JP2023081870A - 押出ラミネート用ポリプロピレン系樹脂組成物及び積層体並びにこれらの製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
【課題】ポリプロピレン系樹脂組成物を含む積層体の押出ラミネートにおいて、当該押出ラミネートのネックインを低減し、当該組成物のドライブレンドを可能とし、当該押出ラミネートを高速化し、もしくは、当該積層体の透明性を向上させ、または、これらの複数を同時に満たすことである。【解決手段】 ポリプロピレン樹脂(X)と、プロピレン重合体(W)と、ポリエチレン系樹脂(Z1)とを含有す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及び積層体に関し、詳しくは、押出ラミネート法によるポリプロピレン系樹脂組成物の層を含む積層体の製造に関する。
従来から、食品包装用資材、工業用資材、建築用資材として、透明あるいは蒸着、印刷など、内容物の視認性の有無にかかわらず、各種樹脂フィルムやシート、金属箔、板、紙等の基材に、ポリオレフィン系樹脂を、ラミネート加工法により積層し、水蒸気遮断性、防水性、防錆性、傷付き防止性を付与した積層体が用いられてきた。ラミネート加工法は、基材にアンカーコート剤を介してポリオレフィン系樹脂を接着するドライラミネート工法、基材にポリオレフィン系樹脂を溶融押出して積層する押出ラミネーション工法が挙げられ、加工の簡便さ、近年のVOCフリー要求の高まりから、押出ラミネーション工法が可能なポリオレフィン系樹脂開発の要求が高まっている。
ポリプロピレン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂と比較して、透明性、剛性、表面光沢性、耐熱性に優れる。一方で、ポリプロピレン系樹脂は、分子構造が線状であり、重量平均分子量もポリエチレン系樹脂ほど大きくすることができないため、溶融張力が低い。比較的高温で成形される押出ラミネート工法においては、溶融張力が高い樹脂は、ネックインが小さく、成形速度が高速でも、ドローレゾナンスが生じにくい傾向にあるが、溶融張力が低いポリプロピレン系樹脂は、押出ラミネート成形に用いることが困難であった。
ポリプロピレン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂と比較して、透明性、剛性、表面光沢性、耐熱性に優れる。一方で、ポリプロピレン系樹脂は、分子構造が線状であり、重量平均分子量もポリエチレン系樹脂ほど大きくすることができないため、溶融張力が低い。比較的高温で成形される押出ラミネート工法においては、溶融張力が高い樹脂は、ネックインが小さく、成形速度が高速でも、ドローレゾナンスが生じにくい傾向にあるが、溶融張力が低いポリプロピレン系樹脂は、押出ラミネート成形に用いることが困難であった。
ポリプロピレンに、低密度ポリエチレンや無定形エチレン-α-オレフィン共重合体を配合することにより、ネックインは解決されるものの、透明性や耐熱性に劣り、また、ドローレゾナンスが発生しない成形速度上限(以下、「高速成形性」という。)の向上が十分ではないといった問題があった(特許文献1及び2参照。)。
高速成形性を改善する手法として、ポリプロピレンに、低密度ポリエチレンを配合した熱可塑性樹脂組成物に対して、オイル、ポリエチレンワックス等を配合する方法(特許文献3~5参照。)、メタロセン触媒を用いて製造されたポリプロピレンに、低密度ポリエチレンを配合した熱可塑性樹脂組成物を用いた押出ラミネートフィルムの製造法(特許文献6参照。)が開示されている。これらの方法では、高速成形性は改善されるが、事前に溶融混練する必要がある欠点がある。
高速成形性を改善する手法として、ポリプロピレンに、低密度ポリエチレンを配合した熱可塑性樹脂組成物に対して、オイル、ポリエチレンワックス等を配合する方法(特許文献3~5参照。)、メタロセン触媒を用いて製造されたポリプロピレンに、低密度ポリエチレンを配合した熱可塑性樹脂組成物を用いた押出ラミネートフィルムの製造法(特許文献6参照。)が開示されている。これらの方法では、高速成形性は改善されるが、事前に溶融混練する必要がある欠点がある。
本発明が解決しようとする課題は、ポリプロピレン系樹脂組成物を含む積層体の押出ラミネートにおいて、当該押出ラミネートのネックインを低減し、当該組成物のドライブレンドを可能とし、当該押出ラミネートを高速化し、もしくは当該押出ラミネートの生産性を向上させ、またはこれらのうちの複数を同時に満たすことである。
本発明において課題を解決するための手段を反映した態様には、以下の態様がある。
態様1は、
ポリプロピレン樹脂(X)とプロピレン重合体(W)とポリエチレン系樹脂(Z1)との合計質量基準として、
(1)下記特性(1-i)~(1-v):
(1-i)MFR(230℃、荷重2.16kgf)が10~70g/10分である
(1-ii)Mw/Mnが2.0~5.0である
(1-iii)分子量が100万以上の成分の割合が0.5~4.0質量%である。
(1-iv)g’が0.70~0.95である
(1-v)(mm)が95%以上である
を有する0~80質量%以下のポリプロピレン樹脂(X)と、
(2)下記特性(2-i)~(2-ii):
(2-i)MFR(230℃、荷重2.16kgf)が10~100g/10分以下である
(2-ii)g’が0.95を超える
を有する15~89質量%のプロピレン重合体(W)と、
(3)下記特性(3-i)~(3-iv):
(3-i)MFR(190℃、荷重2.16kgf)が3~30g/10分である
(3-ii)密度が0.900~0.930g/cm3である
(3-iii)λmaxが2.2以上である
(3-iv)Mw/Mnが5.5以上である
を有する5~30質量%のポリエチレン系樹脂(Z1)とを
含有するポリプロピレン系樹脂組成物。
ポリプロピレン樹脂(X)とプロピレン重合体(W)とポリエチレン系樹脂(Z1)との合計質量基準として、
(1)下記特性(1-i)~(1-v):
(1-i)MFR(230℃、荷重2.16kgf)が10~70g/10分である
(1-ii)Mw/Mnが2.0~5.0である
(1-iii)分子量が100万以上の成分の割合が0.5~4.0質量%である。
(1-iv)g’が0.70~0.95である
(1-v)(mm)が95%以上である
を有する0~80質量%以下のポリプロピレン樹脂(X)と、
(2)下記特性(2-i)~(2-ii):
(2-i)MFR(230℃、荷重2.16kgf)が10~100g/10分以下である
(2-ii)g’が0.95を超える
を有する15~89質量%のプロピレン重合体(W)と、
(3)下記特性(3-i)~(3-iv):
(3-i)MFR(190℃、荷重2.16kgf)が3~30g/10分である
(3-ii)密度が0.900~0.930g/cm3である
(3-iii)λmaxが2.2以上である
(3-iv)Mw/Mnが5.5以上である
を有する5~30質量%のポリエチレン系樹脂(Z1)とを
含有するポリプロピレン系樹脂組成物。
態様2は、
プロピレン-α-オレフィン共重合体を含有しない、態様1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物である。
プロピレン-α-オレフィン共重合体を含有しない、態様1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物である。
態様3は、
態様1に記載のポリプロピレン樹脂(X)と、態様1に記載のプロピレン重合体(W)と、態様1に記載のポリエチレン系樹脂(Z1)とをドライブレンドにより混合するポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法である。
態様1に記載のポリプロピレン樹脂(X)と、態様1に記載のプロピレン重合体(W)と、態様1に記載のポリエチレン系樹脂(Z1)とをドライブレンドにより混合するポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法である。
態様4は、
プロピレン-α-オレフィン共重合体非存在下で、
態様1に記載のポリプロピレン樹脂(X)と、態様1に記載のプロピレン重合体(W)と、態様1に記載のポリエチレン系樹脂(Z1)とを、ドライブレンドにより混合する、態様3のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法である。
プロピレン-α-オレフィン共重合体非存在下で、
態様1に記載のポリプロピレン樹脂(X)と、態様1に記載のプロピレン重合体(W)と、態様1に記載のポリエチレン系樹脂(Z1)とを、ドライブレンドにより混合する、態様3のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法である。
態様5は、
基材層と、態様1または2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物である層とを含む積層体である。
基材層と、態様1または2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物である層とを含む積層体である。
態様6は、
押し出しラミネート法による、態様5に記載の積層体の製造方法である。
押し出しラミネート法による、態様5に記載の積層体の製造方法である。
本発明によれば、ポリプロピレン系樹脂組成物を含む積層体の押出ラミネートにおいて、当該押出ラミネートのネックインを低減し、当該組成物のドライブレンドを可能とし、当該押出ラミネートを高速化し、もしくは当該押出ラミネートの生産性を向上し、またはこれらのうちの複数を同時に満たすことができる。
本開示において、「Mw/Mn」は、重量平均分子量(以下、「Mw」という。)を数平均分子量(以下、「Mn」という。)で割って得た値を意味する。
本開示において、「W1M」は、分子量が100万以上の成分の割合を意味する。
本開示において、「MT170℃」は、170℃での単位gfで表記する溶融張力を意味する。
本開示において、「MT230℃」は、230℃での単位gfで表記する溶融張力を意味する。
本開示において、「λmax」は、試料の温度が180℃、歪み速度が0.1/secであるときの一軸伸長粘度を意味する。
本開示において、「MFR」は、メルトフローレートを意味する。
本開示において、「ネックイン」は、押出機のダイから押し出す際のフィルムまたはシートの幅と、ダイから出たところのフィルムまたはシートの幅の差を意味する。
本開示において、「ドローレゾナンス」は、押し出し成形の際に、引取り方向に発生する積層体の厚みむらおよび/または当該積層体のエッジ部の伸縮が発生することを意味する。
本開示において、「ドライブレンド」は、溶媒を添加せずに、複数の樹脂を混練することで、押し出し成形を可能とする樹脂組成物を製造することを意味する。
本開示において、「g’」は、
[η]br/[η]lin
で求めた値である。ここで、[η]brは長鎖分岐構造を有するポリマー(この式の説明では、「br」という。)の固有粘度であり、[η]linは、brと同じ分子量を有する同種の直鎖状高分子ポリマーの固有粘度[η]linである。g’は、長鎖分岐構造が多いほど、小さな値をとる。
g’の解説が、「Developments in Polymer Characterization-4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science Publishers, 1983)に、記載されている。
[η]br/[η]lin
で求めた値である。ここで、[η]brは長鎖分岐構造を有するポリマー(この式の説明では、「br」という。)の固有粘度であり、[η]linは、brと同じ分子量を有する同種の直鎖状高分子ポリマーの固有粘度[η]linである。g’は、長鎖分岐構造が多いほど、小さな値をとる。
g’の解説が、「Developments in Polymer Characterization-4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science Publishers, 1983)に、記載されている。
本開示において、「(mm)」は、ポリプロピレン樹脂(X)中のプロピレン単位3連鎖中各プロピレン単位中のメチル分岐の方向が同一であるものの割合である。
