WO2022210845A1 - エチレン系樹脂組成物および成形体 - Google Patents
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Definitions
- the ethylene-based resin composition (Z) of the present invention it is possible to suitably produce a molded article (especially a film) with excellent moldability and excellent mechanical strength. Further, according to the ethylene-based resin composition (Z) of [2] according to the present invention, a molded article ( In particular, a film) can be suitably produced. Furthermore, according to the ethylene-based resin composition (Z) of [3] according to the present invention, it is possible to suitably produce a molded article (especially a film) having particularly excellent moldability and excellent mechanical strength. .
- melt flow rate of 0.1 g/10 min or more and 10 g/10 min or less, preferably 0.5 g/10 min or more and 5.0 g/10 min or less, more preferably 0.8 g/10 min or more; It is in the range of 3.0 g/10 minutes or less.
- the ethylene-based resin composition (Z) consists essentially of the ethylene- ⁇ -olefin copolymer (A) and the ethylene- ⁇ -olefin copolymer (B).
- the ethylene-based resin composition (Z) consists essentially of the ethylene- ⁇ -olefin copolymer (A) and the ethylene- ⁇ -olefin copolymer (B).
- the ethylene- ⁇ -olefin copolymer A thermoplastic resin other than the coalescence (A) and the ethylene- ⁇ -olefin copolymer (B) hereinafter referred to as "another thermoplastic resin" may be included.
- the ethylene-based resin composition (Z) of the present invention contains a weather stabilizer, a heat stabilizer, an antistatic agent, an antislip agent, an antiblocking agent, an antifogging agent, a lubricant, Additives such as pigments, dyes, nucleating agents, plasticizers, anti-aging agents, hydrochloric acid absorbers, and antioxidants may be blended as necessary.
- oxygen-containing group examples include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, allyloxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, iso-butoxy group, tert-butoxy group and benzyloxy group.
- Examples of the conjugated diene derivative group include a 1,3-butadienyl group, an isoprenyl group (2-methyl-1,3-butadienyl group), a piperylenyl group (1,3-pentadienyl group), and a 2,4-hexadienyl group. , 1,4-diphenyl-1,3-pentadienyl group and cyclopentadienyl group, preferably 1,3-butadienyl group and 1,3-pentadienyl group.
- Q is a carbon atom or a silicon atom, preferably a silicon atom.
- R 1 to R 14 each independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silicon-containing group having 1 to 20 carbon atoms, or an oxygen-containing group having 1 to 20 carbon atoms.
- it is a nitrogen-containing group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an oxygen-containing group having 1 to 20 carbon atoms.
- Cyclic saturated hydrocarbon groups such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cycloheptatrienyl group, a norbornyl group, a norbornenyl group, a 1-adamantyl group, and a 2-adamantyl group; Phenyl group, tolyl group (methylphenyl group), xylyl group (dimethylphenyl group), mesityl group (2,4,6-trimethylphenyl group), cumenyl group (iso-propylphenyl group), juryl group (2,3, 5,6-tetramethylphenyl group), 2,6-di-iso-propylphenyl group, 2,4,6-tri-iso-propylphenyl group, 4-ter
- Silicon-containing groups having 1 to 20 carbon atoms as R 1 to R 14 include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tri-iso-propylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group and cyclopentadienyl.
- dimethylsilyl group dimethylsilyl group, cyclopentadienyldiphenylsilyl group, indenyldimethylsilyl group, fluorenyldimethylsilyl group, 4-trimethylsilylphenyl group, 4-triethylsilylphenyl group, 4-tri-iso-propylsilylphenyl group, 3 , 5-bis(trimethylsilyl)phenyl group and the like are preferred, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, 4-trimethylsilylphenyl group, 4-triethylsilylphenyl group, 4-tri-iso-propylsilylphenyl group , 3,5-bis(trimethylsilyl)phenyl groups.
- the nitrogen-containing groups having 1 to 20 carbon atoms as R 1 to R 14 are amino group, dimethylamino group, diethylamino group, allylamino group, benzylamino group, dibenzylamino group, pyrrolidinyl group, piperidinyl group, morpholyl group, dimethyl aminomethyl group, benzylaminomethyl group, pyrrolidinylmethyl group, dimethylaminoethyl group, pyrrolidinylethyl group, dimethylaminopropyl group, pyrrolidinylpropyl group, dimethylaminoallyl group, pyrrolidinylallyl group, aminophenyl group, dimethylaminophenyl group, 3,5-dimethyl-4-dimethylaminophenyl group, 3,5-di-iso-propyl-4-dimethylaminophenyl group, julolidinyl group, tetramethyljulolidinyl group,
- adjacent substituents among R 1 to R 6 may combine with each other to form a ring which may have a substituent.
- the ring formed in this case is composed of a saturated hydrocarbon (excluding the hydrocarbon of the indenyl ring portion) or an unsaturated hydrocarbon, optionally having a substituent, condensed to the indenyl ring portion.
- ⁇ 8 membered rings are preferred.
- these may mutually be the same or different.
- the ring is more preferably a 5- or 6-membered ring.
- a nyl ring, a tetrahydroindacene ring, and a cyclopentatetrahydronaphthalene ring can be mentioned, and a benzoindenyl ring and a tetrahydroindacene ring are preferred. These rings may have a substituent.
- adjacent substituents among R 7 to R 12 may combine with each other to form a ring which may have a substituent.
- the ring formed in this case consists of a saturated hydrocarbon (excluding the hydrocarbon of the indenyl ring portion) or an unsaturated hydrocarbon, optionally having a substituent, condensed to the indenyl ring portion.
- a 5- to 8-membered ring is preferred.
- these may mutually be the same or different.
- the ring is more preferably a 5- or 6-membered ring.
- a nil ring, a tetrahydroindacene ring, a cyclopentatetrahydronaphthalene ring, a tetrahydrofluorene ring, and a fluorene ring can be mentioned, and a benzoindenyl ring and a tetrahydroindacene ring are preferred. These rings may have a substituent.
- R 13 and R 14 may combine with each other to form a ring containing Q, and these rings may have a substituent.
- the ring formed in this case preferably forms an optionally substituted 3- to 8-membered saturated or unsaturated ring. Although it is not particularly limited as long as the effect of the present invention is exhibited, it is preferably a 4- to 6-membered ring.
- the structure together with Q may be, for example, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a fluorene ring, or a silacyclobutane (siletane) ring.
- silacyclopentane silane
- silacyclohexane sinane
- silafluorene ring preferably cyclopentane ring, silacyclobutane ring, and silacyclopentane ring. These rings may have a substituent.
- the transition metal compound (1) is represented by 2-indenyl ring moiety, 1-indenyl ring moiety, indenyl ring moiety R 1 , R 6 and R 8 substituents, indenyl ring moieties R 2 , R 5 , R 9 and R 12 substituents; indenyl ring moieties R 3 , R 4 , R 10 and R 11 substituents; 1-indenyl ring moieties R 7 substituents; It is divided into seven parts of the structure.
