JPH073087A - 良好な透明性および改良された耐衝撃性を有するポリプロピレン組成物 - Google Patents
良好な透明性および改良された耐衝撃性を有するポリプロピレン組成物Info
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Abstract
るポリプロピレン組成物を提供する。 【構成】A)プロピレンの結晶性ホモポリマー70〜9
8重量部またはエチレンおよび/またはC4〜C10α−
オレフィン0.5〜10重量%を含むプロピレンとエチ
レンおよび/またはα−オレフィンとの結晶性ランダム
コポリマー(画分A)および B)エチレン60〜85重量%を含み25℃でキシレン
に部分的に可溶性である、エチレンと1種類以上のC4
〜C10α−オレフィンとのエラストマー性コポリマー2
〜30重量部(画分B)を含んでなり、25℃のキシレ
ンに可溶性の画分が、135℃のテトラヒドロナフタレ
ン中で極限粘度0.8〜1.1dl/gを有することを
特徴とする、ポリマー組成物。
Description
な透明性を有するポリプロピレン組成物に関する。ある
応用には、プロピレンホモポリマーの結晶化度を、プロ
ピレンと少量のエチレンおよび/またはα−オレフィ
ン、例えば1−ブテン、1−ペンテンおよび1−ヘキセ
ンとの共重合によって減少させるのが有用なことが知ら
れている。このようにして、いわゆるランダムな結晶性
のプロピレンコポリマーであって、ホモポリマーと比較
して柔軟性および透明度が一層良好であることを本質的
な特徴とするものを得ることができる。
料水および他の液状食物の輸送パイプ、加熱装置、単層
ボトル(洗剤用)、多層ボトル(飲料および香水用)、
包装用の単層または多層フィルムおよび固形食物の容器
のような多くの応用分野に使用することができる。しか
しながら、プロピレンランダムコポリマーでは、優れた
透明性は有するものの、特に低温下では、前記の用途に
満足に使用することができるホモポリマーよりも良好な
耐衝撃性は得られるない。ポリプロピレンの耐衝撃性
は、十分量のエラストマー性のプロピレン−エチレンコ
ポリマーの適量を機械的混合または逐次重合によってホ
モポリマーに加えることによって改良することができる
ということがかなり以前から知られている。しかしなが
ら、この改良は材料の透明性を犠牲にして得られるので
ある。
4,634,740号明細書にはポリプロピレンを溶融
状態で、特異的な触媒によって得られ、エチレン含量が
70〜85重量%であるプロピレン−エチレンコポリマ
ーと混合することが提案されている。しかしながら、こ
のような組成物の調製には、ホモポリマーとコポリマー
とを別個に合成した後それらを混合する必要がある。こ
れは、このような物質の生産に伴う設備投資および製造
費用の点から明らかに不都合である。更に、これらの組
成物は、プロピレンホモポリマーに実質的に匹敵する透
明度値(曇り度)を有する。それ故、前記の特許明細書
には、良好な透明性を有する組成物を得る方法は記載さ
れていない。前記の米国特許明細書に記載されている組
成物のもう一つの欠点は、プロピレン−エチレンコポリ
マーが、精製工程を省略するため触媒活性のあまり高く
ない触媒を用いて合成されることである。
以前に低温耐衝撃性を有し、重合(逐次共重合)によっ
て直接に製造することができる、透明なポリプロピレン
組成物を製造した。この組成物は公開特許出願EP−A
−373660号明細書の主題を構成しており、結晶性
のランダムプロピレンコポリマーと、エチレンとプロピ
レンおよび/またはエチレン20〜70重量%を含むC
4〜C8α−オレフィンとのエラストマー性コポリマー
とを含んでいる。この特許出願明細書によれば、前記の
組成物は、エラストマー性コポリマーのエチレン含量の
値に周囲温度でキシレンに可溶性のエラストマー性コポ
リマーの極限粘度(I.V)とプロピレンランダムコポ
リマーのそれとの比の値を掛けたものが所定の範囲内に
あることから、機械的および化学的物理的特性のバラン
スが良好である。しかしながら、0℃でのアイゾッド値
と延性/脆性の転移温度から、前記の組成物を低温で、
例えば食品の保存容器などに使用するには不適当であ
