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特許7524002ヘテロファジックプロピレン重合材料およびその利用
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-19
(45)【発行日】2024-07-29
(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その利用
(51)【国際特許分類】
   C08L 23/12 20060101AFI20240722BHJP
   C08L 23/16 20060101ALI20240722BHJP
   C08J 5/18 20060101ALI20240722BHJP
   B60R 21/20 20110101ALI20240722BHJP
【FI】
C08L23/12
C08L23/16
C08J5/18 CES
B60R21/20
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2020153210
(22)【出願日】2020-09-11
(65)【公開番号】P2021102747
(43)【公開日】2021-07-15
【審査請求日】2023-03-22
(31)【優先権主張番号】P 2019233317
(32)【優先日】2019-12-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】高橋 俊
(72)【発明者】
【氏名】柳澤 正弘
【審査官】中村 英司
(56)【参考文献】
【文献】特開昭55-016048(JP,A)
【文献】特公昭49-024593(JP,B1)
【文献】特開昭56-061418(JP,A)
【文献】特開昭58-083015(JP,A)
【文献】国際公開第2008/072790(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 23/12
C08L 23/16
C08J 5/18
C08F 297/08
B60R 21/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロピレン単独重合体成分(A)と、下記のエチレン-プロピレン共重合体成分(B)とを含有し、
前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、前記プロピレン単独重合体成分(A)の含有量が40~55質量部であり、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量が45~60質量部である、ヘテロファジックプロピレン重合材料:
エチレン-プロピレン共重合体成分(B);
下記のエチレン-プロピレン共重合体成分(B1)と、下記のエチレン-プロピレン共重合体成分(B2)とを含有し、
前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)の含有量が30~54質量部であり、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)の含有量が6~15質量部である、
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1);
エチレ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み、
エチレンに由来する単量体単位およびプロピレンに由来する単量体単位の合計含有量100質量部に対して、エチレンに由来する単量体単位の含有量が1~50質量部であり、プロピレンに由来する単量体単位の含有量が50~99質量部である、
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2);
エチレ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み、
エチレンに由来する単量体単位およびプロピレンに由来する単量体単位の合計含有量100質量部に対して、エチレンに由来する単量体単位の含有量が80~99質量部であり、プロピレンに由来する単量体単位の含有量が1~20質量部である。
【請求項2】
前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)の含有量が7~13質量部である、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。
【請求項3】
前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)において、エチレンに由来する単量体単位およびプロピレンに由来する単量体単位の合計含有量100質量部に対して、エチレンに由来する単量体単位の含有量が5~50質量部であり、プロピレンに由来する単量体単位の含有量が50~95質量部である、請求項1又は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】
前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、プロピレン単独重合体成分(A)の含有量が45~55質量部であり、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量が45~55質量部である、請求項1~3のいずれか一項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】
前記プロピレン単独重合体成分(A)の粘度が0.80~1.20dl/gである、請求項1~4のいずれか一項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】
前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の粘度が2.00~4.00dl/gである、請求項1~5のいずれか一項に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
【請求項7】
下記の手順(a)~(d)によって得たブツ数測定用シート中に存在する直径100μm以上のブツの数が、シートの面積100cm 当たり2000個以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料:
(a)ヘテロファジックプロピレン重合材料100質量部と、中和剤0.05質量部と、酸化防止剤0.2質量部とを混合する;
(b)得られた混合物を、100メッシュのスクリーンパックが設置された40mm造粒機を用いて、シリンダー温度220℃、スクリュー回転数100rpmで溶融押出を行い、ペレットを得る;
(c)得られたペレットを、スクリュー直径20mmの単軸押出機を用いて、シリンダー温度230℃で溶融押出を行う;
(d)押し出された溶融体を、30℃の冷却水を通水した冷却ロールを用いて冷却し、厚さ50μm~60μmであり、幅60mm~70mmのシート状に成形する。
【請求項8】
前記ブツの数が、100cm当たり800個以下である、請求項7に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
【請求項9】
前記ヘテロファジックプロピレン重合材料が、多段重合方法によって得られた重合材料である、請求項1~8のいずれか一項に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
【請求項10】
請求項1~9のいずれか一項に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料と、エチレンに由来する単量体単位および炭素原子数4~10のα-オレフィンに由来する単量体単位を含むエチレン-α-オレフィン共重合体とを含有する、熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項11】
前記ヘテロファジックプロピレン重合材料の含有量100質量部に対して、前記エチレン-α-オレフィン共重合体の含有量が5~20質量部である、請求項10に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項12】
請求項1~9のいずれか一項に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料、または請求項10もしくは11記載の熱可塑性エラストマー組成物を含有する、成形体。
【請求項13】
請求項1~9のいずれか一項に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料、または請求項10もしくは11に記載の熱可塑性エラストマー組成物を含有する、エアバッグカバー材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はヘテロファジックプロピレン重合材料およびその利用に関する。
【背景技術】
【0002】
オレフィン重合体を含有する熱可塑性エラストマー組成物から成形される成形体は、高い引張強度や引裂強度を有すること、寒冷地での使用にも耐えられるように優れた低温耐衝撃性を有することなどから、例えば、自動車関連の部材を成形するための成形材料として用いられている。
【0003】
しかし熱可塑性エストラマーは、その製造過程において低温衝撃性を改良するにつれて剛性が低下してしまうことが知られている。これに対し、特許文献1には、衝撃強さ/剛性バランスが改善された、異相ポリプロピレン組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表2017-531721号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述のような従来技術では、低温耐衝撃性、引張強度および引張伸びは十分とは云えず、より低温において高い耐衝撃性を備えたヘテロファジックプロピレン重合材料が求められている。
【0006】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温耐衝撃性、引張強度および引張伸びが良好なヘテロファジックプロピレン重合材料およびその関連技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下を包含する。
<1> プロピレン単独重合体成分(A)と、下記のエチレン-プロピレン共重合体成分(B)とを含有し、
前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、前記プロピレン単独重合体成分(A)の含有量が40~70質量部であり、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量が30~60質量部である、ヘテロファジックプロピレン重合材料:
エチレン-プロピレン共重合体成分(B);
下記のエチレン-プロピレン共重合体成分(B1)と、下記のエチレン-プロピレン共重合体成分(B2)とを含有し、
前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)の含有量が15~54質量部であり、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)の含有量が6~15質量部である、
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1);
エチレ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み、
エチレンに由来する単量体単位およびプロピレンに由来する単量体単位の合計含有量100質量部に対して、エチレンに由来する単量体単位の含有量が1~50質量部であり、プロピレンに由来する単量体単位の含有量が50~99質量部である、
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2);
エチレ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み、
エチレンに由来する単量体単位およびプロピレンに由来する単量体単位の合計含有量100質量部に対して、エチレンに由来する単量体単位の含有量が80~99質量部であり、プロピレンに由来する単量体単位の含有量が1~20質量部である。
<2> 前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)の含有量が7~13質量部である、<1>に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
<3> 前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)の含有量が30~50質量部である、<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> 前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)において、エチレンに由来する単量体単位およびプロピレンに由来する単量体単位の合計含有量100質量部に対して、エチレンに由来する単量体単位の含有量が5~50質量部であり、プロピレンに由来する単量体単位の含有量が50~95質量部である、<1>~<3>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
<5> 前記プロピレン単独重合体成分(A)および前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、プロピレン単独重合体成分(A)の含有量が45~55質量部であり、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量が45~55質量部である、<1>~<4>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
<6> 前記プロピレン単独重合体成分(A)の粘度が0.80~1.20dl/gである、<1>~<5>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
<7> 前記エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の粘度が2.00~4.00dl/gである、<1>~<6>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
<8> 下記の手順(a)~(d)によって得たブツ数測定用シート中に存在する直径100μm以上のブツの数が、シートの面積100cm当たり2000個以下である、<1>~<7>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料:
(a)ヘテロファジックプロピレン重合材料100質量部と、中和剤0.05質量部と、酸化防止剤0.2質量部とを混合する;
(b)得られた混合物を、100メッシュのスクリーンパックが設置された40mm造粒機を用いて、シリンダー温度220℃、スクリュー回転数100rpmで溶融押出を行い、ペレットを得る;
(c)得られたペレットを、スクリュー直径20mmの単軸押出機を用いて、シリンダー温度230℃で溶融押出を行う;
(d)押し出された溶融体を、30℃の冷却水を通水した冷却ロールを用いて冷却し、厚さ50μm~60μmであり、幅60mm~70mmのシート状に成形する。
