JP2003517080A - コモノマーとしてα−オレフィンを含有するプロペンのランダムコポリマーの組成物 - Google Patents
コモノマーとしてα−オレフィンを含有するプロペンのランダムコポリマーの組成物Info
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Abstract
Description
のランダムコポリマーの組成物およびその組成物を得る方法に関する。本発明は
また、上記組成物を用いて製造される製品に関する。
造され得る。例えば、いくつかの種類の積層品、即ちシートおよびフィルムはそ
のような製造条件を必要とする。具体的な例として、コポリマー組成物は金属被
覆品、特に金属被覆フィルムの製造に適している。フィルムは単層または多層の
いずれかであり得る。従って、組成物は金属被覆単層フィルムおよび多層フィル
ムの製造に有用であり得る。
あるため、特に食品産業においての使用に適している。従って、製品は食品包装
の分野で用いられ得る。
からなるポリオレフィン組成物が既に公知である。この先行技術の組成物は、低
温でヒートシール可能なフィルムの製造に適している。
テンに由来する反復単位を有するポリ(プロピレン−co−ブテン−1)とコモ
ノマーに由来する反復単位を10モル%まで含有するエチレンまたは1−ブテン
とプロピレンのコポリマーとからなる熱可塑性オレフィン樹脂組成物が記載され
ている。しかしながら実施例では、2つのコポリマーからなる組成物は、ポリ(
プロピレン−co−ブテン−1)型のポリマーを2つ含んでおらず、ポリ(プロ
ピレン−co−ブテン−1)における1−ブテンの含有量は約35重量%である
。
反復単位を有するランダムポリ(プロピレン−co−ブテン−1)と、15〜4
0重量%の1−ブテンに由来する反復単位を含むランダムポリ(プロピレン−c
o−ブテン−1)とからなる熱可塑性オレフィン樹脂組成物が記載されている。
ピレンのコポリマーを3種含む混合物からなるポリオレフィン組成物が記載され
ている。少なくとも1つのコポリマーは多量のコモノマー(25重量%あるいは
それ以上)を含有する。上記の組成物で製造されるフィルムは、作業例で示すよ
うに低い値のヒートシール温度を有し、そのフィルムは、92℃またはそれ以下
のヒートシール温度値を有する。
。組成物の主な欠点は、結晶性の低いポリマーの割合があまりにも多量であるた
めである。ただし、これによって上記先行技術の組成物から得たフィルムが低温
度でヒートシール可能である。
い出した。このような物性によって、ポリマーを金属被覆方法で必要とするよう
な高温に付すことが可能になる。
優れた透明度を有する点である。これらの物性は食品産業において特に望ましい
。 さらに、本発明の組成物はかなり高い剛性を有する。この物性のおかげで、均
一な厚さのフィルムが製造される。
から選択された少なくとも1つのコモノマーとのプロピレンのランダムコポリマ
ーを25〜40%、好ましくは28〜38%、 b)コモノマー由来の反復単位を10〜20%含む、C4〜C10α−オレフィ
ン類から選択された少なくとも1つのコモノマーとのプロピレンのランダムコポ
リマーを25〜40%、好ましくは26〜36%、 c)コモノマー由来の反復単位を6〜12%含む、C4〜C10α−オレフィン
類から選択された少なくとも1つのコモノマーとのプロピレンのランダムコポリ
マーを25〜40%、好ましくは28〜38% からなり(すべて重量%である)、
り、各コポリマーa)、b)およびc)における反復単位の含量を表すパーセン
テージはそれぞれ、他の2つとはそれぞれ相違し、他の2つのコポリマーそれぞ
れの反復単位のパーセンテージに関するこの相違は、少なくとも1単位、好まし
くは1.5単位である半結晶質ポリオレフィン組成物を提供するものである。
を含むことは明白である。 C4〜C10α−オレフィン類の例は、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセ
ン、1−オクテンおよび4−メチル−1ペンテンである。特に1−ブテンが好ま
しい。
(c)のコモノマーが同じものである。 上記組成物は、通常、110℃〜120℃のシール開始温度(SIT)を有す
る。VICAT値は通常、115℃〜140℃、好ましくは125℃〜135℃
である。 さらに、該組成物は一般に、65〜75℃の範囲の加熱撓み温度 (HDT)
値を有する。
