JP7516844B2 - Polypropylene resin multi-layer foam sheet - Google Patents
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Description
本発明は、発泡成形時に発泡セルの独立気泡性が高く、セルが緻密でサイズが比較的均一に揃った発泡シートを提供することができ、特にTダイ法で3.0倍以上の高発泡倍率の発泡層と、無機フィラーを含有するポリプロピレン(PP)フィラー層と、表面層を含むポリプロピレン系樹脂多層発泡シート、及び、それを使用して熱成形した成形体に関する。 The present invention provides a foamed sheet in which the foam cells have high closed cell properties during foam molding, and the cells are dense and relatively uniform in size. In particular, the present invention relates to a polypropylene resin multi-layer foamed sheet including a foam layer with a high expansion ratio of 3.0 times or more produced by the T-die method, a polypropylene (PP) filler layer containing an inorganic filler, and a surface layer, and a molded article thermoformed using the same.
ポリプロピレン樹脂の重要な成形加工法の一つとして、発泡成形がある。押出発泡成形や射出発泡成形で得られた各種の成形体は、断熱性や遮音性、クッション性、エネルギー吸収特性などの優れた特性を生かし、幅広い用途で使用されている。特に近年は、環境問題の観点から、材料の軽量化と環境負荷の低減が重要な技術開発の課題となり、発泡成形体が使われる技術領域が広がる傾向にあり、発泡性能が高い樹脂に対する需要は、強まっている。
発泡性能については気泡径や気泡形態が重要な因子となる。特に食品包装・容器分野等においては、熱成形性や断熱性、剛性感や高外観(高意匠性)が求められることから、一般的に、発泡倍率が高く、微細且つ独立性、均一性の高い気泡を有する発泡シートを製造することが重要となる。
一般に食品用発泡トレー、発泡容器等の用途には、押出発泡成形で得られた発泡シートが用いられており、押出発泡成形の中でもTダイ法や丸ダイ法がある。Tダイ法を用いた場合、押出直後に発泡樹脂を冷却ロールで冷却することにより、発泡シート表面が平滑となり、外観や熱成形性が良好になるという利点がある。また、冷却ロールを鏡面ロールとすれば、光沢に優れる発泡シートを製造することも可能である。このように、後述する丸ダイ法と比較して比較的良好な外観と平滑性を有し、熱成形性も良好という利点がある一方、ダイスから吐出された発泡樹脂をロールで引き取る際には、幅が規制され、丸ダイ発泡に比較してより強く引き伸ばす成形法である為、気泡の潰れや破泡が生じやすく、気泡の独立性が高いシートを得ることは難しくなる。特に発泡倍率が3.0倍を超えるような高発泡倍率のシートになるに従い、樹脂中に占める気泡の割合が大きくなり、発泡の速度も速くなる為、気泡の合一が生じやすくなり、気泡の独立性の維持や高外観の維持は難しくなる。
また、断熱性を向上する為には、発泡倍率を高くする必要があるが、発泡倍率の増加に伴い、シート剛性は低下することになる。このような発泡シートの剛性を向上する目的で、PPに無機フィラーを添加した、非発泡のフィラー層(PPフィラー層)を積層する手法が広く知られている。無機フィラーを含有する非発泡層は、発泡層に比較して剛性が高く、この層を発泡層に積層することにより、所謂サンドイッチ効果が得られ、シート比重見合いで高い剛性を有する発泡シートが得られる。
押出発泡性にも優れる材料については、従来、発泡成形に適した高溶融張力を有する長鎖分岐ポリプロピレンをベースとして、チーグラー・ナッタ触媒で重合された特定のプロピレン-エチレンブロック共重合体をブレンドして発泡特性と容器外観性の両立を目的とした材料開発が行われている(特許文献1~3)。
一方で、Tダイ法を代表とする押出成形においては、生産性を高めるために、押出機のスクリュー回転数を上げ、シートの引取速度を上げることが一般に行われているが、このような高吐出量、早いライン速度でシートが成形される環境では、上述の発泡倍率が高くなることに起因する要因に加えて、樹脂のせん断発熱も大きくなり、樹脂温度が高くなりやすく、また、引取速度を上げることで発泡シートに過度の張力が生じて、気泡の潰れ、合一、破泡等が引き起こされやすくなる。さらに、前述のPPフィラー層を積層した場合、PPフィラー層に含まれる無機フィラーの熱容量がPPに比較して大きい為、冷却が遅くなり、破泡しやすくなる。このような環境下で、特にTダイ法で3.0倍以上の発泡層を備える、外観良好なシートを得ることは従来の材料では困難であり、良好な発泡特性と、高外観を備える発泡シートを得る為の材料の開発が強く求められていた。
One of the important molding and processing methods for polypropylene resin is foam molding. Various molded products obtained by extrusion foam molding and injection foam molding are used in a wide range of applications, taking advantage of their excellent properties such as thermal insulation, sound insulation, cushioning, and energy absorption. In particular, in recent years, from the perspective of environmental issues, weight reduction of materials and reduction of environmental burden have become important issues in technological development, and the technical fields in which foam molded products are used are expanding, and the demand for resins with high foaming performance is increasing.
Regarding foaming performance, the bubble size and the bubble shape are important factors. In particular, in the field of food packaging and containers, etc., since thermoformability, heat insulation, rigidity, and high appearance (high designability) are required, it is generally important to produce a foamed sheet with a high expansion ratio and fine, independent, and uniform bubbles.
Generally, foamed sheets obtained by extrusion foam molding are used for applications such as food foam trays and foam containers, and among the extrusion foam molding methods, there are the T-die method and the round die method. When the T-die method is used, the foamed resin is cooled with a cooling roll immediately after extrusion, which has the advantage that the surface of the foamed sheet becomes smooth, and the appearance and thermoformability are good. In addition, if the cooling roll is a mirror roll, it is also possible to produce a foamed sheet with excellent gloss. Thus, compared with the round die method described below, it has the advantage of having a relatively good appearance and smoothness, and also good thermoformability, while when the foamed resin discharged from the die is taken up with a roll, the width is regulated, and since it is a molding method that stretches more strongly than the round die foaming, the bubbles are likely to be crushed or broken, and it is difficult to obtain a sheet with high bubble independence. In particular, as the sheet becomes a high expansion ratio such as exceeding 3.0 times, the proportion of bubbles in the resin increases and the speed of foaming also increases, so that the bubbles are likely to coalesce, and it is difficult to maintain the independence of the bubbles and maintain a high appearance.
In order to improve the heat insulation, the expansion ratio needs to be increased, but the sheet rigidity decreases with the increase in the expansion ratio. In order to improve the rigidity of such a foamed sheet, a method of laminating a non-foamed filler layer (PP filler layer) in which inorganic filler is added to PP is widely known. The non-foamed layer containing inorganic filler has a higher rigidity than the foamed layer, and laminating this layer on the foamed layer provides a so-called sandwich effect, and a foamed sheet having a high rigidity in proportion to the sheet specific gravity is obtained.
Regarding materials that also have excellent extrusion foamability, materials have been developed to achieve both foaming properties and container appearance by blending a specific propylene-ethylene block copolymer polymerized with a Ziegler-Natta catalyst with a long-chain branched polypropylene base having a high melt tension suitable for foam molding (Patent Documents 1 to 3).
On the other hand, in extrusion molding represented by the T-die method, in order to increase productivity, it is common to increase the screw rotation speed of the extruder and the take-up speed of the sheet. In such an environment in which a sheet is molded at a high discharge rate and a high line speed, in addition to the factors caused by the increase in the expansion ratio described above, the shear heat of the resin also increases, making the resin temperature more likely to rise, and increasing the take-up speed causes excessive tension in the foamed sheet, making it easier for bubbles to collapse, coalesce, break, etc. Furthermore, when the above-mentioned PP filler layer is laminated, the inorganic filler contained in the PP filler layer has a larger heat capacity than PP, so cooling is slower and bubbles are more likely to break. Under such an environment, it is difficult to obtain a sheet with good appearance having a foamed layer of 3.0 times or more, especially by the T-die method, using conventional materials, and there has been a strong demand for the development of a material for obtaining a foamed sheet with good expansion properties and high appearance.
本発明の目的は、従来技術の現状に鑑み、特にPPフィラー層を含有し、Tダイを用いた押出発泡で、発泡層の発泡倍率を3.0倍以上としても、均一微細な発泡セルを有し、成形品の外観が良好なポリプロピレン系樹脂多層発泡体を得るためのポリプロピレン系樹脂多層発泡シート、また、それを使用して熱成形した成形体を提供することにある。 In view of the current state of the prior art, the object of the present invention is to provide a polypropylene resin multi-layer foam sheet that contains a PP filler layer and that can be used to obtain a polypropylene resin multi-layer foam that has uniform fine foam cells and a good appearance even when the foam layer is extruded using a T-die to obtain a foamed product with a foaming ratio of 3.0 times or more, and to provide a molded product thermoformed using the same.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂、特定のプロピレン(共)重合体およびプロピレン-エチレン共重合体からなる多段重合体であるプロピレン系ブロック共重合体、及び、特定のメタロセン触媒で重合されたプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体成分を特定の配合量で含有するポリプロピレン系樹脂組成物を発泡層に用いることにより、特にPPフィラー層を含有し、Tダイ発泡法で発泡層の発泡倍率を3.0倍以上としても、均一微細な発泡セルを有し、成形品の外観が良好な発泡成形体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research conducted by the present inventors to solve the above problems, it was discovered that by using a polypropylene resin composition containing a specific blend amount of a polypropylene resin having a specific long-chain branching structure, a propylene block copolymer which is a multi-stage polymer consisting of a specific propylene (co)polymer and a propylene-ethylene copolymer, and a propylene-α-olefin random copolymer component polymerized with a specific metallocene catalyst, in the foam layer, it is possible to obtain a foam molded article having uniform fine foam cells and a good appearance, even when the foam layer is expanded to an expansion ratio of 3.0 times or more using a T-die expansion method, and thus completed the present invention.
すなわち、本発明の第1の発明によれば、ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して発泡剤を0.05~6.0重量部含有する発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡層と、無機フィラーを含むPPフィラー層と、熱可塑性樹脂組成物からなる表面層とを備えるポリプロピレン系樹脂多層発泡シートであって、
前記ポリプロピレン系樹脂組成物が、
下記の(X-i)~(X-iv)の特性を有し、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)を67.5~2.5重量%、
下記の(Y-i)~(Y-v)の特性を有し、プロピレン(共)重合体(Y-1)およびプロピレン-エチレン共重合体(Y-2)からなる多段重合体であるプロピレン系ブロック共重合体(Y)を2.5~67.5重量%、及び、
下記の(Z-i)~(Z-ii)の特性を有するプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)を10~65重量%
含む(ただし、(X)、(Y)、(Z)の合計は100重量%である)ことを特徴とするポリプロピレン系樹脂多層発泡シートが提供される。
(X-i)MFRが0.1~30.0g/10分であること。
(X-ii)GPCによる分子量分布Mw/Mnが3.0~10.0、且つMz/Mwが2.5~10.0であること。
(X-iii)溶融張力(MT)(単位:g)は、log(MT)≧-0.9×log(MFR)+0.7、または、MT≧15、のいずれかを満たすこと。
(X-iv)25℃パラキシレン可溶成分量(CXS)がポリプロピレン樹脂(X)の全重量に対して5.0重量%未満であること。
(Y-i)(Y-1)と(Y-2)の割合は、(Y-1)が50~99重量%、(Y-2)が1~50重量%であること(但し、プロピレン系ブロック共重合体(Y)の全重量を100重量%とする。)。
(Y-ii)プロピレン系ブロック共重合体(Y)のMFRが0.1~200.0g/10分であること。
(Y-iii)プロピレン系ブロック共重合体(Y)の融解ピーク温度が155℃を超えること。
(Y-iv)プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)中のエチレン含量が11~60重量%であること(但し、プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)の構成モノマーの全重量を100重量%とする。)。
(Y-v)プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)の135℃デカリン中での固有粘度が5.3dl/g以上であること。
(Z-i)メタロセン触媒で重合されていること。
(Z-ii)DSCにて測定される融解ピーク温度が155℃以下であること。
That is, according to a first aspect of the present invention, there is provided a polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet comprising a foam layer made of a polypropylene-based resin composition for foam molding containing 0.05 to 6.0 parts by weight of a foaming agent per 100 parts by weight of the polypropylene-based resin composition, a PP filler layer containing an inorganic filler, and a surface layer made of a thermoplastic resin composition,
The polypropylene resin composition comprises
67.5 to 2.5% by weight of polypropylene resin (X) having a long chain branched structure and having the following characteristics (X-i) to (X-iv),
2.5 to 67.5% by weight of a propylene-based block copolymer (Y) which is a multi-stage polymer consisting of a propylene (co)polymer (Y-1) and a propylene-ethylene copolymer (Y-2) and has the following characteristics (Y-i) to (Y-v), and
10 to 65% by weight of a propylene-α-olefin random copolymer (Z) having the following characteristics (Zi) to (Z-ii)
(wherein the total of (X), (Y) and (Z) is 100% by weight).
(X-i) MFR is 0.1 to 30.0 g/10 min.
(X-ii) The molecular weight distribution Mw/Mn measured by GPC is 3.0 to 10.0, and Mz/Mw is 2.5 to 10.0.
(X-iii) The melt tension (MT) (unit: g) satisfies either log(MT)≧−0.9×log(MFR)+0.7, or MT≧15.
(X-iv) The amount of paraxylene soluble components at 25° C. (CXS) is less than 5.0% by weight based on the total weight of the polypropylene resin (X).
(Y-i) The ratio of (Y-1) to (Y-2) is 50 to 99% by weight for (Y-1) and 1 to 50% by weight for (Y-2) (where the total weight of the propylene block copolymer (Y) is 100% by weight).
(Y-ii) The MFR of the propylene block copolymer (Y) is 0.1 to 200.0 g/10 min.
(Y-iii) The propylene block copolymer (Y) has a peak melting temperature of more than 155°C.
(Y-iv) The ethylene content in the propylene-ethylene copolymer (Y-2) is 11 to 60% by weight (wherein the total weight of the constituent monomers of the propylene-ethylene copolymer (Y-2) is taken as 100% by weight).
(Yv) The intrinsic viscosity of the propylene-ethylene copolymer (Y-2) in decalin at 135° C. is 5.3 dl/g or more.
(Zi) It is polymerized using a metallocene catalyst.
(Z-ii) The melting peak temperature as measured by DSC is 155° C. or lower.
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において前記ポリプロピレン樹脂(X)が下記の特性(X-v)を有することを特徴とするポリプロピレン系樹脂多層発泡シートが提供される
(X-v):絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’は、0.30以上0.95未満であること。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet, characterized in that the polypropylene resin (X) in the first aspect has the following property (X-v): the branching index g ' at an absolute molecular weight Mabs of 1,000,000 is 0.30 or more and less than 0.95.
さらに、本発明の第3の発明によれば、第2の発明において前記ポリプロピレン樹脂(X)が下記の特性(X-vi)を有することを特徴とするポリプロピレン系樹脂多層発泡シートが提供される。
(X-vi):13C-NMRによるプロピレン単位3連鎖のmm分率が95%以上であること。
Furthermore, according to a third aspect of the present invention, there is provided the polypropylene resin multi-layer foamed sheet according to the second aspect, wherein the polypropylene resin (X) has the following property (X-vi):
(X-vi): The mm fraction of consecutive propylene units of three units determined by 13 C-NMR is 95% or more.
また、本発明の第4の発明によれば、第1~第3のいずれかの発明に係る多層発泡シートを、熱成形してなることを特徴とする成形体が提供される。 The fourth aspect of the present invention provides a molded article that is produced by thermoforming the multi-layer foamed sheet according to any one of the first to third aspects of the present invention.
また、本発明の第5の発明によれば、第1~第3のいずれかの発明に係る多層発泡シートを成形してなる成形体であって、前記発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡層を、射出成形法、熱成形法、押出成形法、ブロー成形法またはビーズ発泡成形法のいずれかの成形法で成形することにより得られることを特徴とする成形体が提供される。 According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a molded article obtained by molding a multi-layer foamed sheet according to any one of the first to third aspects of the present invention, characterized in that the molded article is obtained by molding a foam layer made of the polypropylene-based resin composition for foam molding by any one of the following molding methods: injection molding, thermoforming, extrusion molding, blow molding, or bead foam molding.
本発明のポリプロピレン系樹脂多層発泡シートは、特にTダイ成形法で得られる発泡シートにおいて、PPフィラー層を含有し、発泡層が3.0倍以上の高発泡倍率になっても均一微細な発泡セルが得られる特徴を有し、外観が良好な成形品が得られる特徴を有する。
そして、本発明のポリプロピレン系樹脂多層発泡シートおよびそれを用いた熱成形体は、発泡特性と剛性のバランスに優れ、均一微細な発泡セルが得られ、外観、熱成形性、耐衝撃性、軽量性、耐熱性、断熱性、耐油性等に優れていることより、トレー、皿、カップなどの食品容器や自動車ドアトリム、自動車トランクマットなどの車両内装材、包装、文具、建材などに好適に利用することができる。
The polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet of the present invention, particularly the foamed sheet obtained by the T-die molding method, contains a PP filler layer and has a feature that uniform fine foam cells can be obtained even when the foamed layer has a high expansion ratio of 3.0 times or more, and has a feature that a molded product with good appearance can be obtained.
The polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet of the present invention and the thermoformed product using the same have an excellent balance between foaming characteristics and rigidity, and can obtain uniform and fine foam cells. They are also excellent in appearance, thermoformability, impact resistance, light weight, heat resistance, heat insulation, oil resistance, etc., and therefore can be suitably used for food containers such as trays, plates, and cups, vehicle interior materials such as automobile door trims and automobile trunk mats, packaging, stationery, building materials, etc.
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の記載内容に限定されるものではない。 The following describes in detail an embodiment of the present invention. However, the description of the components described below is an example of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the contents described below as long as it does not exceed the gist of the present invention.
本発明のポリプロピレン系樹脂多層発泡シートは、発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡層と、無機フィラーを含むPPフィラー層と、熱可塑性樹脂組成物からなる表面層とを備える。
ここで、本発明に用いる発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して発泡剤を0.05~6.0重量部含有する。
また、本発明に用いるポリプロピレン系樹脂組成物(以下、「本発明に用いる樹脂組成物」と記載することもある。)は、下記の(X-i)~(X-iv)の特性を有し、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)を67.5~2.5重量%、下記の(Y-i)~(Y-v)の特性を有し、プロピレン(共)重合体(Y-1)およびプロピレン-エチレン共重合体(Y-2)からなる多段重合体であるプロピレン系ブロック共重合体(Y)を2.5~67.5重量%、及び、下記の(Z-i)~(Z-ii)の特性を有するプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)を10~65重量%含有することを特徴とする(ただし、(X)、(Y)、(Z)の合計は100重量%である)。
以下で、成分(X)、(Y)、及び、(Z)が満たすべき特性などについて、項目毎に、詳細に述べる。
The polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet of the present invention comprises a foamed layer made of a polypropylene-based resin composition for foam molding, a PP filler layer containing an inorganic filler, and a surface layer made of a thermoplastic resin composition.
The polypropylene resin composition for foam molding used in the present invention contains 0.05 to 6.0 parts by weight of a foaming agent per 100 parts by weight of the polypropylene resin composition.
The polypropylene resin composition used in the present invention (hereinafter, sometimes referred to as "resin composition used in the present invention") is characterized by containing 67.5 to 2.5% by weight of a polypropylene resin (X) having a long chain branched structure and having the following characteristics (X-i) to (X-iv), 2.5 to 67.5% by weight of a propylene block copolymer (Y) which is a multistage polymer consisting of a propylene (co)polymer (Y-1) and a propylene-ethylene copolymer (Y-2) and having the following characteristics (Y-i) to (Y-v), and 10 to 65% by weight of a propylene-α-olefin random copolymer (Z) having the following characteristics (Z-i) to (Z-ii) (the total of (X), (Y), and (Z) is 100% by weight).
The properties that the components (X), (Y), and (Z) should satisfy will be described in detail below.
I.長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂組成物においては、まず、以下の(X-i)~(X-iv)の特性を有し、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)を使用することを特徴とする。
特性(X-i):MFRが0.1~30.0g/10分であること。
特性(X-ii):GPCによる分子量分布Mw/Mnが3.0~10.0、且つMz/Mwが2.5~10.0であること。
特性(X-iii):溶融張力(MT)(単位:g)は、
log(MT)≧-0.9×log(MFR)+0.7 または MT≧15
のいずれかを満たすこと。
特性(X-iv):25℃パラキシレン可溶成分量(CXS)がポリプロピレン樹脂(X)の全重量に対して5.0重量%未満であること。
以下、本発明で規定する上記各特性要件、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の製造方法などについて、具体的に述べる。
I. Polypropylene resin (X) having a long chain branched structure
The polypropylene resin composition used in the present invention is characterized by using a polypropylene resin (X) having the following properties (X-i) to (X-iv) and having a structure with long chain branches.
Property (Xi): MFR is 0.1 to 30.0 g/10 min.
Property (X-ii): Molecular weight distribution Mw/Mn by GPC is 3.0 to 10.0, and Mz/Mw is 2.5 to 10.0.
Property (X-iii): Melt tension (MT) (unit: g)
log(MT)≧−0.9×log(MFR)+0.7 or MT≧15
The above conditions must be satisfied.
Property (X-iv): The amount of paraxylene solubles at 25° C. (CXS) is less than 5.0% by weight based on the total weight of the polypropylene resin (X).
The above-mentioned property requirements specified in the present invention and the method for producing the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches will be specifically described below.
1.特性(X-i):MFR
本発明における長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)のメルトフローレート(MFR)は、0.1~30.0g/10分の範囲であることが必要であり、好ましくは0.3~20.0g/10分、更に好ましくは0.5~10.0g/10分である。ポリプロピレン樹脂(X)のMFRが0.1g/10分以上であると、流動性不足による各種の成形に対して押出機の負荷が高すぎるなどの問題が生じにくく、一方、30.0g/10分以下であると、張力が十分あり、高溶融張力材としての特性が良好であり、適するものとなる。
なお、MFRは、JIS K7210:1999「プラスチック―熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)およびメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」の附属書A表1、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定したもので、単位はg/10分である。
1. Characteristics (Xi): MFR
The melt flow rate (MFR) of the polypropylene resin (X) having a long chain branch structure in the present invention must be in the range of 0.1 to 30.0 g/10 min, and preferably in the range of 0.3 to 20. If the MFR of the polypropylene resin (X) is 0.1 g/10 min or more, the flowability is insufficient, and the resin is difficult to mold in various moldings. On the other hand, if it is 30.0 g/10 min or less, the tension is sufficient and the properties as a high melt tension material are good, making it suitable.
The MFR is based on JIS K7210:1999 "Plastics - Test method for melt mass flow rate (MFR) and melt volume flow rate (MVR) of thermoplastics" in Appendix A, Table 1, Condition M (230°C, 2.16 kg The measurement was made in accordance with the load (g/10 min).
2.特性(X-ii):GPCによる分子量分布
また、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、分子量分布が比較的広いことが必要であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られる分子量分布Mw/Mn(ここで、Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量)が3.0以上10.0以下であることが必要である。長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の分子量分布Mw/Mnは、その好ましい範囲としては3.5~8.0、更に好ましくは4.1~6.0の範囲である。
さらに、分子量分布の広さをより顕著に表すパラメータとして、Mz/Mw(ここで、MzはZ平均分子量である)が2.5以上10.0以下であることが必要である。Mz/Mwの好ましい範囲は2.8~8.0、更に好ましくは3.0~6.0の範囲である。
分子量分布の広いものほど成形加工性が向上するが、Mw/MnおよびMz/Mwがこの範囲にあるものは、成形加工性に特に優れるものである。
なお、Mn、Mw、Mzの定義は「高分子化学の基礎」(高分子学会編、東京化学同人、1978)等に記載されており、GPCによる分子量分布曲線から計算可能である。
2. Property (X-ii): Molecular weight distribution by GPC Furthermore, the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches is required to have a relatively wide molecular weight distribution, and the molecular weight distribution Mw/Mn (where Mw is the weight average molecular weight and Mn is the number average molecular weight) obtained by gel permeation chromatography (GPC) is required to be 3.0 or more and 10.0 or less. The molecular weight distribution Mw/Mn of the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches is preferably in the range of 3.5 to 8.0, more preferably 4.1 to 6.0.
Furthermore, as a parameter that more significantly indicates the breadth of the molecular weight distribution, Mz/Mw (where Mz is the Z-average molecular weight) must be 2.5 or more and 10.0 or less. The preferred range of Mz/Mw is 2.8 to 8.0, and more preferably 3.0 to 6.0.
The wider the molecular weight distribution, the more improved the moldability, but those with Mw/Mn and Mz/Mw in this range are particularly excellent in moldability.
The definitions of Mn, Mw and Mz are described in "Basics of Polymer Chemistry" (edited by the Society of Polymer Science, Tokyo Kagaku Dojin, 1978) and the like, and can be calculated from a molecular weight distribution curve by GPC.
GPCの具体的な測定手法は、以下の通りである。
・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(株)製AD806M/S(3本直列)
・移動相溶媒:オルトジクロロベンゼン(ODCB)
・測定温度:140℃
・流速:1.0ml/min
・注入量:0.2ml
・試料の調製:試料はODCB(0.5mg/mLのBHTを含む)を用いて1mg/mLの溶液を調製し、140℃で約1時間を要して溶解させる。
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(PS)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(株)製の以下の銘柄である。
F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000
各々が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。
なお、分子量への換算に使用する粘度式[η]=K×Mα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
The specific measurement method of GPC is as follows.
Apparatus: Waters GPC (ALC/GPC 150C)
Detector: FOXBORO MIRAN 1A IR detector (measurement wavelength: 3.42 μm)
Column: Showa Denko AD806M/S (3 columns in series)
Mobile phase solvent: orthodichlorobenzene (ODCB)
・Measurement temperature: 140℃
・Flow rate: 1.0ml/min
・Injection amount: 0.2ml
Sample preparation: A 1 mg/mL solution of the sample is prepared using ODCB (containing 0.5 mg/mL BHT), and dissolved at 140° C. for approximately 1 hour.
The retention volume obtained by GPC measurement is converted to the molecular weight using a calibration curve prepared in advance using standard polystyrene (PS). The standard polystyrene used is the following brand manufactured by Tosoh Corporation.
F380, F288, F128, F80, F40, F20, F10, F4, F1, A5000, A2500, A1000
A calibration curve was created by injecting 0.2 mL of a solution of each compound dissolved in ODCB (containing 0.5 mg/mL BHT) at 0.5 mg/mL. The calibration curve was created using a cubic equation obtained by approximating the curve using the least squares method.
The viscosity formula [η]=K×M α used for conversion to molecular weight uses the following values.
PS: K=1.38×10 −4 , α=0.7
PP: K=1.03×10 −4 , α=0.78
3.特性(X-iii):溶融張力(MT)
さらに、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、以下の条件(1)を満たす必要がある。
・条件(1)
log(MT)≧-0.9×log(MFR)+0.7
又は
MT≧15
のうちの少なくとも1つを満たす。
ここでMTは、(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1Bを用いて、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、引き取り速度:4.0m/分、温度:230℃の条件で、測定したときの溶融張力を表し、単位はグラムである。ただし、成分(X)のMTが極めて高い場合には、引き取り速度4.0m/分では、樹脂が破断してしまう場合があり、このような場合には、引き取り速度を下げ、引き取りのできる最高の速度における張力をMTとする。また、MFRの測定条件、単位は前述の通りである。
この規定は、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)が発泡成形のために充分な溶融張力を有するための指標であり、一般に、MTは、MFRと相関を有していることから、MFRとの関係式によって記述している。
このように、MTをMFRとの関係式で規定する手法は、当業者にとって通常の手法であって、例えば、特開2003-25425号公報には、高溶融張力を有するポリプロピレンの定義として、以下の関係式が提案されている。
log(MS)>-0.61×log(MFR)+0.82 (230℃)
(ここでMSは、上記MTと同義である。)
また、特開2003-64193号公報には、高溶融張力を有するポリプロピレンの定義として、以下の関係式が提案されている。
11.32×MFR-0.7854≦MT (230℃)
さらに、特開2003-94504号公報には、高溶融張力を有するポリプロピレンの定義として、以下の関係式が提案されている。
MT≧7.52×MFR-0.576
(MTは190℃、MFRは230℃で測定した値である。)
3. Property (X-iii): Melt tension (MT)
Furthermore, the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches must satisfy the following condition (1).
Condition (1)
log(MT)≧−0.9×log(MFR)+0.7
or MT≧15
At least one of the following conditions is satisfied.
Here, MT represents the melt tension measured using a Capillograph 1B manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. under the following conditions: capillary diameter 2.0 mm, length 40 mm, cylinder diameter 9.55 mm, cylinder extrusion speed 20 mm/min, take-up speed 4.0 m/min, temperature 230°C, and the unit is grams. However, when the MT of component (X) is extremely high, the resin may break at a take-up speed of 4.0 m/min. In such a case, the take-up speed is lowered, and the tension at the maximum speed at which take-up is possible is taken as MT. The measurement conditions and units of MFR are as described above.
This provision is an index for polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches to have sufficient melt tension for foam molding. Generally, MT has a correlation with MFR, and therefore, it is described by a relational formula with MFR.
Thus, the method of defining MT by the relational equation with MFR is a common method for those skilled in the art. For example, in JP-A-2003-25425, the following relational equation is proposed as the definition of polypropylene having high melt tension.
log(MS)>-0.61×log(MFR)+0.82 (230℃)
(Here, MS has the same meaning as MT above.)
Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-64193, the following relational formula is proposed as a definition of polypropylene having high melt tension.
11.32×MFR -0.7854 ≦MT (230℃)
Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-94504, the following relational expression is proposed as a definition of polypropylene having high melt tension.
MT≧7.52×MFR -0.576
(MT is a value measured at 190°C, and MFR is a value measured at 230°C.)
長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)が、上記条件(1)を満たせば、充分に溶融張力の高い樹脂といえ、発泡成形に有用である。また、以下の条件(1)’を満たすことがより好ましく、条件(1)”を満たすことが更に好ましい。
・・条件(1)’
log(MT)≧-0.9×log(MFR)+0.9
又は
MT≧15
のうちの少なくとも1つを満たす。
・・条件(1)”
log(MT)≧-0.9×log(MFR)+1.1
又は
MT≧15
のうちの少なくとも1つを満たす。
MTの上限値については、これを特に設ける必要はないが、MTが40g以下であるような場合には、上記測定手法では引き取り速度が著しく遅くなることはなく、測定が容易となる。このような場合は、樹脂の延展性も良好と考えられるため、好ましくは40g以下、さらに好ましくは35g以下、もっとも好ましくは30g以下である。
When the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches satisfies the above condition (1), it can be said to be a resin with sufficiently high melt tension and is useful for foam molding. Furthermore, it is more preferable that the polypropylene resin (X) satisfies the following condition (1)', and further more preferable that the polypropylene resin (X) satisfies the following condition (1)".
...Condition (1)'
log(MT)≧−0.9×log(MFR)+0.9
or MT≧15
At least one of the following conditions is satisfied.
...Condition (1)"
log(MT)≧−0.9×log(MFR)+1.1
or MT≧15
At least one of the following conditions is satisfied.
There is no particular need to set an upper limit for MT, but when MT is 40 g or less, the take-up speed does not significantly slow down in the above measurement method, making measurement easy. In such a case, the extensibility of the resin is considered to be good, so that the upper limit is preferably 40 g or less, more preferably 35 g or less, and most preferably 30 g or less.
