JP3569737B2 - プロピレン系ランダム共重合体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロピレン系共重合体及びそれからなるフィルムに関するものである。さらに詳しくは、プロピレンとエチレンの二元ランダム共重合体及びそれを成形したフィルムに関するものであり、このフィルムは特にラミネートや共押出した積層フィルムのシーラント層として好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
結晶性ポリプロピレンの二軸延伸フィルム（以下、ＯＰＰという。）は、その優れた剛性、透明性、および防湿性等を生かして広く包装用フィルムとして使用されている。しかし、ＯＰＰはヒートシール性に難点があり、従来からヒートシール性に優れた樹脂をシーラント層として、その片面ないし両面にラミネートした積層フィルムとして広く使用されてきた。
【０００３】
また、Ｔダイキャスト成形フィルムはパンの包装などに広く使用されているが、しばしばヒートシール性に優れた樹脂をシーラント層として、その片面ないし両面にラミネート、あるいは共押出した積層フィルムにして使用することが行われている。
これらの積層フィルムはヒートシールにより製袋され、内容物を充填した後に袋口をヒートシールにより閉じられて最終製品となる。従って、積層フィルムのシーラント層に要求される特性として最も重要なのは製袋及び内容物を充填した後の袋閉じ工程の生産性に直接関係している低温ヒートシール性である。また、充分なヒートシール強度を発現すること、フィルムの巻き返し工程を支障なく行うためスリップ性、及びアンチブロッキング性を発現すること及び外観や透明性も重要である。さらに、近年フィルム加工の生産性を上げるため大型成形機による高速製膜化がなされているが、その場合においてもフィルム品質が低下したりしないことが要求される。
【０００４】
低温ヒートシール性改良の手段としては従来よりエチレンやα−オレフィンを共重合させることが広く行われている。しかし充分な低温ヒートシール性改良効果を得るためには多量のエチレンやα−オレフィンを共重合させる必要があり、結果として従来技術においてはべとつき成分を多量に副成してしまい、例えば、アンチブロッキング性が大きく低下するなどの欠点が生じて実用に耐えるものとはならなった。また、この問題の解決方法として従来技術においてはべとつき成分を不活性溶媒中に溶解させて除去するという方法が試みられている。しかし、この際に低温ヒートシール性に寄与する低温融解性結晶成分もまた除去されてしまうことは避けがたく、結局、低温ヒートシール性の改良効果も不充分なものに終わっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、優れたヒートシール性を有し、かつ、剛性、アンチブロッキング性、スリップ性、透明性等、ポリプロピレンのフィルムが本来有する好ましい特性も兼ね備え、さらに製膜速度を高速化してもフィルム品質の低下が極めて小さいプロピレン系共重合体及びそれからなるフィルムを提供することを目的とするものである。
【０００６】
本発明者らはこのような状況を鑑み検討した結果、特定のプロピレン系共重合体及びそれからなるフィルムが上記の目的を達成できることを見出して本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下のプロピレン系ランダム共重合体の製造方法を提供するものである。
以下の触媒（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を用いてプロピレンとエチレンを共重合する、下記の(ｉ)〜(ｖ)を満足するプロピレン系ランダム共重合体の製造方法。
（Ａ）担体、チタン化合物、フタル酸ジ−ｎ−ブチルを接触させて得られる、マグネシウム、チタン、ハロゲンを必須成分とする固体触媒成分
（Ｂ）有機アルミニウム化合物
（Ｃ）ジシクロペンチルジメトキシシラン
(i) 共重合体中のエチレン単位の含有量（χ（wt％））が、3.5wt％を超えて4.9wt ％以下である。
(ii) 共重合体のメルトインデックス（ＭＩ(g/10min)）が、4〜12g/10minである。
(iii) 沸騰ジエチルエーテル抽出量（Ｅ（wt％））とχが、式 (I)の関係を満たす。
Ｅ ≦ 0.25χ＋1.1 （3.5＜χ≦4.9wt ％）・・・(I)
(iv) 示差走査型熱量計で測定した融点（Ｔm(℃)）とχが式(II)の関係を満たす。
Ｔm ≦ 140 （3.5＜χ≦4.9wt ％）・・・(II)
(v） 13Ｃ−ＮＭＲで測定したＰＰＰ連鎖部のアイソタクチックトライアッド分率（ｍｍ(mol％)）が、98.0mol％以上である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下に詳細に説明する。
本発明のプロピレン系共重合体は、プロピレンとエチレンを共重合したものであって、下記の▲１▼〜▲５▼を満足するものである。
▲１▼ プロピレン系共重合体中のエチレン単位の含有量（χ（ｗｔ ％））は、３ 〜１０ｗｔ％、好ましくは４ 〜９ ｗｔ％である。χが３ ｗｔ％未満の場合はヒートシール温度を充分に低くすることができない。χが１０ｗｔ％を超える場合は剛性が低下し、べとつき成分が多くなりアンチブロッキング性が低下する。
▲２▼ プロピレン系共重合体のメルトインデックス（ＭＩ（ｇ／１０ｍｉｎ））は、４ 〜１２ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは ５〜１０ ｇ／１０ｍｉｎである。ＭＩが４ ｇ／１０ｍｉｎ 未満の場合は透明性、フィルムインパクトが低下する。ＭＩが１２ ｇ／１０ｍｉｎを超える場合は成形不良が起こりやすくなる。
【０００９】
▲３▼ 沸騰ジエチルエーテル抽出量（Ｅ（ｗｔ ％））とχが式（Ｉ） または（ＩＩ） の関係を満たす。
Ｅ≦ ０．２５χ＋１．１ （χ＝３ 〜 ６ ｗｔ ％）・・・（Ｉ）
Ｅ≦ ２．６ （χ＝６ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＩＩ）
Ｅがこれらの範囲より多くなるとアンチブロッキング性が低下する。また、ヒートシール温度を充分に低くすることができない。
好ましくは、
Ｅ≦ ０．２０χ＋１．１ （χ＝３ 〜 ６ ｗｔ ％）・・・（Ｉ）’
Ｅ≦ ２．３ （χ＝６ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＩＩ）’
である。
▲４▼ 示差走査型熱量計で測定した融点（Ｔｍ（℃） ）とχが式（ＩＩＩ） または（ＩＶ）の関係を満たす。
Ｔｍ ≦ １４０ （χ＝３ 〜 ５ ｗｔ ％）・・・（ＩＩＩ）
Ｔｍ ≦ １６５−５ χ （χ＝５ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＩＶ）
Ｔｍ がこれらの範囲よりも高くなるとヒートシール温度を充分に低くすることができない。
好ましくは、
Ｔｍ ≦ １４０ （χ＝３ 〜 ４ ｗｔ ％）・・・（ＩＩＩ）’
Ｔｍ ≦ １６０−５ χ （χ＝４ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＩＶ）’
である。
▲５▼ １３Ｃ−ＮＭＲで測定したＰＰＰ部のアイソタクチックトライアッド分率 （ｍｍ（ｍｏｌ％））が、９８．０ ｍｏｌ％以上、好ましくは９８．５ ｍｏｌ％以上である。
ｍｍが９８．０ ｍｏｌ％未満では、べとつき成分が多くなり、アンチブロッキング性が低下する。また、結晶性が低下し、剛性が低くなる。さらに共重合量に対する融点降下が小さくなり、充分にヒートシール温度を低くすることができない。
上記に記載のプロピレン系共重合体を用いてなるフィルムは、ヒートシール性、剛性、アンチブロッキング性、スリップ性、透明性に優れ、かつ製膜速度を高速化してもフィルム品質の低下が極めて小さいフィルムとなる。
【００１０】
また、エチレンとプロピレンの共重合体からなるフィルムであって、下記の▲６▼〜▲８▼を満足するフィルムは、ヒートシール性、剛性、アンチブロッキング性、スリップ性、透明性に優れ、かつ製膜速度を高速化してもフィルム品質の低下が極めて小さいフィルムであって、積層フィルムのシーラント層等に好適に使用できる。
