JPS625459B2

JPS625459B2 -

Info

Publication number: JPS625459B2
Application number: JP54149473A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamamoto; Noriaki Mizutani; Hiromu Tajima
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1987-02-05
Also published as: JPS5672034A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリプロピレン組成物に関する。詳し
くは一般式Ｒ（Dp）＝100exp｛−（Ｄｐ／Ｄｅ）ｎ｝（但し、Dpはポリプロピレン粒子の直径（μ）を
示し、Ｒ（Dp）は積算ふるい上残重量％即ちDp
より大きい粒子の重量％を示し、Deは粒度特性
数でＲ（Dp）＝36.8重量％のときの粒子直径で表
わし、それぞれ100≦Dp≦1200、Ｒ（Dp）＝０〜
100、100≦De≦800及びｎ≧2.5である）で表わ
される粒度分布を有し且つ100μ以下の粒子体を
１重量％以上及び1200μ以上の粒子体を１重量％
以上それぞれ含まないポリプロピレン100重量部
に２酸化珪素を0.05〜２重量部と、タルク、パイ
ロフイライト、カオリン及びセリサイトよりなる
群から選ばれた少なくとも１種の無機添加剤を
0.05〜２重量部とを配合してなるポリオレフイン
組成物を提供することにある。ポリオレフインは一般に成型性が良好であり、
各種成型材料、包装材料として広範な用途に使用
されている。ポリプロピレンをフイルムに成形す
る場合はポリプロピレン中にアンチブロツキング
剤を配合してフイルム間の接着を防止する。アン
チブロツキング剤としては２酸化珪素が一般に配
合されて使用されるが、該２酸化珪素はそれ自体
凝集性の強いもので均一に分散されたポリプロピ
レンフイルムを得るには特殊な技術が応用され
る。従来、ポリプロピレン中に２酸化珪素を均一に
分散させる方法としてはポリプロピレンが粉
末である段階において、機械的な手段で強力に混
合分散させる方法ポリプロピレンが粉末であ
る段階において、予備混合分散を行ない更にポリ
プロピレンをペレツトにするため溶融した段階に
おいて、機械的な手段により強力に分散させる方
法ポリプロピレンが粉末である段階およびポ
リプロピレンが溶融した段階のいずれの段階にお
いても、機械的な手段により強力に分散させる方
法等がとられて来た。以上の方法はいずれも機械的な分散力に依存し
ており、凝集性が大きい２酸化珪素を少量分散さ
せる場合は満足出来る方法とは言えない。またポ
リプロピレンへの２酸化珪素の分散性は２酸化珪
素の種類、ポリプロピレンの形状等によつても異
なり、従来の技術は必ずしもこれらの全てを満足
するものではなかつた。特にポリプロピレンの粒
子径が大きく且つ粒度分布がシヤープな場合は少
量の２酸化珪素を均一に分散させることが難し
い。例えば２酸化珪素をアンチブロツキング剤に
用いたポリプロピレンフイルムにあつては２酸化
珪素の不均一分散によりアンチブロツキング性が
十分でなかつたり、透明性が悪かつたり、きれい
な表面状態に成形出来なかつたり等の欠陥を招
く。本発明者等は２酸化珪素の製造並びにポリプロ
ピレンフイルムの製造につき長年研究を重ね、上
記欠陥を補うべく研究して来た。その結果、２酸
化珪素のポリプロピレンへの分散が特定の無機添
加剤を併用することで改善される知見を得て本発
明を完成させるに至つた。即ち、本発明は一般式Ｒ（Dp）＝100exp｛−（Ｄｐ／Ｄｅ）ｎ｝（但し、Dpはポリプロピレン粒子の直径（μ）を
示し、Ｒ（Dp）は積算ふるい上残重量％即ちDp
