JPS5913965B2 - ポリスチレン系フイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボリヌチレンに対してヒートシール性良好で、
かつ耐衝撃性、耐引裂性の優れた、例えば、ポリスチレ
ン容器のトップシール材として好適なポリスチレン系フ
ィルムの製造方法に関する。

ポリスチレンは耐衝撃性、耐引裂性が劣るため、５ こ
れまでフィルム用途にあまり使用されておらず、ゴムで
強化したポリスチレン（ハイインパクトポリスチレン）
のＴタイシート、あるいは二軸延伸されたフィルムが少
量使用されているに過ぎない。それに対し、ポリスチレ
ンは、耐衝撃性、耐引裂１０住とも優れており、かつ成
形性も良好であるところからフィルム用途に多量に使用
されている。しかしポリエチレンフィルムは、ポリスチ
レンとヒートシールにより接着し得ないため、例えばポ
リスチレン容器のトップシール材としては、使用で１５
きない。なお、現在同用途には、片面にホットメルト接
着層を塗布したアルミ箔、プラヌナツクフイルム等が使
用されているが、これらの複合フィルムは、製造工程が
複雑であり、コストアップの要因になつている。一方、
ポリスチレンとポリエ■０ チレンとは混和性が悪いが
、これらの混合物にヌチレンーブタジエンブロツク共重
合体やスナレンーイソプレンブロツク共重合体を少量添
加すると、両者の混和性が改善され、従つて耐衝撃性の
良好な成形品が得られることは、知られている。しか２
５しながら、このような検討は、射出成形やＴダイによ
るシートの押出成形、あるいは該シートを二軸延伸した
フィルム等、従来よりポリスチレンで用能な成形方法で
なされているのみであつで、従来ポリスチレン系樹脂で
は良好な品質の製品を得ｎ ることが困難とされていた
インフレーション法によるフィルム成形の可否、および
その最適条件については、全く報告されていない。本発
明の目的は、ポリスチレンに対するヒートシール性が良
好で、かつ耐衝撃性、耐引裂性の優３５れたポリスチレ
ン系フィルムを安価に製造する方法を提供することにあ
る。

すなわち本発明は、ポリスチレン７５ないし４０重量部
、高密度ポリエチレン２５ないし６０重量部とからなる
１００重量部の樹脂に対し、スチレンーブタジエンプロ
ツク共重合体を３ないし１５重量部混合してなる樹脂組
成物を溶融し、フイルムを製造する方法において、樹脂
の溶融温度を２１０ないし２５０℃とし、溶融延伸比（
Ｄ．Ｒ．）が２．５倍以上、膨比（Ｂ．Ｕ．Ｒ．）が２
．５倍以上で、かつＤ．Ｒ．／Ｂ．Ｕ．Ｒ．が１／３な
いし３の範囲においてインフレーシヨン成形を行うこと
を特徴とするポリスチレン系フイルムの製造方法である
。

本発明におけるポリスチレンとは、スチレンの単独重合
体、もしくはスチレンとα−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、アクリロニトリル、メチルメタアクリレート等
との共重合体、あるいは、ポリブタジエンゴム、スチレ
ン−ブタジエンゴム、アタリルゴム、エチレン−プロピ
レンゴム等の存在下で上記モノマーを重合して得たゴム
強化ポリスチレン（ハイインパクトポリスチレン）をい
う。

これらのポリスチレンの分子量は、通常の射出成形、押
出成形で使用されている範囲のものでよく、好ましくは
、７万以上分子量があればよい。本発明における高密度
ポリエチレンとは、公知の中、低圧法により製造される
エチレンの単独重合体、もしくは、エチレンと少量の他
のα−オレフイン、例えばプロピレン、１−ブテン、１
−ベンゼン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、
３−メチル−１−ベンゼン、４−メチル−１−ベンゼン
等との共重合体であつて密度０．９４５ｇ／ｄ以上の重
合体をいう。この様な重合体を用いることにより、剛性
、耐衝撃性、耐引裂性の良好なフイルムを得ることがで
きる。本発明の方法では、高密度ポリエチレンの流れ指
数（メルトインデツクス、ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８−６
５、１９０′Ｃ）は０，５以下、特に０．１以下である
と、フイルムの成形性および得られるフイルムの耐衝撃
性、耐引裂性が良好であるため好ましい。本発明で使用
するスチレンーブタジエンプロツク共重合体とは、公知
の方法で得られるスチレン重合体プロツクとブタジエン
重合体プロツクとからなる熱可塑性弾性共重合体である
。

