JP5076966B2 - ポリプロピレン系樹脂組成物および成形体 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリプロピレン系樹脂組成物およびそれからなる成形体に関するものである。
ポリプロピレン系樹脂組成物は、剛性や耐衝撃性等に優れる材料であり、自動車内外装材や電気部品箱体等の成形体として、広範な用途に利用されている。
例えば、特開平5−51498号公報には、結晶性ポリプロピレン50〜75重量%、ブテン−1含量、固有粘度およびムーニー粘度のそれぞれが特定の範囲にあるエチレン−ブテン−1共重合体ゴム15〜35重量%、平均粒子径が特定の範囲にあるタルク5〜20重量%からなる熱可塑性樹脂組成物が記載されている。
また、特開平7−157626号公報には、多段重合により得られるプロピレン−エチレンブロック共重合体とポリオレフイン系ゴムとを含む熱可塑性樹脂組成物が記載されており、前記プロピレン−エチレンブロック共重合体として、エチレン含有量が5重量%以上50重量%であり、極限粘度が4.0〜8.0dl/gであるプロピレン−エチレンランダム共重合相を含むブロック共重合体と、エチレン含有量が50重量%を超え98重量%以下であり、極限粘度が2.0dl/g以上4.0dl/g未満であるプロピレン−エチレンブロック共重合相を含むブロック共重合体と、からなるブロック共重合体が記載されている。
そして、特開平9−157492号公報には、多段重合により得られるプロピレン−エチレンブロック共重合体と、エチレン−ブテン共重合体ゴムと、タルクとを含む熱可塑性樹脂組成物が記載されており、プロピレン−エチレンブロック共重合体として、メルトフローレートが特定の範囲にあり、示差走査熱量測定から求められる融解熱量とメルトフローレートとが特定の関係を満たすホモポリプロピレン部分と、低エチレン濃度のプロピレン−エチレン共重合部分と、高エチレン濃度のプロピレン−エチレン共重合部分と、からなるブロック共重合体が記載されている。
特開平5−51498号公報 特開平7−157626号公報 特開平9−157492号公報
しかし、ポリプロピレン系樹脂組成物およびそれからなる成形体については、成形体にした際のフローマーク外観の改良や、靭性の改良、そして、剛性と表面硬度のバランスの改良等が求められていた。
かかる状況の下、本発明の目的は、成形体にした際のフローマーク外観が改良され、靭性が優れ、かつ、剛性と表面硬度のバランス等が良好な成形体を提供することが可能なポリプロピレン系樹脂組成物およびそれからなる成形体を提供することにある。
本発明者は、鋭意検討した結果、本発明が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、
ポリプロピレン樹脂(A)94〜50重量%と、
炭素数4〜12のα−オレフィンとエチレンとを含有し、密度が0.85〜0.91g/cm3、190℃、2.16kg荷重で測定されたメルトフローレートが0.9〜20g/10分であるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−1)及び/又は炭素数5〜12のα−オレフィンとエチレンとを含有し、密度が0.85〜0.91g/cm3、190℃、2.16kg荷重で測定されたメルトフローレートが0.01以上0.9g/10分未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−2)1〜25重量%と、
無機充填剤(C)5〜25重量を含有するポリプロピレン系樹脂組成物(ただし、ポリプロピレン系樹脂組成物の全量を100重量%とする)であって、
前記ポリプロピレン樹脂(A)が、下記の要件(1)、(2)、(3)および(4)とを満足する結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)、または、前記ブロック共重合体(A−1)と結晶性プロピレン単独重合体(A−2)とを含有する重合体混合物(A−3)であるポリプロピレン系樹脂組成物およびそれからなる成形体に係るものである。
要件(1):
前記ブロック共重合体(A−1)は、結晶性ポリプロピレン部分55〜85重量%と、プロピレン−エチレンランダム共重合体部分15〜45重量%とを含有する結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体である(ただし、前記ブロック共重合体の全量を100重量%とする)。
要件(2):
前記ブロック共重合体(A−1)の結晶性ポリプロピレン部分が、
プロピレン単独重合体、または、
プロピレンと1モル%以下のエチレンまたは炭素数4以上のα−オレフィンとの共重合体(ただし、該共重合体の全モノマー量を100モル%とする)である。
要件(3):
前記ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分に含有されるプロピレンのエチレンに対する重量比(プロピレン/エチレン(重量/重量))が、75/25〜40/60である。
要件(4):
前記ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分が、
プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−A)とプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−B)とを含有し、
共重合体成分(EP−A)の極限粘度[η]EP-Aが5.5dl/g以上9dl/g以下、エチレン含有量[(C2’)EP-A]が20重量%以上50重量%未満であり、
共重合体成分(EP−B)の極限粘度[η]EP-Bが0.5dl/g以上4dl/g以下、エチレン含有量[(C2’)EP-B]が30重量%以上60重量%以下である。
本発明によれば、フローマーク外観が目立たず、靭性に優れ、かつ、剛性と表面硬度のバランスが良好な成形体を得ることが可能である。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン樹脂(A)94〜50重量%と、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−1)及び/又は(B−2)1〜25重量%と、無機充填剤(C)5〜25重量を含有するポリプロピレン系樹脂組成物(ただし、ポリプロピレン系樹脂組成物の全量を100重量%とする)である。以下詳細に説明する。
[ポリプロピレン樹脂(A)]
前記ポリプロピレン樹脂(A)は、結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)、または、前記ブロック共重合体(A−1)と結晶性プロピレン単独重合体(A−2)とを含有する重合体混合物(A−3)である。
<結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)>
前記結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)は、結晶性ポリプロピレン部分55〜85重量%と、プロピレン−エチレンランダム共重合体部分15〜45重量%とを含有する結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体である(要件(1)、ただし、前記ブロック共重合体の全量を100重量%とする)。
前記結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)は、好ましくは、結晶性ポリプロピレン部分55〜80重量%と、プロピレン−エチレンランダム共重合体部分20〜45重量%とを含有し、より好ましくは、結晶性ポリプロピレン部分60〜75重量%と、プロピレン−エチレンランダム共重合体部分25〜40重量%とを含有する。
結晶性ポリプロピレン部分が55重量%未満の場合、組成物から得られる成形体の剛性や硬度が不十分であったり、組成物の溶融流動性が不十分である場合があり、結晶性ポリプロピレン部分が85重量%を超えた場合、成形体の靭性や耐衝撃性が不十分である場合がある。
前記ブロック共重合体(A−1)の結晶性ポリプロピレン部分は、
プロピレン単独重合体、または、
プロピレンと1モル%以下のエチレンまたは炭素数4以上のα−オレフィンとプロピレンとの共重合体(要件(2)、ただし、該共重合体の全モノマー量を100モル%とする)である。
前記ブロック共重合体(A−1)の結晶性ポリプロピレン部分が、前記エチレンまたは炭素数4以上のα−オレフィンとプロピレンとの共重合体である場合、エチレンまたは炭素数4以上のα−オレフィンの含有量が1モル%を超えると、成形体の剛性、耐熱性または硬度が低下する場合がある。
前記ブロック共重合体(A−1)の結晶性ポリプロピレン部分は、成形体の剛性、耐熱性または硬度の観点から好ましくは、13C−NMRによって測定されるアイソタクチック・ペンタッド分率が0.97以上であるプロピレン単独重合体であり、より好ましくは、アイソタクチック・ペンタッド分率が0.98以上であるプロピレン単独重合体である。
アイソタクチック・ペンタッド分率とは、A.ZambelliらによってMacromolecules,6,925(1973)に発表されている方法、すなわち13C−NMRを使用して測定されるポリプロピレン分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクチック連鎖、換言すればプロピレンモノマー単位が5個連続してメソ結合した連鎖の中心にあるプロピレンモノマー単位の分率である。上記13C−NMRを使用する測定方法は、A.ZambelliらによってMacromolecules,6,925(1973)に記載されている。(ただし、NMR吸収ピークの帰属に関しては、その後、発刊されたMacromolecules, 8,687(1975)に基づいて行った)。具体的には13C−NMRスペクトルのメチル炭素領域の全吸収ピーク中のmmmmピークの面積分率としてアイソタクチック・ペンタッド分率を測定する。この方法によって、英国 NATIONAL PHYSICAL LABORATORYのNPL標準物質 CRM No.M19−14 Polypropylene PP/MWD/2のアイソタクチック・ペンタッド分率を測定したところ、0.944であった。
