JP2009209357A - プロピレン系樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】透明性、低臭気性、剛性、耐熱性、耐衝撃性および低異物出現性に優れたプロピレン系樹脂組成物及び該組成物から形成される成形品の提供。
【解決手段】プロピレン系重合体100重量部に対し、式(1)で示される化合物を含む芳香族環に結合した3個のカルボン酸アミド基をもつ改質剤を0.005〜0.1重量部配合したプロピレン系樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】プロピレン系重合体100重量部に対し、式(1)で示される化合物を含む芳香族環に結合した3個のカルボン酸アミド基をもつ改質剤を0.005〜0.1重量部配合したプロピレン系樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、プロピレン系樹脂組成物およびその成形品に関し、さらに詳しくは特定の樹脂および樹脂組成物に対する透明性、低臭気性、剛性、耐熱性、耐衝撃性および低異物出現性に優れたプロピレン系樹脂組成物およびその成形品に関する。
プロピレン系重合体は、成形加工性、力学特性、ガスバリヤー性に優れていることから、各種の方法で成形加工され、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の他の樹脂と同様に食品容器、キャップ、医療用器具、医療用容器、日用品、自動車部品、電気部品、シート、フィルム、繊維等の各種用途に幅広く使用されているが、用途によっては、プロピレン系重合体もしくはその組成物に対して、より優れた透明性、低臭気性および低異物出現性が強く求められる。例えば、食品容器に関しては内容物に対する臭いの汚染を考慮して、低臭気性が強く要求され、透視性や外観性が要求される保存容器などでは、外観不良を招く異物の成形品中への出現率をできるだけ低くする必要がある。
また、プロピレン系重合体は、剛性や耐熱性、ガスバリヤー性の点ではプロピレン単独重合体が、透明性や耐衝撃性の点ではエチレン−プロピレンランダム共重合体が、耐熱性や耐衝撃性の点ではエチレン−プロピレンブロック共重合体が好適であり、状況に応じて適宜選択的に用いられている。
しかしながら、プロピレン単独重合体はエチレン−プロピレンブロック共重合体ほどではないにしろ透明性に劣り、また耐衝撃性の点でも十分な性能を発揮させるのは困難であり、エチレン−プロピレンランダム共重合体は透明性に優れるものの、剛性、耐熱性や結晶化温度の低下に伴う成形加工性に劣り、エチレン−プロピレンブロック共重合体は耐衝撃性が優れるものの、透明性を付与することは極めて困難であるという欠点を有している。
従って、プロピレン系重合体のみの性能で製品の最適化を目指すのには限界があり、造核剤や中和剤などを種々組み合わせた添加剤配合によって性能の補完が行われてきた。
しかしながら、プロピレン単独重合体はエチレン−プロピレンブロック共重合体ほどではないにしろ透明性に劣り、また耐衝撃性の点でも十分な性能を発揮させるのは困難であり、エチレン−プロピレンランダム共重合体は透明性に優れるものの、剛性、耐熱性や結晶化温度の低下に伴う成形加工性に劣り、エチレン−プロピレンブロック共重合体は耐衝撃性が優れるものの、透明性を付与することは極めて困難であるという欠点を有している。
従って、プロピレン系重合体のみの性能で製品の最適化を目指すのには限界があり、造核剤や中和剤などを種々組み合わせた添加剤配合によって性能の補完が行われてきた。
例えば、プロピレン系重合体の改質を行う造核剤として、透明性や成形加工性を向上させるソルビトール系透明造核剤(特許文献1)や有機リン酸系合成造核剤(特許文献2)等が広く一般的に使用されている。
しかしながら、ソルビトール系造核剤を用いた成形品は、透明性に優れるもののソルビトール系造核剤特有の臭気による臭気汚染が問題であり、有機リン酸系合成造核剤を添加したものは、ソルビトール系造核剤ほどの臭気は無いものの、透明性を十分に発現することが困難であるという欠点を有している。
そこで、食品容器や保存容器等に代表される透明性、低臭気性、剛性、耐熱性、耐衝撃性および低異物出現性を必要とする用途に適したプロピレン系樹脂組成物が強く求められているのが現状である。
そこで、食品容器や保存容器等に代表される透明性、低臭気性、剛性、耐熱性、耐衝撃性および低異物出現性を必要とする用途に適したプロピレン系樹脂組成物が強く求められているのが現状である。
本発明の目的は、透明性、低臭気性、剛性、耐熱性、耐衝撃性および低異物出現性に優れたプロピレン系樹脂組成物及び該樹脂組成物から成形される成形品を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、プロピレン系重合体に対し、特定の改質剤を用いることにより、透明性、低臭気性、剛性、耐熱性、耐衝撃性および低異物出現性に優れた樹脂組成物になり得ることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の改質剤は、造核剤のような作用をして、ポリプロピレン系重合体という特定の重合体に対する透明性を上げるばかりでなく、加工助剤のような臭気の発生性を抑制するばかりでなく、成形物中に異物がないというような成形上の特性を改良する作用効果を呈する。さらには、成形品の衝撃強度、曲げ弾性率という物理特性の改良にも寄与するものといえるので、加工品全体にとり、総合的なバランスのとれた作用を奏する。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、プロピレン系重合体(a)100重量部に対して下記化学構造式(1)、(2)又は(3)で示される化合物を1つ以上含んだ改質剤(A)を0.005〜0.1重量部配合することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物。
(式中、R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は置換された炭化水素基を表す。)
この未置換の又は置換された炭化水素基とは、具体的に下記に示す各種化合物が例示される。本発明の改質剤は、基本的には上記一般式で表される構造式(1)〜(3)の化合物の形態を有すれば適性に達成できる性能を有するが、未置換の又は置換された炭化水素基を表す各種化合物は、本発明の一般式(1)〜(3)の構造式で表される化合物を合成する際にいかなる反応成分を選定するかによるものであり、一般式(1)〜(3)の化合物の反応収率に若干影響するが、改質剤としては同等に作用するものであり、以下のものが具体的に例示できる。
(式中、R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は1つ以上のヒドロキシ基によって置換された炭素原子数1ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上のヒドロキシ基によって置換された炭素原子数2ないし20のアルケニル基;
酸素原子又は硫黄原子によって中断された炭素原子数2ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された(炭素原子数3ないし12のシクロアルキル)−炭素原子数1ないし10のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたビス[炭素原子数3ないし12のシクロアルキル]−炭素原子数1ないし10のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された5ないし20個の炭素原子を有する二環式又は三環式炭化水素基;
未置換の又は炭素原子数1ないし20のアルキル基、炭素原子数1ないし20のアルコキシ基、炭素原子数1ないし20のアルキルアミノ基、ジ(炭素原子数1ないし20のアルキル)アミノ基、ヒドロキシ基及びニトロ基から選択された1つ以上の基によって置換されたフェニル基;
未置換の又は炭素原子数1ないし20のアルキル基、炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基、フェニル基、炭素原子数1ないし20のアルコキシ基及びヒドロキシ基から選択された1つ以上の基によって置換されたフェニル−炭素原子数1ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたフェニルエテニル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたビフェニル−(炭素原子数1ないし10のアルキル)基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたナフチル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたナフチル−炭素原子数1ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたナフトキシメチル基;
ビフェニレニル基、フルオレニル基、アントリル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された5−ないし6−員の複素環式基;
1つ以上のハロゲン原子を含む炭素原子数1ないし20の炭化水素基;
又は、トリ(炭素原子数1ないし10のアルキル)シリル(炭素原子数1ないし10のアルキル)基を表わすが、但し、基R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3の少なくとも1つは、未置換の又は1つ以上のヒドロキシ基によって置換された枝分かれした炭素原子数3ないし20のアルキル基;
酸素原子又は硫黄原子によって中断された炭素原子数2ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された(炭素原子数3ないし12のシクロアルキル)−炭素原子数1ないし10のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された5ないし20個の炭素原子を有する二環式又は三環式炭化水素基;
未置換の又は炭素原子数1ないし20のアルキル基、炭素原子数1ないし20のアルコキシ基、炭素原子数1ないし20のアルキルアミノ基、ジ(炭素原子数1ないし20のアルキル)アミノ基、ヒドロキシ基及びニトロ基から選択された1つ以上の基によって置換されたフェニル基;
未置換の又は炭素原子数1ないし20のアルキル基、炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基、フェニル基、炭素原子数1ないし20のアルコキシ基及びヒドロキシ基から選択された1つ以上の基によって置換されたフェニル−炭素原子数1ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたビフェニル−(炭素原子数1ないし10のアルキル)基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたナフチル−炭素原子数1ないし20のアルキル基;
又は、トリ(炭素原子数1ないし10のアルキル)シリル(炭素原子数1ないし10のアルキル)基を表わす。)
(式中、R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は置換された炭化水素基を表す。)
この未置換の又は置換された炭化水素基とは、具体的に下記に示す各種化合物が例示される。本発明の改質剤は、基本的には上記一般式で表される構造式(1)〜(3)の化合物の形態を有すれば適性に達成できる性能を有するが、未置換の又は置換された炭化水素基を表す各種化合物は、本発明の一般式(1)〜(3)の構造式で表される化合物を合成する際にいかなる反応成分を選定するかによるものであり、一般式(1)〜(3)の化合物の反応収率に若干影響するが、改質剤としては同等に作用するものであり、以下のものが具体的に例示できる。
(式中、R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は1つ以上のヒドロキシ基によって置換された炭素原子数1ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上のヒドロキシ基によって置換された炭素原子数2ないし20のアルケニル基;
酸素原子又は硫黄原子によって中断された炭素原子数2ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された(炭素原子数3ないし12のシクロアルキル)−炭素原子数1ないし10のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたビス[炭素原子数3ないし12のシクロアルキル]−炭素原子数1ないし10のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された5ないし20個の炭素原子を有する二環式又は三環式炭化水素基;
未置換の又は炭素原子数1ないし20のアルキル基、炭素原子数1ないし20のアルコキシ基、炭素原子数1ないし20のアルキルアミノ基、ジ(炭素原子数1ないし20のアルキル)アミノ基、ヒドロキシ基及びニトロ基から選択された1つ以上の基によって置換されたフェニル基;
未置換の又は炭素原子数1ないし20のアルキル基、炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基、フェニル基、炭素原子数1ないし20のアルコキシ基及びヒドロキシ基から選択された1つ以上の基によって置換されたフェニル−炭素原子数1ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたフェニルエテニル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたビフェニル−(炭素原子数1ないし10のアルキル)基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたナフチル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたナフチル−炭素原子数1ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたナフトキシメチル基;
ビフェニレニル基、フルオレニル基、アントリル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された5−ないし6−員の複素環式基;
1つ以上のハロゲン原子を含む炭素原子数1ないし20の炭化水素基;
又は、トリ(炭素原子数1ないし10のアルキル)シリル(炭素原子数1ないし10のアルキル)基を表わすが、但し、基R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3の少なくとも1つは、未置換の又は1つ以上のヒドロキシ基によって置換された枝分かれした炭素原子数3ないし20のアルキル基;
酸素原子又は硫黄原子によって中断された炭素原子数2ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された(炭素原子数3ないし12のシクロアルキル)−炭素原子数1ないし10のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された5ないし20個の炭素原子を有する二環式又は三環式炭化水素基;
未置換の又は炭素原子数1ないし20のアルキル基、炭素原子数1ないし20のアルコキシ基、炭素原子数1ないし20のアルキルアミノ基、ジ(炭素原子数1ないし20のアルキル)アミノ基、ヒドロキシ基及びニトロ基から選択された1つ以上の基によって置換されたフェニル基;
未置換の又は炭素原子数1ないし20のアルキル基、炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基、フェニル基、炭素原子数1ないし20のアルコキシ基及びヒドロキシ基から選択された1つ以上の基によって置換されたフェニル−炭素原子数1ないし20のアルキル基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたビフェニル−(炭素原子数1ないし10のアルキル)基;
未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換されたナフチル−炭素原子数1ないし20のアルキル基;
