JP2915122B2 - ポリエチレン組成物 - Google Patents

ポリエチレン組成物

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は押出成形加工性及び延伸成形加工性に優れた
一軸延伸用ポリエチレン組成物に関する。
〔従来の技術〕
ポリエチレンよりなるフラットヤーン、テープ、モノ
フィラメント、フィルム等の一軸延伸成形物は、機械的
強度が優れるので各種の袋物、クロスシート、ロープ、
ネット、結束材等の産業資材や菓子包装材等に巾広く使
用されている。
一般に一軸延伸用ポリエチレンには、強度を引出すた
め比較的メルトインデックスが小さいポリエチレンが使
用されている。しかしながらポリエチレンはメルトイン
デックスが小さくなるに従い溶融押出の流動抵抗が大き
くなり、そのため押出成形における押出温度や押出速度
等の成形条件により、押出成形加工性、延伸成形加工
性、物性等が大きく影響される。
すなわち、押出温度が低過ぎる場合、もしくは高過ぎ
る場合、またはある一定の剪断速度以上の押出速度の場
合に、ポリマー相互間、またはシリンダー、ダイスなど
の金属とポリマー間との摩擦によりポリマーが発熱して
過熱状態となり、ポリマーの熱分解劣化もしくは架橋反
応が促進される。その結果、以下の様な問題が生じる。
第一の問題は、押出機スクリュー先端部のスクリーン
パックにポリマーの劣化物または架橋物が経時的に目詰
まって、ポリマー押出機内で圧力(押出圧力)の上昇及
び押出量の低下を来し生産性を悪化させることである。
第二の問題は、インフレーション成形法によりフィル
ムを製造する際などに、ダイスのポリマー出口付近(リ
ップ周り)に飴状、タール状、針状等のヤニ状物質が生
成して固着蓄積することである。この蓄積したヤニ状物
質が溶融状態にあるフィルムに付着すると、空気圧によ
って脹らんだ安定な円筒膜が突如として裂けて(パンク
して)、フィルムの連続生産ができなくなる。また、フ
ィルムがパンクせずともヤニ状物質が付着したフィルム
は、後の延伸工程でヤニ状物質の付着部分が伸びずに延
伸切れを発生して生産性が低下する。
第三の問題は、ポリマーの熱分解劣化によって押出成
形品の表面が肌荒れを起こし、押出成形品が通過する装
置の擦過部分に白色粉末を生成し易くなることである。
例えばインフレーション成形法によりフィルムを成形す
るときに、ダイスの直上に設けられたガイド板、ニップ
ロール、ガイドロール等に白色粉末が生成蓄積したり、
後のロールや熱板による延伸時にも白色粉末が生成して
蓄積するようになる。この白色粉末は、フィルム成形時
及び延伸時にガイド板や延伸熱板等の各部を擦過する
際、フィルムの表面から微量のポリマーが削り取られる
ために生ずる摩耗粉と考えられる。この白色粉末がフィ
ルム成形装置に蓄積すると、成形フィルムに皺を生じて
後工程のスリット時にスリットミスを起こして延伸切れ
を生じたり、延伸工程の熱板上に蓄積すると、ネック延
伸の邪魔になり熱不足及び応力集中の不均一を来して延
伸切れを生じる等の問題を引き起こし生産性を低下する
原因となる。
ポリエチレンのかかる問題点に対し、その改良方法と
して各種の高級脂肪酸の金属塩を滑剤として配合し、押
出成形加工性及び延伸成形加工性を改良する技術が一般
的であり、例えば従来ポリオレフィンに多用されている
高級脂肪酸のカルシウム塩であるステアリン酸カルシウ
ム、12ヒドロキシステアリン酸カルシウム等をポリエチ
レンに添加することが提案されている。しかしながら、
かかる滑剤でも押出成形時のスクリーンパックの目詰り
防止やインフレーション成形法によりフィルムを成形す
るときのヤニ状物質の生成防止、及び該フィルムを延伸
するときに生成する白色粉末の生成防止等の問題を、同
時に解決するにはあまり効果がないのが現状である。
特開昭57−200433号公報には、上記第二の問題である
ヤニ状物質の生成の不具合を解決しインフレーション成
形に適したものとしてポリエチレンとハイドロタルサイ
トからなる組成物を開示しているが、上記第三の問題で
ある白色粉末の発生の解決にはならない。
また、特公昭64−7613号には、加工性が改良され、か
つ表面状態の優れた成形を与えるものとして、ポリエチ
レンとステアリン酸マグネシウムからなるポリエチレン
組成物が開示されている。しかしながら、この組成物で
は、上記の第二の問題であるインフレーション成形時の
ヤニ状物質の生成、第三の問題である延伸時の白色粉末
の生成を同時に解決することができない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、第一に押出成形時のスクリーンパッ
クの目詰まりをおこさないこと、第二にインフレーショ
ン成形によるフィルム成形時のヤニ状物の生成防止、第
三に該フィルムを延伸するときに生成する白色粉末の生
成防止、の三点を同時に解決するポリエチレン組成物を
提供することである。すなわち、押出成形加工性および
延伸成形加工性に優れた一軸延伸用ポリエチレン組成物
を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、鋭意研究の結果、特定量の塩基性12ヒ
