JP6090844B2 - Method for producing polypropylene molded body - Google Patents

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Description

本発明は、ポリプロピレン成形体製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polypropylene molded article.

ポリプロピレン、特にアイソタクチックポリプロピレンは、自動車用材料、電気製品用材料、日用雑貨用材料、包装用材料等の幅広い分野で使用されている。
従来から、ポリプロピレンの成形体では、加熱処理して結晶化度を高めることによって、物性を向上させることがあった。
例えば、特許文献1には、ポリプロピレンを含む成形体を155〜170℃で加熱処理して、剛性、耐熱性、硬度を向上させることが開示されている。
特許文献2には、結晶化温度以下に冷却したオレフィン系樹脂の成形体を、ポリオレフィン系樹脂の融点より2〜10℃高い温度で1〜1,800秒加熱して、耐傷付き性を向上させることが開示されている。
特許文献3には、ポリプロピレンを賦形して成形体前駆体を得た後、該成形体前駆体を150〜170℃で加熱して、剛性及び衝撃強度を向上させることが開示されている。
特許文献4には、溶融押出して得たポリオレフィン系樹脂シートを冷却し、その冷却したシートをポリオレフィン系樹脂のビカット軟化温度〜ポリオレフィン系樹脂の融点の範囲の温度で加熱し、さらに、(ポリオレフィン系樹脂の融点−60℃)〜ポリオレフィン系樹脂の融点の範囲の温度で加熱することが開示されている。
特許文献5には、融解ピーク温度がTm(℃)のポリプロピレン予備成形体を、Tm−10(℃)からTm+5(℃)までの範囲の温度に昇温した後、Tm−15(℃)からTm(℃)までの範囲の温度に降温して熱処理して、ポリプロピレン成形体を得る方法が開示されている。
Polypropylene, particularly isotactic polypropylene, is used in a wide range of fields such as materials for automobiles, materials for electrical products, materials for daily goods, and packaging materials.
Conventionally, in a molded product of polypropylene, physical properties are sometimes improved by increasing the crystallinity by heat treatment.
For example, Patent Document 1 discloses that a molded body containing polypropylene is heat-treated at 155 to 170 ° C. to improve rigidity, heat resistance, and hardness.
In Patent Document 2, a molded body of an olefin resin cooled to a crystallization temperature or lower is heated at a temperature 2 to 10 ° C. higher than the melting point of the polyolefin resin for 1 to 1,800 seconds to improve scratch resistance. It is disclosed.
Patent Document 3 discloses that after forming a molded body precursor by shaping polypropylene, the molded body precursor is heated at 150 to 170 ° C. to improve rigidity and impact strength.
In Patent Document 4, a polyolefin resin sheet obtained by melt extrusion is cooled, and the cooled sheet is heated at a temperature in the range of the Vicat softening temperature of the polyolefin resin to the melting point of the polyolefin resin. Heating at a temperature ranging from the melting point of the resin to -60 ° C) to the melting point of the polyolefin resin is disclosed.
In Patent Document 5, a polypropylene preform having a melting peak temperature of Tm (° C.) is heated to a temperature in the range from Tm-10 (° C.) to Tm + 5 (° C.), and then from Tm-15 (° C.). A method is disclosed in which a polypropylene molded body is obtained by lowering the temperature to a temperature in the range up to Tm (° C.) and performing a heat treatment.

特開昭62−279927号公報JP-A-62-279927 特開2003−292649号公報JP 2003-292649 A 特開2008−37102号公報JP 2008-37102 A 特開2009−12225号公報JP 2009-12225 A 特開2011−195830号公報JP 2011-195830 A

ポリプロピレン成形体の使用用途によっては高い剛性及び耐熱性が要求されることがある。しかしながら、特許文献1〜4に記載の方法では、ポリプロピレン成形体の剛性及び耐熱性が不充分になることがあり、また、透明性が低下することがあった。
また、特許文献5に記載の方法では、成形体を構成するポリプロピレンの構造の均質性が必ずしも高くなかった。そのため、得られたポリプロピレン成形体が不均一になることがあった。
本発明は、剛性及び耐熱性に優れる上に均質性が高く、透明性を維持したポリプロピレン成形体製造方法を提供することを目的とする。
Depending on the intended use of the polypropylene molded body, high rigidity and heat resistance may be required. However, in the methods described in Patent Documents 1 to 4, rigidity and heat resistance of the polypropylene molded body may be insufficient, and transparency may be deteriorated.
Further, in the method described in Patent Document 5, the homogeneity of the structure of polypropylene constituting the molded body is not necessarily high. Therefore, the obtained polypropylene molded body may become non-uniform.
An object of this invention is to provide the manufacturing method of the polypropylene molded object which was excellent in rigidity and heat resistance, was highly homogeneous, and maintained transparency.

すなわち、本発明は、以下の態様を有する。
[1]20℃/分の昇温速度で求められる示差熱分析の融解ピーク温度がTm(℃)であるポリプロピレン予備成形体を、Tm(℃)からTm+6(℃)までの範囲の温度に昇温し、加熱して熱処理する第1熱処理工程と、第1熱処理工程により熱処理したポリプロピレン予備成形体を、Tm−30(℃)からTm−12(℃)までの範囲の温度にて0.5分以上加熱して熱処理する第2熱処理工程とを有し、第1熱処理工程から第2熱処理工程に移行する際の降温速度または冷却速度を300℃/分以上にする、ポリプロピレン成形体の製造方法。
[2]第1熱処理工程におけるピーク温度Tと第2熱処理工程における平均熱処理温度Tとの差(T−T)を10℃以上にする、[1]に記載のポリプロピレン成形体の製造方法。
ここでの温度は、それぞれの熱処理工程に用いた加熱装置において、予備成形体が直接または間接的に接触する部分の温度である。
第1熱処理工程におけるピーク温度Tは、第1熱処理工程における温度の最高値である。
第2熱処理工程の平均熱処理温度Tは、以下の方法により求めた値である。
すなわち、第2熱処理工程の時間をt(分)とし、第2熱処理開始から、0.1t(分)、0.2t(分)、0.3t(分)、0.4t(分)、0.5t(分)、0.6t(分)、0.7t(分)、0.8t(分)、0.9t(分)のときの熱処理温度Tを温度チャートより読み取る。そして、(T0.1t+T0.2t+・・・+T0.9t)/9の式より求めた値を平均熱処理温度とする。
[3]第1熱処理工程における昇温速度または加熱速度を300℃/分以上にする、[1]または[2]に記載のポリプロピレン成形体の製造方法。
[4]第2熱処理工程の後、降温速度300℃/分未満で冷却する、[1]〜[3]のいずれかに記載のポリプロピレン成形体の製造方法。
[5]予備成形体として、厚さ300μm以下のシートまたはフィルムを用いる、[1]〜[4]のいずれかに記載のポリプロピレン成形体の製造方法。
That is, this invention has the following aspects.
[1] A polypropylene preform with a melting peak temperature of Tm (° C.) determined by a temperature increase rate of 20 ° C./min is raised to a temperature in the range from Tm (° C.) to Tm + 6 (° C.). A first heat treatment step for heating and heat treatment and a polypropylene preform heat treated by the first heat treatment step at 0.5 to a temperature in the range from Tm-30 (° C) to Tm-12 (° C). And a second heat treatment step in which the heat treatment is performed by heating for at least a minute, and the temperature lowering rate or the cooling rate at the time of shifting from the first heat treatment step to the second heat treatment step is 300 ° C./min or more. .
[2] The polypropylene molded article according to [1], wherein a difference (T 1 −T 2 ) between a peak temperature T 1 in the first heat treatment step and an average heat treatment temperature T 2 in the second heat treatment step is 10 ° C. or more. Production method.
The temperature here is the temperature of the portion where the preform is in direct or indirect contact with the heating device used in each heat treatment step.
Peak temperatures T 1 in the first heat treatment step is the maximum value of the temperature in the first heat treatment step.
Average heat treatment temperature T 2 of the second heat treatment step is a value determined by the following method.
That is, the time of the second heat treatment step is t (min), and 0.1 t (min), 0.2 t (min), 0.3 t (min), 0.4 t (min), 0 from the start of the second heat treatment. .5T (min), 0.6 t (min), 0.7 t (min), 0.8 t (min), reads the temperature chart heat treatment temperature T x at a 0.9t (min). Then, the average thermal treatment temperature values determined from equation (T 0.1t + T 0.2t + ··· + T 0.9t) / 9.
[3] The method for producing a polypropylene molded article according to [1] or [2], wherein a temperature increase rate or a heating rate in the first heat treatment step is set to 300 ° C./min or more.
[4] The method for producing a polypropylene molded body according to any one of [1] to [3], wherein the cooling is performed at a temperature decrease rate of less than 300 ° C./min after the second heat treatment step.
[5] The method for producing a polypropylene molded body according to any one of [1] to [4], wherein a sheet or film having a thickness of 300 μm or less is used as the preform.

