JP7118137B2 - 4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子および4-メチル-1-ペンテン系樹脂の製造方法 - Google Patents
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Description
第1の本発明(以下「本発明1」ともいう)の4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)(単に「粒子(X)」ともいう)は、以下に説明する要件(X-a)、(X-b)および(X-c)を満たす。
(X-a)前記粒子(X)を構成する4-メチル-1-ペンテン系重合体の4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位の含有量が30.0~99.7モル%であり、エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位の含有量が0.3~70.0モル%である。
(X-b)検出部に赤外分光光度計を用いたクロス分別クロマトグラフ装置(CFC)で測定したときに、100~140℃の範囲に溶出成分量のピークAが少なくとも1つ存在し、かつ、100℃未満、好ましくは0℃以上100℃未満の範囲に溶出成分量のピークBが少なくとも1つ存在する。ピークAは、単峰であっても複数峰であってもよい。また、ピークBは、単峰であっても複数峰であってもよい。
(X-c)13C-NMRで測定されるメソダイアッド分率(m)が95.0~100%の範囲にある。メソダイアッド分率(m)は、好ましくは96.0~100%、より好ましくは97.0~100%、さらに好ましくは98.0~100%、特に好ましくは98.5~100%の範囲にある。上限値は100%であることが好ましいが、99.9%であることもできる。この範囲にあると、粒子(X)およびそれから得られる樹脂または樹脂組成物の成形時の目ヤニによるフィッシュアイや外観不良が生じにくい。これは、融点分布が狭くなることで組成分布の均一性が向上することによると推察する。
前記粒子(X)は、135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が、好ましくは0.5~10.0dl/g、より好ましくは0.5~5.0dl/g、さらに好ましくは1.0~5.0dl/gの範囲にある。
前記粒子(X)は、下記要件(x1-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン重合体(x1)10.0~95.0質量部と、下記要件(x2-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(x2)5.0~90.0質量部とを含有することが好ましい。ただし、重合体(x1)および共重合体(x2)の合計量を100質量部とする。粒子(X)は、通常、重合体(x1)と共重合体(x2)とを同一粒子中に含有する。
4-メチル-1-ペンテン重合体(x1)(単に「重合体(x1)」ともいう)は、下記要件(x1-a)を満たす。
4-メチル-1-ペンテン共重合体(x2)(単に「共重合体(x2)」ともいう)は、下記要件(x2-a)を満たす。
第2の本発明(以下「本発明2」ともいう)の4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)(単に「樹脂(X)」ともいう)の製造方法は、要件(x1-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン重合体(x1)を、メタロセン触媒を用いてスラリー重合により製造する工程(1)と、前記工程(1)で得られた重合体(x1)の存在下で、要件(x2-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(x2)を、前記重合体(x1)および前記共重合体(x2)の合計量を100質量部とした場合に前記共重合体(x2)の量が5.0~90.0質量部となる範囲で、メタロセン触媒を用いてスラリー重合により製造する工程(2)とを有する。
工程(1)では、前記要件(x1-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン重合体(x1)をスラリー重合により製造する。工程(1)では、通常はメタロセン触媒を用いて重合を行う。
工程(2)では、工程(1)で得られた重合体(x1)の存在下で、前記要件(x2-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(x2)をスラリー重合により製造する。工程(2)では、通常はメタロセン触媒を用いて重合を行う。
工程(1)および(2)における重合条件を以下に記載する。
工程(1)および(2)において、重合体(x1)および共重合体(x2)は、それぞれメタロセン触媒を用いて製造することが好ましい。チーグラー触媒を用いる場合に比べて、メタロセン触媒を用いることで、得られる重合体の溶媒可溶部量が減りスラリー性状が向上し、例えばコモノマーから導かれる構成単位の含有量が多い場合にもスラリー性状が良好となる。したがって、スラリーから目的とする溶媒不溶性の粒子を効率良く分離回収することができる。
