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JP4041885B2 - High strength and high transparency polypropylene sheet and method for producing the same - Google Patents

High strength and high transparency polypropylene sheet and method for producing the same Download PDF

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JP4041885B2
JP4041885B2 JP2003104190A JP2003104190A JP4041885B2 JP 4041885 B2 JP4041885 B2 JP 4041885B2 JP 2003104190 A JP2003104190 A JP 2003104190A JP 2003104190 A JP2003104190 A JP 2003104190A JP 4041885 B2 JP4041885 B2 JP 4041885B2
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JP
Japan
Prior art keywords
sheet
rolling
isotactic polypropylene
temperature
nucleating agent
Prior art date
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JP2003104190A
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Japanese (ja)
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JP2004307671A (en
Inventor
和郎 中山
博 清水
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Publication date
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明で、機械的強度を有する厚物のアイソタクチックポリプロピレンシート及びその製造方法に関するものである。このアイソタクチックポリプロピレンシートは、例えば、結束用テープ、重包装用シート、文房具シート等の各種シート、ファイルケースや、カード類として使用できるものである。
【0002】
【従来の技術】
ポリオレフィン、ポリエステル等の未配向フィルムを延伸することで、透明性のよいフィルムを得ることができる(特許文献1)。しかし、延伸加工では、比較的薄いフィルムの場合に加工が成功しても、厚物のシートでは、不均一な変形が生じて、表面状態も良好な透明性のシートを得ることは困難であった。このようなことから、圧延工程を行った後に延伸し、その延伸前には熱処理を施すことが要求される(特許文献2)。厚物のシートを圧延加工して配向効果をもたらすことも行われている(特許文献3)。その操作は、比較的煩雑な操作を必要とされる。しかしながら、通常、大きな圧延圧下力が必要であり、装置上の制約があり、また、加工時に材料表面にも無理な荷重が加わり、十分に良好な表面状態、透明性が得られないという問題もあった。さらに、低結晶化度の結晶性樹脂シートを高剛性化するため、樹脂シートを特定の温度で直接加熱するアニール処理すること、又、間接加熱することが行われる(特許文献4)。
アイソタクチックポリプロピレンについては、密度が0.91g・cm−3であり、プラスチックの中で最も小さく、しかも機械的性質はポリエチレンに比べて勝れている。半透明であり、表面硬度が大きく傷つきにくいなどの、シートとして好ましい特性を有している(非特許文献1から3)。この優れている特性に着目し、弾性率、破断強さ、及びヘーズ値の点でより好ましい材料とし、さらに、透明性を有する材料とすることが、望まれている。
このアイソタクチックポリプロピレンに従来知られている成形加工の条件を適用しても、望ましい材料を得ることはできない。
【0003】
【特許文献1】
特開平10-329207
【特許文献2】
特開平10-272687
【特許文献3】
特公昭55-31725
【特許文献4】
特開平10-217342
【非特許文献1】
大木道則ら編化学大辞典1998・6・1株式会社東京化学同人発行2251頁
【非特許文献2】
栗原福次編、高分子材料大百科、1999・7・30日刊工業株式会社発行205頁
【非特許文献3】
Polymer Handbook 4版 1999JohnWiley&Sons,Inc.発行 v/21〜V/28、V/160
