JP5735004B2 - 変性ポリプロピレン組成物およびそれを用いた積層体 - Google Patents

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Description

本発明は、変性ポリプロピレン組成物およびその組成物を用いた積層体(積層構造物)に関する。さらに詳しくは、フィルム成形性に優れ、高速にて積層体を成形した場合または延伸成形した場合であっても、その層間接着力の低下を防止し得る積層体形成用の変性ポリプロピレン組成物、およびその組成物を用いた層間接着性に優れる積層体に関する。
ポリプロピレン樹脂は、機械的強度、剛性、耐熱性、耐薬品性、耐油性、透明性、低温衝撃性などに優れており、これらの特性を利用して、フィルム、シ−ト、ボトルなどの包装材料・被覆材料、または壁紙などの装飾材料として広く用いられている。しかしながら、このようなポリプロピレン樹脂は、酸素などのガスの透過性が大きいため、食品、薬品、化粧品などの高いガスバリア性が要求される包装材料には用いることができなかった。
したがって、ポリプロピレン樹脂のガスバリア性を高めるため、ポリプロピレン樹脂に、これらの樹脂よりもガスバリア性に優れる樹脂、例えばポリアミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物などを積層する方法が提案されている。この際、ポリプロピレン樹脂とポリアミド(以下、「PA」と称する場合がある。)あるいはオレフィン・酢酸ビニル共重合体ケン化物(以下、「EVOH」と称する場合がある。)との接着性は著しく低いため、アイオノマ−、エチレン・酢酸ビニル共重合体、カルボン酸類グラフト変性物などの各種接着性樹脂を共押出成形し、多層構造体とすることが提案されている(特許文献1)。
近年、生産設備の大型化や高速化が一段と進み、従来以上に優れた成形加工性を有する材料が求められてきている。しかしながら、成形速度が速くなる、あるいは積層体を延伸成形するとPAあるいはEVOHと接着性樹脂との接着力が弱くなり、EVOHと接着性樹脂とが剥離し易くなり、バリア性が低下したり、外観が損なわれたりするなどの問題が発生する場合があった。
したがって、積層体を高速で成形した場合、または積層体を延伸成形した場合であっても、その層間接着力の低下を防止し得る積層体形成用の変性ポリプロピレン組成物、およびその組成物を用いた層間接着性に優れる積層体の出現が望まれている。
特開2001−88249号公報
本発明の課題は、変性ポリプロピレン組成物およびそれを用いた積層体において、高速で成形した場合または延伸成形した場合でも層間接着力の低下を防止することを可能とする積層体形成用の変性ポリプロピレン組成物、およびその組成物を用いた層間接着性に優れる積層体を提供することである。
本発明者らは鋭意検討した結果、特定の組成を有する変性ポリプロピレン組成物が、積層体における層間接着力を向上させ、高速成形及び延伸成形を可能にすることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、
〈1〉プロピレン系重合体(A−1)60〜85重量%とメルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A−1)+(B)+(C)=100重量%とする。〕であって、
当該プロピレン系重合体(A−1)が、
[1]MFR(230℃、2.16kg荷重) が1〜50(g/10分)、
[2]TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下であり、且つ、溶出積算値が20℃で0.1重量%未満、
[3]DSCで求めた融点が135℃以下、
であることを特徴とする変性ポリプロピレン組成物。
であり、好ましくは以下のいずれかである。
〈2〉プロピレン系重合体(A−1)25〜85重量%とプロピレン系重合体(A−2)0〜45重量%と、メルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A−1)+(A−2)+(B)+(C)=100重量%とする。〕であって、
当該プロピレン系重合体(A−1)が、
[1]MFR(230℃、2.16kg荷重) が1〜50(g/10分)、
[2]TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下であり、且つ、溶出積算値が20℃で0.1重量%未満、
[3]DSCで求めた融点が135℃以下であり、
当該プロピレン系樹脂(A−2)が、TREFによる溶出ピーク温度が75℃を超えるものであることを特徴とする変性ポリプロピレン組成物。
〈3〉前記プロピレン系重合体(A−1)が、メタロセン触媒の存在下にプロピレンの単独重合またはプロピレンとプロピレンを除く炭素数2〜20のα−オレフィンとを共重合して得られる(共) 重合体であることを特徴とする前記の変性ポリプロピレン組成物。
〈4〉前記プロピレン系重合体(A−1)のメルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が2〜6g/10分であることを特徴とする前記の変性ポリプロピレン組成物。
〈5〉前記の変性ポリプロピレン組成物からなる組成物層と、該組成物層の片面または両面上に設けられた樹脂層とからなる2層または3層構造を含む積層体。
〈6〉前記樹脂層が、少なくとも極性基を有するモノマーを含む重合体からなる層を含むことを特徴とする前記の積層体。
また、本願発明は、
〈7〉プロピレン系重合体(A’−1)60〜85重量%とメルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α- オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A'−1)+(B)+(C)=100重量%とする。〕であって、
当該プロピレン系重合体(A’−1)が、
[1]MFR(230℃、2.16kg荷重)が1〜50(g/10分)、
[2’]TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下、
[3]DSCで求めた融点が135℃以下、
であることを特徴とする変性ポリプロピレン組成物。
であり、好ましくは、
〈8〉エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる層(Z)、前記のいずれかの変性ポリプロピレン組成物からなる層(Y)、および未変性ポリプロピレンからなる層(X)が、この順で積層された積層体。
である。
本発明のプロピレン系重合体(A−1)と、メルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜10g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α- オレフィン共重合体(B)と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)とを含有してなる変性ポリプロピレン組成物は、積層体における層間接着力を向上させ、高速成形及び延伸成形を可能にすることができる。
また、本発明のプロピレン系重合体(A’−1)と、メルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜10g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α- オレフィン共重合体(B)と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)とを含有してなる変性ポリプロピレン組成物は、積層体における層間接着力を向上させ、高速成形及び延伸成形を可能にすることができる。
この変性ポリプロピレン組成物を用いて、ガスバリア性に優れる樹脂と変性プロピレン単独重合体などとの積層体を成形した場合に、ガスバリア性に優れた積層体を得ることができ、食品、薬品、化粧品などに好適に用いることができる。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
プロピレン系重合体(A−1)、(A’−1)
本発明の変性ポリプロピレン組成物を構成する成分の一つであるプロピレン系重合体(A−1)は、[1]MFRが1〜50g/10分を満たし、[2] TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下であり、且つ溶出積算値が20℃で0.1重量%以下であり、[3]DSCで求めた融点が135℃以下であるという特徴を有する。
