JP2008303270A - ポリプロピレン樹脂組成物および成形体 - Google Patents

ポリプロピレン樹脂組成物および成形体 Download PDF

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義明 大林
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Abstract

【課題】透明性、機械的特性、成形加工性、臭気に優れるポリプロピレン樹脂組成物、および、それからなる成形体、さらには食品容器や食品包装用成形体を提供する。
【解決手段】 ポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対し、特定のジベンジリデンソルビトール類(B)0.1〜0.5重量部、ヘキサヒドロフタル酸基の金属塩類等の特定の金属塩類(C)0.003〜0.1重量部、及び特定の脂肪族有機酸金属塩類(D)0〜1重量部を配合する。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリプロピレン樹脂組成物およびそれからなる成形体、また、食品充填容器、食品包装用成形体に関するものである。さらに詳細には、透明性、剛性や耐衝撃性などの機械的特性、成形加工性、臭気に優れるポリプロピレン樹脂組成物およびそれからなる成形体、さらには、食品充填容器、食品包装用成形体に関するものである。
ポリプロピレン樹脂に造核剤が配合されたポリプロピレン樹脂組成物は、透明性、剛性や耐衝撃性などの機械的特性、成形加工性に優れ、また安価であることから、食品を包装あるいは充填するフィルムや容器、日用雑貨等の成形体に用いられる材料として、広範囲な用途に利用されている。
例えば、特開平11−12409号公報(特許文献1)には、剛性、耐熱性及び耐面衝撃性を改良することを目的として、特定の範囲のメルトフローレートを示すプロピレン樹脂に、特定の造核剤と特定の酸化防止剤と特定の有機過酸化物を配合した特定の範囲のメルトフローレートを示すプロピレン樹脂組成物が記載されている。
また、特開平2003−26872号公報(特許文献2)には、透明性と剛性のバランスを改良することを目的として、ポリオレフィン系樹脂と、配合量が特定の範囲である特定の亜リン酸エステル類と、配合量が特定の範囲である少なくとも一種のジベンジリデンソルビトール類を含む射出成形用ポリプロピレン系樹脂組成物およびそれを用いて得られる射出成形体が記載されている。
また、特開平2001−181445号公報(特許文献3)には、ジベンジリデンソルビトール類の造核剤の粒状化またはポリオレフィン樹脂に配合した際における分解の抑制と、また、ポリオレフィン樹脂に配合した際の分散性および透明性を改良することを目的として、特定のジベンジリデンソルビトール類に対して、配合量が特定の金属石ケンとアルカリ土類金属の塩基性化合物と融点が金属石ケンよりも低い有機化合物からなる結着剤とからなる顆粒状造核剤組成物と、それをジベンジリデンソルビトール類換算にて特定の配合量の範囲で配合してなるポリオレフィン樹脂組成物が記載されている。
また、特開2005−314490号公報(特許文献4)には、衛生性、耐熱性、成形時の気泡発生抑制とロングラン成形性、更には透明性とハイサイクル生産性を改良することを目的として、特定の範囲のメルトフローレート、特定の範囲のメソペンタッド分率を示す結晶性ポリプロピレン単独重合体に、配合量が特定の範囲である特定の構造を有する化合物を主成分とする造核剤を配合してなるポリプロピレン樹脂組成物が記載されている。
特開平11−12409号公報 特開2003−26872号公報 特開2001−181445号公報 特開2005−314490号公報
しかし、上記の公報等に記載されているポリプロピレン樹脂組成物においても、透明性、剛性や耐衝撃性などの機械的特性、成形加工性、臭気については、さらなる改良が求められており、特に、食品充填容器や食品包装用成形体においては、成形加工性、内容物の透視感、食品の臭いなどの品質に対する改善要望が強く、ポリプロピレン樹脂の透明性、成形加工性、臭気の改良が強く求められていた。
かかる状況の下、本発明の目的は、透明性、機械的特性、成形加工性、臭気に優れるポリプロピレン樹脂組成物、および、それからなる成形体、さらには食品容器や食品包装用成形体を提供することにある。
本発明者らは、かかる実情に鑑み、鋭意検討の結果、配合量が一定であるポリプロピレン樹脂と、配合量が特定の範囲である少なくとも一種の特定のジベンジリデンソルビトール類と、配合量が特定の範囲である少なくとも一種の特定の金属塩類と、配合量が特定の範囲である少なくとも一種の特定の脂肪族有機酸金属塩類を含むポリプロピレン樹脂組成物、および、それからなる成形体、さらには食品容器や食品包装用成形体が、上記課題を解決できることを見出し、本発明の完成に至った。
すなわち、本発明は、ポリプロピレン樹脂(A)100重量部と、
下記一般式(I)
Figure 2008303270
(式(I)中、R1〜R10はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜8個のアルキル基又は炭素原子数1〜4個のアルコキシ基を表す。)で示される少なくとも一種のジベンジリデンソルビトール類(B)0.01〜0.5重量部と、
下記一般式(II)
Figure 2008303270
(式(II)中、M1およびM2は、それぞれナトリウム原子および水素原子よりなる群から選ばれ、ここでM1およびM2のうち少なくとも一つはナトリウム原子であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19およびR20は、それぞれ水素、炭素原子数1〜9個のアルキル基、水酸基、炭素原子数1〜9個のアルコキシ基、炭素原子数1〜9個のアルキレンオキシ基、アミノ基、炭素原子数1〜9個のアルキルアミン基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭原子素、およびヨウ素原子)、およびフェニル基よりなる群から選択される。ここで、これらの基がアルキル基である場合、アルキル基が結合して炭素原子数6個までの炭素環を形成してよい。この化合物はトランスまたはシス配置のいずれであってもよく、好ましくはシス配置である。)で示される少なくとも一種の金属塩類(C)0.003〜0.1重量部と、
下記一般式(III)
Figure 2008303270
(式(III)中、R21は炭素原子数10〜30個の脂肪族有機酸から導入される基を表し、M3はアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子又は亜鉛原子を表し、nは1又は2を表す。)で示される少なくとも一種の脂肪族有機酸金属塩類(D)0〜1重量部
を含むことを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物に係るものである。
本発明によれば、透明性、機械的特性、成形加工性、臭気に優れ、特に、透明性、成形加工性、臭気に優れるポリプロピレン系樹脂組成物、および、それからなる成形体を得ることができる。
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂(A)とは、プロピレンの単独重合体、プロピレンとエチレンおよび/または炭素原子数4〜20のα−オレフィンの共重合体、またはこれらの混合物である。炭素原子数4〜20のα−オレフィンとしては、例えば、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、デセン−1等が挙げられ、好ましくは、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1であり、これらのα−オレフィンは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
プロピレンとエチレンおよび/または炭素原子数4〜20のα−オレフィンの共重合体としては、例えば、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−ヘキセン−1共重合体、プロピレン−エチレン−ヘキセン−1共重合体等が挙げられ、好ましくはプロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン−1共重合体である。
ポリプロピレン樹脂(A)として、好ましくは結晶性プロピレン単独重合体、プロピレンとエチレンおよび/または炭素原子数4〜20のα−オレフィンの結晶性を有する共重合体、またはこれらの混合物である。
