説明

ポリオレフィン系樹脂組成物およびこれよりなる易離解性防湿紙

【課題】 易離解性に優れ、押出ラミネート加工が可能なポリオレフィン系樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 下記(a)〜(d)の要件を満たすポリエチレン系樹脂(A)99.9〜50重量%に下記(e)〜(g)のいずれかの要件を満たすポリオレフィン系ワックス(B)0.1〜50重量%を配合する。
(a)密度が890kg/m以上980kg/m以下、(b)炭素数6以上の長鎖分岐数が1,000個の炭素原子当たり0.01個以上3個以下、(c)式(1)と式(2)を共に満たし、
MS190>22×MFR−0.88 (1)
MS160>110−110×log(MFR) (2)
(d)吸熱曲線のピークが一つである
(e)Mが100以上10,000以下、(f)Mが200以上20,000以下、(g)Mが200以上20,000以下

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリオレフィン系樹脂組成物およびこれを用いてなる離解性防湿紙に関するものである。
【背景技術】
【0002】
防湿性包装紙は、クラフト紙などの紙基材に分岐状低密度ポリエチレン(LDPE)を押出ラミネート加工することによって得られている。しかしながら、近年、紙の再生の観点から、離解性に優れる防湿紙が求められている。離解性に優れるためには、パルパー内での攪拌中に、紙はもちろんのこと、コーティング材もある程度細かく裁断される必要があるため、従来のLDPEと紙から構成される防湿性包装紙では困難であった。そこで、離解性に優れたエマルションラテックスなどを塗工する手法が提案されているが、コストパフォーマンスに劣ることと、塗工液の乾燥設備が必要なことなどが大きな課題となっていた。また、アモルファスポリオレフィンに粘着付与樹脂とワックスを主成分としてなる防湿性熱可塑性樹脂組成物を塗工した防湿紙も提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。このような方法で得られる防湿紙は、防湿性と離解性に優れる利点がある。しかし、主成分として用いているアモルファスポリオレフィンが非結晶性で柔らかいため、防湿紙にタックが生じやすく、タックを抑えると折り曲げたときに防湿層が割れ易く、各種物性のバランスが取りにくいという問題があった。
【0003】
【特許文献1】特開平9−316252号公報
【特許文献2】特開平11−158330号公報 また、低分子量低密度ポリエチレンに粘着付与剤とワックスを配合し、押出コーティングによって成形する方法(例えば、特許文献3参照)、エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂、非晶性ポリプロピレン系樹脂、粘着性付与剤およびワックスを配合し、押出コーティングする方法(例えば、特許文献4参照)、ポリエチレンおよび/またはポリプロピレン、粘着付与樹脂およびワックスを配合し、押出コーティングする方法(例えば、特許文献5参照)などが提案されているものの、粘着付与樹脂を含んでいるために成形加工性に劣り、また、タックが生じやすいことが大きな問題になっていた。
【0004】
【特許文献3】特開2004−26885公報
【特許文献4】特開2001−164217公報
【特許文献5】特開2002−3660公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、粘着付与樹脂を混合することなく離解性に優れる防湿紙に適し、押出ラミネート加工可能なポリオレフィン系樹脂組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記の目的に対して鋭意検討した結果見出されたものである。すなわち、本発明は、下記(a)〜(d)の要件を満たすポリエチレン系樹脂(A)99.9〜50重量%と下記(e)〜(g)のいずれかの要件を満たすポリオレフィン系ワックス(B)0.1〜50重量%からなることを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物に関するものである。
(a)密度が890kg/m以上980kg/m以下、
(b)炭素数6以上の長鎖分岐数が1,000個の炭素原子当たり0.01個以上3個以下、
(c)190℃で測定した溶融張力(MS190)(mN)と2.16kg荷重のMFR(g/10分、190℃)が、下記式(1)
MS190>22×MFR−0.88 (1)
を満たすと共に、160℃で測定した溶融張力(MS160)(mN)と2.16kg荷重のMFR(g/10分、190℃)が、下記式(2)を満たし、
MS160>110−110×log(MFR) (2)
(d)示差走査型熱量計による昇温測定において得られる吸熱曲線のピークが一つである
(e)ゲル浸透クロマトグラフィにて測定した数平均分子量(M)が100以上10,000以下、
(f)ゲル浸透クロマトグラフィにて測定した重量平均分子量(M)が200以上20,000以下、
