(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023103559
(43)【公開日】2023-07-27
(54)【発明の名称】ヘテロファジックプロピレン重合材料およびオレフィン重合体
(51)【国際特許分類】
C08F 210/06 20060101AFI20230720BHJP
C08L 23/10 20060101ALI20230720BHJP
C08L 23/14 20060101ALI20230720BHJP
【FI】
C08F210/06
C08L23/10
C08L23/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022004148
(22)【出願日】2022-01-14
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 昌輝
【テーマコード(参考)】
4J002
4J100
【Fターム(参考)】
4J002BB14W
4J002BB15X
4J002GL00
4J002GN00
4J002GQ00
4J100DA01
4J100DA09
4J100DA24
4J100DA39
4J100DA40
4J100FA09
4J100FA21
4J100FA22
4J100FA28
4J100FA29
4J100FA34
4J100FA41
4J100GA02
4J100GC25
4J100JA28
4J100JA43
(57)【要約】
【課題】高沸点成分量指標(FOG)が小さいヘテロファジックプロピレン重合材料およびオレフィン重合体を提供する。
【解決手段】下記式(3)を満たす、ヘテロファジックプロピレン重合材料。
(X2×Y2)/Z2≦7.0 (3)
(式中、
X2は、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部量(質量%)を示す。
Y2は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部の全成分に対する、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分の割合(%)を示す。
Z2は、ヘテロファジックプロピレン重合材料に含まれる、エチレンおよび炭素原子数4~12のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種類に由来する単量体単位と、プロピレンに由来する単量体単位とを含有するプロピレン系共重合体の含有量(質量%)を示す。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(3)を満たす、ヘテロファジックプロピレン重合材料。
(X2×Y2)/Z2≦7.0 (3)
(式中、
X2は、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部量(質量%)を示す。
Y2は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部の全成分に対する、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分の割合(%)を示す。
Z2は、ヘテロファジックプロピレン重合材料に含まれる、エチレンおよび炭素原子数4~12のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種類に由来する単量体単位と、プロピレンに由来する単量体単位とを含有するプロピレン系共重合体の含有量(質量%)を示す。
【請求項2】
下記式(4)を満たす、請求項1に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
0.3<(X2×Y2)/Z2<7.0 (4)
(式中、X2、Y2およびZ2は、前記と同じ意味を示す。)
【請求項3】
プロピレンに由来する単量体単位を80質量%以上含有し、かつ、極限粘度が2.0dL/g以下であるプロピレン系重合体(a)と、
エチレンおよび炭素原子数4~12のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種類に由来する単量体単位を30~55質量%と、プロピレンに由来する単量体単位とを含有し、かつ、極限粘度が1.5~8.0dL/gであるプロピレン系共重合体(b)とを含む、請求項1または2に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
【請求項4】
前記プロピレン系重合体(a)の含有量が50~90質量%であり、前記プロピレン系共重合体(b)の含有量が10~50質量%である、請求項3に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
【請求項5】
前記プロピレン系重合体(a)のアイソタクチック分率が0.975超である、請求項3または4に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
【請求項6】
下記式(1)を満たす、オレフィン重合体。
Y1/X1≦40 (1)
(式中、
X1は、オレフィン重合体の冷キシレン可溶部量(質量%)を示す。
Y1は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるオレフィン重合体の冷キシレン可溶部の全成分に対する、オレフィン重合体の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分の割合(%)を示す。
【請求項7】
下記式(2)を満たす、請求項6に記載のオレフィン重合体。
5.3<Y1/X1<40 (2)
(式中、X1およびY1は、前記と同じ意味を示す。)
【請求項8】
プロピレン重合体である、請求項6または7に記載のオレフィン重合体。
【請求項9】
プロピレン単独重合体である、請求項8に記載のオレフィン重合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体触媒成分と外部電子供与体との組合せが新規なチーグラー・ナッタ触媒を用いて製造されるヘテロファジックプロピレン重合材料およびオレフィン重合体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、オレフィン重合用触媒が数多く提案されており、多種多様のオレフィン系重合体が製造されている。
【0003】
例えば、特許文献1には、特定の触媒によって製造されるオレフィン系重合体が、記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
製造されるオレフィン系重合体は、環境や健康などの観点から、樹脂臭が小さいことが好ましい。しかし、特許文献1は、ヘテロファジックプロピレン重合材料やオレフィン重合体に関する樹脂臭についての言及がない。
【0006】
かかる状況の下、本発明が解決しようとする課題は、高沸点成分量指標(FOG)が小さいヘテロファジックプロピレン重合材料およびオレフィン重合体を提供する点に存するものである。高沸点成分は樹脂臭の基になるため、本発明のヘテロファジックプロピレン重合材料およびオレフィン重合体は、樹脂臭が小さい。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、このような背景に鑑みて鋭意検討をしたところ、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、下記のものである。
[1]
下記式(3)を満たす、ヘテロファジックプロピレン重合材料。
(X2×Y2)/Z2≦7.0 (3)
(式中、
X2は、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部量(質量%)を示す。
Y2は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部の全成分に対する、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分の割合(%)を示す。
Z2は、ヘテロファジックプロピレン重合材料に含まれる、エチレンおよび炭素原子数4~12のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種類に由来する単量体単位と、プロピレンに由来する単量体単位とを含有するプロピレン系共重合体の含有量(質量%)を示す。
[2]
下記式(4)を満たす、[1]に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
0.3<(X2×Y2)/Z2<7.0 (4)
(式中、X2、Y2およびZ2は、前記と同じ意味を示す。)
[3]
プロピレンに由来する単量体単位を80質量%以上含有し、かつ、極限粘度が2.0dL/g以下であるプロピレン系重合体(a)と、
エチレンおよび炭素原子数4~12のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種類に由来する単量体単位を30~55質量%と、プロピレンに由来する単量体単位とを含有し、かつ、極限粘度が1.5~8.0dL/gであるプロピレン系共重合体(b)とを含む、[1]または[2]に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
[4]
前記プロピレン系重合体(a)の含有量が50~90質量%であり、前記プロピレン系共重合体(b)の含有量が10~50質量%である、[3]に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
[5]
前記プロピレン系重合体(a)のアイソタクチック分率が0.975超である、[3]または[4]に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
[6]
下記式(1)を満たす、オレフィン重合体。
Y1/X1≦40 (1)
(式中、
X1は、オレフィン重合体の冷キシレン可溶部量(質量%)を示す。
Y1は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるオレフィン重合体の冷キシレン可溶部の全成分に対する、オレフィン重合体の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分の割合(%)を示す。
[7]
下記式(2)を満たす、[6]に記載のオレフィン重合体。
5.3<Y1/X1<40 (2)
(式中、X1およびY1は、前記と同じ意味を示す。)
[8]
プロピレン重合体である、[6]または[7]に記載のオレフィン重合体。
[9]
プロピレン単独重合体である、[8]に記載のオレフィン重合体。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、固体触媒成分と外部電子供与体との組合せが新規なチーグラー・ナッタ触媒を用いて製造されるヘテロファジックプロピレン重合材料およびオレフィン重合体は、高沸点成分量指標(FOG)が小さいという特徴を有する。高沸点成分量は樹脂臭の基になるため、本発明のヘテロファジックプロピレン重合材料およびオレフィン重合体は、樹脂臭が小さい。更に、本発明のオレフィン重合体は、高沸点成分量指標が小さいにも係わらず、融点が上昇していない。高沸点成分量指標が小さいことと、融点が低いことは、トレードオフの関係にあるが、本発明のオレフィン重合体は、例えば低温ヒートシール性が維持されている。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[定義]
本明細書において、用語「α-オレフィン」は、α位に炭素-炭素不飽和二重結合を有する脂肪族不飽和炭化水素を意味する。
本明細書において、用語「ヘテロファジックプロピレン重合材料」は、プロピレンに由来する単量体単位を80質量%以上含有するプロピレン系重合体(ただし、該プロピレン系重合体の全質量を100質量%とする。)のマトリックスの中で、エチレンおよび炭素数4以上12以下のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種のα-オレフィンに由来する単量体単位とプロピレンに由来する単量体単位とを含有するプロピレン共重合体が分散した構造を有する混合物を意味する。
【0010】
以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において、数値範囲を表す「下限~上限」の記載は、「下限以上、上限以下」を表し、「上限~下限」の記載は、「上限以下、下限以上」を表す。すなわち、これらの記載は、上限および下限を含む数値範囲を表す。
【0011】
〔ヘテロファジックプロピレン重合材料〕
本発明のヘテロファジックプロピレン重合材料は、下記式(3)を満たす、ヘテロファジックプロピレン重合材料である。
(X2×Y2)/Z2≦7.0 (3)
(式中、
X2は、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部量(質量%)を示す。
Y2は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部の全成分に対する、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分の割合(%)を示す。
Z2は、ヘテロファジックプロピレン重合材料に含まれる、エチレンおよび炭素原子数4~12のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種類に由来する単量体単位と、プロピレンに由来する単量体単位とを含有するプロピレン系共重合体の含有量(質量%)を示す。
【0012】
本発明のヘテロファジックプロピレン重合材料は、好ましくは、下記式(4)を満たすヘテロファジックプロピレン重合材料である。
0.3<(X2×Y2)/Z2<7.0 (4)
(式中、X2、Y2およびZ2は、前記と同じ意味を示す。)
【0013】
本発明のヘテロファジックプロピレン重合材料は、より好ましくは、
プロピレンに由来する単量体単位を80質量%以上含有し、かつ、極限粘度が2.0dL/g以下であるプロピレン系重合体(a)と、
エチレンおよび炭素原子数4~12のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種類に由来する単量体単位を30~55質量%と、プロピレンに由来する単量体単位とを含有し、かつ、極限粘度が1.5~8.0dL/gであるプロピレン系共重合体(b)とを含む、前記のヘテロファジックプロピレン重合材料である。
【0014】
本発明のヘテロファジックプロピレン重合材料は、更により好ましくは、
前記プロピレン系重合体(a)の含有量が50~90質量%であり、前記プロピレン系共重合体(b)の含有量が10~50質量%である、前記のヘテロファジックプロピレン重合材料である。
【0015】
本明細書において、極限粘度([η]、単位:dL/g)は、以下の実施例に記載される方法によって、測定される。
【0016】
プロピレン系重合体(a)の極限粘度は、0.3~1.2dL/gであってもよく、0.4~1.0dL/gであってもよく、0.8~0.95dL/gであってもよい。
【0017】
プロピレン系重合体(a)は、例えば、プロピレン単独重合体であってもよく、プロピレン以外の単量体に由来する単量体単位を含んでいてもよい。プロピレン系重合体(a)が、プロピレン以外の単量体に由来する単量体単位を含む場合、この含有量は、プロピレン系重合体(a)の全質量を基準として、例えば、0.01質量%以上20質量%未満であってもよい。
【0018】
プロピレン以外の単量体としては、例えば、エチレンおよび炭素数4以上12以下のα-オレフィンが挙げられる。中でも、エチレンおよび炭素数4~10のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種が好ましく、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセンおよび1-オクテンからなる群より選択される少なくとも一種がより好ましく、エチレンおよび1-ブテンからなる群より選択される少なくとも一種が更に好ましい。
【0019】
プロピレン以外の単量体に由来する単量体単位を含むプロピレン系重合体としては、例えば、プロピレン-エチレン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-1-ヘキセン共重合体、プロピレン-1-オクテン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ヘキセン共重合体およびプロピレン-エチレン-1-オクテン共重合体が挙げられる。
【0020】