結晶性とは、結晶性プロピレン単独重合体または結晶性を有するプロピレンとエチレンおよび/または炭素原子数4〜20のα−オレフィンの共重合体に含まれる冷キシレン(20℃キシレン)可溶部(CXS)の量により決めることができる。冷キシレン可溶部(CXS)が多いとアモルファス(非晶性)部分が多く、結晶性が低いことを示し、冷キシレン可溶部(CXS)が少ないとアモルファス(非晶性)部分が少なく、結晶性が高いことを示す。冷キシレン可溶部(CXS)として、剛性の観点から好ましくは30重量%以下であり、より好ましくは20重量%以下であり、特に好ましくは15重量%以下である。CXSの含有量が30重量%を超える場合、本発明のポリプロピレン樹脂(A)を用いたポリプロピレン樹脂組成物の剛性が十分でないことがある。
プロピレンとエチレンおよび/または炭素原子数4〜20のα−オレフィンの結晶性を有する共重合体としては、例えば、結晶性プロピレン−エチレン共重合体、結晶性プロピレン−ブテン−1共重合体、結晶性プロピレン−エチレン−ブテン−1共重合体、結晶性プロピレン−ヘキセン−1共重合体、結晶性プロピレン−エチレン−ヘキセン−1共重合体等が挙げられ、好ましくは結晶性プロピレン−エチレン共重合体、結晶性プロピレン−ブテン−1共重合体、結晶性プロピレン−エチレン−ブテン−1共重合体である。
プロピレンとエチレンおよび/または炭素原子数4〜20のα−オレフィンの結晶性を有する共重合体におけるエチレンおよび/または炭素原子数4〜20のα−オレフィンの含有量は、特に制限はないが、通常、0.1〜15重量%であり、剛性と耐衝撃性の観点から好ましくは0.5〜5重量%である。
また、本発明で用いられるポリプロピレン樹脂(A)の230℃で測定されるメルトフローレート(MFR)として、好ましくは、成形加工性を高めるという観点から、1〜200g/10分であり、より好ましくは、3〜100g/10分であり、さらに好ましくは、5〜70g/10分である。
ポリプロピレン樹脂(A)の製造方法は、公知の重合触媒を用いて、公知の重合方法によって製造することができる。
重合触媒としては、例えば、チーグラー型触媒系、チーグラー・ナッタ型触媒系、シクロペンタジエニル環を有する周期表第4族の遷移金属化合物とアルキルアルミノキサンからなる触媒系、またはシクロペンタジエニル環を有する周期表第4族の遷移金属化合物とそれと反応してイオン性の錯体を形成する化合物および有機アルミニウム化合物からなる触媒系等が挙げられ、また、上記の触媒系の存在下でエチレンやα−オレフィンを予備重合させて調製される予備重合触媒を用いてもよい。
上記の触媒系としては、例えば、特開昭61−218606号公報、特開平5−194685号公報、特開平7−216017号公報、特開平10−212319号公報、特開2004−182981号公報、特開平9−316147号公報に記載の触媒系が挙げられる。
また、重合方法としては、バルク重合、溶液重合、スラリー重合または気相重合が挙げられる。バルク重合とは、重合温度において液状のオレフィンを媒体として重合を行う方法であり、溶液重合もしくはスラリー重合とは、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の不活性炭化水素溶媒中で重合を行う方法であり、また、気相重合とは、気体状態の単量体を媒体として、その媒体中で気体状態の単量体を重合する方法である。これらの重合方法は、バッチ式、連続式のいずれでもよく、また、これらの重合方法を任意に組み合わせてもよい。工業的かつ経済的な観点から、連続式の気相重合法、バルク重合法と気相重合法を連続的に行うバルク−気相重合法による製造方法が好ましい。
また、ポリプロピレン樹脂(A)の製造方法は、少なくともエチレンやα−オレフィンを予備重合させて調製される予備重合触媒の存在下でプロピレン、必要に応じてエチレンおよび/又は炭素原子数4〜20個のα−オレフィンを重合させて製造する方法である。
また、ポリプロピレン樹脂(A)の製造において、臭気を改良する観点からポリプロピレン樹脂(A)中に含まれる残留溶媒や、製造時に副生する超低分子量のオリゴマー等を除去するために、必要に応じてポリプロピレン樹脂(A)をそのポリプロピレン樹脂(A)が融解する温度以下の温度で乾燥してもよい。乾燥方法としては、例えば、特開昭55−75410号公報、特許第2565753号公報に記載の方法等が挙げられる。
本発明に用いられるポリプロピレン樹脂(A)は、目的に応じて本発明の効果を損なわない範囲で、粉体状(パウダー)、ペレット状等、何れの形状のものでも使用することができ、それらを混合して使用することもできる。粉体状の場合、その平均粒子径の範囲は、通常0.1〜3mmの範囲であり、添加剤との分散性をより高める観点から、0.1〜2mmの範囲のものを選択することがある。また、粉体状の場合は、重合により製造されたパウダーそのものを使用することができる。また、ペレット状の場合は、その平均粒子径の範囲は、取り扱いし易さの観点から、通常1〜10mmの範囲である。
本発明で用いられるジベンジリデンソルビトール類(B)は、下記一般式(I)
Figure 2008303270
(式(I)中、R1〜R10はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜8個のアルキル基又は炭素原子数1〜4個のアルコキシ基を表す。)で示される少なくとも一種のジベンジリデンソルビトール類である。
ここで、ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、好ましくは塩素原子である。炭素原子数1〜8個のアルキル基としては、例えば前記と同様のアルキル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基である。炭素原子数1〜4個のアルコキシ基としては、例えばアルキル部分が前記の炭素原子数1〜8個のアルキルに含まれる炭素原子数1〜4個のアルキルと同様のアルキルであるアルコキシ基が挙げられ、好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。
本発明で用いられるジベンジリデンソルビトール類(B)としては、例えば、1,3:2,4−ジ(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、1,3−o−メチルベンジリデン2,4−p−メチルベンジリデンソルビトール、1,3:2,4−ジベンジリデンソルビトール、1,3:2,4−ジ−(p−エチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4−ビス(3,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール等が挙げられ、好ましくは、臭気の観点から1,3,2,4−ジ(ベンジリデン)ソルビトールである。
本発明で用いられるジベンジリデンソルビトール類(B)の配合量は、ポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜0.5重量部であり、好ましくは0.1〜0.4重量部、より好ましくは0.15〜0.4重量部である。ジベンジリデンソルビトール類(C)の配合量が、0.1重量部未満の場合、透明性、機械的強度、成形加工性の改良効果が不充分であり、0.5重量部を超えた場合、ポリプロピレン樹脂(A)に対する分散性が悪化して透明性が悪化したり、耐衝撃性等の機械的特性が低下したりすることがあり、また、透明性改良効果が飽和してしまい、不経済になるだけである。
また、ジベンジリデンソルビトール類(B)は粉体としての使用が好ましい。ジベンジリデンソルビトール類(B)の粉体特性は、好ましくは、見掛け嵩比重が0.1〜0.5g/ccの範囲であり、より好ましくは、0.2〜0.4g/ccである。尚、見掛け嵩比重とは、一定容積のメスシリンダー内にジベンジリデンソルビトール類(B)粉体を自然落下で一定容積だけ積層させた際のジベンジリデンソルビトール類(B)粉体の重量を測定して、算出により得られるものである。上記範囲より小さい場合、配合時に流動性が無く生産性が悪化することがあり、また、大きい場合は、ポリプロピレン樹脂に対する分散性が悪化して耐衝撃性等の機械的特性が低下したり、透明性改良効果が十分でないことや、白班状の点が成形体に確認され外観不良を起こすことがある。
ジベンジリデンソルビトール類(B)の製造方法としては、公知の製造方法が挙げられる。ジベンジリデンソルビトール類(B)の粉体を製造する方法としては、粉砕法、粒子製造工程時の析出条件を変更することによって製造する方法が挙げられ、製造時に粒子同士の凝集を防止するために、表面処理剤、界面活性剤等を接触させた状態で製造してもよい。
また、本発明で用いられる金属塩類(C)は、下記一般式(II)
