JP7257522B2 - 非発泡シートおよび容器 - Google Patents
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Description
本発明は、非発泡シートおよび容器に関する。
プロピレン系重合体は、各種成形体の材料として広く使用されており(例えば、特許文献1~2参照)、成形方法や用途に応じて要求される特性も異なってくる。例えば、プロピレン系重合体は、耐衝撃性、衛生性、環境適合性に優れた材料として、シートやシート成形容器として用いられている(例えば、特許文献3~4参照)。
環境問題から、シートの薄膜化が求められ、このため剛性の向上が必要である。また、シートの用途によって例えば電子レンジなどにより加熱されることがあり、高い耐熱性が求められる。本発明は、剛性および耐熱性に優れたポリプロピレン系シートならびに当該シートから得られる容器を提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、以下に記載のポリプロピレン系シートが前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
[1]プロピレン系重合体組成物から形成された層を有する非発泡シートであり、前記プロピレン系重合体組成物が、135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が10~12dl/gの範囲にあるプロピレン系重合体(a1)を20~50質量%、および135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が0.5~1.5dl/gの範囲にあるプロピレン系重合体(a2)を50~80質量%〔ただし、プロピレン系重合体(a1)とプロピレン系重合体(a2)との合計量を100質量%とする。〕含むプロピレン系重合体(A)と、融点が120~170℃であり、135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が1.5dl/gを超え5.0dl/g以下であるプロピレン系重合体(B)とを含有し、前記プロピレン系重合体(A)および前記プロピレン系重合体(B)の合計100質量部に対して、前記プロピレン系重合体(A)の含有量が2~30質量部であり、前記プロピレン系重合体(B)の含有量が70~98質量部であることを特徴とする非発泡シート。
[2]前記プロピレン系重合体組成物の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された分子量分布(Mw/Mn)が6.0以上である前記[1]に記載の非発泡シート。
[3]前記プロピレン系重合体(B)の、230℃、2.16kg荷重で測定されるメルトフローレート(MFR)が0.1~10g/10分である前記[1]または[2]に記載の非発泡シート。
[4]前記プロピレン系重合体(B)の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された分子量分布(Mw/Mn)が5を超える前記[1]~[3]のいずれかに記載の非発泡シート。
[5]厚さが200μm以上である前記[1]~[4]のいずれかに記載の非発泡シート。
[6]前記プロピレン系重合体組成物から形成された層からなる単層シートである前記[1]~[5]のいずれかに記載の非発泡シート。
[5]厚さが200μm以上である前記[1]~[4]のいずれかに記載の非発泡シート。
[6]前記プロピレン系重合体組成物から形成された層からなる単層シートである前記[1]~[5]のいずれかに記載の非発泡シート。
[7]前記プロピレン系重合体組成物から形成された層を有する積層シートである前記[1]~[5]のいずれかに記載の非発泡シート。
[8]前記[1]~[7]のいずれかに記載の非発泡シートから形成された容器。
[8]前記[1]~[7]のいずれかに記載の非発泡シートから形成された容器。
本発明によれば、剛性および耐熱性に優れたポリプロピレン系シートならびに当該シートから得られる容器を提供することができる。
本発明の非発泡シートは、それぞれ以下に説明する、プロピレン系重合体(A)と、プロピレン系重合体(B)とを含有するプロピレン系重合体組成物から形成された層を有する。
なお、各要件の測定条件の詳細は、実施例の欄に記載する。
なお、各要件の測定条件の詳細は、実施例の欄に記載する。
[プロピレン系重合体(A)]
プロピレン系重合体(A)は、135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が10~12dl/gの範囲にあるプロピレン系重合体(a1)を20~50質量%、および135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が0.5~1.5dl/gの範囲にあるプロピレン系重合体(a2)を50~80質量%〔ただし、プロピレン系重合体(a1)とプロピレン系重合体(a2)との合計量を100質量%とする。〕含む。
プロピレン系重合体(A)は、135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が10~12dl/gの範囲にあるプロピレン系重合体(a1)を20~50質量%、および135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が0.5~1.5dl/gの範囲にあるプロピレン系重合体(a2)を50~80質量%〔ただし、プロピレン系重合体(a1)とプロピレン系重合体(a2)との合計量を100質量%とする。〕含む。
以下、135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]を単に「極限粘度[η]」ともいう。プロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)のそれぞれの質量分率は、(a1)と(a2)との合計量を基準とする。
<プロピレン系重合体(a1)>
プロピレン系重合体(a1)の極限粘度[η]は、10~12dl/gの範囲にあり、好ましくは10.5~11.5dl/gの範囲にある。また、プロピレン系重合体(A)におけるプロピレン系重合体(a1)の質量分率は、20~50質量%の範囲にあり、好ましくは20~45質量%、より好ましくは20~40質量%、さらに好ましくは22~40質量%の範囲にある。
プロピレン系重合体(a1)の極限粘度[η]は、10~12dl/gの範囲にあり、好ましくは10.5~11.5dl/gの範囲にある。また、プロピレン系重合体(A)におけるプロピレン系重合体(a1)の質量分率は、20~50質量%の範囲にあり、好ましくは20~45質量%、より好ましくは20~40質量%、さらに好ましくは22~40質量%の範囲にある。
プロピレン系重合体(a1)としては、例えば、プロピレンの単独重合体、プロピレンと炭素数2~8のα-オレフィン(ただし、プロピレンを除く)との共重合体が挙げられ、プロピレンの単独重合体が好ましい。炭素数2~8のα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテンが挙げられる。これらα-オレフィンとしてはエチレンが好ましい。α-オレフィンは1種または2種以上用いることができる。
プロピレン系重合体(a1)の極限粘度[η]が12dl/gを超えると、シート成形性が劣る傾向にある。また、プロピレン系重合体(a1)の極限粘度[η]が10dl/g未満であると、剛性が十分に向上しない傾向にある。
プロピレン系重合体(a1)の質量分率が20質量%未満では、得られるシートの剛性および耐熱性が不足する傾向にあり、50質量%を超えると、シート成形時の外観不良の原因となる傾向にある。
プロピレン系重合体(a1)は1種または2種以上用いることができる。
プロピレン系重合体(a1)は1種または2種以上用いることができる。
<プロピレン系重合体(a2)>
プロピレン系重合体(a2)の極限粘度[η]は、0.5~1.5dl/gの範囲にあり、好ましくは0.6~1.5dl/g、より好ましくは0.8~1.5dl/gの範囲にある。また、プロピレン系重合体(A)におけるプロピレン系重合体(a2)の質量分率は、50~80質量%の範囲にあり、好ましくは55~80質量%、より好ましくは60~80質量%、さらに好ましくは60~78質量%の範囲にある。
