CN112638997A - 膜和包装容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提供袋落下强度优异的包装容器的膜以及袋落下强度优异的包装容器。一种膜,所述膜的通过0)~7)求出的S1为220MPa以上且2000MPa以下,并且所述膜在拉伸速度为500mm/分钟的条件下进行拉伸试验时的MD方向的伸长率为100%时的标称应力为11.0MPa以上且30.0MPa以下。1)利用高速拉伸试验机以1m/s的速度对试验片进行拉伸试验。7)通过7a)或7b)求出S1。7a)在1)的拉伸试验中,在最大主应变为2.0的时刻试验片未断裂的情况下,通过下式(11)求出S1。S1=(p‑q)/0.3……(11)(式(11)中,p为最大主应变为2.0时的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa)。)。
Description
技术领域
本发明涉及膜和包含该膜的包装容器。
背景技术
塑料膜被用作包装容器的材料。作为包装容器中包含的膜,例如在专利文献1中记载了由含有乙烯-α-烯烃共聚物和通过高压自由基聚合法得到的低密度聚乙烯的树脂组合物形成的膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-181173号公报
发明内容
发明所要解决的问题
容纳有内容物的包装容器掉落时,包装容器有时会破损,近年来,要求改善包装容器的袋落下强度。
在这种情况下,本发明所要解决的问题在于提供一种能够提供袋落下强度优异的包装容器的膜以及袋落下强度优异的包装容器。
用于解决问题的手段
本发明提供以下方案。
[1]一种膜,其中,所述膜的通过下述0)~7)求出的S1为220MPa以上且2000MPa以下,并且
所述膜在拉伸速度为500mm/分钟的条件下进行拉伸试验时的MD方向的伸长率为100%时的标称应力为11.0MPa以上且30.0MPa以下,
0)利用依据ASTM D1822 Type S标准的哑铃形裁刀以MD方向为长边的方式从膜冲裁出试验片;
1)利用高速拉伸试验机以1m/s的速度对试验片进行拉伸试验;
2)利用高速照相机拍摄1)的拉伸试验中的试验片;
3)利用3D检测和分析软件对拍摄的图像进行分析,求出试验片的颈缩部的最大主应变(ε1)和最小主应变(ε3);
4)通过下式求出试验片的颈缩部的截面面积,
(试验片的颈缩部的截面面积)
=(实施试验前的颈缩部的宽度)×(实施试验前的颈缩部的厚度)×{exp(ε3)}2;
5)用通过拉伸试验而得到的各时刻的载荷除以各时刻的试验片的颈缩部的截面面积,从而求出各时刻的真应力;
6)将在5)中得到的各时刻的真应力相对于各时刻的最大主应变(ε1)进行作图,求出真应力-最大主应变曲线;
7)通过7a)或7b)求出S1,
7a)在1)的拉伸试验中,在最大主应变为2.0的时刻试验片未断裂的情况下,通过下式(11)求出S1,
S1=(p-q)/0.3……(11)
(式(11)中,p为最大主应变为2.0时的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa));
7b)在1)的拉伸试验中,在最大主应变大于1.7且小于2.0的范围内试验片断裂的情况下,通过下式(12)求出S1,
S1=(p’-q)/(r-1.7)……(12)
(式(12)中,p’为断裂点的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa),r为断裂点的最大主应变)。
[2]一种多层膜,所述多层膜包含层α,所述层α包含[1]所述的膜,
其中,
在该多层膜所具有的两个表面层中,至少一个表面层为层α。
[3]一种包装容器,其中,所述包装容器包含[1]所述的膜。
发明效果
根据本发明,能够提供袋落下强度优异的包装容器。
具体实施方式
[定义]
在本说明书中,下述术语定义或说明如下。
“乙烯类聚合物”是指具有基于乙烯的单体单元、并且相对于该聚合物的总重量100重量%、基于乙烯的单体单元的含量为50重量%以上的聚合物。
“乙烯-α-烯烃共聚物”是指具有基于乙烯的单体单元和基于α-烯烃的单体单元、并且相对于该共聚物的总重量100重量%、基于乙烯的单体单元和基于α-烯烃的单体单元的合计量为95重量%以上的共聚物。
“α-烯烃”是指在α位具有碳-碳不饱和双键的直链或支链的烯烃。
“乙烯类树脂组合物”是指含有乙烯类聚合物的组合物。
“高压法低密度聚乙烯”是指在100MPa~400MPa的压力下通过自由基聚合使乙烯、或乙烯与少量的共聚成分聚合而制造的密度为930kg/m3以下的聚合物。
“润滑剂”是指如下试剂,其具有使添加了该试剂的材料的摩擦系数减小的作用。
“防粘连剂”是指具有防止在膜的保存中或使用中膜彼此相互粘附、粘合或熔合而无法剥离的功能的试剂。
本说明书中的密度为在进行JIS K6760-1995中记载的退火后按照JIS K7112-1980中规定的A法测定的值。
本说明书中的熔体流动速率(以下有时记载为MFR;单位为g/10分钟)为按照JISK7210-1995中规定的方法在温度190℃、载荷21.18N的条件下测定的值。
本说明书中的熔体流动速率比(以下有时记载为MFRR)为在温度190℃、载荷211.82N的条件下测定的熔体流动速率相对于在温度190℃、载荷21.82N的条件下测定的熔体流动速率之比。
在本说明书中,数均分子量(以下有时记载为Mn)、重均分子量(以下有时记载为Mw)和z均分子量(以下有时记载为Mz)通过凝胶渗透色谱(GPC)法求出。另外,GPC测定在以下条件(1)~(8)下进行。
(1)装置:Waters制造的Waters150C
(2)分离柱:TOSOH TSKgelGMH6-HT
(3)测定温度:140℃
(4)载体:邻二氯苯
(5)流量:1.0mL/分钟
(6)进样量:500μL
(7)检测器:差示折光仪
(8)分子量标准物质:标准聚苯乙烯
“MD方向”是指膜成形时的膜的行进方向。
“TD方向”是指与MD方向正交的方向。
在膜为卷状物的情况下,长度方向为MD方向。通常,市场上流通的膜或包装容器中的一边与MD方向平行。
“真应变”为在将变形后的长度设为l、将变形前的长度设为l0时由下式表示的ε。
“主应变”为在以张量表示在物体内产生的应变时以剪切应变为零时的坐标系为基准的张量(主应变张量)中的垂直应变分量。主应变从值大的一方开始依次定义为“最大主应变(ε1)”、“中间主应变(ε2)”、“最小主应变(ε3)”。
<膜>
本发明的膜含有聚合物。上述膜优选为含有乙烯类聚合物的膜。膜中的乙烯类聚合物的含量优选为70.0重量%以上且99.9重量%以下,更优选为80.0重量%以上且99.8重量%以下,进一步优选为90.0重量%以上且99.7重量%以下,特别优选为95.0重量%以上且99.6重量%以下。膜中所含的乙烯类聚合物优选为具有基于乙烯的单体单元、并且相对于该聚合物的总重量100重量%、基于乙烯的单体单元的含量为90重量%以上的聚合物。
[S1]
本发明的膜的通过下述0)~7)求出的S1为220MPa以上且2000MPa以下。
0)利用依据ASTM D1822 Type S标准的哑铃形裁刀以MD方向为长边的方式从膜冲裁出试验片。
1)利用高速拉伸试验机以1m/s的速度对试验片进行拉伸试验。
2)利用高速照相机拍摄1)的拉伸试验中的试验片。
3)利用3D检测和分析软件对拍摄的图像进行分析,求出试验片的颈缩部的最大主应变(ε1)和最小主应变(ε3)。
4)通过下式求出试验片的颈缩部的截面面积。
(试验片的颈缩部的截面面积)
=(实施试验前的颈缩部的宽度)×(实施试验前的颈缩部的厚度)×{exp(ε3)}2
5)用通过拉伸试验而得到的各时刻的载荷除以各时刻的试验片的颈缩部的截面面积,从而求出各时刻的真应力。
6)将在5)中得到的各时刻的真应力相对于各时刻的最大主应变(ε1)进行作图,求出真应力-最大主应变曲线。
7)通过7a)或7b)求出S1。
7a)在1)的拉伸试验中,在最大主应变为2.0的时刻试验片未断裂的情况下,通过下式(11)求出S1。
S1=(p-q)/0.3……(11)
(式(11)中,p为最大主应变为2.0时的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa)。)
7b)在1)的拉伸试验中,在最大主应变大于1.7且小于2.0的范围内试验片断裂的情况下,通过下式(12)求出S1。
S1=(p’-q)/(r-1.7)……(12)
(式(12)中,p’为断裂点的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa),r为断裂点的最大主应变。)
在本说明书中,“试验片的颈缩部”是指试验片的长边方向的中央。p、p’和q使用进行了平滑处理的值。
在1)~3)中求出ε1和ε3的方法被称为数字图像相关法。ε1为在拉伸方向上产生的应变,并且以真应变表示。S1为在最大主应变为1.7~2.0的范围内或最大主应变为1.7~断裂点的范围内的真应力-最大主应变曲线的斜率。
2)的高速照相机的帧率通常为30fps以上,优选为10000fps。另外,高速照相机的快门速度优选为20.1μs以下。
在1)和7)中规定的拉伸试验中,包含本发明的膜的试验片通常在最大主应变小于1.7时不断裂。
7)的断裂点是指膜断裂、并且拉伸载荷为零以下的点。
在一个方式中,S1可以为250以上且1000以下,也可以为280以上且800以下,还可以为290以上且650以下,还可以为290以上且500以下,还可以为300以上且500以下。
[伸长率为100%时的标称应力]
本发明的膜在拉伸速度为500mm/分钟的条件下进行拉伸试验时的MD方向的伸长率为100%时的标称应力为11.0MPa以上且30.0MPa以下。以下,将MD方向的伸长率为100%时的标称应力记载为“S2”。
S2优选为11.0以上且18.0以下,更优选为11.0以上且14.0以下,进一步优选为12.0以上且14.0以下。
MD方向的伸长率为100%时的标称应力通过以下方法求出。
按照JIS K6781-1994的“6.4拉伸断裂载荷和伸长率”中记载的方法,由膜制作出长度方向为MD方向的试验片。在卡盘间距为80mm、标线间距为40mm、拉伸速度为500mm/分钟的条件下对该试验片进行拉伸试验,求出伸长率为100%时的标称应力。在本说明书中,“标称应力”是指规定的伸长率下的拉伸载荷除以拉伸试验前的试验片的截面面积而得到的值。拉伸试验前的试验片的截面面积为拉伸试验前的试验片的长边方向的中央的宽度与拉伸试验前的试验片的长边方向的中央的厚度之积。
关于S1和S2的组合,优选S1为290以上且650以下并且S2为11.0以上且18.0以下的组合,更优选S2为290以上且500以下并且S2为11.0以上且14.0以上的组合,进一步优选S1为300以上且500以下并且S2为12.0以上且14.0以下的组合。
[膜的树脂密度]
膜的树脂密度优选为890kg/m3以上且930kg/m3以下,更优选为900kg/m3以上且925kg/m3以下,进一步优选为910kg/m3以上且920kg/m3以下。
在本说明书中,“树脂密度”是指该膜中包含的树脂成分的密度。
膜可以包含无机成分。在膜不包含无机成分的情况下,将膜的密度作为膜的树脂密度。在包含树脂成分和无机成分的膜的情况下,膜的树脂密度为从膜中除去无机物后的树脂成分的密度。
树脂成分是指膜中的除无机成分以外的成分。
[膜中包含的成分]
膜例如优选包含下述成分(A)和下述成分(B)。
成分(A):乙烯-α-烯烃共聚物,所述乙烯-α-烯烃共聚物具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元,密度为920kg/m3以上且950kg/m3以下,MFR大于等于0.0001g/10分钟且小于0.1g/10分钟,MFRR为150以上且1000以下,并且温度190℃下的零剪切粘度为1×105Pa·秒以上且1×107Pa·秒以下。
