JP7854841B2 - Resin compositions and their uses - Google Patents
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Description
本発明は、4-メチル-1-ペンテン系重合体、およびそれを用いたフィルム等の成形体およびその用途、ならびにフィルムの製造方法に関する。 This invention relates to a 4-methyl-1-pentene polymer, molded articles such as films using the same, their applications, and a method for producing the film.
4-メチル-1-ペンテンを主たる構成モノマーとする4-メチル-1-ペンテン系重合体は、ポリエチレンやポリプロピレンに比べて、耐熱性、透明性および電気特性等の特性に優れ、また、離型性、耐溶剤性にも優れることから、各種用途に広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。例えば、フィルムは良好な離型性などの特長を活かしてFPC離型フィルム、複合材料成形用離型フィルムなどに使用され、成形体では耐薬品性、耐水性、透明性などの特長を活かして、実験器具用途およびゴムホース製造用マンドレルなどに使用されている。
一方で、公知の4-メチル-1-ペンテン系重合体を含む樹脂組成物からなる成形体は、耐熱性の観点で、さらに改善が必要な場合が存在する(例えば、特許文献2参照)。
4-methyl-1-pentene polymers, whose main constituent monomer is 4-methyl-1-pentene, are widely used in various applications because they have superior properties such as heat resistance, transparency, and electrical properties compared to polyethylene and polypropylene, as well as superior release properties and solvent resistance (see, for example, Patent Document 1). For example, films are used as FPC release films and release films for composite material molding, taking advantage of their good release properties, while molded articles are used in laboratory equipment and mandrels for rubber hose manufacturing, taking advantage of their chemical resistance, water resistance, and transparency.
On the other hand, molded articles made from resin compositions containing known 4-methyl-1-pentene polymers may require further improvement in terms of heat resistance (see, for example, Patent Document 2).
食品向けなどのパッケージ材料においては、ガスの透過を抑制した材料が求められる場合がある。4-メチル-1-ペンテン系重合体などのポリオレフィン材料は、一般にガスの透過度合いが比較的高いため、ガス透過を抑制したい用途に用いる場合には、ガスバリア層を形成する他素材との多層構成とすることが考えられる。しかし、環境配慮の観点から、リサイクルを容易にするためにパッケージ材料をモノマテリアル化したいというニーズもある。また、単素材のパッケージ材料でガス透過を抑制するには、パッケージ材料の厚さを大きくしたり、高密度化したりすることが考えられるが、輸送エネルギーを低減するなどの観点からは、パッケージ材料を軽量化したいというニーズもある。
また生鮮食品向けのパッケージ材料では、内容物の鮮度を保持するために、食品から排出されるガス成分を外部に逃がして、外気と内容気体の組成を近づけたいというニーズがあり、このようなニーズに対応するパッケージ材料においては、ガスの透過量がガスの種類によって異なるのは好ましくない場合がある。
In packaging materials for food products and other applications, materials that suppress gas permeation are sometimes required. Polyolefin materials such as 4-methyl-1-pentene polymers generally have a relatively high degree of gas permeability, so when used in applications where gas permeation suppression is desired, a multilayer structure with other materials that form a gas barrier layer can be considered. However, from an environmental perspective, there is also a need to make packaging materials monomaterial to facilitate recycling. Furthermore, while increasing the thickness or density of the packaging material can be considered to suppress gas permeation in single-material packaging materials, there is also a need to lighten the packaging material from the perspective of reducing transportation energy.
Furthermore, in packaging materials for fresh foods, there is a need to allow gaseous components emitted from the food to escape to the outside in order to maintain the freshness of the contents, thereby bringing the composition of the gas inside the food closer to that of the outside air. In packaging materials that meet this need, it is undesirable for the amount of gas permeation to differ depending on the type of gas.
上述した通り、4-メチル-1-ペンテン系重合体は、各種フィルムや成形体に使用されているが、用途によってはさらに高い耐熱性や、ガス透過量の抑制が望まれる。本願出願人は、特定の触媒を用いて4-メチル-1-ペンテン系重合体を製造することにより、耐熱性を改善することを提案してはいるが(特許文献3参照)、ガス透過を抑制したフィルム等を製造する手段については見出されておらず、さらなる改良が望まれていた。 As mentioned above, 4-methyl-1-pentene polymers are used in various films and molded articles, but depending on the application, higher heat resistance and reduced gas permeability are desired. While the applicant has proposed improving heat resistance by producing 4-methyl-1-pentene polymers using a specific catalyst (see Patent Document 3), a means for producing films with suppressed gas permeability has not been found, and further improvements were desired.
本発明は、耐熱性に優れるとともに、軽量で、ガス透過を抑制可能なフィルム等の成形体を製造しうる、4-メチル-1-ペンテン系重合体、およびそれを含むフィルム等の成形体、ならびにフィルムの製造方法を提供することを課題としている。 The present invention aims to provide a 4-methyl-1-pentene polymer, a molded article containing the same, and a method for producing a film, which can be used to manufacture molded articles such as films that are heat-resistant, lightweight, and capable of suppressing gas permeation.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、特定の組成を有し、かつ特定の特性を有する4-メチル-1-ペンテン系重合体が、上記の課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of this invention conducted diligent research to solve the above problems and, as a result, discovered that a 4-methyl-1-pentene polymer having a specific composition and specific properties can solve the above problems, thus completing the present invention.
本発明は、以下の〔1〕~〔12〕に関する。
〔1〕下記要件(a)~(f)をすべて満たす、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)。
(a)4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.4モル%を超え100モル%以下であり、エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種由来の構成単位の含有量が0モル%以上0.6モル%未満である。
(b)13C-NMRで測定されるメソダイアッド分率(m)が、98.5%以上100%以下である。
(c)135℃デカリン溶媒中で測定した極限粘度[η]が、0.1~6.0dl/gである。
(d)23℃デカン可溶部量が、5.0質量%以下である。
(e)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融点(Tm)が、200~260℃である。
(f)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融解熱量(ΔHm)が、45J/g以上である。
The present invention relates to the following [1] to [12].
[1] A 4-methyl-1-pentene polymer (X) that satisfies all of the following requirements (a) to (f).
(a) The content of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene is greater than 99.4 mol% and less than or equal to 100 mol%, and the content of constituent units derived from at least one selected from ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) is 0 mol% or more and less than 0.6 mol%.
(b) The mesodiad fraction (m) measured by 13¹C -NMR is between 98.5% and 100%.
(c) The intrinsic viscosity [η] measured in decalin solvent at 135°C is 0.1 to 6.0 dl/g.
(d) The decane-soluble portion at 23°C is 5.0% by mass or less.
(e) The melting point (Tm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 200 to 260°C.
(f) The heat of fusion (ΔHm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 45 J/g or more.
〔2〕さらに下記要件(g)を満たす、前記〔1〕に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)。
(g)JIS K7112の密度勾配管法に準拠して測定した密度が、815~850kg/m3である。
〔3〕さらに下記要件(h)を満たす、前記〔1〕または〔2〕に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)。
(h)ASTM D1238に準拠して260℃、5kg荷重の条件で測定したメルトフローレート(MFR)が、0.1~500g/10分である。
[2] The 4-methyl-1-pentene polymer (X) described in [1] above, further satisfying the following requirement (g).
(g) The density measured in accordance with the density gradient pipe method of JIS K7112 is 815 to 850 kg/ m³ .
[3] A 4-methyl-1-pentene polymer (X) according to [1] or [2] above, which further satisfies the following requirement (h).
(h) The melt flow rate (MFR) measured under conditions of 260°C and a 5 kg load in accordance with ASTM D1238 is 0.1 to 500 g/10 min.
〔4〕前記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む成形体。
〔5〕最大肉厚が100mm以下であり、最小肉厚が0.001mm以上である、前記〔4〕に記載の成形体。
〔6〕射出成形体または押出成形体である、前記〔4〕または〔5〕に記載の成形体。
〔7〕フィルム状またはシート状である、前記〔4〕~〔6〕のいずれかに記載の成形体。
〔8〕前記〔4〕~〔7〕のいずれかに記載の成形体からなる、食品包装資材または食品保存容器。
〔9〕少なくとも1つの層が、前記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む層である、積層体。
[4] A molded article comprising the 4-methyl-1-pentene polymer (X) described in any of [1] to [3] above.
[5] The molded article according to [4], wherein the maximum wall thickness is 100 mm or less and the minimum wall thickness is 0.001 mm or more.
[6] The molded article according to [4] or [5], which is an injection-molded article or an extruded article.
[7] A molded article according to any one of [4] to [6], which is in the form of a film or a sheet.
[8] A food packaging material or food storage container comprising a molded body as described in any of [4] to [7] above.
[9] A laminate in which at least one layer is a layer containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X) described in any of [1] to [3] above.
〔10〕200~320℃のダイス温度、70~120℃のチルロール温度のフィルム成形条件下で、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含むフィルムを成形する工程を有し、
前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)が、下記要件(a)~(f)をすべて満たす、フィルムの製造方法。
(a)4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.4モル%を超え100モル%以下であり、エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種由来の構成単位の含有量が0モル%以上0.6モル%未満である。
(b)13C-NMRで測定されるメソダイアッド分率(m)が、98.5%以上100%以下である。
(c)135℃デカリン溶媒中で測定した極限粘度[η]が、0.1~6.0dl/gである。
(d)23℃デカン可溶部量が、5.0質量%以下である。
(e)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融点(Tm)が、200~260℃である。
(f)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融解熱量(ΔHm)が、45J/g以上である。
[10] The process includes a step of forming a film containing a 4-methyl-1-pentene polymer (X) under film forming conditions of a die temperature of 200 to 320°C and a chill roll temperature of 70 to 120°C.
A method for producing a film, wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (X) satisfies all of the following requirements (a) to (f).
(a) The content of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene is greater than 99.4 mol% and less than or equal to 100 mol%, and the content of constituent units derived from at least one selected from ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) is 0 mol% or more and less than 0.6 mol%.
(b) The mesodiad fraction (m) measured by 13¹C -NMR is between 98.5% and 100%.
(c) The intrinsic viscosity [η] measured in decalin solvent at 135°C is 0.1 to 6.0 dl/g.
(d) The decane-soluble portion at 23°C is 5.0% by mass or less.
(e) The melting point (Tm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 200 to 260°C.
(f) The heat of fusion (ΔHm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 45 J/g or more.
〔11〕前記4-メチル1-ペンテン系重合体(X)が、さらに下記要件(g)を満たす、前記〔10〕に記載のフィルムの製造方法。
(g)JIS K7112の密度勾配管法に準拠して測定した密度が、815~850kg/m3である。
〔12〕前記4-メチル1-ペンテン系重合体(X)が、さらに下記要件(h)を満たす、前記〔10〕または〔11〕に記載のフィルムの製造方法。
(h)ASTM D1238に準拠して260℃、5kg荷重の条件で測定したメルトフローレート(MFR)が、0.1~500g/10分である。
[11] The method for producing the film according to [10], wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (X) further satisfies the following requirement (g).
(g) The density measured in accordance with the density gradient pipe method of JIS K7112 is 815 to 850 kg/ m³ .
[12] The method for producing a film according to [10] or [11], wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (X) further satisfies the following requirement (h).
(h) The melt flow rate (MFR) measured under conditions of 260°C and a 5 kg load in accordance with ASTM D1238 is 0.1 to 500 g/10 min.
本発明によれば、耐熱性に優れるとともに、軽量で、ガス透過を抑制可能なフィルム等の成形体を製造しうる、4-メチル-1-ペンテン系重合体、およびそれを含むフィルム等の成形体を提供することができる。
また、本発明によれば、耐熱性に優れ、ガス透過を抑制可能な、4-メチル-1-ペンテン系重合体を含むフィルムの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a 4-methyl-1-pentene polymer and a molded article such as a film containing the same, which can be used to produce molded articles such as films that have excellent heat resistance, are lightweight, and can suppress gas permeation.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a film containing a 4-methyl-1-pentene polymer that has excellent heat resistance and can suppress gas permeation.
以下、本発明について説明する。本明細書において、数値範囲A~Bは、特に言及のない限り、A以上B以下を意味する。また「重合」なる記載および「(共)重合」なる記載は、別途の記載がない限り、いずれも単独重合および共重合を包括する意味で用いられる。 The present invention will be described below. In this specification, the numerical range A to B means A or greater and B or less, unless otherwise specified. Furthermore, unless otherwise specified, the terms "polymerization" and "(co)polymerization" are used to encompass both homopolymerization and copolymerization.
<4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)>
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、下記要件(a)~(f)をすべて満たす。
<4-methyl-1-pentene polymer (X)>
The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention satisfies all of the following requirements (a) to (f).
《要件(a)》
(a)4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.4モル%を超え100モル%以下であり、エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種由来の構成単位の含有量(α-オレフィン由来の構成単位の含有量)が0モル%以上0.6モル%未満である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、好ましくは4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.5~100モル%、α-オレフィン由来の構成単位の含有量が0~0.5モル%であり、より好ましくは、4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.5モル%を超え100モル%以下、α-オレフィン由来の構成単位の含有量が0モル%以上0.5モル%未満であり、さらに好ましくは、4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.6~100モル%、α-オレフィン由来の構成単位の含有量が0~0.4モル%であり、特に好ましくは、4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.6モル%を超え100モル%以下、α-オレフィン由来の構成単位の含有量が0モル%以上0.4モル%未満である。
《Requirement (a)》
(a) The content of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene is greater than 99.4 mol% and less than or equal to 100 mol%, and the content of constituent units derived from at least one selected from ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) (content of constituent units derived from α-olefins) is 0 mol% or more and less than 0.6 mol%. The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention preferably has a content of 99.5 to 100 mol% of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene and a content of 0 to 0.5 mol% of constituent units derived from α-olefin, more preferably has a content of more than 99.5 mol% and 100 mol% or less of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene and a content of 0 mol% or more and less than 0.5 mol%, even more preferably has a content of 99.6 to 100 mol% of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene and a content of 0 to 0.4 mol% of constituent units derived from α-olefin, and particularly preferably has a content of more than 99.6 mol% and 100 mol% or less of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene and a content of 0 mol% or more and less than 0.4 mol% of constituent units derived from α-olefin.
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)が、上記のような構成単位の含有量を満たすと、耐熱性や軽量性の観点から好ましい。また、α-オレフィン由来の構成単位の含有量が少なく結晶化度が高いものとなり、当該4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含むフィルム等の成形体のガス透過が抑制されるため好ましい。 The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention is preferable from the viewpoint of heat resistance and light weight when it satisfies the above-mentioned content of constituent units. Furthermore, it is preferable that the content of α-olefin-derived constituent units is low and the degree of crystallinity is high, thereby suppressing gas permeation in molded articles such as films containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X).
エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンが挙げられる。本明細書において、エチレンはα-オレフィンに包含されるものとする。これらの中でも、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)から得られる成形体の可撓性を付与するという観点から、炭素数5~20の直鎖状α-オレフィンが好ましく、炭素数6~20の直鎖状α-オレフィンがより好ましく、炭素数8~20の直鎖状α-オレフィンがさらに好ましく、炭素数10~20の直鎖上α-オレフィンが特に好ましい。具体的には、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセンが好ましく、1-デセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセンが特に好ましい。4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)が、α-オレフィン由来の構成単位を有する場合、α-オレフィン由来の構成単位は、1種単独であってもよく、2種以上であってもよい。 Examples of ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, and 1-eicosene. In this specification, ethylene is included in α-olefins. Among these, linear α-olefins having 5 to 20 carbon atoms are preferred from the viewpoint of imparting flexibility to molded articles obtained from 4-methyl-1-pentene polymers (X), linear α-olefins having 6 to 20 carbon atoms are more preferred, linear α-olefins having 8 to 20 carbon atoms are even more preferred, and linear α-olefins having 10 to 20 carbon atoms are particularly preferred. Specifically, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, and 1-octadecene are preferred, and 1-decene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, and 1-octadecene are particularly preferred. When the 4-methyl-1-pentene polymer (X) has structural units derived from α-olefins, the structural units derived from α-olefins may be a single type or two or more types.
4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、本発明の目的を損なわない範囲で、4-メチル-1-ペンテンおよび炭素数2~20のα-オレフィン以外の他の重合性化合物由来の構成単位をさらに有することができる。他の重合性化合物としては、例えば、スチレン、ビニルシクロペンテン、ビニルシクロヘキサン、ビニルノルボルナン等の環状構造を有するビニル化合物;酢酸ビニル等のビニルエステル;無水マレイン酸等の不飽和有機酸またはその誘導体;ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエン等の共役ジエン;1,4-ヘキサジエン、1,6-オクタジエン、2-メチル-1,5-ヘキサジエン、6-メチル-1,5-ヘプタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、5-ビニルノルボルネン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネン、5-イソプロピリデン-2-ノルボルネン、6-クロロメチル-5-イソプロペンル-2-ノルボルネン、2,3-ジイソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-エチリデン-3-イソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-プロペニル-2,2-ノルボルナジエン等の非共役ポリエンが挙げられる。4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)中において、他の重合性化合物由来の構成単位の含有割合は、全構成単位100モル%中、通常0.5モル%以下、好ましくは0.3モル%以下、より好ましくは0.1モル%以下であり、含有しないことが特に好ましい。 The 4-methyl-1-pentene polymer (X) may further have constituent units derived from other polymerizable compounds other than 4-methyl-1-pentene and α-olefins having 2 to 20 carbon atoms, to the extent that it does not impair the objectives of the present invention. Examples of other polymerizable compounds include: vinyl compounds having a cyclic structure such as styrene, vinylcyclopentene, vinylcyclohexane, and vinylnorbornane; vinyl esters such as vinyl acetate; unsaturated organic acids or their derivatives such as maleic anhydride; conjugated dienes such as butadiene, isoprene, pentadiene, and 2,3-dimethylbutadiene; 1,4-hexadiene, 1,6-octadiene, 2-methyl-1,5-hexadiene, 6-methyl-1,5-heptadiene, and 7-methyl-1,6-octadiene. Examples of non-conjugated polyenes include dicyclopentadiene, cyclohexadiene, dicyclooctadiene, methylenenorbornene, 5-vinylnorbornene, 5-ethylidene-2-norbornene, 5-methylene-2-norbornene, 5-isopropylidene-2-norbornene, 6-chloromethyl-5-isopropenyl-2-norbornene, 2,3-diisopropylidene-5-norbornene, 2-ethylidene-3-isopropylidene-5-norbornene, and 2-propenyl-2,2-norbornadiene. In the 4-methyl-1-pentene polymer (X), the content of constituent units derived from other polymerizable compounds is typically 0.5 mol% or less, preferably 0.3 mol% or less, and more preferably 0.1 mol% or less, out of 100 mol% of the total constituent units, and it is particularly preferable that they are not present.
《要件(b)》
(b)13C-NMRで測定されるメソダイアッド分率(m)が、98.5%以上100%以下である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)のメソダイアッド分率(m)は、好ましくは98.7~100%、より好ましくは99.0~100%、さらに好ましくは99.3~100%、特に好ましくは99.5~100%である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)のメソダイアッド分率(m)が、上記範囲を満たすと、得られる成形体の耐熱性や機械的強度が充分なものとなる。 本発明において、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)のメソダイアッド分率(m)は、たとえば後述するオレフィン重合用触媒の種類によって調整することができる。
《Requirement (b)》
(b) The mesodiad fraction (m) measured by 13C -NMR is 98.5% or more and 100% or less. The mesodiad fraction (m) of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention is preferably 98.7 to 100%, more preferably 99.0 to 100%, even more preferably 99.3 to 100%, and particularly preferably 99.5 to 100%. When the mesodiad fraction (m) of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention satisfies the above range, the resulting molded article will have sufficient heat resistance and mechanical strength. In the present invention, the mesodiad fraction (m) of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) can be adjusted, for example, by the type of olefin polymerization catalyst described later.
《要件(c)》
(c)135℃デカリン溶媒中で測定した極限粘度[η]が、0.1~6.0dl/gである。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の極限粘度[η]は、好ましくは1.2~3.6dl/g、より好ましくは1.4~3.4dl/g、さらに好ましくは1.6~3.2dl/gである。極限粘度[η]が大きすぎると、成形時のダイス内部での樹脂流れの乱れや、メルトフラクチャーによる現象により、得られるフィルム等の成形体の表面粗度や厚みムラが大きくなる傾向がある。また、極限粘度[η]が小さすぎると、溶融張力の低下により、耳揺れやチルロールからの浮き上がりが生じて厚みムラが大きくなる傾向があると考えられる。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の極限粘度[η]が、上記範囲を満たすと、成形性に優れ、厚みムラのない成形体が得られやすいため好ましい。
《Requirement (c)》
(c) The intrinsic viscosity [η] measured in decalin solvent at 135°C is 0.1 to 6.0 dl/g. The intrinsic viscosity [η] of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention is preferably 1.2 to 3.6 dl/g, more preferably 1.4 to 3.4 dl/g, and even more preferably 1.6 to 3.2 dl/g. If the intrinsic viscosity [η] is too high, the surface roughness and thickness unevenness of the molded article, such as a film, tend to increase due to turbulence of the resin flow inside the die during molding and phenomena caused by melt fracture. Also, if the intrinsic viscosity [η] is too low, it is thought that the decrease in melt tension tends to cause ear wobble and lifting from the chill roll, resulting in greater thickness unevenness. When the intrinsic viscosity [η] of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention satisfies the above range, it is preferable because it is easy to obtain a molded article with excellent moldability and no thickness unevenness.
《要件(d)》
(d)23℃デカン可溶部量が、5.0質量%以下である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、23℃デカン可溶部量が好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.1質量%以下である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の23℃デカン可溶部量が上記範囲を満たすと、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の結晶性が高いものとなり、これを含む成形体がガス透過を抑制することが可能となるため好ましい。
《Requirement (d)》
(d) The 23°C decane soluble portion is 5.0% by mass or less. The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention preferably has a 23°C decane soluble portion of 3.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, even more preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less. When the 23°C decane soluble portion of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention satisfies the above range, the crystallinity of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) becomes high, and it is preferable that the molded article containing it can suppress gas permeation.
《要件(e)》
(e)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融点(Tm)が、200~260℃である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の融点(Tm)は、好ましくは210~255℃、より好ましくは220~250℃、さらに好ましくは230~245℃である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、上記範囲を満たすため、これを含む成形体が耐熱性に優れたものとなり好ましい。
《Requirement (e)》
(e) The melting point (Tm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 200 to 260°C. The melting point (Tm) of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention is preferably 210 to 255°C, more preferably 220 to 250°C, and even more preferably 230 to 245°C. Since the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention satisfies the above range, molded articles containing it have excellent heat resistance and are therefore preferable.
《要件(f)》
(f)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融解熱量(ΔHm)が、45J/g以上である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の融解熱量(ΔHm)は、好ましくは48J/g以上、より好ましくは50J/g以上、さらに好ましくは52J/g以上である。この融解熱量(ΔHm)の上限値は、特に限定されるものではないが、たとえば70J/gである。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、上記範囲を満たすため結晶化度が高く、これを含む成形体が耐熱性に優れ、ガス透過を抑制することが可能となるため好ましい。
《Requirement (f)》
(f) The heat of fusion (ΔHm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 45 J/g or more. The heat of fusion (ΔHm) of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention is preferably 48 J/g or more, more preferably 50 J/g or more, and even more preferably 52 J/g or more. The upper limit of this heat of fusion (ΔHm) is not particularly limited, but for example it is 70 J/g. The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention is preferable because it satisfies the above range, has a high degree of crystallinity, and a molded article containing it has excellent heat resistance and can suppress gas permeation.
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、上述した融点(Tm)と、融解熱量(ΔHm)とが、好ましくは下記式(1)を、より好ましくは下記式(2)を、さらに好ましくは下記式(3)を、特に好ましくは下記式(4)満たす。
ΔHm-(0.5×Tm-76)≧0 …(1)
ΔHm-(0.5×Tm-76)>0 …(2)
ΔHm-(0.5×Tm-76)≧6 …(3)
ΔHm-(0.5×Tm-76)≧8 …(4)
The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention preferably satisfies the following formula (1), more preferably formula (2), even more preferably formula (3), and particularly preferably formula (4) for its melting point (Tm) and heat of fusion (ΔHm).
ΔHm-(0.5×Tm-76)≧0…(1)
ΔHm-(0.5×Tm-76)>0...(2)
ΔHm-(0.5×Tm-76)≧6…(3)
ΔHm-(0.5×Tm-76)≧8…(4)
また、ΔHm-(0.5×Tm-76)の上限値は特に限定されるものではないが、たとえば20である。この範囲にあると、耐熱性に優れ、ガス透過を抑制することが可能となり、成形性に優れ、厚みムラのない成形体が得られやすいため好ましい。
上記式を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、従来公知の4-メチル-1-ペンテン系重合体と比べて、同程度の融点(Tm)における融解熱量(ΔHm)が大きい、すなわち結晶化度が高いものである。
Furthermore, the upper limit of ΔHm - (0.5 × Tm - 76) is not particularly limited, but for example, it is 20. Being within this range is preferable because it allows for excellent heat resistance, suppression of gas permeation, excellent moldability, and easier acquisition of molded articles with uniform thickness.
A 4-methyl-1-pentene polymer (X) that satisfies the above formula has a larger heat of fusion (ΔHm) at a similar melting point (Tm) compared to conventionally known 4-methyl-1-pentene polymers, i.e., it has a higher degree of crystallinity.
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、上記要件(a)~(f)をすべて満たすことにより、耐熱性に優れるとともに、軽量で、ガス透過が抑制可能なフィルム等の成形体を得ることができる。上記効果は以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)はエチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種由来の構成単位の含有量(α-オレフィン由来の構成単位の含有量)が比較的少ない。さらにメソダイアッド分率(m)が比較的高く立体規則性が高い。加えて23℃デカン可溶部量が比較的少ない。このため、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は従来公知の4-メチル-1-ペンテン系重合体と比べて結晶化度が高い。一般的に、結晶化した領域はその運動性の低さからガスを通しにくいため、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含むフィルム等の成形体は、ガス透過が抑制されたと推測される。また、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、α-オレフィン由来の構成単位の含有量が比較的少なく、融点(Tm)が高いことから、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含むフィルム等の成形体は耐熱性に優れる。さらに、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の極限粘度[η]によれば、成形性に優れ、厚みムラのない成形体が得られやすい。
以上の理由により、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は耐熱性に優れるとともに、軽量で、ガス透過を抑制可能なフィルム等の成形体を得ることができると推測される。
The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention satisfies all of the above requirements (a) to (f), thereby enabling the production of molded articles such as films that are heat-resistant, lightweight, and have suppressed gas permeability. The above effects are presumed to be due to the following reasons, but are not limited thereto.
