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特開2024-44572ポリプロピレン系樹脂組成物及びその製造方法
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(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】P2024044572
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】ポリプロピレン系樹脂組成物及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08L 23/10 20060101AFI20240326BHJP
   C08F 4/654 20060101ALI20240326BHJP
   C08F 10/06 20060101ALI20240326BHJP
【FI】
C08L23/10
C08F4/654
C08F10/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022150176
(22)【出願日】2022-09-21
(71)【出願人】
【識別番号】597021842
【氏名又は名称】サンアロマー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】梶岡 寛
【テーマコード(参考)】
4J002
4J100
4J128
【Fターム(参考)】
4J002BB12W
4J002BB15X
4J100AA02Q
4J100AA03P
4J100CA01
4J100CA04
4J100DA09
4J100DA42
4J100FA34
4J128AA02
4J128AB02
4J128AC05
4J128BA00B
4J128BA02A
4J128BB00B
4J128BB01A
4J128BC15A
4J128BC36A
4J128CA16A
4J128CB44A
4J128DA02
4J128EA02
4J128EB04
4J128EC01
4J128ED01
4J128ED02
4J128ED09
4J128FA09
4J128GA04
4J128GA05
(57)【要約】
【課題】剛性、耐衝撃性、耐面衝撃性のバランスに優れた成形品が得られる、ポリプロピレン系樹脂組成物及びその製造方法を提供する。
【解決手段】プロピレン重合体(a1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a2)からなるゴム相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)を含有するポリプロピレン系樹脂組成物であって、前記共重合体(a2)の含有量が前記ポリプロピレン系樹脂(A)の総質量に対して30~36質量%であり、前記共重合体(a2)中のエチレン由来単位含有量が前記共重合体(a2)の総質量に対して20~40質量%であり、前記ポリプロピレン系樹脂(A)のキシレン可溶分の135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が0.7~2.1dL/gであり、前記ポリプロピレン系樹脂組成物の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが20~36g/10分である、ポリプロピレン系樹脂組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロピレン重合体(a1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a2)からなるゴム相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)を含有するポリプロピレン系樹脂組成物であって、
前記ポリプロピレン系樹脂(A)の含有量が、前記ポリプロピレン系樹脂組成物の総質量に対して90質量%以上100質量%以下であり、
前記プロピレン重合体(a1)の含有量が、前記ポリプロピレン系樹脂(A)の総質量に対して64~70質量%であり、
前記共重合体(a2)の含有量が、前記ポリプロピレン系樹脂(A)の総質量に対して30~36質量%であり、
前記共重合体(a2)中のエチレン由来単位含有量が、前記共重合体(a2)の総質量に対して20~40質量%であり、
前記ポリプロピレン系樹脂(A)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が0.7~2.1dL/gであり、
前記ポリプロピレン系樹脂組成物の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが20~36g/10分である、ポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項2】
前記プロピレン重合体(a1)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが30~150g/10分である、請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項3】
前記プロピレン重合体(a1)の135℃、テトラリン中での極限粘度が0.89~1.26dL/gである、請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項4】
{[前記ポリプロピレン系樹脂(A)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度]/[前記プロピレン重合体(a1)の135℃、テトラリン中での極限粘度]}で表される比が0.4~2.3である、請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項5】
前記プロピレン重合体(a1)と、前記共重合体(a2)とは重合によって混合され、前記ポリプロピレン系樹脂(A)は、下記(ア)~(ウ)の成分を含む触媒を用いて製造された重合混合物である、請求項1~4の何れか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
(ア)マグネシウム、チタン、ハロゲン、及び電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を含有する固体触媒
(イ)有機アルミニウム化合物
(ウ)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
【請求項6】
請求項5に記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法であって、下記(ア)~(ウ)の成分を含む触媒を用いて、前記プロピレン重合体(a1)の存在下で、エチレン単量体及び炭素数3~10のαオレフィン単量体を重合して前記ポリプロピレン系樹脂(A)を得る工程を有する、ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。
(ア)マグネシウム、チタン、ハロゲン、及び電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を必須成分として含有する固体触媒
(イ)有機アルミニウム化合物
(ウ)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂組成物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリプロピレンは、耐衝撃性、剛性、透明性、耐薬品性、耐熱性等の物性に優れることから、種々の用途に使用されている。ポリプロピレンを主成分とする樹脂組成物からなる成形品には耐衝撃性と剛性の優れたバランスが求められることがある。例えば特許文献1には、キシレン不溶分(XI)の含有量及びMw/Mn等を調整することにより、種々の機械物性の他に外観にも優れた射出成形体が得られる樹脂組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2019-189818号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、剛性、耐衝撃性、耐面衝撃性のバランスに優れた成形品が得られる、ポリプロピレン系樹脂組成物及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下の態様を有する。
[1] プロピレン重合体(a1)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(a2)からなるゴム相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)を含有するポリプロピレン系樹脂組成物であって、
前記ポリプロピレン系樹脂(A)の含有量が、前記ポリプロピレン系樹脂組成物の総質量に対して90質量%以上100質量%以下であり、
前記プロピレン重合体(a1)の含有量が、前記ポリプロピレン系樹脂(A)の総質量に対して64~70質量%であり、
前記共重合体(a2)の含有量が、前記ポリプロピレン系樹脂(A)の総質量に対して30~36質量%であり、
前記共重合体(a2)中のエチレン由来単位含有量が、前記共重合体(a2)の総質量に対して20~40質量%であり、
前記ポリプロピレン系樹脂(A)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度が0.7~2.1dL/gであり、
前記ポリプロピレン系樹脂組成物の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが20~36g/10分である、ポリプロピレン系樹脂組成物。
