JP2000344840A - ポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体、その組成物、およびそれらからなるフィルムならびにその製造方法 - Google Patents

ポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体、その組成物、およびそれらからなるフィルムならびにその製造方法

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JP2000344840A
JP2000344840A JP11160273A JP16027399A JP2000344840A JP 2000344840 A JP2000344840 A JP 2000344840A JP 11160273 A JP11160273 A JP 11160273A JP 16027399 A JP16027399 A JP 16027399A JP 2000344840 A JP2000344840 A JP 2000344840A
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ethylene
polyethylene
styrene
film
group
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English (en)
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Tetsuya Asuke
哲也 足助
Toshio Taka
敏雄 鷹
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Japan Polyolefins Co Ltd
Original Assignee
Japan Polyolefins Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度およびヒートシール性に優れ、かつ高い
透明性を有するフィルムとその製造方法、およびこのフ
ィルムに好適なポリエチレン−スチレン系グラフト共重
合体、その組成物を提供する。 【解決手段】 密度が0.86〜0.97g/cm3
メルトフローレートが0.01〜100g/10分、分
子量分布(Mw/Mn)が1.5〜5.0、組成分布パ
ラメータCbが2.00以下を満足するエチレン(共)
重合体80.0〜99.9重量%にスチレン系化合物を
0.1〜20重量%グラフトしてなるポリエチレン−ス
チレン系グラフト共重合体およびその組成物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、強度が強く、優れ
た透明性を有し、しかもヒートシール性のよいフィルム
とその製造方法、およびこのフィルムに好適なポリエチ
レン−スチレン系グラフト共重合体、その組成物に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来より透明性を有する直鎖状低密度ポ
リエチレンフィルムおよび高密度ポリエチレンフィルム
としては、比較的低分子量でかつ分子量分布の狭い直鎖
状低密度ポリエチレンおよび高密度ポリエチレンからな
るものがあった。これらフィルムは、直鎖状低密度ポリ
エチレンまたは高密度ポリエチレンをインフレーション
成形した後、急冷することによって製造されていたが、
強度が劣るという問題があった。
【0003】この問題に対処するために本発明者らは、
先に特開昭62−122735号公報にて、密度0.9
35g/cm3 以上の高密度ポリエチレンからなり、ブ
ロー比3以上でインフレーション成形した原反フィルム
を所定の温度条件下の3本以上の加熱ロール間を通過さ
せて延伸比5倍以下に熱処理し、次いで冷却してなるヘ
イズ値10%未満の高密度ポリエチレンフィルムを提案
した。しかしながら、このフィルムは優れたガスバリヤ
ー性、高い強度および優れた透明性を有するものの、ヒ
ートシール性が悪く、高温でかつ長時間ヒートシールを
行う必要があるという欠点があった。また、このフィル
ムは従来のものに比べ高い強度を有するものの、衝撃強
度を十分に向上できないという欠点があった。
【0004】これらの欠点を改良するフィルムとして
は、密度0.935g/cm3 以上の高密度ポリエチレ
ンにスチレン系化合物をグラフトしたポリエチレン−ポ
リエチレン−スチレン系グラフト共重合体からなるフィ
ルムが、特開平7−324111号公報に開示されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このフ
ィルムは十分な衝撃強度、優れた透明性を有するもの
の、ヒートシール性はまだ十分なレベルとはいえなかっ
た。よって、本発明における課題は、強度およびヒート
シール性に優れ、かつ高い透明性を有するフィルムとそ
の製造方法を提供すること、およびこのフィルムに好適
なポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体、その組
成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、特定のパラメーターを満足するエチレン(共)
重合体にスチレン系化合物をグラフトしてなるポリエチ
レン−スチレン系グラフト共重合体およびその組成物
が、上記目的を達成することを見出し、本発明を完成す
るに至った。
【0007】すなわち、本発明のポリエチレン−スチレ
ン系グラフト共重合体は、下記(イ)〜(ニ)の要件を
満足するエチレン(共)重合体80.0〜99.9重量
%に、スチレン系化合物を0.1〜20重量%グラフト
してなることを特徴とする。 (イ)密度が0.86〜0.97g/cm3 (ロ)メルトフローレートが0.01〜100g/10
分 (ハ)分子量分布(Mw/Mn)が1.5〜5.0 (ニ)組成分布パラメータCbが2.00以下
【0008】また、前記エチレン(共)重合体は、更に
下記(ホ)の要件を満足することが望ましい。 (ホ)連続昇温溶出分別法(TREF)による溶出温度
−溶出量曲線のピークが複数個存在することまた、前記
エチレン(共)重合体の(ニ)組成分布パラメータCb
は、1.08〜2.00であることが望ましい。また、
前記エチレン(共)重合体は、シングルサイト系触媒の
存在下で、エチレンまたはエチレンと炭素数3〜20の
α−オレフィンとを(共)重合させることにより得られ
るエチレン単独重合体またはエチレン・α−オレフィン
共重合体であることが望ましい。
【0009】また、本発明のポリエチレン−スチレン系
グラフト共重合体組成物は、前記ポリエチレン−スチレ