本開示において、特記のない限り、ポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン重合体(W)及びポリエチレン系樹脂(Z1)についての樹脂組成物中の含有量は、ポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン重合体(W)およびポリエチレン樹脂(Z1)の合計質量を100質量%としたときの、質量比で表す。
1.ポリプロピレン系樹脂組成物
1-1.ポリプロピレン樹脂(X)
ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形のしやすさから、ポリプロピレン系樹脂組成物中のポリプロピレン樹脂(X)のMFR(230℃、荷重2.16kgf)は、10~70g/10分が好ましく、15~60g/10分がより好ましく、20~50g/10分がさらに好ましく、30~50g/10分が最も好ましい。
ポリプロピレン樹脂のMFRは、(i)ポリプロピレン樹脂の重合の際の温度および/または圧力の変更および/または(ii)ポリプロピレン樹脂の重合の際に水素そのほかの連鎖移動剤をモノマーに添加することで、調整できる。
1-1.ポリプロピレン樹脂(X)
ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形のしやすさから、ポリプロピレン系樹脂組成物中のポリプロピレン樹脂(X)のMFR(230℃、荷重2.16kgf)は、10~70g/10分が好ましく、15~60g/10分がより好ましく、20~50g/10分がさらに好ましく、30~50g/10分が最も好ましい。
ポリプロピレン樹脂のMFRは、(i)ポリプロピレン樹脂の重合の際の温度および/または圧力の変更および/または(ii)ポリプロピレン樹脂の重合の際に水素そのほかの連鎖移動剤をモノマーに添加することで、調整できる。
ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形のしやすさから、ポリプロピレン系樹脂組成物中のポリプロピレン樹脂(X)のMw/Mnは、2.0~5.0が好ましく、2.1~4.6がより好ましく、2.2~4.2がさらに好ましい。
ポリプロピレン樹脂(X)のMw、MnおよびMw/Mnは、重合の温度や圧力の変更、水素そのほかの連鎖移動剤を重合時に添加およびその量、および/または当該重合の際の触媒の種類及び個々の触媒量の比率で調整できる。
ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形のしやすさから、ポリプロピレン系樹脂組成物中のポリプロピレン樹脂(X)のMwは、16.0万~28.0万が好ましく、17.0万~26.0万がより好ましく、18.0万~24.0万がさらに好ましい。
ポリプロピレン樹脂(X)のMw、MnおよびMw/Mnは、重合の温度や圧力の変更、水素そのほかの連鎖移動剤を重合時に添加およびその量、および/または当該重合の際の触媒の種類及び個々の触媒量の比率で調整できる。
ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形のしやすさから、ポリプロピレン系樹脂組成物中のポリプロピレン樹脂(X)のMwは、16.0万~28.0万が好ましく、17.0万~26.0万がより好ましく、18.0万~24.0万がさらに好ましい。
ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形のしやすさおよび/またはフィッシュアイの発生低減その他の外観改良のため、ポリプロピレン樹脂(X)のW1Mは、0.5~4.0質量%が好ましく、1.0~3.5質量%がより好ましく、1.5~3.0質量%がさらに好ましい。
特に、ポリプロピレン樹脂(X)のW1Mが0.5~4.0質量%であると、押出ラミネートのネックインを低減することができ、押出ラミネートの生産性を向上させることができる。
ポリマーのW1Mは、重合時に使用するより高分子量のポリマーが得られる触媒と、重合時に使用するより低分子量のポリマーが得られる触媒の比率の調整、重合時に添加する水素量、重合時の反応温度を調整することで、調整できる。
特に、ポリプロピレン樹脂(X)のW1Mが0.5~4.0質量%であると、押出ラミネートのネックインを低減することができ、押出ラミネートの生産性を向上させることができる。
ポリマーのW1Mは、重合時に使用するより高分子量のポリマーが得られる触媒と、重合時に使用するより低分子量のポリマーが得られる触媒の比率の調整、重合時に添加する水素量、重合時の反応温度を調整することで、調整できる。
押し出しラミネートによって作製するフィルムの品質向上のため、ポリプロピレン樹脂(X)のg’は、0.70~0.95であり、0.72~0.90が好ましく、0.75~0.88がより好ましく、0.80~0.85がさらに好ましい。
特に、ポリプロピレン樹脂(X)のg’が0.70~0.95であると、押出ラミネートの高速化を達成することができる。そして、ポリプロピレン樹脂(X)のg’及びW1Mを好ましい範囲に調整することによって、押出ラミネートの高速化とネックイン低減の両立が可能となり、押出ラミネートの生産性を向上させることができる。
特に、ポリプロピレン樹脂(X)のg’が0.70~0.95であると、押出ラミネートの高速化を達成することができる。そして、ポリプロピレン樹脂(X)のg’及びW1Mを好ましい範囲に調整することによって、押出ラミネートの高速化とネックイン低減の両立が可能となり、押出ラミネートの生産性を向上させることができる。
ポリプロピレン樹脂(X)の長鎖分岐を多く導入することにより、g’を0.80~0.85付近に誘導できる。ポリプロピレン樹脂(X)の重合の際、メタロセン触媒の選択、当該触媒の組み合わせおよび/または当該触媒の量の比ならびに当該重合の際の予備重合条件の制御により、ポリプロピレン樹脂(X)の長鎖分岐を多く導入できる。
表層にポリプロピレン樹脂(X)を含む押出ラミネート積層体の耐候性を向上させるために、当該ポリプロピレン樹脂(X)の(mm)は、95%以上が好ましく、96%以上がより好ましい。
高結晶性の重合体の製造を可能にする重合触媒を用いることで、製造されるポリプロピレン樹脂(X)の(mm)を、95%以上にさせることができる。当該重合触媒は、メタロセン触媒が好ましい。
ポリプロピレン樹脂(X)の製造方法
高い立体規則性、比較的広い分子量分布、g’、高い溶融張力等の条件を調整できるため、ポリプロピレン樹脂(X)の重合において、メタロセン触媒の組み合わせを利用したマクロマー共重合法が、好ましい。特開2009-57542号公報に、当該マクロマー共重合法の例が、記載されている。
高い立体規則性、比較的広い分子量分布、g’、高い溶融張力等の条件を調整できるため、ポリプロピレン樹脂(X)の重合において、メタロセン触媒の組み合わせを利用したマクロマー共重合法が、好ましい。特開2009-57542号公報に、当該マクロマー共重合法の例が、記載されている。
ポリプロピレン樹脂(X)は、プロピレン重合体であってもよい。プロピレン重合体は、プロピレンモノマーを重合して得てもよい。
ポリプロピレン樹脂(X)の形状は、パウダー状および粒子状などであってもよい。ここで粒子状のポリプロピレン樹脂(X)は、ポリプロピレン樹脂(X)の造粒物を含む。
ポリプロピレン樹脂(X)の形状は、パウダー状および粒子状などであってもよい。ここで粒子状のポリプロピレン樹脂(X)は、ポリプロピレン樹脂(X)の造粒物を含む。
付加的成分を混合したポリプロピレン樹脂(X)の製造の際に、ヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、混練機および/またはタンブラーブレンダー等が利用できる。造粒物の製造の際は、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリミキサー等の混練機が利用できる。
1-2.プロピレン重合体(W)
ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形のしやすさから、プロピレン重合体(W)のMFR(230℃、荷重2.16kgf)は、10~100g/10分が好ましく、20~80g/10分がより好ましい。プロピレン重合体(W)は、プロピレン単独重合体であることが好ましい。
プロピレン重合の際の温度条件の変更、プロピレン重合の際の圧力条件の変更および/または水素等の連鎖移動剤を重合時に添加する方法の変更により、プロピレン重合体(W)のMFRを調整できる。
プロピレン重合体に有機過酸化物減成を施すことで、MFRがより高いプロピレン重合体(W)を調製することもできる。
当該有機過酸化物減成の有機過酸化物は、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、1,1-ビス-(t-ブチルパーオキシ))-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)オクタン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、1,3-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、α,α´-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、t-ブチル-ハイドロパーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジ-t-ブチル-ジパーオキシフタレート、t-ブチルパ-オキシマレイン酸、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートおよびイソプロピルパーカーボネート等並びにこれらの混合物が好ましく、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、1,3-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、α,α´-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンの複数の混合物がより好ましい。
当該有機過酸化物減成の有機過酸化物は、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、1,1-ビス-(t-ブチルパーオキシ))-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)オクタン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、1,3-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、α,α´-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、t-ブチル-ハイドロパーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジ-t-ブチル-ジパーオキシフタレート、t-ブチルパ-オキシマレイン酸、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートおよびイソプロピルパーカーボネート等並びにこれらの混合物が好ましく、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、1,3-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、α,α´-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンの複数の混合物がより好ましい。
当該有機過酸化物減成の際の有機過酸化物の投入量は、樹脂または樹脂組成物100質量部当たり、0.005~0.1質量部が好ましい。当該有機過酸化物減成の混練温度は、180~300℃が好ましい。簡便さから、当該混練は、押出機での混練が好ましい。当該有機過酸化物減成後の樹脂の均質性向上のため、有機過酸化物と、樹脂または樹脂組成物は、加熱混練の前に、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー等の混合機で混合することが好ましい。
高速成形性のため、プロピレン重合体(W)のg’は、0.95を超え、0.95~1.0が好ましく、0.96~1.0がより好ましく、0.97~1.0がさらに好ましい。
特に、プロピレン重合体(W)のg’が0.95を超えると、押出ラミネートの高速化を達成することができ、生産性を向上させることができる。
