CN1852945A - 聚丙烯基成型物及容器 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个目标是提供一种透明度、耐冲击性、柔性和抗粘连性俱佳的成型物。提供本发明聚丙烯基成型物的本发明是一种单层或具有包含热塑性树脂组合物的层的多层成型物,该热塑性树脂组合物含有满足以下要求的聚丙烯树脂组合物(A)和包含乙烯和至少一种具有4个或更多个碳原子的α-烯烃的乙烯基共聚物(B)。聚丙烯树脂组合物(A)是这样一种组合物:包含各自在特定范围内的聚丙烯组分(C)和丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的共聚物弹性体组分(D),熔体流速在特定范围内、源自共聚物弹性体组分(D)中丙烯的单元的含量被指定并且二甲苯可溶部分XS满足特定的要求。
Description
相关申请的前后参照
本申请要求2003年10月8日提交的美国临时申请60/509267的依据35U.S.C.§119(e)的权益,并要求2003年9月22日提交的日本专利申请2003-330347及2003年10月8日提交的临时申请60/509267的优先权,文中将这些申请的内容引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种包含聚丙烯基树脂组合物的成型物,还涉及一种可特别用作医用容器的容器。
背景技术
装填血液、药品或类似物的医用容器除了不言而喻的卫生方面的要求外,还需要具有足够高的耐热性,以承受高温灭菌处理;透明度,以使能够确定存在或不存在混入的杂质,或观察因药物混合而起的变化;能够在处理期间跌落时或在包装和运输时防止破裂的耐冲击性;实现轻松卸出内容物的柔性;抗粘连性,以使在医用容器生产时不引起膜或片的轻易分离,同时不使装有药品的医用容器粘着到其外包装袋上。
特别地,日益需要一种医用容器,该容器能在121℃或更高的温度下灭菌得到强灭菌效果,能满足耐热性、透明度、抗冲击性、柔性和抗粘连性的所有要求并能工业生产。
对于医用容器,迄今为止都是使用软氯乙烯;聚乙烯基材料,如高压处理低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;以及聚丙烯基材料,如丙烯均聚物和丙烯的无规或嵌段共聚物;以及其它的α-烯烃。
氯乙烯基树脂的问题在于用于赋予其性能的增塑剂溶出进入药品溶液或食品中,尽管其具有优异的耐热性、透明度、柔性与耐冲击性的平衡。
聚乙烯基材料中,高压处理低密度聚乙烯的耐热性和冲击强度低劣。至于线性低密度聚乙烯,使用具有低密度的聚乙烯以提高透明度和柔性,但是密度的降低引起问题,如耐热性倾向于不足,或者树脂中的低分子量组分导致容器的抗粘连性降低,或溶出进入药品。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物透明度优异而耐热性不利地低劣。高密度聚乙烯透明度低劣。换句话说,在聚乙烯基材料中难以获得耐热性、透明度和耐冲击性的良好平衡。
在聚丙烯基材料中,丙烯均聚物和丙烯无规共聚物透明度优异而耐冲击性低劣,丙烯嵌段共聚物的柔性和透明度低劣。
为了解决这些问题,对于采用聚乙烯基材料的医用容器,已经提议多层容器,由主要包含高密度聚乙烯的层和主要包含线性低密度聚乙烯的层构成(例如参见日本未审专利申请首次公开H5-293160)。
而且,最近开发了采用茂金属基催化剂生产并具有优异耐冲击性和透明度的聚乙烯基材料,并有将这种材料用于医用容器的行动。例如,已经提议了一种容器,该容器通过组合在茂金属基催化剂存在下生产的聚乙烯基材料并将这些材料以两层或三层叠加而得到(例如参见日本未审专利申请首次公开H7-125738)。
另一方面,对于采用聚丙烯基材料的医用容器,已经提议了一种医用容器,通过使用树脂组合物赋予该容器优异的耐热性、透明度、抗冲击等性质,该组合物包含具有5-8质量%α-烯烃含量的丙烯基无规共聚物与特定的乙烯-丙烯和丙烯-丁烯无规共聚物的混合物(例如参见日本未审专利申请首次公开H8-231787)。
而且,已经提议了一种由外层和中间层构成的容器,其中外层是包含丙烯均聚物或含有0-30%聚乙烯基树脂的丙烯-α-烯烃无规共聚物的层;中间层是三层叠加体,包含丙烯均聚物或丙烯/α-烯烃无规共聚物与聚烯烃弹性体或类似物的混合物(例如参见日本未审专利申请首次公开H9-262948)。
此外,还提议了一种容器,通过使用树脂组合物并在热塑时形成特定形态得到,该树脂组合物包含结晶聚丙烯和具有特定特性粘数比的丙烯-α-烯烃共聚物(例如参见日本未审专利申请首次公开H10-316810)。
这些公开的发明中,目标是获得一种医用容器,满足耐热性、透明度、耐冲击性、柔性和抗粘连性的所有要求并且能够工业生产,但是这些所有发明都不能满足耐热性、透明度、耐冲击性、柔性和抗粘连性中的至少一种性能。
在这种情形下构建了本发明,本发明的目标是提供一种成型物和一种容器,在耐热性、透明度、耐冲击性、柔性和抗粘连性上都优异并且能够特别用作医用容器。
发明内容
作为解决这些问题的深入细致研究的结果,本发明人已经发现上述目标可以通过一种成型物和一种使用该成型物的容器来实现,该成型物具有包含热塑性树脂组合物的层,该热塑性树脂组合物含有特定的聚丙烯树脂组合物和乙烯基共聚物。基于这种发现发明了以下(1)-(10)的聚丙烯基成型物和以下(11)-(18)的容器。
1.一种聚丙烯基成型物,其至少一层包含热塑性树脂组合物的层,其中热塑性树脂组合物含有满足以下要求的聚丙烯树脂组合物(A)和包含乙烯与至少一种具有4个或更多个碳原子的α-烯烃的乙烯基共聚物(B):聚丙烯树脂组合物(A)是一种组合物,含有50-80质量%聚丙烯组分(C)和50-20质量%丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的共聚物弹性体组分(D),
熔体流速在0.1-15.0g/10min的范围内,
共聚物弹性体组分(D)中源自丙烯中的单元的含量为50-85质量%,并且
二甲苯可溶部分Xs满足以下要求(I)-(V):
(I)丙烯含量Fp为50-80质量%,
(II)二甲苯可溶部分Xs的特性粘数[η]Xs为1.4-5dL/g,
(III)特性粘数[η]Xs与二甲苯不可溶部分Xi的特性粘数[η]Xi之比为0.7-1.5,
(IV)根据双位点模型定义的高丙烯含量组分的丙烯含量(Pp)为60质量%-低于95质量%,并且低丙烯含量组分的丙烯含量(P’p)为20质量%-低于60质量%,以及
(V)根据双位点模型定义的高丙烯含量组分的丙烯含量(Pp)、低丙烯含量组分的丙烯含量(P’p)、高丙烯含量组分占Fp的比值(Pf1)和低丙烯含量组分占Fp的比值(1-Pf1)满足下式(1)和(2):
Pp/P’p≥1.90 (1)
2.00<Pf1/(1-Pf1)<6.00 (2)
2.如权利要求1中所述聚丙烯基成型物,其中热塑性树脂组合物中二甲苯可溶部分的折射率为1.480-1.495。
3.如权利要求1或2中所述的聚丙烯基成型物,其中热塑性树脂组合物中二甲苯可溶部分的量为20-70质量%。
4.如权利要求1-3中任一项所述的聚丙烯基成型物,其中在热塑性树脂组合物中,聚丙烯树脂组合物(A)的熔体流速(MFRA)与乙烯基共聚物(B)的熔体流速(MFRB)之比(MFRA/MFRB)为0.3-3.0。
5.如权利要求1-4中任一项所述的聚丙烯基成型物,其为多层聚丙烯基成型物并且还具有包含聚烯烃基树脂的层。
6.如权利要求5中所述的聚丙烯基成型物,其中聚烯烃基树脂为聚乙烯基树脂。
7.如权利要求6中所述的聚丙烯基成型物,其中聚乙烯基树脂含有15质量%或更多的高密度聚乙烯。
8.如权利要求6中所述的聚丙烯基成型物,其中聚乙烯基树脂基本仅由高密度聚乙烯构成。
9.如权利要求1-8中任一项所述的聚丙烯基成型物,其中包含热塑性树脂组合物的层的厚度占总厚度的40%或更多。