プロピレン系重合体(a)は、成形体の剛性の観点から、プロピレン単独重合体、プロピレン-エチレン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体が好ましく、プロピレン単独重合体がより好ましい。
【0021】
本実施形態のヘテロファジックプロピレン重合材料は、プロピレン系重合体(a)を1種のみ含有してもよく、2種以上含有してもよい。
【0022】
プロピレン系共重合体(b)の極限粘度は、2.0~10.0dL/gであってもよく、3.0~9.0dL/gであってもよく、4.0~8.0dL/gであってもよい。
【0023】
プロピレン系共重合体(b)において、エチレンおよび炭素数4以上12以下のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種のα-オレフィンに由来する単量体単位の含有量は、20~50質量%であってもよく、30~45質量%であってもよく、35~40質量%であってもよい。
【0024】
プロピレン系共重合体(b)において、エチレンおよび炭素数4以上12以下のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種のα-オレフィンとしては、エチレンおよび炭素数4~10のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種が好ましく、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテンおよび1-デセンからなる群より選択される少なくとも一種がより好ましく、エチレンおよび1-ブテンからなる群より選択される少なくとも一種が更に好ましい。
【0025】
プロピレン系共重合体(b)としては、例えば、プロピレン-エチレン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ヘキセン共重合体、プロピレン-エチレン-1-オクテン共重合体、プロピレン-エチレン-1-デセン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-1-ヘキセン共重合体、プロピレン-1-オクテン共重合体およびプロピレン-1-デセン共重合体が挙げられる。中でも、上記プロピレン系共重合体(b)としては、プロピレン-エチレン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体又はプロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体が好ましく、プロピレン-エチレン共重合体がより好ましい。
【0026】
本実施形態のヘテロファジックプロピレン重合材料は、プロピレン系共重合体(b)を1種のみ含有してもよく、2種以上含有してもよい。
【0027】
本実施形態のヘテロファジックプロピレン重合材料としては、例えば、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-ヘキセン)重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-オクテン)重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-1-ブテン)重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-1-ヘキセン)重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-1-オクテン)重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-1-デセン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-ヘキセン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-オクテン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-デセン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-1-ブテン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-1-ヘキセン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-1-オクテン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-1-デセン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン-1-ヘキセン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン-1-オクテン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-エチレン-1-デセン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-ブテン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-ヘキセン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-オクテン)重合材料、(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-デセン)重合材料、(プロピレン-1-ヘキセン)-(プロピレン-1-ヘキセン)重合材料、(プロピレン-1-ヘキセン)-(プロピレン-1-オクテン)重合材料、(プロピレン-1-ヘキセン)-(プロピレン-1-デセン)重合材料、(プロピレン-1-オクテン)-(プロピレン-1-オクテン)重合材料、および(プロピレン-1-オクテン)-(プロピレン-1-デセン)重合材料が挙げられる。中でも(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)重合材料、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン)重合材料、(プロピレン-エチレン)-(プロピレン-エチレン-1-ブテン)重合材料、又は(プロピレン-1-ブテン)-(プロピレン-1-ブテン)重合材料が好ましく、(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)重合材料がより好ましい。
【0028】
ここで、上記記載は「(プロピレンに由来する単量体単位を80質量%以上含有するプロピレン系重合体の種類)-(プロピレン系共重合体(b)の種類)」を示す。すなわち、「(プロピレン)-(プロピレン-エチレン)重合材料」との記載は、「プロピレン系重合体(a)およびがプロピレン単独重合体であり、プロピレン系共重合体(b)がプロピレン-エチレン共重合体であるヘテロファジックプロピレン重合材料」を意味する。他の類似の表現においても同様である。
【0029】
プロピレン系重合体(a)およびプロピレン系共重合体(b)の含有量は、ヘテロファジックプロピレン重合材料の全質量を100質量%として、それぞれ50~90質量%および10~50質量%であってもよい。
【0030】
本実施形態のヘテロファジックプロピレン重合材料は、プロピレン系重合体(a)の極限粘度が0.3~1.2dL/gであり、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度が2.0~10.0dL/gであり、プロピレン系共重合体(b)中、エチレンおよび炭素数4以上12以下のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種のα-オレフィンに由来する単量体単位の含有量は20~50質量%であり、プロピレン系重合体(a)およびプロピレン系共重合体(b)の含有量が、ヘテロファジックプロピレン重合材料の全質量を100質量%として、それぞれ50~90質量%および10~50質量%であることが寸法安定性の観点から好ましい。
【0031】
ヘテロファジックプロピレン重合材料中に含まれるプロピレン系重合体(a)のアイソタクチックペンタッド分率([mmmm]分率ともいう)は、樹脂組成物からなる成形体の剛性および寸法安定性の観点から、0.950以上であることが好ましく、0.970以上であることがより好ましく、0.975超であることが更に好ましい。成分(a)のアイソタクチックペンタッド分率は、例えば、1.000以下であってもよい。アイソタクチックペンタッド分率が1に近い重合体は、分子構造の立体規則性が高く、結晶性が高いと考えられる。
【0032】
アイソタクチックペンタッド分率は、ペンタッド単位での、アイソタクチック分率を意味する。すなわち、アイソタクチックペンタッド分率は、ペンタッド単位でみたときに、プロピレンに由来する単量体単位が5個連続してメソ結合した構造の含有割合を示す。なお、対象の成分が共重合体である場合には、プロピレンに由来する単量体単位の連鎖について測定される値をいう。
【0033】
本明細書において、アイソタクチックペンタッド分率は、以下の実施例に記載される方法によって測定される。
【0034】
ヘテロファジックプロピレン重合材料に対して、必要に応じて、耐熱安定剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、結晶核剤、滑剤、着色剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、難燃剤、石油樹脂、発泡剤、発泡助剤、有機又は無機フィラー等の添加剤を添加することができる。添加剤の添加量は、ヘテロファジックプロピレン重合材料全体に対して、0.01質量%以上であることが好ましく、また、30質量%以下であることが好ましい。添加剤は、1種単独で用いてもよいし、また、任意の割合で2種以上を併用してもよい。
【0035】
<オレフィン重合体>
本発明のオレフィン重合体は、下記式(1)を満たす、オレフィン重合体である。
Y1/X1≦40 (1)
(式中、
X1は、オレフィン重合体の冷キシレン可溶部量(質量%)を示す。
Y1は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるオレフィン重合体の冷キシレン可溶部の全成分に対する、オレフィン重合体の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分の割合(%)を示す。
【0036】
本発明のオレフィン重合体は、好ましくは、下記式(2)を満たす、オレフィン重合体である。
5.3<Y1/X1<40 (2)
(式中、X1およびY1は、前記と同じ意味を示す。)
【0037】
オレフィンとしては、エチレンおよび炭素原子数3以上のα-オレフィンを例示することができる。α-オレフィンとして、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、および1-デセンのような直鎖状モノオレフィン;3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、および4-メチル-1-ペンテンのような分岐鎖状モノオレフィン;ビニルシクロヘキサンのような環状モノオレフィン;並びに、これらの2種以上の組合せを例示することができる。中でも、好ましくはエチレンもしくはプロピレンの単独重合、または、エチレンもしくはプロピレンを主成分とする複数種のオレフィンの共重合である。上記の複数種のオレフィンの組合せは、2種類またはそれ以上の種類のオレフィンの組合せを含んでいてもよく、共役ジエンや非共役ジエンのような多不飽和結合を有する化合物とオレフィンとの組合せを含んでいてもよい。
【0038】
本発明のオレフィン重合体は、好ましくはエチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、1-ブテン単独重合体、1-ペンテン単独重合体、1-ヘキセン単独重合体、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-1-ヘキセン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-1-ヘキセン共重合体、または、これらを多段重合して得られる重合体である。本発明のオレフィン重合体は、より好ましくは、プロピレン重合体であり、更により好ましくは、プロピレン単独重合体である。
オレフィン重合体の極限粘度は、0.3~8.0dL/gであってもよく、0.5~5.0dL/gであってもよく、0.7~3.0dL/gであってもよい。
オレフィン重合体に対して、必要に応じて、耐熱安定剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、結晶核剤、滑剤、着色剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、難燃剤、石油樹脂、発泡剤、発泡助剤、有機又は無機フィラー等の添加剤を添加することができる。添加剤の添加量は、オレフィン重合体全体に対して、0.01質量%以上であることが好ましく、また、30質量%以下であることが好ましい。添加剤は、1種単独で用いてもよいし、また、任意の割合で2種以上を併用してもよい。
【0039】
<オレフィン重合用固体触媒成分>
本発明のヘテロファジックプロピレン重合材料およびオレフィン重合体は、好ましくは、下記の製造方法によって製造することができる:
成分(A)と成分(B)と成分(C)とを接触させてオレフィン重合用触媒を得る工程と、
オレフィン重合用触媒の存在下で、オレフィンを重合して、ヘテロファジックプロピレン重合材料またはオレフィン重合体を得る工程を含む、製造方法。
成分(A):チタン原子、マグネシウム原子、ハロゲン原子および内部電子供与体を含むオレフィン重合用固体触媒成分
成分(B):有機アルミニウム化合物
成分(C):下記式(i)または(ii)で表されるケイ素化合物
R1Si(OR2)3 (i)
(R1:炭素原子数1~20のヒドロカルビル基または水素原子、R2:炭素原子数1~20のヒドロカルビル基)
R3
2Si(NR4R5)2 (ii)
(R3:炭素原子数1~20のヒドロカルビル基または水素原子、R4およびR5:炭素原子数1~12のヒドロカルビル基または水素原子)
【0040】
本明細書において、“オレフィン重合用固体触媒成分”とは、少なくともトルエン中で固形分として存在し、有機アルミニウム化合物等のオレフィン重合用助触媒と組み合されることにより、オレフィン重合用触媒となるものを意味する。
【0041】
オレフィン重合用固体触媒成分におけるチタン原子の一部または全部が、ハロゲン化チタン化合物に由来する。オレフィン重合用固体触媒成分におけるハロゲン原子の一部または全部が、ハロゲン化チタン化合物に由来する。
【0042】
オレフィン重合用固体触媒成分におけるマグネシウム原子の一部または全部が、マグネシウム化合物に由来する。マグネシウム化合物は、マグネシウム原子を含有する化合物であればよく、具体例としては、下式(i)~(iii)で表される化合物が挙げられる。
MgR1
kX2-k・・・(i)
Mg(OR1)mX2-m・・・(ii)
MgX2・nR1OH・・・(iii)
(式中、kは0≦k≦2を満足する数であり;mは0<m≦2を満足する数であり;nは0≦n≦3を満足する数であり;R1は炭素原子数1~20のヒドロカルビル基であり;Xはハロゲン原子である。)
【0043】
上記の式(i)~(iii)におけるXとしては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、およびフッ素原子を挙げることができ、好ましくは塩素原子である。複数のXは同一でも異なっていてもよい。
【0044】
式(i)~(iii)のマグネシウム化合物の具体例としては、マグネシウムジアルコキシドおよびハロゲン化マグネシウムが挙げられる。
【0045】
ハロゲン化マグネシウムは、市販のものをそのまま用いてもよいし、市販のものをアルコールに溶解した溶液を炭化水素液体中に滴下することによって生じる沈殿物を、液体と分離して用いてもよいし、米国特許第6,825,146号公報、国際公開第1998/044009号パンフレット、国際公開第2003/000754号パンフレット、国際公開第2003/000757号パンフレット、または国際公開第2003/085006号パンフレットに記載の方法等に基づいて製造したものを用いてもよい。
【0046】
マグネシウムジアルコキシドの製造方法としては、例えば、金属マグネシウムとアルコールとを触媒の存在下接触させる方法(例えば特開平4-368391号公報、特開平3-74341号公報、特開8-73388号公報、および国際公開第2013/058193号パンフレット)が挙げられる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、およびオクタノールが挙げられる。触媒としては、ヨウ素、塩素、および臭素のようなハロゲン;ヨウ化マグネシウム、および塩化マグネシウムのようなハロゲン化マグネシウムが挙げられ、好ましくはヨウ素である。
