JP6682989B2 - ポリプロピレン系樹脂組成物を用いた射出成形体 - Google Patents
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Description
近年では、剛性、耐衝撃性、透明性を兼ね備えたポリプロピレンが要望されており、特開2006−161033号公報(特許文献1)には、レトルト食品包装用にポリプロピレンとエチレン−α−オレフィン共重合体を併用した組成物が記載されている。
本発明は、以下のポリプロピレン系樹脂組成物を用いた射出成形体を提供する。
前記ポリプロピレン系樹脂組成物(X)は、
JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に準拠したメルトフローレイト(MFR)が3.5〜300g/10分であるプロピレン系単独重合体(A)を75〜85wt%、下記(B1)〜(B2)を満たすプロピレン−エチレン共重合体(B)を15〜25wt%含む(但し、プロピレン系単独重合体(A)とプロピレン−エチレン共重合体(B)の合計を100wt%とする)プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)83〜88wt%に対して、下記(C1)〜(C3)を満たすエチレン系重合体(C)を12〜17wt%(但し、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)とエチレン系重合体(C)の合計を100wt%とする)含む;
(B1)エチレン含有量が20〜35wt%である(但し、プロピレン−エチレン共重合体(B)の全重量100wt%を基準とする。)。
(B2)135℃のo−ジクロロベンゼン中で測定した極限粘度[η]Bが2.0〜3.0dl/gである。
(C1)密度が0.920g/cm3を超え0.930g/cm3以下である。
(C2)融点が120℃以上である。
(C3)JIS K6922−2(190℃、2.16kg荷重)に準拠したMFRが10〜50g/10分である。
また、前記ポリプロピレン系樹脂組成物(X)は、JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に準拠したMFRが5〜100g/10分である。
さらに、本発明の第3の発明によれば、JIS K7111(ISO179)に準拠した0℃のシャルピー衝撃強度が2.5kJ/m2以上である第1〜2の発明のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物(X)からなる射出成形体を提供する。
さらに、本発明の第4の発明によれば、JIS K7171(ISO178)に準拠した曲げ弾性率が1000MPa以上である第1〜3の発明のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物(X)からなる射出成形体を提供する。
さらに、本発明の第5の発明によれば、成形体の厚さが0.3〜1.0mmtである第1〜4の発明のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物(X)からなる射出成形体を提供する。
さらに、本発明の第6の発明によれば、第1〜5の発明のいずれかに記載の射出成形体からなる食品包装容器を提供する。
前記ポリプロピレン系樹脂組成物(X)は、
JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に準拠したメルトフローレイト(MFR)が3.5〜300g/10分であるプロピレン系単独重合体(A)を75〜85wt%、下記(B1)〜(B2)を満たすプロピレン−エチレン共重合体(B)を15〜25wt%含む(但し、プロピレン系単独重合体(A)とプロピレン−エチレン共重合体(B)の合計を100wt%とする)プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)83〜88wt%に対して、下記(C1)〜(C3)を満たすエチレン系重合体(C)を12〜17wt%(但し、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)とエチレン系重合体(C)の合計を100wt%とする)含む;
(B1)エチレン含有量が20〜35wt%である(但し、プロピレン−エチレン共重合体(B)の全重量100wt%を基準とする。)。
(B2)135℃のo−ジクロロベンゼン中で測定した極限粘度[η]Bが2.0〜3.0dl/gである。
(C1)密度が0.920g/cm3を超え0.930g/cm3以下である。
(C2)融点が120℃以上である。
(C3)JIS K6922−2(190℃、2.16kg荷重)に準拠したMFRが10〜50g/10分である。
また、前記ポリプロピレン系樹脂組成物(X)は、JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に準拠したMFRが5〜100g/10分である。
本発明で使用するプロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)は、後述するプロピレン系単独重合体(A)を75〜85wt%、後述するプロピレン−エチレン共重合体(B)を15〜25wt%含む(但し、プロピレン系単独重合体(A)とプロピレン−エチレン共重合体(B)の合計を100wt%とする)。
また、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)は、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)100wt%中に、83〜88wt%の範囲であることが必要であり、好ましくは83〜87wt%、さらに好ましくは83〜86wt%である。
