的条件下进行。
Tm<T(1)<T60-3…(3)’
作为制造本发明的聚乙烯系树脂(a)的方法的优选方式可以是如下的方法,其特征在于,包括将聚乙烯系树脂和自由基产生剂在满足上述关系式(2)或(2)’的温度T(2)下熔融混炼的工序的方法;另外,作为其他方式也可以是如下的方法,其特征在于,该方法包括以下工序:将聚乙烯系树脂和自由基产生剂在满足上述关系式(3)或(3)’的温度T(1)下熔融混炼的第一工序;接着,将所述第一工序的产物在满足所述关系式(2)或(2)’的温度T(2)下熔融混炼的第二工序。
关于将高压自由基聚合法低密度聚乙烯进行自由基改性的聚乙烯系树脂(a)的熔体流动速率(MFR)的MFR(a)优选为0.1~30g/10min,更优选为0.3~28,进一步优选为0.5~25。若MFR(a)低于0.1g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性可能会恶化。另外,若超过30g/10min,则挤出层压加工时的加工稳定性可能会恶化,故不优选。
聚乙烯系树脂(a)的密度优选为0.905~0.940g/cm3,更优选为0.907~0.937,进一步优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差,处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
聚乙烯树脂(b)的记忆效应优选为1.7以上,更优选为1.8以上,进一步优选为1.9以上,尤其优选为2.0以上。
作为在将上述高压自由基聚合法低密度聚乙烯进行自由基改性的聚乙烯系树脂(a)中配合的聚乙烯树脂(b)之一的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b),与上述成分(a)的原料高压自由基法低密度聚乙烯树脂不同,优选满足以下条件:(b1)依据JISK7210(190℃,21.18N负荷)测定的熔体流动速率(MFR(b))为2~70g/10min;(b2)在试验温度23℃下依据JI S K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3以下。其制造方法与上述高压自由基法低密度聚乙烯树脂同样,可以适宜变更聚合条件而制造,以使特性满足上述条件。
该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)的MFR(b)为2~70g/10min,优选为3~65,更优选为4~60的范围。相对于改性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a),该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)可称为用于改善MFR的成分,若上述MFR(b)低于2g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性恶化,故不优选。另外,若MFR(b)超过70g/10min,则挤出层压加工性可能不稳定,故不优选。
另外,该高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差、处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.94αg/cm3,则难以进行工业制造。
另外,作为在将所述高压自由基聚合法低密度聚乙烯进行自由基改性的聚乙烯系树脂(a)中配合的聚乙烯树脂(b)的另一候补的乙烯-α-烯烃共聚物(b),优选为满足以下条件的乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃的共聚物:(b1)熔体流动速率(MFR)为0.1~100g/10min;(b2)密度为0.860~0.970g/cm3
上述乙烯-α-烯烃共聚物(b)通常大致分为:(i)密度低于0.860~0.910g/cm3、MFR为0.1~100g/10分钟的乙烯-α-烯烃共聚物(也称为超低密度聚乙烯树脂);(ii)密度低于0.910~0.940g/cm3、MFR为0.01~100g/10分钟的乙烯-α-烯烃共聚物(也称为直链状低密度聚乙烯树脂);(iii)密度为0.940~0.970g/cm3、MFR在0.1~100g/10分钟的范围的乙烯-α-烯烃共聚物(也称为高密度聚乙烯树脂)。
乙烯-α-烯烃共聚物(b)的(b1)熔体流动速率(MFR)优选在0.01~100、更优选0.05~80、进一步优选0.1~70g/10分钟的范围内选择。若MFR低于低于0.01g/10分钟,则挤出层压加工时的高速加工性恶化,故不优选。另外,若MFR超过100g/10min,则挤出层压的加工性可能不稳定,故不优选。
乙烯-α-烯烃共聚物(b)的(b2)密度优选为0.860~0.970g/cm3,更优选为0.880~0.960,进一步优选为0.890~0.950。若该密度低于0.860g/cm3,则层压成形时的滑移性较差、处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.970g/cm3,则难以进行工业制造。
作为上述α-烯烃,优选为直链或支链状的碳原子数3~20的烯烃,例如,可列举出丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯。这些共聚物中,优选乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物。
上述乙烯-α-烯烃共聚物(b)在低、中、高压下使用齐格勒系催化剂、菲利浦系催化剂、单活性中心(single-site)系催化剂等离子聚合催化剂通过淤浆聚合法、溶液聚合法、气相聚合法等制造,通过控制聚合温度、压力等聚合条件、助催化剂等能够更适合地制造。
在上述乙烯-α-烯烃共聚物(b)中,优选通过单活性中心系催化剂制造的树脂,尤其优选密度低于0.860~0.910g/cm3的超低密度聚乙烯树脂或0.910~0.940g/cm3的直链状低密度聚乙烯树脂。
这些通过单活性中心系催化剂制造的超低密度聚乙烯树脂或直链状低密度聚乙烯树脂与通过现有的齐格勒催化剂或菲利浦催化剂制造的树脂相比,低分子量成分少,透明性、耐粘连性良好,熔点也低,高速密封性也良好,优选用于挤出层压成形或密封薄膜等中。
另外,本发明中,还优选通过最近开发的显著的单活性中心系催化剂制造的具有长链分支的直链状低密度聚乙烯树脂或超低密度聚乙烯树脂。作为这些通过单活性中心系催化剂制造的直链状低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯的具体例子,可列举出Karnel、Hermorex(日本聚乙烯株式会社制商品名以下相同)、Evolue(三井化学株式会社制)、Exact(エクソンモ一ビル公司制)、Affinity(ダウケミカル公司制)等。
上述通过单活性中心系催化剂制造的超低密度聚乙烯树脂、直链状低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂是指,通常在包括含有具有环戊二烯骨架的配体的周期表第IV族的过渡金属化合物、以及根据需要的助催化剂、有机铝化合物、载体在内的催化剂的存在下,使乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃共聚而得到的物质。可以使用例如日本国公开专利公报S60-35006-A,S60-35007-A,S60-35008-A,H03-163088-A,S 61-296008-A号公报等公开的茂金属系催化剂来制造。
[树脂(a)和树脂(b)的配合率]
改性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)和乙烯-α-烯烃共聚物(b)的配合比例为(a)10~90重量%/(b)10~90重量%,优选为(a)15~85重量%/(b)85~15重量%,更优选为(a)20~80重量%/(b)80~20重量%的范围。
在该树脂(a)低于10重量%、树脂(b)超过90重量%的情况下,或树脂(a)超过90重量%、树脂(b)低于10重量%的情况下,会出现无法调整聚乙烯树脂组合物(c)的各物性等不良情况,进而,会出现挤出层压加工时的缩幅较大、加工时的稳定性较差等不良情况,故不优选。
另外,本发明中,关于上述高压自由基低密度聚乙烯树脂(a)的MFR(a)与乙烯-α-烯烃共聚物(b)的MFR(b)的关系,期望将两者组合以满足下述式(1)、优选为式(1-1)、进一步优选为式(1-2)。
MFR(b)/MFR(a)>1-----式(1)
MFR(b)/MFR(a)>2-----式(1-1)
