JP2005344043A - プロピレン系樹脂組成物およびその食品・医療用途への応用 - Google Patents
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Abstract
【課題】超高透明、剛性と低温耐衝撃性、成形性に優れたシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物及び食品容器、医療用器具を提供する。
【解決手段】(1)シンジオタクティックプロピレン系重合体(A)65〜90重量部、(2)アイソタクティックプロピレン系重合体(B)8〜20重量部、(3)シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)2〜15重量部からなることを特徴とするシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物およびこの組成物から得られる食品容器や医療用器具。
【選択図】 なし
【解決手段】(1)シンジオタクティックプロピレン系重合体(A)65〜90重量部、(2)アイソタクティックプロピレン系重合体(B)8〜20重量部、(3)シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)2〜15重量部からなることを特徴とするシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物およびこの組成物から得られる食品容器や医療用器具。
【選択図】 なし
Description
本発明は、超高透明で剛性と低温耐衝撃性、成形性に優れたシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物及びそれからなる食品容器、医療用器具に関する。
プロピレンとエチレン、必要に応じて炭素原子数4〜20のα-オレフィンを共重合させて得られるアイソタクティックポリプロピレンからなるフィルムは、安価で柔軟性、耐湿性、耐熱性に優れているため各種の包装材料や容器に広く使用されている。しかしながら、0.8mm肉厚の射出成形容器では、耐衝撃性不足、透明性不足による内容物の視認性不足、チルド輸送時の落下破損、あるいは店頭落下破損がおこっていた。このような問題を改良するためアイソタクティックポリプロピレンのコモノマー含量を増やすと、ベタ成分が顕著となり、内容物への悪影響が問題となり、且つ低温耐衝撃性が不充分となる。また、エラストマー成分を添加すると透明性が不足するといった問題が発生し、高透明性、剛性と低温耐衝撃性、成形性に優れる材料の製造は困難であった。
一方、シンジオタクティックポリプロピレンは、バナジウム化合物とエーテルおよび有機アルミニウムからなる触媒の存在下に低温重合により得られることが知られている。しかしながらこの方法で得られるポリマーは、そのシンジオタクティシティが低く、本来のシンジオタックティックな性質を表しているとは言い難かった。
近年、J. A. Ewenらにより非対称な配位子を有する遷移金属触媒とアルミノキサンからなる触媒の存在下にシンジオタックティックtriad分率が0.7を超えるようなタクティシティの高いポリプロピレンが得られることが発見されている(J. Am. Chem. Soc., 1988,110,6255-6256、特開平2−41305号公報)。このJ. A. Ewenらの方法により得られたポリマーは、シンジオタクティシティが高く、アイソタクティックポリプロピレンよりもエラスティックな性質を有している。またシンジオタクティシティの高いプロピレン共重合体も得られており(特開平3−200813号公報)、シンジオタクティシティの高いプロピレン共重合体と種々のポリマーとの組成物が得られている(特開2000−191859号公報、特開2000−191861号公報)。シンジオタクティシティの高いプロピレン(共)重合体を軟質な成形材料として、例えば、軟質塩化ビニルや加硫ゴム等が使用されている分野に利用しようとする場合、その柔軟性やゴム弾性、機械的強度、成形性、特にネックインについては、アイソタクティックポリプロピレンよりも大きく、フィルム成形やシート成形などの加工を施した場合、製品幅が狭く、生産性が悪いという問題があった。
一方、従来からプロピレン系重合体にプロピレン繰返し単位の立体規則性がアイソタクティックであるエチレン−プロピレン共重合体ゴム等を配合することによりその柔軟性や耐衝撃性を改良する試みがなされているが、この方法により得られる樹脂組成物からなる成形物は、柔軟性や低温耐衝撃性がある程度は改良されるものの透明性が不足し、高透明性、剛性と低温耐衝撃性全てを満足することはできなかった。
本発明は、このような状況に鑑み鋭意研究した結果、特定のシンジオタクティックプロピレン重合体とシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体とアイソタクティックプロピレン重合体との組成物が、超高透明で且つ剛性、低温耐衝撃性、成形性との全バランスに優れることを見いだして、本発明を完成するに至った。
本発明は、上記のような従来技術における問題点を解決しようとするものであって、超高透明、剛性、低温耐衝撃性、成形性に優れたシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物を提供すること及びこの組成物からなる食品容器や医療用器具の提供を目的としている。
特開平2−41305号公報
特開平3−200813号公報