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、アイソタクチックポリプロピレンのシートに関し、透明性を有し、機械的強度を有する、優れた材料の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、アイソタクチックポリプロピレンに、特定の結晶核剤を添加した後に、特定の条件下に溶融、冷却結晶化及び圧延加工すると、圧延倍率の高い条件下に圧延することができること、又、高い圧延倍率の場合には、ヘーズ値が低いものが得られることを見出し、又、前記課題を解決できることを見いだして、本発明を完成させた。
具体的には、アイソタクチックポリプロピレンに特定の結晶核剤を配合した後に、Tダイからシート状に溶融押出し、前記ポリプロピレンの融点をTmとしたとき、(Tm−90)℃以上で、(Tm−40)℃以下の温度のチルロール表面で結晶化させて、アイソタクチックポリプロピレンからなるシートを得る。
このシートを、周波数1Hzの非共振強制振動法動的粘弾性温度曲線における損失係数の結晶分散ピーク温度をαcとしたときに、(αc−30)℃から(αc+20)℃の温度範囲で圧延加工することにより、弾性率1.2GPa以上、最大応力90MPa以上であり、ヘーズ値が11%以下である、透明性を有し、機械的性質に優れたアイソタクチックポリプロピレンからなるシートを得ることができることを見いだして、本発明を完成させた。
【0006】
本発明によれば、以下の発明が提供される。
イソタクチックポリプロピレンに結晶核剤を配合し、Tダイから、1.2mm以上5mm以下の厚さのシート状に溶融押出し、ポリプロピレンの融点をTmとしたとき、(Tm−90)℃以上で、(Tm−40)℃以下の温度のチルロール表面で結晶化させてシートを製造し、周波数1Hzの非共振強制振動法動的粘弾性温度曲線における損失係数の結晶分散ピーク温度をαcとしたときに、(αc−30)℃から(αc+20)℃の温度範囲で、長さL の未配向シートを圧延して、長さL にしたときに、圧延倍率λ(=L /L )を2.3以上の条件下に圧延加工して、透明であり、弾性率1.2GPa以上、破断強さが90MPa以上、ヘーズ値が11%以下である成形されているアイソタクチックポリプロピレンシートを製造することを特徴とするアイソタクチックポリプロピレンシートの製造方法。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明のフィルムの素材としては、アイソタクチックポリプロピレンが用いられる。製造工程から得られる粉末のアイソタクチックポリプロピレンのほか、ペレット状のアイソタクチックポリプロピレンを用いることができる。未処理のアイソタクチックポリプロピレンは、半透明性であり、機械的強度も低い。
【0008】
本発明では、粉末状又はペレット状のアイソタクチックポリプロピレンに、結晶核剤が添加される。
結晶核剤には、ソルビトール系化合物、ロジン系化合物、安息香酸塩系化合物、有機リン酸塩系化合物などがあり、これらの中ののいずれを用いてもよい。
ソルビトール系化合物には、ジベンジリデンソルビトール、ビス(4-エチルベンジリデンソルビトールなどを挙げることができる。
ロジン系化合物には、ジヒドロアビエチン酸金属塩などを挙げることができる。
安息香酸塩系化合物には、ヒドロキシ-ジ-(4-tert-ブチル安息香酸)アルミニウムなどを挙げることができる。
有機リン酸塩化合物には、リン酸ビス(4-tert-ブチルフェノール)アシッドホスフェートナトリウム塩、メチルビス(2,4-tert-ブチルフェノール)アシッドホスフェートナトリウム塩などを挙げることができる。
これらの結晶核剤は、粉体状で用いられ、ペレットに対して重量比で0.1%から1%、好ましくは、0.3%から0.8%配合される。
【0009】
ペレット状又は粉末状のアイソタクチックポリプロピレンに、結晶核剤を混合した状態で、溶融処理を行う。
溶融温度は、融点以上の温度が設定される。
加熱温度は、アイソタクチックポリプロピレンの融点である160℃以上の温度が設定される。通常、融点の40℃以上の値が採用される。上限は、熱分解温度を考慮して、適宜設定される。必要以上に高温度とする必要はない。
溶融操作は、通常のプラスチック加工で用いられる条件が採用される。溶融装置には、スクリュー混練装置が用いられる。二軸スクリューの押出機を有し、加熱溶融するすることができるように加熱手段を有している。
結晶核剤を予めドライブブレンドしたアイソタクチックポリプロピレンが、ホッパーから供給される。
溶融混練した後に、Tダイからシート状で、溶融押出される。
【0010】
溶融混練した後に、Tダイからシート状に溶融押出されたアイソタクチックポリプロピレンシートは、ロール上に導かれ、冷却されて結晶化される。