また、本発明の変性ポリプロピレン組成物を構成する成分の一つであるプロピレン系重合体(A’−1)は、[1]MFRが1〜50g/10分を満たし、[2’]TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下であり、[3]DSCで求めた融点が135℃以下であるという特徴を有する。
本発明に係るプロピレン系重合体(A−1)、(A’−1)のMFRは1〜50g/10分の範囲にあり、好ましくは、1〜10g/10分、さらに好ましくは2〜6g/10分である。MFRが1g/10分未満であると、押出し特性が悪く成形しにくいため好ましくなく、また50g/10分を超えると溶融張力が小さくなりすぎ製膜が困難であるので好ましくない。
本発明に係るプロピレン系重合体(A−1)、(A’−1)は、変性ポリプロピレン組成物100重量%に対して、好ましくは、25〜85重量%、より好ましくは、30〜80重量%、さらに好ましくは35〜70重量%である。プロピレン系重合体(A−1)の含有量が、上記範囲にあると、変性ポリプロピレン組成物を用いて、積層体等を成形した場合に、高速成形時及び延伸成形時の層間接着力が特に優れるので好ましい。
本発明に係るプロピレン系重合体(A−1)は、[2]TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下であり、且つ溶出積算値が20℃で0.1重量%未満である。TREFによる溶出ピーク温度が75℃を超え、且つ溶出積算値が20℃で0.1重量%以上のプロピレン系重合体を用いた場合は、高速成形時及び延伸成形時の層間接着力が低下する虞がある。
また、本発明に係るプロピレン系重合体(A’−1)は、[2’]TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下である。TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下のプロピレン系重合体を用いた場合、高速成形時及び延伸成形時の層間接着力が特に優れるので好ましい。
本発明に係るプロピレン系重合体(A−1)、(A’−1)は、DSCで求めた融点(Tm)が135℃以下、好ましくは120℃以下である。135℃を超えるプロピレン系重合体を用いた場合は、高速成形時及び延伸成形時の層間接着力が低下する虞がある。
本発明に係る上記特性[2]を有するプロピレン系重合体(A−1)、また本発明に係る上記特性[2’]を有するプロピレン系重合体(A’−1)は、好ましくは、メタロセン触媒の存在下にプロピレンを単独重合することまたはプロピレンとプロピレンを除く炭素数2〜20のα‐オレフィンとを共重合して得られる。
本発明において使用するメタロセン触媒としては、メタロセン化合物、並びに、有機金属化合物、有機アルミニウムオキシ化合物およびメタロセン化合物と反応してイオン対を形成することのできる化合物から選ばれる少なくても1種以上の化合物、さらに必要に応じて粒子状担体とからなるメタロセン触媒で、好ましくはアイソタクチックまたはシンジオタクチック構造等の立体規則性重合をすることのできるメタロセン触媒を挙げることができる。前記メタロセン化合物の中では、公開特許公報WO01/27124に記載されている架橋性メタロセン化合物が好適に用いられる。
Figure 0005735004
上記一般式[I]において、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14は水素、炭化水素基、ケイ素含有基から選ばれ、それぞれ同一でも異なっていてもよい。このような炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、アリル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デカニル基などの直鎖状炭化水素基;イソプロピル基、tert-ブチル基、アミル基、3-メチルペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、1,1-ジメチルブチル基、1-メチル-1-プロピルブチル基、1,1-プロピルブチル基、1,1-ジメチル-2-メチルプロピル基、1-メチル-1-イソプロピル-2-メチルプロピル基などの分岐状炭化水素基;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、ノルボルニル基、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、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、アントラセニル基などの環状不飽和炭化水素基;ベンジル基、クミル基、1,1-ジフェニルエチル基、トリフェニルメチル基などの環状不飽和炭化水素基の置換した飽和炭化水素基;メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、フリル基、N-メチルアミノ基、N,N-ジメチルアミノ基、N-フェニルアミノ基、ピリル基、チエニル基などのヘテロ原子含有炭化水素基等を挙げることができる。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、ジメチルフェニルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基などを挙げることができる。また、R5からR12の隣接した置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような置換フルオレニル基としては、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、オクタヒドロジベンゾフルオレニル基、オクタメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル基、オクタメチルテトラヒドロジシクロペンタフルオレニル基などを挙げることができる。
前記一般式[I]において、シクロペンタジエニル環に置換するR1、R2、R3、R4は水素、または炭素数1〜20の炭化水素基であることが好ましい。炭素数1〜20の炭化水素基としては、前述の炭化水素基を例示することができる。さらに好ましくはR3が炭素数1〜20の炭化水素基である。
前記一般式[I]において、フルオレン環に置換するR5からR12は炭素数1〜20の炭化水素基であることが好ましい。炭素数1〜20の炭化水素基としては、前述の炭化水素基を例示することができる。R5からR12の隣接した置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
前記一般式[I]において、シクロペンタジエニル環とフルオレニル環を架橋するYは第14族元素であることが好ましく、より好ましくは炭素、ケイ素、ゲルマニウムでありさらに好ましくは炭素原子である。このYに置換するR13、R14は炭素数1〜20の炭化水素基が好ましい。これらは相互に同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。炭素数1〜20の炭化水素基としては、前述の炭化水素基を例示することができる。さらに好ましくはR14は炭素数6〜20のアリール(aryl)基である。アリール基としては、前述の環状不飽和炭化水素基、環状不飽和炭化水素基の置換した飽和炭化水素基、ヘテロ原子含有環状不飽和炭化水素基を挙げることができる。また、R13、R14はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。このような置換基としては、フルオレニリデン基、10-ヒドロアントラセニリデン基、ジベンゾシクロヘプタジエニリデン基などが好ましい。
