JP2024043632A - エチレン系樹脂組成物、成形体、フィルムおよび多層フィルム - Google Patents

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Kazuteru Namito
真也 松原
Shinya Matsubara
修平 辰巳
Shuhei Tatsumi
泰河 天野
Taiga AMANO
圭佑 ▲高▼市
Keisuke TAKAICHI
直也 田村
Naoya Tamura
陽一 田中
Yoichi Tanaka
翔太 吉野
Shota Yoshino
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Abstract

【課題】従来公知のエチレン系樹脂から得られるフィルムと比較して、得られる成形体が低温でヒートシール可能であり、かつ、成形性、耐ブロッキング性、および、透明性に優れるエチレン系樹脂組成物を提供すること。【解決手段】下記要件(1)~(4)を満たすエチレンと炭素数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(A)と、下記要件(a)~(b)を満たすエチレンと炭素数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)と、を含み、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が1質量%以上90質量%以下であり、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が10質量%以上99質量%以下である(ただし、WAとおよびWBの合計を100質量%とする)エチレン系樹脂組成物(Z)、成形体、フィルムおよび多層フィルム。【選択図】なし

Description

本発明は、エチレン系樹脂組成物及び当該組成物を含む成形体、フィルムおよび多層フィルムに関するものである。
包装材の構成の1つであるヒートシール層と基材層とを貼り合わせた包装材が従来より知られている。このうち、ヒートシール層には柔軟性、透明性、および、ヒートシール性に優れたポリエチレン系樹脂組成物からなるフィルムが広く使用されている。一方、基材層には剛性、耐熱性、および、機械的強度の観点からポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン等からなるフィルムが使用されている。
近年、サーキュラーエコノミーの観点から、リサイクルしやすい包装材が求められている。しかし、従来の包装材は上記したように異種の樹脂材料から構成されており、樹脂材料ごとに分離するのが難しく、現状の包装材はリサイクルすることが困難である。
リサイクルを容易にする方法として、単一材料で包装材を構成するモノマテリアル化が挙げられる。
現状ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレン等が使用されている基材層をポリエチレン系樹脂組成物へ変更するためには、剛性と機械的強度に優れるポリエチレン系樹脂組成物が求められるが、ポリエチレン系樹脂組成物では耐熱性が低くなってしまう傾向がある。
このような事情より、ヒートシール層に用いる樹脂組成物としては、より低温でヒートシール可能なポリエチレン系樹脂組成物が必要とされている。
低温でヒートシール可能とするためにはポリエチレン系樹脂の密度を低下させることが考えられるが、低密度ポリエチレンのみ含む樹脂組成物では成形加工性に劣る傾向がある。
成形加工性をさらに向上させる方法として、低密度ポリエチレンと高圧法低密度ポリエチレンのブレンドが考えられるが、このようなブレンドした樹脂組成物より得られたフィルムをインフレーション成形した場合、フィルムがブロッキングしてしまう場合がある。
成形加工性を向上させる他の方法として、メタロセン触媒を用いて長鎖分岐を導入したエチレン系重合体として、例えば、特許文献1には、メタロセン触媒を用いて得られたエチレン系重合体を用いた組成物が開示されている。
国際公開第2013/099927号公報
特許文献1に開示されたエチレン系樹脂組成物は、フィルム表面の微小な凹凸により耐ブロッキング性に優れるものの、この凹凸により外部ヘイズが上昇し透明性が不十分となる。また、内容物の視認性やフィルム中の欠点検査の観点から、得られる成形体の透明性と耐ブロッキング性のバランスに優れるエチレン系樹脂組成物の改良が望まれている。
本発明者らは、鋭意研究した結果、特定の溶融特性と分子構造をもつエチレン系重合体を含む組成物が、成形加工性に優れ、低温でヒートシールが可能で、耐ブロッキング性と透明性のバランスに優れる成形体(たとえばフィルム、及び該フィルムを有する多層フィルム)を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、従来公知のエチレン系樹脂から得られるフィルムと比較して、得られる成形体が低温でヒートシール可能であり、かつ、成形性、耐ブロッキング性、および、透明性に優れるエチレン系樹脂組成物を提供することである。
上記課題を解決する手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 下記要件(1)~(4)を満たすエチレンと炭素数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(A)と、
下記要件(a)~(b)を満たすエチレンと炭素数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)と、
を含み、
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が1質量%以上90質量%以下であり、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が10質量%以上99質量%以下である(ただし、WAおよびWBの合計を100質量%とする。)、エチレン系樹脂組成物(Z)。
(1)密度が890kg/m3以上935kg/m3以下の範囲にある。
(2)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上15g/10min以下の範囲にある。
(3)190℃における溶融張力MTと、200℃、角速度1.0rad/sにおけるせん断粘度η*との比MT/η*が1.20×10-4以上2.90×10-4以下の範囲にある。
(4)200℃におけるゼロせん断粘度η0とGPC-粘度検出器法により測定された重量平均分子量Mwが、下記関係式を満たす。
0.01×10-13≦ η0/Mw3.4≦2.5×10-13
(a)密度が860kg/m3以上890kg/m3未満の範囲にある。
(b)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上10g/10min以下の範囲にある。
<2> 前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(5)~(7)をさらに満たす、請求項1に記載のエチレン系樹脂組成物(Z);
(5)1H-NMRにより測定された炭素原子1000個当たりのビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィン、および、3置換内部オレフィンの合計(個/1000C)が0.1以上1.0以下の範囲にある;
(6)示差走査熱量測定(DSC)により得られた融解曲線に複数個のピークが存在する;
(7)135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]とGPC-粘度検出器法により測定された重量平均分子量Mwとが下記関係式を満たす。
0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦1.2×10-4×Mw0.776
<3> 下記要件(i)~(ii)を満たすエチレンと炭素数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(C)を含み、
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)の質量分率(WC)が1質量%以上50質量%以下である、<1>に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
(i)密度が890kg/m3以上930kg/m3以下の範囲にある。
(ii)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上10g/10min以下の範囲にある。
<4> 下記要件(i)~(ii)を満たすエチレンと炭素数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(C)を含み、
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)の質量分率(WC)が1質量%以上50質量%以下である、<2>に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
(i)密度が890kg/m3以上930kg/m3以下の範囲にある。
(ii)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上10g/10min以下の範囲にある。
<5> <1>~<4>のいずれか1つに記載のエチレン系樹脂組成物(Z)を含む成形体。
<6> <1>~<4>のいずれか1つに記載のエチレン系樹脂組成物(Z)を含むフィルム。
<7> <1>~<4>のいずれか1つに記載のエチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を含む多層フィルム。
本発明の一実施形態によれば、従来公知のエチレン系樹脂から得られるフィルムと比較して、得られる成形体が低温でヒートシール可能であり、かつ、成形性、耐ブロッキング性、および、透明性に優れるエチレン系樹脂組成物が提供される。
<エチレン系樹脂組成物(Z)>
本発明に係るエチレン系樹脂組成物(Z)は、下記要件(1)~(4)を満たすエチレンと炭素数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(A)と、下記要件(a)~(b)を満たすエチレンと炭素数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)と、を含み、
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が1質量%以上90質量%以下であり、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が10質量%以上99質量%以下である(ただし、WAおよびWBの合計を100質量%とする。
エチレン系樹脂組成物(Z)は、上記構成を有するので、従来公知のエチレン系樹脂から得られるフィルムと比較して、得られる成形体が低温でヒートシール可能であり、かつ、成形性、耐ブロッキング性、および、透明性に優れる。従来公知のエチレン系樹脂から得られるフィルムと比較して、得られる成形体が低温でヒートシール可能であり、かつ、成形性、耐ブロッキング性、および、透明性に優れる理由は明らかではないが、以下のようなメカニズムが推定される。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)に比べて低密度であるエチレン-α-オレフィン共重合体(B)と、長鎖分岐を有するエチレン-α-オレフィン共重合体(A)と、を含むエチレン系樹脂組成物(Z)を用いることで、低温でのヒートシール性と成形加工性に優れる。さらに、特定の長鎖分岐構造を有するエチレン-α-オレフィン共重合体(A)を用いることで、フィルム表面の凹凸を適切に制御し、透明性と耐ブロッキング性を向上させることができる。
以下、本発明に係るエチレン系樹脂組成物(Z)について、その構成成分であるエチレン-α-オレフィン共重合体(A)とエチレン-α-オレフィン共重合体(B)と任意成分であるエチレン-α-オレフィン共重合体(C)ともに具体的に説明する。
<<エチレン-α-オレフィン共重合体(A)>>
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)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。
上記炭素数4~10のα-オレフィンとしては、例えば、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセンなどが挙げられる。
得られる成形体が低温でヒートシール可能であり、かつ、成形性、耐ブロッキング性、および、透明性に優れるという観点から、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、好ましくはエチレンと炭素数6~10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(A)は、重合体中のエチレン含量が好ましくは10モル%以上であり、より好ましくは50モル%以上である。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、下記要件(1)~(4)を満たす。
<<要件(1)>>
(1)密度が890kg/m3以上935kg/m3以下である。
密度が890kg/m3以上であると、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルムは、表面のべたつきを抑制することができる。また、密度が935kg/m3以下である場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルムの衝撃強度および、透明性に優れ、また、ヒートシール強度も優れ、フィルムからなる袋の破袋強度などの機械的強度も良好になる。上記観点から、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の密度は、好ましくは895kg/m3以上930kg/m3以下であり、より好ましくは900kg/m3以上925kg/m3以下の範囲にある。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の密度は、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)におけるα-オレフィン含量に依存しており、α-オレフィン含量が少ないほど密度は高くなり、α-オレフィン含量が多いほど密度は低くなる傾向にある。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)のα-オレフィン含量は、重合系内におけるα-オレフィンとエチレンとの組成比(α-オレフィン/エチレン)により決定することができることから(例えば、Walter Kaminsky, Makromol.Chem. 193, p.606(1992))、α-オレフィン/エチレンを増減させることで、上記範囲の密度を有するエチレン系重合体が得られる。
密度の測定は以下のように行われる。
メルトフローレート(MFR)測定時に得られるストランドを100℃で30分間熱処理し、更に室温で1時間放置した後に密度勾配管法で測定する。
<<要件(2)>>
(2)メルトフローレート(MFR)が0.1g/10分以上15.0g/10分以下である。
メルトフローレート(MFR)が下限以上の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)のせん断粘度が高すぎず、押出負荷が良好である。メルトフローレート(MFR)が上限以下の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から得られるフィルムの機械的強度が良好である。上記観点から、好ましくは0.1g/10分以上10g/10分以下、より好ましくは0.1g/10分以上3.0g/10分以下の範囲にある。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)のメルトフローレート(MFR)は分子量に強く依存しており、メルトフローレート(MFR)が小さいほど分子量は大きく、メルトフローレート(MFR)が大きいほど分子量は小さくなる。
また、エチレン系重合体の分子量は、重合系内における水素とエチレンとの組成比(水素/エチレン)により決定されることが知られている(例えば、曽我和雄他編、「Catalytic Olefin Polymerization」、講談社サイエンティフィク、1990年、p.376)。このため、水素/エチレンを増減させることで、エチレン系重合体のメルトフローレート(MFR)を増減させることが可能である。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)のメルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に従い、190℃、2.16kg荷重の条件下で測定して求められる値である。
<<要件(3)>>
(3)溶融張力〔MT(g)〕と、200℃、角速度1.0rad/秒におけるせん断粘度〔η*(Poise)〕との比〔MT/η*(g/Poise)〕が1.20×10-4~2.90×10-4である。