10.如权利要求1-9中任一项所述的聚丙烯基成型物,其通过多层共挤出水冷吹塑成型法或多层共挤出T-口模流延法生产。
11.包含如权利要求1-10中任一项所述的聚丙烯基成型物的容器。
12.如权利要求11中所述的容器,其中该容器包含多层聚丙烯基成型物,且最外层为包含聚丙烯树脂组合物或丙烯·α-烯烃无规共聚物的层。
13.如权利要求11中所述的容器,其中该容器包含多层聚丙烯基成型物且最外层为含有聚乙烯基树脂的层。
14.如权利要求13中所述的容器,其中聚乙烯基树脂含有15质量%或更多的高密度聚乙烯。
15.如权利要求13中所述的容器,其中聚乙烯基树脂基本仅由高密度聚乙烯构成。
16.如权利要求11-15中任一项所述的容器,其中该容器包含多层聚丙烯基成型物并且最内层为含有聚乙烯基树脂的层。
17.如权利要求16中所述的容器,其中聚乙烯基树脂基本仅由高密度聚乙烯构成。
18.如权利要求11-17中任一项所述的容器,其为用于盛装医药物质的医用容器。
附图简述
图1是表示丙烯-乙烯共聚物弹性体的13C-NMR谱的一个例子的图。
图2是表示链分布中初始各碳的名称的图。
实施本发明的方式
聚丙烯基成型物
本发明的聚丙烯基成型物为包含热塑性树脂组合物的单层成型物,该热塑性树脂组合物含有聚丙烯树脂组合物(A)[以下有时简称为“组分(A)”]和乙烯基共聚物(B)[以下有时简称为“组分(B)”];或具有至少一层包含该热塑性树脂组合物的多层成型物。这尤其是一种具有柔性的薄壁成型物,如管、片和膜。
聚丙烯树脂组合物(A)是一种组合物,含有聚丙烯组分(C)[以下有时简称为“组分(C)”]和丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的共聚物弹性体组分(D)[以下有时简称为“组分(D)”]。
构成聚丙烯树脂组合物(A)的聚丙烯组分(C)选自丙烯均聚物、丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的共聚物或其混合物。至于具有4-12个碳原子的α-烯烃,可以使用选自1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、4-甲基-1-戊烯等的任何成分。这些可以单独或者两种或多种组合使用。
然而,在本发明中,聚丙烯组分(C)是指源自丙烯的单元含量超过95质量%的聚合物。作为共聚组分的乙烯和/或α-烯烃的含量为0.5质量%或更少,优选0.1-3.5质量%。如果乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的含量超过5质量%,成型物的刚度和耐热性则急剧降低。
这种聚合物通过使用例如公知的齐格勒·纳塔催化剂或茂金属催化剂按照公知的聚合方法来生产。
这些聚合物中,在最终成型物或容器需要具有特殊的刚度和耐热性的情形中,聚丙烯组分(C)优选为丙烯均聚物,在最终成型物或容器需要具有特殊的抗冲击性和透明度的情形中,聚丙烯组分(C)优选为丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的共聚物。
聚丙烯组分(C)优选具有2.0-4.8dL/g的特性粘数[η],更优选2.5-4.5dL/g,进一步优选2.8-4.0dL/g。如果特性粘数[η]超过4.8dL/g,挤出时可能引起成型失败或成型物的透明度降低,而如果特性粘数[η]低于2.0dL/g,成型时的挤出失败或透明度降低较少发生,但是产品的刚度和耐冲击性会降低。
共聚物弹性体组分(D)是一种丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的共聚物弹性体组分。对于构成共聚物弹性体组分(D)的具有4-12个碳原子的α-烯烃,可以使用任何烯烃,其具体例子包括1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、4-甲基-1-戊烯。
然而,在本发明中,共聚物弹性体组分(D)是指源自丙烯的单元含量为50-85质量%的聚合物。源自丙烯的单元含量优选为55-85质量%,更优选55-80质量%。如果源自丙烯的单元含量超过85质量%,低温下的耐冲击性变得不足,而如果它低于50质量%,透明度和热封强度将降低。
这些聚丙烯组分(C)和共聚物弹性体组分(D)可以通过公知的方法生产。具体而言,这些组分可以通过在齐格勒催化剂或茂金属催化剂存在下,使丙烯聚合物或使丙烯与其它烯烃共聚来生产。此处所用齐格勒催化剂包括三氯化钛基催化剂和带有载体的镁催化剂。带有载体的镁催化剂包括由(a)含有钛、镁和氯作为必要成分的固体催化剂组分和(b)有机铝化合物和(c)给电子化合物构成的催化剂。这些催化剂例如描述在JP-A-57-63310、JP-A-57-63311、JP-A-58-83006、JP-A-58-138708、JP-A-62-20507、JP-A-61-296006、JP-A-2-229806、JP-A-2-33103和JP-A-2-70708中。这些也可以用作在生产每种组分之前由少量烯烃的聚合产生的预聚的催化剂。
在共聚物弹性体组分(D)的生产中,生产条件不受特殊限制,只要这种组分能够以满足本发明中指定的范围生产即可,但是所述方法的具体例子包括以下方法:
1.通过使用这些催化剂中生成具有较宽组成分布、立构规整度分布和分子量分布的聚合物的催化剂来生产组分(D)的方法。
2.生产组分(D)的方法,其中使用上述催化剂,其在给出生成较宽组成分布、立构规整度分布和分子量分布的条件下制备,即通过改变所用给电子化合物或有机铝化合物的量或使用多种给电子化合物来制备。
3.在生成较宽组成分布、立构规整度分布和分子量分布的聚合条件下生产组分(D)的方法,即(a)通过多级聚合来生产组分(D)的方法,通过改变每一级的聚合条件,例如温度和单体组成比;或(b)通过利用组成分布随所得聚合物的组成而变的事实,以及控制共聚物弹性体的组成从而能够实现目标组成分布来生产组分(D)的方法,以及
4.将具有均匀组成分布和不同丙烯含量的多种组分混合的方法,其中各组分通过使用茂金属催化剂或类似催化剂得到。
当所用组分(D)通过这类方法生产时,可以容易地获得下述二甲苯可溶部分的组成分布受控的聚丙烯树脂组合物(A)。
在组分(C)和(D)的生产中,可以采用在惰性烃如己烷、庚烷和煤油,或液化α-系统溶剂如丙烯存在下进行的聚合方法,如淤浆聚合、嵌段聚合、溶液聚合或气相聚合。聚合在室温-200℃、优选30-150℃的温度范围和0.2-5.0MPa的压力范围下进行。对于聚合步骤中所用的反应器,可以适宜地使用此技术领域中通常采用的反应器,其例子包括搅拌釜型反应器、流化床型反应器和循环系统反应器。聚合可在连续、半间歇或间歇系统中采用这类反应器进行。聚合时,可以添加氢气或类似物来调节所得聚合物的分子量。
聚合树脂组合物(A)含有50-80质量%的聚丙烯组分(C)和50-20质量%的共聚物弹性体组分(D)。如果聚合物弹性体组分(D)的含量低于20质量%,产生低劣的耐冲击性,而如果该含量超过50质量%,产生较差的刚度和耐热性。共聚物弹性体组分(D)的含量优选为45-20质量%,更优选40-23质量%,由于能够获得优异的耐冲击性、刚度和耐热性。
聚丙烯树脂组合物(A)具有0.1-15.0g/10min的熔体流速(以下有时称为“MFR”),考虑到成型物的透明度、刚度和耐冲击强度,更优选0.1-10.0g/10min,进一步优选0.7-7.0g/10min。如果MFR低于0.1g/10min,用挤出机捏合或成型时会发生每种组分的分散失败或取出失败,这会使得成型物的耐冲击性、刚度或透明度降低,而如果MFR超过0.1-15.0g/10min,耐冲击性或透明度会降低。MFR如本发明中所用是在230℃下21.18N的负荷下根据JIS K7210测量的值。
