説明

熱成形容器

【課題】レトルト処理に耐え得る深絞りの熱成形容器を提供する。
【解決手段】下記(a)〜(c)を満足する結晶性プロピレン重合体のシートを固相圧空成形した、深さ/口径の比が1以上の深絞り構造を有する熱成形容器であって、125℃における熱収縮率が3%以下である。(a)オルトジクロロベンゼンを溶媒として使用した昇温溶出分別(TREF)の測定において、40℃以下の温度で溶出する成分が1重量%以下且つ溶出成分量が最も多いときの温度(Tp)が113℃以上125℃以下(b)動的粘弾性測定による貯蔵弾性率の周波数ω依存性曲線G’(ω)と損失弾性率の周波数ω依存性曲線G”(ω)との交点Gcにおける貯蔵弾性率の値(単位:Pa)の逆数の10倍をPIとしたとき、PIが4.0以上(c)JISK7210(230℃、2.16kg荷重)に基づいて測定されたメルトフローレート(MFR)が0.2〜1g/10分による

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱成形容器に関し、さらに詳しくは、レトルト処理に耐えうる深絞りの熱成形容器に関し、ポリプロピレン系シートを融解ピーク温度以下の温度で固相圧空成形することにより得られる熱成形容器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いた容器が製造されている。熱可塑性樹脂の中でも、プロピレン系樹脂組成物は、耐熱性、剛性、耐衝撃性、あるいは衛生面に優れていることから、食品等の容器として好適に用いられており、特に、高い耐熱性を必要とする電子レンジでのレンジアップ容器、高温充填が必要な容器等に使用範囲が広がってきている。
【0003】
食品容器として、容器の口径に対して内容物を収容する本体が長い容器、いわゆる深絞り容器は、口径に比較し内容量を多くできる、持ちやすいといった点で有効である。
このような深絞り容器は、射出成形によって成形される場合がある。射出成形は、用いる金型によって所望の形状に成形し易いという利点から、深絞り容器成形に適している。
しかし、射出成形は、多数個取りにした場合の金型費用が高い、生産スピードが熱成形容器と比較し遅い、薄肉成形品を生産しにくいという問題を有している。
【0004】
一方、熱可塑性樹脂をシート状に押出成形した後、そのシートを再加熱して所望の容器を得る、真空成形、真空圧空成形、固相圧空成形等の熱成形法は、成形し易く生産性が高いことから、大量生産に向く上、多層化製品を得るのも容易なことから、広く普及している。
しかし、真空成形、真空圧空成形等のシートを溶融した状態で容器を成形する熱成形法は、融点以上の温度まで再加熱して容器とするため、深さ/口径比の大きい深絞り容器を得にくく、商品として価値のある容器を成形することが難しい。
【0005】
近年は食品の安全性確保のために、高温レトルト処理に耐えられる包装材料が求められてきており、フィルム材料については、耐熱性、シール性を兼ね備えた材料が各種提案されている(特許文献1および特許文献2参照)。一方、シートからの熱成形容器についても各種材料の提案がなされてきている(特許文献3および特許文献4参照)が、固相圧空成形による深絞り容器成形が可能なレトルト耐熱シート材料として満足するには十分ではなく、レトルト処理が可能な深絞り熱成形容器が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−150892号公報
【特許文献2】特開2006−307120号公報
【特許文献3】特開2006−282259号公報
【特許文献4】特開2008−207818号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、ポリプロピレン系シートを融解ピーク温度以下の温度で圧空成形することで製造可能であり、レトルト処理が可能な深絞り構造を有する熱成形容器を提供することにある。
本発明の熱成形容器は、深さ/口径比の大きい深絞り容器が固相圧空成形可能であり、高温レトルト処理に耐え得るので、商品価値の高い、深絞りの熱成形容器として、広く用いることができる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の結晶性プロピレン重合体からなるポリプロピレン系シートを、融解ピーク温度以下の温度で固相圧空成形すると、レトルト処理に対する耐熱性を得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明の第1の発明は、下記(a)〜(c)を満足する結晶性プロピレン重合体(A)のシートを固相圧空成形して得られ、容器の深さ/口径の比が1以上の深絞り構造を有する熱成形容器であって、125℃における熱収縮率が3%以下であることを特徴とする熱成形容器である。
(a)オルトジクロロベンゼンを溶媒として使用した昇温溶出分別(TREF)の測定において、40℃以下の温度で溶出する成分が1重量%以下且つ溶出成分量が最も多いときの温度(Tp)が113℃以上125℃以下
(b)動的粘弾性測定による貯蔵弾性率の周波数ω依存性曲線G’(ω)と損失弾性率の周波数ω依存性曲線G”(ω)との交点Gcにおける貯蔵弾性率の値(単位:Pa)の逆数の10倍をPIとしたとき、PIが4.0以上
(c)JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に基づいて測定されたメルトフローレート(MFR)が0.2〜1g/10分
【0010】
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、結晶性プロピレン重合体(A)のシートが、造核剤を、結晶性プロピレン重合体(A)100重量部に対し、0.01〜0.5重量部を含有することを特徴とする熱成形容器が提供される。
【0011】
また、本発明の第3の発明によれば、第1または第2の発明において、結晶性プロピレン重合体(A)が、1段以上のバルク重合工程および1段以上の気相重合工程からなる、2段以上の多段重合により製造され、後段で得られる重合体のメルトフローレート(MFR)がそれより前段で得られる重合体のメルトフローレートより低い結晶性プロピレン重合体であることを特徴とする熱成形容器が提供される。
【0012】
また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3の発明において、結晶性プロピレン重合体(A)が、多段重合により製造され、1番目の反応槽で製造される重合体のMFR(MFR1)と多段重合によって得られる結晶性プロピレン重合体(MFR)とのMFR差が、下記式で表される結晶性プロピレン重合体であることを特徴とする熱成形容器が提供される。
MFR1/MFR≧4.0
【0013】
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4の発明において、結晶性プロピレン重合体(A)が、チタン、マグネシウム及びハロゲンを必須成分として含有する固体触媒成分(a)と、有機アルミニウム成分(b)からなるプロピレン重合用触媒により得られる結晶性プロピレン重合体であることを特徴とする熱成形容器が提供される。
【0014】
また、本発明の第6の発明によれば、第5の発明において、結晶性プロピレン重合体(A)は、さらに重合時に、Si−OR結合(但し、Rは炭素数1〜8の炭化水素基である。)を2つ以上含有する有機ケイ素化合物(但し、Rは炭素数1〜8の炭化水素基である。)を供給して製造される結晶性プロピレン重合体であることを特徴とする熱成形容器が提供される。
【0015】
さらに、本発明の第7の発明によれば、第5または第6の発明において、固体触媒成分(a)が、下記の(i)、(ii)、(iii)及び(iv)を接触させて得られることを特徴とする熱成形容器が提供される。
(i)チタン、マグネシウム及びハロゲンを必須成分として含有する固体成分
(ii)Si−OR結合を2つ以上含有する有機ケイ素化合物(ただし、Rは炭素数1から8の炭化水素残基である。)
(iii)ビニルシラン化合物
(iv)周期律I〜III族金属の有機金属化合物が提供される。
【発明の効果】
【0016】
本発明の熱成形容器は、深さ/口径比の大きい深絞り容器が固相圧空成形可能であり、高温レトルト処理に耐え得るので、商品価値の高い、深絞りの熱成形容器として、食品容器、洗剤容器、医療用容器等の各種分野の容器に広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】一般的なポリプロピレンの粘弾性における周波数依存性曲線G’(ω)と周波数依存性曲線G”(ω)を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
[結晶性プロピレン重合体(A)]
本発明は、下記特性(a)〜(c)を満足する結晶性プロピレン重合体(A)のシートを用いて固相圧空成形により得られる熱成形容器であり、容器の深さ/口径の比が1以上の深絞り構造を有し、125℃における熱収縮率が3%以下であることを特徴とする熱成形容器である。
(a)オルトジクロロベンゼンを溶媒として使用した昇温溶出分別(TREF)の測定において、40℃以下の温度で溶出する成分が1重量%以下且つ溶出成分量が最も多いときの温度(Tp)が113℃以上125℃以下
(b)動的粘弾性測定による貯蔵弾性率の周波数ω依存性曲線G’(ω)と損失弾性率の周波数ω依存性曲線G”(ω)との交点Gcの貯蔵弾性率の値(単位:Pa)の逆数の10倍をPIとしたとき、PIが4.0以上
(c)JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に基づいて測定されたメルトフローレート(MFR)が0.2〜1g/10分
【0019】
本発明で用いられる結晶性プロピレン重合体(A)は、オルトジクロロベンゼンを溶媒として使用した昇温溶出分別(TREF)の測定において、40℃以下の温度で溶出する成分が1重量%以下であり、0.8以下が好ましく、より好ましくは0.5以下である。更に溶出成分量が最も多くなる時の温度が113.0℃から125.0℃の範囲であり、115.0から120.0℃の範囲が好ましく、より好ましくは116.0℃から119.0℃の範囲である。40℃以下の温度で溶出する成分が1重量%以上且つ溶出成分量が最も多くなる時の温度が113.0℃を下回ると、熱成形品特性が得られず不都合である。
【0020】
なお、本発明で使用した昇温溶出分別(TREF)による溶出成分の測定法の詳細は、以下のとおりである。
