説明

ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シート

【課題】加工性が良く、耐熱安定性、耐引裂き性に優れた、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの提供。
【解決手段】見かけ密度30g/L〜200g/L、独立気泡率70%以上のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートであって、該押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物の密度が935〜970kg/m、−25℃におけるシャルピー衝撃強度が3.0KJ/m以上、曲げ弾性率が400MPa以上であることを特徴とするポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シート。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリエチレン系樹脂の発泡体は、その優れた緩衝性、断熱性、切削加工性、柔軟性、復元性などの特徴を活かして、幅広い用途で使われている。例えば、シート状のものであれば精密機器等の包装材や風呂場の断熱マット、ロッド状のものであれば建築物の隙間を埋める目地材、ボード状のものであればビート板、切削加工したものであれば大型電機機器の緩衝パッド材などに応用されている。
このような特徴を有するポリエチレン系樹脂のうち、低密度ポリエチレンは、その分子鎖に適度な長さの長鎖分岐を有しているため、分子鎖同士の絡み合いによって溶融時の溶融粘度が比較的高い。また、融点付近における結晶性の変化についても、他のエチレン系樹脂に比して緩やかである。このため、低密度ポリエチレンは、融点付近の狭い温度領域内に温度を調整する必要はあるものの、他のエチレン系樹脂に比して比較的容易に発泡させることができる。
【0003】
これに対して、高密度ポリエチレンは、その分子鎖に分岐が少ないために溶融時における溶融粘度が非常に低い上、結晶性が高く、結晶化する速度も速い。このため、発泡に適した溶融粘度を調整する必要があり、高密度ポリエチレンを発泡化させて独立気泡率の高い発泡成形体を製造することを困難なものにしていた。
密度の高い直鎖状のポリエチレンを用い、独立気泡を有する品質の良好な発泡体や発泡倍率の高い発泡成形体を得るための方法として、密度の高い直鎖状のポリエチレンの溶融張力を高める必要がある。
【0004】
密度の高い直鎖状のポリエチレンの溶融張力を高める方法として、具体的には、(1)溶融張力の高い高分子量のポリエチレンを混合する方法(例えば、特許文献1参照)、(2)クロム系触媒によって製造される溶融張力の高いポリエチレンを混合する方法(例えば、特許文献2参照)、(3)高圧ラジカル重合法により製造される低密度ポリエチレンを混合する方法(例えば、特許文献3参照)、(4)ポリエチレンに架橋剤や過酸化物を添加して改質することにより溶融張力を高める方法(例えば、特許文献4参照)等が提案されている。
また、前述の方法よりさらに、高い溶融張力を付与するため、(5)特殊な長鎖分岐状の高密度ポリエチレンを使用する方法(例えば、特許文献5、特許文献6参照)、(6)溶融弾性特性の指標の一つであるダイスウエルに着目した検討(例えば、特許文献7参照)も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平10−7726号公報
【特許文献2】特開平2−132109号公報
【特許文献3】特開平7−134359号公報
【特許文献4】特開2003−327757号公報
【特許文献5】特開2006−96910号公報
【特許文献6】特開2008−222818号公報
【特許文献7】特開2005−290329号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】L.A.UTRACKI著、西 敏夫訳、「ポリマーアロイとポリマーブレンド」、東京化学同人、第1版、1991年12月6日、p.75
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、加工性が良く、耐熱安定性、耐引裂き性に優れた、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の物性を有するポリエチレン系樹脂組成物からなる無架橋押出発泡シートとすることにより、その目的に適合しうることを見いだし、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートに関する。
【発明の効果】
【0009】
本発明のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートは、加工性が良く、耐熱安定性、耐引裂き性に優れる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本願発明について具体的に説明する。
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートは、見かけ密度30g/L〜200g/L、独立気泡率70%以上であって、該押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物の密度が935〜970kg/m、−25℃におけるシャルピー衝撃強度が3.0KJ/m以上、曲げ弾性率が400MPa以上であることを特徴とする。
さらに、本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物は、下記(a−1)〜(a−4)の要件を満たす線状系ポリエチレン(A)90〜40質量%と、下記(b−1)〜(b−2)の要件を満たす分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)10〜60質量%と、を含むことが好ましい。
また、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物は、190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜20g/10分であることが好ましく、190℃における溶融張力が15mN以上であることが好ましい。
【0011】
(a−1)エチレン単独重合体又はエチレン単位と1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィン単位とからなる共重合体である。
(a−2)密度が935〜975kg/mである。
(a−3)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜20g/10分である。
(a−4)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求められるMw/Mnが、3〜7である。(Mnは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量であり、Mw/Mnは分子量分布である。)
【0012】
(b−1)密度が910〜930kg/mである。
(b−2)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜10g/10分である。
(b−3)190℃での溶融張力が20mN以上である。
【0013】
(線状系ポリエチレン(A))
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物に用いられる線状系ポリエチレン(A)は、エチレン単独重合体又はエチレン単位と1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィン単位とからなる共重合体である。
エチレンと共重合させる炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、6−メチル−1−ヘプテンなどが挙げられる。α−オレフィンとしては、一般的に入手し易さから、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンが好ましく、重合プロセスを考慮すると、1−ブテンが好ましい。
【0014】
共重合体としては、エチレンと1種類のα−オレフィンとの共重合体であってもよく、エチレンと2種類以上を組合せたα−オレフィンとの共重合体であってもよい。線状系ポリエチレン(A)としては、エチレンとα−オレフィンの共重合体とエチレンと別のα−オレフィンとの共重合体を任意の比率でドライブレンド又はメルトブレンドした共重合体であってもよい。
線状系ポリエチレン(A)の密度は、935〜975kg/mである。線状系ポリエチレン(A)の密度は、好ましくは935〜965kg/mであり、より好ましくは945〜960kg/mである。
線状系ポリエチレン(A)の密度が935kg/m以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした場合に機械的特性に優れる。線状系ポリエチレン(A)の密度が975kg/m以下であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした場合、優れた機械的特性と共に良好な緩衝性とを両立することができる。
【0015】
線状系ポリエチレン(A)の密度は、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした場合に機械的特性と共に良好な緩衝性とを両立させることができる点で、上記範囲内にあることが好ましい。
線状系ポリエチレン(A)のメルトフローレート(以下、「MFR」と記載する場合がある。)は、190℃、2.16kg荷重において0.1〜20g/10分である。線状系ポリエチレン(A)のMFRは、好ましくは1〜15g/10分であり、より好ましくは5〜10g/10分である。
線状系ポリエチレン(A)のMFRが0.1g/10分以上かつ20g/10分以下であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの成形加工性に優れる。
線状系ポリエチレン(A)の分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求められ、3〜7であり、好ましくは3〜6の範囲である。ここで、Mnは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量を示す。
【0016】
線状系ポリエチレン(A)の分子量分布が、上記範囲内にあれば、分子量の均一性に起因して、加工性が良く、発泡状態が良好で、かつ機械的特性及び耐熱安定性に優れた、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得ることができる。
特に、線状系ポリエチレン(A)の分子量分布が7以下であれば、線状系ポリエチレン(A)と分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)のブレンドにおいて、従来のチーグラーナッタ触媒を用いて重合されたエチレン単独重合体又はエチレンとα−オレフィンとの共重合体の場合と異なり、線状系ポリエチレン(A)と分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)の相溶性状態とすることができ、両者の結晶状態が相分離することを抑制できると推定される。このため、加工性が良く、発泡状態が良好で、かつ機械的特性、耐熱安定性、緩衝性、耐引裂き性に優れた、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得ることができる。