The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention has a relatively low content of constituent units derived from at least one selected from ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene). Furthermore, it has a relatively high mesodiad fraction (m) and high stereoregularity. In addition, it has a relatively low decane-soluble portion at 23°C. For these reasons, the 4-methyl-1-pentene polymer (X) has a higher degree of crystallinity compared to conventionally known 4-methyl-1-pentene polymers. Generally, because crystallized regions have low mobility, gases do not easily pass through them, so it is presumed that molded articles such as films containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X) have suppressed gas permeability. Moreover, because the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention has a relatively low content of constituent units derived from α-olefins and a high melting point (Tm), molded articles such as films containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X) have excellent heat resistance. Furthermore, the intrinsic viscosity [η] of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention makes it easy to obtain molded articles with excellent moldability and uniform thickness.
For the reasons stated above, it is presumed that the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention can be used to obtain molded articles such as films that are heat-resistant, lightweight, and capable of suppressing gas permeation.
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、上記の要件(a)~(f)に加え、好ましくは、要件(g)、要件(h)の一つ以上をさらに満たす。 The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention preferably satisfies one or more of the above requirements (a) to (f), as well as requirements (g) and (h).
《要件(g)》
(g)JIS K7112の密度勾配管法に準拠して測定した密度が、好ましくは815~850kg/m3である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の密度は、より好ましくは820~840kg/m3であり、さら好ましくは825~835kg/m3であり、特に好ましくは825~832kg/m3である。
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の密度が、上記の範囲を満たす場合には、これを含む成形体が軽量なものとなるため好ましい。上記の範囲を満たす本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、これを含む成形体が軽量なものとなるにも関わらず、上述の要件(a)~(f)を満たすことにより、優れた耐熱性を有し、ガス透過を抑制することが可能となる。
《Requirement (g)》
(g) The density measured in accordance with the density gradient pipe method of JIS K7112 is preferably 815 to 850 kg/ m³ . The density of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention is more preferably 820 to 840 kg/ m³ , even more preferably 825 to 835 kg/ m³ , and particularly preferably 825 to 832 kg/ m³ .
When the density of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention satisfies the above range, it is preferable because the molded article containing it will be lightweight. The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention that satisfies the above range will have excellent heat resistance and suppress gas permeation, even though the molded article containing it will be lightweight, by satisfying the above requirements (a) to (f).
《要件(h)》
(h)ASTM D1238に準拠して260℃、5kg荷重の条件で測定したメルトフローレート(MFR)が、好ましくは0.1~500g/10分である。本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)のメルトフローレート(MFR)は、より好ましくは2~100g/10分、さらに好ましくは3~30g/10分である。メルトフローレート(MFR)が上記範囲にあると、成形体製造時の樹脂流動性の点で好ましい。本発明において、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)のメルトフローレート(MFR)は、例えば重合反応中に反応器内に水素を併存させることにより調整することができる。
《Requirements (h)》
(h) The melt flow rate (MFR), measured at 260°C and under a 5 kg load in accordance with ASTM D1238, is preferably 0.1 to 500 g/10 min. The melt flow rate (MFR) of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention is more preferably 2 to 100 g/10 min, and even more preferably 3 to 30 g/10 min. A melt flow rate (MFR) within the above range is preferable in terms of resin fluidity during the production of molded articles. In the present invention, the melt flow rate (MFR) of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) can be adjusted, for example, by co-existing hydrogen in the reactor during the polymerization reaction.
さらに、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、射出成形体のビカット軟化温度が好ましくは145~250℃、より好ましくは150~230℃、さらに好ましくは190~230℃、特に好ましくは195~230℃であることが望ましい。ビカット軟化温度の測定に用いる射出成形体は、後述する実施例に記載の方法により作成することができる。このようなビカット軟化温度を有する4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、耐熱性に優れ、形状安定性に優れた成形体を提供することができる。 Furthermore, the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention preferably has a Vicat softening temperature of 145 to 250°C, more preferably 150 to 230°C, even more preferably 190 to 230°C, and particularly preferably 195 to 230°C for injection-molded articles. The injection-molded articles used for measuring the Vicat softening temperature can be prepared by the method described in the examples below. A 4-methyl-1-pentene polymer (X) having such a Vicat softening temperature can provide molded articles with excellent heat resistance and dimensional stability.
<4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の製造方法>
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、上述の要件(a)~(f)を満たせばよく、その製造方法を特に限定するものではないが、たとえば、後述するオレフィン重合用触媒の存在下、4-メチル-1-ペンテンと、必要に応じてエチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンを重合する工程を有する製造方法により好適に製造することができる。
<Method for producing 4-methyl-1-pentene polymer (X)>
The 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention only needs to satisfy the above requirements (a) to (f), and the method of production is not particularly limited. For example, it can be suitably produced by a production method having the step of polymerizing 4-methyl-1-pentene and, if necessary, ethylene and at least one olefin selected from α-olefins having 3 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) in the presence of an olefin polymerization catalyst described later.
《オレフィン重合用触媒》
4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の製造において、好適に用いられるオレフィン重合用触媒は、後述する一般式[I]で表される遷移金属化合物およびその鏡像異性体から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物(A)を含有する。この遷移金属化合物(A)を含むオレフィン重合触媒の存在下に4-メチル-1-ペンテンを主とするモノマーを重合すると、立体規則性の高い重合体が得られやすく、融点(Tm)に対する融解熱量(ΔHm)が高く、結晶化度の高い、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を好適に製造することができる。
Catalysts for olefin polymerization
In the production of the 4-methyl-1-pentene polymer (X), the olefin polymerization catalyst preferably used contains at least one transition metal compound (A) selected from the transition metal compound represented by the general formula [I] described later and its enantiomers. When a monomer mainly composed of 4-methyl-1-pentene is polymerized in the presence of this olefin polymerization catalyst containing the transition metal compound (A), a polymer with high stereoregularity is easily obtained, and the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention, which has a high heat of fusion (ΔHm) relative to its melting point (Tm) and high crystallinity, can be suitably produced.
このオレフィン重合用触媒は、さらに、
(B)(B-1)有機金属化合物、(B-2)有機アルミニウムオキシ化合物、および(B-3)遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物、から選ばれる少なくとも1種の化合物(以下「化合物(B)」ともいう。)
を含有することが好ましい。
This olefin polymerization catalyst further,
(B) At least one compound selected from (B-1) organometallic compounds, (B-2) organoaluminum oxy compounds, and (B-3) transition metal compounds (A) that react to form ion pairs (hereinafter also referred to as "compound (B)").
It is preferable that it contains [the specified ingredient].
前記オレフィン重合用触媒は、さらに必要に応じて、
(C)担体
を含有することがより好ましい。
また前記オレフィン重合用触媒は、さらに必要に応じて、
(D)有機化合物成分
を含有することもできる。
The olefin polymerization catalyst may be further used as needed.
(C) It is more preferable to contain a carrier.
Furthermore, the olefin polymerization catalyst may be used as needed.
(D) It may also contain organic compound components.
以下、遷移金属化合物(A)、化合物(B)、担体(C)、有機化合物成分(D)の各成分の好ましい態様について具体的に説明する。 The preferred embodiments of each component—the transition metal compound (A), the compound (B), the support (C), and the organic compound component (D)—will be described in detail below.
〈遷移金属化合物(A)〉
本発明で用いられる遷移金属化合物(A)は、一般式[I]で表される遷移金属化合物(以下、遷移金属化合物[I]ともいう)およびその鏡像異性体から選ばれる少なくとも1種である。本明細書において鏡像異性体については特に言及していないが、遷移金属化合物(A)は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、遷移金属化合物[I]の全ての鏡像異性体、例えば一般式[I']で表される遷移金属化合物を包含する。
The transition metal compound (A) used in the present invention is at least one selected from the transition metal compound represented by general formula [I] (hereinafter also referred to as transition metal compound [I]) and its enantiomers. Although enantiomers are not specifically mentioned in this specification, the transition metal compound (A) encompasses all enantiomers of the transition metal compound [I], for example, the transition metal compound represented by general formula [I'], without departing from the spirit of the present invention.
式[I]中、R1、R3、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15およびR16はそれぞれ独立に水素原子、炭化水素基、ヘテロ原子含有炭化水素基またはケイ素含有基であり、R2は炭化水素基、ヘテロ原子含有炭化水素基またはケイ素含有基であり、R4は水素原子であり、R4を除くR1からR16までの置換基のうち、任意の2つの置換基は互いに結合して環を形成していてもよい。 In formula [I], R1 , R3 , R5 , R6 , R7 , R8 , R9 , R10 , R11 , R12 , R13 , R14 , R15 , and R16 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group, a heteroatom-containing hydrocarbon group, or a silicon-containing group; R2 is a hydrocarbon group, a heteroatom-containing hydrocarbon group, or a silicon-containing group; R4 is a hydrogen atom; and any two substituents from R1 to R16 , excluding R4 , may be bonded to each other to form a ring.
式[I]中、Mは第4族遷移金属であり、Qはハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子であり、jは1~4の整数であり、jが2以上の整数であるとき、Qは同一または異なる組合せで選んでもよい。 In formula [I], M is a group 4 transition metal, Q is a halogen atom, hydrocarbon group, anionic ligand, or a neutral ligand that can coordinate with a lone pair of electrons, and j is an integer from 1 to 4. When j is an integer of 2 or greater, Q may be chosen in the same or different combinations.
なお、式[I]および[I']の表記において、MQj部分が紙面手前に、架橋部が紙面奥側に存在するものとする。すなわち、遷移金属化合物(A)では、シクロペンタジエン環のα位(架橋部位が置換した炭素原子を基準とする)に、中心金属側に向いた水素原子(R4)が存在する。 In the notation of formulas [I] and [I'], the MQ j portion is assumed to be in front of the page, and the bridging portion is in the background. That is, in the transition metal compound (A), there is a hydrogen atom (R 4 ) facing the central metal at the α position of the cyclopentadiene ring (relative to the carbon atom substituted by the bridging portion).
遷移金属化合物[I]は、R2が水素原子ではなく、かつR4が水素原子であるため、従来公知のメタロセン化合物では困難であった、経済性の高い重合条件下においても、高い立体規則性や高い融点と、高い分子量とを有するオレフィン重合体を製造することが可能である。 Because transition metal compound [I] has R2 which is not a hydrogen atom and R4 which is a hydrogen atom, it is possible to produce olefin polymers with high stereoregularity, high melting point, and high molecular weight even under economical polymerization conditions, which were difficult with conventionally known metallocene compounds.
遷移金属化合物[I]が優れた性能を示す理由について、ポリマーの分子量に与える影響を例に挙げ、以下に推定される重合反応機構を用いて説明する。 The reason why transition metal compounds [I] exhibit superior performance will be explained below using the estimated polymerization reaction mechanism, citing their effect on the molecular weight of polymers as an example.
重合反応によって生成するポリマーの分子量が大きいということは、モノマーが触媒の中心金属/ポリマー鎖間に挿入される反応である生長反応の速度が、ポリマー鎖の生長が停止する反応である連鎖移動反応の速度に対して、著しく大きいということである。メタロセン触媒によるオレフィン重合反応では、主な連鎖移動反応としては、水素原子が触媒の中心金属Mに移動するβ-水素移動と、水素原子がモノマーへ移動するβ-水素移動との2種類が知られており、主に後者のβ-水素移動が支配的であるとされている(Chem. Rev. (2000), 100, 1253他参照)。 The large molecular weight of the polymer produced by the polymerization reaction means that the rate of the growth reaction, in which monomers are inserted between the central metal of the catalyst and the polymer chain, is significantly higher than the rate of the chain transfer reaction, in which polymer chain growth stops. In olefin polymerization reactions using metallocene catalysts, two main types of chain transfer reactions are known: β-hydrogen transfer, in which hydrogen atoms move to the central metal M of the catalyst, and β-hydrogen transfer, in which hydrogen atoms move to the monomer. The latter, β-hydrogen transfer, is considered to be dominant (see Chem. Rev. (2000), 100, 1253, et al.).
それぞれの遷移状態の模式図を式(i)~(iii)に示す。なお、触媒の配位子は省略してあり、式(i)~(iii)中のM'は触媒の活性中心金属を表し、Pはポリマー鎖を表す。 Schematic diagrams of each transition state are shown in equations (i) to (iii). Note that catalyst ligands are omitted, and in equations (i) to (iii), M' represents the active center metal of the catalyst, and P represents the polymer chain.
モノマーへのβ-水素移動における遷移状態は、M'を中心とした6員環構造である(式(ii))。モノマーの挿入反応は、α位の水素がM'に配位するため5員環構造をとる(式(i))。触媒の配位子によってM'近傍の空間を狭めると、より大きな空間を必要とする6員環構造の遷移状態は5員環構造の遷移状態よりも不安定化され、すなわちモノマーへのβ-水素移動の反応速度が小さくなり、相対的にモノマーの挿入反応の反応速度が大きくなる。その結果、生成するポリマーの分子量が大きくなることが知られている(Macromolecules (1996), 29, 2729参照)。 The transition state in β-hydrogen transfer to the monomer is a six-membered ring structure centered on M' (Equation (ii)). The monomer insertion reaction adopts a five-membered ring structure because the hydrogen at the α position coordinates to M' (Equation (i)). When the space near M' is narrowed by the catalyst ligand, the transition state of the six-membered ring structure, which requires a larger space, becomes more unstable than the transition state of the five-membered ring structure. This means the reaction rate of β-hydrogen transfer to the monomer decreases, and the reaction rate of the monomer insertion reaction increases relatively. As a result, the molecular weight of the resulting polymer is known to increase (see Macromolecules (1996), 29, 2729).
一方、中心金属Mへのβ-水素移動における遷移状態は,モノマーの挿入反応の遷移状態よりも、空間がさらに小さい4員環構造をとる(式(iii))。そのため、配位子によってM'近傍の空間が小さくなりすぎると中心金属Mへのβ-水素移動の反応速度が相対的に高まり、生成するポリマーの分子量は小さくなることが予想される。 On the other hand, the transition state in β-hydrogen transfer to the central metal M adopts a four-membered ring structure with an even smaller space than the transition state in the monomer insertion reaction (Equation (iii)). Therefore, if the space near M' becomes too small due to the ligand, the reaction rate of β-hydrogen transfer to the central metal M will relatively increase, and it is expected that the molecular weight of the resulting polymer will decrease.
以上の反応機構を、遷移金属化合物[I]に当てはめる。当該遷移金属化合物[I]は、シクロペンタジエン環とフルオレン環とを結ぶ架橋部分に5員環構造を有する。ここで、R2が水素原子ではない骨格に対し、R4に、水素原子よりも大きい、すなわち水素原子以外の置換基を導入すると、中心金属M周辺の空間が小さくなる。その結果、6員環構造の遷移状態を経るモノマーへのβ-水素移動を抑制することができるが、同時に5員環構造の遷移状態を経るモノマーの挿入反応の反応速度を低下させてしまうと考えられる。このため、4員環構造の遷移状態を経る中心金属Mへのβ-水素移動が促進され、分子量が充分に大きくならない。 The above reaction mechanism is applied to the transition metal compound [I]. This transition metal compound [I] has a five-membered ring structure in the bridging portion connecting the cyclopentadiene ring and the fluorene ring. Here, if a substituent larger than a hydrogen atom, i.e., a substituent other than a hydrogen atom, is introduced to R4 in a skeleton where R2 is not a hydrogen atom, the space around the central metal M becomes smaller. As a result, β-hydrogen transfer to the monomer via the transition state of the six-membered ring structure can be suppressed, but at the same time, it is thought that the reaction rate of the insertion reaction of the monomer via the transition state of the five-membered ring structure is reduced. For this reason, β-hydrogen transfer to the central metal M via the transition state of the four-membered ring structure is promoted, and the molecular weight does not become sufficiently large.
一方、R2が水素原子ではない骨格に対し、R4を水素原子にすると、モノマーの挿入反応を阻害することなく、モノマーへのβ-水素移動のみを抑制することができるため、より高分子量のポリマーを生成することができると考えられる。 On the other hand, if R2 is not a hydrogen atom in the skeleton, and R4 is a hydrogen atom, it is possible to suppress only the β-hydrogen transfer to the monomer without inhibiting the monomer insertion reaction, thus enabling the production of polymers with higher molecular weight.
上記の理由により、シクロペンタジエン環とフルオレン環とを結ぶ架橋部分に5員環構造を有し、R2が水素原子ではなく、かつR4が水素原子の場合のみ、優れた性能を示す触媒となるものと考えられる。 For the reasons stated above, it is believed that a catalyst exhibiting superior performance is only possible when the bridging portion connecting the cyclopentadiene ring and the fluorene ring has a five-membered ring structure, and when R2 is not a hydrogen atom and R4 is a hydrogen atom.
〈R 1 からR 16 〉
R1からR16(ただし、R4を除く。)における炭化水素基としては、例えば、直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基、環状飽和炭化水素基、環状不飽和炭化水素基、飽和炭化水素基が有する1または2以上の水素原子を環状不飽和炭化水素基に置換してなる基が挙げられる。炭化水素基の炭素数は、通常1~20、好ましくは1~15、より好ましくは1~10である。
< R1 to R16 >
Examples of hydrocarbon groups in R1 to R16 (excluding R4 ) include linear hydrocarbon groups, branched hydrocarbon groups, cyclic saturated hydrocarbon groups, cyclic unsaturated hydrocarbon groups, and groups obtained by substituting one or more hydrogen atoms of a saturated hydrocarbon group with cyclic unsaturated hydrocarbon groups. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is usually 1 to 20, preferably 1 to 15, and more preferably 1 to 10.
直鎖状炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デカニル基等の直鎖状アルキル基;アリル基等の直鎖状アルケニル基が挙げられる。 Examples of linear hydrocarbon groups include linear alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, and n-decanyl groups; and linear alkenyl groups such as allyl groups.
分岐状炭化水素基としては、例えば、イソプロピル基、tert-ブチル基、tert-アミル基、3-メチルペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、1,1-ジメチルブチル基、1-メチル-1-プロピルブチル基、1,1-ジプロピルブチル基、1,1-ジメチル-2-メチルプロピル基、1-メチル-1-イソプロピル-2-メチルプロピル基等の分岐状アルキル基が挙げられる。 Examples of branched hydrocarbon groups include branched alkyl groups such as isopropyl group, tert-butyl group, tert-amyl group, 3-methylpentyl group, 1,1-diethylpropyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1-methyl-1-propylbutyl group, 1,1-dipropylbutyl group, 1,1-dimethyl-2-methylpropyl group, and 1-methyl-1-isopropyl-2-methylpropyl group.
環状飽和炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、メチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ノルボルニル基、アダマンチル基、メチルアダマンチル基等の多環式基が挙げられる。 Examples of cyclic saturated hydrocarbon groups include cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and methylcyclohexyl groups; and polycyclic groups such as norbornyl, adamantyl, and methyladamantyl groups.
環状不飽和炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、アントラセニル基等のアリール基;シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基;5-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エニル基等の多環の不飽和脂環式基が挙げられる。 Examples of cyclic unsaturated hydrocarbon groups include aryl groups such as phenyl, tolyl, naphthyl, biphenyl, phenanthryl, and anthracenyl groups; cycloalkenyl groups such as cyclohexenyl groups; and polycyclic unsaturated alicyclic groups such as 5-bicyclo[2.2.1]hepta-2-enyl groups.
飽和炭化水素基が有する1または2以上の水素原子を環状不飽和炭化水素基に置換してなる基としては、例えば、ベンジル基、クミル基、1,1-ジフェニルエチル基、トリフェニルメチル基等のアルキル基が有する1または2以上の水素原子をアリール基に置換してなる基が挙げられる。 Examples of groups formed by substituting one or more hydrogen atoms of a saturated hydrocarbon group with a cyclic unsaturated hydrocarbon group include groups formed by substituting one or more hydrogen atoms of an alkyl group such as a benzyl group, cumyl group, 1,1-diphenylethyl group, or triphenylmethyl group with an aryl group.
R1からR16(ただし、R4を除く。)におけるヘテロ原子含有炭化水素基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フリル基などの酸素原子含有炭化水素基;N-メチルアミノ基、N,N-ジメチルアミノ基、N-フェニルアミノ基等のアミノ基、ピリル基などの窒素原子含有炭化水素基;チエニル基などの硫黄原子含有炭化水素基が挙げられる。ヘテロ原子含有炭化水素基の炭素数は、通常1~20、好ましくは2~18、より好ましくは2~15である。ただし、ヘテロ原子含有炭化水素基からはケイ素含有基を除く。 Examples of heteroatom-containing hydrocarbon groups in R1 to R16 (excluding R4 ) include alkoxy groups such as methoxy and ethoxy groups, aryloxy groups such as phenoxy groups, and oxygen-containing hydrocarbon groups such as furyl groups; amino groups such as N-methylamino groups, N,N-dimethylamino groups, and N-phenylamino groups, and nitrogen-containing hydrocarbon groups such as pyryl groups; and sulfur-containing hydrocarbon groups such as thienyl groups. The number of carbon atoms in the heteroatom-containing hydrocarbon groups is usually 1 to 20, preferably 2 to 18, and more preferably 2 to 15. However, silicon-containing groups are excluded from the heteroatom-containing hydrocarbon groups.
R1からR16(ただし、R4を除く。)におけるケイ素含有基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基等の式-SiR3(式中、複数あるRはそれぞれ独立に炭素数1~15のアルキル基またはフェニル基である。)で表される基が挙げられる。 Examples of silicon-containing groups in R1 to R16 (excluding R4 ) include groups represented by the formula -SiR3 (wherein each of the multiple Rs is independently an alkyl group or phenyl group having 1 to 15 carbon atoms), such as trimethylsilyl group, triethylsilyl group, dimethylphenylsilyl group, diphenylmethylsilyl group, and triphenylsilyl group.
R4を除くR1からR16までの置換基のうち、隣接した2つの置換基(例:R1とR2、R2とR3、R5とR7、R6とR8、R7とR8、R9とR10、R10とR11、R11とR12、R13とR14、R14とR15、R15とR16)が互いに結合して環を形成していてもよく、R6およびR7が互いに結合して環を形成していてもよく、R1およびR8が互いに結合して環を形成していてもよく、R3およびR5が互いに結合して環を形成していてもよい。前記環形成は、分子中に2箇所以上存在してもよい。 Among the substituents R1 to R16 , excluding R4 , two adjacent substituents (e.g., R1 and R2 , R2 and R3, R5 and R7 , R6 and R8 , R7 and R8 , R9 and R10 , R10 and R11 , R11 and R12 , R13 and R14 , R14 and R15 , R15 and R16 ) may bond to each other to form a ring, or R6 and R7 may bond to each other to form a ring, or R1 and R8 may bond to each other to form a ring, or R3 and R5 may bond to each other to form a ring. Such ring formations may exist in two or more locations within the molecule.
本明細書において、2つの置換基が互いに結合して形成された環(付加的な環)としては、例えば、脂環、芳香環、ヘテロ環が挙げられる。具体的には、シクロヘキサン環;ベンゼン環;水素化ベンゼン環;シクロペンテン環;フラン環、チオフェン環等のヘテロ環およびこれに対応する水素化ヘテロ環が挙げられ、好ましくはシクロヘキサン環;ベンゼン環および水素化ベンゼン環である。また、このような環構造は、環上にアルキル基等の置換基をさらに有していてもよい。 In this specification, examples of rings formed by the bonding of two substituents (additional rings) include alicyclic rings, aromatic rings, and heterocyclic rings. Specifically, examples include cyclohexane rings; benzene rings; hydrogenated benzene rings; cyclopentene rings; heterocyclic rings such as furan rings and thiophene rings, and their corresponding hydrogenated heterocyclic rings. Preferably, these are cyclohexane rings, benzene rings, and hydrogenated benzene rings. Furthermore, such ring structures may have substituents such as alkyl groups on the ring.
R1およびR3は、立体規則性の観点から、水素原子であることが好ましい。
R5、R6およびR7から選ばれる少なくとも1つは、炭化水素基、ヘテロ原子含有炭化水素基またはケイ素含有基であることが好ましく、R5が炭化水素基であることがより好ましく、R5が直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基等の炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基であることがさらに好ましく、R5が炭素数2以上のアルキル基であることがとりわけ好ましい。また、合成上の観点からは、R6およびR7は水素原子であることも好ましい。また、R5およびR7が互いに結合して環を形成していることがより好ましく、当該環がシクロヘキサン環等の6員環であることが特に好ましい。
From the viewpoint of stereoregularity, R1 and R3 are preferably hydrogen atoms.
At least one selected from R5 , R6 , and R7 is preferably a hydrocarbon group, a heteroatom-containing hydrocarbon group, or a silicon-containing group, more preferably R5 is a hydrocarbon group, even more preferably R5 is a linear alkyl group, a branched alkyl group, or other alkyl group having 2 or more carbon atoms, a cycloalkyl group, or a cycloalkenyl group, and particularly preferably R5 is an alkyl group having 2 or more carbon atoms. From a synthetic viewpoint, it is also preferable that R6 and R7 are hydrogen atoms. Furthermore, it is more preferable that R5 and R7 are bonded to each other to form a ring, and it is particularly preferable that the ring is a 6-membered ring such as a cyclohexane ring.
R8は、炭化水素基であることが好ましく、アルキル基であることが特に好ましい。
R2は、立体規則性の観点から、炭化水素基であることが好ましく、炭素数1~20の炭化水素基であることがより好ましく、アリール基ではないことがさらに好ましく、直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基または環状飽和炭化水素基であることがとりわけ好ましく、遊離原子価を有する炭素(シクロペンタジエニル環に結合する炭素)が3級炭素である置換基であることが特に好ましい。
R 8 is preferably a hydrocarbon group, and particularly preferably an alkyl group.