試料を140℃でオルトジクロロベンゼンに溶解し溶液とする。これを140℃のTREFカラムに導入した後、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40℃まで冷却後、10分間保持する。その後、溶媒であるオルトジクロロベンゼンを1ml/分の流速でカラムに流し、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。
カラムサイズ:4.3mmψ×150mm
カラム充填剤:100μm表面不活性処理ガラスビーズ
溶媒:オルトジクロロベンゼン
試料濃度:5mg/ml
試料注入量:0.1ml
溶媒流速:1ml/分
検出器:波長固定型赤外検出器、FOXBORO社製、MIRAN、1A
測定波長:3.42μm
【0021】
また、結晶性プロピレン重合体(A)は、JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に基づいて測定されたメルトフローレート(MFR)が0.2〜1g/10分の範囲のものであり、0.3〜0.9g/10分が好ましく、0.3〜0.8g/10分がさらに好ましい。
メルトフローレートが0.2g/10分未満では流れ性の低下が、成形加工性の低下をもたらし、また1g/10分を超えると熱成形品特性が得られず不都合である。
【0022】
さらに、結晶性プロピレン重合体(A)は、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率の周波数ω依存性曲線G’(ω)と損失弾性率の周波数ω依存性曲線G”(ω)との交点Gcの貯蔵弾性率の値(単位:Pa)の逆数の10倍をPIとしたとき、PIが4.0以上であり、4.2以上が好ましく、4.3以上がさらに好ましい。
ここでPIは、2段以上の多段重合において、1番目の反応槽で製造されるポリマーと多段重合によって得られる結晶性プロピレン重合体とのMFR差が大きいほど、大きなPI値を得ることができる。
【0023】
本発明において、動的粘弾性測定とは、高分子溶融体の動的粘弾性を測定することをいい、通常の動的粘弾性を測定する装置で測定することができる。動的粘弾性を測定する装置としては、例えばレオメトリックス社製や岩本製作所製のメカニカルスペクトルメーターと呼ばれるものが挙げられるが、これらのものに限定されない。
【0024】
動的粘弾性の測定は溶融状態で行われ、一般にはギャップ負荷法と呼ばれるひずみと応力を測定する。ギャップとしては円筒型、円錐と円板型、平行円板型などがあり、特に限定されるものではないが、一般的に高分子溶融体は粘弾性体として取り扱われるので、平行円板で測定ができる。高分子溶融体の粘度が低分子のそれと同じ程度に低いものは、測定試料が流失しないような、円筒型、円錐と円板型などを用いて測定することができる。
【0025】
高分子材料を製品に仕上げる工程、すなわち成形加工に関しては、この高分子溶融体の成形加工温度での粘弾性挙動が重要である。例えば高速で引っ張ると細く長く伸びることや、細管から押し出すとこの液体が流線方向に縮むバラス効果が観察されることがあるが、これは射出成形においてシルバーやフローマーク等の不良として現れる。このような現象は、レオロジー的性質、特に弾性、長い緩和時間、さらに著しい非ニュートン性に由来すると考えられる。
【0026】
この粘弾性現象論においては、二枚の平行板の間に高粘度の高分子溶融体の液体を詰めてずらす場合(ずりひずみ)を考える。時間:t=0で、一定ひずみ:γ=γ0 を与えたのち、この一定ひずみ量を保つ応力G(t)は時間とともに指数関数的に減少する。この時間は、この高粘度液体に固有の応力が緩和する速さを示し、緩和時間と呼ばれその物質固有の値を示す。緩和する応力σ(t)のはじめに与えた一定ひずみγ0 に対する比は時間とともに変化する。弾性率G(t)=σ(t)/γ0 は、緩和弾性率と云われる。一定ひずみを角周波数ωで正弦的に振動するひずみにすると、応力と正弦的ひずみの比として定義される弾性率G*(ω)は複素数となり、複素弾性率といわれる。その実数部を動的弾性率もしくは貯蔵弾性率G’、虚数部を損失弾性率G”といい、これにより高分子溶融体の非ニュートン性を評価することができる。すなわち、粘弾性体に正弦的ひずみを与えると応力は同じ振動数であるが、位相がかわることを意味する。tanδ=G’/G”=1/ωτで示される、δだけ応力の位相がひずみに対して進んでいる。
【0027】
一般的なポリプロピレンの粘弾性を、正弦的ひずみの周波数ωを横軸に取り、測定した貯蔵弾性率及び損失弾性率を縦軸にプロットした周波数依存性曲線G’(ω)と周波数依存性曲線G”(ω)を図1に示す。
周波数範囲が0.01rad/secから150rad/secにおいて測定した動的弾性率の周波数依存性曲線G’(ω)と損失弾性率の周波数依存性曲線G”(ω)の交点をGcとしたとき、Gcにおける貯蔵弾性率の値(単位:Pa)の逆数を10倍した値を粘弾性に関しての指数PIと定めた(参考文献:エドワード・P・ムーア・Jr.編著、保田ら訳、「ポリプロピレンハンドブック」1998年刊、工業調査会)。なお、本発明において、貯蔵弾性率及び損失弾性率の周波数依存性曲線は直線を含むものとする。
【0028】
測定条件によっては、G’(ω)とG”(ω)の各曲線が交点を持たない場合があるが、測定条件を適当に選択することにより該交点を持つことができる。一般に、測定温度150〜250℃でGcを求めることができる。本発明において、Gcは通常210℃で測定するが、MFRが2g/10分以下のプロピレン系樹脂サンプルは230℃で測定し、MFRが2g/10分を超えるプロピレン系樹脂サンプルは210℃で測定することが好ましい。また、低分子量体の含有量が多くニュートン的粘性を示す場合やポリプロピレンのメルトフローレート(以下、MFRともいう。)(温度230℃、荷重2.16kgf)が100g/10分を超えるような分子量の低いものは、より低温で、例えば180℃で測定することもでき、周波数範囲が0.01rad/secから150rad/secにおいてG’(ω)とG”(ω)の各曲線が交点を持つようにすることができる。さらに粘性が低い場合は、円錐型もしくは円筒型を用いて測定することにより、複素弾性率の周波数依存性を求められる。ここで、ニュートン性とは、図1の様なプロットをした場合直線になることを示す(参考文献:日本レオロジー学会編、講座・レオロジー(1992年刊);根本ら、レオロジー学会誌、119巻、181頁(1991年))。
【0029】
本発明のプロピレン重合体を規定する指数PIは、より広範囲で複雑な分子量分布の形態を有するポリプロピレンを簡便に表現することができるので有用な指数である。すなわち、分子量の異なるポリマーを組み合わせて分子量分布を制御する場合、例えば一般的なゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCともいう。)では測定しにくい分子量5,000程度以下の低分子量体と、カラムの排除限界体積からの限界のためGPC測定にはなじまない分子量数百万以上の超高分子量体とを組み合わせる様な場合、この指数PIを分子量分布の代わりに用いることは有用である。また、例えばGPC等の分子量分布曲線における「双山になる」、「バイモーダルである」、「ショルダーがある」、「裾を引く」、「キャメル型の分布」等に代表される不明瞭な表現を避けることができるので有用である。
【0030】
本発明における結晶性プロピレン重合体(A)のPIの値としては、4.0以上であることが必要であり、4.2以上が好ましく、4.4以上がさらに好ましい。PIが4.0未満では、熱成形品特性が得られず不都合である。
前記したように、PI値をこのように大きくするには、2段以上の多段重合において、1番目の反応槽で製造されるポリマーと多段重合によって得られる結晶性プロピレン重合体とのMFR差を大きくすることにより、可能である。
【0031】
[ポリプロピレン組成物]
本発明においては、結晶性プロピレン重合体(A)には、造核剤を配合することが好ましく、その量は、結晶性プロピレン重合体(A)100重量部に対し、造核剤0.01〜0.5重量部である。0.02〜0.4重量部がより好ましく、0.05〜0.3重量部がさらに好ましい。造核剤使用量が0.5重量部以上では、製造コストが高くなり不都合である。
【0032】
本発明で使用される造核剤としては、芳香族カルボン酸金属塩、芳香族リン酸金属塩、ソルビトール系誘導体、アミン系化合物等が用いられる。これらの核剤の中ではp−t−ブチル安息香酸アルミニウム、リン酸2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ナトリウム、リン酸2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)アルミニウム、p−メチル−ベンジリデンソルビトール、p−エチル−ベンジリデンソルビトール、1・3,2・4−ジベンジリデンソルビトール、1・3,2・4−ビス(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、1・3−p−クロルベンジリデン−2・4−p−メチルべンジリデンソルビトール、1・3,2・4−ビス(p−エチルベンジリデン)ソルビトール、1・3,2・4−ビス(3・4−ジメチルベンジリデン)ソルビトール、下記化学式〔a〕で示されるもの等が好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0033】
【化1】

【0034】
造核剤は、市販のものを使用できる。例えば、アデカ社製の商品名アデカスタブNA−11やNA−21、新日本理化社製の商品名ゲルオールMD、ミリケン社の商品名ミラッドNX3988やミラッドNX8000などが挙げられる。
これらは、2種以上の混合物として用いても良い。
【0035】
本発明で用いられる結晶性ポリプロピレン重合体(A)は、1番目の反応槽で製造されるポリマーのMFR(MFR1)と、多段重合によって得られる結晶性ポリプロピレン重合体(MFR)とのMFR差が、次の式で表されることが好ましい。
MFR1/MFR≧4.0
MFR1/MFRは、4.0以上であることが好ましいが、4.2以上がより好ましく、4.5以上がさらに好ましい。MFR1/MFRが4.0未満では、熱成形品特性が得られず不都合である。
ここで、それぞれの反応槽のMFRは、周知のとおり、各反応槽における水素濃度を調整することによって制御することができる。
【0036】
[結晶性プロピレン重合体の製造方法]
本発明で用いられる結晶性プロピレン重合体(A)は、2段以上の多段重合により得られることが好ましい。
