PCerformance134

活 躍する三洋化成グループのパフォーマンス・ケミカルス
hemicals

事業研究第二本部
機能性樹脂研究部 ユニットチーフ

低 分 子 量ポリオレフィン

中田 陽介［お問い合わせ先］
電子・樹脂・色材本部 樹脂産業部

ポリオレフィンは、フィルムだといわれ、その歴史は紀元前

ば、アマイドワックスは脂肪酸や容器など日常生活に欠かせな4000 年 ま で さ か の ぼ る。そ のとアミンとの縮合反応を行い製いポリエチレンやポリプロピレ後、ミツロウに似た性質の天然造されている。合成ワックスにンの総称である。一般のプラス物が次々と発見され、20 世紀には、ポリエチレンやポリプロピチックとして使用されているポは原油より精製されたパラフィレンなどがあり、石油原料（エリオレフィンは、分子量が数万ンワックスやマイクロクリスタ

チレン、プロピレン、ほかのモから数十万の高分子量のものをリ ン ワ ッ ク ス、次 い で エ チ レノマーなど）から合成、または指す。一方、分子量が数万以下

ン、プ ロ ピ レ ン よ り 合 成 し た

ポリマーを分解して低分子量の低分子量ポリオレフィンは、ワックス（合成ワックス）が製化することにより製造されて1）いる。

ワックスの一種であり、高分子造・販売されるようになった 。

量体とは異なる物理的、化学的ワックスはさまざまな原料かワックスの用途は多岐にわた性質を示す。本稿では、当社のら 構 成 さ れ、大 別 す る と 天 然り、化粧品、印刷インキ、化学

低 分 子 量 ポ リ エ チ レ ン『サ ンワックス、半合成ワックス、合紙、タイヤ、フローリング、接ワックス』シリーズ、低分子量成 ワ ッ ク ス に 分 類 さ れ る（表着剤などの多くの工業製品、日ポリプロピレン『ビスコール』

1）。天然ワックスには、生物由用品の原料や添加剤として使用

シリーズの特長と用途例を紹介

来のミツロウ、カルナバワック

されている。

する。

スや化石由来（褐炭、原油）のなかでも合成ワックスは、天モンタンワックス、パラフィン然ワックスと類似の性質を持つワックス、マイクロクリスタリ

ものの、組成制御が比較的容易

身近なワックスとしては、ヘンワックスがある。天然由来のであり、溶融粘度などの物性をアワックスやカーワックスなどため分子量分布などの組成分布コントロールしやすい。多様なが一般的であるが、ワックスは幅が広く、精製が必要である。

ニーズに対応できるため、応用ロウ状の物質を表す総称であ

半合成ワックスは、天然物を原開発が盛んな塗料、インキ、接り、さ ま ざ ま な 種 類 が 存 在 す

料 に 合 成 し て 作 ら れ る。例 え着剤などの工業用原料などに多ワックスとはる。その定義は「①常温で固体または半固体のもので、融点が表1ワックスの分類40℃以上あり、②加熱すると分解することなく溶けて、粘度の低いもの」である。ワックスの語源は、ミツロウを意味するアングロ・サクソン語の「weax」

天然ワックス
生物由来
動物

ミツロウ

植物
カルナバ
ワックス

半合成ワックス

合成ワックス

アマイドワックス

低分子量ポリエチレン
低分子量ポリプロピレン

化石由来
褐炭原油

モンタン
ワックス

パラフィンワックス、
マイクロクリスタリン
ワックス

三洋化成ニュース ❶ 2018 秋 No.510

ロピレン『ビスコール』シリー
重合型（エチレンタイプが主）

合成ワックスズを製造・販売している（表 2、低密度ポリエチレン
エチレン1）3） 。いずれも製造・販売して重合
高密度ポリエチレン

変性

熱分解型から半世紀が経つシリーズ品で酸化型ポリエチレンあるが、その特長を活かして今共重合ポリエチレン（酸モノマー、特殊モノマー）なお活躍を続けるロングラン商品である。当時の開発経緯、苦ポリエチレン

熱分解

低密度ポリエチレン熱分解物

ポリプロピレン

熱分解ポリプロピレン熱分解物

労話については引用文献を参照
2）

されたい 。
『サンワックス』
・『ビスコー図1

製造方法による合成ワックスの分類ル』シ リ ー ズ は 熱 分 解 型 で あり、①天然ワックスと比較してく使用されている。
合成ワックスは、その製造方法から、重合型と熱分解型に分脂をラジカルにより分解した低高軟化点、高結晶である、②ポ分子量化物である（図１）。