特に、プロピレン重合体(W)のg’が0.95を超えると、押出ラミネートの高速化を達成することができ、生産性を向上させることができる。
プロピレン重合体(W)の製造方法
プロピレン重合体(W)を製造するための重合触媒としては、チーグラー・ナッタ系触媒および/またはメタロセン系触媒が挙げられるが、そのほかの触媒であってもよい。
チーグラー・ナッタ系触媒は、「ポリプロピレンハンドブック」エドワード・P・ムーアJr.編著、保田哲男・佐久間暢翻訳監修、工業調査会(1998)の2.3.1節(20~57ページ)に記載されている。チーグラー・ナッタ系触媒は、(1)三塩化チタンとハロゲン化有機アルミニウムからなる三塩化チタニウム系触媒、塩化マグネシウム、ハロゲン化チタン、(2)電子供与性化合物を含有する固体触媒成分と有機アルミニウムと有機珪素化合物からなるマグネシウム担持系触媒、(3)固体触媒成分を有機アルミニウム及び有機珪素化合物を接触させて形成した有機珪素処理固体触媒成分に、有機アルミニウム化合物成分を組み合わせた触媒などを含む。
プロピレン重合体(W)を製造するための重合触媒としては、チーグラー・ナッタ系触媒および/またはメタロセン系触媒が挙げられるが、そのほかの触媒であってもよい。
チーグラー・ナッタ系触媒は、「ポリプロピレンハンドブック」エドワード・P・ムーアJr.編著、保田哲男・佐久間暢翻訳監修、工業調査会(1998)の2.3.1節(20~57ページ)に記載されている。チーグラー・ナッタ系触媒は、(1)三塩化チタンとハロゲン化有機アルミニウムからなる三塩化チタニウム系触媒、塩化マグネシウム、ハロゲン化チタン、(2)電子供与性化合物を含有する固体触媒成分と有機アルミニウムと有機珪素化合物からなるマグネシウム担持系触媒、(3)固体触媒成分を有機アルミニウム及び有機珪素化合物を接触させて形成した有機珪素処理固体触媒成分に、有機アルミニウム化合物成分を組み合わせた触媒などを含む。
メタロセン触媒は、(i)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期表第4族の遷移金属化合物、(ii)メタロセン化合物と反応して安定なイオン状態に活性化しうる助触媒、(iii)メタロセン化合物と反応して安定なイオン状態に活性化しうる助触媒と、有機アルミニウム化合物とからなる触媒などを含む。
プロピレン重合体(W)の機械的特性向上のため、プロピレン重合体(W)の合成に使用されるメタロセン触媒は、プロピレンの立体規則性重合が可能な架橋型のメタロセン化合物が好ましく、プロピレンのアイソ規則性重合が可能な架橋型のメタロセン化合物がより好ましい。
プロピレン重合体(W)の機械的特性向上のため、プロピレン重合体(W)の合成に使用されるメタロセン触媒は、プロピレンの立体規則性重合が可能な架橋型のメタロセン化合物が好ましく、プロピレンのアイソ規則性重合が可能な架橋型のメタロセン化合物がより好ましい。
(i)のメタロセン化合物は、特開昭60-35007号、特開昭61-130314号、特開昭63-295607号、特開平1-275609号、特開平2-41303号、特開平2-131488号、特開平2-76887号、特開平3-163088号、特開平4-300887号、特開平4-211694号、特開平5-43616号、特開平5-209013号、特開平6-239914号、特表平7-504934号および特開平8-85708号に記載がある。
(i)のメタロセン化合物の具体例としては、
メチレンビス(2-メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレンビス(2-メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレン1,2-(4-フェニルインデニル)(2-メチル-4-フェニル-4H-アズレニル)ジルコニウムジクロリド、
イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(4-メチルシクロペンタジエニル)(3-t-ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレン(2-メチル-4-t-ブチル-シクロペンタジエニル)(3’-t-ブチル-5’-メチル-シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-メチル-4-フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-エチル-4-フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[4-(1-フェニル-3-メチルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレン(フルオレニル)t-ブチルアミドジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス[1-(2-メチル-4-(1-ナフチル)-インデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-メチル-4,5-ベンゾインデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-メチル-4-フェニル-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-エチル-4-(4-クロロフェニル)-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-エチル-4-ナフチル-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジフェニルシリレンビス[1-(2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-エチル-4-(3-フルオロビフェニリル)-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルゲルミレンビス[1-(2-エチル-4-(4-クロロフェニル)-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、および
ジメチルゲルミレンビス[1-(2-エチル-4-フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド
などのジルコニウム化合物などである。
メチレンビス(2-メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレンビス(2-メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレン1,2-(4-フェニルインデニル)(2-メチル-4-フェニル-4H-アズレニル)ジルコニウムジクロリド、
イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(4-メチルシクロペンタジエニル)(3-t-ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレン(2-メチル-4-t-ブチル-シクロペンタジエニル)(3’-t-ブチル-5’-メチル-シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-メチル-4-フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-エチル-4-フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[4-(1-フェニル-3-メチルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレン(フルオレニル)t-ブチルアミドジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス[1-(2-メチル-4-(1-ナフチル)-インデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-メチル-4,5-ベンゾインデニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-メチル-4-フェニル-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-エチル-4-(4-クロロフェニル)-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-エチル-4-ナフチル-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジフェニルシリレンビス[1-(2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1-(2-エチル-4-(3-フルオロビフェニリル)-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルゲルミレンビス[1-(2-エチル-4-(4-クロロフェニル)-4H-アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、および
ジメチルゲルミレンビス[1-(2-エチル-4-フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド
などのジルコニウム化合物などである。
(i)のメタロセン化合物のジルコニウムを、チタニウムまたはハフニウムに置き換えたもの、および/またはこれらの混合物も、プロピレン重合体(W)を製造するための重合触媒に利用できる。(i)のメタロセン化合物のクロリドを、他のハロゲン化合物、メチル、イソブチル、ベンジル等の炭化水素基、ジメチルアミド、ジエチルアミド等のアミド基、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシド基、ヒドリド基等に置き換えたものも、プロピレン重合体(W)を製造するための重合触媒に利用できる。
プロピレン重合体(W)を含む樹脂組成物の成形性向上のため、プロピレン重合体(W)を製造するための重合触媒である(i)のメタロセン化合物は、インデニル基あるいはアズレニル基を珪素あるいはゲルミル基で架橋したメタロセン化合物が好ましい。
プロピレン重合体(W)を製造するための重合触媒は、無機または有機化合物に担持させてもよい。プロピレン重合体(W)の生産量向上のため、当該担体は、多孔質が好ましい。当該担体は、イオン交換性層状珪酸塩、ゼオライト、SiO2、Al2O3、シリカアルミナ、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2、等の無機化合物、多孔質のポリオレフィン、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体およびオレフィン・アクリル酸共重合体等からなる有機化合物並びにこれらの混合物が好ましい。
プロピレン重合体(W)を製造するための重合触媒は、無機または有機化合物に担持させてもよい。プロピレン重合体(W)の生産量向上のため、当該担体は、多孔質が好ましい。当該担体は、イオン交換性層状珪酸塩、ゼオライト、SiO2、Al2O3、シリカアルミナ、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2、等の無機化合物、多孔質のポリオレフィン、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体およびオレフィン・アクリル酸共重合体等からなる有機化合物並びにこれらの混合物が好ましい。
プロピレン重合体(W)の生産量向上のため、(i)のメタロセン化合物とともに(ii)の助触媒を併用することが好ましい。助触媒は、アルミノキサン化合物などの有機アルミニウムオキシ化合物、イオン交換性層状珪酸塩、ルイス酸、ホウ素含有化合物、イオン性化合物およびフッ素含有有機化合物が好ましい。
プロピレン重合体(W)の生産量向上のため、(iii)の有機アルミニウム化合物は、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウムセスキハライド、アルキルアルミニウムジハライド、アルキルアルミニウムハイドライドおよび有機アルミニウムアルコキサイドが好ましい。