特開2000−191859号公報
特開2000−191861号公報
J. Am. Chem. Soc., 1988,110,6255-6256
本発明に係るシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、シンジオタクティック構造であるプロピレンから導かれる繰返し単位(ラセミペンタッド分率)が0.750以上、MFRが0.3〜100g/10分であるシンジオタクティックプロピレン系重合体(A)65〜90重量%と、アイソタクティック構造であるプロピレンから導かれる繰返し単位(メソペンタッド分率)が0.950以上、MFRが0.3〜1000g/10分であるプロピレン単独重合体、またはエチレン含有量が0.1〜5.0重量%、MFRが0.3〜1000g/10分であるエチレン−プロピレンランダム共重合体(B)8〜20重量%と、シンジオタクティック構造であるプロピレン成分を99〜65モル%の量含み、エチレン成分を1〜35モル%量含むシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)2〜15重量%とからなることを特徴とするシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物である。
本発明では、上記(C)シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体が、プロピレンから導かれる繰返し単位を99〜65モル%、好ましくは95〜65モル%、さらに好ましくは90〜65モル%の割合で、エチレンから導かれる繰り返し単位を1〜35モル%、好ましくは5〜35モル%、さらに好ましくは10〜35モル%の割合で含有する共重合体である。
本発明に係るシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、超高透明であり、且つ剛性、低温耐衝撃性、成形性の全バランスに優れている。
以下、本発明にシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物について具体的に説明する。本発明に係るシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、特定のシンジオタクティックプロピレン系重合体(A)と、特定のアイソタクティックプロピレン系重合体(B)と、特定のシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共系重合体(C)を含んでいる。また、本発明に係るシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、上記シンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物に加えて、結晶核剤として、エチレンビス脂肪酸アミドを樹脂合計100重量部に対し、て0.01〜0.50重量部の割合で含有してもよい。
〔シンジオタクティックプロピレン系重合体(A)の製造〕
このようなシンジオタクティックプロピレン系重合体(A)の製造の際には、触媒として後述するようなシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)の製造に用いられるメタロセン系触媒が好ましく用いられる。
このようなシンジオタクティックプロピレン系重合体(A)の製造の際には、触媒として後述するようなシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)の製造に用いられるメタロセン系触媒が好ましく用いられる。
また、シンジオタクティックプロピレン系重合体(A)の製造の際には、上記触媒系に代えて特開平2−41303号公報、特開平2−41305号公報、特開平2−274703号公報、特開平2−274704号公報、特開平3−179005号公報、特開平3−179006号公報、特開平4−69394号公報、特開平5−17589号公報または特開平8−120127号公報に記載の触媒系を用いることもできる。
具体的には、前記したJ. A. Ewenらの文献「J. Am. Chem. Soc., 1988,110,6255-6256」に記載の触媒系を用いることもでき、また該文献に記載された化合物と異なる構造のものであっても、プロピレンの単独重合体を製造したときに、得られる重合体のシンジオタックティックtriad分率(A. Zambelliら、Macromolecules, vol 6, 687(1973)、同vol 18, 925(1975)が前述したような値、例えば、0.5以上程度の比較的タクティシティーが高い重合体を与える触媒系であれば利用でき、例えば、互いに非対称な配位子を有する架橋型遷移金属化合物と有機アルミニウム等の助触媒とからなる触媒系が挙げられる。
このような触媒系を構成する互いに非対称な配位子を有する架橋型遷移金属化合物としては、例えば、上記文献に記載されたジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピル(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ハフニウムジクロリド、あるいはイソプロピル(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、(t−ブチルアミド)ジメチル(フルオレニル)シランチタンジメチル、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド等が挙げられる。
