JP2021161350A - 延伸シートを製造するための樹脂組成物、延伸シート、及び延伸シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、第1の熱可塑性樹脂と、前記第1の熱可塑性樹脂とは異なる第2の熱可塑性樹脂と、無機物質粉末とを含み、前記第1の熱可塑性樹脂と、前記無機物質粉末との質量比が50:50〜10:90であり、前記第2の熱可塑性樹脂の含量が、前記第1の熱可塑性樹脂及び前記無機物質粉末の合計量に対して1質量%以上7質量%以下であり、前記第2の熱可塑性樹脂が、低立体規則性ポリプロピレンである、延伸シートを製造するための樹脂組成物を提供する。
【選択図】なし
Description
前記第1の熱可塑性樹脂と、前記無機物質粉末との質量比が50:50〜10:90であり、
前記第2の熱可塑性樹脂の含量が、前記第1の熱可塑性樹脂及び前記無機物質粉末の合計量に対して1質量%以上7質量%以下であり、
前記第2の熱可塑性樹脂が、以下(A)乃至(F)を全て満たすポリプロピレン樹脂である、
延伸シートを製造するための樹脂組成物。
(A)重量平均分子量(Mw)が10,000以上400,000以下である。
(B)分子量分布(Mw/Mn)が1.0以上3.0以下である。
(C)引張弾性率が1MPa以上600MPa以下である。
(D)ポリプロピレン樹脂を構成するモノマーの50モル%以上がプロピレンモノマーである。
(E)ポリプロピレン樹脂の構成単位が下記(i)及び/又は(ii)を満たす。
(i)エチレンの構成単位を0モル%超20モル%以下含む。
(ii)1−ブテンの構成単位を0モル%超30モル%以下含む。
(F)示差走査型熱量計(DSC)を用い、試料を窒素雰囲気下−10℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークトップとして定義される融点(Tm−D)が0℃以上120℃以下である。
平均粒子径が1.0μm以上10.0μm以下であり、
BET比表面積が0.1m2/g以上10.0m2/g以下であり、
真円度が0.50以上0.95以下である、
(2)に記載の樹脂組成物。
前記成形工程で得られたシート状の樹脂組成物を延伸する延伸工程と、
を含む延伸シートの製造方法。
(7)に記載の延伸シートの製造方法。
本発明の樹脂組成物は、以下の要件を全て満たす、延伸シートを製造するための樹脂組成物である。
(要件1)第1の熱可塑性樹脂と、第1の熱可塑性樹脂とは異なる第2の熱可塑性樹脂と、無機物質粉末とを含む。
(要件2)第1の熱可塑性樹脂と、無機物質粉末との質量比が50:50〜10:90である。
(要件3)第2の熱可塑性樹脂の含量が、第1の熱可塑性樹脂及び前記無機物質粉末の合計量に対して1質量%以上7質量%以下である。
(要件4)第2の熱可塑性樹脂が、以下(A)乃至(F)を全て満たすポリプロピレン樹脂である。
(A)重量平均分子量(Mw)が10,000以上400,000以下である。
(B)分子量分布(Mw/Mn)が1.0以上3.0以下である。
(C)引張弾性率が1MPa以上600MPa以下である。
(D)ポリプロピレン樹脂を構成するモノマーの50モル%以上がプロピレンモノマーである。
(E)ポリプロピレン樹脂の構成単位が下記(i)及び/又は(ii)を満たす。
(i)エチレンの構成単位を0モル%超20モル%以下含む。
(ii)1−ブテンの構成単位を0モル%超30モル%以下含む。
(F)示差走査型熱量計(DSC)を用い、試料を窒素雰囲気下−10℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークトップとして定義される融点(Tm−D)が0℃以上120℃以下である。
なお、上記したその他のオレフィン系改質剤としては、メタロセン系高溶融張力ポリプロピレン(例えば、商品名「ウェイマックス」、日本ポリプロ株式会社製)、低分子量ポリオレフィン(例えば、商品名「エクセレックス」、三井化学株式会社製)、ジシクロペンタジエンとの芳香族共重合系の水添石油樹脂(例えば、商品名「アイマーブ」、出光昭和シェル株式会社製)、水酸基末端液状ポリオレフィン(例えば、商品名「エポール」、出光昭和シェル株式会社製)、末端に二重結合を有する直鎖のオレフィン(例えば、商品名「リニアレン」、出光昭和シェル株式会社製)、オレフィン系エラストマー(例えば、商品名「タフセレン」、住友化学株式会社製)等が挙げられる。
第1の熱可塑性樹脂は、第2の熱可塑性樹脂(低立体規則性ポリプロピレン)とは異なる樹脂であれば特に限定されない。第1の熱可塑性樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂(ただし、低立体規則性ポリプロピレンに該当するものを除く。)、ポリメチル−1−ペンテン、エチレン−環状オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;
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−メタクリル酸共重合体の金属塩(アイオノマー)、エチレン−アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン−メタクリル酸アルキルエステル共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン等の官能基含有ポリオレフィン系樹脂;
