JP2021505701A - 繊維強化ポリプロピレン組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、繊維強化組成物(C)を含む顆粒であって、前記組成物が、プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)及び短繊維(SF)を含む、上記顆粒に関する。さらに、本発明は、上記繊維強化組成物(C)を含む物品に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、繊維強化組成物(C)を含む顆粒であって、前記組成物が、プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)及び短繊維(SF)を含む、上記顆粒に関する。さらに、本発明は、上記繊維強化組成物(C)を含む物品に関する。
繊維強化ポリプロピレン組成物の力学的性能、特に剛性及び強度は、通常、繊維含量によって調節される。特に、繊維含量を高くすると、剛性及び強度は高まる。また、ポリプロピレン組成物に繊維を添加することにより、ノッチ付き衝撃及びパンクチャー性能も向上する。しかしながら、そのような組成物において、衝撃挙動は繊維含量によって完全に制御されており、それに対してさらに繊維強化ポリプロピレン組成物の衝撃性能を向上させることは困難である。
繊維強化ポリプロピレン組成物の靭性を高めるための最も自明なアプローチは、多量の弾性成分を添加することである。この手法の難点は、剛性及び強度が顕著に低下することである。
したがって、当技術分野において、優れた衝撃性能及び高い剛性を特徴とする繊維強化ポリプロピレン組成物が必要とされている。
そのため、引張特性を損なうことなくノッチ付き衝撃及びパンクチャー性能が向上していることを特徴とする繊維強化ポリプロピレン組成物を提供することが、本発明の目的である。
本発明の知見は、少量のエラストマーを含む繊維強化組成物を提供するものである。
よって、本発明は、
i) ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)が10.0g/10min〜250.0g/10minの範囲内であるプロピレンポリマー(PP);と、
ii) エチレンとC〜C10α−オレフィンとのコポリマーである弾性エチレンコポリマー(E)と、
iii) 接着促進剤(AP)と、
iv) ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、炭素繊維及びグラファイト繊維からなる群より選択される短繊維(SF)と、
を含む、繊維強化組成物(C)を含む顆粒であって、
前記繊維強化組成物(C)が、不等式(I):
Figure 2021505701
(式中、w(PP)は、ポリプロピレン組成物(C)の全体重量に対するプロピレンポリマー(PP)の重量分率[wt%]であり、w(E)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対する弾性エチレンコポリマー(E)の重量分率[wt%]である。)を満たす、上記顆粒に関する。
本発明の実施形態の1つによれば、繊維強化組成物(C)は、不等式(II):
Figure 2021505701
(式中、w(SF)は、ポリプロピレン組成物(C)の全体重量に対する短繊維(SF)の重量分率[wt%]であり、w(E)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対する弾性エチレンコポリマー(E)の重量分率[wt%]である。)を満たす。
本発明のさらなる実施形態によれば、繊維強化組成物(C)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)は、100.0g/10min未満である。
本発明の実施形態の1つによれば、繊維強化組成物(C)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対して、
i) 20.0wt%〜70.0wt%のプロピレンポリマー(PP)と、
ii) 2.0wt%〜12.0wt%の弾性エチレンコポリマー(E)と、
iii) 0.1wt%〜5.0wt%の接着促進剤(AP)と、
iv) 10.0wt%〜70.0wt%の短繊維(SF)と、
を含む。
本発明の別の実施形態によれば、接着促進剤(AP)は、極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)であり、前記極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)は、無水マレイン酸をグラフトした、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(190℃、2.16kg)が少なくとも50.0g/10minであるプロピレンホモ又はコポリマーである。
本発明のなお別の実施形態の1つによれば、弾性エチレンコポリマー(E)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(190℃、2.16kg)は、少なくとも25.0g/10minである。
本発明のさらなる実施形態によれば、弾性エチレンコポリマー(E)は、
a) 2.0mol%〜25.0mol%のコモノマー含量、及び/又は、
b) 0.900g/cm未満の密度;
を有する。
弾性エチレンコポリマー(E)は、エチレンと1−オクテンとのコポリマーであることが特に好ましい。
本発明の実施形態の1つによれば、プロピレンポリマー(PP)は、プロピレンホモポリマーである。
本発明の別の実施形態によれば、プロピレンポリマー(PP)は少なくともバイモーダルである。
プロピレンポリマー(PP)は、プロピレンポリマー(PP)の全体重量に対して、
i) 第1のプロピレンポリマー(PP1)を、10.0wt%〜35.0wt%;
ii) 第2のプロピレンポリマー(PP2)を、30.0wt%〜70.0wt%;
iii) 第3のプロピレンポリマー(PP3)を、10.0wt%〜35.0wt%;
含み、前記第1のプロピレンポリマー(PP1)、前記第2のプロピレンポリマー(PP2)及び前記第3のプロピレンポリマー(PP3)は、ISO1133に従って決定される異なるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)を有することが特に好ましい。
本発明のさらなる実施形態によれば、短繊維(SF)はガラス繊維である。
短繊維(SF)、好ましくは短ガラス繊維(SGF)は、
i) 1.0mm〜10.0mmの平均長;及び/又は、
ii) 8μm〜20μmの平均直径;
を有することが特に好ましい。
本発明の別の実施形態によれば、前記顆粒は、前記顆粒の全体重量に対して、少なくとも80.0wt%の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む。
本発明はさらに、上記の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む物品に関する。
好ましくは、前記物品は成形物品である。
以下に、本発明をより詳細に記述する。
繊維強化ポリプロピレン組成物(C)
上記に略述したように、本発明は、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む顆粒に関する。
本発明の好ましい実施形態によれば、顆粒は、顆粒の全体重量に対して、少なくとも80.0wt%、より好ましくは少なくとも90.0wt%、なおより好ましくは少なくとも95.0wt%、例えば少なくとも99.0wt%の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む。顆粒は繊維強化組成物(C)からなることが特に好ましい。
上記の通り、前記繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、プロピレンポリマー(PP)と、弾性エチレンコポリマー(E)と、接着促進剤(AP)と、短繊維(SF)とを含む。好ましい実施形態において、プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)、接着促進剤(AP)及び短繊維(SF)は、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)の主要部分を構成する。つまり、好ましい実施形態の1つにおいて、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、プロピレンポリマー(PP)と、弾性エチレンコポリマー(E)と、接着促進剤(AP)と、短繊維(SF)とを含み、プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)及び接着促進剤(AP)は、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)における主要なポリマー成分であり、すなわち繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)及び接着促進剤(AP)以外のポリマーを、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)の全量に対して10wt%を超えて含有することはなく、好ましくは5wt%以下である。そのような追加のポリマーは、例えば、添加剤(AD)のポリマー担体であってもよい。したがって、特定の実施形態の1つにおいて、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、プロピレンポリマー(PP)と、弾性エチレンコポリマー(E)と、接着促進剤(AP)と、短繊維(SF)と、それらのポリマー担体を含む添加剤(AD)とからなる。
繊維強化組成物(C)は、剛性と衝撃特性の良好なバランスを達成するために、少なめの量の弾性エチレンコポリマー(E)を含む。
したがって、繊維強化組成物(C)は、不等式(I)、より好ましくは不等式(Ia)、なおより好ましくは不等式(Ib)を満たす:
Figure 2021505701
(式中、w(PP)は、ポリプロピレン組成物(C)の全体重量に対するプロピレンポリマー(PP)の重量分率[wt%]であり、w(E)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対する弾性エチレンコポリマー(E)の重量分率[wt%]である)。
前段落に加えて、繊維強化組成物(C)は、不等式(II)、より好ましくは不等式(IIa)、なおより好ましくは不等式(IIb)を満たすことが好ましい:
Figure 2021505701
(式中、w(SF)は、ポリプロピレン組成物(C)の全体重量に対する短繊維(SF)の重量分率[wt%]であり、w(E)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対する弾性エチレンコポリマー(E)の重量分率[wt%]である)。
特に、繊維強化組成物は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対して、20.0wt%〜70.0wt%、より好ましくは25.0wt%〜55.0wt%、なおより好ましくは35.0wt%〜45.0wt%のプロピレンポリマー(PP)、2.0wt%〜12.0wt%、より好ましくは2.2wt%〜11.0wt%、なおより好ましくは2.5wt%〜10.0wt%の弾性エチレンコポリマー(E)、0.1wt%〜5.0wt%、より好ましくは1.0wt%〜3.0wt%、なおより好ましくは1.5wt%〜2.0wt%の接着促進剤(AP)及び10.0wt%〜70.0wt%、より好ましくは20.0wt%〜65.0wt%、より好ましくは25.0wt%〜60.0wt%、なおより好ましくは35.0wt%〜55.0wt%の短繊維(SF)を含むことが好ましい。
上記で示したように、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は添加剤(AD)を含んでもよい。
したがって、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対して、20.0wt%〜70.0wt%、より好ましくは25.0wt%〜55.0wt%、なおより好ましくは35.0wt%〜45.0wt%のプロピレンポリマー(PP)、2.0wt%〜12.0wt%、より好ましくは2.2wt%〜11.0wt%、なおより好ましくは2.5wt%〜10.0wt%の弾性エチレンコポリマー(E)、0.1wt%〜5.0wt%、より好ましくは1.0wt%〜3.0wt%、なおより好ましくは1.5wt%〜2.0wt%の接着促進剤(AP)、10.0wt%〜70.0wt%、より好ましくは20.0wt%〜65.0wt%、より好ましくは25.0wt%〜60.0wt%、なおより好ましくは35.0wt%〜55.0wt%の短繊維(SF)、及び任意に、0.05wt%〜5.0wt%、より好ましくは0.1wt%〜4.0wt%、なおより好ましくは1.0wt%〜3.0wt%の添加剤(AD)を含み、より好ましくはそれらからなることが好ましい。以下に添加剤(AD)についてより詳細に記述する。
本発明の好ましい実施形態によれば、プロピレンポリマー(PP)は、少なくともバイモーダルである。特に、プロピレンポリマー(PP)は、異なるメルトフローレートを有する3つのプロピレンポリマー画分、すなわち、第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び第3のプロピレンポリマー(PP3)を有することが好ましい。当該プロピレンポリマー画分(PP1)、(PP2)及び(PP3)については以下により詳細に記述する。
プロピレンポリマー(PP)は、第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び第3のプロピレンポリマー(PP3)を、1:1:1〜1:5:1、より好ましくは1:1.5:1〜1:3:1、例えば1:2.5:1の重量比で含むことが好ましい。
したがって、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対して、5.0wt%〜20.0wt%、より好ましくは7.0wt%〜15.0wt%、なおより好ましくは7.5.0wt%〜10.0wt%の第1のプロピレンポリマー(PP1)、12.0wt%〜30.0wt%、より好ましくは15.0wt%〜25.0wt%、なおより好ましくは19.0wt%〜23.0wt%の第2のプロピレンポリマー(PP2)、4.0wt%〜15.0wt%、より好ましくは5.0wt%〜12.0wt%、なおより好ましくは6.0wt%〜10.0wt%の第3のプロピレンポリマー(PP3)、2.0wt%〜12.0wt%、より好ましくは2.2wt%〜11.0wt%、なおより好ましくは2.5wt%〜10.0wt%の弾性エチレンコポリマー(E)、0.1wt%〜5.0wt%、より好ましくは1.0wt%〜3.0wt%、なおより好ましくは1.5wt%〜2.0wt%の接着促進剤(AP)、10.0wt%〜70.0wt%、より好ましくは20.0wt%〜65.0wt%、なおより好ましくは25.0wt%〜60.0wt%、なおより好ましくは45.0wt%〜55.0wt%の短繊維(SF)、及び任意に、0.5wt%〜5.0wt%、より好ましくは0.1wt%〜4.0wt%、なおより好ましくは1.0wt%〜3.0wt%の添加剤(AD)を含み、より好ましくはそれらからなることが好ましい。
繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)が、100.0g/10min未満、より好ましくは0.1g/10min〜90.0g/10minの範囲内、なおより好ましくは1.0g/10min〜30.0g/10minの範囲内、いっそうより好ましくは1.5g/10min〜20.0g/10minの範囲内、例えば2.0g/10min〜10.0g/10minの範囲内であることが好ましい。
先に概説したように、本発明の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は剛性が大きめの材料であることが好ましい。従って、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、ISO 527に従って決定される引張弾性率が、少なくとも4000MPa、より好ましくは少なくとも8000MPa、より好ましくは少なくとも10000MPa、なおより好ましくは少なくとも11000MPaであることが好ましい。
さらに、本発明の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、向上した衝撃挙動を特徴とすることが好ましい。従って、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、ISO 6603に従って決定されるパンクチャーエネルギーが、少なくとも7.5J、より好ましくは少なくとも8.0J、より好ましくは少なくとも8.5J、なおより好ましくは少なくとも9.0Jであることが好ましい。
加えて、又は、それに替えて、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、23℃にてISO 179/1eAに従って決定されるノッチ付きシャルピー衝撃強さが、少なくとも5.0kJ/m、より好ましくは少なくとも10.kJ/m、なおより好ましくは少なくとも12.0kg/mであり、かつ/又は、23℃にてISO 179/1eUに従って決定されるノッチなしシャルピー衝撃強さが、少なくとも40.0kg/m、より好ましくは少なくとも50.0kg/m、なおより好ましくは少なくとも60.0kg/mであることが好ましい。