4.特性(X-iv):25℃パラキシレン可溶成分量(CXS)
本発明に用いる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、製品となったときにベタツキやブリードアウトの原因となる低結晶性成分が少ないことが好ましい。この低結晶性成分は、25℃キシレン可溶成分量(CXS)によって評価され、それが成分(X)の全重量に対して、5.0重量%未満であることが必要であり、好ましくは3.0重量%以下であり、より好ましくは1.0重量%以下であり、さらに好ましくは0.5重量%以下である。下限については、特に制限されないが、通常0.01重量%以上、好ましくは0.03重量%以上である。CXS測定法の詳細は、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12時間放置する。その後、析出したポリマーを濾別し、濾液からp-キシレンを蒸発させ、さらに100℃で12時間減圧乾燥し室温でキシレン可溶成分を回収する。この回収成分の重量の仕込み試料重量に対する割合[重量%]をCXSと定義する。
4. Property (X-iv): Amount of paraxylene solubles at 25°C (CXS)
The polypropylene resin (X) having a long chain branch structure used in the present invention preferably contains a small amount of low crystallinity components that cause stickiness and bleed-out when the product is made. The low crystallinity components are evaluated by the amount of soluble components in xylene at 25°C (CXS), which must be less than 5.0% by weight based on the total weight of the component (X), preferably 3.0% by weight or less, more preferably 1.0% by weight or less, and even more preferably 0.5% by weight or less. The lower limit is not particularly limited, but is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.03% by weight or more. The details of the CXS measurement method are as follows.
2 g of the sample is dissolved in 300 ml of p-xylene (containing 0.5 mg/ml of BHT) at 130° C. to obtain a solution, which is then left to stand at 25° C. for 12 hours. The precipitated polymer is then filtered off, and p-xylene is evaporated from the filtrate. The solution is then dried under reduced pressure at 100° C. for 12 hours to recover the xylene-soluble components at room temperature. The ratio [wt %] of the weight of the recovered components to the weight of the charged sample is defined as CXS.
本発明に用いる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の付加的な特徴として、以下の(X-v)~(X-vi)の特性が挙げられる。 Additional features of the polypropylene resin (X) having a long chain branching structure used in the present invention include the following properties (X-v) to (X-vi).
5.特性(X-v):分岐指数g’
長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)が長鎖分岐構造を有することの直接的な指標として、分岐指数g’をあげることができる。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、すなわち、[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よりも小さな値をとる。
分岐指数g’の定義は、例えば、「Developments in Polymer Characterization-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。
5. Property (Xv): Branching index g'
A direct indicator of whether or not the polypropylene resin (X) has a long chain branching structure is the branching index g ' . g ' is given by the ratio of the intrinsic viscosity [η]br of the polymer having long chain branches to the intrinsic viscosity [η]lin of a linear polymer having the same molecular weight, i.e., [η]br/[η]lin, and takes a value smaller than 1 when long chain branches are present.
The definition of the branching index g′ is described, for example, in “Developments in Polymer Characterization-4” (J. V. Dawkins ed. Applied Science Publishers, 1983), and is an index known to those skilled in the art.
g’は、例えば、下記に記すような光散乱計と粘度計を検出器に備えた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。
本発明で使用する長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、光散乱によって求めた絶対分子量Mabsが100万の時に、g’が0.30以上0.95未満であることが好ましく、より好ましくは0.55以上0.95未満、更に好ましくは0.75以上0.95未満、最も好ましくは0.78以上0.95未満である。
以下に詳細に記述するとおり、本発明に用いる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、その重合機構から、分子構造としては櫛型鎖が生成すると考えられ、g’が0.30以上であると、主鎖が少なく側鎖の割合が極めて多いことにはならず、このような場合には、溶融張力が向上し、ゲルが生成するおそれがないため、発泡成形において好ましい。一方、g’が0.95未満である場合には、分岐が存在するため、溶融張力が不足しやすくなる傾向にはならず、発泡成形に適する。
g ' can be obtained as a function of absolute molecular weight Mabs, for example, by using GPC equipped with a light scattering meter and a viscometer as detectors as described below.
The polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches used in the present invention preferably has a g' of 0.30 or more and less than 0.95, more preferably 0.55 or more and less than 0.95, still more preferably 0.75 or more and less than 0.95, and most preferably 0.78 or more and less than 0.95, when the absolute molecular weight Mabs determined by light scattering is 1,000,000.
As described in detail below, the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches used in the present invention is considered to produce comb chains as a molecular structure based on its polymerization mechanism, and when g' is 0.30 or more, the proportion of main chains is small and the proportion of side chains is not extremely large, and in such a case, the melt tension is improved and there is no risk of gel formation, which is preferable for foam molding. On the other hand, when g' is less than 0.95, the melt tension does not tend to become insufficient due to the presence of branches, and the resin is suitable for foam molding.
なお、g’の下限値が上記の値であると好ましいのは、以下の理由による。
「Encyclopedia of Polymer Science and Engineering vol.2」(John Wiley & Sons 1985 p.485)によると、櫛型ポリマーのg’値は、以下の式で表されている。
The reason why the lower limit of g' is preferably the above-mentioned value is as follows.
According to "Encyclopedia of Polymer Science and Engineering vol. 2" (John Wiley & Sons, 1985, p. 485), the g ' value of a comb polymer is expressed by the following formula:
ここで、gは、ポリマーの回転半径比で定義される分岐指数であり、εは分岐鎖の形状と溶媒によって決まる定数で、同文献のp.487のTable3によれば、良溶媒中の櫛型鎖では、おおよそ0.7~1.0程度の値が報告されている。λは櫛型鎖における主鎖の割合、pは平均の分岐数である。この式によると、櫛型鎖であれば、分岐数が極めて大きくなる、すなわち、pが無限大の極限で、g’=gε=λεとなり、λεの値以下にはならないことになり、一般に下限値が存在することになる。
一方、電子線照射や過酸化物変成の場合において生じると考えられる、従来公知のランダム分岐鎖の式は、同文献中の485ページ式(19)で与えられており、これによると、ランダム分岐鎖では、分岐点が多くなるにつれ、g’およびg値は、特に下限値が存在することなく、単調に減少する。つまり、本発明において、g’値に下限値があるということは、本発明に用いる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、櫛型鎖に近い構造を有しているということを意味しており、これにより、電子線照射や過酸化物変成によって生成されるランダム分岐鎖との区別が、より明確となる。
また、g’が上記の範囲にある櫛型鎖に近い構造を有する分岐状ポリマーにおいては、混練を繰り返した際の溶融張力の低下度合いが小さく、工業的に成形体を生産する工程で発生する、例えばシート、フィルム成形時に端部をカットすることで生じる端材や、射出成形のランナー等の部材を、リサイクル材として再度成形に供する際に、物性や成形性の低下が小さくなることになり、好ましい。
Here, g is the branching index defined by the ratio of the radius of gyration of the polymer, and ε is a constant determined by the shape of the branched chain and the solvent. According to Table 3 on p. 487 of the same document, a value of approximately 0.7 to 1.0 has been reported for comb-shaped chains in a good solvent. λ is the proportion of the main chain in the comb-shaped chain, and p is the average number of branches. According to this formula, for comb-shaped chains, the number of branches becomes extremely large, that is, in the limit where p is infinite, g ' = gε = λε , and it does not become equal to or less than the value of λε , and generally there is a lower limit.
On the other hand, the formula of the conventionally known random branched chains which are thought to be generated in the case of electron beam irradiation or peroxide modification is given in formula (19) on page 485 of the same document, which shows that in the case of random branched chains, as the number of branching points increases, g' and the g value decrease monotonically without any particular lower limit. In other words, in the present invention, the fact that there is a lower limit for the g' value means that the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches used in the present invention has a structure close to a comb chain, which makes it easier to distinguish from the random branched chains generated by electron beam irradiation or peroxide modification.
Furthermore, in the case of a branched polymer having a structure similar to a comb chain in which g' falls within the above range, the degree of decrease in melt tension during repeated kneading is small, and therefore, when scraps generated in the process of industrially producing molded articles, for example, scraps generated by cutting edges during molding of sheets or films, or parts such as runners for injection molding, are used again as recycled materials for molding, the decrease in physical properties and moldability is small, which is preferable.
具体的なg’の算出方法は、以下の通りである。
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(株)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 GMHHR-H(S) HTを2本連結して用いる。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から得られる極限粘度([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、以下の文献を参考にして計算を行う。
参考文献:
1.「Developments in Polymer Characterization-4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science Publishers, 1983. Chapter1.)
2.Polymer, 45, 6495-6505(2004)
3.Macromolecules, 33, 2424-2436(2000)
4.Macromolecules, 33, 6945-6952(2000)
A specific method for calculating g' is as follows.
Alliance GPCV2000 manufactured by Waters is used as a GPC device equipped with a differential refractometer (RI) and a viscosity detector (Viscometer). A multi-angle laser light scattering detector (MALLS) manufactured by Wyatt Technology, DAWN-E is used as a light scattering detector. The detectors are connected in the order of MALLS, RI, and Viscometer. The mobile phase solvent is 1,2,4-trichlorobenzene (added with antioxidant Irganox 1076 manufactured by BASF Japan Ltd. at a concentration of 0.5 mg/mL).
The flow rate is 1 mL/min, and two Tosoh GMHHR-H(S) HT columns are connected together. The temperatures of the column, sample injection section, and each detector are 140° C. The sample concentration is 1 mg/mL, and the injection volume (sample loop volume) is 0.2175 mL.
In determining the absolute molecular weight (Mabs), the root mean square radius of gyration (Rg) obtained from MALLS, and the intrinsic viscosity ([η]) obtained from Viscometer, the data processing software ASTRA (version 4.73.04) attached to MALLS is used, and calculations are performed with reference to the following literature.
References:
1. "Developments in Polymer Characterization-4" (J.V. Dawkins ed. Applied Science Publishers, 1983. Chapter 1.)
2. Polymer, 45, 6495-6505 (2004)
3. Macromolecules, 33, 2424-2436 (2000)
4. Macromolecules, 33, 6945-6952 (2000)
[分岐指数(g’)の算出]
分岐指数(g’)は、サンプルを上記Viscometerで測定して得られる極限粘度([η]br)と、別途、線状ポリマーを測定して得られる極限粘度([η]lin)との比([η]br/[η]lin)として算出する。
ポリマー分子に長鎖分岐構造が導入されると、同じ分子量の線状の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、極限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極限粘度([η]lin)に対する分岐ポリマーの極限粘度([η]br)の比([η]br/[η]lin)は、小さくなっていく。
したがって、分岐指数(g’=[η]br/[η]lin)が1.0より小さい値になる場合には、分岐が導入されていることを意味する。ここで、[η]linを得るための線状ポリマーとしては、市販のホモポリプロピレン(日本ポリプロ(株)製ノバテックPP(登録商標) グレード名:FY6)を用いる。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。
[Calculation of Branching Index (g')]
The branching index (g') is calculated as the ratio ([η]br/[η]lin) of the intrinsic viscosity ([η]br) obtained by measuring a sample with the above-mentioned Viscometer to the intrinsic viscosity ([η]lin) obtained by separately measuring a linear polymer.
When a long chain branch structure is introduced into a polymer molecule, the radius of gyration becomes smaller compared to a linear polymer molecule of the same molecular weight. Since a smaller radius of gyration results in a smaller intrinsic viscosity, the ratio ([η]br/[η]lin) of the intrinsic viscosity ([η]br) of the branched polymer to the intrinsic viscosity ([η]lin) of the linear polymer of the same molecular weight becomes smaller as the long chain branch structure is introduced.
Therefore, when the branching index (g' = [η]br/[η]lin) is a value smaller than 1.0, it means that branching has been introduced. Here, as the linear polymer for obtaining [η]lin, a commercially available homopolypropylene (Novatec PP (registered trademark) manufactured by Japan Polypropylene Corporation, grade name: FY6) is used. It is known that the logarithm of [η]lin of a linear polymer has a linear relationship with the logarithm of the molecular weight as the Mark-Houwink-Sakurada equation, so that the value of [η]lin can be obtained by appropriately extrapolating to the low molecular weight side or the high molecular weight side.
6.特性(X-vi):13C-NMRによるプロピレン単位3連鎖のmm分率
本発明に用いる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、立体規則性が高いことが好ましい。立体規則性の高さは、13C-NMRによって評価することができ、13C-NMRによって得られるプロピレン単位3連鎖のmm分率が95.0%以上の立体規則性を有するものが好ましい。
mm分率は、ポリマー鎖中、頭-尾結合からなる任意のプロピレン単位3連鎖中、各プロピレン単位中のメチル分岐の方向が同一であるプロピレン単位3連鎖の割合であり、その上限は100%である。このmm分率は、ポリプロピレン分子鎖中のメチル基の立体構造がアイソタクチックに制御されていることを示す値であり、高いほど、高度に制御されていることを意味する。mm分率がこの値より小さいと、製品の弾性率が低下するなど機械的物性が低下する傾向にある。
従って、mm分率は、95.0%以上が好ましく、より好ましくは96.0%以上であり、さらに好ましくは97.0%以上である。なお、特性(X-iv)及び(X-vi)は、共に立体規則性に関連する特性であり、特性(X-iv)及び(X-vi)の要件を同時に満たしていることが特に好ましい。
6. Property (X-vi): mm fraction of propylene unit triads by 13 C-NMR The polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches used in the present invention preferably has high stereoregularity. The level of stereoregularity can be evaluated by 13 C-NMR, and it is preferable that the mm fraction of propylene unit triads obtained by 13 C-NMR has a stereoregularity of 95.0% or more.
The mm fraction is the percentage of propylene unit triads in which the direction of the methyl branch in each propylene unit is the same among any propylene unit triads consisting of head-to-tail bonds in a polymer chain, and its upper limit is 100%. This mm fraction is a value indicating that the three-dimensional structure of the methyl groups in the polypropylene molecular chain is isotactically controlled, and the higher the mm fraction, the higher the degree of control. If the mm fraction is smaller than this value, the mechanical properties of the product, such as the elastic modulus, tend to decrease.
Therefore, the mm fraction is preferably 95.0% or more, more preferably 96.0% or more, and further preferably 97.0% or more. Note that both properties (X-iv) and (X-vi) are properties related to stereoregularity, and it is particularly preferable that the requirements of properties (X-iv) and (X-vi) are satisfied simultaneously.
なお、13C-NMRによるプロピレン単位3連鎖のmm分率の測定法の詳細は、以下の通りである。
試料375mgをNMRサンプル管(10φ)中で重水素化1,1,2,2-テトラクロロエタン2.5mlに完全に溶解させた後、125℃においてプロトン完全デカップリング法で測定する。ケミカルシフトは、重水素化1,1,2,2-テトラクロロエタンの3本のピークの中央のピークを74.2ppmに設定する。他の炭素ピークのケミカルシフトはこれを基準とする。
フリップ角:90度
パルス間隔:10秒
共鳴周波数:100MHz以上
積算回数:10,000回以上
観測域:-20ppmから179ppm
データポイント数:32768
mm分率の解析は、前記の条件により測定された13C-NMRスペクトルを用いて行う。
スペクトルの帰属は、Macromolecules,(1975年)8卷,687頁やPolymer, 30巻 1350頁(1989年)を参考に行う。
なお、mm分率決定のより具体的な方法は、特開2009-275207号公報の段落[0053]~[0065]に詳細に記載されており、本願明細書においても、この方法に従って行うものとする。
本発明において、特性(X-iii)がlog(MT)≧-0.9×log(MFR)+0.7を満たし、かつMabsが100万において、g’<1を満たすポリプロピレン樹脂は、長鎖分岐構造を有するといえる。
The details of the method for measuring the mm fraction of propylene unit triads by 13 C-NMR are as follows.
375 mg of the sample is completely dissolved in 2.5 ml of deuterated 1,1,2,2-tetrachloroethane in an NMR sample tube (10φ), and then measured by the proton complete decoupling method at 125°C. The chemical shift is set to 74.2 ppm for the central peak of the three peaks of deuterated 1,1,2,2-tetrachloroethane. The chemical shifts of the other carbon peaks are based on this.
Flip angle: 90 degrees Pulse interval: 10 seconds Resonant frequency: 100 MHz or more Number of integrations: 10,000 or more Observation range: -20 ppm to 179 ppm
Number of data points: 32768
The mm fraction is analyzed using the 13 C-NMR spectrum measured under the above conditions.
Spectral assignments are made with reference to Macromolecules, (1975) vol. 8, p. 687 and Polymer, vol. 30, p. 1350 (1989).
A more specific method for determining the mm fraction is described in detail in paragraphs [0053] to [0065] of JP 2009-275207 A, and this method will also be followed in the present specification.
In the present invention, a polypropylene resin which satisfies the property (X-iii) log(MT)≧−0.9×log(MFR)+0.7 and g′<1 at Mabs of 1 million can be said to have a structure with long chain branches.
7.特性:長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の配合量
長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の配合量は、67.5~2.5重量%、好ましくは60.0~10.0重量%、より好ましくは55.0~15.0重量%、さらに好ましくは52.5~17.5重量%である(ただし、(X)、(Y)、(Z)の合計は100重量%である)。長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の配合量がこの範囲内にあると、特にTダイ法で高速で成形され、かつ、3.0倍を超えるような高発泡倍率においても、せん断発熱や引取張力によりシートにかかる負荷を低減することが出来、気泡の独立性や緻密性に優れ、かつ、高い外観性を有する発泡シートを得ることが出来る。また、前記配合量が67.5重量%以下であると、流動性が十分となり、各種の成形に対して押出機の負荷が高すぎるなどの問題がなく、2.5重量%以上であると、溶融張力が十分となり、高溶融張力材としての特性に優れ、発泡成形に好適なものとなる。
7. Properties: Amount of Polypropylene Resin (X) Having a Structure with Long Chain Branches The amount of polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches is 67.5 to 2.5% by weight, preferably 60.0 to 10.0% by weight, more preferably 55.0 to 15.0% by weight, and even more preferably 52.5 to 17.5% by weight (the total of (X), (Y), and (Z) is 100% by weight). When the amount of polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches is within this range, the load on the sheet due to shear heat generation and take-up tension can be reduced, particularly when the sheet is molded at high speed by the T-die method and at a high expansion ratio of more than 3.0 times, and a foamed sheet having excellent bubble independence and density and excellent appearance can be obtained. Furthermore, when the blending amount is 67.5% by weight or less, the fluidity is sufficient and there is no problem such as excessive load on the extruder for various moldings, and when the blending amount is 2.5% by weight or more, the melt tension is sufficient, the properties as a high melt tension material are excellent, and the material is suitable for foam molding.
8.長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の製造方法
長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、上記した(X-i)~(X-iv)、及び、好ましくは(X-v)~(X-vi)の特性を満たす限り、特に製造方法を限定するものではないが、前述のように、高い立体規則性、低い低結晶性成分量、比較的広い分子量分布、分岐指数g’の範囲、高い溶融張力等の全ての条件を満足するための好ましい製造方法は、メタロセン触媒の組み合わせを利用したマクロマー共重合法を用いる方法である。このような方法の例としては、例えば、特開2009-57542号公報に開示される方法が挙げられる。
この手法は、マクロマー生成能力を有する特定の構造の触媒成分と、高分子量でマクロマー共重合能力を有する特定の構造の触媒成分とを組み合わせた触媒を用いて、長鎖分岐構造を有するポリプロピレンを製造する方法であり、これによれば、バルク重合法や気相重合法といった工業的に有効な方法で、特に実用的な圧力温度条件下の単段重合で、しかも、分子量調整剤である水素を用いて、目的とする物性を有する長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂の製造が可能である。
また、従来は、立体規則性の低いポリプロピレン成分を使用して結晶性を落とすことによって、分岐生成効率を高めなければならなかったが、上記の方法では、充分に立体規則性の高いポリプロピレン成分を、側鎖に簡便な方法で、導入することが可能であり、本発明に用いるポリプロピレン樹脂(X)として好ましい、高い立体規則性と低い低結晶性成分量に係る(X-vi)及び(X-iv)の特性を満足するのに好適である。
また、上記手法を用いれば、重合特性の大きく異なる二種の触媒を使用することで、分子量分布を広くでき、本発明に用いる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)に必要な(X-i)~(X-iii)の特性を同時に満たすことが可能であり、好ましい。
8. Production method of polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches The production method of polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned properties (X-i) to (X-iv), and preferably (X-v) to (X-vi), but as described above, a preferred production method for satisfying all of the conditions such as high stereoregularity, low content of low crystalline components, relatively wide molecular weight distribution, range of branching index g ' , and high melt tension is a method using a macromer copolymerization method utilizing a combination of metallocene catalysts. An example of such a method is the method disclosed in JP-A-2009-57542.
This method is a method for producing polypropylene having a structure with long chain branches by using a catalyst that combines a catalyst component of a specific structure capable of producing macromers with a catalyst component of a specific structure capable of copolymerizing macromers at a high molecular weight. This method makes it possible to produce a polypropylene resin having a structure with long chain branches and having desired physical properties by an industrially effective method such as bulk polymerization or gas phase polymerization, particularly by single-stage polymerization under practical pressure and temperature conditions, using hydrogen as a molecular weight modifier.
Furthermore, in the past, it was necessary to increase the branching efficiency by lowering the crystallinity using a polypropylene component with low stereoregularity. However, the above-mentioned method makes it possible to introduce a polypropylene component with sufficiently high stereoregularity into a side chain in a simple manner, and is suitable for satisfying the properties (X-vi) and (X-iv) related to high stereoregularity and a low amount of low crystallinity component, which are preferable for the polypropylene resin (X) used in the present invention.
Furthermore, the above-mentioned method is preferable because it is possible to broaden the molecular weight distribution by using two types of catalysts having significantly different polymerization characteristics, and it is possible to simultaneously satisfy the properties (X-i) to (X-iii) required for the polypropylene resin (X) having long chain branches used in the present invention.
そこで、以下に、本発明に使用される長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の好ましい製造法について、詳細に記載する。
長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)を製造する好ましい方法として、プロピレン重合触媒に下記の触媒成分(A)、(B)および(C)を用いるプロピレン系重合体の製造方法が挙げられる。
(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、および下記一般式(a2)で表される化合物である成分[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):イオン交換性層状珪酸塩
(C):有機アルミニウム化合物
Therefore, a preferred method for producing the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches used in the present invention will be described in detail below.
A preferred method for producing the polypropylene resin (X) having a structure with long chain branches is a method for producing a propylene polymer using the following catalyst components (A), (B) and (C) as a propylene polymerization catalyst.
(A): Two or more transition metal compounds of Group 4 of the periodic table selected from at least one type of component [A-1], which is a compound represented by the following general formula (a1), and at least one type of component [A-2], which is a compound represented by the following general formula (a2):
Component [A-1]: Compound represented by general formula (a1) Component [A-2]: Compound represented by general formula (a2) (B): Ion-exchangeable layered silicate (C): Organoaluminum compound
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)
(i)成分[A-1]:一般式(a1)で表される化合物
The catalyst components (A), (B) and (C) will be described in detail below.
(1) Catalyst component (A)
(i) Component [A-1]: a compound represented by general formula (a1)
一般式(a1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、炭素数4~16の窒素または酸素、硫黄を含有する複素環基を示す。また、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、リン又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6~16のアリール基、炭素数6~16の窒素または酸素、硫黄を含有する複素環基を表す。さらに、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のケイ素含有炭化水素基、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の窒素含有炭化水素基を表し、Q11は、炭素数1~20の二価の炭化水素基、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またはゲルミレン基を表す。 In general formula (a1), R 11 and R 12 each independently represent a heterocyclic group containing nitrogen, oxygen, or sulfur and having 4 to 16 carbon atoms. R 13 and R 14 each independently represent an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, which may contain halogen, silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, phosphorus, or a plurality of hetero elements selected therefrom, or a heterocyclic group containing nitrogen, oxygen, or sulfur and having 6 to 16 carbon atoms. X 11 and Y 11 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silicon-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group, or a nitrogen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and Q 11 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silylene group or a germylene group which may have a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
上記R11およびR12の炭素数4~16の窒素または酸素、硫黄を含有する複素環基としては、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。
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、プロピル基等の炭素数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が好ましく、メ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、2-(5-メチル)-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。
上記R13およびR14の炭素数6~16の、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リン、または、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アリール基としては、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の珪素含有炭化水素基、炭素数1~6のハロゲン含有炭化水素基を置換基として有していてもよい。
The above-mentioned nitrogen-, oxygen- or sulfur-containing heterocyclic group having 4 to 16 carbon atoms for R 11 and R 12 is preferably a 2-furyl group, a substituted 2-furyl group, a substituted 2-thienyl group or a substituted 2-furfuryl group, more preferably a substituted 2-furyl group.
In addition, examples of the substituent of the substituted 2-furyl group, the substituted 2-thienyl group, and the substituted 2-furfuryl group include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, halogen atoms, such as a fluorine atom and a chlorine atom, alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, such as a methoxy group and an ethoxy group, and trialkylsilyl groups. Among these, a methyl group and a trimethylsilyl group are preferred, and a methyl group is particularly preferred.
Furthermore, R 11 and R 12 are particularly preferably a 2-(5-methyl)-furyl group. It is also preferable that R 11 and R 12 are the same as each other.
The aryl group having 6 to 16 carbon atoms for R 13 and R 14 , which may contain halogen, silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, phosphorus, or a plurality of hetero elements selected therefrom, may have one or more hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms, silicon-containing hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms, or halogen-containing hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms on the aryl ring skeleton as substituents within the range of 6 to 16 carbon atoms.
R13およびR14としては、好ましくは少なくとも1つが、フェニル基、4-メチルフェニル基、4-i-プロピルフェニル基、4-t-ブチルフェニル基、4-トリメチルシリルフェニル基、2,3―ジメチルフェニル基、3,5―ジ-t-ブチルフェニル基、4-フェニル-フェニル基、クロロフェニル基、ナフチル基、又はフェナンスリル基であり、更に好ましくはフェニル基、4-i-プロピルフェニル基、4-t-ブチルフェニル基、4-トリメチルシリルフェニル基、4-クロロフェニル基である。また、R13およびR14が互いに同一である場合が好ましい。 At least one of R 13 and R 14 is preferably a phenyl group, a 4-methylphenyl group, a 4-i-propylphenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 4-trimethylsilylphenyl group, a 2,3-dimethylphenyl group, a 3,5-di-t-butylphenyl group, a 4-phenyl-phenyl group, a chlorophenyl group, a naphthyl group, or a phenanthryl group, and more preferably a phenyl group, a 4-i-propylphenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 4-trimethylsilylphenyl group, or a 4-chlorophenyl group. It is also preferable that R 13 and R 14 are the same as each other.
一般式(a1)中、X11およびY11は、補助配位子であり、触媒成分(B)の助触媒と反応して、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と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のケイ素含有炭化水素基、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の窒素含有炭化水素基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20のアルキルアミド基、トリフルオロメタンスルホン酸基、炭素数1~20のリン含有炭化水素基を示す。 In the general formula (a1), X11 and Y11 are auxiliary ligands, which react with the cocatalyst of the catalyst component (B) to produce an active metallocene having olefin polymerization ability. Therefore, as long as this purpose is achieved, the type of ligand for X11 and Y11 is not limited, and each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silicon-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group or a nitrogen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkylamide group having 1 to 20 carbon atoms, a trifluoromethanesulfonic acid group, or a phosphorus-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
一般式(a1)中、Q11は、二つの五員環を結合する、炭素数1~20の2価の炭化水素基、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またはゲルミレン基の何れかを示す。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出来る。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。
In general formula (a1), Q11 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a silylene group or germylene group which may have a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, linking two five-membered rings. When two hydrocarbon groups are present on the silylene group or germylene group, they may be linked to each other to form a ring structure.
Specific examples of Q11 include alkylene groups such as methylene, methylmethylene, dimethylmethylene, and 1,2-ethylene; aryl alkylene groups such as diphenylmethylene; silylene groups; alkyl silylene groups such as methylsilylene, dimethylsilylene, diethylsilylene, di(n-propyl)silylene, di(i-propyl)silylene, and di(cyclohexyl)silylene; (alkyl)(aryl)silylene groups such as methyl(phenyl)silylene; aryl silylene groups such as diphenylsilylene; alkyl oligosilylene groups such as tetramethyldisilylene; germylene groups; alkylgermylene groups in which the silicon of the silylene group having the above divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is replaced with germanium; (alkyl)(aryl)germylene groups; and arylgermylene groups. Among these, a silylene group having a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms or a germylene group having a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms is preferred, with an alkylsilylene group and an alkylgermylene group being particularly preferred.
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。
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、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、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、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、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、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、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、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、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、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(4,5-ジメチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウムジクロライド、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-ベンゾフリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、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-メチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、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-iプロピルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、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、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フルフリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、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、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-フルオロフェニル)-インデニル}]ハフニウム、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-トリフルオロメチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、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、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フリル)-4-(1-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フリル)-4-(2-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フリル)-4-(2-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フリル)-4-(9-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、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、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、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-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、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-(9-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、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、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、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-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、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-(9-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、などを挙げることができる。
Among the compounds represented by the above general formula (a1), preferred compounds are specifically exemplified below.
dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(2-thienyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-diphenylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylgermylene bis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylgermylenebis{2-(5-methyl-2-thienyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-trimethylsilyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylene bis{2-(5-phenyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(4,5-dimethyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium dichloride, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(2-benzofuryl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-methylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-methylphenyl)-indenyl}]hafnium 1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-ipropylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-trimethylsilylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(2-furfuryl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-chlorophenyl)-indenyl}]hafnium , dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-fluorophenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-trifluoromethylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-t-butylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(2-furyl)-4-(1 -naphthyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(2-furyl)-4-(2-naphthyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(2-furyl)-4-(2-phenanthryl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(2-furyl)-4-(9-phenanthryl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(1-naphthyl)-indenyl}]hafnium )-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(2-naphthyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(2-phenanthryl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(9-phenanthryl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2 dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-(2-naphthyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-(2-phenanthryl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-(9-phenanthryl)-indenyl}]hafnium, and the like.
これらのうち、更に好ましいのは、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、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-メチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、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-iプロピルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、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、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、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、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、である。
また、特に好ましいのは、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、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-iプロピルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、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、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、である。
Among these, more preferred are dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-methylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-ipropylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl- dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-trimethylsilylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-chlorophenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(2-naphthyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-t-butylphenyl)-indenyl}]hafnium.
Particularly preferred are dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-ipropylphenyl)-indenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-trimethylsilylphenyl)-indenyl}]hafnium, and dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-t-butylphenyl)-indenyl}]hafnium.
(ii)成分[A-2]:一般式(a2)で表される化合物 (ii) Component [A-2]: Compound represented by general formula (a2)
一般式(a2)中、R21およびR22は、それぞれ独立して、炭素数1~6の炭化水素基であり、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、リン又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6~16のアリール基である。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のケイ素含有炭化水素基、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の窒素含有炭化水素基を表し、Q21は、炭素数1~20の二価の炭化水素基、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またはゲルミレン基を表す。M21は、ジルコニウムまたはハフニウムである。 In general formula (a2), R 21 and R 22 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R 23 and R 24 are each independently an aryl group having 6 to 16 carbon atoms which may contain halogen, silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, phosphorus, or a plurality of hetero elements selected therefrom. X 21 and Y 21 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silicon-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group, or a nitrogen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and Q 21 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silylene group or a germylene group which may have a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. M 21 is zirconium or hafnium.
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。 The above R 21 and R 22 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkyl group, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, sec-butyl, n-pentyl, i-pentyl, n-hexyl, and the like, and are preferably methyl, ethyl, or n-propyl.