本発明で使用するプロピレン系単独重合体(A)は、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)100wt%中に、75〜85wt%の範囲であることが必要であり、好ましくは77〜84wt%、さらに好ましくは78〜83wt%である。
本発明で使用するプロピレン系単独重合体(A)は、JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に準拠したメルトフローレイト(MFR)が3.5〜300g/10分の範囲であることが必要であり、好ましくは10〜200g/10分、さらに好ましくは30〜100g/10分である。MFRが3.5g/10分以上であれば、射出成形時の流動性を十分に確保することができ、所望の射出成形品が得られる。一方、MFRが300g/10分以下であれば、十分な耐衝撃性を得られる。
本発明で使用するプロピレン−エチレン共重合体(B)は、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)100wt%中に、15〜25wt%の範囲であることが必要であり、好ましくは16〜23wt%、さらに好ましくは17〜22wt%である。該プロピレン−エチレン共重合体(B)の含有量が15wt%以上であれば、十分な耐衝撃性が得られる。一方、該プロピレン−エチレン共重合体(B)の含有量が25wt%以下であれば、十分な剛性及び透明性が得られる。
(B1):プロピレン−エチレン共重合体(B)におけるエチレン含有量については、プロピレン−エチレン共重合体(B)の全重量100wt%を基準とすると、20〜35wt%の範囲である必要があり、好ましくは22〜33wt%、さらに好ましくは25〜30wt%である。エチレン含有量が20wt%以上であれば、十分な耐衝撃性が得られる。一方、35wt%以下であれば、十分な透明性が得られる。
(B2):また、プロピレン−エチレン共重合体(B)について、135℃のオルトジクロロベンゼン(o−ジクロロベンゼン)中で測定した極限粘度[η]Bは、2.0〜3.0dl/gの範囲である必要があり、好ましくは、2.0〜2.8dl/g、さらに好ましくは2.2〜2.8dl/gである。極限粘度[η]Bが2.0dl/g以上であれば、十分な耐衝撃性が得られる。一方、3.0dl/g以下であれば、十分な透明性が得られる。
なお、極限粘度[η]Bは、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)をp−キシレンに130℃で溶解させ溶液とした後、25℃で12時間放置時、析出したポリマーを濾過し、濾液からp−キシレンを蒸発させプロピレン−エチレン共重合体(B)を得た後、o−ジクロロベンゼンを溶媒として用い、温度135℃でウベローデ型粘度計を用いて測定することができる。
本発明で使用するエチレン系重合体(C)は、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)100wt%中に、12〜17wt%の範囲であることが必要であり、好ましくは13〜17wt%、さらに好ましくは14〜17wt%である。エチレン系重合体(C)の含有量が12wt%以上であれば、十分な耐衝撃性と透明性が得られる。一方、17wt%以下であれば、十分な成形性が得られる。
(C1):エチレン系重合体(C)の密度については、0.920g/cm3を超え0.930g/cm3以下である必要があり、好ましくは0.921〜0.928g/cm3である。エチレン系重合体(C)の密度がこの範囲内であれば、十分な透明性が得られる。なお、密度は、JIS K7112によるD法(密度こうばい管)で測定される値である。
(C2):エチレン系重合体(C)の融点については、120℃以上の範囲である必要があり、好ましくは121℃以上である。エチレン系重合体(C)の融点が120℃以上であれば、射出成形時の離型性が確保され、連続成形性に優れる。尚、エチレン系重合体(C)の融点の上限は、特に制限されるものではないが、通常、130℃以下であることが好ましい。
ここで、融点の具体的測定は、示差走査熱量計(DSC)を用い、サンプル量5mgを採り、200℃で5分間保持した後、40℃まで10℃/分の降温速度で結晶化させ、更に10℃/分の昇温速度で融解させたときに描かれる曲線のピーク位置を、融解ピーク温度(融点)Tm(℃)とする。
(C3):また、エチレン系重合体(C)について、JIS K6922−2(190℃、2.16kg荷重)に準拠したMFRが10〜50g/10分の範囲である必要があり、好ましくは15〜45g/10分、さらに好ましくは17〜40g/10分である。エチレン系重合体(C)のMFRが10g/10分以上であれば、射出成形性時の流動性を十分に確保することができる。一方、50g/10分以下であれば、成形品表面にブリードアウトを抑制でき、透明性を向上させる。
このようなエチレン−α−オレフィンランダム共重合体は、市販品として、日本ポリエチレン(株)製のノバテックLLシリーズやハーモレックスシリーズ、カーネルシリーズ、三井化学(株)製のタフマーPシリーズやタフマーAシリーズ、(株)プライムポリマー製のエボリューシリーズ、住友化学(株)製のスミカセンE、EPシリーズ、エクセレンGMHシリーズなどが例示できる。
本発明で使用するポリプロピレン系樹脂組成物(X)は、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)83〜88wt%、及びエチレン系重合体(C)12〜17wt%を含む(但し、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)とエチレン系重合体(C)の合計を100wt%とする)。
