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WO2013118749A1 - 容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物及び容器蓋 - Google Patents

容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物及び容器蓋 Download PDF

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Publication number
WO2013118749A1
WO2013118749A1 PCT/JP2013/052682 JP2013052682W WO2013118749A1 WO 2013118749 A1 WO2013118749 A1 WO 2013118749A1 JP 2013052682 W JP2013052682 W JP 2013052682W WO 2013118749 A1 WO2013118749 A1 WO 2013118749A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polyethylene
resin composition
container lid
weight
container
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/052682
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English (en)
French (fr)
Inventor
大輔 土本
博哉 山本
伊林 邦彦
圭一 吉本
Original Assignee
日本ポリエチレン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本ポリエチレン株式会社 filed Critical 日本ポリエチレン株式会社
Priority to US14/376,543 priority Critical patent/US20150045485A1/en
Priority to IN6585DEN2014 priority patent/IN2014DN06585A/en
Priority to CN201380008118.2A priority patent/CN104159964B/zh
Publication of WO2013118749A1 publication Critical patent/WO2013118749A1/ja

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    • C08L2207/062HDPE

Definitions

  • the present invention relates to a polyethylene-based resin composition for container lids and a container lid, and more particularly, a polyethylene-based resin composition used for molding a lid for a container containing a liquid such as a soft drink and a container lid to be obtained.
  • a polyethylene-based resin composition for a container lid and a container lid capable of wire sterilization.
  • a container made of polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes referred to as a PET bottle) is used as a container for soft drinks, and a container lid made of polyolefin has recently been used as the container lid.
  • Patent Documents 1 to 3 For example, polyolefin-based materials as disclosed in Patent Documents 1 to 3 have been proposed.
  • the polyethylene composition described in Patent Document 1 has good stress crack resistance, it is insufficient in terms of high cycle moldability and high rigidity.
  • the polyethylene-type resin composition proposed by patent document 2 and patent document 3 it is further as a container for heating. High rigidity is desired, and a material that can be molded at a high speed is demanded. Therefore, the present applicant has proposed a polyethylene-based resin for container lids as disclosed in Patent Document 4.
  • a polyethylene-based resin for container lids as disclosed in Patent Document 4.
  • a technique for sterilizing the container is important.
  • sterilization is performed using a chemical exemplified by hydrogen peroxide.
  • a technique for sterilizing using an electron beam instead of using a drug has been studied. Since electron beam sterilization does not use a drug, it has been attracting attention because it eliminates the cost of the drug and eliminates the need to rinse the drug.
  • polyolefin-based materials when subjected to electron beam sterilization, tend to cause molecular chain scission or oxidation reaction of the polyolefin molecule by electron beam, and degradation and degradation progress, and mechanical properties such as elongation and impact resistance.
  • various stabilizers and modifiers generally added for the purpose of preventing oxidation or the like are deteriorated to cause discoloration or odor.
  • Patent Documents 5 to 11 disclose resin compositions in which hindered amine compounds are blended with polyolefin resins.
  • Patent Document 12 discloses a polymer composition for a bottle screw cap containing at least one stabilizer selected from a neutralizer, a short-term antioxidant, a long-term antioxidant, and a UV stabilizer. Has been. However, the balance of fluidity, rigidity, and long-term performance of the polymer composition is not sufficient, and various performances as a container lid are not fully satisfied.
  • polyethylene for container lids is resistant to discoloration, odors, etc. without degradation or deterioration even when irradiated with an electron beam when the lid is attached to the container, without reducing mechanical properties such as elongation and impact resistance.
  • a resin-based resin composition is not known, and further improvement has been demanded.
  • the object of the present invention is excellent in formability, high fluidity, balance between rigidity and impact resistance, stress crack resistance, slipperiness, hardly stretched at high temperatures, Polyethylene resin that is not discolored due to oxidative deterioration, has low odor due to low volatility, and is excellent in high-speed moldability, and is used in beverage containers such as PET bottles that can be sterilized by radiation such as electron beams.
  • the object is to provide a suitable material for the container lid.
  • Another object of the present invention is to provide a container lid that does not decompose or deteriorate even when irradiated with an electron beam, does not deteriorate mechanical properties such as elongation and impact resistance, and is unlikely to cause discoloration or odor. is there.
  • the present inventors are a polyethylene-based resin composition for container lids having performance such as moldability, high fluidity, rigidity, stress crack resistance, and the like, which is irradiated with an electron beam.
  • performance such as moldability, high fluidity, rigidity, stress crack resistance, and the like
  • it is specified for polyethylene resin. It was found that a polyethylene resin for container lids satisfying all these performances can be obtained by blending an amount of a hindered amine compound to obtain a specific resin property, and the present invention has been completed.
  • a hindered amine compound is contained with respect to 100 parts by weight of a polyethylene resin, and the following properties (a) to (f) are obtained.
  • a polyethylene-based resin composition for container lids is provided.
  • HLMFR HLMFR
  • HLMFR / MFR HLMFR / MFR
  • Density is 0.956 to 0.980 g / cm 3
  • the bending elastic modulus of the injection molded sample is 990 to 2000 MPa.
  • the constant strain ESCR of the injection molded sample is 10 to 400 hours.
  • the tensile fracture elongation is 190% or less.
  • the melt viscosity at a shear rate of 200 sec ⁇ 1 at 200 ° C. measured by a capillary rheometer is 470 Pa ⁇ s or less.
  • the polyethylene resin composition further has properties of the following requirements (g) to (i):
  • a polyethylene-based resin composition is provided.
  • Hydrocarbon volatile content is 100 ppm or less
  • Static friction coefficient is 0.40 or less
  • ⁇ YI amount of change
  • YI value amount of change in the subsequent chromaticity
  • a polyethylene resin composition for container lids characterized in that, in the first or second invention, the hindered amine compound has a molecular weight of 500 or more. .
  • a polyethylene-based resin composition for container lids is provided.
  • the phosphorous compound is further contained in an amount of 0.01 to 0.50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyethylene resin.
  • a polyethylene-based resin composition for container lids is provided.
  • the hindered amine compound is poly [ ⁇ 6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino-1,3,5- Triazine-2,4-diyl ⁇ ⁇ (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino ⁇ hexamethylene ⁇ (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino ⁇ ]
  • Polyethylene condensate for container lids characterized in that it is a polycondensate and / or dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate
  • a composition is provided.
  • the seventh invention of the present invention there is provided a container lid molded using the polyethylene resin composition of any one of the first to sixth inventions.
  • the polyethylene-based resin composition for container lids of the present invention is blended with a specific amount of hindered amine compound and made into a specific resin property with respect to the polyethylene-based resin, it has moldability, high fluidity, rigidity and impact resistance. Balance, stress crack resistance, slipperiness, low odor, and food safety, and it is difficult to stretch even at high temperatures.
  • this composition contains a hindered amine compound, it does not decompose or deteriorate even when irradiated with an electron beam, does not deteriorate mechanical properties such as elongation and impact resistance, and has discoloration and odor.
  • this composition is excellent in high-speed moldability and has a small amount of hydrocarbon volatile components that give off an odor to the contents, a material suitable for a container lid and a container lid can be provided.
  • FIG. 1 is a container lid formed using the polyethylene-based resin composition for container lids of the present invention, and is a front view showing a part thereof in cross section.
  • Polyethylene resin composition for container lid Polyethylene resin
  • the polyethylene resin in the present invention is obtained by mainly polymerizing ethylene using various known catalysts such as a Ziegler catalyst, a Phillips catalyst, and a metallocene catalyst.
  • This polyethylene resin is, for example, generally a polyethylene resin is a transition metal compound such as titanium or zirconium, a Ziegler catalyst composed of a magnesium compound, a Philips catalyst typified by a chromium oxide catalyst, and zirconium, hafnium, titanium. It is obtained by polymerizing a transition metal compound such as a metallocene catalyst having at least one cyclopentadienyl group or substituted cyclopentadienyl group as a polymerization catalyst.
  • ethylene is polymerized alone, or one or more comonomers selected from ethylene and an ⁇ -olefin having 3 to 18 carbon atoms are copolymerized so that the MFR, density, and the like are within a predetermined range.
  • Representative examples of the ⁇ -olefin to be copolymerized include propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene and the like.
  • these ethylene homopolymers or ethylene / ⁇ -olefin copolymers can be used alone or in an appropriate mixture.
  • the polyethylene resin composition for container lids of the present invention is a hindered amine compound in order to suppress deterioration due to electron beam irradiation, deterioration of mechanical properties such as impact resistance, discoloration and generation of odor. Containing.
  • the content of the hindered amine compound is 0.01 to 0.50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyethylene resin.
  • the content is preferably 0.02 to 0.30 parts by weight, and more preferably 0.03 to 0.15 parts by weight.
  • the amount of the hindered amine compound is less than 0.01 parts by weight, the polyethylene resin is deteriorated by electron beam irradiation, mechanical properties such as impact resistance are lowered, and there is a possibility that discoloration and odor are generated. On the other hand, if it exceeds 0.50 parts by weight, these may bleed on the surface of the molded article, resulting in poor appearance.
  • the hindered amine compound is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved, and one or a plurality of hindered amine compounds can be used in combination from known and common ones in the art.
  • the hindered amine compound is an amine compound having a sterically constrained structure, and there is also a hindered amine light stabilizer (hereinafter sometimes referred to as HALS).
  • HALS hindered amine light stabilizer
  • HALS hindered amine light stabilizer
  • hindered amine light stabilizers poly [ ⁇ 6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl) ⁇ ⁇ (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino ⁇ hexamethylene ⁇ (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino ⁇ ] polycondensate (Cimasorb 944, manufactured by BASF) CAS No. 71878-19-8, molecular weight 2000-3100), dimethyl succinate-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate (Tinvin 622, manufactured by BASF) CAS No. 65447-77-0, molecular weight 3100 to 4000).