[2] 前記プロピレン重合体(a1)の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRが30~150g/10分である、[1]に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
[3] 前記プロピレン重合体(a1)の135℃、テトラリン中での極限粘度が0.89~1.26dL/gである、[1]又は[2]に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
[4] {[前記ポリプロピレン系樹脂(A)のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度]/[前記プロピレン重合体(a1)の135℃、テトラリン中での極限粘度]}で表される比が0.4~2.3である、[1]~[3]の何れか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
[5] 前記プロピレン重合体(a1)と、前記共重合体(a2)とは重合によって混合され、前記ポリプロピレン系樹脂(A)は、下記(ア)~(ウ)の成分を含む触媒を用いて製造された重合混合物である、[1]~[4]の何れか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
(ア)マグネシウム、チタン、ハロゲン、及び電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を含有する固体触媒
(イ)有機アルミニウム化合物
(ウ)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
[6] [5]に記載のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法であって、下記(ア)~(ウ)の成分を含む触媒を用いて、前記プロピレン重合体(a1)の存在下で、エチレン単量体及び炭素数3~10のαオレフィン単量体を重合して前記ポリプロピレン系樹脂(A)を得る工程を有する、ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法。
(ア)マグネシウム、チタン、ハロゲン、及び電子供与体化合物としてのフタレート系化合物を必須成分として含有する固体触媒
(イ)有機アルミニウム化合物
(ウ)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物
【発明の効果】
【0006】
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を使用すれば、剛性、耐衝撃性、耐面衝撃性のバランスに優れた成形品が得られる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記の物性のバランスに優れるので、例えば、食品包装用途、雑貨、日用品、家電部品、電機電子部品、自動車部品、筐体部材、玩具部材、家具部材、建材部材、包装部材、工業資材、物流資材、農業資材等の用途に適している。
【発明を実施するための形態】
【0007】
<ポリプロピレン系樹脂組成物>
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、プロピレン重合体(以下、成分(a1)ともいう)からなる連続相と、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体(以下、成分(a2)ともいう)からなるゴム相とを含むポリプロピレン系樹脂(A)(以下、成分(A)ともいう)を含有する。
【0008】
本態様のポリプロピレン系樹脂組成物は、エチレンと炭素数3~10のαオレフィンとの共重合体である任意成分のエチレン・αオレフィン共重合体(B)(以下、成分(B)ともいう)をさらに含んでもよい。
本態様のポリプロピレン系樹脂組成物は、核剤(C)(以下、成分(C)ともいう)をさらに含んでもよい。
これらの成分(B)、成分(C)は任意成分であり、本態様のポリプロピレン系樹脂組成物に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
【0009】
ポリプロピレン系樹脂(A)の含有割合は、前記ポリプロピレン系樹脂組成物の総質量に対して90質量%以上100質量%以下であり、下限値として90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、99質量%以上がさらに好ましい。また、上限値として100質量%未満が好ましい。
前記範囲の下限値以上であれば、本発明の上述の効果が充分に得られる。
前記範囲の上限値未満であれば、成分(B)、成分(C)等の任意成分を含有する余地が得られる。
【0010】
エチレン・αオレフィン共重合体(B)の含有割合は、例えば、成分(A)及び成分(B)の総質量に対して0~10質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0質量%がさらに好ましい。
成分(B)を含有すると、成形品の耐衝撃性、耐面衝撃性が高まる。
前記範囲の上限値以下であると、成形品の剛性が高まる。10質量%を超えると剛性が低下し、取り扱いが困難になることがある。
【0011】
核剤(C)の含有割合は、例えば、成分(A)の総質量100質量部に対して0.02~0.5質量部が好ましく、0.05~0.1質量部がより好ましい。
前記範囲の下限値以上であると、成形品の剛性が高まる。
前記範囲の上限値を超えると、成形品の剛性向上の効果が頭打ちになり、不経済である。
【0012】
ポリプロピレン系樹脂組成物の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRは、20~36g/10分であり、下限値として24g/10分以上が好ましい。また、上限値として34g/10分以下が好ましく、31g/10分以下がより好ましい。ここで、前記MFRは後述する測定方法で測定された値である。
前記範囲の下限値以上であると、射出成形の際にも成形型内への充填不良が発生し難くなる。
前記範囲の上限値以下であると、成形品の耐衝撃性、耐面衝撃性を充分に高めることができる。
【0013】
[ポリプロピレン系樹脂(A)]
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に含有されるポリプロピレン系樹脂(A)は、JIS K6921-1で規定される耐衝撃性ポリプロピレンポリマーの一態様であり、プロピレン重合体(成分(a1))の連続相と、その連続相の中に分散相として存在するエチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))のゴム相を含む二つ以上の相で構成される。
ポリプロピレン系樹脂(A)は、成分(a1)と成分(a2)とが重合時に混合された混合樹脂であってもよいし、別々に得られた成分(a1)と成分(a2)とが、溶融混練によって混合された混合樹脂であってもよい。剛性と耐衝撃性と耐面衝撃性とのバランス(以下「機械物性バランス」ともいう。)に優れるものがより安価で得られることから、成分(a1)と成分(a2)とが重合時に混合されたもの(重合混合物)であることが好ましい。
重合混合物では、成分(a1)と成分(a2)とがサブミクロンオーダーで混じり合うことが可能であるため、重合混合物をベースとしたポリプロピレン系樹脂組成物は、優れた機械物性バランスを示す。
一方、別々に得られた成分(a1)と成分(a2)とを溶融混練して得た単なる機械混合物で同様な均一混合を実現して優れた機械物性バランスを得る場合には、貯蔵・保管・移送・計量・混合・溶融混練等の別工程を経る必要性から製造コストが高くなる。エネルギーコストの観点からも好ましくない。
なお、前記重合混合物と機械混合物とが異なる物性を示す場合があるのは、成分(a1)中の成分(a2)の分散状態が異なっているためと推測されるが、成分(a2)の成分(a1)との界面の状態を含めた分子レベルでの分散状態を分析する現実的手段は現状知られていない。ポリプロピレン系樹脂(A)の製造方法については後で詳しく説明する。
【0014】
ポリプロピレン系樹脂(A)を構成するプロピレン重合体(成分(a1))中のエチレン由来単位含有量(以下、「C2」ともいう。)は、前記プロピレン重合体の総質量に対して1.0質量%以下であり、0.5質量%以下が好ましい。
C2が前記上限値以下であると、成形品の剛性が高まる。
C2の下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。
したがって、プロピレン重合体は、プロピレン由来単位のみからなるプロピレン単独重合体であってもよく、99.0質量%以上100質量%未満のプロピレン由来単位と0質量%超1.0質量%以下のエチレン由来単位とからなる共重合体であってもよいが、得られる成形品の剛性を高める観点から、C2は0質量%であることが好ましい。
C2は、13C-NMR法によって測定される。
【0015】
ポリプロピレン系樹脂(A)の総質量に対する、プロピレン重合体(成分(a1))の含有量は、64~70質量%であり、下限値として65質量%以上が好ましく、66質量%以上がより好ましい。また、上限値として69質量%以下が好ましく、68質量%以下がより好ましい。
前記範囲の上限値以下であると、成形品の耐衝撃性、耐面衝撃性が高まる。
前記範囲の下限値以上であると、ポリプロピレン系樹脂(A)製造時に粉体流動性悪化により生産設備上での流路が閉塞するリスクを低減できるので、ポリプロピレン系樹脂(A)を安定的に連続生産することができる。
【0016】
ポリプロピレン系樹脂(A)を構成するプロピレン重合体(成分(a1))の温度230℃、荷重2.16kgでのMFRは、30~150g/10分であることが好ましい。また、下限値として45g/10分以上がより好ましく、上限値として99g/10分以下がより好ましく、90g/10分以下がさらに好ましい。ここで、MFRは後述する測定方法で測定された値である。
前記範囲の下限値以上であると、射出成形の際にも成形型内への充填不良が発生し難くなる。前記範囲の上限値以下であると、成形品の耐衝撃性、耐面衝撃性が高まる。
