(57)【要約】【課題】プラスチックシートについて、無機物質を充填させて石油系資源を節減すると同時に石油系素材のみのシートと同程度もしくはそれ以上の物性をもつシート及び包装容器を提供する。【解決手段】本発明のシートは、熱可塑性樹脂と、無機物質粒子とを８５：１５〜２０：８０の比率で含み、さらに、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物によって構成され、シートの弾性率が１，０００ＭＰａ以上である。親水性基を有するポリオレフィン系樹脂は、カルボン酸又は無水カルボン酸のセグメントを有する酸変性ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートであって、
熱可塑性樹脂と、無機物質粒子とを８５：１５〜２０：８０の比率で含み、さらに、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物によって構成され、シートの弾性率が１，０００ＭＰａ以上であるシート。
【請求項２】
包装用である、請求項１に記載のシート。
【請求項３】
段ボールに用いられる、請求項１又は２に記載のシート。
【請求項４】
前記ポリオレフィン系樹脂がカルボン酸又は無水カルボン酸のセグメントを有する酸変性ポリオレフィン系樹脂である、請求項１から３のいずれかに記載のシート。
【請求項５】
酸変性ポリオレフィン系ポリオレフィンが酸変性ポリプロピレンである、請求項４に記載のシート。
【請求項６】
前記樹脂組成物が、前記ポリオレフィン系樹脂を前記樹脂組成物の全体の質量に対して０．２〜１０％含有する、請求項１から５のいずれかに記載のシート。
【請求項７】
前記無機物質粒子が炭酸カルシウム粒子を含む、請求項１から６のいずれかに記載のシート。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のシートにより形成された包装容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート及び包装容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック製のシートからなる包装容器は、耐水性に優れる等利点が多いことから、紙製の包装容器に代わる材料として使用される。しかし、環境の観点からは、石油系資源の利用はできる限り抑える必要がある。
【０００３】
プラスチック製の包装容器に関連して、鉱物質粉末を充填した段ボール用プラスチックで、特許文献１に次のような記載がある。すなわち、段ボール用プラスチック材料に鉄の酸化物又は水酸化物の粉末を添加することが記され、さらにカルシウムの化合物の粉末を１〜３０重量％添加してもよいと記載されて、これらの方法は焼却時に、燃焼性の改善とダイオキシンの生成量の低減をもたらすとされている。
【０００４】
また、例えば特許文献２に記載されているように、鉱物質粉末を充填して、製品の機能を強化する技術も次々と開発されており、当然ながらこれらは同時に石油系資源の低減を目的にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９６５７１号公報
【特許文献２】特開２０００−８６７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、包装用として使用する場合、重要なことはシートの物性で、素材として外力に対し変形しにくい性質が求められる。
【０００７】
本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、プラスチックシートについて、無機物質を充填させて石油系資源を節減すると同時に石油系素材のみのシートと同程度もしくはそれ以上の物性をもつシート及び包装容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、無機物質粒子を多く含むプラスチック製のシートの製造にあたって、疎水性の熱可塑性樹脂と、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂を併用することにより、無機物質を充填しても無充填のシートと比較して遜色のない物性値をもつシートを作成できる方法を見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００９】
（１）  シートであって、
熱可塑性樹脂と、無機物質粒子とを８５：１５〜２０：８０の比率で含み、さらに、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物によって構成され、シートの弾性率が１，０００ＭＰａ以上であるシート。
【００１０】
（２）  包装用である、（１）に記載のシート。
【００１１】
（３）  段ボールに用いられる、（１）又は（２）に記載のシート。
【００１２】
（４）  前記ポリオレフィン系樹脂がカルボン酸又は無水カルボン酸のセグメントを有する酸変性ポリオレフィン系樹脂である、（１）から（３）のいずれかに記載のシート。
【００１３】
（５）  酸変性ポリオレフィン系ポリオレフィンが酸変性ポリプロピレンである、（４）に記載のシート。
【００１４】
（６）  前記樹脂組成物が、前記ポリオレフィン系樹脂を前記樹脂組成物の全体の質量に対して０．２〜１０％含有する、（１）から（５）のいずれかに記載のシート。
【００１５】
