JPS5824251B2 - 無機質充填プラスチツクからなる薄肉フイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無機質充填の高密度ポリエチレン系樹脂組成
物からなる薄肉フィルム、特に縦方向の引裂強度が高く
厚さが５〜３０μである良質の極薄フィルムを製造する
方法に関する。

従来、高密度ポリエチレン系樹脂に少量の無定形無機質
充填剤を含ませた組成物から、特に合成紙等の用途を目
的として、Ｔダイ法またはカレンダー法等の成形法によ
り、比較的厚手のフィルムが造られていたが、包装用資
材、農業用資材等用途が拡大するに伴ない一層良質で薄
肉のフィルムが望まれるようになった。

にも拘わらず、好ましい原料および成形方法がないため
に、かかる薄肉フィルムを提供することは困難であった
。

例として無機質充填剤を少量含む熱可塑性樹脂組成物か
らＴダイ法で２００μ以下の厚さのフィルムを成形する
ことは困難であり、また、得られた２００μ程度のフィ
ルムは横方向に対する強度も充分でなく破れ易い欠点を
有するものであった。

また無機質充填剤を含まないポリエチレン系樹脂からは
インフレーション法によりかなり薄いフィルムが得られ
ていたが、やはりこのものも縦方向の引裂強度の高いも
のは得難く、更に使用後焼却処分するに際しては単位重
量当りの燃焼熱が太きいために焼却炉の損傷をもたらし
、破砕性に乏しいので微塵化することも難かしい等実用
し難いものであった。

本発明者らは、以前から実用的樹脂フィルムの研究を重
ね、その成果として、高密度ポリエチレン系樹脂に対し
多量の無定形無機質充填剤を含ませた組成物から極めて
実用的なフィルム、即ち、光劣化前は強度が高いが、光
劣化後は強度が極めて小さく容易に破砕され、また単位
重量当りの燃焼熱が小さいので通常の焼却炉を用いても
それを損傷させることなく容易に焼却処分することがで
きるフィルムを発明した。

例えば特願昭４９−９３０１８号として既に特許出願（
特開昭５１−２０９４４号）しているが、かかる組成物
から従来法と同じ成形法で横方向に対する引裂強度の高
い良質の薄肉フィルムを得ることは極めて難かしく、こ
こにおいて更に一層の研究を重ねた結果、樹脂組成物、
成形機および成形条件を特定してインフレーション成形
するとき、極めて好ましい薄肉フィルムが得られること
を実験的に見出し本発明を完成するに至った。

本発明は、メルトインデックスが０．２以下であり且つ
フローレーショが１５〜３５である高密度ポリエチレン
系樹脂を１００重量部と無定形無機質充填剤を６０〜３
００重量部含み且つ水分含量が１１００ｐｐ以下である
組成物を、圧縮部のピッチ数が５以上であり且つ圧縮比
が２．３〜３．６であるスクリューを用いて、成形温度
１６０〜２２０℃、フ宅−比１：３〜７、フロストライ
ンの長さ２００〜９００＋ｕ＋でインフレーション成形
することを特徴とする無定形無機質充填プラスチックか
らなる厚さ５〜３０μの機械的強度の秀れた薄肉フィル
ムの製造方法である。

本発明の実用的目的は、単位重量当たりの燃焼熱が小さ
く、光劣化前は高い強度を有するが、光劣化後は極めて
容易に破砕される性質を有し、厚さが５〜３０μであっ
て、縦方向の引裂強度が大きく、表面が平滑で偏肉、泡
、ピンホール、しわ等のない良質なフィルムラ得ること
にあり、更にかかる良質に薄肉フィルムを効率よく製造
する方法を提供することにある。

本発明において、フィルムの縦方向とは、成膜時ダイス
から樹脂が流出しフィルムが巻取られて移動する方向を
指し、横方向とはそれに対し直角である方向を指す。

縦方向の引裂強度とは、横方向に張力をかけたとき縦方
向に裂は目が入りフィルムが引き裂かれる場合の強度を
いう。

その測定法としてはＪＩＳＺ１７０’２に規定の方法が
用いられる。

本発明の方法において用いられる組成物に含まれる高密
度ポリエチレン系樹脂としては、エチレンの重合体、共
重合体およびそれらの混合物であり、例えばポリエチレ
ン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレ
ン−ブテン−１共重合体およびこれらの混合物等であっ
て、そのタルトインデックスｌ２（Ａ、ＳＴＭＤ１２３
８−６５Ｔによる２、１６ｋｇ荷重１０分間での測定値
）が０．２以下で且つフローレーショ１１０／Ｉ２（Ｉ
ｔｏはＡＳＴＭ Ｄ １２３８−６５Ｔによる１０ｋｇ
荷重１０分間での測定値）が１５〜３５のものである。