聚丙烯树脂组合物(A)通常含有20-50质量%的二甲苯可溶部分Xs。二甲苯可溶部分Xs的含量优选为20-45质量%,更优选23-40质量%。
二甲苯可溶部分Xs的比值如下测定。
将测试样(10g)添加到1L邻二甲苯中,加热下搅拌,通过提高温度至沸点(约135℃),使测试样经30分钟或更长时间完全溶解。在目视确定完全溶解后,将溶液搅拌冷却至100℃或更低,在保持在25℃的恒温室中再保存2小时。然后,用滤纸分离沉淀组分(二甲苯不溶部分Xi)得到滤液。在140℃的温度下加热该滤液的同时,二甲苯在氮气流(约1L/min)中蒸馏出来,将残余物干燥得到二甲苯可溶部分Xs。此时,二甲苯不溶部分和二甲苯可溶部分的干燥在60℃减压下进行1天。二甲苯可溶部分的比值通过(Xs质量/测试样质量)确定。二甲苯可溶部分由树脂组合物中的无定形分子和低分子物质构成。
(I)二甲苯可溶部分中的丙烯含量Fp为50-80质量%,优选60-80质量%,更优选大于60-80质量%,进一步优选65-80质量%,再进一步优选70-80质量%,最优选70-78质量%。如果二甲苯可溶部分中的丙烯含量低于50质量%,透明度降低,当形成膜时,热封强度可能降低;而如果该丙烯含量Fp超过80质量%,低温下的耐冲击性则降低。
(II)二甲苯可溶部分的特性粘数[η]Xs为1.4-5.0dL/g、优选2.0-4.5dL/g更优选2.5-4.0dL/g。如果特性粘数[η]Xs超过5.0dL/g,耐冲击性增强但是透明度降低,而如果特性粘数[η]Xs低于1.4dL/g,耐冲击性降低。
(III)二甲苯可溶部分的特性粘数[η]Xs与二甲苯不可溶部分的特性粘数[η]Xi之比([η]Xs/[η]Xi)为0.7-1.5,优选0.7-1.3,更优选0.8-1.2。如果比值([η]Xs/[η]Xi)小于0.7,透明度提高但是低温下的耐冲击性降低,而如果该比值超过1.5,透明度则降低。
聚丙烯树脂组合物(A)中二甲苯可溶部分的折射率优选为1.470-1.490,更优选1.470-1.485,进一步优选1.473-1.485。如果二甲苯可溶部分的折射率超过1.490,透明度提高但是耐冲击性会降低,而如果该折射率低于1.470,耐冲击性会增强但是透明度倾向于降低。
二甲苯可溶部分的折射率如下测定:
用压模机将二甲苯可溶部分在230℃下预热5分钟,脱气30秒,在6MPa下压制1分钟,然后在30℃下冷却3分钟得到厚度50-80μm的膜。之后,将包含此膜的测试样静置于常温下24小时,然后在23℃下以水杨酸乙酯作为中间溶液,用ATAGO生产的阿贝折射计测量对钠D线的折射率。
二甲苯不溶部分折射率以与二甲苯可溶部分折射率相同的方式测定,优选为1.490-1.510,更优选1.493-1.505,进一步优选1.495-1.503。如果二甲苯不溶部分的折射率低于1.490,透明度和耐冲击性增强但是刚度和耐热性降低,而如果该折射率超过1.510,刚度和耐热性增强但是耐冲击性倾向于降低。
在聚丙烯树脂组合物(A)的二甲苯可溶部分Xs中,(IV)根据双位点模型定义的高丙烯含量组分的丙烯含量(Pp)为60质量%-低于95质量%,优选65-90质量%,更优选70-90质量%;并且低丙烯含量组分的丙烯含量(P’p)为20质量%-低于60质量%,优选25-55质量%,更优选30-50质量%。
在聚丙烯树脂组合物(A)的二甲苯可溶部分Xs中,(V)根据双位点模型定义的高丙烯含量组分的丙烯含量Pp、低丙烯含量组分的丙烯含量P’p、高丙烯含量组分占Fp的比值(Pf1)和低丙烯含量组分占Fp的比值(1-Pf1)满足下式(1)和(2):
Pp/P’p≥1.90 (1)
2.00<Pf1/(1-Pf1)<6.00 (2)
如果Pp/P’p低于1.90或Pf1/(1-Pf1)为2.0或更低,二甲苯可溶部分与二甲苯不溶部分之间的界面力降低,因而,在通过将成型物热封生产容器时,热封强度降低。如果Pf1/(1-Pf1)为6.00或更高,上述界面力提高,但是刚度和冲击强度降低。这些式子是表示二甲苯可溶部分组成分布的指标,即,式(1)是从那两个活性位点生产的组分之间的组成差异的量度,式(2)是有关从那两个活性位点生产的组分的产物的量度。
关于根据双位点模型得到的Pp、P’p和Pf1,Pp/P’p优选满足下式(3),更优选下式(4):
1.95≤Pp/P’p≤2.40 (3)
1.95≤Pp/P’p≤2.35 (4)
而且,Pf1/(1-Pf1)优选满足下式(5),更优选下式(6):
2.50≤Pf1/(1-Pf1)<5.50 (5)
3.00<Pf1/(1-Pf1)<5.00 (6)
双位点模型在H.N.Cheng,Journal of Applied Polymer Science第35卷第1639-1650页(1988)中定义。具体而言,通过假定两个活性位点,即,一个优先聚合丙烯的活性位点(P)和一个优先聚合乙烯(P’)的活性位点,确定在这两个活性位点除的反应概率,更具体而言,将丙烯含量Pp和P’p以及优先聚合丙烯的活性位点(P)占全部活性位点的比值Pf1用作参数,通过采用表1中所示的概率方程,将这三个参数优化以使真实13C-NMR谱的相对强度与概率方程相符。如此所得的Pp、P’p和Pf1以及丙烯含量Fp满足下式(7)的方程:
Fp=Pp×Pf1+P’p×(1-Pf1) (7)
表1
信号 | 双位点模型的概率方程 |
SααSαγSαδTδδSγγ+TβδSγδSδδTββSβδSββ | Pp 2×Pf1+P’P 2×(1-Pf1)(-2Pp 3+2Pp 2)×Pf1+(-2P’p 3+2P’p 2)×(1-Pf1)(2Pp 3-4Pp 2+2Pp)×Pf1+(2P’p 3-4P’p 2+2P’p)×(1-Pf1)(Pp 3-2Pp 2+Pp)×Pf1+(P’p 3-2P’p 2+P’p)×(1-Pf1)(Pp 4-4Pp 2+3Pp 2)×Pf1+(P’p 4-4P’p 3+3P’p 2)×(1-Pf1)(-2Pp 4+6Pp 3-6Pp 2+2Pp)×Pf1+(-2P’p 4+6P’p 3-6’Pp 2+2P’p)×(1-Pf1)(Pp 4-5Pp 3+9Pp 2-7Pp+2)×Pf1+(P’p 4-5P’p 3+9P’p 2-7P’p+2)×(1-Pf1)Pp 3×Pf1+P’P 3×(1-Pf1)(2Pp 3-4Pp 2+2Pp)×Pf1+(2P’p 3-4P’p 2+2P’p)×(1-Pf1)(-Pp 3+2Pp 2)×Pf1+(-P’p 3+P’p 2)×(1-Pf1) |
以下以丙烯-乙烯共聚物弹性体为例描述双位点模型。
图1是典型丙烯-乙烯共聚物弹性体的13C-NMR谱。该谱图中,由于链分布(乙烯和丙烯排列的方式)的差异存在10个不同的峰。链名如Macromolecules第10卷第536-544页(1977)中所述,并且该链如图2中命名。假定共聚反应机理,这些链可以表示为反应概率的产物。因而,当将总峰强假定为1时,通过根据伯努利统计学的概率方程将每个位点的反应概率和丰度作为参数,能够表示(1)-(10)每个峰的相对强度。例如,在(1)Sαα的情形中,当丙烯由符号“P”表示而乙烯用符号“E”表示时,可能的链为[PPPP]、[PPEE]和[EPPE]三种链。将这些链的每一种用反应概率表示,然后合计。至于剩余的峰(2)-(10),以同样的方式建立方程。然后,通过优化参数,即Pp、P’p和Pf1,可以确定两个活性位点的反应概率,从而这10个方程趋近真实测量的峰强度。在优化中,用最小二乘法进行回归计算直到峰强度测量值与通过表1中所示各自方程得到的理论值之间的余差为1×10-5或更小。
以下描述聚丙烯树脂组合物(A)的生产方法。生产聚丙烯树脂组合物(A)的方法不受特殊限制,可以采用公知的方法,例如通过将组分(C)和组分(D)共混来生产组合物的共混法,通过在聚合时进行多级聚合来生产组合物的聚合法以及结合使用聚合法和共混法的方法。
