JP2010053344A - ポリプロピレン系樹脂組成物およびそれからなるフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】耐ブロッキング性、剛性、低温での耐衝撃性、臭気に優れたポリプロピレン系樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)50〜95重量%と、プロピレンに由来する構造単位の含有量(X)が10≦X<50重量%であり、エチレンに由来する構造単位の含有量(Y)が50<Y≦70重量%であり、炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)が0<Z≦20重量%である(但し、X、YおよびZの合計を100重量%とする)、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)5〜50重量%とを含むポリプロピレン系共重合体、および亜リン酸エステル類を含有してなるポリプロピレン系樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)50〜95重量%と、プロピレンに由来する構造単位の含有量(X)が10≦X<50重量%であり、エチレンに由来する構造単位の含有量(Y)が50<Y≦70重量%であり、炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)が0<Z≦20重量%である(但し、X、YおよびZの合計を100重量%とする)、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)5〜50重量%とを含むポリプロピレン系共重合体、および亜リン酸エステル類を含有してなるポリプロピレン系樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、ポリプロピレン系樹脂組成物に関するものである。さらに詳しくは、耐ブロッキング性、剛性および低温衝撃性とのバランスに優れ、更に臭気に優れたレトルト食品包装用フィルムの材料として好適なポリプロピレン系樹脂組成物およびそれからなるフィルムに関するものである。
ポリプロピレンは、剛性、耐熱性、包装適性に優れるため、食品包装、繊維包装などの包装材料の分野で幅広く用いられている。包装材料の特性としては、剛性、耐熱性、低温での耐衝撃性、ヒートシール性や耐ブロッキング性などが求められ、さらに、フィッシュアイが少なく外観に優れることが求められる。また、レトルト食品包装などでは大型包装袋が普及し始めており、低温での使用に対応できるよう優れた耐衝撃性が求められる。この場合、大量のエラストマー成分を含有させることが考えられるが、ブロッキング性との両立が困難となる。
特開平2002−194152号公報には、ポリオレフィン系樹脂100重量部、中和剤0.001〜0.2重量部、特定の構造を有する亜リン酸エステル類0.01〜1.0重量部からなるポリオレフィン系樹脂組成物が、加工時の熱安定性、加工機の耐汚染性、耐腐食性および色調に優れることが記載されている。
特開2002−302579号公報には、ポリプロピレン100重量部と、特定の構造を有する亜リン酸エステル類0.01〜0.5重量部を含有する樹脂組成物からなる食品包装用成形体が、臭気、味覚、衝撃強度に優れることが記載されている。
しかしながら、上記の組成物は、特に、低温での耐衝撃性において不十分な場合があり、耐ブロッキング性、剛性、および低温での耐衝撃性のバランスにおいて、満足できるものではなかった。
本発明の目的は、耐ブロッキング性、剛性、および低温での耐衝撃性とのバランスに優れ、更には臭気に優れたポリプロピレン系樹脂組成物を提供することにある。
本発明の目的は、耐ブロッキング性、剛性、および低温での耐衝撃性とのバランスに優れ、更には臭気に優れたポリプロピレン系樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討の結果、本発明が、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)50〜95重量%と、プロピレンに由来する構造単位の含有量(X)が10≦X<50重量%であり、エチレンに由来する構造単位の含有量(Y)が50<Y≦70重量%であり、炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)が0<Z≦20重量%であり(但し、X、YおよびZの合計を100重量%とする)、プロピレンに由来する構造単位の含有量(X)に対する、炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)の重量比が1以下である、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)5〜50重量%とを含むポリプロピレン系共重合体、および前記ポリプロピレン系共重合体100重量部に対し0.01〜0.5重量部の下記一般式(I)
(式(I)中、R1、R2、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基、炭素原子数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素原子数7〜12のアラルキル基又はフェニル基を表し、R3は水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。Xは硫黄原子もしくは−CHR6−基(R6は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)を表し、nは0または1である。Aは炭素数2〜8のアルキレン基又は*−CO(R7)m−基(R7は炭素数1〜8のアルキレン基を、*は酸素原子と結合する部分であることを示し、mは0または1である。)を表す。Y、Zは、いずれか一方がヒドロキシル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数7〜12のアラルキルオキシ基を表し、もう一方が水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。)で示される亜リン酸エステル類を含有してなるポリプロピレン系樹脂組成物に関する。
(式(I)中、R1、R2、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基、炭素原子数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素原子数7〜12のアラルキル基又はフェニル基を表し、R3は水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。Xは硫黄原子もしくは−CHR6−基(R6は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)を表し、nは0または1である。Aは炭素数2〜8のアルキレン基又は*−CO(R7)m−基(R7は炭素数1〜8のアルキレン基を、*は酸素原子と結合する部分であることを示し、mは0または1である。)を表す。Y、Zは、いずれか一方がヒドロキシル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数7〜12のアラルキルオキシ基を表し、もう一方が水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。)で示される亜リン酸エステル類を含有してなるポリプロピレン系樹脂組成物に関する。
本発明によれば、耐ブロッキング性、剛性、および低温での耐衝撃性とのバランスに優れ、更には臭気に優れたポリプロピレン系樹脂組成物を得ることができる。そして、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、レトルト食品包装用フィルムの材料として好適に用いることができる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)と、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)とを含むポリプロピレン系共重合体と、亜リン酸エステル類を必須成分として含有するポリプロピレン系樹脂組成物である。
ここで、ポリプロピレン系共重合体に占める成分Aおよび成分Bの割合は、成分Aが50〜95重量%、成分Bが5〜50重量%の範囲であり、好ましくは成分Aが60〜95重量%、成分Bが5〜40重量%、より好ましくは成分Aが60〜90重量%であり、成分Bが10〜40重量%である。成分Bが5重量%未満では、低温での耐衝撃性が劣り、成分Bが50重量%を超えると、耐ブロッキング性が悪化することがある。
成分Aは、プロピレンが主成分である重合体である。剛性の観点から、その融点は、155℃を超えることが好ましく、160℃以上がより好ましい。また、成分Aは、融点が155℃以下とならない範囲で、エチレンや1−ブテン等のα−オレフィンを共重合させてもよいが、好ましくは、プロピレン単独重合体である。エチレンや1−ブテン等のα−オレフィンを共重合させる場合には、プロピレンを主成分とする重合体成分(成分A)中のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量が5重量%以下、好ましくは3重量%以下(プロピレンを主成分とする重合体成分を100重量%とする)である。成分Aの極限粘度については特に制限はないが、1.5〜3.0dL/gの範囲が好ましく、1.5〜2.5dL/gの範囲がさらに好ましい。