【0017】
ポリプロピレン系樹脂(A)を構成するエチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))は、エチレン由来単位と炭素数3~10のαオレフィン由来単位を有する共重合体である。
成分(a2)中のエチレン由来単位含有量は、成分(a2)の総質量に対して、20~40質量%であり、下限値として25質量%以上が好ましい。また、上限値として38質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましい。
前記範囲の下限値以上であると、成形品の低温での耐衝撃性が高まる。
前記範囲の上限値以下であると、成形品の常温での耐衝撃性が高まる。
成分(a2)中のエチレン由来単位含有量は、13C-NMR法によって測定される。
【0018】
ポリプロピレン系樹脂(A)の総質量に対する、エチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))の含有量は、30~36質量%であり、下限値として31質量%以上が好ましく、32質量%以上がより好ましい。また、上限値として35質量%以下が好ましく、34質量%以下がより好ましい。
前記範囲の下限値以上であると、成形品の耐衝撃性、耐面衝撃性が高まる。
前記範囲の上限値以下であると、ポリプロピレン系樹脂(A)製造時に粉体流動性悪化により生産設備上での流路が閉塞するリスクを低減できるので、ポリプロピレン系樹脂(A)を安定的に連続生産することができる。
【0019】
エチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))を構成するαオレフィンとしては、プロピレン(1-プロペン)、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等が挙げられる。
具体的な成分(a2)としては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ペンテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体等が挙げられる。
これらの中でも、ポリプロピレン系樹脂(A)の生産性向上を考慮すると、エチレン・プロピレン共重合体が好ましい。
【0020】
<極限粘度(IV)>
プロピレン重合体(成分(a1))の135℃、テトラリン中での極限粘度は、0.89~1.26dL/gであることが好ましい。また、下限値として1.00がより好ましく、上限値として1.16がより好ましい。
前記範囲の下限値以上であると、成形品の耐衝撃性、耐面衝撃性向上という利点が得られる。前記範囲の上限値以下であると、射出成形性向上という利点が得られる。
プロピレン重合体(成分(a1))の極限粘度は、テトラリン等の溶媒中、135℃において毛細管型粘度計を用いて測定することができる。
【0021】
<極限粘度(XSIV)>
ポリプロピレン系樹脂(A)(成分(a1)+成分(a2))のキシレン可溶分の極限粘度(以下、「XSIV」ともいう。)は0.7~2.1dL/gであり、下限値として1.4dL/g以上が好ましく、1.5dL/g以上がより好ましい。また、上限値として2.0dL/g以下が好ましく、1.9dL/g以下がより好ましい。
前記範囲の下限値以上であると、成形品の耐衝撃性が高まる。また、0.7dl/g未満であるとポリプロピレン系樹脂組成物の製造が困難になる。
前記範囲の上限値以下であると、成形品の耐面衝撃性が高まる。XSIVが高いと粗大粒子が存在しやすく、そこを起点に割れるため耐面衝撃性が悪くなると考えられるが、この仮説に限定されない。
ここで、XSIVは、135℃のテトラヒドロナフタレン中での測定値である。キシレン可溶分は、ポリプロピレン系樹脂(A)の試料をo-キシレン中、135℃で溶解させた後、25℃に冷却し、その冷却した溶液を、濾紙を用いて濾過し、濾液を蒸発乾固して得られる成分である。
【0022】
<粘度比>
{[ポリプロピレン系樹脂(A)(成分(a1)+成分(a2))のキシレン可溶分の、135℃のテトラヒドロナフタレン中での極限粘度(XSIV)]/[プロピレン重合体(成分(a1))の135℃、テトラリン中での極限粘度(IV)]}で表される比は、0.4~2.3であることが好ましい。また、下限値として、1.1以上がより好ましく、1.3以上がさらに好ましい。上限値として、2.1以下がより好ましく、1.9以下がさらに好ましい。
前記範囲の下限値以上であると、耐衝撃性が高いという利点が得られる。
前記範囲の上限値以下であると、耐面衝撃性に優れ収縮率が小さいという利点が得られる。
【0023】
[エチレン・αオレフィン共重合体(B)]
エチレン・αオレフィン共重合体(B)は、エチレンと炭素数4~10のαオレフィンとの共重合体である。αオレフィンとしては、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等が挙げられる。
具体的なエチレン・αオレフィン共重合体(B)としては、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ペンテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体等が挙げられる。
これらの中でも、原料としての調達容易性や経済性等を考慮すると、エチレン・ブテン共重合体またはエチレン・オクテン共重合体が好ましい。
【0024】
エチレン・αオレフィン共重合体(B)の温度190℃、荷重2.16kgでのMFRは、1~40g/10分が好ましい。ここで、MFRはJIS K6921-2に基づき測定された値である。
前記範囲の下限値以上であると、前記ポリプロピレン系樹脂組成物の流動性が高まる。前記範囲の上限値以下であると、成形品の耐衝撃性が高まる。
【0025】
[核剤(C)]
核剤(C)は結晶核剤とも呼ばれる。核剤(C)としては、従来のポリプロピレン系樹脂組成物に含有させる公知の核剤を使用でき、ノニトール系核剤、ソルビトール系核剤、リン酸エステル系核剤、トリアミノベンゼン誘導体核剤、カルボン酸金属塩核剤、およびキシリトール系核剤から選択される核剤が好ましい。タルクを核剤として使用することも可能である。射出成形体の臭気を低減する観点から、リン酸エステル系核剤が好ましい。
ノニトール系の構造を有する結晶核剤として、例えば、1,2,3-トリデオキシ-4,6:5,7-ビス-[(4-プロピルフェニル)メチレン]-ノニトール、キシリトール系の構造を有する結晶核剤として、例えば、ビス-1,3:2,4-(5’,6’,7’,8’-テトラヒドロ-2-ナフトアルデヒドベンジリデン)1-アリルキシリトール、ビス-1,3:2,4-(3’,4’-ジメチルベンジリデン)1-プロピルキシリトール、ソルビトール系の構造を有する結晶核剤として、例えば、ビス-1,3:2,4-(4’-エチルベンジリデン)1-アリルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(3’-メチル-4’-フルオロ-ベンジリデン)1-プロピルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(3’,4’-ジメチルベンジリデン)1’-メチル-2’-プロペニルソルビトール、ビス-1,3,2,4-ジベンジリデン2’,3’-ジブロモプロピルソルビトール、ビス-1,3,2,4-ジベンジリデン2’-ブロモ-3’-ヒドロキシプロピルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(3’-ブロモ-4’-エチルベンジリデン)-1-アリルソルビトール、モノ2,4-(3’-ブロモ-4’-エチルベンジリデン)-1-アリルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(4’-エチルベンジリデン)1-アリルソルビトール、ビス-1,3:2,4-(3’,4’-ジメチルベンジリデン)1-メチルソルビトール、ビス(p-メチルベンジリデン)ソルビトール、1,3:2,4-ビス-o-(4-メチルベンジリデン)-D-ソルビトール等が挙げられる。
ノニトール系の市販の結晶核剤として、例えばMillad NX8000(ミリケンジャパン社製)、ソルビトール系の市販の結晶核剤として、RiKAFAST R-1(新日本理化社製)、Millad 3988(ミリケンジャパン社製)、ゲルオールE-200(新日本理化社製)、ゲルオールMD(新日本理化社製)等が挙げられる。
リン酸エステル系結晶核剤として、リン酸-2,2-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ナトリウム塩、リン酸-2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)アルミニウム塩、リン酸-2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)リチウム塩等が挙げられる。市販のリン酸エステル系結晶核剤として、例えばアデカスタブNA-11(ADEKA社製)、アデカスタブNA-21(ADEKA社製)、アデカスタブNA-71(ADEKA社製)などが挙げられる。
トリアミノベンゼン誘導体結晶核剤として、例えば、1,3,5-トリス(2,2-ジメチルプロパンアミド)ベンゼン等が挙げられる。市販のトリアミノベンゼン誘導体結晶核剤として、例えばIRGACLEAR XT386(BASFジャパン社製)、リカクリア PC1(新日本理化株式会社製)などが挙げられる。
カルボン酸金属塩核剤として、1,2-シクロヘキサンジカルボキシル酸カルシウム塩等が挙げられる。市販のカルボン酸金属塩核剤として、例えばHyperform HPN-20E(ミリケンジャパン社製)などが挙げられる。
これらの結晶核剤は、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0026】
[その他の成分]