本発明のポリプロピレン成形体の製造方法によれば、剛性及び耐熱性に優れる上に均質性が高く、透明性を維持したポリプロピレン成形体を容易に製造できる。   According to the method for producing a polypropylene molded body of the present invention, a polypropylene molded body having excellent rigidity and heat resistance, high homogeneity, and maintaining transparency can be easily produced.

本発明のポリプロピレン成形体の製造方法の一例(予備成形体を装着した加熱装置をTまで加熱して第1熱処理工程の熱処理を行った後、第2熱処理工程の温度に加熱した加熱装置へ成形体を移動して熱処理を行う例)における熱処理温度パターンを示すグラフである。An example of a method for producing a polypropylene molded body of the present invention (to a heating apparatus heated to the temperature of the second heat treatment step after heating the heating device equipped with the preform to T 1 and performing the heat treatment of the first heat treatment step) It is a graph which shows the heat processing temperature pattern in the example which moves a molded object and heat-processes. 示差熱分析の融解曲線の一例である。It is an example of the melting curve of differential thermal analysis. ポリプロピレン成形体の広角X線散乱プロファイルの一例である。It is an example of the wide angle X-ray scattering profile of a polypropylene molded object.

<ポリプロピレン成形体の製造方法>
本発明のポリプロピレン成形体の製造方法は、ポリプロピレン製の予備成形体に加熱処理を施す方法である。
本製造方法で使用するポリプロピレンとしては、例えば、プロピレン単独重合体、またはプロピレンと他のα−オレフィン(炭素数は多くとも12)とのブロック共重合体またはランダム共重合体が挙げられる。α−オレフィンの具体例としては、エチレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−ジメチル−1−ペンテン、ビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘキサンなどが挙げられ、中でも、エチレン、1−ブテンが好ましい。
<Method for producing polypropylene molded article>
The method for producing a polypropylene molded body of the present invention is a method for subjecting a polypropylene preform to a heat treatment.
Examples of the polypropylene used in this production method include a propylene homopolymer, or a block copolymer or a random copolymer of propylene and another α-olefin (having at most 12 carbon atoms). Specific examples of the α-olefin include ethylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 4-dimethyl-1-pentene, and vinylcyclopentane. And vinylcyclohexane. Among them, ethylene and 1-butene are preferable.

ポリプロピレンの分子量分布(M/M)は2〜40であることが好ましい。ポリプロピレンの分子量分布(M/M)が2以上であれば、得られる成形体の剛性をより高くできる。なお、実用的な手法では、ポリプロピレンの分子量分布(M/M)を40より大きくすることは困難である。
ポリプロピレンの流動性の指標であるMFRは0.01〜1,000g/10分であることが好ましい。ここで、MFRは、JIS K6921−2に準拠し、温度230℃、荷重21.6Nの条件で測定した値である。
It is preferable that the molecular weight distribution ( Mw / Mn ) of polypropylene is 2-40. If the molecular weight distribution ( Mw / Mn ) of polypropylene is 2 or more, the rigidity of the obtained molded body can be further increased. It should be noted that it is difficult to make the molecular weight distribution (M w / M n ) of polypropylene larger than 40 by a practical method.
The MFR, which is an indicator of the fluidity of polypropylene, is preferably 0.01 to 1,000 g / 10 minutes. Here, MFR is a value measured under conditions of a temperature of 230 ° C. and a load of 21.6 N in accordance with JIS K6921-2.

予備成形体の成形方法としては特に制限されず、例えば、押出成形、射出成形、圧縮成形、インフレーション成形等、公知の成形方法を適用できる。
予備成形体の形状としては、例えば、シート状、フィルム状、パイプ状、あるいは、用途に応じた立体形状などが挙げられるが、形状を保持しやすい点では、シート状またはフィルム状が好ましい。
さらに、シート状またはフィルム状の予備成形体は、加熱時の昇温速度及び冷却時の降温速度を容易に速くできることから、薄くすることが好ましく、具体的には、厚さが300μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましい。ただし、薄すぎると、破断しやすくなるため、厚さは1μm以上であることが好ましい。
また、予備成形体は、できるだけ配向が小さいことが好ましい。配向が大きいと、見かけ上、予備成形体の融解ピーク温度Tmが上昇するため、適切な熱処理温度を定めることが困難になる。
The method for molding the preform is not particularly limited, and for example, a known molding method such as extrusion molding, injection molding, compression molding, inflation molding or the like can be applied.
Examples of the shape of the preform include, but are not limited to, a sheet shape, a film shape, a pipe shape, or a three-dimensional shape according to the application, but a sheet shape or a film shape is preferable in that the shape can be easily maintained.
Furthermore, since the sheet-shaped or film-shaped preform can easily increase the temperature rising rate during heating and the temperature decreasing rate during cooling, it is preferable to make it thin, and specifically, the thickness is 300 μm or less. It is preferably 100 μm or less. However, since it will be easy to fracture | rupture when it is too thin, it is preferable that thickness is 1 micrometer or more.
Moreover, it is preferable that the preform is as small as possible. When the orientation is large, the melting peak temperature Tm of the preform is apparently increased, and it becomes difficult to determine an appropriate heat treatment temperature.

また、予備成形体には、例えば、造核剤、充填剤、塩酸吸収剤、耐熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、内部滑剤、外部滑剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、分散剤、銅害防止剤、中和剤、可塑剤、発泡剤、気泡防止剤、架橋剤、過酸化物などの添加剤が含まれてもよい。   In addition, the preform includes, for example, a nucleating agent, a filler, a hydrochloric acid absorbent, a heat stabilizer, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, an internal lubricant, an external lubricant, an antistatic agent, a flame retardant, a pigment, a dye, Additives such as a dispersant, a copper damage inhibitor, a neutralizer, a plasticizer, a foaming agent, an anti-bubble agent, a crosslinking agent, and a peroxide may be included.

本発明のポリプロピレン成形体の製造方法は、融解ピーク温度がTm(℃)のポリプロピレン予備成形体に第1熱処理を施す第1熱処理工程と、第1熱処理を施した成形体に第2熱処理を施す第2熱処理工程とを有する。
本発明におけるTmは、予備成形体について20℃/分の昇温速度で求められる示差熱分析(DSC)の融解ピーク温度のことである。具体的に、予備成形体のTmは、以下の測定方法で求められる。
すなわち、熱補償型DSC(パーキンエルマー社製のダイヤモンドDSC)を用い、ポリプロピレン予備成形体を30℃で5分間保持し、昇温速度20℃/分で230℃まで加熱する。その際に得られる融解曲線のピーク位置によりTmを求める。なお、予備成形体のTmは、昇温中のアニール効果による結晶ラメラの厚みの増加による融点の上昇の影響を含んでいる。
In the method for producing a polypropylene molded body of the present invention, a first heat treatment step in which a first heat treatment is performed on a polypropylene preform having a melting peak temperature of Tm (° C.) and a second heat treatment is performed on the molded body that has been subjected to the first heat treatment. A second heat treatment step.
Tm in the present invention is a melting peak temperature of differential thermal analysis (DSC) obtained at a heating rate of 20 ° C./min for the preform. Specifically, the Tm of the preform is determined by the following measurement method.
That is, using a heat-compensated DSC (Perkin Elmer Diamond DSC), the polypropylene preform is held at 30 ° C. for 5 minutes and heated to 230 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min. Tm is obtained from the peak position of the melting curve obtained at that time. Note that the Tm of the preform includes the effect of an increase in the melting point due to an increase in the thickness of the crystal lamella due to the annealing effect during the temperature rise.