MPaの範囲の曲げ弾性率値を有する。曇り度の値は通常、1ミリの厚さのプラ
ックで測定して40‰以下である。溶融流量(状態L)値は、通常0.1〜10
0g/10分である。上記物性は、実施例に記載される方法によって測定される
。
に混ぜ合わせる方法がある。従って、配合方法はコポリマーの融解温度またはそ
れ以上で行われる。
モノマーの連続重合による方法である。 連続重合は少なくとも独立した連続する3つの段階で行われ、本発明のコポリ
マー(a)、(b)および(c)が製造される。第1段階に続いて起こる各段階
において、重合は前段階で得られたポリマーのおよび用いられた触媒の存在下で
起こる。先ず最も低い量のコモノマーを含むランダムコポリマーを製造し次いで
他の2つのコポリマーを製造することが好ましい。
した液相と気相を用いて行うことができる。重合は気相において行われるのが好
ましい。 分子量の調節は、公知の調節剤、好ましくは水素を用いて行われる。 重合に先立って、触媒を少量のオレフィン類と接触させる予備重合工程を行っ
てもよい。
触媒成分は、活性型でマグネシウムジハロゲン化物上に担持される、少なくとも
1つのチタン−ハロゲン結合を有するチタン化合物と電子供与体化合物(内部供
与体)からなる。マグネシウムジハロゲン化物支持体は、狭い粒度分布を有する
略球状粒子の形状であるのが好ましい。
子を含有する化合物ならびにモノ−やジカルボン酸のエステルから選択される。
特に適した電子供与体化合物は、ジイソブチル、ジオクチル、ジフェニルおよび
ベンジルブチルフタレートのようなフタル酸エステルである。
クロアルキルまたはC7〜C18アリール基である;RIIIおよびRIVは同一または
異なり、C1〜C4アルキル基である] の1,3−ジエーテル類、または、 2位の炭素原子が、5つ、6つもしくは7つの炭素原子から構成され、2つもし
くは3つの不飽和を含む環式または多環式構造に属する1,3−ジエーテル類で
ある。
号の公開公報に記載されている。 上記ジエーテル類の代表例は、2−メチル−2−イソプロピル−1,3−ジメ
トキシプロパン、2,2−ジイソブチル−1,3−ジメトキシプロパン、2−イ
ソプロピル−2−シクロペンチル−1,3−ジメトキシプロパン、2−イソプロ
ピル−2−イソアミル−1,3−ジメトキシプロパンおよび9,9−ビス(メト
キシメチル)フルオレンである。
1〜3で、ROHはエタノール、ブタノールまたはイソブタノールである)を電
子供与体化合物を含む過剰なTiCl4と反応させる。反応温度は通常、80〜
120℃である。次いでその固形を単離し、電子供与体化合物の存在下または不
在下で、再びTiCl4と反応させ、その後固形を分離させ、すべての塩素イオ
ンがなくなるまで、炭化水素のアリコートで洗い流す。
量%の量で存在する。一般に、固形触媒成分に固定されたままの電子供与体化合
物の量は、マグネシウムジハロゲン化物に対し5〜20モル%である。 固形触媒成分の製造に用いられ得るチタン化合物は、チタンのハロゲン化物お
よびハロゲンアルコラートである。四塩化チタンが好ましい化合物である。
型のマグネシウムハロゲン化物をマグネシウムカーボキシレートのようなハロゲ
ン化物以外のマグネシウム化合物から製造する他の反応が、文献中公知である。
X線スペクトルにおいて、不活性マグネシウムハロゲン化物(3m2/gより小
さい表面積を有する)のスペクトル中に現れる最大強度の反射はもはや存在しな
いが、そのX線スペクトルの位置で、不活性マグネシウムハロゲン化物の最大強
度反射の位置に対してずれた最大強度を有するハローが存在する事実、または最
大強度の反射が、不活性マグネシウムハロゲン化物のスペクトルで現れる最大強
度の反射の1つよりも少なくとも30%は広い半値幅を示すという事実によって
見分けられ得る。活性な形態のほとんどは、上記のハローが固形触媒成分のX線
スペクトルで現れるものである。
型の塩化マグネシウムの場合、固形触媒成分のX線スペクトルは不活性塩化物の
スペクトルで2.56Åに現れる反射の代わりにハローを示す。
体)と組み合わせたものである。 Al−アルキル化合物は一般に、Al−トリエチル、Al−トリイソブチル、
Al−トリ−n−ブチルおよびOもしくはN原子またはSO2、SO3やSO4基
で結合された2つ以上のAl原子を含む直鎖または環式Al−アルキル化合物の
ようなトリアルキルアルミニウム型のものである。
Rは1〜6の炭素原子を有するアルキル基およびR'は1つ以上の位置で置換さ
