JP2005213318A - ポリオレフィン系樹脂組成物とその成形品 - Google Patents
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Abstract
近年、層状無機化合物及び/又は造核剤をポリオレフイン系熱可塑性樹脂に配合した、樹脂組成物の透明性の改質が盛んに検討されている。
そこで本発明では、ポリオレフィン系樹脂の改質に層状無機化合物及び/又は造核剤を一定層流状の周速度により攪拌分散することで、従来品に見られない耐熱性、機械的物性等に優れたポリオレフィン系樹脂組成物及びその製造方法を開発したのである。
【解決手段】
本発明は、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂100重量部に対して、層状無機化合物及び/又は造核剤0.001〜40重量部の混合物を、周速度8m/Sec以上で層流する混合機を用い、該ポリオレフィン系熱可塑性樹脂の軟化点以下で混合分散して得ることを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物を開発したのである。
【選択図】 なし
Description
このため従来より、高透明性包装材の素材としては、ポリ塩化ビニ−ル、ポリスチレンなどが広く使用されてきたが、これらは原料となるモノマ−の毒性問題や廃棄物処理の困難さなどから製造あるいは用途の面で次第に制約を受けつつあるのが現状であり、これらに代わる新規素材の開発が、包装業界で大きな課題となっている。
また近年、造核剤を用いないでポリオレフィン系熱可塑性樹脂の透明性を向上する一つの方法として、熱可塑性樹脂中に有機処理層状無機化合物を配合した、所謂ナノコンポジットが開発検討されている。
しかしながら、熱可塑性樹脂中に層状化合物を分散させることは、その処理方法が容易でなく、例えば、特開平6−93133号(特許文献2)では、有機化された層状無機化合物を有機溶媒に分散させるともに、熱可塑性樹脂を溶媒に溶解させ、両者を混合する方法が記載されている。
特開平9−183910号(特許文献4)では、層状無機化合物を水に膨潤させたもの若しくは有機化された層状化合物を有機溶媒に膨潤させたものを、樹脂ともに特定条件下で混練する方法が記載されている。
一方、無機層状化合物を配合の樹脂組成物の製法では、予め無機層状化合物を溶剤中で有機化合物により処理した後に、これを樹脂に配合することが一般に行われている。
しかし、これらの方法では、ポリオレフィンなど極性のないポリエチレンやポリプロピレンに有機化処理の層状無機化合物の配合方法では、いずれの引用例の特許公報でも十分に満足する技術は未だ見い出されないのが現状である。
不適当である。
また、特許文献4では層状化合物を膨潤して樹脂融点以上に暫く放置すると、凝集を生じる欠点があると言われており、高温での操作が必要なポリエチレンやオリプロピレンには不適当である。
そこで、上記の様な従来から採用の方法を用いずに簡便な方法で、層状無機化合物及び/又は造核剤配合のポリオレフィン系樹脂組成物を得るために、混合(配合)条件を特定することにより得ることを、検討したのである。
即ち、ヘンシェルミキサ−では、混合速度が(イ)及び(ロ)の2種からなっており、一定方向への層流で混合するのでなく、乱流を繰り返すことで混合操作が行われており、この様な方法では本発明者が求めている透明性を満足するポリオレフィン系樹脂組成物が得られないことを知見したのである。
具体的な例として、ジベンジリデンソルビト−ル、アジピン酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、芳香族リン酸エステル系化合物の市販商品品例としてADK・STABのNA−11やNA−21(旭電化工業製商品)等が挙げられる。
本発明に於いては、本発明で使用する混合物を周速度を8m/Sec以上で一定方向に層流可能な混合機を用い、混合分散する際には使用するポリオレフィン系熱可塑性樹脂の軟化点(JIS−K−7206に準拠し測定)以下で混合攪拌する。尚、該軟化点以下で攪拌分散すると、層状無機化合物及び/又は造核剤のポリオレフィン系熱可塑性樹脂への均一な分散物が得られず、好ましくない。
これら平均粒径の測定には、日機装社製マイクロトラック粒子径分布測定装置を使用して、メディアン径を測定した。
本発明に於いて使用の混合機は、8m/Sec以上で一定方向へ層流状の周速度を発揮するものとして、数種類の混合機が挙げられるが、最も汎用な装置として米国特許3266738号に基づくもので米国 DRAISWERKE社製のモデルGシリ−ズ装置、同モデルGSシリ−ズ装置が挙げられる。
更に、該モデルGシリ−ズの混合機では、投入口が混合機上部に設置されたホッパ−型であり、最初から8m/Sec以上の一定スピ−ドの周速度が容易に得られので好ましい。
尚、攪拌軸及び円筒形の槽が基盤に対して縦型である縦型ミキサ−の場合でも、8m/Sec以上の一定スピ−ドの周速度が得られる様に設計されたものであれば良く、例えば、ヘンシェルミキサ−の様な筒形槽が縦に設置された場合でも、円筒槽の内側面のみに沿った攪拌を使用したものであり一方向の層流攪拌ができれば、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、容易に得られるものである。
請求項1に記載の周速度に限定することで、透明性、機械物性等に優れた本発明のポリオレフィン系樹脂組成物が容易に得られるのである。
尚、本発明品のポリオレフィン系樹脂組成物の製造に適した混合機として周速度が90m/Secより大きい市販品は見当たらない。
従って、この様にして得られた本発明品は、この特徴を生かした各種成形品の用途に使用可能であり、特にフィルム成形品として最適である。
請求項2の製造法では、本発明で混合物の混合分散で、混合機の周速度を8m/Sec以上に特定することで、分散に優れた効果が発揮され、従来法での熱可塑性樹脂と無機化合物(フィラ−)をヘンシェルミキサ−等による乱流混合による混合した場合に比較して、少量の層状無機化合物及び/又は造核剤の配合により透明性と機械的物性の向上したものポリオレフィン系樹脂組成物を製造するものである。