成分Bに含まれるエチレンに由来する構造単位の含有量(Y)は、50<Y≦70重量%であり、好ましくは52≦Y≦70重量%であり、より好ましくは54≦Y≦70重量%(但し、成分Bに含有されるプロピレンに由来する構造単位の含有量(X)、エチレンに由来する構造単位の含有量(Y)、および炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)の合計を100重量%とする)である。エチレンに由来する構造単位の含有量が50重量%以下、あるいは70重量を超える場合、低温での耐衝撃性が低下することがある。
成分Bに含まれるα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)は、0<Z≦20重量%であり、好ましくは1≦Z≦16重量%であり、より好ましくは1≦Z≦10重量%(但し、成分Bに含有されるプロピレンに由来する構造単位の含有量(X)、エチレンに由来する構造単位の含有量(Y)、および炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)の合計を100重量%とする)である。α−オレフィンに由来する構造単位の含有量が0重量%、あるいは20重量%を超える場合、低温での耐衝撃性が低下することがある。
成分Bにおけるプロピレンに由来する構造単位の含有量(X)に対する、炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)の重量比は1以下である。プロピレンに由来する構造単位の含有量(X)に対する、炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)の重量比が1以下とすることにより、低温での耐衝撃性が向上する。
成分Bに含まれる炭素数4以上のα−オレフィンとしては、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−へプテン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン、ビニルノルボルナン等が挙げられ、好ましくは、1−ブテンである。成分Bの極限粘度については特に制限はないが、フィッシュアイ発生の観点から2.0〜5.0dL/gの範囲が好ましく、2.5〜4.5dL/gの範囲がさらに好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に含有されるポリプロピレン系共重合体の製造方法としては、プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)を重合した後、連続してプロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)を重合して製造する方法が挙げられ、通常の立体規則性触媒を用いて、種々の重合方法によって製造することができる。
立体規則性触媒としては、例えば、固体状チタン触媒成分と有機金属化合物触媒成分とさらに必要に応じて用いられる電子供与体とからなる触媒、シクロペンタジエニル環を有する周期表第IVB族の遷移金属化合物とアルキルアルミノキサンからなる触媒系、またはシクロペンタジエニル環を有する周期表第IVB族の遷移金属化合物とそれと反応してイオン性の錯体を形成する化合物および有機アルミニウム化合物からなる触媒が挙げられる。中でも固体状チタン触媒成分と有機金属化合物触媒成分とさらに必要に応じて用いられる電子供与体とからなる触媒を用いて製造する方法が好ましい。
固体状チタン触媒成分としては、例えば、ケイ素化合物の存在下、チタン化合物を有機マグネシウム化合物で還元して得られる固体触媒成分前駆体と、ハロゲン化化合物(例えば四塩化チタン)、および電子供与体(例えば、エーテル化合物、エーテル化合物とエステル化合物の混合物)とを接触処理することにより得られる三価のチタン化合物含有固体触媒成分が挙げられる。
有機金属化合物触媒成分としては、少なくとも分子内に一個のAl−炭素結合を有する有機アルミニウム化合物が挙げられ、トリアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウムとジアルキルアルミニウムハライドとの混合物、または、アルキルアルモキサンが好ましく、とりわけトリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムクロライドとの混合物またはテトラエチルジアルモキサンが好ましい。
電子供与体としては、酸素含有化合物、窒素含有化合物、リン含有化合物、硫黄含有化合物が挙げられ、なかでも酸素含有化合物または窒素含有化合物が好ましく、酸素含有化合物がより好ましく、なかでもアルコキシケイ素類またはエーテル類が特に好ましい。
具体的には、例えば、
(a)Si−O結合を有するケイ素化合物の共存下、一般式Ti(OR1)nX4-n(R1は炭素数が1〜20の炭化水素基、Xはハロゲン電子、nは0<n≦4の数字を表わす。)で表わされるチタン化合物を、有機マグネシウム化合物で還元して得られる固体生成物を、エステル化合物及びエーテル化合物と四塩化チタンとの混合物で処理して得られる三価のチタン化合物含有固体触媒成分、
(b)有機アルミニウム化合物
(c)Si−OR2結合(R2は炭素数が1〜20の炭化水素基である。)を有するケイ素化合物よりなる触媒系が挙げられる。
(a)Si−O結合を有するケイ素化合物の共存下、一般式Ti(OR1)nX4-n(R1は炭素数が1〜20の炭化水素基、Xはハロゲン電子、nは0<n≦4の数字を表わす。)で表わされるチタン化合物を、有機マグネシウム化合物で還元して得られる固体生成物を、エステル化合物及びエーテル化合物と四塩化チタンとの混合物で処理して得られる三価のチタン化合物含有固体触媒成分、
(b)有機アルミニウム化合物
(c)Si−OR2結合(R2は炭素数が1〜20の炭化水素基である。)を有するケイ素化合物よりなる触媒系が挙げられる。
また、(b)成分中のAl原子/(a)成分中のTi原子のモル比を1〜2000、好ましくは5〜1500、(c)成分/(b)成分中のAl原子のモル比を0.02〜500、好ましくは0.05〜50となるように使用される。
以下に重合方法を説明する。重合形式については、バッチ式、連続式いずれのでもよい。また、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンのごとき不活性炭化水素溶媒によるスラリー重合もしくは溶液重合、重合温度において液状のオレフィンを媒体としたバルク重合または気相重合も可能である。重合温度は、通常−30〜300℃までにわたって実施することができるが、20〜180℃が好ましい。重合圧力に関しては特に制限は無いが、工業的かつ経済的であるという点で、一般に、常圧〜10MPa、好ましくは200kPa〜5MPa程度の圧力が採用される。特に後述の第二工程が気相重合であることが好ましい。
重合時には重合体の分子量を調節するために水素等の連鎖移動剤を添加することも可能である。
重合時には重合体の分子量を調節するために水素等の連鎖移動剤を添加することも可能である。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に含有されるポリプロピレン系共重合体は、上記触媒と重合方法を用いた以下の工程により製造する方法が挙げられる。
重合工程1:プロピレンを単独重合させてポリプロピレン単独重合体成分(成分A)を生成させる工程、または、プロピレンと、エチレンおよび炭素原子数4〜10のα−オレフィンからなる群から選ばれるオレフィンとを共重合させてプロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)を生成させる工程
重合工程2:上記工程1で得られるポリプロピレン単独重合体成分またはプロピレンに由来する構造単位を主成分とする共重合体成分の存在下に、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとを共重合させて、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)を生成させる工程
重合工程1:プロピレンを単独重合させてポリプロピレン単独重合体成分(成分A)を生成させる工程、または、プロピレンと、エチレンおよび炭素原子数4〜10のα−オレフィンからなる群から選ばれるオレフィンとを共重合させてプロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)を生成させる工程
重合工程2:上記工程1で得られるポリプロピレン単独重合体成分またはプロピレンに由来する構造単位を主成分とする共重合体成分の存在下に、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとを共重合させて、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)を生成させる工程
プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)を重合する時間と、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)を重合する時間と、を変更することにより、成分Aと成分Bの割合を変更させることができる。