第1熱処理工程では、ポリプロピレン予備成形体を、Tm(℃)からTm+6(℃)までの範囲の温度に昇温して熱処理(第1熱処理)する(図1参照)。すなわち、第1熱処理工程は、昇温開始から、予備成形体の温度がピーク温度に達した後にTm(℃)未満になるまでの範囲である。本製造方法では、全熱処理にわたって熱処理温度がTm+6(℃)を超えることはない。
第1熱処理工程においては、Tm+1(℃)からTm+5(℃)までの範囲の温度に昇温することが好ましい。
第1熱処理工程において、予備成形体の熱処理温度が前記下限値未満であると、得られる成形体の均一性が低下し、前記上限値を超えると、剛性が低くなる。
第1熱処理における加熱方法としては、例えば、一対の金属ブロックに予備成形体を挟んだ後に加熱する方法、予め所定温度に加熱した一対の金属ブロックに予備成形体を挟んで加熱する方法、予備成形体自体を熱風や赤外線により加熱する方法等が挙げられる。
In the first heat treatment step, the polypropylene preform is heated to a temperature in the range from Tm (° C.) to Tm + 6 (° C.) and heat treated (first heat treatment) (see FIG. 1). That is, the first heat treatment step is a range from the start of temperature increase until the temperature of the preform reaches a peak temperature and becomes less than Tm (° C.). In this manufacturing method, the heat treatment temperature does not exceed Tm + 6 (° C.) over the entire heat treatment.
In the first heat treatment step, it is preferable to raise the temperature to a temperature in the range from Tm + 1 (° C.) to Tm + 5 (° C.).
In the first heat treatment step, if the heat treatment temperature of the preform is less than the lower limit, the uniformity of the resulting molded product is lowered, and if it exceeds the upper limit, the rigidity is lowered.
As a heating method in the first heat treatment, for example, a method in which a preformed body is sandwiched between a pair of metal blocks, a heating method, a method in which a preformed body is sandwiched between a pair of metal blocks previously heated to a predetermined temperature, and preforming. Examples include a method of heating the body itself with hot air or infrared rays.

第1熱処理工程における昇温速度または加熱速度は300℃/分以上であることが好ましい。昇温速度は、{(昇温後の温度)−(昇温前の温度)}/(予めTに昇温した加熱装置への予備成形体の移動に要する時間)、加熱速度は、{(昇温後の温度)−(昇温前の温度)}/(予備成形体を装着した加熱装置の温度がTに達するまでの時間)で求められる。ここで、「昇温前の温度」とは、予備成形体の近傍温度、あるいは、予備加熱を行った場合には、予備加熱工程に用いた加熱装置において、予備成形体が直接または間接的に接触する部分の温度である。また、「昇温後の温度」とは、上記の第1熱処理工程におけるピーク温度Tである。
昇温速度または加熱速度が300℃/分以上であれば、アニール効果による融点の上昇が抑えられ、熱処理による融解と再結晶化がより進む結果、得られる成形体の均一性と結晶シードの性能がより高くなる。また、昇温速度または加熱速度は、容易に実現できることから、100,000℃/分以下であることが好ましい。
昇温速度または加熱速度を300℃/分以上にする方法としては、例えば、熱風加熱機や赤外線加熱機等を用いて予備加熱して、加熱処理温度の下限の近傍まで昇温させておき、その後、さらに加熱する方法が挙げられる。この加熱方法における予備加熱は、アニール効果が生じない程度の温度で行うことが好ましく、具体的には、予備加熱温度は140℃以下であることが好ましい。
また、レーザー光による加熱、マイクロ波による加熱でも急速加熱を実現でき、昇温速度を速くすることができる。さらに、予め所定温度に加熱した一対の金属ブロックに予備成形体を挟んで加熱する方法も好ましい。
The heating rate or heating rate in the first heat treatment step is preferably 300 ° C./min or more. Heating rate, {(temperature after heating) - (elevated temperature before)} / (the time required for movement of the preform to a pre-heating device and heated to T 1), the heating rate, { (temperature after heating) - obtained in (elevated temperature before)} / (the time until the temperature of the heating apparatus equipped with a preform reaches T 1). Here, the “temperature before the temperature rise” means the temperature in the vicinity of the preform, or when preheating is performed, the preform is directly or indirectly used in the heating apparatus used in the preheating step. It is the temperature of the part which contacts. Further, "temperature after heating" is the peak temperature T 1 of the first heat treatment step described above.
If the heating rate or heating rate is 300 ° C./min or more, the rise in melting point due to the annealing effect is suppressed, and melting and recrystallization are further promoted by heat treatment. As a result, the uniformity of the resulting molded body and the performance of the crystal seed Becomes higher. Moreover, since a temperature increase rate or a heating rate is easily realizable, it is preferable that it is 100,000 degrees C / min or less.
As a method of increasing the heating rate or the heating rate to 300 ° C./min or more, for example, preheating using a hot air heater or an infrared heater, and raising the temperature to near the lower limit of the heat treatment temperature, Then, the method of heating further is mentioned. The preheating in this heating method is preferably performed at a temperature that does not cause the annealing effect. Specifically, the preheating temperature is preferably 140 ° C. or lower.
Also, rapid heating can be realized by heating with laser light or heating with microwaves, and the rate of temperature rise can be increased. Furthermore, a method in which a preform is sandwiched between a pair of metal blocks heated to a predetermined temperature in advance is also preferable.

予備成形体をTm(℃)からTm+6(℃)までの範囲の温度でしばらく加熱してもよい。その加熱時間、すなわち、第1熱処理の熱処理時間は、剛性、耐熱性及び均質性がより向上することから、0.5分以上が好ましく、1分以上がより好ましく、生産性の点から、10分以下が好ましく、5分以下がより好ましい。   The preform may be heated for a while at a temperature ranging from Tm (° C.) to Tm + 6 (° C.). The heating time, that is, the heat treatment time of the first heat treatment is preferably 0.5 minutes or more, more preferably 1 minute or more from the viewpoint of further improving rigidity, heat resistance and homogeneity. Minutes or less is preferable, and 5 minutes or less is more preferable.

第2熱処理工程では、第1熱処理工程を経たポリプロピレン予備成形体を、Tm−30(℃)からTm−12(℃)までの範囲の温度に降温して熱処理(第2熱処理)する(図1参照)。すなわち、第2熱処理工程は、予備成形体温度が、Tm−12(℃)に達したときから、降温してTm−30(℃)に達するまでの範囲である。第2熱処理工程における熱処理温度は、Tm−25(℃)からTm−12(℃)までの範囲であることが好ましい。
第2熱処理工程の加熱温度が前記下限値未満であると、得られる成形体の剛性が低下することがあり、加熱温度が前記上限値を超えた場合も、剛性が低下することがある。
第1熱処理後から第2熱処理に移行する際の降温方法としては、例えば、一対の金属ブロックに予備成形体を挟んだ後に降温する方法、予め所定温度に調整した一対の金属ブロックに予備成形体を挟んで降温する方法、予備成形体の加熱を停止し、放置して降温する方法等が挙げられる。
In the second heat treatment step, the polypropylene preform after the first heat treatment step is cooled to a temperature in the range from Tm-30 (° C.) to Tm-12 (° C.) and heat treated (second heat treatment) (FIG. 1). reference). That is, the second heat treatment step is a range from when the preform temperature reaches Tm-12 (° C.) to when the preform temperature decreases and reaches Tm-30 (° C.). The heat treatment temperature in the second heat treatment step is preferably in the range from Tm-25 (° C.) to Tm-12 (° C.).
When the heating temperature in the second heat treatment step is less than the lower limit value, the rigidity of the resulting molded article may be reduced, and even when the heating temperature exceeds the upper limit value, the rigidity may be reduced.
As a method for lowering the temperature when shifting from the first heat treatment to the second heat treatment, for example, a method of lowering the temperature after sandwiching a preformed body between a pair of metal blocks, a preformed body on a pair of metal blocks adjusted to a predetermined temperature in advance. There are a method of lowering the temperature by sandwiching the temperature, a method of stopping the heating of the preform and leaving it to cool.