設定温度は、ポリプロピレンの融点をTmとしたとき、(Tm−90)℃以上で、(Tm−40)℃以下の温度である。溶融混練して得られる生成物を、冷却結晶化させる温度としては、特別の範囲にあるというものではない。この温度範囲未満であると、十分な結晶成長が起こらず、この温度範囲を超えると、固化が遅くなり、シート成形が困難となる。
この状態で得られるシートの厚さは、適宜選択できるが、一般には、1.2mm以上であり、上限も適宜選択できるが、5mmの程度であれば、十分に対応することができる。
【0011】
前記のシートを、圧延加工する。この圧延加工では、どの程度の範囲の温度で処理するかという温度管理が、重要である。
本発明では、アイソタクチックポリプロピレンを、「周波数1Hzの非共振強制振動法動的粘弾性温度曲線における損失係数の結晶分散ピーク温度をαcとしたときに、(αc−30)℃から(αc+20)℃の温度範囲」で圧延加工を行う。
「周波数1Hzの非共振強制振動法動的粘弾性温度曲線」とは、シートに周波数1Hzの正弦波の応力を加えたときの応答としての歪みを正弦波として測定し、応力の振幅と歪の振幅から求める動的弾性率と、応力と歪の位相角δから求まる損失係数tanδとを測定温度に対してプロットした曲線であり、通常、引張りモードの動的粘弾性測定装置により測定される。
「損失係数」は、高分子の分子運動の度合を表す。
「結晶分散ピーク温度」は、「結晶領域の分子鎖どおしの滑りが盛んになる温度」を意味する。
結局、前記の「周波数1Hzの非共振強制振動法動的粘弾性温度曲線における損失係数の結晶分散ピーク温度をαcとしたときに、(αc−30)℃から(αc+20)℃の温度範囲」とは,ポリプロピレンの結晶自体が変形するために良好な範囲であるということができる。この程度で処理することは、ポリプロピレンの圧延方法の温度としては、特異的な温度範囲ではない。
実施例では、αcは110℃を採用している。
本発明の圧延加工では、圧延倍率(λ)として、2.3倍以上、好ましくは、λが4以上の変形を与える。具体的には、長さLの未配向シートを圧延して、長さLにしたときに、圧延倍率λ(=L/L)を2.3以上であることを、意味する。
この程度の条件の下で圧延すると、分子鎖を高度に配向させることができる。
【0012】
前記特定の温度範囲に関し、本発明で規定される「結晶核剤を配合して成形したアイソタクチックポリプロピレンシート」に、適用したことにより、結晶核剤を混合して結晶化したポリプロピレンシートの微小な球晶を圧延操作により、さらに微細なラメラ結晶に細分化することが可能となったものである。
通常の薄いフィルム成形において、結晶核剤を配合して成形すると、多数の微小な球晶が形成され、可視光の散乱は少なく、透明性がよりフィルムが得られることが通例であるが、厚物シートにおいては、このようなこは当てはまらない。すなわち、微細な球晶の厚さ方向の積層構造が可視光を散乱して、十分な透明性は確保できない結果となる。
本発明の結晶核剤を配合して成形した厚物のシートで、シート厚さが大きいにもにもかかわらず、優れた透明性を有する理由は、圧延により微細な球晶が破壊され、数ナノメーターの厚さを有するラメラ結晶に細分化され、もはや可視光は散乱されなくなるものと考えられる。
さらに、結晶核剤を配合して、結晶化したシートの圧延では、圧延に際して、結晶の滑りのために平均圧延圧力は低く抑えられ、無理なく分子が配向して、ボイド等の発生も抑制され、優れた透明性を付与できるものと考えられる。
また、本発明のシートが高い破断強さを示す理由は結晶鎖が高度に配列し、さらに、非晶鎖も高度に配列した構造であり、ボイド等の欠陥も少ない構造を付与できるためと考えられる。すなわち、本発明により得られる、透明性を有し、機械的強度及び機械的特性を有する、厚物の「アイソタクチックポリプロピレンシート」を得ることができたのは、「結晶核剤を配合して成形したアイソタクチックポリプロピレンシート」を、特定の温度条件下に圧延操作を施したことによるによるものと考えられる。
本発明による方法では、結晶核剤を配合するので、平均圧延圧力も低い値でも圧延することができ(図1)、また、高度の圧延倍率まで圧延が可能であることがわかる(図1)。さらに、結晶核剤を配合して、結晶化したシートの圧延では、圧延に際して、結晶の滑りのために平均圧延圧力は低く抑えられ、無理なく分子を配向することができるので、ボイド等の発生も抑制され、良好な値のものが、得られる(図1)。
また、圧延倍率を高くすることができることが好ましいことは、前記の通りであるが、圧延倍率を高くすることによりヘーズ値も低い値のものが得られることが、わかる(図2)。
表1は、得られたシートの23℃における引張試験の結果を示す。前記圧延操作により、強度、弾性率ともに、大きく向上していることがわかる。
【0013】
本発明によれば、「弾性率1.2GPa以上、破断強さが90MPa以上であり、ヘーズ値が11%以下であり、成形されているアイソタクチックポリプロピレンシート」が得られる。実施例1では、 一軸方向に圧延倍率(λ)が7.6倍の条件で圧延加工したところ、表面状態の良好な、透明性の良好なシートを得ることができ、このフィルムの23℃においての長手方向の破断応力は370MPaで、弾性率は3.55GPaであった。
