JPS6015445A - 新規なポリエチレン組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、優れた平滑性及び光沢を有する成形品表面を
得ることのできるポリエチレン組成物に関する。

ホ＋７　ｘチレンは、押出成形によってパイプ、シート
等、吹込成形によってボトル、中柴成形品。

Ｔダイ、インフレーション法等の方法によってフィルム
、延伸成形によってモノフィラメント、延伸テープ、回
転成形によって１ラム、各種容器等に成形加工される。

これらの成形方法は、原料ポリエチレンを溶融温度（メ
ルティングポイント）以上の温度で溶融させ、回転成形
を除いては溶融樹脂を狭いスリット、ダイ、ノズル等か
ら連続的に押出す工程を必須工程として含んでいる。か
かる連続的に押出す加工方法において、樹脂圧力の低い
場合にはダイから樹脂が出るとき樹脂が十分緩和されに
くいので、特に成形初期に樹脂とダイの内面とのなじみ
が悪いとき、成形品の表面がざらざらになったりすしが
出て来るなどの弊害をもたらすことが多い。このような
状態になると成形品は製品とはならなくなシ、表面が平
滑になるまでの成形品はすべてロスとなシ、生産性の低
下は著しい。すなわち、成形品の表面が平滑になって、
表面の優れた成形品が容易に生産出来、かつロスは少な
い程、換言すれば成形品の表面が平滑になるまでの時間
が短い程、生産性は向上し望ましい。

本発明者は５，４１Ｊエチレンの連続押出加工性の改良
について研究を重ねた結果、本発明に到達したものであ
る。すなわち、本発明は、脂肪酸のカルシウム塩、脂肪
酸の亜鉛塩及び７］？リエチレングリコールの三者を、
ある特定の量と割合で添加することにより、成形品表面
の肌荒れを抑制し、成形品表面が平滑になるまでのロス
を著しく減少させ、及び押出成形等の加工品の光沢を著
しく増大させるポリエチレン組成物に関するものである
。

ポリエチレンに脂肪酸の金属塩を添加することにより、
押出性、金属との滑性などが改良されることは公知であ
る。（例えば（株）化学工業社発行プラスチックおよび
ゴム用添加剤実用便覧）。

１７Ｃ１実際に、脂肪酸のカルシウム塩、アルいは亜鉛
塩を添加したポリエチレン組成物は市販されている。し
かしながら、本発明のように、該２種類の脂肪酸金属塩
及びポリエチレングリコールを特定のＭ’　、割合でポ
リエチレンに添加することによって、それらの相乗効果
で成形品表面の平滑性、光沢が著しく良好になることは
知られていなかった。本発明はそれらの３種類の添加剤
の相乗効果に茫づいているのである。

−ルを含むメルト・インデックスが１０以下のポリエチ
レン組成物であり、高級脂肪酸のカルシウム塩（５）の
量がポリエチレンに対し５００〜４　、０００　ｐｐｍ
、高級脂肪酸の亜鉛塩（Ｂ）がポリエチレンに対し２０
０〜４　、０００　ｐｐｍ　、囚の沿十（Ｂ）の鎚が１
．０００〜７，０００ｐｐｍ。

ポリエチレンゲルコールｔｃｌの俸゛がポリエチレンに
対し１００〜３．ｏｏｏｐｐｍであることを特徴とする
ポリエチレン組、成物である。

本発明の組成物の効果を具体的に列挙すれば下記の如く
である。

（１）押出成形加工時、成形品表面の肌の平滑性が良好
であり、成形開始から成形品表面の肌が平滑になるまで
の時間が従来のポリエチレンに比べ、数分の−から数十
分の−にまで短縮され成形ロスが著しく減少する。

（２）　ダイの樹脂圧力が１００Ｋｙ／ｃｍ”のような
低い圧力でもそのような効果があり生産効率が大幅に向
上する。

（３）成形品表面の光沢度が著しく高い。

（４）強度、伸度、耐衝雰性等の機械的性質、耐熱性、
寸法安定性等の熱的性質は、従来のポリエチレンと同様
に優れている。

（５）阻めて容易に製造出来る組成物である。

（６）応用用途が広い組成物である。特にシート、・ξ
イブ等の押出成形、吹込み成形、フィルム成形等に大き
な効果を発揮する。また射出成形、熱成形、回転成形な
どを行なうことも出来る。

以下、本発明を詳述する。

本発明における組成物において、ポリエチレンとは、エ
チレンの単独重合体及びエチレンと池のオレフィン、す
なわちプロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテンなど０
＋ｓ以下のα−オレフィンの少量との共重合体を主成分
と１゛るものを言う。／ことえば、高密度ポリエチレン
、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及びこれら
のｒｆＬ合物等がある。