れたアリール基を表す)。 Al−アルキル化合物は通常、Al/Ti比が1〜1000の範囲であるよう
な量で存在する。
エステル、(2,2,6,6−テトラメチルピペリジンや2,6−ジイソプロピ
ルピペリジンのような)ヘテロ環式化合物、特に少なくとも1つのSi−OR結
合[ここで、Rは炭化水素基である]を含むケイ素化合物から選択され得る。ケ
イ素化合物のいくつかの例は、
である。内部電子供与体化合物が式(I)の1,3−ジエーテル類の1つである
場合は、外部電子供与体化合物は省いてもよい。 本発明の組成物はまた、当該技術分野で普通用いられる酸化防止剤、光安定剤
、熱安定剤、顔料等のような添加剤を含むことができる。
に役に立つ。このポリマー組成物の特徴により、金属被覆積層品、特にフィルム
が製造され得る。フィルムは通常、厚さが100μmより薄いことを特徴とし、
一方シートは厚さが100μmまたはそれ以上である。
い。 フィルムおよびシートは単層または多層であり得る。 多層フィルムまたはシートは、本発明による組成物からなる少なくとも1つの
キャスト層或いは二軸延伸層を有する。本発明の組成物からなる層は、外層また
は内層になり得る。
レフィンポリマーは、プロピレンポリマーである。他の層は、例えば低温でヒー
トシール性を有するポリマーから成り得る。この物性を有する多層フィルムの実
例は、ABC型構造を有する三層フィルムであり、外層の1つは本発明による組
成物からなる。中心層は結晶質プロピレンホモポリマーであり得る。他の外層は
、エチレンおよび/またはブテン−1に由来する少量(10重量%以下)の反復
単位をプロピレンとのランダムコポリマーであり得る。 本発明のフィルムは、押出し、カレンダリングおよびバブル(bubble)
のような公知の方法によって製造され得る。
である。単層積層品と多層積層品の両方とも、金属被覆方法に付され得る。多層
積層品が金属被覆される場合、外層は本発明による組成物からなる。
例えばフィルムの表面に金属を昇華することで行われる。使用される金属は通常
、アルミニウムおよび亜鉛のような、周期表のIB族からIIIB族に属する。
出貼合せして得られうる多層積層品である。その層は金属被覆されてもされなく
てもよい。押出貼合せ工程で用いられるポリマーは、150℃またはそれ以下の
融解温度を有することが好ましく、例えばポリエチレンおよびポリエチレンテレ
フタレートである。
、金属とポリマー層とのしっかりした接着を可能にする本発明の組成物から生じ
る。
ではない。 表に示すデータは、次の分析法を用いて得られた。 − 供給ガスのモル比:ガスクロマトグラフィーにより測定。 − 1−ブテン含量:赤外分光法により測定。 − キシレン可溶画分:ポリマー2.5gを135℃で攪拌下、キシレン250
mlに溶かした。20分後、溶液を25℃まで冷やし、なおも攪拌下で、30分
間沈殿させた。沈殿物を濾紙で濾過し、溶液を窒素気流下蒸発させ、残留物を8
0℃の真空下で一定の重量になるまで乾燥させた。このようにして、定温で(即
ち25℃)、キシレンに不溶性なポリマーの重量%を算出した。
測定。ジュロミーターガリレオA−200測定器を用いた。12.7mmの辺を
有する6mmの厚さの試験片を射出成形プレートから切り取った。 テストは23℃で行われた。;50%が相対湿度であった。588.4Nの荷
重を試験片に15秒間かけた。荷重は球状なパンチ型であった。球状なパンチの
直径は12.7mmであった。取り除いた後、ジュロミーターの目盛で硬度を読
取る前に1秒待った。試験片について少なくとも5回異なった位置で試験した。 ロックウェル硬度アルファ(Rα)を次の式: Ra=150−(dh−dm) [式中、dhはデュロメーターの目盛上で読取った値で、dmはデュロメーターの
弾性定数である]で算出した。
定。50μmの厚さのフィルム試験片をフィルムドライブユニットおよび冷却ロ
ール(ドルチ)を備えたバンデラ(Bandera)45押出し器で製造された
フィルムから切り取った。フィルム試験片を投光器の特別に備えられた溝に挿入
した(1000Wのランプを有する投光器ネオソレックス(Neo Solex
)1000およびフィルムを回収するための装置を備えた対物レンズネオソレッ
クスF300)。次いで、フィルム試験片をゲルの数を数え、それらの寸法を書
き留めてウォルチャート(wall−chart)で調べた。
り測定。テストはフィルム試験片で行われた。 フィルム試験片を、5mlの蒸留水を含んだ小さなステンレススチール製容器