<9> 前記ブツの数が、100cm当たり800個以下である、<8>に記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
<10> 前記ヘテロファジックプロピレン重合材料が、多段重合方法によって得られた重合材料である、<1>~<9>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料。
<11> <1>~<10>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料と、エチレンに由来する単量体単位および炭素原子数4~10のα-オレフィンに由来する単量体単位を含むエチレン-α-オレフィン共重合体とを含有する、熱可塑性エラストマー組成物。
<12> 前記ヘテロファジックプロピレン重合材料の含有量100質量部に対して、前記エチレン-α-オレフィン共重合体の含有量が5~20質量部である、<11>に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
<13> <1>~<10>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料、または<11>もしくは<12>に記載の熱可塑性エラストマー組成物を含有する、成形体。
<14> <1>~<10>のいずれか一つに記載のヘテロファジックプロピレン重合材料、または<11>もしくは<12>に記載の熱可塑性エラストマー組成物を含有する、エアバッグカバー材。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係るヘテロファジックプロピレン重合材料によれば、低温耐衝撃性、引張強度および引張伸びが良好な成形体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書においては特記しない限り、数値範囲を表す「A~Bx、(xは単位を表す)」は、「Ax以上、Bx以下」を意図する。
【0010】
1.ヘテロファジックプロピレン重合材料
本明細書中において、ヘテロファジックプロピレン重合材料は、プロピレン単独重合体成分(A)と、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)とを含有する組成物である。ここで、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)は、エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)、及びエチレン-プロピレン共重合体成分(B2)を含んでなる。
【0011】
ヘテロファジックプロピレン重合材料は、通常、多段重合によって得られ、ランダムに重合したセグメントの重合体を含みつつ、プロピレン単独重合体成分(A)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B)のうちの、プロピレン単独重合体成分(A)を主な成分とするマトリックス(連続相ともいう)中に、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)を主な成分とする分散相が均一に分散した海島構造を有している。セグメントには、プロピレン単独重合体成分(A)のセグメント、エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)のセグメント、及びエチレン-プロピレン共重合体成分(B2)のセグメントが含まれ、これらがランダムに重合することでセグメントの重合体が形成されている。
【0012】
〔プロピレン単独重合体成分(A)〕
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料におけるプロピレン単独重合体成分(A)の含有量は、プロピレン単独重合体成分(A)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量100質量部に対して、40~70質量部である。該含有量は、45質量部以上であることが好ましく、47質量部以上であることがより好ましい。また、該含有量は、55質量部以下であることが好ましく、51質量部以下であることがより好ましい。
【0013】
プロピレン単独重合体成分(A)の含有量が40質量部以上であることにより、ヘテロファジックプロピレン重合材料において、プロピレン単独重合体成分(A)のマトリクスを好適に形成することができる。よって、ヘテロファジックプロピレン重合材料に高い剛性をもたらすことができる。また、ヘテロファジックプロピレン重合材料は、プロピレン単独重合体成分(A)の含有量が70質量部以下であることにより高い剛性のみならず、耐衝撃性を備えた成形体材料を得ることができる。
【0014】
以下、本明細書において、「プロピレン単独重合体成分(A)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B)の合計含有量」を、「成分合計含有量」と省略する場合が有る。
【0015】
〔エチレン-プロピレン共重合体成分(B)〕
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料におけるエチレン-プロピレン共重合体成分(B)は、エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)と、エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)とを含有する。以下、本明細書において、「エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)」を、「成分(B1)」と省略する場合が有る。また、「エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)」を、「成分(B2)」と省略する場合が有る。
【0016】
本発明の一実施形態に係る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-プロピレン共重合体成分(B)の含有量は、成分合計含有量100質量部に対して、30~60質量である。該含有量は、45質量部以上であることが好ましく、49質量部以上であることがより好ましい。
【0017】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量が30質量部以上であることにより、ヘテロファジックプロピレン重合材料に高い耐衝撃性をもたらすことができる。さらに、相対的にプロピレン単独重合体成分(A)の含有量を少なくすることができるため、後述するブツの数を低減させることができ、さらに55質量部以上であることにより、ブツの数を大幅に低減させることができる。これにより、非塗装用途に好適な外観を有する成形体を得るためにより好適なヘテロファジックプロピレン重合材料を得ることができる。また、ヘテロファジックプロピレン重合材料は、エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)とエチレン-プロピレン共重合体成分(B2)とからなるエチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量が60質量部以下であることにより、高い剛性と高い耐衝撃性とを備え、かつ低温耐衝撃性に優れた成形体材料として用いることができる。
【0018】
(エチレン-プロピレン共重合体成分(B1))
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)は、エチレ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む。成分(B1)において、エチレンに由来する単量体単位およびプロピレンに由来する単量体単位の合計含有量100質量部に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量は1~50質量部であり、プロピレンに由来する単量体単位の含有量は50~99質量部である。
【0019】
中でも成分(B1)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量は、5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、20質量部以上であることがさらに好ましい。また、該含有量は、50質量部以下であることが好ましく、45質量部以下であることがより好ましく、40質量部以下であることがさらに好ましい。成分(B1)における、プロピレンに由来する単量体単位の含有量は、50質量部以上であることが好ましく、55質量部以上であることがより好ましく、60質量部以上であることがさらに好ましい。また、該含有量は、95質量部以下であることが好ましく、90質量部以下であることがより好ましく、80質量部以下であることがさらに好ましい。
【0020】
成分(B1)のエチレンに由来する単量体単位の含有量が上記の範囲内おいて減らすと、室温においても引張強度および引張伸びといった機械的強度が良好な成形体材料を得ることができる。
【0021】
本発明の一実施形態における成分(B1)の含有量は、成分合計含有量100質量部に対して15~54質量部である。該含有量は、30質量部以上であることが好ましく、35質量部以上であることがより好ましい。また、該含有量は、50質量部以下であることが好ましく、45質量部以下であることがより好ましい。成分(B1)の含有量が、上記の範囲内であることにより、成分(B2)を含んでいても、室温における引張強度および引張伸びが損なわれることを抑制できる。
【0022】
(エチレン-プロピレン共重合体成分(B2))低温耐衝撃
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)は、エチレ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む。成分(B2)において、エチレンに由来する単量体単位およびプロピレンに由来する単量体単位の合計含有量100質量部に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量は80~99質量部であり、プロピレンに由来する単量体単位の含有量は1~20質量部である。
【0023】
中でも成分(B2)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量は、83質量部以上であることが好ましく、85質量部以上であることがより好ましい。また、該含有量は、95質量部以下であることが好ましく、93質量部以下であることがより好ましい。成分(B2)における、プロピレンに由来する単量体単位の含有量は、5質量部以上であることが好ましく、7質量部以上であることがより好ましい。また、該含有量は、17質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であることがより好ましい。
【0024】
また、成分(B2)の含有量は、成分合計含有量100質量部に対して6~15質量部である。該含有量は、7質量部以上であることが好ましい。また、該含有量は、13質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましい。
【0025】
上記の範囲内において、成分(B2)の含有量を増やすと、引張強度および引張伸びが良好な成形体材料を得ることができる。さらに、本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料は、エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)を成分合計含有量100質量部に対して5~15質量部含有することにより、極寒条件(例えば、-40℃以下)においても高い耐衝撃性を備えることができる。ここで、ヘテロファジックプロピレン重合材料から得られる成形体が低温における耐衝撃性を備えている。このような極寒条件下において、高い耐衝撃性を有しているため、寒冷地において使用される成形体、例えば自動車関連の部材を成形するための成形材料として利用することができる。
【0026】
(任意成分)
本発明の一実施形態における成分(B1)および成分(B2)は、任意で、炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する単量体単位を含んでいてもよい。この場合、成分(B1)および成分(B2)と炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する単量体単位とは、ランダム共重合体を形成していてもブロック共重合体を形成していてもよい。
【0027】
このような共重合体としては、例えば、プロピレン-エチレン共重合体、プロピレン-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-オクテン共重合体等が挙げられる。中でも、プロピレン-エチレン共重合体やプロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体であることが好ましい。
【0028】
成分(B1)における炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する単量体単位の含有量は、成分(B1)100質量部に対して1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、10質量部以上であることがさらに好ましい。また、該含有量は、100質量部以下であることが好ましく、95質量部以下であることがより好ましく、90質量部以下であることがさらに好ましい。該含有量がこの範囲内にあることは、低温衝撃性の観点から好ましい。該単量体単位の含有量は、例えば、赤外分光法により求めることが可能である。
【0029】
成分(B2)における炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する単量体単位の含有量は、成分(B2)100質量部に対して1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、10質量部以上であることがさらに好ましい。また、該含有量は、100質量部以下であることが好ましく、95質量部以下であることがより好ましく、90質量部以下であることがさらに好ましい。該含有量がこの範囲内にあることは、低温衝撃性の観点から好ましい。
【0030】
炭素原子数が4~12の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-へプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、2-エチル-1-ヘキセン、および2,2,4-トリメチル-1-ペンテン等が挙げられる。これらは、単独または2種以上組み合わせて用いることが可能である。
【0031】
成分(B1)に含まれるα-オレフィンは、好ましくは、炭素原子数4~8のα-オレフィンである。成分(B2)に含まれるα-オレフィンは、好ましくは、炭素原子数4~8のα-オレフィンである。
【0032】