プロピレン系重合体(a2)の極限粘度[η]は、0.5~1.5dl/gの範囲にあり、好ましくは0.6~1.5dl/g、より好ましくは0.8~1.5dl/gの範囲にある。また、プロピレン系重合体(A)におけるプロピレン系重合体(a2)の質量分率は、50~80質量%の範囲にあり、好ましくは55~80質量%、より好ましくは60~80質量%、さらに好ましくは60~78質量%の範囲にある。
プロピレン系重合体(a2)としては、例えば、プロピレンの単独重合体、プロピレンと炭素数2~8のα-オレフィン(ただし、プロピレンを除く)との共重合体が挙げられ、プロピレンの単独重合体が好ましい。炭素数2~8のα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテンが挙げられる。これらα-オレフィンとしてはエチレンが好ましい。α-オレフィンは1種または2種以上用いることができる。
プロピレン系重合体(a2)の極限粘度[η]が0.5dl/g未満であると、得られる重合体組成物の剛性向上が不十分である傾向にあり、極限粘度[η]が1.5dl/gを超えると、粘度が高く、シート成形性が悪化する傾向にある。
プロピレン系重合体(a2)の質量分率が50質量%未満では、シート成形時の外観不良の原因となり、80質量%を超えると、剛性向上が不十分である傾向にある。
プロピレン系重合体(a2)は1種または2種以上用いることができる。
プロピレン系重合体(a2)は1種または2種以上用いることができる。
<添加剤>
プロピレン系重合体(A)には、必要に応じて、酸化防止剤、中和剤、難燃剤、結晶核剤等の添加剤を配合することができる。添加剤は1種または2種以上用いることができる。添加剤の割合は特に制限されず、適宜調節することが可能である。
プロピレン系重合体(A)には、必要に応じて、酸化防止剤、中和剤、難燃剤、結晶核剤等の添加剤を配合することができる。添加剤は1種または2種以上用いることができる。添加剤の割合は特に制限されず、適宜調節することが可能である。
<プロピレン系重合体(A)の物性>
プロピレン系重合体(A)は、230℃、2.16kg荷重で測定されるメルトフローレート(MFR)が、好ましくは0.01~5g/10分、より好ましくは0.05~4g/10分、さらに好ましくは0.1~3g/10分の範囲にある。プロピレン系重合体(A)のMFRが上記範囲にあると、シート成形性に優れる。
プロピレン系重合体(A)は、230℃、2.16kg荷重で測定されるメルトフローレート(MFR)が、好ましくは0.01~5g/10分、より好ましくは0.05~4g/10分、さらに好ましくは0.1~3g/10分の範囲にある。プロピレン系重合体(A)のMFRが上記範囲にあると、シート成形性に優れる。
<プロピレン系重合体(A)の製造方法>
プロピレン系重合体(A)の製造方法としては、種々公知の製造方法が挙げられ、例えば、上記物性を満たすプロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)をそれぞれ製造した後、プロピレン系重合体(a1)とプロピレン系重合体(a2)とを上記範囲で混合または溶融混練してプロピレン系重合体(A)を得る方法(1);上記物性を満たすプロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)を一つの重合系もしくは二つ以上の重合系で製造してプロピレン系重合体(A)を得る方法(2)が挙げられる。
プロピレン系重合体(A)の製造方法としては、種々公知の製造方法が挙げられ、例えば、上記物性を満たすプロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)をそれぞれ製造した後、プロピレン系重合体(a1)とプロピレン系重合体(a2)とを上記範囲で混合または溶融混練してプロピレン系重合体(A)を得る方法(1);上記物性を満たすプロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)を一つの重合系もしくは二つ以上の重合系で製造してプロピレン系重合体(A)を得る方法(2)が挙げられる。
方法(1)では、例えば、プロピレン系重合体(a1)、プロピレン系重合体(a2)および必要に応じて添加剤等をヘンシェルミキサー、V型ブレンダー、タンブラーブレンダー、リボンブレンダーなどを用いて混合した後、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどを用いて溶融混練することによって、上記各成分が均一に分散混合された高品質のプロピレン系重合体(A)を得ることができる。溶融混練時の樹脂温度は、通常は180~280℃、好ましくは200~260℃である。
方法(2)では、2段以上の多段重合により、相対的に高分子量のプロピレン系重合体(a1)および相対的に低分子量のプロピレン系重合体(a2)を含むプロピレン系重合体(A)を得ることができる。得られたプロピレン系重合体(A)に、必要に応じて添加剤を添加してもよい。
プロピレン系重合体(A)の好ましい製造方法としては、前記方法(2)が挙げられ、例えば、高立体規則性ポリプロピレン製造用触媒の存在下に、プロピレンを単独で、またはプロピレンと他のモノマーとを併用して、2段以上の多段重合で重合させる方法が挙げられる。
具体的には、第1段目の重合において、実質的に水素の非存在下で、プロピレン、またはプロピレンと炭素数2~8のα-オレフィンとを重合させて、極限粘度[η]が10~12dl/g、好ましくは10.5~11.5dl/gの相対的に高分子量のプロピレン系重合体(a1)をプロピレン系重合体(A)中の20~50質量%、好ましくは20~45質量%、より好ましくは20~40質量%製造し、第2段目以降の重合において、相対的に低分子量のプロピレン系重合体(a2)を製造する。
第2段目以降の重合において製造される、相対的に低分子量のプロピレン系重合体(a2)の極限粘度[η]は、0.5~1.5dl/g、好ましくは0.6~1.5dl/g、より好ましくは0.8~1.5dl/gである。なお、この極限粘度[η]は、その段単独で製造されるプロピレン系重合体の極限粘度[η]であり、その段の前段までのプロピレン系重合体を含む全体の極限粘度[η]ではない。
また、第2段目以降の重合において、最終的に得られるプロピレン系重合体(A)のMFRが好ましくは0.01~5g/10分、より好ましくは0.05~4g/10分、さらに好ましくは0.1~3g/10分となるように調整する。
第2段目以降で製造するプロピレン系重合体の極限粘度[η]の調整方法は特に制限されないが、分子量調整剤として水素を使用する方法が好ましい。
プロピレン系重合体(a1)とプロピレン系重合体(a2)の製造順序(重合順序)としては、第1段目で、実質的に水素の非存在下で相対的に高分子量のプロピレン系重合体(a1)を製造した後、第2段目以降で、例えば水素の存在下で相対的に低分子量のプロピレン系重合体(a2)を製造することが好ましい。製造順序を逆にすることもできるが、第1段目で相対的に低分子量のプロピレン系重合体(a2)を製造した後、第2段目以降で相対的に高分子量のプロピレン系重合体(a1)を製造するためには、第1段目の反応生成物中に含まれる水素などの分子量調整剤を、第2段目以降の重合開始前に限りなく除去する必要があるため、重合装置が複雑になり、また第2段目以降の極限粘度[η]が上がりにくい。
プロピレン系重合体(a1)とプロピレン系重合体(a2)の製造順序(重合順序)としては、第1段目で、実質的に水素の非存在下で相対的に高分子量のプロピレン系重合体(a1)を製造した後、第2段目以降で、例えば水素の存在下で相対的に低分子量のプロピレン系重合体(a2)を製造することが好ましい。製造順序を逆にすることもできるが、第1段目で相対的に低分子量のプロピレン系重合体(a2)を製造した後、第2段目以降で相対的に高分子量のプロピレン系重合体(a1)を製造するためには、第1段目の反応生成物中に含まれる水素などの分子量調整剤を、第2段目以降の重合開始前に限りなく除去する必要があるため、重合装置が複雑になり、また第2段目以降の極限粘度[η]が上がりにくい。
多段重合における各段の重合は、連続的に行うこともできるし、バッチ式で行うこともできるが、バッチ式で行うことが好ましい。バッチ式による多段重合で得られた、プロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)を含むプロピレン系重合体(A)は、超高分子量成分であるプロピレン系重合体(a1)が良好に分散されており、よって剛性および耐熱性に優れるシートが得られる。また、プロピレン系重合体(A)を連続多段重合方法によって製造する場合、滞留時間分布によって重合粒子間の組成ムラが生じ、シートのフィッシュアイが増加することがあるが、バッチ式で重合することにより、フィッシュアイの少ないシートを得ることができる。したがって、バッチ式を採用することにより、分子量の高いプロピレン系重合体(a1)を用いているにもかかわらず、フィッシュアイの少ないシートを得ることができる。
