JP4544421B2 - ポリエチレン樹脂フィルム - Google Patents
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Description
(ア)190℃で測定したメルトフローレート(以下、MFRと言う。)が0.1〜100g/10分であり、
(イ)密度が870〜950kg/m3であり、
(ウ)GPC法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が2.0〜4.0であり、
(エ)温度上昇溶離分別によって得られる微分溶出曲線のピークが2つ以上存在し、該ピーク温度が15℃以上90℃未満の範囲にあり、
(オ)該微分溶出曲線の最大ピークの高さ(H1)とその次に高いピークの高さ(H2)との比(H2/H1)が0.25以上であり、
(カ)該微分溶出曲線の個々のピーク高さ(H)と該ピークの高さの1/2における幅(W)の比(W/H)と該ピーク温度(T)が下記式(1)を満たす。
以下に本発明について詳細に説明する。
式中、Creaは、反応器内のα−オレフィン/エチレンのモノマー比(モル/モル)を、またCpolyは得られる共重合体に含まれるα−オレフィン/エチレンのモノマー比(モル/モル)を示す。また、rはその商(係数)である。また、Cpolyは既知の方法、例えば、13C−NMR測定により求められる。
MFR < EXP(12.6 × Ln(RxT) − 0.10967 × d + 32.5) (3)’
[式中、MFRは荷重2.16kg、温度190℃条件でのメルトフローレート(g/10分)を示し、RxTは重合器の内温もしくは重合器内に温度分布がある場合には観測された温度の平均値(℃)を示し、dは得られたエチレン・α−オレフィン共重合体の密度(kg/m3)を示す。]
さらに、もう一方のメタロセン触媒は、前記rと同様の条件により得られたエチレン・α−オレフィン共重合体が下記一般式(4)を満足することが好ましく、下記一般式(4)’を満足することが特に好ましい。
MFR > EXP(12.6 × Ln(RxT) − 0.10967 × d + 32.5) (4)’
[式中、MFRは荷重2.16kg、温度190℃条件でのメルトフローレート(g/10分)を示し、RxTは重合器の内温もしくは重合器内に温度分布がある場合には観測された温度の平均値(℃)を示し、dは得られたエチレン・α−オレフィン共重合体の密度(kg/m3)を示す。]
メタロセン触媒の構成成分の一つである活性化助触媒としては、特に限定はなく、公知のものはすべて使用することができる。具体的には、下記一般式(5)で表されるプロトン酸、
一般式(6)で表されるイオン化イオン性化合物、一般式(7)で表されるルイス酸、一般式(8)で表されるルイス酸性化合物、粘土鉱物、塩化マグネシウム化合物、スルホン酸塩、またはカルボン酸誘導体などを挙げることができる。
[GR2 p][E(Ar)4] (6)
[D][E(Ar)4] (7)
E(Ar)3 (8)
(式中、Hは水素原子であり、Eはホウ素原子またはアルミニウム原子である。R1はエーテル類、脂肪族アミン類、芳香族アミン類、ホスフィン類等のルイス塩基、R2はR1で例示したルイス塩基または置換もしくは無置換のシクロペンタジエニル基である。Gはリチウム原子、鉄原子または銀原子であり、Dはカルボニウムカチオンまたはトロピリウムカチオンである。Arは互いに同じでも異なっていてもよく、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子,炭化水素基もしくはヘテロ原子含有炭化水素基で置換されたアリール基もしくはアラルキル基、または炭化水素基もしくはヘテロ原子含有炭化水素基を有するシリル基で置換されたアリール基もしくはアラルキル基であり、好ましくはアリール基、ハロゲン,炭化水素基もしくはヘテロ原子含有炭化水素基で置換されたアリール基、または炭化水素基もしくはヘテロ原子含有炭化水素基を有するシリル基で置換されたアリール基である。pは0、1または2である。)
さらにメタロセン触媒に用いられる有機金属化合物としては、少なくとも1つの炭化水素基を有する周期表第1、2、13族の金属原子、スズ原子または亜鉛原子を有するものであり、特に限定するものではないが、例えば、下記一般式(9)、(10)または(11)で表される化合物を挙げることができる。
(式中、R3は互いに同じでも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アミノ基、アルコキシ基、または炭化水素基で置換されたアミノ基もしくはアルコキシ基を示し、そのうち少なくとも1つは炭化水素基である。)
(R4)2Mg (10)