(直径:59mm、高さ:37mm)に固定した。容器の重さを測定した後、水
がフィルムと接触するように逆さに回転させ、23(±1)℃および相対湿度5
0(±5)%の室内に少なくとも120時間放置した。容器の重さを24時間ご
とに測定した。 蒸留水に対するフィルムの透過係数は、次の式: (G.s)/(a.t) [式中、Gはグラムで測定され、24時間ごとの水の重量の平均減少であり;
sはフィルムの厚さであり、aは1m2であり、およびtは24時間である]を
用いて算出した。
ストは、WVTR水蒸気透湿度テストで用いたフィルムと同様のフィルムで行わ
れた。約75mmの直径を有するフィルム試験片をフィルムから切りとった。試
験片を予め真空下(約1Pa、すなわち0.01mbar)23℃での乾燥器に
24時間入れておいた。 試験片を、閉じた鋼容器の中央部に容器を2つの部屋に分けるように置いた。
気圧を減圧計データメトリックス(Datametrics)タイプ1500を
用いて容器内で0.1Pa(0.001mbar)以下に減圧した。次いで、酸
素を0.05MPa(0.5バール)の圧力になるまで部屋の1つに導入し、酸
素圧をエドワードEPV251圧力計で測定した。その後、他方の部屋の圧力を
一定の圧力増加が見られるまで、一定の時間間隔で測定した。 試験的な圧力値に基づく線形回帰ラインを算出した後、ガスに対するフィルム
の透過係数(CP)を次の式:
[dp(t)/dt]は補間ラインの角係数であり;Tは℃で測定され、テスト
が行われた温度であり;Lはサンプルの厚さであり;Aはガス流に付したサンプ
ルの表面であり;P1は入れたガスの圧力であり;tは時間である]を用いて算
出した。
より50μmの厚さのフィルムを製造し、測定した。こうして得られた各フィル
ムを、4重量%のキシレン可溶画分、2g/10分の溶融流量を有するポリプロ
ピレンのプラックの上に置いた。重複したフィルムおよびプラックを、200℃
で、9000kgの荷重でプレートプレス(plate−press)で接着さ
せた。荷重は5分間保たれた。次いでその結果生じた接着テスト破片の長さと幅
を、TM LONGフィルムストレッチャを使って6倍伸ばした。こうして得ら
れたフィルムの厚さは約20μmであった。5×10cmの試験片を上記フィル
ムから得た。シール値は、200gの荷重をヒートシールされたサンプルに印加
することによって得られた。各測定に際し、上記の試験片の2枚を、実施例の組
成物からなるヒートシール可能な層と互いに触れ合うように重ねた。次いで、重
ねた試験片をセンチネル(Xentinel)結合実験室シーラーモデル12−
12ASを用いて5cmの辺に沿って封じた。シール時間は5秒で、圧力約0.
12MPa(1.2atm)、およびシール幅は2.5cmであった。シール温
度を、測定されるべき各サンプルごとに2℃ずつ上昇させた。その後、シールさ
れたサンプルを2.5×10cmのストリップを得るよう切り取り、そのシール
されていない端部を力量計に付けて、200gの荷重を印加した場合でもシール
が破れない最小シール温度を測定した。この温度はシール開始温度を表す。
器からそれに隣接した反応器へ移し換えるための装置を備えた一連の反応器で連
続して行われた。 重合に用いられた触媒は、塩化マグネシウム上に担持された固形成分からなる
、高度立体特異的チーグラー・ナッタ触媒であった。それは、およそ2.5重量
%のチタンを含み、内部電子供与体成分としてフタル酸ジイソブチルを含む。固
形触媒成分は、欧州特許出願公報第674991号の実施例に記載された方法に
類似した方法によって製造された。
−ブテン、水素およびプロパンの含量を測定した。上記ガスは、重合の工程中に
気相における濃度が一定のままであるような方法で供給された。 触媒系を重合反応器に導入する前に、上記固形触媒成分を20℃で9分間液体
プロパン中でAl−トリエチル(TEA)およびジシクロペンチルジメトキシシ
ラン(DCPMS)に接触させた。TEAL/固形触媒重量比は10で、TEA
/DCPMS比は4であった。
の中に移し、第1重合反応器に導入する前に25℃で30分間予備重合を行った
。 予備重合した触媒系、気体状の水素(分子量調整剤として使用)ならびにプロ
ピレンおよび1−ブテンモノマーならびにプロパンを絶えず一定流で第1の気相
重合反応器中に供給して、ポリ(プロピレン−co−ブテン−1)(コポリマー
(a))を生成した。
