JP2013104038A - ブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなるブロー成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】伸長粘度の測定においてひずみ硬化性を有し、好ましくはそれぞれ特定の物性を有する直鎖状ポリエチレン(α)と高圧法低密度ポリエチレン(β)とを含むブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなるブロー容器。
【選択図】なし
Description
該中空成形法は押出機により樹脂を溶融して筒状のパリソンに押出し、押出されたパリソンを金型で挟んでブローピンより加圧ガスを吹き込むことによりパリソンを膨張・変形させ、金型内のキャビティ形状に賦形させた後に冷却するものである。こうした中空成形法は、ボトルのような中空成形品をはじめ形状が複雑なガソリンタンク、ドラム缶、さらにはパネル状の成形品まで幅広く適用することができる上、成形が簡単で、また金型等を含めた成形費用が安価であることから広く利用されている。
またシングルサイト触媒を用いた樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献3参照)。しかし肌荒れ性の改善は必ずしも十分なものではなく、大型成形品用途におけるドローダウン性も改善の余地が有った。
ここでいう大型とは、ボトルの内容量が10L以上であるものを指す。
本発明が解決しようとする課題は、ブロー成形加工性に優れたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなる成形外観が良好なブロー容器を提供することを目的とするものである。
[1]
密度が930〜960kg/m3、190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜2g/10分、かつ、伸長粘度の測定においてひずみ硬化性を有していることを特徴とするブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物。
[2]
下記の1)〜2)の要件を満たすことを特徴とする[1]に記載のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物。
1)直鎖状ポリエチレン(α)90〜60質量%と、高圧法低密度ポリエチレン(β)10〜40質量%を含む。
2)示差走査型熱量計による昇温測定において得られる吸熱曲線の融点ピークが一つである。
[3]
前記直鎖状ポリエチレン(α)が、下記(α−1)〜(α−4)の要件を満たし、前記高圧法低密度ポリエチレン(β)が、下記(β−1)〜(β−3)の要件を満たすことを特徴とする[1]又は[2]に記載のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物。
(α−1)エチレン単独重合体又はエチレンから導かれる繰り返し単位と1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位とからなる共重合体である。
(α−2)密度が935〜975kg/m3である。
(α−3)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜20g/10分である。
(α−4)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求められるMw/Mnが、3〜7である。
(Mnは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量であり、Mw/Mnは分子量分布を表す指標である。)
(β−1)密度が910〜930kg/m3である。
(β−2)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜10g/10分である。
(β−3)ゲルパーミエーションクロマトグラフにより求められる換算分子量106以上成分の占有率が該高圧法低密度ポリエチレン(β)全体の1.5〜9.0質量%である。
[4]
前記直鎖状ポリエチレン(α)が、(ア)担体物質、(イ)有機アルミニウム、(ウ)環状η結合性アニオン配位子を有する遷移金属化合物、及び(エ)該環状η結合性アニオン配位子を有する遷移金属化合物と反応して触媒活性を発現する錯体を形成可能な活性化剤から調製されたメタロセン担持触媒[I]と、液体助触媒成分[II]を用いた重合により製造されたものである、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物。
[5]
[1]〜[4]のいずれか1項に記載のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物よりなるブロー成形体。
[6]
ブロー容器である、[5]に記載のブロー成形体。
ブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物のMFRが0.1g/10分以上かつ2.0g/10分以下であれば、ブロー容器のブロー成形加工性に優れ成形外観も良好である。
本発明のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物は、伸長粘度の測定においてひずみ硬化性を有する。