- the abbreviation of the 2-indenyl ring moiety is ⁇
- the abbreviation of the 1-indenyl ring moiety is ⁇
- the abbreviation of the substituents of the indenyl ring moiety R 1 , R 6 and R 8 is ⁇
- the abbreviation for the R 12 substituent is ⁇
- the abbreviation for the R 3 , R 4 , R 10 and R 11 substituents in the indenyl ring portion is ⁇
- the abbreviation for the R 7 substituent in the 1-indenyl ring portion is ⁇
- the abbreviation for the structure of the bridging portion. is ⁇
- abbreviations of each substituent are shown in [Table 1] to [Table 7].
- R 1 , R 6 and R 8 substituents in [Table 3] may be the same or different in combination.
- R 2 , R 5 , R 9 and R 12 substituents in [Table 4] may be the same or different in combination.
- R 3 , R 4 , R 10 and R 11 substituents in [Table 5] may be the same or different in combination.
- the 2-indenyl ring moiety is ⁇ -1 in [Table 1]
- the 1-indenyl ring moiety is ⁇ -2 in [Table 2]
- the indenyl ring moiety R 1 , R 6 and R 8 substituents are all ⁇ -1,2-indenyl ring moieties
- R 2 and R 5 substituents in [Table 3] are both ⁇ -2,2-indenyl ring moieties R 3 and R 4 substituents in [Table 4]
- the ⁇ -1,1-indenyl ring moiety in [Table 5] consists of a combination of the R 7 substituent of ⁇ -1 in [Table 6] and the bridging moiety of ⁇ -4 in [Table 7], and the metal moiety is Zr(NMe 2 ) 2 , the compound represented by the following formula [7] is exemplified.
- the 2-indenyl ring moiety in [Table 1 ] is the ⁇ -3,1 - indenyl ring moiety in [Table 2] and the ⁇ -1,2-indenyl ring moiety in [Table 2] ⁇ -2, indenyl ring moieties R 2 , R 5 and R 12 substituents in [Table 3] are all the ⁇ -1,1-indenyl ring moieties R 7 substituents in [Table 4]
- the ⁇ -12,1-indenyl ring moiety R 8 substituent in [Table 3] is the ⁇ -1,1-indenyl ring moiety
- R 9 substituent in [Table 4] is the ⁇ -42,1-indenyl ring moiety in [Table 4]
- the R 10 substituent is ⁇ -3 in [Table 5]
- R 11 substituent is ⁇ -12 in [Table 5]
- the bridging moiety is ⁇ -31 in [Table 7].
- the 2-indenyl ring moiety in [Table 1] is the ⁇ -1,1-indenyl ring moiety in [Table 2] and the ⁇ - 1,2 - indenyl ring moiety in [Table 2] ⁇ -1,2-indenyl ring moieties R 2 substituents in [Table 3] and ⁇ -7,2-indenyl ring moieties R 3 , R 4 , R 10 and R 11 substituents in [Table 4]
- the ⁇ -1,2-indenyl ring portion R 5 substituent in [Table 5] is the ⁇ -2,1-indenyl ring portion R 7 substituent in [Table 4] ⁇ -1 in [Table 6],
- the 1-indenyl ring moiety R 8 substituent is ⁇ -9 in [Table 3]
- the 1-indenyl ring moiety R 9 and R 12 substituents are both ⁇ -1 in [Table 4]
- the bridging moiety is [Table 4] 7]
- the transition metal compound (1) can be produced using a conventionally known method, and the production method is not particularly limited.
- the starting substituted indene compound can be produced by a known method, and the production method is not particularly limited.
- Known production methods include, for example, "Organometallics 1994, 13, 954.”, “Organometallics 2006, 25, 1217.” WO2009/080216, “Organometallics 2011, 30, 5744.” JP 2012-012307, JP 2012-121882, JP 2014-196319, JP 2014-513735, JP 2015-063495, JP 2016-501952, JP 2019 -059933, etc., can be mentioned.
- one type of transition metal compound may be used alone, two or more types may be used in combination, a mixture of structural isomers may be used, and structural isomers may be used. may be used alone, or a mixture of two or more structural isomers may be used.
- the transition metal compound (1) alone is used as the transition metal compound constituting the catalyst for olefin polymerization to produce an ethylene-based polymer into which many long-chain branches are introduced with high catalytic activity.
- one or more transition metal compounds other than the transition metal compound (1) may be used in combination as the transition metal compound as long as this effect is not impaired. At this time, the transition metal compound (1) may be in any of the above modes.
- the solid carrier (S) contained in the olefin polymerization catalyst (X) is an inorganic compound or an organic compound, and is a granular or particulate solid.
- inorganic compounds used as the solid carrier (S) include porous oxides, solid aluminoxane compounds, inorganic chlorides, clays, clay minerals, and ion-exchange layered compounds.
- Such porous oxides have different properties depending on the type and manufacturing method. It is usually in the range of 50 to 1200 m 2 /g, preferably 100 to 1000 m 2 /g, and the pore volume is usually in the range of 0.3 to 30 cm 3 /g.
- a carrier is calcined at, for example, 100 to 1000° C., preferably 150 to 700° C., if necessary.
- r represents an integer of 2-500, preferably 6-300, and particularly preferably 10-100.
- s and t each represent an integer of 1 or more. r, s and t are selected such that the aluminoxane remains substantially solid under the reaction environment employed.
- an olefin polymerization catalyst e.g., an ethylene polymerization catalyst
- an aluminoxane component as described later, and using the prepared olefin polymerization catalyst, It is that the aluminoxane component maintains a substantially solid state when the olefin (eg, ethylene) is polymerized (eg, suspension polymerization) in the presence of the aluminoxane component.
- Visual confirmation is the easiest way to determine whether the aluminoxane component is in a solid state, but it is often difficult to visually confirm, for example, during polymerization. In that case, it is possible to determine, for example, from the properties of the polymer powder obtained after polymerization, the state of adhesion to the reactor, and the like. Conversely, if the polymer powder has good properties and little adhesion to the reactor, even if some of the aluminoxane component is eluted under the polymerization environment, it does not depart from the gist of the present invention. Indices for judging the properties of the polymer powder include bulk density, particle shape, surface shape, and the degree of presence of amorphous polymer. Polymer bulk density is preferable from the viewpoint of quantification. The bulk density is generally 0.01 to 0.9, preferably 0.05 to 0.6, more preferably 0.1 to 0.5.
- the inorganic halides include MgCl 2 , MgBr 2 , MnCl 2 and MnBr 2 .
- the inorganic halide may be used as it is, or may be used after pulverizing with a ball mill or vibration mill. Moreover, after dissolving an inorganic halide in a solvent such as alcohol, it is possible to use a product obtained by depositing fine particles using a precipitating agent.