≪製造条件≫
プロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)の製造において、プロピレンの単独重合、またはプロピレンと炭素数2~8のα-オレフィンとの重合は、スラリー重合、バルク重合など、公知の方法で行うことができる。また、後述するポリプロピレン製造用触媒を使用することが好ましい。
プロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)の製造において、プロピレンの単独重合、またはプロピレンと炭素数2~8のα-オレフィンとの重合は、スラリー重合、バルク重合など、公知の方法で行うことができる。また、後述するポリプロピレン製造用触媒を使用することが好ましい。
プロピレン系重合体(a1)の製造条件としては、水素の非存在下で、原料モノマーを、重合温度として、好ましくは20~80℃、より好ましくは40~70℃、重合圧力として、一般に常圧~9.8MPa、好ましくは0.2~4.9MPaの条件下でバルク重合して製造することが好ましい。
プロピレン系重合体(a2)の製造条件としては、原料モノマーを、重合温度として、好ましくは20~80℃、より好ましくは40~70℃、重合圧力として、一般に常圧~9.8MPa、好ましくは0.2~4.9MPa、分子量調節剤としての水素が存在する条件下で重合して製造することが好ましい。
≪ポリプロピレン製造用触媒≫
プロピレン系重合体(a1)、プロピレン系重合体(a2)およびプロピレン系重合体(A)の製造に使用することのできるポリプロピレン製造用触媒(以下、単に「触媒」ともいう。)は、例えば、マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須成分とする固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物等の有機金属化合物触媒成分と、有機ケイ素化合物等の電子供与性化合物触媒成分とから形成することができるが、代表的なものとして、以下のような触媒成分が使用できる。
プロピレン系重合体(a1)、プロピレン系重合体(a2)およびプロピレン系重合体(A)の製造に使用することのできるポリプロピレン製造用触媒(以下、単に「触媒」ともいう。)は、例えば、マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須成分とする固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物等の有機金属化合物触媒成分と、有機ケイ素化合物等の電子供与性化合物触媒成分とから形成することができるが、代表的なものとして、以下のような触媒成分が使用できる。
(固体触媒成分)
固体触媒成分を構成する担体としては、金属マグネシウムと、アルコールと、ハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物とから得られる担体が好ましい。
固体触媒成分を構成する担体としては、金属マグネシウムと、アルコールと、ハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物とから得られる担体が好ましい。
金属マグネシウムとしては、顆粒状、リボン状、粉末状等のマグネシウムを用いることができる。また、金属マグネシウムは、表面に酸化マグネシウム等の被覆が生成されていないものが好ましい。
アルコールとしては、炭素数1~6の低級アルコールを用いることが好ましく、特に、エタノールを用いると、触媒性能の発現を著しく向上させる担体が得られる。アルコールの使用量は、金属マグネシウム1モルに対して、好ましくは2~100モル、より好ましくは5~50モルである。アルコールは1種または2種以上用いることができる。
ハロゲンとしては、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、ヨウ素が好ましい。また、ハロゲン含有化合物としては、MgCl2、MgI2が好ましい。ハロゲン又はハロゲン含有化合物の使用量は、金属マグネシウム1グラム原子に対して、ハロゲン原子又はハロゲン含有化合物中のハロゲン原子が、通常は0.0001グラム原子以上、好ましくは0.0005グラム原子以上、さらに好ましくは0.001グラム原子以上である。ハロゲンおよびハロゲン含有化合物はそれぞれ1種または2種以上用いることができる。
金属マグネシウムと、アルコールと、ハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物とを反応させて、担体を得る方法としては、例えば、金属マグネシウムとアルコールとハロゲン及び/又はハロゲン含有化合物とを、還流下(例:約79℃)で水素ガスの発生が認められなくなるまで(通常20~30時間)反応させる方法が挙げられる。前記反応は、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
得られた担体を固体触媒成分の合成に用いる場合、乾燥させたものを用いてもよく、また濾別後ヘプタン等の不活性溶媒で洗浄したものを用いてもよい。
得られた担体は粒状に近く、しかも粒径分布がシャープである。さらには、粒子一つ一つをとってみても、粒形度のばらつきは非常に小さい。この場合、下記の式(I)で表される球形度(S)が1.60未満、特に1.40未満であり、かつ下記の式(II)で表される粒径分布指数(P)が5.0未満、特に4.0未満であることが好ましい。
得られた担体は粒状に近く、しかも粒径分布がシャープである。さらには、粒子一つ一つをとってみても、粒形度のばらつきは非常に小さい。この場合、下記の式(I)で表される球形度(S)が1.60未満、特に1.40未満であり、かつ下記の式(II)で表される粒径分布指数(P)が5.0未満、特に4.0未満であることが好ましい。
S=(E1/E2)2・・・(I)
式(I)中、E1は粒子の投影の輪郭長を示し、E2は粒子の投影面積に等しい円の周長を示す。
式(I)中、E1は粒子の投影の輪郭長を示し、E2は粒子の投影面積に等しい円の周長を示す。
P=D90/D10・・・(II)
式(II)中、D90は質量累積分率が90%に対応する粒子径をいう。すなわち、D90で表される粒子径より小さい粒子群の質量和が全粒子総質量和の90%であることを示している。D10は質量累積分率が10%に対応する粒子径をいう。
式(II)中、D90は質量累積分率が90%に対応する粒子径をいう。すなわち、D90で表される粒子径より小さい粒子群の質量和が全粒子総質量和の90%であることを示している。D10は質量累積分率が10%に対応する粒子径をいう。
固体触媒成分は、通常、上記担体に少なくともチタン化合物を接触させて得られる。チタン化合物による接触は複数回に分けて行ってもよい。チタン化合物としては、例えば、一般式(III)で表されるチタン化合物が挙げられる。
TiX1
n(OR1)4-n・・・(III)
式(III)中、X1はハロゲン原子であり、特に塩素原子が好ましく、R1は炭素数1~10の炭化水素基であり、直鎖または分岐鎖のアルキル基が好ましく、R1が複数存在する場合にはそれらは互いに同じでも異なってもよく、nは0~4の整数である。
式(III)中、X1はハロゲン原子であり、特に塩素原子が好ましく、R1は炭素数1~10の炭化水素基であり、直鎖または分岐鎖のアルキル基が好ましく、R1が複数存在する場合にはそれらは互いに同じでも異なってもよく、nは0~4の整数である。
チタン化合物としては、具体的には、Ti(O-i-C3H7)4、Ti(O-C4H9)4、TiCl(O-C2H5)3、TiCl(O-i-C3H7)3、TiCl(O-C4H9)3、TiCl2(O-C4H9)2、TiCl2(O-i-C3H7)2、TiCl4が挙げられ、TiCl4が好ましい。
チタン化合物は1種または2種以上用いることができる。
固体触媒成分は、通常、上記担体にさらに電子供与性化合物を接触させて得られる。電子供与性化合物としては、例えば、フタル酸ジ-n-ブチルが挙げられる。電子供与性化合物は1種または2種以上用いることができる。
固体触媒成分は、通常、上記担体にさらに電子供与性化合物を接触させて得られる。電子供与性化合物としては、例えば、フタル酸ジ-n-ブチルが挙げられる。電子供与性化合物は1種または2種以上用いることができる。