【0047】
マグネシウム化合物は、担体物質に担持されていてもよい。担体物質としては、例えば、SiO2、Al2O3、MgO、TiO2、およびZrO2のような多孔質無機酸化物;ポリスチレン、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、スチレン-エチレングリコールジメタクリル酸共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、アクリル酸メチル-ジビニルベンゼン共重合体、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル-ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル-ジビニルベンゼン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、およびポリプロピレンのような有機多孔質ポリマーが挙げられる。これらのうち好ましくは、多孔質無機酸化物であり、より好ましくは、SiO2である。
【0048】
担体物質として好ましくは、マグネシウム化合物を該担体物質に有効に固定化する観点から、多孔質であり、規格ISO15901-1:2005に従い水銀圧入法で求めた細孔半径10~780nmである細孔の合計容積が、0.3cm3/g以上である多孔質の担体物質がより好ましく、0.4cm3/g以上である多孔質の担体物質がさらに好ましい。また、細孔半径10~780nmである細孔の合計容積が、細孔半径2~100μmである細孔の合計容積に対して25%以上である多孔質の担体物質が好ましく、30%以上である多孔質の担体物質がより好ましい。
【0049】
マグネシウム化合物は、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。マグネシウム化合物は、本発明の効果が得られる範囲においてマグネシウム化合物および溶媒を含むマグネシウム化合物スラリーの形態でハロゲン化チタン化合物溶液と接触させてもよく、溶媒を含まない形態で接触させてもよい。
【0050】
オレフィン重合用固体触媒成分におけるマグネシウム原子の一部または全部が、マグネシウム化合物に由来する。また、オレフィン重合用固体触媒成分におけるハロゲン原子の一部が、マグネシウム化合物に由来し得る。
【0051】
内部電子供与体は、オレフィン重合用固体触媒成分に含まれる1つまたは複数の金属原子に対して電子対を供与可能な有機化合物を意味し、具体的には、モノエステル化合物、ジカルボン酸エステル化合物、ジオールジエステル化合物、β-アルコキシエステル化合物、およびジエーテル化合物等が挙げられる。
【0052】
また、特開2011-246699号公報に記載された内部電子供与体も例示することができる。
【0053】
中でも、好ましくは、ジカルボン酸エステル化合物、ジオールジエステル化合物およびβ-アルコキシエステル化合物である。内部電子供与体は、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0054】
オレフィン重合用固体触媒成分は、下記の製造方法によって製造することができる:
ハロゲン化チタン化合物と、マグネシウム化合物とを接触させ、固体生成物を含むスラリーを得る工程(I)を有する、オレフィン重合用固体触媒成分の製造方法。
【0055】
好ましくは、上記のオレフィン重合用固体触媒成分の製造方法においては、工程(I)において、ハロゲン化チタン化合物溶液へマグネシウム化合物を添加し、内部電子供与体が、モノエステル化合物、ジカルボン酸エステル化合物、ジオールジエステル化合物、β-アルコキシエステル化合物およびジエーテル化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物であり、マグネシウム化合物がマグネシウムジアルコキシドであり、固体生成物を含むスラリーへ内部電子供与体を添加する工程(II)をさらに有する。
【0056】
<オレフィン重合用触媒>
一実施形態において、上記のオレフィン重合用固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物とを例えば公知の方法によって接触させることによって、オレフィン重合用触媒を製造することができる。また、別の実施形態において、上記のオレフィン重合用固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、外部電子供与体とを接触させることによって、オレフィン重合用触媒を製造することができる。
【0057】
そのため、オレフィン重合用触媒は、一実施形態において、上記のオレフィン重合用固体触媒成分および有機アルミニウム化合物を含む。また、オレフィン重合用触媒は、別の実施形態において、上記のオレフィン重合用固体触媒成分、有機アルミニウム化合物および外部電子供与体を含む。
【0058】
有機アルミニウム化合物は、炭素-アルミニウム結合を1つ以上有する化合物であり、具体的には、特開平10-212319号公報に記載された化合物を例示することができる。中でも、好ましくは、トリアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウムとジアルキルアルミニウムハライドとの混合物、または、アルキルアルモキサンであり、さらに好ましくはトリエチルアルミニウム、トリiso-ブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムクロリドとの混合物またはテトラエチルジアルモキサンである。
【0059】
外部電子供与体としては、特許第2950168号公報、特開2006-96936号公報、特開2009-173870号公報、および特開2010-168545号公報に記載された化合物を例示することができる。中でも、好ましくは酸素含有化合物または窒素含有化合物である。酸素含有化合物として、アルコキシケイ素、エーテル、エステル、およびケトンを例示することができる。中でも、好ましくはアルコキシケイ素またはエーテルである。窒素含有化合物として、アミノケイ素、アミン、イミン、アミド、イミド、シアンを例示することができる。中でも、好ましくはアミノケイ素である。
【0060】
外部電子供与体としてのアルコキシケイ素またはアミノケイ素は、下式のケイ素化合物が好ましい。
成分(C):下記式(i)または(ii)で表されるケイ素化合物
R1Si(OR2)3 (i)
(R1:炭素原子数1~20のヒドロカルビル基または水素原子、R2:炭素原子数1~20のヒドロカルビル基)
R3
2Si(NR4R5)2 (ii)
(R3:炭素原子数1~20のヒドロカルビル基または水素原子、R4およびR5:炭素原子数1~12のヒドロカルビル基または水素原子)。
【0061】
上式(i)におけるR1およびR2のヒドロカルビル基としては、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルケニル基等が挙げられ、R1およびR2のアルキル基としては、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、およびn-オクチル基のような直鎖状アルキル基;iso-プロピル基、iso-ブチル基、tert-ブチル基、iso-ペンチル基、ネオペンチル基、および2-エチルヘキシル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、およびシクロオクチル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状アルキル基である。R1およびR2のアラルキル基としては、ベンジル基、およびフェネチル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数7~20のアラルキル基である。R1およびR2のアリール基としては、フェニル基、トリル基、およびキシリル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数6~20のアリール基である。R1およびR2のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3-ブテニル基、および5-ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;iso-ブテニル基、および5-メチル-3-ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2-シクロヘキセニル基、および3-シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2~10のアルケニル基である。
【0062】
上式(i)で表されるアルコキシケイ素の具体例としては、フェニルトリメトキシシラン、、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、iso-ブチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、sec-ブチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、ベンジルトリエトキシシランが挙げられる。好ましくは、シクロヘキシルトリエトキシシランおよびトリエトキシフェニルシランが挙げられる。
【0063】
上式(ii)におけるR3のヒドロカルビル基としては、上式R1と同じもの等が挙げられる。
【0064】
上式(ii)におけるR4およびR5のヒドロカルビル基としては、アルキル基、アルケニル基等が挙げられ、R4およびR5のアルキル基としては、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、およびn-ヘキシル基のような直鎖状アルキル基;iso-プロピル基、iso-ブチル基、tert-ブチル基、iso-ペンチル基、およびネオペンチル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、およびシクロヘキシル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1~6の直鎖状アルキル基である。R4およびR5のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3-ブテニル基、および5-ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;iso-ブテニル基、および5-メチル-3-ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2-シクロヘキセニル基、および3-シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2~6の直鎖状アルケニル基であり、特に好ましくはメチル基およびエチル基である。
【0065】
上式(ii)で表されるアミノケイ素の具体例としては、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン、ビス( エチルアミノ)ジイソプロピルシラン、ビス(メチルアミノ)ジt-ブチルシランが挙げられる。好ましくは、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシランが挙げられる。
また、WO2006/129773に記載されたアミノケイ素も例示することができる。
【0066】
外部電子供与体のエーテルとして、好ましくは環状エーテル化合物である。環状エーテル化合物とは、環構造内に少なくとも一つの-C-O-C-結合を有する複素環式化合物であり、さらに好ましくは環構造内に少なくとも一つの-C-O-C-O-C-結合を有する環状エーテル化合物であり、特に好ましくは1,3-ジオキソラン、または1,3-ジオキサンである。
【0067】
外部電子供与体は、それぞれ単独で用いてもよく、また二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0068】
オレフィン重合用固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、外部電子供与体とを接触させる方法は、オレフィン重合用触媒が生成される限り、特に限定されない。接触は溶媒の存在下または非存在下で行われる。これらの接触混合物を重合槽に供給してもよいし、各成分を別々に重合槽に供給して重合槽中で接触させてもよいし、任意の二成分の接触混合物と残りの成分とを別々に重合槽に供給してこれらを重合槽中で接触させてもよい。
【0069】
有機アルミニウム化合物の使用量は、オレフィン重合用固体触媒成分1mgに対して、通常0.01~1000μmolであり、好ましくは0.1~500μmolである。
【0070】
外部電子供与体の使用量は、オレフィン重合用固体触媒成分1mgに対して、通常0.0001~1000μmolであり、好ましくは0.001~500μmolであり、より好ましくは0.01~150μmolである。
【0071】
上記のオレフィン重合用触媒によれば、後述のとおり、これを用いてオレフィンを重合した場合に高沸点成分量指標が小さい重合体を与え得る。
【0072】
<オレフィン重合体の製造方法>
本発明のオレフィン重合体の製造方法は、上記の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。
【0073】
オレフィン重合用触媒を形成する方法は、一実施形態において、以下の工程からなる方法が好ましい場合がある:
(i)オレフィン重合用固体触媒成分および有機アルミニウム化合物の存在下、少量のオレフィン(本来の重合(通常、本重合と言われる)で使用されるオレフィンと同一または異なる)を重合させ(生成されるオレフィン重合体の分子量を調節するために水素のような連鎖移動剤を用いてもよいし、外部電子供与体を用いてもよい)、該オレフィンの重合体で表面が覆われた触媒成分を生成させる工程(該重合は通常、予備重合と言われ、したがって該触媒成分は通常、予備重合触媒成分と言われる)
(ii)予備重合触媒成分と、有機アルミニウム化合物および外部電子供与体とを接触させる工程。
【0074】
予備重合は好ましくは、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼンおよびトルエンのような不活性炭化水素を溶媒とするスラリー重合である。
【0075】
上記工程(i)で用いられる有機アルミニウム化合物の量は、工程(i)で用いられる固体触媒成分中のチタン原子1mol当たり、通常0.5mol~700mol、好ましくは0.8mol~500mol、特に好ましくは1mol~200molである。
【0076】
予備重合されるオレフィンの量は、工程(i)で用いられるオレフィン重合用固体触媒成分1g当たり通常0.01g~1000g、好ましくは0.05g~500g、特に好ましくは0.1g~200gである。
【0077】
上記工程(i)のスラリー重合におけるオレフィン重合用固体触媒成分のスラリー濃度は、好ましくは1~500g-オレフィン重合用固体触媒成分/リットル-溶媒、特に好ましくは3~300g-オレフィン重合用固体触媒成分/リットル-溶媒である。
【0078】
予備重合の温度は、好ましくは-20℃~100℃、特に好ましくは0℃~80℃である。予備重合における気相部のオレフィンの分圧は、好ましくは0.01MPa~2MPa、特に好ましくは0.1MPa~1MPaであるが、予備重合の圧力や温度において液状であるオレフィンについては、この限りではない。予備重合の時間は、好ましくは2分間~15時間である。
【0079】
予備重合における、オレフィン重合用固体触媒成分、有機アルミニウム化合物およびオレフィンを重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1)オレフィン重合用固体触媒成分と有機アルミニウム化合物とを供給した後、オレフィンを供給する方法
(2)オレフィン重合用固体触媒成分とオレフィンとを供給した後、有機アルミニウム化合物を供給する方法。
【0080】
予備重合における、オレフィンを重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1)重合槽内の圧力を所定の圧力に維持するようにオレフィンを重合槽へ順次供給する方法
(2)オレフィンの所定量の全量を一括して重合槽へ供給する方法。
【0081】
予備重合で用いられる外部電子供与体の量は、オレフィン重合用固体触媒成分中に含まれるチタン原子1molに対して、通常0.01mol~400mol、好ましくは0.02mol~200mol、特に好ましくは、0.03mol~100molであり、有機アルミニウム化合物1molに対して、通常0.003mol~50mol、好ましくは0.005mol~30mol、特に好ましくは0.01mol~10molである。
