射出成形向け高透明ポリプロピレン

ポリプロピレンはなぜ透明にならないのか

PP は一般に半透明な樹脂として知られています。これは、PP が結晶を有する結晶性樹脂であることに起因します。
一般的な PP 製品内部では、結晶化が進むと結晶サイズが大きくなり、光を散乱して半透明な見た目になります。
一方、透明性に優れる PS のような樹脂の多くは結晶性を持たない非晶性樹脂に分類され、光を散乱する構造を持たないため、透明な外観となります。PET は PP と同じ結晶性樹脂に分類されますが、結晶化が非常に遅く、結晶が形成される前に冷却されることで、PS と同様の透明性が得られます。

メタロセンPP　ウィンテック™の特徴

PPは、プロピレンという分子が多数連なった化学物質であり、一般的にはチーグラー・ナッタ（Z-N）触媒を用いて製造されています。この触媒を用いて製造したPPは、連なったプロピレンの長さ（＝分子量）や結合の仕方にばらつきがあり、結晶構造の不均一性が高くなることで、透明性の低下を招く要因となります。
WINTEC™は、日本ポリプロ独自のメタロセン触媒を用いて製造されたPPで、Z-N触媒とは異なり、分子量や結合の仕方のばらつきが少ないことを特長としています。分子鎖のばらつきが少ないことで、結晶化挙動や結晶構造の均一性も高くなり、その結果、サイズの揃った微細な結晶が多数形成されます。
以下の図に、チーグラー・ナッタ（Z-N）触媒を用いて製造したPPと、メタロセン触媒を用いて製造したPPの比較を示します。

WINTEC™は、これらの特性により、従来よりも高い透明性を有するPP材料の設計を可能にしています。さらに、分子鎖の均一性が高いため低分子量成分が少なく、低臭気を実現。食品容器や医療器具を含めた幅広い用途への適用が期待されます。

ウィンテック™　WMG03UX

射出成形用に開発されたウィンテック™ WMG03UXは、上述の通り、従来のPPでは実現が難しかった高い透明性と優れた外観を備えており、パッケージや家庭用品など幅広い分野での活用が可能です。
さらに、GPPSと比較して高い衝撃強度を有しており、軽量でありながら落下時の破損リスクを低減できるため、GPPSからの切り替えが期待されます。

ウィンテック™　STW1104, STW1110 (開発材)

新たに開発した高透明PP（STW1104、STW1110）は、材料の曇り度を表すHAZE値がPPとしては非常に低く、透明性が良好であることが分かります。下記表1の評価結果には厚み1mm、2mmのものを示していますが、肉厚が薄くなると、更に透明感は向上します。
また、透明性以外の射出物性は通常のPPと同等であり、同様の用途でご使用いただくことが可能です。

 

PPを使うことのメリット

PPは密度約0.9のプラスチックであり、同じ形状を想定した場合、PS製容器と比較して約15％、PET製容器と比較して約40％、ガラス製容器と比較して約65％の軽量化が可能です。軽量化により、輸送時のCO2排出量の削減が期待できます。
また、PPは各種容器のキャップ材としても広く使用されており、容器本体を他の樹脂やガラスからPPに切り替えることで、オールPP製の容器を製造することが可能です。
さらに、PPはPSやPETと比較して水蒸気を通しにくく、内容物の揮散を抑えることができます。このため、同じ充填量であっても内容量の減少を抑えられるため、製品の長寿命化が期待できます。
以上のことから、PPは容器の軽量化、モノマテリアル設計によるリサイクル適性の向上、および良好な水蒸気バリア性による製品の長寿命化を実現するうえで好適な素材です。

まとめ

本記事では、射出成形向けの新規高透明PP（開発品）についてご説明をしました。従来PPよりも改善された高い透明性を有するPP群は、これまで透明性が不足した為に適用が難しかったご用途での適用が期待され、容器の軽量化や製品品質の向上、環境負荷低減に貢献できると考えています。ご不明点等がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

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