前記ブロック共重合体(A−1)の結晶性ポリプロピレン部分の極限粘度[η]Pは、溶融時の流動性と成形体の靭性とのバランスという観点から、好ましくは0.6〜1.5dl/gであり、より好ましくは0.7〜1.2dl/gである。
また、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)で測定された分子量分布Q値(Mw/Mn)としては、好ましくは3以上7未満であり、より好ましくは3〜5未満である。分子量分布を3以上とすることにより、得られる成形体の剛性、靭性のバランスを良好に保持することが可能となる。また、分子量分布を7未満とすることにより得られる成形体の靭性を良好にすることが可能となる。
前記ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分に含有されるプロピレンのエチレンに対する重量比(プロピレン/エチレン(重量/重量))が、75/25〜40/60であり(要件(3))、好ましくは70/30〜40/60である。
プロピレンのエチレンに対する重量比(プロピレン/エチレン(重量/重量))が、75/25〜40/60の範囲にない場合、十分な耐衝撃性が得られない場合がある。
前記ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分は、プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−A)とプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−B)とを含有し、共重合体成分(EP−A)の極限粘度[η]EP-Aが5.5dl/g以上9dl/g以下、エチレン含有量[(C2’)EP-A]が20重量%以上50重量%未満であり、共重合体成分(EP−B)の極限粘度[η]EP-Bが0.5dl/g以上4dl/g以下、エチレン含有量[(C2’)EP-B]が30重量%以上60重量%以下である(要件(4))。
得られる成形体の靭性、耐衝撃性や、成形体製造時におけるフローマークの発生抑制の観点から、エチレン含有量[(C2’)EP-A]は20重量%以上50重量%未満であり、好ましくは25〜45重量%であり、更に好ましくは25〜35重量%である。
また、共重合体成分(EP−A)の極限粘度[η]EP-Aは、5.5dl/g以上9dl/g以下であり、好ましくは6dl/gを超え8dl/g以下である。
極限粘度[η]EP-Aが5.5dl/g未満の場合、成形体の剛性や硬度が不十分であったり、靭性や耐衝撃性も不十分である場合がある。また、成形体にフローマークが目立つ場合がある。
また、極限粘度[η]EP-Aが9dl/gを越えるの場合、成形品にブツが多発することがあり、そして、前記ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分の含有量が過度に多い場合、前記ブロック共重合体(A−1)の溶融流動性が不十分であることがある。
成形体の低温での耐衝撃性の観点から、前記ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分において、共重合体成分(EP−B)のエチレン含量[(C2’)EP-B]は、30〜60重量%であり、好ましくは35〜55重量%である。
また、共重合体成分(EP−B)の極限粘度[η]EP-Bは、0.5dl/g以上4dl/g以下であり、好ましくは1.5dl/g以上3.5dl/g未満である。
極限粘度[η]EP-Bが0.5dl/g未満の場合、成形体の剛性や硬度が不十分であったり、靭性や耐衝撃性も不十分である場合がある。
また、極限粘度[η]EP-Bが4dl/gを超える場合、前記ブロック共重合体(A−1)の溶融流動性が不十分であることがある。
ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分において、共重合体成分(EP−B)のエチレン含有量[(C2’)EP-B]は、組成物から得られる成形体の低温での耐衝撃性という観点から、共重合体成分(EP−A)のエチレン含有量[(C2’)EP-A]以上であることが好ましい。
組成物の成形性や、成形体の耐衝撃性という観点から、結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)のJIS K−7210に従って温度230℃、荷重2.16kgfで測定されたメルトフローレート(以下、MFR)は、好ましくは5〜120g/10分であり、より好ましくは10〜100g/10分である。
結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)は、例えば、マグネシウム、チタン、ハロゲンおよび電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分(a)、有機アルミニウム化合物(b)、および電子供与体成分(c)を接触させて得られる触媒系を用い、公知の重合方法によって製造することができる。この触媒系の製造方法は例えば、特開平1−319508号公報、特開平7−216017号公報、特開平10−212319号公報、特開2004−182876号公報等に詳しく記載されている。
結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)の製造方法としては、例えば、
(1)少なくとも3段階の重合工程からなり、第1工程で結晶性ポリプロピレン部分を生成させた後、第2工程で、エチレン含有量[(C2’)EP-A]が20重量%以上50重量%以下であり、極限粘度[η]EP-Aが5.5dl/g以上9dl/g以下であるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−A)を生成させ、第3工程で、エチレン含有量[(C2’)EP-B]が30〜60重量であり、極限粘度[η]EP-Bが0.5dl/g以上4dl/g以下でるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−B)を生成させる方法、
(2)第1工程で結晶性ポリプロピレン部分を生成させた後、第2工程で、エチレン含有量[(C2’)EP-B]が30〜60重量であり、極限粘度[η]EP-Bが0.5dl/g以上4dl/g以下であるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−B)を生成させ、第3工程で、エチレン含有量[(C2’)EP-A]が20重量%以上50重量%以下であり、極限粘度[η]EP-Aが5.5dl/g以上9dl/g以下であるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−A)を生成させる方法、等が挙げられる。
重合方法としては、例えば、バルク重合法、溶液重合法、スラリー重合法、気相重合法等が挙げられる。これらの重合方法は、バッチ式、連続式のいずれでも可能であり、また、これらの重合方法を任意に組合せてもよい。工業的実施の観点から好ましくは、連続式の気相重合法、連続式のバルク−気相重合法である。
より具体的な重合方法の例としては、
(3)3槽からなる重合槽を直列に配置した装置において、前述の固体触媒成分(a)、有機アルミニウム化合物(b)および電子供与体成分(c)を接触させて得られる触媒系の存在下に、1槽目の重合槽で結晶性ポリプロピレン部分を生成させた後、生成物を第2槽目の重合槽に移し、第2槽目の重合槽でエチレン含有量[(C2’)EP-A]が20重量%以上50重量%以下であり、極限粘度[η]EP-Aが5.5dl/g以上9dl/g以下であるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−A)を生成させた後、生成物を第3槽目の重合槽に移し、第3槽目の重合槽でエチレン含有量[(C2’)EP-B]が30〜60重量であり、極限粘度[η]EP-Bが0.5dl/g以上4dl/g以下であるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−B)を連続的に製造する方法、
(4)3槽からなる重合槽を直列に配置した装置において、前述の固体触媒成分(a)、有機アルミニウム化合物(b)および電子供与体成分(c)を接触させて得られる触媒系の存在下に、1槽目の重合槽で結晶性ポリプロピレン部分を生成させた後、生成物を第2槽目の重合槽に移し、第2槽目の重合槽でエチレン含有量[(C2’)EP-B]が30〜60重量であり、極限粘度[η]EP-Bが0.5dl/g以上4dl/g以下であるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−B)を生成させた後、生成物を第3槽目の重合槽に移し、第3槽目の重合槽でエチレン含有量[(C2’)EP-A]が20重量%以上50重量%以下であり、極限粘度[η]EP-Aが5.5dl/g以上9dl/g以下であるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−A)を連続的に製造する方法、
等が挙げられる。
上記の重合方法における固体触媒成分(a)、有機アルミニウム化合物(b)および電子供与体成分(c)の使用量や、各触媒成分を重合槽へ供給する方法は、触媒の種類によって、適宜、決めることができる。
重合温度は、通常、−30〜300℃であり、好ましくは20〜180℃である。重合圧力は、通常、常圧〜10MPaであり、好ましくは0.2〜5MPaである。また、分子量調整剤として、例えば、水素を用いても良い。
結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)の製造において、本重合を実施する前に、予備重合を行っても良い。予備重合は、例えば、溶媒中で、固体触媒成分(a)および有機アルミニウム化合物(b)の存在下、少量のプロピレンを供給してスラリー状態で実施することができる。
結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)には、必要に応じて、各種添加剤を加えてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、銅害防止剤、難燃剤、中和剤、発泡剤、可塑剤、造核剤、気泡防止剤、架橋剤等が挙げられる。これらの添加剤の中でも、耐熱性、耐候性、耐酸化安定性を向上させるためには、酸化防止剤や紫外線吸収剤を添加することが好ましい。
