JP3454741B2 - 容器用ポリエチレン樹脂組成物 - Google Patents

容器用ポリエチレン樹脂組成物

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JP3454741B2
JP3454741B2 JP05194099A JP5194099A JP3454741B2 JP 3454741 B2 JP3454741 B2 JP 3454741B2 JP 05194099 A JP05194099 A JP 05194099A JP 5194099 A JP5194099 A JP 5194099A JP 3454741 B2 JP3454741 B2 JP 3454741B2
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邦彦 伊林
雅司 内田
四十四 管野
直人 佐藤
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸飲料等の液体
などを収容する容器用ポリエチレン樹脂組成物であり、
詳しくは成形性、高流動性、臭い、剛性と耐衝撃性との
バランス、滑り性、食品安全性に優れ、かつ内容物等か
ら起因して生じる容器の内圧に耐え得る耐ストレスクラ
ック性を有するポリエチレン樹脂組成物である。
【0002】
【従来の技術】従来、清涼飲料水、炭酸飲料水等の容器
としては、容器本体としてポリエチレンテレフタレート
(PET)製のものが、その蓋(キャップ)としてアル
ミニウム金属製のものが広く用いられている。しかし近
年、リサイクル性等の環境保全の観点からポリオレフィ
ンの適用が検討されている。その際、特に炭酸飲料水用
のキャップとしては、ポリエチレンは容器内圧によりス
トレスクラックが発生するおそれがあるので、ポリプロ
ピレンが用いられる場合が大半である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、成形サイクルを
短縮して、生産効率を上げるという要求が高くなってい
る。そこで、高流動性のポリオレフィンにて射出成形お
よび圧縮成形を行う試みがなされるようになり、ポリエ
チレンが、ポリプロピレンに比べて融点が低いため、成
形サイクルを短縮できる点で見直されるようになった。
また、ポリエチレンは、キャップ開閉時の滑り性も良好
であるという利点もある。しかし、炭酸飲料容器の蓋用
については、その容器内の圧力によりポリエチレン製キ
ャップではストレスクラックの問題がある。また、経済
上の理由からキャップの肉厚を薄くすることも要求され
る一方、内圧による変形でシール部からの炭酸ガスの漏
れを防止すべく高い剛性をも求められており、これらの
要求を満たすポリエチレン樹脂製の容器は未だ実現され
ていない。
【0004】例えば2種類のポリエチレンを順次重合す
ることにより得られるポリエチレン組成物は耐ストレス
クラック性、耐衝撃性等を向上できるものがあり、コン
テナー、ボトル、フィルム等に使用されているが、高速
成形に対応し得る高流動性、炭酸飲料容器の内圧に耐え
得る剛性を満足するものが得られず、炭酸飲料用キャッ
プには使用されていない。また、近年の高速成形機によ
る、成形サイクル向上を考えた場合の流動性を重視した
ポリエチレンではストレスクラック性が不足する。ま
た、剛性を重視した高密度のポリエチレンも耐ストレス
クラック性は劣る。例えば特開昭58−103542号
公報に記載された組成物では、ストレスクラック性を保
持しながら、高サイクル成形および高剛性は困難であ
る。このような背景の下、炭酸飲料用キャップとして、
ポリエチレンが使用されていないのが現状である。本発
明は前記課題を解決するためになされたもので、成形
性、高流動性、剛性および耐ストレスクラック性等の全