From the viewpoint of stereoregularity, R2 is preferably a hydrocarbon group, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, even more preferably not an aryl group, particularly preferably a linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, or a cyclic saturated hydrocarbon group, and especially preferably a substituent in which the carbon with free valence (the carbon bonded to the cyclopentadienyl ring) is a tertiary carbon.
R2としては、具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、tert-ペンチル基、tert-アミル基、1-メチルシクロヘキシル基、1-アダマンチル基が例示でき、より好ましくはtert-ブチル基、tert-ペンチル基、1-メチルシクロヘキシル基、1-アダマンチル基等の遊離原子価を有する炭素が3級炭素である置換基であり、特に好ましくはtert-ブチル基、1-アダマンチル基である。 Examples of R2 include methyl group, ethyl group, isopropyl group, tert-butyl group, tert-pentyl group, tert-amyl group, 1-methylcyclohexyl group, and 1-adamantyl group. More preferably, R2 is a substituent in which the carbon atom having a free valence is a tertiary carbon, such as tert-butyl group, tert-pentyl group, 1-methylcyclohexyl group, or 1-adamantyl group, and particularly preferably tert-butyl group or 1-adamantyl group.
一般式[I]において、フルオレン環部分は公知のフルオレン誘導体から得られる構造であれば特に制限されないが、R9、R12、R13およびR16は、立体規則性、分子量の観点から、好ましくは水素原子である。 In general formula [I], the fluorene ring portion is not particularly limited as long as it is a structure obtained from known fluorene derivatives, however, R9 , R12 , R13 , and R16 are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of stereoregularity and molecular weight.
R10、R11、R14およびR15は、好ましくは水素原子、炭化水素基、酸素原子含有炭化水素基または窒素原子含有炭化水素基であり、より好ましくは炭化水素基であり、さらに好ましくは炭素数1~20の炭化水素基である。 R10 , R11 , R14 , and R15 are preferably a hydrogen atom, a hydrocarbon group, an oxygen atom-containing hydrocarbon group, or a nitrogen atom-containing hydrocarbon group, more preferably a hydrocarbon group, and even more preferably a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
R10とR11が互いに結合して環を形成し、かつR14とR15が互いに結合して環を形成していてもよい。このような置換フルオレニル基としては、例えば、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、オクタヒドロジベンゾフルオレニル基、1,1,4,4,7,7,10,10-オクタメチル-2,3,4,7,8,9,10,12-オクタヒドロ-1H-ジベンゾ[b,h]フルオレニル基、1,1,3,3,6,6,8,8-オクタメチル-2,3,6,7,8,10-ヘキサヒドロ-1H-ジシクロペンタ[b,h]フルオレニル基、1',1',3',6',8',8'-ヘキサメチル-1'H,8'H-ジシクロペンタ[b,h]フルオレニル基が挙げられ、特に好ましくは1,1,4,4,7,7,10,10-オクタメチル-2,3,4,7,8,9,10,12-オクタヒドロ-1H-ジベンゾ[b,h]フルオレニル基である。 R10 and R11 may bond to each other to form a ring, and R14 and R15 may also bond to each other to form a ring. Examples of such substituted fluorenyl groups include benzofluorenyl group, dibenzofluorenyl group, octahydrodibenzofluorenyl group, 1,1,4,4,7,7,10,10-octamethyl-2,3,4,7,8,9,10,12-octahydro-1H-dibenzo[b,h]fluorenyl group, and 1,1,3,3,6,6,8,8-octamethyl-2,3,6,7,8,10 Examples include the -hexahydro-1H-dicyclopenta[b,h]fluorenyl group and the 1',1',3',6',8',8'-hexamethyl-1'H,8'H-dicyclopenta[b,h]fluorenyl group, with the 1,1,4,4,7,7,10,10-octamethyl-2,3,4,7,8,9,10,12-octahydro-1H-dibenzo[b,h]fluorenyl group being particularly preferred.
〈M、Q、j〉
Mは、第4族遷移金属であり、好ましくはTi、ZrまたはHfであり、より好ましくはZrまたはHfであり、特に好ましくはZrである。
<M, Q, j>
M is a group 4 transition metal, preferably Ti, Zr, or Hf, more preferably Zr or Hf, and particularly preferably Zr.
Qでのハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
Qにおける炭化水素基としては、R1からR16(ただし、R4を除く。)における炭化水素基と同様の基が挙げられ、好ましくは直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基等のアルキル基である。
Examples of halogen atoms in Q include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
Examples of hydrocarbon groups in Q include those similar to the hydrocarbon groups in R1 to R16 (excluding R4 ), and are preferably alkyl groups such as linear alkyl groups and branched alkyl groups.
Qにおけるアニオン配位子としては、例えば、メトキシ、tert-ブトキシ等のアルコキシ基;フェノキシ等のアリールオキシ基;アセテート、ベンゾエート等のカルボキシレート基;メシレート、トシレート等のスルホネート基;ジメチルアミド、ジイソプロピルアミド、メチルアニリド、ジフェニルアミド等のアミド基が挙げられる。 Examples of anionic ligands in Q include alkoxy groups such as methoxy and tert-butoxy; aryloxy groups such as phenoxy; carboxylate groups such as acetate and benzoate; sulfonate groups such as mesylate and tosylate; and amide groups such as dimethylamide, diisopropylamide, methylanilide, and diphenylamide.
Qにおける孤立電子対で配位可能な中性配位子としては、例えば、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン等の有機リン化合物;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテルが挙げられる。 Examples of neutral ligands that can coordinate with the lone pair of electrons in Q include organophosphorus compounds such as trimethylphosphine, triethylphosphine, triphenylphosphine, and diphenylmethylphosphine; and ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, and 1,2-dimethoxyethane.
Qは、少なくとも1つがハロゲン原子またはアルキル基であることが好ましい。
jは、好ましくは2である。
Q is preferably at least one halogen atom or alkyl group.
j is preferably 2.
以上、遷移金属化合物[I]の構成、すなわちR1~R16、M、Qおよびjについて、好ましい態様を説明した。本発明では、それぞれの好適態様の任意の組合せも好ましい態様である。遷移金属化合物[I]の具体例としては、特開2015-183141号公報に記載の化合物を例示することができる。 The preferred embodiments of the transition metal compound [I], namely R1 to R16 , M, Q, and j, have been described above. In the present invention, any combination of each preferred embodiment is also a preferred embodiment. Specific examples of the transition metal compound [I] include the compounds described in Japanese Patent Application Publication No. 2015-183141.
遷移金属化合物[I]の命名に用いる位置番号については、 [1-(1',1',4',4',7',7',10',10'-オクタメチルオクタヒドロジベンゾ[b,h]フルオレン-12'-イル)(5-tert-ブチル-1-メチル-3-iso-プロピル-1,2,3,4-テトラヒドロペンタレン)]ジルコニウムジクロライド、および[8-(1',1',4',4',7',7',10',10'-オクタメチルオクタヒドロジベンゾ[b,h]フルオレン-12'-イル)(2-tert-ブチル-8-メチル-3,3b,4,5,6,7,7a,8-オクタヒドロシクロペンタ[a]インデン)]ジルコニウムジクロライドと、その鏡像異性体の一つについてを例にとると、それぞれ以下の式[I-1]、式[I-2]中に示すとおりである。 The positional numbers used in naming transition metal compounds [I] are as follows, taking as examples [1-(1',1',4',4',7',7',10',10'-octamethyloctahydrodibenzo[b,h]fluoren-12'-yl)(5-tert-butyl-1-methyl-3-iso-propyl-1,2,3,4-tetrahydropentalene)] zirconium dichloride and [8-(1',1',4',4',7',7',10',10'-octamethyloctahydrodibenzo[b,h]fluoren-12'-yl)(2-tert-butyl-8-methyl-3,3b,4,5,6,7,7a,8-octahydrocyclopenta[a]indene)] zirconium dichloride and one of its enantiomers, they are as shown in the following formulas [I-1] and [I-2].
〔遷移金属化合物(A)の製造方法〕
本発明で用いられるオレフィン重合用触媒を構成する遷移金属化合物(A)は、公知の方法によって製造可能であり、特に製造方法が限定されるわけではない。以下では、本発明で好適に用いられる遷移金属化合物[I]の製造方法の一例を説明するが、その鏡像異性体の製造方法についても同様である。
[Method for producing transition metal compound (A)]
The transition metal compound (A) that constitutes the olefin polymerization catalyst used in the present invention can be produced by known methods, and the production method is not particularly limited. Below, an example of a method for producing the transition metal compound [I] preferably used in the present invention will be described, but the same applies to the method for producing its enantiomer.
遷移金属化合物[I]の製造方法は、例えば、一般式(1a)で表されるペンタレン化合物を調製する工程(1)を有する。ペンタレン化合物(1a)においては、目的とする遷移金属化合物[I]の立体配置に応じた異性体を用いることができる。 A method for producing transition metal compound [I] includes, for example, a step (1) of preparing a pentalene compound represented by general formula (1a). In the pentalene compound (1a), isomers corresponding to the desired stereochemistry of the transition metal compound [I] can be used.
式(1a)中、R1、R3、R5、R6、R7およびR8はそれぞれ独立に水素原子、炭化水素基、ヘテロ原子含有炭化水素基またはケイ素含有基であり、R2は炭化水素基、ヘテロ原子含有炭化水素基またはケイ素含有基であり、R4は水素原子であり、R4を除くR1からR8までの置換基のうち、任意の2つの置換基は互いに結合して環を形成していてもよい。これらの好適態様は、一般式[I]中で説明したものと同様である。 In formula (1a), R1 , R3 , R5 , R6 , R7 , and R8 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group, a heteroatom-containing hydrocarbon group, or a silicon-containing group; R2 is a hydrocarbon group, a heteroatom-containing hydrocarbon group, or a silicon-containing group; R4 is a hydrogen atom; and any two substituents from R1 to R8 , excluding R4 , may be bonded to each other to form a ring. These preferred embodiments are the same as those described in general formula [I].
一実施態様は、工程(1)に続いて、ペンタレン化合物(1a)とフルオレン誘導体(2a)とを反応させて、遷移金属化合物[I]の前駆体化合物(3a)を得る工程(2)、および前駆体化合物(3a)から遷移金属化合物[I]を得る工程(3)を有する。 One embodiment includes, following step (1), step (2) of reacting a pentalene compound (1a) with a fluorene derivative (2a) to obtain a precursor compound (3a) of the transition metal compound [I], and step (3) of obtaining the transition metal compound [I] from the precursor compound (3a).
〈工程(1)〉
ペンタレン化合物(1a)は、例えば、反応[A]に示すようにシクロペンタジエン誘導体(1a-1)とα,β-不飽和カルボニル化合物(1a-2)とを反応させる方法;反応[B]に示すようにシクロペンタジエン誘導体(1a-1)とカルボニル化合物(1a-3)とアルデヒド化合物(1a-4)とを反応させる方法によって、合成することができる。
<Process (1)>
The pentalene compound (1a) can be synthesized, for example, by reacting a cyclopentadiene derivative (1a-1) with an α,β-unsaturated carbonyl compound (1a-2) as shown in reaction [A], or by reacting a cyclopentadiene derivative (1a-1) with a carbonyl compound (1a-3) with an aldehyde compound (1a-4) as shown in reaction [B].
反応[A]中、R1~R6、R8はそれぞれ一般式[I]中の同一記号と同義であり、R7は水素原子である。反応[B]中、R1~R8はそれぞれ一般式[I]中の同一記号と同義である。これらの好適態様は、一般式[I]中で説明したものと同様である。上記原料化合物においては、目的とするペンタレン化合物(1a)の立体配置に応じた異性体を用いることができる。 In reaction [A], R1 to R6 and R8 are equivalent to the same symbols in general formula [I], and R7 is a hydrogen atom. In reaction [B], R1 to R8 are equivalent to the same symbols in general formula [I]. These preferred embodiments are the same as those described in general formula [I]. In the above starting material compound, isomers can be used depending on the stereochemistry of the target pentalene compound (1a).
また、シクロペンタジエン誘導体(1a-1)および後述するフルオレン誘導体(2a)、前駆体化合物(3a)は、シクロペンタジエニル環における二重結合の位置のみが異なる異性体の存在を考えることができ、各反応ではそれらのうちの1種のみを例示してある。シクロペンタジエン誘導体(1a-1)および後述するフルオレン誘導体(2a)、前駆体化合物(3a)は、シクロペンタジエニル環における二重結合の位置のみが異なる他の異性体であってもよく、またはそれらの混合物であってもよい。 Furthermore, the cyclopentadiene derivative (1a-1) and the fluorene derivative (2a) and precursor compound (3a), described later, may have isomers that differ only in the position of the double bond in the cyclopentadienyl ring. Only one of these isomers is illustrated in each reaction. The cyclopentadiene derivative (1a-1) and the fluorene derivative (2a) and precursor compound (3a), described later, may also be other isomers differing only in the position of the double bond in the cyclopentadienyl ring, or they may be mixtures thereof.
〈反応[A]〉
反応[A]に基づくペンタレン化合物(1a)は、シクロペンタジエン誘導体(1a-1)とα,β-不飽和カルボニル化合物(1a-2)とから公知の条件によって製造することができる(例えば、J. Org. Chem. 1989, 54, 4981-4982参照)。
<Reaction [A]>
The pentalene compound (1a) based on reaction [A] can be prepared from a cyclopentadiene derivative (1a-1) and an α,β-unsaturated carbonyl compound (1a-2) under known conditions (see, for example, J. Org. Chem. 1989, 54, 4981-4982).
また、反応[A]に沿ってペンタレン化合物(1a)を製造する方法としては、シクロペンタジエン誘導体(1a-1)を塩基によって処理した後にα,β-不飽和カルボニル化合物(1a-2)に対して1,4-付加させることでケトンまたはアルデヒドを合成し、その後脱水縮合させることによって製造する方法(方法A')もある。 Furthermore, as a method for producing the pentalene compound (1a) according to reaction [A], there is also a method (Method A') in which a ketone or aldehyde is synthesized by treating a cyclopentadiene derivative (1a-1) with a base, then 1,4-adding it to an α,β-unsaturated carbonyl compound (1a-2), and then performing dehydration condensation.
方法A'で用いる塩基としては、公知のものを用いることができ、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属;水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化バリウム、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、水酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキシド、水素原子化カリウム、水素原子化ナトリウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩;ジエチルアミン、アンモニア、ピロリジン、ピペリジン、アニリン、メチルアニリン、トリエチルアミン、リチウムジイソプロピルアミド、ナトリウムアミド等の含窒素塩基;ブチルリチウム、メチルリチウム、フェニルリチウム等の有機アルカリ金属化合物;メチルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、フェニルマグネシウムクロリド等のグリニヤール試薬が挙げられる。 The base used in Method A' can be any known base, such as alkali metals like sodium, potassium, and lithium; alkali metal or alkaline earth metal salts like potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium bicarbonate, barium hydroxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, magnesium hydroxide, magnesium alkoxide, potassium hydrogenated, and sodium hydrogenated; nitrogen-containing bases like diethylamine, ammonia, pyrrolidine, piperidine, aniline, methylaniline, triethylamine, lithium diisopropylamide, and sodium amide; organoalkali metal compounds like butyllithium, methyllithium, and phenyllithium; and Grignard reagents such as methylmagnesium chloride, methylmagnesium bromide, and phenylmagnesium chloride.
方法A'においてさらに効率よく反応を行うために触媒を加えてもよい。触媒は公知の触媒を用いることができ、例えば、18-クラウン-6-エーテル、15-クラウン-5-エーテル等のクラウンエーテル類;クリプタント類;テトラブチルアンモニウムフルオライド、メチルトリオクチルアンモニウムクロリド、トリカプリルメチルアンモニウムクロリド等の四級アンモニウム塩;メチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムブロマイド等のホスホニウム塩;鎖状ポリエーテルに代表される相間移動触媒が挙げられる。また、マグネシウム、カルシウム、リチウム、亜鉛、アルミニウム、チタン、鉄、ジルコニウム、ハフニウム、ホウ素、スズ、希土類のハロゲン化物や、トリフラート等のルイス酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、パラトリルスルホン酸等の酸類を用いてもよい。方法A'における1,4-付加反応の触媒として、塩化銅、ヨウ化銅等のハロゲン化銅を用いてもよい。 In Method A', a catalyst may be added to further improve the efficiency of the reaction. Known catalysts can be used, such as crown ethers (e.g., 18-crown-6-ether, 15-crown-5-ether); cryptants; quaternary ammonium salts (e.g., tetrabutylammonium fluoride, methyltrioctylammonium chloride, tricaprylmethylammonium chloride); phosphonium salts (e.g., methyltriphenylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide); and phase-transfer catalysts represented by linear polyethers. Alternatively, halides of magnesium, calcium, lithium, zinc, aluminum, titanium, iron, zirconium, hafnium, boron, tin, and rare earth elements, as well as Lewis acids (e.g., triflate), and acids (e.g., acetic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, paratolylsulfonic acid) may be used as catalysts for the 1,4-addition reaction in Method A'.
〈反応[B]〉
反応[B]の反応では、塩基や触媒を加えることでより効率よく反応を行うことができる。反応[B]で用いることのできる塩基や触媒は、反応[A]にて上述のものを挙げることができる。
<Reaction [B]>
In reaction [B], the reaction can be carried out more efficiently by adding a base or catalyst. Examples of bases and catalysts that can be used in reaction [B] include those mentioned above in reaction [A].
反応[B]では、シクロペンタジエン誘導体(1a-1)に対し、カルボニル化合物(1a-3)やアルデヒド化合物(1a-4)を同時に反応させてもよいし、あるいはカルボニル化合物(1a-3)またはアルデヒド化合物(1a-4)の一方を反応させ、その後に他方を反応させることもできる。その際に、カルボニル化合物(1a-3)またはアルデヒド化合物(1a-4)に対し、リチウムプロピルアミド等を用いてエノラート型にした後に反応させてもよく、さらにはカルボニル化合物(1a-3)またはアルデヒド化合物(1a-4)に対応するエノラートを公知の方法で合成して反応させてもよい。また、カルボニル化合物(1a-3)およびアルデヒド化合物(1a-4)をそれぞれ別の条件で反応させてもよい。 In reaction [B], the cyclopentadiene derivative (1a-1) may be reacted simultaneously with the carbonyl compound (1a-3) and the aldehyde compound (1a-4), or one of the carbonyl compound (1a-3) or the aldehyde compound (1a-4) may be reacted first, followed by the other. In this case, the carbonyl compound (1a-3) or the aldehyde compound (1a-4) may be converted to an enolate form using lithium propylamide or the like before the reaction, or the enolates corresponding to the carbonyl compound (1a-3) or the aldehyde compound (1a-4) may be synthesized by known methods and then reacted. Furthermore, the carbonyl compound (1a-3) and the aldehyde compound (1a-4) may be reacted under different conditions.
その他にペンタレン化合物(1a)を合成する方法としては、例えば、Angew. Chem. internal. Edit. 1970, 9, 892-893、J. Am. Chem. SOC. 1985, 107, 5308-5309、J. Org. Chem. 1990, 55, 4504-4506等で示される方法でもよい。 Other methods for synthesizing the pentalene compound (1a) may include those described in, for example, Angew. Chem. internal. Edit. 1970, 9, 892-893, J. Am. Chem. SOC. 1985, 107, 5308-5309, and J. Org. Chem. 1990, 55, 4504-4506.
反応[A]および[B]で用いることのできる溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、デカリン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、tert-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル;ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸;酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル;トリエチルアミン、ピロリジン、ピペリジン、アニリン、ピリジン、アセトニトリル等のアミン、ニトリルまたは含窒素化合物;メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチレングリコール、メトキシエタノール等のアルコール;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルイミダゾリジノン、N-メチルピロリドン等のアミド;ジメチルスルホキシド;二硫化炭素等の含硫黄化合物;アセトンやメチルエチルケトン等のケトン、特に基質として用いるアルデヒド、ケトンそのもの;などの有機溶媒;水、イオン性液体などの非有機溶媒;またはこれらのうち2種以上を混合して得られる溶媒が挙げられる。また、反応[A]および[B]の反応温度は、好ましくは-100~150℃、より好ましくは-40~120℃である。 Solvents that can be used in reactions [A] and [B] include, for example, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, cyclohexane, and decalin; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, tert-butyl methyl ether, and cyclopentyl methyl ether; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and chloroform; carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, and trifluoroacetic acid; esters such as ethyl acetate and methyl acetate; triethylamine, pyrrolidine, piperidine, aniline, pyridine, and acetonitrile. Examples of suitable solvents include amines, nitriles, or nitrogen-containing compounds; alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, and methoxyethanol; amides such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylimidazolidinone, and N-methylpyrrolidone; dimethyl sulfoxides; sulfur-containing compounds such as carbon disulfide; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, particularly aldehydes and ketones themselves used as substrates; organic solvents such as water and ionic liquids; and non-organic solvents such as water and ionic liquids; or solvents obtained by mixing two or more of these. Furthermore, the reaction temperatures for reactions [A] and [B] are preferably -100 to 150°C, more preferably -40 to 120°C.
〈工程(2)〉
一実施態様は、工程(1)に続いて、ペンタレン化合物(1a)とフルオレン誘導体(2a)とを反応させて、遷移金属化合物[I]の前駆体化合物(3a)を得る工程(2)を有する。
<Process (2)>
One embodiment includes step (2), following step (1), in which a pentalene compound (1a) and a fluorene derivative (2a) are reacted to obtain a precursor compound (3a) of a transition metal compound [I].
上記反応中、R1~R16はそれぞれ一般式[I]中の同一記号と同義であり、Lはアルカリ金属またはアルカリ土類金属である。アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウムまたはカリウムが挙げられ、アルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、カルシウムが挙げられる。 In the above reaction, R1 to R16 are equivalent to the same symbols in general formula [I], and L is an alkali metal or alkaline earth metal. Examples of alkali metals include lithium, sodium, or potassium, and examples of alkaline earth metals include magnesium and calcium.
例えば、R4(水素原子)およびR5の大きさの相違等によって、シクロペンタジエン環のα位に、錯体を形成した場合には中心金属側に向いた水素原子(R4)を有する前駆体化合物(3a)を得ることができる。
フルオレン誘導体(2a)は従来公知の方法によって得ることができる。
For example, due to differences in the size of R4 (hydrogen atom) and R5 , a precursor compound (3a) can be obtained in which a hydrogen atom ( R4 ) facing the central metal side is obtained at the α-position of the cyclopentadiene ring when a complex is formed.
Fluorene derivatives (2a) can be obtained by conventionally known methods.
上記反応で用いることのできる有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、デカリン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、tert-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル;ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;またはこれらのうち2種以上を混合して得られる溶媒が挙げられる。 Examples of organic solvents that can be used in the above reaction include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, cyclohexane, and decalin; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, tert-butyl methyl ether, and cyclopentyl methyl ether; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and chloroform; or solvents obtained by mixing two or more of these.
ペンタレン化合物(1a)とフルオレン誘導体(2a)との反応は、好ましくはモル量比10:1~1:10、より好ましくは2:1~1:2、特に好ましくは1.2:1~1:1.2で行う。反応温度は、好ましくは-100~150℃、より好ましくは-40~120℃である。 The reaction between the pentalene compound (1a) and the fluorene derivative (2a) is preferably carried out in a molar ratio of 10:1 to 1:10, more preferably 2:1 to 1:2, and particularly preferably 1.2:1 to 1:1.2. The reaction temperature is preferably -100 to 150°C, more preferably -40 to 120°C.
〈工程(3)〉
前駆体化合物(3a)から遷移金属化合物[I]を製造する例を以下に示す。これは、本発明の範囲を制限するものではなく、遷移金属化合物[I]は、公知のいかなる方法で製造されてもよい。
<Process (3)>
An example of producing the transition metal compound [I] from the precursor compound (3a) is shown below. This does not limit the scope of the present invention, and the transition metal compound [I] may be produced by any known method.
〈ジアルカリ金属塩の合成〉
前駆体化合物(3a)と、アルカリ金属、水素原子化アルカリ金属、アルカリ金属アルコキシド、有機アルカリ金属および有機アルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の金属成分とを、有機溶媒中で接触させることで、ジアルカリ金属塩を得る。
<Synthesis of dialkali metal salts>
A dialkali metal salt is obtained by contacting a precursor compound (3a) with at least one metal component selected from alkali metals, hydrogenated alkali metals, alkali metal alkoxides, organoalkali metals, and organoalkaline earth metals in an organic solvent.
上記反応で用いることのできるアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられ;水素原子化アルカリ金属としては、水素原子化ナトリウム、水素原子化カリウムなどが挙げられ;アルカリ金属アルコキシドとしては、ナトリウムメトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム-tert-ブトキシドなどが挙げられ;有機アルカリ金属としては、メチルリチウム、ブチルリチウム、フェニルリチウムなどが挙げられ;有機アルカリ土類金属としては、メチルマグネシウムハライド、ブチルマグネシウムハライド、フェニルマグネシウムハライドなどが挙げられ;またはこれらのうち2種以上を併用してもよい。 Examples of alkali metals that can be used in the above reaction include lithium, sodium, and potassium; examples of atomized alkali metals include atomized sodium and atomized potassium; examples of alkali metal alkoxides include sodium methoxide, potassium ethoxide, sodium ethoxide, and potassium tert-butoxide; examples of organoalkali metals include methyllithium, butyllithium, and phenyllithium; examples of organoalkaline metals include methylmagnesium halide, butylmagnesium halide, and phenylmagnesium halide; or two or more of these may be used in combination.
上記反応で用いられる有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、デカリン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、tert-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル;ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;またはこれらのうち2種以上を混合して得られる溶媒が挙げられる。 Examples of organic solvents used in the above reaction include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, cyclohexane, and decalin; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, tert-butyl methyl ether, and cyclopentyl methyl ether; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and chloroform; or solvents obtained by mixing two or more of these.