【0017】
本実施の形態において、分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求めることができる。
具体的には、Waters社製150−C ALC/GPC装置、カラムとしてはShodex製AT−807Sと東ソー製TSK−gelGMH−H6を直列にして用い、溶媒に10ppmのイルガノックス1010を含むトリクロロベンゼンを用いて、140℃で測定する分子量分布を測定することができる。
【0018】
本発明の線状系ポリエチレン(A)は、エチレン単独重合体又はエチレンとα−オレフィンとの共重合体であって、分子量分布:Mw/Mnは3〜7と狭い。このため分子量が均一となることにより本発明の課題が達成されるものと推察される。
線状系ポリエチレン(A)の製造方法は特に限定されるものではないが、以下に記載の方法により製造することができる。
【0019】
線状系ポリエチレン(A)の製造方法としては、α−オレフィンを単段重合してポリオレフィンを製造する方法がある。この重合に使用される触媒が固体触媒[A]と有機金属化合物[B]からなり、固体触媒[A]が、下記一般式1で表される不活性炭化水素溶媒に可溶である有機マグネシウム化合物(a−1)と下記一般式2で表される塩素化剤(a−2)との反応により調製された担体(A−1)に、アルコール(A−2)を反応させ、次に下記一般式3で表される有機金属化合物(A−3)を反応させ、次に下記一般式4で表されるチタン化合物(A−4)を担持することにより調製されたものであり、有機金属化合物[B]が下記一般式5で示される有機アルミニウム化合物および下記一般式6で表される不活性炭化水素溶媒に可溶である有機マグネシウム化合物からなる群に属することを特徴とする、ポリオレフィンの製造方法、である。
【0020】
(Mα(Mg)β(R(R(OR・・・・・式1
(式中、Mは周期律表第1族、第2族、第12族および第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R、RおよびRはそれぞれ炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、α、β、a、bおよびcは次の関係を満たす実数である。0≦α、0<β、0≦a、0≦b、0<c、0<a+b、0<c/(α+β)≦2、kα+2β=a+b+c(ただし、kはMの原子価))
【0021】
SiCl(4−(d+e))・・・・・式2
(式中、Rは炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、dとeは次の関係を満たす数である。1≦d、1≦e、2≦d+e≦4)
【0022】
(h−f) ・・・式3
(式中Mは周期律表第I〜III族に属する金属原子、Rは炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、QはOR、OSiR、NR1011、SR12およびハロゲンからなる群に属する基を表し、R、R、R、R、R10、R11、R12は水素原子または炭化水素基であり、fは0より大きな実数であり、hはMの原子価である)
【0023】
Ti(OR13(4−i)・・・・・式4
(式中、iは0以上4以下の実数であり、R13は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。)
【0024】
14(3−j)AlQ’ ・・・式5
(式中、R14は炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、Q’は水素原子、ハロゲン原子、およびOR15からなる群に属する基であり、R15は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、jは0以上2以下の実数である)
【0025】
(Mγ(Mg)δ(R15(R16・・・・・式6
(式中、Mは周期律表第1族、第2族、第12族および第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R15およびR16はそれぞれ炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、γ、δ、mおよびnは次の関係を満たす実数である。0≦γ、0<δ、0≦k、0≦m、pγ+2δ=m+n(ただし、pはMの原子価))
【0026】
次に、本発明における固体触媒[A]について説明する。
本発明においては、固体触媒[A]が、下記一般式1で表される不活性炭化水素溶媒に可溶である有機マグネシウム化合物(a−1)と下記一般式2で表される塩素化剤(a−2)との反応により調製された担体(A−1)に、アルコール(A−2)を反応させ、次に下記一般式3で表される有機アルミニウム化合物(A−3)を反応させ、次に下記一般式4で表されるチタン化合物(A−4)を担持することにより調製される。
【0027】
(Mα(Mg)β(R(R(OR・・・・・式1
(式中、Mは周期律表第1族、第2族、第12族および第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R、RおよびRはそれぞれ炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、α、β、a、bおよびcは次の関係を満たす実数である。0≦α、0<β、0≦a、0≦b、0<c、0<a+b、0<c/(α+β)≦2、kα+2β=a+b+c(ただし、kはMの原子価))
【0028】
SiCl(4−(d+e))・・・・・式2
(式中、Rは炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、dとeは次の関係を満たす数である。1≦d、1≦e、2≦d+e≦4)
【0029】
(h−f) ・・・式3
(式中Mは周期律表第I〜III族に属する金属原子、Rは炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、QはOR、OSiR、NR1011、SR12およびハロゲンからなる群に属する基を表し、R、R、R、R、R10、R11、R12は水素原子または炭化水素基であり、fは0より大きな実数であり、hはMの原子価である)
【0030】
Ti(OR13(4−i)・・・・・式4
(式中、iは0以上4以下の実数であり、R13は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。)
【0031】
次に、本発明における不活性炭化水素溶媒について説明する。本発明における不活性炭化水素溶媒は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素化合物ないしシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素化合物のことであり、脂肪族炭化水素であることが好ましい。
【0032】
次に、本発明における上記一般式1で表される不活性炭化水素溶媒に可溶である有機マグネシウム化合物について説明する。この有機マグネシウム化合物は、不活性炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウムの錯化合物の形として示されているが、ジヒドロカルビルマグネシウム化合物およびこの化合物と他の金属化合物との錯体のすべてを包含するものである。記号α、β、a、b、cの関係式kα+2β=a+b+cは金属原子の原子価と置換基との化学量論性を示している。
上記一般式1において、RないしRで表される炭化水素基は、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、たとえば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、プロピル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられ、好ましくはRないしRはアルキル基である。α>0の場合、金属原子Mとしては、周期律表第I族ないし第III族に属する金属元素が使用でき、たとえば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、亜鉛、ホウ素、アルミニウム等が挙げられるが、アルミニウム、ホウ素、ベリリウム、亜鉛が特に好ましい。
【0033】
金属原子Mに対するマグネシウムの比β/αは、任意に設定可能であるが、好ましくは0.1〜30、特に0.5〜10の範囲が好ましい。また、α=0である或る種の有機マグネシウム化合物を用いる場合、例えば、Rが1−メチルプロピル等の場合には不活性炭化水素溶媒に可溶であり、このような化合物も本発明に好ましい結果を与える。一般式(Mα(Mg)β(R(R(ORにおいて、α=0の場合のR、Rは次に示す三つの群(1)、(2)、(3)のうちのいずれか一つの基であることが推奨される。
【0034】
(1)R、Rの少なくとも一方が炭素原子数4〜6である二級または三級のアルキル基であること、好ましくはR、Rがともに炭素原子数4〜6であり、少なくとも一方が二級または三級のアルキル基であること。
(2)RとRとが炭素原子数の互いに相異なるアルキル基であること、好ましくはRが炭素原子数2または3のアルキル基であり、Rが炭素原子数4以上のアルキル基であること。
(3)R、Rの少なくとも一方が炭素原子数6以上の炭化水素基であること、好ましくはR、Rに含まれる炭素原子数を加算すると12以上になるアルキル基であること。
【0035】
以下これらの基を具体的に示す。(1)において炭素原子数4〜6である二級または三級のアルキル基としては、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、2−メチルブチル、2−エチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、2−メチルペンチル、2−エチルブチル、2,2−ジメチルブチル、2−メチル−2−エチルプロピル基等が用いられ、1−メチルプロピル基が特に好ましい。次に(2)において炭素原子数2または3のアルキル基としてはエチル、1−メチルエチル、プロピル基等が挙げられ、エチル基が特に好ましい。また炭素原子数4以上のアルキル基としては、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル基等が挙げられ、ブチル、ヘキシル基が特に好ましい。
【0036】
さらに、(3)において炭素原子数6以上の炭化水素基としては、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、フェニル、2−ナフチル基等が挙げられる。炭化水素基の中ではアルキル基が好ましく、アルキル基の中でもヘキシル、オクチル基が特に好ましい。一般に、アルキル基に含まれる炭素原子数が増えると不活性炭化水素溶媒に溶けやすくなるが、溶液の粘度が高くなるために必要以上に長鎖のアルキル基を用いることは取り扱い上好ましくない。なお、上記有機マグネシウム化合物は不活性炭化水素溶液として使用されるが、該溶液中に微量のエーテル、エステル、アミン等のルイス塩基性化合物が含有され、あるいは残存していても差し支えなく使用できる。
【0037】