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、任意成分として、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリプロピレン系樹脂(A)、エチレン・αオレフィン共重合体(B)及び核剤(C)以外の添加剤が含まれてもよい。
前記添加剤としては、例えば、酸化防止剤、中和剤、前記核剤以外の核剤、耐候剤、顔料(有機または無機)、内部滑剤および外部滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、塩素吸収剤、耐熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、スリップ剤、防曇剤、難燃剤、分散剤、銅害防止剤、可塑剤、発泡剤、気泡防止剤、架橋剤、過酸化物、油展等が挙げられる。これらの添加剤は1種のみでもよいし、2種以上でもよい。含有量は公知の量としてよい。
【0027】
<ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法>
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を製造する方法としては、ポリプロピレン系樹脂(A)と、必要に応じて、任意成分のエチレン・αオレフィン共重合体(B)と、任意成分の核剤(C)とを混合した後、溶融混練する方法が挙げられる。
混合方法としては、ヘンシェルミキサー、タンブラーおよびリボンミキサー等の混合機を使用してドライブレンドする方法が挙げられる。
溶融混練方法としては、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の混合機を用いて溶融しながら混合する方法が挙げられる。溶融混練する場合の溶融温度は160~350℃であることが好ましく、170~260℃であることがより好ましい。溶融混練した後でさらにペレット化してもよい。
【0028】
[ポリプロピレン系樹脂(A)の製造方法]
ポリプロピレン系樹脂(A)は、プロピレン重合体(成分(a1))とエチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))とを重合時に混合して得てもよいし、別々に製造された成分(a1)と成分(a2)とを溶融混練によって混合して得てもよい。
ポリプロピレン系樹脂(A)は、成分(a1)と成分(a2)とが重合時に混合された重合混合物であることが好ましい。
このような重合混合物は、成分(a1)の存在下で、エチレン単量体及びαオレフィン単量体を重合することにより得られる。この方法によれば、生産性が高くなる上に、成分(a1)中の成分(a2)の分散性が高くなるため、これを用いて得た成形品の機械物性バランスが向上する。
【0029】
以下、αオレフィン単量体としてプロピレン単量体を使用する場合を説明するが、他のαオレフィン単量体を使用する場合にも同様にして製造することができる。
【0030】
前記重合混合物の製造方法としては、典型的には、多段重合法が用いられる。例えば、二段の重合反応器を備える重合装置の一段目の重合反応器にて、プロピレン単量体及び必要に応じてエチレン単量体を重合してプロピレン重合体を得て、得られたプロピレン重合体を二段目の重合反応器に供給すると共に、この二段目の重合反応器にてエチレン単量体及びプロピレン単量体を重合することで前記重合混合物を得ることができる。
重合条件は、公知の重合条件と同様であってよい。例えば一段目の重合条件としては、プロピレンが液相でモノマー密度と生産性の高いスラリー重合法が挙げられる。二段目の重合条件としては、一般的にプロピレンへの溶解性が高い共重合体の製造が容易な気相重合法が挙げられる。
重合温度は50~90℃が好ましく、60~90℃がより好ましく、70~90℃がさらに好ましい。該重合温度が上記範囲の下限値以上であると、生産性及び得られたポリプロピレンの立体規則性がより優れる。
重合圧力は、液相中で行われる場合には25~60bar(2.5~6.0MPa)が好ましく、33~45bar(3.3~4.5MPa)がより好ましい。気相中で行われる場合には、5~30bar(0.5~3.0MPa)が好ましく、8~30bar(0.8~3.0MPa)がより好ましい。
重合(プロピレン単量体の重合、エチレン単量体及びプロピレン単量体等の重合)は、通常、触媒を用いて行われる。重合の際、必要に応じて、分子量の調整のために、水素が添加されてもよい。プロピレン重合体やエチレン・プロピレン共重合体の分子量を調整することで、ポリプロピレン系樹脂(A)のMFR、ひいてはポリプロピレン系樹脂組成物のMFRを調整できる。
一段目の重合反応器での重合の前に、その後の本重合の足がかりとなるポリマー鎖を固体触媒成分に形成させるために、プロピレンの予重合を行ってもよい。予重合は、通常は40℃以下、好ましくは30℃以下、より好ましくは20℃以下で行われる。
【0031】
触媒としては、公知のオレフィン重合触媒を用いることができる。
前記プロピレン重合体の存在下でエチレン単量体及びプロピレン単量体を重合する際の触媒としては、立体特異性チーグラー・ナッタ触媒が好ましく、以下の成分(ア)と成分(イ)と成分(ウ)とを含む触媒(以下、「触媒(X)」ともいう。)が特に好ましい。
(ア)マグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子供与体化合物としてフタレート系化合物を必須成分として含有する固体触媒。
(イ)有機アルミニウム化合物。
(ウ)外部電子供与体化合物である有機ケイ素化合物。
【0032】
ポリプロピレン系樹脂(A)は、触媒(X)を用いて、前記プロピレン重合体の存在下で、エチレン単量体及びαオレフィン単量体(例えばプロピレン単量体)を重合して前記ポリプロピレン系樹脂を得る工程を有する方法で製造することが好ましい。触媒(X)を用いることで、各物性が前記範囲内であるポリプロピレン系樹脂(A)が容易に得られる。
なお、使用する触媒(特に成分(ア)の電子供与体化合物)によって得られるプロピレン重合体の分子量や立体規則性の分布は異なり、その違いは結晶化挙動等に影響を与えるが、その関係性についての詳細が明らかになっていない。これを明らかにしようとする場合、分子構造として分子量分布と立体規則性分布を併せて解析する必要があるが、結晶化過程において分子量と立体規則性が異なる成分同士が影響を及ぼし合うため複雑であり、立体規則性の分布が結晶化挙動に及ぼす影響についての解釈をより困難にしている。さらに、実際の射出成形は非常に高速でかつ流動状態にて実施されるので、たとえ高度な解析技術を用いてもその現象を把握することは容易ではない。よって、特定の触媒を用いて得られたポリプロピレン系樹脂組成物において、立体規則性の分布による結晶化挙動の違いを数値等で特定することはおよそ不可能である。分子量分布や立体規則性分布は、上述した触媒の種類以外に溶融混錬時の熱劣化や過酸化物処理等によっても変化する。
【0033】
成分(ア)は、例えば、チタン化合物、マグネシウム化合物及び電子供与体化合物を用いて調製される。
成分(ア)に用いられるチタン化合物として、一般式:Ti(OR)4-g(Rは炭化水素基、Xはハロゲン、0≦g≦4)で表される4価のチタン化合物が好適である。炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等が挙げられ、ハロゲンとしては、Cl、Br等が挙げられる。
より具体的なチタン化合物としては、TiCl、TiBr、TiIのようなテトラハロゲン化チタン;Ti(OCH)Cl、Ti(OC)Cl、Ti(O-C)Cl、Ti(OC)Br、Ti(O-isoC)Brのようなトリハロゲン化アルコキシチタン;Ti(OCHCl、Ti(OCCl、Ti(O-CCl、Ti(OCBrのようなジハロゲン化アルコキシチタン;Ti(OCHCl、Ti(OCCl、Ti(O-CCl、Ti(OCBrなどのモノハロゲン化トリアルコキシチタン;Ti(OCH、Ti(OC、Ti(O-Cのようなテトラアルコキシチタン等が挙げられる。これらチタン化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記チタン化合物の中で好ましいものはハロゲン含有チタン化合物であり、より好ましくはテトラハロゲン化チタンであり、特に好ましくは四塩化チタン(TiCl)である。
【0034】
成分(ア)に用いられるマグネシウム化合物として、マグネシウム-炭素結合やマグネシウム-水素結合を有するマグネシウム化合物、例えばジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジアミルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジデシルマグネシウム、エチル塩化マグネシウム、プロピル塩化マグネシウム、ブチル塩化マグネシウム、ヘキシル塩化マグネシウム、アミル塩化マグネシウム、ブチルエトキシマグネシウム、エチルブチルマグネシウム、ブチルマグネシウムハイドライド等が挙げられる。これらのマグネシウム化合物は、例えば有機アルミニウム等との錯化合物の形で用いることもでき、また、液状であっても固体状であってもよい。さらに好適なマグネシウム化合物として、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、フッ化マグネシウムのようなハロゲン化マグネシウム;メトキシ塩化マグネシウム、エトキシ塩化マグネシウム、イソプロポキシ塩化マグネシウム、ブトキシ塩化マグネシウム、オクトキシ塩化マグネシウムのようなアルコキシマグネシウムハライド;フェノキシ塩化マグネシウム、メチルフェノキシ塩化マグネシウムのようなアリロキシマグネシウムハライド;エトキシマグネシウム、イソプロポキシマグネシウム、ブトキシマグネシウム、n-オクトキシマグネシウム、2-エチルヘキソキシマグネシウムのようなアルコキシマグネシウム;ジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウム、エトキシメトキシマグネシウムのようなジアルコキシマグネシウム;エトキシプロポキシマグネシウム、ブトキシエトキシマグネシウム、フェノキシマグネシウム、ジメチルフェノキシマグネシウムのようなアリロキシマグネシウム等を挙げることができる。これらマグネシウム化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0035】