(g)粘度法によって測定した粘度平均分子量(M)が200以上20,000以下
以下、本発明について詳細に説明する。
【0007】
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)の密度は、JIS K6922−1(1998)に準拠して密度勾配管法で測定した値として、890kg/m以上980kg/m以下、好ましくは940kg/m以上980kg/m以下、さらに好ましくは951kg/m以上980kg/m以下である。密度が、890kg/m未満では得られる樹脂組成物の粘着性が激しくなる恐れがあり、980kg/mを超えると結晶融解に長時間を要するため成形加工性に劣る恐れがある。特に、本発明の樹脂組成物を易離解性防湿紙に用いる場合には、優れた離解性が得られることからポリエチレン系樹脂(A)の密度を951kg/m以上980kg/m以下とすることが好ましい。
【0008】
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)の直鎖状ポリエチレン換算の数平均分子量(M)は、10,000より大きく1,000,000以下であり、好ましくは20,000以上700,000以下であり、さらに好ましくは25,000以上300,000以下である。Mが10,000以下または1,000,000を超えると成形加工を行うことが著しく困難になる恐れがある。また、本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)の直鎖状ポリエチレン換算の重量平均分子量(M)は、20,000より大きく2,000,000以下であり、好ましくは25,000以上1,000,000以下であり、さらに好ましくは30,000以上600,000以下である。Mが20,000以下または2,000,000を超えると成形加工を行うことが著しく困難になる恐れがある。なお、MおよびMは、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)によって測定される。
【0009】
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)の190℃、2.16kg荷重におけるMFRは、0.01〜300g/10分、好ましくは1〜200g/10分、さらに好ましくは20〜150g/10分である。MFRが0.01g/10分未満または300g/10分を超えると成形加工が困難になる恐れがある。また、本発明の樹脂組成物を易離解性防湿紙に用いる場合には、優れた離解性が得られることから20〜150g/10分であることが好ましい。
【0010】
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)の長鎖分岐数は、1,000個の炭素原子当たり0.01個以上3個以下であり、この範囲内であることにより、押出ラミネート成形などの成形加工を良好に行うことが可能である。なお、長鎖分岐数とは、13C−NMR測定で検出されるヘキシル基以上(炭素数6以上)の分岐の数である。
【0011】
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)の190℃で測定した溶融張力MS190(mN)と2.16kg荷重のMFR(g/10分、190℃)は、下記式(1)
MS190>22×MFR−0.88 (1)
で示される関係にあり、好ましくは下記式(1)’
MS190>30×MFR−0.88 (1)’
で示される関係にあり、さらに好ましくは下記式(1)”
MS190>7+30×MFR−0.88 (1)”
で示される関係にある。(1)式を満たさない場合、成形加工性に劣る恐れがある。
【0012】
また、本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)の160℃で測定した溶融張力MS160(mN)と2.16kg荷重のMFR(g/10分、190℃)は、下記式(2)
MS160>110−110×log(MFR) (2)
で示される関係にあり、好ましくは下記式(2)’
MS160>195−110×log(MFR) (2)’
で示される関係にあり、さらに好ましくは下記式(2)”
MS160>205−110×log(MFR) (2)”
で示される関係にある。(2)式を満たさない場合、成形加工性に劣る恐れがある。
【0013】
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)は、示差走査型熱量計(DSC)による昇温測定において得られる吸熱曲線のピークが一つであることを特徴とし、これによって得られる樹脂組成物は弾性率の温度依存性が小さく、かつ、耐熱性に優れるものとなる。吸熱曲線は、アルミニウム製のパンに5〜10mgのサンプルを挿填し、DSCにて昇温することによって得られる。なお、昇温測定は、予め230℃で3分間放置した後、10℃/分で−10℃まで降温し、その後、10℃/分の昇温速度で150℃まで昇温することにより行われる。
【0014】