上記重合に用いられる触媒としては、(a)マグネシウム、チタン、ハロゲン、必要により電子供与体、を必須成分とする固体触媒成分と、(b)有機アルミニウム化合物とから形成されるチーグラー・ナッタ触媒が用いられることが好ましい。
【0037】
更に、固体触媒成分(a)は下記の(i)、(ii)、(iii)及び(iv)を接触させて得られるものを使用するのが好ましい。
(i)チタン、マグネシウム及びハロゲンを必須成分として含有する固体成分
(ii)Si−OR結合(ただし、Rは炭素数1から8の炭化水素残基である。)を2つ以上含有する有機ケイ素化合物
(iii)ビニルシラン化合物
(iv)周期律I〜III族金属の有機金属化合物
【0038】
<成分(i)>
成分(i)は、チタン、マグネシウム及びハロゲンを含有する原料固体成分である。これらチタン(Ti)−マグネシウム(Mg)−ハロゲンの三元素(三成分)はいずれも必須成分として含有するものである。ここで、「必須成分として含有する」ということは、挙示の三成分のほかに合目的的な他元素を含んでもよいこと、これらの元素はそれぞれが合目的的な任意の化合物として存在してもよいこと、ならびにこれら元素は相互に結合したものとして存在してもよいこと、を示すものである。チタン、マグネシウムおよびハロゲンを含む原料固体成分そのものは公知のものである。例えば、特開昭53−45688号、同54−3894号、同54−31092号、同54−39483号、同54−94591号、同54−118484号、同54−131589号、同55−75411号、同55−90510号、同55−90511号、同55−90511号、同55−127405号、同55−147507号、同55−155003号、同56−18609号、同56−70005号、同56−72001号、同56−86905号、同56−90807号、同56−155206号、同57−92007号、同57−121003号、同58−5309号、同58−5310号、同58−5311号、同58−8706号、同58−27732号、同58−32604号、同58−32605号、同58−67703号、同58−117206号、同58−127708号、同58−183708号、同58−183709号、同59−149905号、同59−149906号、同60−130607号、同61−55104号、同61−204204号、同62−508号、同62−15209号、同62−20507号、同62−184005号、同62−236805号、同63−199207号、同63−264607号、同63−264608号、特開平1−79203号、同1−139601号、同1−215806号、同7−258328号、同7−269125号、同11−21309号、各公報等に記載のものが使用される。
【0039】
また、これらのものをタングステンやモリブテン化合物で処理したものなども挙げられる。
【0040】
成分(i)のマグネシウム源となるマグネシウム化合物としては、マグネシウムハライド、ジアルコキシマグネシウム、アルコキシマグネシウムハライド、マグネシウムオキシハライド、ジアルキルマグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムのカルボン酸塩等が挙げられる。これらのうちで好ましいのはマグネシウムハライド、ジアルコキシマグネシウム、アルコキシマグネシウムハライドである。
【0041】
また、成分(i)のチタン源となるチタン化合物は、一般式Ti(OR4−q(ここで、Rは、炭化水素基、好ましくは炭素数1〜10程度のものであり、Xはハロゲンを示し、qは0≦q≦4である。)で表される化合物が挙げられる。具体例としては、TiCl、TiBr、Ti(OC)Cl、Ti(OCCl、Ti(OCCl、Ti(O−i−C)Cl、Ti(O−n−C)Cl、Ti(O−n−CCl、Ti(OC)Br、Ti(OC)(O−n−CCl、Ti(O−n−CCl、Ti(OC)Cl、Ti(O−i−CCl、Ti(OC11)Cl、Ti(OC13)Cl、Ti(OC、Ti(O−n−C、Ti(O−n−C、Ti(O−i−C、Ti(O−n−C13、Ti(O−n−C17、Ti(OCHCH(C)C等が挙げられる。
【0042】
また、TiX’(ここで、X’はハロゲンである。)に後述する電子供与体を反応させた分子化合物をチタン源として用いることもできる。そのような分子化合物の具体例としては、TiCl・CHCOC、TiCl・CHCO、TiCl・CNO、TiCl・CHCOCl、TiCl・CCOCl、TiCl・CCO、TiCl・ClCOC、TiCl・CO等が挙げられる。
【0043】
また、TiCl(TiClを水素で還元したもの、アルミニウム金属で還元したもの、あるいは有機金属化合物で還元したもの等を含む)、TiBr、Ti(OC)Cl、TiCl、ジシクロペンタジエニルチタニウムジクロライド、シクロペンタジエニルチタニウムトリクロライド等のチタン化合物の使用も可能である。
【0044】
上記したこれらのチタン化合物の中でもTiCl、Ti(OC、Ti(OC)Cl等が、特に好ましい。
【0045】
成分(i)のハロゲンは、上述のマグネシウム及び(又は)チタンのハロゲン化合物から供給されるのが普通であるが、他のハロゲン源、例えばAlCl等のアルミニウムのハロゲン化物、BCl等のホウ素のハロゲン化物、SiCl等のケイ素のハロゲン化物、PCl、PCl等のリンのハロゲン化物、WCl等のタングステンのハロゲン化物、MoCl等のモリブデンのハロゲン化物といった公知のハロゲン化剤から供給することもできる。固体触媒成分(a)中に含まれるハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素又はこれらの混合物であってもよく、特に塩素が好ましい。
【0046】
また、原料固体成分(i)の製造に利用できる電子供与体(内部ドナー)としては、アルコール類、フェノール類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類、有機酸または無機酸類のエステル類、エーテル類、酸アミド類、酸無水物類のような含酸素電子供与体、アンモニア、アミン、ニトリル、イソシアネートのような含窒素電子供与体、スルホン酸エステルのような含硫黄電子供与体などを例示することができる。
【0047】
より具体的には、(イ)メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、ドデカノール、オクタデシルアルコール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール、イソプロピルベンジルアルコールなどの炭素数1〜18のアルコール類、(ロ)フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、ナフトールなどのアルキル基を有してよい炭素数6〜25のフェノール類、(ハ)アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノンなどの炭素数3〜15のケトン類、(ニ)アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、オクチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、トルアルデヒド、ナフトアルデヒドなどの炭素数2〜15のアルデヒド類、
【0048】
(ホ)ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニル、酢酸プロピル、酢酸オクチル、酢酸シクロヘキシル、酢酸セロソルブ、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、吉草酸エチル、ステアリン酸エチル、クロル酢酸メチル、ジクロル酢酸エチル、メタクリル酸メチル、クロトン酸エチル、シクロへキサンカルボン酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸シクロヘキシル、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジル、安息香酸セロソルブ、トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、トルイル酸アミル、エチル安息香酸エチル、アニス酸メチル、アニス酸エチル、エトキシ安息香酸エチル、γ−ブチロラクトン、α−バレロラクトン、クマリン、フタリドなどの有機酸モノエステル、または、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、コハク酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、1,2−シクロヘキサンカルボン酸ジエチル、炭酸エチレン、ノルボルナンジエニル−1,2−ジメチルカルボキシラート、シクロプロパン−1,2−ジカルボン酸−n−ヘキシル、1,1−シクロブタンジカルボン酸ジエチルなどの有機酸多価エステルの炭素数2〜20の有機酸エステル類、
【0049】
(ヘ)ケイ酸エチル、ケイ酸ブチルなどのケイ酸エステルのような無機酸エステル類、(ト)アセチルクロリド、ベンゾイルクロリド、トルイル酸クロリド、アニス酸クロリド、塩化フタロイル、イソ塩化フタロイルなどの炭素数2〜15の酸ハライド類、(チ)メチルエーテル、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、アミルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、ジフェニルエーテル、2,2−ジメチル−1,3−ジメトキシプロパン、2,2−ジイソプロピル−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、2−イソプロピル−2−イソブチル−1,3−ジメトキシプロパン、2−イソプロピル−2−s−ブチル−1,3−ジメトキシプロパン、2−t−ブチル−2−メチル−1,3−ジメトキシプロパン、2−t−ブチル−2−イソプロピル−1,3−ジメトキシプロパン、2,2−ジシクロペンチル−1,3−ジメトキシプロパン、2,2−ジシクロヘキシル−1,3−ジメトキシプロパン、2,2−ジフェニル−1,3−ジメトキシプロパン、2,2−ジメチル−1,3−ジエトキシプロパン、2,2−ジイソプロピル−1,3−ジエトキシプロパンなどの炭素数2〜20のエーテル類、
【0050】