ン系グラフト共重合体5重量%以上と、他の樹脂成分9
5重量%以下とを含有することを特徴とする。
【0010】また、本発明のフィルムは、前記ポリエチ
レン−スチレン系グラフト共重合体またはポリエチレン
−スチレン系グラフト共重合体組成物からなることを特
徴とする。そして、本発明のフィルムの製造方法は、前
記エチレン(共)重合体または該共重合体を含む組成物
に、スチレン系化合物をフィルム成形機内でグラフト共
重合させることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るエチレン(共)重合体とは、エチレン単独
重合体またはエチレンとα−オレフィンとの共重合体で
あって、エチレンまたはエチレンと炭素数3〜20のα
−オレフィンとを(共)重合させることにより得られる
下記(イ)〜(ニ)の要件を満足するエチレン(共)重
合体である。 (イ)密度が0.86〜0.97g/cm3 (ロ)メルトフローレートが0.01〜100g/10
分 (ハ)分子量分布(Mw/Mn)が1.5〜5.0 (ニ)組成分布パラメータCbが2.00以下
【0012】本発明に係るエチレン(共)重合体は、エ
チレンと炭素数3〜20のα−オレフィンより選ばれた
一種以上との共重合体である。ここで、炭素数3〜20
のα−オレフィンとは、好ましくは3〜12のものであ
り、具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテ
ン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オ
クテン、1−デセン、1−ドデセンなどが挙げられる。
また、これらのα−オレフィンの含有量は、合計で通常
30モル%以下、好ましくは3〜20モル%の範囲で選
択されることが望ましい。
【0013】本発明に係るエチレン(共)重合体は、前
記(イ)の要件、すなわち密度が、0.86〜0.97
g/cm3 、好ましくは、0.89〜0.95g/cm
3 、さらに好ましくは、0.90〜0.94g/cm3
の範囲である。密度が0.86g/cm3 未満のもの
は、剛性、耐熱性が劣り、フィルムのブロッキング性が
劣るものとなる。また、0.92g/cm3 を超える
と、硬すぎて、引裂強度、衝撃強度等が低くなる。ま
た、エチレン(共)重合体の(ロ)メルトフローレート
(以下、MFRと記す)は0.01〜100g/10
分、好ましくは0.1〜50g/10分、さらに好まし
くは0.5〜40g/10分の範囲である。MFRが
0.01g/10分未満では成形加工性が劣り、100
g/10分を越えると機械的強度が低下する。
【0014】本発明に係るエチレン(共)重合体の
(ハ)分子量分布(Mw/Mn)は1.5〜5.0の範
囲、好ましくは1.6〜4.5、さらに好ましくは1.
7〜4.0の範囲である。Mw/Mnが1.5未満では
成形加工性が劣り、5.0を超えるものは耐衝撃性が劣
る。ここで、エチレン共重合体の分子量分布(Mw/M
n)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(G
PC)により重量平均分子量(Mw)と数平均分子量
(Mn)を求め、それらの比(Mw/Mn)を算出する
ことにより求めることができる。
【0015】本発明に係るエチレン(共)重合体の
(ニ)組成分布パラメーターCbは2.00以下であ
る。組成分布パラメーターCbが2.00を超えると、
ブロッキングしやすく、ヒートシール性も不良となり、
また低分子量あるいは高分岐度成分の樹脂表面へのにじ
み出しが多く衛生上の問題が生じる。また、(ニ)組成
分布パラメーターCbは、好ましくは1.08〜2.0
0、より好ましくは1.10〜1.70、さらに好まし
くは1.10〜1.60の範囲であり、さらには1.1
0〜1.50の範囲であることが望ましい。組成分布パ
ラメーターCbが1.08未満では成形加工性が劣る傾
向にある。
【0016】組成分布パラメーター(Cb)は下記の通
り測定される。酸化防止剤を加えたオルソジクロロベン
ゼン(ODCB)に試料を濃度が0.2重量%となるよ
うに135℃で加熱溶解した後、けい藻土(セライト5
45)を充填したカラムに移送した後、0.1℃/分の
冷却速度で25℃まで冷却し、共重合体試料をセライト
表面に沈着させる。次に、この試料が沈着されているカ
ラムにODCBを一定流量で流しながら、カラム温度を
5℃刻みに120℃まで段階的に昇温する。すると各温
度に対応した溶出成分を含んだ溶液が採取される。この
溶液を冷却後、メタノールを加え、試料を沈澱後、ろ
過、乾燥し、各温度における溶出試料を得る。この分別
された各試料の、重量分率および分岐度(炭素数100
0個当たりの分岐数)を測定する。分岐度は13C−NM
Rで測定し求める。
【0017】このような方法で30℃から90℃で採取
した各フラクションについては次のような、分岐度の補
正を行う。すなわち、溶出温度に対して測定した分岐度
をプロットし、相関関係を最小二乗法で直線に近似し、
検量線を作成する。この近似の相関係数は十分大きい。
この検量線により求めた値を各フラクションの分岐度と
する。なお、溶出温度95℃以上で採取したフラクショ
ンについては溶出温度と分岐度に必ずしも直線関係が成
立しないのでこの補正は行わない。
【0018】次いで、それぞれのフラクションの重量分
率wi を、溶出温度5℃当たりの分岐度bi の変化量
(bi −bi-1 )で割って相対濃度ci を求め、分岐度
に対して相対濃度をプロットし、組成分布曲線を得る。
この組成分布曲線を一定の幅で分割し、次式より組成分
布パラメーターCbを算出する。 Cb=(Σcj・bj 2/Σcj・bj)/(Σcj・bj
Σcj) ここで、cj とbj はそれぞれj番目の区分の相対濃度
と分岐度である。組成分布パラメーターCbは試料の組
成が均一である場合に1.0となり、組成分布が広がる
に従って値が大きくなる。
【0019】また、本発明に係るエチレン(共)重合体
は、下記(ホ)の要件を満足することが好ましい。 (ホ)連続昇温溶出分別法(TREF)による溶出温度
−溶出量曲線のピークが複数個存在すること この複数のピーク温度は85℃から100℃の間に存在
することが特に好ましい。このピークが存在することに
より、融点が高くなり、また結晶化度が上昇し、成形体
の耐熱性および剛性が向上する。このTREFの測定方
法は下記の通りである。まず、試料を酸化防止剤(例え
ば、ブチルヒドロキシトルエン)を加えたODCBに試
料濃度が0.05重量%となるように加え、135℃で
加熱溶解する。この試料溶液5mlを、ガラスビーズを
充填したカラムに注入し、0.1℃/分の冷却速度で2
5℃まで冷却し、試料をガラスビーズ表面に沈着する。
