JP3016880B2 - フィルム成形用高結晶性ポリプロピレン - Google Patents
フィルム成形用高結晶性ポリプロピレンInfo
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Description
腰)および衝撃強度に優れたフィルム成形用高結晶性ポ
リプロピレン樹脂に関する。
的性質、機械的性質ならびに包装適性等が優れているこ
とから食品包装および繊維包装などの包装分野に広く使
用されている。
樹脂は用途によっては、特に剛性、衝撃強度および製造
コストのバランスに於いて不満足なものであった。例え
ばポリプロピレンの剛性を改良する目的で、分子量分布
を広げる方法(特開昭56−2307号公報、特開昭5
9−172507号公報、特開昭62−195007号
公報)、ポリプロピレンに造核剤を添加する方法(特公
昭39−1809号公報、特開昭60−139731号
公報)などが提案されているが、これらの方法は、剛性
は向上するものの著しく衝撃強度が低下して好ましくな
い。
などのコモノマーを共重合させる方法(特公昭43−1
1230号公報、特開昭53−35788号公報)、ポ
リプロピレンにエチレン・プロピレンランダム共重合体
あるいはエチレン・ブテンランダム共重合体などをブレ
ンドする方法(特開平2−43242号公報)などが提
案されている。しかし、これらの技術ではプロピレン樹
脂の剛性が低下するばかりでなく、フィルムの製造コス
トが高くなる為に用途が制約されているのが現状であ
り、プロピレンの単独重合体での品質改良が強く望まれ
ていた。
する課題は、ポリプロピレンフィルムの透明性、剛性お
よび衝撃強度を改善することである。
の流動性、分子量分布および結晶性を特定の範囲内に制
御することにより、優れた透明性・剛性(腰)および衝
撃強度を兼ね備えたフィルム成形用高結晶性ポリプロピ
レンが得られることを見出して本発明に到達した。
高結晶性ポリプロピレンは、高立体規則性触媒の存在下
にプロピレンを重合させて得たプロピレン単独重合体を
分子量減成させることによって得られた、下記の(イ)
〜(ニ)の条件を充足することを特徴とするものであ
る。条 件 (イ)メルトフローレート(MFR)が1〜10g/1
0分(ASTM−D−1238準拠)であること、
(ロ)重量平均分子量(MW )と数平均分子量(MN )
との比(MW /MN )(Q値)が2.5〜4.0である
こと、(ハ)密度(JIS K7112 D法準拠)が
0.9070g/cm3 以上であること、(ニ)常温キシ
レン可溶分(CXS)が2.5重量%以下であること。
ンフィルムは、優れた透明性、剛性および耐衝撃強度を
有するものである。
ルム成形用高結晶性ポリプロピレンは、前記し、また下
記において詳細に説明したような特性を有するものであ
る。
よるフィルム成形用高結晶性ポリプロピレンは、高立体
制規則性触媒を用いてプロピレンを単独重合させ、その
後に分子量減成することによって得ることができる。
グネシウム、チタン、ハロゲンおよび電子供与体を必須
成分とする固体触媒成分と有機アルミニウム化合物成分
とを組合せてなる触媒が、分子量分布の狭い高結晶性ポ
リプロピレンを製造するのに特に好適である。
び電子供与体を必須成分として含有してなるものであ
る。ここで「含有してなる」とは、上記必須四成分のみ
からなるものの外に、この必須四成分とこれ以外の成分
とを含有してなるものをも意味する。
としては、マグネシウムジハライド、ジアルコキシマグ
ネシウム、アルコキシマグネシウムハライド、マグネシ
ウムオキシハライド、ジアルキルマグネシウム等が挙げ
られる。これらの中で好ましいものはマグネシウムジハ
ライドであり、特に好ましいものはマグネシウムジクロ
ライドである。
は、四価のアルコキシ基およびハロゲン基含有チタン化
合物が挙げられる。そのようなチタン化合物の具体例と
しては、TiCl4、TiBr4、Ti(On−C4H
9)4、Ti(Oi−C4H9)4、Ti(On−C4
