(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】2024-08-05
(45)【発行日】2024-08-14
(54)【発明の名称】分岐状プロピレン系重合体
(51)【国際特許分類】
C08F 10/06 20060101AFI20240806BHJP
【FI】
C08F10/06
(21)【出願番号】P 2020127182
(22)【出願日】2020-07-28
【審査請求日】2023-04-26
(73)【特許権者】
【識別番号】596133485
【氏名又は名称】日本ポリプロ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104499
【氏名又は名称】岸本 達人
(74)【代理人】
【識別番号】100101203
【氏名又は名称】山下 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100129838
【氏名又は名称】山本 典輝
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 正顕
(72)【発明者】
【氏名】細井 淳
(72)【発明者】
【氏名】内田 智樹
(72)【発明者】
【氏名】西部 貴久
【審査官】久保 道弘
(56)【参考文献】
【文献】特開2009-275207(JP,A)
【文献】国際公開第2009/019919(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 10/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記特性(1)及び(2)を有する、分岐状プロピレン系重合体。
特性(1):多分岐指数(MBI)が0.15以上、1.00以下である。
特性(2):歪速度(dε/dt)が1.0/秒での歪硬化度(SHI@1s
-1)が0.70以上、3.00以下である。
ここで多分岐指数(MBI)とは、歪速度(dε/dt)が0.01/秒から1.0/秒での歪硬化度(SHI)を求め、横軸に歪速度の対数(log(dε/dt))、縦軸に歪速度が0.01/秒から1.0/秒での歪硬化度(SHI)をプロットした場合の傾きである。
また、歪硬化度(SHI)とは、温度180℃、予め定められた一つの歪速度(dε/dt)での伸長粘度の測定において、ヘンキー歪(ε)が1から3の間の区間における、横軸にヘンキー歪(ε)の対数(log(ε))、縦軸に伸長粘度(ηE)の対数(log(ηE))をプロットした場合の傾きである。
【請求項2】
更に下記特性(3)を満たす、請求項1に記載の分岐状プロピレン系重合体。
特性(3):25℃でp-キシレンに可溶となる成分の割合(CXS)が0.5質量%未満である。
【請求項3】
更に下記特性(4)を満たす、請求項1又は2に記載の分岐状プロピレン系重合体。
特性(4):分岐側鎖の分子量がMnで11,000以上、
46,000以下である。
【請求項4】
更に下記特性(5)を満たす、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の分岐状プロピレン系重合体。
特性(5):温度230℃、2.16kg荷重で測定するメルトフローレート(MFR)が1~10g/10分である。
【請求項5】
更に下記特性(6-1)を満たす、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の分岐状プロピレン系重合体。
特性(6-1):GPCで測定される分子量分布曲線において分子量Mが100万以上の成分(W100万)が0.070以上、0.100以下である。
【請求項6】
更に下記特性(6-2)を満たす、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の分岐状プロピレン系重合体。
特性(6-2):3D-GPCで測定される絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’(100万)が0.80以上、0.90以下である。
【請求項7】
更に下記特性(7)を満たす、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の分岐状プロピレン系重合体。
特性(7):示差走査熱量測定(DSC)で測定される融点(Tm)が150℃以上、157℃以下である。
【請求項8】
更に下記特性(8)を満たす、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の分岐状プロピレン系重合体。
特性(8):分岐状プロピレン系重合体は、下記の構造式(A)で示される長鎖分岐構造部分を有する。
【化1】
[但し、構造式(A)中、P
1
、P
2
、P
3
は分岐状プロピレン系重合体の末端に生じた残基であり、それぞれ1つ以上のプロピレンユニットを有し、Cbrは、炭素数7以上の分岐鎖の根元のメチン炭素を示し、Ca、Cb、Ccは、該メチン炭素(Cbr)に隣接するメチレン炭素を示す。]
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分岐状プロピレン系重合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ポリプロピレンに分岐構造を導入することにより、比較的高い溶融張力の素材が求められるシート成形、ブロー成形、熱成形、発泡成形等への適性を高める検討が多く行われている。
最近になって、ポリプロピレンに分岐構造を導入する手法としては、主としてメタロセン触媒を利用したマクロマー共重合法が提案されている。マクロマー共重合法による分岐状ポリプロピレンは、電子線等を照射することにより分岐構造が導入されたポリプロピレンと比べて、架橋反応に起因するゲルの発生が少ないなどの利点がある。
【0003】
そのようなマクロマー共重合法としては、例えば、重合第一段階(マクロマー合成工程)で、特定の触媒と特定の重合条件により末端にビニル構造をもつプロピレンマクロマーを製造し、重合第二段階(マクロマー共重合工程)で、特定の触媒と特定の重合条件によりプロピレンとプロピレンマクロマーとの共重合を行う方法が提案されていて、得られる分岐状ポリプロピレンは、溶融強度や溶融張力が高くなることが示されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
また、特定のメタロセン触媒を用いて、マクロマー合成工程とマクロマー共重合工程とを同時に行う単段重合法も提案されていて、得られる分岐状ポリプロピレンは改良された溶融強度を示すことが示されている(例えば、特許文献3参照)。
また、特定の2種のメタロセン化合物を含む触媒、具体的には、rac-SiMe2[2-Me-4-Ph-lnd]2ZrC12とrac-SiMe2[2-Me-4-Ph-lnd]2HfC12等のメタロセン化合物と、メチルアルミノキサン(MAO)を担持したシリカとを組み合わせた触媒を用いて、多段重合する方法が提案されていて、得られた分岐状ポリプロピレンは比較的高い溶融張力を示すことが報告されている(特許文献4参照)。
また、特定のメタロセン化合物とイオン交換性層状珪酸塩とを含む触媒を用いる方法が考案されていて、得られる分岐状ポリプロピレンは分子量分布が広く分岐量の多いこと、及び溶融張力がよいことが報告されている(特許文献5参照)。
【0004】
また、特定の複数のメタロセン化合物を含む触媒を用いて、溶融張力の測定における歪硬化度(λmax)が2.0以上のプロピレン系重合体を製造する方法が考案されていて、得られた分岐状ポリプロピレンは溶融張力がよいことが報告されている(特許文献6参照)。
【0005】
さらに、特許文献7は、単一のメタロセン触媒を多孔度の非常に低いシリカに担持した触媒を用いてプロピレンを重合することにより、特定の分岐度の短鎖分岐と、比較的多い量の非晶領域を導入することにより、機械的特性と製造特性の間のより良いバランスを持つ分岐状ポリプロピレンが得られることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特表2001-525460号公報
【文献】特開平10-338717号公報
【文献】特表2002-523575号公報
【文献】特開2001-64314号公報
【文献】特開2007-154121号公報
【文献】特開2009-57542号公報
【文献】特表2009-542872号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら上記特許文献1乃至6に開示されているマクロマー共重合法により得られる分岐状ポリプロピレンは、溶融張力は高く、シート成形、ブロー成形、熱成形、発泡成形等への適性は高められているものの、溶融体の延展性が優れないという問題がある。
また特許文献7に開示されている方法により得られる分岐状ポリプロピレンは、非結晶領域の含量を多くすることで機械的特性はよくなるが、速い歪速度での歪硬化度(SHI@1秒-1)で示される溶融張力はそれほど高くないため、各種成形時の成形性を充分に満足できるものではなかった。
【0008】
本発明の目的は、成形加工に必要な溶融張力を保持しながら、溶融時の延展性に優れる分岐状プロピレン系重合体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明により提供される分岐状プロピレン系重合体は、下記特性(1)及び(2)を有することを特徴とする。
特性(1):多分岐指数(MBI)が0.15以上、1.00以下である。
特性(2):歪速度(dε/dt)が1.0/秒での歪硬化度(SHI@1s-1)が0.70以上、3.00以下である。
ここで多分岐指数(MBI)とは、歪速度(dε/dt)が0.01/秒から1.0/秒での歪硬化度(SHI)を求め、横軸に歪速度の対数(log(dε/dt))、縦軸に歪速度が0.01/秒から1.0/秒での歪硬化度(SHI)をプロットした場合の傾きである。
また、歪硬化度(SHI)とは、温度180℃、予め定められた一つの歪速度(dε/dt)での伸長粘度の測定において、ヘンキー歪(ε)が1から3の間の区間における、横軸にヘンキー歪(ε)の対数(log(ε))、縦軸に伸長粘度(ηE)の対数(log(ηE))をプロットした場合の傾きである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、成形加工に必要な溶融張力を保持しながら、溶融時の延展性に優れる分岐状プロピレン系重合体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1A】
図1Aは、分岐状プロピレン系重合体が、分子量分布の高分子量領域に分岐鎖長が短い分岐を多数有する場合に、分子鎖の絡み合い点がそれほど多く出現しないことを説明する模式図である。
【
図1B】
図1Bは、分岐状プロピレン系重合体が、分子量分布の高分子量領域に分岐鎖長が長い分岐を多数有する場合に、分子鎖の絡み合い点が多数出現することを説明する模式図である。
【
図2】
図2は、歪硬化度(SHI)を求めるためのプロット図の一例である。
【
図3】
図3は、多分岐指数を求めるためのプロット図の一例である。
【
図4】
図4は、GPCにおけるクロマトグラムのベースラインと区間を説明する図である。
【
図5】
図5は、横軸にMFR(MFR230℃、2.16kg荷重)をとり、縦軸に多分岐指数(MBI)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフである。
【
図6】
図6は、横軸にMFR(MFR230℃、2.16kg荷重)をとり、縦軸に230℃における最高巻取速度(MaxDraw)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフである。
【
図7】
図7は、横軸に溶融張力(MT230℃)をとり、縦軸に230℃における最高巻取速度(MaxDraw)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明者らは、分岐状プロピレン系重合体の延展性を向上させるためには、分岐状プロピレン系重合体の分子量分布の高分子量領域に、従来の分岐状プロピレン系重合体の分岐鎖長と比べて分岐鎖長が短い分岐鎖が、一分子当たり多数導入された分子構造を有する多分岐分子を含有させることにより、ある程度短い緩和時間を持つ成分が多く、極端に長い緩和時間を持つ成分は少ない緩和時間分布を持つ分岐状プロピレン系重合体が得られるとの設計思想に基づき、分岐状プロピレン系重合体を合成したところ、延展性が改善された分岐状プロピレン系重合体を得ることに成功した。
図1Aに示すように、分岐状プロピレン系重合体が、分子量分布の高分子量領域に分岐鎖長が短い分岐を多数有する多分岐分子を含有する場合には、当該分岐状プロピレン系重合体に歪が生じたときに、分子鎖の絡み合い点が適度な数だけ出現し、ある程度短い緩和時間を持つ成分が多く、極端に長い緩和時間を持つ成分は少ない緩和時間分布を示すため、分子鎖の絡み合い点を起点とする局所的な配向結晶化が起こりにくくなり、配向結晶化の不均一性を抑制することが可能になるため、延展性が改善すると考えられる。
これに対し、
図1Bに示すように、分岐状プロピレン系重合体の高分子量領域に分岐鎖長が長すぎる分岐を多数有する多分岐分子を含有する場合には、当該分岐状プロピレン系重合体に歪が生じたときに分子鎖の絡み合い点が多数出現するため、緩和しない成分又は緩和時間が長い成分が多く存在し、重合体中の多数箇所で分子鎖の絡み合い点を起点として、局所的に配向結晶化が進行するために、配向結晶化が不均一になり、延展性が劣ると考えられる。
すなわち、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、一方では分子量分布の高分子量領域に比較的短い長鎖分岐を多数導入するという設計思想に従う分子構造を有すると推定され、他方では以下に述べる特性値を有しており、成形加工に必要な溶融張力を保持しながら、溶融時の延展性に優れたものである。
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明において対数は常用対数の意味、すなわち底を10として表示される。
また本発明において「延展性」とは樹脂が溶融状態において広く薄く均一に、又は細く長く均一に伸びることができる性質を意味する。
【0013】
I.本発明の分岐状プロピレン系重合体
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、下記特性(1)及び(2)を有し、好ましくは下記特性(3)~(10)の一つ以上をさらに有する。
特性(1)で規定する多分岐指数(MBI)は、溶融樹脂の延展性の程度を知るための指標として用いることができ、特性(2)で規定する歪硬化度(SHI)は、溶融樹脂の溶融張力の程度を知るための指標として用いることができる。本発明においては、多分岐指数(MBI)及び歪硬化度(SHI)をそれぞれ一定範囲に特定することにより、成形加工に必要な溶融張力を保持しながら、溶融時の延展性に優れる分岐状プロピレン系重合体が提供される。
【0014】
特性(1):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、多分岐指数(MBI)が0.15以上、1.00以下である。
ここで多分岐指数(MBI)とは、歪速度(dε/dt)が0.01/秒から1.0/秒での重合体の歪硬化度(SHI)を求め、横軸に歪速度の対数(log(dε/dt))、縦軸に歪速度が0.01/秒から1.0/秒での歪硬化度(SHI)をプロットした場合の傾きである。
重合体の歪硬化度は、歪速度(dε/dt)によって変化する。多分岐指数(MBI)は、歪硬化度(SHI)の歪速度(dε/dt)に対する依存性を示す。多分岐指数(MBI)の値が大きいほど、歪硬化度(SHI)が歪速度(dε/dt)の増加につれて大きく増加することを意味する。
【0015】
また、歪硬化度(SHI)とは、温度180℃、予め定められた一つの歪速度(dε/dt)での重合体の伸長粘度の測定において、ヘンキー歪(ε)が1から3の間の区間における、横軸にヘンキー歪(ε)の対数(log(ε))、縦軸に伸長粘度(ηE)の対数(log(ηE))をプロットした場合の傾きである。
歪硬化度(SHI)は、重合体に所定の歪速度(dε/dt)で歪を与えていく場合における当該重合体の歪硬化性を示す。所定の歪速度(dε/dt)における歪硬化度(SHI)が大きい重合体は、当該重合体にその所定の歪速度(dε/dt)で歪を与えていったときに、歪が緩和せず歪量の増大とともに伸長粘度が増大する。
【0016】
