JP2023164158A - バイオマス由来ポリプロピレンを含む組成物および成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境負荷を低減しかつ優れた耐衝撃性を有するポリプロピレン系樹脂組成物を提供する【解決手段】 バイオマス由来ポリプロピレン系樹脂B-PPと、石油由来ポリプロピレン系樹脂P-PPと、を含むポリプロピレン系樹脂組成物であって、前記B-PPと前記P-PPとの合計100重量部中、P-PPを60~99重量部含み、前記P-PPが、プロピレン重合体からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂を含み、かつ特定の物性を備える、組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、バイオマス由来ポリプロピレンを含む組成物および成形体に関する。
環境負荷低減の観点から、バイオマス材料の検討が進められている。例えば、特許文献1にはデンプンや木粉などのバイオマス原料と石油由来ポリプロピレン(Petroleum-based PP、以下「P-PP」ともいう)とを複合化した材料が開示されている。バイオマス原料としては、食用油などから得たプロピレンを重合して得られるバイオマス由来ポリプロピレン(biomass-based PP、以下「B-PP」ともいう)が知られている。B-PPとして、例えばLyondelbasell社のCirculen Renewなどが上市されている。B-PPの流動性や機械的強度はP-PPと同等であり、臭気の問題なども発生しない。しかし、B-PPは原料コストが高いことなどから、その活用は十分といえるほどには進んでいない。
発明者らは、P-PPとB-PPを混合し、かつ成形品を薄肉化することによって、一つの成形品あたりのCO2排出量削減とコスト削減を両立することを着想した。しかし、発明者らは、現状のP-PPを用いる場合、耐衝撃性が低下し、薄肉化が困難となることを見出した。かかる事情に鑑み、本発明は環境負荷を低減しかつ優れた耐衝撃性を有するポリプロピレン系樹脂組成物を提供することを課題とする。
発明者らは、最適なP-PPを用いることで、前記課題を解決した。
態様1
バイオマス由来ポリプロピレン系樹脂B-PPと、石油由来ポリプロピレン系樹脂P-PPと、を含むポリプロピレン系樹脂組成物であって、
前記B-PPと前記P-PPとの合計100重量部中、P-PPを60~99重量部含み、
前記P-PPが、以下の組成物(I)、(II)、およびこれらの組合せからなる群から選択される:
(I):
プロピレン重合体(a1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a2)からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)と、
エチレンと炭素数4~10のαオレフィンとの共重合体である任意成分のエチレン・αオレフィン共重合体(B)と、を含有し、
前記(A)の含有割合が、前記(I)の総重量に対して90~100重量%であり、
前記(B)の含有割合が、前記(A)および前記(B)の総重量に対して0~10重量%であり、
前記(I)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが40~120g/10分であり、
前記(a1)のMw/Mnが7未満であり、
前記(a1)中のエチレン由来単位含有量が、当該(a1)の総重量に対して1.5重量%以下であり、
前記(a2)の含有量が、前記(A)の総重量に対して26~43重量%であり、
前記(a2)中のエチレン由来単位含有量が、当該(a2)の総重量に対して25~60重量%であり、
前記(A)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が0.5~3.0dl/gであり、
前記(A)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが40~120g/10分である、
組成物、
(II):
プロピレン重合体(a’1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a’2)からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂(A’)と
任意成分である無機充填剤(D)とを含有し、
[前記(II)の総重量-前記(D)の重量]の差で表される重量m1を100重量%としたとき、
前記(A’)の重量m2が、90~100重量%であり、
前記(D)の含有量が、前記(A’)100重量部に対して0~60重量部であり、
前記(D)を含まないときの前記(II)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが0.1~3.0g/10分であり、
前記(a’1)のMw/Mnが7未満であり、
前記(a’1)中のエチレン由来単位含有量が、前記(a’1)の総重量に対して0.5重量%以下であり、
前記(a’2)の含有量が、前記(A’)の総重量に対して28~45重量%であり、
前記(a’2)中のエチレン由来単位含有量が、前記(a’2)の総重量に対して25~85重量%であり、
前記(A’)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が2.5~5.5dl/gであり、
前記ポリプロピレン系樹脂(A’)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが0.1~3g/10分である、組成物、
である、ポリプロピレン系樹脂組成物。
態様2
前記組成物(I)が核剤(C)を更に含み、
核剤(C)の含有量が、前記(A)と(B)の合計100重量部に対して0.02~0.5重量部である、あるいは、
前記組成物(II)が核剤(C)を更に含み、
核剤(C)の含有量が、前記(A’)100重量部に対して0.02~0.5重量部重量部である、
態様1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
態様3
前記(a1)と前記(a2)、または前記(a’1)と前記(a’2)とは重合によって混合され、
前記(A)または(A’)は、下記(x)~(z)の成分を含む触媒を用いて製造された重合混合物である:
(x)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を含有する固体触媒
(y)有機アルミニウム化合物
(z)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
態様1または2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
態様4
下記(x)~(z)の成分を含む触媒を用いて、前記(a1)または(a’1)の存在下で、エチレン単量体および炭素数3~10のαオレフィン単量体を重合して前記(A)または(A’)を得る工程:
(x)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を含有する固体触媒
(y)有機アルミニウム化合物
(z)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
を備える、態様1~3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。
態様5
態様1~3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物が前記(I)を含み、当該ポリプロピレン系樹脂組成物を成形してなる射出成形体。
態様6
最薄肉部の厚さが1mm以下である、態様5に記載の射出成形体。
態様7
容器の形状に成形されており、前記容器の側壁の厚さが0.1~1mmである、態様5または6に記載の射出成形体。
態様8
前記容器の側壁の厚さが0.1~0.45mmである、態様7に記載の射出成形体。
態様9
容器の形状に成形されており、前記容器の側壁にインモールドラベルを備える、態様5~8のいずれかに記載の射出成形体。
態様10
-10℃以下の低温環境下で使用される、態様5~9いずれかに記載の射出成形体。
態様11
食品に接する、容器または包装体として使用されるための、態様5~10のいずれかに記載の射出成形体。
態様12
態様1~3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物が前記(II)を含み、当該ポリプロピレン系樹脂組成物を成形してなるシート成形体。
態様13
厚さが0.35mm以下である、態様12に記載のシート成形体。
態様14
容器として使用されるための、態様12または13に記載のシート成形体。
態様15
0℃での面衝撃強度をI(J)、シート成形体の最薄肉部の厚さをt(mm)とするとき、
I/t≧4
である、態様12~14のいずれかに記載のシート成形体。
態様1
バイオマス由来ポリプロピレン系樹脂B-PPと、石油由来ポリプロピレン系樹脂P-PPと、を含むポリプロピレン系樹脂組成物であって、
前記B-PPと前記P-PPとの合計100重量部中、P-PPを60~99重量部含み、
前記P-PPが、以下の組成物(I)、(II)、およびこれらの組合せからなる群から選択される:
(I):
プロピレン重合体(a1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a2)からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)と、
エチレンと炭素数4~10のαオレフィンとの共重合体である任意成分のエチレン・αオレフィン共重合体(B)と、を含有し、
前記(A)の含有割合が、前記(I)の総重量に対して90~100重量%であり、
前記(B)の含有割合が、前記(A)および前記(B)の総重量に対して0~10重量%であり、
前記(I)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが40~120g/10分であり、
前記(a1)のMw/Mnが7未満であり、
前記(a1)中のエチレン由来単位含有量が、当該(a1)の総重量に対して1.5重量%以下であり、
前記(a2)の含有量が、前記(A)の総重量に対して26~43重量%であり、
前記(a2)中のエチレン由来単位含有量が、当該(a2)の総重量に対して25~60重量%であり、
前記(A)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が0.5~3.0dl/gであり、
前記(A)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが40~120g/10分である、
組成物、
(II):
プロピレン重合体(a’1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a’2)からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂(A’)と
任意成分である無機充填剤(D)とを含有し、
[前記(II)の総重量-前記(D)の重量]の差で表される重量m1を100重量%としたとき、
前記(A’)の重量m2が、90~100重量%であり、
前記(D)の含有量が、前記(A’)100重量部に対して0~60重量部であり、
前記(D)を含まないときの前記(II)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが0.1~3.0g/10分であり、
前記(a’1)のMw/Mnが7未満であり、
前記(a’1)中のエチレン由来単位含有量が、前記(a’1)の総重量に対して0.5重量%以下であり、
前記(a’2)の含有量が、前記(A’)の総重量に対して28~45重量%であり、
前記(a’2)中のエチレン由来単位含有量が、前記(a’2)の総重量に対して25~85重量%であり、
前記(A’)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が2.5~5.5dl/gであり、
前記ポリプロピレン系樹脂(A’)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが0.1~3g/10分である、組成物、
である、ポリプロピレン系樹脂組成物。
態様2
前記組成物(I)が核剤(C)を更に含み、
核剤(C)の含有量が、前記(A)と(B)の合計100重量部に対して0.02~0.5重量部である、あるいは、
前記組成物(II)が核剤(C)を更に含み、
核剤(C)の含有量が、前記(A’)100重量部に対して0.02~0.5重量部重量部である、
態様1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
態様3
前記(a1)と前記(a2)、または前記(a’1)と前記(a’2)とは重合によって混合され、
前記(A)または(A’)は、下記(x)~(z)の成分を含む触媒を用いて製造された重合混合物である:
(x)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を含有する固体触媒
(y)有機アルミニウム化合物
(z)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
態様1または2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
態様4
下記(x)~(z)の成分を含む触媒を用いて、前記(a1)または(a’1)の存在下で、エチレン単量体および炭素数3~10のαオレフィン単量体を重合して前記(A)または(A’)を得る工程:
(x)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を含有する固体触媒
(y)有機アルミニウム化合物
(z)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
を備える、態様1~3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。
態様5
態様1~3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物が前記(I)を含み、当該ポリプロピレン系樹脂組成物を成形してなる射出成形体。
態様6
最薄肉部の厚さが1mm以下である、態様5に記載の射出成形体。
態様7
容器の形状に成形されており、前記容器の側壁の厚さが0.1~1mmである、態様5または6に記載の射出成形体。
態様8
前記容器の側壁の厚さが0.1~0.45mmである、態様7に記載の射出成形体。
態様9
