JP7429097B2 - ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法及びシート成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
[1] プロピレン重合体、又はプロピレン重合体とエチレン・αオレフィン共重合体とによって形成されたポリプロピレン系重合混合物を含むポリプロピレン系樹脂組成物を製造する方法において、前記プロピレン重合体中又は前記ポリプロピレン系重合混合物中に副生成物が含まれるパウダーを得る重合工程と、前記パウダーに対して不活性ガスを吹込みながら、前記パウダーを特定の温度に加熱することにより、前記パウダーから前記副生成物を揮発させて除去する除去工程と、を有し、前記特定の温度は、前記パウダーの融点を基準として45~60℃低い温度である、ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。
[2] 前記ポリプロピレン系樹脂組成物の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが0.1~20g/10分であり、前記エチレン・αオレフィン共重合体の含有割合が、前記ポリプロピレン系重合混合物の総質量に対して40質量%以下であり、前記プロピレン重合体中のエチレン単位の含有割合が、前記プロピレン重合体の総質量に対して0.5質量%以下である、[1]に記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。
[3] 前記重合工程において、下記(A)~(C)の成分を含む触媒を用いて、前記プロピレン重合体又は前記ポリプロピレン系重合混合物を得る、[1]又は[2]に記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。
(A)マグネシウム、チタン、ハロゲン、及び電子供与体化合物であるスクシネート系化合物を含有する固体触媒
(B)有機アルミニウム化合物
(C)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
[4] [1]~[3]の何れか一項に記載の製造方法によって得られたポリプロピレン系樹脂組成物からなるシート成形体。
本発明のシート成形体は、臭気成分が充分に除去されているので、食品用途、衛生用途、化粧品用途、医療用途等の、各種工業用途での部材・容器・包装資材として好適に用いられる。
本発明は、プロピレン重合体、又はプロピレン重合体とエチレン・αオレフィン共重合体とによって形成されたポリプロピレン系重合混合物(以下、両者の総称として「ポリプロピレン系樹脂」ともいう。)を含むポリプロピレン系樹脂組成物を製造する方法である。
ポリプロピレン系樹脂を重合する方法は、重合によりプロピレン重合体、又はポリプロピレン系重合混合物のパウダーが得られる方法であれば特に制限されず、公知の重合方法が適用できる。
前記ポリプロピレン系樹脂を重合する好ましい方法としては、例えば、後述するスクシネート系化合物を含む固体触媒を用いた重合方法が挙げられる。
特に、前記ポリプロピレン系重合混合物を重合する好ましい方法としては、例えば、プロピレン重合体とエチレン・αオレフィン共重合体(例えばエチレン・プロピレン共重合体)とを重合時に混合して得る方法が挙げられる。すなわち、プロピレン重合体の存在下で、エチレン単量体及びαオレフィン単量体を重合することによりポリプロピレン系重合混合物を得ることができる。この方法では、プロピレン重合体の存在下でエチレン・αオレフィン共重合体を生成させることにより、生産性が高くなる上に、プロピレン重合体中のエチレン・αオレフィン共重合体の分散性が高くなるため、剛性と耐衝撃性のバランスが向上する。
以下、αオレフィンがプロピレンである場合を説明するが、αオレフィンがプロピレン以外であっても同様に本発明を実施することができる。
重合条件は、公知の重合条件と同様であってよい。例えば一段目の重合条件としては、プロピレンが液相でモノマー密度と生産性の高いスラリー重合法が挙げられる。二段目の重合条件としては、一般的にプロピレンへの溶解性が高い共重合体の製造が容易な気相重合法が挙げられる。
重合温度は50~90℃が好ましく、60~90℃がより好ましく、70~90℃がさらに好ましい。該重合温度が上記範囲の下限値以上であると、生産性及び得られたポリプロピレンの立体規則性がより優れる。
重合圧力は、液相中で行われる場合には25~60bar(2.5~6.0MPa)が好ましく、33~45bar(3.3~4.5MPa)がより好ましい。気相中で行われる場合には、5~30bar(0.5~3.0MPa)が好ましく、8~30bar(0.8~3.0MPa)がより好ましい。
重合(プロピレン単量体の重合、エチレン単量体及びプロピレン単量体等の重合)は、通常、触媒を用いて行われる。重合の際、必要に応じて、分子量の調整のために、水素が添加されてもよい。プロピレン重合体やエチレン・プロピレン共重合体の分子量を調整することで、ポリプロピレン系樹脂のMFR、ひいてはポリプロピレン系樹脂組成物のMFRを調整できる。
一段目の重合反応器での重合の前に、その後の本重合の足がかりとなるポリマー鎖を固体触媒成分に形成させるために、プロピレンの予重合を行ってもよい。予重合は、通常は40℃以下、好ましくは30℃以下、より好ましくは20℃以下で行われる。
前記ポリプロピレン系樹脂を重合する際の触媒としては、立体特異性チーグラー・ナッタ触媒が好ましく、以下の成分(A)と成分(B)と成分(C)とを含む触媒(以下、「触媒(I)」ともいう。)が特に好ましい。
(A)マグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子供与体化合物を含有し、前記電子供与体化合物がスクシネート系化合物を含有する固体触媒。
(B)有機アルミニウム化合物。
(C)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物。
したがって、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法の好ましい一態様は、触媒(I)を用いて、前記ポリプロピレン系樹脂を得る工程を有する製造方法である。
触媒(I)を用いることで、キシレン不溶分(以下、XIともいう。)のMw/Mnを所望の範囲に調整したポリプロピレン系樹脂、ひいてはポリプロピレン系樹脂組成物が容易に得られる。触媒(I)を用いると、触媒(I)の電子供与体化合物が他の化合物(例えばフタレート系化合物)である触媒を用いた場合と比べて、XIのMw/Mnが相対的に大きくなる傾向がある。
なお、触媒の種類に応じて、得られる重合体の性状が異なるが、性状の違いの全てを分析する現実的な手段は知られていない。
成分(A)に用いられるチタン化合物として、一般式:Ti(OR)gX4-g(Rは炭化水素基、Xはハロゲン、0≦g≦4)で表される4価のチタン化合物が好適である。
炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等が挙げられ、ハロゲンとしては、Cl、Br等が挙げられる。
より具体的なチタン化合物としては、TiCl4、TiBr4、TiI4等のテトラハロゲン化チタン;Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(On-C4H9)Cl3、Ti(OC2H5)Br3、Ti(O-isoC4H9)Br3等のトリハロゲン化アルコキシチタン;Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC2H5)2Cl2、Ti(On-C4H9)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2等のジハロゲン化アルコキシチタン;Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(On-C4H9)3Cl、Ti(OC2H5)3Brなどのモノハロゲン化トリアルコキシチタン;Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(On-C4H9)4等のテトラアルコキシチタン等が挙げられる。これらチタン化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記チタン化合物の中で好ましいものはハロゲン含有チタン化合物であり、より好ましくはテトラハロゲン化チタンであり、特に好ましくは四塩化チタン(TiCl4)である。
