WO2022075149A1 - 固体組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a solid composition and a method for producing the same.
- solid compositions obtained by molding a resin composition containing a propylene-based polymer have been used for automobile parts and home appliance parts.
- a solid composition not only a propylene-based polymer but also a copolymer of ethylene and an ⁇ -olefin having 3 or more carbon atoms, an inorganic filler and the like are blended.
- Patent Document 1 contains an isotactic propylene-based polymer and a structural unit derived from propylene in an amount of 84 to 50 mol%, and a structural unit derived from ethylene in an amount of 15 to 30 mol%. It contains structural units derived from ⁇ -olefins having 4 to 20 carbon atoms in an amount of 1 to 20 mol%, and the isotactic triad fraction (mm) calculated by 13C-NMR is 85% or more.
- a resin composition comprising a propylene / ethylene / ⁇ -olefin copolymer whose melting point is not observed in DSC is described.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a solid composition having excellent impact resistance at low temperatures and a method for producing the same.
- the solid composition according to the present invention is a solid composition containing a propylene-based polymer B and a polymer A, and satisfies the following requirements (1) to (3).
- Requirement (1) The propylene-based polymer B forms a continuous phase, and the polymer A forms a dispersed phase.
- Requirement (2) The glass transition temperature (Tg) of the polymer A is less than 0 ° C.
- Requirement (3) The degree of crystal orientation of the solid composition represented by the following formula is 60 to 80%.
- Crystal orientation (%) ⁇ (180-hw040) / 180 ⁇ ⁇ 100...
- hp040 refers to the azimuth angle of the (040) plane of the ⁇ crystal of the propylene-based polymer B obtained from the two-dimensional wide-angle X-ray scattering image at the center of the solid composition. It is the half width (degree) of the maximum peak in the distribution curve.
- the propylene-based polymer B occupies 50.1 to 99.9 parts by weight, and the polymer A is 0. It can occupy 1 to 49.9 parts by weight.
- the glass transition temperature (Tg) of the polymer A can be ⁇ 30 ° C. or lower.
- the polymer A can be an ethylene-based copolymer.
- the ethylene-based copolymer can be at least one selected from the group consisting of an ethylene-propylene copolymer, an ethylene-1-butene copolymer, and an ethylene-1-octene copolymer.
- the solid composition can have a melt mass flow rate of 0.01 to 35 g / 10 minutes under the conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kgf.
- a solid raw material containing a thermoplastic resin and a polymer A is flowed by applying pressure at a temperature of the melting point (° C.) + 10 ° C. or lower of the thermoplastic resin.
- the thermoplastic resin forms a continuous phase
- the polymer A forms a dispersed phase.
- the glass transition temperature (Tg) of the polymer A is less than 0 ° C.
- Crystal orientation (%) ⁇ (180-hw040) / 180 ⁇ ⁇ 100...
- a solid composition having excellent impact resistance at low temperatures and a method for producing the same are provided.
- FIG. 1A and 1B are schematic views for sequentially explaining a method for producing a solid composition according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1C is a side view of the obtained solid composition
- (D) is a top view of the obtained solid composition.
- the solid composition of the present embodiment is a solid composition containing a propylene-based polymer B and a polymer A, and satisfies the following requirements (1) to (3).
- Requirement (1) The propylene-based polymer B forms a continuous phase, and the polymer A forms a dispersed phase.
- Requirement (2) The glass transition temperature (Tg) of the polymer A is less than 0 ° C.
- Requirement (3) The degree of crystal orientation of the solid composition determined by the following formula (1) is 60 to 80%. Equation (1) ...
- Crystal orientation (%) ⁇ (180-hw040) / 180 ⁇ ⁇ 100
- hp040 is the maximum peak in the azimuth distribution curve of the scattering intensity of the (040) plane of the propylene-based polymer B obtained from the two-dimensional wide-angle X-ray scattering image in the central part of the solid composition.
- the propylene-based polymer B of the present invention is a polymer containing a structural unit derived from propylene, and is (1) a propylene homopolymer, (2) a propylene random copolymer, and (3) a propylene multistage polymerization material (hetero). It can be a fuzzy propylene polymerized material).
- the propylene-based polymer B may be one of these, but may be a mixture of two or more.
- "structural unit” can be rephrased as "monomer unit”.
- the propylene homopolymer is a polymer consisting only of structural units derived from propylene.
- Propylene random copolymer is (2-1) A random copolymer containing a structural unit derived from propylene and a structural unit derived from ethylene, (2-2) A random copolymer containing a structural unit derived from propylene and a structural unit derived from an ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms, or (2-3) A random copolymer containing a structural unit derived from propylene, a structural unit derived from ethylene, and a structural unit derived from an ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms.
- Examples of the ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms used in the random copolymer (2-2) or (2-3) include 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, and 4-methyl-. Examples thereof include 1-pentene, 1-octene, 1-decene and the like, preferably 1-butene, 1-hexene and 1-octene.
- Examples of the random copolymer (2-2) include a propylene-1-butene random copolymer, a propylene-1-hexene random copolymer, a propylene-1-octene random, and a propylene-1-decene random copolymer. And so on.
- Examples of the random copolymer (2-3) include propylene-ethylene-1-butene copolymer, propylene-ethylene-1-hexene copolymer, propylene-ethylene-1-octene, and propylene-ethylene-. Examples thereof include 1-decene copolymer and the like.
- the content of the structural unit derived from ethylene contained in the random copolymer (2-1) is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight. , 0.1 to 10% by weight, more preferably.
- the content of the structural unit derived from propylene contained in the random copolymer (2-1) is preferably 99.9 to 70% by weight, more preferably 99.9 to 80% by weight. It is preferably 99.9 to 90% by weight, and more preferably 99.9 to 90% by weight. (However, the total weight of the random copolymer (2-1) is 100% by weight.)
- the content of the structural unit derived from the ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms contained in the random copolymer (2-2) is preferably 0.1 to 30% by weight, preferably 0.1. It is more preferably to 20% by weight, further preferably 0.1 to 10% by weight.
- the content of the structural unit derived from propylene contained in the random copolymer (2-2) is preferably 99.9 to 70% by weight, more preferably 99.9 to 80% by weight. It is preferably 99.9 to 90% by weight, and more preferably 99.9 to 90% by weight. (However, the total weight of the random copolymer (2-2) is 100% by weight.)
- the total content of the structural unit derived from ethylene and the content of the structural unit derived from ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms contained in the random copolymer (2-3) is 0.1 to It is preferably 49% by weight, more preferably 0.1 to 40% by weight, still more preferably 0.1 to 30% by weight.
- the content of the structural unit derived from propylene contained in the random copolymer (2-3) is preferably 99.9 to 51% by weight, more preferably 99.9 to 60% by weight. It is preferably 99.9 to 70% by weight, and more preferably 99.9 to 70% by weight. (However, the total weight of the random copolymer (2-3) is 100% by weight.)
- the propylene multi-stage polymerization material is (3-1) A propylene multistage polymerization material containing the following propylene homopolymer component (I-1) and the following propylene copolymer component (II) (that is, the propylene homopolymer component (I-1) and the propylene copolymer. Mixture of polymer component (II)), or (3-2) A propylene multi-stage polymerization material containing the following propylene copolymer component (I-2) and the following propylene copolymer component (II) (that is, the propylene copolymer component (I-2) and the propylene copolymer A mixture of the polymer component (II)).
- the propylene homopolymer component (I-1) and the propylene copolymer component (I-2) are collectively referred to as a polymer component (I). )
- the propylene homopolymer component (I-1) is a homopolymer component composed of only structural units derived from propylene.
- the propylene copolymer component (I-2) is a copolymer component containing a structural unit derived from propylene and a structural unit derived from ethylene and an olefin selected from ⁇ -olefins having 4 to 10 carbon atoms.
- the content of the structural unit derived from ethylene and an olefin selected from ⁇ -olefins having 4 to 10 carbon atoms is 0.1% by weight or more and less than 20% by weight, preferably 0.1 to 1% by weight. It is 15% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight.
- the content of the structural unit derived from propylene is more than 80% by weight and 99.9% by weight or less, preferably 85 to 99.9% by weight, more preferably. It is preferably 90 to 99.9% by weight.
- the propylene copolymer component (II) is a copolymer component containing a structural unit derived from propylene and a structural unit derived from ethylene and an olefin selected from ⁇ -olefins having 4 to 10 carbon atoms.
- the content of the structural unit derived from ethylene and an ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms is 20 to 80% by weight, preferably 20 to 60% by weight, and more preferably 30 to 60% by weight. % By weight.
- the content of the structural unit derived from propylene is 20 to 80% by weight, preferably 40 to 80% by weight, and more preferably 40 to 70% by weight.
- Examples of the ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms used in the propylene copolymer component (I-2) or the propylene copolymer component (II) include 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, and the like. Examples thereof include 4-methyl-1-pentene, 1-octene and 1-decene, preferably 1-butene, 1-hexene and 1-octene, and more preferably 1-butene.
- Examples of the propylene copolymer component (I-2) include a propylene-ethylene copolymer component, a propylene-1-butene copolymer component, a propylene-1-hexene copolymer component, and a propylene-1-octene copolymer weight.
- Examples thereof include a coalescence component, a propylene-ethylene-1-butene copolymer component, a propylene-ethylene-1-hexene copolymer component, a propylene-ethylene-1-octene copolymer component, and the like, and a propylene-ethylene copolymer weight is preferable. It is a coalescence component, a propylene-1-butene copolymer component, and a propylene-ethylene-1-butene copolymer component.
- propylene copolymer component (II) examples include a propylene-ethylene copolymer component, a propylene-ethylene-1-butene copolymer component, a propylene-ethylene-1-hexene copolymer component, and a propylene-ethylene-1.
- -Octen copolymer component propylene-ethylene-1-decene copolymer component, propylene-1-butene copolymer component, propylene-1-hexene copolymer component, propylene-1-octene copolymer component, propylene
- examples thereof include a -1-decene copolymer component, preferably a propylene-ethylene copolymer component, a propylene-1-butene copolymer component, and a propylene-ethylene-1-butene copolymer component, more preferably. Is a propylene-ethylene copolymer component.
- propylene multi-stage polymerization material (3-1) examples include (propylene)-(propylene-ethylene) multi-stage polymerization material, (propylene)-(propylene-ethylene-1-butene) multi-stage polymerization material, and (propylene)-(propylene).
- propylene multi-stage polymerization material (3-2) examples include (propylene-ethylene)-(propylene-ethylene) multi-stage polymerization material, (propylene-ethylene)-(propylene-ethylene-1-butene) multi-stage polymerization material, and (propylene).
- (propylene-ethylene)-(propylene-ethylene) multi-stage polymerization material (propylene-ethylene)-(propylene-ethylene-1-butene) multi-stage polymerization material, (propylene-1-butene)-(propylene-1-butene) ) It is a multi-stage polymerization material.
- the content of the copolymer component (II) contained in the multistage polymerization material containing the polymer component (I) and the copolymer component (II) is preferably 1 to 49% by weight, preferably 1 to 40%. It is more preferably 1% by weight, further preferably 1 to 30% by weight, even more preferably 1 to 20% by weight (however, the total weight of the multistage polymerized material is 100% by weight). ..
- the content of the copolymer component (I) contained in the multistage polymerization material containing the polymer component (I) and the copolymer component (II) is preferably 51 to 99% by weight, preferably 60 to 99. It is more preferably 70 to 99% by weight, still more preferably 80 to 99% by weight (however, the total weight of the multistage polymerized material is 100% by weight).
- the melt mass flow rate (MFR) of the above propylene-based polymer B measured under the conditions of a temperature of 230 ° C. and a load of 2.16 kgf is preferably 0.01 to 20 g / 10 minutes, preferably 0.01 to 10 g. It is more preferably / 10 minutes, more preferably 0.01 to 5 g / 10 minutes, and may be 0.01 to 2 g / 10 minutes.
- the value of the melt mass flow rate of the propylene-based polymer B is in the above range, the impact resistance of the solid composition tends to be excellent.
- melt mass flow rate refers to a value measured according to JIS K6758.
- the glass transition temperature (PP: Tg) of the propylene-based polymer B is preferably ⁇ 30 ° C. or higher, more preferably ⁇ 20 ° C. or higher, and even more preferably ⁇ 10 ° C. or higher, from the viewpoint of impact resistance. It is even more preferably 0 ° C. or higher.
- the Tg is measured according to JIS K7121.
- the glass transition temperature (PP: Tg) of the propylene-based polymer B is a value obtained by differential scanning calorimetry (DSC) measurement based on JIS K7121.
- the melting point (Tm of propylene polymer B) of the propylene-based polymer B can be 100 to 180 ° C.
- the melting point of the propylene-based polymer B is determined by differential scanning calorimetry (DSC) measurement according to JIS K7121.