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)は、GPC/固有粘度計によって評価した収縮因子(g’値)が0.1以上0.9未満、さらには0.1以上0.7以下であることが、得られる樹脂組成物の成形加工性が優れるために好ましい。本発明における収縮因子(g’値)とは、長鎖分岐の程度を表すパラメータであり、重量平均分子量(M)の3倍の絶対分子量における本ポリエチレン系樹脂の固有粘度と、分岐が全くない高密度ポリエチレン(HDPE)の同じ分子量における固有粘度との比である。また、このg’値とGPC/光散乱計によって評価した収縮因子(g値)との間には、好ましくは式(3)、さらに好ましくは式(3)’で示される関係があり、これによって成形加工性はさらに向上する。なお、g値はMの3倍の絶対分子量における本ポリエチレン系樹脂の慣性半径の二乗平均と、分岐が全くないHDPEの同じ分子量における慣性半径の二乗平均との比である。
【0015】
0.2<log(g’)/log(g)<1.3 (3)
0.5<log(g’)/log(g)<1.0 (3)’
さらに、Mの3倍の絶対分子量におけるg値(g3M)とMの1倍の絶対分子量におけるg値(g)の間には、式(4)、好ましくは式(4)’、さらに好ましくは式(4)”で示される関係があることが、成形加工性の観点から望ましい。
【0016】
0<g3M/g≦1 (4)
0<g3M/g≦0.9 (4)’
0<g3M/g≦0.8 (4)”
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂(A)は、エチレンを重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン重合体、またはエチレンと炭素数3以上のオレフィンを共重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン共重合体であり、
(h)Mが2,000以上であり、
(i)M/Mが2以上5以下である
マクロモノマーの存在下に、エチレンおよび任意に炭素数3以上のオレフィンを重合することによって得られたものであることが望ましい。マクロモノマーとは、末端にビニル基を有するオレフィン重合体であり、好ましくはエチレンを重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン重合体、またはエチレンと炭素数3以上のオレフィンを共重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン共重合体であり、さらに好ましくは任意に用いられる炭素数3以上のオレフィンに由来する分岐以外の分岐のうち、長鎖分岐(すなわち、13C−NMR測定で検出されるヘキシル基以上の分岐)が、主鎖メチレン炭素1,000個当たり0.01個未満である、末端にビニル基を有する直鎖状エチレン重合体または直鎖状エチレン共重合体である。
【0017】
炭素数3以上のオレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテンもしくはビニルシクロアルカン等のα−オレフィン、ノルボルネンもしくはノルボルナジエン等の環状オレフィン、ブタジエンもしくは1,4−ヘキサジエン等のジエンまたはスチレンを例示することができる。また、これらのオレフィンを2種類以上混合して用いることもできる。
【0018】
マクロモノマーとして、末端にビニル基を有するエチレン重合体または末端にビニル基を有するエチレン共重合体を用いる場合、その直鎖状ポリエチレン換算の数平均分子量(M)は、2,000以上であり、好ましくは3,000以上であり、さらに好ましくは5,000以上である。直鎖状ポリエチレン換算の重量平均分子量(M)は、3,000以上であり、好ましくは5,000以上であり、さらに好ましくは10,000より大きい。また、重量平均分子量(M)とMの比(M/M)は、2以上5以下であり、好ましくは2以上4以下であり、さらに好ましくは2以上3.5以下である。下記一般式(5)
Z=[X/(X+Y)]×2 (5)
(ここで、Xはマクロモノマーの主鎖メチレン炭素1,000個当たりのビニル末端数であり、Yはマクロモノマーの主鎖メチレン炭素1,000個当たりの飽和末端数である。)
で表されるビニル末端数と飽和末端数の比(Z)は0.25以上1以下であり、好ましくは0.50以上1以下である。XおよびYは、H−NMR、13C−NMRまたはFT−IR等で求められる。例えば、13C−NMRにおいて、ビニル末端は114ppm、139ppm、飽和末端は32.3ppm、22.9ppm、14.1ppmのピークにより、その存在および量が確認できる。
【0019】
本発明におけるマクロモノマーの製造方法に関して特に限定はないが、マクロモノマーとして末端にビニル基を有するエチレン重合体または末端にビニル基を有するエチレン共重合体を製造する場合は、例えば周期表第3族、第4族、第5族および第6族から選ばれる遷移金属を含有するメタロセン化合物を主成分として含む触媒を用いてエチレンを重合する方法を用いることができる。助触媒としては、有機アルミニウム化合物、プロトン酸塩、ルイス酸塩、金属塩、ルイス酸および粘土鉱物等が挙げられる。