層状無機化合物の配合では、モンモリロナイトが非常に分散性に富んでおり、透明性と機械的強度に向上するので好ましい。
従来よりポリエチレン樹脂に造核剤を配合して透明性を向上する試みは、多く検討されているが満足する結果が得られていないのが現状である。
一方、本願発明による攪拌混合によって得られるポリオレフイン系樹脂組成物は、従来法による造核剤の配合による透明度(JIS−K−7136−1に準じたHAZE値)の測定でも、優れた効果が発揮されている。
また、多量生産が困難であるとされたポリエチレンに層状無機化合物が容易に配合可能であり、透明性、機械的物性等が非常に向上した製品が得られる。
従来より、ポリプロピレン樹脂は、耐熱性に優れていることから加熱可能な容器として使用されているがポリエステル樹脂や塩化ビニ−ル樹脂に比較して透明性に劣り、内容物の確認が求められている食品容器としての使用が制限されていた。
しかし、本発明で得られる容器類の成形品は、透明性が良好であり食品類を詰める容器として最適で、電子レンジ加熱での使用も容易となる。
本発明で得られる容器類の成形品は、透明性が良好であり食品類を詰める容器として最適である。更に、請求項5にも記載の通り、ポリプロピレンを使用した場合、耐熱性にも優れ電子レンジ加熱での使用も容易となる。
本発明のフィルム成形品は、従来法で製造したフィルム成形品に比較して、透明性に優れている。特に、低密度ポリエチレンを使用したフィルム(シ−ト)成形品の製造に最適である。
尚、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を製造の際に、その特徴を損なわない程度で各種添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤等安定剤を配合しても良い。また、剛性、耐熱性等を向上するために必要に応じて、シリカ、炭酸カルシウム等を配合しても良い。
実施例1
MFR5g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点100.2℃(JIS−K−7206に準拠)の低密度ポリエチレン(三井化学株式会社製商品:ミラソン11P、3mm径ペレット)100部、リン酸エステル金属塩系核剤(旭電化工業社製商品:アデカスタブNA−11)0.1部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度を26m/secとして5分間攪拌分散して、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は27.8であった。
得られた本発明のポリオレフィン系樹脂組成物について、下記の(a)透明性の測定法により測定する。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を230℃、3分間加熱して、厚さ1mmの測定用試料を作成する。該試料を用い、直読ヘ−ズメ−タ(東洋精機製作所製)を使用して、HAZE値をJIS−K−7136−1に準じて測定し、透明性を調べる。
実施例1に於いて、混合機の一定の周速度を10m/secとした以外は実施例1と同様にして、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は28.1であった。
実施例3
実施例1に於いて、混合機の一定の周速度を90m/secとした以外は実施例1と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は26.2であった。
実施例1に於いて、混合機の一定の周速度を90m/secとした以外は実施例1と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は26.2であった。
実施例4
実施例1に於いて、使用した造核剤をベンジリデンソルビトール系核剤(新日本理化株式会社製 商品名:ゲルオールHD)とした以外は実施例1と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は38.4であった。
実施例1に於いて、造核剤の使用量を6.82重量部とした以外は実施例1と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は29.4であった。
実施例6
実施例1に於いて、造核剤の使用量を33.3重量部とした以外は実施例1と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は32.8であった。
MFR5g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点100.2℃(JIS−K−7206に準拠)の低密度ポリエチレン(三井化学株式会社製商品:ミラソン11P、3mm径ペレット)100部、無機層状化合物である有機化未処理モンモリロナイト(Sud Chemie社製商品:OPTIGEL CL)6.82部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度の中心を26m/secとして5分間攪拌分散して、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は69.6であった。
実施例7に於いて、無機層状化合物の種類を膨潤性マイカ(コープケミカル社製商品:ソマシフME−100)とした以外は実施例7と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は50.0であった。
実施例9