前駆体化合物(3a)と上記金属成分との反応は、好ましくはモル量比(前駆体化合物(3a):上記金属成分)=1:1~1:20、より好ましくは1:1.5~1:4、特に好ましくは1:1.8~1:2.5で行う。反応温度は、好ましくは-100~200℃、より好ましくは-80~120℃である。 The reaction between the precursor compound (3a) and the metal component is preferably carried out in a molar ratio (precursor compound (3a):metal component) of 1:1 to 1:20, more preferably 1:1.5 to 1:4, and particularly preferably 1:1.8 to 1:2.5. The reaction temperature is preferably -100 to 200°C, more preferably -80 to 120°C.
上記反応を促進させるため、テトラメチルエチレンジアミン等に代表されるルイス塩基や、国際公開第2009/072505号パンフレットに記載されているようにα-メチルスチレン等を使用することもできる。 To accelerate the above reaction, Lewis bases such as tetramethylethylenediamine, or α-methylstyrene, as described in International Publication No. 2009/072505, can also be used.
〈遷移金属化合物の合成〉
上記反応で得られたジアルカリ金属塩と、一般式(4a)で表される化合物とを、有機溶媒中で反応させることで、遷移金属化合物[I]を合成する。
<Synthesis of transition metal compounds>
The dialkali metal salt obtained in the above reaction is reacted with the compound represented by general formula (4a) in an organic solvent to synthesize the transition metal compound [I].
MZk …(4a)
式(4a)中、Mは第4族遷移金属であり、複数あるZはそれぞれ独立にハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子であり、kは3~6の整数である。MおよびZとして列挙される原子または基等は、一般式[I]の欄にて説明したMおよびQとそれぞれ同様である。
MZ k …(4a)
In formula (4a), M is a group 4 transition metal, each of the multiple Zs is independently a halogen atom, a hydrocarbon group, an anionic ligand, or a neutral ligand that can coordinate with a lone pair of electrons, and k is an integer from 3 to 6. The atoms or groups listed as M and Z are the same as M and Q described in the section on general formula [I].
化合物(4a)としては、例えば、三価または四価のチタニウムフッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物;四価のジルコニウムフッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物;四価のハフニウムフッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物;またはこれらとテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサンまたは1,2-ジメトキシエタン等のエーテル類
との錯体が挙げられる。
Examples of compound (4a) include trivalent or tetravalent titanium fluoride, chloride, bromide and iodide; tetravalent zirconium fluoride, chloride, bromide and iodide; tetravalent hafnium fluoride, chloride, bromide and iodide; or complexes thereof with tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane or ethers such as 1,2-dimethoxyethane.
上記反応で用いられる有機溶媒としては、〈ジアルカリ金属塩の合成〉の欄に記載した有機溶媒が挙げられる。ジアルカリ金属塩と化合物(4a)との反応は、好ましくはモル量比10:1~1:10、より好ましくは2:1~1:2、特に好ましくは1.2:1~1:1.2で行う。反応温度は、好ましくは-80~200℃、より好ましくは-75~120℃である。 The organic solvents used in the above reaction are those listed in the section on "Synthesis of Dialkali Metal Salts." The reaction between the dialkali metal salt and compound (4a) is preferably carried out in a molar ratio of 10:1 to 1:10, more preferably 2:1 to 1:2, and particularly preferably 1.2:1 to 1:1.2. The reaction temperature is preferably -80 to 200°C, more preferably -75 to 120°C.
〈その他の方法〉
その他の方法として、前駆体化合物(3a)を、有機金属試薬、例えばテトラベンジルチタン、テトラベンジルジルコニウム、テトラベンジルハフニウム、テトラキス(トリメチルシリルメチレン)チタン、テトラキス(トリメチルシリルメチレン)ジルコニウム、テトラキス(トリメチルシリルメチレン)ハフニウム、ジベンジルジクロロチタン、ジベンジルジクロロジルコニウム、ジベンジルジクロロハフニウムや、チタン、ジルコニウム、ハフニウムのアミド塩と直接反応させてもよい。
<Other methods>
Alternatively, the precursor compound (3a) may be directly reacted with organometallic reagents such as tetrabenzyl titanium, tetrabenzyl zirconium, tetrabenzyl hafnium, tetrakis(trimethylsilylmethylene) titanium, tetrakis(trimethylsilylmethylene) zirconium, tetrakis(trimethylsilylmethylene) hafnium, dibenzyl dichlorotitanium, dibenzyl dichlorozirconium, dibenzyl dichlorohafnium, or amide salts of titanium, zirconium, or hafnium.
上記反応で得られた遷移金属化合物[I]に対しては、抽出、再結晶、昇華等の方法により、単離・精製を行うことができる。このような方法で得られる遷移金属化合物[I]は、プロトン核磁気共鳴スペクトル、13C-核磁気共鳴スペクトル、質量分析、および元素分析等の分析手法を用いることによって同定される。 The transition metal compound [I] obtained from the above reaction can be isolated and purified by methods such as extraction, recrystallization, and sublimation. The transition metal compound [I] obtained by these methods can be identified using analytical techniques such as proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, 13C -nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry, and elemental analysis.
〈化合物(B)〉
オレフィン重合用触媒に含まれていてもよい化合物(B)は、(B-1)有機金属化合物、(B-2)有機アルミニウムオキシ化合物、および(B-3)遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物、から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
<Compound (B)>
Compound (B) which may be included in the catalyst for olefin polymerization is at least one compound selected from (B-1) organometallic compounds, (B-2) organoaluminum oxy compounds, and (B-3) transition metal compounds (A) that react to form ion pairs.
《有機金属化合物(B-1)》
有機金属化合物(B-1)としては、例えば、一般式(B-1a)で表される有機アルミニウム化合物、一般式(B-1b)で表される第1族金属とアルミニウムとの錯アルキル化物、一般式(B-1c)で表される第2族または第12族金属のジアルキル化合物等の、第1、2族および第12、13族の有機金属化合物が挙げられる。
《Organometallic compound (B-1)》
Examples of organometallic compounds (B-1) include organoaluminum compounds represented by general formula (B-1a), complex alkylates of group 1 metals and aluminum represented by general formula (B-1b), and dialkyl compounds of group 2 or group 12 metals represented by general formula (B-1c), as well as organometallic compounds of groups 1, 2, 12, and 13.
(B-1a):RamAl(ORb)nHpXq
式(B-1a)中、RaおよびRbはそれぞれ独立に炭素数1~15、好ましくは1~4の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子であり、mは0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3を満たす数であり、かつm+n+p+q=3である。有機アルミニウム化合物(B-1a)としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、ジイソブチルアルミニウムハイドライド等のジアルキルアルミニウムハイドライド、トリシクロアルキルアルミニウムが挙げられる。
(B-1a):Ra m Al(ORb) n H p X q
In formula (B-1a), Ra and Rb are each independently a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, X is a halogen atom, m is a number satisfying 0 < m ≤ 3, n is a number satisfying 0 ≤ n < 3, p is a number satisfying 0 ≤ p < 3, and q is a number satisfying 0 ≤ q < 3, and m + n + p + q = 3. Examples of organoaluminum compounds (B-1a) include trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, and triisobutylaluminum, dialkylaluminum hydrides such as diisobutylaluminum hydride, and tricycloalkylaluminum.
(B-1b):M2AlRa4
式(B-1b)中、M2はLi、NaまたはKであり、Raは炭素数1~15、好ましくは1~4の炭化水素基である。錯アルキル化物(B-1b)としては、例えば、LiAl(C2H5)4、LiAl(C7H15)4が挙げられる。
(B-1b): M2AlRa 4
In formula (B-1b), M2 is Li, Na, or K, and Ra is a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl complex (B- 1b ) include LiAl( C2H5 ) 4 and LiAl( C7H15 ) 4 .
(B-1c):RaRbM3
式(B-1c)中、RaおよびRbはそれぞれ独立に炭素数1~15、好ましくは1~4の炭化水素基であり、M3はMg、ZnまたはCdである。化合物(B-1c)としては、例えば、ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジ-n-ブチルマグネシウム、エチル-n-ブチルマグネシウム、ジフェニルマグネシウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジ-n-ブチル亜鉛、ジフェニル亜鉛が挙げられる。
(B-1c):RaRbM3
In formula (B-1c), Ra and Rb are each independently a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and M3 is Mg, Zn, or Cd. Examples of compound (B-1c) include dimethylmagnesium, diethylmagnesium, di-n-butylmagnesium, ethyl-n-butylmagnesium, diphenylmagnesium, dimethylzinc, diethylzinc, di-n-butylzinc, and diphenylzinc.
有機金属化合物(B-1)のなかでは、有機アルミニウム化合物(B-1a)が好ましい。
有機金属化合物(B-1)は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Among organometallic compounds (B-1), organoaluminum compounds (B-1a) are preferred.
The organometallic compound (B-1) may be used alone or in combination of two or more.
《有機アルミニウムオキシ化合物(B-2)》
有機アルミニウムオキシ化合物(B-2)としては、例えば、従来公知のアルミノキサンであってもよく、特開平2-78687号公報に例示されているようなベンゼンに対して不溶性または難溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。従来公知のアルミノキサンは、例えば、下記(1)~(4)の方法によって製造することができ、通常、炭化水素溶媒の溶液として得られる。
Organoaluminum oxy compounds (B-2)
The organoaluminum oxy compound (B-2) may be, for example, a conventionally known aluminoxane, or an organoaluminum oxy compound that is insoluble or sparingly soluble in benzene, as exemplified in Japanese Patent Application Publication No. 2-78687. Conventionally known aluminoxanes can be produced, for example, by the following methods (1) to (4), and are usually obtained as a solution in a hydrocarbon solvent.
(1)吸着水を含有する化合物または結晶水を含有する塩類、例えば、塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩化第1セリウム水和物等の炭化水素媒体懸濁液に、トリアルキルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物を添加して、吸着水または結晶水と有機アルミニウム化合物とを反応させる方法。 (1) A method of reacting an organoaluminum compound, such as trialkylaluminum, with an organoaluminum compound by adding it to a hydrocarbon medium suspension containing a compound or salt containing crystal water, such as magnesium chloride hydrate, copper sulfate hydrate, aluminum sulfate hydrate, nickel sulfate hydrate, or cerium chloride hydrate.
(2)ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の媒体中で、トリアルキルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物に、直接水、氷または水蒸気を作用させる方法。 (2) A method of directly reacting organoaluminum compounds such as trialkylaluminum with water, ice, or water vapor in a medium such as benzene, toluene, diethyl ether, or tetrahydrofuran.
(3)デカン、ベンゼン、トルエン等の媒体中で、トリアルキルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物に、ジメチルスズオキシド、ジブチルスズオキシド等の有機スズ酸化物を反応させる方法。 (3) A method for reacting organoaluminum compounds such as trialkylaluminum with organotin oxides such as dimethyltin oxide and dibutyltin oxide in a medium such as decane, benzene, or toluene.
(4)トリアルキルアルミニウム等の有機アルミニウムと、3級アルコール、ケトン、およびカルボン酸等の炭素-酸素結合を持つ有機化合物とを反応させて生成する化合物を、熱分解反応等の非加水分解的転化をする方法。 (4) A method for non-hydrolytic conversion, such as thermal decomposition, of compounds produced by reacting organoaluminum such as trialkylaluminum with organic compounds having carbon-oxygen bonds, such as tertiary alcohols, ketones, and carboxylic acids.
なお、上記アルミノキサンは、少量の有機金属成分を含有してもよい。また、回収された上記アルミノキサンの溶液から溶媒または未反応有機アルミニウム化合物を蒸留して除去した後、溶媒に再溶解またはアルミノキサンの貧溶媒に懸濁させてもよい。 Furthermore, the above-mentioned aluminoxane may contain small amounts of organometallic components. Alternatively, after removing the solvent or unreacted organoaluminum compounds from the recovered aluminoxane solution by distillation, the solution may be redissolved in a solvent or suspended in a poor solvent for the aluminoxane.
アルミノキサンを調製する際に用いられる有機アルミニウム化合物としては、具体的には、有機アルミニウム化合物(B-1a)として例示したものと同一の有機アルミニウム化合物が挙げられる。これらの中でも、トリアルキルアルミニウム、トリシクロアルキルアルミニウムが好ましく、トリメチルアルミニウムが特に好ましい。 Specifically, the organoaluminum compounds used in preparing aluminoxanes include those exemplified as organoaluminum compound (B-1a). Among these, trialkylaluminum and tricycloalkylaluminum are preferred, and trimethylaluminum is particularly preferred.
その他、有機アルミニウムオキシ化合物(B-2)としては、例えば、修飾メチルアルミノキサンが挙げられる。修飾メチルアルミノキサンとは、トリメチルアルミニウムとトリメチルアルミニウム以外のアルキルアルミニウムとを用いて調製されるアルミノキサンである。このような化合物は、一般にMMAOと呼ばれている。MMAOは、US4960878号公報およびUS5041584号公報で挙げられている方法で調製することができる。また、東ソー・ファインケム社等からもトリメチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムとを用いて調製された、Rがイソブチル基であるアルミノキサンが、MMAOやTMAOといった名称で商業生産されている。 Other examples of organoaluminum oxy compounds (B-2) include modified methylaluminoxanes. Modified methylaluminoxanes are aluminoxanes prepared using trimethylaluminum and alkylaluminum other than trimethylaluminum. Such compounds are generally called MMAOs. MMAOs can be prepared by the methods described in US Publication No. 4960878 and US Publication No. 5041584. Furthermore, aluminoxanes prepared using trimethylaluminum and triisobutylaluminum, where R is an isobutyl group, are commercially produced under names such as MMAO and TMAO by companies like Tosoh Finechem.
このようなMMAOは、各種溶媒への溶解性および保存安定性を改良したアルミノキサンであり、具体的には上記のようなベンゼンに対して不溶性または難溶性のものとは違い、脂肪族炭化水素や脂環族炭化水素に溶解するという特徴を持つ。 Such MMAOs are aluminoxanes with improved solubility in various solvents and storage stability. Specifically, unlike those that are insoluble or sparingly soluble in benzene, they are characterized by their solubility in aliphatic and alicyclic hydrocarbons.
さらに、有機アルミニウムオキシ化合物(B-2)としては、例えば、ホウ素原子を含む有機アルミニウムオキシ化合物や、国際公開第2005/066191号パンフレット、国際公開第2007/131010号パンフレットに例示されているようなハロゲンを含むアルミノキサン、国際公開第2003/082879号パンフレットに例示されているようなイオン性アルミノキサンを挙げることもできる。
化合物(B-2)は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Furthermore, examples of organoaluminum oxy compounds (B-2) include organoaluminum oxy compounds containing boron atoms, halogen-containing aluminoxanes as exemplified in International Publication No. 2005/066191 and International Publication No. 2007/131010, and ionic aluminoxanes as exemplified in International Publication No. 2003/082879.
Compound (B-2) may be used alone or in combination of two or more compounds.
《遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物(B-3)》
遷移金属化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物(B-3)(以下「イオン性化合物(B-3)」ともいう。)としては、例えば、特表平1-501950号公報、特表平1-502036号公報、特開平3-179005号公報、特開平3-179006号公報、特開平3-207703号公報、特開平3-207704号公報、US5321106号公報等に記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物が挙げられる。さらに、ヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物も挙げることができる。
イオン性化合物(B-3)は、一般式(B-3a)で表される化合物が好ましい。
Compound (B-3) that reacts with transition metal compound (A) to form an ion pair.
Examples of compounds (B-3) that react with transition metal compounds (A) to form ion pairs (hereinafter also referred to as "ionic compounds (B-3)") include Lewis acids, ionic compounds, borane compounds, and carborane compounds described in Japanese Patent Publication No. 1-501950, Japanese Patent Publication No. 1-502036, Japanese Patent Application Publication No. 3-179005, Japanese Patent Application Publication No. 3-179006, Japanese Patent Application Publication No. 3-207703, Japanese Patent Application Publication No. 3-207704, US Publication No. 5321106, etc. Furthermore, heteropoly compounds and isopoly compounds can also be mentioned.
The ionic compound (B-3) is preferably a compound represented by the general formula (B-3a).
式(B-3a)中、Re+としては、例えば、H+、カルベニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプチルトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオンが挙げられる。Rf~Riはそれぞれ独立に有機基、好ましくはアリール基である。 In formula (B-3a), R e+ can be, for example, H + , carbenium cation, oxonium cation, ammonium cation, phosphonium cation, cycloheptyltrienyl cation, or ferrocenium cation having a transition metal. R f to R i are each independently an organic group, preferably an aryl group.
カルベニウムカチオンとしては、例えば、トリフェニルカルベニウムカチオン、トリス(メチルフェニル)カルベニウムカチオン、トリス(ジメチルフェニル)カルベニウムカチオン等の三置換カルベニウムカチオンが挙げられる。 Examples of carbenium cations include trisubstituted carbenium cations such as triphenylcarbenium cation, tris(methylphenyl)carbenium cation, and tris(dimethylphenyl)carbenium cation.
アンモニウムカチオンとしては、例えば、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリ(n-プロピル)アンモニウムカチオン、トリイソプロピルアンモニウムカチオン、トリ(n-ブチル)アンモニウムカチオン、トリイソブチルアンモニウムカチオン等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオンが挙げられる。 Examples of ammonium cations include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tri(n-propyl)ammonium cation, triisopropylammonium cation, tri(n-butyl)ammonium cation, and triisobutylammonium cation; N,N-dialkylanilinium cations such as N,N-dimethylanilinium cation, N,N-diethylanilinium cation, and N,N-2,4,6-pentamethylanilinium cation; and dialkylammonium cations such as diisopropylammonium cation and dicyclohexylammonium cation.
ホスホニウムカチオンとしては、例えば、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリス(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリス(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオンが挙げられる。 Examples of phosphonium cations include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tris(methylphenyl)phosphonium cation, and tris(dimethylphenyl)phosphonium cation.
Re+としては、例えば、カルベニウムカチオン、アンモニウムカチオンが好ましく、特にトリフェニルカルベニウムカチオン、N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオンが好ましい。 For Re + , for example, carbenium cations and ammonium cations are preferred, and triphenylcarbenium cations, N,N-dimethylanilinium cations, and N,N-diethylanilinium cations are particularly preferred.
カルベニウム塩としては、例えば、トリフェニルカルベニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリス(4-メチルフェニル)カルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリス(3,5-ジメチルフェニル)カルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが挙げられる。 Examples of carbenium salts include triphenylcarbenium tetraphenyl borate, triphenylcarbenium tetrakis(pentafluorophenyl) borate, triphenylcarbenium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl) borate, tris(4-methylphenyl)carbenium tetrakis(pentafluorophenyl) borate, and tris(3,5-dimethylphenyl)carbenium tetrakis(pentafluorophenyl) borate.
アンモニウム塩としては、例えば、トリアルキル置換アンモニウム塩、N,N-ジアルキルアニリニウム塩、ジアルキルアンモニウム塩が挙げられる。 Examples of ammonium salts include trialkyl-substituted ammonium salts, N,N-dialkylanilinium salts, and dialkylammonium salts.
トリアルキル置換アンモニウム塩としては、例えば、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(p-トリル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(o-トリル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(2,4-ジメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5-ジメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(4-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(o-トリル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(p-トリル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(o-トリル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(2,4-ジメチルフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(3,5-ジメチルフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(4-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレートが挙げられる。 Examples of trialkyl-substituted ammonium salts include triethylammonium tetraphenyl borate, tripropylammonium tetraphenyl borate, tri(n-butyl)ammonium tetraphenyl borate, trimethylammonium tetrakis(p-tolyl) borate, trimethylammonium tetrakis(o-tolyl) borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(pentafluorophenyl) borate, triethylammonium tetrakis(pentafluorophenyl) borate, tripropylammonium tetrakis(pentafluorophenyl) borate, tripropylammonium tetrakis(2,4-dimethylphenyl) borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(3,5-dimethylphenyl) borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(4-trifluoromethylphenyl) borate, tri( Examples include n-butylammonium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl) borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(o-tolyl) borate, dioctadecylmethylammonium tetraphenyl borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(p-tolyl) borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(o-tolyl) borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(pentafluorophenyl) borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(2,4-dimethylphenyl) borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(3,5-dimethylphenyl) borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(4-trifluoromethylphenyl) borate, and dioctadecylmethylammonium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl) borate.
N,N-ジアルキルアニリニウム塩としては、例えば、N,N-ジメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが挙げられる。 Examples of N,N-dialkylanilinium salts include N,N-dimethylanilinium tetraphenyl borate, N,N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl) borate, N,N-dimethylanilinium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl) borate, N,N-diethylanilinium tetraphenyl borate, N,N-diethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl) borate, N,N-diethylanilinium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl) borate, N,N-2,4,6-pentamethylanilinium tetraphenyl borate, and N,N-2,4,6-pentamethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl) borate.
ジアルキルアンモニウム塩としては、例えば、ジ(1-プロピル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラフェニルボレートが挙げられる。 Examples of dialkylammonium salts include di(1-propyl)ammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate and dicyclohexylammonium tetraphenylborate.
イオン性化合物(B-3)としては、その他、本出願人によって開示(例:特開2004-51676号公報)されているイオン性化合物も制限無く使用が可能である。
イオン性化合物(B-3)は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the ionic compound (B-3), other ionic compounds disclosed by the applicant (e.g., Japanese Patent Application Publication No. 2004-51676) may also be used without limitation.
The ionic compound (B-3) may be used alone or in combination of two or more types.
〈担体(C)〉
担体(C)としては、例えば、無機化合物または有機化合物であって、顆粒状ないしは微粒子状の固体が挙げられる。遷移金属化合物(A)は、担体(C)に担持された形態で用いることが好ましい。
<Carrier (C)>
Examples of the carrier (C) include inorganic compounds or organic compounds, which may be in the form of granular or fine particles. The transition metal compound (A) is preferably used in a form supported on the carrier (C).
《無機化合物》
担体(C)における無機化合物としては、多孔質酸化物、無機塩化物、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物が好ましい。
《Inorganic compounds》
As the inorganic compound in the carrier (C), porous oxides, inorganic chlorides, clays, clay minerals, or ion-exchangeable layered compounds are preferred.
多孔質酸化物としては、例えば、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2等の酸化物、またはこれらを含む複合物もしくは混合物を使用することができる。例えば、天然または合成ゼオライト、SiO2-MgO、SiO2-Al2O3、SiO2-TiO2、SiO2-V2O5、SiO2-Cr2O3、SiO2-TiO2-MgOを使用することができる。これらの中でも、SiO2および/またはAl2O3を主成分として含有する多孔質酸化物が好ましい。 As porous oxides, for example, oxides such as SiO₂ , Al₂O₃ , MgO , ZrO₂ , TiO₂ , B₂O₃ , CaO, ZnO, BaO, ThO₂, etc. , or composites or mixtures containing these can be used. For example, natural or synthetic zeolites, SiO₂ -MgO, SiO₂ - Al₂O₃ , SiO₂ - TiO₂ , SiO₂ - V₂O₅ , SiO₂ - Cr₂O₃ , and SiO₂ -TiO₂ - MgO can be used. Among these, porous oxides containing SiO₂ and/ or Al₂O₃ as the main component are preferred.
多孔質酸化物は、種類および製法によりその性状は異なる。本発明に好ましく用いられる担体は、粒径が好ましくは1~300μm、より好ましくは3~100μmであり;比表面積が好ましくは50~1300m2/g、より好ましくは200~1200m2/gであり;細孔容積が好ましくは0.3~3.0cm3/g、より好ましくは0.5~2.0cm3/gである。このような担体は、必要に応じて100~1000℃、好ましくは150~700℃で乾燥および/または焼成して使用される。粒子形状については特に制限はないが、特に好ましくは球状である。 The properties of porous oxides vary depending on the type and manufacturing method. The carriers preferably used in the present invention have a particle size of preferably 1 to 300 μm, more preferably 3 to 100 μm; a specific surface area of preferably 50 to 1300 m² /g, more preferably 200 to 1200 m² /g; and a pore volume of preferably 0.3 to 3.0 cm³ /g, more preferably 0.5 to 2.0 cm³ /g. Such carriers are used after drying and/or calcining at 100 to 1000°C, preferably 150 to 700°C, as needed. There are no particular restrictions on particle shape, but spherical is particularly preferred.
無機塩化物としては、例えば、MgCl2、MgBr2、MnCl2、MnBr2が用いられる。無機塩化物は、そのまま用いてもよいし、ボールミル、振動ミルにより粉砕した後に用いてもよい。また、アルコール等の溶媒に無機塩化物を溶解させた後、析出剤によって微粒子状に析出させたものを用いることもできる。 Examples of inorganic chlorides that can be used include MgCl₂ , MgBr₂ , MnCl₂ , and MnBr₂ . These inorganic chlorides may be used as is, or they may be ground using a ball mill or vibration mill before use. Alternatively, the inorganic chlorides may be dissolved in a solvent such as alcohol, and then precipitated into fine particles using a precipitating agent.
粘土は、通常粘土鉱物を主成分として構成される。イオン交換性層状化合物は、イオン結合等によって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造を有する化合物であり、含有されるイオンが交換可能である。大部分の粘土鉱物はイオン交換性層状化合物である。また、これらの粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物としては、天然産のものに限らず、人工合成物を使用することもできる。また、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物としては、粘土、粘土鉱物、または六方最密パッキング型、アンチモン型、CdCl2型、CdI2型等の層状の結晶構造を有するイオン結晶性化合物を例示することができる。 Clay is usually composed mainly of clay minerals. Ion-exchangeable layered compounds are compounds that have a crystalline structure in which planes formed by ionic bonds are stacked parallel to each other with weak bonding forces, and the ions they contain are exchangeable. Most clay minerals are ion-exchangeable layered compounds. Furthermore, these clays, clay minerals, and ion-exchangeable layered compounds are not limited to natural products, but artificially synthesized products can also be used. Examples of clays, clay minerals, or ion-exchangeable layered compounds include clays, clay minerals, or ionic crystalline compounds having layered crystalline structures such as hexagonal close-packed type, antimony type, CdCl2 type, and CdI2 type.