- the above propylene-based polymer B can be obtained by homopolymerizing propylene using a polymerization catalyst or by copolymerizing propylene with another olefin using a polymerization catalyst.
- a polymerization catalyst for example, (1) A catalyst system consisting of (1-i) a solid catalyst component containing magnesium, titanium, halogen and an electron donor as essential components, (1-ii) an organoaluminum compound and (1-iii) an electron donor component. , (2) (2-i) A catalytic system composed of a transition metal compound of Group 4 of the periodic table having a cyclopentadienyl ring and (2-ii) alkylaluminoxane.
- a prepolymerized catalyst prepared by prepolymerizing ethylene, propylene or ⁇ -olefin in the presence of the above catalyst system may be used.
- the above-mentioned catalyst system include JP-A-61-218606, JP-A-5-194685, JP-A-7-216017, JP-A-9-316147, and JP-A-10-212319. Examples thereof include the catalyst system described in JP-A-2004-182981.
- Polymerization method examples include bulk polymerization, solution polymerization, slurry polymerization or gas phase polymerization. These polymerization methods may be either a batch method or a continuous method. Then, either a single-stage type using a single polymerization reaction tank or a multi-stage type in which a plurality of polymerization reaction tanks are connected in series may be used, and these polymerization methods may be arbitrarily combined.
- the propylene homopolymer component (I-1) or the propylene copolymer component (I-2) is polymerized in the first stage, and the propylene copolymer component (II) is polymerized in the second stage. can do.
- various conditions (polymerization temperature, polymerization pressure, monomer concentration, catalyst input amount, polymerization time, etc.) in the polymerization step include (1) propylene homopolymer, (2) propylene random copolymer, and (3) to be produced. It may be appropriately determined according to the propylene multistage polymerization material.
- the above polymerization catalyst is used to obtain propylene obtained by the above polymerization method.
- a homopolymer or a copolymer of propylene and another olefin is subjected to an extraction operation using boiling octane to remove components soluble in boiling octane, and as a component insoluble in boiling octane, (1) propylene. Examples thereof include a method of recovering a homopolymer, (2) a propylene random copolymer, (3) a propylene block copolymer, or (4) a propylene multistage polymerization material.
- a homopolymer of propylene obtained by polymerization or a copolymer of propylene and another olefin is added to a Soxhlet extraction filter paper using a Soxhlet extractor.
- the octane used in the extraction operation is 0.1 L with respect to 20 g of the homopolymer or copolymer obtained by the polymerization.
- Polymer A The polymer A is incompatible with the propylene-based polymer B.
- the glass transition temperature (Tg) of the polymer A is less than 0 ° C. [requirement (2)], preferably ⁇ 30 ° C. or lower, and more preferably ⁇ 40 ° C. or lower, from the viewpoint of impact resistance. ..
- the glass transition temperature (Tg) of the polymer A is a value obtained by differential scanning calorimetry (DSC) measurement based on JIS K7121.
- the melt mass flow rate (MFR) of the polymer A measured under the conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kgf can be 0.01 g / 10 minutes or more, and can be 35 g / 10 minutes or less.
- the upper limit of MFR can be 20 g / 10 minutes, 10 g / 10 minutes, 5 g / 10 minutes, 2.0 g / 10 minutes, and 1.0 g / 10 minutes.
- the melting point obtained by DSC of the polymer A is preferably less than 200 ° C., more preferably less than 180 ° C., and even more preferably less than 150 ° C. from the viewpoint of processability.
- the melting point (Tm) obtained by the DSC of the polymer A is the melting temperature of the crystal phase contained in the polymer A, and specifically, the most in the DSC curve obtained when the temperature of the polymer A is raised. This is the peak top temperature at the heat absorption peak on the high temperature side.
- this melting point is measured under the following conditions.
- (I) About 10 mg of the polymer A is heat-treated at 220 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere, and then cooled to 50 ° C. at a temperature lowering rate of 10 ° C./min.
- (Ii) Next, after keeping the temperature at 50 ° C. for 1 minute, it is heated from 50 ° C. to 180 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min.
- the polymer A of the present invention is preferably a thermoplastic resin.
- thermoplastic resins are olefin-based polymers, styrene-based polymers, methacrylic resins, acrylic-based resins, ester-based resins, amide-based resins, vinyl-based polymers, and fluororesins.
- Polymer A is a single resin. It may be a mixture of two or more kinds of resins.
- the olefin-based polymer of the present invention is a polymer containing 51% by weight or more of structural units derived from an olefin having 2 to 10 carbon atoms excluding 3 carbon atoms (however, the total amount of the olefin-based polymer is used. 100% by weight).
- Examples of the olefin having 2 to 10 carbon atoms excluding 3 carbon atoms include ethylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene and the like. It may contain a plurality of species of.
- the olefin-based polymer may contain a structural unit derived from a monomer other than the olefin having 2 to 10 carbon atoms excluding 3 carbon atoms.
- the monomer other than the olefin having 2 to 10 carbon atoms include aromatic vinyl monomers such as styrene; unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid; methyl acrylate, ethyl acrylate, and acrylic.
- Unsaturated carboxylic acid esters such as butyl acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate; vinyl ester compounds such as vinyl acetate; conjugated diene such as 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene (isoprene); Non-conjugated diene such as cyclopentadiene, 5-ethylidene-2-norbornen; propylene.
- the olefin-based polymer is preferably a thermoplastic elastomer, and examples thereof include an ethylene-based copolymer, a butene-based copolymer, and an octene-based copolymer.
- ethylene-based copolymers are ethylene-propylene copolymer, ethylene-1-butene copolymer, ethylene-propylene-1-butene copolymer, ethylene-isobutene copolymer, and ethylene-1-pentene copolymer.
- ethylene-2-methyl-1-butene copolymer ethylene-3-methyl-1-butene copolymer, ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-2-methyl-1-pentene copolymer, It is an ethylene-3-1-pentene copolymer, an ethylene-1-octene copolymer, an ethylene-1-nonen copolymer, and an ethylene-1-decene copolymer.
- the ethylene-based copolymer is preferably an ethylene-propylene copolymer, an ethylene-1-butene copolymer, an ethylene-propylene-1-butene copolymer, or an ethylene-1-octene copolymer, and more preferably.
- Ethylene-propylene copolymer, or ethylene-1-butene copolymer, and ethylene-1-octene copolymer more preferably ethylene-propylene copolymer, ethylene-1-butene copolymer.
- the ethylene-based copolymer may have structural units derived from ethylene and other monomers in addition to structural units derived from ethylene and olefins other than ethylene.
- the other monomer include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene (isoprene), 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like having 4 to 8 carbon atoms.
- Conjugate diene dicyclopentadiene, 5-ethylidene-2-norbornene, 1,4-hexadiene, 1,5-dicyclooctadiene, 7-methyl-1,6-octadien, 5-vinyl-2-norbornene, etc.
- Non-conjugated diene having 5 to 15 carbon atoms Vinyl ester compound such as vinyl acetate; Unsaturated carboxylic acid ester such as methyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate; acrylic acid, methacrylic acid, etc. Unsaturated carboxylic acids; vinyl aromatic compounds such as styrene. Other monomers are preferably 5-ethylidene-2-norbornene, dicyclopentadiene, or styrene.
- the ethylene-based copolymer may be a SEBS (styrene-ethylene-butylene-styrene) block copolymer.
- SEBS styrene-ethylene-butylene-styrene
- the structural unit derived from olefins (ethylene and butylene) other than propylene is 51% by mass or more, so that the structural unit derived from styrene is 49% by weight. % Or less.
- the content of the structural unit derived from ethylene in the ethylene-based copolymer is preferably 30% by weight or more and 95% by weight or less, and more preferably 40% by weight or more and 80% by weight or less.
- the ethylene-based copolymer has a structural unit derived from propylene or an ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms, a structural unit derived from ethylene, and a structural unit derived from another monomer.
- the content of the structural unit derived from the other monomer is preferably 1 part by weight or more and 40 parts by weight or less, and more preferably 5 parts by weight or more and 25 parts by weight or less.
- the total content of the structural unit derived from ethylene and the content of the structural unit derived from propylene or ⁇ -olefin having 4 to 10 carbon atoms is 100 parts by weight.
- the olefin polymer may have two or more structural units derived from other monomers.
- the styrene-based polymer is a polymer containing 51% by weight or more of structural units derived from styrene or a styrene derivative.
- the styrene derivative include p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene, ⁇ -methylstyrene, and p-methoxystyrene.
- the styrene polymer may contain a structural unit derived from a monomer other than styrene or a styrene derivative.
- an olefin having 2 to 10 carbon atoms an unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid or methacrylic acid.
- An unsaturated carboxylic acid ester such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate; a vinyl ester compound such as vinyl acetate; 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3- Conjugate diene such as butadiene (isoprene); non-conjugated diene such as dicyclopentadiene and 5-ethylidene-2-norbornene can be mentioned.
- the methacrylic resin is a polymer containing 51% by weight or more of a structural unit derived from methacrylic acid ester, and is, for example, poly (methyl methacrylate), poly (ethyl methacrylate), poly (butyl methacrylate), or poly. (2-Ethylhexyl methacrylate) and the like can be mentioned.
- the acrylic resin is a polymer containing 51% by weight or more of structural units derived from acrylic acid ester, and is, for example, poly (methyl acrylate), poly (ethyl acrylate), poly (butyl acrylate), poly. (2-Ethylhexyl acrylate) and the like can be mentioned.
- the ester resin is a polymer containing 51% by weight or more of structural units derived from an ester of a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol, and is, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, or polybutylene na. Examples include phthalate.
- the amide-based resin is a polymer containing 51% by weight or more of structural units repeated by amide bonds, and is, for example, poly ( ⁇ -caprolactam), polydodecaneamide, poly (hexamethyleneadipamide), poly (hexa). Methylenedodecaneamide), poly (p-phenylene terephthalamide), poly (m-phenylene terephthalamide) and the like.
- the vinyl-based polymer of the present invention is a polymer containing 51% by weight or more of structural units derived from a monomer having a vinyl group, and is, for example, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, and the like. Examples include polyvinyl chloride.
- the fluororesin of the present invention is a polymer containing 51% by weight or more of a structural unit containing a fluorine atom, and is, for example, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, vinyl fluoride, or perfluoroalkoxy.
- the solid composition of the present invention contains a propylene-based polymer B and a polymer A.
- the propylene-based polymer B forms a continuous phase
- the polymer A forms a dispersed phase.
- the propylene-based polymer B and the polymer A are not compatible with each other, and in the solid composition, the polymer A is a continuous phase (sea part) and the propylene-based polymer B is a dispersed phase. It has a sea-island structure called (island).
- the average circle-equivalent diameter of the dispersed phase (island portion) can be 10 nm to 200 ⁇ m.
- the propylene-based polymer B occupies 50.1 to 99.9 parts by weight, and the polymer A is 0. It is preferable to occupy 1 to 49.9 parts by weight.
- the propylene-based polymer B occupies 70 to 99.9 parts by weight, the polymer A occupies 0.1 to 30 parts by weight, and the propylene-based polymer B occupies 80 to 99 parts by weight.
- the polymer A occupies 0.1 to 20% by weight
- the propylene-based polymer B occupies 90 to 99.9% by weight
- the polymer A occupies 0% by weight. It is even more preferable to occupy 1 to 10% by weight. If the amount of the polymer A is too large, the low temperature impact resistance tends to decrease.
- the total ratio of the propylene-based polymer B and the polymer A to the whole solid composition can be 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, and 70% by weight or more. Is even more suitable.
- the degree of crystal orientation of the solid composition is 60 to 80%.
- the lower limit of the crystal orientation may be 62%, 63%, or 65%.
- the upper limit of the degree of crystal orientation may be 79%, 78%, 77%, 76%, or 75%. If the degree of orientation is too high or too low, the low temperature impact tends to decrease.
- the degree of crystal orientation of the solid composition is measured as follows. First, a two-dimensional wide-angle X-ray scattering image of the central portion of the solid composition is obtained by the wide-angle X-ray scattering (WAXD) method. Next, the distribution curve with respect to the azimuth angle ⁇ is obtained for the scattering intensity of the (040) plane of the ⁇ crystal of the propylene-based polymer B based on the scattering image.
- the width of the ring integral of the scattering angle 2 ⁇ when obtaining the distribution curve of the scattering intensity with respect to the azimuth angle ⁇ shall be in the range of ⁇ 0.5 ° from the scattering peak position derived from the (040) plane.
- the ⁇ crystal of the propylene-based polymer B is an orthorhombic crystal of a chain (molecular chain) containing a propylene-derived structure.
- the central portion of the solid composition is a portion other than the surface layer portion of the solid composition, and the distance from one surface of the solid composition to the other surface (for example, the thickness from one end surface to the other end surface) is 100%. It is any place of 5% to 95% in the thickness direction when one surface is 0% and the other surface is 100%. Above all, a place of 20 to 80% is suitable. In order to obtain the XRD in the central portion, it is sufficient to obtain the cross section of the solid composition and then irradiate the central portion in the cross section with X-rays.