本発明で使用するポリプロピレン系樹脂組成物(X)は、JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に準拠したメルトフローレイト(MFR)が5〜100g/10分の範囲であることが必要であり、好ましくは10〜90g/10分、さらに好ましくは20〜80g/10分である。MFRが5g/10分以上であれば、射出成形時の流動性を十分に確保することができ、所望の射出成形品が得られる。一方、100g/10分以下であれば、十分な耐衝撃性が得られる。
本発明の射出成形体は、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)からなり、該成形体の厚さは、0.3〜1.0mmtの範囲であることが好ましく、より好ましくは0.3〜0.7mmt、さらに好ましくは0.3〜0.5mmtである。射出成形体の厚さが0.3mmt以上であれば、射出成形体の剛性を十分に確保することができ、離型性に優れる。一方、1.0mmt以下であれば、十分な透明性が得られる。
(ア)クロス分別装置
ダイヤインスツルメンツ社製CFC T−100(CFCと略す。)
(イ)フーリエ変換型赤外線吸収スペクトル分析
FT−IR、パーキンエルマー社製 1760X
CFCの検出器として取り付けられていた波長固定型の赤外分光光度計を取り外して、代わりにFT−IRを接続し、このFT−IRを検出器として使用する。
CFCから溶出した溶液の出口からFT−IRまでの間のトランスファーラインは1mの長さとし、測定の間を通じて140℃の温度に保持する。FT−IRに取り付けたフローセルは、光路長1mm、光路幅5mmφのものを用い、測定の間を通じて140℃の温度に保持する。
(ウ)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)
CFC後段部分のGPCカラムは、昭和電工社製AD806MSを3本直列に接続して使用する。
(ア)溶媒:オルトジクロルベンゼン(ODCB)
(イ)サンプル濃度:4mg/ml
(ウ)注入量:0.4ml
(エ)結晶化:140℃から40℃まで約40分かけて降温する。
(オ)分別方法:
昇温溶出分別時の分別温度は40℃、100℃、140℃とし、全部で3つのフラクションに分別する。
なお、40℃以下で溶出する成分(フラクション1)、40〜100℃で溶出する成分(フラクション2)、100〜140℃で溶出する成分(フラクション3)の溶出割合(単位:重量%)を各々W40、W100、W140と定義する。W40+W100+W140=100である。また、分別した各フラクションは、そのままFT−IR分析装置へ自動輸送される。
(カ)溶出時溶媒流速:1ml/分
CFC後段のGPCから試料溶液の溶出が開始した後、以下の条件でFT−IR測定を行い、上述した各フラクション1〜3について、GPC−IRデータを採取する。
(ア)検出器:MCT
(イ)分解能:8cm−1
(ウ)測定間隔:0.2分(12秒)
(エ)一測定当たりの積算回数:15回
各温度で溶出した成分の溶出量と分子量分布は、FT−IRによって得られる2945cm−1の吸光度をクロマトグラムとして使用して求める。溶出量は各溶出成分の溶出量の合計が100%となるように規格化する。保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。
使用する標準ポリスチレンは何れも東ソー(株)製の以下の銘柄である。
F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000。
各々が0.5mg/mlとなるようにODCB(0.5mg/mlのBHTを含む)に溶解した溶液を0.4ml注入して較正曲線を作成する。較正曲線は、最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。
分子量への換算は、森定雄著「サイズ排除クロマトグラフィー」(共立出版)を参考に汎用較正曲線を用いる。その際使用する粘度式([η]=K×Mα)には、以下の数値を用いる。
(ア)標準ポリスチレンを使用する較正曲線作成時
K=0.000138、α=0.70
(イ)プロピレン系ブロック共重合体のサンプル測定時
K=0.000103、α=0.78
上記溶出分別された各溶出部分の分子量は、Mw(40)、Mw(100)、Mw(140)と定義される。全体の分子量分布は、3分別で得られたデータを合計し、計算で求めた。これより、後述の重量平均分子量が3,000以下の成分の含量(重量%)は、積算して求められる。
また、各溶出成分のエチレン含量分布(分子量軸に沿ったエチレン含量の分布)は、FT−IRによって得られる2956cm−1の吸光度と2927cm−1の吸光度との比を用い、ポリエチレンやポリプロピレンや13C−NMR測定等によりエチレン含量が既知となっているエチレン・プロピレン・ラバー(EPR)及びそれらの混合物を使用して、予め作成しておいた検量線により、エチレン含量(重量%)に換算して求める。
Wc(重量%)=W40×A40/B40+W100×A100/B100・・・(I)
式(I)の意味は、以下の通りである。すなわち、式(I)右辺の第一項は、フラクション1(40℃に可溶な部分)に含まれる(A)の量を算出する項である。フラクション1が(B)のみを含み、(A)を含まない場合には、W40がそのまま全体の中に占めるフラクション1由来の(B)含有量に寄与するが、フラクション1には、(B)由来の成分のほかに少量の(A)由来の成分(極端に分子量の低い成分)も含まれるため、その部分を補正する必要がある。そこで、W40にA40/B40を乗ずることにより、フラクション1のうち、(B)成分由来の量を算出する。例えば、フラクション1の平均エチレン含量(A40)が15重量%であり、フラクション1に含まれる(B)のエチレン含量(B40)が20重量%である場合、フラクション1の15/20=3/4(即ち75重量%)は(B)由来、1/4は(A)由来ということになる。このように右辺第一項でA40/B40を乗ずる操作は、フラクション1の重量%(W40)から(B)の寄与を算出することを意味する。