Figure 2008303270
(式(II)中、M1およびM2は、それぞれナトリウム原子および水素原子よりなる群から選ばれ、ここでM1およびM2のうち少なくとも一つはナトリウム原子であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19およびR20は、それぞれ水素、炭素原子数1〜9個のアルキル基、水酸基、炭素原子数1〜9個のアルコキシ基、炭素原子数1〜9個のアルキレンオキシ基、アミノ基、炭素原子数1〜9個のアルキルアミン基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭原子素、およびヨウ素原子)、およびフェニル基よりなる群から選択される。ここで、これらの基がアルキル基である場合、アルキル基が結合して炭素原子数6個までの炭素環を形成してよい。この化合物はトランスまたはシス配置のいずれであってもよく、好ましくはシス配置である。)で示される少なくとも一種の金属塩類である。
上記一般式(II)で表される金属塩類としては、例えば、特表2004−524417号公報、特表2004−530006号公報に記載の化合物である。
一般式(II)で表される金属塩類(C)として、より好ましくは、ヘキサヒドロフタル酸基の金属塩類であり、さらに好ましくは、下記の構造式で表されるジナトリウム−ビシクロ(2,2,1)ヘプタン−2,3−ジカルボキシラートである。
本発明で用いられる金属塩類(C)の含有量は、ポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対して、0.003〜0.1重量部であり、好ましくは、0.005〜0.05重量部であり、さらに好ましくは0.01〜0.04重量部である。0.003重量部未満の場合、透明性、成形加工性の改良が不十分なことがあり、0.1重量部を超えた場合、透明性、耐衝撃性の改良効果が充分でないことがあり、また、過剰になり、不経済なだけである。
また、本発明で用いられる成分(B)と成分(C)の配合比率は、透明性、成形加工性、機械的特性の観点から好ましくは(B)/(C)が3〜300の範囲であり、より好ましくは(B)/(C)が5〜100の範囲であり、特に好ましくは5〜50の範囲である。この配合比率は、本発明の目的を損なわない範囲で任意に選択することができる。
また、本発明のポリプロピレン樹脂(A)には、透明核剤の分散性の観点や本発明のポリプロピレン樹脂組成物の加工機に対する耐腐食性の観点(触媒残渣の中和)から、脂肪族有機酸金属塩類(D)を配合してもよい。脂肪族有機酸金属塩類としては、以下の一般式(III)で示される少なくとも一種の化合物が挙げられる。
Figure 2008303270
(式(III)中、R21は炭素原子数10〜30個の脂肪族有機酸から導入される基を表し、M3はアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子又は亜鉛原子を表し、nは1又は2を表す。)
式(III)で示される脂肪族有機酸金属塩(D)においては、R21基は、炭素数10〜30の脂肪族有機酸由来の基であり、該有機酸としてはヒドロキシル基を有するものでもよく、カプリン酸、ネオデカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、トウハク酸、リンデル酸、ツズ酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、γ−リノレン酸、リノレン酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ナフテン酸、アビエチン酸等が挙げられる。中でも、ステアリン酸、12−ヒドロキシステアリン酸が低コストで使用効果が顕著であるので好ましい。また、M3で表されるアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムが挙げられ、アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。
中でも、ポリプロピレン樹脂(A)に対するジベンジリデンソルビトール類(B)、一般式(II)で示される金属塩類(C)の分散性を向上させる観点から、好ましくは、アルカリ金属であるリチウム、ナトリウムである。
また、脂肪族有機酸金属塩(D)は、本発明に用いられるポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対して、0〜1重量部の範囲で任意に選択し配合される。配合する場合は、透明性、機械的特性、成形加工性をより改良する観点から、好ましくは0.001〜0.5重量部の範囲であり、より好ましくは0.005〜0.05重量部であり、さらに好ましくは0.01〜0.05重量部の範囲である。
また、本発明のポリプロピレン樹脂組成物の230℃で測定されるメルトフローレート(MFR)として、好ましくは、成形加工性を高めるという観点から、1〜200g/10分であり、より好ましくは、3〜100g/10分であり、さらに好ましくは、5〜70g/10分である。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物の製造において、230℃で測定されるメルトフローレート(MFR)を1〜200g/10分の範囲に調整する方法として、プロピレン樹脂(A)と成分(B)と(C)、必要に応じて(D)を配合し、さらに、有機過酸化物(E)の存在下、溶融混合により変性することにより調整することができる。
本発明で用いられる有機過酸化物(E)は、過酸化アルキル類、過酸化ジアシル類、過酸化エステル類および過酸化カーボネート類である。
過酸化アルキル類としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−t―ブチルパーオキサイド、ジ−t―ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、t−ブチルクミル、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、3,6,9−トリエチル−3,6,9−トリメチル−1,4,7−トリパーオキソナン等が挙げられる。
過酸化ジアシル類としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド等が挙げられる。
過酸化エステル類としては、例えば、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、α−クミルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t―ヘキシルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシル−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルーパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、t−アミルパーオキシ3,5,5―トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ3,5,5―トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ブチルパーオキシトリメチルアディペート等が挙げられる。
過酸化カーボネート類としては、例えば、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジセチル パーオキシジカーボネート、ジミリスチルパーオキシジカーボネート等が挙げられる。
有機過酸化物(E)として、好ましくは過酸化アルキル類であり、特に好ましくは2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、3,6,9−トリエチル−3,6,9−トリメチル−1,4,7−トリパーオキソナンである。
有機過酸化物(E)の配合量は、ポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対して0〜0.5重量部である。好ましくは0.0005〜0.3重量部であり、より好ましくは0.001〜0.1重量部である。
有機過酸化物(E)の配合量が0.5重量部を超えた場合、ポリプロピレン樹脂組成物の成形加工性、機械的特性が不十分であったり、ポリプロピレン樹脂組成物を用いて成形加工して得られる製品の透明性や色相が悪化したりすることがある。