- the two-dimensional wide-angle X-ray scattering image is obtained by irradiating the sample with X-rays from one direction. If the X-ray irradiation direction is parallel to the orientation direction of the propylene-based polymer B, a scattering peak cannot be obtained. Therefore, X-rays are irradiated in a direction that intersects (preferably orthogonally) the orientation direction of the propylene-based polymer B, that is, a direction that intersects (preferably orthogonally) the direction in which the polymer flows during pressing during the manufacturing process.
- X-rays are irradiated from various directions to obtain a plurality of scattered images, and the scattering intensity derived from the (040) plane is obtained based on each scattered image.
- the distribution curve for the azimuth may be obtained, and hw040 may be obtained based on the distribution curve having the highest maximum peak.
- the first direction orthogonal to the thickness direction, the second direction orthogonal to the thickness direction and orthogonal to the first direction, and the thickness direction X-ray scattering images are obtained in each of the three directions orthogonal to the first direction and the third direction forming 45 degrees, respectively, and are based on the distribution curve having the highest peak of scattering intensity derived from the (040) plane. It is preferable to obtain hp040.
- the solid composition may contain additives, if necessary.
- Additives include stabilizers, fungicides, fungicides, dispersants, plasticizers, flame retardants, tackifiers, colorants, metal powders, inorganic fibers, organic fibers, composite fibers, inorganic whiskers, and fillers.
- the stabilizer include a lubricant, an antiaging agent, a heat stabilizer, a light resistant agent, a weather resistant agent, a metal deactivator, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and a copper damage inhibitor.
- Examples of the light-resistant agent include hindered amine-based light-resistant agents
- examples of the colorant include titanium oxide, carbon black and organic pigments
- examples of the metal powder include ferrite
- examples of the inorganic fiber include glass fiber.
- metal fibers include carbon fibers and aramid fibers as organic fibers, potassium titanate whiskers as inorganic whiskers, and glass beads, glass balloons, glass flakes, asbestos, and mica as fillers.
- the additive may contain only one kind or two or more kinds.
- the additive may be contained in the propylene-based polymer B, that is, the continuous phase, or may be contained in the dispersed phase of the polymer A, and forms a dispersed phase different from the polymer A. May be good.
- the solid composition may contain a component having low wettability from the viewpoint of enhancing antifouling property, low icing property, and snow-sliding property. These components having low wettability can form a dispersed phase different from that of the polymer A in the continuous phase of the propylene-based polymer B.
- the method for producing a solid composition includes a step of flowing a solid raw material containing a thermoplastic resin and a polymer A by applying pressure under a predetermined temperature to obtain a solid composition. Then, in the solid composition, the thermoplastic resin forms a continuous phase, and the polymer A forms a dispersed phase.
- the above glass transition temperature (Tg) of the polymer A is less than 0 ° C.
- the above-mentioned degree of crystal orientation in the solid composition is 60 to 80%.
- the thermoplastic resin may be the above-mentioned propylene-based polymer B, but may be another thermoplastic resin.
- thermoplastic resins other than the propylene-based polymer B are ethylene-based polymers, butene-based polymers, amide-based polymers, methacrylic-based polymers, acrylic-based polymers, and styrene-based polymers.
- the peak with the larger value of the scattering angle 2 ⁇ ' is adopted and distributed. Get a curve.
- the width of the ring integral when obtaining the distribution curve of the scattering intensity of the scattering angle 2 ⁇ 'with respect to the azimuth angle ⁇ is in the range of ⁇ 0.5 ° from 2 ⁇ '.
- the solid raw material contains the above-mentioned thermoplastic resin such as the propylene-based polymer B and the above-mentioned polymer A.
- the solid raw material may be a molded product of a mixture obtained by melt-kneading a thermoplastic resin such as a propylene-based polymer B and a polymer A by a known method to obtain a composition raw material, and molding the composition raw material by a known method.
- a laminated material may be used in which a thermoplastic resin such as a propylene-based polymer B and a polymer A are each molded into a film or the like by a known method, and a molded body of the thermoplastic resin and a molded body of the polymer A are laminated.
- the molded body of the thermoplastic resin and the molded body of the polymer A may or may not be melt-bonded.
- the solid raw material is preferably a mixture of the thermoplastic resin and the polymer A, and the thermoplastic resin such as the propylene-based polymer B forms a continuous phase, and the polymer A forms a dispersed phase. Is preferable.
- the predetermined temperature is the melting point (° C.) of a thermoplastic resin such as propylene-based polymer B + 10 ° C. or lower, preferably the melting point of the thermoplastic resin + 5 ° C. or lower, and even more preferably. Is a temperature equal to or lower than the melting point of the thermoplastic resin, and more preferably a temperature equal to or lower than the melting point of the thermoplastic resin of ⁇ 5 ° C. or lower.
- the molecules of the polymer are oriented along the direction of flow. Therefore, the orientation of the molecule in the crystal of the propylene-based polymer B can be sufficiently improved.
- the solid raw material 20 is uniaxially pressed in the direction of the thick arrow with a pair of, for example, plate-shaped dies 10, as shown in FIG. 1 (b).
- the polymer of the solid raw material flows in the direction intersecting the pressurizing direction (the direction of the thin arrow).
- the thickness decreases due to the flow, while the length (width) in the direction intersecting the thickness increases.
- the polymer molecules of the continuous phase are in the flow direction as shown by the arrows. Oriented along.
- the polymer in the solid raw material can be flowed in the direction intersecting the pressing direction of the sheet.
- the solid raw material may be set to the predetermined temperature before being flowed by applying pressure with an infrared heater or the like.
- the shape of the solid raw material is not limited and can be sheet-shaped, disk-shaped, etc.
- a lubricant it is possible to apply a lubricant to the parts of the mold and roll that come into contact with the solid raw material.
- the lubricant include silicone oil and the like.
- the solid composition obtained by the above-mentioned production method can be further molded into a required shape by using known methods such as a vacuum forming method, a compressed air forming method, and a press forming method.
- the solid composition of the present invention can be used as a multi-layer structure by laminating with other resins, metals, papers and leathers.
- the surface of the solid composition of the present invention may be surface-treated.
- Examples of the surface treatment method include embossing treatment, corona discharge treatment, flame treatment, plasma treatment, ozone treatment and the like.
- inventions include exterior members, furniture and interior decoration members, house members, toy members, horticultural members, automobile members, and packaging materials.
- exterior members include carport members, fence members, gate members, gatepost members, post members, cycle port members, deck members, solarium members, roof members, terrace members, handrail members, shade members, awning members, and the like.
- furniture and interior decoration members include sofa members, table members, chair members, bed members, tongue members, cabnet members, dresser members, and the like
- home appliance members include, for example, clock members and mobile phones.
- Members include members, white goods members, etc.
- toy members include, for example, plastic model members, diorama members, video game body members, etc.
- gardening members include, for example, planter members, carport members, flowerpot members, etc.
- automobile members include bumper materials and instrument panel materials
- packaging materials include food packaging materials, textile packaging materials, and miscellaneous goods packaging materials.
- other uses include, for example, monitor members, office automation (OA) equipment members, medical members, drainage pans, toiletry members, bottles, containers, snow removal equipment members, various building members, and the like.
- OA office automation
- Propylene polymer B The following propylene homopolymer was obtained by controlling the hydrogen concentration in the polymerization reactor and the polymerization temperature by a vapor phase polymerization method using the catalyst described in JP-A No. 10-212319.
- PP-1 Polypropylene homopolymer MFR (230 ° C, 2.16 kg load): 0.5 g / 10 minutes Glass transition temperature (PP: Tg): 0 ° C Melting point (Tm): 163 ° C
- the wide-angle X-ray scattering profile was measured by irradiating X-rays at depths equidistant from both surfaces of the solid composition in the thickness direction on the cut surface. That is, when the thickness of the solid composition was 100%, the measurement was performed at a measurement point of 50% in the thickness direction.
- Flexural modulus (unit: MPa) A test piece having a width of 10 mm and a length of 80 mm was cut out from the solid composition and used for the measurement. The flexural modulus at 23 ° C. was measured according to JIS-K-7171.
- Example 1 (Preparation of solid raw materials) 99% by weight of propylene polymer (PP-1) and 1% by weight of polymer (A1-1) are uniformly mixed in advance, and a 40 mm ⁇ single-screw extruder (VS40-28 type, Tanabe Plastics Machinery Co., Ltd.) , With a full-flight type screw), melt-kneaded under the conditions of a cylinder set temperature: 220 ° C. and a screw rotation speed: 105 rpm to obtain a composition raw material.
- a 40 mm ⁇ single-screw extruder VS40-28 type, Tanabe Plastics Machinery Co., Ltd.
- the composition raw material was used in a 220 ton injection molding machine (IS220EN, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) under the conditions of a cylinder set temperature: 220 ° C., an injection speed: 31 mm / sec, a thickness: 11 mm, a length: 150 mm, and a width: 150 mm. Molding was performed to obtain a solid raw material.
- IS220EN manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.
- Example 2 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A1-1) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 3 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 90% by weight and the polymer (A1-1) was 10% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 4 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A1-2) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 5 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A2-1) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 6 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A3-1) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 7 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A3-2) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 8 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A3-3) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 9 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A4-1) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 10 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A5-1) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Comparative Example 1 (Preparation of solid raw materials) 95% by weight of propylene polymer (PP-1) and 5% by weight of polymer (A1-2) are uniformly mixed in advance, and a 40 mm ⁇ single-screw extruder (VS40-28 type, Tanabe Plastics Machinery Co., Ltd.) , With a full-flight type screw), melt-kneaded under the conditions of a cylinder set temperature: 220 ° C. and a screw rotation speed: 105 rpm to obtain a composition raw material.
- a 40 mm ⁇ single-screw extruder VS40-28 type, Tanabe Plastics Machinery Co., Ltd.
- the composition raw material was used at a cylinder set temperature: 220 ° C., injection speed: 31 mm / sec, thickness: 20 mm, length: 98 mm, width: Molding was performed under the condition of 98 mm to obtain a solid raw material.
- Comparative Example 2 A solid composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that only the propylene polymer (PP-1) was used and the polymer (A1-2) was not used. Table 2 shows the physical characteristics of the obtained solid composition.
- Example 3 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 4 except that the thickness of the solid raw material was 4.8 mm. Table 2 shows the physical characteristics of the obtained solid composition.
- Example 11 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 99% by weight and the polymer (A6-1) was 1% by weight.
- the physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 12 A solid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 95% by weight and the polymer (A6-1) was 5% by weight. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- Example 13 The same method as in Example 1 except that the propylene polymer (PP-1) was 98% by weight, the polymer (A1-1) was 1% by weight, and the polymer (A6-1) was 1% by weight.
- a solid composition was prepared in. The physical characteristics of the obtained solid composition are shown in Table 1.
- the solid composition according to the example had high impact resistance especially at low temperatures. In addition, the solid composition according to the examples is maintained at a sufficiently high impact resistance and flexural modulus at room temperature. Further, it was confirmed from the transmission electron micrographs that the polymer A was dispersed in the continuous layer of the propylene-based polymer B in each Example and Comparative Example. The average circle equivalent diameter of the dispersed phase was about 0.2 to 14 ⁇ m.