(リ)酢酸アミド、安息香酸アミド、トルイル酸アミドなどの酸アミド類、(ヌ)メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリブチルアミン、ピペリジン、トリベンジルアミン、アニリン、ピリジン、ピコリン、テトラメチルエチレンジアミンなどのアミン類、(ル)アセトニトリル、ベンゾニトリル、トルニトリルなどのニトリル類、(ヲ)2−(エトキシメチル)−安息香酸エチル、2−(t−ブトキシメチル)−安息香酸エチル、3−エトキシ−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−s−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−t−ブチルプロピオン酸エチルなどのアルコキシエステル化合物類、
【0051】
(ワ)2−ベンゾイル安息香酸エチル、2−(4’−メチルベンゾイル)安息香酸エチル、2−ベンゾイル−4,5−ジメチル安息香酸エチルなどのケトエステル化合物類、(カ)ベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸イソプロピル、p−トルエンスルホン酸−n−ブチル、p−トルエンスルホン酸−s−ブチルなどのスルホン酸エステル類等を挙げることができる。
【0052】
これらの電子供与体は、二種類以上用いることもできる。
これらの中で、より好ましいのは有機酸エステル化合物、酸ハライド化合物及びエーテル化合物であり、特に好ましいのはフタル酸ジエステル化合物及びフタル酸ジハライド化合物からなる群から選択されるものである。
【0053】
固体触媒成分(a)は、必要により他成分を用いて、例えば以下のような製造方法により製造される。
(イ)ハロゲン化マグネシウムと電子供与体、チタン含有化合物を接触させる方法。
(ロ)アルミナ又はマグネシアをハロゲン化リン化合物で処理し、それにハロゲン化マグネシウム、電子供与体、チタンハロゲン含有化合物を接触させる方法。
【0054】
(ハ)ハロゲン化マグネシウムとチタンテトラアルコキシド及び特定のポリマーケイ素化合物を接触させて得られる固体成分に、チタンハロゲン化合物及び/又はケイ素のハロゲン化合物、電子供与体を接触させた反応生成物を不活性有機溶媒で洗浄させる方法。なお、ここで用いられるポリマーケイ素化合物としては、下式で示されるものが適当である。
−[Si(H)(R)−O−]
ここで、上式中、Rは炭素数1〜10程度の炭化水素基であり、xはこのポリマーケイ素化合物の粘度が1〜100センチストークス程度となるような重合度を示す。
具体的には、メチルハイドロジェンポリシロキサン、エチルハイドロジェンポリシロキサン、フェニルハイドロジェンポリシロキサン、シクロヘキシルハイドロジェンポリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロペンタシロキサン等が好ましい。
【0055】
(ニ)マグネシウム化合物をチタンテトラアルコキシドおよび/または電子供与体で溶解させて、ハロゲン化剤またはチタンハロゲン化合物で析出させた固体成分に、チタン化合物、および電子供与体を接触させるかまたは、各々別に接触させる方法。
(ホ)グリニャール試薬等の有機マグネシウム化合物をハロゲン化剤、還元剤等と作用させた後、これに必要に応じて電子供与体を接触させ、次いでチタン化合物、および電子供与体を接触させるかまたは、各々別に接触させる方法。
(ヘ)アルコキシマグネシウム化合物にハロゲン化剤および/またはチタン化合物を電子供与体の存在下もしくは不存在下に接触させるかまたは、各々別に接触させる方法。
【0056】
これらの製造方法の中でも、上記(イ)、(ハ)、(ニ)および(ヘ)が特に好ましい。
【0057】
<成分(ii)>
本発明の固体触媒成分(a)を製造するために好ましく使用される成分(ii)は、Si−OR結合(ただし、Rは炭素数1〜8の炭化水素基)を2つ以上含有する有機ケイ素化合物である。
【0058】
ケイ素原子に結合している−OR基以外の結合残基として、水素、ハロゲン、炭化水素基(例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基等)およびシロキシ基等から選ばれる結合残基を有するものを使用するが通常である。
【0059】
好ましい有機ケイ素化合物は、少なくとも1つの炭化水素基を有するものであり、さらに好ましくは、ケイ素原子に隣接する炭素原子、すなわちα−位炭化水素原子が2級または3級の炭素原子で炭素数3〜20の分岐鎖状炭化水素基を有するものである。
【0060】
成分(ii)の有機ケイ素化合物の具体例としては、(CHCSi(CH)(OCH、(CHCSi(CH(CH)(OCH、(CHCSi(CH)(OC、(CHCSi(C)(OCH、(CHCSi(n−C)(OCH、(CHCSi(n−C13)(OCH、(CCSi(CH)(OCH、(CH)(C)CHSi(CH)(OCH、((CHCHCHSi(OCH、(C)(CHCSi(CH)(OCH、(C)(CHCSi(CH)(OC、(CHCSi(OCH、(CHCSi(OC、(CH)(C)CHSi(OCH、(CHCH(CHCSi(CH)(OCH、((CHC)Si(OCH、(C)(CHCSi(OCH、(C)(CHCSi(OC、(CHCSi(OC(CH)(OCH、((CH3)CH)Si(OCH、((CHCH)Si(OC、(CSi(OCH、(CSi(OC、(C)(CH)Si(OCH、(C)((CHCHCH)Si(OCH、(C11)Si(CH)(OCH、(C11Si(OCH、(C11)((CHCHCH)Si(OCH、((CHCHCH)((C)(CH)CH)Si(OCH、((CHCHCH)((CHCH)Si(OC11、HC(CHC(CHSi(CH)(OCH、HC(CHC(CHSi(CH)(OC、HC(CHC(CHSi(OCH、(CHCSi(OCH(CH)(OCH、(CHCSi(OC(CH)(OCH等が挙げられる。
【0061】
また、これらの中で好ましいものとしては、(CHCSi(CH)(OCH、(CHCSi(CH(CH)(OCH、(CHCSi(CH)(OC、(CHCSi(C)(OCH、(CHCSi(n−C)(OCH、(CHCSi(n−C13)(OCH、(CSi(OCH、(CSi(OC、(C11)Si(CH)(OCH、(C11Si(OCH等が挙げられる。
【0062】
<成分(iii)>
固体触媒成分(a)を形成するために好ましく使用される成分(iii)は、ビニルシラン化合物である。ビニルシラン化合物としては、モノシラン(SiH)中の少なくとも一つの水素原子がビニル基(CH=CH−)に置き換えられ、そして残りの水素原子のうちのいくつかが、ハロゲン(好ましくはCl)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜12の炭化水素基)、アリール基(好ましくはフェニル基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜12のアルコキシ基)、その他で置き換えられた構造を示すものである。
【0063】
より具体的には、CH=CH−SiH、CH=CH−SiH(CH)、CH=CH−SiH(CH、CH=CH−Si(CH、CH=CH−SiCl、CH=CH−SiCl(CH)、CH=CH−SiCl(CH、CH=CH−SiH(Cl)(CH)、CH=CH−Si(C、CH=CH−SiCl(C、CH=CH−SiCl(C)、CH=CH−Si(CH(C)、CH=CH−Si(CH)(C)、(CH=CH)−SiH、(CH=CH)−SiH(CH)、(CH=CH)−SiH(CH)、(CH=CH)−Si(CH、(CH=CH)−SiCl、(CH=CH)−SiCl(CH)、(CH=CH)−SiH(Cl)、(CH=CH)−Si(C、(CH=CH)−SiCl(C)、(CH=CH)−Si(CH)(C)、(CH=CH)−SiH、(CH=CH)−Si(CH)、(CH=CH)−SiCl、(CH=CH)−Si(C)、(CH=CH)−Si等を例示することができる。これらのうちでは、特に、CH=CH−Si(CH、(CH=CH)−Si(CHが好ましい。
【0064】
<成分(iv)>
固体触媒成分(a)を形成するために好ましく使用される成分(iv)は、周期表I〜III族の有機金属化合物である。有機金属化合物であることからこの化合物は少なくとも一つの有機基・金属結合を持つ。その場合の有機基としては、炭素数1〜10程度、好ましくは1〜6程度、の炭化水素基が代表的である。この化合物の金属としては、リチウム、マグネシウム、アルミニウムおよび亜鉛、特にアルミニウムが代表的である。
【0065】
原子価の少なくとも一つを有機基で充足されている有機金属化合物の金属の残りの原子価(もしあれば)は、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基(炭化水素基は、炭素数1〜10程度、好ましくは1〜6程度)、あるいは炭素原子を介した当該金属(具体的には、メチルアルモキサンの−O−Al(CH)−)、その他で充足される。
【0066】
このような有機金属化合物の具体例を挙げれば、(イ)メチルリチウム、n−ブチルリチウム、第三ブチルリチウム等の有機リチウム化合物、(ロ)ブチルエチルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ヘキシルエチルマグネシウム、ブチルマグネシウムクロリド、第三ブチルマグネシウムブロミド等の有機マグネシウム化合物、(ハ)ジエチル亜鉛、ジブチル亜鉛等の有機亜鉛化合物、(ニ)トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、トリ−n−デシルアルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジイソブチルアルミニウムモノクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、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フェノキシド、メチルアルミノキサン等の有機アルミニウム化合物が挙げられる。
これらのうちでは、特に有機アルミニウム化合物が好ましい。
【0067】
<固体触媒成分(a)の製造>
固体触媒成分(a)は、該成分(a)を構成する各成分(i)〜(iv)、および必要により用いられる任意成分を、段階的にあるいは一時的に相互に接触させて、その中間および/または最後に有機溶媒で洗浄することによって製造することができる。
