JPH08208898A - インフレーションフィルム成形用ポリエチレン樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ８０ｍ／分以上という高速でも、安定してイ
ンフレーション成形ができ、しかも得られるフィルム
は、物性も均質で優れているポリエチレン樹脂組成物の
製造法を提供する。 【構成】 低分子量高密度ポリエチレンと高分子量高密
度ポリエチレンとの樹脂組成物とラジカル発生剤とを、
特定の酸素濃度雰囲気下、溶融混練することからなるイ
ンフレーションフィルム成形用ポリエチレン樹脂組成物
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インフレーションフィ
ルム成形用のポリエチレン樹脂組成物の製造方法に関
し、より詳細には、高速かつ安定してインフレーション
成形が可能な高密度ポリエチレン樹脂組成物の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】インフレーション成形法により製造され
る高密度ポリエチレン（以下、ＨＤＰＥと略すことがあ
る。）フィルムは、最近、製膜機の改良、作業の効率化
等から成形速度が高速になる傾向にある。

【０００３】高速成形を行うには、成形ダイから押出さ
れる溶融体（バブル）の安定性を高めることが重要であ
る。従来高分子量のポリエチレンと低分子量のポリエチ
レンとを混合することにより、樹脂の分子量分布を拡げ
て、成形性を改良することが行われている。その結果、
バブルも或る程度安定するが、成形速度を従来の４０ｍ
／分程度から８０ｍ／分以上の高速にすると、フィルム
物性面でる劣る点があった。

【０００４】高分子量のポリエチレンと低分子量のポリ
エチレンとからなる混合物の物性を改良する目的から、
該混合物を軽度に架橋したポリエチレン組成物が提案さ
れている（特公昭６４−９８５号公報）。しかし、この
組成物は、実質中空成形によって瓶等を造る場合や押出
成形によってパイプやシートを造る場合において問題と
なる従来の物性を改善することを目的としたものであ
り、インフレーションフィルムにおける高速成膜性に必
要な溶融張力が得られない。

【０００５】又、ＨＤＰＥを押出造粒機を用いて造粒す
るに際して、微量のラジカル発生剤を添加して且つ少量
の酸素雰囲気下で造粒することからなる中空成形用樹脂
の製造方法も試みられている（特公平５−１３００号公
報）。しかし、この樹脂もインフレーションフィルムに
使用するには満足できるものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、インフレー
ション成形法によりＨＤＰＥフィルムを製造する場合、
フィルムの物性面において問題がなく、安定して高速製
膜が可能なポリエチレン樹脂組成物の製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を行った結果、特定の２種類の高密度ポリエチレンから
なる樹脂組成物とラジカル発生剤とを、特定の酸素濃度
雰囲気中で溶融混練することによって得られる樹脂組成
物が、本発明の目的を達成し得ることを見出して本発明
に到達した。

【０００８】すなわち、本発明は、メルトインデックス
が１００〜７００ｇ／１０分の低分子量高密度ポリエチ
レン４０〜６０重量％と、メルトインデックスが０．０
１〜０．３０ｇ／１０分の高分子量高密度ポリエチレン
６０〜４０重量％とからなるポリエチレン樹脂組成物１
００重量部と、ラジカル発生剤０．００５〜０．０１重
量部とを、５〜１５容量％の酸素濃度雰囲気下、溶融混
練することからなるインフレーションフィルム成形用ポ
リエチレン樹脂組成物の製造方法を要旨とする。

【０００９】本発明で用いられる低分子量及び高分子量
の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、密度が０．９４
〜０．９６ｇ／cm³ のものが望ましく、それらはエチレ
ンの単独重合体の他に、エチレンとプロピレン、１−ブ
テン、１−ヘキセン、１−オクテン等のα−オレフィン
との共重合体も使用することができる。又、本発明で用
いられる低分子量ＨＤＰＥは、メルトインデックス（Ｍ
Ｉ；ＡＳＴＭ Ｄ１２３８；荷重２．１６ｋｇ，１９０
℃で測定）が１００〜７００ｇ／１０分のものであり、
高分子量ＨＤＰＥは、ＭＩが０．０１〜０．３０ｇ／１
０分のものである。

【００１０】このようなＨＤＰＥは、通常チーグラー・
ナッタ型触媒、特に望ましくはマグネシウム化合物にチ
タン成分を担持して得た固体触媒成分と有機アルミニウ
ム化合物とを組み合せた重合触媒、を用いてエチレンを
（共）重合することにより得られるが、それらは工業的
に製造されており、容易に入手することができる。

【００１１】高分子量ＨＤＰＥと低分子量ＨＤＰＥとの
混合割合は低分子量ＨＤＰＥが４０〜６０重量％、高分
子量ＨＤＰＥが６０〜４０重量％である。この混合物
は、ＭＩが０．０１〜０．２０ｇ／１０分であり、かつ
分子量分布が広いことから成形加工性に優れている。