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Abstract
本発明にかかる固体組成物は、プロピレン系重合体Bと、重合体Aと、を含む固体組成物であり、以下の要件(1)~(3)を満たす。 要件(1):前記プロピレン系重合体Bが連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成する。 要件(2):前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満である。 要件(3):下記式で表される前記固体組成物の結晶配向度が60~80%である。 結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100 …(1) [式(1)中、hw040は、前記固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、プロピレン系重合体のα晶の(040)面の散乱強度についての方位角に対する分布曲線における最大ピークの半値幅(度)である。]
Description
本発明は、固体組成物及びその製造方法に関する。
従来から、プロピレン系重合体を含む樹脂組成物を成形して得られる固体組成物が、自動車部品や家電製品部品に用いられている。このような固体組成物にはプロピレン系重合体だけではなく、エチレンと炭素数3以上のα-オレフィンとの共重合体、及び、無機充填材等が配合されている。
例えば、特許文献1には、アイソタクチックプロピレン系重合体と、プロピレンから導かれる構造単位を84~50モル%の量で含有し、エチレンから導かれる構造単位を15~30モル%の量で含有し、さらに炭素原子数4~20のα-オレフィンから導かれる構造単位を1~20モル%の量で含み、13C-NMRにより算出したアイソタクチックトライアッド分率(mm)が85%以上であり、DSCで融点が観測されないプロピレン・エチレン・α-オレフィン共重合体とを含んでなる樹脂組成物が記載されている。
ところで、プレピレン系重合体を主として含む固体組成物において低温での耐衝撃性を更に向上することが求められる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低温での耐衝撃性に優れる固体組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明にかかる固体組成物は、プロピレン系重合体Bと、重合体Aと、を含む固体組成物であり、以下の要件(1)~(3)を満たす。
要件(1):前記プロピレン系重合体Bが連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成する。
要件(2):前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満である。
要件(3):下記式で表される前記固体組成物の結晶配向度が60~80%である。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100 … (1)
[式(1)中、hw040は、前記固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、プロピレン系重合体Bのα晶の(040)面の散乱強度についての方位角に対する分布曲線における最大ピークの半値幅(度)である。]
要件(1):前記プロピレン系重合体Bが連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成する。
要件(2):前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満である。
要件(3):下記式で表される前記固体組成物の結晶配向度が60~80%である。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100 … (1)
[式(1)中、hw040は、前記固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、プロピレン系重合体Bのα晶の(040)面の散乱強度についての方位角に対する分布曲線における最大ピークの半値幅(度)である。]
ここで、前記プロピレン系重合体B及び前記重合体Aの合計を100重量部とした場合に、前記プロピレン系重合体Bが50.1~99.9重量部を占め、前記重合体Aが0.1~49.9重量部を占めることができる。
また、前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が-30℃以下であることができる。
前記重合体Aがエチレン系共重合体であることができる。
また、前記エチレン系共重合体が、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、及びエチレン-1-オクテン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1つであることができる。
また、固体組成物は、温度190℃及び荷重2.16kgfの条件のもと、前記重合体Aのメルトマスフローレイトが、0.01~35g/10分であることができる。
本発明にかかる固体組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂と、重合体Aと、を含む固体原料を、前記熱可塑性樹脂の融点(℃)+10℃以下の温度下で圧力を加えて流動させ、固体組成物を得る工程を含み、
前記固体組成物において、前記熱可塑性樹脂が連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成し、
前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満であり、
前記固体組成物における下記式で表される結晶配向度が60~80%である、固体組成物の製造方法。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100 … (1)
[(1)式中、hw040は、前記固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、散乱角2θ’での散乱強度についての方位角βに対する分布曲線における最大ピークの半値幅(度)であり、散乱角2θ’は、散乱角2θ=16°~18°の範囲で最大ピークを与える角度である。]
前記固体組成物において、前記熱可塑性樹脂が連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成し、
前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満であり、
前記固体組成物における下記式で表される結晶配向度が60~80%である、固体組成物の製造方法。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100 … (1)
[(1)式中、hw040は、前記固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、散乱角2θ’での散乱強度についての方位角βに対する分布曲線における最大ピークの半値幅(度)であり、散乱角2θ’は、散乱角2θ=16°~18°の範囲で最大ピークを与える角度である。]
本発明によれば、低温での耐衝撃に優れる固体組成物及びその製造方法が提供される。
以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本実施形態の固体組成物は、プロピレン系重合体Bと重合体Aとを含む固体組成物であって、以下の要件(1)~要件(3)を満たす。
要件(1):プロピレン系重合体Bが連続相を形成し、重合体Aが分散相を形成する。
要件(2):重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満である。
要件(3):下記式(1)により求められる固体組成物の結晶配向度が60~80%である。
式(1)…結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100
[式(1)中、hw040は、固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、プロピレン系重合体Bの(040)面の散乱強度の方位角分布曲線における最大ピークの半値幅(度)である。]
要件(1):プロピレン系重合体Bが連続相を形成し、重合体Aが分散相を形成する。
要件(2):重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満である。
要件(3):下記式(1)により求められる固体組成物の結晶配向度が60~80%である。
式(1)…結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100
[式(1)中、hw040は、固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、プロピレン系重合体Bの(040)面の散乱強度の方位角分布曲線における最大ピークの半値幅(度)である。]
(プロピレン系重合体B)
本発明のプロピレン系重合体Bとは、プロピレンに由来する構造単位を含む重合体であり、(1)プロピレン単独重合体、(2)プロピレンランダム共重合体、(3)プロピレン多段重合材料(ヘテロファジックプロピレン重合材料)であることができる。プロピレン系重合体Bは、これらのうちの1つであってもよいが、2種以上の混合物でもよい。なお、本明細書において、「構造単位」は「単量体単位」と言い換えることができる。
本発明のプロピレン系重合体Bとは、プロピレンに由来する構造単位を含む重合体であり、(1)プロピレン単独重合体、(2)プロピレンランダム共重合体、(3)プロピレン多段重合材料(ヘテロファジックプロピレン重合材料)であることができる。プロピレン系重合体Bは、これらのうちの1つであってもよいが、2種以上の混合物でもよい。なお、本明細書において、「構造単位」は「単量体単位」と言い換えることができる。
<(1)プロピレン単独重合体>
プロピレン単独重合体は、プロピレンに由来する構造単位のみからなる重合体である。
プロピレン単独重合体は、プロピレンに由来する構造単位のみからなる重合体である。
<(2)プロピレンランダム共重合体>
プロピレンランダム共重合体は、
(2-1)プロピレン由来の構造単位とエチレンに由来する構造単位とを含むランダム共重合体、
(2-2)プロピレン由来の構造単位と炭素原子数4~10個のα-オレフィンに由来する構造単位とを含むランダム共重合体、または、
(2-3)プロピレン由来の構造単位とエチレンに由来する構造単位と炭素原子数4~10個のα-オレフィンに由来する構造単位とを含むランダム共重合体、である。
プロピレンランダム共重合体は、
(2-1)プロピレン由来の構造単位とエチレンに由来する構造単位とを含むランダム共重合体、
(2-2)プロピレン由来の構造単位と炭素原子数4~10個のα-オレフィンに由来する構造単位とを含むランダム共重合体、または、
(2-3)プロピレン由来の構造単位とエチレンに由来する構造単位と炭素原子数4~10個のα-オレフィンに由来する構造単位とを含むランダム共重合体、である。
ランダム共重合体(2-2)または(2-3)で用いられる炭素原子数4~10個のα-オレフィンとしては、例えば、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン等が挙げられ、好ましくは1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテンである。
ランダム共重合体(2-2)としては、例えば、プロピレン-1-ブテンランダム共重合体、プロピレン-1-ヘキセンランダム共重合体、プロピレン-1-オクテンランダム、プロピレン-1-デセンランダム共重合体等が挙げられる。
前記のランダム共重合体(2-3)としては、例えば、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ヘキセン共重合体、プロピレン-エチレン-1-オクテン、プロピレン-エチレン-1-デセン共重合体等が挙げられる。
ランダム共重合体(2-1)に含有されるエチレンに由来する構造単位の含有量は、0.1~30重量%であることが好ましく、0.1~20重量%であることがより好ましく、0.1~10重量%であることが更に好ましい。そして、ランダム共重合体(2-1)に含有されるプロピレンに由来する構造単位の含有量は99.9~70重量%であることが好ましく、99.9~80重量%であることがより好ましく、99.9~90重量%であることが更に好ましい。(ただし、ランダム共重合体(2-1)の全体の重量を100重量%とする。)
ランダム共重合体(2-2)に含有される炭素原子数4~10個のα-オレフィンに由来する構造単位の含有量は、0.1~30重量%であることが好ましく、0.1~20重量%であることがより好ましく、0.1~10重量%であることが更に好ましい。そして、ランダム共重合体(2-2)に含有されるプロピレンに由来する構造単位の含有量は99.9~70重量%であることが好ましく、99.9~80重量%であることがより好ましく、99.9~90重量%であることが更に好ましい。(ただし、のランダム共重合体(2-2)の全体の重量を100重量%とする。)
ランダム共重合体(2-3)に含有されるエチレンに由来する構造単位の含有量と炭素原子数4~10個のα-オレフィンに由来する構造単位の含有量の合計は、0.1~49重量%であることが好ましく、0.1~40重量%であることがより好ましく、0.1~30重量%であることが更に好ましい。そして、ランダム共重合体(2-3)に含有されるプロピレンに由来する構造単位の含有量は99.9~51重量%であることが好ましく、99.9~60重量%であることがより好ましく、99.9~70重量%であることが更に好ましい。(ただし、ランダム共重合体(2-3)の全体の重量を100重量%とする。)
<(3)プロピレン多段重合材料>
プロピレン多段重合材料は、
(3-1)下記のプロピレン単独重合体成分(I-1)と下記のプロピレン共重合体成分(II)とを含むプロピレン多段重合材料(すなわちプロピレン単独重合体成分(I-1)とプロピレン共重合体成分(II)の混合物)、または、
(3-2)下記のプロピレン共重合体成分(I-2)と下記のプロピレン共重合体成分(II)とを含むプロピレン多段重合材料(すなわちプロピレン共重合体成分(I-2)とプロピレン共重合体成分(II)の混合物)、である。
ここで、プロピレン単独重合体成分(I-1)とプロピレン共重合体成分(I-2)を併せて重合体成分(I)と称する。)
プロピレン多段重合材料は、
(3-1)下記のプロピレン単独重合体成分(I-1)と下記のプロピレン共重合体成分(II)とを含むプロピレン多段重合材料(すなわちプロピレン単独重合体成分(I-1)とプロピレン共重合体成分(II)の混合物)、または、
(3-2)下記のプロピレン共重合体成分(I-2)と下記のプロピレン共重合体成分(II)とを含むプロピレン多段重合材料(すなわちプロピレン共重合体成分(I-2)とプロピレン共重合体成分(II)の混合物)、である。
ここで、プロピレン単独重合体成分(I-1)とプロピレン共重合体成分(I-2)を併せて重合体成分(I)と称する。)
プロピレン単独重合体成分(I-1)は、プロピレンに由来する構造単位のみからなる単独重合体成分である。
プロピレン共重合体成分(I-2)は、プロピレンに由来する構造単位と、エチレンおよび炭素原子数4~10個のα-オレフィンから選ばれるオレフィンに由来する構造単位と、を含む共重合体成分であって、エチレンおよび炭素原子数4~10個のα-オレフィンから選ばれるオレフィンに由来する構造単位の含有量が0.1重量%以上かつ20重量%未満であり、好ましくは0.1~15重量%、より好ましくは0.1~10重量%である。(ただし、プロピレン共重合体成分(I-2)の全体の重量を100重量%とする。)
プロピレン共重合体成分(I-2)において、プロピレンに由来する構造単位の含有量は80重量%超かつ99.9重量%以下であり、85~99.9重量%であることが好ましく、より好ましくは90~99.9重量%である。
プロピレン共重合体成分(I-2)において、プロピレンに由来する構造単位の含有量は80重量%超かつ99.9重量%以下であり、85~99.9重量%であることが好ましく、より好ましくは90~99.9重量%である。
プロピレン共重合体成分(II)は、プロピレンに由来する構造単位と、エチレンおよび炭素原子数4~10個のα-オレフィンから選ばれるオレフィンに由来する構造単位と、を含む共重合体成分であって、エチレンおよび炭素原子数4~10個のα-オレフィンから選ばれるオレフィンに由来する構造単位の含有量が20~80重量%であり、好ましくは20~60重量%、より好ましくは30~60重量%である。(ただし、プロピレン共重合体成分(II)の全体の重量を100重量%とする。)
プロピレンに由来する構造単位の含有量は20~80重量%であり、好ましくは、40~80重量%であり、より好ましくは40~70重量%である。
プロピレンに由来する構造単位の含有量は20~80重量%であり、好ましくは、40~80重量%であり、より好ましくは40~70重量%である。
プロピレン共重合体成分(I-2)またはプロピレン共重合体成分(II)に用いられる炭素原子数4~10個のα-オレフィンとしては、例えば、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン等が挙げられ、好ましくは1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテンであり、より好ましくは1-ブテンである。