本発明で用いられるシンジオタクティックプロピレン系重合体(A)を、上記のような触媒の存在下に製造する場合には、プロピレンと、必要に応じてエチレンおよび炭素原子数が4〜20のα−オレフィンから選ばれる少なくとも1種以上のα−オレフィンとを、最終的に上記のような特性を有するように重合させる。重合は懸濁重合、溶液重合などの液相重合法あるいは気相重合法いずれにおいても実施できる。
液相重合法では、重合媒体としてプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物などの不活性炭化水素溶媒を用いることができ、またプロピレンを溶媒として用いることもできる。
重合は、懸濁重合法を実施する際には、通常−50〜100℃、好ましくは0〜90℃の温度で行われることが望ましく、溶液重合法を実施する際には、通常0〜250℃、好ましくは20〜200℃の温度で行われることが望ましい。また、気相重合法を実施する際には、重合は通常0〜120℃、好ましくは20〜100℃の温度で行われることが望ましい。重合は、通常、常圧〜100kg/cm2、好ましくは常圧〜50kg/cm2の圧力下で行われる。 重合は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。得られるシンジオタクティックプロピレン重合体(A)の分子量は、重合系に水素を存在させるか、あるいは重合温度、重合圧力を変化させることによって調節することができる。
〔アイソタクティックプロピレン系重合体(B)〕
アイソタクティックプロピレン系重合体(B)は、プロピレンの単独重合体または、プロピレンとエチレンとから得られるエチレン−プロピレン系ランダム共重合体であって、プロピレン単独重合体の場合はメソペンタッド分率が0.950以上、MFRが0.3〜1000g/10分、好ましくはMFRが0.3〜0.6g/10分または100〜1000g/10分であり、このような時、非常に相溶性が良く、透明性が飛躍的に優れる。
アイソタクティックプロピレン系重合体(B)は、プロピレンの単独重合体または、プロピレンとエチレンとから得られるエチレン−プロピレン系ランダム共重合体であって、プロピレン単独重合体の場合はメソペンタッド分率が0.950以上、MFRが0.3〜1000g/10分、好ましくはMFRが0.3〜0.6g/10分または100〜1000g/10分であり、このような時、非常に相溶性が良く、透明性が飛躍的に優れる。
〔シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)〕
シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は、プロピレンから導かれる繰返し単位を、99〜65モル%、好ましくは95〜65モル%、より好ましくは90〜65モル%、エチレンから導かれる繰返し単位を1〜35モル%、好ましくは5〜35モル%、より好ましくは10〜35モル%の割合で含有している。
シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は、プロピレンから導かれる繰返し単位を、99〜65モル%、好ましくは95〜65モル%、より好ましくは90〜65モル%、エチレンから導かれる繰返し単位を1〜35モル%、好ましくは5〜35モル%、より好ましくは10〜35モル%の割合で含有している。
このような割合でエチレンとプロピレン成分を含有するシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は、シンジオタクティックプロピレン重合体(A)およびアイソタクティックプロピレン重合体(B)との相溶性が良好であり、得られるシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、卓越した透明性と、良好な剛性と低温耐衝撃性バランス、成形性を発揮する。
このシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は、非晶性であり、ヤングモジュラスが150MPa以下、好ましくは100MPa以下、より好ましくは50MPa以下である。
このようなシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は、135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]が、通常0.01〜10dl/g、好ましくは0.5〜10dl/g、さらに好ましくは1〜8dl/gの範囲にあることが望ましい。該α−オレフィン重合体(C)の極限粘度[η]が、前記範囲内にあると、耐候性、耐オゾン性、耐熱老化性、低温特性、耐動的疲労性などの特性に優れる。
このシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は、単一のガラス転移温度を有し、かつ示差走査熱量計(DSC)によって測定したガラス転移温度(Tg)が、通常−5℃以下、好ましくは−15℃以下、さらに好ましくは−30℃以下であることが望ましい。該シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(B)のガラス転移温度(Tg)が前記範囲内にあると、耐寒性、低温耐衝撃性に優れる。
