説明

水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム及びその用途

【課題】 フィルムの耐ブロッキング性、透明性、柔軟性及び耐衝撃性を向上させたポリプロピレン系樹脂フィルムの提供。
【解決手段】 メタロセン系触媒を用いて、第1工程でプロピレン単独又はエチレン含量7wt%以下のプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)を30〜95wt%、第2工程で成分(A1)よりも3〜20wt%多くのエチレンを含有するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)を70〜5wt%逐次重合することで得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)であり、MFRが1〜20g/10分の範囲にあり、固体粘弾性測定により得られる温度−損失正接曲線において、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有するプロピレン−エチレンブロック共重合体を用い、水冷インフレーション成形により成形されたポリプロピレン系フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルムに関し、詳しくは、透明性や耐熱性及び衝撃強度がバランスよく優れ、適度な柔軟性を有し、開口性や耐ブロッキング性も良好で、ブリードアウトの少ない水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム、さらにその好適な用途に係わるものである。
【従来の技術】
【0002】
ポリプロピレン系フィルムは、その優れた剛性などの機械物性や透明性及び光沢性などの光学的特性を生かして、食品や一般雑貨の包装用フィルムなどとして広く利用され、その優れた経済性や成形性さらには環境問題適応性などにもより、フィルム材料として需要がさらに増加している。
これらフィルム用途での使用に際し、フィルム同士が密着し剥がれにくくなるブロッキングは、製袋工程や使用時の開口性などを悪化させる大きな問題であり、これまでこの改良のために様々な提案が成されてきた。
しかし、耐ブロッキング性を向上させるために、シリカなどのアンチブロッキング剤を大量に添加すると、ポリプロピレンフィルムの特徴である優れた透明性が損なわれるという問題が生じている。
【0003】
そこで、ポリプロピレンにおける、このような問題を改良するために、多様な手法が提示されており、例えば、粒径の異なるシリカを使用する方法が提案されているが(特許文献1)、この方法ではブロッキングは解決するものの、粒径の大きなシリカによりフィルムどうしが擦れるときの傷つき性が生起し、透明性も不足してしまい、また、気相法で製造した樹脂をラジカル発生剤の存在下に分子量減成し、耐ブロッキング性や透明性の向上を目指す方法も提案され(特許文献2)、この方法ではある程度の効果は認められるものの充分ではなく、さらに、この方法は分子量減成するためにポリプロピレンをラジカル発生剤による処理をする工程を含んでおり、ラジカル発生剤によりフィルム巻製品の端面色の悪化や臭気性といった問題を引き起こしている。
分子量減成を行わなくても分子量分布が狭く、かつ結晶性分布が狭いプロピレン樹脂を用いる水冷インフレーションフィルムが提案されているが(特許文献3)、フィルムの端面色や臭気の問題は解決するものの、製膜安定性に問題があり、特にブロー比をアップした場合にはバブルの振れが発生し製膜安定性が不足し、フィルム物性についても充分満足いく結果が得られていない。
【0004】
このような諸問題点を鑑みて、メタロセン触媒による特定の結晶性ポリプロピレンと合成シリカ及び脂肪酸アミドの樹脂組成物からなる、透明性の良好な水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムが提案されており(特許文献4)、この水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムは、透明性や滑り性及び耐ブロッキング性、さらに耐傷つき性や耐衝撃性などのバランスに優れた良好なものである。しかし、野菜包装などの比較的低温で使用される食品包装や液体などの重量物包装の場合などの耐衝撃性が強く求められる用途には、さらに衝撃強度を有するフィルムが望まれている。
【0005】
一方で、特定のポリプロピレン系樹脂により、ポリプロピレンフィルムの柔軟性(しなやかさ)や耐衝撃性を向上させる検討も行われており、
第一工程で結晶性ポリプロピレンを第二工程でプロピレン−エチレン共重合体エラストマーを製造する、いわゆるブロックタイプのリアクターTPOと称されるものは、ランダムコポリマータイプのエラストマーに比べて耐熱性と生産性に優れるという特徴を有し、また、機械的な混合により製造されるエラストマーに対して、生成物の品質が安定し製造コストが低下し、エテストマー組成を広く可変にできるなどの有利な特性を有することから、経済性も高く、最近において非常に汎用されている。
しかし、その多くは、第一工程で製造される結晶性ポリプロピレンと、第二工程で製造されるプロピレン−エチレン共重合体エラストマーとが相分離し、透明性が著しく悪く、また、柔軟性にも劣るという欠点を有しているため、透明性が要求されるフィルム分野においてその使用は困難であった。
そこで、透明性と柔軟性に極めて優れたポリプロピレン系エラストマー或いはプラストマーが実現されれば、包装材料などとしてのフィルム材料として非常に有意義であると認識され、これまでに様々な改良提案がなされてきた。
【0006】
例えば、柔軟性を向上させ透明性の悪化を解決するために、第一工程でエチレン含有量の少ないポリプロピレン又はプロピレン−エチレン共重合体を、第二工程でエチレン含有量が第一工程より多いものの比較的少ないプロピレン−エチレン共重合体エラストマーを、チーグラー・ナッタ系触媒を用いて連続重合するという手法が開示されている(特許文献5)。しかし、チーグラー・ナッタ系触媒は活性点の種類が複数あるため、生成したプロピレン−エチレン共重合体の結晶性及び分子量分布が広く、低結晶で低分子量の成分を多く生成することで、製品のベタツキやブリードアウト(低分子量成分や添加剤などの滲出)が強く見られ、ブロッキングや外観不良などの問題が発生しやすいという欠点を内在している。
このために、低分子量成分の生成を抑えるようエラストマーの固有粘度すなわち分子量をある程度以上高くする手法も開示されているが(特許文献6)、分子量を増加させても低結晶性成分の生成の抑制効果が小さく、透明性が充分でなくベタツキやブリードアウトの改良も未だに不十分であって、エラストマーの分子量が高いことでブツやフィッシュアイなどと称される外観不良も発生しやすくなり、押出成形性が悪化するため造粒工程で有機過酸化物を用いることで臭気性が顕著に悪化するなどの多くの問題を呈している。
さらに最近においては、メタロセン系触媒による、ブロックタイプのリアクターTPOも開示されているが、ポリプロピレン系フィルムの透明性や柔軟性及び耐衝撃性などをバランスよく改良して、ブロッキングの問題をも解決する手法は未だ見られない。
【0007】
【特許文献1】特開平4−39343号公報
【特許文献2】特開平5−279522号公報
【特許文献3】特開平11−255825号公報
【特許文献4】特開2003−82180号公報(要約)
【特許文献5】特開昭63−159412号公報(特許請求の範囲、第2頁右下欄)
【特許文献6】特開平9−324022号公報(要約)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
背景技術の段落0002〜0006において概述したように、フィルムの耐ブロッキング性を向上させ、透明性や柔軟性及び耐衝撃性などをも高める有効な手法は開発されていず、また、ブロックタイプのリアクターTPOの多くは透明性に劣るものであるし、透明性が改良されたポリプロピレン系樹脂を用いることで透明性や柔軟性などが優れたフィルムを形成でき、その有効利用も望まれているところであるが、包装フィルムとして、透明性や柔軟性が優れていてもベタツキやブリードアウトなどの他の問題を呈しているので、本発明は、フィルムの耐ブロッキング性を向上させ、透明性や柔軟性及び耐衝撃性などをも高める有効な手法を開発し、併せて、透明性や柔軟性などが優れたフィルムを形成できる、ブロックタイプのリアクターTPOであるプロピレン−エチレンブロック共重合体のフィルム材料としての有効利用を図ることを、発明が解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の発明者らは以前から、メタロセン系触媒を使用する多段重合による、特定の成分組成及び分子量分布や組成分布などを有し固体粘弾性特性や温度昇温溶離分別法における溶出特性などを併せ持つプロピレン−エチレンブロック共重合体(以下において、「ブロック共重合体」と略すことがある。)についての一連の研究開発を行い、先の発明として出願をしてきたが(特願2003−371458その他)、上記した本発明の課題である、気相法プロセスで製造されたポリプロピレンをフィルムにする際に、フィルムの耐ブロッキング性を向上させ、透明性や柔軟性及び耐衝撃性などをも高める有効な手法を開発し、併せて、ブロックタイプのリアクターTPOであるプロピレン−エチレンブロック共重合体のフィルム材料としての有効利用を図るために、かかる先願発明を利用することとして、当先願発明におけるプロピレン−エチレンブロック共重合体を原料として、ポリプロピレンをフィルムにする際に、フィルムの耐ブロッキング性を向上させ、透明性や柔軟性及び耐衝撃性などをも向上させる新たな手法を求めることとした。
【0010】
本発明者らは、かかる手法を見い出すために、メタロセン系触媒を用いて、第1工程でプロピレン単独又はエチレンを少量含有するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分を第2工程で第1工程より多くのエチレンを含有するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分を逐次重合することで得られるプロピレン−エチレンブロック共重合体における、各共重合体の成分組成やエチレン含量及び結晶性分布や分子量分布、また、固体粘弾性特性や温度昇温溶離分別法における溶出特性、或いは、メルトフローレートやDSCにより測定される融解ピーク温度、さらには、各種のフィルム成形法などについて、多面的に考察をなし、これらの各条件において多角的な実験による試行などを行う過程において、上記した本発明の課題を解決しうる要件を新たに認識することができ、さらに、フィルム成形法として、透明性や表面特性及び耐熱性のバランスに優れるフィルムを成形できる水冷インフレーション法を有効に利用することとして、本発明を創作するに至った。
【0011】
以上のように認識された、それらの基本的な要件としては、メタロセン系触媒を用いて、第1工程でプロピレン単独又はエチレンを少量含有するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分を、第2工程で第1工程より多くのエチレンを含有するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分を逐次重合することで得られるプロピレン−エチレンブロック共重合体における、各共重合体の成分組成やエチレン含量を特定し、かかる共重合体を水冷インフレーション成形によりフィルム形成をなし、併せて、プロピレン−エチレンブロック共重合体のメルトフローレート及び固体粘弾性特性としてtanδ曲線を特定するものである。
【0012】
具体的には、第1工程でプロピレン単独又はエチレン含量7wt%以下のプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)を30〜95wt%、第2工程で成分(A1)よりも3〜20wt%多くのエチレンを含有するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)を70〜5wt%逐次重合し、ブロック共重合体においては、水冷インフレーションの成形性からメルトフローレート(MFR)が1〜20g/10分の範囲とされ、フィルムの透明性の向上のために、固体粘弾性測定(DMA)により得られる温度−損失正接(tanδ)曲線において、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有するものである。
このような数値規定は、実験的な実証などに基くものであり、後記する実施例と比較例との対照によっても確証されるものである。
【0013】
その他、付随的に、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により得られる分子量、温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dWt%/dT)のプロットとして得られるTREF溶出曲線における溶出特性、23℃キシレン可溶成分の、135℃デカリン中で測定される固有粘度[η]cxs、さらにはフィルムの耐ブロッキング性を高めるために耐ブロッキング剤やその配合量なども規定される。
【0014】
本発明は、ポリプロピレン系フィルムにおいて、水冷インフレーション法で得られる透明性や光沢性及び耐熱性のバランスに優れるという特徴を有効に活かし、また、耐衝撃性を向上させ適度な柔軟性(しなやかさ)を付与してブリードアウトやブロッキング及び臭気性をも抑制させ、併せて、透明性や柔軟性さらにはフィルム開口性などが優れたフィルムを形成できる、ブロックタイプのリアクターTPOであるプロピレン−エチレンブロック共重合体のフィルム材料としての有効利用を実現できたものである。そして、かかるポリプロピレン系フィルムは、透明性に極めて優れ高い耐熱性を有し、耐衝撃性と柔軟性をも有することから、熱滅菌工程が必要な食品や医療などの包装材料としての用途に極めて好適に用いることができる。
したがって、これらの特徴及び段落0012に記載した構成の要件は、従来技術における先行文献からは示唆されず窺えるものではない。
【0015】
以上において、本発明の創作の経緯と発明の構成及び特徴について、概括的に記述したので、ここで本発明の構成全体を俯瞰すると、本発明は次の発明単位群からなるものである。なお、[1]に記載の発明が基本発明であり、[2]以下の発明は、基本発明に付随的な要件を加え、或いは実施態様を示すものである。
【0016】
[1]原料として以下の条件(A−i)〜(A−iii)を満たすプロピレン−エチレンランダムブロック共重合体を用い、水冷インフレーション成形により成形されたことを特徴とする水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−i)メタロセン系触媒を用いて、第1工程でプロピレン単独又はエチレン含量7wt%以下のプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)を30〜95wt%、第2工程で成分(A1)よりも3〜20wt%多くのエチレンを含有するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)を70〜5wt%逐次重合することで得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)であること
(A−ii)メルトフローレート(MFR:230℃ 2.16kg)が1〜20g/10分の範囲にあること
(A−iii)固体粘弾性測定(DMA)により得られる温度−損失正接(tanδ)曲線において、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有すること
[2]プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)が以下の条件(A−iv)を満たすことを特徴とする、[1]における水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−iv)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により得られる分子量における5,000以下の成分量W(Mw≦5,000)が、全体の0.8wt%以下であること
[3]プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)が以下の条件(A−v)〜(A−vi)を満たすことを特徴とする、[1]又は[2]における水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−v)第1工程で得られる成分(A1)が、エチレン含量が0.5〜6wt%の範囲にあるプロピレン−エチレンランダム共重合体で、ブロック共重合体(A)の全体における割合が30〜85wt%の範囲にあり、第2工程で得られる成分(A2)が(A1)よりも6〜18wt%多くのエチレン含量で、ブロック共重合体(A)の全体における割合が70〜15wt%の範囲にあること
(A−vi)o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた−15℃〜140℃の温度範囲での温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dWt%/dT)のプロットとして得られるTREF溶出曲線において、高温側に観測されるピークT(A1)が55℃〜96℃の範囲にあり、低温側に観測されるピークT(A2)が45℃以下にあり、或いはピークT(A2)が観測されず、全プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の99wt%が溶出する温度T(A4)が98℃以下であること