  • These hindered amine compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • those having a molecular weight of 500 or more and 5000 or less are preferable in that they have good compatibility and are excellent in effects such as bleed on the surface of the molded article and do not cause poor appearance.
  • the molecular weight is more preferably 1000 or more and 5000 or less, and particularly preferably 1500 or more and 5000 or less. If the molecular weight is less than 500, the surface of the molded product may bleed and the appearance may be poor. If the molecular weight exceeds 5000, the melt viscosity of the composition may not satisfy the conditions of the present invention.
  • polycondensates of dimethyl succinate with 1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine poly [[6- (1,1,3 , 3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl] [(2,2,6,6-tetramethyl-4-4piperidyl) imino] hexamethylene [(2,2 , 6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino]]
  • the polyethylene resin composition for container lids of the present invention may contain a phosphorus compound in order to suppress deterioration of mechanical properties such as impact resistance, discoloration and generation of odor. it can.
  • the content of the phosphorus compound can be 0 to 0.50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyethylene resin, preferably 0.01 to 0.30 parts by weight, and 0.03 to 0. 10 parts by weight is more preferable.
  • the phosphorus compound is contained in an amount of 0.01 part by weight or more, it is possible to suppress deterioration of mechanical properties such as impact resistance, discoloration and generation of odor. On the other hand, if it exceeds 0.50 parts by weight, these may bleed on the surface of the molded article, resulting in poor appearance.
  • the phosphorus compound is a compound containing a phosphorus element in the molecule and is preferably used as an antioxidant, for example, a phosphite organic compound (an organic compound having a phosphite structure in the molecule). ), Phosphonite organic compounds.
  • Triphenyl phosphite Tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, Tris (2,5-di-tert-butylphenyl) phosphite, Tris (nonylphenyl) phosphite, Tris (dinonylphenyl) phosphite, Tris (mono, dimixed nonylphenyl) phosphite, Diphenyl acid phosphite, 2,2′-methylenebis (4,6-di-t-butylphenyl) octyl phosphite, Diphenyldecyl phosphite, Diphenyloctyl phosphite, Di (nonylphenyl) pentaerythritol diphosphite, Phenyl diisodecyl phosphite, Tributyl phosphit
  • the polyethylene-based resin composition for container lids of the present invention can contain a phenolic antioxidant as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the content of the phenolic antioxidant is preferably 0.2 parts by weight or less, preferably 0.1 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polyethylene resin.
  • a lower limit is not specifically limited, It is also possible not to add from a coloring viewpoint. When this is added, the antioxidant effect may be improved. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, it is not preferable because it is not economical and tends to cause discoloration, bleeding, and the like.
  • the phenolic antioxidant contained in the polyethylene resin composition can be measured using fluorescent X-ray analysis, gas chromatography, or liquid chromatography.
  • phenolic antioxidants include organic compounds having a phenolic structure in the molecule. 2,6-di-t-butyl-4-hydroxytoluene, Tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -isocyanurate, 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, Octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, Pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, 3,9-bis [2- [3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] -1,1-dimethylethoxy
  • phenolic antioxidants tetrakis- [methylene (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydro-cinnamate)] methane (IRGANOX1010), n-octadecyl-3- (3 ', 5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate (IRGANOX1076).
  • a sulfur type antioxidant can be mix
  • the sulfur-based antioxidant that can be blended is suitably 0.2 parts by weight or less, preferably 0.1 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the polyethylene resin.
  • a lower limit is not specifically limited, It is also possible not to add from a coloring viewpoint. If this is not added, the antioxidant effect may be insufficient. On the other hand, if the upper limit is exceeded, discoloration, bleeding and the like tend to occur.
  • the sulfur-based antioxidant contained in the polyethylene resin composition can be measured using fluorescent X-ray analysis, gas chromatography, and liquid chromatography.
  • sulfur-based antioxidant examples include compounds containing a sulfur element in the molecule. Specifically, Di-lauryl-3,3′-thio-di-propionate, Di-myristyl-3,3'-thio-di-propionate, Di-stearyl-3,3′-thio-di-propionate, And pentaerythrityl-tetrakis (3-lauryl-thiopropionate).
  • additives such as talc and mica can be added to the polyethylene resin of the present invention in an appropriate amount.
  • additives include antioxidants, lubricants, antistatic agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, colorants, pigments and dyes other than those described above. These additives can be used singly or in combination of two or more, but basically, as long as the requirements of the present invention are satisfied, various additives other than the hindered amine compounds and antioxidants are not used. Is preferred.
  • the polyethylene resin composition for container lids of the present invention contains 0.01 to 0.50 parts by weight of a hindered amine compound per 100 parts by weight of polyethylene resin. It has the following properties (a) to (f).
  • the polyethylene-based resin composition for container lids of the present invention has a melt flow rate (MFR) at a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg of 0.5 to 10 g / 10 minutes, preferably 0.7 to 6 g / 10 minutes. More preferably, it is in the range of 0.8 to 3.5 g / 10 minutes.
  • the melt flow rate (HLMFR) at a temperature of 190 ° C. and a load of 21.6 kg is 100 to 500 g / 10 minutes, preferably 110 to 450 g / 10 minutes, more preferably 120 to 320 g / 10 minutes, and HLMFR / MFR is 50.
  • the range is from -200, preferably from 55 to 150, more preferably from 60 to 110.
  • the high-speed moldability is inferior even if the MFR is in the range of 0.5 to 10 g / 10 min.
  • the MFR exceeds 10 g / 10 min, the stress crack resistance is inferior even if the HLMFR is 100 to 500 g / 10 min.
  • the MFR is less than 0.5 g / 10 min, it is difficult to achieve the HLMFR of 100 to 500 g / 10 min. As a result, the high-speed moldability is naturally inferior. If HLMFR / MFR is less than 50, the stress crack resistance deteriorates.
  • HLMFR / MFR is greater than 200, the die swell becomes too large, resulting in a loss of formability.
  • the polyethylene resin composition of the present invention has a density of 0.956 to 0.980 g / cm 3 .
  • the density is set to 0.956 g / cm 3 or more, it is possible to obtain excellent lubricity, to have a high level of rigidity, and to make the container lid difficult to deform even at high temperatures.
  • a material whose density does not reach 0.956 g / cm 3 is not preferable because it is inferior in lubricity and rigidity and the container lid is easily deformed.
  • the upper limit of the density is usually about 0.980 g / cm 3 .
  • the polyethylene resin composition of the present invention has a flexural modulus of 990 to 2000 MPa of an injection molded sample. More preferably, the flexural modulus is 1050 MPa or more and 2000 MPa or less, more preferably 1100 MPa or more and 2000 MPa or less. Those whose bending elastic modulus does not reach 990 MPa are inferior in rigidity, and the container lid tends to be deformed particularly at high temperatures.
  • the upper limit of the flexural modulus is usually about 2000 MPa for polyethylene.
  • the flexural modulus is measured according to JIS-K6922-2: 1997 by preparing a test piece of 4 ⁇ 10 ⁇ 80 mm at 210 ° C. by injection molding.
  • the constant strain ESCR of the injection molded sample is 10 to 400 hours, preferably 20 to 40 hours, more preferably 30 to 400 hours, from the balance of physical properties and the required performance of the container lid. This is stress crack resistance under a constant strain, and specifically, according to JIS-K6922-2: 1997.
  • a sample cut out from a plate having a size of 120 ⁇ 120 ⁇ 2 mm which is injection-molded at 190 ° C. is used.
  • the constant strain ESCR is less than 10 hours, the container lid is easily broken by the stress, which causes liquid leakage of the contents.
  • it exceeds 400 hours although it has good stress crack resistance, it is difficult to achieve both high rigidity and fluidity suitable for forming a container lid.
  • the polyethylene resin composition of the present invention has a tensile breaking elongation of 190% or less.
  • the tensile elongation at break is measured according to JIS-K7113: 1995 (No. 2 type test piece). If the tensile elongation at break exceeds 190%, the bridging portion of the container lid is difficult to cut, so the suitability as a container lid is reduced.
  • the tensile fracture elongation is preferably 100% or less, and more preferably 80% or less. Further, the lower limit value of the tensile elongation at break is not particularly defined, but is preferably 5% or more for suitability as a container lid.
  • the polyethylene resin composition of the present invention needs to have a melt viscosity of 470 Pa ⁇ s or less at a shear rate of 200 sec ⁇ 1 at 200 ° C. measured by a capillary rheometer.
  • the melt viscosity is more preferably 400 Pa ⁇ s or less, and still more preferably 350 Pa ⁇ s or less.
  • the lower limit of the melt viscosity is not particularly limited, but is usually preferably 50 Pa ⁇ s or more from the balance of moldability, physical property balance, and cap required performance.
  • the polyethylene-based resin composition for container lids of the present invention may have any of the above properties (a) to (f), but preferably has the following properties (g) to (i).
  • the polyethylene resin composition of the present invention preferably has a hydrocarbon volatile content of 100 ppm or less.
  • the hydrocarbon referred to in the present invention refers to a compound containing at least carbon and hydrogen, and is usually measured by gas chromatography. By satisfying this requirement, a substance causing a strange odor from the container lid to the container contents. Can be prevented.
  • 1 g of the polyethylene-based resin composition is put in a 25 ml glass sealed container, and the volatile content of the air in the head space when heated at 130 ° C. for 60 minutes is measured by gas chromatography.
  • the hydrocarbon volatile content is 100 ppm or less, preferably 70 ppm or less, more preferably 50 ppm or less in terms of n-hexane, and if it exceeds 100 ppm, an off-flavor may be generated.
  • the hydrocarbon volatile content is preferably close to zero, and the lower limit is not particularly defined.
  • the polymerized polyethylene resin in order to reduce the hydrocarbon volatile content to a predetermined value or less, the polymerized polyethylene resin is subjected to a volatile content removal operation such as steam stripping treatment, vacuum treatment, nitrogen purge treatment, hot air deodorization, etc. Can be achieved.
  • the polyethylene resin composition of the present invention preferably has a static friction coefficient of 0.40 or less. More preferably, it is 0.30 or less, More preferably, it is 0.25 or less.