本発明では、結晶核剤を用いるので、高い圧延倍率を採用できる結果、平均圧延圧力として低い値においても行うことができ、また、圧延倍率を高くすることができるので、低いヘーズ値のものを得ることができる。
以上の特性を有する本発明のアイソタクチックポリプロピレンシートは、結束用テープ、重包装用シート、文房具シート、ファイルケース等の各種シートや、カード類の加工用材料として有利に使用することができる。
【0014】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。本発明は、これに限定されるものではない。
【0015】
実施例1
原料のアイソタクチックポリプロピレンとして、チッソ石油化学製チッソPP K1011のペレットを用いた。結晶核剤として、ロジン系結晶核剤であるジヒドロアビエチン酸金属塩(荒川化学工業(株)製KM1500)を用いた。
前記ポリプロピレンペレットに結晶核剤を0.3重量%配合し、二軸押出機で240℃に加熱溶融、混練したのち、幅60mm、隙間2mmのT−ダイからシート状に押出し、80℃に設定したチルロールを介して、結晶化、及び冷却操作後に巻き取った。
こうして得られた厚さ約1.5mmのシートの周波数1Hzの非共振強制振動法動的粘弾性温度曲線における損失係数の結晶分散ピーク温度αcは120℃であった。
このシートを所定の温度(110℃)に加熱した圧延ロールで、一軸方向に圧延倍率(λ)として7.6倍に圧延加工したところ、表面状態が良好であり、透明なシートを得ることができた。
このフィルムの23℃における長手方向の破断応力は370MPaで、弾性率は3.55GPaであった。ヘーズ値は、2.7%であった。
【0016】
実施例2
実施例1において、ポリプロピレンシートの圧延倍率を変えた条件で、圧延した際の、平均圧延圧力と圧延倍率の関係を測定し、その結果を図1に示した。
比較例として、結晶核剤を配合しない場合のポリプロピレンシートの平均圧延圧力も示した。圧延倍率を高くすると、平均圧延圧力は予定されるより低い値で圧延ができることを示している。また、比較例と実施例を比較すると、
結晶核剤を配合した場合(実施例)は、 結晶核剤を配合しない場合(比較例)と比較して、平均圧延圧力は小さい値で行うことができることを示している。すなわち、本発明による方法では、平均圧延圧力も低い値で行うことができ、また、高度の圧延倍率まで圧延が可能であることがわかる。
また、図2には、圧延シートのヘーズ値と圧延倍率の関係を示した。また、比較例として、結晶核剤を配合していないニートなポリプロピレンを、用いた場合を示した。圧延倍率を高くすると、ヘーズ値を低い値とすることができることを示している。又、本発明のアイソタクチックポリプロピレンを用いる場合(実施例)では、ニートなポリプロピレンを用いる場合と比較して、低い値のヘーズ値のシートが得られることを示している。
さらに、表1に、得られたシートの23℃における引張試験の結果を示す。圧延倍率を大きくすると、それに応じて強度、弾性率ともに、大きく向上していることがわかる。
【0017】
【表1】

Figure 0004041885
【0018】
【発明の効果】
本発明で得られるアイソタクチックポリプロピレンシートは、結晶性で、かつ、シート厚さがおおきいにもかかわらず、透明性に優れたものであり、「弾性率1.2GPa以上、破断強さが90MPa以上であり、ヘーズ値が11%以下であり、成形されているアイソタクチックポリプロピレンシート」(機械特性が高いもの)が得られる。
又、本発明のアイソタクチックポリプロピレンシートの製造方法によれば、特定の結晶核剤を添加するので、圧延倍率の高い条件下に圧延することができること、又、高い圧延倍率の場合にはヘーズ値が低いものが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧延倍率と平均圧延圧力の関係を示す図
【図2】圧延倍率とへーズ値の関係を示す図[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transparent isotactic polypropylene sheet having a mechanical strength and a method for producing the same. This isotactic polypropylene sheet can be used as, for example, various sheets such as a binding tape, a heavy wrapping sheet, a stationery sheet, a file case, and cards.