MT/η*が1.20×10-4以上の場合、得られるエチレン-α-オレフィン共重合体(A)は分子量の割に溶融張力が高いため、エチレン系樹脂組成物(Z)は成形性に優れる。MT/η*が2.90×10-4以下の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から得られるフィルムは透明性に優れる。上記観点から、好ましくは1.30×10-4~2.70×10-4、より好ましくは1.30×10-4~2.50×10-4の範囲にある。
MT/η*は、エチレン系重合体中に含まれる長鎖分岐(以下、「長鎖分岐含量」ともいう。)に依存しており、長鎖分岐含量が多いほどMT/η*の値は大きく、長鎖分岐含量が少ないほどMT/η*の値は小さくなる。
長鎖分岐とは、エチレン系重合体中に含まれる絡み合い点間分子量(Me)以上の長さの分岐構造と定義され、長鎖分岐の導入によりエチレン系重合体の溶融物性、及び成形加工性は著しく変化することが知られている(例えば、松浦一雄他編、「ポリエチレン技術読本」、工業調査会、2001年、p.32, 36)。
MT/η*の値は、後述する製造例の条件によって適宜調整することができる。例えば、1.20×10-4付近のMT/η*の値は、後述する実施例の製造例14の製造条件によって調整することができ、また、2.90×10-4付近のMT/η*の値は、後述する実施例の製造例9の製造条件によって調整することができる。
要件(3)における溶融張力〔MT(g)〕は以下のように測定し求めることができる。
溶融張力(MT)(単位;g)は、一定速度で延伸したときの応力を測定することにより決定する。測定には東洋精機製作所社製キャピラリーレオメーター:キャピログラフ1Dを用いる。条件は樹脂温度190℃、溶融時間6分、バレル径9.55mmφ、押し出し速度15mm/分、巻取り速度24m/分(溶融フィラメントが切れてしまう場合には、巻取り速度を5m/分ずつ低下させる)、ノズル径2.095mmφ、ノズル長さ8mmとする。
200℃、角速度1.0rad/秒におけるせん断粘度〔η*(Poise)〕は以下のように測定し求めることができる。
せん断粘度(η*)は、測定温度200℃におけるせん断粘度(η*)の角速度〔ω(rad/秒)〕分散を0.01≦ω≦100の範囲で測定した。測定にはアントンパール社製粘弾性測定装置Physica MCR301を用い、サンプルホルダーとして25mmφのパラレルプレートを用いた。エチレン-α-オレフィン共重合体(A)のサンプルを厚さ約2.0mmにプレス成形し測定に用いた。測定点はω一桁当たり5点とした。歪み量は、測定範囲でのトルクが検出可能で、かつトルクオーバーにならないよう、3~10%の範囲で適宜選択した。
せん断粘度測定に用いたエチレン-α-オレフィン共重合体(A)のサンプルは、神藤金属工業所製プレス成形機を用い、予熱温度190℃、予熱時間5分間、加熱温度190℃、加熱時間2分間、加熱圧力100kgf/cm2、冷却温度20℃、冷却時間5分間、冷却圧力100kgf/cm2の条件にて、測定サンプルを厚さ2mmにプレス成形することにより作製した。
<<要件(4)>>
(4)200℃におけるゼロせん断粘度〔η0(P)〕(以下、単に「ゼロせん断粘度」ともいう。)とGPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された重量平均分子量(Mw)(以下、「重量平均分子量(Mw)」ともいう。)とは下記関係式(Eq-1)を満たす。
0.01×10-13≦η0/Mw3.4≦2.5×10-13・・(Eq-1)
上記ゼロせん断粘度と重量平均分子量(Mw)とは、好ましくは下記関係式(Eq-1’)を満たす。
0.05×10-13≦η0/Mw3.4≦2.2×10-13×・・・(Eq-1’)
上記ゼロせん断粘度と重量平均分子量(Mw)とは、より好ましくは、下記関係式(Eq-1”)を満たす。
0.1×10-13≦η0/Mw3.4≦2.0×10-13・・・(Eq-1”)
重量平均分子量(Mw)に対してゼロせん断粘度〔η0(P)〕を両対数プロットしたとき、長鎖分岐を有さない直鎖状のエチレン系重合体のように伸長粘度がひずみ硬化性を示さない樹脂は、傾きが3.4のべき乗則に則るのに対し、高圧法低密度ポリエチレンのように伸長粘度がひずみ速度硬化性を示す樹脂は、べき乗則よりも低いゼロせん断粘度〔η0(P)〕を示すことが知られている(C Gabriel, H.Munstedt, J.Rheol., 47(3), 619(2003))。
溶融樹脂がダイスに流入すると、伸張流によって伸張応力が発生する。この伸張応力が臨界値を超えると脆性的に破断が生じ、メルトフラクチャーと呼ばれるダイス出口での不安定流動が発生し、成形体表面に微小な凹凸が形成されることが知られている(F.N. Cogswell, Polymer Melt Rheology, Wiley, 1981)。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)のゼロせん断粘度η0/Mw3.4が0.01×10-13以上2.5×10-13以下にあると、一般的な成形加工でのひずみ速度において伸張応力が大きくなり、メルトフラクチャーが適度に発生する。このメルトフラクチャーによりフィルム表面に微小な凹凸が適度に形成されるため、エチレン系樹脂組成物(Z)から得られるフィルムの透明性と耐ブロッキング性のバランスに優れる。
ゼロせん断粘度〔η0(P)〕と重量平均分子量(Mw)との関係は、エチレン系重合体中に含まれる長鎖分岐の含量および長鎖分岐の長さに依存していると考えられる。長鎖分岐の含量が多いほど、また、長鎖分岐の長さが短いほどゼロせん断粘度〔η0(P)〕は小さい値を示傾向にあり、長鎖分岐の含量が少なく、また、長鎖分岐の長さが長いほどゼロせん断粘度〔η0(P)〕は大きい値を示す傾向がある。
後述する実施例の製造例18の製造条件によって0.01×10-13付近のη0/Mw3.4を、後述する実施例の製造例17の製造条件によって2.5×10-13付近のη0/Mw3.4を得ることができる。
200℃におけるゼロせん断粘度〔η0/Mw3.4〕は以下のように測定し求めることができる。
測定温度200℃にて、せん断粘度(η*)の角速度ω(rad/秒)分散を0.01≦ω≦100の範囲で測定した。測定にはアントンパール社製粘弾性測定装置Physica MCR301を用い、サンプルホルダーとして25mmφのパラレルプレートを用い、サンプル厚みを約2.0mmとした。測定点はω一桁当たり5点とした。歪み量は、測定範囲でのトルクが検出可能で、かつトルクオーバーにならないよう、3~10%の範囲で適宜選択した。
せん断粘度測定に用いたサンプルは、神藤金属工業所製プレス成形機を用い、予熱温度190℃、予熱時間5分間、加熱温度190℃、加熱時間2分間、加熱圧力100kgf/cm2、冷却温度20℃、冷却時間5分間、冷却圧力100kgf/cm2の条件にて、測定サンプルを厚さ2mmにプレス成形することにより作製した。
ゼロせん断粘度(η0)は、下記式のCarreauモデルを非線形最小自乗法により実測のレオロジー曲線〔せん断粘度(η*)の角速度(ω)分散〕にフィッティングさせることで算出した。
η*=η0〔1+(λω)a〕(n-1)/a
〔λは時間の次元を持つパラメーター、nは材料の冪法則係数(power law index)を表す。なお、非線形最小自乗法によるフィッティングは下記式におけるdが最小となるように行った。
〔ηexp(ω)は実測のせん断粘度を表し、ηcalc(ω)はCarreauモデルより算出したせん断粘度を表す。〕
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、Agilent社製GPC-粘度検出器(GPC-VISCO)PL-GPC220を用い、以下のように測定する。
分析カラムにはAgilent PLgel Olexisを2本用い、検出器には示差屈折計およびキャピラリー粘度計を用い、カラム温度は145℃とし、移動相としてはo-ジクロロベンゼンを用い、流速を1.0mL/分とし、試料濃度は0.1重量%とする。標準ポリスチレンには、東ソー株式会社製のものを用いる。分子量計算は、粘度計および屈折計から実測粘度を計算し、実測ユニバーサルキャリブレーションより数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)、分子量分布(Mw/MnおよびMz/Mw)を求める。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(5)~(7)をさらに満たすことが好ましい。
<<要件(5)>>
(5)1H-NMRにより測定された炭素原子1000個当たりのビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィン、および、3置換内部オレフィンの合計(個数/1000C)が0.1以上1.0以下の範囲にあり、好ましくは0.2以上1.0以下であり、より好ましくは0.3以上1.0以下である。
ポリマー中のビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィン、および、3置換内部オレフィンの合計個数は1H-NMR法によって測定されたポリマー中に含まれる、炭素原子1000個あたりの個数である。ビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィン、および、3置換内部オレフィンの生成量比ならび個数は、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の合成に用いる遷移金属化合物によって増減することが知られており(H.SAIKI, S.MAKOTO, T.MASAO, S.MORIHIKO, Y.AKIHIRO, J. Polym. Sci., A: Polym. Chem., 38, 4641 (2000))、またエチレン分圧を増減させることによっても、調整することが可能である。
ビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィンおよび3置換内部オレフィンの合計個数が0.1以上の場合、長鎖分岐が生成しやすく、成形性に優れる。また、ビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィンおよび3置換内部オレフィンの合計個数が1.0以下の場合は押出ラミネーションの溶融膜が酸化されやすくなり、ヒートシール性に優れ、また成形体の透明性や機械的強度に優れる。
1H-NMR(500MHz)により測定されたビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィンおよび3置換内部オレフィンの合計個数はBruker社製AVANCEIII(クライオプローブ)型核磁気共鳴装置を用いて、以下のように測定する。
測定モードはシングルパルス、パルス幅45°とした。ポイント数は32k、観測範囲は20ppm(-6~14ppm)、繰り返し時間は7秒で積算回数は64回とした。試料は20mgをオルトジクロロベンゼンーd40.6mlに溶解させた後、120℃にて測定した。
1H-NMRスペクトルにおいて、4.5ppm~5.8ppmにおける各種二重結合(ビニル、ビニリデン、および、内部オレフィン)由来のシグナル積分値より算出した二重結合数および全1Hシグナルの総積分値より算出した全炭素数の相対値を求め、ポリマー炭素1000個当たりの各種二重結合数を算出した。
<<要件(6)>>
(6)示差走査熱量測定(DSC)により測定された融解曲線に複数個のピークが存在する。
DSCにより測定された融解曲線に複数ピークが存在する場合、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)中に、低融点成分が多くなり、低温でのヒートシール性に優れる。
示差走査熱量測定(DSC)により測定された融解曲線はパーキンエルマー社製Diamond DSCを用い、下記のように測定する。
試料約5mgをアルミパンに詰め、10℃/分で200℃まで昇温し、200℃で10分間保持した後、10℃/分で-30℃まで降温し、次いで10℃/分で200℃まで昇温する際の吸熱曲線を得る。この吸熱曲線が2つ以上の変曲点を持つことが、示差走査熱量測定(DSC)により測定された融解曲線が複数ピークを持つことを意味する。
<<要件(7)>>
(7)135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]とGPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された重量平均分子量Mwとが下記関係式(Eq-2)を満たす。
0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 1.2×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-2)
極限粘度〔[η](dl/g)〕と重量平均分子量(Mw)とは、好ましくは、以下(Eq-2’)の関係式を満たす。
0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 1.1×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-2’)
極限粘度〔[η](dl/g)〕と重量平均分子量(Mw)とは、さらに好ましくは、以下(Eq-2”)の関係式を満たす。
0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 1.0×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-2”)
エチレン系重合体中に長鎖分岐が導入されると、長鎖分岐の無い直鎖型エチレン系重合体に比べ、分子量の割に極限粘度〔[η](dl/g)〕が小さくなることが知られている(例えばWalther Burchard, ADVANCES IN POLYMER SCIENCE, 143, Branched PolymerII, p.137(1999))。そのため、極限粘度〔[η](dl/g)〕が1.2×10-4×Mw0.776以下の場合、得られるエチレン系重合体は多数の長鎖分岐を有しており、成形性、および、流動性に優れる。
後述する実施例の製造例1の製造条件にて0.7×10-4付近の極限粘度〔[η](dl/g)〕を、後述する実施例の製造例8の製造条件によって1.2×10-4付近の極限粘度〔[η](dl/g)〕を得ることができる。
極限粘度〔[η](dl/g)〕はデカリン溶媒を用い、以下のように測定する。
測定サンプル約20mgをデカリン15mLに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定する。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5mL追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定する。この希釈操作をさらに2回繰り返し、下記式に示すように濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度[η](単位;dl/g)として求める。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
重量平均分子量(Mw)は、Agilent社製GPC-粘度検出器(GPC-VISCO)PL-GPC220を用い、上述のように測定する。
<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)は、エチレンと炭素数4~10のα-オレフィンである。エチレンとの共重合に用いられる炭素数4~10のα-オレフィンとしては、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセンなどが挙げられる。
エチレン-α-オレフィン共重合体(B)は、好ましくはエチレンと炭素数6~10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)は、重合体中のエチレン含量が好ましくは10モル%以上であり、より好ましくは50モル%以上である。
このようなエチレン-α-オレフィン共重合体(B)は下記要件(a)および(b)を満たす。
<<要件(a)>>
(a)密度が860kg/m3以上890kg/m3未満の範囲にある。
密度が860kg/m3以上の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルム表面のべたつきが少なく、密度が890kg/m3未満の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルムの衝撃強度が良好となり、透明性に優れ、ヒートシール強度、該フィルムからなる袋の破袋強度などの機械的強度が良好である。上記観点から、エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の密度は、好ましくは870kg/m3以上890kg/m3未満、より好ましくは880kg/m3以上890kg/m3未満の範囲にある。
<<要件(b)>>
(b)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10分以上10g/10分以下である。