<結晶性プロピレン単独重合体(A−2)>
結晶性プロピレン単独重合体(A−2)としては、好ましくは、アイソタクチック・ペンタッド分率が0.97以上の単独重合体であり、より好ましくは0.98以上の単独重合体である。
230℃、荷重2160gで測定される結晶性プロピレン単独重合体(A−2)は、好ましくは20〜500g/10分であり、より好ましくは80〜300g/10分である。
結晶性プロピレン単独重合体(A−2)の製造方法としては、前記結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)と同様の触媒を用いる製造方法が挙げられる。
<重合体混合物(A−3)>
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に含有されるポリプロピレン樹脂(A)は、結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)単独でもよく、結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)と結晶性プロピレン単独重合体(A−2)とを含有する重合体混合物(A−3)でも良い。
好ましくは、重合体混合物(A−3)に含有される上記結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)の含有量は、30〜99重量%であり、上記結晶性プロピレン単独重合体(A−2)の含有量は、1〜70重量%であり、より好ましくは、結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)の含有量が50〜90重量%であり、結晶性プロピレン単独重合体(A−2)の含有量が50〜10重量%である。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に含有されるポリプロピレン樹脂(A)の含有量は、94〜50重量%であり、好ましくは90〜55重量%であり、より好ましくは85〜60重量%である(ただし、ポリプロピレン系樹脂組成物の全量を100重量%とする)。
ポリプロピレン樹脂(A)の含有量が50重量%未満である場合、組成物の溶融流動性や成形体の剛性が低下することがあり、89重量%を超えると、成形体の剛性と衝撃強度が低下することがある。
[エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)]
本発明で用いられるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)とは、炭素数4〜12のα−オレフィンとエチレンとを含有し、密度が0.85〜0.91g/cm3、190℃、2.16kg荷重で測定されたメルトフローレートが0.9〜20g/10分であるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−1)及び/又は炭素数5〜12のα−オレフィンとエチレンとを含有し、密度が0.85〜0.91g/cm3、190℃、2.16kg荷重で測定されたメルトフローレートが0.01以上0.9g/10分未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−2)からなるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴムである。
炭素数4〜12のα−オレフィンとしては、例えば、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、デセン−1等が挙げられ、好ましくは、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1である。
共重合体ゴム(B)に含有されるα−オレフィンの含有量は、成形体の衝撃強度、特に低温衝撃強度という観点から、通常、20〜50重量%であり、好ましくは、24〜50重量%である(ただし、共重合体ゴム(B)の全量を100重量%とする)。
エチレン−α−オレフィン共重合体ゴムとしては、例えば、エチレン−ブテン−1ランダム共重合体ゴム、エチレン−ヘキセン−1ランダム共重合体ゴム、エチレン−オクテン−1ランダム共重合体ゴム等が挙げられ、好ましくは、エチレン−オクテン−1ランダム共重合体ゴムまたはエチレン−ブテン−1ランダム共重合体ゴムが挙げられる。また、2種以上のエチレン−α−オレフィンランダム共重合体ゴムを併用しても良い。
成形体の衝撃強度、特に低温衝撃強度の観点から、上記エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−1)及びエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−2)の密度は、それぞれ0.85〜0.91g/cm3であり、好ましくは0.85〜0.87g/cm3である。
JIS K−7210に従って温度190℃、荷重2.16kgfで測定されたエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−1)のメルトフローレートは0.9〜20g/10分であり、成形体の衝撃性強度、特に低温衝撃強度という観点から、好ましくは、0.9〜15g/10分であり、より好ましくは、0.9〜7g/10分である。また、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−2)のメルトフローレートは、0.01以上0.9g/10分未満であり、成形体の衝撃性強度、特に低温衝撃強度という観点から、好ましくは、0.05〜0.9g/10分未満であり、より好ましくは、0.2〜0.9g/10分未満である。
エチレン−α−オレフィンランダム共重合体ゴム(B)は、公知の触媒と公知の重合方法を用いて、エチレンと各種のα−オレフィンを共重合させることによって製造することができる。
公知の触媒としては、例えば、バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物からなる触媒系、チーグラーナッタ触媒系、メタロセン触媒系等が挙げられ、公知の重合方法としては、溶液重合法、スラリー重合法、高圧イオン重合法、気相重合法等が挙げられる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に含有されるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)の含有量は、1〜25重量%であり、好ましくは3〜22重量%であり、より好ましくは5〜20重量%である(ただし、ポリプロピレン系樹脂組成物の全量を100重量%とする)。
エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)の含有量が1重量%未満である場合、成形体の衝撃強度が不十分なことがあり、25重量%を超えると、成形体の剛性が不十分なことがある。
[無機充填剤(C)]
本発明で用いられる無機充填剤(C)は、成形体の剛性に寄与し、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マイカ、結晶性ケイ酸カルシウム、タルク、硫酸マグネシウム繊維等が挙げられ、好ましくはタルクまたは硫酸マグネシウム繊維である。これらの無機充填剤は、2種以上を併用しても良い。
無機充填剤(C)として用いられるタルクは、含水ケイ酸マグネシウムを粉砕したものである。含水ケイ酸マグネシウムの結晶構造は、パイロフィライト型三層構造であり、タルクはこの構造が積み重なったものである。タルクとして、より好ましくは、含水ケイ酸マグネシウムの結晶を単位層程度にまで微粉砕した平板状のものである。
上記のタルクの平均粒子径として、好ましくは3μm以下である。ここでタルクの平均粒子径とは、遠心沈降式粒度分布測定装置を用いて水またはアルコールである分散媒中にタルクを懸濁させて測定した篩下法の積分分布曲線から求めた50%相当粒子径D50を意味する。
無機充填剤は、無処理のまま使用しても良く、または、ポリプロピレン樹脂(A)との界面接着性や、ポリプロピレン樹脂(A)に対する分散性を向上させるために、各種シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸塩類、または、他の界面活性剤で表面を処理して使用しても良い。
無機充填剤(C)として硫酸マグネシウム繊維を用いた場合、その平均繊維長として、好ましくは5〜50μmであり、より好ましくは10〜30μmである。また、硫酸マグネシウム繊維の平均繊維径として、好ましくは0.3〜2μmであり、より好ましくは0.5〜1μmである。
組成物から得られる成形体の剛性、衝撃強度の観点から、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に含有される無機充填剤(C)の含有量は、5〜25重量%であり、好ましくは7〜23重量%であり、より好ましくは10〜20重量%である(ただし、ポリプロピレン系樹脂組成物の全量を基準とする)。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、各成分を溶融混練することにより製造することができ、溶融混練には、例えば、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、熱ロール等の混練機を用いることができる。混練時の樹脂の温度は、通常、170〜250℃であり、混練時間は、通常、1〜20分である。また、混練は、全成分を同時に添加して行なっても良く、成分を逐次的に添加しながら行なっても良い。
成分を逐次的に添加しながら混練する方法としては、例えば、次の(1)〜(4)の方法が挙げられる。
(1)結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)とエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)と無機充填剤(C)とを一括して混練する方法。