成分(B):乙烯-α-烯烃共聚物,所述乙烯-α-烯烃共聚物具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元,密度为890kg/m3以上且930kg/m3以下,MFR为0.5g/10分钟以上且5g/10分钟以下,并且MFRR为10以上且30以下。
相对于膜的树脂成分100重量%,膜中的成分(A)的含量优选为31重量%以上且59重量%以下,更优选为35重量%以上且59重量%以下,进一步优选为40重量%以上且59重量%以下,特别优选为45重量%以上且59重量%以下。
相对于膜的树脂成分100重量%,膜中的成分(B)的含量优选为41重量%以上且69重量%以下,更优选为41重量%以上且65重量%以下,进一步优选为41重量%以上且60重量%以下,特别优选为41重量%以上且55重量%以下。
成分(A)和成分(B)的详细情况在之后说明。
从包装容器的袋落下强度的观点考虑,膜优选为包含成分(A)和成分(B)、并且相对于成分(A)和成分(B)的合计量100重量%、成分(A)的含量为35重量%以上且65重量%以下的膜。
相对于膜的总重量100重量%,成分(A)和成分(B)的合计量优选为90重量%以上。
相对于成分(A)和成分(B)的合计量100重量%,成分(A)的含量优选为35重量%以上且65重量%以下,更优选为40重量%以上且60重量%以下,进一步优选为45重量%以上且60重量%以下。
通过调节膜中的乙烯类聚合物的组成分布、乙烯类聚合物的分子量分布、乙烯类聚合物的MFR以及乙烯类聚合物的[η],能够控制S1。通过使乙烯类聚合物的组成分布变窄,能够增大S1。通过使乙烯类聚合物的分子量分布变宽,能够增大S1。通过降低乙烯类聚合物的MFR,能够增大S1。通过增大乙烯类聚合物的[η],能够增大S1。
作为组成分布窄、分子量分布宽、MFR小并且[η]大的乙烯类聚合物的一个例子,可以列举成分(A)。另外,作为组成分布窄并且[η]大的乙烯类聚合物的一个例子,可以列举成分(B)。因此,通过膜含有成分(A)和成分(B),并且相对于膜中的成分(A)和成分(B)的合计量100重量%,成分(A)的含量为35重量%以上且65重量%以下,能够将S1调节为220MPa以上且2000MPa以下。
通过调节膜中的乙烯类聚合物的长支链量、乙烯类聚合物的长链的长度、分子量分布以及膜的树脂密度,能够控制S2。
通过增加乙烯类聚合物的长支链量,能够增大S2。通过使乙烯类聚合物的长链的长度变长,能够增大S2。通过使乙烯类聚合物的分子量分布变宽,能够增大S2。
通过增大膜的树脂密度,能够增大S2。
作为长支链量多、长链的长度长并且分子量分布宽的乙烯类聚合物的一个例子,可以列举成分(A)。因此,通过调节膜中的成分(A)的含量和/或膜的树脂密度,能够控制S2。
通过增加膜的树脂成分中的成分(A)的含量,能够增大S2。
通过相对于膜的树脂成分100重量%,成分(A)的含量为31重量%以上且59重量%以下,并且膜的树脂密度为915kg/m3以上且930kg/m3以下,能够将S2调节为11.0MPa以上且30.0MPa以下。
从袋落下强度的观点考虑,优选膜的MD方向和TD方向的拉伸断裂强度均为43MPa以上且50MPa以下。
另外,从袋落下强度的观点考虑,优选本发明的膜的MD方向和TD方向的拉伸断裂伸长率均为660%以上且730%以下。
膜可以含有润滑剂和/或防粘连剂。此外,例如还可以含有抗氧化剂、中和剂、耐候剂、防静电剂、防雾剂、防滴落剂、颜料或填料作为添加剂。
膜中的抗氧化剂的含量优选为200重量ppm以上且1000重量ppm以下。膜中的润滑剂的含量更优选为100重量ppm以上且500重量ppm以下。膜中的防粘连剂的含量优选为1000重量ppm以上且5000重量ppm以下。
<成分(A)>
作为形成成分(A)中的基于碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元的碳原子数3~20的α-烯烃,可以列举:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二烯、4-甲基-1-戊烯和4-甲基-1-己烯。成分(A)可以仅具有一种基于这些碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元,也可以具有两种以上的基于这些碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元。碳原子数3~20的α-烯烃优选为1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯或1-辛烯,更优选为1-丁烯或1-己烯。
相对于成分(A)的总重量100重量%,成分(A)中的基于乙烯的单体单元的含量优选为80重量%~97重量%。另外,相对于成分(A)的总重量100重量%,基于α-烯烃的单体单元的含量优选为3重量%~20重量%。
成分(A)可以具有基于除乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃以外的单体的单体单元。作为除乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃以外的单体,例如可以列举:丁二烯或异戊二烯等共轭二烯;1,4-戊二烯等非共轭二烯;丙烯酸;丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸;甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯等甲基丙烯酸酯;和乙酸乙烯酯。
成分(A)优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数4~20的α-烯烃的单体单元的共聚物,更优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数4~10的α-烯烃的单体单元的共聚物,进一步优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数4~8的α-烯烃的单体单元的共聚物。
作为成分(A),例如可以列举:乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-丁烯-4-甲基-1-戊烯共聚物和乙烯-1-丁烯-1-辛烯共聚物。成分(A)优选为乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-丁烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-1-己烯-1-辛烯共聚物或乙烯-1-丁烯-1-辛烯共聚物,更优选为乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物或乙烯-1-丁烯-1-辛烯共聚物,进一步优选为乙烯-1-己烯共聚物或乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物。
从进一步提高膜的袋落下强度的观点考虑,成分(A)的密度优选为921kg/m3以上,更优选为922kg/m3以上,进一步优选为923kg/m3以上。从减少膜的鱼眼等外观不良的观点考虑,成分(A)的密度优选为945kg/m3以下,更优选为940kg/m3以下,进一步优选为930kg/m3以下。
在一个方式中,成分(A)的密度为921kg/m3以上且945kg/m3以下,在另一个方式中,成分(A)的密度为922kg/m3以上且940kg/m3以下,在又一个方式中,成分(A)的密度为923kg/m3以上且930kg/m3以下。
从降低膜的制膜时的挤出负荷的观点考虑,成分(A)的MFR优选为0.0005g/10分钟以上,更优选为0.001g/10分钟以上。从进一步提高膜的袋落下强度的观点考虑,成分(A)的MFR优选为0.08g/10分钟以下,更优选为0.06g/10分钟以下,进一步优选为0.05g/10分钟以下。
在一个方式中,成分(A)的MFR为0.0005g/10分钟以上且0.08g/10分钟以下,在另一个方式中,成分(A)的MFR为0.001g/10分钟以上且0.06g/10分钟以下,在又一个方式中,成分(A)的MFR为0.005g/10分钟以上且0.05g/10分钟以下。需要说明的是,在成分(A)的MFR的测定中,通常使用在成分(A)中配合了约1000ppm抗氧化剂的试样。
从进一步提高膜的袋落下强度的观点考虑,成分(A)的温度190℃下的零剪切粘度(以下记为η0;单位为Pa·秒)优选为2×105Pa·秒以上,更优选为3×105Pa·秒以上,进一步优选为5×105Pa·秒以上。从降低膜的制膜时的挤出负荷的观点考虑,成分(A)的η0优选为5×106Pa·秒以下,更优选为3×106Pa·秒以下,进一步优选为1×106Pa·秒以下。
在一个方式中,成分(A)的η0为2×105Pa·秒以上且5×106Pa·秒以下,在另一个方式中,成分(A)的η0为3×105Pa·秒以上且3×106Pa·秒以下,在又一个方式中,成分(A)的η0为5×105Pa·秒以上且1×106Pa·秒以下。
成分(A)通过以下方式得到:在通过使后述的助催化剂载体(以下记载为成分(H))、茂金属类络合物、有机铝化合物和给电子性化合物接触而得到的聚合催化剂的存在下,利用淤浆聚合法或气相聚合法使乙烯和α-烯烃共聚。在该共聚中,通过相对于该聚合催化剂的有机铝化合物100摩尔%、给电子性化合物的比率为2摩尔%~50摩尔%,并且相对于乙烯100摩尔%、氢气的比率为0.01摩尔%~1.1摩尔%,能够将所得到的成分(A)的η0调节为1×105Pa·秒以上且1×107Pa·秒以下。
温度190℃下的η0为通过以下方式计算出的值:利用非线性最小二乘法将由下式(1)表示的Carreau-Yasuda模型拟合为测定温度190℃下的剪切粘度(η*;单位为Pa·秒)-角频率(ω,单位为弧度/秒)曲线。
η*=η0(1+(λω)a)(n-1)/a (1)
λ:时间常数(Time constant)
a:宽度参数(Breadth parameter)
n:幂律指数(Power-Law index)
剪切粘度的测定使用粘弹性测定装置(例如,レオメトリックス公司制造Rheometrics公司制造的Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS800等)通常在几何形状:平行板、板直径:25mm、测定试样厚度:约2.0mm、角频率:0.1弧度/秒~100弧度/秒、测定点:ω每个数位5个点的条件下进行。应变量在3%~10%的范围内适当选择,以使得能够检测出测定范围内的扭矩、并且不发生过扭矩。测定试样通过以下方式制备:利用150℃的热压机在2MPa的压力下压制5分钟,然后利用30℃的冷却压机冷却5分钟,从而压制成型为厚度2mm。
从进一步提高膜的袋落下强度的观点考虑,成分(A)的流动活化能(以下记为Ea;单位为kJ/mol)优选为50kJ/mol以上,更优选为60kJ/mol以上,进一步优选为70kJ/mol以上。另外,从降低膜的制膜时的挤出负荷的观点考虑,成分(A)的Ea优选为120kJ/mol以下,更优选为110kJ/mol以下,进一步优选为100kJ/mol以下。在一个方式中,成分(A)的Ea为50kJ/mol以上且120kJ/mol以下,在另一个方式中,成分(A)的Ea为60kJ/mol以上且110kJ/mol以下,在又一个方式中,成分(A)的Ea为70kJ/mol以上且100kJ/mol以下。
