JP2010248438A - プロピレン系成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メルトフローレートが3以上100以下であるプロピレン系(共)重合体100重量部に対し、下記化学構造式(1)で示される透明化核剤(A)を0.01〜2.0重量部配合することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物を射出成形してなる、肉厚1mm以下の透明薄肉成形品。
【化1】
[但し、nは、0〜2の整数であり、R1〜R5は、同一または異なって、それぞれ水素原子もしくは炭素数が1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、カルボニル基、ハロゲン基およびフェニル基であり、R6は、炭素数が1〜20のアルキル基である。]
【選択図】なし
Description
(1)プロピレン系(共)重合体
本発明のプロピレン系樹脂組成物で用いられるプロピレン系(共)重合体に関する、具体的な(共)重合体の例を挙げると、最も代表的なものはプロピレン単独重合体である。同様に、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1の少なくとも一種のα−オレフインを好ましくは0.1〜20重量%、好ましくは1〜8重量%程度含む、プロピレンとα−オレフイン共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体が挙げられる。具体的には、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−ペンテン−1共重合体、プロピレン−ヘキセン−1共重合体、プロピレン−オクテン−1共重合体のような二元共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−エチレン−ヘキセン−1共重合体のような各種三元共重合体である。そのプロピレン系(共)重合体の構造は、例えばランダム共重合体、グラフト共重合体、またはブロック共重合体が挙げられる。特にプロピレン系ブロック共重合体の場合には、前段工程と後段工程の多段工程を用いて、前段工程でプロピレンもしくはプロピレンとエチレンを、後段工程でプロピレンとエチレンまたはブテン−1などを共重合することにより製造されるブロック共重合体などが挙げられる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物に用いられる透明化核剤(A)は、下記化学構造式(1)で示される透明化核剤である。
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、プロピレン系(共)重合体および透明化核剤(A)に加えて、プロピレン系(共)重合体の安定剤などとして使用されている各種酸化防止剤、中和剤、滑剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を配合することができる。
[式中、xは、0<x≦0.5であり、mは3以下の数である。]
[Al2Li(OH)6]nX・mH2O …(4)
[式中、Xは、無機または有機のアニオンであり、nはアニオン(X)の価数であり、mは3以下である。]
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、プロピレン系(共)重合体、透明化核剤(A)および必要に応じて用いる他の添加剤を、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、リボンブレンダー等に投入して混合した後、通常の単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、プラベンダー、ロール等で160〜280℃の温度範囲で溶融混練することにより得ることができる。
本発明の透明薄肉成形品は、上記のプロピレン系樹脂組成物を、公知の射出成形機により射出成形することにより得られる肉厚が1mm以下の成形品であり、例えば、肉厚が、1mm、0.8mm、0.5mm、0.3mm、0.1mm程度のものである。このような透明薄肉成形品においては、透明化核剤による透明化効果をより一段と高めることができる。プロピレン系(共)重合体を成形する場合、特に射出成形をする場合には、溶融状態から急冷されることになる。通常、金型に接触する表面部分の重合体が冷却され、次いで順次内部に向かって冷却されるが、冷却速度に傾斜が生じることになるために、成形品の厚さ方向に従って、結晶化の程度が異なることになる。その結果、金型接触部分、すなわち成形品の表面近傍(スキン層)においては、プロピレン系組成物が瞬時に冷却されるため、可視光線の波長に対して非常に小さいサイズの結晶しか形成されず、可視光線の透過をほとんど妨げることがない、非常に透明な層を形成する。一方、冷却速度が比較的遅い成形品の内部(コア層)においては、可視光線の波長に対して十分に小さいとは言えないサイズの結晶が成長する可能性がある。その結果、コア層の透明性はスキン層に比べて劣ることが多い。このように、成形品の透明性は、その表面と内部とで異なる傾向が観察されるのが一般的である。このような傾向は、プロピレン系(共)重合体の設計、透明化核剤の使用、成形条件等の最適化によりある程度是正できるが、厚肉成形品ではある程度避けがたい問題であった。
その一方で、肉厚が薄くなると成形品の剛性が低下するため、結晶性の異方性に伴う収縮率の異方性がわずかでもあれば、容器全体が変形して反りやすくなる。しかし、収縮率の異方性が非常に小さいという特徴を持つ本発明の組成物を用いて成形することにより、反り変形を非常に小さくすることが可能である。また、同時に非常に高い透明性と臭気の少なさが実現されることを特徴とする。その結果、非常に高い意匠性、クリーン性、寸法精度が要求される用途に好適である。
(1)メルトフローレート(MFR)
JIS K7120:1999、230℃ 2.16kg荷重に準拠して測定した。
JIS K7122:1987に準拠して示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ社製DSC6200)を用いて、昇温速度10℃/分にて融解熱を求めた。この指標は結晶化の度合いを示す指標であり、ポリプロピレンの完全結晶の融解熱である209J/gと比較することにより、結晶化度を見積もることができる。