好ましくは、本発明の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)、接着促進剤(AP)、短繊維(SF)、及び、任意で添加剤を、先に示した重量比で溶融混合することにより製造される。
本組成物の個々の成分を溶融混合するために、従来の調合又はブレンド装置、例えばバンバリーミキサー、2ロールラバーミル、ブスコニーダー又は2軸押出機を用いてもよい。通常、押出機/ミキサーから回収されるポリマー材料は顆粒の形態である。次いで、好ましくは、これらの顆粒が、例えば射出成形によりさらに加工されて、本発明の組成物の物品及び製品が作成される。
押出機、好ましくは2軸押出機内で個々の成分を溶融混合することにより本発明の繊維強化組成物(C)を製造することが特に好ましい。
特に、下記の工程を有する方法により本発明の繊維強化組成物(C)を得ることが好ましい:
(a) プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)、接着促進剤(AP)、及び、任意で添加剤(AD)を、押出機、好ましくは2軸押出機内に供給する工程;
(b) 工程(a)で得られる組成物を200℃〜270℃の温度にて溶融−混錬する工程;
(c) 短繊維(SF)を、工程(b)で得られる組成物を有する押出機、好ましくは2軸押出機内に供給する工程;
(d) 工程(c)で得られる組成物を200℃〜270℃の温度にて溶融−混錬することにより、繊維強化組成物(C)を得る工程。
以下に、プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)、接着促進剤(AP)及び短繊維(SF)をより詳細に記述する。
プロピレンポリマー(PP)
先に概説したように、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)はプロピレンポリマー(PP)を含む。
プロピレンポリマー(PP)はプロピレンコポリマー又はプロピレンホモポリマーであってもよく、後者が好ましい。
プロピレンポリマー(PP)がプロピレンコポリマーである場合、プロピレンポリマー(PP)は、プロピレンと共重合可能なモノマー、例えばエチレン及び/又はC〜Cα−オレフィンなどのコモノマー、特にエチレン及び/又はC〜Cα−オレフィン、例えば1−ブテン及び/又は1−ヘキセンを含む。好ましくは、本発明のプロピレンポリマー(PP)は、エチレン、1−ブテン及び1−ヘキセンからなる群からのプロピレンと共重合可能なモノマーを含み、とりわけ前記モノマーからなる。より詳細には、本発明のプロピレンポリマー(PP)は、プロピレンの他に、エチレン及び/又は1−ブテンに由来し得る単位を含む。好ましい実施形態において、プロピレンポリマー(PP)は、エチレン及びプロピレンに由来し得る単位のみを含む。
プロピレンポリマー(PP)のコモノマー含量は、0.0mol%〜5.0mol%の範囲内、いっそうより好ましくは0.0mol%〜3.0mol%の範囲内、なおより好ましくは0.0mol%〜1.0mol%の範囲内である。
プロピレンポリマー(PP)はプロピレンホモポリマー(H−PP)であることが特に好ましい。
本発明によれば、「プロピレンホモポリマー」という表現は、実質的に、すなわち、少なくとも99.0wt%、より好ましくは少なくとも99.5wt%、なおより好ましくは少なくとも99.8wt%、例えば少なくとも99.9wt%のプロピレン単位からなるポリプロピレンに関する。別の実施形態において、プロピレン単位のみが検出可能であり、すなわち、プロピレンのみが重合している。
好ましくは、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)はアイソタクチックである。従って、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)は、高めの、すなわち94.1%より高い、より好ましくは94.4%より高い、例えば94.4%より高く98.5%以下、なおより好ましくは少なくとも94.7%、例えば94.7%〜97.5%の範囲内の、ペンタッド濃度(mmmm%)を有することが好ましい。
プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)は、少なめの低温キシレン可溶性成分(XCS)含量、すなわち3.1wt%未満の低温キシレン可溶性成分(XCS)を特徴とすることが好ましい。従って、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)は、好ましくは、1.0wt%〜3.0wt%の範囲内、より好ましくは1.5wt%〜2.8wt%の範囲内、なおより好ましくは2.0wt%〜2.6wt%の範囲内の低温キシレン可溶性成分含量(XCS)を有する。
低温キシレン可溶性成分(XCS)の量はさらに、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)が、好ましくは、エチレンプロピレンゴムなどのいかなる弾性ポリマー成分も含まないことを示す。言い換えると、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)は、異相ポリプロピレンではない、すなわち、弾性相が分散しているポリプロピレンマトリックスからなる系ではないものとする。そのような系は、高めの低温キシレン可溶性成分含量を特徴とする。
低温キシレン可溶性成分(XCS)の量はさらに、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)が、好ましくは、力学的特性を向上させるための第2の相としての介在物を形成する弾性(コ)ポリマーを含有しないことを示す。第2の相の挿入として弾性(コ)ポリマーを含有するポリマーは、対照的に、異相と呼ばれ、好ましくは本発明の一部ではない。第2の相又はいわゆる介在物の存在は、例えば、高解像度顕微鏡法、例えば電子顕微鏡法若しくは原子間力顕微鏡法により、又は動的機械熱分析(dynamic mechanical thermal analysis)(DMTA)により視認できる。特にDMTAにおいては、多相構造の存在は、少なくとも2つの別個のガラス転移温度の存在により特定することができる。
従って、本発明のプロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)、は、−30℃未満、好ましくは−25℃未満、より好ましくは−20℃未満のガラス転移温度を有さないことが好ましい。
一方、好ましい実施形態の1つにおいて、本発明によるプロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)、は、−12℃〜4℃の範囲内、より好ましくは−10℃〜4℃の範囲内のガラス転移温度を有する。
さらに、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)、は、好ましくは結晶性プロピレンホモポリマーである。「結晶性」という用語は、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)、が高めの溶融温度を有することを示す。従って、本発明を通じて、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)、は、別段の記載がない限り、結晶性とみなされる。そのため、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)、は好ましくは、示差走査熱量測定(DSC)により測定される溶融温度Tmが、少なくとも160℃、より好ましくは少なくとも161℃、なおより好ましくは少なくとも163℃、例えば163℃〜167℃の範囲内である。
さらに、プロピレンポリマー(PP)、例えばプロピレンホモポリマー(H−PP)、は、示差走査熱量測定(DSC)により測定される結晶化温度Tcが、108℃又はそれより高い、より好ましくは110℃〜130℃の範囲内、より好ましくは112℃〜126℃の範囲内であることが好ましい。
プロピレンポリマー(PP)は、中程度のメルトフローレートを特徴とすることが好ましい。従って、プロピレンポリマー(PP)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)は、10g/10min〜250g/10minの範囲内、好ましくは50g/10min〜150g/10minの範囲内、より好ましくは60g/10min〜120g/10minの範囲内、例えば60g/10min〜80g/10minの範囲内である。
本発明の好ましい実施形態によれば、プロピレンポリマー(PP)は少なくともバイモーダルである。
従って、プロピレンポリマー(PP)は、少なくとも2つ、例えば3つのプロピレンポリマー画分を有することが好ましい。プロピレンポリマー(PP)が3つのプロピレンポリマー画分、すなわち、第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び第3のプロピレンポリマー(PP3)を有することが特に好ましい。
好ましくは、第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び第3のプロピレンポリマー(PP3)は、ISO1133に従って決定される異なるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)を有する。
好ましくは、プロピレンポリマー(PP)は、第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び第3のプロピレンポリマー(PP3)を、1:1:1〜1:5:1、より好ましくは1:1.5:1〜1:3:1、例えば1:2.5:1の重量比で有する。
前段落に加えて、又は、それに替えて、プロピレンポリマー(PP)は、プロピレンポリマー(PP)の全体重量に対して、
i) 第1のプロピレンポリマー(PP1)を、10.0wt%〜35.0wt%、より好ましくは15.0wt%〜30.0wt%、なおより好ましくは20.0wt%〜25.0wt%;
ii) 第2のプロピレンポリマー(PP2)を、30.0wt%〜70.0wt%、より好ましくは40.0wt%〜60.0wt%、なおより好ましくは45.0wt%〜56.0wt%;
iii) 第3のプロピレンポリマー(PP3)を、10.0wt%〜35.0wt%、より好ましくは15.0wt%〜30.0wt%、なおより好ましくは20.0wt%〜25.0wt%;
含むことが好ましい。
第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び第3のプロピレンポリマー(PP3)は、それぞれ、プロピレンコポリマー又はプロピレンホモポリマーであってよい。
第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び/又は第3のプロピレンポリマー(PP3)がプロピレンコポリマーである場合、当該プロピレンポリマーは、プロピレンと共重合可能なモノマー、例えばエチレン及び/又はC〜Cα−オレフィンなどのコモノマー、特にエチレン及び/又はC〜Cα−オレフィン、例えば1−ブテン及び/又は1−ヘキセンを含む。好ましくは、本発明の第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び/又は第3のプロピレンポリマー(PP3)は、エチレン、1−ブテン及び1−ヘキセンからなる群からのプロピレンと共重合可能なモノマーを含み、とりわけ前記モノマーからなる。より詳細には、本発明の第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び/又は第3のプロピレンポリマー(PP3)は、プロピレンの他に、エチレン及び/又は1−ブテンに由来し得る単位を含む。好ましい実施形態において、プロピレンポリマー(PP)は、エチレン及びプロピレンに由来し得る単位のみを含む。
第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び/又は第3のプロピレンポリマー(PP3)のコモノマー含量は、0.0mol%〜5.0mol%の範囲内、いっそうより好ましくは0.0mol%〜3.0mol%の範囲内、なおより好ましくは0.0mol%〜1.0mol%の範囲内である。
しかしながら、先に概説したように、プロピレンポリマー(PP)はプロピレンホモポリマー(H−PP)であることが好ましい。従って、プロピレンポリマー(PP)のすべてのプロピレンポリマー画分、すなわち、第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び第3のプロピレンポリマー(PP3)は、プロピレンホモポリマーであることが好ましい。「プロピレンホモポリマー」という表現に関しては、上記の定義が参照される。
以下に、第1のプロピレンポリマー(PP1)、第2のプロピレンポリマー(PP2)及び第3のプロピレンポリマー(PP3)をより詳細に記述する。
第1のプロピレンポリマー(PP1)
第1のプロピレンポリマー(PP1)は、好ましくは高流動プロピレンポリマーである。従って、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)が、少なくとも100g/10min、より好ましくは100g/10min〜800g/10minの範囲内、なおより好ましくは200g/10min〜500g/10minの範囲内、いっそうより好ましくは300g/10min〜490g/10minの範囲内、例えば400g/10min〜480g/10minの範囲内であることが好ましい。
この点に関して、第1のプロピレンポリマー(PP1)はビスブレーキングされていることが好ましい。別段の記載がない限り、本発明の全体にわたって、第1のプロピレンポリマー(PP1)のメルトフローレートMFR(230℃/2.16kg)は、好ましくは、ビスブレーキング後のメルトフローレート(230℃/2.16kg)である。
従って、第1のプロピレンポリマー(PP1)のメルトフローレートMFR(初期)(230℃/2.16kg)、すなわちビスブレーキング前のメルトフローレートははるかに低く、例えば15g/10min以上150g/10min以下である。例えば、ビスブレーキング前の第1のプロピレンポリマー(PP1)のメルトフローレートMFR(初期)(230℃/2.16kg)は、30g/10min以上140g/10min以下、例えば50g/10min以上120g/10min以下である。
本発明の実施形態の1つにおいて、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、少なくとも5のビスブレーキング比[最終MFR(230℃/2.16kg)/初期MFR(230℃/2.16kg)]でビスブレーキングされており、ここでの「最終MFR(230℃/2.16kg)」は、ビスブレーキング後の第1のプロピレンポリマー(PP1)のMFR(230℃/2.16kg)であり、「初期MFR(230℃/2.16kg)」は、ビスブレーキング前の第1のプロピレンポリマー(PP1)のMFR(230℃/2.16kg)である。好ましくは、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、5〜25のビスブレーキング比[最終MFR(230℃/2.16kg)/初期MFR(230℃/2.16kg)]でビスブレーキングされており、ここでの「最終MFR(230℃/2.16kg)」は、ビスブレーキング後のプロピレンホモポリマーのMFR(230℃/2.16kg)であり、「初期MFR(230℃/2.16kg)」は、ビスブレーキング前のプロピレンホモポリマーのMFR(230℃/2.16kg)である。より好ましくは、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、5〜15のビスブレーキング比[最終MFR(230℃/2.16kg)/初期MFR(230℃/2.16kg)]でビスブレーキングされており、ここでの「最終MFR(230℃/2.16kg)」は、ビスブレーキング後の第1のプロピレンポリマー(PP1)のMFR(230℃/2.16kg)であり、「初期MFR(230℃/2.16kg)」は、ビスブレーキング前の第1のプロピレンポリマー(PP1)のMFR(230℃/2.16kg)である。
上記の通り、第1のプロピレンポリマー(PP1)の特徴の1つは、第1のプロピレンポリマー(PP1)がビスブレーキングされていることである。ビスブレーキングに適した好ましい混合装置は、不連続及び連続ニーダー、特別な混合セクションを備えた二軸スクリュー押出機及び単軸スクリュー押出機並びにコニーダーである。
熱によって又は過酸化物を用いたより制御された条件で、第1のプロピレンポリマー(PP1)をビスブレーキングすることによって、長い分子鎖はより容易に分解又は切断されるため、モル質量分布(MWD)はより狭くなり、モル質量MはMFRの増加に対応して減少する。MFRは、使用される過酸化物の量が増加するとともに大きくなる。
