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JP2000509361A - ポリオレフィンフィルム、そのために用いられる組成物と樹脂、及び関連製造方法 - Google Patents

ポリオレフィンフィルム、そのために用いられる組成物と樹脂、及び関連製造方法

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JP2000509361A
JP2000509361A JP9538353A JP53835397A JP2000509361A JP 2000509361 A JP2000509361 A JP 2000509361A JP 9538353 A JP9538353 A JP 9538353A JP 53835397 A JP53835397 A JP 53835397A JP 2000509361 A JP2000509361 A JP 2000509361A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、タルクから選択される第1成分と、長石、カスミ石及びカスミ石閃長岩から選択された第2成分との混合物であって、第1成分の第2成分に対する比率が向上した摩損性を生じる上記混合物に関する。この混合物は、ポリオレフィンフィルム中に用いた場合に、好ましい光学的特性を生じる。本発明はまた、この混合物を含むポリオレフィン樹脂組成物と、このような組成物によって製造されるフィルムに関する。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリオレフィンフィルム、そのために用いられる組成物と樹脂、 及び関連製造方法 発明の分野 本発明は、ポリオレフィン樹脂組成物、それに用いられる先駆体物質、及びそ れから製造されるフィルムに関する。 さらに詳しくは、本発明はタルクと長石、カスミ石及び/又はカスミ石閃長岩 の組合せの使用に関する。 背景 本発明は、充分な粘着防止(antiblocking)能力を有する透明なフィルムであっ て、フィルム中の粘着防止剤(antiblocking agent)が低い摩損性(abrasivity)を 示すフィルムを製造するために設計されるポリオレフィン樹脂組成物に関する。 これらのフィルムは広範囲なパッケージング及びカバーリングフィルム用途に用 いられる。 ポリオレフィンフィルムは世界中でパッケージングのために広く用いられてお り、例えば紙のような伝統的な材料にますます取って代わりつつある。高度に透 明なポリオレフィンフィルムはパッケージング中身の容易な目視と同定とを可能 にする。しかし、プラスチックフィルムを製造する場合に、フィルムの2つ以上 の接触層は一緒に粘着する、又は“ブロックする(block)”傾向があり、フィル ムの分離、バッグの開放又はロール末端の発見を困難にする。 ブロッキングを減ずるために,ポリオレフィンフィルムへの無機ミネラルフィ ラー(mineral filler)の添加が商業的に必要である。粘着防止フィラーを含有す る樹脂から製造したフィルムがざらざらした表面を有し、これがフィルム層の間 の密接な接触を減じて、粘着を軽減するので、“粘着防止剤”なる用語がこのよ うなフィラーに適用される。 全ての無機フィラーが効果的な粘着防止剤(antiblock)とは限らず、一部の効 果的な粘着防止剤は、それらの商業的有用性を限定する他の問題(例えば、高い コスト、高い摩損性、光学機器(opticals)に対する不利な影響、健康障害)を有 する。目的は、フィルムの光学的性質に対する不利な影響と、例えば加工装置に 対する摩耗のような他の問題とを最小にしながら、粘着力(blocking force)を必 要なレベルにまで減ずるためにできるだけ少量の粘着防止剤を加えることである 。 ケイソウ土が適度に効果的な粘着防止剤として広く用いられているが、ケイソ ウ土は下記の不利な特性:かなりのフィルム曇り、不良なフィルム透明度、非常 に高い摩損性を有し、ほどほどに高価である。タルクもある一定のポリオレフィ ン配合物(polyolefin formulation)に適度に効果的な粘着防止剤として広く用い られている。