▲６▼ フィルムのコモノマー単位の含有量（χｆ（ｗｔ％））は、３ 〜１０ ｗｔ ％、好ましくは４ 〜９ ｗｔ％である。χｆ が３ ｗｔ％未満の場合はヒートシール温度を充分に低くすることができない。また、χｆ が１０ ｗｔ ％を超える場合は剛性、アンチブロッキング性が低下する。
【００１１】
▲７▼ 示差走査型熱量計で測定した１２０ ℃以下の融解熱量（ΔＨ１２０（Ｊ／ｇ）） と
χｆ が式（Ｖ） または（ＶＩ）の関係を満たす。
ΔＨ１２０ ≧ １４ （χｆ ＝３ 〜 ５ ｗｔ ％）・・・（Ｖ）
ΔＨ１２０ ≧ ５χｆ −１１ （χｆ ＝５ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＶＩ）
ΔＨ１２０ が、これらの範囲よりも少ないとヒートシール温度を充分に低くすることができない。
好ましくは、
ΔＨ１２０ ≧ １４ （χｆ ＝３ 〜 ５ ｗｔ ％）・・・（Ｖ）’
ΔＨ１２０ ≧ ８χｆ −２６ （χｆ ＝５ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＶＩ）’
【００１２】
▲８▼ １３Ｃ−ＮＭＲで測定したＰＰＰ部のアイソタクチックトライアッド分率 （ｍｍｆ（ｍｏｌ ％））が、９８．０ ｍｏｌ％以上、好ましくは、９８．５ ｍｏｌ％以上である。
ｍｍｆ が９８．０ ｍｏｌ％未満では、べとつき成分が多くなり、アンチブロッキング性が低下する。また、結晶性が低下し、剛性が低くなる。さらに、共重合量に対する融点降下が小さくなり、充分にヒートシール温度を低くすることができない。
【００１３】
上記のプロピレン系共重合体は、以下に示すようにして製造することができるが、これに限定されるものではない。
製造に使用する触媒としては、マグネシウム、チタン、及びハロゲンを必須成分とする固体触媒成分、有機アルミニウム化合物等の有機金属化合物触媒成分、及び有機ケイ素化合物等の電子供与体化合物触媒成分から形成することができるが、代表的なものとして、以下のような触媒成分が使用できる。
固体触媒成分の好ましい担体となるものは、金属マグネシウムとアルコールとハロゲン及び／又はハロゲン含有化合物から得られる。この場合、金属マグネシウムは、顆粒状、リボン状、粉末状等のマグネシウムを用いることができる。また、この金属マグネシウムは、表面に酸化マグネシウム等の被覆が生成されていないものが好ましい。
【００１４】
アルコールとしては、炭素数１〜６の低級アルコールを用いるのが好ましく、特に、エタノールを用いると、触媒性能の発現を著しく向上させる上記担体が得られる。
ハロゲンとしては、塩素、臭素、又はヨウ素が好ましく、特にヨウ素を好適に使用できる。また、ハロゲン含有化合物としては、ＭｇＣｌ２ 、ＭｇＩ２ が好適に使用できる。
【００１５】
アルコールの量は、金属マグネシウム１モルに対して好ましくは２〜１００モル、特に好ましくは５〜５０モルである。
ハロゲン又はハロゲン含有化合物の使用量は、金属マグネシウム１グラム原子に対して、ハロゲン原子又はハロゲン含有化合物中のハロゲン原子が、０．０００１グラム原子以上、好ましくは０．０００５グラム原子以上、さらに好ましくは、０．００１グラム原子以上である。ハロゲン及びハロゲン含有化合物はそれぞれ１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
金属マグネシウムとアルコールとハロゲン及び／又はハロゲン含有化合物との反応方法は、例えば、金属マグネシウムとアルコールとハロゲン及び／またはハロゲン含有化合物とを、還流下（約７９℃）で水素ガスの発生が認められなくなるまで（通常２０〜３０時間）反応させて、担体を得る方法である。これは、不活性ガス（例えば窒素ガス、アルゴンガス）雰囲気下で行うことが好ましい。
【００１７】
得られた担体を次の固体触媒成分の合成に用いる場合、乾燥させたものを用いてもよく、また濾別後ヘプタン等の不活性溶媒で洗浄したものを用いてもよい。また、この担体は粒状に近く、しかも粒径分布がシャープである。さらには、粒子一つ一つをとってみても、粒形度のばらつきは非常に小さい。この場合、下記の式（ＶＩＩ） で表される球形度（Ｓ） が １．６０ 未満、特に １．４０ 未満であり、かつ下記の式（ＶＩＩＩ） で表される粒径分布指数（Ｐ） が ５．０ 未満、特に ４．０ 未満であることが好ましい。
Ｓ＝（Ｅ１ ／Ｅ２ ）２ ・・・ （ＶＩＩ）
（ここで、Ｅ１ は粒子の投影の輪郭長、Ｅ２ は粒子の投影面積に等しい円の周長を示す。）
Ｐ＝Ｄ９０ ／Ｄ１０ ・・・ （ＶＩＩＩ）
（ここで、Ｄ９０は重量累積分率が９０％に対応する粒子径をいう。すなわち、Ｄ９０で表される粒子径より小さい粒子群の重量和が全粒子総重量和の９０％であることを示している。Ｄ１０も同様である。）
固体触媒成分の製造のため、上記の担体に少なくともチタン化合物を接触させてる。
【００１８】
このチタン化合物としては、一般式（ＩＸ）
ＴｉＸ１ ｎ（ＯＲ１）４−ｎ・・・（ＩＸ）
（式中、Ｘ１はハロゲン原子、特に塩素原子が好ましく、Ｒ１は炭素数１〜１０の炭化水素基、特に直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、Ｒ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同じでも異なってもよい。ｎは０〜４の整数である。）で表されるチタン化合物を用いることができる。具体的には、Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）４、Ｔｉ（Ｏ−Ｃ４Ｈ９）４、ＴｉＣｌ（Ｏ−Ｃ２Ｈ５）３、ＴｉＣｌ（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）３、ＴｉＣｌ（Ｏ−Ｃ４Ｈ９）３、ＴｉＣｌ２（Ｏ−Ｃ４Ｈ９）２、ＴｉＣｌ２（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）２、ＴｉＣｌ４等を挙げることができるが、特にＴｉＣｌ４が好ましい。
固体触媒成分は、上記の担体にさらに電子供与性化合物を接触させて得られる。この電子供与性化合物としては、フタル酸ジ−ｎ−ブチルを用いる。
また、上記の担体にチタン化合物と電子供与性化合物を接触させる際に、四塩化ケイ素等のハロゲン含有ケイ素化合物を接触させるとよい。
【００１９】
上記の固体触媒成分は、公知の方法で調製することができる。例えば、ペンタン、ヘキサン、ペプタン又はオクテン等の不活性炭化水素を溶媒に、上記の担体、電子供与性化合物及びハロゲン含有ケイ素化合物を投入し、攪拌しながらチタン化合物を投入する方法である。通常は、マグネシウム原子換算で担体１モルに対して電子供与性化合物は、０．０１〜１０モル、好ましくは０．０５〜５モルを加え、また、マグネシウム原子換算で担体１モルに対してチタン化合物は、１〜５０モル、好ましくは２〜２０モルを加え、０〜２００℃にて、５分〜１０時間の条件、好ましくは３０〜１５０℃にて３０分〜５時間の条件で接触反応を行えばよい。
なお、反応終了後は不活性炭化水素（例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン）で、生成した固体触媒成分を洗浄するのが好ましい。
【００２０】
また、触媒成分の内、有機金属化合物触媒成分としては、有機アルミニウム化合物を好適に用いることができる。
この有機アルミニウム化合物としては、一般式（Ｘ）
ＡｌＲ２ ｎＸ２ ３−ｎ・・・（Ｘ）
（式中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、Ｘ２はハロゲン原子であり、塩素原子または臭素原子が好ましい。ｎは１〜３の整数である。）で表される化合物が広く用いられる。具体的には、トリアルキルアルミニウム化合物、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロリド、ジイソブチルアルミニウムモノクロリド、ジエチルアルミニウムモノエトキシド、エチルアルミニウムセスキクロリド等が挙げることができる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