また、上記R23およびR24は、それぞれ独立して、炭素数6~16の、好ましくは炭素数6~12の、ハロゲン、ケイ素、または、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アリール基である。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。 Moreover, the above R 23 and R 24 are each independently an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, preferably 6 to 12 carbon atoms, which may contain halogen, silicon, or a plurality of hetero elements selected therefrom. Preferred examples include phenyl, 3-chlorophenyl, 4-chlorophenyl, 3-fluorophenyl, 4-fluorophenyl, 4-methylphenyl, 4-i-propylphenyl, 4-t-butylphenyl, 4-trimethylsilylphenyl, 4-(2-fluoro-4-biphenylyl), 4-(2-chloro-4-biphenylyl), 1-naphthyl, 2-naphthyl, 4-chloro-2-naphthyl, 3-methyl-4-trimethylsilylphenyl, 3,5-dimethyl-4-t-butylphenyl, 3,5-dimethyl-4-trimethylsilylphenyl, 3,5-dichloro-4-trimethylsilylphenyl, and the like.
また、上記X21およびY21は、補助配位子であり、触媒成分(B)の助触媒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のケイ素含有炭化水素基、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の窒素含有炭化水素基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20のアルキルアミド基、トリフルオロメタンスルホン酸基、炭素数1~20のリン含有炭化水素基を示す。 Moreover, the above X 21 and Y 21 are auxiliary ligands, which react with the cocatalyst of the catalyst component (B) to produce an active metallocene having olefin polymerization ability. Therefore, as long as this purpose is achieved, the type of ligand for X 21 and Y 21 is not limited, and each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silicon-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group or a nitrogen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkylamide group having 1 to 20 carbon atoms, a trifluoromethanesulfonic acid group, or a phosphorus-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
また、上記Q21は、二つの共役五員環配位子を架橋する結合性基であり、炭素数1~20の2価の炭化水素基、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または炭素数1~20の炭化水素基を有するゲルミレン基であり、好ましくは置換シリレン基または置換ゲルミレン基である。 Furthermore, the above Q21 is a bonding group that crosslinks two conjugated five-membered ring ligands, and is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silylene group which may have a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a germylene group having a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and is preferably a substituted silylene group or a substituted germylene group.
ケイ素、ゲルマニウムに結合する置換基は、炭素数1~12の炭化水素基が好ましく、二つの置換基が連結していてもよい。具体的な例としては、メチレン、ジメチルメチレン、エチレン-1,2-ジイル、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジフェニルシリレン、メチルフェニルシリレン、9-シラフルオレン-9,9-ジイル、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジフェニルシリレン、メチルフェニルシリレン、9-シラフルオレン-9,9-ジイル、ジメチルゲルミレン、ジエチルゲルミレン、ジフェニルゲルミレン、メチルフェニルゲルミレン等が挙げられる。 The substituent bonded to silicon or germanium is preferably a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and two substituents may be linked together. Specific examples include methylene, dimethylmethylene, ethylene-1,2-diyl, dimethylsilylene, diethylsilylene, diphenylsilylene, methylphenylsilylene, 9-silafluorene-9,9-diyl, dimethylsilylene, diethylsilylene, diphenylsilylene, methylphenylsilylene, 9-silafluorene-9,9-diyl, dimethylgermylene, diethylgermylene, diphenylgermylene, methylphenylgermylene, etc.
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。 Furthermore, the above M21 is zirconium or hafnium, and is preferably hafnium.
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。
ただし、以下は、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ており、本発明はこれら化合物に限定して解釈されるものではなく、種々の配位子や架橋結合基または補助配位子を任意に使用しうることは自明である。また中心金属がハフニウムの化合物を記載したが、ジルコニウムに代替した化合物も本願明細書に開示されたものとして取り扱われる。
Non-limiting examples of the metallocene compound represented by the above general formula (a2) include the following.
However, the following describes only representative exemplary compounds to avoid a large number of complicated examples, and the present invention is not limited to these compounds, and it is obvious that various ligands, cross-linking groups, or auxiliary ligands can be used arbitrarily. Also, although compounds in which the central metal is hafnium have been described, compounds in which zirconium is substituted are also treated as being disclosed in the present specification.
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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、などが挙げられる。 Dichloro{1,1'-dimethylsilylenebis(2-methyl-4-phenyl-4-hydroazulenyl)}hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2- dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-chloro-4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-methyl-4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-methyl-4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis {2-methyl-4-(3-chloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-methyl-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(1-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(1-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(2-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chloro-2-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(2 dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(9-phenanthryl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-n-propyl-4-(3-chloro-4-trimethyl- dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(3-chloro-4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(3-methyl-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, -(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylgermylenebis{2-methyl-4-(4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-(9-silafluorene-9,9-diyl)bis{2-ethyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl -4-(4-chloro-2-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-(9-silafluorene-9,9-diyl)bis{2-ethyl-4-(3,5-dichloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, etc.
これらの中で好ましくは、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、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、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、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、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、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。 Among these, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-chloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1, 1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(4-chloro-2-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(3-methyl-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-(9-silafluorene-9,9-diyl)bis{2-ethyl-4-(3,5-dichloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium.
また、特に好ましくは、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、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、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、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。 Particularly preferred are dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(3-methyl-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, and dichloro[1,1'-(9-silafluorene-9,9-diyl)bis{2-ethyl-4-(3,5-dichloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium.
(2)触媒成分(B)
ポリプロピレン樹脂(X)を製造するのに好ましく使用される触媒成分(B)は、イオン交換性層状珪酸塩である。
(i)イオン交換性層状珪酸塩の種類
イオン交換性層状珪酸塩(以下、単に珪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面が互いに結合力で平行に積み重なった結晶構造を有し、かつ、含有されるイオンが交換可能である珪酸塩化合物をいう。大部分の珪酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出されるため、イオン交換性層状珪酸塩以外の夾雑物(石英、クリストバライト等)が含まれることが多いが、それらを含んでもよい。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珪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)に含まれる。
本発明で使用する珪酸塩は、天然産のものに限らず、人工合成物であってもよく、また、それらを含んでもよい。
(2) Catalyst component (B)
The catalyst component (B) preferably used for producing the polypropylene resin (X) is an ion-exchangeable layered silicate.
(i) Types of ion-exchangeable layered silicates Ion-exchangeable layered silicates (hereinafter sometimes simply referred to as silicates) are layers of silicates in which the planes formed by ionic bonds are stacked in parallel with each other through bonding forces. It is a silicate compound that has a crystal structure and contains exchangeable ions. Most silicates are naturally produced as the main component of clay minerals, so they have no ion exchange properties. Impurities other than layered silicates (quartz, cristobalite, etc.) are often included, but they may be included. Depending on the type, amount, particle size, crystallinity, and dispersion state of these impurities, they may be more than pure silicates. Such a complex is also included in the catalyst component (B).
The silicate used in the present invention is not limited to naturally occurring silicates, but may be synthetic artificial products or may contain such products.
珪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(1995年)に記載されている次のような層状珪酸塩が挙げられる。
すなわち、モンモリロナイト、ザウコナイト、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、バーミキュライト等のバーミキュライト族、雲母、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母族、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、緑泥石群等である。
珪酸塩は、主成分の珪酸塩が2:1型構造を有する珪酸塩であることが好ましく、スメクタイト族であることが更に好ましく、モンモリロナイトが特に好ましい。層間カチオンの種類は、特に限定されないが、工業原料として比較的容易に且つ安価に入手し得る観点から、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を層間カチオンの主成分とする珪酸塩が好ましい。
Specific examples of silicates include the following layered silicates described in "Clay Mineralogy" by Haruo Shiramizu, Asakura Publishing (1995).
That is, smectite group such as montmorillonite, sauconite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, stevensite, etc., vermiculite group such as vermiculite, mica group such as mica, illite, sericite, glauconite, etc., attapulgite, sepiolite, palygorskite, bentonite, pyrophyllite, talc, chlorite group, etc.
The silicate is preferably a silicate having a 2:1 type structure as a main component, more preferably a smectite group, and particularly preferably montmorillonite. The type of interlayer cation is not particularly limited, but from the viewpoint of being relatively easy and inexpensively available as an industrial raw material, silicates having an alkali metal or alkaline earth metal as a main component of the interlayer cation are preferred.
(ii)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理
本発明に係る触媒成分(B)のイオン交換性層状珪酸塩は、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。ここでイオン交換性層状珪酸塩の化学処理とは、表面に付着している不純物を除去する表面処理と粘土の構造に影響を与える処理のいずれをも用いることができ、具体的には、酸処理、アルカリ処理、塩類処理、有機物処理等が挙げられる。
(ii) Chemical treatment of ion-exchanged layered silicate The ion-exchanged layered silicate of the catalyst component (B) according to the present invention can be used as it is without any particular treatment, but it is preferable to subject it to a chemical treatment. Here, the chemical treatment of the ion-exchanged layered silicate can be either a surface treatment for removing impurities adhering to the surface or a treatment that affects the structure of the clay, and specific examples thereof include an acid treatment, an alkali treatment, a salt treatment, and an organic matter treatment.
<酸処理>:
酸処理は、表面の不純物を取り除くほか、結晶構造のAl、Fe、Mg、等の陽イオンの一部または全部を溶出させることができる。
酸処理で用いられる酸は、好ましくは塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸から選択される。
処理に用いる塩類(次項で説明する)および酸は、2種以上であってもよい。塩類および酸による処理条件は、特には制限されないが、通常、塩類および酸濃度は、0.1~50重量%、処理温度は、室温~沸点、処理時間は、5分~24時間の条件を選択して、イオン交換性層状珪酸塩から成る群より選ばれた少なくとも一種の化合物を構成している物質の少なくとも一部を溶出する条件で行うことが好ましい。また、塩類および酸は、一般的には水溶液で用いられる。
なお、以下の酸類、塩類を組み合わせたものを処理剤として用いてもよい。また、これら酸類、塩類の組み合わせであってもよい。
<Acid treatment>:
The acid treatment not only removes surface impurities, but also partially or entirely dissolves cations such as Al, Fe, Mg, etc. in the crystal structure.
The acid used in the acid treatment is preferably selected from hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, and oxalic acid.
The salts (described in the next section) and acids used in the treatment may be two or more kinds. The conditions for the treatment with the salts and acids are not particularly limited, but it is generally preferable to select the following conditions: salt and acid concentrations of 0.1 to 50% by weight, treatment temperature of room temperature to boiling point, and treatment time of 5 minutes to 24 hours, so that at least a part of the substance constituting at least one compound selected from the group consisting of ion-exchangeable layered silicates is eluted. The salts and acids are generally used in the form of aqueous solutions.
The treatment agent may be a combination of the following acids and salts.
<塩類処理>:
塩類で処理される前の、イオン交換性層状珪酸塩の含有する交換可能な周期表1族金属の陽イオンの40%以上、好ましくは60%以上を、下記に示す塩類より解離した陽イオンと、イオン交換することが好ましい。
このようなイオン交換を目的とした塩類処理で用いられる塩類は、周期表1~14族原子から成る群より選ばれた少なくとも一種の原子を含む陽イオンと、ハロゲン原子、無機酸および有機酸から成る群より選ばれた少なくとも一種の陰イオンとから成る化合物であり、更に好ましくは、周期表2~14族原子から成る群より選ばれた少なくとも一種の原子を含む陽イオンとCl、Br、I、F、PO4、SO4、NO3、CO3、C2O4、ClO4、OOCCH3、CH3COCHCOCH3、OCl2、O(NO3)2、O(ClO4)2、O(SO4)、OH、O2Cl2、OCl3、OOCH、OOCCH2CH3、C2H4O4およびC5H5O7から成る群から選ばれる少なくとも一種の陰イオンとから成る化合物である。
<Salt treatment>:
It is preferable to ion-exchange at least 40%, preferably at least 60%, of the exchangeable cations of a metal of Group 1 of the Periodic Table contained in the ion-exchangeable layered silicate before the treatment with a salt with cations dissociated from the salts shown below.
The salts used in such salt treatment for the purpose of ion exchange are compounds consisting of a cation containing at least one atom selected from the group consisting of atoms in Groups 1 to 14 of the Periodic Table, and at least one anion selected from the group consisting of halogen atoms, inorganic acids, and organic acids, and more preferably a cation containing at least one atom selected from the group consisting of atoms in Groups 2 to 14 of the Periodic Table, and Cl, Br, I, F, PO4 , SO4 , NO3 , CO3 , C2O4 , ClO4 , OOCCH3 , CH3COCHCOCH3 , OCl2, O( NO3 ) 2 , O( ClO4 ) 2 , O ( SO4 ), OH, O2Cl2 , OCl3 , OOCH, OOCCH2CH3 , C2H4O4 , and C5H5O . and at least one anion selected from the group consisting of :
このような塩類の具体例としては、LiF、LiCl、LiBr、LiI、Li2SO4、Li(CH3COO)、LiCO3、Li(C6H5O7)、LiCHO2、LiC2O4、LiClO4、Li3PO4、CaCl2、CaSO4、CaC2O4、Ca(NO3)2、Ca3(C6H5O7)2、MgCl2、MgBr2、MgSO4、Mg(PO4)2、Mg(ClO4)2、MgC2O4、Mg(NO3)2、Mg(OOCCH3)2、MgC4H4O4等が挙げられる。 Specific examples of such salts include LiF, LiCl, LiBr, LiI, Li2SO4 , Li ( CH3COO ), LiCO3 , Li( C6H5O7 ), LiCHO2, LiC2O4 , LiClO4, Li3PO4, CaCl2, CaSO4, CaC2O4 , Ca ( NO3 ) 2 , Ca3 ( C6H5O7 ) 2 , MgCl2 , MgBr2 , MgSO4, Mg(PO4)2, Mg(ClO4)2 , MgC2O4 , Mg ( NO3 ) 2 , and Mg ( OOCCH3 ) . 2 , MgC 4 H 4 O 4 , etc.
また、Ti(OOCCH3)4、Ti(CO3)2、Ti(NO3)4、Ti(SO4)2、TiF4、TiCl4、Zr(OOCCH3)4、Zr(CO3)2、Zr(NO3)4、Zr(SO4)2、ZrF4、ZrCl4、ZrOCl2、ZrO(NO3)2、ZrO(ClO4)2、ZrO(SO4)、HF(OOCCH3)4、HF(CO3)2、HF(NO3)4、HF(SO4)2、HFOCl2、HFF4、HFCl4、V(CH3COCHCOCH3)3、VOSO4、VOCl3、VCl3、VCl4、VBr3等が挙げられる。 In addition, Ti(OOCCH 3 ) 4 , Ti(CO 3 ) 2 , Ti(NO 3 ) 4 , Ti(SO 4 ) 2 , TiF 4 , TiCl 4 , Zr(OOCCH 3 ) 4 , Zr(CO 3 ) 2 , Zr(NO 3 ) 4 、Zr(SO 4 ) 2 、ZrF 4 、ZrCl 4 、ZrOCl 2 、ZrO(NO 3 ) 2 、ZrO(ClO 4 ) 2 、ZrO(SO 4 )、HF(OOCCH 3 ) 4 、 HF( CO3 ) 2 , HF( NO3 ) 4 , HF( SO4 ) 2 , HFOCl2 , HFF4 , HFCl 4 , V( CH3COCHCOCH3 ) 3 , VOSO4 , VOCl3 , VCl3 , VCl4 , VBr3 , etc.
また、Cr(CH3COCHCOCH3)3、Cr(OOCCH3)2OH、Cr(NO3)3、Cr(ClO4)3、CrPO4、Cr2(SO4)3、CrO2Cl2、CrF3、CrCl3、CrBr3、CrI3、Mn(OOCCH3)2、Mn(CH3COCHCOCH3)2、MnCO3、Mn(NO3)2、MnO、Mn(ClO4)2、MnF2、MnCl2、Fe(OOCCH3)2、Fe(CH3COCHCOCH3)3、FeCO3、Fe(NO3)3、Fe(ClO4)3、FePO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、FeF3、FeCl3、FeC6H5O7等が挙げられる。 Also, Cr(CH 3 COCHCOCH 3 ) 3 , Cr(OOCCH 3 ) 2 OH, Cr(NO 3 ) 3 , Cr(ClO 4 ) 3 , CrPO 4 , Cr 2 (SO 4 ) 3 , CrO 2 Cl 2 , CrF 3 , CrCl3 , CrBr3 , CrI3, Mn(OOCCH3)2, Mn(CH3COCHCOCH3)2, MnCO3, Mn(NO3)2 , MnO , Mn ( ClO4 ) 2 , MnF2 , MnCl 2 , Fe( OOCCH3 ) 2 , Fe ( CH3COCHCOCH3 ) 3 , FeCO 3 , Fe( NO3 ) 3 , Fe( ClO4 ) 3 , FePO4 , FeSO4 , Fe2 ( SO4 ) 3 , FeF3, FeCl3 , FeC6H5O7 , etc.
また、Co(OOCCH3)2、Co(CH3COCHCOCH3)3、CoCO3、Co(NO3)2、CoC2O4、Co(ClO4)2、Co3(PO4)2、CoSO4、CoF2、CoCl2、NiCO3、Ni(NO3)2、NiC2O4、Ni(ClO4)2、NiSO4、NiCl2、NiBr2等が挙げられる。
さらに、Zn(OOCCH3)2、Zn(CH3COCHCOCH3)2、ZnCO3、Zn(NO3)2、Zn(ClO4)2、Zn3(PO4)2、ZnSO4、ZnF2、ZnCl2、AlF3、AlCl3、AlBr3、AlI3、Al2(SO4)3、Al2(C2O4)3、Al(CH3COCHCOCH3)3、Al(NO3)3、AlPO4、GeCl4、GeBr4、GeI4等が挙げられる。
Other examples include Co( OOCCH3 ) 2 , Co( CH3COCHCOCH3 ) 3 , CoCO3 , Co( NO3 ) 2 , CoC2O4 , Co( ClO4 ) 2 , Co3 ( PO4 ) 2 , CoSO4 , CoF2 , CoCl2 , NiCO3 , Ni( NO3 ) 2 , NiC2O4 , Ni( ClO4 ) 2 , NiSO4 , NiCl2 , and NiBr2 .
Further examples include Zn( OOCCH3 ) 2 , Zn( CH3COCHCOCH3 ) 2 , ZnCO3 , Zn( NO3 ) 2 , Zn( ClO4 ) 2 , Zn3 ( PO4 ) 2 , ZnSO4 , ZnF2 , ZnCl2 , AlF3, AlCl3 , AlBr3 , AlI3, Al2 ( SO4 ) 3 , Al2 ( C2O4 ) 3 , Al( CH3COCHCOCH3 ) 3 , Al( NO3 ) 3 , AlPO4 , GeCl4 , GeBr4 , GeI4 , etc.
<アルカリ処理>:
酸、塩処理の他に、必要に応じて下記のアルカリ処理や有機物処理を行ってもよい。アルカリ処理で用いられる処理剤としては、LiOH、NaOH、KOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2などが例示される。
<Alkaline treatment>:
In addition to the acid and salt treatments, the following alkali treatment or organic treatment may be performed as necessary. Examples of treatment agents used in the alkali treatment include LiOH, NaOH, KOH, Mg(OH) 2 , Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , and Ba(OH) 2 .
<有機物処理>:
また、有機物処理に用いられる有機処理剤の例としては、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、N,N-ジメチルアニリニウム、トリフェニルホスホニウム、等が挙げられる。
また、有機物処理剤を構成する陰イオンとしては、塩類処理剤を構成する陰イオンとして例示した陰イオン以外にも、例えばヘキサフルオロフォスフェート、テトラフルオロボレート、テトラフェニルボレートなどが例示されるが、これらに限定されるものではない。
<Organic matter treatment>:
Examples of the organic treating agent used for treating organic matter include trimethylammonium, triethylammonium, N,N-dimethylanilinium, and triphenylphosphonium.
In addition, examples of the anions constituting the organic treatment agent include, in addition to the anions exemplified as the anions constituting the salt treatment agent, for example, hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, tetraphenylborate, etc., but are not limited to these.
また、これらの処理剤は、単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらの組み合わせは、処理開始時に添加する処理剤について組み合わせて用いてもよいし、処理の途中で添加する処理剤について、組み合わせて用いてもよい。また化学処理は、同一または異なる処理剤を用いて複数回行うことも可能である。
これらイオン交換性層状珪酸塩には、通常、吸着水および層間水が含まれる。本発明においては、これらの吸着水および層間水を除去して触媒成分(B)として使用するのが好ましい。
These treatment agents may be used alone or in combination of two or more. These combinations may be used in combination for treatment agents added at the start of treatment or in combination for treatment agents added during treatment. Chemical treatment may also be carried out multiple times using the same or different treatment agents.
These ion-exchangeable layered silicates usually contain adsorbed water and interlayer water, and in the present invention, it is preferred to remove the adsorbed water and interlayer water before use as catalyst component (B).
イオン交換性層状珪酸塩の吸着水および層間水の加熱処理方法は、特に制限されないが、層間水が残存しないように、また、構造破壊を生じないよう条件を選ぶことが必要である。加熱時間は0.5時間以上、好ましくは1時間以上である。その際、除去した後の触媒成分(B)の水分含有率が、温度200℃、圧力1mmHg(133Pa)の条件下で2時間脱水した場合の水分含有率を0重量%とした時、3重量%以下、好ましくは1重量%以下、であることが好ましい。 There are no particular limitations on the method of heat treatment of the adsorbed water and interlayer water of the ion-exchangeable layered silicate, but it is necessary to select conditions so that no interlayer water remains and so that structural destruction does not occur. The heating time is 0.5 hours or more, preferably 1 hour or more. In this case, it is preferable that the moisture content of the catalyst component (B) after removal is 3% by weight or less, preferably 1% by weight or less, assuming that the moisture content when dehydrated for 2 hours under conditions of a temperature of 200°C and a pressure of 1 mmHg (133 Pa) is 0% by weight.
以上のように、本発明において、触媒成分(B)として、特に好ましいものは、塩類処理および/または酸処理を行って得られた、水分含有率が3重量%以下の、イオン交換性層状珪酸塩である。 As described above, in the present invention, the particularly preferred catalyst component (B) is an ion-exchangeable layered silicate obtained by salt treatment and/or acid treatment and having a moisture content of 3% by weight or less.
イオン交換性層状珪酸塩は、触媒形成または触媒として使用する前に、後述する有機アルミニウム化合物の触媒成分(C)で処理を行うことが可能で、好ましい。イオン交換性層状珪酸塩1gに対する触媒成分(C)の使用量に制限はないが、通常20mmol以下、好ましくは0.5mmol以上、10mmol以下で行う。処理温度や時間の制限はなく、処理温度は、通常0℃以上、70℃以下、処理時間は10分以上、3時間以下で行う。処理後に洗浄することも可能で、好ましい。溶媒は後述する予備重合法やスラリー重合法で使用する溶媒と同様の炭化水素溶媒を使用する。 Before forming the catalyst or using it as a catalyst, the ion-exchange layered silicate can be preferably treated with catalytic component (C) of an organoaluminum compound described later. There is no limit to the amount of catalytic component (C) used per gram of ion-exchange layered silicate, but it is usually 20 mmol or less, and preferably 0.5 mmol or more and 10 mmol or less. There are no limits to the treatment temperature or time, and the treatment temperature is usually 0°C or more and 70°C or less, and the treatment time is 10 minutes or more and 3 hours or less. It is also possible and preferable to wash the ion-exchange layered silicate after the treatment. The solvent used is a hydrocarbon solvent similar to the solvent used in the prepolymerization method and slurry polymerization method described later.
また、触媒成分(B)は、平均粒径が5μm以上の球状粒子を用いるのが好ましい。粒子の形状が球状であれば、天然物または市販品をそのまま使用してもよいし、造粒、分粒、分別等により粒子の形状および粒径を制御したものを用いてもよい。
ここで用いられる造粒法は、例えば攪拌造粒法、噴霧造粒法が挙げられるが、市販品を利用することもできる。
また、造粒の際に、有機物、無機溶媒、無機塩、各種バインダ-を用いてもよい。
上記のようにして得られた球状粒子は、重合工程での破砕や微粉の生成を抑制するためには0.2MPa以上、特に好ましくは0.5MPa以上の圧縮破壊強度を有することが望ましい。このような粒子強度の場合には、特に予備重合を行う場合に、粒子性状改良効果が有効に発揮される。
The catalyst component (B) is preferably spherical particles having an average particle size of 5 μm or more. Natural or commercially available products may be used as long as the particles are spherical, or the shape and particle size of the particles may be controlled by granulation, sizing, fractionation, or the like.
The granulation method used here includes, for example, stirring granulation method and spray granulation method, but commercially available products can also be used.
During granulation, organic substances, inorganic solvents, inorganic salts, and various binders may be used.
The spherical particles obtained as described above preferably have a compressive fracture strength of 0.2 MPa or more, particularly preferably 0.5 MPa or more, in order to suppress crushing or generation of fine powder during the polymerization step. With such particle strength, the effect of improving particle properties is effectively exhibited, particularly when prepolymerization is performed.
(3)触媒成分(C)
触媒成分(C)は、有機アルミニウム化合物である。触媒成分(C)として用いられる有機アルミニウム化合物は、一般式:(AlR31
qZ3-q)pで示される化合物が適当である。
本発明では、この式で表される化合物を単独で、複数種混合してまたは併用して使用することができることは言うまでもない。この式中、R31は、炭素数1~20の炭化水素基を示し、Zは、ハロゲン、水素、アルコキシ基、アミノ基を示す。qは1~3の、pは1~2の整数を各々表す。R31としては、アルキル基が好ましく、またZ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。
(3) Catalyst component (C)
The catalyst component (C) is an organoaluminum compound. The organoaluminum compound used as the catalyst component (C) is suitably a compound represented by the general formula: (AlR 31 q Z 3-q ) p .
In the present invention, it goes without saying that the compounds represented by this formula can be used alone, in combination, or in combination. In this formula, R 31 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Z represents a halogen atom, a hydrogen atom, an alkoxy group, or an amino group, q represents an integer of 1 to 3, and p represents an integer of 1 to 2. R 31 is preferably an alkyl group, and Z is preferably In the case of a halogen, chlorine is preferred; in the case of an alkoxy group, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms is preferred; in the case of an amino group, an amino group having 1 to 8 carbon atoms is preferred.
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、p=1、q=3のトリアルキルアルミニウムおよびp=1、q=2のジ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、R31が炭素数1~8であるトリアルキルアルミニウムである。
Specific examples of the organoaluminum compound include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-normal propylaluminum, tri-normal butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-normal hexylaluminum, tri-normal octylaluminum, tri-normal decylaluminum, diethylaluminum chloride, diethylaluminum sesquichloride, diethylaluminum hydride, diethylaluminum ethoxide, diethylaluminum dimethylamide, diisobutylaluminum hydride, and diisobutylaluminum chloride.
Of these, preferred are trialkylaluminums where p = 1 and q = 3 and dialkylaluminum hydrides where p = 1 and q = 2. More preferred are trialkylaluminums where R 31 has 1 to 8 carbon atoms.
(4)触媒の形成・予備重合について
触媒は、上記の各触媒成分(A)~(C)を(予備)重合槽内で、同時にもしくは連続的に、または一度にもしくは複数回にわたって、接触させることによって形成させることができる。
各成分の接触は、脂肪族炭化水素また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℃から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、または触媒成分(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)といずれかに接触させる方法である。
また、各成分を接触させた後、脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素溶媒にて洗浄することが可能である。
(4) Formation and Preliminary Polymerization of Catalyst The catalyst can be formed by contacting the above-mentioned catalyst components (A) to (C) simultaneously or continuously, or at one time or multiple times, in a (preliminary) polymerization vessel.
The contact of each component is usually carried out in an aliphatic or aromatic hydrocarbon solvent. The contact temperature is not particularly limited, but is preferably between -20°C and 150°C. The contact order may be any combination suitable for the purpose, but the particularly preferred order for each component is as follows:
When using catalyst component (C), it is possible to contact catalyst component (C) with catalyst component (A), or with catalyst component (B), or with both catalyst component (A) and catalyst component (B) before contacting catalyst component (A) with catalyst component (B), or to contact catalyst component (C) with catalyst component (A) and catalyst component (B) at the same time as contacting catalyst component (A) with catalyst component (B), or to contact catalyst component (C) after contacting catalyst component (A) with catalyst component (B). Preferably, catalyst component (C) is contacted with either catalyst component (A) or catalyst component (B) before contacting catalyst component (A) with catalyst component (B).
After contacting the components, the components can be washed with an aliphatic or aromatic hydrocarbon solvent.
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~1,000μmol、特に好ましくは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)の量は、遷移金属のモル比で、好ましくは0.01~5×106、特に好ましくは0.1~1×104、の範囲内が好ましい。 The amounts of the catalyst components (A), (B) and (C) used are arbitrary. For example, the amount of the catalyst component (A) used relative to the catalyst component (B) is preferably in the range of 0.1 μmol to 1,000 μmol, particularly preferably 0.5 μmol to 500 μmol, relative to 1 g of the catalyst component (B). The amount of the catalyst component (C) relative to the catalyst component (A) is preferably in the range of 0.01 to 5×10 6 , particularly preferably 0.1 to 1×10 4 , in terms of the molar ratio of the transition metal.
本発明で使用する前記成分[A-1](一般式(a1)で表される化合物)と前記成分[A-2](一般式(a2)で表される化合物)の割合は、プロピレン系重合体の前記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、分子量分布の高分子量側への偏り、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、溶融延展性といった溶融物性を制御することができる。
The ratio of the component [A-1] (a compound represented by general formula (a1)) and the component [A-2] (a compound represented by general formula (a2)) used in the present invention is arbitrary within a range in which the above-mentioned properties of the propylene-based polymer are satisfied. However, the molar ratio of the transition metal in [A-1] to the total amount of the components [A-1] and [A-2] is preferably 0.30 or more and 0.99 or less.
By changing this ratio, it is possible to adjust the balance between melt properties and catalytic activity. That is, from component [A-1], a low molecular weight vinyl-terminated macromer is produced, and from component [A-2], a high molecular weight product in which a part of the macromer is copolymerized is produced. Therefore, by changing the ratio of component [A-1], it is possible to control the average molecular weight, molecular weight distribution, the bias of the molecular weight distribution toward the high molecular weight side, the very high molecular weight component, and the branching (amount, length, distribution) of the produced polymer, and thereby it is possible to control melt properties such as strain hardening, melt tension, and melt extensibility.
より高い歪硬化のプロピレン系重合体を製造するために、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、更に好ましくは0.5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、高い触媒活性で効率的にポリプロピレン樹脂(X)を得るためには、より好ましくは0.95以下であり、更に好ましくは0.90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、水素量に対する、平均分子量と触媒活性のバランスを調整することが可能である。
In order to produce a propylene-based polymer having higher strain hardening, the ratio is preferably 0.30 or more, more preferably 0.40 or more, and even more preferably 0.5 or more. The upper limit is preferably 0.99 or less, and in order to efficiently produce a polypropylene resin (X) with high catalytic activity, the upper limit is more preferably 0.95 or less, and even more preferably 0.90 or less.
Furthermore, by using the component [A-1] within the above range, it is possible to adjust the balance between the average molecular weight and the catalytic activity relative to the amount of hydrogen.
本発明に係る触媒は、これに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処理に付される。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が均一に分布させることができるためと考えられ、また、そのことにより溶融物性を向上することができる。 The catalyst according to the present invention is subjected to a preliminary polymerization treatment in which an olefin is brought into contact with the catalyst and polymerized in small amounts. By carrying out the preliminary polymerization treatment, it is possible to prevent the formation of gel when the main polymerization is carried out. This is thought to be because the long chain branches can be uniformly distributed among the polymer particles when the main polymerization is carried out, and this also improves the melt properties.