H9)2Cl2などが挙げられる。好ましいチタン化合
物は、TiCl4とTi(On−C4H9)4である。
あるいはチタンのハロゲン化合物から供給されるのが普
通であるが、アルミニウムのハロゲン化物やケイ素のハ
ロゲン化物、リンのハロゲン化物といった公知のハロゲ
ン化剤から供給することもできる。触媒成分中に含まれ
るハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素またはこれ
らの混合物である。特に塩素が好ましい。
ル、(ロ)有機酸ハライドおよび(ハ)有機ケイ素化合
物を挙げることができる。 (イ)の有機酸エステルとしては、芳香族カルボン酸エ
ステルが好ましく、そのようなものとしては例えば安息
香酸エチル、アニス酸エチル、フタル酸ジエチル、フタ
ル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチルなどを例示すること
ができる。 (ロ)の有機酸ハライドとしては、ベンゾイルクロリ
ド、トルイル酸クロリド、塩化フタロイル、イソ塩化フ
タロイル等の芳香族カルボン酸ハライドを例示すること
ができる。 (ハ)の有機ケイ素化合物としては、Si−O−C結合
を持つものが好ましく、も特に一般式R1R2 3−nS
i(OR3)nで表わされる化合物が好ましい(式中、
R1は炭素数3〜12程度の分岐基を有する炭化水素基
又は脂環式炭化水素基、好ましくはα‐位に分岐を有す
るα‐位の炭素原子が2級又は3級の炭素数3〜10
の、特にはα‐位の炭素原子が3級の炭素数4〜10の
分岐基を有する炭化水素基、R2はR1と同一かもしく
は異なる炭化水素基、R3は炭素数1〜4の炭化水素
基、nは1≦n≦3の数である)。 以下に具体例を示す。 (CH3)3CSi(CH3)(OCH3)2、(CH
3)3CSi(CH(CH3)2)(OCH3)2、
(CH3)3CSi(CH3)(OC2H5)2、(C
2H5)3CSi(CH3)(OCH3)2、(C
H3)(C2H5)CHSi(CH3)(OC
H3)2、((CH3)2CHCH2)2Si(OCH
3)2、(C2H5)(CH3)2CSi(CH3)
(OCH3)2、(C2H5)(CH3)2CSi(C
H3)(OC2H5)2、(CH3)3CSi(OCH
3)3、(CH3)3CSi(OC2H5)3、(C2
H5)3CSi(OC2H5)3、(CH3)2(C2
H5)CHSi(OCH3)、(C2H5)(CH3)
2CSi(OC2H5)3、
は二種以上併用することができる。これらの中で好まし
いのは有機酸エステルと有機ケイ素化合物の併用又は有
機酸ハライドと有機ケイ素化合物の併用であり、これら
は同時にあるいは別個の処理工程において用いることが
できる。
められるかぎり任意のものでありうるが、一般的には、
次の範囲内が好ましい。チタン化合物の使用量は、使用
するマグネシウム化合物の使用量に対してモル比で1×
10-4〜1000の範囲内がよく、好ましくは0.01
〜10の範囲内である。ハロゲン源としてそのための化
合物を使用する場合は、その使用量はチタン化合物およ
び(または)マグネシウム化合物がハロゲンを含む、含
まないにかかわらず、使用するマグネシウムの使用量に
対してモル比で1×10-4〜1000の範囲内がよく、
好ましくは0.1〜100の範囲内である。ケイ素、ア
ルミニウムおよびホウ素化合物の使用量は、上記のマグ
ネシウム化合物の使用量に対してモル比で1×10-3〜
100の範囲内がよく、好ましくは0.01〜1の範囲
内である。電子供与性化合物の使用量は、上記のマグネ
シウム化合物の使用量に対してモル比で1×10-3〜1
0の範囲内がよく、好ましくは0.01〜5の範囲内で
ある。
例えば以下の様な製造法により製造される。 (イ) ハロゲン化マグネシウムと必要に応じて電子供
与性化合物とチタン含有化合物とを接触させる方法。 (ロ) アルミナまたはマグネシアをハロゲン化リン化
合物で処理し、それにハロゲン化マグネシウム、電子供