(伸長粘度の測定方法および各歪速度(dε/dt)における歪硬化度(SHI)の算出と、多分岐指数(MBI)の算出)
歪硬化度(SHI)および多分岐指数(MBI)は、例えば、Polymer,Vol.42,p.8663(2001)に記載されているような測定機器及び測定方法による一軸伸長粘度の測定によって求めることができる。本発明において、各歪速度(dε/dt)における歪硬化度(SHI)は、以下の測定及び方法により測定することができる。
・装置:Rheometorics社製 Ares
・治具:ティーエーインスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture
・測定温度:180℃
・歪速度:1.0/秒、0.1/秒、0.01/秒
・試験片の作製:プレス成形して18mm×10mm、厚さ0.7mmのシートを作製する。
【0017】
図2は、歪硬化度(SHI)を求めるためのプロット図の一例である。上記の測定方法により、予め定められた一定の歪速度(dε/dt)で伸長粘度(ηE)の時間変化データを取得し、測定データを、横軸にヘンキー歪(ε)の対数(log(ε))、縦軸に伸長粘度(ηE)の対数(log(ηE))をとったグラフ上にプロットし、グラフからヘンキー歪(ε)が1から3の間の区間における伸長粘度の傾きを特定し、その傾きを測定条件の歪速度(dε/dt)における歪硬化度(SHI)とする。
図3は、多分岐指数を求めるためのプロット図の一例である。上記の測定方法により、歪速度(dε/dt)が0.01/秒から1.0/秒の範囲で複数の歪速度における歪硬化度(SHI)を測定し、各歪速度における歪硬化度(SHI)を、横軸に歪速度の対数(log(dε/dt))、縦軸に歪硬化度(SHI)をとったグラフ上にプロットし、グラフから歪速度が0.01/秒から1.0/秒の範囲の傾きを特定し、その傾きを多分岐指数(MBI)とする。
図3の例では、SHI@0.01s
-1、SHI@0.1s
-1、SHI@1.0s
-1をグラフ上にプロットし、3点のプロットを直線で近似した場合の傾きを多分岐指数(MBI)とした。
【0018】
一般的に、重合体中に緩和時間が長い成分が多く存在するほど、当該重合体は遅い歪速度でも大きな歪硬化性を示す。重合体の緩和時間は、分子量や分岐の有無、分岐の量、分岐鎖の長さといったポリマー分子の構造に依存する。
特に分岐状プロピレン系重合体の場合には、分岐鎖長が長いほど緩和時間が長くなる。分岐状プロピレン系重合体が有する分岐鎖長が非常に長い場合には、分岐状プロピレン系重合体の緩和時間が非常に長いため、歪速度が遅い場合でも高い歪硬化性を発現する。
一方、分岐鎖長が短い場合には、分岐状プロピレン系重合体の緩和時間が短いため、速い歪速度では分岐状プロピレン系重合体は緩和せず高い歪硬化性を示すが、遅い歪速度では分岐状プロピレン系重合体は緩和し歪硬化性は低下する。
そのため、高分子集合体としての分岐状プロピレン系重合体は、緩和時間が長い成分と緩和時間が短い成分の組み合わせ、及び、それぞれの成分の含有割合によって歪速度に対する歪硬化度の依存性、すなわち多分岐指数(MBI)が異なってくる。
分岐状プロピレン系重合体中に緩和しない成分又は緩和時間が長い成分が多く存在する場合には、重合体中の多数箇所で、分子鎖の絡み合い点を起点として、局所的に配向結晶化が進行するために、配向結晶化が不均一になるため、延展性が劣ると考えられる。
これに対し、分岐状プロピレン系重合体が、分子量分布の高分子量領域に分岐鎖長が短い分岐を1分子当たり多数有する多分岐分子を多く含んでいる場合には、ある程度短い緩和時間を持つ成分が多く、極端に長い緩和時間を持つ成分は少ない緩和時間分布を示すため、分子鎖の絡み合い点を起点とする局所的な配向結晶化が起こりにくくなり、配向結晶化の不均一性を抑制することが可能になるため、延展性が改善すると考えられる。
【0019】
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、溶融時の延展性を優れたものとするために、分岐状プロピレン系重合体の多分岐指数(MBI)の下限を、0.15以上とし、好ましくは0.16以上とし、より好ましくは0.17以上とする。また、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、歪硬化度の歪速度依存性を抑制することによって溶融張力の安定性を得るために、多分岐指数(MBI)の上限を、1.00以下とし、好ましくは0.80以下とし、さらに好ましくは0.50以下とする。
分岐状プロピレン系重合体の多分岐指数(MBI)を、0.15以上、1.0以下としたことによって、速い歪速度(1.0/秒)では緩和せず歪硬化度(SHI@0.1/秒)は大きいが、遅い歪速度(0.01/秒)では緩和するようになり歪硬化度(SHI@0.01/秒)が小さい。
したがって、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、ある程度短い緩和時間を持つ成分が多く、極端に長い緩和時間を持つ成分は少ない緩和時間分布を示すため、優れた延展性が得られる。
分岐状プロピレン系重合体が、下記特性(2)に規定する特定範囲の歪硬化度(SHI@1s-1)を有しているとしても、多分岐指数(MBI)が0.15未満である場合には、歪硬化度(SHI)の歪速度依存性が小さすぎるため、例えば歪速度が0.01秒や0.1秒のような遅い歪速度においても歪速度1秒における歪硬化度(SHI@1s-1)とそれほど差がない大きな歪硬化度を示す。したがって、この場合には、当該分岐状プロピレン系重合体は緩和時間が長い成分を多く含んでおり、延展性が悪い。
一方、分岐状プロピレン系重合体が、下記特性(2)に規定する特定範囲の歪硬化度(SHI@1s-1)を有しているとしても、多分岐指数(MBI)が1.0超の場合には、歪硬化度(SHI)の歪速度依存性が大きすぎるため、歪速度がわずかに変化するだけで歪硬化度が変化し、溶融張力が不安定となりやすい。したがって、この場合には、当該分岐状プロピレン系重合体を成形するときに、成形不良が発生したり、成形工程の条件管理が難しくなるなどの問題がある。
【0020】
歪硬化度と、歪硬化度の歪速度依存性で示される多分岐指数(MBI)は、分岐状プロピレン系重合体において、分岐鎖の量や分岐鎖の長さを制御することで、調整することができる。
例えば、マクロマー合成工程におけるマクロマーの分子量の大小が、分岐鎖の長さの大小に相関する。
そこで、主にマクロマーの合成に寄与するメタロセン錯体と主にプロピレンとマクロマーとの共重合に寄与するメタロセン錯体との組み合わせにおいて、マクロマーの合成に寄与するメタロセン錯体の選択によって、マクロマーの分子量の大小を調整できる。具体的にはメタロセンのインデン骨格の2位および4位の位置に、より嵩高い置換基の組み合わせを選ぶことによって、マクロマーの分子量の大小を調整することができる。
このほかにも、マクロマーは成長鎖末端からβ水素脱離を経て生成するが、重合温度を上げることにより、プロピレンの挿入成長反応に対して相対的にβ水素脱離反応を早くすることでマクロマーの分子量を下げることができる。
また分岐量に関しては、マクロマー共重合工程におけるプロピレンとマクロマーとの比率の大小が、分岐鎖の量の大小に相関する。具体的には、マクロマーの合成に寄与するメタロセン錯体の活性と主にプロピレンとマクロマーとの共重合に寄与するメタロセン錯体の活性の選択によって、マクロマーの取り込み量の大小を調整できる。
その他の方法としては、マクロマーの合成に寄与するメタロセン錯体の使用量と、主にプロピレンとマクロマーとの共重合に寄与するメタロセン錯体の使用量の選択によって、マクロマーの取り込み量の大小を調整できる。
【0021】
特性(2):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、歪速度(dε/dt)が1.0/秒での歪硬化度(SHI@1s-1)が0.70以上、3.00以下であることが好ましい。
ここで、1.0/秒での歪硬化度(SHI@1s-1)とは、温度180℃、歪速度(dε/dt)が1.0/秒での伸長粘度の測定において、ヘンキー歪(ε)が1から3の間の区間における、横軸にヘンキー歪(ε)の対数(log(ε))、縦軸に伸長粘度(ηE)の対数(log(ηE))をプロットした場合の傾きである。
溶融張力を増加させて成形性を向上させるとともに、延展性を向上させる観点から、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、伸長粘度の測定における歪硬化度(SHI@1s-1)の下限が0.70以上であることが好ましく、0.80以上であることがさらに好ましく、1.0以上であることがよりさらに好ましく、一方、歪硬化度(SHI@1s-1)の上限は、3.00以下であることが好ましく、2.00以下であることがさらに好ましく、1.70以下であることがよりさらに好ましい。
分岐状プロピレン系重合体は、速い歪速度で歪硬化度(SHI@1s-1)がある程度大きい場合には、速い歪速度で緩和しない成分が当該重合体中に存在することにより伸長粘度が大きくなる。そのため、速い歪速度で歪硬化性を持たない直鎖状の重合体や、歪硬化度(SHI@1s-1)が小さい重合体とくらべて、伸長粘度が高くなるために溶融張力が増加しており、シート成形、ブロー成形、熱成形、発泡成形での成形性がよくなる。かかる観点から、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、歪硬化度(SHI@1s-1)が0.70以上であることが好ましい。
一方、分岐状プロピレン系重合体は、速い歪速度で歪硬化度(SHI@1s-1)が大きすぎると、緩和しない成分又は緩和が長い成分が多いため、分子鎖の絡み合い点を起点として配向結晶化が局所的に進行してしまい、延展性が悪化してしまうという問題が生じる。かかる観点から、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、歪硬化度(SHI@1s-1)が3.00以下であることが好ましい。
【0022】
特性(3):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、25℃でp-キシレンに可溶となる成分の割合(CXS)が0.5質量%未満である。
CXSは、分岐状プロピレン系重合体に含まれる低規則性成分および低分子量成分の割合の指標として用いる。CXSが多すぎると、低分子量成分・低立体規則性成分が多くなり、種々の物性に影響する。
CXSは、好ましくは0.4質量%以下、さらに好ましくは0.3質量%以下である。CXSの下限には定めはないが、成形品の触感の観点からは、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上である。
【0023】
本発明において、CXSの測定方法は、以下の通りである。
2gの試料を300mlのp-キシレン(0.5mg/mlのBHTを含む)に、130℃で溶解させ溶液とした後、25℃で48時間静置する。その後、析出物と濾液とに濾別する。濾液からp-キシレンを蒸発させ、さらに100℃で12時間減圧乾燥し、25℃のp-キシレンに溶解していた成分を回収する。試料の質量に対する回収した成分の質量の百分率の値をCXSとする。
【0024】
CXSの量を制御するためには、低分子量成分が比較的少なく立体規則性が高くなるように、触媒成分のメタロセン錯体として、架橋型のインデン錯体やアズレン錯体を選択することがよく、なかでもその2位または4位の置換基の嵩高さを調整することでCXSの量を制御することが可能である。また、2つの錯体を組み合わせる場合には、高立体規則性の錯体の選択と錯体の比率を調整することで、全体のCXSの量を制御可能である。
また、触媒成分である有機アルミニウム化合物の量を増やすと、錯体の一部に配位し、変質させることにより、低分子量成分が増えたり立体規則性が低下したりする。したがって有機アルミニウム化合物の量を最適化することにより、CXSの量を制御可能である。
【0025】
特性(4):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、分岐状プロピレン系重合体の分岐側鎖の分子量がMnで11,000以上53,000以下であることが好ましい。
参考文献:Macromolecules,Vol.31,p.1335(1998)には、アイソタクチックポリプロピレンでは絡み合い分子量が6900g/molであることがわかったと記載されている。
また参考文献:Macromolecules,Vol.35,p.10062(2002))には、プロピレン系重合体の分岐長さが7000g/mol以下では粘弾性への影響は少ないとある。
これらの文献に照らすと、歪硬化のような粘弾性挙動の発現には、分岐鎖の長さが、ポリプロピレンの絡みあい分子量として6900~7000g/mol以上であることが必要である。
これは、骨格炭素数に換算すると、約400以上に相当する。ここでいう骨格炭素とは、プロピレン単独、またはプロピレンとエチレンの共重合を行った場合には、メチル炭素以外の全ての炭素を意味する。また、上記モノマーの他にブテンを用いた場合には、メチル炭素およびエチル炭素以外の全ての炭素原子を意味する。
したがって、速い歪速度では歪硬化度が大きくなって成形に必要な溶融張力を得るために、本発明の分岐状プロピレン系重合体の分岐鎖の長さは、骨格炭素数として、好ましくは500以上(ポリプロピレン分子量換算:11,000以上)、より好ましくは700以上(ポリプロピレン分子量換算:15,000以上)、さらに好ましくは1000以上(ポリプロピレン分子量換算:21,000)以上である。
また、本発明の分岐状プロピレン系重合体の分岐長さに関しては、速い歪速度では歪硬化度が大きく成形に必要な溶融張力が得られるが、遅い歪速度では十分に歪が緩和し歪硬化性が小さくなるように、骨格炭素数として、好ましくは2500以下(ポリプロピレン分子量換算:53,000以下)、より好ましくは2200以下(ポリプロピレン分子量換算:46,000以下)、さらに好ましくは2000以下(ポリプロピレン分子量換算:42,000以下)である。
【0026】
ここでいうポリプロピレン分子量換算値は、厳密にはGPCで測定される分子量値とは異なるものであるが、GPCで測定される数平均分子量(Mn)に近似している。また、分岐状プロピレン系重合体上の分岐の長さは直接測定することはできないが、本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造するのと同条件でプロピレンを重合することにより、分岐の部分に相当するマクロマーを合成し、実施例に示す方法でGPCにより測定した当該マクロマーの数平均分子量(Mn)を、分岐の長さであると推測することができる。
したがって、本発明の分岐状プロピレン系重合体の分岐鎖の長さの下限は、GPCで測定される数平均分子量(Mn)として、好ましくは11,000以上、より好ましくは15,000以上、さらに好ましくは21,000以上である。一方、本発明の分岐状プロピレン系重合体の分岐鎖の長さの上限は、GPCで測定される数平均分子量(Mn)として、好ましくは53,000以下、より好ましくは46,000以下、さらに好ましくは42,000以下である。
【0027】
(分子量の測定方法)
分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、Q値(Mw/Mn)として得られる。
測定法、測定機器の詳細は以下のとおりである。
・装置:Waters社製GPC(ALC/GPC、150C)
・検出器;FOXBORO社製MIRAN、1A、IR検出器(測定波長:3.42μm)
・カラム:昭和電工社製AD806M/S(3本)
・移動相溶媒;o-ジクロロベンゼン(ODCB)
・測定温度;140℃
・流速;1.0mL/分
・注入量;0.2mL
試料の調製は、試料とODCB(0.5mg/mLのジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を含む)を、試料濃度1mg/mLの割合で混合し、140℃で約1時間かけて溶解することにより行う。
なお、得られたクロマトグラムのベースラインと区間は、
図4のように行う。
また、GPC測定で得られた保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。使用する標準ポリスチレンは、何れも東ソー社製の以下の銘柄である。
銘柄:F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000
各々の標品が0.5mg/mLとなるように、ODCB(0.5mg/mLのBHTを含む)に溶解した溶液を0.2mL注入して、較正曲線を作成する。較正曲線は、最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。