そのようなビスブレーキングは、任意の公知の方法で、例えば過酸化物ビスブレーキング剤を使用して、行ってもよい。典型的なビスブレーキング剤は、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチル−ペルオキシ)ヘキサン(DHBP)(例えば、Luperox 101及びTrigonox 101の商品名で販売されている)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチル−ペルオキシ)ヘキシン−3(DYBP)(例えば、Luperox 130及びTrigonox 145の商品名で販売されている)、ジクミル−ペルオキシド(DCUP)(例えば、Luperox DC及びPerkadox BCの商品名で販売されている)、ジ−tert−ブチル−ペルオキシド(DTBP)(例えば、Trigonox B及びLuperox Diの商品名で販売されている)、tert−ブチル−クミル−ペルオキシド(BCUP)(例えば、Trigonox T及びLuperox 801の商品名で販売されている)並びにビス(tert−ブチルペルオキシ−イソプロピル)ベンゼン(DIPP)(例えば、Perkadox 14S及びLuperox DCの商品名で販売されている)である。本発明に従って用いられる過酸化物の好適な量は、原則として当業者に公知であり、ビスブレーキングに供される第1のプロピレンポリマー(PP1)の量、ビスブレーキングに供される第1のプロピレンポリマー(PP1)のMFR(230℃/2.16kg)値及び得られる生成物の所望の目標MFR(230℃/2.16kg)に基づいて容易に算出することができる。従って、過酸化物ビスブレーキング剤の典型的な量は、用いる第1のプロピレンポリマー(PP1)の全量に対して、0.005wt%以上0.7wt%以下、より好ましくは0.01wt%以上0.4wt%以下である。
典型的には、本発明のビスブレーキングは、適した条件下でメルトフローレートが高くなるように、押出機において行われる。ビスブレーキングの間、出発製品のより高いモル質量の鎖は、より低いモル質量の分子よりも統計学的により高頻度で分解され、上記で示したように、平均分子量は全体として減少し、メルトフローレートは高くなる。
第1のプロピレンポリマー(PP1)は、好ましくは、第1のプロピレンポリマー(PP1)をビスブレーキングすることにより、好ましくは過酸化物を使用してビスブレーキングすることにより、得られる。
第1のプロピレンポリマー(PP1)のさらなる特徴は、ポリマー鎖中のプロピレン誤挿入が少量であることであり、このことは、第1のプロピレンポリマー(PP1)がチーグラー・ナッタ触媒の存在下で、好ましくは下記でより詳細に規定されるチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1)の存在下で製造されることを示す。従って、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、好ましくは、13C−NMR分光法により決定される2,1エリスロレギオ欠陥が少量、すなわち0.4mol%又はそれ未満、より好ましくは0.2mol%又はそれ未満、例えば0.1mol%以下であることを特徴とする。とりわけ好ましい実施形態において、2,1エリスロレギオ欠陥は検出不能である。
第1のプロピレンポリマー(PP1)は、少なめの低温キシレン可溶性成分(XCS)含量、すなわち4.1wt%未満の低温キシレン可溶性成分(XCS)を特徴とすることが好ましい。従って、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、好ましくは、1.0wt%〜4.0wt%の範囲内、より好ましくは2.0wt%〜3.8wt%の範囲内、なおより好ましくは2.2wt%〜3.5wt%の範囲内の低温キシレン可溶性成分含量(XCS)を有する。
低温キシレン可溶性成分(XCS)の量はさらに、第1のプロピレンポリマー(PP1)が、好ましくは、エチレンプロピレンゴムなどのいかなる弾性ポリマー成分も含まないことを示す。言い換えると、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、異相ポリプロピレンではない、すなわち、弾性相が分散しているポリプロピレンマトリックスからなる系ではないものとする。そのような系は、高めの低温キシレン可溶性成分含量を特徴とする。
低温キシレン可溶性成分(XCS)の量はさらに、第1のプロピレンポリマー(PP1)が、好ましくは、力学的特性を向上させるための第2の相としての介在物を形成する弾性(コ)ポリマーを含有しないことを示す。第2の相の挿入として弾性(コ)ポリマーを含有するポリマーは、対照的に、異相と呼ばれ、好ましくは本発明の一部ではない。第2の相又はいわゆる介在物の存在は、例えば、高解像度顕微鏡法、例えば電子顕微鏡法若しくは原子間力顕微鏡法により、又は動的機械熱分析(DMTA)により視認できる。特にDMTAにおいては、多相構造の存在は、少なくとも2つの別個のガラス転移温度の存在により特定することができる。
従って、本発明の第1のプロピレンポリマー(PP1)は、−30℃未満、好ましくは−25℃未満、より好ましくは−20℃未満のガラス転移温度を有さないことが好ましい。
一方、好ましい実施形態の1つにおいて、本発明による第1のプロピレンポリマー(PP1)は、−12℃〜6℃の範囲内、より好ましくは−10℃〜4℃の範囲内のガラス転移温度を有する。
さらに、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、好ましくは結晶性プロピレンホモポリマーである。「結晶性」という用語は、第1のプロピレンポリマー(PP1)が高めの溶融温度を有することを示す。従って、本発明を通じて、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、別段の記載がない限り、結晶性とみなされる。そのため、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、好ましくは、示差走査熱量測定(DSC)により測定される溶融温度Tmが、少なくとも158℃、より好ましくは少なくとも160℃、なおより好ましくは少なくとも161℃、例えば161℃〜165℃の範囲内である。
さらに、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、示差走査熱量測定(DSC)により測定される結晶化温度Tcが、110℃又はそれより高い、より好ましくは110℃〜128℃の範囲内、より好ましくは114℃〜120℃の範囲内であることが好ましい。
好ましくは、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、下記に規定するチーグラー・ナッタ触媒の存在下でプロピレンを重合させることにより得られる。より好ましくは、本発明による第1のプロピレンポリマー(PP1)は、チーグラー・ナッタ触媒を使用することにより下記に詳細に規定する方法により得られる。
本発明による第1のプロピレンポリマー(PP1)は、好ましくは、
(a) IUPACの第4族〜第6族遷移金属の化合物(TC)、第2族金属化合物(MC)、及び内部供与体(ID)を含むチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1);
(b) 任意に、共触媒(Co);並びに
(c) 任意に、外部供与体(ED);
の存在下で製造される。
好ましくは、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、少なくとも1つの反応器、例えば2つの反応器(R1)及び(R2)を有する、下記でさらに説明される重合プロセスにおいて製造される。好ましくは、第1のプロピレンポリマー(PP1)は、1つの重合反応器(R1)において製造される。
プロピレンホモポリマー並びにチーグラー・ナッタ触媒の製造方法を、下記で詳細にさらに説明する。
重合反応器(R1)は、気相反応器(GPR)又はスラリー反応器(SR)であってよい。本発明の気相反応器(GPR)は、好ましくは流動床反応器、高速流動床反応器又は固定床反応器又はそれらの任意の組み合わせである。
好ましくは、重合反応器(R1)は、バルク又はスラリー状態で稼働する、連続若しくは単純撹拌型のバッチタンク反応器又はループ反応器であってもよいスラリー反応器(SR)である。バルクとは、少なくとも60%(w/w)のモノマーを含む反応媒体中での重合を意味する。本発明によれば、スラリー反応器(SR)は、好ましくは(バルク)ループ反応器(LR)である。
第2の重合反応器(R2)及び、存在する場合は任意の後続の反応器は、好ましくは気相反応器(GPR)である。そのような気相反応器(GPR)は、任意の機械混合式又は流動床反応器であってよい。好ましくは、気相反応器(GPR)は、ガス速度が少なくとも0.2m/secである機械撹拌式流動床反応器を含む。従って、気相反応器は、好ましくはメカニカルスターラーを備えた、流動床型の反応器であることが好ましい。
任意の後続の反応器が存在する場合、第1の重合反応器(R1)のプロピレンホモポリマーは、第2の重合反応器(R2)に好ましくは直接供給され、すなわち、各段階の間に流出工程を行わずに(第1の)気相反応器(GPR1)に供給される。この種の直接供給は、EP887379A、EP887380A、EP887381A及びEP991684Aに記載されている。「直接供給」は、第1の重合反応器(R1)の、すなわちループ反応器(LR)の内容物が次の段階の気相反応器に直接送られるプロセスを意味する。
あるいは、第1の重合反応器(R1)のプロピレンホモポリマー、より好ましくはループ反応器(LR)のポリマースラリーはまた、流出工程に送られるか又はさらなる濃縮工程を経た後に第2の重合反応器(R2)に、すなわち気相反応器(GPR)に供給されてもよい。従って、この「間接供給」は、第1の重合反応器(R1)の、ループ反応器(LR)の内容物、すなわちポリマースラリーが、反応媒体分離部及び分離部からのガスとしての反応媒体を介して、第2の重合反応器(R2)に、(第1の)気相反応器(GPR1)に供給されるプロセスを指す。
しかしながら、プロピレンポリマー(PP1)は、1つの反応器、すなわちループ反応器(LR)である重合反応器(R1)において製造されることが好ましい。
スラリー反応器(SR)、すなわちループ反応器(LR)の前に必要であれば、プレ重合反応器を配置する。
チーグラー・ナッタ触媒は、重合反応器(R1)に供給される。プロセスがプレ重合工程も含む場合、チーグラー・ナッタ触媒はすべてプレ重合反応器に供給されることが好ましい。続いて、チーグラー・ナッタ触媒を含有するプレ重合生成物が重合反応器(R1)に移される。
好ましい多段階プロセスは「ループ−気相」プロセスであり、デンマークのBorealis A/Sにより開発されたもの(BORSTAR(登録商標)技術として知られている)などであり、例えばEP0887379、WO92/12182、WO2004/000899、WO2004/111095、WO99/24478、WO99/24479又はWO00/68315などの特許文献に記載されている。
反応器内の温度が注意深く選択される場合に、特に良好な結果が達成される。
従って、重合反応器(R1)内の動作温度は、62℃〜90℃の範囲内、より好ましくは65℃〜85℃の範囲内、なおより好ましくは67℃〜83℃の範囲内であることが好ましい。
典型的には、重合反応器(R1)内の、好ましくはループ反応器(LR)内の圧力は、20bar以上80bar以下の範囲内、好ましくは30bar〜70bar、例えば35bar〜65barである。
好ましくは、分子量、すなわちメルトフローレートMFRを制御するために、各重合反応器に水素が添加される。
好ましくは、平均滞留時間は重合反応器(R1)において長めである。一般に、平均滞留時間(τ)は、反応器からの体積流出速度(Q)に対する反応体積(V)の比(すなわちV/Q)と定義され、すなわちτ=V/Q[タウ=V/Q]である。ループ反応器の場合、反応体積(V)は反応器体積と等しい。
従って、重合反応器(R1)における平均滞留時間(τ)は、好ましくは少なくとも15min、より好ましくは15min〜90minの範囲内、なおより好ましくは20min〜80minの範囲内、例えば24min〜60minの範囲内である。
上記の通り、プロピレンホモポリマーの製造は、重合反応器(R1)におけるプロピレンホモポリマーの(本)重合に加えて、その前に、重合反応器(R1)の上流のプレ重合反応器(PR)におけるプレ重合を含んでもよい。
プレ重合反応器(PR)ではポリプロピレン(プレPP)が製造される。プレ重合は、チーグラー・ナッタ触媒の存在下で行われる。本実施形態によれば、チーグラー・ナッタ触媒、共触媒(Co)、及び外部供与体(ED)はすべてプレ重合工程に導入される。しかしながら、このことは、より後の段階で、例えばさらなる共触媒(Co)及び/又は外部供与体(ED)が重合プロセスにおいて、例えば第1の反応器(R1)において添加されるという選択肢を除外するものではない。実施形態の1つにおいて、プレ重合が行われる場合、チーグラー・ナッタ触媒、共触媒(Co)、及び外部供与体(ED)はプレ重合反応器(PR)においてのみ添加される。
プレ重合反応は典型的には、0℃〜60℃、好ましくは15℃以上50℃以下、より好ましくは20℃以上45℃以下の温度で行われる。
プレ重合反応器内の圧力は重要ではないが、反応混合物を液相に保つために十分に高くなければならない。従って、圧力は20bar以上100bar以下、例えば30bar以上70bar以下であってよい。
好ましい実施形態において、プレ重合は、液体プロピレン中のバルクスラリー重合として行われ、すなわち、液相は、任意に不活性成分が溶解しているプロピレンを主として含む。さらに、本発明によれば、上記で述べたプレ重合の間にエチレン供給を行う。
他の成分もまたプレ重合段階に添加することが可能である。従って、当技術分野において公知であるように、ポリプロピレン(Pre−PP)の分子量を制御するために、水素をプレ重合段階に添加してもよい。さらに、粒子が互いに又は反応器の壁に付着しないように、帯電防止添加剤を使用してもよい。
プレ重合条件及び反応パラメータの正確な制御は、当業者の技能の範囲内である。
上記で規定されたプレ重合におけるプロセス条件のために、好ましくはチーグラー・ナッタ触媒と、プレ重合反応器(PR)において製造されたポリプロピレン(プレPP)との混合物(MI)が得られる。好ましくは、チーグラー・ナッタ触媒は、ポリプロピレン(プレPP)中に(微細に)分散している。言い換えると、プレ重合反応器(PR)中に導入されたチーグラー・ナッタ触媒粒子はより小さい断片に分かれ、成長しているポリプロピレン(プレPP)中で均一に分配される。導入されるチーグラー・ナッタ触媒粒子の、並びに得られる断片のサイズは、本発明と本質的に関連するものではなく、当業者の知識の範囲内である。
上記の通り、プレ重合が使用される場合、前記プレ重合に続いて、チーグラー・ナッタ触媒とプレ重合反応器(PR)において製造されたポリプロピレン(プレPP)との混合物(MI)が、第1の反応器(R1)に移される。典型的には、最終プロピレンポリマー(PP1)中のポリプロピレン(プレPP)の全量は少なめであり、典型的には5.0wt%以下、より好ましくは4.0wt%以下、なおより好ましくは0.5wt%〜4.0wt%の範囲内であり、例えば1.0wt%〜3.0wt%の範囲内である。
プレ重合が使用されない場合、プロピレン及びチーグラー・ナッタ触媒などのその他の成分は、第1の重合反応器(R1)に直接導入される。
従って、プロピレンホモポリマーは、好ましくは、上記の条件下で以下の工程:
(a) 第1の重合反応器(R1)、すなわちループ反応器(LR)において、プロピレンを重合することにより、第1のプロピレンポリマー(PP1)を得る工程
を有する方法において製造される。
上記のプレ重合は、工程(a)の前に行うことができる。
上記のプロセスにおいて、第1のプロピレンポリマー(PP1)を製造するためのチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1)が用いられる。このチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1)は、プロピレン重合用の任意の立体特異的チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1)であってよく、好ましくは、500kPa〜10000kPa、特に2500kPa〜8000kPaの圧力、40℃〜110℃、特に60℃〜110℃の温度で、プロピレン及び場合により存在するコモノマーの重合及び共重合を触媒することが可能なものである。
好ましくは、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1)は、内部供与体成分を含む高収率チーグラー・ナッタ型触媒を含み、これは80℃又はそれより高い、高温の重合温度で使用することができる。そのような高収率チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1)は、スクシネート、ジエーテル、フタレートなど、又はそれらの混合物を内部供与体(ID)として含むことができ、例えばLyondellBasellからAvant ZNという商品名で市販されている。Avant ZNシリーズの例は、Avant ZN 126及びAvant ZN 168である。Avant ZN 126は、3.5wt%のチタン及び内部電子供与体としてのジエーテル化合物を含むチーグラー・ナッタ触媒であり、LyondellBasellから市販されている。Avant ZN 168は、2.6wt%のチタン及び内部電子供与体としてのスクシネート化合物を含むチーグラー・ナッタ触媒であり、LyondellBaselllから市販されている。Avant ZNシリーズのさらなる例は、LyondellBasellの触媒ZN180Mである。
さらなる好適な触媒は、例えばWO2012/007430、EP2610271、EP261027及びEP2610272に記載されている。
チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1)は、好ましくは、アルキルアルミニウム共触媒及び任意に外部供与体と関連して使用される。
本発明の重合プロセスにおけるさらなる成分として、好ましくは外部供与体(ED)が存在する。好適な外部供与体(ED)としては、特定のシラン、エーテル、エステル、アミン、ケトン、複素環化合物及びこれらのブレンドが挙げられる。シランを使用することが特に好ましい。下記の一般式:
Si(OR(4−p−q)
(式中、R、R及びRは、炭化水素基、特にアルキル又はシクロアルキル基を示し、
p及びqは、0から3の範囲の数であり、それらの和p+qは3又はそれ未満である。R、R及びRは互いに独立に選択することができ、同じであるか又は異なることができる。そのようなシランの具体的な例は、(tert−ブチル)Si(OCH、(シクロヘキシル)(メチル)Si(OCH、(フェニル)Si(OCH及び(シクロペンチル)Si(OCHである。)、又は下記の一般式:
Si(OCHCH(NR
(式中、R3及びR4は同じであるか又は異なることができ、1個〜12個の炭素原子を有する炭化水素基を表す。)のシランを使用することが最も好ましい。
R3及びR4は、1個〜12個の炭素原子を有する直鎖脂肪族炭化水素基、1個〜12個の炭素原子を有する分岐鎖脂肪族炭化水素基、及び1個〜12個の炭素原子を有する環状脂肪族炭化水素基からなる群から独立に選択される。R3及びR4は、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、オクチル、デカニル、イソプロピル、イソブチル、イソペンチル、tert−ブチル、tert−アミル、ネオペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル及びシクロヘプチルからなる群から独立に選択されることが特に好ましい。
より好ましくは、R及びRは同じであり、いっそうより好ましくはR及びRは両方ともエチル基である。
特に好ましい外部供与体(ED)は、ジシクロペンチルジメトキシシラン供与体(D供与体)又はシクロヘキシルメチルジメトキシシラン供与体(C供与体)である。
チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C1)及び場合により存在する外部供与体(ED)に加えて、共触媒を使用することができる。共触媒は、好ましくは周期表(IUPAC)の第13族化合物、例えば、アルミニウム化合物などの有機アルミニウム、例えばアルミニウムアルキル、アルミニウムハライド又はアルミニウムアルキルハライド化合物である。従って、特定の実施形態の1つにおいて、共触媒(Co)は、トリアルキルアルミニウム、例えばトリエチルアルミニウム(TEAL)、ジアルキルアルミニウムクロリド又はアルキルアルミニウムジクロリド又はそれらの混合物である。特定の実施形態の1つにおいて、共触媒(Co)はトリエチルアルミニウム(TEAL)である。
好ましくは、共触媒(Co)と外部供与体(ED)との比[Co/ED]及び/又は共触媒(Co)と遷移金属(TM)との比[Co/TM]は、注意深く選択されるべきである。
従って、
(a) 共触媒(Co)と外部供与体(ED)のmol比[Co/ED]は、5〜45の範囲内でなければならず、好ましくは5〜35の範囲内であり、より好ましくは5〜25の範囲内であり、
任意に、
(b) 共触媒(Co)のチタン化合物(TC)に対するmol比[Co/TC]は、80より大きく500以下の範囲内でなければならず、好ましくは90〜350の範囲内であり、なおより好ましくは100〜300の範囲内である。
第2のプロピレンポリマー(PP2)
第2のプロピレンポリマー(PP2)は、好ましくは中程度のメルトフローレートを有する。従って、第2のプロピレンポリマー(PP2)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)は、20.0g/10min〜150.0g/10minの範囲内、より好ましくは40.0g/10min〜120.0g/10minの範囲内、なおより好ましくは60.0g/10min〜90.0g/10minの範囲内であることが好ましい。
第2のプロピレンポリマー(PP2)は、少なめの低温キシレン可溶性成分(XCS)含量、すなわち4.1wt%未満の低温キシレン可溶性成分(XCS)を特徴とすることが好ましい。従って、第2のプロピレンポリマー(PP2)は、好ましくは、1.0wt%〜4.0wt%の範囲内、より好ましくは2.0wt%〜3.8wt%の範囲内、なおより好ましくは2.2wt%〜3.5wt%の範囲内の低温キシレン可溶性成分含量(XCS)を有する。
従って、第1のプロピレンポリマー(PP1)と同様に、第2のプロピレンポリマー(PP2)は、いかなる弾性成分も含まないことが好ましい。この点に関して、上記で示された定義が参照される。
従って、本発明による第2のプロピレンポリマー(PP2)は、−30℃未満、好ましくは−25℃未満、より好ましくは−20℃未満のガラス転移温度は有さないことが好ましい。
一方、好ましい実施形態の1つにおいて、本発明による第2のプロピレンポリマー(PP2)は、−12℃〜6℃の範囲内、より好ましくは−10℃〜4℃の範囲内のガラス転移温度を有する。
さらに、第2のプロピレンポリマー(PP2)は、好ましくは結晶性プロピレンホモポリマーである。「結晶性」という用語に関して、上記で示された定義が参照される。そのため、第2のプロピレンポリマー(PP2)は、好ましくは、示差走査熱量測定(DSC)により測定される溶融温度Tmが少なくとも158℃、より好ましくは少なくとも160℃、なおより好ましくは少なくとも161℃、例えば161℃〜165℃の範囲内である。
さらに、第2のプロピレンポリマー(PP2)は、示差走査熱量測定(DSC)により測定される結晶化温度Tcが108℃又はそれより高く、より好ましくは110℃〜128℃の範囲内、より好ましくは112℃〜120℃の範囲内であることが好ましい。
好ましくは、第2のプロピレンポリマー(PP2)は、チーグラー・ナッタ触媒の存在下でプロピレンを重合させることにより得られる。より好ましくは、本発明による第2のプロピレンポリマー(PP2)は、チーグラー・ナッタ触媒を使用した方法により得られる。
第2のプロピレンポリマー(PP2)の製造には、第1のプロピレンポリマー(PP1)に関して上記で説明した重合法及びチーグラー・ナッタ触媒を使用することができる。そのため、第1のプロピレンポリマー(PP1)に関して上記で説明したプロセス及びチーグラー・ナッタ触媒が参照される。
第3のプロピレンポリマー(PP3)
第3のプロピレンポリマー(PP3)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)は、好ましくは、0.1g/10min〜50.0g/10minの範囲内、より好ましくは1.0g/10min〜30.0g/10minの範囲内、なおより好ましくは10.0g/10min〜28.0g/10minの範囲内である。
また、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、少なめの低温キシレン可溶性成分(XCS)含量、すなわち4.1wt%未満の低温キシレン可溶性成分(XCS)を有することが好ましい。従って、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、好ましくは、1.0wt%〜4.0wt%の範囲内、より好ましくは1.5wt%〜3.8wt%の範囲内、なおより好ましくは2.0wt%〜3.5wt%の範囲内の低温キシレン可溶性成分含量(XCS)を有する。
従って、第1のプロピレンポリマー(PP1)及び第2のプロピレンポリマー(PP2)と同様に、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、いかなる弾性成分も含まないことが好ましい。この点に関して、上記で示された定義が参照される。
従って、本発明による第3のプロピレンポリマー(PP3)は、−30℃未満、好ましくは−25℃未満、より好ましくは−20℃未満のガラス転移温度は有さないことが好ましい。
一方、好ましい実施形態の1つにおいて、本発明による第3のプロピレンポリマー(PP3)は、−12℃〜6℃の範囲内、より好ましくは−10℃〜4℃の範囲内のガラス転移温度を有する。
さらに、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、好ましくは結晶性プロピレンホモポリマーである。「結晶性」という用語に関して、上記で示された定義が参照される。そのため、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、好ましくは、示差走査熱量測定(DSC)により測定される溶融温度Tmが少なくとも160℃、より好ましくは少なくとも161℃、なおより好ましくは少なくとも163℃、例えば163℃〜167℃の範囲内である。
さらに、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、示差走査熱量測定(DSC)により測定される結晶化温度Tcが110℃又はそれより高く、より好ましくは110℃〜130℃の範囲内、より好ましくは114℃〜128℃の範囲内であることが好ましい。
好ましくは、第3のプロピレンポリマー(PP3)は核形成されており、より好ましくはα−核形成されている。従って、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、核形成剤、好ましくはα−核形成剤の存在下で製造されることが好ましい。
第3のプロピレンポリマー(PP3)がα−核形成剤を含む場合、β−核形成剤は含まないことが好ましい。α−核形成剤は、好ましくは、以下からなる群より選択される:
(i) モノカルボン酸及びポリカルボン酸の塩、例えば安息香酸ナトリウム又はtert−ブチル安息香酸アルミニウム、並びに
(ii) ジベンジリデンソルビトール(例えば、1,3:2,4 ジベンジリデンソルビトール)及びC〜C−アルキル置換ジベンジリデンソルビトール誘導体、例えばメチルジベンジリデンソルビトール、エチルジベンジリデンソルビトール又はジメチルジベンジリデンソルビトール(例えば、1,3:2,4 ジ(メチルベンジリデン)ソルビトール)など、又は、置換ノニトール誘導体、例えば1,2,3,−トリデオキシ−4,6:5,7−ビス−O−[(4−プロピルフェニル)メチレン]−ノニトールなど、並びに
(iii) リン酸のジエステルの塩、例えば、ナトリウム 2,2’−メチレンビス(4,6,−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフェート又はアルミニウム−ヒドロキシ−ビス[2,2’−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフェート]、並びに
(iv) ビニルシクロアルカンポリマー及びビニルアルカンポリマー(下記でより詳細に論じる)、並びに
(v) それらの混合物。
そのような添加剤は一般に市販されており、例えば、Hans Zweifelの「Plastic Additives Handbook」(871〜873頁、第5版、2001)に記載されている。
好ましくは、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、5.0wt%以下のα−核形成剤を含有する。好ましい実施形態において、プロピレンホモポリマーは、500ppm以下、より好ましくは0.025ppm〜200ppm、より好ましくは0.1ppm〜200ppm、なおより好ましくは0.3ppm〜200ppm、最も好ましくは0.3ppm〜100ppmのα−核形成剤、特に、ジベンジリデンソルビトール(例えば、1,3:2,4 ジベンジリデンソルビトール)、ジベンジリデンソルビトール誘導体、好ましくはジメチルジベンジリデンソルビトール(例えば、1,3:2,4 ジ(メチルベンジリデン)ソルビトール)、又は、置換ノニトール誘導体、例えば、1,2,3,−トリデオキシ−4,6:5,7−ビス−O−[(4−プロピルフェニル)メチレン]−ノニトール、ナトリウム 2,2’−メチレンビス(4,6,−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフェート、ビニルシクロアルカンポリマー、ビニルアルカンポリマー、並びにそれらの混合物からなる群より選択されるα−核形成剤を含有する。
本発明による第3のプロピレンポリマー(PP3)は、好ましくは、
(a) IUPACの第4族〜第6族遷移金属の化合物(TC)、第2族金属化合物(MC)及び内部供与体(ID)を含むチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)、
(b) 任意に、共触媒(Co)、並びに
(c) 任意に、外部供与体(ED)
の存在下で製造される。
好ましくは、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、少なくとも2つの反応器(R1)及び(R2)を含む下記でさらに説明される逐次重合プロセスにおいて製造され、第1の反応器(R1)においてプロピレンホモポリマー画分(PP3a)が製造され、続いて第2の反応器(R2)に移され、第2の反応器(R2)において、第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)の存在下で第2のプロピレンホモポリマー画分(PP3b)が製造される。
プロピレンホモポリマー並びにチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)の製造方法を、下記で詳細にさらに説明する。
すでに上記で示したように、第3のプロピレンポリマー(PP3)は、好ましくは逐次重合プロセスにおいて製造される。
「逐次重合系」という用語は、第3のプロピレンポリマー(PP3)が、直列に接続された少なくとも2つの反応器において製造されることを示す。従って、この重合系は、少なくとも第1の重合反応器(R1)及び第2の重合反応器(R2)、及び任意に第3の重合反応器(R3)を含む。「重合反応器」という用語は、本重合が行われることを示すものとする。従って、プロセスが2つの重合反応器からなる場合、この定義は、全体の系が、例えばプレ重合反応器におけるプレ重合工程を含むという選択肢を除外しない。「からなる(consist of)」という用語は、本重合反応器に関連した限定的表現にすぎない。
好ましくは、2つの重合反応器(R1)及び(R2)のうちの少なくとも1つは気相反応器(GPR)である。なおより好ましくは、第2の重合反応器(R2)及び場合により存在する第3の重合反応器(R3)は、気相反応器(GPR)、すなわち第1の気相反応器(GPR1)及び第2の気相反応器(GPR2)である。本発明による気相反応器(GPR)は、好ましくは流動床反応器、高速流動床反応器又は固定床反応器又はそれらの任意の組み合わせである。
従って、第1の重合反応器(R1)は、好ましくはスラリー反応器(SR)であり、バルク又はスラリー状態で稼働する任意の連続又は単純撹拌型のバッチタンク反応器又はループ反応器であってよい。バルクとは、少なくとも60%(w/w)のモノマーを含む反応媒体中での重合を意味する。本発明によれば、スラリー反応器(SR)は、好ましくは(バルク)ループ反応器(LR)である。従って、ループ反応器(LR)内のポリマースラリー中の第3のプロピレンポリマー(PP3)の第1画分(第1のF)、すなわち第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)の平均濃度は、典型的には、ループ反応器(LR)内のポリマースラリーの全重量に対して15wt%以上55wt%以下である。本発明の好ましい実施形態の1つにおいて、ループ反応器(LR)内のポリマースラリー中の第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)の平均濃度は、ループ反応器(LR)内のポリマースラリーの全重量に対して20wt%以上55wt%以下、より好ましくは25wt%以上52wt%以下である。
好ましくは、第1の重合反応器(R1)のプロピレンホモポリマー、すなわち第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)、より好ましくは第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)を含有するループ反応器(LR)のポリマースラリーは、各段階の間に流出工程を行わずに、第2の重合反応器(R2)、すなわち(第1の)気相反応器(GPR1)に直接供給される。この種の直接供給は、EP887379A、EP887380A、EP887381A及びEP991684Aに記載されている。「直接供給」は、第1の重合反応器(R1)の、すなわちループ反応器(LR)の内容物、第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)を含むポリマースラリーを、次の段階の気相反応器に直接送るプロセスを意味する。
あるいは、第1の重合反応器(R1)のプロピレンホモポリマー、すなわち第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)、より好ましくは第1のプロピレンホモポリマー画分(H−PP1a)を含有するループ反応器(LR)のポリマースラリーはまた、流出工程に送られるか又はさらなる濃縮工程を経た後に第2の重合反応器(R2)に、すなわち気相反応器(GPR)に供給されてもよい。従って、この「間接供給」は、第1の重合反応器(R1)の、ループ反応器(LR)の内容物、すなわちポリマースラリーが、反応媒体分離部及び分離部からのガスとしての反応媒体を介して、第2の重合反応器(R2)に、(第1の)気相反応器(GPR1)に供給されるプロセスを指す。