成分(ア)に用いられる電子供与体化合物は、フタレート系化合物を必須成分として含有することが好ましい。フタレート系化合物を電子供与体として含む触媒(X)を用いると、耐面衝撃性の特性が前記範囲内であるポリプロピレン系樹脂が容易に得られる。
フタレート系化合物としては、例えば、モノエチルフタレート、ジメチルフタレート、メチルエチルフタレート、モノイソブチルフタレート、モノノルマルブチルフタレート、ジエチルフタレート、エチルイソブチルフタレート、エチルノルマルブチルフタレート、ジn-プロピルフタレート、ジイソプロピルフタレート、ジn-ブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジn-ヘプチルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジn-オクチルフタレート、ジネオペンチルフタレート、ジデシルフタレート、ベンジルブチルフタレート、ジフェニルフタレート等が挙げられる。中でもジイソブチルフタレートが特に好ましい。
【0036】
フタレート系化合物以外の前記固体触媒中の電子供与体化合物としては、スクシネート系化合物、ジエーテル系化合物等が挙げられる。
【0037】
スクシネート系化合物は、コハク酸のエステルであってもよく、コハク酸の1位又は2位にアルキル基等の置換基を持つ置換コハク酸のエステルであってもよい。具体例としては、ジエチルスクシネート、ジブチルスクシネート、ジエチルメチルスクシネート、ジエチルジイソプロピルスクシネート、ジアリルエチルスクシネート等が挙げられる。
【0038】
ジエーテル系化合物としては、例えば、2-(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-sec-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-シクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2-フェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2-tert-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-クミル-1,3-ジメトキシプロパン、2-(2-フェニルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(2-シクロヘキシルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-クロロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(ジフェニルメチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(1-ナフチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-フルオロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(1-デカヒドロナフチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-tert-ブチルフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジエチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジエチル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジシクロペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジプロピル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジブチル-1,3-ジエトキシプロパン、2-メチル-2-エチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-プロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2-プロピル-2-ペンチル-1,3-ジエトキシプロパン、2-メチル-2-ベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-フェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-メチルシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(p-クロロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-フェニルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-シクロヘキシルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(p-メチルフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジフェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-2-シクロペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(シクロヘキシルメチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジブトキシプロパン、2-イソブチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジ-sec-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジ-tert-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジネオペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-フェニル-2-ベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-シクロヘキシル-2-シクロヘキシルメチル-1,3-ジメトキシプロパン等1,3-ジエーテルが挙げられる。
また、1,3-ジエーテル系化合物のさらなる具体例としては、以下が挙げられる。1,1-ビス(メトキシメチル)-シクロペンタジエン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン;1,1-ビス(メトキシメチル)-2,3,4,5-テトラフェニルシクロペンタジエン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-2,3,4,5-テトラフルオロシクロペンタジエン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-3,4-ジシクロペンチルシクロペンタジエン;
1,1-ビス(メトキシメチル)インデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-2,3-ジメチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-4,5,6,7-テトラヒドロインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-2,3,6,7-テトラフルオロインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-4,7-ジメチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-3,6-ジメチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-4-フェニルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-4-フェニル-2-メチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-4-シクロヘキシルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-(3,3,3-トリフルオロプロピル)インデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-トリメチルシリルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-トリフルオロメチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-4,7-ジメチル-4,5,6,7-テトラヒドロインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-メチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-シクロペンチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-イソプロピルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-シクロヘキシルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-tert-ブチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-tert-ブチル-2-メチルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-7-フェニルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-2-フェニルインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-1H-ベンズインデン;