[4]プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)が以下の条件(A−vii)〜(A−iix)を満たすことを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかにおける水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−vii)第1工程で得られる成分(A1)が、エチレン含量が1.5〜6wt%の範囲にあるプロピレン−エチレンランダム共重合体で、ブロック共重合体(A)の全体における割合が30〜70wt%の範囲にあり、第2工程で得られる成分(A2)が(A1)よりも8〜16wt%多くのエチレン含量で、ブロック共重合体(A)の全体における割合が70〜30wt%の範囲にあること
(A−iix)o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた−15℃〜140℃の温度範囲での温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dWt%/dT)のプロットとして得られるTREF溶出曲線において、高温側に観測されるピークT(A1)が60℃〜88℃の範囲にあり、低温側に観測されるピークT(A2)が40℃以下にあり、或いはピークT(A2)が観測されず、全プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の99wt%が溶出する温度T(A4)が90℃以下であること
[5]プロピレン−エチレンブロック共重合体が以下の条件(A−ix)を満たすことを特徴とする、[1]〜[4]のいずれかにおける水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−ix)23℃キシレン可溶成分の、135℃デカリン中で測定される固有粘度[η]cxsが1〜2(dl/g)の範囲にあること
[6]プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)100重量部に対して、平均粒子径が1〜7μmであるアンチブロッキング剤0.01〜1.0重量部及び脂肪酸アマイド0.01〜1.0重量部を配合してなることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかにおける水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
[7]引張弾性率が400MPa以下であり、23℃における打ち抜き衝撃強度が3000J/mm以上であることを特徴とする[1]〜[6]のいずれかにおける水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
[8][1]〜[7]のいずれかにおける水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルムからなる層を少なくとも1層含むことを特徴とする、ポリプロピレン系積層フィルム。
[9][1]〜[8]のいずれかにおけるポリプロピレン系フィルムからなり、加熱滅菌して使用されることを特徴とする食品包装用袋又は医療用袋。
【発明の効果】
【0017】
本発明における水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルムは、透明性や光沢性及び耐熱性や衝撃強度などがバランスよく優れ、加えて、適度な柔軟性(しなやかさ)を有しながら開口性が良好で、耐ブロッキング性が特に向上されブリードアウトが抑制された臭いの少ないポリプロピレンフィルムである。
本発明のフィルムは、その優れた透明性や柔軟性及び耐熱性、さらにはその経済性などからして、食品などの包装材料として好適に汎用され得るものである。
併せて、本発明は、透明性や柔軟性などが優れたフィルムを形成できる、ブロックタイプのリアクターTPOであるプロピレン−エチレンブロック共重合体のフィルム材料としての有効利用をも図ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下において、本発明の発明群全体を詳細に説明するために、発明の実施の形態を具体的に詳しく記述する。
【0019】
1.プロピレン−エチレンブロック共重合体の構成
(1)基本規定
本発明における、水冷インフレーション成形フィルムの原料として用いられるプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)は、メタロセン系触媒を用いて、第1工程でプロピレン単独又はエチレン含量7wt%以下のプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)を30〜95wt%、第2工程で第1工程よりも3〜20wt%多くのエチレンを含むプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)を70〜5wt%、逐次重合することで得られる。
なお、このようなプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)は、いわゆるブロック共重合体と通称されているものであるが、成分(A1)と成分(A2)のブレンド状態にあり、双方が重合で結合しているものではない。
【0020】
(2)成分(A1)について
(2−1)成分(A1)中のエチレン含量E(A1)
第1工程で製造される成分(A1)は、ベタツキを抑制し、耐熱性を発現するために、融点が比較的高く、結晶性を有するプロピレン単独重合体、或いはエチレン含量が7wt%以下のプロピレン−エチレンランダム共重合体であらねばならない。エチレン含量が7wt%を超えると融点が低くなりすぎ耐熱性を悪化させるため、エチレン含量は7wt%以下、好ましくは6wt%以下とされる。
なお、成分(A1)はプロピレン単独重合体でも改良された柔軟性や透明性及び耐熱性を示すが、成分(A1)がプロピレン単独重合体の場合には透明性を維持しながら充分な柔軟性を発揮させるために後述する成分(A2)の割合を極端に増加させる必要が生じ、これにより耐熱性及びベタツキやブロッキングなどの顕著な悪化を招くことが懸念される。
一方、成分(A1)をプロピレン−エチレンランダム共重合体とすると、成分(A1)自体の融点は低下することで耐熱性は悪化するように見えるが、充分な柔軟性を発揮するために必要な成分(A2)の量を抑制できることで、ブロック共重合体全体としての耐熱性はむしろ向上し、かつ、ベタツキやブロッキングの悪化が小さいため好ましい。
さらに融点を低下させられることで、水冷インフレーション成形時の成形温度を低下させても充分な押出安定性が得られることで臭気性などが極めて優れた水冷インフレーション成形フィルムを得ることができる。
これらの観点から、成分(A1)中のエチレン含量は好ましくは0.5wt%以上、より好ましくは1.5wt%以上である。
【0021】
(2−2)ブロック共重合体(A)中に占める成分(A1)の割合
プロピレン−エチレンブロック共重合体中に占める成分(A1)の割合が多過ぎるとプロピレン−エチレン(A)ブロック共重合体の柔軟性や耐衝撃性及び透明性の改良効果を充分に発揮することができない。そこで成分(A1)の割合は95wt%以下、好ましくは85wt%以下、より好ましくは70wt%以下とされる。
一方、成分(A1)の割合が少なくなり過ぎるとベタツキが増加し、耐熱性が顕著に悪化するといった問題を生じるため、成分(A1)の割合は30wt%以上、好ましくは40wt%以上である。
【0022】
(3)成分(A2)について
(3−1)成分(A2)中のエチレン含量E(A2)
第2工程で製造されるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)は、プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の柔軟性と耐衝撃性及び透明性を向上させるのに必要な成分である。
ここで、成分(A2)は上記効果を充分発揮するために特定範囲のエチレン含量であることが必要である。すなわち、本発明のブロック共重合体において、成分(A1)に対し成分(A2)の結晶性は低い方が、柔軟性改良効果が大きく、結晶性はプロピレン−エチレンランダム共重合体中のエチレン含量で制御されるため、成分(A2)中のエチレン含量E(A2)は、成分(A1)中のエチレン含量E(A1)よりも3wt%以上多くないとその効果を発揮できず、好ましくは6wt%以上、より好ましくは8wt%以上、成分(A1)よりも多くのエチレンを含む。
ここで、成分(A1)と成分(A2)のエチレン含量の差をE(gap)(=E(A2)−E(A1))と定義すると、E(gap)は3wt%以上、好ましくは6wt%以上、より好ましくは8wt%以上である。
一方、成分(A2)の結晶性を下げるためにエチレン含量を増加させ過ぎると、成分(A1)と成分(A2)のエチレン含量の差E(gap)が大きくなり、マトリクスとドメインに分かれた相分離構造を取り、透明性が低下する。これは元来、ポリプロピレンはポリエチレンとの相溶性が低く、プロピレン−エチレンランダム共重合体においても、エチレン含量が異なるものの相互の相溶性は、エチレン含量の違いが大きくなると低下するためである。E(gap)の上限については、段落0025に後述する固体粘弾性測定によりtanδのピークが単一になる範囲にあればよいが、そのためにはE(gap)は20wt%以下、好ましくは、18wt%以下、より好ましくは16wt%以下の範囲とされる。
【0023】
(3−2)ブロック共重合体(A)中に占める成分(A2)の割合
成分(A2)の割合が多過ぎるとベタツキが増加しブロッキングに悪化が生じ、耐熱性の低下も顕著になるため、成分(A2)の割合は70wt%以下に抑えることが必要である。
一方、成分(A2)の割合が少なくなり過ぎると柔軟性と耐衝撃性の改良効果が得られないため、(A2)の割合は5wt%以上であることが必要であり、好ましくは15wt%以上、より好ましくは30wt%以上である。
【0024】
(4)ブロック共重合体(A)のメルトフローレート(MFR)
本発明のポリプロピレン系フィルムに用いられるプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)のMFRは、1〜20g/10minの範囲を取ることが必要である。
すなわち、本発明の目的であるフィルムの透明性や物性を達成するためには特定の成形条件を取ることが必要であるが、本発明の成形条件において、MFRが低すぎるとフィルムの表面にシャークスキンやメルトフラクチャと呼ばれる表面あれが発生し透明性や外観を著しく損なう。また、押出機のモーター負荷が大きくなり樹脂そのものが押し出せなくなる。一方で、MFRが高すぎると成形時のバブル安定性が悪化し、フィルムの幅や厚みが変動し製品を得ることができない。
そこで本発明においてプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)のMFRは1〜20g/10minの範囲を取らなくてはならず、好ましくは3〜15g/10min、さらに好ましくは5〜10g/10minの範囲が成形安定性やフィルム外観、物性のバランスの観点から好適である。
なお、本発明におけるメルトフローレート(MFR)は、JIS K7210 A法 条件M に従い、試験温度:230℃ 公称加重:2.16kg ダイ形状:直径2.095mm 長さ8.00mmの条件で測定されたものである。
【0025】
(5)固体粘弾性による特定
(5−1)tanδ曲線のピークによる規定
本発明のポリプロピレン系フィルムに用いられるプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)においては、固体粘弾性測定(DMA)により得られる温度−損失正接(tanδ)曲線において、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有することが必要である。
成分プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)が相分離構造を取る場合には、成分(A1)に含まれる非晶部のガラス転移温度と成分(A2)に含まれる非晶部のガラス転移温度が各々異なるため、ピークは複数となる。この場合には、透明性が顕著に悪化するという問題が生じる。
相分離構造を取っているかどうかは、固体粘弾性測定におけるtanδ曲線において判別可能であり、成形品の透明性を左右する相分離構造の回避は、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有することによりもたらされる。
本発明においては、透明性を発揮するために、固体粘弾性測定におけるtanδ曲線が単一のピークを持つことが必要である。
なお、本発明のtanδ曲線のピークの実例、及び比較のための単一のピークを有しない場合のtanδ曲線の実例が、各々重合製造例−1及び14における実例として、図2及び図3に示されている。
【0026】
(5−2)測定法
固体粘弾性測定とは、具体的には、短冊状の試料片に特定周波数の正弦歪みを与え、発生する応力を検知することで行う。ここでは周波数は1Hzを用い測定温度は−60℃から段階状に昇温し、サンプルが融解して測定不能になるまで行う。また、歪みの大きさは0.1〜0.5%程度が推奨される。得られた応力から、公知の方法によって貯蔵弾性率と損失弾性率を求め、これの比で定義される損失正接(=損失弾性率G’’/貯蔵弾性率G’)を温度に対してプロットすると、tanδ曲線が得られ、本発明においては、0℃以下の温度領域で鋭いピークを示す。一般に0℃以下でのtanδ曲線のピークは非晶部のガラス転移を観測するものであり、ここでは本ピーク温度をガラス転移温度Tg(℃)として定義する。
【0027】
(6)成分(A1)と(A2)の各成分のエチレン含量E(A1)とE(A2)及び各成分量W(A1)とW(A2)の特定
成分(A1)と(A2)の各エチレン含量及び成分量は、重合時の物質収支(マテリアルバランス)によって特定することも可能であるが、より正確にこれらを特定するためには、以下の分析(分別法)を用いることが望ましい。
【0028】
(6−1)温度昇温溶離分別法(TREF)による各成分量W(A1)とW(A2)の特定
6−1−1.温度昇温溶離分別法
プロピレン−エチレンランダム共重合体の結晶性分布を温度昇温溶離分別法(TREF)により評価する手法は、当業者によく知られているものであり、例えば、次の文献などで詳細な測定法が示されている。
G.Glockner,J.Appl.Polym.Sci.:Appl.Po
lym.Symp.;45,1−24(1990)
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J.B.P.Soares,A.E.Hamielec,Polymer;36,
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本発明におけるプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)は、成分(A1)と(A2)各々の結晶性に大きな違いがあり、また、メタロセン系触媒を用いて製造されることで各々の結晶性分布が狭くなっていることから双方の中間的な成分は極めて少なく、双方をTREFにより精度良く分別することが可能である。
【0029】
o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた−15℃〜140℃の温度範囲での温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dWt%/dT)のプロットとして得られるTREF溶出曲線において、成分(A1)と(A2)は結晶性の違いにより各々の温度T(A1)とT(A2)にその溶出ピークを示し、その差は充分大きいため、中間の温度T(A3)(={T(A1)+T(A2)}/2)においてほぼ分離が可能である。
また、TREF測定温度の下限は、本測定に用いた装置では−15℃であるが、成分(A2)の結晶性が非常に低い或いは非晶性成分の場合には本測定方法において、測定温度範囲内にピークを示さない場合がある(このとき測定温度下限(すなわち−15℃)において溶媒に溶解した成分(A2)の濃度は検出される。)。この場合には、T(A2)は測定温度下限以下に存在するものと考えられるが、その値を測定することができないため、このような場合にはT(A2)を測定温度下限である−15℃と定義する。
ここで、T(A3)までに溶出する成分の積算量をW(A2)wt%、T(A3)以上で溶出する部分の積算量をW(A1)wt%と定義すると、W(A2)は結晶性が低い或いは非晶性の成分(A2)の量とほぼ対応しており、T(A3)以上で溶出する成分の積算量W(A1)は結晶性が比較的高い成分(A1)の量とほぼ対応している。なお、TREF溶出曲線の実例は、重合製造例A−1における実例として、図1に例示されている。
【0030】
6−1−2.TREF測定方法
本発明においては、具体的には次のように測定を行う。試料を140℃でo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlBHT入り)に溶解し溶液とする。これを140℃のTREFカラムに導入した後に8℃/分の降温速度で100℃まで冷却し、引き続き4℃/分の降温速度で−15℃まで冷却し、60分間保持する。その後、溶媒である−15℃のo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlBHT入り)を1ml/分の流速でカラムに流し、TREFカラム中で−15℃のo−ジクロロベンゼンに溶解している成分を10分間溶出させ、次に昇温速度100℃/時間にてカラムを140℃までリニアに昇温し、溶出曲線を得る。