次に、このカラムにODCBを一定流量で流しながら、
カラム温度を50℃/hrの一定速度で昇温しながら、
試料を順次溶出させる。この際、溶剤中に溶出する試料
の濃度は、メチレンの非対称伸縮振動の波数2925c
-1に対する吸収を赤外検出機で測定することにより連
続的に検出される。この値から、溶液中のエチレン
(共)重合体の濃度を定量分析し、溶出温度と溶出速度
の関係を求める。TREF分析によれば、極少量の試料
で、温度変化に対する溶出速度の変化を連続的に分析出
来るため、分別法では検出できない比較的細かいピーク
の検出が可能である。
【0020】本発明に係るエチレン(共)重合体は、前
記のパラメーターを満足すれば触媒、製造方法等に特に
限定されるものではないが、好ましくはシングルサイト
系触媒の存在下にエチレンまたはエチレンとα−オレフ
ィンを(共)重合させて得られるエチレン(共)重合体
であることが望ましい。このようなエチレン(共)重合
体は、分子量分布および組成分布が狭いため、機械的特
性に優れ、ヒートシール性、ブロッキング性等に優れた
重合体である。
【0021】該シングルサイト系触媒の代表例として
は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周
期律表第IV族の遷移金属化合物と、有機アルミニウムオ
キシ化合物とからなる触媒が挙げられる。該シクロペン
タジエニル骨格とは、シクロペンタジエニル基、置換シ
クロペンタジエニル基等である。置換シクロペンタジエ
ニル基としては、炭素数1〜10の炭化水素基、シリル
基、シリル置換アルキル基、シリル置換アリール基、シ
アノ基、シアノアルキル基、シアノアリール基、ハロゲ
ン基、ハロアルキル基、ハロシリル基等から選ばれた少
なくとも1種の置換基を有する置換シクロペンタジエニ
ル基等である。該置換シクロペンタジエニル基の置換基
は2個以上有していてもよく、また係る置換基同志が互
いに結合して環を形成してもよい。
【0022】上記炭素数1〜10の炭化水素基として
は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラ
ルキル基等が挙げられ、具体的には、メチル、エチル、
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ
ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、
デシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロア
ルキル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基
等のアリール基;ベンジル基、ネオフイル基等のアラル
キル基等が例示される。これらの中でもアルキル基が好
ましい。置換シクロペンタジエニル基の好適なものとし
ては、メチルシクロペンタジエニル基、エチルシクロペ
ンタジエニル基、n−ヘキシルシクロペンタジエニル
基、1,3−ジメチルシクロペンタジエニル基、1,3
−n−ブチルメチルシクロペンタジエニル基、1,3−
n−プロピルメチルエチルシクロペンタジエニル基など
が具体的に挙げられる。本発明における置換シクロペン
タジエニル基としては、これらの中でも炭素数3以上の
アルキル基が置換したシクロペンタジエニル基、特に
1,3−置換シクロペンタジエニル基等が好ましい。置
換基同志すなわち炭化水素同志が互いに結合して1また
は2以上の環を形成する場合の置換シクロペンタジエニ
ル基としては、インデニル基、炭素数1〜8の炭化水素
基(アルキル基等)等の置換基により置換された置換イ
ンデニル基、ナフチル基、炭素数1〜8の炭化水素基
(アルキル基等)等の置換基により置換された置換ナフ
チル基、炭素数1〜8の炭化水素基(アルキル基等)等
の置換基により置換された置換フルオレニル基等が好適
なものとして挙げられる。
【0023】シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
を含む周期律表第IV族の遷移金属化合物の遷移金属とし
ては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム等が挙げら
れ、特にジルコニウムが好ましい。該遷移金属化合物
は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を通常1
〜3個有し、また2個以上有する場合は架橋基により互
いに結合していてもよい。なお、係る架橋基としては炭
素数1〜4のアルキレン基、アルキルシランジイル基、
シランジイル基などが挙げられる。周期律表第IV族の遷
移金属化合物においてシクロペンタジエニル骨格を有す
る配位子以外の配位子としては、代表的なものとして、
水素、炭素数1〜20の炭化水素基(アルキル基、アル
ケニル基、アリール基、アルキルアリール基、アラルキ
ル基、ポリエニル基等)、ハロゲン、メタアルキル基、
メタアリール基などが挙げられる。
【0024】シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
を含む周期律表第IV族の遷移金属化合物の具体例として
は以下のものがある。モノアルキルメタロセンとして
は、ビス(シクロペンタジエニル)チタニウムメチルク
ロライド、ビス(シクロペンタジエニル)チタニウムフ
ェニルクロライド、ビス(シクロペンタジエニル)ジル
コニウムメチルクロライド、ビス(シクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムフェニルクロライドなどがある。ジア
ルキルメタロセンとしては、ビス(シクロペンタジエニ
ル)チタニウムジメチル、ビス(シクロペンタジエニ
ル)チタニウムジフェニル、ビス(シクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジメチル、ビス(シクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジフェニル、ビス(シクロペンタジエ
ニル)ハフニウムジメチル、ビス(シクロペンタジエニ
ル)ハフニウムジフェニルなどがある。トリアルキルメ
タロセンとしては、シクロペンタジエニルチタニウムト
リメチル、シクロペンタジエニルジルコニウムトリメチ
ル、シクロペンタジエニルジルコニウムトリフェニル、
シクロペンタジエニルジルコニウムトリネオペンチル、
シクロペンタジエニルハフコニウムトリメチル、シクロ
ペンタジエニルハフニウムトリフェニルなどがある。
【0025】モノシクロペンタジエニルチタノセンとし