本発明において使用さオＬる高級脂肪酸のカルシウム塩
及び亜鉛塩とは、炭素数が１０以上の高級脂肪酸、例え
は、ステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ノソル
ミチン眩、リグノセリン酸、セロチン１浚、モンタンｉ
ｆｆ、’）シノール１裟、ラウロレン酸、ペーヘン酸、
オレイン１究、リノール酸等の高級脂肪酸のカルシウム
基因、及び哩鉛塩（Ｉ３）である。

本発明において使用されるポリエチレングリコールは、
分子量が１　、０００以上、より好ましくは２　、００
０以上のものである。分子量゛が１，０００未満の場合
は、ポリエチレンゲルコールをポリエチレンに溶融混合
するとき、また押出成形するときに分解方化し臭気がひ
どく、組成物としても効果が著しく減少する。

本発明において使用される高級脂肪酸金属塩及びポリエ
チレングリコールの址と割合は下記の如き範囲になけれ
ばならない。囚の景；ポリエチレンに対して５００〜４
．０００　ｐｐｍ　、　（Ｂ）の址；ポリエチレンに対
して２００〜４，０００　ｐｐｍ％（Ａ）の世＋（Ｂｌ
の曾；１．０００−７，０００　ｐｐｍ以下、（Ｃ）の
掛；ポリエチレンに対し１００〜３，０００　ｐｐｍで
ある。囚の量、（［３）の量、（５）のＡｔ　＋　（Ｂ
ｌのｉ丘、（Ｕ）の址のいずれの一つでも、上ｉ己範囲
を外れる場合は、下記のような理由で望ましくない。す
なわち、少ない場合は成形品表面の平滑性、光沢は従来
からの公知のポリエチレン組成物と同じであり１本発明
の特長が無い。舊だ、多い場合は成形品表面の平滑性、
光沢への効果は上記範囲の場合とほとんど同じで、一方
押出性が低下し、成形品の高吸湿性、ポリエチレングリ
コールの表面へのゾリード等好ましくない現象が現われ
−Ｃ〈る。

より押出成形用組成物として好曾しい量と割合は下記の
通りで、この場合は押出成形品表面の平滑性、光沢の効
果は抜群である。この場合は感湿性、ゾリード等の現象
もない。すなわち、Ｉｔ、Ｉ　Ｉが２以下で、（５）の
景；ポリエチレンに対しｉ、ｏｏｏ〜３．０００　ｐｐ
ｍ％（Ｂ）の指；ポリエチレンに対し５００〜２．００
０　ｐｐｍ％（Ａ）の批十（Ｂ）のＩＳ’、　；　２，
０００〜４，０００　ｐｐｍ。

（Ｕ）の斌；ポリエチレｙに対し５００〜２　、０００
　ｐｐｍである。

本発明のポリエチレン組成物の製造方法としては、ポリ
エチレンと囚と（Ｉ３）及び（０１ｆ−同時に加熱混練
する方法、あるいは囚、　（Ｂ）　、　ｔＣ＞のいずれ
か−者又は王者とボ′リエチレンとを予め加ｒＡ混線後
、残る成分を加えて加熱混線する方法、ＬＡ）　、　（
Ｂｌ及び（Ｕ）の−者、王者あるいは王者を含むマスタ
ーノ々ンチをポリエチレンと加熱混練する方法等がある
。加熱混線装置としては通常使用される混線機、例えば
各種押出壁、バンバリーミキサ−、ニーダ−、ミキシン
グロール等が使用出来る。あるいｔま、成形用の押出機
等の中で、成形と同時に加熱混練することもできる。ま
た、加熱混線の前に予備混合をすることが推奨される。

予備混合装置としては、通常使用される混合機、例えば
、ドラムブレンダー、■タイゾゾレンダー、リゼンブレ
ンダー、ヘンシェルミキサー、その他の混合機が使用出
来る。

加熱混線の温度は、ポリエチレンの溶融軟化温度以上熱
分解温度以下の範囲にあるが、通常は１３０℃〜２８０
℃で実施される。

本発明のポリエチレン組成物は上記成分以外に。

熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、顔料、帯電防止剤、
増粘剤１発泡剤、難燃剤、ゴム成分、ポリマー、他のポ
リオレフィン、その他通常ポリエチレンに隋加され得る
厳加物を少量含むことが出来る。

