JP5895447B2 - 押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物及び積層体 - Google Patents
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Description
メタロセン触媒の構成成分として用いる活性化助触媒は、メタロセン錯体、またはメタロセン錯体と有機アルミニウム化合物の反応物を、オレフィンの重合が可能な活性種に変換する役割を果たす化合物を示し、メタロセン錯体からカチオン性化合物を生成させる化合物であることが好ましく、生成したカチオン性化合物は、オレフィンを重合することが可能な重合活性種として作用する。活性化助触媒は、重合活性種を形成した後、生成したカチオン性化合物に対して弱く配位または相互作用するものの、該活性種と直接反応しない化合物を提供する化合物である。
有機化合物処理で用いられる有機化合物としては、N,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−エイコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−ドコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルオレイルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルベヘニルアミン塩酸塩、N−メチル−ビス(n−オクタデシル)アミン塩酸塩、N−メチル−ビス(n−エイコシル)アミン塩酸塩、N−メチル−ジオレイルアミン塩酸塩、N−メチル−ジベヘニルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルアニリン塩酸塩などのアルキルアンモニウム塩を例示することができる。
なお、メタロセン触媒は、触媒の調製時、メタロセン錯体の活性化や溶媒中の不純物の除去など、必要に応じてトリエチルアルミニウムやトリイソブチルアルミニウムなどのアルキルアルミニウムを用いてもよい。
分散型の結晶核剤としては、無機鉱物、金属酸化物、無機塩、リン化合物などが例示される。
ゲル化剤としては、ジオール系有機化合物などが例示され、例えば新日本理化株式会社からゲルオールMDなどが市販されている。
なお、ポリエチレン樹脂組成物以外の樹脂としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレンなどが挙げられる。
JIS K6760(1995年)に準拠し、測定した。
JIS K6760(1995年)に準拠し、測定した。
マクロモノマーおよびエチレン−α−オレフィン共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC−8121GPC/HTを用い、カラムとしては東ソー(株)製 TSKgel GMHhr−H(20)HTを用い、カラム温度を140℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mlの濃度で調製し、0.3ml注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリスチレン試料を用いて校正されている。なお、MwおよびMnは直鎖状ポリエチレン換算の値として求めた。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)の長鎖分岐数は、Varian製 VNMRS−400型核磁気共鳴装置を用いて、13C−NMRによってヘキシル基以上の長鎖分岐の数を測定した。溶媒はテトラクロロエタン−d2である。主鎖メチレン炭素1,000個当たりの個数として、「マクロモレキュールズ(Macromolecules)」第31巻、25号、8677〜8683ページ(1998年)に記載の下記式(4)から求めた。
[式中、IAαはヘキシル基以上の長鎖分岐のα−炭素ピーク(化学シフト:34.6ppm)の積分強度であり、IAtotは主鎖メチレン炭素のピーク(30.0ppm)の積分強度である。]
(5)溶融張力
押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の溶融張力は、バレル直径9.55mmの毛管粘度計(東洋精機製作所、商品名:キャピログラフ)に、長さが8mm,直径が2.095mm、流入角が90°のダイスを装着し測定した。溶融張力は、温度を160℃に設定し、ピストン降下速度を10mm/分、延伸比を47に設定し、引き取りに必要な荷重(mN)を測定した。最大延伸比が47未満の場合、破断しない最高の延伸比での引き取りに必要な荷重(mN)を溶融張力とした。
押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を90mmφのスクリューを有する押出ラミネーター(ムサシノキカイ(株)製)の押出機へ供給し、320℃の樹脂温度で開口幅600mmのTダイより押出し、エアギャップ長を130mm、基材の引取り速度を200m/分として、坪量50g/m2のクラフト紙基材上にエチレン系樹脂組成物が10μmの厚さになるよう押出ラミネートした際の、Tダイ開口幅と押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物のコート幅との差をネックインとし、その値を測定した。
得られた押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を直径25mmφのスクリューを有する単軸押出ラミネーター(プラコー(株)製)へ供給し、320℃の温度でTダイよりスクリュー回転数200rpmで押し出し、クラフト紙上に、引き取り速度15m/分で30μmの厚さになるよう押出ラミネート成形を行い、連続して300m成形した際の冷却ロール表面の付着物をカッター刃で削り取り、付着量を求めた。また、冷却ロール表面の外観を目視により評価した。この際、同条件でラミネート成形した高圧法低密度ポリエチレン(東ソー(株)製 商品名ペトロセン205)よりも冷却ロール表面の汚染が少ない場合を〇、同等または多い場合を×とした。
[変性ヘクトライトの調製]
水3Lにエタノール3Lと37%濃塩酸100mLを加えた後、得られた溶液にN−メチル−ジオレイルアミン585g(1.1mol)を添加し、60℃に加熱することによって、塩酸塩溶液を調製した。この溶液にヘクトライト1kgを加えた。この懸濁液を60℃で、3時間撹拌し、上澄液を除去した後、60℃の水50Lで洗浄した。その後、60℃、10−3torrで24時間乾燥し、ジェットミルで粉砕することによって、平均粒径5.2μmの変性ヘクトライトを得た。
[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]
前記変性ヘクトライト500gをヘキサン1.7Lに懸濁させ、ジメチルシランジイル(シクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライド8.25g(20.0mmol)とトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.8L(2mol)の混合液を添加し、60℃で3時間攪拌した後、静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加してマクロモノマー合成触媒(100g/L)とした。
[エチレン−α−オレフィン共重合体(A1)の製造]