プロピレン重合体(W)を含む押し出しフィルム作製でのネックイン低減のため、ポリプロピレン重合体の重合触媒は、チーグラー・ナッタ系触媒が好ましい。ポリプロピレン重合体を含む押し出しフィルム作製での延展性のため、プロピレン重合体(W)の重合触媒メタロセン系触媒が好ましい。
プロピレン重合体の製造効率向上のため、プロピレン重合体(W)の製造方法は、スラリー重合法、バルク重合法、気相重合法などが好ましい。ポリプロピレンの製造は、スラリー重合法、バルク重合法、気相重合法などの多段重合法を利用できる。
プロピレン重合体(W)の混合による調製は、ヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダー等により、混合して得てもよい。その際、当該混合物に必要な付加的成分を加えてもいい。
プロピレン重合体(W)の混練は、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリミキサーなどの混練機で調製してもよい。
プロピレン重合体(W)の混練は、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリミキサーなどの混練機で調製してもよい。
プロピレン重合体(W)の形状は、パウダー状および粒子状などであってもよい。ここでプロピレン重合体(W)の粒子状は、プロピレン重合体(W)の造粒物を含む。
1-3.ポリエチレン系樹脂(Z1)
ポリエチレン系樹脂(Z1)は、1種類又は2種類以上のエチレン系重合体からなる。ポリエチレン系樹脂(Z1)には、特に限定されるものではないが、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンのいずれかまたは組み合わせて使用することができる。ポリエチレン系樹脂(Z1)を含有する樹脂の成形性向上のため、ポリエチレン系樹脂(Z1)は、低密度ポリエチレンが好ましい。
ポリエチレン系樹脂(Z1)は、1種類又は2種類以上のエチレン系重合体からなる。ポリエチレン系樹脂(Z1)には、特に限定されるものではないが、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンのいずれかまたは組み合わせて使用することができる。ポリエチレン系樹脂(Z1)を含有する樹脂の成形性向上のため、ポリエチレン系樹脂(Z1)は、低密度ポリエチレンが好ましい。
エチレン系重合体は、エチレン単独重合体であってもよく、エチレン-α-オレフィン共重合体であってもよい。エチレン-α-オレフィン共重合体としては、主成分であるエチレンと好ましくは炭素数3~20のα-オレフィンを共重合して得られる共重合体であって、α-オレフィンとしては、炭素数3~20のもの、例えば、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ヘプテン等を好ましく例示できる。
ポリエチレン系樹脂(Z1)としては、Braskem社製の商品名「SBC818」、「SPB681」、「SPB608」などである。
押し出しラミネートによるフィルムの製造効率向上のため、ポリエチレン系樹脂(Z1)のMFR(190℃、荷重2.16kgf)は、3~30g/10分が好ましく、4~25g/10分がより好ましい。
フィルムの透明性向上のため、ポリエチレン系樹脂(Z1)の密度は、0.900g/cm3以上が好ましく、0.910g/cm3以上がより好ましい。
フィルムの柔軟性向上のため、ポリエチレン系樹脂(Z1)の密度は、0.930g/cm3以下が好ましく、0.923g/cm3以下がより好ましい。
フィルムの柔軟性向上のため、ポリエチレン系樹脂(Z1)の密度は、0.930g/cm3以下が好ましく、0.923g/cm3以下がより好ましい。
フィルムの均質性を向上させるため、ポリエチレン系樹脂(Z1)のλmaxは、2.2以上が好ましく、3.0以上がより好ましい。
特に、ポリエチレン系樹脂(Z1)のλmaxが2.2以上であると、押出ラミネートの高速化を達成することができ、また、ドライブレンドを可能にすることがきできる。これにより、押出ラミネートの生産性を向上させることができる。
特に、ポリエチレン系樹脂(Z1)のλmaxが2.2以上であると、押出ラミネートの高速化を達成することができ、また、ドライブレンドを可能にすることがきできる。これにより、押出ラミネートの生産性を向上させることができる。
フィルムのネックイン抑制のため、ポリエチレン系樹脂(Z1)のMw/Mnは、5.5以上が好ましく、6.0以上がより好ましい。
混合によるポリエチレン系樹脂(Z1)の製造としては、必要な付加的成分とともに、ヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダー等で混合してポリエチレン系樹脂(Z1)を得る手法が挙げられる。混練によるポリエチレン系樹脂(Z1)の製造としては、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリミキサーなどの混練機で混練してポリエチレン系樹脂(Z1)を得る手法が挙げられる。
1-4.ポリプロピレン系樹脂組成物
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン重合体(W)及びポリエチレン系樹脂(Z1)を以下で詳述する特定の比率で含むポリプロピレン系樹脂組成物である。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、好ましくは、プロピレン-α-オレフィン共重合体を含有しない。プロピレン-α-オレフィン共重合体を含有しないことにより、耐熱性が保持される。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、好ましくは、プロピレン-α-オレフィン共重合体を含有しない。プロピレン-α-オレフィン共重合体を含有しないことにより、耐熱性が保持される。
高速押出ラミネートの加工性、高速押出ラミネートによるフィルムの透明性の観点から、ポリプロピレン系樹脂組成物中のポリプロピレン樹脂(X)の含有量は、ポリプロピレン樹脂(X)とプロピレン重合体(W)とポリエチレン系樹脂(Z1)との合計質量基準として、0~80質量%が好ましく、5~70質量%が好ましい。
高速押出ラミネートの加工性、高速押出ラミネートによるフィルムの透明性の観点から、ポリプロピレン系樹脂組成物中のプロピレン重合体(W)の含有量は、ポリプロピレン樹脂(X)とプロピレン重合体(W)とポリエチレン系樹脂(Z1)との合計質量基準として、15~89質量%が好ましく、20~80質量%が好ましい。
高速押出ラミネートの加工性、高速押出ラミネートによるフィルムの透明性の観点から、ポリプロピレン系樹脂組成物中のポリエチレン系樹脂(Z1)の含有量は、ポリプロピレン樹脂(X)とプロピレン重合体(W)とポリエチレン系樹脂(Z1)との合計質量基準として、5~30質量%が好ましく、8~20質量%が好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上述のポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン重合体(W)及びポリエチレン系樹脂(Z1)以外に、さらに必要に応じ、添加剤を含むことができる。添加剤を適宜選択することで、プロピレン系樹脂組成物の機能を向上させることができる。添加剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。ポリプロピレン系樹脂組成物中の添加剤の含有量は、ポリプロピレン樹脂(X)とプロピレン重合体(W)とポリエチレン系樹脂(Z1)との合計100質量部に対し、例えば、0~10質量部であることが好ましい。
添加剤としては、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、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]メタンやn-オクタデシル-3-(4’-ヒドロキシ-3,5’-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネートで代表されるフェノール系安定剤、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトやトリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイトなどで代表されるホスファイト系安定剤、高級脂肪酸アミドや高級脂肪酸エステルで代表される滑剤、炭素原子数8~22の脂肪酸のグリセリンエステルやソルビタン酸エステル、ポリエチレングリコールエステルなどの帯電防止剤、シリカ、炭酸カルシウム、タルクなどのブロッキング防止剤などがある。
また、紫外線吸収剤や光安定剤なども挙げられる。プロピレン系樹脂中に紫外線吸収剤および光安定剤を配合することで、プロピレン系樹脂の耐候性を向上させることができる。
紫外線吸収剤は、トリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケルキレート系紫外線吸収剤、無機微粒子系紫外線吸収剤などの、紫外線領域に吸収帯を持つ化合物である。このうちトリアゾール系紫外線吸収剤が典型的である。
トリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-t-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾールなどがある。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノンなどがある。
サリシレート系紫外線吸収剤としては、例えば、4-t-ブチルフェニルサリシレートなどがある。
シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル(3,3-ジフェニル)シアノアクリレートなどがある。
ニッケルキレート系紫外線吸収剤としては、例えば、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケルなどがある。
無機微粒子系紫外線吸収剤としては、例えば、TiO2、ZnO2、CeO2などがある。
トリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-t-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾールなどがある。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノンなどがある。
サリシレート系紫外線吸収剤としては、例えば、4-t-ブチルフェニルサリシレートなどがある。
シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル(3,3-ジフェニル)シアノアクリレートなどがある。
ニッケルキレート系紫外線吸収剤としては、例えば、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケルなどがある。
無機微粒子系紫外線吸収剤としては、例えば、TiO2、ZnO2、CeO2などがある。
典型的な光安定剤としては、ヒンダードアミン骨格を有する化合物(以下、「HALS」という。)などがある。
HALSには、セバケート型化合物、ブタンテトラカルボキシレート型化合物、コハク酸ポリエステル型化合物、トリアジン型化合物などがある。
セバケート型化合物としては、例えば、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケートなどがある。
ブタンテトラカルボキシレート型化合物としては、例えば、テトラキス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジノール及びトリデシルアルコールとの縮合物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノール及びトリデシルアルコールとの縮合物などがある。
コハク酸ポリエステル型化合物としては、例えば、コハク酸と1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンとの縮合重合体などがある。