分子量への換算に使用する粘度式:[η]=K×M
αは、以下の数値を用いる。
・PS:K=1.38×10
-4、α=0.7
・PP:K=1.03×10
-4、α=0.78
【0028】
特性(5):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、温度230℃、2.16kg荷重で測定するメルトフローレート(MFR)が1~10g/10分であることが好ましい。
MFRは、溶融時の流動性を示す指標である。重合体の分子量が大きくなるとMFRは小さくなり、MFRが小さすぎると溶融時の流動性が悪くなって、加熱成形が困難になる。一方、重合体の分子量が小さくなるとMFRは大きくなり、MFRが大きすぎると、溶融張力の低下を引き起こす。また、MFRが大きいと、溶融時の流動性はよくなるものの、衝撃強度が低下することがある。
本発明のプロピレン系重合体のMFRは、加熱成形性の観点から、1g/10分以上であることが好ましく、2g/10分以上であることがさらに好ましく、3g/10分以上であることがよりさらに好ましい。一方、本発明のプロピレン系重合体のMFRは、溶融張力及び衝撃強度の観点から、10g/10分以下であることが好ましく、8g/10分以下であることがさらに好ましく、6g/10分以下であることがよりさらに好ましい。この中で特に好ましいMFRの範囲は1g/10分以上、6g/10分以下である。
本発明において、メルトフローレート(MFR)は、JIS K6921-2の「プラスチック-ポリプロピレン(PP)成形用及び押出用材料-第2部:試験片の作り方及び性質の求め方」に準拠して、試験条件:230℃、荷重2.16kgfで測定した値である。
メルトフローレート(MFR)は、重合の温度や圧力を変えるか、または、一般的な手法としては、水素等の連鎖移動剤を重合時に添加する方法により、容易に調整することができる。
【0029】
特性(6):
本発明の分岐状プロピレン系重合体の分岐量に関しては、13C-NMRを用いて重合体全体の平均値として測定することができ、3D-GPCを用いて絶対分子量(Mabs)と分岐指数(g’)の関係から各絶対分子量における分岐度の相対的な概略を指標として求めることができる。
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、GPCで測定される分子量分布曲線において、重合体全量に対する分子量Mが100万以上の成分の比率(W100万)が0.070以上、0.100以下であることが好ましい。W100万は、重合体中に含まれる高分子量成分の比率を示す指標である。W100万は、GPCで測定される積分分子量分布曲線(質量基準で全量を1に規格化)において、分子量Mが100万(Log(M)=6.0)以下までの積分値を、1から減じた値として定義する。
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、3D-GPCで測定した絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’(100万)が0.80以上、0.90以下であることが好ましい。
【0030】
分岐指数g’は、長鎖分岐構造を有するポリマーの固有粘度[η]brと同じ分子量を有する線状ポリマーの固有粘度[η]linの比([η]br/[η]lin)によって与えられ、長鎖分岐構造が存在すると、1.0よりも小さな値をとる。
定義は、例えば「Developments in Polymer Charactarization-4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science Publishers、1983)に記載されており、当業者にとって公知の指標である。
分岐指数g’は、例えば、下記のような光散乱計と粘度計を検出器に備えた3D-GPCを使用することによって、絶対分子量Mabsの関数として得ることができる。
本発明において、3D-GPCとは、3つの検出器が接続されたGPC装置をいう。係る3つの検出器は、示差屈折計(RI)、粘度検出器(Viscometer)および多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)である。
示差屈折計(RI)および粘度検出器(Viscometer)を装備したGPC装置として、Waters社製のAlliance GPCV2000を用いる。また、光散乱検出器として、多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)Wyatt Technology社製のDAWN-Eを用いる。
検出器は、MALLS、RI、Viscometerの順で接続する。
移動相溶媒は、1,2,4-トリクロロベンゼン(BASFジャパン社製酸化防止剤Irganox1076を0.5mg/mLの濃度で添加)である。
流量は1mL/分で、カラムは東ソー社製GMHHR-H(S)HTを2本直列に連結して用いる。
カラム、試料注入部および各検出器の温度は140℃である。
試料濃度は1mg/mLとし、注入量(サンプルループ容量)は0.2175mLである。
MALLSから得られる絶対分子量(Mabs)、二乗平均慣性半径(Rg)およびViscometerから得られる固有粘度([η])を求めるにあたっては、MALLS付属のデータ処理ソフトASTRA(version4.73.04)を利用し、下記の文献を参考にして計算する。
参考文献:
1.Developments in Polymer Characterization, vol.4. Essex: Applied Science; 1984. Chapter1.
2.Polymer, 45, 6495-6505(2004)
3.Macromolecules, 33, 2424-2436(2000)
4.Macromolecules, 33, 6945-6952(2000)
分岐指数g’は、サンプルを上記Viscometerで測定して得られる固有粘度([η]br)と、別途、線状ポリマーを測定して得られる固有粘度([η]lin)との比([η]br/[η]lin)として算出する。
【0031】
ポリマー分子に長鎖分岐構造が導入されると、同じ分子量の線状ポリマー分子と比較して慣性半径が小さくなる。慣性半径が小さくなると、固有粘度が小さくなることから、長鎖分岐構造が導入されるに従い、同じ分子量の線状ポリマーの固有粘度([η]lin)に対する分岐状ポリマーの固有粘度([η]br)の比([η]br/[η]lin)は、小さくなっていく。したがって、長鎖分岐構造を有するポリマーは、分岐指数g’([η]br/[η]lin)が1.0より小さい値になり、線状ポリマーは、定義上、分岐指数g’が1.0となる。
ここで、線状ポリマーとして市販のホモポリプロピレン(日本ポリプロ社製ノバテックPP(登録商標)グレード名:FY6)を用いて[η]linを得る。線状ポリマーの[η]linの対数は、分子量の対数と線形の関係があることは、Mark-Houwink-Sakurada式として公知であるから、[η]linは低分子量側や高分子量側に適宜外挿して数値を得ることができる。
分岐指数g’を1.0より小さくするには、長鎖分岐を多く導入することにより達成され、また同じ分岐数の場合には分岐鎖長を長くすることで達成でき、触媒の選択やその組み合わせおよび量比、ならびに予備重合条件を制御して重合することで可能となる。
各分岐指数g’を上記特定の範囲内にするには、後述のように触媒の選択やその組み合わせおよび量比に加えて、重合時の水素量を適宜調整することで可能となる。
【0032】
特性(7):
分岐状プロピレン系重合体は、示差走査熱量測定(DSC)で測定される融点(Tm)が150℃以上、157℃以下である。
分岐状プロピレン系重合体は、Tmが高くなるほど耐熱性や剛性が向上する。したがって、Tmは150℃以上であることが好ましく、より好ましくは151℃以上である。
一方、分岐状プロピレン系重合体は、Tmが高すぎると、剛性が高くなりすぎ手触りなど触感が悪くなる恐れがある。したがって、Tmは157℃以下であることが好ましく、より好ましくは155℃以下である。
ポリプロピレンの場合には、Tmは、エチレンユニットや位置規則性欠陥が挿入することで低下する。本発明の分岐状プロピレン系重合体は、重合触媒として位置規則性欠陥の最適な錯体を選定し、複数の錯体の組み合わせを選定し、さらに重合温度や重合圧力を制御することで、Tmを制御できる。
分岐状プロピレン系重合体の融点(Tm)は、次のような方法で測定することができる。セイコーインスツルメンツ社製DSC6200を使用し、シート状にしたサンプル片を5mgアルミパンに詰め、室温から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で20℃まで降温して、結晶化させた時の結晶最大ピーク温度(℃)として結晶化温度(Tc)を求め、その後、10℃/分で200℃まで昇温させた時の融解最大ピーク温度(℃)として融点(Tm)を求める。
なお、シート状のサンプルは、分岐状プロピレン系重合体のパウダーをプレス板で挟み、190℃で2分間予熱した後に5MPaで2分間プレスし、その後、0℃、10MPaで2分間冷却することにより、得ることができる。
【0033】
特性(8):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、下記の構造式(A)で示される長鎖分岐(LCB)構造部分を有し得る。
【0034】
【0035】
[但し、構造式(A)中、P1、P2、P3は分岐状プロピレン系重合体の末端に生じた残基であり、それぞれ1つ以上のプロピレンユニットを有し、Cbrは、炭素数7以上の分岐鎖の根元のメチン炭素を示し、Ca、Cb、Ccは、該メチン炭素(Cbr)に隣接するメチレン炭素を示す。]
構造式(A)において、分岐状プロピレン系重合体の主鎖は、P1-Cbr-P2のライン、P1-Cbr-P3のライン又はP2-Cbr-P3のラインの3通りが存在する。したがって、それぞれに対応して、Cbr-P3のライン、Cbr-P2のライン又はCbr-P1のラインが上記分岐鎖になり得る。P1、P2、P3は、それ自体の中に、構造式(A)に記載されたCbrとは、別の分岐炭素(Cbr)を含有することもあり得る。
ここでLCB構造の帰属は、分岐状プロピレン系重合体の13C-NMRにより、44.0~44.1ppm、44.7~44.8ppm及び44.8~44.9ppmに3つのメチレン炭素(Ca、Cb、Cc)が観測され、31.6~31.8ppmにメチン炭素(Cbr)として観測されるものである。Cbrに近接する3つのメチレン炭素が、ジアステレオトピックに非等価に3本に分かれて観測されることが特徴である。
また、LCB数とは、13C-NMRにより算出される1000モノマーユニット(1000p)当たりの炭素数7以上の分岐鎖の数である。
炭素数が6より多い分岐鎖と炭素数が6以下の分岐鎖とは、分岐の根本のメチン炭素のピーク位置が異なることにより区別できる(Macromolecules, Vol. 35, No. 10, 2002)。
本発明において、LCB数は、特に限定されないが、1000p当たり通常1.0以下であることが好ましい。
【0036】
13C-NMRにより算出される長鎖分岐(LCB)構造の測定法の詳細は、以下の通りである。
[試料調製]
試料200mg程度を、o-ジクロロベンゼン/重水素化臭化ベンゼン(C6D5Br)=2/1(体積比)2.4mlおよび化学シフトの基準物質であるヘキサメチルジシロキサンと共に内径10mmφのNMR試料管に入れて窒素置換した後封管し、加熱溶解して均一な溶液とする。
[装置と測定法]
NMR測定は10mmφのクライオプローブを装着したブルカー・バイオスピン(株)のAVANCE400型NMR装置を用いた。
プローブ温度120℃、パルス角を45°、パルス間隔を4.2秒、積算回数を20000回以上、プロトンブロードバンドデカップリング法で13C-NMR測定を行う。
化学シフトはヘキサメチルジシロキサンの13Cシグナルを1.98ppmに設定し、他の13Cによるシグナルの化学シフトは、これを基準とした。
[長鎖分岐数(LCB数)の算出方法]
44.4~49.0ppmのプロピレン主鎖のメチレン炭素の強度を1000に規格化したときの、44.0~44.1ppmのメチレン炭素強度と31.6~31.8ppmのメチン炭素(Cbr)強度の平均を1000プロピレンモノマーユニット当たりの長鎖分岐数とする。
【0037】
特性(9):
本発明で製造されるプロピレン系重合体は、成形に必要な溶融張力を保持しながら、延展性に優れるプロピレン系重合体を得る点から、230℃における溶融張力(MT230℃)の下限値は、好ましくは4.0g以上、さらに好ましくは5.0g以上であり、特に好ましくは6.0g以上であり、MT230℃の上限値は、好ましくは19.0g以下であり、さらに好ましくは18.0g以下であり、特に好ましくは17.0g以下である。
230℃における溶融張力(MT230℃)の測定方法は、メルトテンションテスター(例えば、東洋精機製作所社製キャピログラフ1B)を用い、樹脂温度230℃で、下記の条件で樹脂を紐状に押し出して、ローラーに巻き取っていった時にプーリーに検出される張力をそれぞれ溶融張力(MT230℃)とする。
・キャピラリー:直径2.0mm、長さ40mm
・シリンダー径:9.55mm
・シリンダー押出速度:20mm/分
・巻取速度:4.0m/分
なお、巻取速度:4.0m/分で破断を引き起こす場合には、「溶融張力は評価できない。」とする。
【0038】
特性(10):
本発明で製造される分岐状プロピレン系重合体は、制御された分岐構造(分岐量、分岐長、分岐分布)を持つために、高い溶融張力を持ちながら、溶融延展性を改善できる。
溶融延展性は、上記の溶融張力の測定方法において、下記の条件で樹脂を紐状に押し出してローラーに巻き取りながら、巻取速度を4.0m/分から徐々に上げていき(加速度:5.4cm/s2)、紐状物が切断する直前の巻取速度を測定し、このように測定された最高巻取速度(MaxDraw)を指標として評価することができる。
なお、MaxDrawが大きい方が、延展性が良いことを意味する。
【0039】
最高巻取速度は東洋精機製作所社製キャピログラフ1Bを用いて、以下の条件で測定することができる。初期の巻取速度を4.0m/分とし、一定の加速度で速度を上げていく。ストランドが切れた際の巻取速度を測定する。
・キャピラリー:直径2.0mm、長さ40mm
・シリンダー径:9.55mm
・シリンダー押出速度:20mm/分
・巻取速度:4.0m/分-200.0m/分
・温度:230℃
【0040】
本発明で製造される分岐状プロピレン系重合体は、分岐成分や分岐鎖長を制御することにより、高い溶融張力を保ったまま、大きなMaxDrawを持つことができ、溶融張力と溶融延展性のバランスが改善されている。
本発明で製造される分岐状プロピレン系重合体において、最高巻取速度(MaxDraw)は55m/min以上が好ましく、より好ましくは65m/min以上であり、さらに好ましくは75m/min以上である。
【0041】
本発明で製造される分岐状プロピレン系重合体は、前記最高巻取速度(MaxDraw)(単位:m/min)とMFR(単位:g/10分)とが下記式(1)で示される関係を満たすことが、耐久性の点から好ましい。
(MaxDraw)≧62×log(MFR)+7 ・・・式(1)
一般に流動性を高くすると延展性は優れるようになるが、溶融張力は低下し、延展性を優れるように流動性を高くすると、溶融張力が不十分になるという問題があるため、成形に必要な溶融張力と、優れた延展性を両立したプロピレン系重合体であることが望まれる。上記式(1)は、本発明で製造される分岐状プロピレン系重合体が、従来のプロピレン系重合体に比べて、流動性見合いの延展性に優れることを示すものである。
即ち、本発明の分岐状プロピレン系重合体と従来のものを区別するために、最高巻取速度(MaxDraw)は流動性(MFR)の増加に対して正の相関がある関数と考えて、当該関数のパラメータを設定し、本発明で製造される分岐状プロピレン系重合体の最高巻取速度(MaxDraw)が、当該関数で規定される従来のプロピレン系重合体の最高巻取速度(MaxDraw)よりも流動性見合いで大きいことを示す。具体的には、実施例及び比較例データに基づき、実施例と従来技術の比較例を区別する最高巻取速度(MaxDraw)及び流動性(MFR)の値を仮定して、当該最高巻取速度(MaxDraw)と流動性(MFR)との間に成立する関係式について、最小二乗法により当該関係式のパラメータを決定したものである。
