JP2009102568A - プロピレン系樹脂組成物およびその成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】成分(I)メタロセン系触媒により重合された特定の要件を満たすプロピレン系ブロック共重合体5〜94重量%、成分(II)メタロセン系触媒により重合された特定の要件を満たすプロピレン系重合体5〜70重量%、成分(III)無機フィラー1〜60重量%、必要に応じ、成分(IV)エラストマー1〜20重量部(対成分(I)〜(III)の合計量100重量部))から成るプロピレン系樹脂組成物およびその成形体。
【選択図】なし
Description
さらに、プロピレン系樹脂組成物の剛性、衝撃強度のバランス向上には、特定触媒系を用いたプロピレン系ブロック共重合体に、エラストマーや無機フィラーを添加する手法や、組成分布の狭いゴム状共重合体をブレンドすることなく、特定成分含有触媒系を用いて、プロピレン/エチレン・α−オレフィン共重合体を得る手法が用いられる(例えば、特許文献2、3、4、5参照。)。
また、プロピレン系樹脂組成物の物性やタイガーマークなどの成形外観を改良するため、特定の3種のポリプロピレン成分に、ゴム成分の後添加量を低減して、無機フィラーとともに配合した組成物が開示されている(例えば、特許文献10参照。)。
しかしながら、これらのプロピレン系樹脂組成物は、物性バランスの向上や、ウェルド外観、フローマーク外観の向上がある程度達成されているものの、成形体の大型化やデザインの複雑化、薄肉化が益々進むに連れ未だ不充分である。
成分(I):メタロセン系触媒により重合された、結晶性プロピレン重合体部分とエチレン・α−オレフィン共重合体部分からなり、下記特性(i)〜(v)の要件を満たすプロピレン系ブロック共重合体 5〜94重量%
特性(i)結晶性プロピレン重合体部分のメルトフローレート(230℃、2.16kg荷重:以下、MFRと記す。)が40〜350g/10分
特性(ii)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のα−オレフィン炭素数が4〜20
特性(iii)エチレン・α−オレフィン共重合体部分の重量平均分子量が10万〜100万
特性(iv)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のエチレン含量が50〜95重量%
特性(v)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のブロック共重合体全体に対する割合が 35〜90重量%
成分(II):メタロセン系触媒により重合された、プロピレン単独重合体またはプロピレンとエチレンとの共重合体であって、下記特性(vi)〜(viii)の要件を満たすプロピレン系重合体 5〜70重量%
特性(vi)重合体全体のMFR(II)が、100g/10分以上
特性(vii)重合体全体のMFR(II)と、成分(I)の結晶性プロピレン重合体部分のMFRとの比(MFR(II)/MFR)が1.5以上
特性(viii)エチレン含量が0〜5重量%
成分(III):無機フィラー 1〜60重量%
1.成分(I)プロピレン系ブロック共重合体
本発明のプロピレン系樹脂組成物で用いられる成分(I)プロピレン系ブロック共重合体は、メタロセン系触媒により重合された、結晶性プロピレン重合体部分とエチレン・α−オレフィン共重合体部分からなるプロピレン系ブロック共重合体である。
該プロピレン系ブロック共重合体は、下記特性(i)〜(v)の特性を有し、それ自体が、物性バランス、成形外観に優れるに加え、無機フィラーやエラストマーなどと複合化した場合も、これらの性能を高水準に発現する特徴を有する。
特性(i)結晶性プロピレン重合体部分のメルトフローレート(MFR)が40〜350g/10分
特性(ii)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のα−オレフィン炭素数が4〜20
特性(iii)エチレン・α−オレフィン共重合体部分の重量平均分子量が10万〜100万
特性(iv)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のエチレン含量が50〜95重量%
特性(v)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のブロック共重合体全体に対する割合が 35〜90重量%
本発明で用いられる成分(I)プロピレン系ブロック共重合体を製造するに当っては、好ましくは担持型のメタロセン系触媒が用いられる。メタロセン触媒などのシングルサイト触媒は、チーグラー系触媒に比して、触媒活性が高く、生成重合体の分子量分布が狭く、共重合体では組成分布が均一となるなど、プロピレン系ブロック共重合体を製造するには、優れた触媒である。シングルサイト触媒としてのメタロセン系触媒による重合方法を選択するのが好ましい。
また、メタロセン触媒を担持型とすることによって、得られるポリマーが粒子状となり、反応器への付着やポリマー同士での融着が無くなるとともに、重合後の気力移送が可能となるという効果が得られる。また気相重合が可能となる。
担持型のメタロセン触媒の種類は、本発明の性能を有する共重合体を生成できる限りは、特に限定はされるものではないが、本発明の要件を満たすために、例えば、下記に説明する、成分(a)メタロセン錯体、成分(b)助触媒、必要に応じて使用する成分(c)有機アルミニウム化合物、成分(d)担体からなるメタロセン系触媒を用いることが好ましい。
本発明において用いられるメタロセン錯体としては、代表的なものとして共役五員環配位子を有する周期律表第4族の遷移金属化合物の架橋メタロセン錯体が挙げられる。これらのうち、成分(I)プロピレン系ブロック共重合体の製造に際しては、プロピレン重合において、ある程度以上の立体規則性重合が可能なものが必要とされる。また、その第2工程で、エチレンに対して高い活性を示すことに加えて、炭素数4以上のα−オレフィンとの高い共重合性を示すものが好ましい。
以上の観点で、二つのシクロペンタジエニル誘導体部分を架橋した構造を有しているものが好ましく、さらに、好ましくは下記一般式で表される成分(a−1)架橋ビスインデニル錯体、下記一般式で表される成分(a−2)架橋シクロペンタジエニル−インデニル錯体、架橋シクロペンタジエニル−フルオレニル錯体、架橋シクロペンタジエニル−ヒドロアズレニル錯体、さらに、下記一般式で表される成分(a−3)架橋ビスヒドロアズレニル錯体、架橋ヒドロアズレニル−インデニル錯体等が挙げられる。
(1)ジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム、
(2)ジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム、
(3)ジクロロ ジフェニルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム、
(4)ジクロロ ジメチルゲルミレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム、
(5)ジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−クロロフェニル)−インデニル)ジルコニウムジクロライド、
(6)ジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−フルオロフェニル)−インデニル)ジルコニウムジクロライド、