  • the static friction coefficient referred to in the present invention is measured according to JIS-K-7125: 1999.
  • the lower limit value of the static friction coefficient is not particularly specified, but is usually 0.1 or more.
  • the polyethylene resin composition of the present invention irradiates a sheet test piece having a thickness of 2 mm with an electron beam under the condition of an absorbed dose of 30 kGy, and the amount of change ( ⁇ YI) in chromaticity (YI value) after irradiation is before irradiation. Is preferably 2 or less.
  • the YI value is measured according to JIS-K7105: 1981. When ⁇ YI exceeds 2, an odor is generated, moldability is likely to deteriorate, and the appearance as a container lid may be deteriorated.
  • ⁇ YI is preferably ⁇ 2 or more from the viewpoint of appearance change as a container lid, and is usually 0 or more in many cases. Therefore, ⁇ YI is preferably ⁇ 2 to 1.9.
  • an odor can be sensory-measured about the odor after 3 hours of electron beam irradiation to a 2 mm-thick sheet test piece on the conditions of irradiation dose of 30 kGy. Of course, those having no odor are preferred.
  • the amount of change ( ⁇ YI) can be significantly improved by blending a hindered amine compound.
  • the stress crack resistance is improved, and when it is 45% by weight or less, the moldability is improved.
  • the component (A) is less than 10% by weight, the stress crack resistance may be deteriorated, and when it exceeds 45% by weight, the moldability may be deteriorated.
  • the ethylene polymer of the component (A) has an HLMFR of 0.1 to 10 g / 10 min and a density of 0.926 to 0.955 g / cm 3
  • the ethylene polymer of the component (B) has an MFR of 25 g. / 10 min or more, and the density is 0.961 to 0.980 g / cm 3 .
  • the HLMFR of the ethylene polymer of the component (A) is preferably 1 to 10 g / 10 minutes, and if it is less than 0.1 g / 10 minutes, the fluidity may deteriorate and the moldability may become poor. If it exceeds / 10 minutes, the stress crack resistance may deteriorate.
  • the rigidity may be insufficient.
  • the density of the ethylene-based polymer of component (A) exceeds 0.955 g / cm 3 , durability may be reduced.
  • the upper limit of the MFR of the ethylene polymer of component (B) is not particularly limited, but is usually 500 g / 10 minutes.
  • the upper limit of MFR in (B) is not particularly limited.
  • the upper limit of the density of the component (B) is not particularly limited, but is usually about 0.980 g / cm 3 .
  • the polyethylene resin of the present invention may be polymerized directly with the above properties, but the ethylene polymers of component (A) and component (B) are polymerized continuously or separately, respectively. It can also be blended. For reasons such as ease of polymerization operation and ease of ensuring composition homogeneity, it is preferable to use a polymer obtained by successively polymerizing in a plurality of polymerization reactors connected in series, for example, two polymerization reactors. is there. In any case, various catalysts such as single-site catalysts such as the Ziegler catalyst, the Phillips catalyst, and the metallocene catalyst can be used as the polymerization catalyst.
  • the polymerization can be carried out in an organic solvent, in a liquid monomer or in the gas phase.
  • ethylene or further ⁇ -olefin is added in the first stage and copolymerized, and in the first stage, the high molecular weight is obtained.
  • the amount of ethylene-based polymer produced in the second and subsequent polymerization zones and their properties are determined by determining the amount of polymer produced in each stage (which can be determined by analysis of unreacted gas, etc.)
  • the physical properties of the coalescence can be determined by measuring the physical properties of the polymer extracted after each stage and converting from the additivity of the physical properties.
  • the polyethylene resin composition of the present invention is produced using a polyethylene polymerization catalyst as described above, a metal soap or the like, for example, calcium stearate, may be used as a residue deactivator of the polyethylene polymerization catalyst.
  • a metal soap or the like for example, calcium stearate
  • the inclusion of the residue quencher does not adversely affect the properties of the polyethylene resin composition.
  • Container lid The polyethylene-based resin composition according to the present invention is suitable as a material for containers such as PET bottles, and in particular, container lids for warm drinks sold by heating.
  • the method for molding the container lid using the resin composition of the present invention is not particularly limited, but a molding method such as injection molding or compression molding is preferably used.
  • the container lid of the present invention has a shape and structure as shown in FIG.
  • the container lid 2 includes a circular top wall 4 and a cylindrical skirt wall 6 that hangs down from the periphery of the top wall 4, and a cylindrical inner seal piece that hangs down on the outer peripheral edge of the inner surface of the top wall 4. 8 and similarly, a cylindrical outer seal piece 10 that hangs downward is formed. Further, a relatively small annular protrusion 9 is formed between the inner seal piece 8 and the outer seal piece 10.
  • the skirt wall 6 has a relatively thick thick upper portion 12 and a relatively thin thin thin portion 14.
  • a rupture line 16 extending in the circumferential direction is formed at the upper end of the thin lower portion 14, and the skirt wall 6 is divided into a main portion 18 above the rupture line 16 and a tamper evidence skirt 20 below the rupture line 16.
  • the breaking line 16 includes a plurality of slits (cut grooves) 22 extending in the circumferential direction at intervals in the circumferential direction and a plurality of bridges 24 remaining between the slits 22.
  • the evidence skirt 20 is connected to the main portion 18 via a plurality of bridges 24.
  • a non-slip knurl 26 is formed which is formed of uneven shapes alternately present in the circumferential direction.
  • Three female threads 28 are formed on the inner peripheral surface of the main portion 18 of the skirt wall 6. The three female threads 28 are disposed at an angular interval of 120 degrees, and each of the three female threads 28 extends over an angle range of approximately 160 degrees.
  • Locking means 30 is disposed on the inner peripheral surface of the tamper evidence skirt 20. In the embodiment of the present invention, the locking means 30 is formed of five protrusions 32 that are arranged at intervals in the circumferential direction and extend in the circumferential direction.
  • each main portion (portion excluding both end portions) of the protrusion 32 is a substantially right triangle shape, and has an upper surface extending slightly downward in the radial direction. Since the container lid of the present invention uses the resin composition as described above, it sufficiently satisfies the performance of high rigidity, excellent openability, and low hydrocarbon volatile content that gives a strange odor to the contents. To do.
  • MFR MFR was measured according to JIS-K6922-2: 1997.
  • the melt flow rate (MFR) was measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg, and the melt flow rate (HLMFR) was measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 21.6 kg.
  • Density The density was measured in accordance with JIS-K6922-1, 2: 1997.
  • Bending elastic modulus The bending elastic modulus was measured according to JIS-K6922-2: 1997 by preparing a 4 ⁇ 10 ⁇ 80 mm test piece at 210 ° C. by injection molding.
  • Constant strain ESCR The constant strain ESCR was measured according to JIS-K6922-2: 1997 by preparing a test piece of 4 ⁇ 10 ⁇ 80 mm at 210 ° C. by injection molding.
  • Tensile fracture elongation The tensile fracture elongation was measured according to JIS-K7113: 1995 (No. 2 type test piece).
  • Hydrocarbon volatiles For hydrocarbon volatiles, 1 g of polyethylene resin composition is placed in a 25 ml glass sealed container and the volatile content is measured by gas chromatography using air in the head space when heated at 130 ° C. for 60 minutes. And converted to the amount of n-hexane.
  • Static friction coefficient The static friction coefficient was determined in accordance with JIS-K-7125: 1999.
  • Change amount ( ⁇ YI) of chromaticity (YI value) after electron beam irradiation This physical property is obtained by irradiating a 2 mm-thick sheet test piece with an electron beam under the condition of an absorbed dose of 30 kGy, The amount of change ( ⁇ YI) in (YI value) was measured.
  • Odor after electron beam irradiation This physical property was sensory measured for a odor after 3 hours of electron beam irradiation on a 2 mm thick sheet test piece under the condition of an irradiation dose of 30 kGy. “O” indicates no odor and “X” indicates a strong odor.
  • Formability The formability was evaluated by compressing and molding the material at a high speed to form the container lid normally.
  • the container lid was integrally formed with a bridge for imparting tamper evidence having the same shape as the commercially available container lid (outer diameter: about 3 cm, height: about 2 cm).
  • a sample that was able to be molded well without problems was rated as “ ⁇ ”.
  • Container lid shape retentivity The container lid shape retentivity was such that the container lid was not deformed after standing for 40 hours in a temperature-controlled room temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%. An object was marked with ⁇ , and an object with a clearly deformed container lid was marked with ⁇ .
  • Container lid bridge breakability First, water is put into a 500 ml PET bottle, the resulting container lid (with a bridge structure) is closed, and then the cap is screwed in a state heated to 65 ° C. Was opened manually, and the cutting condition of the bridge at the time of opening was observed. The container lid bridge breakability was evaluated by the quality of this cutting situation.
  • Example 1 Using a Ziegler catalyst and ethylene as a monomer and 1-butene as a comonomer, the component (A) shown in Table 1 was polymerized in a continuous two-stage polymerization apparatus by a slurry polymerization method, and then the component (B) was polymerized to obtain polyethylene. .
  • the blending ratio, MFR and HLMFR of the resin are shown together with each measured value. That is, in the first stage polymerization, ethylene and 1-butene were supplied as monomers, and in the second stage polymerization, ethylene was supplied to produce polyethylene and subjected to steam stripping treatment. The amount (compounding ratio) of the component (B) produced in the second stage, its physical properties, etc.
  • Example 1 has good bending elastic modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability, and is resistant to electron beams. Was also good.
  • Example 2 As shown in Table 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that the amount of the hindered amine compound was increased. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good. The amount of change ( ⁇ YI) in chromaticity (YI value) after irradiation with respect to that before irradiation is improved with respect to Example 1, particularly when irradiated with an electron beam.