例如,在共混法中,用螺条搅拌器、转筒、Henschel混合机或类似物将组分(C)和组分(D)混合,然后在170-280℃、优选170-260℃的温度下用捏合机、混合辊、班伯里密炼机、单螺杆或双螺杆挤出机或类似物熔融捏合,得到聚丙烯树脂组合物(A)。
在聚合法中,可在一个聚合容器中通过多级聚合生产组分(C)和组分(D)。此外,通过结合使用聚合法和共混法,当在一个聚合系统中通过多级聚合生产组分(C)和组分(D)之后,可以进一步添加组分(C)和/或组分(D)。
这些聚丙烯树脂组合物(A)的生产方法中,优选聚合法,因为能够获得更优异的透明度。
在上述聚丙烯树脂组合物(A)的生产方法中,以采用聚合法的情形为例描述生产条件与要求(I)-(V)之间的关系。在聚合法中,将氢气、丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的单体混合物用作混合原料。
(I)增加混合原料中的丙烯含量,Fp则变高。
(II)降低混合原料中的氢气含量,[η]Xs则变高。
(III)在([η]Xs/[η]Xi)中,[η]Xi主要源自组分(C),因而,降低组分(C)聚合时混合原料中的氢浓度,[η]Xi则变高。
[η]Xs主要源自组分(D),因而,降低组分(D)聚合时混合原料中的氢浓度,[η]Xs则变高。
因而,通过组分(C)和组分(D)每一种聚合时混合原料中的氢浓度能够调节([η]Xs/[η]Xi)。
(IV)和(V):以下描述聚合时在混合原料中由双位点模型定义的Pp、P’p和Pf1之间的关系和组成比。
当混合原料中的丙烯含量增加时,Pp变大,P’p几乎保持恒定或略微变大,Pp/P’p值几乎保持恒定或略微变小。
而且,当混合原料中的丙烯含量增加时,Pf1变大,结果,Pf1/(1-Pf1)值变大。
乙烯基共聚物(B)是乙烯与至少一种具有4个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物。通过将这种乙烯基共聚物(B)混入聚丙烯树脂组合物(A),比单独使用组分(A)的情形进一步提高透明度。
构成乙烯基共聚物(B)的具有4个或更多个碳原子的α-烯烃的例子包括丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和1-十一碳烯。这些α-烯烃可以单独使用或者两种或多种结合使用。组分(B)的具体例子包括乙烯·丁烯无规共聚物、乙烯·己烯无规共聚物和乙烯·辛烯无规共聚物。其中,优选乙烯·丁烯无规共聚物,因为能够获得优异的耐冲击性。
乙烯基共聚物(B)的密度通常为0.870-0.905g/cm3、优选0.880-0.900g/cm3。如果使用密度超过此范围的乙烯基共聚物,透明度会在将聚丙烯基成型物灭菌后降低。
乙烯基共聚物(B)的MFR(在190℃ 21.18N的负荷下根据JIS K7210测量的值)通常在0.1-20g/10min,优选0.5-10g/10min。如果该MFR低于0.1g/10min,可塑性易于降低,而如果它超过20g/10min,耐冲击性倾向于降低。
归属于乙烯基共聚物(B)的商品的具体例子包括TAFMER(可从Mitsui Chemicals,Inc.获得)、EBM(可从JSR Corp.获得)、ENGAGE(可从DOW Chemical Nippon获得)和Excellen(可从Sumitomo Chemical Co.,Ltd.获得)。
在含有这些组分(A)和(B)的热塑性树脂组合物中,聚丙烯树脂组合物(A)与乙烯基共聚物(B)的混合比以组分(A)∶组分(B)计,通常为90∶10-40∶60,优选80∶20-50∶50,更优选70∶30-50∶50。如果混合比超出此范围,耐擦划性、耐冲击性和透明度有时达不到要求。
在热塑性树脂组合物中,二甲苯可溶部分的折射率优选为1.480-1.495,更优选1.480-1.490。当二甲苯可溶部分的折射率在此范围内时,耐冲击性和透明度俱佳。如果热塑性树脂组合物中二甲苯可溶部分的折射率低于1.480或超过1.495,透明度倾向于降低。当所用乙烯基共聚物(B)具有高密度时,热塑性树脂组合物中二甲苯可溶部分的折射率变高,而当使用具有低密度的乙烯基共聚物(B)时,该折射率变低。
热塑性树脂组合物中二甲苯可溶部分的量优选为20-70质量%。如果二甲苯可溶部分的量低于20质量%,低温下的耐冲击性易于不足,而如果它超过70质量%,会导致耐热性不令人满意。当组分(B)和/或组分(D)的量增加时,热塑性树脂组合物中二甲苯可溶部分的量变大。
热塑性树脂组合物中,聚丙烯树脂组合物(A)的MFR(MFRA)与乙烯基共聚物(B)的MFR(MFRB)之比(MFRA/MFRB)优选为0.3-3.0,更优选0.3-2.5,甚至更优选0.3-2.0。如果该MFR比值低于0.3,低温下的耐冲击性倾向于不足,而如果它超过3.0,膜中产生白斑点并且外观易于损坏。
热塑性树脂组合物中,在不损害本发明目标的范围内可以混入其它聚合物。能够混入该热塑性树脂组合物中的其它聚合物的具体例子包括聚乙烯基树脂,如高压处理低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯和高密度聚乙烯;各种苯乙烯基弹性体,如苯乙烯-丁二烯弹性体及其加氢产物;丙烯与具有4个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;乙烯与(甲基)丙烯酸(酯)的共聚物;以及烯烃基热塑性弹性体。在100质量%热塑性树脂组合物中,这些其它聚合物的含量比优选低于40质量%。
热塑性树脂组合物的生产方法包括将组分(A)和(B),以及如果需要和其它聚合物,用挤出机在成型前捏合的方法(熔融共混),和将组分(A)和(B)各自以粒料形式混合的方法(干混)。在熔融共混中,将粒料熔融捏合,然后成型;在干混中,混合后的粒料直接经历成型。在这些方法中,优选熔融混合,因为极佳的耐冲击性。
在聚丙烯基成型物是多层成型物的情形中,成型物可以具有包含热塑性树脂组合物的层和包含聚烯烃基树脂的层。通过构建这样的层结构,能够容易地获得具有目标性质的成型物。
聚烯烃基树脂优选上述聚烯烃树脂组合物(A)或聚乙烯基树脂,并且由于低温下的高耐冲击性,更优选聚乙烯基树脂。
在构成包含聚烯烃基树脂的层的聚丙烯树脂组合物(A)中,可在不引起问题的范围内添加弹性体。可以添加的弹性体的具体例子包括乙烯·α-烯烃弹性体和加氢苯乙烯基弹性体。其商品实例包括TAFMER(可从MitsuiChemicals,Inc.获得)、EBM(可从JSR Corp.获得)、ENGAGE(可从DOWChemical Nippon获得)、Excellen(可从Sumitomo Chemical Co.,Ltd.获得)、DYNARON(可从JSR Corp.获得)、CEPTON(可从Kuraray Co.,Ltd.获得)、TAFTEC(可从Asahi Kasei Corp.获得)和CRAYTON(可从ShellJapan获得)。
构成包含聚烯烃基树脂的层的聚乙烯基树脂选自线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高压处理低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。然而,考虑到耐热性,除HDPE外的聚乙烯基树脂优选含有HDPE。
线型低密度聚乙烯(LLDPE)为包含乙烯与具有3-12个碳原子的α-烯烃的线型共聚物。构成线型低密度聚乙烯的α-烯烃的例子包括丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和1-十一碳烯。