【0082】
予備重合における、外部電子供与体を重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1)外部電子供与体を単独で重合槽へ供給する方法
(2)外部電子供与体と有機アルミニウム化合物との接触物を重合槽へ供給する方法。
【0083】
本重合時の有機アルミニウム化合物の使用量は、オレフィン重合用固体触媒成分中のチタン原子1molあたり、通常1mol~1000mol、特に好ましくは5mol~600molである。
【0084】
本重合で外部電子供与体を使用する場合の外部電子供与体の使用量は、オレフィン重合用固体触媒成分中に含まれるチタン原子1molあたり、通常0.1mol~2000mol、好ましくは0.3mol~1000mol、特に好ましくは0.5mol~800molであり、有機アルミニウム化合物1molあたり、通常0.001mol~5mol、好ましくは0.005mol~3mol、特に好ましくは0.01mol~1molである。
【0085】
本重合の温度は、通常-30℃~300℃、好ましくは20℃~180℃である。重合圧力は特に制限されず、工業的かつ経済的であるという点で、一般に常圧~10MPa、好ましくは200kPa~5MPa程度である。重合はバッチ式または連続式であり、重合方法としてプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタンのような不活性炭化水素を溶媒とするスラリー重合法または溶液重合法や、重合温度において液状であるオレフィンを媒体とするバルク重合法や、気相重合法を例示することができる。
【0086】
本重合で得られる重合体の分子量を調節するために、連鎖移動剤(例えば、水素や、ジメチル亜鉛およびジエチル亜鉛のようなアルキル亜鉛)を用いてもよい。
【0087】
<ヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法>
本発明のヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法は、上記のオレフィン重合用触媒の存在下でプロピレン等を重合する。
上記ヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、工程1および工程2を含む。
【0088】
工程1:水素/プロピレン比が適切な条件で、液相で、プロピレンを含む単量体を重合し、少なくとも一部のプロピレン系重合体(a)を得る工程1-a;および、
水素/プロピレン比が適切な条件で、気相で、プロピレンを含む単量体を重合し、少なくとも一部のプロピレン系重合体(a)を得る工程1-b
からなる群より選ばれる少なくとも一種の工程
および工程2:水素/プロピレン比が適切な条件で、エチレンおよび炭素数4以上12以下のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種のα-オレフィンとプロピレンとを含む単量体を重合し、プロピレン系共重合体(b)を得る工程
【0089】
ただし、本明細書において、水素/プロピレン比は、下記のように定義される。
液相で重合する場合、水素/プロピレン比は、反応器供給部における気体である水素と液体であるプロピレンとの物質量の比をいう。
気相で重合する場合、水素/プロピレン比は、反応装置出口における気体である水素と気体であるプロピレンとの物質量の比をいう。
本明細書において、例えば「水素/プロピレン比が1molppmである」との記載は、「水素/プロピレン比が1×10-6mol/molである」と同義であり、1molのプロピレンに対し、水素が1×10-6molであることを意味する。
水素/プロピレン比は、通常、0.00001~10mol/molであり、好ましくは、0.0001~1mol/molであり、より好ましくは、0.001~0.5mol/molである。
【0090】
[工程1-a]
工程1-aでは、例えば、液相重合反応器を用いて、重合触媒および水素の存在下で、プロピレンを含む単量体を重合する。重合に用いる単量体の構成は、プロピレン系重合体(a)を構成する単量体単位の種類および含有量に基づき適宜調整できる。単量体中のプロピレンの含有量は、単量体の全質量に対して、例えば、80質量%以上であってもよく、90質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。
【0091】
液相重合反応器としては、例えば、ループ型液相反応器およびベッセル型液相反応器が挙げられる。
【0092】
重合触媒としては、例えば、チーグラー・ナッタ型触媒やメタロセン系触媒等が挙げられ、好ましくは、チーグラー・ナッタ型触媒である。チーグラー・ナッタ型触媒としては、例えば、上記のオレフィン重合用および固体触媒成分と有機アルミニウム化合物と電子供与性化合物とを含有する触媒である。少量のオレフィンを接触させ、予備活性化させた触媒を重合触媒として用いることもできる。
【0093】
重合触媒として、上記のオレフィン重合用固体触媒成分、n-ヘキサン、トリエチルアルミニウム、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン等の存在下で、オレフィンを予備重合させて得られる予備重合触媒成分を用いることもできる。予備重合に用いるオレフィンは、ヘテロファジックプロピレン重合材料を構成するオレフィンのうちのいずれかであることが好ましい。
【0094】
重合温度は、例えば0~120℃とすることができる。重合圧力は、例えば常圧~10MPaGとすることができる。
【0095】
工程1-aは、複数の反応器を用いて直列に多段で連続的に実施してもよい。
【0096】
[工程1-b]
工程1-bでは、例えば、気相重合反応器を用いて、重合触媒および水素の存在下で、プロピレンを含む単量体を重合する。重合に用いる単量体の構成は、プロピレン系重合体(a)を構成する単量体単位の種類および含有量に基づき適宜調整できる。単量体中のプロピレンの含有量は、単量体の全質量に対して、例えば、80質量%以上であってもよく、90質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。
【0097】
気相重合反応器としては、例えば、流動層型反応器および噴流層型反応器が挙げられる。
【0098】
気相重合反応器は、直列に接続された複数の反応領域を有する多段気相重合反応装置であってもよい。多段気相重合反応装置は、直列に接続された複数の重合槽を有する多段気相重合反応装置であってもよい。このような装置によれば、プロピレン系重合体(a)の極限粘度を上記範囲に調整し易いと考えられる。
【0099】
多段気相重合反応装置は、例えば、鉛直方向に延びる円筒部と、円筒部に形成され、下方に行くほど内径が小さくなると共に下端にガス導入用開口を有する縮径部とを備え、縮径部の内面と縮径部よりも上方の円筒部の内面とによって囲まれ、その内部に噴流層が形成される噴流層型オレフィン重合反応領域と、流動層型オレフィン重合反応領域とを備えることができる。
【0100】
多段気相重合反応装置は、鉛直方向に複数の反応領域を有することが好ましい。多段気相重合反応装置は、プロピレン系重合体(a)の極限粘度の観点から、例えば、鉛直方向に複数の反応領域を有し、そのうち最上段が流動層型オレフィン重合反応領域であり、残りが複数の噴流層型オレフィン重合反応領域であることが好ましい。このような装置においては、例えば、装置の上部から固体成分を供給し、装置の下部から気体成分を供給することにより、反応領域に流動層又は噴流層を形成する。気体成分は、プロピレンを含む単量体および水素の他に、窒素等の不活性ガスを含んでいてもよい。当該装置において、噴流層型オレフィン重合反応領域の数は、3以上が好ましい。
【0101】
複数の反応領域を鉛直方向に設ける場合、下段の反応領域は、上段の反応領域の斜め下方向に配置されていてもよい。このような装置においては、例えば、上段の反応領域で得られた固体成分を斜め下方向に排出し、排出された固体成分は、下段の反応領域に、斜め上方向から供給される。この場合、気体成分は、例えば、下段の反応領域の上部から排出した気体成分を、上段の反応領域の下部から供給する。
【0102】
重合触媒の具体例は、上記同様である。
【0103】
重合温度は、例えば0~120℃であってもよく、20~100℃であってもよく、40~100℃であってもよい。重合圧力は、例えば常圧~10MPaGであってもよく、1~5MPaGであってもよい。
【0104】
[工程2]
工程2は、液相でも気相でもよいが、例えば、気相で実施される。液相で実施される場合、例えば、ループ型、ベッセル型等の液相反応器を用いることができる。気相で実施される場合、例えば、流動層型反応器、噴流層型反応器等の気相反応器を用いることができる。
【0105】
工程2では、例えば、重合触媒および水素の存在下で、エチレンおよび炭素数4以上12以下のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種のα-オレフィンとプロピレンとを含む単量体を重合する。重合に用いる単量体の構成は、プロピレン系共重合体(b)を構成する単量体単位の種類および含有量に基づき適宜調整できる。重合に用いる単量体中のエチレンおよび炭素数4以上12以下のα-オレフィンからなる群より選択される少なくとも一種のα-オレフィンの含有量は、単量体の全質量に対して、例えば、30~55質量%であってもよく、35~50質量%であってもよい。
【0106】
重合触媒の具体例は、上記同様である。
【0107】
液相で重合する場合、重合温度は、例えば40~100℃であり、重合圧力は、例えば常圧~5MPaGである。気相で重合する場合、重合温度は、例えば40~100℃であり、重合圧力は、例えば0.5~5MPaGである。
【0108】
プロピレン系重合体(a)およびプロピレン系共重合体(b)を、それぞれの工程で作製し、重合触媒を失活させてから、これらを溶液状態、溶融状態等で混合してもよいが、触媒を失活させることなく、得られた重合体を次の工程に供給することにより、連続的に重合体を作製してもよい。触媒を失活させることなく連続的に重合する場合、前工程の重合触媒は、後工程の重合触媒としても作用する。
【0109】
工程1および工程2の順序に特に制限はない。工程1は、工程1-aおよび工程1-bを含むことが好ましい。
【0110】
本実施形態に係る製造方法は、例えば、工程1-aと工程1-bと工程2とをこの順に含んでいてもよい。
【実施例0111】
以下、実施例、および、比較例を用いて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0112】
オレフィン重合用固体触媒成分と接触させるケイ素化合物(外部ドナー)とその構造とを表1に示す。
【0113】
【0114】
<冷キシレン可溶部量CXSの測定、単位:質量%>
試料(オレフィン重合体またはヘテロファジックプロピレン重合材料)を沸騰キシレンに溶解させた後、得られたキシレン溶液を冷却し、冷キシレン不溶分を析出させた。得られた混合物をろ過し、得られたろ液に溶解しているオレフィン重合体またはヘテロファジックプロピレン重合材料(冷キシレン可溶部)を液体クロマトグラフィー(LC)を用いて定量した。
【0115】
(前処理条件)
・試料量:オレフィン重合体は1g、ヘテロファジックプロピレン重合材料は0.1g
・溶媒:ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を2mg/100mLの濃度で添加したキシレン100mL(富士フィルム和光純薬株式会社性、特級グレード)
・溶解条件:沸騰後30分間還流
・温度条件:氷水で20分間冷却した後、20℃に昇温して1時間撹拌
・ろ過条件:ろ紙(No.50)でろ過してLCを用いて測定
【0116】
(LC測定条件)
・送液ポンプ:LC-20AD(島津製作所社製)
・デガッサー:DGU-20A3(島津製作所社製)
・オートサンプラー:SIL-20A HT(島津製作所社製)
・カラムオーブン:CTO-20A(島津製作所社製)
・示差屈折率検出器:RID-10A(島津製作所社製)
・システムコントローラー:CBM-20A(島津製作所社製)
・測定・解析ソフト:LC solution ver. 1.24 SP1
・カラム:SHODEX GPC KF-801(上限排除限界分子量1500)
・溶離液:テトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)
・カラムオーブン温度:40℃
・試料注入量:130μL
・流量:1mL/min
・検出器:示差屈折計
【0117】
<オレフィン重合体の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量が103.5以下の成分の割合の測定、または、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量が104.0以下の成分の割合の測定、単位:%>
オレフィン重合体の冷キシレン可溶部の全成分に対する、オレフィン重合体の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量が103.5以下の成分の割合と、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部の全成分に対する、ヘテロファジックプロピレン重合材料の冷キシレン可溶部に含まれるポリスチレン換算分子量が104.0以下の成分の割合とは、ゲル・パーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により、以下の条件で測定した。
【0118】
(測定試料)
上述のCXSの測定において、ろ液(すなわち、オレフィン重合体またはヘテロファジックプロピレン重合材料(冷キシレン可溶部)が溶解しているキシレン溶液)を測定試料とした。
【0119】
(GPC測定条件)
・送液ポンプ:LC-20AD(島津製作所社製)
・デガッサー:DGU-20A3(島津製作所社製)
・オートサンプラー:SIL-20A HT(島津製作所社製)
・カラムオーブン:CTO-20A(島津製作所社製)
・示差屈折率検出器:RID-10A(島津製作所社製)
・システムコントローラー:CBM-20A(島津製作所社製)
・測定・解析ソフト:LC solution ver. 1.24 SP1(島津製作所社製)
・GPCカラム:Plus Poreシリーズ Poly Pore 7.5mm I.D.×300mm(アジレント・テクノロジーズ) 2本
・移動相:テトラヒドロフラン(関東化学、特級、安定剤不含)
・流速:1mL/分
・カラムオーブン温度:35℃
・検出:示差屈折率検出器
・示差屈折率検出器セル温度:35℃
・試料溶液注入量:オレフィン重合体は300μL、ヘテロファジックプロピレン重合材料は100μL
・GPCカラム較正用標準物質:PStQuick Kit-H(東ソー社製)
【0120】
(解析方法)
東ソー社製標準ポリスチレンキットPStQuick Kit-H(PStQuickA:重量平均分子量が1090000、190000、18100、2420のポリスチレン混合物、PStQuickB:重量平均分子量が706000、96400、10200、1010のポリスチレン混合物、PStQuickC:重量平均分子量が427000、37900、5970、500のポリスチレン混合物)のバイアル瓶それぞれにテトラヒドロフラン(関東化学社製、特級、安定剤不含)を1mLずつ加えて溶解させ、較正曲線作成試料を調製した。較正曲線作成試料のGPC測定のクロマトグラムにおいて、ピークトップの溶出時間と分子量を用いて、LC用解析ソフト(島津製作所社製、LC solution)で較正曲線を作成した。較正曲線は3次の近似式とした。較正曲線に基づき、ポリスチレン換算分子量が103.5または104.0の成分の溶出時間を算出した。
【0121】
GPC測定のクロマトグラムにおいて、冷キシレン可溶部成分のピークの立ち上がりから、BHTのピーク立ち上がる直前までをひとつのピークとして、冷キシレン可溶部の全成分のピーク面積を算出した。ポリスチレン換算分子量が103.5または104.0の成分の溶出時間で垂直分割したクロマトグラムから(すなわち、当該垂直分割したところからBHTのピーク立ち上がる直前までの間のクロマトグラムから)、ポリスチレン換算分子量が103.5または104.0以下の成分のピーク面積を算出した。冷キシレン可溶部全の全成分のピーク面積100%に対する、ポリスチレン換算分子量が103.5または104.0以下の成分のピーク面積の割合を算出した。
【0122】
<プロピレン系共重合体中のエチレン単量体単位の含有量、単位:質量%>