容器の形状に成形されており、前記容器の側壁にインモールドラベルを備える、態様5~8のいずれかに記載の射出成形体。
態様10
-10℃以下の低温環境下で使用される、態様5~9いずれかに記載の射出成形体。
態様11
食品に接する、容器または包装体として使用されるための、態様5~10のいずれかに記載の射出成形体。
態様12
態様1~3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物が前記(II)を含み、当該ポリプロピレン系樹脂組成物を成形してなるシート成形体。
態様13
厚さが0.35mm以下である、態様12に記載のシート成形体。
態様14
容器として使用されるための、態様12または13に記載のシート成形体。
態様15
0℃での面衝撃強度をI(J)、シート成形体の最薄肉部の厚さをt(mm)とするとき、
I/t≧4
である、態様12~14のいずれかに記載のシート成形体。
本発明によって環境負荷を低減しかつ優れた耐衝撃性を有するポリプロピレン系樹脂組成物を提供できる。
以下、本発明を説明する。本発明において「X~Y」はその端値を含む。
1.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、バイオマス由来ポリプロピレン系樹脂B-PPと、石油由来ポリプロピレン系樹脂P-PPと、を含み、B-PPとP-PPとの合計100重量部中、P-PPを60~99重量部含み、P-PPが、組成物(I)、(II)、およびこれらの組合せからなる群から選択される。
1.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、バイオマス由来ポリプロピレン系樹脂B-PPと、石油由来ポリプロピレン系樹脂P-PPと、を含み、B-PPとP-PPとの合計100重量部中、P-PPを60~99重量部含み、P-PPが、組成物(I)、(II)、およびこれらの組合せからなる群から選択される。
[B-PP]
バイオマス由来ポリプロピレン系樹脂B-PPとは、主として植物由来の原料に由来するポリプロピレンである。バイオマス原料としては、限定されず、食用油、木材、および紙等を使用できる。バイオマス原料からポリプロピレン製造する方法も限定されず、例えば、食用油等からプロピレンモノマーを取り出し、これを重合する方法が挙げられる。市販品としてはLyondelbasell社のCirculen Renewが知られている。P-PPの含有量は、B-PPとP-PPとの合計100重量部中、60~99重量部である。環境負荷低減および物性のバランスの観点から、P-PPの含有量の下限値は、好ましくは70重量部以上であり、その上限値は、好ましくは90重量部以下である。
バイオマス由来ポリプロピレン系樹脂B-PPとは、主として植物由来の原料に由来するポリプロピレンである。バイオマス原料としては、限定されず、食用油、木材、および紙等を使用できる。バイオマス原料からポリプロピレン製造する方法も限定されず、例えば、食用油等からプロピレンモノマーを取り出し、これを重合する方法が挙げられる。市販品としてはLyondelbasell社のCirculen Renewが知られている。P-PPの含有量は、B-PPとP-PPとの合計100重量部中、60~99重量部である。環境負荷低減および物性のバランスの観点から、P-PPの含有量の下限値は、好ましくは70重量部以上であり、その上限値は、好ましくは90重量部以下である。
ポリプロピレン系樹脂組成物は、使用するP-PPによって、射出成形に好適な第1の態様と、押出成形に好適な第2の態様に大別される。以下、各態様について説明する。
[第1の態様]
本態様においては、P-PPとして組成物(I)を用いる。組成物(I)は、以下を含有する。
プロピレン重合体(a1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a2)からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)、および
任意成分として、エチレンと炭素数4~10のαオレフィンとの共重合体であるエチレン・αオレフィン共重合体(B)。
本態様においては、P-PPとして組成物(I)を用いる。組成物(I)は、以下を含有する。
プロピレン重合体(a1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a2)からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)、および
任意成分として、エチレンと炭素数4~10のαオレフィンとの共重合体であるエチレン・αオレフィン共重合体(B)。
組成物(I)は、食品衛生性に優れ(すなわち、n-ヘプタンへの溶出成分が少なく)、かつ、剛性、面衝撃強度、成形性、インモールドラベルの合わせ面における耐久性(破壊ひずみ)、外観、臭気、および生産性のバランスに優れる射出成形体を与える。また、組成物(I)は、薄肉射出成形(Thin Wall Injection Moulding: TWIM)に適している。よって、前記B-PPと組成物(I)を含むポリプロピレン系樹脂組成物は、前記効果に加えて、環境負荷が小さいという利点を有する。
前記ポリプロピレン系樹脂(A)(以下成分(A)ともいう)の含有割合は、組成物(I)の総重量に対して90~100重量%である。その下限値は、90重量%以上が好ましく、95重量%以上がより好ましく、99重量%以上がさらに好ましい。成分(A)の含有量が前記下限値以上であれば、前記効果が充分に発現する。また、成分(A)の上限値は後述する成分(B)または成分(C)の含有量によって適宜調整される。
前記エチレン・αオレフィン共重合体(B)の含有割合は、成分(A)および成分(B)の総重量に対して0~10重量%である。その上限値は10重量%以下が好ましく、5重量%以下がより好ましく、0重量%がさらに好ましい。成分(B)を含むことで射出成形体の面衝撃強度が向上する。一方、成分(B)の含有量が前記範囲の上限値以下であると、射出成形体の剛性が高まる。
組成物(I)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRは、40~120g/10分である。その下限値は50g/10分以上が好ましく、60g/10分以上がより好ましい。また、その上限値は100g/10分以下が好ましく、85g/10分以下がより好ましい。MFRが前記下限値以上であると、薄肉射出成形の際にも金型への充填不良が発生し難く、ハイサイクル(高速)の成形にも対応することができる。MFRが前記上限値以下であると、射出成形体の低温耐衝撃性を充分に高めることができる。本発明においてMFRはJIS K7210-1、JIS K6921-2に基づいて測定される。
(1)ポリプロピレン系樹脂(A)
ポリプロピレン系樹脂(A)は、JIS K6921-1で規定される耐衝撃性ポリプロピレンポリマーの一態様であり、プロピレン重合体(成分(a1))の連続相と、その連続相の中に分散相として存在するエチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))のゴム相を含む二つ以上の相で構成される。
ポリプロピレン系樹脂(A)は、JIS K6921-1で規定される耐衝撃性ポリプロピレンポリマーの一態様であり、プロピレン重合体(成分(a1))の連続相と、その連続相の中に分散相として存在するエチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))のゴム相を含む二つ以上の相で構成される。
ポリプロピレン系樹脂(A)は、成分(a1)と成分(a2)とが重合時に混合された混合樹脂であってもよいし、別々に得られた成分(a1)と成分(a2)とが、溶融混練によって混合された混合樹脂であってもよい。剛性と低温耐衝撃性と引張特性とのバランス(以下「機械物性バランス」ともいう。)の観点から、成分(a1)と成分(a2)とが重合時に混合されたもの(重合混合物)であることが好ましい。重合混合物では、成分(a1)と成分(a2)とがサブミクロンオーダーで混じり合うことが可能であるため、重合混合物をベースとしたポリプロピレン系樹脂組成物は、優れた機械物性バランスを示す。
ポリプロピレン系樹脂(A)のキシレン可溶分の極限粘度(以下、「XSIV」ともいう。)は0.5~3.0dl/gである。その下限値は1.2dl/g以上が好ましく、1.5dl/g以上がより好ましい。また、上限値は2.4dl/g以下が好ましい。XSIVが前記下限値以上であると、射出成形体の低温耐衝撃性が高まる。また、XSIVが0.5dl/g未満であるとポリプロピレン系樹脂組成物の製造が困難になる。XSIVが前記範囲の上限値以下であると、射出成形体の低温耐衝撃性が高まり、外観不良(ブツの表出)を抑制できる。
前記XSIVは、135℃のテトラヒドロナフタレン中での測定値である。キシレン可溶分は、ポリプロピレン系樹脂の試料をo-キシレン中、135℃で溶解させた後、25℃に冷却し、その冷却した溶液を、濾紙を用いて濾過し、濾液を蒸発乾固して得られる成分である。
プロピレン重合体(成分(a1))のMw/Mnは、7未満である。Mw/Mnが前記上限値未満であると、射出成形体としてインモールドラベルを備えた容器を形成した場合、インモールドラベルの合わせ面部分の強度が向上する。Mw/Mnの下限値は特に制限されず、目安として例えば3以上が挙げられる。Mw/Mnはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される。
プロピレン重合体(成分(a1))中のエチレン由来単位含有量(以下、「C2」ともいう。)は、成分(a1)の総重量に対して1.5重量%以下であり、1.2重量%以下が好ましい。C2が前記上限値以下であると、射出成形体の剛性が高まる。C2の下限は特に限定されず、0重量%であってもよい。したがって、プロピレン重合体は、プロピレン由来単位のみからなるポリプロピレンホモポリマーであってもよく、98.5重量%以上100重量%未満のプロピレン由来単位と0重量%超1.5重量%以下のエチレン由来単位とからなる共重合体であってもよい。しかしながら、射出成形体の剛性を高める観点からは、C2は0重量%であることが好ましい。C2は、13C-NMR法によって測定される。
エチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))は、エチレン由来単位と炭素数3~10のαオレフィン由来単位を有する共重合体である。成分(a2)中のエチレン由来単位含有量は、成分(a2)の総重量に対して、25~60重量%である。その下限値は30重量%以上が好ましい。また、その上限値は50重量%以下が好ましく、43重量%以下がより好ましい。前記含有量が前記下限値以上であると、射出成形体の低温耐衝撃性が高まり、前記上限値以下であると、射出成形体の食品衛生性が高まる(n-ヘプタンへの溶出量を充分に低減できる)。成分(a2)中のエチレン由来単位含有量は、13C-NMR法によって測定される。
ポリプロピレン系樹脂(A)の総重量に対する、エチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))の含有量は、26~43重量%である。その下限値は28重量%以上が好ましい。また、その上限値は39重量%以下が好ましい。前記含有量が前記範囲の下限値以上であると、射出成形体の低温耐衝撃性が高まる。また、前記含有量が前記上限値以下であると、ポリプロピレン系樹脂(A)製造時に粉体流動性悪化により生産設備上での流路が閉塞するリスクを低減できるので、ポリプロピレン系樹脂(A)を安定的に連続生産することができる。
成分(a2)を構成するαオレフィンとしては、プロピレン(1-プロペン)、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等が挙げられる。具体的な成分(a2)としては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ペンテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリプロピレン系樹脂(A)の生産性向上を考慮すると、エチレン・プロピレン共重合体が好ましい。
ポリプロピレン系樹脂(A)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRは、40~120g/10分である。その上限値は110g/10分以下が好ましく、90g/10分以下がより好ましい。MFRが前記下限値以上であると、薄肉射出成形の際にも成形型内への充填不良が発生し難く、ハイサイクル(高速)の成形にも対応することができる。MFRが前記上限値以下であると、射出成形体の低温耐衝撃性が高まる。
(2)エチレン・αオレフィン共重合体(B)
エチレン・αオレフィン共重合体(B)(以下「成分(B)」ともいう)は、エチレンと炭素数4~10のαオレフィンとの共重合体である。αオレフィンとしては、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等が挙げられる。具体的な成分(B)としては、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ペンテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体等が挙げられる。これらの中でも、原料としての調達容易性や経済性等を考慮すると、エチレン・ブテン共重合体またはエチレン・オクテン共重合体が好ましい。
エチレン・αオレフィン共重合体(B)(以下「成分(B)」ともいう)は、エチレンと炭素数4~10のαオレフィンとの共重合体である。αオレフィンとしては、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等が挙げられる。具体的な成分(B)としては、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ペンテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体等が挙げられる。これらの中でも、原料としての調達容易性や経済性等を考慮すると、エチレン・ブテン共重合体またはエチレン・オクテン共重合体が好ましい。
成分(B)の温度190℃、荷重2.16kgでのMFRは、1.0~40g/10分が好ましい。ここで、MFRはJIS K6921-2に基づき測定される。前記MFRが前記下限値以上であると、組成物(I)の流動性が高まる。前記MFRが前記上限値以下であると、組成物(I)におけるブロッキングの発生を抑制し、当該組成物の連続生産性を高めることができ、さらには射出成形体の低温耐衝撃性および引張特性が高まる。
(3)核剤(C)