ケイソウ土に比べたタルクの利点は低いコスト、優れたフィルム透 明度、及び非常に低い摩損性である。しかし、それのフィルム曇りは通常まあま あであり、高度に透明なパッケージング用途には適さない。カスミ石閃長岩又は 長石が高度に透明なフィルム用途に粘着防止剤として考えられているが(それら の光学的屈折率がポリエチレンの光学的屈折率に近いために)、これらは粘着力 を減ずることに比較的無効であり、非常に高い摩損性を有する。 無機粘着防止剤の摩損性は幾つかの理由から問題である。高度に摩損性の粘着 防止剤は、配合及び加工装置における迅速な装置摩耗の原因になる。摩耗によっ て重要な部分における装置寸法が変化するような点に摩耗が達するときに、樹脂 中の添加剤の分散と生産速度との両方が不利に影響される可能性がある。このよ うな場合に、特に、装置が操作を中止しなければならず、装置の摩耗した部品を 取り替えるために新しい部品を購入しなければならないならば、製品の品質が損 害を受け、生産コストが増加する可能性がある。さらに、装置の摩耗がプラスチ ック製品中に金属汚染を導入し、これが製品の安定性又は色又は両方に不利な影 響を及ぼす可能性がある。これらの理由から低い摩損性を有する粘着防止剤が好 ましい。 ポリオレフィンフィルムの粘着防止と曇り特性とを釣り合わせる問題を解決す るために他の人々によって多くの試みがなされているが、フィルム透明度及び粘 着防止剤の摩損性と、コストとの付加的問題に対処している人はいない(これら の問題は全て存立可能な商業的製品のために必要な考察である)。既存の状況で は、低い摩損性の粘着防止剤を有する、高い透明度のポリオレフィンフィルムの ための費用効果性の粘着防止性配合物はまだ発見されていない。 発明の概要 本発明は、タルクから選択された第1成分と、長石、カスミ石及びカスミ石閃 長岩から選択された第2成分との混合物であって、第1成分の、第2成分に対す る比率が、混合物の法則(the law of mixtures)から予測されるよりも有意に低 い摩損性を生じる混合物に関する。本発明はさらに、タルクから選択された第1 成分と、長石、カスミ石及びカスミ石閃長岩から選択された第2成分との混合物 であって、第1成分の、第2成分に対する比率がいずれの単独の成分よりも有意 に大きい粘着防止作用を生じる混合物を含む粘着防止剤に関する。この粘着防止 剤は、ポリオレフィンフィルムに用いた場合に、光学的特性の有意な損失を生じ ない。 本発明はまた、タルクから選択された第1成分と、長石、カスミ石及びカスミ 石閃長岩から選択された第2成分との混合物であって、第1成分の、第2成分に 対する比率が、混合物の法則から予測されるよりも有意に低い摩損性を生じ、か つ第1成分の、第2成分に対する比率がいずれの単独の成分よりも有意に大きい 粘着防止作用を生じる混合物に関する。 本発明はまた、第1成分の、第2成分に対する比率がさらに、いずれの単独の 成分よりも有意に大きい粘着防止作用を生じ、混合物中の第1成分と第2成分と の摩損性が混合物の法則から予測される摩損性の約80%以下であるポリオレフ ィン樹脂組成物にも関する。 本発明はまた、ポリオレフィン樹脂組成物を含むポリオレフィンフィルムに関 し、このようなフィルムは上記成分から製造することができ、混合物の法則から 予測される摩損性よりも有意に低い摩損性を有する、かつこのフィルムは、いず れの単独の成分から製造する場合よりも有意に大きい粘着防止作用を有すること ができる。 本発明の利点は、該混合物と該ポリオレフィン樹脂組成物とを用いて、充分な 粘着防止性と光学的特性(曇りと透明度)とを有するフィルムを製造することが できることである。先駆体混合物も低い摩損性を有することができる。この組合 せは相乗効果を生じ、組合せがなお光学的特性を保持し、低い摩損性を有しなが ら、粘着防止作用度はいずれの単独よりも予想外に高い。 関連技術 Matsumoto等の“防曇性ポリオレフィンフィルムの製造方法”日本公 開第60(1985)−49,047号には、ポリオレフィン樹脂と、2種類の 微粉状無機フィラーと、不飽和脂肪酸アミドと、混合脂肪酸ポリエステルとを含 有するポリオレフィン樹脂組成物を用いる方法が開示されている。 