(7)ジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−トリフルオロメチルフェニル)−インデニル)ジルコニウムジクロライド、
(8)ジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデニル)ジルコニウムジクロライド、
(9)ジクロロ ジメチルシリレン(2−メチル−4−フェニル−インデニル)(2−(2−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム、
(10)ジクロロ ジメチルシリレン(2−メチル−4−フェニル−インデニル)(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム、
(11)ジクロロ ジフェニルシリレン(2−メチル−4−フェニル−インデニル)(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム、
(12)ジクロロ ジメチルゲルミレン(2−メチル−4−フェニル−インデニル)(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム、
(1)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2−メチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(2)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2−t−ブチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(3)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2−フェニルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(4)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(3−フェニルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(5)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2,3−ジメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(6)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(7)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2,5−ジメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(8)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(4−t−ブチル−2−メチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(9)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2−メチル−4−フェニルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(10)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2,3,4−トリメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(11)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2,4,5−トリメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(12)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2−メチルシクロペンタジエニル)(4−(4−クロロフェニル)−2−メチル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(13)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2−メチルシクロペンタジエニル)(4−(4−t−ブチルフェニル)−2−メチル−4H−アズレニル)}ハフニウム、
(14)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2−メチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ハフニウム、
(15)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレン(2,3−ジメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ハフニウム、
(16)ジクロロ{ジメチルシリレン(2−メチルシクロペンタジエニル)フルオレニル}ハフニウム、
(17)ジクロロ{ジメチルシリレン(4−t−ブチル−2−メチルシクロペンタジエニル)フルオレニル}ハフニウム、
(18)ジクロロ{ジメチルシリレン(3−t−ブチルシクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)}ハフニウム、
(1)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウム、
(2)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(2−メチルフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム、
(3)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−トリフルオロメチルフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム、
(4)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム、
(5)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−t−ブチルフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム、
(6)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(1−ナフチル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム、
(7)ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレンビス(2−エチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウム、
(8)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−エチル−4−(2−フルオロ−4−ビフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム、