〔シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)の製造〕
このようなシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は、下記に示すメタロセン系触媒の存在下にプロピレンから導かれる繰り返し単位が99〜65モル%、エチレンから導かれる繰り返し単位が1〜35モル%となるようにプロピレンとエチレンを共重合させて得られる。
このようなシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は、下記に示すメタロセン系触媒の存在下にプロピレンから導かれる繰り返し単位が99〜65モル%、エチレンから導かれる繰り返し単位が1〜35モル%となるようにプロピレンとエチレンを共重合させて得られる。
このようなメタロセン系触媒としては、
下記成分(a)と、
下記成分(b)、(c)および(d)のうちから選択される1種以上の化合物からなる少なくとも1つの触媒系の存在下に得られる。
(a)下記式(1)で表される遷移金属錯体
下記成分(a)と、
下記成分(b)、(c)および(d)のうちから選択される1種以上の化合物からなる少なくとも1つの触媒系の存在下に得られる。
(a)下記式(1)で表される遷移金属錯体
[式(I)中、MはTi、Zr、Hf、Rn、Nd、SmまたはRuであり、Cp1およびCp2はMとπ結合しているシクロペンタジエニル基、インデニル基、フルオレニル基またはそれらの誘導体基であり、X1およびX2は、アニオン性配位子または中性ルイス塩基配位子であり、ZはC、O、B、S、Ge、SiまたはSn原子あるいはこれらの原子を含有する基である。]
(b)上記遷移金属化合物(a)中の遷移金属Mと反応してイオン性の錯体を形成する化合物、
(c)有機アルミニウム化合物
(d)アルモキサン。
(c)有機アルミニウム化合物
(d)アルモキサン。
共重合反応は、通常、温度が−20〜150℃、好ましくは0〜120℃、さらに好ましくは0〜100℃の範囲で、圧力が0を超えて80kg/cm2 、好ましくは0を超えて〜50kg/cm2の範囲の条件下に行なわれる。
また反応時間(重合が連続法で実施される場合には平均滞留時間)は、触媒濃度、重合温度などの条件によっても異なるが、通常5分間〜3時間、好ましくは10分間〜1.5時間である。
また反応時間(重合が連続法で実施される場合には平均滞留時間)は、触媒濃度、重合温度などの条件によっても異なるが、通常5分間〜3時間、好ましくは10分間〜1.5時間である。
プロピレンとエチレンは、上述のような特定組成のシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)が得られるような量でそれぞれ重合系に供給される。なお共重合に際しては、水素などの分子量調節剤を用いることもできる。
上記のようにしてプロピレンとエチレンを共重合させると、シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)は通常これを含む重合液として得られる。この重合液は常法により処理され、シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)が得られる。
上記のような割合で(A)、(B)、(C)、必要に応じてエチレンビス脂肪酸アミドを含有するシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、透明性、剛性と低温耐衝撃性、成形性全てに優れる。成形性及び透明性の観点から、下記構造のエチレンビス脂肪酸アミド
が好適である。
が好適である。
このようなシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物からなる成形物は、メルトフローレート(ASTM D 1238、230℃、荷重2.16kg)が、通常0.1〜100g/10分、好ましくは0.3〜50g/10分、さらに好ましくは0.3〜40g/10分である。
〔シンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物の製造〕
上記のようなシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、各成分を上記のような範囲で種々公知の方法、例えばヘンシェルミキサー、V−ブレンダー、リボンブレンダー、タンブラブレンダー等で混合する方法、あるいは混合後、一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等で溶融混練後、造粒あるいは粉砕する方法を採用して製造することができる。
上記のようなシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、各成分を上記のような範囲で種々公知の方法、例えばヘンシェルミキサー、V−ブレンダー、リボンブレンダー、タンブラブレンダー等で混合する方法、あるいは混合後、一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等で溶融混練後、造粒あるいは粉砕する方法を採用して製造することができる。
このシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物には、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、顔料、染料、発錆防止剤、下記に詳述する「その他の共重合体」(エラストマー、エラストマー用樹脂など)等を、本発明の目的を損わない範囲で配合することもできる。
