JP4274917B2 - 異形押出成形用樹脂組成物、及び異形薄肉成形品とその成形法 - Google Patents
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- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
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Description
例えば、各種容器、カップ、トレー等を製造するための熱成形用ポリオレフィン系樹脂シートとして、メルトインデックス(MI)が0.1〜5.0g/10分のポリプロピレン系樹脂、MIが0.02〜10.0g/10分の高密度ポリエチレン及びタルクからなる熱成形用の組成物が知られている(例えば特許文献1参照)。該樹脂組成物は、高密度ポリエチレンを用いることにより熱成形時の伸びの向上を図って、深物製品が得られるという特徴を有する。
また、例えば特許文献2に開示されている樹脂組成物も高密度ポリエチレンが配合されているので、剛性は高くなるが、同様に波打ち現象が生じやすくなり、異形押出成形する際に実用上支障を生ずる。
本願発明の異形押出成形用樹脂組成物(D)においては更に、
(1)エチレン共重合体(A)のメルトフローレート値が0.1〜2.0g/10分の範囲であること、
(2)ポリプロピレン系樹脂(B)のメルトフローレート値が0.5〜2.0g/10分の範囲であること、
(3)前記樹脂組成物中の樹脂混合物(C)がエチレン共重合体(A)60〜80重量%とポリプロピレン系樹脂(B)20〜40重量%からなる樹脂混合物であること、
(4)前記樹脂組成物中のタルクの配合割合が樹脂混合物(C)100重量部に対し、タルクが20〜40重量部であること、
(5)異形押出成形用樹脂組成物(D)のメルトフローレート値(ASTM D1238による190℃、2.16kg荷重で測定したMFR)が0.1〜10.0g/10分の範囲であることが望ましい。
本発明の異形薄肉成形品においては、更に、
(1)異形薄肉成形品が少なくとも2つの薄肉面の接合部を有すること、
(2)異形薄肉成形品の押出方向と直交する方向の幅が3cm以上であること
が望ましい。
本発明の異形薄肉成形品の成形法においては更に、
(1)前記樹脂組成物のメルトフローレート値(ASTM D1238による200℃、2.16kg荷重で測定したMFR)が0.1〜10.0g/10分の範囲であること、
(2)急冷が水による直接冷却であること、
(3)異形薄肉成形品が少なくとも2つの薄肉面の接合部を有すること、
(4)異形薄肉成形品が3cm以上の押出方向と直交する方向の幅を有することが望ましい。
これまで熱可塑性樹脂にフィラーを配合してなる異形押出成形用の樹脂組成物で、特に強度、剛性、表面外観性、及び成形加工性に優れ、かつドローダウンや波打ちの極めて少ない薄肉の異形押出成形品を製造するための樹脂組成物は知られておらず、その応用分野は大きく制限されていた。
更に、本発明の異形薄肉成形品の成形法を採用することにより、ドロ−ダウンや波打ちが大幅に改良される。
本発明の異形押出成形用樹脂組成物(D)は、密度が0.860〜0.915g/cm3の範囲であり、190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.1〜10g/10分の範囲でありかつ炭素数が3〜10のα−オレフィンに由来する単位が共重合体中3〜25重量%で共重合されたエチレン共重合体(A)、230℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.2〜3.0g/10分の範囲であるポリプロピレン系樹脂(B)、及びタルクからなる樹脂組成物であって、エチレン共重合体(A)60〜95重量%とポリプロピレン系樹脂(B)5〜40重量%からなる樹脂混合物(C)100重量部に対し、タルクを1〜40重量部配合して得られることを特徴とする。
エチレン共重合体(A)の密度は、0.860〜0.915g/cm3である。エチレン共重合体(A)の密度を前記0.860g/cm3以上で0.915g/cm3以下とすることにより、熱成形性、ヒートシール性などが改善される。
また、エチレン共重合体(A)の190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM
D1238によるMFR)は、0.1〜10g/10分、好ましくは0.1〜2.0g/10分である。MFRが前記0.1g/10分以上で成形時の溶融性とシール性が向上し、またMFRが10g/10分以下で成形加工性をより良好に維持できる。