組成物(I)は核剤(C)を含有してもよい。核剤は結晶核剤とも呼ばれる。核剤(C)としては、従来のポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる公知の核剤を使用でき、ノニトール系核剤、ソルビトール系核剤、リン酸エステル系核剤、トリアミノベンゼン誘導体核剤、カルボン酸金属塩核剤、およびキシリトール系核剤から選択されることが好ましい。タルクを核剤として使用することも可能である。射出成形体の臭気を低減する観点から、リン酸エステル系核剤が好ましい。
組成物(I)は核剤(C)を含有してもよい。核剤は結晶核剤とも呼ばれる。核剤(C)としては、従来のポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる公知の核剤を使用でき、ノニトール系核剤、ソルビトール系核剤、リン酸エステル系核剤、トリアミノベンゼン誘導体核剤、カルボン酸金属塩核剤、およびキシリトール系核剤から選択されることが好ましい。タルクを核剤として使用することも可能である。射出成形体の臭気を低減する観点から、リン酸エステル系核剤が好ましい。
ノニトール系の構造を有する結晶核剤として、例えば、1,2,3-トリデオキシ-4,6:5,7-ビス-[(4-プロピルフェニル)メチレン]-ノニトール、キシリトール系の構造を有する結晶核剤として、例えば、ビス-1,3:2,4-(5’,6’,7’,8’-テトラヒドロ-2-ナフトアルデヒドベンジリデン)1-アリルキシリトール、ビス-1,3:2,4-(3’,4’-ジメチルベンジリデン)1-プロピルキシリトール、ソルビトール系の構造を有する結晶核剤として、例えば、ビス-1,3:2,4-(4’-エチルベンジリデン)1-アリルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(3’-メチル-4’-フルオロ-ベンジリデン)1-プロピルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(3’,4’-ジメチルベンジリデン)1’-メチル-2’-プロペニルソルビトール、ビス-1,3,2,4-ジベンジリデン2’,3’-ジブロモプロピルソルビトール、ビス-1,3,2,4-ジベンジリデン2’-ブロモ-3’-ヒドロキシプロピルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(3’-ブロモ-4’-エチルベンジリデン)-1-アリルソルビトール、モノ2,4-(3’-ブロモ-4’-エチルベンジリデン)-1-アリルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(4’-エチルベンジリデン)1-アリルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(3’,4’-ジメチルベンジリデン)1-メチルソルビトール、ビス(p-メチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4-ビス-o-(4-メチルベンジリデン)-D-ソルビトール等が挙げられる。
ノニトール系の市販の結晶核剤として、例えばMillad NX8000(ミリケンジャパン社製)、ソルビトール系の市販の結晶核剤として、RiKAFAST R-1(新日本理化社製)、Millad 3988(ミリケンジャパン社製)、ゲルオールE-200(新日本理化社製)、ゲルオールMD(新日本理化社製)等が挙げられる。
リン酸エステル系結晶核剤として、リン酸-2,2-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ナトリウム塩、リン酸-2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)アルミニウム塩、リン酸-2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)リチウム塩等が挙げられる。市販のリン酸エステル系結晶核剤として、例えばアデカスタブNA-11(ADEKA社製)、アデカスタブNA-21(ADEKA社製)、アデカスタブNA-71(ADEKA社製)などが挙げられる。
トリアミノベンゼン誘導体結晶核剤として、例えば、1,3,5-トリス(2,2-ジメチルプロパンアミド)ベンゼン等が挙げられる。市販のトリアミノベンゼン誘導体結晶核剤として、例えばIRGACLEAR XT386(BASFジャパン社製)、リカクリア PC1(新日本理化株式会社製)などが挙げられる。
カルボン酸金属塩核剤として、1,2-シクロヘキサンジカルボキシル酸カルシウム塩等が挙げられる。市販のカルボン酸金属塩核剤として、例えばHyperform HPN-20E(ミリケンジャパン社製)などが挙げられる。これらの結晶核剤は、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
核剤(C)を用いる場合、その含有割合は、成分(A)および成分(B)の総重量100重量部に対して0.02~0.5重量部であることが好ましい。当該含有量が前記下限値以上であると、射出成形体の剛性が高まる。また、当該含有量が、前記上限値を超えると、射出成形体の剛性向上の効果が頭打ちになり、不経済となる。
(4)組成物(I)の製造方法
組成物(I)を製造する方法としては、ポリプロピレン系樹脂(A)と、任意成分のエチレン・αオレフィン共重合体(B)と、必要に応じて核剤(C)とを混合した後、溶融混練する方法が挙げられる。混合方法としては、ヘンシェルミキサー、タンブラーおよびリボンミキサー等の混合機を使用してドライブレンドする方法が挙げられる。溶融混練方法としては、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の混合機を用いて溶融しながら混合する方法が挙げられる。溶融混練する場合の溶融温度は160~350℃であることが好ましく、170~260℃であることがより好ましい。溶融混練した後でさらにペレット化してもよい。
組成物(I)を製造する方法としては、ポリプロピレン系樹脂(A)と、任意成分のエチレン・αオレフィン共重合体(B)と、必要に応じて核剤(C)とを混合した後、溶融混練する方法が挙げられる。混合方法としては、ヘンシェルミキサー、タンブラーおよびリボンミキサー等の混合機を使用してドライブレンドする方法が挙げられる。溶融混練方法としては、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の混合機を用いて溶融しながら混合する方法が挙げられる。溶融混練する場合の溶融温度は160~350℃であることが好ましく、170~260℃であることがより好ましい。溶融混練した後でさらにペレット化してもよい。
1)ポリプロピレン系樹脂(A)の製造方法
ポリプロピレン系樹脂(A)は、プロピレン重合体(成分(a1))とエチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))とを重合時に混合して得てもよいし、別々に製造された成分(a1)と成分(a2)とを溶融混練によって混合して得てもよいが、前者の方法が好ましい。このような重合混合物は、成分(a1)の存在下で、エチレン単量体およびαオレフィン単量体を重合することにより得られる。この方法によれば、生産性が高くなる上に、成分(a1)中の成分(a2)の分散性が高くなるため、これを用いて得た射出成形体の機械物性バランスが向上する。
ポリプロピレン系樹脂(A)は、プロピレン重合体(成分(a1))とエチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))とを重合時に混合して得てもよいし、別々に製造された成分(a1)と成分(a2)とを溶融混練によって混合して得てもよいが、前者の方法が好ましい。このような重合混合物は、成分(a1)の存在下で、エチレン単量体およびαオレフィン単量体を重合することにより得られる。この方法によれば、生産性が高くなる上に、成分(a1)中の成分(a2)の分散性が高くなるため、これを用いて得た射出成形体の機械物性バランスが向上する。
以下、αオレフィン単量体としてプロピレン単量体を使用する場合を説明するが、他のαオレフィン単量体を使用する場合にも同様にして製造することができる。
前記重合混合物の製造方法としては、典型的には、多段重合法が用いられる。例えば、二段の重合反応器を備える重合装置の一段目の重合反応器にて、プロピレン単量体および必要に応じてエチレン単量体を重合してプロピレン重合体を得て、得られたプロピレン重合体を二段目の重合反応器に供給すると共に、この二段目の重合反応器にてエチレン単量体およびプロピレン単量体を重合することで前記重合混合物を得ることができる。重合条件は、公知の重合条件と同様であってよい。例えば一段目の重合条件としては、プロピレンが液相でモノマー密度と生産性の高いスラリー重合法が挙げられる。二段目の重合条件としては、一般的にプロピレンへの溶解性が高い共重合体の製造が容易な気相重合法が挙げられる。重合温度は50~90℃が好ましく、60~90℃がより好ましく、70~90℃がさらに好ましい。重合温度が上記範囲の下限値以上であると、生産性および得られたポリプロピレンの立体規則性がより優れる。
重合圧力は、液相中で行われる場合には25~60bar(2.5~6.0MPa)が好ましく、33~45bar(3.3~4.5MPa)がより好ましい。気相中で行われる場合には、5~30bar(0.5~3.0MPa)が好ましく、8~30bar(0.8~3.0MPa)がより好ましい。重合は、通常、触媒を用いて行われる。重合の際、必要に応じて、分子量の調整のために、水素が添加されてもよい。プロピレン重合体やエチレン・プロピレン共重合体の分子量を調整することで、ポリプロピレン系樹脂(A)のMFR、ひいては組成物(I)のMFRを調整できる。一段目の重合反応器での重合の前に、その後の本重合の足がかりとなるポリマー鎖を固体触媒成分に形成させるために、プロピレンの予重合を行ってもよい。予重合は、通常は40℃以下、好ましくは30℃以下、より好ましくは20℃以下で行われる。
触媒としては、公知のオレフィン重合触媒を用いることができる。触媒としては、立体特異性チーグラー・ナッタ触媒が好ましく、以下の成分(x)と成分(y)と成分(z)とを含む触媒(以下、「触媒(X)」ともいう。)が特に好ましい。
(x)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてフタレート系化合物を必須成分として含有する固体触媒。
(y)有機アルミニウム化合物。
(z)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
(x)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてフタレート系化合物を必須成分として含有する固体触媒。
(y)有機アルミニウム化合物。
(z)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
成分(x)は、例えば、チタン化合物、マグネシウム化合物、電子供与体化合物を用いて調製される。成分(x)に用いられるチタン化合物として、一般式:Ti(OR)gX4-g(Rは炭化水素基、Xはハロゲン、0≦g≦4)で表される4価のチタン化合物が好適である。炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等が挙げられ、ハロゲンとしては、Cl、Br等が挙げられる。より具体的なチタン化合物としては、TiCl4、TiBr4、TiI4のようなテトラハロゲン化チタンの他、特開2021-176923号公報に開示されているものを使用できる。
成分(x)に用いられるマグネシウム化合物としては、マグネシウム-炭素結合やマグネシウム-水素結合を有するマグネシウム化合物、例えばジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジアミルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジデシルマグネシウム、エチル塩化マグネシウム、プロピル塩化マグネシウム、ブチル塩化マグネシウム、ヘキシル塩化マグネシウム、アミル塩化マグネシウム、ブチルエトキシマグネシウム、エチルブチルマグネシウム、ブチルマグネシウムハイドライド等が挙げられる。さらに、より具体的には、特開2021-176923号公報に開示されているものを使用できる。
成分(x)に用いられる電子供与体化合物は、フタレート系化合物を必須成分として含む。フタレート系化合物としては、例えば、モノエチルフタレート、ジメチルフタレート、メチルエチルフタレート、モノイソブチルフタレート、モノノルマルブチルフタレート、ジエチルフタレート、エチルイソブチルフタレート、エチルノルマルブチルフタレート、ジn-プロピルフタレート、ジイソプロピルフタレート、ジn-ブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジn-ヘプチルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジn-オクチルフタレート、ジネオペンチルフタレート、ジデシルフタレート、ベンジルブチルフタレート、ジフェニルフタレート等が挙げられる。中でもジイソブチルフタレートが特に好ましい。
フタレート系化合物以外の前記固体触媒中の電子供与体化合物としては、スクシネート系化合物、ジエーテル系化合物等が挙げられる。これらの具体的な化合物としては、特開2021-176923号公報に開示されているものを使用できる。
成分(x)を構成するハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、またはこれらの混合物が挙げられるが、塩素が好ましい。
成分(y)の有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウムのようなトリアルキルアルミニウムの他、特開2021-176923号公報に開示されているものを使用できる。