(2)結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)と結晶性プロピレン単独重合体(A−2)とエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)と無機充填剤(C)とを一括して混練する方法。
(3)結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)とエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)を混練した後、無機充填剤(C)を添加し、更に混練する方法。
(4)結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)と無機充填剤(C)を混練した後、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)を添加し、更に混練する方法。
なお、ポリプロピレン樹脂(A)として、結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)と結晶性プロピレン単独重合体(A−2)とを含有する重合体混合物(A−3)を採用する場合には、上記(3)または(4)の方法において、結晶性プロピレン単独重合体(A−2)を、適宜添加しても良い。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物には、各種添加剤を加えてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、銅害防止剤、難燃剤、中和剤、発泡剤、可塑剤、造核剤、気泡防止剤、架橋剤等が挙げられる。耐熱性、耐候性、耐酸化安定性を向上させるためには、酸化防止剤または紫外線吸収剤を添加することが好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物には、機械物性のバランスをさらに改良するために、ビニル芳香族化合物含有ゴムを添加しても良い。
ビニル芳香族化合物含有ゴムとしては、例えば、ビニル芳香族化合物重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックからなるブロック共重合体等が挙げられ、その共役ジエン部分の二重結合の水素添加率として、好ましくは80重量%以上であり、より好ましくは85重量%以上である(ただし、共役ジエン部分に含有される二重結合の全量を100重量%とする)。
上記のビニル芳香族化合物含有ゴムのゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)法によって測定される分子量分布として、好ましくは2.5以下であり、より好ましくは1.0〜2.3以下である。
上記のビニル芳香族化合物含有ゴムに含有されるビニル芳香族化合物の含有量として、好ましくは10〜20重量%であり、より好ましくは12〜19重量%である(ただし、ビニル芳香族化合物含有ゴムの全量を100重量%とする)。
上記のビニル芳香族化合物含有ゴムのJIS K−7210に従って温度230℃、荷重2.16kgfで測定されるMFRは、好ましくは0.01〜15g/10分であり、より好ましくは0.03〜13g/10分である。
上記のビニル芳香族化合物含有ゴムとしては、例えば、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン系ゴム(SEBS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン系ゴム(SEPS)、スチレン−ブタジエン系ゴム(SBR)、スチレン−ブタジエン−スチレン系ゴム(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレン系ゴム(SIS)等のブロック共重合体、または、これらのブロック共重合体を水添したブロック共重合体等が挙げられる。さらに、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム(EPDM)にスチレン等のビニル芳香族化合物を反応させて得られたゴムも適用可能である。また、2種以上のビニル芳香族化合物含有ゴムを併用しても良い。
上記のビニル芳香族化合物含有ゴムは、例えば、オレフィン系共重合体ゴムまたは共役ジエンゴムに対し、ビニル芳香族化合物を結合させることにより製造することができる。
本発明の射出成形体は、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を射出成形して得られ成形体である。
本発明の射出成形体の用途として、特に好ましくは自動車部品であり、例えば、ドアートリム、ピラー、インストルメンタルパネル、バンパー等が挙げられる。
以下、実施例および比較例によって、本発明を説明する。実施例および比較例で用いた重合体材料および成形体の特性値の測定方法を、以下に示した。
(1)極限粘度(単位:dl/g)
ウベローデ型粘度計を用いて濃度0.1、0.2および0.5g/dlの3点について還元粘度を測定した。極限粘度は、「高分子溶液、高分子実験学11」(1982年共立出版株式会社刊)第491頁に記載の計算方法、すなわち還元粘度を濃度に対しプロットし、濃度をゼロに外挿する外挿法によって求めた。テトラリンを溶媒として用いて、温度135℃で測定した。
(1−1)結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体の極限粘度
(1−1a)結晶性ポリプロピレン部分の極限粘度:[η]P
結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体の製造時に、結晶性ポリプロピレン部分を生成させる第1工程の後に、重合槽内より重合体パウダーを取り出した。該重合体パウダーを用いて上記(1)の方法で還元粘度を測定し、その還元粘度から極限粘度を求め、それを結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体に含有される結晶性ポリプロピレン部分の極限粘度[η]Pとした。
(1−1b)プロピレン−エチレンランダム共重合体部分の極限粘度:[η]EP
結晶性ポリプロピレン部分の極限粘度[η]Pと結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体全体の極限粘度[η]Tを、それぞれ上記(1)の方法で測定した。結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体に含有されるプロピレン−エチレンランダム共重合体部分の極限粘度[η]EPは、プロピレン−エチレンランダム共重合体部分のプロピレン−エチレンブロック共重合体全体に対する重量比率Xを用いて、次式から算出した。プロピレン−エチレンブロック共重合体全体に対する重量比率Xは、下記(2)の測定方法によって求めた。
[η]EP=[η]T/X−(1/X−1)[η]P
[η]P:結晶性ポリプロピレン部分の極限粘度(dl/g)
[η]T:プロピレン−エチレンブロック共重合体全体の極限粘度(dl/g)
プロピレン−エチレンランダム共重合体部分を2段階の重合で得た場合は、1段階目に生成したプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−1)の極限粘度[η]EP-1と、2段階目に生成したプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−2)の極限粘度[η]EP-2と、EP−1とEP−2を含む最終的に得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体中のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分の極限粘度[η]EPを、それぞれ、以下の(b−1)、(b−2)および(b−3)の方法で求めた。
(b−1)極限粘度[η]EP-1
プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−1)を製造した後に、重合槽内より取り出したサンプルの極限粘度([η](1))を測定し、上記(1−1b)と同様の方法で、プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−1)の極限粘度[η]EP-1を求めた。
[η]EP-1=[η](1)/X(1)−(1/X(1)−1)[η]P
[η]P:結晶性ポリプロピレン部分の極限粘度(dl/g)
[η](1):EP−1製造のための重合後のプロピレン−エチレンブロック共重合体全体の極限粘度(dl/g)
(1):EP−1の、EP−1製造のための重合後のプロピレン−エチレンブロック共重合体全体に対する重量比率
(b−2)極限粘度[η]EP
EP−1とEP−2を含む最終的に得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体中のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分の極限粘度[η]EPは、上記(1−1b)と同様の方法で求めた。
[η]EP=[η]T/X−(1/X−1)[η]P
[η]P:結晶性ポリプロピレン部分の極限粘度(dl/g)
[η]T:最終的に得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体全体の極限粘度(dl/g)
X:最終的に得られたプロピレン−エチレンランダム共重合体部分の最終的に得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体全体に対する重量比率
(b−3)極限粘度[η]EP-2
プロピレン−エチレンランダム共重合体部分(EP−2)の極限粘度[η]EP-2は、最終的に得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分の極限粘度[η]EPと、プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−1)の極限粘度[η]EP-1と、それぞれの重量比率から求めた。
