説明

結晶性ポリプロピレン樹脂組成物およびそれから得られる射出成形体

【課題】シルバーストリーク、焼け等の発生が抑えられ表面外観に優れた成形品が得られる結晶性ポリプロピレン系樹脂組成物、およびそれを射出成形してなる便座(便座シート)、便蓋若しくはこれら機器のハウジング等の射出成形体を提供すること。
【解決手段】
下記の成分(A)100重量部に対して、成分(B)を1〜25重量部、成分(C)を3〜50重量部、および成分(D)を1〜40重量部の割合で含有させることを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物等により提供。
成分(A):結晶性ポリプロピレン
成分(B):25℃でp−キシレンに不溶となる成分(α)と25℃でp−キシレンに溶解する成分(β)とから構成され、且つ、次の(B−i)〜(B−iii)に規定する要件を満たすプロピレン系重合体
(B−i)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(B−ii)熱p−キシレンに不溶な成分が0.3重量%以下である。
(B−iii)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が1.1以上である。
成分(C):有機系難燃剤
成分(D):アンチモン化合物

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、結晶性ポリプロピレン樹脂組成物およびそれから得られる便座等の射出成形体に関し、さらに詳しくは、シルバーストリーク、焼け等の発生が抑えられ表面外観に優れた成形品が得られる結晶性ポリプロピレン系樹脂組成物、およびそれを射出成形してなる便座(便座シート)、便蓋若しくはこれら機器のハウジング等の射出成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、ポリプロピレン系樹脂は、成形性、加工性、剛性、光沢に優れ、また衛生性、耐熱性に優れていることから、各種成形加工が施され、ポリスチレン(PS)、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂等と同様に、日用品、食品容器、家電製品、住宅設備用品、自動車部品等の各種用途に広く使用されている。
【0003】
従来、ポリプロピレンは、三塩化チタン系触媒を用いて製造されてきたが、近年では、生産性向上を目的として高活性なマグネシウム担持型チタン系触媒を利用したポリプロピレン系樹脂の製造が一般的になっている。
【0004】
このようなポリプロピレン系樹脂は、三塩化チタン系触媒に比べて分子量分布が狭く、高結晶性を備えており、反り、剛性、耐熱性に優れている反面、厚み変化の多い製品等において表面外観に劣ることが指摘されている。
例えば、成形時に空気の巻き込みによるシルバーストリークが生じやすいという欠点を有している。さらに難燃剤を複合化した場合には、難燃剤の分解ガス等の要因により、シルバーストリークの他、焼けによる成形品表面の外観不良発生等の問題点があった。
【0005】
そこで、この欠点を改良する方法として、メルトフローインデックス(MFR)やメモリーエフェクト(ME)の異なる特定のプロピレン系樹脂の複数種をブレンドして、所定のMFR、ME及び密度を有し、溶融弾性の向上したプロピレン系樹脂組成物が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、シルバーストリークのような表面外観の欠点は、改善されるものの成形時の焼けによる不良発生には効果が充分ではなく、更なる改良を強く望まれている。
【0006】
また、結晶性プロピレンブロック共重合体(MFR20〜40g/10分)に広い分子量分布(Mz/Mwが3.5以上)を有するプロピレン単独重合体と低流動性(MFR1〜20g/10分)のエチレン・1−ブテンランダム共重合体を含有してなる自動車内装用プロピレン系樹脂組成物が提案されている(特許文献2参照)。
しかしながら、ここでは、成形品とした際にフローマーク、ウエルド等の外観不良が改善される旨記載されているが、汎用される高結晶性ポリプロピレン単独重合体を基幹素材とするものではなく、また難燃性樹脂成形体を提供するものでもない。
【0007】
さらに、このほか、本出願人は、先に、高結晶性ポリプロピレン系重合体、数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比(Mw/Mn)が7以上、重量平均分子量(Mw)に対するZ平均分子量(Mz)の比(Mz/Mw)が5以上のプロピレン系重合体、有機系難燃剤、アンチモン化合物及びシリコンオイルを含有するポリプロピレン系樹脂組成物を提案している(特許文献3)。
しかしながら、成形時の樹脂温度を200℃より高くすると、シルバーストリークのような表面外観がよくならないといった問題がある。
このように、特に難燃性を有し、高流動性で表面外観を重要視するポリプロピレン系樹脂の射出成形品においては、依然、多かれ少なかれ問題点が残っており、その改良が強く望まれている。
【特許文献1】特開2003−105144号公報
【特許文献2】特開2004−323545号公報
【特許文献3】特開2008−74896号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、従来技術の問題点に鑑み、シルバーストリーク、焼け等の発生が抑えられかつ表面外観に優れた成形品が得られる結晶性ポリプロピレン系樹脂組成物、およびそれを射出成形してなる便座(便座シート)、便蓋若しくはこれら機器のハウジング等の射出成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、前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系重合体(A)に対して、特定の他のプロピレン系重合体(B)、有機系難燃剤(C)、及びアンチモン化合物(D)をそれぞれ特定の割合で配合させたところ、シルバーストリーク、焼け等の発生が抑えられかつ表面外観に優れた成形品に好適な結晶性ポリプロピレン系樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
すなわち、本発明の第1の発明によれば、下記の成分(A)100重量部に対して、成分(B)を1〜25重量部、成分(C)を3〜50重量部、および成分(D)を1〜40重量部の割合で含有させることを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
成分(A):下記の(A−i)〜(A−iii)に規定する要件を満たす結晶性ポリプロピレン
(A−i)メルトフローレート(MFR:230℃、2.16kg)が10〜200g/10分である。
(A−ii)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定する重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn:Q値)が2〜8である。
(A−iii)13C−NMRで測定するアイソタクチックトライアッド分率(mm)が95%以上である。
成分(B):下記の25℃でp−キシレンに不溶となる成分(α)と25℃でp−キシレンに溶解する成分(β)とから構成され、且つ、次の(B−i)〜(B−iii)に規定する要件を満たすプロピレン系重合体
(B−i)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(B−ii)熱p−キシレンに不溶な成分が0.3重量%以下である。
(B−iii)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が1.1以上である。
成分(α):次の(α1)〜(α5)に規定する要件を有する25℃でp−キシレンに不溶となる成分(CXIS)
(α1)その含有量が重合体全量に対して20重量%〜95重量%である。
(α2)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(α3)13C−NMRで測定するアイソタクチックトライアッド分率(mm)が93%以上である。
(α4)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が2.0以上である。
(α5)プロピレン単位と、エチレン単位またはα−オレフィン単位を含有する。
成分(β):次の(β1)〜(β3)に規定する要件を有する25℃でp−キシレンに溶解する成分(CXS)
(β1)その含有量が重合体全量に対して5重量%〜80重量%である。
(β2)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(β3)プロピレン単位と、エチレン単位および/またはα−オレフィン単位を含有する。
成分(C):有機系難燃剤
成分(D):アンチモン化合物
【0011】
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記成分(β)は、さらに(β4)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が2.0以上であることを特徴とする請求項1に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
【0012】
また、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、前記プロピレン系重合体成分(B)は、結晶性プロピレン重合セグメントを側鎖に有し、且つ、非結晶性プロピレン共重合セグメントを主鎖に有する分岐構造を有することを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
【0013】
また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、前記成分(α)は、結晶性プロピレン重合セグメントを側鎖に有し、且つ、非結晶性プロピレン共重合セグメントを主鎖に有する分岐構造を有することを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
【0014】
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、前記成分(α)は、エチレン単位を含むものであって、エチレン含量が0.1〜10重量%であることを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
【0015】
また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、前記成分(β)は、エチレン単位を含むものであって、エチレン含量が10〜60重量%であることを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
【0016】
また、本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明において、該樹脂組成物は、メモリーエフェクト(ME)が1.0〜1.3であることを特徴とする結晶性ポリプロピレン系樹脂組成物が提供される。
【0017】
また、本発明の第8の発明によれば、第1〜7のいずれかの発明において、前記成分(C)は、有機ハロゲン化芳香族化合物系難燃剤であることを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
【0018】
また、本発明の第9の発明によれば、第8の発明において、前記有機ハロゲン化芳香族化合物系難燃剤は、エーテル化テトラブロモビスフェノールS又はエーテル化テトラブロモビスフェノールAであることを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
【0019】
また、本発明の第10の発明によれば、第1〜9のいずれかの発明において、前記成分(A)100重量部に対して、さらに、シリコンオイル(E)を0.01〜0.5重量部の割合で含有させることを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が提供される。
【0020】
また、本発明の第11の発明によれば、第1〜10のいずれかの発明に係る結晶性ポリプロピレン樹脂組成物を射出成形してなるポリプロピレン系樹脂成形体が提供される。
【0021】
また、本発明の第12の発明によれば、第11の発明において、便座、便蓋又は温水洗浄便座の本体ケース若しくは操作部ハウジングであることを特徴とするポリプロピレン系樹脂成形体が提供される。
【発明の効果】
【0022】
本発明により得られるプロピレン系樹脂射出成形体は、耐衝撃性、剛性、引張伸びを備えていると共に、難燃性に優れ、かつ表面光沢性に優れていることから、各種家電部品、住宅設備用機器部品、容器等として使用することができる。特に、便座、便蓋又はこれら機器のハウジング用途に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
本発明の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物は、前述したように、特定の結晶性ポリプロピレン(以下、成分(A)ともいう)100重量部に対して、特定の他のプロピレン系重合体(以下、成分(B)ともいう)を1〜25重量部、有機系難燃剤(以下、成分(C)ともいう)を3〜50重量部、及びアンチモン化合物(以下、成分(D)ともいう)を1〜40重量部の割合で配合したものである。
【0024】
以下、本発明の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物の構成成分、その樹脂組成物の製造、その樹脂組成物から得られるポリプロピレン系樹脂成形体等について詳細に説明する。
【0025】
〔I〕結晶性ポリプロピレン樹脂組成物の構成成分
(1)成分(A)
本発明において用いられる成分(A)は、本発明の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物を構成する中心的素材成分である。
成分(A)としては、高結晶性プロピレン系重合体が用いられ、具体的には、例えば、(i)プロピレン単独重合体、(ii)α−オレフィン重合単位を3重量%以下含むプロピレンランダム共重合体、(iii)プロピレン単独重合体若しくはα−オレフィン重合単位を3重量%以下含むプロピレン共重合体である結晶性ポリプロピレン部とプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体部とを含有するプロピレンブロック共重合体などが挙げられる。
上記プロピレンランダム共重合体およびプロピレンブロック共重合体の製造に用いることができるα−オレフィンとしては、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−ペンテン−1等が挙げられる。経済的に入手可能な汎用品である高結晶性ポリプロピレン樹脂は本発明に有利に適用される。
【0026】
成分(A)は、メルトフローレート(MFR、JIS−K7210、230℃、2.16kg荷重)が10〜200g/10分、好ましくは20〜80g/10分、さらに好ましくは30〜60g/10分であり、MFRが上記範囲を上回ると製品の衝撃強度が不足し、また流動性が大きくなり過ぎて射出成形が困難となるので好ましくない。一方、MFRが上記範囲を下回ると射出成形時に流動不良となるので好ましくない。成分(A)の流動性はMFRを指標として適宜に選択されるが、成分(A)の固有粘度[η]Pとしては、通常0.3〜2.0dl/g、好ましくは0.5〜1.3dl/gであるので、MFRと併せて管理することもできる。なお、固有粘度は135℃のテトラリン中で測定されるものである。
【0027】
成分(A)は、アイソタクチックトライアッド(mm)が95%以上、好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上である。アイソタクチックトライアッド分率の値が低すぎると最終的に得られる難燃樹脂成形体の剛性が不足し好ましくない。なお、アイソタクチックトライアッド分率は、13C−NMR(核磁気共鳴法)を用いて測定されるポリプロピレン分子鎖中のトライアッド単位でのアイソタクチックトライアッド分率を表すものである。
なお、アイソタクチックトライアッド分率の測定は、後述の方法に従う。
【0028】
成分(A)は、その数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比(Mw/Mn:Q値)が2〜8であることにも特徴がある。Q値は2.2〜6が好ましく、2.4〜5がより好ましい。ここでQ値が大きいほど分子量分布が広いと評価される。分子量分布が広く、高分子量成分の存在が多くなることにより、シルバーストリークの発生は抑えられる傾向にあるが、反面成形品の光沢が低下することがある。便座や便蓋などの衛生用機器の部品は高光沢が求められるので、成分(A)は分子量分布が広すぎると、商品価値を損なうおそれがある。そこでこのような要望を満足すべく、成分(A)は分子量分布が上記範囲内にあることが好ましく、後述の成分(B)を加えることでシルバーストリークなどの抑制と高光沢を両立させることが可能となる。
【0029】
