特開 2023-10063 高剛性透明オレフィン系樹脂成形体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023010063

(43)【公開日】2023-01-20

(54)【発明の名称】高剛性透明オレフィン系樹脂成形体

(51)【国際特許分類】

   C08J 5/18 20060101AFI20230113BHJP

   C08L 23/04 20060101ALI20230113BHJP

   C08L 23/10 20060101ALI20230113BHJP

【ＦＩ】

C08J5/18 CES

C08L23/04

C08L23/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021113869

(22)【出願日】2021-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】000198802

【氏名又は名称】積水成型工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077012

【弁理士】

【氏名又は名称】岩谷 龍

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 大暉

(72)【発明者】

【氏名】吉田 隆充

【テーマコード（参考）】

4F071

4J002

【Ｆターム（参考）】

4F071AA14X

4F071AA16

4F071AA18

4F071AA19

4F071AA20

4F071AA51X

4F071AA75

4F071AE16

4F071AF15Y

4F071AF20Y

4F071AF21

4F071AF30Y

4F071AH03

4F071AH05

4F071AH19

4F071BA01

4F071BB06

4F071BC01

4F071BC03

4F071BC12

4J002BB02W

4J002BB03W

4J002BB11X

4J002BB12X

4J002GG01

4J002GM00

(57)【要約】

【課題】本発明は、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂を含み、機械的強度、特に剛性（引張弾性率）が大きく、透明性の優れたオレフィン系樹脂シート、プレート、容器等のある程度の厚みを有する成形体を提供する。
【解決手段】石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなり、引張弾性率が１５００～２２００ＭＰaで、全光線透過率７５～９５％であることを特徴とする高剛性透明オレフィン系樹脂成形体。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなり、引張弾性率が１５００～２２００ＭＰaで、全光線透過率７５～９５％であることを特徴とする高剛性透明オレフィン系樹脂成形体。

【請求項2】

オレフィン系樹脂組成物が、ポリプロピレン系樹脂１００重量部とポリエチレン系樹脂３～４０重量部よりなることを特徴とする請求項１記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体。

【請求項3】

ポリプロピレン系樹脂が、ホモポリプロピレン樹脂及び／又はランダムポリプロピレン樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体。

【請求項4】

バイオマス由来のポリエチレン系樹脂が、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び／又は線状低密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体。

【請求項5】

更に、請求項１～４のいずれか１項に記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体の少なくとも１面に、石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなり、その組成比率が前記高剛性透明オレフィン系樹脂シートの組成比率とは異なる表面層が積層されていることを特徴とする高剛性透明オレフィン系樹脂成形体。

【請求項6】

成形体が、厚さ０．１ｍｍ以上のシート、プレート、容器又は異形成形体であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環境に優しいバイオマス由来のポリエチレン樹脂を含むポリプロピレン系樹脂よりなる高剛性であり、透明性の優れたオレフィン系樹脂成形体に関する。

【背景技術】

【0002】

化石燃料から製造されるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン系樹脂は、所謂汎用性樹脂であり、フィルム、シート、プレート、容器、成形体等の成形体の材料として広く使用されている。

【0003】

しかし、近年、循環型社会の構築を求める声の高まりと共に、化石燃料から製造されるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン系樹脂、即ち、石油由来のオレフィン系樹脂の代わりにカーボンニュートラルな再生可能な合成樹脂である、バイオマス由来のオレフィン系樹脂を使用することが研究されている。

【0004】

例えば、「バイオマス由来のエチレンを含むモノマーが重合してなるバイオマス由来のポリオレフィンと、化石燃料由来のエチレンと化石燃料由来のエチレンおよび／またはα－オレフィンとを含むモノマーが重合してなる化石燃料由来のポリオレフィンと、を含んでなる樹脂組成物からなる包装製品用樹脂フィルムであって、前記樹脂組成物が、前記バイオマス由来のエチレンを前記樹脂組成物全体に対して５質量％以上含んでなり、前記樹脂組成物が、０．９１～０．９３７ｇ／ｃｍ^３の密度を有する、包装製品用樹脂フィルム。」（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。

【0005】

しかしながら、上記樹脂フィルムは包装製品用であり、薄く柔らかいので、機械的強度が、特に剛性（引張弾性率）が小さく、機械的強度が必要とされる成形体を製造するには不適切であった。