成分(B1)および成分(B2)が炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する単量体単位を含む場合、成分(B1)および成分(B2)の含有量は、次の通りである。すなわち、成分(B1)と成分(B2)との合計量100質量部に対して、成分(B1)の含有量は65~90質量部である。成分(B2)の含有量は10~35質量部である。成分(B1)および成分(B2)の含有量がこの範囲内にあることは、低温衝撃性、引張強度および引張伸びの観点から好ましい。
【0033】
(成分(B1)および成分(B2)の含有量の算出)
プロピレン単独重合体成分(A)および成分(B1)は、115℃でオルトジクロロベンゼンに溶解するが、成分(B2)は、115℃ではオルトジクロロベンゼンに溶解しない。そのため、各成分の含有量は、115℃におけるオルトジクロロベンゼンに対する溶解度の差を利用して分析することができる。一例において、温度勾配相互作用クロマトグラフィー(TG-IC)を用いることで、ヘテロファジックプロピレン重合材料中の成分(B2)の含有量を算出することができる。具体的な方法は以下の通りである。
【0034】
まず、試料ヘテロファジックプロピレン重合材料20mgを、0.05wt%で2-6-ジターシャリーブチルトルエン(BHT)を含有するオルトジクロロベンゼン20ml中で、160℃で60分間加熱撹拌し、濃度1.0mg/mlの試料溶液を調製する。該試料溶液を、TG-IC装置中で160℃に保持されたグラファイト充填カラムに0.5ml注入して、20分間保持させる。次いで、グラファイト充填カラムの温度を20℃/分の速度で115℃まで降温させ、115℃で20分間保持させる。このとき、115℃のオルトジクロロベンゼンに溶解しない不溶成分(成分(B2))が溶出する。この不溶成分の溶出量を、赤外分光光度計を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC;TG-IC装置に内蔵)で測定し、115℃における溶出量を求める。
【0035】
次いで、グラファイト充填カラムの温度を20℃/分の速度で119℃に上昇させ、約19分間保持した後、119℃における不溶成分の溶出量をGPCで測定する。同様にしてグラファイト充填カラムの温度を123℃、127℃、131℃、135℃、139℃、143℃、147℃、151℃、155℃および160℃まで順に上昇させ、各温度条件における不溶成分の溶出量を測定する。
【0036】
ここで、プロピレン単独重合体成分(A)および成分(B1)は、115℃でオルトジクロロベンゼンに溶解するが、成分(B2)は、115℃ではオルトジクロロベンゼンに溶解しない。そのため、ヘテロファジックプロピレン重合材料中の成分(B2)の含有量(XB2)は、全溶出量(すなわち、115℃~160℃の各温度での溶出量の総和)に対する119℃以上での溶出量(すなわち、119℃~160℃の各温度での溶出量の総和)の割合(質量%)として算出できる。含有量(XB2)は、115~160℃において溶出し得る不溶成分の全量に対する、119~160℃において溶出し得る不溶成分の全量(質量%)として算出することもできる。また、含有量(XB2)は、160℃における試料溶液の可溶成分(溶質)に対する、160℃における試料溶液の可溶成分と115℃における試料溶液の可溶成分との差分の割合(質量%)を求めることによっても算出できる。
【0037】
ヘテロファジックプロピレン重合材料中の成分(B1)の含有量(XB1)は、下式により求められる。
【0038】
(XB1)=(X)-(XB2
ここで、(X)は、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量を表す。
【0039】
ヘテロファジックプロピレン重合材料中における成分(B2)のエチレンに由来する単量体単位の含有量(YB2)は、下式により求められる。
【0040】
(YB2)=(W119℃×E119℃+W123℃×E123℃+W127℃×E127℃+W131℃×E131℃+W135℃×E135℃+W139℃×E139℃+W143℃×E143℃+W147℃×E147℃+W151℃×E151℃+W155℃×E155℃+W160℃×E160℃)/W
=(W119℃+W123℃+W127℃+W131℃+W135℃+W139℃+W143℃+W147℃+W151℃+W155℃+W160℃
=0.5204×T(℃)+20.932 …(1)
ここで、Wは、全溶出量に対する、温度T(℃)において溶出した量(質量%)であり、昇温後の溶質量と昇温前の溶質量との差分に等しい。Eは、温度T(℃)の条件下でオルトジクロロベンゼンに濃度1.0mg/mlで溶解するエチレン-プロピレン共重合体成分が含有し得る、エチレンに由来する単量体単位の最大量(質量%)に相当する値である。ただし、Eが100(質量%)を超える場合、E=100(質量%)とする。上述の(1)は、得られるヘテロファジックプロピレン重合材料の種類に応じて、変化し得るが、ヘテロファジックプロピレン重合材料における成分(B2)の溶出温度とエチレン含量の関係から導き出された経験式である。実施例の欄において、当該式の作成方法について詳述する。
【0041】
ヘテロファジックプロピレン重合材料中における成分(B1)のエチレンに由来する単量体単位の含有量(YB1)は、下式により求められる。
【0042】
(YB1)=((X)×(Y)-(XB2)×(YB2))/(XB1
【0043】
2.ヘテロファジックプロピレン重合材料の物性
〔極限粘度〕
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料の極限粘度は、粘度が1.0dl/g以上であることが好ましく、1.5dl/g以上であることがより好ましく、1.8dl/g以上であることがさらに好ましい。また、ヘテロファジックプロピレン重合材料の粘度は、3.0dl/g以下であることが好ましく、2.5dl/g以下であることがより好ましく、2.2dl/g以下であることがさらに好ましい。ヘテロファジックプロピレン重合材料の粘度がこの範囲内にあることは、成形体の低温耐衝撃性および剛性を良好にする観点から好ましい。
【0044】
本発明の一実施形態におけるプロピレン単独重合体成分(A)は、粘度が0.80dl/g以上であることが好ましく、0.9dl/g以上であることがより好ましい。また、プロピレン単独重合体成分(A)の粘度は、1.20dl/g以下であることが好ましく、1.1dl/g以下であることがより好ましい。プロピレン単独重合体成分(A)の粘度がこの範囲内にあることは、成形体の低温耐衝撃性および剛性を良好にする観点から好ましい。
【0045】
本発明の一実施形態におけるエチレン-プロピレン共重合体成分(B)は、粘度が2.00dl/g以上であることが好ましく、2.2dl/g以上であることがより好ましい。また、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の粘度は、4.00dl/g以下であることが好ましく、3.5dl/g以下であることがより好ましく、3.3dl/g以下であることがさらに好ましい。エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の粘度がこの範囲内にあることは、成形体の低温耐衝撃性、引張強度および引張伸びを良好にする観点から好ましい。
【0046】
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料およびプロピレン単独重合体成分(A)の粘度は、温度135℃、テトラリン中で測定される極限粘度であり、一例において、「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により求めることができる。すなわち、還元粘度を濃度に対してプロットし、濃度をゼロに外挿する外挿法によって求められる粘度である。還元粘度は、温度135℃、テトラリン溶媒の条件で、ウベローデ型粘度計により、濃度0.1g/dL、0.2g/dLおよび0.5g/dLの3点を測定する。エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の極限粘度は、ヘテロファジックプロピレン重合材料およびプロピレン単独重合体成分(A)の極限粘度に基づいて算出することができる。
【0047】
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料、プロピレン単独重合体成分(A)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B)の極限粘度[η]は、それぞれの成分を重合する際、重合槽の気相部の水素濃度を調整することによって制御することができる。
【0048】
〔ブツ(不溶融物)〕
ヘテロファジックプロピレン重合材料は、その製造過程において、一般的に「ブツ」と呼ばれる不溶融粒子(infusible particle)を含み得る。当該ブツはヘテロファジックプロピレン重合材料を溶融成形したときにおいても、当該ヘテロファジックプロピレン重合材料のマトリックス中に溶け込まず異物として確認される程の大きさを有している。不溶融粒子は、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)を主たる成分とする不溶融粒子であり得る。
【0049】
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料は、下記の手順(a)~(d)によって得たブツ数測定用シート中に存在する直径100μm以上のブツの数が、シートの面積100cm当たり2000個以下であることが好ましい。外観、引張強度、引張伸びの観点から、ブツの数は少ないほど好ましく、例えば1000個以下であることがより好ましく、800個以下であることがさらに好ましい。
(a)ヘテロファジックプロピレン重合材料100質量部と、中和剤0.05質量部と、酸化防止剤0.2質量部とを混合する。
(b)得られた混合物を、100メッシュのスクリーンパックが設置された40mm造粒機を用いて、シリンダー温度220℃、スクリュー回転数100rpmで溶融押出を行い、ペレットを得る。
(c)得られたペレットを、スクリュー直径20mmの単軸押出機を用いて、シリンダー温度230℃で溶融押出を行う。
(d)押し出された溶融体を、30℃の冷却水を通水した冷却ロールを用いて冷却し、厚さ50μm~60μmであり、幅60mm~70mmのシート状に成形する。
【0050】
ブツ数の測定方法は、特に限られない。例えば、スキャナでブツ数測定用シートの表面を読み取り、得られる画像をコンピュータに取り込み、市販の画像解析ソフトを用いて2値化処理を行って数える方法が挙げられる。この場合、例えばブツ数測定用シートの表面画像を900dpi、8bitの条件でコンピュータに取り込み、閾値が120以上の部分を白、120未満の部分を黒として、白部分をブツとして数えることができる。ブツの直径は、ブツの円相当径とすればよい。
【0051】
ブツ数は、上述の通りエチレン-プロピレン共重合体成分(B)に起因するものであるが、後述する多段重合方法によってプロピレン単独重合体成分(A)を重合させることで、ブツ数を低減させることができ、非塗装用用途に好適な外観を有するヘテロファジックプロピレン重合材料が得られる。なお、重合時の諸条件を変更することで、さらにブツ数を低減させることができる。このような条件としては、多段重合方法における反応領域の数(例えば、プロピレン単独重合体成分(A)の重合では、6~10個とすることが好ましい)、および工程ごとの重合体の重合反応器での平均滞留時間(詳細は後述する)等を挙げることができる。
【0052】
〔その他の物性〕
ヘテロファジックプロピレン重合材料の融解温度は、得られる成形体の剛性の観点から、好ましくは155℃以上であり、より好ましくは160℃以上ある。また、この融解温度は、通常175℃以下である。融解温度は、示差走査熱量計により測定される昇温操作時の示差走査熱量曲線において、ピーク温度が最も大きい吸熱ピークのピーク温度である。示差走査熱量計による示差走査熱量曲線の測定は、次の条件で行い、昇温操作での示差走査熱量曲線から融解温度を求めるとよい。例えば、融解温度は、以下の測定条件にて求めるとよい。
降温操作:ヘテロファジックプロピレン重合材料を220℃で融解させ、次いで、220℃から-90℃まで5℃/分の降温速度で降温する。
昇温操作:降温の操作後、直ちに-90℃から200℃まで5℃/分で昇温する。
【0053】
ヘテロファジックプロピレン重合材料の融解温度は、射出成形時における成形体の離型性の観点からは、好ましくは155℃以上であり、より好ましくは160℃以上ある。また、この融解温度は、通常175℃以下である。融解温度の測定条件の例は上述の通りである。
【0054】
3.ヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料は、多段重合方法によって得られた重合材料である。ヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法としては、以下の製造方法1および製造方法2が挙げられる。
<製造方法1> 工程(1-1)と工程(1-2)とを含むヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法
工程(1-1):プロピレン重合触媒の存在下、多段重合方法により、プロピレンを単独重合して、プロピレン単独重合体成分(A)を得る工程。
工程(1-2):上記工程で得られたプロピレン単独重合体成分(A)の存在下、多段重合方法により、エチレンと、プロピレンと、必要に応じて炭素原子数4~12のα-オレフィンとを共重合して、プロピレン単独重合体成分(A)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B)を含有するヘテロファジックプロピレン重合材料を得る工程。
<製造方法2> 工程(2-1)と工程(2-2)とを含むヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法
工程(2-1):プロピレン重合触媒の存在下、多段重合方法により、エチレンと、プロピレンと、必要に応じて炭素原子数4~12のα-オレフィンとを共重合して、エチレン-プロピレン共重合体成分(B)を得る工程。
工程(2-2):上記工程で得られたエチレン-プロピレン共重合体成分(B)の存在下、多段重合方法により、プロピレンを単独重合して、プロピレン単独重合体成分(A)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B)を含有するヘテロファジックプロピレン重合材料を得る工程。
【0055】
本発明において、多段重合方法とは、直列に接続された複数の反応領域において、重合触媒の存在下、モノマーを重合する重合方法であって、下記工程a~工程cを含む重合方法である。なお、直列に接続された反応領域の数が3以上である場合、第3の反応領域以降の反応領域においても、以下の工程bおよび工程cに相当する工程を行う。
工程a:最上流の第1の反応領域へ、重合触媒とモノマーとを供給し、該モノマーを重合することにより、重合体を得る工程。
工程b:第1の反応領域で得られた重合体を、第1の反応領域に接続された第2の反応領域へ移送する工程。
工程c:前記第2の反応領域へモノマーを供給し、前記第1の反応領域で得られた重合体の存在下、モノマーを重合することにより、重合体を得る工程。
【0056】
前記工程(1-1)および(2-2)では、塊状重合法、溶媒重合法、気相重合法等を用いてもよく、これらの組み合わせてもよく、塊状重合法と気相重合法との組み合わせが好ましい。前記工程(1-2)または(2-1)では、重合法は限定されないが、気相重合法を用いることが好ましい。
【0057】