(ア)上述したように、CFC測定により得られるフラクション1〜2に対応する平均エチレン含量をそれぞれA40、A100とする(単位は、いずれも重量%である)。平均エチレン含量の求め方は後述する。
(イ)フラクション1の微分分子量分布曲線におけるピーク位置に相当するエチレン含量をB40とする(単位は重量%である)。
フラクション2については、ゴム部分が40℃ですべて溶出してしまうと考えられ、同様の定義で規定することができないので、本明では、実質的にB100=100と定義する。
B40、B100は、各フラクションに含まれる(B)のエチレン含量であるが、この値を分析的に求めることは実質的には不可能である。その理由は、フラクションに混在する(A)と(B)を完全に分離・分取する手段がないからである。種々のモデル試料を使用して検討を行った結果、B40は、フラクション1の微分分子量分布曲線のピーク位置に相当するエチレン含量を使用すると、材料物性の改良効果をうまく説明することができる。すなわち、B40は、フラクション1の微分分子量分布曲線のピーク位置に相当するエチレン含量である。また、B100は、エチレン連鎖由来の結晶性を持つこと、及び、これらのフラクションに含まれる(A)の量がフラクション1に含まれる(A)の量に比べて相対的に少ないことの2点の理由により、100と近似する方が、実態にも近く、計算上も殆ど誤差を生じない。そこで、B100=100として解析を行う。
Wc(重量%)=W40×A40/B40+W100×A100/100・・・(II)
つまり、式(II)右辺の第一項であるW40×A40/B40は、結晶性を持たない(B)含有量(重量%)を示し、第二項であるW100×A100/100は、結晶性を持つ(A)含有量(重量%)を示す。
ここで、B40及びCFC測定により得られる各フラクション1及び2の平均エチレン含量A40、A100は、次のようにして求める。
微分分子量分布曲線のピーク位置に対応するエチレン含量をB40とする。また、測定時にデータポイントとして取り込まれる、各データポイント毎の重量割合と各データポイント毎のエチレン含量の積の総和をフラクション1の平均エチレン含量A40とする。フラクション2の平均エチレン含量A100も同様に求める。
本発明のCFC分析においては、40℃とは、結晶性を持たないポリマー(例えば、(B)の大部分、もしくは(A)の中でも極端に分子量の低い成分)のみを分別するのに必要十分な温度条件である意義を有する。100℃とは、40℃では不溶であるが100℃では可溶となる成分(例えば、(B)中、エチレン及び/またはプロピレンの連鎖に起因して結晶性を有する成分、及び結晶性の低い(A))のみを溶出させるのに必要十分な温度である。140℃とは、100℃では不溶であるが140℃では可溶となる成分(例えば、(A)の中でも特に結晶性の高い成分、及び(B)中の極端に分子量が高くかつ極めて高いエチレン結晶性を有する成分)のみを溶出させ、かつ分析に使用するプロピレン系ブロック共重合体成分(ア)の全量を回収するのに必要十分な温度である。
なお、W140には、(B)成分は全く含まれないか、存在しても極めて少量であり実質的には無視できることから、(B)の比率や(B)のエチレン含量の計算からは排除する。
例えば、チタン化合物と有機アルミニウムを組み合わせた、いわゆるチーグラー・ナッタ触媒、又は、メタロセン触媒(例えば、特開平5−295022号公報等に記載)が使用できる。
本発明では、剛性、耐衝撃性のバランスが良いプロピレン系ブロック共重合体が特に好ましいため、一般的に立体規則性の高いチーグラー・ナッタ触媒がより好ましい。
また、プロピレン系単独重合体(A)、及びプロピレン−エチレン共重合体(B)の混合についても、前述の諸特性を満足すれば、いかなる方法で製造してもよいが、2段連続重合法を採用することにより、プロピレン系単独重合体(A)に対するプロピレン−エチレン共重合体(B)の分散が良好となり、より透明性が向上する。
なお、これらプロピレン系単独重合体(A)、プロピレン−エチレン共重合体(B)は、それぞれ一種又は二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明で使用するポリプロピレン系樹脂組成物(X)に、造核剤を含有することで、より透明性が良好な成形品を得ることができる。
造核剤としては、有機燐酸エステル金属塩、有機モノカルボン酸金属塩、有機ジカルボン酸金属塩、ポリマー核剤、ジベンジリデンソルビトールもしくはその誘導体、ジテルペン酸類の金属塩等が使用される。
造核剤の含有量は、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)100重量部に対して、好ましくは0.01〜0.7重量部であり、より好ましくは0.1〜0.5重量部である。造核剤の含有量が0.01重量部以上であると、透明性の改良効果が十分であり、一方、0.7重量部以下であると、費用対前記効果(コスト・パフォーマンス)の点から有利である。
なお、これら造核剤は、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明で使用するポリプロピレン系樹脂組成物(X)には、性能を損なわない範疇で、各種添加剤、例えば、耐熱安定剤、酸化防止剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、銅害防止剤、帯電防止剤、難燃剤、親水化剤、スリップ剤、抗ブロッキング剤、防曇剤、着色剤、充填剤、ポリエチレン、エラストマー、石油樹脂、抗菌剤などをさらに含有させることができる。