本発明において使用する組成物は、上記ポリスチレン７
５ないし４０重量部、好ましくは７０ないし５０重量部
、高密度ポリエチレン２５ないし６０重量部、好ましく
は３０ないし５０重量部とからなる１００重量部の樹脂
に対し、スチレンブタジエンプロツク共重合体を３ない
し１５重量部、好ましくは６ないし１０重量部を混合し
てなる組成物である。

ポリスチレンと高密度ポリエチレンの比を上記範囲に限
定する理由は、上記範囲よりポリスチレンが多い、すな
わち高密度ポリエチレンが少なくなると組成物のインフ
レーシヨン法フイルム成形における成形件が低下し、ま
た得られるフイルムの耐面撃件、耐引裂性が劣り、実用
的でなくなる。

一方、ポリスチレンが上記範囲より少ない、すなわち高
密度ポリエチレンが多くなると、得られるフイルムのポ
リスチレンに対するヒートシール性が劣り、本発明の目
的には使用できなくなる。スチレンーブタジエンプロツ
ク共重合体の添加量が３重量部未満であると、ポリスチ
レンと高密度ポリエチレンの混和性が悪くなり、均一な
フイルムが得られ難く、またフイルムの耐衝撃性、耐引
裂性が著しく低下する。他方、スチレンーブタジエンプ
ロツク共重合体の添加量が１５重量部を越えると、耐衡
撃件および耐引裂性においてもはや向上効果が認められ
なくなるのみならず、フイルムの剛性、耐熱件、耐薬品
性が低下する等の悪影響を及ぼすようになる。本発明で
使用する組成物は、上記３成分の重合体の他に本発明の
目的を損なわない範囲で、紫外線吸収剤、酸化防止剤、
滑剤、スリツプ剤、アンチプロツキング剤、核剤、帯電
防止剤、難燃材、顔料、染料等の添加剤が含まれていて
もよい。

これらの重合体および添加剤を配合し組成物を得る方法
としては、公知の任意の方法が採用できる。例えば、タ
ンブラ一型ブレンダ一、リポンプレンダ一、Ｖ型ブレン
ダ一 ペンシェルミキサー等の原料を混合した後、オー
フソロール、押出機、バンバリーミキサ一、ニーダ一等
で混合する方法等で行うことができる。本発明の方法は
、以上述べた重合体組成物を溶融し、溶融延伸比（Ｄ．
Ｒ．）が２．５倍以上、膨比（Ｂ．Ｕ．Ｒ．）が２．５
倍以上で、かつＤ．Ｒ．／Ｂ．Ｕ．Ｒ．が１／３ないし
３の範囲になる条件でインフレーシヨン成形を行うこと
を特徴とする。

ここで、溶融延伸比（Ｄ．Ｒ．）とは、第１図に示した
如くインフレーシヨン成形装置において、環状のダイリ
ツプ１から溶融した樹脂２が吐出される速度Ｖ１と成形
されたフイルム３が巻取られる速度２の比、Ｖ２／１−
Ｄ．Ｒ．である。膨比（Ｂ．ＵＲ．）とは、環状ダイリ
ツプの径ｄ１と巻取られるフイルムの径Ｄ２の比Ｄ２／
ｄ１−Ｂ．Ｕ．Ｒである。そしてダイ・タリアランスを
Ｔ，、巻取られるフイルム肉厚をＴ２とするとこれらの
数値の間には近似的に（１）式が成立する。（Ｖ２／Ｖ
１）（Ｄ２／ｄ１）（Ｔ２）＝ｔ１・・・・・・（１）
上記成形条件の限定は、本発明者らが、各種条件でイン
フレーシヨンフイルムを成形した結果、溶融延伸比（Ｄ
．Ｒ．）、膨比（Ｂ．Ｕ．Ｒ．）、およびＤ．Ｒ．／Ｂ
．Ｕ．Ｒを上記範囲にすれば極めて優れた耐衝撃性、耐
引裂性を有するフイルムが得られることを見出したこと
に基く。