MFR5g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点100.2℃(JIS−K−7206に準拠)の低密度ポリエチレン(三井化学株式会社製商品:ミラソン11P、3mm径ペレット)100部、無機層状化合物である有機化未処理モンモリロナイト(Sud Chemie社製商品:OPTIGEL CL)0.1部及び、リン酸エステル金属塩系核剤(旭電化工業株式会社製 商品名:アデカスタブNA−11)0.1部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度の中心を26m/secとして5分間攪拌分散して、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は32.9であった。
実施例1に於いて、混合機の一定の周速度を10m/secとした以外は実施例1と同様にして、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は28.1であった。
実施例11
実施例11に於いて、無機層状化合物の使用量を6.82重量部、造核剤の使用量を6.82重量部とした以外は実施例11と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は58.4であった。
MFR20g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点159.9℃(JIS−K−7206に準拠)のポリプロピレン(出光石油化学株式会社製商品:J2000GP、3mm径ペレット)100部、リン酸エステル金属塩系核剤(旭電化工業社製商品:アデカスタブNA−11)0.1部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度を26m/secとして5分間攪拌分散して、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は38.5であった。
実施例14に於いて、混合機の一定の周速度を10m/secとした以外は実施例14と同様にして、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は39.9であった。
実施例14
実施例14に於いて、混合機の一定の周速度を90m/secとした以外は実施例14と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は35.7であった。
実施例14に於いて、造核剤の使用量を6.82重量部とした以外は実施例14と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は53.7であった。
実施例16
実施例14に於いて、造核剤の使用量を33.3重量部とした以外は実施例14と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は70.0であった。
実施例20
実施例21に於いて、無機層状化合物の使用量を6.82重量部、造核剤の使用量を6.82重量部とした以外は実施例21と同様にして、本発明の塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は73.7であった。
実施例1で使用の混合機を、容量5リットル横型ミキサ−(米国DARISWERKE社製:GELIMAT)にかえる以外は、実施例1と同じである。
得られた樹脂組成物のHAZE値は27.5であった。
MFR5g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点100.2℃(JIS−K−7206に準拠)の低密度ポリエチレン(三井化学株式会社製商品:ミラソン11P、3mm径ペレット)100部を使用し、造核剤を何も使用しない、所謂ナチュラル樹脂を攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合機の一定の周速度を26m/secとして5分間攪拌して、ポリオレフィン樹脂を得た。該樹脂のHAZE値は92.8であった。
MFR5g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点100.2℃(JIS−K−7206に準拠)の低密度ポリエチレン(三井化学株式会社製商品:ミラソン11P、3mm径ペレット)100部、リン酸エステル金属塩系核剤(旭電化工業社製商品:アデカスタブNA−11)0.0001部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度を26m/secとして5分間攪拌分散して、ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は89.2であった。
比較例3
比較例2に於いて、造核剤の使用量を50部とした以外は比較例2と同様にして、塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は84.7であった。
MFR5g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点100.2℃(JIS−K−7206に準拠)の低密度ポリエチレン(三井化学株式会社製商品:ミラソン11P、3mm径ペレット)100部、無機層状化合物である有機化未処理モンモリロナイト(Sud Chemie社製商品:OPTIGEL CL)0.0001部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度の中心を26m/secとして5分間攪拌分散して、ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は90.1であった。
比較例4に於いて、有機化未処理モンモリロナイトの使用量を50部とした以外は比較例4と同様にして、塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は88.2であった。
比較例6