ポリプロピレン系樹脂(B)は、230℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.2〜3.0g/10分、好ましくは0.5〜2.0g/10分である。MFRを0.2g/10分以上とすることにより異形押出成形時の押出性を良好に維持することができ、また、MFRを3.0g/10分以下とすることにより成形時のドローダウンを効果的に防止することができる。
エチレン共重合体(A)の配合量が前記60重量%未満では必要な柔軟性が得られない。一方、エチレン共重合体(A)の配合量が前記95重量%を超えると異形押出成形で得られる成形品の収縮率が大きくなり、また成形品が柔らかすぎて必要な剛性が得られない。
また、ポリプロピレン系樹脂(B)の配合量が前記5重量%未満では剛性が不足し、一方、前記40重量%を超えると成形加工性が低下し、更に波打ち現象を防止するのが難しくなり、また成形品が柔らかすぎて必要な剛性が得られない。
本発明の異形押出成形用樹脂組成物(D)は、樹脂混合物(C)100重量部に、タルクを1〜40重量部、好ましくは20〜40重量部配合して得られる。
タルクの配合量を前記1〜40重量部の範囲とすることにより、成形品の剛性と耐熱性が改善される。尚、タルク配合量が前記20重量部以上で充填の効果が顕著となり、一方、40重量部を超えると通常の異形押出機での成形が困難になるおそれがある。
尚、異形押出成形用樹脂組成物(D)を得る際に、エチレン共重合体(A)、ポリプロピレン系樹脂(B)、及びタルクの配合の順序に特に制限はなく、エチレン共重合体(A)とポリプロピレン系樹脂(B)の混合物にタルクを添加してもよく、エチレン共重合体(A)とタルクの混合物にポリプロピレン系樹脂(B)を添加してもよく、ポリプロピレン系樹脂(B)とタルクの混合物にエチレン共重合体(A)を添加してもよい。
前記メルトフローレート値を0.1g/10分以上とすることにより成形加工性が向上して、また30g/10分以下とすることにより、ドローダウンを防止でき、押出成形を可能にしている。
異形押出成形用樹脂組成物(D)を使用して押出成形することにより、厚みが0.2〜2.0mmの範囲であり、かつ成形品全体の厚みがほぼ均一である異形薄肉成形品を得ることができる。
従来、ポリエチレン系樹脂組成物、またはポリプロピレン系樹脂組成物を用いて、成形して得られる厚みが0.2〜2.0mm程度の異形薄肉成形品は、電気絶縁材料、工業用部品材料、建築用材料等の分野への用途が期待されていたが、ソリや波打ちの少ないものを成形することは困難であった。しかし、異形押出成形用樹脂組成物(D)を使用して成形条件を選択することにより、ソリや波打ちの少ない、厚みが0.2〜2.0mm程度の異形薄肉成形品を成形することが可能となったのである。
また、成形品全体の厚みをほぼ均一とすることにより、薄肉の異形押出成形品に生ずるソリを有効的に防ぐことができる。
本発明において、押出成形する際の溶融樹脂の粘度は、103〜106(Pa・s)、好ましくは104〜105(Pa・s)である。
溶融粘度を前記103(Pa・s)以上とすることにより、ドローダウンを防止して押出成形が可能となり、また前記106(Pa・s)以下とすることにより、溶融樹脂の流動性を維持して押出成形を可能にしている。
更に、溶融樹脂を押出後、急冷することにより生ずる冷却ムラによって発生する収縮差を吸収し、波打ち現象を有効に防止できる。尚、押し出された成形品を徐冷すると、成形品の結晶化度が大きなって、大きく収縮し、寸法変化も大となり平面の垂直方向に大きく波打ち現象が生ずる。
また、従来、成形が困難であった厚みが0.2〜2.0mmで、且つ成形品全体の厚みがほぼ均一である異形薄肉成形品を異形押出成形可能としたことに本発明の成形法の特徴がある。
加熱下での混練に用いられる装置としては、前記条件で加熱混練が可能なものであれば特に限定されず、例えばブレンダー、ニーダー、ミキシングロール、バンバリーミキサー、1軸もしくは2軸の押出機などが挙げられる。
このようにして得られた本発明の異形押出成形用樹脂組成物(D)は、190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.1〜30g/10分、好ましくは0.1〜10g/10分の範囲となり、異形薄肉成形品を押出成形する際に、該樹脂組成物の溶融粘度も103〜106(Pa・s)に制御することが可能となる。 前記溶融混練して得られた異形押出成形用樹脂組成物(D)を押出機のダイの温度を約200℃として押出し、得られた異形成形品を水により直接急冷して成形品を得るのが好ましい。成形により得られた成形品は、適度な剛性を有し、引張強度、伸び、引裂き強度に優れ、かつそりと波打ちの極めて少ないものである。
次に、押出機のダイの温度を約200℃にして、幅が150mmの面の端部から上方に直角方向に40mm伸びた面を有し、更に該面の他端部から、幅が150mmの面の反対方向に直角方向に10mmに伸びた、全体の厚みが0.5mmの異形成形品を連続的に押出した。押し出された成形品はガイドに固定された状態で水より直接急冷させて、30℃以下とした。