次にアルコキシ基(OR)について説明する。Rで表される炭化水素基としては、炭素原子数1以上12以下のアルキル基またはアリール基が好ましく、3以上10以下のアルキル基またはアリール基が特に好ましい。具体的には、たとえば、メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、1−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、ペンチル、ヘキシル、2−メチルペンチル、2−エチルブチル、2−エチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−エチル−4−メチルペンチル、2−プロピルヘプチル、2−エチル−5−メチルオクチル、オクチル、ノニル、デシル、フェニル、ナフチル基等が挙げられ、ブチル、1−メチルプロピル、2−メチルペンチルおよび2−エチルヘキシル基が特に好ましい。
【0038】
これらの有機マグネシウム化合物は、一般式RMgXおよびRMg(Rは前述の意味であり、Xはハロゲンである)からなる群に属する有機マグネシウム化合物と、一般式MおよびM(k−1)H(M、R、kは前述の意味である)からなる群に属する有機金属化合物とを不活性炭化水素溶媒中、室温〜150℃の間で反応させ、必要な場合には続いてRで表される炭化水素基を有するアルコールまたは不活性炭化水素溶媒に可溶な上記Rで表される炭化水素基を有するアルコキシマグネシウム化合物、等と反応させる方法により合成される。
【0039】
このうち、不活性炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物とアルコールとを反応させる場合、反応の順序については、有機マグネシウム化合物中にアルコールを加えていく方法、アルコール中に有機マグネシウム化合物を加えていく方法、または両者を同時に加えていく方法のいずれの方法も用いることができる。本発明において不活性炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物とアルコールとの反応比率については特に制限はないが、反応の結果、得られるアルコキシ基含有有機マグネシウム化合物における、全金属原子に対するアルコキシ基のモル組成比c/(α+β)の範囲は0≦c/(α+β)≦2であり、0≦c/(α+β)<1が特に好ましい。
【0040】
次に、本発明における塩素化剤について説明する。
本発明において、(A−1)を合成する際に使用される塩素化剤が下記の一般式2で示される、少なくとも一つはSi−H結合を有する塩化珪素化合物である。
【0041】
SiCl(4−(d+e)) ・・・式2
(式中、Rは炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、dとeは次の関係を満たす数である。1≦d、1≦e、2≦d+e≦4)
【0042】
上記の式2において、Rで表される炭化水素基は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基であり、たとえば、メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられ、炭素数1以上10以下のアルキル基が好ましく、メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル基等の炭素数1〜3のアルキル基が特に好ましい。また、dおよびeは2≦d+e≦4の関係を満たす1以上の実数であり、eが2以上であることが特に好ましい。
【0043】
これらの化合物としては、HSiCl、HSiClCH、HSiCl、HSiCl、HSiCl(1−CH)、HSiCl、HSiCl、HSiCl(4−Cl−C)、HSiClCH=CH、HSiClCH、HSiCl(1−C10)、HSiClCHCH=CH、HSiClCH、HSiClC、HSiCl(CH、HSiCl(C、HSiClCH(1−CH)、HSiClCH(C)、HSiCl(C等が挙げられ、これらの化合物またはこれらの化合物から選ばれた二種類以上の混合物からなる塩化珪素化合物が使用される。塩化珪素化合物としては、トリクロロシラン、モノメチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、エチルジクロロシランが好ましく、トリクロロシラン、モノメチルジクロロシランが特に好ましい。
【0044】
次に、本発明における有機マグネシウム化合物と塩素化剤との反応について説明する。 本発明においては、有機マグネシウム化合物と塩素化剤との反応に際しては塩素化剤を予め反応溶媒体、たとえば、不活性炭化水素溶媒、1,2−ジクロルエタン、o−ジクロルベンゼン、ジクロルメタン等の塩素化炭化水素、もしくはジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系媒体、あるいはこれらの混合媒体を用いて希釈した後利用することが好ましい。特に、触媒の性能上、不活性炭化水素溶媒が好ましい。本発明においては、反応の温度については特に制限はないが、反応の進行上、好ましくは塩素化剤として使用する塩化珪素化合物の沸点以上もしくは40℃以上で実施される。有機マグネシウム化合物と塩化珪素化合物との反応比率にも特に制限はないが、通常有機マグネシウム化合物1モルに対し、塩化珪素化合物0.01〜100モルであり、好ましくは有機マグネシウム化合物1モルに対し、塩化珪素化合物0.1〜10モルの範囲である。
【0045】
本発明における反応方法については、有機マグネシウム化合物と塩化珪素化合物とを同時に反応器に導入しつつ反応させる同時添加の方法、塩化珪素化合物を事前に反応器に仕込んだ後に有機マグネシウム化合物を反応器に導入させる方法、もしくは有機マグネシウム化合物を事前に反応器に仕込んだ後に塩化珪素化合物を反応器に導入させる方法等があるが、塩化珪素化合物を事前に反応器に仕込んだ後に有機マグネシウム化合物を反応器に導入させる方法が好ましい。上記反応により得られる固体成分はろ過あるいはデカンテーション法により分離した後、不活性炭化水素溶媒を用いて充分に洗浄し、未反応物あるいは副生成物等を除去することが好ましい。
【0046】
本発明においては、有機マグネシウム化合物と塩化珪素化合物との反応を固体の存在下に行うこともできる。この固体は無機固体、有機固体のいずれでもよいが、無機固体を用いるほうが好ましい。無機固体として、下記のものが挙げられる。
(i)無機酸化物
(ii)無機炭酸塩、珪酸塩、硫酸塩
(iii)無機水酸化物
(iv)無機ハロゲン化物
(v)(i)〜(iv)なる複塩、固溶体ないし混合物
【0047】
無機固体の具体例としては、シリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、水和アルミナ、マグネシア、トリア、チタニア、ジルコニア、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、珪酸マグネシウム、マグネシウム・カルシウム、アルミニウムシリケート[(Mg・Ca)O・Al・5SiO・nHO]、珪酸カリウム・アルミニウム[KO・3Al・6SiO・2HO]、珪酸マグネシウム鉄[(Mg・Fe)SiO]、珪酸アルミニウム[Al・SiO]、炭酸カルシウム、塩化マグネシウム、よう化マグネシウム等が挙げられるが、特に好ましくは、シリカ、シリカ・アルミナないし塩化マグネシウムが好ましい。無機固体の比表面積は、好ましくは20m/g以上特に好ましくは90m/g以上である。
【0048】
次に、本発明におけるアルコール(A−2)について説明する。本発明においては、アルコール(A−2)として、炭素数1以上20以下の飽和又は不飽和のアルコールが好ましい。このようなアルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、フェノール、クレゾール等が挙げられ、炭素数3〜8の直鎖アルコールが特に好ましい。これらのアルコールを混合して使用することも可能である。
【0049】
本発明においては、アルコール(A−2)の使用量には特に制限はないが、担体(A−1)中に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で0.05より大きく10以下であることが好ましく、0.1以上1以下がさらに好ましく、0.2以上0.5以下がさらに好ましい。アルコール(A−2)の使用量が、担体(A−1)中に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で0.05より大きい場合には、触媒担体に含まれるSiを含む成分を効率的に除去することができるために触媒特性が向上するために好ましい。また、アルコール(A−2)の使用量が、担体(A−1)中に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で10以下である場合には、過剰なアルコールが触媒に残存することにより触媒特性を低下させる現象を抑制できるために好ましい。さらには、アルコール(A−2)の使用量が、担体(A−1)中に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で0.2以上0.5以下である場合には、触媒特性を向上させるために必要なアルコールが適当量触媒に残存するために好ましい。担体(A−1)とアルコール(A−2)との反応は、不活性炭化水素溶媒の存在下または非存在下において行うことができる。反応時の温度には特に制限はないが、25℃以上200℃以下の範囲で実施されることが好ましい。
【0050】
次に、本発明における有機金属化合物(A−3)について説明する。
本発明においては、この有機金属化合物(A−3)は下記の一般式3で表される。
【0051】
(h−f) ・・・式3
(式中Mは周期律表第I〜III族に属する金属原子、Rは炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、QはOR、OSiR、NR1011、SR12およびハロゲンからなる群に属する基を表し、R、R、R、R、R10、R11、R12は水素原子または炭化水素基であり、fは0より大きな実数であり、hはMの原子価である)
【0052】
本発明においては、Mは周期律表第I〜III族に属する金属原子であり、たとえば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、ホウ素、アルミニウム等が挙げられるが、マグネシウム、ホウ素、アルミニウムが特に好ましい。Rで表される炭化水素基はアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、たとえば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられ、好ましくはアルキル基である。
QはOR、OSiR、NR1011、SR12およびハロゲンからなる群に属する基を表し、R、R、R、R、R10、R11、R12は水素原子または炭化水素基であり、Qがハロゲンであることが特に好ましい。
【0053】
本発明における有機金属化合物(A−3)の例としては、メチルリチウム、ブチルリチウム、メチルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムアイオダイド、エチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムアイオダイド、ブチルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムアイオダイド、ジブチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、トリエチルホウ素、トリメチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムブロミド、ジメチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムメトキシド、メチルアルミニウムジクロリド、メチルアルミニウムセスキクロリド、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジエチルアルミニウムエトキシド、エチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリ(2−メチルプロピル)アルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウム等が挙げられ、有機アルミニウム化合物が特に好ましい。これらの化合物を混合して使用することも可能である。