さらに、触媒成分の内、重合系に供する電子供与性化合物成分としては、ジシクロペンチルジメトキシシランを用いる。
【００２１】
上記の固体触媒成分は、前処理してから、重合に用いるとよい。例えば、ペンタン、ヘキサン、ペプタン又はオクテン等の不活性炭化水素を溶媒に、上記の固体触媒成分、有機金属化合物触媒成分及び電子供与性化合物成分を投入し、攪拌しながら、プロピレンを供給し、反応させる。また、通常、有機金属化合物触媒成分は、固体触媒成分中のチタン原子１モルに対して０．０１〜１０モル、好ましくは０．０５〜５モルを加え、電子供与性化合物成分は、固体触媒成分中のチタン原子１モルに対して０．０１〜２０モル、好ましくは０．１〜５モルを加えるとよい。プロピレンは、大気圧よりも高いプロピレンの分圧下で供給し、０〜１００℃にて、０．１〜２４時間前処理するとよい。なお、反応終了後は不活性炭化水素（例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン）で、前処理したものを洗浄するのが好ましい。
重合条件は、特に制限されず、公知の方法と同様の条件を用いることができる。例えば、大気圧よりも高いプロピレンの分圧下で、−８０〜１５０℃の温度下で、製造することができる。好ましくは、２０〜１５０℃の温度下で、プロピレンの分圧は大気圧〜４０ｋｇ／ｃｍ２Ｇ の範囲である。また、通常、有機金属化合物触媒成分は、固体触媒成分中のチタン原子１モルに対して０．１〜４００モル、好ましくは１〜２００モルを加え、電子供与性化合物成分は、固体触媒成分中のチタン原子１モルに対して０．１〜１００モル、好ましくは１〜５０モルを加えるとよい。
【００２２】
また、エチレン分圧は、所望のエチレン含量になるようにエチレン供給量で調節し、共重合体の分子量は、所望の分子量になるように水素供給量で調節する。本発明のプロピレン系共重合体には、常用される酸化防止剤、中和剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤または耐電防止剤などを必要に応じて配合することができる。
【００２３】
また、本発明のプロピレン系共重合体は、溶融押出成形法によりフィルムに製膜できる。例えば、Ｔダイキャスト製膜法において、引取速度が５０ ｍ／ｍｉｎまたはこれ以上の高速製膜条件においても、厚みが １０ 〜５００ μｍ のフィルムの製膜に好適に使用できる。また、前述した好ましい特性を有することから、共押出製膜法による積層フィルムの製造に際して、その少なくとも一層成分としても好適に使用できる。
【００２４】
製膜法は大型製膜機により高速製膜が実施されるＴダイキャスト製膜法が好ましいが、特にこれに限らず、溶融押出成形法によりフィルムを製造する方法であれば、どのような製膜法においても本発明のプロピレン系共重合体は好適に使用できる。
【００２５】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
（１） マグネシウム化合物の調整
攪拌機付き反応槽（内容積５００ リットル） 窒素ガスで充分に置換し、エタノール ９７．２ ｋｇ、ヨウ素６４０ ｇ 、及び金属マグネシウム６．４ ｋｇを投入し、攪拌しながら還流条件下で系内から水素ガスの発生が無くなるまで反応させ、固体状反応生成物を得た。この固体状反応生成物を含む反応液を減圧乾燥させることにより目的のマグネシウム化合物（固体触媒の担体）を得た。
（２） 固体触媒成分の調整
窒素ガスで充分に置換した攪拌機付き反応槽（内容積５００ リットル）に、前記マグネシウム化合物（粉砕していないもの） ３０ ｋｇ、精製ヘプタン（ｎ−ヘプタン）１５０ リットル、四塩化ケイ素 ４．５ リットル 、及びフタル酸ジ−ｎ−ブチル ５．４ リットル を加えた。系内を ９０ ℃に保ち、攪拌しながら四塩化チタン１４４ リットルを投入して１１０ ℃で２ 時間反応させた後、固体成分を分離して ８０ ℃の精製ヘプタンで洗浄した。さらに、四塩化チタン２２８ リットルを加え、１１０ ℃で２ 時間反応させた後、精製ヘプタンで充分に洗浄し、固体触媒成分を得た。
（３） 前処理
内容積５００ リットルの攪拌機付き反応槽に精製ヘプタン２３０ リットルを投入し、前記の固体触媒成分を ２５ ｋｇ、トリエチルアルミニウムを固体触媒成分中のチタン原子に対して１．０ ｍｏｌ／ｍｏｌ 、ジシクロペンチルジメトキシシランを１．８ ｍｏｌ／ｍｏｌ の割合で供給した。その後、プロピレンをプロピレン分圧で０．３ ｋｇ／ｃｍ２Ｇ になるまで導入し、 ２５ ℃で４ 時間反応させた。反応終了後、固体触媒成分を精製ヘプタンで数回洗浄し、更に二酸化炭素を供給し ２４ 時間攪拌した。
（４） 重合
内容積２００ リットルの攪拌機付き重合装置に前記処理済の固体触媒成分を成分中のチタン原子換算で３ ｍ ｍｏｌ／ｈｒで、トリエチルアルミニウムを４ ｍ ｍｏｌ／ ｋｇ−ＰＰで、ジシクロペンチルジメトキシシランを１ ｍ ｍｏｌ／ ｋｇ−ＰＰでそれぞれ供給し、重合温度 ８０ ℃、重合圧力（全圧）２８ｋｇ／ｃｍ２Ｇ でプロピレンとエチレンを反応させた。この時、重合装置内のエチレン濃度を、２．９ ｍｏｌ ％、水素濃度を、５．６ ｍｏｌ ％とし、所望のエチレン含有量及び分子量となるようにした。
【００２６】
（５） 添加剤処方
こうして得たプロピレン系共重合体パウダーに以下の添加剤を処方し、混練機にて押出造粒した。
１） 酸化防止剤
チバガイギー社製のイルガノックス１０１０：１０００ ｐｐｍ
及びチバガイギー社製のイルガノックス １６８：１０００ ｐｐｍ
２） 中和剤 ステアリン酸カルシウム：１０００ ｐｐｍ
３） アンチブロッキング剤 ：２０００ ｐｐｍ
４） スッリプ剤 エルカ酸アミド：１０００ ｐｐｍ
【００２７】
（６） 製膜方法
前記の（５）で得たプロピレン系共重合体ペレットについて、三菱重工製 ７５ ｍｍφ成形機を用い、膜厚 ３０ μｍ のフィルムを以下の成形条件で製膜した。
フィルム成形（Ｔダイキャスト成形）条件
加工温度：２５０ ℃、 チルロール温度： ４０ ℃、
引取速度：１２５ ｍ／ｍｉｎ 。
（７） 評価
こうして得たプロピレン系共重合体ペレットについては、そのポリマー特性を、フィルムについては、そのポリマー特性、及び品質を（８） １） 〜２）の方法に従って評価した。結果を表２またはに示す。
（８） ポリマー特性、及びフィルム品質の測定方法
なおフィルムの品質（項目 ７） 〜１２） ）は全て試料を温度２３±２ ℃、湿度５０±１０ ％で、 １６ 時間以上状態調節した後、同じ温度、湿度条件下にて、測定を行った。
【００２８】
１） 共重合体中、及びフィルム中のエチレン単位の含有量（χ、χｆ ｗｔ％）
エチレン含有量は以下の条件にて３００ μｍ 厚のシートを作成し、日本分光製ＦＴ／ＩＲ５３００を用い７１８ 、７３３ ｃｍ−１の吸光度から次式により計算した。
・シート成形条件
プレス温度：２２０ ℃、 加、冷圧時の圧締圧： ５０ ｋｇ／ｃｍ２Ｇ 、
余熱：５ ｍｉｎ 、 加圧：５ ｍｉｎ 、 冷圧：３ ｍｉｎ 。
・ＩＲ測定条件
積算回数： ２０ 回、 分解能：４ ｃｍ−１、
エチレン含量（χ（ｗｔ％））
χ１ ＝０．５９９ ×（Ａ７３３ ／ｄ・ｌ）−０．１６１ ×（ Ａ７１８ ／ｄ・ｌ）
χ２ ＝０．５９９ ×（Ａ７１８ ／ｄ・ｌ）−０．１６１ ×（Ａ７３３ ／ｄ・ｌ）
χ＝０．８０９ ×（χ１ ＋χ２ ）
但し、Ａ７１８ ：７１８ ｃｍ−１の吸光度、Ａ７３３ ：７３３ ｃｍ−１の吸光度、ｄ：０．９ 、ｌ：試料の厚さ。
２） メルトインデックス（ＭＩ（ｇ／１０ｍｉｎ） ）
ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、温度２３０ ℃、荷重２１６０ｇで測定した。
３） ジエジエチルエーテル抽出量（Ｅ（ｗｔ％））
１ ｍｍφメッシュパスの大きさに粉砕したペレットを円筒濾紙に３ ｇ 、抽出溶剤のジエチルエーテルを平底フラスコに１６０ ｍｌ入れ、リフラックス頻度を１ 回／５ ｍｉｎ 程度にしてソックスレー抽出器で １０ 時間抽出する。抽出後、ジエチルエーテルをエバポレーターで回収し、さらに真空乾燥器で、恒量になるまで乾燥し沸騰ジエチルエーテル抽出量（Ｅ）とした。