これらのマグネシウム化合物は、例えば有機アルミニウム等との錯化合物の形で用いることもでき、また、液体状態であっても固体状態であってもよい。
さらに好適なマグネシウム化合物として、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、フッ化マグネシウム等のハロゲン化マグネシウム;メトキシ塩化マグネシウム、エトキシ塩化マグネシウム、イソプロポキシ塩化マグネシウム、ブトキシ塩化マグネシウム、オクトキシ塩化マグネシウム等のアルコキシマグネシウムハライド;フエノキシ塩化マグネシウム、メチルフエノキシ塩化マグネシウム等のアリロキシマグネシウムハライド;エトキシマグネシウム、イソプロポキシマグネシウム、ブトキシマグネシウム、n-オクトキシマグネシウム、2-エチルヘキソキシマグネシウム等のアルコキシマグネシウム;フエノキシマグネシウム、ジメチルフエノキシマグネシウム等のアリロキシマグネシウム;ラウリン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム等のマグネシウムのカルボン酸塩等が挙げられる。これらマグネシウム化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
スクシネート系化合物は、コハク酸のエステルであってもよく、コハク酸の1位又は2位にアルキル基等の置換基を持つ置換コハク酸のエステルであってもよい。具体例としては、ジエチルスクシネート、ジブチルスクシネート、ジエチルメチルスクシネート、ジエチルジイソプロピルスクシネート、ジアリルエチルスクシネート等が挙げられる。
好適なスクシネート系化合物として、下記化学式(I)で表されるスクシネート構造を有する化合物が挙げられる。
R3~R6は、互いに同一か又は異なり、水素、或いは、ヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~20の線状又は分岐のアルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アリールアルキル、又はアルキルアリール基である。同じ炭素原子に結合しているR3とR4、R5とR6は互いに結合して環構造を形成してもよい。異なる炭素原子に結合しているR3~R6のいずれか2つ以上は互いに結合して環構造を形成してもよい。
好適な単置換スクシネート化合物の具体例としては、ジエチル-sec-ブチルスクシネート、ジエチルテキシルスクシネート、ジエチルシクロプロピルスクシネート、ジエチルノルボニルスクシネート、ジエチルペリヒドロスクシネート、ジエチルトリメチルシリルスクシネート、ジエチルメトキシスクシネート、ジエチル-p-メトキシフェニルスクシネート、ジエチル-p-クロロフェニルスクシネート、ジエチルフェニルスクシネート、ジエチルシクロヘキシルスクシネート、ジエチルベンジルスクシネート、ジエチルシクロヘキシルメチルスクシネート、ジエチル-t-ブチルスクシネート、ジエチルイソブチルスクシネート、ジエチルイソプロピルスクシネート、ジエチルネオペンチルスクシネート、ジエチルイソペンチルスクシネート、ジエチル(1-トリフルオロメチルエチル)スクシネート、ジエチルフルオレニルスクシネート、1-(エトキシカルボジイソブチルフェニル)スクシネート、ジイソブチル-sec-ブチルスクシネート、ジイソブチルテキシルスクシネート、ジイソブチルシクロプロピルスクシネート、ジイソブチルノルボニルスクシネート、ジイソブチルペリヒドロスクシネート、ジイソブチルトリメチルシリルスクシネート、ジイソブチルメトキシスクシネート、ジイソブチル-p-メトキシフェニルスクシネート、ジイソブチル-p-クロロフェニルスクシネート、ジイソブチルシクロヘキシルスクシネート、ジイソブチルベンジルスクシネート、ジイソブチルシクロヘキシルメチルスクシネート、ジイソブチル-t-ブチルスクシネート、ジイソブチルイソブチルスクシネート、ジイソブチルイソプロピルスクシネート、ジイソブチルネオペンチルスクシネート、ジイソブチルイソペンチルスクシネート、ジイソブチル(1-トリフルオロメチルエチル)スクシネート、ジイソブチルフルオレニルスクシネート、ジネオペンチル-sec-ブチルスクシネート、ジネオペンチルテキシルスクシネート、ジネオペンチルシクロプロピルスクシネート、ジネオペンチルノルボニルスクシネート、ジネオペンチルペリヒドロスクシネート、ジネオペンチルトリメチルシリルスクシネート、ジネオペンチルメトキシスクシネート、ジネオペンチル-p-メトキシフェニルスクシネート、ジネオペンチル-p-クロロフェニルスクシネート、ジネオペンチルフェニルスクシネート、ジネオペンチルシクロヘキシルスクシネート、ジネオペンチルベンジルスクシネート、ジネオペンチルシクロヘキシルメチルスクシネート、ジネオペンチル-t-ブチルスクシネート、ジネオペンチルイソブチルスクシネート、ジネオペンチルイソプロピルスクシネート、ジネオペンチルネオペンチルスクシネート、ジネオペンチルイソペンチルスクシネート、ジネオペンチル(1-トリフルオロメチルエチル)スクシネート、ジネオペンチルフルオレニルスクシネートが挙げられる。これら化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
好適な二置換スクシネート化合物の具体例としては、ジエチル-2,2-ジメチルスクシネート、ジエチル-2-エチル-2-メチルスクシネート、ジエチル-2-ベンジル-2-イソプロピルスクシネート、ジエチル-2-シクロヘキシルメチル-2-イソブチルスクシネート、ジエチル-2-シクロペンチル-2-n-プロピルスクシネート、ジエチル-2-シクロペンチル-2-n-ブチルスクシネート、ジエチル-2,2-ジイソブチルスクシネート、ジエチル-2-シクロヘキシル-2-エチルスクシネート、ジエチル-2-イソプロピル-2-メチルスクシネート、ジエチル-2-テトラデシル-2-エチルスクシネート、ジエチル-2-イソブチル-2-エチルスクシネート、ジエチル-2-(1-トリフルオロメチルエチル)-2-メチルスクシネート、ジエチル-2-イソペンチル-2-イソブチルスクシネート、ジエチル-2-フェニル-2-n-ブチルスクシネート、ジイソブチル-2,2-ジメチルスクシネート、ジイソブチル-2-エチル-2-メチルスクシネート、ジイソブチル-2-ベンジル-2-イソプロピルスクシネート、ジイソブチル-2-シクロヘキシルメチル-2-イソブチルスクシネート、ジイソブチル-2-シクロペンチル-2-n-プロピルスクシネート、ジイソブチル-2-シクロペンチル-2-n-ブチルスクシネート、ジイソブチル-2,2-ジイソブチルスクシネート、ジイソブチル-2-シクロヘキシル-2-エチルスクシネート、ジイソブチル-2-イソプロピル-2-メチルスクシネート、ジイソブチル-2-テトラデシル-2-エチルスクシネート、ジイソブチル-2-イソブチル-2-エチルスクシネート、ジイソブチル-2-(1-トリフルオロメチルエチル)-2-メチルスクシネート、ジイソブチル-2-イソペンチル-2-イソブチルスクシネート、ジイソブチル-2-フェニル-2-n-ブチルスクシネート、ジイソブチル-2,2-ジイソプロピルスクシネート、ジイソブチル-2-フェニル-2-n-プロピルスクシネート、ジネオペンチル-2,2-ジメチルスクシネート、ジネオペンチル-2-エチル-2-メチルスクシネート、ジネオペンチル-2-ベンジル-2-イソプロピルスクシネート、ジネオペンチル-2-シクロヘキシルメチル-2-イソブチルスクシネート、ジネオペンチル-2-シクロペンチル-2-n-プロピルスクシネート、ジネオペンチル-2-シクロペンチル-2-n-ブチルスクシネート、ジネオペンチル-2,2-ジイソブチルスクシネート、ジネオペンチル-2-シクロヘキシル-2-エチルスクシネート、ジネオペンチル-2-イソプロピル-2-メチルスクシネート、ジネオペンチル-2-テトラデシル-2-エチルスクシネート、ジネオペンチル-2-イソブチル-2-エチルスクシネート、ジネオペンチル-2-(1-トリフルオロメチルエチル)-2-メチルスクシネート、ジネオペンチル-2,2-ジイソプロピルスクシネート、ジネオペンチル-2-イソペンチル-2-イソブチルスクシネート、ジネオペンチル-2-フェニル-2-n-ブチルスクシネートが挙げられる。これら化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