予備重合時に使用するオレフィンは、特に限定はないが、プロピレン、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、3-メチル-1-ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレン等を例示することができる。オレフィンのフィード方法は、オレフィンを反応槽に定速的にまた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等、任意の方法が可能である。
予備重合温度、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。また、予備重合量は、予備重合ポリマー量が触媒成分(B)に対し、重量比で、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)を添加、又は追加することもできる。また、予備重合終了後に洗浄することも可能である。
The olefin used in the prepolymerization is not particularly limited, and examples thereof include propylene, ethylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-butene, vinylcycloalkane, styrene, etc. The olefin can be fed to the reaction vessel at a constant speed or at a constant pressure, or any other method such as a combination of such methods or a method in which the olefin is fed in a stepwise manner.
The prepolymerization temperature and time are not particularly limited, but are preferably in the range of -20°C to 100°C and 5 minutes to 24 hours, respectively. The amount of prepolymerization is preferably 0.01 to 100, more preferably 0.1 to 50, in terms of weight ratio of the amount of prepolymerized polymer to the catalyst component (B). The catalyst component (C) can also be added or supplemented during the prepolymerization. Washing can also be performed after the completion of the prepolymerization.
また、上記の各成分の接触の際または接触の後に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体、シリカ、チタニア等の無機酸化物の固体を共存させる等の方法も可能である。 It is also possible to use a method in which a polymer such as polyethylene or polypropylene, or a solid inorganic oxide such as silica or titania is allowed to coexist during or after the contact of the above components.
(5)触媒の使用/プロピレン重合について
重合様式は、前記触媒成分(A)、触媒成分(B)および触媒成分(C)を含む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、所謂バルク重合法、溶液重合法また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、単段重合以外に、2段以上の多段重合することも可能である。
スラリー重合法の場合は、重合溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の飽和脂肪族又は芳香族炭化水素の単独又は混合物が用いられる。
(5) Use of Catalyst/Propylene Polymerization Any polymerization mode can be adopted as long as the olefin polymerization catalyst containing the above-mentioned catalyst components (A), (B) and (C) can be efficiently contacted with a monomer.
Specifically, a slurry polymerization method using an inert solvent, a so-called bulk polymerization method using propylene as a solvent without substantially using an inert solvent, a solution polymerization method, or a gas phase polymerization method in which each monomer is kept in a gaseous state without substantially using a liquid solvent can be used. A method of carrying out continuous polymerization or batch polymerization can also be applied. In addition to single-stage polymerization, multi-stage polymerization of two or more stages is also possible.
In the case of the slurry polymerization method, a saturated aliphatic or aromatic hydrocarbon such as hexane, heptane, pentane, cyclohexane, benzene, toluene, etc., may be used alone or in mixture as a polymerization solvent.
また、重合温度は、0℃以上150℃以下である。特に、バルク重合法を用いる場合には、40℃以上が好ましく、更に好ましくは50℃以上である。また上限は80℃以下が好ましく、更に好ましくは75℃以下である。
さらに、気相重合法を用いる場合には、40℃以上が好ましく、更に好ましくは50℃以上である。また上限は100℃以下が好ましく、更に好ましくは90℃以下である。
重合圧力は、1.0MPa以上5.0MPa以下であることが好ましい。特に、バルク重合を用いる場合には、1.5MPa以上が好ましく、更に好ましくは2.0MPa以上である。また上限は4.0MPa以下が好ましく、更に好ましくは3.5MPa以下である。
The polymerization temperature is from 0° C. to 150° C. In particular, when a bulk polymerization method is used, the polymerization temperature is preferably 40° C. or higher, more preferably 50° C. or higher. The upper limit is preferably 80° C. or lower, more preferably 75° C. or lower.
Furthermore, when a gas phase polymerization method is used, the temperature is preferably 40° C. or higher, more preferably 50° C. or higher, and the upper limit is preferably 100° C. or lower, more preferably 90° C. or lower.
The polymerization pressure is preferably 1.0 MPa or more and 5.0 MPa or less. In particular, when bulk polymerization is used, the polymerization pressure is preferably 1.5 MPa or more, more preferably 2.0 MPa or more. The upper limit is preferably 4.0 MPa or less, more preferably 3.5 MPa or less.
さらに、気相重合法を用いる場合には、1.5MPa以上が好ましく、更に好ましくは1.7MPa以上である。また上限は2.5MPa以下が好ましく、更に好ましくは2.3MPa以下である。
さらに、分子量調節剤として、また活性向上効果のために、補助的に水素をプロピレンに対してモル比で1.0×10-6以上、1.0×10-2以下の範囲で用いることができる。
Furthermore, when a gas phase polymerization method is used, the pressure is preferably 1.5 MPa or more, more preferably 1.7 MPa or more, and the upper limit is preferably 2.5 MPa or less, more preferably 2.3 MPa or less.
Furthermore, hydrogen can be used supplementarily as a molecular weight regulator and for the activity improving effect in a molar ratio relative to propylene in the range of 1.0×10 −6 to 1.0×10 −2 .
また、使用する水素の量を変化させることで、生成する重合体の平均分子量の他に、分子量分布、分子量分布の高分子量側への偏り、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、MFR、歪硬化度、溶融張力MT、溶融延展性といった、長鎖分岐構造を有するポリプロピレンを特徴付ける溶融物性を制御することができる。
そこで水素は、プロピレンに対するモル比で、1.0×10-6以上で用いるのがよく、好ましくは1.0×10-5以上であり、さらに好ましくは1.0×10-4以上用いるのがよい。また上限に関しては、1.0×10-2以下で用いるのがよく、好ましくは0.9×10-2以下であり、更に好ましくは0.8×10-2以下である。
Furthermore, by changing the amount of hydrogen used, it is possible to control not only the average molecular weight of the produced polymer but also the molecular weight distribution, the bias of the molecular weight distribution towards the high molecular weight side, the very high molecular weight component, and the branching (amount, length, distribution), thereby making it possible to control the melt properties that characterize polypropylene having a structure with long chain branches, such as MFR, strain hardening, melt tension MT, and melt extensibility.
Therefore, hydrogen is used in a molar ratio to propylene of 1.0×10 −6 or more, preferably 1.0×10 −5 or more, and more preferably 1.0×10 −4 or more. The upper limit is 1.0×10 −2 or less, preferably 0.9×10 −2 or less, and more preferably 0.8×10 −2 or less.
また、プロピレンモノマー以外に、用途に応じて、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、エチレンおよび/又は1-ブテンをコモノマーとして使用する共重合をおこなってもよい。
そこで、本発明に用いるポリプロピレン樹脂(X)として、触媒活性と溶融物性のバランスのよいものを得るためには、エチレンおよび/又は1-ブテンを、プロピレンに対して15モル%以下で使用することが好ましく、より好ましくは10.0モル%以下であり、更に好ましくは7.0モル%以下である。
In addition to the propylene monomer, copolymerization may be carried out using an α-olefin comonomer having 2 to 20 carbon atoms other than propylene, such as ethylene and/or 1-butene, as a comonomer depending on the application.
Therefore, in order to obtain a polypropylene resin (X) used in the present invention that has a good balance between catalytic activity and melt properties, ethylene and/or 1-butene is preferably used in an amount of 15 mol % or less, more preferably 10.0 mol % or less, and even more preferably 7.0 mol % or less, based on propylene.
ここで例示した触媒、重合法を用いてプロピレンを重合すると、触媒成分[A-1]由来の活性種から、β-メチル脱離と一般に呼ばれる特殊な連鎖移動反応により、ポリマー片末端が主としてプロペニル構造を示し、所謂マクロマーが生成する。このマクロマーは、より高分子量を生成することができ、より共重合性がよい触媒成分[A-2]由来の活性種に取り込まれ、マクロマー共重合が進行すると考えられる。したがって、生成する長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂の分岐構造としては、櫛型鎖が主であると、考えられる。 When propylene is polymerized using the catalyst and polymerization method exemplified here, a special chain transfer reaction commonly known as β-methyl elimination occurs from the active species derived from catalyst component [A-1], resulting in a polymer with one end mainly exhibiting a propenyl structure, forming a so-called macromer. This macromer is capable of producing a higher molecular weight and is incorporated into the active species derived from catalyst component [A-2], which has better copolymerizability, and it is believed that the macromer copolymerization proceeds. Therefore, it is believed that the branching structure of the polypropylene resin with long chain branching structure that is produced is mainly comb-shaped chains.
8.長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)のその他の特性
上記の手法にて製造される、本発明に用いる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)の更なる付加的特徴として、歪み速度0.1s-1での伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax(0.1))が好ましくは6.0以上であることが挙げられる。
歪硬化度(λmax(0.1))は、溶融時強度を表す指標であり、この値が大きいと、溶融張力が向上する効果がある。その結果、発泡成形を行ったときに、独立気泡率を高くできる。この歪硬化度は、好ましくは6.0以上であると、独立気泡性をより高く保持することができ、より好ましくは8.0以上である。
8. Other Properties of Polypropylene Resin (X) Having a Structure with Long Chain Branches A further additional feature of the polypropylene resin (X) having long chain branches used in the present invention, which is produced by the above-mentioned method, is that the strain hardening degree (λmax(0.1)) measured by elongational viscosity at a strain rate of 0.1 s is preferably 6.0 or more.
The strain hardening index (λmax(0.1)) is an index of strength when melted, and a large value of this index has the effect of improving melt tension. As a result, the closed cell ratio can be increased when foam molding is performed. When this strain hardening index is preferably 6.0 or more, the closed cell property can be maintained at a higher level, and more preferably 8.0 or more.
λmax(0.1)の算出方法の詳細を、以下に記す。
・λmax(0.1)算出方法
温度180℃、歪み速度=0.1s-1の場合の伸長粘度を、横軸に時間t(秒)、縦軸に伸長粘度ηE(Pa・秒)を両対数グラフでプロットする。その両対数グラフ上で歪み硬化を起こす直前の粘度を直線で近似する。
具体的には、まず伸張粘度を時間に対してプロットした際の各々の時刻での傾きを求めるが、それに当っては伸張粘度の測定データは離散的であることを考慮し、種々の平均法を利用する。たとえば隣接データの傾きをそれぞれ求め、周囲数点の移動平均をとる方法等が挙げられる。
伸張粘度は、低歪み量の領域では、単純増加関数となり、次第に一定値に漸近し、歪み硬化がなければ充分な時間経過後にトルートン粘度に一致するが、歪み硬化のある場合には、一般的に歪み量(=歪み速度×時間)1程度から、伸張粘度が時間と共に増大を始める。すなわち、上記傾きは、低歪み領域では時間と共に減少傾向があるが、歪み量1程度から逆に増加傾向となり、伸張粘度を時間に対してプロットした際の曲線上に、変曲点が存在する。そこで歪み量が0.1~2.5程度の範囲で、上記で求めた各々の時刻の傾きが最小値をとる点を求めて、その点で接線を引き、直線を歪み量が4.0となるまで外挿する。歪み量4.0となるまでの伸長粘度ηEの最大値(ηmax)を求め、また、その時間までの上記近似直線上の粘度をηlinとする。ηmax/ηlinを、λmax(0.1)と定義する。
The method for calculating λmax(0.1) is described in detail below.
· λmax (0.1) calculation method The extensional viscosity at a temperature of 180°C and a strain rate of 0.1 s -1 is plotted on a double logarithmic graph with time t (seconds) on the horizontal axis and extensional viscosity ηE (Pa·seconds) on the vertical axis. On the double logarithmic graph, the viscosity immediately before strain hardening occurs is approximated by a straight line.
Specifically, first, the slope at each time point is calculated when the extensional viscosity is plotted against time, and various averaging methods are used to calculate the slope at each time point, taking into consideration that the extensional viscosity measurement data is discrete. For example, the slope of each adjacent data point is calculated, and the moving average of several surrounding points is calculated.
In the low strain region, the extensional viscosity is a simple increasing function, gradually approaching a constant value, and coincides with the Trouton viscosity after a sufficient time has elapsed if there is no strain hardening. However, in the case of strain hardening, the extensional viscosity generally starts to increase with time from a strain (=strain rate x time) of about 1. That is, the above slope tends to decrease with time in the low strain region, but conversely tends to increase from a strain of about 1, and an inflection point exists on the curve when the extensional viscosity is plotted against time. Therefore, in the range of about 0.1 to 2.5, the point where the slope at each time obtained above is the minimum value is obtained, a tangent is drawn at that point, and the straight line is extrapolated until the strain amount becomes 4.0. The maximum value (ηmax) of the extensional viscosity η E until the strain amount becomes 4.0 is obtained, and the viscosity on the above approximate straight line until that time is defined as ηlin. ηmax/ηlin is defined as λmax (0.1).
本発明に用いる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)は、上に述べたように高立体規則性を有することが好ましく、それにより成形体の剛性の高いものを製造することができる。ポリプロピレン樹脂(X)は、ホモポリプロピレンであるか、または上に述べた種々の特性を満足する限り、少量のエチレンや1-ブテン、1-ヘキセン等のα-オレフィンその他のコモノマーとのプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体であってもよい。ポリプロピレン樹脂(X)がホモポリプロピレンである場合には、結晶性が高く、融解ピーク温度が高くなるが、ポリプロピレン樹脂(X)がプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体である場合にも、融解ピーク温度が高いことが好ましい。
より具体的には、示差走査熱量測定(DSC)によって得られた融解ピーク温度が145℃以上であることが好ましく、150℃以上がより好ましい。融解ピーク温度が145℃より高いと、製品の耐熱性の観点から好ましいが、ポリプロピレン樹脂(X)の融解ピーク温度の上限は、通常170℃以下である。
なお、融解ピーク温度は、示差走査熱量測定(DSC)によって求められ、一旦200℃まで温度を上げて熱履歴を消去した後、10℃/分の降温速度で40℃まで温度を降下させ、再び昇温速度10℃/分にて測定した際の、吸熱ピークトップの温度とする。
The polypropylene resin (X) having a long chain branched structure used in the present invention preferably has high stereoregularity as described above, which allows the production of molded articles with high rigidity. The polypropylene resin (X) may be a homopolypropylene, or a propylene-α-olefin random copolymer with a small amount of ethylene, α-olefin such as 1-butene, 1-hexene, or other comonomer, so long as it satisfies the various properties described above. When the polypropylene resin (X) is a homopolypropylene, the crystallinity is high and the melting peak temperature is high, but even when the polypropylene resin (X) is a propylene-α-olefin random copolymer, it is preferable that the melting peak temperature is high.
More specifically, the melting peak temperature obtained by differential scanning calorimetry (DSC) is preferably 145° C. or higher, and more preferably 150° C. or higher. A melting peak temperature higher than 145° C. is preferred from the viewpoint of heat resistance of the product, but the upper limit of the melting peak temperature of polypropylene resin (X) is usually 170° C. or lower.
The melting peak temperature is determined by differential scanning calorimetry (DSC), and is the temperature at the top of the endothermic peak when the temperature is first raised to 200°C to erase the thermal history, then lowered to 40°C at a temperature lowering rate of 10°C/min, and then measured again at a temperature raising rate of 10°C/min.
II.プロピレン系ブロック共重合体(Y)
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂組成物を構成する成分であるプロピレン系ブロック共重合体(Y)としては、従来公知の逐次重合によって製造された、プロピレン(共)重合体(Y-1)(以下「(Y-1)」とも言う)およびプロピレン-エチレン共重合体(Y-2)(以下「(Y-2)」とも言う)からなる多段重合体であるプロピレン系ブロック共重合体(Y)を用いる。
ここで用いるブロック共重合体という語は、当業者によって慣用的に使用されている、逐次重合法によって多段階の重合を行って得られたプロピレン系樹脂組成物の通称であって、各段階で重合された成分同士が化学結合によって結合された、いわゆる(リアル)ブロック共重合体またはグラフト共重合体とは異なるものである。多段階重合それぞれの工程で製造された成分は、化学的には結合していないため、一般に、それぞれの成分に結晶性や分子量、または溶媒への溶解度等の差を利用して、結晶性分別や分子量分別、または溶解度分別等の手法によって、各工程で製造された成分それぞれを、分離することが可能である。
また、この従来公知の逐次重合法によるブロック共重合体(Y)には、前記ポリプロピレン樹脂(X)のような化学結合による長鎖分岐構造は、分析可能な精度では存在が認められない。
II. Propylene-based block copolymer (Y)
As the propylene-based block copolymer (Y) which is a component constituting the polypropylene-based resin composition used in the present invention, a propylene-based block copolymer (Y) which is a multistage polymer composed of a propylene (co)polymer (Y-1) (hereinafter also referred to as "(Y-1)") and a propylene-ethylene copolymer (Y-2) (hereinafter also referred to as "(Y-2)"), produced by a conventionally known sequential polymerization, is used.
The term block copolymer used here is a common name for a propylene-based resin composition obtained by multi-stage polymerization using a sequential polymerization method, which is commonly used by those skilled in the art, and is different from the so-called (real) block copolymer or graft copolymer in which the components polymerized in each stage are bonded together by chemical bonds. Since the components produced in each step of multi-stage polymerization are not chemically bonded, it is generally possible to separate each of the components produced in each step by using techniques such as crystallinity fractionation, molecular weight fractionation, or solubility fractionation, taking advantage of the differences in crystallinity, molecular weight, or solubility in solvents between the components.
Moreover, in this block copolymer (Y) produced by the conventionally known sequential polymerization method, the presence of a long chain branching structure due to chemical bonds as in the polypropylene resin (X) is not observed with an analytically possible accuracy.
プロピレン系ブロック共重合体(Y)は、従来公知のチーグラー・ナッタ系触媒、メタロセン触媒等のいずれの触媒を使用して製造してもよく、製造法としても、従来公知のスラリー重合法、バルク重合法、気相重合法等の種々の組み合わせのものを、使用可能である。
ここで、チーグラー・ナッタ系触媒は、たとえば「ポリプロピレンハンドブック」エドワード・P・ムーアJr.編著、保田哲男・佐久間暢翻訳監修、工業調査会(1998)の2.3.1節(20~57ページ)に概説されているような触媒系のことであり、例えば、三塩化チタンとハロゲン化有機アルミニウムからなる三塩化チタニウム系触媒や、塩化マグネシウム、ハロゲン化チタン、電子供与性化合物を必須として含有する固体触媒成分と有機アルミニウムと有機珪素化合物からなるマグネシウム担持系触媒や、固体触媒成分を有機アルミニウム及び有機珪素化合物を接触させて形成した有機珪素処理固体触媒成分に、有機アルミニウム化合物成分を組み合わせた触媒のことを指す。また、メタロセン触媒については、上記「ポリプロピレン樹脂(X)の製造方法」の説明において、既に詳しく記述してある。上記の例示のうち、特に触媒成分(A)として、成分[A-2]を用いたものが、プロピレン系ブロック共重合体(Y)の製造には、好ましく用いられる。
The propylene-based block copolymer (Y) may be produced using any of the conventionally known catalysts such as Ziegler-Natta catalysts and metallocene catalysts, and the production method may be any of various combinations of conventionally known slurry polymerization methods, bulk polymerization methods, gas phase polymerization methods, and the like.
Here, the Ziegler-Natta catalyst refers to a catalyst system as outlined in, for example, Section 2.3.1 (pages 20-57) of "Polypropylene Handbook" edited by Edward P. Moore Jr., translated and supervised by Tetsuo Yasuda and Nobuo Sakuma, Kogyo Chosakai (1998), and refers to, for example, a titanium trichloride catalyst consisting of titanium trichloride and an organoaluminum halide, a magnesium-supported catalyst consisting of a solid catalyst component essentially containing magnesium chloride, titanium halide, and an electron donor compound, an organoaluminum, and an organosilicon compound, or a catalyst in which an organosilicon-treated solid catalyst component formed by contacting an organoaluminum and an organosilicon compound with a solid catalyst component is combined with an organoaluminum compound component. The metallocene catalyst has already been described in detail in the explanation of "Production method of polypropylene resin (X)" above. Among the above examples, those using component [A-2] as the catalyst component (A) are particularly preferably used for the production of the propylene block copolymer (Y).
好ましい触媒としては、例えば、四塩化チタンを有機アルミニウム化合物で還元し、更に各種の電子供与体及び電子受容体で処理して得られた三塩化チタン組成物と有機アルミニウム化合物及び芳香族カルボン酸エステルを組み合わせた触媒(特開昭56-100806号、特開昭56-120712号、特開昭58-104907号の各公報参照。)、及び、ハロゲン化マグネシウムに四塩化チタンと各種の電子供与体を接触させた担持型触媒(特開昭57-63310号、同63-43915号、同63-83116号の各公報参照。)等を例示することができる。 Preferred catalysts include, for example, catalysts that combine a titanium trichloride composition obtained by reducing titanium tetrachloride with an organoaluminum compound and further treating it with various electron donors and electron acceptors with an organoaluminum compound and an aromatic carboxylic acid ester (see JP-A-56-100806, JP-A-56-120712, and JP-A-58-104907), and supported catalysts in which magnesium halide is contacted with titanium tetrachloride and various electron donors (see JP-A-57-63310, JP-A-63-43915, and JP-A-63-83116).
逐次重合の前段で製造するプロピレン(共)重合体(Y-1)は、プロピレン単独重合体か、または本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、少量のコモノマーを共重合させたプロピレンランダム共重合体である。コモノマーとしては、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセンといった炭素数が3を除く10程度までのα-オレフィンが通常用いられる。コモノマーを含む場合、プロピレン(共)重合体(Y-1)中のコモノマー含量は0.1~5.0重量%であることを例示することができる(ただし、プロピレン(共)重合体(Y-1)を構成するモノマーの全重量を100重量%とする。)。 The propylene (co)polymer (Y-1) produced in the first stage of sequential polymerization is either a propylene homopolymer or a propylene random copolymer copolymerized with a small amount of comonomer within the scope of the present invention. As the comonomer, an α-olefin having up to about 10 carbon atoms, excluding 3, such as ethylene, 1-butene, or 1-hexene, is usually used. When a comonomer is contained, the comonomer content in the propylene (co)polymer (Y-1) can be, for example, 0.1 to 5.0% by weight (where the total weight of the monomers constituting the propylene (co)polymer (Y-1) is taken as 100% by weight).
1.特性(Y-i):(Y-1)と(Y-2)の量比
本発明において、(Y-1)と(Y-2)の重量割合は、(Y-1)が50~99重量%、好ましくは55~97重量%、更に好ましくは60~95重量%である。これに対応して、(Y-2)が1~50重量%、好ましくは3~45重量%、更に好ましくは5~40重量%である。
(但し、プロピレン系ブロック共重合体(Y)の全重量を100重量%とする)
(Y-2)の量が1重量%以上であると、溶融張力が低くなり過ぎることがなく発泡成形に適しており、一方、50重量%以下であると、結晶性成分(Y-1)の量が少なくなりすぎることがないため、組成物の耐熱性や剛性が損なわれない。
1. Property (Y-i): Amount ratio of (Y-1) to (Y-2) In the present invention, the weight ratio of (Y-1) to (Y-2) is 50 to 99% by weight, preferably 55 to 97% by weight, more preferably 60 to 95% by weight, and correspondingly, the weight ratio of (Y-2) is 1 to 50% by weight, preferably 3 to 45% by weight, more preferably 5 to 40% by weight.
(The total weight of the propylene-based block copolymer (Y) is taken as 100% by weight.)
When the amount of (Y-2) is 1% by weight or more, the melt tension does not become too low and is suitable for foam molding, while when it is 50% by weight or less, the amount of the crystalline component (Y-1) does not become too small, so that the heat resistance and rigidity of the composition are not impaired.
2.特性(Y-ii):MFR
本発明で使用するプロピレン系ブロック共重合体(Y)のMFRの範囲は、0.1~200g/10分の範囲であり、好ましくは0.2~190g/10分、更に好ましくは0.5~180g/10分、特に好ましくは2.1~170g/10分の範囲である。
これは、各種の成形に供する樹脂のMFRの範囲として、常用の範囲であって、0.1g/10分以上である場合には、押出機の負荷が過大になったり、樹脂に流動不安定性が生じたりすることがなく、一方、200g/10分以下の場合には、押出成形時にネックインが大きくなったり、シート引き取りが困難になるなどの問題が生じにくい。
なお、MFRの測定法は、前述のポリプロピレン樹脂(X)における測定方法と同じである。
2. Property (Y-ii): MFR
The MFR of the propylene-based block copolymer (Y) used in the present invention is in the range of 0.1 to 200 g/10 min, preferably 0.2 to 190 g/10 min, more preferably 0.5 to 180 g/10 min, and particularly preferably 2.1 to 170 g/10 min.
This is a commonly used range for the MFR of resins to be subjected to various moldings. When the MFR is 0.1 g/10 min or more, the load on the extruder does not become excessive and flow instability does not occur in the resin. On the other hand, when the MFR is 200 g/10 min or less, problems such as large neck-in during extrusion molding and difficulty in taking up the sheet are unlikely to occur.
The method for measuring the MFR is the same as that for the polypropylene resin (X) described above.
3.特性(Y-iii):融解ピーク温度
本発明で使用するプロピレン系ブロック共重合体(Y)の融解ピーク温度は、シートの耐熱性の維持の観点から、155℃を超えるものであることが必要であり、157℃以上であると好ましい。融解ピーク温度の上限値は、特に制限する必要はないが、事実上、融解ピーク温度が170℃を超えるものを製造することは困難である。
なお、融解ピーク温度は、示差操作熱量測定(DSC)を用い、一旦200℃まで温度を上げて熱履歴を消去した後、10℃/分の降温速度で40℃まで温度を降下させ、再び昇温速度10℃/分にて測定した際の、吸熱ピークトップの温度とする。
3. Property (Y-iii): Melting Peak Temperature From the viewpoint of maintaining the heat resistance of the sheet, the melting peak temperature of the propylene-based block copolymer (Y) used in the present invention must exceed 155° C., and is preferably 157° C. or higher. There is no particular need to limit the upper limit of the melting peak temperature, but it is practically difficult to produce one having a melting peak temperature exceeding 170° C.
The melting peak temperature is the endothermic peak top temperature measured by differential scanning calorimetry (DSC) after first raising the temperature to 200° C. to erase the thermal history, lowering the temperature to 40° C. at a temperature lowering rate of 10° C./min, and then raising the temperature again at a temperature raising rate of 10° C./min.
4.特性(Y-iv):プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)中のエチレン含量
本発明において、プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)中のエチレン含量が11~60重量%であることが必要である(ただし、プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)を構成するモノマーの全重量を100重量%とする。)。プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)中のエチレン含量の好ましい範囲としては、11~38重量%、より好ましくは16~36重量%、更に好ましくは18~35重量%である。
エチレン含量が上記の範囲のものを使用すると、ポリプロピレン系樹脂組成物中での(Y-2)の分散状態が良好になり、発泡適性に優れる。
4. Property (Y-iv): Ethylene content in propylene-ethylene copolymer (Y-2) In the present invention, the ethylene content in the propylene-ethylene copolymer (Y-2) is required to be 11 to 60% by weight (wherein the total weight of the monomers constituting the propylene-ethylene copolymer (Y-2) is taken as 100% by weight). The preferred range of the ethylene content in the propylene-ethylene copolymer (Y-2) is 11 to 38% by weight, more preferably 16 to 36% by weight, and even more preferably 18 to 35% by weight.
When the ethylene content is within the above range, the dispersion state of (Y-2) in the polypropylene resin composition becomes good, and the foaming suitability is excellent.
5.特性(Y-v):プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)の固有粘度
本発明者らは、多くの実験検討の結果、ポリプロピレン樹脂組成物に配合されるプロピレン系ブロック共重合体(Y)を構成するプロピレン-エチレン共重合体(Y-2)の135℃デカリンを溶媒として測定される固有粘度値が、5.3dl/g以上であることが必要であり、好ましくは6.0dl/g以上、更に好ましくは7.0dl/g以上、最も好ましくは7.5dl/g以上であることを見出した。
5. Property (Y-v): Intrinsic Viscosity of Propylene-Ethylene Copolymer (Y-2) As a result of numerous experimental investigations, the present inventors have found that the intrinsic viscosity value, measured at 135° C. using decalin as a solvent, of the propylene-ethylene copolymer (Y-2) constituting the propylene-based block copolymer (Y) to be blended in the polypropylene resin composition must be 5.3 dl/g or more, preferably 6.0 dl/g or more, more preferably 7.0 dl/g or more, and most preferably 7.5 dl/g or more.
固有粘度値が5.3dl/g以上であると、溶融張力が高く発泡適性が良好である。
上限値は、特に規定する必要はないが、あまり高すぎるとゲルの発生の原因となるため、25.0dl/g以下、好ましくは20.0dl/g以下、更に好ましくは18.0dl/g以下、最も好ましくは16.0dl/g以下である。
ここでの固有粘度は、温度135℃、溶媒にデカリンを用い、ウベローデ型毛管粘度計を用いて測定した値とする。(Y-2)の固有粘度を求めるためには、前述のCXSの記載と同じ手法を用いて、(Y-2)成分を25℃パラキシレン可溶成分として回収し、これの固有粘度測定を行うものとする。ただし、(Y-2)成分のエチレン含量が15重量%を下回ると、CXSの手法によっては十分に(Y-2)成分を分離することが難しくなる。このような場合には、逐次重合途中であって逐次重合の前段の重合で製造するプロピレン(共)重合体(Y-1)の製造終了後の(Y-1)成分を少量抜き取って、固有粘度測定を行い、さらに、逐次重合終了後の(Y)全体の固有粘度を測定し、以下の式によって求めるものとする。
(Y-2)成分の固有粘度=[(Y)全体の固有粘度-{(Y-1)成分の固有粘度×(Y-1)成分の重量分率/100}]/{(Y-2)成分の重量分率/100}
When the intrinsic viscosity is 5.3 dl/g or more, the melt tension is high and the foaming suitability is good.
The upper limit does not need to be particularly specified, but if it is too high, it may cause gelation, so it is 25.0 dl/g or less, preferably 20.0 dl/g or less, more preferably 18.0 dl/g or less, and most preferably 16.0 dl/g or less.
The intrinsic viscosity here is a value measured at a temperature of 135°C using decalin as a solvent with an Ubbelohde capillary viscometer. To determine the intrinsic viscosity of (Y-2), the component (Y-2) is recovered as a component soluble in paraxylene at 25°C using the same method as described above for CXS, and the intrinsic viscosity of this is measured. However, if the ethylene content of the component (Y-2) falls below 15% by weight, it becomes difficult to sufficiently separate the component (Y-2) using the CXS method. In such a case, a small amount of the component (Y-1) is sampled during the sequential polymerization after completion of the production of the propylene (co)polymer (Y-1) produced in the polymerization at the first stage of the sequential polymerization, and the intrinsic viscosity is measured. Furthermore, the intrinsic viscosity of the entire (Y) after completion of the sequential polymerization is measured, and the intrinsic viscosity is determined by the following formula.
Intrinsic viscosity of component (Y-2)=[intrinsic viscosity of the entire (Y)−{intrinsic viscosity of component (Y-1)×weight fraction of component (Y-1)/100}]/{weight fraction of component (Y-2)/100}
ここで、成分(Y)中の、(Y-1)と(Y-2)の比率や、(Y-2)中のエチレン含量の決定手法としては、従来公知のIRやNMR、または溶解度分別法とIR法を組み合わせた分析手法等によって、決定することができる。
本発明においては、主に成分(Y)の各種のインデックスは、以下に記載のクロス分別法とFT-IR法の組み合わせの手法により決定した。
Here, the ratio of (Y-1) to (Y-2) in the component (Y) and the ethylene content in (Y-2) can be determined by a conventionally known analytical method such as IR or NMR, or a combination of a solubility fractionation method and an IR method.
In the present invention, various indexes of the component (Y) were determined mainly by a combination of the cross fractionation method and the FT-IR method described below.
