JP2009052058A - プロピレン系ブロック共重合体 - Google Patents

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Abstract

【課題】透明性、柔軟性、耐熱性、低温耐衝撃性、応力緩和性に優れるプロピレン系ブロック共重合体を提供する事。
【解決手段】少なくとも2種の異なる立体特異性を示すメタロセン化合物とアルミノキサン化合物および/または非配位性イオン化合物からなる触媒の存在下にポリプロピレン成分とプロピレンとエチレンとの共重合体成分をそれぞれ段階的に製造してなり、ポリプロピレン成分とプロピレンとエチレンとの共重合体成分とから構成され、o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた温度昇温溶離分別法による80℃までの温度で溶出する成分が全体の40〜99重量%で、80℃以上の温度で溶出する成分が、全体の60〜1重量%で、ASTM−D1238に準拠して230℃、2.16kg荷重下で測定されるメルトフローレートが0.01〜50g/10分であるプロピレン系ブロック共重合体である。
【選択図】なし

Description

本発明は、柔軟性、透明性、耐熱性、低温耐衝撃性、応力緩和性に優れたプロピレン系ブロック共重合体に関する。
従来、表面保護フィルム、ダイシングフィルム、ラップフィルム、シュリンクフィルム、シーラント用フィルム、粘着テープ、マーキングフィルム、農業用フィルム、医療用フィルム等の様々なフィルム用途に軟質ポリ塩化ビニル(以下軟質PVCという)が、価格、二次加工性及び品質安定性の点から幅広く使用されてきた。しかし、可塑剤を多く含むことから軟質PVCの使用は食品、或いは、医療用分野では好ましくなかった。特に近年、リサイクルなどの環境問題が重要視されてきたことから塩素を含有する軟質PVCの使用はあらゆる分野で使用が問題視されている。
このため最近では、上記軟質PVCの代替材料としてポリオレフィン系樹脂を用いたフィルムの開発が積極的に行われている。このようなポリオレフィン系樹脂を用いたフィルムの原料としては、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどがある。
これらのうち、ポリエチレン系フィルムはポリエチレン自体の融点が低いため、耐熱性に乏しいとともに、応力緩和性に劣るという欠点を有していた。
ポリプロピレンフィルムでは、ポリプロピレンが結晶性であるために柔軟性、低温耐衝撃性が不十分である。そこで、一般に柔軟性を得るために、ポリプロピレン中にエチレン−プロピレンゴム(以下、EPRという。)やエチレン−プロピレンターポリマー(以下、EPDMという。)等の軟質ポリマーを添加する方法があるが、この方法によると、柔軟性および低温での耐衝撃性は改良できるものの、白色または乳白色であり、また、応力緩和性に劣るため、透明性、応力緩和性が要求されるフィルムの材料として使用することが出来なかった。
従って、ポリプロピレンと上記EPRやEPDMとの混合物が有している柔軟性、低温での耐衝撃性等の良好な性状を備え、かつ透明性、応力緩和性に優れる材料の開発が課題となっている。
上記課題を解決するために、特許文献1には、チタン系触媒を用いて製造される特定の組成を有するプロピレン系ブロック共重合体が良好な柔軟性、低温耐衝撃性を示し、且つ、透明性、応力緩和性に優れることが開示されている。しかしながら、上記方法で得られたブロック共重合体は、未だ低温耐衝撃性、透明性、応力緩和性において満足できるものではなく、更なる改良が望まれていた。
特開平07−300548号公報
従って、本発明の目的は、柔軟性、透明性、耐熱性、低温耐衝撃性、応力緩和性に優れたプロピレン系ブロック共重合体を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、少なくとも2種の異なる立体特異性を示すメタロセン化合物とアルミノキサン化合物および/または非配位性イオン化合物からなる触媒の存在下に、ポリプロピレン成分とプロピレンとエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンとの共重合体成分とをそれぞれ段階的に特定量製造したブロック共重合体の開発に成功し、かかるブロック共重合体が、上記目的をすべて満たすことを見出し本発明を完成した。
即ち、本発明は、少なくとも2種の異なる立体特異性を示すメタロセン化合物とアルミノキサン化合物および/または非配位性イオン化合物からなる触媒の存在下にポリプロピレン成分とプロピレンとエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンとの共重合体成分をそれぞれ段階的に製造してなるo−ジクロロベンゼン溶媒を用いた温度昇温溶離分別法による80℃までの温度で溶出する成分が全体の40〜99重量%で、80℃以上の温度で溶出する成分が、全体の60〜1重量%であるプロピレン系ブロック共重合体である。
TREF法で測定される結晶性分布が特定の様式をなす本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、柔軟性、透明性、耐熱性、低温耐衝撃性、応力緩和性に優れる。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、ポリプロピレン成分と、プロピレンとエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンとの共重合体成分とから構成される。
上記ポリプロピレン成分とプロピレンと、エチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンとの共重合体成分との比率は、o−ジクロロベンゼンを溶媒として用いた温度昇温溶離分別(以下TREFという)法による溶出曲線から求められる溶出成分量によって特定することができる。
即ち、ポリプロピレン成分は、TREF法による溶出曲線において主として80℃以上の溶出成分からなる。また、プロピレンとエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンとの共重合体成分は、主として80℃に至るまでの温度で溶出する成分からなる。
ここでTREF法とは、例えば、Journal of Applied Polymer Science;Applied Polymer Symposium 45,1−24(1990)に詳細に記述されている方法である。即ち、高温の高分子溶液を、珪藻土の充填剤を充填したカラムに導入し、カラム温度を徐々に低下させることにより充填剤表面に結晶性の高い成分から順に結晶化させ、次にカラム温度を徐々に上昇させることにより、結晶性の低い成分から順に溶出させて溶出ポリマー成分を分取する方法である。この方法により、高分子の結晶性分布を測定することができる。
本発明において、本発明の効果である柔軟性、低温耐衝撃性、耐熱性、透明性、応力緩和性に優れるという特徴は、ポリプロピレン成分と、プロピレンとエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンとの共重合体成分の構成比率を間接的に表すTREF法で測定した溶出成分の比率(結晶性の分布)が極めて重要である。
本発明のプロピレン系ブロック共重合体において、80℃以上での溶出成分(以下、高温溶出成分という)は、プロピレン単位含有量が97〜100重量%であることが好ましい。具体的には、高温溶出成分は、プロピレンの単独重合体、或いはプロピレンを主成分とし、プロピレン以外のα−オレフィン又はエチレンよりなる単量体単位が3重量%以下、好ましくは1.5重量%以下、更に好ましくは1重量%以下のランダム共重合体であることが、耐熱性が良好となるため好ましい。
上記α−オレフィンとしては、炭素数4〜18のα−オレフィンが使用できるが、好ましくは炭素数4〜8のα−オレフィンであり、特に1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンが好適に使用できる。