成分(z)の外部電子供与体化合物としては、有機ケイ素化合物が用いられる。好ましい有機ケイ素化合物として、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジエトキシシラン、t-アミルメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ビスo-トリルジメトキシシラン、ビスm-トリルジメトキシシラン、ビスp-トリルジメトキシシラン、ビスp-トリルジエトキシシラン、ビスエチルフェニルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ-クロルプロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、テキシルトリメトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン、iso-ブチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、クロルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、2-ノルボルナントリメトキシシラン、2-ノルボルナントリエトキシシラン、2-ノルボルナンメチルジメトキシシラン、ケイ酸エチル、ケイ酸ブチル、トリメチルフエノキシシラン、メチルトリアリルオキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシシラン)、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルテトラエトキシジシロキサン、メチル(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)ジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロペンチル-t-ブトキシジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルイソプロピルジメトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、ジ-n-プロピルジメトキシシラン、t-ブチルエチルジメトキシシラン、t-ブチルプロピルジメトキシシラン、t-ブチル-t-ブトキシジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシラン、ジ-sec-ブチルジメトキシシラン、イソブチルメチルジメトキシシラン、ビス(デカヒドロイソキノリン-2-イル)ジメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジシクロペンチル-ビス(エチルアミノ)シラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、t-ブチルトリメトキシシラン、i-ブチルトリメトキシシラン、i-ブチルセク-ブチルジメトキシシラン、エチル(パーヒドロイソキノリン2-イル)ジメトキシシラン、トリ(イソプロペニロキシ)フェニルシラン、i-ブチルi-プロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルi-ブチルジメトキシシラン、シクロペンチルi-ブチルジメトキシシラン、シクロペンチルイソプロピルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシラン、p-トリルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。これらの中でも、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジエトキシシラン、t-ブチルエチルジメトキシシラン、t-ブチルプロピルジメトキシシラン、t-ブチルt-ブトキシジメトキシシラン、t-ブチルトリメトキシシラン、i-ブチルトリメトキシシラン、イソブチルメチルジメトキシシラン、i-ブチルセク-ブチルジメトキシシラン、エチル(パーヒドロイソキノリン2-イル)ジメトキシシラン、ビス(デカヒドロイソキノリン-2-イル)ジメトキシシラン、トリ(イソプロペニロキシ)フェニルシラン、テキシルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、i-ブチルi-プロピルジメトキシシラン、シクロペンチルt-ブトキシジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルi-ブチルジメトキシシラン、シクロペンチルi-ブチルジメトキシシラン、シクロペンチルイソプロピルジメトキシシラン、ジ-sec-ブチルジメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシラン、ビスp-トリルジメトキシシラン、p-トリルメチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、2-ノルボルナントリエトキシシラン、2-ノルボルナンメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル(3、3、3-トリフルオロ-n-プロピル)ジメトキシシラン、ケイ酸エチル等が好ましい。これらの中から1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
有機ケイ素化合物は、特にキシレン不溶分の量を調整するのに重要な役割を果たす。他の触媒成分が同じ場合、キシレン不溶分の量は、有機ケイ素化合物の種類と量および重合温度に依存するが、適切な有機ケイ素化合物を用いた場合においても、通常ジエーテル系触媒を除き、有機ケイ素化合物の量が特定の値以下になると大きく低下する。このため、重合温度が75℃の場合、有機ケイ素化合物と有機アルミニウム化合物とのモル比(有機ケイ素化合物/有機アルミニウム)の下限は0.015が好ましく、0.018がより好ましい。当該比の上限は、0.30が好ましく、0.20がより好ましく、0.10がさらに好ましい。
内部電子供与体化合物としてフタレート系化合物を用いる場合は、重合温度を上げるとキシレン不溶分が増加するので、好ましい有機ケイ素化合物と有機アルミニウム化合物とのモル比(有機ケイ素化合物/有機アルミニウム)の下限および上限が低下する。具体的には、フタレート系化合物を用いて80℃で重合する場合の前記モル比の下限は、0.010が好ましく、0.015がより好ましく、0.018がさらに好ましい。前記モル比の上限は、0.20が好ましく、0.14がより好ましく、0.08がさらに好ましい。
触媒(X)としては、成分(y)が、トリエチルアルミニウム、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であり、成分(z)が、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン等の有機ケイ素化合物であるものが好ましい。
多段重合法により前記重合混合物を得る方法は上記の方法に限定されず、プロピレン重合体(成分(a1))を複数の重合反応器にて重合してもよいし、エチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))を複数の重合反応器にて重合してもよい。前記重合混合物を得る方法として、単量体濃度や重合条件の勾配を有する重合器を用いて行う方法も挙げられる。このような重合器では、例えば、少なくとも2つの重合領域が接合されたものを使用し、気相重合でモノマーを重合することができる。具体的には、触媒の存在下、上昇管からなる重合領域にてモノマーを供給して重合し、上昇管に接続された下降管にてモノマーを供給して重合し、上昇管と下降管とを循環しながら、重合生成物を回収する。この方法では、上昇管中に存在する気体混合物が下降管に入ることを全面的または部分的に防止する手段を備える。また、上昇管中に存在する気体混合物とは異なる組成を有する気体または液体混合物を下降管中に導入する。この重合方法は、例えば、特表2002-520426号公報に記載された方法を適用することができる。
2)エチレン・αオレフィン共重合体(B)の製造方法
エチレン・αオレフィン共重合体(B)は、重合の際にメタロセン触媒またはハーフメタロセン触媒を用いる公知の方法(例えば、国際公開WO2006/102155号に記載の方法)によって製造することができる。前記重合の際に、連鎖移動剤(例えば、水素またはジエチル亜鉛)等の公知の分子量自動調整剤を使用してもよい。
エチレン・αオレフィン共重合体(B)は、重合の際にメタロセン触媒またはハーフメタロセン触媒を用いる公知の方法(例えば、国際公開WO2006/102155号に記載の方法)によって製造することができる。前記重合の際に、連鎖移動剤(例えば、水素またはジエチル亜鉛)等の公知の分子量自動調整剤を使用してもよい。
(5)他の成分
B-PPと組成物(I)を含む第1の態様にかかるポリプロピレン系樹脂組成物は、任意成分として、本発明の効果を損なわない範囲で、前記成分以外の添加剤を含んでいてもよい。当該添加剤としては、例えば、酸化防止剤、中和剤、前記核剤以外の核剤、耐候剤、顔料(有機または無機)、内部滑剤および外部滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、塩素吸収剤、耐熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、スリップ剤、防曇剤、難燃剤、分散剤、銅害防止剤、可塑剤、発泡剤、気泡防止剤、架橋剤、過酸化物、油展等が挙げられる。これらの添加剤は1種のみでもよいし、2種以上でもよい。含有量は公知の量としてよい。
B-PPと組成物(I)を含む第1の態様にかかるポリプロピレン系樹脂組成物は、任意成分として、本発明の効果を損なわない範囲で、前記成分以外の添加剤を含んでいてもよい。当該添加剤としては、例えば、酸化防止剤、中和剤、前記核剤以外の核剤、耐候剤、顔料(有機または無機)、内部滑剤および外部滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、塩素吸収剤、耐熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、スリップ剤、防曇剤、難燃剤、分散剤、銅害防止剤、可塑剤、発泡剤、気泡防止剤、架橋剤、過酸化物、油展等が挙げられる。これらの添加剤は1種のみでもよいし、2種以上でもよい。含有量は公知の量としてよい。
(6)射出成形
第1の態様にかかるポリプロピレン系樹脂組成物は射出成形に好適である。成形温度は一般的には150~350℃、好ましくは170~250℃である。成形温度が350℃を超えると、樹脂組成物の劣化および成形不良の原因となり、150℃より低いと流動性が低下することで金型内への充填不足による外観不良や成形不良が発生しうる。
第1の態様にかかるポリプロピレン系樹脂組成物は射出成形に好適である。成形温度は一般的には150~350℃、好ましくは170~250℃である。成形温度が350℃を超えると、樹脂組成物の劣化および成形不良の原因となり、150℃より低いと流動性が低下することで金型内への充填不足による外観不良や成形不良が発生しうる。
金型温度は、10~60℃が好ましい。金型温度が60℃を超えると成形体の表面仕上げ度が優れ、剛性に優れた成形体が得られるものの、成形サイクルが長くなり生産性が低下する。逆に、金型温度を10℃より低温に設定すると反りや収縮などが顕著になり、満足な成形体が得られにくくなる。これに加えて金型に結露が生じやすくなるために金型腐食を進行させる原因となり、冷却に関わるエネルギーコストの観点からも好ましくない。
本態様にかかるポリプロピレン系樹脂組成物は、薄肉射出成形に適している。例えば、最も薄肉の部分の厚さが1mm以下、好ましくは0.7mm以下、より好ましくは0.45mm以下の射出成形体を形成することができる。薄肉部の厚さの下限値の目安は0.1mm程度である。薄肉部の厚さは、測定箇所の断面を測定顕微鏡等の公知手段で観察して測定される。
射出成形体の形状は特に制限されず、種々の機械物性のバランスに優れ、薄肉化も可能であることから、容器に適している。前記容器の側壁の厚さは、例えば0.1~1mm、好ましくは0.1~0.7mm、より好ましくは0.1~0.45mmとすることができる。側壁の厚さは、測定箇所の断面を測定顕微鏡等の公知手段で観察して測定される。
射出成形体が容器である場合、前記容器の側壁にインモールドラベルが備えられていてもよい。インモールドラベルは前記側壁を一巻き(一周)しており、始端の辺と終端の辺とが重なった合わせ部を有しているものが挙げられる。通常、インモールドラベルの本体は、容器本体をなすポリプロピレン系樹脂組成物とは異なる樹脂で形成されている。インモールドラベルの厚さは、例えば10~100μmとすることができる。インモールドラベルの厚さは、容器の側壁の厚さに含まれるものとする。インモールドラベルには、文字、絵、記号、数字、その他の任意の図形やデザイン画が印刷されていてもよい。
射出成形体は低温耐衝撃性に優れるので、例えば、-10℃以下、好ましくは-20℃以下、より好ましくは-30℃以下の低温環境下で使用することができる。
本発明の射出成形体は、食品衛生性に優れたポリプロピレン系樹脂組成物によって形成されているので、食品に接する容器または包装体としての用途に適している。
[第2の態様]
本態様においては、P-PPとして組成物(II)を用いる。組成物(II)は、前記ポリプロピレン系樹脂(A’)および任意成分である無機充填剤(D)を含有する。
本態様においては、P-PPとして組成物(II)を用いる。組成物(II)は、前記ポリプロピレン系樹脂(A’)および任意成分である無機充填剤(D)を含有する。
組成物(II)は-40℃の極低温下で優れた耐衝撃性を有するシート成形体または容器を与える。よって、前記B-PPと組成物(II)を含むポリプロピレン系樹脂組成物は、前記効果に加えて、環境負荷が小さいという利点を有する。
組成物(II)は、プロピレン重合体(成分(a’1))からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(成分(a’2))からなるゴム相とを含むポリプロピレン系樹脂(A’)(成分(A’))を含有する。また組成物(II)は、無機充填剤(D)(成分(D))を含有してもよいし、含有しなくてもよい。
[組成物(II)の総重量-成分(D)の重量]の差で表される重量m1を100重量%としたとき、成分(A’)の重量である重量m2は、90~100重量%である。その下限値は90重量%以上が好ましく、95重量%以上がより好ましく、99重量%以上がさらに好ましい。重量m2が下限値以上であれば、前述の効果が充分に得られる。重量m2の上限値は、100重量%未満であってよく、成分(D)または酸化防止剤や中和剤等の他の成分等の含有量によって適宜調整される。
無機充填剤(D)の含有量は、成分(A’)100重量部に対して0~60重量部であり、上限値として40重量部以下が好ましく、20重量部以下がより好ましい。前記含有量が前記上限値以下であると、ポリプロピレン系樹脂組成物からのシート成形が容易になり、さらに当該シート成形体からの容器成形も容易となる。また、成分(D)を含むことにより、シート成形体の剛性(スティフネス)が高まる。