また、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)を重合させるときの、プロピレン、エチレン、α−オレフィンの混合ガス中のガス組成を変化させることにより、成分Bの組成を変化させることができる。
また、プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)を重合させるときの、プロピレン、エチレン、α−オレフィンの混合ガス中のガス組成を変化させることにより、成分Bの組成を変化させることができる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記のように製造されたポリプロピレン系共重合体に、プロピレン単独重合体またはエチレン−α−オレフィン共重合体等の、前記ポリプロピレン系共重合体以外の他の重合体を含有することができる。
本発明で用いられる亜リン酸エステル類とは、下記一般式(I)で表される亜リン酸エステル類である。
(式(I)中、R1、R2、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基、炭素原子数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素原子数7〜12のアラルキル基又はフェニル基を表し、R3は水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。Xは硫黄原子もしくは−CHR6−基(R6は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)を表し、nは0または1である。Aは炭素数2〜8のアルキレン基又は*−CO(R7)m−基(R7は炭素数1〜8のアルキレン基を、*は酸素原子と結合する部分であることを示し、mは0または1である。)を表す。Y、Zは、いずれか一方がヒドロキシル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数7〜12のアラルキルオキシ基を表し、もう一方が水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。)
(式(I)中、R1、R2、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基、炭素原子数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素原子数7〜12のアラルキル基又はフェニル基を表し、R3は水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。Xは硫黄原子もしくは−CHR6−基(R6は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)を表し、nは0または1である。Aは炭素数2〜8のアルキレン基又は*−CO(R7)m−基(R7は炭素数1〜8のアルキレン基を、*は酸素原子と結合する部分であることを示し、mは0または1である。)を表す。Y、Zは、いずれか一方がヒドロキシル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数7〜12のアラルキルオキシ基を表し、もう一方が水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。)
一般式(I)で表される亜リン酸エステル類において、置換基R1、R2、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基、炭素原子数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素原子数7〜12のアラルキル基又はフェニル基を表す。
ここで、炭素原子数1〜8のアルキル基の代表例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基、i−オクチル基、t−オクチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられ、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基の代表例としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられ、炭素原子数6〜12のアルキルシクロアルキル基の代表例としては、例えば1−メチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−メチル−4−i−プロピルシクロヘキシル基等が挙げられ、炭素原子数7〜12のアラルキル基の代表例としては、例えばベンジル基、α−メチルベンジル基、α,α−ジメチルベンジル基等が挙げられる。
R1、R2、R4として、好ましくは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基、炭素原子数6〜12のアルキルシクロアルキル基である。なかでも、R1、R4として、より好ましくはt−ブチル基、t−ペンチル基、t−オクチル基等のt−アルキル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基である。
R2として、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基等の炭素原子数1〜5のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基である。
R5として、好ましくは水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基であり、より好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基等の炭素原子数1〜5のアルキル基である
置換基R3は、水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表すが、炭素原子数1〜8のアルキル基としては、例えば前記と同様のアルキル基が挙げられる。好ましくは水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基であり、より好ましくは水素原子又はメチル基である。
また置換基Xは、nが0である場合、二つのフェノキシ基骨格を有する基が直接結合していることを表し、nが1である場合、硫黄原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基もしくは炭素原子数5〜8のシクロアルキル基が置換していることもあるメチレン基を表す。ここで、メチレン基に置換している炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基としては、それぞれ前記と同様のアルキル基、シクロアルキル基が挙げられる。置換基Xとして、好ましくはnが0であり、二つのフェノキシ基骨格を有する基が直接結合していること、または、nが1であり、メチレン基又はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等が置換したメチレン基である
また置換基Aは、炭素原子数2〜8のアルキレン基又は*−CO(R7)m−基(R7は炭素数1〜8のアルキレン基を、*は酸素原子との結合部位であることを示し、mは0または1である。)を表す。
ここで、炭素原子数2〜8のアルキレン基の代表例としては、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基等が挙げられ、好ましくはプロピレン基である。また*−COR7−基における*は、カルボニル基がホスファイト基の酸素原子と結合する部分であることを示す。R7における、炭素原子数1〜8のアルキレン基の代表例としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基等が挙げられる。*−CO(R7)m−基として好ましくは、mが0である*−CO−基、または、mが1でありR7としてはエチレンである*−CO(CH2CH2)−基である
Y、Zは、そのいずれかの一方がヒドロキシル基、炭素数1〜8のアルコキシ基又は炭素数7〜12のアラルキルオキシ基を表し、他方が水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。
ここで、炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば前記と同様のアルキル基が挙げられ、炭素数1〜8のアルコキシ基としては、例えばアルキル部分が前記の炭素数1〜8のアルキルと同様のアルキルであるアルコキシ基が挙げられる又炭素数7〜12のアラルキルオキシ基としては、例えばアラルキル部分が前記炭素数7〜12のアラルキルと同様のアラルキルであるアラルキルオキシ基が挙げられる。
本発明で用いられる亜リン酸エステル類の含有量は、ポリプロピレン系共重合体100重量部に対して、0.01〜0.5重量部である。好ましくは0.01〜0.3重量部である。
本発明で用いられる亜リン酸エステル類の含有量が0.01重量部未満の場合、低温の耐衝撃性が低下することがあり、0.5重量部を超えた場合、本発明の効果は飽和してしまい不経済になるだけである。