メルトフローレート(MFR)が0.1g/10分以上の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルムのフィッシュアイが少なく外観が良好である。メルトフローレート(MFR)が10g/10分以下の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)の溶融張力が高く、溶融膜安定性等の成形性が良好になる。上記観点から、エチレン-α-オレフィン共重合体(B)は、好ましくは0.5g/10分以上7.0g/10分以下、より好ましくは1.0g/10分以上5.0g/10分以下の範囲にある。
得られるフィルムと比較して、得られる成形体が低温でヒートシール可能であり、かつ、成形性、耐ブロッキング性、および、透明性に優れるという観点から、エチレン-α-オレフィン共重合体(B)は、下記要件(c)を満たすことが好ましい。
<<要件(c)>>
(c)溶融張力〔MT(g)〕と、200℃、角速度1.0rad/秒におけるせん断粘度〔η*(Poise)〕との比〔MT/η*(g/Poise)〕が、1.00×10-5~1.00×10-4、好ましくは1.00×10-5~8.00×10-5、より好ましくは2.00×10-5~8.00×10-5の範囲にある。
MT/η*が下限以上の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)は成形性に優れる。MT/η*が上限以下の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から得られるフィルムは透明性、衝撃強度に優れる。
<エチレン-α-オレフィン共重合体(C)>
本発明に係るエチレン系樹脂組成物(Z)は、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)およびエチレン-α-オレフィン共重合体(B)以外のエチレン-α-オレフィン共重合体(C)(以下、単に「エチレン-α-オレフィン共重合体(C)」ともいう。)を含んでいてもよい。
エチレン-α-オレフィン共重合体(C)は、例えば、エチレンと炭素数4~10のα-オレフィンとの共重合体が挙げられる。炭素数4~10のα-オレフィンとしては、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセンなどが挙げられる。、エチレン-α-オレフィン共重合体(C)は、好ましくはエチレンと炭素数6~10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(C)は、重合体中のエチレン含量が好ましくは10モル%以上であり、より好ましくは50モル%以上である。
エチレン-α-オレフィン共重合体(C)は下記要件(i)、および、(ii)、を満たすことが好ましく、要件(i)、(ii)および(iii)を満たすことがより好ましい。
<<要件(i)>>
(i)密度が好ましくは890kg/m3以上930kg/m3以下、より好ましくは900kg/m3以上925kg/m3以下、さらに好ましくは910kg/m3以上920kg/m3以下の範囲にある。密度が890kg/m3以上の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルム表面のべたつきが少なく、密度が930kg/m3以下の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルムの衝撃強度が良好となり、透明性に優れ、ヒートシール強度、該フィルムからなる袋の破袋強度などの機械的強度が良好である。
<<要件(ii)>>
(ii)メルトフローレート(MFR)が好ましくは0.1g/10分以上10g/10分以下、より好ましくは0.5g/10分以上5.0g/10分以下、さらに好ましくは0.8g/10分以上3.0g/10分以下の範囲にある。メルトフローレート(MFR)が0.1g/10分以上の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルムのフィッシュアイが少なく外観が良好である。メルトフローレート(MFR)が10g/10分以下の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)の溶融張力が高く、溶融膜安定性等の成形性が良好になる。
<<要件(iii)>>
(iii)溶融張力〔MT(g)〕と、200℃、角速度1.0rad/秒におけるせん断粘度〔η*(Poise)〕との比〔MT/η*(g/Poise)〕が1.00×10-5~1.00×10-4、好ましくは1.00×10-5~8.00×10-5、より好ましくは2.00×10-5~8.00×10-5の範囲にある。MT/η*が下限以上の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)は成形性に優れる。MT/η*が上限以下の場合、エチレン系樹脂組成物(Z)から得られるフィルムは透明性、衝撃強度に優れる。
本発明に係るエチレン系樹脂組成物(Z)は、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)と、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)を含み、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が1質量%~90質量%であり、(WA)と上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が10質量%以上99質量%以下である(ただし、WAとWBの合計を100質量%とする。)。
質量分率(WA)および質量分率(WB)がそれぞれ上記範囲内にあると、エチレン系樹脂組成物(Z)は成形性に優れ、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルムは低温でヒートシールが可能で、耐ブロッキング性と透明性のバランスに優れる。
上記観点から、質量分率(WA)は好ましくは10~85質量%、より好ましくは20~80質量%である(ただし、WAとWBの合計を100質量%である)。
また、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)の含有量は、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)およびエチレン-α-オレフィン共重合体(B)100質量%に対して、好ましくは1~50質量%、より好ましくは5~40質量%、さらに好ましくは10~30質量%である。
また、本発明に係るエチレン系樹脂組成物(Z)は、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)および上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)並びに必要に応じてエチレン-α-オレフィン共重合体(C)を含んでいてもよいが、これに限られるものではなく、エチレン系樹脂組成物(Z)は、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)およびエチレン-α-オレフィン共重合体(C)に加えて、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)およびエチレン-α-オレフィン共重合体(C)以外の熱可塑性樹脂(以下、「他の熱可塑性樹脂」)を含むんでいてもよい。
エチレン系樹脂組成物(Z)は、他の熱可塑性樹脂を含む場合、得られるフィルムは、成形性に優れ、かつ機械的強度に優れる。
上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)および上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の合計と、「他の熱可塑性樹脂」との質量比率は好ましくは99.9/0.1~0.1/99.9、より好ましくは90/10~10/90、さらに好ましくは70/30~30/70である。
<他の熱可塑性樹脂>
他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルおよびポリアセタール等の結晶性熱可塑性樹脂;ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS)、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアクリレート等の非結晶性熱可塑性樹脂、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
上記ポリオレフィンとして具体的には、エチレン系重合体、プロピレン系重合体、ブテン系重合体、4-メチル-1-ペンテン系重合体、3-メチル-1-ブテン系重合体、ヘキセン系重合体などが挙げられる。
これらの中でも、ポリオレフィンとしては、エチレン系重合体、プロピレン系重合体、および、4-メチル-1-ペンテン系重合体が好ましい。エチレン系重合体である場合は従来のエチレン系重合体であってもよく、エチレン・極性基含有ビニル共重合体であってもよいが、従来のエチレン系重合体がより好ましい。エチレン系重合体およびプロピレン系重合体は、それぞれ、バイオマス由来モノマーを含むエチレン系重合体およびプロピレン系重合体であってもよい。
本発明のエチレン系樹脂組成物(Z)は、本発明の目的を損なわない範囲で、耐候性安定剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、スリップ防止剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、顔料、染料、核剤、可塑剤、老化防止剤、塩酸吸収剤、酸化防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。
添加剤の総配合量は、エチレン系樹脂組成物(Z)100質量部に対して、一般的には10質量部以下、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下である。
<エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の製造方法>
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の製造方法としては、効率的に重合が行えるという観点から、好ましくは、下記成分からなるオレフィン重合用触媒(X)の存在下、エチレンと炭素数4~10のα-オレフィンとを重合する方法である。以下、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の製造方法に用いられるオレフィン重合用触媒(X)の詳細について以下に説明する。
[オレフィン重合用触媒(X)]
オレフィン重合用触媒(X)は、以下の成分(A)および固体状担体(S)を含んでなる。
<成分(A)>
成分(A)は、下記式(1)で表される遷移金属化合物(以下「遷移金属化合物(1)」ともいう。)である。オレフィン重合用触媒(X)は、遷移金属化合物(1)を少なくとも1種含む。すなわち、成分(A)として、遷移金属化合物(1)を1種用いてもよく、複数種用いてもよい。
Figure 2024043632000002
前記式(1)において、Mはジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、好ましくはジルコニウム原子である。
前記式(1)において、nは遷移金属化合物(1)が電気的に中性となるように選択される1~4の整数であり、好ましくは2である。
前記式(1)において、Xはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基または共役ジエン系誘導体基であり、好ましくはハロゲン原子または炭素数1~20の炭化水素基である。
前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、特に好ましくは塩素である。
前記炭素数1~20の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基(ブタン-2-イル基)、tert-ブチル基(2-メチルプロパン-2-イル基)、iso-ブチル基(2-メチルプロピル基)、ペンタン-2-イル基、2-メチルブチル基、iso-ペンチル基(3-メチルブチル基)、ネオペンチル基(2,2-ジメチルプロピル基)、シアミル基(1,2-ジメチルプロピル基)、iso-ヘキシル基(4-メチルペンチル基)、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、テキシル基(2,3-ジメチルブタ-2-イル基)、4,4-ジメチルペンチル基などの直鎖状または分岐状のアルキル基;
ビニル基、アリル基、プロペニル基(プロパ-1-エン-1-イル基)、iso-プロペニル基(プロパ-1-エン-2-イル基)、アレニル基(プロパ-1,2-ジエン-1-イル基)、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基(ブタ-2-エン-1-イル基)、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基(2-メチルアリル基)、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基(3-メチルブタ-3-エン-1-イル基)、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基(3-メチルブタ-2-エン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基(プロパ-1-イン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基;
ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基(4-iso-プロピルベンジル基)、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基(ジフェニルメチル基)などの芳香族を含有する直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプタトリエニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基(メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)、メシチル基(2,4,6-トリメチルフェニル基)、クメニル基(iso-プロピルフェニル基)、ジュリル基(2,3,5,6-テトラメチルフェニル基)、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ter-フェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの芳香族置換基
が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、メチル基、iso-ブチル基、ネオペンチル基、シアミル基、ベンジル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基である。
前記炭素数1~20の炭化水素基は、前記炭素数1~20の炭化水素基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子に置換された、ハロゲン置換炭化水素基であってもよく、その例としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタクロロエチル基、ペンタフルオロフェニルメチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、ビストリフルオロメチルフェニル基、が挙げられ、好ましくはペンタフルオロフェニル基である。
前記ケイ素含有基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-iso-プロピルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、トリメチルシリルメチル基などが挙げられ、好ましくはトリメチルシリルメチル基である。
前記酸素含有基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、アリルオキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、iso-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ベンジルオキシ基、メトキシメトキシ基、フェノキシ基、2,6-ジメチルフェノキシ基、2,6-ジ-iso-プロピルフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,4,6-トリメチルフェノキシ基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェノキシ基、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基、過塩素酸アニオン、過ヨウ素酸アニオンが挙げられ、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、iso-プロポキシ基、tert-ブトキシ基である。