ナイロン−6、ナイロン−6,6、ナイロン−6,10、ナイロン−6,12等のポリアミド系樹脂;
ポリエチレンテレフタレート及びその共重合体、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル系樹脂等の熱可塑性ポリエステル系樹脂;
芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート等のポリカーボネート樹脂;
アタクティックポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン(AS)共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)共重合体等のポリスチレン系樹脂;
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポリ塩化ビニル系樹脂;
ポリフェニレンスルフィド;
ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等のポリエーテル系樹脂等。
なお、上記「主成分とする」とは、オレフィン成分単位がポリオレフィン系樹脂中に50質量%以上含まれることを意味し、その含有量は好ましくは75質量%以上であり、より好ましくは85質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。
具体的には、例えば、エチレン−プロピレンランダム共重合体、ブテン−1−プロピレンランダム共重合体、エチレン−ブテン−1−プロピレンランダム3元共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体等が挙げられる。
「中密度ポリエチレン」とは、0.930g/cm3以上0.942g/cm3未満の密度を有するポリエチレンである。
「低密度ポリエチレン(LDPE)」とは、0.910g/cm3以上0.930g/cm3未満の密度を有するポリエチレンである。
「超低密度ポリエチレン(ULDPE)」とは、0.910g/cm3未満の密度を有するポリエチレンである。
「直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)」とは、0.911g/cm3以上0.940g/cm3未満の密度(好ましくは0.912g/cm3以上0.928g/cm3未満の密度)を有するポリエチレンである。
無機物質粉末としては、特に限定されず、通常の樹脂製品等に含まれるものを使用できる。無機物質粉末は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
金属(カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛等)の炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩、リン酸塩、又はホウ酸塩;
金属(カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛等)の酸化物;
上記塩又は酸化物の水和物等。
本発明による効果が奏され易いという観点から、無機物質粉末は重質炭酸カルシウムが好ましい。本発明において「重質炭酸カルシウム」とは、天然炭酸カルシウム(方解石(石灰石、大理石等)、貝殻、サンゴ等)を機械的に加工(粉砕、分級等)したものを意味する。重質炭酸カルシウムは、化学的沈殿反応等によって製造される合成炭酸カルシウムとは明確に区別されるものである。
カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。
界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性及び両性のものが挙げられる。例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸塩等が挙げられる。
表面処理の回数は特に限定されず、1回の工程で行うこともでき、表面処理剤を2回以上にわけて(例えば、粉砕前や粉砕中に粉砕助剤として添加した後、残りを後の工程で添加する等)行うこともできる。
平均粒子径が1.0μm以上であると、樹脂と混練した際の粘度上昇を抑制でき、加工性(成形品の製造等)が良好になり易い。
平均粒子径が10.0μm以下であると、例えば、樹脂組成物を用いてシート状の成形品を形成した場合に、成形品表面から重質炭酸カルシウム粒子が突出して、該重質炭酸カルシウム粒子が脱落したり、表面性状や機械的強度等を損なったりすることを回避し得る。
顕微鏡写真から粒子の投影面積と粒子の投影周囲長とを測定し、各々(A)と(PM)とし、粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ円の半径を(r)とすると、
PM=2πr (1)
である。
粒子の投影周囲長と同一周囲長を持つ円の面積を(B)とすると、
B=πr2 (2)
である。
(1)式を変形すると、r=PM/2π (3)
となるから、
(2)式に(3)式を代入すると、
B=π×(PM/2π)2 (4)
となり、真円度=A/B=A×4π/(PM)2
と算出される。