- metal alkoxides such as Si(OR) 4 , Al(OR) 3 and Ge(OR) 4
- Colloidal inorganic compounds such as substances, SiO 2 and the like can coexist.
- pillars include oxides produced by intercalating the above metal hydroxide ions between layers and then dehydrating them by heating.
- M a AlR a 4 M a AlR a 4 (4)
- M a represents Li, Na or K
- R a represents a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
- olefin polymerization catalyst (X) when an organoaluminumoxy compound such as methylaluminoxane is used as a cocatalyst component, not only does it exhibit extremely high polymerization activity for olefin compounds, but it also reacts with active hydrogen in the solid support.
- Component (C) preferably contains at least the organoaluminum oxy compound (c-2), since a solid carrier component containing a co-catalyst component can be easily prepared.
- Examples of the solvent used for preparing the olefin polymerization catalyst (X) include inert hydrocarbon solvents.
- hydrocarbons alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclopentane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated hydrocarbons such as ethylene chloride, chlorobenzene and dichloromethane; can be mentioned.
- the reactive sites in the component (C) and the reactive sites in the component (S) are chemically bonded by reaction, and the component (C) and the component (S ) is formed.
- the contact time between component (C) and component (S) is usually 1 minute to 20 hours, preferably 30 minutes to 10 hours, and the contact temperature is usually -50 to 200°C, preferably -20 to 120°C. is done in When component (C) and component (S) are rapidly brought into initial contact with each other, component (S) collapses due to the reaction heat and reaction energy, and the morphology of the obtained solid catalyst component deteriorates. Continuous operation is often difficult due to poor polymer morphology.
- the contact is made at a lower temperature for the purpose of suppressing the reaction heat generation, or the reaction heat generation is controlled and the reaction is made at a rate that can maintain the initial contact temperature. is preferred.
- the contact weight ratio between component (C) and component (S) can be arbitrarily selected, but the higher the contact weight ratio, the more component (A ) can be contacted, and the catalytic activity per weight of the solid catalyst component can be improved.
- component (C-1) the molar ratio [(C-1)/M] of component (C-1) to all transition metal atoms (M) in component (A) is usually 0.01 to 100, 000, preferably 0.05 to 50,000.
- the drying of the prepolymerized catalyst (XP) is carried out by keeping the prepolymerized catalyst (XP) at a temperature of 70°C or less, preferably in the range of 20 to 50°C under inert gas flow.
- the amount of volatile components in the obtained dry prepolymerized catalyst is desirably 2.0% by weight or less, preferably 1.0% by weight or less.
- the drying time is usually 1 to 48 hours depending on the drying temperature.
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Abstract
Description
また、本発明は、従来公知のエチレン系樹脂と比較して、優れた成形性で、機械的強度に優れ、かつ透明性と耐ブロッキング性とのバランスに優れる成形体を製造することのできるエチレン樹脂組成物、ならびに該エチレン系樹脂組成物から得られる成形体を提供することを第2の課題としている。
さらに、本発明は、従来公知のエチレン系樹脂と比較して、特に優れた成形性で、機械的強度に優れる成形体を製造することのできるエチレン樹脂組成物、ならびに該エチレン系樹脂組成物から得られる成形体を提供することを第3の課題としている。
[1]
エチレンと炭素数4~10のα-オレフィンとの共重合体であって、下記要件(1)~(4)を満たすエチレン-α-オレフィン共重合体(A)と、
エチレンと炭素数4~10のα-オレフィンとの共重合体であって、下記要件(a)~(c)を満たすエチレン-α-オレフィン共重合体(B)とを含む、
エチレン系樹脂組成物(Z)。
(1)密度が890kg/m3以上935kg/m3以下の範囲にある。
(2)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10分以上3.0g/10分未満の範囲にある。
(3)190℃における溶融張力〔MT(g)〕と、200℃、角速度1.0rad/秒におけるせん断粘度〔η*(P)〕との比〔MT/η*(g/P)〕が1.20×10-4以上2.90×10-4以下の範囲にある。
(4)200℃におけるゼロせん断粘度〔η0(P)〕とGPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された重量平均分子量(Mw)が、下記関係式(Eq-1)を満たす。
0.01×10-13×Mw3.4 ≦ η0 ≦ 3.5×10-13×Mw3.4 ・・・(Eq-1)
(a)密度が890kg/m3以上930kg/m3以下の範囲にある。
(b)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10分以上10g/10分以下の範囲にある。
(c)135℃デカリン中で測定した極限粘度〔[η](dl/g)〕とGPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された重量平均分子量(Mw)とが下記関係式(Eq-4)を満たす。
1.90×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 2.80×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-4)
また本発明者らは、前記[1]のエチレン系樹脂組成物(Z)の中でも、前記2種のエチレン系重合体を特定の割合で含む組成物が、第2の課題を解決できること、すなわち優れた成形性で、かつ機械的強度に優れ、さらに透明性と耐ブロッキング性とのバランスに優れる成形体を製造できることを見出した。第2の課題を解決する本発明は、たとえば以下の[2]に関する。
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が1質量%以上50質量%以下であり、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が50質量%以上99質量%以下である(ただし、WAとWBとの合計を100質量%とする。)前記[1]のエチレン系樹脂組成物(Z)。
さらに本発明者らは、前記[1]のエチレン系樹脂組成物(Z)の中でも、前記2種のエチレン系重合体を特定の割合で含む組成物が、第3の課題を解決できること、すなわち特に優れた成形性で、機械的強度に優れる成形体を製造できることを見出した。第3の課題を解決する本発明は、たとえば以下の[3]に関する。
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が50質量%を超え99質量%以下であり、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が1質量%以上50質量%未満である(ただし、WAとWBとの合計を100質量%とする。)前記[1]のエチレン系樹脂組成物(Z)。