プロピレン共重合体成分(I-2)としては、例えば、プロピレン-エチレン共重合体成分、プロピレン-1-ブテン共重合体成分、プロピレン-1-ヘキセン共重合体成分、プロピレン-1-オクテン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-ヘキセン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-オクテン共重合体成分等が挙げられ、好ましくはプロピレン-エチレン共重合体成分、プロピレン-1-ブテン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体成分である。
プロピレン共重合体成分(II)としては、例えば、プロピレン-エチレン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-ヘキセン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-オクテン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-デセン共重合体成分、プロピレン-1-ブテン共重合体成分、プロピレン-1-ヘキセン共重合体成分、プロピレン-1-オクテン共重合体成分、プロピレン-1-デセン共重合体成分等が挙げられ、好ましくは、プロピレン-エチレン共重合体成分、プロピレン-1-ブテン共重合体成分、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体成分であり、より好ましくは、プロピレン-エチレン共重合体成分である。
プロピレン多段重合材料(3-1)としては、例えば、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-ヘキセン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-オクテン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-1-ブテン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-1-ヘキセン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-1-オクテン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-1-デセン)多段重合材料等が挙げられる。
好ましくは(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)多段重合材料、であり、より好ましくは(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料である。
好ましくは(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)多段重合材料、であり、より好ましくは(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料である。
プロピレン多段重合材料(3-2)としては、例えば、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-ヘキセン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-オクテン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-デセン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-1-ブテン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-1-ヘキセン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-1-オクテン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-1-デセン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン-1-ヘキセン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン-1-オクテン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン-1-デセン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-ブテン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-ヘキセン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-オクテン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-デセン)多段重合材料、(プロピレン-1-ヘキセン)-(プロピレン-1-ヘキセン)多段重合材料、(プロピレン-1-ヘキセン)-(プロピレン-1-オクテン)多段重合材料、(プロピレン-1-ヘキセン)-(プロピレン-1-デセン)多段重合材料、(プロピレン-1-オクテン)-(プロピレン-1-オクテン)多段重合材料、(プロピレン-1-オクテン)-(プロピレン-1-デセン)多段重合材料等が挙げられる。
好ましくは(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-ブテン)多段重合材料である。
好ましくは(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン)多段重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)多段重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-ブテン)多段重合材料である。
重合体成分(I)と共重合体成分(II)とを含む多段重合材料に含有される共重合体成分(II)の含有量は、1~49重量%であることが好ましく、1~40重量%であることがより好ましく、1~30重量%であることが更に好ましく、1~20重量%であることが更に一層好ましい(但し、多段重合材料の全体の重量を100重量%とする)。
重合体成分(I)と共重合体成分(II)とを含む多段重合材料に含有される共重合体成分(I)の含有量は、51~99重量%であることが好ましく、60~99重量%であることがより好ましく70~99重量%であることが更に好ましく、80~99重量%であることが更に一層好ましい(但し、多段重合材料の全体の重量を100重量%とする)。
重合体成分(I)と共重合体成分(II)とを含む多段重合材料に含有される共重合体成分(I)の含有量は、51~99重量%であることが好ましく、60~99重量%であることがより好ましく70~99重量%であることが更に好ましく、80~99重量%であることが更に一層好ましい(但し、多段重合材料の全体の重量を100重量%とする)。
(プロピレン系重合体BのMFR)
上記のプロピレン系重合体Bの、温度230℃及び荷重2.16kgfの条件で測定されるメルトマスフローレイト(MFR)は、0.01~20g/10分であることが好ましく、0.01~10g/10分であることがより好ましく、0.01~5g/10分であることが更に好ましく、0.01~2g/10分であってもよい。プロピレン系重合体Bのメルトマスフローレイトの数値が上記の範囲であると、固体組成物の耐衝撃性が優れる傾向にある。
上記のプロピレン系重合体Bの、温度230℃及び荷重2.16kgfの条件で測定されるメルトマスフローレイト(MFR)は、0.01~20g/10分であることが好ましく、0.01~10g/10分であることがより好ましく、0.01~5g/10分であることが更に好ましく、0.01~2g/10分であってもよい。プロピレン系重合体Bのメルトマスフローレイトの数値が上記の範囲であると、固体組成物の耐衝撃性が優れる傾向にある。
本明細書において、メルトマスフローレイトは、JIS K6758に従って測定される値をいう。
(プロピレン系重合体BのTg)
プロピレン系重合体Bのガラス転移温度(PP:Tg)は、耐衝撃性の観点から、好ましくは-30℃以上であり、より好ましくは-20℃以上であり、更により好ましくは-10℃以上であり、更により一層好ましくは0℃以上である。なお、該Tgは、JIS K7121に従い測定される。
プロピレン系重合体Bのガラス転移温度(PP:Tg)は、耐衝撃性の観点から、好ましくは-30℃以上であり、より好ましくは-20℃以上であり、更により好ましくは-10℃以上であり、更により一層好ましくは0℃以上である。なお、該Tgは、JIS K7121に従い測定される。
プロピレン系重合体Bのガラス転移温度(PP:Tg)は、JIS K7121に準拠した示唆走査熱量計(DSC)測定により求められる値である。
(プロピレン系重合体BのTm)
プロピレン系重合体Bの融点(Tm)は、100~180℃であることができる。
プロピレン系重合体Bの融点は、JIS K7121に準拠した示差走査熱量計(DSC)測定により求められる。
プロピレン系重合体Bの融点(Tm)は、100~180℃であることができる。
プロピレン系重合体Bの融点は、JIS K7121に準拠した示差走査熱量計(DSC)測定により求められる。
<プロピレン系重合体Bの製造方法>
上記のプロピレン系重合体Bを、重合触媒を用いてプロピレンを単独重合する、又は、重合触媒を用いてプロピレンと他のオレフィンとを共重合することにより得ることができる。
上記のプロピレン系重合体Bを、重合触媒を用いてプロピレンを単独重合する、又は、重合触媒を用いてプロピレンと他のオレフィンとを共重合することにより得ることができる。
<重合触媒>
重合触媒としては、例えば、
(1)(1-i)マグネシウム、チタン、ハロゲンおよび電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分と(1-ii)有機アルミニウム化合物と(1-iii)電子供与体成分とからなる触媒系、
(2)(2-i)シクロペンタジエニル環を有する周期表第4族の遷移金属化合物と(2-ii)アルキルアルミノキサンとからなる触媒系、
(3)(3-i)シクロペンタジエニル環を有する周期表第4族の遷移金属化合物と(3-ii)それと反応してイオン性の錯体を形成する化合物と(3-iii)有機アルミニウム化合物とからなる触媒系、
(4)(4-i)シクロペンタジエニル環を有する周期表第4族の遷移金属化合物と(4-ii)イオン性の錯体を形成する化合物と(4-iii)有機アルミニウム化合物等からなる触媒成分をシリカや粘土鉱物等の無機粒子に担持し変性させた触媒系等が挙げられる。
また、上記の触媒系の存在下でエチレンやプロピレンやα-オレフィンを予備重合させて調製される予備重合済触媒を用いてもよい。
上記の触媒系としては、例えば、特開昭61-218606号公報、特開平5-194685号公報、特開平7-216017号公報、特開平9-316147号公報、特開平10-212319号公報、特開2004-182981号公報に記載の触媒系が挙げられる。
重合触媒としては、例えば、
(1)(1-i)マグネシウム、チタン、ハロゲンおよび電子供与体を必須成分として含有する固体触媒成分と(1-ii)有機アルミニウム化合物と(1-iii)電子供与体成分とからなる触媒系、
(2)(2-i)シクロペンタジエニル環を有する周期表第4族の遷移金属化合物と(2-ii)アルキルアルミノキサンとからなる触媒系、
(3)(3-i)シクロペンタジエニル環を有する周期表第4族の遷移金属化合物と(3-ii)それと反応してイオン性の錯体を形成する化合物と(3-iii)有機アルミニウム化合物とからなる触媒系、
(4)(4-i)シクロペンタジエニル環を有する周期表第4族の遷移金属化合物と(4-ii)イオン性の錯体を形成する化合物と(4-iii)有機アルミニウム化合物等からなる触媒成分をシリカや粘土鉱物等の無機粒子に担持し変性させた触媒系等が挙げられる。
また、上記の触媒系の存在下でエチレンやプロピレンやα-オレフィンを予備重合させて調製される予備重合済触媒を用いてもよい。
上記の触媒系としては、例えば、特開昭61-218606号公報、特開平5-194685号公報、特開平7-216017号公報、特開平9-316147号公報、特開平10-212319号公報、特開2004-182981号公報に記載の触媒系が挙げられる。
<重合方法>
重合方法としては、例えば、バルク重合、溶液重合、スラリー重合または気相重合が挙げられる。これらの重合方法は、バッチ式または連続式のいずれでもよい。そして、単独の重合反応槽を用いる単段式または複数の重合反応槽を直列に連結させた多段式のいずれでもよく、これらの重合方法を任意に組み合わせてもよい。例えば、プロピレン多段重合材料の場合には、前段でプロピレン単独重合体成分(I-1)又はプロピレン共重合体成分(I-2)を重合し、後段でプロピレン共重合体成分(II)を重合することができる。
重合方法としては、例えば、バルク重合、溶液重合、スラリー重合または気相重合が挙げられる。これらの重合方法は、バッチ式または連続式のいずれでもよい。そして、単独の重合反応槽を用いる単段式または複数の重合反応槽を直列に連結させた多段式のいずれでもよく、これらの重合方法を任意に組み合わせてもよい。例えば、プロピレン多段重合材料の場合には、前段でプロピレン単独重合体成分(I-1)又はプロピレン共重合体成分(I-2)を重合し、後段でプロピレン共重合体成分(II)を重合することができる。
なお、重合工程における各種条件(重合温度、重合圧力、モノマー濃度、触媒投入量、重合時間等)は、製造する(1)プロピレン単独重合体、(2)プロピレンランダム共重合体、及び(3)プロピレン多段重合材料に応じて、適宜決定すればよい。
また、(1)プロピレン単独重合体、(2)プロピレンランダム共重合体、(3)プロピレン多段重合材料の製造方法としては、上記の重合触媒を用いて、上記の重合方法によって得られたプロピレンの単独重合体や、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体を、沸騰オクタンによる抽出操作に付して、沸騰オクタンに可溶な成分を除去し、沸騰オクタンに不溶な成分として、(1)プロピレン単独重合体、(2)プロピレンランダム共重合体、(3)プロピレンブロック共重合体、または(4)プロピレン多段重合材料を回収する方法が挙げられる。
沸騰オクタンに不溶な成分の回収方法は、例えば、ソックスレー抽出管を用いて、ソックスレー抽出用濾紙に重合によって得られたプロピレンの単独重合体または、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体を加え、沸騰オクタンで5時間還流して、前記の単独重合体または共重合体から沸騰オクタンに可溶な成分を抽出して除去し、ソックスレー抽出用濾紙に残った沸騰オクタンに不溶な成分を回収する方法である。
抽出操作に使用するオクタンは、重合によって得られた単独重合体または共重合体20gに対して0.1Lである。
抽出操作に使用するオクタンは、重合によって得られた単独重合体または共重合体20gに対して0.1Lである。
(重合体A)
重合体Aはプロピレン系重合体Bとは非相溶である。
重合体Aはプロピレン系重合体Bとは非相溶である。
(重合体AのTg)
重合体Aのガラス転移温度(Tg)は、耐衝撃性の観点から、0℃未満[要件(2)]であり、好ましくは-30℃以下であり、より好ましくは、-40℃以下である。ガラス転移温度(Tg)が小さいほど、固体組成物の耐衝撃性が優れる傾向にある。
重合体Aのガラス転移温度(Tg)は、耐衝撃性の観点から、0℃未満[要件(2)]であり、好ましくは-30℃以下であり、より好ましくは、-40℃以下である。ガラス転移温度(Tg)が小さいほど、固体組成物の耐衝撃性が優れる傾向にある。
重合体Aのガラス転移温度(Tg)は、JIS K7121に準拠した示差走査熱量計(DSC)測定により求められる値である。
(重合体AのMFR)
重合体Aの、温度190℃及び荷重2.16kgfの条件で測定されるメルトマスフローレイト(MFR)は0.01g/10分以上であることができ、35g/10分以下であることができる。MFRの上限は、20g/10分、10g/10分、5g/10分、2.0g/10分、及び、1.0g/10分であることができる。重合体Aのメルトマスフローレイトが小さいほど、固体組成物の耐衝撃性が優れる傾向にある。
重合体Aの、温度190℃及び荷重2.16kgfの条件で測定されるメルトマスフローレイト(MFR)は0.01g/10分以上であることができ、35g/10分以下であることができる。MFRの上限は、20g/10分、10g/10分、5g/10分、2.0g/10分、及び、1.0g/10分であることができる。重合体Aのメルトマスフローレイトが小さいほど、固体組成物の耐衝撃性が優れる傾向にある。
(重合体AのTm)
重合体AのDSCにより求められる融点は、加工性の観点から、好ましくは200℃未満であり、より好ましくは180℃未満、更により好ましくは、150℃未満である。
重合体AのDSCにより求められる融点(Tm)は、重合体A中に含まれる結晶相の融解温度であり、具体的には、重合体Aを昇温したときに得られるDSC曲線において、最も高温側の吸熱ピークにおけるピークトップ温度である。
