JP2012136666A - 押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物および積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】
押出ラミネート加工性に優れ、基材との接着性に優れた押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物およびこれよりなる層を少なくとも一層有する積層体を提供する。
【解決手段】
長鎖分岐を有し、密度が920〜935kg/m3、MFRが5〜50g/10分以下であるエチレン・α−オレフィン共重合体(A)50〜80重量%と、密度が860〜910kg/m3、MFRが1〜50g/10分のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)3〜30重量%および密度が915〜930kg/m3、MFRが1〜10g/10分の高圧法低密度ポリエチレン(C)5〜40重量%からなり、下記要件(a)〜(b)を満たす押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物。
(a)160℃で測定された溶融張力10〜100mN
(b)MFRが4〜40g/10分以下
【選択図】 なし
押出ラミネート加工性に優れ、基材との接着性に優れた押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物およびこれよりなる層を少なくとも一層有する積層体を提供する。
【解決手段】
長鎖分岐を有し、密度が920〜935kg/m3、MFRが5〜50g/10分以下であるエチレン・α−オレフィン共重合体(A)50〜80重量%と、密度が860〜910kg/m3、MFRが1〜50g/10分のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)3〜30重量%および密度が915〜930kg/m3、MFRが1〜10g/10分の高圧法低密度ポリエチレン(C)5〜40重量%からなり、下記要件(a)〜(b)を満たす押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物。
(a)160℃で測定された溶融張力10〜100mN
(b)MFRが4〜40g/10分以下
【選択図】 なし
Description
本発明は、押出ラミネート加工性に優れ、基材との接着性に優れた押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物およびこれよりなる層を少なくとも一層有する積層体に関するものである。
押出ラミネート加工によって得られる包装材料のうち、ポリエチレン樹脂を少なくとも一層とする積層体は、クラフト包装、軟包装、印画紙支持体、テープ、各種容器など幅広い用途分野で用いられている。これらの積層体に用いられるポリエチレン樹脂としては、その優れた成形加工性から分岐状低密度ポリエチレン(LDPE)が主として用いられてきた。
近年、環境問題への配慮による省資源および廃棄物の減量に向けて、ポリエチレンを用いた押出ラミネート加工製品においても薄肉化や包装構成の簡素化の動きがあり、薄膜でも強靭な包装材料が求められている。また、自動充填包装における充填速度の高速化がますます強く要請されるようになり、ヒートシール性、ホットタック性に優れた材料の薄膜化が求められている。
しかしながら、LDPEは成形速度が速く、さらにラミネート厚みが薄い場合には、溶融フィルムが切れやすく、またこのような条件下では基材接着不良が発生しやすいため、品質の安定した製品を得ることが困難であった。
一方、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)は、ヒートシール性、ホットタック性に優れているものの、成形加工性に劣るため押出ラミネート加工による積層体を得ることが困難であった。
そこで、LLDPEとLDPEの混合物を押出ラミネート加工し、積層体を得る方法が報告されているが、基材との接着性が不十分であった(例えば、特許文献1〜4参照)。
本発明は、上記のような近年の要請に応えるためになされたものであり、薄膜加工性に優れ、基材との接着性に優れた押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物およびこれよりなる層を少なくとも一層有する積層体を提供するものである。
本発明は、上記の課題に対して鋭意検討した結果見出されたものである。すなわち、本発明は、炭素数6以上の長鎖分岐を炭素数1000個あたり0.01〜0.2個有し、密度が920kg/m3以上935kg/m3以下、メルトフローレート(以下MFRと記す)が5g/10分以上50g/10分以下であるエチレンと炭素数3から6のα−オレフィンを共重合してなるエチレン・α−オレフィン共重合体(A)50〜80重量%と、密度が860kg/m3以上910kg/m3以下、MFRが1g/10分以上50g/10分以下のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)3〜30重量%および密度が915kg/m3以上930kg/m3以下、MFRが1g/10分以上10g/10分以下の高圧法低密度ポリエチレン(C)5〜40重量%からなり、下記要件(a)〜(b)を満たす押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物に関するものである。
(a)160℃で測定された溶融張力10〜100mN
(b)MFRが4g/10分以上40g/10分以下
以下、本発明について詳細に説明する。
(a)160℃で測定された溶融張力10〜100mN
(b)MFRが4g/10分以上40g/10分以下
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、エチレンから導かれる繰り返し単位と炭素数3から6のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位からなるエチレン・α−オレフィン共重合体である。ここで、炭素数3から6のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位とは、単量体である炭素数3から6のα−オレフィンから誘導され、エチレン・α−オレフィン共重合体に含有される単位であり、炭素数3から6のα−オレフィンとしては、例えばプロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン等が挙げられる。これら炭素数3から6のα−オレフィンの少なくとも2種類を併用してもよい。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、密度が920kg/m3以上935kg/m3以下のものである。ここで、密度が920kg/m3未満の場合、押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の耐熱性が劣るため好ましくない。一方、935kg/m3を超える場合、該エチレン・α−オレフィン共重合体の融解温度は高く、低温シール性が劣るものとなる。
なお密度の測定は、JIS K6760(1995)に準拠して密度勾配管法で測定することができる。
なお密度の測定は、JIS K6760(1995)に準拠して密度勾配管法で測定することができる。
また、本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、MFRが、5g/10分以上50g/10分以下、好ましくは10g/10分以上45g/10分以下のものである。
MFRが5g/10分未満である場合、押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物とした際の押出機の負荷が大きくなり、生産性が低下すると共に、押出ラミネート成形性に劣るため好ましくない。一方、50g/10分を超える場合、ネックインが大きく、押出ラミネート成形性に劣る。
なおMFRは、190℃、2.16kg荷重の条件でメルトインデクサーにより測定することができる。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、構造中に長鎖分岐を有するものである。構造中に長鎖分岐を有することで、押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物のラミネート加工性が向上する。