４） 示差走査型熱量計で測定した共重合体の融点（Ｔｍ （ ℃））
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製 ＤＳＣ７）を用いて、あらかじめ試料 １０ ｍｇを窒素雰囲気下２３０ ℃で３ ｍｉｎ 溶融した後、 １０ ℃／ｍｉｎで ４０ ℃まで降温する。この温度で３ ｍｉｎ 保持した後、 １０ ℃／ｍｉｎで昇温させて得られた融解吸熱カーブの最大ピークのピークトップを融点とした。
【００２９】
５） １３Ｃ−ＮＭＲで測定した共重合体、及びフィルムのＰＰＰ連鎖部のアイソタクチックトライアッド分率（ｍｍ、ｍｍｆ ）
ポリプロピレン系共重合体のＰＰＰ連鎖部のアイソタクチックトライアッド分率は、共重合体分子鎖のＰＰＰ連鎖におけるトライアッド単位のアイソタクチック分率 であり、１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルから求めることができる。
ホモプロピレンの場合は、次の式（１）でそれを計算できる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
ｍｍｆ （ｍｏｌ ％）も同じ。
但し、Ｉｍｍ、Ｉｍｒ及びＩｒｒは、１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルでメチル炭素領域をｍｍ、ｍｒ及びｒｒの３領域に区分けしたときの、それぞれの領域のピーク強度を示す。ｍｍ領域は化学シフトで２１．４〜２２．２ｐｐｍ、ｍｒ領域は化学シフトで２０．６〜２１．４ｐｐｍ、ｒｒ領域は化学シフトで１９．８〜２０．６ｐｐｍである。
【００３２】
ポリプロピレン系共重合体の場合は、エチレンに隣接するプロピレンのメチル炭素の吸収位置がエチレンにより影響を受ける。具体的には、ＥＰＥ連鎖中のプロピレンのメチル炭素の吸収ピークは、ｒｒ領域に現れ、ＰＰＥ連鎖の中央のプロピレンのメチル炭素の吸収ピークはｍｒ領域に現れる。
このＥＰＥ連鎖中のプロピレンのメチル炭素の吸収ピーク強度は、Ｔδδ（３３．３ｐｐｍ）のピーク強度で代用ができる。また、このＰＰＥ連鎖中のプロピレンのメチル炭素の吸収ピーク強度は、Ｓαγ（３８．０ｐｐｍ）のピーク強度で代用ができる。
【００３３】
そこで、ポリプロピレン系共重合体のＰＰＰ連鎖のトリアッド単位のアイソタクチック分率を求めるには、次の式（２）を用いる。
【００３４】
【数２】
【００３５】
ｍｍｆ （ｍｏｌ ％）も同じ。
１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、日本電子社製のＪＮＭ−ＥＸ４００型ＮＭＲ装置を用いて測定した。測定条件は、以下のとおりである。
試料濃度 ： ２２０ｍｇ／ＮＭＲ溶媒 ３ ｍｌ
ＮＭＲ溶媒 ： １，２，４− トリクロロベンゼン／重ベンゼン（９０／１０ｖｏｌ％）
測定温度 ： １３０℃
パルス幅 ： ４５°
パルス繰返し時間 ： ４ 秒
積算回数 ： ４０００ 回
６） 示差走査型熱量計で測定したフィルムの１２０ ℃以下の融解熱量（ΔＨ１２ ０ （Ｊ／ｇ） ）
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製 ＤＳＣ７）を用いて、あらかじめ試料 １０ ｍｇを窒素雰囲気下 ２５ ℃で３ ｍｉｎ 保持した後、 １０ ℃／ｍｉｎで昇温させて得られた融解吸熱カーブの最大ピークにおける１２０ ℃以下部分の融解熱量を計算した。
７） ヒートシール特性
ＪＩＳ Ｋ−１７０７に準拠して測定した。融着条件を以下に記す。なおヒートシールバーの温度は表面温度計により較正されている。シール後、室温で一昼夜放置し、その後室温で剥離速度を ２００ ｍｍ／ｍｉｎ にしてＴ型剥離法で剥離強度を測定した。ヒートシール温度は剥離強度が３００ ｇ／１５ｍｍになる温度をシール強度−剥離強度曲線から計算して求めた。
シール時間：２ ｓｅｃ 、 シール面積：１５×１０ ｍｍ 、
シール圧力：５．３ ｋｇ／ｃｍ２ シール温度：ヒートシール温度を内挿できるように数点。
【００３６】
８） 引張弾性率
ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠した引張試験により測定した。測定条件は以下のとおりとした。
クロスヘッド速度 ： ５００ ｍｍ／ｍｉｎ、測定方向：マシン方向（ＭＤ方向）
ロードセル ： １０ ｋｇ
９） アンチブロッキング性
重ね合わせた二枚のフィルムについて以下の２ つの条件で密着させた後の引剥強度により評価した。
条件−１ 温度： ６０ ℃、時間：３ ｈｒｓ 、荷重： ３６ ｇ／ｃｍ２
条件−２ 温度： ５０ ℃、時間：７ Ｄａｙｓ、荷重： １５ ｇ／ｃｍ２
引剥試験の条件は次のとおりである。
テストスピード ： ２０ ｍｍ／ｍｉｎ、 ロードセル： ２ ｋｇ
【００３７】
１０） スリップ性
フィルムを張ったスレットを、フィルムを張ったガラス板の上に静置した後、ガラス板を傾けていきスレットが滑り出したときの傾き角θのｔａｎで評価する。東洋精機製作所製の摩擦角測定機を用い、以下の条件にて測定した。
測定面：金属ロール面／金属ロール面、 傾斜速度：２．７ °／ｓｅｃ、
スレッド重量：１ ｋｇ、 スレッド断面積：６５ ｃｍ２、面間圧力：１５ ｇ／ｃｍ２。
１１） 透明性（ヘイズ）
ＪＩＳ Ｋ７１０５に従い測定した。
１２） 耐衝撃性（フィルムインパクト）
東洋精機製作所製フィルムインパクトテスターにおいて１／２ インチ衝撃ヘッドを用いた衝撃破壊強度により評価した。
【００３８】
〔実施例２〜４〕
重合時のエチレン濃度及び水素濃度を表１のように設定して、エチレン含量及び分子量を調節した以外は全て実施例１と同様にして行なった。結果を表２に示す。
〔比較例１〕
重合時にジシクロペンチルジメトキシシランを供給せず、また、重合装置内のエチレン濃度を ３．４ ｍｏｌ％、水素濃度を ２．４ ｍｏｌ％として行った以外は実施例１と同様にして行なった。結果を表３に示す。
〔比較例２〕
フタル酸ジ−ｎ−ブチルの代わりにフタル酸ジエチルを、ジシクロペンチルジメトキシシランの代わりにシクロヘキシルメチルジメトキシシランを使用し、重合装置内のエチレン濃度を ２．６ ｍｏｌ％、水素濃度を ３．３ ｍｏｌ％として行った以外は実施例１と同様にして行なった。結果を表３に示す。
〔比較例３〕
フタル酸ジ−ｎ−ブチルの代わりにフタル酸ジエチルを、ジシクロペンチルジメトキシシランの代わりにシクロヘキシルメチルジメトキシシランを使用し、重合装置内のエチレン濃度を ２．２ ｍｏｌ％、水素濃度を ３．０ ｍｏｌ％として行った以外は実施例１と同様にして行なった。結果を表３に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
【発明の効果】
ポリプロピレンのフィルムが本来有する好ましい特性を損なうことなく、ヒートシール性、剛性、アンチブロッキング性、スリップ性、透明性に優れ、かつ製膜速度を高速化してもフィルム品質の低下が極めて小さい。そのため特にラミネートや共押出した積層フィルムのシーラント層として好適に使用できる。上記のような好ましい特性を有することから積層フィルムの基材層や単層フィルムとしても使用できる。
【００４３】
また、本発明によれば、１−ブテンその他の炭素数４ 以上のα−オレフィンを用いる必要はなく、エチレンとプロピレンの二元ランダム共重合体にて上記の品質のフィルムを得ることができるため、モノマーコストを低減することができる。さらに共重合量が少なく、容易に製造ができる範囲においてフィルム品質に望ましい効果を加えることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロピレン系共重合体及びそれからなるフィルムに関するものである。さらに詳しくは、プロピレンとエチレンの二元ランダム共重合体及びそれを成形したフィルムに関するものであり、このフィルムは特にラミネートや共押出した積層フィルムのシーラント層として好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