粘土、粘土鉱物としては、例えば、カオリン、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、アロフェン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、ウンモ群、モンモリロナイト群、バーミキュライト、リョクデイ石群、パリゴルスカイト、カオリナイト、ナクライト、ディッカイト、ハロイサイト、ペクトライト、テニオライトが挙げられる。 Examples of clays and clay minerals include kaolin, bentonite, kibushi clay, gylome clay, allophane, hisingerite, pyrophyllite, ummo group, montmorillonite group, vermiculite, lyokdiite group, palygorskite, kaolinite, nacrolite, dickite, halloysite, pectolite, and teniolite.
イオン交換性層状化合物としては、例えば、α-Zr(HAsO4)2・H2O、α-Zr(HPO4)2、α-Zr(KPO4)2・3H2O、α-Ti(HPO4)2、α-Ti(HAsO4)2・H2O、α-Sn(HPO4)2・H2O、γ-Zr(HPO4)2、γ-Ti(HPO4)2、γ-Ti(NH4PO4)2・H2O等の多価金属の結晶性酸性塩が挙げられる。 Examples of ion-exchangeable layered compounds include crystalline acidic salts of polyvalent metals such as α-Zr( HAsO₄ ) ₂ · H₂O , α-Zr( HPO₄ ) ₂ , α-Zr( KPO₄ ) ₂ · 3H₂O , α-Ti( HPO₄ ) ₂ , α-Ti( HAsO₄ ) ₂ · H₂O , α-Sn( HPO₄ ) ₂ · H₂O , γ-Zr( HPO₄ ) ₂ , γ-Ti( HPO₄ ) ₂ , and γ-Ti( NH₄PO₄ ) ₂ · H₂O .
粘土、粘土鉱物には、化学処理を施すことも好ましい。化学処理としては、表面に付着している不純物を除去する表面処理、粘土の結晶構造に影響を与える処理等、何れも使用できる。化学処理としては、具体的には、酸処理、アルカリ処理、塩類処理、有機物処理等が挙げられる。 It is also preferable to subject clay and clay minerals to chemical treatment. Chemical treatments can include surface treatments to remove impurities adhering to the surface, and treatments that affect the crystalline structure of the clay. Specific examples of chemical treatments include acid treatment, alkali treatment, salt treatment, and organic matter treatment.
イオン交換性層状化合物は、イオン交換性を利用し、層間の交換性イオンを別の大きな嵩高いイオンと交換することにより、層間が拡大した状態の層状化合物であってもよい。このような嵩高いイオンは、層状構造を支える支柱的な役割を担っており、通常、ピラーと呼ばれる。また、このように層状化合物の層間に別の物質を導入することをインターカレーションという。 Ion-exchangeable layered compounds may be layered compounds in which the interlayers are expanded by utilizing ion exchange properties to exchange exchangeable ions between layers with other large, bulky ions. These bulky ions play a supporting role in the layered structure and are usually called pillars. The introduction of another substance between the layers of a layered compound in this way is called intercalation.
インターカレーションするゲスト化合物としては、例えば、TiCl4、ZrCl4等の陽イオン性無機化合物、Ti(OR)4、Zr(OR)4、PO(OR)3、B(OR)3等の金属アルコキシド(Rは炭化水素基等)、[Al13O4(OH)24]7+、[Zr4(OH)14]2+、[Fe3O(OCOCH3)6]+等の金属水酸化物イオンが挙げられる。これらの化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらの化合物をインターカレーションする際に、Si(OR)4、Al(OR)3、Ge(OR)4等の金属アルコキシド(Rは炭化水素基等)などを加水分解して得た重合物、SiO2等のコロイド状無機化合物などを共存させることもできる。 Examples of guest compounds for intercalation include cationic inorganic compounds such as TiCl₄ and ZrCl₄ , metal alkoxides such as Ti(OR) ₄ , Zr(OR) ₄ , PO(OR) ₃ , and B(OR) ₃ (where R is a hydrocarbon group, etc.), and metal hydroxide ions such as [ Al₁₃O₄ (OH) ₂₄ ] ⁷ + , [ Zr₄ (OH) ₁₄ ] ²+ , and [ Fe₃O ( OCOCH₃ ) ₆ ] + . These compounds may be used individually or in combination of two or more. Furthermore, when intercalating these compounds, polymers obtained by hydrolysis of metal alkoxides such as Si(OR) ₄ , Al(OR) ₃ , and Ge(OR) ₄ (where R is a hydrocarbon group, etc.), and colloidal inorganic compounds such as SiO₂ can also be present.
ピラーとしては、例えば、上記金属水酸化物イオンを層間にインターカレーションした後に加熱脱水することにより生成する酸化物が挙げられる。 Examples of pillars include oxides produced by intercalating the above-mentioned metal hydroxide ions between layers and then heating and dehydrating them.
担体(C)の中でも、SiO2および/またはAl2O3を主成分として含有する多孔質酸化物が好ましい。また、粘土または粘土鉱物も好ましく、特に好ましいものはモンモリロナイト、バーミキュライト、ペクトライト、テニオライトおよび合成ウンモである。 Among the support materials (C), porous oxides containing SiO₂ and/or Al₂O₃ as the main component are preferred. Clay or clay minerals are also preferred, with montmorillonite, vermiculite, pectolite, teniolite , and synthetic unmol.
《有機化合物》
担体(C)における有機化合物としては、例えば、粒径が5~300μmの範囲にある顆粒状ないしは微粒子状固体が挙げられる。具体的には、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン等の炭素数2~14のα-オレフィンを主成分として生成される(共)重合体、ビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成される(共)重合体、およびそれらの変成体を例示することができる。
《Organic compounds》
Examples of organic compounds in the support (C) include granular or particulate solids with a particle size in the range of 5 to 300 μm. Specifically, examples include (co)polymers produced mainly from α-olefins having 2 to 14 carbon atoms, such as ethylene, propylene, 1-butene, and 4-methyl-1-pentene; (co)polymers produced mainly from vinylcyclohexane and styrene; and modified versions thereof.
〈有機化合物成分(D)〉
本発明において、有機化合物成分(D)は、必要に応じて、重合性能および生成ポリマーの物性を向上させる目的で使用される。有機化合物(D)としては、例えば、アルコール類、フェノール性化合物、カルボン酸、リン化合物、アミド、ポリエーテルおよびスルホン酸塩等が挙げられる。
<Organic compound component (D)>
In the present invention, organic compound component (D) is used as needed to improve polymerization performance and the physical properties of the resulting polymer. Examples of organic compound (D) include alcohols, phenolic compounds, carboxylic acids, phosphorus compounds, amides, polyethers, and sulfonates.
〈各成分の使用法および添加順序〉
オレフィン重合の際には、各成分の使用法、添加順序は任意に選ばれるが、以下のような方法が例示される。以下では、遷移金属化合物(A)、化合物(B)、担体(C)および有機化合物成分(D)を、それぞれ「成分(A)~(D)」ともいう。
(1)成分(A)を単独で重合器に添加する方法。
(2)成分(A)および成分(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(3)成分(A)を成分(C)に担持した触媒成分と、
成分(B)とを任意の順序で重合器に添加する方法。
(4)成分(B)を成分(C)に担持した触媒成分と、
成分(A)とを任意の順序で重合器に添加する方法。
(5)成分(A)と成分(B)とを成分(C)に担持した触媒成分を
重合器に添加する方法。
<How to use each ingredient and the order of addition>
During olefin polymerization, the method of use and the order of addition of each component can be chosen arbitrarily, but the following methods are examples. Hereinafter, the transition metal compound (A), compound (B), support (C), and organic compound component (D) will also be referred to as "components (A) to (D)," respectively.
(1) A method of adding component (A) alone to the polymerizer.
(2) A method of adding component (A) and component (B) to a polymerizer in any order.
(3) A catalyst component in which component (A) is supported on component (C),
A method of adding component (B) to a polymerization reactor in any order.
(4) A catalyst component in which component (B) is supported on component (C),
A method for adding component (A) to a polymerization reactor in any order.
(5) A method of adding a catalyst component, in which component (A) and component (B) are supported on component (C), to a polymerizer.
上記(2)~(5)の各方法においては、各触媒成分の少なくとも2種は予め接触されていてもよい。成分(B)が担持されている上記(4)、(5)の各方法においては、必要に応じて担持されていない成分(B)を、任意の順序で添加してもよい。この場合、成分(B)は、同一でも異なっていてもよい。また、成分(C)に成分(A)が担持された固体触媒成分、成分(C)に成分(A)および成分(B)が担持された固体触媒成分は、オレフィンが予備重合されていてもよく、予備重合された固体触媒成分上に、さらに触媒成分が担持されていてもよい。 In each of the methods described in (2) to (5) above, at least two of the catalyst components may be in contact with each other beforehand. In the methods described in (4) and (5) above, in which component (B) is supported, unsupported component (B) may be added in any order as needed. In this case, component (B) may be the same or different. Furthermore, in the solid catalyst component in which component (A) is supported on component (C), and in the solid catalyst component in which components (A) and (B) are supported on component (C), the olefin may be prepolymerized, and further catalyst components may be supported on the prepolymerized solid catalyst component.
当該製造方法において、「重合」とは、単独重合および共重合を総称する意味で用いる。また「オレフィン重合用触媒の存在下でオレフィンを重合する」とは、上記(1)~(5)の各方法のように、任意の方法でオレフィン重合用触媒の各成分を重合器に添加してオレフィンを重合する態様を包含する。 In this manufacturing method, "polymerization" is used to refer collectively to both homopolymerization and copolymerization. Furthermore, "polymerizing olefins in the presence of an olefin polymerization catalyst" includes methods (1) to (5) above, where each component of the olefin polymerization catalyst is added to the polymerizer by any method to polymerize the olefin.
当該製造方法では、重合は、溶液重合、懸濁重合等の液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施できる。液相重合法において用いられる不活性炭化水素媒体としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。不活性炭化水素媒体は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、重合に供給されうる液化オレフィン自身を溶媒として用いる、いわゆるバルク重合法を用いることもできる。 In this manufacturing method, polymerization can be carried out using either liquid-phase polymerization methods such as solution polymerization or suspension polymerization, or gas-phase polymerization methods. Examples of inert hydrocarbon media used in liquid-phase polymerization include aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and kerosene; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, and methylcyclopentane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; and halogenated hydrocarbons such as ethylene chloride, chlorobenzene, and dichloromethane. The inert hydrocarbon media may be used alone or in mixtures of two or more. Furthermore, a so-called bulk polymerization method, in which the liquefied olefin itself, which can be supplied to polymerization, is used as the solvent, can also be employed.
オレフィン重合用触媒を用いてオレフィンの重合を行うに際して、オレフィン重合用触媒を構成しうる各成分の使用量は以下のとおりである。また、オレフィン重合用触媒において、各成分の含有量を以下のとおりに調節することができる。 When polymerizing olefins using an olefin polymerization catalyst, the amounts of each component that can constitute the olefin polymerization catalyst used are as follows. Furthermore, the content of each component in the olefin polymerization catalyst can be adjusted as follows.
成分(A)は、反応容積1リットル当り、通常10-10~10-2モル、好ましくは10-8~10-3モルとなるような量で用いられる。成分(B-1)は、成分(B-1)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比〔(B-1)/M〕が通常1~50,000、好ましくは10~20,000、特に好ましくは50~10,000となるような量で用いることができる。成分(B-2)は、成分(B-2)中のアルミニウム原子と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比〔Al/M〕が通常10~5,000、好ましくは20~2,000となるような量で用いることができる。成分(B-3)は、成分(B-3)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比〔(B-3)/M〕が通常1~1000、好ましくは1~200となるような量で用いることができる。 Component (A) is used in an amount such that it is typically 10⁻¹⁰ to 10⁻² moles, preferably 10⁻⁸ to 10⁻³ moles, per liter of reaction volume. Component (B-1) can be used in an amount such that the molar ratio [(B-1)/M] of component (B-1) to the total transition metal atoms (M) in component (A) is typically 1 to 50,000, preferably 10 to 20,000, and particularly preferably 50 to 10,000. Component (B-2) can be used in an amount such that the molar ratio [Al/M] of aluminum atoms in component (B-2) to the total transition metal atoms (M) in component (A) is typically 10 to 5,000, preferably 20 to 2,000. Component (B-3) can be used in an amount such that the molar ratio [(B-3)/M] of component (B-3) to the total transition metal atoms (M) in component (A) is usually 1 to 1000, preferably 1 to 200.
成分(C)を用いる場合は、成分(A)と成分(C)との重量比〔(A)/(C)〕が好ましくは0.0001~1、より好ましくは0.0005~0.5、さらに好ましくは0.001~0.1となるような量で用いることができる。 When using component (C), it can be used in an amount such that the weight ratio of component (A) to component (C) [(A)/(C)] is preferably 0.0001 to 1, more preferably 0.0005 to 0.5, and even more preferably 0.001 to 0.1.
成分(D)を用いる場合は、成分(B)が成分(B-1)の場合には、モル比〔(D)/(B-1)〕が通常0.01~10、好ましくは0.1~5となるような量で、成分(B)が成分(B-2)の場合には、モル比〔(D)/(B-2)〕が通常0.005~2、好ましくは0.01~1となるような量で、成分(B)が成分(B-3)の場合は、モル比〔(D)/(B-3)〕が通常0.01~10、好ましくは0.1~5となるような量で用いることができる。 When using component (D), if component (B) is component (B-1), it can be used in an amount such that the molar ratio [(D)/(B-1)] is usually 0.01 to 10, preferably 0.1 to 5. If component (B) is component (B-2), it can be used in an amount such that the molar ratio [(D)/(B-2)] is usually 0.005 to 2, preferably 0.01 to 1. If component (B) is component (B-3), it can be used in an amount such that the molar ratio [(D)/(B-3)] is usually 0.01 to 10, preferably 0.1 to 5.
当該製造方法において、オレフィンの重合温度は、通常-50~200℃、好ましくは0~180℃であり;重合圧力は、通常常圧~10MPaゲージ圧、好ましくは常圧~5MPaゲージ圧である。重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を反応条件の異なる二段以上に分けて行うこともできる。得られるオレフィン重合体の分子量は、重合系に水素等を存在させるか、重合温度を変化させるか、または成分(B)の使用量により調節することができる。 In this manufacturing method, the polymerization temperature of the olefin is typically -50 to 200°C, preferably 0 to 180°C; the polymerization pressure is typically atmospheric pressure to 10 MPa gauge pressure, preferably atmospheric pressure to 5 MPa gauge pressure. The polymerization reaction can be carried out using batch, semi-continuous, or continuous methods. Furthermore, polymerization can be carried out in two or more stages with different reaction conditions. The molecular weight of the resulting olefin polymer can be adjusted by the presence of hydrogen or other elements in the polymerization system, by changing the polymerization temperature, or by the amount of component (B) used.
当該製造方法は、工業的製法において有利な高温条件下であっても、高い触媒活性を維持しつつ、高立体規則性・高融点および高分子量を有するオレフィン重合体を製造することが可能である。このような高温条件下では、重合温度は、通常40℃以上、好ましくは40~200℃、より好ましくは45~150℃、特に好ましくは50~150℃(換言すれば、特に好ましくは工業化可能な温度である。)である。 This manufacturing method makes it possible to produce olefin polymers with high stereoregularity, high melting point, and high molecular weight while maintaining high catalytic activity, even under high-temperature conditions advantageous in industrial manufacturing. Under such high-temperature conditions, the polymerization temperature is typically 40°C or higher, preferably 40 to 200°C, more preferably 45 to 150°C, and particularly preferably 50 to 150°C (in other words, a temperature at which industrialization is feasible).
特に水素は、触媒の重合活性を向上させる効果や、重合体の分子量を増加または低下させる効果が得られることがあり、好ましい添加物であるといえる。系内に水素を添加する場合、その量はオレフィン1モルあたり0.00001~100NL程度が適当である。系内の水素濃度は、水素の供給量を調整する以外にも、水素を生成または消費する反応を系内で行う方法や、膜を利用して水素を分離する方法、水素を含む一部のガスを系外に放出することによっても調整することができる。 Hydrogen, in particular, can improve the polymerization activity of catalysts and increase or decrease the molecular weight of polymers, making it a desirable additive. When adding hydrogen to the system, an appropriate amount is approximately 0.00001 to 100 NL per mole of olefin. The hydrogen concentration in the system can be adjusted not only by adjusting the hydrogen supply, but also by carrying out reactions that generate or consume hydrogen within the system, by separating hydrogen using a membrane, or by releasing some of the hydrogen-containing gas outside the system.
当該製造方法で得られたオレフィン重合体に対しては、上記方法で合成した後に、必要に応じて公知の触媒失活処理工程、触媒残渣除去工程、乾燥工程等の後処理工程を行ってもよい。 The olefin polymer obtained by this manufacturing method may be subjected to post-treatment steps, such as known catalyst deactivation, catalyst residue removal, and drying, after synthesis using the above method, as needed.
<成形体>
本発明の成形体は、上述した本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む成形体である。
このような本発明の成形体は、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)のみから成形されていてもよく、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む樹脂組成物から成形されていてもよい。
<Molded product>
The molded article of the present invention is a molded article containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention described above.
Such a molded article of the present invention may be molded solely from a 4-methyl-1-pentene polymer (X), or it may be molded from a resin composition containing a 4-methyl-1-pentene polymer (X).
本発明の成形体が、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む樹脂組成物から成形されたものである場合、樹脂組成物中には、本発明の目的を損なわない範囲で、各種樹脂用添加剤および4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)以外の樹脂成分から選ばれる1種以上を含有することができる。 When the molded article of the present invention is molded from a resin composition containing a 4-methyl-1-pentene polymer (X), the resin composition may contain one or more resin components selected from various resin additives and resin components other than the 4-methyl-1-pentene polymer (X), as long as the objectives of the present invention are not impaired.
前記樹脂組成物に含まれてもよい、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)以外の樹脂成分としては、たとえば、以下の熱可塑性樹脂が挙げられる。
熱可塑性ポリオレフィン系樹脂、たとえば、低密度、中密度、高密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、ポリ1-ブテン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリ3-メチル-1-ペンテン、ポリ3-メチル-1-ブテン、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体、1-ブテン・α-オレフィン共重合体、4-メチル-1-ペンテン・α-オレフィン共重合体、環状オレフィン共重合体、塩素化ポリオレフィン、およびこれらのオレフィン系樹脂を変性した変性ポリオレフィン樹脂;
熱可塑性ポリアミド系樹脂、たとえば、脂肪族ポリアミド(ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612);
熱可塑性ポリエステル系樹脂;たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル系エラストマー;
熱可塑性ビニル芳香族系樹脂、たとえば、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、スチレン系エラストマー(スチレン・ブタジエン・スチレンブロックポリマー、スチレン・イソプレン・スチレンブロックポリマー、スチレン・イソブチレン・スチレンブロックポリマー、前述の水素添加物);
熱可塑性ポリウレタン;塩化ビニル樹脂;塩化ビニリデン樹脂;アクリル樹脂;エチレン・酢酸ビニル共重合体;エチレン・メタクリル酸アクリレート共重合体;アイオノマー;エチレン・ビニルアルコール共重合体;ポリビニルアルコール;フッ素系樹脂ポリカーボネート;ポリアセタール;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンサルファイドポリイミド;ポリアリレート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ロジン系樹脂;テルペン系樹脂および石油樹脂;
共重合体ゴム、たとえば、エチレン・α-オレフィン・ジエン共重合体、プロピレン・α-オレフィン・ジエン共重合体、1-ブテン・α-オレフィン・ジエン共重合体、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ネオプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ポリイソブチレンゴム、天然ゴム、シリコーンゴム等が例示される。
Examples of resin components other than the 4-methyl-1-pentene polymer (X) that may be included in the aforementioned resin composition include the following thermoplastic resins.
Thermoplastic polyolefin resins, such as low-density, medium-density, and high-density polyethylene, high-pressure low-density polyethylene, isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, poly-1-butene, poly-4-methyl-1-pentene, poly-3-methyl-1-pentene, poly-3-methyl-1-butene, ethylene-α-olefin copolymer, propylene-α-olefin copolymer, 1-butene-α-olefin copolymer, 4-methyl-1-pentene-α-olefin copolymer, cyclic olefin copolymer, chlorinated polyolefin, and modified polyolefin resins obtained by modifying these olefin resins;
Thermoplastic polyamide resins, for example, aliphatic polyamides (nylon 6, nylon 11, nylon 12, nylon 66, nylon 610, nylon 612);
Thermoplastic polyester resins; for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester elastomers;
Thermoplastic vinyl aromatic resins, such as polystyrene, ABS resin, AS resin, and styrene elastomers (styrene-butadiene-styrene block polymer, styrene-isoprene-styrene block polymer, styrene-isobutylene-styrene block polymer, and the aforementioned hydrogenated materials);
Thermoplastic polyurethane; vinyl chloride resin; vinylidene chloride resin; acrylic resin; ethylene-vinyl acetate copolymer; ethylene-methacrylate copolymer; ionomer; ethylene-vinyl alcohol copolymer; polyvinyl alcohol; fluorinated polycarbonate; polyacetal; polyphenylene oxide; polyphenylene sulfide polyimide; polyarylate; polysulfone; polyethersulfone; rosin-based resin; terpene-based resin and petroleum resin;
Copolymer rubbers include, for example, ethylene-α-olefin-diene copolymer, propylene-α-olefin-diene copolymer, 1-butene-α-olefin-diene copolymer, polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, neoprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, polyisobutylene rubber, natural rubber, silicone rubber, and the like.
ポリプロピレンとしては、アイソタクティックポリプロピレンとシンジオタクティックポリプロピレンが挙げられる。アイソタクティックポリプロピレンは、ホモポリプロピレンであっても、プロピレン・炭素数2~20のα-オレフィン(ただしプロピレンを除く)ランダム共重合体であっても、プロピレンブロック共重合体であってもよい。
ポリ4-メチル-1-ペンテンおよび4-メチル-1-ペンテン・α-オレフィン共重合体は、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)とは異なる重合体であり、4-メチル-1-ペンテンの単独重合体、または4-メチル-1-ペンテン・α-オレフィンランダム共重合体である。4-メチル-1-ペンテン・α-オレフィンランダム共重合体の場合、4-メチル-1-ペンテンと共重合するα-オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンなどの炭素数2~20 、好ましくは6~20のα-オレフィンが挙げられる。これらは、1種単独で、あるいは2種以上組み合せて用いることができる。メルトフローレート(MFR;ASTMD1238 、260℃、5.0kg荷重)は、0.1~200g/10分であることが好ましく、より好ましくは1~150g/10分である。ポリ4-メチル-1-ペンテンは、市販品を使用することもでき、例えば三井化学(株)製のTPX(商標名)などが挙げられる。その他のメーカーのポリ4-メチル-1-ペンテンでも、上記要件を満たせば好ましく使用することができる。
Examples of polypropylene include isotactic polypropylene and syndiotactic polypropylene. Isotactic polypropylene may be homopolypropylene, a random copolymer of propylene and α-olefins having 2 to 20 carbon atoms (excluding propylene), or a propylene block copolymer.
Poly-4-methyl-1-pentene and 4-methyl-1-pentene/α-olefin copolymers are polymers distinct from 4-methyl-1-pentene polymers (X), and are either homopolymers of 4-methyl-1-pentene or random copolymers of 4-methyl-1-pentene/α-olefin. In the case of random copolymers of 4-methyl-1-pentene/α-olefin, examples of α-olefins copolymerized with 4-methyl-1-pentene include α-olefins having 2 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 20, such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and 1-eicosene. These can be used individually or in combination of two or more. The melt flow rate (MFR; ASTMD1238, 260°C, 5.0 kg load) is preferably 0.1 to 200 g/10 min, and more preferably 1 to 150 g/10 min. Commercially available poly-4-methyl-1-pentene can be used, such as TPX (trademark name) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. Poly-4-methyl-1-pentene from other manufacturers can also be preferably used if it satisfies the above requirements.
ポリエチレンとしては、従来公知の手法で製造されている、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレンを使用することが出来る。
ポリブテンとしては、1-ブテンのホモポリマー、あるいは1-ブテンと、1-ブテンを除くオレフィンとの共重合体を挙げることができる。ポリブテンと共重合するオレフィンとしては、4-メチル-1-ペンテンと共重合するα-オレフィンとして挙げた前記α-オレフィンが挙げられ、これらのオレフィンは、単独で、または2種以上混合して用いられる。共重合体として、例えば、1-ブテン・エチレンランダム共重合体、1-ブテン・プロピレンランダム共重合体、1-ブテン・メチルペンテン共重合体、1-ブテン・メチルブテン共重合体、1-ブテン・プロピレン・エチレン共重合体などが挙げられる。このような共重合体において、耐熱性の点から、1-ブテン由来の構成単位の含有量が50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることが更に好ましく、85%以上であることが特に好ましい。
As for polyethylene, low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, and high-pressure low-density polyethylene, which are manufactured by conventionally known methods, can be used.
Examples of polybutenes include homopolymers of 1-butene, or copolymers of 1-butene and olefins excluding 1-butene. Examples of olefins copolymerized with polybutene include the α-olefins mentioned above as α-olefins copolymerized with 4-methyl-1-pentene, and these olefins can be used individually or in mixtures of two or more. Examples of copolymers include 1-butene-ethylene random copolymers, 1-butene-propylene random copolymers, 1-butene-methylpentene copolymers, 1-butene-methylbutene copolymers, and 1-butene-propylene-ethylene copolymers. In such copolymers, from the viewpoint of heat resistance, it is preferable that the content of constituent units derived from 1-butene is 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and particularly preferable 85% or more.
変性ポリオレフィン樹脂は、上述したポリオレフィン樹脂にエチレン性不飽和結合含有モノマーを、有機過酸化物を用いてグラフト変性することにより得ることができる。変性ポリオレフィンが有する官能基の種類としては、ハロゲン原子、カルボキシル基、酸無水物基、エポキシ基、水酸基、アミノ基、アミド基、イミド基、エステル基、アルコキシシラン基、酸ハライド基およびニトリル基等が挙げられる。
ロジン系樹脂としては、天然ロジン、重合ロジン、マレイン酸、フマル酸、(メタ)アクリル酸などで変性した変性ロジン、ロジン誘導体が挙げられる。また、このロジン誘導体としては、前記の天然ロジン、重合ロジンまたは変性ロジンのエステル化物、フェノール変性物およびそのエステル化物などが挙げられる。さらに、これらの水素添加物も挙げることができる。
Modified polyolefin resins can be obtained by graft-modifying the above-mentioned polyolefin resin with ethylenically unsaturated bond-containing monomers using organic peroxides. Examples of functional groups that modified polyolefins may possess include halogen atoms, carboxyl groups, acid anhydride groups, epoxy groups, hydroxyl groups, amino groups, amide groups, imide groups, ester groups, alkoxysilane groups, acid halide groups, and nitrile groups.