【0031】
(6−2)各成分中のエチレン含量E(A1)とE(A2)の特定
6−2−1.成分(A1)と(A2)の分離
先のTREF測定により求めたT(A3)を基に、分取型分別装置を用い昇温カラム分別法により、T(A3)における可溶成分の成分(A2)と、T(A3)における不溶成分の成分(A1)とに分別し、NMRにより各成分のエチレン含量を求める。
昇温カラム分別法とは、例えば、Macromolecukes 21 314−319(1988)に開示されたような測定方法をいう。具体的には、本発明において以下の方法を用いた。
【0032】
6−2−2.分別条件
直径50mmで高さ500mmの円筒状カラムにガラスビーズ担体(80〜100メッシュ)を充填し、140℃に保持する。次に、140℃で溶解したサンプルのo−ジクロロベンゼン溶液(10mg/ml)200mlを前記カラムに導入する。その後、該カラムの温度を0℃まで10℃/時間の降温速度で冷却する。0℃で1時間保持後、10℃/時間の昇温速度でカラム温度をT(A3)まで加熱し、1時間保持する。なお、一連の操作を通じてのカラムの温度制御精度は±1℃とする。
次いで、カラム温度をT(A3)に保持したまま、T(A3)のo−ジクロロベンゼンを20ml/分の流速で800ml流すことにより、カラム内に存在するT(A3)で可溶な成分を溶出させ回収する。
次に、10℃/分の昇温速度で当該カラム温度を140℃まで上げ、140℃で1時間静置後、140℃の溶媒のo−ジクロロベンゼンを20ml/分の流速で800ml流すことにより、T(A3)で不溶な成分を溶出させ回収する。
分別によって得られたポリマーを含む溶液は、エバポレーターを用いて20mlまで濃縮された後、5倍量のメタノール中に析出される。析出ポリマーを濾過して回収後、真空乾燥器により一晩乾燥する。
【0033】
6−2−3.13C−NMRによるエチレン含量の測定
上記分別により得られた成分(A1)と(A2)それぞれについてのエチレン含有量は、プロトン完全デカップリング法により以下の条件に従って測定した、13C−NMRスペクトルを解析することにより求める。
機種:日本電子(株)製 GSX−400又は同等の装置
(炭素核共鳴周波数100MHz以上)
溶媒:o−ジクロロベンゼン/重ベンゼン=4/1(体積比)
濃度:100mg/ml
温度:130℃
パルス角:90°
パルス間隔:15秒
積算回数:5,000回以上
スペクトルの帰属は、例えばMacromolecules 17 1950 (1984)などを参考に行えばよい。上記条件により測定されたスペクトルの帰属は表1の通りである。表中Sααなどの記号はCarmanら(Macromolecules 10 536 (1977))の表記法に従い、Pはメチル炭素、Sはメチレン炭素、Tはメチン炭素をそれぞれ表わす。
【0034】
【表1】

【0035】
以下、「P」を共重合体連鎖中のプロピレン単位、「E」をエチレン単位とすると、連鎖中にはPPP、PPE、EPE、PEP、PEE、及びEEEの6種類のトリアッドが存在し得る。Macromolecules 15 1150 (1982)などに記されているように、これらトリアッドの濃度とスペクトルのピーク強度とは、以下の(1)〜(6)の関係式で結び付けられる。
[PPP]=k×I(Tββ)(1)
[PPE]=k×I(Tβδ)(2)
[EPE]=k×I(Tδδ)(3)
[PEP]=k×I(Sββ)(4)
[PEE]=k×I(Sβδ)(5)
[EEE]=k×{I(Sδδ)/2+I(Sγδ)/4} (6)
ここで[ ]はトリアッドの分率を示し、例えば[PPP]は全トリアッド中のPPPトリアッドの分率である。
したがって、[PPP]+[PPE]+[EPE]+[PEP]+[PEE]+[EEE]=1 (7)
である。また、kは定数であり、Iはスペクトル強度を示し、例えばI(Tββ)はTββに帰属される28.7ppmのピークの強度を意味する。
上記(1)〜(7)の関係式を用いることにより、各トリアッドの分率が求まり、さらに下式によりエチレン含有量が求まる。
エチレン含有量(モル%)=([PEP]+[PEE]+[EEE])×100
なお、本発明のプロピレン−エチレンランダム共重合体には少量のプロピレン異種結合(2,1−結合及び/又は1,3−結合)が含まれ、それにより、表2に示す微小なピークを生じる。
【0036】
【表2】

【0037】
正確なエチレン含有量を求めるにはこれら異種結合に由来するピークも考慮して計算に含める必要があるが、異種結合由来のピークの完全な分離・同定が困難であり、また異種結合量が少量であることから、本発明のエチレン含有量は実質的に異種結合を含まないチーグラー・ナッタ系触媒で製造された共重合体の解析と同じく(1)〜(7)の関係式を用いて求めることとする。
エチレン含有量のモル%から重量%への換算は以下の式を用いて行う。
エチレン含有量(重量%)=(28×X/100)/{28×X/100+42×(1−X/100)}×100 ここでXはモル%表示でのエチレン含有量である。
また、ブロック共重合体全体のエチレン含量E(W)は、上記より測定された成分(A1)と(A2)それぞれのエチレン含量E(A1)とE(A2)及びTREFより算出される各成分の重量比率W(A1)とW(A2)wt%から以下の式により算出される。
E(W)={E(A1)×W(A1)+E(A2)×W(A2)}/100 (wt%)
【0038】
(6−3)TREF溶出曲線による結晶性分布の付加的要件
各成分の量を特定するために用いたTREF溶出曲線を用いることで、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体に、結晶性分布において付加的な特徴を見出すことができる。
6−3−1.溶出ピーク温度T(A1)
TREF溶出曲線における成分(A1)の溶出ピーク温度T(A1)が高いほど、成分(A1)は結晶性が高くなるが、このとき、成分(A1)の結晶性が高くなるとプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の柔軟性と透明性を改良するために必要な成分(A2)を多くしなくてはならない。
一方で、成分(A2)の割合が多くなり過ぎるとベタツキや耐熱性の悪化が生じるため、柔軟性、透明性とのバランスを向上させるためには、T(A1)は高過ぎないほうがよい。さらに、臭気性などは成形温度の上昇と共に悪化する傾向があるが、T(A1)を低下させることで、押出温度を低下させても安定した可塑化が得られる点でも好ましい。
本発明において成分(A1)はプロピレン単独又はエチレン7wt%以下のランダム共重合体であるが、T(A1)はエチレン含量の増加により低下させることができる。このとき、充分な柔軟性と透明性、耐熱性のバランスを発揮するためには、T(A1)は96℃以下であることが好ましく、最も好ましい範囲は88℃以下であることが好ましい。
一方、ピーク温度T(A1)が55℃未満である場合には、成分(A1)の結晶が融解する温度は低く、ブロック共重合体が充分な耐熱性を発揮することができずブロッキングが悪化するため、本発明においては、ピーク温度T(A1)は55℃以上であることが好ましく、より好ましくは、60℃以上である。
【0039】
6−3−2.溶出終了温度T(A4)
T(A1)が低くとも高結晶側に結晶性分布を持つ場合には透明性の悪化が生じる。この原因は定かではないが、高結晶側に結晶性分布があると結晶構造の密度が増加し非晶部との密度差が増大する、或いは、核生成頻度が低下し球晶サイズが増大するためと推察される。
そこで、TREF溶出曲線において高温側への結晶性の広がりは抑制されることが好ましい。この高結晶側への結晶性の広がりはTREF測定により評価可能であり、ピーク温度T(A1)に対し、プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)全体の溶出終了温度T(A4)(但し、TREF測定における誤差を考えると全て溶出する温度を定義することは困難であるので、本発明においては全体の99wt%が溶出する温度を溶出終了温度T(A4)と定義する)は高くないほうが好ましく、高温側に溶出成分があるとその成分の結晶化度が増加してしまうので、本発明の好ましい要件としてT(A4)は98℃以下、好ましくは90℃以下である。
さらに、溶出ピークから終了までの温度差ΔT(T(A4)−T(A1))は好ましくは5℃以下、より好ましくは4℃以下、さらに好ましくは3℃以下の範囲にあればよい。
【0040】
6−3−3.溶出ピーク温度T(A2)
成分(A2)の結晶性が充分に低下していないとプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の柔軟性と透明性を確保することができないため、T(A2)は好ましくは45℃以下、より好ましくは40℃以下である。
【0041】
(7)分子量について
(7−1)分子量の規定
本発明におけるプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)は、低分子量成分が少ないことを付加的な特徴とする。
低分子量成分、特に、その分子量が絡み合い点間分子量に満たない成分は、成形体の表面にブリードアウトし、ベタツキ性や透明性などを悪化させると考えられる。
ポリプロピレンの絡み合い点間分子量は、Journal of Polymer Science:Part B:Polyer Physics; 37 1023−1033(1999)に記載されるように、約5,000である。
したがって、本発明におけるブロック共重合体は、低分子量成分が少なく、重量平均分子量が5,000以下の成分量は、0.8wt%以下、好ましくは0.5wt%以下であることが望ましい。
【0042】
(7−2)分子量測定
本発明においては、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定したものをいう。
保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。
使用する標準ポリスチレンは何れも東ソー(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o−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)に溶解した溶液を0.2ml注入して較正曲線を作成する。
較正曲線は最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。分子量への換算に使用する、粘度式の[η]=K×Mα は以下の数値を用いる。
PS : K=1.38×10−4 α=0.7
PE : K=3.92×10−4 α=0.733
PP : K=1.03×10−4 α=0.78
なお、GPCの測定条件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:昭和電工社製AD806M/S(3本)
移動相溶媒:o−ジクロロベンゼン
測定温度:140℃
流速:1.0ml/min
注入量:0.2ml
試料の調製 試料はo−ジクロロベンゼン(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測定により得られた分子量に対する溶出割合のプロットから、分子量5,000以下の成分量も求めることができる。
【0043】
(8)固有粘度[η]cxs
プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)において、ベタツキやブリードアウトが特に問題となるのは、常温のキシレンに可溶な成分(CXS成分)であるため、固有粘度[η](dl/g)の測定は、CXS成分に対して行うことが好ましい。
ここで、CXS成分は、プロピレン−エチレンブロック共重合体をp−キシレンに130℃で溶解させ溶液とした後、25℃で12時間放置し、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ることにより得られ、得られたCXS成分の固有粘度[η]cxsを、デカリンを溶媒として用い、温度135℃でウベローデ型粘度計を用いて測定することができる。
このとき、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体は、ブリードアウトしやすい分子量5,000以下の成分の生成を増加させることが無いため、従来のチーグラー・ナッタ系触媒では、製造上の問題やブロッキングなどの悪化により実用上問題のあった、CXS成分の固有粘度[η]cxsが2以下の領域であっても、格別な物性の悪化を引き起こすことなく、製造し利用することができる。
このようなCXS成分の固有粘度を下げながら分子量5,000以下の成分を増加させないプロピレン−エチレンブロック共重合体は、引張破断伸びが大きく、引張破断強度が高いという物性面での特徴を持ち、さらに、ブツやフィッシュアイと称される外観不良の発生が少ないという効果を示す。
【0044】
2.プロピレン−エチレンブロック重合体の製造方法
(1)メタロセン系触媒
本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)を製造する方法は、メタロセン系触媒の使用を必須とするものである。
プロピレン−エチレンブロック共重合体において分子量及び結晶性分布が広いとベタツキやブリードアウトが悪化することは当業者に広く知られるところであるが、本発明に用いられるプロピレン−エチレンブロック共重合体においても、ベタツキ及びブリードアウトを抑制するため、かつ、水冷インフレーション成形において充分な透明性を発揮するために、分子量及び結晶性分布を狭くできるメタロセン系触媒を用いて重合されることが必要であり、チーグラー・ナッタ系触媒では本発明の優れたプロピレン−エチレンブロック共重合体が得られないのは、後記の実施例と比較例との対比からも明らかである。
【0045】
メタロセン系触媒の種類は、本発明の性能を有する共重合体を生成できる限りは、特に限定はされるものではないが、本発明の要件を満たすために、例えば、下記に示すような成分(a)と(b)及び必要に応じて使用する成分(c)からなるメタロセン系触媒を用いることが好ましい。
成分(a):一般式(1)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種のメタロセン遷移金属化合物
成分(b):下記(b−1)〜(b−4)から選ばれる少なくとも1種の固体成分
(b−1)有機アルミオキシ化合物が担持された微粒子状担体
(b−2)成分(a)と反応して成分(a)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸が担持された微粒子状担体
(b−3)固体酸微粒子
(b−4)イオン交換性層状珪酸塩
成分(c):有機アルミニウム化合物。
【0046】
(1−1)成分(a)
成分(a)としては、下記一般式(1)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種のメタロセン遷移金属化合物を使用することができる。
Q(C−aR)(C−bR)MeXY (1)
[ここで、Qは、2つの共役五員環配位子を架橋する2価の結合性基を示し、Meは、チタン、ジルコニウム、ハフニウムから選ばれる金属原子を示し、X及びYは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、窒素含有炭化水素基、リン含有炭化水素基又はケイ素含有炭化水素基を示し、X及びYは、それぞれ独立に、すなわち同一でも異なっていてもよい。R、Rは、水素、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、ホウ素含有炭化水素基又はリン含有炭化水素基を示す。a 及びb は置換基の数である。]
【0047】
詳しくは、Qは2つの共役五員環配位子を架橋する2価の結合性基を表し、例えば、2価の炭化水素基、シリレン基ないしはオリゴシリレン基、炭化水素基を置換基として有するシリレン基或いはオリゴシリレン基、又は炭化水素基を置換基として有するゲルミレン基などが例示される。この中でも好ましいものは2価の炭化水素基と炭化水素基を置換基として有するシリレン基である。
X及びYは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、窒素含有炭化水素基、リン含有炭化水素基又はケイ素含有炭化水素基を示し、このうちで好ましいものとしては、水素、塩素、メチル、イソブチル、フェニル、ジメチルアミド、ジエチルアミド基などを例示することができる。X及びYは、それぞれ独立に、すなわち同一でも異なっていてもよい。