【0006】

又、剛性（引張弾性率）が大きく、透明性が優れたフィルムとして、「少なくとも１層からなる基材層と、該基材層の片面又は両面に積層されたスキン層とを有し、前記基材層は、ポリプロピレン１００質量部に対して、メルトフローレートが１９０℃において１．５ｇ／１０分以上１５ｇ／１０分以下であり且つ密度が０．９１０ｇ／ｃｍ^３以上０．９３５ｇ／ｃｍ^３以下である（植物由来のポリエチレンを含んでいる）ポリエチレンを１質量部以上２３質量部以下含んでいるポリプロピレン系樹脂からなっており、前記スキン層は、ポリプロピレン、ポリプロピレン１００質量部に対して（植物由来のポリエチレンを含んでいる）ポリエチレン１０質量部以下を含んでいる混合物又はプロピレンをモノマーとする共重合体を含むポリプロピレン系樹脂からなっており、プロピレンをモノマーとする共重合体を含む前記ポリプロピレン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリプロピレン１００質量部に対して（植物由来のポリエチレンを含んでいる）ポリエチレン１０質量部以下を含んでいる混合物、エチレン－プロピレンランダム共重合体及びエチレン－プロピレン－ブテン共重合体のうちの少なくとも１つと、エチレン－プロピレン－エラストマー樹脂、エチレン－ブテン－１－エラストマー樹脂、プロピレン-ブテン－１－エラストマー樹脂およびエチレン-プロピレン－ブテン－１－エラストマー樹脂のうちの少なくとも１つを含む混合物であり、像鮮明度が６５％以上、ヘイズ値が８％以下である、延伸ポリプロピレンフィルム。」（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。

【0007】

しかしながら、上記延伸ポリプロピレンフィルムは延伸することにより、剛性を付与されたフィルムであり、延伸されないフィルムは依然として機械的強度が、特に剛性（引張弾性率）が小さく、機械的強度が必要とされるある程度の厚みを有する成形体を製造するには不適切であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第５８６２０５５号公報

【特許文献2】特許第６７６４７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂を含み、機械的強度、特に剛性（引張弾性率）が大きく、透明性の優れたオレフィン系樹脂シート、プレート、容器等のある程度の厚みを有する成形体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

即ち、本発明は、
［１］石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなり、引張弾性率が１５００～２２００ＭＰaで、全光線透過率７５～９５％であることを特徴とする高剛性透明オレフィン系樹脂成形体、
［２］オレフィン系樹脂組成物が、ポリプロピレン系樹脂１００重量部とポリエチレン系樹脂３～４０重量部よりなることを特徴とする上記［１］記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体、
［３］ポリプロピレン系樹脂が、ホモポリプロピレン樹脂及び／又はランダムポリプロピレン樹脂であることを特徴とする上記［１］又は［２］記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体、
［４］バイオマス由来のポリエチレン系樹脂が、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び／又は線状低密度ポリエチレンであることを特徴とする上記［１］、［２］又は［３］記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体、
［５］更に、上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の高剛性透明オレフィン系樹脂層の少なくとも１面に、石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなり、その組成比率が前記高剛性透明オレフィン系樹脂層の組成比率とは異なる表面層が積層されていることを特徴とする高剛性透明オレフィン系樹脂成形体、及び、
［６］成形体が、厚さ０．１ｍｍ以上のシート、プレート、容器又は異形成形体であることを特徴とする上記［１］～［５］のいずれか１項に記載の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体
に関する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体の構成は上述の通りであり、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂を含んでいるので石油由来のポリエチレン系樹脂の使用量を減少することができる。又、機械的強度、特に剛性（引張弾性率）が大きく、透明性の優れたオレフィン系樹脂シート、プレート、容器等の成形体を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体は、石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなり、引張弾性率が１５００～２２００ＭＰaで、全光線透過率７５～９５％であることを特徴とする。

【0013】

上記石油由来のポリプロピレン系樹脂は、石油から精製されたプロピレンモノマーを主原料として重合されたポリマーであり、例えば、ホモポリプロピレン樹脂、ランダムポリプロピレン樹脂等のポリプロピレン単独重合体、プロピレンを主体とし、エチレン、１－ブテン、１－ヘキセン、１－ペンテン、１－ヘプテン等のα―オレフィンとの共重合体等があげられ、透明性の優れたホモポリプロピレン樹脂及びランダムポリプロピレン樹脂が好ましい。又、これらのポリプロピレン系樹脂は単独で使用されてもよいし、２種類以上のポリプロピレン系樹脂が併用されてもよい。