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂組成物は、さらにポリプロピレン系共重合体100重量部に対し、下記一般式(II)で表されるアクリレート系化合物またはフェノール系酸化防止剤0.01〜1重量部を含有することができる。
(式(II)中、R6は炭素原子数1〜5のアルキル基、R7は炭素原子数1〜8のアルキル基、R8は水素原子または炭素原子数1〜8のアルキル基、R9は水素原子またはメチル基を表す。)
(式(II)中、R6は炭素原子数1〜5のアルキル基、R7は炭素原子数1〜8のアルキル基、R8は水素原子または炭素原子数1〜8のアルキル基、R9は水素原子またはメチル基を表す。)
式(II)において、R6は炭素原子数1〜5個からなるアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基、2,2−ジメチルプロピル基等が挙げられる。好ましくはメチル基又はエチル基であり、より好ましくはエチル基である。
式(II)において、R7は炭素原子数1〜8個からなるアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基、t−ペンチル基、t−オクチル基等が挙げられる。好ましくはメチル基、t−ブチル基又はt−ペンチル基であり、より好ましくはt−ペンチル基である。
式(II)において、R8は水素原子または炭素原子数1〜8個のアルキル基であり、例えば水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基等が挙げられる。好ましくは水素原子又はメチル基であり、より好ましくはメチル基である。
また、式(II)において、R9は水素原子又はメチル基である。好ましくは水素原子である。
本発明で用いられるアクリレート化合物としては、例えば、2,4−ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ブチル]フェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)プロピル]フェニルアクリレート、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート等が挙げられる。
好ましくは、2,4−ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレート及び2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレートである
本発明で用いられるアクリレート系化合物は、市販のものから適宜選択して使用することができる。例えば、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレートである住友化学工業(株)製スミライザーGM(登録商標)、2,4−ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレートである住友化学工業(株)製スミライザーGS(登録商標)等を挙げることができる。
本発明で用いられるフェノール系酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤または片ヒンダードフェノール系酸化防止剤である、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、テトラキス[メチレン−3(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン、1,3,5−トリス2[3(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチルイソシアネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、
トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6−ヘキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2−チオビス−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデン−ビス−(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)(ケミノックス1129)、2,2’−ブチリデン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−(1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル)フェニルアクリレート等が挙げられる。
上記のフェノール系酸化防止剤の中でも好ましくは、下記一般式(III)で示される基を少なくとも1つ以上有するフェノール系酸化防止剤、または1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレートである。
(式(III)中、R10、R11は水素原子、メチル基またはt―ブチル基を示し、これらは同じであっても異なっていてもよい。)
(式(III)中、R10、R11は水素原子、メチル基またはt―ブチル基を示し、これらは同じであっても異なっていてもよい。)
上記一般式(III)で示される基を少なくとも1つ以上有するフェノール系酸化防止剤としては、例えば、テトラキス[メチレン−3(3’,5’ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6−ヘキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2−チオビス−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等が挙げられる。
一般式(II)で表される化合物の含有量は、臭気やフィルムの表面外観の観点から、通常、ポリプロピレン系共重合体100重量部に対し、0.01〜1重量部であり、好ましくは0.01〜0.5重量部である。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で中和剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、抗ブロッキング剤、造核剤等を含有することができる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、通常工業的に用いられている方法で成形することにより成形物を得ることができる。例えば、押出成形法、ブロー成形法、射出成形法、圧縮成形法、カレンダ成形法等が挙げられる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、Tダイ成形法、チューブラー成形法などの押出成形法によるフィルム用途に好ましく用いられる。特に好ましくは、Tダイ法による未延伸フィルムである。フィルムの厚みとして、好ましくは10〜500μmであり、より好ましくは10〜100μmである。フィルムには、通常工業的に採用されている方法によって、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、オゾン処理等の表面処理を施しても良い。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の用途として、好ましくは、高温での加熱処理が施されるレトルト食品包装用途のフィルムである。また、該フィルムは、複合フィルムの一層としても好適に使用される。複合フィルムは、本発明のフィルムとその他のフィルムからなるフィルムであって、その他のフィルムとしては、例えば、ポリプロピレン二軸延伸フィルム、未延伸ナイロンフィルム、延伸ポリテレフタル酸エチルフィルムやアルミニウム箔等が挙げられ、複合フィルムの製造方法としては、ドライラミネート法や押出ラミネート法が挙げられる。
以下、本発明について実施例および比較例を用いて説明するが、本発明の範囲は実施例のみに限定されるものではない。なお、発明の詳細な説明および実施例および比較例における各項目の測定値は、下記の方法で測定した。
(1)融点(単位:℃)
示差走査熱量計(パーキンエルマー社製DSC)を用いて、試片約10mgを窒素雰囲気下で220℃で溶融させた後、急速に150℃まで冷却した。150℃で1分間保持した後、5℃/分の降温速度で50℃まで降温した。その後に50℃で1分保持した後、5℃/分で昇温させて、得られた融解吸熱カーブの最大ピークの温度を融点(Tm)とした。なお、本測定法を用いて5℃/分の昇温速度で測定したインジウム(In)の融点は、156.6℃であった。
(2)MFR(単位:g/10分)
JIS K7210に従って、温度230℃、荷重2.16kgfで測定した。
(3)極限粘度([η]、単位:dL/g)
ウベローデ型粘度計を用いて135℃テトラリン中で測定を行った。
(4)成分Bのポリプロピレン系共重合体全体に対する重量比率χ(単位:重量%)
プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)の、成分Aと成分Bを含有するポリプロピレン系共重合体全体に対する重合比率:χは、以下の方法で算出した。
χ=1−ΔHB/ΔHA
