JP6764186B2

JP6764186B2 - ゴミ袋用樹脂組成物、ゴミ袋及びゴミ袋の製造方法

Info

Publication number: JP6764186B2
Application number: JP2016153113A
Authority: JP
Inventors: 俊宏吉田
Original assignee: TBM Co Ltd
Current assignee: TBM Co Ltd
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2036-08-03
Also published as: JP2018021121A

Description

本発明は、ゴミ袋用樹脂組成物、ゴミ袋及びゴミ袋の製造方法に関する。

ゴミ袋は、従来より、廃棄物を収容するために、様々な特性が求められる。

例えば、特許文献１には、インフレーション法などにより成形された、特定の明度及び色相を有するゴミ袋が開示されている。該特許文献１に記載されたゴミ袋は、明度及び色相を特定の範囲に限定することにより、小動物による散乱被害を回避し得るというものである。

特許第４６５２９６０号公報

ゴミ袋は、例えば、様々な種類のものを収容する必要があり、例えば、重いものを収容する場合もあるため、十分な強度を備える必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載されるようなインフレーション法などの製造方法で製造する場合、成形時における混練性が低いと、ゴミ袋の膜厚が不均一になりやすいため、強度なども不均一になる。

そのため、成形時における混練性に優れたゴミ袋が必要である。

他方、ゴミ袋は、近年、プライバシー保護の観点から、ゴミ袋の中身がみえすぎないように、適度の不透明性が求められる。

本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、成形時の混練性及び不透明性のバランスに優れたゴミ袋用樹脂組成物、このような樹脂組成物により形成されたゴミ袋及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、樹脂組成物において、所定量の炭酸カルシウムと、高密度ポリエチレンを含む所定の分子量分布を有する熱可塑性樹脂とを配合することで、ゴミ袋の成形時における混練性及び不透明性のバランスに優れることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１）組成物全体の質量に対して３０質量％以上の炭酸カルシウムと、分子量分布が５．０〜３０．０でありかつ構成樹脂として高密度ポリエチレンを含む熱可塑性樹脂とを、含む、ゴミ袋用樹脂組成物。

（２）前記熱可塑性樹脂は、構成樹脂として低密度ポリエチレンを更に含有する、（１）に記載のゴミ袋用樹脂組成物。

（３）上記熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトが１．０ｇ／１０分以下である、（２）に記載のゴミ袋用樹脂組成物。

（４）（１）から（３）のいずれかに記載の樹脂組成物により形成されたゴミ袋。

（５）（１）から（３）のいずれかに記載の樹脂組成物を袋状に成形する工程を有するゴミ袋の製造方法。

（６）前記工程は、インフレーション方式による成形を含む（５）に記載のゴミ袋の製造方法。

本発明によれば成形時の混練性及び不透明性のバランスに優れたゴミ袋用樹脂組成物、このような樹脂組成物により形成されたゴミ袋及びその製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに特に限定されない。

本発明のゴミ袋用樹脂組成物（以下、組成物と略記する場合がある）は、組成物全体の質量に対して３０質量％以上の炭酸カルシウムと、分子量分布が５．０以上３０．０以下であり、かつ構成樹脂として高密度ポリエチレンを含む熱可塑性樹脂とを含むものである。ここで、組成物に炭酸カルシウムや高密度ポリエチレンを含有させることによって、該組成物によって成形されたゴミ袋の不透明性を向上させることができる一方で、組成物に炭酸カルシウムや高密度ポリエチレンを含有させると、組成物の混練性が悪化し、混練が不十分なことにより成形時にも膜厚や不透明度が不均一になりゴミ袋の強度が低下してしまう。つまり、ゴミ袋において、不透明性と混練性の両方を成立させるのは、困難であった。これに対し、本発明のゴミ袋用樹脂組成物は、分子量分布が５．０以上３０．０以下である構成樹脂を用いることにより、上記問題を解決できるようになった。