また、有機過酸化物(E)は、そのまま用いても良く、ポリプロピレン樹脂(A)のパウダーに含浸させた含浸パウダー(マスターバッチ)として用いても良い。ポリプロピレン樹脂(A)のパウダーとは、粉末状のポリプロピレン樹脂(A)である。パウダーの平均粒子径は特に限定されるものではないが、分散性の観点から、好ましくは、100μm〜1000μmである。有機過酸化物(E)の含浸量は特に限定されるものではないが、1〜20重量%の範囲が取り扱い上の点で好ましい。
有機過酸化物を配合して、本発明のポリプロピレン樹脂組成物の230℃で測定されるメルトフローレート(MFR)を1〜200g/10分の範囲に調整する製造における温度(ポリプロピレン樹脂組成物を溶融混練する温度)は、180℃以上である。好ましくは200〜300℃、さらに好ましくは200〜260℃の範囲である。180℃未満では、目的するメルトフローレート(MFR)の調整できないことがあり、300℃を超える場合には、本発明のポリプロピレン樹脂組成物の諸特性が悪化することがある。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、透明性、機械的特性、外観の観点から、ポリプロピレン樹脂組成物を用いて得られる成形体(フィルム、シート、射出成形体等)の表面に発生する白班点の個数が少ない方が好ましい。尚、白班点の個数の算出方法としては、射出成形法により成型加工した試験片について、その試験片両面を偏光板で挟み、蛍光灯の光を偏光板および試験片に透過させて、試験片に存在する白班点を目視で観察することによって求められる。例えば、試験片の中央部の一定面積内(50×50mm)に観察される白班点が、5個未満の場合を○、5〜10個の場合を△、10個以上の場合を×、50個以上を××として、これを指標とする場合、白班点の数が少ないほど、外観に優れた成形体であると判定することができる。
また、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物には、必要に応じて、公知の添加剤を配合してもよい。例えば、中和剤(ハイドロタルサイト類、アルキル土類の酸化物や水酸化物)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、加工助剤、着色剤、発泡剤、抗菌剤、可塑剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、高輝度化剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で用いてもよく、少なくとも2種を併用してもよい。中でも、中和剤、酸化防止剤、着色剤がよく用いられる。
中和剤としては、例えば、ハイドロタルサイト類、アルカリ土類金属の酸化物または水酸化物等が挙げられる。これらの中和剤は、ポリプロピレン系樹脂製造時の触媒残渣である塩素化合物の中和を目的に配合されることがあり、単独で用いてもよく、少なくとも2種を併用してもよい。
前記ハイドロタルサイトとは、アニオン交換性の層状化合物である。ハイドロタルサイトは、天然鉱物であっても、合成品であっても良く、またその結晶構造、結晶粒子径、含水率等は、適宜、決定すればよい。また、必要に応じて、上記ハイドロタルサイトには表面処理を行ってもよい。
上記一般式で表されるハイドロタルサイトの中で、好ましくは下記式(IV)で表されるハイドロタルサイトである。
MgYAl2(OH)2Y+4CO3・mH2O 式(IV)
(式中、Yは、Y≧4であり、mは正の数である。)
より好ましくは、一般式(IV)のM2+が、Mg2+、Zn2+の何れか1種、または2種の2価金属カチオンから構成されるものであり、さらに好ましくは、下記のハイドロタルサイトである。
Mg4.5Al2(OH)13CO3・3H2
Mg4.5Al2(OH)13(CO30.8・O0.2
Mg4Al2(OH)12CO3・3H2
Mg5Al2(OH)14CO3・4H2
Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O(天然鉱物)
Zn4Al2(OH)12CO3・mH2O(mは0〜4)
Mg3ZnAl2(OH)12CO3・mH2O(mは0〜4)
アルカリ土類金属の酸化物または水酸化物とは、周期表第2族の金属原子の酸化物または水酸化物であり、例えば酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。好ましくは水酸化カルシウムである。
中和剤の配合量は、例えば、ポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対して、0.001〜0.5重量部である。好ましくは0.005〜0.2重量部であり、より好ましくは0.01〜0.2重量部である。
また、酸化防止剤は、公知のものを使用することができ、酸化防止剤とは、ポリプロピレン樹脂(A)の熱、光、酸素、等による分解を防止する作用を有する化合物である。例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤等が挙げられ、中でも、フェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤が単独または併用して、よく用いられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、テトラキス[メチレン−3(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン、1,3,5−トリス2[3(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチルイソシアネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6−ヘキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2−チオビス−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデン−ビス−(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−ブチリデン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−(1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル)フェニルアクリレート、トコフェロール類等が挙げられる。トコフェロール類としては、α−トコフェロールであるビタミンEが挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、好ましくは、テトラキス[メチレン−3(3’,5’ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6−ヘキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2−チオビス−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]であり、さらに好ましくは、色相安定性に優れる樹脂組成物を得ることができるということから、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカンである。
フェノール系酸化防止剤の配合量は、一般には、ポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対し、0.01〜2重量部である。好ましくは0.01〜1重量部であり、さらに好ましくは0.01〜0.5重量部である。
また、リン系酸化防止剤としては、例えば、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール ジホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ジフェニレンジホスホナイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル) 2−エチルヘキシルホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)フルオロホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)エチルホスファイト、2−(2,4,6−トリ−t−ブチルフェニル)−5−エチル−5−ブチル−1,3,2−オキサホスホリナン、2,2’,2’’−ニトリロ[トリエチル−トリス(3,3’,5,5’−テトラ−t−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスファイト、2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン等が挙げられる。