1,1-ビス(メトキシメチル)-1H-2-メチルベンズインデン;
9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,3,6,7-テトラメチルフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,3,4,5,6,7-ヘキサフルオロフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,3-ベンゾフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,3,6,7-ジベンゾフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,7-ジイソプロピルフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-1,8-ジクロロフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-2,7-ジシクロペンチルフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-1,8-ジフルオロフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-1,2,3,4-テトラヒドロフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-1,2,3,4,5,6,7,8-オクタヒドロフルオレン;
9,9-ビス(メトキシメチル)-4-tert-ブチルフルオレン。
【0039】
成分(ア)を構成するハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素又はこれらの混合物が挙げられ、特に塩素が好ましい。
【0040】
成分(イ)の有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウムのようなトリアルキルアルミニウム、トリイソプレニルアルミニウムのようなトリアルケニルアルミニウム、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジブチルアルミニウムブトキシドのようなジアルキルアルミニウムアルコキシド、エチルアルミニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウムセスキブトキシドのようなアルキルアルミニウムセスキアルコキシド、R 2.5Al(OR0.5(R,Rは、各々異なってもよいし同じでもよい炭化水素基である。)で表される平均組成を有する、部分的にアルコキシ化されたアルキルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、ジブチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミドのようなジアルキルアルミニウムハロゲニド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドのようなアルキルアルミニウムセスキハロゲニド、エチルアルミニウムジクロリド、プロピルアルミニウムジクロリド、ブチルアルミニウムジブロミドのようなアルキルアルミニウムジハロゲニド等が部分的にハロゲン化されたアルキルアルミニウム、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニウムヒドリドのようなジアルキルアルミニウムヒドリド、エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルアルミニウムジヒドリドのようなアルキルアルミニウムジヒドリドなどの部分的に水素化されたアルキルアルミニウム、エチルアルミニウムエトキシクロリド、ブチルアルミニウムブトキシクロリド、エチルアルミニウムエトキシブロミドのような部分的にアルコキシ化及びハロゲン化されたアルキルアルミニウム等が挙げられる。上記成分(イ)は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0041】
成分(ウ)の外部電子供与体化合物としては、有機ケイ素化合物が用いられる。
好ましい有機ケイ素化合物として、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジエトキシシラン、t-アミルメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ビスo-トリルジメトキシシラン、ビスm-トリルジメトキシシラン、ビスp-トリルジメトキシシラン、ビスp-トリルジエトキシシラン、ビスエチルフェニルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ-クロルプロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、テキシルトリメトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン、iso-ブチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、クロルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、2-ノルボルナントリメトキシシラン、2-ノルボルナントリエトキシシラン、2-ノルボルナンメチルジメトキシシラン、ケイ酸エチル、ケイ酸ブチル、トリメチルフエノキシシラン、メチルトリアリルオキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシシラン)、ビニルトリアセトキシシラン、ジメチルテトラエトキシジシロキサン、メチル(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)ジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロペンチル-t-ブトキシジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルイソプロピルジメトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、ジ-n-プロピルジメトキシシラン、t-ブチルエチルジメトキシシラン、t-ブチルプロピルジメトキシシラン、t-ブチル-t-ブトキシジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメトキシシラン、ジ-sec-ブチルジメトキシシラン、イソブチルメチルジメトキシシラン、ビス(デカヒドロイソキノリン-2-イル)ジメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジシクロペンチル-ビス(エチルアミノ)シラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、t-ブチルトリメトキシシラン、i-ブチルトリメトキシシラン、i-ブチルセク-ブチルジメトキシシラン、エチル(パーヒドロイソキノリン2-イル)ジメトキシシラン、トリ(イソプロペニロキシ)フェニルシラン、i-ブチルi-プロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルi-ブチルジメトキシシラン、シクロペンチルi-ブチルジメトキシシラン、シクロペンチルイソプロピルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシラン、p-トリルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
これらの中でも、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、t-ブチルトリエトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジエトキシシラン、t-ブチルエチルジメトキシシラン、t-ブチルプロピルジメトキシシラン、t-ブチルt-ブトキシジメトキシシラン、t-ブチルトリメトキシシラン、i-ブチルトリメトキシシラン、イソブチルメチルジメトキシシラン、i-ブチルセク-ブチルジメトキシシラン、エチル(パーヒドロイソキノリン2-イル)ジメトキシシラン、ビス(デカヒドロイソキノリン-2-イル)ジメトキシシラン、トリ(イソプロペニロキシ)フェニルシラン、テキシルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、i-ブチルi-プロピルジメトキシシラン、シクロペンチルt-ブトキシジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルi-ブチルジメトキシシラン、シクロペンチルi-ブチルジメトキシシラン、シクロペンチルイソプロピルジメトキシシラン、ジ-sec-ブチルジメトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシラン、ビスp-トリルジメトキシシラン、p-トリルメチルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、2-ノルボルナントリエトキシシラン、2-ノルボルナンメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル(3、3、3-トリフルオロ-n-プロピル)ジメトキシシラン、ケイ酸エチル等が好ましい。
