JP2009039956A - Evaluation method for extrusion lamination formability of synthetic resin and quality control process using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、押出ラミネート成形用合成樹脂の押出ラミネート成形性評価方法及びこれを用いた品質管理方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating extrusion laminate moldability of a synthetic resin for extrusion laminate molding and a quality control method using the same.
押出ラミネート成形は、紙や金属箔、プラスチックフィルムと合成樹脂を貼り合わせる方法であり、広く産業界で用いられている。近年、各産業において高い生産性が求められており、この押出ラミネート分野も同様である。押出ラミネート成形における生産性を表す指標の一つに、ネックインがある。ネックインは、Tダイから押出されたフィルム状の溶融樹脂の幅が冷却ロールに接するまでの間に減少する現象のことであり、ダイ開口幅から冷却したフィルム幅を差し引くことにより求められる。ネックインが大きいほどエッジビーズと呼ばれるロスが多くなり生産性に劣ることが知られており、使用する合成樹脂のネックインレベルを事前に予測し品質を管理することは、押出ラミネート成形業者にとって非常に重要であり、従来より検討されてきた。 Extrusion laminate molding is a method of bonding paper, metal foil, plastic film and synthetic resin, and is widely used in industry. In recent years, high productivity has been demanded in each industry, and the same applies to the extrusion laminate field. One of the indexes representing productivity in extrusion lamination is neck-in. Neck-in is a phenomenon in which the width of the film-like molten resin extruded from the T-die decreases until it comes into contact with the cooling roll, and is determined by subtracting the cooled film width from the die opening width. It is known that the larger the neck-in, the more loss called edge beads and the lower the productivity, and it is very important for extrusion laminate molders to predict the neck-in level of the synthetic resin used in advance and control the quality. It has been studied for some time.
Honkanen等は、高圧法低密度ポリエチレンのネックインが分子量分布や長鎖分岐度により決定されると提案している(非特許文献1参照。)が、これらの測定方法は煩雑であるとともに、高分子量成分の正確な値を出すのが困難であり、簡便な方法が求められる品質管理方法としては不適である。また、Chai等は、円錐円板型レオメーターにより求めた貯蔵弾性率がネックインとよい関係を示すことを提案している(非特許文献2参照。)。しかしこの方法は、一部の限定されたサンプルのネックインを予測できるに過ぎない。このことは、押出ラミネート成形性が、貯蔵弾性率のような線形粘弾性ではなく、非線形領域の粘弾性を反映するためと考えられる。また、この文献2では、溶融張力もネックインとよい相関を示すと提案されているが、この方法も線形粘弾性が類似した一部のサンプルに関してのみ押出ラミネート加工性を予測することができるに過ぎない。 Honkanen et al. Have proposed that the neck-in of high-pressure low-density polyethylene is determined by the molecular weight distribution and the degree of long-chain branching (see Non-Patent Document 1), but these measurement methods are complicated and expensive. It is difficult to obtain an accurate value of the molecular weight component, and it is not suitable as a quality control method that requires a simple method. Chai et al. Have proposed that the storage elastic modulus obtained by a conical disk type rheometer shows a good relationship with neck-in (see Non-Patent Document 2). However, this method can only predict the neck-in of some limited samples. This is presumably because the extrusion laminate formability reflects the viscoelasticity in the nonlinear region, not the linear viscoelasticity like the storage elastic modulus. Further, in this document 2, it is proposed that the melt tension also shows a good correlation with the neck-in, but this method can also predict the extrusion laminate processability only for some samples with similar linear viscoelasticity. Not too much.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、押出ラミネート装置による評価を行う必要がなく、少量の試料にて押出ラミネート加工性、特にネックインを評価することが可能な合成樹脂の押出ラミネート成形性評価方法及びこれを用いた品質管理方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not require evaluation by an extrusion laminating apparatus. Extrusion of a synthetic resin capable of evaluating extrusion laminating property, particularly neck-in, with a small amount of sample. A laminate moldability evaluation method and a quality control method using the same are provided.
本発明社は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、毛管粘度計を用い測定した溶融張力Fと、円錐円板型粘度計を用い測定した貯蔵弾性率G’と損失弾性率G’’から算出した粘度比により、合成樹脂のネックインレベルの評価が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has obtained a melt tension F measured using a capillary viscometer, a storage elastic modulus G ′ and a loss elastic modulus G ″ measured using a conical disk type viscometer. From the viscosity ratio calculated from the above, it was found that the neck-in level of the synthetic resin can be evaluated, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、合成樹脂の溶融張力F(mN)から式(1)により算出した粘度ηDF(Pa・秒)と、貯蔵弾性率G’(Pa)と損失弾性率G’’(Pa)から式(2)により算出した粘度η+との粘度比(ηDF/η+)を算出することによる押出ラミネート成形性の評価方法およびこれを用いた合成樹脂の品質管理方法に関するものである。 That is, in the present invention, the viscosity η DF (Pa · sec) calculated from the melt tension F (mN) of the synthetic resin by the equation (1), the storage elastic modulus G ′ (Pa), and the loss elastic modulus G ″ (Pa ) To a viscosity ratio (η DF / η + ) calculated with the formula η + calculated from the formula (2), and an evaluation method of extrusion laminate formability and a quality control method of a synthetic resin using the same .