以下、実施例により、さらに詳細に説明するが発明の範
囲は実施例の範囲のみに制限されるものでＬない。

実施例　ｌ メルトインデックスが０．３５．密度が０．９５５、ゾ
テンーｌが０．３ｍｏ１％共恵合している高密度ポリエ
チレンの粉末に対して、熱安定剤としてブチル化ヒドロ
キシトルエン１，０５０　ｐｐｍ、ステアリン酸カルシ
ウムｉ、ｏｏｏ　ｐｐｍ、ステアリンｅｔ　１１ｔ’−
鉛２．Ｇｏｏ　ｐｐｍ、及び分子量が３，０００のＨ５
ＩＪエチレングリコール１，０００ｐｐｍを加え、ヘン
シェルミキサーでよく混合した後、スクリュー径が６５
ｍｍの押出機で温度２３０℃、押出ｆｆ１４０に９／Ｉ
＋ｒで混線押出及びペレタイズを行ない、ブチル化ヒド
ロキシトルエン、ステアリン酸カルシウム、ステアリン
酸亜鉛及びポリエチレングリコールを含む高密度ポリエ
チレン組成物のベレットをつくった。

この高密度ポリエチレン組成物のベレットから次の機械
、条件で／ｅイブをつくった。

（１）　機械 ａ　押出機；スクリュー径６５酊 ｂ　グイ；外ダイ径１３６ｍ、内ダイ径１２＋３ｍ（２
）　パイプ成形伯仲 ａ　押出温度；１９０℃ ｂ　冷却方法；放冷 Ｃ押出量；　４５Ｋｒ／ｈｒ ｄ　樹脂圧力；２０ｈ／ｃｒｎ” （３）顔料マスターパッチ ポリエチレン８０１Ｒ量％とカーボンブラック２０：Ｈ
′Ｃ惜％とからなるマスターパッチ、このマスターパン
チを上記高密１ｒｇポリエチレン組成物１００重量部に
対し１０重量部混合し、上記のノミイブ成形用押出４ス
（島に投入した。なお、顔料マスター、７ソチを加えた
のは、成形品表面の肌荒れの状態をより明確にするため
、及び光沢の差をはっきりとさせるためである。

（４）ノミイブ成形品表面の平滑性の判定方法上記・ξ
イブ成形機のスクリュー、ダイを充分に分掃し、成形品
表面のキズの原因となるような、「−：５化劣化、熱劣
化したポリエチレンを取り除き、上記の高密度ポリエチ
レン組成物と顔料マスターパンチとの混合物をノξイブ
に成形した。そして成形品表面の肌荒れ、光沢の差によ
るムラなどがなくなり、・ξイブの外面、内面ともに平
滑な表面肌になるまでの時間を測定した。判定は目視で
行なった。また、ザンゾルごとにスクリュー、ダイの分
掃を行なった。

（５）光沢度の測定 上記方法により成形した・ξイブの表面の光沢を村上色
彩技術研究新製ＧＭ−２６Ｄ（微少面測定部接続）を用
いて測定した。測定面積は５膿角で、測定値はＧｓ（６
０℃）で表示した。

（６）テスト結果 ・ξイブ成形品の表面は成形開始よシ０゜３時間以内に
外面、内面とも平滑になった。

寸だ、光沢度Ｇｓ（６０℃）は８．８の値になった。

これらの結果をまとめて表１に示す。

実施例　２〜７ 実施例１で使用した高密度ポリエチレンを使いそれぞれ
表１に示す如き添加剤組成及びポリエチレングリコール
の分子量にした以外は、すべて実施例１と同様にして、
ポリエチレン組成物を作り性能を調べた。その結果を表
１に示す。

実施例２〜６の組成物はいずれもパイゾｔＪ′ｙ、形に
おいて成形品表面が平滑になるまでの時間は１．０時間
未満であシ、光沢度も７．０以上で優れた性能を有して
いる。

比較例　１〜８ 実施例１で使用した高密度ポリエチレンを使いそれぞれ
表１に示す如き添加剤組成及び、＋５１Ｊエチレンゲル
コールの分子量にした以外は、すべて実施例１と同様に
してポリエチレン組成物を作夛性能を調べた。その結果
を表１に示す。

比較例１〜４のポリエチレンゲルコールを含まない組成
物は、・ξイブ成形において成形品表面が平滑になるま
での時間が２．０時間以上であり、光沢度も４．０以下
と低い。

比較例５〜８の組成物においてはかなりの改良効果が認
められるが、パイプ成形において成形品表面が平滑にな
るまでの時間が１．０時間以上である。又、ポリエチレ
ングリコールとして分子量が５００のものを使用しても
成形品表面の平滑性、光沢度に対する効果はほとんど認
められない。

以下余白 実施例　８ メルトインデックスが１．０、密度が０．９６５の高密
度ポリエチレンの粉末に対して、熱安定剤としてジチル
化ヒドロキシトルエンｉ、ｏｏｏ　ｐｐｍ−ステアリン
酸カルシウム１，０００　ｐｐｍ、ステアリン酸亜鉛２
．０００　ｐｐｍ　、及び分子量が３，０００のポリエ
チレンゲルコール１，０００　ｐｐｍを加え、ヘンシェ
ルミキサーでよく混合した後、スクリュー径が６５Ｗｒ
ｍの押出機で温度２３０℃、押出量ｓｏＫｇ／ｈｒで混
練押出及びペレタイズを行ない、ジチル化ヒドロキシト
ルエン、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛及
びポリエチレングリコールを含む高密度ポリエチレン組
成物のペレットを作った。