タルトインデックスが０．２より犬でフローレーショが
１５〜３５である樹脂、メルトインデックスが０．２以
下でフローレーショが１５〜３５の範囲外である樹脂が
含まれた組成物を使用すれば、フロストラインを高くし
て安定的に操業できず、成形性が良好でない上、また高
いブロー比で成形することができず、その結果縦方向の
引裂強度も小さくなり本発明の目的を満す好ましいフィ
ルムが得られない。

また、本発明の方法に用いられる組成物に含まれる無定
形無機質充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、塩
基性炭酸マグネシウムなどであるが通常平均粒度が１〜
５μ程度のものが多い。

とりわけ炭酸カルシウムは好ましい。

ここで無定形無機質充填剤とは、粒子直径対粒子厚さの
比（アスペクト比）が５０：１より小さいものを指すこ
ととする。

上記無定形無機質充填剤は、組成物中、前記高密度ポリ
エチレン系樹脂１００重量部に対し、６０〜３００重量
部含まれる必要があり、６０重量部未満では、単位重量
当りの燃焼熱が小さくない上に、光劣化後の破砕性も充
分でなく、また、３００重量部より多ければ、フィルム
の強度が低下し、円滑に成形し難くなる。

特に樹脂１−００重量部に対し無定形無機質充填剤を６
０〜２００重量部の割合で含む組成物が好ましい。

また、無定形無機質充填剤を用いることは成膜フィルム
の縦・横の機械的強度のバランスのとれたものが得られ
る点から云って好ましいものである。

更に本発明に用いられる組成物は、その含有水分量が１
１００ｐｐ以下でなければならない。

１００醒より多ければ、成膜性偏肉を生じ易く、また、
かなり多量に水分を含む場合では、成膜時発泡があり、
製品フィルムにも気泡等を生じさせ、それによりフィル
ムの外観が損われることは勿論でフィルム強度もかなり
低下し、好ましいフィルムが得られない。

組成物中の水分含量を上記範囲に調節することは、成形
前に組成物を通常の乾燥機で乾燥する方法、または成形
時もしくはその直前に組成物に乾燥剤を添加する方法等
により容易に実施される。

特に、水分含量５０ｐｐｍ以下が好ましい。綜合的にみ
て本発明に用いられる組成物は、前記せる如くメルトイ
ンデックス０．２以下であり且つフローレーショが１５
〜３５である高密度ポリエチレン系樹脂を１００重量部
と無定形無機質充填剤を６０〜３００重量部含み、且つ
水分含量が１００ｐｐ［ｎ以下であることが特徴である
。

本組成物を得るには、特開昭４９−１３３４５９号に記
載の方法で先ず処理されるが、その際、本発明の目的が
達成される限り、他に任意に、例えば、紫外線劣化防止
剤、熱安定剤、滑剤、着色剤等含ませたものも使用され
る。

特に、フィルムの光劣化期間を調節するためには紫外線
劣化防止剤をその量を調節して含ませたり、成形時の成
形性を向上させるためにはステアリン酸カルシウム等を
含ませたり、成形特熱劣化を防止するには熱安定剤を含
ませることが好ましい。

本発明の方法は、上記組成物を用いて押出機にてインフ
レーション成形する方法であるが、組成物が前記せる如
く特定のものであるので、その成形法においても特定の
方法を用いる点に特徴がある。

その第一は押出機のスクリュー形状であり、その第二は
成形条件である。

即ち、本発明の方法に用いられる押出機のスクリューは
、圧縮部のピッチ数が５以上であり、且つ圧縮比が２．
３〜３．６でなければならない。

圧縮部のピッチ数が５未満で圧縮比が２．３〜３．６で
あるスクリューや圧縮部のピッチ数が５以上で圧縮比が
２．３〜３．６の範囲外であるスクリューおよび圧縮部
のピッチ数が５未満で圧縮比も２．３〜３．６の範囲で
あるスクリューを用いることによっては、いずれも本発
明の目的とするフィルムを得ることができない。

この点につき更に詳しく説明すれば、圧縮部のピッチ数
が５未満で圧縮比が２．３未満であるスクリューを用い
て成形すれば、成形時に空気、水分等ガスを巻込みフィ
ルムに偏肉、気泡が生じ易くなり、また圧縮部のピッチ
数は任意であって、圧縮比が３．６より大きいスクリュ
ーを使用すれは、スクリュー回転数を高めて成形すると
き樹脂が発熱し、それにより劣化を伴ない得られたフィ
ルムの強度を低下させるという結果をもたらす。

圧縮部のピッチ数が５以上で圧縮比が２．３未満である
スクリューは混練性能が充分でなく、かかるスクリュー
を用いることによっては、特に無機質充填剤を含む非均
−系組成物から均質な薄肉フィルムが得難く好ましくな
い。

