JP2005239741A - ポリオレフィン成型体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、ポリオレフィン系樹脂は衛生性に優れるため、特に食品容器、医療用器具などの用途にも広く利用されている。
一方、ポリオレフィン系樹脂は、加工時の熱酸化劣化により物性が低下したり、着色したりすることがある。そこで、この加工時の熱酸化劣化を抑制するために、ポリオレフィン系樹脂には、一般に、フェノール系やリン系の酸化防止剤が添加されている。
また、内容物が食塩のように塩を有する場合には、フィルムと内容物との接触により、フィルムが変色することが報告されている。このような問題を解決するために、種々のポリオレフィン樹脂組成物が提案されているが、フェノール骨格を含有する耐熱安定剤を使用しない場合、変色は防げるが耐熱安定性は低下するという問題があった。
(1)ΔMFR≦0.35
[樹脂組成物の当初のMFR(メルトフローレート)をMFR(M−1)とし、当該組成物を260℃において5回成形した後のMFRをMFR(M−2)とするとき、ΔMFR=MFR(M−1)−MFR(M−2)である。MFRの単位はg/10分であり、ASTM D1238−65Tに従い、190℃、2.16kg荷重の条件下にて測定する。]
(2)ΔYI≦1.8
[樹脂組成物のインフレーション法でフィルムに成型し、当該フィルムの当初のYI(イエローネスインデックス)をYI−1とし、当該フィルムからなる袋に塩化ナトリウムを充填し、恒温恒湿層(60℃・90%RH)に28日間放置した後のYIをYI−2とするとき、ΔYI=(YI−2)−(YI−1)である]。
本発明において用いられるポリオレフィン系樹脂の190℃で測定されるメルトフローレートは、通常0.1〜50g/10分の範囲にあり、成形性や強度の観点から、好ましくは0.2〜20g/10分の範囲である。
(式中、R1、R2、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基又はフェニル基を表し、R3は水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。Xは硫黄原子又は−CHR6−基(R6は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)を表し、nは0又は1である。Aは炭素数2〜8のアルキレン基又は*−CO(R7)m−基(R7は炭素数1〜8のアルキレン基を、*は酸素原子との結合部位であることを示し、mは0又は1である。)を表す。Y、Zは、そのいずれかの一方がヒドロキシル基、炭素数1〜8のアルコキシ基又は炭素数7〜12のアラルキルオキシ基を表し、他方が水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。)
ここで、炭素数1〜8のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基、i−オクチル基、t−オクチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられ、炭素数5〜8のシクロアルキル基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられ、炭素数6〜12のアルキルシクロアルキル基としては、例えば1−メチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−メチル−4−i−プロピルシクロヘキシル基等が挙げられ、炭素数7〜12のアラルキル基としては、例えばベンジル基、α−メチルベンジル基、α,α−ジメチルベンジル基等が挙げられる。
R2として、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基等の炭素数1〜5のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基である。
R5として、好ましくは水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜8のシクロアルキル基であり、より好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基等の炭素数1〜5のアルキル基である。
置換基R3は、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表し、炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば前記と同様のアルキル基が挙げられる。好ましくは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、より好ましくは水素原子又はメチル基である。
また置換基Xは、nが0である場合、二つのフェノキシ基骨格を有する基が直接結合していることを表し、nが1である場合、硫黄原子又は−CHR6−基(R6は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)を表す。−CHR6−基はメチレン基、炭素数1〜8のアルキル基または炭素数5〜8のシクロアルキル基が置換しているメチレン基を表し、ここで、置換基R6である炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜8のシクロアルキル基としては、それぞれ前記と同様のアルキル基、シクロアルキル基が挙げられる。置換基Xとして、好ましくはnが0であり、二つのフェノキシ基骨格を有する基が直接結合していること、または、nが1であり、メチレン基又はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等が置換したメチレン基である。
ここで、炭素数2〜8のアルキレン基としては、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基等が挙げられ、好ましくはプロピレン基である。また*−COR7−基における*は、カルボニル基がホスファイト基の酸素原子と結合する部分であることを示す。R7における、炭素数1〜8のアルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基等が挙げられる。*−CO(R7)m−基として好ましくは、mが0である*−CO−基、または、mが1でありR7としてはエチレンである*−CO(CH2CH2)−基である。
Y、Zは、そのいずれかの一方がヒドロキシル基、炭素数1〜8のアルコキシ基又は炭素数7〜12のアラルキルオキシ基を表し、他方が水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。
ここで、炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば前記と同様のアルキル基が挙げられ、炭素数1〜8のアルコキシ基としては、例えばアルキル部分が前記の炭素数1〜8のアルキルと同様のアルキルであるアルコキシ基が挙げられる又炭素数7〜12のアラルキルオキシ基としては、例えばアラルキル部分が前記炭素数7〜12のアラルキルと同様のアラルキルであるアラルキルオキシ基が挙げられる。
化合物1:2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン(商品名スミライザーGP、住友化学工業社製)