この化合物の具体例としては、ジエチル-2,3-ビス(トリメチルシリル)スクシネート、ジエチル-2,2-sec-ブチル-3-メチルスクシネート、ジエチル-2-(3,3,3-トリフルオロプロピル)-3-メチルスクシネート、ジエチル-2,3-ビス(2-エチルブチル)スクシネート、ジエチル-2,3-ジエチル-2-イソプロピルスクシネート、ジエチル-2,3-ジイソプロピル-2-メチルスクシネート、ジエチル-2,3-ジシクロヘキシル-2-メチルスクシネート、ジエチル-2,3-ジベンジルスクシネート、ジエチル-2,3-ジイソプロピルスクシネート、ジエチル-2,3-ビス(シクロヘキシルメチル)スクシネート、ジエチル-2,3-ジ-t-ブチルスクシネート、ジエチル-2,3-ジイソブチルスクシネート、ジエチル-2,3-ジネオペンチルスクシネート、ジエチル-2,3-ジイソペンチルスクシネート、ジエチル-2,3-(1-トリフルオロメチルエチル)スクシネート、ジエチル-2,3-テトラデシルスクシネート、ジエチル-2,3-フルオレニルスクシネート、ジエチル-2-イソプロピル-3-イソブチルスクシネート、ジエチル-2-tert-ブチル-3-イソプロピルスクシネート、ジエチル-2-イソプロピル-3-シクロヘキシルスクシネート、ジエチル-2-イソペンチル-3-シクロヘキシルスクシネート、ジエチル-2-テトラデシル-3-シクロヘキシルメチルスクシネート、ジエチル-2-シクロヘキシル-3-シクロペンチルスクシネート、ジエチル-2,2,3,3-テトラメチルスクシネート、ジエチル-2,2,3,3-テトラエチルスクシネート、ジエチル-2,2,3,3-テトラプロピルスクシネート、ジエチル-2,3-ジエチル-2,3-ジイソプロピルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ビス(トリメチルシリル)スクシネート、ジイソブチル-2,2-sec-ブチル-3-メチルスクシネート、ジイソブチル-2-(3,3,3-トリフルオロプロピル)-3-メチルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ビス(2-エチルブチル)スクシネート、ジイソブチル-2,3-ジエチル-2-イソプロピルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ジイソプロピル-2-メチルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ジシクロヘキシル-2-メチルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ジベンジルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ジイソプロピルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ビス(シクロヘキシルメチル)スクシネート、ジイソブチル-2,3-ジ-t-ブチルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ジイソブチルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ジネオペンチルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ジイソペンチルスクシネート、ジイソブチル-2,3-(1-トリフルオロメチルエチル)スクシネート、ジイソブチル-2,3-n-プロピルスクシネート、ジイソブチル-2,3-テトラデシルスクシネート、ジイソブチル-2,3-フルオレニルスクシネート、ジイソブチル-2-イソプロピル-3-イソブチルスクシネート、ジイソブチル-2-tert-ブチル-3-イソプロピルスクシネート、ジイソブチル-2-イソプロピル-3-シクロヘキシルスクシネート、ジイソブチル-2-イソペンチル-3-シクロヘキシルスクシネート、ジイソブチル-2-n-プロピル-3-(シクロヘキシルメチル)スクシネート、ジイソブチル-2-テトラデシル-3-シクロヘキシルメチルスクシネート、ジイソブチル-2,2,3,3-テトラメチルスクシネート、ジイソブチル-2,2,3,3-テトラエチルスクシネート、ジイソブチル-2,2,3,3-テトラプロピルスクシネート、ジイソブチル-2,3-ジエチル-2,3-ジイソプロピルスクシネート、ジイソブチル-2-シクロヘキシル-3-シクロペンチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ビス(トリメチルシリル)スクシネート、ジネオペンチル-2,2-sec-ブチル-3-メチルスクシネート、ジネオペンチル-2-(3,3,3-トリフルオロプロピル)-3-メチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ビス(2-エチルブチル)スクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジエチル-2-イソプロピルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジイソプロピル-2-メチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジシクロヘキシル-2-メチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジベンジルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジイソプロピルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ビス(シクロヘキシルメチル)スクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジ-t-ブチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジイソブチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジネオペンチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジイソペンチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-(1-トリフルオロメチルエチル)スクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジネオペンチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジイソペンチルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-テトラデシルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-フルオレニルスクシネート、ジネオペンチル-2-イソプロピル-3-イソブチルスクシネート、ジネオペンチル-2-tert-ブチル-3-イソプロピルスクシネート、ジネオペンチル-2-イソプロピル-3-シクロヘキシルスクシネート、ジネオペンチル-2-イソペンチル-3-シクロヘキシルスクシネート、ジネオペンチル-2-テトラデシル-3-シクロヘキシルメチルスクシネート、ジネオペンチル-2-n-プロピル-3-(シクロヘキシルメチル)スクシネート、ジネオペンチル-2-シクロヘキシル-3―シクロペンチルスクシネート、ジネオペンチル-2,2,3,3-テトラエチルスクシネート、ジネオペンチル-2,2,3,3-テトラプロピルスクシネート、ジネオペンチル-2,3-ジエチル-2,3-ジイソプロピルスクシネートが挙げられる。これら化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