具体的には、(イ):成分(i)と成分(iii)とを接触させた後に、成分(ii)及び成分(iv)を接触させ、最後に洗浄する方法、(ロ):成分(i)と成分(ii)を接触させた後に、成分(iii)、成分(iv)を接触させ、洗浄する方法、(ハ):成分(i)、(ii)、(iii)を同時に接触した後に、成分(iv)を接触させ、洗浄する方法などが採用される。
【0068】
有機溶剤洗浄に用いる溶剤としては、不活性有機溶媒、例えば、脂肪族または芳香族炭化水素溶媒(例えば、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、シクロヘキサン等)、あるいはハロゲン化炭化水素溶媒(例えば、塩化−n−ブチル、1,2−ジクロロエチレン、四塩化炭素、クロルベンゼン等)を挙げることができる。
【0069】
固体触媒成分(a)を構成する各成分の接触条件は、酸素の不存在下で実施する必要があるものの、本発明の効果が認められる限り任意のものでありうるが、一般的には、次の条件が好ましい。
接触温度は、−50〜200℃程度、より好ましくは0〜100℃である。接触方法としては、回転ボールミル、振動ミル、ジェットミル、媒体撹拌粉砕機などによる機械的な方法、不活性希釈剤の存在下に撹拌により接触させる方法などがある。このとき使用する不活性希釈剤としては、脂肪族または芳香族の炭化水素およびハロ炭化水素、ポリシロキサン等が挙げられる。
【0070】
固体触媒成分(a)を構成する各成分使用量の量比は、本発明の効果が認められる限り任意のものでありうるが、一般的には、次の範囲内が好ましい。
成分(i)のチタン化合物の使用量は、使用するマグネシウム化合物の使用量に対してモル比(Ti/Mg)で0.0001〜1,000、より好ましくは0.01〜10である。ハロゲン源としてそのための化合物を使用する場合は、その使用量はチタン化合物および(または)マグネシウム化合物がハロゲンを含む、含まないにかかわらず、使用するマグネシウムの使用量に対してモル比で0.01〜1,000がよく、より好ましくは0.1〜100である。電子供与体の使用量は、前記のマグネシウム化合物の使用量に対してモル比(ハロゲン/Mg)で0.001〜10がよく、より好ましくは0.01〜5である。
【0071】
成分(i)と成分(ii)の量比は、成分(i)を構成するチタン成分に対する成分(ii)のケイ素の原子比(ケイ素/チタン)で0.01〜1,000、より好ましくは0.1〜100である。成分(iii)の成分(i)に対する量比は、成分(iii)中のケイ素原子の、成分(i)中のチタン原子に対する原子比(ケイ素/チタン)で0.01〜1,000、より好ましくは0.01〜300である。成分(iii)の成分(i)に対する量比は、有機金属化合物の金属の原子比(金属/チタン)で0.01〜1,000、より好ましくは0.1〜100である。成分(iv)の有機金属化合物の使用量は、成分(i)を構成するチタン成分に対する金属の原子比(金属原子/チタン)で0.1〜100、より好ましくは1〜50である。
なお、固体触媒成分(a)の製造の中間および/または最後には、前記溶剤洗浄の他にも、該溶剤洗浄で用いられるのと同様の不活性有機溶媒での洗浄工程を付加することができる。
【0072】
また、(b)有機アルミニウム化合物は、助触媒として用いられ、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、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、ジエチルアルミニウムクロライド、ジイソブチルアルミニウムクロライドなどのアルキルアルミニウムハライド、ジエチルアルミニウムハイドライドなどのアルキルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムエトキシドなどのアルキルアルミニウムアルコキシド、メチルアルモキサン、テトラブチルアルモキサンなどのアルモキサン、メチルボロン酸ジブチル、リチウムアルミニウムテトラエチルなどの複合有機アルミニウム化合物などが挙げられる。また、これらを2種類以上混合して使用することも可能である。
【0073】
本発明の結晶性プロピレン重合体(A)の製造時に、更に電子供与性化合物(外部ドナー)を使用することが好ましい。電子供与性化合物(外部ドナー)としては、固体成分(i)の際に電子供与性化合物(内部ドナー)として例示したもの、成分(ii)で例示したSi−OR結合を2つ以上含有する有機ケイ素化合物などを例示することができる。この中で特にtert−ブチルメチルジメトキシシランを製造時に外部ドナーとして使用すると、プロピレン系重合体のアイソタクチックペンタッド分率(mmmm分率)が更に高くなり、強いては剛性が向上する。
【0074】
上記(a)および(b)からの触媒系は、連鎖移動である水素の量でメルトフローレートが大きく変化することに特徴がある。
【0075】
重合形式としては、プロピレン自体を重合溶媒とするバルク重合工程と、原料のプロピレンを気相状態下で重合する気相重合工程とを組み合わせた多段重合により行われることが好ましい。
バルク重合工程、気相重合工程の各工程は、それぞれ何段でも良い。例えば、バルク重合を2段で行い、続いて気相重合を1段で行う方法や、バルク重合を1段で行い、気相重合を1段で行う方法などが挙げられる。しかしながら、バルク重合工程、気相重合工程の各工程は、それぞれ2段以上であることが、重合ブレンドで分子量分布を広げ易く、より弾性的性質を付与可能なため好ましい。
【0076】
また、多段重合の各段から得られる結晶性プロピレン重合体のメルトフローレートにおいて、後段のメルトフローレートが、それより前段のメルトフローレートより低い、すなわち後段になるに従って次第にメルトフローレートが低くなることが好ましい。メルトフローレートが前段より高くなる場合には、結晶性プロピレン重合体の溶融弾性が不十分であったり、フィッシュアイが多くなったりして不都合である。
【0077】
本発明の結晶性プロピレン重合体は、上記触媒系(a)、(b)を、プロピレン自体を重合溶媒とするバルク重合工程と、原料のプロピレンを気相状態下で重合する気相重合工程とを組み合わせた多段重合により製造することが出来る。その際、連鎖異動剤である水素は、主に前段のバルク重合に装入して高いメルトフローレートを製造し、後段の気相重合では、前段から持ち込んだ水素に、状況見合いで更に水素を添加することで低いメルトフローレートを製造する。ここで、上記触媒(a)、b)を用いることにより、容易にメルトフローレート格差をつけることが可能になり、溶融弾性の高い結晶性プロピレン重合体が得られる。
【0078】
重合用の反応器としては、特に形状、構造を問わないが、バルク重合では一般に用いられる攪拌機付き槽や、チューブ型反応器、気相重合では流動床反応器、攪拌羽根を有する横型反応器などが挙げられる。
【0079】
重合槽は2槽以上の直列に連結したものが用いられる。(a)固体触媒成分は、1番目の重合槽にのみに供給され、(b)有機アルミニウムについては、1番目の重合槽にそのほとんどが供給されるが、2番目以降にも追加、供給されても構わない。
【0080】
1番目の重合槽では一定の重合圧力、温度のもと、所定量のプロピレンを連続的に供給し、当該プロピレンと水素の比が一定になるように触媒及び水素を制御される。生成したポリマーは、未反応原料と一緒に、順次、次段の重合槽に移送される。2番目の以降の重合槽には触媒は供給せず、前段の重合槽から移送されるポリマー中に含まれている触媒で重合する。また、2番目以降のホモ重合槽においてもプロピレンについては、重合圧力が所定値に維持されるように供給を続ける。水素については2番目の重合槽以降では供給しても、しなくても良い。供給しない場合は前段の重合槽で未反応として残存した水素が、次段の反応器に移送され用いられる。より分子量分布を広く、弾性的性質を付与するためには、2番目の重合槽以降には供給しない方が良い。
【0081】
重合圧力に関しては特に限定されないが、通常0.2〜5MPa、好ましくは0.3〜2MPa程度で実施される。各段の重合圧力は同一でも異なっていても良い。
また、重合温度は特に制限はないが、通常20〜100℃、好ましくは40〜80℃の範囲から選択される。各段の重合温度は同一でも異なっていても良い。
【0082】
重合時間も特に限定されないが、通常10分〜10時間で実施される。一般に、バルク重合、気相重合工程、各工程、バルク重合で30分〜2時間を、気相重合で2〜5時間を標準とする。また、多段の、各段のそれぞれの重合時間も特に限定されないが、例えば、1段目30分、2段目30分、3段目1時間のように設定される。
【0083】
また、本発明に使用する結晶性プロピレン重合体(A)には、酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、無機充填剤、ブロッキング防止剤、滑剤、帯電防止剤、金属不活性剤、着色剤など、通常ポリプロピレンに用いることのできる各種添加剤を、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。
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、ステアリン酸アルミニウムなどの高級脂肪酸塩類やハイドロタルサイト類が例示でき、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。
結晶性プロピレン重合体(A)は、そのまま単独で使用することも、また、本発明の効果を損なわない範囲で、別のポリプロピレンや、ポリエチレン、各種エラストマーのような別のポリマーを添加して使用することも出来る。
【0084】
[結晶性プロピレン重合体のシート]
本発明で使用される結晶性プロピレン重合体(A)のシートは、少なくとも本発明の結晶性プロピレン重合体(A)を用いた主層からなるシートであり、2層以上の多層構造であってもなんら差し支えない。例えば、主層の間に、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)やポリアミド樹脂といったバリア性樹脂層および接着層を配置したバリアシートを設けても、さらに、最外層に高光沢層や低光沢層といった意匠性を持たせた層を配置することも可能である。
【0085】
特にレトルト処理を行う医療容器、食品容器では、内容物の酸化劣化を防ぐために、バリア性樹脂との多層構成にすることが好ましい。結晶性プロピレン重合体(A)のシートは、容器本体部分を構成する主層と、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、MXD6ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)等のガスバリアー樹脂,及びそれらのガスバリアー樹脂とポリプロピレン層を接着させる無水マレイン酸変性ポリプロピレン、などからなる各種材料を積層した、5層以上の多層積層体とすることもできる。