内容積540Lの重合器に、ヘキサンを145kg/時、エチレンを33.0kg/時、ブテン−1を4.9kg/時、水素を20NL/時およびポリマー生産量が30kg/時になるように上記[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したポリエチレン系樹脂製造触媒を連続的に供給し、全圧を3,000kPa、重合器内温を60℃に保ちながら連続的に重合反応を行った。重合器から連続的にスラリー抜き出し、未反応の水素、エチレン、ブテン−1を除去した後、分離、乾燥の工程を経てエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)粉末を得た。これを200℃に設定した50mm径の単軸押出機を使用して溶融混練し、ペレタイズすることでエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)ペレットを得た。得られたエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)ペレットの密度は925kg/m3、MFRは24.1g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.13個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは3.8であった。またn−ヘプタン可溶分は0.12重量%であった。
[マクロモノマーの合成]
合成例1[エチレン−α−オレフィン共重合体(A1)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例1[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例1と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=15000であり、Mw/Mn=2.5であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1000炭素当りの末端ビニル数は0.07個であった。
[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]
合成例1[変性ヘクトライトの調製]で調製した変性ヘクトライト500gをヘキサン1.7Lに懸濁させ、ビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド7.85g(20.0mmol)とトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.8L(2mol)の混合液を添加し、60℃で3時間攪拌した後、静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加してマクロモノマー合成触媒(100g/L)とした。
[エチレン−α−オレフィン共重合体(A2)の製造]
合成例1[エチレン−α−オレフィン共重合体(A1)の製造]において、ブテン−1を4.9kg/時から0.5kg/時、水素供給量を20NL/時から5NL/時、重合温度を60℃から85℃に変え、触媒を上記[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したポリエチレン系樹脂製造触媒に変更したこと以外は、合成例1と同様に行い、エチレン−α−オレフィン共重合体(A2)を得た。得られたエチレン−α−オレフィン共重合体(A2)の密度は955kg/m3、MFRは11.3g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.03個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは2.4であった。また、n−ヘプタン可溶分は0.09重量%であった。
[マクロモノマーの合成]
合成例2[エチレン−α−オレフィン共重合体(A2)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例2と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=20000であり、Mw/Mn=2.2であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1000炭素当りの末端ビニル数は0.02個であった。
[エチレン−α−オレフィン共重合体(A3)の製造]
合成例1[エチレン−α−オレフィン共重合体(A1)の製造]において、ブテン−1を4.9kg/時から0.5kg/時、水素供給量を20NL/時から30NL/時、重合温度を60℃から85℃に変え、触媒を合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したポリエチレン系樹脂製造触媒に変更したこと以外は、合成例1と同様に行い、エチレン−α−オレフィン共重合体(A3)を得た。得られたエチレン−α−オレフィン共重合体(A3)の密度は955kg/m3、MFRは38.4g/10分、長鎖分岐数は1000炭素原子当り0.03個、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは2.3であった。また、n−ヘプタン可溶分は0.11重量%であった。
[マクロモノマーの合成]
合成例3[エチレン−α−オレフィン共重合体(A3)の製造]において、ポリエチレン系樹脂製造触媒の代わりに合成例2[ポリエチレン系樹脂製造触媒の調製]で調製したマクロモノマー合成触媒を用いたこと以外は、合成例3と同様に行い、マクロモノマーペレットを得た。得られたマクロモノマーペレットのMn=17000であり、Mw/Mn=2.3であった。また、マクロモノマーペレットの末端構造を解析したところ、1000炭素当りの末端ビニル数は0.02個であった。
合成例1に示したエチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、合成例1で得たエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)を74重量%、高圧法低密度ポリエチレン(B)としてMFRが1.6g/10分、密度が919kg/m3である高圧法低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製 商品名ペトロセン360)(B1)を25重量%、結晶核剤(C)として有機酸塩(株式会社ADEKA製 商品名アデカスタブNA11)(C1)を1重量%を、タンブラーミキサーにて予備混合した後、シリンダー温度180℃に調整した単軸押出機((株)プラコー製、型式 PDA50)で溶融混練してペレット化した。得られた押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物について、密度、MFR、溶融張力を測定した。また、得られた押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を用いて押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。これらの評価結果を表2に示す。