リオレフィン樹脂との相溶性に優れる、③熱分解型のため分子『サンワックス』・『ビスコール』シリーズ

けることができ、重合型はエチレンモノマーの単独重合物やエ量分布が広い、④ポリオレフィン以外の樹脂とも相溶しやすい

チレンとほかの極性モノマーを当社は、日本国内で初めて合という特徴がある（図 2、表 4）。

共重合した変性タイプの低分子成ワックスの工業化に成功した

また、熱分解の工業プロセスは量ポリエチレンがある。また、

低 分 子 量 ポ リ エ チ レ ン『サ ン

重合型の工業プロセスと比較し熱分解型は、高分子量のポリエワックス』シリーズや、その技て少量生産にも適しており、さチレン樹脂やポリプロピレン樹術を応用した低分子量ポリプ

まざまなニーズに細かく対応す

表2

表3

低分子量ポリエチレン『サンワックス』
シリーズの代表性状

低分子量ポリプロピレン『ビスコール』
シリーズの代表性状品

名

サンワックス
161‑P

サンワックス
131‑P

サンワックス
151‑P

サンワックス
171‑P

品

名

ビスコール
330‑P

ビスコール
440‑P

ビスコール
550‑P

外

観

白色粉末状

白色粉末状

白色粉末状

白色粉末状

外

観

白色粉末状

白色粉末状

白色粉末状

白色粉末状

色

数

30303030

色数200200200

1（ガードナー）

軟 化 点（℃）

111

108

107

107

軟 化 点（℃）

153

153

152

145

針入度

2

3.5

44.5

針入度

1以下

1以下

1以下

1.5

溶融粘度（mPa・s）

4,200

1,000

290180

溶融粘度（mPa・s）

4,000

1,80020070

重量平均分子量30,000

20,00012,5009,500

重量平均分子量40,00030,00015,0008,000

色数：ハーゼン法、
融点：DSC法、溶融粘度：BL型粘度計 160℃で測定、分子量：高温ＧＰＣ法

色数：ハーゼン法、融点：DSC法、溶融粘度：BL型粘度計 140℃で測定、分子量：高温GPC法

モンタンワックス

ポリプロピレン

パラフィンワックス
マイクロクリスタリンワックス
405060708090

合成ワックス（重合型、熱分解型）
100110

軟化点

図2

表4

ポリエチレン

カルナバワックス

120130140

ビスコール
660‑P

150

160170重合型と熱分解型ワックスの構造上の特徴

製造方法

熱分解型
（当社法）

重合型
（高圧）

重合型
（低圧）

分子量分布（Mw/Mn）

広い（3〜5）狭い（〜2〜）狭い（〜2〜）

立体構造

長鎖分岐含有（℃）

合成ワックスの特徴

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短鎖分岐含有長鎖分岐含有（通常メチル基）ることができる。

600

せん断 粘 度

『サンワックス』・『ビスコール』シリーズの用途例

流動性15％向上

500（Pa・s） 300
2000１ . プラスチック用顔料分散剤
日常、目にするカラフルなプ

130℃で3時間、事前乾燥したポリブチレンテレフタレート（PBT）樹脂とサンワックス
161−P（0.5質量%）を二軸押出機で混練（温度：250℃）し、せん断粘度を測定した（温度：240℃、せん断速度：608/sec）。

4000.5

サンワックス161‑P添加量（質量%）図3

成形加工性（流動性）

ラスチック製品は非常に種類が多いが、原料として使用されて表5『サンワックス』添加の機械物性への影響いる樹脂の種類は少なく、ポリエ チ レ ン、ポ リ プ ロ ピ レ ン、ABS などが主である。
プラスチックを顔料などで着試験項目

無添加

サンワックス161‑P（0.5質量%添加）

せん断粘度（ Pa・s ）533458

引張強度（ MPa ）54.754.1

曲げ強度（ MPa ）81.880.1

図3と同様に混練後、射出成形機（ノズル温度：250℃、金型温度：50℃）で成形し、引張試験:ASTM D638、曲げ試験:ASTM D790に従って測定した。

色する場合、顔料の分散性が成形製品の品質に大きく影響する度のマスターバッチ化ができクルの低下（生産性低下）や複が、顔料と樹脂を単純に混合する。また、②適度な分子量を有雑な形状の成形品ができないなるだけでは混合性が悪く、色ムしているため、樹脂の機械物性どの課題がある。

ラ が 発 生 し や す い 。こ の たへの影響がほとんどなく、③対『サンワックス』
・『ビスコー

め、まず顔料を高濃度に分散し象樹脂との相溶性にも優れてい

ル』は低粘度であるため、これたマスターバッチを作り、これる。④非極性で顔料の発色を妨らを成形加工時に添加しておくを着色剤として樹脂に加え、加げず、発色の安定性も良好であことによって、金型と樹脂の界熱溶融させて機械的に混練させる。このような特長により、プ面や高分子鎖の隙間に入り、樹る方法（溶融混練）が一般的でラスチック用の顔料分散剤に適脂の流動性を向上させることがある。