第1熱処理後から第2熱処理に移行する際の降温速度または冷却速度は300℃/分以上であり、500℃/分以上であることが好ましい。降温速度または冷却速度が300℃/分未満であると、望ましくない結晶が形成されて、得られる成形体の剛性及び耐熱性が低くなることがある。降温速度は、{(降温前の温度)−(降温後の温度)}/(第1熱処理工程の温度領域から第2熱処理工程の温度領域への移動に要した時間)で求められる。冷却速度は、{(降温前の温度)−(降温後の温度)}/(予備成形体を装着した第1熱処理工程の加熱装置の温度がTから第2熱処理工程の温度領域に達するまでの時間)で求められる。ここで、「降温前の温度」とは、上述の第1熱処理工程のピーク温度Tであり、「降温後の温度」とは、第2熱処理工程の平均熱処理温度Tである。
一方、容易に実現できることから、第1熱処理後から第2熱処理に移行する際の降温速度または冷却速度は、100,000℃/分以下であることが好ましい。
The temperature decreasing rate or cooling rate when shifting from the first heat treatment to the second heat treatment is 300 ° C./min or more, preferably 500 ° C./min or more. When the temperature lowering rate or cooling rate is less than 300 ° C./min, undesirable crystals may be formed, and the rigidity and heat resistance of the resulting molded product may be lowered. The rate of temperature decrease is determined by {(temperature before temperature decrease) − (temperature after temperature decrease)} / (time required for movement from the temperature region of the first heat treatment step to the temperature region of the second heat treatment step). Cooling rate, - until a {(temperature before cooling) (temperature after cooling)} / (the temperature of the heating device of the first heat treatment step of mounting the preform from T 1 of the second heat treatment process temperature region Time). Here, the "temperature before cooling", the peak temperature T 1 of the first heat treatment step described above, the "temperature after cooling" is the average thermal treatment temperature T 2 of the second heat treatment step.
On the other hand, since it can be easily realized, it is preferable that the cooling rate or the cooling rate when shifting from the first heat treatment to the second heat treatment is 100,000 ° C./min or less.

第2熱処理工程においては、前記温度範囲でしばらく加熱する。加熱時間、すなわち、第2熱処理の熱処理時間は、剛性、耐熱性及び均質性がより高くなることから、0.5分以上であり、1分以上が好ましく、2分以上がより好ましく、3分以上が最も好ましい。
しかし、生産性の点からは、加熱時間が短いことが好ましく、具体的には、10分以下が好ましく、5分以下がより好ましい。
In the second heat treatment step, heating is performed in the temperature range for a while. The heating time, that is, the heat treatment time of the second heat treatment is 0.5 minutes or more, preferably 1 minute or more, more preferably 2 minutes or more, since rigidity, heat resistance and homogeneity are higher, and 3 minutes. The above is most preferable.
However, from the viewpoint of productivity, it is preferable that the heating time is short, specifically, 10 minutes or less is preferable, and 5 minutes or less is more preferable.

本製造方法では、ポリプロピレン成形体の剛性及び耐熱性がより高くなることから、第1熱処理工程におけるピーク温度Tと第2熱処理工程における平均熱処理温度Tとの差(T−T)を10℃以上にすることが好ましい。ここでの温度は、それぞれの熱処理工程に用いた加熱装置において、予備成形体が直接または間接的に接触する部分の温度である。
第1熱処理工程におけるピーク温度Tは、上記と同様に、第1熱処理工程における温度の最高値である。
本発明における第2熱処理工程の平均熱処理温度Tは、以下のように求める。
すなわち、第2熱処理の時間をt(分)とし、第2熱処理開始から、0.1t(分)、0.2t(分)、0.3t(分)、0.4t(分)、0.5t(分)、0.6t(分)、0.7t(分)、0.8t(分)、0.9t(分)のときの熱処理温度Txを温度チャートより読み取る。そして、(T0.1t+T0.2t+・・・+T0.9t)/9の式より求めた値を平均熱処理温度とする。
一方、(T−T)は、温度を容易に調節できる点では、30℃以下にすることが好ましい。
In this manufacturing method, since the rigidity and heat resistance of the polypropylene molded product are higher, the difference (T 1 −T 2 ) between the peak temperature T 1 in the first heat treatment step and the average heat treatment temperature T 2 in the second heat treatment step. Is preferably 10 ° C. or higher. The temperature here is the temperature of the portion where the preform is in direct or indirect contact with the heating device used in each heat treatment step.
Peak temperatures T 1 in the first heat treatment step, in the same manner as described above, the highest value of the temperature in the first heat treatment step.
Average heat treatment temperature T 2 of the second heat treatment step in the present invention is determined as follows.
That is, the time of the second heat treatment is t (min), and 0.1 t (min), 0.2 t (min), 0.3 t (min), 0.4 t (min),. The heat treatment temperature Tx at 5 t (min), 0.6 t (min), 0.7 t (min), 0.8 t (min), and 0.9 t (min) is read from the temperature chart. Then, the average thermal treatment temperature values determined from equation (T 0.1t + T 0.2t + ··· + T 0.9t) / 9.
On the other hand, (T 1 -T 2 ) is preferably 30 ° C. or less from the viewpoint that the temperature can be easily adjusted.

第2熱処理工程後には、第2熱処理工程を施した成形体を冷却する冷却工程を有することが好ましい。その冷却工程の際の降温速度は300℃/分未満にすることが好ましく、100℃/分未満であることがより好ましい。ここで、降温速度は、{(降温前の温度)−(降温後の温度)}/(温度変化に要した時間)で求められる。降温速度を300℃/分未満にすれば、得られる成形体の均質性がより高くなる。
一方、降温速度は、生産性の点から、0.1℃/分以上、また、容易に実現できることから、100℃/分未満であることが好ましい。
冷却方法としては特に制限されず、水やアセトン等の有機溶媒を冷媒として、得られた成形体を直接的にまたは間接的に冷却する方法、空気中に成形体を放置して冷却する方法、成形体に冷風を当てて冷却する方法等が挙げられる。
After the second heat treatment step, it is preferable to have a cooling step for cooling the molded body that has been subjected to the second heat treatment step. The cooling rate during the cooling step is preferably less than 300 ° C./min, and more preferably less than 100 ° C./min. Here, the rate of temperature decrease is obtained by {(temperature before temperature decrease) − (temperature after temperature decrease)} / (time required for temperature change). When the temperature lowering rate is less than 300 ° C./min, the homogeneity of the obtained molded body is higher.
On the other hand, the temperature lowering rate is preferably 0.1 ° C./min or more from the viewpoint of productivity, and is preferably less than 100 ° C./min since it can be easily realized.
The cooling method is not particularly limited, and a method of cooling the obtained molded body directly or indirectly using an organic solvent such as water or acetone as a refrigerant, a method of cooling the molded body by leaving it in the air, The method etc. which cool by applying cold air to a molded object are mentioned.

