(57)【要約】【課題】インフレーション成形時に粉ふきが発生しない樹脂組成物及びその成形フィルムを提供すること。【解決手段】本発明のインフレーション成形用樹脂組成物は、密度が０．９３８ｇ／ｃｍ３以上の高密度ポリエチレン９９．９５〜９０質量部に、超高分子量ポリエチレン０．０５〜１０質量部が配合されていることを特徴とする。この超高分子量ポリエチレンは平均粒径５〜４０μｍの超高分子量ポリエチレンパウダーが好ましい。この超高分子量ポリエチレンは、１００万〜６００万の質量平均分子量を持つので、通常のインフレーション成形温度領域では溶融せず、アンチブロッキング剤としての効果を発現する。このように粒径が大きく、耐磨耗性の優れる超高分子量ポリエチレンパウダーをアンチブロッキング剤とし、高密度ポリエチレン中に配合して共押出しすると、フィルム表面が粗面化し、安定板などとの接触面積が小さくなるので、粉ふきの発生がなくなる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度が０．９３８ｇ／ｃｍ３以上の高密度ポリエチレン９９．９５〜９０質量部に、超高分子量ポリエチレン０．０５〜１０質量部が配合されているインフレーション成形用樹脂組成物。
【請求項２】
前記の超高分子量ポリエチレンが平均粒径５〜４０μｍの超高分子量ポリエチレンパウダーであることを特徴とする請求項１に記載のインフレーション成形用樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載の樹脂組成物からなる単層のインフレーション成形フィルム。
【請求項４】
請求項１又は２記載の樹脂組成物を表層のみに配し、多層としたインフレーション成形フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インフレーション成形による高密度ポリエチレンフィルム製造の際に発生する樹脂粉末、所謂粉ふきを解消するための高密度ポリエチレンフィルム成形用樹脂組成物およびその成形フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インフレーション成形法は、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂等のポリオレフィン系樹脂を始めとする熱可塑性樹脂からなるフィルムの製造に幅広く利用されている。一般のインフレーション成形法では、押出機により溶融した熱可塑性樹脂を環状ダイから押出し、押出された溶融状態のチューブをダイ口径よりも大きく膨張させながらエアリング装置にて空気冷却する。次いで冷却固化されたチューブ状のフィルムを一対の安定板を用いて徐々にシート状に折り畳み、折り畳まれたフィルムの両端をトリミング装置にて切断して２枚のフィルムを得る。或いは、トリミングせずにチューブ状のフィルムとすることもできる。
【０００３】
インフレーション成形法により得られるフィルムは、その使用目的に応じて様々な熱可塑性樹脂が選択される。その中でも高密度ポリエチレンをインフレーション成形法により製造した場合、粉末状の樹脂が安定板やピンチロールなどに付着してインフレーション製造装置を汚染するため、定期的な清掃が必要となり、生産性の低下や作業環境が悪化するばかりでなく、粉末状の樹脂がフィルム表面に付着し、高密度ポリエチレンフィルム製品中に混入して品質低下するという問題を抱えている。
【０００４】
下記特許文献１には、インフレーション成形による高密度ポリエチレンフィルム製造の際に発生する粉ふきを防止する手段として、インフレーションフィルム成形樹脂組成物及びそのマスターバッチ中にポリプロピレンを含有することを要件とした発明が開示されている。また、該特許公報においては、粉末状の樹脂が発生する要因として、樹脂中の低分子量成分や添加剤がフィルム表面にブリードしたものが付着、飛散するためと記載されている。
【０００５】
一方、市販の高密度ポリエチレン用粉ふき防止剤（例えば、東京インキ社製：ＰＥＸＰＡＳ−６４、シリカ、その平均粒径は５μｍで、ＭＦＲ１０のポリプロピレンを含有している。）を所定量添加し、粉の発生を抑制して高密度ポリエチレンフィルム製品の品質向上を試みたが、粉の発生において、改善が見られたものの、解消には至らなかった。
【特許文献１】特許第３４６２４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したインフレーション成形法による高密度ポリエチレンフィルム製造時に発生して付着及び飛散した粉状の樹脂をゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）、赤外分光分析（ＩＲ）、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）等により分析したところ、組成は原料の高密度ポリエチレンとほぼ同一であり、分子量、分子量分布もほぼ同一であった。すなわち、付着及び飛散した粉末状の樹脂は、高密度ポリエチレン中の低分子量成分や添加剤がブリードしたものでなく、高密度ポリエチレンフィルムが安定板などと接触して摩擦により削れ落ちたものと推論するに至った。