また、MFR調整が必要な場合は、有機過酸化物を配合することもできる。
本発明で使用するポリプロピレン系樹脂組成物(X)は、前述のプロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)、エチレン系重合体(C)、必要に応じて造核剤及びその他添加剤等の各種配合成分の所定量を、例えば、ヘンシェルミキサー(商品名)、スーパーミキサー、リボンブレンダー、タンブラーミキサー、バンバリーミキサー、等の通常の混合装置を用いて、混合することによって得ることができる。得られた混合物を、単軸もしくは2軸の押出機、又はロールなどを用いて、溶融混練温度150〜300℃、好ましくは180〜250℃でペレタイズすることによって、ペレット状の組成物とすることもできる。
本発明の射出成形品(射出成形体)は、上記のポリプロピレン系樹脂組成物(X)を通常の射出成形法、射出圧縮成形法、射出発泡成形法、射出延伸ブロー成形法等に付すことにより得られる。
この射出成形品としては、具体的には、食品容器(プリン容器、ゼリー容器、ヨーグルト容器、その他のデザート容器、惣菜容器、茶碗蒸し容器、インスタントラーメン等のインスタント麺類に代表されるインスタント食品用の容器、米飯容器、レトルト容器、弁当容器等)、飲料容器(飲料ボトル、チルドコーヒー容器、ワンハンドカップ容器、その他の飲料容器等)、キャップ(ペットボトルキャップ、1ピースキャップ、2ピースキャップ、インスタントコーヒーのキャップ、調味料キャップ、化粧品容器キャップ等)、その他各種容器(インク容器、化粧品容器、シャンプー容器、洗剤容器等)、日用品(衣装ケース、バケツ、洗面器、筆記用具、コンテナ、玩具、調理器具、その他各種ケース等)などが挙げられる。
(1)MFR
プロピレン系単独重合体(A)、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)及びポリプロピレン系樹脂組成物(X)のメルトフローレート(MFR)は、JIS K−7210−1999(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定される。また、エチレン系重合体(C)のメルトフローレート(MFR)は、JIS K6922−2(190℃、2.16kg荷重)に準拠して測定される。
(2)曲げ弾性率
射出成形法により試験片を成形し、成形後に室温23℃、相対湿度50%に調節された恒温室に5日間以上放置した後、JIS K7171(ISO178)に準拠して求めた。
(3)シャルピー衝撃強度
射出成形法により試験片を成形し、成形後に室温23℃、相対湿度50%に調節された恒温室に5日間以上放置した後、0℃の環境下にて30分以上の状態調整を行い、JIS K7111(ISO179)に準拠して求めた。
(4)透明性(Haze、ヘーズ)
射出成形法により厚さ0.5mmt、1.0mmt、2.0mmtの平板を成形し、成形後に室温23℃、相対湿度50%に調節された恒温室に24時間放置した後、JIS K7136(ISO14782)に準拠して求めた。
(5)成形サイクル
住友重機械製射出成形機SG125M−Hを用い、側面厚さ0.7mmt、内容量180mlのデザートカップ金型を、シリンダー温度200℃、マニホールド温度200℃、金型温度20℃にて射出成形し、製品が20ショット連続で固定型に残らない、最短の冷却時間を評価した。この冷却時間に対して、11秒以上は×、5〜10秒の範囲であれば△、5秒未満であれば○として評価した。
(1)プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)
下記の製造例1〜6で得られた各プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−1〜6)と、(PP−7)として、ノバテックPP BC03GS(日本ポリプロ(株)製商品名)を用いた。
(i)固体触媒成分(A)の製造
固体成分の調製
撹拌装置を備えた容量10Lのオートクレーブを十分に窒素で置換をし、精製したトルエン2Lを導入した。ここに室温でMg(OEt)2を200g、TiCl4を1L添加した。温度を90℃まで上げ、フタル酸ジ−n−ブチルを50ml加えた。その後、温度を110℃に上げ、3Hr反応を行った。反応生成物を精製したトルエンで十分に洗浄し、次いで精製トルエンを加えて全体の液量を2Lにした。室温でTiCl4を1L添加し、温度を110℃に上げ2Hr反応を行った。反応生成物を精製したトルエンで十分洗浄した後、精製したn−ヘプタンを用いてトルエンをn−ヘプタンで置換し、固体成分A1のスラリーを得た。このスラリーの一部をサンプリングして乾燥し分析したところ、固体成分A1のTi含量は2.7wt%であった。
次に撹拌装置を備えた容量20Lのオートクレーブを窒素で十分に置換をし、上記固体成分A1のスラリーを固体成分A1として100g準備した。これに精製したn−へプタンを導入して固体成分A1の濃度が25g/Lとなるよう調整し、SiCl4を50ml加え、90℃で1Hr反応を行った。
反応生成物は精製n−ヘプタンで十分に洗浄後、精製したn−ヘプタンを加え液量を4Lに調整した。ここに、ジメチルジビニルシランを30ml、(i−Pr)2Si(OMe)2を30ml、Et3Alのn−ヘプタン希釈液をEt3Alとして80g添加し、40℃で2Hr反応を行った。反応生成物は精製したn−ヘプタンで十分に洗浄をし、得られたスラリーの一部をサンプリングして乾燥し分析したところ、固体成分A1のTi含量は1.2wt%、(i−Pr)2Si(OMe)2が8.8wt%含まれていた。
予備重合