本発明のプロピレン系ブロック共重合体において、高温溶出成分の割合は、1〜60重量%、好ましくは3〜40重量%、さらに好ましくは5〜30重量%である。即ち、高温溶出成分の割合が、1重量%より低い場合は、耐熱性が悪くなり、60重量%以上では、柔軟性および透明性が著しく悪化する。
本発明のプロピレン系ブロック共重合体において、80℃までの温度で溶出する成分(以下、低温溶出成分という)は、プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィン又はエチレンとの共重合体であることが好ましい。
上記α−オレフィンとしては、炭素数4〜18のα−オレフィンが使用できるが、好ましくは炭素数4〜18のα−オレフィンであり、特に1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンが好適に使用できる。
また、上記プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィン又はエチレンとの共重合体は、製品に柔軟性、低温耐衝撃性、透明性、応力緩和性を有効に付与するために、プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィン又はエチレンとをランダム共重合してなる共重合体であることが好ましい。
本発明のプロピレン系ブロック共重合体において、低温溶出成分量は40〜99重量%、好ましくは、60〜97重量%、さらに好ましくは70〜95重量%である。該中低温溶出成分が40重量%より少ない場合は、製品の柔軟性、透明性が劣る結果となる。また、該低温溶出成分が99重量%より多い場合は、耐熱性が悪くなる。
低温溶出成分中のエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンの単位含有量は、柔軟性、透明性、耐熱性、低温耐衝撃性、応力緩和性を勘案すると4〜50重量%であることが好ましい。さらには5〜20重量%、より好ましくは6〜15重量%のエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィン単位を含む主に低結晶性のプロピレン系共重合体である。
また、本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、透明性、低温耐衝撃性向上のために、−40℃の温度でのトルエン可溶分のガラス転移温度(Tg)が−20℃以下、好ましくは−25℃以下、更に−30℃以下であることがより好ましく、且つ該トルエン可溶分のゲルパーミエイションクロマトグラフ(GPC)測定による重量平均分子量(Mw)が50,000g/mol以上、好ましくは70,000g/mol以上、更に90,000g/molであることがより好ましく、更に該トルエン可溶分の分子量10,000g/mol以下の成分が−40℃の温度で測定したトルエン可溶分量の10重量%以下、より好ましくは7重量%以下、更に5重量%以下であることがより好ましい。本発明において、−40℃トルエン可溶分のガラス転移温度は、動的熱機械測定(DMA)で測定したものである。
更に、本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、低温耐衝撃性向上のために−40℃の温度で測定したトルエン可溶分量が全体の5〜30重量%、好ましくは7〜27重量%、更に10〜25重量%であることがより好ましい。
本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、以上の構成を満足するものであれば、他の構成は特に制限されないが、例えば、上記高温溶出成分の示差走査熱量計(以下DSCという)により測定される融点は、製品であるフィルムの透明性および耐熱性向上のために120〜170℃、好ましくは125〜165℃、更に130〜155℃であることがより好ましい。
また、本発明のプロピレン系ブロック共重合体のゲルパーミエイションクロマトグラフ(GPC)で測定した分子量分布分散度(Mw/Mn)は、フィルム製品の耐ブロッキング性向上の為に、5以下、好ましくは4.5以下、更に4以下であることがより好ましい。
また、135℃テトラリン中でウベローデ粘度計を用いて測定した極限粘度[η]は、成形加工性もしくは製品の耐ブロッキング性を向上させる為に0.5〜5.0dl/g、好ましくは0.5〜3.0dl/gであり、さらに好ましくは0.8〜2.0dl/gであることが望ましい。
さらに、本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、ASTM−D1238に準拠して230℃、2.16kg荷重下で測定されるメルトフローレートは、成形加工性を勘案すると0.01〜50g/10分、好ましくは、0.1〜30g/10分、さらに好ましくは、0.5〜20g/10分であるものが好適である。
更にまた、DSCにより測定される吸熱ピークの熱量は80mJ/mg以下、好ましくは70mJ/mg以下、更に好ましくは50mJ/mg以下であることが製品の透明性を向上させるために好ましい。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、樹脂成分として、上記したポリプロピレン成分およびプロピレンとエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンの共重合体成分に加えて、本発明のプロピレン系樹脂組成物の効果を阻害しない範囲で、例えば5重量%以下の範囲で他のα−オレフィンの重合体を成分として含んでいてもよい。α−オレフィンとしては、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、4−エチル−1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン等を例示することができる。
本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、少なくとも2種の立体特異性の異なるメタロセン化合物(以下、成分[I]と略す)とアルミノキサン化合物および/または非配位性イオン化化合物(以下、成分[II]と略す)からなる触媒の存在下にポリプロピレン成分(A)と共重合体成分(B)を段階的に製造することにより得ることができる。
本発明において、少なくとも2種の異なる立体特異性のメタロセン化合物としては、アイソ特異性を有するメタロセン化合物および立体特異性の低いまたは本質的に立体特異性を有しないメタロセン化合物が好適に用いられる。アイソ特異性を有するメタロセン化合物は、プロピレンを重合した場合、結晶性のポリマーを与え、立体特異性の指標となる生成ポリマーの〔mm〕トリアッド分率は、0.6以上、好ましくは、0.7以上、より好ましくは、0.8以上であることが好ましい。また、立体特異性の低いまたは本質的に立体特異性を有しないメタロセン化合物は、プロピレンを重合した場合、非結晶性のポリマーを与え、〔mm〕トリアッド分率は、0.6未満、好ましくは、0.5以下、より好ましくは、0.4以下であることが好ましい。
〔mm〕トリアッド分率は、A.Zambelli等によってMacromolecures,6,925(1973)に記載されている方法、即ち、13C−NMRを用い、ポリマー分子鎖中の連続したモノマー3個のアイソタクチックに結合した分率を算出した値である。
アイソタクチックな立体特異性を有するメタロセン化合物は、公知の化合物が何ら制限なく使用できるが、その中でも下記一般式(1)で表されるキラルなラセミ型の化合物を好適に用いることができる。
Q(C4−m )(C4−n )MX (1)
(式中、Mは、周期律表第IVb族の遷移金属原子を示す。(C4−m )、(C4−n )は置換シクロペンタジエニル基を示し、mおよびnは、1〜3の整数であり、RおよびRは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜20の炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、またはシクロペンタジエニル環上の2個の炭素原子と結合して炭化水素基で置換されていてもよい1つ以上の炭化水素環を形成している炭化水素基である。Qは、(C4−m )および(C4−n )を架橋可能な基であって、2価の、炭化水素基、非置換シリレン基または炭化水素置換シリレン基である。XおよびXは、同一または異なっていてもよく水素、ハロゲンまたは炭化水素基を示す。)