とRは、水素、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、ホウ素含有炭化水素基又はリン含有炭化水素基を表す。炭化水素基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、フェニル基、ナフチル基、ブテニル基、ブタジエニル基などが例示される。また、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、ホウ素含有炭化水素基又はリン含有炭化水素基としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、トリメチルシリル基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ピラゾリル基、インドリル基、ジメチルフォスフィノ基、ジフェニルフォスフィノ基、ジフェニルホウ素基、ジメトキシホウ素基などを典型的な例として例示できる。これらの中で、炭素数1〜20の炭化水素基であることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であることが特に好ましい。ところで、隣接したRとRは、結合して環を形成してもよく、この環上に炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、ホウ素含有炭化水素基又はリン含有炭化水素基からなる置換基を有していてもよい。
Meは、チタン、ジルコニウム、ハフニウムの中から選ばれる金属原子であり、好ましくはジルコニウム、ハフニウムである。
【0048】
以上において記載した成分(a)の中で、本発明のプロピレン系重合体の製造に好ましいものは、炭化水素置換基を有するシリレン基、ゲルミレン基或いはアルキレン基で架橋された置換シクロペンタジエニル基、置換インデニル基、置換フルオレニル基、置換アズレニル基を有する配位子からなる遷移金属化合物であり、特に好ましくは、炭化水素置換基を有するシリレン基、或いはゲルミレン基で架橋された2,4−位置換インデニル基、2,4−位置換アズレニル基を有する配位子からなる遷移金属化合物である。
【0049】
非限定的な具体例としては、ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(2−メチルベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{2−イソプロピル−4−(3,5−ジイソプロピルフェニル)インデニル}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(2−プロピル−4−フェナントリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルアズレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)アズレニル}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(2−エチル−4−フェニルアズレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(2−イソプロピル−4−フェニルアズレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{2−エチル−4−(2−フルオロビフェニル)アズレニル}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{2−エチル−4−(4−t−ブチル−3−クロロフェニル)アズレニル}ジルコニウムジクロリドなどがあげられる。
これらの具体例の化合物のシリレン基をゲルミレン基に、ジルコニウムをハフニウムに置き換えた化合物も好適な化合物として例示される。
なお、触媒成分は本発明の重要要素ではないので、煩雑な列記を避け、代表的な例示に限定しているが、これにより本発明の有効範囲が制限されることが無いのは自明のことである。
【0050】
(1−2)成分(b)
成分(b)としては、上述した成分(b−1)〜成分(b−4)から選ばれる少なくとも1種の固体成分を使用する。これらの各成分は公知のものであり、公知技術の中から適宜選択して使用することができる。その具体的な例示や製造方法については、特開2002−284808公報、特開2002−53609号公報、特開2002−69116号公報、特開2003−105015号公報などに詳細な例示がある。
ここで、成分(b−1)、成分(b−2)に用いられる微粒子状担体としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、シリカアルミナ、シリカマグネシアなどの無機酸化物、塩化マグネシウム、オキシ塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化ランタンなどの無機ハロゲン化物、さらには、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、スチレンジビニルベンセン共重合体、アクリル酸系共重合体などの多孔質の有機担体を挙げることができる。
【0051】
また、成分(b)の非限定的な具体例としては、成分(b−1)として、メチルアルモキサン、イソブチルアルモキサン、メチルイソブチルアルモキサン、ブチルボロン酸アルミニウムテトライソブチルなどが担持された微粒子状担体を、成分(b−2)として、トリフェニルボラン、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどが担持された微粒子状担体を、成分(b−3)として、アルミナ、シリカアルミナ、塩化マグネシウムなどを、成分(b−4)として、モンモリロナイト、ザコウナイト、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、ベントナイト、テニオライトなどのスメクタイト族、バーミキュライト族、雲母族などが挙げられる。これらは、混合層を形成しているものでもよい。
上記成分(b)の中で特に好ましいものは、成分(b−4)のイオン交換性層状珪酸塩であり、さらに好ましい物は、酸処理、アルカリ処理、塩処理、有機物処理などの化学処理が施されたイオン交換性層状珪酸塩である。
【0052】
(1−3)成分(c)
必要に応じて成分(c)として用いられる有機アルミニウム化合物の例は、
一般式 AlR3−a
(式中、Rは、炭素数1から20の炭化水素基、Xは、水素、ハロゲン、アルコキシ基、aは0<a≦3の数)で示されるトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム又はジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノメトキシドなどのハロゲンもしくはアルコキシ含有アルキルアルミニウムである。またこの他に、メチルアルミノキサンなどのアルミノキサン類なども使用できる。これらのうち特にトリアルキルアルミニウムが好ましい。
【0053】
(1−4)触媒の形成
成分(a)と成分(b)及び必要に応じて成分(c)を接触させて触媒とする。その接触方法は特に限定されないが、以下のような順序で接触させることができる。また、この接触は、触媒調製時だけでなく、オレフィンによる予備重合時又はオレフィンの重合時に行ってもよい。
1)成分(a)と成分(b)を接触させる
2)成分(a)と成分(b)を接触させた後に成分(c)を添加する
3)成分(a)と成分(c)を接触させた後に成分(b)を添加する
4)成分(b)と成分(c)を接触させた後に成分(a)を添加する
5)三成分を同時に接触させる
【0054】
(1−5)成分量
本発明で使用する成分(a)と(b)及び(c)の使用量は任意である。例えば、成分(b)に対する成分(a)の使用量は、成分(b)1gに対して、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。成分(b)に対する成分(c)の使用量は、成分(b)1gに対し、好ましくは遷移金属の量が0.001〜100μmol、特に好ましくは0.005〜50μmolの範囲である。したがって、成分(a)に対する成分(c)の量は、遷移金属のモル比で、好ましくは10−5〜50、特に好ましくは10−4〜5の範囲内である。
【0055】
(1−6)予備重合
本発明の触媒は、予め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すことが好ましい。使用するオレフィンは、特に限定はないが、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレンなどを使用することが可能であり、特にプロピレンを使用することが好ましい。オレフィンの供給方法は、オレフィンを反応槽に定速的に或いは定圧状態になるように維持する供給方法やその組み合わせ、段階的な変化をさせるなど、任意の方法が可能である。予備重合温度と時間は、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成分(b)に対し、好ましくは0.01〜100、さらに好ましくは0.1〜50である。予備重合を終了した後に、触媒の使用形態に応じ、そのまま使用することが可能であるが、必要ならば乾燥を行ってもよい。
さらに、上記各成分の接触の際、もしくは接触の後に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの重合体やシリカ、チタニアなどの無機酸化物固体を共存させることも可能である。
【0056】
(2)製造方法
本発明の成分プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)を製造実施するに際しては、結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)と低結晶性或いは非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)を逐次重合することが必要である。
プロピレン−エチレンブロック共重合体が単にプロピレンにエチレンを共重合させたランダム共重合体のときには、エチレン含量が少ない場合には柔軟性と耐衝撃性及び透明性が充分でなく、これらの物性を向上させるためにエチレン含量を増加させると耐熱性が極めて悪化し製造が困難になるばかりでなく、要求される品質の全てを満たすことは困難である。
そこで、本発明においてプロピレン−エチレンブロック共重合体は、第1工程と第2工程でエチレン含量が異なる成分を逐次重合したブロック共重合体であることが透明性と柔軟性及び耐熱性の全てをバランスさせるために必要である。
また、本発明は成分(A2)として分子量が低く単独ではべたつきやすい共重合体を用いる場合があるので、反応器への付着などの問題を防止するために、成分(A1)を重合した後で成分(A2)を重合する方法を用いることが望ましい。
(2−1)逐次重合
本発明のプロピレン−エチレンブロック重合体(A)を製造実施するに際しては、結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)と低結晶性或いは非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)を逐次重合することが前述した理由により必要である。
逐次重合を行う際には、バッチ法と連続法のいずれを用いることも可能であるが、一般的には生産性の観点から連続法を用いることが望ましい。
バッチ法の場合には時間と共に重合条件を変化させることにより単一の反応器を用いて成分(A1)と成分(A2)を個別に重合することが可能である。本発明の効果を阻害しない限り、複数の反応器を並列に接続して用いてもよい。
連続法の場合には成分(A1)と成分(A2)を個別に重合する必要から2個以上の反応器を直列に接続した製造設備を用いる必要があるが、本発明の効果を阻害しない限り成分(A1)、成分(A2)のそれぞれについて複数の反応器を直列及び/又は並列に接続して用いてもよい。
【0057】
(2−2)重合プロセス
重合プロセス(重合方法)は、スラリー法、バルク法、気相法など任意の重合方法を用いることができる。バルク法と気相法の中間的な条件として超臨界条件を用いることも可能であるが、実質的には気相法と同等であるため、特に区別することなく気相法に含める。
低結晶性或いは非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)は炭化水素などの有機溶媒や液化プロピレンに溶け易いため、成分(A2)の製造に際しては気相法を用いることが望ましい。
結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)の製造に対してはどのプロセスを用いても特に問題はないが、比較的結晶性の低い成分(A1)を製造する場合には、付着などの問題を避けるために気相法を用いることが望ましい。
したがって、連続法を用いて、まず結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)をバルク法もしくは気相法にて重合し、引き続き低結晶性或いは非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体エラストマー成分(A2)を気相法にて重合することが最も望ましい。
【0058】
(2−3)その他の重合条件
重合温度は、通常用いられている温度範囲であれば特に問題なく用いることができる。具体的には、0℃〜200℃、より好ましくは40℃〜100℃の範囲を用いることができる。
重合圧力は、選択するプロセスによって差異が生じるが、通常用いられている圧力範囲であれば特に問題なく用いることができる。具体的には、0より大きく200MPaまで、より好ましくは0.1MPa〜50MPaの範囲を用いることができる。この際、窒素などの不活性ガスを共存させることもできる。
第一工程で成分(A1)、第二工程で成分(A2)の逐次重合を行う場合、第二工程にて系中に重合抑制剤を添加することが望ましい。プロピレン−エチレンブロック共重合体を製造する場合には、第二工程のエチレン−プロピレンランダム共重合を行う反応器に重合抑制剤を添加すると、得られるパウダーの粒子性状(流動性など)やゲルなどの製品品質を改良することができる。この手法については各種技術検討がなされており、一例として特公昭63−54296号、特開平7−25960号、特開2003−2939号などの各公報を例示することができる。本発明にも当該手法を適用することが望ましい。
【0059】
3.プロピレン−エチレンブロック共重合体の構成要素の制御方法
本発明のポリプロピレン系フィルムに用いられるプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の各要素は以下のように制御され、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)に必要とされる構成要件を満たすよう製造することができる。
【0060】
(1)成分(A1)について
結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)については、エチレン含量E(A1)とT(A1)を制御する必要がある。
本発明では、E(A1)を所定の範囲に制御するためには、第1工程における重合槽に供給するプロピレンとエチレンの量比を、適宜調整すればよい。供給比率と得られるプロピレン−エチレンランダム共重合体中のエチレン含量の関係は、用いるメタロセン触媒の種類によって異なるが、供給比率の調整により必要とするエチレン含量E(A1)を有する成分(A1)を製造することができる。例えば、E(A1)を0〜7wt%に制御する場合には、プロピレンに対するエチレンの供給重量比を0〜0.3の範囲、好ましくは0〜0.2の範囲とすればよい。
このとき、成分(A1)は結晶性分布が狭く、T(A1)はE(A1)の増加に伴い低下する。
そこで、T(A1)が本発明の範囲を満たすようにするためには、E(A1)とこれらの関係を把握し、目標とする範囲を取るよう調整する。
【0061】
(2)成分(A2)について
低結晶性或いは非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)については、エチレン含量E(A2)とT(A2)と[η]cxsを制御する必要がある。
本発明では、E(A2)を所定の範囲に制御するためには、E(A1)と同様に、第二工程におけるプロピレンに対するエチレンの供給量比を制御すれば良い。
例えば、E(A2)を5〜20wt%に制御する場合には、プロピレンに対するエチレンの供給重量比を0.01〜5の範囲、好ましくは0.05〜2の範囲とすればよい。このとき、成分(A2)もエチレン含量の増加に伴い若干結晶性分布の増加が見られるものの、成分(A1)と同様に、T(A2)はE(A2)の増加に伴い低下する。
そこでT(A2)が本発明の範囲を満たすようにするためには、E(A2)とT(A2)との関係を把握し、E(A2)を所定の範囲になるように制御すればよい。なお、[η]cxsについては、段落0067に記述する。
【0062】
(3)W(A1)とW(A2)について
成分(A1)の量W(A1)と成分(A2)の量W(A2)は、成分(A1)を製造する第一工程の製造量と成分(A2)の製造量の比を変化させることにより制御することができる。例えば、W(A1)を増やしてW(A2)を減らすためには、第一工程の製造量を維持したまま第二工程の製造量を減らせばよく、それは、第二工程の滞留時間を短くしたり、重合圧力や重合温度を下げたり、重合抑制剤の量を増やしたりすることにより容易に制御することができる。その逆も又同様である。
実際に条件を設定する際には、活性減衰を考慮する必要がある。すなわち、本発明にて実施するエチレン含有量E(A1)及びE(A2)の範囲においては、一般にエチレン含有量を高くするためにプロピレンに対するエチレン供給量比を高くすると重合活性が高くなり、同時に活性減衰が大きくなる傾向にある。したがって、第二工程の活性を維持するために第一工程の重合活性を抑制する必要があり、具体的には、 第一工程にて生産量W(A1)を下げ、必要に応じて、重合温度を下げる及び/又は重合時間(滞留時間)を短くする、或いは第二工程にてエチレン含有量E(A2)を上げ、生産量W(A2)を上げ、必要に応じて、重合温度を上げる及び/又は重合時間(滞留時間)を長くするような方法で条件を設定すればよい。