る。本出願人の名称での公開欧州特許第EP−A−05
57953号明細書には、プロピレンの結晶性ランダム
コポリマーを、エラストマー性コポリマーおよびLLD
PE、LDPEおよびHDPEから選択した1種類以上
のポリマーを含んでなる機械的混合物の適当量で改質す
ることによって、低温でも透明性、剛性および耐衝撃性
のバランスが良好であるポリオレフィン組成物が記載さ
れている。
撃性のバランスが最適である新規なポリプロピレン組成
物が見出された。したがって、本発明は、 A)結晶性プロピレンのホモポリマー70〜98重量部
またはエチレンおよび/またはC4〜C10α−オレフィ
ン0.5〜10重量%を含むプロピレンとエチレンおよ
び/またはα−オレフィンとの結晶性のランダムコポリ
マー(画分A)およびB)エチレン60〜85重量%を
含み25℃でキシレンに部分的に可溶性である、エチレ
ンと1種類以上のC4〜C10α−オレフィンとのエラス
トマー性コポリマー2〜30重量部(画分B)を含んで
なり、25℃のキシレンに可溶性の画分が、135℃の
テトラヒドロナフタレン中で極限粘度0.8〜1.1d
l/gを有することを特徴とするポリマー組成物を提供
するものである。
0.9〜11.1dl/g(両限界値を含む)の範囲で
あるものである。画分Aがポリマー組成物の75〜85
重量部を構成し、画分Bがこの組成物の15〜25重量
部を構成するポリマー組成物も好ましい。画分Aのコポ
リマーに含まれるエチレンおよび/またはC4〜C10α
−オレフィンの好ましい量は、1〜5重量%である。画
分Bのコポリマーに含まれるエチレンの量は、好ましく
は63〜85重量%であり、最も好ましくは、65〜7
5重量%である。画分AおよびBにおいてコモノマーと
して用いることのできるC4〜C10α−オレフィンの例
は、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセンおよび4
−メチル−1−ペンテンなどが挙げられる。特に好まし
いのは、1−ブテンである。
〜20g/10分のMFR値(ASTM D 1238
L)を有する。更に、前記の組成物の曲げ弾性率値は通
常は500〜1600MPaの範囲であり、延性/脆性
の転移温度は+10〜−50℃である。改良された透明
性および剛性を得るために、本発明のポリマー組成物は
場合によっては、この目的に一般に用いる物質、例えば
ジブチリデンソルビトール(DBS)で成核させること
ができる。この成核剤は、1000〜3000ppmの
量で加えるのが好ましい。
ウム上に担持された立体特異性チグラー−ナッタ触媒の
存在下で、モノマーを逐次共重合して製造することがで
きる。 重合は少なくとも2工程で行い、第一の工程で
は画分Aのポリマーの合成を行い、第二工程では画分B
のポリマーの合成を行う。後者の合成は、前工程で得ら
れるポリマーおよび使用した触媒の存在下で行う。この
重合工程は、既知の技術にしたがい、不活性な希釈剤の
存在下または非存在下で液相でまたは気相で、あるいは
液相−気相の混合手法で操作して、連続的にまたは回分
式で行うことができる。二工程に関する反応時間および
温度は重大ではないが、好都合にはそれぞれ0.5〜5
時間および50℃〜90℃の範囲にある。分子量の調節
は、一般に用いられる分子量調節剤、例えば水素および
ZnEt2を用いて行う。
とのできる触媒は、特許文献において周知である。特に
好適なものは、米国特許第4,339,054号明細書
および欧州特許第45977号明細書に記載の触媒であ
る。他の触媒の例は、米国特許第4,472,524号
および第4,473,660号明細書に記載されてい
る。重合に用いる立体特異触媒は、下記の成分の反応生
成物を含んでなる。 a)塩化マグネシウム上に担持されたチタン化合物およ
び電子供与体化合物(内部電子供与体)を含む固体成
分、 b)アルミニウムアルキル化合物(共触媒)および c)電子供与体化合物(外部電子供与体)。 前記の触媒は、アイソタクチック指数が90%を上回る
ホモポリマーポリプロピレンを生成することができるの
が好ましい。
て、エーテル、ケトン、ラクトン、N、Pおよび/また
はS原子を含む化合物、およびモノ−およびジカルボン
酸エステルの中から選択した化合物を含む。特に好まし