(9)ジクロロ{1,1’−シラフルオレンビス(2−エチル−4−(4−トリメチルシリル−3,5−ジクロロフェニル)−4H−アズレニル)}ジルコニウム、
(10)ジクロロ[ジメチルシリレン(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−1−アズレニル)]ハフニウム、
(11)ジクロロ[ジメチルシリレン(2−エチル−4−フェニル−1−インデニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−1−アズレニル)]ハフニウム、
本発明において用いられる助触媒は、メタロセン錯体を活性化する成分で、メタロセン錯体の補助配位子と反応して当該錯体を、オレフィン重合能を有する活性種に変換させ得る化合物であり、具体的には、下記成分(b−1)〜(b−4)のものが挙げられる。特に好ましいのは成分(b−4)のイオン交換性層状珪酸塩である。
成分(b−2):成分(a)と反応して、成分(a)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸
成分(b−3):固体酸
成分(b−4):イオン交換性層状珪酸塩
上記一般式のうち、式(IV)、式(V)で表される化合物は、アルミノキサンとも称される化合物であって、これらの中では、メチルアルミノキサン又はメチルイソブチルアルミノキサンが好ましい。上記のアルミノキサンは、各群内および各群間で複数種併用することも可能である。そして、上記のアルミノキサンは、公知の様々な条件下に調製することができる。
上記一般式のうち、式(VI)で表される化合物は、一種類のトリアルキルアルミニウム又は二種類以上のトリアルキルアルミニウムと、一般式:RbB(OH)2で表されるアルキルボロン酸との10:1〜1:1(モル比)の反応により得ることができる。
一般式中、Ra及びRbは、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜6の炭化水素基を示す。
ここで、成分(b−1)、成分(b−2)を担持する微粒子状担体としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、シリカアルミナ、シリカマグネシアなどの無機酸化物、塩化マグネシウム、オキシ塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化ランタンなどの無機ハロゲン化物、さらには、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、スチレンジビニルベンセン共重合体、アクリル酸系共重合体などの多孔質の有機担体を挙げることができる。
イオン交換性層状珪酸塩(以下、単に「珪酸塩」と略記する場合がある。)は、イオン結合などによって構成される面が互いに結合力で平行に積み重なった結晶構造を有し、かつ、含有されるイオンが交換可能である珪酸塩化合物をいう。大部分の珪酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出されるため、イオン交換性層状珪酸塩以外の夾雑物(石英、クリストバライトなど)が含まれることが多いが、それらを含んでいてもよい。
珪酸塩は、各種公知のものが使用できる。具体的には、白水春雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1995年)に記載されている次のような層状珪酸塩が挙げられる。
(ii)2:1リボン型鉱物類:セピオライト、パリゴルスカイトなど
メタロセン触媒系に、必用に応じて使用される有機アルミニウム化合物としては、ハロゲンを含有しないものが使用され、具体的には一般式:
AlR3−iXi
(式中、Rは、炭素数1〜20の炭化水素基、Xは、水素、アルコキシ基、iは、0≦i≦3の数を示す。但し、Xが水素の場合は、iは0≦i<3とする。)
で示される化合物が使用される。
メタロセン系触媒において、必要に応じ適宜用いられる担体としては、各種公知の無機或いは有機の微粒子状固体を挙げることができる。担体の平均粒径は、通常5〜300μm、好ましくは10〜200μmである。
無機固体の例示としては、多孔質酸化物が挙げられ、必要に応じて100〜1,000℃、好ましくは150〜700℃で焼成して用いられる。
具体的には、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2など、またはこれらの混合物、たとえばSiO2−MgO、SiO2−Al2O3、SiO2−TiO2、SiO2−V2O5、SiO2−Cr2O3、SiO2−TiO2−MgOなどが挙げられる。これらのうち、SiO2またはAl2O3を主成分とするものが好ましい。
(ロ)成分(a)と成分(b)を接触させた後に、成分(c)を添加する。
(ハ)成分(a)と成分(c)を接触させた後に、成分(b)を添加する。
(ニ)成分(b)と成分(c)を接触させた後に、成分(a)を添加する。
(ホ)その他、三成分を同時に接触させてもよい。
成分(a)と成分(c)を接触させる(その場合成分(b)が存在していてもよい)温度は、好ましくは0〜100℃、より好ましくは20〜80℃、特に好ましくは30〜60℃である。この温度範囲より低い場合は、反応が遅くなるし、また、高い場合は、成分(a)の分解反応が進行する。
また、成分(a)と成分(c)を接触させる(その場合成分(b)が存在していてもよい)場合には、有機溶媒を溶媒として存在させるのが好ましい。この場合の成分(a)の有機溶媒中での濃度は、高い方が良く、好ましくは3mM以上,より好ましくは4mM以上、特に好ましくは6mM以上である。
成分(b)がアルミニウムオキシ化合物の場合は、Al/遷移金属のモル比は、通常10以上100,000以下、さらに100以上20,000以下、特に100以上10,000以下の範囲が適する。一方、成分(b)としてイオン性化合物或いはルイス酸を用いた場合は、対遷移金属のモル比は、0.1〜1,000、好ましくは1〜100、より好ましくは2〜10の範囲である。
成分(b)として、固体酸或いはイオン交換性層状珪酸塩を用いる場合は、成分(b)1gにつき、遷移金属錯体0.001〜10ミリモル、好ましくは0.001〜1ミリモルの範囲である。また、その場合成分(b)は、酸点を持つのが好ましい。酸点の量の下限については、成分(b)1gにつきpKa<−8.2以下の強酸点において、好ましくは30μモル、より好ましくは50μモル、特に好ましくは100μモルである。酸点の量は、特開2000−158707号公報の記載に従い、測定される。
本発明で用いる成分(I)プロピレン系ブロック共重合体の製造方法は、結晶性プロピレン重合体部分を製造する前段工程、引き続き、エチレンと、炭素数4〜20のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種のコモノマーとの共重合体部分を製造する後段工程から構成される。
また、前段工程は、バルク重合法、気相重合法どちらの重合法も採用可能である。後段工程は、製造するエチレン・α−オレフィン共重合体部分がゴム成分であり、溶媒中に溶出しないことが望ましいため、気相重合法を採用する。
また、重合形式は、それぞれ前段工程、後段工程とも回分法、および連続法どちらの方式も採用できる。本発明においては、前段と後段からなる2段重合が行われるが、場合によっては、それぞれの段階を更に分割することができる。特に、後段工程を2段以上に分割して多種類のゴム成分を作る方法も物性改良法の一つである。