上記製造方法の第1熱処理では、ポリプロピレンの結晶のシードが形成し、第2熱処理では、そのシードがポリプロピレンの核剤として機能するため、比較的高温においても短時間に結晶化が進行する。そのため、上記ポリプロピレン成形体の製造方法では、結晶化度が高くなって剛性が高くなる。また、上記第2熱処理工程の温度領域においてはα2型結晶が形成しやすく、後述するように、α2型結晶の含有割合が多くなって、耐熱性が高くなる。
さらに、上記ポリプロピレン成形体の製造方法では、第1熱処理においてTm以上の高温で熱処理することにより、予備成形体の未溶融部分が残存しないため、均質性が高くなる。なお、均質性が高くなると、透明性も高くなる傾向にある。
In the first heat treatment of the above manufacturing method, a seed of polypropylene crystals is formed, and in the second heat treatment, the seed functions as a nucleating agent for polypropylene, so that crystallization proceeds in a short time even at a relatively high temperature. Therefore, in the method for producing a polypropylene molded body, the crystallinity is increased and the rigidity is increased. Further, in the temperature region of the second heat treatment step, α2 type crystals are easily formed, and as will be described later, the content ratio of α2 type crystals increases and heat resistance increases.
Further, in the above-described method for producing a polypropylene molded body, by performing the heat treatment at a high temperature equal to or higher than Tm in the first heat treatment, the unmelted portion of the preformed body does not remain, so that the homogeneity is improved. In addition, as homogeneity increases, transparency tends to increase.

<ポリプロピレン成形体>
本発明の製造方法により得られるポリプロピレン成形体は剛性及び耐熱性に優れ、しかもポリプロピレンの均質性が充分に高い。
本発明の製造方法により得られるポリプロピレン成形体は、20℃/分の昇温速度で求められる示差熱分析の融解曲線(図2参照)において、予備成形体の融解ピーク温度Tm(℃)よりも6℃以上高い融解ピーク温度を有することが好ましい。さらには、予備成形体の融解ピーク温度Tm(℃)よりも7℃以上高い融解ピーク温度を有することがより好ましく、8℃以上高い融解ピーク温度を有することが最も好ましい。
なお、図2における示差熱分析の融解曲線において少量存在する高い融解ピーク温度Tを示す成分は結晶シードに相当し、融点の高い程、核剤としての効果が高い。一方、ポリプロピレン成形体の主体は低温側の融解ピーク温度Tを示す成分であり、低温側の融解ピーク温度Tが、予備成形体の融解ピーク温度Tmよりも高ければ、耐熱性がより高いものとなる。
<Polypropylene molded body>
Polypropylene molded article obtained by the production method of the present invention is excellent in rigidity and heat resistance, moreover is sufficiently high homogeneity of the polypropylene.
The polypropylene molded body obtained by the production method of the present invention is higher than the melting peak temperature Tm (° C.) of the preform in the melting curve (see FIG. 2) of differential thermal analysis obtained at a heating rate of 20 ° C./min. It is preferable to have a melting peak temperature higher than 6 ° C. Furthermore, it is more preferable to have a melting peak temperature of 7 ° C. or more higher than the melting peak temperature Tm (° C.) of the preform, and it is most preferable to have a melting peak temperature of 8 ° C. or more.
Incidentally, components exhibiting a high melting peak temperature T A be present in minor amounts in the melting curve of differential thermal analysis in Figure 2 corresponds to the crystal seed, higher melting point, higher effect as a nucleating agent. On the other hand, mainly polypropylene molded body is a component showing a melting peak temperature T B of the low temperature side, the low-temperature side of the melting peak temperature T B is higher than the melting peak temperature Tm of the preform, a higher heat resistance It will be a thing.

また、上記製造方法により得たポリプロピレン成形体を構成するポリプロピレンはα型結晶構造を主体とする。ポリプロピレンのα型結晶構造にはα1型結晶とα2型結晶が存在するが、上記製造方法により得たポリプロピレン成形体にはα2型結晶が多く含まれる。ここで、α1型結晶では結晶内で隣接するポリプロピレン鎖間のメチル基の方向がランダムであるが、α2型結晶では秩序性を有する。
一般に、α2型結晶の生成にはポリプロピレンラメラ(厚みが5〜80nmの板状の結晶)の厚みの増加を伴うと考えられている(T.Miyoshi et al.,Journal Physical Chemistry B,114(1),92(2010)参照)。ラメラ厚みが増加すると、剛性及び耐熱性が高くなりやすい。
本発明の製造方法により得られるポリプロピレン成形体においては、α2型結晶に基づく−231と−161反射のピーク強度I(α2)の、α1及びα2型結晶の両方に基づく散乱のピーク強度I(α1+α2)に対する比I(α2)/I(α1+α2)が0.1以上であることが好ましく、0.3以上であることがより好ましく、0.5以上であることがさらに好ましい。I(α2)/I(α1+α2)が前記下限値以上であれば、剛性及び耐熱性がより高くなる。
α2型結晶の存在は、X線回折における−231と−161反射により確認することができる(M.Hikosaka and T.Seto,Polymer Journal,5(2),111(1973)参照)。
上記のピーク強度比を求める際に使用するX線源としてはシンクロトロン放射によるものが好ましい。−231と−161反射の強度は微弱であるので、強い輝度を持つシンクロトロン放射光を利用すれば、S/N比を高めることができ、高精度の結果が得られる。
Moreover, the polypropylene which comprises the polypropylene molded object obtained by the said manufacturing method has an alpha type crystal structure as a main body. The α type crystal structure of polypropylene includes α1 type crystal and α2 type crystal, but the polypropylene molded product obtained by the above production method contains a lot of α2 type crystal. Here, in the α1 type crystal, the direction of the methyl group between adjacent polypropylene chains in the crystal is random, but in the α2 type crystal, there is order.
In general, it is considered that the formation of α2-type crystals is accompanied by an increase in the thickness of polypropylene lamella (a plate-like crystal having a thickness of 5 to 80 nm) (T. Miyoshi et al., Journal Physical Chemistry B, 114 (1 ), 92 (2010)). As the lamella thickness increases, rigidity and heat resistance tend to increase.
In the polypropylene molded product obtained by the production method of the present invention, the peak intensity I (α2) of -231 and -161 reflection based on α2 type crystal, and the peak intensity I (α1 + α2) of scattering based on both α1 and α2 type crystals. ) Ratio I (α2) / I (α1 + α2) is preferably 0.1 or more, more preferably 0.3 or more, and further preferably 0.5 or more. When I (α2) / I (α1 + α2) is equal to or greater than the lower limit, rigidity and heat resistance are further increased.
The presence of α2-type crystals can be confirmed by -231 and -161 reflections in X-ray diffraction (see M. Hikosaka and T. Seto, Polymer Journal, 5 (2), 111 (1973)).
The X-ray source used for obtaining the above peak intensity ratio is preferably one using synchrotron radiation. Since the intensity of the -231 and -161 reflections is weak, the S / N ratio can be increased by using synchrotron radiation having high luminance, and a highly accurate result can be obtained.