このような化合物として、特表2002-542347号公報に記載されている化合物、例えば、1-(エトキシカルボニル)-1-(エトキシアセチル)-2,6-ジメチルシクロヘキサン、1-(エトキシカルボニル)-1-(エトキシアセチル)-2,5-ジメチルシクロペンタン、1-(エトキシカルボニル)-1-(エトキシアセチルメチル)-2-メチルシクロヘキサン、1-(エトキシカルボニル)-1-(エトキシ(シクロヘキシル)アセチル)シクロヘキサンが挙げられる。また、国際公開第2009/069483号、国際公開第2009/057747号に開示されている3,6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジイソブチル等の環状スクシネート化合物も好適に用いることができる。
成分(A)を構成するハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素又はこれらの混合物が挙げられ、特に塩素が好ましい。
フタレート系化合物としては、例えば、モノエチルフタレート、ジメチルフタレート、メチルエチルフタレート、モノイソブチルフタレート、モノノルマルブチルフタレート、ジエチルフタレート、エチルイソブチルフタレート、エチルノルマルブチルフタレート、ジn-プロピルフタレート、ジイソプロピルフタレート、ジn-ブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジn-ヘプチルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジn-オクチルフタレート、ジネオペンチルフタレート、ジデシルフタレート、ベンジルブチルフタレート、ジフェニルフタレート等が挙げられる。
ジエーテル系化合物としては、例えば、2-(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-sec-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-シクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2-フェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2-tert-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-クミル-1,3-ジメトキシプロパン、2-(2-フェニルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(2-シクロヘキシルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-クロロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(ジフェニルメチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(1-ナフチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-フルオロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(1-デカヒドロナフチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-tert-ブチルフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジエチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジエチル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジシクロペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジプロピル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジブチル-1,3-ジエトキシプロパン、2-メチル-2-エチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-プロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2-プロピル-2-ペンチル-1,3-ジエトキシプロパン、2-メチル-2-ベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-フェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-メチルシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(p-クロロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-フェニルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-シクロヘキシルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(p-メチルフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジフェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-2-シクロペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(シクロヘキシルメチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジブトキシプロパン、2-イソブチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジ-sec-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジ-tert-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジネオペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-フェニル-2-ベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-シクロヘキシル-2-シクロヘキシルメチル-1,3-ジメトキシプロパン等が挙げられる。
