JP4928858B2 - 容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料 - Google Patents
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Description
PETボトルに代表されるポリエステル樹脂と並んで、ポリエチレン系樹脂も清涼飲料などの飲料用容器材料として重要視され需要が増大化している。
清涼飲料などの容器の蓋部材は、容器の密封性や開栓性及び飲食品安全性や耐久性その他の必須の性能からして、容器本体と並んで重要な製品であり、これらの性能と共に、成形性及び剛性や耐熱性などの各種の物性の観点から、ポリオレフィン製、特にポリエチレン系樹脂製の蓋部材において、その技術的な改良検討がなされ続けられており、特許公開公報においても非常に多数の改良提案が開示されている。
シール性や剛性などの各種の性能向上と共に、容器蓋の成形サイクルを短縮し生産効率を上げるために、高流動性のポリオレフィン樹脂を使用して射出成形及び圧縮成形を行う試みもなされており、特許文献3,4には、樹脂自体又は組成物における、MFR及びMFRのFLR(フローレシオ)が規定されたポリエチレン系樹脂材料が開示されている。しかし、特許文献3に開示された樹脂材料は、MFRが高いため耐衝撃性が不充分であり、特許文献4に開示された樹脂材料は、夏場の高温における倉庫保管時のクラック発生及び引張降伏応力不足によるキャップ緩みなどの問題点を内在している。
更に、容器蓋材料としてのポリエチレン系樹脂材料においては、従来求められている各種の特性に加えて、FNCT性能(フルノッチクリープ試験による破断時間)の改善も求められており、殊に、引張降伏応力不足によりキャップが緩くなることに関連する、引張降伏強度の向上も要望されている。引張降伏強さは容器蓋の緩みと密接な相関があり、引張降伏強さが低ければ容器蓋が緩み易く、容器蓋の適度な硬さの閉栓性が不足する。容器蓋の耐ストレスクラック性を向上させるにはポリエチレン系材料の密度を下げる必要があるので、そのため、これまで、耐ストレスクラック性を向上させながら、引張降伏強さを向上させることは困難であった。
なお、最近においては、これらの諸性能をおしなべてバランス良く向上させることを目指す改良技術として、特許文献12には、密度とMFR及び耐折強度や引裂き強度、更に揮発分やビカット軟化点などを規定するポリエチレン系樹脂組成物、特許文献13には、密度とMFRとFLR及び射出成形試料の曲げ弾性率や定ひずみESCRなどを規定するポリエチレン系樹脂材料が、各々提示されている。
本発明のポリエチレン系樹脂材料は、特定のポリエチレン系樹脂を二種類組み合わせ、組成物としての特性をも内在する、清涼飲料用容器などの容器蓋部材用として好適な成形材料であり、清涼飲料用などの容器本体材料としても使用され得るものである。
特に、炭酸飲料用の蓋材料として重要な性能である、耐ストレスクラック性やFNCT破断性能及び引張降伏強度などの機械的特性の向上は、後述する実施例と比較例のデータの対照により実証されている。
更に、ポリエチレン系樹脂成形材料を構成する組成物は、各成分の混合法に限らず、エチレン又はエチレンとα−オレフィンの逐次多段重合により製造され得ることをも特徴とする。
成分(A):温度190℃・荷重21.6Kgにおけるハイロードメルトフローレート(HLMFR)が0.1〜1.0g/10分、密度が0.910〜0.930g/cm3のエチレン系重合体
成分(B):温度190℃・荷重2.16Kgにおけるメルトフローレート(MFR)が150g/10分以上400g/10分未満、密度が0.960g/cm3以上のエチレン系重合体
特性(1):MFRが0.4g/10分以上2.0g/10分未満、HLMFRが70g/10分以上180g/10分未満、且つHLMFR/MFRが100〜200である
特性(2):密度が0.953g/cm3以上0.965g/cm3未満である
[2]下記の特性(3)及び(4)を満たすことを特徴とする、[1]における容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
特性(3):曲げ弾性率が800MPa以上である
特性(4):引張降伏強さが25MPa以上である
[3]エチレン系重合体がエチレンとα−オレフィンとの共重合体であることを特徴とする、[1]又は[2]における容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