さらに、本発明で用いられる成分(A)は、伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が、好ましくは1.5未満であり、より好ましくは1.1未満であり、さらに好ましくは1.05未満である。こうすることで、表面外観の改善により成形温度領域が大幅に向上する。
【0030】
(2)成分(B)
(2−1)成分(B)の特性
本発明において用いられる成分(B)は、25℃でp−キシレンに不溶となる成分(α)と25℃でp−キシレンに溶解する成分(β)から構成され、且つ、(i)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万であり、(ii)熱p−キシレンに不溶な成分が0.3重量%以下であり、(iii)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が1.1以上であることを特徴とするプロピレン系共重合体である。
【0031】
成分(B)は、結晶性プロピレン重合セグメントと非結晶性プロピレン共重合セグメントの一部が化学的に結合している共重合体を含む、結晶性プロピレン重合体成分とプロピレン−エチレンランダム共重合体成分を多段重合法により逐次に製造して得られたプロピレン−エチレン共重合体成分である。
【0032】
成分(B)の製造のために行なう多段重合は、好ましくは第一段階で結晶性プロピレン重合体成分を重合し、第二段階でプロピレン−エチレンランダム共重合体成分を重合する二段重合である。
この際、第一段階で製造される結晶性プロピレン重合体の一部が末端ビニル基の状態で反応停止するものを多く存在させることで、そのまま二段目の重合を行った場合に、末端ビニルの結晶性プロピレン重合体がマクロモノマーとして、第二段階の重合に関わり、非結晶性プロピレン共重合セグメント(プロピレン−エチレンランダム共重合セグメント)が主鎖であり、結晶性プロピレン重合セグメントが側鎖である分岐構造を有する共重合体が生成する。
【0033】
本発明者らは、成分(B)の添加がシルバーの発生や焼けの発生を防止する要因は、この分岐構造の存在に帰せられると考察している。一般に、リアルブロック共重合体や、グラフト共重合体等の、一分子中に異なるモノマーの連鎖からなる部分を有する重合体は、ミクロ相分離構造と呼ばれる、通常の相分離構造よりもかなり小さな分子レベルのオーダーでの相分離構造をとることが知られており、そのような微細な相分離構造は、溶融弾性を格段に向上させると考えられる。実際に、本発明に係る成分(B)(分岐構造を有する共重合体)の電子顕微鏡写真(図1、2)では、通常の樹脂(分岐構造の存在しないもの(図3))に比べて、極めて微細なゴムドメインの分散構造が見られており、上記の推察を支持している。
【0034】
なお、成分(B)は、非結晶性プロピレン共重合セグメント(プロピレン−エチレンランダム共重合セグメント)が主鎖であり、結晶性プロピレン重合セグメントが側鎖である分岐構造を有する共重合体を含んでいる。主鎖を構成する成分としては、プロピレン、エチレンの他、本発明の本質を著しく損なわない範囲内で、他の不飽和化合物、例えば、1−ブテンなどのα−オレフィンを含んでいても良い。側鎖を構成する成分としては主としてプロピレンであり、本発明の本質を著しく損なわない範囲内で少量の他の不飽和化合物、例えば、エチレン、1−ブテンなどのα−オレフィンを含んでいてもよい。
【0035】
上記のようなプロピレン−エチレンランダム共重合体成分が主鎖であり、結晶性プロピレン重合体成分が側鎖であるグラフト共重合体が存在しているかどうかを判断する手法の一つとしては、伸張粘度の測定から得られる歪硬化度(λmax)を用いることが有効である。
上記歪硬化度(λmax)は、溶融時強度を表す指標であり、この値が大きいと、溶融張力が向上する効果がある。
また、この歪硬化度は、伸長粘度の非線形性を表す指標であり、通常、分子の絡み合いが多いほど、この値が大きくなると言われている。分子の絡み合いは、分岐の量、分岐鎖の長さに影響を受ける。したがって、分岐の量、分岐の長さが長いほど、歪硬化度は大きくなる。
本発明の成分(B)においては、一段目の結晶性プロピレン重合体の製造の際に、末端ビニル基を有するプロピレン重合体がマクロモノマーとして重合に関与し、分岐したプロピレン重合体を生成する。したがって、この歪硬化度は、末端ビニルのプロピレン重合体の生成量の指標であって、1.1以上であることが好ましい。
ここで、歪硬化度の測定方法に関しては、一軸伸長粘度を測定できれば、どのような方法でも原理的に同一の値が得られるが、例えば、測定方法及び測定機器の詳細は、公知文献Polymer 42(2001)8663に記載の方法があるが、好ましい測定方法及び測定機器として、以下を挙げることができる。
【0036】
測定方法1:
装置:Rheometorics社製 Ares
冶具:ティーエーインスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture
測定温度:180℃
歪み速度:0.1/sec
試験片の作成:プレス成形して18mm×10mm、厚さ0.7mm、のシートを作成する。
【0037】
測定方法2:
装置:東洋精機社製、Melten Rheometer
測定温度:180℃
歪み速度:0.1/sec
試験片の作成:東洋精機社製キャピログラフを用い、180℃で内径3mmのオリフィスを用いて、速度10〜50mm/minで押し出しストランドを作成する。
【0038】
算出方法:
歪み速度:0.1/secの場合の伸長粘度を、横軸に時間t(秒)、縦軸に伸長粘度ηE(Pa・秒)を両対数グラフでプロットする。その両対数グラフ上で歪み硬化を起こす直前の粘度を直線で近似し、歪量が4.0となるまでの伸長粘度ηEの最大値(ηmax)を求め、また、その時間までの近似直線上の粘度をηlinとする。
図4は、伸長粘度のプロット図の一例である。ηmax/ηlinを、λmaxと定義し、歪硬化度の指標とする。
測定方法1および測定方法2から算出される伸長粘度や歪硬化度は、原理的には物質固有の伸張粘度および歪硬化度を測定するもので、同一の値を示すものである。したがって測定方法1または測定方法2のどちらの方法で計ってもよい。
【0039】
但し、測定方法2は、分子量が比較的低いもの(すなわち、MFR>2の場合)を測定する場合、測定サンプルが垂れ下がってしまい、測定精度が落ちてしまうという測定上の制約があり、また、測定方法1は、分子量の比較的高いもの(MFR<1)を測定する場合、測定サンプルが不均一に収縮変形してしまい、測定時に歪むらができてしまうことにより、歪硬化が線形部と平均化されてしまい、歪硬化度を小さく見積もってしまうという測定精度の問題がある。
したがって、分子量の低いものは測定方法1で、分子量の高いものは測定方法2を用いることが、便宜上好ましい。
一般的に、高い歪硬化度を示すには、分岐の長さとして、ポリプロピレンの絡みあい分子量(Me)7000以上が好まく、また、分岐が長いほど歪硬化度は大きくなるといわれている。
【0040】
本発明のプロピレン系共重合体(成分(B))を結晶性成分と非晶性成分に分別し、25℃でパラキシレンに溶解する成分(β)量が成分(B)全量に対して、5〜80重量%であり、パラキシレンに不溶の成分(α)量が20〜95重量%であるものが用いられる。
ここで、結晶成分と非晶成分の具体的な分別方法は、下記のとおりである。
【0041】
分別方法:
2gの試料を300mlのp−キシレン(0.5mg/mlのBHT:2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールを含む)に、130℃で溶解させ溶液とした後、25℃で48時間放置する。その後、析出ポリマーと濾液とに濾別する。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、25℃でキシレンに溶解する成分(CXS)を回収する。また、析出ポリマーは、同様にして残存するp−キシレンを十分に除去し、25℃でキシレンに不溶な成分(CXIS)とする。
【0042】
これまで述べてきたように、成分(B)は、結晶性成分(α)と非晶性成分(β)とからなり、それぞれの成分の一部は、プロピレン−エチレンランダム共重合セグメントが主鎖であり、結晶性プロピレン重合セグメントが側鎖である分岐構造を有する共重合体を含むことから、分析的には、下記の特性(B−i)〜(B−iii)、(α1)〜(α5)、(β1)〜(β3)を持つものとして特徴付けられる。
【0043】
(B−i):成分(B)のGPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(B−ii):成分(B)の熱パラキシレンに不溶の成分量が成分(M)全量に対して0.3重量%以下である。
(B−iii):成分(B)の伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が1.1以上である。
【0044】
(α1):成分(α)量が成分(B)全量に対して20〜95重量%である。
(α2):成分(α)のGPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(α3):成分(α)の13C−NMRで測定するアイソタクチックトライアッド分率(mm)が93%以上である。
(α4):成分(α)の伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が2.0以上である。
(α5):プロピレン単位と、エチレン単位またはα−オレフィン単位を含有する。
【0045】
(β1):成分(β)量が成分(B)全量に対して5〜80重量%である。
(β2):成分(β)のGPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(β3):プロピレン単位と、エチレン単位および/またはα−オレフィン単位を含有する。
【0046】
以下、上記の特性毎に、順次説明する。
(B−i):成分(B)のGPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
成分(B)としては、重量平均分子量が10万〜100万の範囲のものが用いられる。
重量平均分子量(Mw)とは、後述するGPC測定装置及び条件で測定されるものであり、成分(B)のMwが10万〜100万の範囲であることが必要である。このMwが10万より小さいと、成形加工性に劣るとともに、機械的強度が不十分であり、一方、Mwが100万を超えると、溶融粘度が高く、成形加工性が低下する。成形加工性と機械的強度のバランスから上記の範囲であり、好ましくはMwが15万〜90万、さらに好ましくは18万〜80万の範囲である。
重量平均分子量(Mw)の値は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られるものであるが、その測定法、測定機器の詳細は、以下の通りである。
【0047】
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(ODCB)
測定温度:140℃
流速:1.0ml/分
注入量:0.2ml
【0048】
試料の調製は、試料をODCB(0.5mg/mLのBHTを含む)を用いて、1mg/mLの溶液を調製し、140℃で約1時間を要して、溶解させて行う。なお、得られたクロマトグラムのベースラインと区間は、図5のように行う。また、GPC測定で得られた保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレン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、何れも東ソー社製の以下の銘柄である。
銘柄:F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000
各々が0.5mg/mLとなるように、ODCB(0.5mg/mLのBHTを含む)に溶解した溶液を0.2mL注入して、較正曲線を作成する。較正曲線は、最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。分子量への換算に使用する粘度式:[η]=K×Mαは、以下の数値を用いる。
PS:K=1.38×10−4、α=0.7
PP:K=1.03×10−4、α=0.78
【0049】
(B−ii):成分(B)の熱p−キシレンに不溶な成分が0.3重量%以下、好ましくは0.2重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下である。熱p−キシレンに不溶な成分が0.3重量%を超えると成形品の外観が劣る。
本発明では、熱p−キシレンに不溶な成分が0.3重量%以下であることが必要である。熱p−キシレンに不溶な成分の測定方法は、以下の通りである。
攪拌装置付きガラス製セパラブルフラスコに、ステンレス鋼製400メッシュ(線径0.03μm、目開き0.034mm、空間率27.8%)で作製された籠に、重合体500mgを入れ、攪拌翼に固定した。酸化防止剤(BHT:2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)1gを含む700ミリリットルのp−キシレンを投入し、温度140℃で2時間攪拌しながら重合体を溶解させた。
p−キシレン不溶部が入った籠を回収し、十分に乾燥させ秤量することにより、パラキシレン不溶部を求めた。熱p−キシレン不溶部として定義するゲル分率(wt%)は、以下の式により算出した。
ゲル分率=[(メッシュ内残量g)/(仕込みサンプル量g)]×100
【0050】
また、以上のようにゲルが少ない、もしくはゲルないというためには、非常に分子量の高い成分がないということが重要である。したがって、GPCで分子量分布を測定した場合、分子量分布が高分子量側に広がっていないことが重要である。
したがって、GPCで測定したQ値(重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比)としては、7以下が好ましく、さらに好ましくは6以下、さらに好ましくは5以下である。
また、高分子量側に極端に広がっていないためには、GPCで曲線における積分値が90%になる分子量M(90)が2,000,000以下であることが必要である。
ここでM(90)とは、前述したGPC測定装置及び条件で測定されるGPCで曲線における積分値が90%になる分子量であり、本発明では、M(90)が2,000,000以下であることが特徴である。このM(90)が2,000,000を超えると、高分子量成分が多くなりすぎ、ゲルが発生し成形品の外観を損ねたり、成形加工性を低下させしまう。その為、M(90)は、2,000,000以下であり、また好ましくは1,500,000以下であり、さらに好ましくは1,000,000である。
【0051】
(B−iii):成分(B)の伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が1.1以上である。
歪硬化度の物理的意義については、前述したとおりであり、この値が大きいと、例えば射出成形時におけるME効果を大きく出来る。したがって、この歪硬化度は、1.1以上が必要であり、好ましくは1.5以上、より好ましくは2.0以上、さらに好ましくは3.0以上、特に好ましくは4.0以上である。
分岐の長さは、ポリプロピレンの絡みあい分子量7000以上が好ましい。この分子量は、厳密にはGPCで測定される重量平均(Mw)とは異なるものである。そこで、好ましくはGPCで測定される重量平均分子量(Mw)の値で15000以上、さらに好ましくは30000以上である。
【0052】
(α1):成分(α)量が成分(B)全量に対して20〜95重量%、好ましくは30〜94重量%、より好ましくは40〜93重量%である。
本規定は、成分(α)の成分(B)全量に対する範囲であり、剛性と耐衝撃性のバランスから、この範囲のものが用いられる。
【0053】
(α2):成分(α)のGPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
ここで重量平均分子量(Mw)とは、前述したGPC測定装置及び条件で測定されるものであり、成分(B)中の結晶性成分(α)は、重量平均分子量が10万〜100万の範囲のものが用いられる。
このMwが10万より小さいと、溶融加工性に劣るとともに、機械的強度が不十分であり、一方、Mwが100万を超えると、溶融粘度が高く、溶融加工性が低下する。溶融加工性と機械的強度のバランスから上記の範囲であり、好ましくはMwが20万〜90万、さらに好ましくは21万〜80万の範囲である。
【0054】
(α3):成分(α)の13C−NMRで測定するアイソタクチックトライアッド分率(mm)が93%以上である。
本発明に係る成分(B)の結晶性成分(α)は、13C−NMRによって得られるプロピレン単位3連鎖のmm分率が93%以上の立体規則性を有するものである。
mm分率は、ポリマー鎖中、頭−尾結合からなる任意のプロピレン単位3連鎖中、各プロピレン単位中のメチル分岐の方向が同一であるプロピレン単位3連鎖の割合である。このmm分率は、ポリプロピレン分子鎖中のメチル基の立体構造がアイソタクチックに制御されていることを示す値であり、高いほど、高度に制御されていることを意味する。結晶性成分(α)のmm分率が、この値より小さいと、製品の弾性率が低下するなど機械的物性が低下してしまう。従って、mm分率は、好ましくは95%以上であり、さらに好ましくは96%以上である。
【0055】
13C−NMRによるプロピレン単位3連鎖のmm分率の測定法の詳細は、以下の通りである。