前段の重合工程では、メタロセン触媒を使用して、結晶性プロピレン重合体部分を製造する。すなわち、プロピレン単独重合体(プロピレンホモポリマー)またはプロピレンとα−オレフィンの共重合体(プロピレン・α−オレフィン共重合体)を、一段もしくは多段に、全重合量(プロピレン系ブロック共重合体の全体)の10〜65重量%に相当するように形成させる工程である。ここでα−オレフィンとしては、エチレンを含みプロピレン以外の炭素数4〜20のα−オレフィンであり、例えば、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−ペンテン−1、1−オクテン、1−デセン等が挙げられる。これらの中では、エチレンが最も好ましい。α−オレフィンを使用する場合の使用量は、全モノマー(プロピレンとα−オレフィンの合計)に対して10重量%以下、好ましくは5重量%以下である。
MFR(試験条件:230℃、2.16kg荷重)の範囲は、40〜350g/10分、好ましくは50〜350g/10分、さらに好ましくは50〜300g/10分である。MFRが40g/10分未満であると、プロピレン系樹脂組成物およびその成形体のウェルド外観やフローマーク外観が低下し、350g/10分を超えると、衝撃強度が低下し、それぞれ不適である。
なお、MFRは、JIS K7210(A法・条件M;230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定する値である。
後段の重合工程は、この工程で製造するエチレン・α−オレフィン共重合体部分がゴム成分であり、溶媒中に溶出しないことが望ましいことから、気相重合で行なう必要がある。気相重合プロセスとしては、公知の気相重合プロセスを用いることができるが、機械的に攪拌される縦型あるいは横型の気相重合プロセスが好ましい。
本発明の後段工程においては、エチレン含量が50〜95重量%、好ましくは60〜95重量%の範囲である、エチレン・α−オレフィン共重合体部分を生成させる。
ここで、α−オレフィンとしては、炭素数4〜20のα−オレフィンであり、例えば、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−ペンテン−1、1−オクテン−1、1−デセン等が挙げられる。これらの中では、1−ブテン、1−ヘキセンが最も好ましい。この共重合体部分は、第三成分として、例えば、プロピレンやジエン系モノマー等をさらに含有することができる。その場合、これらの第三成分の含有量は、20重量%以下が好ましい。
後段工程(エチレン・α−オレフィン共重合体部分)の、全重合量に対する形成量が、全重合量の35重量%未満であると、プロピレン系樹脂組成物およびその成形体の衝撃強度が低下し、90重量%を超えると、剛性、ウェルド外観およびフローマーク外観が低下し、それぞれ不適である。
エチレン・α−オレフィン共重合体部分の重量平均分子量の範囲は、10万〜100万、好ましくは10万〜80万、さらに好ましくは12万〜70万である。成形時のゲルの発生を抑え、線膨張率を低くするなどのためには、エチレン・α−オレフィン共重合体部分の重量平均分子量と、前段で重合した重合体部分の重量平均分子量との差を大きくならない様にすることが有効であり、好ましくは両者の重量平均分子量の差は50万以下である。
エチレン・α−オレフィン共重合体部分の重量平均分子量が、10万未満であると、プロピレン系樹脂組成物およびその成形体のフローマーク外観や衝撃強度が低下し、100万を超えると、フローマーク外観や衝撃強度が低下し、且つ輝点発生などの成形外観不良が発生し、それぞれ不適である。
なお、ゴム中の低分子量成分量は、後述するCFC分析装置による測定における、40℃以下の溶出成分中の分子量5000以下の成分量のことをいう。
(ア)使用する分析装置
(i)クロス分別装置
ダイヤインスツルメンツ社製CFC T−100(CFCと略す)
(ii)フーリエ変換型赤外線吸収スペクトル分析
FT−IR、パーキンエルマー社製 1760X
CFCの検出器として取り付けられていた波長固定型の赤外分光光度計を取り外して代わりにFT−IRを接続し、このFT−IRを検出器として使用する。CFCから溶出した溶液の出口からFT−IRまでの間のトランスファーラインは1mの長さとし、測定の間を通じて140℃に温度保持する。FT−IRに取り付けたフローセルは光路長1mm、光路幅5mmφのものを用い、測定の間を通じて140℃に温度保持する。
(iii)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)
CFC後段部分のGPCカラムは、昭和電工社製AD806MSを3本直列に接続して使用する。
(i)溶媒:オルトジクロルベンゼン(ODCB)
(ii)サンプル濃度:4mg/mL
(iii)注入量:0.4mL
(iv)結晶化:140℃から40℃まで約40分かけて降温する。
(v)分別方法:
分別温度は40、100、140℃とし、全部で3つのフラクションに分別する。
(vi)溶出時溶媒流速:1mL/分
CFC後段のGPCから試料溶液の溶出が開始した後、以下の条件でFT−IR測定を行い、上述した各フラクション1〜3について、GPC−IRデータを採取する。
(i)検出器:MCT
(ii)分解能:8cm−1
(iii)測定間隔:0.2分(12秒)
(iv)一測定当たりの積算回数:15回
分別温度は、40、100、140℃とし、全部で3つのフラクションに分別する。エチレン・α−オレフィン共重合体部分は、100℃フラクションのエチレン成分および40℃フラクション成分とする。つまり、40、100、140℃フラクションの含量をそれぞれF40、F100、F140(F40+F100+F140=100重量%)とする。100℃フラクションにおけるエチレン成分量をF100E、それ以外の成分量をF100F(F100E+F100F=F100)とする。エチレン・α−オレフィン共重合体部分は、F40+F100Eで表せる。
エチレン・α−オレフィン共重合体中のエチレン含量は、40℃および100℃フラクション中のエチレン含量をエチレン・α−オレフィン共重合体量で除した値である。つまり、40℃フラクションにおけるエチレン量をF40E、それ以外の成分をF40F(F40E+F40F=F40)とすると、100×(F40E+F100E)/(F40+F100E)の式で表される。
エチレン・α−オレフィン共重合体重量平均分子量は、100℃フラクションのエチレン成分および40℃フラクション成分の重量平均分子量である。
本発明のプロピレン系樹脂組成物で用いられる成分(II)プロピレン系重合体は、メタロセン系触媒により重合されたプロピレン単独重合体またはプロピレンとエチレンとの共重合体である。
該プロピレン単独重合体またはプロピレンとエチレンとの共重合体は、下記特性(vi)〜(viii)の特性を有し、それ自体、流動性、剛性、成形外観に優れる重合体である。
さらに、前述の成分(I)プロピレン系ブロック共重合体と同様、無機フィラーやエラストマーなどと複合化した場合の高水準の性能発現や、複合成分の混合性、混練分散性が優れる特徴を有する。
特性(vi)重合体全体のMFR(II)が、100g/10分以上
特性(vii)重合体全体のMFR(II)と、成分(I)の結晶性プロピレン重合体部分のMFRとの比(MFR(II)/MFR)が1.5以上
特性(viii)エチレン含量が0〜5重量%
本発明プロピレン系樹脂組成物で用いられる成分(II)プロピレン系重合体は、前述の成分(I)プロピレン系ブロック共重合体の場合と同様のメタロセン系重合触媒が用いられる。