  • ⁇ YI stress crack resistance
  • YI value chromaticity
  • Example 3 As shown in Table 1, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of the hindered amine compound was increased and no phosphorus compound was used. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 4 As shown in Table 1, the same procedure as in Example 3 was performed except that the amount of the hindered amine compound was increased. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good. Compared to Example 3, especially when the electron beam was irradiated, the amount of change ( ⁇ YI) in chromaticity (YI value) after irradiation with respect to before irradiation was improved.
  • ⁇ YI stress crack resistance
  • YI value chromaticity
  • Example 5 As shown in Table 1, the procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the types and ratios of the component (A) and the component (B) were changed and no phosphorus compound was used. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 6 As shown in Table 1, it carried out like Example 5 except having changed the quantity of the hindered amine compound. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 7 As shown in Table 1, it carried out like Example 5 except having changed the quantity of the hindered amine compound. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 8 As shown in Table 1, it carried out like Example 5 except having changed the quantity of the hindered amine compound. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good. Compared with Example 5, especially when the electron beam was irradiated, the amount of change ( ⁇ YI) in chromaticity (YI value) after irradiation with respect to before irradiation was greatly improved.
  • Example 9 As shown in Table 1, the types and ratios of the component (A) and the component (B), and the hindered amine compound were changed to dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6 succinate. -Performed in the same manner as in Example 1 except that it was replaced by tetramethylpiperidine polycondensate (Tinvin 622, CAS No. 65447-77-0, molecular weight 3100 to 4000, manufactured by BASF). As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 10 As shown in Table 1, the procedure was the same as Example 9 except that the amount of the hindered amine compound was changed and no phosphorus compound was used. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 11 As shown in Table 1, the procedure was the same as Example 9 except that the amount of the hindered amine compound was changed and no phosphorus compound was used. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 12 As shown in Table 1, it carried out like Example 11 except having changed the kind and ratio of a component (A) and a component (B). As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 13 As shown in Table 1, the same procedure as in Example 12 was performed except that the type of component (B) was changed. As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 14 As shown in Table 1, it carried out like Example 6 except having changed the kind and ratio of a component (A) and a component (B). As shown in Table 1, the obtained polyethylene-based resin composition has all of flexural modulus, stress crack resistance (constant strain ESCR), moldability (melt viscosity), volatile matter, and container lid bridge breakability. It was good and the electron beam resistance was also good.
  • Example 1 The test was carried out in the same manner as in Example 1 using a polyethylene resin having a small HLMFR / MFR composed of only the component (B) and a large tensile elongation. As a result, as shown in Table 2, the electron beam resistance was good, but the stress crack resistance and fluidity, and the container lid bridge breakability were poor.
  • Example 2 The test was carried out in the same manner as in Example 1 using a polyethylene resin having a small HLMFR / MFR composed of only the component (B) and a large tensile elongation. As a result, as shown in Table 2, the electron beam resistance was good, but the stress crack resistance and fluidity, and the container lid bridge breakability were poor.
  • Example 3 As shown in Table 2, the test was conducted in the same manner as in Example 7 except that the resin of component (A) and component (B) was changed. As a result, although electron beam resistance was good, HLMFR and HLMFR / MFR were small, and stress crack resistance and fluidity were poor.
  • Example 5 It carried out similarly to Example 1 except not mix
  • Example 7 The same procedure as in Example 9 was performed except that the amount of the hindered amine compound was 0.001 part by weight and no phosphorus compound was added. As a result, as shown in Table 2, the electron beam resistance was poor.
  • Example 8 Using the continuous two-stage polymerization apparatus of Example 1, components (A) and (B) shown in Table 2 were polymerized, and a polyethylene resin composition was obtained without blending a hindered amine compound and a phosphorus compound. Since the obtained polyethylene resin composition had a small HLMFR and a large HLMFR / MFR as shown in Table 2, the moldability was poor. Moreover, the electron beam resistance was also poor.
  • the polyethylene-based resin composition for container lids of the present invention can be used for molding lids of PET containers that contain liquids such as soft drinks.
  • the resin composition is excellent in moldability, high fluidity, balance between rigidity and impact resistance, stress crack resistance, slipperiness, low odor, food safety, hardly stretched even at high temperatures, and can be applied to containers. Since the electron beam can be sterilized when the lid is mounted, it can be preferably used as a container lid.
  • Container lid 4 Top wall 6: Skirt wall 16: Break line 18: Main part 20: Tamper evidence hem part 22: Slit 24: Bridge 30: Locking means 32: Projection

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Abstract

 本発明は、成形性、高流動性、剛性と耐衝撃性とのバランス、耐ストレスクラック性、滑り性、低臭気性、食品安全性に優れ、高温時においても伸びにくく、かつ容器への蓋装着時に電子線殺菌可能な容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物及び容器蓋を提供する。 本発明は、ポリエチレン系樹脂100重量部に対し、ヒンダードアミン系化合物を0.01~0.50重量部含有し、以下の(a)~(f)の性状を有することを特徴とする容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物である。 (a)メルトフローレート(MFR)が0.5~10g/10分、メルトフローレート(HLMFR)が100~500g/10分であり、かつHLMFR/MFRが50~200である (b)密度が0.956~0.980g/cm (c)射出成形試料の曲げ弾性率が990~2000MPa (d)射出成形試料の定ひずみESCRが10~400時間 (e)引張破壊伸びが190%以下 (f)溶融粘度が470Pa・s以下

Description

容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物及び容器蓋
 本発明は、容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物及び容器蓋に関し、詳しくは、清涼飲料等の液体を収容する容器の蓋の成形に用いられるポリエチレン系樹脂組成物及び得られる容器蓋、更に詳しくは、成形性、高流動性、剛性と耐衝撃性とのバランス、耐ストレスクラック性、滑り性、低臭気性、食品安全性に優れ、高温時においても伸びにくく、かつ容器への蓋装着時に電子線殺菌可能な容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物及び容器蓋に関する。