試料375mgをNMRサンプル管(10φ)中で重水素化1,1,2,2、−テトラクロロエタン2.5mlに完全に溶解させた後、125℃でプロトン完全デカップリング法で測定した。ケミカルシフトは、重水素化1,1,2,2−テトラクロロエタンの3本のピークの中央のピークを74.2ppmに設定した。他の炭素ピークのケミカルシフトはこれを基準とする。
フリップ角:90度
パルス間隔:10秒
共鳴周波数:100MHz以上
積算回数:10,000回以上
観測域:−20ppmから179ppm
【0056】
mm分率の測定は、前記の条件により測定された13C−NMRスペクトルを用いて行う。
スペクトルの帰属は、Macromolecules,(1975年)8卷,687頁やPolymer, 30巻 1350頁(1989年)を参考に、具体的には特願2006−311249号に詳細に記載される方法に従って行う。
【0057】
(α4):成分(α)の伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が2.0以上である。
成分(α)の歪硬化度(λmax)は、2.0以上、好ましくは3.0以上、より好ましくは4.0以上である。
分岐の長さは、ポリプロピレンの絡みあい分子量7000以上が好ましい。また、重量平均(Mw)としては15000以上、さらに好ましくは30000以上である。
【0058】
(α5):プロピレン単位と、エチレン単位またはα−オレフィン単位を含有する。
結晶性成分(α)を構成する単位としては、プロピレンがアイソタクチックに配列して結晶性を持つことが必要である。また、結晶性が発現する範囲において、エチレンまたはα−オレフィンをコモノマーの単位として含有してもよい。α、ω−ジエン単位が存在すると、架橋によるゲル化が懸念されることから、α、ω−ジエン単位を含まないことが必要である。
コモノマーの種類としては、エチレンもしくは直鎖状のα−オレフィンが好ましく、さらに好ましくは、エチレンである。
コモノマー含量に関しては、結晶性が発現する範囲で任意の量を含有することができる。
【0059】
結晶性の指標であるDSCで測定する融点(Tm)が120℃以上、好ましくは150℃以上、さらに好ましくは153℃以上である。融点(Tm)が150〜164℃では、耐熱性、剛性に優れ、工業用部品や部材に使用でき、また、融点(Tm)が120〜150℃では、透明性、柔軟性に優れ、フィルムや容器に使用できる。
成分(α)のエチレン含有量は、好ましくは0.1〜10重量%であり、より好ましくは0.2〜7重量%、さらに好ましくは0.3〜5重量%である。
エチレン単位の測定は、13C−NMRを用い、Macromolecules 1982 1150に記載の方法に従って測定する。
【0060】
(β1):成分(β)量が成分(B)全量に対して5〜80重量%、好ましくは6〜70重量%、より好ましくは7〜60重量%である。
本規定は、成分(β)の成分(B)全量に対する範囲であり、剛性と耐衝撃性のバランスから、この範囲のものが用いられる。
【0061】
(β2):成分(β)のGPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
ここで、重量平均分子量(Mw)とは、前述したGPC測定装置及び条件で測定されるものであり、成分(B)中の非晶性成分(β)は、重量平均分子量が10万〜100万の範囲のものが用いられる。
このMwが10万より小さいと、溶融加工性に劣るとともに、機械的強度が不十分であり、一方、Mwが100万を超えると、溶融粘度が高く、溶融加工性が低下する。溶融加工性と機械的強度のバランスから上記の範囲であり、好ましくはMwが15万〜90万、さらに好ましくは20万〜80万の範囲である。
【0062】
(β3):プロピレン単位と、エチレン単位および/またはα−オレフィン単位を含有する。
非結晶性成分(β)を構成する単位としては、プロピレンと、エチレンまたはα−オレフィンが共重合している必要がある。また、α、ω−ジエン単位が存在すると架橋によるゲル化が懸念されることから、α、ω−ジエン単位を含まないことが好ましい。
また、コモノマーの種類として、エチレンもしくは直鎖状のα−オレフィンが好ましく、さらに好ましくはエチレンであり、エチレン含量は、通常10重量%以上60重量%以下である。低温での耐衝撃性向上の観点からは、40重量wt%以上60重量wt%以下のものが好ましく、また、光沢、透明性の観点からは、10重量%以上、40重量%未満のものが好ましく用いられる。
また、本発明の成分(β)は、上記の(β1)〜(β3)のほか、次の(β4)を満たすことが望ましい。
【0063】
(β4):成分(β)の伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が2.0以上である
前述した通り、歪硬化度(λmax)の値が大きいと、例えば射出成形時におけるME効果を大きく出来る。したがって、歪硬化度(λmax)は2.0以上が好ましく、2.5以上、20以下が更に好ましい。
【0064】
(2−2)成分(B)の製造方法
本発明に係る成分(B)は、ビニル末端を有するマクロマーを製造可能であり、更にこのマクロマーとプロピレン、エチレンとの共重合が可能な触媒系を用いることによって製造できる。
なかでも、次に説明する触媒成分(a)、(b)及び(c)を接触させてなる重合用触媒を用いて、
(i)プロピレン単独、又は、プロピレンとエチレン若しくはα−オレフィンを重合し、エチレンまたはα−オレフィンを全モノマー成分に対して0〜10重量%重合させる第一工程、及び
(ii)プロピレンと、エチレンまたはα−オレフィンを重合し、エチレンを全モノマー成分に対して10〜70重量%重合させる第二工程、
を有する工程により、生産性よく製造することができる。
【0065】
(1)触媒成分(a):
本発明に用いられる触媒成分(a)は、下記一般式(1)で表されるハフニウムを中心金属とするメタロセン化合物である。
【0066】
【化1】

【0067】
一般式(1)中、各々Rは、独立して、水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン含有アルキル基、炭素数1〜6の珪素含有アルキル基、炭素数6〜16のアリール基、炭素数6〜16のハロゲン含有アリール基、炭素数4〜16の窒素または酸素、硫黄を含有する複素環基を表し、2つのRの少なくとも一つは、炭素数4〜16の窒素または酸素、硫黄を含有する複素環基を示す。尚、2つのRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。また、各々Rは、独立して、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン含有アルキル基、炭素数1〜6の珪素含有アルキル基、炭素数6〜16のアリール基、炭素数6〜16のハロゲン含有アリール基、炭素数6〜16の珪素含有アリール基、炭素数6〜16の窒素または酸素、硫黄を含有する複素環基を表す。尚、2つのRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
さらに、X及びYは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、アミノ基または炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基を表し、Qは、炭素数1〜20の二価の炭化水素基、炭素数1〜20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基、オリゴシリレン基、またはゲルミレン基を表す。
【0068】
上記Rの炭素数4〜16の窒素または酸素、硫黄を含有する複素環基は、好ましくは2−フリル基、置換された2−フリル基、置換された2−チエニル基、置換された2−フルフリル基であり、さらに好ましくは、置換された2−フリル基である。
また、置換された2−フリル基、置換された2−チエニル基、置換された2−フルフリル基の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基、トリアルキルシリル基、が挙げられる。これらのうち、メチル基、トリメチルシリル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
さらに、Rとして、特に好ましくは、2−(5−メチル)−フリル基である。また、2つのRは、互いに同一である場合が好ましい。
【0069】
上記Rとしては、炭素数6〜16のアリール基、炭素数6〜16のハロゲン含有アリール基、炭素数6〜16の珪素含有アリール基が好ましく、そのようなアリール基は炭素数6〜16になる範囲で、アリール環状骨格上に、1つ以上の、炭素数1〜6の炭化水素基、炭素数1〜6の珪素含有炭化水素基、炭素数1〜6のハロゲン含有炭化水素基を置換基として有していてもよい。
としては、好ましくは少なくとも1つが、フェニル基、4−t−ブチルフェニル基、2,3―ジメチルフェニル基、3,5―ジt−ブチルフェニル基、4−フェニル−フェニル基、クロロフェニル基、ナフチル基、又はフェナンスリル基であり、更に好ましくはフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−クロロフェニル基である。また、2つのRが互いに同一である場合が好ましい。
【0070】
一般式(1)中、XおよびYは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、アミノ基または炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基を示す。上記のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
上記の炭素数1〜20の炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、等のアルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基、ベンジル等のアリールアルキル基、trans−スチリル等のアリールアルケニル基、フェニル、トリル、1−ナフチル、2−ナフチル等のアリール基が挙げられる。
上記の炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基の具体例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等のアルコキシ基、フェノキシ、ナフトキシ等のアリロキシ基、フェニルメトキシ等のアリールアルコキシ基、フリル基などの酸素含有複素環基などが挙げられる。
上記の炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基の具体例としては、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ等のアルキルアミノ基、フェニルアミノ、ジフェニルアミノ等のアリールアミノ基、(メチル)(フェニル)アミノ等の(アルキル)(アリール)アミノ基、ピラゾリル、インドリル等の窒素含有複素環基などが挙げられる。
【0071】
上記の炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。そして、上記のハロゲン化炭化水素基は、ハロゲン原子が例えばフッ素原子の場合、フッ素原子が上記の炭化水素基の任意の位置に置換した化合物である。具体的には、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル基などが挙げられる。
上記の炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基の具体例としては、トリメチルシリルメチル、トリエチルシリルメチル等のトリアルキルシリルメチル基、ジメチルフェニルシリルメチル、ジエチルフェニルシリルメチル、ジメチルトリルシリルメチル等のジ(アルキル)(アリール)シリルメチル基などが挙げられる。
【0072】
一般式(1)中、Qは、二つの五員環を結合する、炭素数1〜20の2価の炭化水素基、炭素数1〜20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基、オリゴシリレン基、ゲルミレン基の何れかを示す。上述のシリレン基、オリゴシリレン基またはゲルミレン基上に2個の炭化水素基が存在する場合は、それらが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
上記のQの具体例としては、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、1,2−エチレン、等のアルキレン基;ジフェニルメチレン等のアリールアルキレン基;シリレン基;メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジ(n−プロピル)シリレン、ジ(i−プロピル)シリレン、ジ(シクロヘキシル)シリレン等のアルキルシリレン基、メチル(フェニル)シリレン等の(アルキル)(アリール)シリレン基;ジフェニルシリレン等のアリールシリレン基;テトラメチルジシリレン等のアルキルオリゴシリレン基;ゲルミレン基;上記の2価の炭素数1〜20の炭化水素基を有するシリレン基のケイ素をゲルマニウムに置換したアルキルゲルミレン基;(アルキル)(アリール)ゲルミレン基;アリールゲルミレン基などを挙げることが出来る。これらの中では、炭素数1〜20の炭化水素基を有するシリレン基、または、炭素数1〜20の炭化水素基を有するゲルミレン基が好ましく、アルキルシリレン基、アルキルゲルミレン基が特に好ましい。
【0073】
上記一般式(1)で表される化合物のうち、好ましい化合物として、以下に具体的に例示する。
ジメチルシリレンビス(2−(2−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−チエニル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジフェニルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルゲルミレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルゲルミレンビス(2−(2−(5−メチル)−チエニル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−t−ブチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−トリメチルシリル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−フェニル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(4,5−ジメチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−ベンゾフリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジフェニルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−メチル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−イソプロピル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−フルフリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−クロロフェニル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−フルオロフェニル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−トリフルオロメチルフェニル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−フリル)−4−(1−ナフチル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−フリル)−4−(2−ナフチル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−フリル)−4−(2−フェナンスリル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−フリル)−4−(9−フェナンスリル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(1−ナフチル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(2−ナフチル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(2−フェナンスリル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(9−フェナンスリル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−t−ブチル)−フリル)−4−(1−ナフチル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−t−ブチル)−フリル)−4−(2−ナフチル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−t−ブチル)−フリル)−4−(2−フェナンスリル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−t−ブチル)−フリル)−4−(9−フェナンスリル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−フェニル−インデニル)(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−フェニル−インデニル)(2−(2−(5−メチル)−チエニル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、などを挙げることができる。