後、連続した流れで、気体状の水素、プロピレン、1−ブテンおよびプロパンの
量的に一定な流れと共に第2気相反応器に導入した。 第2反応器で製造されたコポリマー(コポリマー(b))を排出し、未反応の
モノマーを取り除いた後、連続した流れで、気体状の水素、プロピレン、1−ブ
テンおよびプロパンの量的に一定な流れと共に第3気相反応器に導入し、コポリ
マー(c)を製造した。
揮発性物質を除去し、乾燥した。 重合温度はどの段階でも70℃であった。 重合条件、反応物質のモル比、各段階で製造されるコポリマーの組成や最終ポ
リマー生成物の組成およびその物性を表1に示した。
延伸三層フィルムの製造に利用した。層は次のとおりであった: − 1μmの厚さの外層(層A)は、エチレンおよび1−ブテンに由来するそれ
ぞれ3.3重量%および6重量%の反復単位を含むプロピレンのランダムコポリ
マーから構成された; − 23μmの厚さの中間層(層B)は、結晶質プロピレンホモポリマーから構
成された; − 厚さ1μmの別の外層(層C)は、実施例1の組成物または比較例lcの組
成物から構成された。
製造された。次いでフィルムを、層Cをアルミニウムで金属被覆させる公知の方
法に従った金属被覆方法に付した。 そのようにして得られたフィルムは、WVTR水蒸気透湿度テストおよびOT
R酸素テストに付された。 表2は、本発明の組成物で生成されたフィルムまたはプラックの機械的お
よび物理的物性を示す。
Claims (14)
- 【請求項1】 a)コモノマー由来の反復単位を2〜10%含む、C4〜C1 0 α−オレフィン類から選択された少なくとも1つのコモノマーとのプロピレン
のランダムコポリマーを25〜40%、好ましくは28〜38%、 b)コモノマー由来の反復単位を10〜20%含む、C4〜C10α−オレフィ
ン類から選択された少なくとも1つのコモノマーとのプロピレンのランダムコポ
リマーを25〜40%、好ましくは26〜36%、 c)コモノマー由来の反復単位を6〜12%含む、C4〜C10α−オレフィン
類から選択された少なくとも1つのコモノマーとのプロピレンのランダムコポリ
マーを25〜40%、好ましくは28〜38% からなり(すべて重量%である)、 組成物に対するコモノマーからの反復単位の総含量は6%に等しいかまたはそ
れ以上であり、各コポリマーa)、b)およびc)における反復単位の含量を表
すパーセンテージはそれぞれ、他の2つとはそれぞれ相違し、他の2つのコポリ
マーそれぞれの反復単位のパーセンテージに関するこの相違は、少なくとも1単
位、好ましくは1.5単位である半結晶質ポリオレフィン組成物。 - 【請求項2】 コポリマー(a)、(b)および(c)のコモノマーが、同
じである請求項1の組成物。 - 【請求項3】 コポリマー(a)、(b)および(c)のコモノマーが、1
−ブテンである請求項2の組成物。 - 【請求項4】 モノマーが、少なくとも3つの別々で連続した段階において
、活性型の活性マグネシウムハロゲン化物上で担持された立体特異的触媒の存在
下で重合され、コポリマー(a)、(b)および(c)が形成され、第1段階に
続く各段階において、重合が、形成されたポリマーの存在下で、かつすぐ前の段
階で用いられた触媒の存在下で行われる請求項1の組成物の製造方法。 - 【請求項5】 すべての重合段階が、気相で行われる請求項4の方法。
- 【請求項6】 請求項1〜3の組成物から得られうる積層品。
- 【請求項7】 単層および多層フィルムから選択される請求項6のフィルム
。 - 【請求項8】 少なくとも1つの外層が、請求項1〜3の組成物からなる請
求項7の多層フィルム。 - 【請求項9】 さらなる層が、オレフィンポリマーからなる請求項8の多層
フィルム。 - 【請求項10】 請求項6〜9による金属被覆積層品。
- 【請求項11】 金属が、アルミニウムおよび亜鉛から選択される請求項1
0の金属被覆積層品。 - 【請求項12】 本発明のポリマー組成物からなる層の上にポリマーを押出
し積層することによって得られうる請求項6〜11の積層品。 - 【請求項13】 押出し積層方法で用いられるポリマーが、150℃または
それ以下の融解温度を有する請求項12の積層品。 - 【請求項14】 ポリマーが、ポリエチレンおよびポリエチレンテレフタレ
ートから選択される請求項13の積層品。
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