前記一般式[I]において、Mは好ましくは第4族遷移金属であり、さらに好ましくはTi、Zr、Hf等が挙げられる。また、Qはハロゲン、炭化水素基、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子から同一または異なる組合せで選ばれる。jは1〜4の整数であり、jが2以上の時は、Qは互いに同一でも異なっていてもよい。ハロゲンの具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素であり、炭化水素基の具体例としては前述と同様のものなどが挙げられる。アニオン配位子の具体例としては、メトキシ、tert-ブトキシ、フェノキシなどのアルコキシ基、アセテート、ベンゾエートなどのカルボキシレート基、メシレート、トシレートなどのスルホネート基等が挙げられる。孤立電子対で配位可能な中性配位子の具体例としては、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィンなどの有機リン化合物、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタンなどのエーテル類等が挙げられる。Qは少なくとも1つがハロゲンまたはアルキル基であることが好ましい。
このような架橋メタロセン化合物としては、イソプロピリデン(3−tert−ブチル−5−メチル−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(3−tert−ブチル−5−メチル−シクロペンタジエニル)(3,6−ジtert−ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(3−tert−ブチル−5−メチル−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(3−tert−ブチル−5−メチル−シクロペンタジエニル)(2,7−ジtert−ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(3−tert−ブチル−5−メチル−シクロペンタジエニル)(3,6−ジtert−ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリドが好ましく用いられる。
なお、本発明に係わるメタロセン触媒において、前記一般式[I]で表わされる第4族遷移金属化合物とともに用いられる、有機金属化合物、有機アルミニウムオキシ化合物、および遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物、さらには必要に応じて用いられる粒子状担体については、前記公報(WO01/27124)や特開平11−315109号公報中に開示された化合物を制限無く使用することができる。
本発明に係わる共重合の際に、プロピレンとともに用いられるα−オレフィンの好ましい具体例としては、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテンなどを挙げることができ、これらは複数種同時に用いることもでき、中でもエチレン、1−ブテンが好適に用いられる。
本発明においては、プロピレン系重合体(A−1)、(A’−1)としての性能を損なわない範囲で、必要に応じて酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、結晶核剤等の添加物を含んでいてもよい。
また、前記各成分および必要に応じて各種添加剤を、例えばヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、タンブラーミキサー等の混合機でブレンドした後、一軸ないしは二軸の押出機を用いてペレット状として後述のフィルム成形に使用することも可能であるが、前記成分をブレンドした状態でフィルム成形機に供することも可能である。
プロピレン系重合体(A−2)
本発明の変性ポリプロピレン組成物に含まれていてもよいプロピレン系重合体(A−2)は、プロピレンの単独重合体あるいはプロピレンと少量のα−オレフィンとの共重合体であり、通常、ポリプロピレンとして製造・販売されている重合体である。これらプロピレン系重合体(A−2)は、単一の重合体であっても、幾つかの異なるプロピレン系重合体の混合物であってもよい。
ここで、本発明に係るプロピレン系重合体(A−2)は、前記プロピレン系重合体(A−1)、(A’−1)と異なるものであれば、どのようなプロピレン系重合体でもよいが、好ましくはTREFによる溶出ピーク温度が75℃を超えるプロピレン系重合体である。
本発明に係るプロピレン系重合体(A−2)の製造方法としては、特に限定されるものではなく、チーグラー・ナッタ触媒、メタロセン系触媒などの周知の触媒を用いた周知の方法にて製造することができる。また、結晶性の重合体が好ましく使用でき、共重合体の場合にあっては、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。さらに、成形性を満足し、成形体としたときの使用に耐えうる強度を有するものであれば、立体規則性、分子量についても特段の制限はない。市販の樹脂をそのまま利用することも可能である。プロピレン単独重合体およびプロピレン・α‐オレフィンランダム共重合体は、バナジウム系触媒、チタン系触媒またはメタロセン系触媒などを用いる従来公知の方法により製造することができる。
本発明に係るプロピレン系重合体(A−2)は、変性ポリプロピレン組成物100重量%に対して、好ましくは、0〜45重量%、より好ましくは、0〜35重量%、さらに好ましくは0〜20重量%である。45重量%を超えると高速成形時及び延伸成形時の層間接着力が低下するので好ましくない。
エチレン・α- オレフィン共重合体(B)
本発明の変性ポリプロピレン組成物を構成する成分の一つであるエチレン・α- オレフィン共重合体(B)は、メルトフローレート(MFR;ASTM D 1238、230℃、荷重2.16kg)が0.01〜40g/10分、好ましくは0.01〜20g/10分、さらに好ましくは0.1〜10g/10分の範囲内にあり、かつ、密度(ASTM D 1505)が0.900g/cm3以下、好ましくは0.850〜0.900g/cm3、さらに好ましくは0.860〜0.890g/cm3の範囲内にある。
このような物性を有するエチレン・α- オレフィン共重合体(B)は、通常、非晶性か、あるいはX線回折法により測定される結晶化度が40%未満の低結晶性である。
本発明に係るエチレン・α- オレフィン共重合体(B)は、エチレンとα‐オレフィン好ましくは炭素原子数3〜20のα‐オレフィンとを共重合させて得られるランダム共重合体である。
エチレンと共重合させる炭素原子数3〜20のα- オレフィンとしては、具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、4−メチル−1−ペンテンなどが挙げられる。中でも、炭素原子数3または4のα- オレフィンが好ましい。これらのα‐オレフィンは、単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いられる。
本発明に係るエチレン・α- オレフィン共重合体(B)は、密度が上記範囲にある限り、エチレンから導かれる構成単位は特に限定はされないが、好ましくは55〜95重量%、さらに好ましくは60〜90重量%の量で、炭素原子数3〜20のα- オレフィンから導かれる構成単位を好ましくは5〜45重量%、さらに好ましくは10〜40重量%の量で含有している。
本発明に係るエチレン・α‐オレフィン共重合体(B)としては、具体的には、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・1−ブテンランダム共重合体、エチレン・プロピレン・1−ブテンランダム共重合体、エチレン・1−ヘキセンランダム共重合体、エチレン・1−ブテン・1−ヘキセンランダム共重合体、エチレン・1−オクテンランダム共重合体などが挙げられる。中でも、エチレン・プロピレンランダム共重合体が好ましい。これらの共重合体は、2種以上併用してもよい。
上記のようなエチレン・α- オレフィン共重合体(B)は、バナジウム系触媒、チタン系触媒またはメタロセン系触媒などを用いる従来公知の方法により製造することができる。
本発明に係るエチレン・α- オレフィン共重合体(B)は、プロピレン系重合体(A−1)、プロピレン重合体(A−2)、エチレン・α- オレフィン共重合体(B)および変性ポリプロピレン(C)の合計量100重量%に対して、好ましく10〜30重量%、より好ましくは12〜30重量%、さらに好ましくは15〜30重量%の割合で用いられる。
エチレン・α- オレフィン共重合体(B)を上記範囲内の割合で用いると、積層体の層間接着力に優れる積層体形成用の変性ポリプロピレン組成物が得ることができる。
変性ポリプロピレン(C)
本発明の変性ポリプロピレン組成物を構成する成分の一つである変性ポリプロピレン(C)は、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体でグラフト変性されたポリプロピレンである。