【０００７】
上記のように、インフレーション成形法による高密度ポリエチレンフィルム製造時に発生する粉は、摩擦により削れて脱落したものが付着及び飛散することから、摩擦抵抗を軽減すべく、フィルム表面を粗面化してフィルムと安定板などとの接触面積を減らす必要があると推測した。
【０００８】
熱可塑性樹脂からなるフィルムの表面を粗面化する手段として、アンチブロッキング剤を熱可塑性樹脂と共に押出し成形する手法が取られている。通常、平均粒径０．５〜１０μｍの炭酸カルシウム、タルク、シリカ、ゼオライトなどの無機物質やアクリル系樹脂の有機物質がアンチブロッキング剤として用いられるが、これらの材料では何れもインフレーション成形法による高密度ポリエチレンフィルム製造時の粉の発生を防止することができなかった。
【０００９】
また、平均粒径が１０μｍ以上のアンチブロッキング剤を使用し、よりフィルム表面を粗面化させようとした場合、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、ゼオライトなどの無機物質ではフィルム同士が擦れ合ったときに傷が付き易くなるという別の問題が生じる。また、擦れ傷が軽減できるアクリル樹脂系の場合は、コストが高くなる上に、耐磨耗性が弱く、摩擦により脱落する恐れがある。したがって、粒径が大きく、耐磨耗性に優れ、擦れ傷の付かないアンチブロッキング剤が必要である。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、粉発生のない高密度ポリエチレンのインフレーション成形用樹脂組成物及びその成形フィルムを提供することを課題としている。
【００１１】
インフレーション成形法による高密度ポリエチレンフィルム製造時の粉発生においては、フィルムと安定板などとの摩擦抵抗を軽減すべく接触面積を小さくし、かつ耐磨耗性の優れる材料を表面に配することが望ましい。発明者らは、かかる観点から鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明のインフレーション成形用樹脂組成物は、密度が０．９３８ｇ／ｃｍ３以上の高密度ポリエチレン９９．９５〜９０質量部に、超高分子量ポリエチレン０．０５〜１０質量部が配合されていることを特徴とする。なお、高密度ポリエチレンとしてはＭＦＲ０．１〜５０程度のものを使用し得る。
【００１３】
また、本発明は、前記インフレーション成形用樹脂組成物において、前記超高分子量ポリエチレンが平均粒径５〜４０μｍの超高分子量ポリエチレンパウダーであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のインフレーション成形フィルムは、前記インフレーション成形用樹脂組成物からなる単層のインフレーション成形フィルムであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のインフレーション成形フィルムは、前記インフレーション成形用樹脂組成物を表層のみに配し、多層としたインフレーション成形フィルムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の樹脂組成物は、インフレーション成形法による高密度ポリエチレンフィルム製造時において、フィルム表面を上記手法により粗面化することによって、粉の発生を解消し、フィルム品質の向上が期待できる。また、作業環境の悪化も解消される。
【００１７】
すなわち、粒径が大きく、耐磨耗性の優れる超高分子量ポリエチレンパウダーをアンチブロッキング剤とし、高密度ポリエチレン中に配合して共押出しするが、この際超高分子量ポリエチレンは、一般ポリエチレンの質量平均分子量２万〜数十万に対し、１００万〜６００万の質量平均分子量を持つので、通常のインフレーション成形温度領域では溶融せず、アンチブロッキング剤としての効果を発現する。この効果により、フィルム表面を粗面化し、安定板などとの接触面積を小さくすることで、本発明は、インフレーション成形法による高密度ポリエチレンフィルムの製造時に粉発生のない樹脂組成物とその成形フィルムを提供するものである。また、アンチブロッキング剤として既存の材料より柔軟性のあるポリエチレンを使用しているため、フィルム同士が擦れ合ったときにほとんど傷が付かない。
【００１８】
本発明におけるインフレーション成形用樹脂組成物は、密度０．９３８ｇ／ｃｍ３以上の高密度ポリエチレンに対して粉発生防止の効果が見られる。密度が０．９３８ｇ／ｃｍ３より低くなると粉発生防止措置を取らずとも粉の発生は見られない。
【００１９】
また、高密度ポリエチレン９９．９５〜９０質量部に対し、超高分子量ポリエチレンパウダーの配合量は、０．０５〜１０質量部が好ましく、さらに好ましくは、０．１〜５質量部である。０．０５質量部未満であるとフィルム表面の粗面化が不十分であり、１０質量部以上では添加割合に比例して効果が生じるわけではなく、かえって価格が高くなるので好ましくない。