Hayashida等の“ポリオレフィン樹脂組成物”米国特許第5,346 ,944号には、粘着防止剤と、任意に帯電防止剤、防曇剤及び酸化防止剤とを 有するポリオレフィン樹脂組成物が開示されている。 発明の実施態様の説明 本発明の1実施態様は、タルクから選択された第1成分と、長石、カスミ石及 びカスミ石閃長岩から選択された第2成分との混合物であって、第1成分の、第 2成分に対する比率が、混合物の法則から予測されるよりも有意に低い摩損性を 生じる混合物である。 好ましくは、摩損性は混合物の法則から予測される摩損性の約80%以下であ り、より好ましくは、混合物の法則から予測される摩損性の約50%以下である 。 この混合物はポリオレフィン樹脂組成物と、このようなポリオレフィン樹脂組 成物から製造される、フィルム及び他の種類の製品(例えばシート、型(mold)及 び注型品)とに有用な先駆体物質としての用途を有する。本発明に適すると考え られるポリオレフィンは、透明で、結晶質であることができ、自立性フィルムを 形成することができる任意のポリオレフィンであることができる。非限定的な例 は、2〜12の範囲内の炭素数を有するα−オレフィンの結晶質ホモポリマー又 は、2種類以上の結晶質コポリマーのブレンド若しくはエチレン−酢酸ビニルコ ポリマーと他の樹脂とのブレンドを包含する。また、ポリオレフィン樹脂は高密 度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレ ン、エチレン−プロピレンコポリマー、ポリ−1−ブテン、エチレン−酢酸ビニ ルコポリマー等、及び低密度ポリエチレンと中密度ポリエチレンであることがで きる。他の例はポリエチレン、ポリプロピレン ポリ−γ−メチルペンテン−1 のランダム又はブロックコポリマー、並びにエチレン−プロピレンコポリマー及 びエチレン−プロピレン−ヘキサンコポリマーによって代表される。特に、エチ レンとプロピレンとのコポリマーと、ブテン−1、ヘキサン−1、4−メチルペ ンテン−1、及びオクテン−1(いわゆるLLDPE)から選択される1又は2 種類を含有するコポリマーが特に適する。本発明に用いられるポリオレフィン樹 脂の製造方法は限定されない。例えば、ポリオレフィン樹脂はイオン重合又はラ ジカル重合によって製造することができる。イオン重合によって得られるポリオ レフィン樹脂の例は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−ブテン− 1及びポリ−4−メチルペンテンのようなホモポリマーと、エチレンとα−オレ フィンとを共重合させることによって得られるエチレンコポリマーとを包含し、 例えば、プロピレン、ブテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン−1、オ クテン−1、デセン−1及びオクタデセン−1のような、炭素数3〜18のα− オレフィンがα−オレフィンとして用いられる。これらのα−オレフィンは個別 に又は2種類以上として用いることができる。他の例は、例えばプロピレンとブ テン−1とのコポリマーのようなプロピレンコポリマーを包含する。ラジカル重 合によって得られるポリオレフィン樹脂の例はエチレン単独、又はエチレンとラ ジカル重合可能なモノマーとを共重合することによって得られるエチレンコポリ マーを包含する。ラジカル重合可能なモノマーの例は、例えばアクリル酸、メチ ルアクリル酸及びマレイン酸エステルとこれらの酸無水物と、例えば酢酸ビニル のようなビニルエステルとのような、不飽和カルボン酸を包含する。不飽和カル ボン酸の具体例はエチルアクリレート、メチルメタクリレート及びグリシジルメ タクリレートを包含する。これらのラジカル重合可能なモノマーは個別に又は2 種類以上として用いることができる。 本発明におけるタルクは、製造されるポリオレフィン物質に有用なタルクから 選択される。典型的なタルクは結晶構造において単斜晶系であり、約2.6〜2 .8の比重と、Mg3Si410(OH)2の実験式を有する。 好ましくは、用いるタルクの平均粒度は約0.1μ〜約10μである。 第2成分は長石、カスミ石及びカスミ石閃長岩と、これらの混合物から選択さ れる。