好ましくは、ポリプロピレン樹脂組成物の加工安定性を良好にできるということから、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピンである。
リン系酸化防止剤の配合量は、一般には、ポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対し、0.01〜2重量部である。好ましくは0.01〜1重量部であり、さらに好ましくは0.01〜0.5重量部である。
これらの添加剤の配合方法は、例えば、予め溶融混練されたポリプロピレン樹脂組成物のペレットに配合する方法や、ポリプロピレン樹脂組成物をペレット化する段階で各成分((B)、(C)、(D)、(E))と一緒に配合する方法が挙げられる。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物には、必要に応じて、本発明に用いられるポリプロピレン樹脂(A)以外の他の樹脂やゴムなどを配合してもよい。
例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン/α−オレフィン系共重合体(L−LDPEやエラストマー)、ポリスチレン類(例えばポリスチレン、ポリ(p−メチルスチレン)、ポリ(α−メチルスチレン)、AS(アクリロニトリル/スチレン共重合)樹脂)、ABS(アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合)樹脂、AAS(特殊アクリルゴム/アクリロニトリル/スチレン共重合)樹脂、ACS(アクリロニトリル/塩素化ポリエチレン/スチレン共重合)樹脂、ポリクロロプレン、塩素化ゴム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、エチレン/ビニルアルコール共重合樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール、グラフト化ポリフェニレンエーテル樹脂及びポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル樹脂(例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート)、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレートプリポリマー、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ポリブタジエン、1,2−ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン/ブタジエン共重合体、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、ポリ乳酸等が挙げられる。
他の樹脂やゴムとしては、食品容器や食品包装用成形体に用いる観点から、一般には、低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン−α−オレフィン系共重合体からなるエラストマー、ポリ乳酸等が使用され、エチレン−α−オレフィン系共重合体からなるエラストマーとしては、例えば、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−ヘキセン−1共重合体、エチレン−オクテン−1共重合体からなるエラストマーが挙げられ、メタロセン系触媒に代表される均一系触媒を用いて製造されるエラストマーが挙げられる。これらの他の樹脂は、単独で用いても良く、少なくとも2種を併用しても良い。
前記共重合体に含有されるα−オレフィンの含有量は、一般には、1〜50重量%であり、エチレン−α−オレフィン系エラストマーの190℃で測定されるMFRは、一般には、0.05〜50g/10分である。
前記のポリプロピレン樹脂(A)以外の他の樹脂やゴムなどを配合する方法は、例えば、予め溶融混練されたポリプロピレン樹脂組成物のペレットに配合する方法や、ポリプロピレン樹脂組成物を製造する段階でポリプロピレン樹脂(A)と各成分((B)、(C)、(D)、(E))と必要に応じて添加される前記添加剤と一緒に配合する方法等が挙げられる。
また、前記他の樹脂やゴムは、本発明のポリプロピレン樹脂組成物と張り合わせて多層化して使用することもできる。
また、本発明のポリプロピレン樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて、充填剤を配合してもよい。
充填剤としては、例えば、タルク、クレイ、ガラスビーズ、珪酸カルシウム、シリカ、ゼオライト、珪藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、合成有機繊維、天然繊維、木粉等が挙げられる。
前記の充填剤を配合する方法としては、例えば、予め溶融混練されたポリプロピレン樹脂組成物のペレットに配合する方法や、ポリプロピレン樹脂組成物を製造する段階でポリプロピレン樹脂(A)と各成分((B)、(C)、(D)、(E))と必要に応じて添加される前記添加剤と一緒に配合する方法等が挙げられる。
前記の充填剤として、タルク、クレイまたは炭酸カルシウムを配合する場合であって、ポリプロピレン樹脂(A)100重量部に対して、0.001〜1重量部のタルク、クレイまたは炭酸カルシウムを配合する場合は、タルク、クレイまたは炭酸カルシウムが造核剤として機能するため、ポリプロピレン樹脂組成物を製造する段階で配合することがある。
また、着色剤としては、一般に使用されている公知の着色剤が挙げられ、無機顔料や有機顔料が挙げられる。無機顔料としては、例えば、前記充填材としても用いられるカーボンブラック、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛や、弁柄、カドミウムレッド、カドミウムイエロー、群青、コバルトブルー、チタンイエロー、鉛白、鉛丹、鉛黄、紺青等が挙げられ、有機顔料としては、例えば、キナクリドン、ポリアゾイエロー、アンスラキノンイエロー、ポリアゾレッド、アゾレーキイエロー、ペリレン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。これらの着色剤は単独で用いても良く、少なくとも2種類を併用しても良い。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に、必要に応じて添加される添加剤、他の樹脂やゴムや充填材等を配合して、180℃以上で溶融混合する方法としては、例えば、公知の溶融混合する方法が挙げられ、溶融押出機やバンバリーミキサー等によって溶融混合する方法が挙げられる。
また、本発明で用いられる前記各成分((B)、(C)、(D)、(E))を配合する方法としては、本発明に用いられるポリプロピレン樹脂(A)と各成分((B)、(C)、(D)、(E))を溶融混合して製造され、各成分((B)、(C)、(D)、(E))の濃度が1〜90重量%である高濃度マスターバッチや、各成分((B)、(C)、(D)、(E))の何れか1種と少なくとも1種の他の添加剤とを混合し、顆粒状に固形化し、各成分((B)、(C)、(D)、(E))の濃度が10〜90重量%である高濃度顆粒物をあらかじめ用意し、本発明で用いられるポリプロピレン樹脂(A)に、希釈配合する方法が挙げられる。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法で用いられる溶融混練装置としては、公知の溶融混練装置が挙げられる。例えば、単軸押出機、二軸同方向回転押出機(Wernw Pfleideren製 ZSK[登録商標]や東芝機械(株)製 TEM[登録商標]、日本製鋼所(株)製 TEX[登録商標]等)、二軸異方向回転押出機(日本製鋼所(株)製 CMP[登録商標]、TEX[登録商標]、神戸製鋼所(株)製 FCM[登録商標]、NCM[登録商標]、LCM[登録商標]等)が挙げられる。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物の形状としては、例えば、ストランド状、シート状、平板状、ストランドを適当な長さに裁断したペレット状等が挙げられる。本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を成形加工へ適用するためには、得られる成形体の生産安定性の観点から、形状として好ましくは、長さが1〜50mmのペレット状である。
本発明の成形体は、本発明のポリプロピレン樹脂組成物を各種成形方法によって、成形して得られる成形体であり、成形体の形状やサイズ等は、適宜、決定すればよい。