 従来、清涼飲料等の容器として、ポリエチレンテレフタレート製の容器(以下PETボトルと称することがある)が用いられ、その容器蓋として、近年、ポリオレフィン製の容器蓋が用いられるようになってきた。
 ポリオレフィン製の容器蓋としては、成形サイクルを短縮し、生産効率を上げるため、高流動性のポリオレフィンを用いて射出成形及び圧縮成形を行う試みがなされている。また、経済上の理由から容器蓋の肉厚を薄くすることも要求されているため、内圧によって変形しシール部から内容物が漏れないようにするため高い剛性の材料が求められている。
 例えば、特許文献1~3に開示されるようなポリオレフィン系の材料が提案されている。しかしながら、特許文献1に記載されたポリエチレン組成物では、耐ストレスクラック性は良いものの、高サイクル成形性及び高剛性化の点では不十分である。また、特許文献2及び特許文献3で提案されているポリエチレン系樹脂組成物により、容器及び容器蓋の耐ストレスクラック性を向上させることが可能となったが、加温用の容器としては更なる高剛性が望まれており、さらに高速成形可能な材料が求められている。
 そのため、本出願人は、特許文献4に開示されるような容器蓋用ポリエチレン系樹脂を提案した。このようなポリエチレン樹脂を用いることで、成形性、高流動性、剛性と耐衝撃性とのバランス、耐ストレスクラック性、滑り性に優れ、比較的容易にカットできるようになり、かつ高速成形性を改善することもできた。
 一方、PETボトル等の食品容器を製造し、内容物を充填して食品容器に容器蓋を装着する工程においては、容器等を殺菌する技術が重要である。通常、殺菌は過酸化水素に例示される薬剤を用いて行われる。また、薬剤の使用に代えて電子線を用いて殺菌する技術が検討されている。電子線殺菌は、薬剤を使用しないことから、薬剤のコストが不要となること、薬剤をすすぐ工程が不要となること等の点で注目されている。
 しかしながら、ポリオレフィン系の材料は、電子線殺菌を行うと、電子線によってポリオレフィン分子の分子鎖の切断や酸化反応等が起こり易く、分解、劣化が進行し、伸びや耐衝撃性等の機械的物性が低下したり、一般的に酸化防止等の目的で添加されている各種安定剤や改質剤等が変質して変色や臭気等が生じたりするという問題がある。
 ポリオレフィン系樹脂の耐放射線性を改良する技術として、特許文献5~11には、ポリオレフィン系樹脂にヒンダードアミン系化合物を配合した樹脂組成物が開示されている。しかしながら、これらの特許文献によれば、ポリオレフィン系樹脂の耐放射線性をある程度は改良しうるものの、容器蓋の用途の記載はなく、容器蓋としての各種性能を満足させるものではない。
 また、特許文献12には、中和剤、短期酸化防止剤、長期酸化防止剤およびUV安定化剤から選択される少なくとも1種の安定化剤を含む瓶ネジキャップのためのポリマー組成物が開示されている。しかし、ポリマー組成物の流動性、剛性、長期性能のバランスが十分ではなく、容器蓋としての各種性能を十分満足させるものではない。
 これまで、容器への蓋装着時に電子線を照射しても分解、劣化が進行せず、伸びや耐衝撃性等の機械的物性も低下させず、変色や臭気等が生じにくい容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物は知られておらず、更なる改良が求められていた。
特開昭58-103542号公報 特開2000-248125号公報 特開2002-60559号公報 特開2005-320526号公報 特開平2-153953号公報 特開平2-153954号公報 特開平4-359040号公報 特開平7-188472号公報 特開2000-136272号公報 特開2000-313813号公報 特開2007-231036号公報 特表2002-531622号公報
 本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、成形性、高流動性、剛性と耐衝撃性とのバランス、耐ストレスクラック性、滑り性に優れ、高温時においても伸びにくく、また、酸化劣化による変色がなく、低揮発性による低臭性に優れ、かつ高速成形性に優れるポリエチレン系樹脂であって、特に電子線等の放射線殺菌が可能なPETボトル等の飲料容器に用いられる容器蓋に好適な材料を提供することにある。
 また、本発明は、電子線を照射しても分解、劣化が進行せず、伸びや耐衝撃性等の機械的物性も低下させず、変色や臭気等が生じにくい容器蓋を提供することにある。
 本発明者らは、上記目的を達成するために、成形性、高流動性、剛性、耐ストレスクラック性等の性能を有する容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物であって、電子線を照射しても分解、劣化が進行せず、伸びや耐衝撃性等の機械的物性も低下させず、変色や臭気等が生じにくい材料を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレン系樹脂に対し、特定量のヒンダードアミン系化合物を配合し、特定の樹脂性状とすることで、これらの性能を全て満足する容器蓋用ポリエチレン系樹脂が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明の第1の発明によれば、ポリエチレン系樹脂100重量部に対し、ヒンダードアミン系化合物を0.01~0.50重量部含有し、以下の(a)~(f)の性状を有することを特徴とする容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物が提供される。
(a)温度190℃、荷重2.16kgで測定されるメルトフローレート(MFR)が0.5~10g/10分であって、温度190℃、荷重21.6kgで測定されるメルトフローレート(HLMFR)が100~500g/10分であり、かつHLMFR/MFRが50~200である
(b)密度が0.956~0.980g/cm
(c)射出成形試料の曲げ弾性率が990~2000MPa
(d)射出成形試料の定ひずみESCRが10~400時間
(e)引張破壊伸びが190%以下
(f)キャピラリーレオメーターによる200℃のせん断速度200sec-1の溶融粘度が470Pa・s以下。
 また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記ポリエチレン系樹脂組成物が、さらに下記要件(g)~(i)の性状をも有することを特徴とする容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物が提供される。
(g)炭化水素揮発分が100ppm以下
(h)静摩擦係数が0.40以下
(i)厚さ2mmのシート試験片に、吸収線量30kGyの条件にて電子線を照射したとき、照射前に対する照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)が2以下である。
 また、本発明の第3の発明によれば、第1又は第2の発明において、ヒンダードアミン系化合物は、分子量が500以上であることを特徴とする容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物が提供される。
 また、本発明の第4の発明によれば、第1の発明において、ポリエチレン系樹脂は、HLMFRが0.1~10g/10分、密度が0.926~0.955g/cmであるエチレン系重合体(A)10~45重量%、及びMFRが25g/10分以上、密度が0.961~0.980g/cmであるエチレン系重合体(B)55~90重量%(A+B=100重量%)からなることを特徴とする容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物が提供される。
 また、本発明の第5の発明によれば、第1の発明において、さらにリン系化合物をポリエチレン系樹脂100重量部に対し、0.01~0.50重量部含有してなることを特徴とする容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物が提供される。
 さらに、本発明の第6の発明によれば、第1の発明において、ヒンダードアミン系化合物は、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]重縮合物及び/又はコハク酸ジメチル-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン重縮合物であることを特徴とする容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物が提供される。
 一方、本発明の第7の発明によれば、第1~第6のいずれかの発明のポリエチレン系樹脂組成物を用いて成形された容器蓋が提供される。
 本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物は、ポリエチレン系樹脂に対し、特定量のヒンダードアミン系化合物を配合し、特定の樹脂性状とするので、成形性、高流動性、剛性と耐衝撃性とのバランス、耐ストレスクラック性、滑り性、低臭気性、食品安全性に優れ、かつ高温時においても伸びにくいという性能を有する。
 特に、この組成物は、ヒンダードアミン系化合物を含有するので、電子線を照射しても分解、劣化が進行せず、伸びや耐衝撃性等の機械的物性も低下せず、変色や臭気等が生じにくい材料であって、PETボトル等の飲料容器に用いられる容器蓋に好適な材料であり、剛性が高く、易開封性に優れた容器蓋を提供できる。なおかつ、この組成物は、高速成形性に優れ、内容物に異臭を与えるような炭化水素揮発分が少ないことから、容器蓋に好適な材料及び容器蓋を提供できる。
図1は、本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物を用いて成形される容器蓋であり、その一部を断面で示した正面図である。
1.容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物
(1)ポリエチレン系樹脂
 本発明におけるポリエチレン系樹脂は、チーグラー触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒等の公知の各種触媒を用いてエチレンを主として重合することにより得られる。このポリエチレン系樹脂は、例えば、一般的には、ポリエチレン系樹脂は、チタン、ジルコニウム等の遷移金属化合物、マグネシウム化合物からなるチーグラー触媒、酸化クロム系触媒を代表とするフィリップス触媒及びジルコニウム、ハフニウム、チタン等の遷移金属化合物に少なくとも1つのシクロペンタジエニル基又は置換シクロペンタジエニル基を有するメタロセン系触媒を重合触媒として重合することにより得られる。重合に際しては、エチレンを単独で重合するか、又はエチレンと炭素数3~18のα-オレフィンから選ばれる1種又はそれ以上のコモノマーを、MFRや密度などが所定の範囲になるよう共重合することにより得られる。共重合するα-オレフィンの代表例としては例えばプロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン等が挙げられる。本発明のポリエチレン系樹脂としては、これらのエチレン単独重合体又はエチレン・α-オレフィン共重合体を単独で、又は適宜に混合して使用することができる。
(2)ヒンダードアミン系化合物
 本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物は、電子線照射による劣化、耐衝撃性等の機械的物性の低下、変色や臭気の発生を抑制するために、ヒンダードアミン系化合物を含有する。
 ヒンダードアミン系化合物の含有量は、ポリエチレン系樹脂100重量部に対し、0.01~0.50重量部とする。含有量は、0.02~0.30重量部とすることが好ましく、0.03~0.15重量部がより好ましい。ヒンダードアミン系化合物が0.01重量部未満であると電子線照射によりポリエチレン系樹脂が劣化を起こして、耐衝撃性等の機械的物性が低下し、変色や臭気が発生するおそれがある。一方、0.50重量部を超えると、成形体の表面にこれらがブリードして外観不良となるおそれがある。
 ヒンダードアミン系化合物は、本発明の目的を達成できるものであれば、特に限定されず、公知の、当該分野で一般的なものから1種又は複数種を組み合わせて使用できる。ヒンダードアミン系化合物は、立体的に束縛された構造を有するアミン化合物であり、ヒンダードアミン系光安定剤(以下、HALSと称することがある)と言われるものもある。例えば特開平7-286052号公報などに示される化合物があり、特に分子量が250以上で4位に置換基を有する2,2,6,6-テトラアルキルピペリジン誘導体が挙げられ、中でもピペリジンの2位および6位の炭素上のすべての水素がメチル基で置換された構造を有する化合物が好ましい。
 ヒンダードアミン系光安定剤の中で特に好ましいものとしては、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル)}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]重縮合物(BASF社製 Chimassorb 944、CASNo.71878-19-8 分子量2000~3100)、コハク酸ジメチル-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン重縮合物(BASF社製 Tinuvin 622、CASNo.65447-77-0 分子量3100~4000)が挙げられる。
 ヒンダードアミン系化合物の具体例としては、例えば、
コハク酸ジメチルと1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンとの重縮合物、
ポリ〔[6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)イミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル][(2,2,6,6-テトラメチル-4-4-ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]〕、
2-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロン酸のビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)エステル、
テトラキス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、
ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ヘキサメチレンジアミンと1,2-ジブロモエタンとの重縮合物、
ポリ[(N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン)-(4-モルホリノ-1,3,5-トリアジン2,6-ジイル)]、