ては、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムト
リクロライド、ペンタエチルシクロペンタジエニルチタ
ニウムトリクロライド、ビス(ペンタメチルシクロペン
タジエニル)チタニウムジフェニルなどが挙げられる。
【0026】置換ビス(シクロペンタジエニル)チタニ
ウム化合物としては、ビス(インデニル)チタニウムジ
フェニルまたはジクロライド、ビス(メチルシクロペン
タジエニル)チタニウムジフェニルまたはジハロライ
ド;ジアルキル、トリアルキル、テトラアルキルまたは
ペンタアルキルシクロペンタジエニルチタニウム化合物
としては、ビス(1,2−ジメチルシクロペンタジエニ
ル)チタニウムジフェニルまたはジクロライド、ビス
(1,2−ジエチルシクロペンタジエニル)チタニウム
ジフェニルまたはジクロライドまたは他のジハライド錯
体;シリコン、アミンまたは炭素連結シクロペンタジエ
ン錯体としてはジメチルシリルジシクロペンタジエニル
チタニウムジフェニルまたはジクロライド、メチレンジ
シクロペンタジエニルチタニウムジフェニルまたはジク
ロライド、他のジハライド錯体が挙げられる。
【0027】ジルコノセン化合物としては、ペンタメチ
ルシクロペンタジエニルジルコニウムトリクロライド、
ペンタエチルシクロペンタジエニルジルコニウムトリク
ロライド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムジフェニル;アルキル置換シクロペンタジ
エンとしては、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジメチル、ビス(メチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジメチル、ビス(n−ブチルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジメチル、それらのハロア
ルキルまたはジハライド錯体;ジアルキル、トリアルキ
ル、テトラアルキルまたはペンタアルキルシクロペンタ
ジエンとしてはビス(ペンタメチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジメチル、ビス(1,2−ジメチルシ
クロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、およびそ
れらのジハライド錯体;シリコン、炭素連結シクロペン
タジエン錯体としては、ジメチルシリルジシクロペンタ
ジエニルジルコニウムジメチルまたはジハライド、メチ
レンジシクロペンタジエニルジルコニウムジメチルまた
はジハライド、メチレンジシクロペンタジエニルジルコ
ニウムジメチルまたはジハライドなどが挙げられる。
【0028】また、他の周期律表第IV族の遷移金属化合
物の例として、(t−ブチルアミド)(テトラメチル−
η5−シクロペンタジエニル)−1,2−エタンジイル
ジルコニウムジクロライド、(t−ブチルアミド)(テ
トラメチルシクロペンタジエニル)−1,2−エタンジ
イルチタンジクロライド、(メチルアミド)(テトラメ
チルシクロペンタジエニル)−1,2−エタンジイルジ
ルコニウムジクロライド、(メチルアミド)(テトラメ
チルシクロペンタジエニル)−1,2−エタンジイルチ
タンジクロライド、(エチルアミド)(テトラメチルシ
クロペンタジエニル)−メチレンタンジクロライド、
(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチルシクロペ
ンタジエニル)シランチタンジクロライド、(t−ブチ
ルアミド)ジメチル(テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)シランジルコニウムジクロライド、(t−ブチルア
ミド)ジメチル(テトラメチルシクロペンタジエニル)
シランジルコニウムジベンジル、(ベンジルアミド)ジ
メチル−(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラン
チタンジクロライド、(フェニルホスフイド)ジメチル
−(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン
ジクロライドなどが挙げられる。
【0029】本発明における助触媒とは、前記周期律表
第IV族の遷移金属化合物を重合触媒として有効になしう
る、または触媒的に活性化された状態のイオン性電荷を
均衝させうるものをいい、具体的な助触媒としては、有
機アルミニウムオキシ化合物のベンゼン可溶のアルミノ
キサンやベンゼン不溶の有機アルミニウムオキシ化合
物、ホウ素化合物、酸化ランタンなどのランタノイド
塩、酸化スズ等が挙げられる。これらの中でもアルミノ
キサンが最も好ましい。
【0030】上記触媒は無機化合物または有機化合物の
担体に担持して使用されてもよい。該担体としては無機
化合物または有機化合物の多孔質酸化物が好ましく、具
体的にはSiO2、Al23、MgO、ZrO2、TiO
2、B23、CaO、ZnO、BaO、ThO2等または
これらの混合物が挙げられ、SiO2−Al23、Si
2−V25、SiO2−TiO2、SiO2−V25、S
iO2−MgO、SiO2−Cr23等が挙げられる。こ
れらの中でもSiO2およびAl23からなる群から選
択された少なくとも1種の成分を主成分とするものが好
ましい。また、有機化合物としては、熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂のいずれも使用でき、具体的には、粒子状の
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化
ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリスチレ
ン、ポリノルボルネン、各種天然高分子およびこれらの
混合物等が挙げられる。
【0031】本発明の有機アルミニウム化合物として
は、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミ
ニウム等のトリアルキルアルミニウム;ジアルキルアル
ミニウムハライド;アルキルアルミニウムセスキハライ
ド;アルキルアルミニウムジハライド;アルキルアルミ
ニウムハイドライド、有機アルミニウムアルコキサイド
等が挙げられる。
【0032】本発明に係るエチレン(共)重合体の製造
方法は、前記触媒の存在下、実質的に溶媒の存在しない
気相重合法、スラリー重合法、溶液重合法等で製造さ
れ、実質的に酸素、水等を断った状態で、ブタン、ペン
タン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シクロヘ
キサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素等に
例示される不活性炭化水素溶媒の存在下または不存在下
で製造される。重合条件は特に限定されないが、重合温
度は通常15〜350℃、好ましくは20〜200℃、
さらに好ましくは50〜110℃であり、重合圧力は低
中圧法の場合通常常圧〜70kg/cm2G、好ましく
は常圧〜20kg/cm2 Gであり、高圧法の場合通常
1500kg/cm2 G以下が望ましい。重合時間は低
中圧法の場合通常3分〜10時間、好ましくは5分〜5
時間程度が望ましい。高圧法の場合、通常1分〜30
分、好ましくは2分〜20分程度が望ましい。また、重
合は一段重合法はもちろん、水素濃度、モノマー濃度、
重合圧力、重合温度、触媒等の重合条件が互いに異なる
2段階以上の多段重合法など特に限定されるものではな
い。特に好ましい製造方法としては特開平5−1325
18号公報に記載の方法が挙げられる。
【0033】本発明のポリエチレン−スチレン系グラフ
ト共重合体は、上記エチレン(共)重合体80.0〜9
9.9重量%にスチレン系化合物0.1〜20.0重量
%をグラフトしたものである。エチレン(共)重合体が
80重量%未満では、フィルムの引張強度が弱くなり、
99.9重量%を超えるとヒートシール性、衝撃強度、
防曇性が悪くなる。
【0034】また、本発明に用いられるスチレン系化合
物は、スチレン、2−メチルスチレン、4−メチルスチ
レン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、4−
ビニールアニソール、スチルベン、インデンまたはそれ
らの混合物からなる群から選ばれる。
【0035】本発明のポリエチレン−スチレン系グラフ
ト共重合体組成物は、本発明のポリエチレン−スチレン
系グラフト共重合体5重量%以上と、他の樹脂成分95
重量%以下からなるものであり、好ましくはポリエチレ
ン−スチレン系グラフト共重合体10〜80重量%と、
他の樹脂成分90〜20重量%、より好ましくはポリエ
チレン−スチレン系グラフト共重合体20〜70重量%
と、他の樹脂成分80〜30重量%からなるものであ
る。ポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体が5重
量%未満では、フィルムの強度、ヒートシール性が劣
る。他の樹脂成分としては、他のエチレン系(共)重合
体、スチレン系樹脂、ポリプロピレンなどが挙げられ
る。
【0036】他のエチレン系(共)重合体とは、代表的
には、上述のエチレン(共)重合体とは異なるエチレン
・α−オレフィン共重合体、ラジカル重合法によって得
られたエチレン(共)重合体を包含するものである。エ
チレン(共)重合体とは異なるエチレン・α−オレフィ
ン共重合体としては、上述のエチレン(共)重合体で規
定される特定のパラメーターを満たさないものであり、
従来公知のチーグラー系触媒あるいはフィリップス触媒
(以下、両者を含めてチーグラー型触媒と記す)、ある
いはメタロセン触媒を用いて重合されるエチレン・α−
オレフィン共重合体である。これはエチレン(共)重合
体より一般的には分子量分布あるいは組成分布が広く、
密度が0.86〜0.96g/cm3 、MFRが0.1
〜30g/10分の範囲のものが好ましく、いわゆる超
低密度ポリエチレン(VLDPE)、直鎖状低密度ポリ
エチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDP
E)、高密度ポリエチレン(HDPE)を包含するもの
である。
【0037】上記チーグラー型触媒による高密度ポリエ
チレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDP
E)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)とは、
密度が0.91〜0.97g/cm3 、好ましくは0.
91〜0.96g/cm3 、より好ましくは0.91〜
0.94g/cm3 の範囲であり、MFRが0.005
〜20g/10分、好ましくは0.05〜10g/10
分、さらに好ましくは0.08〜10g/10分の範囲
で選択される。メルトテンションは0.3〜40g、好
ましくは0.4〜35g、さらに好ましくは0.5〜3
0gである。Mw/Mnは2.5〜13、好ましくは3
〜8である。
【0038】上記チーグラー型触媒による超低密度ポリ
エチレン(VLDPE)とは、密度が0.86〜0.9
1g/cm3 未満、好ましくは0.88〜0.905g
/cm3 、MFRは0.01〜20g/10分、好まし
くは0.1〜10g/10分の範囲で選択される。該超
低密度ポリエチレン(VLDPE)は、直鎖状低密度ポ
リエチレン(LLDPE)とエチレン・α−オレフィン
共重合体ゴム(EPR、EPDM)との中間の性状を示
すポリエチレンを有しており、示差走査熱量測定法(D
SC)による最大ピーク温度(Tm)が60℃以上、好
ましくは100℃以上、かつ沸騰n−ヘキサン不溶分1
0重量%以上の性状を有する特定のエチレン・α−オレ
フィン共重合体であり、少なくともチタンおよび/また
はバナジウムを含有する固体触媒成分と有機アルミニウ
ム化合物とからなる触媒を用いて重合され、直鎖状低密
度ポリエチレン(LLDPE)が示す高結晶部分とエチ
レン・α−オレフィン共重合体ゴムが示す非晶部分とを
合わせ持つ樹脂であって、前者の特徴である機械的強
度、耐熱性等と、後者の特徴であるゴム状弾性、耐低温
衝撃性などがバランスよく共存している。
【0039】上記チーグラー型触媒によるエチレン・α
−オレフィン共重合体のα−オレフィンとしては、炭素
数が3〜12、好ましくは3〜10のものであり、具体
的には、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペ
ンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1
−ドデセンなどが挙げられる。また、これらのα−オレ
フィンの含有量は、合計で通常3〜40モル%の範囲で
選択されることが好ましい。
【0040】上記ラジカル重合法によって得られたエチ
レン(共)重合体としては、高圧ラジカル重合法による
低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン・ビニルエ
ステル共重合体、エチレンとα,β−不飽和カルボン酸
またはその誘導体との共重合体などが挙げられる。
【0041】低密度ポリエチレン(LDPE)は、MF
Rが0.05〜20g/10分、さらに好ましくは0.