トリアジン型化合物としては、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミン・2,4-ビス{N-ブチル-N-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)アミノ}-6-クロロ-1,3,5-トリアジン縮合物、ポリ{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ、ポリ(6-モルホリノ-s-トリアジン-2,4-ジイル){(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノなどがある。
HALSには、セバケート型化合物、ブタンテトラカルボキシレート型化合物、コハク酸ポリエステル型化合物、トリアジン型化合物などがある。
セバケート型化合物としては、例えば、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケートなどがある。
ブタンテトラカルボキシレート型化合物としては、例えば、テトラキス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジノール及びトリデシルアルコールとの縮合物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノール及びトリデシルアルコールとの縮合物などがある。
コハク酸ポリエステル型化合物としては、例えば、コハク酸と1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンとの縮合重合体などがある。
トリアジン型化合物としては、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミン・2,4-ビス{N-ブチル-N-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)アミノ}-6-クロロ-1,3,5-トリアジン縮合物、ポリ{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ、ポリ(6-モルホリノ-s-トリアジン-2,4-ジイル){(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノなどがある。
また、改質剤なども挙げられる。ポリプロピレン系樹脂組成物中に改質剤を配合することで、ポリプロピレン系樹脂組成物の性能を向上または性質を調整することができる。改質剤としては、エラストマー、ポリエチレン系樹脂などがある。
エラストマーにはスチレン系エラストマーもある。スチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン-ブタジエンブロック共重合体の水素添加物、スチレン-イソプレンブロック共重合体の水素添加物、スチレン-ビニル化ポリイソプレンブロック共重合体の水素添加物、スチレン-ブタジエンランダム共重合体の水素添加物などが挙げられる。
1-5.ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン重合体(W)及びポリエチレン系樹脂(Z1)と、必要に応じて使用される添加剤とを、上記した含有量となるような割合で、従来公知の方法により配合・混合・溶融混練することにより、製造することができる。
ポリプロピレン系樹脂組成物の混合方法は、ヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどによるドライブレンド混合などがある。
また、溶融混練・造粒して製造する際には、前記各成分の配合物を同時に混練してもよく、さらに、性能向上をはかるべく各成分を分割して混練する、すなわち、例えば、先ず使用される成分の一部を混練し、その後に残りの成分を混練・造粒するといった方法を採用することもできる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン重合体(W)及びポリエチレン系樹脂(Z1)と、必要に応じて使用される添加剤とを、上記した含有量となるような割合で、従来公知の方法により配合・混合・溶融混練することにより、製造することができる。
ポリプロピレン系樹脂組成物の混合方法は、ヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどによるドライブレンド混合などがある。
また、溶融混練・造粒して製造する際には、前記各成分の配合物を同時に混練してもよく、さらに、性能向上をはかるべく各成分を分割して混練する、すなわち、例えば、先ず使用される成分の一部を混練し、その後に残りの成分を混練・造粒するといった方法を採用することもできる。
また、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、使用される成分をドライブレンドにて混合して製造されることが好ましい。本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法の好ましい実施形態としては、ポリプロピレン樹脂(X)と、プロピレン重合体(W)と、ポリエチレン系樹脂(Z1)とをドライブレンドにより混合することである。これにより、事前の溶融混合の工程を省略することができる。
得られた混合物は、上述のとおり、通常、溶融混練が行われる。
得られた混合物は、上述のとおり、通常、溶融混練が行われる。
また、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法のより好ましい実施形態としては、プロピレン-α-オレフィン共重合体非存在下で、ポリプロピレン樹脂(X)と、プロピレン重合体(W)と、ポリエチレン系樹脂(Z1)とをドライブレンドにより混合することである。これにより、事前の溶融混合の工程を省略することができる。
1-6.押出ラミネート
ポリプロピレン系樹脂組成物を、基材の表面に溶融押出ラミネートすることにより、ラミネート積層体が製造できる。
ポリプロピレン系樹脂組成物を、基材の表面に溶融押出ラミネートすることにより、ラミネート積層体が製造できる。
ポリプロピレン系樹脂組成物は、基材の片面又は両面にラミネートできる。
現在、使用されている押し出しラミネート装置の速度は、130m/minのものが多い。このため、押し出しラミネート用の樹脂組成物の延展性が130m/minを超えると、適用できる押し出しラミネートの機械数が飛躍的に増えるため、ラミネートの生産性が著しく増加する。
2.積層体
本発明の積層体は、少なくとも上述した本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の層を含む積層体であり、特に、基材層と、上述した本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の層とを含む積層体である。ポリプロピレン系樹脂組成物の層は、押し出しラミネート法により形成されることが好ましく、基材層の片面または両面に配置させることができる。
本発明の積層体は、少なくとも上述した本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の層を含む積層体であり、特に、基材層と、上述した本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の層とを含む積層体である。ポリプロピレン系樹脂組成物の層は、押し出しラミネート法により形成されることが好ましく、基材層の片面または両面に配置させることができる。
押出ラミネートによる積層体の作製の際、基材層の材質は、熱可塑性樹脂、紙および金属などである。
当該熱可塑性樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6・66、ポリアミド12等ポリアミド樹脂などおよびこれらの混合物である。当該金属は、アルミ、鉄などおよびこれらの合金である。
当該熱可塑性樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6・66、ポリアミド12等ポリアミド樹脂などおよびこれらの混合物である。当該金属は、アルミ、鉄などおよびこれらの合金である。
当該熱可塑性樹脂からなる基材層を備える場合、その積層体は、延伸してもよい。
当該基材は、一軸延伸されたものまたは二軸延伸されたもののどちらでもよい。当該積層体の剛性向上のため、当該延伸の基材は、二軸延伸ポリプロピレンフィルムが好ましい。
当該基材層は、異なる材質の材料を積層したものであってもよく、例えば、当該熱可塑性樹脂と紙とを積層したものでもよい。
当該基材は、一軸延伸されたものまたは二軸延伸されたもののどちらでもよい。当該積層体の剛性向上のため、当該延伸の基材は、二軸延伸ポリプロピレンフィルムが好ましい。
当該基材層は、異なる材質の材料を積層したものであってもよく、例えば、当該熱可塑性樹脂と紙とを積層したものでもよい。
当該基材層の厚さは、5~100μmでよい。
当該基材層とポリプロピレン系樹脂組成物の層との積層方法は、押出ラミネート法、共押フィルム法、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、ホットメルトラミネート法、サーマルラミネート法などがある。
基材層の形態は、フィルム、シート、織布、不織布でもよい。基材層の構造は、単層でも複層でもよい。当該複層は、共押フィルム法、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、ホットメルトラミネート法、押出ラミネート法、サーマルラミネート法などで作製できる。
当該基材層への加工は、アンカーコート加工、金属蒸着加工、コロナ放電処理加工、印刷加工などがある。
本発明の積層体は、各種食品や飲料、医薬・医療品、化粧品、衣料、文具、建材、電池包装、紙製品包装及びその他産業資材や工業資材等の包装に、利用できる。
3.積層体の製造方法
本発明の積層体の製造方法は、積層方法、例えば押出ラミネート法、共押フィルム法、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、ホットメルトラミネート法、サーマルラミネート法などにより、少なくとも上述した本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の層を含む積層体を製造する方法であり、特に、基材層と、上述した本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の層とを含む積層体を製造する方法である。ここで、積層方法としては、押し出しラミネート法が好ましい。ポリプロピレン系樹脂組成物の層は、基材層の片面または両面に積層させることができる。
本発明の積層体の製造方法は、積層方法、例えば押出ラミネート法、共押フィルム法、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、ホットメルトラミネート法、サーマルラミネート法などにより、少なくとも上述した本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の層を含む積層体を製造する方法であり、特に、基材層と、上述した本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の層とを含む積層体を製造する方法である。ここで、積層方法としては、押し出しラミネート法が好ましい。ポリプロピレン系樹脂組成物の層は、基材層の片面または両面に積層させることができる。
積層体の基材は、「2.積層体」の内容を準じて取り扱える。
ラミネートの成型性の観点から、基材層上にポリプロピレン系樹脂組成物を押出ラミネートする際の、当該樹脂組成物の溶融押出温度は、180~320℃が好ましく、200~310℃がより好ましい。
接着性を向上するため、ポリプロピレン系樹脂組成物の溶融膜表面に、オゾン処理を施すことが好ましい。ポリプロピレン系樹脂組成物を含有するラミネートフィルムの強度向上のため、当該オゾン処理でのオゾン量は、溶融膜の表面積に対して0.01~1g/m2が好ましい。
ポリプロピレン系樹脂組成物は、基材の片面および両面に押出ラミネートできる。
積層体の取り扱いがしやすいため、積層体中のポリプロピレン系樹脂組成物の層の厚みは、1~250μmが好ましく、3~200μmがより好ましく、5~150μmがさらに好ましい。
積層体の表面の機能性を向上するため、積層体のポリプロピレン系樹脂組成物の層表面への、金属蒸着加工、コロナ放電処理加工、印刷加工などフィルム加工処理が好ましい。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
