JP5269822B2 - 薄肉容器用ポリエチレン及びそれからなる容器 - Google Patents
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Description
近年、カップ型容器は、更なる軽量化に向け、これまで以上の容器薄肉化が要求されている。上記MFR40g/10分程度の高密度ポリエチレン(HDPE)を用い容器の薄肉化を行う試みがなされているが、材料の流動性が不足し、ショートショットを起こし、また射出圧力も上昇し、成形が困難となっている。
一般に成形温度を上げて成形を行うと、ショートショットは起こりにくくなるが、成形温度と取り出し温度との温度差が大きくなり、製品収縮が大きく、不均一になり製品が変形してしまうという問題がある。また、ショートショット改良のため、MFRを60g/10分程度に上げた場合には、ショートショットによる不良品や射出圧力の上昇といった問題は低減されるが、実用物性が著しく低下し、実用上、使用することが難しい。
また、2種類のポリエチレンを順次重合もしくはブレンドすることにより、得られるポリエチレン樹脂組成物は、耐ストレスクラック性、常温での耐衝撃性等に優れており、コンテナー、ボトル、フィルム、キャップ等に使用されているが、現在、薄肉カップ型金型での成形に適応できるだけの流動性が十分でなく、製品剛性も、十分満足するものは得られていない。
また、特許文献2記載の手法により得られるポリエチレン製射出成形体を薄肉カップ型容器に適用した場合も、耐衝撃性は良いものの、材料の流動性が悪く、良好な製品を得ることが困難となる。
ところが、特許文献3記載の手法によれば、特定のMFR、せん断速度比、密度を調整することにより得られたポリエチレンは、成形性、剛性、23℃での耐衝撃性のバランスを改良することが可能となっている。
しかしながら、公知の非特許文献1によれば、特許文献3の実施例に開示されているポリエチレンでは、薄肉カップ容器が実際使用される低温領域での耐衝撃性の改良には不十分であり、特に、高分子量成分(A)の密度をある領域以上に下げると、低温での耐衝撃性は著しく低下し、製品破損の原因となる。また、曲げ弾性率も800MPa以上では、現在、要求されている薄肉容器において、製品を持った際の形状保持が十分でなく、安易に変形しまうため、製品を持ちづらいという問題がある。
成分(A):温度190℃、荷重21.6kgにおけるメルトフローレート(HLMFR)が40〜80g/10分、密度が0.940〜0.955g/cm 3 であるエチレンとα−オレフィンとの共重合体
成分(B):温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が150〜400g/10分、密度が0.955〜0.975g/cm 3 であるエチレン単独重合体又はエチレンとα−オレフィンとの共重合体
(1)温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が25〜45g/10分である。
(2)密度が0.955〜0.970g/cm3である。
(3)示差走査熱量計(DSC)にて測定される121.5℃での等温結晶化におけるピークトップ時間が180秒以上である。
(4)曲げ弾性率が1000MPa以上である。
(5)5℃でのシャルピー衝撃強度が1.5KJ/m2以上である。
(6)幅10mm、厚み2mm、最長流路長2000mmのアルキメデスのスパイラル流路を有する金型で、190℃における、射出圧力がそれぞれ60MPa、75MPa、90MPaで得られるスパイラルフロー長さと射出圧力との関係を最小二乗法近似により直線関係式にした場合の傾きaが以下の範囲である。
0.55≦a≦0.61
(7)GPC測定による分子量分布の広さを表す単分散性Q値(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が10〜13である。
本発明の薄肉容器用ポリエチレンは、下記の特性(1)〜(6)を、或いは、さらに特性(7)を満たすことを特徴とし、好ましくは、成分(A)及び(B)からなる樹脂組成物である。
(1)温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が25〜45g/10分である。
(2)密度が0.955〜0.970g/cm3である。