[0002]
[Prior art]
A highly transparent film can be obtained by stretching an unoriented film such as polyolefin or polyester (Patent Document 1). However, in the stretching process, even if the processing is successful in the case of a relatively thin film, the thick sheet is deformed unevenly and it is difficult to obtain a transparent sheet with a good surface condition. It was. For this reason, it is required to stretch after the rolling process and to perform heat treatment before the stretching (Patent Document 2). A thick sheet is rolled to bring an orientation effect (Patent Document 3). The operation requires a relatively complicated operation. However, usually a large rolling reduction force is required, there are restrictions on the equipment, and an excessive load is applied to the material surface during processing, so that a sufficiently good surface state and transparency cannot be obtained. there were. Furthermore, in order to increase the rigidity of a crystalline resin sheet having a low degree of crystallinity, an annealing treatment in which the resin sheet is directly heated at a specific temperature or indirect heating is performed (Patent Document 4).
Isotactic polypropylene has a density of 0.91 g · cm −3 , the smallest among plastics, and has superior mechanical properties compared to polyethylene. It has translucent properties and favorable characteristics as a sheet such as high surface hardness and resistance to damage (Non-Patent Documents 1 to 3). Focusing on this excellent characteristic, it is desired to make the material more preferable in terms of elastic modulus, breaking strength, and haze value, and further to make the material transparent.
Even if the conventionally known molding process conditions are applied to this isotactic polypropylene, a desired material cannot be obtained.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 10-329207 A
[Patent Document 2]
JP 10-272687 A
[Patent Document 3]
Shoko 55-31725
[Patent Document 4]
JP 10-217342 A
[Non-Patent Document 1]
Daiki Michinori et al., Chemistry Dictionary 1998 ・ 6.1, published by Tokyo Chemical Dojin Co., Ltd., page 2251
Kurihara Fukuji, Encyclopedia of Polymer Materials, 1999/7/30 Nikkan Kogyo Co., Ltd., 205 pages [Non-patent Document 3]
Polymer Handbook 4th edition 1999 John Wiley & Sons, Inc. Issue v / 21 ~ V / 28, V / 160
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention relates to a sheet of isotactic polypropylene, has transparency and has a mechanical strength, it is to provide a method for producing superior wood charge.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been completed as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, according to the present invention, when a specific crystal nucleating agent is added to isotactic polypropylene and then melted, cooled, crystallized and rolled under specific conditions, it can be rolled under conditions with a high rolling ratio. The inventors have found that a low haze value can be obtained in the case of a high rolling ratio, and found that the above problems can be solved, thereby completing the present invention.
Specifically, after blending a specific crystal nucleating agent with isotactic polypropylene, it is melt-extruded from a T die into a sheet, and when the melting point of the polypropylene is Tm, (Tm−90) ° C. or higher, (Tm -40) Crystallization is performed on the surface of a chill roll having a temperature of not higher than ° C to obtain a sheet made of isotactic polypropylene.
This sheet is rolled in a temperature range of (αc−30) ° C. to (αc + 20) ° C., where αc is the crystal dispersion peak temperature of the loss factor in the non-resonant forced vibration method dynamic viscoelastic temperature curve with a frequency of 1 Hz. By doing so, it is possible to obtain a sheet made of isotactic polypropylene having an elastic modulus of 1.2 GPa or more, a maximum stress of 90 MPa or more, a haze value of 11% or less, transparency, and excellent mechanical properties. As a result, the present invention has been completed.
[0006]
According to the present invention, the following inventions are provided.
A isotactic polypropylene blended with nucleating agent, through a T-die, a sheet form melt extrusion of a thickness of less than 5mm above 1.2 mm, when the melting point of the polypropylene was Tm, at (Tm-90) ℃ or higher When a sheet is produced by crystallization on the surface of a chill roll having a temperature of (Tm-40) ° C. or lower, and the crystal dispersion peak temperature of the loss coefficient in the non-resonant forced vibration method dynamic viscoelastic temperature curve at a frequency of 1 Hz is αc. to, (αc-30) with (αc + 20) temperature range ° C. from ° C., and rolling the unoriented sheet of length L 1, when the length L 2, the rolling ratio λ (= L 2 / L 1 ) Is rolled under a condition of 2.3 or higher, is transparent, has an elastic modulus of 1.2 GPa or higher, a breaking strength of 90 MPa or higher, and a haze value of 11% or lower. Made Isotactic polypropylene sheet manufacturing method, characterized by.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Isotactic polypropylene is used as the material for the film of the present invention. In addition to powdered isotactic polypropylene obtained from the production process, pellet-shaped isotactic polypropylene can be used. Untreated isotactic polypropylene is translucent and has low mechanical strength.