上記担体にチタン化合物と電子供与性化合物とを接触させる際に、四塩化ケイ素等のハロゲン含有ケイ素化合物を接触させることができる。ハロゲン含有ケイ素化合物は1種または2種以上用いることができる。
固体触媒成分は、公知の方法で調製することができる。例えば、ペンタン、ヘキサン、ペプタンまたはオクタン等の不活性炭化水素を溶媒として用い、前記溶媒に、上記の担体、電子供与性化合物およびハロゲン含有ケイ素化合物を投入し、攪拌しながらチタン化合物を投入する方法が挙げられる。通常は、マグネシウム原子換算で担体1モルに対して電子供与性化合物は、0.01~10モル、好ましくは0.05~5モルを加え、また、マグネシウム原子換算で担体1モルに対してチタン化合物は、1~50モル、好ましくは2~20モルを加え、0~200℃にて、5分~10時間の条件、好ましくは30~150℃にて30分~5時間の条件で接触反応を行えばよい。反応終了後は、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の不活性炭化水素を用いて、生成した固体触媒成分を洗浄することが好ましい。
また、固体触媒成分は、液状マグネシウム化合物と液状チタン化合物とを、電子供与性化合物の存在下に接触させて得られる成分であってもよい。液状チタン化合物による接触は複数回に分けて行ってもよい。
液状マグネシウム化合物は、例えば、公知のマグネシウム化合物およびアルコールを、好ましくは液状炭化水素媒体の存在下に接触させ、液状とすることにより得られる。マグネシウム化合物としては、例えば、塩化マグネシウム、臭化マグネシウムなどのハロゲン化マグネシウムが挙げられる。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、2-エチルヘキシルアルコールなどの脂肪族アルコールが挙げられる。液状炭化水素媒体としては、例えば、ヘプタン、オクタン、デカンなどの炭化水素化合物が挙げられる。液状マグネシウム化合物を調製する際のアルコールの使用量は、マグネシウム化合物1モルに対して、通常は1.0~25モル、好ましくは1.5~10モルである。液状マグネシウム化合物は1種または2種以上用いることができる。
液状チタン化合物としては、前述した一般式(III)で表されるチタン化合物が挙げられる。液状マグネシウム化合物に含まれるマグネシウム原子(Mg)1モルに対する、液状チタン化合物の使用量は、通常は0.1~1000モル、好ましくは1~200モルである。液状チタン化合物は1種または2種以上用いることができる。
電子供与性化合物としては、例えば、フタル酸エステル類等のジカルボン酸エステル化合物、無水フタル酸等の酸無水物、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン等の有機ケイ素化合物、ポリエーテル類、酸ハライド類、酸アミド類、ニトリル類、有機酸エステル類が挙げられる。液状マグネシウム化合物に含まれるマグネシウム原子(Mg)1モルに対する、電子供与性化合物の使用量は、通常は0.01~5モル、好ましくは0.1~1モルである。電子供与性化合物は1種または2種以上用いることができる。
接触させる際の温度は、通常は-70~200℃、好ましくは10~150℃である。
接触させる際の温度は、通常は-70~200℃、好ましくは10~150℃である。
(有機金属化合物触媒成分)
触媒成分の内、有機金属化合物触媒成分としては、有機アルミニウム化合物が好ましい。有機アルミニウム化合物としては、例えば、一般式(IV)で表される化合物が挙げられる。
触媒成分の内、有機金属化合物触媒成分としては、有機アルミニウム化合物が好ましい。有機アルミニウム化合物としては、例えば、一般式(IV)で表される化合物が挙げられる。
AlR2
nX2
3-n・・・(IV)
式(IV)中、R2は炭素数1~10のアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、X2はハロゲン原子であり、塩素原子または臭素原子が好ましく、nは1~3の整数である。
式(IV)中、R2は炭素数1~10のアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、X2はハロゲン原子であり、塩素原子または臭素原子が好ましく、nは1~3の整数である。
有機アルミニウム化合物としては、具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム化合物、ジエチルアルミニウムモノクロリド、ジイソブチルアルミニウムモノクロリド、ジエチルアルミニウムモノエトキシド、エチルアルミニウムセスキクロリドが挙げられる。
有機アルミニウム化合物は1種または2種以上用いることができる。
有機金属化合物触媒成分の使用量は、固体触媒成分中のチタン原子1モルに対して、通常は0.01~20モル、好ましくは0.05~10モルである。
有機金属化合物触媒成分の使用量は、固体触媒成分中のチタン原子1モルに対して、通常は0.01~20モル、好ましくは0.05~10モルである。
(電子供与性化合物触媒成分)
触媒成分の内、重合系に供する電子供与性化合物成分としては、有機ケイ素化合物が好ましい。有機ケイ素化合物としては、例えば、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシランが挙げられる。
触媒成分の内、重合系に供する電子供与性化合物成分としては、有機ケイ素化合物が好ましい。有機ケイ素化合物としては、例えば、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシランが挙げられる。
有機ケイ素化合物は1種または2種以上用いることができる。
電子供与性化合物成分の使用量は、固体触媒成分中のチタン原子1モルに対して、通常は0.01~20モル、好ましくは0.1~5モルである。
電子供与性化合物成分の使用量は、固体触媒成分中のチタン原子1モルに対して、通常は0.01~20モル、好ましくは0.1~5モルである。
(前処理)
上記固体触媒成分は、予備重合等の前処理をしてから、重合に用いることが好ましい。例えば、ペンタン、ヘキサン、ペプタン、オクタン等の不活性炭化水素を溶媒として用い、前記溶媒に、上記の固体触媒成分、有機金属化合物触媒成分、および必要に応じて電子供与性化合物成分を投入し、攪拌しながら、プロピレンを供給し、反応させる。プロピレンは、大気圧よりも高いプロピレンの分圧下で供給し、0~100℃にて、0.1~24時間前処理することが好ましい。反応終了後は、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の不活性炭化水素を用いて、前処理したものを洗浄することが好ましい。
上記固体触媒成分は、予備重合等の前処理をしてから、重合に用いることが好ましい。例えば、ペンタン、ヘキサン、ペプタン、オクタン等の不活性炭化水素を溶媒として用い、前記溶媒に、上記の固体触媒成分、有機金属化合物触媒成分、および必要に応じて電子供与性化合物成分を投入し、攪拌しながら、プロピレンを供給し、反応させる。プロピレンは、大気圧よりも高いプロピレンの分圧下で供給し、0~100℃にて、0.1~24時間前処理することが好ましい。反応終了後は、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の不活性炭化水素を用いて、前処理したものを洗浄することが好ましい。
[プロピレン系重合体(B)]
プロピレン系重合体(B)は、融点が120~170℃であり、135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が1.5dl/gを超え5.0dl/g以下であるプロピレン系重合体である。
プロピレン系重合体(B)は、融点が120~170℃であり、135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が1.5dl/gを超え5.0dl/g以下であるプロピレン系重合体である。
プロピレン系重合体(B)の融点(Tm)は、120~170℃であり、好ましくは130~170℃、より好ましくは140~170℃である。成形性および耐熱性の観点から、前記範囲が好ましい。融点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される。