本発明は、たとえば、さらに以下の[4]~[12]に関する。
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(5)を満たす前記[1]~[3]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)。
(5)GPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及びZ平均分子量(Mz)が、下記関係式(Eq-2)を満たす。
-7.0 ≦ Mz/Mw - Mw/Mn ≦ 2.0 ・・・(Eq-2)
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)がさらに下記の要件(6)を満たす前記[1]~[4]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)。
(6)GPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定されたZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)の比Mz/Mwが4.0以上15.0以下の範囲にある。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)がさらに下記の要件(7)を満たす前記[1]~[5]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)。
(7)135℃デカリン中で測定した極限粘度〔[η](dl/g)〕とGPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された重量平均分子量(Mw)とが下記関係式(Eq-3)を満たす。
0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 1.65×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-3)
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(8)を満たす前記[1]~[6]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)。
(8)1H-NMRにより測定された炭素原子1000個当たりのビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィン、3置換内部オレフィンの合計(個/1000C)が0.1以上1.0以下の範囲にある。
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(9)を満たす前記[1]~[7]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)。
(9)示差走査熱量測定(DSC)により得られた融解曲線に複数個のピークが存在する。
さらに熱可塑性樹脂(ただし、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)およびエチレン-α-オレフィン共重合体(B)を除く。)を含む前記[1]~[8]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)。
前記[1]~[9]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)を含む成形体。
前記[1]~[9]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)を含むフィルム。
前記[1]~[9]のいずれかのエチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を含む多層フィルム。
また、本発明に係る前記[2]のエチレン系樹脂組成物(Z)によれば、優れた成形性で、機械的強度に優れ、かつ透明性と耐ブロッキング性とのバランスに優れる成形体(とりわけ、フィルム)を好適に製造することができる。
さらに、本発明に係る前記[3]のエチレン系樹脂組成物(Z)によれば、特に優れた成形性で、機械的強度に優れる成形体(とりわけ、フィルム)を好適に製造することができる。
〔エチレン-α-オレフィン共重合体(A)〕
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、エチレンと炭素数4~10のα-オレフィン、好ましくはエチレンと炭素数6~10のα-オレフィンとの共重合体である。エチレンとの共重合に用いられる炭素数4~10のα-オレフィンとしては、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセンなどが挙げられる。
(1)密度が890kg/m3以上935kg/m3以下、好ましくは900kg/m3以上925kg/m3以下、より好ましくは905kg/m3以上922kg/m3以下の範囲にある。
MFR測定時に得られるストランドを100℃で30分間熱処理し、更に室温で1時間放置した後に密度勾配管法で測定する。
MT/η*は、後述のオレフィン重合用触媒(X)の成分(A)または固体状担体(S)の種類によって調整可能である。また、同じオレフィン重合用触媒(X)を使用する場合であっても重合条件または重合プロセスによって調整可能であり、例えばエチレン分圧を上げることによって、MT/η*を下げることができる。後述する製造例3の製造条件によって下限付近のMT/η*を、後述する製造例5の製造条件によって上限付近のMT/η*を得ることができる。
0.01×10-13×Mw3.4 ≦ η0 ≦ 3.5×10-13×Mw3.4 ・・・(Eq-1)
好ましくは、以下(Eq-1')を満たす。
0.05×10-13×Mw3.4 ≦ η0 ≦ 3.0×10-13×Mw3.4 ・・・(Eq-1')
より好ましくは、以下(Eq-1")を満たす。
0.1×10-13×Mw3.4 ≦ η0 ≦ 2.5×10-13×Mw3.4 ・・・(Eq-1")
重量平均分子量(Mw)に対してゼロせん断粘度〔η0(P)〕を両対数プロットしたとき、長鎖分岐のない直鎖状のエチレン系重合体のように伸長粘度がひずみ硬化性を示さない樹脂は、傾きが3.4のべき乗則に則るのに対し、高圧法低密度ポリエチレンのように伸長粘度がひずみ速度硬化性を示す樹脂はべき乗則よりも低いゼロせん断粘度〔η0(P)〕を示すことが知られている(C Gabriel, H.Munstedt, J.Rheol., 47(3), 619(2003))。
200℃におけるゼロせん断粘度〔η0(P)〕が上限以下の場合、エチレン系重合体の伸長粘度がひずみ速度硬化性を示すため、引取サージングが発生しない。また、長鎖分岐が短く、同じ分子量での結晶ラメラと結晶ラメラとをつなぐ分子が多いため、エチレン系樹脂組成物(Z)は機械的強度(耐衝撃性)に優れる。
測定温度200℃にて、せん断粘度(η*)の角速度ω(rad/秒)分散を0.01≦ω≦100の範囲で測定する。測定には粘弾性測定装置を用い(たとえば、後述する実施例ではアントンパール社製粘弾性測定装置Physica MCR301を用いた。)、サンプルホルダーとして25mmφのパラレルプレートを用い、サンプル厚みを約2.0mmとする。測定点はω一桁当たり5点とする。歪み量は、測定範囲でのトルクが検出可能で、かつトルクオーバーにならないよう、3~10%の範囲で適宜選択する。
η*=η0〔1+(λω)a〕(n-1)/a
〔λは時間の次元を持つパラメーター、aはフィッティングパラメータ、nは材料の冪法則係数(power law index)を表す。〕
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、好ましくは下記(5)に示すような特性を有している。
-7.0≦ Mz/Mw - Mw/Mn ≦2.0 ・・・(Eq-2)
好ましくは、下記関係式(Eq-2')を満たす。
-6.0≦ Mz/Mw - Mw/Mn ≦1.0 ・・・(Eq-2')
より好ましくは、下記関係式(Eq-2")を満たす。
-5.0≦ Mz/Mw - Mw/Mn ≦0.0 ・・・(Eq-2")
Mz/Mw-Mw/Mnが大きいと高分子量側に分子量分布が広がっており、Mz/Mw-Mw/Mnが下限以上の場合はエチレン系樹脂組成物(Z)は溶融膜安定性に優れ、上限以下の場合はエチレン系樹脂組成物(Z)は薄膜成形性に優れる。
数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)とZ平均分子量(Mz)は、上述の方法で測定する。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、好ましくは下記(6)に示すような特性を有している。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、好ましくは下記(7)に示すような特性を有している。
0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 1.65×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-3)
好ましくは、以下(Eq-3')を満たす。
0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 1.40×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-3')
さらに好ましくは、以下(Eq-3")を満たす。
0.8×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 1.20×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-3")
極限粘度〔[η](dl/g)〕は、後述のオレフィン重合用触媒(X)の成分(A)または固体状担体(S)の種類によって調整可能である。また、同じオレフィン重合用触媒(X)を使用する場合であっても重合条件または重合プロセスによって調整可能であり、例えばエチレン分圧を上げることによって、極限粘度〔[η](dl/g)〕を上げることができる。後述する製造例9の製造条件にて下限付近の極限粘度〔[η](dl/g)〕を、後述する製造例2の製造条件によって上限付近の極限粘度〔[η](dl/g)〕を得ることができる。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
重量平均分子量(Mw)は、上述の方法で測定する。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、好ましくは下記(8)に示すような特性を有している。
0.1≦ビニル+ビニリデン+2置換内部オレフィン+3置換内部オレフィン≦1.0 ・・・(Eq-3)
好ましくは、下記関係式(Eq-3')を満たす。
0.3≦ビニル+ビニリデン+2置換内部オレフィン+3置換内部オレフィン≦0.9 ・・・(Eq-3')