いのは、例えばジイソブチル、ジオクチルおよびジフェ
ニルフタレート、モノベンジルモノブチルフタレートの
ようなフタル酸エステル;ジイソブチルおよびジエチル
マロネートのようなリンゴ酸エステル;アルキルおよび
アリールピバレート;アルキル、シクロアルキルおよび
アリールメレエート;ジイソブチルカーボネート、モノ
エチルモノフェニルカーボネートおよびジフェニルカー
ボネートのようなアルキルおよびアリールカーボネー
ト;モノ−およびジエチルスクシネートなどのコハク酸
エステルである。他の特に好ましい電子供与体は、下記
の式(I)の1,3−ジエーテルである。 (上記式中、RIおよびRIIは、同一でもまたは異なっ
ていてもよく、C1〜C18アルキル、C3〜C18シクロ
アルキルまたはC6〜C18アリール基を表わし、RIII
およびRIVは、同一でもまたは異なっていてもよく、1
〜4個の炭素原子を有するアルキル基である)。前記の
型のエーテルは、公開欧州特許出願第EP−A−361
493号明細書に例示されている。式(I)のエーテル
の代表的な例は、2−メチル−2−イソプロピル−1,
3−ジメトキシプロパン、2,2−ジイソブチル−1,
3−ジメトキシプロパン、および2−イソプロピル−2
−シクロペンチル−1,3−ジメトキシプロパンであ
る。
造される。それらの1つは、二ハロゲン化マグネシウム
(水含量が1重量%未満の無水状態で用いられる)を、
チタン化合物および電子供与体化合物と共に、二ハロゲ
ン化マグネシウムを活性化する条件下で微粉砕または同
時微粉砕した後、微粉砕した生成物を過剰量のTiCl
4で80℃〜135℃の温度で1回以上処理し、次い
で、塩素イオンが洗浄水から消失するまで、炭化水素
(例えばヘキサン)で繰り返し洗浄することからなって
いる。
化マグネシウムを既知の方法にしたがって予備活性化
し、次に電子供与体化合物を含む過剰量のTiCl4の
溶液と反応させる。この場合には、操作は80℃〜13
5℃の温度でも行われる。場合によっては、TiCl4
処理を繰り返し行うことができる。次に、固形物をヘキ
サンまたは他の溶媒で洗浄し、未反応のTiCl4を完
全に除去する。
H付加生成物(特に、球形粒子の形態のもの)であっ
て、nが通常1〜3であり、ROHがエタノール、ブタ
ノールまたはイソブタノールであるものを電子供与体化
合物を含む過剰量のTiCl4の溶液と反応させる。反
応温度は、通常は80〜120℃の範囲である。反応後
に固形生成物を単離し、TiCl4と1回以上反応させ
た後、炭化水素の溶媒で洗浄して、未反応のTiCl4
を完全に除去する。
ートおよびクロロアルコラート(クロロアルコラートは
米国特許第4,220,554号明細書にしたがって製
造することができる)を、電子供与体化合物を含む過剰
量のTiCl4の溶液と前記と同じ条件下で操作しなが
ら反応させる。Ti含量として表わされる固体触媒成分
中のチタン化合物は、通常は0.5〜10重量%の量で
含まれており、固体上に残った電子供与体化合物(内部
供与体)の量は、通常は二ハロゲン化マグネシウムに対
して5〜20モル%である。
ン化合物は、ハロゲン化物またはハロゲンアルコラート
である。四塩化チタンが、好ましい化合物である。三ハ
ロゲン化チタン、特にTiCl3HR(HR=還元され
た水素)、TiCl3ARA(ARA=還元され、活性
化したアルミニウム)およびTiCl3OR(但し、R
はフェニル基である)のようなハロゲン化チタンアルコ
ラートでも、満足な結果が得られる。前記の調製を行う
ことにより、活性化二ハロゲン化マグネシウムが形成さ
れる。前記の反応の他に、ハロゲン化マグネシウムと異
なるマグネシウム化合物、例えばマグネシウムカルボキ
シレートから出発して、活性化した二ハロゲン化マグネ
シウムを形成する他の反応が、当該技術分野で知られて
いる。
の活性化した形態は、触媒成分のX線スペクトルにおい
て、主要な強度反射のピーク半値幅が活性化されていな
い二ハロゲン化マグネシウムのスペクトルに現れる主要
な強度反射に対して少なくとも30%を上回るという事
実、または(表面積が3m2/g未満の活性化されてい
ないハロゲン化マグネシウムのスペクトルに現れる)主
要な強度反射が存在せず、代わりに活性化されていない
