JP2008528339A - 熱成形品を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)プロピレン樹脂を含むシートを形成する工程;
(b)工程(a)で得たシートを熱成形する工程
を含み、当該プロピレン樹脂は下記特徴:
(a)4未満、好ましくは3未満の分子量分布Mw/Mn;
(b)0.50%未満、好ましくは0.40%未満の13C−NMRにより測定した2,1挿入;
(c)0.1と1の間であるω(200℃で行ったISO 6721−10)についての下記関係:
eta*>3700ω(−0.13)
好ましくはeta*>3800ω(−0.16);より好ましくはeta*>3900ω(−0.18);さらにより好ましくはeta*>4000ω(−0.2)を満たすeta*及び振動数ω
(d)5未満、好ましくは4未満、より好ましくは3未満のメルトフローレート(MFR)(ISO 1133)(230℃/2.16kg);
を有し、ポリプロピレン樹脂は、
(i)プロピレンホモポリマー又はエチレンもしくは式:CH2=CHZ(式中、Zは直鎖又は分枝C2−C20基である)のα−オレフィンの誘導単位0.1mol%〜10mol%を含むプロピレンコポリマー10wt%〜100wt%;及び
(ii)エチレン又は式:CH2=CHZ(式中、Zは直鎖又は分枝C2−C20基である)のα−オレフィンの誘導単位0.1mol%〜10mol%を含むプロピレンコポリマーであって、プロピレンコポリマー(i)とは異なるエチレン又は式:CH2=CHZのα−オレフィン含量を有するプロピレンコポリマー0wt%〜90wt%
を含む。
(e)94%よりも高く、好ましくは95%よりも高い13C−NMRにより測定したイソタクチックペンタド(mmmm)を有する。
特定の理論に拘束されることを望むことなく、本発明の方法に用いられるプロピレン樹脂の高性能は、ポリマー鎖中の多数の長鎖分枝によると考えられる。この構造的特徴は、eta*及び振動数ωの間の相関により反映される。このポリマー鎖中の多数の長鎖分枝は、ポリプロピレン樹脂の製造に用いられる特定のメタロセン系触媒系による。プロピレン系樹脂の製造に適合するメタロセン系触媒系は、米国特許公開US 2003/0149199号公報、国際出願公開パンフレットWO 9840331及びWO 9840416に記載されている。
(a)式(I)のメタロセン化合物:
Xは、同一又は異なり、水素原子、ハロゲン原子又はR、OR、OSO2CF3、OCOR、SR、NR2又はPR2基(式中、Rは直鎖又は分枝、環式もしくは非環式、C1−C40アルキル基、C2−C40アルケニル基、C2−C40アルキニル基、C6−C40アリール基、C7−C40アルキルアリール基又はC7−C40アリールアルキル基であり;場合によっては元素周期表13〜17族のヘテロ原子を含み;好ましくは、Rは直鎖又は分枝C1−C20アルキル基であり;又は2個のXが場合によっては置換もしくは未置換のブタジエニル基を形成してもよく、又はOR’O基(式中、R’はC1−C40アルキリデン基、C6−C40アリーリデン基、C7−C40アルキルアリーリデン基及びC7−C40アリールアルキリデン基から選択される二価基であり;好ましくは、Xは水素原子、ハロゲン原子又はR基であり;より好ましくは、Xは塩素又はメチル基又はエチル基などのC1−C10アルキル基であり;
Lは、場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含む二価C1−C40炭化水素基、又は5個以下のケイ素原子を含む二価シリリデン基であり;好ましくは、Lは場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含むC1−C40アルキリデン基、C3−C40シクロアルキリデン基、C6−C40アリーリデン基、C7−C40アルキルアリーリデン基又はC7−C40アリールアルキリデン基、及びSiMe2、SiPh2などの5個以下のケイ素原子を含むシリレン基から選択される二価ブリッジ基であり;好ましくは、Lは基(Z(R’’)2)n(式中、Zは炭素原子又はケイ素原子であり、nは1又は2であり、R’’は場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含むC1−