MXD6ポリアミドは、メタキシリレンジアミンとアジピン酸を主成分として用いて得られるポリアミドである。ガスバリヤー性の層としては、前記のうち、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)あるいはMXD6ポリアミドが特に好ましい。
【0086】
本発明で使用されるポリプロピレン系シートの厚みは、0.3〜4mmであることが好ましく、0.5〜3.5mmがさらに好ましく、0.8〜3mmが特に好ましい。厚みが0.3mmを大きく下回る場合は、容器の剛性が損なわれ、厚みが4mmを大きく上回る場合は、シート成形が困難になる恐れがある。
さらに、結晶性プロピレン重合体のシートは、バリア層と主層の厚み比(バリア層/主層)は、0.02以上2以下であることが好ましく、0.04以上0.15以下がより好ましく、0.06以上0.12以下がさらに好ましい。バリア層と主層の厚み比が0.02未満になると、レトルト処理時にバリア樹脂が吸水しバリア性能が低下する恐れがある。2を超えると、容器成形時のバリア層の伸びムラが発生し、容器の商品価値が低下する恐れがある。
【0087】
このような結晶性プロピレン重合体のシートは、通常ポリプロピレンの成形に用いられる複数の押出機を用い、フィードブロックやマルチマニホールドを用いて複数層のポリプロピレン系シートに成形することができる。
ポリプロピレン系シートの具体的製造法としては、必要により他の成分を配合した結晶性プロピレン重合体(A)を、公知の単軸又は二軸のスクリュー押出機に通して、コートハンダーダイからシート状に押出した後、(内部で冷却水や油が循環している)金属ロール表面に、エアーナイフ、エアーチャンバー、硬質ゴムロール、スチールベルト、金属ロールにて押さえつけ冷却固化されることによって得ることができる。又、シート両面をスチールベルトで挟んで冷却固化することもできる。
このようなシートの冷却方法の中では、シート両面に金属ロール及び/又はスチールベルトを使用する方法が表面凹凸の少ないシート表面、つまり透明性に優れたシートを得られることから最も好ましい方法である。
【0088】
[熱成形容器]
本発明の熱成形容器は、ポリプロピレン系シートを用い、固相圧空成形により得られる、深さ/口径の比が1以上の深絞り構造を有するものである。
本発明の熱成形容器は、容器の形状が角型や丸型に関係無く、容器本体の底面部までの(最大)深さと容器本体の(最大)幅(口径)との比である絞り比が、1.0以上である必要があり、好ましくは1.2以上であることが望ましい。絞り比が1.0以上であるものは、一般に深絞り容器と呼ばれ、プラグアシスト固相圧空成形で得られ、容器の剛性、衝撃強度に優れたものであるが、固相圧空成形ではレトルト処理による変形の小さな容器は得られにくい。しかし、本発明によれば、容易にレトルト処理による変形の小さな容器を得ることができる。
【0089】
このような熱成形容器は、結晶性プロピレン重合体のシートを用い、結晶性プロピレン重合体の融解ピーク温度以下の温度で軟化させ、好ましくはプラグアシストを備えた、固相圧空成形機により得ることができる。
このような熱成形における加熱方法としては、間接加熱、熱板加熱、熱ロール加熱などが挙げられる。シートの融解ピーク温度を越える温度で成形を行なうと、得られる熱成形容器の透明性、光沢、肉厚均一性が悪化し、アシストプラグが付着し、成形不能となりやすい。
本発明では、このような固相圧空成形を、ポリプロピレン系シートを構成する結晶性プロピレン重合体(A)の融解ピーク温度より低い温度で、成形、好ましくはプラグアシスト成形をする。
【0090】
プラグアシスト熱成形は、結晶性プロピレン重合体の融解ピーク温度以下で行う際、好ましくは、融解ピーク温度較差5〜30℃の範囲になるような温度で加熱をすることにより軟化させ、次に、アシストプラグを押し下げることにより、ポリプロピレン系シートを容器状にし固相圧空成形により容器状に予備賦形をして、引き続き、該予備賦形部分に対して、空気圧を付加して該ポリプロピレン系シートを金型キャビティ表面に密着させることにより、深絞り構造の容器を成形することができる。
【0091】
[熱成形容器の用途]
本発明の熱成形容器は、意匠性に優れレトルト処理が可能なため、食品容器、洗剤容器、医療用容器等の各種分野の容器に用いることができ、特に、飲料食品分野などにおいて、広く用いることができる。
【実施例】
【0092】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例において行った分析、および評価方法は以下の通りである。
【0093】
[1.メルトフローレート(MFR)]
MFRは、JIS−K−6758(条件230℃、荷重2.16kgf)に従って、測定した(単位:g/10分)。
【0094】
[2.曲げ弾性率]
曲げ弾性率は、ポリプロピレン組成物を使用して、射出成形にてJIS−K−6758記載の方法に従って試験片を調製し、JIS−K−7203に準拠し、23℃において曲げ速度2mm/minで測定した。
【0095】
[3.融点(Tm)]
融点(Tm)は、セイコー社製DSCを用いて測定した。サンプル5.0mgを採り、200℃で5分間保持した後、40℃まで10℃/minの降温速度で結晶化させてその熱履歴を消去し、更に10℃/minの昇温速度で融解させた時の融解曲線のピーク温度を融点(Tm)とした。
【0096】
[4.動的粘弾性の測定]
プロピレン系樹脂を気泡が入らないように、230℃で5分間プレスで圧縮成形し、厚さ1.5mm、直径25mmの円盤状の測定用サンプルとした。測定は、レオメトリックス(Rheometrics)社製のレオメーター(Rheometer)(RMS800)を使用して行なった。1.4mmの間隙をおいて配置された直径25mmの平行円板を使用して、MFRが2g/10分以下のサンプルは230℃で、MFRが2g/10分を超えるサンプルは210℃で、かつ、周波数範囲が0.01rad/secから150rad/secにて貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)を測定した。曲線G’(ω)とG”(ω)とが交わる交点Gcにおける貯蔵弾性率(単位:Pa)の逆数の10倍をPIとした。
【0097】
[5.熱成形特性]
(1)容器の絞り比:
深絞り成形体の口部外径および深さをノギスで測定し、その比(深さ/外径)を絞り比とした。
(2)容器成形温度:
容器成形機内の成形直前のシート表面温度を非接触式放射温度計で測定した。
(3)プラグ付着性:
各実施例によって得られたポリプロピレン系シートを用いて、30分間連続して容器成形を行い、プラグへの付着物が発生するかを、以下の基準で、確認した。
○:付着なし
×:付着発生し、成形不能
(4)熱収縮率:
得られた熱成形容器を、125℃のオーブン中で30分間処理し、その前後の容積を測定し、体積収縮率を測定した。
(5)外観
得られた熱成形容器の外観について、異常がないか目視にて観察した。
【0098】
<実施例1>
(i)触媒aの製造
窒素置換した内容積50リットルの撹拌機付槽に脱水及び脱酸素したn−ヘプタン20リットルを導入し、次いで、塩化マグネシウム10モルとテトラブトキシチタン20モルとを導入して95℃で2時間反応させた後、温度を40℃に下げ、メチルヒドロポリシロキサン(粘度20センチストークス)12リットルを導入して更に3時間反応させた後、反応液を取り出し、生成した固体成分をn−ヘプタンで洗浄した。
引き続いて、前記撹拌機付槽を用いて該槽に脱水及び脱酸素したn−ヘプタン5リットルを導入し、次いで、上記で合成した固体成分をマグネシウム原子換算で3モル導入した。ついで、n−ヘプタン2.5リットルに、四塩化珪素5モルを混合して30℃、30分間かけて導入して、温度を70℃に上げ、3時間反応させた後、反応液を取り出し、生成した固体成分をn−ヘプタンで洗浄した。
さらに、引き続いて、前記撹拌機付槽を用いて該槽に脱水及び脱酸素したn−ヘプタン2.5リットルを導入し、フタル酸クロライド0.3モルを混合して90℃、30分間で導入し、95℃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、室温下四塩化チタン2リットルを追加し、100℃に昇温した後2時間反応した。反応終了後、n−ヘプタンで洗浄した。さらに、四塩化珪素0.6リットル、n−ヘプタン8リットルを導入し90℃で1時間反応し、n−ヘプタンで十分洗浄し、固体成分を得た。この固体成分中にはチタンが1.30重量%含まれていた。
【0099】
次に、窒素置換した前記撹拌機付槽にn−ヘプタン8リットル、上記で得た固体成分を400gと、t−ブチル−メチル−ジメトキシシラン0.27モル、ビニルトリメチルシラン0.27モルを導入し、30℃で1時間接触させた。次いで15℃に冷却し、n−ヘプタンに希釈したトリエチルアルミニウム1.5モルを15℃条件下30分かけて導入、導入後30℃に昇温し2時間反応させ、反応液を取り出し、n−ヘプタンで洗浄して固体触媒成分(a)390gを得た。
得られた固体触媒成分(a)中には、チタンが1.22重量%含まれていた。
更に、n−ヘプタンを6リットル、n−ヘプタンに希釈したトリイソブチルアルミニウム1モルを15℃条件下30分かけて導入し、次いでプロピレンを20℃を越えないように制御しつつ約0.4kg/時間で1時間導入して予備重合した。その結果、固体1g当たり0.9gのプロピレンが重合したポリプロピレン含有の予備活性化触媒(触媒a)が得られた。
【0100】
(ii)結晶性プロピレン重合体1の製造
2つの攪拌式バルク重合槽と更に2つの気相流動床、合計4つを連結した重合槽を用い、結晶性プロピレン重合体1を得た。
重合触媒として上記触媒aを、第1反応器に目標の生産量になるように連続的に供給し、また助触媒としてトリエチルアルミニウムを、これも第1反応器にのみ、触媒中のマグネシウムに対し、5モル比になるように連続的に供給した。更に電子供与性化合物として、tert−ブチルメチルジメトキシシランを第1反応器にのみ3.0mol.ppm連続的に供給した。
また各重合槽の運転条件を、第1反応器は、温度70℃、圧力2.8MPaG、水素濃度2.5モル%、平均滞留時間0.5時間、第2反応器は67℃、圧力2.5MPaG、水素濃度1.3モル%、平均滞留時間0.4時間のバルク重合、第3反応器は80℃、圧力1.7MPaG、平均滞留時間0.7時間、水素濃度4.0×10−2モル%の気相重合、第4反応器は80℃、圧力1.1MPaG、水素濃度3.9×10−3モル%平均滞留時間1.4時間の気相重合で行った。