【0020】
本発明に用いられるポリエチレン系樹脂は、例えば周期表第3族、第4族、第5族および第6族から選ばれる遷移金属を含有するメタロセン化合物を主成分として含む触媒を用いて、マクロモノマーの存在下に、エチレンおよび任意に炭素数3以上のオレフィンを重合することによって得られる。また、マクロモノマーの製造と同様に、助触媒を用いることができる。重合温度は、−70〜300℃、好ましくは0〜250℃、さらに好ましくは20〜150℃の範囲である。エチレン分圧は、0.001〜300MPa、好ましくは0.005〜50MPa、さらに好ましくは0.01〜10MPaの範囲である。また、重合系内に分子量調節剤として水素を存在させてもよい。
【0021】
本発明において、マクロモノマーの存在下に、エチレンと炭素数3以上のオレフィンを重合する場合、エチレン/炭素数3以上のオレフィン(モル比)は、1〜200、好ましくは3〜100、さらに好ましくは5〜50の供給割合を用いることができる。
【0022】
本発明に用いるポリオレフィン系ワックス(B)は特に限定はなく、直鎖または分岐ポリエチレンワックス、エチレン・酢酸ビニル共重合体ワックス、ポリプロピレンワックスなどのうち、1種または2種以上を混合して用いられる。
【0023】
本発明に用いるポリオレフィン系ワックス(B)の分子量は、下記(e)〜(g)のいずれかを満たすことを特徴とし、この範囲であることによって得られる樹脂組成物は優れた離解性を示す。
(e)ゲル浸透クロマトグラフィにて測定した数平均分子量(M)が100以上10,000以下、
(f)ゲル浸透クロマトグラフィにて測定した重量平均分子量(M)が200以上20,000以下、
(g)粘度法によって測定した粘度平均分子量(M)が200以上20,000以下。
【0024】
なお、粘度平均分子量の求め方は、例えば下記文献に記載されている。
【0025】
岡村ら著、「高分子化学序論」第2版、p.63、化学同人、1981.
五十野ら著、「高分子の分子量」、p.7、共立出版、1992.
ポリエチレン系樹脂(A)とポリオレフィン系ワックス(B)の混合比率は、(A)/(B)=99.9/0.1〜50/50(重量%)、好ましくは(A)/(B)=90/10〜60/40(重量%)である。ポリエチレン系樹脂(A)の比率が99.9重量%を超えると、樹脂組成物の裁断性が劣り、防湿紙に利用すると離解性に劣る。また、ポリエチレン系樹脂(A)の比率が50重量%より少ないと成形加工が困難になる。
【0026】
ポリエチレン系樹脂(A)とポリオレフィン系ワックス(B)の混合方法は任意であり、溶融混合法、ポリエチレン系樹脂(A)とポリオレフィン系ワックス(B)のペレットを固体状態で混合するドライブレンド法のいずれでもよい。ただし、品質の安定を求める場合には、溶融混合方法が好ましい。溶融混合は、例えばバンバリーミキサーなどのインターナルミキサー、加圧ニーダー、ロール混練機などのバッチ式混合機、単軸/二軸押出機などの連続式混合機によって行われる。混合温度は、ポリエチレン系樹脂(A)の融点以上であれば特に限定を受けないが、熱劣化を抑制し、安定した品質の樹脂組成物を得るためには150℃以上250℃以下で行うことが望ましい。
【0027】
本発明の樹脂組成物は、190℃、2.16kg荷重のMFRが0.01g/10分以上300g/10分以下、好ましくは1g/10分以上200g/10分以下、さらに好ましくは30g/10分以上180g/10分以下である。MFRが0.01g/10分未満または300g/10分を超えると成形加工性に劣る。また、本発明の樹脂組成物を易離解性防湿紙へ用いる場合には、30g/10分以上180g/10分以下であることが好ましい。MFRが30g/10分未満であると離解性に劣り、180g/10分を超えると押出ラミネート加工が困難になる恐れがある。
【0028】
本発明の樹脂組成物を易離解性防湿紙へ用いる場合には、JIS K6922−2にて測定した引張破断伸びが10%以下であることが好ましい。10%を超えると離解性に劣る。なお、引張試験片は、厚み1mmの圧縮試験片を打ち抜き刃で打ち抜いて得られ、23℃で測定された値とする。
【0029】
本発明の樹脂組成物には、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、防曇剤、抗ブロッキング剤、スリップ剤、滑剤、核剤、顔料、カーボンブラック、タルク、ガラス粉、ガラス繊維等の無機充填剤または補強剤、有機充填剤または補強剤、難燃剤、中性子遮蔽剤等の公知の添加剤を配合することができる。また、他の熱可塑性樹脂と混合して用いることもできる。これらの例として、HDPE、直鎖状低密度ポリエチレン(L−LDPE)、LDPE、ポリプロピレン系樹脂、ポリ−1−ブテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリスチレン、これらの無水マレイン酸グラフト物等を例示することができる。
【0030】
