JP2015000961A - 二軸延伸フィルム用ポリプロピレン樹脂組成物 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
[1](A)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてのスクシネート系化合物から選択される電子供与体化合物を必須成分として含有する固体触媒、ならびに
(B)有機アルミニウム化合物、を含む触媒を用いてプロピレン重合させて得たポリプロピレン単独重合体またはプロピレンとエチレンとを共重合させて得たポリプロピレン共重合体を含む二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物であって、
前記ポリプロピレン単独重合体またはポリプロピレン共重合体の25℃でのキシレン不溶分が92.5〜97.5重量%であり、多分散指数が4.5〜10であり、
前記組成物の、230℃におけるメルトフローレートが1〜8g/10分である、二軸延伸フィルム用ポリプロピレン樹脂組成物。
[2]前記[1]に記載のポリプロピレン樹脂組成物から製造した二軸延伸フィルム。
I.本発明のポリプロピレン樹脂組成物
1.ポリプロピレン単独重合体、ポリプロピレン共重合体
本発明で用いるポリプロピレン単独重合体またはポリプロピレン共重合体(以下まとめて単に「ポリプロピレン」ともいう)は、(A)特定の固体触媒、(B)有機アルミニウム化合物、および、必要に応じて(C)特定の外部電子供与体化合物を含む触媒系によって得られる。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物の製造で使用する固体触媒成分(A)の調製に用いられるチタン化合物として、一般式:
好適なスクシネート系化合物は、式I:
のコハク酸エステル(スクシネート)構造を有する化合物から選択される。
式Iの化合物のうち、基R3〜R6がヘテロ原子を含む場合、ヘテロ原子は窒素およびリン原子を含む第15族原子あるいは酸素およびイオウ原子を含む第16族原子であることが好ましい。基R3〜R6が第15族原子を含む化合物としては、特許文献8に開示される化合物が挙げられる。一方、基R3〜R6が第16族原子を含む化合物としては、特許文献9に開示される化合物が挙げられる。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物の製造に使用する固体触媒成分を構成するハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素またはこれらの混合物をあげることができ、とくに塩素が好ましい。
本発明の樹脂組成物は防曇剤を含んでいてもよい。防曇剤とは、水滴の付着等によりフィルムが曇ることを防止するために使用される薬剤である。防曇剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、アルキルジエタノールアミン、アルキルジエタノールアミン脂肪酸エステルなどが挙げられる。グリセリン脂肪酸エステルとしては、ラウリルモノグリセライド、ミリスチルモノグリセライド、パルミチルモノグリセライド、ステアリルモノグリセライド、およびオレイルモノグリセライド等の有機酸モノグリセライドなどが挙げられる。
ポリプロピレンの25℃でのキシレン不溶分は92.5〜97.5重量%であり、好ましくは93.5〜97.5重量%であり、より好ましくは95〜97重量%である。キシレン不溶分は後述する方法で求められる。キシレン不溶分はポリプロピレンの立体規則性の指標である。本発明では、キシレン不溶分が92.5〜97.5%と比較的低い。すなわち、本発明では立体規則性を比較的低くすることで高い加工性を達成する。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、前述のとおりフィルム成形品用途に好適であり、特に二軸延伸フィルムとして好適である。二軸延伸フィルムの厚みは、5〜100μmが好ましい。
次に本発明のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法を具体的に説明する。
本発明の組成物に使用されるポリプロピレン単独重合体またはポリプロピレン共重合体は、既存のスラリープロセス(液体モノマー中の重合)や気相重合等で得られる。また、各後続の重合が直前の重合反応中に形成された重合性物質の存在下で行われる少なくとも2の逐次重合ステージを具備する逐次重合方法を用いても良い。ポリプロピレン共重合体は、プロピレンモノマー、エチレンモノマー、水素、触媒を供給し、プロピレンモノマーとエチレンモノマーとを共重合させて得られる。