より詳細には、第2の重合反応器(R2)、及び任意の後続の反応器、例えば、第3の重合反応器(R3)は、好ましくは気相反応器(GPR)である。そのような気相反応器(GPR)は、任意の機械混合式又は流動床反応器であってよい。好ましくは、気相反応器(GPR)は、ガス速度が少なくとも0.2m/secである機械撹拌式流動床反応器を含む。従って、気相反応器は、好ましくはメカニカルスターラーを備えた、流動床型の反応器であることが好ましい。
従って、好ましい実施形態において、第1の重合反応器(R1)はスラリー反応器(SR)、例えばループ反応器(LR)であり、一方、第2の重合反応器(R2)及び場合により存在する任意の後続の反応器、例えば第3の重合反応器(R3)は、気相反応器(GPR)である。従って本発明の方法のために、直列に接続された少なくとも2つの、好ましくは2つの重合反応器(R1)及び(R2)、又は3つの重合反応器(R1)、(R2)及び(R3)、すなわち、ループ反応器(LR)などのスラリー反応器(SR)及び(第1の)気相反応器(GPR1)及び任意に第2の気相反応器(GPR2)が使用される。スラリー反応器(SR)の前に、必要であればプレ重合反応器を配置する。
チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)は第1の重合反応器(R1)に供給され、第1の重合反応器(R1)において得られるポリマー(スラリー)とともに後続の反応器に移される。プロセスがプレ重合工程も含む場合、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)はすべてプレ重合反応器において供給されることが好ましい。続いて、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)を含有するプレ重合生成物が第1の重合反応器(R1)に移される。
好ましい多段階プロセスは「ループ−気相」プロセスであり、デンマークのBorealis A/Sにより開発されたもの(BORSTAR(登録商標)技術として知られている)などであり、例えばEP0887379、WO92/12182、WO2004/000899、WO2004/111095、WO99/24478、WO99/24479又はWO00/68315などの特許文献に記載されている。
さらなる好適なスラリー−気相プロセスは、BasellのSpheripol(登録商標)プロセスである。
反応器内の温度が注意深く選択される場合に、特に良好な結果が達成される。
従って、第1の重合反応器(R1)内の動作温度は、62℃〜90℃の範囲内、より好ましくは65℃〜85℃の範囲内、なおより好ましくは67℃〜82℃の範囲内であることが好ましい。
あるいは、又は前段落に加えて、第2の重合反応器(R2)内、及び場合により存在する第3の反応器(R3)内の動作温度は、62℃〜95℃の範囲内、より好ましくは67℃〜92℃の範囲内であることが好ましい。
好ましくは、第2の重合反応器(R2)内の動作温度は、第1の重合反応器(R1)内の動作温度と同じであるか又はそれより高い。従って、動作温度は、
(a) 第1の重合反応器(R1)において、62℃〜90℃の範囲内、より好ましくは65℃〜85℃の範囲内、なおより好ましくは67℃〜82℃の範囲内であり;
かつ、
(b) 第2の重合反応器(R2)において、75℃〜95℃の範囲内、より好ましくは78℃〜92℃の範囲内、なおより好ましくは78℃〜88℃の範囲内であるが、ただし、第2の重合反応器(R2)内の動作温度は、第1の重合反応器(R1)内の動作温度と同じであるか又はそれより高い、
ことが好ましい。
典型的には、第1の重合反応器(R1)内、好ましくはループ反応器(LR)内の圧力は、20bar〜80bar、好ましくは30bar〜70bar、例えば35bar〜65barの範囲内であり、一方、第2の重合反応器(R2)内、すなわち(第1の)気相反応器(GPR1)内の、及び、任意の後続の反応器内、例えば第3の重合反応器(R3)内、例えば第2の気相反応器(GPR2)内の圧力は、5bar〜50bar、好ましくは15bar〜40barの範囲内である。
好ましくは、分子量、すなわちメルトフローレートMFRを制御するために、各重合反応器において水素が添加される。
好ましくは、平均滞留時間は、重合反応器(R1)及び(R2)において長めである。一般に、平均滞留時間(τ)は、反応器からの体積流出速度(Q)に対する反応体積(V)の比(すなわちV/Q)と規定され、すなわちτ=V/Q[タウ=V/Q]である。ループ反応器の場合、反応体積(V)は反応器体積と等しい。
従って、第1の重合反応器(R1)における平均滞留時間(τ)は、好ましくは少なくとも15min、より好ましくは15min〜90minの範囲内、なおより好ましくは20min〜80minの範囲内、例えば24min〜60minの範囲内であり、かつ/又は、第2の重合反応器(R2)における平均滞留時間(τ)は、好ましくは少なくとも70min、より好ましくは70min〜220minの範囲内、なおより好ましくは80min〜210minの範囲内、いっそうより好ましくは90min〜200minの範囲内、例えば90min〜190minの範囲内である。好ましくは、存在する場合は第3の重合反応器(R3)における平均滞留時間(τ)は、好ましくは少なくとも30min、より好ましくは30min〜120minの範囲内、なおより好ましくは40min〜100minの範囲内、例えば50min〜90minの範囲内である。
上記の通り、プロピレンホモポリマーの製造は、少なくとも2つの重合反応器(R1、R3及び場合により存在するR3)におけるプロピレンホモポリマーの(本)重合に加えて、その前に、第1の重合反応器(R1)の上流のプレ重合反応器(PR)におけるプレ重合を含むことができる。
プレ重合反応器(PR)ではポリプロピレン(プレPP)が製造される。プレ重合は、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)の存在下で行われる。本実施形態によれば、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)、共触媒(Co)、及び外部供与体(ED)はすべてプレ重合工程に導入される。しかしながら、このことは、より後の段階で、例えばさらなる共触媒(Co)及び/又は外部供与体(ED)が重合プロセスにおいて、例えば第1の反応器(R1)において添加されるという選択肢を除外するものではない。実施形態の1つにおいて、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)、共触媒(Co)、及び外部供与体(ED)は、プレ重合が行われる場合、プレ重合反応器(PR)においてのみ添加される。
プレ重合反応は典型的には、0℃〜60℃、好ましくは15℃以上50℃以下、より好ましくは20℃以上45℃以下の温度で行われる。
プレ重合反応器内の圧力は重要ではないが、反応混合物を液相に保つために十分に高くなければならない。従って、圧力は20bar以上100bar以下、例えば30〜70barであってよい。
好ましい実施形態において、プレ重合は、液体プロピレン中のバルクスラリー重合として行われ、すなわち、液相は、任意に不活性成分が溶解しているプロピレンを主として含む。さらに、本発明によれば、上記で述べたプレ重合の間にエチレン供給を行う。
他の成分もまたプレ重合段階に添加することが可能である。従って、当技術分野において公知であるように、ポリプロピレン(Pre−PP)の分子量を制御するために、水素をプレ重合段階に添加してもよい。さらに、粒子が互いに又は反応器の壁に付着しないように、帯電防止添加剤を使用してもよい。
プレ重合条件及び反応パラメータの正確な制御は、当業者の技能の範囲内である。
プレ重合における上記で規定されたプロセス条件のために、好ましくはプレ重合反応器(PR)において製造されるチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)とポリプロピレン(プレPP)との混合物(MI)が得られる。好ましくは、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)は、ポリプロピレン(プレPP)中に(微細に)分散している。言い換えると、プレ重合反応器(PR)において導入されたチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)粒子はより小さい断片に分かれ、成長しているポリプロピレン(プレPP)中で均一に分配される。導入されるチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)粒子の、並びに得られる断片のサイズは、本発明と本質的に関連するものではなく、当業者の知識の範囲内である。
上記の通り、プレ重合が使用される場合、前記プレ重合に続いて、プレ重合反応器(PR)において製造されたチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)とポリプロピレン(プレPP)との混合物(MI)が、第1の反応器(R1)に移される。典型的には、最終的なプロピレンコポリマー(R−PP)中のポリプロピレン(プレPP)の全量は少なめであり、典型的には5.0wt%以下、より好ましくは4.0wt%以下、なおより好ましくは0.5wt%〜4.0wt%の範囲内であり、例えば1.0wt%〜3.0wt%の範囲内である。
プレ重合が使用されない場合、プロピレン及びチーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)などのその他の成分は、第1の重合反応器(R1)に直接導入される。
従って、プロピレンホモポリマーは、好ましくは、上記の条件下で以下の工程:
(a) 第1の重合反応器(R1)、すなわちループ反応器(LR)において、プロピレンを重合させることにより、第3のプロピレンポリマー(PP3)の第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)を得る工程、
(b) 前記第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)を第2の重合反応器(R2)に移す工程、
(c) 第2の重合反応器(R2)において、第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)の存在下でプロピレンを重合させることにより、第3のプロピレンポリマー(PP3)の第2のプロピレンホモポリマー画分(PP3b)を得る工程であって、前記第1のプロピレンホモポリマー画分(PP3a)及び前記第2のプロピレンホモポリマー画分(PP3b)が第3のプロピレンポリマー(PP3)を形成する、上記工程
を含む方法において製造される。
上記のプレ重合は、工程(a)の前に行うことができる。
本発明において使用される触媒は、固体チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)であり、これはチタンなどのIUPACの第4族〜第6族遷移金属の化合物(TC)、マグネシウムなどの第2族金属化合物(MC)、及び、下記により詳細に記述されている通り、フタレート又は好ましくは非フタル酸化合物であり、好ましくは非フタル酸エステルであり、なおより好ましくは非フタル酸ジカルボン酸のジエステルである内部供与体(ID)を含む。従って、触媒は、好ましい実施形態において、好ましくないフタル酸化合物を全く含まない。さらに、固体触媒は、シリカ又はMgClなどの外部支持体材料を含まず、自己支持型である。
チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)は、得られる方法によりさらに定義することができる。従って、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)は、好ましくは、以下の工程:
a)
a1) 少なくとも第2族金属アルコキシ化合物(Ax)の溶液を用意する工程であって、前記第2族金属アルコキシ化合物(Ax)が、任意に有機液体反応媒体中での、第2族金属化合物(MC)とヒドロキシ基に加えて少なくとも1つのエーテル基を有する一価アルコール(A)との反応生成物である、上記工程;又は、
a2) 少なくとも第2族金属アルコキシ化合物(Ax’)の溶液であって、前記第2族金属アルコキシ化合物(Ax’)が、任意に有機液体反応媒体中での、第2族金属化合物(MC)と、一価アルコール(A)及び式ROHの一価アルコール(B)のアルコール混合物との反応生成物である、上記溶液;又は、
a3) 第2族金属アルコキシ化合物(Ax)と第2族金属アルコキシ化合物(Bx)との混合物の溶液を用意する工程であって、前記第2族金属アルコキシ化合物(Bx)が、任意に有機液体反応媒体中での、第2族金属化合物(MC)と一価アルコール(B)との反応生成物である、上記工程;又は、
a4) 式M(OR(OR2−n−mの第2族金属アルコキシ化合物の、又は、第2族アルコキシドM(ORn’2−n’とM(ORm’2−m’(式中、Mは第2族金属であり、Xはハロゲンであり、R及びRは、C〜C16炭素原子の異なるアルキル基であり、0<n<2、0<m<2、かつ、n+m+(2−n−m)=2であるが、ただし、n及びmはいずれも0ではなく、0<n’<2、かつ、0<m’<2である。)との混合物の溶液を用意する工程;及び
b) 工程a)の前記溶液を、少なくとも1つの第4族〜第6族遷移金属の化合物(TC)に添加する工程;及び
c) 固体触媒成分粒子を得、
工程c)の前の任意の工程で、内部電子供与体(ID)、好ましくは非フタル酸内部供与体(ID)を添加する工程;
を含む方法により得られる。
従って、内部供与体(ID)又はその前駆体は、好ましくは工程a)の溶液に、又は、工程a)の溶液を添加する前の遷移金属化合物に添加される。
上記の手順によれば、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C)は、物理的条件、特に工程b)及びc)において使用される温度に応じて、沈殿法又はエマルジョン−凝固法により得ることができる。エマルジョンはまた、本出願において液/液2相系とも呼ばれる。
両方法(沈澱又はエマルジョン−凝固)において、触媒化学は同じである。
沈殿法では、工程b)において、工程a)の溶液と少なくとも1種の遷移金属化合物(TC)とを合わせ、反応混合物全体を50℃以上に、より好ましくは55℃〜110℃の温度範囲内、より好ましくは70℃〜100℃の範囲内に保って、固体粒子の形態の触媒成分が完全に沈澱するようにする(工程c)。
エマルジョン−凝固法では、工程b)において、工程a)の溶液を、典型的には、低温で、例えば−10℃以上50℃未満、好ましくは−5℃以上30℃以下で、少なくとも1種の遷移金属化合物(TC)に添加する。エマルジョンの撹拌中、温度は典型的には、−10℃以上40℃未満、好ましくは−5℃以上30℃以下に保つ。エマルジョンの分散相の液滴は、活性触媒組成物を形成する。液滴の凝固(工程c)は、好適には、エマルジョンを70℃〜150℃の温度、好ましくは80℃〜110℃に加熱することにより行われる。
好ましくはエマルジョン−凝固法により製造された触媒が、本発明において使用される。
好ましい実施形態においては、工程a)において、a2)又はa3)の溶液、すなわち(Ax’)の溶液又は(Ax)と(Bx)との混合物の溶液、特にa2)の溶液が使用される。
好ましくは、第2族金属(MC)はマグネシウムである。
上記で定義したマグネシウムアルコキシ化合物は、上記で説明されている通りマグネシウム化合物をアルコールと反応させることにより、触媒製造方法の第1の工程、工程a)においてその場(in situ)で製造することができ、又は、前記マグネシウムアルコキシ化合物は別々に製造されたマグネシウムアルコキシ化合物であってもよく、又は、既製のマグネシウムアルコキシ化合物として市販されており、本発明の触媒製造方法においてそのまま使用することができる。
アルコール(A)の具体例は、グリコールモノエーテルである。好ましいアルコール(A)は、エーテル部分が2個以上18個以下の炭素原子、好ましくは4個以上12個以下の炭素原子を有するC〜Cグリコールモノエーテルである。好ましい例は、2−(2−エチルヘキシルオキシ)エタノール、2−ブチルオキシエタノール、2−ヘキシルオキシエタノール及び1,3−プロピレン−グリコール−モノブチルエーテル、3−ブトキシ−2−プロパノールであり、2−(2−エチルヘキシルオキシ)エタノール及び1,3−プロピレン−グリコール−モノブチルエーテル、3−ブトキシ−2−プロパノールが特に好ましい。
具体的な一価アルコール(B)は式ROHのものであり、Rは直鎖又は分枝状C〜C16アルキル残基、好ましくはC〜C10、より好ましくはC〜Cアルキル残基である。最も好ましい一価アルコールは、2−エチル−1−ヘキサノール又はオクタノールである。
好ましくはMgアルコキシ化合物(Ax)と(Bx)の混合物又はアルコール(A)と(B)の混合物は、それぞれ10:1以上1:10以下、より好ましくは6:1〜1:6、最も好ましくは4:1〜1:4のBx:Ax又はB:Aのモル比で使用され、用いられる。