さらに本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、炭素数6以上の長鎖分岐を炭素数1000個あたり0.01〜0.2個有する。なお、長鎖分岐数とは、13C−NMR測定で検出されるヘキシル基以上(炭素数6以上)の分岐の数である。炭素数6以上の長鎖分岐がこの範囲にある場合が、ラミネート加工時のネックイン(溶融膜の幅落ち)とドローダウン(引取速度の上限)のバランスに最も優れる。
さらに本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、エチレンを重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン重合体またはエチレンと炭素数3〜6のオレフィンを共重合して得られ末端にビニル基を有するエチレン共重合体からなるマクロモノマーであって、数平均分子量(Mn)が2000以上であるマクロモノマーの存在下に、あるいは該マクロモノマーの合成と同時に、エチレン又はエチレンおよび炭素数3〜6のオレフィンを重合することにより得られるポリエチレン系重合体であることが望ましい。
さらに本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、エチレンを重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン重合体またはエチレンと炭素数3〜6のオレフィンを共重合して得られ末端にビニル基を有するエチレン共重合体からなるマクロモノマーであって、数平均分子量(Mn)が2000以上であるマクロモノマーの存在下に、あるいは該マクロモノマーの合成と同時に、エチレン又はエチレンおよび炭素数3〜6のオレフィンを重合することにより得られるポリエチレン系重合体であることが望ましい。
マクロモノマーとは、末端にビニル基を有するオレフィン重合体であり、好ましくはエチレンを重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン重合体、またはエチレンと炭素数3から6のα−オレフィンを共重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン共重合体であり、さらに好ましくは炭素数3から6のα−オレフィンに由来する分岐以外の分岐のうち、メチル分岐、エチル分岐、プロピル分岐、ブチル分岐、ペンチル分岐等の短鎖分岐が、主鎖メチレン炭素1,000個当たり0.01個未満であると共に、長鎖分岐(すなわち、13C−NMR測定で検出されるヘキシル基以上の分岐)が、主鎖メチレン炭素1,000個当たり0.01個未満である、末端にビニル基を有する直鎖状エチレン重合体または直鎖状エチレン共重合体である。
炭素数3から6のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン等のα−オレフィン、ブタジエンもしくは1,4−ヘキサジエン等のジエンを例示することができる。また、これらのオレフィンを2種類以上混合して用いることもできる。
マクロモノマーの直鎖状ポリエチレン換算の数平均分子量(Mn)は、2,000以上が好ましく、さらに好ましくは5,000以上であり、最も好ましくは10,000以上である。直鎖状ポリエチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、4,000以上であり、好ましくは10,000以上であり、さらに好ましくは15,000より大きい。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量の比Mw/Mnが2〜5の範囲にあることが望ましい。なお、Mw/Mnは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリエチレン換算値である重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)を測定することにより算出することが可能である。Mw/Mnがこの範囲にある場合、樹脂中の低分子量成分の含有比率が少ないため、低分子量成分の滲出に由来するラミネート成形時のロール汚染やラミネート成形品の表面のべたつきおよびヒートシール不良などの弊害が抑制され、同時に押出負荷が必要以上に高くなってラミネート加工時の押出量が制限されることもない。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、如何なる方法により得られたものであってもよく、例えば後述する本願実施例の製造条件そのもの、あるいは条件因子の微調整によって任意に作り分けることが可能である。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、如何なる方法により得られたものであってもよく、例えば後述する本願実施例の製造条件そのもの、あるいは条件因子の微調整によって任意に作り分けることが可能である。
エチレンとα−オレフィンの共重合に用いる触媒は特に限定されるものではなく、チーグラー触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒などが使用できるが、好ましくはメタロセン触媒により重合されたものである。
メタロセン触媒の主成分であるメタロセン化合物としては、例えば、シクロペンタジエニル基、置換基を有するシクロペンタジエニル基(置換シクロペンタジエニル基)、インデニル基、置換インデニル基から選ばれる1種類の基と、フルオレニル基、置換フルオレニル基から選ばれる1種類の基が、架橋基により架橋された配位子を有する周期表第4族の遷移金属化合物を挙げることができ、その代表例としてジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(3−メチル−1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(4−フェニル−1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(4−フェニル−1−インデニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド等のジクロル体および上記メタロセン化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体、架橋ビスインデニルジルコニウム錯体等を例示することができる。
さらに、メタロセン触媒としては下記のものが例示できる。
成分(a)と下記一般式(1)
AlR1 3 (1)
(式中、R1は各々独立して水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基である。)
で表される有機アルミニウム化合物(以下、「成分(b)」と称する)からなる触媒、さらに水を含んでなる触媒、
成分(a)と下記一般式(2)
AlR1 3 (1)
(式中、R1は各々独立して水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基である。)
で表される有機アルミニウム化合物(以下、「成分(b)」と称する)からなる触媒、さらに水を含んでなる触媒、
成分(a)と下記一般式(2)
で表されるアルミノキサン(以下、「成分(c)」と称する)からなる触媒、さらに成分(b)を含んでなる触媒、
成分(a)と下記一般式(4)
[R3R4 y−1M1H][M2Ar4] (4)
(式中、[R3R4 y−1M1H]はカチオンであり、M1は周期表の第15族または第16族から選ばれる元素であり、R3は炭素数1〜30の炭化水素基であり、R4は各々独立して水素原子または炭素数1〜30の炭化水素基であり、yはM1が第15族元素の時y=3であり、M1が第16族元素の時y=2であり、[M2Ar4]はアニオンであり、M2はホウ素、アルミニウムまたはガリウムであり、Arは各々独立して炭素数6〜20のハロゲン置換アリール基である。)
で表されるプロトン酸塩(以下、「成分(d)」と称する)、下記一般式(5)
[C][M2Ar4] (5)
(式中、Cはカルボニウムカチオンまたはトロピリウムカチオンであり、M2はホウ素、アルミニウムまたはガリウムであり、Arは各々独立して炭素数6〜20のハロゲン置換アリール基である。)
で表されるルイス酸塩(以下、「成分(e)」と称する)または下記一般式(6)
[M3L1 z][M2Ar4] (6)
(式中、M3は周期表の第1族、第8族、第9族、第10族または第11族の金属の陽イオンであり、L1はルイス塩基またはシクロペンタジエニル基であり、zは0≦z≦2であり、M2はホウ素、アルミニウムまたはガリウムであり、Arは各々独立して炭素数6〜20のハロゲン置換アリール基である。)
で表される金属塩(以下、「成分(f)」と称する)から選ばれる少なくとも1種類の塩からなる触媒、さらに成分(b)および/または成分(c)を含んでなる触媒、
成分(a)と下記一般式(7)