与性化合物、チタンハロゲン含有化合物を接触させる方
法。 (ハ) ハロゲン化マグネシウムとチタンテトラアルコ
キシドおよび特定のポリマーケイ素化合物を接触させて
得られる固体成分に、チタンハロゲン化合物および(ま
たは)ケイ素のハロゲン化合物を接触させる方法。この
ポリマーケイ素化合物としては、下式で示されるものが
適当である。
はこのポリマーケイ素化合物の粘度が1〜100センチ
ストークス程度となるような重合度を示す)具体的に
は、メチルハイドロジェンポリシロキサン、エチルハイ
ドロジェンポリシロキサン、フェニルハイドロジェンポ
リシロキサン、シクロヘキシルハイドロジェンポリシロ
キサン、1,3,5,7‐テトラメチルシクロテトラシ
ロキサン、1,3,5,7,9‐ペンタメチルシクロペ
ンタシロキサンなどが好ましい。 (ニ) マグネシウム化合物をチタンテトラアルコキシ
ドおよび電子供与性化合物で溶解させて、ハロゲン化剤
またはチタンハロゲン化合物で析出させた固体成分に、
チタン化合物を接触させる方法。 (ホ) グリニャール試薬等の有機マグネシウム化合物
をハロゲン化剤、還元剤等と作用させた後、これに必要
に応じて電子供与性化合物とチタン化合物を接触させる
方法。 (ヘ) アルコキシマグネシウム化合物にハロゲン化剤
および(または)チタン化合物を電子供与性化合物の存
在もしくは不存在下に接触させる方法。 上記固体触媒成分の製造法の中でも(イ)又は(ハ)が
好ましい。
有機アルミニウム化合物成分としては、(イ)トリアル
キルアルミニウム、例えばトリエチルアルミニウム、ト
リイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム
など、(ロ)アルキルアルミニウムハライド、例えばジ
エチルアルミニウムモノクロリド、ジイソブチルアルミ
ニウムモノクロリド、エチルアルミニウムクロライドな
ど、(ハ)アルキルアルミニウムアルコキシド、例えば
ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウ
ムフェノキシドなど、が挙げられる。これらの有機アル
ミニウム化合物の中でも、トリアルキルアルミニウムが
好ましい。
ルミニウム化合物成分とを組合せてなるものである。こ
こで、「組合せてなる」ということは、挙示の二成分の
外に合目的的な任意の成分を併用してもよい、というこ
とを示すものである。
が電子供与体であって、固体触媒成分調製時に使用した
ものとの対比上、それを内部ドナーと呼ぶのに対してこ
れを外部ドナーと呼ぶことがある。
を重合系に存在させてもよい。その場合の電子供与体の
具体例は内部ドナーとして前記した例示中に見出すこと
ができるが、本発明で使用するのに特に好ましい電子供
与体は有機ケイ素化合物(具体例は、前記した通りであ
る)である。
合せ触媒を用いてプロピレンの単独重合を行なう。
不活性炭化水素を溶媒とするいわゆるスラリー重合法、
液体プロピレンを溶媒とする液相重合法および気相法な
どが採用可能である。
ましくは40〜100℃、重合圧力は大気圧〜50気圧
程度である。プロピレン重合体の分子量調節は水素を用
いることによって実施される。
に溶融混練することにより分子量減成を行なって、所定
の分子量分布を持ったポリプロピレンを得ることができ
る。
生剤は、有機又は無機のものであって、ラジカル重合の
開始剤として一般に用いられるパーオキシド、ハイドロ
パーオキシド、パーアシド等がある。有機過酸化物は、
液状、固形状又は無機充填物で固化された形のものがあ
る。これらはこの有機過酸化物が実質的に分解しない温
度でポリプロピレンと混合されるのが普通である。
その半減期1分を得る温度が70〜300℃のものから
選択するのが好ましい。例えば(イ)ハイドロパーオキ
シド類、例えばt‐ブチルハイドロパーオキシド、クメ
ンハイドロパーオキシド等、(ロ)ジアルキルパーオキ
シド類、例えばジクミルパーオキシド、2,5‐ジメチ
ル‐ジ(t‐ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5‐ジ