本発明の樹脂組成物は、射出、圧縮、押出、フィルム、押出ラミネート、ブロー、カレンダー、トランスファー、シート、紡糸、発泡などさまざまな成形方法によって賦形される。また、ドライラミネート法、熱成形法やヒートシールなどによって二次加工を行うことが可能である。特に、押出ラミネート成形性に優れることから、各種基材にラミネートすることが可能である。押出ラミネート成形を行う場合には、シングルラミネート、タンデムラミネート、共押出ラミネート、サンドイッチラミネートのいずれでもよく、特に制限を受けない。また、押出ラミネート加工を行う際、基材と本発明の樹脂組成物との接着性を向上させるため、250〜350℃の温度でダイより押出すことが好ましい。また、本発明の樹脂組成物を押出ラミネート成形する際には、溶融フィルムの少なくとも基材と接する面は、空気もしくはオゾンガスにより酸化されていることが基材接着性向上の観点から好ましい。空気による酸化反応を進行させる場合、270℃以上の温度でダイより押出すことが好ましく、また、オゾンガスによる酸化反応を進行させる場合は、250℃以上で押出すことが好ましい。なお、オゾンガスの処理量としては、ダイより押出されたフィルム1m当たり0.5mg以上であることが好ましい。また、基材との接着性を高めるため、基材の接着面に対してアンカーコート剤処理、コロナ放電処理、フレーム処理、プラズマ処理などの公知の表面処理を施してもよい。基材としては、合成高分子重合体フィルムおよびシート、織布、不織布、金属箔、紙類、セロファン等が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸などのポリエステル系樹脂、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12などのポリアミド系樹脂、HDPE、L−LDPE、LDPE、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アイオノマー等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロース系樹脂など合成高分子重合体からなるフィルムおよびシート等が挙げられる。さらに、これらの高分子重合体フィルムおよびシートは、さらにアルミ蒸着、アルミナ蒸着、二酸化珪素蒸着、アクリル処理されたものでもよい。また、これらの高分子重合体フィルムおよびシートは、さらにウレタン系インキ等を用いて印刷されたものでもよい。金属箔としては、アルミ箔、銅箔などが例示でき、また、紙類としてはクラフト紙、上質紙、伸張紙、グラシン紙、カップ原紙や印画紙原紙等の板紙などが挙げられる。特に、易離解性防湿紙を得るためには、クラフト紙に押出ラミネートすることが好ましく、また、クラフト紙の表面にはコロナ放電処理を行うことが好ましい。易離解性防湿紙では、本発明の樹脂組成物を厚み1μm以上100μm以下、好ましくは3μm以上30μm以下、さらに好ましくは5μm以上20μm以下でコーティングする。1μm未満では防湿性が損なわれる恐れがあり、100μmを超えると離解性に劣る可能性がある。
【0031】
本発明の樹脂組成物は、スナック菓子、インスタントラーメン等の乾燥食品、スープ、味噌、漬物、ソース、飲料等の水物飲食品包装、薬、輸液バッグ等の医薬用製品、シャンプー、化粧品、おむつのバックシートなどのトイレタリー用品、印画紙支持体、紙製カップおよび蓋、離型紙および離型テープ、易解離性フィルム、紙製セミレトルトパックなど広範囲にわたりフィルム、容器、テープ、支持体として用いることができる。特に、易離解性防湿紙に好んで用いられる。
【発明の効果】
【0032】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、防湿性に優れながら、優れた離解性を示すことから、易離解性防湿紙に好んで用いられる。
【実施例】
【0033】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0034】
変性ヘクトライトの調製、マクロモノマー製造用触媒の調製、マクロモノマーの製造、ポリエチレンの製造および溶媒精製は、全て不活性ガス雰囲気下で行った。変性ヘクトライトの調製、マクロモノマー製造用触媒の調製、マクロモノマーの製造、ポリエチレンの製造に用いた溶媒等は、全て予め公知の方法で精製、乾燥、脱酸素を行ったものを用いた。ジメチルシランジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドは公知の方法により合成、同定したものを用いた。トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)、メチルアルモキサンのトルエン溶液(商品名:PMAO;Al:2.4mol/L)およびトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.848M)は東ソー・ファインケム(株)製を用いた。
【0035】
さらに、実施例および比較例におけるポリエチレン系樹脂の諸物性は、以下に示す方法により測定した。