M2Ar3 (7)
(式中、M2はホウ素、アルミニウムまたはガリウムであり、Arは各々独立して炭素数6〜20のハロゲン置換アリール基である。)
で表されるルイス酸(以下、「成分(g)」と称する)からなる触媒、さらに成分(b)および/または成分(c)を含んでなる触媒、
成分(a)と成分(g)と成分(d)、成分(e)、成分(f)から選ばれる少なくとも1種類の塩からなる触媒、さらに成分(b)および/または成分(c)を含んでなる触媒、
成分(a)と粘土鉱物(以下、「成分(h)」と称する)からなる触媒、さらに成分(b)を含んでなる触媒、
特開平7−224106号公報、特開平09−59310号公報、特開平10−231312号公報、特開平10−231313号公報等に例示される成分(a)と有機化合物で処理された粘土鉱物(以下、「成分(i)」と称する)からなる触媒、さらに成分(b)を含んでなる触媒が挙げられる。また、成分(a)とジエチル亜鉛、フッ化フェノール、水、シリカ、およびトリメチルジシラザン(((CH3)3Si)2NH)を接触させて得られる担体を含んでなる触媒、さらに成分(b)を含んでなる触媒が挙げられる。
マクロモノマーの合成と同時に、エチレン又はエチレンおよび炭素数3〜6のオレフィンを重合する場合に用いるメタロセン化合物として、マクロモノマーを合成する非架橋型ビス(インデニル)ジルコニウム錯体、非架橋型ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウム錯体、架橋型ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウム錯体、もしくは架橋型(シクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウム錯体(以下、成分(j)と記す。)と、マクロモノマーとエチレンを共重合する、またはマクロモノマーとエチレンと炭素数3〜6のオレフィンを共重合する架橋型(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウム錯体もしくは架橋型(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウム錯体(以下、成分(k)と記す。)を用いたメタロセン触媒の存在下に、エチレンを重合する、またはエチレンと炭素数3〜6のα−オレフィンを共重合する方法を用いることができる。
成分(j)の具体例としては、例えばビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、1,1−ジメチル−1−シラエタン−1,2−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、プロパン−1,3−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(4,7−ジメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2,4,7−トリメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド等のジクロライドおよび上記遷移金属化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体を例示することができる。
成分(k)の具体例としては、例えばジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−トリメチルシリル−1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−フェニル−1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−フェニル−1−インデニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド等のジクロライドおよび上記遷移金属化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体を例示することができる。また上記遷移金属化合物のジルコニウム原子をチタン原子またはハフニウム原子に置換した化合物も例示することもできる。
また、成分(j)に対する成分(k)の量は、特に制限はなく、0.0001〜100倍モルであることが好ましく、特に好ましくは0.001〜10倍モルである。
そして、成分(j)と成分(k)を用いたメタロセン触媒としては、例えば成分(j)と成分(k)と有機アルミニウム化合物(以下、成分(l)と記す。)からなる触媒;成分(j)と成分(k)とアルミノオキサン(以下、成分(m)と記す。)からなる触媒;さらに成分(l)を含んでなる触媒;成分(j)と成分(k)とプロトン酸塩(以下、成分(ん)と記す。)、ルイス酸塩(以下、成分(o)と記す。)または金属塩(以下、成分(p)と記す。)から選ばれる少なくとも1種類の塩からなる触媒;さらに成分(l)を含んでなる触媒;、成分(j)と成分(k)と成分(m)と無機酸化物(以下、成分(q)と記す。)からなる触媒;成分(j)と成分(k)と成分(q)と成分(n)、成分(o)、成分(p)から選ばれる少なくとも1種類の塩からなる触媒;さらに成分(l)を含んでなる触媒;成分(j)と成分(k)と粘土鉱物(以下、成分(r)と記す。)と成分(l)からなる触媒;成分(j)と成分(k)と有機化合物で処理された粘土鉱物(以下、成分(s)と記す。)からなる触媒を例示することができ、好ましくは成分(j)と成分(k)と成分(s)からなる触媒を用いることができる。
ここで、成分(r)および成分(s)として用いることが可能な粘土鉱物としては、微結晶状のケイ酸塩を主成分とする微粒子を挙げることができ、粘土鉱物の大部分は、その構造上の特色として層状構造を成しており、層の中に種々の大きさの負電荷を有することが挙げられる。この点で、シリカやアルミナのような三次元構造を持つ金属酸化物と大きく異なる。これらの粘土鉱物は、一般に層電荷の大きさで、パイロフィライト、カオリナイト、ディッカイトおよびタルク群(化学式当たりの負電荷がおよそ0)、スメクタイト群(化学式当たりの負電荷がおよそ0.25から0.6)、バーミキュライト群(化学式当たりの負電荷がおよそ0.6から0.9)、雲母群(化学式当たりの負電荷がおよそ1)、脆雲母群(化学式当たりの負電荷がおよそ2)に分類されている。ここで示した各群には、それぞれ種々の粘土鉱物が含まれるが、スメクタイト群に属する粘土鉱物としては、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト等が挙げられる。また、上記粘土鉱物は複数混合して用いることもできる。
成分(s)における有機化合物処理とは、粘土鉱物層間に有機イオンを導入し、イオン複合体を形成することをいう。有機化合物処理で用いられる有機化合物としては、N,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−エイコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−ドコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルオレイルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルベヘニルアミン塩酸塩、N−メチル−ビス(n−オクタデシル)アミン塩酸塩、N−メチル−ビス(n−エイコシル)アミン塩酸塩、N−メチル−ジオレイルアミン塩酸塩、N−メチル−ジベヘニルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルアニリン塩酸塩を例示することができる。
成分(j)と成分(k)と成分(s)からなる触媒は、有機溶媒中、成分(j)と成分(k)と成分(s)を接触させることによって得ることが可能であり、成分(j)と成分(s)の接触生成物に成分(k)を添加する方法;成分(k)と成分(s)の接触生成物に成分(j)を添加する方法;成分(j)と成分(k)の接触生成物に成分(s)を添加する方法;成分(s)に成分(j)と成分(k)の接触生成物を添加する方法を例示することができる。
接触溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロペンタンもしくはシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエンもしくはキシレン等の芳香族炭化水素類、エチルエーテルもしくはn−ブチルエーテル等のエーテル類;塩化メチレンもしくはクロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、1,4−ジオキサン、アセトニトリルまたはテトラヒドロフランを例示することができる。