上記のポリプロピレン成形体は、例えば、自動車用材料、電気製品用材料、日用雑貨用材料、包装用材料等として好適に使用できる。   Said polypropylene molded object can be used conveniently, for example as a material for motor vehicles, a material for electric products, a material for daily goods, a packaging material, etc.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。
以下の例で使用したポリプロピレン樹脂組成物は、以下の方法で製造した。
ポリプロピレン樹脂組成物の原料となる重合体は、フタレート系の固体触媒を用いてプロピレンを重合させて得た。使用した固体触媒は、欧州特許第674991号に記載された方法により得られるものである。具体的には以下の通り製造した:
重合に用いる固体触媒を、欧州特許第674991号公報の実施例1に記載された方法により調製した。該固体触媒は、MgCl上にTiと内部ドナーとしてのジイソブチルフタレートを上記の特許公報に記載された方法で担持させたものである。
上記固体触媒と、TEAL及びジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPMS)を、固体触媒に対するTEALの質量比が11であり、TEAL/DCPMSの質量比が3となるような量で、−5℃において5分間接触させた。得られた触媒系を、液体プロピレン中において懸濁状態で20℃において5分間保持することによって予備重合を行った。得られた予備重合物を、重合反応器に導入し、水素0.135mol%とプロピレンをフィードし、重合温度80℃で、重合圧力を調整することによって、プロピレン単独重合体を得た。
得られた重合体に、酸化防止剤として、BASF社製B255を0.2質量部、中和剤として、淡南化学社製カルシウムステアレートを0.05質量部配合し、ヘンシェルミキサーで1分間攪拌、混合した。得られた混合物を、シリンダー温度を230℃に調整した単軸押出機(ナカタニ機械製、NVC、スクリュー直径50mm)を用いて溶融し、ダイスから吐出させた。これにより得たストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、ペレット状のポリプロピレン樹脂組成物を得て、以下の例で使用した。
得られたポリプロピレン樹脂組成物は、立体規則性(mmmm):97.8mol%、質量平均分子量(M):362,000、分子量分布(M/M):6.8であった。また、MFRは4.3g/10分であった。
なお、ポリプロピレンのmmmmは、1,2,4−トリクロロベンゼン/重水素化ベンゼンの混合溶媒に溶解したサンプルについて、日本電子社製JNM LA−400(13C共鳴周波数 100MHz)を用い13C−NMR法で測定したスペクトルから、プロピレンモノマーのメソ(m)結合シークエンスが4つ連続したペンタッドに相当するピークの強度の割合を、A.Zambelli,Macromolecules,6,925(1973)に記載された方法に従って求めた。
質量平均分子量(M)及び分子量分布(M/M)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(ポリマーラボラトリーズ社製PL−GPC220)により測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to a following example.
The polypropylene resin composition used in the following examples was produced by the following method.
A polymer as a raw material for the polypropylene resin composition was obtained by polymerizing propylene using a phthalate-based solid catalyst. The solid catalyst used is obtained by the method described in EP 6749991. Specifically, it was manufactured as follows:
The solid catalyst used for the polymerization was prepared by the method described in Example 1 of EP 6749991. The solid catalyst is one in which Ti and diisobutyl phthalate as an internal donor are supported on MgCl 2 by the method described in the above-mentioned patent publication.
Contact the above solid catalyst with TEAL and dicyclopentyldimethoxysilane (DCPMS) for 5 minutes at −5 ° C. in an amount such that the mass ratio of TEAL to the solid catalyst is 11 and the mass ratio of TEAL / DCPMS is 3. I let you. The resulting catalyst system was prepolymerized by holding it in liquid propylene in suspension for 5 minutes at 20 ° C. The obtained prepolymer was introduced into a polymerization reactor, 0.135 mol% of hydrogen and propylene were fed, and a polymerization pressure was adjusted at a polymerization temperature of 80 ° C. to obtain a propylene homopolymer.
The obtained polymer is blended with 0.2 parts by weight of B255 manufactured by BASF as an antioxidant and 0.05 parts by weight of calcium stearate manufactured by Tamnan Chemical Co., Ltd. as a neutralizing agent, and is mixed for 1 minute with a Henschel mixer. Stir and mix. The obtained mixture was melted and discharged from a die using a single screw extruder (manufactured by Nakatani Machinery Co., Ltd., NVC, screw diameter 50 mm) whose cylinder temperature was adjusted to 230 ° C. The strand thus obtained was cooled in water and then cut with a pelletizer to obtain a pellet-shaped polypropylene resin composition, which was used in the following examples.
The obtained polypropylene resin composition had stereoregularity (mmmm): 97.8 mol%, mass average molecular weight ( Mw ): 362,000, and molecular weight distribution ( Mw / Mn ): 6.8. Moreover, MFR was 4.3 g / 10min.
In addition, mmmm of polypropylene is 13 C-NMR using JNM LA-400 ( 13 C resonance frequency 100 MHz) manufactured by JEOL Ltd. for a sample dissolved in a mixed solvent of 1,2,4-trichlorobenzene / deuterated benzene. From the spectrum measured by the method, the ratio of the intensity of the peak corresponding to a pentad in which four meso (m) bond sequences of the propylene monomer were continuously obtained was calculated as follows. It was determined according to the method described in Zambelli, Macromolecules, 6, 925 (1973).
The mass average molecular weight ( Mw ) and molecular weight distribution ( Mw / Mn ) were measured by gel permeation chromatography (PL-GPC220 manufactured by Polymer Laboratories).

(実施例1)
ポリプロピレン樹脂組成物を簡易的にホットプレスしたシートを230℃、1分間加熱した後、115℃で5分間保持して結晶化させ、次いで、室温環境下に放置することにより冷却して、ポリプロピレン予備成形体を得た。予備成形体のTmは162.7℃であった。
次いで、室温のシート状の予備成形体を、予め加熱した2枚の加熱ブロックに薄い金属板を介して挟んで、7分間、第1熱処理を施した。その際の昇温速度を34,600℃/分とし、第1熱処理ピーク温度Tを166.8℃とした。
次いで、第1熱処理を施した成形体を、金属板が付いた状態で、予め加熱した別の2枚の加熱ブロックに挟んで、3分間、第2熱処理を施した。第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を8,900℃/分とし、平均熱処理温度Tは149.8℃とした。
その後、第2熱処理を施した成形体を、金属板が付いた状態で、約−90℃(融点近傍)のアセトンに浸漬し、急冷した。室温環境に取り出した後、金属板から剥離してポリプロピレン成形体を得た。
Example 1
A sheet obtained by simply hot-pressing a polypropylene resin composition is heated at 230 ° C. for 1 minute, and then kept at 115 ° C. for 5 minutes to crystallize. A molded body was obtained. The Tm of the preform was 162.7 ° C.
Next, the sheet-shaped preform at room temperature was sandwiched between two preheated heating blocks via a thin metal plate and subjected to a first heat treatment for 7 minutes. The temperature increase rate at that time was 34,600 ° C./min, and the first heat treatment peak temperature T 1 was 166.8 ° C.
Next, the molded body subjected to the first heat treatment was sandwiched between two other preheated heating blocks with the metal plate attached thereto, and then subjected to the second heat treatment for 3 minutes. The temperature lowering rate when shifting from the first heat treatment to the second heat treatment was 8,900 ° C./min, and the average heat treatment temperature T 2 was 149.8 ° C.
Thereafter, the molded body subjected to the second heat treatment was immersed in acetone at about −90 ° C. (near the melting point) with a metal plate attached, and rapidly cooled. After taking out to room temperature environment, it peeled from the metal plate and obtained the polypropylene molded object.

(実施例2)
第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を11,500℃/分にし、第2熱処理の平均熱処理温度を144.8℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Example 2)
Polypropylene in the same manner as in Example 1 except that the rate of temperature decrease during the transition from the first heat treatment to the second heat treatment was changed to 11,500 ° C./min and the average heat treatment temperature of the second heat treatment was changed to 144.8 ° C. A molded body was obtained.

(実施例3)
第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を12,500℃/分にし、第2熱処理の平均熱処理温度を142.8℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Example 3)
Polypropylene in the same manner as in Example 1 except that the rate of temperature decrease during the transition from the first heat treatment to the second heat treatment was 12,500 ° C./minute and the average heat treatment temperature of the second heat treatment was changed to 142.8 ° C. A molded body was obtained.

(実施例4)
第2熱処理後に急冷する代わりに、室温環境下に放置して冷却したこと以外は実施例2と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
Example 4
Instead of quenching after the second heat treatment, a polypropylene molded body was obtained in the same manner as in Example 2 except that it was allowed to cool in a room temperature environment.

(実施例5)
第1熱処理の処理時間を1分間に、第2熱処理の処理時間を9分間に変更したこと以外は実施例2と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Example 5)
A polypropylene molded body was obtained in the same manner as in Example 2 except that the treatment time for the first heat treatment was changed to 1 minute and the treatment time for the second heat treatment was changed to 9 minutes.

(実施例6)
第1熱処理のピーク温度を164.8℃に変更し、第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を10,400℃/分にしたこと以外は実施例5と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Example 6)
Polypropylene in the same manner as in Example 5 except that the peak temperature of the first heat treatment was changed to 164.8 ° C., and the rate of temperature decrease during the transition from the first heat treatment to the second heat treatment was 10,400 ° C./min. A molded body was obtained.

(実施例7)
薄い金属板に挟んだ予備成形体を、ホットプレスを用いて10℃/分の加熱速度で加熱し、第1熱処理の処理時間を11分にしたこと以外は実施例2と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Example 7)
Polypropylene molded in the same manner as in Example 2 except that the preform formed between thin metal plates was heated at a heating rate of 10 ° C./min using a hot press and the treatment time of the first heat treatment was changed to 11 minutes. A molded body was obtained.