前記窒素含有基としては、例えば、アミノ基、シアノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アリルアミノ基、ジアリルアミノ基、ベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、モルホリル基、ピロリル基、ビストリフリルイミド基などが挙げられる。
前記共役ジエン系誘導体基としては、例えば、1,3-ブタジエニル基、イソプレニル基(2-メチル-1,3-ブタジエニル基)、ピペリレニル基(1,3-ペンタジエニル基)、2,4-ヘキサジエニル基、1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル基、シクロペンタジエニル基などが挙げられ、好ましくは1,3-ブタジエニル基、1,3-ペンタジエニル基である。
前記式(1)において、Qは炭素原子またはケイ素原子であり、好ましくはケイ素原子である。
前記式(1)において、R1~R14は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20のケイ素含有基、炭素数1~20の酸素含有基または炭素数1~20の窒素含有基であり、好ましくは水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有基である。
1~R14としての炭素数1~20の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基(ブタン-2-イル基)、tert-ブチル基(2-メチルプロパン-2-イル基)、iso-ブチル基(2-メチルプロピル基)、ペンタン-2-イル基、2-メチルブチル基、iso-ペンチル基(3-メチルブチル基)、ネオペンチル基(2,2-ジメチルプロピル基)、シアミル基(1,2-ジメチルプロピル基)、iso-ヘキシル基(4-メチルペンチル基)、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、テキシル基(2,3-ジメチルブタ-2-イル基)、4,4-ジメチルペンチル基などの直鎖状または分岐状のアルキル基;
ビニル基、アリル基、プロペニル基(プロパ-1-エン-1-イル基)、iso-プロペニル基(プロパ-1-エン-2-イル基)、アレニル基(プロパ-1,2-ジエン-1-イル基)、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基(ブタ-2-エン-1-イル基)、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基(2-メチルアリル基)、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基(3-メチルブタ-3-エン-1-イル基)、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基(3-メチルブタ-2-エン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基(プロパ-1-イン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基;
ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基(4-iso-プロピルベンジル基)、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基(ジフェニルメチル基)、ペンタフルオロフェニルメチル基などの芳香族を含有する直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプタトリエニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基(メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)、メシチル基(2,4,6-トリメチルフェニル基)、クメニル基(iso-プロピルフェニル基)、ジュリル基(2,3,5,6-テトラメチルフェニル基)、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ter-フェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの芳香族置換基;
フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタクロロエチル基、ペンタフルオロフェニルメチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、ビストリフルオロメチルフェニル基などの、前記炭素数1~20の炭化水素基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子に置換された、ハロゲン置換炭化水素基;が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、iso-ブチル基、iso-ペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、アリル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクテニル基、ノルボルニル基、ビシクロ[2.2.2]オクタン-1-イル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、ベンジル基、ベンズヒドリル基、クミル基、1,1-ジフェニルエチル基、トリチル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基、シンナミル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、4-アダマンチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、tert-フェニル基、ビナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、フェロセニル基、ペンタフルオロフェニル基である。
1~R14としての炭素数1~20のケイ素含有基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-iso-プロピルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、シクロペンタジエニルジメチルシリル基、シクロペンタジエニルジフェニルシリル基、インデニルジメチルシリル基、フルオレニルジメチルシリル基、4-トリメチルシリルフェニル基、4-トリエチルシリルフェニル基、4-トリ-iso-プロピルシリルフェニル基、3,5-ビス(トリメチルシリル)フェニル基などが好ましく、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、4-トリメチルシリルフェニル基、4-トリエチルシリルフェニル基、4-トリ-iso-プロピルシリルフェニル基、3,5-ビス(トリメチルシリル)フェニル基が挙げられる。
1~R14としての炭素数1~20の酸素含有基は、メトキシ基、エトキシ基、iso-プロポキシ基、アリルオキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、プレニルオキシ基、ベンジルオキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、トルイルオキシ基、iso-プロピルフェノキシ基、アリルフェノキシ基、tert-ブチルフェノキシ基、メトキシフェノキシ基、ビフェニルオキシ基、ビナフチルオキシ基、アリルオキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、フェノキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシアリル基、ベンジルオキシアリル基、フェノキシアリル基、ジメトキシメチル基、ジオキソラニル基、テトラメチルジオキソラニル基、ジオキサニル基、ジメチルジオキサニル基、メトキシフェニル基、iso-プロポキシフェニル基、アリルオキシフェニル基、フェノキシフェニル基、メチレンジオキシフェニル基、3,5-ジメチル-4-メトキシフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェニル基、フリル基、メチルフリル基、テトラヒドロピラニル基、フロフリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基等などが挙げられ、好ましくはメトキシ基、iso-プロポキシ基、tert-ブトキシ基、アリルオキシ基、フェノキシ基、ジメトキシメチル基、ジオキソラニル基、メトキシフェニル基、iso-プロポキシフェニル基、アリルオキシフェニル基、フェノキシフェニル基、3,5-ジメチル-4-メトキシフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェニル基、フリル基、メチルフリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基である。
1~R14としての炭素数1~20の窒素含有基は、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アリルアミノ基、ベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、モルホリル基、ジメチルアミノメチル基、ベンジルアミノメチル基、ピロリジニルメチル基、ジメチルアミノエチル基、ピロリジニルエチル基、ジメチルアミノプロピル基、ピロリジニルプロピル基、ジメチルアミノアリル基、ピロリジニルアリル基、アミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジメチル-4-ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジ-iso-プロピル-4-ジメチルアミノフェニル基、ジュロリジニル基、テトラメチルジュロリジニル基、ピロリジニルフェニル基、ピロリルフェニル基、カルバゾリルフェニル基、ジ-tert-ブチルカルバゾリルフェニル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基、テトラヒドロキノリル基、iso-キノリル基、テトラヒドロ-iso-キノリル基、インドリル基、インドリニル基、カルバゾリル基、ジ-tert-ブチルカルバゾリル基、イミダゾリル基、ジメチルイミダゾリジニル基、ベンゾイミダソリル基、オキサゾリル基、オキサゾリジニル基、ベンゾオキサゾリル基などが挙げられ、好ましくはアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ピロリジニル基、ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジメチル-4-ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジ-iso-プロピル-4-ジメチルアミノフェニル基、ジュロリジニル基、テトラメチルジュロリジニル基、ピロリジニルフェニル基、ピロリル基、ピリジル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基である。
前記式(1)において、R1~R6のうちの隣接した置換基同士(例:R1とR2、R2とR3、R3とR4、R4とR5、およびR5とR6)は、互いに結合して、置換基を有していてもよい環を形成してもよい。この場合に形成される環としては、インデニル環部分に縮環する、置換基を有していてもよい、飽和炭化水素(前記インデニル環部分の炭化水素を除く)または不飽和炭化水素からなる5~8員環が好ましい。なお、環が複数存在する場合には、これらは互いに同一でも異なっていてもよい。本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、前記環はより好ましくは5又は6員環であり、この場合、前記環と母核のインデニル環部分とを併せた構造としては、例えば、ベンゾインデニル環、テトラヒドロインダセン環、シクロペンタテトラヒドロナフタレン環が挙げられ、ベンゾインデニル環、テトラヒドロインダセン環が好ましい。これらの環は置換基を有していてもよい。
前記式(1)において、R7~R12のうちの隣接した置換基同士(例:R7とR8、R8とR9、R9とR10、R10とR11、およびR11とR12)は、互いに結合して、置換基を有していてもよい環を形成してもよい。この場合に形成される環としては、インデニル環部分に縮環する、置換基を有していてもよい、飽和炭化水素(前記インデニル環部分の炭化水素を除く。)または不飽和炭化水素からなる5~8員環が好ましい。なお、環が複数存在する場合には、これらは互いに同一でも異なっていてもよい。本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、前記環はより好ましくは5又は6員環であり、この場合、前記環と母核のインデニル環部分とを併せた構造としては、例えば、ベンゾインデニル環、テトラヒドロインダセン環、シクロペンタテトラヒドロナフタレン環、テトラヒドロフルオレン環、フルオレン環が挙げられ、ベンゾインデニル環、テトラヒドロインダセン環が好ましい。これらの環は置換基を有していてもよい。
前記式(1)において、R13とR14は、互いに結合してQを含む環を形成してもよく、これらの環は置換基を有していてもよい。この場合に形成される環は、置換基を有していてもよい3~8員環の飽和または不飽和環を形成することが好ましい。本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、好ましくは4~6員環であり、この場合、Qと併せた構造として、例えば、シクロブタン環、シクロペンタン環、フルオレン環、シラシクロブタン(シレタン)環、シラシクロペンタン(シロラン)環、シラシクロヘキサン(シリナン)環、シラフルオレン環が挙げられ、シクロペンタン環、シラシクロブタン環、シラシクロペンタン環であることが好ましい。これらの環は置換基を有していてもよい。
以下に遷移金属化合物(1)の具体例を示すが、特にこれによって本発明の範囲が限定されるものではない。
便宜上、前記遷移金属化合物(1)のMXn(金属部分)で表される部分を除いたリガンド構造を、2-インデニル環部分、1-インデニル環部分、インデニル環部分R1、R6およびR8置換基、インデニル環部分R2、R5、R9およびR12置換基、インデニル環部分R3、R4、R10およびR11置換基、1-インデニル環部分R7置換基、架橋部分の構造の7つに分ける。2-インデニル環部分の略称をα、1-インデニル環部分の略称をβ、インデニル環部分R1、R6およびR8置換基の略称をγ、インデニル環部分R2、R5、R9およびR12置換基の略称をδ、インデニル環部分R3、R4、R10およびR11置換基の略称をε、1-インデニル環部分R7置換基の略称をζ、架橋部分の構造の略称をηとし、各置換基の略称を[表1]~[表7]に示す。
Figure 2024043632000003
Figure 2024043632000004
なお、前記[表1]~[表2]中の波線は架橋部分との結合部位を示す。
Figure 2024043632000005
前記[表3]中のR1、R6およびR8置換基は、その組み合わせにおいて互いに同一でも異なっていてもよい。
Figure 2024043632000006
前記[表4]中のR2、R5、R9およびR12置換基は、その組み合わせにおいて互いに同一でも異なっていてもよい。
Figure 2024043632000007
表5中のR3、R4、R10およびR11置換基は、その組み合わせにおいて互いに同一でも異なっていてもよい。
Figure 2024043632000008
Figure 2024043632000009
金属部分MXnの具体的な例示としては、ZrF2、ZrCl2、ZrBr2、ZrI2、Zr(Me)2、Zr(Bn)2、Zr(Allyl)2、Zr(CH2-tBu)2、Zr(1,3-ブタジエニル)、Zr(1,3-ペンタジエニル)、Zr(2,4-ヘキサジエニル)、Zr(1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル)、Zr(CH2-Si(Me)32、Zr(ОMe)2、Zr(ОiPr)2、Zr(NMe22、Zr(ОMs)2、Zr(ОTs)2、Zr(ОTf)2、HfF2、HfCl2、HfBr2、HfI2、Hf(Me)2、Hf(Bn)2、Hf(Allyl)2、Hf(CH2-tBu)2、Hf(1,3-ブタジエニル)、Hf(1,3-ペンタジエニル)、Hf(2,4-ヘキサジエニル)、Hf(1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル)、Hf(CH2-Si(Me)32、Hf(ОMe)2、Hf(ОiPr)2、Hf(NMe22、Hf(ОMs)2、Hf(ОTs)2、Hf(ОTf)2などが挙げられる。Meはメチル基、Bnはベンジル基、tBuはtert-ブチル基、Si(Me)3はトリメチルシリル基、ОMeはメトキシ基、ОiPrはiso-プロポキシ基、NMe2はジメチルアミノ基、ОMsはメタンスルホナート基、ОTsはp-トルエンスルホナート基、ОTfはトリフルオロメタンスルホナート基である。
