JP2743091B2 - 結晶性プロピレン重合体深絞り成形用シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は結晶性プロピレン重合体シートに関し、特に
真空又は圧空成形で深絞り成形に用いられる結晶性プロ
ピレン重合体深絞り成形用シートに関するものである。

［従来の技術］ ポリプロピレン、ポリエチレンなどの結晶性ポリオレ
フィンシートは、機械的性質、熱的性質、衛生性に優れ
る為、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・
スチレン共重合体、ポリ塩化ビニール等の既存シートに
替わって、食品トレー、食品容器、工業機械部品、自動
車部品等に広く利用されてきている。

その用途拡大に伴い、ポリオレフィンシートの配合組
成面での技術改良が行なわれ、従来のポリプロピレン又
はポリエチレン等のポリオレフィンからなるシートでは
不十分であった真空成形又は圧空成形時の絞り加工性が
飛躍的に向上している。

その主な改良技術としては、例えば特開昭55−108433
号公報記載されている特定のポリエチレンとポリプロピ
レンとからなる組成物、及び、特開昭58−142810号公報
等に記載されている特定のポリプロピレンと同ポリエチ
レン及び特定量のスチレン重合体からなる組成物を挙げ
ることができる。

このような改良によって、ポリオレフィンシートの成
形温度範囲が広くなり、また、より深く絞れる成形品が
得られるようになった。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、このような組成物を用いて真空又は圧空成
形したとき、得られる成形品に厚みムラが生じるという
欠点をなおも有している。

すなわち、真空、圧空成形する際に、加熱されたシー
トの一部で、金型に最初に接触する部分と金型との滑り
が十分でない為に、その部分が均一に引き伸ばされず
に、厚くなるものであり、また、深絞りを補助する為に
使用する押し込みプラグとシートとの接触でも同様な問
題を生じていた。

本発明は、深く絞れて、かつ、製品に厚みムラがない
シートを提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の問題点を解決するためにシート表面を
特定組成からなる組成物で構成したものである。

すなわち本発明は、メルトフローレート15g/10分以下
でプロピレン含量75重量％以上の結晶性プロピレン重合
体100重量部に、重合度が3500〜8000のポリジオルガノ
シロキサンガム0.1〜3.0重量部を配合してなる組成物
が、一表面又は両表面になっていることを特徴とする結
晶性プロピレン重合体深絞り成形用シートに関するもの
である。

かかる積層シートは、深絞りと均一な肉厚の成形品が
得られるので、広い応用が可能となる。

結晶性プロピレン重合体 本発明で表面組成物に用いられる結晶性プロピレン重
合体は、JIS−K6758（230℃、2.16kg）に準拠したメル
トフローレート（MFR）が15g/10分以下、好ましくは5g/
10分以下でプロピレン含量が75重量％以上の重合体であ
って、プロピレンの単独重合体もしくはプロピレンとエ
チレン又は炭素数４〜20、好ましくは４〜12、より好ま
しくは４〜８のα−オレフィンとのブロック又はランダ
ム共重合体が好適である。共単量体として不飽和有機酸
又はその誘導体、ビニルエステル、ビニルシラン等のα
−オレフィイン以外のものを光沢を阻害しない範囲で含
んでいてもよい。このときグラフト共重合又はランダム
共重合の形態を採るのが普通である。

本発明に用いられる上記結晶性プロピレン重合体とし
て、好ましいものは、プロピレン含量が80重量％以上の
プロピレンと、エチレン又はプロピレン以外のα−オレ
フィンとの共重合体もしくはプロピレンの単独重合体で
あり、より好ましいものは、プロピレン含量が90重量％
以上のプロピレンと、エチレン又はプロピレン以外のα
−オレフィンとのブロック共重合体、プロピレン含量85
重量％以上のプロピレンとエチレン又はプロピレン以外
のα−オレフィンとのランダム共重合体及びプロピレン
の単独重合体である。プロピレン含量が上記範囲未満の
ものは、製品の光沢が著しく悪い。