线型低密度聚乙烯(LLDPE)的密度通常为0.905-0.940g/cm3、优选0.905-0.930g/cm3。如果该密度低于0.905g/cm3,膜相互之间易于粘结,而如果该密度超过0.940g/cm3,透明度倾向于不足。
线性低密度聚乙烯的MFR(在190℃ 21.18N的负荷下根据JIS K7210测量的值)通常为0.1-20g/10min,优选0.5-10g/10min。如果该MFR低于0.1g/10min,可塑性倾向于降低,而如果它超过20g/10min,耐冲击性倾向于降低。
生产这种线性低密度聚乙烯时采用的聚合催化剂不受特殊限制,但是适宜使用齐格勒·纳塔催化剂、茂金属催化剂和类似催化剂。
高压处理低密度聚乙烯(LDPE)是一种单纯乙烯的聚合物或乙烯与少量其它可聚合单体(例如醋酸乙烯酯)的共聚物,通过公知方法生产,例如高压自由基聚合。
高压处理低密度聚乙烯(LDPE)的密度通常为0.905-0.940g/cm3、优选0.910-0.940g/cm3。
高压处理低密度聚乙烯的MFR(在190℃ 21.18N的负荷下根据JISK7210测量的值)通常为0.1-20g/10min,优选0.5-10g/10min。如果该MFR低于0.1g/10min,可塑性倾向于降低,而如果它超过20g/10min,耐冲击性倾向于降低。
高密度聚乙烯(HDPE)是一种包含乙烯与具有3-12个碳原子的α-烯烃的共聚物。构成高密度聚乙烯的α-烯烃的例子包括丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和1-十一碳烯。
高密度聚乙烯的密度通常为0.945g/cm3或更高、优选0.950g/cm3或更高。如果该密度低于0.945g/cm3,耐热性倾向于降低。
高密度聚乙烯的MFR(在190℃21.18N的负荷下根据JIS K7210测量的值)通常为0.1-20g/10min,优选0.5-10g/10min。如果该MFR低于0.1g/10min,可塑性倾向于降低,而如果它超过20g/10min,耐冲击性倾向于降低。
在除HDPE外的聚乙烯基树脂含有HDPE的情形中,考虑到耐热性,HDPE的含量优选为15质量%。当耐热性重要时,该聚乙烯基树脂更优选基本上只含HDPE。
聚丙烯基成型物的总厚度不受特殊限制,如果需要可以适当选择,但是该总厚度优选0.01-1mm,更优选0.1-0.5mm。当总厚度在此范围内时,成型物的透明度和柔性会更佳。
在多层成型物的情形中,考虑到耐热性、透明度和耐冲击性,热塑性树脂层的厚度优选占40%或更高。此外,在三层结构的情形中,厚度比优选为第一层∶中间层∶第二层=1-30∶40-98∶1-30(假定总厚度为100)。
在不背离本发明范围的范围内,成型物可以适宜地具有包含其它树脂的层。其它树脂的具体例子包括线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、高压处理低密度聚乙烯、聚丙烯均聚物、乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯·乙烯醇共聚物(EVOH)、聚酰胺如6-尼龙和6,6-尼龙、以及聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。
此外,在构成成型物的树脂中,在不背离本发明范围的范围内,可以适宜地添加添加剂。添加剂的具体例子包括抗静电剂、抗氧化剂、润滑剂、抗粘结剂、防混浊剂、有机或无机颜料以及紫外吸收剂和分散剂。
聚丙烯基成型物的生产方法不受特殊限制,但其实例包括通过单层或多层挤出水冷或空气冷却吹胀法、单层或多层挤出T-口模流延法、干层压法或挤出层压法生产单层、多层或层压膜或片的方法。其中优选多层共挤出水冷吹塑成型法和多层共挤出T-口模流延法,因为能够容易地获得目标成型物。特别地,多层共挤出水冷吹塑成型法在许多方面都有利,例如透明度和卫生方面。
聚丙烯基成型物的生产方法也包括通过单层或多层吹塑成型法生产单层或多层吹塑成型品的方法。
在聚丙烯基成型物中,可以叠加通过无机化合物蒸汽沉积形成的层。
以上篇幅中所述聚丙烯基成型物是具有包含热塑性树脂组合物的层的单层或多层成型物,该热塑性树脂组合物含有满足上述要求的特定聚丙烯树脂组合物(A)和包含乙烯与至少一种具有4个或更多个碳原子的α-烯烃的乙烯基共聚物(B),因而成型物的耐热性、透明度、耐冲击性、柔性和抗粘连性俱佳。
<容器>
以下描述本发明的容器。本发明的容器包含上述聚丙烯基成型物,例如,该容器本身是聚丙烯基成型物,其为一个开口被热封的管;或者是吹塑成型品,通过将至少两个片或膜重叠并将三边或四边热封得到。
在多层容器的情形中,最内层优选为包含用在本发明中的热塑性树脂组合物的层、包含聚丙烯树脂组合物(A)的层或含有聚乙烯基树脂的层,考虑到卫生、抗粘连性和耐热性,更优选含有聚乙烯基树脂的层。
含有聚乙烯基树脂的层优选含有15质量%或更多的HDPE,由于在121℃下高压蒸汽灭菌时能够获得对热和粘连的优异的抵抗性,这种层更优选基本上只含HDPE。由于有时含有用于聚合的微量催化剂、添加剂或类似物,所以此处使用措辞“基本上”。
当容器盛装的内容物跌落以及过度的力施加于热封部分时,具有基本上仅含HDPE的最内层且与该最内层相邻并包含用在本发明中的热塑性树脂组合物的层的容器可能会在热封部分的边缘发生层间分离。然而,通过在基本只含HDPE的层与包含用在本发明中的热塑性树脂组合物的层之间提供包含线型低密度聚乙烯或类似物的粘结层,可以防止层间分离,并能够获得对内压的极强抵御的优选容器。
在多层容器的情形中,最外层优选包含聚丙烯树脂组合物(A)、丙烯·α-烯烃无规共聚物或聚乙烯基树脂。
丙烯·α-烯烃无规共聚物是一种无规共聚物,包含丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃。构成丙烯·α-烯烃无规共聚物的α-烯烃的例子包括1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯和4-甲基-1-戊烯。在丙烯·α-烯烃无规共聚物中,这些α-烯烃可以单独使用或者两种或多种结合使用。
在最外层包含聚乙烯基树脂的情形中,聚乙烯基树脂优选含有15质量%或更多HDPE。该聚乙烯基树脂更优选基本上只含HDPE。
当耐热性重要时,最外层优选包含聚丙烯树脂组合物(A)或丙烯·α-烯烃无规共聚物;当耐热性和抗粘连性重要时,最外层优选包含聚丙烯树脂组合物(A)。另一方面,当膜的低温耐冲击性、抗粘连性和耐擦划性重要时,该最外层优选基本上只含HDPE。
在最外层包含聚丙烯树脂组合物(A)或丙烯·α-烯烃无规共聚物的情形中,可以在不引起问题的范围内添加弹性体。弹性体的例子包括乙烯·α-烯烃弹性体和加氢苯乙烯基弹性体。上述的商品可用作弹性体。
在构成容器的树脂中,可在不背离本发明范围的范围内适当地混入其它树脂和添加剂。可以使用的其它树脂和添加剂包括包含上述可以混入热塑性树脂组合物中的其它聚合物的树脂,以及与可添加到构成聚丙烯基成型物的树脂中的那些添加剂相同的添加剂。然而,考虑到进入内容物流体的排出,优选不将添加剂添加到构成最内层的树脂中。
容器表面上,可以叠加通过无机化合物气相沉积形成的层。
<医用容器>
本发明的容器可以适宜地用作盛装医疗用品的医用容器。这种医用容器采用上述容器,因而耐热性足以承受121℃的灭菌并且灭菌处理后透明度和耐冲击性俱佳。
医疗用品的例子包括生理盐水、电解质溶液、葡聚糖制剂注射液、甘露糖醇制剂、糖制剂、氨基酸制剂及类似物、血液成分如红血球、血小板和血浆。
根据期望的用途,这种医用容器可以具有两个或多个腔室用于盛装医疗用品。在这种具有两个或多个腔室的多室医用容器中,将上述两种或多种医疗用品(所述用品直到即将使用前都不能溶解或混合以防止因水解或混合而起变化)贮存在由例如可分离粘连件、夹子或随后可使各室连通的分隔件分隔的独立盛装室中,使用时可将多种医疗用品在封闭的空间内混合而不产生杂质,例如,通过分离粘连件、除去夹子或通过分隔元件使之连通。