〔その他の共重合体〕
本発明に係る軟質シンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物には、必要により「その他の共重合体」が含まれていてもよい。このような「その他の共重合体」としては、水添されていてもよい芳香族炭化水素系ブロック共重合体、エチレン・α−オレフィンブロック共重合体などが挙げられる。
本発明に係る軟質シンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物には、必要により「その他の共重合体」が含まれていてもよい。このような「その他の共重合体」としては、水添されていてもよい芳香族炭化水素系ブロック共重合体、エチレン・α−オレフィンブロック共重合体などが挙げられる。
〔成形体〕
上記のような本発明に係るシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、従来公知のポリオレフィン用途に広く用いることができ、例えば低MFR領域の組成物はパイプや手摺り、レールや窓枠などの異形押出し製品に好適に使用される。
上記のような本発明に係るシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物は、従来公知のポリオレフィン用途に広く用いることができ、例えば低MFR領域の組成物はパイプや手摺り、レールや窓枠などの異形押出し製品に好適に使用される。
中〜高MFR領域の組成物では、射出成形が一般に行われ、食品容器ではゼリーカップや冷菓容器、医療用途では使い捨て注射器外筒、シャーレや軽量カップなどが好適であり、低温耐衝撃性と透明性、適度な剛性が必要な用途である。
成形体として具体的には、押出成形、射出成形、インフレーション成形、ブロー成形、押出ブロー成形、射出ブロー成形、プレス成形、真空成形、カレンダー成形、発泡成形、ストレッチブロー、コンプレッション成形などの公知の熱成形方法により得られる成形体が挙げられる。
ブロー成形体は、従来公知のブロー成形装置を用いて公知の条件を採用して、シンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物をブロー成形することにより製造することができる。
たとえば押出ブロー成形では、上記シンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物を樹脂温度100℃〜300℃の溶融状態でダイより押出してチューブ状パリソンを形成し、次いでパリソンを所望形状の金型中に保持した後空気を吹き込み、樹脂温度130℃〜300℃で金型に着装することにより中空成形体を製造することができる。延伸(ブロー)倍率は、横方向に1.5〜3倍程度であることが望ましい。
また、射出ブロー成形では、上記シンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物を樹脂温度100℃〜300℃でパリソン金型に射出してパリソンを成形し、次いでパリソンを所望形状の金型中に保持した後空気を吹き込み、樹脂温度120℃〜300℃で金型に着装することにより中空成形体を製造することができる。
延伸(ブロー)倍率は、縦方向に1.1〜1.8倍、横方向に1.3〜2.5倍であるであることが望ましい。
以下、本発明について実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により何等限定されるものではない。
特殊な材料であるシンジオタクティックプロピレン重合体(A)とシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)についての合成例を下記する。
[合成例1]
シンジオタクティックプロピレン重合体(A)の合成
特開平2−274763号公報に記載の方法に従い、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)フルオレニルジルコニウムジクロライドおよびメチルアルミノキサンからなる触媒を用いて、水素の存在下でプロピレンの塊状重合法によってシンジオタクチックポリプロピレンを得た。得られたシンジオタクチックポリプロピレンのメルトフローインデックスは、18.0g/10分であり、GPCによる分子量分布は2.3であり、13C−NMRによって測定されたシンジオタクチックラセミペンタッド分率は0.832であった。
シンジオタクティックプロピレン重合体(A)の合成
特開平2−274763号公報に記載の方法に従い、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)フルオレニルジルコニウムジクロライドおよびメチルアルミノキサンからなる触媒を用いて、水素の存在下でプロピレンの塊状重合法によってシンジオタクチックポリプロピレンを得た。得られたシンジオタクチックポリプロピレンのメルトフローインデックスは、18.0g/10分であり、GPCによる分子量分布は2.3であり、13C−NMRによって測定されたシンジオタクチックラセミペンタッド分率は0.832であった。
[合成例2]
シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)の合成