より大きい粒子の重量％を示し、Deは粒度特性
数でＲ（Dp）＝36.8重量％のときの粒子直径で表
わし、それぞれ100≦Dp≦1200、Ｒ（Dp）＝０〜
100、100≦De≦800及びｎ≧2.5である）で表わ
される粒度分布を有し且つ100μ以下の粒子体を
１重量％以上及び1200μ以上の粒子体を１重量％
以上それぞれ含まないポリプロピレン100重量部
に、二酸化珪素を0.05〜２重量％とタルク、パイ
ロフイライト、カオリン及びセリサイトよりなる
群から選ばれた少くとも１種の無機添加剤を0.05
〜２重量部とを無機添加剤／二酸化珪素が0.01〜
0.70（重量比）の範囲で配合してなるポリオレフ
イン組成物である。尚本発明でポリプロピレンと
はプロピレンの単独重合体及びプロピレンと他の
オレフイン例えばエチレン、ブテン等との間の共
重合体を含む総称である。特に本発明の効果が最
も発揮されるのは粒子が大きく且つ粒度分布がシ
ヤープなプロピレン単独重合体、プロピレンと他
のオレフインとの共重合体等のポリプロピレンで
ある。例えばポリプロピレンは３塩化チタンとア
ルミニウムアルキルクロライドとを主成分とする
触媒の存在下にプロピレン又はプロピレンと他の
オレフインとを重合して得られる。一般に該ポリ
プロピレンは３塩化チタンの製法によつて得られ
るポリプロピレンの性状が異なる。即ち３塩化チ
タンとしてTiCl₃ ^AA を用いる場合は粒度分布が比
較的ブロードなポリプロピレンが得られ、特開昭
47−34478号、同49−59094号、同50−126590号、
同50−123182号等に示される如く、高活性触媒例
えば粒子径10〜50μで比表面積が80m²/ｇ以上の
３塩化チタンを用いる場合は粒度分布が比較的シ
ヤープなポリプロピレンが得られる。本発明が最
も効果的なのは後者のポリプロピレンで特にポリ
プロピレン粒子の粒度分布がロージン―ラムラー
（Rosin―Rammler）の式即ちＲ（Dp）＝100exp｛−Ｄｐ／Ｄｅ）ⁿ｝（但しDpはポリプロピレン粒子の直径を示し、Ｒ
（Dp）は積算ふるい上残重量％、Deは粒度特性
数でＲ（Dp）＝36.8重量％のときの粒子直径及び
ｎは均等数）で表わされるもので、100≦Dp≦
1200、０≦Ｒ（Dp）≦100、100≦De≦800及びｎ
≧2.5の範囲のもので、100μ以下の粒子体を１重
量％及び1200μ以上の粒子体を１重量％以上それ
ぞれ含まないものの場合である。前記ロージン―
ラムラーの式で示される粒度分布については例え
ば「最新粉粒体プロセス技術集成」338ページ〜
342ページ（最新粉粒体プロセス技術集成編集委
員会編、株式会社産業技術センター昭和49年３月
15日発行）に記載されているが従来の粉粒体に比
べるとシヤープな粒度分布を有するものである。本発明で用いる２酸化珪素は、その製造方法の
如何にかかわらず使用出来る。一般に２酸化珪素
を工業的に製造する方法としては乾式法と湿式法
に区別される。前者はエアロジル200（商品名、
日本エアロジル(株)製）に代表されるものであり、
後者はホワイトカーボン、シリカゲル及びそれら
の微粉砕物である。本発明においては、これらの
２酸化珪素のいずれも使用出来るが、好ましくは
その平均粒子径が0.5〜15μ（２酸化珪素、無機
添加剤の平均粒子径はコールターカウンター法に
より測定し、重量平均径で表示した。以下同様と
する）範囲にあるものが好適である。勿論製法に
よつても異なるが一般にこの範囲より小さい粒子
径のものは再凝集して分散しにくく、又この範囲
より大きい粒子径のものはポリプロピレンに混合
した場合にブツ即ちフイルムなどの製品表面に出
来る数mmオーダーの突起物が出てポリプロピレン
製品の品質が劣る傾向が生ずる。本発明で用いる無機添加剤はタルク、バイロフ
イライト、カオリン及びセリサイトよりなる群か
ら選ばれた少くとも１種である。タルク、パイロ