二ハロゲン化マグネシウムの最大強度反射の位置に対し
て移動した最大強度を有するハロが存在するという事実
から識別することができる。ハロゲン化マグネシウムの
最も活性な形態は、X線スペクトルがハロを示すもので
ある。二ハロゲン化マグネシウムの中では、塩化マグネ
シウムが好ましい化合物である。塩化マグネシウムの最
も活性な形態の場合には、この触媒成分のX線のスペク
トルは反射の代りにハロを示し、活性化されていない塩
化マグネシウムのスペクトルでは、2.56オングスト
ロームの距離に位置する。
ミニウム化合物、例えばAl−トリエチル、Al−トリ
イソブチルおよびAl−トリ−n−ブチルが好ましく用
いられる。助触媒(b)の他の例は、OまたはN原子ま
たはSO2、SO3またはSO4基によって結合した2
個以上のAl原子を含む、線状または環状のAl−アル
キル化合物である。これらの化合物の幾つかの例には、
下記のようなものが挙げられる。 (C2H5)2−Al−O−Al(C2H5)2 (C2H5)2−Al−N(C6H5)−Al(C2H
5)2 (C2H5)2−Al−SO2−Al−(C2H5)2 CH3−[(CH3)Al−O−]n−Al(CH3)
2 −[(CH3)Al−O]n− (式中、nは1〜20までの数である)。通常は、Al
−アルキル化合物は、Al/Tiの比が1〜1000の
間になる量で含まれる。
部電子供与体として用いることのできる電子供与体化合
物(c)には、芳香族酸エステル(例えば、アルキルベ
ンゾエート)、ヘテロ環式化合物(例えば、2,2,
6,6−テトラメチルピペリジンおよび2,6−ジイソ
プロピルピペリジン)、および特に少なくとも1つのS
i−OR結合(Rは炭化水素基である)を含むケイ素化
合物が含まれる。ケイ素化合物の例としては、(t−C
4H9)2Si(OCH3)2、(C6H11)2Si
(OCH3)2および(C6H5)2Si(OCH3)
2が挙げられる。式(I)の1,3−ジエーテルも、外
部供与体として用いるのに好適である。内部供与体が式
(I)の1,3−ジエーテルの1つである場合には、外
部供与体を省略することができる。触媒は、少量のオレ
フィンと予備接触(前重合)させ、炭化水素溶媒の懸濁
液中に触媒を保持し、周囲温度から60℃の間の温度で
重合させることができる。生成するポリマーの量は、触
媒の重量の0.5〜3倍である。予備重合は、前記の温
度条件下で、液状プロピレン中で行うこともでき、ポリ
マーの生成量は、触媒成分1グラムにつき1000gに
まで達することができる。
およびポリマー組成物の特性は、下記の方法によって測
定した。極限粘度 :テトラヒドロナフタリン中、15℃。MFR :ASTM D−1238に準じて、条件L。エチレン含量(C2) :IR分光分析法。キシレンに可溶性および不溶性の画分 :材料の試料を1
25℃のキシレンに溶解し、溶液を周囲温度まで冷却す
る。可溶性および不溶性の画分を、濾過によって分離す
る。曲げ弾性率 :ASTM D−790(タンジェント)に
準じる。耐衝撃性(アイゾッド) :ASTM D−256(ノッ
チ付試験片)に準じる。延性/脆性転移温度 :内部ハイモント法による。ここ
で、延性/脆性転移は所定の重量を有し、所定の高さか
ら落下するラムにより衝撃を加えるとき、その50%が
脆性亀裂を呈する温度として定義される。曇り度 :厚み1mmの標本につきASTM D−100
3に準じる。融点 :DSC法に準じる。降伏点伸び :ASTM D−638に準じる。破断点伸び :ASTM D−638に準じる。ビカー :ASTM D−1525に準じる。 下記の実施例は本発明を説明するためのものであり、制
限するものではない。
る。撹拌機を備えた反応装置に、不活性雰囲気中で、M
gCl228.4g、無水エタノール49.5g、RO
L OB/30ワセリン油100ml、粘度が350c
sのシリコーン油100mlを導入し、内容物を120
℃に加熱して、MgCl2を溶解させる。次に、高温の
反応混合物を、T−45N Ultra Turrax
撹拌機を備え、ワセリン油150mlおよびシリコーン
油150mlの入った1500mlの容器に移す。温度
を120℃に保ち、撹拌を3000rpmで3分間続け
る。次に、混合物を、撹拌機を備え0℃に冷却した無水