ゴミ袋用樹脂組成物において、炭酸カルシウムの含有量は、組成物全体の質量に対して、３０質量％以上である。炭酸カルシウムの含有量が過小であると、組成物により成形されたゴミ袋の不透明性が低くなる傾向にある。一方、炭酸カルシウムの含有量が過大であると、組成物の混練性が悪化し、組成物により成形されたゴミ袋の膜厚や不透明度が不均一になり、強度が低下する傾向にある。よって、組成物の混練性に優れ、強度、不透明性のバランスに優れたゴミ袋を得るためには、炭酸カルシウムの含有量は、３０質量％以上であり、５０質量％以上が好ましく、６０質量％以上８０質量％以下が好ましく、６５質量％以上７５質量％以下がより好ましい。本発明において、炭酸カルシウムの含有量は、化学製品の減重及び残分試験方法（ＪＩＳ００６７−１１９２）で残分測定し、炭酸ガスの発生量を考慮する。

本発明において、分子量分布は、重量平均分子量Ｍｗを数平均分子量Ｍｎで除した値で表される。この分子量分布の測定方法は、組成物を溶媒（ジクロロベンゼン）に溶かして試料溶液とし、温度１４０℃、検出器は示差屈折計とし、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で分子量を測定する。重量平均分子量及び数平均分子量は次式により算出される。
重量平均分子量＝Σ（Ｍ×ｗ）／Σｗ
数平均分子量＝Σｗ／Σ（ｗ／Ｍ）
（ただし、Ｍは分子量、ｗは重量分率である。）

ゴミ袋用樹脂組成物を構成する構成樹脂の分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは、５．０以上３０．０以下である。分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが狭すぎると、組成物の混練性が悪化し、組成物により成形されたゴミ袋の膜厚や不透明度が不均一になり、強度が低下する傾向にある。一方、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが広すぎると、組成物の耐熱性と成形性が悪化し、成形されたゴミ袋の強度が低下する傾向にある。よって、組成物の混練性に優れ、強度、不透明性のバランスに優れたゴミ袋を得るためには、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは５．０以上３０．０以下であり、６．０以上２８．０以下が好ましく、７．０以上２５．０以下がより好ましく、１０以上２３．０以下がより一層好ましく、１５以上２２．０以下が更に好ましい。

また、組成物は、構成樹脂として、高密度ポリエチレンを含む熱可塑性樹脂を含むものである。組成物は、熱可塑性樹脂の主体が高密度ポリエチレン樹脂であることにより、不透明性に優れたゴミ袋を得ることができる。高密度ポリエチレンの含有量が過小であると、組成物により成形されたゴミ袋の不透明性が低くなり、強度が低下する傾向がある。よって、高密度ポリエチレンの構成樹脂全体の質量に対しての含有量は、５０質量％以上含有することが好ましく、７５質量％以上含有することがより好ましい。

熱可塑性樹脂としては、上述した高密度ポリエチレン樹脂に限られず、他の熱可塑性樹脂を１種以上混合してもよい。例えば、低密度ポリエチレン樹脂は、組成物の混練性を向上させ、ゴミ袋に柔軟性を持たせる点から好ましく用いられる。但し、低密度ポリエチレン樹脂の含有量が過大であると、組成物により得られたゴミ袋の不透明性が低くなり強度が低下する傾向がある。よって、低密度ポリエチレン樹脂の構成樹脂全体の質量に対する含有量は、５０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることがより好ましい。

熱可塑性樹脂としては、高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂以外にも、中密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンなどのビニル樹脂、及び、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂などのほか、再生樹脂なども使用することができる。

なお、ポリエチレン樹脂はＪＩＳＫ６９２２で密度により分類される。当該分類において、密度が０．９４２ｇ／ｃｍ^３以上のポリエチレンが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とされ、密度が０．９３０ｇ／ｃｍ^３以上０．９４２ｇ／ｃｍ^３未満のポリエチレンが中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）とされ、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ^３以上０．９３０ｇ／ｃｍ^３未満のポリエチレンが低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）とされる。また、本実施の形態において「密度」は、ＪＩＳＫ６９２２に準じて測定される値を意味する。密度の測定方法として、具体的には、ＪＩＳＫ６９２２に準じて、密度勾配管により密度を測定する方法がある。