C20炭化水素基であり;好ましくは、R’’は場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含む直鎖又は分枝、環式もしくは非環式C1−C20アルキル基、C2−C20アルケニル基、C2−C20アルキニル基、C6−C20アリール基、C7−C20アルキルアリール基もしくはC7−C20アリールアルキル基であり;より好ましくは、基(Z(R’’)2)nはSi(CH3)2、SiPh2、SiPhMe、SiMe(SiMe3)、CH2、(CH2)2及びC(CH3)2であり;さらにより好ましくは、(Z(R’’)2)nはSi(CH3)2であり;
R1及びR5は、場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含むC1−C40炭化水素基であり;好ましくは、R1及びR5は、場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含む直鎖又は分枝、環式若しくは非環式C1−C40アルキル基、C2−C40アルケニル基、C2−C40アルキニル基、C6−C40アリール基、C7−C40アルキルアリール基又はC7−C40アリールアルキル基であり;より好ましくは、R1及びR5は直鎖又は分枝、飽和若しくは不飽和C1−C20アルキル基であり;
R2、R3及びR4は互いに同一又は異なっていて、水素原子又は場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含むC1−C40炭化水素基であり;好ましくは、R2、R3及びR4は互いに同一又は異なっていて水素原子又は場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含む直鎖又は分枝、環式もしくは非環式C1−C40アルキル基、C2−C40アルケニル基、C2−C40アルキニル基、C6−C40アリール基、C7−C40アルキルアリール基又はC7−C40アリールアルキル基であり;より好ましくは、R2、R3及びR4は水素原子又はC1−C20アルキル基であり;
R6、R7、R8、R9及びR10は互いに同一又は異なっていて、水素原子又は場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含むC1−C40炭化水素基であり;好ましくは、R2、R3及びR4は互いに同一又は異なっていて、水素原子又は場合によっては元素周期表の13〜17族のヘテロ原子を含む直鎖又は分枝、環式若しくは非環式C1−C40アルキル基、C2−C40アルケニル基、C2−C40アルキニル基、C6−C40アリール基、C7−C40アルキルアリール基又はC7−C40アリールアルキル基であり;より好ましくは、R2、R3及びR4は水素原子又はC1−C40アルキル基であり;ただし、R6、R7、R8、R9及びR10の少なくとも1は水素原子ではなく;好ましくは、R6、R7、R9及びR10は水素原子であり;
好ましくは、R8はC1−C40アルキル基であり、より好ましくは、R8はC1−C40アルキル基であり、α位にある原子はイソプロピル又はtert−ブチル基などの二級炭素又は三級炭素である);
(b)少なくとも1種のアルモキサン又はアルキルメタロセンカチオンを形成することができる化合物;及び
(c)場合によっては有機アルミニウム化合物
を接触させることにより得ることができる触媒系を用いて得ることができる。
別の実施形態において、置換基R1はメチル基又はエチル基などの直鎖C1−C40アルキル基であり、置換基R5は分枝C1−C40アルキル基であり、好ましくは置換基R5はα位にある炭素原子がイソプロピル基などの二級もしくは三級炭素原子である分枝C1−C40アルキル基である。
を含む直鎖、分枝又は環式化合物と考えられる。
特に、式:
のアルモキサンを直鎖化合物の場合に用いることができ、式:
のアルモキサンを環式化合物の場合に用いることができる。
本発明に従って用いることが適切なアルモキサンの例は、メチルアルモキサン(MAO)、テトラ−(イソブチル)アルモキサン(TIBAO)、テトラ−(2,4,4−トリメチル−ペンチル)アルモキサン(TIOAO)、テトラ−(2,3−ジメチルブチル)アルモキサン(TDMBAO)及びテトラ−(2,3,3−トリメチルブチル)アルモキサン(TTMBAO)である。