グラフト変性に用いられるポリプロピレンは、プロピレンの単独重合体および/またはプロピレン・α−オレフィン共重合体である。プロピレン・α−オレフィン共重合体のα−オレフィンとしては、エチレンおよび/または炭素数4〜20のα−オレフィンが挙げられ、これらのα−オレフィンは、1種単独でも2種以上使用してもよい。本発明において好ましいα−オレフィンは、炭素数4〜10のα−オレフィンであり、中でも特に炭素数4〜8のα−オレフィンが好適に使用できる。
本発明に係る変性ポリプロピレンのグラフト変性に用いられるポリプロピレンの製造方法としては、特に限定されるものではなく、チーグラー・ナッタ触媒、メタロセン系触媒などの周知の触媒を用いた周知の方法にて製造することができる。また、結晶性の重合体が好ましく使用でき、共重合体の場合にあっては、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。さらに、成形性を満足し、成形体としたときの使用に耐えうる強度を有するものであれば、立体規則性、分子量についても特段の制限はない。市販のポリプロピレンをそのまま利用することも可能である。
本発明に係る変性ポリプロピレン(C)のメルトフロ−レ−ト(MFR:ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)は、通常、0.01〜400g/10分、好ましくは0.1〜90g/10分である。メルトフローレートがこの範囲にある変性ポリプロピレン(C)は、流動性に優れるため、大型品も成形でき、かつ高速成形もできるような変性ポリプロピレン組成物を得ることができる。
グラフトモノマ−として用いられる不飽和カルボン酸および/またはその誘導体としては、カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物、カルボン酸基を有する化合物とアルキルアルコ−ルとのエステルまたは無水カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物などを挙げることができ、不飽和基としては、ビニル基、ビニレン基、不飽和環状炭化水素基などを挙げることができる。具体的な化合物としては、例えば、アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ナジック酸〔商標〕(エンドシス−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸)などの不飽和カルボン酸;またはその誘導体、例えば、酸ハライド、アミド、イミド、無水物、エステルなどが挙げられる。かかる誘導体の具体例としては、例えば、塩化マレニル、マレイミド、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、グリシジルマレエ−トなどが挙げられる。これらの不飽和カルボン酸および/またはその誘導体は、1種単独で使用することもできるし、2種以上を組み合せて使用することもできる。これらの中では、不飽和ジカルボン酸またはその酸無水物が好適であり、特にマレイン酸、ナジック酸またはこれらの酸無水物が好ましく用いられる。不飽和カルボン酸および/またはその誘導体の含有量の制御は、例えば、グラフト条件を適宜選択することにより、容易に行うことができる。
不飽和カルボン酸および/またはその誘導体から選ばれるグラフトモノマ−をポリプロピレンにグラフトさせる方法については特に限定されず、溶液法、溶融混練法など、従来公知のグラフト重合法を採用することができる。例えば、ポリプロピレンを溶融し、そこへグラフトモノマ−を添加してグラフト反応させる方法、あるいはポリプロピレンを溶媒に溶解して溶液となし、そこへグラフトモノマ−を添加してグラフト反応させる方法などがある。
これらの方法において、ラジカル開始剤の存在下にグラフト重合を行なうと、上記不飽和カルボン酸等のグラフトモノマーを効率よくグラフト重合させることができる。この場合、ラジカル開始剤は、上記ポリプロピレン100重量部に対して、通常は0.001〜1重量部の量で用いられる。
このようなラジカル開始剤としては、有機ペルオキシド、アゾ化合物などが用いられる。具体的には、ベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ-t- ブチルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5- ジ(ペルオキシドベンゾエート)ヘキシン-3、1,4-ビス(t-ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ラウロイルペルオキシド、t-ブチルペルアセテート、2,5-ジメチル-2,5- ジ-(t-ブチルペルオキシド)ヘキシン-3、2,5-ジメチル-2,5- ジ(t-ブチルペルオキシド)ヘキサン、t-ブチルペルベンゾエート、t-ブチルペルフェニルアセテート、t-ブチルペルイソブチレート、t-ブチルペル-sec- オクトエート、t-ブチルペルピバレート、クミルペルピバレート、t-ブチルペルジエチルアセテート;アゾビスイソブチロニトリル、ジメチルアゾイソブチレートなどが挙げられる。
これらのうちでは、ジクミルペルオキシド、ジ-t- ブチルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5- ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキシン-3、2,5-ジメチル-2,5- ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、1,4-ビス(t-ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼンなどのジアルキルペルオキシドが好ましく用いられる。
ラジカル開始剤を使用したグラフト重合反応、あるいはラジカル開始剤を使用せずに行なうグラフト重合反応の反応温度は、通常60〜350℃、好ましくは150〜300℃の範囲内に設定される。
本発明に係る変性ポリプロピレン(C)における不飽和カルボン酸またはその誘導体の含有量は、変性ポリプロピレン(C)100重量%に対して、通常0.1〜10重量%、好ましくは1〜10重量%、さらに好ましくは2〜9重量%である。
変性ポリプロピレン組成物
本発明の変性ポリプロピレン組成物は、プロピレン系重合体(A−1)25〜85重量%とプロピレン系重合体(A−2)0〜45重量%と、メルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α- オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A−1)+(A−2)+(B)+(C)=100重量%とする。〕である。
本発明の変性ポリプロピレン組成物において、プロピレン系重合体(A−2)は任意成分であり、プロピレン系重合体(A−2)が0重量%のとき、本発明の変性ポリプロピレン組成物は、プロピレン系重合体(A−1)60〜85重量%とメルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A−1)+(B)+(C)=100重量%とする。〕である。
また、本発明の変性ポリプロピレン組成物は、プロピレン系重合体(A’−1)60〜85重量%とメルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α- オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A'−1)+(B)+(C)=100重量%とする。〕であり、好ましくは、プロピレン系重合体(A’−1)25〜85重量%とプロピレン系重合体(A−2)0〜45重量%と、メルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3 以下のエチレン・α- オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A'−1)+(A−2)+(B)+(C)=100重量%とする。〕である。
本発明の変性ポリプロピレン組成物は、メルトフローレート(MFR;ASTM D 1238,230℃、2.16kg荷重)が通常、0.1〜50g/10分、好ましくは0.5〜40g/10分、さらに好ましくは1.0〜25g/10分の範囲内にあることが望ましい。また、密度(ASTM D 1505)は、通常、880〜910kg/m3、好ましくは882〜908kg/m3、さらに好ましくは885〜905kg/m3の範囲内にあることが望ましい。