【００２０】
また、超高分子量ポリエチレンパウダーの平均粒径は、５〜４０μｍのものが好ましく、さらに好ましくは平均粒径１０〜３０μｍのものが良い。平均粒径が５μｍより小さいとフィルム表面を粗面化する効果がなくなり、平均粒径が４０μｍより大きくなると分散性が悪くなる。分子量は１００万〜６００万のものが安価な入手が容易である。
【００２１】
また、前述の樹脂組成物を用い、インフレーション成形単層フィルムとするが、この際、コストを削減するために、表層のみに超高分子量ポリエチレンを配した多層フィルムとすることもできる。
【００２２】
本発明品には、そのフィルム物性を阻害しない範囲で酸化防止剤、滑剤や着色剤などを適宜配合しても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明するが、以下に示す実施例は本発明をこれに限定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【００２４】
まず、超高分子量ポリエチレンパウダー（三井化学製：ＸＭ２２１Ｕ、平均粒径２５〜３０μｍ、質量平均分子量２００万）が１０質量％濃度のマスターバッチとなるように予め準備した。
【実施例１】
【００２５】
ダイ直径１５０ｍｍの空冷インフレーション成形装置を使用し、密度０．９５０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ０．５の高密度ポリエチレン９５質量部に対し、超高分子量ポリエチレンパウダーマスターバッチ５質量部の割合で混合し、１９０℃で成形した。得られたフィルムの厚みは、５０μｍであり、このときの製品幅４００ｍｍ（耳スリット前のチューブ折径４５０ｍｍ）、引取速度１４ｍ／分であり、エアーリングはバブルを安定させるためにベンチュリータイプのディアルリップ、３段チャンバーで成形した。
【００２６】
インフレーション成形法による高密度ポリエチレンフィルム製造時の粉の発生状況について、実施例１の条件にて２時間連続運転し、安定板に設置した黒色不織布に付着した粉の量を定量し、１００ｃｍ２あたりの粉付着量として表１に示した。また、以下の実施例２〜４、比較例１〜３についても同様の試験評価を行い、その結果を、１００ｃｍ２あたりの粉付着量として表１にまとめて示した。
【実施例２】
【００２７】
高密度ポリエチレン９８質量部に対して超高分子量ポリエチレンパウダーマスターバッチ２質量部の割合とした以外は、実施例１と同様に行った。
【実施例３】
【００２８】
密度０．９５８ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ１．０の高密度ポリエチレンを使用した以外は、実施例１と同様に行った。
【実施例４】
【００２９】
ダイ直径１５０ｍｍの３種３層空冷インフレーション成形装置を使用し、中間層及び安定板と接触しないチューブの内側の層を密度０．９５０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ０．５の高密度ポリエチレン層とし、安定板と接触するチューブの外側の層を、密度０．９５０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ０．５の高密度ポリエチレン９５質量部に対し、超高分子量ポリエチレンパウダーマスターバッチ５質量部の割合で混合したものから形成されるようにし、１９０℃で成形した。得られた多層フィルムの厚みは、超高分子量ポリエチレンパウダーを添加した層側から、１５μｍ／３５μｍの合計５０μｍであり、このときの製品幅４００ｍｍ（耳スリット前のチューブ折径４５０ｍｍ）、引取速度１４ｍ／分であり、エアーリングはバブルを安定させるためにベンチュリータイプのディアルリップ、３段チャンバーで成形した。
【００３０】
［比較例１］
密度０．９５０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ０．５の高密度ポリエチレン９８質量部に対し、市販の粉ふき防止剤２質量部の割合で混合した以外は、実施例１と同様に行った。
【００３１】
［比較例２］
超高分子量ポリエチレンパウダーマスターバッチの使用を除く以外は、実施例１と同様に行った。
【００３２】
［比較例３］
高密度ポリエチレン９９．６質量部に対して超高分子量ポリエチレンパウダーマスターバッチ０．４質量部の割合とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００３３】
［比較例４］
密度０．９３５ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ２．０の直鎖状低密度ポリエチレンを使用した以外は、比較例２と同様に行った。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
上記表１に示した結果から明らかなように、本発明のインフレーション成形用樹脂組成物によればインフレーション成形時にいわゆる粉ふきが全く見られないことが確認できた。