(57)【要約】【課題】高密度ポリエチレンを製造する際に使用する触媒を選択することで、当該高密度ポリエチレン自身の特性を改良し、発泡に適する温度範囲が広く、発泡状態のコントロールが容易であると共に、ブリードアウトやべたつきが少なく且つ優れた低臭性を有し、耐熱性、耐衝撃性を向上することができる発泡シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンを含有してなる発泡シートである。メタロセン触媒を使用してエチレンを重合した高密度ポリエチレンを押出機に供給し、当該高密度ポリエチレンに揮発性ガスを圧入し、溶融混練する工程と、前記溶融混練された混練物を前記押出機から放出する工程と、前記放出された混練物を延伸する工程を備えた発泡シートの製造方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンを含有してなる発泡シート。
【請求項２】
前記高密度ポリエチレンのメルトテンションが、０．５〜１５ｇであり、且つ、ＭＦＲが、１．５〜１０ｇ／１０ｍｉｎである請求項１記載の発泡シート。
【請求項３】
発泡倍率が、２〜５０倍である請求項１または請求項２記載の発泡シート。
【請求項４】
前記高密度ポリエチレンと、低密度ポリエチレンとを溶融混練した混合物を含有してなる請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発泡シート。
【請求項５】
メタロセン触媒を使用してエチレンを重合して得た高密度ポリエチレンを押出機に供給し、当該高密度ポリエチレンに揮発性ガスを圧入し、溶融混練する工程と、
前記溶融混練された混練物を前記押出機から放出する工程と、
前記放出された混練物を延伸する工程と、
を備えた発泡シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡シート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高密度ポリエチレンからなる様々な発泡シートやその製造方法が紹介されている。例えば、密度０．９４５ｇ／ｃｍ3以上の高密度ポリエチレン９５〜５０重量％と、ポリブテン−１を５〜５０重量％との混合組成物１００重量部に対して核形成物質０．０１〜５重量部を添加した混合物を押出機内で溶融可塑化し、揮発性発泡剤５〜５０重量部と均一に混合した後、冷却しつつ低圧帯へ押出すポリエチレン系発泡体の製造方法が紹介されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
また、密度０．９３５ｇ／ｃｍ3以上、融点１１７℃以上の高密度ポリエチレンから形成された径０．０５〜３ｍｍの微細気泡の集合体からなり、見かけ比重０．０１２〜０．１０、引張比強度１５０Ｋｇ／ｃｍ3以上、圧縮回復率８０％以上、加熱収縮率５０％以下である多泡質材料が紹介されている。（例えば、特許文献２参照）
【０００４】
そしてまた、密度０．９３５ｇ／ｃｍ3以上、融点１１７℃以上の高密度ポリエチレンから形成された径０．０５〜３ｍｍの微細気泡の集合体からなり、見かけ比重０．００６７以上、０．０１２未満、引張比強度１５０Ｋｇ／ｃｍ3以上、圧縮回復率８０％以上、加熱収縮率５０％以下である多泡質材料が紹介されている。（例えば、特許文献３参照）
【０００５】
さらにまた、１−ブテン重合体８０〜９９重量％、エチレン重合体２０〜１重量％、及び発泡剤から構成される無架橋発泡体用組成物が紹介されている。（例えば、特許文献４参照）
【０００６】
また、高密度ポリエチレン２０〜９５重量％と、ポリブテン−１を５〜８０重量％と、前記高密度ポリエチレンとポリブテン−１との合計１００重量部に対して３〜３０重量部の発泡剤とを含有する組成物からなる高密度ポリエチレン架橋発泡体も紹介されている。（例えば、特許文献５参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５４−１５２０６８号公報
【特許文献２】特開昭５８−２０８３２８号公報
【特許文献３】特開昭５９−１６８０３８号公報
【特許文献４】特開昭６３−２１３５３１号公報
【特許文献５】特開平３−１４３９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜５に開示されている従来技術は、高密度ポリエチレンを製造する際に使用する触媒を選択することで、当該高密度ポリエチレン自身の特性を改良し、高密度ポリエチレン発泡体の発泡状態を容易にコントロールできるようにしたり、ブリードアウトやべたつきが少なく、低臭性、耐熱性、耐衝撃性を向上した発泡体を製造することについては何ら検討がなされていない。
【０００９】
また、従来の高密度ポリエチレン発泡体は、通常、チーグラー触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンを発泡させることで製造されているが、この従来の高密度ポリエチレンは、発泡に適した温度範囲が狭く、発泡状態のコントロールが困難である。また、チーグラー触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンは、分子量分布が広く、低分子量が多いため、その成分がブリードアウトし易く、改良が望まれている。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、高密度ポリエチレンを製造する際に使用する触媒を選択することで、当該高密度ポリエチレン自身の特性を改良し、発泡に適する温度範囲が広く、発泡状態のコントロールが容易であると共に、ブリードアウトやべたつきが少なく且つ優れた低臭性を有し、耐熱性、耐衝撃性を向上することができる発泡シート及びその製造方法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】
【００１１】