【0074】
これらのうち、更に好ましいのは、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルゲルミレンビス(2−(2−(5−メチル)−チエニル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−クロロフェニル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−ナフチル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−フェニル−インデニル)(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、である。
また、特に好ましいのは、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−ナフチル−インデニル)ハフニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−(4−t−ブチルフェニル)−インデニル)ハフニウムジクロライドである。
【0075】
(2)触媒成分(b):
次に、本発明に用いられる触媒成分(b)は、イオン交換性層状珪酸塩である。
(I)イオン交換性層状珪酸塩の種類
本発明において、イオン交換性層状珪酸塩(以下、単に珪酸塩と略記することもある)とは、イオン結合などによって構成される面が互いに結合力で平行に積み重なった結晶構造を有し、且つ、含有されるイオンが交換可能である珪酸塩化合物をいう。大部分の珪酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出され、水中に分散/膨潤させ、沈降速度等の違いにより精製することが一般的であるが、完全に除去することが困難であることがあり、イオン交換性層状珪酸塩以外の夾雑物(石英、クリストバライト等)を含んでいることが多いが、それらを含んでもよい。それら夾雑物の種類、量、粒子径、結晶性、分散状態によっては純粋な珪酸塩以上に好ましいことがあり、そのような複合体も、触媒成分(b)に含まれる。
尚、本発明の原料とは、後述する本発明の化学処理を行う前段階の珪酸塩をさす。また、本発明で使用する珪酸塩は、天然産のものに限らず、人工合成物であってもよい。
また、本発明においては、化学処理を加える前段階でイオン交換性を有していれば、該処理によって物理的、化学的な性質が変化し、イオン交換性や層構造がなくなった珪酸塩も、イオン交換性層状珪酸塩であるとして取り扱う。
【0076】
イオン交換性層状珪酸塩の具体例としては、例えば、白水春雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1988年)等に記載される1:1型構造や2:1型構造をもつ層状珪酸塩が挙げられる。
1:1型構造とは、前記「粘土鉱物学」等に記載されているような1層の四面体シートと1層の八面体シートが組み合わさっている1:1層構造の積み重なりを基本とする構造を示し、2:1型構造とは、2層の四面体シートが1層の八面体シートを挟み込んでいる2:1層構造の積み重なりを基本とする構造を示す。
【0077】
1:1層が主要な構成層であるイオン交換性層状珪酸塩の具体例としては、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、メタハロイサイト、ハロイサイト等のカオリン族珪酸塩、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族珪酸塩等が挙げられる。
【0078】
2:1層が主要な構成層であるイオン交換性層状珪酸塩の具体例としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト等のスメクタイト族珪酸塩、バーミキュライト等のバーミキュライト族珪酸塩、雲母、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母族珪酸塩、アタパルジャイト、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイト、パイロフィライト、タルク、緑泥石群等が挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
【0079】
これらの中では、主成分が2:1型構造を有するイオン交換性層状珪酸塩であるものが好ましい。より好ましくは、主成分がスメクタイト族珪酸塩であり、さらに好ましくは、主成分がモンモリロナイトである。
【0080】
層間カチオン(イオン交換性層状珪酸塩の層間に含有される陽イオン)の種類としては、特に限定されないが、主成分として、リチウム、ナトリウム等の周期律表第1族のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等の周期律表第2族のアルカリ土類金属、あるいは鉄、コバルト、銅、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、イリジウム、白金、金等の遷移金属などが、工業原料として比較的容易に入手可能である点で好ましい。
【0081】
(II)イオン交換性層状珪酸塩の造粒
前記イオン交換性層状珪酸塩は、乾燥状態で用いてもよく、液体にスラリー化した状態で用いてもよい。また、イオン交換性層状珪酸塩の形状については、特に制限はなく、天然に産出する形状、人工的に合成した時点の形状でもよいし、また、粉砕、造粒、分級などの操作によって形状を加工したイオン交換性層状珪酸塩を用いてもよい。このうち造粒されたイオン交換性層状珪酸塩を用いると、該イオン交換性層状珪酸塩を触媒成分として用いた場合に、良好なポリマー粒子性状を与えるため特に好ましい。
【0082】
造粒、粉砕、分級などのイオン交換性層状珪酸塩の形状の加工は、化学処理の前に行ってもよい(すなわち、あらかじめ形状を加工したイオン交換性層状珪酸塩に下記の化学処理を行ってもよい)し、化学処理を行った後に形状を加工してもよい。
【0083】
ここで用いられる造粒法としては、例えば、撹拌造粒法、噴霧造粒法、転動造粒法、ブリケッティング、コンパクティング、押出造粒法、流動層造粒法、乳化造粒法、液中造粒法、圧縮成型造粒法等が挙げられるが、特に限定されない。好ましくは、撹拌造粒法、噴霧造粒法、転動造粒法、流動造粒法が挙げられ、特に好ましくは撹拌造粒法、噴霧造粒法が挙げられる。
【0084】
なお、噴霧造粒を行う場合、原料スラリーの分散媒として、水あるいはメタノール、エタノール、クロロホルム、塩化メチレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の有機溶媒を用いる。好ましくは水を分散媒として用いる。球状粒子が得られる噴霧造粒の原料スラリー液中における成分(b)の濃度は、0.1〜30重量%、好ましくは0.5〜20重量%、特に好ましくは1〜10重量%である。球状粒子が得られる噴霧造粒の熱風の入口温度は、分散媒により異なるが、水を例にとると80〜260℃、好ましくは100〜220℃で行う。
【0085】
造粒において、粒子強度の高い担体を得るため、及び、プロピレン重合活性を向上させるためには、珪酸塩を必要に応じ微細化する。珪酸塩は、如何なる方法において微細化してもよい。微細化する方法としては、乾式粉砕、湿式粉砕いずれの方法でも可能である。好ましくは、水を分散媒として使用し珪酸塩の膨潤性を利用した湿式粉砕であり、例えばポリトロン等を使用した強制撹拌による方法やダイノーミル、パールミル等による方法がある。造粒する前の平均粒径は、0.01〜3μm、好ましくは0.05〜1μmである。
【0086】
また、造粒の際に有機物、無機溶媒、無機塩、各種バインダーを用いてもよい。用いられるバインダーとしては、例えば、塩化マグネシウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸マグネシウム、アルコール類、グリコール等が挙げられる。
【0087】
上記のようにして得られた球状粒子は、重合工程での破砕や微粉発生を抑制するためには、0.2MPa以上の圧縮破壊強度を有することが好ましい。また、造粒されたイオン交換性層状珪酸塩の粒径は、0.1〜1000μm、好ましくは1〜500μmの範囲である。粉砕法についても特に制限はなく、乾式粉砕、湿式粉砕のいずれでもよい。
【0088】
(III)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理
本発明に係る触媒成分(b)のイオン交換性層状珪酸塩は、特に処理を行うことなくそのまま用いることができるが、化学処理を行なうことが望ましく、イオン交換性層状珪酸塩の化学処理とは、酸類、塩類、アルカリ類、有機物等とイオン交換性層状珪酸塩とを接触させることをいう。
【0089】
化学処理による共通の影響として、層間陽イオンの交換を行うことが挙げられるが、それ以外に各種化学処理は、次のような種々の効果がある。例えば、酸類による酸処理によれば、珪酸塩表面の不純物が取り除かれる他、結晶構造中のAl、Fe、Mg等の陽イオンを溶出させることによって、表面積を増大させることができる。これは、珪酸塩の酸強度を増大させ、また、単位重量当たりの酸点量を増大させることに寄与する。
【0090】
アルカリ類によるアルカリ処理では、粘土鉱物の結晶構造が破壊され、粘土鉱物の構造の変化をもたらす。
【0091】
以下に、処理剤の具体例を示す。なお、本発明では、以下の酸類、塩類を組み合わせたものを処理剤として用いてもよい。また、これら酸類、塩類の組み合わせであってもよい。
【0092】
(i)酸類
酸処理は、表面の不純物を除く、あるいは層間に存在する陽イオンの交換を行うほか、結晶構造の中に取り込まれているAl、Fe、Mg等の陽イオンの一部又は全部を溶出させることができる。酸処理で用いられる酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、安息香酸、ステアリン酸、プロピオン酸、アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、などが挙げられる。中でも無機酸が好ましく、硫酸、塩酸、硝酸が好ましく、さらに好ましくは硫酸である。
【0093】
(ii)塩類
塩類としては、有機陽イオン、無機陽イオン、金属イオンからなる群から選ばれる陽イオンと、有機陰イオン、無機陰イオン、ハロゲン化物イオンからなる群から選ばれる陰イオンとから構成される塩類が例示される。例えば、周期律表第1〜14族から選択される少なくとも一種の原子を含む陽イオンと、ハロゲンの陰イオン、無機ブレンステッド酸及び有機ブレンステッド酸の陰イオンからなる群より選ばれる少なくとも一種の陰イオンとから構成される化合物が好ましい例として挙げられる。
【0094】
このような塩類の具体例としては、LiCl、LiBr、LiSO、Li(PO)、LiNO、Li(OOCCH)、NaCl、NaBr、NaSO、Na(PO)、NaNO、Na(OOCCH)、KCl、KBr、KSO、K(PO)、KNO、K(OOCCH)、CaCl、CaSO、Ca(NO、Ca(C、Ti(OOCCH、MgCl、MgSO、Mg(NO、Mg(C、Ti(OOCCH、Ti(CO、Ti(NO、Ti(SO、TiF、TiCl、TiBr、TiI、Zr(OOCCH、Zr(CO、Zr(NO、Zr(SO、ZrF、ZrCl等が挙げられる。
【0095】
また、Cr(OOCHOH、Cr(CHCOCHCOCH、Cr(NO、Cr(ClO、CrPO、Cr(SO、CrOCl、CrF、CrCl、CrBr、CrI、FeCO、Fe(NO、Fe(ClO、FePO、FeSO、Fe(SO、FeF、FeCl、MnBr、FeI、FeC、Co(OOCH等が挙げられる。
【0096】
さらに、CuCl、CuBr、Cu(NO、CuC、Cu(ClO、CuSO、Cu(OOCCH、Zn(OOCH、Zn(CHCOCHCOCH、ZnCO、Zn(NO、Zn(ClO、Zn(PO、ZnSO、ZnF、ZnCl、ZnBr、ZnI、AlF、AlCl、AlBr、AlI、Al(SO、Al(C、Al(CHCOCHCOCH、Al(NO、AlPO等が挙げられる。
これらのなかで好ましくは、陰イオンが無機ブレンステッド酸やハロゲンからなり、陽イオンがLi、Mg、Znからなる化合物である。
そのような塩類で特に好ましい化合物は、具体的にはLiCl、LiSO、MgCl、MgSO、ZnCl、ZnSO、Zn(NO、Zn(POがある。
【0097】
(iii)その他の処理剤
酸、塩処理の他に、必要に応じて下記のアルカリ処理や有機物処理を行ってもよい。アルカリ処理で処理剤としては、LiOH、NaOH、KOH、Mg(OH)、Ca(OH)、Sr(OH)、Ba(OH)などが例示される。
【0098】
有機処理剤の例としては、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ドデシルアンモニウム、N,N−ジメチルアニリニウム、N,N−ジエチルアニリニウム、N,N−2,4,5−ペンタメチルアニリニウム、N,N−ジメチルオクタデシルアンモニウム、オクタドデシルアンモニウム、が例示されるが、これらに限定されるものではない。
【0099】
また、これらの処理剤は、単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらの組み合わせは、処理開始時に添加する処理剤について組み合わせて用いてもよいし、処理の途中で添加する処理剤について、組み合わせて用いてもよい。また化学処理は、同一または異なる処理剤を用いて複数回行うことも可能である。
【0100】
(iv)化学処理条件
上述した各種処理剤は、適当な溶剤に溶解させて処理剤溶液として用いてもよいし、処理剤自身を溶媒として用いてもよい。使用できる溶剤としては、特に制限はないが、水、アルコール類が一般的であり、特に水が好ましい。例えば、化学処理として酸処理を行う場合、酸処理剤濃度、イオン交換性層状珪酸塩と処理剤との比率、処理時間、処理温度等の酸処理条件を制御することによって、イオン層状珪酸塩化合物を所定の組成、構造へと変化させ制御することが可能である。
【0101】
そのような酸処理剤濃度に関しては、下式を満たす酸濃度(N)の酸で処理することが好ましい。
N≧1.0
ここで示す酸濃度Nは、酸のモル数×酸の価数/酸水溶液の体積(単位:モル/リットル)と定義する。ただし、塩を共存させたときには、塩化合物に含まれる結晶水量は考慮するが、塩による体積変化は考慮しないものとする。なお、酸水溶液の比重は、化学便覧の基礎編IIp6(日本化学会編集,丸善発行,改訂3版)を引用した。なお、上限は取り扱い上の安全性、容易性、設備面の観点から、酸濃度Nが、20以下、特に15以下であることが好ましい。
【0102】
イオン交換性層状珪酸塩と処理剤との比率に関しては、特に限定されないが、好ましくは、イオン交換性層状珪酸塩[g]:処理剤[酸の価数×mol数]=1:0.001〜1:0.1程度である。
また、酸処理温度は、室温〜処理剤溶液の沸点の範囲が好ましく、処理時間は5分〜24時間の条件を選択し、イオン交換性層状珪酸塩を構成している物質の少なくとも一部が除去又は交換される条件で行うことが好ましい。酸処理条件は、特には制限されないが、上記化学処理として硫酸を用いた場合、処理温度は80℃から、処理剤溶媒沸点以下で、処理時間は0.5時間以上5時間未満にすることが好ましい。
【0103】
(IV)イオン交換性層状珪酸塩の乾燥
上記化学処理を実施した後に、過剰の処理剤及び処理により溶出したイオンの除去をすることが可能であり、好ましい。この際、一般的には、水や有機溶媒などの液体を使用する。脱水後は、乾燥を行うが、一般的には、乾燥温度は、100〜800℃、好ましくは150〜600℃で実施可能である。800℃を超えると、珪酸塩の構造破壊を生じるおそれがあるので好ましくない。
【0104】
これらのイオン交換性層状珪酸塩は、構造破壊されなくとも乾燥温度により特性が変化するために、用途に応じて乾燥温度を変えることが好ましい。乾燥時間は、通常1分〜24時間、好ましくは5分〜4時間であり、雰囲気は、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、又は減圧下であることが好ましい。乾燥方法に関しては特に限定されず各種方法で実施可能である。
【0105】
(V)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理後の組成