Ｄ．Ｒ．／Ｂ．Ｕ．Ｒ．が１／３ないし３の範囲外であ
ると、縦、あるいは横に選択的に引裂かれやすいフイル
ムとなり、本発明の目的に即さなくなる。〜方膨比又は
溶融延伸比を２．５未満とするとインフレーシヨン成形
の際の配向によるそれぞれの方向の強度増大が果たされ
ず特に衝撃強度の向上が認められなくなり、同様に実用
に即さなくなる。本発明のフイルム製造法において使用
するインフレーシヨンフイルム成形機は、ポリオレフイ
ン樹脂等で公知の例えば押出機、環状ダイ、エアーリン
グ、案内板、引取ロール、、巻取装置とからなる装置等
を使用することができる。

押出機における樹脂の溶融温度は、２１０ないし２５０
℃で外観および物件の良好なフイルムが得られる。成形
されるフィルムの厚さは５ないし８０μ、特に１０ない
し５０μの範囲にあることが好ましい。なお、これまで
ポリスチレン系樹脂では、かかる薄肉の無延伸フイルム
の製法は知られていない。本発明の方法はこのような薄
肉フイルムの製法に適しているのである。以上の如き本
発明の方法により得られたフイルムは、ポリスチレンと
のヒートシール強度が良好であり、しかもポリスチレン
ニ軸延伸フイルムの如く、ヒートシール時に著しい収縮
を生じない。

また、ポリエチレンフイルムに匹敵する優れた耐衝撃性
、耐引裂性を有している等、ポリスチレン容器のトツプ
シール用として、好適な件能を有している。またその他
にポリスチレン単昧に比べ耐油性が改良されており、他
方、ポリエチレンフイルムに比べ剛性が優れている。更
に該フイルムは真空成形性が良好であるところから、食
料品の簡易包装等の用途にも使用しうる。次に実施例を
挙げて更に詳しく説明するが、本発明はその要旨を越え
ない限り、これら実施例に何ら制約されることはない。

なお実施例における試験は次の方法により行つた。フイ
ルム衝撃強度：東洋精機（株）製打抜式フイルム衝撃試
験機を用い、２５℃で試験した。

引裂強度：エルメンドルフ引裂実験機を用いＪＩＳＰ−
８１１６に準じて２３引Ｃで試験した。

引張初期弾性率：ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２の方法に準
準じ、２３℃で引張試験を行つて求めた。

ヒートシール強度：試料フイルムと０．０４ｍｍのポリ
スチレンフイルムを重ね、圧力１ｋｇ／？、１秒間シー
ル パ一で圧着した。

次に巾１５ｍｍの試験片を切り取り、１８０と 剥離試験法により２００龍／ Ｍｉｎの速度で剥離し、剥離 に要する強度を求めた。

実施例 １ ポリスチレン（商品名：トーポ，レツクス５５０、三井
東圧化学（製）５０重量部、高密度ポリエチレン（商品
名：ハイゼツクス７０００Ｆ１メルトインデツクス０４
０４、密度０４９５５ｇ／ＣＴＩＬｌ三井石ノ 油化学
製）５０重量部、およびヌチレンーブタジエンプロツク
共重合体（商品名：タフプレンＡ、旭化成工業製）１０
重量部をタンブラ一型ブレンダ一で混合後押出機で樹脂
温２０『Ｃで溶融混練した後造粒した。

得られたペレツトを４０ｍｍφ押τ 出機を用いて、次
の条件でフイルムを成形した。樹脂温：２２『Ｃ１押出
速度（Ｖ１）：２４０ｃｍ／Ｍｉｎ．環状ダイの直径（
ｄ１）：５ＣＴｆＬ、ダイクリアランス（ｔ１）：０．
５ｍｍ１成形されたフイルムの径（Ｄ２）：１６ｃｍ．
巻取速度（Ｖ２）：９５０ＣＩ７１／−７ Ｍｉｎｌ膨
比（Ｄ２／ｄ１）：３．２、溶融延伸比（Ｖ２／Ｖ１）
：４以上の方法で厚さ（Ｔ２）４０μのフイルムを得る
ことができた。