本発明の変性ポリプロピレン組成物は、前記プロピレン系重合体(A−1)、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)、変性ポリプロピレン(C)および必要に応じてプロピレン系重合体(A−2)の各成分を混合した後、溶融混練することにより得ることができる。
また、本発明の変性ポリプロピレン組成物は、前記プロピレン系重合体(A’−1)、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)、変性ポリプロピレン(C)および必要に応じてプロピレン系重合体(A−2)の各成分を混合した後、溶融混練することにより得ることができる。
溶融混練は、ミキシングロール、バンバリーミキサー、ニーダー、一軸または二軸押出機などの混練装置を用いて行なわれるが、非開放型の混練装置中で行なうことが好ましい。また、溶融混練は、窒素等の不活性ガス雰囲気下で行なうことが好ましい。
混練温度は、通常、200〜310℃、好ましくは280〜300℃であり、混練時間は、1〜10分、好ましくは1〜2分である。上記溶融混練の際に、プロピレン系重合体(A−1)、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および変性ポリプロピレン(C)、またはプロピレン系重合体(A’−1)、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および変性ポリプロピレン(C)などに、必要に応じて、通常変性プロピレン単独重合体に用いられるフェノール系抗酸化剤、リン系抗酸化剤、イオウ系抗酸化剤、および金属化合物、高級脂肪酸の金属塩などの添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。
あるいは、本発明の変性ポリプロピレン組成物は、前記プロピレン系重合体(A−1)、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)、および必要に応じてプロピレン系重合体(A−2)の各成分を混合した後、または、前記プロピレン系重合体(A’−1)、エチレン・α−オレフィン共重合体(B)、および必要に応じてプロピレン系重合体(A−2)の各成分を混合した後、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体でグラフト変性する方法で得ることもできる。
また、本発明の変性ポリプロピレン組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、混合できる他の樹脂、エラストマ−、粘着付与剤、フィラーなどを配合することができる。他の樹脂などの配合は、上述の(A−1)、(B)、(C)および必要に応じて(A−2)を溶融混練する際に、若しくは上述の(A’−1)、(B)、(C)および必要に応じて(A−2)を溶融混練する際に、同時に配合してもよいし、一旦、変性ポリプロピレン組成物を得た後、配合してもよい。
積層体
本発明の変性ポリプロピレン組成物は、それ単独で使用することも可能であるが、基材に積層した積層体の構成で、積層体の接着層としても好適に使用し得る。
本発明の積層体を構成する基材としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂フィルム、スチレン系樹脂のフィルム、少なくとも極性基を有するモノマーを含む重合体であるポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ナイロン6やナイロン6,6のようなポリアミドフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムまたはこれらの延伸フィルム、変性プロピレン重合体フィルムとポリアミドフィルムやエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムのようなガスバリア性のあるフィルムとの積層体(フィルム)などの樹脂層からなるフィルム、樹脂層からなるフィルムにアルミニウムやシリカ等を蒸着させた蒸着フィルム、あるいはアルミニウム等の金属箔、紙等が、包装材の使用目的に応じて適宜選択使用される。この基材は、1種類のみならず、2種類以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明の積層体を構成するポリアミドとしては、例えばナイロン6、ナイロン66、MXDナイロン(メタキシリレンジアミン共重合ナイロン)等を挙げることができる。
本発明の積層体を構成するエチレン・ビニルアルコール共重合体としては、エチレンに由来する重合単位を20〜50モル%、好ましくは25〜48モル%含有する共重合体が望ましい。これらは相当するエチレン・酢酸ビニル共重合体を常法によりケン化して製造することができる。
本発明の積層体は、極性基を有するモノマーを構成単位として含む重合体からなる層、本発明の変性ポリプロピレン組成物からなる層、および極性基を有さないモノマーを構成単位として含む重合体からなる層が、この順で積層された積層体であることが好ましく、エチレン−ビニルアルコール共重合体若しくはポリアミドからなる層、本発明の変性ポリプロピレン組成物からなる層、およびポリオレフィンからなる層が、この順で積層された積層体であることがより好ましく、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる層、本発明の変性ポリプロピレン組成物からなる層、および未変性ポリプロピレンからなる層が、この順で積層された積層体であることが特に好ましい。
また、本発明の積層体は、極性基を有するモノマーを構成単位として含む重合体からなる層を中心に、本発明の変性ポリプロピレン組成物からなる層、および極性基を有さないモノマーを構成単位として含む重合体からなる層が、この順で積層された3種5層構造を有する積層体であってもよい。
本発明の積層体は公知の種々の方法により製造することができる。例えば、インフレーション成形、キャスト成形、チューブ成形、押出コーティング成形などの公知の共押出法により製造することができ、また、単層あるいは複層のフィルム等を成形した後に、加熱によりドライラミする方法等を例示することができる。本発明においては、共押出成形を用いることが好ましい。
以下、実施例に基づいて本発明を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。本発明において使用した重合体および分析方法は、以下の通りである。
[重合体]
(1)プロピレン系重合体(A−1)、(A’−1)
(i)プロピレン系重合体(A−1−1)の製造
(1)固体触媒担体の製造
1L枝付フラスコにSiO2(洞海化学社製)300gをサンプリングし、トルエン800mlを入れスラリー化した。次に5L四つ口フラスコへ移液し、トルエン260mlを加えた。メチルアミノキサン(以下MAO)トルエン溶液(アルべマール社製10wt%溶液)を2830ml導入し、室温下で30分間攪拌した。1時間かけて110℃まで昇温し、同温度で4時間攪拌処理を行った。攪拌終了後、室温まで冷却した。冷却後、上澄みトルエンを抜き出し、フレッシュなトルエンで置換し、置換率が95%になるまで置換を行った。
(2)固体触媒成分の製造(担体への金属触媒成分の担持)
グローブボックス内にて、5L四つ口フラスコにジメチルシリレンビス-(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリドを2.0g秤取った。フラスコを外へ出し、トルエン0.46Lと前記(1)で調製したMAO/SiO2/トルエンスラリー1.4Lを窒素下で加え、30分間攪拌し担持を行った。得られたジメチルシリレンビス-(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド/MAO/SiO2/トルエンスラリーはn-ヘプタンにて99%置換を行い、最終的なスラリー量を4.5Lとした。この操作は、室温で行った。
(3)前重合[P-1]