メタロセン化合物(A)としては、例えば、国際公開第2005/121192号、国際公開第2014/050817号、国際公開第2014/123212号、国際公開第2017/150265号等で開示の化合物が例示される。国際公開第2014/050817号、国際公開第2017/150265号等で開示の架橋メタロセン化合物が好適に挙げられるが、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。
R1からR10およびR1bからR12bにおける炭化水素基としては、例えば、直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基、環状飽和炭化水素基、環状不飽和炭化水素基、飽和炭化水素基が有する1または2以上の水素原子を環状不飽和炭化水素基に置換してなる基が挙げられる。炭化水素基の炭素数は、通常1~20、好ましくは1~15、より好ましくは1~10である。
Mは周期表第4族遷移金属であり、例えばTi、ZrまたはHfであり、好ましくはZrまたはHfであり、特に好ましくはZrである。
担体(B)は、好ましくは粒子状であり、その表面および内部にメタロセン化合物(A)を固定化させることで、前記メタロセン触媒が形成される。このような形態の触媒は一般にメタロセン担持触媒と呼ばれる。
メタロセン触媒は、さらに必要に応じて、有機化合物成分(C)を含有することもできる。有機化合物成分(C)は、必要に応じて、重合性能および生成ポリマーの物性を向上させる目的で使用される。有機化合物成分(C)としては、前述の有機アルミニウム化合物(B-1)を用いうる。その他に例えば、アルコール類、フェノール性化合物、カルボン酸、リン化合物、アミド、ポリエーテルおよびスルホン酸塩が挙げられる。
オレフィン重合の際には、各成分の使用法、添加順序は任意に選ばれるが、以下のような方法が例示される。以下では、メタロセン化合物(A)、担体(B)および有機化合物成分(C)を、それぞれ「成分(A)~(C)」ともいう。
(i)成分(A)と成分(B)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(ii)成分(A)を成分(B)に担持した触媒成分を重合器に添加する方法。
工程(2)で得られた、重合体(x1)および共重合体(x2)を含有する樹脂(X)または粒子(X)を含むスラリーを、固液分離する、例えば濾過することにより、樹脂(X)または粒子(X)を分離回収することができる。この固液分離工程により、樹脂(X)または粒子(X)を効率的に回収することができる。
上記製造方法で得られた4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)または4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)、例えば上記固液分離工程で得られた樹脂(X)粒子または粒子(X)に対しては、上記方法で製造した後に、必要に応じて公知の触媒失活処理工程、触媒残渣除去工程、乾燥工程等の後処理工程を行ってよい。
本発明2の製造方法で得られる4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)を説明する。
(1)樹脂(X)および所望により添加される他の成分を、押出機、ニーダー等を用いて機械的にブレンドして、所定の大きさにカットする方法。
(2)樹脂(X)および所望により添加される他の成分を適当な良溶媒(例えば、ヘキサン、ヘプタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の炭化水素溶媒)に溶解し、次いで溶媒を除去、しかる後に押出機、ニーダー等を用いて機械的にブレンドして、所定の大きさにカットする方法。
本発明の樹脂組成物は、4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)を含有する。
本発明の樹脂は、4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)からなり、例えば、前記粒子(X)を溶融混練することにより得られる。溶融混練温度は、通常は180~350℃、好ましくは200~320℃、より好ましくは250~300℃の範囲である。形状は限定されないが、通常はペレット状であると扱いやすさにおいて好ましい。この際、必要に応じて後述する各種添加剤を配合してもよい。
(1)粒子(X)および所望により添加される他の成分を、押出機、ニーダー等を用いて溶融混練して、所定の大きさにカットする方法。
(2)粒子(X)および所望により添加される他の成分を適当な良溶媒(例えば、ヘキサン、ヘプタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の炭化水素溶媒)に溶解し、次いで溶媒を除去、しかる後に押出機、ニーダー等を用いて溶融混練して、所定の大きさにカットする方法。