このような物質は当業者に公知であり、“Minerals and R ocks”,The New Encvclopedic Britannic ,24巻,151〜157頁,175〜179頁,Encyclopedia Britannica,Inc.(Chicago,1986)に好都合に定 義されており、これはその全体において本明細書に援用される。 好ましくは、用いる第2成分の平均粒度は約0.1μ〜約10μである。 混合物は、成分を不利に減少させない又は凝塊させない、好都合な混合操作に よって製造される。このような混合は、成分の磨砕操作(存在する場合には)に 統合することができるが、これは必ずしも必要ではない。 摩損性は、Einlehner AT 1000 摩耗試験機と、製造者の勧 告する方法とを用いて、このような装置と方法は当該技術分野において公知であ るので、測定することができる。マニュアル“Einlehner摩耗試験機A T 1000”はその全体において本明細書に援用される。 他の実施態様では、本発明は、タルクから選択された第1成分と、長石、カス ミ石及びカスミ石閃長岩から選択された第2成分との混合物であって、第1成分 の、第2成分に対する比率がいずれの単独の成分よりも有意に大きい粘着防止作 用を生じる混合物を含む粘着防止剤である。 好ましい実施態様では、これらの2成分の比率は約1/3から約3/1までで ある:即ち、約25%〜約75%がタルクであり、残部が第2成分である。より 好ましくは、この比率は約45/55〜約75/15である。 好ましくは、この粘着防止作用はいずれかの単独の成分に比べて約85%以下 の粘着度を生じ;より好ましくは、いずれかの単独の成分に比べて約75%以下 の粘着度を生じ;さらにより好ましくは、いずれかの単独の成分に比べて約50 %以下の粘着度を生じる。 ポリオレフィンフィルムの製造に粘着防止剤を用いることができ、このように 用いる場合に、第1成分と第2成分との混合物が例えば透明度と曇りのような光 学的特性の有意な低下を生じないことが好ましい。 他の実施態様では、本発明は、タルクから選択された第1成分と、長石、カス ミ石及びカスミ石閃長岩から選択された第2成分との混合物であって、第1成分 の、第2成分に対する比率が、混合物の法則から予測されるよりも有意に低い摩 損性を生じ、かつ第1成分の、第2成分に対する比率がいずれの単独の成分より も有意に大きい粘着防止作用を生じる混合物である。 好ましくは、第1成分と第2成分との比率は約1/3〜約3/1の範囲であり 、混合物中の第1成分と第2成分の摩損性は混合物の法則から予測される摩損性 の約50%以下であり、粘着防止剤が約50%以下の粘着度を生じる。 第1成分と第2成分との混合物を、ポリオレフィン樹脂組成物中に加えられる 、又はポリオレフィン樹脂組成物に若しくはポリオレフィン樹脂組成物の一部に 現場で配合される先駆体混合物として製造することができる。別々の成分の添加 の順序は決定的ではない。現場で配合する場合には、成分を別々に連続的に若し くは同時に加えることができる、又は別々のマスターバッチに加えて、後で一緒 にブレンドすることができる。 さらに他の実施態様では、本発明は、タルクから選択された第1成分と、長石 、カスミ石及びカスミ石閃長岩から選択された第2成分との混合物であって、第 1成分の、第2成分に対する比率が、混合物の法則から予測されるよりも有意に 低い摩損性を生じる混合物を有するポリオレフィン樹脂組成物である。 他の実施態様は、混合物の法則から予測されるよりも有意に低い摩損性を生じ 、さらにいずれかの単独の成分よりも有意に大きい粘着防止作用を生じる、第1 成分の第2成分に対する比率を有するポリオレフィン樹脂組成物を含むポリオレ フィンフィルムである。 好ましくは、このポリオレフィン樹脂組成物は、第1成分の第2成分に対する 比率が約1/3〜約3/1であり、混合物中の第1成分と第2成分の摩損性が混 合物の法則から予測される摩損性に比べて約80%以下であり、第1成分と第2 成分とが組合わせて一緒に約50%以下の粘着度を生じる、第1成分と第2成分 との混合物である。 