本発明に用いられる結晶性プロピレン重合体は、その
MFRが上記範囲超過のものは、真空成形工程において、
予熱時のシートの垂れ量が大きくなり、また真空成形品
の肉厚ムラが大きくなる場合がある。しかも再生品を使
用した場合、そのMFRを上昇させ後述のような欠点を招
き、好ましくない。

MFRの下限については、MFR測定時に流動性が実質上認
められないものであっても、成形機によりシートに成形
されるものであればよく、実際には限界がないといえ
る。

この結晶性プロオピレン重合体は、上記のものの二種
以上を配合したも組成物であってもよい。

ポリジオルガノシロキサンガム 本発明で表面組成物として上記結晶性ポリオレフィン
重合体に配合されるポリジオルガノシロキサンガムは、
一般式、 で示され、けい素に結合するR¹、R²としては、同一でも
異種でもよく、メチル基、エチル基などの脂肪族炭化水
素基、フェニル基などの芳香族炭化水素基、ビニル基を
有する不飽和炭化水素基などがある。中でもメチル基が
好ましい。また、重合度は式中の繰り返しユニットｎで
定義され、ｎは3500〜8000、好ましくは4000〜7500であ
る。

このポリジオルガノシロキサンガムは、無色透明のガ
ム状物質で、25℃で109センチストーク以上の粘度を有
し、平均分子量が２×102以上のものである。重合度ｎ
が上記範囲未満では、シートの表面滑りの効果が不十分
であり、均一な肉厚の成形品が得られない。また、重合
度が上記範囲超過では、シートの表面の光沢が悪化し、
成形品の商品価値を損なう。

組成物 上記ポリジオルガノシロキサンガムの配合量は、前記
結晶性プロピレン重合体100重量部に対して0.1〜3.0重
量部、好ましくは0.2〜1.0重量部である。この範囲未満
の配合ではシート表面の滑り効果が不十分であり、一
方、この配合量を超える添加量では、シート表面の光沢
が悪化する。

なお、この組成物には、発明の効果を著しく損なわな
い範囲で、他の付加的成分を配合してもよい。特に、無
機又は有機の核剤の添加は後記の効果が期待されるの
で、むしろ好ましい。

そのような無機系核剤としては、例えば炭酸カルシウ
ム、シリカ、タルク、クレー、酸化チタン、硫酸バリウ
ム等の非繊維状無機粉末が好適であり、中でも粒径が20
m以下のタルクが効果的である。また、有機系核剤とし
ては、脂肪族及び芳香族ジカルボン酸又はその無機物、
芳香族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボオン酸のアミン
塩、金属塩、芳香族酸のアルミニウム塩、ジアリールホ
スフェートアルカリ金属塩が好適である。中でも、芳香
族酸のアルミニウム塩、ジアリールホスフェートアルカ
リ金属塩が効果的である。

この無機充填剤もしくは有機核剤は、用いるときは、
前記組成物に対して、５重量％以下、好ましくは0.05重
量％以上２重量％以下の添加量範囲で用いる。

これら核剤の添加により、耐熱性、剛性、耐傷つき
性、寸法安定性、光沢の向上等多様な効果の付与が期待
されるが、過多に添加してもそれ以上の効果は期待でき
ず、逆に光沢が低下する。

その他の付加的成分としては、例えば酸化防止剤、紫
外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、分散剤、透明化剤、着
色剤、腐食防止剤等を目的に応じて適宜加えてもよい。