（７）  前記無機物質粒子が炭酸カルシウム粒子を含む、（１）から（６）のいずれかに記載のシート。
【００１６】
（８）  （１）から（７）のいずれかに記載のシートにより形成された包装容器。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、プラスチックシートについて、無機物質を充填させて石油系資源を節減すると同時に石油系素材のみのシートと同程度もしくはそれ以上の物性をもつシート及び包装容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例２に係るシート、比較例２に係るシートについての顕微鏡観察による画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は特にこれに限定されず、適宜変更可能である。
【００２０】
＜シート＞
本発明のシートは、熱可塑性樹脂と、無機物質粒子とを８５：１５〜２０：８０の比率で含み、さらに、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物によって構成され、弾性率が１，０００ＭＰａ以上であるシートである。
【００２１】
親水性基を有するポリオレフィン系樹脂は、親水性基を有するポリオレフィンの疎水性のセグメントが熱可塑性樹脂と親和性をもち、一方でポリオレフィン系樹脂の親水性基のセグメントが無機物質粒子と親和性があって、無機物質粒子に対し分散効果が見込まれている。これにより、本発明のシートは、例えば、弾性率、引き裂き強度の点において、良好な物性を有する。なお、上記親水性基を有するポリオレフィン系樹脂は相溶化剤として使われているものであるが、本発明においては、上記のように無機物質粒子を熱可塑性樹脂中に分散させる効果を有する。
【００２２】
親水性基を有するポリオレフィン系樹脂は、主鎖にポリオレフィン系樹脂を有し、側鎖に親水性基を有する樹脂である。主鎖のポリオレフィン系樹脂の部分は、ポリシクロオレフィン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルペンテン、ポリブテン等が挙げられる。これらのうち、ポリプロピレン、ポリエチレンが好ましい。
【００２３】
ポリオレフィン系樹脂における親水性基は、無機物質粒子を熱可塑性樹脂中に分散させるものであり、具体的には、カルボン酸、無水カルボン酸、アミノ基、水酸基等の親水性基が挙げられる。これらのうち、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂は、ポリオレフィン系樹脂がカルボン酸又は無水カルボン酸のセグメントを有する酸変性ポリオレフィン系樹脂であることが好ましく、酸変性ポリオレフィン系ポリオレフィンが酸変性ポリプロピレンであることが特に好ましい。
【００２４】
樹脂組成物における、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂の含有量は、例えば、熱可塑性樹脂組成物の全体の質量に対して、０．１〜２０％の範囲内であってよいが、０．２〜１０％の範囲内であることが特に好ましい。
【００２５】
親水性基を有するポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、例えば、２０，０００〜７０，０００の範囲内から適宜選択することができる。なお、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、高温ゲルパーミエーション（ＧＰＣ）法により測定する。
【００２６】
親水性基を有するポリオレフィン系樹脂は、例えば、酸価度が２０〜６０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）の範囲内のものを選択してもよい。
【００２７】
本発明における樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂は、親水性基を有さない樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン（高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン）、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂等の中から選択することができる。これらのうち、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂を用いることが好ましく、ポリプロピレン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００２８】
本発明における樹脂組成物に含まれる無機物質粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、クレー、タルク、カオリン、水酸化アルミニウム等が挙げられ、特に炭酸カルシウムが好ましい。これらは単独で使用しても、２種類以上併用してもよい。また、無機物質粒子の分散性又は反応性を高めるために、無機物質粒子の表面を予め常法に従い改質しておいてもよい。
【００２９】