ての性能を満たす容器用のポリエチレン樹脂組成物を目
的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の容器用ポリエチ
レン樹脂組成物は、その容器本体及び又は蓋用のもので
あって、JIS−K6760で測定した荷重2.16k
gにおけるメルトフローレート(MFRが0.8〜5g
/10min、かつ、JIS−K6760で測定した荷重2
1.6kgにおけるメルトフローレート(HLMFR
が180g/10min以上、かつ、HLMFR/MFRが8
0以上であることを特徴とするものである。ここで、さ
らに下記要件(a)〜(d)を満足するものが望まし
い。 (a)密度が0.953g/cm3以上 (b)射出成形試料のJIS−K7203で測定した
げ弾性率が11000kgf/cm2以上 (c)射出成形試料のJIS−K6760で測定した
定ひずみストレスクラック性が40時間以上 (d)キャピラリーレオメーターにおいて、200℃測
定時、剪断速度200sec-1での溶融粘度が4000poi
se以下 さらにまた、HLMFRが0.5〜2.0g/10min、密度
が0.930g/cm3以下のポリエチレン樹脂を10重
量%以上且つ30重量%未満と、MFRが400g/10mi
n以上、密度が0.960g/cm3以上のポリエチレン
樹脂を70重量%より多く且つ90重量%以下とを含有
してなるものが望ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に係るポリエチレン樹脂組
成物を構成するポリエチレン樹脂は、チグラー触媒、フ
ィリップス触媒、メタロセン触媒等で重合されるエチレ
ン単独あるいはエチレンと炭素数3〜18のα−オレフ
ィンから選ばれる1種またはそれ以上のコモノマーとの
共重合体である。α−オレフィンの代表例としては例え
ばプロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテ
ン、4-メチル-1ペンテン等が挙げられる。
【0007】本発明のポリエチレン樹脂組成物は、荷重
2.16kgにおけるMFRが0.8〜5g/10min、好ま
しくは1〜4g/10min、より好ましくは2〜3g/10minの
範囲であり、かつ、荷重21.6kgにおけるHLMF
Rが180g/10min以上であることが必要である。HL
MFRは好ましくは200〜380g/10minである。M
FRが0.8〜5g/10minの範囲であってもHLMFRが
180g/10min未満であれば高速成形性が劣る。また、
MFRが5g/10minを超えれば、HLMFRが180g/1
0min以上であっても、耐ストレスクラック性が劣り、
0.8g/10min未満ではHLMFRが180g/10min以上
を達成することは困難であり、当然ながら高速成形性が
劣る。さらに、HLMFR/MFRが80以上である。
HLMFR/MFRの比率を80以上とすることによ
り、高速成形性(流動性)と耐ストレスクラック性のバ
ランスを向上させることができる。
【0008】(a)さらに、本発明のポリエチレン樹脂
組成物にあっては、その密度が0.953g/cm3
上、好ましくは0.955g/cm3以上であることが望
ましい。また、0.97g/cm3以下であることが好ま
しい。密度が0.953g/cm3に達しないものは剛性
が劣り、容器の内圧によりキャップが変形し易くなるか
らである。 (b)ポリエチレン樹脂組成物は射出成形により成形し
た試料の曲げ弾性率が11000kgf/cm2以上で
あることが望ましい。より望ましくは12000kgf
/cm2以上である。曲げ弾性率が11000kgf/
cm2に達しないものは剛性が劣り、容器の内圧により
キャップが変形しやすくなる。本発明において曲げ弾性
率測定用試験片は射出成形にて210℃で6.4×12.