重合体AのDSCにより求められる融点は、加工性の観点から、好ましくは200℃未満であり、より好ましくは180℃未満、更により好ましくは、150℃未満である。
重合体AのDSCにより求められる融点(Tm)は、重合体A中に含まれる結晶相の融解温度であり、具体的には、重合体Aを昇温したときに得られるDSC曲線において、最も高温側の吸熱ピークにおけるピークトップ温度である。
なお、この融点は、以下の条件で測定する。(i)重合体Aの約10mgを、窒素雰囲気下、220℃で5分間熱処理した後、降温速度10℃/分で50℃まで冷却する。(ii)次いで、50℃において1分間保温した後、50℃から180℃まで昇温速度10℃/分で加熱する。
本発明の重合体Aは、熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂の例は、オレフィン系重合体、スチレン系重合体、メタクリル樹脂、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、アミド系樹脂、ビニル系重合体、フッ素系樹脂である、重合体Aは、単独樹脂であってもよく、2種以上の樹脂の混合物であっても良い。
<オレフィン系重合体>
本発明のオレフィン系重合体とは、炭素原子数3を除く炭素原子数2~10のオレフィンに由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体である(ただし、オレフィン系重合体の全量を100重量%とする)。炭素原子数3を除く炭素原子数2~10のオレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン等が挙げられ、任意の複数種を含んでいてもよい。
本発明のオレフィン系重合体とは、炭素原子数3を除く炭素原子数2~10のオレフィンに由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体である(ただし、オレフィン系重合体の全量を100重量%とする)。炭素原子数3を除く炭素原子数2~10のオレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン等が挙げられ、任意の複数種を含んでいてもよい。
また、オレフィン系重合体は、炭素原子数3を除く炭素原子数2~10のオレフィン以外の単量体に由来する構造単位を含有していてもよい。この炭素原子数2~10のオレフィン以外の単量体としては、例えば、スチレンなどの芳香族ビニル単量体;アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの不飽和カルボン酸エステル;酢酸ビニルなどのビニルエステル化合物;1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)などの共役ジエン;ジシクロペンタジエン、5-エチリデン-2-ノルボルネンなどの非共役ジエン;プロピレンが挙げられる。
前記オレフィン系重合体は、好ましくは熱可塑性エラストマーであり、例えば、エチレン系共重合体、ブテン系共重合体、オクテン系共重合体などが挙げられる。
<エチレン系共重合体>
エチレン系共重合体の例は、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体、エチレン-イソブテン共重合体、エチレン-1-ペンテン共重合体、エチレン-2-メチル-1-ブテン共重合体、エチレン-3-メチル-1-ブテン共重合体、エチレン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-2-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン-3-1-ペンテン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体、エチレン-1-ノネン共重合体、エチレン-1-デセン共重合体である。エチレン系共重合体は、好ましくはエチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体であり、より好ましくは、エチレン-プロピレン共重合体、またはエチレン-1-ブテン共重合体、及び、エチレン-1-オクテン共重合体であり、更に好ましいのはエチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体である。
エチレン系共重合体の例は、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体、エチレン-イソブテン共重合体、エチレン-1-ペンテン共重合体、エチレン-2-メチル-1-ブテン共重合体、エチレン-3-メチル-1-ブテン共重合体、エチレン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-2-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン-3-1-ペンテン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体、エチレン-1-ノネン共重合体、エチレン-1-デセン共重合体である。エチレン系共重合体は、好ましくはエチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体であり、より好ましくは、エチレン-プロピレン共重合体、またはエチレン-1-ブテン共重合体、及び、エチレン-1-オクテン共重合体であり、更に好ましいのはエチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体である。
エチレン系共重合体は、エチレン及びエチレン以外のオレフィンに由来する構造単位に加えて、他のモノマーに由来する構造単位を有していてもよい。該他のモノマーとしては、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンなどの炭素数4~8の共役ジエン;ジシクロペンタジエン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、1,4-ヘキサジエン、1,5-ジシクロオクタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン、5-ビニル-2-ノルボルネンなどの炭素数5~15の非共役ジエン;酢酸ビニルなどのビニルエステル化合物;アクリル酸メチル、アクリル酸エチルアクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの不飽和カルボン酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸;スチレンなどのビニル芳香族化合物が挙げられる。他のモノマーとして、好ましくは、5-エチリデン-2-ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、またはスチレンである。
エチレン系共重合体は、SEBS(スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン)ブロック共重合体であってもよい。ただし、SEBSにおいても、重合体の全量を100重量%とした場合、プロピレン以外のオレフィン(エチレン及びブチレン)に由来する構造単位が51質量%以上であるので、スチレンに由来する構造単位は49重量%以下である。
エチレン系共重合体の、エチレンに由来する構造単位の含有量は、好ましくは30重量%以上95重量%以下であり、より好ましくは、40重量%以上80重量%以下である。
エチレン系共重合体が、プロピレンまたは炭素原子数4~10のα-オレフィンに由来する構造単位や、エチレンに由来する構造単位に加えて、他のモノマーに由来する構造単位を有している場合、他のモノマーに由来する構造単位の含有量は、好ましくは1重量部以上40重量部以下であり、より好ましくは5重量部以上25重量部以下である。ただし、エチレンに由来する構造単位の含有量と、プロピレンまたは炭素数4~10のα-オレフィンに由来する構造単位の含有量の合計を、100重量部とする。
オレフィン系重合体は、他のモノマーに由来する構造単位を、2種以上有していてもよい。
<スチレン系重合体>
スチレン系重合体とは、スチレンもしくはスチレン誘導体に由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体である。スチレン誘導体としては、例えば、p-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、p-メトキシスチレンを挙げることができる。スチレン重合体は、スチレンもしくはスチレン誘導体以外の単量体に由来する構造単位を含有していてもよく、例えば、炭素原子数2以上10以下のオレフィン;アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの不飽和カルボン酸エステル;酢酸ビニルなどのビニルエステル化合物;1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)などの共役ジエン;ジシクロペンタジエン、5-エチリデン-2-ノルボルネンなどの非共役ジエンをあげることができる。
スチレン系重合体とは、スチレンもしくはスチレン誘導体に由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体である。スチレン誘導体としては、例えば、p-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、p-メトキシスチレンを挙げることができる。スチレン重合体は、スチレンもしくはスチレン誘導体以外の単量体に由来する構造単位を含有していてもよく、例えば、炭素原子数2以上10以下のオレフィン;アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの不飽和カルボン酸エステル;酢酸ビニルなどのビニルエステル化合物;1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)などの共役ジエン;ジシクロペンタジエン、5-エチリデン-2-ノルボルネンなどの非共役ジエンをあげることができる。
<メタクリル系樹脂>
メタクリル系樹脂とは、メタクリル酸エステルに由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(メタクリル酸エチル)、ポリ(メタクリル酸ブチル)、ポリ(メタクリル酸2-エチルヘキシル)等が挙げられる。
メタクリル系樹脂とは、メタクリル酸エステルに由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(メタクリル酸エチル)、ポリ(メタクリル酸ブチル)、ポリ(メタクリル酸2-エチルヘキシル)等が挙げられる。
<アクリル系樹脂>
アクリル系樹脂とは、アクリル酸エステルに由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリ(アクリル酸メチル)、ポリ(アクリル酸エチル)、ポリ(アクリル酸ブチル)、ポリ(アクリル酸2-エチルヘキシル)等が挙げられる。
アクリル系樹脂とは、アクリル酸エステルに由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリ(アクリル酸メチル)、ポリ(アクリル酸エチル)、ポリ(アクリル酸ブチル)、ポリ(アクリル酸2-エチルヘキシル)等が挙げられる。
<エステル系樹脂>
エステル系樹脂とは、多価カルボン酸と多価アルコールとのエステルに由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。
エステル系樹脂とは、多価カルボン酸と多価アルコールとのエステルに由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。
<アミド系樹脂>
アミド系樹脂とは、アミド結合で繰り返される構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリ(ε-カプロラクタム)、ポリドデカンアミド、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)、ポリ(ヘキサメチレンドデカンアミド)、ポリ(p-フェニレンテレフタルアミド)、ポリ(m-フェニレンテレフタルアミド)等が挙げられる。
アミド系樹脂とは、アミド結合で繰り返される構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリ(ε-カプロラクタム)、ポリドデカンアミド、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)、ポリ(ヘキサメチレンドデカンアミド)、ポリ(p-フェニレンテレフタルアミド)、ポリ(m-フェニレンテレフタルアミド)等が挙げられる。
<ビニル系重合体>
本発明のビニル系重合体とは、ビニル基をもつ単量体に由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニリデンなどが挙げられる。
本発明のビニル系重合体とは、ビニル基をもつ単量体に由来する構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニリデンなどが挙げられる。
<フッ素系樹脂>
本発明のフッ素系樹脂とは、フッ素原子を含む構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体、パーフルオロアルコキシアルカン、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-1H,1H,2H,2H,-トリデカフルオロ-1-オクチルアクリレート-メチルアクリレート共重合体、エチレン-2-ヒドロキシ-3-((3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチル)アミノ)プロピルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン-2-ヒドロキシ-3-((3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチル)オキシ)プロピルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体等が挙げられる。
本発明のフッ素系樹脂とは、フッ素原子を含む構造単位を51重量%以上含有する重合体であり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体、パーフルオロアルコキシアルカン、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-1H,1H,2H,2H,-トリデカフルオロ-1-オクチルアクリレート-メチルアクリレート共重合体、エチレン-2-ヒドロキシ-3-((3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチル)アミノ)プロピルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン-2-ヒドロキシ-3-((3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチル)オキシ)プロピルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体等が挙げられる。
上記の重合体Aの製造方法としては、公知の重合用触媒を用いた公知の重合方法が用いられる。
<固体組成物の組成>
本発明の固体組成物は、プロピレン系重合体Bと重合体Aを含有する。
上述の要件(1)で記載したように、固体組成物において、プロピレン系重合体Bが連続相を形成し、重合体Aが分散相を形成している。言い換えると、固体組成物において、プロピレン系重合体Bと重合体Aとは相溶しておらず、固体組成物は、重合体Aを連続相(海部)とし、プロピレン系重合体Bを分散相(島部)とする海島構造を有している。分散相(島部)の平均円相当径は、10nm~200μmであることができる。
本発明の固体組成物は、プロピレン系重合体Bと重合体Aを含有する。
上述の要件(1)で記載したように、固体組成物において、プロピレン系重合体Bが連続相を形成し、重合体Aが分散相を形成している。言い換えると、固体組成物において、プロピレン系重合体Bと重合体Aとは相溶しておらず、固体組成物は、重合体Aを連続相(海部)とし、プロピレン系重合体Bを分散相(島部)とする海島構造を有している。分散相(島部)の平均円相当径は、10nm~200μmであることができる。
固体組成物において、プロピレン系重合体B及び重合体Aの合計を100重量部とした場合に、プロピレン系重合体Bが50.1~99.9重量部を占め、かつ、重合体Aが0.1~49.9重量部を占めることが好適である。固体組成物において、プロピレン系重合体Bが70~99.9重量部を占め、重合体Aが0.1~30重量部を占めることがより好適であり、プロピレン系重合体Bが80~99.9重量%を占め、かつ、重合体Aが0.1~20重量%を占めることが更に好適であり、プロピレン系重合体Bが90~99.9重量%を占め、重合体Aが0.1~10重量%を占めることがより一層好適である。
重合体Aが多すぎると、低温衝撃性が低下する傾向がある。
重合体Aが多すぎると、低温衝撃性が低下する傾向がある。
固体組成物の全体に占める、プロピレン系重合体B及び重合体Aの合計の割合は50重量%以上であることができ、60重量%以上であることが好適であり、70重量%以上であることがさらに好適である。