シート 上記成分からなる組成物は、通常の混練法によって得
られるが、各成分をシート成形の際に直接成形機に供給
して成形機中で混練してシート成形してもよい。

本発明のシートは、上記組成物がその少なくとも一表
面をなしている限り、単層であってもよく、また、他の
層との積層シートでもよい。

積層シートの場合、その少なくとも一層に結晶性プロ
ピレン重合体及びエチレン重合体の下記特定量配合組成
物を用いると特に深く絞ることができて好ましい。

ここでの結晶性プロピレン重合体としては、プロピレ
ンの単独重合体もしくはプロピレンとエチレン又は炭素
数４〜20（好ましくは４〜12、より好ましくは４〜８）
のα−オレフィンとのブロック又はランダム共重合体が
ある。共単量体として不飽和有機酸又はその誘導体、ビ
ニルエステル、ビニルシラン等のα−オレフィン以外の
ものを深絞性を阻害しない範囲で含んでいてもよい。こ
のときグラフト共重合又はランダム共重合の形態を採る
のが普通である。

この結晶性プロピレン重合体は上記のものの２種以上
の配合物でもよいが、プロピレン含量は50重量％以上で
ある必要があり、好ましくは65重量％以上、より好まし
くは80重量％以上のものが剛性、耐熱性の点から望まし
く、また、JIS−K6758（230℃、2.16kg）に準拠したMFR
が5g/10分以下であるものが成形性の点で好ましい。

また、上記積層シートを構成する組成物のもう一方の
成分であるエチレン重合体は、エチレンの単独重合体も
しくはエチレンと炭素数３〜20（好ましくは３〜12、よ
り好ましくは３〜８）のα−オレフィンとの共重合体で
エチレン含量が50重量％以上のものである。なかでも、
エチレンの単独重合体及びエチレン含量70重量％以上の
エチレンとα−オレフィンとの共重合体が、剛性、耐熱
性の点でよく、特に密度が0.925g/cm³以上のものが望ま
しい。このエチレン重合体は上記のものの２種以上の配
合物でもよいが、JIS−K6760（190℃、2.16kg）に準拠
したMFRが4g/10分以下、好ましくは2g/10分以下のもの
が成形性の点で好ましい。

このような結晶性プロピレン重合体とエチレン重合体
の２成分を、前者５〜85重量％及び後者95〜15重量％で
配合した組成物のうち、MFR〔ここではJIS−K6758（230
℃、2.16kg）に準拠する〕が5g/10分以下、好ましくは3
g/10分以下のものが構成物として適する。

また、この組成物層に更に無機充填剤を配合すると耐
熱性、剛性、寸法安定性が付与されたシートが得られ
る。

次に、シートは、通常の方法で製造され、例えば積層
シートはラミネート法によって作られる。例えば、マル
チ、マニホールドダイ又はフィールドブロックなどを使
用する共押出法:A層を予めＴダイ又はイインフレーショ
ンダイを用いてフィルム又はシート状に製造し、そのフ
ィルム又はシートの上にＢ層もしくはＢ層を少なくとも
一層とする積層物を溶融状態でシート状に押し出して貼
り合わせる方法:B層もしくはＢ層を少なくとも一層とす
る積層のシートを予めＴダイを用いて製造し、その上に
Ａ層を溶融状態で押し出して貼り合わせる方法:B層もし
くはＢ層を少なくとも一層とする積層のシートと、Ａ層
を予め個々に製造しておいて、接着剤又は接着性溶融樹
脂等の接着層を介して各々を貼り合わせる方法等であ
る。

このようにして得られるシートは深絞り成形に供され
るが、その成形法としては、真空成形、圧空成形、固相
圧空成形、固相プレス成形、スタンピング成形等があ
る。

［実施例］ 次に実施例を示すが、各評価方法は次のとおりであ
る。

（１） 肉厚変動率（均一性）： 多層シートを、表面層を下にして、450℃に加熱され
たヒーターの下15cmの所に置いて、シート全体を均一に
加熱する。加熱後60秒たった時に、シートを縦500mm、
横300mm、深さ300mmの直方体状の金型の上にスライドさ
せ、押込みプラグを用いて真空成形を行なう。できた製
品（第１図）の肉厚を第２図に示した位置で測定し、そ
の分布の変動率（第３図）で肉厚の均一性を判定した。
変動率は第３図から製品肉厚の最大厚みと最小厚みとの
差ｈの値を用いて次式で求めた。