本発明で製造される分岐状プロピレン系重合体は、流動性見合いで延展性に優れていることから、成形に必要な溶融張力を保持し流動性が低めであっても優れた延展性を示す。
【0042】
II.分岐状プロピレン系重合体の製造方法
本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造する方法については、本発明の特徴である上記の物性を満足する分岐状プロピレン系重合体が得られる方法であればよく、特に制限はない。例えば、メタロセン触媒を利用したマクロマー共重合法が挙げられ、好ましくは、長鎖分岐状プロピレン系重合体が得られる下記のような複数のメタロセン化合物を含む触媒を用いる方法が挙げられる。
本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造する方法としては、中でも、プロピレン重合用触媒として、下記の触媒成分(A)、(B)および(C)を用いる分岐状プロピレン系重合体の製造方法が好適なものとして挙げられる。
(A):下記一般式(a1)で表される化合物である成分[A-1]から少なくとも1種類、および一般式(a2)で表される化合物である[A-2]から少なくとも1種類を選んだ、2種以上の周期表4族の遷移金属化合物
成分[A-1]:一般式(a1)で表される化合物
成分[A-2]:一般式(a2)で表される化合物
(B):成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物またはイオン交換性層状ケイ酸塩
(C):有機アルミニウム化合物
【0043】
以下、触媒成分(A)、(B)および(C)について、詳細に説明する。
1.触媒成分(A)
1-1.成分[A-1]:一般式(a1)で表される化合物
成分[A-1]としては、末端ビニル率が高いプロピレン系重合体を生成する点から、下記一般式(a1)で表されるメタロセン化合物が好適に用いられる。
【0044】
【0045】
[一般式(a1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、窒素、酸素または硫黄を含有する炭素数4~16の複素環基を示す。R13およびR14は、それぞれ独立して、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リン若しくはこれらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよい炭素数6~30のアリール基、または窒素、酸素若しくは硫黄を含有する炭素数6~16の複素環基を表す。Q11は、炭素数1~20の二価の炭化水素基、または炭素数1~20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基もしくはゲルミレン基を表し、M11は、ジルコニウムまたはハフニウムを表し、X11およびY11は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~20のハロゲン化炭化水素基、アミノ基または炭素数1~20のアルキルアミノ基を表す。]
【0046】
上記R11およびR12の窒素、酸素または硫黄を含有する炭素数4~16の複素環基は、好ましくは2-フリル基、置換された2-フリル基、置換された2-チエニル基、置換された2-フルフリル基であり、さらに好ましくは、置換された2-フリル基である。
R11およびR12を窒素、酸素または硫黄を含有する炭素数4~16の複素環基から選ばれる基とすることにより、末端ビニル率(Rv)を高くすることができ、なかでも、複素環基上に適当な大きさの置換基を導入することにより、複素環と遷移金属上の配位場、成長ポリマー鎖との相対的な位置関係を適切にすることにより、末端ビニル率(Rv)をより高くすることができ、重合体の分子量を下げることができる。
また、置換された2-フリル基、置換された2-チエニル基、置換された2-フルフリル基の置換基としては、メチル基、エチル基、n‐プロピル基、i-プロピル基、n‐ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基等の炭素数1~6のアルキル基、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1~6のアルコキシ基、トリアルキルシリル基、が挙げられる。これらのうち、メチル基、トリメチルシリル基、t-ブチル基が好ましく、メチル基、t-ブチル基が特に好ましい。
さらに、R11およびR12として、特に好ましくは、5-t-ブチル-2-フリル基、5-メチル-2-フリル基、である。また、R11およびR12は、互いに同一である場合が好ましい。
【0047】
上記R13およびR14は、それぞれ独立して、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リン若しくはこれらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよい炭素数6~30のアリール基、または窒素、酸素若しくは硫黄を含有する炭素数6~16の複素環基である。
特に、R13とR14を、より嵩高くすることで、より立体規則性が高く、異種結合が少なく、末端ビニル率が高いプロピレン重合体を得ることができる。
そこで、R13およびR14は、炭素数6~16になる範囲で、アリール環状骨格上に、1つ以上の、炭素数1~6の炭化水素基、炭素数1~6の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~6のハロゲン含有炭化水素基、またはハロゲン原子を置換基として有してもよいアリール基が好ましく、そのようなR13およびR14の具体例としては、4-t-ブチルフェニル基、2,3-ジメチルフェニル基、3,5-ジt-ブチルフェニル基、4-クロロフェニル基、4-トリメチルシリルフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基が挙げられる。
また、R13およびR14としては、さらに好ましくは、炭素数6~16になる範囲で、1つ以上の、炭素数1~6の炭化水素基、炭素数1~6の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~6のハロゲン含有炭化水素基、またはハロゲン原子を置換基として有するフェニル基である。また、その置換される位置は、フェニル基上の4位が好ましい。そのようなR13およびR14の具体例としては、4-t-ブチルフェニル基、4-ビフェニリル基、4-クロロフェニル基、4-トリメチルシリルフェニル基である。また、R13とR14が互いに同一である場合が好ましい。
【0048】
上記X11およびY11は、補助配位子であり、成分(B)と反応してオレフィン重合能を有する活性なメタロセンを生成させる。したがって、この目的が達成される限りX11およびY11は、配位子の種類が制限されるものではなく、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~20のハロゲン化炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有炭化水素基、アミノ基または炭素数1~20のアルキルアミノ基を表す。
【0049】
上記Q11は、二つの五員環を結合する、炭素数1~20の二価の炭化水素基、または炭素数1~20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基もしくはゲルミレン基を表す。上述のシリレン基、またはゲルミレン基上に2個の炭化水素基が存在する場合は、それらが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
上記Q11の具体例としては、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、1,2-エチレン等のアルキレン基;ジフェニルメチレン等のアリールアルキレン基;シリレン基;メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジ(n-プロピル)シリレン、ジ(i-プロピル)シリレン、ジ(シクロヘキシル)シリレン等のアルキルシリレン基、メチル(フェニル)シリレン等の(アルキル)(アリール)シリレン基;ジフェニルシリレン等のアリールシリレン基;テトラメチルジシリレン等のアルキルオリゴシリレン基;ゲルミレン基;上記の2価の炭素数1~20の炭化水素基を有するシリレン基のケイ素をゲルマニウムに置換したアルキルゲルミレン基;(アルキル)(アリール)ゲルミレン基;アリールゲルミレン基などを挙げることができる。
これらの中では、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリレン基、または、炭素数1~20の炭化水素基を有するゲルミレン基が好ましく、アルキルシリレン基、アルキルゲルミレン基が特に好ましい。
【0050】
上記一般式(a1)で表される化合物のうち、好ましい化合物として、以下に具体的に例示する。
(1)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(2)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-チエニル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(3)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(4)ジクロロ[1,1’-ジフェニルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(5)ジクロロ[1,1’-ジメチルゲルミレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(6)ジクロロ[1,1’-ジメチルゲルミレンビス{2-(5-メチル-2-チエニル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(7)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(8)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-トリメチルシリル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(9)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-フェニル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(10)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-クロロフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(11)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(12)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(13)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(14)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-ビフェニリル)-インデニル}]ハフニウム、
(15)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(1-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(16)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(2-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(17)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(1-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(18)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(2-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(19)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(20)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(21)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
【0051】
これらのうち、さらに好ましいのは、
(3)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(7)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(11)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(12)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(13)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(19)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(20)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(21)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
である。
【0052】
また、特に好ましいのは、
(11)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(12)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(13)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(19)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(20)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(21)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
である。
【0053】
1-2.成分[A-2]
成分[A-2]としては、マクロマーとプロピレンとを効率よく共重合させる点から、下記一般式(a2)で表されるメタロセン化合物が好適に用いられる。
【0054】
【0055】
[一般式(a2)中、R21およびR22は、それぞれ独立して、炭素数1~6の炭化水素基である。R23およびR24は、それぞれ独立して、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リン若しくはこれらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよい炭素数6~30のアリール基を表す。Q21は、炭素数1~20の二価の炭化水素基、または炭素数1~20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基もしくはゲルミレン基を表し、M21は、ジルコニウムまたはハフニウムを表し、X21およびY21は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~20のハロゲン化炭化水素基、アミノ基または炭素数1~20のアルキルアミノ基を表す。]
【0056】
上記R21およびR22は、それぞれ独立して、炭素数1~6の炭化水素基であり、好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1~4のアルキル基である。具体的な例としては、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、sec-ブチル、n-ペンチル、i-ペンチル、n-ヘキシル等が挙げられ、好ましくはメチル、エチル、n-プロピルである。
【0057】