より好ましくは、上記式(1)において、Mがジルコニウム、ハフニウム原子であり、R、Rが同一もしくは異なる炭素数1〜20の炭化水素基、XおよびXが、同一もしくは異なるハロゲン原子または炭化水素基、Qが、炭化水素置換シリレン基であるキラルなラセミ型のメタロセン化合物が好適である。
具体的な成分[I]を例示するとrac−ジメチルシリレン(2,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,5’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレン(2,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,5’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレン(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)(2’,4’,5’トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレン(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)(2’,4’5’,5’−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(2,4−ジメチル−インデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジフェニルシリレンビス(2,4−ジメチル−インデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレンビス(2,4−ジメチル−インデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2,4−ジメチル−インデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−t−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4−t−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−t−ブチルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4−t−ブチルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(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、rac−ジフェニルシリレンビス(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、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライド、rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジメチル、rac−ジフェニルシリレンビス(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジメチル等が挙げられる。
また、上記のジルコニウムをハフニウムに代えた化合物も好適に用いられる。
立体特異性の低いまたは本質的に立体特異性を有しないメタロセン化合物は、公知の化合物が何ら制限なく使用できるが、前記アイソ特異性を有するメタロセン化合物のメソ型の化合物、および、ジメチルシリレン(ビスフルオレニル)ジルコニウムジクロライド、エチレンビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロライド等を用いることができる。
中でも、meso−ジメチルシリレンビス(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライド、meso−ジメチルシリレンビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジクロライド、meso−ジメチルシリレンビス(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、ジメチルシリレン(ビスフルオレニル)ジルコニウムジクロライド、エチレンビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロライドを好適に用いることができる。
また、上記のジルコニウムをハフニウムに代えた化合物も用いることができる。
また、[I]のアイソ特異性を有するメタロセン化合物と立体特異性の低いまたは本質的に立体特異性を有しないメタロセン化合物の比率は、得られるブロック共重合体が本発明の要件を満たす限り限定されるものではないが、アイソ特異性を有するメタロセン化合物と立体特異性の低いまたは本質的に立体特異性を有しないメタロセン化合物の混合比率(モル比)は1/99〜99/1、好ましくは、10/90〜90/10、より好ましくは、20/80〜80/20である。
前記アルミノキサン化合物および/または非配位性イオン化化合物成分[II]は、公知のものを何ら制限なく使用できる。アルミノキサン化合物および非配位性イオン化化合物成分は、単独でも、両方を組み合わせて使用しても良い。アルミノキサン化合物としては、一般式(2)または(3)で表されるアルミニウム化合物が好適である。
Figure 2009052058
Figure 2009052058
一般式(3)または(4)において、Rは炭素数が、1〜6、好ましくは1〜4のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基が挙げられる。これらのうち特に好ましいのはメチル基であり、一部炭素数2〜6のアルキル基を含んでいてもよい。mは、4〜100の整数であり、好ましくは、6〜80、特に好ましくは10〜60である。
上記のアルミノキサン化合物の製造方法は、公知の種々の方法を採用すればよく、例えば、トリアルキルアルミニウムを炭化水素溶媒中、直接水と反応させる方法、結晶水を有する硫酸銅水和物、硫酸アルミニウム水和物、含水させたシリカゲル等を用いて炭化水素溶媒中で吸着した水分とトリアルキルアルミニウムを反応させる方法等を例示できる。
非配位性イオン化化合物としては、公知のものが特に制限なく使用されるが、特にホウ素原子を含有するイオン化化合物が好適に用いることができる。
ホウ素原子を含有するイオン化化合物を具体的に例示すればホウ素原子を含有するルイス酸及びホウ素原子を含有するイオン性化合物が挙げられる。
上記ホウ素原子を含有するルイス酸としては一般式(4)で表される化合物が例示できる。
BR (4)
上記一般式中、Rは、フッ素、メチル基、トリフルオロメチル基等の置換基を有していてもよいフェニル基またはフッ素である。
かかる一般式で表される化合物として具体的には、トリフルオロボラン、トリフェニルボラン、トリス(4−フルオロフェニル)ボラン、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ボラン、トリス(4−フルオロメチルフェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(p−トリル)ボラン、トリス(o−トリル)ボラン、トリス(3,5−ジメチルフェニル)ボラン等が挙げられる。中でも、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランが好適に用いられる。