溶融張力は、樹脂の分子量を大きくする(メルトフローレートを小さくする)ことで改善されるが、従来のポリエチレン樹脂では、一軸伸長流動におけるひずみ硬化性は発現せず、両者を同一視することはできない。本発明者らは、ブロー成形では、樹脂の変形に伴う粘度の急激な上昇、いわゆるひずみ硬化現象は重要となる。
すなわち、樹脂のブロー成形加工性の指標の一つとして、伸張粘度の測定から得られるひずみ硬化性が有効であることを、本発明者らは見出した。このひずみ硬化性は、伸長粘度の非線形性を表す指標であり、通常、分子の絡み合いが多いほど、この値が大きくなると言われている。分子の絡み合いは、一般的に分岐の量、分岐鎖の長さに影響を受ける。したがって、分岐の量、分岐の長さが長いほど、ひずみ硬化性は大きくなる。
ここで、ひずみ硬化度の測定方法に関しては、一軸伸長粘度を測定できれば、どのような方法でも原理的に同一の値が得られ、測定方法及び測定機器の詳細は、例えば、非特許文献2に記載されているが、好ましい測定方法及び測定機器として、以下を挙げることができる。
(測定方法)
装置:ティー・エー・インスツルメント社製 ARES
冶具:ティー・エー・インスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture(EVF)伸長粘度測定用治具
測定温度:134℃
ひずみ速度:0.5/sec
試験片の作成:プレス成形して18mm×10mm、厚み0.7mmのシートを作成する。
(算出方法)
ひずみ速度:0.5/secの場合の伸長粘度を、横軸に時間t(秒)、縦軸に伸長粘度ηE(Pa・秒)を両対数グラフでプロットする。その両対数グラフ上でひずみ硬化を起こす直前の粘度を直線で近似し、伸長粘度ηEの急激な立ち上がり現象をひずみ硬化性の指標とする。図1は、伸長粘度のプロット図の一例である。
分岐状高圧法低密度ポリエチレン(β)のブレンド量が10質量%以上かつ40質量%以下であれば、ブロー成形加工性に優れたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなる成形外観が良好なブロー容器が得られる。
本発明のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物の示差走査型熱量計による昇温測定において得られる吸熱曲線の融点ピークは、好ましくは一つである。これによって直鎖状ポリエチレン(α)と分岐状高圧法低密度ポリエチレン(β)を相溶状態とすることができ、両者の結晶状態が相分離することを抑制できると推定される。このため、ブロー成形加工性に優れたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなる成形外観が良好なブロー容器を得ることができる。
ポリエチレン系樹脂組成物の昇温測定における吸熱曲線は、後述の直鎖状ポリエチレン(α)についての測定方法と同様の方法により、得ることができる。通常直鎖状ポリエチレン(α)と高圧法低密度ポリエチレン(β)は相溶性が低いが、分子量分布の狭い直鎖状ポリエチレン(α)を用いることにより融点ピークが一つである樹脂組成物を得ることができる。分子量分布の狭い直鎖状ポリエチレン(α)を用いることにより両者の相溶性が高められるものと考えられる。
本発明のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物に好ましく用いられる直鎖状ポリエチレン(α)は、エチレン単独重合体又はエチレンから導かれる繰り返し単位と1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位とからなる共重合体であることが好ましい。なお、「直鎖状」ポリエチレンとは、従来の高圧法低密度ポリエチレンを除外する趣旨であり、それ以外のいかなるポリエチレンをも包含する概念である。
直鎖状ポリエチレン(α)の密度は、ブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物のブロー容器とした場合に柔軟性、機械的特性かつ耐熱安定性に優れると共に良好なブロー成形加工性も得られる点で、上記範囲内にあることが好ましい。
本実施の形態において、密度は、以下の実施例に記載の方法により測定することができる。また、樹脂組成物中の直鎖状ポリエチレン(α)の密度は、クロス分別クロマトグラフ法(CFC法)などの方法により直鎖状ポリエチレンを分取することにより測定することができる。
本実施の形態において、MFRは、以下の実施例に記載の方法により測定することができる。また、樹脂組成物中の直鎖状ポリエチレン(α)のMFRは、樹脂組成物のMFRと直鎖状ポリエチレンの配合割合から求めることができる。
本発明で好ましく用いる直鎖状ポリエチレン(α)の吸熱曲線の融点ピーク及び発熱曲線のピークである結晶化温度は、それぞれ示差走査型熱量計による昇温測定及び降温測定において求めることができる。
直鎖状ポリエチレン(α)の示差走査型熱量計による昇温測定において得られる吸熱曲線の融点ピークが一つであることが好ましい。これによって直鎖状ポリエチレン(α)と高圧法低密度ポリエチレン(β)を相溶状態とすることができ、両者の結晶状態が相分離することを抑制できると推定される。このため、ブロー成形加工性に優れたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなる成形外観が良好なブロー容器を得ることができる。
直鎖状ポリエチレン(α)の示差走査型熱量計による降温測定において得られる発熱曲線のピークである結晶化温度が、110℃〜130℃であり、好ましくは115℃〜125℃であることが好ましい。結晶化温度が110℃以上であり、結晶化温度が130℃以下であれば、ブロー成形加工性に優れたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなる成形外観が良好なブロー容器を得ることができる。