【００１２】本発明で用いられるラジカル発生剤として
は、一般的な有機過酸化物が望ましく用いられる。該有
機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジー
ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、
ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔ−
ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘ
キサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロ
ヘキサン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）オク
タン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シ）バレレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−
ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，−ジメチル−２，５
−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメ
チル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキ
シン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピ
ル）ベンゼン、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ
イソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチル−ハイドロパーオ
キサイド、キュメンハイドロパーオキサイド、ラウロイ
ルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチル−ジパーオキシフタ
レート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ−ブチル
パーオキシイソプロビルカーボネート、イソプロピルパ
ーカーボネート等が挙げられる。これらは、一種に限ら
ず二種以上を組み合せて使用することができる。これら
の中でも、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチル
パーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキシン、１，３−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンが特
に好ましい。

【００１３】ラジカル発生剤の使用量は、原料となる前
記のＨＤＰＥ樹脂組成物１００重量部に対して０．００
５〜０．０１重量部である。ラジカル発生剤の使用量が
０．００５重量部未満では、本発明の目的を達成するこ
とが難しく、０．０１重量部を超えると、ＨＤＰＥ樹脂
組成物が過度に架橋し、結果としてポリエチレンフィル
ムに多大のゲルが発生する。

【００１４】ＨＤＰＥ樹脂組成物とラジカル発生剤との
溶融混練は、ＨＤＰＥ樹脂組成物が溶融する温度以上の
温度、例えば１５０〜２７０℃で、両者が均等に反応す
るように両者を加熱混合すれば良く、その方法としては
どのような方法も採用できるが、特に押出機中で行うの
が好適である。又、ラジカル発生剤がＨＤＰＥ樹脂組成
物中に均一に分散するように、両者を溶融混練する前
に、予め両者をヘキシエルミキサー、リボンブレンダ
ー、ブラべンダー・プラストグラフ（登録商標）等の混
合機を用いて充分混合しても良い。更に、ラジカル発生
剤の分散性を向上するために、各ＨＤＰＥ又はそれらの
樹脂組成物にラジカル発生剤を高濃度に混合分散したマ
スターバッチを使用することもできる。

【００１５】本発明は、ＨＤＰＥ樹脂組成物とラジカル
発生剤との溶融混練を酸素雰囲気下で行うものである
が、該溶融混練系内の酸素濃度が重要であり、その濃度
を５〜１５容量％とするのものである。酸素濃度が５容
量％未満では、ポリエチレンフィルムに多くのゲルが発
生し、１５容量％を超えると、ＨＤＰＥ樹脂が過度に分
解してポリエチレンフィルムの色相が悪化することとな
る。

【００１６】酸素濃度の調節は、ＨＤＰＥ樹脂組成物と
ラジカル発生剤の溶融混練を、例えば押出機中で行う場
合、押出機のホッパー部に窒素ガス等の不活性ガスを吹
き込んで、ホッパー部の酸素濃度を上記の範囲内にす
る、予め上記の酸素濃度に調節した混合ガスをホッパー
部に吹き込む、等の方法で行われる。

【００１７】溶融混練は、溶融混練前のＨＤＰＥ樹脂組
成物のＭＩをＭＩ−１，溶融混練後のＨＤＰＥ樹脂組成
物のＭＩをＭＩ−２としたとき、ＭＩ−２／ＭＩ−１が
０．１〜０．８となる迄行うのが望ましい。

【００１８】ＨＤＰＥ樹脂組成物は、ラジカル発生剤と
の溶融混練に先立って、好ましくは前記の両者の混合の
段階で、酸化防止剤、中和剤、紫外線吸収剤、光安定
剤、滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、顔料、
染料等の通常の添加剤を添加しても良い。勿論、ＨＤＰ
Ｅ樹脂組成物とラジカル発生剤との溶融混練による両者
の反応に悪影響をもたらすような添加剤の場合は、その
添加剤の添加は、両者の溶融混練の後に行っても良い。

【００１９】かくすることにより、本発明のインフレー
ションフィルム成形用ポリエチレン樹脂組成物は製造さ
れる。

【００２０】インフレーション成形法は、特に限定され
るものではなく、通常の装置を用いて行えば良い。フィ
ルム成形は、ＨＤＰＥ樹脂組成物の溶融温度以上の温
度、例えば１５０〜２５０℃、ブローアップ比２〜５の
条件で行われ、得られるフィルムの厚みは通常５〜５０
μｍである。製膜速度は、８０〜１００ｍ／分という高
速成形において、本発明は特にその効果を発揮するが、
従来の４０ｍ／分程度の製膜速度においても何んら支障
はない。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。