接触温度については、0〜200℃の間で選択して処理を行うことが好ましい。
各成分の使用量は、成分(s)1gあたり成分(j)が、0.0001〜100mmol、好ましくは0.001〜10mmolである。
このようにして調製された成分(j)と成分(k)と成分(s)の接触生成物は、洗浄せずに用いても良く、また洗浄した後に用いても良い。また、成分(j)または成分(k)がジハロゲン体の時、さらに成分(l)を添加することが好ましい。また、成分(s)、重合溶媒およびオレフィン中の不純物を除去することを目的に成分(l)を添加することができる。
本発明の積層体を構成するポリエチレン樹脂を製造する際には、重合温度−100〜120℃で行うことが好ましく、特に生産性を考慮すると20〜120℃が好ましく、さらには60〜120℃の範囲で行うことが好ましい。また、重合時間は10秒〜20時間の範囲が好ましく、重合圧力は常圧〜300MPaの範囲で行うことが好ましい。重合性単量体としては、エチレン単独又はエチレンと炭素数3から6のα−オレフィンであり、エチレンと炭素数3から6のα−オレフィンである場合、エチレンと炭素数3から6のα−オレフィンの供給割合として、エチレン/炭素数3から6のα−オレフィン(モル比)が、1〜200、好ましくは3〜100、さらに好ましくは5〜50の供給割合を用いることができる。また、重合時に水素などを用いて分子量の調節を行うことも可能である。重合はバッチ式、半連続式、連続式のいずれの方法でも行うことが可能であり、重合条件を変えて2段階以上に分けて行うことも可能である。また、ポリエチレン樹脂は、重合終了後に従来既知の方法により重合溶媒から分離回収され、乾燥して得ることができる。
重合はスラリー状態、溶液状態または気相状態で実施することができ、特に、重合をスラリー状態で行う場合にはパウダー粒子形状の整ったポリエチレン樹脂を効率よく、安定的に生産することができる。また、重合に用いる溶媒は一般に用いられる有機溶媒であればいずれでもよく、具体的には例えばベンゼン、トルエン、キシレン、プロパン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ガソリン等が挙げられ、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のオレフィン自身を溶媒として用いることもできる。
本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体(A)の長鎖分岐数は、マクロモノマーの末端ビニル数を増加させることによって増加できる。マクロモノマーの末端ビニル数は、マクロモノマー合成用のメタロセン化合物の選択により制御することができる。例えば、非架橋型メタロセン化合物を架橋型メタロセン化合物に変更することによって増加させることができる。
本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体(A)のMw/Mnは、マクロモノマーのMnを減少させることによって増加できる。マクロモノマーのMnは、マクロモノマー合成用のメタロセン化合物の選択により制御することができる。例えば、非架橋型メタロセン化合物を架橋型メタロセン化合物に変更することによって減少させることができる。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、メタロセン触媒により重合されたエチレン単独重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体である。α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン等が例示される。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、密度が860kg/m3以上910kg/m3以下、好ましくは870kg/m3以上900kg/m3のものである。密度が860kg/m3未満の場合は、本発明のポリエチレン樹脂組成物のブロッキングが起こりやすく好ましくない。また密度が910kg/m3より大きい場合は、本発明のポリエチレン樹脂組成物を成形してなる積層体の接着性が低下する恐れがある。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成するエチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、MFRが1g/10分以上50g/10分以下、好ましくは1g/10分以上40g/10分以下、さらに好ましくは1g/10分以上30g/10分以下のものである。ここで、MFRが1g/10分未満である場合、樹脂組成物のラミネート加工時の押出負荷が大きくなり生産性が低下するため好ましくない。一方、50g/10分を超える場合、ラミネート加工時のネックインが大きくなる恐れがある。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成する高圧法低密度ポリエチレン(C)は、従来公知の高圧ラジカル重合法により得ることができ、本発明の範囲において適宜選択される。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成する高圧法低密度ポリエチレン(C)は、密度が915kg/m3以上930kg/m3以下のものである。この範囲にあるとき、本発明のポリエチレン樹脂組成物を押出ラミネート加工した場合に成膜安定性が得られるため好ましい。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を構成する高圧法低密度ポリエチレン(C)は、MFRが1g/10分以上10g/10分以下のものである。ここで、MFRが1g/10分未満である場合、樹脂組成物のラミネート加工時の押出負荷が大きくなり生産性が低下すると共に、高速延展性に劣るため好ましくない。一方、10g/10分を超える場合、溶融張力が小さくなりラミネート加工時のネックインが大きくなる恐れがある。
本発明のポリエチレン樹脂組成物は、エチレン・α−オレフィン共重合体(A)50〜80重量%、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)3〜30重量%、好ましくは5〜20重量%、および高圧法低密度ポリエチレン(C)5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%からなるものである。エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の配合量が50重量%未満では、ラミネート加工時の安定した成膜性が得られず、一方80重量%を超える場合は、密度が高くなり、基材との接着性が低下する恐れがある。エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の配合量が3重量%未満では、基材との接着性向上に効果がなく、一方配合量が30重量%を超える場合はフィルムのべたつきがある。また、高圧法低密度ポリエチレン(C)の配合量が5重量%未満では、ラミネート加工時のネックインが大きくなる恐れがあり、一方配合量が40重量%を超える場合は高速延展性に劣るため、薄膜成形加工が困難になる恐れがある。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物は、160℃で測定された溶融張力が10〜100mNであり、好ましくは20〜100mNである。溶融張力が10mN未満の場合、ラミネート加工時のネックインが大きくなり好ましくない。一方溶融張力が100mNを超える場合はラミネート加工時の高速延展性が劣る場合があり、経済的に好ましくない。
さらに本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物は、MFRが4g/10分以上40g/10分以下であり、好ましくは7g/10分以上30g/10分以下であり、さらに好ましくは10g/10分以上25g/10分以下である。MFRが4g/10分未満の場合、ラミネート加工時の高速延展性が劣る場合があり、経済的に好ましくない。一方MFRが40g/10分を超える場合はラミネート加工時のネックインが大きくなり好ましくない。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物には、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、必要に応じて、安定剤、滑剤、難燃剤、分散剤、充填剤、発泡剤、発泡核剤、架橋剤、紫外線防止剤、酸化防止剤、着色剤などを含有させることができる。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物は、通常樹脂組成物とする際の方法を用いることができ、例えば溶融・混合方法として、単軸押出機やニ軸押出機を用いた押出混練、ロール混練など公知の方法を挙げることができ、該方法で溶融混練することにより得ることができる。