本発明で用いられる成分(II)プロピレン系重合体の製造方法は、前述の成分(I)プロピレン系ブロック共重合体の製造方法の前段工程と同様の方法である。
すなわち、メタロセン系触媒を使用して、プロピレン単独重合体(プロピレンホモポリマー)、またはプロピレンとエチレンの共重合体を、一段もしくは多段に形成させる工程である。
ここで、エチレンを使用する場合の使用量は、全モノマー(プロピレンとエチレンの合計)に対して5重量%以下、好ましくは3重量%以下である。エチレンの使用量が、5重量%を超えると、プロピレン系樹脂組成物およびその成形体の剛性が低下し、不適である。
重合体全体のMFR(MFR(II))(230℃、2.16kg荷重)は、100g/10分以上、好ましくは120g/10分以上、さらに好ましくは150g/10分以上である。100g/10分未満であると、プロピレン系樹脂組成物およびその成形体のウェルド外観やフローマーク外観が低下し、不適である。
なお、MFRは、JIS K7210(A法・条件M;230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定する値である。
本発明のプロピレン系樹脂組成物で用いられる成分(III)無機フィラーは、タルク、ワラストナイト、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マイカ、ガラス繊維、ガラスバルーン、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、カーボンファイバー、クレイ、有機化クレイ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などが例として挙げられ、プロピレン系樹脂組成物およびその成形体の剛性を中心とした物性バランスの向上などの目的で用いる。これらの無機フィラーは、表面処理されたものでもよく、また、二種以上併用してもよい。
該タルクは、例えばタルク原石を衝撃式粉砕機やミクロンミル型粉砕機で粉砕して製造したり、更にジェットミルなどで粉砕した後、サイクロンやミクロンセパレータ等で分級調整する等の方法で製造する。
該タルクは、平均アスペクト比が4以上、特に5以上のものがより好ましい。該タルクのアスペクト比の測定は、顕微鏡等により測定された値より求められる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、必要に応じ、成分(IV)エラストマーを配合することができる。成分(IV)エラストマーは、エチレン・α−オレフィン系エラストマーもしくはスチレン系エラストマーであり、プロピレン系樹脂組成物およびその成形体の衝撃強度を中心とした物性バランスを向上しつつ、かつ良好な成形性、寸法特性などを発現させる目的で用いる。
このエチレン・α−オレフィン系エラストマーは、CFC分析装置による測定における溶出成分が、40℃以下において全て認められるものを用いるのが好ましい。
共重合されるα−オレフィンとして、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、4−メチル−1−ペンテンなどが挙げられ、なかでも、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンが好ましい。
なお、MFRは、JIS K7210(A法・条件M;230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定する値である。
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、さらに、必要に応じ、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、或いは、更に性能の向上を図る為に、上記成分(I)、(II)、(III)及び(IV)以外に、以下に示す任意の添加剤や配合材成分を配合することが出来る。
具体的には、着色する為の顔料、酸化防止剤、中和剤、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、核剤、滑剤、金属不活性剤、抗菌剤、防黴剤、蛍光増白剤、難燃剤、分散剤、発泡剤、気泡防止剤、架橋剤、過酸化物、可塑剤、上記成分(I)〜(IV)以外のポリエチレン等の各種樹脂、各種エラストマー(ゴム)、各種無機(有機)フィラー等の配合材を挙げることが出来る。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、上記成分(I)、成分(II)、成分(III)、必要に応じ成分(IV)や付加成分を、上記配合割合で配合して単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダ−プラストグラフ、ニーダー等通常の混練機を用いて混練・造粒することによって製造する。
この場合、各成分の分散を良好にすることが出来る混練・造粒方法を選択することが望ましく、通常は二軸押出機を用いて混練・造粒する。この混練・造粒の際には、上記成分(I)、成分(II)、成分(III)、場合により、成分(IV)や付加成分の配合物を同時に混練しても良く、また性能向上を図るべく各成分を分割、例えば先ず成分(I)と成分(II)の一部または全部を混練し、その後に残りの成分を混練・造粒することも出来る。
この場合、上記射出成形関連技術と、いわゆる発泡成形技術や膨張成形技術との組合せで所望の成形体を得ることも出来る。
また、必要に応じて、中空成形、押出成形、圧縮(プレス)成形、発泡(膨張)成形、シート成形、熱成形、スタンピング成形、粉末成形など種々の成形方法にて、各成形体を得ることも出来る。
なお、実施例で用いた物性測定法及び用いた樹脂等は以下の通りである。
(1)MFR:JIS K7210 A法・条件M…試験温度:230℃、荷重:2.16kgに準拠して測定した。
(2)重量平均分子量、エチレン含量、エチレン・α−オレフィン共重合体部分含量:
測定器:クロス分別装置(ダイヤインスツルメンツ社製CFC T100)、フーリエ変換型赤外線吸収スペクトル分析FT−IR(パーキンエルマー社製 1760X)、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を使用し、下記の主な測定条件で測定した。
溶媒=オルトジクロルベンゼン(ODCB)
分別温度=40、100、140℃
(3)曲げ弾性率:JIS K−7171(ISO178)準拠して、下記要領で測定した。
試験機;精密万能試験機オートグラフAG−20KNG(島津製作所製)
試験片;作成方法=射出成形、採取方向=流れ方向、形状=厚さ4mm、幅10mm、長さ80mm、状態調節=室温23℃・湿度50%の恒温室内に24時間以上放置
試験条件;試験温度=23℃、試験湿度=50%、試験片数=5、支点間距離=32.0mm、試験速度=1.0mm/分
(4)シャルピー衝撃強度:JIS K−7111(ISO 179/1eA)に準拠して、下記要領で測定した。
試験機;東洋精機社製 全自動シャルピー衝撃試験機(恒温槽付き)
試験片;作成方法=射出成形試験片にノッチを切削(ISO 2818準拠)、形状=シングルノッチ付き…タイプAノッチ(ノッチ半径0.25mm)、厚さ4mm、幅10mm、長さ80mm、状態調節=室温23℃・湿度50%の恒温室内に24時間以上放置
試験条件;試験温度=23℃および−30℃…−30℃の場合には、恒温槽が試験温度の±1℃以内になった状態で40分以上状態調節を加えてから試験を行った。試験湿度=50%、試験片数=5、衝撃速度=2.9m/s、振り子エネルギー=4J