<固体組成物の中央部の結晶配向度(要件3)>
要件(2)に上記したように、固体組成物の結晶配向度は60~80%である。結晶配向度の下限は62%でもよく、63%でもよく、65%でもよい。また、結晶配向度の上限は、79%でもよく、78%でもよく、77%でもよく、76%でもよく、75%でもよい。
配向度が高すぎても低すぎても、低温衝撃性が低下する傾向がある。
要件(2)に上記したように、固体組成物の結晶配向度は60~80%である。結晶配向度の下限は62%でもよく、63%でもよく、65%でもよい。また、結晶配向度の上限は、79%でもよく、78%でもよく、77%でもよく、76%でもよく、75%でもよい。
配向度が高すぎても低すぎても、低温衝撃性が低下する傾向がある。
固体組成物の結晶配向度は以下のようにして測定される。先ず、広角X線散乱(WAXD)法により固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像を得る。次に、散乱像に基づいて、プロピレン系重合体Bのα晶の(040)面の散乱強度について、方位角βに対する分布曲線を求める。散乱強度の方位角βに対する分布曲線を求めるときの散乱角2θの円環積分の幅は、(040)面に由来する散乱ピーク位置から±0.5°の範囲とする。次に、当該散乱強度の方位角βに対する分布曲線における最大ピークの半値幅hw040(単位は度)を得る。そして、この半値幅hw040を(1)式に代入する。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100・・・(1)
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100・・・(1)
プロピレン系重合体Bのα晶とは、プロピレン由来構造を含む連鎖(分子鎖)の斜方晶である。二次元広角X線散乱像において、このα晶の(040)面のピークは、通常、散乱角2θ=16~18°の範囲に存在する。
固体組成物の中央部とは、固体組成物の表層部以外の部分であり、固体組成物の一方の表面から他方の表面までの距離(例えば、一端面から他端面までの厚み)を100%とし、一方の表面を0%とし他方の表面を100%とした時の厚み方向における5%~95%のうちのいずれかの場所である。中でも20~80%の場所が好適である。
なお、中央部のXRDを得るためには、固体組成物の断面を得てから、断面における中央部にX線を照射すればよい。
なお、中央部のXRDを得るためには、固体組成物の断面を得てから、断面における中央部にX線を照射すればよい。
二次元広角X線散乱像は、サンプルに対して1つの方向からX線を照射することにより得られる。X線の照射方向が、プロピレン系重合体Bの配向方向と平行であると、散乱ピークが得られない。したがって、プロピレン系重合体Bの配向方向と交差(好ましくは直交)する方向、すなわち、製造過程で押圧時に重合体が流動した方向と交差(好ましくは直交)する方向にX線を照射する。サンプルにおいてプロピレン系重合体Bの配向方向が不明な場合には、種々の方向からX線を照射して複数の散乱像を得、各散乱像に基づいて(040)面に由来する散乱強度の方位角に対する分布曲線を得、最大ピークが最も高い分布曲線に基づいてhw040を求めればよい。
例えば、製造時に押圧された方向(厚み方向)がわかる場合には、厚み方向に直交する第一の方向と、厚み方向に直交しかつ第一の方向と直交する第2の方向と、厚み方向に直交しかつ第一の方向と45度を成す第3の方向との3つの方向についてそれぞれX線散乱像を得、(040)面に由来する散乱強度の最大ピークが最も高い分布曲線に基づいてhw040を求めることが好適である。
固体組成物は、必要に応じて、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、安定剤、防菌剤、防黴剤、分散剤、可塑剤、難燃剤、粘着付与剤、着色剤、金属粉末、無機繊維、有機繊維、複合繊維、無機ウィスカー、充填剤が挙げられ、前記安定剤としては、例えば、滑剤、老化防止剤、熱安定剤、耐光剤、耐候剤、金属不活性剤、紫外線吸収剤、光安定剤、銅害防止剤が挙げられる。耐光剤としては、ヒンダードアミン系耐光剤が挙げられ、着色剤としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック及び有機顔料が挙げられ、金属粉末としては、フェライトが挙げられ、無機繊維としては、ガラス繊維、金属繊維が挙げられ、有機繊維としては、炭素繊維、アラミド繊維が挙げられ、無機ウィスカーとしては、チタン酸カリウムウィスカーが挙げられ、充填剤としては、ガラスビーズ、ガラスバルーン、ガラスフレーク、アスベスト、マイカ、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、ハイドロタルサイト、カオリン、けい藻土、グラファイト、軽石、エボ粉、コットンフロック、コルク粉、硫酸バリウム、フッ素樹脂、セルロースパウダー、木粉が挙げられる。添加剤は、1種のみ含んでもよく、2種以上含んでもよい。添加剤は、プロピレン系重合体B、すなわち連続相内に含まれていてもよいし、重合体Aの分散相に含まれていてよく、重合体Aとは別の分散相を形成していてもよい。
固体組成物は、防汚性、低着氷性、及び、滑雪性を高める観点から、ぬれ性の低い成分を含んでいてもよい。これらのぬれ性の低い成分は、プロピレン系重合体Bの連続相内において、重合体Aとは異なる分散相を形成することができる。
(作用機序)
このような固体組成物は、低温での耐衝撃性が向上する。また、常温での耐衝撃性及び曲げ弾性率も十分な値を有することができる。
このような固体組成物は、低温での耐衝撃性が向上する。また、常温での耐衝撃性及び曲げ弾性率も十分な値を有することができる。
(固体組成物の製造方法)
本実施形態にかかる個体組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂と、重合体Aと、を含む固体原料を、所定温度下で圧力を加えて流動させ、固体組成物を得る工程を含む。
そして、固体組成物において、熱可塑性樹脂が連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成し、
重合体Aの上記のガラス転移温度(Tg)が0℃未満であり、
固体組成物における上記した結晶配向度が60~80%である。
熱可塑性樹脂は、上記のプロピレン系重合体Bでもよいが、これ以外の熱可塑性樹脂でもよい。プロピレン系重合体B以外の熱可塑性樹脂の例は、エチレン系重合体、ブテン系重合体、アミド系重合体、メタクリル系重合体、アクリル系重合体、スチレン系重合体である。
本実施形態にかかる個体組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂と、重合体Aと、を含む固体原料を、所定温度下で圧力を加えて流動させ、固体組成物を得る工程を含む。
そして、固体組成物において、熱可塑性樹脂が連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成し、
重合体Aの上記のガラス転移温度(Tg)が0℃未満であり、
固体組成物における上記した結晶配向度が60~80%である。
熱可塑性樹脂は、上記のプロピレン系重合体Bでもよいが、これ以外の熱可塑性樹脂でもよい。プロピレン系重合体B以外の熱可塑性樹脂の例は、エチレン系重合体、ブテン系重合体、アミド系重合体、メタクリル系重合体、アクリル系重合体、スチレン系重合体である。
熱可塑性樹脂がプロピレン系重合体Bを含まない場合には、上記の結晶配向度の計算において、プロピレン系重合体Bのα晶の(040)面の散乱強度についての方位角βに対する分布曲線に代えて、二次元広角X線散乱像において、散乱角2θ=16~18°の範囲で最大ピークが観察される散乱角2θ’での散乱強度についての方位角βに対する分布曲線を用いて、最大ピークの半値幅(度)を求めればよい。上記散乱角2θ=16~18°の範囲において異なる散乱角2θ’で同一の高さの最大ピークが複数存在する場合には、散乱角2θ’の値が大きいほうのピークを採用して、分布曲線を得る。散乱角2θ’の散乱強度の方位角βに対する分布曲線を求めるときの円環積分の幅は、2θ’から±0.5°の範囲とする。
固体原料は上記のプロピレン系重合体Bなどの熱可塑性樹脂と、上記の重合体Aとを含む。固体原料は、プロピレン系重合体Bなどの熱可塑性樹脂と、重合体Aとを公知の方法で溶融混練して組成物原料とし、前記組成物原料を公知の方法で成形した混合物の成形体でもよいし、プロピレン系重合体Bなどの熱可塑性樹脂と重合体Aをそれぞれ公知の方法でフィルムなどに成形し、熱可塑性樹脂の成形体と重合体Aの成形体を積層した積層材料でもよい。なお、積層材料の場合、熱可塑性樹脂の成形体と重合体Aの成形体が溶融接着されていてもよく、溶融接着されていなくてもよい。
固体原料は、熱可塑性樹脂と重合体Aとの混合物であることが好適であり、プロピレン系重合体Bなどの熱可塑性樹脂が連続相を形成し、重合体Aが分散相を形成していることが好適である。
加工性と耐衝撃性の観点から、所定温度はプロピレン系重合体Bなどの熱可塑性樹脂の融点(℃)+10℃以下であり、好ましくは熱可塑性樹脂の融点+5℃以下であり、更により好ましくは熱可塑性樹脂の融点以下の温度であり、より一層好ましくは熱可塑性樹脂の融点-5℃以下の温度である。
このような温度で、固体原料に圧力を加えて流動させることにより、流動する方向に沿って重合体の分子が配向する。したがって、プロピレン系重合体Bの結晶における分子の配向性を十分に向上させることができる。
具体的には、例えば、図1の(a)に示すように、一対の例えば板状の金型10で固体原料20を太い矢印方向に一軸加圧することにより、図1の(b)に示すように、加圧方向と交差する方向(細い矢印方向)に固体原料の重合体が流動する。流動により厚みが減少する一方、厚みと交差する方向の長さ(幅)は増大する。図1の(c)の側面図、及び図1の(d)の上面図に示すように、得られた固体組成物30においては、矢印に示すように連続相の重合体分子が流動方向に沿って配向する。
また、一対のロール間でシート状の固体原料を圧延することによっても、シートのプレス方向と交差する方向に固体原料中の重合体を流動させることができる。
金型及びロールを上記の所定温度にすることが好適であるが、これらとは別に赤外線ヒータなどにより圧力を加えて流動させる前に固体原料を所定温度にしてもよい。
固体原料の形状に限定はなく、シート状、円板状等であることができる。
金型及びロールにおける固体原料と接触する部分に、潤滑剤を塗ることが可能である。潤滑剤としては、例えば、シリコンオイルなどが挙げられる。潤滑剤を塗ることで、固体原料と金型/ロールとの摩擦抵抗が軽減され、より円滑に固体原料の圧力による流動が可能となるため、成形サイクルの向上および加熱圧縮する装置の負荷低減に繋がる。
上記の製造方法で得られた固体組成物は、さらに、真空成形法、圧空成形法、プレス成形法などの公知の方法を用いて、更に所要の形状に成形加工することができる。
本発明の固体組成物は、他の樹脂・金属・紙・皮革と張り合わせを行い、多層構造として用いることが可能である。
本発明の固体組成物の表面には、表面処理を施してもよい。表面処理の方法としては、エンボス処理、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、オゾン処理等の方法が挙げられる。
本発明の固体組成物の用途としては、外構部材、家具及び室内装飾部材、家部材、玩具部材、園芸部材、自動車部材、包装材が挙げられる。外構部材として、例えば、カーポート部材、フェンス部材、門扉部材、門柱部材、ポスト部材、サイクルポート部材、デッキ部材、サンルーム部材、屋根部材、テラス部材、手すり部材、シェード部材、オーニング部材などが挙げられ、家具及び室内装飾部材として、例えば、ソファ部材、テーブル部材、チェア部材、ベッド部材、タンス部材、キャブネット部材、ドレッサー部材などが挙げられ、家電部材として、例えば、時計用部材、携帯電話部材、白物家電部材、などが挙げられ、玩具部材として、例えば、プラモデル部材、ジオラマ部材、ビデオゲーム本体部材などが挙げられ、園芸部材として、例えば、プランター部材、花瓶部材、植木鉢用部材などが挙げられ、自動車部材として、例えば、バンパー材、インパネ材などが挙げられ、包装材としては、例えば、食品用包装材、繊維用包装材、雑貨用包装材などが挙げられる。さらに、その他の用途としては、例えば、モニター用部材、オフィスオートメーション(OA)用機器部材、医療用部材、排水パン、トイレタリー部材、ボトル、コンテナー、除雪用品部材、各種建築用部材などが挙げられる。
以下、本発明について実施例及び比較例を用いて説明する。実施例及び比較例で使用したプロピレン系重合体Bと重合体Aを下記に示す。
(1)プロピレン系重合体B
特開平10-2123219号公報に記載の触媒を用い、気相重合法によって、重合反応器内の水素濃度と、重合温度とを制御することによって、下記のプロピレン単独重合体を得た。
(PP-1)プロピレン単独重合体
MFR(230℃、2.16kg荷重):0.5g/10分
ガラス転移温度(PP:Tg):0℃
融点(Tm):163℃
特開平10-2123219号公報に記載の触媒を用い、気相重合法によって、重合反応器内の水素濃度と、重合温度とを制御することによって、下記のプロピレン単独重合体を得た。
(PP-1)プロピレン単独重合体
MFR(230℃、2.16kg荷重):0.5g/10分
ガラス転移温度(PP:Tg):0℃
融点(Tm):163℃
(2)重合体A
(A1-1)エチレン-プロピレン共重合体
(商品名)タフマー P0775:三井化学株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.5g/10分
ガラス転移温度(Tg):-48℃
(A1-1)エチレン-プロピレン共重合体
(商品名)タフマー P0775:三井化学株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.5g/10分
ガラス転移温度(Tg):-48℃
(A1-2)エチレン-プロピレン共重合体
(商品名)タフマー P0275:三井化学株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):2.5g/10分
ガラス転移温度(Tg):-47℃
(商品名)タフマー P0275:三井化学株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):2.5g/10分
ガラス転移温度(Tg):-47℃
(A2-1)エチレン-1-ブテン共重合体
(商品名)タフマー A0250:三井化学株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.2g/10分
ガラス転移温度(Tg):-57℃
(商品名)タフマー A0250:三井化学株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.2g/10分
ガラス転移温度(Tg):-57℃
(A3-1)エチレン-1-オクテン共重合体
(商品名)エンゲージ Engage8100:ダウエラストマー日本株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.5g/10分
ガラス転移温度(Tg):-52℃
(商品名)エンゲージ Engage8100:ダウエラストマー日本株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.5g/10分
ガラス転移温度(Tg):-52℃
(A3-2)エチレン-1-オクテン共重合体
(商品名)エンゲージ Engage8200:ダウエラストマー日本株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):4.9g/10分
ガラス転移温度(Tg):-54℃
(商品名)エンゲージ Engage8200:ダウエラストマー日本株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):4.9g/10分
ガラス転移温度(Tg):-54℃
(A3-3)エチレン-1-オクテン共重合体
(商品名)エンゲージ Engage8407:ダウエラストマー日本株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):34g/10分
ガラス転移温度(Tg):-53℃
(商品名)エンゲージ Engage8407:ダウエラストマー日本株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):34g/10分
ガラス転移温度(Tg):-53℃
(A4-1)スチレン-エチレン-1-ブテン-スチレン共重合体
(商品名)タフテック H1062:旭化成株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):1g/10分
ガラス転移温度(Tg):-47℃
(商品名)タフテック H1062:旭化成株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):1g/10分
ガラス転移温度(Tg):-47℃
(A5-1)エチレン-メタクリル酸メチル共重合体
(商品名)アクリフト WH102:住友化学株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.25g/10分
ガラス転移温度(Tg):-40℃
(商品名)アクリフト WH102:住友化学株式会社
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.25g/10分
ガラス転移温度(Tg):-40℃
(A6-1)ポリフッ化ビニリデン