4×127mmの試験片を作製し、JIS-K7203準拠にて
行なうものである。 (c)ポリエチレン樹脂組成物の耐定ひずみストレスク
ラック性(ESCR)は40時間以上であることが望ま
しい。これは一定ひずみ下での耐ストレスクラック性で
あり、具体的にはJIS−K6760に従うものであ
る。試料は210℃にて130×130×2mmの寸法で
の射出成形された板から切り出したものである。 (d)ポリエチレン樹脂組成物は、キャピラリーレオメ
ーターにおいて、200℃測定時、剪断速度200sec
-1の溶融粘度が4000poise以下、好ましくは350
0poise以下である。本発明においてはインテスコ社製
キャピラリーレオメーターを用い、径1.0mm,L/
D=20のキャピラリーを用い、200℃の温度にて測
定し、剪断速度200sec-1での粘度をここで述べる溶
融粘度とする。溶融粘度が4000poise以下とするこ
とにより、ショートショットが生じにくくなって高速射
出成形性が向上し、また、延展性が向上するので圧縮成
形に好適なものとなる。
【0009】本発明のポリエチレン樹脂組成物は、後述
する(A)成分を10重量%以上で30重量%未満、好
ましくは20重量%以上で30重量%未満と、(B)成
分を70重量%よりも多くして90重量%以下、好まし
くは70重量%よりも多く80重量%以下のものを順次
重合して得られ、またそのようなものが望ましい。ま
た、別々に重合して後でブレンドすることも可能であ
る。ここで、成分(A)を10重量%以上とすることに
より耐ストレスクラック性が向上し、30重量%未満と
することにより成形性が向上する。(A)成分は、HL
MFRが0.5〜2g/10min、好ましくは0.8〜1.5g/
10min、密度が0.930g/cm3以下のポリエチレン
樹脂であり、(B)成分はMFRが400g/10min以
上、密度が0.960g/cm3以上のポリエチレン樹脂
である。ここで(A)成分のHLMFRが0.5g/10min
未満の場合は流動性が悪化し成形性が不良となったり、
2.0g/10minを超える場合は耐ストレスクラック性が悪
化したりする虞がある。(A)成分の密度が0.930
g/cm3を超える場合は耐ストレスクラック性が悪く
なる虞がある。また、(B)成分のMFRが400g/10
min未満の場合は流動性が悪化したり、密度が0.960
g/cm3未満の場合は剛性が低下する虞がある。
【0010】上記樹脂組成物には本発明の効果を著しく
損なわない範囲で添加剤等を添加しても良い。添加剤と
して、例えば酸化防止剤(フェノール系、リン系、イオ
ウ系)、滑剤、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤等
がある。上記樹脂組成物は連続的に多段重合で重合して
も良いが、別々に重合した後ブレンドして得ることも可
能である。この場合は必要に応じ各種添加剤を配合し、
混練押出機、バンバリーミキサー等にて混練し、成形用
材料とする。
【0011】本発明に係るポリエチレン樹脂組成物は、
容器の容器本体または蓋用であり、特に蓋への適用に適
しているものである。成形法としては、必ずしも限られ
るものではなく周知の種々の樹脂成形法を適用でき、中
でも、射出成形、圧縮成形等が最も好ましく用いられ
る。
【0012】
【実施例】下記実施例、比較例でのポリエチレン樹脂組
成物の測定法は以下の通りである。 MFR: JIS−K6760 密度 : JIS−K6760 曲げ弾性率: JIS−K7203 定ひずみストレスクラック性(ESCR): JIS−
K6760 持続耐圧試験:PET瓶に炭酸飲料をいれ、各実施例等
のポリエチレン樹脂組成物で成形したキャップで閉栓
し、50℃にて1ヶ月放置後に、キャップにおけるクラ
ックの有無を調べ、ないものを○、あったものを×で示
した。 溶融粘度:キャピラリーレオメーター(インテスコ社
製)を用い、径1.0mm,L/D=20のキャピラリーを用い、2
00℃の温度にて測定し、剪断速度200sec-1での粘
度を測定した。 成形性;高速で成形できるかどうかを評価し、良好なも
のを○、不適当なものを×で示した。 射出成形試料作成条件: 成形機;ファナック社製「ファナック100B」 成形温度;230℃ 射出速度;35mm/sec 保圧;400kg/cm2 冷却温度;40℃ 冷却時間;20sec
【0013】[実施例1]チグラー触媒を用いてコモノ
マーとしてブテン−1を用いスラリー重合法により連続
的に2段重合で表1に示したように成分(A)を重合
後、成分(B)を重合して樹脂組成物を得た。その配合