プロピレン系重合体(B)の極限粘度[η]は、1.5dl/gを超え5.0dl/g以下であり、好ましくは1.6~4.0dl/g、より好ましくは1.7~3.5dl/gである。極限粘度[η]が上記範囲にあるプロピレン系重合体(B)を用いると、シート成形時の生産性がよく、また得られるシートの耐衝撃性が良好である。
プロピレン系重合体(B)の、230℃、2.16kg荷重で測定されるメルトフローレート(MFR)は、好ましくは0.1~10g/10分であり、より好ましくは0.2~5.0g/10分、さらに好ましくは0.3~3.0g/10分である。MFRが上記範囲にあるプロピレン系重合体(B)を用いると、シート成形時の生産性がよく、また得られるシートの耐衝撃性が良好である。
プロピレン系重合体(B)の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された分子量分布(Mw/Mn)は、5を超えることが好ましく、より好ましくは5.5~10、さらに好ましくは5.5~9である。ここでMnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量である。プロピレン系重合体(B)の分子量分布(Mw/Mn)が前記範囲内であると、より剛性および耐熱性に優れたシートが得られる。
プロピレン系重合体(B)の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された分子量分布(Mw/Mn)は、5を超えることが好ましく、より好ましくは5.5~10、さらに好ましくは5.5~9である。ここでMnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量である。プロピレン系重合体(B)の分子量分布(Mw/Mn)が前記範囲内であると、より剛性および耐熱性に優れたシートが得られる。
プロピレン系重合体(B)としては、その構造は特に制限はなく、プロピレンの単独重合体、プロピレンとα-オレフィン(ただし、プロピレンを除く)との共重合体が挙げられる。前記共重合体としては、例えば、プロピレン・α-オレフィンランダム共重合体、ブロックタイプのプロピレン共重合体(プロピレン単独重合体またはプロピレン・α-オレフィンランダム共重合体と、非晶性または低結晶性のプロピレン・α-オレフィンランダム共重合体との混合物)、ランダムブロックポリプロピレンが挙げられる。
α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、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-デセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン等の炭素数2~12のα-オレフィンが挙げられる。これらα-オレフィンとしてはエチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテンが好ましい。α-オレフィンは1種または2種以上用いることができる。
プロピレン系重合体(B)としては、剛性および衝撃強度の観点から、プロピレンの単独重合体が好ましい。
プロピレン系重合体(B)は、触媒を用いてプロピレンを重合またはプロピレンと他のα-オレフィンとを共重合することにより製造することができ、また、市販されているポリプロピレン系樹脂を用いることができる。触媒としては、例えば、前述した、マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須成分とする固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物等の有機金属化合物触媒成分と、有機ケイ素化合物等の電子供与性化合物触媒成分とから形成される触媒;メタロセン化合物を触媒の一成分として用いたメタロセン触媒が挙げられる。
プロピレン系重合体(B)は、触媒を用いてプロピレンを重合またはプロピレンと他のα-オレフィンとを共重合することにより製造することができ、また、市販されているポリプロピレン系樹脂を用いることができる。触媒としては、例えば、前述した、マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須成分とする固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物等の有機金属化合物触媒成分と、有機ケイ素化合物等の電子供与性化合物触媒成分とから形成される触媒;メタロセン化合物を触媒の一成分として用いたメタロセン触媒が挙げられる。
[その他の成分(添加剤)]
前記プロピレン系重合体組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、耐候性安定剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、造核剤、分解剤、顔料、染料、可塑剤、塩酸吸収剤、酸化防止剤、架橋剤、架橋促進剤、補強剤、充填剤、軟化剤、加工助剤、活性剤、吸湿剤、粘着剤、難燃剤、離型剤等の添加剤を含有することができる。添加剤は1種または2種以上用いることができる。
前記プロピレン系重合体組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、耐候性安定剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、造核剤、分解剤、顔料、染料、可塑剤、塩酸吸収剤、酸化防止剤、架橋剤、架橋促進剤、補強剤、充填剤、軟化剤、加工助剤、活性剤、吸湿剤、粘着剤、難燃剤、離型剤等の添加剤を含有することができる。添加剤は1種または2種以上用いることができる。
前記プロピレン系重合体組成物は、透明性や耐熱性などの改良のため、造核剤を含有してもよい。造核剤としては、例えば、ジベンジリデンソルビトール等のソルビトール系化合物、有機リン酸エステル系化合物、ロジン酸塩系化合物、C4~C12の脂肪族ジカルボン酸およびその金属塩が挙げられる。これらのうちでは、有機リン酸エステル系化合物が好ましい。
造核剤は1種または2種以上用いることができる。
造核剤は、プロピレン系重合体(A)およびプロピレン系重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは0.05~0.5質量部、より好ましくは0.1~0.3質量部用いることができる。
造核剤は、プロピレン系重合体(A)およびプロピレン系重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは0.05~0.5質量部、より好ましくは0.1~0.3質量部用いることができる。
[プロピレン系重合体組成物の調製、物性]
前記プロピレン系重合体組成物は、公知の任意の方法を採用して製造することができ、例えば、プロピレン系重合体(A)およびプロピレン系重合体(B)、必要に応じてその他の成分を、ヘンシェルミキサー、V-ブレンダー、リボンブレンダー、タンブラブレンダー等で混合する方法、または前記混合後、一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等で溶融混練した後、造粒もしくは粉砕する方法が挙げられる。
前記プロピレン系重合体組成物は、公知の任意の方法を採用して製造することができ、例えば、プロピレン系重合体(A)およびプロピレン系重合体(B)、必要に応じてその他の成分を、ヘンシェルミキサー、V-ブレンダー、リボンブレンダー、タンブラブレンダー等で混合する方法、または前記混合後、一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等で溶融混練した後、造粒もしくは粉砕する方法が挙げられる。
前記プロピレン系重合体組成物において、プロピレン系重合体(A)およびプロピレン系重合体(B)の合計100質量部に対して、プロピレン系重合体(A)の含有量は2~30質量部であり、好ましくは3~20質量部、より好ましくは5~15質量部であり、プロピレン系重合体(B)の含有量は70~98質量部であり、好ましくは80~97質量部、より好ましくは85~95質量部である。
プロピレン系重合体(A)の含有量が2質量部を下回ると、剛性または耐熱性が不充分となる傾向にある。プロピレン系重合体(A)の含有量が30質量部を超えると、シートの透明性が悪化し、外観不良が発生する傾向にある。
本発明では、剛性および耐熱性の観点や、フィッシュアイの低減の観点から、バッチ式による多段重合で得られた、プロピレン系重合体(a1)およびプロピレン系重合体(a2)を含むプロピレン系重合体(A)と、プロピレン系重合体(B)とを混合してプロピレン系重合体組成物を調製することが好ましい。