【0063】
(4)ガラス転移温度Tgについて
本発明に用いられるプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)では、段落0025において記述したガラス転移温度Tgは、単一のピークを持つ必要がある。Tgが単一のピークを持つためには、成分(A1)中のエチレン含有量E(A1)と成分(A2) 中のエチレン含有量E(A2)の差の[E]gapすなわちE(A2)−E(A1)を20wt%以下、好ましくは18wt%、より好ましくは16wt%以下にし、実際の測定においてTgが単一のピークとなる範囲までE(gap)を小さくすればよい。
結晶性の共重合体成分(A1)のエチレン含有量E(A1)に応じて、低結晶性或いは非晶性の共重合体成分(A2)のエチレン含量E(A2)を適正範囲に入るよう、成分(A2)の重合時のプロピレンに対するエチレンの供給重量比を設定することで、所定の[E]gapを有する重合体を得ることが可能である。
また、本発明のような相分離構造を取らないブロック共重合体(A)のTgは、成分(A1)中のエチレン含有量E(A1)と成分(A2)中のエチレン含有量E(A2)、及び両成分の量比の影響を受ける。本発明においては、成分(A2)の量は5〜70wt%であるが、この範囲においてTgは成分(A2)中のエチレン含有量E(A2)の影響をより強く受ける。
すなわち、Tgは非晶部のガラス転移を反映するものであるが、本発明のブロック共重合体(A)において成分(A1)は結晶性を持ち比較的非晶部が少ないのに対し、成分(A2)は低結晶性或いは非晶性であり、そのほとんどが非晶部であるためである。
したがって、Tgの値は、ほぼE(A2)によって制御され、E(A2)の制御法は段落0060に前述したとおりである。
【0064】
(5)メルトフローレート(MFR)について
本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)では、透明性を維持するために結晶性の共重合体成分(A1)と低結晶性或いは非晶性の共重合体エラストマー成分(A2)が相溶性していることを必須とするため、成分(A1)の粘度[η]A1、成分(A2)の粘度[η]A2、プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)全体の粘度[η]Wの間には、見かけ上の粘度の混合則が概ね成立する。すなわち、
Log[η]W={W(A1)×Log[η]A1+W(A2)×Log[η]A2}/100
が概ね成立する。一般にMFRと[η]の間には一定の相関があるから、最初に柔軟性や耐熱性などの観点から、[η]A2、W(A1)、W(A2)を設定しておけば、上記の式に従って[η]A1を変化させることによって、MFRを自在に制御することができる。
【0065】
(6)T(A4)について
T(A4)は、結晶性分布を示す指標であり、成分(A1)の結晶性分布が狭いほどT(A4)はT(A1)に近くなるため(低くなり)、T(A4)を低く制御することは、成分(A1)と成分(A2)の結晶性分布を狭く制御することに他ならない。
一般的には、メタロセン系触媒を用いることにより、チーグラー・ナッタ系触媒を用いる場合より、結晶性分布の狭いポリマーを得ることができるが、本発明のような逐次重合を行う系においては、結晶性分布を狭くするためにはメタロセン系触媒を用いるだけでは必要十分ではない。
最終的なプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)を望ましい物性を持ったものに調整するためには、成分(A1)と成分(A2)はそれぞれ異なった特定のポリマー組成を有する必要がある。つまり、第一工程と第二工程ではそれぞれのポリマー組成に対応する重合条件、特にモノマーガス組成をそれぞれ異なる特定の値に保つ必要がある。したがって、採用するプロセスにおいて成分(A2)の結晶性分布が広い場合は、第一工程から、第一工程に対応する特定のモノマーガス混合物を第二工程に持ち込まないように、移送工程を調整するなどの工夫も必要である。具体的には、移送工程に於けるパージ量を増加し、或いは窒素などの不活性ガスで希釈もしくは置換することにより、成分(A2)の結晶性分布を狭くすることができる。すなわち、移送工程を調整することにより、T(A4)を低く制御することができる。
【0066】
(7)W(Mw≦5,000)について
一般的に、メタロセン系触媒を用いることによりチーグラー・ナッタ系触媒の場合より分子量分布の狭いポリマーを得ることができる。しかし、本発明のような逐次重合を行う系においては、分子量分布を狭くするためにはメタロセン系触媒を用いるだけでは必ずしも充分ではない。特に、低分子量成分の生成を防ぐためには、第一工程から第二工程へ移送する時間を短くしたり、移送工程に於いて第一工程に対応するモノマーガス混合物を窒素などの不活性ガスで完全に置換したりすることにより、重合条件とは独立に、W(Mw≦5,000)を小さく制御することができる。
【0067】
(8)固有粘度について
[η]cxsについては、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)はメタロセン触媒を用いることで、成分(A1)中に殆んどCXS成分を含まないため、成分(A2)の分子量を変化させることにより制御することができる。
そこで、[η]cxsを制御するためには、常法通り第二工程におけるモノマーに対する水素の供給量比を制御すればよい。また、一般にメタロセン触媒は重合温度が高いほど得られるポリマーの分子量が低くなる傾向があるため、重合温度を変化させることによっても[η]cxsを制御することが可能である。また、水素供給量比と重合温度の両方を組み合わせて[η]cxsを制御することもできる。
【0068】
4.特定の配合剤
(1)アンチブロッキング剤
本発明による、水冷インフレーション成形フィルムにおいては、ブロッキング防止のために、好ましくは、アンチブロッキング剤を添加する。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物に用いられるアンチブロッキング剤は、平均粒子径1〜7μm、好ましくは1〜5μm、さらに好ましくは、1〜4μmである。平均粒子径が1μm未満では、得られるフィルムの滑り性や開口性が劣り好ましくない。一方、7μmを越えると、透明性と傷つき性が劣化し好ましくない。ここで平均粒子径は、コールターカウンター計測による値である。
【0069】
アンチブロッキング剤の具体例としては、例えば無機系としては、合成又は天然のシリカ(二酸化珪素)、ケイ酸マグネシウム、アルミノシリケート、タルク、ゼオライト、硼酸アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、燐酸カルシウムなどが使用される。
有機系としては、ポリメチルメタクリレート、ホリメチルシリルトセスキオキサン(シリコーン)、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド(ユリア樹脂)、フェノール樹脂などを用いることができる。
特に、合成シリカとポリメチルメタクリレートが分散性、透明性、耐ブロッキング性、傷つき性のバランスから好適である。
【0070】
アンチブロッキング剤は表面処理されたものを用いてもよく、表面処理剤としては、界面活性剤、金属石鹸、アクリル酸、シュウ酸、クエン酸、酒石酸などの有機酸、高級アルコール、エステル、シリコーン、フッソ樹脂、シランカップリング剤、ヘキサメタリン酸ソーダ、ピロリン酸ソーダ、トリポリリン酸ソーダ、トリメタリン酸ソーダなどの縮合リン酸塩を用いることができ、特に有機酸処理なかでもクエン酸処理されたものが好適である。処理方法は特に限定されるものではなく、表面噴霧や浸漬等公知の方法を採用することができる。
アンチブロッキング剤はいかなる形状であってもよく球状、角状、柱状、針状、板状、不定形状など任意の形状とすることができる。
これらアンチブロッキング剤は、本目的の効果を損なわない範囲で、1種又は2種以上組み合わせて使用することができる。
アンチブロッキング剤の配合量は、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体100重量部に対して0.01〜1.0重量部、好ましくは0.1〜0.7重量部、より好ましくは0.2〜0.5重量部である。配合量が上記範囲未満では、フィルムのアンチブロッキング性、滑り性、開口性が劣る。上記範囲を超えるとフィルムの透明性を損なうことになる。
【0071】
(2)脂肪酸アマイド
本発明による、水冷インフレーション成形フィルムにおいては、滑り性向上のために、好ましくは、脂肪酸アマイドを添加する。
脂肪酸アマイドとしては、モノアマイド類、置換アマイド類、ビスアマイド類等が挙げられ、1種または2種以上組み合わせて使用することができる。
【0072】
モノアマイド類の具体例としては、飽和脂肪酸モノアマイドとして、ラウリン酸アマイド、パルチミン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ベヘニン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸モノアマイドとして、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、リシノール酸アマイドなどが挙げられる。置換アマイド類の具体例としては、N−ステアリルステアリン酸アマイド、N−オレイルオレイン酸アマイド、N−ステアリルオレイン酸アマイド、N−オレイルステアリン酸アマイド、N−ステアリルエルカ酸アマイド、N−オレイルパルチミン酸アマイドなどが挙げられる。
ビスアマイド類の具体例としては、飽和脂肪酸ビスアマイドとして、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスカプリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスイソステアリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、エチレンビスベヘニン酸アマイド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アマイド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アマイド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、N,N´−ジステアリルアジピン酸アマイド、N,N´−ジステアリルセパシン酸アマイドなどが挙げられる。
不飽和脂肪酸ビスアマイドとして、エチレンビスオレイン酸アマイド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アマイド、N,N´−ジオレイルアジピン酸アマイド、N,N´−ジオレイルセパシン酸アマイドなどが挙げられる。
芳香族系ビスアマイドとして、m−キシリレンビスステアリン酸アマイド、N,N´−ジステアリルイソフタル酸アマイドなどが挙げられる。
特に、上記の脂肪酸アマイドのうち、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、ベヘニン酸アマイドが好適に使用される。
脂肪酸アマイドの配合量としては、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体100重量部に対して、0.01〜1.0重量部、好ましくは0.05〜0.7重量部、より好ましくは0.1〜0.4重量部でる。上記範囲未満では開口性や滑り性が劣る。上記範囲を超えると、脂肪酸アミドの浮き出しが過剰となり、透明性が悪化する。
【0073】
5.付加的成分(添加剤)
(1)添加剤
本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体においては、透明性などの性質をより高めたり耐酸化性などの他の性質を付加させたりするために、付加的成分を任意成分として、本発明の効果を著しく損なわない範囲内で配合することもできる。
この付加的成分としては、従来公知のポリオレフィン樹脂用配合剤として使用される核剤、酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、金属不活性剤、過酸化物、充填剤、抗菌防黴剤、蛍光増白剤といった各種添加剤を加えることができる。これら添加剤の配合量は、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体100重量部に対して、0.0001〜3重量%部、好ましくは0.001〜1重量部である。
さらに、本発明の効果を著しく損なわない範囲内で、柔軟性を付与する成分としてエラストマーを配合することができる。エラストマーの配合量は、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体100重量部に対して、1〜30重量部、好ましくは5〜20重量部である。
【0074】
(2)添加剤の具体例
核剤の具体例としては、2,2−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)燐酸ナトリウム、タルク、1,3,2,4−ジ(p−メチルベンジリデン)ソルビトールなどのソルビトール系化合物、ヒドロキシ−ジ(t−ブチル安息香酸アルミニウム、2,2−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)燐酸と炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸リチウム塩混合物(旭電化(株)製 商品名NA21)、ポリエチレン樹脂などを挙げることができる。
ポリエチレン系樹脂としては、密度が、0.91〜0.98g/cm、好ましくは、0.94〜0.97g/10cmである。密度がこの範囲を外れると透明性改良効果が得られない。当ポリエチレン系樹脂の190℃メルトフローレイト(MFR)が、5g/10min以上、好ましくは7〜500g/10min、さらに好ましくは、10〜100g/10minである。MFRが5g/10分より小さいときはポリエチレン系樹脂の分散径が充分に小さくならず、フィルム表面に分散粒子が凹凸として反映されてしまうため透明性の悪化につながる。また、ポリエチレン系樹脂が微分散するためには好ましくはポリエチレン系樹脂のMFRがプロピレン−エチレンブロック共重合体のMFRより大きい方がよい。
本発明に使用されるポリエチレン系樹脂の製造は、目的の物性を有する重合体を製造し得る限りその重合方法や触媒について特に制限はないが、中圧法プロセスによって得られるポリエチレン系樹脂が好適である。中でも高密度ポリエチレンがよい。
触媒については、チーグラー型触媒(すなわち、担持または非担持ハロゲン含有チタン化合物と有機アルミニウム化合物の組み合わせに基づくもの)、カミンスキー型触媒(すなわち、担持または非担持メタロセン化合物と有機アルミニウム化合物、特にアルモキサンの組み合わせに基づくもの)が挙げられる。
ポリエチレン系樹脂の形状については制限がなく、ペレット状であってもよく、また、粉末状であってもよい。
【0075】
酸化防止剤として、フェノール系酸化防止剤の具体例としては、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレート、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、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)イソシアヌル酸などを挙げることができる。
燐系酸化防止剤の具体例としては、トリス(ミックスド、モノ及びジノニルフェニルホスファイト)、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、4,4´−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル−ジ−トリデシル)ホスファイト、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ジ−トリデシルホスファイト−5−t−ブチルフェニル)ブタン、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4´−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチル−5−メチルフェニル)−4,4´−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイトなどを挙げることができる。
硫黄系酸化防止剤の具体例としては、ジ−ステアリル−チオ−ジ−プロピオネート、ジ−ミリスチル−チオ−ジ−プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(3−ラウリル−チオ−プロピオネート)などを挙げることができる。
【0076】
中和剤の具体例としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ハイドロタルサイト、ミズカラック(水沢化学(株)製)などを挙げることができる。