上記多段重合としては、一つの反応器中に一つの反応領域を有する反応器が、直列に複数接続された反応装置中で行う場合と、一つの反応器中に複数の反応領域を有する反応器中で行う場合と、一つの反応器中に一つの反応領域を有する反応器と、一つの反応器中に複数の反応領域を有する反応器とが接続された反応装置中で行う場合と、が挙げられる。一つの反応器中に複数の反応領域を有する反応器としては、多段噴流層型反応器が挙げられる。
【0058】
多段重合方法における反応領域の数は特に限定されない。ブツ数を低減させる観点からは、前記工程(1-1)または前記工程(2-2)、すなわちプロピレン単独重合体成分(A)の重合では、多段重合方法の反応領域の数は6~10が好ましい。前記工程(1-2)または前記工程(2-1)では、多段重合方法の反応領域の数は2~5が好ましい。
【0059】
気相重合により重合を行う場合、前記工程(1-2)または前記工程(2-1)は、水素濃度が0.4mol%より高く、且つ10mol%以下である雰囲気下において行うことが好ましい。該水素濃度は、より好ましくは0.5~5.0mol%である。これにより、本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料、プロピレン単独重合体成分(A)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B)の極限粘度[η]が良好になる。
【0060】
本発明の一実施形態における成分(B2)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量の観点から、前記工程(1-2)または前記工程(2-1)におけるエチレンガス濃度は、プロピレンガス濃度およびエチレンガス濃度の合計に対して、40~70mol%とすることが好ましく、40~65mol%とすることがより好ましく、43~55mol%とすることがさらに好ましい。
【0061】
ヘテロファジックプロピレン重合材料中の成分(B2)の含有量の観点から、前記工程(1-1)または前記工程(2-2)の重合温度は30~100℃とすることが好ましく、50~90℃とすることがより好ましく、60~90℃とすることがさらに好ましい。また、同観点から、前記工程(1-2)および前記工程(2-1)の重合温度は40~90℃とすることが好ましく、50~90℃とすることがより好ましく、60~80℃とすることがさらに好ましい。
【0062】
ヘテロファジックプロピレン重合材料における成分(B2)の含有量の観点から、前記工程(1-1)または前記工程(2-2)の重合圧力は0.5~10.0MPaであることが好ましく、1.0~5.0MPaであることがより好ましく、1.5~4.0MPaであることがさらに好ましい。また、同観点から、前記工程(1-2)および前記工程(2-1)における重合圧力は0.5~10.0MPaとすることが好ましく、0.7~5.0MPaであることがより好ましく、1.0~3.0MPaであることがさらに好ましい。
【0063】
ヘテロファジックプロピレン重合材料における成分(B2)の含有量の観点から、前記工程(1-1)または前記工程(2-2)の重合体の重合反応器における平均滞留時間は0.1~10.0hrとすることが好ましく、0.5~6.0hrとすることがより好ましく、1.0~4.0hrとすることがさらに好ましい。また、同観点から、前記工程(1-2)および前記工程(2-1)の重合体の重合反応器における平均滞留時間は0.1~10.0hrとすることが好ましく、0.5~6.0hrとすることがより好ましく、1.0~4.0hrとすることがさらに好ましい。
【0064】
ブツ数を低減させる観点からは、前記工程(1-1)または前記工程(2-2)の重合体の重合反応器における平均滞留時間は0.5~6.0hrとすることが好ましく、1.0~4.0hrとすることがより好ましい。また、同観点から、前記工程(1-2)および前記工程(2-1)の重合体の重合反応器における平均滞留時間は0.5~6.0hrとすることが好ましく、1.0~4.0hrとすることがより好ましい。
【0065】
本発明の一実施形態において、多段重合の1段目では、例えばベッセル型反応器を用いることができる。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。
【0066】
次いで、多段重合の2段目では、例えば気相反応器を用いることができる。重合温度は、例えば40~80℃とすることが好ましく、40~75℃とすることがより好ましい。重合圧力は、例えば常圧~10MPaGとすることが好ましく、常圧~2.0MPaGとすることがより好ましい。
【0067】
次いで、多段重合の3段目では、例えば気相反応器を用いることができる。重合温度は、例えば0~120℃とすることが好ましい。重合圧力は、例えば常圧~10MPaGとすることが好ましく、常圧~2.0MPaGとすることがより好ましい。水素濃度は例えば0.4~10vol%とすることが好ましい。
【0068】
次いで、多段重合の4段目では、例えば気相反応器を用いることができる。重合温度は、例えば0~120℃とすることが好ましい。重合圧力は、例えば常圧~10MPaGとすることが好ましく、常圧~2.0MPaGとすることがより好ましい。水素濃度は例えば0.4~10vol%とすることが好ましい。
【0069】
本発明の一実施形態において、ヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法において好ましく使用されるプロピレン重合触媒として、固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物とを接触させることによって得られるプロピレン重合触媒が挙げられる。本発明の別の実施形態において、ヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法において好ましく使用されるプロピレン重合触媒として、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得られるプロピレン重合触媒が挙げられる。
【0070】
上記固体触媒成分としては、モノエステル化合物、脂肪族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内部電子供与体と、チタン原子と、マグネシウム原子と、ハロゲン原子とを含み、下記要件(i)~(iv)を満たす、固体触媒成分を好ましく使用することができる。
(i)規格ISO15901-1:2005に従い、水銀圧入法により測定される全細孔容積が0.95~1.80mL/gであり、且つ、規格ISO15901-1:2005に従い、水銀圧入法により測定される比表面積が60~170m/gである。
(ii)規格ISO13320:2009に従い、レーザ回折・散乱法により測定される体積基準の粒子径分布において、10μm以下である成分の累積百分率が6.5%以下である。
(iii)規格ISO15472:2001に従い、X線光電子分光法(XPS)により得られる酸素原子の1s軌道に帰属されるピークを波形分離して得られるピーク成分のうち、結合エネルギーが532eV以上、且つ、534eV以下の範囲にピークトップを有するピーク成分の面積(F)に対する、結合エネルギーが529eV以上、且つ、532eV未満の範囲にピークトップを有するピーク成分の面積(G)の比(G/F)が0.33以下である。
(iv)チタン原子含有量が1.50~3.40質量%である。
【0071】
このような固体触媒成分は、例えば、ハロゲン化チタン化合物および溶媒を含むハロゲン化チタン化合物溶液と、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を有する製造方法であって、当該工程において、下記式(2)で表されるCに対する下記式(1)で表されるAの比(A/C)が、3以下である、固体触媒成分の製造方法によって製造することができる。
A=a/b ・・・(1)
C=a/c ・・・(2)
a:ハロゲン化チタン化合物溶液に含まれるハロゲン化チタン化合物の体積(mL)
b:ハロゲン化チタン化合物溶液に含まれる溶媒の体積(mL)
c:固体生成物を含むスラリーに含まれる溶媒の体積(mL)
【0072】
内部電子供与体として用いられるモノエステル化合物としては、芳香族カルボン酸エステル化合物および脂肪族カルボン酸エステル化合物が好ましい。芳香族カルボン酸エステル化合物としては、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸ペンチル、安息香酸ヘキシル、安息香酸オクチル、トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、トルイル酸プロピル、トルイル酸ブチル、トルイル酸ペンチル、トルイル酸ヘキシルおよびトルイル酸オクチル等が挙げられる。脂肪族カルボン酸エステル化合物としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸オクチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸オクチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、酪酸ブチル、酪酸ペンチル、酪酸ヘキシル、酪酸オクチル、吉草酸メチル、吉草酸エチル、吉草酸プロピル、吉草酸ブチル、吉草酸ペンチル、吉草酸ヘキシル、吉草酸オクチル、カプロン酸メチル、カプロン酸エチル、カプロン酸プロピル、カプロン酸ブチル、カプロン酸ペンチル、カプロン酸ヘキシル、カプロン酸オクチル、エナント酸メチル、エナント酸エチル、エナント酸プロピル、エナント酸ブチル、エナント酸ペンチル、エナント酸ヘキシル、エナント酸オクチル、カプリル酸メチル、カプリル酸エチル、カプリル酸プロピル、カプリル酸ブチル、カプリル酸ペンチル、カプリル酸ヘキシル、カプリル酸オクチル、ペラルゴン酸メチル、ペラルゴン酸エチル、ペラルゴン酸プロピル、ペラルゴン酸ブチル、ペラルゴン酸ペンチル、ペラルゴン酸ヘキシル、ペラルゴン酸オクチル、カプリン酸メチル、カプリン酸エチル、カプリン酸プロピル、カプリン酸ブチル、カプリン酸ペンチル、カプリン酸ヘキシル、カプリン酸オクチル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸プロピル、ラウリン酸ブチル、ラウリン酸ペンチル、ラウリン酸ヘキシル、ラウリン酸オクチル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸プロピル、ミリスチン酸ブチル、ミリスチン酸ペンチル、ミリスチン酸ヘキシル、ミリスチン酸オクチル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸プロピル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸ペンチル、パルミチン酸ヘキシル、パルミチン酸オクチル、マルガリン酸メチル、マルガリン酸エチル、マルガリン酸プロピル、マルガリン酸ブチル、マルガリン酸ペンチル、マルガリン酸ヘキシル、マルガリン酸オクチル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ペンチル、ステアリン酸ヘキシルおよびステアリン酸オクチル等が挙げられる。
【0073】
内部電子供与体として用いられる脂肪族ジカルボン酸エステル化合物としては、エタン二酸ジメチル、エタン二酸ジエチル、エタン二酸ジプロピル、エタン二酸ジブチル、エタン二酸ジペンチル、エタン二酸ジヘキシル、エタン二酸ジオクチル、プロパン二酸ジメチル、プロパン二酸ジエチル、プロパン二酸ジプロピル、プロパン二酸ジブチル、プロパン二酸ジペンチル、プロパン二酸ジヘキシル、プロパン二酸ジオクチル、ブタン二酸ジメチル、ブタン二酸ジエチル、ブタン二酸ジプロピル、ブタン二酸ジブチル、ブタン二酸ジペンチル、ブタン二酸ジヘキシル、ブタン二酸ジオクチル、ペンタン二酸ジメチル、ペンタン二酸ジエチル、ペンタン二酸ジプロピル、ペンタン二酸ジブチル、ペンタン二酸ジペンチル、ペンタン二酸ジヘキシル、ペンタン二酸ジオクチル、ヘキサン二酸ジメチル、ヘキサン二酸ジエチル、ヘキサン二酸ジプロピル、ヘキサン二酸ジブチル、ヘキサン二酸ジペンチル、ヘキサン二酸ジヘキシル、ヘキサン二酸ジオクチル、(E)-ブタ-2-エン二酸ジメチル、(E)-ブタ-2-エン二酸ジエチル、(E)-ブタ-2-エン二酸ジプロピル、(E)-ブタ-2-エン二酸ジブチル、(E)-ブタ-2-エン二酸ジペンチル、(E)-ブタ-2-エン二酸ジヘキシル、(E)-ブタ-2-エン二酸ジオクチル、(Z)-ブタ-2-エン二酸ジメチル、(Z)-ブタ-2-エン二酸ジエチル、(Z)-ブタ-2-エン二酸ジプロピル、(Z)-ブタ-2-エン二酸ジブチル、(Z)-ブタ-2-エン二酸ジペンチル、(Z)-ブタ-2-エン二酸ジヘキシル、(Z)-ブタ-2-エン二酸ジオクチル、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジメチル、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジプロピル、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジブチル、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジペンチル、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジヘキシル、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジオクチル、1,2-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジメチル、1,2-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、1,2-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジプロピル、1,2-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジブチル、1,2-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジペンチル、1,2-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジヘキシル、1,2-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジオクチル、3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジメチル、3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジプロピル、3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジブチル、3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジペンチル、3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジヘキシル、3-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジオクチル、3、6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジメチル、3、6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジエチル、3、6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジプロピル、3、6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジブチル、3、6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジペンチル、3、6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジヘキシルおよび3、6-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジオクチル等が挙げられる。