[0008]
In the present invention, a crystal nucleating agent is added to isotactic polypropylene in powder or pellet form.
Crystal nucleating agents include sorbitol compounds, rosin compounds, benzoate compounds, and organic phosphate compounds, and any of these may be used.
Examples of the sorbitol compound include dibenzylidene sorbitol and bis (4-ethylbenzylidene sorbitol).
Examples of rosin compounds include dihydroabietic acid metal salts.
Examples of the benzoate-based compound include hydroxy-di- (4-tert-butylbenzoate) aluminum.
Examples of the organic phosphate compound include bis (4-tert-butylphenol) acid phosphate sodium salt and methyl bis (2,4-tert-butylphenol) acid phosphate sodium salt.
These crystal nucleating agents are used in powder form, and are blended in a weight ratio of 0.1% to 1%, preferably 0.3% to 0.8% with respect to the pellets.
[0009]
A melting treatment is performed in a state where a crystal nucleating agent is mixed with pellet-like or powder-like isotactic polypropylene.
The melting temperature is set to a temperature equal to or higher than the melting point.
The heating temperature is set to a temperature of 160 ° C. or higher, which is the melting point of isotactic polypropylene. Normally, a melting point of 40 ° C. or higher is employed. The upper limit is appropriately set in consideration of the thermal decomposition temperature. It is not necessary to set the temperature higher than necessary.
Conditions used in normal plastic processing are employed for the melting operation. A screw kneader is used as the melting device. It has a twin screw extruder and has heating means so that it can be melted by heating.
Isotactic polypropylene pre-blended with a crystal nucleating agent is supplied from a hopper.
After melt-kneading, it is melt-extruded in a sheet form from a T die.
[0010]
After melt-kneading, the isotactic polypropylene sheet melt-extruded from the T die into a sheet is guided onto a roll, cooled and crystallized.
The set temperature is a temperature of (Tm−90) ° C. or more and (Tm−40) ° C. or less when the melting point of polypropylene is Tm. The temperature at which the product obtained by melt-kneading is cooled and crystallized is not in a special range. If it is below this temperature range, sufficient crystal growth will not occur, and if it exceeds this temperature range, solidification will be slow and sheet molding will be difficult.
Although the thickness of the sheet obtained in this state can be selected as appropriate, it is generally 1.2 mm or more, and the upper limit can be selected as appropriate.
[0011]
The sheet is rolled. In this rolling process, it is important to control the temperature at which temperature is to be processed.
In the present invention, isotactic polypropylene is expressed as follows: “(αc−30) ° C. to (αc + 20) where αc is the crystal dispersion peak temperature of the loss coefficient in the non-resonant forced vibration method dynamic viscoelastic temperature curve with a frequency of 1 Hz. Rolling is performed at a temperature range of ° C.
"Non-resonant forced-vibration dynamic viscoelastic temperature curve with 1 Hz frequency" is a measurement of the distortion as a response when a sine wave stress with a frequency of 1 Hz is applied to a sheet as a sine wave. This is a curve obtained by plotting the dynamic elastic modulus obtained from the amplitude and the loss coefficient tan δ obtained from the stress and strain phase angle δ with respect to the measurement temperature, and is usually measured by a dynamic viscoelasticity measuring apparatus in a tensile mode.
“Loss coefficient” represents the degree of molecular motion of a polymer.
“Crystal dispersion peak temperature” means “temperature at which slippage of molecular chains in the crystal region becomes active”.
After all, the above-mentioned “temperature range from (αc−30) ° C. to (αc + 20) ° C.” when the crystal dispersion peak temperature of the loss coefficient in the non-resonant forced vibration method dynamic viscoelastic temperature curve with a frequency of 1 Hz is αc. Can be said to be a good range because the polypropylene crystal itself deforms. Processing at this level is not a specific temperature range as the temperature of the polypropylene rolling method.
In the embodiment, αc is 110 ° C.