1〜10g/10分の範囲である。この範囲であれば、
メルトテンションが適切な範囲となり、成形加工性が向
上する。また、密度は0.91〜0.94g/cm3
さらに好ましくは0.912〜0.935g/cm3
範囲である。この範囲であれば、メルトテンションが適
切な範囲となり、成形加工性が向上する。メルトテンシ
ョンは、1.5〜25g、好ましくは3〜20g、さら
に好ましくは3〜15gである。また、分子量分布Mw
/Mnは、3.0〜12、好ましくは4.0〜8.0で
ある。メルトテンションは樹脂の弾性項目であり、上記
の範囲であれば成形加工性が良好となる。
【0042】エチレン・ビニルエステル共重合体とは、
高圧ラジカル重合法で製造されるエチレンを主成分とす
るプロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、カプロン酸ビニ
ル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン
酸ビニル、トリフルオル酢酸ビニルなどのビニルエステ
ル単量体との共重合体である。中でも、特に好ましいも
のとしては、酢酸ビニルを挙げることができる。また、
エチレン50〜99.5重量%、ビニルエステル0.5
〜50重量%、他の共重合可能な不飽和単量体0〜4
9.5重量%からなる共重合体が好ましい。特に、ビニ
ルエステルの含有量は3〜30重量%、好ましくは5〜
25重量%の範囲である。エチレン・ビニルエステル共
重合体のMFRは、0.1〜20g/10分、さらに好
ましくは0.3〜10g/10分の範囲であり、メルト
テンションは2.0〜25g、好ましくは3〜20gで
ある。
【0043】エチレンとα,β−不飽和カルボン酸また
はその誘導体との共重合体としては、エチレン・(メ
タ)アクリル酸またはそのアルキルエステル共重合体が
挙げられ、これらのコモノマーとしては、アクリル酸、
メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル
酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸イソプ
ロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブ
チル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸シクロヘキ
シル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ラウリ
ル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、メ
タクリル酸ステアリル、アクリル酸グリシジル、メタク
リル酸グリシジル等を挙げることができる。この中でも
特に好ましいものとして、(メタ)アクリル酸のメチ
ル、エチル等のアルキルエステルを挙げることができ
る。特に、(メタ)アクリル酸エステルの含有量は3〜
30重量%、好ましくは5〜25重量%の範囲である。
エチレンとα,β−不飽和カルボン酸またはその誘導体
との共重合体のMFRは0.1〜20g/10分、さら
に好ましくは0.3〜10g/10分であり、メルトテ
ンションは2.0〜25g、好ましくは3〜20gであ
る。
【0044】本発明のフィルムは、上記エチレン(共)
重合体とスチレン系化合物を有機過酸化物の存在下で直
接フィルム成形機に装着された押出機内でグラフト反応
とフィルム成形を同時に行うことにより製造することが
できる。この方法は経済性にも優れている。また、他の
方法として、押出機内あるいはバンバリーミキサー等の
混練機あるいは放射線照射装置等を用いることにより、
ポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体を製造し、
必要に応じて他の樹脂成分、添加剤等を加え、これを通
常のフィルム成形機によりフィルム成形を行ってもよ
い。
【0045】上記有機過酸化物としては、例えば、ベン
ゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、アゾ
ビスイソブチロニトリル、ジクミルパーオキサイド、t
−ブチルヒドロパーオキサイド、α,α’−ビス(t−
ブチルパーオキシジイソプロピル)ベンゼン、ジ−t−
ブチルパーオキサイド、2,5−(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキシンなどが好適に用いられる。
【0046】上記有機過酸化物は、エチレン(共)重合
体とスチレン系化合物の総量の和を100重量部とし
て、0.005〜2.0重量部、好ましくは0.01〜
1重量部の範囲で使用される。有機過酸化物の添加量が
0.005重量部未満では実質上変性効果が発揮され
ず、また2.0重量部を超えて添加してもそれ以上の効
果を得ることが困難であるとともに、過度の分解あるい
は架橋反応を惹起させるおそれを生じる。有機過酸化物
はポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体製造時に
加熱により分解し、一部は該共重合体外に、一部は該共
重合体に取り込まれるものと考えられ、該共重合体内の
量を正確に規定することは困難である。
【0047】本発明のポリエチレン−スチレン系グラフ
ト共重合体を得るグラフト反応、および本発明のフィル
ムの成形温度は、通常の温度条件、すなわち樹脂の劣
化、有機過酸化物の分解温度等を考慮し、適宜選択され
るが、一般的には150〜250℃の範囲の反応温度が
用いられる。
【0048】本発明のポリエチレン−スチレン系グラフ
ト共重合体およびその組成物には、必要に応じて安定
剤、帯電防止剤、顔料等の着色剤、その他の添加剤を、
本発明の目的を損なわない範囲で添加することができ
る。添加剤の添加は、フィルム成形時に行っても、ポリ
エチレン−スチレン系グラフト共重合体製造時に行って
もよい。
【0049】本発明のフィルムの成形は周知の種々の方