している。

できる。少量添加で効果を発揮『サンワックス』
・『ビスコー

2. プラスチック用加工性向上剤

するため、樹脂の機械物性を低ル』シリーズを用いた場合、混ポリエチレン、ポリプロピレ下させることなく成形加工性が練対象とする樹脂に比べ、溶融ン、塩化ビニル（PVC）、ABS、向上する（図 3、表 5）。このよ

粘度が低く、顔料および樹脂とポリブチレンテレフタレートなうな性能のほかに低極性であるの親和性が比較的高いことかどの成形品は、通常、粉末やペ特長を活かし、成形品の離型性

ら、①顔料分散性に優れ、高濃レ ッ ト 状 の 樹 脂 に、安 定 剤 や向 上 や、PVC の 滑 性 付 与 な どフィラーなどの添加剤を溶融混にも使用されている。

3）

写真1

カラフルに着色したプラスチック

練後、金型に押し出し、冷却し近年、自動車を中心とした輸て成形する。溶融混練過程で溶送機メーカーでは金属部材を樹

融樹脂と金属との摩擦抵抗や、脂化する潮流があり、耐熱性や樹脂の高い溶融粘度などにより機械強度などに優れるエンジニ流動性が低下するなどして成形アリングプラスチック（通称エ加工性が低下する。金型温度やンプラ）が使用されている。エ

射出成形圧の調整で成形加工性

ンプラは溶融状態での流動性やを改善する場合には、成形サイ成形性が悪いうえ、さらに機械

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写真2

プラスチック成形加工品に

写真3

食品包装フィルムのグラビアインキ用原料や成形部材のつや消し剤・耐水性付与剤に

写真4

ホットメルト
接着剤に物性を向上させるために、ガラし効果を与える。さらに、シリくなると接着強度が低下する欠

ス繊維や炭素繊維などの高アスカなどのつや消し剤を併用した

点 が あ る。
『サ ン ワ ッ ク ス』
・

ペクト比のフィラーとの複合材場合もこれらの沈降を防止し、『ビスコール』はホットメルトの適用例が増えている。最近で表面にとどまらせることでムラ

接着剤よりも高融点であることはフィラーの高充填化のニーズのないつや消し効果を与える。

から、添加することで高温時のが高まっているが、フィラーをまた、ポリオレフィンワックス

接着強度低下の影響を受けにく高充填させると複合材全体の粘は疎水性であり、表面に配向しくする。また、低粘度であるた度が上がり、生産性低下や外観たワックス成分が、塗料表面をめ、接着剤の粘度調整が容易で不良が起こる。

耐水性にすることができ、防カあり、ハンドリング性の観点で『サンワックス』
・『ビスコービ、防汚性も付与することがでも通常と同様に使用できる。

ル』はこのような高濃度のフィきるため、塗装後の塗膜の耐久ラーを充填したエンプラに対し性向上が期待できる。

じゅう てん

今後の展望ても有効で、少量添加すること

通 常、塗 料 や イ ン キ は OPP

低分子量ポリオレフィンは既で流動性を向上し、複合材の機フィルムを代表とする非極性のに多岐にわたって利用されてい械物性を低下させることなく生成形品、シート、フィルムなどるが、さらなる用途開発の可能産性を向上することができる。と の 密 着 性 が 悪 い が、『サ ン性は十分に秘められていると思

3. 塗料、印刷インキの改質剤ワックス』
・『ビスコール』はこわれる。近年、自動車を中心に塗料・印刷インキ分野では、のような非極性の材料との親和金属部材の樹脂化が進められて機能だけでなく意匠性が消費行性が高いため、塗料・インキのおり、成形品の生産速度や歩留動に与える影響も大きく、つや構成成分として利用すること

まり性、成形加工性向上のため（光沢）消しによるマット感がで、シート、フィルムにも良好の成形助剤としての重要性も高求められるものも多い。光沢はな密着性を付与できる。

まっている。今後も、このよう表面の凹凸によって決まり、あ4. ホットメルト接着剤用添加剤なニーズに対応した製品の提供る程度の凹凸があると光沢がな

ホットメルト接着剤は、溶剤くなる。

を含まないため VOC（揮発性『サンワックス』・『ビスコー有機化合物）を削減できる環境

ル』のポリオレフィンワックス配慮型の接着剤であるが、通常を塗料に使用すると、ワックス

ホットメルト接着剤は、融点が粒子が塗膜表面に凹凸を形成低く熱可塑性であるため、接着し、光を拡散することでつや消後の環境温度（周辺温度）が高

三洋化成ニュース ❹ 2018 秋 No.510

や開発に尽力していく。
引用文献
1）友 重 徹，藤 井 弘 保：合 成 ワ ッ ク ス．
高分子，26，637‑642（1977）
2）『パフォーマンス・ケミカルスの開発
物語−この面白くもなんぎな仕事の歴史−』，三洋化成工業㈱（1989）
3）森 山 登 著：『分 散・凝 集 の 化 学』，産業図書社（1995）