上記で得た固体成分A1を用いて、以下手順により予備重合を行った。上記のスラリーに精製したn−ヘプタンを導入して固体成分の濃度が20g/Lとなるよう調整した。次に、スラリーを10℃に冷却後、Et3Alのn−ヘプタン希釈液をEt3Alとして10g添加し、280gのプロピレンを4Hr掛け供給した。プロピレンの供給後、更に30min反応を行った後、気相部を窒素で十分に置換をし、反応生成物を精製したn−ヘプタンで十分に洗浄した。得られたスラリーはオートクレーブから抜出し、真空乾燥により固体触媒成分Aを得た。この固体触媒成分Aは、固体成分1g当たり2.5gのポリプロピレンを含んでいた。また、この固体触媒成分Aのポリプロピレンを除いた部分には、Tiが1.0wt%,(i−Pr)2Si(OMe)2が8.2wt%含まれていた。
撹拌機を備えた2台の横型重合槽からなる連続気相重合反応器を用いた。第1の反応器(内容積40m3)に上記で得た固体触媒成分Aを固体成分として130g/Hr、またトリエチルアルミニウムの15wt%ヘキサン溶液を触媒成分A中のTi原子1モルに対し、モル比が350となるように連続的に供給した。また、重合器内の水素濃度のプロピレン濃度に対する比が0.049となるように水素を、重合器内の圧力が2.25MPa、温度が65℃を保つようにプロピレンモノマーをそれぞれ重合器内に供給し第1の重合反応を行った。
なお、反応熱は原料液化プロピレンの気化熱にて除去した。
重合器内で生成したプロピレン系単独重合体は、重合体の保有レベルが反応容積の50容量%となるように連続的に抜出し、第2重合工程の重合器に供給した。
第2の反応器(内容積40m3)では、第1重合工程からの重合体、また重合器内の水素濃度のプロピレン濃度に対する比が0.020となるように水素を、エチレン濃度のプロピレン濃度に対する比が0.151となるようにエチレンを、重合器内の圧力が2.2MPa、温度が60℃を保つようにプロピレンモノマーをそれぞれ重合器内に供給し第2の重合反応を行った。
なお、プロピレン−エチレン共重合体の重合量は重合活性抑制剤を供給することで調整した。また反応熱は原料液化プロピレンの気化熱にて除去した。
第2重合工程で生成したプロピレン−エチレンブロック共重合体は、重合体の保有レベルが反応容積の50容量%となるように重合器から連続的に抜き出した。
得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−1)を分析したところ、MFRは25g/10min、エチレン含有量は5.8wt%であった。
プロピレン−エチレンブロック共重合体として、製造例1で得られた(PP−1)パウダー100重量部に対して、以下に示す造核剤(a)0.2重量部、中和剤のステアリン酸カルシウム0.05重量部、フェノール系酸化防止剤のペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](BASF社製;以下RA1010と略す。)0.05重量部、リン系酸化防止剤のトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファィト(BASF社製;以下RA168と略す。)0.05重量部、スリップ剤としてオレイン酸アミド0.08重量部を添加し、スーパーミキサーで窒素シール後、3分間混合した。
その後、パウダーは、東芝機械社製2軸押出機TEM35を用いホッパーを窒素シールしながら、シリンダー温度200℃、スクリュー回転数150rpm、押出量15kg/hで造粒し、プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−1)のペレットを得た。
上記製造例1で得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−1)中のプロピレン系単独重合体(A)及びプロピレン−エチレン共重合体(B)の各組成等を表1に示す。
造核剤(a):(株)ADEKA製商品名、アデカスタブNA−21、有機燐酸エステル金属塩系核剤
製造例1で得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−1)ペレット85wt%に対し、プロピレン単独重合体(HPP−1):ノバテックPP SA06GA(日本ポリプロ(株)製商品名)、触媒:チーグラー触媒、MFR:60g/10分を15wt%添加し、製造例1と同様の方法で、ブレンド、造粒を行い、プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−2)のペレットを得た。各組成等については、表2に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−1)75wt%に対し、プロピレン単独重合体(HPP−1)を25wt%添加し、製造例1と同様の方法で、ブレンド、造粒を行い、プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−3)のペレットを得た。各組成等については、表2に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−1)60wt%に対し、プロピレン単独重合体(HPP−1)を40wt%添加し、製造例1と同様の方法で、ブレンド、造粒を行い、プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−4)のペレットを得た。各組成等については、表2に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−1)40wt%に対し、プロピレン単独重合体(HPP−1)を60wt%添加し、製造例2と同様の方法で、ブレンド、造粒を行い、プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−5)のペレットを得た。各組成等については、表2に示す。