本発明の積層体は、押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物よりなる層を少なくとも1層有する。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物は、公知の押出ラミネート成形機により、Tダイより押出されたポリエチレン樹脂組成物からなる溶融フィルムを直接基材に貼り合せることにより積層体とすることができる。
押出ラミネート成形法は、シングルラミネート、タンデムラミネート、共押出ラミネート、サンドイッチラミネートのいずれでもよく、特に制限を受けない。また、押出ラミネート加工を行う際、基材とポリエチレン樹脂組成物層との接着性が良好な積層体を得るため、250〜350℃の温度でダイより押出すことが好ましい。また、ポリエチレン樹脂組成物の溶融フィルムが少なくとも基材と接する面は、空気もしくはオゾンガスにより酸化されていてもよい。空気による酸化反応を進行させる場合、270℃以上の温度でダイより押出すことが好ましく、また、オゾンガスによる酸化反応を進行させる場合は、250℃以上で押出すことが好ましい。なお、オゾンガスの処理量としては、ダイより押出されたフィルム1m2当たり0.5mg以上であることが好ましい。また、基材との接着性を高めるため、基材の接着面に対してアンカーコート剤処理、コロナ放電処理、フレーム処理、プラズマ処理などの公知の表面処理を施してもよい。
積層体を構成する基材としては、合成高分子重合体フィルムおよびシート、織布、不織布、金属箔、紙類、セロファン等が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成高分子重合体からなるフィルムおよびシート等が挙げられる。さらに、これらの高分子重合体フィルムおよびシートは、さらにアルミニウム蒸着、アルミナ蒸着、二酸化珪素蒸着されたものでもよい。また、これらの高分子重合体フィルムおよびシートは、さらにウレタン系インキ等を用いて印刷されたものでもよい。金属箔としては、アルミニウム箔、銅箔などが例示でき、また、紙類としてはクラフト紙、伸張紙、上質紙、グラシン紙、カップ原紙や印画紙原紙等の板紙などが挙げられる。なかでも、本発明のポリエチレン樹脂組成物はアルミニウムに対する接着性に優れることから、積層体を構成する基材としては、アルミニウム箔、アルミニウム蒸着フィルムが好ましい。
本発明の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物よりなる積層体は、スナック菓子、インスタントラーメン等の乾燥食品、スープ、味噌、漬物、ソース、飲料等の水物飲食品包装、薬、輸液バッグ等の医薬品包装、シャンプー、化粧品、おむつのバックシートなどのトイレタリー用品、印画紙支持体、紙製容器および蓋、紙皿、離型紙および離型テープ、易解離性フィルム、紙製セミレトルトパックなど広範囲にわたりフィルム、容器、テープ、支持体として用いることができる。
以下、実施例および比較例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〜分子量および分子量分布の測定〜
直鎖状エチレン系重合体の数平均分子量(Mn)、およびポリエチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC−8121GPC/HTを用い、カラムとしては東ソー(株)製 TSKgel GMHhr−H(20)HTを用い、カラム温度を140℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mlの濃度で調製し、0.3ml注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリスチレン試料を用いて校正されている。なお、MwおよびMnは直鎖状ポリエチレン換算の値として求めた。
直鎖状エチレン系重合体の数平均分子量(Mn)、およびポリエチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC−8121GPC/HTを用い、カラムとしては東ソー(株)製 TSKgel GMHhr−H(20)HTを用い、カラム温度を140℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mlの濃度で調製し、0.3ml注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリスチレン試料を用いて校正されている。なお、MwおよびMnは直鎖状ポリエチレン換算の値として求めた。
〜密度の測定〜
直鎖状エチレン系重合体およびポリエチレン系樹脂の密度(d)は、JIS K6760(1995)に準拠して密度勾配管法で測定した。
直鎖状エチレン系重合体およびポリエチレン系樹脂の密度(d)は、JIS K6760(1995)に準拠して密度勾配管法で測定した。
〜溶融張力の測定〜
エチレン系重合体組成物の溶融張力は、バレル直径9.55mmの毛管粘度計(東洋精機製作所、商品名:キャピログラフ)に、長さが8mm,直径が2.095mm、流入角が90°のダイスを装着し測定した。溶融張力は、温度を160℃に設定し、ピストン降下速度を10mm/分、延伸比を47に設定し、引き取りに必要な荷重(mN)を測定した。最大延伸比が47未満の場合、破断しない最高の延伸比での引き取りに必要な荷重(mN)を溶融張力とした。
エチレン系重合体組成物の溶融張力は、バレル直径9.55mmの毛管粘度計(東洋精機製作所、商品名:キャピログラフ)に、長さが8mm,直径が2.095mm、流入角が90°のダイスを装着し測定した。溶融張力は、温度を160℃に設定し、ピストン降下速度を10mm/分、延伸比を47に設定し、引き取りに必要な荷重(mN)を測定した。最大延伸比が47未満の場合、破断しない最高の延伸比での引き取りに必要な荷重(mN)を溶融張力とした。
〜長鎖分岐数の測定〜
長鎖分岐数は、Varian製 VNMRS−400型核磁気共鳴装置を用いて、13C−NMRによってヘキシル基以上の長鎖分岐の数を測定した。溶媒はテトラクロロエタン−d2である。主鎖メチレン炭素1,000個当たりの個数として、「マクロモレキュールズ(Macromolecules)」第31巻、25号、8677〜8683ページ(1998年)に記載の下記式(8)から求めた。
長鎖分岐数は、Varian製 VNMRS−400型核磁気共鳴装置を用いて、13C−NMRによってヘキシル基以上の長鎖分岐の数を測定した。溶媒はテトラクロロエタン−d2である。主鎖メチレン炭素1,000個当たりの個数として、「マクロモレキュールズ(Macromolecules)」第31巻、25号、8677〜8683ページ(1998年)に記載の下記式(8)から求めた。
長鎖分岐数=IAα/(3×IAtot) (8)
[式中、IAαはヘキシル基以上の長鎖分岐のα−炭素ピーク(化学シフト:34.6ppm)の積分強度であり、IAtotは主鎖メチレン炭素のピーク(30.0ppm)の積分強度である。]
〜ネックイン〜
押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を90mmφ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)の押出機へ供給し、315℃の温度で開口幅600mmのTダイより押出し、基材の引取り速度を200m/分として、坪量50g/m2のクラフト紙基材上に押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物が10μmの厚さになるよう押出ラミネートした際の、Tダイ開口幅と樹脂組成物のコート幅との差をネックインとし、その値を測定した。
[式中、IAαはヘキシル基以上の長鎖分岐のα−炭素ピーク(化学シフト:34.6ppm)の積分強度であり、IAtotは主鎖メチレン炭素のピーク(30.0ppm)の積分強度である。]
〜ネックイン〜
押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を90mmφ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)の押出機へ供給し、315℃の温度で開口幅600mmのTダイより押出し、基材の引取り速度を200m/分として、坪量50g/m2のクラフト紙基材上に押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物が10μmの厚さになるよう押出ラミネートした際の、Tダイ開口幅と樹脂組成物のコート幅との差をネックインとし、その値を測定した。