[η]EP-2=([η]EP×X−[η]EP-1×X1)/X2
1:EP−1の、最終的に得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体全体に対する重量比率
1=(X(1)−X×X(1))/(1−X(1)
2:EP−2の、最終的に得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体全体に対する重量比率
2=X−X1
(2)プロピレン−エチレンランダム共重合体部分のプロピレン−エチレンブロック共重合体に対する重量比率:X
プロピレン−エチレンブロック共重合体において、結晶性ポリプロピレン部分と全ブロック共重合体の各々の結晶融解熱量を測定した。その測定結果に基づいて、プロピレン−エチレンランダム共重合体部分の全ブロック共重合体に対する重量比率Xは、次式から算出した。
X=1−(ΔHf)T/(ΔHf)P
(ΔHf)T:ブロック共重合体全体の融解熱量(cal/g)
(ΔHf)P:結晶性ポリプロピレン部分の融解熱量(cal/g)
(3)エチレン含有量(単位:重量%)
重合体材料のプレスシートを作製し、その赤外吸収スペクトルを測定した。測定されたメチル基(−CH3)およびメチレン基(−CH2−)の特性吸収の吸光度を用いて該材料中のエチレン含有量を検量線法により求めた。
(4)プロピレン−エチレンブロック共重合体におけるプロピレン−エチレンランダム共重合体部分のエチレン含有量(単位:重量%):[(C2’)EP
プロピレン−エチレンブロック共重合体におけるプロピレン−エチレンランダム共重合体部分のエチレン含有量は、赤外線吸収スペクトル法により全ブロック共重合体におけるエチレン含量(重量%)で測定し、次式から算出した。
[(C2’)EP]=(C2’)T/X
(C2’)T:全ブロック共重合体におけるエチレン含有量(重量%)
[(C2’)EP]:プロピレン−エチレンランダム共重合体部分のエチレン含有量(重量%)
X:プロピレン−エチレンランダム共重合体部分のプロピレン−エチレンブロック共重合体に対する重量比率
(5)メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
ポリプロピレン系樹脂組成物のMFRは、JIS−K−6758に規定された方法に従って測定した。特に断りのない限り、測定温度は230℃で、荷重は2.16kgで測定した。
(6)曲げ弾性率(FM、単位:MPa)
成形体の曲げ弾性率は、JIS−K−7203に規定された方法に従って測定した。射出成形により成形された厚みが3.2mmであり、スパン長さが60mmである試験片を用いて、荷重速度は5mm/分で、測定温度は23℃で測定した。
(7)アイゾッド衝撃強度(Izod、単位:kJ/m2
成形体のアイゾッド衝撃強度は、JIS−K−7110に規定された方法に従って測定した。射出成形により成形された厚みが6.4mmであり、成形の後にノッチ加工されたノッチ付きの試験片を用いて、測定温度は23℃または−30℃で測定した。
(8)加熱変形温度(HDT、単位:℃)
成形体の加熱変形温度は、JIS−K−7207に規定された方法に従って測定した。ファイバーストレスは4.6kg/cm2で測定した。
(9)ロックウェル硬度(Rスケール)
成形体のロックウェル硬度は、JIS−K−7202に規定された方法に従って測定した。射出成形により成形された厚みが3.0mmである試験片を用いて測定した。測定値はRスケールで表示した。
(10)引張り試験(破断伸び(UE)、単位:%)
成形体の破断伸びは、ASTM D638に規定された方法に従って測定した。射出成形により成形された厚みが3.2mmである試験片を用いて、引っ張り速度は50mm/分で、破断伸び(UE)を測定した。
プロピレン系重合体のアイソタクチック・ペンタッド分率は、Macromolecules,6,925(1973)に記載されている13C−NMRを使用する方法で測定した。NMR吸収ピークの帰属は、Macromolecules,8,687(1975)の記載に基づいて行った。
(12)分子量分布(Mw/Mn)
GPCによって、下記条件で測定した。
機種:150CV型(ミリポアウォーターズ社製)
カラム:Shodex M/S 80
測定温度:145℃
溶媒:オルトジクロロベンゼン
サンプル濃度:5mg/8mL
検量線は標準ポリスチレンを用いて作成した。この条件で測定された標準ポリスチレン(NBS706:Mw/Mn=2.0)のMw/Mnは1.9〜2.0であった。
〔射出成形体の製造−1〕
上記(6)〜(10)の物性評価用の試験片は、東芝機械製IS150E−V型射出成形機を用い、成形温度220℃、金型冷却温度50℃、射出時間15秒、冷却時間30秒で射出成形を行って得た。
(13)フローマーク外観評価用射出成形体の製造
フローマークの発生状況の評価用試験片は、次の方法に従って作成した。
射出成形機(住友重機械工業製 SE180D 型締力180トン)、および該成形機に装着された金型(キャビティサイズ:幅100mm×長さ400mm×厚み3.0mm、1点ゲート)を用いて、成形温度220℃で成形を実施し、図1に概略図を示した平板成形体を得た。図1において、1はゲート、2は端面側に発生したフローマーク、3は幅方向の中央部に発生したフローマークを表す。
(14)フローマークの発生状況
前記(13)の方法で作成した平板成形体を用いて、目視によりフローマークを観察した。成形体の幅方向端部および幅方向中央部において、図1に示すゲート端面から該ゲート端面に最も近いフローマークまでの距離(フローマーク発生距離、単位:mm)を求め、フローマークの目立ちの程度を観察した。この場合、フローマーク発生距離が長いほど、またフローマークが目立ちにくいほど、成形体の外観が良好である。
実施例および比較例で用いた重合体の製造に用いた触媒(固体触媒成分(I)(II))の合成方法を以下に示した。
(1)固体触媒成分(I)
攪拌機付きのSUS製200L反応容器を窒素で置換した後、ヘキサン80L、テトラブトキシチタン6.55モル、およびテトラエトキシシラン98.9モルを投入し均一溶液とした。次に濃度2.1モル/Lのブチルマグネシウムクロリドのジ−n−ブチルエーテル溶液50Lを、反応容器内の温度を20℃に保ちながら4時間かけて徐々に滴下した。滴下終了後20℃でさらに1時間攪拌した後、室温で固液分離し、得られた固体をトルエン70Lで3回洗浄を繰り返した。次いで、洗浄後の固体をトルエン中に分散してスラリーとし、スラリー濃度が0.4kg/Lになるようにトルエンを抜出した後、ジ−n−ブチルエーテル8.9モルと四塩化チタン274モルの混合液を加えた後、更にフタル酸クロライドを20.8モル加え110℃で3時間反応を行った。反応終了後、得られた固体を95℃でトルエンで3回洗浄を行った。
次いで、洗浄後の固体をトルエン中に分散してスラリーとし、スラリー濃度を0.4kg/Lに調整した後、フタル酸ジイソブチル3.13モル、ジ−n−ブチルエーテル8.9モルおよび四塩化チタン109モルを加え、105℃で1時間反応を行った。反応終了後、同温度で固液分離した後、得られた固体を95℃でトルエン90Lで2回洗浄を行った。
次いで、洗浄後の固体をトルエン中に分散してスラリーとし、スラリー濃度を0.4kg/Lに調整した後、ジ−n−ブチルエーテル8.9モルおよび四塩化チタン109モルを加え、95℃で1時間反応を行った。反応終了後、前記温度で固液分離し、得られた固体を同温度でトルエン90Lで2回洗浄を行った。
次いで、洗浄後の固体をトルエン中に分散してスラリーとし、スラリー濃度を0.4kg/Lに調整した後、ジ−n−ブチルエーテル8.9モルおよび四塩化チタン109モルを加え、95℃で1時間反応を行った。反応終了後、前記温度で固液分離し、得られた固体を同温度でトルエン90Lで3回洗浄を行った後、さらにヘキサン90Lで3回洗浄した後減圧乾燥して固体触媒成分12.8kgを得た。固体触媒成分はチタン原子2.1重量%、マグネシウム原子18重量%、塩素原子60重量%、フタル酸エステル7.15重量%、エトキシ基0.05重量%、ブトキシ基0.26重量%を含有し、微粉のない良好な粒子性状を有していた。この固体触媒成分を、以下、固体触媒成分(I)と呼ぶ。
(2)固体触媒成分(II)
特開2004−182876号公報と同様の手順で製造した。
〔重合体の製造〕
(1)プロピレン単独重合体(HPP)の製造
(1−1)HPP−1の製造
(1−1a)予備重合
攪拌機付きSUS製3Lオートクレーブにおいて、充分に脱水,脱気したヘキサン1Lにトリエチルアルミニウム(以下TEAと略す)25mmol/L、電子供与体成分としてt−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン(以下tBunPrDMSと略す。)をtBunPrDMS/TEA=0.1(mol/mol)および固体触媒成分(II)を19.5g/Lを添加し、15℃以下の温度を保持しながらプロピレンを固体触媒1g当たりの供給量が2.5gに達するまで連続的に供給し予備重合を実施した。得られた予備重合体スラリーは120LのSUS製攪拌機付きの希釈槽へ移送し充分に精製された液状ブタンを加えて希釈し10℃以下の温度で保存した。
(1−1b)本重合
内容積1m3の攪拌機付き流動床反応器において、重合温度83℃、重合圧力1.8MPa−G、気相部の水素濃度を対プロピレン比で17.9vol%を保持するようにプロピレンと水素を供給し、TEAを43mmol/h、シクロヘキシルジメトキシシラン(以下CHEDMSと略す)を6.3mmol/hおよび(1−1a)で作成した予備重合体スラリーを固体触媒成分として1.80g/hを連続的に供給して連続の気相重合を行い、18.6Kg/hの重合体を得た。得られたポリマーの極限粘度[η]Pは0.78dl/g、アイソタクチック・ペンタッド分率は0.985、分子量分布(Mw/Mn)は4.3であった。得られた重合体の分析結果を表1に示した。
(1−2)HPP−2の製造
本重合における気相部の水素濃度の供給量を、目標の重合体が得られるように調整した以外はHPP−1と同様の方法で実施した。得られたポリマーの極限粘度[η]Pは0.92dl/g、アイソタクチック・ペンタッド分率は0.983、分子量分布(Mw/Mn)は5.4であった。