MFR5g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点100.2℃(JIS−K−7206に準拠)の低密度ポリエチレン(三井化学株式会社製商品:ミラソン11P、3mm径ペレット)100部、無機層状化合物である有機化未処理モンモリロナイト(Sud Chemie社製商品:OPTIGEL CL)25部及び、リン酸エステル金属塩系核剤(旭電化工業株式会社製 商品名:アデカスタブNA−11)25部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度の中心を26m/secとして5分間攪拌分散して、ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は77.7であった。
実施例1において、混合攪拌に使用する混合機を東洋精機株式会社製ラボプラストミルとして、周速度の中心を0.2m/secとした以外は実施例1と同様として塊状のポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は58.6であった。
比較例8
MFR20g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点159.9℃(JIS−K−7206に準拠)のポリプロピレン(出光石油化学株式会社製商品:J2000GP、3mm径ペレット)100部を使用し、造核剤を何も使用しない、所謂ナチュラル樹脂を攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合機の一定の周速度を26m/secとして5分間攪拌して、ポリオレフィン樹脂を得た。該樹脂組成物のHAZE値は80.5であった。
MFR20g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点159.9℃(JIS−K−7206に準拠)のポリプロピレン(出光石油化学株式会社製商品:J2000GP、3mm径ペレット)100部、リン酸エステル金属塩系核剤(旭電化工業社製商品:アデカスタブNA−11)0.0001部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度を26m/secとして5分間攪拌分散して、ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は79.9であった。
比較例9に於いて、造核剤の使用量を50部とした以外は比較例9と同様にして、塊状ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は72.3であった。
比較例11
MFR20g/10分(JIS−K−7210に準拠)、軟化点159.9℃(JIS−K−7206に準拠)のポリプロピレン(出光石油化学株式会社製商品:J2000GP、3mm径ペレット)100部、無機層状化合物である有機化未処理モンモリロナイト(Sud Chemie社製商品:OPTIGEL CL)25部及び、リン酸エステル金属塩系核剤(旭電化工業株式会社製 商品名:アデカスタブNA−11)25部を、攪拌羽根が底部材に平行に取り付けられた縦型の円筒槽で一定スピードの周速度が得られる混合機を使用しホッパー口より投入し、混合条件として、混合機の一定の周速度の中心を26m/secとして5分間攪拌分散して、ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。該樹脂組成物のHAZE値は78.4であった。
しかも、従来品と変わらぬ弾性率や引張り強度等機械的強度が良好な樹脂組成物が容易に得られるのである。
従って、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を用いて容器やフィルム成形品を製造した場合には、透明性の良好な、引張り強度等が優れた製品が容易に得られので、包装フイルム、食品容器等各種製品に優れた効果を発揮するものである。
Claims (7)
- ポリオレフィン系熱可塑性樹脂100重量部に対して、層状無機化合物及び/又は造核剤0.001〜40重量部を加えた混合物を、周速度8m/Sec以上で層流する混合機を用い、該ポリオレフィン系熱可塑性樹脂の軟化点以下で混合分散して得ることを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物。
- ポリオレフィン系熱可塑性樹脂100重量部に対して、層状無機化合物及び/又は造核剤0.001〜40重量部を加えた混合物を、周速度8m/Sec以上で層流する混合機を用い、該ポリオレフィン系熱可塑性樹脂の軟化点以下で混合分散して得ることを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1記載の層状無機化合物がモンモリロナイトであるポリオレフィン系樹脂組成物。
- 請求項1又は3記載のポリオレフイン系熱可塑性樹脂が、ポリエチレンであるポリオレフィン系樹脂組成物。
- 請求項1又は3記載のポリオレフィン系熱可塑性樹脂が、ポリプロピレンであるポリオレフィン系樹脂組成物。
- 請求項1、3、4又は5記載のポリオレフィン系樹脂組成物を用いて得られる成形品。
- 請求項1、3、4、5又は6記載のポリオレフィン系熱可塑性樹脂を用いて得られるフイルム成形品。
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JP2006328121A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Tokyo Printing Ink Mfg Co Ltd | 造核剤含有ポリエチレン樹脂組成物及びその製造方法 |
JP2007206888A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 応答生成装置、方法及びプログラム |
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-
2004
- 2004-01-28 JP JP2004019665A patent/JP2005213318A/ja active Pending
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