前記プロピレン系重合体組成物の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは6.0以上、より好ましくは6.2以上、さらに好ましくは6.4以上であり、上限は特に限定されないが、例えば15以下である。前記プロピレン系重合体組成物の、GPCにより測定された分子量分布(Mz/Mw)は、好ましくは3.0以上、より好ましくは3.2以上、さらに好ましくは3.5以上であり、上限は特に限定されないが、例えば8以下である。ここでMnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量、Mzはz平均分子量である。
本発明では、分子量が高いプロピレン系重合体(a1)を用いていることから、前記プロピレン系重合体組成物の分子量分布が大きくなっている。したがって、前記プロピレン系重合体組成物のシート成形時に、成形のMD方向への配向度が増大し、配向により高結晶化すると推測され、剛性および耐熱性に優れたシートが得られる。
前記プロピレン系重合体組成物の、粘弾性測定装置を用いて温度175℃、歪み5%、測定角周波数10-2~102s-1条件下で求められた緩和時間(歪速度ω=1.0ラジアン/秒)が1.0秒以上であり、かつ、分子量分布指数(PDI)が10以上であることが好ましく、PDIが12以上であることがより好ましい。
ここで、貯蔵弾性率G′が2×102 Paとなるような角周波数をω1 、2×104 Paとなるような角周波数をω2 としたとき、ω2 /10ω1 で表される指標を分子量分布指数(PDI)とする。
緩和時間は、特定の角周波数における貯蔵弾性率と損失弾性率との比から得られ、分子鎖の緩和のし易さの指標(MFRと分子量分布の両方に影響される)である。PDIは、非ニュートン性が大きい程大きな値となり、分子量分布の指標となる。
緩和時間が1.0秒以上であり、分子量分布指数が10以上であると、前記プロピレン系重合体組成物のシート成形時に、高分子量成分によるMD方向への配向が大きく、配向結晶化により高剛性化および高耐熱化の改良効果が大きくなる傾向にある。
[シート構成]
本発明の非発泡シートは、前記プロピレン系重合体組成物から形成された層からなる単層シートでもよく、前記プロピレン系重合体組成物から形成された層を有する積層シートでもよい。前記非発泡シートは、例えば、食品、飲料、工業用部品、雑貨、玩具、日用品、事務用品、医療用品などの包装材として用いられる。
本発明の非発泡シートは、前記プロピレン系重合体組成物から形成された層からなる単層シートでもよく、前記プロピレン系重合体組成物から形成された層を有する積層シートでもよい。前記非発泡シートは、例えば、食品、飲料、工業用部品、雑貨、玩具、日用品、事務用品、医療用品などの包装材として用いられる。
積層シートの場合は、前記プロピレン系重合体組成物から形成された層を2層以上有する積層シートでもよく、前記プロピレン系重合体組成物から形成された層を1層以上有し、他の層を1層以上有する積層シートでもよい。積層構成とすることで更に様々な機能をシートに付与することができる。その場合に用いられる方法としては、共押出法、押出コーティング法が挙げられる。他の層としては、例えば、酸素などの気体や水蒸気のバリア層、吸音層、遮光層、接着層、粘着層、着色層、導電性層、再生樹脂含有層が挙げられる。他の層を形成する素材としては、具体的には、前記プロピレン系重合体組成物以外のオレフィン系重合体組成物、ガスバリアー性樹脂組成物、接着性樹脂組成物が挙げられる。
本発明の非発泡シートの厚さは、通常は200μm以上、好ましくは200μm~5.0mm、より好ましくは300μm~3.0mmである。
本発明の非発泡シートは、剛性および耐熱性に優れる。具体的には、本発明の非発泡シートは、常温での引張弾性率が高く、かつ、高温での引張弾性率も高い。また、前記非発泡シートは、シートの融点および融解エンタルピーが高いことから、耐熱性に優れる。さらに、前記非発泡シートは、一実施態様においてフィッシュアイの発生が少ない。
本発明の非発泡シートは、剛性および耐熱性に優れる。具体的には、本発明の非発泡シートは、常温での引張弾性率が高く、かつ、高温での引張弾性率も高い。また、前記非発泡シートは、シートの融点および融解エンタルピーが高いことから、耐熱性に優れる。さらに、前記非発泡シートは、一実施態様においてフィッシュアイの発生が少ない。
シートの製造方法としては、例えば、Tダイ法やインフレーション法等の押出成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法、流延法が挙げられる。
シート成形は、例えば、以下のように行うことができる。前記プロピレン系重合体組成物を構成する上記各成分をシート成形機のホッパー等に直接投入してもよいし、リボンブレンダー、バンバリミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等を用いて上記各成分を予め混合し、あるいはさらに、単軸または二軸押出機、ロールなどの混練機を用いて溶融混練してプロピレン系重合体組成物を得た後、シート成形してもよい。
シート成形は、例えば、以下のように行うことができる。前記プロピレン系重合体組成物を構成する上記各成分をシート成形機のホッパー等に直接投入してもよいし、リボンブレンダー、バンバリミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等を用いて上記各成分を予め混合し、あるいはさらに、単軸または二軸押出機、ロールなどの混練機を用いて溶融混練してプロピレン系重合体組成物を得た後、シート成形してもよい。
シートの具体的な製造例を、Tダイ法で説明すると、押出機に上記各成分を投入し、通常は180~280℃、好ましくは200~270℃の温度で溶融混練した後、Tダイのダイリップよりシート状に押出し、この溶融シートを冷却して、ニップロール等による引取機で引き取り、シートを得る。
溶融シートの冷却法としては、例えば、エアーナイフ法やエアーチャンバー法によるロールと空冷による冷却法、ポリシングロール法、スイングロール法、ベルトキャスト法などによる狭圧冷却法、水冷法等による冷媒による接触冷却法が挙げられる。
本発明では、前記非発泡シートを加工することにより成形体を得ることができる。例えば、前記非発泡シートを、真空成形、圧空成形、張出成形、プラグアシスト成形等の従来公知の成形法により、容器(例:ボトル、カップ、トレイ、丼)や蓋等の形状に成形することにより、成形体を得ることができる。成形条件としては、従来公知の成形条件を採用することができる。前記成形体もまた、剛性および耐熱性に優れる。
以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。なお、各例で得られた重合体、重合体組成物、シートおよび容器の各種特性の測定、評価は、下記の通り行った。
(1)製造例において、第1段目で得られたプロピレン系重合体(プロピレン系重合体(a1)に相当)および第2段目で得られたプロピレン系重合体(プロピレン系重合体(a2)に相当)の質量分率は、重合時に生じた反応熱の徐熱量から求めた。
(2)極限粘度[η](dl/g)は、135℃、テトラリン溶媒中で測定した。なお、第2段目で得られたプロピレン系重合体(プロピレン系重合体(a2)に相当)の極限粘度[η]2は、下記式より計算した値である。
[η]2=([η]total×100-[η]1×W1)/W2
[η]total:プロピレン系重合体全体の極限粘度
[η]1:第1段目で得られたプロピレン系重合体の極限粘度
W1:第1段目で得られたプロピレン系重合体の質量分率(%)
W2:第2段目で得られたプロピレン系重合体の質量分率(%)
[η]total:プロピレン系重合体全体の極限粘度
[η]1:第1段目で得られたプロピレン系重合体の極限粘度
W1:第1段目で得られたプロピレン系重合体の質量分率(%)
W2:第2段目で得られたプロピレン系重合体の質量分率(%)
(3)メルトフローレート(MFR)(g/10分)は、JIS-K7210に準拠し、測定温度230℃、荷重2.16kgf(21.2N)にて測定した。
(4)融点
プロピレン系重合体(B)の融点は示差走査熱量計(DSC、パーキンエルマー社製)を用いて測定した。ここで、第3stepにおける吸熱ピークを融点と定義した。
プロピレン系重合体(B)の融点は示差走査熱量計(DSC、パーキンエルマー社製)を用いて測定した。ここで、第3stepにおける吸熱ピークを融点と定義した。
<サンプル作成条件>