本実施例において、「Mw」、「Mn」、「Mz」およびg’は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」という。)で求めた。
本実施例において、「高速攪拌式混合機」は、商品名、ヘンシェルミキサーをいう。
1.評価方法
(1)MFR:
JIS K6921-1:2018の方法に従い、ポリプロピレン樹脂およびプロピレン重合体のMFR(230℃、荷重2.16kgf)を測定した。単位はg/10分である。
JIS K6922-2:2018の方法に従い、ポリエチレン系樹脂のMFR(190℃、荷重2.16kgf)を測定した。単位はg/10分である。
(1)MFR:
JIS K6921-1:2018の方法に従い、ポリプロピレン樹脂およびプロピレン重合体のMFR(230℃、荷重2.16kgf)を測定した。単位はg/10分である。
JIS K6922-2:2018の方法に従い、ポリエチレン系樹脂のMFR(190℃、荷重2.16kgf)を測定した。単位はg/10分である。
(2)分子量分布:
Mw、Mn、Mzおよび積分分子量分布曲線は、GPCで得た。
装置:Waters社製GPC(ALC/GPC、150C)
検出器:FOXBORO社製MIRAN、1A、IR検出器(測定波長:3.42μm)
カラム:昭和電工社製AD806M/S(3本)
移動相溶媒:0.5mg/mLのジブチルヒドロキシトルエンを含むo-ジクロロベンゼン溶液(以下、「ODCB+BHT」という。)
測定温度:140℃
流速:1.0mL/分
注入量:0.2mL
試料の調製は、試料とODCB+BHTを用いて、1mg/mLの溶液を調製し、140℃で約1時間要して溶解させて行う。
また、GPCで得られた保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。
使用する標準ポリスチレンは、いずれも東ソー社製の以下の銘柄である:F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000。
それぞれの標準ポリスチレンが0.5mg/mLとなるように、ODCB+BHTに溶解した溶液を0.2mL注入して、較正曲線を作成する。較正曲線は、最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。
分子量への換算に使用する粘度式:[η]=K×Mαは、以下の数値を用いる。
ポリスチレンの場合:K=1.38×10-4、α=0.7
ポリプロピレンの場合:K=1.03×10-4、α=0.78
Mw、Mn、Mzおよび積分分子量分布曲線は、GPCで得た。
装置:Waters社製GPC(ALC/GPC、150C)
検出器:FOXBORO社製MIRAN、1A、IR検出器(測定波長:3.42μm)
カラム:昭和電工社製AD806M/S(3本)
移動相溶媒:0.5mg/mLのジブチルヒドロキシトルエンを含むo-ジクロロベンゼン溶液(以下、「ODCB+BHT」という。)
測定温度:140℃
流速:1.0mL/分
注入量:0.2mL
試料の調製は、試料とODCB+BHTを用いて、1mg/mLの溶液を調製し、140℃で約1時間要して溶解させて行う。
また、GPCで得られた保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。
使用する標準ポリスチレンは、いずれも東ソー社製の以下の銘柄である:F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000。
それぞれの標準ポリスチレンが0.5mg/mLとなるように、ODCB+BHTに溶解した溶液を0.2mL注入して、較正曲線を作成する。較正曲線は、最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。
分子量への換算に使用する粘度式:[η]=K×Mαは、以下の数値を用いる。
ポリスチレンの場合:K=1.38×10-4、α=0.7
ポリプロピレンの場合:K=1.03×10-4、α=0.78
本実施例において、W1Mは、GPCによって得られる積分分子量分布曲線から、分子量100万までの積分値を除いた割合を100分率(%)で算出した値である。
(3)MT170℃およびMT230℃:
東洋精機製作所製キャピログラフ1Bにより、以下の条件で、MT170℃を、測定する。
・キャピラリー:直径2.0mm、長さ40mm
・シリンダー径:9.55mm
・シリンダー押出速度:20mm/分
・引き取り速度:4.0m/分
・温度:170℃
ただし、試料が破断してしまう場合は、引き取りのできる最高の速度における張力をMT170℃とする。
MT230℃は、MT170℃の計測方法と同様の方法で測定する。ただし、当該温度を230℃とする。
東洋精機製作所製キャピログラフ1Bにより、以下の条件で、MT170℃を、測定する。
・キャピラリー:直径2.0mm、長さ40mm
・シリンダー径:9.55mm
・シリンダー押出速度:20mm/分
・引き取り速度:4.0m/分
・温度:170℃
ただし、試料が破断してしまう場合は、引き取りのできる最高の速度における張力をMT170℃とする。
MT230℃は、MT170℃の計測方法と同様の方法で測定する。ただし、当該温度を230℃とする。
(4)g’
具体的なg’の算出方法は、以下の通りである。
示差屈折計(RI)および粘度検出器(Viscometer)を装備したGPC装置であるWaters社製のAlliance GPCV2000を用いる。光散乱検出器として、多角度レーザー光散乱検出器(以下、「MALS」という。)Wyatt Technology社のDAWN-Eを用いる。検出器は、MALS、RI、Viscometerの順で接続する。移動相溶媒は、1,2,4-トリクロロベンゼン(BASFジャパン社製酸化防止剤Irganox1076を0.5mg/mLの濃度で添加)である。
流量は1mL/分で、カラムは、東ソー社製GMHHR-H(S) HTを2本連結して用いる。カラム、試料注入部および各検出器の温度は、140℃である。試料濃度は1mg/mLとし、注入量、つまり、サンプルループ容量は0.2175mLである。
MALS付属のデータ処理ソフトASTRA(version4.73.04)により、MALSから得られる絶対分子量(Mabs)、二乗平均慣性半径(Rg)およびViscometerから得られる極限粘度([η])を得る。
日本ポリプロ社製ノバテックPP(登録商標)であって、グレード名がFY6であるものを標準として、Mark-Houwink-Sakurada式で外挿することにより、[η]linを得る。
なお、g’を算出するあたり、この明細書に記載のない事項は、下記の文献を準拠した:
1.「Developments in Polymer Characterization-4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science
Publishers, 1983. Chapter1.)
2.Polymer, 45, 6495-6505(2004)
3.Macromolecules, 33, 2424-2436(2000)
4.Macromolecules, 33, 6945-6952(2000)。
g’が0.95を超えることを確認したときは、「>0.95」と表記する。
具体的なg’の算出方法は、以下の通りである。
示差屈折計(RI)および粘度検出器(Viscometer)を装備したGPC装置であるWaters社製のAlliance GPCV2000を用いる。光散乱検出器として、多角度レーザー光散乱検出器(以下、「MALS」という。)Wyatt Technology社のDAWN-Eを用いる。検出器は、MALS、RI、Viscometerの順で接続する。移動相溶媒は、1,2,4-トリクロロベンゼン(BASFジャパン社製酸化防止剤Irganox1076を0.5mg/mLの濃度で添加)である。
流量は1mL/分で、カラムは、東ソー社製GMHHR-H(S) HTを2本連結して用いる。カラム、試料注入部および各検出器の温度は、140℃である。試料濃度は1mg/mLとし、注入量、つまり、サンプルループ容量は0.2175mLである。
MALS付属のデータ処理ソフトASTRA(version4.73.04)により、MALSから得られる絶対分子量(Mabs)、二乗平均慣性半径(Rg)およびViscometerから得られる極限粘度([η])を得る。
日本ポリプロ社製ノバテックPP(登録商標)であって、グレード名がFY6であるものを標準として、Mark-Houwink-Sakurada式で外挿することにより、[η]linを得る。
なお、g’を算出するあたり、この明細書に記載のない事項は、下記の文献を準拠した:
1.「Developments in Polymer Characterization-4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science
Publishers, 1983. Chapter1.)
2.Polymer, 45, 6495-6505(2004)
3.Macromolecules, 33, 2424-2436(2000)
4.Macromolecules, 33, 6945-6952(2000)。
g’が0.95を超えることを確認したときは、「>0.95」と表記する。
(5)mm分率:
13C-NMR測定の結果から、次式で、(mm)を算出する。
(mm)=Imm×100/(Imm+3×Imrrm)
ここで、Immは、I23.6~21.1の13Cシグナルの積分強度、Imrrmは、I19.8~19.7の13Cシグナルの積分強度である。
試料375mgをNMRサンプル管(10φ)中で重水素化1,1,2,2-テトラクロロエタン2.5mlに完全に溶解させた後、125℃においてプロトン完全デカップリング法で測定する。ケミカルシフトは、重水素化1,1,2,2-テトラクロロエタンの3本のピークの中央のピークを74.2ppmに設定する。他の炭素ピークのケミカルシフトはこれを基準とする。
・フリップ角:90度
・パルス間隔:10秒
・共鳴周波数:100MHz以上
・積算回数:10,000回以上
・観測域:-20ppmから179ppm
・データポイント数:32768
Polymer Jounral,16巻,717頁(1984),朝倉書店、Macromolecules,8卷,687頁(1975年)、Polymer,30巻 1350頁(1989年)などを参照し、スペクトルの帰属を、特定する。
(6)エチレン含有量:
特開2013-199642号公報の段落[0120]~[0125]に記載の方法に従って、日本電子(株)製GSX-400による13C-NMRスペクトルを解析することにより、エチレン含有量を求める。
ただし、日本電子(株)製GSX-400が使用できない場合は、炭素核共鳴周波数100MHz以上の装置を使用する。
13C-NMR測定の結果から、次式で、(mm)を算出する。
(mm)=Imm×100/(Imm+3×Imrrm)
ここで、Immは、I23.6~21.1の13Cシグナルの積分強度、Imrrmは、I19.8~19.7の13Cシグナルの積分強度である。
試料375mgをNMRサンプル管(10φ)中で重水素化1,1,2,2-テトラクロロエタン2.5mlに完全に溶解させた後、125℃においてプロトン完全デカップリング法で測定する。ケミカルシフトは、重水素化1,1,2,2-テトラクロロエタンの3本のピークの中央のピークを74.2ppmに設定する。他の炭素ピークのケミカルシフトはこれを基準とする。
・フリップ角:90度
・パルス間隔:10秒
・共鳴周波数:100MHz以上
・積算回数:10,000回以上
・観測域:-20ppmから179ppm
・データポイント数:32768
Polymer Jounral,16巻,717頁(1984),朝倉書店、Macromolecules,8卷,687頁(1975年)、Polymer,30巻 1350頁(1989年)などを参照し、スペクトルの帰属を、特定する。
(6)エチレン含有量:
特開2013-199642号公報の段落[0120]~[0125]に記載の方法に従って、日本電子(株)製GSX-400による13C-NMRスペクトルを解析することにより、エチレン含有量を求める。
ただし、日本電子(株)製GSX-400が使用できない場合は、炭素核共鳴周波数100MHz以上の装置を使用する。
(7)λmax:
以下の条件で、λmaxを、求める:
・装置:Rheometorics社製 Ares