減圧乾燥および窒素置換してある1.5リットルのオートクレーブに、常温でヘプタンを750ml加え、続いてTIBAの1.0ミリモル/mlトルエン溶液をアルミニウム原子に換算してその量が0.3ミリモルとなるように0.3ml加え、攪拌下にプロピレンを50.7リットル(25℃、1気圧)挿入し、昇温を開始し30℃に到達させた。その後、系内をエチレンで5.5kg/cm2Gとなるように加圧し、公知の方法で合成したジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリドのヘプタン溶液(0.0002mM/ml)を3.75ml、トリフェニルカルベニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートのトルエン溶液(0.002mM/ml)を2.0ml加え、プロピレンとエチレンの共重合を開始させた。この時の触媒濃度は、全系に対してジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)フルオレニルジルコニウムジクロリドが0.001ミリモル/リットル、トリフェニルカルベニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートが0.004ミリモル/リットルであった。
シンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)の合成
減圧乾燥および窒素置換してある1.5リットルのオートクレーブに、常温でヘプタンを750ml加え、続いてTIBAの1.0ミリモル/mlトルエン溶液をアルミニウム原子に換算してその量が0.3ミリモルとなるように0.3ml加え、攪拌下にプロピレンを50.7リットル(25℃、1気圧)挿入し、昇温を開始し30℃に到達させた。その後、系内をエチレンで5.5kg/cm2Gとなるように加圧し、公知の方法で合成したジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリドのヘプタン溶液(0.0002mM/ml)を3.75ml、トリフェニルカルベニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートのトルエン溶液(0.002mM/ml)を2.0ml加え、プロピレンとエチレンの共重合を開始させた。この時の触媒濃度は、全系に対してジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)フルオレニルジルコニウムジクロリドが0.001ミリモル/リットル、トリフェニルカルベニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートが0.004ミリモル/リットルであった。
重合中、エチレンを連続的に供給することにより、内圧を5.5kg/cm2Gに保持した。重合を開始して30分後、重合反応をメチルアルコールを添加することにより停止した。脱圧後、ポリマー溶液を取り出し、このポリマー溶液に対して、「水1リットルに対して濃塩酸5mlを添加した水溶液」を1:1の割合で用いてこのポリマー溶液を洗浄し、触媒残渣を水相に移行させた。この触媒混合溶液を静置したのち、水相を分離除去しさらに蒸留水で2回洗浄し、重合液相を油水分離した。次いで、油水分離された重合液相を3倍量のアセトンと強攪拌下に接触させ、重合体を析出させたのち、アセトンで十分に洗浄し固体部(共重合体)を濾過により採取した。窒素流通下、130℃、350mmHgで12時間乾燥した。以上のようにして得られたプロピレン・エチレン共重合体の収量は50gであり、135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]は2.4dl/gであり、ガラス転移温度Tgは−28℃であり、エチレン含量は24.0モル%であり、GPCにより測定した分子量分布(Mw/Mn)は2.9であった。また、DSC測定条件では融解ピークは、実質的に観測されず、結晶性のない良好なエラスタマーが得られた。
以下、物性試験条件等を記す。
後記する実施例で使用した原料は以下のとおりである。
(A)シンジオタクティックホモポリプロピレン:
MFR(230℃);18g/10分
ラセミペンタッド分率;rrrr=0.832
Mw/Mn=2.3
(B−1)アイソタクティックホモポリプロピレン
MFR(230℃);600g/10分
メソペンタッド分率;mmmm=0.956
Mw/Mn=4.6
(B−2)アイソタクティックエチレン−プロピレンランダム共重合体:
MFR(230℃);10g/10分
エチレン含有量;1.3wt%
Mw/Mn=4.7
(B−3)アイソタクティックエチレン−プロピレンランダム共重合体:
MFR(230℃);10g/10分
エチレン含有量;3.8wt%
Mw/Mn=4.7
(C)シンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体:
エチレン含有量29.0wt%
135℃デカリンでの極限粘度[η]:2.4dl/g
Mw/Mn=2.8
ガラス転移温度Tg;−30℃
(D)エチレン−1−オクテン共重合体:
密度0.870g/cm3
MFR(230℃);8g/10分
Mw/Mn=2.4
注)Mw/Mnは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用い、オルトジクロロベンゼン溶媒で、140℃で測定した。
(A)シンジオタクティックホモポリプロピレン:
MFR(230℃);18g/10分
ラセミペンタッド分率;rrrr=0.832
Mw/Mn=2.3
(B−1)アイソタクティックホモポリプロピレン