ヒンダードアミン系の安定剤の具体例としては、琥珀酸ジメチルと1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの重縮合物、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、N,N−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン・2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル}イミノ]、ポリ[(6−モルホリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル)[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]などを挙げることができる。
【0077】
本発明においてエラストマーとは軟質の高分子材料を意味し、一般に、密度が0.90g/cm以下、好ましくは0.86から0.90g/cmの範囲にあり、190℃で2.16Kg荷重におけるメルトフローレート(MFR)が0.01〜100g/10分、好ましくは0.05〜50g/10分の範囲にあることが好ましい。エラストマーは、X線回折法によって測定した結晶化度が30%未満、又は非晶質である。
【0078】
具体例としては、プロピレン系エラストマーやエチレン系エラストマーが挙げられる。プロピレン系エラストマーとしては、プロピレンと炭素数4〜20のα−オレフィンとの共重合体エラストマーが使用される。プロピレンから導かれる単位の含有量は、5〜95モル%、好ましくは20〜92モル%、より好ましくは50〜90モル%、炭素数4〜20のα−オレフィンから導かれる単位の含有量は、5〜95モル%、好ましくは8〜80モル%、より好ましくは10〜50モル%である。また、エチレン系エラストマーとしては、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体エラストマーが使用される。エチレンから導かれる単位の含有量は、5〜95モル%、好ましくは20〜92モル%、より好ましくは50〜90モル%、炭素数3〜20のα−オレフィンから導かれる単位の含有量は、5〜95モル%、好ましくは8〜80モル%、より好ましくは10〜50モル%である。
炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、或いはこれらの混合物を挙げることができる。これらの中でも炭素数3〜10のα−オレフィンが好ましい。
また、本発明においては、プロピレン又はエチレンとα−オレフィンの他、その特性を失わない範囲において、ビニル化合物、ジエン化合物から誘導される成分単位などのようにα−オレフィンから誘導される成分単位以外の成分単位を含むことができる。このような成分単位としては、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンのような鎖状非共役ジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−プロペニル−2−ノルボルネンのような環状非共役ジエン、2,3−イソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,2−ノルボルナジエンなどのジエン化合物、或いは、スチレンや酢酸ビニルなどを挙げることができる。
【0079】
(2)添加方法
これらの付加的成分は、重合により得られた本発明の各成分中に直接添加し溶融混練して使用することも可能であるし、溶融混練中に添加してもよい。さらには溶融混練後に直接添加、或いは、本発明の効果を著しく損なわない範囲においてマスターバッチとして添加することも可能である。また、これらの複合的な手法により添加してもよい。
一般的には、酸化防止剤や中和剤などの添加剤を配合して、混合、溶融、混練された後、製品に成形され使用される。成形時に本発明の効果を著しく損なわない範囲で他樹脂、或いは、その他の付加的成分(マスターバッチを含む)を添加し使用することも可能である。
【0080】
混合、溶融、混練は、従来公知のあらゆる方法を用いることができるが、通常、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、Vブレンダー、タンブラーミキサー、リボンブレンダー、バンバリーミキサー、ニーダーブレンダー、一軸又は二軸の混練押出機にて実施することができる。これらの中でも一軸又は二軸の混練押出機により混合或いは溶融混練を行なうことが好ましい。
【0081】
6.水冷インフレーションフィルム
(1)水冷インフレーション
本発明の水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムとは、水冷インフレーション成形法により得られるポリプロピレンフィルムをいい、原料を押出機により溶融させ、環状ダイを通してチューブ状に溶融樹脂を押出し、内部に閉じこめた水で冷却したり、サイジングリングや水槽式の水冷リングなどを用いて水冷し、冷却固化させた後、ガイド板を経てピンチロールにて折り畳み、引取機にて引き取る方法である。
この成形方法で使用できる成形機、押出機、ダイス、水冷リング、ガイド板、ピンチロール及びフィルムの引取機などは公知のいかなるタイプのものも用いることができるが、後述する要素を備え、特定の成形条件を取りうるものが好適である。
【0082】
(2)成形装置及び成形方法
(2−1)押出機
押出機としては公知各種の押出機を用いることができるが、樹脂温度を低く保ち、安定した吐出を得るためには、単軸押出機を用いることが好ましい。単軸押出機に用いられるスクリュ−形状としては、通常のポリオレフィンの押出に用いられるタイプを広く用いることができるが、可塑化を安定させるためにバリアタイプのスクリュ−やマドックタイプのミキシングなど未溶融物が生じにくい形状であることが好ましい。また、たとえ設定温度が低くてもせん断による発熱が大きすぎる場合には臭気性を悪化させることが懸念されるため、メータリング部の溝深さは1mm以上であることが好ましく、2mm程度が好適である。フィード部とメータリング部の溝深さの比として表されるコンプレッションレートは1.2〜4程度が好ましい。さらに発熱を抑制するために、回転数あたりの吐出量の増加が得られるフィード部に溝を有するグルーブドバレルが用いられることが好ましい。
【0083】
(2−2)ダイ
ダイとしてはインフレーション成形に用いられる各種の環状ダイを用いることができるが、ウエルドの発生が少なく、厚みの均一性に優れたスパイラルマンドレルダイを用いることが好ましい。
【0084】
(2−3)成形温度
本発明における水冷インフレーション成形法フィルムを成形する温度としては、特に限定されるものではないが、プロピレン−エチレンブロック共重合体のDSC測定により得られる融解ピーク温度以上、270℃未満の範囲を取ることが好ましい。
通常、ポリプロピレン系樹脂はポリエチレン系樹脂に比べ融点が高く比較的高い温度で成形される。一方で、成形温度が高いとポリマーや添加剤の熱劣化や、オリゴマーなど低分子量成分の揮発が促進され、臭いが悪化してしまう。
本発明においては、特定のプロピレン−エチレンブロック共重合体を用いることで成形温度を低下させても安定した押出しが得られることで、顕著に臭いが改良される。押出温度が270℃以上の場合には、低分子量成分やオリゴマーの少ない原料を用いても臭いは悪化してしまうため、本発明の目的の一つである臭いの少ないフィルムを得るためには成形温度を270℃未満とすること好ましい。より好ましくは250℃未満、さらに好ましくは230℃未満の範囲である。
一方、プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の融点以下の温度では、充分に可塑化ができず安定した押出しが不可能であるため、プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)のDSC測定により得られる融解ピーク温度以上の成形温度を取ることが必要である。
なお、本発明における成形温度は押出機のフィード部分を除いたシリンダ部分及び押出機からダイ出口までの各エリアにおける設定温度をあらわす。
【0085】
(2−4)リップ幅
上記の温度範囲において、樹脂を低温で押出す際に問題となるのは、粘度の増加に伴うシャークスキンやメルトフラクチャと呼ばれるフィルム表面荒れの発生と、フィルムの異方性の向上による縦裂け強度及び耐衝撃性の低下である。
すなわち、リップ幅が狭すぎるとシャークスキンやメルトフラクチャと呼ばれる表面荒れが生じフィルム外観を著しく損ねる。これらの外観不良を抑制するためにはダイを流れる溶融樹脂の粘度を低下させるために成形温度を上げる、MFRを上げるといった対応が通常なされるが、成形温度は臭いの観点から上記範囲を取ることが必要であり、MFRについては前述した範囲を取らせることが必要となるため、リップ幅としては0.5mm以上であることが好ましい。
一方、リップ幅が広すぎるとフィルムにかかる縦配向がきつくなり、縦方向の引裂強度が低下し、それに伴い耐衝撃性も悪化する。本発明によるフィルムは2mm以上の幅であっても改良された縦裂け強度と耐衝撃性を有するが、よりバランスに優れた商品価値の高いフィルムを得るためにはリップ幅が2mm以下であることが好ましい。より好ましいリップ幅は、0.7mm以上1.5mm以下である。
【0086】
(2−5)冷却リング
冷却リングはフィルムを冷却し、固化させるために非常に重要であるが、本発明においては通常用いられる水冷インフレーション成形用の公知の冷却リングを広く用いることが可能である。これら冷却リングのうち、特に好適に用いることができるのは水槽式の水冷リングであり、透明性や衝撃強度のよりバランスに優れた商品価値の高いフィルムを得ることができる。
【0087】
(2−6)製膜速度
成形(製膜)速度はフィルム厚みと幅及び押出量により決定され、製膜安定性を維持できる範囲で調整可能である。一般的に水冷インフレーション成形においては1〜150m/分、好ましくは5〜100m/分、より好ましくは10〜50m/分である。
【0088】
(3)フィルム
(3−1)厚み
本発明における水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムの厚みは、用途に応じて異なり、特に限定されるものではないが、10〜500μm、より好ましくは15〜400μmの範囲内であれば、透明性に優れるフィルムが安定的に成形できるので好ましい。
【0089】
(3−2)後処理
その他の項目として、本発明で得られたポリプロピレンフィルムに対し、通常工業的に採用されている表面処理を施すこともできる。一般的な表面処理方法としては、コロナ放電処理法、オゾン処理法、フレーム処理法、低温プラズマ処理法などの各種処理法が挙げられる。これらのうち、コロナ放電処理法が最も一般的であり好ましい。
【0090】
(3−3)層構成
フィルムは単層での使用だけでなく、共押出法による積層フィルムでも使用できる。共押出法による積層フィルムの場合、本発明のポリプロピレンフィルムは少なくとも1層含んでいればどの層においても使用することができる。具体的な例としては、2層フィルムの1層、3層フィルムの中間層、3層フィルムの片側表面層及び両表面層の使用等が挙げられる。共押出法による積層フィルムで使用する場合は、フィルム全体の厚みに対し、本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体のフィルム層の厚みは、その積層フィルム全体の10%から90%の範囲で使用される。
また、本発明における単層フィルムや積層フィルムに、種々の基材をさらに積層(ラミネート)してなる複合フィルムに用いてもよい。積層する基材としては、ナイロンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、エチレン・ビニルアルコール共重合体フィルム、アルミ箔、紙等が挙げられる。基材が延伸可能である場合は、一軸又は二軸に延伸されたものでもよい。二軸延伸ナイロンフィルム、二軸延伸ポリエステルフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムには、アルミニウム、シリカ、アルミナ等の金属蒸着、もしくはポリ塩化ビニリデン塗布等の表面処理が施されていても構わない。
基材フィルムに積層する方法としてはドライラミネート法、ウェットラミネート法、ノンソルラミネート法、押出ラミネート法等があるが、このうちドライラミネート法が接着強度に優れるという点から好ましい。
基材フィルムとラミネートする場合は、前記処理層の表面をあらかじめ表面処理する。表面処理の方法としては、前記同様、コロナ放電処理法、オゾン処理法、フレーム処理法、低温プラズマ処理法等の各種処理法が挙げられる。これらのうち、コロナ放電処理法が最も一般的であり好ましい。ラミネートに際しては、かかる表面処理を行った後、処理層表面にドライラミネート用接着剤、例えばポリエーテル系ポリウレタン接着剤、ポリエステル系ポリウレタン接着剤等を塗布し、その後基材フィルムをラミネートする。
【0091】
(4)フィルム物性
(4−1)透明性
透明性が要求される包装材料分野などにおいては、透明性の尺度の一つであるHAZEが小さいほどフィルムの白濁感が薄れ商品価値は向上するが、30μm厚みのフィルムにおいて5%を越えると商品価値に劣るため好ましくない。本発明の水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムは従来の水冷インフレーション成形により得られるポリプロピレン系フィルムに比べ透明性に優れ、HAZEが小さく、概ね3%以下であり、さらに2.5%以下と極めて透明性に優れるという特徴を有する。
なお、本発明におけるフィルムのHAZEは、JIS−K7136−2000に準拠して測定する。
【0092】
(4−2)耐衝撃性
本発明の水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムは耐衝撃性に優れるという特徴を有する。フィルムの耐衝撃性を評価する手法は各種存在するが、本発明においては打ち抜き衝撃強度を耐衝撃性評価の評価に用いる。
内容物や利用される状態により要求される打ち抜き衝撃強度は異なるが、液体や青果物などの比較的重量の大きな製品を包装するには、概ね1,000J/mmに満たないと包装時に破れが発生しやすく好ましくない。通常ポリプロピレン系フィルムはこの値が小さいため耐衝撃性の要求される分野には使用が少ない。
一方、本発明において得られるフィルムは耐衝撃性に優れ、概ね3000J/mm以上であり、5000J/mm以上さらには7000J/mm以上と極めて高い値を示すという特徴を有するため、後述する比較的高い強度が要求される分野においても好適に使用可能である。
【0093】
(4−3)引張弾性率
本発明の水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムは、さらに柔軟性に優れるという特徴を有する。柔軟性はフィルムにおいては引張弾性率が低いほど向上ししなやかになる。引張弾性率が高いとフィルムは剛直になり腰強さは向上するがごわごわした感触が強くなるし、内容物が柔軟な食品などの場合にはそれらを痛めやすいという問題がある。
本発明により得られるフィルムは概ね弾性率が低く柔軟性に優れ、概ね600MPa以下であり、400MPa以下、さらには300MPa以下というしなやかさに優れるという特徴を有する。
【0094】
7.用途
本発明で得られる水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムは、従来の技術で得られる水冷インフレーション成形ポリプロピレンフィルムに比べて、白味がなく、すっきりした透明感があり、かつ、柔軟性と耐衝撃性に優れ、開口性が良好であることから加工や使用が容易であり、包装材料としては極めて商品価値の高いものである。
用途としては、特に限定されないが、食品、衣料、医薬、文具、雑貨などの包装用途に好適に用いられる。これらのうち、臭いが少ない特徴から、食品及び医療用途には特に好適である。さらに具体的には、菓子包材、レトルト包材、輸液バック等が挙げられる。
【実施例】
【0095】
以下において、本発明をより具体的にかつ明確に説明するために、本発明を実施例及び比較例との対照において説明し、本発明の構成の要件の合理性と有意性を実証する。
なお、実施例及び比較例で用いた評価方法及び使用樹脂は、以下の通りである。
【0096】
[プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の諸物性の測定方法]
1)メルトフローレート(MFR)
JIS K7210 A法 条件M に従い、以下の条件で測定した。
試験温度:230℃
公称加重:2.16kg
ダイ形状:直径2.095mm 長さ8.00mm
【0097】
2)TREF
試料を140℃でo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)に溶解し溶液とする。これを140℃のTREFカラムに導入した後に8℃/分の降温速度で100℃まで冷却し、引き続き4℃/分の降温速度で−15℃まで冷却し、60分間保持する。その後、溶媒であるo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)を1ml/分の流速でカラムに流し、TREFカラム中で−15℃のo−ジクロロベンゼンに溶解している成分を10分間溶出させ、次に昇温速度100℃/時間にてカラムを140℃までリニアに昇温し、溶出曲線を得る。
〔装置〕
(TREF部)
TREFカラム:4.3mmφ × 150mmステンレスカラム
カラム充填材:100μm 表面不活性処理ガラスビーズ
加熱方式:アルミヒートブロック
冷却方式:ペルチェ素子(ペルチェ素子の冷却は水冷)
温度分布:±0.5℃
温調器:(株)チノー デジタルプログラム調節計KP1000(バルブオーブン)
