JP2005510589A - 透明で柔軟なプロピレンポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
A)プロピレンとエチレン含量1〜7%でのエチレンとのランダムコポリマー、プロピレンとC4〜C8α−オレフィン含量2〜10%のC4〜C8α−オレフィンとのコポリマー、プロピレンとエチレンおよびC4〜C8α−オレフィン(エチレン含量0.5〜5%、C4〜C8α−オレフィン含量2〜6%)とのコポリマーからなる群から選択され、85%以上の室温でのキシレン不溶成分含量を有する1以上のプロピレンコポリマーの50〜90%、B)エチレンの8〜40%と任意にC4〜C8α−オレフィンの1〜10%を含有するプロピレンのコポリマーの10〜50%を含有する溶融流量(MFR)値3〜30g/10分(そのMFR値(MFR(2))は、上記割合で同じコポリマー(A)とコポリマー(B)を含有し、しかしMFR値(MFR(1))が0.1〜5g/10分を有するプレカーサ組成物を分解に付し、MFR(2)のMFR(1)に対する比が1.5〜20で得られる)を有するプロピレンポリマー組成物。
Description
高いキシレン溶解性成分が、軟質コポリマーの生産に望ましいことが従来技術で周知である。
そのため、この発明の組成物は、キシレン可溶成分とヘキサン抽出分の特に価値あるバランスを有する。その組成物はヘキサン抽出分の低含量と同様に低い値の曲げ弾性率を所望の流動度(fluidity)で有する。
A)プロピレンとエチレン含量1〜7%、好ましくは1.5〜6%でのエチレンとのランダムコポリマー(A1)、プロピレンとC4〜C8α−オレフィン含量2〜10%の1以上のC4〜C8α−オレフィンとのコポリマー(A2)、プロピレンとエチレンおよび1以上のC4〜C8α−オレフィン(エチレン含量0.5〜5%、C4〜C8α−オレフィン含量2〜6%)とのコポリマー(A3)からなる群から選択され、85%以上、好ましくは90%以上の室温(約23℃)でのキシレン不溶成分含量を有する1以上のプロピレンコポリマーの50〜90%、好ましくは60〜85%、
B)エチレンの8〜40%、好ましくは8〜30%、最も好ましくは10〜28%と任意にC4〜C8α−オレフィンの1〜10%を含有するプロピレンのコポリマーの10〜50%、好ましくは15〜40%、
を含有する溶融流量(MFR)値3〜30g/10分、好ましくは3〜20g/10分、最も好ましくは3〜15g/10分(そのMFR値(MFR(2))は、上記割合で同じコポリマー(A)とコポリマー(B)を含有し、しかしMFR値(MFR(1))が0.1〜5g/10分、好ましくは0.5〜4g/10分を有するプレカーサ組成物を分解に付し、MFR(2)のMFR(1)に対する比が1.5〜20、好ましくは2〜15で得られる)を有するプロピレンポリマー組成物を提供する。
上記プロピレンポリマーまたはポリマー組成物中のコモノマーとして存在しうるC4〜C10α−オレフィンは、式CH2=CHR(式中Rは線状または分枝状で、2〜8の炭素原子を有するアルキル基、またはC6〜C10アリール基(特にフェニル)のようなアリール基である)で表される。C4〜C10α−オレフィンの例は、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンと1−オクテンである。1−ブテンが特に好ましい。
この発明の最も好ましいプロピレンポリマー組成物は、60以上85重量%のコポリマー(A)と15〜40重量%以下のコポリマー(B)を含む。
この発明のプロピレンポリマー組成物で、ヘキサン抽出性の成分は下記の方法により、好ましくは5.5重量%以下、特に4.5重量%以下である。
この発明のプロピレンポリマー組成物は、代表的には下記の方法に従いフィルムまたはプラックで測定して、20%以下、好ましくは18%以下の曇り度値を有する。
その上、この発明は、上記プロピレンポリマー組成物を製造する効率的で費用のかからない方法を提供する。
1)予めプレカーサ組成物を少なくとも2つの逐次工程で重合することにより作り、そこでコポリマー(A)と(B)は、別々の逐次工程で、各工程を形成されたポリマーと前工程で使用された触媒の存在下で操作し、かつ0.1〜5g/10分、好ましくは0.5〜4g/10分のプレカーサ組成物のMFR(1)値を得るような量で分子量調整剤(好ましくは水素)を投与して行われ、かつ