高分子分析ハンドブック(1995年、紀伊国屋書店刊)の第619頁に記載のIRスペクトル測定に準拠し、IRスペクトル法によって得られたヘテロファジックプロピレン重合材料中のエチレン単量体単位の含有量を求めた。ヘテロファジックプロピレン重合材料中のエチレン単量体単位の含有量を、ヘテロファジックプロピレン重合材料中のプロピレン系共重合体の含有量で除して、プロピレン系共重合体中のエチレン単量体単位の含有量を求めた。なお、ヘテロファジックプロピレン重合材料中のエチレン-プロピレン共重合体割合(Z2)は、後述の方法により求めた。
【0123】
<極限粘度[η]の測定、単位:dL/g>
オレフィン重合体、プロピレン系重合体またはヘテロファジックプロピレン重合材料のテトラリン溶液(濃度:0.1g/dL、0.2g/dL、0.5g/dLの3種類)を調製した後、ウベローデ型粘度計を用いて、135℃で、テトラリン溶液の還元粘度を測定した。そして、これらの極限粘度は、「高分子溶液、高分子実験学11」(1982年共立出版株式会社刊)第491頁に記載の計算方法、すなわち、還元粘度を濃度に対しプロットし、濃度をゼロに外挿する外挿法によって求めた。
【0124】
<融点(Tm)の測定、単位:℃>
オレフィン重合体のTmは、示差走査型熱量計(DSC)を用いて測定した。オレフィン重合体の試料(約5mg)をアルミパンに詰め、示差走査型熱量計DSC8500型装置(パーキンエルマー社製)内に設置し、230℃まで昇温し、230℃で5分間保持し、5℃/分で0℃まで降温し、0℃で5分間保持した後、5℃/分で200℃まで昇温して融解曲線を測定した。温度はインジウムの融点を156.6℃として補正した。融解曲線における融解ピークトップの温度をオレフィン重合体のTmとした。
【0125】
<アイソタクチックペンタッド分率[mmmm]>
プロピレン系重合体のアイソタクチックペンタッド分率は、A.ZambelliらによってMacromolecules,6,925(1973)に記載されている13C-NMRスペクトルを使用する方法に従って測定した。13C-NMRスペクトルによって得られる吸収ピークの帰属は、Macromolecules,8,687(1975)に基づいて行った。具体的には、13C-NMRスペクトルによって得られるメチル炭素領域の全吸収ピークの面積に対するmmmmピークの面積の比を、アイソタクチックペンタッド分率として求めた。なお、この方法によって求められる英国 NATIONAL PHYSICAL LABORATORYのNPL標準物質 CRM No.M19-14 Polypropylene PP/MWD/2のアイソタクチックペンタッド分率は、94.4であった。13C-NMR測定は下記の条件下で行った。
【0126】
(測定条件)
・機種:Bruker AVANCE600
・プローブ:10mmクライオプローブ
・測定温度:135℃
・パルス繰り返し時間:4秒
・パルス幅:45°
・積算回数:256回
・磁場強度:600MHz
【0127】
<オレフィン重合体の高沸点成分量指標の測定、単位:質量ppm>
オレフィン重合体の顆粒を105℃、6時間加熱して、軽沸成分を除去した。得られたオレフィン重合体の顆粒を、セイコーインスツルメント社製熱質量-示差熱同時測定(TG-TDA-6200)を用いて測定した。測定は窒素雰囲気下行い、30℃から測定を開始して昇温速度を50℃/分に設定し、125℃まで昇温した後、125℃を維持した。そして、下記式に従って、オレフィン重合体の高沸点成分量指標(質量ppm)を算出した。
(測定開始3分後の質量(g)-測定開始60分後の質量(g))/(測定開始3分後の質量(g))×1000000
【0128】
<ヘテロファジックプロピレン重合材料の高沸点成分量指標の測定、単位:質量ppm>
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料、プロピレン樹脂組成物ペレットまたは成形体を、セイコーインスツルメント社製熱質量-示差熱同時測定(TG-TDA-6200)を用いて測定した。測定は窒素雰囲気下行い、30℃から測定を開始して昇温速度を50℃/分に設定し、125℃まで昇温した後、125℃を維持した。そして、下記式に従って、ヘテロファジックプロピレン重合材料、プロピレン樹脂組成物ペレットまたは成形体の高沸点成分量指標(質量ppm)を算出した。
(測定開始3分後の質量(g)-測定開始60分後の質量(g))/(測定開始3分後の質量(g))×1000000
【0129】
<実施例1>
(1)オレフィン重合用固体触媒成分Aの合成
攪拌機付きの200LSUS製反応容器内の気体を窒素ガスで置換した後、トルエン(52.8L)および四塩化チタン(33.3L)を加えて撹拌し、四塩化チタンのトルエン溶液を得た。得られた四塩化チタンのトルエン溶液の温度を0℃以下とした後、撹拌しながら、そこへ、マグネシウムジエトキシド(11kg)を72分毎に6回に分けて加えた。得られた混合物の温度が2℃を超えないようにして150分間保持した。得られた混合物へ2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル(0.76kg)を加えた後、10℃に昇温し、120分間保持した。得られた混合物へトルエン(14.3L)を加えた後、60℃に昇温し、同温度で2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル(4.0kg)を加えた。得られた混合物を110℃に昇温し、同温度で180分間攪拌した。得られた混合物を110℃で固液分離した後、得られた固体を95℃にてトルエン(83L)で3回洗浄した。得られた混合物へトルエン(44L)を加えた後、60℃にて四塩化チタン(22L)および2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル(0.95kg)を加えた。得られた混合物の温度を110℃に昇温した後、同温度で30分間攪拌した。得られた混合物を110℃で固液分離した後、得られた固体を60℃にてトルエン(83L)で3回洗浄した。得られた混合物をヘキサン(83L)で3回洗浄した後、乾燥して、オレフィン重合用固体触媒成分A(10.2kg)を得た。
【0130】
(2)オレフィン重合体(1)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分A(5.84mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.2MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(1)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は69kg(オレフィン重合体(1))/g(オレフィン重合用固体触媒成分A)であった。オレフィン重合体(1)のCXSは1.52質量%であり、[η]は0.90dL/gであり、Tmは161.1℃であり、高沸点成分量指標は204質量ppmであった。オレフィン重合体(1)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が38.95%であった。結果を表2に示す。
【0131】
<実施例2>オレフィン重合体(2)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分A(6.29mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.08MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(2)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は45kg(オレフィン重合体(2))/g(オレフィン重合用固体触媒成分A)であった。オレフィン重合体(2)のCXSは1.27質量%であり、[η]は1.32dL/gであり、Tmは161.3℃であり、高沸点成分量指標は246質量ppmであった。オレフィン重合体(2)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が18.28%であった。結果を表2に示す。
【0132】
<実施例3>オレフィン重合体(3)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分A(8.23mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.01MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(3)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は19kg(オレフィン重合体(3))/g(オレフィン重合用固体触媒成分A)であった。オレフィン重合体(3)のCXSは3.00質量%であり、[η]は2.64dL/gであり、Tmは160.5℃であり、高沸点成分量指標は434質量ppmであった。オレフィン重合体(3)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が3.16%であった。結果を表2に示す。
【0133】
<実施例4>オレフィン重合体(4)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、シクロヘキシルトリエトキシシラン(ケイ素化合物Q)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分A(7.20mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.11MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温し、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、プロピレン重合体単独(4)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は42kg(オレフィン重合体(4))/g(オレフィン重合用固体触媒成分A)であった。オレフィン重合体(4)のCXSは1.19質量%であり、[η]は1.19dL/gであり、Tmは161.6℃であり、高沸点成分量指標は273質量ppmであった。オレフィン重合体(4)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が20.11%であった。結果を表2に示す。
【0134】
<実施例5>
(1)オレフィン重合用固体触媒成分Bの合成
攪拌機付きの200LSUS製反応容器内の気体を窒素ガスで置換した後、トルエン(60.1L)および四塩化チタン(22.3L)を加えて撹拌し、四塩化チタンのトルエン溶液を得た。得られた四塩化チタンのトルエン溶液の温度を0℃以下とした後、撹拌しながら、そこへ、マグネシウムジエトキシド(11kg)を72分毎に6回に分けて加えた。得られた混合物の温度が2℃を超えないようにして90分間保持した。得られた混合物を10℃に昇温し、90分間保持した。得られた混合物へトルエン(14.3L)を加えた後、60℃に昇温し、同温度で2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル(4.0kg)を加えた。得られた混合物を110℃に昇温し、同温度で180分間攪拌した。得られた混合物を110℃で固液分離した後、得られた固体を95℃にてトルエン(83L)で3回洗浄した。得られた混合物へトルエン(43L)を加えた後、60℃にて四塩化チタン(22L)を加えた。得られた混合物を105℃に昇温した後、同温度で60分間攪拌した。得られた混合物を105℃で固液分離した後、得られた固体を60℃にてトルエン(83L)で3回洗浄した。得られた混合物をヘキサン(83L)で3回洗浄した後、乾燥して、オレフィン重合用固体触媒成分B(8.4kg)を得た。
(2)オレフィン重合体(5)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分B(8.96mg)をオートクレーブに加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.08MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(5)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は53kg(オレフィン重合体(5))/g(オレフィン重合用固体触媒成分B)であった。オレフィン重合体(5)のCXSは2.06質量%であり、[η]は1.18dL/gであり、Tmは161.0℃であり、高沸点成分量指標は303質量ppmであった。オレフィン重合体(5)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が17.92%であった。結果を表2に示す。
【0135】
<実施例6>オレフィン重合体(6)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、トリエトキシフェニルシラン(ケイ素化合物R)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分B(8.14mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.08MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(6)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は43kg(オレフィン重合体(6))/g(オレフィン重合用固体触媒成分B)であった。プロピレン重合体単独(6)のCXSは1.17質量%であり、[η]は1.32dL/gであり、Tmは161.9℃であり、高沸点成分量指標は478質量ppmであった。オレフィン重合体(6)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が12.50%であった。結果を表2に示す。
【0136】
<比較例1>オレフィン重合体(C1)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン(ケイ素化合物S)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分A(6.10mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.15MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(C1)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は51kg(オレフィン重合体(C1)/g(オレフィン重合用固体触媒成分A)であった。オレフィン重合体(C1)のCXSは0.66質量%であり、[η]は1.32dL/gでり、Tmは162.2℃であり、高沸点成分量指標は983質量ppmであった。オレフィン重合体(C1)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量が103.5以下の成分が全体に占める割合は38.28%であった。結果を表2に示す。
【0137】
<比較例2>オレフィン重合体(C2)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分A(4.73mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.43MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(C2)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は80kg(オレフィン重合体(C2))/g(オレフィン重合用固体触媒成分A)であった。オレフィン重合体(C2)のCXSは1.04質量%であり、[η]は0.89dL/gであり、Tmは161.6℃であり、高沸点成分量指標は860質量ppmであった。オレフィン重合体(C2)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が64.08%であった。結果を表2に示す。
【0138】
<比較例3>オレフィン重合体(C3)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分A(4.55mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.30MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(C3)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は104kg(オレフィン重合体(C3))/g(オレフィン重合用固体触媒成分A)であった。オレフィン重合体(C3)のCXSは0.46質量%であり、[η]は1.27dL/gであり、Tmは162.3℃であり、高沸点成分量指標は821質量ppmであった。オレフィン重合体(C3))、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が56.32%であった。結果を表2に示す。