又は、トリ(炭素原子数1ないし10のアルキル)シリル(炭素原子数1ないし10のアルキル)基を表わす。)
本発明の第2の発明によれば、プロピレン系重合体(a)60〜99重量部とポリエチレン(b)1〜40重量部から成る重合体混合物100重量部に対して下記化学構造式(1)、(2)又は(3)で示される化合物を1つ以上含んだ改質剤(A)を0.005〜0.1重量部配合することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物が提供される。
(式中、R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は置換された炭化水素基を表す。)
(式中、R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は置換された炭化水素基を表す。)
本発明の第3の発明によれば、第2の発明において、ポリエチレン(b)の密度が0.875〜0.920g/cm3であり、かつ、プロピレン系重合体(a)とのMFR比(ポリエチレン(b)のMFR/プロピレン系重合体(a)のMFR)が0.05〜1.2であるプロピレン系樹脂組成物が提供される。
本発明の第4の発明によれば、第2もしくは3のいずれかの発明において、ポリエチレン(b)が、メタロセン触媒を用いて重合され、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が3.5未満であるプロピレン系樹脂組成物が提供される。
本発明の第4の発明によれば、第2もしくは3のいずれかの発明において、ポリエチレン(b)が、メタロセン触媒を用いて重合され、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が3.5未満であるプロピレン系樹脂組成物が提供される。
本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明に係わるプロピレン系樹脂組成物を用いた成形品が提供される。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、従来にない優れた性能を有するものであり、食品容器や保存容器等に代表される透明性、低臭気性、耐熱性、剛性、耐衝撃性および低異物出現性を必要とする用途に適したプロピレン系樹脂組成物である、また、該組成物より得られる成形品は、前記性能を有しているため、多岐の用途に展開が可能である。
本発明のプロピオン系樹脂組成物は、プロピレン系重合体(a)100重量部に対して、改質剤(A)を0.005〜0.1重量部配合することを特徴とする。
以下、プロピレン系樹脂組成物を構成する成分、樹脂組成物の製造方法、成形品について、詳細に説明する。
以下、プロピレン系樹脂組成物を構成する成分、樹脂組成物の製造方法、成形品について、詳細に説明する。
[I]プロピレン系樹脂組成物を構成する成分
1.プロピレン系重合体(a)
本発明のプロピレン樹脂組成物で用いられるプロピレン系重合体(a)は、プロピレン単独重合体であっても、プロピレン系共重合体であっても、あるいはこれらの混合物であってもよい。
プロピレン系共重合体は、プロピレンとα−オレフィンとの共重合体であり、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもどちらでも良いが、透明性の観点からランダム共重合体が望ましい。共重合に用いられるα−オレフィンは、プロピレンを除く炭素数2〜20のα−オレフィンがあげられ、例えばエチレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1等を例示できる。プロピレンと共重合されるα−オレフィンは一種類でも二種類以上用いてもよい。このうちエチレン、ブテン−1が好適である。より好ましくはエチレンが好適である。
具体的な共重合体の例を挙げると、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−ジエン共重合体、プロピレン−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−オクテン−1共重合体等を例示できる。このうちプロピレン−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共重合体が特に好ましい。プロピレンと共単量体であるα−オレフインの量の構成割合は、重量比で70〜99/30〜1であることが好ましい。通常は、α−オレフィン量は、0.05〜10.0重量%、好ましくは0.1〜5.0重量%程度が好ましい。勿論重合段階で、EPRのようなゴム成分をソフトセグメントとして、ポリプロピレン主体の結晶相からなるハードセグメントへ導入した、いわゆるポリプロピレン系重合体アロイも使用できる。
プロピレン系重合体(a)、共重合体(a)のガラス転移温度は、−100〜20℃のものが挙げられる。
また、このようなプロピレン系重合体は、二種以上混合して使用してもよい。
1.プロピレン系重合体(a)
本発明のプロピレン樹脂組成物で用いられるプロピレン系重合体(a)は、プロピレン単独重合体であっても、プロピレン系共重合体であっても、あるいはこれらの混合物であってもよい。
プロピレン系共重合体は、プロピレンとα−オレフィンとの共重合体であり、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもどちらでも良いが、透明性の観点からランダム共重合体が望ましい。共重合に用いられるα−オレフィンは、プロピレンを除く炭素数2〜20のα−オレフィンがあげられ、例えばエチレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1等を例示できる。プロピレンと共重合されるα−オレフィンは一種類でも二種類以上用いてもよい。このうちエチレン、ブテン−1が好適である。より好ましくはエチレンが好適である。
具体的な共重合体の例を挙げると、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−ジエン共重合体、プロピレン−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−オクテン−1共重合体等を例示できる。このうちプロピレン−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共重合体が特に好ましい。プロピレンと共単量体であるα−オレフインの量の構成割合は、重量比で70〜99/30〜1であることが好ましい。通常は、α−オレフィン量は、0.05〜10.0重量%、好ましくは0.1〜5.0重量%程度が好ましい。勿論重合段階で、EPRのようなゴム成分をソフトセグメントとして、ポリプロピレン主体の結晶相からなるハードセグメントへ導入した、いわゆるポリプロピレン系重合体アロイも使用できる。
プロピレン系重合体(a)、共重合体(a)のガラス転移温度は、−100〜20℃のものが挙げられる。
また、このようなプロピレン系重合体は、二種以上混合して使用してもよい。
本発明で用いられるプロピレン系重合体(a)は、230℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレート(MFR)が、0.3〜100g/10分が望ましい。MFRがこの範囲にあると、樹脂組成物の剛性と耐衝撃性、成形温度に由来する高生産速度に適した樹脂組成物を与え、MFRが0.3g/10分未満では、成形が困難になり、一方、100g/10分を超えると、良好な耐衝撃性が得られなくなる恐れがある。
ここで、230℃におけるMFRは、JIS K7210に準拠して230℃、2.16kg荷重下で測定する値である。
ここで、230℃におけるMFRは、JIS K7210に準拠して230℃、2.16kg荷重下で測定する値である。
該プロピレン系重合体(a)として、プロピレン単独重合体を用いる場合のアイソタクチックペンタッド分率(mmmm)は、90%以上、好ましくは94%以上、より好ましくは97%以上が望ましい。アイソタクチックペンタッド分率(mmmm)が90%未満では、剛性および熱変形温度の低下に起因し、成形時に成形品が変形しやすくなる恐れがあり、逆に立体規則性が向上するほど、剛性や耐熱性も向上し、成形品の変形を防ぐことができる。
ここで、アイソタクチックペンタッド分率(mmmm)は13C−NMR法で測定する値である。
ここで、アイソタクチックペンタッド分率(mmmm)は13C−NMR法で測定する値である。
該プロピレン系重合体(a)として、プロピレンランダム共重合体(以下、ランダム共重合体ということがある。)を用いる場合の、ランダム共重合体中に占めるα−オレフィン量は、0.1〜10.0重量%が好ましい。0.1重量%未満だと透明性と耐衝撃性が悪化してしまい、逆に10.0重量%を超えると、結晶性を示さなくなるので,機械物性や成形性が著しく悪化する。
ここで、α−オレフィン含有量は、13C−NMRにより組成を検定したプロピレン共重合体を基準物質としてIR法で測定する値である。
ここで、α−オレフィン含有量は、13C−NMRにより組成を検定したプロピレン共重合体を基準物質としてIR法で測定する値である。
該プロピレン系重合体(a)として、ポリプロピレンセグメントとプロピレン共重合体セグメントとからなるプロピレン系ブロック共重合体(以下、ブロック共重合体ということがある。)を用いる場合、ブロック共重合体中に占めるポリプロピレンセグメントが70〜99重量%で、プロピレン共重合体セグメントが1〜30重量%が好ましく、ポリプロピレンセグメントが86〜98重量%で、プロピレン共重合体セグメントが2〜14重量%がより好ましい。この範囲にあると樹脂組成物の諸機械的な物性向上に適している。
この時、ポリプロピレンセグメントのアイソタクチックペンタッド分率(mmmm)は、90%以上、好ましくは94%以上、より好ましくは97%以上が望ましい。アイソタクチックペンタッド分率(mmmm)が90%未満では成形時に成形品が変形しやすくなる。
ここで、アイソタクチックペンタッド分率(mmmm)は13C−NMR法で測定する値である。
ここで、アイソタクチックペンタッド分率(mmmm)は13C−NMR法で測定する値である。
また、該プロピレン系重合体(a)として、α−オレフィン−プロピレン共重合体を1段目に重合した後、α−オレフィン含有量の異なるα−オレフィン−プロピレン共重合体を2段目に重合したプロピレン系ブロック共重合体(以下、これも含めてブロック共重合体ということがある。)であっても差し支えない。
ブロック共重合体に含まれる全α−オレフィン含有量は、0.5〜12重量%が好ましく、2〜9重量%がより好ましい。また、α−オレフィンとしては、エチレンが好ましい。α−オレフィン含有量がこの範囲内にあると、得られる樹脂組成物が耐衝撃性に適している。全α−オレフィン含有量が0.5重量%未満であると耐衝撃性が不十分であり、12重量%を超えると剛性が不十分となる。
ここで、α−オレフィン含有量は、13C−NMRにより組成を検定したプロピレン共重合体を基準物質としてIR法で測定する値である。
ブロック共重合体に含まれる全α−オレフィン含有量は、0.5〜12重量%が好ましく、2〜9重量%がより好ましい。また、α−オレフィンとしては、エチレンが好ましい。α−オレフィン含有量がこの範囲内にあると、得られる樹脂組成物が耐衝撃性に適している。全α−オレフィン含有量が0.5重量%未満であると耐衝撃性が不十分であり、12重量%を超えると剛性が不十分となる。
ここで、α−オレフィン含有量は、13C−NMRにより組成を検定したプロピレン共重合体を基準物質としてIR法で測定する値である。
プロピレン系重合体の製造方法としては、特に限定されないが、立体規則性触媒を使用する重合法が好ましい。立体規則性触媒としては、チーグラー触媒やメタロセン触媒などが挙げられる。
チーグラー触媒としては、三塩化チタン、四塩化チタン、トリクロロエトキシチタン等のハロゲン化チタン化合物、前記ハロゲン化チタン化合物とハロゲン化マグネシウムに代表されるマグネシウム化合物との接触物等の遷移金属成分とアルキルアルミニウム化合物又はそれらのハロゲン化物、水素化物、アルコキシド等の有機金属成分との2成分系触媒、更にそれらの成分に窒素、炭素、リン、硫黄、酸素、ケイ素等を含む電子供与性化合物を加えた3成分系触媒が挙げられる。
メタロセン触媒としては、(i)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期表第4族の遷移金属化合物(いわゆるメタロセン化合物)と、(ii)メタロセン化合物と反応して安定なイオン状態に活性化しうる助触媒と、必要により、(iii)有機アルミニウム化合物とからなる触媒であり、公知の触媒はいずれも使用できる。メタロセン化合物は、好ましくはプロピレンの立体規則性重合が可能な架橋型のメタロセン化合物であり、より好ましくはプロピレンのアイソ規則性重合が可能な架橋型のメタロセン化合物である。
(i)メタロセン化合物としては、例えば、特開昭60−35007号、特開昭61−130314号、特開昭63−295607号、特開平1−275609号、特開平2−41303号、特開平2−131488号、特開平2−76887号、特開平3−163088号、特開平4−300887号、特開平4−211694号、特開平5−43616号、特開平5−209013号、特開平6−239914号、特表平7−504934号、特開平8−85708号の各公報に開示されている。
更に、具体的には、メチレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレン1,2−(4−フェニルインデニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(4−メチルシクロペンタジエニル)(3−t−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−t−ブチル−シクロペンタジエニル)(3’−t−ブチル−5’−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[4−(1−フェニル−3−メチルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン(フルオレニル)t−ブチルアミドジルコニウムジクロリド、メチルフェニルシリレンビス[1−(2−メチル−4,(1−ナフチル)−インデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−エチル−4−ナフチル−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリレンビス[1−(2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−エチル−4−(3−フルオロビフェニリル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルゲルミレンビス[1−(2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルゲルミレンビス[1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリドなどのジルコニウム化合物が例示できる。上記において、ジルコニウムをチタニウム、ハフニウムに置き換えた化合物も同様に使用できる。場合によっては、ジルコニウム化合物とハフニウム化合物等の混合物を使用することもできる。また、クロリドは他のハロゲン化合物、メチル、イソブチル、ベンジル等の炭化水素基、ジメチルアミド、ジエチルアミド等のアミド基、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシド基、ヒドリド基等に置き換えることが出来る。
これらの内、インデニル基あるいはアズレニル基を珪素あるいはゲルミル基で架橋したメタロセン化合物が好ましい。
これらの内、インデニル基あるいはアズレニル基を珪素あるいはゲルミル基で架橋したメタロセン化合物が好ましい。
また、メタロセン化合物は、無機または有機化合物の担体に担持して使用してもよい。該担体としては、無機または有機化合物の多孔質化合物が好ましく、具体的には、イオン交換性層状珪酸塩、ゼオライト、SiO2、Al2O3、シリカアルミナ、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2、等の無機化合物、多孔質のポリオレフィン、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、オレフィン・アクリル酸共重合体等からなる有機化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