また、ホウ素を含有するイオン性化合物は、カチオン性化合物とホウ素を含有するアニオン性化合物の塩であり、トリアルキル置換アンモニウム塩、N,N−ジアルキルアニリニウム塩、ジアルキルアンモニウム塩、トリアリールホスフォニウム塩などを挙げることができる。トリアルキル置換アンモニウム塩としては、トリエチルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(p−トリル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(o−トリル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(o,p−ジメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(m,m−ジメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(o−トリル)ホウ素などが挙げられ、N,N−ジアルキルアニリニウム塩としては、N,N−ジメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−ジエチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−2,4,6−ペンタメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素などが挙げられ、ジアルキルアンモニウム塩としては、ジ(1−プロピル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素などが挙げられ、トリアリールホスフォニウム塩としては、トリフェニルホスフォニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(メチルフェニル)ホスフォニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(ジメチルフェニル)ホスフォニウムテトラ(フェニル)ホウ素などが挙げられる。
またさらに、ホウ素を含有するイオン性化合物としては、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、フェロセニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートも挙げることができる。
中でもトリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好適に用いられる。
成分[I]および成分[II]の使用量は任意であるが、成分[II]にアルミノキサン化合物を用いた場合の該成分[II]の使用量(成分[II]中のAl原子のモル量)は、成分[I]中の遷移金属1モルに対して、0.1〜100,000モルが好ましく、より好ましくは1〜50,000モル、さらに好ましくは10〜30,000モルが好適である。また、成分[II]に非配位性イオン化化合物を用いた場合の成分[II]の使用量(成分[II]中のホウ素原子のモル量)は、成分[I]中の遷移金属1モルに対して、0.01〜10,000モルが好ましく、より好ましくは0.1〜5,000モル、さらに好ましくは1〜3,000モルが好適である。
成分[I]および成分[II]からなる触媒の存在下にポリプロピレン成分(A)とプロピレンと少なくとも2個以上の非共役のビニル基を有する化合物とエチレンおよび/または炭素数4〜18のα−オレフィンとの共重合体成分(B)を段階的に製造する方法において、必要に応じて有機アルミニウム化合物(以下成分[III]と略す)を併用することもできる。成分[III]は、一般式(5)で表わされる化合物である。
AlR 3−m(5)
(式中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基、アリール基等の炭化水素基またはアルコキシ基を示す。Xはハロゲン原子を示す。mは、Alの原子価で1〜3の整数である。)
上記、一般式で表わされる化合物として具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリn−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムトリn−ヘキシルアルミニウム、トリn−オクチルアルミニウム、トリn−デシルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム類、ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノブロマイド、ジエチルアルミニウムモノフルオライド等のジアルキルアルミニウムモノハライド類、メチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライド類のアルキルアルミニウムハライド類、ジエチルアルミニウムモノエトキシド、エチルアルミニウムジエトキシド等のアルコキシアルミニウム類が挙げられる。中でも、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムが好適に用いられる。
成分[III]の使用量は、特に制限されないが、一般には、成分[I]中の遷移金属原子1モルに対して、1〜50,000モルであり、好ましくは5〜10,000モルである。さらに好ましくは10〜5,000モルである。
成分[I]及び/または成分[II]は、微粒子状担体(以下成分[IV]と略す)に担持して使用することも可能である。担体に上記触媒成分を担持すると、得られる重合体の粒子性状が向上し、反応器への重合スケールの防止等、樹脂製造におけるプロセス適合性を大幅に改良することができる。
微粒子状担体は、担体としての機能を有するものが制限なく使用されるが、特に無機酸化物が好ましい。
具体的にはSiO、Al、MgO、ZrO、TiO、B、CaO、ZnO、BaO、ThO等またはこれらの混合物例えば、SiO−Al、SiO−MgO、SiO−TiO、SiO−V、SiO−Cr、SiO−TiO−MgOなどが好適に用いることができる。これらの中でも特にSiOおよびAlからなる群から選ばれたすくなくとも1種の成分を主成分として含有する担体がより好ましい。
無機微粒子担体は、通常150〜1000℃、好ましくは200〜800℃で焼成して用いられる。
担体は、その種類および製法により性状は異なるが、本発明に好ましく用いられる担体の粒径は、一般に0.1〜500μmであり、好ましくは1〜200μm、さらに好ましくは10〜100μmである。粒径が小さいと生成粒子が微粉状の重合体になり、また大きすぎると粗大な粒子となるために粉体の取り扱いが困難となる。
これら担体の細孔容積は通常0.1〜5cm/gであり、好ましくは0.3〜3cm/gである。細孔容積はBET法や水銀圧入法などにより測定することができる。
また、これら担体の比表面積は、通常50〜1000m/g、好ましくは100〜700m/gである。
上記成分[IV]1gに対する成分[I]の使用量は、遷移金属原子で0.005〜1mmol、好ましくは0.05〜0.5mmolの割合が望ましい。また、成分[II]としてアルミノキサン化合物を使用する場合には、成分[I]に対するアルミノキサン化合物の使用量は、Al原子のモル量に換算して、成分[I]中の遷移金属原子1モルに対して1〜200モルであり、好ましくは15〜150モルである。
非配位性イオン化化合物を用いる場合には、成分[I]に対する非配位性イオン化化合物の使用量は、非配位性イオン化化合物中のホウ素原子のモル量に換算して、成分[I]中の遷移金属原子1モルに対して0.1〜20モルであり、好ましくは1〜15モルである。
得られる重合体を更に優れた粒子性状で得るために以下の方法を採用することもできる。
即ち、前記成分[I]、成分[II]、成分[IV]及び必要に応じて成分[III]の各成分の存在下に、先ず、オレフィンの予備重合が行われる。予備重合における成分[III]の使用量は、特に制限されないが、一般には、成分[I]中の遷移金属原子1モルに対して、1〜50,000モルであり、好ましくは5〜10,000モルである。さらに好ましくは10〜5,000モルである。予備重合で用いる上記の各成分は一成分ずつ逐次添加してもよく、混合したものを一括添加してもよい。好ましくは触媒成分[IV]に成分[I]及び[II]をあらかじめ接触させる方法が採用される。より好ましくは触媒成分[IV]に成分[II]を担持せしめた後、成分[I]を担持せしめる方法がより優れた嵩比重でブロック共重合体を得るために有効である。