ドロキシステアリン酸マグネシウム、ハイドロタルサイ
ト、脂肪酸アミドをポリエチレンに配合することにより
課題を解決し、本発明を完成するに到った。すなわち、 本発明のポリエチレン組成物は、(A)密度0.950〜
0.965g/cm3、メルトインデックス0.1〜1.5g/10minのポ
リエチレン100重量部に対し、(B)塩基性12ヒドロキ
システアリン酸マグネシウム0.01〜1.0重量部、(C)
ハイドロタルサイト0.01〜1.0重量部、(D)脂肪酸ア
ミド0.01〜1.0重量部を配合してなることを特徴とす
る。
本発明の組成物に用いるポリエチレンとしては、エチ
レンの単独重合体のみならず、エチレンと他のα−オレ
フィン、例えば1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセ
ン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテンあるいは
これらの混合物との共重合体があげられる。
適用するポリエチレンとしては、密度が0.95〜0.965g
/cm3、メルトインデックス(JIS K7210−1976 試験条
件4、190℃ 2.16kg、以下MIと称する)が0.1〜1.5g/1
0minであることが必要である。密度が0.95g/cm3未満の
ものは一軸延伸物の剛性が低下し強度が劣る。0.965g/c
m3を越えるものは一軸延伸物の伸度が不足し、特にフラ
ットヤーンの場合割れ易くなる。MIが0.1g/10min未満の
ものは溶融粘度が高過ぎて押出成形が困難であり、MIが
1.5g/10minを越えるものは一軸延伸物の剛性が低下し強
度が劣る。
本発明の組成物で使用する塩基性12ヒドロキシステア
リン酸マグネシウムとしては、 0.44Mg(C17H36OCOO)2Mg及び0.12Mg(C17H36OCOO)2
Mg等の構造のものを例示することができる。
本発明の組成物で使用するハイドロタルサイトとは、
マグネシウム、アルミニウムの含水塩基性炭酸塩であっ
て、天然物、合成品いずれをも包含する。天然物はMg6A
l2(OH)16CO3・4H2Oの構造を有するとされており、合
成品ではMgとAlとの比が異なったもの、例えばMg4.5Al2
(OH)13CO3・3.5H2Oの構造のものが示される。
本発明の組成物で使用する脂肪酸アミドとしては、炭
素数12〜24の脂肪酸アミドが好ましく、具体例として
は、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、リノール
酸アミド、若しくはエルカ酸アミドを挙げることができ
る。これらの酸アミドは単独、若しくは2種以上混合し
て使用することができる。
本発明の組成物における各成分の配合量は、(A)ポ
リエチレン100重量部に対し、(B)塩基性12ヒドロキ
システアリン酸マグネシウム0.01〜1.0重量部、好まし
くは0.1〜0.5重量部、(C)ハイドロタルサイト0.01〜
1.0重量部、好ましくは0.05〜0.5重量部、(D)脂肪酸
アミド0.01〜1.0重量部、好ましくは0.1〜0.5重量部の
範囲である。ポリエチレン100重量部に対して、(B)
成分が0.01重量部未満の場合は押出成形時のスクリーン
パック目詰り防止が達成できず、(C)成分が0.01重量
部未満の場合はインフレーション成形法によりフィルム
を成形するときのヤニ状物の生成防止ができない。ま
た、(D)成分が0.01重量部未満の場合は該フィルムを
延伸するときに生成する白色粉末の生成防止等を十分に
達成することができない。また、(B)成分が1.0重量
部を越えると押出機のスクリュー部分で樹脂がスリップ
してしまい、逆に押出成形加工性が損なわれ本発明の目
的とする向上効果が飽和して、これ以上の改良効果の向
上がみとめられなくなり、更に樹脂組成物が高価となり
好ましくない。
本発明の組成物は、(A)ポリエチレンに上記
(B)、(C)および(D)の各成分を上記の割合で配
合し混合することによって得られる。混合する方法は特
に限定することなく通常の混練法が適用できる。例え
ば、ポリエチレンの粉末又はペレットに各成分および必
要に応じて後述の添加剤を配合し、常温で予め混合した
後、押出機等で溶融混練する方法が適当である。
なお、本発明組成物には、必要に応じてポリエチレン
に使用されている酸化防止剤、紫外線吸収剤、造核剤、
顔料、艶消し剤など本発明の目的、効果を損なわない範
囲で添加することができる。
本発明の組成物を用いてポリエチレン一軸延伸成形物
を得る方法には特別な限定はなく、公知公用の装置及び
方法により可能である。例えばフラットヤーンの場合、
通常のTダイ法あるいはインフレーション法によりフィ
ルム(未延伸原反)を製造し、適当な幅にスリットし、
熱板法、加熱ロール法、加熱空気浴槽法等の方法で加熱
しながら、回転速度の異なる二組以上のニップロール間
において長さ方法に1段又は2段以上の多段延伸を行
い、ついで必要に応じて緩和熱処理(アニール)を行な
う。
〔実施例および比較例〕
実施例および比較例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り以下の例により限
定されるものではない。