また、上記R23およびR24は、それぞれ独立して、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リン若しくはこれらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよい炭素数6~30の、好ましくは炭素数6~24のアリール基である。そのようなアリール基としては、置換基を有してもよいフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基である。好ましい例としては、フェニル、3-クロロフェニル、4-クロロフェニル、3-フルオロフェニル、4-フルオロフェニル、4-メチルフェニル、4-i-プロピルフェニル、4-t-ブチルフェニル、4-トリメチルシリルフェニル、4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)、4-(2-クロロ-4-ビフェニリル)、1-ナフチル、2-ナフチル、4-クロロ-2-ナフチル、3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル、3,5-ジメチル-4-t-ブチルフェニル、3,5-ジメチル-4-トリメチルシリルフェニル、3,5-ジクロロ-4-トリメチルシリルフェニル等が挙げられる。
【0058】
Q21は、二つの五員環を結合する、炭素数1または2の炭素を介して二つの共役五員環配位子を架橋する炭素数1~20の2価の炭化水素基、または炭素数1~20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基もしくはゲルミレン基の何れかを表す。上述のシリレン基またはゲルミレン基上に2個の炭化水素基が存在する場合は、それらが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
上記のQ21の具体例としては、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、1,2-エチレン等のアルキレン基;ジフェニルメチレン等のアリールアルキレン基;シリレン基;メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジ(n-プロピル)シリレン、ジ(i-プロピル)シリレン、ジ(シクロヘキシル)シリレン等のアルキルシリレン基、メチル(フェニル)シリレン等の(アルキル)(アリール)シリレン基;ジフェニルシリレン等のアリールシリレン基;テトラメチルジシリレン等のアルキルオリゴシリレン基;ゲルミレン基;上記の2価の炭素数1~20の炭化水素基を有するシリレン基のケイ素をゲルマニウムに置換したアルキルゲルミレン基;(アルキル)(アリール)ゲルミレン基;アリールゲルミレン基などを挙げることができる。
これらの中では、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリレン基、または、炭素数1~20の炭化水素基を有するゲルミレン基が好ましく、アルキルシリレン基、アルキルゲルミレン基が特に好ましい。
さらに、上記M21は、ジルコニウムまたはハフニウムであり、好ましくはハフニウムである。
【0059】
上記X21およびY21は、補助配位子であり、助触媒としての成分(B)と反応してオレフィン重合能を有する活性なメタロセンを生成させる。したがって、この目的が達成される限りX21およびY21は、配位子の種類が制限されるものではなく、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~20のハロゲン化炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有炭化水素基、アミノ基または炭素数1~20のアルキルアミノ基を表す。
【0060】
上記一般式(a2)で表されるメタロセン化合物の非限定的な例として、下記のものを挙げることができる。
但し、煩雑な多数の例示を避けて代表的例示化合物のみ記載した。また、中心金属がハフニウムの化合物を記載したが、同様のジルコニウム化合物も使用可能であり、種々の配位子や架橋結合基あるいは補助配位子を任意に使用しうることは自明である。
(1)ジクロロ{1,1’-ジメチルシリレンビス(2-メチル-4-フェニル-4-ヒドロアズレニル)}ハフニウム、
(2)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(3)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(4)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(5)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-クロロ-4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(6)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-メチル-4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(7)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-クロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(8)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(9)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(1-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(10)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(2-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(11)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロ-2-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(12)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(13)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(2-クロロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(14)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(9-フェナントリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(15)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(16)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-n-プロピル-4-(3-クロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(17)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(3-クロロ-4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(18)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(19)ジクロロ[1,1’-ジメチルゲルミレンビス{2-メチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(20)ジクロロ[1,1’-ジメチルゲルミレンビス{2-メチル-4-(4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(21)ジクロロ[1,1’-(9-シラフルオレン-9,9-ジイル)ビス{2-エチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(22)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(4-クロロ-2-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(23)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(24)ジクロロ[1,1’-(9-シラフルオレン-9,9-ジイル)ビス{2-エチル-4-(3,5-ジクロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、などである。
【0061】
これらの中で好ましくは、
(2)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(7)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-クロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(18)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(22)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(4-クロロ-2-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(23)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(24)ジクロロ[1,1’-(9-シラフルオレン-9,9-ジイル)ビス{2-エチル-4-(3,5-ジクロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
である。
【0062】
また、特に好ましくは、
(2)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(18)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(22)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(24)ジクロロ[1,1’-(9-シラフルオレン-9,9-ジイル)ビス{2-エチル-4-(3,5-ジクロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
である。
【0063】
2.触媒成分(B)
本発明に用いられる触媒成分(B)は、触媒成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物またはイオン交換性層状ケイ酸塩である。
触媒成分(B)は単独でもよいし、二種以上を用いてもよい。好ましくイオン交換性層状ケイ酸塩である。
【0064】
2-1.触媒成分(A)とイオン対を形成する化合物
触媒成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物としては、アルミニウムオキシ化合物、ホウ素化合物などを挙げることができ、アルミニウムオキシ化合物としては、具体的には次の一般式(I)~(III)で表される化合物が挙げられる。
【0065】
【0066】
上記の一般式(I)、(II)、(III)において、R91、R101およびR111は、水素原子または炭化水素基、好ましくは炭素数1~10の炭化水素基、特に好ましくは炭素数1~6の炭化水素基を示す。また、複数のR91、R101およびR111は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、pは0~40、好ましくは2~30の整数を示す。
一般式(I)、(II)で表される化合物は、アルミノキサンとも称される化合物であって、これらの中では、メチルアルミノキサンまたはメチルイソブチルアルミノキサンが好ましい。上記のアルミノキサンは、各群内および各群間で複数種併用することも可能である。そして、上記のアルミノキサンは、公知の様々な条件下に調製することができる。
一般式(III)中、R112は、炭素数1~10、好ましくは炭素数1~6の炭化水素基を示す。一般式(III)で表される化合物は、一種類のトリアルキルアルミニウムまたは二種類以上のトリアルキルアルミニウムと、一般式R112B(OH)2で表されるアルキルボロン酸との10:1~1:1(モル比)の反応により得ることができる。
ホウ素化合物としては、カルボニウムカチオン、アンモニウムカチオンなどの陽イオンと、トリフェニルホウ素、トリス(3,5-ジフルオロフェニル)ホウ素、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素などの有機ホウ素化合物との錯化物、または種々の有機ホウ素化合物、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素などを挙げることができる。
【0067】
2-2.イオン交換性層状ケイ酸塩
本発明において、原料として使用するイオン交換性層状ケイ酸塩(以下、単にケイ酸塩と略記することもある)とは、イオン結合などによって構成される層が互いに結合力で平行に積み重なった結晶構造を有し、層間に層間イオンを有し、かつ、含有される層間イオンが交換可能であるケイ酸塩化合物をいう。
大部分のケイ酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出される。水中に分散/膨潤させ、沈降速度等の違いにより精製することが一般的であるが、夾雑物が完全に除去されていることは要せず、イオン交換性層状ケイ酸塩以外の夾雑物(石英、クリストバライト等)を含んでもよい。それら夾雑物の種類、量、粒子径、結晶性、分散状態によっては純粋なケイ酸塩以上に好ましいことがあり、そのような複合体も、触媒成分(B)のイオン交換性層状ケイ酸塩に含まれる。
また、本発明で使用するケイ酸塩は、天然産のものに限らず、人工合成物であってもよい。
【0068】
イオン交換性層状ケイ酸塩の具体例としては、例えば、白水春雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1988年)等に記載される1:1型構造や2:1型構造をもつ層状ケイ酸塩が挙げられる。
1:1型構造とは、前記「粘土鉱物学」等に記載されているような1層の四面体シートと1層の八面体シートが組み合わさった積み重なりを基本とする構造を示す。
2:1型構造とは、2層の四面体シートが1層の八面体シートを挟み込んだ積み重なりを基本とする構造を示す。
1:1型構造をもつイオン交換性層状ケイ酸塩の具体例としては、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、メタハロイサイト、ハロイサイト等のカオリン族ケイ酸塩、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族ケイ酸塩等が挙げられる。
2:1型構造をもつイオン交換性層状ケイ酸塩の具体例としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト等のスメクタイト族ケイ酸塩、バーミキュライト等のバーミキュライト族ケイ酸塩、雲母、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母族ケイ酸塩、アタパルジャイト、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイト、パイロフィライト、タルク、緑泥石群等が挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
これらの中では、主成分が2:1型構造をもつイオン交換性層状ケイ酸塩であるものが好ましい。より好ましくは、主成分がスメクタイト族ケイ酸塩であり、さらに好ましくは、主成分がモンモリロナイトである。