上記の表記に従えば、2-インデニル環部分が[表1]中のα-1、1-インデニル環部分が[表2]中のβ-5、インデニル環部分R1、R6およびR8置換基がいずれも[表3]中のγ-1、2-インデニル環部分R2およびR5置換基がいずれも[表4]中のδ-1、2-インデニル環部分R3およびR4置換基がいずれも[表5]中のε-1、1-インデニル環部分R7置換基が[表6]中のζ-30、1-インデニル環部分R9置換基が[表4]中のδ-38、1-インデニル環部分R12置換基が[表4]中のδ-3、架橋部分が[表7]中のη-20の組み合わせで構成され、金属部分のMXnがZrCl2の場合は、下記式[6]で表される化合物を例示している。
Figure 2024043632000010
また、2-インデニル環部分が[表1]中のα-1、1-インデニル環部分が[表2]中のβ-2、インデニル環部分R1、R6およびR8置換基がいずれも[表3]中のγ-1、2-インデニル環部分R2およびR5置換基がいずれも[表4]中のδ-2、2-インデニル環部分R3およびR4置換基がいずれも[表5]中のε-1、1-インデニル環部分R7置換基が[表6]中のζ-1、架橋部分が[表7]中のη-4の組み合わせで構成され、金属部分のMXnがZr(NMe22の場合は、下記式[7]で表される化合物を例示している。
Figure 2024043632000011
また、2-インデニル環部分が[表1]中のα-3、1-インデニル環部分が[表2]中のβ-1、2-インデニル環部分R1およびR6置換基がいずれも[表3]中のγ-2、インデニル環部分R2、R5およびR12置換基がいずれも[表4]中のδ-1、1-インデニル環部分R7置換基が[表6]中のζ-12、1-インデニル環部分R8置換基が[表3]中のγ-1、1-インデニル環部分R9置換基が[表4]中のδ-42、1-インデニル環部分R10置換基が[表5]中のε-3、1-インデニル環部分R11置換基が[表5]中のε-12、架橋部分が[表7]中のη-31の組み合わせで構成され、金属部分のMXnがHfMe2の場合は、下記式[8]で表される化合物を例示している。
Figure 2024043632000012
また、2-インデニル環部分が[表1]中のα-1、1-インデニル環部分が[表2]中のβ-1、2-インデニル環部分R1およびR6置換基がいずれも[表3]中のγ-1、2-インデニル環部分R2置換基が[表4]中のδ-7、2-インデニル環部分R3、R4、R10およびR11置換基がいずれも[表5]中のε-1、2-インデニル環部分R5置換基が[表4]中のδ-2、1-インデニル環部分R7置換基が[表6]中のζ-1、1-インデニル環部分R8置換基が[表3]中のγ-9、1-インデニル環部分R9およびR12置換基がいずれも[表4]中のδ-1、架橋部分が[表7]中のη-29の組み合わせで構成され、金属部分のMXnがZr(1,3-ペンタジエニル)の場合は、下記式[9]で表される化合物を例示している。
Figure 2024043632000013
前記遷移金属化合物(1)は、従来公知の方法を利用して製造することができ、特に製造方法が限定されるわけではない。
出発物質である置換インデン化合物は、公知の方法によって製造可能であり、特に製造方法が限定されるわけではない。公知の製造方法として例えば、「Оrganometallics 1994,13,954.」、「Оrganometallics 2006,25,1217.」、特表2006-509059号公報、「Bioorg.Med.Chem. 2008,16,7399.」、WО2009/080216号公報、「Оrganometallics 2011,30,5744.」、特表2011-500800号公報、「Оrganometallics 2012,31,4962.」、「Chem.Eur.J. 2012,18,4174.」、特開2012-012307号公報、特開2012-121882号公報、特開2014-196319号公報、特表2014-513735号公報、特開2015-063495号公報、特表2016-501952号公報、特開2019-059933号公報などに開示された製造方法が挙げられる。
遷移金属化合物(1)および前駆体化合物(配位子)の公知の製造方法としては、例えば、「Macromolecules 2001,34,2072.」、「Macromolecules 2003,36,9325.」、「Organometallics
2004,23,5332.」、「Eur.J.Inorg.Chem. 2005,1003.」、「Eur.J.Inorg.Chem. 2009,1759.」などが挙げられる。
また、前記遷移金属化合物(1)は、架橋部分を挟んで中心金属と結合するインデニル環部分の面が2方向存在する(表面と裏面)。故に、2-インデニル環部分に対称面が存在しない場合、一例として下記一般式[10a]あるいは[10b]で示される2種類の構造異性体が存在する。
Figure 2024043632000014
同様に、架橋部分の置換基R13とR14が同一でない場合にも、一例として下記一般式[11a]あるいは[11b]で示される2種類の構造異性体が存在する。
Figure 2024043632000015
これら構造異性体混合物の精製、分取、あるいは構造異性体の選択的な製造は、公知の方法によって可能であり、特に製造方法が限定されるわけではない。公知の製造方法としては、前記遷移金属化合物(1)の製造方法として挙げたものの他に、特開平10-109996号公報、「Оrganometallics 1999,18,5347.」、「Оrganometallics 2012,31,4340.」、特表2011-502192号公報などに開示された製造方法が挙げられる。
なお、前記遷移金属化合物(1)の範囲内で、遷移金属化合物を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよく、構造異性体混合物を用いてもよく、構造異性体を1種単独で用いてもよく、2種以上の構造異性体混合物を用いてもよい。オレフィン重合用触媒を構成する遷移金属化合物として前記遷移金属化合物(1)を使用した場合、長鎖分岐が多く導入されたエチレン系重合体を高い触媒活性で製造することができる。また、この効果が損なわれない範囲で、前記遷移金属化合物として前記遷移金属化合物(1)とは別の1種以上の遷移金属化合物を併用してもよい。この際、遷移金属化合物(1)は上記のいずれの態様であってもよい。
<固体状担体(S)>
オレフィン重合用触媒(X)に含まれる固体状担体(S)は、無機化合物または有機化合物であって、顆粒状または微粒子状の固体である。
前記固体状担体(S)として用いられる無機化合物としては、多孔質酸化物、固体状アルミノキサン化合物、無機塩化物、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物が挙げられる。
前記多孔質酸化物としては、SiO2、Al23、MgO、ZrO、TiO2、B23、CaO、ZnO、BaOおよびThO2など、またはこれらを含む複合物または混合物、具体的には、天然または合成ゼオライト、SiO2-MgO、SiO2-Al23、SiO2-TiO2、SiO2-V25、SiO2-Cr23およびSiO2-TiO2-MgOなどが用いられる。これらのうち、SiO2を主成分とするものが好ましい。
なお、上記多孔質酸化物には、少量のNa2CO3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2(SO43、BaSO4、KNO3、Mg(NO32、Al(NO33、Na2O、K2O、Li2O等の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酸化物成分を含有していても差し支えない。
このような多孔質酸化物は、種類および製法によりその性状は異なるが、固体状担体(S)としては、粒径が通常0.2~300μm、好ましくは1~200μmであって、比表面積が通常50~1200m2/g、好ましくは100~1000m2/gの範囲にあり、細孔容積が通常0.3~30cm3/gの範囲にあるものが好ましい。このような担体は、必要に応じて、例えば、100~1000℃、好ましくは150~700℃で焼成して用いられる。
前記固体状アルミノキサン化合物としては、下記一般式(S-a)で表される構造のアルミノキサン、下記一般式(S-b)で表される構造のアルミノキサン、および下記一般式(S-c)で表される繰り返し単位と下記一般式(S-d)で表される繰り返し単位とを構造として有するアルミノキサンなどが挙げられる。
Figure 2024043632000016
上記式(S-a)~(S-d)において、Reは、それぞれ独立に、炭素原子数1~10、好ましくは1~4の炭化水素基であり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソプロペニル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基などの炭化水素基を例示することができ、メチル基、エチル基、イソブチル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。また、Reの一部が塩素や臭素などのハロゲン原子で置換され、かつハロゲン含有率がReを基準として40質量%以下であってもよい。上記式(S-c)および(S-d)中の、片方が原子と繋がっていない直線は、図示していない別の原子との結合を示す。
前記式(S-a)および(S-b)中、rは2~500、好ましくは6~300、特に好ましくは10~100の整数を示す。前記式(S-c)および(S-d)中、sおよびtはそれぞれ1以上の整数を示す。r、sおよびtは、前記アルミノキサンが、用いられる反応環境下において、実質的に固体状態を維持できるように、選択される。
前記固体状アルミノキサン化合物は、従来公知のオレフィン重合触媒用担体と異なり、シリカやアルミナなどの無機固体成分、および、ポリエチレンやポリスチレンなどの有機系ポリマー成分を含まず、アルキルアルミニウム化合物を主たる成分として固体化したものである。「固体状」とは、アルミノキサン成分が、用いられる反応環境下において、実質的に固体状態を維持することである。より具体的には、後述のように前記成分(A)とアルミノキサン成分とを接触させてオレフィン重合用触媒(例:エチレン重合用触媒)を調製する際、および調製されたオレフィン重合用触媒を用いてオレフィン(例:エチレン)の重合(たとえば懸濁重合)を行う際に、アルミノキサン成分が実質的に固体状態を維持することである。
前記アルミノキサン成分が固体状態であるかどうかは、目視による確認が最も簡便な方法であるが、例えば重合時などは目視による確認が困難である場合が多い。その場合は、例えば重合後に得られた重合体パウダーの性状や反応器への付着状態などから判断することが可能である。逆に、重合体パウダーの性状が良好で、反応器への付着が少なければ、重合環境下において前記アルミノキサン成分の一部が多少溶出したとしてもよい。重合体パウダーの性状を判断する指標としては、嵩密度、粒子形状、表面形状、不定形ポリマーの存在度合いなどが挙げられるが、定量性の観点からポリマー嵩密度が好ましい。前記嵩密度は通常0.01~0.9であり、好ましくは0.05~0.6、より好ましくは0.1~0.5の範囲内である。
前記固体状アルミノキサン化合物の、25℃の温度に保持されたn-ヘキサンに対する溶解割合は、通常0~40モル%、好ましくは0~20モル%、特に好ましくは0~10モル%の範囲にある。
前記溶解割合は、25℃に保持された50mLのn-ヘキサンに固体状アルミノキサン化合物担体2gを加えてから2時間の撹拌を行ない、次いでG-4グラス製フイルターを用いて溶液部を分離し、この濾液中のアルミニウム濃度を測定することにより求められる。従って、溶解割合は用いたアルミノキサン2gに相当するアルミニウム原子の量に対する前記濾液中に存在するアルミニウム原子の割合として決定される。
前記固体状アルミノキサン化合物としては、公知の固体状アルミノキサンを制限なく用いることができ、たとえば国際公開第2014/123212号に記載された固体状ポリアルミノキサン組成物を用いることもできる。公知の製造方法としては、例えば、特公平7-42301号公報、特開平6-220126号公報、特開平6-220128号公報、特開平11-140113号公報、特開平11-310607号公報、特開2000-38410号公報、特開2000-95810号公報、国際公開第2010/55652号などに記載された製造方法が挙げられる。
前記固体状アルミノキサン化合物の平均粒子径は、一般に0.01~50000μm、好ましくは0.1~1000μm、特に好ましくは1~200μmの範囲にある。固体状アルミノキサン化合物の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡により粒子を観察し、100個以上の粒子の粒径を測定し、質量平均化することにより求められる。まず、各粒子の粒径dは、粒子像を水平方向、垂直方向それぞれに2本の平行線ではさんで長さを測り、下式により求められる。
粒径d=((水平方向長さ)2+(垂直方向長さ)20.5
次に、固体状アルミノキサン化合物の重量平均粒子径は、上記で求めた粒径dと粒子個数nとを用いて下式により求められる。
平均粒子径=Σnd4/Σnd3
前記固体状アルミノキサン化合物は、比表面積が50~1000m2/g、好ましくは100~800m2/gであり、細孔容積が0.1~2.5cm3/gであることが望ましい。
前記無機ハロゲン化物としては、例えば、MgCl2、MgBr2、MnCl2、MnBr2などが挙げられる。無機ハロゲン化物は、そのまま用いてもよいし、ボールミル、振動ミルにより粉砕した後に用いてもよい。また、アルコール等の溶媒に無機ハロゲン化物を溶解させた後、析出剤によって微粒子状に析出させたものを用いることもできる。
粘土は、通常粘土鉱物を主成分として構成される。また、イオン交換性層状化合物は、イオン結合等によって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造を有する化合物であり、含有するイオンが交換可能なものである。大部分の粘土鉱物はイオン交換性層状化合物である。また、これらの粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物としては、天然産のものに限らず、人工合成物を使用することもできる。
また、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物として、粘土、粘土鉱物、また、六方細密パッキング型、アンチモン型、CdCl2型、CdI2型等の層状の結晶構造を有するイオン結晶性化合物等を例示することができる。
このような粘土、粘土鉱物としては、カオリン、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、アロフェン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、ウンモ群、モンモリロナイト群、バーミキュライト、リョクデイ石群、パリゴルスカイト、カオリナイト、ナクライト、ディッカイト、ハロイサイト等が挙げられ、イオン交換性層状化合物としては、α-Zr(HAsO42・H2O、α-Zr(HPO42、α-Zr(KPO42・3H2O、α-Ti(HPO42、α-Ti(HAsO42・H2O、α-Sn(HPO42・H2O、γ-Zr(HPO42、γ-Ti(HPO42、γ-Ti(NH4PO42・H2O等の多価金属の結晶性酸性塩等が挙げられる。
このような粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物は、水銀圧入法で測定した半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/g以上のものが好ましく、0.3~5cc/gのものが特に好ましい。ここで、細孔容積は、水銀ポロシメーターを用いた水銀圧入法により、細孔半径20~3×104Åの範囲について測定される。半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/gより小さいものを担体として用いた場合には、高い重合活性が得られにくい傾向がある。
粘土および粘土鉱物には、化学処理を施すことも好ましい。化学処理としては、表面に付着している不純物を除去する表面処理、粘土の結晶構造に影響を与える処理等、いずれも使用できる。化学処理として具体的には、酸処理、アルカリ処理、塩類処理、有機物処理等が挙げられる。酸処理は、表面の不純物を取り除くほか、結晶構造中のAl、Fe、Mg等の陽イオンを溶出させることによって表面積を増大させる。アルカリ処理では粘土の結晶構造が破壊され、粘土の構造の変化をもたらす。また、塩類処理や有機物処理では、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体等を形成し、表面積や層間距離を変えることができる。