【００２２】例における物性等の評価は、下記の試験法
により行った。

【００２３】バブルの安定性 円形ダイから出てきた樹脂の溶融体（バブル）を空気で
膨らませてフィルムを成形する際、膨らませたバブルの
状態を以下の基準で判定する。

【００２４】極めて安定：バブルの揺れが殆どなく動か
ない。

【００２５】安定：バブルが僅かに揺れるが、製品とし
て問題ない範囲である。

【００２６】不安定：バブルが前後左右に大きく揺れ、
安定製膜が不可能。

【００２７】切れ発生：バブルが円周方向に切れ（輪切
れ）、製膜が不可能。

【００２８】ゲルの数 ３０cm×３０cmのテストフィルムを３枚切り出し、目視
で直径０．２ｍｍ以上のゲルを数え、１ｍ² 当りの数に
換算した。

【００２９】引裂強度 ＪＩＳ Ｐ８１１６に準じた。

【００３０】偏肉度 製膜したフィルムの厚みを接触式連続厚み計（安立電気
（株）製）で測定し、平均厚み、最大厚み、最小厚みを
読み取り、変動幅（Ｒ）を算出する。

【００３１】 Ｒ＝（最大厚み−最小厚み）／平均厚み×１００（％） 良好 ：Ｒ＝１５〜３０％ 不良 ：Ｒ＝３１〜６０％ 極めて不良：Ｒ＝６１％以上 （実施例１〜６）ハロゲン化マグネシウムに四塩化チタ
ンを接触させて得た固体触媒成分とトリエチルアルミニ
ウムとからなる重合触媒を用いて製造したポリエチレン
Ａ粉末（密度０．９４６ｇ／ｃｍ³ ，ＭＩ５００ｇ／１
０分）５０重量％とポリエチレンＢ粉末（密度０．９４
６ｇ／cm³ ，ＭＩ０．０１５ｇ／１０分）５０重量％の
混合物（密度．９４６ｇ／cm³ ，ＭＩ０．１０ｇ／１０
分）に、上記混合物に２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを６重量％混合した
ラジカル発生剤マスターバッチを添加し、表１に示すラ
ジカル発生剤添加量とした。

【００３２】更に、酸化防止剤（ＢＨＴ）及び中和剤
（ステアリン酸カルシウム）を上記混合物１００重量部
当り、それぞれ０．１重量部及び０．２重量部加え、ヘ
ンシエルミキサーで混合した。

【００３３】この混合物を、５０ｍｍφの単軸押出機の
ホッパーに供給すると共に、該ホッパーの酸素濃度を窒
素ガスを吹き込みながら表１に示す値に調節し、２２０
℃で押出して、本発明のポリエチレン樹脂組成物からな
るペレットとした。

【００３４】このペレットを用い、（株）プラコー製イ
ンフレーションフィルム成形機（５５ｍｍφ）により、
シリンダー温度２００℃、円形ダイ温度２００℃、ダイ
ギャッブ１ｍｍ、ブローアップ比４、製膜速度８０ｍ／
分の条件で製膜し、厚み２０μｍのフィルムを得た。

【００３５】フィルム成形時のバブル安定性の観察、得
られたフィルムの物性の測定を行い、それらの結果を表
１に示した。

【００３６】（実施例７，８、比較例１〜９）ポリエチ
レンＡ粉末とポリエチレンＢ粉末の混合割合、ラジカル
発生剤の使用量又は酸素濃度を表１に示す値に変える以
外は、実施例１〜６と同様にして、ポリエチレンフィル
ムを製膜し、その際のバブル安定性の観察、フィルム特
性の測定を行い、それらの結果を表１に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明のポリエチレン樹脂を用いれば８
０ｍ／分以上という高速で、インフレーション成形して
も、円形ダイから吐出される溶融体（バブル）は安定し
ており、得られるフィルムも、厚みが均一で、ゲルが少
なく、かつ引裂強度も、ラジカル発生剤と溶融混練せず
に得られるフィルムと遜色ないという効果を奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メルトインデックスが１００〜７００ｇ
   ／１０分の低分子量高密度ポリエチレン４０〜６０重量
   ％と、メルトインデックスが０．０１〜０．３０ｇ／１
   ０分の高分子量高密度ポリエチレン６０〜４０重量％と
   からなるポリエチレン樹脂組成物１００重量部と、ラジ
   カル発生剤０．００５〜０．０１重量部とを、５〜１５
   容量％の酸素濃度雰囲気下、溶融混練することからなる
   インフレーションフィルム成形用ポリエチレン樹脂組成
   物の製造方法。
2. 【請求項２】 溶融混練前のポリエチレン樹脂組成物の
   メルトインデックス（ＭＩ−１）と、溶融混練後のポリ
   エチレン樹脂組成物のメルトインデックス（ＭＩ−２）
   との比（ＭＩ−２／ＭＩ−１）が０．１〜０．８である
   請求項１に記載のインフレーションフィルム成形用ポリ
   エチレン樹脂組成物の製造方法。