結晶性ポリプロピレンの二軸延伸フィルム（以下、ＯＰＰという。）は、その優れた剛性、透明性、および防湿性等を生かして広く包装用フィルムとして使用されている。しかし、ＯＰＰはヒートシール性に難点があり、従来からヒートシール性に優れた樹脂をシーラント層として、その片面ないし両面にラミネートした積層フィルムとして広く使用されてきた。
【０００３】
また、Ｔダイキャスト成形フィルムはパンの包装などに広く使用されているが、しばしばヒートシール性に優れた樹脂をシーラント層として、その片面ないし両面にラミネート、あるいは共押出した積層フィルムにして使用することが行われている。
これらの積層フィルムはヒートシールにより製袋され、内容物を充填した後に袋口をヒートシールにより閉じられて最終製品となる。従って、積層フィルムのシーラント層に要求される特性として最も重要なのは製袋及び内容物を充填した後の袋閉じ工程の生産性に直接関係している低温ヒートシール性である。また、充分なヒートシール強度を発現すること、フィルムの巻き返し工程を支障なく行うためスリップ性、及びアンチブロッキング性を発現すること及び外観や透明性も重要である。さらに、近年フィルム加工の生産性を上げるため大型成形機による高速製膜化がなされているが、その場合においてもフィルム品質が低下したりしないことが要求される。
【０００４】
低温ヒートシール性改良の手段としては従来よりエチレンやα−オレフィンを共重合させることが広く行われている。しかし充分な低温ヒートシール性改良効果を得るためには多量のエチレンやα−オレフィンを共重合させる必要があり、結果として従来技術においてはべとつき成分を多量に副成してしまい、例えば、アンチブロッキング性が大きく低下するなどの欠点が生じて実用に耐えるものとはならなった。また、この問題の解決方法として従来技術においてはべとつき成分を不活性溶媒中に溶解させて除去するという方法が試みられている。しかし、この際に低温ヒートシール性に寄与する低温融解性結晶成分もまた除去されてしまうことは避けがたく、結局、低温ヒートシール性の改良効果も不充分なものに終わっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、優れたヒートシール性を有し、かつ、剛性、アンチブロッキング性、スリップ性、透明性等、ポリプロピレンのフィルムが本来有する好ましい特性も兼ね備え、さらに製膜速度を高速化してもフィルム品質の低下が極めて小さいプロピレン系共重合体及びそれからなるフィルムを提供することを目的とするものである。
【０００６】
本発明者らはこのような状況を鑑み検討した結果、特定のプロピレン系共重合体及びそれからなるフィルムが上記の目的を達成できることを見出して本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下のプロピレン系ランダム共重合体の製造方法を提供するものである。
以下の触媒（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を用いてプロピレンとエチレンを共重合する、下記の(ｉ)〜(ｖ)を満足するプロピレン系ランダム共重合体の製造方法。
（Ａ）担体、チタン化合物、フタル酸ジ−ｎ−ブチルを接触させて得られる、マグネシウム、チタン、ハロゲンを必須成分とする固体触媒成分
（Ｂ）有機アルミニウム化合物
（Ｃ）ジシクロペンチルジメトキシシラン
(i) 共重合体中のエチレン単位の含有量（χ（wt％））が、3.5wt％を超えて4.9wt ％以下である。
(ii) 共重合体のメルトインデックス（ＭＩ(g/10min)）が、4〜12g/10minである。
(iii) 沸騰ジエチルエーテル抽出量（Ｅ（wt％））とχが、式 (I)の関係を満たす。
Ｅ ≦ 0.25χ＋1.1 （3.5＜χ≦4.9wt ％）・・・(I)
(iv) 示差走査型熱量計で測定した融点（Ｔm(℃)）とχが式(II)の関係を満たす。
Ｔm ≦ 140 （3.5＜χ≦4.9wt ％）・・・(II)
(v） 13Ｃ−ＮＭＲで測定したＰＰＰ連鎖部のアイソタクチックトライアッド分率（ｍｍ(mol％)）が、98.0mol％以上である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下に詳細に説明する。
本発明のプロピレン系共重合体は、プロピレンとエチレンを共重合したものであって、下記の▲１▼〜▲５▼を満足するものである。
▲１▼ プロピレン系共重合体中のエチレン単位の含有量（χ（ｗｔ ％））は、３ 〜１０ｗｔ％、好ましくは４ 〜９ ｗｔ％である。χが３ ｗｔ％未満の場合はヒートシール温度を充分に低くすることができない。χが１０ｗｔ％を超える場合は剛性が低下し、べとつき成分が多くなりアンチブロッキング性が低下する。
▲２▼ プロピレン系共重合体のメルトインデックス（ＭＩ（ｇ／１０ｍｉｎ））は、４ 〜１２ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは ５〜１０ ｇ／１０ｍｉｎである。ＭＩが４ ｇ／１０ｍｉｎ 未満の場合は透明性、フィルムインパクトが低下する。ＭＩが１２ ｇ／１０ｍｉｎを超える場合は成形不良が起こりやすくなる。
【０００９】
▲３▼ 沸騰ジエチルエーテル抽出量（Ｅ（ｗｔ ％））とχが式（Ｉ） または（ＩＩ） の関係を満たす。
Ｅ≦ ０．２５χ＋１．１ （χ＝３ 〜 ６ ｗｔ ％）・・・（Ｉ）
Ｅ≦ ２．６ （χ＝６ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＩＩ）
Ｅがこれらの範囲より多くなるとアンチブロッキング性が低下する。また、ヒートシール温度を充分に低くすることができない。
好ましくは、
Ｅ≦ ０．２０χ＋１．１ （χ＝３ 〜 ６ ｗｔ ％）・・・（Ｉ）’
Ｅ≦ ２．３ （χ＝６ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＩＩ）’
である。
▲４▼ 示差走査型熱量計で測定した融点（Ｔｍ（℃） ）とχが式（ＩＩＩ） または（ＩＶ）の関係を満たす。
Ｔｍ ≦ １４０ （χ＝３ 〜 ５ ｗｔ ％）・・・（ＩＩＩ）
Ｔｍ ≦ １６５−５ χ （χ＝５ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＩＶ）
Ｔｍ がこれらの範囲よりも高くなるとヒートシール温度を充分に低くすることができない。
好ましくは、
Ｔｍ ≦ １４０ （χ＝３ 〜 ４ ｗｔ ％）・・・（ＩＩＩ）’
Ｔｍ ≦ １６０−５ χ （χ＝４ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＩＶ）’
である。
▲５▼ １３Ｃ−ＮＭＲで測定したＰＰＰ部のアイソタクチックトライアッド分率 （ｍｍ（ｍｏｌ％））が、９８．０ ｍｏｌ％以上、好ましくは９８．５ ｍｏｌ％以上である。
ｍｍが９８．０ ｍｏｌ％未満では、べとつき成分が多くなり、アンチブロッキング性が低下する。また、結晶性が低下し、剛性が低くなる。さらに共重合量に対する融点降下が小さくなり、充分にヒートシール温度を低くすることができない。
上記に記載のプロピレン系共重合体を用いてなるフィルムは、ヒートシール性、剛性、アンチブロッキング性、スリップ性、透明性に優れ、かつ製膜速度を高速化してもフィルム品質の低下が極めて小さいフィルムとなる。
【００１０】
また、エチレンとプロピレンの共重合体からなるフィルムであって、下記の▲６▼〜▲８▼を満足するフィルムは、ヒートシール性、剛性、アンチブロッキング性、スリップ性、透明性に優れ、かつ製膜速度を高速化してもフィルム品質の低下が極めて小さいフィルムであって、積層フィルムのシーラント層等に好適に使用できる。
▲６▼ フィルムのコモノマー単位の含有量（χｆ（ｗｔ％））は、３ 〜１０ ｗｔ ％、好ましくは４ 〜９ ｗｔ％である。χｆ が３ ｗｔ％未満の場合はヒートシール温度を充分に低くすることができない。また、χｆ が１０ ｗｔ ％を超える場合は剛性、アンチブロッキング性が低下する。
【００１１】
▲７▼ 示差走査型熱量計で測定した１２０ ℃以下の融解熱量（ΔＨ１２０（Ｊ／ｇ）） と
χｆ が式（Ｖ） または（ＶＩ）の関係を満たす。
ΔＨ１２０ ≧ １４ （χｆ ＝３ 〜 ５ ｗｔ ％）・・・（Ｖ）