・治具:ティーエーインスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture
・測定温度:180℃
・歪み速度:0.1/sec。
・試験片の作製:プレス成形して18mm×10mm、厚さ0.7mmのシートを作製する。
λmaxの計測は、特記のない限り、Polymer 42(2001)8663を準拠する。
以下の条件で、λmaxを、求める:
・装置:Rheometorics社製 Ares
・治具:ティーエーインスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture
・測定温度:180℃
・歪み速度:0.1/sec。
・試験片の作製:プレス成形して18mm×10mm、厚さ0.7mmのシートを作製する。
λmaxの計測は、特記のない限り、Polymer 42(2001)8663を準拠する。
(8)密度:
JIS K7112 D法に準拠して密度勾配管法で測定した。
JIS K7112 D法に準拠して密度勾配管法で測定した。
2.押出ラミネート成形性
(1)延展性:
ポリプロピレン系樹脂組成物を、口径40mmφの押出機に装着したTダイスから押出される樹脂の温度が290℃になるように設定した押出ラミネート装置を用い、エアギャップ130mm、冷却ロール表面温度20℃、ダイス幅400mm、ダイリップ開度0.8mmで、引き取り加工速度が40m/minの場合に被覆厚みが20μmになるように、押出量を調整して押出し、幅350mm、坪量75g/m2のクラフト紙上に、引き取り速度を40m/minから上昇させながら押出ラミネート加工を行い、膜切れせず、かつ、ドローレゾナンスが発生しない最高加工速度(単位:m/min)を延展性とした。
延展性が150m/min以上のことを、「>150m/min」と表記する。
延展性が130m/min以上となるものは、押出ラミネーション成形性が優れる。
(1)延展性:
ポリプロピレン系樹脂組成物を、口径40mmφの押出機に装着したTダイスから押出される樹脂の温度が290℃になるように設定した押出ラミネート装置を用い、エアギャップ130mm、冷却ロール表面温度20℃、ダイス幅400mm、ダイリップ開度0.8mmで、引き取り加工速度が40m/minの場合に被覆厚みが20μmになるように、押出量を調整して押出し、幅350mm、坪量75g/m2のクラフト紙上に、引き取り速度を40m/minから上昇させながら押出ラミネート加工を行い、膜切れせず、かつ、ドローレゾナンスが発生しない最高加工速度(単位:m/min)を延展性とした。
延展性が150m/min以上のことを、「>150m/min」と表記する。
延展性が130m/min以上となるものは、押出ラミネーション成形性が優れる。
(2)ネックイン:
当該押出ラミネート装置を用い、引き取り加工速度が40m/minの場合に被覆厚みが20μmになるような押出量で、加工速度が最高加工速度(単位:m/min)で、坪量75g/m2のクラフト紙上に、積層体を作成した際のネックインを計測する。
当該押出ラミネート装置を用い、引き取り加工速度が40m/minの場合に被覆厚みが20μmになるような押出量で、加工速度が最高加工速度(単位:m/min)で、坪量75g/m2のクラフト紙上に、積層体を作成した際のネックインを計測する。
4.使用材料
(1)ポリプロピレン樹脂(X)
[製造例1(PP-1の製造)]
<触媒合成例1>
(1)錯体の合成
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムを、特開2012-149160号公報の合成例1の方法に準じて合成する。
(1)ポリプロピレン樹脂(X)
[製造例1(PP-1の製造)]
<触媒合成例1>
(1)錯体の合成
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムを、特開2012-149160号公報の合成例1の方法に準じて合成する。
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウムを、特開平11―240909号公報の実施例7の方法に準じて合成する。
(2)触媒の調製
(2-a)イオン交換性層状ケイ酸塩の化学処理
撹拌翼と還流装置を取り付けた1Lの3つ口フラスコに、645.1gの蒸留水と82.6gの98重量%硫酸を加え、95℃まで昇温する。
そこへ、100gのモンモリロナイトを添加し、95℃で320分反応させる。反応開始から320分後に、0.5Lの蒸留水を加えて反応を停止し、濾過して、255gの固体を得る。
当該モンモリロナイトは、水澤化学工業社製ベンクレイKKであり、Al=9.78質量%、Si=31.79質量%、Mg=3.18質量%、Al/Si(モル比)=0.320、平均粒径14μmである。
当該固体1gには、0.31gの中間物が含まれている。中間物の化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量% Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222である。
当該固体に蒸留水1545gを加えスラリー化し、40℃まで昇温する。水酸化リチウム・水和物5.734gを固体のまま加え、40℃で1時間反応させる。1時間後、反応スラリーを濾過し、1Lの蒸留水で3回洗浄し、固形物を得る。
当該固形物を乾燥し、化学処理モンモリロナイト80gを得る。この化学処理モンモリロナイトの化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量%、Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222、Li=0.53質量%である。
(2-a)イオン交換性層状ケイ酸塩の化学処理
撹拌翼と還流装置を取り付けた1Lの3つ口フラスコに、645.1gの蒸留水と82.6gの98重量%硫酸を加え、95℃まで昇温する。
そこへ、100gのモンモリロナイトを添加し、95℃で320分反応させる。反応開始から320分後に、0.5Lの蒸留水を加えて反応を停止し、濾過して、255gの固体を得る。
当該モンモリロナイトは、水澤化学工業社製ベンクレイKKであり、Al=9.78質量%、Si=31.79質量%、Mg=3.18質量%、Al/Si(モル比)=0.320、平均粒径14μmである。
当該固体1gには、0.31gの中間物が含まれている。中間物の化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量% Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222である。
当該固体に蒸留水1545gを加えスラリー化し、40℃まで昇温する。水酸化リチウム・水和物5.734gを固体のまま加え、40℃で1時間反応させる。1時間後、反応スラリーを濾過し、1Lの蒸留水で3回洗浄し、固形物を得る。
当該固形物を乾燥し、化学処理モンモリロナイト80gを得る。この化学処理モンモリロナイトの化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量%、Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222、Li=0.53質量%である。
(2-b)予備重合
内容積1m3の反応器に、当該固形物150kgを入れ、ヘキサン2832Lを加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム74.4kg(375mol)を85分かけて投入し60分間攪拌する。その後ヘキサンで1/32まで洗浄し、全容量を900Lとする。
この化学処理モンモリロナイトが入ったスラリー溶液を50℃に保ち、そこへトリイソブチルアルミニウム0.65kg(濃度15.3質量%のヘキサン溶液4.257kg 3.28mol)を加える。
5分間撹拌した後に、rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム0.657kg(0.81mol)とトルエン96Lを加え、60分間撹拌を続ける。
その後、トリノルマルオクチルアルミニウム9.758kg(26.61mol)を加えて6分間撹拌した後、別の撹拌装置付き容器に、トルエン240Lにトリイソブチルアルミニウム0.064kg(濃度0.648質量%のトルエン溶液を9.88kg、0.32mol)を加えたところへrac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウム1.768kg(1.89mol)を加えて調製しておいた溶液を投入し、トルエン100Lを加え、さらに20分間撹拌を続ける。
その後ヘキサン2387Lを追加し、反応器の内部温度を40℃にしたのち、プロピレン328.1kgを240分間かけてフィードし40℃を保ちながら予備重合を行う。
その後、プロピレンフィードを止めて、40℃のまま80分間残重合を行う。
残重合終了後、撹拌を停止し内容物を沈降させて静置する。当該内容物の上澄みを溶液量が1500Lになるように除去し、トリイソブチルアルミニウム12.7kgを加えて再びヘキサンを3974L加え撹拌した後に静置する。上澄みを溶液量が1500Lになるまで繰り返し、清浄物を得る。
当該清浄物に、42.9kgの20.8質量%トリイソブチルアルミニウムヘキサン溶液(溶液中のトリイソブチルアルミニウムは8.9kgである。)と、ヘキサン205Lを加え、反応液を得る。
当該反応液を乾燥機へ移送し、40度で9時間乾燥させ、乾燥予備重合触媒465kgを得て、触媒1と名付ける。
当該乾燥予備重合触媒の予備重合倍率は2.10である。予備重合倍率は、予備重合ポリマーの重量/固体触媒の重量で算出する値である。
内容積1m3の反応器に、当該固形物150kgを入れ、ヘキサン2832Lを加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム74.4kg(375mol)を85分かけて投入し60分間攪拌する。その後ヘキサンで1/32まで洗浄し、全容量を900Lとする。
この化学処理モンモリロナイトが入ったスラリー溶液を50℃に保ち、そこへトリイソブチルアルミニウム0.65kg(濃度15.3質量%のヘキサン溶液4.257kg 3.28mol)を加える。
5分間撹拌した後に、rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム0.657kg(0.81mol)とトルエン96Lを加え、60分間撹拌を続ける。
その後、トリノルマルオクチルアルミニウム9.758kg(26.61mol)を加えて6分間撹拌した後、別の撹拌装置付き容器に、トルエン240Lにトリイソブチルアルミニウム0.064kg(濃度0.648質量%のトルエン溶液を9.88kg、0.32mol)を加えたところへrac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウム1.768kg(1.89mol)を加えて調製しておいた溶液を投入し、トルエン100Lを加え、さらに20分間撹拌を続ける。
その後ヘキサン2387Lを追加し、反応器の内部温度を40℃にしたのち、プロピレン328.1kgを240分間かけてフィードし40℃を保ちながら予備重合を行う。
その後、プロピレンフィードを止めて、40℃のまま80分間残重合を行う。
残重合終了後、撹拌を停止し内容物を沈降させて静置する。当該内容物の上澄みを溶液量が1500Lになるように除去し、トリイソブチルアルミニウム12.7kgを加えて再びヘキサンを3974L加え撹拌した後に静置する。上澄みを溶液量が1500Lになるまで繰り返し、清浄物を得る。
当該清浄物に、42.9kgの20.8質量%トリイソブチルアルミニウムヘキサン溶液(溶液中のトリイソブチルアルミニウムは8.9kgである。)と、ヘキサン205Lを加え、反応液を得る。
当該反応液を乾燥機へ移送し、40度で9時間乾燥させ、乾燥予備重合触媒465kgを得て、触媒1と名付ける。
当該乾燥予備重合触媒の予備重合倍率は2.10である。予備重合倍率は、予備重合ポリマーの重量/固体触媒の重量で算出する値である。
<重合>
20Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却する。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)18.7mL、H2を1.02NL導入した後に液体プロピレン5000gを導入した後、63℃まで昇温する。その後、触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で300mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送して重合を開始し、速やかに70℃まで昇温する。そのまま70℃で保持し、重合開始から1時間後、未反応のプロピレンをすばやくパージし重合を停止する。そうしたところ2922gの重合体パウダー(以下、「PP1」という。)が得られる。
PP1の触媒活性(PP1/触媒)は9740g/gであった。PP1のMFRは32g/10分である。
20Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却する。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)18.7mL、H2を1.02NL導入した後に液体プロピレン5000gを導入した後、63℃まで昇温する。その後、触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で300mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送して重合を開始し、速やかに70℃まで昇温する。そのまま70℃で保持し、重合開始から1時間後、未反応のプロピレンをすばやくパージし重合を停止する。そうしたところ2922gの重合体パウダー(以下、「PP1」という。)が得られる。
PP1の触媒活性(PP1/触媒)は9740g/gであった。PP1のMFRは32g/10分である。
[製造例2(PP2の製造)]
製造例1の製造方法において、H2の導入量を1.28NLに変更し、予備重合ポリマーを除いた触媒1の質量を220mgに変更し、2508gの重合体パウダー(以下「PP2」という。)を得る。
PP2の触媒活性(PP2/触媒)は11400g/gであった。PP2のMFRは60g/10分である。
製造例1の製造方法において、H2の導入量を1.28NLに変更し、予備重合ポリマーを除いた触媒1の質量を220mgに変更し、2508gの重合体パウダー(以下「PP2」という。)を得る。
PP2の触媒活性(PP2/触媒)は11400g/gであった。PP2のMFRは60g/10分である。
[製造例3(PP3の製造)]
製造例1の製造方法において、H2の導入量を、0.95NLに変更し、触媒1を、予備重合ポリマーを除いた触媒1の質量を、200mgに変更し、1583gの重合体パウダー(以下「PP3」という。)を得る。
PP3の触媒活性(PP3/触媒)は7915g/gであった。PP3のMFRは15g/10分である。
製造例1の製造方法において、H2の導入量を、0.95NLに変更し、触媒1を、予備重合ポリマーを除いた触媒1の質量を、200mgに変更し、1583gの重合体パウダー(以下「PP3」という。)を得る。
PP3の触媒活性(PP3/触媒)は7915g/gであった。PP3のMFRは15g/10分である。
<ペレットの製造>
[ポリプロピレン樹脂のペレット(X-1)~(X-3)の製造]
100質量部のPP1に対し、0.125質量部のIRGANOX1010、0.125質量部のIRGAFOS 168を配合し、高速攪拌式混合機を用いて、室温下で3分間混合した後、二軸押出機にて溶融混練し、ポリプロピレン樹脂のペレット(X-1)を得る。
IRGANOX1010は、BASFジャパン株式会社製のテトラキス[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-ト]メタンである。
IRGAFOS 168は、BASFジャパン株式会社製のトリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイトである。
[ポリプロピレン樹脂のペレット(X-1)~(X-3)の製造]
100質量部のPP1に対し、0.125質量部のIRGANOX1010、0.125質量部のIRGAFOS 168を配合し、高速攪拌式混合機を用いて、室温下で3分間混合した後、二軸押出機にて溶融混練し、ポリプロピレン樹脂のペレット(X-1)を得る。
IRGANOX1010は、BASFジャパン株式会社製のテトラキス[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-ト]メタンである。
IRGAFOS 168は、BASFジャパン株式会社製のトリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイトである。
ポリプロピレン樹脂のペレット(X-1)の製造におけるPP1を、PP3に置き換えることで、ポリプロピレン樹脂のペレット(X-3)を得る。
なお、二軸押出機には、テクノベル社製KZW-25を用い、スクリュー回転数は400RPM、混練温度は、ホッパー下から80℃、160℃、210℃、230℃(以降、ダイス出口まで230℃)となるように設定する。
ポリプロピレン樹脂のペレット(X-1)および(X-3)(表中では、単に「X-1」などという。)の評価結果を、表1に示す。
なお、二軸押出機には、テクノベル社製KZW-25を用い、スクリュー回転数は400RPM、混練温度は、ホッパー下から80℃、160℃、210℃、230℃(以降、ダイス出口まで230℃)となるように設定する。
ポリプロピレン樹脂のペレット(X-1)および(X-3)(表中では、単に「X-1」などという。)の評価結果を、表1に示す。
(2)プロピレン重合体(W)
プロピレン重合体(W)として、ポリプロピレン系樹脂(W-1)~(W-3)を用いる。プロピレン重合体(W-1)~(W-3)(表中では、単に「W-1」などという。)についてのグレード名及び当該グレードのMFRを表2に示す。
プロピレン重合体(W)として、ポリプロピレン系樹脂(W-1)~(W-3)を用いる。プロピレン重合体(W-1)~(W-3)(表中では、単に「W-1」などという。)についてのグレード名及び当該グレードのMFRを表2に示す。
プロピレン重合体(W-1):日本ポリプロ(株)製プロピレン単独重合体、商品名「ノバテック(登録商標)SA04M」、MFR=40g/10分
プロピレン重合体(W-2)
日本ポリプロ(株)製プロピレン単独重合体、商品名「ノバテック(登録商標)MA3U」、MFR=15g/10分
日本ポリプロ(株)製プロピレン単独重合体、商品名「ノバテック(登録商標)MA3U」、MFR=15g/10分
プロピレン重合体(W-3):日本ポリプロ(株)製プロピレン単独重合体、商品名「ノバテック(登録商標)SA08A」、MFR=75g/10分
ポリプロピレン系樹脂(Y-4):日本ポリプロ(株)製、商品名「ノバテック(登録商標)FL03HB」、MFR=26g/10分、ホモラミネートグレード表中では、ポリプロピレン系樹脂(Y-4)を、単に「Y-4」という。
ポリプロピレン重合体(W-1)~(W-3)およびポリプロピレン系樹脂(Y-4)の評価結果を、表2に示す。
(3)ポリエチレン系樹脂(Z1)
ポリエチレン系樹脂(Z1)として、低密度ポリエチレン(Z1-1)を用いる。
ポリエチレン系樹脂(Z1)として、低密度ポリエチレン(Z1-1)を用いる。
ポリエチレン系樹脂(Z1-1):Braskem社製の低密度ポリエチレン「商品名:SBC818」、密度:0.918g/cm3、MFR(190℃、荷重2.16kgf):8.1g/10分、バイオマス度95%、λmax:4.4、Mw/Mn=8.6
[実施例および比較例]
1.配合
表3に記載の量のポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン重合体(W)、低密度ポリエチレン(Z1)を、高速攪拌式混合機に投入し、3分間攪拌し、混合ペレットを得る。ここで、表3の「0」は、対応する成分を高速攪拌式混合機に投入しなかったことを示す。
2.フィルムの製造
当該混合ペレットを、口径40mmφの押出機に装着された幅400mmのTダイスから、樹脂温度290℃で押出し、フィルムを得る。ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形性(延展性)を表3に記載する。
1.配合
表3に記載の量のポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン重合体(W)、低密度ポリエチレン(Z1)を、高速攪拌式混合機に投入し、3分間攪拌し、混合ペレットを得る。ここで、表3の「0」は、対応する成分を高速攪拌式混合機に投入しなかったことを示す。
2.フィルムの製造
当該混合ペレットを、口径40mmφの押出機に装着された幅400mmのTダイスから、樹脂温度290℃で押出し、フィルムを得る。ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形性(延展性)を表3に記載する。
また、ポリプロピレン系樹脂組成物の押出ラミネート成形性(ネックイン)を表4に記載する。
表3及び4の結果から、実施例のポリプロピレン系樹脂組成物は、延展性に優れ、ネックインが低減されており。押出ラミネートの高速化に耐えうる組成物であって、本発明が解決しようとする課題を解決できることが分かる。
Claims (6)
- ポリプロピレン樹脂(X)とプロピレン重合体(W)とポリエチレン系樹脂(Z1)との合計質量基準として、
(1)下記特性(1-i)~(1-v):
(1-i)MFR(230℃、荷重2.16kgf)が10~70g/10分である
(1-ii)Mw/Mnが2.0~5.0である
(1-iii)分子量が100万以上の成分の割合が0.5~4.0質量%である。
(1-iv)g’が0.70~0.95である
(1-v)(mm)が95%以上である
を有する0~80質量%以下のポリプロピレン樹脂(X)と、
(2)下記特性(2-i)~(2-ii):
(2-i)MFR(230℃、荷重2.16kgf)が10~100g/10分以下である
(2-ii)g’が0.95を超える
を有する15~89質量%のプロピレン重合体(W)と、
(3)下記特性(3-i)~(3-iv):
(3-i)MFR(190℃、荷重2.16kgf)が3~30g/10分である
(3-ii)密度が0.900~0.930g/cm3である
(3-iii)λmaxが2.2以上である
(3-iv)Mw/Mnが5.5以上である
を有する5~30質量%のポリエチレン系樹脂(Z1)とを
含有するポリプロピレン系樹脂組成物。 - プロピレン-α-オレフィン共重合体を含有しない、請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
- ポリプロピレン樹脂(X)と、プロピレン重合体(W)と、ポリエチレン系樹脂(Z1)とをドライブレンドにより混合する、ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法であって、
前記ポリプロピレン樹脂(X)は、下記特性(1-i)~(1-v)を有し、
(1-i)MFR(230℃、荷重2.16kgf)が10~70g/10分である
(1-ii)Mw/Mnが2.0~5.0である
(1-iii)分子量が100万以上の成分の割合が0.5~4.0質量%である
(1-iv)g’が0.70~0.95である
(1-v)(mm)が95%以上である
前記プロピレン重合体(W)は下記特性(2-i)~(2-ii)を有し、
(2-i)MFR(230℃、荷重2.16kgf)が10~100g/10分以下である
(2-ii)g’が0.95を超える
前記ポリエチレン系樹脂(Z1)は、下記特性(3-i)~(3-iv)を有する、
(3-i)MFR(190℃、荷重2.16kgf)が3~30g/10分である
(3-ii)密度が0.900~0.930g/cm3である
(3-iii)λmaxが2.2以上である
(3-iv)Mw/Mnが5.5以上である
該製造方法。 - プロピレン-α-オレフィン共重合体非存在下で、
前記ポリプロピレン樹脂(X)と、前記プロピレン重合体(W)と、前記ポリエチレン系樹脂(Z1)とを、ドライブレンドにより混合する、請求項3に記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。 - 基材層と、請求項1または2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物である層とを含む積層体。
- 押し出しラミネート法による、請求項5に記載の積層体の製造方法。
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