示差走査型熱量計による測定は、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製Pyris 1型 DSC装置)を用い、以下の条件で測定することができる。1)ポリマー試料約5mgをアルミパンに詰め200℃/分で200℃まで昇温し、200℃で5分間保持する。2)次いで、200℃から10℃/分の降温速度で50℃まで降温し、降温完了後5分間保持する。3)次いで、50℃から10℃/分の昇温速度で200℃まで昇温する。この2)の過程で観察される発熱曲線より発熱ピーク位置の最高温度を結晶化温度(℃)として求めることができる。また、この3)の過程で観察される吸熱曲線より融解ピーク位置の最高温度を融点ピーク(℃)として求めることができる。
この製造方法で得られる直鎖状ポリエチレン(α)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求められるMw/Mn、分子量分布が狭いことを特徴としている。
直鎖状ポリエチレン(α)の製造方法として好ましいのは、α−オレフィンを単段重合してポリオレフィンを製造する方法であり、この重合に使用される触媒が固体触媒[A]と有機金属化合物[B]からなり、固体触媒[A]が、下記一般式(1)で表される不活性炭化水素溶媒に可溶である有機マグネシウム化合物(a−1)と下記一般式(2)で表される塩素化剤(a−2)との反応により調製された担体(A−1)に、アルコール(A−2)を反応させ、次に下記一般式(3)で表される有機金属化合物(A−3)を反応させ、次に下記一般式(4)で表されるチタン化合物(A−4)を担持することにより調製されたものであり、有機金属化合物[B]が下記一般式(5)で示される有機アルミニウム化合物及び下記一般式(6)で表される不活性炭化水素溶媒に可溶である有機マグネシウム化合物からなる群に属することを特徴とする、ポリオレフィンの製造方法、である。
(M1)α(Mg)β(R1)a(R2)b(OR3)c −(1)
(式中、M1は周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R1、R2及びR3はそれぞれ炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、α、β、a、b及びcは次の関係を満たす実数である。0≦α、0<β、0≦a、0≦b、0<c、0<a+b、0<c/(α+β)≦2、kα+2β=a+b+c(但し、kはM1の原子価))
HdSiCleR4 (4−(d+e)) −(2)
(式中、R4は炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、dとeは次の関係を満たす数である。1≦d、1≦e、2≦d+e≦4)
M2R5 fQ(h−f) −(3)
(式中M2は周期律表第I〜III族に属する金属原子、R5は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、QはOR6、OSiR7R8R9、NR10R11、SR12及びハロゲンからなる群に属する基を表し、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12は水素原子又は炭化水素基であり、fは0より大きな実数であり、hはM2の原子価である)
Ti(OR13)iX(4−i) −(4)
(式中、iは0以上4以下の実数であり、R13は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。)
R14 (3−j)AlQ’j −(5)
(式中、R14は炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、Q’は水素原子、ハロゲン原子、及びOR15からなる群に属する基であり、R15は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、jは0以上2以下の実数である)
(M3)γ(Mg)δ(R15)m(R16)n −(6)
(式中、M3は周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R15及びR16はそれぞれ炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、γ、δ、m及びnは次の関係を満たす実数である。0≦γ、0<δ、0≦k、0≦m、pγ+2δ=m+n(但し、pはM3の原子価))
(M1)α(Mg)β(R1)a(R2)b(OR3)c −(1)
(式中、M1は周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R1、R2及びR3はそれぞれ炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、α、β、a、b及びcは次の関係を満たす実数である。0≦α、0<β、0≦a、0≦b、0<c、0<a+b、0<c/(α+β)≦2、kα+2β=a+b+c(但し、kはM1の原子価))
HdSiCleR4 (4−(d+e)) −(2)
(式中、R4は炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、dとeは次の関係を満たす数である。1≦d、1≦e、2≦d+e≦4)