層間カチオン(イオン交換性層状ケイ酸塩の層間に含有される陽イオン)の種類としては、特に限定されないが、主成分として、リチウム、ナトリウム等の周期表第1族のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等の周期表第2族のアルカリ土類金属、あるいは鉄、コバルト、銅、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、イリジウム、白金、金等の遷移金属などが、比較的容易に入手可能である点で好ましい。
【0069】
前記イオン交換性層状ケイ酸塩は、乾燥状態で用いてもよく、液体にスラリー化した状態で用いてもよい。
また、イオン交換性層状ケイ酸塩の形状については、特に制限はなく、天然に産出する形状、人工的に合成した時点の形状でもよいし、また、粉砕、造粒、分級などの操作によって形状を加工したイオン交換性層状ケイ酸塩を用いてもよい。
このうち造粒されたイオン交換性層状ケイ酸塩を用いると、該イオン交換性層状ケイ酸塩を触媒成分として用いた場合に、良好なポリマー粒子性状を与えるため特に好ましい。
イオン交換性層状ケイ酸塩は、特に処理を行うことなくそのまま用いることができるが、化学処理を施すことが好ましい。イオン交換性層状ケイ酸塩の化学処理方法は、特開2009-299046の段落0042~0071の記載を参照することができる。
【0070】
本発明に好ましく用いられる触媒成分(B)は、化学処理されたイオン交換性層状ケイ酸塩であり、Al/Siの原子比として、0.01~0.25、好ましくは0.03~0.24のもの、さらには0.05~0.23の範囲のものがよい。Al/Si原子比は、粘土部分の酸処理強度の指標となるものとみられる。
イオン交換性層状ケイ酸塩中のアルミニウムおよびケイ素は、JIS法による化学分析による方法で検量線を作成し、蛍光X線で定量するという方法で測定される。
【0071】
3.成分(C)
本発明に用いられる触媒成分(C)は、有機アルミニウム化合物であり、好ましくは、下記一般式(IV)で表される有機アルミニウム化合物が使用される。
(AlRnX3-n)m ・・・一般式(IV)
[上記一般式(IV)中、Rは、炭素数1~20のアルキル基を表し、Xは、ハロゲン、水素、アルコキシ基またはアミノ基を表し、nは1~3の、mは1~2の整数を各々表す。]
Xは、それがハロゲンの場合には塩素が、アルコキシ基の場合には炭素数1~8のアルコキシ基が、アミノ基の場合には炭素数1~8のアミノ基が好ましい。
有機アルミニウム化合物は、単独であるいは複数種を組み合わせて使用することができる。
有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリノルマルプロピルアルミニウム、トリノルマルブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリノルマルヘキシルアルミニウム、トリノルマルオクチルアルミニウム、トリノルマルデシルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムセスキクロライド、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムジメチルアミド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムクロライド等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、m=1、n=3のトリアルキルアルミニウムおよびアルキルアルミニウムヒドリドである。さらに好ましくは、Rが炭素数1~8であるトリアルキルアルミニウムである。
【0072】
4.触媒の調製
本発明に用いられるオレフィン重合用触媒は、上記の各触媒成分を含む。これらは重合槽内または重合槽外で接触させて得ることができる。オレフィン重合用触媒は、オレフィン存在下で予備重合を行ってもよい。
各触媒成分の接触は、脂肪族炭化水素あるいは芳香族炭化水素溶媒中で行うのが普通である。接触温度は、特に限定されないが、-20℃~150℃の間で行うのが好ましい。接触順序としては、合目的的な任意の組み合わせが可能であるが、特に好ましいものを各触媒成分について示せば次の通りである。
触媒成分(C)を使用する場合、触媒成分(A)と触媒成分(B)を接触させる前に、触媒成分(A)と、あるいは触媒成分(B)と、または触媒成分(A)および触媒成分(B)の両方に触媒成分(C)を接触させること、または、触媒成分(A)と触媒成分(B)を接触させるのと同時に触媒成分(C)を接触させること、または、触媒成分(A)と触媒成分(B)を接触させた後に触媒成分(C)を接触させることが可能であるが、好ましくは、触媒成分(A)と触媒成分(B)を接触させる前に、触媒成分(C)と何れかに接触させる方法である。
また、各触媒成分を接触させた後、脂肪族炭化水素あるいは芳香族炭化水素溶媒にて洗浄することが可能である。
【0073】
本発明で使用する触媒成分(A)、(B)および(C)の使用量は任意である。例えば、触媒成分(B)に対する触媒成分(A)の使用量は、触媒成分(B)1gに対し、好ましくは0.1μmol~1000μmol、より好ましくは0.5μmol~500μmolの範囲である。
また、触媒成分(A)に対する触媒成分(C)の使用量は、触媒成分(A)の遷移金属に対する触媒成分(C)のアルミニウムのモル比で、好ましくは0.01~5×106、より好ましくは0.1~1×104の範囲である。
【0074】
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、マクロマーを生成する能力を有する触媒成分と、そのマクロマーとプロピレンとを共重合する能力を有する触媒成分を用いることにより、製造可能である。このマクロマーを生成する能力と、マクロマーとプロピレンとを共重合する能力を同時に有する単独の触媒成分を用いて製造することも可能であるが、本発明の分岐状プロピレン系重合体を効率よく製造するには、それぞれの能力を有する別々の触媒成分を用いる方法を選択できる。すなわち、マクロマーを生成する能力を有する成分[A-1]と、マクロマーとプロピレンとを共重合する能力を有する成分[A-2]を用いる方法により、本発明の要件を有する分岐状プロピレン系重合体の製造が容易になる。
そこで、使用する成分[A-1]と成分[A-2]の割合は、本発明の分岐状プロピレン系重合体に特性を満たす範囲において任意であるが、各成分[A-1]と[A-2]の合計量に対する[A-1]の遷移金属のモル比で、好ましくは0.30以上、0.99以下である。
この割合を変化させることで、溶融物性と触媒活性のバランスを調整することが可能である。つまり、成分[A-1]からは、低分子量の末端ビニルマクロマーを生成し、成分[A-2]からは、一部マクロマーを共重合した高分子量体を生成する。したがって、成分[A-1]の割合を変化させることで、生成する重合体の平均分子量、分子量分布、分子量分布の低分子量側への偏り、非常に高い分子量成分、分岐(量、長さ、分布)を制御することができ、そのことにより、歪硬化度、溶融張力といった溶融物性を制御することができる。
成分[A-1]と成分[A-2]の合計量に対する成分[A-1]の遷移金属のモル比は、好ましくは0.30以上であり、より好ましくは0.40以上であり、さらに好ましくは0.50以上である。また、上限に関しては、好ましくは0.99以下であり、さらに好ましくは0.90以下であり、高い触媒活性で効率的に本発明に重合体を得るためには、好ましくは0.80以下であり、さらに好ましくは0.70以下の範囲である。
また、上記範囲で成分[A-1]を使用することにより、平均分子量と触媒活性のバランスを調整することができる。
【0075】
5.予備重合
オレフィン重合用触媒は、オレフィンを接触させて少量重合されることからなる予備重合に付されることが好ましい。予備重合処理を行うことにより、本重合を行った際に、ゲルの生成を防止できる。その理由としては、本重合を行った際の重合体粒子間で、長鎖分岐を均一に分布させることができるためと考えられる。
予備重合時に使用するオレフィンは、特に限定はないが、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレンなどを例示することができ、好ましくはプロピレンである。
オレフィンのフィード方法は、オレフィンを予備重合槽に定速的にあるいは定圧状態になるように維持するフィード方法やその組み合わせ、段階的な変化をさせるなど、任意の方法が可能である。
予備重合温度、予備重合時間は、特に限定されないが、各々-20℃~100℃、5分~24時間の範囲であることが好ましい。
予備重合量は、触媒成分(B)に対する予備重合ポリマーの質量比が、好ましくは0.01~100、さらに好ましくは0.1~50である。
また、予備重合時に触媒成分(C)を追加することができ、予備重合終了時に洗浄することも可能である。
また、上記の各触媒成分の接触の際もしくは接触の後に、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの重合体、シリカ、チタニアなどの無機酸化物の固体を共存させるなどの方法も可能である。
予備重合後に、触媒を乾燥してもよい。乾燥方法は、特に制限はないが、減圧乾燥や加熱乾燥、乾燥ガスを流通させることによる乾燥などが例示され、これらの方法を単独で用いてもよいし、2つ以上の方法を組み合わせてもよい。乾燥工程において触媒を撹拌、振動、流動させてもよい。
【0076】
6.プロピレン重合
重合様式は、前記オレフィン重合用触媒とモノマーが効率よく接触するならば、あらゆる様式を採用しうる。
具体的には、不活性溶媒を用いるスラリー重合法、不活性溶媒を実質的に用いずプロピレンを溶媒として用いるバルク重合法、溶液重合法あるいは実質的に液体溶媒を用いず各モノマーをガス状に保つ気相重合法などが採用できる。
また、連続重合、回分式重合を行う方法も適用される。
また、2段以上の多段重合を行うこともできるが、単段重合を行うことが好ましい。
中でも、バルク重合法を行うことが好ましく、その場合に重合温度は、50℃からプロピレンが臨界になる温度以下までとすることができる。
【0077】
さらに、本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造するためには、重合温度を65℃以上とすることが好ましい。
上記した成分[A-1]が媒介する重合反応では、停止反応としてβメチル脱離反応を起こすことにより末端にビニル基が形成され、プロピレンと共重合可能なマクロマーが生成する。またβメチル脱離反応の速度は重合温度の影響をうけ、一般的には重合温度が高いとβメチル脱離速度が大きくなり、結果として成長反応速度との比が大きくなってマクロマーの分子量が低下する。
そこで、本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造する方法としては、重合温度を65℃以上とすることが好ましい。
重合温度を65℃以上とすることにより、マクロマーの平均分子量が本発明において好ましいとされる範囲になるため、分岐状プロピレン系重合体に分岐鎖長が短い分岐を導入することができる。
上記の理由から、重合温度は65℃以上が好ましく、更に好ましくは70℃以上、より好ましく75℃以上である。一方上限に関しては、バルク重合を行うためにはプロピレンの臨界温度以下であることが必要であり、好ましくは85℃以下さらに好ましくは83℃以下である。
特に、成分[A-1]として一般式(a1)で表される化合物を選択した場合の重合温度については、インデニル基の2位の置換基が例えばメチルフリル基の場合には、好ましくは80℃以上で重合することで本発明の重合体が得られるが、インデニル基の2位の置換基が例えばt-ブチルフリル基のようなより嵩高い置換基の場合には、70℃のようなより低い重合温度で本発明の重合体が得られる。
その場合の圧力は、1.5MPa以上がより好ましく、さらに好ましくは2.5MPa以上であり、3.5MPa以上であることが好ましい。また、上限は、4.4MPa以下が好ましく、さらに好ましくは4.0MPa以下である。
また、重合はプロピレンの単独重合でもよく、また、プロピレンモノマー以外に、プロピレンを除く炭素数2~20のα-オレフィンコモノマー、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン等から選ばれる一種または二種以上をコモノマーとして使用する共重合でもよい。
コモノマーの量は、分岐状プロピレン系重合体中の共重合割合として、10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがさらに好ましく、また、重合時の仕込み量として、15モル%以下であることが好ましく、7.5モル%以下であることがさらに好ましい。
【0078】
さらに、本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造するためには、水素を分子量調整剤として用いる。その範囲はプロピレンに対してモル比で、1.0×10-5以上が好ましく、1.0×10-4以上がさらに好ましく、0.5×10-3以上がさらに好ましい。また、上限に関しては、1.0×10-2以下が好ましく、0.5×10-2以下がさらに好ましく、0.2×10-2以下がさらに好ましい。
上記した成分[A-1]が媒介して生成する重合体は水素による連鎖移動が非常に遅く、一方、成分[A-2]が媒介して生成する重合体は相対的に水素による連鎖移動が速いため、水素が少ない場合には高分子量の重合体を生成できる。そこで、使用する水素の量が少ない場合には、成分[A-2]で生成する重合体(すなわちポリプロピレンと末端ビニルマクロマーの共重合体であり、分岐状プロピレン系重合体に相当する重合体)は、成分[A-1]で生成する重合体(すなわち末端ビニルマクロマーであり、分岐鎖を形成する重合体)よりも高分子量側に存在する。
したがって、成分[A-1]と成分[A-2]を組み合わせて用い、水素の使用量が少ない条件でプロピレンを重合すると、分岐状プロピレン系重合体の分子量分布を高分子量側に広げ、かつ、分岐鎖長を短くすることができる。
【0079】
また、成分[A-1]は末端ビニルマクロマーを生成し、マクロマーを生成した成分[A-1]自身がプロピレンとマクロマーの共重合を媒介して末端ビニル基を持つ分岐マクロマーを生成する。一方、成分[A-2]はそれ自身ではマクロマーを生成せず、成分[A-1]が生成したマクロマーが成分[A-2]に近づいた場合にのみプロピレンとマクロマーの共重合を媒介して分岐状ポリマーを生成する。
【0080】
以上のように、成分[A-1]と成分[A-2]を組み合わせてマクロマー共重合法により分岐状プロピレン系重合体を製造する場合には、(1)重合温度を65℃以上とすることにより分岐鎖長が短い分岐を導入することができ、さらに、(2)分子量調整剤である水素の使用量を少なくすることにより分岐状プロピレン系重合体の分子量分布を高分子量側に広げ、さらに、(3)成分[A-1]及び成分[A-2]のそれぞれと末端ビニルマクロマーとの接触効率の違いにより、マクロマーとの接触効率が高い成分[A-1]により生じた多くの分岐構造をもつマクロマーが、成分[A-2]により生じた高分子量の分岐状ポリマーに導入されることから、上記(1)、(2)及び(3)による総合的作用により、分岐状プロピレン系重合体の分子量分布の高分子量領域に分岐鎖長が短い分岐を多数導入することができる。
具体的には、分子量分布において分子量Mが100万以上の成分、及び、絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’を、上記したような好ましい範囲とすることができる。
したがって、得られた分岐状プロピレン系重合体は、ある程度短い緩和時間を持つ成分が多く、極端に長い緩和時間をもつ成分が少ない緩和時間分布を持つようにすることができる。
【0081】
III.分岐状プロピレン系重合体の用途
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、溶融混練機を用いて、加熱溶融混練後、さらに粒状に切断されたペレットとして、成形材料に供することが可能である。そして、本発明の分岐状プロピレン系重合体には、必要に応じて、公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、造核剤、滑剤、難燃剤、アンチブロッキング剤、着色剤、無機質または有機質の充填剤などの各種添加剤、さらには種々の合成樹脂、天然樹脂を配合することができる。
これらペレット状の成形材料は、各種既知のポリプロピレンの成形法、例えば、射出成形、押出成形、発泡成形、中空成形などの成形法によって成形され、工業用射出成形部品、容器、無延伸フィルム、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルム、シート、パイプ、繊維などの各種成形品を製造することができる。