真円度の測定対象である粒子は、粉末の粒度分布を代表する様にサンプリングを行う。測定粒子の数が多い程、測定値の信頼性は増すが、測定時間も考慮して、通常、真円度は、100個程度の粒子の真円度の平均値で表される。
真円度は、走査型顕微鏡や実体顕微鏡等で得られる各粒子の投影図を市販の画像解析ソフトを用いて算出することも可能である。
熱可塑性樹脂と、無機物質粉末との質量比は、熱可塑性樹脂:無機物質粉末=50:50〜10:90である。該質量比は、好ましくは40:60〜20:80、より好ましくは40:60〜25:75である。
第2の熱可塑性樹脂(低立体規則性ポリプロピレン)は、以下(A)乃至(F)を全て満たすポリプロピレン樹脂である。第2の熱可塑性樹脂は、下記を全て満たすポリプロピレン樹脂を、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(A)重量平均分子量(Mw)が10,000以上400,000以下である。
(B)分子量分布(Mw/Mn)が1.0以上3.0以下である。
(C)引張弾性率が1MPa以上600MPa以下である。
(D)ポリプロピレン樹脂を構成するモノマーの50モル%以上がプロピレンモノマーである。
(E)ポリプロピレン樹脂の構成単位が下記(i)及び/又は(ii)を満たす。
(i)エチレンの構成単位を0モル%超20モル%以下含む。
(ii)1−ブテンの構成単位を0モル%超30モル%以下含む。
(F)示差走査型熱量計(DSC)を用い、試料を窒素雰囲気下−10℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークトップとして定義される融点(Tm−D)が0℃以上120℃以下である。
重量平均分子量(Mw)は、好ましくは30,000以上300,000以下、より好ましくは50,000以上200,000以下である。
「数平均分子量(Mn)」とは、溶離液としてクロロホルムを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による標準ポリスチレン換算の数平均分子量値を意味する。
分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは1.3以上2.8以下、より好ましくは1.5以上2.5以下である。
引張弾性率は、好ましくは5MPa以上400MPa以下、より好ましくは10MPa以上200MPa以下である。
ポリプロピレン樹脂を構成するモノマーの量は、好ましくは60モル%以上、より好ましくは70モル%以上がプロピレンモノマーである。
エチレンの構成単位の量は、好ましくは3モル%以上18モル%以下、より好ましくは5モル%以上15モル%以下である。
1−ブテンの構成単位の量は、好ましくは3モル%以上28モル%以下、より好ましくは5モル%以上25モル%以下である。
第2の熱可塑性樹脂の含量が1質量%以上であると、樹脂組成物から得られる延伸シートの伸び性を損なわずに白色度や不透明度を高め易い。
第2の熱可塑性樹脂の含量が7質量%以下であると、樹脂組成物から得られる延伸シートの白色度や不透明度を高めつつ、良好な伸び性を実現し易い。
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、第1の熱可塑性樹脂、及び第2の熱可塑性樹脂以外の任意の樹脂が含まれ得る。ただし、本発明の効果が奏され易いという観点から、本発明の樹脂組成物には、第1の熱可塑性樹脂、及び第2の熱可塑性樹脂以外の樹脂が配合されないことが好ましい。
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、樹脂組成物に通常配合され得る任意の添加剤が含まれ得る。本発明の樹脂組成物に、このような添加剤が含まれる場合、その種類や量は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択できる。
本発明の樹脂組成物は、上記の成分を公知の方法によって、必要に応じ、溶融、混練及び成形等することで得られる。
本発明の樹脂組成物は、延伸シートを製造するために用いられる。本発明において、「延伸シート」とは、樹脂組成物をシート状に成形した後、延伸処理を施したものを意味する。
白色度の上限は特に限定されないが、通常、99%以下に調整される。
不透明度の上限は特に限定されないが、通常、99%以下に調整される。
本発明の延伸シートの製造方法は、成形対象として本発明の樹脂組成物を用いる点以外は、任意のシート成形方法を採用することができる。
下記表中の「組成」に示す材料を準備した。
なお、下記表中、「第1の熱可塑性樹脂」及び「無機物質粉末」に示す数値は、「第1の熱可塑性樹脂」及び「無機物質粉末」の質量比を意味する。例えば、「実施例1−1」においては「第1の熱可塑性樹脂」:「無機物質粉末」=10:90(質量比)で用いたことを意味する。
下記表中、「オレフィン系改質剤」に示す数値は、「第1の熱可塑性樹脂」及び「無機物質粉末」の合計量に対する「オレフィン系改質剤」の配合量(単位:質量%)を意味する。
「PP−1」:以下を全て満たすポリプロピレン樹脂(商品名「E111G」、株式会社プライムポリマー製)
引張弾性率:1700MPa
ホモポリマー
融点:165℃
「PE」:ポリエチレン樹脂(商品名「SHC7260」、ブラスケム社製の高密度ポリエチレン樹脂 密度:0.959、MFR=7.2g/10分)