ΔHA:プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体部分(成分A)重合後の重合体の融解熱量(J/g)
ΔHB:プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)重合後の重合体の融解熱量(J/g)
(1)融点(単位:℃)
示差走査熱量計(パーキンエルマー社製DSC)を用いて、試片約10mgを窒素雰囲気下で220℃で溶融させた後、急速に150℃まで冷却した。150℃で1分間保持した後、5℃/分の降温速度で50℃まで降温した。その後に50℃で1分保持した後、5℃/分で昇温させて、得られた融解吸熱カーブの最大ピークの温度を融点(Tm)とした。なお、本測定法を用いて5℃/分の昇温速度で測定したインジウム(In)の融点は、156.6℃であった。
(2)MFR(単位:g/10分)
JIS K7210に従って、温度230℃、荷重2.16kgfで測定した。
(3)極限粘度([η]、単位:dL/g)
ウベローデ型粘度計を用いて135℃テトラリン中で測定を行った。
(4)成分Bのポリプロピレン系共重合体全体に対する重量比率χ(単位:重量%)
プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)の、成分Aと成分Bを含有するポリプロピレン系共重合体全体に対する重合比率:χは、以下の方法で算出した。
χ=1−ΔHB/ΔHA
ΔHA:プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体部分(成分A)重合後の重合体の融解熱量(J/g)
ΔHB:プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)重合後の重合体の融解熱量(J/g)
(5)成分Bのエチレンに由来する構造単位の含有量(Y)と1−ブテンに由来する構造単位の含有量(Z)(単位:重量%)
成分Aと成分Bを含有するポリプロピレン系共重合体中のエチレンに由来する構造単位の含有量(C2’(T))と、1−ブテンに由来する構造単位の含有量(C4’(T))を、高分子分析ハンドブック(1995年、紀伊国屋書店発行)の第616〜619頁に記載されている方法によって求めた。
次に、C2’(T)、C4’(T)と上記(5)記載のχから以下の方法で、成分Bのエチレンに由来する構造単位の含有量(Y)と1−ブテンに由来する構造単位の含有量(Z)を算出した。
Y=C2’(T)/χ×100
Z=C4’(T)/χ×100
(6)耐ブロッキング性(単位:Kg/12cm2)
150mm×30mmのフィルム(製膜方向と長辺方向が一致するように採取した。)を用いて、フィルム同志を重ねあわせ、40mm×30mmの範囲に500gの荷重をかけ60℃で24時間状態調整を行った。その後、23℃、湿度50%の雰囲気下に30分以上放置し、東洋精機製引張試験機を用いて200mm/分の速度で剥離を行い、試料の剥離に要する強度を測定した。
(7)剛性(ヤング率、単位:MPa)
120mm×30mmのフィルム(製膜方向(MD)と長辺方向が一致するように採取した。)を用いて、23℃、湿度50%の雰囲気下において、安田精機製作所製オートストレインを用いて、つかみ間隔60mm、引張速度5mm/分で引張り試験を行い、引張−応力カーブのゼロ点での接線から初期弾性率を測定した。
(8)耐衝撃性(単位:kJ/m)
所定の温度(−10℃、−15℃)に設定した恒温槽中にフィルムをおいて、東洋精機製フィルムインパクトテスターを使用して、直径15mmの半球状衝撃頭を用いて、フィルムの衝撃強度を測定した。
(9)臭気試験
内容積200mlの容器に30μmフィルム5cm×12.5cmを入れ、アルミ箔で蓋をして、エアーオーブン中60℃で2時間状態調整を行った。その後、室温で30分間放置した後、官能検査を行った。臭気は下記の基準で判断した。
○:ほとんどにおいがしなかった。
△:わずかににおいがした。
×:強いにおいがした。
成分Aと成分Bを含有するポリプロピレン系共重合体中のエチレンに由来する構造単位の含有量(C2’(T))と、1−ブテンに由来する構造単位の含有量(C4’(T))を、高分子分析ハンドブック(1995年、紀伊国屋書店発行)の第616〜619頁に記載されている方法によって求めた。
次に、C2’(T)、C4’(T)と上記(5)記載のχから以下の方法で、成分Bのエチレンに由来する構造単位の含有量(Y)と1−ブテンに由来する構造単位の含有量(Z)を算出した。
Y=C2’(T)/χ×100
Z=C4’(T)/χ×100
(6)耐ブロッキング性(単位:Kg/12cm2)
150mm×30mmのフィルム(製膜方向と長辺方向が一致するように採取した。)を用いて、フィルム同志を重ねあわせ、40mm×30mmの範囲に500gの荷重をかけ60℃で24時間状態調整を行った。その後、23℃、湿度50%の雰囲気下に30分以上放置し、東洋精機製引張試験機を用いて200mm/分の速度で剥離を行い、試料の剥離に要する強度を測定した。
(7)剛性(ヤング率、単位:MPa)
120mm×30mmのフィルム(製膜方向(MD)と長辺方向が一致するように採取した。)を用いて、23℃、湿度50%の雰囲気下において、安田精機製作所製オートストレインを用いて、つかみ間隔60mm、引張速度5mm/分で引張り試験を行い、引張−応力カーブのゼロ点での接線から初期弾性率を測定した。
(8)耐衝撃性(単位:kJ/m)
所定の温度(−10℃、−15℃)に設定した恒温槽中にフィルムをおいて、東洋精機製フィルムインパクトテスターを使用して、直径15mmの半球状衝撃頭を用いて、フィルムの衝撃強度を測定した。
(9)臭気試験
内容積200mlの容器に30μmフィルム5cm×12.5cmを入れ、アルミ箔で蓋をして、エアーオーブン中60℃で2時間状態調整を行った。その後、室温で30分間放置した後、官能検査を行った。臭気は下記の基準で判断した。
○:ほとんどにおいがしなかった。
△:わずかににおいがした。
×:強いにおいがした。
参考例1 ポリプロピレン系共重合体(BCPP1)の製造
[固体成分の準備]
200リットルの円筒型反応器(直径0.35mの攪拌羽根を3対持つ撹拌機および幅0.05mの邪魔板4枚を備えた直径0.5mのもの)を窒素置換し、ヘキサン 54リットル、ジイソブチルフタレート 780g、テトラエトキシシラン 20.6kg及びテトラブトキシチタン 2.23kgを投入、撹拌した。次に、前記攪拌混合物に、ブチルマグネシウムクロリドのジブチルエーテル溶液(濃度2.1モル/リットル)51リットルを反応器内の温度を5℃に保ちながら4時間かけて滴下した。この時の攪拌回転数は120rpmであった。滴下終了後、20℃で1時間撹拌したあと濾過し、得られた固体について室温下トルエン 70リットルでの洗浄を3回行い、トルエンを加え、固体成分スラリーを得た。
該固体成分は、 Ti:1.9重量%、OEt(エトキシ基):35.9重量%、OBu(ブトキシ基):3.6重量%を含有していた。また、この固体成分中のチタン原子の原子価は3価であった。
[固体触媒成分の合成]
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた100ミリリットルのフラスコを窒素で置換したのち、上記で得た固体成分のスラリーを、乾燥固体成分8gを含む量だけ投入し、スラリーの全体積が26.5ミリリットルとなるように上澄み液を抜き取った。40℃で四塩化チタン16.0ミリリットル、ジブチルエーテル0.8ミリリットルの混合物を投入し、さらにフタル酸クロライド(以下、OPCと略すことがある。)2.0ミリリットルとトルエン2.0ミリリットルの混合物を5分間で滴下した。滴下終了後、反応混合物を115℃で4時間攪拌した。その後、同温度で固液分離し、115℃でトルエン40ミリリットルで3回洗浄を行った。
洗浄後、スラリーの体積が26.5ミリリットルとなるようにトルエンを加えた。そこへジブチルエーテル0.8ミリリットル、フタル酸ジイソブチル0.45ミリリットルと、四塩化チタン6.4ミリリットルの混合物を投入し、105℃で1時間攪拌した。その後、同温度で固液分離し、105℃でトルエン40ミリリットルで2回洗浄を行った。
次に、スラリーの体積が26.5ミリリットルとなるようにトルエンを加え、105℃とした。そこへジブチルエーテル0.8ミリリットル、四塩化チタン6.4ミリリットルの混合物を投入し、105℃で1時間攪拌した。その後、同温度で固液分離し、105℃でトルエン40ミリリットルで2回洗浄を行った。
さらに、スラリーの体積が26.5ミリリットルとなるようにトルエンを加え、105℃とした。そこへジブチルエーテル0.8ミリリットル、四塩化チタン6.4ミリリットルの混合物を投入し、105℃で1時間攪拌した。その後、同温度で固液分離し、105℃でトルエン40ミリリットルで6回、室温でヘキサン40ミリリットルで3回洗浄を行った。これを減圧乾燥して固体触媒成分を得た。
固体触媒成分中には、チタン原子が1.6重量%、フタル酸ジエチル7.6重量%、フタル酸エチルノルマルブチル0.8重量%、フタル酸ジイソブチル2.5重量%が含有されていた。
[予備重合]
内容積3Lの撹拌機付きSUS製オートクレーブに、充分に脱水、脱気処理したn−ヘキサン1.5L、トリエチルアルミニウム30ミリモル、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン3.0ミリモルと上記固体触媒成分16gを添加し、オートクレーブ内の温度を約3〜20℃に保ちながらプロピレン32gを約40分かけて連続的に供給して予備重合を行った後、予備重合スラリーを内容積200Lの攪拌機付きSUS製オートクレーブに移送し、液状ブタン132Lを加えて、予備重合触媒成分のスラリーとした。