本発明の成形体の製造方法としては、例えば、通常工業的に用いられている射出成形法、プレス成形法、真空成形法、発泡成形法、押出成形法等が挙げられ、また、目的に応じて、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物と同種のポリオレフィン系樹脂や他の樹脂と貼合する成形方法、共押出成形する方法等も挙げられる。
本発明の成形体として、好ましくは、射出成形体であり、その成形方法は射出成形法である。射出成形法としては、例えば、一般的な射出成形法、射出発泡成形法、超臨界射出発泡成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、ガスアシスト射出成形法、サンドイッチ成形法、サンドイッチ発泡成形法、インサート・アウトサート成形法等の方法が挙げられる。
本発明の成形体の用途としては、例えば、雑貨、家電材料、OA機器材料、医療用材料、排水パン、トイレタリー材料、各種ボトル、コンテナー、カップ、シート、フィルム等が挙げられる。中でも食品充填容器、食品包装用成形体として用いられる各種ボトル、カップ、シート、フィルムに成形加工するのが好ましい。ボトルとしては飲料水等のボルト、カップとしてはプリン、ヨーグルト、果物ゼリーなどの保存カップが挙げられる。シートとしては真空成形加工等により各種容器等に二次加工し、カップと同様な用途に使用することができる。フィルムとしては、各種包装用の延伸フィルム、未延伸フィルム、インフレーションフィルム等が挙げられ、食品の包装用材料に用いることができる。
以下、実施例および比較例によって本発明を説明する。実施例および比較例で使用したポリプロピレン樹脂、添加剤を下記に示した。
(1)ポリプロピレン樹脂(成分(A))
ポリプロピレン樹脂(A−1)、(A−2)、(A−3)は特開2004−067850号公報の実施例1記載の方法によって得られる固体触媒を用いて、下記物性のポリプロピレン樹脂が得られるような条件で気相重合法によって製造した。
(A−1)プロピレン−エチレンランダム共重合体
共重合体のMFR(230℃):25g/10分
共重合体のエチレン含量:2.5重量%
共重合体の20℃キシレン可溶部(CXS):2.5重量%
共重合体の融点(融解ピーク温度):148℃
(A−2)プロピレン−エチレンランダム共重合体
共重合体のMFR(230℃):20g/10分
共重合体のエチレン含量:3.6重量%
共重合体の20℃キシレン可溶部(CXS):3.0重量%
共重合体の融点(融解ピーク温度):141℃
(A−3)プロピレン単独重合体
重合体のMFR(230℃):20g/10分
重合体の20℃キシレン可溶部(CXS):0.6重量%
重合体の融点(融解ピーク温度):164℃
重合体のアイソタクチック・ペンタッド分率:0.980
(2)ジベンジリデンソルビトール類(成分(B))
(B−1)ゲルオールD(新日本理化(株)製)
化学名:1,3:2,4−ビス−O−ベンジリデン−D−グルシトール
(一般名:1,3:2,4−ジベンジリデンソルビトール)
見掛け嵩比重:0.30g/cc
(B−2;比較品)Millad3988(ミリケン・ジャパン(株)製)
化学名:1,3:2,4−ビス(3,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール
見掛け嵩比重:0.20g/cc
(B−3;比較品)アデカスタブNA−21((株)ADEKA製)
化学名:ビス(2,4,8,10−テトラ−tert−ブチル−6−ヒドロキシ−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン−6−オキシド)水酸化アルミニューム塩(主成分)
見掛け嵩比重:0.30g/cc
(3)金属塩類(成分(C))
(C−1)Hyperform HPN−68L(ミリケン・ジャパン(株)製)
化学名:ジナトリウム=(1R,2R,3S,4S)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボキシラート(80重量%含有)、融点:300℃以上
見掛け嵩比重:0.28g/cc
(C−2;比較品)Sodium benzoate 20M(チバ・スペシャルティケミカルズ(株)製)
化学名:安息香酸ナトリウム
見掛け嵩比重:0.12g/cc
(4)脂肪族有機酸金属塩類(成分(D))
(D−1)カルシウムステアレートS(日本油脂(株)製)
化学名:ステアリン酸カルシウム
(D−2)ノンサール SN−1パウダー(日本油脂(株)製)
化学名:ステアリン酸ナトリウム
(5)有機過酸化物(成分(E))
(E−1)パーヘキサ25B(日本油脂(株)製)
有機過酸化物の化学名:
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン
尚、実施例では有機過酸化物を10重量%含有するポリプロピレンパウダー品(名称:パーヘキサ25B−10)を使用した。
(6)添加剤(酸化防止剤)
・イルガノックス1010(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
化学名:テトラキス[メチレン−3(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン
ポリプロピレン樹脂(A)、ポリプロピレン樹脂組成物の物性は下記に示した方法に従って測定した。
(1)メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
JIS−K−6758に規定された方法に従って測定した。測定温度は230℃で、荷重は2.16kgで測定した。
(2)ポリプロピレン樹脂(A)のエチレン含有量(単位:重量%)
エチレン含有量は、圧縮成形加工法により約100μmのシートを作製し、赤外吸収スペクトルを測定して得られるメチル基(−CH3)およびメチレン基(−CH2−)の特性吸収の吸光度を用いて検量線法により求めた。
(3)立体規則性(単位:mmmm分率)
プロピレン単独重合体について測定を行った。
アイソタクチック・ペンタッド分率とは、A.ZambelliらによってMacromolecules, 第6巻, 第925頁 (1973年)に記載されている13C−NMRを使用して測定する方法によって得られるポリプロピレン分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクチック連鎖であり、換言すればプロピレンモノマー単位が5個連続してメソ結合した連鎖の中心にあるプロピレンモノマー単位の分率である。ただし、NMR吸収ピークの帰属に関しては、その後発刊されたMacromolecules, 第8巻, 第687頁 (1975年)に基づいて行った。具体的には13C−NMRスペクトルのメチル炭素領域の全吸収ピーク中のmmmmピークの面積分率としてアイソタクチック・ペンタッド分率を測定した。なお、測定はBRUKER社製AM400を用いて行った。
(4)20℃キシレン可溶部の含有量(単位:重量%)
ポリプロピレン樹脂(A)のサンプル5gを沸騰キシレン500mlに完全に溶解させた後、20℃に降温させ4時間放置した。その後これを濾別し、20℃キシレン不溶部を分離した。濾液を濃縮、乾固してキシレンを蒸発させ、さらに減圧下60℃で乾燥することにより20℃キシレン可溶部を得た。この20℃キシレン可溶部の乾燥重量を測定して、以下の式に従い、20℃キシレン可溶部の含有量(CXS:重量%)を算出した。
CXS=(20℃キシレン可溶部の乾燥重量/仕込みポリプロピレン樹脂(A)の重量)×100
(5)成形加工性(結晶化時間、単位:秒)
株式会社パーキンエルマージャパン製「Diamond DSC」(示差走査熱量測定装置)を用いて測定した。具体的には、ポリプロピレン樹脂組成物のペレットを圧縮成形加工機によりフィルム(100μ)化して測定用試料を作製した。DSCに作製した試料を約10mgセットして、一旦、220℃へ昇温して220℃の状態で5分間放置することにより試料を完全に溶解させた。その後、速度:300℃/分の条件で所定温度に急冷して所定温度(125℃または135℃)で熱量カーブが終了する相当時間までその温度を保持した。結晶化時間は、得られた熱量カーブの最大値(ピークトップ)に至るまでの所要時間(秒)として求めた。尚、所要時間が小さいほど結晶化に至る時間が短い。この結晶化時間が短いほど成形加工時の冷却時間が短く成形加工性が優れているとした。
(6)曲げ弾性率(単位:MPa)
JIS−K−7203に規定された方法に従って測定した。後述する射出成形により成形された厚みが6.4mmであり、スパン長さが100mmである試験片を用いて、荷重速度は2.5mm/分で、測定温度は23℃で行った。曲げ弾性率は剛性の指標であり、曲げ弾性率の値が大きいほど、剛性に優れることを示す。