成形方法 :プレス成形
金型 :厚さ0.2mm
(サンプルをアルミホイルで挟み、金型を用いてプレス成形)
成形温度 :240℃
プレス圧力:300kg/cm2、プレス時間:1分
プレス成形後、シートを氷水で冷却し、下記測定容器に約0.4gのシートを封入。
測定容器 :DSC PANS 10μl BO-14-3015
DSC COVER BO14-3003
成形方法 :プレス成形
金型 :厚さ0.2mm
(サンプルをアルミホイルで挟み、金型を用いてプレス成形)
成形温度 :240℃
プレス圧力:300kg/cm2、プレス時間:1分
プレス成形後、シートを氷水で冷却し、下記測定容器に約0.4gのシートを封入。
測定容器 :DSC PANS 10μl BO-14-3015
DSC COVER BO14-3003
<測定条件>
第1step:10℃/minで30℃から230℃まで昇温し、10min間保持する。
第2step:10℃/minで30℃まで降温する。
第3step:10℃/minで230℃まで昇温する。
第1step:10℃/minで30℃から230℃まで昇温し、10min間保持する。
第2step:10℃/minで30℃まで降温する。
第3step:10℃/minで230℃まで昇温する。
(5)下記の装置および条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、平均分子量(数平均分子量Mn、重量平均分子量Mw、z平均分子量Mz)を求め、分子量分布(Mw/Mn、Mz/Mw)を得た。
GPC測定装置
ゲル浸透クロマトグラフ HLC-8321 GPC/HT型 (東ソー社製)
解析装置
データ処理ソフトEmpower 3(Waters社製)
測定条件
カラム:TSKgel GMH6-HT×2 + TSKgel GMH6-HTL×2
(いずれも7.5mmI.D.x30cm, 東ソー社製)
カラム温度:140℃
移動相:o-ジクロロベンゼン(0.025%BHT含有)
検出器:示差屈折計
流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1 %(w/v)
注入量:0.4mL
サンプリング時間間隔:1s
カラム校正:単分散ポリスチレン(東ソー社製)
分子量換算:PP換算/汎用校正法(PS(ポリスチレン)の粘度換算係数KPS=0.000138dl/g、
αPS=0.700、PP(ポリプロピレン)の粘度換算係数KPP=0.000242dl/g、αPP=0.707)
GPC測定装置
ゲル浸透クロマトグラフ HLC-8321 GPC/HT型 (東ソー社製)
解析装置
データ処理ソフトEmpower 3(Waters社製)
測定条件
カラム:TSKgel GMH6-HT×2 + TSKgel GMH6-HTL×2
(いずれも7.5mmI.D.x30cm, 東ソー社製)
カラム温度:140℃
移動相:o-ジクロロベンゼン(0.025%BHT含有)
検出器:示差屈折計
流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1 %(w/v)
注入量:0.4mL
サンプリング時間間隔:1s
カラム校正:単分散ポリスチレン(東ソー社製)
分子量換算:PP換算/汎用校正法(PS(ポリスチレン)の粘度換算係数KPS=0.000138dl/g、
αPS=0.700、PP(ポリプロピレン)の粘度換算係数KPP=0.000242dl/g、αPP=0.707)
(6)緩和時間(G’/G”/ω(τ))
粘弾性測定装置(アントンパール社製)を用いて、以下の条件で測定した。
試料:φ25mm、厚さ1mmの円板をプレス成形機にて作製
(230℃、981N(100kgf)にて3分間加圧後、30℃、981N(100kgf)にて3分間冷却)
測定条件:温度175℃、歪み5%、測定角周波数10-2~102s-1。
粘弾性測定装置(アントンパール社製)を用いて、以下の条件で測定した。
試料:φ25mm、厚さ1mmの円板をプレス成形機にて作製
(230℃、981N(100kgf)にて3分間加圧後、30℃、981N(100kgf)にて3分間冷却)
測定条件:温度175℃、歪み5%、測定角周波数10-2~102s-1。
(7)分子量分布指数(PDI)
上記粘弾性測定装置を用い同条件にて測定した際において、貯蔵弾性率G′が2×102 Paとなるような角周波数をω1 、2×104 Paとなるような角周波数をω2 としたとき、ω2 /10ω1 で表される指標を分子量分布指数PDI-Pとした。
上記粘弾性測定装置を用い同条件にて測定した際において、貯蔵弾性率G′が2×102 Paとなるような角周波数をω1 、2×104 Paとなるような角周波数をω2 としたとき、ω2 /10ω1 で表される指標を分子量分布指数PDI-Pとした。
(8)容器弾性率
引張弾性率(MPa)は、JIS K7113の方法に従い測定した。なお、測定は容器の深さ方向に対して、23℃の条件で行った。
引張弾性率(MPa)は、JIS K7113の方法に従い測定した。なお、測定は容器の深さ方向に対して、23℃の条件で行った。
(9)容器変形荷重
容器側面を5mm押し込んだときの最大荷重(g)を測定した。
容器側面を5mm押し込んだときの最大荷重(g)を測定した。
(10)シートDSC測定
シートの融点(Tm)は示差走査熱量計(DSC、パーキンエルマー社製)を用いて測定した。ここで、第1stepにおける吸熱ピークを融点(Tm)、吸熱ピーク曲線から求める面積を融解エンタルピー(ΔHm)と定義した。
シートの融点(Tm)は示差走査熱量計(DSC、パーキンエルマー社製)を用いて測定した。ここで、第1stepにおける吸熱ピークを融点(Tm)、吸熱ピーク曲線から求める面積を融解エンタルピー(ΔHm)と定義した。
<サンプル作成条件>
シートを使用した。
<測定条件>
第1step:10℃/minで30℃から230℃まで昇温し、10min間保持する。
シートを使用した。
<測定条件>
第1step:10℃/minで30℃から230℃まで昇温し、10min間保持する。
(11)シート弾性率
引張弾性率(MPa)は、JIS K7113の方法に従い測定した。なお、測定は成形の押出方向(MD)と、MDの垂直方向(TD)に対して、23℃および60℃の条件で行った。
引張弾性率(MPa)は、JIS K7113の方法に従い測定した。なお、測定は成形の押出方向(MD)と、MDの垂直方向(TD)に対して、23℃および60℃の条件で行った。
〔製造例1〕
(1)マグネシウム化合物の調製
攪拌機付き反応槽(内容積500リットル)を窒素ガスで充分に置換し、エタノール97.2kg、ヨウ素640g、および金属マグネシウム6.4kgを投入し、攪拌しながら還流条件下で系内から水素ガスの発生が無くなるまで反応させ、固体状反応生成物を得た。この固体状反応生成物を含む反応液を減圧乾燥させることにより目的のマグネシウム化合物(固体触媒の担体)を得た。
(1)マグネシウム化合物の調製
攪拌機付き反応槽(内容積500リットル)を窒素ガスで充分に置換し、エタノール97.2kg、ヨウ素640g、および金属マグネシウム6.4kgを投入し、攪拌しながら還流条件下で系内から水素ガスの発生が無くなるまで反応させ、固体状反応生成物を得た。この固体状反応生成物を含む反応液を減圧乾燥させることにより目的のマグネシウム化合物(固体触媒の担体)を得た。
(2)固体状チタン触媒成分の調製
窒素ガスで充分に置換した撹拌機付き反応槽(内容積500リットル)に、前記マグネシウム化合物(粉砕していないもの)30kg、精製ヘプタン(n-ヘプタン)150リットル、四塩化ケイ素4.5リットル、およびフタル酸ジ-n-ブチル5.4リットルを加えた。系内を90℃に保ち、攪拌しながら四塩化チタン144リットルを投入して110℃で2時間反応させた後、固体成分を分離して80℃の精製ヘプタンで洗浄した。さらに、四塩化チタン228リットルを加え、110℃で2時間反応させた後、精製ヘプタンで充分に洗浄し、固体状チタン触媒成分を得た。
窒素ガスで充分に置換した撹拌機付き反応槽(内容積500リットル)に、前記マグネシウム化合物(粉砕していないもの)30kg、精製ヘプタン(n-ヘプタン)150リットル、四塩化ケイ素4.5リットル、およびフタル酸ジ-n-ブチル5.4リットルを加えた。系内を90℃に保ち、攪拌しながら四塩化チタン144リットルを投入して110℃で2時間反応させた後、固体成分を分離して80℃の精製ヘプタンで洗浄した。さらに、四塩化チタン228リットルを加え、110℃で2時間反応させた後、精製ヘプタンで充分に洗浄し、固体状チタン触媒成分を得た。