【0014】

バイオマス由来のポリエチレン系樹脂は、再生可能な天然原料（例えば、トウモロコシ、サトウキビ、ビート、マニオク等）から製造されたエタノールを原料とし、化学的に反応精製したエチレンを重合したポリマーである。

【0015】

上記バイオマス由来のポリエチレン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂等のポリエチレン単独重合体、エチレンを主体とし、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－ペンテン、１－ヘプテン等のα―オレフィンとの共重合体等が挙げられ、高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン及び線状低密度ポリエチレンが好ましい。又、これらのポリエチレン系樹脂は単独で使用されてもよいし、２種類以上のポリエチレン系樹脂が併用されてもよい。

【0016】

本発明の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体は、上記オレフィン系樹脂組成物よりなり、上記オレフィン系樹脂組成物は、石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるが、成形体の引張弾性率は１５００～２２００ＭＰaであり、全光線透過率は７５～９５％であるので、ポリプロピレン系樹脂１００重量部とポリエチレン系樹脂３～４０重量部よりなるのが好ましい。

【0017】

又、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂の添加量が多くなると、成形体の腰がなくなり透明性、印刷性等が低下するので、これらの性能が必要な成形体の場合は添加量を少なくするのが好ましい。

【0018】

又、上記ポリオレフィン系樹脂組成物には、上記物性の範囲内で、従来からポリオレフィン系樹脂の成形の際に一般に使用されている、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、水酸化マグネシウム、タルク、マイカ、クレー等の無機充填剤、熱安定剤、耐熱向上剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、衝撃改良剤、防曇剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤、顔料等の添加剤が、必要に応じて、添加されてもよい。

【0019】

本発明の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体の形状は、特に限定されず、ある程度の厚さ以上の厚みを有すればよく、例えば、０．１ｍｍ以上のシート、プレート、容器、板状体、柱状体、その他異形成形体等があげられる。

【0020】

本発明の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体の製造方法は、特に限定されず、従来公知の任意の方法が採用されればよく、上記オレフィン系樹脂組成物を、例えば、押出法、Ｔダイ法、キャスティング法、カレンダー法、射出成形法、プレス法等の従来公知の成形方法があげられる。

【0021】

又、本発明の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体の少なくとも１面に、石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなり、その組成比率が前記高剛性透明オレフィン系樹脂成形体の組成比率とは異なる表面層が積層されてもよい。

【0022】

上記表面層は、前述の石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなるが、その組成比率が前記高剛性透明オレフィン系樹脂成形体の組成比率とは異なる。

【0023】

表面層のオレフィン系樹脂組成物のバイオマス由来のポリエチレン系樹脂の比率が大きくなれば、成形体全体におけるバイオマス由来のポリエチレン系樹脂の比率が大きくなり、バイオマス度が大きくなり、より化石燃料の使用量を削減でき、社会に優しく循環型社会の構築寄与できる。

【0024】

又、本発明の高剛性透明オレフィン系樹脂成型体は、ポリプロピレン系樹脂の含有量が多いので、耐寒性に難があるが、オレフィン系樹脂組成物のバイオマス由来のポリエチレン系樹脂の比率が大きい表面層を積層することにより、耐寒性が改良される。

【0025】

更に、ポリエチレン系樹脂は印刷性が低く、ポリプロピレン系樹脂に比較すると耐スクラッチ性が低く傷付きやすいので、耐スクラッチ性や印刷性等の性能が要求される場合は、ポリプロピレン系樹脂の比率が多い方が好ましい。

【0026】

従って、高剛性透明オレフィン系樹脂成形体とその少なくとも１面に積層された表面層は、共に前述の石油由来のポリプロピレン系樹脂とバイオマス由来のポリエチレン系樹脂よりなるオレフィン系樹脂組成物よりなるが、その組成比率は異なり、表面層の要求される性能により適宜決定される。