MFR(b)/MFR(a)>2.5-----式(1-2)
尤其是,期望高压自由基法低密度聚乙烯(a)与乙烯-α-烯烃共聚物(b)相比为低MFR、高ME,乙烯-α-烯烃共聚物(b)与高压自由基法低密度聚乙烯(a)相比为高MFR。通过满足这种关系,层压成形时的成形性变得更圆滑,由缩幅引起的损失也大幅改善。
(A-5)此外,作为本发明的聚烯烃树脂(A)而优选的物质之一为,在含有高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)10~90重量%、和乙烯-α-烯烃共聚物(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的物质。
T60+30<T(2)<T60+120(式2)
(式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)优选为满足以下条件的高压自由基法低密度聚乙烯树脂:(a 1)MFR(a)为0.1~30g/10min;(a2)密度为0.905~0.940g/cm3;(a3)记忆效应(ME)为1.7以上。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的熔体流动速率(MFR)优选为0.1~30g/10min,更优选为0.3~28,进一步优选为0.5~25。若MFR(a)低于0.1g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性可能会恶化。另外,若超过30g/10min,则挤出层压加工时的加工稳定性可能会恶化,故不优选。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的密度优选为0.905~0.940g/cm3,更优选为0.907~0.937,进一步优选为0.910~0.935的范围。若上述密度低于0.905g/cm3,则层压成形树脂的滑移性较差,处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.940g/cm3,则难以进行工业制造。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)的记忆效应优选为1.7以上,更优选为1.8以上,进一步优选为1.9以上,尤其优选为2.0以上。
本发明中的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(A)可以通过与前述的方法同样的方法来制造。
乙烯-α-烯烃共聚物(b)优选为满足以下条件的乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃的共聚物:(b 1)依据JIS K7210(190℃,21.18N负荷)测定的熔体流动速率(MFR)为0.1~100g/10min;(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.860~0.970g/cm3
上述乙烯-α-烯烃共聚物(b)通常大致分为:(i)密度低于0.860~0.910g/cm3、MFR为0.1~100g/10分钟的乙烯-α-烯烃共聚物(也称为超低密度聚乙烯树脂);(ii)密度低于0.910~0.940g/cm3、MFR为0.01~100g/10分钟的乙烯-α-烯烃共聚物(也称为直链状低密度聚乙烯树脂);(iii)密度为0.940~0.970g/cm3、MFR在0.1~100g/10分钟的范围的乙烯-α-烯烃共聚物(也称为高密度聚乙烯树脂)。
乙烯-α-烯烃共聚物(b)的(b1)熔体流动速率(MFR)优选在0.01~100g/10min、更优选0.05~80、进一步优选0.1~70的范围内选择。
若MFR低于0.01g/10min,则挤出层压加工时的高速加工性可能会恶化,故不优选。另外,若MFR超过100g/10min,则挤出层压的加工性会不稳定,故不优选。
乙烯-α-烯烃共聚物(b)的(b2)密度优选为0.860~0.970g/cm3,更优选为0.880~0.960,进一步优选为0.890~0.950。若该密度低于0.860g/cm3,则层压成形时的滑移性较差、处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.970g/cm3,则难以进行工业制造。
作为上述α-烯烃,优选为直链或支链状的碳原子数3~20的烯烃,例如,可列举出丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯。这些共聚物中,优选乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物。
上述乙烯-α-烯烃共聚物(b)在低、中、高压下使用齐格勒系催化剂、菲利浦系催化剂、单活性中心系催化剂等离子聚合催化剂通过淤浆聚合法、溶液聚合法、气相聚合法等制造,通过控制聚合温度、压力等聚合条件、助催化剂等能够更适合地制造。
在上述乙烯-α-烯烃共聚物(b)中,优选通过单活性中心系催化剂制造的树脂,尤其优选密度低于0.860~0.910g/cm3的超低密度聚乙烯树脂或0.910~0.940g/cm3的直链状低密度聚乙烯树脂。
这些通过单活性中心系催化剂制造的超低密度聚乙烯树脂或直链状低密度聚乙烯树脂如上所述。
(1-3)聚乙烯树脂组合物(c)
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)和乙烯-α-烯烃共聚物(b)的配合比例为(a)10~90重量%/(b)10~90重量%,优选为(a)15~85重量%/(b)85~15重量%,更优选为(a)20~80重量%/(b)80~20重量%的范围。
在该树脂(a)低于10重量%、树脂(b)超过90重量%的情况下,或树脂(a)超过90重量%、树脂(b)低于10重量%的情况下,会出现无法调整聚乙烯树脂组合物(c)的各物性等不良情况,进而,会出现挤出层压加工时的缩幅较大、加工时的稳定性较差等不良情况,故不优选。
另外,本发明中,关于上述高压自由基低密度聚乙烯树脂(a)的MFR(a)与乙烯-α-烯烃共聚物(b)的MFR(b)的关系,期望将两者组合以满足下述式(1)、优选为式(1-1)、进一步优选为式(1-2)。
MFR(b)/MFR(a)>1-----式(1)
MFR(b)/MFR(a)>2-----式(1-1)
MFR(b)/MFR(a)>2.5-----式(1-2)
尤其是,期望高压自由基法低密度聚乙烯(a)与乙烯-α-烯烃共聚物(b)相比为低MFR、高ME,乙烯-α-烯烃共聚物(b)与高压自由基法低密度聚乙烯(a)相比为高MFR。
通过满足这种关系,层压成形时的成形性变得更圆滑,缩幅引起的损失也大幅改善。
发泡性层压体用树脂(A-5)为在上述聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的物质。
自由基反应温度[T(2)](℃)期望满足下述关系式(2),更优选满足关系式(2)’。
关系式(2):T60+30<T(2)<T60+120…式(2)
关系式(2)’:T60+40<T(2)<T60+110…式(2)’
(式中,T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。)
熔融共混的目的在于,在抑制自由基反应的温度下,使自由基产生剂充分分散到树脂中。因此,能够抑制自由基反应的混炼温度的选择非常重要。本发明中,该混炼温度[T(1)](℃)优选满足下述式(3)。
Tm<T(1)<T60+5…(3)
由于自由基产生剂的分解速度越在高温下速度越快,因此为了不使自由基反应而熔融共混,期望尽可能在低温下混炼,更优选在下述关系式(3)’的条件下进行。
Tm<T(1)<T60-3…(3)’
(c1)MFR
上述发泡性层压体用树脂(A-5)的MFR(c)为0.1~30g/10min,优选为0.3~28,更优选为0.5~25。
上述发泡性层压体用树脂(A-5)的密度为0.905~0.940g/cm3,优选为0.907~0.937,更优选为0.910~0.935。
上述发泡性层压体用树脂(A-5)的记忆效应(ME)为1.5以上,优选为1.6以上,更优选为1.7以上。
另外,本发明的发泡性层压体用树脂(A-5)的熔点期望在80~120℃、优选为90~110℃的范围内选择,若熔点在该范围内。则能够适当地调整发泡单元的高度。