n−ヘプタン1000mlを含む2リットル容器中に空
ける。得られた微粒子を濾過によって回収し、n−ヘキ
サン500mlで洗浄し、MgCl2・2.1C2H5
OHの付加生成物が得られるまで、窒素気流中で温度を
30から180℃まで徐々に上昇させる。付加物25g
を、撹拌機を備え、TiCl4625mlを含む反応機
に、0℃で撹拌しながら移す。温度を100℃まで上
げ、混合物をこの温度で1時間加熱する。この温度が4
0℃に達したとき、ジイソブチルフタレートに対するマ
グネシウムのモル比が8になる量のジイソブチルフタレ
ートを加える。反応装置の内容物を撹拌しながら100
℃まで2時間加熱し、次に固形生成物を沈澱させた後、
液体をまだ熱いうちにサイフォンで吸出する。TiCl
4550mlを加え、混合物を撹拌しながら120℃ま
で1時間加熱する。撹拌を中断し、固形生成物を沈澱さ
せ、液体をまだ熱いうちにサイフォンで吸出する。固形
生成物を1回につきn−ヘキサン200mlを用いて6
0℃で6回洗浄した後、室温で3回洗浄する。
へと直ちに移すための装置を備えた一連の反応装置中で
連続的に行う。下記の実施例では、重合工程の前に予備
重合を行い、これは過剰量の液体プロピレンの存在下で
反応装置中で行い、この予備重合は20〜24℃の温度
で、約1.5〜約2分間継続する。次に、このプレポリ
マーを第一の反応装置に移し、ここで気相で重合を行う
ことによって画分Aを形成する。この画分Aのポリマー
は、未反応のモノマーを総て除去した後に、第一の反応
装置から第二の反応装置へと送られる。この反応装置中
で画分Bが形成される。この予備重合および重合の実施
例では、固体触媒成分(a)(前記の通り調製)と共
に、助触媒としてのトリエチルアルミニウム(TEA
L)、外部電子供与体としてのジシクロペンチル−ジメ
トキシシラン(DCPMS)が用いられる。TEAL対
DCPMS、およびTEAL対Tiの重量比を、表1に
示す。表2は、一回の反応工程に導入されるモノマーの
温度、圧力およびモル比を示したものである。気相で
は、水素およびモノマーをガスクロマトグラフィーによ
って連続的に分析し、適当に供給を行うことによって所
望の濃度を維持する。一回の重合工程では、温度および
圧力を一定に保つ。表3および4に、本発明による実施
例(実施例1−3)および比較例(1c)の生成物の組
成および特性を示す。
Claims (6)
- 【請求項1】A)プロピレンの結晶性ホモポリマー70
〜98重量部またはエチレンおよび/またはC4〜C10
α−オレフィン0.5〜10重量%を含むプロピレンと
エチレンおよび/またはα−オレフィンとの結晶性ラン
ダムコポリマー(画分A)および B)エチレン60〜85重量%を含み25℃でキシレン
に部分的に可溶性である、エチレンと1種類以上のC4
〜C10α−オレフィンとのエラストマー性コポリマー2
〜30重量部(画分B)を含んでなり、25℃のキシレ
ンに可溶性の画分が、135℃のテトラヒドロナフタレ
ン中で極限粘度0.8〜1.1dl/gを有することを
特徴とする、ポリマー組成物。 - 【請求項2】25℃のキシレンに可溶性の画分が、13
5℃のテトラヒドロナフタレン中で極限粘度0.9〜
1.1dl/gを有する、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】画分Bがエチレンと1−ブテンとのコポリ
マーである、請求項1または2に記載の組成物。 - 【請求項4】画分Aがポリマー組成物の75〜85重量
部を構成し、画分Bが15〜25重量部を構成する、請
求項1に記載の組成物。 - 【請求項5】画分Aがエチレンおよび/またはC4〜C
10α−オレフィン0.5〜10重量%を含むプロピレン
のコポリマーである、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項6】画分Aを活性な二ハロゲン化マグネシウム
上に担持される立体特異性触媒の存在下で行う第一の重
合工程で生成し、画分Bを前工程で得たポリマーおよび
触媒の存在下で行う第二の重合工程で生成することを特
徴とする、請求項1に記載の組成物の製造法。
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