[4]炭化水素揮発分が80ppm以下であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかにおける容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
[5]容器蓋が炭酸飲料用容器の蓋であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかにおける容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
[6]ポリエチレン系樹脂成形材料を構成する組成物が、エチレン又はエチレンとα−オレフィンの逐次多段重合により製造されることを特徴とする、[1]〜[4]のいずれかにおける容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料の製造方法。
[7][1]〜[4]のいずれかにおけるポリエチレン系樹脂成形材料により形成されたことを特徴とする容器蓋。
(1)組成物としての構成
本発明のポリエチレン系樹脂成形材料は、複数種類のエチレン系重合体から組成物として構成されるものであり、下記の成分(A)を20重量%以上30重量%未満及び成分(B)を70重量%を超え80重量%以下含有する組成物であって、下記の特性(1)及び(2)を満たすことを特徴とする、容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料である。
成分(A):温度190℃・荷重21.6Kgにおけるハイロードメルトフローレート(HLMFR)が0.1〜1.0g/10分、密度が0.910〜0.930g/cm3のエチレン系重合体
成分(B):温度190℃・荷重2.16Kgにおけるメルトフローレート(MFR)が150g/10分以上400g/10分未満、密度が0.960g/cm3以上のエチレン系重合体
特性(1):MFRが0.4g/10分以上2.0g/10分未満、HLMFRが70g/10分以上180g/10分未満、且つHLMFR/MFRが100〜200である
特性(2):密度が0.953g/cm3以上0.965g/cm3未満である
成分(A)のエチレン系重合体のHLMFRは、0.1〜1.0g/10分であり、好ましくは0.1〜0.8g/10分であり、更に好ましくは0.1〜0.5g/10分である。成分(A)のHLMFRが0.1g/10分未満では流動性が低下し成形性が不良となる傾向があり、1.0g/10分を超えると耐ストレスクラック性が低下する傾向がある。
成分(A)の密度は、0.910〜0.930g/cm3であり、好ましくは0.915〜0.925g/cm3、更に好ましくは0.915〜0.920g/cm3である。成分(A)の密度が0.910g/cm3未満では剛性が不充分となり、0.930g/cm3を超えると耐ストレスクラック性が低下する傾向がある。
なお、MFR、HLMFR及び密度は各々、後述する実施例において記載した測定方法により測定される値である。
成分(B)の密度は、0.960g/cm3以上である。成分(B)の密度が0.960g/cm3未満の場合は剛性が低下する惧れがある。成分(B)の密度の上限値は特に制限されないが、通常は0.980g/cm3以下である。
成分(A)と成分(B)の割合は、成分(A)が20重量%以上30重量%未満、好ましくは22〜29重量%であり、成分(B)が70重量%を超え80重量%以下、好ましくは71〜78重量%である。
なお、成分(A)と成分(B)の合計は基本的に100重量%であるが、他の任意の樹脂成分などを含有してもよい。
成分(A)が20重量%未満では耐ストレスクラック性が低下し、30重量%以上であると成形性が低下する。成分(B)が70重量%以下では成形性が低下し、80重量%を超えると耐ストレスクラック性が低下する。
ハイロードメルトフローレート(HLMFR)は、70g/10分以上180g/10分未満であり、好ましくは80〜140g/10分、更に好ましくは90〜135g/10分である。HLMFRが70g/10分未満では高速成形性が劣り、180g/10分以上であると容器蓋の耐ストレスクラック性が劣る。
HLMFR/MFRは100〜200であり、好ましくは105〜170、更に好ましくは108〜165である。HLMFR/MFRが100未満では高速成形性が不良となり、200を超えても高速成形性が不良となる。