ΔＨ１２０ ≧ ５χｆ −１１ （χｆ ＝５ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＶＩ）
ΔＨ１２０ が、これらの範囲よりも少ないとヒートシール温度を充分に低くすることができない。
好ましくは、
ΔＨ１２０ ≧ １４ （χｆ ＝３ 〜 ５ ｗｔ ％）・・・（Ｖ）’
ΔＨ１２０ ≧ ８χｆ −２６ （χｆ ＝５ 〜１０ ｗｔ ％）・・・（ＶＩ）’
【００１２】
▲８▼ １３Ｃ−ＮＭＲで測定したＰＰＰ部のアイソタクチックトライアッド分率 （ｍｍｆ（ｍｏｌ ％））が、９８．０ ｍｏｌ％以上、好ましくは、９８．５ ｍｏｌ％以上である。
ｍｍｆ が９８．０ ｍｏｌ％未満では、べとつき成分が多くなり、アンチブロッキング性が低下する。また、結晶性が低下し、剛性が低くなる。さらに、共重合量に対する融点降下が小さくなり、充分にヒートシール温度を低くすることができない。
【００１３】
上記のプロピレン系共重合体は、以下に示すようにして製造することができるが、これに限定されるものではない。
製造に使用する触媒としては、マグネシウム、チタン、及びハロゲンを必須成分とする固体触媒成分、有機アルミニウム化合物等の有機金属化合物触媒成分、及び有機ケイ素化合物等の電子供与体化合物触媒成分から形成することができるが、代表的なものとして、以下のような触媒成分が使用できる。
固体触媒成分の好ましい担体となるものは、金属マグネシウムとアルコールとハロゲン及び／又はハロゲン含有化合物から得られる。この場合、金属マグネシウムは、顆粒状、リボン状、粉末状等のマグネシウムを用いることができる。また、この金属マグネシウムは、表面に酸化マグネシウム等の被覆が生成されていないものが好ましい。
【００１４】
アルコールとしては、炭素数１〜６の低級アルコールを用いるのが好ましく、特に、エタノールを用いると、触媒性能の発現を著しく向上させる上記担体が得られる。
ハロゲンとしては、塩素、臭素、又はヨウ素が好ましく、特にヨウ素を好適に使用できる。また、ハロゲン含有化合物としては、ＭｇＣｌ２ 、ＭｇＩ２ が好適に使用できる。
【００１５】
アルコールの量は、金属マグネシウム１モルに対して好ましくは２〜１００モル、特に好ましくは５〜５０モルである。
ハロゲン又はハロゲン含有化合物の使用量は、金属マグネシウム１グラム原子に対して、ハロゲン原子又はハロゲン含有化合物中のハロゲン原子が、０．０００１グラム原子以上、好ましくは０．０００５グラム原子以上、さらに好ましくは、０．００１グラム原子以上である。ハロゲン及びハロゲン含有化合物はそれぞれ１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１６】
金属マグネシウムとアルコールとハロゲン及び／又はハロゲン含有化合物との反応方法は、例えば、金属マグネシウムとアルコールとハロゲン及び／またはハロゲン含有化合物とを、還流下（約７９℃）で水素ガスの発生が認められなくなるまで（通常２０〜３０時間）反応させて、担体を得る方法である。これは、不活性ガス（例えば窒素ガス、アルゴンガス）雰囲気下で行うことが好ましい。
【００１７】
得られた担体を次の固体触媒成分の合成に用いる場合、乾燥させたものを用いてもよく、また濾別後ヘプタン等の不活性溶媒で洗浄したものを用いてもよい。また、この担体は粒状に近く、しかも粒径分布がシャープである。さらには、粒子一つ一つをとってみても、粒形度のばらつきは非常に小さい。この場合、下記の式（ＶＩＩ） で表される球形度（Ｓ） が １．６０ 未満、特に １．４０ 未満であり、かつ下記の式（ＶＩＩＩ） で表される粒径分布指数（Ｐ） が ５．０ 未満、特に ４．０ 未満であることが好ましい。
Ｓ＝（Ｅ１ ／Ｅ２ ）２ ・・・ （ＶＩＩ）
（ここで、Ｅ１ は粒子の投影の輪郭長、Ｅ２ は粒子の投影面積に等しい円の周長を示す。）
Ｐ＝Ｄ９０ ／Ｄ１０ ・・・ （ＶＩＩＩ）
（ここで、Ｄ９０は重量累積分率が９０％に対応する粒子径をいう。すなわち、Ｄ９０で表される粒子径より小さい粒子群の重量和が全粒子総重量和の９０％であることを示している。Ｄ１０も同様である。）
固体触媒成分の製造のため、上記の担体に少なくともチタン化合物を接触させてる。
【００１８】
このチタン化合物としては、一般式（ＩＸ）
ＴｉＸ１ ｎ（ＯＲ１）４−ｎ・・・（ＩＸ）
（式中、Ｘ１はハロゲン原子、特に塩素原子が好ましく、Ｒ１は炭素数１〜１０の炭化水素基、特に直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、Ｒ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同じでも異なってもよい。ｎは０〜４の整数である。）で表されるチタン化合物を用いることができる。具体的には、Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）４、Ｔｉ（Ｏ−Ｃ４Ｈ９）４、ＴｉＣｌ（Ｏ−Ｃ２Ｈ５）３、ＴｉＣｌ（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）３、ＴｉＣｌ（Ｏ−Ｃ４Ｈ９）３、ＴｉＣｌ２（Ｏ−Ｃ４Ｈ９）２、ＴｉＣｌ２（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）２、ＴｉＣｌ４等を挙げることができるが、特にＴｉＣｌ４が好ましい。
固体触媒成分は、上記の担体にさらに電子供与性化合物を接触させて得られる。この電子供与性化合物としては、フタル酸ジ−ｎ−ブチルを用いる。
また、上記の担体にチタン化合物と電子供与性化合物を接触させる際に、四塩化ケイ素等のハロゲン含有ケイ素化合物を接触させるとよい。
【００１９】
上記の固体触媒成分は、公知の方法で調製することができる。例えば、ペンタン、ヘキサン、ペプタン又はオクテン等の不活性炭化水素を溶媒に、上記の担体、電子供与性化合物及びハロゲン含有ケイ素化合物を投入し、攪拌しながらチタン化合物を投入する方法である。通常は、マグネシウム原子換算で担体１モルに対して電子供与性化合物は、０．０１〜１０モル、好ましくは０．０５〜５モルを加え、また、マグネシウム原子換算で担体１モルに対してチタン化合物は、１〜５０モル、好ましくは２〜２０モルを加え、０〜２００℃にて、５分〜１０時間の条件、好ましくは３０〜１５０℃にて３０分〜５時間の条件で接触反応を行えばよい。
なお、反応終了後は不活性炭化水素（例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン）で、生成した固体触媒成分を洗浄するのが好ましい。
【００２０】
また、触媒成分の内、有機金属化合物触媒成分としては、有機アルミニウム化合物を好適に用いることができる。
この有機アルミニウム化合物としては、一般式（Ｘ）
ＡｌＲ２ ｎＸ２ ３−ｎ・・・（Ｘ）
（式中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、Ｘ２はハロゲン原子であり、塩素原子または臭素原子が好ましい。ｎは１〜３の整数である。）で表される化合物が広く用いられる。具体的には、トリアルキルアルミニウム化合物、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロリド、ジイソブチルアルミニウムモノクロリド、ジエチルアルミニウムモノエトキシド、エチルアルミニウムセスキクロリド等が挙げることができる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
さらに、触媒成分の内、重合系に供する電子供与性化合物成分としては、ジシクロペンチルジメトキシシランを用いる。
【００２１】
上記の固体触媒成分は、前処理してから、重合に用いるとよい。例えば、ペンタン、ヘキサン、ペプタン又はオクテン等の不活性炭化水素を溶媒に、上記の固体触媒成分、有機金属化合物触媒成分及び電子供与性化合物成分を投入し、攪拌しながら、プロピレンを供給し、反応させる。また、通常、有機金属化合物触媒成分は、固体触媒成分中のチタン原子１モルに対して０．０１〜１０モル、好ましくは０．０５〜５モルを加え、電子供与性化合物成分は、固体触媒成分中のチタン原子１モルに対して０．０１〜２０モル、好ましくは０．１〜５モルを加えるとよい。プロピレンは、大気圧よりも高いプロピレンの分圧下で供給し、０〜１００℃にて、０．１〜２４時間前処理するとよい。なお、反応終了後は不活性炭化水素（例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン）で、前処理したものを洗浄するのが好ましい。