(ii)メタロセン化合物と反応して安定なイオン状態に活性化しうる助触媒としては、有機アルミニウムオキシ化合物(たとえば、アルミノキサン化合物)、イオン交換性層状珪酸塩、ルイス酸、ホウ素含有化合物、イオン性化合物、フッ素含有有機化合物等が挙げられる。
(iii)有機アルミニウム化合物としては、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、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、ジアルキルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウムセスキハライド、アルキルアルミニウムジハライド、アルキルアルミニウムハイドライド、有機アルミニウムアルコキサイド等が挙げられる。
プロピレン系重合体の製造方法としては、上記触媒の存在下に、不活性溶媒を用いたスラリー法、溶液法、実質的に溶媒を用いない気相法や、あるいは重合モノマーを溶媒とするバルク重合法等が挙げられる。
例えば、スラリー重合法の場合には、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素又は液状モノマー中で行うことができる。重合温度は、通常−80〜150℃であり、好ましくは40〜120℃である。重合圧力は、1〜60気圧が好ましく、また得られるプロピレン系重合体の分子量の調節は、水素もしくは他の公知の分子量調整剤で行うことができる。重合は連続式又はバッチ式反応で行い、その条件は通常用いられている条件でよい。さらに重合反応は一段で行ってもよく、多段で行ってもよい。
例えば、スラリー重合法の場合には、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素又は液状モノマー中で行うことができる。重合温度は、通常−80〜150℃であり、好ましくは40〜120℃である。重合圧力は、1〜60気圧が好ましく、また得られるプロピレン系重合体の分子量の調節は、水素もしくは他の公知の分子量調整剤で行うことができる。重合は連続式又はバッチ式反応で行い、その条件は通常用いられている条件でよい。さらに重合反応は一段で行ってもよく、多段で行ってもよい。
また、プロピレン系重合体(a)に、メタロセン触媒を用いて製造した重合体を配合する場合、プロピレン系重合体(a)は、メタロセン触媒を用いて製造したものである方が、相溶性が良く、より好ましい。
2.ポリエチレン(b)
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、プロピレン系重合体(a)と他の重合体を配合してもよい。
中でも、ポリエチレン(b)を特定量配合させることにより材料のモルフォロジーを変化させ、透明性、低臭気性、剛性および低異物出現性を保持したまま、さらに耐衝撃性を向上させることができる。
このようなポリエチレン(b)は、密度が0.875〜0.920g/cm3、好ましくは0.880〜0.910g/cm3であるポリエチレンが望ましく、エチレン単独重合体でも構わないが、ポリエチレン(b)の30wt%以下、好ましくは15〜25wt%の範囲で、他のα−オレフィンを共重合させたものを用いると、耐衝撃性が良好となる。他のα−オレフィンの例としては、プロパン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン等を挙げることができる。
具体的なポリエチレン(b)の共重合体は、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−3−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ヘプテン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体、エチレン−1−デセン共重合体等を挙げることができる。
ポリエチレン(b)のガラス転移温度(Tg)は−130〜10のものが使用できるが、一般には、プロピレン系重合体(a)よりかなり低いので、これをプロピレン系重合体(a)へブレンドして、耐衝撃性および引張特性を改良するという試みが為されているが、期待以上の成果を達成できなかった。しかし、本発明の改質剤の併用はそのブレンド効果を助長するにおいて優れた効果が期待できる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、プロピレン系重合体(a)と他の重合体を配合してもよい。
中でも、ポリエチレン(b)を特定量配合させることにより材料のモルフォロジーを変化させ、透明性、低臭気性、剛性および低異物出現性を保持したまま、さらに耐衝撃性を向上させることができる。
このようなポリエチレン(b)は、密度が0.875〜0.920g/cm3、好ましくは0.880〜0.910g/cm3であるポリエチレンが望ましく、エチレン単独重合体でも構わないが、ポリエチレン(b)の30wt%以下、好ましくは15〜25wt%の範囲で、他のα−オレフィンを共重合させたものを用いると、耐衝撃性が良好となる。他のα−オレフィンの例としては、プロパン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン等を挙げることができる。
具体的なポリエチレン(b)の共重合体は、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−3−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ヘプテン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体、エチレン−1−デセン共重合体等を挙げることができる。
ポリエチレン(b)のガラス転移温度(Tg)は−130〜10のものが使用できるが、一般には、プロピレン系重合体(a)よりかなり低いので、これをプロピレン系重合体(a)へブレンドして、耐衝撃性および引張特性を改良するという試みが為されているが、期待以上の成果を達成できなかった。しかし、本発明の改質剤の併用はそのブレンド効果を助長するにおいて優れた効果が期待できる。
ポリエチレン(b)の190℃におけるMFRは、1〜60g/10分、好ましくは2〜40g/10分である。この範囲にあると、樹脂組成物を構成するプロピレン系重合体(a)とポリエチレン(b)との混合具合が良く、透明性に優れたバランスのとれた樹脂組成物を得ることができる。ポリエチレン(b)のMFRが1g/10分未満、または60g/10分を超えると、プロピレン系重合体(a)への分散が悪くなり、安定した組成物が得られなくなる。
ここで、190℃におけるMFRは、JIS K7210に準拠して190℃、2.16kg荷重下で測定した値である。
また、分子量分布の幅の指標である(重量平均分子量)/(数平均分子量)の値は、7.0未満が良く、好ましくは3.5未満で、更に好ましくは3.0未満であると、剛性と耐衝撃性の物性バランスが良好となる。
ここで、190℃におけるMFRは、JIS K7210に準拠して190℃、2.16kg荷重下で測定した値である。
また、分子量分布の幅の指標である(重量平均分子量)/(数平均分子量)の値は、7.0未満が良く、好ましくは3.5未満で、更に好ましくは3.0未満であると、剛性と耐衝撃性の物性バランスが良好となる。
ここで、(重量平均分子量)/(数平均分子量)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で定義されるものである。Mw/Mnの測定方法は、以下の通りである。
装置:ウオーターズ社製GPC 150C型
検出器:MIRAN 1A赤外分光光度計(測定波長、3.42μm)
カラム:昭和電工社製AD806M/S 3本
[カラムの較正は、東ソー製単分散ポリスチレン(A500,A2500,F1,F2,F4,F10,F20,F40,F288の各0.5mg/ml溶液)の測定を行い、溶出体積と分子量の対数値を2次式で近似した。]
測定温度:140℃
注入量:0.2ml
濃度:20mg/10mL
溶媒:オルソジクロロベンゼン
流速:1.0ml/min
また、試料の分子量は、ポリスチレンとポリエチレンの粘度式を用いて、ポリエチレンに換算した。ここでポリスチレンの粘度式の係数は、α=0.723、logK=−3.967であり、ポリエチレンは、α=0.723、logK=−3.407である。
装置:ウオーターズ社製GPC 150C型
検出器:MIRAN 1A赤外分光光度計(測定波長、3.42μm)
カラム:昭和電工社製AD806M/S 3本
[カラムの較正は、東ソー製単分散ポリスチレン(A500,A2500,F1,F2,F4,F10,F20,F40,F288の各0.5mg/ml溶液)の測定を行い、溶出体積と分子量の対数値を2次式で近似した。]
測定温度:140℃
注入量:0.2ml
濃度:20mg/10mL
溶媒:オルソジクロロベンゼン
流速:1.0ml/min
また、試料の分子量は、ポリスチレンとポリエチレンの粘度式を用いて、ポリエチレンに換算した。ここでポリスチレンの粘度式の係数は、α=0.723、logK=−3.967であり、ポリエチレンは、α=0.723、logK=−3.407である。
また、ポリエチレン(b)をプロピレン系重合体(a)に混合する際、ポリエチレン(b)とプロピレン系重合体(a)とのMFR差が小さくなるほど、ポリエチレン(b)は、プロピレン系重合体(a)に微分散されたマトリックスとして存在する傾向があり、透明性が良好となるので望ましい。
具体的には、ポリエチレン(b)のMFR/プロピレン系重合体(a)のMFR比は、0.05〜1.2が好ましく、0.1〜1.0がさらに好ましい。この範囲は、本発明の改質剤の透明性、異物の混入、臭気防止などの機能を適正に発現するためにおいても有意義であることが予測される。
具体的には、ポリエチレン(b)のMFR/プロピレン系重合体(a)のMFR比は、0.05〜1.2が好ましく、0.1〜1.0がさらに好ましい。この範囲は、本発明の改質剤の透明性、異物の混入、臭気防止などの機能を適正に発現するためにおいても有意義であることが予測される。
また、ポリエチレン(b)の密度は、0.875〜0.920g/cm3、好ましくは0.880〜0.910g/cm3である。密度が0.875g/cm3未満であると、ポリプロピレン(a)に配合した場合剛性と透明性が不十分となり、一方、0.920g/cm3を超えると、透明性が著しく悪化する恐れがある。プロピレン系重合体(a)に対し、ポリエチレン(b)を配合すると、透明性を悪化させる傾向にあるが、プロピレン系重合体(a)との密度差が小さいもの及びポリエチレン(b)とプロピレン系重合体(a)のMFR比(ポリエチレン(b)のMFR/プロピレン系重合体(a)のMFR)が0.5に近いポリエチレン(b)を用いると、透明性悪化傾向を緩和させることができ、耐衝撃性を向上させることができる。
ここで、密度は、JIS K7112に準拠して測定する値である。
ここで、密度は、JIS K7112に準拠して測定する値である。
このようなポリエチレン(b)は、オレフィンの立体規則性重合触媒を用い、分子量調整を図りつつ、エチレンおよび必要に応じて他のα−オレフィンを共存させて重合することによって、製造することができる。具体的には、ポリエチレン(b)は、オレフィンの立体規則性重合触媒として、チーグラー触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒等の触媒を使用して、気相法、溶液法、高圧法、スラリー法等のプロセスで、エチレンと、必要に応じてプロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン等のα−オレフィンとを共重合させて、製造することができるが、特に、(重量平均分子量)/(数平均分子量)を小さく、密度を低くするには、オレフィンの立体規則性重合触媒として、メタロセン触媒を用いて、高圧法、又は溶液法で製造されることが望ましい。
また、本発明のプロピレン系樹脂組成物に、選択的に用いるポリエチレン(b)は、本発明の効果を損なわない範囲で、1種または2種以上組み合わせて使用することができる。
このようなポリエチレン(b)は、市販品として、日本ポリエチレン(株)製のノバテックLLシリーズやハーモレックスシリーズ、カーネルシリーズ、三井化学(株)製のタフマーPシリーズやタフマーAシリーズ、(株)プライムポリマー製のエボリューシリーズ、住友化学(株)製のスミカセンE、EPシリーズ、エクセレンGMHシリーズなどが例示できる。
また、メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレン(b)としては、日本ポリエチレン(株)製のハーモレックスシリーズ、カーネルシリーズ、プライムポリマー製のエボリューシリーズ、住友化学(株)製のエクセレンFXシリーズ等が例示できる。
このようなポリエチレン(b)は、市販品として、日本ポリエチレン(株)製のノバテックLLシリーズやハーモレックスシリーズ、カーネルシリーズ、三井化学(株)製のタフマーPシリーズやタフマーAシリーズ、(株)プライムポリマー製のエボリューシリーズ、住友化学(株)製のスミカセンE、EPシリーズ、エクセレンGMHシリーズなどが例示できる。
また、メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレン(b)としては、日本ポリエチレン(株)製のハーモレックスシリーズ、カーネルシリーズ、プライムポリマー製のエボリューシリーズ、住友化学(株)製のエクセレンFXシリーズ等が例示できる。
3.プロピレン系重合体(a)とポリエチレン(b)との配合割合
本発明のプロピレン系樹脂組成物において、プロピレン系重合体(a)とポリエチレン(b)とを混合する場合の配合割合は、プロピレン系重合体(a)が60〜99重量部、ポリエチレン(b)が40〜1重量部であり、好ましくは、プロピレン系重合体(a)が80〜95重量部、ポリエチレン(b)が20〜5重量部である。この範囲内であると、耐衝撃性が優れる樹脂組成物となる。通常、ポリプロピレン系重合体(a)へポリエチレン(b)を、例えば20重量%混合したブレンド系混合物で見れば、混合物を溶融冷却すれば、まず融点の高いポリプロピレン系重合体(a)が結晶化し、次いで融点の低いポリエチレン(b)が結晶化する。そうすると、ポリプロピレン重合体(a)相に、ポリエチレン(b)が分離析出した、いわゆる海島構造になることが考えられる。そうすると、相分離構造になり、一方で、ポリプロピレン系重合体(a)球晶の発達を許すことにもなる。散乱、屈折による不透明になることも懸念されるが、さらには、異物の存在、臭気発生の原因になることが予測されるが、本発明の改質剤は、冷却条件にあまり左右されること無く、比較的高い温度領域で結晶化が開始され、多くの結晶発生核があるために、極端に大きな球晶が不規則に成長するというよりは、むしろ、多くの球晶が小さくなり、しかも均一になると推定できるが、そのメカニズムは詳細には解からない。このように、本発明の改質剤なるものは、ポリプロピレン系重合体(a)ばかりでなく、ポリプロピレン系重合体(a)にポリエチレン(b)を配合したブレンド系、ポリマーアロイにおいても有効に機能するといえる。さらに、結晶性の高いエチレンープロピレンゴム(EPR)をプロピレンーエチレンブロック共重合体(エチレン含量1〜6重量%程度)、いわゆるスーパーオレフインポリマーと称されるブレンドも本発明の態様に包含される。勿論、ポリプロピレン系重合体(a)100重量部、エチレンープロピレンゴム(EPR)1〜40重量部、タルク1〜30重量部のようなブレンド系においても、本発明の改質剤は特に相構造の関係に作用することが予測されるので、本発明の目的を達成する機能を有するものと思われる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物において、プロピレン系重合体(a)とポリエチレン(b)とを混合する場合の配合割合は、プロピレン系重合体(a)が60〜99重量部、ポリエチレン(b)が40〜1重量部であり、好ましくは、プロピレン系重合体(a)が80〜95重量部、ポリエチレン(b)が20〜5重量部である。この範囲内であると、耐衝撃性が優れる樹脂組成物となる。通常、ポリプロピレン系重合体(a)へポリエチレン(b)を、例えば20重量%混合したブレンド系混合物で見れば、混合物を溶融冷却すれば、まず融点の高いポリプロピレン系重合体(a)が結晶化し、次いで融点の低いポリエチレン(b)が結晶化する。そうすると、ポリプロピレン重合体(a)相に、ポリエチレン(b)が分離析出した、いわゆる海島構造になることが考えられる。そうすると、相分離構造になり、一方で、ポリプロピレン系重合体(a)球晶の発達を許すことにもなる。散乱、屈折による不透明になることも懸念されるが、さらには、異物の存在、臭気発生の原因になることが予測されるが、本発明の改質剤は、冷却条件にあまり左右されること無く、比較的高い温度領域で結晶化が開始され、多くの結晶発生核があるために、極端に大きな球晶が不規則に成長するというよりは、むしろ、多くの球晶が小さくなり、しかも均一になると推定できるが、そのメカニズムは詳細には解からない。このように、本発明の改質剤なるものは、ポリプロピレン系重合体(a)ばかりでなく、ポリプロピレン系重合体(a)にポリエチレン(b)を配合したブレンド系、ポリマーアロイにおいても有効に機能するといえる。さらに、結晶性の高いエチレンープロピレンゴム(EPR)をプロピレンーエチレンブロック共重合体(エチレン含量1〜6重量%程度)、いわゆるスーパーオレフインポリマーと称されるブレンドも本発明の態様に包含される。勿論、ポリプロピレン系重合体(a)100重量部、エチレンープロピレンゴム(EPR)1〜40重量部、タルク1〜30重量部のようなブレンド系においても、本発明の改質剤は特に相構造の関係に作用することが予測されるので、本発明の目的を達成する機能を有するものと思われる。