より好ましくは、下記関係式(Eq-3")を満たす。
0.5≦ビニル+ビニリデン+2置換内部オレフィン+3置換内部オレフィン≦0.8 ・・・(Eq-3")
1H-NMR(500MHz)により測定されたビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィン、3置換内部オレフィンの個数は、核磁気共鳴装置を用いて(たとえば、後述する実施例では、Bruker社製AVANCE III(クライオプローブ)型核磁気共鳴装置を用いた。)、以下のように測定する。
1H-NMRスペクトルにおいて、4.5ppm~5.8ppmにおける各種二重結合(ビニル、ビニリデン、内部オレフィン)由来のシグナル積分値より算出した二重結合数および全1Hシグナルの総積分値より算出した全炭素数の相対値を求め、ポリマー炭素1000個当たりの各種二重結合数を算出する。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、好ましくは下記(9)に示すような特性を有している。
複数ピークを持つ場合、低融点成分が多く低温でのヒートシール性に優れる。
示差走査熱量測定(DSC)は、示差走査熱量計を用い(たとえば、後述する実施例ではパーキンエルマー社製Diamond DSCを用いた。)、下記のように行う。
試料約5mgをアルミパンに詰め、10℃/分で200℃まで昇温し、200℃で10分間保持した後、10℃/分で-30℃まで降温し、次いで10℃/分で200℃まで昇温する際の吸熱曲線を得る。この吸熱曲線が2つ以上のピークを持つことが、示差走査熱量測定(DSC)により得られた融解曲線に複数個のピークが存在することを意味する。
エチレン-α-オレフィン共重合体(B)は、エチレンと炭素数4~10のα-オレフィン、好ましくはエチレンと炭素数6~10のα-オレフィンとの共重合体である。エチレンとの共重合に用いられる炭素数4~10のα-オレフィンとしては、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセンなどが挙げられる。
エチレン-α-オレフィン共重合体(B)は下記(a)から(c)に示すような特性を有している。
1.90×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 2.80×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-4)
好ましくは、下記関係式(Eq-4')を満たす。
2.20×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 2.60×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-4')
本発明に係るエチレン系樹脂組成物(Z)は、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)と、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)とを含む。
前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)と前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)の合計を100質量%として、WAが1~50質量%、WBが50~99質量%の場合は、エチレン系樹脂組成物(Z)は、成形性および機械的強度に優れ、エチレン系樹脂組成物(Z)から成形されたフィルムは透明性と耐ブロッキング性とのバランスに特に優れる。
他の熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルおよびポリアセタール等の結晶性熱可塑性樹脂;ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS)、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアクリレート等の非結晶性熱可塑性樹脂が用いられる。ポリ塩化ビニルも好ましく用いられる。
次に、エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の製造方法に関して説明する。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A)は、下記成分からなるオレフィン重合用触媒(X)の存在下、エチレンと炭素数4~10のα-オレフィンとを重合することによって効率的に製造することができる。
オレフィン重合用触媒(X)は、以下の成分(A)および固体状担体(S)を含んでなる。
成分(A)は、下記式(1)で表される遷移金属化合物(以下「遷移金属化合物(1)」ともいう。)である。オレフィン重合用触媒(X)は、遷移金属化合物(1)を少なくとも1種含む。すなわち、成分(A)として、遷移金属化合物(1)を1種用いてもよく、複数種用いてもよい。
前記式(1)において、nは遷移金属化合物(1)が電気的に中性となるように選択される1~4の整数であり、好ましくは2である。
前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、特に好ましくは塩素である。
メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基(ブタン-2-イル基)、tert-ブチル基(2-メチルプロパン-2-イル基)、iso-ブチル基(2-メチルプロピル基)、ペンタン-2-イル基、2-メチルブチル基、iso-ペンチル基(3-メチルブチル基)、ネオペンチル基(2,2-ジメチルプロピル基)、シアミル基(1,2-ジメチルプロピル基)、iso-ヘキシル基(4-メチルペンチル基)、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、テキシル基(2,3-ジメチルブタ-2-イル基)、4,4-ジメチルペンチル基などの直鎖状または分岐状のアルキル基;
ビニル基、アリル基、プロペニル基(プロパ-1-エン-1-イル基)、iso-プロペニル基(プロパ-1-エン-2-イル基)、アレニル基(プロパ-1,2-ジエン-1-イル基)、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基(ブタ-2-エン-1-イル基)、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基(2-メチルアリル基)、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基(3-メチルブタ-3-エン-1-イル基)、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基(3-メチルブタ-2-エン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基(プロパ-1-イン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基;
ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基(4-iso-プロピルベンジル基)、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基(ジフェニルメチル基)などの芳香族を含有する直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプタトリエニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基(メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)、メシチル基(2,4,6-トリメチルフェニル基)、クメニル基(iso-プロピルフェニル基)、ジュリル基(2,3,5,6-テトラメチルフェニル基)、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ter-フェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの芳香族置換基
が挙げられ、好ましくは、メチル基、iso-ブチル基、ネオペンチル基、シアミル基、ベンジル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基である。
前記式(1)において、R1~R14は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20のケイ素含有基、炭素数1~20の酸素含有基または炭素数1~20の窒素含有基であり、好ましくは水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有基である。
ビニル基、アリル基、プロペニル基(プロパ-1-エン-1-イル基)、iso-プロペニル基(プロパ-1-エン-2-イル基)、アレニル基(プロパ-1,2-ジエン-1-イル基)、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基(ブタ-2-エン-1-イル基)、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基(2-メチルアリル基)、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基(3-メチルブタ-3-エン-1-イル基)、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基(3-メチルブタ-2-エン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基(プロパ-1-イン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基;
ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基(4-iso-プロピルベンジル基)、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基(ジフェニルメチル基)、ペンタフルオロフェニルメチル基などの芳香族を含有する直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプタトリエニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基(メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)、メシチル基(2,4,6-トリメチルフェニル基)、クメニル基(iso-プロピルフェニル基)、ジュリル基(2,3,5,6-テトラメチルフェニル基)、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ter-フェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの芳香族置換基;
フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタクロロエチル基、ペンタフルオロフェニルメチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、ビストリフルオロメチルフェニル基などの、前記炭素数1~20の炭化水素基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子に置換された、ハロゲン置換炭化水素基;
が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、iso-ブチル基、iso-ペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、アリル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクテニル基、ノルボルニル基、ビシクロ[2.2.2]オクタン-1-イル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、ベンジル基、ベンズヒドリル基、クミル基、1,1-ジフェニルエチル基、トリチル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基、シンナミル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、4-アダマンチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、tert-フェニル基、ビナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、フェロセニル基、ペンタフルオロフェニル基である。
便宜上、前記遷移金属化合物(1)のMXn(金属部分)で表される部分を除いたリガンド構造を、2-インデニル環部分、1-インデニル環部分、インデニル環部分R1、R6およびR8置換基、インデニル環部分R2、R5、R9およびR12置換基、インデニル環部分R3、R4、R10およびR11置換基、1-インデニル環部分R7置換基、架橋部分の構造の7つに分ける。2-インデニル環部分の略称をα、1-インデニル環部分の略称をβ、インデニル環部分R1、R6およびR8置換基の略称をγ、インデニル環部分R2、R5、R9およびR12置換基の略称をδ、インデニル環部分R3、R4、R10およびR11置換基の略称をε、1-インデニル環部分R7置換基の略称をζ、架橋部分の構造の略称をηとし、各置換基の略称を[表1]~[表7]に示す。
ZrF2、ZrCl2、ZrBr2、ZrI2、Zr(Me)2、Zr(Bn)2、Zr(Allyl)2、Zr(CH2-tBu)2、Zr(1,3-ブタジエニル)、Zr(1,3-ペンタジエニル)、Zr(2,4-ヘキサジエニル)、Zr(1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル)、Zr(CH2-Si(Me)3)2、Zr(ОMe)2、Zr(ОiPr)2、Zr(NMe2)2、Zr(ОMs)2、Zr(ОTs)2、Zr(ОTf)2、
HfF2、HfCl2、HfBr2、HfI2、Hf(Me)2、Hf(Bn)2、Hf(Allyl)2、Hf(CH2-tBu)2、Hf(1,3-ブタジエニル)、Hf(1,3-ペンタジエニル)、Hf(2,4-ヘキサジエニル)、Hf(1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル)、Hf(CH2-Si(Me)3)2、Hf(ОMe)2、Hf(ОiPr)2、Hf(NMe2)2、Hf(ОMs)2、Hf(ОTs)2、Hf(ОTf)2
などが挙げられる。Meはメチル基、Bnはベンジル基、tBuはtert-ブチル基、Si(Me)3はトリメチルシリル基、ОMeはメトキシ基、ОiPrはiso-プロポキシ基、NMe2はジメチルアミノ基、ОMsはメタンスルホナート基、ОTsはp-トルエンスルホナート基、ОTfはトリフルオロメタンスルホナート基である。
出発物質である置換インデン化合物は、公知の方法によって製造可能であり、特に製造法が限定されるわけではない。公知の製造方法として例えば、「Оrganometallics 1994,13,954.」、「Оrganometallics 2006,25,1217.」、特表2006-509059号公報、「Bioorg.Med.Chem. 2008,16,7399.」、WО2009/080216号公報、「Оrganometallics 2011,30,5744.」、特表2011-500800号公報、「Оrganometallics 2012,31,4962.」、「Chem.Eur.J. 2012,18,4174.」、特開2012-012307号公報、特開2012-121882号公報、特開2014-196319号公報、特表2014-513735号公報、特開2015-063495号公報、特表2016-501952号公報、特開2019-059933号公報などに開示された製造方法が挙げられる。
オレフィン重合用触媒(X)に含まれる固体状担体(S)は、無機化合物または有機化合物であって、顆粒状または微粒子状の固体である。
前記固体状担体(S)として用いられる無機化合物としては、多孔質酸化物、固体状アルミノキサン化合物、無機塩化物、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物が挙げられる。
粒径d=((水平方向長さ)2+(垂直方向長さ)2)0.5
平均粒子径=Σnd4/Σnd3
前記固体状担体(S)としては、成形時の異物防止の観点から、多孔質酸化物が好ましい。
オレフィン重合用触媒(X)は、好ましくは、さらに成分(C)を含んでよく、成分(C)は下記一般式(3)~(5)で表される有機金属化合物(c-1)、有機アルミニウムオキシ化合物(c-2)、ならびに、成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物(c-3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である。
式(3)中、RaおよびRbは、それぞれ独立に炭素原子数が1~15の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であり、かつm+n+p+q=3である。
式(4)中、MaはLi、NaまたはKを示し、Raは炭素原子数が1以上15以下の炭化水素基を示す。
式(5)中、RaおよびRbは、それぞれ独立に炭素原子数が1以上15以下の炭化水素基を示し、MbはMg、ZnおよびCdから選ばれ、Xはハロゲン原子を示し、rは0<r≦2、sは0≦s≦1、tは0≦t≦1であり、かつr+s+t=2である。
ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド;
メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;
メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド;
ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジヒドロフェニルアルミニウムハイドライド、ジイソプロピルアルミニウムハイドライド、ジ-n-ブ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、ジイソヘキシルアルミニウムハイドライド、ジフェニルアルミニウムハイドライド、ジシクロヘキシルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ヘプチルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ノニ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;
ジメチルアルミニウムエトキサイド、ジエチルアルミニウムエトキサイド、ジイソプロピルアルミニウムメトキサイド、ジイソブチルアルミニウムエトキサイドなどのジアルキルアルミニウムアルコキサイド
などが挙げられる。
オレフィン重合用触媒(X)は、成分(A)および成分(S)、ならびに任意に成分(C)を不活性炭化水素中で混合し接触させることにより、調製することができる。
(i) 成分(S)に成分(A)を接触させる方法
(ii) 成分(S)に成分(C)を接触させ、次いで成分(A)を接触させる方法
(iii) 成分(A)に成分(C)を接触させ、次いで成分(S)を接触させる方法
(iv) 成分(S)に成分(C)を接触させ、次いで成分(A)と成分(C)との混合物を接触させる方法、
(v) 成分(S)に成分(C)を接触させ、さらに成分(C)を接触させ、次いで成分(A)と成分(C)との混合物を接触させる方法
などが挙げられる。成分(C)が複数種用いられる場合は、その成分(C)同士が同一であっても異なっていてもよい。上記の方法のうち(i)、(ii)および(iii)が好ましい。
成分(C)と成分(S)との接触物と、成分(A)とを接触させる際には、接触時間は、通常1分~20時間、好ましくは1分~10時間であり、接触温度は、通常-50~200℃、好ましくは-50~100℃の範囲内である。
オレフィン重合用触媒(X)と成分(G)とを接触させるに際して、成分(G)は、オレフィン重合用触媒(X)100重量部に対して、0.1~20重量部、好ましくは0.3~10重量部、より好ましくは0.4~5重量部の量で用いられる。
本発明に係るエチレン系重合体の製造方法において、オレフィン重合用触媒(X)として、予備重合触媒(XP)を乾燥させたもの(以下「乾燥予備重合触媒」ともいう。)を用いることができる。予備重合触媒(XP)の乾燥は、通常、得られた予備重合触媒の懸濁液から濾過などにより分散媒である炭化水素を除去した後に行われる。
次に、本発明に係るエチレン系重合体の製造方法に関して記載する。上述したオレフィン重合用触媒(X)の存在下、エチレンを重合(単独重合または共重合)することによりエチレン系重合体を得る。オレフィン重合用触媒(X)を用いることで、高い重合活性を持って、成型加工性および機械的強度に優れ、数多くの長鎖分岐を有する低密度のエチレン系共重合体を効率的に製造できる。本発明のエチレン系重合体は、重合体中のエチレン含量が10モル%以上含まれるものをさす。
エチレン-α-オレフィン共重合体(B)は、エチレンと炭素数4以上10以下のα-オレフィンとを重合することによって得ることができるが、上記要件を満たすものが得られる限りにおいて、用いる重合触媒や重合条件は特に限定されない。エチレン-α-オレフィン共重合体(B)としては、例えば、直鎖低密度ポリエチレン、エチレン-α-オレフィン共重合体、高密度ポリエチレン等の市販品を用いることができる。市販品を用いる場合には、例えば、株式会社プライムポリマー製LLDPEエボリュー(登録商標)、ウルトゼックス(登録商標)等から要件(a)~(c)を満たすものを選択すればよい。