他の実施態様では、本発明は、タルクから選択された第1成分と、長石、カス ミ石及びカスミ石閃長岩から選択された第2成分とを含み、第1成分の、第2成 分に対する比率が、混合物の法則から予測されるよりも有意に低い摩損性を生じ るポリオレフィンフィルムである。 好ましくは、タルクから選択された第1成分と、長石、カスミ石及びカスミ石 閃長岩から選択された第2成分とを含むポリオレフィンフィルムでは、第1成分 の第2成分に対する比率が、混合物の法則から予測されるよりも有意に低い摩損 性を生じ、かつ第1成分の第2成分に対する比率がいずれかの単独の成分よりも 有意に大きい粘着防止作用を生じる。 本発明を次の具体的な実施例において説明するが、これらの実施例は本発明の 範囲の限定を意図するものではない。 実施例 実施例1 粘着防止剤の実験室摩損性測定はEinlehner摩耗試験機を用いておこ なった。鉱物(mineral)とそれらの組合せを対照としてのケイソウ土に比べた摩 損性に関して試験した。タルクA(PolyTalc AG609)、タルクB (Polybloc)、カスミ石閃長岩(Minex 7)及びケイソウ土(S uper Floss)のサンプルを試験した。サンプルとブレンドとは次のよ うに表示される: 試験1=タルクAとカスミ石閃長岩との50/50*ブレンド 試験2=タルクBとカスミ石閃長岩との50/50ブレンド 試験3=タルクAとカスミ石閃長岩との75/25ブレンド 試験4=タルクAとカスミ石閃長岩との25/75ブレンド 試験5=100%Talc A 試験6=100%カスミ石閃長岩 試験7=100%ケイソウ土 *“50/50”は50重量%対50重量%を意味する。 全てのサンプルはEinlehner Model AT−100試験機で1 0%乾燥鉱物固体スラリーとして試験した。摩耗体はブロンズのワイヤスクリー ンであった。試験期間は100分間及び/又は174,000摩耗サイクルであ った。試験結果はワイヤの重量損失をミリグラム(mg)で表現する。結果は表 1に記載する。 表1 試験# 粘着防止剤鉱物 Einlehner 摩耗(mg) 1 タルクAとカスミ石閃長岩との 24 50/50ブレンド 2 タルクBとカスミ石閃長岩 26 50/50ブレンド 3 タルクAとカスミ石閃長岩との 14 75/25ブレンド 4 タルクAとカスミ石閃長岩 49 25/75ブレンド 5 100%タルクA 1.3 6 100%カスミ石閃長岩 131 7 100%ケイソウ土 144 実施例2 この実験では、タルクとカスミ石閃長岩の鉱物を単独で及び組合わせて、対照 としてのケイソウ土と共に、Leistritz二軸スクリュー押出機を用いて LDPE(低密度ポリエチレン)樹脂中に50%の総負荷で配合して、粘着防止 性マスターバッチを製造した。タルクのカスミ石閃長岩に対する比率は0/10 0から100/0までの範囲であった。これらのマスターバッチを次にLDPE 及びエルクアミドスリップ(erucamide slip)マスターバッチと混合して(mixed) 、単軸インフレートフィルムライン(blown film line)を用いて、1mm厚さの フィルムにブロ−成形して、2000ppm(百万分率)の総鉱物粘着防止剤と 750ppmのエルクアミドスリップ剤との最終フィルム製品(formulation)を 得た。次に、このフィルム製品を粘着度と光学的特性(曇りと透明度)とに関し て、次の方法を用いて試験した。試験方法 (1)粘着度 ASTM D33354−74の平行プレート方法を用いて、粘着度を測定し た。サンプルの製造では、8”x8”片をインフレートチューブから切り取った 。二重フィルム層を分離させ、接地バー(grounded bar)上に徐々に通して、電荷 を除去して、次に、最初の気泡の内面が相互に接触するように再び結合させた。 全 てのフィルムを、40℃にセットした再循環強制通風炉を用いて、1.0psi の上部荷重下で24時間状態調節した。これらの2層を分離させるために要した 力を測定して、グラムで表現した。 (2)曇り この試験はASTM D1003に従っておこなった。フィルム試験片を通過 する際に散乱した、透過光の割合である。曇り値が低ければ低いほど、光透過フ ィルムの光学的特性は良好である。 (3)透明度 Zebedee CL−100透明度計をこの試験のために用いて、製造者の 手順に従って操作した。光学的透明度は、フィルムを通して対象を見ることがで きる細部の明瞭さとして定義される。透明度値が高ければ高いほど、フィルムの 対象分解能は良好である。 これらのサンプルのために用いた特定の粘着防止性鉱物は、タルクA(Pol yTalc AG609)、タルクB(Polybloc)、カスミ石閃長岩( Minex 7)及びケイソウ土(Super Floss)であった。実施例 2のサンプルの粘着度、曇り及び透明度の結果は表2に示す。 表2 製品:LDPE中に2000ppmの粘着防止剤と750ppmのスリップ剤 サンプル# 粘着防止剤@ 粘着度 曇り 透明度 2000ppm 1 タルクAとカスミ石閃長岩との 33.9 5.5 51 50/50ブレンド 2 タルクBとカスミ石閃長岩 34.1 5.6 47 50/50ブレンド 3 タルクAとカスミ石閃長岩との 35.5 5.5 55 75/25ブレンド 4 タルクAとカスミ石閃長岩 31.5 5.4 51 25/75ブレンド 5 100%タルクA 42.7 5.8 57 6 100%カスミ石閃長岩 43.5 4.9 50 7 100%ケイソウ土 35.6 5.6 33 実施例3 この追加の実験では、実施例2に述べた粘着防止剤マスターバッチをLDPE 樹脂と混合して、単軸インフレートフィルムラインを用いて、1mm厚さのフィ ルムにブロー成形して、5500ppmの総鉱物粘着防止剤の最終フィルム製品 を得た。次に、このフィルム製品を粘着度と光学的特性(曇りと透明度)とに関 して、実施例2に述べた同じ試験方法を用いて試験した。実施例3のサンプルの 粘着度、曇り及び透明度の結果を表3に示す。 表3 製品:LDPE中に5500ppmの粘着防止剤、スリップ剤なし サンプル# 粘着防止剤@ 粘着度 曇り 透明度 5500ppm 1 タルクAとカスミ石閃長岩との 32 7.3 38 50/50ブレンド 2 100%タルクA 56 8.4 47 3 100%カスミ石閃長岩 38 6.5 28 4 100%ケイソウ土 39 8.8 10 5 100%タルクC1 39 8.2 29 1 タルクCはABT2500タルクである。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.タルクから選択される第1成分と、長石、カスミ石及びカスミ石閃長岩 から選択された第2成分との混合物であって、第1成分の第2成分に対する比率 が、混合物の法則から予測される摩損性よりも有意に低い摩損性を生じる上記混 合物。 2.前記第1成分の前記第2成分に対する比率が3:1から1:3までの範 囲内である、請求項1記載の混合物。 3.前記比率が45:55から3:1までの範囲内である、請求項2記載の 混合物。 4.摩損性が混合物の法則から予測される摩損性の約50%以下である、請 求項1記載の混合物。 5.タルクから選択される第1成分と、長石から選択された第2成分との請 求項1〜4のいずれか1項に記載の混合物であって、第1成分の第2成分に対す る比率が、いずれかの単独の成分よりも有意に大きい粘着防止作用を生じる上記 混合物を含む粘着防止剤。 6.粘着防止作用がいずれかの単独の成分に比べて約75%以下の粘着度を 生じる、請求項5記載の粘着防止剤。 7.第1成分と第2成分との混合物が、ポリオレフィンフィルムに用いた場 合に、光学的特性の有意な低下を生じない、請求項5記載の粘着防止剤。 8.請求項1〜7のいずれか1項に記載された、タルクから選択される第1 成分と、長石、カスミ石及びカスミ石閃長岩から選択された第2成分との混合物 を含むポリオレフィン樹脂組成物。 9.第1成分の第2成分に対する比率が約1/3から約3/1までであり、 混合物中の第1成分と第2成分との摩損性が、混合物の法則から予測される摩損 性に比べて約80%以下であり、組合わされた第1成分と第2成分とが約55% 以下の粘着度を生じる、請求項8記載のポリオレフィン樹脂組成物。 10.請求項8又は9に記載のポリオレフィン樹脂組成物を含むポリオレフ ィンフィルム。
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