【0139】
<比較例4>オレフィン重合体(C4)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分B(5.15mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.25MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(C4)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は79kg(オレフィン重合体(C4))/g(オレフィン重合用固体触媒成分B)であった。オレフィン重合体(C4)のCXSは1.24質量%であり、[η]は1.29dL/gであり、Tmは162.0℃であり、高沸点成分量指標は820質量ppmであった。オレフィン重合体(C4)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が54.83%であった。結果を表2に示す。
【0140】
<比較例5>オレフィン重合体(C5)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、ジシクロペンチルジメトキシシラン(ケイ素化合物U)(0.26mmol)およびオレフィン重合用固体触媒成分A(5.14mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.40MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(C5)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は134kg(オレフィン重合体(C5))/g(オレフィン重合用固体触媒成分A)であった。オレフィン重合体(C5)のCXSは0.60質量%であり、[η]は1.17dL/gであり、Tmは163.2℃であり、高沸点成分量指標は1269質量ppmであった。オレフィン重合体(C5)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が70.17%であった。結果を表2に示す。
【0141】
<比較例6>オレフィン重合体(C6)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン(ケイ素化合物S)(0.26mmol)、および、特開2004-182981号公報の実施例1(2)に記載の固体触媒成分C(6.22mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.27MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(C6)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は42kg(オレフィン重合体(C6))/g(オレフィン重合用固体触媒成分C)であった。オレフィン重合体(C6)のCXSは0.97質量%であり、[η]は1.16dL/gであり、Tmは161.8℃であり、高沸点成分量指標は1135質量ppmであった。オレフィン重合体(C6)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が62.87%であった。結果を表2に示す。
【0142】
<比較例7>オレフィン重合体(C7)の合成
内容積3Lの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。オートクレーブへ、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)(2.63mmol)、tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)(0.26mmol)、および、特開2004-182981号公報の実施例1(2)に記載の固体触媒成分C(4.73mg)を加え、次いで、プロピレン(780g)および水素(0.37MPa)を加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温した後、同温度で1時間プロピレンを重合した。その後、未反応モノマーをパージし、オレフィン重合体(C7)を得た。触媒単位量当たりの重合体の生成量(重合活性)は61kg(オレフィン重合体(C7))/g(オレフィン重合用固体触媒成分C)であった。オレフィン重合体(C7)のCXSは0.75質量%であり、[η]は1.17dL/gであり、Tmは162.7℃であり、高沸点成分量指標は889質量ppmであった。オレフィン重合体(C7)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量103.5以下の成分が全体に占める割合が72.55%であった。結果を表2に示す。
【0143】
【0144】
表2に記載された結果から理解できるように、実施例1~6のオレフィン重合体は、比較例1~7よりも、高沸点成分量指標が小さく、そのため、樹脂臭が小さい。実施例1~6のオレフィン重合体は、高沸点成分量指標が小さいにも係わらず、融点が高くなっておらず維持されており、むしろ、比較例1~7よりも融点が低いため、例えば低温ヒートシール性が維持される。なお、比較例1は、公知文献(WO2018/025862)の実施例の追試に相当する。
【0145】
<実施例11>
(1)オレフィン重合用固体触媒成分Dの合成
攪拌機付きの200LSUS製反応容器内の気体を窒素ガスで置換した後、トルエン(52.8L)を加えて撹拌し、次いで、マグネシウムジエトキシド(11kg)を加えてスラリーを得た。得られたスラリーの温度を0℃以下とした後、撹拌しながら、四塩化チタン(33.3L)を3回に分けて加えた。得られた混合物の温度が2℃を超えないようにして150分間保持した。得られた混合物へ2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル(0.76kg)を加えた後、10℃に昇温し、120分間保持した。得られた混合物へトルエン(14.3L)を加えた後、60℃に昇温し、同温度で2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル(4.0kg)を加えた後、得られた混合物を110℃に昇温し、同温度で180分間攪拌した。得られた混合物を110℃で固液分離した後、得られた固体を95℃にてトルエン(83L)で3回洗浄した。得られた混合物へトルエン(33L)を加えた後、60℃にて四塩化チタン(33L)および2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル(0.95g)を加えた。得られた混合物を110℃に昇温した後、同温度で30分間攪拌した。得られた混合物を110℃で固液分離した後、得られた固体を95℃にてトルエン(83L)で3回洗浄した。得られた混合物をヘキサン(83L)で3回洗浄した後、乾燥して、オレフィン重合用固体触媒成分D(10.6kg)を得た。
【0146】
(2)ヘテロファジックプロピレン重合材料(11)の合成
[予備重合]
内容積2Lの撹拌機付きステンレス鋼(SUS)製オートクレーブに、充分に脱水および脱気処理したn-ヘキサン1.7L、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)59mmol、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)43mmolを収容した。オートクレーブ内に、オレフィン重合用固体触媒成分Dを22g添加した後、オートクレーブ内の温度を約10℃に保ちながらプロピレン77gを約30分間かけて連続的に供給することで予備重合を行った。その後、得られたスラリーを、内容積160Lの攪拌機付きSUS316L製オートクレーブに移送し、さらに液状のブタン131Lを加えたスラリーとした。
【0147】
[本重合]
本重合工程は、スラリー重合反応器3槽と、気相重合反応器2槽とを直列的に配置して接続した装置を用いて、重合工程1-a1、重合工程1-a2、重合工程1-a3、重合工程1-bおよび重合工程2により行った。具体的には、重合工程1-a1、重合工程1-a2、重合工程1-a3(以上、スラリー重合反応器)および重合工程1-b(気相重合反応器)においてオレフィン重合体であるプロピレン系重合体(a)を製造し、生成したプロピレン系重合体(a)オレフィン重合用触媒を失活させることなく次段の重合反応器に移送し、重合工程2(気相重合反応器)においてエチレン-プロピレン共重合体であるプロピレン系共重合体(b)を重合することにより行った。ただし、実施例11および12では重合工程1-a3は省略した。以下、重合工程1-a1、重合工程1-a2、重合工程1-a3、重合工程1-bおよび重合工程2について具体的に説明する。
【0148】
[重合工程1-a1](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、予備重合工程で得られたプロピレン、水素、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)および上述した予備重合触媒成分のスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:78℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:18L
・プロピレンの供給量:28kg/時間
・水素の供給量:84.1NL/時間
・トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)の供給量:23.5mmol/時間
・ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)の供給量:18.2mmol/時間
・スラリーの供給量(固体触媒成分換算):1.03g/時間
・重合圧力:4.32MPa(ゲージ圧)
【0149】
[重合工程1-a2](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、重合工程1-a1で得られたスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:78℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:44L
・プロピレンの供給量:15kg/時間
・水素の供給量:44.3NL/時間
・重合圧力:3.87MPa(ゲージ圧)
【0150】
[重合工程1-b](気相重合反応器によるプロピレンの単独重合(気相重合))
重合工程1-a2で得られたスラリーをさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程1-bにおいて用いた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。気相重合反応器の最下部側からプロピレンおよび水素を連続的に供給した。これにより、多段の各反応領域に流動層を形成させ、ガス組成および圧力を一定に保つようプロピレンと水素の供給量をコントロールして、過剰ガスをパージしながらプロピレンの単独重合をさらに行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:80℃
・重合圧力:1.74MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(水素/(水素+プロピレン)):5.0モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(プロピレン系重合体(a))の極限粘度[η]PPは0.92dL/gであった。
【0151】
[重合工程2](気相重合反応器によるプロピレン-エチレン共重合(気相重合))
重合工程1-bで用いられた気相重合反応器から排出されたプロピレン系重合体(a)をさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程2において用いられた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。上記構成の気相重合反応器にプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給し、ガス組成および圧力を一定に保つようにガス供給量を調整して、かつ、過剰ガスをパージしながら、プロピレン系重合体(a)(粒子)の存在下、プロピレンとエチレンとの共重合を行って、プロピレン系共重合体(b)であるエチレン-プロピレン共重合体を生成させ、プロピレン系重合体(a)とプロピレン系共重合体(b)との混合物であるヘテロファジックプロピレン重合材料を得た。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:70℃
・重合圧力:1.25MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(エチレン/(プロピレン+エチレン)):18.8モル%
(水素/(水素+プロピレン+エチレン)):0.26モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(ヘテロファジックプロピレン重合材料)の極限粘度[η]wholeは1.54dL/gであった。
【0152】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料に対して約100g/hで水を添加しながら60℃の窒素で2時間、流速20Nm3/hで触媒成分を失活処理した後、さらに60℃の窒素で1時間、流速20Nm3/hで流通乾燥した。乾燥して得たヘテロファジックプロピレン重合材料中のプロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)は、プロピレン系重合体(a)とヘテロファジックプロピレン重合材料全体の結晶融解熱量をそれぞれ測定し、下記式を用いて計算により求めた。ここで、結晶融解熱量は、示差走査型熱分析(DSC)により測定した。
X=1-(ΔHf)T/(ΔHf)P
(ΔHf)T:ヘテロファジックプロピレン重合材料全体の融解熱量(J/g)
(ΔHf)P:プロピレン系重合体(a)の融解熱量(J/g)
【0153】
気相重合反応器の出口から得られた生成物は、プロピレン系重合体(a)とプロピレン系共重合体(b)の混合物である。プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは下記式により算出した。
[η]EP=([η]PP-[η]whole×(1-Z2))/Z2
【0154】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料(11)の冷キシレン可溶部量CXSは8.29質量%であり、高沸点成分量指標は1347質量ppmであった。さらに、ヘテロファジックプロピレン重合材料(11)のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分が全体に占める割合は7.89%であった。ヘテロファジックプロピレン重合材料(11)のエチレン単量体単位の含有量は4.3質量%であり、プロピレン単量体単位の含有量は95.7質量%であった。また、プロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)は、11.2質量%であった。プロピレン系共重合体(b)中のエチレン単量体単位の含有量は38.3質量%であり、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは6.44dL/gであった。プロピレン系重合体(a)のアイソタクチックペンタッド分率は、0.985であった。
【0155】
[プロピレン樹脂組成物ペレットの製造]
ヘテロファジックプロピレン重合材料(11)を100質量部、堺化学工業社製「ステアリン酸カルシウム(CAS No.1592-23-0)」を0.05質量部、住友化学社製「スミライザーGA80(CAS No.90498-90-1)」を0.075質量部、ソンウォン社製「SONGNOX6260(CAS No.26741-53-7)」を均一に予備混合した後、二軸混練押出機により、押出量85kg/hr、180℃、スクリュー回転数280rpmの条件の窒素雰囲気可下で溶融混錬し、プロピレン樹脂組成物ペレット(11)を製造した。