フイライト、カオリン及びセリサイトは粘土鉱物
であり、いずれも層状の結晶構造を有する天然物
質である。即ちタルクは一般に3MgO・4SiO₂・
H₂Oの構造式で示される三層構造の鉱物であり、
理論的な重量組成はSiO₂63.5％、MgO31.7％、
H₂O4.8％である。純粋なものは白色であるが、
不純物の量により淡青色、淡緑色、かつ色を呈す
る。市販のタルク微粉末としてはミクロンホワイ
ト5000S（商品名、林化成(株)製）、クラウンタル
ク（商品名、松村産業(株)製）などがある。またパ
イロフイライトも上記タルクと同様な三層構造の
天然粘土鉱物であり、該タルクのMg部分がAlに
変つただけの類似した結晶構造を持ち、一般に構
造式はAl₂O₄・SiO₂・H₂Oで示され、理論的な重
量組成はSiO₂66.7％、Al₂O₃28.3％、H₂O5.0％で
ある。更にまたカオリンにはカオリナイト、デイ
ツカイト、ハロイサイトなどの鉱物が含まれる
が、これらの中でカオリナイトが代表的なもので
ある。一般にこれらの構造式はAl₂O₃・2SiO₂・
2H₂Oで示され、理論的な重量組成はAl₂O₃・39.5
％、SiO₂46.5％、H₂O14％である。更にまたセリ
サイトとは扁平板状の三層構造をした結晶であ
り、絹雲母とも呼ばれ一般に構造式はK₂O・
3Al₂O₃・6SiO₂・2H₂Oで示される。前記した本発明の無機添加剤の平均粒子径は特
に限定されないが、一般には0.5〜15μの範囲の
ものが好適に採用される。本発明に於ける２酸化珪素及び前記無機添加剤
の添加量は、一般にポリプロピレン100重量部に
対してそれぞれ0.05重量部〜２重量部の範囲であ
る。２酸化珪素の添加量が上記した下限値より少
ない場合は成形されたフイルムのアンチブロツキ
ング性が良好でなく、逆に上記上限値より多量の
場合はアンチブロツキング性は良好であるが、２
酸化珪素の分散性が十分に改良されないばかりで
なく、高価な２酸化珪素を多量使用するため経済
的に不利になるので好ましくない。また本発明に於ける２酸化珪素に対する該無機
添加剤の混合比は特に限定的ではないが、一般に
は無機添加剤／２酸化珪素の重量比で0.01〜0.70
の範囲で使用するのが好ましい。本発明に於ける
２酸化珪素の使用は前記した如くアンチブロツキ
ング剤としての目的で使用するもので、また前記
無機添加剤はポリプロピレン中での２酸化珪素の
分散を改善するための助剤として使用するもので
ある。この意味からも２酸化珪素の添加量が無機
添加剤に比べて多いのが好ましいが、技術的にも
無機添加剤の添加量が多くなると無機添加剤自身
の分散性が不良になる傾向がある。従つて前記し
た配合比の範囲内で２酸化珪素及び無機添加剤の
種類に応じて適宜決定して用いるのが最も好まし
い。本発明に於けるポリプロピレン、２酸化珪素及
び無機添加剤の混練は特に限定されず例えば前記
〜の従来の方法が必要に応じて採用出来る。
しかし一般に粉体相互の混合は予めドライブレン
ドするのが好ましい。従つて本発明に於いてはド
ライブレンダー、Ｖ型ブレンダー、コーンブレン
ダー、リボンブレンダー、ヘンシエルミキサー、
ナウターミキサー等の混合機を用い、予めポリプ
ロピレン、２酸化珪素及び無機添加剤を混合し、
その後上記組成物を加工するのがよい。またポリ
プロピレン、２酸化珪素及び無機添加剤よりなる
ポリプロピレンペレツトを製造する場合も前記の
如くポリプロピレン、２酸化珪素及び無機添加剤
を予め混合しておき、この混合された組成物をペ
レタイザーに供給するようにするのが最も好適で
ある。本発明で用いる前記特定の無機添加剤がポリプ
ロピレン中への２酸化珪素の分散をどのような作
用で助長するのか、その作用機構は現在尚明確で
はない。しかし本発明者等は該無機添加剤が
粉末予備混合分散工程中に起こるポリプロピレン
の静電帯電性を均質化するいずれも層状構造