上述の触媒は、不活性担体に担持されていてもよい。これは、たとえばシリカ、アルミナ、Al−Si、Al−Mg混合酸化物、マグネシウムハライド、スチレン/ジビニルベンゼンコポリマー、ポリエチレン又はポリプロピレンなどの不活性担体上に、メタロセン化合物(a)もしくは成分(b)とメタロセン化合物(a)との反応生成物又は成分(b)を堆積させ、次いでメタロセン化合物(a)を堆積させることによって達成される。担持プロセスは、炭化水素、たとえばトルエン、ヘキサン、ペンタン又はプロパンなどの不活性溶媒中で、0℃〜100℃の温度で行われ、好ましくはプロセスは室温で行われる。
本発明に従って用いるためにさらに適切な分類の不活性担体は、国際出願公開パンフレットWO 95/32995に記載されているような多孔性マグネシウムハライドである。
特に、ポリプロピレン樹脂がプロピレンホモポリマー又はプロピレンコポリマー(i)とプロピレンコポリマー(ii)との両者を含む場合、国際出願公開パンフレットWO 03/106553及びWO 03/106523に記載されているような多工程プロセスにより得ることができる。
好ましくは、ポリプロピレン樹脂中のポリマー(ii)は0wt%〜80wt%の範囲であり;より好ましくは0wt%〜70wt%の範囲である。
(i)プロピレンホモポリマー又はエチレンもしくは式:CH2=CHZ(式中、Zは直鎖又は分枝C2−C20基である)のα−オレフィンの誘導単位0.1mol%〜10mol%を含むプロピレンコポリマー10wt%〜100wt%;及び
(ii)エチレン又は式:CH2=CHZ(式中、Zは直鎖又は分枝C2−C20基である)のα−オレフィンの誘導単位0.1mol%〜10mol%を含むプロピレンコポリマーであって、プロピレンコポリマー(i)とは異なるエチレン又は式:CH2=CHZのα−オレフィンの含量を有するプロピレンコポリマー0wt%〜90wt%;
を含み、ポリプロピレン樹脂は以下の特徴:
(a)4未満、好ましくは3未満の分子量分布Mw/Mn;
(b)0.50%未満、好ましくは0.40%未満の13C−NMRで測定した2,1挿入;
(c)0.1と1の間であるωの以下の関係:
eta*>3700ω(−0.13)、好ましくはeta*>3800ω(−0.16);より好ましくはeta*>3900ω(−0.18);さらにより好ましくはeta*>4000ω(−0.2)
を満たすeta*及び振動数ω;
(d)5未満、好ましくは4未満、より好ましくは3未満のメルトフローレート(MFR)(ISO 1133)
を有する。
(e)94%よりも高く、好ましくは95%よりも高い13C−NMRにより測定したイソタクチックペンタド(mmmm)
を有する。
eta*とωの関係を評価するためにダイナミックレオロジーテストをISO 6721−10に従って行う。テストは200℃で行われなければならない。
[メルトフローレート]
メルトフローレート(MFR)[g/10min]は、(230℃/2.16kg)の条件下でISO 1133に準拠して測定した。
分子量Mn及び分子量分布Mw/Mnの決定は、145℃で、1,2,4−トリクロロベンゼン中で、GPC装置モデル150C(Waters)を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により行なった。データをWin−GPCソフトウェア(HS−Entwicklungsgesellschaft fur wissenschaftliche Hard− und Software mbH, Ober−Hilbersheim)によって評価した。カラムは、100〜107g/molのモル質量を有するポリプロピレン標準で較正した。
ωに対するeta*の関係を評価するために、ISO 6721−10に準拠して200℃でダイナミックレオロジーテストを行った。
ヘイズ(%)はASTM D 1003に準拠して測定し、透明度はASTM D 1746に準拠して測定した。