好ましい有機ケイ素化合物として、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジエトキシシラン、t-アミルメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ビスo-トリルジメトキシシラン、ビスm-トリルジメトキシシラン、ビスp-トリルジメトキシシラン、ビスp-トリルジエトキシシラン、ビスエチルフェニルジメトキシシラン、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、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ-クロルプロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、テキシルトリメトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン、iso-ブチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、クロルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、2-ノルボルナントリメトキシシラン、2-ノルボルナントリエトキシシラン、2-ノルボルナンメチルジメトキシシラン、ケイ酸エチル、ケイ酸ブチル、トリメチルフエノキシシラン、メチルトリアリルオキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシシラン)、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルテトラエトキシジシロキサン、メチル(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)ジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロペンチル-t-ブトキシジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルイソプロピルジメトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、ジ-n-プロピルジメトキシシラン、テキシルトリメトキシシラン、t-ブチルエチルジメトキシシラン、t-ブチルプロピルジメトキシシラン、t-ブチル-t-ブトキシジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシラン、ジ-sec-ブチルジメトキシシラン、イソブチルメチルジメトキシシラン、ビス(デカヒドロイソキノリン-2-イル)ジメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジシクロペンチル-ビス(エチルアミノ)シラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
これらの中でも、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、テキシルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、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、フェニルメチルジメトキシシラン、ビスp-トリルジメトキシシラン、p-トリルメ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、2-ノネボルナントリエトキシシラン、2-ノルボルナンメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ケイ酸エチルが好ましい。上記成分(C)は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリプロピレン系樹脂を得る方法として、単量体濃度や重合条件の勾配を有する重合器を用いて行う方法も挙げられる。このような重合器では、例えば、少なくとも2つの重合領域が接合されたものを使用し、気相重合でモノマーを重合することができる。
具体的には、触媒の存在下、上昇管からなる重合領域にてモノマーを供給して重合し、上昇管に接続された下降管にてモノマーを供給して重合し、上昇管と下降管とを循環しながら、重合生成物を回収する。この方法では、上昇管中に存在する気体混合物が下降管に入るのを全面的又は部分的に防止する手段を備える。また、上昇管中に存在する気体混合物とは異なる組成を有する気体及び/又は液体混合物を下降管中に導入する。この重合方法は、例えば、特表2002-520426号公報に記載された方法を適用することができる。
重合工程で得た前記パウダーに対して不活性ガスを吹込み、前記パウダーを特定の温度に加熱することにより、前記パウダーから前記副生成物を揮発させて除去する。
プロピレン二量体の臭閾値は約1.5ppmと言われており、石油臭の原因成分になる。プロピレン二量体の沸点は約70℃であり、比較的低いので、加熱により揮発させて簡単に除去することができる。
ところが、プロピレン三量体の臭閾値は約0.9ppmと言われており、プロピレン二量体よりも低濃度で強く臭う傾向がある。プロピレン三量体の沸点は135~140℃であり、プロピレン二量体よりも高温で加熱しないと除去できない。前記パウダーを高温で乾燥することが許容されれば、高沸点の臭気成分を効率的に除去することができるが、高温の加熱処理は粉体流動性を悪化させ、製造ラインを閉塞させる問題がある。また、高温の加熱処理により、ポリプロピレン系樹脂の酸化劣化を促進させることでプロピレン三量体等が発生し、ポリプロピレン系樹脂組成物中の臭気成分が増加する問題がある。
すなわち、前記パウダーに対して不活性ガスを吹込みながら、前記パウダーを特定の温度に加熱することにより、前記パウダーから前記副生成物を揮発させて除去する除去工程において、前記特定の温度は、次のように設定する。
前記パウダーの融点を基準として45~60℃低い温度で前記パウダーを加熱しつつ、不活性ガスを吹込む。
上記の温度範囲であると、前記ポリプロピレン系樹脂の粉体流動性を良好に保ちつつ、酸化劣化を抑制しながら、高沸点の臭気成分を気化させて容易に除去することができる。
ここで、前記パウダーの融点は、後述の方法で測定された値である。
前記パウダーに不活性ガスを吹込む方法は特に制限されず、前記パウダーに含まれる揮発成分を効率的に除去するために、前記パウダーを攪拌しつつ不活性ガスを吹込み、前記パウダーの全体に不活性ガスを接触させ得る吹込み方法が好ましい。
具体的には、例えば、筒状容器に前記パウダーを投入したとき、容器下端における粉体圧1kPaに対して、10~300Nm3/h程度の流量が挙げられる。ここで、粉体圧は、流体工学における連続体理論に基づくヤンセン(Janssen)の式によって算出される。また、容器形状に依存しない流量として、前記パウダー1000kgあたり、例えば、1~40Nm3/h程度の流量が挙げられる。
また、前記パウダーを投入した容器を外部から加熱し、容器壁面の温度及び容器内雰囲気の温度を管理しながら、前記パウダーを間接的に加熱してもよい。
本発明における揮発成分の除去工程はポリプロピレン系樹脂の種類によらず適用することができる。一方、不活性ガスによる高温加熱処理時のパウダーの粉体流動性確保の観点からは、ポリプロプレン系樹脂中のプロピレン重合体の含有割合が高いほど有利であるため、前記ポリプロピレン系重合混合物中の総質量に対するエチレン・αオレフィン共重合体の含有割合は40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましく、25質量%以下であることが特に好ましい。また、融点が高い方が粉体流動性確保に有利であることから、前記ポリプロピレン系樹脂を構成するプロピレン重合体中のエチレン単位の含有割合(以下、「C2」ともいう。)は、前記プロピレン重合体の総質量に対して0.5質量%以下であることが好ましく、0.3質量%以下であることがさらに好ましく、0質量%であることが特に好ましい。C2の下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。
なお、前記プロピレン重合体は、プロピレン単位のみからなるプロピレン単独重合体であってもよく、99.5質量%以上100質量%未満のプロピレン単位と0質量%超0.5質量%以下のエチレン単位とからなる共重合体であってもよい。
C2は、13C-NMR法によって測定される。
ここで、MFRは、JIS K7210-1に従い、温度230℃、荷重2.16kgの条件で測定した値である。
XSIVが上記範囲であると、ポリプロピレン系重合混合物、ひいてはポリプロピレン系樹脂組成物の生産が容易になるともに、シート成形体の剛性と耐衝撃性のバランスを充分に高めることができる。