である為、ポリプロピレン粉末粒子どうしの滑り
性を良好にする等の性質を持つ為ではないかと推
定している。本発明で提供するポリプロピレン組成物中に
は、その使用目的によつて各種の酸化防止剤、耐
候安定剤、帯電防止剤、スリツプ剤、発泡剤、充
填剤、顔料、染料、難燃材等を必要に応じて配合
することが出来る。本発明を更に具体的に説明する為、以下に実施
例を挙げて説明するが本発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。尚、本実施例で使用した２酸化珪素及び無機添
加剤は第１表に掲げる通りである。ポリプロピレンについても第２表に掲げるがそ
のうち、ポリプロピレン(1)及びポリプロピレン(2)
の粒度分布を示す前記ロージン―ラムラーの式の
粒度特性数Deはそれぞれ400及び620であり、又
均等数ｎはそれぞれ4.5及び６である。又実施例及び比較例に於ける測定データ及び評
価は次の方法で行つた。 (a) 粉末状態での分散性評価粉末状態のポリプロピレン組成物を試料と
し、Ｘ線マイクロアナライザーでSi元素のＫα
線写真（倍率×200）をとり、Si元素の分散状
態から２酸化珪素の分散性を次の二段階に評価
した。 ○…Si元素の凝集部分がみられず均一に分散し
ている。 ×…Si元素の大きな凝集部分がみられる。 (b) かすみ度；ASTM―Ｄ―1003―59Tによつ
た。 (c) フイツシユ・アイ； 0.1m²のフイルム試料内にある直径0.1mm以上
のフイツシユ・アイ個数を数え表示した。 (d) M.I.； ASTM―Ｄ―1238にもとづいてポリプロピ
レンは230℃で測定した。

【表】

【表】実施例１第３表に掲げた組成物配合でポリプロピレン６
Kgと２酸化珪素、無機添加剤を内容積20のヘン
シエルミキサー（(株)三井三池製作所製）の中へ入
れ、常温で撹拌羽根回転数1720r.p.m、４分間撹
拌した。尚混合時に酸化防止剤（ブチル化ヒドロ
オキシトルエン）0.1重量部を添加した。得られ
た混合物の一部は粉末状態での分散性の観察試料
とし、残部は40mmの単軸押出機を用いて、樹脂温
度210℃で溶融押出しペレツト成型した。こうし
て得られたペレツトを50mmインフレーシヨンフイ
ルム成膜機にかけて、ダイス出口部温度210℃に
てフイルム成膜して、厚み30μ、幅30cmのインフ
レーシヨンフイルムを得た。上記粉末状態での分
散性の観察試料のＸ線マイクロアナライザーによ
る観察結果及び上記フイルムのかすみ度、フイツ
シユ・アイの測定結果により、ポリプロピレン中
の２酸化珪素の分散性を評価し第３表実施例（No.
８〜No.17）に示した。また第３表No.１〜No.７は比
較例である。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１一般式Ｒ（Dp）＝100exp｛−（Ｄｐ／Ｄｅ）ｎ｝（但し、Dpはポリプロピレン粒子の直径（μ）を
示し、Ｒ（Dp）は積算ふるい上残重量％即ちDp
より大きい粒子の重量％を示し、Deは粒度特性
数でＲ（Dp）＝36.8重量％のときの粒子直径で表
わし、それぞれ100≦Dp≦1200、Ｒ（Dp）＝０〜
100、100≦De≦800及びｎ≦2.5である）で表わ
される粒度分布を有し且つ100μ以下の粒子体を
１重量％以上及び1200μ以上の粒子体を１重量％
以上それぞれ含まないポリプロピレン100重量部
に、二酸化珪素を0.05〜２重量％とタルク、パイ
ロフイライト、カオリン及びセリサイトよりなる
群から選ばれた少くとも１種の無機添加剤を0.05
〜２重量部とを無機添加剤／二酸化珪素が0.01〜
0.70（重量比）の範囲で配合してなるポリプロピ
レン組成物。２二酸化珪素の平均粒子径が0.5〜15μである
特許請求の範囲１記載の組成物。３無機添加剤の平均粒子径が0.5〜15μである
特許請求の範囲１記載の組成物。