【0074】
内部電子供与体として用いられるジオールジエステル化合物としては、1,2-ジベンゾエートプロパン、1,2-ジアセチルオキシプロパン、1,2-ジベンゾエートブタン、1,2-ジアセチルオキシブタン、1,2-ジベンゾエートシクロヘキサン、1,2-ジアセチルオキシシクロヘキサン、1,3-ジベンゾエートプロパン、1,3-ジアセチルオキシプロパン、2,4-ジベンゾエートペンタン、2,4-ジアセチルオキシペンタン、1,2-ジベンゾエートシクロペンタン、1,2-ジアセチルオキシシクロペンタン、1,2-ジベンゾエート-4-tert-ブチル-6-メチルベンゼン、1,2-ジアセチルオキシ-4-tert-ブチル-6-メチルベンゼン、1,3-ジベンゾエート-4-tert-ブチル-6-メチルベンゼンおよび1,3-ジアセチルオキシ-4-tert-ブチル-6-メチルベンゼン等が挙げられる。
【0075】
内部電子供与体として用いられるβ-アルコキシエステル化合物としては、2-メトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸メチル、2-メトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル、2-メトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸プロピル、2-メトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ブチル、2-メトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ペンチル、2-メトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ヘキシル、2-メトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸オクチル、3-メトキシ-2-フェニルプロピオン酸メチル、3-メトキシ-2-フェニルプロピオン酸エチル、3-メトキシ-2-フェニルプロピオン酸プロピル、3-メトキシ-2-フェニルプロピオン酸ブチル、3-メトキシ-2-フェニルプロピオン酸ペンチル、3-メトキシ-2-フェニルプロピオン酸ヘキシル、3-メトキシ-2-フェニルプロピオン酸オクチル、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸メチル、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸プロピル、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ブチル、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ペンチル、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ヘキシル、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸オクチル、3-エトキシ-2-フェニルプロピオン酸メチル、3-エトキシ-2-フェニルプロピオン酸エチル、3-エトキシ-2-フェニルプロピオン酸プロピル、3-エトキシ-2-フェニルプロピオン酸ブチル、3-エトキシ-2-フェニルプロピオン酸ペンチル、3-エトキシ-2-フェニルプロピオン酸ヘキシル、3-エトキシ-2-フェニルプロピオン酸オクチル、2-プロピルオキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸メチル、2-プロピルオキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル、2-プロピルオキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸プロピル、2-プロピルオキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ブチル、2-プロピルオキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ペンチル、2-プロピルオキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸ヘキシル、2-プロピルオキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸オクチル、3-プロピルオキシ-2-フェニルプロピオン酸メチル、3-プロピルオキシ-2-フェニルプロピオン酸エチル、3-プロピルオキシ-2-フェニルプロピオン酸プロピル、3-プロピルオキシ-2-フェニルプロピオン酸ブチル、3-プロピルオキシ-2-フェニルプロピオン酸ペンチル、3-プロピルオキシ-2-フェニルプロピオン酸ヘキシル、3-プロピルオキシ-2-フェニルプロピオン酸オクチル、2-メトキシベンゼンカルボン酸メチル、2-メトキシベンゼンカルボン酸エチル、2-メトキシベンゼンカルボン酸プロピル、2-メトキシベンゼンカルボン酸ブチル、2-メトキシベンゼンカルボン酸ペンチル、2-メトキシベンゼンカルボン酸ヘキシル、2-メトキシベンゼンカルボン酸オクチル、2-エトキシベンゼンカルボン酸メチル、2-エトキシベンゼンカルボン酸エチル、2-エトキシベンゼンカルボン酸プロピル、2-エトキシベンゼンカルボン酸ブチル、2-エトキシベンゼンカルボン酸ペンチル、2-エトキシベンゼンカルボン酸ヘキシルおよび2-エトキシベンゼンカルボン酸オクチル等が挙げられる。
【0076】
内部電子供与体として用いられるジエーテル化合物としては、1,2-ジメトキシプロパン、1,2-ジエトキシプロパン、1,2-ジプロピルオキシプロパン、1,2-ジブトキシプロパン、1,2-ジ-tert-ブトキシプロパン、1,2-ジフェノキシプロパン、1,2-ジベンジルオキシプロパン、1,2-ジメトキシブタン、1,2-ジエトキシブタン、1,2-ジプロピルオキシブタン、1,2-ジブトキシブタン、1,2-ジ-tert-ブトキシブタン、1,2-ジフェノキシブタン、1,2-ジベンジルオキシブタン、1,2-ジメトキシシクロヘキサン、1,2-ジエトキシシクロヘキサン、1,2-ジプロピルオキシシクロヘキサン、1,2-ジブトキシシクロヘキサン、1,2-ジ-tert-ブトキシシクロヘキサン、1,2-ジフェノキシシクロヘキサン、1,2-ジベンジルオキシシクロヘキサン、1,3-ジメトキシプロパン、1,3-ジエトキシプロパン、1,3-ジプロピルオキシプロパン、1,3-ジブトキシプロパン、1,3-ジ-tert-ブトキシプロパン、1,3-ジフェノキシプロパン、1,3-ジベンジルオキシプロパン、2,4-ジメトキシペンタン、2,4-ジエトキシペンタン、2,4-ジプロピルオキシペンタン、2,4-ジブトキシペンタン、2,4-ジ-tert-ブトキシペンタン、2,4-ジフェノキシペンタン、2,4-ジベンジルオキシペンタン、1,2-ジメトキシシクロペンタン、1,2-ジエトキシシクロペンタン、1,2-ジプロピルオキシシクロペンタン、1,2-ジブトキシシクロペンタン、1,2-ジ-tert-ブトキシシクロペンタン、1,2-ジフェノキシシクロペンタン、1,2-ジベンジルオキシシクロペンタン、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレン、9,9-ビス(エトキシメチル)フルオレン、9,9-ビス(プロピルオキシメチル)フルオレン、9,9-ビス(ブトキシメチル)フルオレン、9,9-ビス-tert-ブトキシメチルフルオレン、9,9-ビス(フェノキシメチル)フルオレン、9,9-ビス(ベンジルオキシメチル)フルオレン、1,2-ジメトキシベンゼン、1,2-ジエトキシベンゼン、1,2-ジプロピルオキシベンゼン、1,2-ジブトキシベンゼン、1,2-ジ-tert-ブトキシベンゼン、1,2-ジフェノキシベンゼンおよび1,2-ジベンジルオキシベンゼン等が挙げられる。
【0077】
また、特許文献:特開2011-246699号公報に記載された内部電子供与体も適用することができる。内部電子供与体として好ましくは、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、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0078】
有機アルミニウム化合物としては、例えば、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。
【0079】
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り、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、ジiso-プロピルジメトキシシラン、tert-ブチルエチルジメトキシシラン、tert-ブチル-n-プロピルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジシクロブチ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、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、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が挙げられる。
【0080】
固体触媒成分の製造方法において使用される溶媒としては、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等の不活性炭化水素が好ましい。
【0081】
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料の製造方法は、さらに、固体触媒成分および有機アルミニウム化合物の存在下で、少量のオレフィンを重合させて、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)を含んでもよい。予備重合に用いられるオレフィンは、本重合において、ヘテロファジックプロピレン重合材料の原料として使用されるオレフィンのうちの少なくとも一つである。予備重合工程では、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。
【0082】
一態様において、予備重合では、有機アルミニウム化合物は、固体触媒成分に含まれる遷移金属原子1モルあたり0.1~700モルとすることが好ましく、0.2~200モルとすることが好ましい。また、外部電子供与体は、固体触媒成分に含まれる遷移金属原子1モルあたり0.01~400モルとすることが好ましい。溶媒1Lあたりに含まれる固体触媒成分は1~500gとすることが好ましい。予備重合されるオレフィンの量は、固体触媒成分1gあたり、通常、0.1~200gである。
【0083】
4.ヘテロファジックプロピレン重合材料の利用
〔熱可塑性エラストマー組成物〕
本発明の一実施形態に係る熱可塑性エラストマー組成物は、上述のヘテロファジックプロピレン重合材料と、エチレンに由来する単量体単位および炭素原子数4~10のα-オレフィンに由来する単量体単位を含むエチレン-α-オレフィン共重合体とを含有する。本発明の一実施形態に係る熱可塑性エラストマー組成物は、ヘテロファジックプロピレン重合材料が、架橋剤、および架橋助剤によって三次元的に架橋した架橋体を含み得る。架橋剤および架橋助剤としては、当業者が適切なものを選択し得る。
【0084】
熱可塑性エラストマー組成物におけるエチレン-α-オレフィン共重合体の含有量は、ヘテロファジックプロピレン重合材料の含有量100質量部に対して5質量部以上であることが好ましく、6質量部以上であることがより好ましく、9質量部以上であることがさらに好ましい。また、該含有量は、20質量部以下であることが好ましく、13質量部以下であることがより好ましく、12質量部以下であることがさらに好ましい。
【0085】
熱可塑性エラストマー組成物におけるエチレン-α-オレフィン共重合体の含有量は、ヘテロファジックプロピレン重合材料とエチレン-α-オレフィン共重合体との合計量100質量部に対して5質量部以上であることが好ましく、7質量部以上であることがより好ましい。また、該含有量は、15質量部以下であることが好ましく、13質量部以下であることがより好ましい。
【0086】
熱可塑性エラストマー組成物に含まれるエチレン-α-オレフィン共重合体の質量平均分子量は、好ましくは10,000~1,000,000であり、より好ましくは30,000~800,000であり、さらに好ましくは50,000~60,0000である。
【0087】
炭素原子数4~10の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-へプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、2-エチル-1-ヘキセン、および2,2,4-トリメチル-1-ペンテン等が挙げられる。
【0088】
熱可塑性エラストマー組成物のJIS K7210に準拠して測定した、温度230℃、測定荷重21.18Nでのメルトフローレートは、得られる成形体の外観の観点から、好ましくは1g/10分~50g/10分であり、より好ましくは5g/10分~30g/10分である。
【0089】
(その他の成分)
熱可塑性エラストマー組成物は、射出成形での生産安定性の向上を目的とした離型性を付与させるという観点から、炭素原子数5以上の脂肪酸、炭素原子数5以上の脂肪酸の金属塩、炭素原子数5以上の脂肪酸のアミド、および、炭素原子数5以上の脂肪酸のエステルからなる化合物群から選ばれる少なくとも1種の離型剤をさらに含有してもよい。
【0090】
炭素原子数5以上の脂肪酸としては、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、オレイン酸、エルカ酸、リノール酸、リシノール酸を例示することができる。
【0091】
炭素原子数5以上の脂肪酸の金属塩としては、上記脂肪酸と、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ba、Pbなどの金属との塩、具体的には、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛などを例示することができる。
【0092】
炭素原子数5以上の脂肪酸のアミドとしては、ラウリル酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ステアリルジエタノールアミドを例示することができる。中でも、エルカ酸アミドが好ましい。
【0093】