法により実施される。例えば、グラフト反応を押出成形
機内で行うことから、空冷インフレーション法、水冷イ
ンフレーション法、T−ダイ法等が適しており、特に空
冷インフレーション法が好適である。
【0050】空冷法インフレーションフィルムの製造
は、空冷法インフレーションフィルム製造装置で実行可
能であり、例えば、エチレン(共)重合体、スチレン系
化合物および有機過酸化物を混合し、150〜250℃
の温度で押出機よりサーキュラーダイを通して押出し、
空冷式エアーリングより吹き出す空気に接触させて急冷
し、固化させてピンチロールで引き取った後、枠に巻き
取ることにより行われる。この方法により、従来、同時
に解決することが困難であった空冷法インフレーション
フィルムの透明性、強度およびヒートシール性を同時に
解決することができる。勿論、空冷法インフレーション
フィルム以外にも、水冷法インフレーションフィルムお
よびT−ダイ法フィルムを製造することもでき、透明性
の良好なフィルムを得ることができる。
【0051】本発明のフィルムの厚さは、その使いやす
さの点から10〜200μm、より好ましくは30〜1
00μmであることが望ましい。以上のような製造方法
により、ヘイズ値20%未満の優れた透明性を有するフ
ィルムを得ることができる。ヘイズ値はASTM D1
003に準拠して測定される。また、本発明においてヘ
イズ値は外部ヘイズ値と内部ヘイズ値とを合計した数値
を示す。
【0052】本発明のポリエチレン−スチレン系共重合
体またはその組成物からなるフィルムは、表面に凹凸状
に突出していた結晶ラメラの集積体の粒径(L=90〜
100Å)が、高密度ポリエチレンの粒径(L=500
〜600Å)に比べ小さいという特徴を有しており、フ
ィルム表面を平滑化して、フィルムの外部ヘイズ値を小
さくすることができる。その上さらに、フィルムの内部
の微結晶の粒径も同時に小さくなり、フィルムの内部ヘ
イズ値をも小さくすることができる。さらに、このよう
な結晶粒径の微小化および分子運動性が増大することに
より、溶融温度が低くなり、低温ヒートシール性が発現
する。また、エチレン(共)重合体成分が80.0〜9
9.9重量%含まれているので、エチレン(共)重合体
の有する性質は保持される。
【0053】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるも
のではない。
【0054】本実施例における試験方法は以下の通りで
ある。 (エチレン共重合体の物性の測定方法) [密度]JIS K6760に準拠した。 [MFR]JIS K6760に準拠した。 [Mw/Mn]GPC(ウォータース社製150C型)
を用い、溶媒として135℃のODCBを使用した。カ
ラムは東ソーのGMHHR−H(S)を使用した。 [TREF]酸化防止剤(BHT)を加えたエチレン
(共)重合体を135℃のODCBに溶解して、0.0
5重量%の試料を得た。カラムを140℃に保って試料
5mlを注入して0.1℃/分で25℃まで冷却し、ポ
リマーをガラスビーズ上に沈着させた後、カラムを下記
条件にて昇温して各温度で溶出したポリマー濃度を赤外
検出器で検出した。溶媒:ODCB、流速:1ml/
分、昇温速度:50℃/hr、検出器:赤外分光器(波
長2925cm-1)、カラム:0.8cmφ×12cm
L(ガラスビーズを充填)
【0055】(フィルム物性の測定方法) [ヘイズ値]ASTM D1003に準拠した。 [低温ヒートシール性]フィルムを幅15mmの短冊状
に切り、これをシール圧力2kg/cm2 、シール時間
1秒の条件下で温度を変えてヒートシールし、この試験
片を300mm/分の速度で剥離して剥離強度を調べ、
剥離強度が1kgを示した試験片のシール温度をもって
ヒートシール性とした。 [衝撃強度]ASTM D781に準拠した。
【0056】実施例および比較例に用いたエチレン共重
合体は以下の通りである。 (a)シングルサイト系触媒によるエチレン−1−ヘキ
セン共重合体(SLL) (イ) 密度:0.918g/cm3、 (ロ)MFR:1.0g/10分 (ハ)分子量分布(Mw/Mn):2.7 (ニ)組成分布パラメーターCb:1.34 (ホ)TREFピーク温度:2ピーク (b)市販メタロセン触媒によるエチレン−1−ヘキセ
ン共重合体(mLL) (イ)密度:0.911g/cm3、 (ロ)MFR:4.5g/10分 (ハ)分子量分布(Mw/Mn):2.2 (ニ)組成分布パラメーターCb:1.02 (ホ)TREFピーク温度:1ピーク (c)市販チーグラー系触媒によるエチレン−1−ブテ
ン共重合体(LL) (イ)密度:0.923g/cm3、 (ロ)MFR:3.0g/10分 (ハ)分子量分布(Mw/Mn):3.7 (ニ)組成分布パラメーターCb:1.5 (ホ)TREFピーク温度:2ピーク
【0057】[実施例1]エチレン共重合体(SLL)
95重量部、スチレン5重量部およびベンゾイルパーオ
キサイド0.1重量部を押出機内にてグラフト反応さ
せ、同時に空冷式インフレーション成形法により厚さ3
0μmのフィルムを成形した。得られたフィルムの物性
の測定を行った。結果を表1に示す。
【0058】[実施例2]エチレン共重合体(mLL)
95重量部、スチレン5重量部およびベンゾイルパーオ
キサイド0.1重量部を押出機内にてグラフト反応さ
せ、同時に空冷式インフレーション成形法により厚さ3
0μmのフィルムを成形した。得られたフィルムの物性
の測定を行った。結果を表1に示す。
【0059】[実施例3]エチレン共重合体(SLL)
90重量部、スチレン10重量部を用いた以外は実施例
1と同様に行いフィルムを得た。得られたフィルムの物
性の測定を行った。結果を表1に示す。 [実施例4]実施例1のポリエチレン−スチレングラフ
ト共重合体90重量部に対して高圧ラジカル法低密度ポ
リエチレン(密度0.920g/cm3、MFR1.0g
/10分)10重量部の組成物以外は実施例1と同様に
行いフィルムを得た。得られたフィルムのヘイズは3.