(7)透明性(ヘイズ、単位:%)
JIS K7150に従って測定した。試験片は後述する射出成形により得られたもの(MD×TD×厚み=150×90×2mmの長平板状試験片の中央部を50×50mmの正方形に切削したもの)を使用した。ヘイズの測定はヘイズメータを用いた。ヘイズ値は透明性の指標であり、ヘイズ値が小さいほど、目視における試験片の透明感が良好であり、透明性が高いことを示す。
(8)耐衝撃性(落錘衝撃強度:FWI)(単位:J)
測定に用いる重錘の形状を図1に示した。図1に示した形状の鉄製の重錘を用いた以外は、JIS K7211の測定方法に従い、試験片の数の50%が破壊するときの衝撃エネルギーをアップダウン方法によって求めた。測定温度は23℃で行った。
尚、試験片は後述する射出成形により得られたものを使用した。具体的には、MD×TD×厚み=150×90×2mmの長平板状試験片を使用した。落錘衝撃試験は、固定された前記試験片の中央部に重錘を落下させることで行った。衝撃エネルギーは耐衝撃性の指標であり、衝撃エネルギーの値が大きいほど、耐衝撃性に優れることを示す。
(9)白班点(目視)
後述する射出成形法により成型加工した試験片(MD×TD×厚み=150×90×2mm)について、偏光板を両面から挟み、蛍光灯の光を透過させて、試験片に存在する白班点を目視で観察した。判定は、試験片の中央部50×50mmの面積内に観察される白班点が、5個未満の場合を○、5〜10個の場合を△、10個以上の場合を×、50個以上を××とした。白班点は造核剤成分を含む添加剤成分の分散性を示す指標であり、白班点の数が少ないほど、外観に優れた成形体であることを示す。
(10)臭気
後述する射出成形法により成型加工した試験片(MD×TD×厚み=150×90×2mm)について、ヒトによる臭いの官能検査を行い、その不快臭の有無を判定した。判定は不快臭無しを○、有りを×とした。
(11)射出成形体の作製
前記の機械的特性評価用、落錘衝撃強度評価用および透明性評価用の試験片(射出成形体)は下記の方法に従い作製した。
(1)機械的特性評価用試験片の作製
住友重機械製NEOMAT350/120型射出成形機を用い、成形温度220℃、金型冷却温度50℃で射出成形を行い、機械的特性評価用試験片を得た。
(2)落錘衝撃強度評価用試験片の作製
住友重機械製NEOMAT350/120型射出成形機を用い、成形温度220℃、金型冷却温度50℃で射出成形を行い、MD×TD×厚み=150×90×2mmの寸法の落錘衝撃強度評価用及び透明性評価用の試験片を得た。
参考例1
(1−1)固体触媒成分の製造
特開2004−067850号公報の実施例1記載の方法と同様に調製した。
(1−2)ポリプロピレン樹脂(A−1)の製造
(a)予備重合
充分に精製したヘキサンを攪拌機付反応器に添加し、系内を充分に窒素で置換したのち、トリエチルアルミニウム(以下TEAと略す)、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン(以下CHEDMSと略す)および前記固体触媒成分を添加し、25℃を維持しながらプロピレンを1時間にわたって連続的に添加して、予備重合体スラリーを得た。
(b)本重合
攪拌機付き気相流動層重合槽を用いて、重合温度83℃、重合圧力21kg/cm2G、気相部のエチレン濃度1.35vol.%、水素濃度を4.0vol.%に保持できるように、プロピレン、エチレンおよび水素を供給する条件下で、前記予備重合体スラリー、TEA(TEA/プロピレンポリマー=200wtppm)、CHEDMS(CHEDMS/TEA=0.15(モル/モル))を供給しながら連続気相重合を行い、プロピレン−エチレン共重合体のパウダー(A−1)を得た。得られたプロピレン−エチレン共重合体(A−1)は、融点(Tm)が148℃、エチレン含有量が2.5重量%、CXSが2.5重量%、MFRが25g/10分であった。
参考例2
ポリプロピレン樹脂(A−2)の製造
参考例1の(1−2)ポリプロピレン樹脂(A−1)の製造の(b)本重合において、重合温度、重合圧力、気相部のエチレン濃度、水素濃度を変更して製造した以外は、参考例1の(1−2)ポリプロピレン樹脂(A−1)の製造方法と同様にしてプロピレン−エチレンランダム共重合体のパウダー(A−2)を得た。得られたプロピレン−エチレンランダム共重合体(A−2)は、融点(Tm)が141℃、エチレン含有量が3.6重量%、CXSが3.0重量%、MFRが20g/10分であった。
参考例3
プロピレン単独重合体(A−3)の重合
参考例1の(1−2)(b)本重合において、気相部のエチレン濃度をゼロに変更し、重合温度86℃、水素濃度を2.2vol.%に変更した以外は、参考例1と同様にして樹脂粉であるプロピレン単独重合体(A−3)を得た。得られたプロピレン単独重合体(A−3)は、融点(Tm)が163℃、CXSが0.25重量%、MFRが20g/10分であった。
実施例1
(1−1)ポリプロピレン樹脂組成物の製造
[造粒(溶融混練、濾過)]
前記参考例1で得られた(A−1)プロピレン−エチレンランダム共重合体のパウダー100重量部に対して、(B−1)0.3重量部、(C−1)0.02重量部、(D−1)0.05重量部、および酸化防止剤(イルガノックス1010)0.05重量部を一括配合して、その配合物をタンブラーミキサーで混合した。得られた混合物を内径40mmの単軸押出機(田辺プラスチックス(株)製)を用いて、溶融混練部のシリンダー設定温度200℃、スクリュー回転数100rpm、押出量:16kg/時間の条件で溶融混練して、これを金網フィルター(50メッシュ)で濾過した後にダイ部(設定:200℃)より押出し、この押出物(ストランド状)を冷水により冷却固化、切断してポリプロピレン樹脂組成物からなるペレット(直径:2〜3mm)にした。得られたポリプロピレン樹脂組成物の各成分の配合量を表1に示した。
(1−2)ポリプロピレン樹脂組成物の製造
前記(1−1)の方法で製造したポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットを用いて、前記の射出成形体の作製方法に従って射出成形によって物性評価用の試験片を作製し、所定の状態調整後、試験片の物性を測定した。評価結果を表1に示した。
実施例2
(C−1)の配合量を0.02重量部から0.05重量部へ変更した以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表1に示した。
比較例1
(C−1)を配合しなかった以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表1に示した。
比較例2
(B−1)の代わりに(B−1)を使用し、(C−1)を配合しなかった以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表1に示した。
Figure 2008303270
実施例3
(1−1)ポリプロピレン樹脂組成物の製造
[造粒(溶融混練、濾過)]
前記参考例1で得られた(A−1)プロピレン−エチレンランダム共重合体のパウダー79重量部と参考例3で得られた(A−3)プロピレン単独重合体のパウダー13重量部とポリエチレン系重合体(住友化学(株)製CN3009、190℃のメルトフローレート:5.0g/10分、密度0.90:g/cm)のペレット8重量部を混合した。この混合物100重量部に対して、(B−1)0.35重量部、(C−1)0.01重量部、(D−1)0.05重量部、(D−2)0.042重量部、(E−1)0.05重量部(有機過酸化物として、0.005重量部)、および酸化防止剤(イルガノックス1010)0.01重量部を一括配合して、その配合物をタンブラーミキサーで混合した。得られた混合物を内径40mmの単軸押出機(田辺プラスチックス(株)製)を用いて、溶融混練部のシリンダー設定温度200℃、スクリュー回転数100rpm、押出量:16kg/時間の条件で溶融混練して、これを金網フィルター(50メッシュ)で濾過した後にダイ部(設定:200℃)より押出し、この押出物(ストランド状)を冷水により冷却固化、切断してポリプロピレン樹脂組成物からなるペレット(直径:2〜3mm)にした。得られたポリプロピレン樹脂組成物の各成分の配合量を表2に示した。
(1−2)ポリプロピレン樹脂組成物の製造
前記(1−1)の方法で製造したポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットを用いて、前記の射出成形体の作製方法に従って射出成形によって物性評価用の試験片を作製し、所定の状態調整後、試験片の物性を測定した。評価結果を表2に示した。
実施例4