[实施例]
以下参照实施例描述本发明,但是本发明不限于这些实施例。
<聚丙烯树脂组合物(A)>
以下描述聚丙烯树脂组合物的生产实施例。在以下生产实施例1-5中,在多级聚合的第一级中生产组分(C),随后在第二级中生产组分(D)。
(生产实施例1:PB-1的生产)
聚合催化剂的制备
在120℃下氮气氛中将56.8g无水氯化镁完全溶解在100g无水乙醇、500ml Idemitsu Kosan Co.,Ltd.生产的凡士林油“CP15N”以及500mlShin-Etsu Silicone Co.生产的硅油“KF96”中。将所得混合物用TokushuKika Kogyo Co.,Ltd.制造的TK Homomixer在120℃下以5,000rpm搅拌2分钟。保持搅拌的同时,将该混合物转入2升无水庚烷中,注意不超过0℃,结果得到白色固体。用无水庚烷将这种白色固体充分洗涤,室温下真空干燥,然后在氮气流中进行部分脱乙醇。然后,将30g所得MgCl2·1.2C2H5球形固体悬浮在200ml无水庚烷中,在0℃下搅拌的同时,经1小时滴加500ml四氯化钛。将所得混合物加热,当温度达到40℃时添加4.96g邻苯二甲酸二异丁酯。然后,经大约1小时将温度升至100℃,在使反应在100℃下进行2小时后,通过热过滤收集固体部分。向此反应产物添加500ml四氯化钛并搅拌,然后使反应在120℃下进行1小时。反应完成后,再经热过滤收集固体部分并用60℃1.0升的己烷洗涤7次、用室温1.0升的己烷洗涤3次,得到聚合催化剂。测量所得聚合催化剂组分中的钛含量,结果为2.36质量%。
1)预聚
在氮气氛中,将500ml正庚烷、6.0g三乙基铝、0.99g环己基甲基二甲氧基硅烷和10g以上所得聚合催化剂装入3升体积的高压釜中,并在0-5℃的温度下搅拌5分钟。此后,通过将丙烯供入高压釜中使预聚反应在0-5℃的温度下进行1小时,以使每克聚合催化剂将10g丙烯聚合。将如此得到的预聚催化剂用500ml正庚烷洗涤3次,用于以下的聚合。
2)主聚合
第一级:聚丙烯组分(C)的生产
在氮气氛中,将2.0g如上制备的预聚催化剂、11.4g三乙基铝和1.88g环己基甲基二甲氧基硅烷装入配有搅拌器且内容积为60升的高压釜中。随后,提供18kg丙烯和氢气,氢气量为基于丙烯得到5,000mol ppm的浓度,通过将温度升至70℃,进行聚合1小时。1小时后,移出未反应的丙烯并终止聚合。
第二级:丙烯-乙烯共聚物组分(D)的生产
第一级中的聚合完成后,移出液体丙烯,然后通过以2.2Nm3/小时的速度供入乙烯/丙烯混合气(=26/74(质量比)),同时供入氢气以基于乙烯、丙烯和氢气的总量以得到40,000mol ppm的浓度,在75℃的温度下进行聚合60分钟。此后,移出未反应的气体并终止聚合。结果,得到6.6kg聚合物。
(生产实施例2:PB-2的生产)
以与生产实施例1中相同的方式进行聚合,除了在第二级的丙烯-乙烯基共聚物弹性体(D)生产中,供应的氢气量变为20,000mol ppm之外。结果,得到5.8kg聚合物。
(生产实施例3:PB-3的生产)
以与生产实施例1中相同的方式进行聚合,除了在第二级的聚合中,供应的氢气量变为30,000mol ppm且聚合进行45分钟之外。结果,得到6.1kg聚合物。
(生产实施例4:PB-4的生产)
以与生产实施例1中相同的方式进行聚合,除了改变乙烯/丙烯混合气的质量比为50/50之外。
(生产实施例5:PB-5的生产)
以与生产实施例1中相同的方式进行聚合,除了改变乙烯/丙烯混合气的质量比为38/62之外。
如上生产的每种组分(A)的物理性质示于表2中。示于表2中的物理性质由以下方法测量。
熔体流速(MFR)的测量:
根据JIS K7210在温度为230℃且负荷为21.18N的条件下测量MFR。13C-NMR的测量(Pp、P’p和Pf1的计算):
用JEOL Ltd.制造的JNM-GSX400(测量模式:质子去偶法,脉冲宽度:8.0μs,脉冲重复时间:3.0s,积分数:10,000次,测量时间:120℃,内标物:六甲基二硅氧烷,溶剂:1,2,4-三氯苯/苯-d6(体积比3/1),试样浓度0.1g/ml)进行该测量,从所得的数据,按照双位点模型进行统计分析以确定Pp、P’p和Pf1。
二甲苯可溶部分Xs的量的测量:
将10g测试样添加到1L邻二甲苯中并在加热下搅拌,通过将温度升至沸点(约135℃),使试样经30分钟或更长时间完全溶解。在目视确定完全溶解后,将溶液搅拌冷却至100℃或更低,在保持在25℃的恒温室中再保存2小时。然后,用滤纸分离沉淀组分(二甲苯不溶部分Xi)得到滤液。在140℃的温度下加热该滤液的同时,二甲苯在氮气流(约1L/min)中蒸馏出来,将残余物干燥得到二甲苯可溶部分Xs。此时,二甲苯不溶部分和二甲苯可溶部分的干燥在60℃加压下进行1天。二甲苯可溶部分的含量通过(Xs质量/测试样质量)确定。
丙烯含量Fp的测量:
基于以上13C-NMR的结果计算。
特性粘数[η]的测量:
在十氢化萘中于135°下测量。
折射率的测量:
由二甲苯可溶部分Xs和二甲苯不溶部分Xi各自通过压模生产厚度50-80μm的膜(将每一部分在230℃下预热5分钟,脱气30秒,在6MPa下压1分钟并用30℃的压机冷却3分钟)。使所得膜在常温下经历调整(conditioning)24小时,然后将水杨酸乙酯用作中间溶液,用ATAGO的阿贝折射计测量折射率。
表2
PB-1 | PB-2 | PB-3 | PB-4 | PB-5 | ||
(C)第一级 | 乙烯含量(质量%) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
组分分量(质量%) | 70 | 70 | 75 | 80 | 70 | |
(D)第二级 | 丙烯含量(质量%) | 70.0 | 70.0 | 65.0 | 44.0 | 57.0 |
组分含量(质量%) | 30 | 30 | 25 | 20 | 30 | |
熔体流速(g/10min) | 1.2 | 0.8 | 1.0 | 2.5 | 1.1 | |
二甲苯可溶部分的含量(质量%) | 29.6 | 26.2 | 23 | 17.3 | 26.5 | |
Xi | [η]Xi | 3.6 | 3.6 | 3.5 | 2.6 | 3 |
折射率 | 1.503 | 1.503 | 1.503 | 1.503 | 1.503 | |
Xs | [η]Xi(dL/g) | 3.3 | 4.3 | 3.6 | 4.5 | 3.2 |
Pp(质量%) | 81.8 | 82.5 | 80.5 | 67.6 | 74.4 | |
P’p(质量%) | 36.7 | 37.3 | 42.4 | 37.6 | 38.1 | |
(Pp/P’p) | 2.23 | 2.21 | 1.90 | 1.80 | 1.95 | |
Pf1/(1-Pf1) | 4.72 | 3.97 | 3.22 | 1.80 | 1.75 | |
折射率 | 1.479 | 1.479 | 1.479 | 1.469 | 1.473 | |
丙烯含量Fp(质量%) | 73.9 | 73.4 | 71.5 | 57.0 | 61.2 | |
[η]Xs/[η]Xi | 0.92 | 1.19 | 1.03 | 1.73 | 1.07 |
以下说明所用的非组分(A)的树脂。以下,按照JIS K 7210在温度为230℃且负荷为21.18N的条件下测量丙烯·α-烯烃无规共聚物和苯乙烯基弹性体的MFR,按照JIS K 7210在温度为190℃且负荷为21.18N的条件下测量乙烯基共聚物和聚乙烯基树脂的MFR。
<丙烯·α-烯烃无规共聚物>
PR-1:PB222A(Sun Allomer Ltd.生产,MFR:0.8g/10min,密度0.90g/cm3)