前記固体触媒の製造の項で調製した固体触媒成分202g、トリエチルアルミニウム109mL、n-ヘプタン100Lを内容量200Lの攪拌機付きオートクレーブに挿入し、内温15〜20℃に保ちエチレンを2020g挿入し、180分間攪拌しながら反応させた。重合終了後、固体成分を沈降させ、上澄み液の除去およびn-ヘプタンによる洗浄を2回行った。得られた前重合触媒を精製ヘプタンに再懸濁して、固体触媒成分濃度で2g/Lとなるよう、n-ヘプタンにより調整を行った。一部、サンプリングを行い、前重合体の分析を行った。この前重合体は固体触媒成分1g当りポリエチレンを10g含んでいた。
(4)予備重合[P-2]
内容量58Lの管状重合器にプロピレンを57kg/hr、水素を4NL/hr、前重合で製造した触媒スラリーを固体触媒成分として3.5g/hr、トリエチルアルミニウム2.3mL/hrを連続的に供給し、気相の存在しない満液の状態にて重合した。管状反応器の温度は30℃であり、圧力は2.6MPa・Gであった。
(5)本重合[P-3]
前記の(3)予重合で得られたスラリーを内容量1000Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを50kg/hr、エチレンを2.0kg/hr、水素を気相部の水素濃度が0.15mol%になるように供給した。重合温度60℃、圧力2.5MPa・Gで重合を行った。
得られたスラリーは内容量500Lの攪拌機付きベッセル重合器へ送り、更に重合を行った。重合器へは、プロピレンを11kg/hr、エチレンを1.5kg/hr、水素を気相部の水素濃度が0.15mol%になるように供給した。重合温度59℃、圧力2.4MPa・Gで重合を行った。
(6)得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体を以下の成形・加工方法[a1]ペレット化法に準拠してペレット化を行い、プロピレン系重合体(A−1−1)を得た。
得られた重合体プロピレン系重合体(A−1−1)の一次物性値を表1に示す。
(ii)プロピレン系重合体(A−1−2)
予重合を以下の様に変えた以外はプロピレン系重合体(A−1−1)と同様の方法で行った。
(4)予備重合[P-2]
内容量58Lの管状重合器にプロピレンを57kg/hr、水素を4NL/hr、前重合で製造した触媒スラリーを固体触媒成分として4.7g/hr、トリエチルアルミニウム3.1mL/hrを連続的に供給し、気相の存在しない満液の状態にて重合した。管状反応器の温度は30℃であり、圧力は2.6MPa・Gであった。
(6)得られたプロピレン系重合体(A−1−2)を以下の成形・加工方法[a1]ペレット化法に準拠してペレット化を行い、プロピレン系重合体(A−1−2)を得た。
得られたプロピレン系重合体(A−1−2)の一次物性値を表1に示す。
Figure 0005735004
(2)プロピレン系重合体(A−2)
(i)プロピレン系重合体(A−2−1)
株式会社プライムポリマー製ランダムポリプロピレン(商品名 F327):MFR=7.2g/10分、密度=0.900g/cm3、TREFによる溶出ピーク温度:95.2℃、TREFによる20℃での溶出積算値:0.4重量%
(3)エチレン・α−オレフィン共重合体(B)
(i)エチレン・プロピレン共重合体(B−1)
三井化学株式会社製エチレン・プロピレンランダム共重合体(商品名:タフマーP−0680):MFR=7.0g/10分、密度=0.870g/cm3
(4)変性ポリプロピレン(C)
(i)変性プロピレン単独重合体(C−1)
反応溶媒としてトルエンを用い、トルエン5.7リットル当たり825gのプロピレン単独重合体を160℃で溶解させた。次に、このトルエン溶液に無水マレイン酸のトルエン溶液(4.13g/250ml)およびジクミルペルオキシド(DPC)のトルエン溶液(0.33g/50ml)を別々の導管から4時間かけて除々に供給した。
供給収量後、さらに160℃で30分間反応を続け、次に室温まで冷却し、ポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、さらにアセトンで繰り返し洗浄し、80℃で一昼夜減圧乾燥して目的の変性プロピレン単独重合体(C−1)を得た。この変性プロピレン単独重合体について元素分析を行い、無水マレイン酸のグラフト量を測定したところ、変性プロピレン単独重合体100g当たり2.0gに相当する無水マレイン酸がグラフト重合していることがわかった。
(5)プロピレン系重合体(E)
(i)プロピレン系重合体(E−1)
日本ポリプロ株式会社製メタロセン系ポリプロピレン(商品名:WINTEC WFX4TA):MFR=7.0g/10分、密度=0.900g/cm3、TREFによる溶出ピーク温度:80.4℃、TREF20℃での溶出積算値:0.1重量%未満
[分析方法]
[m1]プロピレン系ランダム共重合体中のエチレン濃度Px(mol%)
プロピレン系ランダム共重合体中のエチレン濃度Px(mol%)を測定するために、サンプル20〜30mgを1,2,4−トリクロロベンゼン/重ベンゼン(2:1)溶液0.6mlに溶解後、炭素核磁気共鳴分析(13C-NMR)を行った。プロピレン、エチレン、α-オレフィンの定量はダイアッド連鎖分布より求めた。例えば、プロピレン−エチレン共重合体の場合、PP=Sαα、EP=Sαγ+Sαβ、EE=1/2(Sβδ+Sδδ)+1/4Sγδを用い、以下の計算式(Eq-7)および(Eq-8)により求めた。
プロピレン(mol%)=(PP+1/2EP)x100/(PP+1/2EP)+(1/2EP+EE)・・・(Eq-7)
エチレン(mol%)=(1/2EP+EE)x100/(PP+1/2EP)+(1/2EP+EE)・・・(Eq-8)
その他、α-オレフィンとの帰属については、Macromolecules1982,15,1150、Macromolecules1991,24,4813、J.Appl.Polym.Sci.,1991,42,399等の公開情報を参照した。
[m2]融点(Tm)
示差走査熱量計(DSC、パーキンエルマー社製)を用いて測定を行った。ここで、第3stepにおける吸熱ピークを融点(Tm)と定義した。
(測定条件)
第1step : 10℃/分で240℃まで昇温し、10分間保持する。
第2step : 10℃/分で60℃まで降温する。
第3step : 10℃/分で240℃まで昇温する。
[m3]分子量分布(Mw/Mn)[重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)]
ウォーターズ社製GPC150C Plusを用い以下の様にして測定した。分離カラムは、TSKgel GMH6-HT及びTSKgel GMH6-HTLであり、カラムサイズはそれぞれ内径7.5mm、長さ600mmであり、カラム温度は140℃とし、移動相にはo-ジクロロベンゼン(和光純薬工業)および酸化防止剤としてBHT(和光純薬工業)0.025重量%を用い、1.0ml/minで移動させ、試料濃度は0.1重量%とし、試料注入量は500マイクロリットルとし、検出器として示差屈折計を用いた。標準ポリスチレンは、分子量がMw<1000およびMw>4×106については東ソー社製を用い、1000≦Mw≦4×106についてはプレッシャーケミカル社製を用いた。
[m4]クロスクロマト分別測定(CFC測定)
CFCは組成分別を行う温度上昇溶離分別(TREF)部と、分子量分別を行うGPC部とを備えた下記装置を用いて、下記条件で測定し、40℃以下溶出成分の量を算出した。
測定装置 : CFC T-150A型、三菱油化(株)製、商標
カラム : Shodex AT-806MS(3本)
溶解液 : o-ジクロロベンゼン
流速 : 1.0 ml/min
試料濃度 : 0.3 wt/vol%(0.1%BHT入り)
注入量 : 0.5 ml
溶解性 : 完全溶解
検出器 : 赤外吸光検出法、3.42μ(2924cm-1)、NaCl板
溶出温度 :0〜135℃、28フラクション[0, 10, 20, 30, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 94, 97, 100, 103, 106, 109, 112, 115, 118, 121, 124, 127, 135 ℃]
[m5]メルトフローレート(MFR)
ASTM D-1238の方法により230℃、荷重2.16kgで測定した。
[m6]曲げ弾性率
ASTM D-790に準拠して測定した。
[m7]引張弾性率
ASTM D-638に準拠して測定した。
[m8]接着強度
剥離雰囲気温度23℃、剥離速度300mm/分、ピール幅15mmの条件でT型剥離して求めた。
[a1]プロピレン系ランダム共重合体粒子のペレット化法