流动活化能(Ea)为利用阿伦尼乌斯方程由基于温度-时间叠加原理制作表示190℃下的熔融复数粘度(单位为Pa·秒)对角频率(单位为弧度/秒)的依赖性的主曲线时的平移因子(aT)计算出的数值。Ea为通过以下方法求出的值。对于130℃、150℃、170℃和190℃的各温度(记为T;单位:℃)下的乙烯-α-烯烃共聚物的熔融复数粘度-角频率曲线,基于温度-时间叠加原理,求出当使各温度(T)下的熔融复数粘度-角频率曲线与190℃下的乙烯-α-烯烃共聚物的熔融复数粘度-角频率曲线重叠时得到的各温度(T)下的平移因子(aT)。利用最小二乘法由各温度(T)和各温度(T)下的平移因子(aT)计算出[ln(aT)]与[1/(T+273.16)]的一次近似式(下式(I)),由该一次式的斜率m和下式(II)求出Ea。
ln(aT)=m(1/(T+273.16))+n (I)
Ea=|0.008314×m| (II)
aT:平移因子
Ea:流动活化能(单位:kJ/mol)
T:温度(单位:℃)
上述计算中可以使用市售的计算软件,作为计算软件,例如可以列举Rheometrics公司制造的Rhios V.4.4.4等。
需要说明的是,平移因子(aT)为如下移动量:将各温度(T)下的熔融复数粘度的常用对数作为X轴并将角频率的常用对数作为Y轴进行作图,从而制作熔融复数粘度-角频率的双对数曲线,通过使130℃、150℃和170℃下的熔融复数粘度-角频率的双对数曲线各自沿X轴方向移动而与190℃下的熔融复数粘度-角频率的双对数曲线重叠时的移动量。在该重叠中,使各温度(T)下的熔融复数粘度-角频率的双对数曲线的角频率移动aT倍,并且使熔融复数粘度移动1/aT倍。另外,利用最小二乘法由130℃、150℃、170℃和190℃这4个点的值求出式(I)时的相关系数通常为0.99以上。
熔融复数粘度-角频率曲线的测定使用粘弹性测定装置(例如,Rheometrics公司制造的Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS-800等)通常在几何形状:平行板、板直径:25mm、板间隔:1.5mm~2mm、应变:5%、角频率:0.1弧度/秒~100弧度/秒的条件下进行。需要说明的是,优选测定在氮气气氛下进行,并且在测定试样中预先配合适量(例如1000ppm)的抗氧化剂。
从进一步提高膜的袋落下强度的观点考虑,成分(A)的重均分子量相对于数均分子量之比(以下,记为Mw/Mn)优选为6.0以上,更优选为6.5以上。从降低膜的制膜时的挤出负荷的观点考虑,成分(A)的Mw/Mn优选为12以下,更优选为10以下,进一步优选为10以下。成分(A)的Mw/Mn优选为6.0以上且12以下,更优选为6.5以上且10以下。
从进一步提高膜的袋落下强度的观点考虑,成分(A)的z均分子量相对于重均分子量之比(以下,记为Mz/Mw)优选为2.0以上,更优选为2.1以上,进一步优选为2.2以上。
从减少膜的鱼眼等外观不良的观点考虑,成分(A)的Mz/Mw优选为5以下,更优选为4以下,进一步优选为3以下。成分(A)的Mz/Mw优选为2.0以上且5以下,更优选为2.1以上且4以下,进一步优选为2.2以上且3以下。
从提高膜的机械强度的观点考虑,成分(A)的拉伸冲击强度(单位为kJ/m2)优选为400kJ/m2以上,更优选为500kJ/m2以上,进一步优选为600kJ/m2以上。另外,从提高包含膜的包装容器的开封性的观点考虑,成分(A)的拉伸冲击强度优选为2000kJ/m2以下,更优选为1800kJ/m2以下,进一步优选为1500kJ/m2以下。成分(A)的拉伸冲击强度优选为400kJ/m2以上且2000kJ/m2以下,更优选为500kJ/m2以上且1800kJ/m2以下,进一步优选为600kJ/m2以上且1500kJ/m2以下。
成分(A)的拉伸冲击强度按照ASTM D1822-68并利用在成型温度190℃、预热时间10分钟、压缩时间5分钟、压缩压力5MPa的条件下压缩成型而得到的厚度为2mm的片进行测定。
通过调节聚合时的乙烯和α-烯烃的比率,能够调节成分(A)的拉伸冲击强度。增加α-烯烃相对于乙烯的比率时,成分(A)的拉伸冲击强度变大,减少α-烯烃相对于乙烯的比率时,成分(A)的拉伸冲击强度变小。
通过调节与乙烯共聚的α-烯烃的碳原子数,也能够调节成分(A)的拉伸冲击强度。增加α-烯烃的碳原子数时,成分(A)的拉伸冲击强度变大,减少α-烯烃的碳原子数时,成分(A)的拉伸冲击强度变小。
从进一步提高膜的袋落下强度的观点考虑,成分(A)的特性粘度(以下记为[η];单位为dl/g)优选为1.0dl/g以上,更优选为1.2dl/g以上,进一步优选为1.3dl/g以上。从减少膜的鱼眼等外观不良的观点考虑,成分(A)的[η]优选为2.0dl/g以下,更优选为1.9dl/g以下,进一步优选为1.7dl/g以下。成分(A)的[η]优选为1.0dl/g以上且2.0dl/g以下,更优选为1.2dl/g以上且1.9dl/g以下,进一步优选为1.3dl/g以上且1.7dl/g以下。成分(A)的[η]使用四氢化萘作为溶剂在温度135℃下使用乌氏粘度计进行测定。
从进一步提高膜的袋落下强度的观点考虑,成分(A)的特征松弛时间(τ;单位为秒)优选为10秒以上,更优选为15秒以上,进一步优选为18秒以上。另外,从降低膜的制膜时的挤出负荷的观点和膜外观的观点考虑,成分(A)的特征松弛时间优选为50秒以下,更优选为45秒以下,进一步优选为40秒以下。成分(A)的特征松弛时间优选为10秒以上且50秒以下,更优选为15秒以上且45秒以下,进一步优选为18秒以上且40秒以下。
特征松弛时间(τ)是与乙烯-α-烯烃共聚物所具有的长支链的长度、长支链的量以及分子量分布有关的数值。长支链的长度短、长支链的量少或高分子量成分少时,特征松弛时间为小的值。长支链的长度长、长支链的量多或高分子量成分多时,特征松弛时间为大的值。
对于特征松弛时间长的乙烯-α-烯烃共聚物而言,从吹胀制膜机的模头挤出后,由于分子链缠结而产生沿拉伸方向取向的晶体,因此膜的MD方向的刚性提高。对于含有特征松弛时间为10秒以上的成分(A)的膜而言,由于MD方向的刚性高,因此MD方向的伸长率为100%时的标称应力高,袋落下强度更优异。
特征松弛时间为由基于温度-时间叠加原理制作的、表示190℃下的熔融复数粘度(单位:Pa·秒)的角频率(单位:弧度/秒)依赖性的主曲线计算出的数值。特征松弛时间通过以下所示的方法求出。特征松弛时间为通过以下方式计算出的值:基于温度-时间叠加原理,使130℃、150℃、170℃和190℃的各温度(T;单位:℃)下的乙烯-α-烯烃共聚物的熔融复数粘度-角频率曲线(熔融复数粘度的单位为Pa·秒,角频率的单位为弧度/秒)与190℃下的熔融复数粘度-角频率曲线重叠而制作主曲线,并利用下式(5)对所得到的主曲线进行近似。
η=η0/[1+(τ×ω)n] (5)
η:熔融复数粘度(单位:Pa·秒)
ω:角频率(单位:弧度/秒)
τ:特征松弛时间(单位:秒)
η0:对每种乙烯-α-烯烃共聚物求出的常数(单位:Pa·秒)
n:对每种乙烯-α-烯烃共聚物求出的常数
上述计算中可以使用市售的计算软件,作为计算软件,例如可以列举Rheometrics公司制造的Rhios V.4.4.4。
关于熔融复数粘度-角频率曲线的测定,与为了计算上述流动活化能而测定的熔融复数粘度-角频率曲线同样地进行测定。
从降低膜的制膜时的挤出负荷的观点考虑,成分(A)的温度170℃和角频率0.1弧度/秒时的熔融复数粘度(η*0.1;单位为Pa·秒)与温度170℃和角频率100弧度/秒时的熔融复数粘度(η*100;单位为Pa·秒)之比、η*0.1/η*100优选为70以上,更优选为80以上,进一步优选为90以上,特别优选为100以上。另外,从减少膜的鱼眼等外观不良的观点考虑,成分(A)的η*0.1/η*100优选为150以下,更优选为140以下,进一步优选为130以下,特别优选为120以下。成分(A)的η*0.1/η*100优选为70以上且150以下,更优选为80以上且140以下,进一步优选为90以上且130以下,特别优选为100以上且120以下。
熔融复数粘度-角频率曲线的测定使用粘弹性测定装置(例如,Rheometrics公司制造的Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS-800等)通常在几何形状:平行板、板直径:25mm、板间隔:1.5mm~2mm、应变:5%、角频率:0.1弧度/秒~100弧度/秒的条件下进行。需要说明的是,优选测定在氮气气氛下进行,并且在测定试样中预先配合适量(例如1000ppm)的抗氧化剂。
维卡软化点(单位:℃)是与乙烯-α-烯烃共聚物的分子量、密度和组成分布有关的数值。分子量高、密度高或组成分布窄时,维卡软化点为小的值。分子量低、密度低或组成分布宽时,维卡软化点为大的值。从提高袋落下强度的观点考虑,成分(A)的维卡软化点优选为108℃以下,更优选为106℃以下,进一步优选为104℃以下。从提高包装容器的耐热性的观点考虑,维卡软化点优选为98℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为102℃以上。
熔点(单位:℃)是与乙烯-α-烯烃共聚物的密度和组成分布有关的数值。密度低或组成分布窄时,熔点为小的值。
密度高或组成分布宽时,熔点为大的值。从提高袋落下强度的观点考虑,成分(A)的熔点优选为120℃以下,更优选为115℃以下,进一步优选为112℃以下。从提高膜的刚性的观点考虑,成分(A)的熔点优选为95℃以上,更优选为98℃以上,进一步优选为100℃以上。
成分(A)的晶化温度(单位:℃)是与乙烯-α-烯烃共聚物的密度、分子量分布和组成分布有关的数值。密度低、分子量分布窄或组成分布窄时,晶化温度为小的值。密度高、分子量分布宽或组成分布宽时,晶化温度为大的值。从提高低温冲击强度的观点考虑,成分(A)的晶化温度优选为112℃以下,更优选为110℃以下,进一步优选为108℃以下。从提高膜的刚性的观点考虑,成分(A)的晶化温度优选为95℃以上,更优选为98℃以上,进一步优选为100℃以上。
成分(A)的熔点减去维卡软化点而得到的值优选为14℃以下,更优选为12度以下,进一步优选为10度以下。
作为成分(A)的制造方法,可以列举:在通过使成分(H)、茂金属类络合物和给电子性化合物接触而得到的烯烃聚合催化剂的存在下,将丙烯和α-烯烃共聚的方法,所述成分(H)通过将活化助催化剂成分(以下称为成分(I))负载在微粒状载体上而得到。
作为成分(I),可以列举锌化合物。作为锌化合物,例如可以列举:通过使二乙基锌、氟代苯酚和水接触而得到的化合物。
微粒状载体是指50%体积平均粒径为10μm~500μm的多孔物质。50%体积平均粒径例如通过光散射式激光衍射法测定。
作为微粒状载体,例如可以列举:无机物质、有机聚合物。作为无机物质,例如可以列举:SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2等无机氧化物;蒙皂石、蒙脱石、水辉石、锂皂石、皂石等粘土和粘土矿物。作为有机聚合物,例如可以列举:聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。微粒状载体优选为包含无机物质的微粒状载体(以下称为无机微粒状载体)。
微粒状载体的孔容通常为0.3mL/g~10mL/g。微粒状载体的比表面积通常为10m2/g~1000m2/g。孔容和比表面积通过气体吸附法测定,孔容通过利用BJH法分析气体脱附量而求出,比表面积通过利用BET法分析气体吸附量而求出。
[成分(H)]
成分(H)是通过将成分(I)负载在微粒状载体上而得到的载体。
成分(H)可以通过使二乙基锌(以下称为成分(a))、氟代苯酚(以下称为成分(b))、水(以下称为成分(c))、无机微粒状载体(以下称为成分(d))和三甲基二硅氮烷((CH3)3Si)2NH)(以下称为成分(e))接触而得到。