(1−2)HPP−3の製造
本重合における気相部の水素濃度の供給量を、目標の重合体が得られるように調整した以外はHPP−1と同様の方法で実施した。得られたポリマーの極限粘度[η]Pは1.36dl/g、アイソタクチック・ペンタッド分率は0.980、分子量分布(Mw/Mn)は4.2であった。
(2)プロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP)の製造
(2−1)BCPP−1の製造
(2−1a)予備重合
攪拌機付きSUS製3Lオートクレーブにおいて、充分に脱水,脱気したヘキサン1LにTEA25mmol/L、電子供与体成分としてCHEDMSをCHEDMS/TEA=0.1(mol/mol)および固体触媒成分(I)を15.8g/Lを添加し、15℃以下の温度を保持しながらプロピレンを固体触媒1g当たりの供給量が1.0gに達するまで連続的に供給し予備重合を実施した。得られた予備重合体スラリーは攪拌機付きのSUS製200L希釈槽へ移送し充分に精製された液状ブタンを加えて希釈し10℃以下の温度で保存した。
(2−1b)本重合
内容積300Lの攪拌機付きベッセル型反応器1槽と内容積1m3の攪拌機付き流動床気相反応器2槽を直列に配置した装置において、第1槽目においてプロピレン重合体部分を連続重合により製造し、生成ポリマーを失活することなく第2槽目に移送し、第2槽目においてプロピレン−エチレン共重合体部分を連続重合により製造し、さらに生成ポリマーを失活することなく第3槽目に移送し、第3槽目においてプロピレン−エチレン共重合体部分を連続重合により重合した。
第1槽目において、重合温度65℃、重合圧力3.06MPa、プロピレンを45kg/h、水素を239NL/hで供給した条件下、TEAを27.3mmol/h、CHEDMSを5.264mmol/hおよび(2−1a)で作成した予備重合体スラリーを固体触媒成分として1.28g/h供給し連続重合を行い、16.84Kg/hのポリマーが得られた。このポリマーの極限粘度[η]Pは1.17dl/gであった。
第2槽目では、連続的に1槽目から受けたポリマーの存在下、重合温度65℃、重合圧力1.6MPa、気相部の水素濃度6.02vol%、エチレン濃度22.58vol%、プロピレン濃度64.99vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP−1重合とする)を実施し、1時間当たり19.83Kgのポリマーが得られた。2槽目から前記ポリマーを一部系外に抜き出し、分析の結果、極限粘度[η]Tは1.30dl/gであり、2槽目で生成した重合体の含量(EP1含量)は15重量%であったので、2槽目で生成したポリマー(以下、EP−1部分)の極限粘度[η]EP-1は2.0dl/gであった。また、EP−1部分でのエチレン含量は41重量%であった。
更に、3槽目では、連続的に2槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度65℃、重合圧力1.2MPa、気相部の水素濃度0.278vol%、エチレン濃度25.01vol%、プロピレン濃度73.95vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP−2重合とする)を実施し、22.25Kg/hのポリマーが得られた。回収したポリマーの分析の結果、極限粘度[η]Tは1.87dl/gであり、3槽目で生成した重合体の含量(EP2含量)は10重量%であったので、3槽目で生成したポリマー(以下、EP−2部分)の極限粘度[η]EP-2は6.8dl/gであった。また、EP−2部分のエチレン含量は30重量%であった。
得られた重合体の分析結果を表1に示す。
(2−2)BCPP−2の重合
(2−2a)予備重合
BCPP−1と同様の方法で重合を行った。
(2−2b)本重合
BCPP−1の製造と同様にベッセル型反応器1槽と流動床気相反応器を2槽を配置した装置において、P−(EP−1)−(EP−2)構造のプロピレン−エチレンブロック共重合体を連続重合により生成させた。
第1槽目において、重合温度65℃、重合圧力3.07MPa、プロピレンを45kg/h、水素を238NL/hで供給した条件下で、TEAを26mmol/h、CHEDMSを6.4mmol/h、および(2−2a)で作成した予備重合体スラリーを固体触媒成分として1.27g/h供給し連続重合を行い、16.98kg/hのポリマーが得られた。このポリマーの極限粘度[η]Pは1.16dl/gであった。
第2槽目では、連続的に1槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度65℃、重合圧力1.6MPa、気相部の水素濃度3.63vol%、エチレン濃度21.15vol%、プロピレン濃度66.8vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP-1重合とする)を実施し、1時間当たり20.21kgのポリマーが得られた。2槽目から前記ポリマーを一部系外に抜き出し、分析の結果、極限粘度[η]Tは1.36dl/gであり、2槽目で生成した重合体の含量(以下、EP1含量)は16重量%であったので、2槽目で生成したポリマー(以下、EP-1部分)の極限粘度[η]EP-1は2.5dl/gであった。また、EP−1部分でのエチレン含量は39重量%であった。
更に、3槽目では、連続的に2槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度65℃、重合圧力1.2MPa、気相部の水素濃度15.91vol%、エチレン濃度31.89vol%、プロピレン濃度50.0vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP-2重合とする)を実施し、22.9kg/hのポリマーを得た。回収したポリマーの分析の結果、極限粘度[η]Tは1.43dl/gであり、3槽目で生成した重合体の含量(EP2含量)は12重量%であったので、3槽目で生成したポリマー(以下、EP-2部分)の極限粘度[η]EP-2は1.9dl/gであった。また、EP−2部分でのエチレン含量は59重量%であった。得られた重合体の分析結果を表1に示す。
(2−3)BCPP−3の製造
(2−3a)予備重合
攪拌機付きオートクレーブを用いて、充分に脱水、脱気処理されたヘキサンにTEAを20mmol/L、電子供与体成分としてtBunPrDMSを、tBunPrDMS/TEA=0.1(mol/mol)および固体触媒成分(II)を触媒成分に含まれるTi含量で、TEA/Ti=3.8となるように上記の順に仕込み、固体触媒成分あたりの重合体量比(以下PP/catと略す)が1.0(g/g)になるように温度を5〜15℃の範囲内に維持しながらプロピレンを連続的に供給して予備重合体スラリーを得た。得られた予備重合体スラリーを攪拌機付きオートクレーブに移送した後、十分に精製された液状ブタンを加えて10℃以下で保存した。
(2−3b)本重合
5槽の重合槽を直列に配置した装置において連続重合を行った。上流側の第1、2、3槽目でプロピレンのバルク重合を行い、第3槽内に所定パウダー濃度のスラリーが形成されたところで第3槽から排出されるスラリーを、内部の気相を所定のプロピレン−エチレン比率に調整した第4槽目の気相重合槽に移送し、プロピレン−エチレンランダム共重合体(EP−1)を製造した。さらに、第4槽内に所定のポリマーが形成されたところで該第4槽から排出されるポリマーのパウダーを、内部の気相を所定のプロピレン−エチレン比率に調整した5槽目の気相重合槽に移送し、プロピレン−エチレン共重合体(EP−2)を製造し、P−(EP−1)−(EP−2)構造を有するプロピレン−エチレンブロック共重合体を得た。
第1、2、3槽目において、リアクター内温度をそれぞれ70℃、70℃、67℃とし、重合圧力をそれぞれ4.55MPa、3.99MPa、3.75MPaとした。そして第1槽目にプロピレンを25kg/h、水素を300NL/h、TEAを42.2mmol/h、tBunPrDMSを6.13mmol/hおよび(2−3a)で作成した予備重合体スラリーを固体触媒成分として1.03g/h供給し、第2槽目にプロピレンを15kg/h、水素を70NL/hを供給し、第1、2、3槽目における滞留時間をそれぞれ0.3時間、0.5時間、0.5時間とした条件下で連続重合を行った。13.1kg/hのポリマーが得られた。このポリマーの極限粘度[η]Pは0.90dl/gであった。
第4槽目では、連続的に3槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度70℃、重合圧力1.6MPa、気相部の水素濃度6.8vol%、エチレン濃度46.4vol%、プロピレン濃度46.8vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP−1重合とする)を行い、1時間当たり17.1kgのポリマーを得た。4槽目から前記ポリマーを一部系外に抜き出し、分析の結果、極限粘度[η]Tは1.32dl/gであり、4槽目で生成した重合体の含量(以下、EP1含量)は23重量%であったので、4槽目で生成したポリマー(以下、EP−1部分)の極限粘度[η]EP-1は2.7dl/gであった。また、EP−1部分でのエチレン含量は59重量%であった。
更に、5槽目では、連続的に4槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度70℃、重合圧力1.2MPa、気相部の水素濃度0.4vol%、エチレン濃度28.2vol%、プロピレン濃度71.4vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP-2重合とする)を行い、18.9kg/hのポリマーを得た。回収されたポリマーの分析の結果、極限粘度[η]Tは1.74dl/gであり、5槽目で生成した重合体の含量(以下、EP2含量)は10重量%であったので、5槽目で生成したポリマー(以下、EP−2部分)の極限粘度[η]EP-2は5.6dl/gであった。また、EP−2部分でのエチレン含量は33重量%であった。得られた重合体の分析結果を表1に示した。