上記成分(ウ)は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0042】
有機ケイ素化合物は、特に立体規則性の指標であるプロピレン単独重合体におけるキシレン不溶分の量を調整するのに重要な役割を果たす。他の触媒成分が同じ場合、前記キシレン不溶分の量は、有機ケイ素化合物の種類と量および重合温度に依存するが、適切な有機ケイ素化合物を用いた場合においても、通常ジエーテル系触媒を除き、有機ケイ素化合物の量が特定の値以下になると大きく低下する。このため、重合温度が75℃の場合、有機ケイ素化合物と有機アルミニウム化合物とのモル比(有機ケイ素化合物/有機アルミニウム)の下限は0.015が好ましく、0.018がより好ましい。当該比の上限は、0.30が好ましく、0.20がより好ましく、0.10がさらに好ましい。
内部電子供与体化合物としてフタレート系化合物を用いる場合は、重合温度を上げるとキシレン不溶分が増加するので、好ましい有機ケイ素化合物と有機アルミニウム化合物とのモル比(有機ケイ素化合物/有機アルミニウム)の下限および上限が低下する。具体的には、フタレート系化合物を用いて80℃で重合する場合の前記モル比の下限は、0.010が好ましく、0.015がより好ましく、0.018がさらに好ましい。前記モル比の上限は、0.20が好ましく、0.14がより好ましく、0.08がさらに好ましい。
【0043】
触媒(X)としては、成分(イ)が、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であり、成分(ウ)が、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン等の有機ケイ素化合物であるものが好ましい。
【0044】
なお、多段重合法により前記重合混合物を得る方法は上記の方法に限定されず、プロピレン重合体(成分(a1))を複数の重合反応器にて重合してもよいし、エチレン・αオレフィン共重合体(成分(a2))を複数の重合反応器にて重合してもよい。
前記重合混合物を得る方法として、単量体濃度や重合条件の勾配を有する重合器を用いて行う方法も挙げられる。このような重合器では、例えば、少なくとも2つの重合領域が接合されたものを使用し、気相重合でモノマーを重合することができる。
具体的には、触媒の存在下、上昇管からなる重合領域にてモノマーを供給して重合し、上昇管に接続された下降管にてモノマーを供給して重合し、上昇管と下降管とを循環しながら、重合生成物を回収する。この方法では、上昇管中に存在する気体混合物が下降管に入るのを全面的又は部分的に防止する手段を備える。また、上昇管中に存在する気体混合物とは異なる組成を有する気体及び/又は液体混合物を下降管中に導入する。この重合方法は、例えば、特表2002-520426号公報に記載された方法を適用することができる。
【0045】
(エチレン・αオレフィン共重合体(B)の製造方法)
エチレン・αオレフィン共重合体(B)は、重合の際にメタロセン触媒又はハーフメタロセン触媒を用いる公知の方法(例えば、国際公開WO2006/102155号に記載の方法)によって製造することができる。
前記重合の際に、連鎖移動剤(例えば、水素またはジエチル亜鉛)等の公知の分子量自動調整剤を使用してもよい。
【実施例0046】
以下に実施例及び比較例を示すが、本発明は以下の実施例だけに限定されない。
【0047】
<触媒(X)の作製>
MgCl上にTiClと内部ドナーとしてのジイソブチルフタレートを担持させた固体触媒を、欧州特許第728769号公報の実施例5の46~53行に記載された方法により調製した。具体的には下記のように行った。
【0048】
微小長球形MgCl・2.1COHを、次のようにして製造した。タービン撹拌機および吸引パイプを備えた2Lオートクレーブ中に、不活性ガス中、常温で、無水MgCl 48g、無水COH 77g、および灯油830mLを入れた。内容物を撹拌しながら120℃に加熱することにより、MgClとアルコールの間の付加物が生じたが、この付加物を融解し、分散剤と混合した。オートクレーブ内の窒素圧を15気圧に維持した。オートクレーブの吸引パイプを加熱ジャケットを用いて外部から120℃に加熱した。吸引パイプは内径が1mmで、加熱ジャケットの一端から他端までの長さが3mであった。このパイプを通して混合物を7m/secの速度で流した。パイプの出口にて、灯油2.5Lを含み、初期温度を-40℃に維持したジャケットで外部から冷却されている5Lフラスコ中に、分散液を撹拌しながら採取した。分散液の最終温度は0℃であった。エマルションの分散相を構成する球状固体生成物を沈降させ、濾過して分離し、ヘプタンで洗浄して乾燥した。これらの操作はすべて不活性ガス雰囲気中で行った。最大直径が50μm以下の固体球状粒子形のMgCl・3COHを得た。収量は130gであった。こうして得られた生成物から、MgCl 1モルあたりのアルコール含有量が2.1モルに減少するまで、窒素気流中で温度を50℃から100℃に徐々に上昇してアルコールを除去した。
【0049】
濾過バリヤーを備えた500mL円筒形ガラス製反応器に0℃で、TiCl 225mLを入れ、さらに上記のようにして得た微小長球形MgCl・2.1COH 10.1g(54mmol)を、内容物を撹拌しながら15分間かけて入れた。その後、温度を40℃に上げフタル酸ジイソブチル9mmolを入れた。温度を1時間かけて100℃に上げ、撹拌をさらに2時間続行した。次いで、TiClを濾過により除去し、120℃でさらに1時間撹拌しながらTiCl 200mLを加えた。最後に、内容物を濾過し、濾液から塩素イオンが完全に消失するまで60℃のn-ヘプタンで洗浄した。このようにして得た触媒成分は、Ti=3.3質量%、フタル酸ジイソブチル=8.2質量%を含んでいた。
【0050】
上記固体触媒と、有機アルミニウム化合物としてトリエチルアルミニウム(TEAL)と、外部電子供与体化合物としてジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPMS)を用い、固体触媒に対するTEALの質量比が20、TEAL/DCPMSの質量比が10(上述した有機ケイ素化合物/有機アルミニウムのモル比に換算すると0.05)となるような量で、12℃において24分間接触させ、触媒(X)を得た。
【0051】
<共重合体1の作製>
得られた触媒(X)を、液体プロピレン中において懸濁状態で20℃にて5分間保持することによって予重合を行った。
得られた予重合物を、二段の重合反応器を直列に備える重合装置の一段目の重合反応器に導入し、プロピレンを供給してプロピレン単独重合体を製造した。続いて、二段目の重合反応器に、プロピレン単独重合体、プロピレン及びエチレンを供給してエチレン-プロピレン共重合体を製造した。重合中は、温度と圧力を調整し、水素を分子量調整剤として用いた。
重合温度と反応物の比率は、一段目の反応器では、重合温度、水素濃度が、それぞれ70℃、1.20モル%、二段目の反応器では、重合温度、水素濃度、エチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合が、それぞれ80℃、2.96モル%、0.26モル比であった。また、エチレン-プロピレン共重合体の量が33質量%となるように一段目と二段目の重合時間の比率を調整した。以上の方法により、目的の共重合体1を得た。
得られた共重合体1は、連続相を構成するプロピレン重合体である成分(a1)とゴム相を構成するエチレン・プロピレン共重合体である成分(a2)との重合混合物であり、前述のポリプロピレン系樹脂(A)である。
【0052】
共重合体1について、成分(a1)のMFR、成分(a1)の極限粘度、質量比 成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]、成分(a2)中のエチレン由来単位含有量、成分(a1)+成分(a2)のXSIV、{[成分(a1)+成分(a2)のXSIV]/[成分(a1)の極限粘度]}で表される比、成分(a1)+成分(a2)のMFRは表1に示すものであった。
【0053】
<共重合体2~8の製造>
成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]の質量比と成分(a2)中のエチレン由来単位含有量が表1に記載の割合となるように、一段目と二段目の重合時間の比率と二段目の反応器のエチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合を変更するとともに、成分(a1)+成分(a2)のMFRとXSIVを調整するために一段目と二段目の水素濃度を変更した以外は、共重合体1の場合と同様の製造方法にて、成分(a1)と成分(a2)の重合混合物からなる共重合体2~8を製造した。
これらの共重合体について共重合体1と同様に測定した。その測定値を表1に示す。
【0054】
<共重合体R1~R4の製造>
成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]の質量比と成分(a2)中のエチレン由来単位含有量が表1に記載の割合となるように、一段目と二段目の重合時間の比率と二段目の反応器のエチレンとプロピレンとの合計に対するエチレンの割合を変更するとともに、成分(a1)+成分(a2)のMFRとXSIVを調整するために一段目と二段目の水素濃度を変更した以外は、共重合体1の場合と同様の製造方法にて、成分(a1)と成分(a2)の重合混合物からなる共重合体R1~R4を得た。
これらの共重合体について、共重合体1と同様に測定した。その測定値を表1に示す。
【0055】
表1の測定結果は下記の測定方法によって測定された値である。
【0056】
<共重合体の総エチレン量、成分(a1)のエチレン由来単位含有量>