(A-6)作为本发明的聚烯烃树脂而优选的物质中最后列举的物质为,含有高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)10~90重量%、和具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)优选为满足以下条件的高压自由基法低密度聚乙烯树脂:(a1)依据JIS K7210(190℃,21.18N负荷)测定的MFR(a)为0.1~30g/10min;(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3;(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上。其与以上已经说明的物质相同。
具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)优选满足以下条件:(b-1)依据JIS K7210(190℃,21.18N负荷)测定的熔体流动速率(MFR)为0.1~100g/10min;(b-2)在试验温度23℃下依据JISK7112测定的密度为0.860~0.970g/cm3。具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)通过后述的离子聚合制造,由密度低于0.860~0.910g/cm3、MFR为0.1~100g/10分钟的乙烯-α-烯烃共聚物(也称为超低密度聚乙烯树脂),密度低于0.910~0.940g/cm3、MFR为0.1~100g/10分钟的乙烯-α-烯烃共聚物(也称为直链状低密度聚乙烯树脂),密度为0.940~0.970g/cm3、MFR在0.1~100g/10分钟的范围的乙烯(共)聚合物(也称为高密度聚乙烯树脂)等构成。
具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)的(b-1)熔体流动速率(MFR)在0.1~100g/10min、优选为0.3~80、更优选为0.5~70的范围内选择。若MFR低于0.1g/10分钟,则挤出层压加工时的高速加工性可能会恶化,故不优选。另外,若MFR超过100g/10min,则挤出层压的加工性不稳定,故不优选。
具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)的(b-2)密度为0.860~0.970g/cm3,优选为0.880~0.940,更优选为0.890~0.935。若该密度低于0.860g/cm3,则层压成形时的滑移性较差、处理性较差,故不优选。另外,若密度超过0.970g/cm3,则难以进行工业制造。
本发明的具有“长链分支”(longchain-branch)的乙烯(共)聚合物(乙烯-α-烯烃共聚物)是指,在利用恒应变速度的拉伸粘度测定的时间-拉伸粘度曲线中,拉伸粘度上升、产生了“应变硬化”的乙烯(共)聚合物,具体而言,在Journal of Rheology第42卷、第1号、1998年第81页~第110页、或日本国公开公报2000-212341-A等中公开。
即,本发明中的乙烯(共)聚合物,在利用恒应变速度的拉伸粘度测定的时间-拉伸粘度曲线中,可观察到拉伸粘度的上升(应变硬化)。这里,拉伸粘度的上升(应变硬化)是指,如图1所示,时间-拉伸粘度曲线的慢坡在拉伸应变到达约1~2时刻变化为陡坡的现象。该应变硬化利用拉伸粘度测定的时间-拉伸粘度曲线测定。另外,如图2所示,使用了不存在拉伸粘度的上升(应变硬化)的乙烯(共)聚合物的聚乙烯树脂由于熔融张力较低,因而成形加工性低劣。
另外,上述乙烯(共)聚合物的拉伸粘度的上升(应变硬化)如下测定。
(测定法)
通过加压成形将乙烯(共)聚合物制成宽度5~10mm、长度55~70mm、厚度1~3mm的片材,将该片材作为测定试样使用,通过RheometricScientific公司制的RME拉伸粘度计测定时间-拉伸粘度曲线。
测定温度为试样熔融的温度(130℃),应变速度(sec-1)为0.1至1之间,拉伸至应变7。在此时的时间-拉伸粘度曲线中,确认从拉伸应变到达1~2时刻起是否存在拉伸粘度的上升(应变硬化)。
作为上述α-烯烃,如上所述,从经济性的观点出发,优选乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物。
具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)尤其优选通过单活性中心系催化剂(包含茂金属系催化剂)制造的聚乙烯系树脂,尤其优选密度0.860~0.940g/cm3的超低密度聚乙烯树脂或直链状低密度聚乙烯树脂。
上述通过单活性中心系催化剂制造的具有长链分支的直链状低密度聚乙烯,超低密度聚乙烯是指,通常在包括含有存在环戊二烯骨架的配体的周期表第IV族的过渡金属化合物、以及根据需要的助催化剂、有机铝化合物、载体在内的催化剂的存在下,使乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃、以及根据期望的二烯系单体共聚而得到的物质。另外,通过限定几何构型催化剂(CGCT)制造的单活性中心系乙烯-α-烯烃共聚物也具有较高的熔体张力,且具有长链分支。作为这种聚合物,The DowChemical Company制的商品名AFFINITY TM等有市售。另外住友化学公司制GMH有市售。
高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)与乙烯-α-烯烃共聚物(b)的配合比例为(A)10~90重量%/(B)10~90重量%,优选为(A)15~85重量%/(B)85~15重量%,更优选为(A)20~80重量%/(B)80~20重量%的范围。
2.发泡性层压体
本发明为一种发泡性层压体,其特征在于,其至少具备以纸为主体的基材、在上述基材的一个面上设置的发泡性树脂层(A)、和在上述基材的另一个面上设置的用于保持从基材放出的蒸汽的热塑性树脂层(B),上述发泡性树脂层(A)由所述聚烯烃系树脂(A)构成,热塑性树脂层(B)由具有特定熔点的热塑性树脂(B)构成。
(1)以纸为主体的基材
本发明中,以纸为主体的基材只要能够通过基材中所含的蒸汽、挥发成分而使表面的聚烯烃系树脂层(A)发泡,则没有特别限定。
例如,可列举出优质纸、牛皮纸、铜版纸等。另外,可以在以纸为主体的基材上涂布通过加热而产生挥发性气体的物质,或者在纸基材中配合通过加热而产生挥发性气体的物质。对于以纸为主体的基材,可以在纸浆纸或合成纸等纸上用油墨等印刷绘画、文字、图案等。用于基材的纸的基重优选为100~400g/m2,尤其优选为150~350g/m2。可例示出纸的含水率为4~10%、优选为5~8%左右的纸。另外,纸基材可以不实施印刷。
(2)发泡性树脂层(A)
构成本发明的发泡性层压体的发泡性树脂层(A)的树脂可以使用所述聚烯烃系树脂(A)。为了形成发泡倍率高、且均匀的发泡单元,聚烯烃系树脂的熔点期望在80~120℃的范围、优选为90~110℃左右的熔点范围内选择。
发泡性树脂层(A)的厚度没有特别限定,为20~100μm,从提高发泡层厚度的观点出发,优选为30~100μm。若发泡性树脂层(A)的厚度低于20μm,则发泡时可能破裂,若超过100μm,则可能无法充分提高发泡单元的高度。
另外,用于本发明的发泡性树脂层(A)根据需要也可以实施印刷等。关于印刷,可以部分的用着色油墨印刷,也可以整面印刷。印刷的位置、印刷面积的大小、印刷的方法、所使用的油墨等可以适当选择现有公知的技术来使用。
(3)热塑性树脂层(B)
用于本发明的发泡性层压体的热塑性树脂层(B)具有保持从基材放出的蒸汽等的作用。这里,保持从基材放出的蒸汽等是指,使从基材放出的蒸汽等向发泡性树脂层(A)侧扩散,以使发泡性树脂层(A)优先发泡的方式阻隔蒸汽等。
构成热塑性树脂层(B)的热塑性树脂(B)或者与形成上述发泡性树脂层(A)的聚烯烃系树脂(A)相比熔点较高,或者可以是不熔解的树脂,没有特别限定,但为了使发泡性树脂层(A)优先发泡,并容易获得均匀且较高的单元厚度,通过因加热而从基材放出的蒸汽等所发泡的聚烯烃系树脂(A)、与用于保持从基材放出的蒸汽等的热塑性树脂(B)的熔点差期望满足以下的式(4)。
Tm(B)-Tm(A)≥10-----式(4)
(其中,Tm(A)为层(A)的聚烯烃系树脂(A)的熔点(℃),Tm(B)为层(B)的热塑性树脂(B)的熔点(℃))
本发明中使用的热塑性树脂(B),例如可列举出高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、聚丙烯系树脂、聚1-丁烯树脂、聚4-甲基-1-戊烯树脂等碳原子数2~10的α-烯烃均聚物、或它们的相互共聚物等聚烯烃系树脂,聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物皂化物、氯乙烯树脂、偏二氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、或它们的混合物等。这些当中,优选高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯等聚烯烃系树脂。