(5)ウェルド外観:型締め圧170トンの射出成形機で、開口部を設けた肉厚4mmの平板モデル成形品を220℃で射出成形して、ウェルド発生場所のウェルドラインの目立ち易さを、下記の基準で評価した。この場合、○および◎が実用に供することが可能と判断出来るレベルである。
◎:目立たない
○:殆ど目立たない
△:やや目立つ
×:目立つ
(6)フローマーク外観:型締め圧170トンの射出成形機で、短辺に幅2mmのフィルムゲートをもつ金型を用いて、350mm×100mm×2mmtの成形シートを、成形温度を220℃として射出成形した。フローマークの発生を目視で観察し、ゲートからフローマークが発生した部分までの距離を測定し、下記の基準で判定した。この場合、○および◎が実用に供することが可能と判断出来るレベルである。
◎:発生距離が250mmを超える
○:発生距離が200mmを超える
△:発生距離が150mmを超える
×:発生距離が150mm以下
(1)成分(I)
下記製造例1〜9で得られたポリマーを用いた。
(i)メタロセン錯体
ジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデニル)ジルコニウムジクロライドの合成
(a)4−(4−t−ブチルフェニル)−インデンの合成
1000mlのガラス製反応容器に、1−ブロモ−4−t−ブチル−ベンゼン(40g、0.19mol)、ジメトキシエタン(400ml)を加え、−70℃まで冷却した。ここにt−ブチルリチウム−ペンタン溶液(260ml、0.38mol、1.46mol/L)を滴下した。滴下後、徐々に室温まで戻しながら5時間攪拌した。再び−70℃まで冷却し、そこにトリイソプロピルボレート(46ml、0.20mol)のジメトキシエタン溶液(100ml)を滴下した。滴下後、徐々に室温に戻しながら一夜攪拌した。
反応液に蒸留水(100ml)を加え、30分間攪拌した後、炭酸ナトリウム50gの水溶液(150ml)、4−ブロモインデン(30g、0.15mol)、テトラキス(トリフェニルフォスフィノ)パラジウム(5g、4.3mmol)を順に加え、その後、低沸成分を除去し80℃で5時間加熱した。
反応液を氷水(1L)中に注ぎ、そこから3回エーテル抽出を行い、エーテル層を飽和食塩水で中性になるまで洗浄した。ここに硫酸ナトリウムを加え一晩放置し反応液を乾燥させた。無水硫酸ナトリウムをろ過し、溶媒を減圧留去して、シリカゲルカラムで精製し、4−(4−t−ブチルフェニル)−インデン(37g、収率98%)を淡黄色液体として得た。
1000mlのガラス製反応容器に、4−(4−t−ブチルフェニル)−インデン(37g、0.15mol)、ジメチルスルホキシド(400ml)、蒸留水(11ml)を加え、そこにN−ブロモスクシンイミド(35g、0.20mol)を徐々に加え、そのまま室温で1時間攪拌した。
反応液を氷水(1L)中に注ぎ、そこから3回トルエンで抽出を行った。トルエン層を飽和食塩水で洗浄し、p−トルエンスルホン酸(4.3g、22mmol)を加え、水分を除去しながら2時間加熱還流させた。
反応液を分液ロートに移し食塩水で中性になるまで洗浄した。ここに硫酸ナトリウムを加え一晩放置し反応液を乾燥させた。無水硫酸ナトリウムをろ過し、溶媒を減圧留去して、シリカゲルカラムで精製し、2−ブロモ−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデン(46g、収率95%)を淡黄色固体として得た。
1000mlのガラス製反応容器に、メチルフラン(13.8g、0.17mol)、ジメトキシエタン(400ml)を加え、−70℃まで冷却した。ここにn−ブチルリチウム−ヘキサン溶液(111ml、0.17mol、1.52mol/L)を滴下した。滴下後、徐々に室温まで戻しながら3時間攪拌した。再び70℃まで冷却し、そこにトリイソプロピルボレート(41ml、0.18mol)を含むジメトキシエタン溶液(100ml)を滴下した。滴下後、徐々に室温に戻しながら一夜攪拌した。
反応液に蒸留水(50ml)を加え、30分間攪拌した後、炭酸ナトリウム54gの水溶液(100ml)、2−ブロモ−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデン(46g、0.14mol)、テトラキス(トリフェニルフォスフィノ)パラジウム(5g、4.3mmol)を順に加え、その後、低沸成分を除去しながら加熱し80℃で3時間加熱した。
反応液を氷水(1L)中に注ぎ、そこから3回エーテル抽出を行い、エーテル層を飽和食塩水で中性になるまで洗浄した。ここに硫酸ナトリウムを加え一晩放置し反応液を乾燥させた。無水硫酸ナトリウムをろ過し、溶媒を減圧留去して、シリカゲルカラムで精製し、ヘキサンで再結晶を行い4−(4−t−ブチルフェニル)−2−(5−メチル−2−フリル)−インデン(30.7g、収率66%)を無色結晶として得た。
1000mlのガラス製反応容器に、4−(4−t−ブチルフェニル)−2−(5−メチル−2−フリル)インデン(22g、66mmol)、THF(200ml)を加え、−70℃まで冷却した。ここにn−ブチルリチウム−ヘキサン溶液(42ml、67mmol、1.60mol/L)を滴下した。滴下後、徐々に室温まで戻しながら3時間攪拌した。再び−70℃まで冷却し、1−メチルイミダゾール(0.3ml、3.8mmol)を加え、ジメチルジクロロシラン(4.3g、33mmol)を含むTHF溶液(100ml)を滴下した。滴下後、徐々に室温に戻しながら一夜攪拌した。
反応液に蒸留水を加え、分液ロートに移し食塩水で中性になるまで洗浄した。ここに硫酸ナトリウムを加え一晩放置し反応液を乾燥させた。無水硫酸ナトリウムをろ過し、溶媒を減圧留去して、シリカゲルカラムで精製し、ジメチルビス(4−(4−t−ブチルフェニル)−2−(5−メチル−2−フリル)インデニル)シランの淡黄色固体(22g、収率92%)を得た。
100mlのガラス製反応容器に、ジメチルビス(4−(4−t−ブチルフェニル)−2−(5−メチル−2−フリル)インデニル)シラン(11g、16mmol)、ジエチルエーテル(200ml)を加え、−70℃まで冷却した。ここにn−ブチルリチウム−ヘキサン溶液(20ml、32mmol、1.60mol/L)を滴下した。滴下後、室温に戻し3時間攪拌した。反応液の溶媒を減圧で留去し、トルエン(200ml)、ジエチルエーテル(10ml)を加え、−70℃まで冷却した。そこに、四塩化ジルコニウム(3.7g、16mmol)を加えた。その後、徐々に室温に戻しながら一夜攪拌した。
溶媒を減圧留去し、ジクロロメタン/ヘキサンで再結晶を行い、ジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデニル)ジルコニウムジクロライドのラセミ体を黄橙色結晶(1.3g、収率9%)として得た。
(a)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理
撹拌翼と還流装置を取り付けた3Lセパラブルフラスコに、純水2250gを投入し、98%硫酸665gを滴下し、内部温度を90℃にした。そこへ、さらに市販の造粒モンモリロナイト(水澤化学社製、ベンクレイSL、平均粒径:47.1μm)を400g添加後撹拌した。その後90℃で3時間反応させた。このスラリーをヌッチェと吸引瓶にアスピレータを接続した装置にて濾過し、2Lの純水で5回洗浄した。