このようにプロピレン系重合体(a)とポリエチレン(b)との樹脂混合物に於いて示す、上記改質剤(1)〜(3)を添加することによる作用効果の機能の発現は、プロピレン系重合体(a)、ポリエチレン(b)の本来有する結晶化などの固有の特性にもよるだろうが、ポリエチレン(b)のMFR/プロピレン系重合体(a)のMFR比は、0.05〜1.2が好ましく、0.1〜1.0というような特定量比にしたことにより有利に発現することが予測される。同様に、樹脂混合物を構成する両者の関係として、混合量の割合をプロピレン系重合体(a)60〜99重量部、ポリエチレン(b)40〜1重量部という特定な範囲において、プロピレン系重合体(a)、およびポリエチレン(d)のMFR比を特定な範囲に選定したが故に適正に発現することが予測される。このMFR比を特定な範囲にしたということは、溶融混合性、加工性においてもほぼ共通する有利な条件を有することが予測されるばかりでなく、MFR比は、融点の異なるこのような二種類の樹脂混合物に起因して発生する結晶化温度の違いに基づいて発生する挙動の変化を是正していることも予測される。いずれにせよ、本発明においては、改質剤(1)〜(3)の透明性、造核剤機能を最も効果的に発現させるためにも、二種類の特定割合の樹脂混合物において、上記のMFR比の範囲が最も効果的に機能するということであり、このような複合原因の副次的作用効果は、一元的に予測することができないが、本発明者らの知見に基づくものである。
さらに、ポリエチレン(b)の分子量分布(Mw/Mn)を、3.5未満とすることは、オリゴマー、低分子量含有量が少なく、べたつきがなく、成形時の臭気発生防止、成形品に悪臭、味覚に影響する溶出性物質の混入量が少ないというような公知の理由ばかりでなく、上記改質剤(1)〜(3)の特有の、透明性、剛性、耐衝撃性などの機能を発現するに於いて、非常に有利に作用するということである。
このような、プロピレン系重合体(a)、プロピレン系重合体(a)とポリエチレン(b)との樹脂混合物に対して、改質剤(1)〜(3)を添加した場合において、加工時の高温において、改質剤の揮発、分解、偏りなどがなく、均一に分散するという親和性を有するということであり、樹脂の密接な関連性を有する非常に効果的に改質剤である。
このような、プロピレン系重合体(a)、プロピレン系重合体(a)とポリエチレン(b)との樹脂混合物に対して、改質剤(1)〜(3)を添加した場合において、加工時の高温において、改質剤の揮発、分解、偏りなどがなく、均一に分散するという親和性を有するということであり、樹脂の密接な関連性を有する非常に効果的に改質剤である。
4.改質剤(A)
本発明に用いられる改質剤(A)は、下記化学構造式(1)、(2)又は(3)で示される1つ以上の化合物を含んでいる。
(式中、R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は置換された炭化水素基を表す。)
この未置換の又は置換された炭化水素基とは、具体的に下記に示す各種化合物が例示される。本発明の改質剤は、基本的には上記一般式で表される構造式(1)〜(3)の化合物の形態を有すれば適性に達成できる性能を有するが、未置換の又は置換された炭化水素基を表す各種化合物は、本発明の一般式(1)〜(3)の構造式で表される化合物を合成する際にいかなる反応成分を選定するかによるものであり、一般式(1)〜(3)の化合物の反応収率に若干影響するが、改質剤としては同等に作用するものであり、以下のものが具体的に例示できる。
本発明に用いられる改質剤(A)は、下記化学構造式(1)、(2)又は(3)で示される1つ以上の化合物を含んでいる。
(式中、R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は置換された炭化水素基を表す。)
この未置換の又は置換された炭化水素基とは、具体的に下記に示す各種化合物が例示される。本発明の改質剤は、基本的には上記一般式で表される構造式(1)〜(3)の化合物の形態を有すれば適性に達成できる性能を有するが、未置換の又は置換された炭化水素基を表す各種化合物は、本発明の一般式(1)〜(3)の構造式で表される化合物を合成する際にいかなる反応成分を選定するかによるものであり、一般式(1)〜(3)の化合物の反応収率に若干影響するが、改質剤としては同等に作用するものであり、以下のものが具体的に例示できる。
基R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3の少なくとも1つが、枝分かれした炭素原子数3ないし20のアルキル基、又は、未置換の又は1つ以上の炭素原子数1ないし20のアルキル基によって置換された炭素原子数3ないし12のシクロアルキル基で表わされる前記式(1)、(2)又は(3)の化合物が好ましい。
また、基R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3が、互いに独立して、未置換または1つ以上の1−メチルエチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、第三ブチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、第三ブチルメチル基、シクロプロピル基、3−メチルシクロプロピル基、2,2,3,3−テトラメチルシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、2−シクロペンチルエチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、2−シクロヘキシルエチル基、4−第三ブチルシクロヘキシル基、(4−メチルシクロヘキシル)メチル基、
α−シクロヘキシルベンジル基、3−メチルベンジル基、3,4−ジメトキシベンジル基、4−ビフェニルメチル基、2−ナフチルメチル基、m−トリル基、m−メトキシフェニル基、p−トリル基、4−エチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、4−第三ブチルフェニル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、3,5−ジ−第三ブチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基又は3,5−ジ−第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル基で表わされる前記式(1)、(2)又は(3)の化合物がより好ましい。
α−シクロヘキシルベンジル基、3−メチルベンジル基、3,4−ジメトキシベンジル基、4−ビフェニルメチル基、2−ナフチルメチル基、m−トリル基、m−メトキシフェニル基、p−トリル基、4−エチルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、4−第三ブチルフェニル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、3,5−ジ−第三ブチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基又は3,5−ジ−第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル基で表わされる前記式(1)、(2)又は(3)の化合物がより好ましい。
さらに、基R1、R2及びR3、又はY1、Y2及びY3、又はZ1、Z2及びZ3が、同一である前記式(1)、(2)又は(3)で示される化合物が好ましい。
なかでも、R1、R2及びR3が第三ブチル基で表わされる前記式(1)の化合物が特に好ましい。
具体的には、前記式(1)で示される化合物として、1,3,5−トリス[シクロヘキシルカルボニルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[2,2−ジメチルプロピオニルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[4−メチルベンゾイルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[3,4−ジメチルベンゾイルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[3,5−ジメチルベンゾイルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[シクロペンタンカルボニルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[1−アダマンタンカルボニルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[2−メチルプロピオニルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[3,3−ジメチルブチリルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[2−エチルブチリルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[2,2−ジメチルブチリルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[2−シクロヘキシル−アセチルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[3−シクロヘキシル−プロピオニルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[4−シクロヘキシル−ブチリルアミノ]ベンゼン、1,3,5−トリス[5−シクロヘキシル−バレロイルアミノ]ベンゼン、1−イソブチリルアミノ−3,5−ビス[ピバロイルアミノ]ベンゼン、2,2−ジメチルブチリルアミノ−3,5−ビス[ピバロイルアミノ]ベンゼン、3,3−ジメチルブチリルアミノ−3,5−ビス[ピバロイルアミノ]ベンゼン、1,3−ビス[イソブチリルアミノ]−5−ピバロイルアミノベンゼン、1,3−ビス[イソブチリルアミノ]−5−(2,2−ジメチル−ブチリル)アミノベンゼン、1,3−ビス[イソブチリルアミノ]−5−(3,3−ジメチル−ブチリル)アミノベンゼン、1,3−ビス[2,2−ジメチルブチリルアミノ]−5−ピバロイルアミノベンゼン、1,3−ビス[2,2−ジメチルブチリルアミノ]−5−イソブチリルアミノベンゼン、1,3−ビス[2,2−ジメチルブチリルアミノ]−5−(3,3−ジメチルブチリル)−アミノベンゼン、1,3−ビス[3,3−ジメチルブチリルアミノ]−5−ピバロイルアミノ−ベンゼン、1,3−ビス[3,3−ジメチルブチリルアミノ]−5−イソブチリル−アミノベンゼン、1,3−ビス[3,3−ジメチルブチリルアミノ]−5−(2,2−ジメチル−ブチリルアミノ)アミノベンゼン又は、1,3,5−トリス[3−(トリメチルシリル)プロピオニルアミノ]ベンゼンを挙げることができ、
前記式(2)で示される化合物として、N−t−ブチル−3,5−ビス−(3−メチルブチリルアミノ)−ベンズアミド、N−t−ブチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−t−オクチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−(1,1−ジメチル−プロピル)−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−(t−オクチル)−3,5−ビス−(イソブチリルアミノ)−ベンズアミド、N−(t−ブチル)−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−(2,3−ジメチル−シクロヘキシル)−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−t−ブチル−3,5−ビス−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−ベンズアミド、N−(3−メチルブチル)−3,5−ビス−(3−メチルブチリルアミノ)−ベンズアミド、N−(3−メチルブチル)−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−(3−メチルブチル)−3,5−ビス−(4−メチルペンタノイルアミノ)−ベンズアミド、N−(3−メチルブチル)−3,5−ビス−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−ベンズアミド、N−(3−メチルブチル)−3,5−ビス−(シクロヘキサンカルボニルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロペンチル−3,5−ビス−(3−メチルブチリルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロペンチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロペンチル−3,5−ビス−(4−メチルペンタノイルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロペンチル−3,5−ビス−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロペンチル−3,5−ビス−(シクロヘキサンカルボニルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロヘキシル−3,5−ビス−(3−メチルブチリルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロヘキシル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロヘキシル−3,5−ビス−(4−メチルペンタノイルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロヘキシル−3,5−ビス−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−ベンズアミド、N−シクロヘキシル−3,5−ビス−(シクロヘキサンカルボニルアミノ)−ベンズアミド、N−イソプロピル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド、N−イソプロピル−3,5−ビス−(イソブチリルアミノ)−ベンズアミド、N−t−ブチル−3,5−ビス−(2,2−ジメチルブチリルアミノ)−ベンズアミド又は、N−t−オクチル−3,5−ビス−(2,2−ジメチルブチリルアミノ)−ベンズアミドを挙げることができ、