メチル‐2,5‐ジ(t‐ブチルパーオキシ)ヘキシン
‐3等、(ハ)ジアシルパーオキシド類、例えばラウロ
イルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド類、(ニ)
パーオキシエステル類、例えばt‐ブチルパーオキシア
セテート、t‐ブチルパーオキシラウレート等、(ホ)
ケトンパーオキシド類、例えばメチルエチルケトンパー
オキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド等、を
挙げることができる。
のMFRを決定する重要な因子となる。その添加量は、
ポリプロピレンに対し0.001〜2重量%程度、好ま
しくは0.01〜0.5重量%程度である。少なすぎる
と添加効果は発揮されず、また多すぎると分解の程度が
著しくなり、好ましくない。従って、実際には減成前後
のMFRを考慮して、その添加量を調整するのが好まし
い。
定の割合で配合し、例えばスーパーミキサーでドライブ
レンドし、通常の押出し条件、例えば170℃〜300
℃の温度、で溶融混練すれば容易に混合および解重合が
達成される。あるいは、直接添加混入し溶融混練しても
よい。
剤の他に、ポリプロピレン樹脂に配合可能な各種補助成
分、例えば酸化防止剤、紫外線劣化防止剤、アンチブロ
ッキング剤、スリップ剤、帯電防止剤、着色剤等を配合
することができる。
明によるポリプロピレンは、下記の諸要件を満たすもの
である。 (イ)メトルフローレート(MFR) 本発明のポリプロピレンは、MFRが1〜10g/10
分、好ましくは2〜8g/10分、のものである。MF
Rがこれ以下ではフィルム成形が困難となり、またMF
Rがこれ以上では衝撃強度が低下する。 (ロ)MW /MN 比(Q値) 本発明のポリプロピレンは、Q値が2.5〜4.0、好
ましくは2.8〜3.8のもの、である。Q値がこれ以
下ではフィルム成形が困難となり、またQ値がこれ以上
では透明性および衝撃強度が低下する。 (ハ)密 度 本発明のポリプロピレンは、密度が0.9070g/cm
3 以上、好ましくは0.9075g/cm3 以上、のもの
である。密度がこれ以下ではフィルムの腰が弱くなり、
本発明の特徴が損なわれる。 (ニ)常温キシレン可溶分(CXS) 本発明のポリプロピレンは、常温キシレン可溶分(CX
S)が2.5重量%以下であり、好ましくは2.3重量
%以下、のものである。CXSがこれ以上ではフィルム
の腰が弱くなるばかりでなく、ブロッキングも悪化す
る。
ピレンの単独重合体であって、沸騰n‐ヘプタン不溶分
が95重量%以上のものである。
高結晶性ポリプロピレンは、優れた透明性、剛性および
衝撃強度を有するものであり、フィルム成形用途、とり
わけTダイ法による無延伸フィルム、インフレーション
フィルムなどの包装材料の製造に適する。
ためのものであり、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。下記の実施例および比較例中のMF
R、Q値、密度、CXS、ヘイズ、ヤング率ならびにフ
ィルム打抜衝撃強度は、下記の方法で測定したものであ
る。MFR ASTM−D−1238に準拠して求めた。Q 値 GPC測定による重量平均分子量と数平均分子量の比に
より求めた。CXS 試料2gを300mlの沸騰キシレンに完全溶解させ、そ
れを23℃迄冷却させた時の可溶分の重量を測定し、可
溶分の全試料に対する重量%をCXSとした。密 度 JIS K7112 D法に準拠して求めた。フィルムヘイズ ASTM D1003に準拠し、フィルムを4枚重ねに
して測定した。フィルムヤング率 ISO R1184に準拠してフィルムのMD方向を測
定した。フィルム打抜衝撃強度 フィルムインパクトテスター(東洋精機製)を用いて測
定した。
脱水および脱酸素したn‐ヘプタン200ミリリットル
を導入し、次いでMgCl2を0.4モル、Ti(O−