Examples of rosin-based resins include natural rosin, polymerized rosin, modified rosin obtained by modifying maleic acid, fumaric acid, (meth)acrylic acid, etc., and rosin derivatives. Examples of these rosin derivatives include esterified products of the aforementioned natural rosin, polymerized rosin, or modified rosin, phenol-modified products, and their esterified products. Furthermore, hydrogenated versions of these can also be mentioned.
テルペン系樹脂としては、α-ピネン、β-ピネン、リモネン、ジペンテン、テルペンフェノール、テルペンアルコール、テルペンアルデヒドなどからなる樹脂が挙げられ、α-ピネン、β-ピネン、リモネン、ジペンテンなどにスチレンなどの芳香族モノマーを重合させた芳香族変性のテルペン系樹脂なども挙げられる。また、これらの水素添加物も挙げることができる。 Examples of terpene resins include resins composed of α-pinene, β-pinene, limonene, dipentene, terpene phenol, terpene alcohol, and terpene aldehyde. Aromatically modified terpene resins, obtained by polymerizing aromatic monomers such as styrene onto α-pinene, β-pinene, limonene, or dipentene, are also included. Hydrogenated versions of these resins can also be considered.
石油樹脂としては、たとえば、タールナフサのC5留分を主原料とする脂肪族系石油樹脂、C9留分を主原料とする芳香族系石油樹脂およびそれらの共重合石油樹脂が挙げられる。すなわち、C5系石油樹脂(ナフサ分解油のC5留分を重合した樹脂)、C9系石油樹脂(ナフサ分解油のC9留分を重合した樹脂)、C5C9共重合石油樹脂(ナフサ分解油のC5留分とC9留分とを共重合した樹脂)が挙げられ、タールナフサ留分のスチレン類、インデン類、クマロン、その他ジシクロペンタジエンなどを含有しているクマロンインデン系樹脂、p-ターシャリブチルフェノールとアセチレンの縮合物に代表されるアルキルフェノール類樹脂、ο-キシレン、p-キシレンまたはm-キシレンをホルマリンと反応させてなるキシレン系樹脂なども挙げられる。 Examples of petroleum resins include aliphatic petroleum resins primarily derived from the C5 fraction of tar naphtha, aromatic petroleum resins primarily derived from the C9 fraction, and copolymer petroleum resins thereof. Specifically, these include C5 petroleum resins (resins polymerized from the C5 fraction of naphtha cracked oil), C9 petroleum resins (resins polymerized from the C9 fraction of naphtha cracked oil), and C5-C9 copolymer petroleum resins (resins copolymerized from the C5 and C9 fractions of naphtha cracked oil). Other examples include coumarone-indene resins containing styrenes, indenes, coumarone, and other dicyclopentadienes from the tar naphtha fraction, alkylphenol resins represented by condensates of p-tert-butylphenol and acetylene, and xylene resins obtained by reacting o-xylene, p-xylene, or m-xylene with formalin.
また、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂および石油樹脂からなる群より選ばれる1つ以上の樹脂は、耐候性および耐変色性に優れるために水素添加誘導体が好ましい。前記樹脂の環球法による軟化点は、40~180℃の範囲にあることが好ましい。また、前記樹脂のGPCにより測定される数平均分子量(Mn)分子量は100~10,000程度の範囲にあることが好ましい。ロジン系樹脂、テルペン系樹脂および石油樹脂は市販品を使用することもできる。 Furthermore, one or more resins selected from the group consisting of rosin-based resins, terpene-based resins, and petroleum resins are preferably hydrogenated derivatives due to their excellent weather resistance and discoloration resistance. The softening point of the resin by the ring-spherical method is preferably in the range of 40 to 180°C. Also, the number-average molecular weight (Mn) of the resin, as measured by GPC, is preferably in the range of approximately 100 to 10,000. Commercially available rosin-based resins, terpene-based resins, and petroleum resins can also be used.
これらの熱可塑性樹脂の中で、好ましいのは、低密度、中密度、高密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、ポリ1-ブテン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリ3-メチル-1-ペンテン、ポリ3-メチル-1-ブテン、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体、1-ブテン・α-オレフィン共重合体、スチレン系エラストマー、酢酸ビニル共重合体、エチレン・メタクリル酸アクリレート共重合体、アイオノマー、フッ素系樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂および石油樹脂であり、より好ましいのは、耐熱性向上、低温耐性向上、柔軟性の点で、ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、ポリ1-ブテン、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体、1-ブテン・α-オレフィン共重合体、酢酸ビニル共重合体、スチレン系エラストマー、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂および石油樹脂である。 Among these thermoplastic resins, preferred are low-density, medium-density, and high-density polyethylene, high-pressure low-density polyethylene, isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, poly-1-butene, poly-4-methyl-1-pentene, poly-3-methyl-1-pentene, poly-3-methyl-1-butene, ethylene-α-olefin copolymer, propylene-α-olefin copolymer, 1-butene-α-olefin copolymer, styrene-based elastomer, vinyl acetate copolymer, ethylene-methacrylate copolymer, ionomer, fluoropolymer, rosin-based resin, terpene-based resin, and petroleum resin. More preferred, in terms of improved heat resistance, improved low-temperature resistance, and flexibility, are polyethylene, isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, poly-1-butene, ethylene-α-olefin copolymer, propylene-α-olefin copolymer, 1-butene-α-olefin copolymer, vinyl acetate copolymer, styrene-based elastomer, rosin-based resin, terpene-based resin, and petroleum resin.
また熱可塑性樹脂として、好ましくはポリ3-メチル-1-ペンテン、ポリ3-メチル-1-ブテンなどが挙げられ、これらは本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の核剤として働くことにより、得られるフィルム等の剛性の向上に寄与する。
熱可塑性樹脂としては、上記熱可塑性樹脂の中から1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合せて使用することもできる。
これらの熱可塑性樹脂等の樹脂あるいは重合体成分の添加量は、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む前記樹脂組成物の総質量に対して、0.1~30質量%であることが好ましい。
Preferably, the thermoplastic resins include poly-3-methyl-1-pentene and poly-3-methyl-1-butene, which act as nucleating agents for the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention, thereby contributing to improved rigidity of the resulting film and the like.
As for the thermoplastic resin, one type of the above thermoplastic resin can be used alone, or two or more types can be used in combination.
The amount of these thermoplastic resins or other resin or polymer components added is preferably 0.1 to 30% by mass relative to the total mass of the resin composition containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X).
樹脂用添加剤としては、例えば、核剤、アンチブロッキング剤、顔料、染料、充填剤、滑剤、可塑剤、離型剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、界面活性剤、帯電防止剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、スリップ防止剤、発泡剤、結晶化助剤、防曇剤、老化防止剤、塩酸吸収剤、衝撃改良剤、架橋剤、共架橋剤、架橋助剤、粘着剤、軟化剤、加工助剤などが挙げられる。これらの添加剤は、1種単独でも、適宜2種以上を組み合わせても用いることができる。 Examples of resin additives include nucleating agents, antiblocking agents, pigments, dyes, fillers, lubricants, plasticizers, mold release agents, antioxidants, flame retardants, UV absorbers, antibacterial agents, surfactants, antistatic agents, weather stabilizers, heat stabilizers, anti-slip agents, foaming agents, crystallization aids, anti-fogging agents, anti-aging agents, hydrochloric acid absorbers, impact modifiers, crosslinking agents, co-crosslinking agents, crosslinking aids, adhesives, softeners, and processing aids. These additives can be used individually or in combination of two or more as appropriate.
核剤としては、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の成形性をさらに改善させる、すなわち結晶化温度を高め、結晶化速度を速めるために、公知の核剤を使用することが可能である。具体的には、ジベンジリデンソルビトール系核剤、リン酸エステル塩系核剤、ロジン系核剤、安息香酸金属塩系核剤、フッ素化ポリエチレン、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)リン酸ナトリウム(商品名「アデカスタブNA-11」、株式会社ADEKA製)、ピメリン酸やその塩、2,6-ナフタレン酸ジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド等が挙げられる。核剤の配合量は、特に限定されないが、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)100質量部に対して、好ましくは0.1~1質量部である。核剤は、重合中、重合後、あるいは成形加工時などの時点で適宜添加することが可能である。 As a nucleating agent, known nucleating agents can be used to further improve the moldability of the 4-methyl-1-pentene polymer (X), that is, to increase the crystallization temperature and accelerate the crystallization rate. Specifically, examples include dibenzylidene sorbitol-based nucleating agents, phosphate ester salt-based nucleating agents, rosin-based nucleating agents, metal benzoate salt-based nucleating agents, fluorinated polyethylene, 2,2-methylenebis(4,6-di-t-butylphenyl) sodium phosphate (trade name "ADEKA Stab NA-11," manufactured by ADEKA Corporation), pimelic acid and its salts, and 2,6-naphthalene dicarboxylic acid dicyclohexylamide. The amount of nucleating agent is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 1 part by mass per 100 parts by mass of the 4-methyl-1-pentene polymer (X). The nucleating agent can be added as appropriate at various stages, such as during polymerization, after polymerization, or during molding.
アンチブロッキング剤としては、公知のアンチブロッキング剤が使用可能である。具体的には、微粉末シリカ、微粉末酸化アルミニウム、微粉末クレー、粉末状もしくは液状のシリコン樹脂、テトラフロロエチレン樹脂、微粉末架橋樹脂、例えば架橋されたアクリル、メタクリル樹脂粉末等をあげることができる。これらのうちでは、微粉末シリカおよび架橋されたアクリル、メタクリル樹脂粉末が好ましい。 As antiblocking agents, known antiblocking agents can be used. Specifically, examples include finely powdered silica, finely powdered aluminum oxide, finely powdered clay, powdered or liquid silicone resin, tetrafluoroethylene resin, finely powdered crosslinked resin, such as crosslinked acrylic or methacrylic resin powder. Of these, finely powdered silica and crosslinked acrylic or methacrylic resin powder are preferred.
顔料としては、無機含量(酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、硫化カドミウム等)、有機顔料(アゾレーキ系、チオインジゴ系、フタロシアニン系、アントラキノン系)が挙げられる。染料としてはアゾ系、アントラキノン系、トリフェニルメタン系等が挙げられる。これら顔料および染料の添加量は、特に限定されないが、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む前記樹脂組成物の総質量に対して、合計で、通常5質量%以下、好ましくは0.1~3質量%である。 Examples of pigments include inorganic pigments (titanium dioxide, iron oxide, chromium oxide, cadmium sulfide, etc.) and organic pigments (azo lake type, thioindigo type, phthalocyanine type, anthraquinone type). Examples of dyes include azo type, anthraquinone type, triphenylmethane type, etc. The amount of these pigments and dyes added is not particularly limited, but is usually 5% by mass or less, preferably 0.1 to 3% by mass, relative to the total mass of the resin composition containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X).
充填剤としてはガラス繊維、炭素繊維、シリカ繊維、金属(ステンレス、アルミニウム、チタン、銅等)繊維、カーボンブラック、シリカ、ガラスビーズ、珪酸塩(珪酸カルシウム、タルク、クレー等)、金属酸化物(酸化鉄、酸化チタン、アルミナ等)、金属の炭酸塩(硫酸カルシウム、硫酸バリウム)および各種金属(マグネシウム、珪素、アルミニウム、チタン、銅等)粉末、マイカ、ガラスフレーク等が挙げられる。これらの充填剤は1種単独または2種以上の併用のいずれでもよい。
滑剤としては、ワックス(カルナバロウワックス等)、高級脂肪酸(ステアリン酸等)、高級アルコール(ステアリルアルコール等)、高級脂肪酸アミド(ステアリン酸アミド等)等が挙げられる。
Examples of fillers include glass fibers, carbon fibers, silica fibers, metal (stainless steel, aluminum, titanium, copper, etc.) fibers, carbon black, silica, glass beads, silicates (calcium silicate, talc, clay, etc.), metal oxides (iron oxide, titanium oxide, alumina, etc.), metal carbonates (calcium sulfate, barium sulfate), and various metal (magnesium, silicon, aluminum, titanium, copper, etc.) powders, mica, glass flakes, etc. These fillers may be used individually or in combination of two or more types.
Examples of lubricants include waxes (such as carnauba wax), higher fatty acids (such as stearic acid), higher alcohols (such as stearyl alcohol), and higher fatty acid amides (such as stearic acid amide).
可塑剤としては、芳香族カルボン酸エステル(フタル酸ジブチル等)、脂肪族カルボン酸エステル(メチルアセチルリシノレート等)、脂肪族ジアルボン酸エステル(アジピン酸-プロピレングリコール系ポリエステル等)、脂肪族トリカルボン酸エステル(クエン酸トリエチル等)、リン酸トリエステル(リン酸トリフェニル等)、エポキシ脂肪酸エステル(ステアリン酸エポキシブチル等)、石油樹脂等が挙げられる。 Examples of plasticizers include aromatic carboxylic acid esters (such as dibutyl phthalate), aliphatic carboxylic acid esters (such as methylacetyl ricinolate), aliphatic dialbonate esters (such as adipic acid-propylene glycol polyesters), aliphatic tricarboxylic acid esters (such as triethyl citrate), phosphate triesters (such as triphenyl phosphate), epoxy fatty acid esters (such as epoxybutyl stearate), and petroleum resins.
離型剤としては、高級脂肪酸の低級(C1~4)アルコールエステル(ステアリン酸ブチル等)、脂肪酸(C4~30)の多価アルコールエステル(硬化ヒマシ油等)、脂肪酸のグリコールエステル、流動パラフィン等が挙げられる。 Examples of mold release agents include lower (C1-C4) alcohol esters of higher fatty acids (such as butyl stearate), polyhydric alcohol esters of fatty acids (C4-C30) (such as hydrogenated castor oil), glycol esters of fatty acids, and liquid paraffin.
酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤が使用可能である。具体的には、フェノール系(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール等)、多環フェノール系(2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール等)、リン系(テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)-4,4-ビフェニレンジホスフォネート等)、イオウ系(チオジプロピオン酸ジラウリル等)、アミン系(N,N-ジイソプロピル-p-フェニレンジアミン等)、ラクトン系の酸化防止剤等が挙げられ、これらを数種類組み合わせても使用できる。 As antioxidants, known antioxidants can be used. Specifically, these include phenolic antioxidants (e.g., 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol), polycyclic phenolic antioxidants (e.g., 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol)), phosphorus-based antioxidants (e.g., tetrakis(2,4-di-t-butylphenyl)-4,4-biphenylenediphosphonate), sulfur-based antioxidants (e.g., dilauryl thiodipropionate), amine-based antioxidants (e.g., N,N-diisopropyl-p-phenylenediamine), and lactone-based antioxidants. Several of these can also be used in combination.
難燃剤としては、有機系難燃剤(含窒素系、含硫黄系、含珪素系、含リン系等)、無機系難燃剤(三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、赤リン等)が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、アクリレート系等が挙げられる。
Examples of flame retardants include organic flame retardants (nitrogen-containing, sulfur-containing, silicon-containing, phosphorus-containing, etc.) and inorganic flame retardants (antimony trioxide, magnesium hydroxide, zinc borate, red phosphorus, etc.).
Examples of UV absorbers include benzotriazole-based, benzophenone-based, salicylic acid-based, and acrylate-based types.
抗菌剤としては、4級アンモニウム塩、ピリジン系化合物、有機酸、有機酸エステル、ハロゲン化フェノール、有機ヨウ素等が挙げられる。
界面活性剤としては非イオン性、アニオン性、カチオン性または両性の界面活性剤を挙げることができる。非イオン性界面活性剤としては、高級アルコールエチレンオキシド付加物、脂肪酸エチレンオキシド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキシド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキシド付加物等のポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤、ポリエチレンオキシド、グリセリンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビットもしくはソルビタンの脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミンの脂肪族アミド等の多価アルコール型非イオン性界面活性剤などが挙げられ、アニオン性界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸のアルカリ金属塩等の硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩等のスルホン酸塩、高級アルコールリン酸エステル塩等のリン酸エステル塩などが挙げられ、カチオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩等の第4級アンモニウム塩などが挙げられる。両性界面活性剤としては、高級アルキルアミノプロピオン酸塩等のアミノ酸型両面界面活性剤、高級アルキルジメチルベタイン、高級アルキル時ヒドロキシエチルベタイン等のベタイン型両性界面活性剤などが挙げられる。
Examples of antibacterial agents include quaternary ammonium salts, pyridine compounds, organic acids, organic acid esters, halogenated phenols, and organic iodine.
Examples of surfactants include nonionic, anionic, cationic, or amphoteric surfactants. Examples of nonionic surfactants include polyethylene glycol-type nonionic surfactants such as higher alcohol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, higher alkylamine ethylene oxide adducts, and polypropylene glycol ethylene oxide adducts; polyhydric alcohol-type nonionic surfactants such as fatty acid esters of polyethylene oxide and glycerin, fatty acid esters of pentaerythritol, fatty acid esters of sorbitol or sorbitan, alkyl ethers of polyhydric alcohols, and aliphatic amides of alkanolamines. Examples of anionic surfactants include sulfate esters of alkali metal salts of higher fatty acids, sulfonates such as alkylbenzene sulfonates, alkyl sulfonates, and paraffin sulfonates, and phosphate esters such as higher alcohol phosphate esters. Examples of cationic surfactants include quaternary ammonium salts such as alkyltrimethylammonium salts. Examples of amphoteric surfactants include amino acid-type amphoteric surfactants such as higher alkylaminopropionates, and betaine-type amphoteric surfactants such as higher alkyldimethyl betaine and higher alkylhydroxyethyl betaine.
帯電防止剤としては、上記の界面活性剤、脂肪酸エステル、高分子型帯電防止剤が挙げられる。脂肪酸エステルとしてはステアリン酸やオレイン酸のエステルなどが挙げられ、高分子型帯電防止剤としてはポリエーテルエステルアミドが挙げられる。
上記充填剤、滑剤、可塑剤、離型剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、界面活性剤、帯電防止剤などの各種添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない範囲内で用途に応じて、特に限定されないが、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む前記樹脂組成物の総質量に対して、それぞれ、0.1~30質量%であることが好ましい。
Examples of antistatic agents include the surfactants mentioned above, fatty acid esters, and polymeric antistatic agents. Examples of fatty acid esters include esters of stearic acid and oleic acid, and examples of polymeric antistatic agents include polyether ester amides.
The amount of each additive, such as the filler, lubricant, plasticizer, mold release agent, antioxidant, flame retardant, ultraviolet absorber, antibacterial agent, surfactant, and antistatic agent, is not particularly limited as long as it does not impair the purpose of the present invention, but is preferably 0.1 to 30% by mass of each additive based on the total mass of the resin composition containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X).
本発明にかかる4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む前記樹脂組成物の製造方法は特に限定されないが、例えば、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)と、必要に応じて他の任意成分とを上述の添加割合で混合したのち、溶融混練して得られる。
溶融混練の方法は、特に制限されず、一般的に市販されている押出機などの溶融混練装置を用いて行うことが可能である。
The method for producing the resin composition containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X) according to the present invention is not particularly limited, but for example, it can be obtained by mixing the 4-methyl-1-pentene polymer (X) with other optional components as needed in the above-mentioned addition ratios, and then melt-kneading the mixture.
The method of melt mixing is not particularly limited and can generally be carried out using commercially available melt mixing equipment such as extruders.
例えば、混練機にて混練を行う部分のシリンダ温度は、通常220~320℃、好ましくは250~300℃である。温度が220℃よりも低いと溶融不足により混練が不十分となり、樹脂組成物の物性の向上が見られない。一方、温度が320℃よりも高いと、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の熱分解が起こる場合がある。混練時間は、通常0.1~30分間、特に好ましくは0.5~5分間である。混練時間が0.1分に満たないと十分に溶融混練が行われず、また、混練時間が30分を超えると4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)の熱分解が起こる場合があり好ましくない。 For example, the cylinder temperature in the mixing section of the kneading machine is typically 220 to 320°C, preferably 250 to 300°C. If the temperature is lower than 220°C, insufficient melting leads to inadequate mixing, and no improvement in the physical properties of the resin composition is observed. On the other hand, if the temperature is higher than 320°C, thermal decomposition of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) may occur. The mixing time is typically 0.1 to 30 minutes, particularly preferably 0.5 to 5 minutes. If the mixing time is less than 0.1 minutes, sufficient melting and mixing will not occur, and if the mixing time exceeds 30 minutes, thermal decomposition of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) may occur, which is undesirable.
本発明の成形体は、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)、あるいは4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む樹脂組成物を、公知の方法により所望の形状に成形して製造することができ、例えば、押出成形、射出成形、インフレーション成形、ブロー成形、押出ブロー成形、射出ブロー成形、プレス成形、スタンピング成形、真空成形、カレンダー成形、フィラメント成形、発泡成形、パウダースラッシュ成形等の公知の熱成形方法により得られる。また、本発明の成形体は、押出成形、射出成形、溶液流延等の方法で得られた一次成形体を、ブロー成形、延伸等の方法でさらに加工して得られた成形体であってもよい。これらの中では、射出成形体または押出成形体が好ましい。 The molded articles of the present invention can be manufactured by molding a 4-methyl-1-pentene polymer (X), or a resin composition containing a 4-methyl-1-pentene polymer (X), into a desired shape by known methods. For example, they can be obtained by known thermoforming methods such as extrusion molding, injection molding, inflation molding, blow molding, extrusion blow molding, injection blow molding, press molding, stamping molding, vacuum forming, calendering, filament molding, foam molding, and powder slush molding. Alternatively, the molded articles of the present invention may be obtained by further processing a primary molded article obtained by methods such as extrusion molding, injection molding, or solution casting, using methods such as blow molding or stretching. Among these, injection molded articles or extruded articles are preferred.
本発明の成形体の用途としては、例えば、包装用容器、包装用フィルム、食品包装資材、食品包装用容器、食品包装用フィルム、食品用フィルム、食品保存容器、各種パッケージ材料、自動車部品(フロントエンド、ファンシェラウド、クーリングファン、エンジンアンダーカバー、エンジンカバー、ラジエターボックス、サイドドア、バックドアインナー、バックドアアウター、外板、ルーフレール、ドアハンドル、ラゲージボックス、ホイールカバー、ハンドル、クーリングモジュール、エアークリーナー、スポイラー、燃料タンク、プラットフォームおよびサイドメンバ、モータコネクタ筐体、バンパー、インストルメントパネル表皮材、コントロールケーブル被覆材、電線被覆材)、家電材料部品、電気・電子部品、建築部材、土木部材、農業資材および日用品等を例示できる。 Examples of applications for the molded articles of the present invention include packaging containers, packaging films, food packaging materials, food packaging containers, food packaging films, food films, food storage containers, various packaging materials, automotive parts (front end, fan shroud, cooling fan, engine under cover, engine cover, radiator box, side door, back door inner, back door outer, exterior panel, roof rail, door handle, luggage box, wheel cover, handle, cooling module, air cleaner, spoiler, fuel tank, platform and side member, motor connector housing, bumper, instrument panel surface material, control cable sheathing material, wire sheathing material), home appliance materials and parts, electrical and electronic components, building materials, civil engineering materials, agricultural materials, and daily necessities.
本発明では、ガス透過を抑制した成形体を製造しうることから、成形体の一実施態様においては、例えば、最大肉厚が100mm以下であり、最小肉厚が0.001mm以上(1μm以上)である成形体が好適である。
また、上述した本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、単独で成形した場合であっても優れた耐熱性やガス透過の抑制を達成でき、本発明の成形体は、食品包装資材、食品保存容器等として好適である。
さらに本発明の成形体は、少なくとも一つの層が、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む層である、積層体であることも好ましく、後述する積層フィルムであることも好ましい。
In this invention, since it is possible to manufacture a molded article with suppressed gas permeation, in one embodiment of the molded article, for example, a molded article having a maximum wall thickness of 100 mm or less and a minimum wall thickness of 0.001 mm or more (1 μm or more) is preferred.
Furthermore, the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention described above can achieve excellent heat resistance and suppression of gas permeation even when molded alone, and the molded articles of the present invention are suitable as food packaging materials, food storage containers, and the like.
Furthermore, the molded article of the present invention is preferably a laminate in which at least one layer is a layer containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention, and is also preferably a laminated film as described later.
《フィルム》
本発明の成形体としては、一実施態様においてフィルム(フィルム状またはシート状である成形体)が好ましい。本実施形態のフィルムは、機械物性、電気特性(絶縁破壊電圧等)、離型性といった従来からある4-メチル-1-ペンテン共重合体の特性を有するとともに、耐熱性とガス透過抑制のバランスにも優れる。本実施形態のフィルムは、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含んでなり、例えば、通常は180~320℃の範囲で溶融成形して得ることができる。本実施形態のフィルムの厚さは、例えば1~1000μm、好ましくは2~500μm、より好ましくは10~500μmである。
"film"
In one embodiment, a film (a molded article in the form of a film or sheet) is preferred as the molded article of the present invention. The film of this embodiment has the characteristics of conventional 4-methyl-1-pentene copolymers, such as mechanical properties, electrical properties (dielectric breakdown voltage, etc.), and release properties, and also has an excellent balance of heat resistance and gas permeation suppression. The film of this embodiment comprises the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention and can be obtained, for example, by melt molding in the range of 180 to 320°C. The thickness of the film of this embodiment is, for example, 1 to 1000 μm, preferably 2 to 500 μm, and more preferably 10 to 500 μm.