(式中、R4は互いに同じでも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アミノ基、アルコキシ基、または炭化水素基で置換されたアミノ基もしくはアルコキシ基を示し、そのうち少なくとも1つは炭化水素基である。)
R5Li (11)
(式中、R5は水素原子または炭化水素基である。)
メタロセン触媒調製の際の遷移金属化合物および活性化助触媒の量比は、活性化助触媒が一般式(5)、(6)、(7)、(8)で表される化合物、スルホン酸塩またはカルボン酸誘導体である場合、遷移金属化合物:活性化助触媒=10:1〜1:1000のモル比が好ましく用いられ、特に好ましくは3:1〜1:100の範囲が用いられる。また、さらに有機金属化合物を用いる際の遷移金属化合物と有機金属化合物の比は特に制限はないが、遷移金属化合物:有機金属化合物の金属原子当たりのモル比は100:1〜1:100000の範囲が好ましく用いられ、さらに好ましくは1:1〜1:10000の範囲が用いられる。有機金属化合物の使用量が10000倍モルを超えると脱灰の工程を考慮する必要がある。また、触媒安定性および触媒毒の除去の観点を考えあわせると、遷移金属化合物:有機金属化合物を1:1〜1:1000のモル比で使用することが特に好ましい。
W/H<1.70−0.016T (1)
で示される関係にあり、好ましくは下記式(1)’
W/H<1.65−0.016T (1)’
で示される関係にあり、更に好ましくは下記式(1)”
W/H<1.60−0.016T (1)”
で示される関係にある。(1)式を満たさない場合は、インフレーション成形により得られたフィルムの引張強度が低下するとともに、ブロッキングの原因となるべたつき成分が増加するので好ましくない。
本発明に用いられる直鎖状低密度ポリエチレンは、2種類以上のメタロセン触媒を用いて単一反応器により重合することが、得られた樹脂組成物の均一性を高め、インフレーション成形により得られたフィルムの引張強度、引裂強度、衝撃強度を向上させる上で好ましい。個別のメタロセン触媒を用いて異なる反応器で重合した直鎖状低密度ポリエチレンを押出機、ニーダー等を用いて機械的に溶融混合した直鎖状低密度ポリエチレン樹脂組成物は、前記微分溶出曲線が本発明に用いられる直鎖状低密度ポリエチレンと同一であったとしても、フィルムの衝撃強度が低いものとなる。
<MFR>
JIS K 6922−1(1997)に準拠し、190℃、2.16kg荷重で測定した。
<密度>
JIS K 6922−1(1997)に準拠し、密度勾配管により測定した。
微分溶出曲線を計算した。
<分子量分布>
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により下記条件で測定した。
[装置]HLC−8121GPC/HT(東ソー株式会社製)
[測定条件]カラム:TSKgel GMHHR−H(20)HT×3本
[溶離液]1,2,4−トリクロルベンゼン、酸化防止剤(BHT0.05%)
[流速]1.0ml/分
[試料濃度]1.0mg/ml
[注入量]0.3ml
[カラム温度]140℃
[検出器]HLC−8121GPC/HT
<微分溶出曲線>
クロス分別測定装置を用いて下記条件で測定した。
[装置]CFC T−101(三菱化学社製)
[溶離液]オルトジクロロベンゼン
[試料濃度]2.5mg/mol
[注入量]0.5ml
[溶出温度]0,5,10,15,20,25,30,35,40,50,55,60,65,70,73,76,79、82,85,88、91,94,97,100,120,1140℃
[測定方法]
サンプルループへ注入された試料を、1℃/分の速度で140℃から0℃の温度まで冷却し、TREFカラムにコーティングさせた。TREFカラムを0℃で更に30分間保持した後、TREFカラムを以下に示す条件において昇温し、上記各溶出温度に5分間保持した後、溶解している成分を1ml/分の流速でTREFカラムからGPCカラム(東ソー(株)製 TSKgel GMHHR−H(20)1本、東ソー(株)製 TSKgel GMHHR−H(S)2本)へ注入した。
<フィルムの成形方法>
フィルム成形は、空冷インフレーション成形機(株式会社プラコー製、型式 LL−50B)により行った。押出機のシリンダー温度を180℃に保持して押出した樹脂を180℃に加温したサーキュラーダイ(リップクリアランス1.5mm)に導入し、ブロー比2.0、引取速度25.0m/minで厚さ50μmの空冷インフレーションフィルムを作製した。
<バブル安定性>
上記、フィルムの成形方法に基づきフィルムを成形する際のバブル安定性の良否を目視で確認した。
○;バブルの揺れ無し。
×;バブルの揺れ有り。
<フィルム外観>