前記式(3)で示される化合物として、5−ピバロイルアミノ−イソフタル酸N,N’−ジ−t−ブチルジアミド、5−ピバロイルアミノ−イソフタル酸N,N’−ジ−t−オクチルジアミド、5−(2,2−ジメチルブチリルアミノ)−イソフタル酸N,N’−ジ−t−ブチルジアミド、5−(2,2−ジメチルブチリルアミノ)−イソフタル酸N,N’−ジ−t−オクチルジアミド、5−(3−メチルブチリルアミノ)−イソフタル酸N,N’−ジ−シクロヘキシルジアミド、5−(ピバロイルアミノ)−イソフタル酸N,N’−ジ−シクロヘキシルジアミド、5−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−イソフタル酸N,N’−ジ−シクロヘキシルジアミド、5−(シクロヘキシルカルボニルアミノ)−イソフタル酸N,N’−ジ−シクロヘキシルジアミド、5−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−イソフタル酸N,N’−ビス−(2−メチルシクロヘキシル)ジアミド、5−(シクロヘキサンカルボニルアミノ)−イソフタル酸N,N’−ビス−(2−メチルシクロヘキシル)ジアミド、5−((1−メチルシクロヘキサンカルボニル)アミノ)−イソフタル酸N,N’−ビス−(2−メチルシクロヘキシル)ジアミド又は、5−((2−メチルシクロヘキサンカルボニル)アミノ)−イソフタル酸N,N’−ビス−(2−メチルシクロヘキシル)ジアミドを挙げることができる。
このような化合物は、例えば、特表2006−518402号公報記載方法によって製造することができる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物において用いられる改質剤(A)の配合量は、プロピレン系重合体(a)100重量部に対して(ポリエチレン(b)を使用する場合は、プロピレン系重合体(a)とポリエチレン(b)との重合体混合物100重量部に対して)、0.005〜0.1重量部の範囲である。
改質剤(A)の配合量が、0.005重量部未満であると透明性を十分に発揮させることが困難であり、また、0.1重量部を超えると、透明性が低下していく傾向となり、透明性を十分に発揮できなくなる。
改質剤(A)の配合量が、0.005重量部未満であると透明性を十分に発揮させることが困難であり、また、0.1重量部を超えると、透明性が低下していく傾向となり、透明性を十分に発揮できなくなる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物には、改質剤(A)以外に、他の造核剤として、ソルビトール系造核剤、有機リン酸塩系造核剤および芳香族燐酸エステル類、タルクなど既知の造核剤を添加することができ、造核剤の組み合わせ次第で相乗効果を期待できる場合がある。
5.中和剤
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、中和剤を配合することが望ましい。中和剤の具体例としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの金属脂肪酸塩、ハイドロタルサイト(商品名:協和化学工業(株)の下記一般式(9)で表されるマグネシウムアルミニウム複合水酸化物塩)、ミズカラック(下記一般式(10)で表されるリチウムアルミニウム複合水酸化物塩)などが挙げられる。特に、プレフィルドシリンジ、キット製剤、輸液バッグなど長期接液する部材として用いる場合には、接触する液体に溶出しないハイドロタルサイトやミズカラックが有利である。
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、中和剤を配合することが望ましい。中和剤の具体例としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの金属脂肪酸塩、ハイドロタルサイト(商品名:協和化学工業(株)の下記一般式(9)で表されるマグネシウムアルミニウム複合水酸化物塩)、ミズカラック(下記一般式(10)で表されるリチウムアルミニウム複合水酸化物塩)などが挙げられる。特に、プレフィルドシリンジ、キット製剤、輸液バッグなど長期接液する部材として用いる場合には、接触する液体に溶出しないハイドロタルサイトやミズカラックが有利である。
Mg1−xAlx(OH)2(CO3)x/2・mH2O ・・・(9)
[式中、xは、0<x≦0.5であり、mは3以下の数である。]
[式中、xは、0<x≦0.5であり、mは3以下の数である。]
[Al2Li(OH)6]nX・mH2O ・・・(10)
[式中、Xは、無機または有機のアニオンであり、nはアニオン(X)の価数であり、mは3以下である。]
[式中、Xは、無機または有機のアニオンであり、nはアニオン(X)の価数であり、mは3以下である。]
中和剤の配合量は、重合体混合物100重量部に対し、0.005〜0.2重量部の範囲が好ましく、0.01〜0.05重量部の範囲がより好ましい。
6.滑剤
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、滑剤を配合することが望ましい。滑剤としては、既知の滑剤が挙げられるが、ステアリン酸ブチルやシリコーンオイルが好ましい。具体的なシリコーンオイルとしては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルヒドロジエンポリシロキサン、α−ωビス(3−ヒドロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、ポリオキシアルキレン(C2〜C4)ジメチルポリシロキサン、ポリオルガノ(C1〜C2のアルキル基および/またはフェニル基)シロキサンとポリアルキレン(C2〜C3)グリコールの縮合物などが挙げられる。この中でもジメチルポリシロキサンとメチルフェニルポリシロキサンが好ましい。該滑剤は単独、又は複数用いても構わない。
ジメチルポリシロキサンなどのシリコーンを添加した場合、成形時に発生する傷を防止するだけでなく、シリンダー内やホットランナー内で発生する焼けを防止することができる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、滑剤を配合することが望ましい。滑剤としては、既知の滑剤が挙げられるが、ステアリン酸ブチルやシリコーンオイルが好ましい。具体的なシリコーンオイルとしては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルヒドロジエンポリシロキサン、α−ωビス(3−ヒドロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、ポリオキシアルキレン(C2〜C4)ジメチルポリシロキサン、ポリオルガノ(C1〜C2のアルキル基および/またはフェニル基)シロキサンとポリアルキレン(C2〜C3)グリコールの縮合物などが挙げられる。この中でもジメチルポリシロキサンとメチルフェニルポリシロキサンが好ましい。該滑剤は単独、又は複数用いても構わない。
ジメチルポリシロキサンなどのシリコーンを添加した場合、成形時に発生する傷を防止するだけでなく、シリンダー内やホットランナー内で発生する焼けを防止することができる。
滑剤の配合量は、重合体混合物100重量部に対し、0.001〜0.5重量部が好ましく、0.01〜0.15重量部がより好ましく、0.03〜0.1重量部が特に好ましい。0.001重量部未満では効果が期待できず、一方、0.5重量部を超えると、更なる効果が期待できないばかりか経済的に好ましくない。
7.その他の添加剤
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、上述した成分に加えて、プロピレン系重合体の安定剤などとして使用されている各種酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を配合することができる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物においては、上述した成分に加えて、プロピレン系重合体の安定剤などとして使用されている各種酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を配合することができる。
具体的には、酸化防止剤としては、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−フォスファイト、ジ−ステアリル−ペンタエリスリトール−ジ−フォスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−フォスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジ−フォスフォナイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチル−5−メチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジ−フォスフォナイト等のリン系酸化防止剤、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、テトラキス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)]メタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ハイドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ハイドロキシベンジル)イソシアヌレート等のフェノール系酸化防止剤、ジ−ステアリル−β,β’−チオ−ジ−プロピオネート、ジ−ミリスチル−β,β’−チオ−ジ−プロピオネート、ジ−ラウリル−β,β’−チオ−ジ−プロピオネート等のチオ系酸化防止剤等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤等が挙げられる。
光安定剤としては、n−ヘキサデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピぺリジル)セバケート、コハク酸ジメチル−2−(4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジル)エタノール縮合物、ポリ{[6−〔(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ〕−1,3,5−トリアジン−2,4ジイル]〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕}、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス〔N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ〕−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物等の光安定剤を挙げることができる。
さらに、放射線処理で変色がなく耐NOxガス変色性が良好な下記一般式(5)や下記一般式(6)で表されるアミン系酸化防止剤、5,7−ジ−t−ブチル−3−(3,4−ジ−メチル−フェニル)−3H−ベンゾフラン−2−ワン等のラクトン系酸化防止剤、下記一般式(7)等のビタミンE系酸化防止剤を挙げることができる。
さらに、その他に、帯電防止剤、スリップ剤、脂肪酸金属塩等の分散剤、高密度ポリエチレン、オレフィン系エラストマー、非オレフィン系エラストマー等を本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、上記以外の各種汎用の配合剤、添加剤または充填剤を任意に配合することにより機能を調整および高めることができる。例えば、本発明のプロピレン系樹脂組成物は、それだけで特に透明性、低臭気性、剛性、耐熱性、対衝撃性、柔軟性などにおいて十分な性能を有しているが、必要により、フタル酸エステル、燐酸エステル、脂肪酸エステルのような各種可塑剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体のような各種高分子系可塑剤、ロジン、テルペン、のような天然樹脂を配合することにより柔軟性を調整することも可能である。又、透明性および剛性の調整、および成形サイクルを短縮するために、プロピレン系重合体(a)または重合体混合物100重量部に対して、上記改質剤(1)〜(3)の0.005〜0.1重量部に、ベンジリデンソルビトール、燐酸金属塩、かるぼん酸金属塩、のような公知の各種造核剤を0.001〜0.5重量部程度任意に併用することによりその機能を調整できる。
また、プロピレン系樹脂組成物を構成するプロピレン系樹脂の重合触媒残渣に起因する重金属劣化を防止や、重金属の無害化の為にキレート化剤のような重金属失活剤を安定化量使用することにより、食品容器や、医療材料としての安全性を高めることができる。
特性を維持することもできる。
また、プロピレン系樹脂組成物を構成するプロピレン系樹脂の重合触媒残渣に起因する重金属劣化を防止や、重金属の無害化の為にキレート化剤のような重金属失活剤を安定化量使用することにより、食品容器や、医療材料としての安全性を高めることができる。
特性を維持することもできる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、その樹脂組成物の特性を損なわない範囲で、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、クレー、アルミナ、ハイドロタルサイト、酸化チタン、酸化亜鉛、のような各種無機充填剤を1〜30wt(重量)%程度配合することにより、増量、重量感、剛性、耐衝撃性のような機械的特性を改良できる。ガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、金属繊維、芳香族繊維、ナイロン繊維のような公知の各種有機、無機繊維強化材を配合して補強効果を高めることができる。
さらに、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)アクリレート共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、フェノール樹脂のような各種熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を任意にポリマーブレンドすることのより本来の特性を損なわない範囲で、改質を行うこともできる。同様に、エチレン−プロピレンゴム(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM),ブチルゴム、ジエン系エラストマー、ジエン−スチレンエラストマー、天然ゴムのような各種合成または天然のゴム類を1〜20wt%エラストマーブレンドすることにより、衝撃強度、特に低温衝撃強度を付与することができる。これらのエラストマー類は、特に制限はないが、チーグラー触媒、メタロセン触媒により製造されたものがよい。
さらに、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)アクリレート共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、フェノール樹脂のような各種熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を任意にポリマーブレンドすることのより本来の特性を損なわない範囲で、改質を行うこともできる。同様に、エチレン−プロピレンゴム(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM),ブチルゴム、ジエン系エラストマー、ジエン−スチレンエラストマー、天然ゴムのような各種合成または天然のゴム類を1〜20wt%エラストマーブレンドすることにより、衝撃強度、特に低温衝撃強度を付与することができる。これらのエラストマー類は、特に制限はないが、チーグラー触媒、メタロセン触媒により製造されたものがよい。
カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラのような各種着色剤を任意に添加して、プロピレン系ブロック共重合体の成形品の色彩感覚、美的感覚を高め、製品価値を高めることができる。同様に、ラジカル捕捉剤、ハロゲン化有機化合物のような難燃剤を添加することは、壁材、電線、家財道具、耐火資材、耐火製品というような用途分野に供することができる。