成分(D)を含まないときの組成物(II)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRは、0.1~3.0g/10分であり、その下限値は0.2g/10分以上が好ましく、0.3g/10分以上がより好ましい。また、その上限値は2.5g/10分以下が好ましく、1.8g/10分以下がより好ましく、1.0g/10分以下がさらに好ましい。MFRが前記下限値以上であると、シート成形性に優れる。また、MFRが前記上限値以下であると、シート成形性(耐ドローダウン性)やシート生産性が高まり、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。
(1)ポリプロピレン系樹脂(A’)
本態様におけるポリプロピレン系樹脂(A’)の相構造は、第1の態様における成分(A)の相構造と同じである。成分(A’)における前記キシレン可溶分の極限粘度は2.5~5.5dl/gである。その下限値は2.7dl/g以上が好ましい。またその上限値は5.0dl/g以下が好ましく、4.5dl/g以下がより好ましく、4.0dl/g以下がさらに好ましい。前記XSIVが前記下限値以上であると、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。また前記XSIVが前記上限値以下であると、ポリプロピレン系樹脂(A’)の生産性が高まる。また、シート成形性が高まり、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。
本態様におけるポリプロピレン系樹脂(A’)の相構造は、第1の態様における成分(A)の相構造と同じである。成分(A’)における前記キシレン可溶分の極限粘度は2.5~5.5dl/gである。その下限値は2.7dl/g以上が好ましい。またその上限値は5.0dl/g以下が好ましく、4.5dl/g以下がより好ましく、4.0dl/g以下がさらに好ましい。前記XSIVが前記下限値以上であると、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。また前記XSIVが前記上限値以下であると、ポリプロピレン系樹脂(A’)の生産性が高まる。また、シート成形性が高まり、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。
プロピレン重合体(成分(a’1))のMw/Mn)は、7未満である。Mw/Mnが7未満であると、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。またMw/Mnの下限値は特に限定されず、目安として例えば3以上が挙げられる。Mw/Mnは前述のとおりに測定される。
プロピレン重合体(成分(a’1))中のエチレン由来単位含有量(以下、「C2」ともいう。)は、成分(a’1)の総重量に対して0.5重量%以下であり、0.3重量%以下が好ましい。C2が前記上限値以下であると、シート成形体の剛性が高まる。またC2の下限は特に限定されず、0重量%であってもよい。つまりプロピレン重合体は、プロピレン由来単位のみからなるポリプロピレンホモポリマーであってもよく、99.5重量%以上100重量%未満のプロピレン由来単位と0重量%超0.5重量%以下のエチレン由来単位とからなる共重合体であってもよい。 C2は前述のとおりに測定される。
エチレン・αオレフィン共重合体(成分(a’2))は、エチレン由来単位と炭素数3~10のαオレフィン由来単位を有する共重合体である。成分(a’2)中のエチレン由来単位含有量は、成分(a’2)の総重量に対して、25~85重量%である。その下限値は28重量%以上が好ましく、33重量%以上がより好ましく、40重量%以上がさらに好ましい。また、その上限値は70重量%以下が好ましく、60重量%以下がより好ましい。前記含有量が前記下限値以上であると、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。また前記含有量が前記上限値以下であると、ポリプロピレン系樹脂(A’)製造時に粉体流動性悪化により生産設備上での流路が閉塞するリスクを低減できるので、ポリプロピレン系樹脂(A’)を安定的に連続生産することができる。前記含有量は、前述のとおりに測定される。
ポリプロピレン系樹脂(A’)の総重量に対する、エチレン・αオレフィン共重合体(成分(a’2))の含有量は、28~45重量%である。その下限値は29重量%以上が好ましく、32重量%以上がより好ましい。また、その上限値は42重量%以下が好ましく、38重量%以下がより好ましい。前記含有量が前記下限値以上であると、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。また前記含有量が前記上限値以下であると、ポリプロピレン系樹脂(A’)製造時に粉体流動性悪化により生産設備上での流路が閉塞するリスクを低減できるので、ポリプロピレン系樹脂(A’)を安定的に連続生産することができる。
成分(a’2)の含有量に応じて、ポリプロピレン系樹脂(A’)の総重量に対する、成分(a’1)の含有量は、55~73重量%が好ましい。その下限値は58重量%以上が好ましく、62重量%以上がより好ましく、上限値は71重量%以下が好ましく、68重量%以下がより好ましい。
成分(a’2)を構成するαオレフィンとしては、プロピレン(1-プロペン)、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等が挙げられる。具体的な成分(a2)としては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ペンテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリプロピレン系樹脂(A)の生産性向上を考慮すると、エチレン・プロピレン共重合体が好ましい。
ポリプロピレン系樹脂(A’)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRは、0.1~3.0g/10分である。その下限値は0.2g/10分以上が好ましく、0.3g/10分以上がより好ましい。また、その上限値は2.5g/10分以下が好ましく、1.8g/10分以下がより好ましく、1.0g/10分以下がさらに好ましい。前記MFRが前記下限値以上であると、シート成形性に優れる。また、前記MFR0.1g/10分未満に調整して製造することは通常困難である。前記MFRが前記上限値以下であると、シート成形性(耐ドローダウン性)やシート生産性が高まり、シート成形体の極低温下における耐衝撃性が高まる。
(2)無機充填剤(D)
無機充填剤(D)としては、例えば、タルク、カオリナイト、クレー、バイロフィライト、セリナイト、ウォラストナイト、マイカのような天然珪酸または珪酸塩;含水珪酸カルシウム、含水珪酸アルミニウム、含水珪酸、無水珪酸のような合成珪酸または珪酸塩;沈降性炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムのような炭酸塩;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムのような水酸化物;酸化亜鉛、酸化マグネシウムのような酸化物が挙げられる。
無機充填剤(D)としては、例えば、タルク、カオリナイト、クレー、バイロフィライト、セリナイト、ウォラストナイト、マイカのような天然珪酸または珪酸塩;含水珪酸カルシウム、含水珪酸アルミニウム、含水珪酸、無水珪酸のような合成珪酸または珪酸塩;沈降性炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムのような炭酸塩;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムのような水酸化物;酸化亜鉛、酸化マグネシウムのような酸化物が挙げられる。
また、無機充填剤としては形状の観点から、例えば、以下のものが挙げられる。
含水珪酸カルシウム、含水珪酸アルミニウム、含水珪酸、無水珪酸のような合成珪酸または珪酸塩のような粉末状充填剤;タルク、カオリナイト、クレー、マイカのような板状充填剤;塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、チタン酸カルシウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、セピオライト、PMF(Processed Mineral Filler)、ゾノトライト、チタン酸カリウム、およびエレスタダイトのようなウィスカー状充填剤;ガラスバルン、フライアッシュバルンのようなバルン状充填剤;ガラスファイバーのような繊維状充填剤。
含水珪酸カルシウム、含水珪酸アルミニウム、含水珪酸、無水珪酸のような合成珪酸または珪酸塩のような粉末状充填剤;タルク、カオリナイト、クレー、マイカのような板状充填剤;塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、チタン酸カルシウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、セピオライト、PMF(Processed Mineral Filler)、ゾノトライト、チタン酸カリウム、およびエレスタダイトのようなウィスカー状充填剤;ガラスバルン、フライアッシュバルンのようなバルン状充填剤;ガラスファイバーのような繊維状充填剤。
無機充填剤として1種を用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの充填剤の分散性を向上させるため、必要に応じて無機充填剤の表面処理を行ってもよい。無機充填剤は限定されないが、シート成形体においてポリプロピレン結晶の配向を促進することにより機械物性バランスを高める観点から、板状無機充填剤が好ましい。板状無機充填剤としてはタルク、カオリナイト、クレー、マイカ等の公知のものを使用できるが、ポリプロピレン系樹脂との親和性や原料としての調達容易性や経済性等を考慮すると、好ましくはタルク、マイカであり、さらに好ましくはタルクである。
無機充填剤(D)の体積平均粒子径は、好ましくは1~10μm、より好ましくは2~7μmである。体積平均粒子径が前記範囲内であれば、成形体の機械物性バランスが高くなる。前記体積平均粒子径は、レーザ回折法(JIS R1629に基づく)によって体積基準の積算分率における50%径として測定できる。
(3)核剤(C)
組成物(II)は、前述の核剤(C)を含んでいてもよい。その量は、成分(A’)100重量部に対して0.02~0.5重量部重量部である。
組成物(II)は、前述の核剤(C)を含んでいてもよい。その量は、成分(A’)100重量部に対して0.02~0.5重量部重量部である。
(4)組成物(II)の製造方法
組成物(II)を製造する方法としては、ポリプロピレン系樹脂(A’)と、任意成分の無機充填剤(D)とを混合した後、溶融混練する方法が挙げられる。混合方法としては、ヘンシェルミキサー、タンブラーおよびリボンミキサー等の混合機を使用してドライブレンドする方法が挙げられる。溶融混練方法としては、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の混合機を用いて溶融しながら混合する方法が挙げられる。溶融混練する場合の溶融温度は160~350℃であることが好ましく、170~260℃であることがより好ましい。溶融混練した後でさらにペレット化してもよい。
組成物(II)を製造する方法としては、ポリプロピレン系樹脂(A’)と、任意成分の無機充填剤(D)とを混合した後、溶融混練する方法が挙げられる。混合方法としては、ヘンシェルミキサー、タンブラーおよびリボンミキサー等の混合機を使用してドライブレンドする方法が挙げられる。溶融混練方法としては、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の混合機を用いて溶融しながら混合する方法が挙げられる。溶融混練する場合の溶融温度は160~350℃であることが好ましく、170~260℃であることがより好ましい。溶融混練した後でさらにペレット化してもよい。
成分(D)を配合する場合、成分(A’)を含むペレットに対して、成分(D)をドライブレンドしてもよい。ドライブレンドされた成分(D)は、組成物(II)を成形する際に溶融した成分(A’)に対して均一に混合される。また高濃度の成分(D)を樹脂成分と溶融混練した、いわゆるマスターバッチを、成分(A’)に添加して溶融混錬、あるいは成分(A’)を含むペレットとドライブレンドしてもよい。その際、マスターバッチに含まれる樹脂成分が組成物(II)の物性に影響を及ぼさないように、マスターバッチに含まれる樹脂成分の割合とマスターバッチの添加量を調整する。
成分(A’)は、第1の態様において説明した成分(A)と同様にして製造される。使用される触媒についても第1の態様で説明したとおりである。
(5)他の成分
B-PPと組成物(II)を含む第2の態様にかかるポリプロピレン系樹脂組成物は、任意成分として、本発明の効果を損なわない範囲で、前記成分以外の添加剤を含んでいてもよい。当該添加剤については、第1の態様で説明したとおりである。
B-PPと組成物(II)を含む第2の態様にかかるポリプロピレン系樹脂組成物は、任意成分として、本発明の効果を損なわない範囲で、前記成分以外の添加剤を含んでいてもよい。当該添加剤については、第1の態様で説明したとおりである。
(6)シート成形
本態様のポリプロピレン系樹脂組成物は、押出成形、特にシート成形に好適である。シートは、例えばキャスト成形法により製造することができる。成形温度は例えば150~350℃、好ましくは170~250℃である。当該シートはさらに容器等への二次加工が可能であり、本態様のシートは特に食品用として有用である。
本態様のポリプロピレン系樹脂組成物は、押出成形、特にシート成形に好適である。シートは、例えばキャスト成形法により製造することができる。成形温度は例えば150~350℃、好ましくは170~250℃である。当該シートはさらに容器等への二次加工が可能であり、本態様のシートは特に食品用として有用である。
シート成形体の厚さは、好ましくは0.1mm超かつ0.5mm以下とすることができる。その上限は用途によって適宜調整されるが、0.4mm以下、0.35mm以下、2.0mm以下、または1.0m以下とすることができる。シート成形体の厚さは、ベータ線膜厚計等の公知方法で測定される。
シート成形体は極低温下における耐衝撃性に優れるので、例えば、-50℃~0℃、好ましくは-45℃~-10℃、より好ましくは-40℃~-20℃の低温環境下で使用することができる。シート成形体の0℃における面衝撃強度(ハイレートインパクトともいう)(単位:J)は、2以上が好ましく、高い程より好ましい。面衝撃強度は、パンクチャー衝撃試験機(島津製作所製ハイドロショットHITS-P10)を用い、JISK7211-2に準拠して測定される。面衝撃強度の値が大きい程、耐衝撃性に優れる。