得られた成形品は、適度な剛性と柔軟性のバランスを有し、引張強度、伸び、引裂き強度に優れ、かつそりと波打ちの極めて少ないものであった。
実施例1で使用したエチレン共重合体の代わりに、低密度ポリエチレン(LDPE)(密度:0.925g/cm3)を使用して押出成形した以外は、実施例1と同様にして成形品を得た。得られた成形品は、柔軟性は確保できたが、剛性が低く波打ち現象が大であった。
Claims (14)
- 密度が0.860〜0.915g/cm3の範囲であり、190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.1〜10g/10分の範囲でありかつ炭素数が3〜10のα−オレフィンに由来する単位が共重合体中3〜25重量%で共重合されたエチレン共重合体(A)、230℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.2〜3.0g/10分の範囲であるポリプロピレン系樹脂(B)、及びタルクからなる樹脂組成物であって、エチレン共重合体(A)60〜95重量%とポリプロピレン系樹脂(B)5〜40重量%からなる樹脂混合物(C)100重量部に対し、タルクを1〜40重量部配合して得られる異形押出成形用樹脂組成物。
- エチレン共重合体(A)のメルトフローレート値が0.1〜2.0g/10分の範囲である請求項1に記載の異形押出成形用樹脂組成物。
- ポリプロピレン系樹脂(B)のメルトフローレート値が0.5〜2.0g/10分の範囲である請求項1又は2のいずれかに記載の異形押出成形用樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物中の樹脂混合物(C)がエチレン共重合体(A)60〜80重量%とポリプロピレン系樹脂(B)20〜40重量%からなる樹脂混合物である請求項1乃至3のいずれかに記載の異形押出成形用樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物中のタルクの配合割合が樹脂混合物(C)100重量部に対し、タルクが20〜40重量部である請求項1乃至4のいずれかに記載の異形押出成形用樹脂組成物。
- 190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.1〜10.0g/10分の範囲である請求項1乃至5のいずれかに記載の異形押出成形用樹脂組成物。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の樹脂組成物を押出成形して得られる、厚みが0.2〜2.0mmの範囲であり、かつ成形品全体の厚みがほぼ均一であることを特徴とする異形薄肉成形品。
- 異形薄肉成形品が少なくとも2つの薄肉面の接合部を有することを特徴とする請求項7記載の異形薄肉成形品。
- 異形薄肉成形品の押出方向と直交する方向の幅が3cm以上である請求項7又は8に記載の異形薄肉成形品。
- 密度が0.860〜0.915g/cm3の範囲であり、190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.1〜10g/10分の範囲でありかつ炭素数が3〜10のα−オレフィンに由来する単位が共重合体中3〜25重量%で共重合されたエチレン共重合体(A)60〜95重量%と、230℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート値(ASTM D1238によるMFR)が0.2〜3.0g/10分の範囲であるポリプロピレン系樹脂(B)5〜40重量%からなる樹脂混合物100重量部に対しタルクを1〜40重量部配合して得られる樹脂組成物を使用して、厚みが0.2〜2.0mmで、且つ成形品全体の厚みがほぼ均一の異形薄肉成形品を押出成形する際に、該樹脂組成物の溶融粘度が103〜106(Pa・s)となる条件下で異形押出成形後、直ちに急冷することを特徴とする異形薄肉成形品の成形法。
- 前記樹脂組成物のメルトフローレート値(ASTM D1238による190℃、2.16kg荷重で測定したMFR)が0.1〜10.0g/10分の範囲である請求項10に記載の異形薄肉成形品の成形法。
- 急冷が水による直接冷却である請求項10又は11に記載の異形薄肉成形品の成形法。
- 異形薄肉成形品が少なくとも2つの薄肉面の接合部を有することを特徴とする請求項10ないし12のいずれかに記載の異形薄肉成形品の成形法。
- 異形薄肉成形品が3cm以上の押出方向と直交する方向の幅を有することを特徴とする請求項10ないし13のいずれかに記載の異形薄肉成形品の成形法。
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