プロピレン系ランダム共重合体100重量部に、酸化防止剤としてテトラキス[メチレン-3(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンを0.1重量部、2,4-ビス(1,1-ジメチル)-フォスフェイトフェノールを0.1重量部、中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.1重量部、合成シリカを0.15重量部、エルカ酸アミドを0.1重量部 配合し、KTX-30二軸押出機を用いて、樹脂温250℃で溶融混練してプロピレン系ランダム共重合体のペレット化を行った。
〔比較例1〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-1)の製造
プロピレン系重合体(A−2−1)68重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-1)を得た。
(2)積層構造体(F-1)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-1)、株式会社クラレ製エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)(グレードF101A; MFR=1.6g/10分、密度=1190kg/m3)を供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-1)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルムからなる積層体)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-1)を得た。
〔比較例2〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-2)の製造
プロピレン系重合体(A−2−1)48重量%、プロピレン系重合体(A−1−1)20重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-2)を得た。
(2)積層構造体(F-2)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-2)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-2)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-2)を得た。
〔実施例1〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-3)の製造
プロピレン系重合体(A−2−1)33重量%、プロピレン系重合体(A−1−1)35重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-3)を得た。
(2)積層構造体(F-3)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-3)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-3)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-3)を得た。
〔実施例2〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-4)の製造
プロピレン系重合体(A−2−1)18重量%、プロピレン系重合体(A−1−1)50重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-4)を得た。
(2)積層構造体(F-4)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-4)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-4)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-4)を得た。
〔実施例3〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-5)の製造
プロピレン系重合体(A−1−1)68重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-5)を得た。
(2)積層構造体(F-5)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-5)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-5)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-5)を得た。
〔比較例3〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-6)の製造
プロピレン系重合体(A−1−1)88重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)5重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-6)を得た。
(2)積層構造体(F-6)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-6)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-6)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-6)を得た。
〔比較例4〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-7)の製造
プロピレン系重合体(A−2−1)48重量%、プロピレン系重合体(A−1−2)20重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-7)を得た。
(2)積層構造体(F-7)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-7)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-7)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-7)を得た。
〔実施例4〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-8)の製造
プロピレン系重合体(A−2−1)33重量%、プロピレン系重合体(A−1−2)35重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-8)を得た。
(2)積層構造体(F-8)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-8)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-8)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-8)を得た。
〔実施例5〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-9)の製造
プロピレン系重合体(A−2−1)18重量%、プロピレン系重合体(A−1−2)50重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-9)を得た。
(2)積層構造体(F-9)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-9)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-9)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-9)を得た。
〔実施例6〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-10)の製造
プロピレン系重合体(A−1−2)68重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-9)を得た。