炭素原子数5以上の脂肪酸のエステルとしては、次のアルコールと上記脂肪酸とのエステルが挙げられる。すなわち、該アルコールとしては、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、12ヒドロキシステアリルアルコール等の脂肪族アルコール;ベンジルアルコール、β-フェニルエチルアルコール、フタリルアルコール等の芳香族アルコール;グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールが挙げられる。より具体的には、グリセリンモノオレート、グリセリンジオレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、クエン酸ジステアレート等が挙げられる。
【0094】
上記離型剤の含有量としては、射出成形後の離型性と、成形品表面の外観とのバランスから、ヘテロファジックプロピレン重合材料100質量部に対し、好ましくは、0.01~1.5質量部であり、より好ましくは、0.05~1.0質量部であり、さらに好ましくは、0.10~0.50質量部である。
【0095】
熱可塑性エラストマー組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、タルク、炭酸カルシウム、焼成カオリン、ハイドロタルサイト等の無機フィラー、繊維、木粉、セルロースパウダー等の有機フィラー、シリコーンオイル、シリコーンガム等の滑剤、酸化防止剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、顔料、造核剤、吸着剤等を含有していてもよい。
【0096】
(熱可塑性エラストマー組成物の製造方法)
本発明の一態様に係る熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、上述のヘテロファジックプロピレン重合材料を、架橋剤および架橋助剤の存在下で溶融混練する溶融混錬工程を含む製造方法により製造することができる。
【0097】
ここで、ヘテロファジックプロピレン重合材料を製造する工程と、熱可塑性エラストマー組成物を製造する工程とは、必ずしも連続的に行われる必要はないが、連続的に行われることが好ましい。すなわち、本発明の一態様に係る熱可塑性エラストマー組成物は、上述のヘテロファジックプロピレン重合材料を市販品として入手し、ヘテロファジックプロピレン重合材料を架橋剤および架橋助剤の存在下で溶融混練する態様であってもよい。
【0098】
溶融混錬を行う温度は、添加する架橋剤および架橋助剤の種類によって異なるが、溶融混練後の各成分が十分に架橋される程度の温度であることが好ましく、例えば、170~270℃であり、より好ましくは180~250℃である。
【0099】
溶融混錬を行う時間は、添加する架橋剤および架橋助剤の種類によって異なるが、溶融混練後の各成分が十分に架橋される程度の時間であることが好ましく、例えば、0.1~5.0分であり、より好ましくは0.3~2.0分である。
【0100】
射出成形時の成形温度は一般に150~300℃であり、好ましくは180~280℃であり、より好ましくは200~250℃である。金型の温度は通常0~100℃であり、好ましくは20~90℃であり、より好ましくは40~80℃であり、さらに好ましくは50~75℃である。
【0101】
〔成形体〕
本発明の一実施形態に係る成形体は、ヘテロファジックプロピレン重合材料あるいは熱可塑性エラストマー組成物を含有する。成形体は、例えば、ヘテロファジックプロピレン重合材料およびエチレン-α-オレフィン共重合体を溶融混錬し、固化押出成形または射出成形することによって得ることができる。溶融混錬および成形の諸条件は適宜設定すればよく、必要に応じて各種添加剤を用いることもできる。
【0102】
本発明の一実施形態に係る熱可塑性エラストマー組成物は、厚みが異なる部位(肉薄部)を有する形状に成形しても、当該部位に艶ムラが発生することを防止することができ、非塗装用途に好適な外観を有する成形体を製造することができる。このため、例えば、インストルメントパネルおよびピラー等の自動車内装部品に設けられる、例えば、エアバッグにおけるエアバッグカバー、モール等を始めとする自動車外装部品、家電部材、建材、家具等、および雑貨等様々な成形体に好適に使用することができる。
【0103】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
【実施例
【0104】
〔実施例1〕
<固体触媒成分の製造>
工程(1-1):撹拌機、滴下ロートおよび温度計を備えた100mL容のフラスコを窒素で置換し、次いで、当該フラスコに、トルエン36.0mL、および四塩化チタン22.5mLを投入し、撹拌し、四塩化チタン溶液を得た。フラスコ内の温度を0℃とした後、同温度でマグネシウムジエトキシド1.88gを30分おきに4回に分けて投入し、0℃で1.5時間撹拌した。次いで、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル0.60mLをフラスコ内に投入し、フラスコ内の温度を10℃に昇温した。その後、同温度で2時間撹拌し、トルエン9.8mLを投入した。次いで、フラスコ内の温度を昇温し、60℃の時点でフラスコ内に2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル3.15mLを投入し、110℃まで昇温した。同温度で3時間、フラスコ内の混合物を撹拌した。得られた混合物を固液分離して固体を得た。得られた固体を、100℃にてトルエン56.3mLで3回洗浄した。
【0105】
工程(1-2):上記工程(1-1)で得られた洗浄後の固体に、トルエン38.3mLを投入し、スラリーを調製した。該スラリーに四塩化チタン15.0mL、2-エトキシメチル-3,3-ジメチルブタン酸エチル0.75mLを投入して混合物を調製し、110℃で1時間混合物を攪拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、得られた固体を、60℃にてトルエン56.3mLで3回洗浄し、さらに室温にてヘキサン56.3mLで3回洗浄し、洗浄後の固体を減圧乾燥して固体触媒成分を得た。
【0106】
この固体触媒成分について、チタン原子含有量は2.53質量%であり、エトキシ基含有量は0.44質量%であり、内部電子供与体含有量は13.7質量%であった。
【0107】
また、レーザ回折・散乱法により測定される体積基準の粒度分布における中心粒径は59.5μmであり、当該粒子径分布において10μm以下である成分の累積百分率は5.3%であった。
【0108】
XPSにより得られる酸素原子の1s軌道に由来し、結合エネルギーが532~534eVの範囲にピークトップを有するピーク成分量は、85.0%であった。前記結合エネルギーが529eV以上、532eV未満の範囲にピークトップを有するピーク成分量は、15.0%であった。
【0109】
水銀圧入法により測定される全細孔容積は1.43mL/gであり、細孔半径5~30nmの範囲の細孔の合計容積は0.160mL/gであり、細孔半径30~700nmの範囲の細孔の合計容積は0.317mL/gであり、比表面積は107.44m/gであった。
【0110】
<ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)の製造>
〔予備重合(2-1)〕
内容積3Lの撹拌機付き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1.0L、トリエチルアルミニウム(以下、「TEA」と記載することがある。)35ミリモル(mmol)、t-ブチル-n-プロピルジメトキシシラン(電子供与体成分)3.5ミリモルを収容した。その中に、<固体触媒成分の製造>で製造した固体触媒成分9gを添加し、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9gを約30分かけて連続的に供給して予備重合を行った。次いで、予備重合スラリーを内容積150Lの攪拌機付きSUS316L製オートクレーブに移送し、液状ブタン100Lを加えて、予備重合触媒成分のスラリーとした。
【0111】
〔本重合(2-2)〕
スラリー重合反応器と気相反応器3槽とを直列に配置した反応装置を用いて、下記重合工程(2-2-1)および下記重合工程(2-2-2)においてプロピレン単独重合体成分(A-I)を製造し、生成したプロピレン単独重合体成分(A-I)を失活することなく後段に移送した。また、下記重合工程(2-2-3)および下記重合工程(2-2-4)においてエチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)を製造した。
【0112】
〔重合工程(2-2-1)塊状重合〕
攪拌機付きSUS304製ベッセル型反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。すなわち、プロピレン、水素、トリエチルアルミニウム、t-ブチル-n-プロピルジメトキシシランおよび予備重合(2-1)で製造した予備重合触媒成分のスラリーを反応器に連続的に供給し、重合反応を行い、プロピレン単独重合体粒子を得た。反応条件は以下の通りとした。
【0113】
重合温度:50℃
攪拌速度:150rpm
反応器の液レベル:18L
プロピレンの供給量:20.0kg/時間
水素の供給量:56.0NL/時間
トリエチルアルミニウムの供給量:42.3ミリモル/時間
t-ブチル-n-プロピルジメトキシシランの供給量:8.38ミリモル/時間
予備重合触媒成分のスラリーの供給量(重合触媒成分換算):0.66g/時間
重合圧力:3.95MPa(ゲージ圧)
平均滞留時間:0.55hr。
【0114】
〔重合工程(2-2-2)気相重合〕
鉛直方向に6段の反応領域を有し、その内最上段が流動層であり、残りの5段が噴流層である多段気相重合反応器を準備した。重合工程(2-2-1)のベッセル型反応器から、多段気相重合反応器の最上段である流動層に、プロピレン単独重合体粒子を含むスラリーを失活させることなく連続供給した。
【0115】
多段気相重合反応器内において、気相重合により各段で得られたプロピレン単独重合体粒子の段間移送は、ダブル弁方式により行った。この移送手段は、上段の反応領域と下段の反応領域を1インチサイズの配管で接続し、配管に二つの開閉弁を設け、下側の弁を閉じた状態で上側の弁を開け、上段の反応領域から弁の間にパウダーを溜め込み、その後、上側の弁を閉じた後に下側の弁を開けることで下段の反応領域にポリプロピレン粒子を移送するものである。
【0116】
上記構成の多段気相重合反応器の下部から、プロピレンおよび水素を連続的に供給した。これにより、各反応領域にそれぞれ流動層または噴流層を形成させ、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、プロピレン単独重合体粒子の存在下、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い、プロピレン単独重合体成分(A-I)を製造した。反応条件は以下の通りとした。
【0117】
重合温度:70℃
重合圧力:1.40MPa(ゲージ圧)。
【0118】
当該多段気相重合反応器において、反応器内のガスの濃度比は、水素/(水素+プロピレン)が9.9モル%であり、重合体の重合反応器中における平均滞留時間は3.4hrであった。
【0119】
得られたプロピレン単独重合体成分(A-I)の一部を評価用にサンプリングし、次の重合工程(2-2-3)を行なった。
【0120】
〔重合工程(2-2-3)気相重合〕
重合工程(2-2-2)の多段気相重合反応器から排出されるプロピレン単独重合体成分(A-I)の粒子を、流動層型反応器に連続的に供給した。流動層型反応器は、ガス分散板を備えたものであり、前段の多段気相重合反応器から流動層型反応器へのプロピレン単独重合体成分(A-I)の粒子の移送手段は、上記のダブル弁方式で行った。
【0121】
上記構成の流動層型反応器に、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、ガス供給量の調整および過剰ガスのパージを行いながら、プロピレン単独重合体成分(A-I)の粒子の存在下、プロピレンとエチレンとの共重合を行った。反応条件は以下の通りとした。
【0122】
重合温度:70℃
重合圧力:1.37MPa(ゲージ圧)。
【0123】
当該流動層型反応器において、反応器内のガスの濃度比は、エチレン/(プロピレン+エチレン)が51.4モル%であり、水素/(水素+プロピレン+エチレン)が3.08モル%であり、重合体の重合反応器中における平均滞留時間は1.6hrであった。
【0124】
〔重合工程(2-2-4)気相重合〕
重合工程(2-2-3)の流動層型反応器から排出されるエチレン-プロピレン共重合体成分の粒子を、さらに後段の流動層型反応器に連続的に供給した。重合工程(2-2-4)の流動層型反応器は、重合工程(2-2-3)の流動層型反応器と同様に、ガス分散板を備えたものであり、重合工程(2-2-3)の流動層型反応器から重合工程(2-2-4)の流動層型反応器へのエチレン-プロピレン共重合体成分の粒子の移送手段は、ダブル弁方式で行った。
【0125】
以下の条件以外は上記重合工程(2-2-3)と同様の方法で、プロピレンとエチレンとの共重合を行い、プロピレン単独重合体成分(A-I)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)を含有するヘテロファジックプロピレン重合材料-Iを得た。
【0126】
重合温度:70℃
重合圧力:1.32MPa(ゲージ圧)。
【0127】
当該流動層型反応器において、反応器内のガスの濃度比は、エチレン/(プロピレン+エチレン)が51.4モル%であり、水素/(水素+プロピレン+エチレン)が3.08モル%であり、重合体の重合反応器中における平均滞留時間は0.57hrであった。
【0128】
<ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)の組成および物性>
(1)プロピレン単独重合体成分(A-I)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)の含有量の測定
プロピレン単独重合体成分(A-I)およびヘテロファジックプロピレン重合材料(I)全体の結晶融解熱量をそれぞれ測定し、得られたヘテロファジックプロピレン重合材料(I)中のプロピレン単独重合体成分(A-I)の含有率(XA-I)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)の含有率(XB-I)を、次式を用いて計算により求めた。結晶融解熱量は、示差走査型熱分析(DSC)により測定した。
【0129】
示差走査型熱分析(DSC)の条件は、まず、1stラン(1回目の走査)として、50℃から220℃まで200℃/分で昇温し、220℃で5分間保持した。次いで、220℃から180℃まで70℃/分で降温し、180℃で1分間保持した。次いで、180℃から50℃まで150℃/分で降温し、50℃で2分間保持した(降温過程)。次に2ndラン(2回目の走査)として、50℃から185℃まで16℃/分で昇温した。2ndランのときにおけるヘテロファジックプロピレン重合材料またはプロピレン単独重合体成分の吸熱ピークを測定し、得られたピーク面積から、以下に示す、(ΔHf)および(ΔHf)A-Iを求めた。なお、示差走査型熱分析(DSC)に用いた1回当たりの試料の量は、約5mgである。
【0130】
A-I=(ΔHf)/(ΔHf)A-I
B-I=1-(ΔHf)/(ΔHf)A-1
(ΔHf):ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)全体に含まれるプロピレン単独重合体成分(A-I)の融解熱量(J/g)