<乙烯基共聚物>
ER-1:乙烯-1-丁烯共聚物(JSR Corp.生产的EBM2021P,MFR:1.3g/10min,密度0.88g/cm3)
ER-2:乙烯-1-丁烯共聚物(Mitsui Chemicals,Inc.生产的TAFMERA20090,MFR:18g/10min,密度0.89g/cm3)
ER-3:乙烯-1-丁烯共聚物(JSR Corp.生产的EBM3021P,MFR:1.3g/10min,密度0.86g/cm3)
ER-4:乙烯-1-己烯共聚物(DuPont Dow Elastomer生产的ENGAGE8480,MFR:1.0g/10min,密度0.902g/cm3)
<聚乙烯基树脂>
线型低密度聚乙烯:
LL-1,MER:1.3g/10min,密度0.921g/cm3
高密度聚乙烯:
HD-1,MER:3.5g/10min,密度0.955g/cm3
<其它>
苯乙烯基弹性体(JSR Corp.生产的DYNARON 2320P,MFR:3.5g/10min)
<实施例1>
(热塑性树脂组合物的生产)
在Henschel混合器中将70质量份PB-1和30质量份ER-1预混,然后用单杆螺旋挤出机熔融捏合得到组合物粒料(组合物1)。
(膜的生产)
用如上所得的粒料,用水冷单层吹塑成型机在230℃的成型温度下成型为总厚230μm的膜。这种膜的构成示于表4中。
(试样的生产)
将如此获得的膜切成长20cm、宽20cm,并将两片所得膜重叠。将三边密封后,向其内装填500ml水并将剩余的一边密封,制成容器。然后使该容器经历121℃下的高压蒸汽灭菌处理20分钟。然而,对于用以评价抗粘连性的容器,不是填充水,而是使内层相互紧密接触以防空气留存在容器内部,在此状态下将剩余的一边密封,然后在121℃下进行高压蒸汽灭菌处理20分钟。
(各种物理性质的测量)
以下各种物理性质测量中的结果示于表3和5中。
[二甲苯可溶部分的含量]
用“实施发明的最佳方式”中描述的方法测量。
[折射率]
用“实施发明的最佳方式”中描述的方法测量。
[耐热性]
灭菌处理后,肉眼评价容器的外观并如下评定等级:
○:无变形或无起皱。
×:变形且有许多褶皱。
[耐冲击性]
将灭菌后的容器冷却到4℃,通过将5个容器从100cm高度以水平态跌落到硬地板上,检测破损的份数。
[透明度]
按照用于Japanese Pharmacopoeia XIV的塑料医用容器的测试方法中的透明度测试法,用Hitachi Ltd.制造的U-3300测量灭菌后容器的透光率。
[抗粘连性]
将灭菌后的容器在23℃下静置24小时,如下评定使内表面相互分离所需力:
○:易于分离。
×:不分离。
表3
组合物 | 聚丙烯树脂组合物(A) | 乙烯基共聚物(B) | 热塑性树脂组合物 | ||||||
种类 | 组成比(%) | MFR(g/10min) | 种类 | 组成比(%) | MFR(g/10min) | 总Xs(%) | 折射率 | MFR比 | |
组合物1 | PB-1 | 70 | 1.2 | ER-1 | 30 | 1.3 | 51.0 | 1.486 | 0.9 |
组合物2 | PB-3 | 97 | 1 | ER-3 | 3 | 1.3 | 26.1 | 1.479 | 0.8 |
组合物3 | PB-2 | 45 | 0.8 | ER-4 | 55 | 1.0 | 67.2 | 1.496 | 0.8 |
组合物4 | PB-1 | 70 | 1.2 | ER-2 | 30 | 18.0 | 51.0 | 1.488 | 0.1 |
组合物5 | PB-2 | 80 | 0.8 | ER-1 | 20 | 1.3 | 41.0 | 1.484 | 0.6 |
组合物6 | PB-4 | 100 | 2.5 | - | - | - | 17.9 | - | - |
组合物7 | PB-5 | 80 | 1.1 | ER-1 | 20 | 1.3 | 42.1 | 1.481 | 0.8 |
组合物8 | PB-4 | 85 | 2.5 | ER-1 | 15 | 1.3 | 30.1 | 1.480 | 0.9 |
表4-1
内层 | 厚度(μm) | 中间层 | 厚度 | ||||
材料 | 组成比(份) | 材料 | 组成比(份) | 材料 | |||
实施例1 | - | - | - | - | - | 组合物1 | 230 |
实施例2 | HD-1 | - | - | 15 | 组合物2 | 200 | |
实施例3 | HD-1 | LL-1 | 70 | 15 | 组合物3 | 200 | |
实施例4 | HD-1 | - | - | 15 | 组合物4 | 200 | |
实施例5 | HD-1 | LL-1 | 50 | 15 | 组合物5 | 200 | |
对比实施例1 | - | - | - | - | - | 组合物6 | 230 |
对比实施例2 | HD-1 | - | - | 15 | 组合物7 | 200 | |
对比实施例3 | HD-1 | LL-1 | 90 | 15 | 组合物8 | 200 |
表4-2
外层 | 厚度(μm) | 总厚度(μm) | ||||
材料 | 组成比(份) | 材料 | 组成比(份) | |||
实施例1 | - | - | - | - | - | 230 |
实施例2 | HD-1 | 100 | - | - | 15 | 230 |
实施例3 | HD-1 | 100 | - | - | 15 | 230 |
实施例4 | PB-1 | 80 | ER-1 | 20 | 15 | 230 |
实施例5 | PR-1 | 80 | 2320P | 20 | 15 | 230 |
对比实施例1 | - | - | - | - | - | 230 |
对比实施例2 | PB-1 | 80 | ER-1 | 20 | 15 | 230 |
对比实施例3 | HD-1 | - | - | - | 15 | 230 |
表5
物理性质 | ||||
透明度(%) | 耐热性 | 粘连 | 抗跌下破损的力 | |
实施例1 | 77 | ○ | ○ | 0/5 |
实施例2 | 64 | ○ | ○ | 0/5 |
实施例3 | 73 | ○ | ○ | 0/5 |
实施例4 | 66 | ○ | ○ | 0/5 |
实施例5 | 78 | ○ | ○ | 0/5 |
对比实施例1 | 34 | ○ | ○ | 5/5 |
对比实施例2 | 51 | ○ | ○ | 0/5 |
对比实施例3 | 47 | × | × | 2/5 |
<实施例2>
(热塑性树脂组合物的生产)
在Henschel混合器中将97质量份PB-3和3质量份ER-1预混,然后用单杆螺旋挤出机熔融捏合得到组合物粒料(组合物2)。
(膜的生产)
用水冷三层吹塑成型机在230℃的成型温度下成型为总厚230μm的三层膜,以形成这样的构造,其中中间层为包含如上所得组合物2的层,内层为包含HD-1的层,外层为包含HD-1的层。此时,内层和外层都制成厚15μm。这种膜的构成示于表4中。
其(试样生产)和(各种物理性质的测量)以与实施例1中相同的方式进行。
<实施例3>
(热塑性树脂组合物的生产)
在Henschel混合器中将45质量份PB-2和55质量份ER-4预混,然后用单杆螺旋挤出机熔融捏合得到组合物粒料(组合物3)。
(膜的生产)
用水冷三层吹塑成型机在230℃的成型温度下成型为总厚230μm的膜,以形成这样的构造,其中中间层为包含如上所得组合物3的层,内层为包含一种组合物的层,该组合物通过在Henschel混合器中将30质量份HD-1和70质量份LL-1预混然后用单杆螺旋挤出机将混合物熔融捏合得到,外层为包含HD-1的层。此时,内层和外层都制成厚15μm。这种膜的构成示于表4中。