〜アルミニウム接着性〜
押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を90mmφ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)の押出機へ供給し、315℃の温度で開口幅600mmのTダイより押出し、基材の引取速度を150m/分として、基材である厚み20μmのアルミニウム箔(住軽アルミ箔(株)製)と厚み50μmのLLDPE製フィルム(東洋紡績(株)製リックス)の間にポリエチレン樹脂組成物が15μmの厚さになるようにサンドウィッチラミネートして積層体を得た。得られた積層体を幅15mmに切断し、アルミニウム面と樹脂組成物の面の剥離強度を、引張試験機(エーアンドディ社製テンシロン)を用いて引張速度300mm/分で測定した。
押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を90mmφ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)の押出機へ供給し、315℃の温度で開口幅600mmのTダイより押出し、基材の引取速度を150m/分として、基材である厚み20μmのアルミニウム箔(住軽アルミ箔(株)製)と厚み50μmのLLDPE製フィルム(東洋紡績(株)製リックス)の間にポリエチレン樹脂組成物が15μmの厚さになるようにサンドウィッチラミネートして積層体を得た。得られた積層体を幅15mmに切断し、アルミニウム面と樹脂組成物の面の剥離強度を、引張試験機(エーアンドディ社製テンシロン)を用いて引張速度300mm/分で測定した。
合成例1
[変性ヘクトライトの調製]
水3リットルにエタノール3リットルと37%濃塩酸100ミリリットルを加えた後、得られた溶液にN−メチル−ジオレイルアミン585g(1.1mol)を添加し、60℃に加熱することによって、塩酸塩溶液を調製した。この溶液にヘクトライト1kgを加えた。この懸濁液を60℃で、3時間撹拌し、上澄液を除去した後、60℃の水50Lで洗浄した。その後、60℃、10−3torrで24時間乾燥し、ジェットミルで粉砕することによって、平均粒径5.2μmの変性ヘクトライトを得た。
[ポリエチレン系樹脂の製造触媒の調製]
前記変性ヘクトライト500gをヘキサン1.7リットルに懸濁させ、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライド8.25g(20.0mmol)とトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.8リットル(2mol)の混合液を添加し、60℃で3時間攪拌した後、静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加してマクロモノマー合成触媒(100g/L)とした。
[変性ヘクトライトの調製]
水3リットルにエタノール3リットルと37%濃塩酸100ミリリットルを加えた後、得られた溶液にN−メチル−ジオレイルアミン585g(1.1mol)を添加し、60℃に加熱することによって、塩酸塩溶液を調製した。この溶液にヘクトライト1kgを加えた。この懸濁液を60℃で、3時間撹拌し、上澄液を除去した後、60℃の水50Lで洗浄した。その後、60℃、10−3torrで24時間乾燥し、ジェットミルで粉砕することによって、平均粒径5.2μmの変性ヘクトライトを得た。
[ポリエチレン系樹脂の製造触媒の調製]
前記変性ヘクトライト500gをヘキサン1.7リットルに懸濁させ、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライド8.25g(20.0mmol)とトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.8リットル(2mol)の混合液を添加し、60℃で3時間攪拌した後、静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加してマクロモノマー合成触媒(100g/L)とした。
上記で調製したマクロモノマー合成触媒にジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライドに対して10mol%のイソプロピリデン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド1.21g(2.22mmol)を添加して室温で6時間撹拌した。静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加して最終的に100g/Lのポリエチレン系樹脂製造触媒を得た。
[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の製造]
内容積540Lの重合器に、ヘキサンを145kg/時、エチレンを33.0kg/時、ブテン−1を4.9kg/時、水素を20NL/時およびポリマー生産量が30kg/時になるように上記[ポリエチレン系樹脂の製造触媒の調製]で調製した触媒スラリーを連続的に供給し、全圧を3,000kPa、重合器内温を60℃に保ちながら連続的に重合反応を行った。重合器から連続的にスラリー抜き出し、未反応の水素、エチレン、ブテン−1を除去した後、分離、乾燥の工程を経てエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)粉末を得た。これを180℃に設定した50mm径の単軸押出機を使用して溶融混練し、ペレタイズすることでエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)ペレットを得た。得られたエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)ペレットの密度は925kg/m3、MFRは24.1g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.13個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは3.8であった。
[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の製造]
内容積540Lの重合器に、ヘキサンを145kg/時、エチレンを33.0kg/時、ブテン−1を4.9kg/時、水素を20NL/時およびポリマー生産量が30kg/時になるように上記[ポリエチレン系樹脂の製造触媒の調製]で調製した触媒スラリーを連続的に供給し、全圧を3,000kPa、重合器内温を60℃に保ちながら連続的に重合反応を行った。重合器から連続的にスラリー抜き出し、未反応の水素、エチレン、ブテン−1を除去した後、分離、乾燥の工程を経てエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)粉末を得た。これを180℃に設定した50mm径の単軸押出機を使用して溶融混練し、ペレタイズすることでエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)ペレットを得た。得られたエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)ペレットの密度は925kg/m3、MFRは24.1g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.13個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは3.8であった。
なお、この合成例では、下記参考例1に示すマクロモノマーの製造と同時に、エチレンおよび1−ブテンの重合が行われている。
参考例1
[マクロモノマーの合成]
合成例1[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例1[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例1と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=15,000であり、Mw/Mn=2.5であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1,000炭素当りの末端ビニル数は0.07個であった。
[マクロモノマーの合成]