化学処理されたイオン交換性層状珪酸塩を、本発明に係る触媒成分(b)としては、Al/Siの原子比として、0.01〜0.25、好ましくは0.03〜0.24のもの、さらには0.05〜0.23の範囲のものがよい。Al/Si原子比は、粘土部分の酸処理強度の指標となるものとみられる。また、上記の範囲にAl/Si原子比を制御する方法としては、化学処理前のイオン交換性層状珪酸塩として、モンモリロナイトを使用し、上記(III)に記載の化学処理をおこなう方法が挙げられる。
イオン交換性層状珪酸塩中のアルミニウム及びケイ素は、JIS法による化学分析による方法で検量線を作成し、蛍光X線で定量するという方法で測定される。
【0106】
(3)触媒成分(c):
本発明に用いられる触媒成分(c)は、有機アルミニウム化合物であり、好ましくは、一般式(AlR3−nで表される有機アルミニウム化合物が使用される。式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基を表し、Xはハロゲン、水素、アルコキシ基又はアミノ基を表し、nは1〜3の、mは1〜2の整数を各々表す。有機アルミニウム化合物は、単独であるいは複数種を組み合わせて使用することができる。
【0107】
有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリノルマルプロピルアルミニウム、トリノルマルブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリノルマルヘキシルアルミニウム、トリノルマルオクチルアルミニウム、トリノルマルデシルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムセスキクロライド、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムジメチルアミド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムクロライド等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、m=1、n=3のトリアルキルアルミニウム及びアルキルアルミニウムヒドリドである。さらに好ましくは、Rが炭素数1〜8であるトリアルキルアルミニウムである。
【0108】
(4)触媒の調整:
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、上記触媒成分(a)、触媒成分(b)及び触媒成分(c)を含む。これらは、重合槽内で、あるいは重合槽外で接触させオレフィンの存在下で予備重合を行ってもよい。
オレフィンとは、炭素間二重結合を少なくとも1個含む炭化水素をいい、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、3−メチルブテン−1、スチレン、ジビニルベンゼン等が例示されるが、特に種類に制限はなく、これらと他のオレフィンとの混合物を用いてもよい。好ましくは炭素数3以上のオレフィンがよい。
【0109】
前記触媒成分(a)、触媒成分(b)及び触媒成分(c)の使用量は、任意であるが、触媒成分(b)中の遷移金属と触媒成分(c)中のアルミニウムとの比が、触媒成分(a)1gあたり、0.1〜1000(μmol):0〜100000(μmol)となるように接触させることが好ましい。また前記触媒成分(a)に加えて、本発明のプロピレン系共重合体を更に効率よく製造する目的で、他の種の錯体を使用することも可能である。
この場合、前記触媒成分(a)で製造する末端ビニルのマクロマーを共重合でき、触媒成分(a)に比べて高分子量の重合体が製造できるメタロセン化合物を組み合わせることが好ましい。
特に好ましいメタロセン化合物としては、下記一般式(2)で示される触媒成分(a−2)が挙げられる。
【0110】
【化2】

【0111】
上記一般式(2)で表される化合物は、メタロセン化合物であって、一般式(2)中、Q21は、二つの共役五員環配位子を架橋する結合性基であり、炭素数1〜20の2価の炭化水素基、炭素数1〜20の炭化水素基を有するシリレン基または炭素数1〜20の炭化水素基を有するゲルミレン基であり、好ましくは置換シリレン基あるいは置換ゲルミレン基である。ケイ素、ゲルマニウムに結合する置換基は、炭素数1〜12の炭化水素基が好ましく、二つの置換基が連結していてもよい。具体的な例としては、メチレン、ジメチルメチレン、エチレン−1,2−ジイル、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジフェニルシリレン、メチルフェニルシリレン、9−シラフルオレン−9,9−ジイル、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジフェニルシリレン、メチルフェニルシリレン、9−シラフルオレン−9,9−ジイル、ジメチルゲルミレン、ジエチルゲルミレン、ジフェニルゲルミレン、メチルフェニルゲルミレン等が挙げられる。
また、Meは、ジルコニウムまたはハフニウムであり、好ましくはハフニウムである。
さらに、X21およびY21は、補助配位子であり、触媒成分[b]の助触媒と反応してオレフィン重合能を有する活性なメタロセンを生成させる。したがって、この目的が達成される限り、X21とY21は、配位子の種類が制限されるものではなく、それぞれ独立して、水素、ハロゲン基、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアルキルアミド基、トリフルオロメタンスルホン酸基、炭素数1〜20のリン含有炭化水素基または炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基を示す。
【0112】
一般式(2)中、R21およびR22は、それぞれ独立して、炭素数1〜6の炭化水素基であり、好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜4のアルキル基である。具体的な例としては、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル等が挙げられ、好ましくはメチル、エチル、n−プロピルである。
また、R23およびR24は、それぞれ独立して、炭素数6〜30の、好ましくは炭素数6〜24の、ハロゲン、ケイ素、あるいは、これらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよいアリール基である。好ましい例としては、フェニル、3−クロロフェニル、4−クロロフェニル、3−フルオロフェニル、4−フルオロフェニル、4−メチルフェニル、4−i−プロピルフェニル、4−t−ブチルフェニル、4−トリメチルシリルフェニル、4−(2−フルオロビフェニリル)、4−(2−クロロビフェニリル)、1−ナフチル、2−ナフチル、3,5−ジメチル−4−t−ブチルフェニル、3,5−ジメチル−4−トリメチルシリルフェニル等が挙げられる。
【0113】
上記メタロセン化合物の非限定的な例として、下記のものを挙げることができる。
例えば、ジクロロ{1,1’−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−t−ブチルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−トリメチルシリルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(3−クロロ−4−t−ブチルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(3−メチル−4−t−ブチルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(3−クロロ−4−トリメチルシリルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(3−メチル−4−トリメチルシリルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(1−ナフチル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(2−ナフチル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(2−フルオロ−4−ビフェニリル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(2−クロロ−4−ビフェニリル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(9−フェナントリル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロ−2−ナフチル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−n−プロピル−4−(3−クロロ−4−トリメチルシリルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−エチル−4−(3−クロロ−4−t−ブチルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルゲルミレンビス{2−メチル−4−(2−フルオロ−4−ビフェニリル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−ジメチルゲルミレンビス{2−メチル−4−(4−t−ブチルフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’−(9−シラフルオレン−9,9−ジイル)ビス{2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−4−ヒドロアズレニル}]ハフニウムなどが挙げられる。
【0114】
また、触媒成分(a)以外に、上記式(2)に示す他の種の触媒成分(a−2)を使用する場合には、触媒成分(a)と触媒成分(a−2)の合計量に対する触媒成分(a−2)の量の割合は、プロピレン系重合体の特性を満たす範囲において任意であるが、好ましくは、0.01〜0.7である。この割合を変化させることにより、溶融物性と触媒活性のバランスを調整することが可能であり、より高い溶融物性と高い触媒活性が必要な用途のプロピレン系重合体製造のために、特に好ましくは、0.10〜0.60、さらに好ましくは、0.2〜0.5の範囲である。
【0115】
前記触媒成分(a)、触媒成分(b)及び触媒成分(c)を接触させる順番は、任意であり、これらのうち2つの成分を接触させた後に残りの1成分を接触させてもよいし、3つの成分を同時に接触させてもよい。これらの接触において、接触を充分に行うため、溶媒を用いてもよい。溶媒としては、脂肪族飽和炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素やこれらのハロゲン化物、また予備重合モノマーなどが例示される。脂肪族飽和炭化水素、芳香族炭化水素の例として、具体的にはヘキサン、ヘプタン、トルエン等が挙げられる。また予備重合モノマーとしては、プロピレンを溶媒として用いることができる。
【0116】
(5)予備重合:
本発明に係る触媒は、前記のように、これにオレフィンを接触させて少量重合されることからなる予備重合処理に付されることが好ましい。使用するオレフィンは、特に限定はないが、前記のように、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、スチレン等を例示することができる。オレフィンのフィード方法は、オレフィンを反応槽に定速的にあるいは定圧状態になるように維持するフィード方法やその組み合わせ、段階的な変化をさせる等、任意の方法が可能である。
予備重合温度、時間は、特に限定されないが、各々−20℃〜100℃、5分〜24時間の範囲であることが好ましい。また、予備重合量は、触媒成分(b)に対する予備重合ポリマーの重量比が好ましくは0.01〜100、さらに好ましくは0.1〜50である。また、予備重合時に触媒成分(c)を添加、又は追加することもできる。
上記各触媒成分の接触の際もしくは接触の後に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体、シリカ、チタニア等の無機酸化物の固体を共存させる等の方法も可能である。
予備重合後に触媒を乾燥してもよい。乾燥方法には、特に制限は無いが、減圧乾燥や加熱乾燥、乾燥ガスを流通させることによる乾燥などが例示され、これらの方法を単独で用いても良いし2つ以上の方法を組み合わせて用いてもよい。乾燥工程において触媒を攪拌、振動、流動させてもよいし静置させてもよい。
【0117】
(6)重合方法:
重合形態は、前記触媒成分(a)、触媒成分(b)及び触媒成分(c)からなるオレフィン重合用触媒とモノマーが効率よく接触するならば、あらゆる様式を採用しうる。具体的には、不活性溶媒を用いるスラリー法、不活性溶媒を実質的に用いずプロピレンを溶媒として用いるバルク重合法あるいは実質的に液体溶媒を用いず各モノマーをガス状に保つ気相重合法などが採用できる。
また、重合方式は、連続重合、回分式重合、又は予備重合を行う方法も適用される。
また、重合段数は、本発明の物質を製造できるのであればとくに制限はないが、バルク重合2段、バルク重合後気相重合、気相重合2段といった様式も可能であり、さらにはそれ以上の重合段数で製造することが可能である。
しかしながら、本発明に開示する分子量、分子量分布の化合物を得るためには、第一工程をバルク重合で行い、第二工程を気相重合で行うか、もしくは、第一工程、第二工程共に気相重合で行うことが好ましい。
【0118】
[第一工程]:
スラリー重合の場合は、重合溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の飽和脂肪族又は芳香族炭化水素の単独又は混合物が用いられる。重合温度は、0〜150℃であり、また分子量調節剤として、補助的に水素を用いることができる。重合圧力は、0〜3MPaG、好ましくは0〜2MPaGが適当である。
バルク重合法の場合は、重合温度は、0〜80℃であり、好ましくは60〜80℃であり、さらに好ましくは65〜75℃である。重合圧力は、0〜5MPaG、好ましくは0〜4MPaGが適当である。
気相重合の場合は、重合温度は、0〜200℃であり、好ましくは60〜120℃であり、さらに好ましくは70〜100℃である。重合圧力は、0〜4MPaG、好ましくは0〜3MPaGが適当である。
【0119】
[第二工程]:
気相重合の場合は、重合温度は、0〜200℃であり、好ましくは20〜90℃であり、さらに好ましくは30〜80℃である。また分子量調節剤として、補助的に水素を用いることができる。重合圧力は、0〜4MPaG、好ましくは0〜3MPaGが適当である。
ここで、生成するプロピレン−エチレン(またはαオレフィン)共重合体は、ビニル末端含有率が低いものの一部は共重合して、主鎖と側鎖が共に(非結晶性)プロピレン−エチレンランダム共重合セグメントを有する分岐構造を有する重合体が生成すると考えられる。この場合、非結晶性のプロピレン―エチレンランダム共重合体中のエチレン含量が低い方が、ビニル末端含有率が高くなる。すなわち非結晶性のプロピレン―エチレンランダム共重合体中のエチレン含量を低くすることで、本発明のプロピレン系重合体のCXS成分のλmaxを大きくすることが可能である。
その為、CXS成分のλmaxを2以上に制御するためには、エチレン含量が10重量%〜40重量%未満とすることが好ましく、エチレンをコモノマーとして用いて目的の組成の重合体を製造するためには、気相のエチレンガス組成を10mol%以上に制御することが必要であり、好ましくは15mol%以上、さらに好ましくは20mol%以上である。また、上限値に関しては、65mol%以下であり、好ましくは60mol%以下、さらに好ましくは50mol%以下である。
逆に、エチレン含量を40重量%〜60重量%にするとCXS成分のλmaxは2未満となり、エチレンをコモノマーとして用いる場合には、気相のエチレンガス組成を50mol%以上に制御することが必要であり、好ましくは60mol%以上、さらに好ましくは65mol%以上である。また、上限値に関しては、90mol%以下であり、好ましくは87mol%以下、さらに好ましくは85mol%以下である。
かくして得られた本発明に係るプロピレン系重合体(B)は、(i)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万であり、(ii)熱p−キシレンに不溶な成分が0.3%以下であり、(iii)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が1.1以上であることを特徴とし、結晶性セグメントが側鎖として非結晶性セグメントにグラフトした共重合体を含む。特に、このようなグラフト共重合体は、CXIS成分に存在する。結晶性セグメントが側鎖になり、非結晶性セグメントが主鎖となることは、1段目で結晶性成分のマクロマーを製造し、2段目で非結晶性成分に共重合されるという重合機構から考えて、当然のことである。
【0120】
(3)成分(C)
本発明において用いられる成分(C)は、有機系難燃剤である。かかる難燃剤としては、有機ハロゲン系難燃剤、有機リン系難燃剤、グアニジン系難燃剤などが挙げられる。
上記有機ハロゲン系難燃剤としては、例えば、ハロゲン化ジフェニル化合物、ハロゲン化ビスフェノール系化合物、ハロゲン化ビスフェノールビス(アルキルエーテル)系化合物、ハロゲン化フタルイミド系化合物などの有機ハロゲン化芳香族化合物系難燃剤が好ましく、とりわけ、ハロゲン化ビスフェノールビス(アルキルエーテル)系化合物が好ましい。