【0036】
〜分子量および分子量分布〜
重量平均分子量(M)および数平均分子量(M)は、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)によって測定した。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC−8121GPC/HTを用い、カラムとしては東ソー(株)製 TSKgel GMHhr−H(20)HTを用い、カラム温度を140℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mLの濃度で調製し、0.3mL注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリスチレン試料を用いて校正されている。なお、MおよびMは直鎖状ポリエチレン換算の値として求めた。
【0037】
〜収縮因子(g’値)〜
収縮因子(g’値)は、GPCによって分別したポリエチレン系樹脂の[η]を測定する手法で求めたMの3倍の絶対分子量における[η]を、分岐が全くないHDPEの同一分子量における[η]で除した値である。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC−8121GPC/HTを用い、カラムとしては東ソー(株)製 TSKgel GMHhr−H(20)HTを用い、カラム温度を145℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は2.0mg/mLの濃度で調製し、0.3mL注入して測定した。粘度計は、Viscotek社製 キャピラリー差圧粘度計210R+を用いた。
【0038】
〜収縮因子(g値)〜
収縮因子(g値)は、GPCによって分別したポリエチレン系樹脂を、光散乱によって慣性半径を測定する手法で求めた。本発明に用いるポリエチレン系樹脂のMの3倍の絶対分子量における慣性半径の二乗平均を、分岐が全くないHDPEの同一分子量における慣性半径の二乗平均で除した値である。光散乱検出器としては、Wyatt Technology社製 多角度光散乱検出器DAWV EOSを用い、690nmの波長で、29.5°、33.3°、39.0°、44.8°、50.7°、57.5°、64.4°、72.3°、81.1°、90.0°、98.9°、107.7°、116.6°、125.4°、133.2°、140.0°、145.8°の検出角度で測定した。
【0039】
〜Z値〜
ビニル末端、飽和末端などのマクロモノマーの末端構造は、日本電子(株)製 JNM−ECA400型核磁気共鳴装置を用いて、13C−NMRによって測定した。溶媒はテトラクロロエタン−dである。ビニル末端数は、主鎖メチレン炭素(化学シフト:30ppm)1,000個当たりの個数として114ppm、139ppmのピークの平均値から求めた。また、飽和末端数は、同様に32.3ppm、22.9ppm、14.1ppmのピークの平均値から求めた。このビニル末端数(X)と飽和末端数(Y)から、Z=[X/(X+Y)]×2を求めた。
【0040】
〜密度〜
密度は、JIS K6922−1(1998)に準拠して密度勾配管法で測定した。
【0041】
〜MFR〜
MFRは、JIS K6922−1(1998)に準拠して190℃、2.16kg荷重で測定した。
【0042】
〜長鎖分岐数〜
ポリエチレン系樹脂の長鎖分岐数は、日本電子(株)製 JNM−GSX270型核磁気共鳴装置を用いて、13C−NMRによって測定した。
【0043】
〜溶融張力〜
ポリエチレン系樹脂の溶融張力(MS)は、バレル直径9.55mmの毛管粘度計(東洋精機製作所、商品名:キャピログラフ)に、長さ(L)が8mm、直径(D)が2.095mm、流入角が90°のダイを装着し測定した。MSは、温度を160℃または190℃に設定し、ピストン降下速度を10mm/分、延伸比を47に設定し、引き取りに必要な荷重(mN)をMSとした。
【0044】
〜吸熱ピークの数〜
DSC(パーキンエルマー社製、商品名:DSC−7)を用いて測定を行なった。5〜10mgのポリエチレン系樹脂をアルミニウムパンに挿填し、DSCに設置した後、80℃/分の昇温速度で230℃まで昇温し、230℃で3分間放置する。その後、10℃/分の降温速度で−10℃まで冷却し、再度10℃/分の昇温速度で−10℃から150℃まで昇温する手順で昇温/降温操作を行い、2回目の昇温時に観測される吸熱曲線のピーク数を評価した。
【0045】
〜離解性試験〜
家庭用ジューサーミキサー(テスコム ジューサーミキサー TM−3−A)に水0.4Lを注ぎ、その中に10cm×10cmの積層体を入れた。静置状態で60分間放置した後、ジューサーミキサーのスイッチを入れて3分間攪拌を行った。攪拌後、積層体を取り出し、目視観察を実施した。
【0046】
〜引張試験〜
JIS K6922−2に従い、引張試験を実施し、破断伸びを測定した。試験片は圧縮成形によって作成した。圧縮成形の加熱温度は200℃、加熱時間は3分間、圧力は10MPaとし、冷却温度は30℃とした。