本実施形態のフィルムは、例えば、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)、あるいは4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む樹脂組成物から得られる単層フィルムであってもよく、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)あるいはそれを含む樹脂組成物から得られる層を有する積層フィルムであってもよい。
なお、本発明において、フィルムとは平面状の成形物の総称であり、これにはシート、膜(メンブレン)、テープなども含まれる。
本実施形態のフィルムは、その成形方法を特に限定されるものではないが、押出成形により製造されることが好ましい。
The film of this embodiment may be, for example, a single-layer film obtained from a 4-methyl-1-pentene polymer (X) or a resin composition containing a 4-methyl-1-pentene polymer (X), or a laminated film having a layer obtained from a 4-methyl-1-pentene polymer (X) or a resin composition containing it.
In this invention, "film" is a general term for planar molded articles, and this includes sheets, membranes, tapes, and the like.
The film of this embodiment is not particularly limited in its molding method, but it is preferably manufactured by extrusion molding.
本発明に係るフィルムは、延伸フィルムであってもよく、例えば、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)あるいはそれを含む樹脂組成物をTダイ押出成形法などによりフィルム状またはシート状に成形して得られた一次成形体を、さらに一軸延伸または二軸延伸して得られた延伸フィルムが挙げられる。延伸倍率は、MD方向およびTD方向でそれぞれ独立に、2~20倍とすることができる。延伸フィルムの具体的な用途としては、例えば、キャパシタ用フィルムが挙げられる。 The film according to the present invention may be a stretched film. For example, a stretched film can be obtained by further uniaxial or biaxial stretching a primary molded article, which is formed into a film or sheet by T-die extrusion molding or the like using the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention or a resin composition containing the same. The stretching ratio can be 2 to 20 times, independently in the MD direction and the TD direction. Specific applications of the stretched film include, for example, films for capacitors.
本発明に係るフィルムは、上述した4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む単層フィルムのほか、少なくとも一層が4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む層である、積層フィルムであってもよい。積層フィルムとしては、少なくとも一つの表面層が、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む層であることが好ましい。 The film according to the present invention may be a single-layer film containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X) described above, or a laminated film in which at least one layer contains the 4-methyl-1-pentene polymer (X). In the case of a laminated film, it is preferable that at least one surface layer contains the 4-methyl-1-pentene polymer (X).
積層フィルムが、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を含む層以外の基材層を有する場合、該基材層は、樹脂、紙、金属等どのような素材の層であってもよい。基材層をなす樹脂としては例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、プロピレンの単独重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ブテン共重合体、ブテンの単独重合体、エチレン・ブテン共重合体、プロピレン・ブテン共重合体、ポリ4-メチル-1-ペンテン、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体、1-ブテン・α-オレフィン共重合体、環状オレフィン共重合体などのポリオレフィン系樹脂が挙げられる。また、これらの樹脂を不飽和カルボン酸やその誘導体によりグラフト変性した樹脂を用いてもよい。あるいはポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド612、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド46、ポリアミドMXD6、ポリアミド6T、ポリアミド6I、ポリアミド9T等のポリアミド樹脂、または、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラートなどのポリエステル樹脂、あるいはポリカーボネート樹脂、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリウレタンなどが挙げられる。さらに、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・メタクリル酸エステル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、およびこれらの部分イオン架橋物が挙げられる。基材層としては、上記の樹脂を単独あるいは適宜組み合わせて用いることができる。 If the laminated film has a base layer other than the layer containing the 4-methyl-1-pentene polymer (X), the base layer may be made of any material, such as resin, paper, or metal. Examples of resins forming the base layer include polyolefin resins such as low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, high-density polyethylene, propylene homopolymer, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-butene copolymer, butene homopolymer, ethylene-butene copolymer, propylene-butene copolymer, poly4-methyl-1-pentene, ethylene-α-olefin copolymer, propylene-α-olefin copolymer, 1-butene-α-olefin copolymer, and cyclic olefin copolymer. In addition, resins obtained by graft-modifying these resins with unsaturated carboxylic acids or their derivatives may also be used. Alternatively, examples include polyamide resins such as polyamide 6, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 612, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 46, polyamide MXD6, polyamide 6T, polyamide 6I, and polyamide 9T; polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; or polycarbonate resins, vinyl chloride, vinylidene chloride, and polyurethane. Furthermore, examples include ethylene-acrylic acid ester copolymers, ethylene-methacrylic acid ester copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene-methacrylic acid copolymers, and partially ion crosslinked products thereof. The above resins can be used individually or in appropriate combinations as the base layer.
積層フィルムは、各層が直接積層されていてもよく、接着層を介して積層されていてもよい。接着層としては例えば不飽和カルボン酸あるいは不飽和カルボン酸無水物による変性ポリオレフィン樹脂、より具体的には変性ポリ4-メチル-1-ペンテン系重合体を含む樹脂が挙げられる。 The laminated film may have each layer directly laminated, or it may be laminated via an adhesive layer. Examples of adhesive layers include modified polyolefin resins containing unsaturated carboxylic acids or unsaturated carboxylic acid anhydrides, and more specifically, resins containing modified poly-4-methyl-1-pentene polymers.
積層フィルムを得る方法については特に制限は無いが、あらかじめTダイ成形、押出キャスト成形またはインフレーション成形にて得られた表面層フィルム上に、押出ラミネーション、押出コーティング等の公知の積層法により積層する方法や、複数のフィルムを独立して成形した後、各々のフィルムをドライラミネーションにより積層する方法、複数の成分を多層の押出機に供して成形する共押出成形法等が挙げられる。これらのうちでは、生産性の点から、複数の成分を多層の押出機に供して成形する共押出成形が好ましい。前記表面層フィルムは、例えば、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)あるいはそれを含む樹脂組成物から得られる層である。 There are no particular restrictions on the method for obtaining the laminated film, but examples include laminating a surface layer film obtained beforehand by T-die molding, extrusion casting, or inflation molding using known lamination methods such as extrusion lamination or extrusion coating; laminating multiple films by dry lamination after molding them independently; and co-extrusion molding, in which multiple components are subjected to a multi-layer extruder for molding. Of these, co-extrusion molding, in which multiple components are subjected to a multi-layer extruder for molding, is preferred from the viewpoint of productivity. The surface layer film is, for example, a layer obtained from a 4-methyl-1-pentene polymer (X) or a resin composition containing it.
《フィルムの製造方法》
本実施形態のフィルムは、その成形方法を特に限定されるものではなく、押出成形、インフレーション成形などの公知の製造方法により製造することができ、好ましくは押出成形を伴う方法により製造することができる。
本発明のフィルムの製造方法は、好ましくは押出成形を伴うものであって、200~320℃のダイス温度、70~120℃のチルロール温度のフィルム成形条件下で、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)を成形する工程を有する。
ここで、4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)は、上述した要件(a)~(f)をすべて満たす前記本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)であり、好ましくは、さらに上述した要件(g)および要件(h)の一つ以上を満たす前記本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)である。
フィルム成形条件は、前記のとおり200~320℃のダイス温度、70~120℃のチルロール温度であることが好ましく、ダイス温度は250~300℃であることがより好ましく、チルロール温度は75~110℃であることがより好ましく、ダイス温度は260~290℃であることがさらに好ましく、チルロール温度は80~110℃であることがさらに好ましい。
Film manufacturing method
The film of this embodiment is not limited by its molding method and can be manufactured by known manufacturing methods such as extrusion molding and inflation molding, and preferably by a method involving extrusion molding.
The present invention relates to a method for producing a film, preferably involving extrusion molding, and comprises the step of molding a 4-methyl-1-pentene polymer (X) under film molding conditions of a die temperature of 200 to 320°C and a chill roll temperature of 70 to 120°C.
Here, the 4-methyl-1-pentene polymer (X) is the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention that satisfies all of the above requirements (a) to (f), and preferably, it is the 4-methyl-1-pentene polymer (X) of the present invention that further satisfies one or more of the above requirements (g) and (h).
The film forming conditions are preferably a die temperature of 200 to 320°C and a chill roll temperature of 70 to 120°C, more preferably a die temperature of 250 to 300°C, more preferably a chill roll temperature of 75 to 110°C, even more preferably a die temperature of 260 to 290°C, and even more preferably a chill roll temperature of 80 to 110°C.
ダイス温度が上記範囲より高いと、樹脂の劣化に因る目ヤニが発生して外観を損ねたり、フィルムの引張破断強度などの機械物性が低下する場合がある。ダイス温度が上記範囲より低いと樹脂粘度が高まり、成形時のダイス内部での樹脂流れの乱れや、メルトフラクチャーが起こることで、得られるフィルム等の成形体の表面粗度や厚みムラが大きくなる傾向がある。チルロール温度が上記範囲より高いとチルロールからフィルムが剥がれずに巻き付くことで成形が困難となる傾向にあり、チルロール温度が上記範囲より低いと、フィルムにシワが入り厚薄精度が低下する傾向がある。 If the die temperature is higher than the above range, resin degradation can cause deposits to form, impairing the appearance and potentially reducing the mechanical properties of the film, such as its tensile strength. If the die temperature is lower than the above range, the resin viscosity increases, leading to turbulence in the resin flow inside the die during molding and melt fracture, which tends to increase the surface roughness and thickness variations of the resulting molded product, such as the film. If the chill roll temperature is higher than the above range, the film tends to wrap around the chill roll without peeling, making molding difficult. If the chill roll temperature is lower than the above range, wrinkles tend to form in the film, reducing thickness accuracy.
《フィルムの用途》
本実施形態のフィルムの用途としては、特に限定されるものではないが、例えば、
延伸フィルム:例えば、キャパシタ用フィルム;
半導体工程フィルム:例えば、ダイシングテープ、バックグラインドテープ、ダイボンディングフィルム、偏光板用フィルム;
包装用フィルム:例えば、食品包装用フィルム、ストレッチフィルム、ラップフィルム、通気性フィルム、シュリンクフィルム、イージーピールフィルム;
セパレーター:例えば、バッテリーセパレーター、リチウムイオン電池用セパレーター、燃料電池用電解質膜、粘着・接着材セパレーター;
電子部材用フィルム:例えば、拡散フィルム、反射フィルム、耐放射線フィルム、耐γ線フィルム、多孔フィルム;
離型フィルム:例えば、フレキシブルプリント基板用、ACM基板用、リジットフレキシブル基板用、先端複合材料用、炭素繊維複合材硬化用、ガラス繊維複合材硬化用、アラミド繊維複合材硬化用、ナノ複合材硬化用、フィラー充填材硬化用、ウレタン硬化用、エポキシ硬化用、半導体封止用、偏光板用、拡散シート用、プリズムシート用、反射シート用、燃料電池用または各種ゴムシート用の離型フィルム;
表面保護フィルム:例えば、偏光板用、液晶パネル用、光学部品用、レンズ用、電気部品・電化製品用、携帯電話用、パソコン用またはタッチパネル用の保護フィルム、マスキングフィルム;
建材フィルム:例えば、建材用ウインドウフィルム、合わせガラス用フィルム、防弾材、防弾ガラス用フィルム、遮熱シート、遮熱フィルム;
が挙げられる。
Uses of film
The applications of the film of this embodiment are not particularly limited, but for example,
Stretched film: For example, film for capacitors;
Semiconductor process films: for example, dicing tapes, backgrind tapes, die bonding films, polarizing film films;
Packaging films: for example, food packaging films, stretch films, wrap films, breathable films, shrink films, easy-peel films;
Separators: For example, battery separators, lithium-ion battery separators, electrolyte membranes for fuel cells, adhesive separators;
Films for electronic components: for example, diffusion films, reflective films, radiation-resistant films, gamma-ray-resistant films, porous films;
Release films: For example, release films for flexible printed circuit boards, ACM substrates, rigid-flexible substrates, advanced composite materials, carbon fiber composite curing, glass fiber composite curing, aramid fiber composite curing, nanocomposite curing, filler curing, urethane curing, epoxy curing, semiconductor encapsulation, polarizing plates, diffusion sheets, prism sheets, reflective sheets, fuel cells, or various rubber sheets;
Surface protection films: For example, protective films and masking films for polarizing plates, LCD panels, optical components, lenses, electrical components and appliances, mobile phones, personal computers, or touch panels;
Building material films: For example, window films for building materials, films for laminated glass, bulletproof materials, films for bulletproof glass, heat-shielding sheets, heat-shielding films;
These are some examples.
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
測定方法
各種物性は、以下のようにして測定した。
The various physical properties were measured as follows:
[構成単位の含量]
4-メチル-1-ペンテン系重合体中の、4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量、および、エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンに由来の構成単位(α-オレフィン由来の構成単位の含有量)の含量は、以下の装置および条件により、13C-NMRスペクトルより算出した。
[Content of constituent units]
The content of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene in the 4-methyl-1-pentene polymer, and the content of constituent units derived from at least one olefin selected from ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) (content of constituent units derived from α-olefins) were calculated from 13C -NMR spectra using the following apparatus and conditions.
ブルカー・バイオスピン製AVANCEIIIcryo-500型核磁気共鳴装置を用いて、溶媒はo-ジクロロベンゼン/ベンゼン-d6(4/1 v/v)混合溶媒、試料濃度は55mg/0.6mL、測定温度は120℃、観測核は13C(125MHz)、シーケンスはシングルパルスプロトンブロードバンドデカップリング、パルス幅は5.0μ秒(45°パルス)、繰返し時間は5.5秒、積算回数は64回とし、ベンゼン-d6の128ppmをケミカルシフトの基準値として測定した。主鎖メチンシグナルの積分値を用い、下記式によってα-オレフィン由来の構成単位の含量を算出した。 Using a Bruker BioSpin AVANCE III cryo-500 nuclear magnetic resonance spectrometer, the solvent was a mixed solvent of o-dichlorobenzene/benzene- d6 (4/1 v/v), the sample concentration was 55 mg/0.6 mL, the measurement temperature was 120°C, the observed nucleus was 13 °C (125 MHz), the sequence was single-pulse proton broadband decoupling, the pulse width was 5.0 μs (45° pulse), the repetition time was 5.5 seconds, and the number of integrations was 64. Benzene- d6 at 128 ppm was used as the reference value for the chemical shift. The content of α-olefin-derived constituent units was calculated using the integral value of the main chain methine signal and the following formula.
α-オレフィン由来の構成単位の含量(%)=[P/(P+M)]×100
ここで、Pはα-オレフィン主鎖メチンシグナルの全ピーク面積を示し、Mは4-メチル-1-ペンテン主鎖メチンシグナルの全ピーク面積を示す。
Content of α-olefin-derived constituent units (%) = [P/(P+M)] × 100
Here, P represents the total peak area of the α-olefin main chain methine signal, and M represents the total peak area of the 4-methyl-1-pentene main chain methine signal.
[メソダイアッド分率(m)]
4-メチル-1-ペンテン系重合体のメソダイアドアイソタクティシティー(メソダイアッド分率(m))は、ポリマー鎖中の任意の2個の頭尾結合した4-メチル-1-ペンテン単位連鎖を平面ジグザグ構造で表現した時、そのイソブチル分岐の方向が同一である割合と定義し、13C-NMRスペクトルから下記式により求めた。
アイソダイアッドタクティシティー(%)=[m/(m+r)]×100
(式中、m、rは下記式で表される頭-尾で結合している4-メチル-1-ペンテン単位の主鎖メチレンに由来する吸収強度を示す。)
[Mesodiad fraction (m)]
The mesodyad isotacticity (mesodyad fraction (m)) of 4-methyl-1-pentene polymers is defined as the proportion of any two head-to-tail linked 4-methyl-1-pentene unit chains in the polymer chain that have the same direction of isobutyl branching when represented as a planar zigzag structure, and was determined from the 13C -NMR spectrum using the following formula.
Isodiadic tacticity (%) = [m / (m + r)] × 100
(In the formula, m and r represent the absorption intensity derived from the main chain methylene of the 4-methyl-1-pentene unit linked at the head-to-tail position, as shown in the formula below.)
13C-NMRスペクトルは、バルカー・バイオスピン製AVANCEIIIcryo-500型核磁気共鳴装置を用いて、溶媒はo-ジクロロベンゼン/ベンゼン-d6(4/1 v/v)混合溶媒、試料濃度は60mg/0.6mL、測定温度は120℃、観測核は13C(125MHz)、シーケンスはシングルパルスプロトンブロードバンドデカップリング、パルス幅は5.0μ秒(45°パルス)、繰返し時間は5.5秒とし、ベンゼン-d6の128ppmをケミカルシフトの基準値として測定した。
ピーク領域は、41.5~43.3ppmの領域をピークプロファイルの極小点で区切り、高磁場側を第1領域、低磁場側を第2領域に分類した。
13C -NMR spectra were measured using a Valqua BioSpin AVANCEIII cryo-500 nuclear magnetic resonance spectrometer. The solvent was a mixed solvent of o-dichlorobenzene/benzene- d6 (4/1 v/v), the sample concentration was 60 mg/0.6 mL, the measurement temperature was 120°C, the observed nucleus was 13C (125 MHz), the sequence was single-pulse proton broadband decoupling, the pulse width was 5.0 μs (45° pulse), and the repetition time was 5.5 seconds. Benzene- d6 at 128 ppm was used as the reference value for the chemical shift.
The peak region was divided into two areas: the 41.5–43.3 ppm region, and the peak profile was divided into two regions: the high-field region (Region 1) and the low-field region (Region 2).
第1領域では、(m)で示される4-メチル-1-ペンテン単位2連鎖中の主鎖メチレンが共鳴するが、4-メチル-1-ペンテン単独重合体とみなした積算値を「m」とした。第2領域では、(r)で示される4-メチル-1-ペンテン単位2連鎖中の主鎖メチレンが共鳴し、その積算値を「r」とした。なお、0.01%未満を検出限界以下とした。 In the first region, the main chain methylene in the two-chain of 4-methyl-1-pentene units, represented by (m), resonates, and the integrated value, considered as a 4-methyl-1-pentene homopolymer, was defined as "m". In the second region, the main chain methylene in the two-chain of 4-methyl-1-pentene units, represented by (r), resonates, and its integrated value was defined as "r". A concentration of less than 0.01% was considered below the detection limit.
[極限粘度[η]]
極限粘度[η]は、デカリン溶媒を用いて、135℃で測定した。すなわち重合パウダー、ペレットまたは樹脂塊約20mgをデカリン15mLに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5mL追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿したときのηsp/Cの値を極限粘度として求めた(下式参照)。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
[Intrinsic viscosity [η]]
The intrinsic viscosity [η] was measured at 135°C using decalin solvent. Specifically, approximately 20 mg of polymerization powder, pellets, or resin mass was dissolved in 15 mL of decalin, and the specific viscosity ηsp was measured in an oil bath at 135°C. After diluting this decalin solution by adding 5 mL of decalin solvent, the specific viscosity ηsp was measured again in the same manner. This dilution procedure was repeated two more times, and the value of ηsp/C when the concentration (C) was extrapolated to 0 was determined as the intrinsic viscosity (see the formula below).
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
[メルトフローレート(MFR)]
メルトフローレート(MFR)は、ASTM D1238に準拠して260℃、5kg荷重の条件で測定した。
[Melt Flow Rate (MFR)]
The melt flow rate (MFR) was measured under conditions of 260°C and a 5 kg load, in accordance with ASTM D1238.
[デカン可溶部量]
各重合体5gにn-デカン200mLを加え、145℃で1時間加熱溶解した。23℃まで冷却し、30分間放置した。その後、析出物(n-デカン不溶部)をろ別した。ろ液を約3倍量のアセトン中に入れ、n-デカン中に溶解していた成分を析出させた。析出物をアセトンからろ別し、乾燥した。その析出物の質量を測定した。なお、ろ液側を濃縮乾固しても残渣は認められなかった。n-デカン可溶部量は、以下の式によって求めた。
n-デカン可溶部量(質量%)=[析出物質量/重合体質量]×100
[Decane-soluble portion]
5 g of each polymer was mixed with 200 mL of n-decane and heated at 145°C for 1 hour until dissolved. The mixture was cooled to 23°C and left to stand for 30 minutes. The precipitate (n-decane-insoluble portion) was then filtered off. The filtrate was placed in approximately three times its volume of acetone to precipitate the components dissolved in the n-decane. The precipitate was filtered off the acetone and dried. The mass of the precipitate was measured. No residue was observed even after concentrating the filtrate to dryness. The amount of n-decane-soluble portion was determined by the following formula.
Amount of n-decane soluble portion (mass%) = [amount of precipitated substance/polymer mass] x 100
[分子量分布(Mw/Mn)]
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を測定し、分子量分布(Mw/Mn)を求めた。GPC測定は、以下の条件で行った。また、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、市販の単分散標準ポリスチレンを用いて検量線を作成し、下記の換算法に基づいて求めた。
(測定条件)
装置:ゲル浸透クロマトグラフ HLC-8321 GPC/HT型 (東ソー社製)
有機溶媒:o-ジクロロベンゼン
カラム:TSKgel GMH6-HT 2本、TSKgel GMH6-HTLカラム 2本(何れも東ソー社製)
流速:1.0 ml/分
試料:0.15mg/mL o-ジクロロベンゼン溶液
温度:140℃
分子量換算 :PS換算/汎用較正法
なお、汎用較正の計算には、Mark-Houwink粘度式の係数を用いた。PSのMark-Houwink係数はそれぞれ、文献(J.Polym.Sci.,Part A-2,8,1803(1970))に記載の値を用いた。
[Molecular weight distribution (Mw/Mn)]
The weight-average molecular weight (Mw) and number-average molecular weight (Mn) were measured by GPC (gel permeation chromatography), and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was determined. The GPC measurements were performed under the following conditions. Furthermore, the weight-average molecular weight (Mw) and number-average molecular weight (Mn) were determined using commercially available monodisperse standard polystyrene to create a calibration curve, and then calculated based on the conversion method described below.
(Measurement conditions)
Equipment: Gel permeation chromatograph HLC-8321 GPC/HT type (manufactured by Tosoh Corporation)
Organic solvent: o-dichlorobenzene Columns: TSKgel GMH6-HT (2 columns), TSKgel GMH6-HTL (2 columns) (both manufactured by Tosoh Corporation)
Flow rate: 1.0 ml/min; Sample: 0.15 mg/mL o-dichlorobenzene solution; Temperature: 140°C
Molecular weight conversion: PS conversion / general calibration method. The coefficients of the Mark-Houwink viscosity equation were used for the general calibration calculation. The Mark-Houwink coefficients for PS were taken from the values listed in the literature (J. Polym. Sci., Part A-2, 8, 1803 (1970)).
[密度]
密度(kg/m3)は、JIS K7112(密度勾配管法)に準拠して測定した。
ここで、密度が低いことは、重合体およびこれから得られる成形体が軽量であることを表す。
[density]
The density (kg/ m³ ) was measured in accordance with JIS K7112 (density gradient pipe method).
Here, low density indicates that the polymer and the resulting molded product are lightweight.
[融点(Tm)、融解熱量(ΔHm)]
セイコーインスツルメンツ社製DSC測定装置(DSC220C)を用い、測定用アルミパンに約5mgの試料をつめて、10℃/minで280℃まで昇温した。280℃で5分間保持した後、10℃/minで20℃まで降温させた。20℃で5分間保持した後、10℃/minで280℃まで昇温した。2回目の昇温時に観測された結晶溶融ピークの頂点が現れる温度を融点(Tm)とした。また、この結晶溶融ピークの積算値から融解熱量(ΔHm)を算出した。なお、測定時に複数のピークが検出される場合は、最も高温側で検出されるピークにおける温度およびピークの積算値をそれぞれ、融点および融解熱量とした。
[Melting point (Tm), heat of fusion (ΔHm)]
Using a Seiko Instruments DSC measuring instrument (DSC220C), approximately 5 mg of the sample was placed in an aluminum measuring pan and heated to 280°C at a rate of 10°C/min. After holding at 280°C for 5 minutes, the temperature was lowered to 20°C at a rate of 10°C/min. After holding at 20°C for 5 minutes, the temperature was raised to 280°C at a rate of 10°C/min. The temperature at which the peak of the crystal melting peak observed during the second heating was observed was defined as the melting point (Tm). The heat of fusion (ΔHm) was calculated from the integrated value of this crystal melting peak. In cases where multiple peaks were detected during measurement, the temperature and integrated value of the peak detected at the highest temperature were defined as the melting point and heat of fusion, respectively.
[ビカット軟化温度]
射出成形品について、ASTM D1525に準拠して、安田精機株式会社製の試験機を用い、シリコーン油中、昇温速度50℃毎時間、試験荷重10Nにてビカット軟化温度試験を実施した。
[Vicat softening temperature]
For injection-molded products, a Vicat softening temperature test was conducted in accordance with ASTM D1525 using a testing machine manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd., in silicone oil at a heating rate of 50°C per hour and a test load of 10N.
[170℃における高温弾性率(E’170℃)]
試験用フィルムに対して、TA instruments社製 RSA-IIIを用いて、測定モードを引張とし、昇温速度4℃毎分、周波数1Hz、歪み0.1%の条件で、-20℃から250℃まで測定して、170℃における貯蔵弾性率E’の値を読み取った。
[High-temperature modulus of elasticity at 170°C (E'170°C)]
The test film was measured using an RSA-III manufactured by TA Instruments, in tensile mode, under the conditions of a heating rate of 4°C per minute, a frequency of 1 Hz, and a strain of 0.1%, from -20°C to 250°C, and the value of the storage modulus E' at 170°C was read.
[ガス透過量およびガス透過量の標準偏差]
差圧法ガス透過率測定装置BT-3(東洋精機製作所)を使用した。23℃、0%RH条件下にて、試験用フィルム7cm2を用いて、水素(H2)、酸素(O2)、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)の各ガスの透過量を測定し、測定面積で除した値を各ガス透過量とした。
また、ガス透過量の標準偏差を下記式にて算出し、ガス透過量標準偏差として求めた。
A differential pressure method gas permeability measuring device BT-3 (Toyo Seiki Seisakusho) was used. Under conditions of 23°C and 0% RH, the permeation rates of hydrogen ( H₂ ), oxygen ( O₂ ), nitrogen ( N₂ ), and carbon dioxide ( CO₂ ) were measured using a 7 cm² test film, and the values were divided by the measurement area to determine the permeation rate for each gas.
Furthermore, the standard deviation of the gas permeation rate was calculated using the following formula and obtained as the standard deviation of the gas permeation rate.