ポリエチレン系樹脂成形材料の密度は、0.953g/cm3以上0.965g/cm3未満であり、好ましくは0.954〜0.964g/cm3、更に好ましくは0.955〜0.963g/cm3である。密度が0.953g/cm3未満では、容器蓋の剛性が劣り高温時に変形し易くなり、容器内圧の影響により容器蓋が変形し漏れの原因となる。密度が0.965g/cm3以上であると容器蓋の耐ストレスクラック性が劣る。
ポリエチレン系樹脂成形材料の曲げ弾性率は、800MPa以上であり、好ましくは850MPa以上、更に好ましくは900MPa以上である。曲げ弾性率が800MPa未満では剛性が低下し、容器の内圧により容器蓋が変形し易く、特に高温時に変形し易くなる。曲げ弾性率の上限値は特に限定されないが、通常は2,000MPa以下である。ここで、曲げ弾性率は、試験片として210℃で射出成形した4×10×80mmの板状体を用い、JIS−K6922−2:1997年に準拠して測定される値である。
ポリエチレン系樹脂成形材料の引張降伏強さは、25MPa以上であり、好ましくは26MPa以上、更に好ましくは27MPa以上である。引張降伏強さが25MPa未満では容器蓋のブリッジ部分の切れ感が悪く、適度な硬さが不足する。引張降伏強さの上限値は特に限定されないが、通常は50MPa以下である。ここで、引張降伏強さは、JIS−K6922−2:1997年に準拠して測定される値である。
引張降伏強さは容器蓋の緩みと相関があり、引張降伏強さが低ければ容器蓋が緩み易くなり、容器蓋の適度な硬さの閉栓性が不足する。容器蓋の耐ストレスクラック性を向上させるにはポリエチレン系材料の密度を下げる必要があり、そのため耐ストレスクラック性を向上させながら引張降伏強さを向上させることは困難であった。しかしながら、本発明により容器蓋の緩み性及び耐ストレスクラック性の双方を改善することが可能となった。
ポリエチレン系樹脂成形材料の炭化水素揮発分は、80ppm以下が望ましく、好ましくは50ppm以下、更に好ましくは30ppm以下である。本発明にいう炭化水素とは、分子中に少なくとも炭素及び水素を含む化合物を称し、通常はガスクロマトグラフィーにて測定されるもので、所定の数値以下とすることにより、容器収納内容物への臭いや風味の影響を防ぐことができる。ここで、炭化水素揮発分量は、ポリエチレン系樹脂成形材料1gを25mlのガラス密閉容器に入れ、130℃で60分加熱した際のへッドスペース中の空気をガスクロマトグラフィーにて測定して得られる。
ポリエチレン系樹脂成形材料のフルノッチクリープ試験による1.9MPaにおける破断時間(FNCT)は、90時間以上であり、好ましくは120時間以上、更に好ましくは130時間以上である。FNCTが90時間未満では夏場の高温の保管時にストレスクラックによる破壊が容器蓋に発生する可能性が大きくなる。ここで、FNCTは、JIS−K6774:1998年に準拠し、温度80℃で、使用液は花王株式会社製エマール1%水溶液を用いて測定されるものである。
(1)混合又は逐次多段重合による組成物の製造
成分(A)と成分(B)とからなる組成物は、成分(A)のエチレン系重合体と成分(B)のエチレン系重合体とを混合して得ることができる。
好ましくは、樹脂の均一性などの理由から、成分(A)のエチレン系重合体と成分(B)のエチレン系重合体を順次連続的に重合(逐次多段重合法)して得られたものであり、例えば直列に接続した複数の反応器でエチレン及びα−オレフィンを順次連続的に重合して得られたものが望ましい。
本発明の重合体は、気相重合法、溶液重合法、スラリー重合法などの製造プロセスにより製造することができ、好ましくはスラリー重合法が望ましい。エチレン系重合体の重合条件のうち重合温度としては、0〜300℃の範囲から選択することができる。スラリー重合においては生成ポリマーの融点より低い温度で重合を行う。重合圧力は、大気圧〜約100kg/cm2の範囲から選択することができる。実質的に酸素と水分などを断った状態で、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環族炭化水素などから選ばれる不活性炭化水素溶媒の存在下で、エチレン及びα−オレフィンのスラリー重合を行うことにより好ましく製造することができる。
本発明のエチレン系重合体においては、水素供給量を変化させることが重要であるが、その他の重合条件、例えば重合温度、触媒の供給量、エチレンなどのオレフィンの供給量、1−ブテンなどのコモノマーの供給量、溶媒の供給量などを、適宜に水素の変化と同時に又は別個に変化させることも重要である。