1,1’-(1,2-エタンジイル)-ビス(3,3,5,5-テトラメチルピペラジノン)、
トリス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-ドデシル-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、
トリス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-ドデシル-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、
ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケートなどが挙げられる。
 また、これらヒンダードアミン系化合物は単独でも2種類以上を併用してもよい。特に、分子量500以上5000以下のものは、相溶性が良く成形体の表面にブリードして外観不良とならないなどの効果に優れているという点で好ましい。分子量は、1000以上5000以下のものがより好ましく、1500以上5000以下のものが特に好ましい。分子量500未満では、成形体の表面にブリードして外観不良となるおそれがあり、また分子量5000を超えると組成物の溶融粘度が本発明の条件を満たさなくなることがある。
 これらの中でも特に、コハク酸ジメチルと1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンとの重縮合物、ポリ〔[6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)イミノ-1,3,5-トリアジン-2、4-ジイル][(2,2,6,6-テトラメチル-4-4ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]〕、ポリ[(N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン)-(4-モルホリノ-1,3,5-トリアジン-2,6-ジイル)]が好適である。
(3)リン系化合物
 本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物には、耐衝撃性等の機械的物性の低下、変色や臭気の発生を抑制するために、リン系化合物を含有することができる。
 リン系化合物の含有量は、ポリエチレン系樹脂100重量部に対し、0~0.50重量部とすることが可能であり、0.01~0.30重量部が好ましく、0.03~0.10重量部がより好ましい。リン系化合物を0.01重量部以上含有すると、耐衝撃性等の機械的物性の低下、変色や臭気の発生を抑制することができる。一方、0.50重量部を超えると、成形体の表面にこれらがブリードして外観不良となるおそれがある。
 本発明において、リン系化合物とは、分子中にリン元素を含む化合物であり、酸化防止剤として使用されるものが好ましく、例えば、ホスファイト系有機化合物(分子中にホスファイト構造を有する有機化合物)、ホスフォナイト系有機化合物が挙げられる。具体的には、
トリフェニルホスファイト、
トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、
トリス(2,5-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、
トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、
トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、
トリス(モノ、ジ混合ノニルフェニル)ホスファイト、
ジフェニルアシッドホスファイト、
2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、
ジフェニルデシルホスファイト、
ジフェニルオクチルホスファイト、
ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、
フェニルジイソデシルホスファイト、
トリブチルホスファイト、
トリス(2-エチルヘキシル)ホスファイト、
トリデシルホスファイト、
トリラウリルホスファイト、
ジブチルアシッドホスファイト、
ジラウリルアシッドホスファイト、
トリラウリルトリチオホスファイト、
ビス(ネオペンチルグリコール)・1,4-シクロヘキサンジメチルジホスファイト、
ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、
ビス(2,5-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、
ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、
ビス(2,4-ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、
ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、
テトラ(C12-15混合アルキル)-4,4’-イソプロピリデンジフェニルホスファイト、
ビス[2,2’-メチレンビス(4,6-ジアミルフェニル)]・イソプロピリデンジフェニルホスファイト、
テトラトリデシル・4,4’-ブチリデンビス(2-第三ブチル-5-メチルフェノールジホスファイト、
ヘキサ(トリデシル)・1,1,3-トリス(2-メチル-5-第三ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ブタン・トリホスファイト、
2-ブチル-2-エチルプロパンジオール・2,4,6-トリ第三ブチルフェノールモノホスファイト等が挙げられる。
 特に好ましいのは、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイトなどのトリフェニルホスファイトである。
 本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、フェノール系酸化防止剤を含有することができる。
 フェノール系酸化防止剤の含有量は、ポリエチレン系樹脂100重量部に対して0.2重量部以下、好ましくは0.1重量部以下が好適である。なお、下限値は特に限定されるものでなく、着色の観点から添加しないことも可能である。これを添加すると酸化防止効果が向上する場合があり、一方、上記上限値を超えると不経済であるばかりか変色、ブリード等が発生する傾向にあるので好ましくない。ポリエチレン系樹脂組成物に含まれるフェノール系酸化防止剤は、蛍光X線分析、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィーを用いて測定することができる。
 フェノール系酸化防止剤としては、分子中にフェノール構造を有する有機化合物が挙げられ、具体的には、
2,6-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエン、
トリス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレート、
1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、
オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、
ペンタエリスリチル-テトラキス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、
1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、
3,9-ビス[2-〔3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、
1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)イソシアヌル酸、
2,6-ジフェニル-4-オクタデシロキシフェノール、
2,4-ジ-t-ブチル-6-オクチルチオメチルフェノール、
ステアリル(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、
ジステアリル(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ホスホネート、
トリデシル・3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルチオアセテート、
チオジエチレンビス[(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、
4,4’-チオビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)、
2-オクチルチオ-4,6-ジ(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノキシ)-s-トリアジン、
2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、
ビス[3,3-ビス(4-ヒドロキシ-3-t-ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、
4,4’-ブチリデンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、
4,4’-ブチリデンビス(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)、
2,2’-エチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、
1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、
ビス[2-t-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-t-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル]テレフタレート、
1,3,5-トリス(2,6-ジメチル-3-ヒドロキシ-4-t-ブチルベンジル)イソシアヌレート、
1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、
1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2,4,6-トリメチルベンゼン、
1,3,5-トリス[(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル]イソシアヌレート、
テトラキス[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、
2-t-ブチル-4-メチル-6-(2-アクリロイルオキシ-3-t-ブチル-5-メチルベンジル)フェノール、
3,9-ビス[2-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルヒドロシンナモイルオキシ)-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、
トリエチレングリコールビス[β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート]、
テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)〔1,1-ビフェニル〕-4,4’-ジイルビスホスフォナイト等が挙げられる。
 フェノール系酸化防止剤の中で特に好ましいものとしては、テトラキス-[メチレン(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロ-シンナメート)]メタン(IRGANOX1010)、n-オクタデシル-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(IRGANOX1076)が挙げられる。
 さらに、本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、イオウ系酸化防止剤を配合することができる。
 配合できるイオウ系酸化防止剤は、ポリエチレン系樹脂100重量部に対して0.2重量部以下、好ましくは0.1重量部以下の添加が好適である。なお、下限値は特に限定されるものでなく、着色の観点から添加しないことも可能である。これを添加しないと酸化防止効果が不十分な場合があり、一方、上記上限値を超えると不経済であるばかりか変色、ブリード等が発生する傾向にある。ポリエチレン系樹脂組成物に含まれるイオウ系酸化防止剤は蛍光X線分析、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィーを用いて測定することができる。
 イオウ系酸化防止剤としては分子中にイオウ元素を含む化合物が挙げられ、具体的には、
ジ-ラウリル-3,3’-チオ-ジ-プロピオネート、
ジ-ミリスチル-3,3’-チオ-ジ-プロピオネート、
ジ-ステアリル-3,3’-チオ-ジ-プロピオネート、
ペンタエリスリチル-テトラキス(3-ラウリル-チオプロピオネート)等を挙げることができる。
 本発明のポリエチレン系樹脂には、必要があれば、各種公知の添加剤、タルク、マイカ等の充填材を適宜の量で添加できる。添加剤としては、例えば上記以外の酸化防止剤、滑剤、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、顔料、染料がある。
 これら添加剤は1種又は2種以上を適宜併用することができるが、基本的には、本発明の要件を満たす限りにおいて、上記ヒンダードアミン系化合物、酸化防止剤以外の各種添加剤は使用しない方が好ましい。
(5)容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物の性状
 本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物は、ポリエチレン系樹脂100重量部に対し、ヒンダードアミン系化合物を0.01~0.50重量部配合したものであり、以下の(a)~(f)の性状を有する。
(a)MFR、HLMFR
 本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物は、温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が、0.5~10g/10分、好ましくは0.7~6g/10分、さらに好ましくは0.8~3.5g/10分の範囲である。
 さらに、温度190℃、荷重21.6kgにおけるメルトフローレート(HLMFR)が100~500g/10分、好ましくは110~450g/10分、さらに好ましくは120~320g/10分、かつHLMFR/MFRが50~200、好ましくは55~150、さらに好ましくは60~110の範囲である。