(3)示差走査熱量計(DSC)にて測定される121.5℃での等温結晶化におけるピークトップ時間が180秒以上である。
(4)曲げ弾性率が1000MPa以上である。
(5)5℃でのシャルピー衝撃強度が1.5KJ/m2以上である。
(6)幅10mm、厚み2mm、最長流路長2000mmのアルキメデスのスパイラル流路を有する金型で、190℃における、射出圧力がそれぞれ60MPa、75MPa、90MPaで得られるスパイラルフロー長さと射出圧力との関係を最小二乗法近似により直線関係式にした場合の傾きaが以下の範囲である。
0.55≦a≦0.61
(7)130℃のヘッドスペースガスクロマトグラフィー(GC)測定による炭化水素揮発分が80ppm以下である。
具体的には、固体触媒成分と有機金属化合物とからなり、水素がオレフィン重合の連鎖移動作用を示すようなスラリー法オレフィン重合に適する触媒であり、好ましくは重合活性点が局在している不均一系触媒である。
上記固体触媒成分としては、遷移金属化合物を含有するオレフィン重合用の固体触媒として用いられるものであれば特に制限はない。遷移金属化合物としては、周期表第4族〜第10族、好ましくは第4族〜第6族の元素の化合物を使用することができ、具体例としては、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Mo等の化合物が挙げられる。好ましい触媒の例としては、Ti及び/又はVの化合物と周期表第1族〜第3族元素の有機金属化合物からなる固体チーグラー触媒である。
HLMFR及びMFRは、主に水素量により調整され、密度は、主としてα−オレフィンの量により調整され、エチレン系重合体(A)及びエチレン系重合体(B)の量比は、エチレンの供給量で調整される旨が記載されており、本発明に係るエチレン系重合体(A)及びエチレン系重合体(B)に適用することができる。
さらに、本発明の薄肉容器用ポリエチレンは、例えば、特開平6−248125号公報や特開平9−95502号公報に記載されるチーグラー触媒を用い、コモノマーとしてブテン−1を用いたスラリー重合法により、連続的に2段重合して製造することができる。
また、併用されるクロム系触媒としては、特開2002−80520号公報で公知である無機酸化物等の担体にクロム化合物を担持した固体触媒、または該固体触媒と有機金属化合物とを組み合わせた触媒等が挙げられ、いわゆるフィリップス触媒といわれるものが好ましい。特に、クロム系化合物と有機アルミニウム化合物とを組み合わせた触媒は、重合体の物性バランスを改良する効果があって、好ましい。
また、改質を目的とする場合のジエンとの共重合も可能である。このとき使用されるジエン化合物の例としては、ブタジエン、1,4−ヘキサジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン等を挙げることができる。
なお、重合の際のコモノマー含有率は、任意に選択することができるが、例えば、エチレンと炭素数3〜12のα−オレフィンとの共重合の場合には、エチレン・α−オレフィン共重合体中のα−オレフィン含有量は、0〜40モル%、好ましくは0〜30モル%である
エチレン系重合体の重合条件のうち重合温度としては、0〜300℃の範囲から選択することができる。スラリー重合においては、生成ポリマーの融点より低い温度で重合を行う。重合圧力は、大気圧〜約100kg/cm2の範囲から選択することができる。実質的に酸素、水等を断った状態で、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素等から選ばれる不活性炭化水素溶媒の存在下でエチレン及びα−オレフィンのスラリー重合を行うことにより製造することができる。
本発明に係るエチレン系重合体(A)及びエチレン系重合体(B)においては、水素供給量を変化させることが重要であるが、その他の重合条件、例えば重合温度、触媒供給量、エチレンなどのオレフィンの供給量、1−ブテンなどのコモノマーの供給量、溶媒の供給量等を、適宜に水素の変化と同時に又は別個に変化させることも重要である。
更に、成分(A)であるエチレン系重合体(A)は、複数の成分により構成することが可能である。該成分(A)は、1種類の触媒を用いて、多段重合反応器にて順次連続的に重合された重合体でもよく、複数種類の触媒を用いて、単段又は多段重合反応器にて製造された重合体でもよいし、1種類又は複数種類の触媒を用いて重合された重合体を混合したものでもよい。