直列に接続した複数の反応器で順次連続して重合する、いわゆる逐次多段重合方法は、始めの重合域(第一段目の反応器)において高分子量成分を製造し、得られた重合体を次の反応域(第二段目の反応器)に移送し、第二段目の反応器において低分子量成分を製造する方法でもよいし、始めの重合域(第一段目の反応器)において低分子量成分を製造し、得られた重合体を次の反応域(第二段目の反応器)に移送し、第二段目の反応器において高分子量成分を製造する方法のどちらでもよい。
具体的な好ましい重合方法は以下の方法である。即ち、チタン系遷移金属化合物及び有機アルミニウム化合物を含むチーグラー触媒及び二器の反応器を使用し、第一段目の反応器にエチレン及びα−オレフィンを導入し低密度の高分子量成分の重合体を製造し、第一段目の反応器から抜き出された重合体を第二段目の反応器に移送し、第二段目の反応器にエチレン及び水素を導入し高密度の低分子量成分の重合体を製造する方法である。
なお、多段重合の場合、第二段目以降の重合域で生成するエチレン系重合体の量とその性状については、各段における重合体生成量(未反応ガス分析により把握できる)を求め、各段の後でそれぞれ抜出した重合体の物性を測定し、加成性に基づいて各段で生成した重合体の物性を求めることができる。
エチレン系重合体の重合触媒は、チーグラー触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒などの各種の触媒が用いられる。重合触媒は、水素がオレフィン重合の連鎖移動作用を示すような触媒であればいずれも使用することができる。
具体的には、固体触媒成分と有機金属化合物とからなり、水素がオレフィン重合の連鎖移動作用を示すようなスラリー法オレフィン重合に適する触媒であればいずれも使用することができる。好ましくは重合活性点が局在している不均一系触媒である。上記固体触媒成分としては、遷移金属化合物を含有するオレフィン重合用の固体触媒として用いられるものであれば特に制限はない。
上記の少なくともチタン及び/又はバナジウム並びにマグネシウムを含有する固体触媒成分と共に用いることのできる有機金属化合物としては、有機アルミニウム化合物、中でも、トリアルキルアルミニウムが好ましい。重合反応中における有機アルミニウム化合物の使用量は特に制限されないが、通常チタン化合物1モルに対して0.05〜1,000モルの範囲が好ましい。
本発明のエチレン系重合体は、エチレンの単独重合、又はエチレンと炭素数3〜12のα−オレフィン、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテンなどとの共重合により得られる。
改質を目的とする場合のジエンとの共重合も可能である。このとき使用されるジエン化合物の例としては、ブタジエン、1,4−ヘキサジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエンなどを挙げることができる。
なお、重合の際のコモノマー含有率は任意に選択することができるが、例えば、エチレンと炭素数3〜12のα−オレフィンとの共重合の場合には、エチレン・α−オレフィン共重合体中のα−オレフィン含有量は0〜40モル%、好ましくは0〜30モル%である。
上記の方法により製造されたエチレン系重合体は、常法に従い、ペレタイザーやホモジナイザーなどによる機械的な溶融混合によりペレット化した後、各種成形機により成形を行って、好適には容器蓋としての、所望の成形品とすることができる。
エチレン系重合体には、各種の物性をより高め又は他の物性を付加するために、常法に従い、他のオレフィン系重合体やゴムなどのほか、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、帯電防止剤、防曇剤、ブロッキング防止剤、加工助剤、着色顔料、架橋剤、発泡剤、無機又は有機充填剤、難燃剤などの通常の添加剤を配合することができる。
本発明において、結晶化速度を促進するために造核剤を用いることも有効な手法である。該造核剤としては、特に限定されるものでなく、一般的な有機系又は無機系の造核剤を用いることができる。
(1)MFR及びHLMFR
MFRとHLMFRは、エチレン系モノマーの重合における温度や連鎖移動剤の使用などにより調整することができ、所望のものを得ることができる。
即ち、エチレンとα−オレフィンとの重合温度を上げることにより分子量を下げて結果としてMFR(HLMFR)などを大きくすることができ、重合温度を下げることにより分子量を上げて結果としてMFRなどを小さくすることができる。また、エチレンとα−オレフィンとの共重合反応において共存させる水素量(連鎖移動剤量)を増加させることにより分子量を下げて結果としてMFRなどを大きくすることができ、共存させる水素量(連鎖移動剤量)を減少させることにより分子量を上げて結果としてMFRなどを小さくすることができる。