本発明を構成する溶融張力Fは、Polymer,Vol.42,8,663頁 2001年や特開2006−43911号公報に記載されている公知の方法であり、毛管粘度計を用いることにより求めることができる。 The melt tension F constituting the present invention is described in Polymer, Vol. 42,8,663 pages It is a well-known method described in 2001 or JP-A-2006-43911, and can be determined by using a capillary viscometer.
この溶融張力Fから、式(1)を用い、粘度ηDFを求める。 From this melt tension F, the viscosity η DF is determined using the equation (1).
本発明を構成する貯蔵弾性率G’および損失弾性率G’’は、円錐円板型粘度計を用い、公知の方法により求めることができる。溶融張力Fの測定と同じ温度において求めた各角周波数における貯蔵弾性率G’と損失弾性率G’’から、日本レオロジー学会誌 1976年 4号、166頁にて提案された式(2)を用い粘度η+を求める。 The storage elastic modulus G ′ and the loss elastic modulus G ″ constituting the present invention can be obtained by a known method using a conical disk type viscometer. From the storage elastic modulus G ′ and the loss elastic modulus G ″ at each angular frequency obtained at the same temperature as the measurement of the melt tension F, the equation (2) proposed in Journal of Japanese Society of Rheology 1976 No. 4, page 166 is obtained. Use viscosity η + .
このようにして求めた粘度ηDFと粘度η+の比(ηDF/η+)から、合成樹脂のネックインを評価することができる。粘度ηDFと粘度η+の比(ηDF/η+)が高いほどネックインが小さく、粘度ηDFと粘度η+の比(ηDF/η+)が小さいほどネックインは大きい。本発明の方法は、僅かな量(数10g)の合成樹脂があれば評価が可能であり、樹脂メーカーにおける出荷時の品質管理やラミネート成形メーカーにおける合成樹脂の受け入れ時の品質管理方法として非常に有益である。品質管理は、一定範囲の粘度ηDFと粘度η+の比(ηDF/η+)の値を規格幅とすることにより可能となる。この場合、好ましい粘度ηDFと粘度η+の比(ηDF/η+)の範囲は、ラミネート成形条件により異なるため、適宜設定することができる。 The neck-in of the synthetic resin can be evaluated from the ratio (η DF / η + ) of the viscosity η DF and the viscosity η + thus determined. Viscosity eta DF and viscosity eta + ratio (η DF / η +) is the higher neck-in reduced neck-in large enough viscosity eta DF and viscosity eta + ratio (η DF / η +) is small. The method of the present invention can be evaluated if there is a small amount (several tens of grams) of synthetic resin, and is very useful as a quality control method at the time of shipment at the resin manufacturer and at the time of acceptance of the synthetic resin at the laminate molding manufacturer. It is beneficial. Quality control is possible by setting the value of the ratio (η DF / η + ) of the viscosity η DF to the viscosity η + in a certain range as the standard width. In this case, the preferable range of the ratio of the viscosity η DF to the viscosity η + (η DF / η + ) varies depending on the lamination molding conditions, and can be set as appropriate.
本発明を構成する合成樹脂は、特に限定するものではないが、押出ラミネート成形に用いられる低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・1−へキセン共重合体、エチレン・1−オクテン共重合体、エチレン・4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・メタクリル酸エステル共重合体等のエチレン系重合体、ポリプロピレン、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体などのプロピレン系重合体、ポリ1−ブテン、ポリ1−ヘキセン、ポリ4−メチル−1−ペンテン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリカーボネートなどを例示することができる。 The synthetic resin constituting the present invention is not particularly limited, but low density polyethylene, high density polyethylene, ethylene / 1-butene copolymer, ethylene / 1-hexene copolymer used for extrusion lamination molding, Ethylene / 1-octene copolymer, ethylene-4-methyl-1-pentene copolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / acrylic acid copolymer, ethylene / methacrylic acid copolymer, ethylene / acrylic acid Ester copolymer, ethylene polymer such as ethylene / methacrylic acid ester copolymer, polypropylene, propylene polymer such as propylene / ethylene copolymer, propylene / 1-butene copolymer, poly 1-butene, poly Polyolefins such as 1-hexene and poly-4-methyl-1-pentene, polyethylene terephthalate, etc. Polyesters, polyamides, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl acetate copolymer saponification product, and the like can be exemplified polycarbonate.
本発明のネックイン評価方法は、押出ラミネート装置による評価を行う必要がなく、少量の試料にて押出ラミネート加工性、特にネックインを評価することが可能であり、非常に有用である。 The neck-in evaluation method of the present invention does not need to be evaluated by an extrusion laminating apparatus, and can be evaluated for extrusion lamination processability, particularly neck-in, with a small amount of sample, and is very useful.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
以下に、物性、加工性の測定方法と評価方法を示す。 The measurement methods and evaluation methods for physical properties and workability are shown below.