（２） スリップ 多層シートを長さ250mm、幅100mmの長方形に切断し、
表面層を上にして平滑板に取り付ける。シート上を滑ら
せる負荷重りとして、重さ200g（Wo）の金属アルミニウ
ム製63mm角直方体を使用する。

上記負荷重りを多層シートの表面層の上に置き、引張
速度150mm/分で引張り始めるときの荷重（W₁）を読み取
る。スリップ性能として、μ_ｓを次式で求める。

μ_ｓ＝W₁/W₀ 実施例１ 表面層に供する樹脂： MFR2.0g/10分、沸騰ヘプタン抽出残量99重量％の結晶
性プロピレン単独重合体と重合度ｎが4500のポリジメチ
ルシロキサンガム0.5重量部の混合物を用いた。

他の層に供する樹脂： エチレン含量５重量％、MFR0.5g/10分、沸騰ヘプタン
抽出残量98重量％の結晶性プロピレン・エチレンブロッ
ク共重合体50重量％と、密度0.950g/cm³、MFR0.6g/10分
のポリエチレン50重量％を押出機で混練してペレットに
した。このもののMFRは0.40g/10分であった。

シートの製造： 上記の他の層に供する樹脂を、口径90mmの押出機を用
いて200〜270℃で幅700mmの２層マルチマニホールドダ
イに供給し、また、表面層用樹脂を、口径40mmの押出機
を用いて230〜270℃で同じダイに供給した。ダイの温度
は230〜240℃であった。

ダイから押し出された溶融シートは、幅700mmの３本
のロールにて順次冷却固化した。ロールの温度は、ダイ
に近いロールから80℃、95℃、100℃であり、ロールの
回転スピードは1.5m/分であった。

得られたシートの厚みは、全体で1.6mmであり、表面
層は0.25mm、他の層は1.35mmであった。シートの評価結
果は第１表に示す。

実施例２ 実施例１において、表面層に用いた樹脂にｐ−ｔ−ブ
チル安息香酸のアルミニウム塩を0.3重量％添加し、ま
た、重合度ｎが4500のポリジメチルシロキサンガムの添
加量を0.7重量部とした以外は、実施例１と同様にして
試験した。結果は第１表のとおりである。

実施例３ 実施例２において、ポリジメチルシロキサンガムの重
合度ｎを6000、添加量を2.0重量部とした以外は、実施
例２と同様にして試験を行なった。結果は第１表のとお
りである。

比較例１ 実施例２において、ポリジメチルシロキサンガムを用
いず、それ以外は実施例２と同様にして試験を行なっ
た。結果は第１表のとおりである。

比較例２ 表面層として、MFRが8.0g/10分、エチレン含量27重量
％の結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体を用
いた以外は実施例１と同様にして試験したところ、深絞
り製品の表面光沢は著しく悪くなった。

比較例３ 表面層としてMFRが10g/10分、エチレン含量27重量％
のプロピレン・エチレンランダム共重合体を用いて実施
例１と同様にして試験した。深絞り製品の表面光沢は著
しく悪くなった。

［発明の効果］ 本発明は深絞り成形用シートの表面として、ポリジオ
ルガノシロキサンガムを配合した特定の結晶性プロピレ
ン重合体組成を用いたので、成形に際して金型とのスリ
ップ性が良好で、成形品の肉厚の均一性が向上し、か
つ、製品の光沢も良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は深絞り成形における肉厚変動率の測定に用いた
真空成形品の斜視図で、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図
で、１〜12は肉厚測定位置を示す。 第３図は肉厚測定位置による肉厚の変動分布化状態を説
明するグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−196111（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−70536（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−70738（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−215646（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−108433（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メルトフローレート15g/10分以下でプロピ
   レン含量75重量％以上の結晶性プロピレン重合体100重
   量部に重合度が3500〜8000のポリジオルガノシロキサン
   ガム0.1〜3.0重量部を配合してなる組成物が、一表面又
   は両表面になっていることを特徴とする結晶性プロピレ
   ン重合体深絞り成形用シート。