マグネシウムアルコキシ化合物は、上記で定義したアルコールと、ジアルキルマグネシウム、アルキルマグネシウムアルコキシド、マグネシウムジアルコキシド、アルコキシマグネシウムハライド及びアルキルマグネシウムハライドから選択されるマグネシウム化合物との反応生成物であってよい。さらに、マグネシウムジアルコキシド、マグネシウムジアリールオキシド、マグネシウムアリールオキシハライド、マグネシウムアリールオキシド及びマグネシウムアルキルアリールオキシドを使用することができる。アルキル基は、同様の又は異なるC〜C20アルキル、好ましくはC〜C10アルキルであってよい。使用される場合、典型的なアルキル−アルコキシマグネシウム化合物は、エチルマグネシウムブトキシド、ブチルマグネシウムペントキシド、オクチルマグネシウムブトキシド及びオクチルマグネシウムオクトキシドである。好ましくはジアルキルマグネシウムが使用される。最も好ましいジアルキルマグネシウムは、ブチルオクチルマグネシウム又はブチルエチルマグネシウムである。
また、マグネシウム化合物を、アルコール(A)及びアルコール(B)に加えて、式R’’(OH)mの多価アルコール(C)とも反応させて、前記マグネシウムアルコキシド化合物を得ることもまた可能である。使用される場合、好ましい多価アルコールは、R’’が直鎖、環状又は分枝状のC〜C10炭化水素残基であり、mが2〜6の整数である、アルコールである。
従って、工程a)のマグネシウムアルコキシ化合物は、マグネシウムジアルコキシド、ジアリールオキシマグネシウム、アルキルオキシマグネシウムハライド、アリールオキシマグネシウムハライド、アルキルマグネシウムアルコキシド、アリールマグネシウムアルコキシド及びアルキルマグネシウムアリールオキシドからなる群より選択される。加えて、マグネシウムジハライドとマグネシウムジアルコキシドとの混合物を使用することができる。
本発明の触媒を製造するために用いられる溶媒は、5個〜20個の炭素原子、より好ましくは5個〜12個の炭素原子を有する芳香族及び脂肪族の直鎖、分枝状及び環状の炭化水素、又はそれらの混合物から選択してよい。好適な溶媒として、ベンゼン、トルエン、クメン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン及びノナンが挙げられる。ヘキサン及びペンタンが特に好ましい。
マグネシウムアルコキシ化合物を製造するための反応は、40℃〜70℃の温度で行ってもよい。最も好適な温度は、使用されるMg化合物及びアルコールに応じて選択される。
第4族〜第6族の遷移金属化合物は、好ましくはチタン化合物、最も好ましくはハロゲン化チタン、例えばTiClである。
本発明で使用される触媒の製造において使用される内部供与体(ID)は、好ましくは、非フタル酸(ジ)カルボン酸の(ジ)エステル、1,3−ジエーテル、それらの誘導体及び混合物から選択される。特に好ましい供与体は、モノ不飽和ジカルボン酸のジエステル、特にマロン酸エステル、マレイン酸エステル、コハク酸エステル、シトラコン酸エステル、グルタル酸エステル、シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸エステル及び安息香酸エステル、並びにそれらの任意の誘導体及び/又は混合物を含む群に属するエステルである。好ましい例は、例えば置換マレイン酸エステル及びシトラコン酸エステルであり、最も好ましくはシトラコン酸エステルである。
エマルジョン法では、2相液−液系は、単純に撹拌すること、及び、任意で、(さらなる)溶媒及び添加剤、例えば乱流最小化剤(TMA)及び/又は乳化剤及び/又は乳化安定剤、例えば界面活性剤などを添加することにより形成してもよく、これらの添加剤は、エマルジョンの形成促進のため及び/又はその安定化のために当技術分野において知られているように使用される。好ましくは、界面活性剤は、アクリル又はメタクリルポリマーである。非分枝状C12〜C20アクリレート(メタクリレート)、例えばポリ(ヘキサデシル)−メタクリレート及びポリ(オクタデシル)−メタクリレート並びにそれらの混合物などが特に好ましい。使用される場合、乱流最小化剤(TMA)は、好ましくは、6個〜20個の炭素原子を有するα−オレフィンモノマーのα−オレフィンポリマー、例えばポリオクテン、ポリノネン、ポリデセン、ポリウンデセン若しくはポリドデセン又はそれらの混合物から選択される。ポリデセンであることが最も好ましい。
沈澱法又はエマルジョン−凝固法により得られる固体粒子状生成物は、少なくとも1回、好ましくは少なくとも2回、最も好ましくは少なくとも3回、芳香族及び/又は脂肪族炭化水素で、好ましくはトルエン、ヘプタン又はペンタンで、及び/又は、TiClで洗浄してもよい。洗浄溶液はまた、供与体及び/又は第13族の化合物、例えばトリアルキルアルミニウム、ハロゲン化アルキアルミニウム化合物若しくはアルコキシアルミニウム化合物を含有することもできる。触媒合成中にアルミニウム化合物を添加することもできる。触媒は、蒸発又は窒素を用いたフラッシングによりさらに乾燥させることができ、又は、触媒は、乾燥工程を行わずにスラリー化して油状の液体にすることができる。
最終的に得られるチーグラー・ナッタ触媒は、望ましくは、概して5μm〜200μm、好ましくは10〜100の平均粒子径範囲を有する粒子の形態である。粒子は緻密で空隙率が低く、20g/m未満、より好ましくは10g/m未満の表面積を有する。典型的には、Ti量は触媒組成物の1wt%〜6wt%、Mg量は10wt%〜20wt%、供与体量は10wt%〜40wt%である。
触媒の製造に関する詳細な説明は、参照により本明細書に取り込まれるWO2012/007430、EP2610271、EP2610270及びEP2610272において開示されている。
チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)は、好ましくは、アルキルアルミニウム共触媒及び任意に外部供与体と関連して使用される。
本発明の重合プロセスにおけるさらなる成分として、好ましくは外部供与体(ED)が存在する。好適な外部供与体(ED)としては、特定のシラン、エーテル、エステル、アミン、ケトン、複素環化合物及びこれらのブレンドが挙げられる。シランを使用することが特に好ましい。下記の一般式:
Si(OR(4−p−q)
(式中、R、R及びRは炭化水素基、特にアルキル又はシクロアルキル基を示し、p及びqは0以上3以下の数であり、それらの和p+qは3又はそれ未満である。R、R及びRは互いに独立に選択することができ、同じであるか又は異なることができる。そのようなシランの具体的な例は、(tert−ブチル)Si(OCH、(シクロヘキシル)(メチル)Si(OCH、(フェニル)Si(OCH及び(シクロペンチル)Si(OCHである。)、又は、下記の一般式:
Si(OCHCH(NR
(式中、R及びRは同じであるか又は異なることができ、1個〜12個の炭素原子を有する炭化水素基を表す。)
のシランを使用することが最も好ましい。
及びRは、独立に、1個〜12個の炭素原子を有する直鎖脂肪族炭化水素基、1個〜12個の炭素原子を有する分岐状脂肪族炭化水素基、及び1個〜12個の炭素原子を有する環状脂肪族炭化水素基からなる群から選択される。R及びRは、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、オクチル、デカニル、イソプロピル、イソブチル、イソペンチル、tert−ブチル、tert−アミル、ネオペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル及びシクロヘプチルからなる群から独立に選択されることが特に好ましい。
より好ましくはR及びRは同じであり、いっそうより好ましくはR及びRは両方ともエチル基である。
特に好ましい外部供与体(ED)は、ペンチルジメトキシシラン供与体(D供与体)又はシクロヘキシルメチルジメトキシシラン供与体(C供与体)である。
チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)及び場合により存在する外部供与体(ED)に加えて、共触媒を使用することができる。共触媒は、好ましくは、周期表(IUPAC)の第13族の化合物、例えば、有機アルミニウム、例えばアルミニウム化合物、例えばアルミニウムアルキル、アルミニウムハライド又はアルミニウムアルキルハライド化合物などである。従って、特定の実施形態の1つにおいて、共触媒(Co)は、トリアルキルアルミニウム、例えばトリエチルアルミニウム(TEAL)、ジアルキルアルミニウムクロリド又はアルキルアルミニウムジクロリド又はそれらの混合物である。特定の実施形態の1つにおいて、共触媒(Co)は、トリエチルアルミニウム(TEAL)である。
好ましくは、共触媒(Co)と外部供与体(ED)との比[Co/ED]及び/又は共触媒(Co)と遷移金属(TM)との比[Co/TM]は、注意深く選択されるべきである。
従って、
外部供与体(ED)に対する共触媒(Co)のmol比[Co/ED]は、5〜45の範囲内でなければならず、好ましくは5〜35の範囲内であり、より好ましくは5〜25の範囲内であり、任意で、
(b) 共触媒(Co)のチタン化合物(TC)に対するmol比[Co/TC]は、80より大きく500以下の範囲内でなければならず、好ましくは100〜350の範囲内であり、なおより好ましくは120〜300の範囲内である。
上記の通り、チーグラー・ナッタ触媒(ZN−C2)は、ポリマー核形成剤を導入するために、上記のプレ重合工程中にいわゆるBNT技術により好ましくは修飾される。
そのようなポリマー核形成剤は、上記で説明されているように、ビニルポリマー、例えば以下の式
CH=CH−CHR
(式中、R及びRは、それらが結合している炭素原子と一緒に、置換されていてもよい飽和又は不飽和又は芳香族環又は縮合環系(この環又は縮合環部分は4個〜20個の炭素原子を有する)、好ましくは5員〜12員の飽和又は不飽和又は芳香族環又は縮合環系を形成するか、又は、独立に、直鎖又は分枝状のC〜C30アルカン、C〜C20シクロアルカン又はC〜C20芳香族環を表す。好ましくはR及びRは、それらが結合しているC原子と一緒に、5員又は6員の飽和又は不飽和又は芳香族環を形成するか、又は、独立に、1個以上4個以下の炭素原子を有する低級アルキル基を表す。)のモノマーに由来するビニルポリマーなどである。本発明に従って使用されるポリマー核形成剤を製造するために好ましいビニル化合物は、特にビニルシクロアルカン、とりわけビニルシクロヘキサン(VCH)、ビニルシクロペンタン、及びビニル−2−メチルシクロヘキサン、3−メチル−1−ブテン、3−エチル−1−ヘキセン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン又はそれらの混合物である。VCHが特に好ましいモノマーである。
重合触媒の修飾工程におけるビニル化合物の重合触媒に対する重量比は、好ましくは0.3又はそれより大きく40まで、例えば0.4〜20など、又はより好ましくは0.5〜15、例えば0.5〜2.0である。
ビニル化合物、例えばVCHの重合は、形成されるポリマー(例えばポリVCH)を溶解しない任意の不活性流体中で行うことができる。最終的な触媒/重合ビニル化合物/不活性流体混合物の粘度を十分に高くして、保管及び輸送中に触媒粒子が沈降しないようにすることが重要である。
弾性エチレンコポリマー(E)
本発明による繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、弾性エチレンコポリマー(E)をさらに含む。
好ましくは、弾性エチレンコポリマー(E)は、超低密度ポリオレフィン、より好ましくはシングルサイト触媒作用、好ましくはメタロセン触媒作用を使用して重合させた超低密度ポリオレフィンである。
好ましい実施形態において、弾性エチレンコポリマー(E)は、0.900g/cm未満の密度を有する。より好ましくは、弾性エチレンコポリマー(E)の密度は、0.890g/cm又はそれ未満であり、なおより好ましくは0.845g/cm〜0.890g/cmの範囲内、例えば0.870g/cm〜0.885g/cmの範囲内である。
好ましくは、弾性エチレンコポリマー(E)は、メルトフローレートMFR(190℃、2.16kg)が、少なくとも25g/10min、より好ましくは25g/10min以上50g/10min以下、なおより好ましくは28g/10min以上40g/10min以下、例えば29g/10min以上35g/10min以下の範囲である。
弾性エチレンコポリマー(E)は、エチレン及びC4〜C10α−オレフィンに由来する単位を含む。
弾性エチレンコポリマー(E)は、(i)エチレンと(ii)別の少なくとも1種のC4〜C10α−オレフィンに由来し得る単位、より好ましくは(i)エチレンと、(ii)1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン及び1−オクテンからなる群より選択される別の少なくとも1種のα−オレフィンに由来し得る単位を含み、好ましくはこれらの単位からなる。弾性エチレンコポリマー(E)は、(i)エチレンと(ii)1−ブテン又は1−オクテンに由来し得る単位を少なくとも含むことが特に好ましい。
とりわけ好ましい実施形態において、弾性エチレンコポリマー(E)は、(i)エチレンと、(ii)1−ブテン又は1−オクテンに由来し得る単位からなる。特に、弾性エチレンコポリマー(E)が、エチレンと1−オクテンとのコポリマーであることが好ましい。
弾性エチレンコポリマー(E)のコモノマー含量、例えばC4〜C20α−オレフィン含量は、4mol%〜25mol%の範囲内、より好ましくは5mol%〜20mol%の範囲内、なおより好ましくは6mol%〜12mol%の範囲内、例えば5mol%〜10mol%の範囲内である。
好ましい実施形態の1つにおいて、弾性エチレンコポリマー(E)は、少なくとも1種のメタロセン触媒を用いて製造される。弾性エチレンコポリマー(E)はまた、2種以上のメタロセン触媒を用いて製造されてもよく、又は、異なるメタロセン触媒を用いて製造された複数のエラストマーのブレンドであってもよい。実施形態のいくつかにおいて、弾性エチレンコポリマー(E)は、実質的に線状のエチレンポリマー(SLEP)である。SLEP及び他のメタロセン触媒弾性エチレンコポリマー(E)は、当技術分野、例えば、US5,272,236において公知である。これらの樹脂はまた、例えば、Borealisから入手可能なQueo(登録商標)プラストマー、Dow Chemical Co.から入手可能なENGAGE(登録商標)プラストマー樹脂、ExxonのEXACT(登録商標)ポリマー又はMitsuiのTAFMER(登録商標)ポリマー、LGのLuceneポリマー、SabicのFortifyポリマー又はSK ChemicalsのSolumerポリマーとして市販もされている。
接着促進剤(AP)
本発明によれば、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、接着促進剤(AP)をさらに含む。接着促進剤(AP)は、極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマーであると規定される。
極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマーは、反応性極性基を有する低分子量化合物を含む。修飾ポリプロピレンホモポリマー及びコポリマー、例えばプロピレン及びエチレンのコポリマー又は他のα−オレフィン、例えばC〜C10α−オレフィンを有するコポリマーは、本発明の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)のプロピレンポリマー(PP)と高度に相溶性であることから、最も好ましい。
構造に関して、極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマーは、好ましくはグラフトホモポリマー又はコポリマーから選択される。
これに関連して、酸無水物、カルボン酸、カルボン酸誘導体、一級及び二級アミン、ヒドロキシル化合物、オキサゾリン並びにエポキシド、さらにイオン性化合物からなる群より特に選択される、極性化合物に由来する基を含有する極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマーが好ましい。
前記極性化合物の特定の例は、不飽和の環状酸無水物及びそれらの脂肪族ジエステル、並びに二酸誘導体である。特に、無水マレイン酸並びにC〜C10直鎖及び分枝状マレイン酸ジアルキル、C〜C10直鎖及び分枝状フマル酸ジアルキル、無水イタコン酸、C〜C10直鎖及び分枝状イタコン酸ジアルキルエステル、アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びそれらの混合物から選択される化合物を使用することができる。
極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマーとして、すなわち接着促進剤(AP)として、無水マレイン酸又はアクリル酸をグラフトしたポリプロピレンホモ又はコポリマーを使用することが特に好ましい。
修飾ポリマー、すなわち接着促進剤は、例えば、US4,506,056、US4,753,997又はEP1805238に開示されているように、例えば無水マレイン酸又はアクリル酸を用いて、フリーラジカル発生剤(例えば有機過酸化物)の存在下で、ポリマーの反応押出により、単純な方法で製造することができる。
極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマー中の、すなわち接着促進剤(AP)中の極性化合物に由来する基の好ましい量は、0.5wt%以上10wt%以下である。例えば、0.5wt%〜8wt%の範囲内、好ましくは0.5wt%〜6wt%の範囲内、より好ましくは0.5wt%〜4wt%の範囲内、及び最も好ましくは0.5wt%〜3.5wt%の範囲内である。