ここで、XSIVは、135℃のテトラヒドロナフタレン中での測定値である。キシレン可溶分は、ポリプロピレン系重合混合物の試料をo-キシレン中、135℃で溶解させた後、25℃に冷却し、その冷却した溶液を、濾紙を用いて濾過し、濾液を蒸発乾固して得られる成分である。
XIのMw/Mnが前記下限値以上であると、シート成形体の二次加工性を充分に高めることができる。XIのMw/Mnが前記上限値以下であると、共重合体の分散が充分となり、ポリプロピレン系樹脂、ひいてはポリプロピレン系樹脂組成物を安定的に製造することができる。
ここで、XIの重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した値である。XIは、ポリプロピレン系樹脂の試料をo-キシレン中、135℃で溶解させた後、25℃に冷却し、その冷却した溶液を、濾紙を用いて濾過し、濾紙上に残ったものを採取して得られる成分である。
なお、本発明におけるXIのMw/Mnは、比較的大きい値である。XIのMw/Mnが大きいことは、ポリプロピレン系樹脂の分子量分布が広いことを意味する。したがって、XIのMw/Mnが大きいほど、プロピレン重合体部分、エチレン・プロピレン共重合体部分がともに、高分子量の分子を相対的に多く含んでいるといえる。高分子量の分子によってポリプロピレン系樹脂組成物は伸張時に高い歪み硬化を示す。これにより、例えば後述のシート成形体の二次加工性(ドローダウン時間)の評価において、ドローダウンしにくいといった好適な性質を示す。
エチレン・プロピレン共重合体中のエチレン単位含有割合は、前記エチレン・プロピレン共重合体の総質量に対して、10~90質量%であることが好ましく、20~80質量%がより好ましく、30~70質量%が特に好ましい。エチレン・プロピレン共重合体中のエチレン単位含有割合が前記範囲内であると、シート成形体の剛性と耐衝撃性のバランスが高まる傾向にある。
エチレン・プロピレン共重合体中のエチレン単位含有割合は、13C-NMR法によって測定される。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法において、目的のポリプロピレン系樹脂組成物は、前記ポリプロピレン系樹脂のみからなるものであってもよく、前記ポリプロピレン系樹脂以外の他の成分をさらに含有するものであってもよい。
本発明により製造されたポリプロピレン系樹脂組成物は、必要に応じて、目的の効果を損なわない範囲で、充填材を含有していてもよい。充填材は主に、成形体の剛性を向上する目的で添加される。
充填材としては、例えばタルク、クレー、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、ガラスファイバー等の無機充填材、カーボンファイバー、セルロースファイバー等の有機充填材が挙げられる。これらの充填材は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。充填材の分散性を向上させるため、必要に応じて、充填材の表面処理や充填材と樹脂とのマスターバッチの作製を行ってもよい。
充填材の中でも、前記ポリプロピレン系樹脂に容易に混ざり、成形体の剛性を向上させやすいことから、タルクが好ましい。
充填材の添加量は公知の量としてよい。例えばポリプロピレン系樹脂100質量部に対して0.1~40質量部であってよい。
本発明により製造されたポリプロピレン系樹脂組成物は、必要に応じて、目的の効果を損なわない範囲で、塩素吸収剤、耐熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、内部滑剤、外部滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、難燃剤、分散剤、銅害防止剤、中和剤、結晶造核剤、可塑剤、発泡剤、気泡防止剤、架橋剤、過酸化物、油展及び顔料(有機又は無機)等のその他の添加剤を含有していてもよい。各添加剤の添加量は公知の量としてよい。
混合した後、得られた混合物を溶融混練し、さらにペレット化してもよい。溶融混練装置としては、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等を用いることができる。
前記ポリプロピレン系樹脂組成物の全揮発量は、少ない程好ましく、例えば、40ppm以下が好ましく、35ppm以下がより好ましく、30ppm以下がさらに好ましい。
本発明のシート成形体は、本発明の製造方法により製造された前述のポリプロピレン系樹脂組成物をシート状に成形した成形体である。
シート成形体の成形方法は特に制限されず、例えば、プレス成形、押出成形、カレンダー成形、射出成形等の従来公知の成形方法により、シート成形体を成形することができる。また、このようにして得られるシート成形体を原反として二次加工することもできる。ここで二次加工とは、一次加工成形体であるシートに加工を施すことをいい、コンプレッション成形、真空成形、圧空成形、真空圧空成形等を施して別の形状を持った成形体に加工したり、シート同士を融着させて接合したりすることである。得られた成形体を二次加工成形体ともいう。
シート成形体の二次加工性の評価に関して、ドローダウン時間(ある温度に晒された規定寸法のシートが、融解開始時に張り戻った時刻t1から自重によりシート中央部が規定距離垂れ下がるまでの時刻t2とした時のt2-t1)を計測する方法がある。ドローダウンは製品肉厚の不均一を招く原因になるが、ドローダウン時間が長いほどドローダウンし難いので、二次加工性に優れる。実用上の観点から、ドローダウン時間は10秒以上であることが好ましく、15秒以上であることがさらに好ましく、20秒以上であることが特に好ましい。
本発明のシート成形体は臭気成分が充分に除去されているので、食品用途、衛生用途、化粧品用途、医療用途等での部材・容器・包装資材として好適に用いられる。
本実施例で用いた測定方法を以下に示す。
<ポリプロピレン系重合混合物の総エチレン量、プロピレン重合体中のエチレン単位含有割合(C2)>
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試料について、Bruker社製AVANCEIII HD400(13C共鳴周波数100MHz)を用い、測定温度120℃、フリップ角45度、パルス間隔7秒、試料回転数20Hz、積算回数5000回の条件で13C-NMRのスペクトルを得た。
ポリプロピレン系重合混合物を試料として測定する場合、上記で得られたスペクトルを用いて、M. Kakugo,Y. Naito,K. Mizunuma and T. Miyatake,Macromolecules,15,1150-1152(1982)の文献に記載された方法により、ポリプロピレン系重合混合物の総エチレン量(質量%)を求めた。その際、後述するXSIVの測定と同様、均一化した試料を用いた。
プロピレン重合体を試料として測定する場合、上記の総エチレン量(質量%)は、プロピレン重合体のエチレン単位含有割合(C2)(質量%)となる。
上記文献に記載された方法でポリプロピレン系重合混合物の総エチレン量を測定するに際して求めたTββの積分強度の替わりに、下記式で求めた積分強度T’ββを使用した以外は、総エチレン量と同様の方法で計算を行い、エチレン・プロピレン共重合体成分中のエチレン単位含有割合(質量%)を求めた。
T’ββ=0.98×Sαγ×A/(1-0.98×A)
ここで、A=Sαγ/(Sαγ+Sαδ)であり、上記文献に記載のSαγ及びSαδより算出される。
下記式により求めた。
BIPO(単位:質量%)=ポリプロピレン系重合混合物の総エチレン量/(エチレン・プロピレン共重合体成分中のエチレン単位含有割合/100)