イオン交換性層状化合物は、イオン交換性を利用し、層間の交換性イオンを別の大きな嵩高いイオンと交換することにより、層間が拡大した状態の層状化合物であってもよい。このような嵩高いイオンは、層状構造を支える支柱的な役割を担っており、通常、ピラーと呼ばれる。また、このように層状化合物の層間に別の物質を導入することをインターカレーションという。インターカレーションするゲスト化合物としては、TiCl4、ZrCl4等の陽イオン性無機化合物、Ti(OR)4、Zr(OR)4、PO(OR)3、B(OR)3等の金属アルコキシド(Rは炭化水素基等)、[Al134(OH)247+、[Zr4(OH)142+、[Fe3O(OCOCH36+等の金属水酸化物イオン等が挙げられる。これら化合物は単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いられる。また、これら化合物をインターカレーションする際に、Si(OR)4、Al(OR)3、Ge(OR)4等の金属アルコキシド(Rは炭化水素基等)等を加水分解して得た重合物、SiO2等のコロイド状無機化合物等を共存させることもできる。また、ピラーとしては、上記金属水酸化物イオンを層間にインターカレーションした後に加熱脱水することにより生成する酸化物等が挙げられる。
粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物は、そのまま用いてもよく、またボールミル、ふるい分け等の処理を行った後に用いてもよい。また、新たに水を添加吸着させ、あるいは加熱脱水処理した後に用いてもよい。さらに、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記固体状担体(S)として用いられる有機化合物としては、例えば、粒径が10~300μmの範囲にある顆粒状ないしは微粒子状固体などが挙げられる。前記有機化合物の具体例としては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン等の炭素原子数が2~14のオレフィンを主成分として生成される重合体またはビニルシクロヘキサン、スチレン、ジビニルベンゼンを主成分として生成される重合体や反応体、およびそれらの変成体からなる顆粒状ないしは微粒子状固体などが挙げられる。
前記固体状担体(S)としては、成形時の異物防止の観点から、多孔質酸化物が好ましい。
<成分(C)>
オレフィン重合用触媒(X)は、好ましくは、さらに成分(C)を含んでよく、成分(C)は下記一般式(3)~(5)で表される有機金属化合物(c-1)、有機アルミニウムオキシ化合物(c-2)、ならびに、成分(A)および成分(B)と反応してイオン対を形成する化合物(c-3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である。
a mAl(ORbnpq ・・・(3)
式(3)中、RaおよびRbは、それぞれ独立に炭素原子数が1~15の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であり、かつm+n+p+q=3である。
aAlRa 4 ・・・(4)
式(4)中、MaはLi、NaまたはKを示し、Raは炭素原子数が1以上15以下の炭化水素基を示す。
a rbb st ・・・(5)
式(5)中、RaおよびRbは、それぞれ独立に炭素原子数が1以上15以下の炭化水素基を示し、MbはMg、ZnおよびCdから選ばれ、Xはハロゲン原子を示し、rは0<r≦2、sは0≦s≦1、tは0≦t≦1であり、かつr+s+t=2である。
前記有機金属化合物(c-1)の中では、前記式(3)で示されるものが好ましく、具体的には、トリメチルアルミニウム、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、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム;
ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド;
メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;
メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド;
ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジヒドロフェニルアルミニウムハイドライド、ジイソプロピルアルミニウムハイドライド、ジ-n-ブチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジイソヘキシルアルミニウムハイドライド、ジフェニルアルミニウムハイドライド、ジシクロヘキシルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ヘプチルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ノニルアルミニウムハイドライドなどのアルキルアルミニウムハイドライド;
ジメチルアルミニウムエトキサイド、ジエチルアルミニウムエトキサイド、ジイソプロピルアルミニウムメトキサイド、ジイソブチルアルミニウムエトキサイドなどのジアルキルアルミニウムアルコキサイドなどが挙げられる。
前記式(4)の例としては、水素化アルミニウムリチウムなどが挙げられ、前記式(5)の例としては、特開2003-171412号公報などに記載されたジアルキル亜鉛化合物などが挙げられ、フェノール化合物などと組合せて用いることもできる。
前記有機アルミニウムオキシ化合物(c-2)としては、トリアルキルアルミニウムまたはトリシクロアルキルアルミニウムから調製された有機アルミニウムオキシ化合物が好ましく、トリメチルアルミニウムまたはトリイソブチルアルミニウムから調製されたアルミノキサン、例えばメチルアルミノキサンが特に好ましい。このような有機アルミニウムオキシ化合物は、1種単独または2種以上を組み合わせて用いられる。
前記成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物(c-3)としては、特表平1-501950号公報、特表平1-502036号公報、特開平3-179005号公報、特開平3-179006号公報、特開平3-207703号公報、特開平3-207704号公報およびUS5321106などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物や、さらにはヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物などを用いることができる。
オレフィン重合用触媒(X)では、助触媒成分としてメチルアルミノキサン等の有機アルミニウムオキシ化合物を併用すると、オレフィン化合物に対して非常に高い重合活性を示すだけでなく、固体状担体中の活性水素と反応し助触媒成分を含有した固体担体成分を容易に調製できるため、成分(C)は、少なくとも有機アルミニウムオキシ化合物(c-2)を含むことが好ましい。
<各成分の使用法および添加順序>
オレフィン重合用触媒(X)は、成分(A)および成分(S)、ならびに任意に成分(C)を不活性炭化水素中で混合し接触させることにより、調製することができる。
各成分を接触させる方法としては、接触の順序に着目すると、例えば、(i) 成分(S)に成分(A)を接触させる方法(ii) 成分(S)に成分(C)を接触させ、次いで成分(A)を接触させる方法(iii) 成分(A)に成分(C)を接触させ、次いで成分(S)を接触させる方法(iv) 成分(S)に成分(C)を接触させ、次いで成分(A)と成分(C)との混合物を接触させる方法、(v) 成分(S)に成分(C)を接触させ、さらに成分(C)を接触させ、次いで成分(A)と成分(C)との混合物を接触させる方法などが挙げられる。成分(C)が複数種用いられる場合は、その成分(C)同士が同一であっても異なっていてもよい。上記の方法のうち(i)、(ii)および(iii)が好ましい。
上記接触順序形態を示した各方法において、成分(S)と成分(C)との接触を含む工程、および成分(S)と成分(A)との接触を含む工程においては、成分(G)を共存させることにより、重合反応中のファウリングが抑制されたり、生成重合体の粒子性状が改善されたりする。成分(G)としては、極性官能基を有する化合物を用いることができ、非イオン性(ノニオン)界面活性剤が好ましく、ポリアルキレンオキサイドブロック、高級脂肪族アミド、ポリアルキレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイドアルキルエーテル、アルキルジエタノールアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、N-アシルアミノ酸がより好ましい。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
オレフィン重合用触媒(X)の調製に用いる溶媒としては、不活性炭化水素溶媒が挙げられ、具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物等を挙げることができる。
成分(C)と成分(S)との接触においては、成分(C)中の反応部位と成分(S)中の反応部位との反応により化学的に結合され、成分(C)と成分(S)との接触物が形成される。成分(C)と成分(S)との接触時間は、通常1分~20時間、好ましくは30分~10時間であり、接触温度は、通常-50~200℃、好ましくは-20~120℃で行われる。成分(C)と成分(S)との初期接触を急激に行うと、その反応発熱や反応エネルギーにより成分(S)が崩壊し、得られる固体触媒成分のモルフォロジーが悪化し、これを重合に用いた場合、ポリマーモルフォロジー不良により連続運転が困難になることが多い。そのため、成分(C)と成分(S)との接触初期は、反応発熱を抑制する目的で、より低温で接触させる、または、反応発熱を制御し、初期接触温度を維持可能な速度で反応させることが好ましい。また、成分(C)と成分(S)を接触させ、さらに成分(C)を接触させる場合においても同様である。成分(C)と成分(S)との接触質量比(成分(C)の質量/成分(S)の質量)は、任意に選択できるが、接触質量比が高いほうが、より多くの成分(A)を接触させることができ、固体触媒成分の質量当たりの触媒活性を向上させることができる。
成分(C)と成分(S)の接触質量比[=成分(C)の質量/成分(S)の質量]は、好ましくは0.05~3.0、特に好ましくは、0.1~2.0である。
成分(C)と成分(S)との接触物と、成分(A)とを接触させる際には、接触時間は、通常1分~20時間、好ましくは1分~10時間であり、接触温度は、通常-50~200℃、好ましくは-50~100℃の範囲内である。
成分(C-1)は、成分(C-1)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比[(C-1)/M]が、通常0.01~100,000、好ましくは0.05~50,000となるような量で用いられる。
成分(C-2)は、成分(C-2)(アルミニウム原子換算)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比[(C-2)/M]が、通常10~500,000、好ましくは20~100,000となるような量で用いられる。
成分(C-3)は、成分(C-3)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比[(C-3)/M]が、通常1~10、好ましくは1~5となるような量で用いられる。
なお、成分(C)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)との比は、誘導結合プラズマ発光分析法(ICP分析法)により求めることができる。エチレン重合には、オレフィン重合用触媒(X)をそのまま用いることができるが、このオレフィン重合用触媒にオレフィンを予備重合させて予備重合触媒(XP)を形成してから用いることもできる。
予備重合触媒(XP)は、オレフィン重合用触媒(X)の存在下、通常、不活性炭化水素溶媒中、エチレン等を予備重合させることにより調製することができ、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても実施することができ、また減圧、常圧あるいは加圧下、いずれでも行うことができる。さらに、予備重合によって、固体触媒成分1g当り0.01~1000g、好ましくは0.1~800g、さらに好ましくは0.2~500gの量で予備重合触媒(XP)を生成することが望ましい。
不活性炭化水素溶媒中で生成した予備重合触媒(XP)を懸濁液から分離した後、再び不活性炭化水素中に懸濁させ、得られた懸濁液中にエチレンを導入してもよく、また、乾燥させた後エチレンを導入してもよい。
予備重合温度は、-20~80℃、好ましくは0~60℃であり、また予備重合時間は、0.5~100時間、好ましくは1~50時間程度である。予備重合には、好ましくはエチレンを主成分とするオレフィンが用いられる。
予備重合に使用する固体触媒成分の形態としては、既に述べたものを制限無く利用できる。また、必要に応じて成分(C)が用いられ、前記式(3)で示される有機金属化合物(c-1)が好ましく使用される。成分(C)が用いられる場合は、成分(C)は、成分(C)中のアルミニウム原子(Al)と成分(A)中の遷移金属原子(M)とのモル比(Al/M)が、0.1~10000、好ましくは0.5~5000となる量で用いられる。
予備重合系におけるオレフィン重合用触媒(X)の濃度は、オレフィン重合用触媒/重合容積比で、通常1~1000グラム/リットル、さらには10~500グラム/リットルであることが望ましい。予備重合時には、ファウリング抑制あるいは粒子性状改善を目的として、前記の成分(G)を共存させてもよい。
また、予備重合触媒(XP)の流動性改善や重合時のヒートスポット・シーティングやポリマー塊の発生抑制を目的に、予備重合によって一旦生成させた予備重合触媒(XP)に成分(G)を接触させてもよい。
上記成分(G)を接触させる際の温度は、通常-50~50℃、好ましくは-20~50℃であり、接触時間は、通常1分~20時間、好ましくは5分~10時間である。
オレフィン重合用触媒(X)と成分(G)とを接触させるに際して、成分(G)は、オレフィン重合用触媒(X)100質量部に対して、0.1~20質量部、好ましくは0.3~10質量部、より好ましくは0.4~5質量部の量で用いられる。
オレフィン重合用触媒(X)と成分(G)との混合接触は、不活性炭化水素溶媒中で行うことができ、不活性炭化水素溶媒としては、前記と同様のものが挙げられる。
後述するエチレン-α-オレフィン共重合体(A)の製造方法において、オレフィン重合用触媒(X)として、予備重合触媒(XP)を乾燥させたもの(以下「乾燥予備重合触媒」ともいう。)を用いることができる。予備重合触媒(XP)の乾燥は、通常、得られた予備重合触媒の懸濁液から濾過などにより分散媒である炭化水素を除去した後に行われる。
予備重合触媒(XP)の乾燥は、予備重合触媒(XP)を不活性ガスの流通下、70℃以下、好ましくは20~50℃の範囲の温度に保持することにより行われる。得られた乾燥予備重合触媒の揮発成分量は2.0質量%以下、好ましくは1.0質量%以下であることが望ましい。乾燥予備重合触媒の揮発成分量は、少ないほどよく、特に下限はないが、実用的には0.001質量%である。乾燥時間は、乾燥温度にもよるが通常1~48時間である。
前記乾燥予備重合触媒は、流動性に優れているので、重合反応器へ安定的に供給することができる。また、前記乾燥予備重合触媒を使用すると、気相重合系内に懸濁に用いた溶媒を同伴させずに済むため安定的に重合を行うことができる。
上述したオレフィン重合用触媒(X)の存在下、エチレンを重合(単独重合または共重合)することによりエチレン-α-オレフィン共重合体(A)を得ることが好ましい。オレフィン重合用触媒(X)を用いることで、高い重合活性を持って、成型加工性および機械的強度に優れ、数多くの長鎖分岐を有する低密度のエチレン系重合体を効率的に製造できる。
本発明では、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の重合方法としては、溶解重合、懸濁重合等の液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施できるが、懸濁重合法および気相重合法においては前記予備重合触媒(XP)を用いることが好ましい。
液相重合法において用いられる不活性炭化水素媒体の具体例としては、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素およびこれらの混合物等が挙げられる。また、液相重合法においては、オレフィン自身を溶媒として用いることもできる。
上記オレフィン重合用触媒を用いて、エチレンの重合を行うに際して、オレフィン重合用触媒(X)の成分(A)は、反応容積1リットル当たり、通常1×10-12~1×10-1モル、好ましくは1×10-8~1×10-2モルになるような量で用いられる。また、オレフィン重合用触媒(X)は成分(C)を含むことが好ましく、特に(c-1)中の式(3)に示される有機アルミニウム化合物を含むことがより好ましい。
また、前記予備重合触媒(XP)を用いたエチレンの重合温度は、通常-50~+200℃、好ましくは0~170℃、特に好ましくは60~170℃の範囲である。重合圧力は、通常、常圧~100kgf/cm2、好ましくは常圧~50kgf/cm2の条件下であり、重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。