M2R5 fQ(h−f) −(3)
(式中M2は周期律表第I〜III族に属する金属原子、R5は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、QはOR6、OSiR7R8R9、NR10R11、SR12及びハロゲンからなる群に属する基を表し、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12は水素原子又は炭化水素基であり、fは0より大きな実数であり、hはM2の原子価である)
Ti(OR13)iX(4−i) −(4)
(式中、iは0以上4以下の実数であり、R13は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。)
(2)R1とR2とが炭素原子数の互いに相異なるアルキル基であること、好ましくはR1が炭素原子数2又は3のアルキル基であり、R1が炭素原子数4以上のアルキル基であること。
(3)R1、R2の少なくとも一方が炭素原子数6以上の炭化水素基であること、好ましくはR1、R2に含まれる炭素原子数を加算すると12以上になるアルキル基であること。
(A−1)を合成する際に好ましく使用される塩素化剤は下記の一般式(2)で示される、少なくとも一つはSi−H結合を有する塩化珪素化合物である。
HdSiCleR4 (4−(d+e)) −(2)
(式中、R4は炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、dとeは次の関係を満たす数である。1≦d、1≦e、2≦d+e≦4)
上記の式(2)において、R4で表される炭化水素基は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基であり、たとえば、メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられ、炭素数1以上10以下のアルキル基が好ましく、メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル基等の炭素数1〜3のアルキル基が特に好ましい。また、d及びeは2≦d+e≦4の関係を満たす1以上の実数であり、eが2以上であることが特に好ましい。
(i)無機酸化物
(ii)無機炭酸塩、珪酸塩、硫酸塩
(iii)無機水酸化物
(iv)無機ハロゲン化物
(v)(i)〜(iv)なる複塩、固溶体ないし混合物
この有機金属化合物(A−3)は下記の一般式(3)で表される。
M2R5 fQ(h−f) −(3)
(式中M2は周期律表第I〜III族に属する金属原子、R5は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、QはOR6、OSiR7R8R9、NR10R11、SR12及びハロゲンからなる群に属する基を表し、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12は水素原子又は炭化水素基であり、fは0より大きな実数であり、hはM2の原子価である)
チタン化合物(A−4)として下記の一般式(4)で表されるチタン化合物が使用される。
Ti(OR13)iX(4−i) −(4)
(式中、iは0以上4以下の実数であり、R13は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。)
R13で表される炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル、アリル基等の脂肪族炭化水素基、シクロヘキシル、2−メチルシクロヘキシル、シクロペンチル基等の脂環式炭化水素基、フェニル、ナフチル基等の芳香族炭化水素基等が挙げられるが、脂肪族炭化水素基が好ましい。Xで表されるハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、塩素が好ましい。具体的には、四塩化チタンが好ましい。上記から選ばれたチタン化合物(A−4)を、2種以上混合して使用することが可能である。
M2R5 fQ(h−f) −(3)
R14 (3−j)AlQ’j −(5)
(式中、R14は炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、Q’は水素原子、ハロゲン原子、及びOR15からなる群に属する基であり、R15は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、jは0以上2以下の実数である)
R14の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、2−メチルプロピル基、ペンチル基、3−メチルブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、トリル基等が挙げられ、中でもエチル基、2−メチルプロピル基が特に好ましい。これらの炭化水素基は二種類以上含まれていてもよい。hは0.05以上1.5以下であることが好ましく、0.1以上1.2以下であることが特に好ましい。
(M3)γ(Mg)δ(R15)m(R16)n −(6)
(式中、M3は周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R15及びR16はそれぞれ炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、γ、δ、m及びnは次の関係を満たす実数である。0≦γ、0<δ、0≦k、0≦m、pγ+2δ=m+n(但し、pはM3の原子価))