以上のような、各種配合剤、添加剤、充填剤のような配合により、プロピレン系樹脂組成物は、成形性が低下する場合が有り得るが、各種脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステルのような公知の各種滑剤、加工助剤、ブロッキング防止剤を任意に併用して調製することができる。
このような本発明のプロピレン系樹脂組成物は、各種汎用の各種添加剤、フイラー、ポリマーブレンドなどを任意に使用することにより、高付加価値を高めることを本発明の範囲から除外するものではない。
以上のような、各種配合剤、添加剤、充填剤のような配合により、プロピレン系樹脂組成物は、成形性が低下する場合が有り得るが、各種脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステルのような公知の各種滑剤、加工助剤、ブロッキング防止剤を任意に併用して調製することができる。
このような本発明のプロピレン系樹脂組成物は、各種汎用の各種添加剤、フイラー、ポリマーブレンドなどを任意に使用することにより、高付加価値を高めることを本発明の範囲から除外するものではない。
[2]プロピレン系樹脂組成物の製造方法
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、プロピレン系重合体(a)と改質剤(A)または、必要に応じてポリエチレン(b)や他の添加剤とを、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、リボンブレンダー等に投入して混合した後、通常の単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、プラベンダー、ロール等で190〜260℃の温度範囲で溶融混練することにより得ることができる。
本発明のプロピレン系樹脂組成物は、プロピレン系重合体(a)と改質剤(A)または、必要に応じてポリエチレン(b)や他の添加剤とを、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、リボンブレンダー等に投入して混合した後、通常の単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、プラベンダー、ロール等で190〜260℃の温度範囲で溶融混練することにより得ることができる。
[3]成形品
本発明の成形品は、上記のプロピレン系樹脂組成物を、公知の押出成形機、射出成形機、ブロー成形機により成形することで得られる。
本発明の成形品は、上記のプロピレン系樹脂組成物を、公知の押出成形機、射出成形機、ブロー成形機により成形することで得られる。
本発明の成形品としては、射出成形品、押出成形品、中空成形品、圧縮成形品、カレンダー成形品、積層成形品、流動浸漬成形品、吹込み成形品、スラッシュ成形品、回転成形品、熱成形品、CCM成形品などがあり、具体的には食品容器(プリン容器、ゼリー容器、ヨーグルト容器、茶碗蒸し容器、インスタントラーメン容器、チルドコーヒー容器、デザート容器、弁当容器等)、キャップ(ペットボトルキャップ、1ピースキャップ、2ピースキャップ、インスタントコーヒーのキャップ等)、医療用器具や容器(ディスポーザブルシリンジ及びその部品、カテーテル・チューブ、輸液バッグ、血液バッグ、真空採血管、手術用不織布、血液用フィルター、血液回路などのディスポーザブル器具や、人工肺、人工肛門などの人工臓器類の部品、ダイアライザー、プレフィルドシリンジ、キット製剤、薬剤容器、試験管、縫合糸、湿布基材、歯科用材料の部品、整形外科用材料の部品、コンタクトレンズのケース、PTP、SP・分包、Pバイアル、目薬容器、薬液容器、液体の長期保存容器等)、医療用容器(輸液パック、日用品(衣装ケース、バケツ、洗面器、筆記用具、)、自動車部品(インパネ、バンパー、灯体等)、電気部品(各種電気機器の筐体等)、太陽電池封止材、フィルム、繊維、シート、などが挙げられる。
以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例で用いた物性値の測定法、評価法、樹脂および添加剤は、以下の通りである。
1.物性値の測定法、評価法
(1)曲げ弾性率:
JIS K7203の「硬質プラスチックの曲げ試験方法」に準拠して23℃で測定した(単位:MPa)。この数値が高い程、得られた成形品は、剛性に優れる。曲げ弾性率は、700以上あることが望ましく、700以上あれば製品として充分な実用強度を持つ。
(2)アイゾット衝撃強度(IZOD衝撃):
ノッチ付きの試験片を用い、23℃にて、JIS K7203に準じて測定した(単位:KJ/m2)。この数値が高い程、得られた成形品は、耐衝撃性に優れる。アイゾット衝撃強度は、3以上であることが望ましく、5以上であることがさらに望ましい。アイゾット衝撃強度が5以上であると、製品として極めて優れた耐衝撃性を持つ。
(3)ヘイズ値:
厚さ1mmのシート片を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。この数値が小さい程、得られた成形品は、透明性に優れる。ヘイズ値は、15以下であることが望ましく、10以下であることがさらに望ましい。ヘイズ値が10以下であると、製品として極めて透明性に優れたものとなる。
(4)荷重たわみ温度(熱変形温度:HDT):
JIS K7207に準拠して荷重0.45MPaにて測定した。この温度が高い程、得られた成形品は、耐熱性に優れる。
(5)臭気評価
悪臭防止法に基づく臭気試験で使用される臭い袋に成形品を入れ、活性炭を通した無臭空気で臭い袋内部の空気を置換した後、密封し、室温23±2℃、湿度50±5%の条件下で1週間保存した。その後、JIS Z9080に準拠して下記に示す5段階尺度にて臭気強度の評価を行った。
1:全く臭いを感じない。
2:かすかに臭いを感じる。
3:普通に臭いを感じる。
4:かなり臭いを感じる。
5:非常に強く臭いを感じる。
(6)異物評価
異物評価用の成形品(10cm×10cm×1mm板)を射出成形にて作成した。得られた成形品中の異物の個数を目視で数えることにより、以下に示す基準で異物出現性評価を行った。
確認された異物の個数が5個以下である場合、異物出現率が非常に低く、外観性、透視性に非常に優れた低異物出現性の成形品である。また、確認された異物の個数が6〜15個である場合、異物出現率が比較的低いが、外観性、透視性には若干問題のある成形品である。さらに、確認された異物の個数が16個以上である場合、異物出現率が高く、外観性、透視性の悪い製品価値の乏しい高異物出現性の成形品である。
(1)曲げ弾性率:
JIS K7203の「硬質プラスチックの曲げ試験方法」に準拠して23℃で測定した(単位:MPa)。この数値が高い程、得られた成形品は、剛性に優れる。曲げ弾性率は、700以上あることが望ましく、700以上あれば製品として充分な実用強度を持つ。
(2)アイゾット衝撃強度(IZOD衝撃):
ノッチ付きの試験片を用い、23℃にて、JIS K7203に準じて測定した(単位:KJ/m2)。この数値が高い程、得られた成形品は、耐衝撃性に優れる。アイゾット衝撃強度は、3以上であることが望ましく、5以上であることがさらに望ましい。アイゾット衝撃強度が5以上であると、製品として極めて優れた耐衝撃性を持つ。
(3)ヘイズ値:
厚さ1mmのシート片を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。この数値が小さい程、得られた成形品は、透明性に優れる。ヘイズ値は、15以下であることが望ましく、10以下であることがさらに望ましい。ヘイズ値が10以下であると、製品として極めて透明性に優れたものとなる。
(4)荷重たわみ温度(熱変形温度:HDT):
JIS K7207に準拠して荷重0.45MPaにて測定した。この温度が高い程、得られた成形品は、耐熱性に優れる。
(5)臭気評価
悪臭防止法に基づく臭気試験で使用される臭い袋に成形品を入れ、活性炭を通した無臭空気で臭い袋内部の空気を置換した後、密封し、室温23±2℃、湿度50±5%の条件下で1週間保存した。その後、JIS Z9080に準拠して下記に示す5段階尺度にて臭気強度の評価を行った。
1:全く臭いを感じない。
2:かすかに臭いを感じる。
3:普通に臭いを感じる。
4:かなり臭いを感じる。
5:非常に強く臭いを感じる。
(6)異物評価
異物評価用の成形品(10cm×10cm×1mm板)を射出成形にて作成した。得られた成形品中の異物の個数を目視で数えることにより、以下に示す基準で異物出現性評価を行った。
確認された異物の個数が5個以下である場合、異物出現率が非常に低く、外観性、透視性に非常に優れた低異物出現性の成形品である。また、確認された異物の個数が6〜15個である場合、異物出現率が比較的低いが、外観性、透視性には若干問題のある成形品である。さらに、確認された異物の個数が16個以上である場合、異物出現率が高く、外観性、透視性の悪い製品価値の乏しい高異物出現性の成形品である。
2.樹脂、添加剤
プロピレン系重合体(a)
(a−1)エチレン−プロピレンランダム共重合体:MFR(JIS K7210、230℃、2.16kg荷重)30g/10分、エチレン含有量3.4wt%(日本ポリプロ(株)社製ノバテックMX03EQ)
(a−2)プロピレン単独重合体:MFR(JIS K7210、230℃、2.16kg荷重)11g/10分、立体規則性97%(日本ポリプロ(株)社製ノバテックMA3)
(a−3)メタロセン系エチレン−プロピレンランダム共重合体:MFR(JIS K7210、230℃、2.16kg荷重)30g/10分、エチレン含有量0.7wt%(日本ポリプロ(株)社製ウインテックWMG03P)
プロピレン系重合体(a)
(a−1)エチレン−プロピレンランダム共重合体:MFR(JIS K7210、230℃、2.16kg荷重)30g/10分、エチレン含有量3.4wt%(日本ポリプロ(株)社製ノバテックMX03EQ)
(a−2)プロピレン単独重合体:MFR(JIS K7210、230℃、2.16kg荷重)11g/10分、立体規則性97%(日本ポリプロ(株)社製ノバテックMA3)
(a−3)メタロセン系エチレン−プロピレンランダム共重合体:MFR(JIS K7210、230℃、2.16kg荷重)30g/10分、エチレン含有量0.7wt%(日本ポリプロ(株)社製ウインテックWMG03P)
ポリエチレン(b)
(b−1)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.898g/cm3、MFR(JIS K7210,190℃、2.16kg荷重)2.2g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKF262)
(b−2)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.898g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)16.5g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKF560T)
(b−3)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.885g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)32g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKJ650T)
(b−4)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.913g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)2.4g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKF271)
(b−5)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.921g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)2.5g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKF283)
(b−6)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.88g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)3.7g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKS340T)
(b−7)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.870g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)2.2g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKS330T)
(b−1)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.898g/cm3、MFR(JIS K7210,190℃、2.16kg荷重)2.2g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKF262)
(b−2)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.898g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)16.5g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKF560T)
(b−3)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.885g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)32g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKJ650T)
(b−4)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.913g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)2.4g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKF271)
(b−5)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.921g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)2.5g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKF283)
(b−6)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.88g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)3.7g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKS340T)
(b−7)メタロセン系ポリエチレン:密度(JIS K7112)0.870g/cm3、MFR(JIS K7210、190℃、2.16kg荷重)2.2g/10分、(Mw/Mn)2.2。(日本ポリエチレン(株)社製カーネルKS330T)
改質剤(A)
(A−1):下記化学構造式(8)で示される化合物。後述の製造方法により得られる。
(A−1):下記化学構造式(8)で示される化合物。後述の製造方法により得られる。
まず、1,3,5−トリヒロドロキシベンゼン(6.306g, 50mmol)を、60 mlのヒロドキシルアミン(50%水溶液)中に、室温で攪拌しながら懸濁させた。懸濁液は約5分後に発熱を伴い、透明な黄色溶液となった。該溶液を時々攪拌しながら室温で3時間放置し、白色沈殿を形成させた。懸濁液から白色沈殿を濾別し、得られた固体を水洗して真空下で恒量になるまで乾燥させた後、1,3,5−ベンゼントリオキシム(収量:7.73g、収率:90.3%)を得た。1HNMR(DMSO−d6):