この目的を達成するため本発明は、メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンを含有してなる発泡シートを提供するものである。この構成を備えた発泡シートは、主鎖の均一性及び側鎖の分岐度を調整し易いため、発泡に適する温度範囲が広く、発泡状態を容易にコントロールすることができる。また、メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンは、例えば、従来のチーグラー触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンに比べ、分子量分布が狭く、低分子量成分が少ないため、低分子量成分がブリードアウトすることを抑制することができる。また、べたつきが少なく、ブロッキングし難いと共に、ポリエチレン臭が少ない等、低臭性に優れた発泡シートを提供することができる。また、メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンは、ラメラが小さくタイ分子が大きいので、発泡シートの耐熱性、耐衝撃性を向上することができる。
【００１２】
また、本発明に係る発泡シートは、前記メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンのメルトテンションが、１〜１５ｇであることが好ましい。メルトテンションが、１ｇ未満であると、気泡サイズが大きくなると共に、良好な発泡を行うことが困難になる虞がある。一方、メルトテンションが、１５ｇを超えると、押出機に負荷がかかり易くなる等、製造が困難になる虞がある。
【００１３】
また、本発明に係る発泡シートは、前記メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンのＭＦＲが、１．５〜１０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。ＭＦＲが、１．５ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、発泡シートの製造時に圧力が高くなり、押出機に負荷がかかり易くなる等、製造が困難になる虞がある。一方、ＭＦＲが、１０ｇ／１０ｍｉｎを超えると、発泡シートの強度が低くなる等、物性が低下する虞がある。
【００１４】
さらにまた、本発明に係る発泡シートは、発泡倍率が、２〜５０倍であることが好ましい。発泡倍率が、２倍未満であると、発泡シートが硬くなり過ぎて、用途にもよるが、緩衝性が低下する虞がある。一方、発泡倍率が、５０倍を超えると、発泡シートが柔らかくなり過ぎて、用途にもよるが、破れ易くなる等、物性が低下する虞がある。
【００１５】
そしてまた、本発明に係る発泡シートは、低密度ポリエチレンと、前記メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンとを溶融混練した混合物を含有してもよい。このように前記両ポリエチレンを溶融混練した混合物を含有することで、発泡シートの成形性が改善される。なお、低密度ポリエチレンを混合する場合は、発泡シートの物性を良好に維持するため、低密度ポリエチレンの混合率を４０％以下にすることが好ましい。
【００１６】
そしてまた、本発明に係る発泡シートは、密度が、０．９３５〜０．９６ｇ／ｃｍ3である。密度が、０．９３５ｇ／ｃｍ3未満であると、発泡シートの可撓性が高くなり過ぎて、当該発泡シートの腰が弱くなり、用途にもよるが、扱い難くなる虞がある。一方、密度が、０．９６ｇ／ｃｍ3を超えると、発泡シートの可撓性が低くなり過ぎて、当該発泡シートの腰が強くなり、用途にもよるが、扱い難くなる虞がある。
【００１７】
また、本発明は、メタロセン触媒を使用した高密度ポリエチレンを押出機に供給し、当該高密度ポリエチレンに揮発性ガスを圧入し、溶融混練する工程と、前記溶融混練された混練物を前記押出機から放出する工程と、前記放出された混練物を延伸する工程と、を備えた発泡シートの製造方法を提供するものである。
【００１８】
メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンは、例えば、従来のチーグラー触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンに比べ、分子量分布が狭く、低分子量成分が少ないため、低分子量成分がブリードアウトすることを抑制することができる。また、べたつきが少なく、ブロッキングし難いと共に、ポリエチレン臭が少ない等、低臭性に優れている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る発泡シートは、メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンを含有しているため、発泡に適する温度範囲が広く、発泡状態のコントロールが容易であると共に、ブリードアウトやべたつきが少なく且つ優れた低臭性を有し、耐熱性、耐衝撃性を向上することができる。
【００２０】
本発明に係る発泡シートの製造方法によれば、発泡状態を容易にコントロール可能であり、ブリードアウトやべたつきが少なく、低臭性に優れ、耐熱性、耐衝撃性を向上した発泡シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例５に係る発明品５と比較例５に係る比較品５のヘッドスペース・ガスクロマトグラフ（ＨＳＧＣ）による無極性成分のデータを示すグラフである。
【図２】本発明の実施例５に係る発明品５と比較例５に係る比較品５のヘッドスペース・ガスクロマトグラフ（ＨＳＧＣ）による極性成分のデータを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係る発泡シート及びその製造方法について説明する。
【実施例１】
【００２３】
メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンを押出機に供給し、シリンダーの途中より揮発性ガス（ブタン）を圧入し、約２３０℃で溶融混練し、当該押出機の口部先端に装着されたサーキュラダイスにより常圧下に放出し、環状冷却装置で所定の円周（実施例１では、幅が１１００ｍｍ）になるまで延伸した。その後、これを押出し方向に沿って切り開き、厚さ約１ｍｍ、発泡倍率３０倍の発泡シート（発明品１）を製作した。なお、発明品１の特性を表１に示す。
【実施例２】
【００２４】
メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンと、密度０．９２５ｇ／ｃｍ3、メルトインデックス５．０の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を、それぞれ７０：３０の割合で押出機に供給し、シリンダーの途中より揮発性ガス（ブタン）を圧入し、約２３０℃で溶融混練して口部先端に装着されたサーキュラダイスにより、常圧下に放出し、環状冷却装置で所定の円周（実施例２では、幅が１１００ｍｍ）になるまで延伸した。その後、これを押出方向に沿って切り開き、厚さ約２ｍｍ、発泡倍率１５倍の発泡シート（発明品２）を作製した。なお、発明品２の特性を表１に示す。
【実施例３】
【００２５】
メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンと、帯電防止剤（三洋化成工業：ペレスタット３００）を９０：１０の割合で押出機に供給し、シリンダーの途中より揮発性ガス（ブタン）を圧入し、約２３０℃で溶融混練して口部先端に装着されたサーキュラダイスにより、常圧下に放出し、環状冷却装置で所定の円周（実施例３では、幅が１１００ｍｍ）になるまで延伸した。その後、これを押出方向に沿って切り開き、厚さ約０．５ｍｍ、２５倍の発泡シート（発明品３）を作製した。なお、発明品３の特性を表１に示す。
【実施例４】
【００２６】
メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンと、密度０．９２５ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ５．０の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と、帯電防止剤（三洋化成工業：ペレスタット３００）を、それぞれ６０：３０：１０の割合で押出機に供給し、シリンダーの途中より揮発性ガス（ブタン）を圧入し、約２３０℃で溶融混練して口部先端に装着されたサーキュラダイスにより、常圧下に放出し、環状冷却装置で所定の円周（実施例４では、幅が１１００ｍｍ）になるまで延伸した。その後、これを押出方向に沿って切り開き、厚さ約１ｍｍ、発泡倍率１０倍の発泡シート（発明品４）を作製した。なお、発明品４の特性を表１に示す。
【００２７】
［比較例１］
チーグラー触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンを使用し、実施例１と同様の条件で発泡シートを製造することを試みたが、正常な特性を有する発泡シート（比較品１）を得ることができなかった。なお、比較品１の特性を表１に示す。
【００２８】
［比較例２〜４］
メタロセン触媒を使用して重合した高密度ポリエチレンを使用し、実施例１と同様の条件で発泡シートを製造することを試みたが、正常な特性を有する発泡シート（比較品２〜４）を得ることができなかった。なお、比較品２〜４の特性を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2011168737.tif 000002
【００３０】
表１から、発明品１〜４は、成形性に優れ、良好な発泡倍率を得ることができ、比較品１〜４は、発泡させることができず、発泡シートとしての機能を付与することができないことが判る。
【００３１】
次に、発明品１の加熱収縮率をＪＩＳ  Ｋ  ６７６７に準拠して測定した。なお、この測定の際に、発明品１は表２に示す温度で加熱した。また、加熱収縮率は、マシン方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）について測定した。この結果を表２に示す。
【００３２】
また、発明品１について、ヘッドスペース・ガスクロマトグラフ（ＨＳＧＣ）により、無極性成分のデータ及び極性成分のデータを測定した。なお、測定は、サンプル量を１ｇ重量換算とし、サンプルを８０℃で１時間加熱した後に発生した揮発物質を、島津キャピラリガスクロマトシステム（ＧＣ−２０１４）により測定し、ピークエリアを算出することで行った。この結果を図１及び図２に各々示す。
【００３３】
［比較例５］
次に、比較として、密度０．９２５ｇ／ｃｍ3、ＭＦＲ５．０の低密度ポリエチレンを押出機に供給し、シリンダーの途中より揮発性ガス（ブタン）を圧入し、約１６０℃で溶融混練し、当該押出機の口部先端に装着されたサーキュラダイスにより常圧下に放出し、環状冷却装置で所定の円周（比較例５では、幅が１１００ｍｍ）になるまで延伸した。その後、これを押出し方向に沿って切り開き、厚さ約１ｍｍ、発泡倍率３０倍の発泡シート（比較品５）を製作した。
【００３４】
次に、比較品５について、発明品１と同様の方法で加熱収縮率を測定した。この結果を表２に示す。表２から、発明品１は、比較品５に比べ、加熱収縮率が小さく、寸法安定性に優れていることが判る。
【００３５】
【表２】
2011168737.tif 000003
【００３６】
また、比較品５について、発明品１と同様に、ヘッドスペース・ガスクロマトグラフ（ＨＳＧＣ）により、無極性成分のデータ及び極性成分のデータを測定した。この結果をこの結果を図１及び図２に各々示す。
【００３７】
図１及び図２から、発明品１は、比較品５に比べ、アウトガスが少ないことが判る。
【図１】
2011168737.tif 000004
【図２】
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