「PP+PE」:「PP−1」と「PE」とを同割合で含む樹脂混合物
以下を全て満たす、表面処理がされていない重質炭酸カルシウム粒子
平均粒径:2.2μm
BET比表面積:1.0m2/g
真円度:0.85
「PP−2」:以下を全て満たすポリプロピレン樹脂(商品名「エルモーデュ S901」、出光昭和シェル株式会社製)
重量平均分子量(Mw):130000
分子量分布(Mw/Mn):2.0
引張弾性率:110MPa
ポリプロピレン樹脂を構成するモノマーの70モル%以上がプロピレンモノマーである。
ポリプロピレン樹脂の構成単位が下記(i)及び/又は(ii)を満たす。
(i)エチレンの構成単位を10モル%含む。
(ii)1−ブテンの構成単位を15モル%含む。
示差走査型熱量計(DSC)を用い、試料を窒素雰囲気下−10℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークトップとして定義される融点(Tm−D)が80℃である。
「PP−3」:メタロセン系高溶融張力ポリプロピレン 商品名「ウェイマックス」、日本ポリプロ株式会社社製
「PP−4」:低分子量ポリオレフィン 商品名「エクセレックス」、三井化学株式会社製
下記表中の「組成」に示す材料を、二軸混練押出機(東洋精機製作所製Tダイ押出成形装置(φ20mm、L/D=25))に投入し、190℃の温度で混練し、ペレット化し、樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を用いて、190℃で溶融混練後、Tダイにてシート状(厚さ1.2mm)に成形した。次いで、得られた無延伸シートを、表に示す延伸倍率で二軸方向延伸し、延伸シートを得た。
得られた延伸シートについて、白色度、不透明度、及び強度を以下の方法で評価した。その結果を表中の「評価」の各項に示す。
JIS P 8148−2018に基づき、各延伸シートの白色度を特定した。白色度が90%以上であると、延伸シートの白色度は良好であると評価できる。
JIS P 8149−2000に基づき、各延伸シートの不透明度を特定した。白色度が90%以上であると、延伸シートの白色度は良好であると評価できる。
延伸シートの引張試験を、(株)東洋精機製作所製、ストログラフを用いて、23℃の温度で行った。試験片の形状としては、JIS K6251−2017のダンベル状3号形試験片を用いた。延伸速度は200mm/分に設定し、破断伸び(単位:%)を測定した。
延伸シートの延伸倍率が2倍であると、白色度及び不透明度と、伸び性とが特に良好だった。
Claims (8)
- 第1の熱可塑性樹脂と、前記第1の熱可塑性樹脂とは異なる第2の熱可塑性樹脂と、無機物質粉末とを含み、
前記第1の熱可塑性樹脂と、前記無機物質粉末との質量比が50:50〜10:90であり、
前記第2の熱可塑性樹脂の含量が、前記第1の熱可塑性樹脂及び前記無機物質粉末の合計量に対して1質量%以上7質量%以下であり、
前記第2の熱可塑性樹脂が、以下(A)乃至(F)を全て満たすポリプロピレン樹脂である、
延伸シートを製造するための樹脂組成物。
(A)重量平均分子量(Mw)が10,000以上400,000以下である。
(B)分子量分布(Mw/Mn)が1.0以上3.0以下である。
(C)引張弾性率が1MPa以上600MPa以下である。
(D)ポリプロピレン樹脂を構成するモノマーの50モル%以上がプロピレンモノマーである。
(E)ポリプロピレン樹脂の構成単位が下記(i)及び/又は(ii)を満たす。
(i)エチレンの構成単位を0モル%超20モル%以下含む。
(ii)1−ブテンの構成単位を0モル%超30モル%以下含む。
(F)示差走査型熱量計(DSC)を用い、試料を窒素雰囲気下−10℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブの最も高温側に観測されるピークトップとして定義される融点(Tm−D)が0℃以上120℃以下である。 - 前記無機物質粉末は、表面処理がされていない重質炭酸カルシウムである、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記重質炭酸カルシウムは、
平均粒子径が1.0μm以上10.0μm以下であり、
BET比表面積が0.1m2/g以上10.0m2/g以下であり、
真円度が0.50以上0.95以下である、
請求項2に記載の樹脂組成物。 - 請求項1から3の何れかに記載の樹脂組成物を含む延伸シート。
- JIS P 8148−2018に規定する白色度が90%以上である、請求項4に記載の延伸シート。
- JIS P 8149−2000に規定する不透明度が90%以上である、請求項4又は5に記載の延伸シート。
- 請求項1から3の何れかに記載の樹脂組成物をシート状に成形する成形工程と、
前記成形工程で得られたシート状の樹脂組成物を延伸する延伸工程と、
を含む延伸シートの製造方法。 - 前記延伸工程後、延伸シートを搬送方向に移動させる途中で、前記延伸シートの表面に固体物体を押し付け、その当接部分において前記延伸シートを折り曲げた状態にすることにより、前記延伸シートの内部に作用する応力を発生させる曲げ処理工程を更に含む、
請求項7に記載の延伸シートの製造方法。
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