予備重合で用いられるオレフィンとしては、エチレン;プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、4−エチル−1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン等のα−オレフィン;シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、2−メチル−1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロナフタレン等の環状オレフィンが挙げられる。さらにスチレン、ジメチルスチレン類、アリルノルボルナン、アリルベンゼン、アリルナフタレン、アリルトルエン類、ビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロペプタン、ジエンなどを用いることもできる。好ましくは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、4−エチル−1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、シクロペンテン、ビニルシクロヘキサンであり、特に好ましくは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘプテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンである。
予備重合はオレフィンが95モル%以上の実質的に単独重合を行なうことが好ましい。
本発明の予備重合で最初に施こされるオレフィンの重合量は、触媒成分[I]、[II]及び[IV]から形成される触媒1g当り0.1〜1000g、好ましくは1〜50gの範囲から選べばよい。
また、特に好ましい予備重合の実施形態としては、上記の予備重合に於いて、[I]、[II]、[IV]及び必要に応じて[III]の各成分の存在下に、先ず、第一予備重合としてプロピレンを予備重合せしめて第一予備重合触媒を得、次いで該第一予備重合触媒と上記成分[III]の存在下に更に1−ブテンの第二予備重合が段階的に行なわれる方法が好適に用いられる。
各予備重合における成分[III]の使用量は、特に制限されないが、一般には、成分[I]中の遷移金属原子1モルに対して、1〜50,000モルであり、好ましくは5〜10,000モルである。さらに好ましくは10〜5,000モルである。上記のプロピレンの予備重合により第一予備重合触媒を得た後、通常、未反応のプロピレン及び必要に応じて用いられる成分[III]を洗浄により除去して続く第二予備重合に供することが望ましい。
各予備重合段階ではプロピレン及び1−ブテンが夫々95モル%以上、好ましくは98モル%以上の実質的に単独重合を行なうことが好ましい。
該予備重合で最初に施こされるプロピレンの重合量は、触媒成分[I]、[II]、[IV]から形成される触媒1g当り0.1〜1000g、好ましくは1〜10gの範囲から選べばよく、次いで行なわれる1−ブテンの重合量は触媒成分[I]、[II]、[III]から形成される触媒1g当り0.1〜1000g、好ましくは1〜500gの範囲から選べばよい。プロピレン重合量と1−ブテン重合量の比率は、プロピレン重合量/1−ブテン重合量の重量比で0.001〜100、好ましくは0.005〜10の範囲であることが好適である。
予備重合は通常スラリー重合を適用させるのが好ましく、溶媒として、ヘキサン,ヘプタン,シクロヘキサン,ベンゼン,トルエンなどの飽和脂肪族炭化水素若しくは芳香族炭化水素を単独で、又はこれらの混合溶媒を用いることができる。第一及び第二予備重合温度は、−20〜100℃、特に0〜60℃の温度が好ましく、予備重合の各段階は夫々異なる温度の条件下で行ってもよい。予備重合時間は、予備重合温度及び予備重合での重合量に応じ適宜決定すれば良く、予備重合における圧力は、限定されるものではないが、スラリー重合の場合は、一般に大気圧〜5kg/cm程度である。
各予備重合は、回分,半回分,連続のいずれの方法で行ってもよい。
各予備重合終了後には,ヘキサン,ヘプタン,シクロヘキサン,ベンゼン,トルエン等の飽和脂肪族炭化水素若しくは芳香族炭化水素を単独で、またはこれらの混合溶媒で洗浄することが好ましく、洗浄回数は通常の場合5〜6回が好ましい。
重合条件については、本発明の効果が認められる限り、特に制限はされないが、一般に次の条件が好ましい。
ポリプロピレン成分の重合は、プロピレン単独または、本発明の要件を満足する範囲内でのプロピレンと、他のα−オレフィンおよび/またはエチレンの混合物を供給して実施すればよい。ポリプロピレン成分の重合における重合温度は、0〜100℃、好ましくは、20〜80℃の範囲から採用することが好適である。
上記重合において、分子量調節剤として水素を共存させることもできる。また、重合に用いるモノマー自身を溶媒とするスラリー重合、気相重合、溶液重合等の何れの方法でも良い。プロセスの簡略性および反応速度、また、生成する共重合体の粒子性状を勘案するとプロピレン自身を溶媒とするスラリー重合が好ましい形態である。
重合形式は回分式、半回分式、連続式の何れの方法でも良い。更に重合を水素濃度、重合温度等の条件の異なる2段階以上に分けて行うこともできる。
上記ポリプロピレン成分を得るための重合に続いて、プロピレンとエチレンおよび/またはC4〜C18のα−オレフィンのランダム共重合が行われる。プロピレンとエチレンおよび/またはC4〜C18のα−オレフィンとのランダム共重合は、プロピレン自身を溶媒とするスラリー重合の場合には前記プロピレン重合に引き続いてエチレンガスおよび/またはC4〜C18の液化α−オレフィンを供給することで、また気相重合の場合はプロピレンとエチレンおよび/またはC4〜C18のα−オレフィンの混合ガスを供給することで実施される。
本発明のプロピレンとエチレンおよび/またはC4〜C18のα−オレフィンのランダム共重合ではプロピレン重合に続いて1段のランダム共重合を行うことが好ましいが、エチレンおよび/またはC4〜C18のα−オレフィンの供給濃度を多段階に変化させて製造することもできる。プロピレンとエチレンおよび/またはC4〜C18のα−オレフィンのランダム共重合の重合温度は、0〜100℃、好ましくは、20〜80℃の範囲から採用することが好適である。また、必要に応じて分子量調節剤として水素を用いることもでき、その際の水素濃度を多段階または連続的に変化させて重合を実施することもできる。
プロピレンとエチレンおよび/またはC4〜C18のα−オレフィンのランダム共重合は回分式、半回分式、連続式のいずれの方法でもよく、重合を多段階に分けて実施することもできる。また、本工程の重合は、スラリー重合、気相重合、溶液重合のいずれの方法を採用してもよい。
本重合の終了後には、重合系からモノマーを蒸発させ本発明のプロピレン系樹脂を得ることができる。このプロピレン系樹脂は、炭素数7以下の炭化水素で公知の洗浄又は向流洗浄を行うことができる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物には、酸化防止剤、熱安定剤、塩素補捉剤等の市販の添加剤を添加してもよい。この場合、これらの添加剤は樹脂組成物に混合した後、押出機でペレットにして用いてもよい。また、上記添加剤に加えて有機過酸化物も添加して熱分解を行い、本発明の要件を満足する範囲で分子量の調節を行ってもよい。
本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、柔軟性、透明性に優れ、従来にない優れた低温耐衝撃性、応力緩和性を示すためにフィルム、特に軟質フィルムとして好適である。フィルムの用途は特に制限されず、食品、衣料、文具、雑貨等の包装用途に用いられるが、それら用途の中で、低温耐衝撃性が優れるため特に食品用途に対して好適に用いることができる。
上記プロピレン系ブロック共重合体をフィルムに成形する方法は、公知のフィルム成形法が特に制限されることなく採用できる。その際の成形温度は、メルトフラクチャーの発生やフィルムの成形性、樹脂の熱劣化等を勘案すると、通常、200〜300℃、好ましくは220〜270℃であるのが好適である。フィルムの成形方法としては、Tダイによる無延伸フィルム、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルム、あるいはカレンダー成形やインフレーション成形等のあらゆる成形方法が使用できる。