プロピレン樹脂組成物ペレット(11)の高沸点成分量指標は901質量ppmであった。さらに、プロピレン樹脂組成物ペレット(11)のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分が全体に占める割合は8.82%であった。
【0156】
[成形]
プロピレン樹脂組成物ペレット(11)を住友重機械工業社製「SE130型成形機」に供給し、成形温度220℃、金型冷却温度50℃、圧力50MPaにて、長さ150mm、幅90mm、厚み3.0mmの平板を成形した。得られた平板を、ペレット状に切削して成形体(11)を得た。
成形体(11)の高沸点成分量指標は862質量ppmであった。さらに、成形体(11)のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分が全体に占める割合は9.31%であった。
【0157】
これらの結果を表3および4に示す。
【0158】
<実施例12>ヘテロファジックプロピレン重合材料(12)の合成
[予備重合]
内容積2Lの撹拌機付きステンレス鋼(SUS)製オートクレーブに、充分に脱水および脱気処理したn-ヘキサン1.7L、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)60mmol、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)43mmolを収容した。オートクレーブ内に、オレフィン重合用固体触媒成分Dを22g添加した後、オートクレーブ内の温度を約10℃に保ちながらプロピレン77gを約30分間かけて連続的に供給することで予備重合を行った。その後、得られたスラリーを、内容積160Lの攪拌機付きSUS316L製オートクレーブに移送し、さらに液状のブタン131Lを加えたスラリーとした。
【0159】
[本重合]
<重合工程1-a1>(スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、予備重合工程で得られたプロピレン、水素、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)、ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)および上述した予備重合触媒成分のスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:78℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:18L
・プロピレンの供給量:28kg/時間
・水素の供給量:84.2NL/時間
・トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)の供給量:23.9mmol/時間
・ビス(エチルアミノ)ジシクロペンチルシラン(ケイ素化合物P)の供給量:17.9mmol/時間
・スラリーの供給量(固体触媒成分換算):1.00g/時間
・重合圧力:4.29MPa(ゲージ圧)
【0160】
[重合工程1-a2](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、重合工程1-a1で得られたスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:78℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:44L
・プロピレンの供給量:15kg/時間
・水素の供給量:44.5NL/時間
・重合圧力:3.85MPa(ゲージ圧)
【0161】
[重合工程1-b](気相重合反応器によるプロピレンの単独重合(気相重合))
重合工程1-a2で得られたスラリーをさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程1-bにおいて用いた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。気相重合反応器の最下部側からプロピレンおよび水素を連続的に供給した。これにより、多段の各反応領域に流動層を形成させ、ガス組成および圧力を一定に保つようプロピレンと水素の供給量をコントロールして、過剰ガスをパージしながらプロピレンの単独重合をさらに行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:80℃
・重合圧力:1.75MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(水素/(水素+プロピレン)):5.6モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(プロピレン系重合体(a))の極限粘度[η]PPは0.87dL/gであった。
【0162】
[重合工程2](気相重合反応器によるプロピレン-エチレン共重合(気相重合))
重合工程1-bで用いられた気相重合反応器から排出されたプロピレン系重合体(a)をさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程2において用いられた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。上記構成の気相重合反応器にプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給し、ガス組成および圧力を一定に保つようにガス供給量を調整して、かつ、過剰ガスをパージしながら、プロピレン系重合体(a)(粒子)の存在下、プロピレンとエチレンとの共重合を行って、プロピレン系共重合体(b)であるエチレン-プロピレン共重合体を生成させ、プロピレン系重合体(a)とプロピレン系共重合体(b)との混合物であるヘテロファジックプロピレン重合材料を得た。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:70℃
・重合圧力:1.25MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(エチレン/(プロピレン+エチレン)):18.6モル%
(水素/(水素+プロピレン+エチレン)):0.20モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(ヘテロファジックプロピレン重合材料)の極限粘度[η]wholeは1.62dL/gであった。
【0163】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料に対して約100g/hで水を添加しながら60℃の窒素で2時間、流速20Nm3/hで触媒成分を失活処理した後、さらに60℃の窒素で1時間、流速20Nm3/hで流通乾燥した。乾燥して得たヘテロファジックプロピレン重合材料中のプロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)と、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは実施例11と同様に算出した。
【0164】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料(12)の冷キシレン可溶部量CXSは10.26質量%であり、高沸点成分量指標は1342質量ppmであった。さらに、ヘテロファジックプロピレン重合材料(12)のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分が全体に占める割合は0.46%であった。ヘテロファジックプロピレン重合材料(12)のエチレン単量体単位の含有量は4.7質量%であり、プロピレン単量体単位の含有量は95.3質量%であった。また、プロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)は、13.3質量%であった。プロピレン系共重合体(b)中のエチレン単量体単位の含有量は35.4質量%であり、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは6.52dL/gであった。プロピレン系重合体(a)のアイソタクチックペンタッド分率は、0.983であった。
【0165】
プロピレン樹脂組成物ペレット(12)と成形体(12)は、実施例11と同様に作製し、プロピレン樹脂組成物ペレット(12)の高沸点成分量指標は840質量ppmであり、成形体(12)の高沸点成分量指標は814質量ppmであった。
【0166】
これらの結果を表3および4に示す。
【0167】
<実施例13>ヘテロファジックプロピレン重合材料(13)の合成
[予備重合]
内容積2Lの撹拌機付きステンレス鋼(SUS)製オートクレーブに、充分に脱水および脱気処理したn-ヘキサン1.9L、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)52mmol、トリエトキシフェニルシラン(ケイ素化合物R)6.8mmolを収容した。オートクレーブ内に、オレフィン重合用固体触媒成分Dを19g添加した後、オートクレーブ内の温度を約10℃に保ちながらプロピレン68gを約30分間かけて連続的に供給することで予備重合を行った。その後、得られたスラリーを、内容積160Lの攪拌機付きSUS316L製オートクレーブに移送し、さらに液状のブタン130Lを加えたスラリーとした。
【0168】
[本重合]
<重合工程1-a1>(スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、予備重合工程で得られたプロピレン、水素、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)、トリエトキシフェニルシラン(ケイ素化合物R)および上述した予備重合触媒成分のスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:66℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:18L
・プロピレンの供給量:40kg/時間
・水素の供給量:88.2NL/時間
・トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)の供給量:30.8mmol/時間
・トリエトキシフェニルシラン(ケイ素化合物R)の供給量:16.6mmol/時間
・スラリーの供給量(固体触媒成分換算):0.73g/時間
・重合圧力:4.17MPa(ゲージ圧)
【0169】
[重合工程1-a2](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、重合工程1-a1で得られたスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:74℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:44L
・プロピレンの供給量:25kg/時間
・水素の供給量:55.9NL/時間
・重合圧力:3.83MPa(ゲージ圧)
【0170】
[重合工程1-a3](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、重合工程1-a2で得られたスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:65℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:44L
・プロピレンの供給量:0kg/時間
・重合圧力:3.44MPa(ゲージ圧)
【0171】
[重合工程1-b](気相重合反応器によるプロピレンの単独重合(気相重合))
重合工程1-a3で得られたスラリーをさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程1-bにおいて用いた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。気相重合反応器の最下部側からプロピレンおよび水素を連続的に供給した。これにより、多段の各反応領域に流動層を形成させ、ガス組成および圧力を一定に保つようプロピレンと水素の供給量をコントロールして、過剰ガスをパージしながらプロピレンの単独重合をさらに行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:80℃
・重合圧力:1.75MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(水素/(水素+プロピレン)):4.4モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(プロピレン系重合体(a))の極限粘度[η]PPは0.92dL/gであった。
【0172】
[重合工程2](気相重合反応器によるプロピレン-エチレン共重合(気相重合))
重合工程1-bで用いられた気相重合反応器から排出されたプロピレン系重合体(a)をさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程2において用いられた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。上記構成の気相重合反応器にプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給し、ガス組成および圧力を一定に保つようにガス供給量を調整して、かつ、過剰ガスをパージしながら、プロピレン系重合体(a)(粒子)の存在下、プロピレンとエチレンとの共重合を行って、プロピレン系共重合体(b)であるエチレン-プロピレン共重合体を生成させ、プロピレン系重合体(a)とプロピレン系共重合体(b)との混合物であるヘテロファジックプロピレン重合材料を得た。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:70℃
・重合圧力:1.25MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(エチレン/(プロピレン+エチレン)):15.7モル%
(水素/(水素+プロピレン+エチレン)):0.20モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(ヘテロファジックプロピレン重合材料)の極限粘度[η]wholeは1.57dL/gであった。
【0173】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料に対して約100g/hで水を添加しながら60℃の窒素で2時間、流速20Nm3/hで触媒成分を失活処理した後、さらに60℃の窒素で1時間、流速20Nm3/hで流通乾燥した。乾燥して得たヘテロファジックプロピレン重合材料中のプロピレン系共重合体(b)の割合(Z2)と、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは実施例11と同様に算出した。
【0174】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料(13)の冷キシレン可溶部量CXSは12.45質量%であり、高沸点成分量指標は1193質量ppmであった。さらに、ヘテロファジックプロピレン重合材料(13)のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分が全体に占める割合が8.24%であった。ヘテロファジックプロピレン重合材料(13)のエチレン単量体単位の含有量は5.0質量%であり、プロピレン単量体単位の含有量は95.0質量%であった。また、プロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)は、15.6質量%であった。プロピレン系共重合体(b)中のエチレン単量体単位の含有量は32.1質量%であり、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは5.09dL/gであった。プロピレン系重合体(a)のアイソタクチックペンタッド分率は、0.976であった。
【0175】
プロピレン樹脂組成物ペレット(13)と成形体(13)は、実施例11と同様に作製し、プロピレン樹脂組成物ペレット(13)の高沸点成分量指標は924質量ppmであり、成形体(13)の高沸点成分量指標は781質量ppmであった。
【0176】
これらの結果を表3および4に示す。
【0177】
<比較例11>ヘテロファジックプロピレン重合材料(C11)の合成
[予備重合]