また、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、溶融流動性と溶融張力のバランスに優れるので、シート成形、ブロー成形などにおいては肉厚の均一性、発泡成形などにおいては発泡セル径の均一性、溶融紡糸などにおいては繊維径の細繊化などが求められる分野に好適に用いることができる。
また本発明の分岐状プロピレン系重合体は、他の樹脂にブレンドして用いることもできる。
【実施例】
【0082】
次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
(1)成分(A)の合成
(1-1)成分[A-1]の合成例
(錯体1)
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムの合成:
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムを、特開2009-299046号公報の実施例13および特開2009-91512号公報の実施例1の方法に準じて合成した。
(錯体2)
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムの合成:
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムを、特開2012-149160号公報の合成例1の方法に準じて合成した。
(1-2)成分[A-2]の合成例
(錯体3)
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウムの合成:
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウムを、特開平11―240909号公報の実施例7の方法に準じて合成した。
【0083】
(2)成分(B)の合成例:イオン交換性層状ケイ酸塩の化学処理
撹拌翼と還流装置を取り付けた1Lの3つ口フラスコに、蒸留水645.1gと98%硫酸82.6gを加え、95℃まで昇温した。
そこへ市販のモンモリロナイト(水澤化学工業社製ベンクレイKK、Al=9.78質量%、Si=31.79質量%、Mg=3.18質量%、Al/Si(モル比)=0.320、平均粒径14μm)100gを添加し、95℃で320分反応させた。320分後、蒸留水0.5Lを加えて反応を停止し、濾過することでケーキ状固体物255gを得た。
このケーキ1gには、0.31gの化学処理モンモリロナイト(中間物)が含まれていた。化学処理モンモリロナイト(中間物)の化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量% Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222であった。
上記ケーキに蒸留水1545gを加えスラリー化し、40℃まで昇温した。水酸化リチウム・水和物5.734gを固体のまま加え、40℃で1時間反応させた。1時間後、反応スラリーを濾過し、1Lの蒸留水で3回洗浄し、再びケーキ状固体物を得た。
回収したケーキを乾燥したところ、化学処理モンモリロナイト80gを得た。この化学処理モンモリロナイトの化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量%、Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222、Li=0.53質量%であった。
【0084】
(3)触媒の調製
(3-1)触媒1の合成例
3つ口フラスコ(容積1L)中に、上記で得られた化学処理モンモリロナイト10gを入れ、ヘプタン(66mL)を加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム(25mmol:濃度143mg/mLのヘプタン溶液を34.0mL)を加えて1時間撹拌後、ヘプタンで残液率が1/100になるまで洗浄し、全容量を50mLとした。
また、別のフラスコ(容積200mL)中で、前記触媒成分[A-1]の合成例1で作製したrac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピルフェニル)インデニル}]ハフニウム(錯体1)(105μmol)をトルエン(21mL)に溶解し、溶液1を調製した。更に、別のフラスコ(容積200mL)中で、前記触媒成分[A-2]の合成例で作製したrac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム(錯体3)(45μmol)をトルエン(9mL)に溶解し、溶液2を調製した。
【0085】
前記した化学処理モンモリロナイトが入った1Lフラスコにトリイソブチルアルミニウム(0.42mmol:濃度143mg/mLのヘプタン溶液を0.6mL)を加えた後、上記溶液1(21mL)を加えて20分間室温で撹拌した。
その後、更にトリイソブチルアルミニウム(0.18mmol:濃度143mg/mLのヘプタン溶液を0.25mL)を加えた後、上記溶液2を加えて、1時間室温で撹拌した。
その後、ヘプタンを170mL追加し、このスラリーを1Lオートクレーブに導入した。
オートクレーブの内部温度を40℃にしたのちプロピレンを5g/時の速度でフィードし、4時間40℃を保ちつつ予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、1時間残重合を行った。得られた触媒スラリーの上澄みをデカンテーションで除去した後、残った部分に、トリイソブチルアルミニウム(6mmol:濃度143mg/mLのヘプタン溶液を8.5mL)を加えて5分撹拌した。
この固体を1時間減圧乾燥することにより乾燥予備重合触媒29.9gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は1.99であった。この予備重合触媒を触媒1とした。
【0086】
(3-2)触媒2の合成例
内容積1m3の反応器に、上記で得られた化学処理モンモリロナイト150kgを入れ、ヘキサン2832Lを加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム74.4kg(375mol)を85分かけて投入し60分間撹拌した。その後ヘキサンで残液率が1/32になるまで洗浄し、全容量を900Lとした。
この化学処理モンモリロナイトが入ったスラリー溶液を50℃に保ち、そこへトリイソブチルアルミニウム0.65kg(濃度15.3質量%のヘキサン溶液を4.257kg 3.28mol)を加えた。
5分間撹拌した後に、rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム(錯体3)0.657kg(0.81mol)とトルエン96Lを加え、60分間撹拌を続けた。
その後、トリノルマルオクチルアルミニウム9.758kg(26.61mol)を加えて6分間撹拌した後、別の撹拌装置付き容器に、トルエン240Lにトリイソブチルアルミニウム0.064kg(濃度0.648質量%のトルエン溶液を9.88kg、0.32mol)を加えたところへrac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピルフェニル)インデニル}]ハフニウム(錯体2)1.768kg(1.89mol)を加えて調製しておいた溶液を投入し、トルエン100Lを加え、さらに20分間撹拌を続けた。
その後ヘキサン2387Lを追加し、反応器の内部温度を40℃にしたのち、プロピレン328.1kgを240分間かけてフィードし40℃を保ちながら予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、40℃のまま80分間残重合を行った。
残重合終了後、撹拌を停止し内容物を沈降させて静定した。その上澄みを溶液量が1500Lになるように除去し、トリイソブチルアルミニウム12.7kgを加えて再びヘキサンを3974L加え撹拌した後に沈降静定し、上澄みを溶液量が1500Lになるまで除去した。
ここにトリイソブチルアルミニウム8.9kg(濃度20.8質量%のヘキサン溶液を42.9kg)とヘキサン205Lを加えた。
その後、反応液を乾燥機へ移送し、40℃で9時間乾燥させた。
そうしたところ、乾燥予備重合触媒465kgを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は2.10であった。この予備重合触媒を触媒2とした。
【0087】
(4)実施例
[実施例1]
(重合)
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(143mg/mL)2.86mLを加えた後、水素を60Nml導入した。
次いで、液体プロピレン750gを導入した後、70℃まで昇温した。
その後、前記の触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で120mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。70℃で1時間保持した後、エタノール5mlを圧入して重合を停止した。そうしたところ216gの重合体が得られた。
(造粒)
得られた分岐状プロピレン系重合体100質量部に対し、フェノール系酸化防止剤IRGANOX1010(商品名、BASFジャパン社製、テトラキス[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン)0.125質量部、フォスファイト系酸化防止剤IRGAFOS168(商品名、BASFジャパン社製、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト)0.125質量部を配合し、高速撹拌式混合機ヘンシェルミキサー(商品名、日本コークス工業社製)を用い、室温下で3分間混合した。その後、二軸押出機KZW-15(テクノベル社製)を用い、スクリュー回転数は400rpm、混練温度はホッパー下から80、120、230℃(以降、ダイス出口まで同温度)にて溶融混練した。ストランドダイから押し出された溶融樹脂を、冷却水槽で冷却固定化させながら引き取り、ストランドカッターを用いてストランドを切断・ペレット化した。
得られたペレットのMFR(MFRpellet)=1.4g/10分であった。その他の結果を、表1に示す。
【0088】
[実施例2]
実施例1の重合において、触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で130mg、水素を70Nml導入する以外は同様の重合をおこなった。そうしたところ255gの重合体が得られた。
実施例1と同様に造粒をおこなったところ、得られたペレットのMFR(MFRpellet)=1.8g/10分であった。その他の結果を表1に示す。
【0089】
[実施例3]
実施例1の重合において、触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で90mg、水素を80Nml導入する以外は同様の重合をおこなった。そうしたところ230gの重合体が得られた。
実施例1と同様に造粒をおこなったところ、得られたペレットのMFR(MFRpellet)=3.2g/10分であった。その他の結果を表1に示す。
【0090】
[実施例4]
実施例1の重合において、触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で80mg、水素を90Nml導入する以外は同様の重合をおこなった。そうしたところ250gの重合体が得られた。
実施例1と同様に造粒をおこなったところ、得られたペレットのMFR(MFRpellet)=4.1g/10分であった。その他の結果を表1に示す。
【0091】
[参考例1]:側鎖の単独重合方法の例
(触媒の調製)
1Lの3つ口フラスコに、上記で得られた化学処理モンモリロナイト20gを入れ、ヘプタン131mLを加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム50mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を69mL)を加え、60分間撹拌した。その後、ヘプタンで1/100まで洗浄し、全容量を100mLとした。
この化学処理モンモリロナイトが入ったスラリー溶液を50℃に保ち、そこへトリノルマルオクチルアルミニウム4.2mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を10.7mL)を加え、20分間撹拌した。
そこへ、rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピルフェニル)インデニル}]ハフニウム(錯体1)0.3mmol(トルエン50mLでスラリーとしたもの)を加えて、50℃に保ちながら20分間撹拌した。
その後ヘプタン350mLを追加し、このスラリーを1Lオートクレーブに導入した。
オートクレーブの内部温度を40℃にしたのち、プロピレンを10g/時間の速度でフィードし、40℃を保ちつつ4時間予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、40℃のまま1時間残重合を行った。
得られた触媒スラリーの上澄みをデカンテーションで除去した後、再びヘプタンを加えてデカンテーションすることにより、予備重合触媒を洗浄した。上記デカンテーションにより残った部分に、トリイソブチルアルミニウム12mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を16.6mL)を加え、10分間撹拌した。この固体を40℃で2時間減圧乾燥することにより、乾燥予備重合触媒57.6gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は1.88であった。この予備重合触媒を触媒3とした。
(4)重合
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)を2.86mL加えた後、水素を60Nml導入した。次いで、液体プロピレンを750g導入し、70℃まで昇温した。その後、予備重合ポリマーを除いた質量で150mgの上記触媒3を重合槽に圧送して、70℃で1時間重合した。最後に、未反応のプロピレンを素早くパージし、重合を停止した。そうしたところ、約195gのプロピレン単独重合体を得た。MFR=620g/10分であった。
GPCでMnを算出したところ、Mn=33000であった。これは骨格炭素として1571個と見積もることができる。結果を表2に示す。
【0092】
[参考例2]:側鎖の単独重合方法の例
参考例1の重合において、触媒3を、予備重合ポリマーを除いた質量で120mg、水素を90Nml導入する以外は同様の重合をおこなった。そうしたところ210gの重合体が得られた。MFR=680/10分であった。
GPCでMnを算出したところ、Mn=32000であった。これは骨格炭素として1524個と見積もることができる。結果を表2に示す。
【0093】
[実施例5]
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(143mg/mL)2.86mLを加えた後、水素を120Nml導入した。
次いで、液体プロピレン750gを導入した後、80℃まで昇温した。
その後、触媒2を、予備重合ポリマーを除いた質量で50mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。80℃で1時間保持した後、エタノール5mlを圧入して重合を停止した。そうしたところ250gの重合体が得られた。
実施例1と同様に造粒をおこなったところ、得られたペレットのMFR(MFRpellet)=3.0g/10分であった。その他の結果を表1に示す。
【0094】
[参考例3]:側鎖の単独重合方法の例
(触媒の調製)
1Lの3つ口フラスコに、上記で得られた化学処理モンモリロナイト20gを入れ、ヘプタン131mLを加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム50mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を69mL)を加え、60分間撹拌した。その後、ヘプタンで1/100まで洗浄し、全容量を100mLとした。
この化学処理モンモリロナイトが入ったスラリー溶液を50℃に保ち、そこへトリノルマルオクチルアルミニウム4.2mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を10.7mL)を加え、20分間撹拌した。