(比較例1)
実施例1における予備成形体をそのままポリプロピレン成形体として使用した。なお、比較例1のポリプロピレン成形体の融解ピーク温度が各実施例及び各比較例におけるTmとなる。
(Comparative Example 1)
The preformed body in Example 1 was used as a polypropylene molded body as it was. In addition, the melting peak temperature of the polypropylene molded body of Comparative Example 1 is Tm in each Example and each Comparative Example.

(比較例2)
第1熱処理の昇温速度を32,700℃/分に、第1熱処理のピーク温度を159.8℃、処理時間を1分間に、第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を1,000℃/分に、第2熱処理の平均熱処理温度を157.8℃、処理時間を2分間に変更したこと以外は実施例1と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Comparative Example 2)
The temperature increase rate of the first heat treatment is 32,700 ° C./min, the peak temperature of the first heat treatment is 159.8 ° C., the treatment time is 1 minute, and the temperature decrease rate when shifting from the first heat treatment to the second heat treatment is A polypropylene molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the average heat treatment temperature of the second heat treatment was changed to 157.8 ° C. and the treatment time was changed to 2 minutes at 1,000 ° C./min.

(比較例3)
第2熱処理を省略した以外は実施例1と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。なお、比較例3の成形体は昇温中の構造変化が大きいと予想されるため、DSCの測定は実施しなかった。
(Comparative Example 3)
A polypropylene molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the second heat treatment was omitted. In addition, since the molded object of the comparative example 3 is anticipated that the structural change during temperature rising is large, DSC measurement was not performed.

(比較例4)
第2熱処理を省略した以外は実施例4と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Comparative Example 4)
A polypropylene molded body was obtained in the same manner as in Example 4 except that the second heat treatment was omitted.

(比較例5)
第1熱処理の昇温速度を35,100℃/分に、第1熱処理のピーク温度を168.8℃に、第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を12,500℃/分に変更したこと以外は実施例2と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Comparative Example 5)
The temperature increase rate of the first heat treatment is 35,100 ° C./min, the peak temperature of the first heat treatment is 168.8 ° C., and the temperature decrease rate when shifting from the first heat treatment to the second heat treatment is 12,500 ° C./min. A polypropylene molded body was obtained in the same manner as in Example 2 except that the above was changed.

(比較例6)
第1熱処理の昇温速度を32,900℃/分に、第1熱処理のピーク温度を160.8℃に、第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を8,300℃/分に変更したこと以外は実施例2と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Comparative Example 6)
The temperature increase rate of the first heat treatment is 32,900 ° C./min, the peak temperature of the first heat treatment is 160.8 ° C., and the temperature decrease rate when shifting from the first heat treatment to the second heat treatment is 8,300 ° C./min. A polypropylene molded body was obtained in the same manner as in Example 2 except that the above was changed.

(比較例7)
第2熱処理の平均熱処理温度を157.8℃に、第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を4,700℃/分に変更したこと以外は実施例1と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Comparative Example 7)
Polypropylene in the same manner as in Example 1 except that the average heat treatment temperature of the second heat treatment was changed to 157.8 ° C., and the temperature lowering rate when shifting from the first heat treatment to the second heat treatment was changed to 4,700 ° C./min. A molded body was obtained.

(比較例8)
第2熱処理の平均熱処理温度を144.8℃に、第1熱処理から第2熱処理に移行する際の降温速度を7,800℃/分に変更したこと以外は比較例2と同様にして、ポリプロピレン成形体を得た。
(Comparative Example 8)
Polypropylene in the same manner as in Comparative Example 2 except that the average heat treatment temperature of the second heat treatment was changed to 144.8 ° C. and the temperature lowering rate during the transition from the first heat treatment to the second heat treatment was changed to 7,800 ° C./min. A molded body was obtained.

<評価>
得られたポリプロピレン成形体について、透明性、均質性、剛性、耐熱性及びα2型結晶の割合指標を以下の様に評価した。評価結果を表1(実施例)及び表2(比較例)に示す。
<Evaluation>
With respect to the obtained polypropylene molded article, the transparency, homogeneity, rigidity, heat resistance, and ratio index of α2-type crystals were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 1 (Examples) and Table 2 (Comparative Examples).

[透明性・均質性]東洋精機製作所製視覚透明度試験機を用いて、拡散透過光値(LSI値)及び狭い角度での透過光値(NAS値)を測定した。LSI値及びNAS値が小さい程、透明性が高い。また、NAS値が小さい程、均質性が高い。 [Transparency / homogeneity] Using a visual transparency tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, the diffuse transmitted light value (LSI value) and the transmitted light value at a narrow angle (NAS value) were measured. The smaller the LSI value and the NAS value, the higher the transparency. Moreover, the smaller the NAS value, the higher the homogeneity.

[剛性]東洋ボールドウィン社製レオバイブロン DOV−II−EAを用い、JIS K7198に従って測定周波数110Hzで複素弾性率を求めた。この複素弾性率が高い程、剛性が高い。 [Rigidity] The complex elastic modulus was determined at a measurement frequency of 110 Hz according to JIS K7198 using Leo Vibron DOV-II-EA manufactured by Toyo Baldwin. The higher the complex elastic modulus, the higher the rigidity.

[耐熱性]パーキンエルマー社製のダイヤモンドDSCを用い、ポリプロピレン成形体を30℃で5分間保持した後、昇温速度20℃/分で230℃まで加熱した際に得られる融解曲線のピーク位置により、ポリプロピレン成形体の融解ピーク温度を求め、耐熱性の指標とした。融解ピーク温度が高い程、耐熱性に優れる傾向にあるが、高い融解ピーク温度を有しても、低い融解ピーク温度も有すると、耐熱性は低くなる。 [Heat resistance] Depending on the peak position of the melting curve obtained when using a diamond DSC manufactured by PerkinElmer, Inc. and holding the polypropylene molded body at 30 ° C. for 5 minutes and then heating to 230 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min. The melting peak temperature of the polypropylene molded body was obtained and used as an index of heat resistance. The higher the melting peak temperature, the better the heat resistance. However, even if the melting peak temperature is high, the heat resistance is low if the melting peak temperature is low.

[α2型結晶の割合]
財団法人高輝度光科学研究センター運営SPring−8のBL03XUビームラインを使用し、波長0.1nm、露光時間5秒の条件にて広角X線散乱(WAXD)を測定した。そのX線散乱のプロファイル(図3参照)より、α2型結晶の割合の指標を求めることができる。
すなわち、広角X線散乱のプロファイルにおいて、2θ=20.0度付近(CuKα線では2θ=31度付近)に観察されるα2型結晶に特有な-231と-161反射のピーク強度I(α2)と、2θ=21.2度付近に観察されるα1型結晶及びα2型結晶の両方に基づく散乱のピーク強度I(α1+α2)とを測定する。そして、I(α2)/I(α1+α2)を求めて、これをα2型結晶の割合の指標とした。なお、ピーク強度は、それぞれの散乱が無くなる極小値(2θ=20度より低角度側と2θ=21.2度より高角度側)を結んだベースラインからそれぞれピークの極大までの間のカウント数とした。I(α2)/I(α1+α2)の値が大きい程、全α型結晶(α1型結晶とα2型結晶の総和)中のα2型結晶の割合が多いことを意味する。ただし、求められた値は、α2型結晶の割合そのものを示しているのではなく、α2型結晶の割合に相関する指標である。
[Proportion of α2-type crystal]
Wide angle X-ray scattering (WAXD) was measured under the conditions of a wavelength of 0.1 nm and an exposure time of 5 seconds using a BL03XU beam line of SPring-8 operated by the Research Center for High Brightness Optical Science. From the X-ray scattering profile (see FIG. 3), an index of the proportion of α2 type crystals can be obtained.
That is, in the wide-angle X-ray scattering profile, -231 and -161 reflection peak intensities I (α2) peculiar to α2 type crystals observed near 2θ = 20.0 degrees (2θ = 31 degrees for CuKα rays). And the peak intensity I (α1 + α2) of scattering based on both the α1 type crystal and the α2 type crystal observed in the vicinity of 2θ = 21.2 degrees. Then, I (α2) / I (α1 + α2) was determined and used as an index of the proportion of α2 type crystals. The peak intensity is the number of counts between the base line connecting the minimum values (2θ = 20 ° lower angle side and 2θ = 21.2 ° higher angle side) at which each scattering is eliminated to the peak maximum. It was. A larger value of I (α2) / I (α1 + α2) means that the proportion of α2 type crystals in all α type crystals (total of α1 type crystals and α2 type crystals) is larger. However, the obtained value does not indicate the ratio of the α2 type crystal itself but is an index correlated with the ratio of the α2 type crystal.

