説明

積層体

【課題】 耐熱性、剛性、ガスバリア性、易離解性に優れ、押出ラミネート加工が可能なポリエチレン系樹脂積層体を提供する。
【解決手段】 下記(A)〜(D)の要件を満たすポリエチレン系樹脂層を積層体の少なくとも一層とする。
(A)密度が0.890g/cm以上0.980g/cm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

【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層を少なくとも一層有する積層体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
押出ラミネート加工によって得られる積層体のうち、ポリエチレン系樹脂を少なくとも一層とする積層体は、クラフト包装、軟包装、印画紙支持体、テープ、各種容器など幅広い用途分野で用いられている。従来までこれらの積層体に用いられるポリエチレン系樹脂は、その優れた成形加工性から分岐状低密度ポリエチレン(LDPE)が主であった。しかしながら、LDPEの密度は一般的に0.918〜0.925g/cmであり、密度と共に変化する物性、例えば、耐熱性、剛性、ガスバリア性などを変えることは困難であり、使用に際して制限を生じていた。一方、直鎖状低密度ポリエチレン(L−LDPE)や直鎖状高密度ポリエチレン(HDPE)などの直鎖状ポリエチレンは、その短鎖分岐数に応じて密度を幅広く変化させることが可能であるが、成形加工性に劣るため押出ラミネート加工による積層体を得ることが困難であった。そこで、直鎖状ポリエチレンとLDPEの混合物を押出ラミネート加工し、積層体を得る方法がしばしば用いられている(例えば、特許文献1〜4参照)。しかしながら、ポリエチレン系樹脂の混合工程が必要であるために積層体のコストパフォーマンスが劣ること、ポリエチレン系樹脂の混合工程で熱劣化を生じ積層体に臭気が発生しやすいこと、さらには、ポリエチレン系樹脂の混合不良により積層体の表面外観が劣ることなど、品質の安定性に問題を生じることが多かった。また特に、積層体に、耐熱性、剛性、ガスバリア性、易離解性が求められる場合、密度の高いポリエチレン、すなわちHDPEの使用が望まれるが、成形加工性を高めるためにLDPEを混合せねばならないため、HDPE単独に比べ密度が低く、その結果、優れた耐熱性、剛性、ガスバリア、易離解性を示す積層体を得ることは困難であった。なお、易離解性とは、紙を一層とする積層体がパルパー中にて細かく砕ける性質を指し、近年、紙のリサイクルの観点から、ポリエチレンなどの樹脂をコーティングした防湿紙にも強く求められている性質である。
【0003】
【特許文献1】特開平6−65443号公報
【特許文献2】特開平6−322189号公報
【特許文献3】特開平7−92610号公報
【特許文献4】特開2000−73018公報 また、エチレンの重合触媒を変更することで、L−LDPEやHDPEに長鎖分岐を導入し、成形加工性を高める技術が報告されているが、これらの技術を用いて得られたポリエチレン系樹脂の溶融張力は未だ不足しており、LDPEの混合を行なう必要があった(例えば、特許文献5、非特許文献1参照)。そのため、結果として得られる積層体は、前述の問題を解決することができなかった。
【0004】
【特許文献5】米国特許第5,272,236号明細書
【非特許文献1】J.P.Hogan,et al.,SPE J.,vol.23,p.87(1967).
【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、LDPEを混合することなく、押出ラミネート加工が可能なポリエチレン系樹脂層を少なくとも一層として有する積層体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、押出ラミネート成形が可能な下記(A)〜(D)の要件を満たすポリエチレン系樹脂層を少なくとも一層有することを特徴とする積層体に関するものである。
(A)密度が0.890g/cm以上0.980g/cm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
以下、本発明について詳細に説明する。
【0007】
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂の密度は、JIS K6760(1995)に準拠して密度勾配管法で測定した値として、0.890g/cm以上0.980g/cm以下である。0.890g/cm未満では得られる積層体の耐熱性が著しく劣る恐れがあり、0.980g/cmを超えると積層体のカールが顕著になる恐れがある。また、本発明の積層体を、耐熱容器、ガスバリア性容器、離型テープおよび離型紙、印画紙支持体、易離解性防湿紙などのように、耐熱性、耐水蒸気透過性、剛性を必要とする用途に用いる場合には、ポリエチレン系樹脂の密度を0.950g/cm以上0.980g/cm以下とすることが望ましい。
【0008】
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂の直鎖状ポリエチレン換算の重量平均分子量(M)は、10,000以上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未満または1,000,000を越えると押出ラミネート成形を行うことが著しく困難になるため、積層体を得られない恐れがある。
【0009】
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂の190℃、2.16kg荷重におけるMFRは、0.1〜200g/10分、好ましくは1〜150g/10分、さらに好ましくは5.5〜120g/10分である。0.1g/10分未満または200g/10分を超えると押出ラミネート成形を行うことが著しく困難になるため、積層体を得られない恐れがある。また、積層体が易離解性防湿紙として用いられる場合には、離解性が向上することから30g/10分以上120g/10分以下であることが好ましい。
【0010】
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂の長鎖分岐数は、1,000個の炭素原子当たり0.01個以上3個以下である。0.01個未満では押出ラミネート成形を行うことが著しく困難になるため、積層体を得られない恐れがある。また、3個を超えるとエチレン系樹脂層が力学的性質に劣る積層体となる恐れがある。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】
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂の190℃で測定した溶融張力MS190(mN)と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>5+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、押出ラミネート成形を行うことが著しく困難になるため、積層体を得られない恐れがある。
【0012】