【0121】
上記ハロゲン化ジフェニル化合物としては、例えば、ハロゲン化ジフェニルエーテル系化合物、ハロゲン化ジフェニルケトン系化合物、ハロゲン化ジフェニルアルカン系化合物等が挙げられ、なかでもデカブロモジフェニルエーテル等のハロゲン化ジフェニルエーテル化合物が好ましい。
【0122】
上記ハロゲン化ビスフェノール系化合物としては、例えば、ハロゲン化ビスフェニルアルカン類、ハロゲン化ビスフェニルエーテル類、ハロゲン化ビスフェニルチオエーテル類、ハロゲン化ビスフェニルスルフォン類等が挙げられ、なかでもビス(3,5−ジブロモ−4−ハイドロキシフェニル)スルフォン等のハロゲン化ビスフェニルチオエーテル類が好ましい。
【0123】
ハロゲン化ビスフェノールビス(アルキルエーテル)系化合物としては、例えば、(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−ブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)メタン、1−(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−2−(3−ブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)エタン、1−(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−3−(3−ブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)プロパン、(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−クロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)メタン、1−(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−2−(3−クロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)エタン、1−(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−3−(3−クロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)プロパン、ビス(3、5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)メタン、1,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)エタン、1,3−ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)プロパン、ビス(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)メタン、1,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)エタン、1,3−ビス(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)プロパン、2−ビス(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)プロパン、(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−ブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)ケトン、(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−クロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)ケトン、ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)ケトン、ビス(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)ケトン、(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−ブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)エーテル、(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−クロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)エーテル、ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)エーテル、ビス(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)エーテル、(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−ブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)チオエーテル、(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−クロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)チオエーテル、ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)チオエーテル、ビス(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)チオエーテル、(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−ブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)スルフォン、(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)−(3−クロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)スルフォン、ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)スルフォン、ビス(3,5−ジクロロ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)スルフォンが挙げられ、なかでも臭素化ビスフェノールA(臭素化脂肪族エーテル)、臭素化ビスフェノールS(臭素化脂肪族エーテル)、塩素化ビスフェノールA(塩素化脂肪族エーテル)、塩素化ビスフェノールS(塩素化脂肪族エーテル)、とりわけエーテル化テトラブロモビスフェノールA、エーテル化テトラブロモビスフェノールSが好ましい。
【0124】
エーテル化テトラブロモビスフェノールAとして、テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル)、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)プロパンが例示される。エーテル化テトラブロモビスフェノールSとして、ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3−ジブロモプロポキシフェニル)スルフォンが例示される。
【0125】
有機リン系難燃剤としては、一般的にポリオレフィン用の難燃剤として用いられるものであれば、いずれも用いることができる。例えばトリメチルフォスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルフォスフェート、トリブチルフォスフェート、トリペンチルフォスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリシクロヘキシルホスフェート、トリキシニエルホスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ジクレジルフェニルフォスフェート、ジメチルエチルホスフェート、トリキシニエルホスフェート、メチルジブチルホスフェート、エチルジプロピルホスフェート、ヒドロキシフェニールジフェニールホスフェート等の各種置換其で変性した化合物、リン酸塩化合物、リンと窒素を含有するホスファゼン誘導体など化合物または混合物などが挙げられる。
【0126】
上記グアニジン系難燃剤としては、窒化グアニジンなどのグアニジン化合物等が挙げられる。これら各種の有機系難燃剤は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。例えば、ハロゲン化ジフェニル化合物とハロゲン化ビスフェノール系化合物を併用してもよい。また、有機ハロゲン系難燃剤と有機リン系難燃剤を併用することもできる。
【0127】
(4)成分(D)
本発明において用いられる成分(D)は、アンチモン化合物である。アンチモン化合物は、有機系難燃剤と共にポリプロピレン樹脂に配合されることにより難燃効果を増すために用いられる。
具体的なアンチモン化合物としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、三塩化アンチモン、五塩化アンチモンなどのハロゲン化アンチモン、三硫化アンチモン、五硫化アンチモン、アンチモン酸ソーダ、酒石酸アンチモン等が代表的に挙げられる。なお本発明においてはアンチモン化合物には金属アンチモンが含まれるものとする。本発明で用いるアンチモン化合物としては、三酸化アンチモンが好ましい。
【0128】
(5)その他の成分(E)
本発明の結晶性ポリプロピレン組成物には、必要に応じて、シリコンオイル(E)を加えても良い。この添加により、射出成形時における生成焼け異物の削減が期待できる。
シリコンオイルとしては、具体的には、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、オルガノポリシロキサンなどが挙げられる。シリコンオイルの粘度は、回転粘度計による25℃の測定値で50〜1000mm/Sのものが好ましい。50mm/S未満であると混練時に滑りによるフィード不良が生じ混練困難となり、1000mm/S以上となると、例えば成分(A)、成分(B)、成分(C)、および成分(D)との一括混合時、偏積が生じ易く、混合での生産性が悪く経済性によくない。偏積が生じた場合は混合時間を長くするなど適宜の対処が必要となる。また、上記シリコンオイルは、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
【0129】
成分(E)の添加方法としては、特に限定されないが、「I」成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(E)を一括混合する方法、「II」成分(A)の半量を添加成分(E)および他の成分を添加、その後残りの成分(A)を添加し一括混合する方法、「III」成分(A)、成分(E)を最初に混合し、その後に残りの成分を追加添加し混合する逐次混合方法、「IV」成分(A)の半量を添加しその上に成分(E)添加し残りの成分(A)添加しよく混合した後、残りの成分を追加添加し混合する逐次混合方法などが挙げられる。成分(E)の粘度により混練時のフィード不良、成分(C)(D)の偏積への響があるので上記の混合方法の中でも、「III」の逐次混練方法が好ましい。混合機としては、ヘンシェルミキサー、スーパーフローター、タンブラーミキサー、リボンミキサー、等々いずれのミキサーを使用してもよいが、中でもヘンシェルミキサーが好ましい。
【0130】
(6)付加的成分
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記した成分(A)〜成分(D)、さらには成分(A)〜成分(E)を必須成分として含有するものであるが、その他に、本発明の効果を著しく損なわない範囲内で他の付加的成分を配合することができる。かかる付加的成分としては、結晶化核剤、脂肪酸アミド等の滑剤、脂肪酸のグリセリンエステルやアミン系またはアミド系等の帯電防止剤、過酸化物等の分子量調節剤、発泡剤、有機系あるいは無機系の顔料、分散剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、中和剤、制酸剤、金属不活性化剤、界面活性剤、抗菌剤等を挙げることができる。
【0131】
上記結晶化核剤の例としては、タルク等の無機物、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及びロジンの金属塩等である。中でも好ましいのは、p−t−ブチル−ベンゾエイトのAL塩、安息香酸ナトリウム、リン酸2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ナトリウム、1,2,3,4−ジベンジリデンソルビトール、1,2,3,4−ビス(パラメチルベンジリデン)ソルビトール、1,2,3,4−ビス(パラエチルベンジリデン)ソルビトール、1,2,3,4−ビス(パラクロルベンジリデン)ソルビトール及びロジンの金属塩(リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウムの塩)などを挙げることができる。
【0132】
上記抗菌剤としては、有機系、無機系、何れを使用しても良い。有機系の例としては塩素系、フェノール系、イミダゾール系、チアゾール系、第4級アンモニウム化合物等が挙げられる。無機系の例としては、銀、亜鉛、等の金属を保持含有させた例としてゼオライト系、アパタイト系、シリカアルミナ系、セラミック系、リン酸ジルコニウム系、リン酸塩ガラス系、シリカゲル系、ヒドロキシアパタイト系、珪酸カルシウム系等が挙げられる。
【0133】
〔II〕ポリプロピレン系樹脂組成物の製造
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記の成分(A)〜成分(D)、さらには成分(A)〜成分(E)を必須成分として含有し、更に必要に応じて付加的成分を含有するものである。
以下、ポリプロピレン系樹脂組成物における各成分の混合方法、含有量などについて説明する。
【0134】
(1)混合方法
本発明で用いる各成分からなるプロピレン系樹脂組成物は、公知の方法にて製造することができる。例えば、基幹原料となる成分(A)の結晶性ポリプロピレン系重合体のパウダーに、前述の、成分(B)、成分(C)、成分(D)、さらには必要に応じて成分(E)や他の付加的成分を、以下に説明する所定の割合で添加し、ヘンシェルミキサーにて攪拌、混合した後、押出機にて溶融混練して押出し、ペレットとすることで製造できる。その際、混合は、各成分を一括する方法でもよく、特定の成分を事前に混合してもよく、また特定成分をマスターバッチとして使用することもできる。
【0135】
成分(E)を加える場合の各成分の添加順序については、特に限定されないが、好ましい方法としては、ミキサーに樹脂組成物として多い成分(A)の半分を投入し、その上に成分(E)を入れ残りの成分(A)を投入しよく混合した後、残りの成分(成分(B)、成分(C)、成分(D)、付加的成分及び特定成分)を入れ、混合するのが好ましい。また、成分(E)、成分(C)、成分(D)の各々、または、混合物でのマスターバッチを作成して使用してもよい。
【0136】
(2)混合割合
上記各成分からなるプロピレン系樹脂組成物の混合割合は、本発明においては、基幹原料となる成分(A)100重量部をベースとして表現される。
【0137】
成分(B)のプロピレン系重合体は、成分(A)100重量部に対して、1〜25重量部の範囲から選択され、好ましくは1.5〜20重量部、より好ましくは2〜15重量部の範囲である。成分(B)が1重量%未満では外観改良への効果が少なく、一方、20重量%を越えると光沢低下が大きくなるので好ましくない。
【0138】
成分(C)の有機系難燃剤は、成分(A)100重量部に対して、3〜50重量部の範囲から選択され、好ましくは1.5〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部の範囲である。成分(C)が3重量部未満では難燃性改良への効果が少なく、一方、50重量部を超えると難燃効果が飽和するうえにプロピレン系樹脂組成物の機械的物性や成形時のシルバーストリーク、焼け発生等々の成形性及び経済性に望ましくない影響があるので上記のような範囲から適宜に選択される。
【0139】
成分(D)のアンチモン化合物は、成分(A)100重量部に対して、1〜40重量部の範囲から選択され、好ましくは1.5〜20重量部、より好ましくは2〜10重量部の範囲である。成分(D)が1重量部未満では難燃性改良への効果が少なく、一方、40重量部を超えると難燃効果が飽和するうえにプロピレン系樹脂組成物の機械的物性や経済性に望ましくない影響があるので上記のような範囲から適宜に選択される。なお、成分(D)は成分(C)との組み合わせにおいて難燃効果を奏するものであり、成分(C)と成分(D)の使用割合は、好ましくは成分(C):成分(D)=1.7〜3:1(重量比)である。
【0140】