 HLMFRが100g/10分未満であると、MFRが0.5~10g/10分の範囲であっても高速成形性が劣る。また、MFRが10g/10分を超えると、HLMFRが100~500g/10分であっても、耐ストレスクラック性が劣り好ましくない。一方、MFRが0.5g/10分未満では、HLMFRが100~500g/10分を達成することは困難であり、その結果当然ながら高速成形性が劣る。HLMFR/MFRが50より小さいと耐ストレスクラック性が悪化する。また、同時に伸びが大きくなり、容器蓋のブリッジ部が切れにくくなることから、容器蓋としての適性が低下する。HLMFR/MFRが200より大きいと、ダイスウェルが大きくなり過ぎて、成形性を損ねる結果となる。
(b)密度
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、密度が0.956~0.980g/cmである。密度を0.956g/cm以上とすることにより、優れた滑性を得ることができ、高レベルの剛性を有し、高温時でも容器蓋が変形しにくくなる。密度が0.956g/cmに達しないものは滑性と剛性に劣り、容器蓋が変形しやすくなるので好ましくない。密度の上限値は、通常0.980g/cm程度である。
(c)射出成形試料の曲げ弾性率
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、射出成形試料の曲げ弾性率が990~2000MPaである。より好ましい曲げ弾性率は1050MPa以上2000MPa以下、さらに好ましくは1100MPa以上2000MPa以下である。曲げ弾性率が990MPaに達しないものは剛性が劣り、特に高温時に容器蓋が変形しやすい。曲げ弾性率の上限値は、通常、ポリエチレンでは2000MPa程度である。
 本発明において、曲げ弾性率は、射出成形にて210℃で4×10×80mmの試験片を作製し、JIS-K6922-2:1997準拠にて測定する。
(d)射出成形試料の定ひずみESCR
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、射出成形試料の定ひずみESCRが10~400時間であり、物性バランス、容器蓋の要求性能から20~40時間が好ましく、30~400時間がより好ましい。これは一定ひずみ下での耐ストレスクラック性であり、具体的にはJIS-K6922-2:1997に従うものである。試料は190℃にて射出成形された120×120×2mmの寸法の板から切り出した試料を用いるものである。
 この定ひずみESCRが10時間未満では、応力により容器蓋が破壊しやすく、内容物の液漏れ原因となる。また、400時間を超えるものでは、耐ストレスクラック性は良いものの、高剛性と容器蓋の成形に適した流動性を両立させることが難しくなる。
(e)引張破壊伸び
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、引張破壊伸びが190%以下である。引張破壊伸びは、JIS-K7113:1995(2号型試験片)にて測定される。引張破壊伸びが190%を超えると容器蓋のブリッジ部が切れにくくなることから、容器蓋としての適性が低下する。引張破壊伸びは100%以下が好ましく、80%以下がより好ましい。また、引張破壊伸びの下限値は特に規定されるものではないが、容器蓋としての適性上、5%以上が好ましい。
(f)溶融粘度
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、キャピラリーレオメーターによる200℃のせん断速度200sec-1での溶融粘度が470Pa・s以下であることが必要である。より好ましい溶融粘度は400Pa・s以下、さらに好ましくは350Pa・s以下である。これにより、高流動化が出来、高速成形が可能となるため、成形ハイサイクル化が可能となる。溶融粘度の下限値は特に限定されるものではないが、成形性と物性バランス、キャップ要求性能のバランスから通常50Pa・s以上が好ましい。
 溶融粘度は、JIS-K-7199:1999に準拠して測定し、具体的には、インテスコ社製インテスコ全自動キャピラリーレオメーターを用い、200℃、d=1mm、L/D=30のキャピラリーを用いて測定を行う。
 本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物は、上記(a)~(f)の性状を有するものであればよいが、以下の(g)~(i)の性状を有することが好ましい。
(g)炭化水素揮発分
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、炭化水素揮発分100ppm以下であることが好ましい。本発明にいう炭化水素とは、少なくとも炭素及び水素を含む化合物をいい、通常ガスクロマトグラフィーにて測定されるもので、この要件を満足することにより、容器蓋から容器内容物への異臭原因物質の移行を防ぐことができる。
 具体的にはポリエチレン系樹脂組成物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揮発分を測定する。炭化水素揮発分はn-ヘキサン換算で100ppm以下、好ましくは70ppm以下、さらに好ましくは50ppm以下であり、100ppmを越えると異臭が生じることがある。なお、炭化水素揮発分は、ゼロに近いことが好ましく、下限値は特に規定されるものではない。本発明において、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樹脂を揮発分除去操作、例えばスチームストリッピング処理、真空処理、窒素パージ処理、温風脱臭等を実施することにより達成することができる。
(h)静摩擦係数
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、静摩擦係数が0.40以下であることが好ましい。より好ましくは0.30以下、更に好ましくは0.25以下である。本発明にいう静摩擦係数は、JIS-K-7125:1999に準拠して測定される。ただし、別法として、東芝機械製IS-150射出成形機を用いて190℃にて成形を行った120×120×2mmの平板を用い、新東科学社製トライポギア ミューズ94iにて両面測定することも可能である。この値が0.40を超えるものは、滑り性が悪く、容器蓋の開閉に支障を生じることがある。静摩擦係数の下限値は特に規定されるものではないが、通常は0.1以上である。
(i)電子線照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、厚さ2mmのシート試験片に、吸収線量30kGyの条件にて電子線を照射し、照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)が照射前に対して2以下であることが好ましい。YI値は、JIS-K7105:1981にて測定される。ΔYIが2を超えると、臭気を発し、成形性も低下しやすくなり容器蓋としての外観が悪化することがある。ΔYIは、容器蓋としての外観変化の観点から-2以上が好ましく、通常は0以上となることが多い。このようなことからΔYIは、-2~1.9が好ましい。
 なお、臭気は、厚さ2mmのシート試験片に、照射線量30kGyの条件にて、3時間の電子線照射後の臭気について、官能測定することができる。当然、臭気がないものが好ましい。
 上記の変化量(ΔYI)は、ヒンダードアミン系化合物の配合によって顕著に改善することができる。
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、上記(a)~(f)の要件を満たしており、好ましくは上記(g)~(i)の要件をも満たすものである。これら要件を満たせば、単一のポリエチレン系重合体からなるものでもよく、二種類又はそれ以上の異なる物性のポリエチレン系重合体からなるものでもよい。
 好ましいものは、以下に述べるポリエチレン系重合体(A)成分10重量%以上45重量%以下と、ポリエチレン系重合体(B)成分55重量%以上90重量%以下からなるものであり、より好ましいものは、ポリエチレン系重合体(A)成分20重量%以上35重量%部以下と、ポリエチレン系重合体(B)成分65重量%以上80重量%以下からなるものである。この範囲であれば、各成分を別々に重合して後でブレンドしたものでもよく、さらに好ましくは各成分を順次重合して得られるものを使用することができる。なお、(A)+(B)=100重量%である。
 ここで、成分(A)を10重量%以上とすることにより耐ストレスクラック性が向上し、45重量%以下とすることにより成形性が向上する。成分(A)が10重量%未満の場合は耐ストレスクラック性が悪化、45重量%を超える場合は成形性が悪化することがある。
 上記成分(A)のエチレン系重合体は、HLMFRが0.1~10g/10分、密度が0.926~0.955g/cm、成分(B)のエチレン系重合体は、MFRが25g/10分以上、密度が0.961~0.980g/cmである。
 ここで、成分(A)のエチレン系重合体のHLMFRは1~10g/10分が好ましく、0.1g/10分未満の場合は流動性が悪化し成形性が不良となることがあり、10g/10分を超える場合は耐ストレスクラック性が悪化することがある。
 また、成分(A)のエチレン系重合体の密度が0.926g/cmに達しない場合は剛性が不十分となることがある。成分(A)のエチレン系重合体の密度が0.955g/cmを越えると耐久性が低下するおそれがある。
 上記成分(B)のエチレン系重合体は、MFRが25g/10分未満の場合は流動性が悪化し、密度が0.961g/cm未満の場合は剛性が低下するおそれがある。成分(B)のエチレン系重合体のMFRの上限は特に制限されないが、通常500g/10分である。成分(A)と成分(B)を混合した組成物のMFRが0.5~10g/10分、HLMFRが100~500g/10分、HLMFR/MFRが50~200なる関係を満たす限度において、成分(B)のMFRの上限は特に制限されない。また、この成分(B)の密度の上限値も特に制限されないが、通常は0.980g/cm程度である。
 本発明のポリエチレン系樹脂は、上記性状のものを直接重合するようにしてもよいが、成分(A)及び成分(B)のエチレン系重合体を連続的に又は別個にそれぞれ重合し、それらをブレンドすることもできる。重合操作の容易さや組成均質性確保の容易さ等の理由から、好ましくは直列に接続した複数の重合反応器、たとえば2基の重合反応器で順次連続的に重合して得られるものが好適である。いずれにせよ重合用の触媒としては、前記したチーグラー触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒等のシングルサイト触媒等の各種触媒を用いることができる。重合は有機溶媒中、液状単量体中あるいは気相中で行うことができる。直列に接続した複数の重合反応器で順次連続的に重合する、いわゆる多段重合においては、たとえば第一段目においてエチレンあるいはさらにα-オレフィンを加えて共重合させて、第一段目では高分子量成分となるエチレン系重合体(成分(A)に相当)を製造し、引き続き同じ重合系中にエチレン及び水素を導入して、第二段目で低分子量成分となるエチレン系重合体(成分(B)に相当)を製造し、その結果高分子量成分と低分子量成分とを含むポリエチレン系樹脂を調製することができる。
 なお、多段重合の場合、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(未反応ガス分析等により把握できる)を求め、重合体の物性は各段の後でそれぞれ抜出した重合体の物性を測定し、物性の加成性から換算して求めることができる。
 本発明のポリエチレン系樹脂組成物は、このようにポリエチレン重合触媒を用いて製造されることから、ポリエチレン重合触媒の残渣失活剤として金属石鹸等、例えばステアリン酸カルシウムを使用してもよい。本発明においては、該残渣失活剤を含んでいてもポリエチレン系樹脂組成物の性状に悪影響を与えるものではない。
2.容器蓋
 本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物は、PETボトル等の容器、特に加温して販売される温飲料の容器蓋の材料として好適である。本発明の樹脂組成物を用いる容器蓋の成形法は、特に限定されないが、射出成形、圧縮成形等の成形方法が好ましく用いられる。
 本発明の容器蓋は、例えば図1のような形状、構造をしている。容器蓋2は、円形天面壁4とこの天面壁4の周縁から垂下する円筒形スカート壁6とを具備し、天面壁4の内面外周縁部には、下方に垂下する円筒形状の内側シール片8及び同様に下方に垂下する円筒形状の外側シール片10が形成されている。更に、内側シール片8と外側シール片10との間には比較的小さい環状突条9が形成されている。
  スカート壁6は、比較的肉厚の厚肉上部12と比較的肉薄の薄肉下部14を有する。薄肉下部14の上端部には周方向に延びる破断ライン16が形成されており、スカート壁6は破断ライン16より上方の主部18と破断ライン16より下方のタンパーエビデント裾部20とに区画されている。また、破断ライン16は、周方向に間隔をおいて周方向に延びる複数個のスリット(切り溝)22とスリット22間に残留せしめられている複数個のブリッジ24とから構成されており、タンパーエビデント裾部20は複数個のブリッジ24を介して主部18に接続されている。
 スカート壁の主部18の外周面には、周方向に見て交互に存在する凹凸形状から構成された滑り止めローレット26が形成されている。スカート壁6の主部18の内周面には3条の雌螺条28が形成されている。3条の雌螺条28は、120度の角度間隔をおいて配設されており、3条の雌螺条28の各々は略160度の角度範囲に渡って延在せしめられている。タンパーエビデント裾部20の内周面には係止手段30が配設されている。本発明の実施形態においては、係止手段30は周方向に間隔をおいて配設され周方向に延びる5個の突起32から形成されている。突起32の各々の主部(両端部を除く部分)の縦断面形状は略直角三角形状であり、半径方向内方で若干下方に延出する上面を有する。
 本発明の容器蓋は、上記のような樹脂組成物を用いているために、剛性が高く、易開封性に優れ、内容物に異臭を与えるような炭化水素揮発分が少ないという性能を充分満足するものである。
 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
 下記実施例及び比較例におけるポリエチレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂組成物の物性測定法は以下の通りである。
 MFR:MFRの測定は、JIS-K6922-2:1997準拠にて行った。温度190℃、荷重2.16kgでメルトフローレート(MFR)を測定し、温度190℃、荷重21.6kgでメルトフローレート(HLMFR)を測定した。
 密度 :密度の測定は、JIS-K6922-1,2:1997準拠にて行った。
 曲げ弾性率:曲げ弾性率の測定は、射出成形にて210℃で4×10×80mmの試験片を作製し、JIS-K6922-2:1997準拠にて行った。
 定ひずみESCR:定ひずみESCRの測定は、射出成形にて210℃で4×10×80mmの試験片を作製し、JIS-K6922-2:1997準拠にて行った。
 引張破壊伸び:引張破壊伸びの測定は、JIS-K7113:1995(2号型試験片)準拠にて行った。