HLMFR/MFR(フローレシオFLR)は、分子量分布を調整することにより増減させることができる。このHLMFR/MFRはゲルパーミネーションクロマトグラフィーによる分子量の単分散性(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)と相関があり、HLMFR/MFRの100は単分散性Mw/Mnの約18に相当する。HLMFR/MFR又はMw/Mnは、触媒の種類、助触媒の種類、重合温度、重合反応器内の滞留時間、重合反応器の数などで調整でき、また、押出機の温度、圧力、剪段速度などにより調整可能であり、好ましくは高分子量成分と低分子量成分の混合割合を調整することにより増減することができる。
中でも、HLMFR/MFR又はMw/Mnは触媒の種類の影響を受け易く、一般にフィリプス触媒は分子量分布が広く、メタロセン触媒は分子量分布が狭く、チーグラー触媒はその中間的な分子量分布となる。
密度は、エチレンと共重合させるコモノマーの種類や量を変化させることにより、所望のものを得ることができる。
曲げ弾性率は、ポリエチレンの分子量及び密度を増減させることにより調節することができ、分子量又は密度を増加させると、曲げ弾性率を上げることができる。
引張降伏強さは、密度を増減させることにより調節することができ、密度を高くすると大きくすることができる。
炭化水素揮発分を所定の値以下にするためには、重合したポリエチレン系重合体に揮発分除去操作、例えばスチームストリッピング処理、温風脱臭処理、真空処理、窒素パージ処理などを実施することにより達成することができ、特にスチーム脱臭処理を行うことにより、この制御操作を顕著に発揮することができる。スチーム処理の条件は特に限定されるものではないが、エチレン系重合体を100℃のスチームに8時間程度接触させるとよい。
FNCTを大きくするためには、低密度かつ高分子量成分を添加することにより達成可能である。
本発明のポリエチレン系樹脂成形材料を原料として、主に射出成形法や圧縮成形法などにより成形され、好適には容器蓋部材や容器本体などの各種成形品が得られる。
本発明のポリエチレン系樹脂成形材料は、各種特性を満足するものであるので、成形性、高流動性、臭い、耐衝撃性、食品安全性、剛性などに優れ、なおかつ耐熱性に優れる。したがって、このような特性を必要とする、容器や容器蓋などの用途に適し、特に、内圧が高い炭酸飲料などの清涼飲料用の用途に好適である。
その他、食用油、わさびなどの香辛料、調味料、アルコール飲料などの食品及び飲料における容器や容器蓋、化粧品やヘアクリームなどの容器及び容器蓋の用途にも使用でき、主として射出成形法で成形される。
特に、本発明のポリエチレン系樹脂成形材料は、耐圧性能の観点からして、炭酸飲料の液体の容器蓋に優れた効果を発揮する。本発明の材料を用いた炭酸飲料用容器蓋は、高速成形化、ハイサイクル化、ワンピース形状化が可能であり、PETボトルなどの容器用に最適に用いられる。
(2)温度190℃・荷重21.6kgにおけるハイロードメルトフローレート(HLMFR):JIS−K6922−2:1997年に準拠して測定した。
(3)密度:JIS−K6922−1,2:1997年に準じて測定した。
(4)ゲルパーミネーションクロマトグラフィーによる分子量の単分散性(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn):下記条件のゲルパーミネーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
装置:WATERS社製150C カラム:昭和電工社製AD80M/Sを3本
測定温度:140℃ 濃度:1mg/1ml 溶媒:o−ジクロロベンゼン
(5)フルノッチクリープ試験による1.9MPaにおける破断時間(FNCT):JIS−K6774:1998年に準拠し、温度80℃で、使用液は花王株式会社製エマール1%水溶液を用いて測定した。
(6)曲げ弾性率:試験片として210℃で射出成形した4×10×80mmの板状体を用い、JIS−K6922−2:1997年に準拠して測定した。
(7)引張降伏強さ:JIS−K6922−2:1997年に準拠して測定した。
(8)炭化水素揮発分:樹脂1gを25mlのガラス製密閉容器に入れ、130℃で60分加熱した後の密閉容器中の成分を、ガスクロマトグラフィーにて分析して測定した。