この高密度ポリエチレン組成物のペレットから次の機械
、条件でシートを成形した。

（１１機械 ａ　押出機；スクリュー径４０■ ｂＴダイ；幅５００間、リップ間隔１．０ｍｍ（２）　
シート成形条件 ８　押出温度；　１８０℃ ｂ　引取部；３段ポリジンゲロール Ｃロール温度；７０℃ ｄ　押出ｇ　；　３０　Ｋｙ　／　ｂ　ｒｃｊ　９８脂
圧力ニ　、１００　Ｋ７　／ｃｉ＋＋２（３）　顔料マ
スターバッチ ポリエチレン８０重量％とカーボンブラック２０重量％
とからなるマスターパッチ、このマスターパンチを上記
＾密度ポリエチレン組成物ｉｏｏ重量部に対し１０重量
部混合し、上記のシー１−１成彩用押出機に投入した。

（４）　シート成形品表面の平滑性の判定方法上記シー
ト成形機のスクリュー、ダイを充分に分掃し、成形品表
面のキズの原因となるような、酸化劣化、熱劣化したポ
リエチレンを取り除き、上記の重密度ポリエチレン組成
物と顔料マスターパンチとの混合物をシートに成形した
。そして成形開始３０分後の成形品表面の肌荒れ、光沢
の差によるムラなど平滑性の判定を目視で行ない％　５
段階評価をした。また、ザンゾルごとにスクリュー、ダ
イの分掃を行なった。

（５）　光沢度の測定 上記方法によシ成形したシートの表面の光沢を実施例１
と同様に測定した。

（６）　テスト結果 ノート成形品の表面の平滑性は極めて良好であった。

また、光沢度Ｇｓ（６０℃）は９゜３の値になった。

これらの結果をまとめて表２に示す。

実施例　９〜１１ べて実施例８と同様にして、ぼりエチレン組成物を作り
性能を調べた。その結果を表２に示す。

比較例　９〜１２ 実施例８で使用した高密度ポリエチレンを使いそれぞれ
表２に示す如き添加物組成にした以外はすべて実施例８
と同様にして、ポリエチレン組成物を作り性能を調べた
。その結果を表２に示す。

実施例　１２〜１５ メルトインデックスが０．０６．密度が０．９５０の高
密度ポリエチレンを用い、それぞれ表２に示す如き添加
剤組成、及び押出温度を２００℃にした以外は、すべて
実施例８と同様にして、ポリエチレン組成物を作シ性能
を調べた。その結果を表２に示す。

比較例　１３〜１６ メルトインデックスが０．０６、密度が０．９５０の尚
密度ポリエチレンを用い、それぞれ表２に示す如き添加
剤組成、及び押出温度を２００℃にした以外はすべて実
施例８と同様にして、ポリエチレン組成物を作り性能を
調べた。その結果を表２に示す。

以下宗白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　メルトインデックスが１０以下で、高級脂肪酸の
   カルシウム塩（４）、高級脂肪酸の亜鉛塩（ＩＩ）及び
   分子量が１，０００以上のポリエチレングリコール（Ｃ
   ）の三者をそれぞれ下記の量１割合で含有するポリエチ
   レン組成物 （４）の量；ポリエチレンに対し５００〜４，０００　
   ｐｐｍ中）の量；ポリエチレンに対し２００〜４，００
   ０　Ｔ）ｌ）ｍ（４）の量＋ＣＢ）の量；　１，０００
   〜７，０００　ｐｐｍ（Ｃ）の聞、；ポリエチレンに対
   し１００−３，０００　ｐｐｍλ　メルトインデックス
   が２以下で、高級脂肪酸のカルシウム基因、高級脂肪酸
   の亜鉛塩の）及び分子量が１，０００以上のポリエチレ
   ングリコール（Ｃ）の三者をそれぞれ下記の量１割合で
   含有する特許請求の範囲第１項記載のポリエチレン組成
   物（４）の量；ポリエチレンに対し１，０００−３，０
   ００　ｐｐｍ■）の量；ポリエチレンに対し５００〜ｚ
   ｏｏｏ　ｐｐｍ囚のｉｆｔ　＋（Ｂ）のｔＫ　：　２，
   ０００〜４，０００　ｐｐｍ（Ｏの量：ポリエチレンに
   対しｓｏｏ〜２．ｏｏｏ　Ｉ）１３ｍ