また、成分(B)であるエチレン系重合体(B)は、複数の成分により構成することが可能である。該成分(B)は、1種類の触媒を用いて、多段重合反応器にて順次連続的に重合された重合体でもよく、複数種類の触媒を用いて、単段又は多段重合反応器にて製造された重合体でもよいし、1種類又は複数種類の触媒を用いて重合された重合体を混合したものでもよい。
なお、多段重合の場合、第2段目以降の重合域で生成するエチレン系重合体の量とその性状については、各段における重合体生成量(未反応ガス分析等により把握できる)を求め、各段の後でそれぞれ抜出した重合体の物性を測定し、加成性に基づいて各段で生成した重合体の物性を求めることができる。
本発明の薄肉容器用ポリエチレンは、好ましくはエチレン系重合体(A)とエチレン系重合体(B)からなるポリエチレンであり、温度190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが25〜45g/10分である。MFRが25g/10分未満の場合、GPCで測定されるQ値を大きくしても、十分な流動性を得ることが困難であり、一方、MFRが45g/10分を超える場合、エチレン系重合体(A)、(B)の組成・配合割合を最適化しても、耐衝撃性は著しく低下してしまう。
ここで、MFRは、JIS K6922−2に準拠して測定する値である。
MFRは、エチレン系重合体(A)、(B)の個々のMFR、HLMFRを変化させたり、或いは(A)、(B)2成分の配合割合を変化させることにより、調整することができる。
ここで、HLMFRは、JIS K6922−2に準拠して測定する値である。
HLMFRは、エチレン重合温度や連鎖移動剤の使用等により調整することができ、所望のものを得ることができる。即ち、エチレンとα−オレフィンとの重合温度を上げることにより、分子量を下げた結果として、HLMFRを大きくすることができ、重合温度を下げることにより、分子量を上げた結果として、HLMFRを小さくすることができる。また、エチレンとα−オレフィンとの共重合反応において、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を増加させることにより、分子量を下げた結果として、HLMFRを大きくすることができ、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を減少させることにより、分子量を上げた結果として、HLMFRを小さくすることができる。
ここで、MFRは、JIS K6922−2に準拠して測定する値である。
MFRは、エチレン重合温度や連鎖移動剤の使用等により調整することができ、所望のものを得ることができる。即ち、エチレンとα−オレフィンとの重合温度を上げることにより、分子量を下げた結果として、MFRを大きくすることができ、重合温度を下げることにより、分子量を上げた結果として、MFRを小さくすることができる。また、エチレンとα−オレフィンとの共重合反応において、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を増加させることにより、分子量を下げた結果として、MFRを大きくすることができ、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を減少させることにより、分子量を上げた結果として、MFRを小さくすることができる。
本発明の薄肉容器用ポリエチレンは、好ましくはエチレン系重合体(A)とエチレン系重合体(B)からなるポリエチレンであり、密度が0.955〜0.970g/cm3以下である。
密度が0.955g/cm3未満の場合、得られる薄肉容器の剛性が不足し、一方、密度が0.970g/cm3を超える場合、エチレン系重合体(A)、(B)の組成・配合割合を最適化しても、耐衝撃性が著しく低下する。
ここで、密度は、JIS K6922−2に準拠して測定する値である。
密度は、エチレン系重合体(A)、(B)の個々の密度を変化させたり、(A)、(B)2成分の配合割合を変化させることで、調整することができる。
密度が0.940g/cm3未満では、低温での耐衝撃性が低下する。また、密度が0.955g/cm3を超えると、結晶化時間が短くなり、金型内でゲートシールを起こし易くなり十分な流動長を得ることができない。