 ppm;10.80(s,1H)、10.73(s,1H),10.70 (s,1H), 3.46 (s,2H),3.25(s,2H),3.04(s,2H)。
次に、得られた1,3,5−ベンゼントリオキシム(5.13 g, 30 mmol)を誘導攪拌装置を備えた内容積1,000 mlのオートクレーブに、細かく粉砕して仕込み、ついで、200 mlの酢酸n−ブチルおよび6.1gのRaneyニッケルを仕込んだ。オートクレーブ内を水素雰囲気に置換した後、水素圧が0.35MPaとなるように水素を仕込んだ。内容物を攪拌しながらオートクレーブを昇温し、80℃で90分反応させた。最終的に水素圧は0.16 MPaとなった。オートクレーブを室温まで冷却した後、50 mlの水を加えてRaneyニッケルを不活性化させ、内容物を全量別の容器に移した。酢酸エチルにて有機物成分を抽出し、揮発成分を除去して固体を得た。該固体から、ジクロロメタンにて目的化合物を抽出した。ジクロロメタンを除去した後、1,3,5−トリアミノベンゼン (収量:0.61g,収率:16.5%) を得た。1HNMR(CD2Cl2),δppm;5.43(s, 3H),3.45(br.s,6H)。
次に、得られた1,3,5−トリアミノベンゼン (0.61g,4.95mmol) を窒素雰囲気下、30 mlの酢酸n-ブチルに溶解させ、無水ピバリン酸 (2.76g,14.9mmol) をシリンジで加えた。室温で攪拌しながら、白色沈殿を形成させた。引き続き室温で終夜攪拌を行い、カニューラで上澄みを除去し、残渣をジエチルエーテル(10ml×3回)
で洗浄した。得られた固体を真空下で乾燥し、目的とする1,3,5−トリピバロイルアミドベンゼンを粉末として得た (収量:
1.81g, 収率: 97.4%) 。1HNMR
(DMSO−d6): δppm; 9.18 (s,3H,N−H),7.62(s,3H,aromatic),1.21(s,27H,t−Bu)
(A−2)アデカスタブNA21((株)ADEKA社製):有機リン酸金属塩化合物系透明化核剤:本発明範囲外の透明化造核剤(A)
(A−3)ゲルオールMD(新日本理化(株)社製):ジメチルベンジリデンソルビトール系透明化核剤:本発明範囲外の透明化造核剤(A)
 ppm;10.80(s,1H)、10.73(s,1H),10.70 (s,1H), 3.46 (s,2H),3.25(s,2H),3.04(s,2H)。
次に、得られた1,3,5−ベンゼントリオキシム(5.13 g, 30 mmol)を誘導攪拌装置を備えた内容積1,000 mlのオートクレーブに、細かく粉砕して仕込み、ついで、200 mlの酢酸n−ブチルおよび6.1gのRaneyニッケルを仕込んだ。オートクレーブ内を水素雰囲気に置換した後、水素圧が0.35MPaとなるように水素を仕込んだ。内容物を攪拌しながらオートクレーブを昇温し、80℃で90分反応させた。最終的に水素圧は0.16 MPaとなった。オートクレーブを室温まで冷却した後、50 mlの水を加えてRaneyニッケルを不活性化させ、内容物を全量別の容器に移した。酢酸エチルにて有機物成分を抽出し、揮発成分を除去して固体を得た。該固体から、ジクロロメタンにて目的化合物を抽出した。ジクロロメタンを除去した後、1,3,5−トリアミノベンゼン (収量:0.61g,収率:16.5%) を得た。1HNMR(CD2Cl2),δppm;5.43(s, 3H),3.45(br.s,6H)。
次に、得られた1,3,5−トリアミノベンゼン (0.61g,4.95mmol) を窒素雰囲気下、30 mlの酢酸n-ブチルに溶解させ、無水ピバリン酸 (2.76g,14.9mmol) をシリンジで加えた。室温で攪拌しながら、白色沈殿を形成させた。引き続き室温で終夜攪拌を行い、カニューラで上澄みを除去し、残渣をジエチルエーテル(10ml×3回)
で洗浄した。得られた固体を真空下で乾燥し、目的とする1,3,5−トリピバロイルアミドベンゼンを粉末として得た (収量:
1.81g, 収率: 97.4%) 。1HNMR
(DMSO−d6): δppm; 9.18 (s,3H,N−H),7.62(s,3H,aromatic),1.21(s,27H,t−Bu)
(A−2)アデカスタブNA21((株)ADEKA社製):有機リン酸金属塩化合物系透明化核剤:本発明範囲外の透明化造核剤(A)
(A−3)ゲルオールMD(新日本理化(株)社製):ジメチルベンジリデンソルビトール系透明化核剤:本発明範囲外の透明化造核剤(A)
(B−1)ヒンダードフェノール系酸化防止剤:イルガノックス1010(IR1010;チバ社製)。テトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシルフェニル)プロピオネート]メタン。
(B−2)リン系酸化防止剤:イルガフォス168(IF168;チバ社製)。トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェノール)フォスファイト。
(B−3)ヒンダードアミン系酸化防止剤:コハク酸ジメチル・1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物
(B―4)ヒドロキシルアミン系酸化防止剤:イルガスタブFS042(FS042;チバ社製):N、N−ジオクタデシルハイドロキシアミン。
(B−5)ステアリン酸カルシウム(CAST;日本油脂(株)社製)
(B―6)シリコーンオイル:Dowcorning360Medical Fluid(シリコーン)−100(東レ・ダウコーニング(株)社製)
(B−2)リン系酸化防止剤:イルガフォス168(IF168;チバ社製)。トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェノール)フォスファイト。
(B−3)ヒンダードアミン系酸化防止剤:コハク酸ジメチル・1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物
(B―4)ヒドロキシルアミン系酸化防止剤:イルガスタブFS042(FS042;チバ社製):N、N−ジオクタデシルハイドロキシアミン。
(B−5)ステアリン酸カルシウム(CAST;日本油脂(株)社製)
(B―6)シリコーンオイル:Dowcorning360Medical Fluid(シリコーン)−100(東レ・ダウコーニング(株)社製)
[実施例1〜15、比較例1〜6、参考例1〜3]
重合体および添加剤を表1に記載の配合割合(重量部)で準備し、スーパーミキサーでドライブレンドした後、35ミリ径の2軸押出機を用いて溶融混練した。ダイ出口部温度220℃でダイから押し出しペレット化した。得られたペレットを射出成形機により、樹脂温度250℃、射出圧力900kg/cm2及び金型温度40℃で射出成形し、試験片を作成した。得られた試験片を用い、物性を測定した。それらの評価結果を表1に示す。
重合体および添加剤を表1に記載の配合割合(重量部)で準備し、スーパーミキサーでドライブレンドした後、35ミリ径の2軸押出機を用いて溶融混練した。ダイ出口部温度220℃でダイから押し出しペレット化した。得られたペレットを射出成形機により、樹脂温度250℃、射出圧力900kg/cm2及び金型温度40℃で射出成形し、試験片を作成した。得られた試験片を用い、物性を測定した。それらの評価結果を表1に示す。
表1から明らかなように、実施例1は、プロピレン系重合体(a−1)を用いた本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、透明性、低臭気性、低異物出現性に優れ、機械物性のバランスも優れていることがわかる。
実施例2は、改質剤(A−1)の配合量を増したものであり、配合量を増すことにより、さらに透明性が向上していることがわかる。
実施例3は、プロピレン単独重合体(a−2)を用いた本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、剛性と耐熱性が極めて向上していることがわかる。
実施例4は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−1)を配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、耐衝撃性が良好な成形品が得られることがわかる。
実施例5は、実施例3で用いたプロピレン単独重合体(a−2)に対し、ポリエチレン(b−1)を配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、耐衝撃性が良好な成形品が得られることがわかる。
実施例6と7は、実施例2で用いたプロピレン系樹脂組成物において、酸化防止剤としてヒンダートフェノールが配合されていない本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物である。
実施例6は、酸化防止剤をヒンダートフェノールからヒンダートアミンに変更した配合であり、酸化防止剤をヒンダートアミンにしても透明性や機械物性の優れたものが得られていることがわかる。
また、実施例7は、実施例6の酸化防止剤の組み合わせにヒドロキシルアミンを追加した配合であり、酸化防止剤にヒドロキシルアミンを組み合わせても透明性や機械物性の優れたものが得られていることがわかる。
実施例8は、実施例2で用いたプロピレン系樹脂組成物において、滑剤であるシリコーンオイルを追加した配合であり、この程度の量のシリコーンオイルの追加ならば透明性や機械物性が損なわれず、優れたものが得られるということがわかる。
実施例9は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−1)を多量に配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、極めて優れた耐衝撃性を有する成形品が得られることがわかる。
実施例10は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−2)を配合したMFR比が0.55である本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、透明性が極めて良好な成形品を得られることがわかる。
実施例11は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−3)を配合したMFR比が1.07である本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、優れた耐衝撃性を有する成形品が得られることがわかる。
実施例12は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、密度が0.913g/cm3のポリエチレン(b−4)を配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、優れた耐衝撃性を有する成形品が得られることがわかる。
実施例13は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、密度が0.877g/cm3のポリエチレン(b−6)を配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、優れた耐衝撃性を有する成形品が得られることがわかる。
実施例14は、メタロセン系エチレン−プロピレンランダム共重合体(a−3)を用いた本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、極めて優れた透明性、低臭気性、低異物出現性に優れ、機械物性のバランスも優れていることがわかる。
実施例15は、メタロセン系エチレン−プロピレンランダム共重合体(a−3)に対し、ポリエチレン(b−2)を配合したMFR比が0.55である本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、機械物性と耐衝撃性のバランスに優れ、かつ透明性が極めて良好な成形品を得られることがわかる。
実施例2は、改質剤(A−1)の配合量を増したものであり、配合量を増すことにより、さらに透明性が向上していることがわかる。
実施例3は、プロピレン単独重合体(a−2)を用いた本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、剛性と耐熱性が極めて向上していることがわかる。
実施例4は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−1)を配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、耐衝撃性が良好な成形品が得られることがわかる。
実施例5は、実施例3で用いたプロピレン単独重合体(a−2)に対し、ポリエチレン(b−1)を配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、耐衝撃性が良好な成形品が得られることがわかる。
実施例6と7は、実施例2で用いたプロピレン系樹脂組成物において、酸化防止剤としてヒンダートフェノールが配合されていない本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物である。
実施例6は、酸化防止剤をヒンダートフェノールからヒンダートアミンに変更した配合であり、酸化防止剤をヒンダートアミンにしても透明性や機械物性の優れたものが得られていることがわかる。
また、実施例7は、実施例6の酸化防止剤の組み合わせにヒドロキシルアミンを追加した配合であり、酸化防止剤にヒドロキシルアミンを組み合わせても透明性や機械物性の優れたものが得られていることがわかる。
実施例8は、実施例2で用いたプロピレン系樹脂組成物において、滑剤であるシリコーンオイルを追加した配合であり、この程度の量のシリコーンオイルの追加ならば透明性や機械物性が損なわれず、優れたものが得られるということがわかる。
実施例9は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−1)を多量に配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、極めて優れた耐衝撃性を有する成形品が得られることがわかる。
実施例10は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−2)を配合したMFR比が0.55である本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、透明性が極めて良好な成形品を得られることがわかる。
実施例11は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−3)を配合したMFR比が1.07である本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、優れた耐衝撃性を有する成形品が得られることがわかる。
実施例12は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、密度が0.913g/cm3のポリエチレン(b−4)を配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、優れた耐衝撃性を有する成形品が得られることがわかる。
実施例13は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、密度が0.877g/cm3のポリエチレン(b−6)を配合した本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、優れた耐衝撃性を有する成形品が得られることがわかる。
実施例14は、メタロセン系エチレン−プロピレンランダム共重合体(a−3)を用いた本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、極めて優れた透明性、低臭気性、低異物出現性に優れ、機械物性のバランスも優れていることがわかる。
実施例15は、メタロセン系エチレン−プロピレンランダム共重合体(a−3)に対し、ポリエチレン(b−2)を配合したMFR比が0.55である本発明範囲内のプロピレン系樹脂組成物であり、機械物性と耐衝撃性のバランスに優れ、かつ透明性が極めて良好な成形品を得られることがわかる。
一方、比較例1は、改質剤(A)の配合量が過剰量である本発明範囲外のプロピレン系樹脂組成物であり、返って透明性が悪化し、異物出現性が悪化していることがわかる。