(A−1)の代わりに前記参考例2で得られた(A−2)プロピレン−エチレンランダム共重合体のパウダーを用いた以外は、実施例3と同様に行った。評価結果を表2に示した。
実施例5
(D−2)を配合しなかった以外は、実施例3と同様に行った。評価結果を表2に示した。
実施例6
(B−1)を0.30重量部、(C−1)を0.02重量部、(D−2)を0.036重量部へ変更した以外は、実施例3と同様に行った。結果を表2に示した。
実施例7
(B−1)を0.30重量部、(D−2)を0.009重量部へ変更した以外は、実施例3と同様に行った。結果を表2に示した。
Figure 2008303270
比較例3
(C−1)、(D−2)を配合しなかった以外は、実施例3と同様に行った。評価結果を表3に示した。
比較例4
(B−1)を0.5重量部へ変更し、(C−1)、(D−2)を配合しなかった以外は、実施例3と同様に行った。評価結果を表3に示した。
比較例5
(B−1)0.35重量部を(B−2)0.35重量部へ変更し、(C−1)、(D−2)を配合しなかった以外は、実施例3と同様に行った。評価結果を表3に示した。
比較例6
(B−1)と(D−2)を配合せず、(C−1)0.01重量部を0.35重量部に変更した以外は、実施例3と同様に行った。評価結果を表3に示した。
Figure 2008303270
実施例8
(1−1)ポリプロピレン樹脂組成物の製造
[造粒(溶融混練、濾過)]
前記参考例1で得られた(A−1)プロピレン−エチレンランダム共重合体のパウダー100重量部に対して、(B−1)0.2重量部、(C−1)0.01重量部、および酸化防止剤(イルガノックス1010)0.05重量部を一括配合して、その配合物をタンブラーミキサーで混合した。得られた混合物を内径40mmの単軸押出機(田辺プラスチックス(株)製)を用いて、溶融混練部のシリンダー設定温度200℃、スクリュー回転数100rpm、押出量:16kg/時間の条件で溶融混練して、これを金網フィルター(50メッシュ)で濾過した後にダイ部(設定:200℃)より押出し、この押出物(ストランド状)を冷水により冷却固化、切断してポリプロピレン樹脂組成物からなるペレット(直径:2〜3mm)にした。得られたポリプロピレン樹脂組成物の各成分の配合量を表4に示した。
(1−2)ポリプロピレン樹脂組成物の製造
前記(1−1)の方法で製造したポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットを用いて、前記の射出成形体の作製方法に従って射出成形によって物性評価用の試験片を作製し、所定の状態調整後、試験片の物性を測定した。評価結果を表4に示した。
実施例9〜13
(B−1)および(C−1)の配合量を表4〜5に記載の配合量に変更した以外は、実施例8と同様に行った。評価結果を表4〜5に示した。
実施例14
(B−1)と(C−1)に加え、さらに(D−1)0.03重量部を配合した以外は、前記実施例9に記載の方法と同様に行った。評価結果を表5に示した。
Figure 2008303270
Figure 2008303270
比較例7
(B−1)の配合量を0.05重量部とした以外は、実施例8と同様に行った。評価結果を表6に示した。
比較例8
(B−1)の配合量を1.0重量部とした以外は、実施例8と同様に行った。評価結果を表6に示した。
比較例9〜11
(B−1)0.2重量部の代わりに(B−3)0.3重量部に変更し、(C−1)を表6に記載の配合量になるように各添加剤を配合した以外は、実施例8と同様に行った。評価結果を表6に示した。
比較例12〜14
(B−1)の代わりに(B−2)を用い、表7に記載の配合量になるように各添加剤を配合した以外は、実施例8と同様に行った。評価結果を表7に示した。
比較例15〜17
(B−1)の配合量を0.3重量部へ変更し、さらに(C−1)の代わりに(C−2)に変更し、表8に記載の配合量になるように各添加剤を配合した以外は、実施例8と同様に行った。評価結果を表8に示した。
Figure 2008303270
Figure 2008303270
Figure 2008303270
本発明の要件を満足する実施例1および2は、成形加工性(結晶化時間)と剛性(曲げ弾性率)と透明性(ヘイズ)に優れ、さらに臭気も良好であることが分かる。これに対して、本発明の要件である一般式(II)で示される金属塩類(成分(C))を配合しなかった比較例1は、透明性と成形加工性が劣り、本発明の要件を満足しない造核剤を配合した比較例2は、透明性が劣ることが分かる。
また、本発明の要件を満足する実施例3〜7は、透明性、成形加工性、剛性(曲げ弾性率)および耐衝撃性(落錘衝撃強度:FWI)に優れ、さらに白班点が無く、臭気も良好であることが分かる。これに対して、本発明の要件である一般式(II)で示される金属塩類(成分(C))を配合しなかった比較例3は、成形加工性と透明性が劣り、比較例4は、透明性と成形加工性が劣り、さらに白班点が多く外観に劣ることが分かる。比較例5は、耐衝撃性が顕著に劣り、また白班点の個数も多く外観が劣る。また、本発明の要件である一般式(I)で示されるジベンジリデンソルビトール類(成分(B))を配合しなかった比較例6は、透明性が顕著に劣り、また白班点の個数も多く外観が劣ることが分かる。
また、本発明の要件を満足する実施例8〜14は、透明性、成形加工性、剛性(曲げ弾性率)および耐衝撃性(落錘衝撃強度:FWI)に優れ、さらに白班点が少なく臭気も良好であることが分かる。
耐衝撃性(落錘衝撃強度)の測定に用いる重錘の形状を示す図である。

Claims (5)

  1. ポリプロピレン樹脂(A)100重量部と、
    下記一般式(I)
    Figure 2008303270
    (式(I)中、R1〜R10はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜8個のアルキル基又は炭素原子数1〜4個のアルコキシ基を表す。)で示される少なくとも一種のジベンジリデンソルビトール類(B)0.1〜0.5重量部と、
    下記一般式(II)
    Figure 2008303270
    (式(II)中、M1およびM2は、それぞれナトリウム原子および水素原子よりなる群から選ばれ、ここでM1およびM2のうち少なくとも一つはナトリウム原子であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19およびR20は、それぞれ水素、炭素原子数1〜9個のアルキル基、水酸基、炭素原子数1〜9個のアルコキシ基、炭素原子数1〜9個のアルキレンオキシ基、アミノ基、炭素原子数1〜9個のアルキルアミン基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭原子素、およびヨウ素原子)、およびフェニル基よりなる群から選択される。ここで、これらの基がアルキル基である場合、アルキル基が結合して炭素原子数6個までの炭素環を形成してよい。この化合物はトランスまたはシス配置のいずれであってもよく、好ましくはシス配置である。)で示される少なくとも一種の金属塩類(C)0.003〜0.1重量部と、
    下記一般式(III)
    Figure 2008303270
    (式(III)中、R21は炭素原子数10〜30個の脂肪族有機酸から導入される基を表し、M3はアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子又は亜鉛原子を表し、nは1又は2を表す。)で示される少なくとも一種の脂肪族有機酸金属塩類(D)0〜1重量部
    を含むことを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。
  2. ポリプロピレン樹脂(A)が、230℃で測定されるメルトフローレート(MFR)が1〜200g/10分であり、エチレンおよび/又は炭素原子数4〜20個のα−オレフィンからなる単位0.1〜15重量%とプロピレン単位99.9〜85重量%から構成される共重合体であることを特徴とする請求項1記載のポリプロピレン樹脂組成物。
  3. 有機過酸化物(E)の存在下、溶融混合により変性してなる230℃で測定されるメルトフローレート(MFR)が1〜200g/10分であることを特徴とする請求項1記載のポリプロピレン樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3の何れかに記載のポリプロピレン樹脂組成物を用いてなることを特徴とする成形体。
  5. 請求項1〜3の何れかに記載のポリプロピレン樹脂組成物を用いてなることを特徴とする食品充填容器または食品包装用成形体。
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