極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマーの、すなわち接着促進剤(AP)の、メルトフローレートMFR(190℃)の好ましい値は、2g/10min以上500g/10min以下である。極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマーは、少なくとも50g/10minのメルトフローレートMFR(190℃)を有することが特に好ましい。
本発明の好ましい実施形態の1つにおいて、接着促進剤(AP)は、無水マレイン酸修飾ポリプロピレンホモ若しくはコポリマー及び/又はアクリル酸修飾ポリプロピレンホモ若しくはコポリマーである。好ましくは、接着促進剤(AP)は、無水マレイン酸修飾ポリプロピレンホモポリマー及び/又はアクリル酸修飾ポリプロピレンホモポリマー、好ましくは無水マレイン酸修飾ポリプロピレンホモポリマーである。例えば、好適な極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)ホモ又はコポリマーとしては、例えば、無水マレイン酸をグラフトしたポリプロピレンホモポリマー(PP−g−MAH)及びアクリル酸をグラフトしたポリプロピレンホモポリマー(PP−g−AA)が挙げられる。
短繊維(SF)
本発明の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)の必須の成分は、短繊維(SF)である。
短繊維(SF)は、ガラス繊維、金属繊維、鉱物繊維、セラミック繊維、炭素繊維及びグラファイト繊維からなる群より選択される。ガラス繊維が好ましい。特に、ガラス繊維は、短繊維又はチョップドストランドとしても知られる切断ガラス繊維(cut glass fibers)である。
繊維強化ポリプロピレン組成物(C)に使用される切断又は短繊維(SF)は、好ましくは、1.0mm以上10.0mm以下の範囲内、より好ましくは2.0mm〜8.0mmの範囲内、なおより好ましくは3.0mm〜5.0mmの範囲内、例えば3.0mm〜4.5mmの範囲内の平均長を有する。
繊維強化ポリプロピレン組成物(C)において使用される切断又は短繊維(SF)は、好ましくは8μm以上20μm以下、より好ましくは9μm以上16μm以下、なおより好ましくは10μm以上14μm以下、例えば9μm〜13μmの平均直径を有する。
好ましくは、短繊維(SF)は、125〜650、好ましくは150〜450、より好ましくは200〜470、なおより好ましくは300〜430のアスペクト比を有する。アスペクト比は、繊維の平均長と平均直径の間の関係である。
添加剤(AD)
プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)、接着促進剤(AP)及び短繊維(SF)に加えて、本発明の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、添加剤(AD)を含んでもよい。典型的な添加剤は、酸捕捉剤、酸化防止剤、着色剤、光安定剤、可塑剤、スリップ剤、擦り傷防止剤、分散剤、加工助剤、滑剤、顔料などである。
そのような添加剤は市販されており、例えば、Hans Zweifelの「Plastic Additives Handbook」、第6版、2009(1141頁〜1190頁)に記載されている。
さらに、本発明による「添加剤(AD)」という用語は、担体材料、特にポリマー担体材料も含む。
ポリマー担体材料
好ましくは本発明の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)は、(a)プロピレンポリマー(PP)、弾性エチレンコポリマー(E)及び接着促進剤(AP)とは異なるさらなるポリマーを、繊維強化ポリプロピレン組成物(C)の重量に対して15wt%を超える量、好ましくは10wt%を超える量、より好ましくは9wt%を超える量では含まない。添加剤(AD)のための担体材料である任意のポリマーは、本発明において示されるポリマー化合物の量には算入されないが、それぞれの添加剤の量に算入される。
添加剤(AD)のポリマー担体材料は、本発明の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)における均一な分布を確実にするための担体ポリマーである。ポリマー担体材料は、特定のポリマーに限定されない。ポリマー担体材料は、エチレンホモポリマー、エチレンと、例えばC〜Cα−オレフィンコモノマーなどのα−オレフィンコモノマーとから得られるエチレンコポリマー、プロピレンホモポリマー並びに/又はプロピレンと、例えばエチレン及び/若しくはC〜Cα−オレフィンコモノマーなどのα−オレフィンコモノマーとから得られるプロピレンコポリマーであってもよい。ポリマー担体材料は、スチレン又はそれらの誘導体に由来し得るモノマー単位を含有しないことが好ましい。
物品
本発明はまた、上記で定義した繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む射出成形物品、例えば射出成形された自動車用品にも関する。本発明は特に、少なくとも60wt%、より好ましくは少なくとも80wt%、なおより好ましくは少なくとも90wt%、例えば少なくとも95wt%又は少なくとも99wt%の、上記で定義した繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む射出成形物品、例えば射出成形された自動車用品に関する。とりわけ好ましい実施形態において、本発明は、上記で定義した繊維強化ポリプロピレン組成物(C)からなる射出成形物品、例えば射出成形された自動車用品に関する。
さらに、本発明は以下の実施形態に関する:
実施形態1:
繊維強化組成物(C)を含む顆粒であって、
i) プロピレンポリマー(PP)と、
ii) 弾性エチレンコポリマー(E)と、
iii) 接着促進剤(AP)と、
iv) 短繊維(SF)と、
を含み、前記繊維強化組成物(C)が、不等式(I):
Figure 2021505701
(式中、w(PP)は、ポリプロピレン組成物(C)の全体重量に対するプロピレンポリマー(PP)の重量分率[wt%]であり、w(E)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対する弾性エチレンコポリマー(E)の重量分率[wt%]である)を満たす、上記顆粒。
実施形態2:
前記繊維強化組成物(C)が、不等式(II):
Figure 2021505701
(式中、w(SF)は、ポリプロピレン組成物(C)の全体重量に対する短繊維(SF)の重量分率[wt%]であり、w(E)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対する弾性エチレンコポリマー(E)の重量分率[wt%]である)を満たす、実施形態1に記載の顆粒。
実施形態3:
弾性エチレンコポリマー(E)が、エチレンとC〜C10α−オレフィンとのコポリマーである、実施形態1又は2に記載の顆粒。
実施形態4:
繊維強化組成物(C)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)が、100.0g/10min未満である、実施形態1から3のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態5:
繊維強化組成物(C)が、繊維強化組成物(C)の全体重量に対して、
i) 20.0wt%〜70.0wt%のプロピレンポリマー(PP)と、
ii) 2.0wt%〜12.0wt%の弾性エチレンコポリマー(E)と、
iii) 0.1wt%〜5.0wt%の接着促進剤(AP)と、
iv) 10.0wt%〜70.0wt%の短繊維(SF)と、
を含む、実施形態1から4のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態6:
接着促進剤(AP)が、極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)であり、前記極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)が、無水マレイン酸をグラフトした、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(190℃、2.16kg)が少なくとも50.0g/10minであるプロピレンホモ又はコポリマーである、実施形態1から5のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態7:
弾性エチレンコポリマー(E)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(190℃、2.16kg)が、少なくとも25.0g/10minである、実施形態1から6のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態8:
弾性エチレンコポリマー(E)が、
a) 2.0mol%〜25.0mol%のコモノマー含量;及び/又は、
b) 0.900g/cm未満の密度;
を有する、実施形態1から7のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態9:
弾性エチレンコポリマー(E)が、エチレンと1−オクテンとのコポリマーである、実施形態1から8のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態10:
プロピレンポリマー(PP)が、プロピレンホモポリマーである、実施形態1から9のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態11:
プロピレンポリマー(PP)が少なくともバイモーダルである、実施形態1から10のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態12:
プロピレンポリマー(PP)が、プロピレンポリマー(PP)の全体重量に対して、
i) 第1のプロピレンポリマー(PP1)を、10.0wt%〜35.0wt%;
ii) 第2のプロピレンポリマー(PP2)を、30.0wt%〜70.0wt%;
iii) 第3のプロピレンポリマー(PP3)を、10.0wt%〜35.0wt%;
含み、前記第1のプロピレンポリマー(PP1)、前記第2のプロピレンポリマー(PP2)及び前記第3のプロピレンポリマー(PP3)は、ISO1133に従って決定される異なるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)を有する、実施形態1から11のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態13:
短繊維(SF)が、ガラス繊維、金属繊維、鉱物繊維、セラミック繊維、炭素繊維及びグラファイト繊維からなる群より選択され、好ましくは短繊維(SF)がガラス繊維である、実施形態1から12のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態14:
短繊維(SF)、好ましくは短ガラス繊維(SGF)が、
i) 1.0mm〜10.0mmの平均長;及び/又は、
ii) 8μm〜20μmの平均直径;
を有する、実施形態1から13のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態15:
前記顆粒の全体重量に対して、少なくとも80.0wt%の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む、実施形態1から14のいずれか1つに記載の顆粒。
実施形態16:
実施形態1から15のいずれか1つに記載の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む物品、好ましくは成形物品。
ここで、下記に示す実施例により本発明をさらに詳細に記述する。
1.測定方法
MFR(230℃)は、ISO1133(230℃、2.16kg荷重)に従って測定する。
MFR(190℃)は、ISO1133(190℃、2.16kg荷重)に従って測定する。
プロピレンポリマー(PP)のメルトフローレートMFR(230℃)は、式(I)に従って算出する。
Figure 2021505701
式中、
w(PP1)は、第1のプロピレンポリマー(PP1)の重量分率であり、
w(PP2)は、第2のプロピレンポリマー(PP2)の重量分率であり、
w(PP3)は、第3のプロピレンポリマー(PP3)の重量分率であり、
MFR(PP1)は、第1のプロピレンポリマー(PP1)のメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)(g/10min)であり、
MFR(PP2)は、第2のプロピレンポリマー(PP2)のメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)(g/10min)であり、
MFR(PP3)は、第3のプロピレンポリマー(PP3)のメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)(g/10min)であり、
MFR(PP)は、プロピレンポリマー(PP)のメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)(g/10min)である。
NMR分光法による微細構造の定量
定量的核磁気共鳴(NMR)分光法を使用して、ポリマーのコモノマー含量及びコモノマーシーケンス分布を定量した。H及び13Cについてそれぞれ400.15MHz及び100.62MHzで動作するBruker Advance III 400NMR分光器を使用して、定量的13C{H}NMRスペクトルを溶液状態で記録した。13Cに最適化された動作温度範囲の広い10mmのプローブヘッドを使用して、125℃で、すべてのガス流に窒素ガスを使用して、すべてのスペクトルを記録した。約200mgの材料を、3mlの1,2−テトラクロロエタン−d(TCE−d)中にアセチルアセトンクロム(III)(Cr(acac))とともに溶解させ、緩和剤の65mM溶媒溶液とした(Singh,G.、Kothari,A.、Gupta,V.、Polymer Testing 28 5(2009)、475)。確実に均質な溶液とするために、ヒートブロックにおいて初期試料を調製した後、NMRチューブを回転炉内で少なくとも1時間、さらに加熱した。マグネット内に挿入後速やかにチューブを10Hzで回転させた。主に、正確にエチレン含量を定量するための高分解能及び量的な必要性から、この構成を選択した。最適化されたフリップ角、1秒の繰り返し時間(recycle delay)及びバイレベルWALTZ16デカップリング法を使用して、NOEを用いずに標準的なシングルパルス励起を用いた(Zhou,Z.、Kuemmerle,R.、Qiu,X.、Redwine,D.、Cong,R.、Taha,A.、Baugh,D.Winniford,B.、J.Mag.Reson.187(2007)225;Busico,V.、Carbonniere,P.、Cipullo,R.、Pellecchia,R.、Severn,J.、Talarico,G.、Macromol.Rapid Commun.2007、28、1128)。1スペクトル当たり合計6144(6k)の過渡応答が得られた。
定量的13C{H}NMRスペクトルを処理し、積分し、独自開発したコンピュータプログラムを使用して積分値から関連する定量的特性を決定した。すべての化学シフトは、溶媒の化学シフトを使用して30.00ppmのエチレンブロック(EEE)の中央のメチレン基を間接的に基準とした。この方法により、この構造単位が存在しないときであっても同等に基準を取ることができた。エチレンの組み込みに対応する特徴的シグナルを観測した(Cheng,H.N.、Macromolecules 17(1984)、1950)。
ポリプロピレンホモポリマーに関して、すべての化学シフトは、内部標準として21.85ppmのメチルアイソタクチックペンタッド(mmmm)を基準とする。
レギオ欠陥に対応する特徴的シグナル(Resconi,L.、Cavallo,L.、Fait,A.、Piemontesi,F.、Chem.Rev.2000、100、1253;Wang,W−J.、Zhu,S.、Macromolecules 33(2000)、1157;Cheng,H.N.、Macromolecules 17(1984)、1950)又はコモノマーを観測した。
23.6ppm〜19.7ppmの間のメチル領域の積分によりタクティシティ分布を定量し、目的の立体シーケンスに関連しない部位を補正した(Busico,V.、Cipullo,R.、Prog.Polym.Sci.26(2001)443;Busico,V.、Cipullo,R.、Monaco,G.、Vacatello,M.、Segre,A.L.、Macromoleucles 30(1997)6251)。
詳細には、タクティシティ分布の定量に対するレギオ欠陥及びコモノマーの影響は、立体シーケンスの特定の積分領域から代表的なレギオ欠陥及びコモノマー積分値を減算することにより補正した。
アイソタクティシティをペンタッドレベルで決定し、すべてのペンタッドシーケンスに対するアイソタクチックペンタッド(mmmm)シーケンスの百分率としてレポートした:
[mmmm]%=100*(mmmm/すべてのペンタッドの合計)
2,1エリスロレギオ欠陥(erythro regio defect)の存在は、17.7ppm及び17.2ppmの2つのメチル部位の存在により示され、他の特徴的部位により確認された。
他のタイプのレギオ欠陥に対応する特徴的シグナルは観測されなかった(Resconi,L.、Cavallo,L.、Fait,A.、Piemontesi,F.、Chem.Rev.2000、100、1253)。