[フィルム厚さおよびフィルム厚さの標準偏差]
試験用フィルムに対し、マイクロメーターを用いて、フィルムの幅方向中央部分を、流れ方向に10点測定した。その平均値をフィルム厚さの平均値として求めた。
また、フィルムの標準偏差を、上記式にてガス透過量の標準偏差と同様に算出し、フィルム厚さの標準偏差として求めた。
[Film thickness and standard deviation of film thickness]
Ten measurements were taken in the direction of the film's flow, at the center of the film's width, using a micrometer. The average value of these measurements was used to determine the average film thickness.
Furthermore, the standard deviation of the film was calculated using the above formula, similar to the standard deviation of the gas permeation rate, and was determined as the standard deviation of the film thickness.
[製造例1]
触媒の調製
(遷移金属化合物(A)の製造)
国際公開第2014/050817号の合成例4に従い、(8-オクタメチルフルオレン-12'-イル-(2-(アダマンタン-1-イル)-8-メチル-3,3b,4,5,6,7,7a,8-オクタヒドロシクロペンタ[a]インデン))ジルコニウムジクロライド(遷移金属化合物(A))を合成した。
[Manufacturing Example 1]
Catalyst preparation
(Production of transition metal compound (A))
(8-octamethylfluoren-12'-yl-(2-(adamantan-1-yl)-8-methyl-3,3b,4,5,6,7,7a,8-octahydrocyclopenta[a]indene)) zirconium dichloride (transition metal compound (A)) was synthesized according to Synthesis Example 4 of International Publication No. 2014/050817.
(固体触媒成分の調製)
30℃下、充分に窒素置換した100mLの攪拌機を付けた三つ口フラスコ中に、窒素気流下で精製デカン32mL及び固体状ポリメチルアルミノキサン(東ソーファインケム社製)をアルミニウム原子換算で14.65mmol装入し、懸濁液とした。その懸濁液に、先に合成した遷移金属化合物(A)50mg(ジルコニウム原子換算で0.059mmol)を4.6mmol/Lのトルエン溶液とし、この溶液12.75mLを撹拌しながら加えた。1.5時間後攪拌を止め、得られた触媒成分をデカンテーション法によりデカン50mLで3回洗浄し、デカンに懸濁させてスラリー液(B)50mLを得た。この触媒成分においてZr担持率は100%であった。
(Preparation of solid catalyst components)
At 30°C, a 100 mL three-necked flask equipped with a stirrer was thoroughly purged with nitrogen. Under a nitrogen stream, 32 mL of purified decane and 14.65 mmol (in terms of aluminum atoms) of solid polymethylaluminoxane (manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.) were charged to form a suspension. To this suspension, 50 mg (0.059 mmol in terms of zirconium atoms) of the previously synthesized transition metal compound (A) was dissolved in a 4.6 mmol/L toluene solution, and 12.75 mL of this solution was added while stirring. After 1.5 hours, stirring was stopped, and the resulting catalyst component was washed three times with 50 mL of decane by decantation, and then suspended in decane to obtain 50 mL of slurry (B). The Zr loading rate in this catalyst component was 100%.
(予備重合触媒成分の調製)
上記で調製したスラリー液(B)に、窒素気流下、ジイソブチルアルミニウムハイドライドのデカン溶液(アルミニウム原子換算で2.0mmol/mL)を2.0mL、さらに4-メチル-1-ペンテンを7.5mL(5.0g)装入した。1.5時間後攪拌を止め、得られた予備重合触媒成分をデカンテーション法によりデカン50mLで3回洗浄した。この予備重合触媒成分をデカンに懸濁させて、デカンスラリー(C)50mLを得た。デカンスラリー(C)における予備重合触媒成分の濃度は20g/L、1.05mmol-Zr/Lであり、Zr回収率は90%であった。
(Preparation of prepolymerization catalyst components)
To the slurry (B) prepared above, 2.0 mL of a decane solution of diisobutylaluminum hydride (2.0 mmol/mL in terms of aluminum atoms) and 7.5 mL (5.0 g) of 4-methyl-1-pentene were added under a nitrogen stream. After 1.5 hours, stirring was stopped, and the obtained prepolymerization catalyst component was washed three times with 50 mL of decane by decantation. This prepolymerization catalyst component was suspended in decane to obtain 50 mL of decane slurry (C). The concentration of the prepolymerization catalyst component in decane slurry (C) was 20 g/L, 1.05 mmol-Zr/L, and the Zr recovery rate was 90%.
[参考例1]
(重合体[A-1]の製造)
室温、窒素気流下で、内容積1Lの攪拌機を付けたSUS製重合器に、精製デカンを425mL、ジイソブチルアルミニウムハイドライドのデカン溶液(アルミニウム原子換算で2.0mmol/mL)を0.5mL(1mol)装入した。次いで、先に調製した予備重合触媒成分のデカンスラリー溶液(C)をジルコニウム原子換算で0.0005mmol加え、水素を47NmL装入した。次いで、4-メチル-1-ペンテン250mLを2時間かけて重合器内へ連続的に一定の速度で装入した。この装入開始時点を重合開始とし、重合開始から30分かけて45℃へ昇温した後、45℃で4時間保持した。重合開始から1時間後、2時間後に水素をそれぞれ47NmL装入した。重合開始から4.5時間経過後、室温まで降温し、脱圧した後、ただちに白色固体を含む重合液を濾過して固体状物質を得た。この固体状物質を減圧下、80℃で8時間乾燥し、重合体[A-1]を得た。収量は131gであった。得られた重合体[A-1]の分析結果を表1に示す。
[ Reference example 1]
(Production of polymer [A-1])
At room temperature and under a nitrogen atmosphere, 425 mL of purified decane and 0.5 mL (1 mol) of a decane solution of diisobutylaluminum hydride (2.0 mmol/mL in terms of aluminum atoms) were charged into a SUS polymerizer equipped with a stirrer with an internal volume of 1 L. Next, 0.0005 mmol (in terms of zirconium atoms) of the previously prepared decane slurry solution (C) of the pre-polymerization catalyst component was added, and 47 N mL of hydrogen was charged. Then, 250 mL of 4-methyl-1-pentene was continuously charged into the polymerizer at a constant rate over 2 hours. This charging start point was defined as the start of polymerization. After raising the temperature to 45°C over 30 minutes from the start of polymerization, the temperature was maintained at 45°C for 4 hours. 47 N mL of hydrogen was charged 1 hour and 2 hours after the start of polymerization. After 4.5 hours from the start of polymerization, the temperature was lowered to room temperature, the pressure was removed, and the polymerization solution containing a white solid was immediately filtered to obtain a solid substance. This solid substance was dried under reduced pressure at 80°C for 8 hours to obtain polymer [A-1]. The yield was 131 g. The analytical results of the obtained polymer [A-1] are shown in Table 1.
(評価用ペレットの作製)
必要に応じて重合を複数回実施してペレット作製に十分な量の重合体を用意した。上記で得られた重合体100質量部に対して、二次抗酸化剤としてトリ(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスフェートを0.1質量部、耐熱安定剤としてn-オクタデシル-3-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネートを0.1質量部配合した。然る後に、(株)プラスチック工学研究所社製2軸押出機BT-30(スクリュー径30mmφ、L/D 46)を用い、設定温度260℃、樹脂押出量60g/minおよび回転数200rpmの条件で造粒して評価用ペレットを得た。
得られた評価用ペレットを用いて、上述した方法によってMFR測定、密度測定、DSC測定を行った。結果を表1に示す。
(Preparation of evaluation pellets)
Polymerization was carried out multiple times as needed to prepare a sufficient amount of polymer for pellet production. To 100 parts by mass of the polymer obtained above, 0.1 parts by mass of tri(2,4-di-t-butylphenyl) phosphate was added as a secondary antioxidant, and 0.1 parts by mass of n-octadecyl-3-(4'-hydroxy-3',5'-di-t-butylphenyl)propionate was added as a heat-resistant stabilizer. Thereafter, evaluation pellets were obtained by granulation using a twin-screw extruder BT-30 (screw diameter 30 mmφ, L/D 46) manufactured by Plastics Engineering Research Institute Co., Ltd., under the conditions of a set temperature of 260°C, a resin extrusion rate of 60 g/min, and a rotation speed of 200 rpm.
Using the obtained evaluation pellets, MFR measurements, density measurements, and DSC measurements were performed using the method described above. The results are shown in Table 1.
(射出成形体の作製)
前記評価用ペレットを用いて、株式会社名機製作所製射出成形機M70Bで、シリンダ温度300℃、金型温度65℃の条件下で、1次射出を320kg/cm2で5秒かけて行い、続けて2次射出を260kg/cm2で3秒かけて行うことで、厚さ4mm、平行部80mmのISダンベル形状(ISO3167:93)の射出成形体を得た。
得られた射出成形体に対して、上述した方法によって、ビカット軟化温度の測定を行った。結果を表1に示す。
(Manufacturing of injection-molded parts)
Using the aforementioned evaluation pellets, an injection-molded body in the shape of an IS dumbbell (ISO 3167:93) with a thickness of 4 mm and a parallel section of 80 mm was obtained by performing a primary injection at 320 kg/ cm² for 5 seconds, followed by a secondary injection at 260 kg/ cm² for 3 seconds, under the conditions of a cylinder temperature of 300°C and a mold temperature of 65°C using an injection molding machine M70B manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.
The Vicat softening temperature of the obtained injection-molded articles was measured using the method described above. The results are shown in Table 1.
(試験用フィルムの作製)
前記評価用ペレットを用いて、サーモ・プラスチック株式会社製単軸押出機(スクリュー径20mmφ、L/D 28)にコートハンガー式T型ダイス(リップ形状 270×0.8mm)を装着した。チルロールは100mmφの引取機を用いた。シリンダ及びダイス温度280℃の条件下、表1に記載のチルロール温度、巻き取り速度1.0m/minで成形を行い、試験用フィルムを得た。
得られた試験用フィルムを用い、上述した方法によって、平均厚さ、高温弾性率およびガス透過性を評価した。結果を表1に示す。
(Preparation of test film)
Using the evaluation pellets described above, a coat hanger type T-die (lip shape 270 x 0.8 mm) was mounted on a single-screw extruder (screw diameter 20 mmφ, L/D 28) manufactured by Thermo Plastics Co., Ltd. A 100 mmφ take-up chill roll was used. Under conditions of cylinder and die temperature of 280°C, molding was performed at the chill roll temperature and winding speed of 1.0 m/min as described in Table 1 to obtain test films.
The obtained test films were used to evaluate their average thickness, high-temperature modulus, and gas permeability using the method described above. The results are shown in Table 1.
[参考例2]
(重合体[A-2]の製造、評価)
3回に分けて47mLずつ添加した水素の量を、39mLずつに変更したこと以外は、参考例1の重合体[A-1]の製造と同様にして重合体[A-2]を得た。分析結果を表1に示す。また、得られた重合体[A-2]を用いて、参考例1と同様に、評価用ペレットの作製、射出成形体の作製、および試験用フィルムの作製を行い、上述の方法にてそれぞれ評価を行った。結果を表1に示す。
[ Reference example 2]
(Production and evaluation of polymer [A-2])
Polymer [A-2] was obtained in the same manner as the production of polymer [A-1] in Reference Example 1, except that the amount of hydrogen added was changed from 47 mL each in three separate additions to 39 mL each. The analysis results are shown in Table 1. Furthermore, using the obtained polymer [A-2], evaluation pellets, injection-molded articles, and test films were prepared in the same manner as in Reference Example 1, and each was evaluated using the method described above. The results are shown in Table 1.
[参考例3]
(重合体[A-3]の製造、評価)
挿入した原料を4-メチル-1-ペンテン250mLと1-デセン0.86mLとの混合溶液とした以外は、参考例1の重合体[A-1]の製造と同様にして、重合体[A-3]を得た。分析結果を表1に示す。また、得られた重合体[A-3]を用いて、参考例1と同様に、評価用ペレットの作製、射出成形体の作製、および試験用フィルムの作製を行い、上述の方法にてそれぞれ評価を行った。結果を表1に示す。
[ Reference example 3]
(Manufacturing and evaluation of polymer [A-3])
Polymer [A-3] was obtained in the same manner as the production of polymer [A-1] in Reference Example 1, except that the inserted raw material was a mixed solution of 250 mL of 4-methyl-1-pentene and 0.86 mL of 1-decene. The analytical results are shown in Table 1. Furthermore, using the obtained polymer [A-3], evaluation pellets, injection-molded articles, and test films were prepared in the same manner as in Reference Example 1, and each was evaluated using the method described above. The results are shown in Table 1.
[実施例4]
(重合体[A-4]の製造、評価)
3回に分けて47mLずつ添加した水素の量を、48mLずつに変更したこと以外は、参考例1の重合体[A-1]の製造と同様にして重合体[A-4]を得た。分析結果を表1に示す。
得られた重合体[A-4]100質量部に対して、さらにナトリウム-2,2’-メチレン-ビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)ホスフェート(株式会社ADEKA製、アデカスタブ NA-11)を0.1質量部添加した以外は参考例1と同様に、評価用ペレットの作製を行った。
前記評価用ペレットを用いて、参考例1と同様に、射出成形体の作製、および試験用フィルムの作製を行い、上述の方法にてそれぞれ評価を行った。結果を表1に示す。
[Example 4]
(Manufacturing and evaluation of polymer [A-4])
Polymer [A-4] was obtained in the same manner as the production of polymer [A-1] in Reference Example 1, except that the amount of hydrogen added was changed from 47 mL each in three separate additions to 48 mL each. The analytical results are shown in Table 1.
Evaluation pellets were prepared in the same manner as in Reference Example 1, except that 0.1 parts by mass of sodium-2,2'-methylene-bis(4,6-di-t-butylphenyl) phosphate (ADEKA Corporation, ADEKA Stub NA-11) was added to 100 parts by mass of the obtained polymer [A-4].
Using the evaluation pellets described above, injection-molded bodies and test films were prepared in the same manner as in Reference Example 1, and each was evaluated using the method described above. The results are shown in Table 1.
[参考例5]
(重合体[A-5]の製造、評価)
3回に分けて47mLずつ添加した水素の量を、51mLずつに変更したこと以外は、参考例1の重合体[A-1]の製造と同様にして重合体[A-5]を得た。分析結果を表1に示す。また、得られた重合体[A-5]を用いて、参考例1と同様に、評価用ペレットの作製、射出成形体の作製、および試験用フィルムの作製を行い、上述の方法にてそれぞれ評価を行った。結果を表1に示す。
[ Reference example 5]
(Manufacturing and evaluation of polymer [A-5])
Polymer [A-5] was obtained in the same manner as the production of polymer [A-1] in Reference Example 1, except that the amount of hydrogen added was changed from 47 mL each in three separate additions to 51 mL each. The analysis results are shown in Table 1. Furthermore, using the obtained polymer [A-5], evaluation pellets, injection-molded articles, and test films were prepared in the same manner as in Reference Example 1, and each was evaluated using the method described above. The results are shown in Table 1.
[比較例1]
(重合体[B-1]の製造、評価)
挿入した原料を4-メチル-1-ペンテン250mLと1-デセン1.3mLとの混合溶液としたこと以外は、参考例1の重合体[A-1]の製造と同様にして、重合体[B-1]を得た。分析結果を表1に示す。また、得られた重合体[B-1]を用いて、参考例1と同様に、評価用ペレットの作製、射出成形体の作製、および試験用フィルムの作製を行い、上述の方法にてそれぞれ評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
(Production and evaluation of polymer [B-1])
Polymer [B-1] was obtained in the same manner as the production of polymer [A-1] in Reference Example 1, except that the inserted raw material was a mixed solution of 250 mL of 4-methyl-1-pentene and 1.3 mL of 1-decene. The analytical results are shown in Table 1. Furthermore, using the obtained polymer [B-1], evaluation pellets, injection-molded articles, and test films were prepared in the same manner as in Reference Example 1, and each was evaluated using the method described above. The results are shown in Table 1.
[比較例2]
(重合体[B-2]の製造、評価)
挿入した原料を4-メチル-1-ペンテン250mLと1-デセン2.4mLとの混合溶液としたこと以外は、参考例1の重合体[A-1]の製造と同様にして、重合体[B-2]を得た。分析結果を表1に示す。また、得られた重合体[B-2]を用いて、参考例1と同様に、評価用ペレットの作製、射出成形体の作製、および試験用フィルムの作製を行い、上述の方法にてそれぞれ評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
(Production and evaluation of polymer [B-2])
Polymer [B-2] was obtained in the same manner as the production of polymer [A-1] in Reference Example 1, except that the inserted raw material was a mixed solution of 250 mL of 4-methyl-1-pentene and 2.4 mL of 1-decene. The analytical results are shown in Table 1. Furthermore, using the obtained polymer [B-2], evaluation pellets, injection-molded articles, and test films were prepared in the same manner as in Reference Example 1, and each was evaluated using the method described above. The results are shown in Table 1.
[比較例3]
(重合体[B-3]の製造、評価)
挿入した原料を4-メチル-1-ペンテン250mLと1-デセン6.7mLとの混合溶液とした以外は、参考例1の重合体[A-1]の製造と同様にして重合体[B-3]を得た。分析結果を表1に示す。また、得られた重合体[B-3]を用いて、参考例1と同様に、評価用ペレットの作製、射出成形体の作製、および試験用フィルムの作製を行い、上述の方法にてそれぞれ評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
(Manufacturing and evaluation of polymer [B-3])
Polymer [B-3] was obtained in the same manner as the production of polymer [A-1] in Reference Example 1, except that the inserted raw material was a mixed solution of 250 mL of 4-methyl-1-pentene and 6.7 mL of 1-decene. The analytical results are shown in Table 1. Furthermore, using the obtained polymer [B-3], evaluation pellets, injection-molded articles, and test films were prepared in the same manner as in Reference Example 1, and each was evaluated using the method described above. The results are shown in Table 1.
[比較例4~9]
(重合体[B-4]~重合体[B-6]の製造、評価)
国際公開2006/054613号パンフレットの、比較例7及び比較例9の方法に準じ、それぞれ、4-メチル-1-ペンテン、1-デセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、水素の割合を変更することによって、重合体[B-4]、[B-5]、[B-6]を得た。分析結果を表1に示す。また、得られた各重合体を用いて、参考例1と同様に、評価用ペレットの作製、射出成形体の作製、および試験用フィルムの作製を行い、上述の方法にてそれぞれ評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Examples 4-9]
(Manufacturing and evaluation of polymers [B-4] to [B-6])
Polymers [B-4], [B-5], and [B-6] were obtained by changing the proportions of 4-methyl-1-pentene, 1-decene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and hydrogen, respectively, according to the methods of Comparative Examples 7 and 9 in International Publication No. 2006/054613. The analytical results are shown in Table 1. Furthermore, evaluation pellets, injection-molded articles, and test films were prepared using each of the obtained polymers in the same manner as in Reference Example 1, and evaluated using the methods described above. The results are shown in Table 1.
各実施例及び比較例の結果を示す表1より、本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体を用いた実施例では、得られたフィルムについての水素(H2)、酸素(O2)、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)の各ガスの透過量がいずれも比較例よりも小さく、ガス透過が抑制されていることが分かった。また、各実施例では、ガス透過量のガスの種類に対する標準偏差が各比較例よりも小さく、ガスの種類によって透過量の抑制度合が異なることが示された。この結果は、ガス透過量の標準偏差は変化しにくいという予想とは異なるものであった。このことから本発明のフィルム、容器等の成形体は、外気と内容気体の組成差が小さいことが求められる用途にも、従来の4-メチル-1-ペンテン系重合体からなるものよりも好適に使用できると考えられる。
また、各実施例及び比較例の結果では、4-メチル-1-ペンテン系重合体の融解熱量(ΔHm)が大きいと、フィルム厚みのばらつきが比較的大きく、厚さの標準偏差が大きかった。このことは、ダイスから出た溶融樹脂がチルロールへ密着して固化する瞬間に、ΔHmが大きい水準ほどチルロールから浮き上がりやすい傾向にあり安定した密着性に乏しいことを示すと考えられる。チルロール温度を高めることでチルロールへの密着性が向上し、フィルム厚みのばらつき及びその標準偏差を小さくすることができた。
Table 1, which shows the results for each example and comparative example, indicates that in the examples using the 4-methyl-1-pentene polymer of the present invention, the permeation rates of hydrogen ( H₂ ), oxygen ( O₂ ), nitrogen ( N₂ ), and carbon dioxide ( CO₂ ) in the resulting films were all lower than those of the comparative examples, demonstrating that gas permeation was suppressed. Furthermore, in each example, the standard deviation of the gas permeation rate with respect to the type of gas was smaller than that of each comparative example, indicating that the degree of suppression of permeation rate differed depending on the type of gas. This result differed from the expectation that the standard deviation of gas permeation rate would not change easily. From this, it is considered that the molded articles such as films and containers of the present invention can be used more suitably than those made of conventional 4-methyl-1-pentene polymers in applications where a small difference in composition between the outside air and the gas inside is required.
Furthermore, the results for each example and comparative example showed that when the heat of fusion (ΔHm) of the 4-methyl-1-pentene polymer was large, the variation in film thickness was relatively large, and the standard deviation of the thickness was large. This suggests that at the moment the molten resin exiting the die adheres to the chill roll and solidifies, the higher the ΔHm level, the more likely it is to lift off the chill roll, resulting in poor stable adhesion. By increasing the chill roll temperature, adhesion to the chill roll improved, and the variation in film thickness and its standard deviation were reduced.
Claims (16)
リン酸エステル塩系核剤と
を含み、
前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)100質量部に対して、前記リン酸エステル塩系核剤を0.1~1質量部含む、樹脂組成物。
(a)4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.4モル%を超え100モル%以下であり、エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種由来の構成単位の含有量が0モル%以上0.6モル%未満である。
(b)13C-NMRで測定されるメソダイアッド分率(m)が、98.5%以上100%以下である。
(c)135℃デカリン溶媒中で測定した極限粘度[η]が、0.1~6.0dl/gである。
(d)23℃デカン可溶部量が、5.0質量%以下である。
(e)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融点(Tm)が、200~260℃である。
(f)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融解熱量(ΔHm)が、45J/g以上である。 A 4-methyl-1-pentene polymer (X) that satisfies all of the following requirements (a) to (f) ,
Phosphate ester salt-based nuclear agents and
Includes,
A resin composition comprising 0.1 to 1 part by mass of the phosphate ester salt nucleating agent per 100 parts by mass of the 4-methyl-1-pentene polymer (X) .
(a) The content of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene is greater than 99.4 mol% and less than or equal to 100 mol%, and the content of constituent units derived from at least one selected from ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) is 0 mol% or more and less than 0.6 mol%.
(b) The mesodiad fraction (m) measured by 13¹C -NMR is between 98.5% and 100%.
(c) The intrinsic viscosity [η] measured in decalin solvent at 135°C is 0.1 to 6.0 dl/g.
(d) The decane-soluble portion at 23°C is 5.0% by mass or less.
(e) The melting point (Tm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 200 to 260°C.
(f) The heat of fusion (ΔHm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 45 J/g or more.
(g)JIS K7112の密度勾配管法に準拠して測定した密度が、815~850kg/m3である。 The resin composition according to claim 1 , wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (X) further satisfies the following requirement (g).
(g) The density measured in accordance with the density gradient pipe method of JIS K7112 is 815 to 850 kg/ m³ .
(h)ASTM D1238に準拠して260℃、5kg荷重の条件で測定したメルトフローレート(MFR)が、0.1~500g/10分である。 The resin composition according to claim 1 , wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (X) further satisfies the following requirement (h).
(h) The melt flow rate (MFR), measured at 260°C and under a 5 kg load in accordance with ASTM D1238, is 0.1 to 500 g/10 min.
前記樹脂組成物が、前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)100質量部に対して、前記リン酸エステル塩系核剤を0.1~1質量部含み、
前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(X)が、下記要件(a)~(f)をすべて満たす、フィルムの製造方法。
(a)4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含有量が99.4モル%を超え100モル%以下であり、エチレンおよび炭素原子数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種由来の構成単位の含有量が0モル%以上0.6モル%未満である。
(b)13C-NMRで測定されるメソダイアッド分率(m)が、98.5%以上100%以下である。
(c)135℃デカリン溶媒中で測定した極限粘度[η]が、0.1~6.0dl/gである。
(d)23℃デカン可溶部量が、5.0質量%以下である。
(e)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融点(Tm)が、200~260℃である。
(f)示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融解熱量(ΔHm)が、45J/g以上である。 The process includes a step of forming a film made of a resin composition containing a 4-methyl-1-pentene polymer (X) and a phosphate ester salt nucleating agent under film forming conditions of a die temperature of 200 to 320°C and a chill-roll temperature of 70 to 120°C.
The resin composition contains 0.1 to 1 part by mass of the phosphate ester salt nucleating agent per 100 parts by mass of the 4-methyl-1-pentene polymer (X),
A method for producing a film, wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (X) satisfies all of the following requirements (a) to (f).
(a) The content of constituent units derived from 4-methyl-1-pentene is greater than 99.4 mol% and less than or equal to 100 mol%, and the content of constituent units derived from at least one selected from ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) is 0 mol% or more and less than 0.6 mol%.
(b) The mesodiad fraction (m) measured by 13¹C -NMR is between 98.5% and 100%.
(c) The intrinsic viscosity [η] measured in decalin solvent at 135°C is 0.1 to 6.0 dl/g.
(d) The decane-soluble portion at 23°C is 5.0% by mass or less.
(e) The melting point (Tm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 200 to 260°C.
(f) The heat of fusion (ΔHm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 45 J/g or more.
(g)JIS K7112の密度勾配管法に準拠して測定した密度が、815~850kg/m3である。 The method for producing a film according to claim 12 , wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (X) further satisfies the following requirement (g).
(g) The density measured in accordance with the density gradient pipe method of JIS K7112 is 815 to 850 kg/ m³ .
(h)ASTM D1238に準拠して260℃、5kg荷重の条件で測定したメルトフローレート(MFR)が、0.1~500g/10分である。 A method for producing a film according to any one of claims 12 to 15 , wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (X) further satisfies the following requirement (h).
(h) The melt flow rate (MFR), measured at 260°C and under a 5 kg load in accordance with ASTM D1238, is 0.1 to 500 g/10 min.
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