ここで、密度は、JIS K6922−1、2に準拠して測定する値である。また、エチレン系重合体及びポリエチレン樹脂組成物の密度も、JIS K6922−1,2に準じて、測定される値である。
密度は、エチレンと共重合させるコモノマーの種類や量により変化させることにより、所望のものを得ることができる。
ここで、密度は、JIS K6922−1、2に準拠して測定する値である。また、上記したように、エチレン重合体及びポリエチレン樹脂組成物の密度も、JIS K6922−1,2に準じて、測定される値である。
密度は、エチレンと共重合させるコモノマーの種類や量により変化させることにより、所望のものを得ることができる。
本発明の薄肉容器用ポリエチレンは、示差走査熱量計(DSC)にて測定される121.5℃での等温結晶化におけるピークトップ時間が180秒以上であり、好ましくは200秒以上である。ピークトップ時間が180秒未満である場合、金型内でのポリエチレンの結晶時間が短く、結果、結晶化による粘度上昇が起こり、十分な流動長を得ることができない。一方、ピークトップ時間の上限値は、特に限定されないが、通常は600秒程度である。これ以上になると、成形から製品取出しまでのサイクルが長くなり、生産効率が下がってしまう。
ここで、等温結晶化におけるピークトップ時間は、パーキンエルマー社製DSC−7にて、試料を190℃にて5分放置後、120℃/分の速度にて121.5℃まで冷却し、保持とした。121.5℃の等温下において結晶化が終了した時点にて、ピークトップを検出し、測定した値である。
等温結晶化におけるピークトップ時間は、高分子量成分であるエチレン系重合体(A)の密度を下げ、MFRを上げることで、長くすることができる。この効果は、MFR,密度共に独立でも発揮するため、どちらか一方を変化させることでも、調整することができる。
本発明の薄肉容器用ポリエチレンの曲げ弾性率は、1000MPa以上であり、好ましくは1100である。曲げ弾性率が1000MPa未満では、剛性が不足し、容器が変形しやすい。一方、曲げ弾性率の上限値は、特に限定されないが、通常は2000MPa程度である。
ここで、曲げ弾性率は、射出成形にて210℃で10×80×4mmの試験片を作成し、JIS K6922−2に準拠して測定する値である。
曲げ弾性率を大きくするには、ポリエチレン材料の密度を上げたり、剛直な充填材を添加することで調整できる。
本発明の薄肉容器用ポリエチレンは、5℃でのシャルピー衝撃強度が1.5KJ/m2以上であり、好ましくは2.0KJ/m2以上である。シャルピー衝撃強度が1.5KJ/m2未満では、実際に薄肉容器が使用されるチルド領域(約5℃付近)で容器破損の可能性が大きくなる。
ここで、シャルピー衝撃強度は、JIS K6922−2に準拠し、試験片を5℃雰囲気下で1時間状態調整し、測定した値である。
5℃でのシャルピー衝撃強度は、エチレン系重合体(A)では、HLMFRを下げ、密度を上げることで大きくなり、エチレン系重合体(B)では、MFR、密度を下げることで大きくできる。また、エチレン系重合体(A)の組成割合を大きくすることでも、大きくすることができる。特にエチレン系重合体(A)では、密度が0.940g/cm3以上であることが重要である。エチレン系重合体(A)の密度が0.940g/cm3未満の場合、成形品が破損するきっかけとなる欠損点が形成され易くなり、特に低温での耐衝撃性低下を引き起こす場合がある。
Q値は、エチレン重合体(A)、(B)の分子量差を大きくし、薄肉容器用ポリエチレンの分子量分布を広くすることにより、大きくすることができる。
分子量は、エチレンとα−オレフィンとの重合温度を上げることにより、分子量を下げることができ、一方、重合温度を下げることにより、分子量を上げることができる。また、エチレンとα−オレフィンとの共重合反応において、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を増加させることにより、分子量は下げることができ、一方、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を減少させることにより、分子量は上げることができる。