【0027】

又、高剛性透明オレフィン系樹脂成形体とその少なくとも１面に積層された表面層の厚みの比率も、適宜決定されればよく、一般に１：１～１００：１である。

【実施例0028】

次に、本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【0029】

使用したオレフィン系樹脂は、以下の通りである。
（１）石油由来のポリプロピレン系樹脂
・ｈ－ＰＰ ホモポリプロピレン樹脂（プライムポリマー社製、商品名「プライムポリプ
ロ」、２３０℃におけるＭＦＲ １．０ｇ／１０ｍｉｎ、融点 約１６０℃）
・ｒ－ＰＰ ランダムポリプロピレン樹脂（プライムポリマー社製、商品名「プライムポ
リプロ」、２３０℃におけるＭＦＲ ２．４ｇ／１０ｍｉｎ、融点 約１５０℃）

【0030】

（２）バイオマス由来のポリエチレン系樹脂
・Bio-ＨＤＰＥ 高密度ポリエチレン樹脂（Ｂｒａｓｋｅｍ社製、商品名「ＳＨＥ１５
０」、１９０℃におけるＭＦＲ ０．６ｇ／１０ｍｉｎ、融点 約１４０℃、バイオマス度９４％）
・Bio-ＬＬＤＰＥ 線状低密度ポリエチレン樹脂（Ｂｒａｓｋｅｍ社製、商品名「ＳＬＨ１１８」、１９０℃におけるＭＦＲ １．０ｇ／１０ｍｉｎ、融点 約１３０℃、バイオマス度８４％）
・Bio-ＬＤＰＥ 低密度ポリエチレン樹脂（Ｂｒａｓｋｅｍ社製、商品名「ＳＴＮ７００
６」、１９０℃におけるＭＦＲ ０．６ｇ／１０ｍｉｎ、融点 約１２０℃、バイオマス度９５％）

【0031】

（実施例１～５、比較例１～５）
表１及び表２に示した所定量のｈ－ＰＰ、ｒ－ＰＰ、Bio-ＨＤＰＥ、Bio-ＬＬＤＰＥ、Bio-ＬＤＰＥ及び帯電防止剤（花王社製、商品名「エレストマスター」）１．０重量部よりなるオレフィン系樹脂組成物をスクリュ径７０ｍｍの一軸押出機に供給し、２１０℃で溶融混錬した後、Ｔダイスにより約６．０ｍの速度で押出し、３０℃に設定されている鏡面ロールとエアーナイフにより冷却してシート状の成形体を得た。

【0032】

（実施例６～８）
表３に示した所定量のｈ－ＰＰ、ｒ－ＰＰ、Bio-ＨＤＰＥ、Bio-ＬＬＤＰＥ及びBio-ＬＤＰＥ及び帯電防止剤（花王社製、商品名「エレストマスター」）１．０重量部よりなる中心層用のオレフィン系樹脂組成物とｈ－ＰＰ、ｒ－ＰＰ、Bio-ＨＤＰＥ及び帯電防止剤（花王社製、商品名「エレストマスター」）１．０重量部よりなる表層用のオレフィン系樹脂組成物をそれぞれスクリュ径７０ｍｍの中心層用一軸押出機及びスクリュ径７０ｍｍの表層用一軸押出機に供給し、２３０℃で溶融混錬した後、フィードブロックを用いて約６．０ｍの速度で３層共押出し、３０℃に設定されている鏡面ロールとエアーナイフにより冷却して３層構造のシート状の成形体を得た。

【0033】

得られた成形体を用いてＪＩＳ Ｋ ７１２７:１９９９に準拠して引張試験を行い、引張強度（ＭＤ方向及びＴＤ方向）、引張弾性率（ＭＤ方向及びＴＤ方向）及び伸び率（ＭＤ方向及びＴＤ方向）を測定した。

【0034】

又、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠してＨａｚｅを測定し、ＪＩＳ Ｋ ７３６１：１９９７に準拠して全光線透過率を測定した。得られた結果を表１～表３に示した。

【0035】

【表1】

【0036】

【表2】

【0037】

【表3】

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明の高剛性透明オレフィン系樹脂成形体は上記の通りであり、機械的強度、特に剛性（引張弾性率）が大きく、透明性が優れており、オレフィン系樹脂シート、プレート、容器等の成形体として容器、産業用資材、建築用資材等として好適に使用される。