本発明における樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂と、無機物質粒子との配合比（質量比）は、８５：１５〜２０：８０の比率であれば特に限定されないが、８５：１５〜３０：７０の比率であることが好ましく、８５：１５〜３５：６５の比率であることがより好ましく、８０：２０〜４０：６０の比率であることがより一層好ましい。
【００３０】
無機物質粒子の平均粒子径は、０．１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、１．０μ以上１５μｍ以下がより好ましい。本発明における無機物質粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した、積算％の分布曲線から得られる５０％粒子径（ｄ５０）である。
【００３１】
本発明のシートは、弾性率が良好であり、具体的には、弾性率が、１，０００ＭＰａ以上である。好ましくは、本発明のシートの弾性率は、１，５００ＭＰａ以上であることが好ましい。弾性率は、無機物質粒子に対する親水性基を有するポリオレフィン系樹脂の量を増やすことで、高くすることができる。また、本発明のシートの弾性率は、４，０００ＭＰａ以下であってもよい。本発明において、シートの弾性率および降伏強度は、ＪＩＳ  Ｋ７１６１に準じて測定する。
【００３２】
無機物質粒子のなかでも特に炭酸カルシウムは、ポリプロピレン樹脂に配合すると衝撃強度の向上に効果があるとされている。しかし、プラスチックシートの場合には、引張強度、引裂き強度等いろいろな物性値でその使用の適否を判断する必要がある。
【００３３】
以上の観点から、本発明者らは、シートの弾性率と降伏点強度に着目して、熱可塑性樹脂に無機物質粒子を配合した場合に、上記親水性基を有するポリオレフィン樹脂がどのような効果を発揮するか検討した。
【００３４】
無機物質粒子を熱可塑性樹脂に配合した場合（特に、炭酸カルシウムを配合した場合）、シートの弾性率は、無機物質固体の効果で、無機物質粒子の配合率の増加に従い向上する。
【００３５】
さらに親水性基を有するポリオレフィン系樹脂を併用すると、熱可塑性樹脂の配合率の減少にともない併用の効果が大きくなり、特に、熱可塑性樹脂の配合率が８０％の成形シートの場合、弾性率は勿論、他の物性値も熱可塑性樹脂１００％のシートよりむしろ向上する。さらに親水性基を有するポリオレフィン系樹脂酸変性ポリプロピレン樹脂の効果は明確である。
【００３６】
なお、上述した本発明のシートと構成する樹脂組成物においては、上述した無機物質粒子、熱可塑性樹脂、親水性基を有するポリオレフィン樹脂以外にも、補助剤として、発泡剤、色剤、滑剤、カップリング剤、流動性改良材、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、帯電防止剤等を配合してもよい。
【００３７】
発泡剤としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族炭化水素類（プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサン等）、脂環族炭化水素（シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロブタン等）、ハロゲン化炭化水素（トリフロロモノクロロエタン、ジフロロジクロロメタン等）等が挙げられる。これら発泡剤は１種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３８】
滑剤としては、例えば、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、複合型ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪酸系滑剤、脂肪族アルコール系滑剤、ステアロアミド、オキシステアロアミド、オレイルアミド、エルシルアミド、リシノールアミド、ベヘンアミド、メチロールアミド、メチレンビスステアロアミド、メチレンビスステアロベヘンアミド、高級脂肪酸のビスアミド酸、複合型アミド等の脂肪族アマイド系滑剤、ステアリン酸−ｎ−ブチル、ヒドロキシステアリン酸メチル、多価アルコール脂肪酸エステル、飽和脂肪酸エステル、エステル系ワックス等の脂肪族エステル系滑剤、脂肪酸金属石鹸系族滑剤等を挙げることができる。
【００３９】
酸化防止剤としては、リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ペンタエリスリトール系酸化防止剤が使用できる。リン系、より具体的には亜リン酸エステル、リン酸エステル等のリン系酸化防止安定剤が好ましく用いられる。亜リン酸エステルとしては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、等の亜リン酸のトリエステル、ジエステル、モノエステル等が挙げられる。
【００４０】
リン酸エステルとしては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリス（ノニルフェニル）ホスフェート、２−エチルフェニルジフェニルホスフェート等が挙げられる。これらリン系酸化防止剤は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