成分Aの重合
[重合工程(1)]
内容積40Lの攪拌機付きベッセルタイプのリアクターを用いて、プロピレン、水素、トリエチルアルミニウム、シクロヘキシルエチルジメトキシシランおよび予備重合触媒成分のスラリーを連続的に供給し、重合温度を78℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを18Lに維持し、プロピレンの供給量を25kg/時間にし、水素の供給量を20NL/時間にし、トリエチルアルミニウムの供給量を41ミリモル/時間にし、シクロヘキシルエチルジメトキシシランの供給量を6.15ミリモル/時間にし、予備重合触媒成分のスラリーの供給量を固体触媒成分換算として0.57g/時間にして0.26時間連続重合を行った。ポリマーは2.6kg/時間で排出された。
[重合工程(2)]
重合工程(1)から排出されたスラリーを、重合工程(1)とは別のベッセルタイプのリアクターに連続的に移送し、プロピレンおよび水素を連続的に供給し、重合温度を73℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを44Lに維持し、プロピレンの供給量を15kg/時間にし、水素の供給量を11NL/時間にして更に0.45時間連続重合を行った。ポリマーは3.0kg/時間で排出された。
[重合工程(3)]
重合工程(2)から排出されたスラリーを、重合工程(1)および(2)とは別のベッセルタイプのリアクターに連続的に移送し、重合温度を68℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを44Lに維持し、更に0.49時間連続重合を行った。ポリマーは2.6kg/時間で排出された。
[重合工程(4)]
重合工程(3)から排出されたスラリーを、内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器に連続的に移送し、プロピレン、水素を連続的に供給し、重合温度を80℃にし、重合圧力を1.8MPaにし、反応器内ガスのプロピレンと水素の濃度比を98.94体積%/1.06体積%(プロピレン濃度/水素濃度)にして、2.9時間重合を行った。ポリマーは11.0kg/時間で排出された。得られた重合体成分(成分A)の極限粘度[η]Aは1.80dL/gであった。
成分Bの重合
[重合工程(5)]
重合工程(4)から排出された重合体成分(成分A)を、重合工程(4)で使用した反応器とは別の内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器に連続的に移送し、プロピレン、エチレン、1−ブテンおよび水素を連続的に供給し、重合温度を70℃にし、重合圧力を1.4MPaにし、反応器内ガスのプロピレン、エチレン、1−ブテンと水素の濃度比を42.65体積%/48体積%/6.1体積%/3.25体積%(プロピレン濃度/エチレン濃度/1−ブテン濃度/水素濃度)にし、失活剤として酸素を、供給しているトリエチルアルミニウムに対するモル比0.025として添加して1.7時間重合を行った。ポリマーは5.1kg/時間で排出された。得られた重合体成分(成分B)の極限粘度[η]Bは2.89dL/gであった。
生成したポリプロピレン系共重合体の各成分の分析結果を表1に示す。
[固体成分の準備]
200リットルの円筒型反応器(直径0.35mの攪拌羽根を3対持つ撹拌機および幅0.05mの邪魔板4枚を備えた直径0.5mのもの)を窒素置換し、ヘキサン 54リットル、ジイソブチルフタレート 780g、テトラエトキシシラン 20.6kg及びテトラブトキシチタン 2.23kgを投入、撹拌した。次に、前記攪拌混合物に、ブチルマグネシウムクロリドのジブチルエーテル溶液(濃度2.1モル/リットル)51リットルを反応器内の温度を5℃に保ちながら4時間かけて滴下した。この時の攪拌回転数は120rpmであった。滴下終了後、20℃で1時間撹拌したあと濾過し、得られた固体について室温下トルエン 70リットルでの洗浄を3回行い、トルエンを加え、固体成分スラリーを得た。
該固体成分は、 Ti:1.9重量%、OEt(エトキシ基):35.9重量%、OBu(ブトキシ基):3.6重量%を含有していた。また、この固体成分中のチタン原子の原子価は3価であった。
[固体触媒成分の合成]
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた100ミリリットルのフラスコを窒素で置換したのち、上記で得た固体成分のスラリーを、乾燥固体成分8gを含む量だけ投入し、スラリーの全体積が26.5ミリリットルとなるように上澄み液を抜き取った。40℃で四塩化チタン16.0ミリリットル、ジブチルエーテル0.8ミリリットルの混合物を投入し、さらにフタル酸クロライド(以下、OPCと略すことがある。)2.0ミリリットルとトルエン2.0ミリリットルの混合物を5分間で滴下した。滴下終了後、反応混合物を115℃で4時間攪拌した。その後、同温度で固液分離し、115℃でトルエン40ミリリットルで3回洗浄を行った。
洗浄後、スラリーの体積が26.5ミリリットルとなるようにトルエンを加えた。そこへジブチルエーテル0.8ミリリットル、フタル酸ジイソブチル0.45ミリリットルと、四塩化チタン6.4ミリリットルの混合物を投入し、105℃で1時間攪拌した。その後、同温度で固液分離し、105℃でトルエン40ミリリットルで2回洗浄を行った。
次に、スラリーの体積が26.5ミリリットルとなるようにトルエンを加え、105℃とした。そこへジブチルエーテル0.8ミリリットル、四塩化チタン6.4ミリリットルの混合物を投入し、105℃で1時間攪拌した。その後、同温度で固液分離し、105℃でトルエン40ミリリットルで2回洗浄を行った。
さらに、スラリーの体積が26.5ミリリットルとなるようにトルエンを加え、105℃とした。そこへジブチルエーテル0.8ミリリットル、四塩化チタン6.4ミリリットルの混合物を投入し、105℃で1時間攪拌した。その後、同温度で固液分離し、105℃でトルエン40ミリリットルで6回、室温でヘキサン40ミリリットルで3回洗浄を行った。これを減圧乾燥して固体触媒成分を得た。
固体触媒成分中には、チタン原子が1.6重量%、フタル酸ジエチル7.6重量%、フタル酸エチルノルマルブチル0.8重量%、フタル酸ジイソブチル2.5重量%が含有されていた。
[予備重合]
内容積3Lの撹拌機付きSUS製オートクレーブに、充分に脱水、脱気処理したn−ヘキサン1.5L、トリエチルアルミニウム30ミリモル、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン3.0ミリモルと上記固体触媒成分16gを添加し、オートクレーブ内の温度を約3〜20℃に保ちながらプロピレン32gを約40分かけて連続的に供給して予備重合を行った後、予備重合スラリーを内容積200Lの攪拌機付きSUS製オートクレーブに移送し、液状ブタン132Lを加えて、予備重合触媒成分のスラリーとした。
成分Aの重合
[重合工程(1)]
内容積40Lの攪拌機付きベッセルタイプのリアクターを用いて、プロピレン、水素、トリエチルアルミニウム、シクロヘキシルエチルジメトキシシランおよび予備重合触媒成分のスラリーを連続的に供給し、重合温度を78℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを18Lに維持し、プロピレンの供給量を25kg/時間にし、水素の供給量を20NL/時間にし、トリエチルアルミニウムの供給量を41ミリモル/時間にし、シクロヘキシルエチルジメトキシシランの供給量を6.15ミリモル/時間にし、予備重合触媒成分のスラリーの供給量を固体触媒成分換算として0.57g/時間にして0.26時間連続重合を行った。ポリマーは2.6kg/時間で排出された。
[重合工程(2)]
重合工程(1)から排出されたスラリーを、重合工程(1)とは別のベッセルタイプのリアクターに連続的に移送し、プロピレンおよび水素を連続的に供給し、重合温度を73℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを44Lに維持し、プロピレンの供給量を15kg/時間にし、水素の供給量を11NL/時間にして更に0.45時間連続重合を行った。ポリマーは3.0kg/時間で排出された。
[重合工程(3)]
重合工程(2)から排出されたスラリーを、重合工程(1)および(2)とは別のベッセルタイプのリアクターに連続的に移送し、重合温度を68℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを44Lに維持し、更に0.49時間連続重合を行った。ポリマーは2.6kg/時間で排出された。
[重合工程(4)]
重合工程(3)から排出されたスラリーを、内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器に連続的に移送し、プロピレン、水素を連続的に供給し、重合温度を80℃にし、重合圧力を1.8MPaにし、反応器内ガスのプロピレンと水素の濃度比を98.94体積%/1.06体積%(プロピレン濃度/水素濃度)にして、2.9時間重合を行った。ポリマーは11.0kg/時間で排出された。得られた重合体成分(成分A)の極限粘度[η]Aは1.80dL/gであった。
成分Bの重合