【0054】
本発明においては、有機金属化合物(A−3)の使用量には特に制限はないが、アルコール(A−2)に対するモル比で、0.01倍以上20倍以下であることが好ましく、0.1倍以上10以下であることがさらに好ましく、0.5倍以上2.5倍以下であることがさらに好ましい。有機金属化合物(A−3)の使用量が、アルコール(A−2)に対するモル比で0.01倍以上であれば、過剰なアルコールを効率的に除去することが可能であり、また、有機金属化合物(A−3)の使用量が、アルコール(A−2)に対するモル比で20倍以下であれば、有機金属化合物(A−3)が触媒製造工程における有機金属化合物(A−3)反応の後の工程に悪影響をおよぼさない。さらには、有機金属化合物(A−3)の使用量が、アルコール(A−2)に対するモル比で0.5倍以上2.5倍以下であれば、触媒特性を改善するために必要なアルコールを触媒に残すことが可能である。また、本発明においては、担体(A−1)に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で0.01倍以上20倍以下であることが好ましく、0.1倍以上10倍以下であることがさらに好ましい。反応の温度については特に制限はないが、25℃以上200℃以下であり、かつ反応媒体の沸点未満の範囲が好ましい。
【0055】
次に、本発明におけるチタン化合物(A−4)について説明する。
本発明においては、チタン化合物(A−4)として下記の一般式4で表されるチタン化合物が使用される。
【0056】
Ti(OR13(4−i)・・・・・式4
(式中、iは0以上4以下の実数であり、R13は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。)
【0057】
13で表される炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル、アリル基等の脂肪族炭化水素基、シクロヘキシル、2−メチルシクロヘキシル、シクロペンチル基等の脂環式炭化水素基、フェニル、ナフチル基等の芳香族炭化水素基等が挙げられるが、脂肪族炭化水素基が好ましい。Xで表されるハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、塩素が好ましい。具体的には、四塩化チタンが好ましい。上記から選ばれたチタン化合物(A−4)を、2種以上混合して使用することが可能である。
【0058】
本発明においては、チタン化合物(A−4)の使用量には特に制限はないが、担体(A−1)に対する担持量については、担体(A−1)に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で0.01以上20以下が好ましく、0.05以上10以下が特に好ましい。チタン化合物(A−4)の担体(A−1)に対する担持量は、少なすぎれば触媒あたりの重合活性が低く、多すぎればチタンあたりの重合活性が低くなる傾向にある。チタン化合物(A−4)の担体(A−1)に対する担持量が、担体(A−1)に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で0.01以上であれば、触媒あたりの重合活性が充分に高く、20以下であればチタンあたりの重合活性が充分に高い。本発明においては、担持の際の反応温度については特に制限はないが、25℃以上150℃以下の範囲で行うことが好ましい。
本発明においては、チタン化合物(A−4)を担持する際、チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5)とを反応させることにより担持することが好ましい。この有機金属化合物(A−5)は前述の一般式3で表される化合物であり、前述の有機金属化合物(A−3)と同一であっても良く、異なっていても良い。
【0059】
(h−f) ・・・式3
(式中Mは周期律表第I〜III族に属する金属原子、Rは炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、QはOR、OSiR、NR1011、SR12およびハロゲンからなる群に属する基を表し、R、R、R、R、R10、R11、R12は水素原子または炭化水素基であり、fは0より大きな実数であり、hはMの原子価である)
【0060】
本発明においては、Mは周期律表第I〜III族に属する金属原子であり、たとえば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、ホウ素、アルミニウム等が挙げられるが、マグネシウム、ホウ素、アルミニウムが特に好ましい。Rで表される炭化水素基はアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、たとえば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられ、好ましくはアルキル基である。
QはOR、OSiR、NR1011、SR12およびハロゲンからなる群に属する基を表し、R、R、R、R、R10、R11、R12は水素原子または炭化水素基であり、Qがハロゲンであることが特に好ましい。
【0061】
本発明における有機金属化合物(A−3)の例としては、メチルリチウム、ブチルリチウム、メチルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムアイオダイド、エチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムアイオダイド、ブチルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムアイオダイド、ジブチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、トリエチルホウ素、トリメチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムブロミド、ジメチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムメトキシド、メチルアルミニウムジクロリド、メチルアルミニウムセスキクロリド、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジエチルアルミニウムエトキシド、エチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリ(2−メチルプロピル)アルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウム等が挙げられ、有機アルミニウム化合物が特に好ましい。これらの化合物を混合して使用することも可能である。
【0062】
(A−4)と(A−5)との反応の順序には特に制限は無く、(A−4)に続いて(A−5)を加える、(A−5)に続いて(A−4)を加える、(A−4)と(A−5)とを同時に添加するのいずれの方法も可能であり、(A−4)に続いて(A−5)を加えることが好ましい。(A−4)に対する(A−5)のモル比は、好ましくは0.1〜10、特に好ましくは0.5〜5である。(A−2)と(A−5)との反応は不活性炭化水素溶媒中で行われるが、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒を用いることが好ましい。
反応の温度については特に制限はないが、25℃以上200℃以下であり、かつ反応媒体の沸点未満の範囲が好ましい。
【0063】
次に、本発明における有機アルミニウム化合物[B]について説明する。
本発明における有機アルミニウム化合物は下記の一般式5で表される。
【0064】
14(3−j)AlQ’ ・・・式5
(式中、R14は炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、Q’は水素原子、ハロゲン原子、およびOR15からなる群に属する基であり、R15は炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、jは0以上2以下の実数である)
【0065】
14の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、2−メチルプロピル基、ペンチル基、3−メチルブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、トリル基等が挙げられ、中でもエチル基、2−メチルプロピル基が特に好ましい。これらの炭化水素基は二種類以上含まれていても良い。hは0.05以上1.5以下であることが好ましく、0.1以上1.2以下であることが特に好ましい。
次に、本発明における有機マグネシウム化合物は下記の一般式6で表される。
【0066】
(Mγ(Mg)δ(R15(R16・・・・・式6
(式中、Mは周期律表第1族、第2族、第12族および第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R15およびR216はそれぞれ炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、γ、δ、mおよびnは次の関係を満たす実数である。0≦γ、0<δ、0≦k、0≦m、pγ+2δ=m+n(ただし、pはMの原子価))
【0067】
この有機マグネシウム化合物は、不活性炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウムの錯化合物の形として示されているが、ジヒドロカルビルマグネシウム化合物およびこの化合物と他の金属化合物との錯体のすべてを包含するものである。記号γ、δ、m、nの関係pγ+2δ=m+nは金属原子の原子価と置換基との化学量論性を示している。
上記一般式6において、R15およびR16で表される炭化水素基は、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、たとえば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、プロピル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられ、好ましくはR15およびR16はアルキル基である。γ>0の場合、金属原子Mとしては、周期律表第I族ないし第III族に属する金属元素が使用でき、たとえば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、亜鉛、ホウ素、アルミニウム等が挙げられるが、アルミニウム、ホウ素、ベリリウム、亜鉛が特に好ましい。
【0068】
本発明においては、金属原子Mに対するマグネシウムの比δ/γには特に制限はないが、0.1以上30以下であることが好ましく、0.5以上10以下であることがさらに好ましい。また、γ=0である有機マグネシウム化合物を用いる場合、例えば、R15が1−メチルプロピル等の場合には不活性炭化水素溶媒に可溶であり、このような化合物も本発明に好ましい結果を与える。上記一般式6において、γ=0の場合のR15、R16は次に示す三つの群(1)、(2)、(3)のうちのいずれか一つの基であることが推奨される。