作为成分(b),例如可以列举:3,4,5-三氟苯酚、3,4,5-三(三氟甲基)苯酚、3,4,5-三(五氟苯基)苯酚、3,5-二氟-4-五氟苯基苯酚或4,5,6,7,8-五氟-2-萘酚,其中,优选为3,4,5-三氟苯酚。通过使用上述成分(b),能够增加所得到的成分(A)的长支链的量。
成分(d)优选为硅胶。
在成分(I)的制造方法中,对于成分(a)、成分(b)、成分(c)的各成分的使用量,在将各成分的使用量的摩尔比率设为成分(a):成分(b):成分(c)=1:y:z时,能够以y和z满足下式的方式使用。
|2-y-2z|≤1 (2)
z≥-2.5y+2.48 (3)
y<1 (4)
(在上式(2)~(4)中,y和z表示大于0的数。)
成分(b)的使用量相对于成分(a)的使用量的摩尔比率y以及成分(c)的使用量相对于成分(a)的使用量的摩尔比率z只要满足上式(2)、(3)和(4),就没有特别限制。y通常为0.55~0.99,优选为0.55~0.95,更优选为0.6~0.9,进一步优选为0.7~0.8。为了得到η*0.1/η*100为50以上的乙烯-α-烯烃共聚物,y优选为0.55以上。在y为1以上的情况下,包含所得到的乙烯-α-烯烃共聚物的膜会产生鱼眼等外观不良。
调节成分(a)和成分(d)的使用量以使得在1g通过使成分(a)和成分(d)的接触而得到的粒子中所包含的来自于成分(a)的锌原子的摩尔数优选为0.1毫摩尔以上,更优选为0.5毫摩尔~20毫摩尔。关于相对于成分(d)的成分(e)的使用量,相对于1g成分(d),成分(e)优选为0.1毫摩尔以上,更优选为0.5毫摩尔~20毫摩尔。
茂金属类络合物是指具有包含环戊二烯型阴离子骨架的配体的过渡金属化合物。
作为茂金属类络合物,优选由下述通式[1]表示的过渡金属化合物或其μ-氧代型过渡金属化合物二聚体。
L2 aM2X1 b···[1]
(式中,M2为元素周期表第3~11族或镧系过渡金属原子。
L2为具有环戊二烯型阴离子骨架的基团,多个L2彼此可以直接连接,或者也可以通过含有碳原子、硅原子、氮原子、氧原子、硫原子或磷原子的残基连接。X1为卤素原子、烃基(其中,不包括具有环戊二烯型阴离子骨架的基团)或烃氧基。a表示2,b表示2。)
在通式[1]中,M2为元素周期表(IUPAC 1989年)第3~11族或镧系过渡金属原子,例如可以列举:钪原子、钇原子、钛原子、锆原子、铪原子、钒原子、铌原子、钽原子、铬原子、铁原子、钌原子、钴原子、铑原子、镍原子、钯原子、钐原子、镱原子。通式[1]中的M2优选为钛原子、锆原子、铪原子、钒原子、铬原子、铁原子、钴原子或镍原子,更优选为钛原子、锆原子或铪原子,进一步优选为锆原子。
在通式[1]中,L2为η5-(取代)茚基,两个L2可以相同也可以不同。两个L2彼此通过含有碳原子、硅原子、氮原子、氧原子、硫原子或磷原子的桥接基团连接。
η5-(取代)茚基表示可以具有取代基的η5-茚基。
L2中的η5-(取代)茚基为至少5位、6位为氢原子的η5-(取代)茚基,具体而言,可以列举:η5-茚基、η5-2-甲基茚基、η5-3-甲基茚基、η5-4-甲基茚基、η5-7-甲基茚基、η5-2-叔丁基茚基、η5-3-叔丁基茚基、η5-4-叔丁基茚基、η5-7-叔丁基茚基、η5-2,3-二甲基茚基、η5-4,7-二甲基茚基、η5-2,4,7-三甲基茚基、η5-2-甲基-4-异丙基茚基、η5-4-苯基茚基、η5-2-甲基-4-苯基茚基、η5-2-甲基-4-萘茚基以及它们的取代产物。
在本说明书中,对于过渡金属化合物的名称,有时省略“η5-”。L2优选为茚基。
两个(取代)茚基通过含有碳原子、硅原子、氮原子、氧原子、硫原子或磷原子的桥接基团连接。作为桥接基团,例如可以列举:亚乙基、亚丙基等亚烷基;二甲基亚甲基、二苯基亚甲基等取代亚烷基;或亚甲硅烷基、二甲基亚甲硅烷基、二苯基亚甲硅烷基、四甲基二亚甲硅烷基等取代亚甲硅烷基;氮原子、氧原子、硫原子、磷原子等杂原子。桥接基团优选为亚乙基、二甲基亚甲基、二甲基亚甲硅烷基,更优选为亚乙基。
通式[1]中的X1为卤素原子、烃基(其中,不包括具有环戊二烯型阴离子骨架的基团)或烃氧基等。作为卤素原子,例如可以列举:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作为在此所说的烃基,例如可以列举:烷基、芳烷基、芳基、烯基。作为烃氧基,例如可以列举:烷氧基、芳烷氧基、芳氧基。
作为烷基,例如可以列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、正戊基、新戊基、戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正十五烷基、正二十烷基。烷基可以被氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子取代。作为被卤素原子取代的烷基,例如可以列举:氟甲基、三氟甲基、氯甲基、三氯甲基、氟乙基、五氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、全氯丙基、全氯丁基、全溴丙基。这些烷基均可以其一部分氢原子被甲氧基、乙氧基等烷氧基;苯氧基等芳氧基;或苄氧基等芳烷氧基取代。
作为芳烷基,例如可以列举:苄基、(2-甲基苯基)甲基、(3-甲基苯基)甲基、(4-甲基苯基)甲基、(2,3-二甲基苯基)甲基、(2,4-二甲基苯基)甲基、(2,5-二甲基苯基)甲基、(2,6-二甲基苯基)甲基、(3,4-二甲基苯基)甲基、(3,5-二甲基苯基)甲基、(2,3,4-三甲基苯基)甲基、(2,3,5-三甲基苯基)甲基、(2,3,6-三甲基苯基)甲基、(3,4,5-三甲基苯基)甲基、(2,4,6-三甲基苯基)甲基、(2,3,4,5-四甲基苯基)甲基、(2,3,4,6-四甲基苯基)甲基、(2,3,5,6-四甲基苯基)甲基、(五甲基苯基)甲基、(乙基苯基)甲基、(正丙基苯基)甲基、(异丙基苯基)甲基、(正丁基苯基)甲基、(仲丁基苯基)甲基、(叔丁基苯基)甲基、(正戊基苯基)甲基、(新戊基苯基)甲基、(正己基苯基)甲基、(正辛基苯基)甲基、(正癸基苯基)甲基、(正十二烷基苯基)甲基、萘甲基、蒽甲基。芳烷基例如可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子;甲氧基、乙氧基等烷氧基;苯氧基等芳氧基;或苄氧基等芳烷氧基作为取代基。
作为芳基,例如可以列举:苯基、2-甲苯基、3-甲苯基、4-甲苯基、2,3-二甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、3,4-二甲苯基、3,5-二甲苯基、2,3,4-三甲基苯基、2,3,5-三甲基苯基、2,3,6-三甲基苯基、2,4,5-三甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、3,4,5-三甲基苯基、2,3,4,5-四甲基苯基、2,3,4,6-四甲基苯基、2,3,5,6-四甲基苯基、五甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、异丙基苯基、正丁基苯基、仲丁基苯基、叔丁基苯基、正戊基苯基、新戊基苯基、正己基苯基、正辛基苯基、正癸基苯基、正十二烷基苯基、正十四烷基苯基、萘基、蒽基。芳基例如可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子;甲氧基、乙氧基等烷氧基;苯氧基等芳氧基;或苄氧基等芳烷氧基作为取代基。
作为烯基,例如可以列举:烯丙基、甲基烯丙基、巴豆基、1,3-二苯基-2-丙烯基。
作为烷氧基,例如可以列举:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、正己氧基、正辛氧基、正十二烷氧基、正十五烷氧基、正二十烷氧基。烷氧基例如可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子;甲氧基、乙氧基等烷氧基;苯氧基等芳氧基;或苄氧基等芳烷氧基作为取代基。
作为芳烷氧基,例如可以列举:苄氧基、(2-甲基苯基)甲氧基、(3-甲基苯基)甲氧基、(4-甲基苯基)甲氧基、(2,3-二甲基苯基)甲氧基、(2,4-二甲基苯基)甲氧基、(2,5-二甲基苯基)甲氧基、(2,6-二甲基苯基)甲氧基、(3,4-二甲基苯基)甲氧基、(3,5-二甲基苯基)甲氧基、(2,3,4-三甲基苯基)甲氧基、(2,3,5-三甲基苯基)甲氧基、(2,3,6-三甲基苯基)甲氧基、(2,4,5-三甲基苯基)甲氧基、(2,4,6-三甲基苯基)甲氧基、(3,4,5-三甲基苯基)甲氧基、(2,3,4,5-四甲基苯基)甲氧基、(2,3,4,6-四甲基苯基)甲氧基、(2,3,5,6-四甲基苯基)甲氧基、(五甲基苯基)甲氧基、(乙基苯基)甲氧基、(正丙基苯基)甲氧基、(异丙基苯基)甲氧基、(正丁基苯基)甲氧基、(仲丁基苯基)甲氧基、(叔丁基苯基)甲氧基、(正己基苯基)甲氧基、(正辛基苯基)甲氧基、(正癸基苯基)甲氧基、萘基甲氧基、蒽基甲氧基。芳烷氧基例如可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子;甲氧基、乙氧基等烷氧基;苯氧基等芳氧基;或苄氧基等芳烷氧基作为取代基。
作为芳氧基,例如可以列举:苯氧基、2-甲基苯氧基、3-甲基苯氧基、4-甲基苯氧基、2,3-二甲基苯氧基、2,4-二甲基苯氧基、2,5-二甲基苯氧基、2,6-二甲基苯氧基、3,4-二甲基苯氧基、3,5-二甲基苯氧基、2-叔丁基-3-甲基苯氧基、2-叔丁基-4-甲基苯氧基、2-叔丁基-5-甲基苯氧基、2-叔丁基-6-甲基苯氧基、2,3,4-三甲基苯氧基、2,3,5-三甲基苯氧基、2,3,6-三甲基苯氧基、2,4,5-三甲基苯氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、2-叔丁基-3,4-二甲基苯氧基、2-叔丁基-3,5-二甲基苯氧基、2-叔丁基-3,6-二甲基苯氧基、2,6-二叔丁基-3-甲基苯氧基、2-叔丁基-4,5-二甲基苯氧基、2,6-二叔丁基-4-甲基苯氧基、3,4,5-三甲基苯氧基、2,3,4,5-四甲基苯氧基、2-叔丁基-3,4,5-三甲基苯氧基、2,3,4,6-四甲基苯氧基、2-叔丁基-3,4,6-三甲基苯氧基、2,6-二叔丁基-3,4-二甲基苯氧基、2,3,5,6-四甲基苯氧基、2-叔丁基-3,5,6-三甲基苯氧基、2,6-二叔丁基-3,5-二甲基苯氧基、五甲基苯氧基、乙基苯氧基、正丙基苯氧基、异丙基苯氧基、正丁基苯氧基、仲丁基苯氧基、叔丁基苯氧基、正己基苯氧基、正辛基苯氧基、正癸基苯氧基、正十四烷基苯氧基、萘氧基、蒽氧基。芳氧基例如可以具有氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子;甲氧基、乙氧基等烷氧基;苯氧基等芳氧基;或苄氧基等芳烷氧基作为取代基。X1优选为氯原子、甲氧基、苯氧基,更优选为氯原子、苯氧基,进一步优选为苯氧基。
在通式[1]中,a表示2,b表示2。