本発明の樹脂は、高い立体規則性を有し、優れた耐熱性と比較的低い剛性すなわち柔軟性とを両立できるという特徴を有する。これは、本発明の重合体粒子(X)からもたらされる特徴であり、CFC測定による100~140℃の範囲に溶出成分量のピークを有する成分(通常、重合体(x1))により、高い耐熱性という特性が得られ、かつ、100℃未満に溶出成分量のピークを有する成分(通常、共重合体(x2))により、柔軟性の特性が得られている。
式2: 引張弾性率(MPa)<Tm(℃)×49.6-10800
ここで、引張弾性率はASTM D638に準拠して測定した値であり、融点(Tm)は示差走査熱量計(DSC)により測定した値であり、通常は粒子(X)の融点に相当し、詳細は実施例欄に記載する。成形体の成形条件は実施例欄<成形方法>に記載する。
本発明の樹脂組成物は、4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)からなる樹脂を含有する。
本発明の成形体は、本発明1の4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)、粒子(X)からなる前記樹脂、または前記樹脂を含有する前記樹脂組成物を成形することにより得られる。また、本発明の成形体は、本発明2の製造方法で得られる4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)、または樹脂(X)を含有する前記樹脂組成物を成形することにより得られる。
成形方法としては、公知の各種の成形方法が適用でき、例えば、射出成形、押出成形、射出延伸ブロー成形、ブロー成形、キャス卜成形、カレンダー成形、プレス成形、スタンピング成形、インフレーション成形、ロール成形等の各種成形方法が挙げられる。これらの成形方法により、目的とする成形体、例えば単層または積層のフィルム、シート、膜(メンブレン)、テープ、中空成形体、射出成形体、繊維、発泡体等に加工することができる。
成形体の形状には特に制約はない。例えば、チューブ状、フィルム状、シート状、膜(メンブレン)状、テープ状、板状、棒状、繊維状、不織布状が挙げられる。
本発明の成形体は、高耐熱・高靭性・軽量・耐水性・低誘電率・折り曲げ低白化性などに優れることから、食品容器、医療容器、生活雑貨、電気・電子材料、自動車部品等の幅広い分野で用途に制約なく用いられうる。
業務用ラップフィルム、家庭用ラップフィルム、加工魚包材、野菜包材、果物包材、発酵食品包材、菓子包装材、酸素吸収剤包材、レトルト食品用包材、鮮度保持フィルム、球根包材、種子包材、野菜・キノコ栽培用フィルムなどの食品包材;レトルト食品容器、耐熱真空成形容器、惣菜容器、惣菜用蓋材、ベーキングカートン、食器、調味料容器、台所用品、レトルト容器、冷凍保存容器、レトルトパウチ、電子レンジ耐熱容器、冷凍食品容器、冷菓カップ、カップ、哺乳瓶、飲料ボトルなどの食品容器;
輸血セット、医療用ボトル、医療用容器、医療用チューブ、輸液チューブ、コネクタやパッキン、医療用中空瓶、医療バッグ、輸液バッグ、血液保存バック、輸液ボトル、薬品容器、洗剤容器、柔軟剤用容器、漂白剤用容器、バイアル、プラスチックシリンジ、プレフィルドシリンジ、医薬包材、細胞培養バック、細胞培養容器、細胞検査フィルム、医療用ガスケット、医療用キャップ、薬栓、ガスケット、煮沸処理や高圧蒸気滅菌等の高温処理される用途のパッキング材などの医療用器具;ビーカー、シャーレ、フラスコ、アニマルケージ、保存容器などの理化学実験器具;PCRプレート、PCRチューブ、PCRプレート用ホイルシール、バッファ容器、マーカ容器などの各種医療用検査キット;コンタクトレンズ、メガネレンズなどのレンズ用途;作業・実験用保護メガネまたはゴーグル、サングラスなどの眼鏡用途;ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイおよびそれらの車載用途;商品ディスプレー、家庭用鑑賞用水槽、大型商業用水槽などの観賞用容器;その他、靴底、自動車部品、筆記具、スポーツ用品、ラミネート樹脂、アスファルトブレンド樹脂、電子線架橋用材料、シャンプー用容器、リンス用容器、化粧品容器、香水容器、卜ナー容器、粉末容器、接着剤用容器、ガソリンタンク用容器、灯油用容器、耐熱容器などが挙げられる。
<触媒担体、触媒の粒径(D50)>
体積統計値でのD50は、Microtrac社製のMT3300EX IIを利用し、レーザー回折・散乱法により求めた。
株式会社島津製作所製ICP(誘導結合プラズマ)発光分析法装置:ICPS-8100型を用いて測定を行った。アルミニウム、ジルコニウムの定量、定性分析には、試料を硫酸および硝酸にて湿式分解後、定容(必要に応じてろ過および希釈含む)したものを検液とした。
工程(2)で得られた重合体スラリーを濾過することで、固体状物質(白色固体)と濾液とに分離した。次いで、濾液から蒸発法により溶媒を除去することで、濾液中に溶解している重合体を得た。そして以下の式に基づき、濾液中の重合体量を算出した。
W1:濾別された固体状物質(白色固体)の質量(g)