13C−NMRにより、エチレン含有量、およびブテン−1含有量を測定した。その測定条件は以下の通りである。
機種:日本電子(株)製GSX−400
溶媒:o−ジクロルベンゼン:重ベンゼン=4:1(体積比)
濃度:100mg/ml
温度:130℃
パルス角:90°
パルス間隔:15秒
積算回数:5,000回以上
東芝機械製EC100射出成形機により、成形温度220℃、金型温度40℃で厚さ1mmのシート状試験片を作成し、JIS K7105:1981に準拠して測定した。この値が小さいほど透明であることを意味し、一般には高透明・高光沢な成形品としての外観意匠性が高いことになる。
ペレット20mgを200℃に加熱し10分間熱抽出した後、ガスクロマトグラフ(GC)注入口で冷却捕集した成分を気化させてGCカラムに導入し、GC−MS測定により発生した芳香族アルデヒドの定量を行った。芳香族アルデヒドは透明化核剤から発生する代表的な臭気物質であり、この量が少ないほど臭気は良好である。
ペレット80gを容量300mlの清潔な共栓付三角フラスコに封入し、80℃に昇温・保持された熱風循環乾燥機内で2時間加熱した後、パネラーによる官能評価を行った。パネラーは事前テストにより選定された5名とした。臭気の判定基準は下記の6段階とし、5人の平均値で表した。
0級 無臭
1級 やっと感じられる
2級 感じられる(臭いの質が分かる)
3級 かなり臭う(楽に感じる)
4級 強く臭う
5級 激しく臭う(耐えられないほど強烈)
外寸が120mm×120mm×1mmであり、樹脂の流れ方向(MD方向)とそれに垂直方向(TD方向)とに、それぞれ100mm間隔の罫書き線が引かれた金型を用いて、シート状の試験片を成形した。成形機は東芝IS100GN射出成形機を用い、成形温度は220℃、金型温度は40℃とした。得られた試験片を、室温23℃、相対湿度50%の恒温室内で88時間状態調節した後、罫書き線間の長さを、MD方向、TD方向のそれぞれについて測定し、100mmからの減少率をパーセントで表示して成形収縮率とした。さらに、収縮率の異方性の指標として、MD方向の収縮率とTD方向の収縮率の比を算出した。
成形収縮率は、金型寸法に対して、成形品がどの程度収縮したかを示す指標である。この数値が小さいほど、成形品の収縮が少なく、成形後の変形が少ない傾向がある。また、MD方向の収縮率とTD方向への収縮率の比が1に近いほど収縮率の異方性がないことを意味し、全ての方向に同じように相似的に収縮する結果、成形品の反り変形が小さくなることを示す。
東芝IS100GN射出成形機を用いて、成形温度220℃、金型温度40℃にて、外寸が110×70×45mm、肉厚が1mmの箱状試験片を成形した。この試験片を、室温23℃、相対湿度50%の恒温室内で88時間状態調節した後、形状を観察し、反り変形が全く観察されなかった場合には「◎」、わずかに観察された場合は「○」、顕著に観察された場合は「×」と表記した。
(1)プロピレン系(共)重合体
(i)プロピレン単独重合体1(HPP−1):ノバテックMA4UQ(日本ポリプロ社製)。チーグラー・ナッタ触媒、エチレン濃度0重量%、MFR4g/10分
(ii)プロピレン単独重合体2(HPP−2):ノバテックMA3Q(日本ポリプロ社製)。チーグラー・ナッタ触媒、エチレン濃度0重量%、MFR9g/10分
(iii)プロピレン単独重合体3(HPP−3):ノバテックMA04AQ(日本ポリプロ社製)。チーグラー・ナッタ触媒、エチレン濃度0重量%、MFR45g/10分
(iv)プロピレン単独重合体4(HPP−4):ノバテックX1780(日本ポリプロ社製)。チーグラー・ナッタ触媒、エチレン濃度0重量%、MFR175g/10分
(v)プロピレン単独重合体5(HPP−5):ノバテックX3011Q(日本ポリプロ社製)。チーグラー・ナッタ触媒、エチレン濃度0重量%、MFR1.9g/10分
(vi)エチレン・プロピレンランダム共重合体1(RPP−1):ノバテックMX03Q(日本ポリプロ社製)。チーグラー・ナッタ触媒、エチレン濃度3.8重量%、MFR30g/10分
(vii)エチレン・プロピレンランダム共重合体2(RPP−2):ウィンテックWSX02P(日本ポリプロ社製)。メタロセン触媒、エチレン濃度3.2重量%、MFR25g/10分
(i)ミラッドNX8000J(ミリケン・アンド・カンパニー社製):透明化核剤(A)相当品で、下記化学構造式(2)で表される化合物
(iii)アデカスタブNA21((株)ADEKA社製):有機リン酸金属塩化合物系透明化核剤:透明化核剤(A)に相当しない透明化核剤
(i)ヒンダードフェノール系酸化防止剤:イルガノックス1010(IR1010;チバ社製);テトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシルフェニル)プロピオネート]メタン
(ii)リン系酸化防止剤:イルガフォス168(IF168;チバ社製);トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェノール)フォスファイト
(i)ステアリン酸カルシウム(CAST;日本油脂(株)社製)
プロピレン系(共)重合体、透明化核剤および他の添加剤(酸化防止剤、中和剤)を表1に記載の配合割合(重量部)で準備し、スーパーミキサーでドライブレンドした後、35ミリ径の2軸押出機を用いて溶融混練した。ダイ出口部温度200℃でダイから押し出しペレット化し、得られたペレットを用いて物性を測定した。その結果を表1に示す。
Claims (4)
- メルトフローレートが3以上100以下であるプロピレン系(共)重合体100重量部に対し、下記化学構造式(1)で示される透明化核剤(A)を0.01〜2.0重量部配合することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物を射出成形してなる、肉厚1mm以下の透明薄肉成形品。
- 透明化核剤(A)が下記化学構造式(2)で示されることを特徴とする請求項1記載の透明薄肉成形品。
- プロピレン系(共)重合体の融解熱が100以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の透明薄肉成形品。
- 請求項1から3のいずれかに記載の成形品の製造方法。
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