(1)使用する分析装置
(i)クロス分別装置
ダイヤインスツルメンツ社製CFC T-100(CFCと略す)
(ii)フーリエ変換型赤外線吸収スペクトル分析
FT-IR分析装置:パーキンエルマー社製 1760X
CFCの検出器として取り付けられていた波長固定型の赤外分光光度計を取り外して、代わりにFT-IRを接続し、このFT-IRを検出器として使用する。CFCから溶出した溶液の出口からFT-IRまでの間のトランスファーラインは1mの長さとし、測定の間を通じて140℃に温度保持する。FT-IRに取り付けたフローセルは、光路長1mm、光路幅5mmφのものを用い、測定の間を通じて140℃に温度保持する。
(iii)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)
CFC後段のGPCカラムは、昭和電工(株)製AD806MSを3本直列に接続して使用する。
(1) Analytical Equipment Used (i) Cross-fractionation Equipment CFC T-100 (abbreviated as CFC) manufactured by Dia Instruments
(ii) Fourier transform infrared absorption spectrum analysis FT-IR analyzer: PerkinElmer 1760X
The fixed wavelength infrared spectrophotometer attached as a CFC detector is removed and instead an FT-IR is connected and used as a detector. The transfer line from the outlet of the solution eluted from the CFC to the FT-IR is 1 m long and the temperature is maintained at 140°C throughout the measurement. The flow cell attached to the FT-IR has an optical path length of 1 mm and an optical path width of 5 mmφ, and the temperature is maintained at 140°C throughout the measurement.
(iii) Gel Permeation Chromatography (GPC)
The GPC column used after the CFC is three AD806MS columns manufactured by Showa Denko KK connected in series.
(2)CFCの測定条件
(i)溶媒:オルトジクロルベンゼン(ODCB)
(ii)サンプル濃度:4mg/mL
(iii)注入量:0.4mL
(iv)結晶化:140℃から40℃まで約40分かけて降温する。
(v)分別方法:
昇温溶出分別時の分別温度は、40、100、140℃とし、全部で3つのフラクションに分別する。なお、40℃以下で溶出する成分(フラクション1)、40~100℃で溶出する成分(フラクション2)、100~140℃で溶出する成分(フラクション3)の溶出割合(単位:重量%)を各々W40、W100、W140と定義する。W40+W100+W140=100である。また、分別した各フラクションは、そのままFT-IR分析装置へ自動輸送される。
(vi)溶出時溶媒流速:1mL/分
(2) CFC measurement conditions (i) Solvent: orthodichlorobenzene (ODCB)
(ii) Sample concentration: 4 mg/mL
(iii) Injection volume: 0.4mL
(iv) Crystallization: The temperature is lowered from 140° C. to 40° C. over about 40 minutes.
(v) Separation method:
The fractionation temperatures during temperature rising elution fractionation are 40, 100, and 140°C, and the sample is fractionated into a total of three fractions. The elution proportions (unit: weight %) of the components eluted at 40°C or less (fraction 1), the components eluted at 40 to 100°C (fraction 2), and the components eluted at 100 to 140°C (fraction 3) are defined as W40, W100, and W140, respectively. W40 + W100 + W140 = 100. Each fraction is automatically transported directly to an FT-IR analyzer.
(vi) Solvent flow rate during elution: 1 mL/min
(3)FT-IRの測定条件
CFC後段のGPCから試料溶液の溶出が開始した後、以下の条件でFT-IR測定を行い、上述した各フラクション1~3について、GPC-IRデータを採取する。
CFC-FT-IRの概念図は、例えば特開2018-135419号公報、特開2017-031359号公報等に示される。
(i)検出器:MCT
(ii)分解能:8cm-1
(iii)測定間隔:0.2分(12秒)
(iv)一測定当たりの積算回数:15回
(3) FT-IR Measurement Conditions After the sample solution starts to elute from the GPC downstream of CFC, FT-IR measurement is carried out under the following conditions, and GPC-IR data is collected for each of the above-mentioned fractions 1 to 3.
Conceptual diagrams of CFC-FT-IR are shown in, for example, JP-A-2018-135419 and JP-A-2017-031359.
(i) Detector: MCT
(ii) Resolution: 8cm -1
(iii) Measurement interval: 0.2 minutes (12 seconds)
(iv) Number of integrations per measurement: 15
(4)測定結果の後処理と解析
各温度で溶出した成分の溶出量と分子量分布は、FT-IR測定によって得られる2945cm-1の吸光度をクロマトグラムとして使用して求める。溶出量は、各溶出成分の溶出量の合計が100%となるように規格化する。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。具体的な手法は、上に記載したものと同じである。
各溶出成分のエチレン含有量分布(分子量軸に沿ったエチレン含有量の分布)は、GPC-IRによって得られる2956cm-1の吸光度と2927cm-1の吸光度との比を用い、ポリエチレンやポリプロピレンの13C-NMR測定等によりエチレン含有量が既知となっているエチレン-プロピレンラバー(EPR)及びそれらの混合物を使用して、予め作成しておいた検量線により、エチレン含有量(重量%)に換算して求める。
(4) Post-processing and analysis of measurement results The elution amount and molecular weight distribution of the components eluted at each temperature are determined using the absorbance at 2945 cm −1 obtained by FT-IR measurement as a chromatogram. The elution amount is normalized so that the total of the elution amounts of each eluted component is 100%. The conversion from the retention volume to the molecular weight is performed using a calibration curve based on standard polystyrene prepared in advance. The specific method is the same as that described above.
The ethylene content distribution (distribution of ethylene content along the molecular weight axis) of each eluted component is calculated by converting the ratio of the absorbance at 2956 cm −1 to the absorbance at 2927 cm −1 obtained by GPC-IR into an ethylene content (wt%) according to a calibration curve prepared in advance using ethylene-propylene rubber (EPR) and mixtures thereof, the ethylene contents of which are known by 13C -NMR measurement of polyethylene or polypropylene or the like.
(5)プロピレン-エチレン共重合体含有量
本発明におけるプロピレン系ブロック共重合体(Y)のプロピレン-エチレン共重合体(Y-2)(以下、EPと記載)含有量は、下記式(I)で定義され、以下のような手順で求められる。
EP含有量(重量%)=W40×A40/B40+W100×A100/B100+W140×A140/B140 (I)
W40、W100、W140は、上述した各フラクションでの溶出割合(単位:重量%)であり、A40、A100、A140は、W40、W100、W140に対応する各フラククションにおける実測定の平均エチレン含有量(単位:重量%)であり、B40、B100、B140は、各フラクションに含まれるEPのエチレン含有量(単位:重量%)である。
A40、A100、A140、B40、B100、B140の求め方は後述する。
(I)式の意味は、以下の通りである。(I)式右辺の第一項は、フラクション1(40℃に可溶な部分)に含まれるEPの量を算出する項である。フラクション1がEPのみを含み、PPを含まない場合には、W40がそのまま全体の中に占めるフラクション1由来のEP含有量に寄与するが、フラクション1には、EP由来の成分のほかに少量のPP由来の成分(極端に分子量の低い成分及びアタクチックポリプロピレン)も含まれるため、その部分を補正する必要がある。そこで、W40にA40/B40を乗ずることにより、フラクション1のうち、EP成分由来の量を算出する。例えば、フラクション1の平均エチレン含有量(A40)が30重量%であり、フラクション1に含まれるEPのエチレン含有量(B40)が40重量%である場合、フラクション1の30/40=3/4(即ち75重量%)はEP由来、残りの1/4はPP由来ということになる。このように右辺第一項でA40/B40を乗ずる操作は、フラクション1の重量%(W40)からEPの寄与を算出することを意味する。右辺第二項以後も同様であり、各々のフラクションについて、EPの寄与を算出して加え合わせたものがEP含有量となる。
(5) Propylene-Ethylene Copolymer Content The propylene-ethylene copolymer (Y-2) (hereinafter referred to as EP) content in the propylene-based block copolymer (Y) in the present invention is defined by the following formula (I) and can be determined by the following procedure.
EP content (weight%) = W40 x A40/B40 + W100 x A100/B100 + W140 x A140/B140 (I)
W40, W100, and W140 are the elution ratios (unit: weight %) in each of the above-mentioned fractions, A40, A100, and A140 are the average ethylene contents (unit: weight %) actually measured in each of the fractions corresponding to W40, W100, and W140, and B40, B100, and B140 are the ethylene contents (unit: weight %) of EP contained in each fraction.
How to determine A40, A100, A140, B40, B100, and B140 will be described later.
The meaning of formula (I) is as follows. The first term on the right side of formula (I) is a term for calculating the amount of EP contained in fraction 1 (a portion soluble at 40°C). When fraction 1 contains only EP and does not contain PP, W40 contributes directly to the EP content derived from fraction 1 in the total, but since fraction 1 also contains a small amount of PP-derived components (extremely low molecular weight components and atactic polypropylene) in addition to EP-derived components, it is necessary to correct for these components. Therefore, the amount of EP-derived components in fraction 1 is calculated by multiplying W40 by A40/B40. For example, when the average ethylene content (A40) of fraction 1 is 30% by weight and the ethylene content (B40) of the EP contained in fraction 1 is 40% by weight, 30/40=3/4 (i.e., 75% by weight) of fraction 1 is derived from EP, and the remaining 1/4 is derived from PP. Thus, the operation of multiplying A40/B40 in the first term on the right side means that the EP contribution is calculated from the weight percent (W40) of fraction 1. The same applies to the second term on the right side and onwards, and the EP content is determined by calculating and adding up the EP contribution for each fraction.
(i)上述したように、CFC測定により得られるフラクション1~3に対応する平均エチレン含有量をそれぞれA40、A100、A140とする(単位はいずれも重量%である)。平均エチレン含有量の求め方は後述する。
(ii)フラクション1の微分分子量分布曲線におけるピーク位置に相当するエチレン含有量をB40とする(単位は重量%である)。フラクション2および3については、ゴム部分が40℃ですべて溶出してしまうと考えられ、同様の定義で規定することができないので、本発明では、B100=B140=100と定義する。B40、B100、B140は、各フラクションに含まれるEPのエチレン含有量であるが、この値を分析的に求めることは実質的には不可能である。その理由は、フラクションに混在するPPとEPを完全に分離・分取する手段がないからである。種々のモデル試料を使用して検討を行った結果、B40はフラクション1の微分分子量分布曲線のピーク位置に相当するエチレン含有量を使用すると、材料物性の改良効果をうまく説明することができることがわかった。また、B100、B140は、エチレン連鎖由来の結晶性を持つこと、および、これらのフラクションに含まれるEPの量がフラクション1に含まれるEPの量に比べて相対的に少ないことの2点の理由により、ともに100と近似する方が、実態にも近く、計算上も殆ど誤差を生じない。そこでB100=B140=100として、解析を行うこととしている。
(i) As described above, the average ethylene contents corresponding to fractions 1 to 3 obtained by CFC measurement are designated as A40, A100, and A140, respectively (all units are weight %). The method for determining the average ethylene contents will be described later.
(ii) The ethylene content corresponding to the peak position in the differential molecular weight distribution curve of fraction 1 is defined as B40 (unit: weight %). As for fractions 2 and 3, it is considered that all the rubber portion is dissolved at 40°C, and it is not possible to define them by the same definition, so in the present invention, B100 = B140 = 100. B40, B100, and B140 are the ethylene contents of the EP contained in each fraction, but it is practically impossible to obtain these values analytically. This is because there is no means to completely separate and separate the PP and EP mixed in the fractions. As a result of investigations using various model samples, it was found that the improvement effect of the material properties can be well explained by using the ethylene content corresponding to the peak position of the differential molecular weight distribution curve of fraction 1 as B40. In addition, for two reasons: B100 and B140 have crystallinity derived from ethylene chains, and the amount of EP contained in these fractions is relatively small compared to the amount of EP contained in fraction 1, it is closer to reality and causes almost no error in calculations to approximate both of them as 100. Therefore, the analysis is performed assuming B100 = B140 = 100.
(iii)以下の式に従い、EP含有量を求める。
EP含有量(重量%)=W40×A40/B40+W100×A100/100+W140×A140/100 (II)
つまり、(II)式右辺の第一項であるW40×A40/B40は、結晶性を持たないEP含有量(重量%)を示し、第二項と第三項の和であるW100×A100/100+W140×A140/100は、結晶性を持つEP含有量(重量%)を示す。
ここで、B40およびCFC測定により得られる各フラクション1~3の平均エチレン含有量A40、A100、A140は、次のようにして求める。
結晶分布の違いによって分別されたフラクション1をCFC分析装置の一部を構成するGPCカラムで分子量分布を測定した曲線、および、当該GPCカラムの後ろに接続されたFT-IRによって、分子量分布曲線に対応して測定されるエチレン含有量の分布曲線を求める。微分分子量分布曲線のピーク位置に対応するエチレン含有量がB40となる。
また、測定時にデータポイントとして取り込まれる、各データポイント毎の重量割合と各データポイント毎のエチレン含有量の積の総和が、平均エチレン含有量A40となる。
(iii) Calculate the EP content according to the following formula:
EP content (weight%) = W40 x A40/B40 + W100 x A100/100 + W140 x A140/100 (II)
In other words, the first term on the right side of equation (II), W40×A40/B40, represents the non-crystalline EP content (% by weight), and the sum of the second and third terms, W100×A100/100+W140×A140/100, represents the crystalline EP content (% by weight).
Here, the average ethylene contents A40, A100 and A140 of each of fractions 1 to 3 obtained by B40 and CFC measurement are determined as follows.
The molecular weight distribution curve of the fraction 1 separated based on the difference in crystal distribution is measured using a GPC column constituting a part of the CFC analyzer, and the distribution curve of the ethylene content measured corresponding to the molecular weight distribution curve using an FT-IR connected after the GPC column is obtained. The ethylene content corresponding to the peak position of the differential molecular weight distribution curve is B40.
In addition, the sum of the products of the weight percentage for each data point and the ethylene content for each data point, which are taken in as data points during measurement, is the average ethylene content A40.
なお、上記3種類の分別温度を設定した意義は、次の通りである。
本発明のCFC分析においては、40℃とは、結晶性を持たないポリマー(例えば、EPの大部分、またはプロピレン重合体成分(PP)の中でも極端に分子量の低い成分およびアタクチックな成分)のみを分別するのに必要十分な温度条件である意義を有する。また、100℃とは、40℃では不溶であるが100℃では可溶となる成分(例えば、EP中、エチレン及び/またはプロピレンの連鎖に起因して結晶性を有する成分、および結晶性の低いPP)のみを溶出させるのに必要十分な温度である。さらに、140℃とは、100℃では不溶であるが140℃では可溶となる成分(例えば、PP中特に結晶性の高い成分、およびEP中の極端に分子量が高くかつエチレン結晶性を有する成分)のみを溶出させ、かつ分析に使用するプロピレン系ブロック共重合体の全量を回収するのに必要十分な温度である。なお、W140に含まれるEP成分は、極めて少量であり、実質的には無視できる。
EP中のエチレン含有量(重量%)=(W40×A40+W100×A100+W140×A140)/[EP] (III)
但し、[EP]は、先に求めたEP含有量(重量%)である。
EPのうち、結晶性を持たない部分のエチレン含有量(E)(重量%)は、ゴム部分の溶出がほとんど40℃以下で完了することから、B40の値をもって近似する。
The significance of setting the above three different separation temperatures is as follows.
In the CFC analysis of the present invention, 40°C is a temperature condition necessary and sufficient to separate only non-crystalline polymers (e.g., most of EP, or extremely low molecular weight and atactic components in the propylene polymer component (PP)). 100°C is a temperature necessary and sufficient to elute only components that are insoluble at 40°C but soluble at 100°C (e.g., components in EP that have crystallinity due to ethylene and/or propylene chains, and PP with low crystallinity). 140°C is a temperature necessary and sufficient to elute only components that are insoluble at 100°C but soluble at 140°C (e.g., components in PP that are particularly highly crystalline, and components in EP that have extremely high molecular weight and ethylene crystallinity), and to recover the entire amount of the propylene-based block copolymer used in the analysis. The amount of EP components contained in W140 is extremely small and can be substantially ignored.
Ethylene content in EP (wt%)=(W40×A40+W100×A100+W140×A140)/[EP] (III)
Here, [EP] is the EP content (wt %) determined above.
The ethylene content (E) (wt%) of the non-crystalline portion of EP is approximated by the value of B40 since dissolution of the rubber portion is almost completed at 40° C. or less.
しかしながら、上述のクロス分別法とFT-IR法の組み合わせによる分析方法では、(Y-2)のエチレン含量が15重量%を下回り、(Y-1)との結晶性に大きな差がなくなり、温度による分別が充分に行うことができないような場合では、正確な分析が難しくなる。このような場合は、逐次重合の途中であって逐次重合の前段の重合で製造するプロピレン(共)重合体(Y-1)の製造終了後の(Y-1)成分を抜き取っておき、その分子量(コモノマーを共重合する場合には、コモノマー含量も測定する)を測定し、さらに、マテリアルバランスによる計算によって、(Y-1)成分と(Y-2)成分の量比を決定し、さらに、逐次重合終了時の成分(Y)全体のコモノマー含量を測定することで、以下の重量の単純な加成則を使用することで、(Y-2)成分のコモノマー含量を求めることが好ましい。コモノマーとして、エチレンを使用する場合、以下の式によって(Y-2)のエチレン含量を求めるものとする。
(Y-2)成分のエチレン含量=[(Y)全体のエチレン含量-{(Y-1)成分のエチレン含量×(Y-1)成分の重量分率/100}]/{(Y-2)成分の重量分率/100}
However, in the above-mentioned analysis method by combining the cross fractionation method and the FT-IR method, accurate analysis becomes difficult when the ethylene content of (Y-2) is below 15% by weight, there is no significant difference in crystallinity with (Y-1), and temperature-based fractionation cannot be performed sufficiently. In such a case, it is preferable to extract the (Y-1) component after the completion of the production of the propylene (co)polymer (Y-1) produced in the polymerization in the first stage of the sequential polymerization during the sequential polymerization, measure its molecular weight (when a comonomer is copolymerized, the comonomer content is also measured), and further determine the quantitative ratio of the (Y-1) component and the (Y-2) component by calculation based on material balance, and further measure the comonomer content of the entire component (Y) at the end of the sequential polymerization, and then use the following simple weight additivity rule to determine the comonomer content of the (Y-2) component. When ethylene is used as the comonomer, the ethylene content of (Y-2) is determined by the following formula.
Ethylene content of component (Y-2)=[Ethylene content of entire (Y)−{Ethylene content of component (Y-1)×Weight fraction of component (Y-1)/100}]/{Weight fraction of component (Y-2)/100}
(Y-1)成分と(Y-2)成分の量比を求める他の手法については、(Y-1)成分と(Y-2)成分の平均分子量がある程度異なるものを製造する場合には、逐次重合終了後の(Y)全体のGPC測定を行って、得られる多峰性の分子量分布曲線を市販のデータ解析ソフトウェア等を用いてピーク分離し、その重量比を計算することで、求めることもできる。 As for another method for determining the quantitative ratio of the (Y-1) and (Y-2) components, when producing components (Y-1) and (Y-2) whose average molecular weights differ to some extent, the ratio can be determined by measuring the entire (Y) by GPC after completion of sequential polymerization, separating the peaks of the resulting multi-peak molecular weight distribution curve using commercially available data analysis software, etc., and calculating the weight ratio.
6.特性:プロピレン系ブロック共重合体(Y)の配合量
プロピレン系ブロック共重合体(Y)の配合量は、2.5~67.5重量%、好ましくは10.0~60.0重量%、より好ましくは15.0~55.0重量%、さらに好ましくは17.5~52.5重量%である(ただし、(X)、(Y)、(Z)の合計は100重量%である)。プロピレン系ブロック共重合体(Y)の配合量がこの範囲内にあると、特にTダイ法で高速で成形され、かつ、3.0倍を超えるような高発泡倍率においても、せん断発熱や引取張力によりシートにかかる負荷を低減することが出来、気泡の独立性や緻密性に優れ、かつ、高い外観性を有する発泡シートを得ることが出来る。また、前記配合量が67.5重量%以下であると、流動性が十分となり、各種の成形に対して押出機の負荷が高すぎるなどの問題がなく、2.5重量%以上であると、溶融張力が十分となり、高溶融張力材としての特性に優れ、発泡成形に好適なものとなる。
6. Properties: Amount of Propylene Block Copolymer (Y) The amount of propylene block copolymer (Y) is 2.5 to 67.5% by weight, preferably 10.0 to 60.0% by weight, more preferably 15.0 to 55.0% by weight, and even more preferably 17.5 to 52.5% by weight (the sum of (X), (Y), and (Z) is 100% by weight). When the amount of propylene block copolymer (Y) is within this range, the load on the sheet due to shear heating and take-up tension can be reduced, particularly when the sheet is molded at high speed by the T-die method and at a high expansion ratio of more than 3.0 times, and a foamed sheet having excellent bubble independence and denseness and excellent appearance can be obtained. When the amount is 67.5% by weight or less, the flowability is sufficient and there is no problem such as excessive load on the extruder for various moldings, and when the amount is 2.5% by weight or more, the melt tension is sufficient and the material has excellent properties as a high melt tension material and is suitable for foam molding.
III.プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)
プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)は、従来公知のメタロセン触媒を使用して製造され、製造法としては、従来公知のスラリー重合法、バルク重合法、気相重合法等の種々の組み合わせのものを、使用可能である。
ここで、メタロセン触媒については、上記「ポリプロピレン樹脂(X)の製造方法」の説明において、既に詳しく記述してある。上記の例示のうち、特に触媒成分(A)として、成分[A-2]を用いたものが、プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)の製造には、好ましく用いられる触媒として例示することができる。
III. Propylene-α-olefin random copolymer (Z)
The propylene-α-olefin random copolymer (Z) is produced using a conventionally known metallocene catalyst, and the production method may be any combination of conventionally known slurry polymerization, bulk polymerization, gas phase polymerization, and the like.
The metallocene catalyst has already been described in detail in the above explanation of "Production method of polypropylene resin (X)". Among the above examples, the catalyst component (A) using the component [A-2] can be exemplified as a catalyst preferably used for the production of the propylene-α-olefin random copolymer (Z).
プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)のα-オレフィンとしては、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセンといった炭素数が3を除く10程度までのα-オレフィンを選択することが出来る。 As the α-olefin of the propylene-α-olefin random copolymer (Z), an α-olefin having up to about 10 carbon atoms, excluding 3, such as ethylene, 1-butene, or 1-hexene, can be selected.
本発明者らは、多くの実験検討の結果、ポリプロピレン樹脂組成物に配合されるプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)が、以下の特性を有する場合に、特にPPフィラー層を含有し、発泡層が3.0倍以上の高発泡倍率である多層発泡シートになっても均一微細な発泡セルを有し、成形品の外観が良好なポリプロピレン系発泡体が得られることを見出した。それを以下に、詳細に述べる。 As a result of numerous experimental investigations, the present inventors have found that when the propylene-α-olefin random copolymer (Z) blended into the polypropylene resin composition has the following characteristics, a polypropylene-based foamed product can be obtained that has uniform and fine foam cells and has a good appearance when molded, even when the foamed layer is a multi-layer foamed sheet with a high expansion ratio of 3.0 times or more, particularly when the foamed layer contains a PP filler layer. This is described in detail below.
1.特性(Z-i):メタロセン触媒で重合されていること
本発明で使用するプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)はメタロセン触媒で重合されている必要がある。メタロセン触媒で重合されるプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体は、チーグラー・ナッタ触媒で重合されるそれと比較して、α-オレフィン量が高くなってもオリゴマー成分量の増加を抑制することが出来、成形品のべたつきを抑えることが可能である。
1. Property (Z-i): Polymerized with a metallocene catalyst The propylene-α-olefin random copolymer (Z) used in the present invention must be polymerized with a metallocene catalyst. Compared with those polymerized with a Ziegler-Natta catalyst, the propylene-α-olefin random copolymer polymerized with a metallocene catalyst can suppress the increase in the amount of oligomer components even if the amount of α-olefin increases, and can suppress the stickiness of the molded product.
2.特性(Z-ii):DSCにて測定される融解ピーク温度が155℃以下であること
本発明で使用するプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)の融解ピーク温度は、発泡成形時の樹脂の延展性の改善の為、155℃以下である必要があり、好ましくは145℃以下であり、より好ましくは140℃以下であり、特に好ましくは135℃以下であり、最も好ましくは130℃以下である。なお、融解ピーク温度は、示差操作熱量測定(DSC)を用い、一旦200℃まで温度を上げて熱履歴を消去した後、10℃/分の降温速度で40℃まで温度を降下させ、再び昇温速度10℃/分にて測定した際の、吸熱ピークトップの温度とする。
融解ピーク温度が155℃以下であると気泡の独立性維持の効果が発揮される。融解ピーク温度の下限については特に規定はないが、成形体としての耐熱変形性の観点から100℃が好ましい。
2. Property (Z-ii): Melting peak temperature measured by DSC is 155° C. or less The melting peak temperature of the propylene-α-olefin random copolymer (Z) used in the present invention must be 155° C. or less in order to improve the extensibility of the resin during foam molding, and is preferably 145° C. or less, more preferably 140° C. or less, particularly preferably 135° C. or less, and most preferably 130° C. or less. The melting peak temperature is the endothermic peak top temperature measured by differential scanning calorimetry (DSC) after first raising the temperature to 200° C. to erase the thermal history, lowering the temperature to 40° C. at a temperature lowering rate of 10° C./min, and then measuring again at a temperature raising rate of 10° C./min.
The effect of maintaining the independence of the cells is exhibited when the melting peak temperature is 155° C. or less. There is no particular restriction on the lower limit of the melting peak temperature, but it is preferably 100° C. from the viewpoint of the heat deformation resistance of the molded article.
3.特性:プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)の配合量
本発明で使用するプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体の配合量は、10~65重量%、好ましくは25~65重量%、より好ましくは25~60重量%、さらに好ましくは25~55重量%、より一層好ましくは25~50重量%である(ただし、(X)、(Y)、(Z)の合計は100重量%である)。
プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)の配合量がこの範囲内にあると、特にPPフィラー層を含有し、発泡層が3.0倍以上の高発泡倍率になっても、延展不良となる局所的な固化部が形成され難くなる効果が得られ、良好な発泡特性と、高外観を有する発泡シートを得ることが出来る。前記配合量が65重量%以下であれば、PPフィラー層により、冷却が遅くなった場合にも、破泡が生じにくく、発泡不良となりにくい。また、前記配合量が65重量%以下であると、ポリプロピレン系樹脂組成物としての剛性や融解ピーク温度が低下し過ぎることが無く、高温下での使用時に成形品として変形や融解がない。
3. Properties: Amount of Propylene-α-olefin Random Copolymer (Z) The amount of the propylene-α-olefin random copolymer used in the present invention is 10 to 65% by weight, preferably 25 to 65% by weight, more preferably 25 to 60% by weight, even more preferably 25 to 55% by weight, and still more preferably 25 to 50% by weight (the total of (X), (Y), and (Z) is 100% by weight).
When the amount of the propylene-α-olefin random copolymer (Z) is within this range, even if the foam layer contains a PP filler layer and has a high expansion ratio of 3.0 times or more, the effect of preventing local solidified parts that cause poor spreading is obtained, and a foamed sheet with good foaming properties and high appearance can be obtained. When the amount is 65% by weight or less, even when the cooling is delayed due to the PP filler layer, cell breakage is unlikely to occur and foaming failure is unlikely to occur. In addition, when the amount is 65% by weight or less, the rigidity and melting peak temperature of the polypropylene resin composition do not decrease too much, and the molded product does not deform or melt when used at high temperatures.
4.特性:α-オレフィン含有量
プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)のα-オレフィンとしては、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセンといった炭素数が3を除く10程度までのα-オレフィンを選択することができるが、好ましくはエチレンである。
プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)中のα-オレフィン含有量としては、好ましくは0.5~5.0重量%であり、より好ましくは0.8~4.5重量%、さらに好ましくは0.9~4.0重量%である。α-オレフィン含有量がこの範囲内であると、特にPPフィラー層を含有し、発泡層が3.0倍以上の高発泡倍率になっても、均一微細な発泡セルを有し、延展性が改善され、成形品の外観が良好なポリプロピレン系発泡体が得られる。また、α-オレフィン量が0.5重量%以上であると、プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)としての延展性に優れ、α-オレフィン量が5.0重量%以下であると、プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)として剛性や融解ピーク温度が向上して、高温下での使用時に成形品として変形や融解を生じない。
4. Characteristics: α-Olefin Content As the α-olefin of the propylene-α-olefin random copolymer (Z), an α-olefin having a carbon number of up to about 10, excluding 3, such as ethylene, 1-butene, and 1-hexene, can be selected, and ethylene is preferable.
The α-olefin content in the propylene-α-olefin random copolymer (Z) is preferably 0.5 to 5.0% by weight, more preferably 0.8 to 4.5% by weight, and even more preferably 0.9 to 4.0% by weight. When the α-olefin content is within this range, a polypropylene-based foam having uniform fine foam cells, improved extensibility, and good appearance of the molded product can be obtained, even if the foam layer contains a PP filler layer and has a high expansion ratio of 3.0 times or more. In addition, when the α-olefin content is 0.5% by weight or more, the propylene-α-olefin random copolymer (Z) has excellent extensibility, and when the α-olefin content is 5.0% by weight or less, the propylene-α-olefin random copolymer (Z) has improved rigidity and melting peak temperature, and the molded product does not deform or melt when used at high temperatures.
5.特性:メルトフローレート
プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)のメルトフローレート(MFR)は、好ましくは0.1~100.0g/10分の範囲であり、より好ましくは1.0~80.0g/10分、さらに好ましくは5.0~70.0g/10分、より一層好ましくは10.0~60.0g/10分、特に好ましくは15.0~55.0g/10分、最も好ましくは21.0~50.0g/10分である。プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)のMFRがこの範囲内であると均一微細な発泡セルを有し、延展性が改善され、成形品の外観が良好なポリプロピレン系発泡体が得られる。また、メルトフローレートが0.1g/10分以上であると、成形を行った際に配向誘起結晶化を生じにくく、特にTダイ成形法における押出シート成形時に気泡壁の破壊を生じることなく、外観に優れる成形品となる。メルトフローレートが100.0g/10分以下であると、溶融張力が高くなり、発泡に好適となる。
なお、MFRの測定法は、前述のポリプロピレン樹脂(X)における測定方法と同じである。
5. Properties: Melt Flow Rate The melt flow rate (MFR) of the propylene-α-olefin random copolymer (Z) is preferably in the range of 0.1 to 100.0 g/10 min, more preferably 1.0 to 80.0 g/10 min, even more preferably 5.0 to 70.0 g/10 min, even more preferably 10.0 to 60.0 g/10 min, particularly preferably 15.0 to 55.0 g/10 min, and most preferably 21.0 to 50.0 g/10 min. When the MFR of the propylene-α-olefin random copolymer (Z) is within this range, a polypropylene-based foam having uniform fine foam cells, improved extensibility, and good appearance of the molded product can be obtained. In addition, when the melt flow rate is 0.1 g/10 min or more, orientation-induced crystallization is unlikely to occur during molding, and the molded product has excellent appearance without destruction of the cell walls during extrusion sheet molding, particularly in the T-die molding method. When the melt flow rate is 100.0 g/10 min or less, the melt tension is high, which is suitable for foaming.
The method for measuring the MFR is the same as that for the polypropylene resin (X) described above.