【0047】
実施例1
[変性ヘクトライトの調製]
水60mLにエタノール60mLと37%濃塩酸2.0mLを加えた後、得られた溶液にN,N−ジメチルオクタデシルアミン 6.55g(0.022mol)を添加し、60℃に加熱することによって、N,N−ジメチルオクタデシルアミン塩酸塩溶液を調製した。この溶液にヘクトライト20gを加えた。この懸濁液を60℃で3時間撹拌し、上澄液を除去した後、60℃の水1Lで洗浄した。その後、60℃、10−3torrで24時間乾燥し、ジェットミルで粉砕することによって、平均粒径5.2μmの変性ヘクトライトを得た。元素分析の結果、変性ヘクトライト1g当たりのイオン量は0.85mmolであった。
【0048】
[マクロモノマー製造用触媒の調製]
上記変性ヘクトライト8.0gをヘキサン29mLに懸濁させ、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)46mLを添加し、室温で1時間攪拌することにより、変性ヘクトライトとトリイソブチルアルミニウムの接触生成物を得た。一方、ジメチルシランジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド14.0mg(40μmol)をトルエンに溶解させたものを添加し、室温で一晩攪拌することにより、触媒スラリー(100g/L)を得た。
【0049】
[マクロモノマーの製造]
10Lオートクレーブに、ヘキサン6,000mLとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714mol/L)5mLを導入し、オートクレーブの内温を90℃に昇温した。このオートクレーブに、前記[マクロモノマー製造用触媒の調製]で調製した触媒スラリー25mLを添加し、エチレンを分圧が1.2MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、分圧が1.2MPaに保たれるようにエチレンを連続的に導入した。また、重合温度を90℃に制御した。重合開始16分後に、内温を50℃まで降温してオートクレーブの内圧を0.1MPaまで脱圧した後、オートクレーブに窒素を0.6MPaになるまで導入して脱圧した。この操作を5回繰り返した。このオートクレーブから抜き出したマクロモノマーのMは9,600、M/Mは2.30であり、13C−NMRによりマクロモノマーの末端構造を解析したところ、ビニル末端数と飽和末端数の比(Z)はZ=0.57であった。また、13C−NMRにおいてメチル分岐が1,000炭素原子当たり0.52個、エチル分岐が1,000炭素原子当たり1.22個検出された。さらに、13C−NMRにおいて長鎖分岐は検出されなかった。
【0050】
[ポリエチレンの製造]
上記で製造したマクロモノマーが含まれる10Lオートクレーブに、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714mol/L)5mLとジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド 100μmolを導入し、オートクレーブの内温を85℃に昇温した。エチレンを分圧が0.1MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、分圧が0.1MPaに保たれるようにエチレンを連続的に導入した。また、重合温度を85℃に制御した。重合開始75分後に、オートクレーブの内圧を脱圧した後、内容物を吸引ろ過した。乾燥後、805gのポリマーが得られた。得られたポリエチレンのMFRは53g/10分、密度は972kg/m、Mは4.1×10、M/Mは3.7、長鎖分岐数は0.03個/1,000炭素であった。その他の物性を表1〜3に示す。
【0051】
得られたポリエチレンと市販のポリエチレンワックス(三井化学(株)製、ハイワックス410P、粘度平均分子量4,000)を85:15(ポリエチレン:ワックス、重量%)の比率でドライブレンドを行い、これをプラコー社製50mm単軸押出機にて溶融混合した。バレルの温度はC1/100℃、C2/150℃、C3/180℃、C4/180℃、ダイヘッド/180℃とした。得られた混合物を用いて圧縮成形を実施し、試験片を作成した後、引張試験を実施した。また、これとは別に、190℃におけるMFRを測定した。さらに、ダイ開口長300mmのTダイを備えた25mm単軸押出機にて押出ラミネート成形を実施した。樹脂温度は320℃、基材はクラフト紙、基材送り速度は100m/分、エアギャップは80mmとした。なお、基材表面はインラインで50W・分/mの条件でコロナ処理を行った。得られた積層体を用いて離解性試験を実施した。
【0052】
実施例2
実施例1で用いたポリエチレンワックスの代わりにエチレン・酢酸ビニル共重合体ワックス(東ソー(株)製、超低分子量ウルトラセン7A55A、数平均分子量2,500)を用いた以外は同じ方法で目的の組成物を得て、各種試験を実施した。
【0053】
比較例1