作为热塑性树脂(B),在采用聚烯烃系树脂的情况下,MFR为0.1~100、优选为0.3~80、更优选为0.5~60g/10分钟,密度为0.920~0.970、优选为0.925~0.960、更优选为0.930~0.950g/cm3左右的物质是优选的。
另外,若考虑到上述发泡性树脂层(A),则熔点Tm(B)期望在100℃以上、优选为100~140℃、更优选为110~140℃、进一步优选为115~140℃的范围内选择。其中,熔点Tm(B)为通过DS C测定的第二次扫描的熔点中最高峰高度的熔点。
在熔点低于100℃的情况下,耐热性不足,热塑性树脂层可能会发泡,另外若超过140℃,则低温热封性可能会不良。
另外,在使用聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物皂化物、氯乙烯树脂、偏二氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂等那样的与纸基材的粘接性欠佳的树脂的情况下,可以隔着不饱和羧酸改性聚烯烃树脂、与乙烯-不饱和羧酸的共聚物等惯用的粘接性树脂等而制成层压体。
热塑性树脂层(B)的厚度没有特别限定,从能够提高发泡层厚度的观点出发,通常优选在10~100μm、尤其优选在20~100μm的范围内选择。若热塑性树脂层(B)的厚度低于10μm,则无法充分保持从基材放出的蒸汽等,可能无法充分提高发泡层厚度。另外在超过100μm的情况下,则无法期待进一步提高该效果,经济上的缺点可能会增大。
在本发明的发泡性层压体中,在不损害本发明的效果的范围内,可以在该层间、或其内层和/或外层等设置其他层。例如,从外侧起,如{聚乙烯薄膜层/发泡性树脂层(A)/基材/热塑性树脂层(B)}、{聚乙烯薄膜层/阻隔层/粘接层/发泡性树脂层(A)/基材/热塑性树脂层(B)}、{发泡性树脂层(A)/基材/阻隔层/热塑性树脂层(B)}、{发泡性树脂层(A)/基材/热塑性树脂层(B)/阻隔层/热塑性树脂层(B)}那样,可以在设置了基材和发泡性树脂层(A)或、以及热塑性树脂层(B)的层压体的内层和/或外层、或该层间设置一层或多层的薄膜层、装饰层、增强层、粘接剂层、阻隔层等。
另外,根据需要也可以实施印刷等。关于印刷,可以部分或整面用着色油墨印刷。另外,根据需要也可以使用发泡性油墨而部分或整面地设置发泡部位。印刷的位置、印刷面积的大小、印刷的方法、所使用的油墨等可以适当选择现有公知的技术来使用。
作为上述装饰层,可列举出经印刷的纸、薄膜、无纺布、织布等。
另外,增强层是指发挥如下作用等的物质,即,为了使基材上层压的聚烯烃系树脂层(A)在通过加热而发泡时发泡层不破裂,而在聚烯烃系树脂层(A)的外层层压聚乙烯树脂薄膜等从而发挥防止因发泡层的过度发泡而导致破裂的作用;或者发挥均匀地矫正不均匀发泡单元的作用;或者层压薄膜、无纺布等而发挥使其具有机械强度等作用的物质。作为树脂,没有特别限定,可以是聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂,聚酰胺系树脂,聚酯系树脂等。
另外,作为形成粘接剂层的树脂,可列举出乙烯和不饱和羧酸或其衍生物的共聚物、对聚烯烃树脂接枝不饱和羧酸等而成的改性聚烯烃树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等热熔粘接剂、通常的粘接剂等。
另外,作为形成阻隔层的树脂,可列举出聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物皂化物(EVOH)、聚偏二氯乙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、拉伸聚丙烯(OPP)、拉伸聚酯(OPET)、拉伸聚酰胺、氧化铝蒸镀薄膜、二氧化硅蒸镀薄膜等无机氧化物的蒸镀薄膜、铝蒸镀等金属蒸镀薄膜、金属箔等。
作为本发明的发泡性层压体的制造方法,只要是能够在以纸为主体的基材的两面层压聚烯烃系树脂层(A)、热塑性树脂层(B)的方法则没有特别限定,可列举出如下方法等:直接层压熔融树脂的挤出层压加工;将预先制成薄膜的物质进行层压的三明治式层压加工;干式层压加工。
挤出层压加工为如下方法:利用将由T模挤出的熔融树脂膜连续地包覆、压接在基材上的方法,从而同时进行包覆和粘接的成形加工法。另外,三明治式层压加工为如下方法:在纸和层压的薄膜间流入熔融的树脂,使该熔融的树脂发挥粘接剂那样的作用而进行粘接和层压的方法。干式层压加工为如下方法:对贴合纸和层压的薄膜的粘接剂和/或粘接剂的涂布辊附近的环境湿度进行除湿;或者,对所述粘接剂和/或粘接剂的涂布辊的温度进行升温;或者,使薄膜片的贴合面干燥。
在三明治式层压加工、干式层压加工中,在用于本发明的以纸为主体的基材的热塑性树脂层(B)所形成的一侧,在基材和热塑性树脂层(B)之间,为了提高阻隔性,很容易层压铝箔、聚酯系薄膜、各种阻隔性薄膜等。
3.发泡加工纸
本发明的发泡加工纸通过将上述发泡性层压体加热并使发泡性树脂层(A)发泡来获得。发泡加工纸的发泡单元的高度期望设为370μm以上,优选设为400μm以上。若发泡单元的高度低于370μm,则可能无法获得充分的绝热性。
作为加热方法,没有特别限定,可列举出热风、微波、高频波、红外线、远红外线等。加热温度没有特别限定,但必须是使纸中的水分蒸发、发泡性树脂熔融的温度,例如优选的是100~200℃、更优选为100~160℃、进一步优选为100~140℃。加热时间优选为10秒钟~5分钟。若加热温度低于100℃、加热时间低于10秒,则可能无法获得足够的发泡单元高度。在加热温度超过200℃、或加热时间超过5分钟这种加热过多的情况下,可能会出现发泡单元的扁塌或均匀性受损。
上述发泡加工纸当然可以作为下述杯等绝热容器用的绝热和保温材料使用,也可以作为缓冲材料、隔音材料、发泡纸等使用,可以作为套筒材、纸盘、托盘、防滑材料、水果的包装材料、发泡纸等农业用、工业用、生活用材料等利用。
4.绝热容器
本发明的绝热容器是通过在使用上述发泡性层压体形成容器后,将该容器加热,从而使聚烯烃系树脂层(A)发泡而得到的。
绝热容器也可以与上述发泡加工纸同样地,发泡单元的高度期望设为370μm以上,优选设为400μm以上。若发泡单元的高度低于370μm,则可能无法获得充分的绝热性。
由此得到的绝热容器作为托盘和杯等使用。作为用途,可例示出热饮容器、汤杯容器、酱汤杯容器、面杯容器、纳豆容器、便当容器、咖啡杯容器、微波炉对应的容器等。
5.绝热容器的制造方法
上述绝热容器、尤其是杯的制造方法的特征在于,至少在以纸为主体的基材的一个面上使用聚乙烯树脂组合物(C)来形成通过因加热从基材放出的蒸汽等而发泡的厚度20~100μm的聚乙烯树脂层(I),在基材的另一个面上使用热塑性树脂(D)来形成用于保持从基材放出的蒸汽等的厚度10~100μm的热塑性树脂层(II),从而形成了发泡性层压体,接着在成形为容器后,以加热温度100~200℃进行加热,通过从基材放出的蒸汽等而使聚乙烯树脂层(I)发泡。
在绝热容器的制造方法中,与上述发泡加工纸的制造方法基本相同。为了对上述基材进行层压,使用通常的层压方法。在挤出层压中,以模具正下方的树脂温度200~350℃、优选为260~350℃、更优选为270~350℃的范围进行。另外,以成形速度10~400m/分钟、优选为10~350m/分钟进行,根据需要,为了提高基材与聚乙烯树脂的粘接性,可以进行电晕放电处理、臭氧处理、等离子体处理、火焰处理等。另外,根据需要,可以涂布锚涂剂。
将这样制造的发泡层压体以整卷或连续的方式送出,从该发泡层压体冲裁主体构件用坯料和底板构件用坯料,用常用的杯成型机使主体构件和底板构件接合而成型为杯状等,然后以间歇式或输送到转送的带式运送机,用具备热风、微波、高频波、红外线、远红外线等的加热炉、隧道炉等进行加热发泡,成形绝热性容器。
尤其是为了连续制造,优选的是,通过因加热从基材放出的蒸汽等而发泡的聚乙烯树脂组合物(C)、与用于保持从基材放出的蒸汽等的热塑性树脂(D)的熔点差满足以下的式(3)的关系。
Tm(D)-Tm(C)≥10-----式(3)
(其中,Tm(C)为层(I)的聚乙烯树脂组合物(C)的熔点Tm(℃),Tm(D)为用于保持基材中的蒸汽等的层(II)的热塑性树脂(D)的熔点Tm(℃))
由此,挤出层压等高速成形性良好,能够连续地形成发泡倍率高、具有均匀的发泡单元的发泡层,外观性良好,印刷性、生产率提高。另外,加热时间优选为10秒钟~5分钟。若加热温度低于100℃、加热时间低于10秒,则可能无法获得足够的发泡单元高度。另外,在加热温度超过200℃、和/或加热时间超过5分钟的情况下,生成的发泡单元变得加热过多,发泡单元会出现扁塌等,可能成为产品的参差不齐的原因。