(2)R15とR16とが炭素原子数の互いに相異なるアルキル基であること、好ましくはR15が炭素原子数2又は3のアルキル基であり、R16が炭素原子数4以上のアルキル基であること。
(3)R15、R16の少なくとも一方が炭素原子数6以上の炭化水素基であること、好ましくはR15、R16に含まれる炭素原子数を加算すると12以上になるアルキル基であること。
この製造方法で得られる直鎖状ポリエチレン(α)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求められるMw/Mn、分子量分布が狭いことはもちろん、先述の製造方法とは異なり、さらに低分子量成分であるオリゴマー成分を低減することができると共に、製法において塩素を含まないため、クリーン性に優れ、半導体や医薬・医療向けのブロー成形体の容器に適している。
メタロセン担持触媒[I]としては、(I−a)担体物質、(I−b)有機アルミニウム、(I−c)環状η結合性アニオン配位子を有する遷移金属化合物、及び(I−d)該環状η結合性アニオン配位子を有する遷移金属化合物と反応して触媒活性を発現する錯体を形成可能な活性化剤から調製されたメタロセン担持触媒を用いることが好ましい。
ジアルキルハロゲノアルミニウムとしては、例えば、ジメチルアルミニウムクロライド及びジエチルアルミニウムクロライドなどのジアルキルハロゲノアルミニウムなどが挙げられる。
液体助触媒成分[II]は下記式(16)で示される炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物[III−1](以下、単に「有機マグネシウム化合物[III−1]」と記載する場合がある。)とアミン、アルコール、シロキサン化合物から選ばれる化合物[III−2](以下、単に「化合物[III−2]」と記載する場合がある。)との反応によって合成される、炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物である。
本発明のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物に好ましく用いられる高圧法低密度ポリエチレン(β)(高圧法低密度系ポリエチレンと呼ぶ場合もある。)は、エチレン単独重合体又はエチレンと1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体であることが好ましく、公知の高圧ラジカル重合法により得ることができる。
本実施の形態で用いる高圧法低密度ポリエチレン(β)のMFRは0.1〜10g/10分であることが好ましく、より好ましくは1.0〜5g/10分である。高圧法低密度ポリエチレン(β)のMFRは、後述の実施例に記載の方法により、測定することができる。また、樹脂組成物中の高圧法低密度ポリエチレン(β)のMFRは、樹脂組成物のMFRと高圧法低密度ポリエチレンの配合割合から求めることができる。
高圧法低密度ポリエチレン(β)の換算分子量106以上の成分の占有率が、上記範囲内にあれば、高圧法低密度ポリエチレン(β)の分岐状側鎖が数多く存在し、分岐点を起点に直鎖状ポリエチレン(α)が結晶化して、直鎖状ポリエチレン(α)と高圧法低密度ポリエチレン(β)においてブロー成形加工時にネットワーク構造が形成されると推定している。よって、ブロー成形加工性に優れたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなる成形外観が良好なブロー容器を得ることができる。
特に、高圧法低密度ポリエチレン(β)の換算分子量106以上の成分の占有率が1.5質量%以上であれば、直鎖状ポリエチレン(α)と高圧法低密度ポリエチレン(β)のブレンドにおいて、直鎖状ポリエチレン(α)と高圧法低密度ポリエチレン(β)とを良好な相溶状態とすることができ、両者の結晶状態が相分離することを抑制できると推定される。このため、ブロー成形加工性に優れたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなる成形外観が良好なブロー容器を得ることができる。
上記換算分子量106以上の占有率は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー法により求めることができ、より具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。また、ポリエチレン系樹脂組成物中の高圧法低密度ポリエチレン(β)の換算分子量106以上の占有率は、クロス分別クロマトグラフ法(CFC法)などの方法により測定することもできる。
このような特性を有する高圧法低密度ポリエチレン(β)は、オートクレーブタイプのリアクターでエチレンをラジカル重合して得る事ができ、より上記換算分子量106以上の占有率が多く、分岐状側鎖がより数多く存在するものである。これを用いることにより、ブロー成形加工性に優れたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物及びそれよりなる成形外観が良好なブロー容器を容易に得ることができる。
また、本来無添加が好ましいが、内容物の薬品の種類によっては、中和剤として好ましくは150ppm以下、より好ましくは100ppm以下である。酸化防止剤として好ましくは800ppm以下、より好ましくは300ppm以下である。
中和剤として高級脂肪酸の金属塩類を添加することが最も好ましく、成形加工性における滑剤としてはたらき、ブロー成形体の表面状態が比較的良好である、