このフイルムの耐衝撃性、耐引裂性の試験結果を第１表
に示す。実施例 ２ 実施例１で用いた組成物を、ポリスチレン６０重量部、
高密度ポリエチレン４０重量部およびスチレンーブタジ
エンプロツク共重合体１０雄部の組成物に変える以外は
実施例１と同様に行つた。

実施例 ３実施例１の組成物の組成比をポリスチレン５
０重量部、高密度ポリエチレン５０重量部およびスチレ
ンーブタジエンプロツク共重合体５重量部とする以外は
実施例１と同様に行つた。

実施例 ４ ポリスチレンとしてハイインパクトポリスチレン（商品
名：トーポレツクス８３０、三井東圧化（学製）を用い
る以外は実施例１と同様に行つた。

実施例 ５実施例１における゛フイルム成形条件のうち
巻取速度（Ｖ２）Ｆｌ９ＯＯＯｌｌＬ／Ｍｉｎに、従つ
て溶融延伸比を８に、フイルム厚さ（Ｔ２）を２０μと
する以外は実施例１と同様に行つた。

実施例 ６ 実施例１におけるフイルム成形条件のうち、押出速度（
Ｖ１？１２０ＣＴ！Ｌ／Ｍｉｎｌダイクリアランス（ｔ
１）を１．０ｍｍ１溶融延伸比を８倍とする以外は、実
施例１と同様に行つた。

以上実施例１〜６の結果を第１表に示す。

比較例 １ 実施例１で用いたポリスチレン５０重量部と高密度ポリ
エチレン５０重量部とからなる組成物を用いる以外は実
施例１と同様に行つた。

比較例 ２ 膨比を１とする、すなわちフイルムの径を５ＣＴ！Ｌ１
押出速度（１）を１２０Ｑ〆電Ｉｎ、巻取速度（Ｖ２）
を１５００（１７７！／Ｍｌｎとする以外は実施例１と
同様に行つた。

比較例 ３ 膨比を２とする、すなわちフイルムの径を１０？、巻取
速度（Ｖ２）を６７０Ｃｍ／Ｍｉｎｌプールム厚さを９
０μとする以外は、実施例１と同様に行つた。

比較例 ４ 直径３ＣＴ！Ｌ（７）環状ダイを用い巻取速度（Ｖ２）
：３８０ｃｗ／Ｍｉｎｌ成形フイルム径（Ｄ２）：２４
０１ｎとする以外は実施例１と同じに調整することによ
り溶融延伸比を１．６とし、かつ膨比８とする以外は、
実施例１と同様に行つた。

比較例 ５ 実施例１で用いたポリスチレン単味で実施例１と同じ条
件で行いフイルムを成形した。

実施例７、比較例６ 実施例１で得たインフレーシヨンフイルムおよび、高密
度ポリエチレンフイルムのポリスチレンシートへのヒー
トシール性を検討した。

結果を第３表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法の一例を示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリスチレン７５ないし４０重量部、高密度ポリエ
   チレン２５ないし６０重量部とからなる１００重量部の
   樹脂に対し、スチレン−ブタジエンブロック共重合体を
   ３ないし１５重量部混合してなる樹脂組成物を溶融し、
   フィルムを製造する方法において、樹脂の溶融温度を２
   １０ないし２５０℃とし、溶融延伸比（Ｄ．Ｒ．）が２
   ．５倍以上、膨化（Ｂ．Ｕ．Ｒ．）が２．５倍以上で、
   かつＤ．Ｒ．／Ｂ．Ｕ．Ｒ．が１／３ないし３の範囲に
   おいてインフレーション成形を行うことを特徴とするポ
   リスチレン系フィルムの製造方法。 ２ 高密度ポリエチレンのメルトインデックス（１９０
   ℃）が０．１以下であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のフィルムの製造方法。 ３ フィルムの厚さが１０ないし５０μであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のフィルムの製造方
   法。