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メタロセン触媒とは?

メタロセン触媒とは?

メタロセン触媒(metallocene)とは、ポリエチレンの製造に用いられる触媒のひとつで、メタロセン触媒を使用することで強度向上、べたつき(ブロッキング)減少、薄膜化といった効果が得られます。

メタロセン触媒は1980年にドイツで発見された触媒ですが、ポリエチレンの工業生産に使用され始めたのは、それから約20数年後の2000年代に入ってからです。それまではチーグラー・ナッタ触媒がポリエチレンとポリプロピレンの合成に使用されていました。その後メタロセン触媒は一部のポリプロピレンの合成にも用いられるようになっています。現在メタロセン触媒が用いられているのはポリエチレンでは直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)並びに中密度ポリエチレン(MDPE)であり、ポリプロピレンではホモポリマー(プロピレン100%からなるPP)とランダムコポリマー(RPPといわれ、若干量のエチレンをプロピレンとともに合成したもの)です。

メタロセン触媒を使用してできるポリエチレンとポリプロピレンはいずれもチーグラー・ナッタ触媒と比較して、1.分子量分布が狭い、2.低分子量分が少ない、3.ポリエチレンで実用化されているように他のモノマー(例えばヘキセンやオクテンといった単量体)との共重合ができる、などの特長があります。そのためポリマーの強度が向上して低分子量に起因するべたつき(ブロッキング)がなく、高水準の延伸ができフィルムの薄膜化に寄与できることになります。

メタロセン触媒を使用したLLDPEについては上記の特性を生かして、ラミネート材(異種のプラスチチックフィルムを多層化したもの)の最内層のヒートシール層に多量に使用されています。ヒートシールの強度が高く、低温でヒートシールできるためです。またストレッチフィルムにも使用され薄膜化を推進する材料となっています。ポリプロピレンではPETボトル向けのシュリンクフィルムや液体調味用のヒンジキャップのほかメルトブロー方式で製造される不織布にも使用されています。

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