【0069】
(1)R15、R16の少なくとも一方が炭素原子数4以上6以下である二級または三級のアルキル基であること、好ましくはR15、R16がともに炭素原子数4以上6以下であり、少なくとも一方が二級または三級のアルキル基であること。
(2)R15とR16とが炭素原子数の互いに相異なるアルキル基であること、好ましくはR15が炭素原子数2または3のアルキル基であり、R16が炭素原子数4以上のアルキル基であること。
(3)R15、R16の少なくとも一方が炭素原子数6以上の炭化水素基であること、好ましくはR15、R16に含まれる炭素原子数を加算すると12以上になるアルキル基であること。
【0070】
以下これらの基を具体的に示す。(1)において炭素原子数4以上6以下である二級または三級のアルキル基としては、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、2−メチルブチル、2−エチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、2−メチルペンチル、2−エチルブチル、2,2−ジメチルブチル、2−メチル−2−エチルプロピル基等が用いられ、1−メチルプロピル基が特に好ましい。
【0071】
次に、(2)において炭素原子数2または3のアルキル基としてはエチル、1−メチルエチル、プロピル基等が挙げられ、エチル基が特に好ましい。また炭素原子数4以上のアルキル基としては、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル基等が挙げられ、ブチル、ヘキシル基が特に好ましい。
さらに、(3)において炭素原子数6以上の炭化水素基としては、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、フェニル、2−ナフチル基等が挙げられる。炭化水素基の中ではアルキル基が好ましく、アルキル基の中でもヘキシル、オクチル基が特に好ましい。一般に、アルキル基に含まれる炭素原子数が増えると不活性炭化水素溶媒に溶けやすくなるが、溶液の粘度が高くなるために必要以上に長鎖のアルキル基を用いることは取り扱い上好ましくない。なお、上記有機マグネシウム化合物は不活性炭化水素溶液として使用されるが、該溶液中に微量のエーテル、エステル、アミン等のルイス塩基性化合物が含有され、あるいは残存していても差し支えなく使用できる。
【0072】
これらの有機マグネシウム化合物は、一般式R15MgXおよびR15Mg(R15は前述の意味であり、Xはハロゲンである)からなる群に属する有機マグネシウム化合物と、一般式M16およびM16(k−1)H(M、R16、kは前述の意味である)からなる群に属する有機金属化合物とを不活性炭化水素溶媒中、25℃以上150℃以下の間で反応させる方法により合成される。
かくして得られた触媒は、特にエチレンの重合およびエチレンと炭素数3以上のα−オレフィンとの共重合に対して、チタン当たりの活性が高く、かつ触媒当たりの活性が非常に高い特徴を有する。
重合溶媒としては、スラリー重合に通常使用される不活性炭化水素溶媒が用いられる。重合温度は室温以上120℃以下であり、50℃以上100℃以下であることが好ましい。重合圧力は常圧以上10MPa以下の範囲で実施される。得られる重合体の分子量は、重合系に存在させる水素の濃度を変化させるか、重合温度を変化させか、あるいは有機金属化合物[B]の濃度を変化させることによって調節することができる。
【0073】
本発明において、ポリオレフィンの製造プロセスに特に制限はなく、一般に用いられている溶液法、高圧法、高圧バルク法、ガス法、スラリー法のいずれの製造方法にも適用できる。例えば、重合圧力はゲージ圧として0.1MPa以上200MPa以下であり、重合温度は25℃以上250℃以下であり、溶媒としてプロパン、ブタン、イソブタン、ヘキサン、シクロヘキサン等を用いるものも含まれる。
【0074】
(分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B))
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物に用いられる分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)は、エチレン単独重合体又はエチレン単位と1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィン単位との共重合体であることが好ましく、公知の高圧ラジカル重合法により得ることができる。
分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)の密度は910〜930kg/mであり、好ましくは915〜928kg/mである。
分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)のMFRは0.1〜10g/10分であり、好ましくは1.0〜5g/10分である。
分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)の溶融張力は、190℃において20mN以上であり、好ましくは100mN以上、さらに好ましくは150mN以上である。
【0075】
ポリエチレン系樹脂組成物の溶融張力は、以下の実施例に記載の方法により測定することができる。
このような特性を有する分岐状高圧法系ポリエチレン(B)を用いることにより、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの加工性に良好な効果をもたらすことができる。
分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)は、本発明の目的を損なわない範囲であれば、他のα−オレフィン、酢酸ビニル、アクリル酸エステルなどとの共重合体であってもよい。
【0076】
本実施の形態におけるポリエチレン系樹脂組成物は、線状系ポリエチレン(A)がエチレン単独重合体又はエチレン単位と1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィン単位とからなる共重合体であり、分子量分布(Mw/Mn)が3〜7と狭いものが好ましい。このような線状系ポリエチレン(A)と分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)とをポリマーブレンドすることにより、加工性を改良でき、同時に発泡状態が良好で、かつ耐熱安定性、耐引裂き性を兼ね備えた、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得ることができる。
一般的に高密度ポリエチレン(HDPE)と低密度ポリエチレン(LDPE)のブレンド系は非相溶であり、両者の結晶状態が相分離する(例えば、非特許文献1参照)ことから、高密度ポリエチレン(HDPE)と低密度ポリエチレン(LDPE)とをブレンドした組成物では、加工時における発泡状態が懸念される。
【0077】
しかしながら、本実施の形態においては、分子量分布Mw/Mnが3〜7と狭く、比較的均一な分子量を有する線状系ポリエチレン(A)と、分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)とを所定の比率範囲でポリマーブレンドすると、結晶化速度が速くなると共に結晶サイズが小さくなって結晶状態が均一となる傾向が認められ、線状系ポリエチレン(A)と分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)が共結晶化しているものと示唆される。このような現象に伴って、加工時における発泡状態も改良される傾向が認められる。線状系ポリエチレン(A)をベース樹脂として分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)のブレンド量が約15〜25質量%のとき、これらの傾向が顕著である。
【0078】
ポリエチレン系樹脂組成物における線状系ポリエチレン(A)と分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)の配合割合は、線状系ポリエチレン(A)90〜40質量%、分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)10〜60質量%であり、好ましくは線状系ポリエチレン(A)90〜60質量%、分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)10〜40質量%であり、より好ましくは線状系ポリエチレン(A)85〜75質量%。分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)15〜25質量%である。
分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)のブレンド量が10質量%以上かつ60質量%以下であれば、加工性に優れ、かつ発泡状態の良好なポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートが得られる。
【0079】
ポリエチレン系樹脂組成物の密度は、935〜970kg/mであることが好ましく、より好ましくは935〜965kg/mであり、さらに好ましくは945〜960kg/mである。
ポリエチレン系樹脂組成物の密度が935kg/m以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした際に機械的特性に優れる。ポリエチレン系樹脂組成物の密度が970kg/m以下であれば、優れた機械的特性と共に良好な緩衝性を有するポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得ることができる。
ポリエチレン系樹脂組成物の密度は、優れた機械的特性と共に良好な緩衝性を有するポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとできる点で、上記範囲内にあることが好ましい。
【0080】
ポリエチレン系樹脂組成物のMFRは0.1〜20g/10分であることが好ましく、より好ましくは2.0〜10g/10分であり、さらに好ましくは4.0〜8.0g/10分である。
ポリエチレン系樹脂組成物のMFRが0.1g/10分以上かつ20g/10分以下であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの成形加工性に優れる。
ポリエチレン系樹脂組成物の溶融張力は、190℃において15mN以上であり、好ましくは20mN以上、さらに好ましくは50mN以上である。
ポリエチレン系樹脂組成物の溶融張力は、190℃において15mN以上であることが好ましい。15mN以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの加工時における発泡状態も良好であり、所定の発泡倍率にコントロールできる傾向が顕著に認められる。
【0081】
一般的に、チーグラー触媒系の線状系ポリエチレンと分岐状高圧法低密度系ポリエチレンとを混合した場合、非相溶であり、両者の結晶状態が相分離することから、溶融張力が15〜50mN程度では良好な発泡状態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得る事ができない。