作为茂金属类络合物的具体例子,可以列举:二甲基亚甲硅烷基双(茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(2-甲基茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(2-叔丁基茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(2,3-二甲基茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(2,4,7-三甲基茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(2-甲基-4-异丙基茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(2-苯基茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(4-苯基茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(2-甲基-4-苯基茚基)二氯化钛、二甲基亚甲硅烷基双(2-甲基-4-萘基茚基)二氯化钛;将这些化合物中的钛变更为锆或铪而得到的化合物;将这些化合物中的二甲基亚甲硅烷基变更为亚甲基、亚乙基、二甲基亚甲基(亚异丙基)、二苯基亚甲基、二乙基亚甲硅烷基、二苯基亚甲硅烷基或二甲氧基亚甲硅烷基而得到的化合物;将这些化合物中的二氯化变更为二氟化、二溴化、二碘化、二甲基、二乙基、二异丙基、二苯基、二苄基、二甲氧基、二乙氧基、二(正丙氧基)、二(异丙氧基)、二苯氧基或二(五氟苯氧基)而得到的化合物。
茂金属类络合物优选为亚乙基双(茚基)二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基双(茚基)二氯化锆、二甲基亚甲基双(茚基)二氯化锆、亚乙基双(茚基)二苯氧基锆、二甲基亚甲硅烷基双(茚基)二苯氧基锆、二甲基亚甲基双(茚基)二苯氧基锆,更优选为亚乙基双(茚基)二苯氧基锆。
通过使成分(H)和茂金属类络合物接触而得到的烯烃聚合催化剂优选为通过使成分(H)、茂金属类络合物和有机铝化合物接触而得到的烯烃聚合催化剂。
作为有机铝化合物,例如可以列举:三甲基铝、三乙基铝、三丁基铝、三异丁基铝、三正辛基铝,优选为三异丁基铝、三正辛基铝,更优选为三异丁基铝。
作为给电子性化合物,例如可以列举:三乙胺、三异丁胺、三正辛胺,优选为三乙胺。
相对于1g成分(H),茂金属类络合物的使用量优选为5×10-5摩尔~5×10-4摩尔。有机铝化合物的使用量以有机铝化合物的铝原子的摩尔数相对于茂金属类络合物的金属原子的摩尔数之比(Al/M)表示优选为50~500。
通过使上述成分(H)、茂金属类络合物、有机铝化合物和给电子性化合物接触而得到的烯烃聚合催化剂可以为根据需要通过使氧气接触而得到的聚合催化剂。
相对于有机铝化合物的铝原子的摩尔数,给电子性化合物的使用量优选为25摩尔%~40摩尔%,更优选为28摩尔%~35摩尔%。通过增加相对于有机铝化合物的铝原子的摩尔数的给电子性化合物的使用量,可以增加所得到的成分(A)的长支链的量。
相对于有机铝化合物的铝原子的摩尔数,氧气的使用量优选为1摩尔%~100摩尔%,更优选为10摩尔%~20摩尔%,进一步优选为10摩尔%~15摩尔%。通过增加相对于有机铝化合物的铝原子的摩尔数的氧气的使用量,可以使所得到的成分(A)的分子量分布变宽。
烯烃聚合催化剂优选为在通过使上述成分(H)、茂金属类络合物和有机铝化合物接触而得到的催化剂成分的存在下使少量的烯烃聚合(以下称为预聚合)而得到的预聚合催化剂成分。
作为上述预聚合催化剂成分的制造方法,可以列举包含下述工序(1)、(2)、(3)和(4)的预聚合催化剂成分的制造方法。
工序(1):通过将含有茂金属类络合物的饱和脂肪族烃化合物溶液在40℃以上进行热处理而得到热处理物的工序。
工序(2):通过使在工序(1)中得到的热处理物与成分(H)接触而得到接触处理物的工序。
工序(3):通过使在工序(2)中得到的接触处理物与有机铝化合物接触而得到催化剂成分的工序。
工序(4):通过在工序(3)中得到的催化剂成分的存在下使烯烃预聚合而得到预聚合催化剂成分的工序。
在工序(1)中,含有茂金属类络合物的饱和脂肪族烃化合物溶液例如通过将茂金属类络合物添加到饱和脂肪族烃化合物溶剂中的方法制备。茂金属类络合物通常以粉体或饱和脂肪族烃化合物溶液的浆料的形式添加。
作为在含有茂金属类络合物的饱和脂肪族烃化合物溶液的制备中使用的饱和脂肪族烃化合物,例如可以列举:丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、环己烷、庚烷。饱和脂肪族烃化合物溶液可以仅包含这些饱和脂肪族烃化合物中的一种,也可以包含这些饱和脂肪族烃化合物中的两种以上。饱和脂肪族烃化合物的常压下的沸点优选为100℃以下,饱和脂肪族烃化合物的常压下的沸点更优选为90℃以下,饱和脂肪族烃化合物进一步优选为丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、环己烷。
含有茂金属类络合物的饱和脂肪族烃化合物溶液的热处理中,只要将含有茂金属类络合物的饱和脂肪族烃化合物溶剂的温度调节至40℃以上的温度即可。在热处理中,可以使溶剂静置,也可以对溶剂进行搅拌。从提高膜的成型加工性的观点考虑,该温度优选为45℃以上,更优选为50℃以上。另外,从提高催化剂活性的观点考虑,上述温度优选为100℃以下,更优选为80℃以下。热处理的时间通常为0.5小时~12小时。从提高膜的成型加工性的观点考虑,该时间优选为1小时以上,更优选为2小时以上。另外,从催化剂性能的稳定性的观点考虑,上述时间优选为6小时以下,更优选为4小时以下。
在工序(2)中,只要热处理物与成分(H)接触即可。作为使热处理物与成分(H)接触的方法,例如可以列举:将成分(H)添加到热处理物中的方法、或者将热处理物和成分(H)添加到饱和脂肪族烃化合物中的方法。成分(H)通常以粉体或饱和脂肪族烃化合物溶剂的浆料的形式添加。
工序(2)中的接触处理的温度优选为70℃以下,更优选为60℃以下,优选为10℃以上,更优选为20℃以上。接触处理的时间通常为0.1小时~2小时。
在工序(3)中,只要在工序(2)中得到的接触处理物与有机铝化合物接触即可。作为使在工序(2)中得到的接触处理物与有机铝化合物接触的方法,例如可以使用将有机铝化合物添加到在工序(2)中得到的接触处理物中的方法、或者将在工序(2)中得到的接触处理物和有机铝化合物添加到饱和脂肪族烃化合物中的方法。
工序(3)中的接触处理的温度优选为70℃以下,更优选为60℃以下。另外,从有效地表现预聚合的活性的观点考虑,该温度优选为10℃以上,更优选为20℃以上。接触处理的时间通常为0.01小时~0.5小时。
工序(3)的接触处理优选在烯烃的存在下进行。作为该烯烃,通常可以列举作为预聚合中的原料的烯烃。相对于每1g成分(H),烯烃的量优选为0.05g~1g。
关于上述工序(1)~(3),可以通过将饱和脂肪族烃化合物、成分(H)、茂金属类络合物和有机铝化合物分别添加到预聚合反应器中,在预聚合反应器内进行工序(1)~(3)的全部工序,也可以在预聚合反应器内进行工序(2)和(3),或者也可以在预聚合反应器内进行工序(3)。
工序(4)是通过在工序(3)中得到的催化剂成分的存在下将烯烃预聚合(将少量的烯烃聚合)而得到预聚合催化剂成分的工序。该预聚合通常利用淤浆聚合法进行,该预聚合可以使用间歇式、半间歇式、连续式中的任意一种方式。此外,该预聚合可以添加氢气等链转移剂进行。
在利用淤浆聚合法进行预聚合的情况下,通常使用饱和脂肪族烃化合物作为溶剂。作为饱和脂肪族烃化合物,例如可以列举:丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、环己烷、庚烷。这些饱和脂肪族烃化合物可以单独使用或组合使用两种以上。饱和脂肪族烃化合物的常压下的沸点优选为100℃以下,饱和脂肪族烃化合物的常压下的沸点更优选为90℃以下,饱和脂肪族烃化合物进一步优选为丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、环己烷。
在利用淤浆聚合法进行预聚合的情况下,作为浆料浓度,相对于每1升溶剂,成分(H)的量通常为0.1g~600g,优选为0.5g~300g。预聚合温度通常为-20℃~100℃,优选为0~80℃。在预聚合中,聚合温度可以适当变更,但是开始预聚合的温度优选为45℃以下,更优选为40℃以下。另外,预聚合中的气相部中的烯烃类的分压通常为0.001MPa~2MPa,更优选为0.01MPa~1MPa。预聚合时间通常为2分钟~15小时。
作为预聚合中使用的烯烃,例如可以列举:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、环戊烯、环己烯。这些烯烃可以使用一种或组合使用两种以上,优选仅使用乙烯、或并用乙烯和α-烯烃,更优选仅使用乙烯、或并用乙烯和选自1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种α-烯烃。
相对于每1g成分(H),预聚合催化剂成分中的预聚合得到的聚合物的含量通常为1g~1000g,优选为10g~100g,更优选为20g~50g。
作为成分(A)的制造方法,优选淤浆聚合法或气相聚合法,更优选连续气相聚合法。作为该淤浆聚合法中使用的溶剂,例如可以列举:丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷等惰性烃溶剂。作为该连续气相聚合法中使用的气相聚合反应装置,通常为具有流化床型反应槽的装置,优选为具有具备扩大部的流化床型反应槽的装置。在反应槽内可以设置有搅拌叶片。
在烯烃聚合催化剂为包含预聚合催化剂成分的烯烃聚合催化剂的情况下,作为将预聚合催化剂成分供给至进行成分(A)的粒子的形成的连续聚合反应槽中的方法,通常使用利用氩气等惰性气体、氮气、氢气或乙烯在没有水分的状态下供给的方法、或者将各成分溶解或稀释在溶剂中而以溶液或浆料的状态供给的方法。
成分(A)的气相聚合的聚合温度通常小于成分(A)熔融的温度,优选为0~150℃,更优选为30℃~100℃,进一步优选为70℃~87℃。为了调节成分(A)的熔融流动性,可以添加氢气。优选相对于100摩尔%乙烯,将氢气控制为0.3摩尔%~0.6摩尔%。气相聚合中的氢气相对于乙烯的比率能够通过在聚合中产生的氢气的量和在聚合中添加的氢气的量来控制。可以使惰性气体共存在聚合反应槽的混合气体中。在烯烃聚合催化剂为包含预聚合催化剂成分的烯烃聚合催化剂的情况下,烯烃聚合催化剂可以包含有机铝化合物等助催化剂成分。通过降低气相聚合中的氢气相对于乙烯的比率,能够提高所得到的成分(A)的分子量。
<成分(B)>
作为形成成分(B)中的基于碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元的碳原子数3~20的α-烯烃,可以列举:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二烯、4-甲基-1-戊烯和4-甲基-1-己烯。成分(B)可以仅具有一种基于这些碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元,也可以具有两种以上的基于这些碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元。碳原子数3~20的α-烯烃优选为1-己烯、4-甲基-1-戊烯或1-辛烯,更优选为1-己烯或1-辛烯。
相对于成分(B)的总重量100重量%,成分(B)中的基于乙烯的单体单元的含量优选为50重量%~99.5重量%。另外,相对于成分(B)的总重量100重量%,基于α-烯烃的单体单元的含量选为0.5重量%~50重量%。
成分(B)可以具有基于除乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃以外的单体的单体单元。作为除乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃以外的单体,例如可以列举:丁二烯或异戊二烯等共轭二烯;1,4-戊二烯等非共轭二烯;丙烯酸;丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸;甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯等甲基丙烯酸酯;和乙酸乙烯酯。