また、熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトは、２０．０ｇ／１０分以下であることが好ましく、１０．０ｇ／１０分以下（８．０ｇ／１０分以下、５．０ｇ／１０分以下、３．０ｇ／１０分以下など）であることがより好ましく、１．０ｇ／１０分以下（０．９ｇ／１０分以下、０．８ｇ／１０分以下、０．７ｇ／１０分以下など）であることが更に好ましい。また、０．２ｇ／１０分以上（０．３ｇ／１０分以上、０．４ｇ／１０分以上、０．５ｇ／１０分以上、０．６ｇ／１０分以上など）であることが好ましい。熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトが２０．０ｇ／１０分を超えると、延伸性が悪くなり、フィルムの成形性が不安定化する傾向がある。また、組成物のメルトマスフローレイトが０．２ｇ／１０分未満となると、混練性が悪化し、混錬装置へのトルクも大きくなり、成形性が悪くなる傾向がある。なお、成形の方式によって適正なメルトマスフローレイトを設定する。

メルトマスフローレイトは、溶融時の流動性を示す指標であり、ＪＩＳＫ７２１０に準じて測定される値を意味する。メルトマスフローレイトの測定方法として、具体的には、ＪＩＳＫ７２１０に準じて、メルトインデクサーにより、荷重２１.１８Ｎ、温度２３０℃の条件でメルトマスフローレイトを測定する方法がある。

なお、上述したゴミ袋用樹脂組成物においては、無機物粉末として、炭酸カルシウム以外にも、酸化チタン、シリカ、クレー、タルク、カオリン、水酸化アルミニウムなどを配合してもよい。組成物中の炭酸カルシウムなどの無機物粉末の組成物中の分散性を高めるために、これら無機物粉末の表面を予め常法に従い改質しておいてもよい。また、上述したゴミ袋用樹脂組成物においては、上述した炭酸カルシウム、高密度ポリエチレンを含む熱可塑性樹脂以外にも、補助剤として、色剤、滑剤、流動性改良材、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤などを配合してもよい。

上述したゴミ袋用樹脂組成物は、以下のようにしてフィルム状に成形され、ゴミ袋として加工される。まず、炭酸カルシウム、高密度ポリエチレンを含む熱可塑性樹脂からなる構成樹脂、補助剤などの各原料を準備し、これら材料を所定の配合率で混合、混練し、引き続き若しくは混合ペレットを得て、フィルム状に成形する。フィルムの厚みは、１０μｍ〜８０μｍ程度が好ましく、２０〜５０μｍ程度がより好ましい。成形方法としては、円筒形ダイが装着された成形機を用いるインフレーション方式、Ｔダイが装着された成形機を用いるＴダイ方式、ブロー成形方式などの公知の方法が適用できる。

例えば、インフレーション方式は、溶融した組成物を円筒形ダイにより円筒状に押し出し、その中に空気を吹き込んで風船のようにふくらませ、これを二つに折りたたんで巻き取る工程により筒状のフィルムを成形する方式である。巻き取られた筒状のフィルムを、所望の長さで切り、開口部の一方をシールすることにより、ゴミ袋に加工することができる。上述したゴミ袋用樹脂組成物は、混練性に優れ、炭酸カルシウムが均一に分散されていることから、インフレーション方式による成形方法に適したものであり、インフレ―ション方式による成形方法によっても強度、不透明性に優れたゴミ袋を得ることができる。このような点から、インフレーション方式による成形方法が好ましく用いられる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜試験例１＞
［実施例１］
炭酸カルシウム（レーザー光散乱型粒度分布計で測定した個数平均粒径５．０μｍ、ステアリン酸表面処理）６０質量％と、メルトマスフローレイトが０．３ｇ／１０分、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが２０．８である高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ１）４０質量％と、炭酸カルシウム及び樹脂の合計量に対し２％のステアリン酸マグネシウムとを添加し、２軸の混練・押出成形評価試験装置（（株）東洋精機製作所製）により、混練性を比較しながら、実施例１に樹脂組成物を調製した。混練温度２３０℃，スクリュー回転速度１０ｒｐｍで混練した。運転が安定した後のトルク値（Ｎ・ｍ）を測定し表１に示した。