[重合工程(5)]
重合工程(4)から排出された重合体成分(成分A)を、重合工程(4)で使用した反応器とは別の内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器に連続的に移送し、プロピレン、エチレン、1−ブテンおよび水素を連続的に供給し、重合温度を70℃にし、重合圧力を1.4MPaにし、反応器内ガスのプロピレン、エチレン、1−ブテンと水素の濃度比を42.65体積%/48体積%/6.1体積%/3.25体積%(プロピレン濃度/エチレン濃度/1−ブテン濃度/水素濃度)にし、失活剤として酸素を、供給しているトリエチルアルミニウムに対するモル比0.025として添加して1.7時間重合を行った。ポリマーは5.1kg/時間で排出された。得られた重合体成分(成分B)の極限粘度[η]Bは2.89dL/gであった。
生成したポリプロピレン系共重合体の各成分の分析結果を表1に示す。
参考例2 ポリプロピレン系共重合体(BCPP2)の製造
固体触媒成分、および予備重合は、参考例1と同様の工程で行った。
成分Aの重合
[重合工程(1)]
内容積40Lの攪拌機付きベッセルタイプのリアクターを用いて、プロピレン、水素、トリエチルアルミニウム、シクロヘキシルエチルジメトキシシランおよび予備重合触媒成分のスラリーを連続的に供給し、重合温度を78℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを18Lに維持し、プロピレンの供給量を25kg/時間にし、水素の供給量を20NL/時間にし、トリエチルアルミニウムの供給量を42ミリモル/時間にし、シクロヘキシルエチルジメトキシシランの供給量を6.3ミリモル/時間にし、予備重合触媒成分のスラリーの供給量を固体触媒成分換算として0.57g/時間にして0.26時間連続重合を行った。ポリマーは2.5kg/時間で排出された。
[重合工程(2)]
重合工程(1)から排出されたスラリーを、重合工程(1)とは別のベッセルタイプのリアクターに連続的に移送し、プロピレンおよび水素を連続的に供給し、重合温度を73℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを44Lに維持し、プロピレンの供給量を15kg/時間にし、水素の供給量を11NL/時間にして更に0.45時間連続重合を行った。ポリマーは3.1kg/時間で排出された。
[重合工程(3)]
重合工程(2)から排出されたスラリーを、重合工程(1)および(2)とは別のベッセルタイプのリアクターに連続的に移送し、重合温度を68℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを44Lに維持し、更に0.49時間連続重合を行った。ポリマーは2.7kg/時間で排出された。
[重合工程(4)]
重合工程(3)から排出されたスラリーを、内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器に連続的に移送し、プロピレン、水素を連続的に供給し、重合温度を80℃にし、重合圧力を1.8MPaにし、反応器内ガスのプロピレンと水素の濃度比を98.91体積%/1.09体積%(プロピレン濃度/水素濃度)にして、2.9時間重合を行った。ポリマーは10.9kg/時間で排出された。得られた重合体成分(成分A)の極限粘度[η]Aは1.80dL/gであった。
成分Bの重合
[重合工程(5)]
重合工程(4)から排出された重合体成分(成分A)を、重合工程(4)で使用した反応器とは別の内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器に連続的に移送し、プロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給し、重合温度を70℃にし、重合圧力を1.4MPaにし、反応器内ガスのプロピレンとエチレンと水素の濃度比を74.72体積%/24体積%/1.28体積%(プロピレン濃度/エチレン濃度/水素濃度)にし、失活剤として酸素を、供給しているトリエチルアルミニウムに対するモル比0.017として添加して1.9時間重合を行った。ポリマーは5.0kg/時間で排出された。得られた重合体成分(成分B)の極限粘度[η]Bは2.57dL/gであった。
生成したポリプロピレン系共重合体の各成分の分析結果を表1に示す。
固体触媒成分、および予備重合は、参考例1と同様の工程で行った。
成分Aの重合
[重合工程(1)]
内容積40Lの攪拌機付きベッセルタイプのリアクターを用いて、プロピレン、水素、トリエチルアルミニウム、シクロヘキシルエチルジメトキシシランおよび予備重合触媒成分のスラリーを連続的に供給し、重合温度を78℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを18Lに維持し、プロピレンの供給量を25kg/時間にし、水素の供給量を20NL/時間にし、トリエチルアルミニウムの供給量を42ミリモル/時間にし、シクロヘキシルエチルジメトキシシランの供給量を6.3ミリモル/時間にし、予備重合触媒成分のスラリーの供給量を固体触媒成分換算として0.57g/時間にして0.26時間連続重合を行った。ポリマーは2.5kg/時間で排出された。
[重合工程(2)]
重合工程(1)から排出されたスラリーを、重合工程(1)とは別のベッセルタイプのリアクターに連続的に移送し、プロピレンおよび水素を連続的に供給し、重合温度を73℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを44Lに維持し、プロピレンの供給量を15kg/時間にし、水素の供給量を11NL/時間にして更に0.45時間連続重合を行った。ポリマーは3.1kg/時間で排出された。
[重合工程(3)]
重合工程(2)から排出されたスラリーを、重合工程(1)および(2)とは別のベッセルタイプのリアクターに連続的に移送し、重合温度を68℃にし、攪拌速度を150rpmにし、リアクターの液レベルを44Lに維持し、更に0.49時間連続重合を行った。ポリマーは2.7kg/時間で排出された。
[重合工程(4)]
重合工程(3)から排出されたスラリーを、内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器に連続的に移送し、プロピレン、水素を連続的に供給し、重合温度を80℃にし、重合圧力を1.8MPaにし、反応器内ガスのプロピレンと水素の濃度比を98.91体積%/1.09体積%(プロピレン濃度/水素濃度)にして、2.9時間重合を行った。ポリマーは10.9kg/時間で排出された。得られた重合体成分(成分A)の極限粘度[η]Aは1.80dL/gであった。
成分Bの重合
[重合工程(5)]
重合工程(4)から排出された重合体成分(成分A)を、重合工程(4)で使用した反応器とは別の内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器に連続的に移送し、プロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給し、重合温度を70℃にし、重合圧力を1.4MPaにし、反応器内ガスのプロピレンとエチレンと水素の濃度比を74.72体積%/24体積%/1.28体積%(プロピレン濃度/エチレン濃度/水素濃度)にし、失活剤として酸素を、供給しているトリエチルアルミニウムに対するモル比0.017として添加して1.9時間重合を行った。ポリマーは5.0kg/時間で排出された。得られた重合体成分(成分B)の極限粘度[η]Bは2.57dL/gであった。
生成したポリプロピレン系共重合体の各成分の分析結果を表1に示す。
実施例1
[η]が1.84dL/gであり、融点が164.7℃であるホモポリプロピレン120g、ポリプロピレン系共重合体(BCPP1)380g、水酸化カルシウム0.05g、スミライザーGP(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学(株)製)0.25gを混合し、20mm単軸押出機(VS20−14型、田辺プラスチックス機械株式会社製、L/D=12.6フルフライト型スクリュー付き)を用いて250℃で溶融混練し、MFR=3.3(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。
得られたポリプロピレン系樹脂組成物を20mmTダイ製膜装置(VS20−14型、田辺プラスチックス機械株式会社製、100mm幅Tダイ付き)を用いて、樹脂温度280℃で溶融押出を行った。溶融押出されたものを30℃の冷却水を通水した冷却ロールで冷却して、厚さ30μmのフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表2に示した。
さらに、得られたフィルムを用いて、臭気試験を行った。結果を表2に示した。
[η]が1.84dL/gであり、融点が164.7℃であるホモポリプロピレン120g、ポリプロピレン系共重合体(BCPP1)380g、水酸化カルシウム0.05g、スミライザーGP(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学(株)製)0.25gを混合し、20mm単軸押出機(VS20−14型、田辺プラスチックス機械株式会社製、L/D=12.6フルフライト型スクリュー付き)を用いて250℃で溶融混練し、MFR=3.3(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。