IV.ポリプロピレン系樹脂組成物の構成成分、調製方法、用途
1.ポリプロピレン系樹脂組成物の構成成分
本発明において、ポリプロピレン系樹脂組成物は、上述のポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン系ブロック共重合体(Y)及びプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)を含むものであり、更に発泡剤を含有するポリプロピレン系樹脂組成物を発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物と称する。
以下に、発泡成形に好適なポリプロピレン系樹脂組成物の構成成分について、詳細に述べる。
IV. Constituents, preparation method, and uses of polypropylene-based resin composition 1. Constituents of polypropylene-based resin composition In the present invention, the polypropylene-based resin composition contains the above-mentioned polypropylene resin (X), propylene-based block copolymer (Y), and propylene-α-olefin random copolymer (Z), and the polypropylene-based resin composition further containing a foaming agent is referred to as a polypropylene-based resin composition for foam molding.
The components of the polypropylene resin composition suitable for foam molding will be described in detail below.
(1)発泡剤
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂組成物には、さらに、発泡剤を配合することが好ましい。
発泡剤は、プラスチックやゴム等に使用されている公知公用の発泡剤を問題なく使用できる。物理発泡剤、分解性発泡剤(化学発泡剤)、熱膨張剤を含有させたマイクロカプセル等、従来から使用されている発泡剤が使用できる。
物理発泡剤として、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素、クロロジフルオロメタン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、クロロメタン、ジクロロメタン、クロロエタン、ジクロロトリフルオロエタン、ジクロロフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ジフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、トリフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、ジクロロテトラフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタン、パーフルオロシクロブタンなどのハロゲン化炭化水素、水、炭酸ガス、窒素などの無機ガスなどの1種または2種以上の組合せが挙げられる。
なかでも、プロパン、ブタン、ペンタンのような脂肪族炭化水素および炭酸ガスが、安価かつポリプロピレン樹脂(X)への溶解性が高いという点から好ましい。炭酸ガスは、7.4MPa以上、31℃以上で超臨界状態となり、重合体への拡散、溶解性に優れた状態になる。
(1) Foaming Agent It is preferable to further blend a foaming agent in the polypropylene resin composition used in the present invention.
The foaming agent can be any known foaming agent used for plastics, rubber, etc. Conventional foaming agents such as physical foaming agents, decomposable foaming agents (chemical foaming agents), and microcapsules containing a thermal expansion agent can be used.
Examples of physical blowing agents include aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, pentane, and hexane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; halogenated hydrocarbons such as chlorodifluoromethane, difluoromethane, trifluoromethane, trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, chloromethane, dichloromethane, chloroethane, dichlorotrifluoroethane, dichlorofluoroethane, chlorodifluoroethane, dichloropentafluoroethane, tetrafluoroethane, difluoroethane, pentafluoroethane, trifluoroethane, trichlorotrifluoroethane, dichlorotetrafluoroethane, chloropentafluoroethane, and perfluorocyclobutane; and inorganic gases such as water, carbon dioxide, and nitrogen, either alone or in combination of two or more thereof.
Among these, aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, and pentane, and carbon dioxide gas are preferred because they are inexpensive and have high solubility in the polypropylene resin (X). Carbon dioxide gas becomes a supercritical state at 7.4 MPa or more and 31° C. or more, and becomes a state in which it is excellent in diffusion and solubility in the polymer.
物理発泡剤によるポリプロピレン系発泡体を得るに際しては、必要に応じて、気泡調整剤を使用することができる。気泡調整剤としては、炭酸アンモニウム、重曹、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム等の無機系分解性発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル及びジアゾアミノベンゼン等のアゾ化合物、N,N′-ジニトロソペンタンメチレンテトラミン及びN,N′-ジメチル-N,N′-ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、p-トルエンスルホニルヒドラジド、p,p′-オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド、p-トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン、バリウムアゾジカルボキシレート等の分解性発泡剤、タルク、シリカ等の無機粉末、多価カルボン酸等の酸性塩、多価カルボン酸と炭酸ナトリウム又は重曹との反応混合物等が挙げられ、これらは、単独でも組み合わせて使用することもできる。 When obtaining a polypropylene-based foam using a physical foaming agent, a foam regulator can be used as necessary. Examples of foam regulators include inorganic decomposable foaming agents such as ammonium carbonate, sodium bicarbonate, ammonium bicarbonate, and ammonium nitrite, azo compounds such as azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, and diazoaminobenzene, nitroso compounds such as N,N'-dinitrosopentanmethylenetetramine and N,N'-dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamide, decomposable foaming agents such as benzenesulfonyl hydrazide, p-toluenesulfonyl hydrazide, p,p'-oxybisbenzenesulfonyl semicarbazide, p-toluenesulfonyl semicarbazide, trihydrazinotriazine, and barium azodicarboxylate, inorganic powders such as talc and silica, acid salts such as polycarboxylic acids, and reaction mixtures of polycarboxylic acids with sodium carbonate or sodium bicarbonate, and these can be used alone or in combination.
また、分解性発泡剤(化学発泡剤)により、ポリプロピレン系発泡体を得るに際しては、分解性発泡剤(化学発泡剤)として、例えば、重炭酸ソーダとクエン酸などの有機酸との混合物、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸バリウムなどのアゾ系発泡剤、N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N’-ジメチル-N,N’-ジニトロソテレフタルアミドなどのニトロソ系発泡剤、p,p’-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、p-トルエンスルホニルセミカルバジドなどのスルホヒドラジド系発泡剤、トリヒドラジノトリアジンなどが挙げられる。
発泡剤の配合量は、成分(X)、(Y)、及び、(Z)の合計100重量部に対し、好ましくは0.05~6.0重量部の範囲であり、より好ましくは0.05~3.0重量部、さらに好ましくは0.5~2.5重量部、特に好ましくは1.0~2.0重量部である。
発泡剤の配合量が6.0重量部以下であると、過発泡とならず、発泡セルの均一微細化が容易となり、一方、発泡剤の配合量が0.05重量部以上であると、発生するガス量が多く、好ましい。
また、気泡調整剤を使用する際には、気泡調節剤の配合量は、成分(X)、(Y)、及び、(Z)の合計100重量部に対して、純分で0.01~5重量部の範囲とすることが好ましい。ここでいう純分とは、気泡調整剤が一定量含まれるマスターバッチ等を使用する場合に、上記気泡調整剤のみの量であることを示す。
In addition, when a polypropylene-based foam is obtained using a decomposable foaming agent (chemical foaming agent), examples of the decomposable foaming agent (chemical foaming agent) include a mixture of sodium bicarbonate and an organic acid such as citric acid, azo-based foaming agents such as azodicarbonamide and barium azodicarboxylate, nitroso-based foaming agents such as N,N'-dinitrosopentamethylenetetramine and N,N'-dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamide, sulfohydrazide-based foaming agents such as p,p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide and p-toluenesulfonylsemicarbazide, and trihydrazinotriazine.
The amount of the foaming agent is preferably in the range of 0.05 to 6.0 parts by weight, more preferably 0.05 to 3.0 parts by weight, even more preferably 0.5 to 2.5 parts by weight, and particularly preferably 1.0 to 2.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the total of the components (X), (Y), and (Z).
When the amount of the foaming agent is 6.0 parts by weight or less, over-foaming is avoided and it becomes easy to make the foam cells uniform and fine. On the other hand, when the amount of the foaming agent is 0.05 parts by weight or more, a large amount of gas is generated, which is preferable.
When a bubble regulator is used, the blending amount of the bubble regulator is preferably in the range of 0.01 to 5 parts by weight in pure content per 100 parts by weight of the total of components (X), (Y), and (Z). The pure content here refers to the amount of only the bubble regulator when a master batch or the like containing a certain amount of the bubble regulator is used.
(2)その他の配合剤
本発明に用いる発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物には、前記成分(X)、(Y)、及び、(Z)、及び、発泡剤、必要に応じて、気泡調整剤の他に、他の重合体、酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、無機フィラー、滑剤、帯電防止剤、金属不活性剤などの各種添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
他の重合体としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、上記記載以外のポリプロピレン系樹脂、プロピレン-α-オレフィンコポリマー(α-オレフィンは炭素数4以上のもの)、ポリ-4-メチル-1-ペンテン等のポリオレフィン、エチレン-プロピレンエラストマー等のオレフィン系エラストマー、またはこれらと共重合可能な他の単量体、例えば酢酸ビニル、塩化ビニル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等の共重合体およびそれらの混合物等を挙げることができる。
(2) Other Additives The polypropylene resin composition for foam molding used in the present invention can contain, in addition to the components (X), (Y), and (Z), a foaming agent, and, where necessary, a cell regulator, various additives such as other polymers, antioxidants, neutralizing agents, light stabilizers, UV absorbers, inorganic fillers, lubricants, antistatic agents, and metal deactivators, within limits that do not impair the object of the present invention.
Examples of other polymers include high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, polypropylene-based resins other than those mentioned above, propylene-α-olefin copolymers (α-olefins having 4 or more carbon atoms), polyolefins such as poly-4-methyl-1-pentene, olefin-based elastomers such as ethylene-propylene elastomers, and other monomers copolymerizable therewith, for example, copolymers of vinyl acetate, vinyl chloride, (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, and mixtures thereof.
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、フォスファイト系酸化防止剤およびチオ系酸化防止剤などが例示でき、中和剤としては、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛などの高級脂肪酸塩類が例示でき、光安定剤および紫外線吸収剤としては、ヒンダードアミン類、ニッケル錯化合物、ベンゾトリアゾール類、ベンゾフェノン類などが例示できる。
また、無機フィラーとしては、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、ハイドロタルサイト、ゼオライト、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムなどが例示でき、滑剤としては、ステアリン酸アマイドなどの高級脂肪酸アマイド類が例示できる。
また、帯電防止剤としては、グリセリン脂肪酸モノエステルなどの脂肪酸部分エステル類が例示でき、金属不活性剤としては、トリアジン類、フォスフォン類、エポキシ類、トリアゾール類、ヒドラジド類、オキサミド類などが例示できる。
Examples of the antioxidant include phenol-based antioxidants, phosphite-based antioxidants, and thio-based antioxidants. Examples of the neutralizing agent include higher fatty acid salts such as calcium stearate and zinc stearate. Examples of the light stabilizer and ultraviolet absorber include hindered amines, nickel complex compounds, benzotriazoles, and benzophenones.
Examples of the inorganic filler include talc, calcium carbonate, silica, hydrotalcite, zeolite, aluminum silicate, and magnesium silicate. Examples of the lubricant include higher fatty acid amides such as stearic acid amide.
Examples of the antistatic agent include fatty acid partial esters such as glycerin fatty acid monoester, and examples of the metal deactivators include triazines, phosphones, epoxies, triazoles, hydrazides, and oxamides.
2.ポリプロピレン系樹脂組成物の調製方法
本発明に用いる発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物の調製方法としては、パウダー状またはペレット状の前記ポリプロピレン樹脂(X)、プロピレン系ブロック共重合体(Y)、プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)、発泡剤、および、必要に応じて用いるその他の配合剤をドライブレンド、ヘンシェルミキサー(商品名)等で混合する方法を挙げることができる。または、あらかじめ単軸混練機、二軸混練機、ニーダ等によって、溶融混練してもよい。ただし、化学発泡剤を同時に溶融混練する場合は、混練温度は、化学発泡剤の分解温度より低い温度に制御して、行う必要がある。
また、状況に応じて、発泡剤のみ、ポリプロピレン系発泡体の製造時に、別フィードしてもよい。
2. Method for preparing polypropylene-based resin composition The method for preparing the polypropylene-based resin composition for foam molding used in the present invention includes a method of mixing the powdered or pelletized polypropylene resin (X), the propylene-based block copolymer (Y), the propylene-α-olefin random copolymer (Z), the foaming agent, and other compounding agents used as necessary, using a dry blend, a Henschel mixer (trade name), or the like. Alternatively, the mixture may be melt-kneaded in advance using a single-screw kneader, a twin-screw kneader, a kneader, or the like. However, when a chemical foaming agent is melt-kneaded at the same time, the kneading temperature must be controlled to a temperature lower than the decomposition temperature of the chemical foaming agent.
Depending on the circumstances, only the foaming agent may be fed separately during the production of the polypropylene foam.
3.用途
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂組成物は、高い溶融張力を必要とする各種成形法及び用途、例えば、射出成形(体)、押出成形(体)、ビーズ発泡成形(体)、押出発泡成形(体)、射出発泡成形(体)、ブロー成形(体)、射出ブロー成形(体)、発泡ブロー成形(体)、深絞り成形(体)、熱成形(体)等に、好適に用いることができるが、中でも特に、溶融張力と延展性のバランスが重要となる、発泡成形の分野において、好適に用いることができる。
The polypropylene resin composition used in the present invention can be suitably used in various molding methods and applications requiring high melt tension, such as injection molding, extrusion molding, bead foam molding, extrusion foam molding, injection foam molding, blow molding, injection blow molding, foam blow molding, deep drawing molding, thermoforming, etc., and among these, it can be suitably used in the field of foam molding, where the balance between melt tension and extensibility is important.
4.ポリプロピレン系樹脂多層発泡シート
本発明に係るポリプロピレン系樹脂多層発泡シートは、上述した発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡層と、無機フィラーを含むPPフィラー層と、熱可塑性樹脂組成物からなる表面層とを備える。
本発明に係るポリプロピレン系樹脂発泡シートは、発泡層の平均気泡径が500μm以下であることが好ましく、400μm以下がより好ましく、300μm以下が更に好ましい。平均気泡径が500μm以下であると、ポリプロピレン系発泡シートおよび該シートをさらに熱成形して得られる熱成形体の両者において、穴開き等の外観不良が発生しないため好ましい。
本発明に係るポリプロピレン系樹脂多層発泡シートは、発泡層の独立気泡率が17%以上であることが好ましく、より好ましくは18%以上、更に好ましくは20%以上、特に好ましくは25%以上である。独立気泡率が25%以上であると、熱成形した際に、発泡シート内の発泡セルが容器表面に露出し難く、容器外観が良好となる為、好ましい。
また、本発明に係るポリプロピレン系樹脂多層発泡シートの厚みは、特に限定しないが、0.3mm~10mmが好ましい。更に好ましくは0.5mm~5mmであり、最も好ましくは、0.5mm~4mmである。特にTダイ法で成形する場合、発泡シート厚みが0.3mm以上であれば、成形時に強く延展されてシートが潰れるなどの問題がなく、発泡不良を防ぐことができ、また、10mm以下であれば、シートにシワが生じるなどの問題もなく、外観不良を防ぐことができる。
また、本発明に係るポリプロピレン系多層樹脂発泡シートの発泡層の発泡倍率は、特に限定しないが、一般に高発泡倍率であるほど軽量化や断熱性等、発泡体としての性能に優れる傾向がある為、例えば2.1倍以上、好ましくは、2.3倍以上、更に好ましくは3.0倍以上、特に好ましくは3.3倍以上、最も好ましくは3.5倍以上である。特に、本発明に係るポリプロピレン系樹脂発泡シートは、特に、無機フィラーとポリプロピレン系樹脂組成物を含むPPフィラー層を含有し、発泡層が3.0倍以上の高発泡倍率になっても、均一微細な発泡セルを達成することができる。
4. Polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet The polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet according to the present invention comprises a foam layer made of the above-mentioned polypropylene-based resin composition for foam molding, a PP filler layer containing an inorganic filler, and a surface layer made of a thermoplastic resin composition.
The polypropylene-based resin foamed sheet according to the present invention has an average bubble diameter of 500 μm or less, more preferably 400 μm or less, and even more preferably 300 μm or less in the foamed layer. When the average bubble diameter is 500 μm or less, no defects in appearance such as holes occur in both the polypropylene-based foamed sheet and the thermoformed product obtained by further thermoforming the sheet, which is preferable.
The polypropylene resin multi-layer foamed sheet according to the present invention has a closed cell ratio of the foam layer of preferably 17% or more, more preferably 18% or more, further preferably 20% or more, and particularly preferably 25% or more. A closed cell ratio of 25% or more is preferable because the foam cells in the foam sheet are unlikely to be exposed on the container surface during thermoforming, resulting in a good container appearance.
The thickness of the polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.3 mm to 10 mm, more preferably 0.5 mm to 5 mm, and most preferably 0.5 mm to 4 mm. In particular, when molding using a T-die method, if the foamed sheet has a thickness of 0.3 mm or more, there is no problem of the sheet being strongly stretched during molding and crushed, and foaming defects can be prevented, and if the thickness is 10 mm or less, there is no problem of the sheet being wrinkled, and appearance defects can be prevented.
The expansion ratio of the foam layer of the polypropylene-based multilayer resin foam sheet according to the present invention is not particularly limited, but since a higher expansion ratio generally leads to better performance as a foam, such as weight reduction and heat insulation, the expansion ratio is, for example, 2.1 times or more, preferably 2.3 times or more, more preferably 3.0 times or more, particularly preferably 3.3 times or more, and most preferably 3.5 times or more. In particular, the polypropylene-based resin foam sheet according to the present invention contains a PP filler layer containing an inorganic filler and a polypropylene-based resin composition, and can achieve uniform and fine foam cells even when the foam layer has a high expansion ratio of 3.0 times or more.
ポリプロピレン系樹脂多層発泡シートの発泡層を得る方法としては、射出成形法、熱成形法、押出成形法、ブロー成形法またはビーズ発泡成形法などの成形法が挙げられ、例えば押出成形法であれば、ポリプロピレン系樹脂組成物を押出機で溶融し、押出機先端に設けられたダイスより押出される公知の押出成形法により得ることができる。押出機は、一軸押出機、二軸押出機のいずれであってもよく、例えば、二軸押出機と単軸押出機を前段―後段に組み合わせたタンデム方式であってもよい。
物理発泡にあっては、炭酸ガスやブタンなどの物理発泡剤を押出機シリンダーの途中から導入(圧入)する。押出機先端に取り付けられるダイは、Tダイでもよく、円形(サーキュラー)ダイでもよい。
Examples of methods for obtaining the foam layer of the polypropylene-based resin multi-layer foam sheet include injection molding, thermoforming, extrusion, blow molding, and bead foam molding. For example, in the case of extrusion, a polypropylene-based resin composition is melted in an extruder and extruded from a die provided at the tip of the extruder by a known extrusion molding method. The extruder may be either a single-screw extruder or a twin-screw extruder, and may be, for example, a tandem system in which a twin-screw extruder and a single-screw extruder are combined in the front and rear stages.
In physical foaming, a physical foaming agent such as carbon dioxide gas or butane is introduced (pressurized) into the middle of the extruder cylinder. The die attached to the tip of the extruder may be a T-die or a circular die.
また、ポリプロピレン系樹脂多層発泡シートとする為には、ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡層と、熱可塑性樹脂組成物からなる非発泡層とを、共押出成形する方法を用いることができる。本発明に係るポリプロピレン系多層樹脂発泡シートは、無機フィラーを含むPPフィラー層と、熱可塑性樹脂組成物からなる表面層とを備えるが、PPフィラー層及び表面層は、通常、非発泡層である。
ポリプロピレン系樹脂多層発泡シートは、複数の押出機を用いたフィードブロックやマルチダイなどによる公知の共押出法、押出ラミネート法等により、製造できるが、共押出法が好ましい。
In order to obtain a polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet, a method of co-extrusion molding a foamed layer made of a polypropylene-based resin composition and a non-foamed layer made of a thermoplastic resin composition can be used. The polypropylene-based multi-layer foamed sheet according to the present invention comprises a PP filler layer containing an inorganic filler and a surface layer made of a thermoplastic resin composition, and the PP filler layer and the surface layer are usually non-foamed layers.
The polypropylene resin multi-layer foamed sheet can be produced by a known co-extrusion method using a feed block or a multi-die using a plurality of extruders, an extrusion lamination method, or the like, with the co-extrusion method being preferred.
ポリプロピレン系樹脂多層発泡シートに用いられる非発泡層は、発泡層のいずれの面に設けられてもよく、また、発泡層を二つの非発泡層の間に存在させた構成(サンドイッチ構造)とすることもできる。本発明に係るポリプロピレン系樹脂多層発泡シートの構成としては、発泡層/PPフィラー層/表面層の3層構成や表面層/PPフィラー層/発泡層/PPフィラー層/表面層の5層構成などが挙げられるが、表面層/PPフィラー層/発泡層/PPフィラー層/表面層の3種5層構成が好ましい。
PPフィラー層が設けられたポリプロピレン系樹脂多層発泡シートは、強度において優れたものとなり、該発泡層の外側にPPフィラー層、さらにその外側に、無機フィラーを含まない熱可塑性樹脂組成物、好ましくはポリプロピレン系樹脂組成物からなる表面層が設けられることにより、表面平滑性や外観においても、優れたものとなる。更に、非発泡層に機能性の熱可塑性樹脂を使用することにより、抗菌性、ソフト感、耐受傷性等の付加的機能をポリプロピレン系樹脂多層発泡シートに兼備させることが容易にできる点からも、好ましい。
The non-foamed layer used in the polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet may be provided on either side of the foamed layer, or may be configured to have a structure (sandwich structure) in which the foamed layer is present between two non-foamed layers. The polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet according to the present invention may have a three-layer structure of foamed layer/PP filler layer/surface layer, or a five-layer structure of surface layer/PP filler layer/foamed layer/PP filler layer/surface layer, and is preferably configured to have three types and five layers of surface layer/PP filler layer/foamed layer/PP filler layer/surface layer.
The polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet provided with the PP filler layer has excellent strength, and by providing a PP filler layer on the outside of the foamed layer and a surface layer made of a thermoplastic resin composition not containing inorganic filler, preferably a polypropylene-based resin composition, on the outside of the PP filler layer, the polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet also has excellent surface smoothness and appearance. Furthermore, by using a functional thermoplastic resin for the non-foamed layer, it is possible to easily provide the polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet with additional functions such as antibacterial properties, softness, and scratch resistance, which is also preferable.
本発明に係るポリプロピレン系樹脂多層発泡シートにおいて、PPフィラー層は、無機フィラーを含むポリプロピレン系樹脂組成物からなる層であり、表面層は、熱可塑性樹脂組成物、好ましくはポリプロピレン系樹脂組成物からなる層である。上記したとおり、PPフィラー層及び表面層は、通常、非発泡層である。 In the polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet according to the present invention, the PP filler layer is a layer made of a polypropylene-based resin composition containing an inorganic filler, and the surface layer is a layer made of a thermoplastic resin composition, preferably a polypropylene-based resin composition. As described above, the PP filler layer and the surface layer are usually non-foamed layers.
非発泡層に用いられる熱可塑性樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂としては、本発明の効果を阻害しない範囲で、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、成分(X)、(Y)、及び、(Z)の各成分と同一であってもよいポリプロピレンやプロピレン-α-オレフィンコポリマー、ポリ-4-メチル-1-ペンテン等のポリオレフィン、エチレン-プロピレンエラストマー等のオレフィン系エラストマー、またはこれらと共重合可能な他の単量体、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等の共重合体およびそれらの混合物等を選択することができる。
これらの中でも、リサイクル性、接着性、耐熱性、耐油性、剛性などの点から、ポリプロピレン、プロピレン-α-オレフィンコポリマーなどを含むポリプロピレン系樹脂組成物が好適である。プロピレン-α-オレフィンコポリマーとしては、プロピレン(共)重合体とエチレン-プロピレンランダム共重合体を複数または単槽の重合槽を使用して、多段階重合して得られた、いわゆる耐衝撃性ポリプロピレンまたはプロピレンブロック共重合体と通称されている多段重合体であるものを含む。
As the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin composition used in the non-foamed layer, within a range that does not impair the effects of the present invention, there can be selected high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, polypropylene which may be the same as each of the components (X), (Y), and (Z), propylene-α-olefin copolymers, polyolefins such as poly-4-methyl-1-pentene, olefin-based elastomers such as ethylene-propylene elastomers, or other monomers copolymerizable therewith, for example, copolymers of vinyl acetate, vinyl chloride, (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, and mixtures thereof.
Among these, polypropylene-based resin compositions containing polypropylene, propylene-α-olefin copolymer, etc. are preferred from the standpoints of recyclability, adhesiveness, heat resistance, oil resistance, rigidity, etc. Examples of propylene-α-olefin copolymers include multistage polymers commonly known as impact-resistant polypropylene or propylene block copolymers, which are obtained by multistage polymerization of a propylene (co)polymer and an ethylene-propylene random copolymer using multiple or a single polymerization tank.
また、PPフィラー層に用いられるポリプロピレン系樹脂組成物としては、該樹脂組成物中に含まれるポリプロピレン系樹脂100重量部に対し、無機フィラー50重量部以下を配合することが望ましい。無機フィラーの配合量が50重量部以下であれば、ダイス出口でのメヤニの発生などの問題がなく、シートの外観の低下を防止することができる。
無機フィラーとしては、特に制限はないが、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、ハイドロタルサイト、ゼオライト、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムなどが例示できる。
In addition, the polypropylene resin composition used in the PP filler layer desirably contains 50 parts by weight or less of inorganic filler per 100 parts by weight of the polypropylene resin contained in the resin composition. If the amount of inorganic filler is 50 parts by weight or less, there is no problem such as the generation of resin at the die outlet, and deterioration of the appearance of the sheet can be prevented.
The inorganic filler is not particularly limited, but examples thereof include talc, calcium carbonate, silica, hydrotalcite, zeolite, aluminum silicate, and magnesium silicate.
また、本発明に係るポリプロピレン系樹脂多層発泡シートにおける非発泡層の合計の厚さは、得られるポリプロピレン系樹脂多層発泡シートの全厚みの1~50%、より好ましくは5~20%になるように形成することが望ましい。非発泡層の厚みが50%以下であると、発泡層の気泡の成長を妨げることがない。 The total thickness of the non-foamed layers in the polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet according to the present invention is desirably 1 to 50%, more desirably 5 to 20%, of the total thickness of the resulting polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet. If the thickness of the non-foamed layers is 50% or less, the growth of bubbles in the foamed layer is not hindered.
また、本発明に係るポリプロピレン系樹脂多層発泡シートは、印刷性や塗装性などのために発泡シートの表面に、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理等の表面処理をしても、何ら差し支えない。 The polypropylene resin multi-layer foam sheet according to the present invention may be subjected to surface treatment such as corona discharge treatment, flame treatment, plasma treatment, etc. for the purpose of improving printability, paintability, etc.
5.ポリプロピレン系樹脂発泡シートおよび熱成形体の用途
本発明に係るポリプロピレン系樹脂多層発泡シートおよび該多層発泡シートを熱成形してなる成形体(熱成形体)は、均一微細な発泡セルが得られ、外観、熱成形性、耐衝撃性、軽量性、剛性、耐熱性、断熱性、耐油性等に優れていることより、トレー、皿、カップなどの食品容器や自動車ドアトリム、自動車トランクマットなどの車両内装材、包装、文具、建材などに好適に利用できる。
The polypropylene resin multi-layer foamed sheet according to the present invention and the molded product (thermoformed product) obtained by thermoforming the multi-layer foamed sheet have uniform and fine foam cells and are excellent in appearance, thermoformability, impact resistance, light weight, rigidity, heat resistance, heat insulation, oil resistance, etc., and therefore can be suitably used for food containers such as trays, plates, cups, etc., vehicle interior materials such as automobile door trims and automobile trunk mats, packaging, stationery, building materials, etc.
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
なお、実施例および比較例において、ポリプロピレン系樹脂組成物、ポリプロピレン系樹脂多層発泡シートおよびその構成成分についての諸物性は、下記の評価方法に従って、測定、評価し、使用した樹脂として、下記のものを用いた。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the examples and comparative examples, the physical properties of the polypropylene resin composition, the polypropylene resin multi-layer foamed sheet and the components thereof were measured and evaluated according to the following evaluation methods, and the resins used were as follows.
1.評価方法
(1)メルトフローレートMFR:
JIS K7210:1999の附属書A表1、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定した。ダイ形状は直径2.095mm、長さ8.000mmである。単位はg/10分である。
(2)溶融張力MT:
(株)東洋精機製作所製キャピログラフを用いて、以下の条件で測定した。
・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
・引き取り速度:4.0m/分
・温度:230℃
MTが極めて高い場合には、引き取り速度4.0m/分では、樹脂が破断してしまう場合があり、このような場合には、引取り速度を下げ、引き取りのできる最高の速度における張力をMTとする。単位はグラムである。
(3)分子量分布Mw/MnおよびMz/Mn:
前述した方法に従って、GPC測定により求めた。
(4)25℃パラキシレン可溶成分量(CXS):
明細書中に記載の方法で測定した。
(5)mm分率:
日本電子(株)製、GSX-400、FT-NMRを用い、前述したとおり、特開平2009-275207号公報の段落[0053]~[0065]に記載の方法で測定した。
単位は%である。
1. Evaluation Method (1) Melt Flow Rate MFR:
Measurement was performed in accordance with JIS K7210:1999, Appendix A, Table 1, Condition M (230°C, 2.16 kg load). The die shape was 2.095 mm in diameter and 8.000 mm in length. The unit is g/10 min.
(2) Melt tension MT:
Measurement was carried out under the following conditions using a Capillograph manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
Capillary: diameter 2.0 mm, length 40 mm
Cylinder diameter: 9.55 mm
Cylinder extrusion speed: 20 mm/min. Take-up speed: 4.0 m/min. Temperature: 230° C.
When MT is extremely high, the resin may break at a take-off speed of 4.0 m/min, in which case the take-off speed is reduced, and the tension at the maximum possible take-off speed is taken as MT. The unit is grams.
(3) Molecular weight distributions Mw/Mn and Mz/Mn:
It was determined by GPC measurement according to the method described above.
(4) Amount of paraxylene solubles at 25° C. (CXS):
The measurement was performed according to the method described in the specification.
(5) mm fraction:
The measurement was performed using a GSX-400 FT-NMR spectrometer manufactured by JEOL Ltd., according to the method described in paragraphs [0053] to [0065] of JP-A-2009-275207, as described above.
The unit is %.
(6)分岐指数g’:
前述したように、示差屈折計(RI)、粘度検出器(Viscometer)、光散乱検出器(MALLS)を検出器として備えたGPCによって求めた。
(7)歪み硬化度λmax:
伸張粘度測定は以下の条件で行った。
・装置:Rheometorics社製Ares
・冶具:ティーエーインスツルメント社製Extentional Viscosity Fixture
・測定温度:180℃
・歪み速度:0.1/sec
・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。
λmaxの算出法の詳細は、前述した通りである。
(8)融解ピーク温度:
示差操作熱量計(DSC)を用い、一旦200℃まで温度を上げて熱履歴を消去した後、10℃/分の降温速度で40℃まで温度を降下させ、再び昇温速度10℃/分にて測定した際の、吸熱ピークトップの温度を融解ピーク温度とした。
(9)(Y-1)、(Y-2)の比率、(Y-2)中のエチレン含量:
明細書中に記載のクロス分別法とFT-IR法の組み合わせの手法により決定した。
(10)(Y-2)成分の固有粘度:
プロピレン系ブロック共重合体(Y)のCXS成分に対して、温度135℃、溶媒にデカリンを用い、ウベローデ型毛管粘度計を用いて測定した。ただし、(Y-2)のエチレン含量が15重量%未満のものについては、(Y-1)成分と(Y)成分全体の固有粘度を測定し、明細書中記載の計算式によって求めた。
(6) Branching index g ' :
As described above, the measurement was performed by GPC equipped with a differential refractometer (RI), a viscosity detector (Viscometer), and a light scattering detector (MALLS) as detectors.
(7) Strain hardening degree λmax:
The extensional viscosity measurement was carried out under the following conditions.
Apparatus: Ares manufactured by Rheometoris
Fixture: Extension Viscosity Fixture manufactured by TA Instruments
・Measurement temperature: 180℃
Distortion rate: 0.1/sec
Preparation of test specimen: A sheet of 18 mm x 10 mm and 0.7 mm thick is prepared by press molding.
The details of the calculation method of λmax are as described above.