nC4H9)4を0.8モル導入し、95℃で2時間反
応させた。反応終了後、40℃に温度を下げ、次いでメ
チルヒドロジェンポリシロキサン(20センチストーク
スのもの)を48ミリリットル導入し、3時間反応させ
た。生成した固体成分をn‐ヘプタンで洗浄した。
したn‐ヘプタンを50ミリリットル導入し、上記で合
成した固体成分をMg原子換算で0.24モル導入し
た。次いでn‐ヘプタン25ミリリットルにSiCl4
0.4モルを混合して30℃60分間でフラスコへ導
入し、90℃で3時間反応させた。これに更にn‐ヘプ
タン25ミリリットルにフタル酸クロライド0.016
モルを混合して、90℃、30分間でフラスコへ導入
し、90℃で1時間反応させた。
いでこれにSiCl4 0.24ミリモルを導入して、
100℃で3時間反応させた。反応終了後、n‐ヘプタ
ンで充分に洗浄した。充分に窒素置換したフラスコに充
分精製したn‐ヘプタンを50ミリリットル導入し、次
いで上記で得た固体成分を5グラム導入し、さらに(C
H3)3CSi(CH3)(OCH3)2を0.81ミ
リリットル導入し、30℃で2時間接触させた。接触終
了後n‐ヘプタンで充分に洗浄した。
ットルの攪拌式オートクレーブをプロピレンで充分置換
した後、脱水および脱酸素したn‐ヘプタン60リット
ルを導入し、トリエチルアルミニウム15.0g、前記
固体触媒成分3.0gを75℃でプロピレン雰囲気下で
導入した。さらに気相部水素濃度を1.5vol %に保ち
ながら、プロピレンを9Kg/時間のフィード速度で4時
間フィードし、さらに1.5時間重合を継続した。その
後、瀘過・乾燥を行なって、34.5Kgの粉末状ポリプ
ロピレンを得た。このポリプロピレン粉末のMFRは、
3.5g/10分、沸騰n‐ヘプタン不溶分は99.3
重量%であった。
記載の量のラジカル発生剤、酸化防止剤として2,6‐
ジ‐t‐ブチル‐p‐クレゾールを0.15重量部、中
和剤としてステアリン酸カルシウムを0.05重量部、
ブロッキング防止剤として平均粒径3μの二酸化ケイ素
を0.05重量部、及び滑剤としてエルカ酸アミド0.
10重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合後、押
出機にて温度240℃で押出し、ペレットを作成した。
このペレットのMFRは6.0g/10分であった。
を用いて240℃の温度で無延伸フィルムを製造した。
得られたフィルムについて、ヘイズ、ヤング率、打抜衝
撃強度を測定した。
は実施例1と同様に実験を行なって、フィルムを得た。
剤を添加しなかった以外は、実施例1と同様に実験を行
なって、フィルムを得た。
塩化チタンを用い、有機アルミニウム化合物としてジエ
チルアルミニウムクロライドを用いること以外は、実施
例1と同様に重合を行なって、29.3Kgの粉末状ポリ
プロピレンを得た。このポリプロピレン粉末のMFRは
3.8g/10分であった。この粉末状ポリプロピレン
に、表1記載の量のラジカル発生剤を添加し、実施例1
と同様に実験を行なって、フィルムを得た。
ルムは、優れた透明性、剛性および耐衝撃強度を有する
ものであることは「課題を解決するための手段」の項で
前記したところである。
Claims (1)
- 【請求項1】高立体規則性触媒の存在下にプロピレンを
重合させて得たプロピレン単独重合体を分子量減成させ
ることによって得られた、下記の(イ)〜(ニ)の条件
を充足する、フィルム成形用高結晶性ポリプロピレン。条 件 (イ)メルトフローレート(MFR)が1〜10g/1
0分(ASTM−D−1238準拠)であること、
(ロ)重量平均分子量(MW )と数平均分子量(MN )
との比(MW /MN )(Q値)が2.5〜4.0である
こと、(ハ)密度(JIS K7112 D法準拠)が
0.9070g/cm3 以上であること、(ニ)常温キシ
レン可溶分(CXS)が2.5重量%以下であること。
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