プロピレン単独重合体(HPP−1)80wt%に対し、プロピレン−エチレン系エラストマー(PE−1):Vistamaxx6102(Exxonmobil社製商品名)、触媒:メタロセン触媒、MFR(230℃):3g/10分、エチレン含有量:16wt%を20wt%添加し、製造例2と同様の方法で、ブレンド、造粒を行い、プロピレン−エチレンブロック共重合体(PP−6)のペレットを得た。各組成等については、表2に示す。
PP−7:ノバテックPP BC03GS(日本ポリプロ(株)製商品名)、触媒:チーグラー触媒、プロピレン−エチレン共重合体含量:17wt%、プロピレン−エチレン共重合体中のエチレン含量:38wt%、プロピレン−エチレン共重合体(B)の極限粘度[η]:3.8dl/g、MFR:30g/10分。
各組成等については、表2に示す。
(C−1)LDPE:ノバテックLD LJ802(日本ポリエチレン(株)製商品名)、MFR(190℃):22g/10分、密度:0.918g/cm3、融点:106℃
(C−2)LDPE:ノバテックLD LJ902(日本ポリエチレン(株)製商品名)、MFR(190℃):45g/10分、密度:0.915g/cm3、融点:102℃
(C−3)LLDPE:ノバテックLL UJ580(日本ポリエチレン(株)製商品名)、MFR(190℃):20g/10分、密度:0.925g/cm3、融点:123℃
(C−4)LLDPE:ノバテックLL UJ370(日本ポリエチレン(株)製商品名)、MFR(190℃):16g/10分、密度:0.921g/cm3、融点:121℃
(C−5)LLDPE:ノバテックLL UJ790(日本ポリエチレン(株)製商品名)、MFR(190℃):50g/10分、密度:0.928g/cm3、融点:124℃
(C−6)LLDPE:ノバテックLL UJ960(日本ポリエチレン(株)製商品名)、MFR(190℃):5g/10分、密度:0.935g/cm3、融点:126℃
(C−7)エチレン系プラストマー:カーネルKS571(日本ポリエチレン(株)製商品名)、MFR(190℃):24g/10分、密度:0.907g/cm3、融点:100℃
(C−8)エチレン系プラストマー:カーネルKS560T(日本ポリエチレン(株)製商品名)、MFR(190℃):16.5g/10分、密度:0.898g/cm3、融点:90℃
(1)ポリプロピレン系樹脂組成物(X)の製造
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−1)を85wt%、エチレン系重合体(C)として(C−3)を15wt%、スーパーミキサーで窒素シール後、3分間混合した。
その後、東芝機械社製2軸押出機TEM35を用いホッパーを窒素シールしながら、シリンダー温度200℃、スクリュー回転数150rpm、押出量15kg/hで造粒し、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)を得た。
上記で得られたポリプロピレン系樹脂組成物(X)のペレットを用いて、東芝射出成形機EC100に供給し、射出1次圧力50MPa、成形温度200℃、金型冷却水温度40℃、成形サイクル15秒で試験片、試験用平板を成形した。
得られた試験片、試験用平板について、前記の項目(曲げ弾性率、シャルピー衝撃強度、Haze)の物性評価を行った。その物性および成形性評価結果を表3に示す。
エチレン系重合体(C)として、(C−4)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表3に示す。
エチレン系重合体(C)として、(C−5)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表3に示す。
エチレン系重合体(C)として、(C−1)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表3に示す。
エチレン系重合体(C)として、(C−2)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表3に示す。
エチレン系重合体(C)として、(C−6)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表3に示す。
エチレン系重合体(C)として、(C−7)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表3に示す。
エチレン系重合体(C)として、(C−8)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表3に示す。
一方、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物(X)の構成要件を満たさない比較例1〜5では、透明性、又は成形性が良好ではない。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−1)を83wt%、エチレン系重合体(C)として、(C−3)を17wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表4に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−1)を88wt%、エチレン系重合体(C)として、(C−3)を12wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表4に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−1)を90wt%、エチレン系重合体(C)として、(C−3)を10wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表4に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−1)を92wt%、エチレン系重合体(C)として、(C−3)を8wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表4に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−1)を80wt%、エチレン系重合体(C)として、(C−3)を20wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表4に示す。