(2−4)BCPP−4の製造
(2−4a)予備重合
BCPP−3の製造と同様の手順で予備重合を行った。
(2−4b)本重合
BCPP−3の製造と同様に、5槽の重合槽を直列に配置した装置において、P−(EP−1)−(EP−2)構造のプロピレン−エチレンブロック共重合体を連続重合により生成させた。
第1、2、3槽目において、リアクター内温度をそれぞれ70℃、70℃、67℃とし、重合圧力をそれぞれ4.50MPa、3.97MPa、3.75MPaとした。第1槽目にプロピレンを25kg/h、水素を300NL/h、TEAを42.4mmol/h、tBunPrDMSを6.22mmol/hおよび(2−4a)で作成した予備重合体スラリーを固体触媒成分として1.08g/h供給し、第2槽目にプロピレンを15kg/h、水素を70NL/hを供給し、第1、2、3槽目における滞留時間をそれぞれ0.3時間、0.5時間、0.5時間とした条件下で連続重合を行った。14.2kg/hのポリマーが得られ、ポリマーの極限粘度[η]Pは0.90dl/gであった。
第4槽目では、連続的に3槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度70℃、重合圧力1.6MPa、気相部の水素濃度6.5vol%、エチレン濃度39.4vol%、プロピレン濃度54.1vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP−1重合とする)を実施し、1時間当たり19.0kgのポリマーを得た。4槽目から前記ポリマーを一部系外に抜き出し、分析の結果、極限粘度[η]Tは1.32dl/gであり、4槽目で生成した重合体の含量(以下、EP1含量)は25重量%であったので、4槽目で生成したポリマー(以下、EP−1部分)の極限粘度[η]EP-1は2.6dl/gであった。また、EP−1部分でのエチレン含量は52重量%であった。
更に、5槽目では、連続的に4槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度70℃、重合圧力1.2MPa、気相部の水素濃度1.6vol%、エチレン濃度27.6vol%、プロピレン濃度70.8vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(EP−2重合とする)を実施し、最終的に21.2kg/hのポリマーを得た。回収したポリマーの分析の結果、極限粘度[η]Tは1.54dl/gであり、5槽目で生成した重合体の含量(以下、EP2含量)は10重量%であったので、5槽目で生成したポリマー(以下、EP−2部分)の極限粘度[η]EP-2は3.4dl/gであった。また、EP−2部分でのエチレン含量は34重量%であった。得られた重合体の分析結果を表1に示した。
(2−5)BCPP−5の重合
(2−5a)予備重合
攪拌機付きオートクレーブを用いて、充分に脱水、脱気処理したヘキサンにTEAを25mmol/L、tBunPrDMSを、tBunPrDMS/TEA=0.1(mol/mol)、および固体触媒成分(II)を触媒成分に含まれるTi含量で、TEA/Ti=3となるように上記の順に仕込み、固体触媒成分あたりの重合体量比が1.0(g/g)になるように温度を5〜15℃の範囲内に維持しながらプロピレンを連続的に供給して予備重合体スラリーを得た。得られた予備重合体スラリーを攪拌機付きオートクレーブに移送した後、十分に精製された液状ブタンを加えて10℃以下の温度で保存した。
(2−5b)本重合
BCPP−3の製造と同様に、5槽の重合槽を直列に配置した装置において、P−(EP−1)−(EP−2)構造のプロピレン−エチレンブロック共重合体を連続重合により生成させた。
第1、2、3槽目において、リアクター内温度をそれぞれ70℃、70℃、65℃とし、重合圧力をそれぞれ4.51MPa、3.97MPa、3.56MPaとした。第1槽目にプロピレンを30kg/h、水素を320NL/h、TEAを68.2mmol/h、tBunPrDMSを10.3mmol/hおよび(2−5a)で作成した予備重合体スラリーを固体触媒成分として0.843g/h供給し、第2槽目にプロピレンを15kg/h、水素を120NL/hを供給し、第1、2、3槽目における滞留時間をそれぞれ0.2時間、0.4時間、0.5時間とした条件下で連続重合を行った。14.2kg/hのポリマーが得られ、ポリマーの極限粘度[η]Pは0.91dl/gであった。
第4槽目では、連続的に3槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度70℃、重合圧力1.6MPa、気相部の水素濃度4.5vol%、エチレン濃度41.7vol%、プロピレン濃度53.8vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP−1重合とする)を行い、1時間当たり21.8kgのポリマーを得た。4槽目から前記ポリマーを一部系外に抜き出し、分析した結果、極限粘度[η]Tは1.48dl/gであり、4槽目で生成した重合体の含量(以下、EP1含量)は34.7重量%であったので、4槽目で生成したポリマー(以下、EP−1部分)の極限粘度[η]EP-1は2.6dl/gであった。また、EP−1部分でのエチレン含量は56重量%であった。
更に、5槽目では、連続的に4槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度70℃、重合圧力1.2MPa、気相部の水素濃度0.25vol%、エチレン濃度22.6vol%、プロピレン濃度77.15vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(EP−2重合とする)を実施し、最終的に23.1kg/hのポリマーが得られた。回収したポリマーの分析の結果、極限粘度[η]Tは1.83l/gであり、5槽目で生成した重合体の含量(以下、EP2含量)は6重量%であったので、5槽目で生成したポリマー(以下、EP−2部分)の極限粘度[η]EP-2は7.9dl/gであった。また、EP−2部分でのエチレン含量は41重量%であった。得られた重合体の分析結果を表1に示した。
(2−6)BCPP−6の製造
(2−6a)予備重合
BCPP−5の製造と同様の方法で重合を実施した。
(2−6b)本重合
BCPP−3の製造と同様に、5槽の重合槽を直列に配置した装置において、P−(EP−1)−(EP−2)構造のプロピレン−エチレンブロック共重合体を連続重合により生成させた。
第1、2、3槽目において、リアクター内温度をそれぞれ75℃、70℃、65℃とし、重合圧力をそれぞれ4.41MPa、3.88MPa、3.67MPaとした。第1槽目にプロピレンを30kg/h、水素を320NL/h、TEAを66.1mmol/h、tBunPrDMSを10.2mmol/hおよび(2−5a)で作成した予備重合体スラリーを固体触媒成分として0.870g/h供給し、第2槽目にプロピレンを15kg/h、水素を120NL/hを供給し、第1、2、3槽目における滞留時間をそれぞれ0.2時間、0.4時間、0.5時間とした条件下で連続重合を行った。16.7kg/hのポリマーが得られ、ポリマーの極限粘度[η]Pは0.91dl/gであった。
第4槽目では、連続的に3槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度70℃、重合圧力1.6MPa、気相部の水素濃度4.4vol%、エチレン濃度42.5vol%、プロピレン濃度53.1vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP−1重合とする)を実施し、1時間当たり25.0kgのポリマーを得た。4槽目から前記ポリマーを一部系外に抜き出し、分析した結果、極限粘度[η]Tは1.51dl/gであり、4槽目で生成した重合体の含量(以下、EP1含量)は33重量%であったので、4槽目で生成したポリマー(以下、EP−1部分)の極限粘度[η]EP-1は2.7dl/gであった。また、EP−1部分でのエチレン含量は57重量%であった。
更に、5槽目では、連続的に4槽目からポリマーを受けこみながら、重合温度70℃、重合圧力1.2MPa、気相部の水素濃度2.4vol%、エチレン濃度29.0vol%、プロピレン濃度68.6vol%を保持するようにプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給した条件下で連続重合(以下、EP−2重合とする)を実施し、最終的に26.2kg/hのポリマーを得た。回収したポリマーの分析の結果、極限粘度[η]Tは1.56dl/gであり、5槽目で生成した重合体の含量(以下、EP2含量)は5重量%であったので、5槽目で生成したポリマー(以下、EP−2部分)の極限粘度[η]EP-2は2.6dl/gであった。また、EP−2部分でのエチレン含量は50重量%であった。得られた重合体の分析結果を表1に示した。
実施例1
プロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP―1)パウダー100重量部に対して、安定剤としてステアリン酸カルシウム(日本油脂製)0.05重量部、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(スミライザーGA80、住友化学製)0.05重量部、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト(ウルトラノックスU626、GEスペシャリティーケミカルズ製)0.05重量部を添加しドライブレンドした後、得られたブレンド物を40mmφ単軸押し出し機(220℃)で造粒して、BCPP−1ペレットを得た。
このBCPP―1ペレット68重量%、プロピレン単独重合体(HPP−1)パウダー5重量%、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)としてエチレン−ブテン−1ランダム共重合体ゴム EBR−1(三井化学社製タフマーA6050:密度0.864g/cm3、MFR190℃ 6.5g/10分)11重量%、無機充填材(C)として平均粒子径2.7μmのタルク(林化成社製、商品名:MWHST)16重量%を、タンブラーで均一に予備混合した後、二軸混練押出機(日本製鋼所社製TEX44SS−30BW−2V型)を用いて、押し出し量50kg/hr、230℃、スクリュー回転数を350rpmで混練押出して、ポリプロピレン系樹脂組成物を製造した。