1,2,4-トリクロロベンゼン/重水素化ベンゼンの混合溶媒に溶解した共重合体試料について、Bruker社製AVANCEIII HD400(13C共鳴周波数100MHz)を用い、測定温度120℃、フリップ角45度、パルス間隔7秒、試料回転数20Hz、積算回数5000回の条件で13C-NMRのスペクトルを得た。
上記で得られたスペクトルを用いて、Kakugo,Y.Naito,K.Mizunuma and T.Miyatake,Macromolecules,15,1150-1152(1982)の文献に記載された方法により、共重合体試料の総エチレン量(質量%)を求めた。
なお、成分(a1)を試料として測定する場合、上記方法により得られる総エチレン量(質量%)は、成分(a1)のエチレン由来単位含有量(質量%)となる。
【0057】
<成分(a2)中のエチレン由来単位含有量>
上記文献に記載された方法で共重合体の総エチレン量を測定するに際して求めたTββの積分強度の替わりに、下記式で求めた積分強度T’ββを使用した以外は、総エチレン量と同様の方法で計算を行い、成分(a2)のエチレン由来単位含有量(質量%)を求めた。
T’ββ=0.98×Sαγ×A/(1-0.98×A)
ここで、A=Sαγ/(Sαγ+Sαδ)であり、上記文献に記載のSαγ及びSαδより算出される。
なお、成分(a1)と成分(a2)からなる共重合体において、成分(a1)がエチレン単位を含む場合の成分(a2)中のエチレン由来単位含有量は、質量比 成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]が重合条件より明らかな場合、下記式により求めた。
成分(a2)のエチレン由来単位含有量(単位:質量%)=
[共重合体の総エチレン量
-成分(a1)のエチレン由来単位含有量×共重合体中の成分(a1)の含有割合]
/(共重合体中の成分(a2)の含有割合)
【0058】
<質量比 成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)]>
下記式により求めた。
成分(a2)/[成分(a1)+成分(a2)](単位:質量%)=共重合体の総エチレン量/(成分(a2)中のエチレン由来単位含有量/100)
【0059】
<成分(a1)の極限粘度>
前述の一段目の反応器から分取した成分(a1)を試料として、テトラリン中、135℃において毛細管自動粘度測定装置(SS-780-H1 柴山科学器械製作所製)を用いて、極限粘度を測定した。
【0060】
<成分(a1)のMFR>
前述の一段目の反応器から分取した成分(a1)を試料として、試料5gに対し、本州化学工業株式会社製H-BHTを0.05g添加し、ドライブランドにより均一化した後、JIS K6921-2に従い、温度230℃、荷重2.16kgの条件でMFRを測定した。
【0061】
<ポリプロピレン系樹脂(A)(成分(a1)+成分(a2))のXSIV>
以下の方法によってポリプロピレン系樹脂(A)のキシレン可溶分を得て、キシレン可溶分の極限粘度(XSIV)を測定した。
ポリプロピレン系樹脂(A)のサンプル2.5gを、o-キシレン(溶媒)を250mL入れたフラスコに入れ、ホットプレート及び還流装置を用いて、135℃で、窒素パージを行いながら、30分間撹拌し完全溶解させた後、25℃で1時間、冷却した。これにより得られた溶液を、濾紙を用いて濾過した。濾過後の濾液を100mL採取し、アルミニウムカップ等に移し、窒素パージを行いながら、140℃で蒸発乾固を行い、室温で30分間静置して、キシレン可溶分を得た。
極限粘度は、テトラヒドロナフタレン中、135℃において毛細管自動粘度測定装置(SS-780-H1、株式会社柴山科学器械製作所製)を用いて測定した。
【0062】
[実施例1~8、比較例1~4]
表1に示す共重合体を用い、共重合体100質量部に対し、酸化防止剤としてBASF社製B225を0.2質量部、中和剤として淡南化学工業株式会社製カルシウムステアレートを0.05質量部、核剤としてADEKA社製アデカスタブNA-11を0.07質量部加え、ヘンシェルミキサーで1分間撹拌、混合した。当該混合物を、株式会社JSW製同方向2軸押出機TEX-30αを用いて、シリンダー温度200℃で溶融混練して押出した。ストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを得た。ここで得たポリプロピレン系樹脂組成物、およびこれらを用いて得た射出成形体から得られた試験片について各種物性を評価した。結果を表1に示す。
【0063】
【表1】
【0064】
表1の各種物性は下記の方法によって測定及び評価された値である。
【0065】
<流動性 MFR>
ポリプロピレン系樹脂組成物のMFRは、JIS K6921-2に基づき温度230℃および荷重2.16kgの条件下で測定した。
【0066】
<剛性 曲げ弾性率>
JIS K6921-2に従い、射出成形機(ファナック株式会社製FANUC ROBOSHOT S2000i)を用い、溶融樹脂温度を200℃、金型温度40℃、平均射出速度200mm/秒、保圧時間40秒、全サイクル時間60秒の条件にて、ポリプロピレン系樹脂組成物からJIS K7139に規定する多目的試験片(タイプA1)を射出成形した。射出成形機のノズルは、分散性を向上させる目的等で工業的にも広く使用されるミキシングノズル(東レエンジニアリングDソリューションズ株式会社製TMN16-07HPXW)を使用した。得られた射出成形体を幅10mm、厚さ4mm、長さ80mmに加工して、測定用試験片(タイプB2)を得た。株式会社島津製作所製精密万能試験機(オートグラフAG-X 10kN)を用い、温度23℃、相対湿度50%、支点間距離64mm、試験速度2mm/分の条件で曲げ弾性率を測定した。
【0067】
<割れ方判定;耐面衝撃性>
ミキシングノズルを装着した射出成形機(ファナック株式会社製FANUC ROBOSHOT S2000i)に70mm×70mm×3mm厚のキャビティーおよびフィルムゲートを有する金型を装着した。金型温度を40℃とし、前記ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットをキャビティー内に射出し、測定用試験片の成形を行った。パンクチャー衝撃試験機(島津製作所製ハイドロショットHITS-P10)を用い、JIS K7211-2に準拠し、以下のようにして前記測定用試験片の-20℃における面衝撃テストを実施した。-20℃に調整した槽内で、内径40mmφの穴の開いた支持台に測定用試験片を置き、内径40±2mmφの試料押さえを用いて固定した後、半球状の打撃面を持つ直径20.0±0.2mmφのストライカーで、4.4±0.2m/秒の衝撃速度で試験片を打撃し、破壊挙動を求めた。
【0068】
上記面衝撃テスト後の試験片を用いて、JIS K7211-2に従い、衝撃破壊挙動のタイプをYD/YS/YU/NYの4段階で判定した。
判定の段階が高いほど、耐面衝撃性に優れることを意味する。
4:YD(深絞りによって起こる降伏)
3:YS(安定き裂(少なくとも部分的)によって起こる降伏)
2:YU(不安定き裂によって起こる降伏)
1:NY(不安定き裂によって起こる降伏しない破壊)
【0069】
<シャルピー衝撃試験(23℃);耐衝撃性>
JIS K6921-2に従い、曲げ弾性率測定で用いた試験片と同一の操作で得たタイプA1試験片を用い、JIS K7111-1に従い、株式会社東洋精機製作所製ノッチングツールA-4を用いて幅10mm、厚み4mm、長さ80mmに加工してから幅方向に2mmのノッチを入れ、形状Aの測定用試験片を得た。得られた測定用試験片について、株式会社東洋精機製作所製デジタル衝撃試験機(DG-UB型)を用い、エッジワイズ打撃、1eA法で23℃の条件にて試験した。
測定したシャルピー衝撃値が高いほど、耐衝撃性に優れる。なお、表中の測定値の単位は「kJ/m」であるが、表中の文字を見やすくするために便宜上「kJ/m2」としている。次の-20℃の場合も同様である。
【0070】
<シャルピー衝撃試験(-20℃);耐衝撃性>
上記の方法で-20℃の条件にて試験した。
測定したシャルピー衝撃値が高いほど、耐衝撃性に優れる。
【0071】
<収縮率>
東芝機械株式会社製EC160N II射出成形機に装着した厚さ3mm、幅140mm、長さ300mmの金型に、一定の成形条件と充填率で射出成形された平板の実寸法とキャビティー寸法との差を、長さ方向(MD)と幅方向(TD)について求め、それぞれの実寸法に対する比を千分率で表し、表に記載した。MDとTDの平均値(Av)を組成物の収縮率とした。測定した収縮率が低いほど、線形膨張係数が小さく、寸法安定性に優れる。
【0072】
≪作用効果≫
実施例1~8の成形品は、所定の物性を有するポリプロピレン系樹脂組成物を用いているので、剛性、耐衝撃性、耐面衝撃強性に優れる。また、成形後の収縮率が小さく、寸法安定性に優れる。23℃のシャルピーが40kJ/m以上であると室温で延性破壊を示すこと、-20℃の面衝撃試験での割れ方判定が2以上であると低温でも塑性変形による破壊が進行すること、-20℃の面衝撃試験での割れ方判定が3以上であると、その塑性変形がより安定に進行することを意味している。延性破壊や塑性変形が進行することは、鋭利な破断面や破片が生じにくいことを意味しており、自動車のドアなどの衝撃が加わりやすい箇所や乗客に近い大型部品に使用される材料として特に好適である。本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物にあっては、高価な追添エラストマー(任意成分である(B)成分)無しでこれらを実現するこができる。
比較例1,2,4は、成分(a2)のXSIVが高いため、割れ方判定が劣る。これは物性として耐面衝撃強性が劣ることを意味する。判定1では、事故時など衝撃が加わった際、鋭利な破断面や破片が乗客を傷つけることが懸念されるので、自動車内装材として不適である。
比較例3は、成分(a2)中のエチレン由来単位含有量が多く、常温の耐衝撃性(シャルピー衝撃試験)が劣る。