成分(E)のシリコンオイルを添加する場合には、成分(A)100重量部に対して、0.01〜0.5重量部の範囲から選択され、好ましくは0.02〜1重量部、より好ましくは0.05〜0.5重量部の範囲であることが好ましい。上記範囲では難燃性と成形時の焼け発生の防止とのバランスが特に良好である。
【0141】
〔III〕結晶性ポリプロピレン樹脂組成物
本発明の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物のメモリーエフェクト(ME)としては、1.0〜1.3であることが好ましい。MEが1.0以下ではシート表面の光沢ムラ、シルバーストリークが生じるおそれがある。またMEが1.3以上となると光沢の低下が生じるおそれがある。なお、MEの測定法については実施例の項目で説明する。
【0142】
〔IV〕ポリプロピレン系樹脂成形体
本発明のプロピレン系樹脂成形体は、上記プロピレン系樹脂組成物を射出成形することにより得られるものである。該射出成形は、プロピレン系樹脂に関する公知の射出成形法に従い同様に実施することができる。例えば、樹脂温度190〜230℃、金型温度10〜80℃、射出速度0.2〜20秒、射出圧力50〜70MPa、成形サイクル20〜200秒の条件で成形することができる。
本発明のポリプロピレン系樹脂成形体は、従来製品に比較して表面外観に優れ、成形時の焼け不良発生による不良率低減が図られ、かつそれ自体充分な難燃性を有していることが特徴である。
【0143】
本発明の射出成形品の用途としては、炊飯ジャー、掃除機、洗濯機、冷蔵庫、扇風機、エアコン等の家電部品、化粧台、換気扇、便座、便蓋、及び付属品として使用される機器のハウジング類等の住宅設備用機器部品等が挙げられる。特に好ましい用途分野としては、便座、便蓋又は温水洗浄便座の本体ケース若しくは操作部ハウジング類等の住宅設備用機器部品を挙げることができる。
【実施例】
【0144】
以下、本発明を具体的に説明するため、実施例を示すが本発明は、その要旨を超えない限り、これら実施例に限定されるものではない。
【0145】
<使用した原材料>
成分(A):結晶性ポリプロピレン
A−1:日本ポリプロ社製、ノバッテクPP MA06A (MFR60g/10分、ME0.95、アイソタクチックトライアッド分率(mm)98.5%、Q値(Mw/Mn)4.1)、λmax=1.0(伸長粘度測定において歪み硬化は示さなかった。)
【0146】
成分(B):プロピレン系重合体
下記の[製造例B−1]〜[製造例B−5]で製造したプロピレン系樹脂を用いた。
【0147】
[製造例B−1]
(1)〔rac−ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライドの合成〕:
(1−a)ジメチルビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)シランの合成:
特開2004−124044号公報の実施例1に記載の方法にしたがって、合成を行った。
【0148】
(1−b)rac−ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライドの合成:
100mlのガラス製反応容器に、ジメチルビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)シラン5.3g(8.8ミリモル)、ジエチルエーテル150mlを加え、ドライアイス−メタノール浴で−70℃まで冷却した。ここに1.50モル/リットルのn−ブチルリチウム−ヘキサン溶液12ml(18ミリモル)を滴下した。滴下後、室温に戻し16時間攪拌した。反応液の溶媒を20ml程度まで減圧濃縮し、トルエン200mlを加え、ドライアイス−メタノール浴で−70℃まで冷却した。そこに、四塩化ハフニウム2.8g(8.7ミリモル)を加えた。その後、徐々に室温に戻しながら3日間攪拌した。
溶媒を減圧留去し、ジクロロメタン/ヘキサンで再結晶を行い、ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライドのラセミ体(純度99%以上)を黄橙色結晶として2.9g(収率39%)得た。
【0149】
得られたラセミ体についてのプロトン核磁気共鳴法(H−NMR)による同定値を以下に記す。
H−NMR(CDCl3)同定結果]
ラセミ体:δ1.12(s,6H),δ2.42(s,6H),δ6.06(d,2H),δ6.24(d,2H),δ6.78(dd,2H),δ6.97(d,2H),δ6.96(s,2H),δ7.25〜δ7.64(m,12H)。
【0150】
(2)〔触媒の合成〕:
(2−1)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理
セパラブルフラスコ中で蒸留水3456gに96%硫酸(1044g)を加えその後、層状珪酸塩としてモンモリロナイト(水沢化学社製ベンクレイSL:平均粒径19μm)600gを加えた。このスラリーを0.5℃/分で1時間かけて90℃まで昇温し、90℃で120分反応させた。この反応スラリーを1時間で室温まで冷却し、蒸留水2400g加えた後にろ過したところケーキ状固体1230gを得た。
次に、セパラブルフラスコ中に、硫酸リチウム648g、蒸留水1800gを加え硫酸リチウム水溶液としたところへ、上記ケーキ上固体を全量投入し、更に蒸留水522gを加えた。このスラリーを0.5℃/分で1時間かけて90℃まで昇温し、90℃で120分反応させた。この反応スラリーを1時間で室温まで冷却し、蒸留水1980g加えた後にろ過し、更に蒸留水でpH3まで洗浄し、ろ過を行ったところ、ケーキ状固体1150gを得た。
得られた固体を窒素気流下130℃で2日間予備乾燥後、53μm以上の粗大粒子を除去し、更に215℃、窒素気流下、滞留時間10分の条件でロータリーキルン乾燥することにより、化学処理スメクタイト340gを得た。
この化学処理スメクタイトの組成は、Al:7.81重量%、Si:36.63重量%、Mg:1.27重量%、Fe:1.82重量%、Li:0.20重量%であり、Al/Si=0.222[mol/mol]であった。
【0151】
(2−2)触媒調製及び予備重合
3つ口フラスコ(容積1L)中に、上で得られた化学処理スメクタイト20gを入れ、ヘプタン(114mL)を加えてスラリーとし、これにトリエチルアルミニウム(50mmol:濃度71mg/mLのヘプタン溶液を81mL)を加えて1時間攪拌後、ヘプタンで1/1000まで洗浄し、全容量を200mLとなるようにヘプタンを加えた。
また、別のフラスコ(容積200mL)中で、ヘプタン(85mL)にrac−ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ハフニウムジクロライド(0.3mmol)を加えてスラリーとした後、トリイソブチルアルミニウム(0.6mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を0.85mL)を加えて45分室温で攪拌し反応させた。この溶液を、化学処理スメクタイトが入った3Lフラスコに加えて、室温で45分攪拌した。その後ヘプタンを214mL追加し、このスラリーを1Lオートクレーブに導入した。
オートクレーブの内部温度を40℃にしたのちプロピレンを20g/時の速度でフィードし2時間40℃を保ちつつ予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、50℃で0.5時間残重合を行った。得られた触媒スラリーの上澄みをデカンテーションで除去した後、再びヘプタンを加えてデカンテーションすることにより予備重合触媒の洗浄をおこなった。上記デカンテーションにより残った部分に、トリイソブチルアルミニウム(12mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を17mL)を加えて10分攪拌した。この固体を2時間減圧乾燥することにより、乾燥予備重合触媒47.6gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は1.38であった。
【0152】
(3)〔重合〕
第一工程の重合:
3Lオートクレーブを加熱下窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mLを加え、液体プロピレン750gを導入した後、70℃まで昇温した。
その後、上記予備重合触媒を、予備重合ポリマーを除いた重量で200mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。70℃で1時間保持して後、未反応のプロピレンをすばやくパージし、オートクレーブ内を窒素置換することにより、第一工程の重合を停止した。
窒素置換したオートクレーブからテフロン(登録商標)チューブを用いて、第一工程後の重合体7gを回収し分析をおこなった。
【0153】
第二工程の重合:
上記の窒素置換したオートクレーブを50℃で大気圧で保持した後、プロピレンを分圧で1.0MPa、次いでエチレンを分圧で1.0MPa、まですばやく加えて第二工程の重合を開始した。重合中は、組成が一定になるように予め調整しておいたエチレン/プロピレンの混合ガスを導入して全圧2.0MPaに保ち、50℃を保持した。
この第二工程の重合の平均ガス組成は、C2:53.4%であった。
2時間後、未反応のエチレン/プロピレンの混合ガスをパージして重合を停止した。そうしたところ275gの重合体(B−1)が得られた。
【0154】
得られたサンプルの一部は、東洋精機社製ラボプラストミル(モデル50C150)を用い下記条件で溶融混練した。
重合体:42g(チバガイギー社製 IRGASTAB FS210FF 1.0部、ハイドロタルサイト 0.5部を添加)
温度:170℃
回転数:70rpm
時間:3分
得られたサンプルを用いて測定方法1で伸長粘度の測定、および溶融張力の測定を行った。
このサンプルの歪硬化度λmaxの値は、5.1であり、グラフト共重合体が生成していると考えられる。
【0155】
[製造例B−2]:
第一工程の重合:
3Lオートクレーブを加熱下窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mLを加え、エチレンを48g、液体プロピレン750gを導入した後、70℃まで昇温した。その後、上記予備重合触媒を、予備重合ポリマーを除いた重量で210mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。70℃で1時間保持して後、未反応のプロピレンをすばやくパージし、オートクレーブ内を窒素置換することにより第一工程の重合を停止した。
窒素置換したオートクレーブからテフロン(登録商標)チューブを用いて第一工程後の重合体7.5gを回収し、分析をおこなった。
【0156】
第二工程の重合:
上記の窒素置換したオートクレーブを50℃で大気圧で保持した後、1.0MPa、ついでエチレンを分圧で1.0MPa、まですばやく加えて、第二工程の重合を開始した。重合中は、組成が一定になるように予め調整しておいたエチレン/プロピレンの混合ガスを導入して全圧2.0MPaに保ち、50℃を保持した。
この第二工程の重合の平均ガス組成は、C2:55.6%であった。
2時間後、未反応のエチレン/プロピレンの混合ガスをパージして重合を停止した。そうしたところ399gの重合体(B−2)が得られた。
【0157】
[製造例B−3]
(1)〔rac−ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロライドの合成〕:
特開2004−2259号公報に記載の方法に従って、合成した。
【0158】
(2)〔触媒の合成〕:
3つ口フラスコ(容積1L)中に、シリカ担持MAO(WITCO社製 製品名MAO−S)20gを入れヘプタン(200mL)を加えてスラリーとした。
また、別のフラスコ(容積200mL)中で、ヘプタン(85mL)にrac−ジメチルシリレンビス(2−(2−(5−メチル)−フリル)−4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロライド(0.3mmol)を加えてスラリーとした後、トリイソブチルアルミニウム(0.6mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を0.85mL)を加えて30分室温で攪拌し反応させた。この溶液を、シリカ担持MAOが入った3Lフラスコに加えて、室温で30分攪拌した。その後ヘプタンを215mL追加し、このスラリーを1Lオートクレーブに導入した。
オートクレーブの内部温度を40℃にしたのち、プロピレンを20g/時の速度でフィードし2時間40℃を保ちつつ予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、0.5時間残重合を行った。得られた触媒スラリーの上澄みをデカンテーションで除去した後、トリイソブチルアルミニウム(12mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を17mL)を加えて10分攪拌した。この固体を2時間減圧乾燥することにより乾燥予備重合触媒55.6gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は1.78であった。
【0159】
(3)〔重合〕:
第一工程の重合:
3Lオートクレーブを、加熱下窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mLを加え、水素を200ml、液体プロピレン500gを導入した後、70℃まで昇温した。その後、上記予備重合触媒を、予備重合ポリマーを除いた重量で300mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。70℃で1時間保持して後、未反応のプロピレンをすばやくパージし、オートクレーブ内を窒素置換することにより第一工程の重合を停止した。
窒素置換したオートクレーブからテフロン(登録商標)チューブを用いて第一工程後の重合体30gを回収し分析をおこなった。
【0160】
第二工程の重合:
上記の窒素置換したオートクレーブを50℃で大気圧で保持した後、プロピレンを分圧で0.3MPa、次いでエチレンを分圧で1.2MPa、まですばやく加え、第二工程の重合を開始した。重合中は、組成が一定になるように予め調整しておいたエチレン/プロピレンの混合ガスを導入して全圧1.5MPaに保ち、50℃を保持した。この第二工程の重合の平均ガス組成は、C2:80.0%であった。
3.5時間後、未反応のエチレン/プロピレンの混合ガスをパージして重合を停止した。そうしたところ350.5gの重合体(B−3)が得られた。
【0161】
[製造例B−4]
(1)触媒調製及び予備重合
3つ口フラスコ(容積1L)中に、上記製造例B−1の(2−1)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理で得られた化学処理スメクタイト10gを入れ、ヘプタン(66mL)を加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム(24mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を34mL)を加えて1時間攪拌後、ヘプタンで残液率1/100まで洗浄し、全容量を100mLとなるようにヘプタンを加えた。
また、別のフラスコ(容積200mL)中で、特開平11−240909号公報に記載の方法に準じて合成した(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}]ハフニウム(0.30mmol)をトルエン(43mL)を加え攪拌した。上記化学処理スメクタイトが入った3Lフラスコに、トリイソブチルアルミニウム(0.6mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を0.85mL)を加え、さらに先ほどの錯体溶液を加えて、室温で60分攪拌した。その後ヘプタンを356mL追加し、このスラリーを1Lオートクレーブに導入した。
オートクレーブの内部温度を40℃にしたのちプロピレンを10g/時の速度でフィードし2時間40℃を保ちつつ予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、50℃で0.5時間残重合を行った。得られた触媒スラリーの上澄みをデカンテーションで除去した後、トリイソブチルアルミニウム(12mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を17mL)を加えて10分攪拌した。この固体を2時間減圧乾燥することにより、乾燥予備重合触媒30.5gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は2.05であった。
【0162】
(2)〔重合〕
第一工程の重合:
3Lオートクレーブを、加熱下窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mLを加え、液体プロピレン750gを導入した後、75℃まで昇温した。
その後、[製造例M−2]で調整した予備重合触媒を、予備重合ポリマーを除いた重量で20mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。70℃で1時間保持して後、未反応のプロピレンをすばやくパージし、オートクレーブ内を窒素置換することにより、第一工程の重合を停止した。