2)1)で得られたプレカーサ組成物を、3〜20g/10分、好ましくは3〜15g/10分の最終組成物のMFR(2)値を、MFR(1)に対する比に関して分解比を有して、1.5〜20、好ましくは2〜15得るために、分解処理に付す
ことからなる。
前の記述から、プレカーサ組成物で、コポリマー含量とコポリマー(A)と(B)の相対量は、最終組成物(分解後)で同じであることは明らかである。分解処理は、組成物のMFR値を、MFR(1)からMFR(2)に、2つのMFR値間の比、すなわちMFR(2)/MFR(1)を1.5〜20、好ましくは2〜15の値で、増加さす効果を有する。
外部供与体は、任意に加えられる。
上記特徴を有する触媒は、特許文献で周知であり、米国特許第4,399,054号とヨーロッパ特許第45,977号に記載の触媒が特に有利である。他の例は、米国特許第4,472,524号に見出すことができる。
このタイプのエーテルは、刊行されたヨーロッパ特許出願第361,493と728,769号に記載されている。
−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と9,9−ビス(メトキシメチル)フルオレンである。
他の適する電子供与体化合物は、フタル酸のジイソブチル、ジオクチル、ジフェニルとベンジルブチルエステルのようなフタル酸エステルである。
外部供与体として使用できる電子供与体化合物は、安息香酸アルキルのような芳香族酸エステルと特に少なくとも1つのSi−OR結合(Rは炭化水素基)を含有するシリコン化合物を含む。シリコン化合物の有用な例は、(t−ブチル)2Si(OCH3)2、(シクロヘキシル)(メチル)Si(OCH3)2 、(シクロペンチル)2Si(OCH3)2と(フェニル)2Si(OCH3)2である。
上記の式を有する1,3−ジエーテルも有利に使用できる。内部供与体が、これらのジエーテルの1つのとき、外部供与体は省略できる。
分子量の調節は、既知の調整剤、特に水素を用いて行われる。
全体の重合方法は、連続またはバッチでもよく、既知の技法に従い、不活性希釈剤の存在下または非存在下で液相、または気相あるいは混合液−ガス技法により、操作して行われる。
2つの工程に関して反応時間、圧と温度は決定的ではないが、温度は20〜100℃であるのが最良である。圧は、大気圧またはそれ以上であることができる。
好ましい重合方法によれば、この発明の組成物は、コポリマー(A)が、少なくとも2つの連結した重合ゾーン中で行われる気相重合法で作られることを除いて、上記のような逐次重合方法で作られる。
詳細には、その方法は、1以上のモノマー(類)を触媒の存在下の重合ゾーンに反応条件下に供給し、その重合ゾーンからポリマー生成物を回収することからなる。その方法で、生長するポリマー粒子は、その重合ゾーン(上昇管)の1つ(第1)を通って速い流動化条件下に上方に流動し、その上昇管を出て、他の(第2)重合ゾーン(下降管)に入り、それを通って、重力の作用下に濃密形態で下方に流動し、その下降管を出て、上昇管に再び導入され、このようにして、上昇管と下降管の間でポリマーの循環を確立する。
温度のような操作パラメータは、気相オレフィン重合法に通常であるもの、例えば50〜120℃の間である。
有利には、1以上の不活性ガスが重合ゾーンで、不活性ガスの分圧の計が、ガスの全圧の5〜80%の間が好ましいような量に維持される。不活性ガスは、例えば窒素またはプロパンでありうる。
好ましい重合方法の第2工程で、コポリマー(B)が、通常の流動床−気相技術で作られるのが代表的である。
この発明の物品に使用されるプロピレンポリマーとプロピレンポリマー組成物は、抗酸化剤、光安定剤、熱安定剤、核剤、着色剤と充填剤のような当該技術で普通に使用される添加剤を含有することもできる。
核剤の代表例は、安息香酸p−t−ブチルと1,3−および2,4−ジベンジリデンソルビトールである。
核剤は、全重量に対して、好ましくは0.05〜2重量%、より好ましくは0.1〜1重量%の範囲の量で添加される。