上記、フィルムの成形方法に基づき得られたフィルムの外観の良否を目視で確認した。
○;フィルム表面の荒れおよびゲル無し。
×;フィルム表面の荒れ有り。
×;ゲル有り。
<引張破壊応力および引張破壊呼び歪>
前記インフレーションフィルムを用いて、JIS K 6922−2(1997年)に準拠して測定した。フィルムを打抜いて2号形試験片を作製し、島津製作所製引張試験機(DCS−100)を使用して試験片が破壊した場合の応力と呼び歪を測定した。
[メタロセン触媒(A)の調製例]
塩酸ジメチルアニリニウム69gを300mLの水に加え、これをモンモリロナイト300gが入った水3Lに加えた。この上澄み液を除去した後、水、エタノールで洗浄した。その後減圧乾燥し、粉砕することで得られた変性モンモリロナイトを活性化助触媒として用い、遷移金属化合物としてジフェニルメチレン(4‐フェニル‐1−インデニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを用い、有機金属化合物としてトリイソブチルアルミニウムを用いて、遷移金属化合物1μモルZr原子当たり活性化助触媒30mg(30μモル)、有機金属化合物450μモルAl原子を加え、遷移金属化合物の濃度が250μモル/Lとなるように脂肪族飽和炭化水素溶媒で希釈して調製したものをメタロセン触媒(A)として用いた。
[メタロセン触媒(B)の調製例]
塩酸ジメチルアニリニウム69gを300mLの水に加え、これをモンモリロナイト300gが入った水3Lに加えた。この上澄み液を除去した後、水、エタノールで洗浄した。その後減圧乾燥し、粉砕することで得られた変性モンモリロナイトを活性化助触媒として用い、遷移金属化合物としてジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを用い、有機金属化合物としてトリイソブチルアルミニウムを用いて、遷移金属化合物1μモルZr原子当たり活性化助触媒30mg(30μモル)、有機金属化合物450μモルAl原子を加え、遷移金属化合物の濃度が250μモル/Lとなるように脂肪族飽和炭化水素溶媒で希釈して調製したものをメタロセン触媒(B)として用いた。
[直鎖状低密度ポリエチレンの製造]
10Lの攪拌機付き反応器を用いて、メタロセン触媒(A)およびメタロセン触媒(B)をメタロセン触媒(A)/(B)比=1/1(Zr原子モル比)で連続的に供給し、反応圧力を90MPa、1−ヘキセンの系内濃度を15.7mol%として反応器の内温を185〜260℃として、1500rpmで攪拌しながら連続的に重合し、直鎖状低密度ポリエチレンを製造した。尚、メタロセン触媒(A)としてメタロセン触媒(A)の調製例、メタロセン触媒(B)としてメタロセン触媒(B)の調製例で得られたものをそれぞれ用いた。
[直鎖状低密度ポリエチレン(a)の製造]
10Lの攪拌機付き反応器を用いて、メタロセン触媒(A)およびメタロセン触媒(B)をメタロセン触媒(A)/(B)比=1/1(Zr原子モル比)で連続的に供給し、反応圧力を90MPa、1−ヘキセンの系内濃度を20.5mol%として反応器の内温を180〜270℃として、1500rpmで攪拌しながら連続的に重合し、直鎖状低密度ポリエチレンを製造した。尚、メタロセン触媒(A)としてメタロセン触媒(A)の調製例、メタロセン触媒(B)としてメタロセン触媒(B)の調製例で得られたものをそれぞれ用いた。
[直鎖状低密度ポリエチレン(a)の製造]
10Lの攪拌機付き反応器を用いて、メタロセン触媒(A)およびメタロセン触媒(B)をメタロセン触媒(A)/(B)比=1/1(Zr原子モル比)で連続的に供給し、反応圧力を90MPa、1−ヘキセンの系内濃度を30.5mol%として反応器の内温を172〜234℃として、1500rpmで攪拌しながら連続的に重合し、直鎖状低密度ポリエチレンを製造した。尚、メタロセン触媒(A)としてメタロセン触媒(A)の調製例、メタロセン触媒(B)としてメタロセン触媒(B)の調製例で得られたものをそれぞれ用いた。
[直鎖状低密度ポリエチレン(a)の製造]
10Lの攪拌機付き反応器を用いて、メタロセン触媒(A)およびメタロセン触媒(B)をメタロセン触媒(A)/(B)比=1/1(Zr原子モル比)で連続的に供給し、反応圧力を90MPa、1−ヘキセンの系内濃度を12.2mol%として反応器の内温を185〜270℃として、1500rpmで攪拌しながら連続的に重合し、直鎖状低密度ポリエチレンを製造した。尚、メタロセン触媒(A)としてメタロセン触媒(A)の調製例、メタロセン触媒(B)としてメタロセン触媒(B)の調製例で得られたものをそれぞれ用いた。
参考例1に示した直鎖状低密度ポリエチレン(a−1)を<フィルムの成形方法>に示した方法により成形し、空冷インフレーションフィルムを作製した。