In the rolling process of the present invention, a deformation with a rolling magnification (λ) of 2.3 times or more, preferably λ of 4 or more is given. Specifically, it means that when an unoriented sheet having a length L 1 is rolled to a length L 2 , the rolling magnification λ (= L 2 / L 1 ) is 2.3 or more.
When rolled under such conditions, the molecular chains can be highly oriented.
[0012]
With respect to the specific temperature range, it is applied to the “isotactic polypropylene sheet formed by blending the crystal nucleating agent” defined in the present invention, so that the microscopicity of the polypropylene sheet crystallized by mixing the crystal nucleating agent is obtained. Spherulites can be subdivided into finer lamellar crystals by rolling operation.
In normal thin film forming, when a crystal nucleating agent is blended and formed, many fine spherulites are formed, less visible light is scattered, and transparency is usually obtained. This is not the case with material sheets. That is, the laminated structure of the fine spherulites in the thickness direction scatters visible light, resulting in insufficient transparency.
The thick sheet formed by blending the crystal nucleating agent of the present invention has excellent transparency despite the large sheet thickness. It is considered that it is subdivided into a lamellar crystal having a thickness of nanometer and visible light is no longer scattered.
Furthermore, in rolling a sheet crystallized with a crystal nucleating agent, the average rolling pressure is kept low due to crystal slippage during rolling, and molecules are oriented without difficulty and the occurrence of voids is also suppressed. It is considered that excellent transparency can be imparted.
In addition, the reason why the sheet of the present invention exhibits high breaking strength is that the crystal chains are highly arranged and the amorphous chains are also highly arranged, and a structure with few defects such as voids can be imparted. It is done. That is, a thick “isotactic polypropylene sheet” having transparency, mechanical strength and mechanical properties obtained by the present invention could be obtained by adding a “crystal nucleating agent”. This is considered to be due to the rolling operation of the isotactic polypropylene sheet "molded under specific temperature conditions.
In the method according to the present invention, since the crystal nucleating agent is blended, it can be rolled even at a low average rolling pressure (FIG. 1), and it can be rolled to a high rolling ratio (FIG. 1). . Furthermore, in rolling a crystallized sheet containing a crystal nucleating agent, during rolling, the average rolling pressure is kept low due to slipping of the crystals, and molecules can be oriented without difficulty. Is also suppressed, and a good value is obtained (FIG. 1).
Further, as described above, it is preferable that the rolling ratio can be increased, but it can be seen that a haze value can be reduced by increasing the rolling ratio (FIG. 2).
Table 1 shows the results of a tensile test of the obtained sheet at 23 ° C. It can be seen that both strength and elastic modulus are greatly improved by the rolling operation.
[0013]
According to the present invention, a “formed isotactic polypropylene sheet having an elastic modulus of 1.2 GPa or more, a breaking strength of 90 MPa or more, and a haze value of 11% or less” can be obtained. In Example 1, when rolling was performed in the uniaxial direction under a condition where the rolling magnification (λ) was 7.6 times, a sheet having a good surface state and good transparency could be obtained. The breaking stress in the direction was 370 MPa, and the elastic modulus was 3.55 GPa.
In the present invention, since a crystal nucleating agent is used, a high rolling ratio can be adopted. As a result, it can be performed even at a low value as the average rolling pressure, and the rolling ratio can be increased. Obtainable.
The isotactic polypropylene sheet of the present invention having the above properties can be advantageously used as a material for processing various sheets such as a binding tape, a heavy packaging sheet, a stationery sheet, a file case, and cards.
[0014]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to this.
[0015]
Example 1
As raw isotactic polypropylene, pellets of Chisso PP K1011 manufactured by Chisso Petrochemical were used. Dihydroabietic acid metal salt (KM1500 manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.), which is a rosin crystal nucleating agent, was used as the crystal nucleating agent.
A chill roll set to 80 ° C., containing 0.3% by weight of a crystal nucleating agent in the polypropylene pellets, heated and melted and kneaded at 240 ° C. with a twin screw extruder, extruded from a T-die having a width of 60 mm and a gap of 2 mm into a sheet. And wound up after the crystallization and cooling operations.
The crystal dispersion peak temperature αc of the loss factor in the non-resonant forced vibration method dynamic viscoelasticity temperature curve of the frequency of 1 Hz of the sheet having a thickness of about 1.5 mm thus obtained was 120 ° C.