(8) Melting peak temperature:
Using a differential scanning calorimeter (DSC), the temperature was once raised to 200°C to erase the thermal history, and then the temperature was lowered to 40°C at a temperature drop rate of 10°C/min. Then, the temperature was again raised at a temperature rise rate of 10°C/min. The temperature at the top of the endothermic peak was recorded as the melting peak temperature.
(9) Ratio of (Y-1) and (Y-2), and ethylene content in (Y-2):
This was determined by a combination of the cross fractionation method and FT-IR method described in the specification.
(10) Intrinsic viscosity of component (Y-2):
The intrinsic viscosity of the CXS component of the propylene-based block copolymer (Y) was measured using an Ubbelohde capillary viscometer at a temperature of 135° C., using decalin as a solvent. However, for (Y-2) having an ethylene content of less than 15% by weight, the intrinsic viscosity of the component (Y-1) and the entire component (Y) was measured, and the intrinsic viscosity was calculated according to the calculation formula described in the specification.
(11)発泡体密度:
実施例および比較例により得られたポリプロピレン系樹脂多層発泡シート(発泡体)から試験片を切出し、試験片重量(g)を、該試験片の外形寸法から求められる体積(cm3)で割って求めた。JIS K7222に準じて測定し、発泡体の密度を求めた。
(12)発泡層倍率:
光学顕微鏡を用いて発泡シートの断面観察を行い、表面層、PPフィラー層、発泡層、のそれぞれの厚みを測定した。多層発泡シート、表面層及びPPフィラー層の密度、表面層、PPフィラー層及び発泡層の厚みから、多層発泡シートの発泡層の密度を「物性の加成則と呼ばれる経験式」に従い算出した。なお、表面層、PPフィラー層及び発泡層に用いられるポリプロピレン樹脂の密度は0.91g/cm3であり、本実施例で用いたPPフィラー層の密度は1.15g/cm3である。
さらに、ポリプロピレン樹脂の密度0.91g/cm3を発泡層の密度で割った値を発泡層倍率とした。
(13)発泡層独立気泡率:
実施例および比較例により得られたポリプロピレン系樹脂多層発泡シートから試験片を切出し、エアピクノメーター(東京サイエンス(株)製)を用い、ASTM D2856に記載の方法に準じて、多層発泡シートの発泡層部分について発泡層独立気泡率を算出した。なお、表面層、PPフィラー層及び発泡層に用いられるポリプロピレン樹脂の密度は0.91g/cm3であり、本実施例で用いたPPフィラー層の密度は1.15g/cm3である。
(14)シート外観評価:
発泡シートの外観評価は、実施例及び比較例で得られたポリプロピレン系樹脂多層発泡シートを以下の基準で評価した。
○:気泡の独立性が高く、発泡シート表面が平滑で、外観が美麗。
△:発泡シート表面は平滑だが、気泡の独立性が低く、外観に劣る。
×:シートにシワや火膨れが発生し、外観が著しく劣る。
(15)容器成形性:
容器成形性は、(株)浅野研究所製の多目的熱成形機を用いて、以下のように容器成形性の評価を実施した。
実施例及び比較例で得られたポリプロピレン系樹脂多層発泡シートから、530mm×530mmの大きさの試験片を切り出しクランプ枠に固定した。上下のヒーターで発泡シート両面を加熱した後、上部の内径が22cm、深さ3.8cmの円形容器金形を用いて真空圧空成形し、以下の基準で成形容器の目視評価を実施した。また、各サンプルの容器成形時には、できるだけきれいな容器が成形できるよう、加熱時間や金形位置を変化させ容器を作製した。
○:熱成形後の容器にシワや潰れが確認されず、厚みムラの少ない良好な容器が成形できた。
△:熱成形後の容器に僅かなシワや潰れが確認されるが、容器は成形できた。
×:熱成形後の容器に著しい潰れやシワが確認され、気泡が表面に露出する箇所があり、良好な容器が成形できなかった
(11) Foam Density:
A test piece was cut out from each of the polypropylene resin multi-layer foamed sheets (foams) obtained in the Examples and Comparative Examples, and the weight (g) of the test piece was divided by the volume (cm 3 ) determined from the outer dimensions of the test piece. The density of the foam was determined according to JIS K7222.
(12) Foam layer magnification:
The cross section of the foamed sheet was observed using an optical microscope, and the thicknesses of the surface layer, the PP filler layer, and the foamed layer were measured. The density of the foamed layer of the multi-layer foamed sheet was calculated from the densities of the multi-layer foamed sheet, the surface layer, and the PP filler layer, and the thicknesses of the surface layer, the PP filler layer, and the foamed layer according to an "empirical formula called the additivity rule of physical properties." The density of the polypropylene resin used in the surface layer, the PP filler layer, and the foamed layer was 0.91 g/ cm3 , and the density of the PP filler layer used in this example was 1.15 g/ cm3 .
Further, the density of the polypropylene resin (0.91 g/cm 3 ) divided by the density of the foamed layer was defined as the foamed layer magnification.
(13) Closed cell ratio of foam layer:
Test pieces were cut out from the polypropylene resin multi-layer foamed sheets obtained in the Examples and Comparative Examples, and the closed cell ratio of the foamed layer of the multi-layer foamed sheet was calculated using an air pycnometer (Tokyo Science Co., Ltd.) according to the method described in ASTM D2856. The density of the polypropylene resin used in the surface layer, PP filler layer, and foamed layer was 0.91 g/ cm3 , and the density of the PP filler layer used in the Examples was 1.15 g/ cm3 .
(14) Seat appearance evaluation:
The appearance of the polypropylene resin multi-layer foamed sheets obtained in the Examples and Comparative Examples was evaluated according to the following criteria.
◯: The air bubbles are highly independent, the foam sheet surface is smooth, and the appearance is beautiful.
Δ: The surface of the foamed sheet is smooth, but the air bubbles are not well separated, and the appearance is poor.
×: Wrinkles and blisters occurred on the sheet, and the appearance was extremely poor.
(15) Container formability:
The container moldability was evaluated using a multipurpose thermoforming machine manufactured by Asano Laboratory Co., Ltd. as follows.
A test piece measuring 530 mm x 530 mm was cut out from the polypropylene resin multi-layer foamed sheet obtained in the examples and comparative examples and fixed to a clamp frame. After heating both sides of the foamed sheet with upper and lower heaters, the sheet was vacuum-pressure molded using a circular container mold with an upper inner diameter of 22 cm and a depth of 3.8 cm, and the molded container was visually evaluated according to the following criteria. In addition, when molding each sample into a container, the heating time and mold position were changed to produce a container that was as clean as possible.
◯: No wrinkles or crushing were observed in the container after thermoforming, and a good container with little unevenness in thickness was formed.
Δ: Slight wrinkles and crushing were observed in the container after thermoforming, but the container was successfully formed.
×: Significant crushing and wrinkles were observed in the container after thermoforming, and there were some places where air bubbles were exposed on the surface, and a good container could not be formed.
2.使用材料
(1)長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)
下記の製造例1で製造した重合体(PP-1)及び下記の製造例2で製造した重合体(PP-2)を用いた。
2. Materials used (1) Polypropylene resin having a long chain branched structure (X)
The polymer (PP-1) produced in the following Production Example 1 and the polymer (PP-2) produced in the following Production Example 2 were used.
[製造例1(PP-1の製造)]
<触媒成分(A)の合成例1>
以下の手順によって、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-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムの合成(成分[A-1](錯体1)の合成)を行った。
(i)4-(4-i-プロピルフェニル)インデンの合成
500mlのガラス製反応容器に、4-i-プロピルフェニルボロン酸15g(91mmol)、ジメトキシエタン(DME)200mlを加え、炭酸セシウム90g(0.28mol)と水100mlの溶液を加え、4-ブロモインデン13g(67mmol)、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム5g(4mmol)を順に加え、80℃で6時間加熱した。
放冷後、反応混合物を蒸留水500ml中に注ぎ、分液ロートに移しジイソプロピルエーテルで抽出した。エーテル層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムを濾過し、溶媒を減圧留去して、シリカゲルカラムで精製し、4-(4-i-プロピルフェニル)インデンの無色液体15.4g(収率99%)を得た。
[Production Example 1 (Production of PP-1)]
<Synthesis Example 1 of Catalyst Component (A)>
Dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl}]hafnium (synthesis of component [A-1] (complex 1)) was synthesized by the following procedure.
(i) Synthesis of 4-(4-i-propylphenyl)indene To a 500 ml glass reaction vessel, 15 g (91 mmol) of 4-i-propylphenylboronic acid, 200 ml of dimethoxyethane (DME), a solution of 90 g (0.28 mol) of cesium carbonate and 100 ml of water were added, and then 13 g (67 mmol) of 4-bromoindene and 5 g (4 mmol) of tetrakistriphenylphosphinopalladium were added in that order, followed by heating at 80° C. for 6 hours.
After cooling, the reaction mixture was poured into 500 ml of distilled water, transferred to a separatory funnel, and extracted with diisopropyl ether. The ether layer was washed with saturated saline and dried over sodium sulfate. The sodium sulfate was filtered, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the product was purified using a silica gel column to obtain 15.4 g (yield 99%) of a colorless liquid of 4-(4-i-propylphenyl)indene.
(ii)2-ブロモ-4-(4-i-プロピルフェニル)インデンの合成
500mlのガラス製反応容器に4-(4-i-プロピルフェニル)インデン15.4g(67mmol)、蒸留水7.2ml、DMSO 200mlを加え、ここにN-ブロモスクシンイミド17g(93mmol)を徐々に加えた。そのまま室温で2時間撹拌し、反応混合物を氷水500ml中に注ぎ入れ、トルエン100mlで3回抽出した。トルエン層を飽和食塩水で洗浄し、p-トルエンスルホン酸2g(11mmol)を加え、水分を除去しながら3時間加熱還流した。反応混合物を放冷後、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムを濾過し、溶媒を減圧留去して、シリカゲルカラムで精製し、2-ブロモ-4-(4-i-プロピルフェニル)インデンの黄色液体19.8g(収率96%)を得た。
(ii) Synthesis of 2-bromo-4-(4-i-propylphenyl)indene 15.4g (67mmol) of 4-(4-i-propylphenyl)indene, 7.2ml of distilled water, and 200ml of DMSO were added to a 500ml glass reaction vessel, and 17g (93mmol) of N-bromosuccinimide was gradually added thereto. The mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and the reaction mixture was poured into 500ml of ice water and extracted three times with 100ml of toluene. The toluene layer was washed with saturated saline, 2g (11mmol) of p-toluenesulfonic acid was added, and the mixture was heated under reflux for 3 hours while removing moisture. The reaction mixture was allowed to cool, washed with saturated saline, and dried with sodium sulfate. The sodium sulfate was filtered, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the mixture was purified with a silica gel column to obtain 19.8g (yield 96%) of a yellow liquid of 2-bromo-4-(4-i-propylphenyl)indene.
(iii)2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデンの合成
500mlのガラス製反応容器に、2-メチルフラン6.7g(82m1mol)、DME100mlを加え、ドライアイス-メタノール浴で-70℃まで冷却した。ここに1.59mol/Lのn-ブチルリチウム-n-ヘキサン溶液51ml(81mmol)を滴下し、そのまま3時間撹拌した。-70℃に冷却し、そこにトリイソプロピルボレート20ml(87mmol)とDME50mlの溶液を滴下した。滴下後、徐々に室温に戻しながら一夜撹拌した。
反応混合物に蒸留水50mlを加え加水分解した後、炭酸カリウム223gと水100mlの溶液、2-ブロモ-4-(4-i-プロピルフェニル)インデン19.8g(63mmol)を順に加え、80℃で加熱し、低沸分を除去しながら3時間反応させた。
放冷後、反応混合物を蒸留水300ml中に注ぎ、分液ロートに移しジイソプロピルエーテルで3回抽出した、エーテル層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムを濾過し、溶媒を減圧留去して、シリカゲルカラムで精製し、2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデンの無色液体19.6g(収率99%)を得た。
(iii) Synthesis of 2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indene 6.7 g (82 mmol) of 2-methylfuran and 100 ml of DME were added to a 500 ml glass reaction vessel, and the vessel was cooled to -70°C in a dry ice-methanol bath. 51 ml (81 mmol) of a 1.59 mol/L n-butyllithium-n-hexane solution was added dropwise thereto, and the vessel was stirred for 3 hours. The vessel was cooled to -70°C, and a solution of 20 ml (87 mmol) of triisopropyl borate and 50 ml of DME was added dropwise thereto. After the addition, the vessel was stirred overnight while gradually returning to room temperature.
50 ml of distilled water was added to the reaction mixture for hydrolysis, and then a solution of 223 g of potassium carbonate and 100 ml of water and 19.8 g (63 mmol) of 2-bromo-4-(4-i-propylphenyl)indene were added in that order, and the mixture was heated at 80° C. and reacted for 3 hours while removing low boiling points.
After cooling, the reaction mixture was poured into 300 ml of distilled water, transferred to a separatory funnel, and extracted three times with diisopropyl ether. The ether layer was washed with saturated saline and dried over sodium sulfate. The sodium sulfate was filtered off, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the mixture was purified using a silica gel column to obtain 19.6 g (yield 99%) of a colorless liquid of 2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indene.
(iv)ジメチルビス(2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル)シランの合成
500mlのガラス製反応容器に、2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデン9.1g(29mmol)、THF200mlを加え、ドライアイス-メタノール浴で-70℃まで冷却した。ここに、1.66mol/Lのn-ブチルリチウム-n-ヘキサン溶液17ml(28mmol)を滴下し、そのまま3時間撹拌した。-70℃に冷却し、1-メチルイミダゾール0.1ml(2mmol)、ジメチルジクロロシラン1.8g(14mmol)を順に加え、徐々に室温に戻しながら一夜撹拌した。反応混合物に蒸留水を加え、分液ロートに移し食塩水で中性になるまで洗浄し、硫酸ナトリウムを加え反応混合物を乾燥させた。硫酸ナトリウムを濾過し、溶媒を減圧留去して、シリカゲルカラムで精製し、ジメチルビス(2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル)シランの淡黄色固体8.6g(収率88%)を得た。
(iv) Synthesis of dimethylbis(2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl)silane 9.1 g (29 mmol) of 2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indene and 200 ml of THF were added to a 500 ml glass reaction vessel, and the vessel was cooled to −70° C. in a dry ice-methanol bath. 17 ml (28 mmol) of a 1.66 mol/L n-butyllithium-n-hexane solution was added dropwise thereto, and the vessel was stirred for 3 hours. The vessel was cooled to −70° C., and 0.1 ml (2 mmol) of 1-methylimidazole and 1.8 g (14 mmol) of dimethyldichlorosilane were added in that order, and the vessel was stirred overnight while gradually returning to room temperature. Distilled water was added to the reaction mixture, which was then transferred to a separatory funnel and washed with saline until neutral, and sodium sulfate was added to dry the reaction mixture. The sodium sulfate was filtered off, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified using a silica gel column to obtain 8.6 g (yield 88%) of a pale yellow solid of dimethylbis(2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl)silane.
(v)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-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムの合成
500mlのガラス製反応容器に、ジメチルビス(2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル)シラン8.6g(13mmol)、ジエチルエーテル300mlを加え、ドライアイス-メタノール浴で-70℃まで冷却した。ここに1.66mol/Lのn-ブチルリチウム-n-ヘキサン溶液15ml(25mmol)を滴下し、3時間撹拌した。反応混合物の溶媒を減圧で留去し、トルエン400ml、ジエチルエーテル40mlを加え、ドライアイス-メタノール浴で-70℃まで冷却した。そこに、四塩化ハフニウム4.0g(13mmol)を加えた。その後、徐々に室温に戻しながら一夜撹拌した。
溶媒を減圧留去し、ジクロロメタン-ヘキサンで再結晶を行い、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-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムのラセミ体を黄色結晶として7.6g(収率65%)得た。
得られたラセミ体についての1H-NMRによる同定値を以下に記す。
1H-NMR(C6D6)同定結果
ラセミ体:δ0.95(s,6H),δ1.10(d,12H),δ2.08(s,6H),δ2.67(m,2H),δ5.80(d,2H),δ6.37(d,2H),δ6.74(dd,2H),δ7.07(d,2H),δ7.13(d,4H),δ7.28(s,2H),δ7.30(d,2H),δ7.83(d,4H)。
(v) Synthesis of dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl}]hafnium 8.6 g (13 mmol) of dimethylbis(2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl)silane and 300 ml of diethyl ether were added to a 500 ml glass reaction vessel, and the vessel was cooled to -70°C in a dry ice-methanol bath. 15 ml (25 mmol) of a 1.66 mol/L n-butyllithium-n-hexane solution was added dropwise thereto, and the vessel was stirred for 3 hours. The solvent in the reaction mixture was distilled off under reduced pressure, and 400 ml of toluene and 40 ml of diethyl ether were added thereto, and the vessel was cooled to -70°C in a dry ice-methanol bath. 4.0 g (13 mmol) of hafnium tetrachloride was added thereto. The vessel was then gradually returned to room temperature and stirred overnight.
The solvent was distilled off under reduced pressure, and recrystallization was carried out from dichloromethane-hexane to obtain 7.6 g (yield 65%) of racemic dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl}]hafnium as yellow crystals.
The identity of the obtained racemic mixture by 1 H-NMR is shown below.
1 H-NMR (C 6 D 6 ) identification results Racemic body: δ0.95 (s, 6H), δ1.10 (d, 12H), δ2.08 (s, 6H), δ2.67 (m, 2H), δ5.80 (d, 2H), δ6.37 (d, 2H), δ6.74 (dd, 2H), δ7.07 (d, 2H) , δ7.13 (d, 4H), δ7.28 (s, 2H), δ7.30 (d, 2H), δ7.83 (d, 4H).
<触媒成分(A)の合成例2>
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:(成分[A-2](錯体2)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}]ハフニウムの合成は、特開平11―240909号公報の実施例1に記載の方法と同様にして、実施した。
<Synthesis Example 2 of Catalyst Component (A)>
Synthesis of rac-dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium: (Synthesis of component [A-2] (complex 2)):
The synthesis of rac-dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium was carried out in the same manner as described in Example 1 of JP-A-11-240909.
<触媒合成例1>
(i)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理
セパラブルフラスコ中で蒸留水2,264gに96%硫酸(668g)を加えその後、層状珪酸塩としてモンモリロナイト(水澤化学工業(株)製ベンクレイSL:平均粒径19μm)400gを加えた。このスラリーを90℃で210分加熱した。この反応スラリーに蒸留水4,000gを加えた後に、ろ過したところ、ケーキ状固体810gを得た。
次に、セパラブルフラスコ中に、硫酸リチウム432g、蒸留水1,924gを加え硫酸リチウム水溶液としたところへ、上記ケーキ状固体を全量投入した。このスラリーを室温で120分反応させた。このスラリーに蒸留水4Lを加えた後にろ過し、更に蒸留水でpH5~6まで洗浄し、ろ過を行ったところ、ケーキ状固体760gを得た。
得られた固体を窒素気流下100℃で一昼夜予備乾燥後、直径53μm以上の粗大粒子を除去し、更に200℃、2時間、減圧乾燥することにより、化学処理スメクタイト220gを得た。
この化学処理スメクタイトの組成は、Al:6.45重量%、Si:38.30重量%、Mg:0.98重量%、Fe:1.88重量%、Li:0.16重量%であり、Al/Si=0.175[mol/mol]であった。
<Catalyst Synthesis Example 1>
(i) Chemical Treatment of Ion-Exchanged Layered Silicate In a separable flask, 96% sulfuric acid (668 g) was added to 2,264 g of distilled water, and then 400 g of montmorillonite (Benclair SL, average particle size 19 μm, manufactured by Mizusawa Chemical Industries, Ltd.) was added as a layered silicate. This slurry was heated at 90° C. for 210 minutes. After adding 4,000 g of distilled water to this reaction slurry, the mixture was filtered to obtain 810 g of a cake-like solid.
Next, 432 g of lithium sulfate and 1,924 g of distilled water were added to a separable flask to prepare an aqueous lithium sulfate solution, and the entire cake-like solid was added thereto. This slurry was reacted at room temperature for 120 minutes. After 4 L of distilled water was added to the slurry, the slurry was filtered, and the pH was adjusted to 5-6 with distilled water. After further filtration, 760 g of cake-like solid was obtained.
The obtained solid was pre-dried overnight at 100° C. in a nitrogen stream, after which coarse particles having a diameter of 53 μm or more were removed, and the solid was further dried under reduced pressure at 200° C. for 2 hours to obtain 220 g of chemically treated smectite.
The composition of this chemically treated smectite was Al: 6.45 wt %, Si: 38.30 wt %, Mg: 0.98 wt %, Fe: 1.88 wt %, Li: 0.16 wt %, and Al/Si=0.175 [mol/mol].
(ii)触媒調製及び予備重合
3つ口フラスコ(容積1L)中に、上記で得られた化学処理スメクタイト20gを入れ、ヘプタン(132mL)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68.0mL)を加えて1時間攪拌後、ヘプタンで残液率が1/100以下になるまで洗浄し、全体の液量を100mLとなるようにヘプタンを加えた。
また、別のフラスコ(容積200mL)中で、前記触媒成分(A)の合成例1で調製した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-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウム(210μmol)をトルエン(42mL)に溶解し(溶液1)、更に、別のフラスコ(容積200mL)中で、前記触媒成分(A)の合成例2で調製した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(90μmol)をトルエン(18mL)に溶解した(溶液2)。
先ほどの化学処理スメクタイトが入った1Lフラスコにトリイソブチルアルミニウム(0.84mmol:濃度143mg/mLのヘプタン溶液を1.2mL)を加えた後、上記溶液1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(0.36mmol:濃度143mg/mLのヘプタン溶液を0.50mL)を加えた後、上記溶液2を加えて、1時間室温で攪拌した。
その後、ヘプタンを338mL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17.0mL)を加えて5分攪拌した。
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52.8g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1.64であった。
以下、このものを「予備重合触媒1」という。
(ii) Catalyst preparation and preliminary polymerization 20 g of the chemically treated smectite obtained above was placed in a three-neck flask (volume 1 L), and heptane (132 mL) was added to form a slurry. Triisobutylaluminum (25 mmol: 68.0 mL of a heptane solution with a concentration of 143 mg/mL) was added thereto and stirred for 1 hour, followed by washing with heptane until the residual liquid rate was 1/100 or less, and then heptane was added so that the total liquid volume became 100 mL.
In another flask (volume 200 mL), rac-dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl}]hafnium (210 μmol) prepared in Synthesis Example 1 of Catalyst Component (A) was dissolved in toluene (42 mL) (solution 1). Furthermore, in another flask (volume 200 mL), rac-dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium (90 μmol) prepared in Synthesis Example 2 of Catalyst Component (A) was dissolved in toluene (18 mL) (solution 2).
Triisobutylaluminum (0.84 mmol: 1.2 mL of a heptane solution with a concentration of 143 mg/mL) was added to the 1 L flask containing the chemically treated smectite, and then the above solution 1 was added and stirred at room temperature for 20 minutes. After that, triisobutylaluminum (0.36 mmol: 0.50 mL of a heptane solution with a concentration of 143 mg/mL) was further added, and then the above solution 2 was added and stirred at room temperature for 1 hour.
Then, 338 mL of heptane was added, and the slurry was introduced into a 1 L autoclave.
After the internal temperature of the autoclave was set to 40°C, propylene was fed at a rate of 10 g/hour, and prepolymerization was carried out while maintaining the temperature at 40°C for 4 hours. Thereafter, the propylene feed was stopped, and residual polymerization was carried out for 1 hour. After removing the supernatant of the obtained catalyst slurry by decantation, triisobutylaluminum (6 mmol: 17.0 mL of a heptane solution with a concentration of 143 mg/mL) was added to the remaining portion and stirred for 5 minutes.
The solid was dried under reduced pressure for 1 hour to obtain 52.8 g of a dry prepolymerized catalyst. The prepolymerization ratio (amount of prepolymerized polymer divided by amount of solid catalyst) was 1.64.
Hereinafter, this is referred to as "prepolymerization catalyst 1."
<重合>
内容積200リットルの攪拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分に置換した後、十分に脱水した液化プロピレン40kgを導入した。これに水素9.5リットル(標準状態の体積として)、トリイソブチルアルミニウム・n-ヘプタン溶液470ml(0.12mol)を加えた後、内部温度を70℃まで昇温した。次いで、予備重合触媒1を1.9g(予備重合ポリマーを除いた重量で)、アルゴンで圧入して重合を開始させ、内部温度を70℃に維持した。2時間経過後に、エタノールを100ml圧入し、未反応のプロピレンをパージし、オートクレーブ内を窒素置換することにより重合を停止した。
得られたポリマーを90℃窒素気流下で1時間乾燥し、18.4kgの重合体(以下、「PP-1」という)を得た。
触媒活性は、9200(g-PP/g-cat)であった。MFRは9.3g/10分であった。
<Polymerization>
After the inside of a 200-liter stirred autoclave was fully replaced with propylene, 40 kg of fully dehydrated liquefied propylene was introduced. 9.5 liters of hydrogen (as the volume under standard conditions) and 470 ml (0.12 mol) of triisobutylaluminum-n-heptane solution were added thereto, and the internal temperature was raised to 70° C. Next, 1.9 g (weight excluding the prepolymerized polymer) of prepolymerization catalyst 1 was injected with argon to initiate polymerization, and the internal temperature was maintained at 70° C. After 2 hours, 100 ml of ethanol was injected to purge unreacted propylene and replace the inside of the autoclave with nitrogen to terminate the polymerization.
The resulting polymer was dried at 90° C. under a nitrogen stream for 1 hour to obtain 18.4 kg of a polymer (hereinafter referred to as “PP-1”).
The catalytic activity was 9200 (g-PP/g-cat), and the MFR was 9.3 g/10 min.
[製造例2(PP-2の製造)]
添加する水素を4.8リットル、使用する予備重合触媒1を2.3g(予備重合ポリマーを除いた重量で)で行う以外は、製造例1と同様に実施した。16.1kgの重合体(以下、「PP-2」という。)を得た。
触媒活性は、6980(g-PP/g-cat)であった。MFRは1.9g/10分であった。
[Production Example 2 (Production of PP-2)]
The same procedure as in Production Example 1 was repeated except that 4.8 liters of hydrogen was added and 2.3 g (weight excluding the prepolymer) of prepolymerization catalyst 1 was used. 16.1 kg of a polymer (hereinafter referred to as "PP-2") was obtained.
The catalytic activity was 6980 (g-PP/g-cat), and the MFR was 1.9 g/10 min.
[PP-1~PP-2のペレット(X1)~(X2)の製造]
製造例1~2で製造した重合体(PP-1~PP-2)100重量部に対し、フェノ-ル系酸化防止剤であるテトラキス[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-ト]メタン(商品名:IRGANOX1010、BASFジャパン(株)製)0.125重量部、フォスファイト系酸化防止剤であるトリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト(商品名:IRGAFOS 168、BASFジャパン(株)製)0.125重量部を配合し、高速攪拌式混合機(ヘンシェルミキサ-、商品名)を用い室温下で3分間混合した後、二軸押出機にて溶融混練して、ポリプロピレン樹脂(X)のペレット(X1)~(X2)を得た。
なお、二軸押出機には、テクノベル社製KZW-25を用い、スクリュー回転数は400RPM、混練温度は、ホッパ下から80、160、210、230(以降、ダイス出口まで同温度)℃設定とした。
得られたペレット(X1)~(X2)について、MFR、CXS、13C-NMR、GPC、分岐指数、MT、伸張粘度の評価を行った。評価結果を表1に示した。
[Production of pellets (X1) to (X2) of PP-1 to PP-2]
100 parts by weight of the polymers (PP-1 to PP-2) produced in Production Examples 1 and 2 were blended with 0.125 parts by weight of tetrakis[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane (product name: IRGANOX1010, manufactured by BASF Japan Ltd.), which is a phenol-based antioxidant, and 0.125 parts by weight of tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite (product name: IRGAFOS 168, manufactured by BASF Japan Ltd.), which is a phosphite-based antioxidant, and mixed for 3 minutes at room temperature using a high-speed stirring mixer (Henschel mixer, product name), and then melt-kneaded using a twin-screw extruder to obtain pellets (X1) to (X2) of polypropylene resin (X).
The twin-screw extruder used was a Technobel KZW-25, with a screw rotation speed of 400 RPM and kneading temperatures set at 80, 160, 210, and 230° C. from the bottom of the hopper (the same temperature was maintained from then until the die exit).
The pellets (X1) and (X2) thus obtained were evaluated for MFR, CXS, 13 C-NMR, GPC, branching index, MT, and extensional viscosity. The evaluation results are shown in Table 1.
(2)プロピレン系ブロック共重合体(Y)
下記の製造例3で製造したプロピレン系ブロック共重合体(Y1)を用いた。
(2) Propylene-Based Block Copolymer (Y)
The propylene-based block copolymer (Y1) produced in Production Example 3 below was used.
[製造例3:プロピレン系ブロック共重合体(Y1)の製造]
<触媒の分析方法>
触媒成分、固体触媒、予備重合触媒の分析に際しては、以下の方法を使用した。
・Ti含量(wt%) 試料を精確に秤量し、加水分解した上で比色法を用いて測定した。予備重合後の試料については、予備重合ポリマーを除いた重量を用いて含量を計算した。
・ケイ素化合物含量(wt%)
試料を精確に秤量し、メタノールで分解した。ガスクロマトグラフィーを用いて標準サンプルと比較することにより、得られたメタノール溶液中のケイ素化合物濃度を求めた。メタノール中のケイ素化合物濃度と試料の重量から、試料に含まれるケイ素化合物の含量を計算した。予備重合後の試料については、予備重合ポリマーを除いた重量を用いて含量を計算した。
[Production Example 3: Production of Propylene-Based Block Copolymer (Y1)]
<Catalyst analysis method>
The catalyst components, solid catalysts and prepolymerized catalysts were analyzed by the following methods.
Ti content (wt%): The sample was accurately weighed, hydrolyzed, and measured by colorimetry. For samples after prepolymerization, the content was calculated using the weight excluding the prepolymerized polymer.
Silicon compound content (wt%)
The sample was accurately weighed and decomposed with methanol. The concentration of silicon compounds in the resulting methanol solution was determined by comparison with a standard sample using gas chromatography. The content of silicon compounds in the sample was calculated from the concentration of silicon compounds in methanol and the weight of the sample. For samples after prepolymerization, the content was calculated using the weight excluding the prepolymerized polymer.
<予備重合触媒B1の調製>
(1)固体成分B1の調製
撹拌装置を備えた容量10Lのオートクレーブを充分に窒素で置換し、精製したトルエン2Lを導入した。ここに、室温で、Mg(OEt)2を200g投入し、TiCl4を1Lゆっくりと添加した。徐々に温度を90℃に上げて、フタル酸ジ-n-ブチルを50ml導入した。その後、温度を110℃に上げて3hr反応を行った。反応混合物を精製したトルエンで充分に洗浄した。次いで、精製したトルエンを導入して全体の液量を2Lに調整した。室温でTiCl4を1L添加し、温度を110℃に上げて2hr反応を行った。反応混合物を精製したトルエンで充分に洗浄した。次いで、精製したトルエンを導入して全体の液量を2Lに調整した。室温でTiCl4を1L添加し、温度を110℃に上げて2hr反応を行った。反応混合物を精製したトルエンで充分に洗浄した。更に、精製したn-ヘプタンを用いて、トルエンをn-ヘプタンで置換し、固体成分B1のスラリーを得た。このスラリーの一部をサンプリングして乾燥した。分析したところ、固体成分B1のTi含量は2.7wt%であった。
<Preparation of prepolymerization catalyst B1>
(1) Preparation of solid component B1 A 10L autoclave equipped with a stirrer was fully replaced with nitrogen, and 2L of purified toluene was introduced. Here, 200g of Mg(OEt) 2 was added at room temperature, and 1L of TiCl4 was slowly added. The temperature was gradually raised to 90°C, and 50ml of di-n-butyl phthalate was introduced. Then, the temperature was raised to 110°C and the reaction was carried out for 3 hours. The reaction mixture was thoroughly washed with purified toluene. Next, purified toluene was introduced to adjust the total liquid volume to 2L. 1L of TiCl4 was added at room temperature, and the temperature was raised to 110°C and the reaction was carried out for 2 hours. The reaction mixture was thoroughly washed with purified toluene. Next, purified toluene was introduced to adjust the total liquid volume to 2L. 1L of TiCl4 was added at room temperature, and the temperature was raised to 110°C and the reaction was carried out for 2 hours. The reaction mixture was thoroughly washed with purified toluene. Further, the toluene was replaced with n-heptane using refined n-heptane to obtain a slurry of solid component B1. A part of this slurry was sampled and dried. Analysis revealed that the Ti content of solid component B1 was 2.7 wt%.