直鎖状低密度ポリエチレン(a−1)の代わりに、参考例2で得られた直鎖状低密度ポリエチレン(a−2)とした以外は、実施例1と同様の方法により空冷インフレーションフィルムを作製した。
直鎖状低密度ポリエチレン(a−1)の代わりに、参考例2で得られた直鎖状低密度ポリエチレン(a−3)とした以外は、実施例1と同様の方法により空冷インフレーションフィルムを作製した。
直鎖状低密度ポリエチレン(a−1)の代わりに、参考例2で得られた直鎖状低密度ポリエチレン(a−4)とした以外は、実施例1と同様の方法により空冷インフレーションフィルムを作製した。
直鎖状低密度ポリエチレン(a−1)の代わりにメタロセン触媒により得られた直鎖状低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン株式会社製、商品名ハーモレックスNC479A;MFR3.5g/10min、密度925kg/m3)(以下、(a−5)という。)とした以外は、実施例1と同様の方法により空冷インフレーションフィルムを作製した。
得られたポリエチレン樹脂フィルムは、インフレーション成形時のバブルの安定性が不良であり、得られたフィルムは表面荒れが発生し、フィルム外観に劣るものであった。
直鎖状低密度ポリエチレン(a−1)の代わりにメタロセン触媒により得られた直鎖状低密度ポリエチレン(ダウケミカル社製、商品名アフィニティーPL1845;MFR3.5g/10min、密度910kg/m3)(以下、(a−6)という。)とした以外は、実施例1と同様の方法により空冷インフレーションフィルムを作製した。
得られたポリエチレン樹脂フィルムは、インフレーション成形時のバブルの安定性が不良であり、得られたフィルムは表面荒れが発生し、フィルム外観に劣るものであった。
直鎖状低密度ポリエチレン(a−1)の代わりにメタロセン触媒により得られた直鎖状低密度ポリエチレン(ダウケミカル社製、商品名アフィニティーFM1570;MFR1.0g/10min、密度915kg/m3)(以下、(a−7)という。)とした以外は、実施例1と同様の方法により空冷インフレーションフィルムを作製した。
得られたポリエチレン樹脂フィルムは、インフレーション成形時のバブルの安定性が不良であり、得られたフィルムは表面荒れが発生し、フィルム外観に劣るものであった。
a:ピーク1の1/2高さにおける垂線と他のピークとの重なりがない側の幅
(ピーク1における1/2高さの幅:W=a×2)
c:ピーク2における1/2高さの幅(W)
Claims (4)
- 下記(ア)〜(カ)の要件を満たす、ジフェニルメチレン(4−フェニル−1−インデニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(r=0.11)及びジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(r=0.07)からなる触媒により重合された直鎖状低密度ポリエチレンからなることを特徴とするポリエチレン樹脂フィルム。
(ア)190℃で測定したメルトフローレート(以下、MFRと言う。)が0.1〜100g/10分であり、
(イ)密度が870〜950kg/m3であり、
(ウ)GPC法により求めた分子量分布(Mw/Mn)が2.0〜4.0であり、
(エ)温度上昇溶離分別によって得られる微分溶出曲線のピークが2つ以上存在し、該ピーク温度が15℃以上90℃未満の範囲にあり、
(オ)該微分溶出曲線の最大ピークの高さ(H1)とその次に高いピークの高さ(H2)
との比(H2/H1)が0.25以上であり、
(カ)該微分溶出曲線の個々のピーク高さ(H)と該ピークの高さの1/2における幅(W)の比(W/H)と該ピーク温度(T)が下記式(1)を満たす。
W/H<1.70−0.016T (1)
r=Cpoly/Crea (2)
(式中、Creaは、反応器内のα−オレフィン/エチレンのモノマー比(モル/モル)を、またCpolyは得られる共重合体に含まれるα−オレフィン/エチレンのモノマー比(モル/モル)を示す。) - 直鎖状低密度ポリエチレンが、2種類のメタロセン触媒を用いて単一の反応器において重合することを特徴とする請求項1に記載のポリエチレン樹脂フィルム。
- フィルムの厚みが20〜300μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリエチレン樹脂フィルム。
- 共押出成形法またはラミネート法により成形された、請求項1〜3のいずれかに記載のポリエチレン樹脂フィルムからなる層を少なくとも1層有する積層体。
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