成分(B)优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数4~20的α-烯烃的单体单元的共聚物,更优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数5~20的α-烯烃的单体单元的共聚物,进一步优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数6~20的α-烯烃的单体单元的共聚物。
作为成分(B),例如可以列举:乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-丁烯-4-甲基-1-戊烯共聚物和乙烯-1-丁烯-1-辛烯共聚物。成分(B)优选为乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物或乙烯-1-辛烯共聚物,更优选为乙烯-1-己烯共聚物。
成分(B)的密度为890kg/m3以上且930kg/m3以下。从进一步提高膜的滑动性的观点考虑,成分(B)的密度优选为895kg/m3以上,更优选为900kg/m3以上,进一步优选为905kg/m3以上,特别优选为910kg/m3以上。另外,从膜的强度的观点考虑,成分(B)的密度优选为925kg/m3以下,更优选为920kg/m3以下,进一步优选为915kg/m3以下。成分(B)的密度优选为895kg/m3以上且925kg/m3以下,更优选为900kg/m3以上且920kg/m3以下,进一步优选为905kg/m3以上且915kg/m3以下,特别优选为910kg/m3以上且915kg/m3以下。
成分(B)的MFR为0.5g/10分钟以上且5g/10分钟以下。从膜的成型加工性的观点考虑,特别是从降低膜的制膜时的挤出负荷的观点考虑,成分(B)的MFR优选为0.8g/10分钟以上,更优选为1.0g/10分钟以上。从膜的强度的观点考虑,成分(B)的MFR优选为4.0g/10分钟以下,更优选为3.0g/10分钟以下,进一步优选为2.5g/10分钟以下。成分(B)的MFR优选为0.8g/10分钟以上且4.0g/10分钟以下,更优选为1.0g/10分钟以上且3g/10分钟以下,进一步优选为1g/10分钟且2.5g/10分钟以下。在MFR的测定中,通常使用在成分(B)中配合了约1000ppm抗氧化剂的试样。
成分(B)的MFRR为10以上且30以下。从膜的成型加工性的观点考虑,特别是从降低膜的制膜时的挤出负荷的观点考虑,成分(B)的MFRR优选为15以上,更优选为17以上,进一步优选为20以上。从膜的强度的观点考虑,成分(B)的MFRR优选为28以下,更优选为26以下。成分(B)的MFRR优选为15以上且28以下,更优选为17以上且26以下,进一步优选为20以上且26以下。
在成分(B)的MFRR的测定中,通常使用在成分(B)中配合了1000ppm抗氧化剂的试样。
从利用吹胀制膜法制膜时的气泡的稳定性的观点考虑,成分(B)的重均分子量相对于数均分子量之比(Mw/Mn)优选为2以上,更优选为2.1以上,进一步优选为2.2以上,特别优选为2.3以上。从膜的强度的观点考虑,成分(B)的Mw/Mn优选为7以下,更优选为6以下,进一步优选为5以下,特别优选为4以下。成分(B)的Mw/Mn优选为2以上且7以下,更优选为2.1以上且6以下,进一步优选为2.2以上且5以下,特别优选为2.3以上且4以下。成分(B)的Mw/Mn通过与成分(A)的Mw/Mn同样的方法进行测定。
从利用吹胀制膜法制膜时的气泡的稳定性的观点考虑,成分(B)的Ea优选为15kJ/mol以上,更优选为20kJ/mol以上,进一步优选为25kJ/mol以上。从膜的强度的观点考虑,成分(B)的Ea优选为50kJ/mol以下,更优选为45kJ/mol以下,进一步优选为40kJ/mol以下。成分(B)的Ea优选为15kJ/mol以上且50kJ/mol以下,更优选为20kJ/mol以上且45kJ/mol以下,进一步优选为25kJ/mol以上且40kJ/mol以下。该Ea通过与成分(A)的Ea同样的方法进行测定。
成分(B)可以通过在茂金属类聚合催化剂或齐格勒-纳塔型聚合催化剂的存在下使乙烯与α-烯烃共聚而制造。
作为茂金属类聚合催化剂,例如可以列举以下的(1)~(4)的催化剂等。
(1)包含以下成分的催化剂:包含具备具有环戊二烯型骨架的基团的过渡金属化合物的成分、和包含铝氧烷化合物的成分。
(2)包含以下成分的催化剂:包含上述过渡金属化合物的成分、和包含三苯甲基硼酸盐、苯铵硼酸盐等离子性化合物的成分。
(3)包含以下成分的催化剂:包含上述过渡金属化合物的成分、包含上述离子性化合物的成分、和包含有机铝化合物的成分。
(4)通过将(1)~(3)中任一项所述的各成分负载或浸渗在SiO2、Al2O3等无机粒子状载体或乙烯、苯乙烯等烯烃聚合物等粒子状聚合物载体上而得到的催化剂。
作为齐格勒-纳塔型聚合催化剂,优选将在镁化合物上负载有钛化合物的固体催化剂成分与有机铝组合而成的所谓的Mg-Ti类齐格勒催化剂(例如,参见“催化剂利用大辞典(触媒活用大辞典);2004年工业研究会发行”、“申请系统图-烯烃聚合催化剂的变迁-(出願系統図-オレフィン重合触媒の変遷-);1995年发明协会发行”等)。
从膜的袋落下强度的观点考虑,在成分(B)的制造中使用的催化剂优选为茂金属类聚合催化剂。
作为成分(B)的聚合方法,例如可以列举:本体聚合、溶液聚合、淤浆聚合、气相聚合或高压离子聚合法。在此,本体聚合是指在聚合温度下以液态烯烃为介质进行聚合的方法,溶液聚合或淤浆聚合是指在丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷等惰性烃溶剂中进行聚合的方法。另外,气相聚合是指以气体状态的单体为介质、在该介质中使气体状态的单体聚合的方法。这些聚合方法可以是间歇式和连续式中的任意一种,另外,也可以是在单一的聚合槽中进行的单段式和在将多个聚合反应槽串联连接而成的聚合装置中进行的多段式中的任意一种。需要说明的是,聚合工序中的各种条件(聚合温度、聚合压力、单体浓度、催化剂添加量、聚合时间等)适当确定即可。
膜可以还含有下述成分(C)。相对于成分(A)、成分(B)和成分(C)的合计量100重量%,膜中的成分(C)的含量优选为1重量%以上且10重量%以下,更优选为1重量%以上且5重量%以下,进一步优选为1重量%以上且2重量%以下。
<成分(C)>
成分(C)为选自由高压法低密度聚乙烯(以下,有时记载为成分(D))和乙烯-α-烯烃共聚物(以下,有时记载为成分(E))构成的组中的一种以上乙烯类聚合物,所述高压法低密度聚乙烯的密度为890kg/m3以上且930kg/m3以下,MFR为0.5g/10分钟以上且5g/10分钟以下,并且MFRR为31以上且150以下;所述乙烯-α-烯烃共聚物具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元,密度为890kg/m3以上且930kg/m3以下,MFR为0.3g/10分钟以上且5g/10分钟以下,并且MFRR为31以上且150以下。
<成分(D)>
成分(D)为通过高压自由基聚合法制造的低密度聚乙烯。
作为高压法低密度聚乙烯的通常的制造方法,可以列举:在槽型反应器或管型反应器中,在自由基产生剂的存在下、在聚合压力为140MPa~300MPa、聚合温度为200℃~300℃的条件下将乙烯聚合的方法(佐伯康治、“聚合物制造工艺(ポリマー製造プロセス)”、工业研究会(1971)等)。
成分(D)的Mw/Mn优选为3以上且10以下。成分(D)的分子量分布(Mw/Mn)通过与成分(A)的Mw/Mn同样的方法进行测定。
成分(D)的Ea优选为30kJ/mol以上且80kJ/mol以下。
成分(D)的Ea通过与成分(A)的Ea同样的方法进行测定。
<成分(E)>
成分(E)为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元、密度为890kg/m3以上且930kg/m3以下、MFR为0.3g/10分钟以上且5g/10分钟以下、并且MFRR为31以上且150以下的乙烯-α-烯烃共聚物。
作为形成成分(E)中的基于碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元的碳原子数3~20的α-烯烃,可以列举:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二烯、4-甲基-1-戊烯和4-甲基-1-己烯。成分(E)可以仅具有一种基于这些碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元,也可以具有两种以上的基于这些碳原子数3~20的α-烯烃的单体单元。碳原子数3~20的α-烯烃优选为1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯或1-辛烯,更优选为1-丁烯或1-己烯。
相对于成分(E)的总重量100重量%,成分(E)中的基于乙烯的单体单元的含量优选为50重量%~99.5重量%。相对于成分(E)的总重量100重量%,基于α-烯烃的单体单元的含量选为0.5重量%~50重量%。
成分(E)可以具有基于除乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃以外的单体的单体单元。作为除乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃以外的单体,例如可以列举:丁二烯或异戊二烯等共轭二烯;1,4-戊二烯等非共轭二烯;丙烯酸;丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸;甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯等甲基丙烯酸酯;和乙酸乙烯酯。
成分(E)优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数4~20的α-烯烃的单体单元的共聚物,更优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数5~20的α-烯烃的单体单元的共聚物,进一步优选为具有基于乙烯的单体单元和基于碳原子数6~20的α-烯烃的单体单元的共聚物。
作为成分(E),例如可以列举:乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-丁烯-4-甲基-1-戊烯共聚物和乙烯-1-丁烯-1-辛烯共聚物。成分(E)优选为乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物或乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物。
成分(E)的Mw/Mn优选为3以上且15以下。成分(E)的分子量分布(Mw/Mn)通过与成分(A)的Mw/Mn同样的方法进行测定。
成分(E)的Ea优选为30kJ/mol以上且80kJ/mol以下。
成分(E)的Ea通过与成分(A)的Ea通过的方法进行测定。
成分(E)可以通过在茂金属类聚合催化剂或齐格勒-纳塔型聚合催化剂的存在下使乙烯与α-烯烃共聚而制造。从利用吹胀制膜法制膜时的气泡稳定性的观点考虑,在成分(E)的制造中使用的催化剂优选为茂金属类聚合催化剂。
在成分(E)的制造中使用的茂金属类烯烃聚合催化剂没有特别限制,可以列举与在成分(A)的制造中使用的烯烃聚合催化剂同样的烯烃聚合用催化剂。
作为成分(E)的制造方法,没有特别限制,例如成分(E)通过以下方式得到:在通过使上述成分(H)、茂金属类络合物、有机铝化合物和给电子性化合物接触而得到的聚合催化剂的存在下、利用淤浆聚合法或气相聚合法使乙烯和α-烯烃共聚。成分(E)通过在共聚时相对于100摩尔%乙烯、存在多于1.1摩尔%的氢气而得到。成分(E)的聚合法优选为气相聚合法,另外,在该气相聚合中可以添加三乙胺、三异丁胺、三正辛胺作为给电子性化合物。