(2)固体触媒B1の調製
次に、撹拌装置を備えた容量20Lのオートクレーブを充分に窒素で置換し、上記固体成分B1のスラリーを固体成分として100g導入した。精製したn-ヘプタンを導入して、固体成分の濃度が25g/Lとなる様に調整した。SiCl4を50ml加え、90℃で1hr反応を行った。反応混合物を精製したn-ヘプタンで充分に洗浄した。
その後、精製したn-ヘプタンを導入して液レベルを4Lに調整した。ここに、ジメチルジビニルシランを30ml、t-BuMeSi(OMe)2を30ml、Et3Alのn-ヘプタン希釈液をEt3Alとして80g添加し、40℃で2hr反応を行った。反応混合物を精製したn-ヘプタンで充分に洗浄し、固体成分B1を有機珪素処理して形成した固体触媒B1を得た。得られた固体触媒B1のスラリーの一部をサンプリングして乾燥し、分析を行った。固体触媒B1にはTiが1.2wt%、t-BuMeSi(OMe)2が8.9wt%含まれていた。
(2) Preparation of solid catalyst B1 Next, a 20 L autoclave equipped with a stirrer was fully purged with nitrogen, and 100 g of the slurry of the solid component B1 was introduced as a solid component. Purified n-heptane was introduced to adjust the concentration of the solid component to 25 g/L. 50 ml of SiCl4 was added, and the reaction was carried out at 90°C for 1 hr. The reaction mixture was thoroughly washed with purified n-heptane.
Thereafter, refined n-heptane was introduced to adjust the liquid level to 4 L. 30 ml of dimethyldivinylsilane, 30 ml of t-BuMeSi(OMe) 2 , and 80 g of n-heptane diluted solution of Et3Al as Et3Al were added thereto, and the reaction was carried out at 40°C for 2 hours. The reaction mixture was thoroughly washed with refined n-heptane, and solid component B1 was treated with organosilicon to obtain solid catalyst B1. A part of the obtained slurry of solid catalyst B1 was sampled, dried, and analyzed. Solid catalyst B1 contained 1.2 wt% Ti and 8.9 wt% t-BuMeSi(OMe) 2 .
(3)予備重合
上記で得られた固体触媒B1を用いて、以下の手順により予備重合を行った。上記のスラリーに精製したn-ヘプタンを導入して、固体触媒の濃度が20g/Lとなる様に調整した。スラリーを10℃に冷却した後、Et3Alのn-ヘプタン希釈液をEt3Alとして10g添加し、280gのプロピレンを4hrかけて供給した。プロピレンの供給が終わった後、更に30min反応を継続した。次いで、気相部を窒素で充分に置換し、反応混合物を精製したn-ヘプタンで充分に洗浄した。得られたスラリーをオートクレーブから抜き出し、真空乾燥を行って予備重合触媒B1を得た。この予備重合触媒B1は、固体触媒1gあたり2.5gのポリプロピレンを含んでいた。分析したところ、この予備重合触媒B1のポリプロピレンを除いた部分には、Tiが1.0wt%、t-BuMeSi(OMe)2が8.3wt%含まれていた。
(3) Prepolymerization Prepolymerization was carried out by the following procedure using the solid catalyst B1 obtained above. Purified n-heptane was introduced into the above slurry to adjust the concentration of the solid catalyst to 20 g/L. After cooling the slurry to 10°C, 10 g of n-heptane diluted solution of Et 3 Al was added as Et 3 Al, and 280 g of propylene was fed over 4 hours. After the propylene feed was completed, the reaction was continued for another 30 min. Next, the gas phase was fully replaced with nitrogen, and the reaction mixture was thoroughly washed with purified n-heptane. The obtained slurry was extracted from the autoclave and vacuum dried to obtain a prepolymerized catalyst B1. This prepolymerized catalyst B1 contained 2.5 g of polypropylene per 1 g of solid catalyst. When analyzed, the portion of this prepolymerized catalyst B1 excluding polypropylene contained 1.0 wt% Ti and 8.3 wt% t-BuMeSi(OMe) 2 .
重合は、2槽連続の気相重合反応装置を用いて実施した。逐次重合の第1工程を実施する第1重合槽と、第2工程を実施する第2重合槽は、共に内容積230リットルの流動床式反応器である。使用する原料ガスは充分に精製したものを使用した。 The polymerization was carried out using a two-vessel gas-phase polymerization reactor. The first polymerization vessel, which carried out the first step of the sequential polymerization, and the second polymerization vessel, which carried out the second step, were both fluidized bed reactors with an internal volume of 230 liters. The raw gas used was sufficiently purified.
(第1工程:プロピレン重合体の製造)
第1重合槽のガス組成については、プロピレンの分圧が1.8MPaA、重合槽の全圧が3.0MPaG、となる様に、プロピレンと窒素を連続的に供給した。また、分子量制御剤としての水素を、水素/プロピレンのモル比で0.020となるように連続的に供給した。重合温度は60℃となるように制御した。この第1重合槽に、Et3Alを4.0g/hで供給し、更に、上記の予備重合触媒B1を第1重合槽におけるプロピレン重合体の生産速度が17.5kg/hとなるように連続的に供給し、プロピレン単独重合体の製造を行った。第1重合槽で生産したパウダー(プロピレン重合体)は、重合槽内のパウダー保有量が40kgとなるように連続的に抜き出し、第2重合槽に連続的に移送した。第1重合槽から第2重合槽へ移送するパウダーの一部をサンプリングして分析した所、MFRは20.0g/10分であった。なお、MFRの測定の際には、サンプルであるプロピレン重合体に、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-ト]メタン(商品名:IRGANOX1010、BASFジャパン(株)製)、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト(商品名:IRGAFOS 168、BASFジャパン(株)製)、ステアリン酸カルシウム、をそれぞれ適量(500wtppm程度)添加するため、これらをポリ袋に入れ、袋ごと手で上下左右に振とうして内容物を充分撹拌することにより混合(ドライブレンド)した上で測定を行った。
また、MPaGは大気圧を基準にしたゲージ圧であり、真空圧を基準にしたMPaA(絶対圧)とは、XX[MPaG]=XX+0.10133[MPaA]の関係を有する。
(First step: Production of propylene polymer)
As for the gas composition of the first polymerization tank, propylene and nitrogen were continuously supplied so that the partial pressure of propylene was 1.8 MPaA and the total pressure of the polymerization tank was 3.0 MPaG. In addition, hydrogen as a molecular weight control agent was continuously supplied so that the hydrogen/propylene molar ratio was 0.020. The polymerization temperature was controlled to be 60°C. Et 3 Al was supplied to this first polymerization tank at 4.0 g/h, and further, the above prepolymerization catalyst B1 was continuously supplied so that the production rate of the propylene polymer in the first polymerization tank was 17.5 kg/h, and a propylene homopolymer was produced. The powder (propylene polymer) produced in the first polymerization tank was continuously extracted so that the powder holding amount in the polymerization tank was 40 kg, and was continuously transferred to the second polymerization tank. A part of the powder transferred from the first polymerization tank to the second polymerization tank was sampled and analyzed, and the MFR was 20.0 g/10 min. In measuring the MFR, tetrakis[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane (trade name: IRGANOX1010, manufactured by BASF Japan Ltd.), tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite (trade name: IRGAFOS 168, manufactured by BASF Japan Ltd.), and calcium stearate were each added in appropriate amounts (about 500 wtppm) to the propylene polymer sample, and these were placed in a plastic bag and the bag was shaken up and down and left and right by hand to thoroughly stir the contents to mix (dry blend) before the measurement.
Furthermore, MPaG is a gauge pressure based on atmospheric pressure, and has a relationship with MPaA (absolute pressure) based on vacuum pressure: XX [MPaG] = XX + 0.10133 [MPaA].
(第2工程:プロピレン-エチレン共重合体の製造)
第2重合槽のガス組成については、プロピレンの分圧が1.15MPaA、エチレンの分圧が0.35MPaA、重合槽の全圧が2.5MPaG、となる様に、プロピレン、エチレン、窒素を連続的に供給した。また、分子量制御剤としての水素を、水素/(プロピレン+エチレン)のモル比で260ppmとなるように連続的に供給した。重合温度は70℃となるように制御した。更に、重合抑制剤として、エタノールを2.0g/hとなる様に連続的に供給し、プロピレン-エチレン共重合体の製造を行った。第2重合槽で生産が終了したパウダー(プロピレン重合体とプロピレン-エチレン共重合体とからなる多段重合体であるプロピレン系ブロック共重合体)は、重合槽内のパウダー保有量が60kgとなるように連続的にベッセルに抜き出した。このベッセルに、水分を含んだ窒素ガスを供給して反応を停止させ、プロピレン系ブロック共重合体(Y1)を得た。
(Second step: Production of propylene-ethylene copolymer)
As for the gas composition of the second polymerization tank, propylene, ethylene, and nitrogen were continuously supplied so that the partial pressure of propylene was 1.15 MPaA, the partial pressure of ethylene was 0.35 MPaA, and the total pressure of the polymerization tank was 2.5 MPaG. In addition, hydrogen as a molecular weight control agent was continuously supplied so that the molar ratio of hydrogen/(propylene+ethylene) was 260 ppm. The polymerization temperature was controlled to be 70°C. Furthermore, ethanol was continuously supplied as a polymerization inhibitor so that the rate was 2.0 g/h, and a propylene-ethylene copolymer was produced. The powder (propylene-based block copolymer, which is a multistage polymer composed of a propylene polymer and a propylene-ethylene copolymer) produced in the second polymerization tank was continuously extracted into a vessel so that the powder amount in the polymerization tank was 60 kg. Nitrogen gas containing moisture was supplied to this vessel to stop the reaction, and a propylene-based block copolymer (Y1) was obtained.
[プロピレン系ブロック共重合体(Y)ペレットの製造]
製造例3で得られたプロピレン系ブロック共重合体(Y1)100重量部に対し、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)イソシアヌレート(商品名:Cyanox1790、日本サイテックインダストリーズ(株)製)0.05重量部、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト(商品名:IRGAFOS 168、BASFジャパン(株)製)0.10重量部、ステアリン酸カルシウム0.05重量部を配合し、高速攪拌式混合機(ヘンシェルミキサ-、商品名)を用い室温下で3分間混合した。その後、二軸押出機で溶融混練して押し出し、冷水槽を通した後にストランドカッターにてストランドをカットしてペレットを得た。
なお、二軸押出機にはテクノベル社製KZW-25を用い、スクリュー回転数は300RPM、混練温度は、ホッパ下から80、160、180、200、200、200、210、210、210℃(ダイス出口)に設定した。
得られたプロピレン系ブロック共重合体(Y1)のペレットを分析した結果、MFRが1.2g/10分、プロピレン系ブロック共重合体(Y)中のプロピレン-エチレン共重合体(Y-2)の含量が28.0重量%、プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)中のエチレン含量が26.0重量%、プロピレン系ブロック共重合体(Y)の融解ピーク温度が160.0℃、プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)の固有粘度が9.4dl/gであった。
なお、プロピレン系ブロック共重合体(Y1)のペレットを成分(Y)のペレット(Y1)とも称する。
[Production of propylene-based block copolymer (Y) pellets]
100 parts by weight of the propylene-based block copolymer (Y1) obtained in Production Example 3 was mixed with 0.05 parts by weight of 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)isocyanurate (trade name: Cyanox 1790, manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd.), 0.10 parts by weight of tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite (trade name: IRGAFOS 168, manufactured by BASF Japan Co., Ltd.), and 0.05 parts by weight of calcium stearate, and mixed for 3 minutes at room temperature using a high-speed stirring mixer (Henschel mixer, trade name). Thereafter, the mixture was melt-kneaded and extruded using a twin-screw extruder, passed through a cold water bath, and then cut into strands using a strand cutter to obtain pellets.
The twin-screw extruder used was a KZW-25 manufactured by Technobel Co., Ltd. The screw rotation speed was 300 RPM, and the kneading temperatures were set to 80, 160, 180, 200, 200, 200, 210, 210, and 210° C. (die outlet) from the bottom of the hopper.
The pellets of the obtained propylene-based block copolymer (Y1) were analyzed, and as a result, the MFR was 1.2 g/10 min, the content of the propylene-ethylene copolymer (Y-2) in the propylene-based block copolymer (Y) was 28.0 wt %, the ethylene content in the propylene-ethylene copolymer (Y-2) was 26.0 wt %, the melting peak temperature of the propylene-based block copolymer (Y) was 160.0° C., and the intrinsic viscosity of the propylene-ethylene copolymer (Y-2) was 9.4 dl/g.
The pellets of the propylene-based block copolymer (Y1) are also referred to as pellets (Y1) of the component (Y).
(3)プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)
プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)は市販のグレードを用いることができる。
(Z1)ウィンテックWMG03(商品名、日本ポリプロ(株)製)、触媒:メタロセン触媒、融解ピーク温度:142℃、MFR:30g/10分、エチレン含有量:0.9重量%
(Z2)ウィンテックWSX03(商品名、日本ポリプロ(株)製)、触媒:メタロセン触媒、融解ピーク温度:125℃、MFR:25g/10分、エチレン含有量:3.4重量%
(3) Propylene-α-olefin random copolymer (Z)
The propylene-α-olefin random copolymer (Z) may be a commercially available grade.
(Z1) Wintech WMG03 (product name, manufactured by Japan Polypropylene Corporation), catalyst: metallocene catalyst, melting peak temperature: 142°C, MFR: 30g/10min, ethylene content: 0.9% by weight
(Z2) Wintech WSX03 (product name, manufactured by Japan Polypropylene Corporation), catalyst: metallocene catalyst, melting peak temperature: 125°C, MFR: 25g/10min, ethylene content: 3.4% by weight
(4)プロピレン単独重合体
(H1)ノバテックPP MA1B(商品名、日本ポリプロ(株)製)、触媒:チーグラー・ナッタ触媒、融解ピーク温度:158℃、MFR:20g/10分
(4) Propylene homopolymer (H1) Novatec PP MA1B (trade name, manufactured by Japan Polypropylene Corporation), catalyst: Ziegler-Natta catalyst, melting peak temperature: 158°C, MFR: 20g/10min
(5)PPフィラー層用無機フィラー含有樹脂組成物
(PPF-1)TX1447MBN(商品名、日本ポリプロ(株)製)、タルクマスターバッチ
(5) Inorganic filler-containing resin composition for PP filler layer (PPF-1) TX1447MBN (product name, manufactured by Japan Polypropylene Corporation), talc masterbatch
(6)非発泡層用樹脂組成物
(PP-3)ノバテックPP BC3BRFA(商品名、日本ポリプロ(株)製)、MFR:13g/10分)
(6) Resin composition for non-foamed layer (PP-3) Novatec PP BC3BRFA (product name, manufactured by Japan Polypropylene Corporation), MFR: 13 g/10 min)
[実施例1]
発泡層を得るために、成分(X)のペレット(X1)と成分(Y)のペレット(Y1)と、成分(Z)のペレット(Z1)の重量比率を49:21:30とした混合物100重量部と、気泡調整剤として化学発泡剤(商品名:ハイドロセロールCF40E-J、クラリアントジャパン(株)製)1.25重量部とを、リボンブレンダーにより均一に攪拌混合し、バレル途中に物理発泡剤注入用のバレル孔を有するスクリュー径65mmΦの押出機に投入した。
押出機のシリンダー設定温度を240℃、スクリュー回転数を75rpmとして樹脂を加熱溶融して可塑化するとともに気泡調整剤を分解させながら、該混合物100重量部に対して、物理発泡剤として二酸化炭素を、発泡層の樹脂吐出量に対して0.48重量部の割合で、圧入混練して発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物とした。
押出機後段の設定温度を180℃として、その発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物を冷却した。
また、PPフィラー層を得るために、前述のPPフィラー層用樹脂組成物PPF-1と非発泡層用樹脂組成物PP-3とを、重量比率が50:50となるようにリボンブレンダーにより攪拌混合し、スクリュー径65mmΦ押出機に投入して、230℃で加熱溶融後、押出機シリンダーの設定温度を180℃として冷却した。
また、表面層を得るために、スクリュー径40mmΦ押出機に、非発泡層用樹脂組成物PP-3を投入して、230℃で加熱溶融後、押出機シリンダーの設定温度を200℃とて冷却した。
上記発泡層、PPフィラー層及び表面層を、フィードブロックを介してTダイ(ギャップ=0.4mm)より表面層/PPフィラー層/発泡層/PPフィラー層/表面層からなる3種5層構成で大気中に105kg/hrの吐出量で共押出して多層発泡体とし、該発泡体を冷却ロールにより冷却しつつ、ピンチロールで引き取って厚みを調整し、厚み0.81mmのポリプロピレン系樹脂多層発泡シートを得た。
得られた多層発泡シートは、表面層:PPフィラー層:発泡層:PPフィラー層:表面層の厚みが8:80:634:80:8の層構成を有し、発泡体密度が0.379g/cm3、発泡層独立気泡率が50%の外観良好なものであった。発泡シートの評価結果を表2に示す。
[Example 1]
To obtain a foamed layer, 100 parts by weight of a mixture of pellets (X1) of component (X), pellets (Y1) of component (Y), and pellets (Z1) of component (Z) in a weight ratio of 49:21:30 and 1.25 parts by weight of a chemical foaming agent (product name: Hydrocerol CF40E-J, manufactured by Clariant Japan K.K.) as a cell regulator were uniformly stirred and mixed in a ribbon blender, and the mixture was charged into an extruder with a screw diameter of 65 mmΦ having a barrel hole in the middle of the barrel for injecting a physical foaming agent.
The cylinder temperature of the extruder was set to 240°C and the screw rotation speed was set to 75 rpm to heat, melt, and plasticize the resin while decomposing the cell regulator. Carbon dioxide was then pressurized and kneaded as a physical foaming agent at a ratio of 0.48 parts by weight relative to the resin discharged amount of the foam layer per 100 parts by weight of the mixture to obtain a polypropylene resin composition for foam molding.
The temperature of the rear stage of the extruder was set to 180° C., and the polypropylene resin composition for foam molding was cooled.
In addition, to obtain a PP filler layer, the resin composition PPF-1 for the PP filler layer and the resin composition PP-3 for the non-foamed layer were mixed and stirred in a ribbon blender so that the weight ratio was 50:50, and then the mixture was charged into an extruder with a screw diameter of 65 mmΦ, heated and melted at 230°C, and then cooled by setting the temperature of the extruder cylinder to 180°C.
To obtain a surface layer, the resin composition for non-foamed layer PP-3 was put into an extruder having a screw diameter of 40 mm, heated and melted at 230°C, and then cooled by setting the temperature of the extruder cylinder to 200°C.
The foam layer, PP filler layer and surface layer were co-extruded through a feed block and a T-die (gap = 0.4 mm) into the atmosphere at a throughput of 105 kg/hr in a three-type, five-layer structure consisting of surface layer/PP filler layer/foam layer/PP filler layer/surface layer to form a multi-layer foam. The foam was cooled with a cooling roll and taken up with a pinch roll to adjust the thickness, thereby obtaining a polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet having a thickness of 0.81 mm.
The resulting multi-layer foamed sheet had a layer structure of surface layer:PP filler layer:foam layer:PP filler layer:surface layer in a thickness ratio of 8:80:634:80:8, a foam density of 0.379 g/ cm3 , a foam layer closed cell ratio of 50%, and a good appearance. The evaluation results of the foamed sheet are shown in Table 2.
[実施例2~6]
表2に示すような種類及び重量比率で成分(X)と成分(Y)と成分(Z)のペレットと、気泡調整剤として実施例1記載の化学発泡剤1.25重量部とを混合して、実施例1記載と同様の方法で、多層発泡シートを得た。得られた発泡シートの評価結果を表2に示す。
[Examples 2 to 6]
Pellets of component (X), component (Y) and component (Z) in the types and weight ratios shown in Table 2 were mixed with 1.25 parts by weight of the chemical foaming agent described in Example 1 as a cell regulator to obtain a multi-layer foamed sheet in the same manner as described in Example 1. The evaluation results of the obtained foamed sheet are shown in Table 2.
[比較例1]
発泡層を得るために、成分(X)のペレット(X1)と成分(Y)のペレット(Y1)のみを重量比率70:30で用いた以外は、実施例1記載と同様の方法で多層発泡シートを得た。その発泡シートは独立気泡率が低く、シートの外観性及び容器成形性に劣るものであった。得られた発泡シートの評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
A multi-layer foamed sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that only pellets (X1) of component (X) and pellets (Y1) of component (Y) were used in a weight ratio of 70:30 to obtain a foamed layer. The foamed sheet had a low closed cell content and was poor in appearance and moldability. The evaluation results of the obtained foamed sheet are shown in Table 2.
[比較例2]
発泡層を得るために、成分(X)のペレット(X2)と成分(Y)のペレット(Y1)のみを重量比率70:30で用いた以外は、実施例1記載と同様の方法で多層発泡シートを得た。その発泡シートは独立気泡率が低く、シートの外観性及び容器成形性に劣るものであった。得られた発泡シートの評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
A multi-layer foamed sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that only pellets (X2) of component (X) and pellets (Y1) of component (Y) were used in a weight ratio of 70:30 to obtain a foamed layer. The foamed sheet had a low closed cell content and was poor in appearance and moldability. The evaluation results of the obtained foamed sheet are shown in Table 2.
[比較例3]
発泡層を得るために、成分(X)のペレット(X1)と成分(Y)のペレット(Y1)と本願の特許請求の範囲外であるポリプロピレン単独重合体のペレット(H1)を重量比率35:15:50で用いた以外は、実施例1記載と同様の方法で発泡シートを得た。その発泡シートは独立気泡率が低く、シートの外観性及び容器成形性に劣るものであった。得られた発泡シートの評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 3]
A foamed sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that pellets (X1) of component (X), pellets (Y1) of component (Y), and pellets (H1) of a polypropylene homopolymer outside the scope of the claims of the present application were used in a weight ratio of 35:15:50 to obtain a foamed layer. The foamed sheet had a low closed cell content and was poor in the appearance of the sheet and in the moldability for containers. The evaluation results of the obtained foamed sheet are shown in Table 2.
[比較例4]
発泡層を得るために、成分(X)のペレット(X1)と成分(Y)のペレット(Y1)と成分(Z)のペレット(Z2)を、本願の特許請求の範囲外である重量比率17.5:7.5:80で用いた以外は、実施例1記載と同様の方法で発泡シートを得た。その発泡シートは独立気泡率が低く、シートの外観性及び容器成形性に劣るものであった。得られた発泡シートの評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 4]
A foamed sheet was obtained in the same manner as described in Example 1, except that pellets (X1) of component (X), pellets (Y1) of component (Y), and pellets (Z2) of component (Z) were used in a weight ratio of 17.5:7.5:80, which is outside the scope of the claims of the present application, to obtain a foamed layer. The foamed sheet had a low closed cell content and was poor in the appearance of the sheet and in the moldability for containers. The evaluation results of the obtained foamed sheet are shown in Table 2.
[比較例5]
発泡層を得るために、成分(X)のペレット(X2)と成分(Y)のペレット(Y1)と成分(Z)のペレット(Z2)を、本願の特許請求の範囲外である重量比率17.5:7.5:80で用いた以外は、実施例1記載と同様の方法で発泡シートを得た。その発泡シートは独立気泡率が低く、シートの外観性及び容器成形性に劣るものであった。得られた発泡シートの評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 5]
A foamed sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that pellets (X2) of component (X), pellets (Y1) of component (Y), and pellets (Z2) of component (Z) were used in a weight ratio of 17.5:7.5:80, which is outside the scope of the claims of the present application, to obtain a foamed layer. The foamed sheet had a low closed cell content and was poor in the appearance of the sheet and in the moldability for containers. The evaluation results of the obtained foamed sheet are shown in Table 2.
[実施例7~10]
実施例1記載と同様の方法で、表3に示される各層の厚み、発泡体密度、発泡層倍率および発泡層独立気泡率を有する多層発泡シートを得た。ここで、成分(X)、成分(Y)及び成分(Z)の種類及び重量比率は、表3に示されるものに変更した。得られた発泡シートの評価結果を表3に示す。
[Examples 7 to 10]
In the same manner as in Example 1, a multi-layer foamed sheet was obtained having the thickness of each layer, foam density, foam layer magnification and foam layer closed cell ratio shown in Table 3. Here, the types and weight ratios of component (X), component (Y) and component (Z) were changed to those shown in Table 3. The evaluation results of the obtained foamed sheet are shown in Table 3.
本発明のポリプロピレン系樹脂多層発泡シートおよび該発泡シートを用いた熱成形体は、均一微細な発泡セルが得られ、外観、熱成形性、耐衝撃性、軽量性、剛性、耐熱性、断熱性、耐油性等に優れていることより、トレー、皿、カップなどの食品容器や自動車ドアトリム、自動車トランクマットなどの車両内装材、包装、文具、建材などに好適に利用でき、工業的価値は極めて高い。 The polypropylene resin multi-layer foamed sheet of the present invention and the thermoformed product using said foamed sheet have uniform fine foam cells and are excellent in appearance, thermoformability, impact resistance, light weight, rigidity, heat resistance, heat insulation, oil resistance, etc., and can be suitably used for food containers such as trays, plates, and cups, vehicle interior materials such as automobile door trims and automobile trunk mats, packaging, stationery, building materials, etc., and are of extremely high industrial value.
Claims (4)
前記ポリプロピレン系樹脂組成物が、
下記の(X-i)~(X-iv)の特性を有し、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X)を67.5~2.5重量%、
下記の(Y-i)~(Y-v)の特性を有し、プロピレン(共)重合体(Y-1)およびプロピレン-エチレン共重合体(Y-2)からなるプロピレン系ブロック共重合体(Y)を2.5~67.5重量%、及び
下記の(Z-i)~(Z-ii)の特性を有するプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体(Z)を10~65重量%
含み(ただし、(X)、(Y)、(Z)の合計は100重量%である)、
前記プロピレン系ブロック共重合体(Y)は、チーグラー・ナッタ系触媒で重合されており、
前記プロピレン(共)重合体(Y-1)は、プロピレン単独重合体であるか、コモノマー含量0.1~5.0重量%であるプロピレンランダム共重合体であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂多層発泡シート。
(X-i)MFRが0.1~30.0g/10分であること。
(X-ii)GPCによる分子量分布Mw/Mnが3.0~10.0、且つMz/Mwが2.5~10.0であること。
(X-iii)溶融張力(MT)(単位:g)は、
log(MT)≧-0.9×log(MFR)+0.7、または
MT≧15
のいずれかを満たすこと。
(X-iv)25℃パラキシレン可溶成分量(CXS)がポリプロピレン樹脂(X)の全重量に対して5.0重量%未満であること。
(Y-i)(Y-1)と(Y-2)の割合は、(Y-1)が50~99重量%、(Y-2)が1~50重量%であること(但し、プロピレン系ブロック共重合体(Y)の全重量を100重量%とする。)。
(Y-ii)プロピレン系ブロック共重合体(Y)のMFRが0.1~200.0g/10分であること。
(Y-iii)プロピレン系ブロック共重合体(Y)の融解ピーク温度が155℃を超えること。
(Y-iv)プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)中のエチレン含量が11~60重量%であること(但し、プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)の構成モノマーの全重量を100重量%とする。)。
(Y-v)プロピレン-エチレン共重合体(Y-2)の135℃デカリン中での固有粘度が5.3dl/g以上であること。
(Z-i)メタロセン触媒で重合されていること。
(Z-ii)DSCにて測定される融解ピーク温度が155℃以下であること。 A polypropylene-based resin multi-layer foamed sheet comprising a foam layer derived from a polypropylene-based resin composition for foam molding, the foam layer containing 0.05 to 6.0 parts by weight of a foaming agent per 100 parts by weight of the polypropylene-based resin composition, a PP filler layer containing an inorganic filler, and a surface layer made of a thermoplastic resin composition,
The polypropylene resin composition comprises
67.5 to 2.5% by weight of polypropylene resin (X) having a long chain branched structure and having the following characteristics (X-i) to (X-iv),
2.5 to 67.5% by weight of a propylene -based block copolymer (Y) having the following characteristics (Y-i) to (Y-v) and consisting of a propylene (co)polymer (Y-1) and a propylene-ethylene copolymer (Y-2), and 10 to 65% by weight of a propylene-α-olefin random copolymer (Z) having the following characteristics (Z-i) to (Z-ii).
( wherein the total of (X), (Y), and (Z) is 100% by weight) ,
The propylene-based block copolymer (Y) is polymerized using a Ziegler-Natta catalyst,
The propylene (co)polymer (Y-1) is a propylene homopolymer or a propylene random copolymer having a comonomer content of 0.1 to 5.0% by weight .
(X-i) MFR is 0.1 to 30.0 g/10 min.
(X-ii) The molecular weight distribution Mw/Mn measured by GPC is 3.0 to 10.0, and Mz/Mw is 2.5 to 10.0.
(X-iii) Melt tension (MT) (unit: g)
log(MT)≧−0.9×log(MFR)+0.7, or MT≧15
The above conditions must be satisfied.
(X-iv) The amount of paraxylene soluble components at 25° C. (CXS) is less than 5.0% by weight based on the total weight of the polypropylene resin (X).
(Y-i) The ratio of (Y-1) to (Y-2) is 50 to 99% by weight for (Y-1) and 1 to 50% by weight for (Y-2) (where the total weight of the propylene block copolymer (Y) is 100% by weight).
(Y-ii) The MFR of the propylene block copolymer (Y) is 0.1 to 200.0 g/10 min.
(Y-iii) The propylene block copolymer (Y) has a peak melting temperature of more than 155°C.
(Y-iv) The ethylene content in the propylene-ethylene copolymer (Y-2) is 11 to 60% by weight (wherein the total weight of the constituent monomers of the propylene-ethylene copolymer (Y-2) is taken as 100% by weight).
(Yv) The intrinsic viscosity of the propylene-ethylene copolymer (Y-2) in decalin at 135° C. is 5.3 dl/g or more.
(Zi) It is polymerized using a metallocene catalyst.
(Z-ii) The melting peak temperature measured by DSC is 155° C. or lower.
(X-v):絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’は、0.30以上0.95未満であること。 The polypropylene resin multi-layer foamed sheet according to claim 1, characterized in that the polypropylene resin (X) has the following property (X-v):
(Xv): The branching index g ' at an absolute molecular weight Mabs of 1 million is 0.30 or more and less than 0.95.
(X-vi):13C-NMRによるプロピレン単位3連鎖のmm分率が95%以上であること。 The polypropylene resin multi-layer foamed sheet according to claim 2, wherein the polypropylene resin (X) has the following property (X-vi):
(X-vi): The mm fraction of consecutive propylene units of three units determined by 13 C-NMR is 95% or more.
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