実施例1で用いたポリエチレンの代わりに市販の高密度ポリエチレン(ニポロンハード#2000、東ソー(株)製、MFR=15g/10分、密度960kg/m)を用いて同様の方法で混合物を得て、溶融張力、MFR、引張試験を実施した。また、押出ラミネート成形を試みたが、溶融膜が安定せず、積層体を得ることができなかった。
【0054】
比較例2
市販の高密度ポリエチレン(ニポロンハード#2500、東ソー(株)製、MFR=8g/10分、密度961kg/m)50重量%と低密度ポリエチレン(ペトロセン203、東ソー(株)製、MFR=8g/10分、密度919kg/m)50重量%を混合し、実施例1で用いたポリエチレンの代わりに用いる以外は実施例1と同様の方法で混合物を得て、各種試験を実施した。結果を表4に示すが、離解性に乏しいことがわかる。
【0055】
比較例3
市販の低密度ポリエチレン(ペトロセン203、東ソー(株)製、MFR=8g/10分、密度919kg/m)を実施例1で用いたポリエチレンの代わりに用いる以外は実施例1と同様の方法で混合物を得て、各種試験を実施した。結果を表4に示すが、離解性に乏しいことがわかる。
【0056】
比較例4
市販のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン(アフィニティPT1450、ダウケミカル社製、MFR=7.5g/10分、密度902kg/m)を実施例1で用いたポリエチレンの代わりに用いる以外は実施例1と同様の方法で混合物を得て、各種試験を実施した。結果を表4に示すが、離解性に乏しいことがわかる。
【0057】
比較例5
実施例1においてワックスを混合しない以外は同じ方法で各種試験を実施した。結果を表4に示すが、離解性に乏しいことがわかる。
【0058】
比較例6
実施例1においてポリエチレンを混合せずに成形加工を実施しようとしたが、製膜することが不可能であった。
【0059】
比較例7
実施例2においてポリエチレンを混合せずに成形加工を実施しようとしたが、製膜することが不可能であった。
【0060】
【表1】

【0061】
【表2】

【0062】
【表3】

【0063】
【表4】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記(a)〜(d)の要件を満たすポリエチレン系樹脂(A)99.9〜50重量%と下記(e)〜(g)のいずれかの要件を満たすポリオレフィン系ワックス(B)0.1〜50重量%からなることを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物。
(a)密度が890kg/m以上980kg/m以下、
(b)炭素数6以上の長鎖分岐数が1,000個の炭素原子当たり0.01個以上3個以下、
(c)190℃で測定した溶融張力(MS190)(mN)と2.16kg荷重のMFR(g/10分、190℃)が、下記式(1)
MS190>22×MFR−0.88 (1)
を満たすと共に、160℃で測定した溶融張力(MS160)(mN)と2.16kg荷重のMFR(g/10分、190℃)が、下記式(2)を満たし、
MS160>110−110×log(MFR) (2)
(d)示差走査型熱量計による昇温測定において得られる吸熱曲線のピークが一つである
(e)ゲル浸透クロマトグラフィにて測定した数平均分子量(M)が100以上10,000以下、
(f)ゲル浸透クロマトグラフィにて測定した重量平均分子量(M)が200以上20,000以下、
(g)粘度法によって測定した粘度平均分子量(M)が200以上20,000以下
【請求項2】
エチレンを重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン重合体、またはエチレンと炭素数3以上のオレフィンを共重合することによって得られる末端にビニル基を有するエチレン共重合体であり、
(h)Mが2,000以上であり、
(i)M/Mが2以上5以下である
マクロモノマーの存在下に、エチレンおよび任意に炭素数3以上のオレフィンを重合することにより得られるポリエチレン系樹脂(A)を用いることを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項3】
下記(j)および(k)の要件を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
(j)190℃、2.16kg荷重のMFRが30g/10分以上180g/10分以下、
(k)JIS K6922−2にて測定した引張破断伸びが10%以下
【請求項4】
基材に紙を用い、請求項1〜3に記載のポリオレフィン系樹脂組成物を押出ラミネートして得られる易離解性防湿紙。

【公開番号】特開2006−83284(P2006−83284A)
【公開日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−269230(P2004−269230)
【出願日】平成16年9月16日(2004.9.16)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【Fターム(参考)】