本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂(A)と亜リン酸エステル類からなる酸化防止剤(B)を混合する方法としては、公知の方法が挙げられ、ドライブレンドする方法、メルトブレンドする方法等が挙げられる。ドライブレンドにおいてはヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー等の各種ブレンダーが用いられ、メルトブレンドにおいては単軸押出機、二軸押出機、バンバリ−ミキサー、熱ロール等の各種ミキサーが用いられる。また、あらかじめ亜リン酸エステル類からなる酸化防止剤(B)を1〜10重量%の高濃度でメルトブレンドしたマスターバッチを作製し、最終的に所望の濃度になるようにマスターバッチをブレンドして使用することもできる。
(1)ΔMFR≦0.35
[ここで樹脂組成物の当初のMFRをMFR(M−1)とし、当該組成物を260℃において5回成形した後のMFRをMFR(M−2)とするとき、ΔMFR=MFR(M−1)−MFR(M−2)である]
好ましくはΔMFR≦0.33、さらに好ましくはΔMFR≦0.30である。
(2)ΔYI≦1.8
[樹脂組成物のインフレーション法でフィルムに成型し、当該フィルムの当初のYIをYI−1とし、当該フィルムからなる袋に塩化ナトリウムを充填し、恒温恒湿層(60℃・90%RH )に28日間放置した後のYIをYI−2とするとき、ΔYI=(YI−2)−(YI−1)である]
好ましくはΔYI≦1.5、さらに好ましくはΔYI≦1.0である。
塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム等のハロゲン化塩;
硫化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の硫化物、硫酸塩;
炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の炭酸塩;
酢酸ナトリウム、ギ酸ナトリウム等の有機酸塩;
水酸化ナトリウム、ナトリウムエトキシド等の塩基性水酸化物、アルコキシド;
なかでもナトリウムを含む塩または塩基化合物に好適に用いることができ、とりわけ塩化ナトリウムの充填用途に好適に用いられる。
PO−1:メタロセン触媒により製造されたエチレン・ヘキセン−1共重合体、MFR=2.1g/10分、密度=926Kg/m3
2.酸化防止剤(B)
AO−1:住友化学工業(株)製、商品名Sumilizer GP
AO−2:チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名Irganox 1076
AO−3:チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名Irganox 3114
AO−4:チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名Irgaphos168
AO−5:チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名Irgaphos38
(1)イエローネスインデックス(YI値)
分光型色差計CM3700d(ミノルタ社製)を用い、YI値を測定する。恒温高湿槽(60℃、28日間)放置後のYIを(YI−2)とし、恒温高湿槽に放置する前のYIを(YI−1)として両者の差(YI−2)―(YI−1)=ΔYIとし、この数値が低いほど着色が抑えられ良好であることを示す。
(2)熱安定性ΔMFRの測定65mmφ押出機(笠松製)を用いて、樹脂組成物を260℃で5回繰り返し溶融押し出して造粒する処理を行い、押し出しする前の最初の樹脂組成物のMFR(M−1)と、5回押し出し造粒を行った後の樹脂組成物のMFR(M−2)とを測定し、両者の差(M−1)−(M−2)=ΔMFRを成形加工時の耐熱性の指標として求める。繰り返しペレタイズにより評価:経時変化を調べた。ポリエチレンの場合、熱劣化によって架橋が進行するため、経時的にMFRは低下し、その後分解により増加する。MFR測定条件は(4)に示す。
(3)密度(単位:Kg/m3)
密度は、190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)測定時に得られたストランドを120℃で2時間処理し、1時間かけて室温まで徐冷した後、密度勾配管を用いて測定した。
(4)メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
ASTM D1238−65Tに従い、190℃、2.16kg荷重の条件下にて測定した。
PO−1(エチレン・ヘキセン−1共重合体、MFR=2.1g/10min、密度=926Kg/m3)のパウダーに、表1に記す熱安定剤を所定量にて、ヘンシェルミキサーを用いて混合した後、65mmφ単軸押出機で溶融混練して造粒した。得られたペレットを公知のインフレーション成形し、フィルムを製造した。製造したフィルムに塩を充填し(縦横20cmにフィルムを切り出したフィルムを3方向にヒートシールをし、袋状にする。その後、袋上部から塩化ナトリウムを充填し、袋上部をヒートシールし密封する)、高温高湿槽(60℃、RH90%、28日間)に放置し、ΔYI値を測定する。
<製膜条件>
<フィルム成形条件>
成形機:モダンマシナリー製65mmφインフレーション成形機
スクリュー:バリアタイプスクリュー
ダイス:125mmφ(径)、3.5mm(リップ幅)
エアーリング:2ギャップタイプ
成形温度:190℃
押出し量:77kg/h
フィルム厚み:60μm
本発明の用件を満足しない比較例1および2は、熱安定性に劣り、塩充填後の着色が認められる。
Claims (4)
- アルキル金属ならびにアルキル土類金属を含む塩または塩基性化合物の充填に用いるポリオレフィン成形体であって、下記要件(1)および(2)を満たすポリオレフィン組成物を成形して得られる成形体。
(1)ΔMFR≦0.35
[樹脂組成物の当初のMFR(メルトフローレート;[g/10分])をMFR(M−1)とし、当該組成物を260℃において5回成形した後のMFR[g/10分]をMFR(M−2)とするとき、ΔMFR=MFR(M−1)−MFR(M−2)である]
(2)ΔYI≦1.8
[樹脂組成物をインフレーション法でフィルムに成型し、当該フィルムの当初のYI(イエローネスインデックス)をYI−1とし、当該フィルムからなる袋に塩化ナトリウムを充填し、恒温恒湿層(60℃・90%RH)に28日間放置した後のYIをYI−2とするとき、ΔYI=(YI−2)−(YI−1)である] - ポリオレフィン系樹脂(A)100重量部に対して、下記一般式(I)で示される亜リン酸エステル類からなる酸化防止剤(B)0.001〜1重量部を含有することを特徴とするアルキル金属ならびにアルキル土類金属を含む塩または塩基性化合物充填用ポリオレフィン成形体。
- ポリオレフィン系樹脂(A)がエチレン−α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項2に記載のポリオレフィン成形体。
- ポリオレフィン成形体がフィルムである請求項1および2に記載のポリオレフィン成形体。
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