エチレン系樹脂組成物(Z)は、上記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)と上記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)とを溶融混練することによって製造することができるし、あるいはエチレン-α-オレフィン共重合体(A)を造粒したペレットとエチレン-α-オレフィン共重合体(B)のペレットとをドライブレンドすることによっても製造することができる。溶融混練により製造する場合は、連続式押出機や密閉式混練機を用いることができる。例えば、一軸押出機、二軸押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサー、ニーダー等の装置を挙げることができる。これらのうち、経済性、処理効率等の観点から一軸押出機及びまたは二軸押出機を用いることが好ましい。
本発明に係るエチレン系樹脂組成物(Z)を加工することにより、成形性に優れ、衝撃強度等の機械的強度に優れ、且つ透明性が高く、剛性に優れた成形体、好ましくはフィルム、あるいは多層フィルムが得られる。ここで、この多層フィルムは、上記エチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を少なくとも1層有しており、好ましくはこの多層フィルムにおいて、少なくとも一方の表面層が上記エチレン系樹脂組成物(Z)からなる層である。この多層フィルムを構成する基材は、エチレン系樹脂組成物(Z)からなるものであってもよく、あるいは、エチレン系樹脂組成物(Z)以外の材料からなるものであってもよい。
本発明のエチレン系樹脂組成物(Z)を加工することにより得られる成形体としては、フィルム、シート、ブロー輸液バック、ブローボトル、ガソリンタンク、押出成形によるチューブ、パイプ、電線被覆、引きちぎりキャップ、日用雑貨品等の射出成形物、繊維、回転成形による大型成形品などが挙げられる。
多層フィルムの基材の原料は、バイオマス由来モノマーを含むエチレン系重合体、プロピレン系重合体を含んでいてもよい。
以下の実施例等において、エチレン-α-オレフィン共重合体等の各種物性は、[発明を実施するための形態]に記載の方法で測定し、[発明を実施するための形態]に記載のない評価方法としては以下の方法を採用した。
エチレン系重合体から、50mmφの押出機とダイ径100mmの住友重機械モダン株式会社製のインフレーション成形機を用いて、ダイス温度190℃、押出量29kg/hr、チューブ幅320mmの条件下で厚み40μmのフィルムを得た。得られたフィルムについて以下の項目を測定した。
JIS 7136に準拠して、得られたフィルムの全ヘイズを測定した。
シクロヘキサノールを充填したセルに得られたフィルムを入れ、JIS 7136に準拠して測定した。
JIS Z8741に準拠し、入射角度20°で得られたフィルムのグロスを測定した。
JIS K6781に準拠し、試験速度200mm/分で、得られたフィルムのMD方向及びTD方向について測定した。
ASTM D1709 A法に準拠し、得られたフィルムをエアークランプ方式で締め付け、半球径のダートを一定の高さから落下させ、フィルムが50%破壊する荷重をグラフから読み取った。
得られたチューブ状フィルムの内面同士を2枚重ねした試験片に、50℃で、10kg荷重をかけ、3日間エージングした。その後、試験片を200mm幅に切り、23℃、200mm/分で引き離すのに必要な力をブロッキング力として測定した。
得られたフィルムを東洋精機製作所社製キャピラリーレオメーター:キャピログラフ1Dを用いて測定した。条件は樹脂温度190℃、溶融時間6分、バレル径9.55mmφ、押し出し速度15mm/分、巻取り速度24m/分(溶融フィラメントが切れてしまう場合には、巻取り速度を5m/分ずつ低下させる)、ノズル径2.095mmφ、ノズル長さ8mmとする。
上述の条件下にてフィルム成形時の樹脂圧力を記載した。
上述の条件下にてフィルム成形時の溶融膜(バブル)安定性を目視にて確認した。表12中の記号(評価結果)の意味は以下のとおりである。
〇:溶融膜(バブル)が安定していてゆれが少ない
△:溶融膜(バブル)の安定性がやや悪くゆれがみられる
×:溶融膜(バブル)の安定性が悪くゆれが激しい
実施例等で使用した遷移金属化合物、および成分(G)は以下の通りである。
遷移金属化合物(A-1):ジメチルシリレン(2-インデニル)(4-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェニル)-7-メトキシ-1-インデニル)ジルコニウムジクロリド[特開2019-059933号公報記載の方法によって合成した。]
遷移金属化合物(B-1):ジメチルシリレン(3-n-プロピルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド[特許第5455354号公報記載の方法に基づいて合成した。]
遷移金属化合物(B-2):イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(2,7-ジ-tert-ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド[特開平4-69394号公報に記載の方法に基づいて合成した。]
成分(G-1):ラウリルジエタノールアミン(花王株式会社製)
成分(G-2):エマルゲン(登録商標)108(花王株式会社製)
内容積270Lの攪拌機付き反応器に、窒素雰囲気下、固体状担体(S)として、富士シリシア株式会社製シリカ(平均粒径70μm、比表面積340m2/g、細孔容積1.3cm3/g、250℃焼成)10kgを77Lのトルエンに懸濁させた後0~5℃に冷却した。この懸濁液に成分(C)として、メチルアルミノキサンのトルエン溶液(Al原子換算で3.5mol/L)20.4Lを30分間かけて滴下した。この際、系内の温度を0~5℃に保った。引き続き0~5℃で30分間反応させた後、約1.5時間かけて95~100℃まで昇温して、引き続き95~100℃で4時間反応させた。その後常温まで降温して、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンで2回洗浄した後、全量58.0Lのトルエンスラリーを調製した。得られたスラリー成分の一部を採取し濃度を調べたところ、スラリー濃度:248.0g/L、Al濃度:1.21mol/Lであった。
特許第5943941号に記載の予備重合触媒成分(XP-1)の製造方法に従い、予備重合触媒(XP-2)6.1kgを得た。
[製造例1]
(エチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)の製造)
流動層型気相重合反応器を用いた気相重合プロセスによりエチレン系重合体の製造を行った。反応器に予め平均粒径900μmの球状のエチレン重合体粒子24kgを導入し、窒素を供給して、流動床を形成させた後、表1に示す重合条件にて定常状態になるようにエチレン、水素、1-ヘキセン、予備重合触媒、エレクトロストリッパー(登録商標)EAを連続的に供給した。重合反応物は反応器より連続的に抜き出し、乾燥装置にて乾燥し、エチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)のパウダーを得た。
(エチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)~(A-6)、(A-9)、(A-10)の製造)
重合条件を表8に記載のとおり変更したこと以外は製造例1と同様にして、エチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)~(A-6)、(A-9)、(A-10)のパウダーを得た。なお、表8には、製造例1では使用しなかった成分としてケミスタット(登録商標)2500(三洋化成工業株式会社製)が記載されている。
(エチレン-α-オレフィン共重合体(a-7)の製造)
予備重合触媒成分(XP-2)を用い、特許第5943941号に記載のエチレン系重合体(α-1)の製造方法に従い、エチレン-α-オレフィン共重合体(a-7)のパウダーを得た。
[エチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)]
製造例1で得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)のパウダーに、耐熱安定剤としてスミライザーGP(住友化学株式会社製)850ppm、ステアリン酸カルシウム(日東化成工業株式会社製)210ppmを加え、株式会社池貝社製の二軸同方向46mmφ押出機を用い、設定温度200℃、スクリュー回転数300rpmの条件で溶融混練した後、ストランド状に押し出し、カットしてペレットを得た。得られたペレットを測定用試料として物性測定を行った。測定結果を表9に示す。
エチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)を製造例2~7で得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)~(a-7)、(A-9)、(A-10)のいずれかにそれぞれ変更したこと以外はエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)の物性測定と同様にして、ペレットを作製し、物性測定を行った。測定結果を表9に示す。
旭化成株式会社製の高圧法低密度ポリエチレンであるサンテック-LD M2504(密度:927kg/m3、MFR:0.4g/10分)について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表9に示す。
株式会社プライムポリマー製のエボリューSP1510について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表10に示す。
株式会社プライムポリマー製のエボリューSP2120について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表10に示す。
株式会社プライムポリマー製のエボリューSP1520について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表10に示す。
株式会社プライムポリマー製のエボリューSP1540について、製造例1でのエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)と同様にして、物性測定を行った。測定結果を表10に示す。
[実施例1]