実施例1〜2 (A)密度0.956、MI 0.72のポリエチレン100重量部
に対し、(B)塩基性12ヒドロキシステアリン酸マグネ
シウム((株)耕正製、商品名「EM−644」)、(C)
ハイドロタルサイト(Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2Oの
構造を有する)、(D)エルカ酸アミド(日本油脂
(株)製、商品名「アルフローP10」)を第1表に示す
割合で配合し、更に酸化耐熱性安定剤として、2,6−ジ
−t−ブチルパラクレゾール0.20重量部、テトラキス
〔メチレン(3,5−ジ−t−ブチルヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート〕メタン0.05重量部を添加し、高速
ミキサーで2分間混合した後、口径40mmの押出機を用い
て210℃の温度で溶融押出をして各々のポリエチレン組
成物を得た。
これらのポリエチレン組成物を用いて、温度190℃で
溶融押出の後インフレーション法でフィルムを成形し、
スリットしてのち延伸及び緩和アニールを行い約1000デ
ニールのフラットヤーンを得た。この場合の連続運転6
時間経過時における押出成形安定性、フィルム成形安定
性、延伸成形安定性等の諸物性の結果を第1表に示す。
なお、押出条件及び延伸条件は次のとおりである。
押出機;40mmφ L/D24 圧縮比3.0 フルフライトスクリュー スクリュー回転数 83rpm スパイラルダイス 100mmφ リップ幅 1.0mm インフレーション製膜法;ブロー比 1.1 フィルム厚み 60μ 延 伸;スリット幅 15mm 熱板延伸100℃ 速度150m/min 倍 率 6.5 熱処理;熱板120℃ 緩和率5% 実施例3〜4 (A)密度0.959、MIが0.35のポリエチレン100重量部
に対し、(B)塩基性12ヒドロキシステアリン酸マグネ
シウム((株)耕正製、商品名「EM−644」)、(C)
ハイドロタルサイト(Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2Oの
構造を有する)、(D)エルカ酸アミド(日本油脂
(株)製、商品名「アルフローP10」)を第1表に示す
割合で添加し、更に実施例1と同様の酸化耐熱安定剤0.
25重量部を添加し、高速ミキサーで2分間混合した後、
口径40mmの押出機を用いて210℃の温度で溶融押出をし
て各々のポリエチレン組成物を得た。
これらのポリエチレン組成物を用いて、温度225℃で
溶融押出をする以外は実施例1に準拠してインフレーシ
ョン法でフィルムを成形し、スリットしてのち、延伸及
び緩和アニールを行い約1000デニールのフラットヤーン
を得た。この場合の連続運転6時間経過時における押出
成形安定性、フィルム成形安定性、延伸成形安定性等の
諸物性の結果を第1表に示す。
比較例1〜3 (C)成分を除く(比較例1)、(B)成分を除く
(比較例2)、(D)成分を除く(比較例3)以外は、
それぞれ実施例1と準拠してポリエチレン組成物を得
た。それぞれの組成物を用いて温度190℃で溶融押出後
インフレーション法でフィルムを成形し、スリットして
のち、延伸および緩和アニールを行い約1000デニールの
フラットヤーンを得た。この場合の連続運転6時間経過
時における押出成形安定性、フィルム成形安定性、延伸
成形安定性等の諸物性の結果を第1表に示す。
比較例4〜6 (C)成分を除く(比較例4)、(B)成分を除く
(比較例5)、(D)成分を除く(比較例6)以外はそ
れぞれ実施例1に準拠してポリエチレン組成物を得た。
それぞれの組成物を用いて温度225℃で溶融押出の後イ
ンフレーション法でフィルムを成形し、スリットしての
ち、延伸および緩和アニールを行い約1000デニールのフ
ラットヤーンを得た。この場合の連続運転6時間経過時
における押出成形安定性、フィルム成形安定性、延伸成
形安定性等の諸物性の結果を第1表に示す。
〔発明の効果〕 本発明のポリエチレン組成物は、従来の組成物に比べ
て一軸延伸物特にフラットヤーンにする場合、スクリー
ンパックの目詰り防止、およびダイスのポリマー出口付
近でのヤニ状物質の生成防止ができる。また、インフレ
ーション成形法によりフィルムを成形するとき及び該フ
ィルムを延伸するときに生成する白色粉末の生成防止等
が可能になる。そのため、押出成形、インフレーション
成形、および延伸成形におけるトラブルがなくなり、大
幅な生産性の向上と同時にフラットヤーンの品質向上及
び安定化を図ることができる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)密度0.950〜0.965g/cm3、メルトイ
    ンデックス0.1〜1.5g/10minのポリエチレン100重量部に
    対し、(B)塩基性12ヒドロキシステアリン酸マグネシ
    ウム0.01〜1.0重量部、(C)ハイドロタルサイト0.01
    〜1.0重量部、(D)脂肪酸アミド0.01〜1.0重量部を配
    合してなることを特徴とするポリエチレン組成物。
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