 溶融粘度:溶融粘度の測定は、JIS-K-7199:1999に準拠し、具体的には、インテスコ社製インテスコ全自動キャピラリーレオメーターを用い、200℃、d=1mm、L/D=30のキャピラリーを用いてせん断速度200sec-1での測定を行った。
 炭化水素揮発分:炭化水素揮発分は、ポリエチレン系樹脂組成物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揮発分を測定し、n-ヘキサン量に換算した。
 静摩擦係数:静摩擦係数は、JIS-K-7125:1999準拠にて行った。
 電子線照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI):この物性は、厚さ2mmのシート試験片に、吸収線量30kGyの条件にて電子線を照射し、照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)を測定した。
 電子線照射後の臭気:この物性は、厚さ2mmのシート試験片に、照射線量30kGyの条件にて、3時間の電子線照射後の臭気について、官能測定した。臭気のないものを「○」、臭気が強いものを「×」とした。
 成形性:成形性は、材料を高速にて圧縮成形し、容器蓋を正常に成形できるかを評価した。容器蓋は市販容器蓋と同一形状(外径約3cm、高さ約2cm)のタンパーエビデント性付与のためのブリッジを有するものを一体成形した。良好に問題なく成形できたものは○、流動性が悪くそのため押出機のモーター負荷が大きくなり押出しが困難であるか、所定の形状(容器蓋)に成形できなかったものを×とした。
 容器蓋形状保持性:容器蓋形状保持性は、成形後の容器蓋において、室温23℃、湿度50%の恒温室に積み重ねた状態で40時間静置後、容器蓋の変形がみられなかったものを○、明らかに容器蓋の変形がみられたものを×とした。
 容器蓋ブリッジ切れ性:まず、500mlのPETボトルに水を入れ、得られた容器蓋(ブリッジ構造を有するもの)により閉栓し、次に65℃に加温した状態にて螺合している栓を人力で開栓して、開栓時のブリッジの切断状況を観察した。容器蓋ブリッジ切れ性は、この切断状況の良否で評価した。
[実施例1]
 チーグラー触媒とモノマーとしてエチレン、コモノマーとして1-ブテンを用い、スラリー重合法により連続二段重合装置で表1に示した成分(A)を重合後、成分(B)を重合してポリエチレンを得た。それらの配合比、樹脂のMFR、HLMFRを各測定値とともに併せて示した。即ち、第一段目の重合ではモノマーとしてエチレン及び1-ブテンを供給し、第二段目の重合ではエチレンを供給してポリエチレンを製造し、スチームストリッピング処理を施した。第二段目で製造される成分(B)の量(配合比)、その物性などは、各段の後の未反応ガス分析から各段の生産量をそれぞれ求め、さらに第一段目の後と第二段目の後で得られた樹脂成分の物性をそれぞれ測定し、加成性から換算して求めた。
 上記により得られたポリエチレン系樹脂100重量部に対し、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル)}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]重縮合物(BASF社製 Chimassorb 944、CASNo.71878-19-8 分子量2000~3100)を0.05重量部、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト(BASF社製 Irgafos 168、CASNo.31570-04-4)を0.05重量部配合し、ポリエチレン系樹脂組成物を得た。
 実施例1のポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例2]
 表1に示したように、ヒンダードアミン化合物を増量した以外は、実施例1と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。実施例1に対して、特に電子線を照射したとき、照射前に対する照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)が改善されている。
[実施例3]
 表1に示したように、ヒンダードアミン化合物を増量し、リン系化合物を用いなかった以外は実施例1と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例4]
 表1に示したように、ヒンダードアミン化合物を増量した以外は、実施例3と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。実施例3に対して、特に電子線を照射したとき、照射前に対する照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)が改善されている。
[実施例5]
 表1に示したように、成分(A)と成分(B)の種類と割合を変え、リン系化合物を用いなかった以外は、実施例1と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例6]
 表1に示したように、ヒンダードアミン化合物の量を変えた以外は、実施例5と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例7]
 表1に示したように、ヒンダードアミン化合物の量を変えた以外は、実施例5と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例8]
 表1に示したように、ヒンダードアミン化合物の量を変えた以外は、実施例5と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。実施例5に対して、特に電子線を照射したとき、照射前に対する照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)が大幅に改善されている。
[実施例9]
 表1に示したように、成分(A)と成分(B)の種類と割合、およびヒンダードアミン化合物をコハク酸ジメチル-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン重縮合物(BASF社製 Tinuvin 622、CASNo.65447-77-0 分子量3100~4000)に代えた以外は、実施例1と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例10]
 表1に示したように、ヒンダードアミン化合物の量を変え、リン化合物を用いなかった以外は、実施例9と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例11]
 表1に示したように、ヒンダードアミン化合物の量を変え、リン化合物を用いなかった以外は、実施例9と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例12]
 表1に示したように、成分(A)と成分(B)の種類と割合を変えた以外は、実施例11と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例13]
 表1に示したように、成分(B)の種類を変えた以外は、実施例12と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
[実施例14]
 表1に示したように、成分(A)と成分(B)の種類と割合を変えた以外は、実施例6と同様に行った。表1に示したように、得られたポリエチレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、揮発分、容器蓋ブリッジ切れ性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[比較例1]
 成分(B)のみから成るHLMFR/MFRが小さく、引張り伸びが大きいポリエチレン系樹脂を用いて、実施例1と同様に試験した。その結果、表2に示すように耐電子線性は良好であるが耐ストレスクラック性および流動性、容器蓋ブリッジ切れ性が不良であった。
[比較例2]
 成分(B)のみから成るHLMFR/MFRが小さく、引張り伸びが大きいポリエチレン系樹脂を用いて、実施例1と同様に試験した。その結果、表2に示すように耐電子線性は良好であるが耐ストレスクラック性および流動性、容器蓋ブリッジ切れ性が不良であった。
[比較例3]
 表2に示すように成分(A)、成分(B)の樹脂を代えた以外は実施例7と同様に試験を行った。その結果、耐電子線性は良好であるが、HLMFR、HLMFR/MFRが小さく、耐ストレスクラック性、流動性が不良であった。
[比較例4]
 実施例1の連続二段重合装置を用いて表2に示す成分(A)、成分(B)を重合した後、表2に示すヒンダードアミン化合物を配合して、本発明よりも曲げ弾性率が小さいポリエチレン樹脂組成物を得た。得られたポリエチレン樹脂組成物は、表2に示すように耐電子線性は良好であるが、密度が低く剛性が低かった。剛性が低いため、容器蓋の変形が起きた。
[比較例5]
 ヒンダードアミン化合物、リン系化合物を配合しない以外は、実施例1と同様に行った。その結果、表2に示すように耐電子線性が不良であった。
[比較例6]
 ヒンダードアミン化合物を配合しない以外は、実施例5と同様に行った。その結果、表2に示すように耐電子線性が不良であった。
[比較例7]
 ヒンダードアミン化合物の配合量を0.001重量部とし、リン系化合物を配合しない以外は、実施例9と同様に行った。その結果、表2に示すように耐電子線性が不良であった。
[比較例8]
 実施例1の連続二段重合装置を用いて表2に示す成分(A)、成分(B)を重合し、ヒンダードアミン化合物、リン系化合物を配合しないでポリエチレン樹脂組成物を得た。得られたポリエチレン樹脂組成物は、表2に示すようにHLMFRが小さく、HLMFR/MFRが大きいため、成形性が不良であった。また、耐電子線性も不良であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
「評価」
 上記表1に示した結果から、実施例1~14のポリエチレン系樹脂組成物は、いずれも本発明の条件を満たすために、曲げ弾性率、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)、成形性(溶融粘度)、容器蓋ブリッジ切れ性、容器蓋形状保持性のいずれも良好であり、耐電子線性も良好であった。
 これに対して、比較例1~8のポリエチレン系樹脂組成物では、成分(A)、成分(B)の種類、量が本発明の条件を満たさないか、ヒンダードアミン化合物を配合しない又は少なかったので成形性(溶融粘度)、容器蓋ブリッジ切れ性、容器蓋形状保持性、耐電子線性のいずれかが不良であった。比較例1~2では、ヒンダードアミン化合物とリン系化合物を配合しているが成分(A)を配合しなかったので、耐ストレスクラック性(定ひずみESCR)が大幅に悪化している。また、ヒンダードアミン化合物を配合しないか少なかった比較例5~8では、電子線を照射したとき、照射前に対する照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)が大幅に悪化しており、強い臭気があった。
 本発明の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物は、清涼飲料等の液体を収容するPET容器の蓋の成形に用いることができる。樹脂組成物が、成形性、高流動性、剛性と耐衝撃性とのバランス、耐ストレスクラック性、滑り性、低臭気性、食品安全性に優れ、高温時においても伸びにくく、かつ容器への蓋装着時に電子線殺菌可能なので容器蓋として好ましく使用できる。
  2:容器蓋
  4:天面壁
  6:スカート壁
 16:破断ライン
 18:主部
 20:タンパーエビデント裾部
 22:スリット
 24:ブリッジ
 30:係止手段
 32:突起

Claims (7)

  1.  ポリエチレン系樹脂100重量部に対し、ヒンダードアミン系化合物を0.01~0.50重量部含有し、以下の(a)~(f)の性状を有することを特徴とする容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物。
    (a)温度190℃、荷重2.16kgで測定されるメルトフローレート(MFR)が0.5~10g/10分であって、温度190℃、荷重21.6kgで測定されるメルトフローレート(HLMFR)が100~500g/10分であり、かつHLMFR/MFRが50~200である
    (b)密度が0.956~0.980g/cm
    (c)射出成形試料の曲げ弾性率が990~2000MPa
    (d)射出成形試料の定ひずみESCRが10~400時間
    (e)引張破壊伸びが190%以下
    (f)キャピラリーレオメーターによる200℃のせん断速度200sec-1の溶融粘度が470Pa・s以下。
  2.  ポリエチレン系樹脂組成物は、さらに下記要件(g)~(i)の性状をも有することを特徴とする請求項1に記載の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物。
    (g)炭化水素揮発分が100ppm以下
    (h)静摩擦係数が0.40以下
    (i)厚さ2mmのシート試験片に、吸収線量30kGyの条件にて電子線を照射したとき、照射前に対する照射後の色度(YI値)の変化量(ΔYI)が2以下である。
  3.  ヒンダードアミン化合物は、分子量が500以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物。
  4.  ポリエチレン系樹脂は、HLMFRが0.1~10g/10分、密度が0.926~0.955g/cmであるエチレン系重合体(A)10~45重量%、及びMFRが25g/10分以上、密度が0.961~0.980g/cmであるエチレン系重合体(B)55~90重量%(A+B=100重量%)からなることを特徴とする請求項1に記載の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物。
  5.  さらにリン系化合物をポリエチレン系樹脂100重量部に対し、0.01~0.50重量部含有してなることを特徴とする請求項1に記載の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物。
  6.  ヒンダードアミン化合物は、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル)}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]重縮合物及び/又はコハク酸ジメチル-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6,-テトラメチルピペリジン重縮合物であることを特徴とする請求項1に記載の容器蓋用ポリエチレン系樹脂組成物。
  7.  請求項1~6のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂組成物を用いて成形された容器蓋。
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