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-1)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-3)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-3)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-4)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-4)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-5)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-5)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-6)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-2)のペレットを40重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-3)のペレット60重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-3)のペレットを8重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット92重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-9)のペレットを75重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット25重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表12に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-9)のペレットを75重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-4)のペレット25重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表12に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-10)のペレットを60重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-4)のペレット40重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表12に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(A-10)のペレットを90重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット10重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表12に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(a-7)のペレットを40重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット60重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(a-7)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(a-7)のペレットを80重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット20重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
エチレン系重合体(a-8)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。組成物の溶融張力は溶融樹脂を延伸時に破断して測定できなかった。
エチレン系重合体(a-8)のペレットを20重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-2)のペレット80重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表11に示す。
得られたエチレン-α-オレフィン共重合体(a-7)のペレットを80重量%とエチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)のペレット20重量%をドライブレンドし、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表12に示す。
エチレン-α-オレフィン共重合体(B-4)を用いて、インフレーション成形評価を行った。溶融膜安定性が悪く、安定したフィルム採取ができなかった。
エチレン-α-オレフィン共重合体(B-1)を用いて、インフレーション成形評価を行った。評価結果を表12に示す。成形時の樹脂圧力が高く、バブルの安定性がやや悪くゆれが見られた。
Claims (12)
- エチレンと炭素数4~10のα-オレフィンとの共重合体であって、下記要件(1)~(4)を満たすエチレン-α-オレフィン共重合体(A)と、
エチレンと炭素数4~10のα-オレフィンとの共重合体であって、下記要件(a)~(c)を満たすエチレン-α-オレフィン共重合体(B)とを含む、
エチレン系樹脂組成物(Z)。
(1)密度が890kg/m3以上935kg/m3以下の範囲にある。
(2)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10分以上3.0g/10分未満の範囲にある。
(3)190℃における溶融張力〔MT(g)〕と、200℃、角速度1.0rad/秒におけるせん断粘度〔η*(P)〕との比〔MT/η*(g/P)〕が1.20×10-4以上2.90×10-4以下の範囲にある。
(4)200℃におけるゼロせん断粘度〔η0(P)〕とGPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された重量平均分子量(Mw)が、下記関係式(Eq-1)を満たす。
0.01×10-13×Mw3.4 ≦ η0 ≦ 3.5×10-13×Mw3.4 ・・・(Eq-1)
(a)密度が890kg/m3以上930kg/m3以下の範囲にある。
(b)190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)が0.1g/10分以上10g/10分以下の範囲にある。
(c)135℃デカリン中で測定した極限粘度〔[η](dl/g)〕とGPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された重量平均分子量(Mw)とが下記関係式(Eq-4)を満たす。
1.90×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 2.80×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-4) - 前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が1質量%以上50質量%以下であり、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が50質量%以上99質量%以下である(ただし、WAとWBとの合計を100質量%とする。)請求項1に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
- 前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)の質量分率(WA)が50質量%を超え99質量%以下であり、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(B)の質量分率(WB)が1質量%以上50質量%未満である(ただし、WAとWBとの合計を100質量%とする。)請求項1に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
- 前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(5)を満たす請求項1~3のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
(5)GPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及びZ平均分子量(Mz)が、下記関係式(Eq-2)を満たす。
-7.0 ≦ Mz/Mw - Mw/Mn ≦ 2.0 ・・・(Eq-2) - エチレン-α-オレフィン共重合体(A)がさらに下記の要件(6)を満たす請求項1~4のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
(6)GPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定されたZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)の比Mz/Mwが4.0以上15.0以下の範囲にある。 - エチレン-α-オレフィン共重合体(A)がさらに下記の要件(7)を満たす請求項1~5のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
(7)135℃デカリン中で測定した極限粘度〔[η](dl/g)〕とGPC-粘度検出器法(GPC-VISCO)により測定された重量平均分子量(Mw)とが下記関係式(Eq-3)を満たす。
0.7×10-4×Mw0.776 ≦[η]≦ 1.65×10-4×Mw0.776 ・・・(Eq-3) - 前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(8)を満たす請求項1~6のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
(8)1H-NMRにより測定された炭素原子1000個当たりのビニル、ビニリデン、2置換内部オレフィン、3置換内部オレフィンの合計(個/1000C)が0.1以上1.0以下の範囲にある。 - 前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)が下記要件(9)を満たす請求項1~7のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
(9)示差走査熱量測定(DSC)により得られた融解曲線に複数個のピークが存在する。 - さらに熱可塑性樹脂(ただし、前記エチレン-α-オレフィン共重合体(A)およびエチレン-α-オレフィン共重合体(B)を除く。)を含む請求項1~8のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)を含む成形体。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)を含むフィルム。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載のエチレン系樹脂組成物(Z)からなる層を含む多層フィルム。
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