其(试样生产)和(各种物理性质的测量)以与实施例1中相同的方式进行。
<实施例4>
(热塑性树脂组合物的生产)
在Henschel混合器中将70质量份PB-1和30质量份ER-2预混,然后用单杆螺旋挤出机熔融捏合得到组合物粒料(组合物4)。
(膜的生产)
用水冷三层吹塑成型机在230℃的成型温度下成型为总厚230μm的膜,以形成这样的构造,其中中间层为包含如上所得组合物4的层,内层为包含HD-1的层,外层为包含一种组合物的层,该组合物通过在Henschel混合器中将80质量份PB-1和20质量份ER-1预混然后用单杆螺旋挤出机将混合物熔融捏合得到。此时,内层和外层都制成厚15μm。这种膜的构成示于表4中。
其(试样生产)和(各种物理性质的测量)以与实施例1中相同的方式进行。
<实施例5>
(热塑性树脂组合物的生产)
在Henschel混合器中将80质量份PB-2和20质量份ER-1预混,然后用单杆螺旋挤出机熔融捏合得到组合物粒料(组合物5)。
(膜的生产)
用水冷三层吹塑成型机在230℃的成型温度下成型为总厚230μm的膜,以形成这样的构造,其中中间层为包含如上所得组合物5的层,内层为包含一种组合物的层,该组合物通过在Henschel混合器中将50质量份HD-1和50质量份LL-1预混然后用单杆螺旋挤出机将混合物熔融捏合得到,外层为包含一种组合物的层,该组合物通过在Henschel混合器中将80质量份RP-1和20质量份DYNARON 2320P预混然后用单杆螺旋挤出机将混合物熔融捏合得到。此时,内层和外层都制成厚15μm。这种膜的构成示于表4中。
其(试样生产)和(各种物理性质的测量)以与实施例1中相同的方式进行。
<对比实施例1>
(膜的制备)
采用PB-4(组合物6),用水冷单层吹塑成型机在230℃的成型温度下成型为总厚230μm的膜,这种膜的构成示于表4中。
其(试样生产)和(各种物理性质的测量)以与实施例1中相同的方式进行。
<对比实施例2>
(热塑性树脂组合物的生产)
在Henschel混合器中将80质量份PB-5和20质量份ER-1预混,然后用单杆螺旋挤出机熔融捏合得到组合物粒料(组合物7)。
(膜的生产)
用水冷三层吹塑成型机在230℃的成型温度下成型为总厚230μm的膜,以形成这样的构造,其中中间层为包含如上所得组合物7的层,内层为包含HD-1的层,外层为包含一种组合物的层,该组合物通过在Henschel混合器中将80质量份PB-1和20质量份ER-2预混然后用单杆螺旋挤出机将混合物熔融捏合得到。此时,内层和外层都制成厚15μm。这种膜的构成示于表4中。
其(试样生产)和(各种物理性质的测量)以与实施例1中相同的方式进行。
<对比实施例3>
(热塑性树脂组合物的生产)
在Henschel混合器中将85质量份PB-4和15质量份ER-1预混,然后用单杆螺旋挤出机熔融捏合得到组合物粒料(组合物8)。
(膜的生产)
用水冷三层吹塑成型机在230℃的成型温度下成型为总厚230μm的膜,以形成这样的构造,其中中间层为包含如上所得组合物8的层,内层为包含一种组合物的层,该组合物通过在Henschel混合器中将10质量份HD-1和90质量份LL-1预混然后用单杆螺旋挤出机将混合物熔融捏合得到,外层为包含HD-1的层。此时,内层和外层都制成厚15μm。这种膜的构成示于表4中。
其(试样生产)和(各种物理性质的测量)以与实施例1中相同的方式进行。
在具有落在本发明范围内的组成的实施例1-5中,容器的透明度、耐热性、抗粘连性和低温下的耐冲击性都优异。而且,由于厚度小如230μm,该容器具有柔性。
另一方面,在将不含乙烯基共聚物(B)的热塑性树脂组合物成型的对比实施例1中,容器的透明度和低温下的耐冲击性都低。
在聚丙烯树脂组合物的二甲苯可溶部分Xs中的Pf1/(1-Pf1)为2.00或更小的对比实施例2中,透明度低。
对比实施例3中,丙烯树脂组合物组分(D)中丙烯单元少于50质量%并且聚丙烯树脂组合物二甲苯可溶部分Xs中,Pp/P’p小于1.90且Pf1/(1-Pf1)为2.00或更小,此时容器的透明度、耐热性、抗粘连性和低温耐冲击性均低。
工业实用性
本发明的聚丙烯基成型物和容器的耐热性、透明度、冲击强度、柔性和抗粘连性俱佳并且可以特别用作医用容器。
Claims (18)
1.一种聚丙烯基成型物,其为具有包含热塑性树脂组合物的层的单层或多层成型物,其中热塑性树脂组合物含有满足以下要求的聚丙烯树脂组合物(A)和包含乙烯与至少一种具有4个或更多个碳原子的α-烯烃的乙烯基共聚物(B):
聚丙烯树脂组合物(A)是一种组合物,含有50-80质量%聚丙烯组分(C)和50-20质量%丙烯、乙烯和/或具有4-12个碳原子的α-烯烃的共聚物弹性体组分(D),
熔体流速在0.1-15.0g/10min的范围内,
共聚物弹性体组分(D)中源自丙烯中的单元的含量为50-85质量%,并且二甲苯可溶部分Xs满足以下要求(I)-(V):
(I)丙烯含量Fp为50-80质量%,
(II)二甲苯可溶部分Xs的特性粘数[η]Xs为1.4-5dL/g,
(III)特性粘数[η]Xs与二甲苯不可溶部分Xi的特性粘数[η]Xi之比为0.7-1.5,
(IV)根据双位点模型定义的高丙烯含量组分的丙烯含量(Pp)为60质量%-低于95质量%,并且低丙烯含量组分的丙烯含量(P’p)为20质量%-低于60质量%,以及
(V)根据双位点模型定义的高丙烯含量组分的丙烯含量(Pp)、低丙烯含量组分的丙烯含量(P’p)、高丙烯含量组分占Fp的比值(Pfl)和低丙烯含量组分占Fp的比值(1-Pfl)满足下式(1)和(2):
Pp/P’p≥1.90 (1)
2.00<Pfl/(1-Pfl)<6.00 (2)
2.如权利要求1中所述聚丙烯基成型物,其中热塑性树脂组合物中二甲苯可溶部分的折射率为1.480-1.495。
3.如权利要求1或2中所述的聚丙烯基成型物,其中热塑性树脂组合物中二甲苯可溶部分的量为20-70质量%。
4.如权利要求1-3中任一项所述的聚丙烯基成型物,其中在热塑性树脂组合物中,聚丙烯树脂组合物(A)的熔体流速(MFRA)与乙烯基共聚物(B)的熔体流速(MFRB)之比(MFRA/MFRB)为0.3-3.0。
5.如权利要求1-4中任一项所述的聚丙烯基成型物,其为多层聚丙烯基成型物并且还具有包含聚烯烃基树脂的层。
6.如权利要求5中所述的聚丙烯基成型物,其中聚烯烃基树脂为聚乙烯基树脂。
7.如权利要求6中所述的聚丙烯基成型物,其中聚乙烯基树脂含有15质量%或更多的高密度聚乙烯。
8.如权利要求6中所述的聚丙烯基成型物,其中聚乙烯基树脂基本仅由高密度聚乙烯构成。
9.如权利要求1-8中任一项所述的聚丙烯基成型物,其中包含热塑性树脂组合物的层的厚度占总厚度的40%或更多。
10.如权利要求1-9中任一项所述的聚丙烯基成型物,其通过多层共挤出水冷吹塑成型法或多层共挤出T-口模流延法生产。
11.包含如权利要求1-10中任一项所述的聚丙烯基成型物的容器。
12.如权利要求11中所述的容器,其中该容器包含多层聚丙烯基成型物,且最外层为包含聚丙烯树脂组合物或丙烯·α-烯烃无规共聚物的层。
13.如权利要求11中所述的容器,其中该容器包含多层聚丙烯基成型物且最外层为含有聚乙烯基树脂的层。
14.如权利要求13中所述的容器,其中聚乙烯基树脂含有15质量%或更多的高密度聚乙烯。
15.如权利要求13中所述的容器,其中聚乙烯基树脂基本仅由高密度聚乙烯构成。
16.如权利要求11-15中任一项所述的容器,其中该容器包含多层聚丙烯基成型物并且最内层为含有聚乙烯基树脂的层。
17.如权利要求16中所述的容器,其中聚乙烯基树脂基本仅由高密度聚乙烯构成。
18.如权利要求11-17中任一项所述的容器,其为用于盛装医药物质的医用容器。
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