また、本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂の160℃で測定した溶融張力MS160(mN)と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>130−110×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>150−110×log(MFR) (2)”
で示される関係にある。(2)式を満たさない場合、押出ラミネート成形を行うことが著しく困難になるため、積層体を得られない恐れがある。
【0013】
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂は、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積層体は弾性率の温度依存性が小さく、かつ、耐熱性に優れる。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】
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(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以下であることが好ましく、これによってポリエチレン系樹脂を押出ラミネート加工する際のネックインが小さくなるため、得られる積層体の歩留まりが低減する。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エチレン系樹脂の固有粘度と、分岐が全くない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、これによって積層体の歩留まりはさらに低減する。なお、g値はMの3倍の絶対分子量における本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、積層体の歩留まり低減のために望ましい。
【0016】
0<g3M/g≦1 (4)
0<g3M/g≦0.9 (4)’
0<g3M/g≦0.8 (4)”
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂は、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、
(D)Mが2,000以上であり、
(E)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、メチル分岐、エチル分岐、プロピル分岐、ブチル分岐、ペンチル分岐等の短鎖分岐が、主鎖メチレン炭素1,000個当たり0.01個未満であると共に、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5,000以上であり、さらに好ましくは10,000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、4,000以上であり、好ましくは10,000以上であり、さらに好ましくは15,000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。IRによって測定した1,000個の炭素原子当たりの末端ビニル量をM当たりに換算して求めた、マクロモノマー1mol当たりの末端ビニル量は、0.1mol以上1mol以下であり、好ましくは0.5mol以上1mol以下であり、さらに好ましくは0.8mol以上1mol以下である。
【0019】
本発明の積層体を構成する少なくとも一層として用いられるポリエチレン系樹脂には、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、タッキファイヤー、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、粘着付与樹脂、ワックス、HDPE、L−LDPE、LDPE、ポリプロピレン、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、または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。
【0020】
本発明の積層体は、少なくとも一層を形成するポリエチレン系樹脂を押出ラミネート成形法により各種基材にラミネートおよび/またはコーティングすることで得られる。押出ラミネート成形法は、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、基材とポリエチレン系樹脂層との接着性が良好な積層体を得るため、250〜350℃の温度でダイより押出すことが好ましい。また、ポリエチレン系樹脂の溶融フィルムが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てもよい。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、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の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、伸張紙、上質紙、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。
【0021】
本発明の積層体は、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品包装、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、紙製容器および蓋、紙皿、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、密度が0.950g/cm以上0.980g/cm以下のポリエチレン系樹脂を押出ラミネート加工して得られた積層体は、耐熱容器、ガスバリア性容器、離型紙および離型テープ、印画紙支持体、易離解性防湿紙に好んで用いられる。また、MFRが30〜120g/10分、密度が0.950g/cm以上0.980g/cm以下のポリエチレン系樹脂を用いて得られる積層体は、易離解性防湿紙に好んで用いられる。
【発明の効果】
【0022】
本発明の積層体は、用いるポリエチレン系樹脂の密度を変更するだけで、耐熱性、ガスバリア性、剛性を任意に変更することが可能であり、かつ、二種以上のポリエチレン系樹脂を混合することなく押出ラミネート加工によって製造できるため、コストパフォーマンスおよび品質の安定性に優れたものとなる。
【実施例】
【0023】
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。
【0024】
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。ジルコノセンジクロリドは和光純薬工業(株)製を用いた。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。
【0025】
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。
【0026】