得られる重合体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、または重合温度を変化させることによって調節することができる。一般的に低分子量成分が多くなるほど、重合反応器壁や撹拌翼への付着も多くなり、清掃工程への負荷がかかることにより生産性の低下を招くことがある。重合時には、ファウリング抑制または粒子性状改善を目的として、オレフィン重合用触媒(X)中に成分(G)を共存させることができる。
上述したオレフィン重合用触媒(X)の存在下、エチレンを重合(単独重合または共重合)することによりエチレン-α-オレフィン共重合体(A)を得ることが好ましい。オレフィン重合用触媒(X)を用いることで、高い重合活性を持って、成型加工性および機械的強度に優れ、数多くの長鎖分岐を有する低密度のエチレン共重合体を効率的に製造できる。本発明のエチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、重合体中のエチレン含量が好ましくは10モル%以上であり、より好ましくは50モル%以上である。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の重合方法としては、溶解重合、懸濁重合等の液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施できるが、懸濁重合法および気相重合法においては前記予備重合触媒(XP)を用いることが好ましい。
液相重合法において用いられる不活性炭化水素媒体の具体例としては、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素およびこれらの混合物等が挙げられる。また、液相重合法においては、オレフィン自身を溶媒として用いることもできる。
上記オレフィン重合用触媒を用いて、エチレンの重合を行うに際して、オレフィン重合用触媒(X)の成分(A)は、反応容積1リットル当たり、通常1×10-12~1×10-1モル、好ましくは1×10-8~1×10-2モルになるような量で用いられる。また、オレフィン重合用触媒(X)は成分(C)を含むことが好ましく、特に(c-1)中の式(3)に示される有機アルミニウム化合物を含むことがより好ましい。
また、前記予備重合触媒(XP)を用いたエチレンの重合温度は、通常-50~+200℃、好ましくは0~170℃、特に好ましくは60~170℃の範囲である。重合圧力は、通常、常圧~100kgf/cm2、好ましくは常圧~50kgf/cm2の条件下であり、重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。
得られる重合体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、または重合温度を変化させることによって調節することができる。一般的に低分子量成分が多くなるほど、重合反応器壁や撹拌翼への付着も多くなり、清掃工程への負荷がかかることにより生産性の低下を招くことがある。重合時には、ファウリング抑制または粒子性状改善を目的として、オレフィン重合用触媒(X)中に成分(G)を共存させることができる。
また、共重合反応にエチレンと共に供給されるα-オレフィンモノマーは、炭素数4~10のα-オレフィンであり、好ましくは炭素数6~10のα-オレフィンから選ばれる1種以上のモノマーである。炭素数が4~10のα-オレフィンの具体例としては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセンが挙げられる。また、本発明の効果を損なわない範囲でエチレンおよび炭素数4~10のα-オレフィン以外のモノマーを供給してもよく、供給しなくてもよい。
<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、エチレンと炭素数4以上10以下のα-オレフィンとを重合することによって得ることができるが、上記要件(a)~(b)を満たす重合体が得られる限りにおいて、用いる重合触媒や重合条件は特に限定されない。
エチレン-α-オレフィン共重合体(B)としては、例えば、直鎖低密度ポリエチレンやエチレン-α-オレフィンコポリマー等の市販品を用いることができる。具体的な例としては、三井化学株式会社製タフマー(登録商標)等から要件(a)および(b)を満たすものを選択することができる。
<エチレン-α-オレフィン共重合体(C)の製造方法>
エチレン-α-オレフィン共重合体(C)は、エチレンと炭素数4以上10以下のα-オレフィンとを重合しててもよく、上記要件(i)、(ii)、および(iii)を満たすものが得られる限りにおいて、用いる重合触媒や重合条件は特に限定されない。
エチレン-α-オレフィン共重合体(C)は、例えば、直鎖低密度ポリエチレンやエチレン-α-オレフィンコポリマーや高密度ポリエチレン等の市販品を用いることができる。具体的な例としては、株式会社プライムポリマー製エボリュー(登録商標)、ウルトゼックス(登録商標)等から要件(i)および(ii)を満たすものを選択することができる。
<エチレン系樹脂組成物(Z)の製造方法>
エチレン系樹脂組成物(Z)は、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)と上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)と必要に応じて上記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)を溶融混練して製造してもよいし、あるいはエチレン-α-オレフィン共重合体(A)を造粒したペレットとエチレン-α-オレフィン共重合体(B)のペレットと必要に応じでエチレン-α-オレフィン共重合体(C)のペレットをドライブレンドすることによっても製造してもよい。溶融混練により製造する場合は、連続式押出機や密閉式混練機を用いてもよい。
溶融混練に用いる装置としては、例えば、一軸押出機、二軸押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサー、ニーダー等の装置を挙げられる。これらのうち、経済性、処理効率等の観点から一軸押出機及びまたは二軸押出機を用いることが好ましい。
上記溶融混練及びドライブレンドを行う際、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)および上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)および上記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)に加えて、上記「他の熱可塑性樹脂」をブレンドしてもよい。また、「他の熱可塑性樹脂」に加えて、あるいは、「他の熱可塑性樹脂」に代えて、上記「添加剤」をさらに配合してもよい。
上記「他の熱可塑性樹脂」および上記「添加剤」を加える順序は、特に限定されない。例えば、上記「他の熱可塑性樹脂」および上記「添加剤」を、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)および必要に応じて上記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)のうちの一部または全てと同時にブレンドしてもよいし、または、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)と上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)と必要に応じて上記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)とを混練してから加えてもよい。
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)および前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)および上記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)は、それぞれ、バイオマス由来モノマー(エチレン、α-オレフィン)を含んでいてもよい。
上記重合体を構成するモノマーがバイオマス由来モノマーのみでもよいし、バイオマス由来モノマーと化石燃料由来モノマーの両方を含んでもよい。
バイオマス由来モノマーとは、菌類、酵母、藻類および細菌類を含む、植物由来または動物由来などの、あらゆる再生可能な天然原料およびその残渣を原料としてなるモノマーで、炭素として14C同位体を10-12程度の割合で含有し、ASTM D 6866に準拠して測定したバイオマス炭素濃度(pMC)が100(pMC)程度である。
バイオマス由来モノマーは、従来から知られている方法により得られる。本発明に係るエチレン・α-オレフィン共重合体(A)がバイオマス由来モノマーを含むことは環境負荷低減(主に温室効果ガス削減)の観点から好ましい。
重合用触媒、重合プロセス重合温度、などの重合体製造条件が同等であれば、原料モノマーがバイオマス由来モノマーを含んでいても、14C同位体を10-12~10-14程度の割合で含む以外の分子構造は、化石燃料由来モノマーからなるエチレン・α-オレフィン共重合体と同等である。従って、性能も変わらないとされる。
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)および前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)および上記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)は、それぞれ、ケミカルリサイクル由来モノマー(エチレン、α-オレフィン)を含んでいてもよい。重合体を構成するモノマーがケミカルリサイクル由来モノマーのみでもよいし、ケミカルリサイクル由来モノマーと化石燃料由来モノマーおよび/またはバイオマス由来モノマーを含んでもよい。ケミカルリサイクルス由来モノマーは、従来から知られている方法により得られる。
本発明に係るエチレン・α-オレフィン共重合体(A)がケミカルリサイクル由来モノマーを含むことは環境負荷低減(主に廃棄物削減)の観点から好ましい。原料モノマーがケミカルリサイクル由来モノマーを含んでいても、ケミカルリサイクル由来モノマーは廃プラスチックなどの重合体を解重合、熱分解等でエチレンなどのモノマー単位にまで戻したモノマー、ならびに該モノマーを原料にして製造したモノマーであるので、重合用触媒、重合プロセス、重合温度などの重合体製造条件が同等であれば、分子構造は化石燃料由来モノマーからなるエチレン・α-オレフィン共重合体と同等である。従って、性能も変わらないとされる。
<成形体、フィルム、および、多層フィルム>
本発明に係る成形体、フィルム、および、多層フィルムは、エチレン系樹脂組成物(Z)を含むことにより、成形性に優れ、低温でヒートシールが可能で、耐ブロッキング性と透明性のバランスに優れる。ここで、この多層フィルムは、上記エチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を少なくとも1層有しており、好ましくはこの多層フィルムにおいて、少なくとも一方の表面層が上記エチレン系樹脂組成物(Z)からなる層から形成されている。この多層フィルムを構成する基材は、エチレン系樹脂組成物(Z)からなるものであってもよく、あるいは、エチレン系樹脂組成物(Z)以外の材料からなるものであってもよい。
本発明の成形体、フィルム、および、多層フィルムは、エチレン系樹脂組成物(Z)を一般のフィルム成形やシート成形、ブロー成形、インジェクション成形および押出成形等することにより得られる。フィルム成形では押出ラミネ-ト成形、Tダイフィルム成形、インフレ-ション成形(空冷、水冷、多段冷却、高速加工)などが挙げられる。得られたフィルムは単層でも使用することができるが、多層とすることでさらに様々な機能を付与することができる。その場合に用いられる方法として、前記各成形法における共押出法が挙げられる。一方押出ラミネ-ト成形やドライラミネ-ト法のような貼合ラミネ-ト成形法によって、共押出が困難な紙やバリアフィルム(アルミニウム箔、蒸着フィルム、コ-ティングフィルムなど)との積層が挙げられる。要するに、少なくとも一方の表面層が上記エチレン系樹脂組成物(Z)からなる層から形成されている多層フィルムを得るにあたり、上記エチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を基材に積層する手段として、これらのような方法を用いうる。
ブロー成形やインジェクション成形、押出成形での、共押出法による多層化での高機能製品の作製については、フィルム成形と同様に可能である。
本発明のエチレン系樹脂組成物(Z)を含む成形体としては、フィルム、シート、ブロー輸液バック、ブローボトル、ガソリンタンク、押出成形によるチューブ、パイプ、電線被覆、引きちぎりキャップ、日用雑貨品など射出成形物、繊維、回転成形による大型成形品などが挙げられる。
さらに、本発明のエチレン系樹脂組成物(Z)を含むフィルムとしては水物包装袋、液体スープ包袋、液体紙容器、ラミ原反、特殊形状液体包装袋(スタンディングパウチなど)、規格袋、重袋、ラップフィルム、砂糖袋、油物包装袋、食品包装用などの各種包装用フィルム、プロテクトフィルム、輸液バック、農業用資材、バックインボックス、半導体材料、医薬品、食品などの包装に用いられるクリーンフィルムなどに好適に用いることができる。このとき、エチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を1以上有するフィルムとして用いることもできるし、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィンフィルムなどからなる基材にエチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を積層した形態を有する多層フィルムとして用いることもできる。
多層フィルムの基材の原料は、バイオマス由来モノマーを含むエチレン系重合体、および、プロピレン系重合体を含んでいてもよい。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例の記載に限定されるものではない。
[測定および評価方法]
以下の実施例等において、エチレン-α-オレフィン共重合体等の各種物性は、上記[発明を実施するための形態]に記載の方法で測定した。また、[発明を実施するための形態]に記載のない評価方法としては以下の方法を採用した。
〔インフレーション成形〕
後述の実施例および比較例で調製したエチレン系樹脂組成物(Z)を用いて、インフレーション成形フィルムを作製した。50mmφの押出機とダイ径100mmの住友重機械モダン株式会社製のインフレーション成形機を用いて、ダイス温度190℃、押出量29kg/hr、チューブ幅320mmの条件下で厚み40μmのフィルムを得た。得られたフィルムについて以下の項目を測定した。
[ヘイズ]
JIS 7136に準拠して、得られたフィルムの全ヘイズを測定した。ヘイズの値が小さいほどフィルムの透明性に優れるといえる。
[内部ヘイズ]
上記で得られたフィルムをシクロヘキサノールを充填したセルに入れ、JIS 7136に準拠して測定した。
内部ヘイズの値が小さいほど、フィルムの透明性に優れるといえる。
[グロス20°]
JIS Z8741に準拠し、入射角度20°で得られたフィルムのグロスを測定した。
[低温ヒートシール強度]
低温度におけるヒートシール性の指標として、シール温度80℃にてヒートシール強度を測定した。上記で作製したインフレーションフィルムから15mm幅の試験片2枚切り出した。この試験片の内層面同士を重ね合わせて、テフロン(登録商標)シートで挟み、80℃でヒートシールした。
ヒートシールした試験片を引張強度試験機の上下にセットし、剥離角度を180度で剥離したときの引張強度[N/15mm]を測定した。
引張強度の値が大きいほど、低温ヒートシール強度に優れるといえる。
[成形性]
インフレーションフィルム成形時の溶融膜(バブル)安定性を目視にて確認した。その結果を表11に示した。溶融膜(バブル)が安定していてゆれが少ない場合、得られるフィルムの成形性に優れるといえる。
-評価基準-
〇:溶融膜(バブル)が安定していてゆれが少ない。
△:溶融膜(バブル)の安定性がやや悪くゆれがみられる。
×:溶融膜(バブル)の安定性が悪くゆれが激しい。
<予備重合触媒(XP-1)の合成>
内容積270Lの撹拌機付き反応器に、窒素雰囲気下、固体状担体(S)として、富士シリシア株式会社製のシリカ(平均粒子径70μm、比表面積340m2/g、細孔容積1.3cm3/g、250℃焼成)10kgを77Lのトルエンに懸濁させた後0~5℃に冷却した。この懸濁液に成分(C)として、メチルアルミノキサンのトルエン溶液(Al原子換算で3.5mol/L)20.4Lを30分間かけて滴下した。この際、系内の温度を0~5℃に保った。引き続き0~5℃で30分間反応させた後、約1.5時間かけて95~100℃まで昇温して、引き続き95~100℃で4時間反応させた。その後常温まで降温して、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンで2回洗浄した後、全量58.0Lのトルエンスラリーを調製した。得られたスラリー成分の一部を採取し濃度を調べたところ、スラリー濃度:248.0g/L、Al濃度:1.21mol/Lであった。