なお、本発明においてフィルムとは、特に厚みに関して厳密な意味を有するものではなく、シートを含めて総称するものであり、通常10〜1000μm程度が好適に使用される。
上記ポリプロピレン系ブロック共重合体は、単層フィルムとして用いても良く、また他の樹脂を積層して多層化して用いることもできる。層構成は、特に制限されず、表層または内層いずれでも良い。積層して用いる樹脂に関して特に制限されないが、プロピレン系樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体等のエチレン系樹脂等を挙げる事ができる。また、フィルム表面をコロナ処理を施すこともできる。
さらに、本発明により得られたプロピレン系ブロック共重合体は、柔軟性、透明性、耐熱性、低温耐衝撃性、応力緩和性に優れるため、従来の熱可塑性エラストマーが用いられている種々の分野に好適に用いることができる。例えば射出成形分野では自動車部品におけるバンパー、マットガード、ランプパッキン類、また、家電分野においては、各種パッキン類、およびスキーシューズ、グリップ、ローラースケート類が挙げられる。一方、押出成形分野では、各種自動車内装材、家電・電線材として各種絶縁シート、コード類の被覆材料および土木建材分野における防水シート、止水材、目地材、包装用ストレッチフィルム等を挙げることができる。
成形法も特に制限されず、押出成形、射出成形、プレス成形、真空成形など任意の成形方法による各種用途に好適に用いることができる。
成形する際に各種安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、凝集防止剤、滑剤、可塑剤、顔料、無機または有機の充填剤を配合することもできる。これら添加剤を例示すると、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、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、4,4’−ブチリデンビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、トコフェノール類、アスコルビン酸、ジラウリルチオジプロピオネート、リン酸系安定剤、脂肪酸モノグリセライド、N,N−(ビス−2−ヒドロキシエチル)アルキルアミン、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、ステアリン酸カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ、ハイドロタルサイト、タルク、クレイ、石膏、ガラス繊維、チタニア、炭酸カルシウム、カーボンブラック、石油樹脂、ポリブテン、ワックス、合成または天然ゴムを挙げることができる。
さらに、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物には、本発明の特性を著しく影響を与えない範囲で他樹脂を添加することができる。例えば、プロピレンの90%モル以上とプロピレン以外のα−オレフィン、例えば、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、4−メチル−1−ペンテン等の1種以上の10モル%以下とのランダム共重合体、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレンとC4〜C10との共重合によりなる線状ポリエチレン(LLDPE)、エチレン酢酸ビニル共重合(EVA)、エチレンメチルメタクリレート共重合体(EMMA)等のポリエチレン系樹脂、エチレン・プロピレン共重合体(EPR,EPDM)、エチレン・ブテン−1共重合体(EBM)、プロピレン・ブテン−1共重合体(PBM)等のオレフィン系軟質樹脂、スチレン・ブタジエンブロック共重合体(SBR)、石油樹脂・テルペン樹脂またはそれらの水素添加物等公知のものが制限無く使用することができる。
本発明において、使用するポリプロピレン系樹脂組成物は、必要に応じて上記原料等を配合した後に混合および溶融混練することにより得られる。溶融混練の方法はとくに限定されないが、例えば、スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ミキシングロールなどを用いて、160〜300℃、好ましくは、180〜270℃の温度下に行うのがよい。また、この溶融混練は、窒素ガスなどの不活性ガス気流下で行うこともできる。なお、溶融混練前に公知の混合装置、例えば、タンブラー、ヘンシェルミキサー等が何ら制限無く使用することができる。
本発明を更に具体的に説明するために以下実施例および比較例を掲げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、以下の実施例および比較例において得られた重合体の諸物性の測定方法は次の通りである。
(1)メルトフローレート(MFRと略す)
ASTM D1238に準拠した。
(2)嵩密度
ASTM D1895に準拠した。
(3)融点
セイコー電子社製DSC−6200Rを用いて、試料約5mgをアルミパンに詰め10℃/分で200℃まで昇温し、200℃で5分間保持したのち20℃/分で室温まで降温し、次いで10℃/分で昇温する際の吸熱曲線より求めた。
(4)エチレン含有量
JEOL GSX−270を用いて測定した13C−NMRスペクトルから算出した。
(5)分子量分布
ウォーターズ社製150C型ゲルパーミェーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、カラムGMH6HT(東ソー社製)にて展開した。得られた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比から分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
(6)TREF(温度上昇溶離分別)溶出曲線
センシュウ科学社製の自動TREF装置(SSC−7300、ATREF)を用いて以下の条件で測定した。
溶媒:オルトジクロロベンゼン
流速:150ml/時間
昇温速度:4℃/時間
検出器:赤外検出器
測定波数:3.41μm
カラム:センシュウ科学社製「パックドカラム30Φ」、30mmΦ×300mm
濃度:1g/120ml
注入量:100ml
この場合、カラム内に試料溶液を145℃で導入した後、2℃/時間の速度で−10℃まで徐冷して試料ポリマーを充填剤表面に吸着させた後、溶媒を流し始めると同時にカラム温度を上記条件で昇温することにより各温度で溶出してきたポリマー濃度を、赤外検出器で測定して、溶出温度−溶出量の曲線を得た。
(7)透明性(ヘイズ値)
JIS K6714に準拠した。
(8)曲げ弾性率
ASTM D−790に準拠した。
(9)ビカット軟化温度
JIS K7206に準じて、荷重250gの条件で測定した。
(10)ガラス転移温度(Tg)
セイコー電子社製DMS−200を用いて、幅5mm、厚み0.5mmのサンプルで、測定温度−100℃〜200℃、昇温速度2℃/分で粘弾性測定を行い、周波数10Hzの場合のtanδのピークトップ温度をTgとした。
(11)アイゾッド衝撃強度
JIS 7105に準拠し、23℃、−40℃の温度において、ノッチ付きで測定した。
(12)−40℃トルエン可溶分量
ポリマー1gをトルエン100mlに加え攪拌しながら100℃まで昇温した後、更に30分間攪拌を続け、ポリマーを完全に溶かした後、トルエン溶液を−40℃恒温室で6時間放置した。−40℃恒温室で析出物を濾別し、トルエン溶液を完全に蒸発することで可溶分を得た。
−40℃トルエン可溶分量(wt%)=(トルエン可溶分(g)/ポリマー1g)×100
で表される。
(13)応力緩和性
厚さ150μmのフィルムから短冊状に切り出した試験片を10%延伸し、5分間保持する。5分後の応力の値を測定し、下式の延伸時の最大応力との関係から求める。
応力緩和値(%)=(最大応力値−5分後の応力値)/最大応力値×100
実施例1
[担持メタロセン触媒の調製]