本発明の薄肉容器用ポリエチレンは、190℃、ランナー側ゲート幅4mm、キャビティ側ゲート幅5mm、幅10mm、厚み2mm、最長流路長2000mmのアルキメデスのスパイラル流路を有する金型を用いて得られるスパイラルフロー長さと射出圧力との最小二乗法近似による直線関係式における直線の傾きaは、0.55≦a≦0.61であり、好ましくは0.58≦a≦0.61である。
傾きaが0.55未満の場合、十分な流動性が得られず、また、傾きaが0.62を超える場合、耐衝撃性が著しく低下する。
傾きaは、エチレン重合体(A)、(B)の分子量差を大きくし、トータルのポリエチレンの分子量分布を広くすることにより、大きくすることができる。
Q値が10未満の場合、傾きaも小さくなり、流動性の向上が十分ではなく、一方、13を超える場合、耐衝撃性が著しく低下する。
Q値は、エチレン重合体(A)、(B)の分子量差を大きくし、薄肉容器用ポリエチレンの分子量分布を広くすることにより、大きくすることができる。
分子量は、エチレンとα−オレフィンとの重合温度を上げることにより、分子量を下げることができ、一方、重合温度を下げることにより、分子量を上げることができる。また、エチレンとα−オレフィンとの共重合反応において、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を増加させることにより、分子量は下げることができ、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を減少させることにより、分子量は上げることができる。
なお、射出圧力75MPaにおけるスパイラルフロー長さは、60cm以上が好ましく、より好ましくは70cm以上である。射出圧力75MPaにおけるスパイラルフロー長さが60cm未満では、傾きaを大きくした場合でも、十分な流動長を得ることは困難である。
本発明の薄肉容器用ポリエチレンは、130℃のヘッドスペースGC測定による炭化水素揮発分が80ppm以下であり、好ましくは30ppm以下である。
GC測定による炭化水素揮発分が80ppmを超えると、臭気が発生し、内容物の味、香味が変質し、好ましくない。
ここで、GC測定の条件は、ポリエチレン樹脂1gを25mlのガラス密閉容器に入れ、130℃で60分加熱した際のヘッドスペース中の空気をガスクロマトグラフィーにて揮発分を測定した値である。
本発明にいう炭化水素とは、少なくとも炭素及び水素を含む化合物をいい、通常ガスクロマトグラフィーにて測定されるもので、本発明の要件を満足することにより、容器内容物の臭い、味への影響を防ぐことができる。
本発明において、炭化水素揮発分を所定の値以下にするためには、重合したポリエチレン系重合体を揮発分除去操作、例えば、スチームストリッピング処理、温風脱臭処理、真空処理、窒素パージ処理等を実施することにより、達成することができ、特にスチーム脱臭処理を行うことにより、本発明の効果を顕著に発揮することができる。スチーム処理の条件は、特に限定されるものではないが、エチレン系重合体を100℃のスチームに8時間程度接触させるとよい。
また、充填材(剤)としては、炭酸カルシウム、タルク、金属粉(アルミニウム、銅、鉄、鉛など)、珪石、珪藻土、アルミナ、石膏、マイカ、クレー、アスベスト、グラファイト、カーボンブラック、酸化チタン等が使用可能であり、なかでも炭酸カルシウム、タルク及びマイカ等を用いるのが好ましい。
いずれの場合でも、本発明の上記薄肉容器用ポリエチレンに、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、成形用材料とすることができる。ただし、食品容器向けに使用する場合は、添加剤の使用は、極力少なくする方が容器自体の味・臭い、及び内容物の味・臭いに対し影響が少なくなるため、好ましい。
また、本発明の容器は、剛性が高く、耐衝撃性、成形性、低臭・低味に優れているので、特に清涼飲料、乳飲料等の液体や乳製品等を収容するのに適している。
なお、ポリエチレンの物性は、以下の方法で測定した。
(1)温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR):
JIS K6922−2に準拠して測定した。
(2)温度190℃、荷重21.6kgにおけるメルトフローレート(HLMFR):
JIS K6922−2に準拠して測定した。
(3)密度:
JIS K6922−1、2に準拠して測定した。