シート成形体は、0℃での面衝撃強度をI(J)、シート成形体の最薄肉部の厚さをt(mm)とするとき、以下の関係を満たすことが好ましい。
I/t≧4
I/t≧4
I/tは、面衝撃強度と厚さの比であり、この値が高いほど、薄くて耐衝撃性に優れるシート成形体であるといえる。成形体が薄いということは成形品一つあたりの二酸化炭素排出量が低減されていることであるから、より環境負荷を低減した材料といえる。
重合体の各特性は、好ましくは以下のとおりに測定される。以下は成分(a1)および成分(a2)について例示したが、成分(a’1)および成分(a’2)についても同様である。
[成分(a1)のMw/Mn]
重合された成分(a1)を、GPCを用いて分析する。移動相として酸化防止剤を含む1,2,4-トリクロロベンゼンを用いることが好ましい。カラムの較正は、ポリスチレン標準試料を使用し、三次式近似により実施することが好ましい。
[成分(a1)のMw/Mn]
重合された成分(a1)を、GPCを用いて分析する。移動相として酸化防止剤を含む1,2,4-トリクロロベンゼンを用いることが好ましい。カラムの較正は、ポリスチレン標準試料を使用し、三次式近似により実施することが好ましい。
[共重合体の総エチレン量、成分(a1)のエチレン由来単位含有量]
サンプルの13C-NMRのスペクトルを取得し、Kakugo,Y.Naito,K.Mizunuma and T.Miyatake,Macromolecules,15,1150-1152(1982)の文献に記載された方法により、共重合体試料の総エチレン量(重量%)を求める。
サンプルの13C-NMRのスペクトルを取得し、Kakugo,Y.Naito,K.Mizunuma and T.Miyatake,Macromolecules,15,1150-1152(1982)の文献に記載された方法により、共重合体試料の総エチレン量(重量%)を求める。
[成分(a2)中のエチレン由来単位含有量]
上記文献に記載された方法で共重合体の総エチレン量を測定するに際して求めたTββの積分強度の替わりに、下記式で求めた積分強度T’ββを使用した以外は、総エチレン量と同様の方法で計算を行い、成分(a2)のエチレン由来単位含有量(重量%)を求める。
T’ββ=0.98×Sαγ×A/(1-0.98×A)
ここで、A=Sαγ/(Sαγ+Sαδ)であり、上記文献に記載のSαγおよびSαδより算出される。
上記文献に記載された方法で共重合体の総エチレン量を測定するに際して求めたTββの積分強度の替わりに、下記式で求めた積分強度T’ββを使用した以外は、総エチレン量と同様の方法で計算を行い、成分(a2)のエチレン由来単位含有量(重量%)を求める。
T’ββ=0.98×Sαγ×A/(1-0.98×A)
ここで、A=Sαγ/(Sαγ+Sαδ)であり、上記文献に記載のSαγおよびSαδより算出される。
[成分(a1)+成分(a2)のXSIV]
サンプルをo-キシレンに溶解させ、得られた溶液からキシレン可溶分を分離し、キシレン化用分をテトラヒドロナフタレンに溶解させて、毛管粘度計を用いて測定する。
サンプルをo-キシレンに溶解させ、得られた溶液からキシレン可溶分を分離し、キシレン化用分をテトラヒドロナフタレンに溶解させて、毛管粘度計を用いて測定する。
[共重合体1]
B-PPの共重合体1として、Lyondelbasell社のプロピレン-エチレン共重合体(成分(a1)と成分(a2)からなる重合ブレンド)Circulen EP310M HP(MFR=2.3g/10分、バイオマス度=50重量%)を用いた。
B-PPの共重合体1として、Lyondelbasell社のプロピレン-エチレン共重合体(成分(a1)と成分(a2)からなる重合ブレンド)Circulen EP310M HP(MFR=2.3g/10分、バイオマス度=50重量%)を用いた。
[重合体2]
B-PPの重合体2として、Lyondelbasell社のプロピレン単独重合体(成分(a1)に相当)Moplen HP522H(MFR=0.5g/10分、バイオマス度=50重量%)を用いた。
B-PPの重合体2として、Lyondelbasell社のプロピレン単独重合体(成分(a1)に相当)Moplen HP522H(MFR=0.5g/10分、バイオマス度=50重量%)を用いた。
[共重合体3の合成]
MgCl2上にTiCl4と内部ドナーとしてのジイソブチルフタレートを担持させた固体触媒を、欧州特許第728769号公報の実施例5の46~53行に記載された方法により調製した。具体的には下記のように行った。
MgCl2上にTiCl4と内部ドナーとしてのジイソブチルフタレートを担持させた固体触媒を、欧州特許第728769号公報の実施例5の46~53行に記載された方法により調製した。具体的には下記のように行った。
微小長球形MgCl2・2.1C2H5OHを、次のようにして製造した。タービン撹拌機および吸引パイプを備えた2Lオートクレーブ中に、不活性ガス中、常温で、無水MgCl2 48g、無水C2H5OH 77g、および灯油830mLを入れた。内容物を撹拌しながら120℃に加熱することにより、MgCl2とアルコールの間の付加物が生じたが、この付加物を融解し、分散剤と混合した。オートクレーブ内の窒素圧を15気圧に維持した。オートクレーブの吸引パイプを加熱ジャケットを用いて外部から120℃に加熱した。吸引パイプは内径が1mmで、加熱ジャケットの一端から他端までの長さが3mであった。このパイプを通して混合物を7m/secの速度で流した。パイプの出口にて、灯油2.5Lを含み、初期温度を-40℃に維持したジャケットで外部から冷却されている5Lフラスコ中に、分散液を撹拌しながら採取した。分散液の最終温度は0℃であった。エマルションの分散相を構成する球状固体生成物を沈降させ、濾過して分離し、ヘプタンで洗浄して乾燥した。これらの操作はすべて不活性ガス雰囲気中で行った。最大直径が50μm以下の固体球状粒子形のMgCl2・3C2H5OHを得た。収量は130gであった。こうして得られた生成物から、MgCl2 1モルあたりのアルコール含有量が2.1モルに減少するまで、窒素気流中で温度を50℃から100℃に徐々に上昇してアルコールを除去した。
濾過バリヤーを備えた500mL円筒形ガラス製反応器に0℃で、TiCl4 225mLを入れ、さらに上記のようにして得た微小長球形MgCl2・2.1C2H5OH 10.1g(54mmol)を、内容物を撹拌しながら15分間かけて入れた。その後、温度を40℃に上げフタル酸ジイソブチル9mmolを入れた。温度を1時間かけて100℃に上げ、撹拌をさらに2時間続行した。次いで、TiCl4を濾過により除去し、120℃でさらに1時間撹拌しながらTiCl4 200mLを加えた。最後に、内容物を濾過し、濾液から塩素イオンが完全に消失するまで60℃のn-ヘプタンで洗浄した。このようにして得た触媒成分は、Ti=3.3重量%、フタル酸ジイソブチル=8.2重量%を含んでいた。
次いで、上記固体触媒と、有機アルミニウム化合物としてトリエチルアルミニウム(TEAL)と、外部電子供与体化合物としてジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPMS)を用い、固体触媒に対するTEALの重量比が20、TEAL/DCPMSの重量比が10(上述した有機ケイ素化合物/有機アルミニウムのモル比に換算すると0.05)となるような量で、12℃において24分間接触させ、触媒(X)を得た。
上記で得た触媒触媒(X)を、液体プロピレン中において懸濁状態で20℃にて5分間保持することによって予重合を行った。得られた予重合物を、二段の重合反応器を直列に備える重合装置の一段目の重合反応器に導入し、プロピレンを供給してプロピレン単独重合体(成分(a1))を製造した。続いて、二段目の重合反応器に、プロピレン単独重合体、プロピレン及びエチレンを供給してエチレン-プロピレン共重合体(成分(a2))を製造した。重合中は、温度と圧力を調整し、水素を分子量調整剤として用いた。重合温度と反応物の比率は、一段目の反応器では、重合温度、水素濃度が、それぞれ80℃、0.038モル%、二段目の反応器では、重合温度、水素濃度、エチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合が、それぞれ80℃、0.70モル%、0.49モル比であった。また、成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]の重量比が35重量%となるように一段目と二段目の滞留時間分布を調整した。以上の方法により、連続相を構成するプロピレン重合体(a1)と分散相(ゴム相)を構成するエチレン・プロピレン共重合体(a2)との重合混合物である共重合体3を得た。その物性を表1に示した。
共重合体3の100重量部に対し、酸化防止剤イルガノックス1010(BASF社製)を0.04、加工熱安定剤としてイルガノフォス168(BASF社製)を0.04重量部、中和剤として淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレートを0.05重量部、結晶核剤としてアデカスタブNA11(株式会社ADEKA製)を0.03重量部加え、ヘンシェルミキサーで1分間撹拌、混合した。当該混合物を、株式会社JSW製同方向2軸押出機TEX-30αを用いて、シリンダー温度230℃で溶融混練して押出した。ストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、共重合体3組成物のペレットを得た。
[共重合体4の合成]
MgCl2上にTiと内部ドナーとしてのジイソブチルフタレートを担持した固体触媒を、特開2004-27218公報の段落0032の21~36行に記載された方法により調製した。具体的には下記のように行った。
窒素雰囲気下、120℃にて、無水塩化マグネシウム56.8gを、無水エタノール100g、出光興産株式会社製のワセリンオイル「CP15N」500mLおよび信越シリコーン株式会社製のシリコーン油「KF96」500mLに完全に溶解した。この溶液を、特殊機化工業株式会社製のTKホモミキサーを用いて120℃、5000回転/分で2分間撹拌した。撹拌を保持しながら、2Lの無水ヘプタン中に0℃を越えないようにして注いだ。得られた白色固体を無水ヘプタンで十分に洗浄し室温下で真空乾燥し、さらに窒素気流下で部分的に脱エタノール化し、MgCl2・1.2C2H5OHの球状固体30gを得た。
上記球状固体30gを無水ヘプタン200mL中に懸濁した。0℃で撹拌しながら、四塩化チタン500mLを1時間かけて滴下した。次に、加熱を始めて40℃になったところで、フタル酸ジイソブチル4.96gを加えて、100℃まで約1時間で昇温した。100℃で2時間反応した後、熱時濾過にて固体部分を採取した。その後、この反応物に四塩化チタン500mLを加え撹拌した後、120℃で1時間反応を行った。反応終了後、再度、熱時濾過にて固体部分を採取し、60℃のヘキサン1.0Lで7回、室温のヘキサン1.0Lで3回洗浄して固体触媒を得た。得られた固体触媒成分中のチタン含有率を測定したところ、2.36重量%であった。
上記固体触媒を用い、一段目の反応器の水素濃度を0.139モル%、二段目の反応器の水素濃度とエチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合を、それぞれ1.06モル%と0.51モル比に変更すると共に、成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]の重量比が21重量%となるように一段目と二段目の滞留時間分布を調整した。それ以外は、共重合体3の場合と同様の製造方法にて、共重合体4を得た。その物性を表1に示した。
MgCl2上にTiと内部ドナーとしてのジイソブチルフタレートを担持した固体触媒を、特開2004-27218公報の段落0032の21~36行に記載された方法により調製した。具体的には下記のように行った。
窒素雰囲気下、120℃にて、無水塩化マグネシウム56.8gを、無水エタノール100g、出光興産株式会社製のワセリンオイル「CP15N」500mLおよび信越シリコーン株式会社製のシリコーン油「KF96」500mLに完全に溶解した。この溶液を、特殊機化工業株式会社製のTKホモミキサーを用いて120℃、5000回転/分で2分間撹拌した。撹拌を保持しながら、2Lの無水ヘプタン中に0℃を越えないようにして注いだ。得られた白色固体を無水ヘプタンで十分に洗浄し室温下で真空乾燥し、さらに窒素気流下で部分的に脱エタノール化し、MgCl2・1.2C2H5OHの球状固体30gを得た。
上記球状固体30gを無水ヘプタン200mL中に懸濁した。0℃で撹拌しながら、四塩化チタン500mLを1時間かけて滴下した。次に、加熱を始めて40℃になったところで、フタル酸ジイソブチル4.96gを加えて、100℃まで約1時間で昇温した。100℃で2時間反応した後、熱時濾過にて固体部分を採取した。その後、この反応物に四塩化チタン500mLを加え撹拌した後、120℃で1時間反応を行った。反応終了後、再度、熱時濾過にて固体部分を採取し、60℃のヘキサン1.0Lで7回、室温のヘキサン1.0Lで3回洗浄して固体触媒を得た。得られた固体触媒成分中のチタン含有率を測定したところ、2.36重量%であった。
上記固体触媒を用い、一段目の反応器の水素濃度を0.139モル%、二段目の反応器の水素濃度とエチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合を、それぞれ1.06モル%と0.51モル比に変更すると共に、成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]の重量比が21重量%となるように一段目と二段目の滞留時間分布を調整した。それ以外は、共重合体3の場合と同様の製造方法にて、共重合体4を得た。その物性を表1に示した。
共重合体4用い、結晶核剤を添加しなかった以外は、共重合体3と同様にして共重合体4のペレットを得た。
[共重合体5]
B-PPの共重合体5として、Lyondelbasell社のプロピレン-エチレン共重合体(成分(a1)と成分(a2)からなる重合ブレンド)Circulen EP348U Plus(MFR=63g/10分、バイオマス度=50重量%)を用いた。
B-PPの共重合体5として、Lyondelbasell社のプロピレン-エチレン共重合体(成分(a1)と成分(a2)からなる重合ブレンド)Circulen EP348U Plus(MFR=63g/10分、バイオマス度=50重量%)を用いた。
[共重合体6の合成]