8%、ヒートシール性が106℃、衝撃強度300kg
・cm/mmであった。
【0060】[比較例1]スチレンを用いず、エチレン
共重合体(LL)のみで空冷式インフレーション成形法
によりフィルム成形を行った。得られたフィルムの物性
の測定を行った。結果を表1に示す。
【0061】[比較例2]スチレンを用いず、エチレン
共重合体(LL)100重量部とベンゾイルパーオキサ
イド0.1重量部を用いて空冷式インフレーション成形
法によりフィルム成形を行った。得られたフィルムの物
性の測定を行った。結果を表1に示す。
【0062】
【表1】
【0063】表1の結果から、スチレンでグラフトした
エチレン共重合体を用いたフィルムは、ヘイズ値、ヒー
トシール性および衝撃強度に優れることが確認された。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリエチ
レン−スチレン系グラフト共重合体およびその組成物に
あっては、上述の(イ)〜(ニ)の要件を満足するエチ
レン(共)重合体80.0〜99.9重量%に、スチレ
ン系化合物を0.1〜20重量%グラフトしてなるもの
であるので、フィルムに成形したとき、強度およびヒー
トシール性に優れ、かつ高い透明性を有するものとな
る。また、このポリエチレン−スチレン系グラフト共重
合体またはその組成物は、従来多くの優れた物性がある
にもかかわらず加工性に問題があるとされてきたエチレ
ン(共)重合体の加工性を大きく改善したものであり、
その適用範囲を大きく広げたものである。
【0065】また、前記エチレン(共)重合体が、さら
に上述の(ホ)の要件を満足すれば、さらに耐熱性およ
び剛性が向上する。また、前記エチレン(共)重合体
が、シングルサイト系触媒によって得られたエチレン
(共)重合体であれば、さらに機械的特性、ヒートシー
ル性等に優れたものとなる。また、本発明のフィルム
は、前記ポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体ま
たはその組成物からなるものであるので、低温で容易に
ヒートシールすることができ、衝撃を受けても破れにく
く、かつ高い透明性を持つものとなる。そして、本発明
のフィルムの製造方法によれば、高強度、易ヒートシー
ル性、高衝撃強度等に加え、良好な透明性を有するフィ
ルムを簡易に、低コストで製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) (C08L 101/16 51:06) Fターム(参考) 4F071 AA15 AA22 AA77 AC08 AH00 BB09 BB12 BC01 BC11 BC16 4J002 BB03X BB04X BB05X BB07X BB08X BB15X BN03W BN06W GG02 4J026 AA11 AA12 AC01 AC04 AC07 AC29 AC36 BA05 BB01 DA02 DA05 DA08 DA17 DB05 DB13 DB40 GA01 GA08 GA09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記(イ)〜(ニ)の要件を満足するエ
    チレン(共)重合体80.0〜99.9重量%に、スチ
    レン系化合物を0.1〜20重量%グラフトしてなるこ
    とを特徴とするポリエチレン−スチレン系グラフト共重
    合体。 (イ)密度が0.86〜0.97g/cm3 (ロ)メルトフローレートが0.01〜100g/10
    分 (ハ)分子量分布(Mw/Mn)が1.5〜5.0 (ニ)組成分布パラメータCbが2.00以下
  2. 【請求項2】 前記エチレン(共)重合体が、更に下記
    (ホ)の要件を満足することを特徴とする請求項1記載
    のポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体。 (ホ)連続昇温溶出分別法(TREF)による溶出温度
    −溶出量曲線のピークが複数個存在すること
  3. 【請求項3】 前記エチレン(共)重合体の(ニ)組成
    分布パラメータCbが、1.08〜2.00であること
    を特徴とする請求項1または請求項2記載のポリエチレ
    ン−スチレン系グラフト共重合体。
  4. 【請求項4】 前記エチレン(共)重合体が、シングル
    サイト系触媒の存在下で、エチレンまたはエチレンと炭
    素数3〜20のα−オレフィンとを(共)重合させるこ
    とにより得られるエチレン単独重合体またはエチレン・
    α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項
    1ないし3いずれか一項に記載のポリエチレン−スチレ
    ン系グラフト共重合体。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4いずれか一項に記載の
    ポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体5重量%以
    上と、他の樹脂成分95重量%以下とを含有することを
    特徴とするポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体
    組成物。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5いずれか一項にに記載
    のポリエチレン−スチレン系グラフト共重合体またはそ
    の組成物からなり、ヘイズ値が20%未満であることを
    特徴とするフィルム。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし5いずれか一項に記載の
    エチレン(共)重合体または該共重合体を含む組成物
    に、スチレン系化合物をフィルム成形機内でグラフト共
    重合させることを特徴とするフィルムの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010535274A (ja) * 2007-07-30 2010-11-18 フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド 向上したバブル安定性を有するポリエチレンフィルム

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