GPCで測定される重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)のそれぞれ値を用いて、以下の関係式により算出した。
Q値=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)
尚、GPC測定条件は、以下の通りである。
装置:Polymer Laboratories社製、PL−GPC220
カラム:昭和電工(株)製、HT−806M(2本)を直列に接続
移動相:O−ジクロロベンゼン(ODCB)
カラム温度:145℃
試料濃度:20〜30mg(PE)/20ml(ODCB)
溶解温度:150℃
検出器:示差屈折計
検量線:PS標準試料による
パーキンエルマー社製DSC−7にて、試料を190℃にて5分放置後、120℃/分の速度にて121.5℃まで冷却し、保持とした。121.5℃の等温下にて結晶化が終了した時点にて、ピークトップを検出し、測定した。
(6)曲げ弾性率:
JIS K6922−2に準拠して測定した。
ファナック社製ROBOSHOT S−2000i 100B射出成形機を用い、設定温度190℃、射出速度10mm/秒、射出時間5秒、冷却時間10秒、保圧切替え位置7mmの条件で、射出圧力60MPa、75MPa、90MPaの各射出圧力にて、ランナー側ゲート幅4mm、キャビティ側ゲート幅5mm、幅10mm、厚み2mm、最長流路長2000mmのアルキメデスのスパイラル流路を有する金型を用い、スパイラルフロー長さを測定した。
そして、スパイラルフロー長さと射出圧力との関係を最小二乗法近似により、直線関係式にし、その直線の傾きaを算出した。
スパイラルフロー長さ(cm)=傾きa×射出圧力(MPa)+C(任意の数)
実施例3では、図1に示すように、次のようになり、傾きaは、0.6である。
スパイラルフロー長さ(cm)=0.6×射出圧力(MPa)+28
JIS K6922−2に準拠し、低温5℃のシャルピー衝撃試験のシャルピー衝撃強度は、恒温槽(TABAI ESPECCORP.社製 MIN−SUBZERO MC−710)を用い、槽内を5℃にし、試験片をその中で1時間状態調整した後、23℃恒温室内で直ちに取り出し、測定した。
(9)炭化水素揮発分:
ポリエチレン樹脂1gを25mlのガラス密閉容器に入れ、130℃で60分加熱した後の密閉容器中のヘッドスペースの空気をガスクロマトグラフィーにて、分析して測定した。
(10)成形性:
ファナック社製ROBOSHOT S−2000i 100B射出成形機を用い、設定温度190℃、保圧100MPa、射出圧力120MPa、射出速度200mm/秒、射出時間5秒、冷却時間10秒、保圧切替え位置7mmの条件でフランジ71φ、側面厚み0.8mm、底面厚み1mm、高さ110mmのカップ型金型で、カップ型容器を成形した。そのカップ型容器のヒケ、フローマーク、フランジ部の水平度を外観目視により、以下の基準にて評価した。
○:外観に変形なし
×:外観に変形あり
薄肉容器用ポリエチレンとして、適性総合評価し、以下の基準にて判定した。
○:不良項目なし(良好)
×:不良項目あり
1.触媒の製造
固体触媒成分として、溶解析出法によるTi系触媒を使用した。その製造方法は、以下の通りである。
攪拌機および冷却器を取り付けた容量1リットルの三つ口フラスコの内部を十分に窒素置換した後、乾燥ヘキサン250ml、あらかじめ3リットル振動ミルで1時間粉砕処理を行った無水塩化マグネシウム11.4gおよびn−ブタノール110mlを入れ、68℃で2時間加熱し均一な溶液(1a)とした。
この溶液(1a)を室温まで冷却した後、25℃の動粘度が25cStであるメチルポリシロキサン8gを添加し、1時間攪拌して均一な溶液(1b)を得た。
溶液(1b)を水で冷却した後、この中へ四塩化チタン50mlおよび乾燥ヘキサン50mlを、滴下漏斗を用い1時間を費やして滴下し、溶液(1c)を得た。
溶液(1c)は均一であり、反応生成物の錯体は析出していなかった。溶液(1c)を還流しながら、68℃で2時間加熱処理を行った。加熱を開始して約30分後に反応生成物錯体(1d)の析出が見られた。これを採取して乾燥ヘキサン250mlで6回洗浄し、さらに窒素ガスで乾燥して、反応生成物錯体(1d)19gを回収した。