(商品名)KFポリマー #1300:株式会社クレハ
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.19g/10分
ガラス転移温度(Tg):-31℃
(商品名)KFポリマー #1300:株式会社クレハ
MFR(190℃、2.16kg荷重):0.19g/10分
ガラス転移温度(Tg):-31℃
原料成分及び固体組成物の物性は下記に示した方法に従って測定した。
(1)メルトマスフローレイト(MFR、単位:g/10分)
JIS K6758に規定された方法に従って、測定した。測定温度230℃又は190℃で、荷重2.16kgで測定した。
(1)メルトマスフローレイト(MFR、単位:g/10分)
JIS K6758に規定された方法に従って、測定した。測定温度230℃又は190℃で、荷重2.16kgで測定した。
(2)ガラス転移温度(Tg、単位:℃)
JIS K7121に規定された方法に従って、測定した。測定温度は-60℃~250℃で、昇温速度は10℃/分で測定した。
JIS K7121に規定された方法に従って、測定した。測定温度は-60℃~250℃で、昇温速度は10℃/分で測定した。
(3)広角X線散乱(WAXD)
固体組成物の中央部の広角X線散乱を以下の条件で測定した。
<測定条件>
機種:リガク製ultraX18
X線源:CuKα線
電圧:40kV
電流:200mA
検出器:X線光子計数型2次元検出器PILATUS
測定法:透過法
<測定方法>
製造時に固体組成物に圧力を加えた方向(厚み方向)と、厚み方向に直交し、かつ、圧力により樹脂が流動した方向(流動方向)との両方に平行に固体組成物を切断し、切断面を形成した。切断面における固体組成物の厚み方向の両表面から等距離の深さ位置にX線を照射して広角X線散乱プロファイルを測定した。すなわち、固体組成物の厚みを100%とした時の、厚み方向で50%の測定箇所で測定した。
固体組成物の中央部の広角X線散乱を以下の条件で測定した。
<測定条件>
機種:リガク製ultraX18
X線源:CuKα線
電圧:40kV
電流:200mA
検出器:X線光子計数型2次元検出器PILATUS
測定法:透過法
<測定方法>
製造時に固体組成物に圧力を加えた方向(厚み方向)と、厚み方向に直交し、かつ、圧力により樹脂が流動した方向(流動方向)との両方に平行に固体組成物を切断し、切断面を形成した。切断面における固体組成物の厚み方向の両表面から等距離の深さ位置にX線を照射して広角X線散乱プロファイルを測定した。すなわち、固体組成物の厚みを100%とした時の、厚み方向で50%の測定箇所で測定した。
(4)結晶配向度(単位:%)
得られた広角X線散乱(WAXD)プロファイルに基づいて、ポリプロピレンのα晶の(040)面の方位角に対する強度分布曲線を得、最大ピークの半値幅hw040を求め、式(1)により計算した。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100・・・式(1)
得られた広角X線散乱(WAXD)プロファイルに基づいて、ポリプロピレンのα晶の(040)面の方位角に対する強度分布曲線を得、最大ピークの半値幅hw040を求め、式(1)により計算した。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100・・・式(1)
(5)常温シャルピ―衝撃強度(単位:kJ/m2)
固体組成物から幅10mm、長さ80mmの大きさの試験片を切り出して測定に用いた。JIS K7111-1(ISO0179-1)に準拠し、温度23℃で測定した。
固体組成物から幅10mm、長さ80mmの大きさの試験片を切り出して測定に用いた。JIS K7111-1(ISO0179-1)に準拠し、温度23℃で測定した。
(6)低温シャルピ―衝撃強度(単位:kJ/m2)
固体組成物から幅10mm、長さ80mmの大きさの試験片を切り出して測定に用いた。JIS K7111-1(ISO0179-1)に準拠し、温度-30℃で測定した。
固体組成物から幅10mm、長さ80mmの大きさの試験片を切り出して測定に用いた。JIS K7111-1(ISO0179-1)に準拠し、温度-30℃で測定した。
(7)曲げ弾性率(単位:MPa)
固体組成物から幅10mm、長さ80mmの大きさの試験片を切り出して測定に用いた。測定条件はJIS-K-7171に従い、23℃における曲げ弾性率を測定した。
固体組成物から幅10mm、長さ80mmの大きさの試験片を切り出して測定に用いた。測定条件はJIS-K-7171に従い、23℃における曲げ弾性率を測定した。
(実施例1)
(固体原料の作製)
プロピレン重合体(PP-1)を99重量%と、重合体(A1-1)を1重量%とを、あらかじめ均一に混合し、40mmφ単軸押出機(VS40-28型、田辺プラスチックス機械社製、フルフライト型スクリュー付き)を用いて、シリンダ設定温度:220℃、スクリュー回転数:105rpmの条件で、溶融混練し、組成物原料を得た。前記組成物原料を220ton射出成形機(IS220EN、東芝機械社製)を用いて、シリンダ設定温度:220℃、射出速度:31mm/秒、厚み:11mm、長さ:150mm、幅:150mmの条件で成形し、固体原料を得た。
(固体原料の作製)
プロピレン重合体(PP-1)を99重量%と、重合体(A1-1)を1重量%とを、あらかじめ均一に混合し、40mmφ単軸押出機(VS40-28型、田辺プラスチックス機械社製、フルフライト型スクリュー付き)を用いて、シリンダ設定温度:220℃、スクリュー回転数:105rpmの条件で、溶融混練し、組成物原料を得た。前記組成物原料を220ton射出成形機(IS220EN、東芝機械社製)を用いて、シリンダ設定温度:220℃、射出速度:31mm/秒、厚み:11mm、長さ:150mm、幅:150mmの条件で成形し、固体原料を得た。
(固体組成物の作製)
固体原料を、プレス板の温度を160℃にした熱プレス成形機中に入れて、100tまで厚み方向に加圧して厚み方向と直交する方向に流動させ、5分間保圧し、圧力を維持したまま80℃まで冷却した後に脱圧し、厚さ4mmの固体組成物を得た。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
固体原料を、プレス板の温度を160℃にした熱プレス成形機中に入れて、100tまで厚み方向に加圧して厚み方向と直交する方向に流動させ、5分間保圧し、圧力を維持したまま80℃まで冷却した後に脱圧し、厚さ4mmの固体組成物を得た。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例2)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A1-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A1-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例3)
プロピレン重合体(PP-1)を90重量%と、重合体(A1-1)を10重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を90重量%と、重合体(A1-1)を10重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例4)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A1-2)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A1-2)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例5)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A2-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A2-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例6)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A3-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A3-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例7)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A3-2)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A3-2)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例8)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A3-3)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A3-3)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例9)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A4-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A4-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例10)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A5-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A5-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(比較例1)
(固体原料の作製)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A1-2)を5重量%とを、あらかじめ均一に混合し、40mmφ単軸押出機(VS40-28型、田辺プラスチックス機械社製、フルフライト型スクリュー付き)を用いて、シリンダ設定温度:220℃、スクリュー回転数:105rpmの条件で、溶融混練し、組成物原料を得た。前記組成物原料を、150ton射出成形機(J150EV-C5、日本製鋼所社製)を用いて、シリンダ設定温度:220℃、射出速度:31mm/秒、厚み:20mm、長さ:98mm、幅:98mmの条件で成形し、固体原料を得た。
(固体原料の作製)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A1-2)を5重量%とを、あらかじめ均一に混合し、40mmφ単軸押出機(VS40-28型、田辺プラスチックス機械社製、フルフライト型スクリュー付き)を用いて、シリンダ設定温度:220℃、スクリュー回転数:105rpmの条件で、溶融混練し、組成物原料を得た。前記組成物原料を、150ton射出成形機(J150EV-C5、日本製鋼所社製)を用いて、シリンダ設定温度:220℃、射出速度:31mm/秒、厚み:20mm、長さ:98mm、幅:98mmの条件で成形し、固体原料を得た。
(固体組成物の作製)
上記固体原料を、プレス板の温度を160℃とした熱プレス成形機中に入れて、100tまで厚み方向に加圧して厚み方向と直交する方向に流動させ、5分間保圧し、圧力を維持したまま80℃まで冷却した後に脱圧し、厚さ4mmの固体組成物を得た。得られた固体組成物の物性を表2に示す。
上記固体原料を、プレス板の温度を160℃とした熱プレス成形機中に入れて、100tまで厚み方向に加圧して厚み方向と直交する方向に流動させ、5分間保圧し、圧力を維持したまま80℃まで冷却した後に脱圧し、厚さ4mmの固体組成物を得た。得られた固体組成物の物性を表2に示す。
(比較例2)
プロピレン重合体(PP-1)のみを用い、重合体(A1-2)を用いない以外は、比較例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表2に示す。
プロピレン重合体(PP-1)のみを用い、重合体(A1-2)を用いない以外は、比較例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表2に示す。
(比較例3)
固体原料の厚みを4.8mmとした以外は、実施例4と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表2に示す。
固体原料の厚みを4.8mmとした以外は、実施例4と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表2に示す。
(実施例11)
プロピレン重合体(PP-1)を99重量%と、重合体(A6-1)を1重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を99重量%と、重合体(A6-1)を1重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例12)
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A6-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を95重量%と、重合体(A6-1)を5重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
(実施例13)
プロピレン重合体(PP-1)を98重量%と、重合体(A1-1)を1重量%と、重合体(A6-1)を1重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
プロピレン重合体(PP-1)を98重量%と、重合体(A1-1)を1重量%と、重合体(A6-1)を1重量%とした以外は、実施例1と同様の方法で固体組成物を作製した。得られた固体組成物の物性を表1に示す。
実施例にかかる固体組成物は、特に低温下での耐衝撃性が高いことが確認された。また、実施例にかかる固体組成物は、常温での耐衝撃性及び曲げ弾性率も十分に高く維持されている。また、透過型電子顕微鏡写真により、各実施例及び比較例において重合体Aがプロピレン系重合体Bの連続層中に分散していることが確認された。分散相の平均円相当径は概ね0.2~14μm程度であった。
10…金型、20…固体原料、30…固体組成物。
Claims (7)
- プロピレン系重合体Bと、重合体Aと、を含む固体組成物であって、
以下の要件(1)~(3)を満たす固体組成物。
要件(1):前記プロピレン系重合体Bが連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成する。
要件(2):前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満である。
要件(3):下記式で表される前記固体組成物の結晶配向度が60~80%である。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100 …(1)
[(1)式中、hw040は、前記固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、プロピレン系重合体Bのα晶の(040)面の散乱強度についての方位角に対する分布曲線における最大ピークの半値幅(度)である。] - 前記プロピレン系重合体B及び前記重合体Aの合計を100重量部とした場合に、前記プロピレン系重合体Bが50.1~99.9重量部を占め、前記重合体Aが0.1~49.9重量部を占める請求項1に記載の固体組成物。
- 前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が-30℃以下である請求項1又は2に記載の固体組成物。
- 前記重合体Aがエチレン系共重合体である請求項1~3のいずれか一項に記載の固体組成物。
- 前記エチレン系共重合体が、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、及びエチレン-1-オクテン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項4に記載の固体組成物。
- 温度190℃及び荷重2.16kgfの条件のもと、前記重合体Aのメルトマスフローレイトが、0.01~35g/10分である請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の固体組成物。
- 熱可塑性樹脂と、重合体Aと、を含む固体原料を、前記熱可塑性樹脂の融点(℃)+10℃以下の温度下で圧力を加えて流動させ、固体組成物を得る工程を含み、
前記固体組成物において、前記熱可塑性樹脂が連続相を形成し、前記重合体Aが分散相を形成し、
前記重合体Aのガラス転移温度(Tg)が0℃未満であり、
前記固体組成物における下記式で表される結晶配向度が60~80%である、固体組成物の製造方法。
結晶配向度(%)={(180-hw040)/180}×100 … (1)
[(1)式中、hw040は、前記固体組成物の中央部の二次元広角X線散乱像から得られる、散乱角2θ’での散乱強度についての方位角βに対する分布曲線における最大ピークの半値幅(度)であり、散乱角2θ’は、散乱角2θ=16°~18°の範囲で最大ピークを与える角度である。]
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