(57)【要約】【課題】本発明の目的は、少量の試料にて押出ラミネート加工性、特にネックインを評価する方法を提供する。【解決手段】溶融張力Ｆから算出した粘度ηＤＦと、粘度ηＤＦと同一温度で測定した貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ’’から算出した粘度η＋（ｔ）の比（ηＤＦ／η＋）から、押出ラミネート成形における合成樹脂のネックインを評価し、品質管理に用いる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂の溶融張力Ｆ（ｍＮ）から式（１）により算出した粘度ηＤＦ（Ｐａ・秒）と、貯蔵弾性率Ｇ’（Ｐａ）と損失弾性率Ｇ’’（Ｐａ）から式（２）により算出した粘度η＋（ｔ）（Ｐａ・秒）の比（ηＤＦ／η＋）を算出することによる押出ラミネート成形性評価方法。
【数１】
2009039956.tif 000009
ここで、溶融張力Ｆは毛管粘度計を用い測定することにより得られ、ａは溶融張力を測定した際の巻取り部における合成樹脂ストランドの断面積（ｍ２）、ｖｃ−ｒは合成樹脂ストランドの巻き取り速度（ｍ／秒），ｖｄｉｅは毛管粘度計のダイにおける合成樹脂の流速（ｍ／秒）、Ｌはダイから押出されたストランドの径が変化している距離（ｍ）である。
【数２】
2009039956.tif 000010
ここで、貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ’’は円錐円板型粘度計を用い粘度ηＤＦと同一温度で測定することにより得られ、ωは角速度（ラジアン／秒）、ｔは時間（秒）であり、式（３）より求められる。
【数３】
2009039956.tif 000011
ｒｃ−ｒは巻取り部における合成樹脂ストランドの直径、ｒｄｉｅはダイの直径である。
【請求項２】
合成樹脂がポリオレフィンであることを特徴とする請求項１記載の押出ラミネート成形性評価方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の押出ラミネート成形性評価方法による合成樹脂の品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出ラミネート成形用合成樹脂の押出ラミネート成形性評価方法及びこれを用いた品質管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出ラミネート成形は、紙や金属箔、プラスチックフィルムと合成樹脂を貼り合わせる方法であり、広く産業界で用いられている。近年、各産業において高い生産性が求められており、この押出ラミネート分野も同様である。押出ラミネート成形における生産性を表す指標の一つに、ネックインがある。ネックインは、Ｔダイから押出されたフィルム状の溶融樹脂の幅が冷却ロールに接するまでの間に減少する現象のことであり、ダイ開口幅から冷却したフィルム幅を差し引くことにより求められる。ネックインが大きいほどエッジビーズと呼ばれるロスが多くなり生産性に劣ることが知られており、使用する合成樹脂のネックインレベルを事前に予測し品質を管理することは、押出ラミネート成形業者にとって非常に重要であり、従来より検討されてきた。
【０００３】
Ｈｏｎｋａｎｅｎ等は、高圧法低密度ポリエチレンのネックインが分子量分布や長鎖分岐度により決定されると提案している（非特許文献１参照。）が、これらの測定方法は煩雑であるとともに、高分子量成分の正確な値を出すのが困難であり、簡便な方法が求められる品質管理方法としては不適である。また、Ｃｈａｉ等は、円錐円板型レオメーターにより求めた貯蔵弾性率がネックインとよい関係を示すことを提案している（非特許文献２参照。）。しかしこの方法は、一部の限定されたサンプルのネックインを予測できるに過ぎない。このことは、押出ラミネート成形性が、貯蔵弾性率のような線形粘弾性ではなく、非線形領域の粘弾性を反映するためと考えられる。また、この文献２では、溶融張力もネックインとよい相関を示すと提案されているが、この方法も線形粘弾性が類似した一部のサンプルに関してのみ押出ラミネート加工性を予測することができるに過ぎない。
【０００４】
【非特許文献１】Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．１８、９８５頁（１９７８年）