本发明的膜可以是S1为220MPa以上且2000MPa以下、并且在拉伸速度为500mm/分钟的条件下进行拉伸试验时的MD方向的伸长率为100%时的标称应力为11.0MPa以上且30.0MPa以下的单层膜。
<多层膜>
本申请发明的多层膜可以为如下多层膜,所述多层膜包含以下的层(以下,有时记载为层α),所述层包含S1为220MPa以上且2000MPa以下、并且在拉伸速度为500mm/分钟的条件下进行拉伸试验时的MD方向的伸长率为100%时的标称应力为11.0MPa以上且30.0MPa以下的膜,并且在多层膜所具有的两个表面层中至少一个表面层为层α。
本发明的一个方式为具有层α和含有乙烯类聚合物的层β(其中,层β与层α不同)、并且在该多层膜所具有的两个表面层中至少一个表面层为层α的多层膜。
本发明的一个方式为具有层α和不含有乙烯类聚合物的层γ(其中,层γ与上述层α不同)、并且在该多层膜所具有的两个表面层中至少一个表面层为层α的多层膜。
在所述多层膜中,作为层β中含有的乙烯类聚合物,例如可以列举:高压法低密度聚乙烯、不含有成分(A)的乙烯-α-烯烃共聚物。
在所述多层膜中,作为构成层γ的材料,例如可以列举:玻璃纸、纸、纸板、织物、铝箔、尼龙6或尼龙66等聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂、聚丙烯树脂。
作为具有层α和层γ、并且在该多层膜所具有的两个表面层中至少一个表面层为层α的多层膜,例如可以列举具有层α和层γ、并且一个表面层为层α、另一个表面层为层γ的双层膜。
作为具有层α和层γ、并且在该多层膜所具有的两个表面层中至少一个表面层为层α的多层膜,例如可以列举具有层α、层β和层γ、并且一个表面层为层α、另一个表面层为层γ的多层膜。
作为单层膜和多层膜的制造方法,例如可以列举:吹胀膜成型法、T型模头膜成型法等挤出成型法、注射成型法、压缩成型法。单层膜和多层膜的制造方法优选吹胀膜成型法。优选通过将单层膜的原料的各聚合物干式混合或熔融混合而制成树脂组合物,并使用该树脂组合物制造单层膜。作为干式混合的方法,可以列举使用亨舍尔混合机、滚筒式混合机等各种掺和机的方法。作为熔融混合的方法,可以列举使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、班伯里密炼机、加热辊等各种混合机的方法。
在多层膜为具有层α和层γ的多层膜的情况下,作为该多层膜的制造方法,例如可以列举:将仅包含层α的单层膜、或具有层α和层β的多层膜层压在层γ上的层压法。作为层压法,例如可以列举:干式层压法、湿式层压法和夹层层压法等。层压法优选干式层压法。
本发明的多层膜可以作为包装容器的材料使用,用于各种内容物的包装。作为内容物,例如可以列举:食品、饮料、调味料、乳等、乳制品、医药品、半导体产品等电子部件、宠物食品、宠物护理用品、洗涤剂和盥洗用品。
包含本发明的膜的包装容器优选通过将多层膜的层α彼此热封而制作。从包装容器强度的观点考虑,包含本发明的膜的包装容器优选包含层β和/或层γ。由于包装容器是通过将层α彼此热封而得到的包装容器,因此包装容器的袋落下强度优异。
实施例
实施例和比较例中的各项目的测定值按照以下方法进行测定。
[成分(H)]
(1)元素分析
Zn:将试样加入到硫酸水溶液(浓度1M)中,然后通过照射超声波而提取金属成分。利用ICP发光分析法对所得到的溶液进行定量。
F:在填充有氧气的烧瓶中使试样燃烧,在氢氧化钠水溶液(10%)中吸收所生成的燃烧气体,并利用离子电极法对所得到的水溶液进行定量。
[成分(A)的物性]
(2)熔体流动速率(MFR,单位:g/10分钟)
按照JIS K7210-1995中规定的方法在温度190℃、载荷21.18N的条件下利用A法进行测定。
(3)熔体流动速率比(MFRR,单位:-)
MFRR为按照JIS K7210-1995中规定的方法在温度190℃、载荷211.82N(21.60kg)的条件下测定的熔体流动速率除以在上述(2)中测定的MFR而得到的值。
(3)密度(单位:kg/m3)
进行JIS K6760-1995中记载的退火,然后按照JIS K7112-1980中规定的方法利用A法进行测定。
(4)Mw、Mn、Mz、Mw/Mn、Mz/Mw
通过凝胶渗透色谱(GPC)测定求出按聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和Z均分子量(Mz)。
通过Mn除以Mw而求出分子量分布(Mw/Mn)。通过Mz除以Mw而求出Mz/Mw。
装置:Waters制造的Waters150C
分离柱:TOSOH TSKgelGMH6-HT
测定温度:140℃
载体:邻二氯苯
流量:1.0mL/分钟
进样量:500μL
检测器:差示折光仪
分子量标准物质:标准聚苯乙烯
(5)η*0.1/η*100
使用应变控制型旋转式粘度计(流变仪)在下述条件下测定角频率0.1弧度/秒至100弧度/秒的动态复数粘度。接着,通过角频率为0.1弧度/秒时的动态复数粘度(η*0.1)除以角频率为100弧度/秒时的动态复数粘度(η*100)而求出η*0.1/η*100。
温度:170℃
几何形状:平行板
板直径:25mm
板间隔:1.5mm~2mm
应变:5%
角频率:0.1弧度/秒~100弧度/秒
测定气氛:氮气
(6)流动活化能(Ea、单位:kJ/mol)
关于流动活化能Ea,利用应变控制型旋转式粘度计(流变仪)在下述条件(a)~(d)下测定各温度T(单位:℃)下的乙烯-α-烯烃共聚物的熔融复数粘度-角频率曲线(熔融复数粘度的单位为Pa·秒,角频率的单位为弧度/秒)。接着,基于温度-时间叠加原理,对每一条各温度(T)下的熔融复数粘度-角频率曲线,求出使其与190℃下的乙烯-α-烯烃共聚物的熔融复数粘度-角频率曲线重叠时得到的各温度(T)下的平移因子(aT)。接着,利用最小二乘法由各温度(T)和各温度(T)下的平移因子(aT)计算出[ln(aT)]与[1/(T+273.16)]的一次近似式(下述式(I))。接着,由该一次式的斜率m和下式(II)求出Ea。
ln(aT)=m(1/(T+273.16))+n (I)
Ea=|0.008314×m| (II)
aT:平移因子
Ea:流动活化能(单位:kJ/mol)
T:温度(单位:℃)
使用Rheometrics公司的Rhios V.4.4.4作为计算软件。采用利用最小二乘法由各温度(T)的值计算式(I)时的相关系数r2为0.99以上的情况下的Ea值。熔融复数粘度-角频率曲线的测定在氮气气氛下实施。
(a)几何形状:平行板、板直径:25mm、板间隔:1.5mm~2mm
(b)应变:5%
(c)剪切速度:0.1弧度/秒~100弧度/秒
(d)温度:130℃、150℃、170℃、190℃
(7)拉伸冲击强度(单位:kJ/m2)
按照ASTM D1822-68测定在成型温度190℃、预热时间10分钟、压缩时间5分钟、压缩压力5MPa的条件下压缩成型而得到的厚度为2mm的片的拉伸冲击强度。
(8)特征松弛时间(τ)(秒)
使用粘弹性测定装置(Rheometrics公司制造的Rheometrics MechanicalSpectrometer RMS-800)在下述测定条件下测定130℃、150℃、170℃和190℃下的熔融复数粘度-角频率曲线。接着,根据所得到的熔融复数粘度-角频率曲线,使用Rheometrics公司制造的计算软件Rhios V.4.4.4制作190℃下的熔融复数粘度-角频率曲线的主曲线。通过利用下式(5)对所得到的主曲线进行近似而求出特征松弛时间(τ)。
<测定条件>
几何形状:平行板
板直径:25mm
板间隔:1.5mm~2mm
应变:5%
角频率:0.1弧度/秒~100弧度/秒
测定气氛:氮气
(9)熔点(Tm、单位:℃)、晶化温度(Tc、单位:℃)
使用热分析装置差示扫描量热仪(Diamond DSC珀金埃尔默公司制造)通过下述方法进行测定。熔点作为在阶段3)中观测到的热流曲线的吸热峰而求出,晶化温度作为在阶段2)中观测到的热流曲线的放热峰而求出。
1)将约10mg样品在氮气气氛下、150℃下保持5分钟
2)冷却:150℃~20℃(5℃/分钟)、保持2分钟
3)升温:20℃~150℃(5℃/分钟)
(10)特性粘度([η],单位:dl/g)
将聚合物溶解在四氢化萘溶剂中,使用乌氏粘度计在135℃下进行测定。
(11)维卡软化点(℃)
维卡软化点按照JIS K7206-1979中规定的方法进行测定。
[膜的物性]
(12)S1
0)试验片的制作
以拉伸方向(MD方向)为长度方向的方式利用依据试验片形状ASTM D1822 Type S标准的哑铃形裁刀对所制成的膜进行冲裁,从而制作出试验片。在试验片上用笔尖极细的油性记号笔随机描绘小圆点,从而制成随机图案。此外,为了防止拍摄时的照明的反射,向试验片表面上喷雾CONDOR FOTO公司制造的作为消光喷雾剂的ECO ANTISPOT。
1)高速拉伸试验
使用具有最大载荷为2kN的载荷传感器的高速拉伸试验机Hydroshot HITS-T10(株式会社岛津制作所制造)以1m/s进行拉伸试验,从而得到载荷-位移曲线。以载荷-位移曲线能够外推至载荷=0kN、位移=0mm的点的方式确定载荷-位移曲线的原点。载荷和位移的采样时间间隔为20μs。
2)利用高速照相机进行拍摄
利用株式会社Nac Image Technology制造的高速照相机GX-8F(使用株式会社尼康制造的镜头AI AF Micro-Nikkor 200mm f/4D IF-ED作为镜头)对1)的高速拉伸试验时的试验片进行拍摄。拍摄条件设定为:帧率为10000fps,帧大小为横向176像素×纵向1280像素,快门速度为20.1μs,照相机与试验片的距离为1m。使用两台株式会社Aitec System制造的LED灯箱LLBK-LA-W-0001作为拍摄用的照明,从高速照相机的左右向样品照射光。需要说明的是,在高速拉伸试验开始时,从高速拉伸试验机发出信号,从输入该信号的时刻开始进行高速照相机的拍摄,以使得高速拉伸试验机和高速照相机的时刻能够同步。
3)利用数字图像相关法进行分析
使用在2)中拍摄的图像,利用3D检测和分析软件GOM GmbH制造的GOM CorrelateProfessional 2017计算各图像拍摄时的试验片上的最大主应变分布和最小主应变(真应变分布)。分面(ファセット)大小为19像素,点距离为16像素。对紧接之前的图像进行分面匹配,对试验片上的以实际长度计横向约3.19mm×约1.7mm的试验片的中央附近的区域进行分析。求出试验片的中央的颈缩部的1点处的最大主应变、最小主应变。
4)颈缩部截面面积的计算
通过下式计算出试验片的颈缩部的截面面积。
(试验片的颈缩部的截面面积)
=(实施试验前的颈缩部的宽度)×(实施试验前的颈缩部的厚度)×{exp(颈缩部的最小主应变)}2
5)真应力的计算
用通过上述高速拉伸试验而得到的各时刻的载荷除以各时刻的试验片的颈缩部的截面面积,从而求出各时刻的真应力。
6)真应力-最大主应变曲线的制作
将各时刻的真应力相对于各时刻的最大主应变进行作图,从而制作出真应力-最大主应变曲线。
7)S1的计算
通过7a)或7b)求出S1。
7a)在1)的拉伸试验中,在最大主应变为2.0的时刻试验片未断裂的情况下,通过下式(11)求出S1。
S1=(p-q)/0.3……(11)
(式(11)中,p为最大主应变为2.0时的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa)。)
7b)在1)的拉伸试验中,在最大主应变大于1.7且小于2.0的范围内试验片断裂的情况下,通过下式(12)求出S1。
S1=(p’-q)/(r-1.7)……(12)