そこへ、rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピルフェニル)インデニル}]ハフニウム(錯体2)0.3mmol(トルエン50mLでスラリーとしたもの)を加えて、50℃に保ちながら20分間撹拌した。
その後ヘプタン350mLを追加し、このスラリーを1Lオートクレーブに導入した。
オートクレーブの内部温度を40℃にしたのち、プロピレンを10g/時間の速度でフィードし、40℃を保ちつつ4時間予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、40℃のまま1時間残重合を行った。
得られた触媒スラリーの上澄みをデカンテーションで除去した後、再びヘプタンを加えてデカンテーションすることにより、予備重合触媒を洗浄した。上記デカンテーションにより残った部分に、トリイソブチルアルミニウム12mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を16.6mL)を加え、10分間撹拌した。この固体を40℃で2時間減圧乾燥することにより、乾燥予備重合触媒54.0gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は1.7であった。この予備重合触媒を触媒4とした。
(重合)
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)を2.86mL加えた後、水素を80Nml導入した。その後、液体プロピレンを750g導入し、80℃まで昇温した。その後、予備重合ポリマーを除いた質量で165mgの上記触媒4を重合槽に圧送して、80℃で1時間重合した。最後に、未反応のプロピレンを素早くパージし、重合を停止した。そうしたところ、約220gのプロピレン単独重合体を得た。MFR=520g/10分であった。
GPCでMnを算出したところ、Mn=36000であった。これは骨格炭素として1714個と見積もることができる。結果を表2に記す。
【0095】
[参考例4]:側鎖の単独重合方法の例
参考例3の重合において、触媒4を、予備重合ポリマーを除いた質量で150mg、水素を120Nml導入する以外は同様の重合をおこなった。そうしたところ240gの重合体が得られた。MFR=570/10分であった。
GPCでMnを算出したところ、Mn=35000であった。これは骨格炭素として1667個と見積もることができる。結果を表2に示す。
【0096】
[比較例1]
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(143mg/mL)2.86mLを加えた後、水素を210Nml導入した。
次いで、液体プロピレン750gを導入した後、70℃まで昇温した。その後、前記の触媒2を、予備重合ポリマーを除いた質量で60mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。70℃で1時間保持した後、エタノール5mlを圧入して重合を停止した。そうしたところ225gの重合体が得られた。
実施例1と同様に造粒を行ったところ、得られたペレットのMFR(MFRpellet)=1.4g/10分であった。
【0097】
[比較例2]
比較例1の重合において、触媒2を、予備重合ポリマーを除いた質量で45mg、水素を230Nml導入する以外は同様の重合をおこなった。そうしたところ240gの重合体が得られた
実施例1と同様に造粒を行ったところ、得られたペレットのMFR(MFRpellet)=2.8g/10分であった。
【0098】
[参考例5]:側鎖の単独重合方法の例
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)を2.86mL加えた後、水素を210Nml導入した。
次いで、液体プロピレンを750g導入し、70℃まで昇温した。その後、予備重合ポリマーを除いた質量で150mgの上記触媒4を重合槽に圧送して、70℃で1時間重合した。最後に、未反応のプロピレンを素早くパージし、重合を停止した。そうしたところ、約225gのプロピレン単独重合体を得た。MFR=38g/10分であった。
GPCでMnを算出したところ、Mn=63000であった。これは骨格炭素として3000個と見積もることができる。結果を表2に記す。
【0099】
[参考例6]:側鎖の単独重合方法の例
参考例3の重合において、触媒4を、予備重合ポリマーを除いた質量で130mg、水素を245Nml導入する以外は同様の重合をおこなった。そうしたところ230gの重合体が得られた。MFR=53/10分であった。
GPCでMnを算出したところ、Mn=62000であった。これは骨格炭素として2952個と見積もることができる。結果を表2に示す。
【0100】
(5)測定及び評価の方法
実施例1~5及び比較例1~2で得られた分岐状プロピレン系重合体の物性、及び、延展性を、下記方法によって測定又は評価した。
(5-1)伸長粘度(ηE)、歪硬化度(SHI)及び多分岐指数(MBI)
特性(1)及び特性(2)の説明において上記した方法により、各歪速度(1.0/秒、0.1/秒、0.01/秒)における伸長粘度を測定し、得られた伸長粘度の測定値を用いて各歪速度(dε/dt)における歪硬化度(SHI)を算出した。また、算出された各歪速度(dε/dt)における歪硬化度(SHI)の値を用いて多分岐指数(MBI)を算出した。
伸長粘度の測定に用いた装置及び条件は、次のとおりである。
<測定装置及び条件>
・装置:Rheometorics社製 Ares
・治具:ティーエーインスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture
・測定温度:180℃
・歪速度:1.0/秒、0.1/秒、0.01/秒
・試験片の作製:プレス成形して18mm×10mm、厚さ0.7mmのシートを作製する。
【0101】
(5-2)25℃でp-キシレンに可溶となる成分の割合(CXS)
特性(3)の説明において上記した方法により、分岐状プロピレン系重合体に含まれるp-キシレン可溶分の割合(CXS)を測定した。
【0102】
(5-3)分岐側鎖の分子量
実施例及び比較例で用いた触媒(触媒1及び2)は、マクロマー合成能力を有する成分[A-1]である錯体1又は錯体2と、プロピレンとマクロマーの共重合能力を有する成分[A-2]である錯体3を組み合わせて用いた。分岐側鎖の分子量を測定又は推測するためにマクロマー合成能力を持つ錯体1(触媒3)又は錯体2(触媒4)のみ用いて参考例1~6を実施し、得られたマクロマーの分子量(Mn)を測定した。
マクロマーの分子量(Mn)測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、特性(4)の説明において上記した方法により測定した。
マクロマー分子量(Mn)の測定に用いた装置及び条件は、次のとおりである。
<測定装置及び条件>
・装置:Waters社製GPC(ALC/GPC、150C)
・検出器;FOXBORO社製MIRAN、1A、IR検出器(測定波長:3.42μm)
・カラム:昭和電工社製AD806M/S(3本)
・移動相溶媒;o-ジクロロベンゼン(ODCB)
・測定温度;140℃
・流速;1.0mL/分
・注入量;0.2mL
【0103】
(5-4)温度230℃、2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)
分岐状プロピレン系重合体の粉末状態でのMFR及びペレット化した状態でのMFRを測定した。また、参考例1~6で得られたマクロマーのMFRを測定した。
MFRは、特性(5)の説明において上記したとおり、JIS K6921-2の「プラスチック-ポリプロピレン(PP)成形用及び押出用材料-第2部:試験片の作り方及び性質の求め方」に準拠して、試験条件:230℃、荷重2.16kgfで測定した。
【0104】
(5-5)分子量Mが100万以上の成分(W100万)、及び、絶対分子量Mabsが100万の分岐指数g’(100万)
特性(6)の説明において上記した方法により、分岐状プロピレン系重合体の重量平均分子量Mwが100万以上の成分(W100万)、及び、絶対分子量Mabsが100万の分岐指数g’(100万)を測定した。
【0105】
(5-6)融点(Tm)
特性(7)の説明において上記した方法により、分岐状プロピレン系重合体の融点(Tm)を測定した。
【0106】
(5-7)長鎖分岐(LCB)の数
特性(8)の説明において上記した方法により、1000モノマーユニット当たりの炭素数7以上の長鎖分岐(LCB)の数を測定した。
【0107】
(5-8)溶融張力
特性(9)の説明において上記した方法により、分岐状プロピレン系重合体の230℃における溶融張力MT230℃(単位:g/10min)を測定した。
【0108】
(5-9)延展性
特性(10)の説明において上記した方法により、分岐状プロピレン系重合体の170℃における最高巻取速度MaxDraw(単位:m/min)を測定した。
【0109】
(6)評価結果
各実施例及び比較例の結果を表1から表4に示す。
表1は、分岐状プロピレン系重合体を合成した各実施例及び比較例の重合条件、及び、得られた分岐状プロピレン系重合体についてMFR、キシレン可溶成分の割合、分子量Mが100万以上の成分(W100万)、絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’(100万)、1000モノマーユニット当たりの炭素数7以上の長鎖分岐(LCB)の数、融点(Tm)、分岐状プロピレン系重合体の分岐鎖に相当する参考例のマクロマーをまとめた。
表2は、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体の分岐鎖に相当するマクロマーを合成した参考例の重合条件、及び、得られたマクロマーについてMFR、数平均分子量(Mn)、骨格炭素数をまとめた。
表3は、各実施例及び比較例の重合条件で得られた分岐状プロピレン系重合体についてMFR、各歪速度(0.01/秒、0.1/秒、1.0/秒)での伸長粘度ηE、各歪速度(0.01/秒、0.1/秒、1.0/秒、)での歪硬化度(SHI)、歪速度が0.01/秒から1.0/秒での歪硬化度(SHI)から求められる多分岐指数(MBI)をまとめた。
図5のグラフは、横軸にMFR(MFR230℃、2.16kg荷重)をとり、縦軸に多分岐指数(MBI)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフである。
表4は、各実施例及び比較例の重合条件で得られた分岐状プロピレン系重合体についてMFR、230℃における溶融張力(MT230℃)、230℃における最高巻取速度(MaxDraw)をまとめた。
図6のグラフは、横軸にMFR(MFR230℃、2.16kg荷重)をとり、縦軸に170℃における最高巻取速度(MaxDraw)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフである。
図7のグラフは、横軸に溶融張力(MT230℃)をとり、縦軸に230℃における最高巻取速度(MaxDraw)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフである。
【0110】
【0111】
【0112】
【0113】
【0114】
表3に示すように、実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体は、多分岐指数(MBI)が0.15~0.43であって特性(1)の範囲に入り、かつ、歪硬化度(SHI@1.0
-1)が1.14~1.75であって特性(2)の範囲に入っていた。表4に示すように、実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体は、溶融張力@230℃が6.0~16.6gであって、成形加工に必要な溶融張力を保持しながら、最高巻取速度(230℃)が66~119m/sであって、溶融時の延展性にも優れていた。
これに対し、表3に示すように、比較例1~2の分岐状プロピレン系重合体は、歪硬化度(SHI@1.0
-1)が1.75~1.88であって特性(2)の範囲に入っていたが、多分岐指数(MBI)は0.05~0.08であって特性(1)の範囲の下限よりも小さかった。表4に示すように、比較例1~2の分岐状プロピレン系重合体は、溶融張力@230℃が8.6~16.6gであって、成形加工に必要な溶融張力を保持していたが、最高巻取速度(230℃)が31~53m/sであって、溶融時の延展性に劣っていた。
図5に示すように、横軸にMFRをとり、縦軸に多分岐指数(MBI)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフを作成すると、実施例群の分岐状プロピレン系重合体は、比較例群の分岐状プロピレン系重合体と比べて、MBIが大きいことが確認された。
図6に示すように、横軸にMFR(MFR230℃、2.16kg荷重)をとり、縦軸に230℃における最高巻取速度(MaxDraw)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフを作成すると、実施例群の分岐状プロピレン系重合体は、比較例群の分岐状プロピレン系重合体と比べて、延展性に優れていることが確認された。
図7に示すように、横軸に溶融張力(MT230℃)をとり、縦軸に230℃における最高巻取速度(MaxDraw)をとり、各実施例及び比較例で得られた分岐状プロピレン系重合体のデータをプロットしたグラフを作成すると、実施例群の分岐状プロピレン系重合体は、比較例群の分岐状プロピレン系重合体と比べて、延展性に優れていることが確認された。
【0115】
表1に示すように、実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体は、分子量分布曲線において分子量Mが100万以上の成分(W100万)が0.070~0.100であった。これに対し、比較例1~2の分岐状プロピレン系重合体は、分子量Mwが100万以上の成分(W100万)が0.067~0.068であった。
したがって、実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体は、比較例の分岐状プロピレン系重合体と比べて高分子量領域が多い。
【0116】
また、表1に示すように、実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体は、絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’(100万)が0.88~0.89であった。これに対し、比較例1、2は分岐指数g’(100万)が0.89であった。
実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体は、分岐指数g’(100万)のみ対比する限りでは、比較例1、2のものと同等であるが、上記したとおり重量平均分子量Mwが100万以上の成分(W100万)で表される高分子量領域が比較例1、2のものと比べて多いので、高分子量領域に導入された分岐鎖の量としては、比較例1、2のものと比べて多い。
【0117】
また、表1及び表2に示すように、実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体に導入された側鎖の長さは、参考例1~4の結果から、分子量Mnが33000(骨格炭素数換算で1571)~36000(骨格炭素数換算で1714)と推測される。これに対し、比較例1~3の分岐状プロピレン系重合体に導入された側鎖の長さは、参考例5~6の結果から、分子量Mnが62000~63000である。
したがって、実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体は、比較例の分岐状プロピレン系重合体と比べて側鎖の長さが短い。
【0118】
また、表1に示すように、実施例1~5の分岐状プロピレン系重合体は、1000モノマーユニット当たりの炭素数7以上の長鎖分岐(LCB)の数が1.0以下であり、長鎖分岐の数が少ない。なお、比較例1~2の分岐状プロピレン系重合体も、長鎖分岐(LCB)の数が1.0以下であった。
【0119】
以上説明した分子構造の解析から、実施例1~5で得られた分岐状プロピレン系重合体は、高分子量領域に、分岐鎖長が短い分岐が1分子当たり多数有する多分岐分子を多く含んでおり、ある程度緩和時間が短い成分が多く、極端に長い緩和時間を持つ成分は少ない緩和時間分布を持つような分子構造を有することが確認された。