MFR(230℃);600g/10分
メソペンタッド分率;mmmm=0.956
Mw/Mn=4.6
(B−2)アイソタクティックエチレン−プロピレンランダム共重合体:
MFR(230℃);10g/10分
エチレン含有量;1.3wt%
Mw/Mn=4.7
(B−3)アイソタクティックエチレン−プロピレンランダム共重合体:
MFR(230℃);10g/10分
エチレン含有量;3.8wt%
Mw/Mn=4.7
(C)シンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体:
エチレン含有量29.0wt%
135℃デカリンでの極限粘度[η]:2.4dl/g
Mw/Mn=2.8
ガラス転移温度Tg;−30℃
(D)エチレン−1−オクテン共重合体:
密度0.870g/cm3
MFR(230℃);8g/10分
Mw/Mn=2.4
注)Mw/Mnは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用い、オルトジクロロベンゼン溶媒で、140℃で測定した。
(実施例1〜3)
ヘンシェルミキサー中にエチレン-プロピレンランダム共重合体(A)とアイソタクティックホモポリプロピレン(B−1)またはアイソタクティックエチレン−プロピレンランダム共重合体(B−2)または(B−3)とシンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)からなる表1記載の割合の混合物100重量部を供給し、さらにリン系酸化防止剤[トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト]0.1重量部、造核剤としてエチレンビスステアリルアミド0.1重量部、ステアリン酸カルシウム0.05重量部、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert-ブチルペルオキシ)ヘキサンを0.01部添加し、攪拌混合した。
ヘンシェルミキサー中にエチレン-プロピレンランダム共重合体(A)とアイソタクティックホモポリプロピレン(B−1)またはアイソタクティックエチレン−プロピレンランダム共重合体(B−2)または(B−3)とシンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)からなる表1記載の割合の混合物100重量部を供給し、さらにリン系酸化防止剤[トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト]0.1重量部、造核剤としてエチレンビスステアリルアミド0.1重量部、ステアリン酸カルシウム0.05重量部、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert-ブチルペルオキシ)ヘキサンを0.01部添加し、攪拌混合した。
その混合物を二軸押出機(40mmφ)を用いて樹脂温度220℃で溶融混練し、その
混練物を押し出して水中冷却しカットし、ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを得た。
混練物を押し出して水中冷却しカットし、ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを得た。
次いで、そのペレットを用いて射出成形により180℃、金型温度40℃にて厚み2m
mのシート状試験片、曲げ強度試験用の試験片(ASTM D790、厚み3.2mm、長さ127mm、幅12.7mm)、および高速面衝撃試験用の試験片(縦130mm×横120mm×厚み2mm)をそれぞれ作製した。これらの試験片を用いて、ヘイズ、曲げ弾性率、高速面衝撃試験吸収エネルギーを測定し、その結果を表1に示した。
mのシート状試験片、曲げ強度試験用の試験片(ASTM D790、厚み3.2mm、長さ127mm、幅12.7mm)、および高速面衝撃試験用の試験片(縦130mm×横120mm×厚み2mm)をそれぞれ作製した。これらの試験片を用いて、ヘイズ、曲げ弾性率、高速面衝撃試験吸収エネルギーを測定し、その結果を表1に示した。
本発明において、詳細な物性測定方法を下記に示す。
(イ)ヘイズ :ASTM D1003に準拠し、2mmシートを用いて測定した。
(ロ)曲げ弾性率:ASTM D790に準拠して曲げ試験を行い、その結果から曲げ弾
性率を算出した。
(ハ)高速面衝撃試験:3m/sの速度で先端径1/2インチのロードセル付き撃芯を2
mm厚み角板の5℃雰囲気の試料に衝突させる。試料の裏面には受け台として先端径(受け径)3インチの台を使用した。値としては、降伏してから破壊するまでの全吸収エネルギーを求めた。
(ニ)メルトフローレート(MFR):ASTM D1238に準拠し、荷重2.16
kgで、230℃で測定した。
(イ)ヘイズ :ASTM D1003に準拠し、2mmシートを用いて測定した。
(ロ)曲げ弾性率:ASTM D790に準拠して曲げ試験を行い、その結果から曲げ弾
性率を算出した。
(ハ)高速面衝撃試験:3m/sの速度で先端径1/2インチのロードセル付き撃芯を2
mm厚み角板の5℃雰囲気の試料に衝突させる。試料の裏面には受け台として先端径(受け径)3インチの台を使用した。値としては、降伏してから破壊するまでの全吸収エネルギーを求めた。
(ニ)メルトフローレート(MFR):ASTM D1238に準拠し、荷重2.16
kgで、230℃で測定した。
(比較例1)