这样,在本发明的制造方法中,通过使用由低MFR且高ME的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(A)和高MFR的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(B)构成的组合物,挤出层压加工时的成形性良好,成为损失少、且发泡倍率高、形成了均匀的发泡单元的发泡层,能够容易地获得绝热性、外观的良好性等优异的绝热性容器。
实施例
以下,示出实施例而更详细地说明本发明,但本发明不受这些实施例的限定。
另外,本实施例中使用的聚烯烃系树脂、其物性、所得到的发泡性层压体等的试验方法如下所述。
1.试验方法
(1)MFR:依据JIS K7210(190℃,21.18N负荷)测定。
(2)密度:将颗粒热压,制作2mm厚的压制片,将该片材放入1000ml容量的烧杯中加满蒸馏水,用表玻璃盖上,用夹套式电阻加热器加热。蒸馏水沸腾后煮沸60分钟,然后将烧杯放置于木制台上进行冷却。此时进行调整,以使60分钟煮沸后的沸腾蒸馏水为500ml,且不使冷却至室温的时间为60分钟以下。另外,试验片浸渍于水中的大致中央部,不与烧杯和水面接触。将片材在23℃、湿度50%的条件下以16小时以上且24小时以内进行退火后,冲裁成纵×横2mm,在试验温度23℃下依据JIS-K7112进行测定。
(3)记忆效应(ME):使用MISUZUERIE CO.,LTD.制半自动ME计进行测定。使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件进行如下实施。
在装置上安装的MFR测定用喷嘴,将树脂填充到炉中。放上活塞,以0.09g/分钟的等速挤出保持5分钟,然后设为3g/分钟的等速挤出进行排气至6分30秒。经过6分30秒后,维持3g/分钟的状态而切断股绳,使用KEYENCE制造的激光尺寸测定器(L S-3033)在距离节流孔下端15mm的位置测定距离节流孔下端的股绳长为20mm时的股绳的直径。将测定的股绳的直径作为D,模具的节流孔径作为D0(2.095mm),根据下式求出ME。
ME=D/D0
(4)熔点:将颗粒通过热压形成片材,用冲头冲裁,制成样品。在下述条件下以第一升温、降温、第二升温的顺序实施测定,将第二升温的最高峰高度的温度作为熔点。
装置:Seiko Instruments Inc制DSC220
升降温条件:第一升温以40℃/分钟从30℃至200℃
降温以10℃/分钟从200℃至20℃
第二升温以10℃/分钟从20℃至200℃
温度保持时间:第一升温后5分钟,降温后5分
样品量:5mg
参照:铝
(5)加工性:在挤出层压聚烯烃系树脂层(A)时,通过目视评价加工是否稳定进行。
○:熔融膜稳定,能够加工。
×:熔融膜不稳定,不能采集均匀厚度的样品。
(6)发泡性:用显微镜将发泡层压体的截面放大50倍观察,测定发泡层的厚度,作为发泡单元高度。
(7)发泡单元的均匀性:通过目视观察发泡层压体表面,评价部分的过剩发泡的有无和均匀性。
○:良好,△:单元高度不均匀,×:发生单元的破裂。
2.树脂(MFR为g/10分钟,密度为g/cm3,Tm(熔点Tm(a))
(1)聚烯烃系树脂(a)
a1:MFR30,密度0.917,ME 1.6,Tm 103℃的高压法低密度聚乙烯
a2:MFR50,密度0.916,ME 1.2,Tm 102℃的高压法低密度聚乙烯
a3:MFR14,密度0.918,ME 1.9,Tm 104℃的高压法低密度聚乙烯
a4:MFR9,密度0.921,ME 1.9,Tm 108℃的高压法低密度聚乙烯
a5:MFR4,密度0.923,ME2.0,Tm 110℃的高压法低密度聚乙烯
a6:MFR8,密度0.919,ME 1.9,Tm 105℃的高压法低密度聚乙烯
a7:MFR20,密度0.917,ME 1.7,Tm 103℃的高压法低密度聚乙烯
a8:MFR76,密度0.915,ME 1.1,Tm 101℃的高压法低密度聚乙烯
a9:MFR3,密度0.919,ME2.4,Tm 105℃的高压法低密度聚乙烯
a 10:MFR8,密度0.918,ME2.1,Tm 104℃的高压法低密度聚乙烯
a 11:MFR22,密度0.918,ME 1.3,Tm 104℃的高压法低密度聚乙烯
a 12:MFR4,密度0.929,ME 1.5,Tm 104℃的高压法低密度聚乙烯
a13:MFR4,密度0.919,ME2.3,Tm 105℃的高压法低密度聚乙烯
a14:MFR17,密度0.917,ME 1.8,Tm 103℃的高压法低密度聚乙烯
a1~a14均是在具有高压釜反应器的高压法低密度聚乙烯制造设备中聚合的高压自由基聚合法低密度聚乙烯。
a15:MFR17,密度0.898,ME 1.1,Tm85℃的乙烯-α-烯烃共聚物
a 16:MFR8,密度0.902,ME 1.5,Tm97℃的乙烯-α-烯烃共聚物
a17:MFR6,密度0.920,ME 1.4,Tm 107℃的高压法低密度聚乙烯
a18:MFR45,密度0.915,ME 1.2,Tm 101℃的高压法低密度聚乙烯
a17、a18均是在具有管反应器的高压法低密度聚乙烯制造设备中聚合的高压自由基聚合法低密度聚乙烯。
(2)热塑性树脂(b)
b1:MFR10,密度0.936,Tm(b)129℃的聚乙烯树脂(日本聚乙烯株式会社制,商品名:HC 170)
(实施例1)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,使用聚烯烃系树脂(a1),相对于该聚烯烃系树脂(a1)100重量份,测量Kayaku AkzoCorporation制Trigonox 301(纯度41%,一小时半衰期温度为146℃),使作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.01重量份,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下,以自由基反应温度(T2)240℃、挤出机滞留时间90秒的条件进行自由基反应,获得构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂(MFR19g/10min,密度0.917g/cm3,ME2.0,Tm 103℃)。
然后,在基重157g/m2、含水率7%的纸基材的一个面上实施电晕处理(30W·min/m2),使用挤出机、模具有效宽度为360mm的挤出层压机,以树脂温度320℃、加工速度20m/min、20μm厚的条件,对作为构成热塑性树脂层(B)的材料的MFR10g/10min、密度0.936g/cm3、熔点129℃的聚乙烯树脂(b 1)进行挤出层压加工,获得热塑性树脂层(B)和纸基材的层压体。
接着,在与上述层压体的热塑性树脂层(B)相反的一面的纸基材面上实施电晕处理(30W·min/m2),使用挤出机、模具有效宽度为360mm的挤出层压机,以树脂温度320℃、加工速度20m/min、40μm厚的条件,对作为构成聚烯烃系树脂层(A)的材料的上述获得的聚乙烯树脂进行挤出层压加工,获得由聚烯烃系树脂层(A)、纸基材和热塑性树脂层(B)构成的发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为400μm。
(实施例2)
将Trigonox 301添加到聚烯烃系树脂(a1)中,使得作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.02重量份,除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR13g/10min,密度0.917g/cm3,ME2.3,Tm 103℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为430μm。
(实施例3)
将Trigonox 301添加到聚烯烃系树脂(a1)中,使得作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.04重量份,除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR6g/10min,密度0.917g/cm3,ME2.7,Tm 103℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为420μm。
(实施例4)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,使用聚烯烃系树脂(a2),除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR34g/10min,密度0.916g/cm3,ME 1.6,Tm 102℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为380μm。