フェノール系の酸化防止剤としては、α−トコフェロール、ブチルヒドロキシトルエン、シナピルアルコール、ビタミンＥ、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネイト、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−（３’−ｔｅｒｔ−ブチル−５'−メチル−２'−ヒドロキシベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）フェノール、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルホスホネイトジエチルエステル、及びテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシメチル］メタン等が例示され、これらは単独で又は２種以上を組み合せて使用することができる。
【００４２】
本発明のシートの用途は特に限定されず、例えば、包装用、段ボール、壁紙等の種々の用途に使用できるが、引き裂き強度、弾性率が良好であることから、これらの物性が求められる用途、例えば、包装用、段ボールとして使用するのに適している。
【００４３】
本発明の樹脂組成物から構成されるシートは、常法にしたがって製造することができる。例えば、上述の熱可塑性樹脂、無機物質粒子、親水性基を有するポリオレフィン系樹脂を、混練、溶融し、押出機によりシート状に成形することで製造することができる。
【００４４】
＜包装容器＞
本発明は、上述のシートにより形成された包装容器を包含する。
【実施例】
【００４５】
ポリプロピレン樹脂として、ポリプロピレン単独重合体（日本ポリプロ（株）製：ＥＡ９）（略号ＰＰ１）、表面処理炭酸カルシウムとして、ライトンＳ―４（備北粉化工業（株）製  平均粒子径  ２．２μｍ）（略号ＣＣ１）、滑剤としてステアリン酸マグネシウム（略号ＭＳ１）、添加剤として、酸変性ポリオレフィン系樹脂（三洋化成（株）製ユーメリックス  １００１、酸価度：２６（ｍｇＫＯＨ／ｇ））（略号ＣＡ１）を使用した。
【００４６】
（株）パーカーコーポレーション製同方向回転ニ軸混錬押出機ＨＫ−２５Ｄ（φ２５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４１）を用い、最上流からＰＰ１、ＰＰ１＋ＣＡ１樹脂を重量式振動フィーダーで投入し、シリンダー中程からＣＣ１及びＭＳ１を重量式ニ軸スクリューフィーダーで投入し、ストランド押出後、冷却、カットすることでペレット化した。ＰＰ１、ＰＰ１＋ＣＡ１樹脂投入部のシリンダー温度は１５０℃、ＣＣ１及びＭＳ１投入部のシリンダー温度は１９０〜２００℃に設定した。このようにして作製したペレットを（株）東洋精機製作所製ラボプラストミル一軸Ｔダイ押出成形装置（（φ２０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５）により、２２０℃で押出し、厚さ０．３ｍｍのシートに成形した。
【００４７】
押出し成形したシートの引っ張り試験は（株）東洋精機製作所ストログラフ引張試験機Ｅ３−Ｌを用い、ＪＩＳＫ７１２７に準じて行った。
【００４８】
＜実施例１＞
ＰＰ１＋ＣＡ１（ＰＰ１に対し５重量％）／ＣＣ１／ＭＳ１＝６０／４０／０．５の比率で調整したペレットをシートに成形した。シートの弾性率は１８４６ＭＰａ、降伏点強度は２６．１ＭＰａであった。
【００４９】
＜実施例２＞
ＰＰ１＋ＣＡ１（ＰＰ１に対し５重量％）／ＣＣ１／ＭＳ１＝８０／２０／０．５の比率で調整したペレットをシートに成形した。シートの弾性率は１５１５ＭＰａ、降伏点強度は３６．４ＭＰａであった。
【００５０】
＜実施例３＞
ＰＰ１＋ＣＡ１（ＰＰ１に対し５重量％）／ＣＣ１／ＭＳ１＝４０／６０／０．５の比率で調整したペレットをシートに成形した。シートの弾性率は１９４３ＭＰａ、降伏点強度は１９．７ＭＰａであった。
【００５１】
＜比較例１＞
ＰＰ１／ＣＣ１／ＭＳ１＝６０／４０／０．５の比率で調整したペレットをシートに成形した。シートの弾性率は１４３４ＭＰａ、降伏点強度は２４．３ＭＰａであった。
【００５２】
＜比較例２＞
ＰＰ１／ＣＣ１／ＭＳ１＝８０／２０／０．５の比率で調整したペレットをシートに成形した。シートの弾性率は１４１７ＭＰａ、降伏点強度は３２．０ＭＰａであった。
【００５３】
＜比較例３＞
ＰＰ１単独で調製したペレットをシートに成形した。シートの弾性率は９５５ＭＰａ、降伏点強度は２９．１ＭＰａであった。
【００５４】
上記にとおり、実施例１と比較例１、実施例２と比較例２の比較からわかるように、ＣＡ１（酸変性ポリオレフィン系樹脂）を加えることで、弾性率、降伏点強度が上昇した。また、実施例２と比較例３の比較からわかるように、石油系素材のみ（ＰＰのみ）の比較例３より、実施例２は炭酸カルシウムを含むにもかかわらず、弾性率のみでなく降伏点強度も良好となることがわかった。
【００５５】
＜顕微鏡観察＞
実施例２に係るシート、比較例２に係るシートについて、顕微鏡観察を行った。顕微鏡は日立ハイテクノロジーズ社製のＴＭ３０００を用いた。観察結果を図１に示す。図１中、（ａ）が実施例２に係るシートの画像であり、（ｂ）が比較例２に係るシートの画像である。
【００５６】
図１に示すように、ＣＡ１（酸変性ポリオレフィン系樹脂）を含まない比較例２においては炭酸カルシウム粒子の周りに空間が空いてたり、樹脂との境界が明らかであるが、ＣＡ１（酸変性ポリオレフィン系樹脂）を含む実施例２においては、ＣＡ１（酸変性ポリオレフィン系樹脂）により炭酸カルシウム粒子が覆われていることがわかった。
【図１】
2018048229.tif 000003