加熱方式:空気浴式オーブン
測定時温度:140℃
温度分布:±1℃
バルブ:6方バルブ 4方バルブ
(試料注入部)
注入方式:ループ注入方式
注入量:ループサイズ 0.1ml
注入口加熱方式:アルミヒートブロック
測定時温度:140℃
(検出部)
検出器:波長固定型赤外検出器 FOXBORO社製 MIRAN 1A
検出波長:3.42μm
高温フローセル:LC−IR用ミクロフローセル 光路長1.5mm 窓形状2φ×4mm長丸 合成サファイア窓板
測定時温度:140℃
(ポンプ部)
送液ポンプ:センシュウ科学社製 SSC−3461ポンプ
〔測定条件〕
溶媒:o−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)
試料濃度:5mg/ml
試料注入量:0.1ml
溶媒流速 :1ml/分
【0098】
3)固体粘弾性測定
試料は、下記条件により射出成形した厚さ2mmのシートから、10mm幅×18mm長×2mm厚の短冊状に切り出したものを用いた。装置はレオメトリック・サイエンティフィック社製のARESを用いた。周波数は1Hzである。測定温度は−60℃から段階状に昇温し、試料が融解して測定不能になるまで測定を行った。歪みは0.1〜0.5%の範囲で行った。
〔試験片の作成〕
規格番号:JIS−7152(ISO294−1)
成形機:東洋機械金属社製TU−15射出成形機
成形機設定温度:ホッパ下から 80,80,160,200,200,200℃
金型温度:40℃
射出速度:200mm/秒(金型キャビティー内の速度)
射出圧力:800kgf/cm
保持圧力:800kgf/cm
保圧時間:40秒
金型形状:平板(厚さ2mm 幅30mm 長さ90mm)
【0099】
4)DSC
セイコー社製DSCを用い、試料5.0mgを採り、200℃で5分間保持した後、40℃まで10℃/分の降温速度で結晶化させ、さらに10℃/分の昇温速度で融解させたときの融解ピーク温度をTmとした(単位:℃)。昇温時の吸熱曲線の面積からdHmを求めた。
【0100】
5)GPC
重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定した。
保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。なお、測定法は、段落0041において詳述した方法による。
【0101】
6)常温キシレン可溶成分(CXS)
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、23℃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CXSを回収して、秤量する。
【0102】
7)極限粘度(固有粘度と同義)
ウベローデ型粘度計を用いてデカリンを溶媒として用い温度135℃で測定した。
【0103】
8)エチレン含有量の算出
段落0032〜0036において詳述した方法による。
【0104】
〔製造例PP−1〕
[重合製造例A−1]
予備重合触媒の調製
(イオン交換性層状珪酸塩の化学処理)10リットルの撹拌翼の付いたガラス製セパラブルフラスコに、蒸留水3.75リットル、続いて濃硫酸(96%)2.5kgをゆっくりと添加した。50℃で、さらにモンモリロナイト(水澤化学社製ベンクレイSL;平均粒径=25μm 粒度分布=10〜60μm)を1kg分散させ、90℃に昇温し、6.5時間その温度を維持した。50℃まで冷却後、このスラリーを減圧濾過し、ケーキを回収した。このケーキに蒸留水を7リットル加え再スラリー化後、濾過した。この洗浄操作を、洗浄液(濾液)のpHが、3.5を越えるまで実施した。回収したケーキを窒素雰囲気下110℃で終夜乾燥した。乾燥後の重量は707gであった。
(イオン交換性層状珪酸塩の乾燥)先に化学処理した珪酸塩は、キルン乾燥機により乾燥を実施した。仕様、乾燥条件は以下の通りである。
回転筒:円筒状 内径50mm 加温帯550mm(電気炉) かき上げ翼付き回転数:2rpm 傾斜角:20/520 珪酸塩の供給速度:2.5g/分 ガス流速:窒素 96リットル/時間 向流乾燥温度:200℃(粉体温度)
(触媒の調製)撹拌及び温度制御装置を有する内容積16リットルのオートクレーブを窒素で充分置換した。ここに、該珪酸塩200gを導入し、混合ヘプタン1,160ml、さらにトリエチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.60M)840mlを加え、室温で攪拌した。1時間後、混合ヘプタンにて洗浄し、珪酸塩スラリーを2,000mlに調製した。次に、先に調製した珪酸塩スラリーにトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.71ML)9.6mlを添加し、25℃で1時間反応させた。平行して、(r)−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)−4H−アズレニル}]ジルコニウム2,180mg(0.3mM)と混合ヘプタン870mlに、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.71M)33.1mlを加えて、室温にて1時間反応させた混合物を、珪酸塩スラリーに加え、1時間攪拌後、混合ヘプタンを追加して5,000mlに調製した。
(予備重合/洗浄)続いて、槽内温度を40℃昇温し、温度が安定したところでプロピレンを100g/時間の速度で供給し、温度を維持した。4時間後プロピレンの供給を停止し、さらに2時間維持した。
予備重合終了後、残モノマーをパージし、撹拌を停止させ約10分間静置後、上澄みを2,400mlデカントした。続いてトリイソブチルアルミニウム(0.71ML)のヘプタン溶液9.5ml、さらに混合ヘプタンを5600ml添加し、40℃で30分間撹拌し、10分間静置した後に、上澄みを5600ml除いた。さらにこの操作を3回繰り返した。最後の上澄み液の成分分析を実施したところ有機アルミニウム成分の濃度は、1.23mモル/リットル、Zr濃度は8.6×10−6g/Lであり、仕込み量に対する上澄み液中の存在量は0.016%であった。続いて、トリイソブチルアルミニウム(0.71ML)のヘプタン溶液を170ml添加した後に、45℃で減圧乾燥を実施した。触媒1g当たりポリプロピレンを2.0g含む予備重合触媒が得られた。
【0105】
第一工程
第一工程では、内容積0.4mの攪拌装置付き液相重合槽を用いてプロピレン−エチレンランダム共重合を実施した。液化プロピレンと液化エチレン及びトリイソブチルアルミニウムをそれぞれ90kg/時、4.2kg/時、21.2g/時で連続的に供給した。水素供給量は第一工程のMFRが目標の値となるように調節した。さらに、上記の予備重合触媒を、触媒として(予備重合ポリマーの重量は除く)、6.9g/時となるように供給した。また、重合温度が45℃となるように重合槽を冷却した。
得られたプロピレン−エチレンランダム共重合を分析したところ、BD(嵩密度)は0.46g/cc、MFRは7.0g/10分、エチレン含有量は3.7wt%であった。
【0106】
第二工程
第二工程では、内容積0.5mの攪拌式気相重合槽を用いてプロピレン−エチレンランダム共重合を実施した。第一工程の液相重合槽より重合体粒子を含んだスラリーを連続的に抜き出し、液化プロピレンをフラッシングした後、窒素で昇圧して気相重合槽へ連続的に供給した。
重合槽は温度が80℃、プロピレンとエチレンと水素の分圧の合計が1.5MPaとなるように制御した。その際にプロピレンとエチレンと水素の分圧の合計に占めるプロピレンとエチレン及び水素の濃度は、それぞれ66.97vol%、32.99vol%、420volppmとなるように制御した。さらに、活性抑制剤としてエタノールを気相重合槽に供給した。エタノールの供給量は、気相重合槽に供給される重合体粒子に随伴して供給されるTIBA中のアルミニウムに対して、0.3mol/molとなるようにした。
得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体を分析したところ、活性は8.7kg/g−触媒、BDは0.41g/cc、MFRは7.0g/10分、エチレン含有量は8.7wt%であった。
【0107】
(造粒)
重合製造例A−1で得られたブロック共重合体パウダーにブレンダーにより、酸化防止剤、中和剤、アンチブロッキング剤、滑剤を添加し、充分に撹拌混合した。
酸化防止剤:テトラキス[メチレン−3−(3´,5´−ジ−t−ブチル−4´−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガノックス1010)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(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製 イルガホス168)0.10重量部
中和剤:ステアリン酸カルシウム(日本油脂(株)製 カルシウムステアレートG)0.05重量部
アンチブロッキング剤:合成シリカ(富士シリシア(株)製 サイリシア430、粒径2μm)0.40重量部
滑剤:オレイン酸アマイド(日本精化(株)製 ニュートロン)0.30重量部
【0108】
添加剤を加えた共重合体パウダーをヘンシェルミキサーにより750rpmで1分間室温で高速混合した後、スクリュー口径30mmの池貝製作所製PCM二軸押出機にて、スクリュー回転数200rpm、吐出量10kg/hr、押出機温度190℃で溶融混練し、ストランドダイから押し出された溶融樹脂を、冷却水槽で冷却固化させながら引き取り、ストランドカッターを用いてストランドを直径約2mmで長さ約3mmに切断することによりプロピレン−エチレンブロック共重合体の原料ペレット(PP−1)を得た。
【0109】
(分析)
得られたPP−1ペレットを用いて、TREF、エチレン含量、DSC、GPC、CXS、CXSの[η]、固体粘弾性、ビカット軟化点温度の測定を行った。
測定により得られた各データを表4に示す。
得られた測定結果からPP−1はプロピレン−エチレンブロック共重合体として全ての要件を満たすといえる。
ここで、TREF測定結果について、各パラメータの位置づけを示すために、図1に溶出曲線を例示する。また、固体粘弾性測定結果について、各パラメータの位置づけを示すために、図2に温度に対する貯蔵弾性率G’、損失弾性率G’’と損失正接tanδの変化を例示する。
【0110】
〔製造例PP−1B〕
重合製造例A−1で得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体に、製造例PP−1で用いたアンチブロッキング剤(サイリシア430)ではなく、サイリシア770(富士シリシア(株)製 合成シリカ、粒径6μm)のアンチブロッキング剤(にした以外は、製造例PP−1と同様の添加剤配合、造粒条件により、PP−1B原料ペレットを得た。各種分析結果は製造例PP−1と同様であった。
〔製造例PP−1C〕
重合製造例A−1で得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体に、製造例PP−1で用いたオレイン酸アマイドの量を0.8重量部にした以外は、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−1C原料ペレットを得た。各種分析結果は製造例PP−1と同様であった。
【0111】
〔製造例PP−2〕
[重合製造例A−2]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−2原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
重合製造例A−2で得られたブロック共重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−2原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0112】
〔製造例PP−3〕
[重合製造例A−3]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−3原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0113】
〔製造例PP−4〕
[重合製造例A−4]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−4原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0114】
〔製造例PP−5〕
[重合製造例A−5]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−5原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0115】
〔製造例PP−6〕
[重合製造例A−6]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−6原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0116】
〔製造例PP−7〕
[重合製造例A−7]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−7原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0117】
〔製造例PP−8〕
[重合製造例A−8]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−8原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0118】
〔製造例PP−9〕
[重合製造例A−9]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−9原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0119】
〔製造例PP−10〕
[重合製造例A−10]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−10原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0120】
〔製造例PP−11〕
[重合製造例A−11]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−11原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0121】
〔製造例PP−12〕
[重合製造例A−12]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−12原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0122】
〔製造例PP−13〕
[重合製造例A−13]
重合製造例A−1において、第二工程を行わずに第一工程のみを行った点以外は、重合製造例A−1と同様にして重合を実施し、プロピレン−エチレンランダム共重合体の製造を行った。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−13原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0123】
〔製造例PP−14〕
[重合製造例A−14]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−14原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0124】
〔製造例PP−15〕
[重合製造例A−15]
重合製造例A−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−15原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0125】
〔製造例PP−16〕
[重合製造例A−16]
(固体触媒成分の調製)
充分に窒素置換したフラスコに、脱水および脱酸素したn−ヘプタン2,000ミリリットルを導入し、次いでMgClを2.6モル、Ti(O−n−C を5.2モル導入し、95℃で2時間反応させた。反応終了後、40℃に温度を下げ、次いでメチルヒドロポリシロキサン(20センチストークスのもの)を320ミリリットル導入し、3時間反応させた。生成した固体成分をn−ヘプタンで洗浄した。
次いで、充分に窒素置換したフラスコに、上記と同様に精製したn−ヘプタンを4,000ミリリットル導入し、上記で合成した固体成分をMg原子換算で1.46モル導入した。次いでn−ヘプタン25ミリリットルにSiCl2.62モルを混合して30℃において30分間でフラスコへ導入し、70℃で3時間反応させた。反応終了後、n−ヘプタンで洗浄した。次いでn−ヘプタン25ミリリットルにフタル酸クロライド0.15モルを混合して、70℃において30分間でフラスコへ導入し、90℃で1時間反応させた。反応終了後、n−ヘプタンで洗浄した。次いでTiCl11.4molを導入して110℃で3時間反応させた。反応終了後、n−ヘプタンで洗浄して固体成分(A1)を得た。この固体成分のチタン含有量は2.0wt%であった。