(ΔHf)A-I:プロピレン単独重合体成分(A-I)の融解熱量(J/g)
上記条件による示差走査型熱分析(DSC)において、エチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)は実質的に吸熱ピークを示さない。このため、(ΔHf)を求めるためのピーク面積は、ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)全体に含まれるプロピレン単独重合体成分(A-I)に由来するピーク面積に相当する。よって、(ΔHf)はヘテロファジックプロピレン重合材料(I)全体の融解熱量を測定することによって求められる、当該ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)全体に含まれるプロピレン単独重合体成分(A-I)の融解熱量に相当する。
【0131】
(XA-I)および(XB-I)に基づき、プロピレン単独重合体成分(A-I)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)の合計量100質量%に対する、プロピレン単独重合体成分(A-I)の含有量およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)の含有量は、それぞれ、47.5質量%および52.5質量%であった。
【0132】
(2)エチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)におけるエチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)中の、エチレンに由来する単量体単位の含有量(YB-I)の測定
FT-IR5200型(日本分光株式会社製)によってヘテロファジックプロピレン重合材料(I)の赤外吸収スペクトルを測定した。得られた赤外吸収スペクトルから、ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)中のエチレンに由来する単量体単位の含有量を、次式を用いて求めた。
【0133】
B-I=(T-C2’)/XB-I(質量%)
T-C2’:ヘテロファジックプロピレン重合材料中のエチレンに由来する単量体単位の含有量
T-C2’は、高分子分析ハンドブック(著者:日本分析化学会高分子分析研究懇談会出版:紀伊国屋書店)に記載された方法に準じて定量した。
1)赤外吸収スペクトルの測定資料の密度:ρ(g/cm)および厚み:t(cm)と、波数736cm-1における吸光度A’736および波数722cm-1における吸光度A’722とから、下記式により、波数736cm-1における見かけの吸光係数(K’736および波数722cm-1における見かけの吸光係数(K’722を算出した。なお、赤外吸収スペクトルの測定試料の密度は0.9g/cmとした。また、赤外吸収スペクトルの測定試料の厚みは市販のデジタル厚み計(接触式厚み計、商品名:超高精度デシマイクロヘッド MH-15M、日本光学社製)で測定し、0.02cmであった。
(K’736=A’736/(ρt)
(K’722=A’722/(ρt)
2)下記式により、波数736cm-1における補正後の吸光係数(K’736および波数722cm-1における補正後の吸光係数(K’722を算出した。
(K’736=1/0.96{(K’736-0.268(K’722
(K’722=1/0.96{(K’722-0.150(K’736
3)下記式により、T-C2’(質量%)を算出した。
T-C2’=0.575{(K’722+(K’736
B-I:ヘテロファジックプロピレン重合材料全体におけるエチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)の含有量(質量%)
B-I:エチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)中のエチレンに由来する単量体単位の含有量(質量%)
プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(YB-I)は、40.8質量%であった。
【0134】
(3)ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)に含まれるエチレン-プロピレン共重合体成分それぞれの含有量、およびそれらに含まれるエチレンに由来する単量体単位の含有量の測定
B1-I:エチレン-プロピレン共重合体成分(B1-I)の含有量
B2-I:エチレン-プロピレン共重合体成分(B2-I)の含有量
B1-I:エチレン-プロピレン共重合体成分(B1-I)中のエチレンに由来する単量体単位の含有量
B2-I:エチレン-プロピレン共重合体成分(B2-I)中のエチレンに由来する単量体単位の含有量
測定条件は以下の通りとした。
・装置:Polymer ChAR社製Automated 3D analyzer CFC-2
・グラファイト充填カラム:サーモフィッシャーサイエンティフィック社製ハイパーカーブカラム 高温用(内径10mm×長さ50mm、35005-059046)
・溶媒およびGPC移動相:0.05wt%のBHTを含有するオルトジクロロベンゼン(特級,和光純薬工業株式会社)
・試料溶液濃度:試料20mg/オルトジクロロベンゼン20ml
・グラファイト充填カラムへの注入量:0.5ml
・GPC移動相の流速:1.0ml/分
・GPCカラム:Tosoh TSKgel GMHHR-H(S)HT2 3本
・検出器:Polymer ChAR社製赤外分光光度計IR5
・GPCカラムの較正:東ソー製標準ポリスチレン各1mgをそれぞれ以下の表1に示す組合せで秤り取り、各々に20mlのオルトジクロロベンゼン(GPC移動相と同じ組成)を加えて145℃で1時間溶解させ、得られた各溶液をGPC分析し、各標準ポリスチレンの分子量とピークトップ溶出時間との関係から較正曲線を作成して較正を行った。
【0135】
【表1】
【0136】
ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)の試料20mgを、0.05wt%のBHTを含有するオルトジクロロベンゼン20ml中、160℃で60分間加熱撹拌し、濃度1.0mg/mlの試料溶液を調製した。該試料溶液を、TG-IC装置中で160℃に保持されたグラファイト充填カラムに0.5ml注入して、20分間保持した。次いで、グラファイト充填カラムの温度を20℃/分の速度で115℃まで降温させ、115℃で20分間保持した。次いで、115℃での溶出量を、赤外分光光度計を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC;TG-IC装置に内蔵)で測定した。続いて、グラファイト充填カラムの温度を20℃/分の速度で119℃に上昇させ、約19分間保持した後、119℃での溶出量を、GPCで測定した。グラファイト充填カラムの温度を123℃、127℃、131℃、135℃、139℃、143℃、147℃、151℃、155℃および160℃まで順に上昇させ、各温度条件におけるヘテロファジックプロピレン重合材料(I)からの成分の溶出量を測定した。全溶出量(W)に対する119℃以上での溶出量(W119℃)の割合(質量%)が、ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)中のエチレン-プロピレン共重合体成分(B2-I)の含有量(XB2-I)となる。
【0137】
ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)中のエチレン-プロピレン共重合体成分(B1-I)の含有量(XB1-I)は、下式により求めた。
【0138】
(XB1-I)=(XB-I)-(XB2-I
なお、XB-Iは上述のDSC測定から求められた値に基づく。
ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)におけるエチレン-プロピレン共重合体成分(B2-I)のエチレンに由来する単量体単位の含有量(YB2-I)は、下式により求めた。
【0139】
(YB2-I)=(W119℃×E119℃+W123℃×E123℃+W127℃×E127℃+W131℃×E131℃+W135℃×E135℃+W139℃×E139℃+W143℃×E143℃+W147℃×E147℃+W151℃×E151℃+W155℃×E155℃+W160℃×E160℃)/W
=W119℃+W123℃+W127℃+W131℃+W135℃+W139℃+W143℃+W147℃+W151℃+W155℃+W160℃
=0.5204×T(℃)+20.932 …(1)
ここで、Wは、全溶出量に対する、温度T(℃)において溶出した量(質量%)であり、昇温後の溶質量と昇温前の溶質量との差分に等しい。Eは、温度T(℃)の条件下でオルトジクロロベンゼンに濃度1.0mg/mlで溶解するエチレン-プロピレン共重合体成分が含有し得る、エチレンに由来する単量体単位の最大量(質量%)に相当する値である。ただし、Eが100(質量%)を超える場合、E=100(質量%)とする。
【0140】
ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)におけるエチレン-プロピレン共重合体成分(B1-I)のエチレンに由来する単量体単位の含有量(YB1-I)は、下式により求めた。
【0141】
(YB1-I)=((XB-I)×(YB-I)-(XB2-I)×(YB2-I))/(XB1-I
【0142】
(4)プロピレン単独重合体成分(A-I)の極限粘度
重合工程(2-2-2)の多段気相重合反応器から排出されるプロピレン単独重合体成分(A-I)の極限粘度(ηA-I)は、温度135℃、テトラリン中で測定される極限粘度であり、「高分子溶液、高分子実験学22」(1982年共立出版株式会社刊)第491頁に記載の計算方法により求めた。すなわち、還元粘度を濃度に対してプロットし、濃度をゼロに外挿する外挿法によって粘度を求めた。還元粘度は、温度135℃、テトラリン溶媒の条件で、ウベローデ型粘度計により、濃度0.1g/dL、0.2g/dLおよび0.5g/dLの3点を測定した。プロピレン単独重合体成分(A-I)の極限粘度は、0.9g/dLであった。
【0143】
(5)エチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)の極限粘度
ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)の極限粘度(η)を、プロピレン単独重合体成分(A-I)の極限粘度(ηA-I)と同様の方法で求めた。そして、下式を用いて、エチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)の極限粘度(ηB-I)を求めた。
【0144】
ηBーI=(η-ηB-I×XB-I)/XB-I
【0145】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B-I)の極限粘度は、3.1g/dLであった。
【0146】
〔実施例2〕
<ヘテロファジックプロピレン重合材料(II)の製造>
表2に示す値以外はヘテロファジックプロピレン重合材料(I)と同様の方法で、プロピレン単独重合体成分(A-II)とエチレン-プロピレン共重合体成分(B-II)とを含有するヘテロファジックプロピレン重合材料(II)を製造した。
【0147】
<ヘテロファジックプロピレン重合材料(II)の組成および物性>
【0148】
ヘテロファジックプロピレン重合材料(II)において、プロピレン単独重合体成分(A-II)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-II)の合計量100質量%に対する、プロピレン単独重合体成分(A-II)の含有量(XA-II)は、42.5質量%であり、エチレン-プロピレン共重合体成分(B-II)の含有量(XB-II)は、57.5質量%であった。
【0149】
また、エチレン-プロピレン共重合体成分(B-II)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(YB-II)は、42.2質量%であった。
【0150】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1-II)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(XB1-II)は、33.6質量%であった。
【0151】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2-II)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(XB2-II)は、89.9質量%であった。
【0152】
プロピレン単独重合体成分(A-II)の極限粘度は、1.1g/dLであった。
【0153】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B-II)の極限粘度は、2.6g/dLであった。
【0154】
〔実施例3〕
<ヘテロファジックプロピレン重合材料(III)の製造>
〔予備重合(2-1)〕
内容積3Lの撹拌機付き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1.0L、トリエチルアルミニウム20ミリモル(mmol)、t-ブチル-n-プロピルジメトキシシラン(電子供与体成分)2.0ミリモルを収容した。その中に、<固体触媒成分の製造>で製造した固体触媒成分10gを添加し、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10gを約30分かけて連続的に供給して予備重合を行った。次いで、予備重合スラリーを内容積150Lの攪拌機付きSUS316L製オートクレーブに移送し、液状ブタン100Lを加えて、予備重合触媒成分のスラリーとした。
【0155】
〔本重合(2-2)〕
スラリー重合反応器と気相反応器2槽とを直列に配置した反応装置を用いて、下記重合工程(2-2-1)および下記重合工程(2-2-2)においてプロピレン単独重合体成分(A-III)を製造し、生成したプロピレン単独重合体成分(A-III)を失活することなく後段に移送した。また、下記重合工程(2-2-3)および下記重合工程(2-2-4)においてエチレン-プロピレン共重合体成分(B-III)を製造した。
【0156】
〔重合工程(2-2-1)塊状重合〕
SUS304製ループ型反応器を用いて、プロピレンの単独重合を行った。すなわち、プロピレン、水素、トリエチルアルミニウム、t-ブチル-n-プロピルジメトキシシランおよび予備重合(2-1)で製造した予備重合触媒成分のスラリーを反応器に連続的に供給し、重合反応を行い、プロピレン単独重合体粒子を得た。反応条件は以下の通りとした。
【0157】
重合温度:50℃
反応器の液レベル:30L
プロピレンの供給量:35.0kg/時間
水素の供給量:74.0NL/時間
トリエチルアルミニウムの供給量:41.2ミリモル/時間
t-ブチル-n-プロピルジメトキシシランの供給量:8.33ミリモル/時間
予備重合触媒成分のスラリーの供給量(重合触媒成分換算):0.50g/時間
重合圧力:4.00MPa(ゲージ圧)。
平均滞留時間:0.39hr。
【0158】
〔重合工程(2-2-2)気相重合〕