合成例1[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例1[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例1と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=15,000であり、Mw/Mn=2.5であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1,000炭素当りの末端ビニル数は0.07個であった。
合成例2
[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]
合成例1[変性ヘクトライトの調製]で調製した変性ヘクトライト500gをヘキサン1.7リットルに懸濁させ、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2,4,7−トリメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド8.81g(20.0mmol)とトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.8リットル(2mol)の混合液を添加し、60℃で3時間攪拌した後、静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加してマクロモノマー合成触媒(100g/L)とした。
[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]
合成例1[変性ヘクトライトの調製]で調製した変性ヘクトライト500gをヘキサン1.7リットルに懸濁させ、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2,4,7−トリメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド8.81g(20.0mmol)とトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.8リットル(2mol)の混合液を添加し、60℃で3時間攪拌した後、静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加してマクロモノマー合成触媒(100g/L)とした。
上記で調製したマクロモノマー合成触媒にジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2,4,7−トリメチルインデニル)ジルコニウムジクロライドに対して5mol%のジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド0.58g(1.05mmol)を添加して室温で6時間撹拌した。静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加して最終的に100g/Lのポリエチレン系樹脂製造触媒を得た。
[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)の製造]
合成例1[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の製造]において、ブテン−1を4.9kg/時から5.3kg/時、水素供給量を20NL/時から5NL/時に変え、触媒を上記[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したポリエチレン系樹脂製造触媒に変更したこと以外は、合成例1と同様に行い、エチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)を得た。得られたエチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)の密度は920kg/m3、MFRは12.7g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.10個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは4.2であった。
[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)の製造]
合成例1[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の製造]において、ブテン−1を4.9kg/時から5.3kg/時、水素供給量を20NL/時から5NL/時に変え、触媒を上記[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したポリエチレン系樹脂製造触媒に変更したこと以外は、合成例1と同様に行い、エチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)を得た。得られたエチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)の密度は920kg/m3、MFRは12.7g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.10個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは4.2であった。
参考例2
[マクロモノマーの合成]
合成例2[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例2と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=20,000であり、Mw/Mn=2.8であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1,000炭素当りの末端ビニル数は0.05個であった。
[マクロモノマーの合成]
合成例2[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例2と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=20,000であり、Mw/Mn=2.8であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1,000炭素当りの末端ビニル数は0.05個であった。
合成例3
[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)の製造]
合成例1[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の製造]において、ブテン−1を4.9kg/時から5.3kg/時、水素供給量を20NL/時から30NL/時に変え、触媒を合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したポリエチレン系樹脂製造触媒に変更したこと以外は、合成例1と同様に行い、エチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)を得た。得られたエチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)の密度は920kg/m3、MFRは39.2g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.12個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは4.1であった。
[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)の製造]
合成例1[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)の製造]において、ブテン−1を4.9kg/時から5.3kg/時、水素供給量を20NL/時から30NL/時に変え、触媒を合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したポリエチレン系樹脂製造触媒に変更したこと以外は、合成例1と同様に行い、エチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)を得た。得られたエチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)の密度は920kg/m3、MFRは39.2g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.12個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは4.1であった。