比、組成物のMFR、HLMFRとともに各測定値も併
せて示した。実施例1のポリエチレン樹脂組成物は、曲
げ弾性率、衝撃強度、耐ストレスクラック性、成形性、
持続耐圧試験のいずれも良好であった。 [実施例2〜実施例4]表1に示した各成分、コモノマ
ーを用いて実施例1と同様に行った。表1に示したよう
に、曲げ弾性率、衝撃強度、耐ストレスクラック性、成
形性、持続耐圧試験のいずれも良好であった。
【0014】[比較例1]MFR、HLMFR、HLM
FR/MFRが小さい組成物を用いて実施例1と同様に
行った。その結果、耐ストレスクラック性、成形性、持
続耐圧試験が不良であった。 [比較例2]HLMFR、HLMFR/MFRが小さい
組成物を用いて実施例1と同様に行った。耐ストレスク
ラック性、成形性、持続耐圧試験が不良であった。 [比較例3]HLMFR、HLMFR/MFRが小さい
組成物を用いて実施例1と同様に行った。耐ストレスク
ラック性、成形性、持続耐圧試験が不良であった。 [比較例4]HLMFR/MFRが小さい組成物を用い
て実施例1と同様に行った。耐ストレスクラック性、持
続耐圧試験が不良であった。 [比較例5](A)成分のみからなるMFRが大きく、
HLMFR/MFRが小さい組成物を用いて実施例1と
同様に行った。流動性と耐ストレスクラック性のバラン
スおよび持続耐圧試験が不良であった。 [比較例6]MFR、HLMFRが低く、密度が低く曲
げ弾性率の劣る組成物を用いて実施例1と同様に行っ
た。成形性が不良であった。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】本発明の容器用ポリエチレン樹脂組成物
であると、高流動性で成形性に優れ、サイクルを短縮し
て、生産効率を上げることができる。また、剛性と耐衝
撃性のバランス、耐ストレスクラック性に優れ、炭酸飲
料等による内圧が高くなるものを内容物とする容器にも
対応できる。しかも、臭いやブリードアウトも殆どな
く、飲食品用の容器に適合できる。従って、炭酸飲料や
ビール用の容器、特にその蓋に好適である。また、リサ
イクル性に優れて環境適性が良好な上、軽量、安価で、
また、滑り性も良好で使い勝手も良い。
フロントページの続き (72)発明者 管野 四十四 神奈川県川崎市川崎区夜光二丁目3番2 号 日本ポリオレフィン株式会社 川崎 研究所内 (72)発明者 佐藤 直人 神奈川県川崎市川崎区夜光二丁目3番2 号 日本ポリオレフィン株式会社 川崎 研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 23/00 - 23/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器本体及び又は蓋用のポリエチレン樹
    脂組成物において、JIS−K6760で測定した荷重
    2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR
    0.8〜5g/10min、かつ、JIS−K6760で測定し
    荷重21.6kgにおけるメルトフローレート(HL
    MFRが180g/10min以上、かつ、HLMFR/M
    FRが80以上であることを特徴とする容器用ポリエチ
    レン樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 さらに下記要件(a)〜(d)を満足す
    ることを特徴とする請求項1記載の容器用ポリエチレン
    樹脂組成物。 (a)密度が0.953g/cm3以上 (b)射出成形試料のJIS−K7203で測定した
    げ弾性率が11000kgf/cm2以上 (c)射出成形試料のJIS−K6760で測定した
    定ひずみストレスクラック性が40時間以上 (d)キャピラリーレオメーターにおいて、200℃測
    定時、剪断速度200sec-1での溶融粘度が4000poi
    se以下
  3. 【請求項3】 HLMFRが0.5〜2.0g/10min、密
    度が0.930g/cm3以下のポリエチレン樹脂を10
    重量%以上且つ30重量%未満と、MFRが400g/10
    min以上、密度が0.960g/cm3以上のポリエチレ
    ン樹脂を70重量%より多く且つ90重量%以下とを含
    有することを特徴とする請求項1または2記載の容器用
    ポリエチレン樹脂組成物。
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