ポリマーのプロトンスペクトル及びカーボンスペクトルを120℃で、それぞれ400.13MHz及び100.61MHzでフーリエ変換モードで運転するBruker DPX 400スペクトロメータを用いて得た。試料をC2D2Cl4中に溶解させた。対照として、1Hスペクトル(5.95ppm)におけるC2DHCl4の残留ピーク及び13Cスペクトル(21.8ppm)におけるmmmmペンタドのピークを用いた。45゜パルス及び5秒のパルス間遅れ時間で、プロトンスペクトルを取得した。各スペクトルについて256個の過渡信号を保存した。カーボンスペクトルを90゜パルス及び12秒のパルス間遅れ時間(エチレン系ポリマーについては15秒)及び1H−13Cカップリングを除くためのCPD(waltz 16)で取得した。約3000個の過渡信号を各スペクトルについて保存し、Randall, J. C. Polymer Sequence Determination;Academic Press: New York, 1977に従ってmmmmペンタドを計算した。
エチレン含有量はIRスペクトルによって測定した。
rac−ジメチルシリルビス(2−メチル−4,5−ベンゾ−インデニル)−ジルコニウムジクロライドの代わりに、米国特許公開US 2003/0149199に記載されているように調製したrac−ジメチルシリレン(2−メチル−4(4’−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4(4’−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウムジクロライドを用いてPCT/EP2004/007061に記載されているように触媒系を調製した。
PCT/EP2004/007061に記載されているようにして得た触媒泥の形態での触媒系を予備接触容器に供給し、約5(Kg/h)のプロパンで希釈した。予備接触容器から触媒系を予備重合ループに供給し、プロピレンをtable 1に報告したデータに従って同時に供給した。触媒のループ内滞留時間は約8分間であった。予備重合ループ内で得た予備重合された触媒を次いで第1のループ反応器に連続的に供給し、続いて、得られたポリマーを第2の反応器(データはTable 2に報告する)に供給した。ポリマーを第2の反応器から排出し、未反応モノマーから分離させ、乾燥させた。反応条件はTable 1に報告する。
プロピレン樹脂(a)及びプロピレン樹脂(b)は、Table 4に報告する特徴を有する商標Moplen(登録商標)HP548L(樹脂A)及びCLYRELL(登録商標)RC514L(樹脂B)で販売されている2種の市販の製品であった。
試料1の樹脂の調製のための上述の手順をrac−ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロライドを用いて繰り返した。得られたポリプロピレン樹脂を特徴付け、値をTable 6に示す。
実施例1〜4の樹脂;樹脂A及びBを2軸スクリューエクストルーダー内でペレット化した。Inorganox(登録商標)1076(200ppm);B215(1500ppm);CaSt(500ppm);Geniset MD LM 30(2000ppm)を押出中に添加した。
NMR/Kaufmann押出ラインを用いて、樹脂を約1.5mm厚のシートに押し出した。スクリュー速度並びに押出温度プロファイル及びロールスタックプロファイルはTable 8に示したように変動させた。引き下げ速度(haul−off speed)とダイ開口は一定に維持した。安息香酸ナトリウム(NaBz)及びDMDBSを1wt%の量で核として添加した。
丸形カップへのOMV F−25ライン上でのシート押出の翌日、シートを熱形成した。シート温度とも呼ばれる熱成形温度は、成形装置の直前のシート上表面を走査するIRカメラを用いて測定した。光学的特性及び物質分布についてカップを最適化させるために熱成形温度を適応させ、各試料について異なる熱成形温度を用いた。ライン速度は一定に維持した。熱成形カップの特性をTable 10に示す。
ni:各ミサイル質量でのXの総数;
破壊が生じた時の最低質量でi=0;
若干高い質量でi=1;
もう少し高い質量でi=2;
ini=i×ni;
N:niの総数;
A:iniの総数;
W0:i=0でのミサイルの質量;
ΔW:質量増分[g];
衝撃破壊質量Wf[g]は下記式で計算する。
Wf=W0+(ΔW(A/N−l/2))
衝撃破壊エネルギーE[J]は下記式で計算する。
E=Wf.g.h/1000
g=9.81m/s2
h:高さ[m]
Claims (9)