前述のとおり調製した触媒(X)を、液体プロピレン中において懸濁状態で20℃にて5分間保持することによって予重合を行った。得られた予重合物を、二段の重合反応器を直列に備える重合装置の一段目の重合反応器に導入し、プロピレンを供給してプロピレン単独重合体を製造した。続いて、二段目の重合反応器に、プロピレン単独重合体、プロピレン及びエチレンを供給してエチレン-プロピレン共重合体を製造した。重合中は、温度と圧力を調整し、水素を分子量調整剤として用いた。重合温度と反応物の比率は、一段目の反応器では、重合温度、水素濃度が、それぞれ70℃、2.32モル%、二段目の反応器では、重合温度、水素濃度、エチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合が、それぞれ80℃、3.62モル%、0.28モル比であった。また、エチレン-プロピレン共重合体の量が28重量%となるように一段目と二段目の滞留時間分布を調整した。以上の方法により、目的の共重合体6を得た。得られた共重合体6は、連続相を構成するプロピレン重合体(a1)と分散相(ゴム相)を構成するエチレン・プロピレン共重合体(a2)との重合混合物であった。
前述のとおり調製した触媒(X)を、液体プロピレン中において懸濁状態で20℃にて5分間保持することによって予重合を行った。得られた予重合物を、二段の重合反応器を直列に備える重合装置の一段目の重合反応器に導入し、プロピレンを供給してプロピレン単独重合体を製造した。続いて、二段目の重合反応器に、プロピレン単独重合体、プロピレン及びエチレンを供給してエチレン-プロピレン共重合体を製造した。重合中は、温度と圧力を調整し、水素を分子量調整剤として用いた。重合温度と反応物の比率は、一段目の反応器では、重合温度、水素濃度が、それぞれ70℃、2.32モル%、二段目の反応器では、重合温度、水素濃度、エチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合が、それぞれ80℃、3.62モル%、0.28モル比であった。また、エチレン-プロピレン共重合体の量が28重量%となるように一段目と二段目の滞留時間分布を調整した。以上の方法により、目的の共重合体6を得た。得られた共重合体6は、連続相を構成するプロピレン重合体(a1)と分散相(ゴム相)を構成するエチレン・プロピレン共重合体(a2)との重合混合物であった。
[共重合体7の合成]
一段目の反応器の水素濃度を2.22モル%、二段目の反応器の水素濃度とエチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合を、それぞれ1.88モル%と0.45モル比に変更すると共に、成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]の重量比が16重量%となるように一段目と二段目の滞留時間分布を調整した。それ以外は、共重合体4の場合と同様の製造方法にて、共重合体7を得た。その物性を表1に示した。
一段目の反応器の水素濃度を2.22モル%、二段目の反応器の水素濃度とエチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合を、それぞれ1.88モル%と0.45モル比に変更すると共に、成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]の重量比が16重量%となるように一段目と二段目の滞留時間分布を調整した。それ以外は、共重合体4の場合と同様の製造方法にて、共重合体7を得た。その物性を表1に示した。
共重合体6の100重量部に対し、酸化防止剤イルガノックス1010(BASF社製)を0.04、加工熱安定剤としてイルガノフォス168(BASF社製)を0.04重量部、中和剤として淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレートを0.05重量部、結晶核剤としてアデカスタブNA11(株式会社ADEKA製)を0.03重量部加え、ヘンシェルミキサーで1分間撹拌、混合した。当該混合物を、株式会社JSW製同方向2軸押出機TEX-30αを用いて、シリンダー温度230℃で溶融混練して押出した。ストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、共重合体6組成物のペレットを得た。
共重合体7用い、結晶核剤をアデカスタブNA11の代わりに、ネオタルクUNI05(ネオライト興産製)を0.3重量部添加した以外は、共重合体9と同様にして共重合体7のペレットを得た。
表1に示す特性は、以下のとおりに測定された。以下は成分(a1)および成分(a2)について記載したが、成分(a’1)および成分(a’2)についても同様に測定された。
[成分(a1)のMw/Mn]
一段目の反応器で重合した成分(a1)を採取した試料2.5gを測定試料とし、以下のように、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の測定を行い、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除して分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
装置としてポリマーラボラトリーズ社製PL GPC220を使用し、酸化防止剤を含む1,2,4-トリクロロベンゼンを移動相とし、カラムとして昭和電工社製UT-G(1本)、UT-807(1本)、UT-806M(2本)を直列に接続したものを使用し、検出器として示差屈折率計を使用した。また、試料溶液の溶媒としては移動相と同じものを使用し、1mg/mLの試料濃度で、150℃の温度で振とうさせながら2時間溶解して測定試料を調製した。これにより得た試料溶液500μLをカラムに注入し、流速1.0mL/分、温度145℃、データ取り込み間隔1秒で測定した。カラムの較正には、分子量580~745万のポリスチレン標準試料(Shodex STANDARD、昭和電工株式会社製)を使用し、三次式近似で行った。Mark-Houwink-Sakuradaの係数は、ポリスチレン標準試料に関しては、K=1.21×10-4、α=0.707、ポリプロピレン系重合体に関しては、K=1.37×10-4、α=0.75を使用した。
[成分(a1)のMw/Mn]
一段目の反応器で重合した成分(a1)を採取した試料2.5gを測定試料とし、以下のように、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の測定を行い、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除して分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
装置としてポリマーラボラトリーズ社製PL GPC220を使用し、酸化防止剤を含む1,2,4-トリクロロベンゼンを移動相とし、カラムとして昭和電工社製UT-G(1本)、UT-807(1本)、UT-806M(2本)を直列に接続したものを使用し、検出器として示差屈折率計を使用した。また、試料溶液の溶媒としては移動相と同じものを使用し、1mg/mLの試料濃度で、150℃の温度で振とうさせながら2時間溶解して測定試料を調製した。これにより得た試料溶液500μLをカラムに注入し、流速1.0mL/分、温度145℃、データ取り込み間隔1秒で測定した。カラムの較正には、分子量580~745万のポリスチレン標準試料(Shodex STANDARD、昭和電工株式会社製)を使用し、三次式近似で行った。Mark-Houwink-Sakuradaの係数は、ポリスチレン標準試料に関しては、K=1.21×10-4、α=0.707、ポリプロピレン系重合体に関しては、K=1.37×10-4、α=0.75を使用した。
[共重合体の総エチレン量、成分(a1)のエチレン由来単位含有量]
1,2,4-トリクロロベンゼン/重水素化ベンゼンの混合溶媒に溶解した共重合体試料について、Bruker社製AVANCEIII HD400(13C共鳴周波数100MHz)を用い、測定温度120℃、フリップ角45度、パルス間隔7秒、試料回転数20Hz、積算回数5000回の条件で13C-NMRのスペクトルを得た。
上記で得られたスペクトルを用いて、Kakugo,Y.Naito,K.Mizunuma and T.Miyatake,Macromolecules,15,1150-1152(1982)の文献に記載された方法により、共重合体試料の総エチレン量(重量%)を求めた。
なお、成分(a1)を試料として測定する場合、上記方法により得られる総エチレン量(重量%)は、成分(a1)のエチレン由来単位含有量(重量%)となる。
1,2,4-トリクロロベンゼン/重水素化ベンゼンの混合溶媒に溶解した共重合体試料について、Bruker社製AVANCEIII HD400(13C共鳴周波数100MHz)を用い、測定温度120℃、フリップ角45度、パルス間隔7秒、試料回転数20Hz、積算回数5000回の条件で13C-NMRのスペクトルを得た。
上記で得られたスペクトルを用いて、Kakugo,Y.Naito,K.Mizunuma and T.Miyatake,Macromolecules,15,1150-1152(1982)の文献に記載された方法により、共重合体試料の総エチレン量(重量%)を求めた。
なお、成分(a1)を試料として測定する場合、上記方法により得られる総エチレン量(重量%)は、成分(a1)のエチレン由来単位含有量(重量%)となる。
<成分(a2)中のエチレン由来単位含有量>
上記文献に記載された方法で共重合体の総エチレン量を測定するに際して求めるTββの積分強度の代わりに、下記式で定義される積分強度T’ββを使用して求める。
T’ββ=0.98×Sαγ×A/(1-0.98×A)
ここで、A=Sαγ/(Sαγ+Sαδ)であり、上記文献に記載のSαγおよびSαδより算出される。実施例においても同じ方法で成分(a2)中のエチレン由来単位含有量を測定した。
上記文献に記載された方法で共重合体の総エチレン量を測定するに際して求めるTββの積分強度の代わりに、下記式で定義される積分強度T’ββを使用して求める。
T’ββ=0.98×Sαγ×A/(1-0.98×A)
ここで、A=Sαγ/(Sαγ+Sαδ)であり、上記文献に記載のSαγおよびSαδより算出される。実施例においても同じ方法で成分(a2)中のエチレン由来単位含有量を測定した。
<重量比 成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]>
下記式により求める。
成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)](単位:重量%)=共重合体の総エチレン量/(成分(a2)中のエチレン由来単位含有量/100)
実施例においても同じ方法で当該重量比を求めた。
下記式により求める。
成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)](単位:重量%)=共重合体の総エチレン量/(成分(a2)中のエチレン由来単位含有量/100)
実施例においても同じ方法で当該重量比を求めた。
[成分(a1)+成分(a2)のXSIV]
以下の方法によって共重合体のキシレン可溶分を得て、キシレン可溶分の極限粘度(XSIV)を測定した。
共重合体のサンプル2.5gを、o-キシレン(溶媒)を250mL入れたフラスコに入れ、ホットプレート及び還流装置を用いて、135℃で、窒素パージを行いながら、30分間撹拌し完全溶解させた後、25℃で1時間、冷却した。これにより得られた溶液を、濾紙を用いて濾過した。濾過後の濾液を100mL採取し、アルミニウムカップ等に移し、窒素パージを行いながら、140℃で蒸発乾固を行い、室温で30分間静置して、キシレン可溶分を得た。
極限粘度は、テトラヒドロナフタレン中、135℃において毛細管自動粘度測定装置(SS-780-H1、株式会社柴山科学器械製作所製)を用いて測定した。
以下の方法によって共重合体のキシレン可溶分を得て、キシレン可溶分の極限粘度(XSIV)を測定した。
共重合体のサンプル2.5gを、o-キシレン(溶媒)を250mL入れたフラスコに入れ、ホットプレート及び還流装置を用いて、135℃で、窒素パージを行いながら、30分間撹拌し完全溶解させた後、25℃で1時間、冷却した。これにより得られた溶液を、濾紙を用いて濾過した。濾過後の濾液を100mL採取し、アルミニウムカップ等に移し、窒素パージを行いながら、140℃で蒸発乾固を行い、室温で30分間静置して、キシレン可溶分を得た。
極限粘度は、テトラヒドロナフタレン中、135℃において毛細管自動粘度測定装置(SS-780-H1、株式会社柴山科学器械製作所製)を用いて測定した。
<成分(a1)+成分(a2)のMFR>
組成物のペレット5gについて、JIS K6921-2に従い、温度230℃、荷重2.16kgの条件で測定した。
組成物のペレット5gについて、JIS K6921-2に従い、温度230℃、荷重2.16kgの条件で測定した。
[実施例S1~実施例S7、および比較例S1、S2]
表2に示す組成で各成分を配合し、B-PPとP-PPの総量100重量部に対し、酸化防止剤としてBASF社製B225を0.2重量部、中和剤として淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレートを0.05重量部加え、ヘンシェルミキサーで1分間撹拌、混合した。当該混合物を、株式会社JSW製同方向2軸押出機TEX-30αを用いて、シリンダー温度230℃で溶融混練して押出した。ストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットを用い、後述する方法でシート成形体を得た。得られた各例のシート成形体について各種物性を評価した。
表2に示す組成で各成分を配合し、B-PPとP-PPの総量100重量部に対し、酸化防止剤としてBASF社製B225を0.2重量部、中和剤として淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレートを0.05重量部加え、ヘンシェルミキサーで1分間撹拌、混合した。当該混合物を、株式会社JSW製同方向2軸押出機TEX-30αを用いて、シリンダー温度230℃で溶融混練して押出した。ストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットを用い、後述する方法でシート成形体を得た。得られた各例のシート成形体について各種物性を評価した。
サーモプラステイックス工業社製3種3層φ25mmフィルム・シート成形装置を用い、シリンダー~ダイス温度を250℃に温調し、前記ペレットを原料として、ダイスより押出した溶融樹脂を成形速度1.0m/分にて冷却ロールで冷却・固化しながら引取り、厚さ400μmのシートを得た。成形されたシートは23℃恒温室で48時間以上状態調節した後、サンプルとして用いた。
核剤として、P-PPの組成物に含まれるADEKA製アデカスタブNA11を用いた。また、無機充填剤としてネオライト興産製ネオタルクUNI05(レーザ回折法によって測定した体積平均粒子5μm)を用いた。タルクは、定法により調製した70重量%マスターバッチの形態として用いた。