Tmは、ポリプロピレン系樹脂のパウダーをDSCでセカンドスキャンすることにより観測される、最も高温側にあるピークトップ温度である。セカンドスキャンとは、前記パウダーを加熱融解後、冷却して結晶化し、室温で5分間保持した後に2回目の加熱をして熱分析することをいう。具体的には、1)前記パウダーを融解温度(230℃)まで加熱し、当該温度で5分保持し、20℃/分の降温速度で30℃まで冷却して5分間保持した後、2)20℃/分の昇温速度で230℃まで加熱して熱分析を行う。前記パウダーのTmは、パーキンエルマー社製ダイヤモンドDSCを用いて、前記のとおり定義したセカンドスキャンを行い測定した。
以下の方法によってポリプロピレン系重合混合物のキシレン可溶分を得て、キシレン可溶分の極限粘度(XSIV)を測定した。
ポリプロピレン系重合混合物100質量部と、酸化防止剤(BASF社製B225)0.1質量部と、中和剤(淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレート)0.05質量部とを混合して溶融混練用混合物を得た後、押出機により溶融混練して均一化した試料を得た。
得られた試料2.5gを、o-キシレン(溶媒)を250mL入れたフラスコに入れ、ホットプレート及び還流装置を用いて、135℃で、窒素パージを行いながら、30分間撹拌し、樹脂組成物を完全溶解させた後、25℃で1時間、冷却した。これにより得られた溶液を、濾紙を用いて濾過した。濾過後の濾液を100mL採取し、アルミニウムカップ等に移し、窒素パージを行いながら、140℃で蒸発乾固を行い、室温で30分間静置して、キシレン可溶分を得た。
極限粘度は、テトラヒドロナフタレン中、135℃において毛細管自動粘度測定装置(SS-780-H1、株式会社柴山科学器械製作所製)を用いて測定した。
上記の測定においてキシレン可溶分を得る際の濾過の後、濾紙上に残った残留物(キシレン不溶分と溶媒の混合物)にアセトンを加えて濾過を行った。その後、濾過されずに濾紙上に残った成分を、80℃設定の真空乾燥オーブンにて蒸発乾固させ、キシレン不溶分(XI)を得た。
上記のXIを試料とし、以下のように、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の測定を行い、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除して分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
装置としてポリマーラボラトリーズ社製PL GPC220を使用し、酸化防止剤を含む1,2,4-トリクロロベンゼンを移動相とし、カラムとして昭和電工株式会社製UT-G(1本)、UT-807(1本)、UT-806M(2本)を直列に接続したものを使用し、検出器として示差屈折率計を使用した。また、キシレン不溶分の試料溶液の溶媒としては移動相と同じものを使用し、1mg/mLの試料濃度で、150℃の温度で振とうさせながら2時間溶解して測定試料を調製した。これにより得た試料溶液500μLをカラムに注入し、流速1.0mL/分、温度145℃、データ取り込み間隔1秒で測定した。カラムの較正には、分子量580~745万のポリスチレン標準試料(shodex STANDARD、昭和電工株式会社製)を使用し、三次式近似で行った。Mark-Houwink-Sakuradaの係数は、ポリスチレン標準試料に関しては、K=1.21×10-4、α=0.707、ポリプロピレン系樹脂のXIに関しては、K=1.37×10-4、α=0.75を使用した。
ポリプロピレン系樹脂のパウダーに関しては、試料5gに対し本州化学工業株式会社製H-BHTを0.05g添加し、ドライブレンドにより均一化した後、JIS K7210-1に従い、温度230℃、荷重2.16kgの条件で測定した。ポリプロピレン系樹脂組成物については、JIS K 7210-1に従って、温度230℃、荷重2.16kgの条件で測定した。
20mLのバイアル瓶にポリプロピレン系樹脂組成物の試料2.5gを入れ、窒素ガスを封入した後にアルミシールで密封し、アジレント・テクノロジー株式会社製GC/MS測定装置(型式:6890N/5973N)のヘッドスペースオートサンプラー(型式:G1888)にセットした。標準ガスとしてノルマルヘキサン1mLを採取し、上記の20mLバイアル瓶に注入した。120℃×60分間加温で得られたクロマトグラムの全エリアカウントから水の揮発分カウントを除外した量を求め、ノルマルヘキサン換算値として全揮発量(単位:ppm)を求めた。
(ポリプロピレン系樹脂の製造)
本例では、スクシネート系のチーグラー・ナッタ触媒を用い、プロピレン重合体を得た。具体的には以下のようにして製造した。
窒素でパージした500mLの4つ口丸底フラスコ中に、250mLのTiCl4を0℃において導入した。撹拌しながら、10.0gの微細球状MgCl2・1.8C2H5OH(USP-4,399,054の実施例2に記載の方法にしたがって、ただし10000rpmに代えて3000rpmで運転して製造した)、及び9.1ミリモルのジエチル-2,3-(ジイソプロピル)スクシネートを加えた。フラスコ内の温度を100℃に上昇させ、120分間保持した。次に、撹拌を停止し、固体生成物を沈降させ、上澄み液を吸い出した。次に、以下の操作を2回繰り返した。250mLの新しいTiCl4を加え、混合物を120℃において60分間反応させ、上澄み液を吸い出した。固体を、60℃において無水ヘキサン(6×100mL)で6回洗浄した。
上記固体触媒と、トリエチルアルミニウム(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18であり、TEAL/DCPMSの質量比が10となるような量で、室温において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重合を行った。
得られた予重合物を重合反応器に導入した後、水素とプロピレンをフィードし、重合温度、水素濃度を、それぞれ75℃、360モルppmとし、圧力を調整することよって、プロピレン重合体のパウダーのMFRが表1に示す値となるように製造した。
得られたプロピレン重合体のパウダーを試料として、上記方法により測定したTmは、164℃であった。
得られたプロピレン重合体のパウダーを、窒素でパージした500mLの4つ口丸底フラスコ中に投入し、加熱した窒素ガス(純度99.99%)を吹込みながら、10分間攪拌し、前記パウダーを114℃に加熱して、重合時の副生成物である揮発成分を除去した。このパウダーの加熱温度は、Tmよりも50℃低かった。
揮発成分を除去して得られたプロピレン重合体を用い、次の方法でペレット状のポリプロピレン系樹脂組成物を得た。
上記で得たポリプロピレン系樹脂100質量部と、酸化防止剤(BASF社製B225)0.1質量部と、中和剤(淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレート)0.05質量部とを、ヘンシェルミキサーで1分間攪拌、混合して溶融混練用混合物を得た。
次いで、前記溶融混練用混合物を、スクリュー温度230℃、スクリュー回転数90rpmに設定した単軸押出機(ナカタニ機械株式会社製NVC-50)を用いて溶融混練し、ペレット化してMFRが0.5g/10minのポリプロピレン系樹脂組成物を得た。
得られたポリプロピレン系樹脂のパウダー及びポリプロピレン系樹脂組成物のMFR、ポリプロピレン系樹脂のXIのMw/Mn、ポリプロピレン系樹脂のパウダーのTm、ポリプロピレン系樹脂組成物の全揮発量を、前述の方法により測定した。結果を表1に示す。
得られたポリプロピレン系樹脂組成物を用いてシート成形体を製造し、シート成形体の臭気評価を下記方法により行った。結果を表1に示す。
なお、表1中、「重合体成分(1)」はプロピレン重合体を表し、「重合体成分(2)」はエチレン・αオレフィン共重合体を表す。
田辺プラスチックス機械株式会社製40mmφ単層シート成形機を用いて、シリンダー温度220℃、ダイス温度230℃、キャストロール温度80℃、シート引取温度1.1m/minにて厚さ0.5mmのシートを成形した。
シート成形体を1cm×5cmにカットした10枚の試料を70mLガラス瓶に採取して蓋を取り付け、90℃のオーブン中に1時間保持した後、オーブンから取り出して蓋を開けた直後の臭気を以下の4段階で評価した。