次ぎに本発明の方法において成形条件の第一の特徴は成
形温度１６０〜２２０℃にあり、その第二は、ブロー比
１：３〜７にあり、その第三は、フロストラインの長さ
２００〜９００朋にある。

本発明において、成形温度とは、押出機のダイス部の樹
脂の温度を指し、成形温度１６０℃より低温でインフレ
ーション成形するときは、無定形無機質充填剤と樹脂と
が均一に混合している均質なフィルムが得難く、しばし
ばフィルム表面が粗で平滑性に乏しいものとなり易い。

また、成形温度が２２０℃より高温になると、フィルム
にピンホールが生じ易くなり、樹脂の熱劣化に基すいて
強度の高いフィルムが得難くなる等好ましくない。

７’ｏ−比が１：３未満では得られたフィルムは縦方向
に裂は易く、即ち縦方向の引裂強度が小さくなり、また
７より大きいと、バブルの安定性が充分でなく効率よく
フィルムを製造することができない。

更にフロストラインが２００ｍｍ未満であるときは、得
られたフィルムは縦方向に裂は易くなり、また、９００
＋＋＋ｍより太きいとフロストの安定性が充分でなく、
得られるフィルムにしばしばしわを生じることになり好
ましくない。

その他の成形条件については通常のインフレーション法
と同様にして差支えない。

フィルムの厚さは巻取速度によって調節される。

本発明の方法によれば、厚さ５〜３０μであって、縦方
向の引裂強度が１１ｋｇ／ＣＴｒＬ以上で衝撃強度は３
５０ｋｇ・ｃｒｒＬ／ｍｍ以上であって、表面が平滑で
、偏肉、泡、ピンホール、しわ等のない良質のフィルム
が容易に得られ、しかもそのフィルムは単位重量当りの
燃焼熱が小さく、光劣化前は高い強度を有し、光劣化後
極めて容易に破砕される性質を有するので、使用後の処
分に際しても何ら焼却上の困難を伴なわず、例えば一般
包装用フィルム、農業用フィルムとして極めて実用性に
富むものである。

以下実施例を挙げて説明する。

実施例 １ メルトインデックス（略号ＭＩ）が０．１でありフロー
レーショが２５である高密度ポリエチレン１００重量部
、無定形炭酸カルシウム粉末１００重量部、ステアリン
酸カルシウム１重量部、ジラウリルチオジプロピオネー
ト０．１重量部をミキサーブレンドした後、ペレタイザ
ーを用いてペレットを得た。

次いでこのペレットをホッパードライヤー中１２０°Ｃ
で４時間乾燥し水分含量３！Ｍｐｍの組成物を得た。

次に径が５５＋＋＋ｍの押出機を用いたインフレーショ
ン法成膜装置に、圧縮部のピッチ数が１１で圧縮比が３
．２であるスクリューをとりつけ、グイギャツプヲ１．
０朋に設定し、上記乾燥組成物を押出機に投入し、成形
温度が２００’Ｃとなるように加熱調節し、ブロー比６
、フロストラインの長さ６００朋で成膜成形したところ
厚さ１５μの均質で平滑なフィルムが得られた。

ここに得られたフィルムをＪＩＳ Ｚ１７０２の方法
で縦・横の引張り強度とエルメンドルフ引裂強度を、ま
たＡＳＴＭ Ｄ１７０９−６７の方法でダートインパ
クト衝撃強度を測定したところ、第−表実施例１に示す
とおり、縦・横の引張強度が適度であり、横方向の引張
強度が太きくしかも衝撃強度が高く優れていた。

実施例２〜４および比較例１〜１１ 上記実施例１に示す手法に従い、他は表に示した各項目
にそってフィルムを成形し、性能試験を行った。

本願によるデータは第−表実施例２〜４に示し、他は第
二表比較例に示しである。

本発明の実施例フィルムは、いずれも良好であったが、
比較例のフィルムは充分でなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ メルトインデックスが０．２以下であり、且つフロ
   ーレーショが１５〜３５である高密度ポリエチレン系樹
   脂を１００重量部と無定形無機質充填剤を６０〜３００
   重量部含み且つ水分含量が１１００ｐｐ以下である組成
   物を、圧縮部のピッチ数が５以上であり且つ圧縮比が２
   ．３〜３．６であるスクリューを用いて、成形温度１６
   ０〜２２０℃でブロー比１：３〜７、フロストラインの
   長さ２００〜９００ｉｙｘでインフレジョン成形するこ
   とを特徴とする無定形無機質充填プラスチックからなる
   厚さ５〜３０μの機械的強度の秀れたフィルムの製造方
   法。