〜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・パーミエーション・クロマトグラフィー(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。
【0027】
〜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。
【0028】
〜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。本発明の積層体を構成するポリエチレン系樹脂層に用いるポリエチレンの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。
【0029】
〜密度〜
密度は、JIS K6760(1995)に準拠して密度勾配管法で測定した。
【0030】
〜MFR〜
MFRは、JIS K6760(1995)に準拠して190℃、2.16kg荷重で測定した。
【0031】
〜長鎖分岐数〜
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。
【0032】
〜溶融張力(MS)〜
溶融張力(MS)の測定に用いたポリエチレンは、予め耐熱安定剤としてイルガノックス1010TM(チバスペシャリティケミカルズ社製)1,500ppm、イルガフォス168TM(チバスペシャリティケミカルズ社製)1,500ppmを添加したものを、インターナルミキサー(東洋精機製作所製、商品名:ラボプラストミル)を用いて、窒素気流下、190℃、回転数30rpmで3分間混練した。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。
【0033】
〜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のサンプル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℃まで昇温するの手順で昇温/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。
【0034】
〜耐熱ピンホール〜
積層体を135℃に設定した小型オーブン(Werner Mathis AG社製)中へ30秒間放置した後、取り出した。熱処理した積層体にメチレンブルー液を塗布し、これをふき取った後の状態を目視にて観察し、発生したピンホール数を数えた。
【0035】
〜易離解性〜
積層体をアルカリ水溶液に1昼夜浸し、紙を取り除いた後、MD方向に引張試験を行った。引張試験機として島津製作所(株)製、商品名オートグラフDCS500を用いた。サンプル巾は15mm、引張速度は50mm/分とし、破断伸びを測定した。破断伸びが小さいほど、一般的に離解性に優れる。
【0036】
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−メチルジオレイルアミン 11.7g(0.022mol)を添加し、60℃に加熱することによって、N−メチルジオレイ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。
【0037】
[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。
【0038】
[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)12mLを導入し、オートクレーブの内温を85℃に昇温した。このオートクレーブに、上記触媒スラリー3mL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85℃に制御した。重合開始53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10,950、M/Mは2.61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。
【0039】
[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)12mLと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 60μmol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/水素混合ガス(水素28,500ppm)を分圧が0.2MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、分圧が0.2MPaに保たれるようにエチレン/水素混合ガス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95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、978gのポリマーが得られた。得られたポリエチレンのMFRは13.6g/10分、密度は0.960g/cm、Mは6.7×10、M/Mは5.2、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。
【0040】
得られたポリエチレンを25mm小型単軸ラミネーター(プラコー社製)を用いて、樹脂温度320℃、厚み20μmで押出ラミネート成形を行った。基材はクラフト紙および上質紙とした。ライン速度は20m/分、エアーギャップは80mmとした。また、上質紙の場合には、コーティングした紙の裏面にも同様の方法でポリエチレンをコートした。裏面のポリエチレンの厚みは50μmとした。
【0041】
得られた上質紙の積層体を用いて耐熱ピンホール性を測定した。これとは別にクラフト紙の積層体を用いて離解性を評価した。結果を表4に示すが、発生ピンホールの数は少ないことから耐熱性に優れ、また、引張破断伸びが小さいことから易離解性に優れることがわかる。
【0042】
実施例2
[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−ジメチルベヘニルアミン 7.78g(0.022mol)を添加し、60℃に加熱することにより、N,N−ジメチルベヘニ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り、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。
【0043】
[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、ジフェニ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18.9mg(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って、触媒スラリー(100g/L)を得た。
【0044】