2,1エリスロレギオ欠陥の量は、17.7ppm及び17.2ppmの2つの特徴的メチル部位の平均積分値を使用して定量した:
21e=(Ie6+Ie8)/2
1,2一次挿入された(primary inserted)プロペンの量をメチル領域に基づいて定量し、一次挿入(primary insertion)に関連しないこの領域中に含まれる部位について、及びこの領域から除外される一次挿入部位について補正を行った:
12=ICH3+P12e
一次挿入プロペン及びすべての他の存在するレギオ欠陥の合計として、プロペンの全量を定量した:
total=P12+P21e
すべてのプロペンに関して2,1エリスロレギオ欠陥のモルパーセントを定量した:
[21e]mol%=100*(P21e/Ptotal
コポリマーに関して、エチレンの組み込みに対応する特徴的シグナルを観測した(Cheng,H.N.、Macromolecules 17(1984)、1950)。
観測されたレギオ欠陥についても(Resconi,L.、Cavallo,L.、Fait,A.、Piemontesi,F.、Chem.Rev.2000、100、1253;Wang,W−J.、Zhu,S.、Macromolecules 33(2000)、1157;Cheng,H.N.、Macromolecules 17(1984)、1950)、コモノマー含量に対するそのような欠陥の影響について補正が必要であった。
コモノマー分率は、Wangらの方法(Wang,W−J.、Zhu,S.、Macromolecules 33(2000)、1157)を使用して、13C{H}スペクトルの全スペクトル領域にわたって複数のシグナルを積分することによって定量した。そのロバスト性及び必要に応じてレギオ欠陥の存在を説明する能力のために、この方法を選択した。観測されたコモノマー含量の範囲全体にわたってより広範囲に適用できるように、積分領域を若干調整した。
PPEPPシーケンス中の孤立エチレンだけが観察された系では、Wangらの方法を修正して、存在しないことが分かっている部位のゼロでない積分値の影響を少なくした。この手法により、そのような系に対するエチレン含量の過大評価を抑制し、この手法は、絶対エチレン含量を決定するために使用される部位の数を以下まで減らすことにより行われた:
E=0.5(Sββ+Sβγ+Sβδ+0.5(Sαβ+Sαγ))
この部位セットを使用することにより、対応する積分方程式は、Wangらの論文において使用されているものと同じ記号を使用して(Wang,W−J.、Zhu,S.、Macromolecules 33(2000)、1157)、以下となる:
E=0.5(I+I+0.5(I+I))
絶対プロピレン含量に使用する式は修正しなかった。
コモノマー組み込みのモルパーセントはモル分率から算出した:
E[mol%]=100*fE
コモノマー組み込みの重量パーセントはモル分率から算出した:
E[wt%]=100*(fE*28.06)/((fE*28.06)+((1−fE)*42.08))
トライアドレベルでのコモノマーシーケンス分布は、Kakugoらの分析方法を使用して決定した(Kakugo,M.、Naito,Y.、Mizunuma,K.、Miyatake,T.Macromolecules 15(1982)1150)。そのロバスト性のためにこの方法を選択し、より広範囲のコモノマー含量に適用できるように積分領域を若干調整した。
数平均分子量(M)、重量平均分子量(M)及び分子量分布(MWD)
分子量平均(Mw、Mn)及び分子量分布(MWD)、すなわちMw/Mn(式中、Mnは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量である)は、ISO16014−4:2003及びASTM D 6474−99に従って、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により決定した。
赤外線(IR)検出器を備えたPolymerChar GPC装置を、Polymer Laboratories製の3×Olexis及び1×Olexis Guardカラム並びに溶媒として1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB、250mg/Lの2,6−ジtertブチル−4−メチル−フェノールで安定化)を用いて、160℃及び1mL/minの一定流速で使用した。分析ごとに200μLの試料溶液を注入した。カラムセットは、0.5kg/mol〜11500kg/molの範囲内の狭いMWDの少なくとも15種のポリスチレン(PS)標準物質を用いて、汎用較正(ISO 16014−2:2003に従う)を使用して較正した。使用したPS、PE及びPPのMark Houwink定数は、ASTM D 6474−99によって記載されている通りである。すべての試料は、GPC装置のオートサンプラー内で穏やかに連続的に振とうしながら、5.0mg〜9.0mgのポリマーを8mL(160℃)の安定化したTCB(移動相と同じ)中に最大160℃で、PPでは2.5時間又はPEでは3時間溶解させることにより調製した。
DSC分析、溶融温度(T)及び融解熱(H)、結晶化温度(T)及び溶融エンタルピー(Hm):5mg〜7mgの試料に対して、TA Instrument Q200示差走査熱量測定(DSC)により測定。DSCは、−30℃〜+225℃の温度範囲において10℃/minの走査速度にて、加熱/冷却/加熱サイクルでISO 11357/パート3/方法C2に従って実行する。結晶化温度(T)は冷却工程から決定し、一方、溶融温度(T)及び融解エンタルピー(H)は第2の加熱工程から決定する。結晶化度は、完全結晶性ポリプロピレンのHm値を209J/gとして、融解エンタルピーから算出する(Brandrup,J.、Immergut,E.H.編、Polymer Handbook、第3版、Wiley、New York、1989;Chapter3参照)。
ガラス転移温度Tgは、ISO 6721−7に従って動的機械分析(dynamic mechanical analysis)により決定する。測定は、2℃/minの加熱速度及び1Hzの周波数を用いて、−100℃と+150℃の間で、圧縮成形試料(40×10×1mm)に対してねじりモードで行う。
エラストマー(E)中のコモノマー含量は、Nicolet Magna 550 IR分光器をNicolet Omnic FTIRソフトウェアと一緒に使用して、13C−NMRで較正したフーリエ変換赤外分光法(FTIR)に基づいて、公知の方法で測定した。試料から、厚さ約250μmのフィルムを圧縮成形した。コモノマー含量が既知である較正試料から、同様のフィルムを作製した。コモノマー含量は、1430cm−1以上1100cm−1以下の波数範囲のスペクトルから決定した。吸光度は、いわゆるショート若しくはロングベースライン又は両方を選択することにより、ピークの高さとして測定する。最小点を通って約1410cm−1〜1320cm−1でショートベースラインを引き、約1410cm−1と1220cm−1の間でロングベースラインを引く。それぞれのベースラインタイプごとに較正を行う必要がある。また、未知試料のコモノマー含量は、較正試料のコモノマー含量の範囲内にある必要がある。
灰分含量は、ISO 3451−1(1997)標準に従って測定する。
密度は、ISO1183−187に従って測定する。試料製造は、ISO1872−2:2007に従って圧縮成形により行う。
ノッチ付き及びノッチなしシャルピー衝撃強さは、ISO 19069−2に記載の通りの射出成形試験片(80×10×4mm)を使用して、23℃で、ISO 179−1/1eA及びISO 179−1/1eUに従って決定する。
引張特性は、ISO 19069−2に従って製造した射出成形ドッグボーン型試験片に対して決定した。引張弾性率は、1mm/min及び23℃で、ISO527−1Aに従って決定した。降伏応力及び降伏ひずみを測定するために、50mm/minの速度を使用した。
計装化耐おもり落下性試験(Instrumented falling weight test):パンクチャーエネルギー、最大衝撃力(maximum force)及びパンクチャー変位を、ISO 19069−2に従う60×60×3mmの射出成形プレート及び4.4m/sの試験速度を使用して、ISO 6603−2に従って計装化耐おもり落下性試験において決定した。レポートされるパンクチャーエネルギーは、+23℃及び−30℃で測定される破壊エネルギー曲線の積分の結果である。
平均繊維直径は、ISO 1888:2006(E)、方法B(顕微鏡倍率1000)に従って決定する。
2. 実施例
下記の発明実施例IE1〜IE5及び比較例CE1及びCE2を、L/D比43で、同方向回転二軸押出機(Coperion製のZSK 40)上で混錬することにより製造した。下記のプロセスパラメータを使用した:
− 押出量 100kg/h;
− スクリュ速度 100〜150rpm;
− フィードゾーンから昇温し、ダイプレートに向かって再び降温する、220℃〜250℃のバレル温度;
− 4mmの孔及び3つのストランドを有するダイプレート。
ポリマーと短繊維以外の添加剤を押出機にフィードし、第2バレルで溶融混錬した。ポリマーと添加剤を混合する第1混錬ゾーンを第3バレルと第5バレルの間に置いた。第6バレル内にサイドフィーダーを用いて短繊維を添加した。ガラス繊維分散用の第2混錬ゾーンを第7バレルと第12バレルの間に置いた。
組成物及び特性を表1にまとめる。
Figure 2021505701
PP1は、Borealis AG製の市販の高流動プロピレンホモポリマーHL504FBであり、メルトフローレートMFR(230℃)が450g/10minであり、ガラス転移温度Tgが+0℃である。
PP2は、Borealis AG製の市販のプロピレンホモポリマーHJ120UBであり、メルトフローレートMFR(230℃)が75g/10min、密度が905kg/m及びガラス転移温度Tgが+2℃である。
PP3は、Borealis AG製の市販のプロピレンホモポリマーHF955MOであり、メルトフローレートMFR(230℃)が20g/10min、密度が908kg/m及びガラス転移温度Tgが+4℃である。プロピレンホモポリマーHF955MOは、ポリビニルシクロヘキサン(ポリVCH)を用いてα−核形成されている。
Eは、Borealis製の市販のエチレン−オクテンコポリマーQueo8230であり、密度が0.882g/cm、メルトフローレートMFR(190℃)が30.0g/10min及び1−オクテン含量が7.5mol%である。
SFは、Nippon Electric Glass Co.,Ltd.の市販製品ECS 03 T−480Hであり、フィラメント長が10.5μmであり、ストランド長が3mmである。
APは、Scona製の接着促進剤SCONA TPPP 9012 GAであり、1.4wt%の無水マレイン酸含量及び50g/10minより高いMFR(190℃)を有する、無水マレイン酸で官能基化したポリプロピレンである。
顔料1は、1wt%のClariant製のRemafin Schwarz P−AP(MP 99−BLACK 7−PP−30)を含むマスターバッチである。
ADは、1重量部のトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト(HPL Additives製のKinox−68−G)及び2重量部のペンタエリスリチル−テトラキス(3−(3’,5’−ジ−tert.ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート(BASF製のIrganox 1010FF)を含む組成物である。
表1から分かるように、15.0wt%の弾性化合物を含有する比較例CE2の組成物は、高いパンクチャーエネルギーを特徴とし、そのため、優れた衝撃特性を特徴とするが、引張弾性率は、同じ量の繊維を含有するが弾性化合物は含有しない比較例CE1と比較して顕著に低下する。2.5wt%〜10.0wt%の弾性化合物を含有する本発明実施例IE1〜IE5の組成物も高いパンクチャーエネルギーを示すが、引張弾性率は高いレベルのままである。従って、剛性と衝撃挙動の間の良好なバランスが達成されている。

Claims (15)

  1. i) ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)が10.0g/10min〜250.0g/10minの範囲内であるプロピレンポリマー(PP);と、
    ii) エチレンとC〜C10α−オレフィンとのコポリマーである弾性エチレンコポリマー(E)と、
    iii) 接着促進剤(AP)と、
    iv) ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、炭素繊維及びグラファイト繊維からなる群より選択される短繊維(SF)と、
    を含む、繊維強化組成物(C)を含む顆粒であって、
    前記繊維強化組成物(C)が、不等式(I):
    Figure 2021505701
    (式中、w(PP)は、ポリプロピレン組成物(C)の全体重量に対するプロピレンポリマー(PP)の重量分率[wt%]であり、w(E)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対する弾性エチレンコポリマー(E)の重量分率[wt%]である。)を満たす、顆粒。
  2. 前記繊維強化組成物(C)が、不等式(II):
    Figure 2021505701
    (式中、w(SF)は、ポリプロピレン組成物(C)の全体重量に対する短繊維(SF)の重量分率[wt%]であり、w(E)は、繊維強化組成物(C)の全体重量に対する弾性エチレンコポリマー(E)の重量分率[wt%]である)を満たす、請求項1に記載の顆粒。
  3. 繊維強化組成物(C)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)が、100.0g/10min未満である、請求項1又は2に記載の顆粒。
  4. 繊維強化組成物(C)が、繊維強化組成物(C)の全体重量に対して、
    i) 20.0wt%〜70.0wt%のプロピレンポリマー(PP)と、
    ii) 2.0wt%〜12.0wt%の弾性エチレンコポリマー(E)と、
    iii) 0.1wt%〜5.0wt%の接着促進剤(AP)と、
    iv) 10.0wt%〜70.0wt%の短繊維(SF)と、
    を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の顆粒。
  5. 接着促進剤(AP)が、極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)であり、前記極性修飾ポリプロピレン(PM−PP)が、無水マレイン酸をグラフトした、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(190℃、2.16kg)が少なくとも50.0g/10minであるプロピレンホモ又はコポリマーである、請求項1から4のいずれか1項に記載の顆粒。
  6. 弾性エチレンコポリマー(E)の、ISO1133に従って決定されるメルトフローレートMFR(190℃、2.16kg)が、少なくとも25.0g/10minである、請求項1から5のいずれか1項に記載の顆粒。
  7. 弾性エチレンコポリマー(E)が、
    a) 2.0mol%〜25.0mol%のコモノマー含量;及び/又は、
    b) 0.900g/cm未満の密度;
    を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の顆粒。
  8. 弾性エチレンコポリマー(E)が、エチレンと1−オクテンとのコポリマーである、請求項1から7のいずれか1項に記載の顆粒。
  9. プロピレンポリマー(PP)が、プロピレンホモポリマーである、請求項1から8のいずれか1項に記載の顆粒。
  10. プロピレンポリマー(PP)が少なくともバイモーダルである、請求項1から9のいずれか1項に記載の顆粒。
  11. プロピレンポリマー(PP)が、プロピレンポリマー(PP)の全体重量に対して、
    i) 第1のプロピレンポリマー(PP1)を、10.0wt%〜35.0wt%;
    ii) 第2のプロピレンポリマー(PP2)を、30.0wt%〜70.0wt%;
    iii) 第3のプロピレンポリマー(PP3)を、10.0wt%〜35.0wt%;
    含み、前記第1のプロピレンポリマー(PP1)、前記第2のプロピレンポリマー(PP2)及び前記第3のプロピレンポリマー(PP3)は、ISO1133に従って決定される異なるメルトフローレートMFR(230℃、2.16kg)を有する、請求項1から10のいずれか1項に記載の顆粒。
  12. 短繊維(SF)がガラス繊維である、請求項1から11のいずれか1項に記載の顆粒。
  13. 短繊維(SF)、好ましくは短ガラス繊維(SGF)が、
    i) 1.0mm〜10.0mmの平均長;及び/又は、
    ii) 8μm〜20μmの平均直径;
    を有する、請求項1から12のいずれか1項に記載の顆粒。
  14. 前記顆粒の全体重量に対して、少なくとも80.0wt%の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む、請求項1から13のいずれか1項に記載の顆粒。
  15. 請求項1から14のいずれか1項に記載の繊維強化ポリプロピレン組成物(C)を含む物品、好ましくは成形物品。
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