(实施例5)
将Trigonox 301添加到聚烯烃系树脂(a2)中,使得作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.02重量份,除此以外与实施例4同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR25g/10min,密度0.916g/cm3,ME2.0,Tm 102℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为400μm。
(实施例6)
将Trigonox 301添加到聚烯烃系树脂(a2)中,使得作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.03重量份,除此以外与实施例5同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR19g/10min,密度0.916g/cm3,ME2.3,Tm 102℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为410μm。
(实施例7)
将Trigonox 301添加到聚烯烃系树脂(a2)中,使得作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.04重量份,除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR14g/10min,密度0.916g/cm3,ME2.5,Tm 102℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为400μm。
(实施例8)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,使用聚烯烃系树脂(a3),除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR10g/10min,密度0.918g/cm3,ME2.2,Tm 104℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为400μm。
(实施例9)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,使用聚烯烃系树脂(a4),除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR6g/10min,密度0.921g/cm3,ME2.4,Tm 108℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为390μm。
(实施例10)
作为自由基产生剂,代替3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷而使用2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷的Kayaku Akzo Corporation制Kayahexa AD(纯度90%以上,一小时半衰期温度为138℃),除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。T2为240℃。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR22g/10min,密度0.916g/cm3,ME2.1,Tm 102℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为400μm。
(实施例11)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,使用聚烯烃系树脂(a7),除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂的性状为,MFR17g/10min,密度0.917g/cm3,ME 1.8,Tm 103℃。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为390μm。
(实施例12~18)
在基重157g/m2、含水率7%的纸基材的一个面上实施电晕处理(30W·min/m2),使用挤出机、模具有效宽度为360mm的挤出层压机,以树脂温度320℃、加工速度20m/min、20μm厚的条件,对作为构成热塑性树脂层(II)的材料的MFR10g/10min、密度0.936g/cm3、熔点129℃的聚乙烯树脂(D 1)进行挤出层压加工,获得热塑性树脂层(II)和纸基材的层压体。
在与上述层压体的热塑性树脂层(II)相反的一面的纸基材面上实施电晕处理(30W·min/m2),使用挤出机、模具有效宽度为360mm的挤出层压机,以树脂温度320℃、加工速度20m/min、40μm厚的条件,对作为构成聚烯烃系树脂层(I)的材料的、以表2所示比例将高压自由基法聚乙烯树脂(A)和(B)配合而成的聚乙烯树脂组合物(C)进行挤出层压加工,获得由聚烯烃系树脂层(I)、纸基材和热塑性树脂层(II)构成的发泡性层压体。在挤出层压聚烯烃系树脂层(I)时,通过目视对加工是否稳定进行的加工性(熔融膜稳定性)进行评价。
将得到的发泡性层压体在120℃的加热炉中放置4分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。
上述满足本发明的技术特征的实施例12~18均为熔融膜的加工稳定性良好,且所有实施例中发泡均匀,发泡单元的高度也很高、超过400μm。结果示于表2。
(实施例19)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,以80/20的比例配合聚烯烃系树脂(a7)和(a9),测量Kayaku Akzo Corporation制Trigonox 301(纯度41%,一小时半衰期温度为146℃),使得作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.01重量份,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下,以自由基反应温度(T2)240℃、挤出机滞留时间90秒的条件进行自由基反应,获得构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂(MFR10g/10min,密度0.918g/cm3,ME2.1,Tm 105℃),除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表3。该发泡加工纸的发泡单元高度为450μm。
(实施例20)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,将聚烯烃系树脂(a15)和所获得的聚烯烃系树脂(a13)以60/40的比例配合,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下以160℃熔融混合,获得构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂(MFR10g/10min,密度0.906g/cm3,ME 1.9,Tm 100℃),其中,所述聚烯烃系树脂(a13)如下获得:测量Kayaku AkzoCorporation制Trigonox 301(纯度41%,一小时半衰期温度为146℃),使得聚烯烃系树脂(a9)中作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.007重量份,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下、以自由基反应温度(T2)240℃、挤出机滞留时间90秒的条件进行自由基反应,获得聚烯烃系树脂(a13)(MFR4g/10min,密度0.919g/cm3,ME2.3,Tm 105℃)。除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表3。该发泡加工纸的发泡单元高度为410μm。