一方、本実施の形態は、例えば、上記特定の物性を有する線状系ポリエチレン(A)と分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)とを配合することで得られる、溶融張力が15〜50mN程度のポリエチレン系樹脂組成物を使用することにより、良好な発泡状態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得ることができるという特徴を有する。これは線状系ポリエチレン(A)の分子量分布(Mw/Mn)が3〜7と狭いことにより、ポリエチレン系樹脂組成物が均一状態となることに起因していると考えられる。
【0082】
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物を基材としたシャルピー衝撃強度は、−25℃において3.0KJ/m以上であることが好ましく、より好ましくは5.0KJ/m以上である。
ポリエチレン系樹脂組成物を基材としたシャルピー衝撃強度が、3.0KJ/m以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを冷凍食品向けの包装材料として使用した場合に破損・割れなどの発生が少なく、低温耐衝撃特性に優れる。
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物を基材とした曲げ弾性率は、400MPa以上であることが好ましく、より好ましくは500MPa以上である。また、1500MPa以下であることが好ましく、より好ましくは1000MPa以下である。
【0083】
ポリエチレン系樹脂組成物を基材とした曲げ弾性率が、400MPa以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした場合に機械的特性に優れる。一方、1500MPa以下であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした場合、優れた機械的特性と共に良好な緩衝性とを両立することができる。
ポリエチレン系樹脂組成物を基材とした曲げ弾性率は、優れた機械的特性と共に良好な緩衝性を有するポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとできる点で、上記範囲内にあることが好ましい。
【0084】
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物に添加して用いられる帯電防止剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット、ソルビット等の多価アルコールとラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸又はオレイン酸、リノール酸等の不飽和脂肪酸との脂肪酸エステルや、ポリエチレングリコールを脂肪酸でエステル化した脂肪酸エステル或いは高級アルコールを有機酸又は該酸無水物と反応させて得られる高級アルコールのエステル等のエステル類;ラウリルアルコールやマッコウアルコール等の高級アルコールの硫酸エステルソーダ塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ塩のような硫酸エステル塩類や硫酸スルホン酸塩類;高級アルコールと無水リン酸又はオキシ塩化リンなどとの反応により得られるリン酸エステル塩類;ポリオキシエチレンアルキルアミン等のアミン類;ポリアミド樹脂、ポリアミドアミン、アルキルジエタノールアミド等のアミド類;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドのような第4級アンモニウム塩;ベタイン類;アミノ酸類;エチレンオキサイド付加物等々の化合物を挙げることができる。中でも、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルジエタノールアミド及びこれらの併用が好ましい。
【0085】
ポリエチレン系樹脂組成物に含まれる帯電防止剤は、5〜30質量%含有することが好ましく、さらに好ましくは7〜20質量%、特に好ましくは10〜15重量である。
ポリエチレン系樹脂組成物に含まれる帯電防止剤の量が5質量%以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした際に帯電防止性能に優れる。30重量以下であれば、優れた帯電防止性能と共に帯電防止剤がポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの表面からブリードアウトすることを低減することができる。
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて公知の添加剤を添加することができるが、添加剤としては、フェノール系安定剤、有機ホスファイト系安定剤、有機チオエーテル系安定剤、高級脂肪酸の金属塩としての安定剤、有機又は無機顔料、紫外線吸収財、染料、核剤、潤滑剤、カーボンブラック、タルク、ガラス繊維などの無機充填材又は補強材、難燃剤、中性子遮断剤などのポリオレフィンに添加される配合剤などが挙げられる。
【0086】
フェノール系安定剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジシクロヘキシル−4−メチルフェノール、2,6−ジイソプロピル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−アミル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−オクチル−4−n−プロピルフェノール、2,6−ジシクロヘキシル−4−n−オクチルフェノール、2−イソプロピル−4−メチル−6−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−2−エチル−6−t−オクチルフェノール、2−イソブチル−4−エチル−6−t−ヘキシルフェノール、2−シクロヘキシル−4−n−ブチル−6−イソプロピルフェノール、テトラキス(メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ)ヒドロシンナメート)メタン、2,2−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンジルベンゼン、1,3,5−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェノール)メタン、テトラキス(メチレン(3,5−ジ−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタン、β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシルフェノール)プロピオン酸アルキルエステル、2,2−オキザミドビス(エチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス(メチレン(2,4−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシル)プロピオネート)、n−オクタデシル−3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルチオノ−1,3,5−トリアジン、2,2−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレンビス(6−(1−メチルシクロヘキシル)−p−クレゾール)、ビス(3,5−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)ブチリックアシド)グリコールエステル、4,4−ブチリデンビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−t−ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアネート、1,3,5−トリス((3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル)イソシアヌレート、2−オクチルチオ−4,6−ジ(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチル)フェノキシ−1,3,5−トリアジン、4,4−チオビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)などが挙げられる。
【0087】
有機ホスファイト系安定剤としては、例えば、トリオクチルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチル−ジホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(ブトキシエチル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)−1,1,3−トリス(2−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタンジホスファイト、テトラ(トリデシル)−4,4−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)ジホスファイト、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ホスファイト、トリス(モノ又はジノニルフェニル)ホスファイト、水素化−4,4−イソプロピリデンジフェノールポリホスファイド、ビス(オクチルフェニル)ビス(4,4−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール))1,6−ヘキサンオールジホスファイド、フェニル−4,4−イソプロピリデンジフェノールペンタエリスリトールジホスファイド、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイド、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイド、トリス((4,4、−イソプロピリデンビス(2−t−ブチルフェノール))ホスファイド、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイド、トリス(1,3−ジ−ステアロイルオキシイソプロピル)ホスファイト、4,4−イソプロピリデンビス(2−t−ブチルフェノール)ジ(ノニルフェニル)ホスファイド、9,10−ジ−ヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4−ビフェニレンジホスファイドなどが挙げられる。
【0088】
有機チオエステル系安定剤としては、ジラウリル−、ジミリスチル−、ジステアリル−などのジアルキルチオプロピオネート及びブチル−、オクチル−、ラウリル−、ステアリル−などのアルキルチオプロピオン酸の多価アルコール(例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート)のエステルなどが挙げられ、具体的には、ジラウリルチオプロピオネート、ジミリスチルチオプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジブチレート、ペンタエリスリトールテトララウリルチオプロピオネートなどが挙げられる。
高級脂肪酸の金属塩としての安定剤としては、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、ラウリル酸、カプリル酸、アラキジン酸、パルミチン酸、及びベヘニン酸などの高級脂肪酸のマグネシウム、カルシウム、及びバリウム塩などのアルカリ土類金属塩、カドミウム塩、亜鉛塩、鉛塩、ナトリウム塩、カリウム塩、並びにリチウム塩などが用いられる。