【非特許文献２】ＡＮＴＥＣ，２２５頁（２００４年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、押出ラミネート装置による評価を行う必要がなく、少量の試料にて押出ラミネート加工性、特にネックインを評価することが可能な合成樹脂の押出ラミネート成形性評価方法及びこれを用いた品質管理方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明社は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、毛管粘度計を用い測定した溶融張力Ｆと、円錐円板型粘度計を用い測定した貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ’’から算出した粘度比により、合成樹脂のネックインレベルの評価が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、合成樹脂の溶融張力Ｆ（ｍＮ）から式（１）により算出した粘度ηＤＦ（Ｐａ・秒）と、貯蔵弾性率Ｇ’（Ｐａ）と損失弾性率Ｇ’’（Ｐａ）から式（２）により算出した粘度η＋との粘度比（ηＤＦ／η＋）を算出することによる押出ラミネート成形性の評価方法およびこれを用いた合成樹脂の品質管理方法に関するものである。
【０００８】
【数１】
2009039956.tif 000002
ここで、溶融張力Ｆは毛管粘度計を用い測定することにより得られ、ａは溶融張力を測定した際の巻取り部における合成樹脂ストランドの断面積（ｍ２）、ｖｃ−ｒは合成樹脂ストランドの巻き取り速度（ｍ／秒），ｖｄｉｅは毛管粘度計のダイにおける合成樹脂の流速（ｍ／秒）、Ｌはダイから押出されたストランドの径が変化している距離（ｍ）である。
【０００９】
【数２】
2009039956.tif 000003
ここで、貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ’’は円錐円板型粘度計を用い粘度ηＤＦと同一温度で測定することにより得られ、ωは角速度（ラジアン／秒）、ｔは時間（秒）であり、式（３）より求められる。
【００１０】
【数３】
2009039956.tif 000004
ｒｃ−ｒは巻取り部における合成樹脂ストランドの直径、ｒｄｉｅはダイの直径である。  以下に、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本発明を構成する溶融張力Ｆは、Ｐｏｌｙｍｅｒ，Ｖｏｌ．４２，８，６６３頁  ２００１年や特開２００６−４３９１１号公報に記載されている公知の方法であり、毛管粘度計を用いることにより求めることができる。
【００１２】
この溶融張力Ｆから、式（１）を用い、粘度ηＤＦを求める。
【００１３】
【数４】
2009039956.tif 000005
ａはストランド巻き取り部における合成樹脂ストランドの断面積（ｍ２）、Ｌはダイから押出されたストランドの径が変化している距離（ｍ）であり、それぞれ実測により求めることができる。また、ｖｃ−ｒは合成樹脂ストランドの巻き取り速度（ｍ／秒）であり装置に設備されている速度計から求めることができる。さらに、ｖｄｉｅは毛管粘度計のダイにおける合成樹脂の流速（ｍ／秒）であり、ダイの内径とダイを通過する樹脂の押出量から算出することができる。溶融張力Ｆの測定温度は、特に限定するものではないが、測定する樹脂の融点より２０℃以上高い方が好ましい。ポリエチレンの場合、１３０℃から２５０℃の範囲が好ましく、ポリプロピレンの場合は１６０℃から２５０℃の範囲が好ましい。
【００１４】
本発明を構成する貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ’’は、円錐円板型粘度計を用い、公知の方法により求めることができる。溶融張力Ｆの測定と同じ温度において求めた各角周波数における貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ’’から、日本レオロジー学会誌  １９７６年  ４号、１６６頁にて提案された式（２）を用い粘度η＋を求める。
【００１５】
【数５】
2009039956.tif 000006
ここで、ωは角速度（ラジアン／秒）、ｔは時間（秒）であり、式（３）より求められる。
【００１６】
【数６】
2009039956.tif 000007
ｒｃ−ｒは巻取り部における合成樹脂ストランドの直径（ｍ）、ｒｄｉｅはダイの直径（ｍ）である。すなわち、ｔはダイにおける合成樹脂の押出速度とダイの径、ストランドの引き取り速度と径により決定される。
【００１７】