上記の重合方法は、例えば、特表2002−520426号公報に記載された方法を適用することができる。
重合圧力は、液相中で行われる場合には好ましくは33〜43barの範囲であり、気相中で行われる場合には5〜30barの範囲である。連鎖移動剤(たとえば、水素又はZnEt2)などの当該分野で公知の慣用の分子量調節剤を用いてもよい。
[MFR]
JIS K 7210に準じ、温度230℃、荷重21.18Nの条件下で測定した。
2.5gのポリマーを攪拌しながら135℃において250mlのキシレンに溶解させた。20分後、溶液を撹拌しながら25℃に冷却し、次いで30分間静止させた。沈殿物を濾紙で濾過し、溶液を窒素流中で蒸発させ、残留物を一定の重量に達するまで真空下80℃において乾燥させた。このようにして25℃におけるキシレンに可溶性のポリマーの重量%を計算した。25℃におけるキシレンに不溶性のポリマーの重量%(100−可溶性のポリマーの重量%)は、ポリマーのアイソタクチック成分の量と考えられる。キシレン不溶分は、沈殿物をメタノールで残留したキシレンを十分に洗い流した後、真空下80℃において乾燥させて採取する。
1,2,4−トリクロロベンゼン/重水素化ベンゼンの混合溶媒に溶解した試料について、日本電子社製JNM LA−400(13C共鳴周波数100MHz)を用い、13C−NMR法で測定した値から算出した。
190℃の温度において、PaarPhysica社製UDS200を用い、0.1rad/秒から100rad/秒に増加する振動数で運転することによって測定した。多分散性指数の値は、等式を用いてクロスオーバー弾性率から誘導した。
PI=105/Gc
式中、Gcは、G’=G”(ここで、G’は貯蔵弾性率であり、G”は損失弾性率である)における値(Paとして表す)として定義されるクロスオーバー弾性率である。
DSCすなわち、熱補償型DSC(パーキンエルマー社製のダイヤモンドDSC)を用い、230℃で5分間保持した後、降温速度20℃/分で30℃まで冷却する。その際に得られる結晶化(発熱)曲線のピーク位置により結晶化温度Tcを求める。
二軸延伸フィルムを次のようにして製造した。Tダイ成形機(吉井鉄工社製、多層Tダイ成形機、スクリュー径25mm)を使用し、ロール温度30℃(エアーナイフ使用)の条件にて、10cm×10cm、厚み500μmの未延伸シートを得た後、2軸延伸装置(Bruckner社製、KARO IV)により、延伸倍率:6倍×6倍、成形温度:155℃、延伸速度:50mm/秒の速度で同時に二方向へ延伸させて、二軸延伸フィルムを得た。
ヤング率は、万能試験機オートコム型試験機AC−5kN−Cを用い、JIS K7127に準拠し、サンプル形状は1号形試験片に準拠したもの(試験片長さ200mm、幅10mm、チャック間距離100mm)とし、引張速度5mm/分の条件にてMD方向(フィルムの長手方向)について23℃にて測定した。ヤング率が高い程、剛性が高いことを意味する。
得られたフィルムを目視にて確認し、以下の基準で評価した。
1:文字が読める
2:文字が読めない
3:水滴が付着する
得られたフィルムを目視にて確認し、以下の基準で評価した。
1:均一なフィルムである
2:フィルムに破れはないが不均一である
3:フィルムに破れがある
(1)固体触媒成分の調製
特開2011−500907号の実施例に記載の調製法に従い、固体触媒成分を調製した。具体的には以下の通りである:
窒素でパージした500mLの4つ口丸底フラスコ中に、250mLのTiCl4を0℃において導入した。撹拌しながら、10.0gの微細球状MgCl2・1.8C2H5OH(USP−4,399,054の実施例2に記載の方法にしたがって、しかしながら10000rpmに代えて3000rpmで運転して製造した)、及び9.1ミリモルのジエチル−2,3−(ジイソプロピル)スクシネートを加えた。温度を100℃に上昇させ、120分間保持した。次に、撹拌を停止し、固体生成物を沈降させ、上澄み液を吸い出した。次に、以下の操作を2回繰り返した:250mLの新しいTiCl4を加え、混合物を120℃において60分間反応させ、上澄み液を吸い出した。固体を、60℃において無水ヘキサン(6×100mL)で6回洗浄した。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、以下の方法で製造した:
上記固体触媒と、トリエチルアルミニウム(TEAL)およびシクロヘキシルメチルジエトキシシラン(CHMMS)を、固体触媒に対するTEALの重量比が11でありCHMMS/TEALのモル比が0.03となるような量で、12℃において24分間接触させた。得られた触媒系を、液体プロピレン中において懸濁状態で20℃において5分間保持することによって予備重合を行った。得られた予備重合物を、重合反応器に導入して表1に示す条件でプロピレンおよびエチレンを重合し、ポリプロピレン共重合体を製造した。
<防曇剤>
ステアリルモノグリセライド 0.4重量%
ステアリルジエタノールアミンモノステアレート 0.4重量%
ステアリルジエタノールアミン 0.2重量%
エチレンの量および重合条件を表1に示すとおりにした以外は実施例1と同様にしてポリプロピレン共重合体を製造し、二軸延伸フィルムを得た。
エチレンを用いずに、かつ重合条件を表1に示すとおりにした以外は実施例1と同様にしてポリプロピレン単独重合体を製造し、二軸延伸フィルムを得た。
外部電子供与体化合物を用いずに、かつ重合条件を表1に示すとおりにした以外は実施例3と同様にしてポリプロピレン単独重合体を製造し、二軸延伸フィルムを得た。
外部電子供与化合物の量を表1に示すとおりにした以外は実施例3と同様にしてポリプロピレン単独重合体を製造し、二軸延伸フィルムを得た。
外部電子供与化合物としてジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPMS)を用い、重合条件を表1のようにした以外は、実施例3と同様にしてポリプロピレン単独重合体を製造し、比較用の二軸延伸フィルムを得た。
フタレート系の電子供与化合物を含む固体触媒成分を用いて重合したポリプロピレンの樹脂組成物を製造した。具体的には以下のようにして樹脂組成物を製造した。
重合に用いる固体触媒を、欧州特許第674991号公報の実施例1に記載された方法により調製した。該固体触媒は、MgCl2上にTiと内部ドナーとしてのジイソブチルフタレートを上記の特許公報に記載された方法で担持させたものである。
上記固体触媒と、TEAL及びシクロヘキシルメチルジエトキシシラン(CHMMS)を、固体触媒に対するTEALの重量比が11であり、CHMMS/TEALのモル比が0.019となるような量で、−5℃において5分間接触させた。得られた触媒系を、液体プロピレン中において懸濁状態で20℃において5分間保持することによって予備重合を行った。得られた予備重合物を、実施例1と同様の重合反応器を導入して、表1に示す条件でプロピレンとエチレンを重合させた。得られたポリプロピレン共重合体から、実施例1と同様にして比較用の樹脂組成物を得た。
外部電子供与化合物としてシクロヘキシルメチルジエトキシシラン(CHMMS)を用い、かつ重合条件を表1に示すとおりにした以外は比較例1と同様にしてポリプロピレン単独重合体を製造し、比較用の二軸延伸フィルムを得た。
外部電子供与化合物としてジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPMS)を用い、かつ重合条件を表1に示すとおりにした以外は比較例2と同様にしてポリプロピレン共重合体を製造し、比較用の二軸延伸フィルムを得た。
実施例および比較例の結果を、表1に示す。
Claims (4)
- (A)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてのスクシネート系化合物から選択される電子供与体化合物を必須成分として含有する固体触媒、ならびに
(B)有機アルミニウム化合物、を含む触媒を用いてプロピレン重合させて得たポリプロピレン単独重合体またはプロピレンとエチレンとを共重合させて得たポリプロピレン共重合体を含む二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物であって、
前記ポリプロピレン単独重合体またはポリプロピレン共重合体の25℃でのキシレン不溶分が92.5〜97.5重量%であり、多分散指数が4.5〜10であり、
前記組成物の、230℃におけるメルトフローレートが1〜8g/10分である、二軸延伸フィルム用ポリプロピレン樹脂組成物。 - 前記触媒が、さらに(C)外部電子供与体化合物としてのケイ素化合物を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリプロピレン共重合体中のエチレンに由来する単位の含量が、ポリプロピレン共重合体の重量を基準として0.3〜1.5重量%である、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物から製造した二軸延伸フィルム。
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