表2に各成分の配合割合と、得られたポリプロピレン系樹脂組成物のMFR、および該組成物から製造した成形体の物性の評価結果を示した。
実施例−2
プロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP―1)をプロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP−3)に変更した以外は実施例1と同様にしてBCPP−3ペレットを調製した。このBCPP―3ペレット70重量%、プロピレン単独重合体(HPP―2)パウダー5重量%、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)としてエチレン−ブテン−1ランダム共重合体ゴムEBR−2(ダウケミカル社製ENGAGE7467:密度0.862g/cm3、MFR190℃ 1.2g/10分)9重量%、無機充填材(C)として平均粒子径2.7μmのタルク(林化成社製、商品名:MWHST)16重量%を配合し、実施例−1と同様の処理を行ってポリプロピレン系樹脂組成物を製造した。表2に各成分の配合割合と、得られたポリプロピレン系樹脂組成物のMFR、および該組成物から製造した成形体の物性の評価結果を示す。
実施例−3
プロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP―1)をプロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP−5)に変更した以外は実施例1と同様にしてBCPP−5ペレットを調製し。このBCPP−5ペレット29重量%、プロピレン単独重合体(HPP−1)パウダー15重量%、プロピレン単独重合体(HPP−3)パウダー26重量%、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)としてエチレン−オクテン−1ランダム共重合体ゴム EOR−1(ダウケミカル社製ENGAGE8150:密度0.868g/cm3、MFR190℃ 0.5(g/10分)10重量%、無機充填材(C)として平均粒子径2.7μmのタルク(林化成社製、商品名:MWHST)20重量%を配合し、実施例−1と同様の処理を行ってポリプロピレン系樹脂組成物を製造した。表2に各成分の配合割合と、得られたポリプロピレン系樹脂組成物のMFR、および該組成物から製造した成形体の物性の評価結果を示す。
比較例−1
プロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP−1)をプロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP−2)に変更した以外は実施例1と同様にして、ポリプロピレン系樹脂組成物を製造した。表2に各成分の配合割合と、得られたポリプロピレン系樹脂組成物のMFR、および該組成物から製造した成形体の物性の評価結果を示す。
比較例−2
プロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP−3)をプロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP−4)に変更した以外は実施例2と同様にして、ポリプロピレン系樹脂組成物を製造した。表2に各成分の配合割合と、得られたポリプロピレン系樹脂組成物のMFR、および該組成物から製造した成形体の物性の評価結果を示す。
比較例−3
プロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP−1)をプロピレン−エチレンブロック共重合体(BCPP−6)に変更した以外は実施例1と同様にしてBCPP−6ペレットを調製した。このBCPP−6ペレット31重量%、プロピレン単独重合体(HPP−1)パウダー15重量%、プロピレン単独重合体(HPP−3)パウダー24重量%、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)としてエチレン−オクテン−1ランダム共重合体ゴム EOR−1(ダウケミカル社製ENGAGE8150:密度0.868g/cm3、MFR190℃ 0.5(g/10分)10重量%、無機充填材(C)として平均粒子径2.7μmのタルク(林化成社製、商品名:MWHST)20重量%を配合し、実施例−1と同様の処理を行ってポリプロピレン系樹脂組成物を製造した。表2に各成分の配合割合と、得られたポリプロピレン系樹脂組成物のMFR、および該組成物から製造した成形体の物性の評価結果を示す。































Figure 0005076966





























Figure 0005076966














*1)ファイバーストレスは18.6kg/cm2にて測定した。
*2)引っ張り速度は10mm/分にて測定した。
*3)フローマークの目視による目立ち易さ
○:フローマークが目立たなかった。
△:フローマークがやや目立った。
×:フローマークが目立った。
フローマーク外観を評価するための平板成形体の平面図を示す。
符号の説明
1 ゲート
2 フローマーク
3 フローマーク

Claims (7)

  1. ポリプロピレン樹脂(A)94〜50重量%と、
    炭素数4〜12のα−オレフィンとエチレンとを含有し、密度が0.85〜0.91g/cm3、温度190℃、荷重2.16kgfで測定されたメルトフローレートが0.9〜20g/10分であるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B-1)又は/及び炭素数5〜12のα−オレフィンとエチレンとを含有し、密度が0.85〜0.91g/cm3、温度190℃、荷重2.16kgfで測定されたメルトフローレートが0.01以上0.9g/10分未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B−2)からなるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴム(B)1〜25重量%と、
    無機充填剤(C)5〜25重量%と、を含有するポリプロピレン系樹脂組成物(ただし、前記(A)、(B)、(C)の量はいずれも、ポリプロピレン系樹脂組成物の全量を基準とする)であって、
    前記ポリプロピレン樹脂(A)が、下記の要件(1)、(2)、(3)および(4)を満足する結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体(A−1)、または、このブロック共重合体(A−1)と結晶性プロピレン単独重合体(A−2)とを含有する重合体混合物(A−3)であるポリプロピレン系樹脂組成物。
    要件(1):
    前記ブロック共重合体(A−1)は、結晶性ポリプロピレン部分55〜85重量%と、プロピレン−エチレンランダム共重合体部分15〜45重量%とを含有する結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体である(ただし、前記ブロック共重合体の全量を基準とする)。
    要件(2):
    前記ブロック共重合体(A−1)の結晶性ポリプロピレン部分が、
    プロピレン単独重合体、または、
    プロピレンと1モル%以下のエチレンまたは炭素数4以上のα−オレフィンとプロピレンとの共重合体(ただし、該共重合体の全モノマー量を基準とする)。
    要件(3):
    前記ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分に含有されるプロピレンのエチレンに対する重量比が、75/25〜40/60である。
    要件(4):
    前記ブロック共重合体(A−1)のプロピレン−エチレンランダム共重合体部分が、
    プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−A)とプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP−B)とを含有し、
    共重合体成分(EP−A)の極限粘度[η]EP-Aが5.5dl/g以上9dl/g以下、エチレン含有量[(C2’)EP-A]が20重量%以上50重量%未満であり、
    共重合体成分(EP−B)の極限粘度[η]EP-Bが0.5dl/g以上4dl/g以下、エチレン含有量[(C2’)EP-B]が30重量%以上60重量%以下である。
  2. エチレン含有量[(C2’)EP-B]が、エチレン含有量[(C2’)EP-A]以上である請求項1記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
  3. 極限粘度[η]EP-Aが6dl/gを超え8dl/g以下であり、極限粘度[η]EP-Bが1.5dl/g以上3.5dl/g以下である請求項1記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
  4. ブロック共重合体(A−1)の結晶性ポリプロピレン部分の極限粘度[η]Pが0.6dl/g以上1.5dl/g以下であり、GPCで測定した分子量分布が3以上7未満である請求項1記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
  5. ブロック共重合体(A−1)の結晶性ポリプロピレン部分のアイソタクチック・ペンタッド分率が0.97以上である請求項1記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
  6. 無機充填剤(C)が、タルクである請求項1〜5のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物からなる射出成形体。
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