(式(12)中,p’为断裂点的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa),r为断裂点的最大主应变。)
p、p’和q各自通过将各数据点前后的5个点、共计11个点的真应力进行平均作为平滑处理而求出。
(13)MD方向的伸长率为100%时的标称应力S2(单位:MPa)
按照JIS K 6781-1994的“6.4拉伸断裂载荷和伸长率”中记载的方法,由所制成的膜制作长度方向为拉伸方向(MD)的试验片。在卡盘间距为80mm、标线间距为40mm、拉伸速度为500mm/分钟的条件下对所得到试验片进行拉伸试验,求出伸长率为100%时的标称应力。将伸长率为100%时的标称应力记载为S2。
(14)拉伸断裂强度(单位:MPa)、拉伸断裂伸长率(单位:%)
按照JIS K 6781-1994的“6.4拉伸断裂载荷和伸长率”中记载的方法,由所制成的膜制作长度方向分别为拉伸方向(MD方向)和TD方向的试验片。在卡盘间距为80mm、标线间距为40mm、拉伸速度为500mm/分钟的条件下对所得到的试验片进行拉伸试验,求出拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率。
(15)袋落下强度
1)袋落下强度评价用样品的制作
从后述的多层膜切割出20张MD方向的长度为60mm、TD方向的长度为70mm的长方形的膜。以多层膜的MD方向一致且吹胀膜面相对的方式重叠两张多层膜,设置在TESTER产业公司制造的热封机上,在密封宽度为10mm、密封条温度为180℃、密封压力为0.03MPa、密封时间为2秒的条件下分别对2条长边和1条短边进行热封,从而得到袋。在所得到的袋中填充10ml纯水,然后利用脉冲封口机对作为开口部的短边进行热封以防止空气进入,从而得到评价用样品。所得到的评价用样品的热封部的内侧的尺寸为40mm(MD方向)、50mm(TD方向)。
2)袋落下强度的测定
将评价用样品在5℃下保持状态24小时。接着,将评价用样品设置在杜邦式冲击试验机上,使2kg的重物从175mm的高度重复落下至评价用样品上20次。根据下式求出残存概率。
残存概率(%)=100×{(评价用样品破裂时的重物的落下次数)-1}/20
在即使使重物落下20次也未破裂的情况下,将残存概率设为100%。在各实施例中,使用10个评价用样品进行试验,将残存概率的平均值作为“袋落下强度”。
[成分(A)的制造例]
[实施例1]
(1)成分(A)的制造
通过与日本特开2009-79180号公报中记载的实施例1(1)和(2)的成分(A)的制备同样的方法制造了成分(H)。元素分析的结果为:Zn=11重量%,F=6.4重量%。
(2)预聚合催化剂成分的制造
在预先进行氮气置换后的内部容积为210升的带有搅拌机的高压釜中,添加41升丁烷,然后添加60.9毫摩尔外消旋-亚乙基双(1-茚基)二苯氧基锆,将高压釜升温至50℃并搅拌2小时。接着,在高压釜中添加0.60kg在上述(1)中得到的成分(H)。
然后,将高压釜降温至31℃,体系内稳定后,将0.1kg乙烯、0.1升氢气(常温常压)添加到高压釜中,接着,添加240毫摩尔三异丁基铝,并开始预聚合。将乙烯和氢气(常温常压)分别以0.5kg/小时和1.1升/小时的速度供给至高压釜中30分钟,然后升温至50℃,同时将乙烯和氢气(常温常压)分别以2.7kg/小时和8.2升/小时的速度供给至高压釜中。实施合计为10.0小时的预聚合。预聚合结束后,排出乙烯、丁烷和氢气等,将残余的固体在室温下真空干燥,从而得到了相对于每1g成分(H)、含有39.6g聚乙烯的预聚合催化剂成分。该聚乙烯的[η]为1.17dl/g。
(3)成分(A)(LLDPE1-10)的制造
在(2)中得到的预聚合催化剂成分的存在下、利用连续式流化床气相聚合装置实施乙烯和1-己烯的共聚,从而得到了乙烯-1-己烯共聚物(以下称为LLDPE1-10)的粉末。作为聚合条件,聚合温度为96℃、聚合压力为2MPa;相对于100摩尔%乙烯,氢气量的平均值为0.56摩尔%;相对于乙烯和1-己烯的合计,1-己烯的摩尔比为1.09%。聚合中,为了将气体组成保持恒定,连续地供给乙烯、1-己烯和氢气。另外,连续地供给上述预聚合催化剂成分、三异丁基铝、三乙胺(相对于三异丁基铝的摩尔比为30%)、氧气(相对于三异丁基铝的摩尔比为12%),将流化床的粉末总重量恒定保持在80kg。平均聚合时间为3.4小时。使用挤出机(神户制钢所公司制造的LCM50)将所得到的LLDPE1-10的粉末在进料速度为50kg/小时、螺杆转速为450rpm、浇口开度为50%、抽吸压力为0.1MPa、树脂温度为200℃~230℃的条件下进行造粒,从而得到了LLDPE1-10的粒料。对所得到的LLDPE1-10的粒料的物性进行了评价,将结果示于表1中。
[吹胀膜成型]
实施例中记载的成分(B)、成分(D)和成分(E)使用下述物质。
成分(B)
乙烯-1-己烯共聚物2-1(LLDPE2-1):茂金属催化剂线性低密度聚乙烯SUMIKATHENE E FV203(住友化学株式会社制造,乙烯-1-己烯共聚物)。将物性示于表1中。
成分(D)
高压法低密度聚乙烯1(LDPE1):高压法低密度聚乙烯SUMIKATHENE F200(住友化学株式会社制造,高压法低密度聚乙烯)。将物性示于表1中。
成分(E)
乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物2-2(LLDPE2-2):茂金属催化剂线性低密度聚乙烯SUMIKATHENE EP CU5003(住友化学株式会社制造,乙烯-1-丁烯-1-己烯共聚物)。将物性示于表1中。
实施例中记载的母料使用以下物质。
母料1(MB1):SUMIKATHENE E MB CMB-735(住友化学株式会社制造,抗氧化剂母料)
母料2(MB2):SUMIKATHENE E MB EMB-21(住友化学株式会社制造,防粘连剂母料)
母料3(MB3):SUMIKATHENE MB A-26(住友化学株式会社制造,防粘连剂/润滑剂的母料)
[实施例1]
(1)膜加工
利用转鼓混合机以表2中所示的配合组成将各树脂混合。接着,使用Placo公司制造的吹胀膜成型机(全螺纹螺杆单螺杆挤出机(直径为50mm、L/D=28)、模头(模头直径为125mm、模唇间隙为2.0mm)在加工温度为190℃、挤出量为25kg/小时、霜白线距离(FLD)为200mm、吹胀比为2.0的加工条件下将所得到的混合物成型为厚度100μm的吹胀膜。将所得到的吹胀膜的物性示于表2中。
(2)多层膜的制造
通过使用测试涂布机(康井精机株式会社制造)的干式层压加工将吹胀膜和双轴拉伸尼龙膜(厚度为15μm)经由双组分固化型聚氨酯类胶粘剂(武田药品工业株式会社制造的Takelac A310/Takenate A-3)贴合,然后在40℃下老化48小时,从而得到了多层膜。多层膜的层结构为吹胀膜/胶粘层/双轴拉伸尼龙膜。将袋落下强度的结果示于表2中。
[实施例2、实施例3]
除了如表2所示变更配合组成以外,与实施例1同样地得到了吹胀膜和多层膜。将结果示于表2中。
[比较例1~4]
除了如表3所示变更配合组成以外,与实施例1同样地得到了吹胀膜和多层膜。将结果示于表3中。
表1
LLDPE1-10 | LLDPE2-1 | LLDPE2-2 | LDPE1 | ||
MFR | g/10分钟 | 0.021 | 2 | 0.45 | 2 |
MFRR | - | 4.5×10<sup>2</sup> | 1.7×10 | 1.1×10<sup>2</sup> | 5.3×10 |
密度 | kg/m<sup>3</sup> | 924.5 | 913 | 928 | 923 |
[η<sup>0</sup>] | Pa·秒 | 3.8×10<sup>5</sup> | 4.9×10<sup>3</sup> | 7.2×10<sup>4</sup> | 1.2×10<sup>4</sup> |
Ea | kJ/mol | 79 | 32 | 65 | 63 |
Mn | g/mol | 1.9×10<sup>4</sup> | 2.7×10<sup>4</sup> | 9.5×10<sup>3</sup> | 1.8×10<sup>4</sup> |
Mw | g/mol | 1.3×10<sup>5</sup> | 8.3×10<sup>4</sup> | 7.8×10<sup>4</sup> | 6.5×10<sup>4</sup> |
Mz | g/mol | 3.3×10<sup>5</sup> | 1.5×10<sup>5</sup> | 2.1×10<sup>5</sup> | 1.5×10<sup>5</sup> |
Mw/Mn | - | 6.5 | 3.1 | 8.2 | 3.6 |
Mz/Mw | - | 2.6 | 1.8 | 2.7 | 2.3 |
[η] | dl/g | 1.44 | 1.49 | 0.90 | |
τ | 秒 | 24.94 | 0.02 | 9.05 | 0.95 |
η*0.1/η*100 | - | 1.1×10<sup>2</sup> | 2.4 | 4.4×10 | 1.7×10 |
拉伸冲击强度 | kJ/m<sup>2</sup> | 983 | 2888 | 337 | 178 |
Tm | ℃ | 111.9 | 118.3 | 124.3 | 109.3 |
Tc | ℃ | 106.0 | 106.6 | 112.7 | 98.4 |
维卡软化点 | ℃ | 103.3 | 99.7 | 99.0 | 94.5 |
表2
表3
产业实用性
根据本发明,能够提供袋落下强度优异的包装容器。
Claims (3)
1.一种膜,其中,所述膜的通过下述0)~7)求出的S1为220MPa以上且2000MPa以下,并且所述膜在拉伸速度为500mm/分钟的条件下进行拉伸试验时的MD方向的伸长率为100%时的标称应力为11.0MPa以上且30.0MPa以下,
0)利用依据ASTM D1822 Type S标准的哑铃形裁刀以MD方向为长边的方式从膜冲裁出试验片;
1)利用高速拉伸试验机以1m/s的速度对试验片进行拉伸试验;
2)利用高速照相机拍摄1)的拉伸试验中的试验片;
3)利用3D检测和分析软件对拍摄的图像进行分析,求出试验片的颈缩部的最大主应变(ε1)和最小主应变(ε3);
4)通过下式求出试验片的颈缩部的截面面积,
(试验片的颈缩部的截面面积)
=(实施试验前的颈缩部的宽度)×(实施试验前的颈缩部的厚度)×{exp(ε3)}2;
5)用通过拉伸试验而得到的各时刻的载荷除以各时刻的试验片的颈缩部的截面面积,从而求出各时刻的真应力;
6)将在5)中得到的各时刻的真应力相对于各时刻的最大主应变(ε1)进行作图,求出真应力-最大主应变曲线;
7)通过7a)或7b)求出S1,
7a)在1)的拉伸试验中,在最大主应变为2.0的时刻试验片未断裂的情况下,通过下式(11)求出S1,
S1=(p-q)/0.3……(11)
(式(11)中,p为最大主应变为2.0时的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa));
7b)在1)的拉伸试验中,在最大主应变大于1.7且小于2.0的范围内试验片断裂的情况下,通过下式(12)求出S1,
S1=(p’-q)/(r-1.7)……(12)
(式(12)中,p’为断裂点的真应力(MPa),q为最大主应变为1.7时的真应力(MPa),r为断裂点的最大主应变)。
2.一种多层膜,所述多层膜包含层α,所述层α包含权利要求1所述的膜,其中,
在该多层膜所具有的两个表面层中,至少一个表面层为层α。
3.一种包装容器,其中,所述包装容器包含权利要求1所述的膜。
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