この発明の組成物の主要な応用分野は、キャストフィルムまたはシートと射出成形容器である。キャストフィルムまたはシートと射出成形品は特に、食品包装と食品または飲料容器で特に使用される。
この発明のキャストフィルム、シートおよび射出成形品は周知の方法で作ることができる。
この発明のフィルムは、代表的に10〜100μmの範囲である厚みを有し、一方シートは一般に100μm以上か等しい厚みを有する。
実施例のポリマー材料とフィルムに関するデータは、以下に示した方法で測定される。
−溶融流量:ISO方法1133(230℃、2.16kg)により測定
−キシレン溶解性:次のように測定した。
2.5gのポリマーと250mlのキシレンを冷却器と磁製撹拌器付のガラスフラスコに導入する。温度を30分で溶媒の沸点まで上げる。次いで、得られた透明液を還流下さらに30分間撹拌下に保つ。次に密封したフラスコを氷水浴中30分間、ならびに25℃の恒温に保った水浴中30分間保つ。そこで形成した固体を、クイック濾紙で濾過する。濾過した液体の100mlを前もって秤量したアルミ製容器に注ぎ、窒素気流中加熱プレートで加熱し、溶媒を蒸去する。次に、一定重量が得られるまで、容器を減圧下80℃のオーブンで保つ。次に室温でキシレン可溶なポリマーの重量%を計算する。室温でキシレン不溶なポリマーの重量%がポリマーのアイソタクチシティ指数と考えられる。この値は、沸騰n−ヘプタンでの抽出で測定されてアイソタクチシティ指数に実質的に対応し、定義によりポリプロピレンのアイソタクチシティ指数とする。
−固有粘度(IV):テトラヒドロナフタリン中135℃で測定
−フィルムまたはプラックに関してヘキサン抽出性:組成物の標品を過剰のヘキサンに懸濁してFDA177,1520に従って測定。標品は、100μm厚みのフィルムまたはプラックである。フィルムは押出により作る。プラックは圧縮成形で作る。懸濁液は50℃で2時間オートクレーブ中に入れる。次にヘキサンを蒸発で除去し、乾燥残渣を秤量する。
−溶融温度、溶融エンタルピーと結晶化温度、1分当たり20℃の温度変動でDSCで測定。
−エチレン含量:IRスペクトロスコピーで測定。
−延性/胞性遷移温度:要求により入手可能なバセル内部法MTM17324により測定。
−曲げ弾性率:ISO方法178により測定。
−降伏と破断応力:ISO方法527により測定。
−降伏と破断伸び:ASTM方法D-882により測定。
−アイゾッド衝撃強さ:ISO方法180により測定。
−フィルムの曇り価:ASTM方法D1003/61により測定。
−-20℃の破断エネルギー:要求により入手可能なバセル内部方法MTM17324により測定。
−フィルムの光沢:ASTM方法523/89により測定。
次の実施例で、前駆体組成物は、気相重合装置からなるプラントで連続条件下プロピレンとエチレンとを重合させて作り、得られた組成物を分解に付し、この発明による最終組成物を作る。
使用された触媒は、EP−A−728769号の実施例5と類似の方法で、但しMgCl2・2.1C2H5OHの代わりに微細球状のMgCl2・1.7C2H5OHを用いて作られた触媒成分からなる。このような触媒成分は、外部ドナーとしてジシクロペンチルジメトキシシランをトリエチルアルミニウム(TEAl)と共に用いる。TEAl/触媒成分の重量比は5である。TEAl/外部ドナーの重量比は4である。
生成したコポリマー(A)は、続いて通常の流動床反応器に送られ、そこでコポリマー(B)が気相反応器中下流で作られる。
他の操作条件と生成したポリマーの特性は表に示される。
このようにして得られたポリマー粒子は、前駆体組成物を構成し、次の押出処理で遊離ラジカルの開始剤として作用する2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンと混合される。
1)99.72部の重合組成物;
2)0.03部の2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン
3)0.05部のステアリン酸カルシウム
4)0.05部の油と
5)0.15部の添加安定剤
次いで、ポリマー混合物を二軸スクリュー押出機のBerstorff(L/D=33)に入れ、次の操作条件下で押出する。