シリカゲル担持メチルアルミノキサン(MAO on SiO、ウイットコ社製、25wt%−Al品)10gにrac−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液70ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とmeso−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液30ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)を加え、室温で30分間撹拌した。
次に、その反応混合物を濾過し、得られた固体をトルエン50mlで2回洗浄後、減圧下乾燥させることによりシリカゲルに担持されたメタロセン触媒を得た。触媒1g当たり0.045mmolのメタロセンが担持されていた。
[重合]
(前段、プロピレンの重合)
内容積2mの重合槽にプロピレンを600kg挿入し、トリイソブチルアルミニウム612mmolを導入した。その後、重合槽の内温を55℃に昇温した。次いで前記のシリカゲルに担持されたメタロセン触媒5gを装入した。続いて重合槽の内温を60℃まで昇温し、70分間重合を行った。
(後段、プロピレンとエチレンの共重合)
前段の重合を行った後に、気相濃度でエチレンガスを16mol%の濃度まで供給し、更にエチレンの気相濃度を一定に保つように供給しながら70分間共重合を行った。重合終了後、未反応のプロピレンをパージし、50℃で1時間乾燥を行うことにより白色顆粒状の重合体141kgを得た。
得られた重合体のTREFにより分取した80℃以上の溶出成分と80℃未満の溶出成分の分析を行ったところ、80℃以上の成分の融点は146℃であった。
更に、80℃未満の溶出成分はエチレン含有量12.5wt%であり、DSCによる融点ピークは検出されなかった。また、−40℃で測定したトルエン可溶分は、18.4wt%であり、そのTgは−49.7℃、Mwは125,000、10,000以下の成分は3.5重量%であった。
表1に得られたポリマーのTREF溶出成分の融点およびエチレン含量、TREF溶出成分量、−40℃トルエン可溶分の量、Tg、Mw、分子量10,000以下の成分量、MFR、分子量分布、嵩密度を示す。
[物性評価]
得られたポリマー100重量部に、酸化防止剤として2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.1重量部および塩素捕捉剤としてステアリン酸カルシウム0.05重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで5分間混合した後、スクリュー径65mmΦの押出造粒機を用いて230℃で押し出し、ペレットを造粒し原料ペレットを得、物性測定に供した。尚、ヘイズ値は、射出成形により得た3mm厚の透明性評価用試験片の値である。結果を表2に示す。
実施例2
実施例1の前段での重合時間を20分、後段重合での重合時間を120分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例3
実施例1の前段での重合時間を80分、後段重合での重合時間を60分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例4
実施例1の前段での重合時間を90分、後段重合での重合時間を50分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例5
実施例1の担持メタロセン触媒の調製において、rac−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を15ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とmeso−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を85ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とし、前段での重合時間を80分、後段重合での重合時間を60分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例6
実施例1の担持メタロセン触媒の調製において、rac−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を85ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とmeso−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を15ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とし、前段での重合時間を60分、後段重合での重合時間を80分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例7
実施例1の担持メタロセン触媒の調製において、rac−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を5ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とmeso−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を95ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とし、前段での重合時間を90分、後段重合での重合時間を50分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例8
実施例1の担持メタロセン触媒の調製において、rac−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を95ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とmeso−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を5ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とし、前段での重合時間を50分、後段重合での重合時間を90分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例9
実施例1の前段での重合時間を80分、後段重合における気相エチレン濃度を18.6mol%、重合時間を60分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例10
実施例1の前段での重合時間を90分、後段重合における気相エチレン濃度を24.8mol%、重合時間を50分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例11
実施例1の前段での重合時間を100分、後段重合における気相エチレン濃度を39.2mol%、重合時間を40分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例12
実施例1の前段で重合時間を60分、後段重合における気相エチレン濃度を7.1mol%とするとともに、液化ブテン−1を気相ブテン−1濃度で5.0mol%まで張り込み、重合時間を80分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
実施例13
[担持触媒メタロセン触媒の調製]
実施例1と同様に行った。
[予備重合]
置換を施した1Lオートクレーブ中に精製ヘプタン200ml、トリイソブチルアルミニウム50mmol、及び担持メタロセン触媒成分をZr原子換算で5mmol装入した後、プロピレンを担持メタロセン触媒成分1gに対し5gとなるように1時間連続的に反応器に導入し予備重合を施した。なお、この間の温度は15℃に保持した。
1時間後プロピレンの導入を停止し、反応器内をNで充分に置換した。得られたスラリーの固体成分を精製ヘプタンで6回洗浄した。
[重合]