次いで、充分に窒素置換した内容積114Lの撹拌機付き反応器に、上記で得られたトルエンスラリーを6.1Lおよびトルエン21.9Lを装入し、遷移金属化合物(ジメチルシリレン(2-インデニル)(4-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェニル)-7-メトキシ-1-インデニル)ジルコニウムジクロリド[特開2019-059933号公報記載の方法によって合成した。])の8mMトルエン溶液を5.4L加え、系内温度20~25℃で1時間接触させた後、上澄み液をデカンテーションにより除去し、ヘキサンを用いて2回洗浄した後、全量30.9Lのスラリーを調製した。得られたスラリーを10~15℃に調整しながら、ジイソブチルアルミニウムハイドライドの0.92Mヘキサン溶液を3.1L添加し、エチレンガスを0.74kg/hrの流量で供給を開始し、1-ヘキセンを34.3mL添加した後昇温を開始し、系内温度32~38℃に調整しながら、1時間ごとに計5回、1-ヘキセンを34.3mL添加し、エチレン供給を開始してから6時間後にエチレン供給量が4.5kgに到達したところで、エチレン供給を停止した。その後系内を充分に窒素置換し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、ヘキサンを用いて4回洗浄した後、全量21.9Lのスラリーを調製した。得られたスラリーを35~40℃で維持しながら、ラウリルジエタノールアミン(花王株式会社製)の10g/Lヘキサン溶液を6.1L添加し、2時間接触させた。得られたスラリーを全量、内容積43Lの撹拌機付き蒸発乾燥機に、窒素雰囲気下で挿入した後、乾燥機内を約60分かけて-68kPaGまで減圧し、-68kPaGに到達したところで約4.3時間真空乾燥しヘキサンならびに予備重合触媒成分中の揮発分を除去した。さらに-100kPaGまで減圧し、-100kPaGに到達したところで8時間真空乾燥し、予備重合触媒(XP-1)6.2kgを得た。得られた予備重合触媒(XP-1)の一部を採取し、組成を調べたところ、予備重合触媒成分1g当たりZr原子が0.56mg含まれていた。
[製造例1]
(エチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)の製造)
流動層型気相重合反応器を用いた気相重合プロセスによりエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)の製造を行った。反応器に予め平均粒子径900μmの球状のエチレン重合体粒子24kgを導入し、窒素を供給して、流動床を形成させた後、表8-1に示す重合条件にて定常状態になるようにエチレン、水素、1-ヘキセン、予備重合触媒、エレクトロストリッパーEA、ケミスタット2500などを連続的に供給した。重合反応物は反応器より連続的に抜き出し、乾燥装置にて乾燥し、エチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)のパウダーを得た。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)のパウダーに、耐熱安定剤としてスミライザーGP(住友化学社製)850ppm、ステアリン酸カルシウム(日東化成工業社製)210ppmを加え、株式会社池貝社製の二軸同方向46mmφ押出機を用い、設定温度200℃、スクリュー回転数300rpmの条件で溶融混練した後、ストランド状に押し出し、カットしてペレットを得た。得られたペレットを測定用試料として物性測定を行った。測定結果を表9-1に示す。
[製造例2~21]
(エチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)~(A-21)の製造)
重合条件を表8-1または表8-2に記載のとおりに変更したこと以外は製造例1と同様にして、エチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)~(A-21)のパウダーを得た。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)~(A-21)のパウダーを用い、製造例1と同様の方法で測定用試料を作製し、物性測定を行った。測定結果を表9-1または表9-2に示す。
[製造例22]
国際公開第2013/099927号に記載のエチレン系重合体(α-1)と同様の方法にて、エチレン-α-オレフィン共重合体(A-22)のペレットを作製し、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表9-2に示す。
[製造例23]
国際公開第2013/099927号に記載のエチレン系重合体(α-2)と同様の方法にて、エチレン-α-オレフィン共重合体(A-23)のペレットを作製し、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表9-2に示す。
[エチレン系重合体(A-24)]
高圧法低密度ポリエチレン:(旭化成株式会社製、製品名:サンテック-LD M1920、密度:921kg/m3、MFR:2.0g/10min)
エチレン系重合体(A-24)について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表9-2に示す。
[エチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)]
三井化学株式会社製のタフマーA-4085S(製品名)を用いた。エチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表10に示す。
[エチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)]
国際公開第2013/099927号に記載のエチレン-α-オレフィン共重合体(β-1)と同様の方法にて、エチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)のペレットを作製した。得られた重合体について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表10に示す。
Figure 2024043632000021
[エチレン-α-オレフィン共重合体(C-1)]
株式会社プライムポリマー製のエボリューSP1510を用いた。エチレン-α-オレフィン共重合体(C-1)について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表11に示す。
Figure 2024043632000022
[実施例1]
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)のペレットを30質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット70質量%をドライブレンドして、エチレン系樹脂組成物(Z)を調製した。得られたエチレン系樹脂組成物(Z)を用いて、上記の条件にてインフレーション成形を行いフィルムを作製した。得られたフィルムについて上記の評価方法にて評価を行った。評価結果を表12に示す。
[実施例2]
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)のペレットを30質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット70質量%をドライブレンドして、エチレン系樹脂組成物(Z)を調製した。得られたエチレン系樹脂組成物(Z)を用いて、上記の条件にて、インフレーション成形を行いフィルムを作製した。得られたフィルムについて上記の評価方法にて評価を行った。評価結果を表12に示す。
[実施例3]
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-3)のペレットを70質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット30質量%をドライブレンドして、エチレン系樹脂組成物(Z)を調製した。得られたエチレン系樹脂組成物(Z)を用いて、上記の条件にて、インフレーション成形を行いフィルムを作製した。得られたフィルムについて上記の評価方法にて評価を行った。評価結果を表12に示す。
[実施例4]
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)のペレットを30質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット50質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(C-1)のペレット20質量%をドライブレンドして、エチレン系樹脂組成物(Z)を調製した。得られたエチレン系樹脂組成物(Z)を用いて、上記の条件にて、インフレーション成形を行いフィルムを作製した。得られたフィルムについて上記の評価方法にて評価を行った。評価結果を表12に示す。
[比較例1]
エチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)を用いて、上記の条件にてインフレーション成形を行った。その結果を表12に示す。
[比較例2]
エチレン-α-オレフィン共重合体(A-24)のペレットを20質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット80質量%をドライブレンドして、エチレン系樹脂組成物(Z)を調製した。得られたエチレン系樹脂組成物(Z)を用いて、上記の条件にて、インフレーション成形を行いフィルムを作製した。その結果を表12に示す。
[比較例3]
エチレン-α-オレフィン共重合体(A-23)のペレットを50質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)のペレット50質量%をドライブレンドして、エチレン系樹脂組成物(Z)を調製した。得られたエチレン系樹脂組成物(Z)を用いて、上記の条件にて、インフレーション成形を行いフィルムを作製した。得られたフィルムについて上記の評価方法にて評価を行った。評価結果を表12に示す。
[比較例4]
エチレン-α-オレフィン共重合体(A-22)のペレットを20質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(C-1)のペレット80質量%をドライブレンドして、エチレン系樹脂組成物(Z)を調製した。得られたエチレン系樹脂組成物(Z)を用いて、上記の条件にて、インフレーション成形を行いフィルムを作製した。得られたフィルムについて上記の評価方法にて評価を行った。評価結果を表12に示す。
Figure 2024043632000023
表8-1~表11中の「-」は、該当する物性値または測定値を測定していないか、該当する物性値または測定値が得られていないことを意味している。表12中の「-」は、該当する成分を含まないことを意味している。
比較例3で用いたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-23)は、MT/η*が1.20×10-4以上2.90×10-4以下の範囲外であった。また、比較例2で用いたエチレン系重合体(A-24)はエチレン-α-オレフィン共重合体でなく高圧法低密度ポリエチレンであり、長鎖分岐含量が非常に多いと推定されるため、MT/η*は1.20×10-4以上2.90×10-4以下の範囲外であり、比較例2で得られたインフレーションフィルムはブロッキングされていた。
また、比較例1では、インフレーションフィルム成形時の溶融膜(バブル)安定性に劣り、成膜できなかった。
表12に示されるとおり、実施例1~4のエチレン系樹脂組成物(Z)より得られたフィルムは、比較例1~4のエチレン系樹脂組成物(Z)より得られたフィルムと比べて成形性に優れ、低温でヒートシールが可能であった。また、実施例1~4のエチレン系樹脂組成物(Z)より得られたフィルムは、インフレーションフィルムの成形においていずれもブロッキングが見られず、耐ブロッキング性にも優れていた。実施例1~4のエチレン系樹脂組成物(Z)より得られたフィルムは、比較例1~4のエチレン系樹脂組成物(Z)より得られたフィルムと比べて耐ブロッキング性と透明性のバランスに優れることがわかる。

Claims (7)

  1. 下記要件(1)~(4)を満たすエチレンと炭素数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(A)と、
    下記要件(a)~(b)を満たすエチレンと炭素数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)と、
    を含み、
    前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が1質量%以上90質量%以下であり、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が10質量%以上99質量%以下である(ただし、WAおよびWBの合計を100質量%とする。)、エチレン系樹脂組成物(Z)。
    (1)密度が890kg/m3以上935kg/m3以下の範囲にある。
    (2)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上15g/10min以下の範囲にある。
    (3)190℃における溶融張力MTと、200℃、角速度1.0rad/sにおけるせん断粘度η*との比MT/η*が1.20×10-4以上2.90×10-4以下の範囲にある。
    (4)200℃におけるゼロせん断粘度η0とGPC-粘度検出器法により測定された重量平均分子量Mwが、下記関係式を満たす。
    0.01×10-13≦ η0/Mw3.4 ≦2.5×10-13
    (a)密度が860kg/m3以上890kg/m3未満の範囲にある。
    (b)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上10g/10min以下の範囲にある。
  2. 前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(5)~(7)をさらに満たす、請求項1に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
    (5)1H-NMRにより測定された炭素原子1000個当たりのビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィン、および、3置換内部オレフィンの合計(個/1000C)が0.1以上1.0以下の範囲にある。
    (6)示差走査熱量測定(DSC)により得られた融解曲線に複数個のピークが存在する。
    (7)135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]とGPC-粘度検出器法により測定された重量平均分子量Mwとが下記関係式を満たす。
    0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦1.2×10-4×Mw0.776
  3. 下記要件(i)~(ii)を満たすエチレンと炭素数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(C)を含み、
    前記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)の質量分率(WC)が1質量%以上50質量%以下である、請求項1に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
    (i)密度が890kg/m3以上930kg/m3以下の範囲にある。
    (ii)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上10g/10min以下の範囲にある。
  4. 下記要件(i)~(ii)を満たすエチレンと炭素数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(C)を含み、
    前記エチレン-α-オレフィン共重合体(C)の質量分率(WC)が1質量%以上50質量%以下である、請求項2に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
    (i)密度が890kg/m3以上930kg/m3以下の範囲にある。
    (ii)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上10g/10min以下の範囲にある。
  5. 請求項1~4のいずれか1項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)を含む成形体。
  6. 請求項1~4のいずれか1項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)を含むフィルム。
  7. 請求項1~4のいずれか1項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を含む多層フィルム。
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