[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)5.0mLを導入し、オートクレーブの内温を85℃に昇温した。このオートクレーブに、上記触媒スラリー0.88mL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85℃に制御した。重合開始90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14,400、M/Mは3.02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=0.65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0.41個、エチル分岐が1,000炭素原子当たり0.96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。
【0045】
[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)1.4mLと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 7μmolを導入し、オートクレーブの内温を90℃に昇温した。エチレン/水素混合ガス(水素3,600ppm)を分圧が0.3MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、分圧が0.3MPaに保たれるようにエチレン/水素混合ガス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40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、650gのポリマーが得られた。得られたポリエチレンのMFRは14.8g/10分、密度は0.958g/cm、Mは7.7×10、M/Mは6.2、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。
【0046】
得られたポリエチレンを用いて実施例1と同じ方法で積層体を得、耐熱ピンホール性および引張破断伸びを測定した。結果を表4に示すが、発生ピンホールの数は少ないことから耐熱性に優れ、また、引張破断伸びが小さいことから易離解性に優れることがわかる。
【0047】
実施例3
[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、実施例1[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。
【0048】
[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−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド 50μmol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180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52.5g/10分、密度は0.972g/cm、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。
【0049】
得られたポリエチレンを用いて実施例1と同じ方法で積層体を得、耐熱ピンホール性および引張破断伸びを測定した。結果を表4に示すが、発生ピンホールの数は少ないことから耐熱性に優れ、また、引張破断伸びが小さいことから易離解性に優れることがわかる。
【0050】
比較例1
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0.960g/cm)を用い、同様の方法で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。
【0051】
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0.961g/cm)に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0.919g/cm)を50重量%混合し、実施例1と同様の方法で押出ラミネート成形を行った。混合物の密度は、0.940g/cmである。得られた積層体を用いて耐熱ピンホール性、引張破断伸びを測定した。結果を表4に示すが、発生ピンホールの数が多いことから耐熱性に劣り、また、引張破断伸びが大きいことから易離解性に乏しいことがわかる。
【0052】
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0.919g/cm)を用いて、実施例1と同様の方法で押出ラミネート成形を行った。得られた積層体を用いて耐熱ピンホール性、引張破断伸びを測定した。結果を表4に示すが、発生ピンホールの数が多いことから耐熱性に劣り、また、引張破断伸びが大きいことから易離解性に乏しいことがわかる。
【0053】
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0.902g/cm)を用いて、実施例1と同様の方法で押出ラミネート成形を行った。得られた積層体を用いて耐熱ピンホール性、引張破断伸びを測定した。結果を表4に示すが、発生ピンホールの数が多いことから耐熱性に劣り、また、引張破断伸びが大きいことから易離解性に乏しいことがわかる。
【0054】
【表1】

【0055】
【表2】

【0056】
【表3】

【0057】
【表4】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
押出ラミネート成形が可能な下記(A)〜(D)の要件を満たすポリエチレン系樹脂層を少なくとも一層有することを特徴とする積層体。
(A)密度が0.890g/cm以上0.980g/cm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
【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、
(E)Mが2,000以上であり、
(F)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請求項1に記載のポリエチレン系樹脂を用いることを特徴とする積層体。
【請求項3】
(A)’密度が0.950g/cm以上0.980g/cm以下
であるポリエチレン系樹脂層を少なくとも一層有することを特徴とする請求項1または2に記載の積層体。
【請求項4】
(G)190℃、2.16kg荷重でのMFR(g/10分)が30以上120以下
であるポリエチレン系樹脂層を少なくとも一層有することを特徴とする請求項1〜3に記載の積層体。
【請求項5】
請求項1〜4に記載の積層体を用いてなる耐熱容器、ガスバリア性容器、離型紙および離型テープ、印画紙支持体、または易離解性防湿紙。

【公開番号】特開2006−43911(P2006−43911A)
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−224373(P2004−224373)
【出願日】平成16年7月30日(2004.7.30)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【Fターム(参考)】