内容積2Lの撹拌機付きステンレス鋼(SUS)製オートクレーブに、充分に脱水および脱気処理したn-ヘキサン1.6L、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)40mmol、tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)1mmolを収容した。オートクレーブ内に、オレフィン重合用固体触媒成分Bを14g添加した後、オートクレーブ内の温度を約10℃に保ちながらプロピレン49gを約30分間かけて連続的に供給することで予備重合を行った。その後、得られたスラリーを、内容積160Lの攪拌機付きSUS316L製オートクレーブに移送し、さらに液状のブタン130Lを加えたスラリーとした。
【0178】
[本重合]
<重合工程1-a1>(スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、予備重合工程で得られたプロピレン、水素、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)、tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)および上述した予備重合触媒成分のスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:66℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:18L
・プロピレンの供給量:23kg/時間
・水素の供給量:126.5NL/時間
・トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)の供給量:28.5mmol/時間
・tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)の供給量:8.5mmol/時間
・スラリーの供給量(固体触媒成分換算):0.53g/時間
・重合圧力:4.30MPa(ゲージ圧)
【0179】
[重合工程1-a2](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、重合工程1-a1で得られたスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:73℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:44L
・プロピレンの供給量:15kg/時間
・水素の供給量:86.1NL/時間
・重合圧力:3.94MPa(ゲージ圧)
【0180】
[重合工程1-a3](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、重合工程1-a2で得られたスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:65℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:44L
・プロピレンの供給量:4kg/時間
・重合圧力:3.60MPa(ゲージ圧)
【0181】
[重合工程1-b](気相重合反応器によるプロピレンの単独重合(気相重合))
重合工程1-a3で得られたスラリーをさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程1-bにおいて用いた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。気相重合反応器の最下部側からプロピレンおよび水素を連続的に供給した。これにより、多段の各反応領域に流動層を形成させ、ガス組成および圧力を一定に保つようプロピレンと水素の供給量をコントロールして、過剰ガスをパージしながらプロピレンの単独重合をさらに行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:80℃
・重合圧力:1.74MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(水素/(水素+プロピレン)):7.8モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(プロピレン系重合体(a))の極限粘度[η]PPは0.90dL/gであった。
【0182】
[重合工程2](気相重合反応器によるプロピレン-エチレン共重合(気相重合))
重合工程1-bで用いられた気相重合反応器から排出されたプロピレン系重合体(a)をさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程2において用いられた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。上記構成の気相重合反応器にプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給し、ガス組成および圧力を一定に保つようにガス供給量を調整して、かつ、過剰ガスをパージしながら、プロピレン系重合体(a)(粒子)の存在下、プロピレンとエチレンとの共重合を行って、プロピレン系共重合体(b)であるエチレン-プロピレン共重合体を生成させ、プロピレン系重合体(a)とプロピレン系共重合体(b)との混合物であるヘテロファジックプロピレン重合材料を得た。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:70℃
・重合圧力:1.25MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(エチレン/(プロピレン+エチレン)):25.9モル%
(水素/(水素+プロピレン+エチレン)):0.27モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(ヘテロファジックプロピレン重合材料)の極限粘度[η]wholeは1.71dL/gであった。
【0183】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料に対して約100g/hで水を添加しながら60℃の窒素で2時間、流速20Nm3/hで触媒成分を失活処理した後、さらに60℃の窒素で1時間、流速20Nm3/hで流通乾燥した。乾燥して得たヘテロファジックプロピレン重合材料中のプロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)と、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは実施例11と同様に算出した。
【0184】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料(C11))の冷キシレン可溶部量CXSは12.25質量%であり、高沸点成分量指標は2009質量ppmであった。さらに、ヘテロファジックプロピレン重合材料(C11)のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分が全体に占める割合が12.55%であった。ヘテロファジックプロピレン重合材料(C11))のエチレン単量体単位の含有量は5.5質量%であり、プロピレン単量体単位の含有量は94.5質量%であった。また、プロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)は、14.7質量%であった。プロピレン系共重合体(b)中のエチレン単量体単位の含有量は37.4質量%であり、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは6.41dL/gであった。プロピレン系重合体(a)のアイソタクチックペンタッド分率は、0.977であった。
【0185】
プロピレン樹脂組成物ペレット(C11)と成形体(C11)は、実施例11と同様に作製し、プロピレン樹脂組成物ペレット(C11)の高沸点成分量指標は1700質量ppmであり、成形体(C11)の高沸点成分量指標は1405質量ppmであった。
【0186】
これらの結果を表3および4に示す。
【0187】
<比較例12>ヘテロファジックプロピレン重合材料(C12)の合成
【0188】
[予備重合]
内容積2Lの撹拌機付きステンレス鋼(SUS)製オートクレーブに、充分に脱水および脱気処理したn-ヘキサン1.7L、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)35mmol、tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)4mmolを収容した。オートクレーブ内に、オレフィン重合用固体触媒成分Dを14g添加した後、オートクレーブ内の温度を約10℃に保ちながらプロピレン49gを約30分間かけて連続的に供給することで予備重合を行った。その後、得られたスラリーを、内容積160Lの攪拌機付きSUS316L製オートクレーブに移送し、さらに液状のブタン131Lを加えたスラリーとした。
【0189】
[本重合]
<重合工程1-a1>(スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、予備重合工程で得られたプロピレン、水素、トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)、tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)および上述した予備重合触媒成分のスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:57℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:18L
・プロピレンの供給量:23kg/時間
・水素の供給量:126.8NL/時間
・トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)の供給量:27.2mmol/時間
・tert-ブチル-n-プロピル-ジメトキシシラン(ケイ素化合物T)の供給量:7.6mmol/時間
・スラリーの供給量(固体触媒成分換算):0.60g/時間
・重合圧力:4.08MPa(ゲージ圧)
【0190】
[重合工程1-a2](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、重合工程1-a1で得られたスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:57℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:44L
・プロピレンの供給量:15kg/時間
・水素の供給量:82.5NL/時間
・重合圧力:3.39MPa(ゲージ圧)
【0191】
[重合工程1-a3](スラリー重合反応器を用いたプロピレンの単独重合)
攪拌機付きSUS304製ベッセル型スラリー重合反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。具体的には、重合工程1-a2で得られたスラリーを、スラリー重合反応器に連続的に供給して、重合反応を行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:50℃
・攪拌速度:150rpm
・スラリー重合反応器の液レベル:44L
・プロピレンの供給量:0kg/時間
・重合圧力:3.16MPa(ゲージ圧)
【0192】
[重合工程1-b](気相重合反応器によるプロピレンの単独重合(気相重合))
重合工程1-a3で得られたスラリーをさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程1-bにおいて用いた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。気相重合反応器の最下部側からプロピレンおよび水素を連続的に供給した。これにより、多段の各反応領域に流動層を形成させ、ガス組成および圧力を一定に保つようプロピレンと水素の供給量をコントロールして、過剰ガスをパージしながらプロピレンの単独重合をさらに行った。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:80℃
・重合圧力:1.75MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(水素/(水素+プロピレン)):10.9モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(プロピレン系重合体(a))の極限粘度[η]PPは0.86dL/gであった。
【0193】
[重合工程2](気相重合反応器によるプロピレン-エチレン共重合(気相重合))
重合工程1-bで用いられた気相重合反応器から排出されたプロピレン系重合体(a)をさらに後段の気相重合反応器に連続的に供給した。重合工程2において用いられた気相重合反応器は、ガス分散板を備えた反応器である。上記構成の気相重合反応器にプロピレン、エチレンおよび水素を連続的に供給し、ガス組成および圧力を一定に保つようにガス供給量を調整して、かつ、過剰ガスをパージしながら、プロピレン系重合体(a)(粒子)の存在下、プロピレンとエチレンとの共重合を行って、プロピレン系共重合体(b)であるエチレン-プロピレン共重合体を生成させ、プロピレン系重合体(a)とプロピレン系共重合体(b)との混合物であるヘテロファジックプロピレン重合材料を得た。反応条件は下記のとおりとした。
・重合温度:70℃
・重合圧力:1.250MPa(ゲージ圧)
・ガスの濃度比(エチレン/(プロピレン+エチレン)):22.9モル%
(水素/(水素+プロピレン+エチレン)):0.11モル%
気相重合反応器の出口からサンプリングした生成物(ヘテロファジックプロピレン重合材料)の極限粘度[η]wholeは1.77dL/gであった。
【0194】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料に対して約100g/hで水を添加しながら60℃の窒素で2時間、流速20Nm3/hで触媒成分を失活処理した後、さらに60℃の窒素で1時間、流速20Nm3/hで流通乾燥した。乾燥して得たヘテロファジックプロピレン重合材料中のプロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)と、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは実施例11と同様に算出した。
【0195】
得られたヘテロファジックプロピレン重合材料(C12)の冷キシレン可溶部量CXSは12.66質量%であり、高沸点成分量指標は1852質量ppmであった。さらに、ヘテロファジックプロピレン重合材料(C12)のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算分子量104.0以下の成分が全体に占める割合が7.53%であった。ヘテロファジックプロピレン重合材料(C12)のエチレン単量体単位の含有量は4.9質量%であり、プロピレン単量体単位の含有量は95.1質量%であった。また、プロピレン系共重合体(b)の含有量(Z2)は、13.4質量%であった。プロピレン系共重合体(b)中のエチレン単量体単位の含有量は36.6質量%であり、プロピレン系共重合体(b)の極限粘度[η]EPは7.66dL/gであった。プロピレン系重合体(a)のアイソタクチックペンタッド分率は、0.980であった。
【0196】
プロピレン樹脂組成物ペレット(C12)は、実施例11と同様に作製し、プロピレン樹脂組成物ペレット(C12)の高沸点成分量指標は1774質量ppmであった。
【0197】
これらの結果を表3および4に示す。
【0198】
【0199】
【0200】
表3に記載された結果から理解できるように、実施例11~13のヘテロファジックプロピレン重合材料は、比較例11~12よりも、高沸点成分量指標が小さく、そのため、樹脂臭が小さい。
【0201】
ヘテロファジックプロピレン重合材料(実施例11~13)の高沸点成分量指標と、オレフィン重合体(比較例1~7)の高沸点成分量指標とを比較すると、「実施例(ヘテロファジックプロピレン重合材料)>比較例(オレフィン重合体)」となっているものがある。これは、ヘテロファジックプロピレン重合材料の方が非晶成分の含有量が多く試料内の揮発性の成分が試料外に漏洩しやすいため、オレフィン重合体よりも高沸点成分量指標が大きくなりやすいという理由に拠るものである。
本発明のオレフィン重合体は、樹脂臭が小さく、高沸点成分量指標が小さいにも係わらず、融点が上昇していないという優れた特性を有するので、射出成型用材料を含むインストルメントパネル、グローブボックス、トリム類、ハウジング類、ピラー、バンパー、フェンダー、バックドアーなどの各種自動車内外装部品をはじめ、家電機器の各種部品、各種住宅設備機器部品、各種工業部品、各種建材部品などの用途に好適に用いられ、輸送機械産業、電気電子産業、建築建設産業等の産業の各分野において高い利用可能性を有する。