この重合の結果、触媒活性31,000gPP/gcatで、MFRが0.33g/10分の結晶性プロピレン重合体1が得られた。また、各段で得られたMFRは、第1反応器出1.91g/10分、第2反応器出1.82g/10分、第3反応器出0.73g/10分、第4反応器出0.33g/10分であった。
【0101】
(iii)ポリプロピレン組成物1の製造
結晶性プロピレン重合体1の100重量部に対して、フェノール系酸化防止剤としてIRGANOX1010(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)を0.05重量部、リン系酸化防止剤としてIRGAFOS168(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社)製を0.1重量部、中和剤としてDHT4A(商品名、共和化学工業社製ハイドロタルサイト類)を0.05重量部、造核剤としてアデカスタブNA−11(商品名、ADEKA社製)を0.1重量部配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット化することで、ポリプロピレン組成物1を得た。
得られたペレットについて測定した各種物性を、表1に示す。
【0102】
(iv)ポリプロピレンシート及び熱成形容器の製造
上記で得られたペレットをスクリュー口径50mmの押出機に投入し、樹脂温度230℃にて加熱溶融可塑化してT型ダイスより押出して得たポリプロピレン系シートを、表面温度が60℃に制御された鏡面仕上げの金属製キャストロ−ルにて挟み冷却固化させながら1m/分の速度で連続的に引き取り、幅500mm、全体厚み2.0mmのシートを得た。
次いで、このシートを用いて、固相圧空成形機RDM50K(イーリッヒ社製)で口径75mmφ、深さが105mmの熱成形容器(絞り比1.4)を成形した。成形直前のシート温度は155℃であった。
このシート及び熱成形容器について、前述の各種評価を行った。
結果を表1に示す。
【0103】
<実施例2>
(i)結晶性プロピレン重合体2の製造
第1、第2、第3、第4反応器の水素濃度を、それぞれ3.0モル%、1.5モル%、5.0×10−2モル%、4.7×10−3モル%にした以外は、実施例1と同じ条件で行った。
この重合の結果、触媒活性32,000gPP/gcatで、MFRが0.60g/10分の結晶性プロピレン重合体2が得られた。また、各段で得られたMFRは、第1反応器出2.98g/10分、第2反応器出2.43g/10分、第3反応器出1.19g/10分、第4反応器出0.60g/10分であった。
【0104】
(ii)ポリプロピレン組成物2の製造
結晶性プロピレン重合体2の100重量部に対して、IRGANOX1010を0.05重量部、IRGAFOS168を0.1重量部、DHT4Aを0.05重量部、造核剤NA−11を0.1重量部配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット化することで、ポリプロピレン組成物2を得た。
得られたペレットについて測定した各種物性を、表1に示す。
以下、実施例1と同様にシート成形および評価を実施した。結果を表1に示す。
【0105】
<実施例3>
結晶性プロピレン重合体1の100重量部に対して、IRGANOX1010を0.05重量部、IRGAFOS168を0.1重量部、中和剤としてステアリン酸カルシウム(日東化成工業社製)を0.1重量部、造核剤としてミラッドNX8000(商品名、ミリケン社製)を0.3重量部配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット化することで、ポリプロピレン組成物3を得た。
得られたペレットについて実施例1と同様にシート及び熱成形容器を作成した。
このシート及び熱成形容器について、前述の各種評価を行った。結果を表1に示す。
【0106】
<比較例1>
(i)触媒bの製造
n−ヘキサン6リットル、ジエチルアルミニウムモノクロリド(DEAC)5.0モル、ジイソアミルエーテル12.0モルを25℃で5分間で混合し、5分間同温度で反応させて反応液(I)(ジイソアミルエーテル/DEACのモル比2.4)を得た。窒素置換された反応器に4塩化チタン40モルを入れ35℃に加熱し、これに上記反応液(I)の全量を180分間で滴下した後、同温度に30分間保ち、75℃に昇温して更に1時間反応させ、室温まで冷却し上澄液を除き、n−ヘキサン30リットルを加えてデカンテーションで除く操作を4回繰り返して、固体生成物(II)1.9kgを得た。この固体生成物(II)の全量を、n−ヘキサン30リットル中に懸濁させた状態で、20℃でジイソアミルエーテル1.6kgと4塩化チタン3.5kgを室温にて約5分間で加え、60℃で1時間反応させた。反応終了後、室温(20℃)まで冷却し、上澄液をデカンテーションによって除いた後、30リットルのn−ヘキサンを加え15分間撹拌し、静置して上澄液を除く操作を5回繰り返した後、減圧下で乾燥させ、固体触媒成分(b)を得た。
【0107】
更に、内容積200リットルの傾斜羽根付きステンレス製反応器を窒素ガスで置換した後、n−ヘキサン20リットル、ジエチルアルミニウムモノクロリド420g、固体触媒成分(b)30gを室温で加えた後、プロピレン分圧5kg/cmGで5分間反応させ、未反応プロピレン、及びn−ヘキサンを減圧で除去し、予備活性化触媒(触媒b)の粉粒体を得た(固体生成分(b)1g当たりプロピレン30.0g反応)。
【0108】
(ii)結晶性プロピレン重合体3の製造
1つの撹拌式バルク重合槽を用い、結晶性プロピレン重合体3を得た。
触媒として上記触媒bを目標の生産量となるように連続的に供給、また助触媒としてジエチルアルミニウムモノクロリドを450wtppm、更に電子供与性化合物として、メチルメタクリレートを7.0wtppm連続的に供給した。
また重合槽の運転条件を、温度70℃、圧力3.0MPaG、水素濃度0.6モル%、平均滞留時間2.8時間のバルク重合を行った。
この重合の結果、触媒活性4,500gPP/gcatで、MFRが0.50g/10分の結晶性プロピレン重合体3が得られた。
【0109】
(iii)ポリプロピレン組成物4の製造
結晶性プロピレン重合体3の100重量部に対して、IRGANOX1010を0.1重量部、IRGAFOS168を0.1重量部および中和剤としてステアリン酸カルシウム(日東化成工業社製)0.1重量部を配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット化することで、ポリプロピレン組成物4を得た。
得られたペレットについて測定した各種物性を、表1に示す。
以下、実施例1と同様にシート成形および評価を実施した。結果を表1に示す。
【0110】
<比較例2>
(i)結晶性プロピレン重合体4の製造
2つの攪拌式バルク重合槽と更に2つの気相流動床、合計4つを連結した重合槽を用い、以下のようにして、結晶性プロピレン重合体4を得た。
触媒として固体触媒成分(a)を第1反応器に目標の生産量になるように連続的に供給、また助触媒としてトリエチルアルミニウムを、これも第1反応器にのみ触媒中のマグネシウムに対し5モル比になるように連続的に供給した。更に電子供与性化合物として、tert−ブチルメチルジメトキシシランを第1反応器にのみ3.0mol.ppm連続的に供給した。
また各重合槽の運転条件を、第1反応器は、温度70℃、圧力2.9MPaG、水素濃度1.1モル%、平均滞留時間0.6時間、第2反応器は67℃、圧力2.6MPaG、水素濃度0.6モル%、平均滞留時間0.4時間のバルク重合、第3反応器は80℃、圧力1.7MPaG、平均滞留時間0.7時間、水素濃度8.0×10−2モル%の気相重合、第4反応器は80℃、圧力1.1MPaG、水素濃度0.1モル%、平均滞留時間1.4時間の気相重合で行った。
この重合の結果、触媒活性35,000gPP/gcatで、MFRが0.47g/10分の結晶性プロピレン重合体4が得られた。各段で得られたMFRは、第1反応器出0.50g/10分、第2反応器出0.55g/10分、第3反応器出0.55g/10分、第4反応器出0.47g/10分であった。
【0111】
(ii)ポリプロピレン組成物5の製造
結晶性プロピレン重合体4の100重量部に対して、IRGANOX1010を0.1重量部、IRGAFOS168を0.2重量部およびステアリン酸カルシウムを0.1重量部を配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット化することで、ポリプロピレン組成物5を得た。
得られたペレットについて測定した各種物性を、表1に示す。
以下、実施例1と同様にシート成形および評価を実施した。結果を表1に示す。
【0112】
<比較例3>
(i)結晶性プロピレン重合体5の製造
内容積230リットルの流動床式反応器を2個連結してなる連続反応装置を用いて、以下の重合を行った。
まず第1反応器で、重合温度75℃、プロピレン分圧1.8MPa、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1.1×10−3となるように連続的に供給するとともに、トリエチルアルミニウムを5.25g/hrで、固体触媒成分(a)をポリマー重合速度が20kg/hrになるように供給した。第1反応器で重合したパウダー(結晶性プロピレン重合体)は、反応器内のパウダー保有量を60kgとなるように連続的に抜き出し、第2反応器に連続的に移送した(前段重合工程)。
重合温度80℃で、圧力2.0MPaになるように、プロピレンを連続的に供給し、更に、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1.0×10−2となるように連続的に供給すると共に、活性水素化合物としてエチルアルコールを、トリエチルアルミニウムに対して1.0倍モルになるように供給した。第2反応器で重合したパウダーは、反応器内のパウダー保有量を40kgとなるように連続的にベッセルに抜き出し、水分を含んだ窒素ガスを供給して反応を停止させ、ポリプロピレン系樹脂を得た(後段重合工程)。
この重合の結果、MFRが0.50g/10分の結晶性プロピレン重合体5が得られた。また、各段で得られたMFRは、第1反応器出0.10g/10分、第2反応器出0.60g/10分であった。
【0113】