(2)積層構造体(F-10)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-10)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-10)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-10)を得た。
〔比較例5〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-11)の製造
プロピレン系重合体(A−1−2)88重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)5重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-11)を得た。
(2)積層構造体(F-11)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-11)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-11)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-11)を得た。
〔比較例6〕
(1)変性ポリプロピレン組成物(S-12)の製造
プロピレン系重合体(E−1)68重量%、エチレン・プロピレン共重合体(B−1)25重量%、変性プロピレン単独重合体(C−1)7重量%を予備混合し、単軸押出機(ダイ径65mmφ、L/D=28)を用いて220℃の温度で溶融混練した後ストランド状に押出し、切断してペレットを製造し、変性ポリプロピレン組成物(S-12)を得た。
(2)積層構造体(F-12)の製造
三台の押出機を1つのダイに結合した押出成形装置を用いて、それぞれの押出機に、プロピレン系重合体(A−2−1)、上記の(1)で得た変性ポリプロピレン組成物(S-12)、上記EVOHを供給し、押し出し時の最高温度を共に240℃になるように設定して、押出成形装置のTダイ(ダイ幅は350mm)から、プロピレン系重合体(A−2−1)(160μm)/変性ポリプロピレン組成物(S-12)(40μm)/EVOH(40μm)の順に積層した三層構造になるようにして5m/minの成形速度で共押出成形を行って、(X)層がプロピレン系重合体層、(Y)層が変性ポリプロピレン組成物層、(Z)層がEVOH層である3層からなる積層構造体(積層フィルム)を製造した。
さらに、高速成形性を確認するため、種々の成形速度で上記と同構成の3層からなる積層構造体を製造した。また、バッチ式2軸延伸機を用いて、5m/minの速度で成形した上記3層積層構造体を、予熱温度60℃、予熱時間30秒、延伸速度1.5m/sで縦横3倍に同時2軸延伸し、延伸積層構造体(F-12)を得た。
上記で得られた積層構造体(F-1)〜(F-12)について、種々の成形速度における(Y)層と(Z)層との界面接着強度を測定した。結果を表2−1および表2−2に示した。尚、各種成形速度と各層厚みは以下の通りである。
(X)/(Y)/(Z)=160/40/40(μm) @5m/min(延伸前後の接着力測定)
(X)/(Y)/(Z)=40/10/20(μm) @20m/min
(X)/(Y)/(Z)=20/5/10(μm) @40m/min
(X)/(Y)/(Z)=10/2.5/5(μm) @80m/min
Figure 0005735004
Figure 0005735004

Claims (8)

  1. プロピレン系重合体(A−1)60〜85重量%とメルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3以下のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A−1)+(B)+(C)=100重量%とする。〕であって、
    当該プロピレン系重合体(A−1)が、
    [1]MFR(230℃、2.16kg荷重)が1〜50(g/10分)、
    [2]TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下であり、且つ溶出積算値が20℃で0.1重量%未満、
    [3]DSCで求めた融点が135℃以下、
    であることを特徴とする変性ポリプロピレン組成物。
  2. プロピレン系重合体(A−1)25〜85重量%とプロピレン系重合体(A−2)0〜45重量%と、メルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3以下のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A−1)+(A−2)+(B)+(C)=100重量%とする。〕であって、当該プロピレン系重合体(A−1)が、
    [1]MFR(230℃、2.16kg荷重)が1〜50(g/10分)、
    [2]TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下であり、且つ溶出積算値が20℃で0.1重量%未満、
    [3]DSCで求めた融点が135℃以下であり、
    当該プロピレン系重合体(A−2)が、TREFによる溶出ピーク温度が75℃を超えるものであることを特徴とする変性ポリプロピレン組成物。
  3. 前記プロピレン系重合体(A−1)が、下記一般式(I)で示されるメタロセン触媒の存在下にプロピレンの単独重合またはプロピレンとプロピレンを除く炭素数2〜20のα−オレフィンとを共重合して得られる(共)重合体であることを特徴とする請求項1または2に記載の変性ポリプロピレン組成物。
    Figure 0005735004
    (上記一般式[I]において、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、R 8 、R 9 、R 10 、R 11 、R 12 、R 13 、R 14 は水素、炭化水素基、ケイ素含有基から選ばれ、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
    Yは第14族元素である。Mは第4族遷移金属である。Qはハロゲン、炭化水素基、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子から同一または異なる組合せで選ばれる。jは1〜4の整数である。)
  4. 前記プロピレン系重合体(A−1)のメルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が2〜6g/10分であることを特徴とする請求項1または2に記載の変性ポリプロピレン組成物。
  5. 請求項1または2に記載の変性ポリプロピレン組成物からなる組成物層と、該組成物層の片面または両面上に設けられた樹脂層とからなる2層または3層構造を含む積層体。
  6. 前記樹脂層が、少なくとも極性基を有するモノマーを構成単位として含む重合体からなる層を含むことを特徴とする請求項5に記載の積層体。
  7. プロピレン系重合体(A'−1)60〜85重量%とメルトフローレート(MFR;ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)が0.01〜40g/10分であり、密度(ASTM D1505)が0.900g/cm3以下のエチレン・α−オレフィン共重合体(B)10〜30重量%と、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレン(C)0.01〜10重量%を含有してなる変性ポリプロピレン組成物〔(A'−1)+(B)+(C)=100重量%とする。〕であって、
    当該プロピレン系重合体(A'−1)が、
    [1]MFR(230℃、2.16kg荷重)が1〜50(g/10分)、
    [2']TREFによる溶出ピーク温度が75℃以下、
    [3]DSCで求めた融点が135℃以下、
    であることを特徴とする変性ポリプロピレン組成物。
  8. エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる層(Z)、請求項1、2、7のいずれか1項に記載の変性ポリプロピレン組成物からなる層(Y)、および未変性ポリプロピレンからなる層(X)が、この順で積層された積層体。
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