When this sheet was rolled with a rolling roll heated to a predetermined temperature (110 ° C.) at a rolling magnification (λ) of 7.6 times in a uniaxial direction, the surface state was good and a transparent sheet could be obtained. .
The film had a breaking stress in the longitudinal direction at 23 ° C. of 370 MPa and an elastic modulus of 3.55 GPa. The haze value was 2.7%.
[0016]
Example 2
In Example 1, the relationship between the average rolling pressure and the rolling ratio at the time of rolling was measured under the condition that the rolling ratio of the polypropylene sheet was changed, and the result is shown in FIG.
As a comparative example, the average rolling pressure of the polypropylene sheet when no crystal nucleating agent is blended is also shown. When the rolling ratio is increased, the average rolling pressure can be rolled at a lower value than expected. Also, comparing the comparative example and the example,
When the crystal nucleating agent is blended (Example), it is shown that the average rolling pressure can be performed with a smaller value than when the crystal nucleating agent is not blended (Comparative Example). That is, in the method according to the present invention, it can be seen that the average rolling pressure can be performed at a low value, and that rolling can be performed up to a high rolling ratio.
FIG. 2 shows the relationship between the haze value of the rolled sheet and the rolling ratio. As a comparative example, a case where neat polypropylene not containing a crystal nucleating agent was used was shown. It shows that the haze value can be lowered when the rolling ratio is increased. Further, in the case of using the isotactic polypropylene of the present invention (Example), it is shown that a sheet having a low haze value can be obtained as compared with the case of using neat polypropylene.
Furthermore, Table 1 shows the results of a tensile test of the obtained sheet at 23 ° C. It can be seen that when the rolling ratio is increased, both strength and elastic modulus are greatly improved accordingly.
[0017]
[Table 1]
Figure 0004041885
[0018]
【The invention's effect】
The isotactic polypropylene sheet obtained by the present invention is crystalline and has excellent transparency despite its large sheet thickness, “elastic modulus 1.2 GPa or more, breaking strength 90 MPa or more Thus, a molded isotactic polypropylene sheet (having high mechanical properties) having a haze value of 11% or less is obtained.
Further, according to the method for producing an isotactic polypropylene sheet of the present invention, since a specific crystal nucleating agent is added, it can be rolled under a condition with a high rolling ratio, and in the case of a high rolling ratio, haze A low value is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between rolling ratio and average rolling pressure. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between rolling ratio and haze value.

Claims (1)

アイソタクチックポリプロピレンに結晶核剤を配合し、Tダイから、1.2mm以上5mm以下の厚さのシート状に溶融押出し、ポリプロピレンの融点をTmとしたとき、(Tm−90)℃以上で、(Tm−40)℃以下の温度のチルロール表面で結晶化させてシートを製造し、周波数1Hzの非共振強制振動法動的粘弾性温度曲線における損失係数の結晶分散ピーク温度をαcとしたときに、(αc−30)℃から(αc+20)℃の温度範囲で、長さL の未配向シートを圧延して、長さL にしたときに、圧延倍率λ(=L /L )を2.3以上の条件下に圧延加工して、透明であり、弾性率1.2GPa以上、破断強さが90MPa以上、ヘーズ値が11%以下である成形されているアイソタクチックポリプロピレンシートを製造することを特徴とするアイソタクチックポリプロピレンシートの製造方法。A crystal nucleating agent is blended with isotactic polypropylene, melt-extruded from a T die into a sheet having a thickness of 1.2 mm or more and 5 mm or less, and when the melting point of polypropylene is Tm, (Tm-90) ° C. or more, When a sheet is produced by crystallization on the surface of a chill roll at a temperature of (Tm-40) ° C. or lower, and the crystal dispersion peak temperature of the loss coefficient in the non-resonant forced vibration dynamic viscoelastic temperature curve at a frequency of 1 Hz is αc. When a non-oriented sheet having a length L 1 is rolled to a length L 2 in a temperature range from (αc-30) ° C. to (αc + 20) ° C. , the rolling magnification λ (= L 2 / L 1 ) An isotactic polypropylene sheet formed by rolling under a condition of 2.3 or higher, transparent, having an elastic modulus of 1.2 GPa or more, a breaking strength of 90 MPa or more, and a haze value of 11% or less. Made Isotactic polypropylene sheet manufacturing method, characterized by.
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