【0089】
高級脂肪酸の金属塩としての安定剤としては、具体的には、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、パルミチン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシュウムオレイン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸バリウム、マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ラウリン酸カリウム、及び12−ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどが挙げられる。
【0090】
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートは、見掛け密度が30g/L〜200g/Lである。好ましくは50g/L〜150g/L、より好ましくは80g/L〜120g/Lである。
見掛け密度が30g/L以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした際に機械的特性に優れる。200g/L以下であれば、優れた機械的特性と共に良好な緩衝性を有するポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得ることができる。
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートは、独立気泡率が70%以上である。好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。
独立気泡率が70%以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした際に緩衝性に優れる。
【0091】
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートは、表面抵抗率が好ましくは1.0×10〜1.0×1014Ω、より好ましくは1.0×10〜5.0×1013Ω、さらに好ましくは1.0×10〜1.0×1013Ωである。
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートは、厚さが0.3〜50mmが好ましく、より好ましくは1〜40mm、さらに好ましくは1〜30mmである。
厚さが0.3mm以上であれば、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとした際に緩衝性に優れる。50mm以下であれば、優れた緩衝性と共に良好な機械的特性を有するポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得ることができる。
ポリエチレン系樹脂組成物の密度は、優れた機械的特性と共に良好な緩衝性を有するポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとできる点で、上記範囲内にあることが好ましい。
【0092】
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物は、線状系ポリエチレン(A)と分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)を公知の方法を利用してポリマーブレンドすることにより製造することができる。
ポリマーブレンドの方法としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、加熱ロール練り機などで溶融混合する方法が挙げられる。
上記各種の添加剤並びに発泡剤をポリエチレン系樹脂組成物に添加する方法として、線状系ポリエチレン(A)及び分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)を混合する際に、予め各種添加剤を線状系ポリエチレン(A)又は分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)に混合して、一旦成形品を作った後に発泡剤を添加する方法、また線状系ポリエチレン(A)及び分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)を混合する際に、予め各種添加剤並びに発泡剤をいっしょに線状系ポリエチレン(A)又は分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)に混合する方法を採用することもできる。
【0093】
本実施の形態のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの製造方法としては、例えば押出機、好ましくはベント付押出機を用いて予め各種添加剤並びに発泡剤をいっしょに線状系ポリエチレン(A)及び分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)を混練し、該押出機に取付けたT−ダイ、円環状ダイ等のダイを通して押出成形と同時に発泡を行い、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得る方法である。
この際の発泡剤としては、例えば二酸化炭素、窒素、アルゴン、空気等の無機ガス発泡剤;プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロブタン、シクロヘキサン、トリクロロフロロメタン、ジクロロジフロロメタン等の揮発性発泡剤である。該発泡剤の添加量としては、本発明のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物100質量%に対し8〜20質量%であることが好ましく、特に10〜15質量部の範囲であることが好ましい。
このポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの製造方法においては、押出し時の樹脂温度をポリエチレン系樹脂組成物の融点の−6〜−2℃の範囲となるように2台の押出機からなるタンデム型押出機のシリンダの温度設定をコントロールし、この条件下で押出発泡させることができる。
次に、実施例及び参考例によって本発明を説明する。
【実施例】
【0094】
以下、本実施の形態を実施例及び比較例によって更に詳細に説明するが、本実施の形態は、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、本実施の形態に用いられる測定方法及び評価方法は以下のとおりである。
(1)密度
JIS−K−7112:1999に準じて測定した。
(2)メルトフローレート(MFR)
JIS−K−7210:1999(温度=190℃、荷重=2.16kg)に準じて測定した。
(3)分子量分布
Waters社製150−C ALC/GPCを用い、カラムとしてShodex製AT−807Sと東ソー製TSK−gelGMH−H6を直列にして用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる測定を行った。溶媒に10ppmのイルガノックス1010を含むトリクロロベンゼンを用いて、140℃で測定する分子量分布測定装置で分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
【0095】
(4)溶融張力
溶融張力の測定は、東洋精機製作所製 キャピログラフ 1D型の装置を使用し、ノズル径0.770mm、ノズル長50.8mm、190℃の温度で、押出速度6mm/min、23℃の室温下における引取り速度2m/minの条件で行なった。
(5)シャルピー衝撃強度
JIS−K−7111−1:2006(温度=−25℃)に準じて測定した。
(6)曲げ弾性率
JIS−K−7171:2008に準じて測定した。
(7)見掛け密度
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートから所定の大きさ(15cm×15cm)に切り取り、その厚みと重量を測定して見掛け密度を得た。
【0096】
(8)独立気泡率
ASTM D−2856に準じて測定を行い、下記式により求めた。

独立気泡率(%)= 〔Vx−(Va×ρf/ρs)〕 ×100
〔Va−(Va×ρf/ρs)〕
Vx:ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの実容積(cm
Va:ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの見掛け容積(cm
ρf:ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの密度(g/cm
ρs:ポリエチレン系樹脂組成物の密度(g/cm
【0097】
(9)耐熱安定性
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートから所定の大きさ(15cm×15cm)に切り取り、その中心に各辺に平行となる各々長さ10cmの直交した標線を書き、このサンプルを100℃の熱風循環オーブンに入れ、2時間加熱後、取出し、室温になるまで自然冷却する。この加熱処理サンプルの各標線長さ並びに厚みを測定して加熱収縮率を算出した。以下の評価基準で評価した。
○:各標線の加熱収縮率が2%以下、かつ厚さ方向の加熱収縮率が5%以下の場合。
×:各標線の加熱収縮率が2%を超えたか、若しくは厚さ方向の加熱収縮率が5%を超えた場合。
【0098】
(10)引裂き強さ
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートから所定の大きさ(15cm×15cm)に切り取り、それを手で引裂いた。以下の評価基準で評価した。
○:容易に避けない。
×:容易に避ける。
(11)表面抵抗率
JIS−K−6911−1:1995(印加電圧500V)に準じて測定した。
【0099】
<樹脂サンプル作製>
[線状系ポリエチレン(A)の調整]
(1)固体触媒[A−1]の調製
(1−1)不活性炭化水素溶媒に可溶な錯体の合成
ジブチルマグネシウム175gとトリエチルアルミニウム30gとを、ヘキサン1リットルと共に容量4リットルのステンレス製反応器にいれ、85℃で2時間撹拌しながら反応させることにより、組成AlMg(C(C10の錯体を合成した。
(1−2)担体の調製
充分に窒素置換された15リットルの反応器に、トリクロルシラン(HSiCl)を2モル/リットルのn−ヘプタン溶液として2740ミリリットル仕込み、攪拌しながら50℃に保ち、組成式AlMg(C(n−C10.8(On−C1.2 で示される有機マグネシウム成分のn−ヘプタン溶液7リットル(マグネシウム換算で5モル)を1時間かけて加え、更に50℃にて1時間攪拌下反応させた。反応終了後、上澄み液を除去し、n−ヘキサン7リットルで4回洗浄を行い、固体物質スラリーを得た。この固体を分離・乾燥して分析した結果、固体1グラム当たり、Mg8.62ミリモル、Cl17.1ミリモル、n−ブトキシ基(On−C)0.84ミリモルを含有していた。
【0100】
(1−3)固体触媒の調製