［実施例２］
高密度ポリエチレンとして、メルトマスフローレイトが０．８ｇ／１０分、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが７．７である高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ２）と、メルトマスフローレイトが０．４、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが５．４である高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ３）とを１：１で混合した以外は、実施例１と同様の方法で実施例２に係る樹脂組成物を調製した。また、実施例２に係る樹脂組成物について、実施例１と同様の方法でトルク値（Ｎ・ｍ）を測定し表１に示した。

表１の結果からわかるように、メルトマスフローレイトが０．３ｇ／１０分以上であり、分子量分布が３以上である樹脂組成物を用いた実施例１及び実施例２では、トルクが低く安定しており、混練性も良好であった。特に、分子量分布が２０以上と広分子量分布を示す樹脂組成物（ＨＰＤＥ１）を用いた実施例１では、混練性が極めて良好であった。

＜試験例２＞
炭酸カルシウム（レーザー光散乱型粒度分布計で測定した個数平均粒径５．０μｍ、表面処理無又は表面処理有）と、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ１又はＨＤＰＥ２）とを下記の表２で示す配合比で、かつ、炭酸カルシウム及びポリエチレン樹脂の合計量に対し２％のステアリン酸マグネシウムとを添加し、２軸の混練・押出成形機（日立造船（株）社製）により、混練温度２５０℃，スクリュー径１００ｍｍ、スクリュー回転速度１００〜１２０ｒｐｍで混練した。成形後押出成形機に付属した延伸装置で１．８倍に延伸して、物性測定用の試料（実施例３〜実施例８）を作成した。各試料（実施例３〜実施例８）の測定結果を表２に示す。表中の破断点強度は、ＪＩＳＣ２１５１に基づいて測定した値である。表中の不透明性は、ＪＩＳＰ８１４９で測定し、透明性が高いものを×、透明性が低いものを〇とする。

表２の結果からわかるように、上述した範囲のメルトマスフローレイト及び分子量分布を有する樹脂組成物よりなる成形体である実施例３〜実施例８の各試料は、炭酸カルシウムが６０質量％、７５質量％配合されていても、破断点強度に優れていた。特に、分子量分布が２０以上と広分子量分布を示す樹脂組成物（ＨＰＤＥ１）を用いた実施例３，５，７）では、破断点強度が極めて良好であった。また、実施例３〜実施例８の各試料は、全て、不透明性に優れていた。このことから、ゴミ袋用樹脂組成物は、組成物全体の質量に対して３０質量％以上の炭酸カルシウムと、分子量分布が５．０〜３０．０でありかつ構成樹脂として高密度ポリエチレンを含む熱可塑性樹脂とを、含むことで、成形時の混練性及び不透明性のバランスに優れることがわかった。

Claims

ゴミ袋用樹脂組成物であって、
組成物全体の質量に対して６０質量％以上の炭酸カルシウムと、分子量分布が５．０〜３０．０である構成樹脂とを、含み、
前記構成樹脂が高密度ポリエチレンからなり、
前記ゴミ袋用樹脂組成物が、前記構成樹脂以外の樹脂成分を含まない、
ゴミ袋用樹脂組成物。
前記高密度ポリエチレンのメルトマスフローレイトが１．０ｇ／１０分以下である、請求項１に記載のゴミ袋用樹脂組成物。
請求項１又は２に記載の樹脂組成物により形成されたゴミ袋。
請求項１又は２に記載の樹脂組成物を袋状に成形する工程を有するゴミ袋の製造方法。
前記工程は、インフレーション方式による成形を含む請求項４に記載のゴミ袋の製造方法。