このようにして回収されたケーキを、5Lビーカー内において硫酸亜鉛7水和物423gを純水1523mlに溶解させた水溶液に加えて室温で2時間反応させた。このスラリーをヌッチェと吸引瓶にアスピレータを接続した装置にて濾過し、2Lの純水で5回洗浄してケーキを回収し、これを120℃で終夜乾燥して296gの化学処理モンモリロナイトを得た。これを目開き74μmの篩にて篩い分けし篩上分を除去した。
(b)乾燥工程
上記(a)で得た化学処理モンモリロナイトを容積1Lのフラスコに入れ、200℃で3時間減圧乾燥させたところガスの発生が収まった。その後さらに2時間減圧乾燥して被処理モンモリロナイトを得た。
(c)被処理モンモリロナイトの有機アルミニウム処理
内容積1Lのフラスコに上記(b)で得た被処理モンモリロナイト10.0gを秤量し、ヘプタン65ml、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液35ml(25mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。その後、ヘプタンで残液率1/100まで洗浄したのち、溶媒量が100ml量に調整されたスラリーを得た。
上記で調製し、トリイソブチルアルミニウム処理したモンモリロナイトのヘプタンスラリーにトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液1.7mLを加えて10分間、室温で撹拌した。
また、(i)で合成したジクロロ ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデニル)ジルコニウムジクロライドのトルエン(60mL)溶液を、上記の1Lフラスコに加えて室温で60分間撹拌した。
次に、上記モンモリロナイトのヘプタンスラリーに、さらにヘプタン340mLを追加して内容積1Lの撹拌式オートクレーブに導入し、40℃でプロピレンを238.1mmol/hr(10g/hr)の一定速度で120分間にて供給した。プロピレン供給終了後、50℃に昇温して2時間そのまま維持し、その後残存ガスをパージして予備重合触媒スラリーをオートクレーブより回収した。
回収した予備重合触媒スラリーを静置し、上澄み液を抜き出した。残った固体にトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液8.5mL(6.0mmol)を室温にて加え、室温で10分間撹拌した後、減圧乾燥して固体触媒を回収した。
予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は、1.89であった。
内容積3Lの撹拌式オートクレーブ内をプロピレンで充分置換した後に、トリイソブチルアルミニウム・n−ヘプタン溶液2.76ml(2.02mmol)を加え、水素(300mL)、続いて液体プロピレン750gを導入し、65℃に昇温し、その温度を維持した。上記(iii)で調製した予備重合触媒をノルマルヘプタンにスラリー化し、触媒として(予備重合ポリマーの重量は除く)50mgを圧入し、重合を開始した。槽内温度を65℃に維持し、触媒投入30分間経過後に、残モノマーのパージを行い、アルゴンにて槽内を5回置換した。撹拌を停止させ、アルゴンをフローさせながら、テフロン(登録商標)管を槽内に差し込み、ポリプロピレンを少量抜き出した。90℃窒素気流下で30分間乾燥後に測定した結果、抜き出し量は4gであった。
一方、内容積14Lの撹拌式オートクレーブを、内温を90℃に調整し、1−ブテン(300mL)と水素(100mL)を導入した。さらにエチレンを圧入して3.5MPaとして、1−ブテンとエチレンの混合ガスを調製した。
上記プロピレン重合を行った3Lのオートクレーブを80℃に昇温し、予め調製しておいた1−ブテンとエチレンの混合ガスを導入した。内圧が2.0MPaで重合中に圧力が変化しないように、混合ガスを供給しながら、1時間重合反応を制御した。
その結果、粒子性状の良い290gのプロピレン/エチレン−ブテンブロック共重合体(成分(I)−1)が得られた。得られたブロック共重合体の物性値を表1に示す。
製造例1の(iv)において、前段重合における水素量を180mL用い、1−ブテンとエチレンの混合ガスを調製する際に、1−ブテン(450mL)と水素(50mL)を用いる以外は、製造例1の(iv)と同様に行い、ブロック共重合体(成分(I)−2)を得た。得られたブロック共重合体物性値を表1に示す。
製造例1の(iv)において、前段重合における水素量を400mL用い、1−ブテンとエチレンの混合ガスを調製する際に、1−ブテン(150mL)と水素(25mL)を用いる以外は、製造例1の(iv)と同様に行い、ブロック共重合体(成分(I)−3)を得た。得られたブロック共重合体物性値を表1に示す。
製造例1の(iv)において、前段重合における水素量を350mL用い、1−ブテンとエチレンの混合ガスを調製する際に、1−ブテン(150mL)と水素(25mL)を用い、後段重合を48分間行う以外は、製造例1の(iv)と同様に行い、ブロック共重合体(成分(I)−4)を得た。得られたブロック共重合体物性値を表1に示す。
製造例1の(iv)において、前段重合における水素量を300mL用い、1−ブテンとエチレンの混合ガスを調製する際に、1−ブテン(300mL)を用いかつ水素を添加せずに調製し、後段重合を5時間行う以外は、製造例1の(iv)と同様に行い、ブロック共重合体(成分(I)−5)を得た。得られたブロック共重合体物性値を表1に示す。
製造例1の(iv)において、前段重合における水素量を200mL用い、1−ブテンとエチレンの混合ガスを調製する際に、1−ブテン(300mL)と水素(300mL)を用い、後段重合を30分間行う以外は、製造例1の(iv)と同様に行い、ブロック共重合体(成分(I)−6)を得た。得られたブロック共重合体物性値を表1に示す。
製造例1の(iv)において、前段重合における水素量を250mL用い、プロピレンとエチレンの混合ガス(ガス組成比=3:7)を用い、後段重合を1.5時間行う以外は、製造例1の(iv)と同様に行い、ブロック共重合体(成分(I)−7)を得た。得られたブロック共重合体物性値を表1に示す。
(i)固体触媒成分(a)の製造 窒素置換した内容積50リットルの撹拌機付槽に脱水及び脱酸素したn−ヘプタン20リットルを導入し、次いで、塩化マグネシウム10モルとテトラブトキシチタン20モルとを導入して95℃で2時間反応させた後、温度を40℃に下げ、メチルヒドロポリシロキサン(粘度20センチストークス)12リットルを導入して更に3時間反応させた後、反応液を取り出し、生成した固体成分をn−ヘプタンで洗浄した。
引き続いて、前記撹拌機付槽を用いて該槽に脱水及び脱酸素したn−ヘプタン5リットルを導入し、次いで、上記で合成した固体成分をマグネシウム原子換算で3モル導入した。ついで、n−ヘプタン2.5リットルに、四塩化珪素5モルを混合して30℃、30分間かけて導入して、温度を70℃に上げ、3時間反応させた後、反応液を取り出し、生成した固体成分をn−ヘプタンで洗浄した。
さらに、引き続いて、前記撹拌機付槽を用いて該槽に脱水及び脱酸素したn−ヘプタン2.5リットルを導入し、フタル酸クロライド0.3モルを混合して90℃、30分間で導入し、95℃で1時間反応させた。反応終了後、n−ヘプタンで洗浄した。次いで、室温下四塩化チタン2リットルを追加し、100℃に昇温した後2時間反応した。反応終了後、n−ヘプタンで洗浄した。さらに、四塩化珪素0.6リットル、n−ヘプタン8リットルを導入し90℃で1時間反応し、n−ヘプタンで十分洗浄し、固体成分を得た。この固体成分中にはチタンが1.30重量%含まれていた。