(ii)ポリプロピレン組成物6の製造
結晶性プロピレン重合体5の100重量部に対して、IRGANOX1010を0.05重量部、IRGAFOS168を0.1重量部、DHT4Aを0.05重量部、NA−11を0.2重量部配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット化することでポリプロピレン組成物5を得た。
得られたペレットについて測定した各種物性を、表1に示す。
以下、実施例1と同様にシート成形および評価を実施した。結果を表1に示す。
【0114】
<比較例4>
(i)結晶性プロピレン重合体6の製造
第1、第2、第3、第4反応器の水素濃度を、それぞれ6.0モル%、2.8モル%、6.0×10−2モル%、1.7×10−2モル%にした以外は、実施例1と同じ条件で行った。
この重合の結果、触媒活性34,000gPP/gcatで、MFRが1.50g/10分の結晶性プロピレン重合体6が得られた。
また、各段で得られたMFRは、第1反応器出7.70g/10分、第2反応器出7.32g/10分、第3反応器出3.37g/10分、第4反応器出1.50g/10分であった。
得られた結晶性プロピレン重合体6について、測定した物性を表1に示す。
【0115】
(ii)ポリプロピレン樹脂組成物7の製造
結晶性プロピレン重合体6の100重量部に対して、IRGANOX1010を0.05重量部、IRGAFOS168を0.1重量部、DHT4Aを0.05重量部、造核剤としてNA−11を0.1重量部配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット化することで、ポリプロピレン樹脂組成物7を得た。
以下、実施例1と同様にシート成形および評価を実施した。結果を表1に示す。
【0116】
<実施例4>
スクリュー口径50mmの押出機に前記ポリプロピレン組成物1を投入して両表面層に、スクリュー口径40mmの押出機にEVOHペレット(商品名BX6804B、日本合成化学工業社製)を投入して中心層に、さらに他のスクリュー口径40mmの押出機に接着性樹脂(商品名モディックP604V、三菱化学社製)を投入してEVOH層の両外層に来るようにフィードブロックを介して、T型ダイスより押出して得たポリプロピレン系シートを、表面温度が60℃に制御された鏡面仕上げの金属製キャストロ−ルにて挟み冷却固化させながら1m/minの速度で連続的に引き取り、幅500mm、EVOHの層厚み0.1mm、接着性樹脂の厚み各0.1mm、全体厚み2mmの3種5層シートを得た。
このシートを用いて実施例1と同様に熱成形容器を成形した。
この熱成形容器について、前述の各種評価を行った。結果を表1に示す。
【0117】
<比較例5>
(i)結晶性プロピレン重合体7の製造
2つの攪拌式バルク重合槽と更に2つの気相流動床、合計4つを連結した重合槽を用い、以下のようにして、結晶性プロピレン重合体7を得た。
触媒として予備重合後の固体触媒成分(触媒a)を、第1反応器に目標の生産量になるように、連続的に供給、また、助触媒としてトリエチルアルミニウムを、これも第1反応器にのみ触媒中のマグネシウムに対し5モル比になるように、連続的に供給した。更に、電子供与性化合物として、tert−ブチルメチルジメトキシシランを第1反応器にのみ3.0mol.ppm連続的に供給した。
また、各重合槽の運転条件を、第1反応器は、温度70℃、圧力2.9MPaG、水素濃度2.4モル%、エチレン濃度0.3モル%、平均滞留時間0.5時間のバルク重合、第2反応器は、67℃、圧力2.6MPaG、水素濃度1.4モル%、エチレン濃度0.2モル%、平均滞留時間0.4時間のバルク重合、第3反応器は、80℃、圧力1.7MPaG、平均滞留時間0.7時間、水素濃度2.1×10−2モル%、エチレン濃度0.1モル%の気相重合、第4反応器は、80℃、圧力1.1MPaG、水素濃度2.8×10−3モル%、エチレン濃度5.0×10−3モル%、平均滞留時間1.4時間の気相重合で行った。
この重合の結果、触媒活性35,000gPP/gcatで、MFRが0.61g/10分、エチレン含量が0.35wt%の結晶性プロピレン重合体7が得られた。
また、各段で得られたMFRは、第1反応器出3.40g/10分、第2反応器出2.90g/10分、第3反応器出1.40g/10分、第4反応器出0.61g/10分であった[MFR比(MFR1/MFR2)=5.6]。
得られた結晶性プロピレン重合体7について、測定した物性を表1に示す。
【0118】
(ii)ポリプロピレン樹脂組成物8の製造
結晶性プロピレン重合体7の100重量部に対して、フェノール系酸化防止剤としてIRGANOX1010を0.05重量部、リン系酸化防止剤としてIRGAFOS168を0.1重量部、中和剤としてDHT4Aを0.05重量部、造核剤としてアデカスタブNA11を0.1重量部配合し、押出機を用いて溶融混練しペレット化することで、ポリプロピレン組成物8を得た。
得られたペレットについて測定した各種物性を、表1に示す。
以下、実施例1と同様に、シート成形および評価を実施した。その結果を表1に示す。
【0119】
【表1】

【0120】
以上の各実施例及び比較例の結果から、以下のことが分かる。
(1)実施例1、2、3は、剛性が極めて高く、熱収縮率の少ない結晶性プロピレン重合体の例である。
(2)比較例1は、剛性が低い結晶性プロピレン重合体の例である。実施例1、2との比較から、曲げ弾性率も低い。更に、熱収縮率を要求する分野への適用に難がある。
(3)比較例2は、剛性は高いが溶融粘弾性が低い結晶性プロピレン重合体の例である。実施例1、2との比較から、熱成形特性が乏しいことが明らかである。
(4)比較例3は、溶融粘弾性は高いが、剛性がやや低い結晶性プロピレン重合体の例である。核剤使用量が多いにも関わらず、実施例1、2との比較から、曲げ弾性率が低く、熱成形特性が乏しい。また前段で高分子量ポリプロピレン、後段で低分子量ポリプロピレンを製造する方法のため生産効率が悪く、更にフィシュアイが発生し易い。
(5)比較例4は、剛性は高いがMFRが高い例である。実施例1、2との比較から、熱成形特性が乏しい。
(6)比較例5は、剛性は高いが昇温溶出分別(TREF)の測定において、溶出成分量が最も多いときの温度(Tp)が低い例である。実施例1、2との比較から、熱成形特性が乏しい。
(7)実施例4は、EVOHとの多層シートによる熱成形容器である。多層シートにおいても熱収縮率の少ない容器が得られる例である。
【産業上の利用可能性】
【0121】
本発明の熱成形容器は、深さ/口径比の大きい深絞り容器が固相圧空成形可能であり、高温レトルト処理に耐え得るので、商品価値の高い、深絞りの熱成形容器として、食品容器、洗剤容器、医療用容器等の各種分野の容器に広く用いることができるので、その産業上の利用可能性は非常に大きい。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記(a)〜(c)を満足する結晶性プロピレン重合体(A)のシートを固相圧空成形して得られ、容器の深さ/口径の比が1以上の深絞り構造を有する熱成形容器であって、125℃における熱収縮率が3%以下であることを特徴とする熱成形容器。
(a)オルトジクロロベンゼンを溶媒として使用した昇温溶出分別(TREF)の測定において、40℃以下の温度で溶出する成分が1重量%以下且つ溶出成分量が最も多いときの温度(Tp)が113℃以上125℃以下
(b)動的粘弾性測定による貯蔵弾性率の周波数ω依存性曲線G’(ω)と損失弾性率の周波数ω依存性曲線G”(ω)との交点Gcにおける貯蔵弾性率の値(単位:Pa)の逆数の10倍をPIとしたとき、PIが4.0以上
(c)JIS K7210(230℃、2.16kg荷重)に基づいて測定されたメルトフローレート(MFR)が0.2〜1g/10分
【請求項2】
結晶性プロピレン重合体(A)のシートが、造核剤を、結晶性プロピレン重合体(A)100重量部に対し、0.01〜0.5重量部を含有することを特徴とする請求項1に記載の熱成形容器。
【請求項3】
結晶性プロピレン重合体(A)が、1段以上のバルク重合工程および1段以上の気相重合工程からなる、2段以上の多段重合により製造され、後段で得られる重合体のメルトフローレート(MFR)がそれより前段で得られる重合体のメルトフローレートより低い結晶性プロピレン重合体であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱成形容器。
【請求項4】
結晶性プロピレン重合体(A)が、多段重合により製造され、1番目の反応槽で製造される重合体のMFR(MFR1)と多段重合によって得られる結晶性プロピレン重合体(MFR)とのMFR差が、下記式で表される結晶性プロピレン重合体であることを特徴とする請求項1〜3に記載の熱成形容器。
MFR1/MFR≧4.0
【請求項5】
結晶性プロピレン重合体(A)が、チタン、マグネシウム及びハロゲンを必須成分として含有する固体触媒成分(a)と、有機アルミニウム成分(b)からなるプロピレン重合用触媒により得られる結晶性プロピレン重合体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱成形容器。
【請求項6】
結晶性プロピレン重合体(A)は、さらに重合時に、Si−OR結合(但し、Rは炭素数1〜8の炭化水素基である。)を2つ以上含有する有機ケイ素化合物(但し、Rは炭素数1〜8の炭化水素基である。)を供給して製造される結晶性プロピレン重合体であることを特徴とする請求項5に記載の熱成形容器。
【請求項7】
固体触媒成分(a)が、下記の(i)、(ii)、(iii)及び(iv)を接触させて得られることを特徴とする請求項5または6に記載の熱成形容器。
(i)チタン、マグネシウム及びハロゲンを必須成分として含有する固体成分
(ii)Si−OR結合を2つ以上含有する有機ケイ素化合物(ただし、Rは炭素数1から8の炭化水素残基である。)
(iii)ビニルシラン化合物
(iv)周期律I〜III族金属の有機金属化合物

【図1】
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【公開番号】特開2012−46198(P2012−46198A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−187945(P2010−187945)
【出願日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【出願人】(596133485)日本ポリプロ株式会社 (577)
【Fターム(参考)】