- 熱成形品を得る方法であって
(a)プロピレン樹脂を含むシートを形成する工程;
(b)工程(a)で得たシートを熱成形する工程;を含み、
当該プロピレン樹脂は、以下の特徴:
(a)4未満、好ましくは3未満の分子量分布Mw/Mn;
(b)0.50%未満、好ましくは0.40%未満の13C−NMRで測定した2,1挿入;
(c)0.1と1(200℃で行ったISO 6721−10)の間であるωについての以下の関係:
eta*>3700ω(―0.13)
を満たすeta*及び振動数ω;
(d)5未満のメルトフローレート(MFR)(ISO 1133);
を有し、当該ポリプロピレン樹脂は、
(i)プロピレンホモポリマー又はエチレンもしくは式CH2=CHZ(式中、Zは直鎖又は分枝C2−C20基である)のα−オレフィンの誘導単位0.1mol%〜10mol%を含有するプロピレンコポリマー10〜100wt%;及び
(ii)エチレン又は式CH2=CHZ(式中、Zは直鎖又は分枝C2−C20基である)のα−オレフィンの誘導単位0.1mol%〜10mol%を含有するプロピレンコポリマーであって、プロピレンコポリマー(i)とは異なるエチレン又は式CH2=CHZのα−オレフィンの含量を有するプロピレンコポリマー0〜90wt%
を含む、方法。 - 前記プロピレン樹脂は、さらに、94%よりも高い13C−NMRにより測定したイソタクチックペンタド(mmmm)を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記プロピレン樹脂は、以下の特徴:
(a)3未満の分子量分布Mw/Mn;
(b)95%よりも高い13C−NMRにより測定したイソタクチックペンタド(mmmm);
(c)0.40%未満の13C−NMRにより測定した2,1挿入;及び
(e)4未満のメルトフローレート(MFR)(ISO 1133)
を有する、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記プロピレン樹脂は、以下の特徴:
(d)0.1と1の間であるω(ISO 6721−10)について以下の関係:
eta*>3800ω(−0.16)
を満たすeta*及び振動数ωを有する、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 - 前記ポリプロピレン樹脂において、ポリマー(i)は20wt%〜100wt%の範囲にあり;ポリマー(ii)は0wt%〜80wt%の範囲にある、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記ポリプロピレン樹脂はプロピレンホモポリマーである、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜6に記載の特徴を有するポリプロピレン樹脂を含む熱成形品。
- 熱成形品を得るためのプロピレン樹脂の使用であって、当該ポリプロピレン樹脂は、
(i)プロピレンホモポリマー又はエチレンもしくは式:CH2=CHZ(式中、Zは直鎖又は分枝C2−C20基である)のα−オレフィンの誘導単位0.1mol%〜10mol%を含むプロピレンコポリマー10wt%〜100wt%;及び
(ii)エチレン又は式:CH2=CHZ(式中、Zは直鎖又は分枝C2−C20基である)のα−オレフィンの誘導単位0.1mol%〜10mol%を含むプロピレンコポリマーであって、プロピレンコポリマー(i)とは異なるエチレン又は式:CH2=CHZのα−オレフィン含量を有するプロピレンコポリマー0wt%〜90wt%
を含み、当該プロピレン樹脂は以下の特徴:
(a)4未満、好ましくは3未満の分子量分布Mw/Mn;
(b)0.50%未満、好ましくは0.40%未満の13C−NMRにより測定した2,1挿入;
(c)0.1と1の間であるωに対する以下の関係:
eta*>3700ω(−0.13)
を満たすeta*及び振動数ω
(d)5未満のメルトフローレート(MFR)(ISO 1133);
を有することを特徴とする使用。 - 前記プロピレン樹脂は、94%よりも高い13C−NMRにより測定したイソタクチックペンタド(mmmm)をさらに有する、請求項8に記載の使用。
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