参考例3
[マクロモノマーの合成]
合成例3[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例3と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=10,000であり、Mw/Mn=3.0であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1,000炭素当りの末端ビニル数は0.05個であった。
[マクロモノマーの合成]
合成例3[エチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例3と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=10,000であり、Mw/Mn=3.0であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1,000炭素当りの末端ビニル数は0.05個であった。
合成例1〜3におけるエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)〜(A−3)の特性を表1に示す。
合成例1に示したエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1)70重量%、エチレン・α−オレフィン共重合体(ダウ(株)製 商品名 AFFINITY EG8100G;密度870kg/m3、MFR1.0g/10分)(以下、(B−1)という。)10重量%、高圧ラジカル重合法で得られた低密度ポリエチレン(東ソー(株)製 商品名ペトロセン 360;密度919kg/m3、MFR1.6g/10分)(以下、(C−1)という。)20重量%、をタンブラーミキサーにて予備混合した後、シリンダー温度180℃に調整した単軸押出機((株)プラコー製、型式 PDA−50)で溶融混練、造粒し、ポリエチレン樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットは、ポリエチレン樹脂組成物の評価方法に示した方法によりラミネート成形した。 得られたポリエチレン樹脂組成物の密度、MFR、溶融張力を測定し、押出ラミネート成形時にネックインとアルミニウムとの接着性の評価を行った。これらの評価結果を表3に示す。
表1に記載のエチレン・α−オレフィン共重合体(A−1〜A−3)、表2に記載のエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1〜B−4)、高圧法低密度ポリエチレン(C−1〜C−3)を用い、表3の配合で行った以外は、実施例1と同様に行い、評価を行った。これらの評価結果を表3に示す。
比較例1
配合比率をA−1 50重量%、B−1 35重量%、C−1 15重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。結果を表4に示す。得られた積層体はべたつきがあった。
配合比率をA−1 50重量%、B−1 35重量%、C−1 15重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。結果を表4に示す。得られた積層体はべたつきがあった。
得られた積層体は、アルミニウム箔との接着力が1.2N/15mmと接着性に劣るものであった。
比較例3
配合比率をA−1 78重量%、B−4 20重量%、C−1 2重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。結果を表4に示す。得られたポリエチレン樹脂組成物は、ラミネート加工時に膜切れを生じた。
配合比率をA−1 78重量%、B−4 20重量%、C−1 2重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。結果を表4に示す。得られたポリエチレン樹脂組成物は、ラミネート加工時に膜切れを生じた。
比較例4
配合比率をA−3 90重量%、B−4 5重量%、C−3 5重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。結果を表4に示す。
配合比率をA−3 90重量%、B−4 5重量%、C−3 5重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。結果を表4に示す。
得られた積層体は、ネックインが110mmと大きく、ラミネート加工性に劣った。
比較例5
配合比率をA−1 40重量%、B−2 10重量%、C−1 50重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。得られたポリエチレン樹脂組成物は、ラミネート加工時に膜切れを生じた。
配合比率をA−1 40重量%、B−2 10重量%、C−1 50重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。得られたポリエチレン樹脂組成物は、ラミネート加工時に膜切れを生じた。
比較例6
配合比率をA−3 80重量%、B−2 20重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。得られたポリエチレン樹脂組成物は、ラミネート加工時に膜切れが生じた。
配合比率をA−3 80重量%、B−2 20重量%に変更した以外は実施例1と同様にして評価を行った。得られたポリエチレン樹脂組成物は、ラミネート加工時に膜切れが生じた。
比較例7
配合比率をC−3 100重量%のみで実施例1と同様にラミネート成形し評価した。ラミネート成形性は良好であるが、アルミニウム箔との接着力が1.1N/15mmであり、接着性に劣るものであった。結果を表4に示す。
配合比率をC−3 100重量%のみで実施例1と同様にラミネート成形し評価した。ラミネート成形性は良好であるが、アルミニウム箔との接着力が1.1N/15mmであり、接着性に劣るものであった。結果を表4に示す。
Claims (5)
- 炭素数6以上の長鎖分岐を炭素数1000個あたり0.01〜0.2個有し、密度が920kg/m3以上935kg/m3以下、メルトフローレート(MFR)が5g/10分以上50g/10分以下であるエチレンと炭素数3から6のα−オレフィンを共重合してなるエチレン・α−オレフィン共重合体(A)50〜80重量%と、密度が860kg/m3以上910kg/m3以下、MFRが1g/10分以上50g/10分以下のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)3〜30重量%および密度が915kg/m3以上930kg/m3以下、MFRが1g/10分以上10g/10分以下の高圧法低密度ポリエチレン(C)5〜40重量%からなり、下記要件(a)〜(b)を満たす押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物。
(a)160℃で測定された溶融張力10〜100mN
(b)MFRが4g/10分以上40g/10分以下 - エチレン・α−オレフィン共重合体(A)が、要件(c)を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物。
(c)重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnが2〜5 - エチレンを重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン重合体またはエチレンと炭素数3〜6のオレフィンを共重合して得られ末端にビニル基を有するエチレン共重合体からなるマクロモノマーであって、数平均分子量(Mn)が2000以上であるマクロモノマーの存在下に、あるいは該マクロモノマーの合成と同時に、エチレン又はエチレンおよび炭素数3〜6のオレフィンを重合することにより得られるポリエチレン系重合体をエチレン・α−オレフィン共重合体(A)として用いることを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物よりなる層を少なくとも1層有することを特徴とする積層体。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物よりなる層とこれに隣接したアルミニウム箔またはアルミニウム蒸着フィルムからなる層の少なくとも2層を含む請求項4に記載の積層体。
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