実施例1において樹脂をシンジオタクティックホモポリプロピレン(A)単体使用にかえた以外はは実施例1と同様に行った。物性測定結果を表1に併せて記した。
実施例1において樹脂をシンジオタクティックホモポリプロピレン(A)単体使用にかえた以外はは実施例1と同様に行った。物性測定結果を表1に併せて記した。
(比較例2)
実施例1において、シンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)のかわりにエチレン−1−オクテン共重合体(D)を用いた以外は実施例1と同様である。
実施例1において、シンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)のかわりにエチレン−1−オクテン共重合体(D)を用いた以外は実施例1と同様である。
(比較例3)
実施例2において、シンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)のかわりにエチレン−1−オクテン共重合体(D)を用いた以外は実施例1と同様である。
実施例2において、シンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)のかわりにエチレン−1−オクテン共重合体(D)を用いた以外は実施例1と同様である。
(比較例4)
実施例3において、シンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)のかわりにエチレン−1−オクテン共重合体(D)を用いた以外は実施例1と同様である。
実施例3において、シンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)のかわりにエチレン−1−オクテン共重合体(D)を用いた以外は実施例1と同様である。
(比較例5)
実施例1〜3のベースとなる樹脂をシンジオタクティックホモポリプロピレン(A)からアイソタクティックエチレン−プロピレンランダム共重合体95重量%とし、これにシンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)5重量%を使用した以外は実施例と同様である。
比較例も実施例同様に射出成形し、物性測定を実施し表1に併記した。
実施例1〜3のベースとなる樹脂をシンジオタクティックホモポリプロピレン(A)からアイソタクティックエチレン−プロピレンランダム共重合体95重量%とし、これにシンジオタクティックプロピレン−エチレン共重合体(C)5重量%を使用した以外は実施例と同様である。
比較例も実施例同様に射出成形し、物性測定を実施し表1に併記した。
実施例1〜3はいずれも超高透明であり、且つ適度な剛性と5℃、いわゆるチルド低温耐衝撃性を有する非常に優れた材料である。
比較例1〜5はどのような組成にしても本発明のような組成にしない限り、超高透明にできないことを意味している。
本発明は、超高透明で且つ剛性と耐衝撃性、成形性を有する、今までに無い優れた物性を有しており、非常に有用である。この材料を用いて生産された食品容器、医療用器具に好適である。
具体的にはデザートカップや注射器外筒、計量カップ等に好適である。
具体的にはデザートカップや注射器外筒、計量カップ等に好適である。
Claims (4)
- シンジオタクティック構造であるプロピレンから導かれる繰返し単位(ラセミペンタッド分率)が0.750以上、MFR0.3〜100g/10分であるシンジオタクティックプロピレン系重合体(A)65〜90重量%と、アイソタクティック構造であるプロピレンから導かれる繰返し単位(メソペンタッド分率)が0.950以上のMFR0.3〜1000g/10分であるプロピレン単独重合体またはエチレン含有量が0.1〜5.0重量%、MFR0.3〜1000g/10分であるエチレン−プロピレンランダム共重合体(B)8〜20重量%と、シンジオタクティック構造であるプロピレン成分を99〜65モル%の量含み、エチレン成分を1〜35モル%量含むシンジオタクティック構造プロピレン−エチレン共重合体(C)2〜15重量%とからなることを特徴とするシンジオタクティックポリプロピレン系樹脂組成物。
- 請求項1ないし2のいずれかに記載のシンジオタクティックプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする成形体。
- 食品容器(デザート容器又は冷菓容器)であることを特徴とする請求項2記載の成形体。
- 医療用器具(ディスポーザル注射器外筒、シャーレ、又は計量コップ)であることを特徴とする請求項2記載の成形体。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004166919A JP2005344043A (ja) | 2004-06-04 | 2004-06-04 | プロピレン系樹脂組成物およびその食品・医療用途への応用 |
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CN112451797A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-03-09 | 山东永聚医药科技有限公司 | 高分子预灌封注射器 |
-
2004
- 2004-06-04 JP JP2004166919A patent/JP2005344043A/ja active Pending
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