重合条件は、特に制限されず、公知の方法と同様の条件を用いることができる。例えば、大気圧よりも高いプロピレンの分圧下で、−８０〜１５０℃の温度下で、製造することができる。好ましくは、２０〜１５０℃の温度下で、プロピレンの分圧は大気圧〜４０ｋｇ／ｃｍ２Ｇ の範囲である。また、通常、有機金属化合物触媒成分は、固体触媒成分中のチタン原子１モルに対して０．１〜４００モル、好ましくは１〜２００モルを加え、電子供与性化合物成分は、固体触媒成分中のチタン原子１モルに対して０．１〜１００モル、好ましくは１〜５０モルを加えるとよい。
【００２２】
また、エチレン分圧は、所望のエチレン含量になるようにエチレン供給量で調節し、共重合体の分子量は、所望の分子量になるように水素供給量で調節する。本発明のプロピレン系共重合体には、常用される酸化防止剤、中和剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤または耐電防止剤などを必要に応じて配合することができる。
【００２３】
また、本発明のプロピレン系共重合体は、溶融押出成形法によりフィルムに製膜できる。例えば、Ｔダイキャスト製膜法において、引取速度が５０ ｍ／ｍｉｎまたはこれ以上の高速製膜条件においても、厚みが １０ 〜５００ μｍ のフィルムの製膜に好適に使用できる。また、前述した好ましい特性を有することから、共押出製膜法による積層フィルムの製造に際して、その少なくとも一層成分としても好適に使用できる。
【００２４】
製膜法は大型製膜機により高速製膜が実施されるＴダイキャスト製膜法が好ましいが、特にこれに限らず、溶融押出成形法によりフィルムを製造する方法であれば、どのような製膜法においても本発明のプロピレン系共重合体は好適に使用できる。
【００２５】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
（１） マグネシウム化合物の調整
攪拌機付き反応槽（内容積５００ リットル） 窒素ガスで充分に置換し、エタノール ９７．２ ｋｇ、ヨウ素６４０ ｇ 、及び金属マグネシウム６．４ ｋｇを投入し、攪拌しながら還流条件下で系内から水素ガスの発生が無くなるまで反応させ、固体状反応生成物を得た。この固体状反応生成物を含む反応液を減圧乾燥させることにより目的のマグネシウム化合物（固体触媒の担体）を得た。
（２） 固体触媒成分の調整
窒素ガスで充分に置換した攪拌機付き反応槽（内容積５００ リットル）に、前記マグネシウム化合物（粉砕していないもの） ３０ ｋｇ、精製ヘプタン（ｎ−ヘプタン）１５０ リットル、四塩化ケイ素 ４．５ リットル 、及びフタル酸ジ−ｎ−ブチル ５．４ リットル を加えた。系内を ９０ ℃に保ち、攪拌しながら四塩化チタン１４４ リットルを投入して１１０ ℃で２ 時間反応させた後、固体成分を分離して ８０ ℃の精製ヘプタンで洗浄した。さらに、四塩化チタン２２８ リットルを加え、１１０ ℃で２ 時間反応させた後、精製ヘプタンで充分に洗浄し、固体触媒成分を得た。
（３） 前処理
内容積５００ リットルの攪拌機付き反応槽に精製ヘプタン２３０ リットルを投入し、前記の固体触媒成分を ２５ ｋｇ、トリエチルアルミニウムを固体触媒成分中のチタン原子に対して１．０ ｍｏｌ／ｍｏｌ 、ジシクロペンチルジメトキシシランを１．８ ｍｏｌ／ｍｏｌ の割合で供給した。その後、プロピレンをプロピレン分圧で０．３ ｋｇ／ｃｍ２Ｇ になるまで導入し、 ２５ ℃で４ 時間反応させた。反応終了後、固体触媒成分を精製ヘプタンで数回洗浄し、更に二酸化炭素を供給し ２４ 時間攪拌した。
（４） 重合
内容積２００ リットルの攪拌機付き重合装置に前記処理済の固体触媒成分を成分中のチタン原子換算で３ ｍ ｍｏｌ／ｈｒで、トリエチルアルミニウムを４ ｍ ｍｏｌ／ ｋｇ−ＰＰで、ジシクロペンチルジメトキシシランを１ ｍ ｍｏｌ／ ｋｇ−ＰＰでそれぞれ供給し、重合温度 ８０ ℃、重合圧力（全圧）２８ｋｇ／ｃｍ２Ｇ でプロピレンとエチレンを反応させた。この時、重合装置内のエチレン濃度を、２．９ ｍｏｌ ％、水素濃度を、５．６ ｍｏｌ ％とし、所望のエチレン含有量及び分子量となるようにした。
【００２６】
（５） 添加剤処方
こうして得たプロピレン系共重合体パウダーに以下の添加剤を処方し、混練機にて押出造粒した。
１） 酸化防止剤
チバガイギー社製のイルガノックス１０１０：１０００ ｐｐｍ
及びチバガイギー社製のイルガノックス １６８：１０００ ｐｐｍ
２） 中和剤 ステアリン酸カルシウム：１０００ ｐｐｍ
３） アンチブロッキング剤 ：２０００ ｐｐｍ
４） スッリプ剤 エルカ酸アミド：１０００ ｐｐｍ
【００２７】
（６） 製膜方法
前記の（５）で得たプロピレン系共重合体ペレットについて、三菱重工製 ７５ ｍｍφ成形機を用い、膜厚 ３０ μｍ のフィルムを以下の成形条件で製膜した。
フィルム成形（Ｔダイキャスト成形）条件
加工温度：２５０ ℃、 チルロール温度： ４０ ℃、
引取速度：１２５ ｍ／ｍｉｎ 。
（７） 評価
こうして得たプロピレン系共重合体ペレットについては、そのポリマー特性を、フィルムについては、そのポリマー特性、及び品質を（８） １） 〜２）の方法に従って評価した。結果を表２またはに示す。
（８） ポリマー特性、及びフィルム品質の測定方法
なおフィルムの品質（項目 ７） 〜１２） ）は全て試料を温度２３±２ ℃、湿度５０±１０ ％で、 １６ 時間以上状態調節した後、同じ温度、湿度条件下にて、測定を行った。
【００２８】
１） 共重合体中、及びフィルム中のエチレン単位の含有量（χ、χｆ ｗｔ％）
エチレン含有量は以下の条件にて３００ μｍ 厚のシートを作成し、日本分光製ＦＴ／ＩＲ５３００を用い７１８ 、７３３ ｃｍ−１の吸光度から次式により計算した。
・シート成形条件
プレス温度：２２０ ℃、 加、冷圧時の圧締圧： ５０ ｋｇ／ｃｍ２Ｇ 、
余熱：５ ｍｉｎ 、 加圧：５ ｍｉｎ 、 冷圧：３ ｍｉｎ 。
・ＩＲ測定条件
積算回数： ２０ 回、 分解能：４ ｃｍ−１、
エチレン含量（χ（ｗｔ％））
χ１ ＝０．５９９ ×（Ａ７３３ ／ｄ・ｌ）−０．１６１ ×（ Ａ７１８ ／ｄ・ｌ）
χ２ ＝０．５９９ ×（Ａ７１８ ／ｄ・ｌ）−０．１６１ ×（Ａ７３３ ／ｄ・ｌ）
χ＝０．８０９ ×（χ１ ＋χ２ ）
但し、Ａ７１８ ：７１８ ｃｍ−１の吸光度、Ａ７３３ ：７３３ ｃｍ−１の吸光度、ｄ：０．９ 、ｌ：試料の厚さ。
２） メルトインデックス（ＭＩ（ｇ／１０ｍｉｎ） ）
ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、温度２３０ ℃、荷重２１６０ｇで測定した。
３） ジエジエチルエーテル抽出量（Ｅ（ｗｔ％））
１ ｍｍφメッシュパスの大きさに粉砕したペレットを円筒濾紙に３ ｇ 、抽出溶剤のジエチルエーテルを平底フラスコに１６０ ｍｌ入れ、リフラックス頻度を１ 回／５ ｍｉｎ 程度にしてソックスレー抽出器で １０ 時間抽出する。抽出後、ジエチルエーテルをエバポレーターで回収し、さらに真空乾燥器で、恒量になるまで乾燥し沸騰ジエチルエーテル抽出量（Ｅ）とした。
４） 示差走査型熱量計で測定した共重合体の融点（Ｔｍ （ ℃））
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製 ＤＳＣ７）を用いて、あらかじめ試料 １０ ｍｇを窒素雰囲気下２３０ ℃で３ ｍｉｎ 溶融した後、 １０ ℃／ｍｉｎで ４０ ℃まで降温する。この温度で３ ｍｉｎ 保持した後、 １０ ℃／ｍｉｎで昇温させて得られた融解吸熱カーブの最大ピークのピークトップを融点とした。
【００２９】
５） １３Ｃ−ＮＭＲで測定した共重合体、及びフィルムのＰＰＰ連鎖部のアイソタクチックトライアッド分率（ｍｍ、ｍｍｆ ）