上記の予備重合触媒を用いて、実施例1の[重合]と同様に行った。結果を表1に示す。
[物性評価]
実施例1と同様に行った。結果を表2に示す。
実施例14
[担持触媒メタロセン触媒の調製]
実施例1と同様に行った。
[予備重合]
置換を施した1Lオートクレーブ中に精製ヘプタン200ml、トリイソブチルアルミニウム50mmol、及び担持メタロセン触媒成分をZr原子換算で5mmol装入した後、プロピレンを担持メタロセン触媒成分1gに対し5gとなるように1時間連続的に反応器に導入し予備重合を施した。
なお、この間の温度は15℃に保持した。1時間後プロピレンの導入を停止し、反応器内をNで充分に置換した。得られたスラリーの固体成分(第一予備重合触媒)を精製ヘプタンで6回洗浄した。
更に、この第一予備重合触媒をN置換を施した1Lオートクレーブ中に装入し、精製ヘプタン200ml、トリイソブチルアルミニウム50mmolを加えた後、1−ブテンを担持メタロセン触媒成分1gに対し20gとなるように1時間、連続的に反応器内に導入し、予備重合を施した。なお、この間の温度は15℃に保持した。
得られたスラリーの固体部分を精製ヘプタンで6回洗浄し、メタロセン含有ポリオレフィンよりなる予備重合触媒を得た。
[重合]
上記の予備重合触媒を用いて実施例1の[重合]と同様に行った。
結果を表1に示す。
[物性評価]
実施例1と同様に行った。結果を表2に示す。
実施例15
[重合]
(前段、プロピレンの重合)
内容積2Lのオートクレーブにプロピレンを450g装入し、メチルアルミノキサンのトルエン溶液(PMAO−S、東ソーアクゾ社製、3.1mmol−Al/ml)を1ml導入した。その後、オートクレーブの内温を55℃に昇温した。次いで予め室温で15分間、予備活性化したメチルアルミノキサンのトルエン溶液(PMAO−S、東ソーアクゾ社製、3.1mmol−Al/ml)0.5mlとrac−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロリド0.07mgとmeso−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロリド0.03mgの混合溶液全量を装入した。続いてオートクレーブの内温を60℃まで昇温し、70分間重合を行った。
(後段、プロピレンとエチレンの共重合)
前段の重合を行った後に、気相濃度でエチレンガスを16.0mol%の濃度まで供給し、更にエチレンの気相濃度を一定に保つように供給しながら70分間共重合を行った。重合終了後、未反応のプロピレンをパージし、50℃で1時間乾燥を行うことにより白色塊状の重合体180gを得た。結果を表1に示す。
[物性評価]
実施例1と同様に行った。結果を表2に示す。
実施例16
実施例1の担持メタロセン触媒の調製において、rac−ジメチルシリレンビス−(2−メチル−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン溶液を70ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とビス(シクロペンタジエニル)チタニウムジクロライドのトルエン溶液を30ml(0.005mmol/mlトルエン溶液)とし、前段での重合時間を80分、後段での重合時間を60分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
比較例1
実施例1の[重合]において前段の重合時間を10分、後段の重合時間を110分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
比較例2
実施例1の[重合]において前段の重合時間を120分、後段の重合時間を20分とした以外は実施例1と同様に行った。結果を表1、表2に示す。
Figure 2009052058
Figure 2009052058
本発明のプロピレン系ブロック共重合体はポリオレフィン軟質フィルムとして、従来のポリオレフィンフィルムが用いられている種々の分野に好適に用いることができるばかりでなく、軟質PVCフィルム等のポリオレフィン以外の樹脂フィルムが用いられている分野にも好適に用いることができる。
例えば、表面保護フィルム、車両用保護フィルム、ダイシングフィルム、化粧フィルム、ラップフィルム、シュリンクフィルム、ストレッチフィルム、パレットストレッチフィルム、シーラント用フィルム、熱溶着フィルム、熱接着フィルム、貼布フィルム、バンソウコウ基材フィルム、ラベル用フィルム、建材用フィルム、建材用表皮フィルム、文具用フィルム、粘着基材フィルム、粘着テープ、結束テープ、マスキングテープ、表示用テープ、包装用フィルム、包装用テープ、電機絶縁テープ、マーキングフィルム、農業用フィルム、ハウス用フィルム、医療用フィルム、医療用粘着テープ、輸液バッグ、サージカルテープ等に採用できる。
また、従来の熱可塑性エラストマーが用いられている種々の分野に好適に用いられる。
本発明の代表的な重合方法を示すフローチャートである。 本発明の代表的な重合方法を示すフローチャートである。

Claims (7)

  1. 少なくとも2種の異なる立体特異性を示すメタロセン化合物とアルミノキサン化合物および/または非配位性イオン化合物からなる触媒の存在下にポリプロピレン成分とプロピレンとエチレンとの共重合体成分をそれぞれ段階的に製造してなり、ポリプロピレン成分とプロピレンとエチレンとの共重合体成分とから構成され、o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた温度昇温溶離分別法による80℃までの温度で溶出する成分が全体の40〜99重量%で、80℃以上の温度で溶出する成分が、全体の60〜1重量%で、ASTM−D1238に準拠して230℃、2.16kg荷重下で測定されるメルトフローレートが0.01〜50g/10分であるプロピレン系ブロック共重合体。
  2. ポリプロピレン成分とプロピレンとエチレンとの共重合体成分とから構成され、o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた温度昇温溶離分別法による80℃までの温度で溶出する成分が全体の40〜99重量%で、80℃以上の温度で溶出する成分が、全体の60〜1重量%で、ASTM−D1238に準拠して230℃、2.16kg荷重下で測定されるメルトフローレートが0.01〜50g/10分であるプロピレン系ブロック共重合体。
  3. 前記o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた温度昇温溶離分別法による80℃以上の温度で溶出する成分中の、エチレン単量体単位が3重量%以下である請求項1又は2に記載のプロピレン系ブロック共重合体。
  4. 前記o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた温度昇温溶離分別法による80℃までの温度で溶出する成分中の、エチレン単量体単位が4〜50重量%である請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロピレン系ブロック共重合体。
  5. 前記o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた温度昇温溶離分別法による80℃までの温度で溶出する成分中の、エチレン単量体単位が4〜15重量%である請求項4に記載のプロピレン系ブロック共重合体。
  6. −40℃の温度でのトルエン可溶分の、(1)ガラス転移温度(Tg)が−20℃以下、(2)ゲルパーミエイションクロマトグラフ測定による重量平均分子量(Mw)が50,000g/mol以上、且つ(3)分子量10,000g/mol以下の成分が−40℃の温度で測定したトルエン可溶分量の10重量%以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロピレン系ブロック共重合体。
  7. −40℃の温度で測定したトルエン可溶分量が全体の5〜30重量%である請求項1〜6のいずれか1項に記載のプロピレン系ブロック共重合体。
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