(实施例21)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,将聚烯烃系树脂(a15)和所获得的聚烯烃系树脂(a 13)以40/60的比例配合,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下以160℃熔融混合,获得构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂(MFR7g/10min,密度0.910g/cm3,ME2.1,Tm 100℃),其中,所述聚烯烃系树脂(a13)如下获得:测量Kayaku AkzoCorporation制Trigonox 301(纯度41%,一小时半衰期温度为146℃),使得聚烯烃系树脂(a9)中作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.007重量份,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下、以自由基反应温度(T2)240℃、挤出机滞留时间90秒的条件进行自由基反应,获得聚烯烃系树脂(a 13)(MFR4g/10min,密度0.919g/cm3,ME2.3,Tm 105℃)。除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表3。该发泡加工纸的发泡单元高度为400μm。
(实施例22)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,将聚烯烃系树脂(a7)和所获得聚烯烃系树脂(a 13)以70/30的比例配合,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下以160℃熔融混合,获得构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂(MFR12g/10min,密度0.918g/cm3,ME2.0,Tm 105℃),其中,所述聚烯烃系树脂(a13)如下获得:测量Kayaku AkzoCorporation制Trigonox 301(纯度41%,-小时半衰期温度为146℃),使得聚烯烃系树脂(a9)中作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.007重量份,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下、以自由基反应温度(T2)240℃、挤出机滞留时间90秒的条件进行自由基反应,获得聚烯烃系树脂(a13)(MFR4g/10min,密度0.919g/cm3,ME2.3,Tm 105℃)。除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表3。该发泡加工纸的发泡单元高度为410μm。
(实施例23)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,将聚烯烃系树脂(a7)和所获得聚烯烃系树脂(a13)以40/60的比例配合,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下以160℃熔融混合,获得构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂(MFR8g/10min,密度0.918g/cm3,ME2.2,Tm 105℃),其中,所述聚烯烃系树脂(a13)如下获得:测量Kayaku AkzoCorporation制Trigonox 301(纯度41%,一小时半衰期温度为146℃),使得聚烯烃系树脂(a9)中作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.007重量份,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下、以自由基反应温度(T2)240℃、挤出机滞留时间90秒的条件进行自由基反应,获得聚烯烃系树脂(a 13)(MFR4g/10min,密度0.919g/cm3,ME2.3,Tm 105℃)。除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表3。该发泡加工纸的发泡单元高度为410μm。
(实施例24)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,以70/30的比例配合聚烯烃系树脂(a15)和(a9),测量Kayaku Akzo Corporation制Trigonox 301(纯度41%,一小时半衰期温度为146℃),使得作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.01重量份,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下、以自由基反应温度(T2)240℃、挤出机滞留时间90秒的条件进行自由基反应,获得构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂(MFR9g/10min,密度0.904g/cm3,ME2.0,Tm 100℃),除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表3。该发泡加工纸的发泡单元高度为450μm。
(实施例25)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,将聚烯烃系树脂(a16)和获得聚烯烃系树脂(a14)以40/60的比例配合,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下以160℃熔融混合,获得构成聚烯烃系树脂层(A)的聚乙烯树脂(MFR13g/10min,密度0.911g/cm3,ME 1.7,Tm 101℃),所述获得聚烯烃系树脂(a14)如下获得:测量Kayaku Akzo Corporation制Trigonox 301(纯度41%,一小时半衰期温度为146℃),使得聚烯烃系树脂(a7)中作为自由基产生剂的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷为0.007重量份,用亨舍尔混合机混合2分钟,使混合物用单螺杆挤出机在氮封下、以自由基反应温度(T2)240℃、挤出机滞留时间90秒的条件进行自由基反应,获得聚烯烃系树脂(a 14)(MFR17g/10min,密度0.917g/cm3,ME 1.8)。除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表3。该发泡加工纸的发泡单元高度为420μm。
(比较例1)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,直接使用聚烯烃系树脂(a5),不添加自由基产生剂,除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为300μm。
(比较例2)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,直接使用聚烯烃系树脂(a6),不添加自由基产生剂,除此以外与实施例1同样地,得到发泡性层压体。
将得到的发泡性层压体在130℃的加热炉中放置2分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡加工纸。结果示于表1。该发泡加工纸的发泡单元高度为320μm。
(比较例3)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,直接使用聚烯烃系树脂(a2),不添加自由基产生剂,除此以外与实施例1同样地,尝试制作发泡性层压体,但来自T模的熔融膜不稳定,无法获得均匀的发泡性层压体。
(比较例4)
作为用于聚烯烃系树脂层(A)的树脂,直接使用聚烯烃系树脂(a8),不添加自由基产生剂,除此以外与实施例1同样地,尝试制作发泡性层压体,但来自T模的熔融膜不稳定,无法获得均匀的发泡性层压体。
由表1可知,实施例的发泡性层压体的加工性良好,发泡性优异,发泡单元高度较大,因而可获得优异的发泡加工纸。与此相对,可知比较例1~2的发泡性较差,发泡单元高度小,比较例3~4的加工性不充分,均无法作为发泡加工纸使用。
(比较例5)
作为构成聚乙烯树脂层(I)的树脂,单独使用高压自由基法低密度聚乙烯树脂(B 1),除此以外与实施例12同样地,进行发泡性层压体的制造。层压成形加工时的熔融膜不稳定,成形加工性较差,无法获得发泡性层压体。结果示于表2。
(比较例6)