このようにして求めた粘度ηＤＦと粘度η＋の比（ηＤＦ／η＋）から、合成樹脂のネックインを評価することができる。粘度ηＤＦと粘度η＋の比（ηＤＦ／η＋）が高いほどネックインが小さく、粘度ηＤＦと粘度η＋の比（ηＤＦ／η＋）が小さいほどネックインは大きい。本発明の方法は、僅かな量（数１０ｇ）の合成樹脂があれば評価が可能であり、樹脂メーカーにおける出荷時の品質管理やラミネート成形メーカーにおける合成樹脂の受け入れ時の品質管理方法として非常に有益である。品質管理は、一定範囲の粘度ηＤＦと粘度η＋の比（ηＤＦ／η＋）の値を規格幅とすることにより可能となる。この場合、好ましい粘度ηＤＦと粘度η＋の比（ηＤＦ／η＋）の範囲は、ラミネート成形条件により異なるため、適宜設定することができる。
【００１８】
本発明を構成する合成樹脂は、特に限定するものではないが、押出ラミネート成形に用いられる低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・１−へキセン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体、エチレン・４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・メタクリル酸エステル共重合体等のエチレン系重合体、ポリプロピレン、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・１−ブテン共重合体などのプロピレン系重合体、ポリ１−ブテン、ポリ１−ヘキセン、ポリ４−メチル−１−ペンテン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリカーボネートなどを例示することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のネックイン評価方法は、押出ラミネート装置による評価を行う必要がなく、少量の試料にて押出ラミネート加工性、特にネックインを評価することが可能であり、非常に有用である。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２１】
以下に、物性、加工性の測定方法と評価方法を示す。
【００２２】
（１）メルトマスフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳ  Ｋ６９２２−１（１９９７年）に準拠して測定した。
【００２３】
（２）密度
ＪＩＳ  Ｋ６９２２−１（１９９７年）に準拠して測定した。
【００２４】
（３）ネックイン
２５ｍｍΦのスクリューを有する押出ラミネーター（ムサシノキカイ（株）製）を用いた。ネックインは引き取り速度４０ｍ／分、ポリエチレンの押出量６ｋｇ／時におけるポリエチレンフィルムの巾を測定し、ダイ開口巾（３００ｍｍ）の差を計算することで求めた。樹脂温度は３２０℃とした。
【００２５】
（４）溶融張力Ｆ
バレル直径９．５５ｍｍの毛管粘度計（東洋精機製作所製、商品名：キャピログラフ）に、長さが８ｍｍ，直径（ｒｄｉｅ）が２．０９５ｍｍ、流入角が９０°のダイを装着し測定した。測定温度は１９０℃に設定し、ピストン降下速度を１０ｍｍ／分、ストランドの巻き取り速度を（ｖｃ−ｒ）０．１６７（ｍ／秒）に設定し、引き取りに必要な荷重（ｍＮ）を溶融張力Ｆとした。Ｌは実測により０．０５ｍ、ｒｃ−ｒは０．０００３ｍ、ｖｄｉｅは０．００３５ｍ／秒であり、ｔは１．２秒であった。
【００２６】
（５）貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ’’
円錐円板型粘度計（レオロジ（株）製、商品名ＭＲ−５００）を使用し、角速度０．０３〜２８．９（ラジアン／秒）、温度１９０℃で動的粘弾性の角速度依存性を測定した。なお、歪みは１％以下の線形領域で測定した。
【００２７】
実施例１
ネックイン値の異なる合成樹脂として、ＭＦＲが３ｇ／１０分、密度が９２４ｋｇ／ｍ３である低密度ポリエチレン（東ソー製、商品名ペトロセン２０５）、ＭＦＲが８ｇ／１０分、密度が９１９ｋｇ／ｍ３である低密度ポリエチレン（東ソー製、商品名ペトロセン２０３）、ＭＦＲが８ｇ／１０分、密度が９１８ｋｇ／ｍ３である低密度ポリエチレン（東ソー製、商品名ペトロセン２１３）、ＭＦＲが１３ｇ／１０分、密度が９１９ｋｇ／ｍ３である低密度ポリエチレン（東ソー製、商品名ペトロセン２１２）を用い、ネックイン、溶融張力Ｆ、貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ’’を測定した。この測定結果、およびηＤＦ／η＋を計算した結果を表１に示す。ネックインの小さい試料ほどηＤＦ／η＋が大きく、ηＤＦ／η＋によりネックインの品質管理が可能であった。一方、従来の方法であるＭＦＲや溶融張力は、ネックイン値との相関がなく、ネックインの品質管理には不向きであった。
【００２８】
【表１】
2009039956.tif 000008