反応生成物錯体(1d)を分析したところ、Mg14.5質量%、n−ブタノール44.9質量%およびTi0.3質量%を含有しており、その比表面積は、17m2/gであった。
反応生成物錯体(1d)4.5gを窒素雰囲気下で攪拌機および冷却器を取り付けた容量1リットルの三つ口フラスコに採取し、これに乾燥ヘキサン250mlおよび四塩化チタン25mlを加えて還流下に68℃で2時間加熱処理を行い、室温まで冷却した後、乾燥ヘキサン250mlで6回洗浄し、窒素ガスで乾燥して固体触媒成分(1e)4.6gを回収した。
この固体触媒成分(1e)を分析したところ、Mg12.5質量%、n−ブタノール17.0質量%およびTi9.0質量%を含有しており、その比表面積は、29m2/gであった。この固体触媒成分(1e)をSEMで観察したところ、粒径は、均一であり球に近い形状であった。
第一段反応器として内容積200リットルの第1段重合器に、触媒供給ラインから上記1.触媒の製造で得られた固体触媒成分(1e)14.3g/hrを、また、トリエチルアルミニウム(TEA)を有機金属化合物供給ラインから56mmol/hrの速度にて、連続的に供給して、重合内容物を所要速度で排出しながら、70℃において、重合溶媒(n−ヘキサン)70(l/hr)、水素1.46(mg/hr)、エチレン18.0(kg/hr)、1−ブテン1.50(kg/hr)の速度で供給し、全圧1.4MPa、平均滞留時間1.7Hrの条件下で、連続的に第1段共重合を行った。
第1段反応器の重合生成物を一部採取し、重合物を回収して、物性を測定した結果を、「成分(A)」として、表2に示した。
第二段反応器から排出される重合生成物をフラッシング槽へ導入し、重合生成物を連続的に抜き出し、脱気ラインから未反応ガスを除去した。
なお、表2において、第二段反応器で生成した「成分(B)」の物性は、最終製品であるポリエチレン(樹脂組成物)の物性と第一段反応器で得られた成分(A)の物性とから、加成則に基づく計算により求めた。
表2から明らかように、実施例1のポリエチレン(樹脂組成物)は、曲げ弾性率、5℃でのシャルピー衝撃強度、成形性、炭化水素揮発分のいずれも、良好であった。
表2に示す成分(A)のHLMFR、組成割合、成分(B)の組成割合を変えた以外は、実施例1と同様に行った。
得られたポリエチレン(樹脂組成物)は、曲げ弾性率、5℃でのシャルピー衝撃強度、成形性、炭化水素揮発分のいずれも、良好であった
表2に示す成分(A)のHLMFR、組成割合、成分(B)のMFR、組成割合を変えた以外は、実施例1と同様に行った。
得られたポリエチレン(樹脂組成物)は、曲げ弾性率、5℃でのシャルピー衝撃強度、成形性、炭化水素揮発分のいずれも、良好であった。
表2に示す成分(A)のHLMFR、密度、組成割合、成分(B)の組成割合を変えた以外は、実施例3と同様に行った。
得られたポリエチレン(樹脂組成物)は、曲げ弾性率、5℃でのシャルピー衝撃強度、成形性、炭化水素揮発分のいずれも、良好であった。
表2に示す成分(A)のHLMFR、密度、組成割合と、成分(B)のMFR、密度、組成割合を変えた以外は、実施例1と同様に行った。
得られたポリエチレン(樹脂組成物)は、曲げ弾性率、5℃でのシャルピー衝撃強度、成形性、炭化水素揮発分のいずれも、良好であった。
表3に示す成分(A)のHLMFR、密度、組成割合、成分(B)の組成割合を変えた以外は、実施例1と同様に行った。
その結果、曲げ弾性率、シャルピー衝撃強度は良好であったが、ポリエチレン(樹脂組成物)のMFRが低下し、かつ結晶化時間が短いため、十分な流動長が得られず、成形性が不十分となり、容器としての総合評価が不良であった。
表3に示す成分(A)のHLMFRを変えた以外は、実施例2と同様に行った。
その結果、曲げ弾性率、シャルピー衝撃強度は良好であったが、結晶化時間が短いため、十分な流動長が得られず、成形性が不十分であり、容器としての総合評価が不良であった。
表3に示す成分(A)のHLMFR、密度と、成分(B)のMFRを変えた以外は、実施例3と同様に行った。
その結果、曲げ弾性率は良好であったが、ポリエチレン(樹脂組成物)のMFRが低下し、かつ結晶化時間が短いため、十分な流動長が得られず、成形性が不十分となった。また、Q値も13を超え、シャルピー衝撃強度が不十分となり、容器としての総合評価が不良であった。
表3に示す成分(B)の密度を変えた以外は、実施例2と同様に行った。