一方、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物(X)の構成要件を満たさない比較例6〜8では、透明性、又は成形性が良好でない。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−2)を85wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表5に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−3)を85wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表5に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−4)を85wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表5に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−5)を85wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表5に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−6)を85wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表5に示す。
プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)として、(PP−7)を85wt%用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリプロピレン系樹脂組成物(X)、射出成形品を得た。その結果を表5に示す。
一方、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物(X)の構成要件を満たさない比較例9〜12では、透明性、剛性、耐衝撃性と成形性のいずれかが良好でない。
Claims (5)
- JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に準拠したメルトフローレイト(MFR)が3.5〜300g/10分であるプロピレン系単独重合体(A)を75〜85wt%、下記(B1)〜(B2)を満たすプロピレン−エチレン共重合体(B)を15〜25wt%含む(但し、プロピレン系単独重合体(A)とプロピレン−エチレン共重合体(B)の合計を100wt%とする)プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)83〜88wt%に対して、下記(C1)〜(C3)を満たすエチレン−α−オレフィンランダム共重合体であるエチレン系重合体(C)を12〜17wt%(但し、プロピレン−エチレンブロック共重合体成分(ア)とエチレン系重合体(C)の合計を100wt%とする)含むポリプロピレン系樹脂組成物(X)であって、ここで、
(B1)エチレン含有量が20〜35wt%であり(但し、プロピレン−エチレン共重合体(B)の全重量100wt%を基準とする。) 、
(B2)135℃ のo−ジクロロベンゼン中で測定した極限粘度[η]Bが2.0〜3.0dl/gであり、
(C1)密度が0.920g/cm3を超え0.930g/cm3 以下であり、
(C2)融点が120℃以上であり、
(C3)JIS K6922−2(190℃、2.16kg荷重)に準拠したMFRが10〜50g/10分であり、
前記ポリプロピレン系樹脂組成物(X)は、JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に準拠したMFRが5〜100g/10分であるポリプロピレン系樹脂組成物(X)からなり、JIS K7111(ISO179)に準拠した0℃のシャルピー衝撃強度が2.5kJ/m 3 以上である射出成形体。 - JIS K7136(ISO14782)に準拠した成形体厚さ1mmtのHAZEが50%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(X)からなる射出成形体。
- JIS K7171(ISO178)に準拠した曲げ弾性率が1000MPa以上である請求項1又は2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物(X)からなる射出成形体。
- 成形体の厚さが0.3〜1.0mmtである請求項1〜3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物(X)からなる射出成形体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の射出成形体からなる食品包装容器。
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