得られたポリプロピレン系樹脂組成物を20mmTダイ製膜装置(VS20−14型、田辺プラスチックス機械株式会社製、100mm幅Tダイ付き)を用いて、樹脂温度280℃で溶融押出を行った。溶融押出されたものを30℃の冷却水を通水した冷却ロールで冷却して、厚さ30μmのフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表2に示した。
さらに、得られたフィルムを用いて、臭気試験を行った。結果を表2に示した。
実施例2
スミライザーGP(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学(株)製)0.5gに変更した以外は、実施例1と同様に行い、MFR=2.6(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたフィルムの特性、および臭気試験の結果を表2に示した。
スミライザーGP(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学(株)製)0.5gに変更した以外は、実施例1と同様に行い、MFR=2.6(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたフィルムの特性、および臭気試験の結果を表2に示した。
実施例3
実施例1において、更にイルガノックス1010(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、チバ・スペシャリティ−ケミカルズ社製)0.25gを用いた以外は、実施例1と同様に行い、MFR=2.9(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたフィルムの特性、および臭気試験の結果を表2に示した。
実施例1において、更にイルガノックス1010(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、チバ・スペシャリティ−ケミカルズ社製)0.25gを用いた以外は、実施例1と同様に行い、MFR=2.9(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたフィルムの特性、および臭気試験の結果を表2に示した。
実施例4
実施例1において、更にスミライザーGS(2,4−ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレート、住友化学(株)製)0.25gを用いた以外は、実施例1と同様に行い、MFR=3.0(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたフィルムの特性、および臭気試験の結果を表2に示した。
実施例1において、更にスミライザーGS(2,4−ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレート、住友化学(株)製)0.25gを用いた以外は、実施例1と同様に行い、MFR=3.0(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたフィルムの特性、および臭気試験の結果を表2に示した。
比較例1
実施例1で用いたスミライザーGP(住友化学(株)製)0.5gをイルガノックス1010(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、チバ・スペシャリティ−ケミカルズ社製)0.25gに変更した以外は、実施例1と同様に行い、MFR=4.2(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたフィルムの特性、および冷却ロール汚れの結果を表2に示した。
実施例1で用いたスミライザーGP(住友化学(株)製)0.5gをイルガノックス1010(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、チバ・スペシャリティ−ケミカルズ社製)0.25gに変更した以外は、実施例1と同様に行い、MFR=4.2(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたフィルムの特性、および冷却ロール汚れの結果を表2に示した。
比較例2
[η]が1.84dL/gであり、融点が164.7℃であるホモポリプロピレン115g、ポリプロピレン系共重合体(BCPP2)385g、水酸化カルシウム0.05g、スミライザーGP(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学(株)製)0.25gを混合し、20mm単軸押出機(VS20−14型、田辺プラスチックス機械株式会社製、L/D=12.6フルフライト型スクリュー付き)を用いて250℃で溶融混練し、MFR=3.1(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。
得られたポリプロピレン系樹脂組成物を20mmTダイ製膜装置(VS20−14型、田辺プラスチックス機械株式会社製、100mm幅Tダイ付き)を用いて、樹脂温度280℃で溶融押出を行った。溶融押出されたものを30℃の冷却水を通水した冷却ロールで冷却して、厚さ30μmのフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表2に示した。
さらに、得られたフィルムを用いて、臭気試験を行った。結果を表2に示した。
[η]が1.84dL/gであり、融点が164.7℃であるホモポリプロピレン115g、ポリプロピレン系共重合体(BCPP2)385g、水酸化カルシウム0.05g、スミライザーGP(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学(株)製)0.25gを混合し、20mm単軸押出機(VS20−14型、田辺プラスチックス機械株式会社製、L/D=12.6フルフライト型スクリュー付き)を用いて250℃で溶融混練し、MFR=3.1(g/10分)のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。
得られたポリプロピレン系樹脂組成物を20mmTダイ製膜装置(VS20−14型、田辺プラスチックス機械株式会社製、100mm幅Tダイ付き)を用いて、樹脂温度280℃で溶融押出を行った。溶融押出されたものを30℃の冷却水を通水した冷却ロールで冷却して、厚さ30μmのフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表2に示した。
さらに、得られたフィルムを用いて、臭気試験を行った。結果を表2に示した。
Claims (4)
- プロピレンに由来する構造単位が主成分である重合体成分(成分A)50〜95重量%と、
プロピレンに由来する構造単位の含有量(X)が10≦X<50重量%であり、
エチレンに由来する構造単位の含有量(Y)が50<Y≦70重量%であり、
炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)が0<Z≦20重量%であり(但し、X、YおよびZの合計を100重量%とする)、
プロピレンに由来する構造単位の含有量(X)に対する、炭素数4以上のα−オレフィンに由来する構造単位の含有量(Z)の重量比が1以下である、
プロピレンとエチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの重合体成分(成分B)5〜50重量%とを含むポリプロピレン系共重合体、
および前記ポリプロピレン系共重合体100重量部に対し0.01〜0.5重量部の下記一般式(I)
(式(I)中、R1、R2、R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数5〜8のシクロアルキル基、炭素原子数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素原子数7〜12のアラルキル基又はフェニル基を表し、R3は水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。Xは硫黄原子もしくは−CHR6−基(R6は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)を表し、nは0または1である。Aは炭素数2〜8のアルキレン基又は*−CO(R7)m−基(R7は炭素数1〜8のアルキレン基を、*は酸素原子と結合する部分であることを示し、mは0または1である。)を表す。Y、Zは、いずれか一方がヒドロキシル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数7〜12のアラルキルオキシ基を表し、もう一方が水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。)で示される亜リン酸エステル類を含有してなるポリプロピレン系樹脂組成物。 - 炭素数4以上のα−オレフィンが1−ブテンである、請求項1または2記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物からなるフィルム。
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