その結果、成形性、シャルピー衝撃強度は共に良好であったが、ポリエチレン(樹脂組成物)の密度が低く、曲げ弾性率が低下してしまい、容器としての総合評価が不良であった。
表3に示す成分(A)のHLMFR、密度と、成分(B)のMFR、密度を変えた以外は、実施例3と同様に行った。
その結果、曲げ弾性率、シャルピー衝撃強度は共に良好であったが、ポリエチレン(樹脂組成物)のスパイラルフロー長さと射出圧力との関係の最小二乗法近似による直線関係式の傾きaが0.55を超えず、十分な流動長が得られず成形性が不十分であり、容器としての総合評価が不良であった。
表3に示す成分(B)のみからなるポリエチレンを用いて、実施例1と同様に行った。
その結果、曲げ弾性率、成形性は良好であったが、シャルピー衝撃強度が著しく低下し、容器としての総合評価が不良であった。
表3に示す成分(B)のみからなるポリエチレンを用いて、実施例1と同様に行った。
その結果、表3に示すように、曲げ弾性率、シャルピー衝撃強度は良好であったが、スパイラルフロー長さが著しく低下し、成形性が不十分であり、容器としての総合評価が不良であった。
表3に示す成分(A)の密度、組成割合と、成分(B)のMFR、密度、組成割合を変えた以外は、実施例2と同様に行った。
その結果、曲げ弾性率、成形性は良好であったが、Q値が13を超え、成分(A)の配合割合も25質量部未満、密度が0.940g/cm3未満であったため、低温5℃でのシャルピー衝撃強度が低下し、容器としての総合評価が不良であった。
表3に示す成分(A)のHLMFR、密度、組成割合と、成分(B)のMFR、密度、組成割合を変えた以外は、実施例1と同様に行った。
その結果、曲げ弾性率、成形性は良好であったが、成分(A)の配合割合も25質量部未満、密度が0.940g/cm3未満であったため、低温5℃でのシャルピー衝撃強度が低下し、容器としての総合評価が不良であった。
Claims (4)
- 下記成分(A)及び(B)からなり、且つ成分(A)と成分(B)の組成割合は、成分(A)が25〜40質量部、成分(B)が60〜75質量部であるポリエチレンであって、
下記の特性(1)〜(7)を満たすことを特徴とする薄肉容器用ポリエチレン。
成分(A):温度190℃、荷重21.6kgにおけるメルトフローレート(HLMFR)が40〜80g/10分、密度が0.940〜0.955g/cm 3 であるエチレンとα−オレフィンとの共重合体
成分(B):温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が150〜400g/10分、密度が0.955〜0.975g/cm 3 であるエチレン単独重合体又はエチレンとα−オレフィンとの共重合体
(1)温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が25〜45g/10分である。
(2)密度が0.955〜0.970g/cm3である。
(3)示差走査熱量計(DSC)にて測定される121.5℃での等温結晶化におけるピークトップ時間が180秒以上である。
(4)曲げ弾性率が1000MPa以上である。
(5)5℃でのシャルピー衝撃強度が1.5KJ/m2以上である。
(6)幅10mm、厚み2mm、最長流路長2000mmのアルキメデスのスパイラル流路を有する金型で、190℃における、射出圧力がそれぞれ60MPa、75MPa、90MPaで得られるスパイラルフロー長さと射出圧力との関係を最小二乗法近似により直線関係式にした場合の傾きaが以下の範囲である。
0.55≦a≦0.61
(7)GPC測定による分子量分布の広さを表す単分散性Q値(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が10〜13である。 - 130℃のヘッドスペースガスクロマトグラフィー(GC)測定による炭化水素揮発分が80ppm以下であることを特徴とする請求項1に記載の薄肉容器用ポリエチレン。
- 連続多段重合法で製造されることを特徴とする請求項1又は2に記載の薄肉容器用ポリエチレン。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の薄肉容器用ポリエチレンを射出成形して得られることを特徴とする薄肉容器。
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