得られた固体触媒成分(a)中には、チタンが1.22重量%含まれていた。
(ii−1)前段重合工程:結晶性プロピレン重合体部分の製造
内容積230リットルの流動床式反応器を2個連結してなる連続反応装置を用いて重合を行った。まず第1反応器で、重合温度65℃、プロピレン分圧18kg/cm2(絶対圧)、分子量制御剤としての水素を、水素/プロピレンのモル比で0.060となるように連続的に供給するとともに、トリエチルアルミニウムを5.25g/hrで、固体触媒成分(a)として、上記記載の触媒をポリマー重合速度が20kg/hrになるように供給し、結晶性プロピレン重合体成分を製造した。第1反応器で重合したパウダー(結晶性プロピレン重合体成分)は、反応器内のパウダー保有量を40kgとなるように連続的に抜き出し、第2反応器に連続的に移送した。
続いて、第2反応器内が、重合温度60℃、圧力2.0MPaになるように、プロピレンとエチレンをエチレン/(プロピレン+エチレン)のモル比で0.36となるように連続的に供給し、更に、分子量制御剤としての水素を、水素/(プロピレン+エチレン)のモル比で0.055となるように連続的に供給すると共に、活性水素化合物としてエチルアルコールを、トリエチルアルミニウムに対して1.5倍モルになるように供給し、プロピレン・エチレンランダム共重合体成分を製造した。第2反応器で重合が終了したパウダー(結晶性プロピレン重合体成分とプロピレン・エチレンランダム共重合体成分とからなるプロピレン系ブロック共重合体)は、反応器内のパウダー保有量を60kgとなるように連続的にベッセルに抜き出した。水分を含んだ窒素ガスを供給して反応を停止させ、プロピレン系ブロック共重合体(成分(I)−8)を得た。得られたブロック共重合体物性値を表1に示す。
製造例8で使用した触媒並び重合方法を用い、上記前段重合工程における水素/プロピレンのモル比を0.054、後段重合工程におけるエチレン/(プロピレン+エチレン)のモル比で0.42に、水素/(プロピレン+エチレン)のモル比で0.050、エチルアルコールをトリエチルアルミニウムに対して0.8倍モルになるように変更した以外は製造例8と同様にしてプロピレン系ブロック共重合体(成分(I)−9)を製造した。得られたブロック共重合体物性値を表1に示す。
下記製造例10〜11で得られたポリマーを用いた。
特開2007−56250号公報の触媒製造例1、2、実施例1の前段工程と同様の方法を用い、用いる水素量を調節することで、プロピレン系重合体(成分(II)−1〜成分(II)−4)を製造した。但し、成分(II)−3の場合のみ、一部条件を調整し、エチレン=18gも導入した。得られたプロピレン系重合体の物性値を表2に示す。
製造例8の製造で使用した触媒並び重合方法を用い、上記前段重合工程における水素/プロピレンのモル比を0.07、になるように変更した以外は製造例8の製造に準じて行いプロピレン系重合体(成分(II)−5)を製造した。得られたプロピレン系重合体の物性値を表2に示す。
平均粒径=5.9μm、平均アスペクト比=6の微粉タルク(成分(III)−1)を用いた。
(4)成分(IV):エラストマー
MFR=2.4g/10分、密度=0.862g/cm3、ブテン含量=25重量%のエチレン−1−ブテンゴム状ランダム共重合体(成分(IV)−1))を用いた。
各成分(I)〜(IV)を表3に示す割合(MFR(II)/MFR値も併せ表示)で配合し、下記の条件で造粒し、成形したものについて性能評価を行った。評価結果を表4に示す。
(i)酸化防止剤: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500ppm、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト500ppm
(ii)中和剤:ステアリン酸カルシウム500ppm
(2)造粒
(i)押出機:テクノベル社製KZW−15−45MG2軸押出機
(ii)スクリュー:口径15mm L/D=45
(iii)押出機設定温度:(ホッパ下から)40,80,160,200,200,200(ダイ℃)
(iv)スクリュー回転数:400rpm
(v)吐出量:スクリューフィーダーにて約1.5kg/hrに調整
(vi)ダイ:口径3mm ストランドダイ 穴数2個
(3)成形
得られた原料ペレットを、以下の条件により射出成形し、物性評価用平板試験片を得た。
(i)規格番号:JIS K−7152(ISO 294−1)
(ii)成型機:東芝機械社製EC20P射出成型機
(iii)成型機設定温度:(ホッパ下から)80,210,210,200,200℃ (iv)金型温度:40℃
(v)射出速度:52mm/s(スクリューの速度)
(vi)保持圧力:30MPa
(vii)保圧時間:8秒
(viii)金型形状:平板(厚さ4mm 幅10mm 長さ80mm)2個取り
各成分(I)〜(IV)を表3に示す割合(MFR(II)/MFR値も併せ表示)で配合し、実施例1と同様に評価を行なった。評価結果を表4に示す。
一方、比較例1〜9に示す組成を持ったプロピレン系樹脂組成物およびその成形体は、これらの性能バランスが不良で見劣りしている。
以上における、各実施例と各比較例の結果からして、本発明の構成と各要件の合理性と有意性が実証され、さらに本発明の従来技術に対する優位性も明らかにされている。
Claims (3)
- 下記の成分(I)〜(III)を含有することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物。
成分(I):メタロセン系触媒により重合された、結晶性プロピレン重合体部分とエチレン・α−オレフィン共重合体部分からなり、下記特性(i)〜(v)の要件を満たすプロピレン系ブロック共重合体 5〜94重量%
特性(i)結晶性プロピレン重合体部分のメルトフローレート(230℃、2.16kg荷重:以下、MFRと記す。)が40〜350g/10分
特性(ii)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のα−オレフィン炭素数が4〜20
特性(iii)エチレン・α−オレフィン共重合体部分の重量平均分子量が10万〜100万
特性(iv)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のエチレン含量が50〜95重量%
特性(v)エチレン・α−オレフィン共重合体部分のブロック共重合体全体に対する割合が 35〜90重量%
成分(II):メタロセン系触媒により重合された、プロピレン単独重合体またはプロピレンとエチレンとの共重合体であって、下記特性(vi)〜(viii)の要件を満たすプロピレン系重合体 5〜70重量%
特性(vi)重合体全体のMFR(II)が、100g/10分以上
特性(vii)重合体全体のMFR(II)と、成分(I)の結晶性プロピレン重合体部分のMFRとの比(MFR(II)/MFR)が1.5以上
特性(viii)エチレン含量が0〜5重量%
成分(III):無機フィラー 1〜60重量% - 成分(IV)エラストマーを、成分(I)〜(III)の合計量100重量部に対して、1〜20重量部を含有することを特徴とする請求項1に記載のプロピレン系樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載されたプロピレン系樹脂組成物を、射出成形または射出圧縮成形にて成形したことを特徴とする成形体。
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