(3)前重合触媒の製造
ヘプタン200mL中にトリエチルアルミニウム10mmol、ジシクロペンチルジメトキシシラン2mmol、および前記(2)で得られた固体状チタン触媒成分をチタン原子換算で1mmol添加した。内温を20℃に保持し、攪拌しながらプロピレンを連続的に導入した。60分後、攪拌を停止し、結果的に固体状チタン触媒成分1gあたり4.0gのプロピレンが重合した前重合触媒スラリーを得た。
ヘプタン200mL中にトリエチルアルミニウム10mmol、ジシクロペンチルジメトキシシラン2mmol、および前記(2)で得られた固体状チタン触媒成分をチタン原子換算で1mmol添加した。内温を20℃に保持し、攪拌しながらプロピレンを連続的に導入した。60分後、攪拌を停止し、結果的に固体状チタン触媒成分1gあたり4.0gのプロピレンが重合した前重合触媒スラリーを得た。
(4)本重合
600リットルのオートクレーブ中にプロピレン336リットルを装入し、60℃に昇温した。その後、トリエチルアルミニウム8.7mL、ジシクロペンチルジメトキシシラン11.4mL、前記(3)で得られた前重合触媒スラリーを固体状チタン触媒成分として2.9gを装入して重合を開始した。重合開始より75分後に、10分間かけて50℃まで降温した(第1段目の重合終了)。
600リットルのオートクレーブ中にプロピレン336リットルを装入し、60℃に昇温した。その後、トリエチルアルミニウム8.7mL、ジシクロペンチルジメトキシシラン11.4mL、前記(3)で得られた前重合触媒スラリーを固体状チタン触媒成分として2.9gを装入して重合を開始した。重合開始より75分後に、10分間かけて50℃まで降温した(第1段目の重合終了)。
第1段目と同様の条件にて重合したプロピレン系重合体(a1-1)の極限粘度[η]は11dl/gであった。
降温後、圧力が3.3MPaGで一定となるよう水素を連続的に投入し、151分間重合を行った。次いでベントバルブを開け、未反応のプロピレンを、積算流量計を経由させてパージした(第2段目の重合終了)。
降温後、圧力が3.3MPaGで一定となるよう水素を連続的に投入し、151分間重合を行った。次いでベントバルブを開け、未反応のプロピレンを、積算流量計を経由させてパージした(第2段目の重合終了)。
こうして、51.8kgのパウダー状のプロピレン系重合体を得た。それぞれ物質収支から算出した、前記プロピレン系重合体に占める第1段目の重合で生成したプロピレン系重合体(a1-1)の割合は25質量%、第2段目の重合で生成したプロピレン系重合体(a2-1)の割合は75質量%、極限粘度[η]は0.99dl/gであった。
このプロピレン系重合体に、酸化防止剤として、イルガノックス1010(BASF社製)2000ppm、イルガホス168(BASF社製)2000ppm、サンドスタブP-EPQ(クラリアントジャパン社製)1000ppm、中和剤として、ステアリン酸カルシウム1000ppmを添加し、二軸押出機で溶融混練し、ペレット状のプロピレン系重合体(A-1)を得た。このようにして最終的に得られたプロピレン系重合体(A-1)のMFRは1.2g/10分であった。
[実施例1]
製造例1において得られたプロピレン系重合体(A-1)と、プロピレン系重合体(B)であるE-203GV(プライムポリマー社製、プライムポリプロE-203GV)とを5:95の質量比で混合し、これら樹脂の合計100質量部を押出機(東芝機械製TEM-41SS)により樹脂温度260℃で溶融押出して、シート状樹脂組成物を得た。このシート状樹脂組成物を、第1冷却ロールおよび第2冷却ロール(それぞれのロール設定温度35℃、75℃)の間に挟んで冷却し、0.8m/分の速度で引き取り、厚さ1.5mmのシートを得た。前記シートを用いて、株式会社浅野研究所製FK-0431-10を用いて上下のヒーター設定温度450℃にて加熱しカップ容器を作成し、各種評価を行った。
製造例1において得られたプロピレン系重合体(A-1)と、プロピレン系重合体(B)であるE-203GV(プライムポリマー社製、プライムポリプロE-203GV)とを5:95の質量比で混合し、これら樹脂の合計100質量部を押出機(東芝機械製TEM-41SS)により樹脂温度260℃で溶融押出して、シート状樹脂組成物を得た。このシート状樹脂組成物を、第1冷却ロールおよび第2冷却ロール(それぞれのロール設定温度35℃、75℃)の間に挟んで冷却し、0.8m/分の速度で引き取り、厚さ1.5mmのシートを得た。前記シートを用いて、株式会社浅野研究所製FK-0431-10を用いて上下のヒーター設定温度450℃にて加熱しカップ容器を作成し、各種評価を行った。
[実施例2~3]
配合組成を表1に記載したとおりに変更したこと以外は実施例1と同様に行った。
[実施例4]
プロピレン系重合体(B)としてE-203GVの代わりにE-200GV(プライムポリマー社製、プライムポリプロE-200GV)を用いたこと以外は実施例2と同様に行った。
配合組成を表1に記載したとおりに変更したこと以外は実施例1と同様に行った。
[実施例4]
プロピレン系重合体(B)としてE-203GVの代わりにE-200GV(プライムポリマー社製、プライムポリプロE-200GV)を用いたこと以外は実施例2と同様に行った。
[比較例1~2]
比較例1においてはE-203GV(プライムポリマー社製、プライムポリプロE-203GV)、比較例2においてはE-200GV(プライムポリマー社製、プライムポリプロE-200GV)を用いて、実施例1において示した前記成形条件でシートおよびカップ容器を作成し、各種評価を行った。
E-203GVおよびE-200GVの各種物性は表1に記載したとおりである。
比較例1においてはE-203GV(プライムポリマー社製、プライムポリプロE-203GV)、比較例2においてはE-200GV(プライムポリマー社製、プライムポリプロE-200GV)を用いて、実施例1において示した前記成形条件でシートおよびカップ容器を作成し、各種評価を行った。
E-203GVおよびE-200GVの各種物性は表1に記載したとおりである。
Claims (8)
- プロピレン系重合体組成物から形成された層を有する非発泡シートであり、
前記プロピレン系重合体組成物が、
135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が10~12dl/gの範囲にあるプロピレン系重合体(a1)を20~50質量%、および135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が0.5~1.5dl/gの範囲にあるプロピレン系重合体(a2)を50~80質量%〔ただし、プロピレン系重合体(a1)とプロピレン系重合体(a2)との合計量を100質量%とする。〕含むプロピレン系重合体(A)と、 融点が120~170℃であり、135℃、テトラリン溶媒中で測定される極限粘度[η]が1.5dl/gを超え5.0dl/g以下であるプロピレン系重合体(B)とを含有し、
前記プロピレン系重合体(A)および前記プロピレン系重合体(B)の合計100質量部に対して、前記プロピレン系重合体(A)の含有量が2~30質量部であり、前記プロピレン系重合体(B)の含有量が70~98質量部であることを特徴とする非発泡シート。 - 前記プロピレン系重合体組成物の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された分子量分布(Mw/Mn)が6.0以上である請求項1に記載の非発泡シート。
- 前記プロピレン系重合体(B)の、230℃、2.16kg荷重で測定されるメルトフローレート(MFR)が0.1~10g/10分である請求項1または2に記載の非発泡シート。
- 前記プロピレン系重合体(B)の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された分子量分布(Mw/Mn)が5を超える請求項1~3のいずれか1項に記載の非発泡シート。
- 厚さが200μm以上である請求項1~4のいずれか1項に記載の非発泡シート。
- 前記プロピレン系重合体組成物から形成された層からなる単層シートである請求項1~5のいずれか1項に記載の非発泡シート。
- 前記プロピレン系重合体組成物から形成された層を有する積層シートである請求項1~5のいずれか1項に記載の非発泡シート。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の非発泡シートから形成された容器。
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