ポリプロピレン系共重合体のＰＰＰ連鎖部のアイソタクチックトライアッド分率は、共重合体分子鎖のＰＰＰ連鎖におけるトライアッド単位のアイソタクチック分率 であり、１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルから求めることができる。
ホモプロピレンの場合は、次の式（１）でそれを計算できる。
【００３０】
【数１】
ｍｍｆ （ｍｏｌ ％）も同じ。
但し、Ｉｍｍ、Ｉｍｒ及びＩｒｒは、１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルでメチル炭素領域をｍｍ、ｍｒ及びｒｒの３領域に区分けしたときの、それぞれの領域のピーク強度を示す。ｍｍ領域は化学シフトで２１．４〜２２．２ｐｐｍ、ｍｒ領域は化学シフトで２０．６〜２１．４ｐｐｍ、ｒｒ領域は化学シフトで１９．８〜２０．６ｐｐｍである。
【００３２】
ポリプロピレン系共重合体の場合は、エチレンに隣接するプロピレンのメチル炭素の吸収位置がエチレンにより影響を受ける。具体的には、ＥＰＥ連鎖中のプロピレンのメチル炭素の吸収ピークは、ｒｒ領域に現れ、ＰＰＥ連鎖の中央のプロピレンのメチル炭素の吸収ピークはｍｒ領域に現れる。
このＥＰＥ連鎖中のプロピレンのメチル炭素の吸収ピーク強度は、Ｔδδ（３３．３ｐｐｍ）のピーク強度で代用ができる。また、このＰＰＥ連鎖中のプロピレンのメチル炭素の吸収ピーク強度は、Ｓαγ（３８．０ｐｐｍ）のピーク強度で代用ができる。
【００３３】
そこで、ポリプロピレン系共重合体のＰＰＰ連鎖のトリアッド単位のアイソタクチック分率を求めるには、次の式（２）を用いる。
【００３４】
【数２】
ｍｍｆ （ｍｏｌ ％）も同じ。
１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、日本電子社製のＪＮＭ−ＥＸ４００型ＮＭＲ装置を用いて測定した。測定条件は、以下のとおりである。
試料濃度 ： ２２０ｍｇ／ＮＭＲ溶媒 ３ ｍｌ
ＮＭＲ溶媒 ： １，２，４− トリクロロベンゼン／重ベンゼン（９０／１０ｖｏｌ％）
測定温度 ： １３０℃
パルス幅 ： ４５°
パルス繰返し時間 ： ４ 秒
積算回数 ： ４０００ 回
６） 示差走査型熱量計で測定したフィルムの１２０ ℃以下の融解熱量（ΔＨ１２ ０ （Ｊ／ｇ） ）
示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製 ＤＳＣ７）を用いて、あらかじめ試料 １０ ｍｇを窒素雰囲気下 ２５ ℃で３ ｍｉｎ 保持した後、 １０ ℃／ｍｉｎで昇温させて得られた融解吸熱カーブの最大ピークにおける１２０ ℃以下部分の融解熱量を計算した。
７） ヒートシール特性
ＪＩＳ Ｋ−１７０７に準拠して測定した。融着条件を以下に記す。なおヒートシールバーの温度は表面温度計により較正されている。シール後、室温で一昼夜放置し、その後室温で剥離速度を ２００ ｍｍ／ｍｉｎ にしてＴ型剥離法で剥離強度を測定した。ヒートシール温度は剥離強度が３００ ｇ／１５ｍｍになる温度をシール強度−剥離強度曲線から計算して求めた。
シール時間：２ ｓｅｃ 、 シール面積：１５×１０ ｍｍ 、
シール圧力：５．３ ｋｇ／ｃｍ２ シール温度：ヒートシール温度を内挿できるように数点。
【００３６】
８） 引張弾性率
ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠した引張試験により測定した。測定条件は以下のとおりとした。
クロスヘッド速度 ： ５００ ｍｍ／ｍｉｎ、測定方向：マシン方向（ＭＤ方向）
ロードセル ： １０ ｋｇ
９） アンチブロッキング性
重ね合わせた二枚のフィルムについて以下の２ つの条件で密着させた後の引剥強度により評価した。
条件−１ 温度： ６０ ℃、時間：３ ｈｒｓ 、荷重： ３６ ｇ／ｃｍ２
条件−２ 温度： ５０ ℃、時間：７ Ｄａｙｓ、荷重： １５ ｇ／ｃｍ２
引剥試験の条件は次のとおりである。
テストスピード ： ２０ ｍｍ／ｍｉｎ、 ロードセル： ２ ｋｇ
【００３７】
１０） スリップ性
フィルムを張ったスレットを、フィルムを張ったガラス板の上に静置した後、ガラス板を傾けていきスレットが滑り出したときの傾き角θのｔａｎで評価する。東洋精機製作所製の摩擦角測定機を用い、以下の条件にて測定した。
測定面：金属ロール面／金属ロール面、 傾斜速度：２．７ °／ｓｅｃ、
スレッド重量：１ ｋｇ、 スレッド断面積：６５ ｃｍ２、面間圧力：１５ ｇ／ｃｍ２。
１１） 透明性（ヘイズ）
ＪＩＳ Ｋ７１０５に従い測定した。
１２） 耐衝撃性（フィルムインパクト）
東洋精機製作所製フィルムインパクトテスターにおいて１／２ インチ衝撃ヘッドを用いた衝撃破壊強度により評価した。
【００３８】
〔実施例２〜４〕
重合時のエチレン濃度及び水素濃度を表１のように設定して、エチレン含量及び分子量を調節した以外は全て実施例１と同様にして行なった。結果を表２に示す。
〔比較例１〕
重合時にジシクロペンチルジメトキシシランを供給せず、また、重合装置内のエチレン濃度を ３．４ ｍｏｌ％、水素濃度を ２．４ ｍｏｌ％として行った以外は実施例１と同様にして行なった。結果を表３に示す。
〔比較例２〕
フタル酸ジ−ｎ−ブチルの代わりにフタル酸ジエチルを、ジシクロペンチルジメトキシシランの代わりにシクロヘキシルメチルジメトキシシランを使用し、重合装置内のエチレン濃度を ２．６ ｍｏｌ％、水素濃度を ３．３ ｍｏｌ％として行った以外は実施例１と同様にして行なった。結果を表３に示す。
〔比較例３〕
フタル酸ジ−ｎ−ブチルの代わりにフタル酸ジエチルを、ジシクロペンチルジメトキシシランの代わりにシクロヘキシルメチルジメトキシシランを使用し、重合装置内のエチレン濃度を ２．２ ｍｏｌ％、水素濃度を ３．０ ｍｏｌ％として行った以外は実施例１と同様にして行なった。結果を表３に示す。
【００３９】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
ポリプロピレンのフィルムが本来有する好ましい特性を損なうことなく、ヒートシール性、剛性、アンチブロッキング性、スリップ性、透明性に優れ、かつ製膜速度を高速化してもフィルム品質の低下が極めて小さい。そのため特にラミネートや共押出した積層フィルムのシーラント層として好適に使用できる。上記のような好ましい特性を有することから積層フィルムの基材層や単層フィルムとしても使用できる。
【００４３】
また、本発明によれば、１−ブテンその他の炭素数４ 以上のα−オレフィンを用いる必要はなく、エチレンとプロピレンの二元ランダム共重合体にて上記の品質のフィルムを得ることができるため、モノマーコストを低減することができる。さらに共重合量が少なく、容易に製造ができる範囲においてフィルム品質に望ましい効果を加えることができる。
Claims (1)
- 以下の触媒（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を用いてプロピレンとエチレンを共重合する、下記の(ｉ)〜(ｖ)を満足するプロピレン系ランダム共重合体の製造方法。
（Ａ）担体、チタン化合物、フタル酸ジ−ｎ−ブチルを接触させて得られる、マグネシウム、チタン、ハロゲンを必須成分とする固体触媒成分
（Ｂ）有機アルミニウム化合物
（Ｃ）ジシクロペンチルジメトキシシラン
(i) 共重合体中のエチレン単位の含有量（χ（wt％））が、3.5wt％を超えて4.9wt ％以下である。
(ii) 共重合体のメルトインデックス（ＭＩ(g/10min)）が、4〜12g/10minである。
(iii) 沸騰ジエチルエーテル抽出量（Ｅ（wt％））とχが、式 (I)の関係を満たす。
Ｅ ≦ 0.25χ＋1.1 （3.5＜χ≦4.9wt ％）・・・(I)
(iv） 示差走査型熱量計で測定した融点（Ｔm(℃)）とχが式(II)の関係を満たす。
Ｔm ≦ 140 （3.5＜χ≦4.9wt ％）・・・(II)
(ｖ） 13Ｃ−ＮＭＲで測定したＰＰＰ連鎖部のアイソタクチックトライアッド分率（ｍｍ(mol％)）が、98.0mol％以上である。
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