(9)高速成形性:30φで高さ20mmの円柱容器蓋状の金型を用い、東芝機械製IS-80射出成形機にて、成形温度190℃・金型温度40℃にて成形を行い、冷却時間6秒以内となるものを○、6秒以内では柔らかく、又は金型との滑り性が悪いため、金型に食いつき離型できない物を×とした。
(10)持続耐圧試験:500ml用のPETボトルに、二酸化炭素濃度が500mlに対して2,250mlとなる炭酸水を5℃の条件で500ml充填し、上記(9)の成形で得られた容器蓋で密栓し、50℃及び60℃にて、1ヶ月間加温した状態に保管し容器蓋の状況を観察した。
(触媒の製造)固体触媒成分として、溶解析出法によるTi系触媒を使用した。その製造方法は以下の通りである。撹拌機及び冷却器を取り付けた容量1Lの三つ口フラスコの内部を充分に窒素置換した後、乾燥ヘキサン250ml、予め3L振動ミルで1時間粉砕処理を行った無水塩化マグネシウム11.4g及びn−ブタノール110mlを入れ、68℃で2時間加熱し均一な溶液(1a)とした。この溶液(1a)を室温まで冷却した後、25℃の運動粘度が25cStであるメチルポリシロキサン8gを添加し、1時間撹拌して均一な溶液(1b)を得た。溶液(1b)を水で冷却した後、この中へ四塩化チタン50ml及び乾燥ヘキサン50mlを、滴下漏斗を用い1時間を費やして滴下し、溶液(1c)を得た。溶液(1c)は均一であり、反応生成物の錯体は析出していなかった。溶液(1c)を還流しながら、68℃で2時間加熱処理を行った。加熱を開始して約30分後に反応生成物錯体(1d)の析出が見られた。これを採取して乾燥ヘキサン250mlで6回洗浄し、さらに窒素ガスで乾燥して、反応生成物錯体(1d)19gを回収した。反応生成物錯体(1d)を分析したところ、Mg14.5重量%、n−ブタノール44.9重量%及びTi0.3重量%を含有しており、その比表面積は17m2/gであった。反応生成物錯体(1d)4.5gを窒素雰囲気下で撹拌機及び冷却器を取り付けた容量1Lの三つ口フラスコに採取し、これに乾燥ヘキサン250ml及び四塩化チタン25mlを加えて還流下に68℃で2時間加熱処理を行い、室温まで冷却した後、乾燥ヘキサン250mlで6回洗浄し、窒素ガスで乾燥して固体触媒成分(1e)4.6gを回収した。この固体触媒成分(1e)を分析したところ、Mg12.5重量%、n−ブタノール17.0重量%及びTi9.0重量%を含有しており、その比表面積は29m2/gであった。この固体触媒成分(1e)をSEMで観察したところ、粒径は均一であり球形に近い形状であった。
第一段反応器の重合生成物を一部採取し、重合生成物の物性を測定した結果を、成分(A)として表2に示した。
第一段反応器で生成したスラリー状重合生成物をそのまま内容積400Lの第二段反応器へ全量、内径50mmの連続管を通して導入し、重合器内容物を所要速度にて排出しながら、82℃にて、重合溶媒(n−ヘキサン)100(l/hr)、水素34.9(g/hr)、エチレン42.6(kg/hr)の速度で供給し、液相中の水素濃度0.022wt%、エチレン濃度0.6wt%、水素の対エチレン濃度比0.56、全圧1.1MPa、平均滞留時間1.05hrの条件下で連続的に第二段重合を行った。
第二段反応器から排出される重合生成物をフラッシング槽へ導入し、重合生成物を連続的に抜き出し、脱気ラインから未反応ガスを除去した。得られた重合体をスチームストリッピング処理を施し、ペレタイザーで造粒した後、その物性を評価した。結果を表2に示した。なお、表2において、第二段反応器で生成した成分(B)の物性は、最終製品であるポリエチレン組成物の物性と第一段反応器で得られた成分(A)の物性とから加成則に基づく計算により求めた。表2から明らかなように、得られた重合体は、引張降伏強度が大きく、曲げ弾性率などの機械物性に優れ、耐久性などを必要とする容器蓋適性に優れていた。
表1に示す条件以外は実施例1と同様に行なった。得られた重合体の評価結果を表2に示した。得られた重合体は、引張降伏強度が大きく、曲げ弾性率などの機械物性に優れ、耐久性などを必要とする容器蓋適性に優れていた。
表1に示す条件以外は実施例1と同様に行なった。得られた重合体の評価結果を表2に示した。表2より、比較例1は引張降伏強度が小さく、FNCTが不足するため、60℃における持続耐圧試験にてクラックが発生した。比較例2はFNCTが大きく、持続耐圧試験は満たすが、引張降伏強さが小さいため、容器蓋適性が充分ではなかった。比較例3は引張降伏強さは大きいが、FNCTが不足するため、60℃における持続耐圧試験にてクラックが発生した。比較例4及び5は引張降伏強さは大きいが、FNCTが小さく、50℃における持続耐圧試験でもクラックが発生した。比較例6は密度が小さく曲げ弾性率、引張降伏強度が小さいため、容器蓋適性が充分ではなかった。