重合工程(2-2-1)のループ型反応器から排出されるプロピレン単独重合体粒子を、流動層型反応器に連続的に供給した。流動層型反応器は、ガス分散板を備えたものであり、プロピレン単独重合体粒子は、失活することなく連続供給された。
【0159】
流動層型反応器の下部から、プロピレンおよび水素を連続的に供給した。これにより、流動層型反応器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、プロピレン単独重合体粒子の存在下、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い、プロピレン単独重合体成分(A-III)を製造した。反応条件は以下の通りとした。
【0160】
重合温度:70℃
重合圧力:1.95MPa(ゲージ圧)。
【0161】
当該流動層型反応器において、反応器内のガスの濃度比は、水素/(水素+プロピレン)が8.2モル%であり、重合体の重合反応器中における平均滞留時間は2.0hrであった。
【0162】
得られたプロピレン単独重合体成分(A-III)の一部を評価用にサンプリングし、次の重合工程(2-2-3)を行なった。
【0163】
〔重合工程(2-2-3)気相重合〕
重合工程(2-2-2)の流動層型反応器から排出されるプロピレン単独重合体成分(A-III)の粒子を、後段の流動層型反応器に連続的に供給した。重合工程(2-2-3)の流動層型反応器は、重合工程(2-2-2)の流動層型反応器と同様にガス分散板を備えたものであり、プロピレン単独重合体成分(A-III)の粒子は、失活することなく連続供給された。
【0164】
上記構成の流動層型反応器に、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、ガス供給量の調整および過剰ガスのパージを行いながら、プロピレン単独重合体成分(A-III)の粒子の存在下、プロピレンとエチレンとの共重合を行った。反応条件は以下の通りとし、プロピレン単独重合体成分(A-III)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-III)を含有するヘテロファジックプロピレン重合材料-IIIを得た。
【0165】
重合温度:70℃
重合圧力:1.40MPa(ゲージ圧)。
【0166】
当該流動層型反応器において、反応器内のガスの濃度比は、エチレン/(プロピレン+エチレン)が36.3モル%であり、水素/(水素+プロピレン+エチレン)が3.25モル%であり、重合体の重合反応器中における平均滞留時間は2.6hrであった。
【0167】
<ヘテロファジックプロピレン重合材料(III)の組成および物性>
【0168】
ヘテロファジックプロピレン重合材料(III)において、プロピレン単独重合体成分(A-III)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-III)の合計量100質量%に対する、プロピレン単独重合体成分(A-III)の含有量(XA-III)は、48.5質量%であり、エチレン-プロピレン共重合体成分(B-III)の含有量(XB-III)は、51.5質量%であった。
【0169】
また、エチレン-プロピレン共重合体成分(B-III)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(YB-III)は、40.4質量%であった。
【0170】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1-III)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(XB1-III)は、30.2質量%であった。
【0171】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2-III)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(XB2-III)は、90.0質量%であった。
【0172】
プロピレン単独重合体成分(A-III)の極限粘度は、1.0g/dLであった。
【0173】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B-III)の極限粘度は、2.6g/dLであった。
【0174】
〔比較例1〕
<ヘテロファジックプロピレン重合材料(IV)の製造>
表2に示す値以外は、ヘテロファジックプロピレン重合材料(I)と同様の方法で、プロピレン単独重合体成分(A-IV)とエチレン-プロピレン共重合体成分(B-IV)とを含有するヘテロファジックプロピレン重合材料(IV)を製造した。
【0175】
<ヘテロファジックプロピレン重合材料(IV)の組成および物性>
【0176】
ヘテロファジックプロピレン重合材料(IV)において、プロピレン単独重合体成分(A-IV)およびエチレン-プロピレン共重合体成分(B-IV)の合計量100質量%に対する、プロピレン単独重合体成分(A-IV)の含有量(XA-IV)は、47.1質量%であり、エチレン-プロピレン共重合体成分(B-IV)の含有量(XB-IV)は、52.9質量%であった。
【0177】
また、エチレン-プロピレン共重合体成分(B-IV)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(YB-IV)は、32.5質量%であった。
【0178】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1-IV)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(XB1-IV)は、25.4質量%であった。
【0179】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2-IV)において、プロピレンに由来する単量体単位およびエチレンに由来する単量体単位の合計量100質量%に対する、エチレンに由来する単量体単位の含有量(XB2-IV)は、90.1質量%であった。
【0180】
プロピレン単独重合体成分(A-IV)の極限粘度は、1.0g/dLであった。
【0181】
エチレン-プロピレン共重合体成分(B-IV)の極限粘度は、2.9g/dLであった。
【0182】
【表2】
【0183】
〔実施例4〕
<材料>
=ヘテロファジックプロピレン重合材料=
プロピレン単独重合体成分(A)の含有量:47.5質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量:52.5質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:40.8質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:31.5質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:89.6質量%
プロピレン単独重合体成分(A)の極限粘度[η]:0.9g/dL
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の極限粘度[η]:3.1g/dL
=その他=
酸化防止剤1:住友化学株式会社製 SUMILIZER GA-80
酸化防止剤2:住友化学株式会社製 スミライザーGP
中和剤:株式会社サンエース社製 ステアリン酸カルシウム。
【0184】
<溶融混錬および射出成形体の製造>
上記のヘテロファジックプロピレン重合材料 100質量部と、酸化防止剤1 0.1質量部と、酸化防止剤2 0.1質量部と、中和剤0.05質量部とを混合し、混合物を得た。混合物を単軸押出機により、シリンダー温度220℃、スクリュー回転数100rpmにて溶融混錬を行い、ペレット化した。射出成形機(東芝機械社製 EC160NII)を用いて、シリンダー温度220℃、金型温度50℃の条件で射出成形を行い、縦90mm、横150mm、厚み2mmの射出成形体を得た。射出成形体の組成を表3に示す。
【0185】
<物性の評価>
得られた射出成形体の物性を以下の(1)~(4)の項目において評価した。結果を表3に示した。
(1)メルトフローレート(MFR)
JIS K7210:1999に準拠し、230℃、荷重21.18Nで測定した。
(2)引張破断強度(TB)、引張破断伸び(EB)
JIS K6251:1993に従い、引張破断強度および、引張破断伸びの測定を、室温(約23℃)にて行った。JIS 3号ダンベル、引張速度200mm/分とした。
(3)剛性
JIS K7203:1977に従い、曲げ強度による剛性の測定を、室温(約23℃)にて行った。得られた射出成形体から、打ち抜き刃を用いて、長さ90mm、幅20mm、厚み2mmの短冊状試験片を作製した。支点間距離を30mmとし、曲げ速度1mm/分とした。
(4)低温耐衝撃性(IZOD)
JIS K7110:1984に従い、耐衝撃性の測定を行った。得られた射出成形体から、打ち抜き刃を用いて、64×12.7×2mmの短冊状試験片を打ち抜き、同サイズの短冊試験片を6枚重ね合わせ、テープで巻きつけたものを低温衝撃測定用の試験片とした。測定温度は-42℃である。表3において、NB(Not Breakable)は射出成形体が破壊されなかったことを、B(Breakable)は射出成形体が破壊されたことをそれぞれ示す。
【0186】
<ヘテロファジックプロピレン重合材料のブツ数の測定>
ヘテロファジックプロピレン重合材料を、100メッシュのスクリーンパックが設置された40mm造粒機(VS40-28型ベント式押出機、田辺プラスチックス社製)を用いて、設定温度280℃、スクリュー回転数100rpmで溶融押出を行い、ペレットを得た。得られたペレットを、スクリュー直径20mmの単軸押出機(VS20押出機、田辺プラスチックス社製)を用いて、シリンダー温度230℃で溶融押出を行った。押し出された溶融体を、30℃の冷却水を通水した冷却ロールを用いて冷却しながら引き伸ばすことによって、厚さ50~60μm、幅60~70mmに成形されたブツ数測定用シートを得た。
【0187】
得られたブツ数測定用シートの表面を、スキャナー(GT-X970、エプソン社製)で観察し、シート表面の画像を得た。得られた画像を900dpi、8bitの条件でコンピュータに取り込み、閾値が120以上の部分を白とし、120未満の部分を黒とする2値化処理を行った。2値化処理は、画像解析ソフト(A像君、旭エンジニアリング社製)を用いて行い、白部分をブツと見なした。ブツの直径は、ブツの円相当径とした。シート面積100cm当たり、円相当径が100μm以上であるブツの数(個/100cm)を数えた。結果を表3に示す。
【0188】
〔実施例5〕
ヘテロファジックプロピレン重合材料を以下の配合にしたこと以外は、実施例4と同様の操作を行った。
=ヘテロファジックプロピレン重合材料=
プロピレン単独重合体重合体(A)の含有量:42.5質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量:57.5質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:42.2質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:33.6質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:89.9質量%
プロピレン単独重合体成分(A)の極限粘度:1.1g/dL
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の極限粘度:2.6g/dL
【0189】
〔実施例6〕
<新たな材料>
=エチレン-α-オレフィン共重合体=
ダウケミカル社製 Engage 8407
エチレンーオクテン共重合体、エチレンに由来する単量体単位の含有量:65質量%
MFR=30g/10分 ASTM D 1238(2.16kg、190℃)
密度=0.870g/cm3 ASTM D 792
=その他=
離型剤:エルカ酸アミド(日本精化製 ニュートロンS)
酸化防止剤3:BASFジャパン株式会社製 イルガフォス168
光安定剤1:住友化学株式会社製 スミソーブ300
光安定剤2:BASFジャパン株式会社製 チヌビン622SF
光安定剤3:BASFジャパン株式会社製 チヌビンXT850FF
防腐剤:ハイドロタルサイト(協和化学工業株式会社製、DHT-4A)。
【0190】
<溶融混錬および射出成形体の製造>
実施例3で用いたヘテロファジックプロピレン重合材料 90質量部および酸化防止剤1 0.1質量部、上記のエチレン-α-オレフィン共重合体10.0質量部、離型剤0.10質量部、酸化防止剤3 0.1質量部、光安定剤1 0.2質量部、光安定剤2 0.1質量部、光安定剤3 0.1質量部、および防腐剤 0.2質量部を混合して混合物を得た。混合物を二軸押出機により、シリンダー温度200℃にて約1分間、溶融混錬し、熱可塑性エラストマー組成物を得た。実施例3と同様にして、得られた熱可塑性エラストマー組成物から射出成形体を得た。射出成形体の組成を表3に示す。
【0191】
物性の評価およびヘテロファジックプロピレン重合材料のブツ数の測定を、実施例4と同様に行った。
【0192】
〔実施例7〕
ヘテロファジックプロピレン重合材料を以下の配合にしたこと以外は、実施例4と同様の操作を行った。
=ヘテロファジックプロピレン重合材料=
プロピレン単独重合体重合体(A)の含有量:48.5質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量:51.5質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:40.4質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:30.2質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:90.0質量%
プロピレン単独重合体成分(A)の極限粘度:1.0g/dL
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の極限粘度:2.6g/dL
【0193】
〔比較例2〕
ヘテロファジックプロピレン重合材料を以下の配合にしたこと以外は、実施例4と同様の操作を行った。
=ヘテロファジックプロピレン重合材料=
プロピレン単独重合体重合体(A)の含有量:47.1質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の含有量:52.9質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:32.5質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B1)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:25.4質量%
エチレン-プロピレン共重合体成分(B2)における、エチレンに由来する単量体単位の含有量:90.1質量%
プロピレン単独重合体成分(A)の極限粘度:1.0g/dL
エチレン-プロピレン共重合体成分(B)の極限粘度:2.9g/dL
【0194】
【表3】
【産業上の利用可能性】
【0195】
本発明の一実施形態に係るヘテロファジックプロピレン重合材料は、公知の成形加工方法、好ましくは射出成形法により、エアバッグカバー、インストルメントパネルおよびピラー等の自動車内装部品、モール等の自動車外装部品、家電部材、建材、家具等、ならびに雑貨等の成形体に加工される。