窒素置換したオートクレーブからテフロン(登録商標)チューブを用いて、第一工程後の重合体14gを回収し分析をおこなった。
【0163】
第二工程の重合:
上記の窒素置換したオートクレーブを70℃、大気圧で保持した後、プロピレンを分圧で0.5MPa、次いでエチレンを分圧で1.5MPa、まですばやく加えて第二工程の重合を開始した。重合中は、組成が一定になるように予め調整しておいたエチレン/プロピレンの混合ガスを導入して全圧2.0MPaに保ち、70℃を保持した。
この第二工程の重合の平均ガス組成は、C2:83.2%であった。50分後、未反応のエチレン/プロピレンの混合ガスをパージして重合を停止した。そうしたところ291gの重合体(B−4)が得られた。
このサンプルを製造例M−1と同様に、溶融混練を行い、物性評価を行った。このサンプルの伸張粘度は歪硬化を示さず、すなわち歪硬化度λmaxの値は1.0であり、グラフト共重合体は、生成していないと考えられる。
【0164】
[製造例B−5]
(1)遷移金属化合物触媒成分の調製:
撹拌機付きステンレス製反応器中において、デカン0.3リットル、無水塩化マグネシウム48g、オルトチタン酸−n−ブチル170gおよび2−エチル−1−ヘキサノール195gを混合し、撹拌しながら130℃に1時間加熱して溶解させ均一な溶液とした。この均一溶液を70℃に加温し、撹拌しながらフタル酸ジ−i−ブチル18gを加え1時間経過後、四塩化ケイ素520gを2.5時間かけて添加し固体を析出させ、さらに70℃に1時間加熱保持した。固体を溶液から分離し、ヘキサンで洗浄して固体生成物を得た。
【0165】
固体生成物の全量を1,2−ジクロルエタン1.5リットルに溶解した四塩化チタン1.5リットルと混合し、次いでフタル酸ジ−i−ブチル36g加え、撹拌しながら100℃に2時間反応させた後、同温度においてデカンテーションにより液相部を除き、再び、1,2−ジクロルエタン1.5リットルおよび四塩化チタン1.5リットルを加え、100℃に2時間撹拌保持し、ヘキサンで洗浄し乾燥してチタン2.8重量%を含有するチタン含有担持型触媒成分を得た。
【0166】
(2)予備活性化触媒の調製:
内容積5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2.8リットル、トリエチルアルミニウム4ミリモルおよび前記チタン含有担持型触媒成分を9.0g(チタン原子換算で5.26ミリモル)加えた後、プロピレン20g供給し、−2℃で10分間、予備重合を行った。
予備重合により生成したポリマーを分析したところ、チタン含有担持型触媒成分1g当たり、プロピレン2gがポリプロピレン(B)となった。
反応時間終了後、未反応のプロピレンを反応器外に放出し、反応器の気相部を1回、窒素置換した後、反応器内の温度を−1℃に保ちつつ、反応器内の圧力が0.59MPaを維持するようにエチレンを反応器に連続的に2時間供給し、予備活性化を行った。予備活性化重合により生成したポリマーを分析した結果、チタン含有担持型触媒成分1g当たり、ポリエチレンが22g存在し、かつポリマーの135℃のテトラリン中で測定した固有粘度が34.0dl/gであった。
反応時間終了後、未反応のエチレンを反応器外に放出し、反応器の気相部を1回、窒素置換した後、反応器内にジイソプロピルジメトキシシラン1.6ミリモルを加えた後、プロピレン20gを供給し、1℃で10分間保持し、予備活性化処理後の付加重合を行った。付加重合で生成したポリマーの分析結果は、付加重合により生成したポリプロピレンの生成量は、チタン含有担持型触媒成分1g当たり2.0gであった。反応時間終了後、未反応のプロピレンを反応器外に放出し、反応器の気相部を1回、窒素置換し、本(共)重合用の予備活性化触媒スラリーとした。
【0167】
(3)ポリプロピレン組成物の製造(プロピレンの本(共)重合):
内容積500リットルの撹拌機付き、ステンレス製重合器を窒素置換した後、20℃においてn−ヘキサン240リットル、トリエチルアルミニウム780ミリモル、ジイソプロピルジメトキシシラ78ミリモルおよび前記で得た予備活性化触媒スラリーの1/2量を重合器内に投入した。引き続いて、水素100リットルを重合器内に導入し、70℃に昇温した後、重合温度70℃の条件下、重合器内の気相部圧力が0.79MPaを保持しながらプロピレンを連続的に90分間、重合器内に供給し第一工程の重合を実施した。重合が終了後、プロピレンの供給を停止し、器内温度を30℃迄冷却し、水素と未反応のプロピレンを放出した。ついで重合スラリーの一部を抜き出し、MFRの測定を行ったところ7.5であった。
【0168】
器内温度を60℃に昇温後、水素25リットルを重合器内に導入し、エチレンの供給比率が35重量%となるようにエチレンとプロピレンを2時間連続的に供給した。エチレンの全供給量は7.5kgであった。重合時間経過後、メタノール1リットルを重合器内に導入し、触媒失活反応を70℃にて15分間実施し、引き続き未反応ガスを排出後、溶媒分離、重合体の乾燥を行い、固有粘度が1.95dl/gのポリマー40.5kg(B−5)を得た。
【0169】
成分(C):有機系難燃剤
C−1:丸菱油化工業社製、ノンネン52[2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−2,3―ジブロモプロポキシフェニル)スルフォン]。これはエーテル化テトラブロモビスフェノールSの一例である。
【0170】
成分(D):アンチモン化合物
D−1:三酸化アンチモン(鈴祐化学社製、ファイヤーカットAT3)
【0171】
<難燃性ポリオレフィン樹脂組成物の製造>
成分(A)としてA−1を100重量部に対して、所定量の各成分(B)、成分(C)、成分(D)と、更に付加的添加剤として酸化防止剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、イルガノックス1010)を0.2重量部、リン系熱安定剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、イルガホス168)を0.2重量部、ステアリン酸カルシウム(滑剤)を0.05重量部、それぞれをヘンシェルミキサーに入れ、3分間撹拌混合した。得られた混合物を口径30mmの2軸押し出し機を用い溶融混練温度200℃で溶融混練押し出し、ペレット化した。
【0172】
<物性測定>
(1)メルトフローレート(MFR)
JIS K7210A法・条件Mに従い、以下の条件で測定した。
試験温度:230℃、公称荷重:2.16kg、ダイ形状:直径2.095mm、長さ8.000mm。単位はg/10分である。
【0173】
(2)重量平均分子量(Mw、Q値)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、上記本明細書記載の方法で、測定した。
【0174】
(3)mm分率
日本電子社製、GSX−400、FT−NMRを用い、上記本明細書記載の方法で測定した。単位は%である。
【0175】
(4)伸長粘度
レオメータを用いて、上記本明細書記載の方法で測定した。
(5)融解温度(Tm):
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とする。樹脂に複数の融点が観測される場合には、最も高い温度で観測されるものを樹脂の融点とする。
【0176】
(6)エチレン含量の定量:
前述したmm測定と同じ条件にて、13C−NMRにより測定する。エチレン含量は、Macromolecules 1982 1150に記載の解析方法に従って算出する。
【0177】
(7)ME(メモリーエフェクト):
タカラ社製のメルトインデクサーを用い、190℃でオリフィス径1.0mm、長さ8.0mm中を、荷重をかけて押し出し、押し出し速度が0.1g/min.の時に、オリフィスから押し出されたポリマーを、メタノール中で急冷し、その際のストランド径の値をオリフィス径で除した値として算出した。
【0178】
<射出成形による試験方法及び試験片>
1.シルバーストリーク
ペレット状のポリプロピレン樹脂組成物を用い、射出成形機(日本製鋼社製、J150SS)にて、成形温度200℃及び210℃、金型温度40℃、射出時間0.5秒、1秒及び2秒の各条件下で、側面厚み中央部にピンゲート1mmを持つシート試験片(3×120×120mmt)を作成し外観を観察した。評価基準は下記の通りである。
【0179】
○:いずれの射出時間でも、シート表面にシルバーストリーク等の異常なし
△:射出時間0.5秒及び1秒でシート表面に僅かにシルバーストリークが見られる
×:いずれの射出時間でもシート表面に顕著にシルバーストリークが見られる
【0180】
2.光沢
ペレット状のポリプロピレン樹脂組成物を用い、射出成形機(日本製鋼社製、J150SS)にて、成形温度200℃、金型温度40℃にてシート試験片(2×80×120mmt)を作成し、JIS−Z8741に準じて測定した。評価基準は下記の通りである。
【0181】
○:光沢75%以上
△:光沢が75%未満〜65%
×:光沢65%未満
【0182】
3.難燃性試験
ペレット状のポリプロピレン樹脂組成物を用い、射出成形機(日本製鋼社製、J150SS)で成形温度200℃の条件下で、UL94難燃性試験用試験(アンダーライター・ラボラトリーズコーポレイテッド)の「機器の部品プレスチック材料の燃焼試験」に規定された試験片(厚さ1.5mmt)の作成とそれを用いた試験を行い評価した。
【0183】
<実施例1〜4>
表1に示す配合量をもってポリプロピレン樹脂組成物を調製した。該組成物の物性測定及びその射出成形品を評価した。外観、難燃性ともに良好であった。
なお、用いたポリプロピレン樹脂成分の物性を表1に示し、得られたポリプロピレン樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
【0184】
<比較例1〜5>
表2に示す配合量をもってポリプロピレン樹脂組成物を調製した。該組成物の物性測定及びその射出成形品を評価した。その結果を表2に示す。外観、難燃性のいずれか1つ、又はそれ以上に不良が認められた。
【0185】
【表1】

【0186】
【表2】

【0187】
以上、表1及び表2より理解されるように、本発明の要件を満たす成分(B)を用いた実施例1〜4では、溶融弾性の目安となるMEの低下を少なく抑えることができ、結果としてシルバーストリークのような外観不良の成形品の発生を低減することができた。
一方、本発明の要件を満たす成分(B)を用いなかった比較例1、3〜5では、シルバーストリークのような外観不良の成形品の発生があり、また、その成分(B)を所定量以上に添加した比較例2では、成形品の表面光沢が低下した。
以上から、光沢等の要求されるような製品では、本発明の成分(B)の添加量は光沢とのバランスで調整を要することが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【0188】
本発明のプロピレン系樹脂射出成形体は、耐衝撃性、剛性、引張伸びを備えていると共に、難燃性に優れ、かつ表面光沢性に優れていることから、各種家電部品、住宅設備用機器部品、容器等として使用することができる。特に、便座、便蓋又は温水洗浄便座の本体ケース若しくは操作部ハウジングの用途に有効である。
【図面の簡単な説明】
【0189】
【図1】本発明に係るプロピレン系重合体(B)のTEM観察結果の一例を示す図である。
【図2】本発明に係るプロピレン系重合体(B)のTEM観察結果の一例を示す図である。
【図3】通常のプロピレン系重合体のTEM観察結果の一例を示す図である。
【図4】一軸伸長粘度計で測定された伸長粘度の一例を示すプロット図である。
【図5】GPCにおけるクロマトグラムのベースラインと区間の説明の図である

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の成分(A)100重量部に対して、成分(B)を1〜25重量部、成分(C)を3〜50重量部、および成分(D)を1〜40重量部の割合で含有させることを特徴とする結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
成分(A):下記の(A−i)〜(A−iii)に規定する要件を満たす結晶性ポリプロピレン
(A−i)メルトフローレート(MFR:230℃、2.16kg)が10〜200g/10分である。
(A−ii)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定する重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn:Q値)が2〜8である。
(A−iii)13C−NMRで測定するアイソタクチックトライアッド分率(mm)が95%以上である。
成分(B):下記の25℃でp−キシレンに不溶となる成分(α)と25℃でp−キシレンに溶解する成分(β)とから構成され、且つ、次の(B−i)〜(B−iii)に規定する要件を満たすプロピレン系重合体
(B−i)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(B−ii)熱p−キシレンに不溶な成分が0.3重量%以下である。
(B−iii)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が1.1以上である。
成分(α):次の(α1)〜(α5)に規定する要件を有する25℃でp−キシレンに不溶となる成分(CXIS)
(α1)その含有量が重合体全量に対して20重量%〜95重量%である。
(α2)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(α3)13C−NMRで測定するアイソタクチックトライアッド分率(mm)が93%以上である。
(α4)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が2.0以上である。
(α5)プロピレン単位と、エチレン単位またはα−オレフィン単位を含有する。
成分(β):次の(β1)〜(β3)に規定する要件を有する25℃でp−キシレンに溶解する成分(CXS)
(β1)その含有量が重合体全量に対して5重量%〜80重量%である。
(β2)GPCで測定する重量平均分子量(Mw)が10万〜100万である。
(β3)プロピレン単位と、エチレン単位および/またはα−オレフィン単位を含有する。
成分(C):有機系難燃剤
成分(D):アンチモン化合物
【請求項2】
前記成分(β)は、さらに(β4)伸長粘度の測定における歪硬化度(λmax)が2.0以上であることを特徴とする請求項1に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項3】
前記プロピレン系重合体成分(B)は、結晶性プロピレン重合セグメントを側鎖に有し、且つ、非結晶性プロピレン共重合セグメントを主鎖に有する分岐構造を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項4】
前記成分(α)は、結晶性プロピレン重合セグメントを側鎖に有し、且つ、非結晶性プロピレン共重合セグメントを主鎖に有する分岐構造を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項5】
前記成分(α)は、エチレン単位を含むものであって、エチレン含量が0.1〜10重量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項6】
前記成分(β)は、エチレン単位を含むものであって、エチレン含量が10〜60重量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項7】
該樹脂組成物は、メモリーエフェクト(ME)が1.0〜1.3であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項8】
前記成分(C)は、有機ハロゲン化芳香族化合物系難燃剤であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項9】
前記有機ハロゲン化芳香族化合物系難燃剤は、エーテル化テトラブロモビスフェノールS又はエーテル化テトラブロモビスフェノールAであることを特徴とする請求項8に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項10】
前記成分(A)100重量部に対して、さらに、シリコンオイル(E)を0.01〜0.5重量部の割合で含有させることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項11】
請求項1〜10のいずれか1項に記載の結晶性ポリプロピレン樹脂組成物を射出成形してなるポリプロピレン系樹脂成形体。
【請求項12】
便座、便蓋又は温水洗浄便座の本体ケース若しくは操作部ハウジングであることを特徴とする請求項11に記載のポリプロピレン系樹脂成形体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2009−275118(P2009−275118A)
【公開日】平成21年11月26日(2009.11.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−127751(P2008−127751)
【出願日】平成20年5月14日(2008.5.14)
【出願人】(596133485)日本ポリプロ株式会社 (577)
【Fターム(参考)】