次いで、撹拌及び温度制御装置を有する内容積16リットルのオートクレーブを窒素で充分置換し、ここへ、上記と同様に精製したn−ヘプタンを5,000ミリリットル導入して上記で合成した固体成分(A1)を100グラム導入し、SiCl0.875molを導入して90℃で2時間反応させた。反応終了後、さらに(CH =CH)Si(CH0.15mol、(t−C )(CH )Si(OCH0.075mol及びAl(C 0.4molを順次導入して30℃で2時間接触させた。接触終了後、n−ヘプタンで充分に洗浄し、塩化マグネシウムを主体とする固体触媒成分(A)を得た。このもののチタン含有量は、1.8wt%であった。
(予備重合)
撹拌及び温度制御装置を有する内容積16リットルのオートクレーブを窒素で充分置換した。ここに、上記で調製した固体触媒成分(A)のn−ヘプタンスラリーを固体触媒成分(A)として100g導入し、さらにn−ヘプタンを導入して液レベルを5,000ミリリットルに調整した。次に、槽内温度を15℃に調節し、トリエチルアルミニウム・n−ヘプタン溶液(10wt%)をAl(Cとして0.1mol添加した。その後、プロピレンを50g/時間の速度で2時間供給して予備重合を行った。予備重合終了後、残モノマーをパージし、固体触媒をn−ヘプタンで充分に洗浄した。洗浄終了後、減圧乾燥を行い、予備重合触媒を得た。この予備重合触媒中には、固体触媒成分1g当たり2.0gのポリプロピレンが含まれていた。
得られた予備重合触媒を用い、かつ、トリイソブチルアルミニウムの代わりにトリエチルアルミニウムを10g/時で連続的に供給し、さらに、表3に示す重合条件を用いた以外は重合製造例A−1と同様にしてプロピレン−エチレンブロック共重合体の製造を行った。重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーから、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−16原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0126】
〔製造例PP−17〕
[重合製造例A−17]
重合製造例A−16と同様にして重合条件を変化させプロピレン−エチレンブロック共重合体を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。得られた重合体パウダーを、製造例PP−1と同様の添加剤配合及び造粒条件により、PP−17原料ペレットを得た。各種分析結果を表4に示す。
【0127】
〔製造例PP−18〕
重合製造例A−17で得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体に、製造例PP−1と同様の添加剤に加え、有機過酸化物として(2,5−ジメチル−2,5−ビス(ターシャリブチルパーオキシ)ヘキサン)0.05重量部加え、製造例PP−1と同様の造粒条件により、PP−18原料ペレットを得た。得られたペレットは有機過酸化物の分解或いは残差による酸のにおいが強く、また、黄色がかった色相であった。各種分析結果を表4に示す。
【0128】
[実施例−1]
(フィルム成形)
PP−1ペレットを以下の成形機を用いて、以下の条件により水冷インフレーション成形した。
押出機:口径45mml/D=24、グルーブドバレルタイプ、温調3ゾーン
スクリュ:フィード部溝深さ4mm、メータリング部溝深さ2mm、ミキシングとしてマドックミキシング部とダルメージミキシング部
押出機設定温度:ホッパ下水冷、フィード側から180,190,190
ダイ:口径120mmφスパイラルマンドレルダイ、リップ幅1mm
ダイ設定温度:アダプタ部190℃ ダイス本体190℃
冷却リング:水冷マンドレル方式 水温20℃
吐出量:17kg/h(スクリュ回転数で調整)
ブロー比(バブル直径とダイ口径の比):1.1
引き取り速度:20m/分
フィルム厚み:30μm
【0129】
〔物性評価〕
1)HAZE
得られたフィルムを23℃で50%RHの雰囲気下にて24時間状態調整した後、JIS−K7136−2000に準拠してヘイズメーターで測定した。得られた値が小さいほど透明性がよい。
2)ブリードアウトの評価
上記1)HAZEで測定したフィルムを40℃の恒温槽内に1週間放置し、その後23℃で50%RHの雰囲気下にて2時間放置して状態調整した後、JIS−K7136−2000に準拠してHAZEを測定した。40℃、1週間後のHAZEと23℃、50%RH、24時間で測定したHAZEとの差を求め、ブリードアウトの量を評価した。HAZEの差が大きいほどブリードアウトの量は多い。
3)開口性
フィルム製膜直後及び10分後のチューブ状フィルムの開口性を下記の判定基準で評価した。
◎:軽く振るだけで開く
○:普通に指でひねって1回で開く
△:強く指でひねれば1回で開く
×:強く指でひねっても殆んど開かない
4)滑り性(スリップ性)
得られたフィルムを温度23℃で50%RHの雰囲気下に24時間状態調整した後、ASTM−D1894に準拠して、チューブの内面同士の摩擦をスリップテスター法にて静摩擦係数で評価した。この値が小さいほど滑り性が優れていることを意味する。
5)打ち抜き衝撃強度
JIS−P8134に準拠して、得られたフィルムを23℃で50%RHの雰囲気下にて24時間以上放置し、状態調整を行った後、東洋精機製作所製フィルムインパクトテスターを用いて、23℃で50%RHの雰囲気下で測定を行った(単位:J/mm)。貫通部は25.4mmφの半球型金属製のものを用いた。この値が大きい程耐衝撃性が優れている事を意味する。
6)引張弾性率:JIS K−7127−1989に準拠し、下記の条件にて、フィルムの流れ方向(MD)及び直交方向(TD)各々についての引張弾性率を測定した。
サンプル長さ:150mm
サンプル幅:15mm
チャック間距離:100mm
クロスヘッド速度:1mm/min
7)引裂強度
得られたフィルムの成形時の引き取り方向をタテ方向(MD)、引き取り方向と垂直の方向(TD)として、JIS−K7128−1991に準拠し、エルメンドルフ引裂法にて測定した(単位:N/mm)。この値が大きい程引裂強度が優れていることを意味する。
8)臭い
300mlの共栓付き三角フラスコに、三角フラスコの容積の約1/2になるように得られたフィルムサンプルを投入後、栓をし、80℃の恒温槽内に2時間加熱後取り出し、10分以内に下記基準にて臭気官能評価を行った。
○:無臭又は微かに臭いが感じられる
△:やや臭う
×:かなり臭う
××:激しく臭う
上記物性の評価結果を表5に示す。
【0130】
[実施例−2,3]
原料としてPP−1と添加剤配合が異なるPP−1B、1Cを用いた他は、実施例−1と同様にフィルム成形を実施し評価した。評価結果を表5に示す。
[実施例−4〜12]
原料としてPP−2〜10を用いた他は、実施例−1と同様にフィルム成形を実施し評価した。評価結果を表5に示す。
【0131】
[比較例−1]
原料としてPP−11を用いた他は、実施例−1と同様にフィルム成形を実施した。フィルムには顕著なシャークスキンが生じ外観が極めて悪化した。品質の評価結果を表5に示す。
[比較例−2]
原料としてPP−12を用いた他は、実施例−1と同様にフィルム成形を実施した。成形時にバブルが不安定となり均一の厚みのフィルムを得ることができなかったため、物性の評価も不能であった。
[比較例−3〜8]
原料としてPP−13〜18を用いた他は、実施例−1と同様にフィルム成形を実施し評価した。評価結果を表5に示す。
【0132】
【表3】

【0133】
【表4】

【0134】
【表5】

【0135】
[実施例と比較例との対照による考察]
以上の各実施例と各比較例とを対照して考察すれば、本発明の構成における各規定を満たす、本発明の新規なプロピレン−エチレンブロック共重合体を用いて成形された水冷インフレーションフィルムにおいては、透明性及び耐衝撃性が優れており、柔軟性も良好で、さらに、ブリードアウトが抑制されて、フィルムとしてのスリップ性や開口性及び引裂強度も向上され、かつ臭いが少ないことが明白であり、本発明の構成要件の各規定が合理的で有意性を有し、実験データにより確証されていることが理解される。
【0136】
具体的には、比較例−1では、プロピレン−エチレンブロック共重合体のMFRが低すぎ、シャークスキンの顕著な発生により表面外観の悪化が生じ、透明性も悪い。比較例−2では、プロピレン−エチレンブロック共重合体のMFRが高すぎ、バブルが不安定になり安定した製膜ができない。比較例−3では、用いた原料が通常のプロピレン−エチレンランダム共重合体で成分(A2)が含まれないため、メタロセン系触媒を用いることで透明性は改良されるものの、柔軟性と耐衝撃性が不足する。比較例−4では、固体粘弾性測定におけるtanδが単一のピークを有さず相分離構造を取っており、透明性の顕著な悪化が生じる。比較例−5では、成分(A2)が多過ぎ、フィルムの開口性が悪化している。比較例−6では、チーグラー・ナッタ系触媒を用いて重合されたプロピレン−エチレンブロック共重合体を用いたが、透明性に劣り、ブリードアウト悪く、スリップ性や開口性も劣っている。比較例−7では、比較例−6と同様にチーグラー・ナッタ系触媒を用い、べたつきやブリードアウトを改良するために全体の分子量を上げ低分子量成分を減らすようにしたが、表面外観及び臭いが悪化し、透明性の優れたフィルムが得られない。比較例−8では比較例−7の外観不良を改良するために、造粒時に有機過酸化物を加えることで分子量を下げ、低分子量成分の量を抑制しながら流動性を向上させることを試みたが、フィルム外観は改良されたものの透明性は優れたものでなく、有機過酸化物の使用により臭いが極めて悪化した。
以上、透明性や柔軟性や耐衝撃性などの諸性質がおしなべて優れ、ブロッキングやブリードアウトが少なく、さらにスリップ性や開口性及び臭いに優れる本発明のプロピレン−エチレンブロック共重合体からなる水冷インフレーション成形フィルムに比して、各比較例においては、品質が全般的に見劣りがし、本発明の水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルムの優位性を際立たせている。
【図面の簡単な説明】
【0137】
【図1】重合製造例A−1におけるPP−1の溶出量曲線と溶出量積算を示すグラフ図である。
【図2】重合製造例A−1におけるPP−1の固体粘弾性測定を示すグラフ図である。
【図3】重合製造例A−14におけるPP−14の固体粘弾性測定を示すグラフ図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
原料として以下の条件(A−i)〜(A−iii)を満たすプロピレン−エチレンブロック共重合体を用い、水冷インフレーション成形により成形されたことを特徴とする水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−i)メタロセン系触媒を用いて、第1工程でプロピレン単独又はエチレン含量7wt%以下のプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A1)を30〜95wt%、第2工程で成分(A1)よりも3〜20wt%多くのエチレンを含有するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A2)を70〜5wt%逐次重合することで得られたプロピレン−エチレンブロック共重合体(A)であること
(A−ii)メルトフローレート(MFR:230℃ 2.16kg)が1〜20g/10分の範囲にあること
(A−iii)固体粘弾性測定(DMA)により得られる温度−損失正接(tanδ)曲線において、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有すること
【請求項2】
プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)が以下の条件(A−iv)を満たすことを特徴とする、請求項1に記載された水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−iv)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により得られる分子量における5,000以下の成分量W(Mw≦5,000)が、全体の0.8wt%以下であること
【請求項3】
プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)が以下の条件(A−v)〜(A−vi)を満たすことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載された水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−v)第1工程で得られる成分(A1)が、エチレン含量が0.5〜6wt%の範囲にあるプロピレン−エチレンランダム共重合体で、ブロック共重合体(A)の全体における割合が30〜85wt%の範囲にあり、第2工程で得られる成分(A2)が(A1)よりも6〜18wt%多くのエチレン含量で、ブロック共重合体(A)の全体における割合が70〜15wt%の範囲にあること
(A−vi)o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた−15℃〜140℃の温度範囲での温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dWt%/dT)のプロットとして得られるTREF溶出曲線において、高温側に観測されるピークT(A1)が55℃〜96℃の範囲にあり、低温側に観測されるピークT(A2)が45℃以下にあり、或いはピークT(A2)が観測されず、全プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の99wt%が溶出する温度T(A4)が98℃以下であること
【請求項4】
プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)が以下の条件(A−vii)〜(A−iix)を満たすことを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載された水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−vii)第1工程で得られる成分(A1)が、エチレン含量が1.5〜6wt%の範囲にあるプロピレン−エチレンランダム共重合体で、ブロック共重合体(A)の全体における割合が30〜70wt%の範囲にあり、第2工程で得られる成分(A2)が(A1)よりも8〜16wt%多くのエチレン含量で、ブロック共重合体(A)の全体における割合が70〜30wt%の範囲にあること
(A−iix)o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた−15℃〜140℃の温度範囲での温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dWt%/dT)のプロットとして得られるTREF溶出曲線において、高温側に観測されるピークT(A1)が60℃〜88℃の範囲にあり、低温側に観測されるピークT(A2)が40℃以下にあり、或いはピークT(A2)が観測されず、全プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)の99wt%が溶出する温度T(A4)が90℃以下であること
【請求項5】
プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)が以下の条件(A−ix)を満たすことを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載された水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
(A−ix)23℃キシレン可溶成分の、135℃デカリン中で測定される固有粘度[η]cxsが1〜2(dl/g)の範囲にあること
【請求項6】
プロピレン−エチレンブロック共重合体(A)100重量部に対して、平均粒子径が1〜7μmであるアンチブロッキング剤0.01〜1.0重量部及び脂肪酸アマイド0.01〜1.0重量部を配合してなることを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれかに記載された水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
【請求項7】
引張弾性率が400MPa以下であり、23℃における打ち抜き衝撃強度が3000J/mm以上であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載された水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルム。
【請求項8】
請求項1〜請求項7のいずれかに記載された水冷インフレーション成形ポリプロピレン系フィルムからなる層を少なくとも1層含むことを特徴とする、ポリプロピレン系積層フィルム。
【請求項9】
請求項1〜請求項8のいずれかに記載されたポリプロピレン系フィルムからなり、加熱滅菌して使用されることを特徴とする食品包装用袋又は医療用袋。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2006−307072(P2006−307072A)
【公開日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−133236(P2005−133236)
【出願日】平成17年4月28日(2005.4.28)
【出願人】(596133485)日本ポリプロ株式会社 (577)
【Fターム(参考)】