作为构成聚乙烯树脂层(I)的材料,使用以高压自由基法聚乙烯树脂(B4)30重量%、和高压自由基法聚乙烯树脂(B 1)70重量%配合的聚乙烯树脂组合物(C),除此以外与实施例12同样地进行挤出层压加工,但成形加工性较差,无法获得发泡性层压体。结果示于表2。
(比较例7)
作为构成聚乙烯树脂层(I)的材料,使用以高压自由基法聚乙烯树脂(A3)30重量%、和高压自由基法聚乙烯树脂(B1)70重量配合的聚乙烯树脂组合物(C),除此以外与实施例12同样地进行挤出层压加工,但成形加工性较差,无法获得发泡性层压体。结果示于表2。
(比较例8)
作为构成聚乙烯树脂层(I)的树脂,单独使用高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a17),除此以外与实施例1同样地,进行发泡性层压体的制造。层压成形加工时的熔融膜不稳定,成形加工性较差,无法获得发泡性层压体。
(比较例9)
作为构成聚乙烯树脂层(I)的树脂,单独使用高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a18),除此以外与实施例1同样地,进行发泡性层压体的制造。层压成形加工时的熔融膜不稳定,成形加工性较差,无法获得发泡性层压体。
(实施例26)
对实施例12中制造的由聚乙烯树脂层(I)、纸基材和热塑性树脂层(II)构成的发泡性层压体,以高度90mm、内径70mm的方式冲裁主体构件坯料和底板构件坯料,使主体构件坯料和底板构件坯料接合,成形为杯状容器的形态,然后在120℃的加热炉中放置4分钟后,从加热炉取出,在常温下冷却,得到发泡杯状容器。切下该容器的主体部,与实施例12同样地观察聚乙烯树脂层(I)的发泡性。发泡单元为高度450μm的均匀单元,即便在成形为杯容器的情况下发泡状态也良好。
对本发明详细地且参照特定的实施方式进行了说明,但对于本领域技术人员可知,能够不脱离本发明的精神和范围而加入各种变更或修改。
本申请基于2007年12月19日申请的日本专利申请(日本特愿2007-327803号)和2008年9月11日申请的日本专利申请(日本特愿2008-233694号),并将其内容作为参照援引于此。
产业上的可利用性
根据本发明的发泡性层压体用树脂,挤出层压加工时的成形加工性良好,能够减少损失,同时能够高速且生产率良好地提供具有发泡倍率高、能形成均匀的发泡单元的发泡层的发泡性层压体。
根据本发明,由于在以纸为主体的基材的一个面上具备使用了特定的聚烯烃系树脂(A)的发泡性树脂层(A),因而由在上述基材的另一个面上设置了用于保持从基材放出的蒸汽的热塑性树脂层(B)的层压体构成的发泡性层压体具有优异的发泡性,因此通过加热该发泡性树脂层(A),能够容易地制造发泡层外观良好的发泡加工纸、绝热容器。

Claims (10)

1.一种发泡性层压体,其特征在于,其在以纸为主体的基材的一个面上设置含有具有下述(A1)~(A3)的特性的聚烯烃系树脂的发泡性树脂层(A),并在所述基材的另一个面上设置用于保持从基材放出的蒸汽的热塑性树脂层(B),
所述热塑性树脂层(B)含有具有下述特性的热塑性树脂(B),熔点(Tm(B))为100~140℃,且
所述发泡性层压体用树脂的聚烯烃系树脂的熔点(Tm(A))、和热塑性树脂(B)的熔点(Tm(B))满足下述关系式(式4):
Tm(B)-Tm(A)≥10   (式4),
(A1)MFR为3~40g/10min,
(A2)密度为0.880g/cm3以上,
(A3)MFR与记忆效应(ME)满足下述关系式(式1),
-0.467×Ln(MFR)+2.93≤ME   (式1)
式中,Ln为自然对数,
所述发泡性层压体具有绝热性。
2.根据权利要求1所述的发泡性层压体,其中,聚烯烃系树脂为在高压自由基聚合法低密度聚乙烯中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂,
T60+30<T(2)<T60+120   (式2)
式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。
3.根据权利要求1所述的发泡性层压体,其中,聚烯烃系树脂为如下所述的聚乙烯树脂组合物:含有满足下述(a1)~(a3)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和除该树脂(a)以外的满足下述(b1)~(b2)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)10~90重量%,且满足下述(c1)~(c3)的特性:
(a1)依据JIS K7210测定的MFR(a)为0.1~30g/10min,
(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪、在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上,
(b1)依据JIS K7210测定的MFR(b)为2~70g/10min,
(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(c1)依据JIS K7210测定的MFR(c)为0.1~30g/10min,
(c2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(c3)在与(a3)相同的条件下测定的记忆效应(ME)为1.5以上。
4.根据权利要求1所述的发泡性层压体,其中,聚烯烃系树脂为如下所述的聚乙烯系树脂组合物:在含有满足下述(a1)~(a3)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(a)10~90重量%、和除该树脂(a)以外的满足下述(b1)~(b2)的特性的高压自由基法低密度聚乙烯树脂(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成:
T60+30<T(2)<T60+120   (式2)
式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃],
(a1)依据JIS K7210测定的MFR(a)为0.1~30g/10min,
(a2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
(a3)使用在JIS K7210中使用的熔融指数仪,在测定条件为料筒温度240℃、等速挤出量3g/分钟的条件下测定的记忆效应(ME)为1.7以上,
(b1)依据JIS K7210测定的MFR(b)为2~70g/10min,
(b2)在试验温度23℃下依据JIS K7112测定的密度为0.905~0.940g/cm3
5.根据权利要求1所述的发泡性层压体,其中,聚烯烃系树脂为含有在高压自由基聚合法低密度聚乙烯中添加自由基产生剂并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的聚乙烯系树脂(a)10~90重量%、和选自高压自由基聚合法低密度聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚物中的至少一种聚乙烯树脂(b)10~90重量%的聚乙烯系树脂组合物(c),
T60+30<T(2)<T60+120   (式2)
式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。
6.根据权利要求1所述的发泡性层压体,其中,聚烯烃系树脂是通过在含有高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)10~90重量%、和乙烯-α-烯烃共聚物(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)中添加自由基产生剂,并在下述关系式(式2)所示的自由基反应温度下熔融混炼而成的,
T60+30<T(2)<T60+120   (式2)
式中,T(2)为自由基反应温度[℃],T60表示自由基产生剂的1小时半衰期温度[℃]。
7.根据权利要求1所述的发泡性层压体,其中,聚烯烃系树脂为含有高压自由基聚合法低密度聚乙烯(a)10~90重量%、和具有长链分支的乙烯-α-烯烃共聚物(b)10~90重量%的聚乙烯树脂组合物(c)。
8.一种发泡加工纸,其通过将权利要求1~7任一项所述的发泡性层压体加热,并使发泡性树脂层(A)发泡而获得。
9.根据权利要求8所述的发泡加工纸,其中,发泡性树脂层(A)发泡而形成的发泡单元的高度为370μm以上。
10.一种绝热容器,其通过在使用权利要求1~7任一项所述的发泡性层压体形成容器后,将该容器加热,并使发泡性树脂层(A)发泡而获得。
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