「1」: 臭気をほとんど感じない。
「2」: 臭気が明らかに弱い。
「3」: 臭気がやや弱い。
「4」: 臭気を感じる。
金枠に固定した150mm×270mm×0.3mmのシート成形体を、210℃(ポリプロピレンの平衡融点である約186℃を超え、真空圧空成形等を想定した場合における予熱温度付近である温度)に設定した試験用オーブンに入れ、融解開始時にシートが張り戻った時刻t1から自重によりシート中央部が1.5cm垂れ下がるまでの時刻t2までの時間(t2-t1)により二次加工性を評価した。
ポリプロピレン系樹脂のパウダーから揮発成分を除去する際の吹込みガスの種類と加熱温度を表1に示すものに変更した以外は実施例1と同様に行い、ポリプロピレン系樹脂組成物を得た。また、実施例1と同様にして物性を測定し、さらにシート成形体を製造してその臭気評価を行った。結果を表1に示す。
(ポリプロピレン系樹脂の製造)
本例では、ポリプロピレン系樹脂として、スクシネート系のチーグラー・ナッタ触媒を用い、1段目で、プロピレンを重合してプロピレン重合体を形成し、2段目で、該プロピレン重合体存在下、エチレンとプロピレンを共重合させてエチレン・プロピレン共重合体を形成させて得たポリプロピレン系重合混合物を用いた。具体的にポリプロピレン系重合混合物は以下のようにして製造した。
得られた予重合物を、2段の重合反応器を直列に備える重合装置の1段目の重合反応器に導入し、プロピレンの液相状態にてプロピレン重合体を製造し、2段目の気相重合反応器でエチレン-プロピレン共重合体を製造した。重合の際には、重合温度を75℃とし、重合圧力を調整するとともに、エチレン・プロピレン共重合体中のエチレン単位含有割合が所定の量となるように、2段目のエチレン供給量とプロピレン供給量を調整してエチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合が0.34モル比となるようにした。また、分子量調整剤として水素を用いて、ポリプロピレン系重合混合物のパウダーのMFRとXSIVが所定の値となるように、1段目と2段目の水素濃度をそれぞれ300モルppm、1.06モル%とした。また、ポリプロピレン系樹脂中のエチレン・プロピレン共重合体含有割合が所定の量となるように、1段目と2段目の滞留時間分布を調整した。
得られたポリプロピレン系樹脂は、ポリプロピレン系樹脂(ポリプロピレン系重合混合物)中のエチレン・プロピレン共重合体含有割合(BIPO)、エチレン・プロピレン共重合体中のエチレン単位含有割合、パウダーのMFR、ポリプロピレン系重合混合物のXSIVが表1に示すものであった。
得られたポリプロピレン系樹脂のパウダーについて、実施例1と同様に不活性ガスを吹込みながら、表1に示す温度で加熱して、揮発成分を除去した。
(ポリプロピレン系樹脂の製造)
本例では、ポリプロピレン系重樹脂として、フタレート系のチーグラー・ナッタ触媒を用い、1段目で、プロピレンを重合してプロピレン重合体を形成し、2段目で、該プロピレン重合体存在下、エチレンとプロピレンを共重合させてエチレン・プロピレン共重合体を形成させて得たポリプロピレン系重合混合物を用いた。具体的にポリプロピレン系重合混合物は以下のようにして製造した。
MgCl2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担持した固体触媒を、特開2004-27218公報の段落0032の21~36行に記載された方法により調製した。次いで、上記固体触媒と、有機アルミニウム化合物としてTEALと、外部電子供与体化合物としてDCPMSを用い、固体触媒に対するTEALの質量比が20、DCPMSに対するTEALの質量比が10となる量で、12℃において24分間これらを接触させて触媒を得た。得られた触媒を、液体プロピレン中において懸濁状態で20℃にて5分間保持することによって予重合を行い、予重合物を得た。得られた予重合物を、二段の重合反応器を直列に備える重合装置の一段目の重合反応器に導入し、液相状態のプロピレンをフィードしてプロピレン単独重合体を製造し、二段目の気相重合反応器でエチレン-プロピレン共重合体を製造した。重合中は温度を75℃として圧力を調整し、エチレン・プロピレン共重合体中のエチレン単位含有割合が所定の量となるように、2段目のエチレン供給量とプロピレン供給量を調整してエチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合が0.47モル比となるようにした。また、分子量調整剤として水素を用いて、ポリプロピレン系重合混合物のパウダーのMFRとXSIVが所定の値となるように、1段目と2段目の水素濃度をそれぞれ130モルppm、0.94モル%とした。また、ポリプロピレン系樹脂中のエチレン・プロピレン共重合体含有割合が所定の量となるように、1段目と2段目の滞留時間分布を調整した。
得られたポリプロピレン系樹脂は、ポリプロピレン系樹脂(ポリプロピレン系重合混合物)中のエチレン・プロピレン共重合体含有割合(BIPO)、エチレン・プロピレン共重合体中のエチレン単位含有割合、パウダーのMFR、ポリプロピレン系重合混合物のXSIVが表1に示すものであった。
ポリプロピレン系樹脂のパウダーから揮発成分を除去する際の吹込みガスの加熱温度を表1に示すものに変更した以外は実施例3と同様に行い、ポリプロピレン系樹脂組成物を得た。また、実施例3と同様にして物性を測定し、さらにシート成形体を製造してその臭気評価を行った。結果を表1に示す。
なお、実施例2~4は参考例である。
まず、実施例1及び実施例3と同様の重合方法によりポリプロピレン系樹脂のパウダーをそれぞれ得た。次に、各パウダーに吹込む不活性ガスの温度を、Tmより30℃低い温度に各々設定し、各パウダーから揮発成分を除去することを試みた。しかしながら、各パウダーの粉体流動性が加熱により低下し、攪拌が不安定となったため試験を中止した。
Claims (4)
- プロピレン重合体、又はプロピレン重合体とエチレン・αオレフィン共重合体とによって形成されたポリプロピレン系重合混合物を含むポリプロピレン系樹脂組成物を製造する方法において、
前記プロピレン重合体中又は前記ポリプロピレン系重合混合物中に副生成物が含まれるパウダーを得る重合工程と、
前記パウダーに対して不活性ガスを吹込みながら、前記パウダーを特定の温度に加熱することにより、前記パウダーから前記副生成物を揮発させて除去する除去工程と、を有し、
前記特定の温度は、前記パウダーの融点を基準として45~50℃低い温度であり、かつ、114~119℃である、ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。 - 前記ポリプロピレン系樹脂組成物の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが0.1~20g/10分であり、
前記エチレン・αオレフィン共重合体の含有割合が、前記ポリプロピレン系重合混合物の総質量に対して40質量%以下であり、
前記プロピレン重合体中のエチレン単位の含有割合が、前記プロピレン重合体の総質量に対して0.5質量%以下である、請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。 - 前記重合工程において、下記(A)~(C)の成分を含む触媒を用いて、前記プロピレン重合体又は前記ポリプロピレン系重合混合物を得る、請求項1又は2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。
(A)マグネシウム、チタン、ハロゲン、及び電子供与体化合物であるスクシネート系化合物を含有する固体触媒
(B)有機アルミニウム化合物
(C)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物 - 請求項1~3の何れか一項に記載の製造方法によってポリプロピレン系樹脂組成物を得て、前記ポリプロピレン系樹脂組成物をシート状に成形する、シート成形体の製造方法。
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