評価は以下のとおりに行った。
[ヘーズ]
シートについて、ISO 14782に従い株式会社村上色彩技術研究所製HM-150を使用してヘーズ測定を行い、全ヘーズの値を表に記載した。
[ヘーズ]
シートについて、ISO 14782に従い株式会社村上色彩技術研究所製HM-150を使用してヘーズ測定を行い、全ヘーズの値を表に記載した。
[曲げ剛性]
JIS P8125に基づき、シートサンプルから切り出した試料について、テーバーインスツルメントコーポレーション製のV-5スティフネステスター(型式150-B)を用い、測定スパンの長さ5cmのシート状サンプル片を反り角度15°で曲げ荷重を測定した。観察された荷重から、スティフネスを求めた。
JIS P8125に基づき、シートサンプルから切り出した試料について、テーバーインスツルメントコーポレーション製のV-5スティフネステスター(型式150-B)を用い、測定スパンの長さ5cmのシート状サンプル片を反り角度15°で曲げ荷重を測定した。観察された荷重から、スティフネスを求めた。
[面衝撃強度(ハイレートインパクト)]
パンクチャー衝撃試験機(島津製作所製ハイドロショットHITS-P10)を用い、JISK7211-2に準拠し、前記試験片の0℃における面衝撃強度を測定した。面衝撃強度の値が大きい程、耐衝撃性に優れる。
パンクチャー衝撃試験機(島津製作所製ハイドロショットHITS-P10)を用い、JISK7211-2に準拠し、前記試験片の0℃における面衝撃強度を測定した。面衝撃強度の値が大きい程、耐衝撃性に優れる。
[1容器当たりの廃棄時CO2排出量]
従来のP-PP容器に対する割合(%)で評価した。具体的には、以下の式で評価した。シート成形品の場合、従来シート成形品の厚さを0.4mmとして、これに対して本件は厚さを0.3mmとしてシート成形を実施した。射出成形品ドリンク容器の場合、従来ドリンク容器成形品側面の厚さを0.5mmとして、これに対して本件は側面の厚さを0.4mmとして射出成形を実施した。
従来のP-PP容器に対する割合(%)で評価した。具体的には、以下の式で評価した。シート成形品の場合、従来シート成形品の厚さを0.4mmとして、これに対して本件は厚さを0.3mmとしてシート成形を実施した。射出成形品ドリンク容器の場合、従来ドリンク容器成形品側面の厚さを0.5mmとして、これに対して本件は側面の厚さを0.4mmとして射出成形を実施した。
[実施例M1~実施例M3、および比較例M1~M3]
表3に示す組成で各成分を配合し、B-PPとP-PPの総量100重量部に対し、酸化防止剤としてBASF社製B225を0.2重量部、中和剤として淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレートを0.05重量部を加え、ヘンシェルミキサーで1分間撹拌、混合した。当該混合物を、株式会社JSW製同方向2軸押出機TEX-30αを用いて、シリンダー温度200℃で溶融混練して押出した。ストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、ポリプロピレン系組成物のペレットを得た。このようにして製造したポリプロピレン系樹脂組成物を用いて得た射出成形体を得て、各種物性を評価した。結果を表3に示す。評価方法を下記に示すが、下記に記載のない項目は、実施例Sと同じ方法で実施した。
表3に示す組成で各成分を配合し、B-PPとP-PPの総量100重量部に対し、酸化防止剤としてBASF社製B225を0.2重量部、中和剤として淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレートを0.05重量部を加え、ヘンシェルミキサーで1分間撹拌、混合した。当該混合物を、株式会社JSW製同方向2軸押出機TEX-30αを用いて、シリンダー温度200℃で溶融混練して押出した。ストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、ポリプロピレン系組成物のペレットを得た。このようにして製造したポリプロピレン系樹脂組成物を用いて得た射出成形体を得て、各種物性を評価した。結果を表3に示す。評価方法を下記に示すが、下記に記載のない項目は、実施例Sと同じ方法で実施した。
核剤として、P-PPの組成物に含まれるADEKA製アデカスタブNA11、ネオライト興産製ネオタルクUNI05(レーザ回折法によって測定した体積平均粒子5μm)を用いた。タルクは、定法により調製した40重量%マスターバッチ(E-3)の形態として用いた。
[引張試験]
JIS K6921-2に従い、射出成形機(ファナック株式会社製FANUC ROBOSHOT S2000i)を用い、溶融樹脂温度を200℃、金型温度40℃、平均射出速度200mm/秒、保圧時間40秒、全サイクル時間60秒の条件にて、ポリプロピレン組成物からJIS K7139に規定する多目的試験片(タイプA1)を射出成形し測定用試験片を得た。JIS K7161-2に従い、株式会社島津製作所製精密万能試験機(オートグラフAG-X 10kN)を用い、温度23℃、相対湿度50%、試験速度1mm/分の条件で引張強度および引張弾性率を測定した。
JIS K6921-2に従い、射出成形機(ファナック株式会社製FANUC ROBOSHOT S2000i)を用い、溶融樹脂温度を200℃、金型温度40℃、平均射出速度200mm/秒、保圧時間40秒、全サイクル時間60秒の条件にて、ポリプロピレン組成物からJIS K7139に規定する多目的試験片(タイプA1)を射出成形し測定用試験片を得た。JIS K7161-2に従い、株式会社島津製作所製精密万能試験機(オートグラフAG-X 10kN)を用い、温度23℃、相対湿度50%、試験速度1mm/分の条件で引張強度および引張弾性率を測定した。
[シャルピー衝撃試験]
JIS K6921-2に準拠し、株式会社東洋精機製作所製試験機デジタル衝撃試験機DG-UB型を用いて測定した。
JIS K6921-2に準拠し、株式会社東洋精機製作所製試験機デジタル衝撃試験機DG-UB型を用いて測定した。
[ドリンク容器 フランジ強度 F50]
ハイドロショット HIPS-P10(株式会社島津製作所製)を用いて実施した。
ストライカー:20mmφ円柱
衝撃速度:1m/sec
住友重機械工業製射出成形機SE-230HYを用いて、ドリンク容器(側面の厚さ:0.5/0.4mm、フランジ部の厚さ:0.7/0.6mm)を樹脂温度230℃/金型温度15℃で成形した。成形品を図1のように4点で支持し、ストライカーで容器底面を一定の位置まで押下げてフランジ部に衝撃を与えた。-40℃から30℃の範囲で、5℃刻みで温度を変化させながら試験を実施した。各温度で割れたフランジ部の個数の割合を測定した。50%が割れる温度F50を以下の式で算出した。
ハイドロショット HIPS-P10(株式会社島津製作所製)を用いて実施した。
ストライカー:20mmφ円柱
衝撃速度:1m/sec
住友重機械工業製射出成形機SE-230HYを用いて、ドリンク容器(側面の厚さ:0.5/0.4mm、フランジ部の厚さ:0.7/0.6mm)を樹脂温度230℃/金型温度15℃で成形した。成形品を図1のように4点で支持し、ストライカーで容器底面を一定の位置まで押下げてフランジ部に衝撃を与えた。-40℃から30℃の範囲で、5℃刻みで温度を変化させながら試験を実施した。各温度で割れたフランジ部の個数の割合を測定した。50%が割れる温度F50を以下の式で算出した。
x0:100%割れた最大温度 (℃)
x1:0%割れた最小温度 (℃)
Δx:試験温度の刻み幅 (本件の場合は5℃)
f(x):xの試験温度においてフランジが割れた個数の割合(%)
[HDT]
株式会社東洋精機製作所製AUTO HDT.TESTER 6A-2を用いて評価した。4.6kgf/cm2における荷重たわみ温度を計測した。(ASTM準拠)
株式会社東洋精機製作所製AUTO HDT.TESTER 6A-2を用いて評価した。4.6kgf/cm2における荷重たわみ温度を計測した。(ASTM準拠)
1 容器底面
3 固定治具
5 ストライカー
3 固定治具
5 ストライカー
Claims (16)
- バイオマス由来ポリプロピレン系樹脂B-PPと、石油由来ポリプロピレン系樹脂P-PPと、を含むポリプロピレン系樹脂組成物であって、
前記B-PPと前記P-PPとの合計100重量部中、P-PPを60~99重量部含み、
前記P-PPが、以下の組成物(I)、(II)、およびこれらの組合せからなる群から選択される:
(I):
プロピレン重合体(a1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a2)からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)と、
エチレンと炭素数4~10のαオレフィンとの共重合体である任意成分のエチレン・αオレフィン共重合体(B)と、を含有し、
前記(A)の含有割合が、前記(I)の総重量に対して90~100重量%であり、
前記(B)の含有割合が、前記(A)および前記(B)の総重量に対して0~10重量%であり、
前記(I)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが40~120g/10分であり、
前記(a1)のMw/Mnが7未満であり、
前記(a1)中のエチレン由来単位含有量が、当該(a1)の総重量に対して1.5重量%以下であり、
前記(a2)の含有量が、前記(A)の総重量に対して26~43重量%であり、
前記(a2)中のエチレン由来単位含有量が、当該(a2)の総重量に対して25~60重量%であり、
前記(A)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が0.5~3.0dl/gであり、
前記(A)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが40~120g/10分である、
組成物、
(II):
プロピレン重合体(a’1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a’2)からなる分散相とを含むポリプロピレン系樹脂(A’)と
任意成分である無機充填剤(D)とを含有し、
[前記(II)の総重量-前記(D)の重量]の差で表される重量m1を100重量%としたとき、
前記(A’)の重量m2が、90~100重量%であり、
前記(D)の含有量が、前記(A’)100重量部に対して0~60重量部であり、
前記(D)を含まないときの前記(II)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが0.1~3.0g/10分であり、
前記(a’1)のMw/Mnが7未満であり、
前記(a’1)中のエチレン由来単位含有量が、前記(a’1)の総重量に対して0.5重量%以下であり、
前記(a’2)の含有量が、前記(A’)の総重量に対して28~45重量%であり、
前記(a’2)中のエチレン由来単位含有量が、前記(a’2)の総重量に対して25~85重量%であり、
前記(A’)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が2.5~5.5dl/gであり、
前記ポリプロピレン系樹脂(A’)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが0.1~3g/10分である、組成物、
である、ポリプロピレン系樹脂組成物。 - 前記組成物(I)が核剤(C)を更に含み、
核剤(C)の含有量が、前記(A)と(B)の合計100重量部に対して0.02~0.5重量部である、あるいは、
前記組成物(II)が核剤(C)を更に含み、
核剤(C)の含有量が、前記(A’)100重量部に対して0.02~0.5重量部である、
請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。 - 前記(a1)と前記(a2)、または前記(a’1)と前記(a’2)とは重合によって混合され、
前記(A)または(A’)は、下記(x)~(z)の成分を含む触媒を用いて製造された重合混合物である:
(x)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を含有する固体触媒
(y)有機アルミニウム化合物
(z)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
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。 - 下記(x)~(z)の成分を含む触媒を用いて、前記(a1)または(a’1)の存在下で、エチレン単量体および炭素数3~10のαオレフィン単量体を重合して前記(A)または(A’)を得る工程:
(x)マグネシウム、チタン、ハロゲン、および電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を含有する固体触媒
(y)有機アルミニウム化合物
(z)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
を備える、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の製造方法。 - 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が前記(I)を含み、当該ポリプロピレン系樹脂組成物を成形してなる射出成形体。
- 最薄肉部の厚さが1mm以下である、請求項5に記載の射出成形体。
- 容器の形状に成形されており、前記容器の側壁の厚さが0.1~1mmである、請求項5に記載の射出成形体。
- 前記容器の側壁の厚さが0.1~0.45mmである、請求項7に記載の射出成形体。
- 容器の形状に成形されており、前記容器の側壁にインモールドラベルを備える、請求項5に記載の射出成形体。
- -10℃以下の低温環境下で使用される、請求項5に記載の射出成形体。
- 食品に接する、容器または包装体として使用されるための、請求項5に記載の射出成形体。
- 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が前記(II)を含み、当該ポリプロピレン系樹脂組成物を成形してなるシート成形体。
- 厚さが0.35mm以下である、請求項12に記載のシート成形体。
- 容器として使用されるための、請求項12に記載のシート成形体。
- 容器として使用されるための、請求項13に記載のシート成形体。
- 0℃での面衝撃強度をI(J)、シート成形体の最薄肉部の厚さをt(mm)とするとき、
I/t≧4
である、請求項12に記載のシート成形体。
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