比較例2〜5は、本発明で用いられる改質剤(A)が配合されていない本発明範囲外のプロピレン系樹脂組成物である。比較例2と4は、改質剤(A)の代わりに、透明性に優れる造核剤であるゲルオールMDを用いたものであるが、臭気が悪く、また成形品中に異物も多数出現していることがわかる。比較例3と5は改質剤(A)の代わりに、一般に好んで用いられている造核剤であるアデカスタブNA21を用いたもので、ゲルオールMDほどではないにしろ、臭気が感じ取られ、また異物も多数存在していることがわかる。
比較例6は改質剤(A)が配合されていないプロピレン系樹脂組成物であり改質剤(A)を配合しないと透明性が極めて劣ることがわかる。
参考例1は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−1)を過剰に配合したプロピレン系樹脂組成物であり、過剰にポリエチレン(b)を配合すると、耐衝撃性が向上することがわかる。しかし、その反面、曲げ弾性率が700未満になり剛性がきわめて低下し、十分な機械的強度を得られないことがわかる
参考例2は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、密度が0.921g/cm3のポリエチレン(b−5)を配合したプロピレン系樹脂組成物であり、参考例3は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、密度が0.870g/cm3のポリエチレン(b−7)を配合したプロピレン系樹脂組成物である。用いるプロピレン系重合体(a)との密度差が大きくなるほど透明性の悪化が激しくなることがわかる。
比較例2〜5は、本発明で用いられる改質剤(A)が配合されていない本発明範囲外のプロピレン系樹脂組成物である。比較例2と4は、改質剤(A)の代わりに、透明性に優れる造核剤であるゲルオールMDを用いたものであるが、臭気が悪く、また成形品中に異物も多数出現していることがわかる。比較例3と5は改質剤(A)の代わりに、一般に好んで用いられている造核剤であるアデカスタブNA21を用いたもので、ゲルオールMDほどではないにしろ、臭気が感じ取られ、また異物も多数存在していることがわかる。
比較例6は改質剤(A)が配合されていないプロピレン系樹脂組成物であり改質剤(A)を配合しないと透明性が極めて劣ることがわかる。
参考例1は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、ポリエチレン(b−1)を過剰に配合したプロピレン系樹脂組成物であり、過剰にポリエチレン(b)を配合すると、耐衝撃性が向上することがわかる。しかし、その反面、曲げ弾性率が700未満になり剛性がきわめて低下し、十分な機械的強度を得られないことがわかる
参考例2は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、密度が0.921g/cm3のポリエチレン(b−5)を配合したプロピレン系樹脂組成物であり、参考例3は、実施例2で用いたエチレン−プロピレンランダム共重合体(a−1)に対し、密度が0.870g/cm3のポリエチレン(b−7)を配合したプロピレン系樹脂組成物である。用いるプロピレン系重合体(a)との密度差が大きくなるほど透明性の悪化が激しくなることがわかる。
以下に、本発明のプロピレン系樹脂組成物に調製することが出来る、仕様を例示する。
改質剤の実施態様例
仕様番号 重合体(重量部) 改質剤(重量部) 酸化防止剤(重量部)
1 a−1:100 A−1:0.02 B−1:0.05
B−2:0.05
B−3:0.05
2 a−1: 75 A1−2:0.05 上に同じ
b−1: 25
3 a−1: 60 A1−3:0.1 上に同じ
b−2: 40
4 a−2:100 A1−4:0.005 上に同じ
5 a−2: 75 A−1:0.05 上に同じ
b−1: 25 A1−5:0.05
6 a−1:100 A2−1:0.02 B−1:0.05
B−2:0.05
B−4:0.05
7 a−1: 80 A2−2:0.05 上に同じ
b−2: 20
8 a−2: 85 A2−3:0.02 上に同じ
b−2: 15
9 a−2: 60 A2−4:0.1 上に同じ
b−2: 40
10 a−1: 50 A−1 :0.01 上に同じ
a−2: 50 A2−5:0.01
11 a−1: 60 A2−1:0.05 上に同じ
b−1: 20 A3−5:0.05
b−2: 20 A3−5:0.05
12 a−1:100 A3−1:0.02 B−1:0.05
B−2:0.05
B−3:0.05
13 a−1: 70 A3−2:0.05 上に同じ
b−1: 30
14 a−1: 60 A3−3:0.1 上に同じ
b−2: 40
15 a−2:100 A3−4:0.005 上に同じ
16 a−2: 75 A3−1:0.05 上に同じ
b−2: 25 A3−5:0.05
改質剤の実施態様例
仕様番号 重合体(重量部) 改質剤(重量部) 酸化防止剤(重量部)
1 a−1:100 A−1:0.02 B−1:0.05
B−2:0.05
B−3:0.05
2 a−1: 75 A1−2:0.05 上に同じ
b−1: 25
3 a−1: 60 A1−3:0.1 上に同じ
b−2: 40
4 a−2:100 A1−4:0.005 上に同じ
5 a−2: 75 A−1:0.05 上に同じ
b−1: 25 A1−5:0.05
6 a−1:100 A2−1:0.02 B−1:0.05
B−2:0.05
B−4:0.05
7 a−1: 80 A2−2:0.05 上に同じ
b−2: 20
8 a−2: 85 A2−3:0.02 上に同じ
b−2: 15
9 a−2: 60 A2−4:0.1 上に同じ
b−2: 40
10 a−1: 50 A−1 :0.01 上に同じ
a−2: 50 A2−5:0.01
11 a−1: 60 A2−1:0.05 上に同じ
b−1: 20 A3−5:0.05
b−2: 20 A3−5:0.05
12 a−1:100 A3−1:0.02 B−1:0.05
B−2:0.05
B−3:0.05
13 a−1: 70 A3−2:0.05 上に同じ
b−1: 30
14 a−1: 60 A3−3:0.1 上に同じ
b−2: 40
15 a−2:100 A3−4:0.005 上に同じ
16 a−2: 75 A3−1:0.05 上に同じ
b−2: 25 A3−5:0.05
(A−1):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[2,2−ジメチルプロピオニルアミノ)−ベンゼン。
該化合物は、1,3,5−トリアミノベンゼントリスヒドロクロリドを、N−メチルピロリドン中で、ピリジン、LiClの存在下にピバロイルクロリドと反応させる。反応混合物を、氷水中に注いで沈殿生成物をろ過、再結晶化を行う。上記生成物を得る。
(A1−2):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[シクロヘキシルカルボニルアミノ)−ベンゼン。
(A1−3):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[4−メチルベンゾイルアミノ)−ベンゼン。
(A1−4):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[1−アダマンタンカルボニルアミノ)−ベンゼン。
(A1−5):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[3−(トリメチルシリル)プロピオニルアミノ)−ベンゼン。
該化合物は、1,3,5−トリアミノベンゼントリスヒドロクロリドを、N−メチルピロリドン中で、ピリジン、LiClの存在下にピバロイルクロリドと反応させる。反応混合物を、氷水中に注いで沈殿生成物をろ過、再結晶化を行う。上記生成物を得る。
(A1−2):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[シクロヘキシルカルボニルアミノ)−ベンゼン。
(A1−3):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[4−メチルベンゾイルアミノ)−ベンゼン。
(A1−4):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[1−アダマンタンカルボニルアミノ)−ベンゼン。
(A1−5):化学構造式(1)で示される化合物の範疇に属する1,3,5−トリス−[3−(トリメチルシリル)プロピオニルアミノ)−ベンゼン。
(A2−1):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−t−ブチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド。
該化合物は、3,5−ジアミノ−N−t−ブチル−ベンズアミドを、N−メチルピロリドン中で、ピリジン、LiClの存在下にピバロイルクロリドと反応させる。反応混合物を、氷水中に注いで沈殿生成物をろ過し、減圧下で乾燥。N−t−ブチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミドを得る。
(A2−2):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−t−オクチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド。
(A2−3):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−t−ブチル−3,5−ビス−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−ベンズアミド。
(A2−4):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−シクロペンチル−3,5−ビス−(3−メチルブチリルアミノ)−ベンズアミド。
(A2−5):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−シクロペンチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド。
該化合物は、3,5−ジアミノ−N−t−ブチル−ベンズアミドを、N−メチルピロリドン中で、ピリジン、LiClの存在下にピバロイルクロリドと反応させる。反応混合物を、氷水中に注いで沈殿生成物をろ過し、減圧下で乾燥。N−t−ブチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミドを得る。
(A2−2):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−t−オクチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド。
(A2−3):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−t−ブチル−3,5−ビス−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−ベンズアミド。
(A2−4):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−シクロペンチル−3,5−ビス−(3−メチルブチリルアミノ)−ベンズアミド。
(A2−5):化学構造式(2)で示される化合物の範疇に属するN−シクロペンチル−3,5−ビス−(ピバロイルアミノ)−ベンズアミド。
(A3−1):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−ピバロイルアミノ−イソフタル酸N,N'−ジ−t−ブチルジアミド
該化合物は、5−アミノ−イソフタル酸N,N'−ジ−t−ブチルジアミドと無水ピバル酸を、N−メチルピロリドン中で攪拌混合し反応させる。沈殿生成物を常温でろ過。メタノールで洗浄。5−ピバロイルアミノ−イソフタル酸N,N'−ジ−t−ブチルジアミドの無色粉末を得る。
(A3−2):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−ピバロイルアミノ−イソフタル酸N,N'−ジ−t−オクチルジアミド。
(A3−3):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−(3−メチルブチリルアミノ)−イソフタル酸N,N'−ジ−シクロヘキシルジアミド。
(A3−4):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−(ピバロイルアミノ)−イソフタル酸N,N'−ジ−シクロヘキシルジアミド。
(A3−5):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−イソフタル酸N,N'−ジ−シクロヘキシルジアミド。
該化合物は、5−アミノ−イソフタル酸N,N'−ジ−t−ブチルジアミドと無水ピバル酸を、N−メチルピロリドン中で攪拌混合し反応させる。沈殿生成物を常温でろ過。メタノールで洗浄。5−ピバロイルアミノ−イソフタル酸N,N'−ジ−t−ブチルジアミドの無色粉末を得る。
(A3−2):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−ピバロイルアミノ−イソフタル酸N,N'−ジ−t−オクチルジアミド。
(A3−3):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−(3−メチルブチリルアミノ)−イソフタル酸N,N'−ジ−シクロヘキシルジアミド。
(A3−4):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−(ピバロイルアミノ)−イソフタル酸N,N'−ジ−シクロヘキシルジアミド。
(A3−5):化学構造式(3)で示される化合物の範疇に属する5−(シクロペンタンカルボニルアミノ)−イソフタル酸N,N'−ジ−シクロヘキシルジアミド。
上記の実施態様例中の改質剤例に示すように、化学構造式(1)、(2)又は(3)で示される各種化合物を、任意に組み合わせることにより、本発明のプロピレン系樹脂組成物を調製することが出来る。勿論、本願発明は、この改質剤の化合物および組み合わせに限定されるものではないが、化学構造式(1)、(2)又は(3)で示される各種化合物の1つ以上を含んだものを改質剤として、万遍に使用して、本発明のプロピレン系樹脂組成物を調製することが出来ると共に、その評価結果を同様に確認することができる。
Claims (6)
- プロピレン系重合体(a)100重量部に対して下記化学構造式(1)、(2)又は(3)で示される化合物を1つ以上含んだ改質剤(A)を0.005〜0.1重量部配合することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物。
- プロピレン系重合体(a)のアイソタクチックペンタッド分率(mmmm)が90%以上であ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。
- プロピレン系重合体(a)60〜99重量部とポリエチレン(b)1〜40重量部から成る重合体混合物100重量部に対して下記化学構造式(1)、(2)又は(3)で示される化合物を1つ以上含んだ改質剤(A)を0.005〜0.1重量部配合することを特徴とするプロピレン系樹脂組成物。
(式中、Z1、Z2及びZ3は、互いに独立して、未置換の又は置換された炭化水素基を表す。) - ポリエチレン(b)の密度が0.875〜0.920g/cm3であり、かつ、プロピレン系重合体(a)とのMFR比(ポリエチレン(b)のMFR/プロピレン系重合体(a)のMFR)が0.05〜1.2であることを特徴とする請求項3に記載のプロピレン系樹脂組成物。
- ポリエチレン(b)が、メタロセン触媒を用いて重合され、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が3.5未満であることを特徴とする請求項3または4に記載のプロピレン系樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のプロピレン系樹脂組成物を用いることを特徴とする成形品。
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