上記固体500gを含有するスラリーを、n−ブチルアルコール1モル/リットルのn−ヘキサン溶液2160ミリリットルとともに、攪拌下50℃で1時間反応させた。反応終了後上澄みを除去し、7リットルのn−ヘキサンで1回洗浄した。このスラリーを50℃に保ち、ジエチルアルミニウムクロリド1モル/リットルのn−ヘキサン溶液970ミリリットルを攪拌下加えて1時間反応させた。反応終了後上澄みを除去し、7リットルのn−ヘキサンで2回洗浄した。このスラリーを50℃に保ち、ジエチルアルミニウムクロリド1モル/リットルのn−ヘキサン溶液270ミリリットルおよび四塩化チタン1モル/リットルのn−ヘキサン溶液270ミリリットルを加えて、2時間反応した。反応終了後上澄みを除去し、内温を50℃に保った状態で、7リットルのn−ヘキサンで4回洗浄して、固体触媒成分をヘキサンスラリー溶液として得た。この固体触媒を分離・乾燥して分析した結果、固体触媒1グラムあたりチタン0.52ミリモルを含有していた。
【0101】
(2)重合
触媒として、固体触媒[A−1]とトリイソブチルアルミニウムを組み合わせて使用し
た。
重合には反応容積300リットルのステンレス製重合器を用いた。γ線を使用した液面計により測定された重合器内の溶媒の体積とポリエチレンの体積との和は170Lであり、重合器から溶媒とポリエチレンとが定常的に抜き取られる体積あたりの速度は51リットル/hであった。従って、平均滞留時間は1.1時間であった。重合器1からポリマーは10kg/hの速度で抜き取られた。重合温度86℃、重合圧力0.6MPaの条件で、触媒は上記の固体触媒[A−1]を0.5g/h、上記の有機アルミニウム化合物[B−1]をAl原子換算で20ミリモル/h、またヘキサンは40リットル/hの速度で導入した。分子量調整剤としては水素を用い、エチレンと水素とプロピレンを、水素の気相濃度が43モル%、プロピレンの気相濃度が2.4モル%、エチレンの供給量が10kg/hになるように重合器に供給し重合を行った。重合器における触媒活性は20000g/g/hであった。
上記重合により、パウダー状のポリエチレンを製造した。
【0102】
[分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)であるエチレン重合体又はエチレンとα−オレフィンとの共重合体の調製]
(B)公知のオートクレーブタイプリアクターでエチレンとα−オレフィンをラジカル重合して、密度918kg/m、MFR2.0g/10分である分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)を得た。密度951kg/m、MFR7.8g/10分、分子量分布(Mw/Mn)が5.8であった。
【0103】
[実施例1]
密度951kg/m、MFR7.8g/10分、分子量分布(Mw/Mn)が5.8の線状系ポリエチレン(A)80質量%及び密度918kg/m、MFR2.0g/10分の分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)20質量%の割合で混合したポリエチレン系樹脂組成物にDLTPヨシトミ(株式会社エーピーアイコーポレーション製)1000重量ppm、ステアリン酸カルシウム(日本油脂株式会社製)2400重量ppm、イルガノックス1076(チバスペシャリティーケミカルズ株式会社製)2000重量ppmを添加して、日本製鋼所社製TEX−44(スクリュー径44mm、L/D=35)の二軸押出成形機を利用し、220℃の温度で溶融混錬して造粒した。得られたポリエチレン系樹脂組成物の密度944kg/m、MFR5.6g/10分、溶融張力は、20mNであった。また、このポリエチレン系樹脂組成物を基材として、シャルピー衝撃強度は、−25℃において8.7KJ/m、曲げ弾性率は、640MPaであった。そのポリエチレン系樹脂組成物を95質量%、ノニオンS−220R(日本油脂株式会社製)5質量%、気泡調整剤マスターバッチ(三協化成製セルマイクMB1023)0.5重量部をφ90mm−φ150mmのタンデム押出機のφ90mmの第一押出機に供給し、押出機内で溶融した後、押出機途中から発泡剤としてブタン(イソブタン/ノルマルブタン=95/5(モル比))を13質量%圧入し、混練した後、φ150mmの第二押出機で発泡に適する温度域(125℃)まで冷却し、出口直径が145mmの環状ダイスより大気中に押出発泡した。
【0104】
押出発泡された筒状発泡体を直径が520mmの冷却マンドレル上を沿わせて冷却すると共に、1点で切り開くことでシート状のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを得た。見掛け密度が63.9kg/m、独立気泡率が93%、耐熱安定性が良好(○)、耐引裂き性が良好(○)、表面抵抗率が、3.8×1012Ωであった。
【0105】
[比較例1]
密度951kg/m、MFR7.8g/10分、分子量分布(Mw/Mn)が5.8溶融張力が15mNである線状系ポリエチレン(A)のみであり、分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)をブレンドしない以外は、実施例1と同様に行なったが、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートが得られなかった。
【0106】
[比較例2]
<樹脂サンプル作製>
[線状系ポリエチレン(A)の調整;エチレン単独重合体の製法]
(1)固体触媒成分[A]の調製
充分に窒素置換された200mlのステンレス製オートクレーブに組成式AlMg(C12(OCで表される有機マグネシウム化合物のヘキサン溶液40ml(アルミニウムとマグネシウムの総量として37.8mmol相当)を仕込み、25℃で攪拌しながらメチルヒドロポリシロキサン2.27g(37.8mmol)を含有するヘキサン40mlを30分かけて滴下した。滴下後、80℃に昇温し、3時間攪拌しながら反応させることにより、チタン化合物と接触させる有機マグネシウム化合物を得た。
充分に窒素置換された8Lのステンレス製オートクレーブにヘキサン2400mlを仕込み、−5℃で攪拌しながら、組成式AlMg(C12(OCで表される有機マグネシウム化合物のヘキサン溶液1300ml(マグネシウム521mmol相当)と0.5mol/Lの四塩化チタンのヘキサン溶液1300mlとを、2時間かけて同時に滴下した。滴下後、さらに10℃で1時間攪拌しながら熟成させた後、上澄み液を除去し、ヘキサン3000mlでの洗浄を4回行うことにより、固体触媒成分[A]を調製した。
【0107】
(2)重合反応
容積230Lの重合器で重合した。重合温度は86℃、重合圧力は0.97MPaである。この重合器に合成したチーグラーナッタ触媒を0.3g/hrの速度で、トリイソブチルアルミニウムを24mmol/hr、ノルマルヘキサンは52L/hrの速度で導入した。これにエチレン、水素の混合ガス(ガス組成は、水素とエチレン+水素のモル比が46%を維持できるように調節)を導入して重合した。得られたエチレン単独重合体のパウダーは密度が966kg/m、MFRが6.9g/10分、ゲルパーミエーションクロマトグラフの測定による分子量分布(Mw/Mn)が8.4であった。
上記の線状系ポリエチレンを使用した以外は、実施例1と同様にポリエチレン系樹脂組成物を作成したが、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートは得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【0108】
本発明は、加工性が良く、発泡状態が良好で、かつ機械的特性に優れ、ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートとして好適である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
見かけ密度30g/L〜200g/L、独立気泡率70%以上のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートであって、該押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物の密度が935〜970kg/m、−25℃におけるシャルピー衝撃強度が3.0KJ/m以上、曲げ弾性率が400MPa以上であることを特徴とするポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シート。
【請求項2】
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物において、190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜20g/10分、190℃での溶融張力が15mN以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シート。
【請求項3】
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物において、下記(a−1)〜(a−4)の要件を満たす線状系ポリエチレン(A)90〜40質量%と、下記(b−1)〜(b−3)の要件を満たす分岐状高圧法低密度系ポリエチレン(B)10〜60質量%とを含むことを特徴とする請求項1〜請求項2のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シート。
(a−1)エチレン単独重合体又はエチレン単位と1又は2種以上の炭素数3〜20のα−オレフィン単位とからなる共重合体である。
(a−2)密度が935〜975kg/mである。
(a−3)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜20g/10分である。
(a−4)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により求められるMw/Mnが3〜7である。
(Mnは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量であり、Mw/Mnは分子量分布である。)
(b−1)密度が910〜930kg/mである。
(b−2)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレートが0.1〜10g/10分である。
(b−3)190℃での溶融張力が20mN以上である。
【請求項4】
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの表面抵抗率が1.0×10〜1.0×1014Ωであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シート。
【請求項5】
ポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートを構成するポリエチレン系樹脂組成物において、ポリエチレン系樹脂組成物が帯電防止剤を5〜30質量%含有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シート。
【請求項6】
ポリエチレン系樹脂組成物に対してガス系発泡剤を8〜20質量%の範囲で含浸させ、押し出し時の樹脂温度をポリエチレン系樹脂組成物の融点の−6〜−2℃の範囲とした条件下で押出発泡させてなることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂製無架橋押出発泡シートの製造方法。

【公開番号】特開2010−242055(P2010−242055A)
【公開日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−219752(P2009−219752)
【出願日】平成21年9月24日(2009.9.24)
【出願人】(303046314)旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Fターム(参考)】