酸化防止剤としてフェノール系酸化防止剤を添加することが最も好ましく、樹脂の薬品による酸化劣化を防止し、容器の変色・劣化を抑えることができる。
また、無機充填剤およびブロッキング防止剤としては、炭酸カルシウム、シリカ、ハイドロタルサイト、ゼオライト、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムなどが例示でき、滑剤としてはステアリン酸アマイドなどの高級脂肪酸アマイド類が例示できる。
更に、帯電防止剤としては、グリセリン脂肪酸モノエステルなどの脂肪酸部分エステル類が例示でき、金属不活性剤としてはトリアジン類、フォスフォン類、エポキシ類、トリアゾール類、ヒドラジド類、オキサミド類などが例示できる。
JIS−K−7112:1999に準じて測定した。
JIS−K−7210:1999(温度=190℃、荷重=2.16kg)に準じて測定した。
Waters社製alliance GPCV 2000の装置を用い、カラムとしてShodex製AT−807Sと東ソー製TSK−gelGMH−H6を直列にして用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる測定を行った。溶媒に10ppmのイルガノックス1010を含むトリクロロベンゼンを用いて、140℃で測定した。なお、標準物質として市販の単分散のポリスチレンを用い、検量線を作成した。
示差走査熱量計(パーキンエルマー社製Pyris 1型DSC装置)を用い、以下の条件で測定した。1)ポリマー試料約5mgをアルミパンに詰め200℃/分で200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した。2)次いで、200℃から10℃/分の降温速度で50℃まで降温し、降温完了後5分間保持した。3)次いで、50℃から10℃/分の昇温速度で200℃まで昇温した。この3)の過程で観察される吸熱曲線より融解ピーク位置の最高温度を融点ピーク(℃)として求めた。
(5)ひずみ硬化性
以下の方法で測定した。
装置:ティー・エー・インスツルメント社製 ARES
冶具:ティー・エー・インスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture(EVF)伸長粘度測定用治具
測定温度:134℃
ひずみ速度:0.5/sec
試験片の作成:プレス成形して18mm×10mm、厚み0.7mmのシートを作成する。
(算出方法)
ひずみ速度:0.5/secの場合の伸長粘度を、横軸に時間t(秒)、縦軸に伸長粘度ηE(Pa・秒)を両対数グラフでプロットする。その両対数グラフ上でひずみ硬化を起こす直前の粘度を直線で近似し、伸長粘度ηEの急激な立ち上がり現象をひずみ硬化性の指標とする。図1は、伸長粘度のプロット図の一例である。
(6)ブロー成形加工性
プラコー社製SB55ブロー成形機を用いダイス径21φ/16φ、温度設定をシリンダー1、2、3、アダプター、ダイス1、2の順に160℃、180℃、190℃、200℃、200℃、200℃とした。500ml丸瓶を成形しボトル賦形性、ボトルのピンチオフ融着性、肉回り性等の成形性を確認した。肉回り性としては、肉周りが良くボトル底部コーナーの肉厚が充分にあるものを○、肉周りが悪くボトル底部コーナーの肉厚が薄くなったものを△とした。ボトルのピンチオフ融着時に穴の空いたものを×と評価した。
(7)成形外観(肌荒れ性)
プラコー社製SB55ブロー成形機を用いダイス径21φ/16φ、温度設定をシリンダー1、2、3、アダプター、ダイス1、2の順に160℃、180℃、190℃、200℃、200℃、200℃とし、ダイヘッドヒーターは切りとした。クリアランス0.5mm、スクリュー回転数75rpmでパリソンを押出しパリソン表面の肌荒れを観察した。パリソン表面が滑らかなものを○、細かな凹凸のあるものを△、大きな縞模様が発生したものを×と評価した。
<樹脂サンプル作製>
・直鎖状ポリエチレン(α)
[メタロセン担持触媒[I]の調製]
シリカP−10[富士シリシア社(日本国)製]を、窒素雰囲気下、400℃で5時間焼成し、脱水した。脱水シリカの表面水酸基の量は、1.3mmol/g−SiO2であった。容量1.8リットルのオートクレーブにこの脱水シリカ40gを入れ、ヘキサン800ccを加えて分散させ、スラリーを得た。得られたスラリーを攪拌下50℃に保ちながらトリエチルアルミニウムのヘキサン溶液(濃度1mol/リットル)を60cc加え、その後2時間攪拌し、トリエチルアルミニウムとシリカの表面水酸基とを反応させ、トリエチルアルミニウム処理されたシリカと上澄み液とを含み、該トリエチルアルミニウム処理されたシリカの全ての表面水酸基がトリエチルアルミニウムによりキャッピングされている成分[IV]を得た。その後、得られた反応混合物中の上澄み液をデカンテーションによって除去することにより、上澄み液中の未反応のトリエチルアルミニウムを除去した。その後、ヘキサンを適量加え、トリエチルアルミニウム処理されたシリカのヘキサンスラリー800ccを得た。
有機マグネシウム化合物[III−1]として、AlMg6(C2H5)3(n−C4H9)12で示される有機マグネシウム化合物を使用した。化合物[III−2]として、メチルヒドロポリシロキサン(25℃における粘度20センチストークス)を使用した。