(1)メルトマスフローレート(MFR)
JIS K6922−1(1997年)に準拠して測定した。
(1) Melt mass flow rate (MFR)
It measured based on JISK6922-1 (1997).
(2)密度
JIS K6922−1(1997年)に準拠して測定した。
(2) Density The density was measured in accordance with JIS K6922-1 (1997).
(3)ネックイン
25mmΦのスクリューを有する押出ラミネーター(ムサシノキカイ(株)製)を用いた。ネックインは引き取り速度40m/分、ポリエチレンの押出量6kg/時におけるポリエチレンフィルムの巾を測定し、ダイ開口巾(300mm)の差を計算することで求めた。樹脂温度は320℃とした。
(3) Neck-in An extrusion laminator (manufactured by Musashinokikai Co., Ltd.) having a screw of 25 mmφ was used. The neck-in was determined by measuring the width of the polyethylene film at a take-up speed of 40 m / min and a polyethylene extrusion rate of 6 kg / hour, and calculating the difference in die opening width (300 mm). The resin temperature was 320 ° C.
(4)溶融張力F
バレル直径9.55mmの毛管粘度計(東洋精機製作所製、商品名:キャピログラフ)に、長さが8mm,直径(rdie)が2.095mm、流入角が90°のダイを装着し測定した。測定温度は190℃に設定し、ピストン降下速度を10mm/分、ストランドの巻き取り速度を(vc−r)0.167(m/秒)に設定し、引き取りに必要な荷重(mN)を溶融張力Fとした。Lは実測により0.05m、rc−rは0.0003m、vdieは0.0035m/秒であり、tは1.2秒であった。
(4) Melt tension F
A capillary viscometer (trade name: Capillograph, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) having a barrel diameter of 9.55 mm was attached to a die having a length of 8 mm, a diameter (r die ) of 2.095 mm, and an inflow angle of 90 °. The measurement temperature is set to 190 ° C., the piston lowering speed is set to 10 mm / min, the winding speed of the strand is set to (v c−r ) 0.167 (m / sec), and the load (mN) necessary for take-up is set. The melt tension was F. L was 0.05 m by actual measurement, r cr was 0.0003 m, v die was 0.0035 m / sec, and t was 1.2 sec.
(5)貯蔵弾性率G’と損失弾性率G’’
円錐円板型粘度計(レオロジ(株)製、商品名MR−500)を使用し、角速度0.03〜28.9(ラジアン/秒)、温度190℃で動的粘弾性の角速度依存性を測定した。なお、歪みは1%以下の線形領域で測定した。
(5) Storage elastic modulus G ′ and loss elastic modulus G ″
Using a conical disk type viscometer (trade name MR-500, manufactured by Rheology Co., Ltd.), the angular velocity dependence of dynamic viscoelasticity at an angular velocity of 0.03 to 28.9 (radians / second) and a temperature of 190 ° C. It was measured. The strain was measured in a linear region of 1% or less.
実施例1
ネックイン値の異なる合成樹脂として、MFRが3g/10分、密度が924kg/m3である低密度ポリエチレン(東ソー製、商品名ペトロセン205)、MFRが8g/10分、密度が919kg/m3である低密度ポリエチレン(東ソー製、商品名ペトロセン203)、MFRが8g/10分、密度が918kg/m3である低密度ポリエチレン(東ソー製、商品名ペトロセン213)、MFRが13g/10分、密度が919kg/m3である低密度ポリエチレン(東ソー製、商品名ペトロセン212)を用い、ネックイン、溶融張力F、貯蔵弾性率G’、損失弾性率G’’を測定した。この測定結果、およびηDF/η+を計算した結果を表1に示す。ネックインの小さい試料ほどηDF/η+が大きく、ηDF/η+によりネックインの品質管理が可能であった。一方、従来の方法であるMFRや溶融張力は、ネックイン値との相関がなく、ネックインの品質管理には不向きであった。
Example 1
As synthetic resins having different neck-in values, low density polyethylene (trade name Petrocene 205, manufactured by Tosoh Corporation) having an MFR of 3 g / 10 min and a density of 924 kg / m 3 , an MFR of 8 g / 10 min, and a density of 919 kg / m 3 Low density polyethylene (trade name Petrocene 203, manufactured by Tosoh Corporation), low density polyethylene (Made by Tosoh Corporation, trade name Petrocene 213), MFR 8 g / 10 min, density 918 kg / m 3 , MFR 13 g / 10 min. Neck-in, melt tension F, storage elastic modulus G ′, and loss elastic modulus G ″ were measured using low-density polyethylene having a density of 919 kg / m 3 (trade name Petrocene 212 manufactured by Tosoh Corporation). The measurement results and the results of calculating η DF / η + are shown in Table 1. Smaller sample of neck-η DF / η + large, was possible quality control of neck-by η DF / η +. On the other hand, conventional methods such as MFR and melt tension have no correlation with the neck-in value, and are not suitable for neck-in quality control.
Claims (3)
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JP2014028469A (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Mitsui Chemicals Tohcello Inc | Sheet molding method |
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