以上のように、実施例1〜4において、本発明の各種の特性要件を満たすポリエチレン系樹脂材料を、清涼飲料などの容器の蓋材料に使用すると、高速成形性や耐圧性及び耐久性などが優れていることが明確にされている。
比較例1では、成分(B)のMFRが高過ぎ、組成物のMFRとHLMFRも高過ぎるので、引張降伏強度が小さくFNCTが不足して、60℃における持続耐圧試験にてクラックが発生している。比較例2では、成分(B)のMFRが高過ぎ、組成物のMFRとHLMFRも高過ぎ、FLRが低過ぎるので、引張降伏強度が小さくなり容器蓋適性が充分ではない。比較例3では、組成物のHLMFRが高過ぎるので、FNCTが不足して、60℃における持続耐圧試験にてクラックが発生している。比較例4では、成分(A)のHLMFRと密度が高過ぎ、成分(B)が含有されず、全体のMFRとHLMFRも高過ぎ、FLRが低過ぎるので、FNCTが不足して、50,60℃における持続耐圧試験にてクラックが発生している。比較例5では、成分(A)のHLMFRと密度が高過ぎ、成分(B)が含有されず、全体のMFRとHLMFRも高過ぎ、FLRが低過ぎるので、FNCTが不足して、50,60℃における持続耐圧試験にてクラックが発生しており、高速成形性も劣っている。比較例6では、成分(A)の密度が低過ぎ、成分(B)のMFRが高過ぎ、組成物における成分(A)の量が不足しHLMFRも高過ぎ密度も低過ぎるので、引張降伏強さが低く、60℃における持続耐圧試験にてクラックが発生している。
以上のことより、本発明における構成の要件の合理性と有意性、及び本発明の従来技術に対する卓越性が明らかにされている。
Claims (7)
- 下記の成分(A)を20重量%以上30重量%未満及び成分(B)を70重量%を超え80重量%以下含有する組成物であって、下記の特性(1)及び(2)を満たすことを特徴とする、容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
成分(A):温度190℃・荷重21.6Kgにおけるハイロードメルトフローレート(HLMFR)が0.1〜1.0g/10分、密度が0.910〜0.930g/cm3のエチレン系重合体
成分(B):温度190℃・荷重2.16Kgにおけるメルトフローレート(MFR)が150g/10分以上400g/10分未満、密度が0.960g/cm3以上のエチレン系重合体
特性(1):MFRが0.4g/10分以上2.0g/10分未満、HLMFRが70g/10分以上180g/10分未満、且つHLMFR/MFRが100〜200である
特性(2):密度が0.953g/cm3以上0.965g/cm3未満である - 下記の特性(3)及び(4)を満たすことを特徴とする、請求項1に記載された容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
特性(3):曲げ弾性率が800MPa以上である
特性(4):引張降伏強さが25MPa以上である - エチレン系重合体がエチレンとα−オレフィンとの共重合体であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載された容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
- 炭化水素揮発分が80ppm以下であることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載された容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
- 容器蓋が炭酸飲料用容器の蓋であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載された容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料。
- ポリエチレン系樹脂成形材料を構成する組成物が、エチレン又はエチレンとα−オレフィンの逐次多段重合により製造されることを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載された容器用及び容器蓋用ポリエチレン系樹脂成形材料の製造方法。
- 請求項1〜請求項4のいずれかにおけるポリエチレン系樹脂成形材料により形成されたことを特徴とする容器蓋。
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