上記により得られたメタロセン担持触媒[I]と液体助触媒成分[II]は、触媒移送ラインに連鎖移動剤として必要量の水素を供給することで水素を接触させて重合反応器に導入し、溶媒としてヘキサン、モノマーとしてエチレンを用いた。反応温度は78℃としてエチレン、水素の混合ガス(ガス組成は、水素とエチレン+水素のモル比が0.0032を維持できるように調節)を全圧が0.8MPaで直鎖状ポリエチレン(α)であるエチレン単独重合体を重合した。得られた直鎖状ポリエチレン(α)であるエチレン単独重合体は密度が958kg/m3、MFRが1.0g/10分、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求められた分子量分布(Mw/Mn)が4.0であった。
高圧法低密度ポリエチレン(β−i)はオートクレーブタイプのリアクターでエチレンをラジカル重合して得られたものである。重合条件は過酸化物存在下で、200〜300℃の温度、100〜250MPaの重合圧力に設定して、密度918kg/m3、MFR2.0g/10分、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより求められる換算分子量106以上の占有率が全体の8.3質量%である高圧法低密度ポリエチレン(β)を得た。
直鎖状ポリエチレン(α)80質量%及び分岐状高圧法低密度ポリエチレン(β)20質量%の割合で混合したブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物100質量部を日本製鋼所社製TEX−44(スクリュー径44mm、L/D=35)の二軸押出成形機を利用し、220℃の温度で溶融混錬して造粒した。得られたブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物は、密度950kg/m3、MFR0.7g/10分、融点ピークが1個で135.3℃であった。ひずみ硬化性が観測され、
このブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物について、ブロー成形加工性は、肉回り性として、肉周りが良くボトル底部コーナーの肉厚が充分にあるため、評価は○であった。
成形外観(肌荒れ性)は、パリソン表面が滑らかであるため、評価は○であった。
密度958kg/m3、MFR1.0g/10分、分子量分布:Mw/Mnが4.0である直鎖状ポリエチレン(α)のみであり、分岐状高圧法低密度ポリエチレン(β)をブレンドしない以外は、実施例1と同様に行なったが、ブロー容器が得られなかった。なお、ひずみ硬化性は観測されなかった。
Claims (6)
- 密度が930〜960kg/m3、190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜2.0g/10分、かつ、伸長粘度の測定においてひずみ硬化性を有していることを特徴とするブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物。
- 下記の1)〜2)の要件を満たすことを特徴とする請求項1に記載のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物。
1)直鎖状ポリエチレン(α)90〜60質量%と、高圧法低密度ポリエチレン(β)10〜40質量%を含む。
2)示差走査型熱量計による昇温測定において得られる吸熱曲線の融点ピークが一つである。 - 前記直鎖状ポリエチレン(α)が、下記(α−1)〜(α−4)の要件を満たし、前記高圧法低密度ポリエチレン(β)が、下記(β−1)〜(β−3)の要件を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物。
(α−1)エチレン単独重合体又はエチレンから導かれる繰り返し単位と1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位とからなる共重合体である。
(α−2)密度が935〜975kg/m3である。
(α−3)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜20g/10分である。
(α−4)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求められるMw/Mnが、3〜7である。
(Mnは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量であり、Mw/Mnは分子量分布を表す指標である。)
(β−1)密度が910〜930kg/m3である。
(β−2)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜10g/10分である。
(β−3)ゲルパーミエーションクロマトグラフにより求められる換算分子量106以上の成分の占有率が該高圧法低密度ポリエチレン(β)全体の1.5〜9.0質量%である。 - 前記直鎖状ポリエチレン(α)が、(ア)担体物質、(イ)有機アルミニウム、(ウ)環状η結合性アニオン配位子を有する遷移金属化合物、及び(エ)該環状η結合性アニオン配位子を有する遷移金属化合物と反応して触媒活性を発現する錯体を形成可能な活性化剤から調製されたメタロセン担持触媒[I]と、液体助触媒成分[II]を用いた重合により製造されたものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のブロー成形用ポリエチレン系樹脂組成物よりなるブロー成形体。
- 容器である、請求項5に記載のブロー成形体。
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