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、実施例1で用いたエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)を49重量%、高圧法低密度ポリエチレン(B)として、実施例1で用いた高圧法低密度ポリエチレン(B1)を50重量%、結晶核剤(C)として実施例1で用いた有機酸塩(C1)を1重量%配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして、押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表2に示す。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、実施例1で用いたエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)を79重量%、高圧法低密度ポリエチレン(B)として、実施例1で用いた高圧法低密度ポリエチレン(B1)を20重量%、結晶核剤(C)として実施例1で用いた有機酸塩(C1)を1重量%配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして、押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表1に示す。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、合成例2で得たエチレン−α−オレフィン共重合体(A2)を配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして、押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表2に示す。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、合成例3で得たエチレン−α−オレフィン共重合体(A3)を配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして、押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表2に示す。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、実施例1で用いたエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)を74.7重量%、高圧法低密度ポリエチレン(B)として、実施例1で用いた高圧法低密度ポリエチレン(B1)を25重量%、結晶核剤(C)として実施例1で用いた有機酸塩(C1)を0.3重量%配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表2に示す。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、実施例1で用いたエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)を73重量%、高圧法低密度ポリエチレン(B)として、実施例1で用いた高圧法低密度ポリエチレン(B1)を25重量%、結晶核剤(C)として実施例1で用いた有機酸塩(C1)を2重量%配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表2に示す。
結晶核剤(C)として、有機酸塩系核剤(C1)の代わりに無機鉱物(タルク)(C2)を配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表2に示す。
結晶核剤(C)として、有機酸塩系核剤(C1)の代わりにジオール系有機化合物(新日本理化株式会社製ゲルオールMD)(C3)を配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表2に示す。
比較例1
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、実施例1で用いたエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)を99重量%、結晶核剤(C)として有機酸塩(C1)を1重量%とし、高圧法低密度ポリエチレン(B)を加えなかったこと以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表3に示すが、ネックインが大きく成膜性に劣っていた。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、実施例1で用いたエチレン−α−オレフィン共重合体(A1)を75重量%、高圧法低密度ポリエチレン(B)として、高圧法低密度ポリエチレン(B1)を25重量%とし、結晶核剤(C)を加えなかったこと以外は実施例6と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表3に示すが、ロール汚染性に劣っていた。
エチレン−α−オレフィン共重合体(A)として、実施例4で用いたエチレン−α−オレフィン共重合体(A2)を75重量%とし、高圧法低密度ポリエチレン(B)として実施例1で用いた高圧法低密度ポリエチレン(B1)を25重量%とし、結晶核剤を加えなかったこと以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして押出ラミネート加工を行って積層体を得、ネックイン、ロール汚染性を評価した。押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物の特性およびネックイン、ロール汚染性評価の結果を表3に示すが、ロール汚染性に劣っていた。
高圧法低密度ポリエチレン(B)として、実施例1で用いた高圧法低密度ポリエチレン(B1)を99重量%、結晶核剤(C)として実施例1で用いた有機酸塩系結晶核剤(C1)を1重量%配合した以外は実施例1と同様にして押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物を得、各種物性測定を実施した。さらに、得られたペレットを実施例1と同様にして押出ラミネート成形を試みたが、押出負荷が大きく、加工することができなかった。
Claims (3)
- エチレンと炭素数3から6のα−オレフィンを共重合してなり、JIS K6760(1995年)により測定されたメルトマスフローレートが2〜100g/10分、JIS K6760(1995年)により測定された密度が920〜955kg/m3、炭素数6以上の長鎖分岐を炭素数1000個あたり0.01〜0.2個有し、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnが2以上5未満であるエチレン・α−オレフィン共重合体(A)が47〜89.99重量%、および、JIS K6760(1995年)により測定されたメルトマスフローレートが1〜10g/10分、JIS K6760(1995年)により測定された密度が915〜930kg/m3である高圧法低密度ポリエチレン(B)が10〜50重量%であり、結晶核剤(C)が0.01〜3重量%であることを特徴とする押出ラミネート用ポリエチレン樹脂組成物。
- 結晶核剤(C)が、溶融拡散型結晶核剤、分散型結晶核剤、ゲル化剤のうち1種または2種以上を混合して使用することを特徴とした、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載のポリエチレン樹脂組成物の層を少なくとも1層基材上に積層してなる積層体。
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