−溶融温度:240℃
−ダイ部の温度:230℃
−流量:12.6kg/h
−スクリュー回転速度:250rpm
サンプルの組成と主な性質を主な操作条件と共に表1に報告する。
この発明による例示組成物で作られた50μm厚みのキャストフィルムは、低い値の引張弾性率と引張降伏応力、および非常に良好な光学特性も示す。
表1は、崩壊前後の実施例1と2に記載の組成物の特性を示す。重合したままの組成物に関して、化学的分解組成物は、より高い流動性、同じキシレン溶解性含量とわずかに低い値の曲げ弾性率を示す。
実施例1c〜5cの組成物を、プロピレンとエチレンの逐次重合で重合させて作る。
最初の気相重合反応器中で、コポリマー(A)(プロピレン/エチレンコポリマー)を、連続かつ一定フローで、予備重合触媒系、水素(分子量調節に使用)および気相のプロピレンとエチレンを供給して作る。
第1反応器で作られたコポリマーは、連続フローで排出され、未反応モノマーをパージした後に、ガス状の水素、プロピレンとエチレンの定量的な定フローと共に、第2気相反応器に連続フローで導入する。
使用される触媒は、実施例1〜3に使用したものと同じである。
ポリマー粒子は、所望のMFRLを得る化学分解に付されず、これは所望のMFRLが直接的に重合で得られるからである。
ヘキサン抽出分は、圧縮成形で得られた100μm厚みのプラックで測定する。100μm厚みのプラックで測定したヘキサン抽出分の値は、100μm厚みのキャストフィルムで測定したヘキサン抽出部の値より高い、しかしこの方法は低い量の材料が必要とされるときしばしば使用される。比較例1c〜5cの組成物に対し、組成物1と3は、ヘキサン抽出分とキシレン可溶区分との比についてかなり低い値を示した。
Claims (8)
- (重量%)
A)プロピレンとエチレン含量1〜7%でのエチレンとのランダムコポリマー(A1)、プロピレンとC4〜C8α−オレフィン含量2〜10%の1以上のC4〜C8α−オレフィンとのコポリマー(A2)、プロピレンとエチレンおよび1以上のC4〜C8α−オレフィン(エチレン含量0.5〜5%、C4〜C8α−オレフィン含量2〜6%)とのコポリマー(A3)からなる群から選択され、85%以上の室温でのキシレン不溶成分含量を有する1以上のプロピレンコポリマーの50〜90%、
B)エチレンの8〜40%と任意にC4〜C8α−オレフィンの1〜10%を含有するプロピレンのコポリマーの10〜50%、
を含有する溶融流量(MFR)値3〜30g/10分(そのMFR値(MFR(2))は、上記割合で同じコポリマー(A)とコポリマー(B)を含有し、しかしMFR値(MFR(1))が0.1〜5g/10分を有するプレカーサ組成物を分解に付し、MFR(2)のMFR(1)に対する比が1.5〜20で得られる)を有するプロピレンポリマー組成物。 - コポリマー(A)が、60〜85重量%で、コポリマー(B)が15〜40重量%である請求項1の組成物。
- コポリマー(B)が、8〜30重量%のエチレンを含有する請求項1の組成物。
- コポリマー(B)が、10〜28重量%のエチレンを含有する請求項1の組成物。
- 次の工程:
1)予めプレカーサ組成物を少なくとも2つの逐次工程で重合することにより作り、そこでコポリマー(A)と(B)は、別々の逐次工程で、各工程を形成されたポリマーと前工程で使用された触媒の存在下で操作し、かつ0.1〜5g/10分のプレカーサ組成物のMFR(1)値を得るような量で分子量調整剤を投与して行われ、かつ
2)1)で得られたプレカーサ組成物を、3〜20g/10分の最終組成物のMFR(2)値を、MFR(1)に対する比に関して分解比を有して、1.5〜20得るために、分解処理に付す
ことからなる請求項1〜4のプロピレンポリマー組成物を製造する方法。 - コポリマー(A)が、少なくとも2つの連続のゾーンで行われる気相重合で作られる請求項5による方法。
- 少なくとも1つの層が、請求項1の組成物からなる単層または複層のキャストフィルムもしくはシート。
- 請求項1の組成物からなる組成物で作られた射出成形容器。
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