Figure 0006090844
Figure 0006090844

Figure 0006090844
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実施例1〜7のポリプロピレン成形体は、ポリプロピレンがα型結晶になっていると共にα2型結晶を多く含み、剛性及び耐熱性に優れていた。また、透明性・均質性も維持されていた。
これに対し、115℃で結晶化させて得た比較例1のポリプロピレン予備成形体は、剛性及び耐熱性が共に低かった。また、均質性も不充分であった。
第1熱処理のピーク温度を所定範囲よりも低く、第2熱処理の平均熱処理温度を所定範囲よりも高くして得た比較例2のポリプロピレン成形体は、均質性が低かった。
第2熱処理を省略し、急冷して得た比較例3のポリプロピレン成形体は、剛性が低かった。
第2熱処理を省略し、放冷して得た比較例4のポリプロピレン成形体は、均質性が低く、剛性の向上も充分でなかった。
第1熱処理のピーク温度を所定範囲よりも高くして得た比較例5のポリプロピレン成形体は、剛性及び耐熱性が低かった。
第1熱処理のピーク温度を所定範囲よりも低くした比較例6のポリプロピレン成形体は、均質性が低かった。
第1熱処理のピーク温度は請求項1の範囲を満たすが、第2熱処理の平均熱処理温度は請求項1の範囲を超える比較例7は、剛性と耐熱性の向上が充分でなかった。
第1熱処理のピーク温度が請求項1の範囲より低い比較例8は、第2熱処理の平均熱処理温度は請求項1の範囲を満たしているが、剛性の向上が充分でなかった。
The polypropylene molded bodies of Examples 1 to 7 were excellent in rigidity and heat resistance because the polypropylene was α-type crystals and contained many α2-type crystals. In addition, transparency and homogeneity were maintained.
On the other hand, the polypropylene preform of Comparative Example 1 obtained by crystallization at 115 ° C. had low rigidity and heat resistance. Also, the homogeneity was insufficient.
The polypropylene molded body of Comparative Example 2 obtained by lowering the peak temperature of the first heat treatment below the predetermined range and increasing the average heat treatment temperature of the second heat treatment above the predetermined range had low homogeneity.
The polypropylene molded body of Comparative Example 3 obtained by omitting the second heat treatment and quenching was low in rigidity.
The polypropylene molded body of Comparative Example 4 obtained by omitting the second heat treatment and allowing to cool was poor in homogeneity and also not sufficiently improved in rigidity.
The polypropylene molded body of Comparative Example 5 obtained by making the peak temperature of the first heat treatment higher than the predetermined range had low rigidity and heat resistance.
The polypropylene molded body of Comparative Example 6 in which the peak temperature of the first heat treatment was lower than the predetermined range had low homogeneity.
Although the peak temperature of the first heat treatment satisfies the range of Claim 1, the average heat treatment temperature of the second heat treatment exceeds the range of Claim 1, and Comparative Example 7 is not sufficiently improved in rigidity and heat resistance.
In Comparative Example 8 in which the peak temperature of the first heat treatment was lower than the range of Claim 1, the average heat treatment temperature of the second heat treatment satisfied the range of Claim 1, but the rigidity was not sufficiently improved.

Claims (5)

20℃/分の昇温速度で求められる示差熱分析の融解ピーク温度がTm(℃)であるポリプロピレン予備成形体を、Tm(℃)からTm+6(℃)までの範囲の温度に昇温し、加熱して熱処理する第1熱処理工程と、
第1熱処理工程により熱処理したポリプロピレン予備成形体を、Tm−30(℃)からTm−12(℃)までの範囲の温度にて0.5分以上加熱して熱処理する第2熱処理工程とを有し、
第1熱処理工程から第2熱処理工程に移行する際の降温速度または冷却速度を300℃/分以上にする、ポリプロピレン成形体の製造方法。
A polypropylene preform having a melting peak temperature of Tm (° C.) determined by a temperature increase rate of 20 ° C./min is Tm (° C.) to a temperature in the range from Tm (° C.) to Tm + 6 (° C.), A first heat treatment step of heating and heat-treating;
A second heat treatment step of heat-treating the polypropylene preform formed by the first heat treatment step at a temperature ranging from Tm-30 (° C.) to Tm-12 (° C.) for 0.5 minutes or more. And
A method for producing a polypropylene molded body, wherein a temperature lowering rate or a cooling rate when shifting from the first heat treatment step to the second heat treatment step is 300 ° C./min or more.
第1熱処理工程におけるピーク温度Tと第2熱処理工程における平均熱処理温度Tとの差(T−T)を10℃以上にする、請求項1に記載のポリプロピレン成形体の製造方法。
ここでの温度は、それぞれの熱処理工程に用いた加熱装置において、予備成形体が直接または間接的に接触する部分の温度である。
第1熱処理工程におけるピーク温度Tは、第1熱処理工程における温度の最高値である。
第2熱処理工程の平均熱処理温度Tは、以下の方法により求めた値である。
すなわち、第2熱処理工程の時間をt(分)とし、第2熱処理開始から、0.1t(分)、0.2t(分)、0.3t(分)、0.4t(分)、0.5t(分)、0.6t(分)、0.7t(分)、0.8t(分)、0.9t(分)のときの熱処理温度Tを温度チャートより読み取る。そして、(T0.1t+T0.2t+・・・+T0.9t)/9の式より求めた値を平均熱処理温度とする。
The method for producing a polypropylene molded body according to claim 1, wherein the difference (T 1 -T 2 ) between the peak temperature T 1 in the first heat treatment step and the average heat treatment temperature T 2 in the second heat treatment step is 10 ° C or higher.
The temperature here is the temperature of the portion where the preform is in direct or indirect contact with the heating device used in each heat treatment step.
Peak temperatures T 1 in the first heat treatment step is the maximum value of the temperature in the first heat treatment step.
Average heat treatment temperature T 2 of the second heat treatment step is a value determined by the following method.
That is, the time of the second heat treatment step is t (min), and 0.1 t (min), 0.2 t (min), 0.3 t (min), 0.4 t (min), 0 from the start of the second heat treatment. .5T (min), 0.6 t (min), 0.7 t (min), 0.8 t (min), reads the temperature chart heat treatment temperature T x at a 0.9t (min). Then, the average thermal treatment temperature values determined from equation (T 0.1t + T 0.2t + ··· + T 0.9t) / 9.
第1熱処理工程における昇温速度または加熱速度を300℃/分以上にする、請求項1または2に記載のポリプロピレン成形体の製造方法。   The manufacturing method of the polypropylene molded object of Claim 1 or 2 which makes the temperature increase rate or heating rate in a 1st heat treatment process 300 degrees C / min or more. 第2熱処理工程の後、降温速度300℃/分未満で冷却する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリプロピレン成形体の製造方法。   The manufacturing method of the polypropylene molded object as described in any one of Claims 1-3 which cools with the temperature-fall rate of less than 300 degrees C / min after a 2nd heat treatment process. 予備成形体として、厚さ300μm以下のシートまたはフィルムを用いる、請求項1〜
4のいずれか一項に記載のポリプロピレン成形体の製造方法。
A sheet or film having a thickness of 300 µm or less is used as the preform.
The method for producing a polypropylene molded body according to any one of 4.
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