W2:スラリーの濾液中に溶解している重合体の質量(g)
<嵩密度(BD)>
工程(2)で得られた重合体スラリーを濾過することで、固体状物質(白色固体)と濾液とに分離した。得られた粒子状固体の嵩密度を、JIS K-6721に準拠し、内容積100mLの容器中の試料質量により求めた。
得られた重合液について、濾過工程での固液分離性が良好なスラリーであった場合を「良好」、スラリーではあったがお粥状で濾過工程での固液分離性が不良であった場合を「不良」、スラリーとはならず溶液であった場合を「溶液」と記載した。
<工程(1)、工程(2)で生成した重合体の質量割合>
工程(1)の重合終了時に、重合体スラリーを抜き出してスラリー濃度を測定し、工程(1)で生成した重合体の量を算出した。この量とともに、最終的に得られた重合体の量から、それぞれの工程で生成した重合体の質量割合を求めた。濾過時の温度:室温(25℃)、濾過方法:桐山ろ紙(目開き1μm)を用いてヘキサンで洗浄しながら濾過を行い、前記スラリー濃度を算出した。以下の例において濾過はこの条件で行った。なお、前記溶媒可溶部は、重合体の割合の算出や以下の物性の測定(参考例2Aを除く)には含めない。
コモノマーから導かれる構成単位の含有量(コモノマー含量)は、以下の装置および条件により、13C-NMRスペクトルより算出した。
ここでPはコモノマー主鎖メチンシグナルの全ピーク面積を示し、
Mは4-メチル-1-ペンテン主鎖メチンシグナルの全ピーク面積を示す。
4-メチル-1-ペンテン重合体のメソダイアッドアイソタクティシティー(メソダイアッド分率)(m)は、ポリマー鎖中の任意の2個の頭尾結合した4-メチル-1-ペンテン単位連鎖を平面ジグザグ構造で表現した時、そのイソブチル分岐の方向が同一である割合と定義し、13C-NMRスペクトルから下記式により求めた。
[式中、m、rは下記式で表される頭-尾で結合している4-メチル-1-ペンテン単位の主鎖メチレンに由来する吸収強度を示す。]
離合社製自動動粘度測定装置VMR-053PCおよび改良ウベローデ型毛細管粘度計を用い、デカリン、135℃での比粘度ηspを求め、下記式より極限粘度([η])を算出した。
(c:溶液濃度[g/dl]、K:定数)
なお、工程(1)で生成した重合体の極限粘度[η]は、工程(1)の重合終了時に抜き出した重合体スラリーから得た重合体を用いて求め、工程(2)で生成した重合体の極限粘度[η]は、工程(1)で得られた重合体の極限粘度[η]、最終重合体(工程(1)+工程(2))の極限粘度[η]、およびそれぞれの工程で生成した重合体の割合を用いて求めた。具体的には、工程(1)、(2)で生成した重合体、最終重合体の[η]をそれぞれ[η]1、[η]2および[η]fとし、工程(1)、(2)で生成した重合体の割合をそれぞれw1およびw2とすると、[η]2=([η]f-w1・[η]1)/w2である。
エスアイアイナノテクノロジ一社製EXSTAR DSC6220を用い、窒素雰囲気下(30ml/min)、約4mgの試料を30℃から280℃まで昇温した。280℃で5分間保持した後、10℃/minで-50℃まで冷却した。-50℃で5分間保持した後、10℃/minで280℃まで昇温させた。2回目の昇温時に観測された結晶溶融ピークの頂点を融点(Tm)とした。また、融解に伴う融解熱量をΔHとした。各段階で生成した重合体についてピークが複数検出された場合は、温度が最大のものを融点(Tm)とした。工程(2)で生成した重合体の融点(Tm)は、工程(1)で生成した重合体と最終重合体とを分析することにより求めた。
CFC測定は以下の条件で行った。
装 置: CFC2 型クロス分別クロマトグラフ(Polymer Char)
検出器(内蔵): IR4 型赤外分光光度計(Polymer Char)
検出波長: 3.42μm(2,920cm-1);固定
試料濃度: 試料: 30mg/30mL(o-ジクロロベンゼン(ODCB)で希釈)
注入量: 0.5mL
温度条件: 40℃/minで145℃まで昇温して30分間保持。1℃/minで0℃まで冷却して60分間保持した後に、下記溶出区分ごとの溶出量を評価した。区分間の温度変化は40℃/minとした。
溶出区分: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 50, 70, 90, 95, 100, 102, 104, 106℃で、また108℃から135℃までは1℃刻みで、140,145℃での溶出量を評価。
GPC カラム: Shodex HT-806M×3本(昭和電工)
GPC カラム温度: 145℃
GPC カラム較正: 単分散ポリスチレン(東ソー)
分子量較正法: 標品較正法(ポリスチレン換算)
移動相: o-ジクロロベンゼン(ODCB)、BHT 添加
流量: 1.0mL/min
[合成例1]
〔遷移金属錯体(メタロセン化合物(A))の合成〕
国際公開第2014/050817号の合成例4に従い、(8-オクタメチルフルオレン-12'-イル-(2-(アダマンタン-1-イル)-8-メチル-3,3b,4,5,6,7,7a,8-オクタヒドロシクロペンタ[a]インデン))ジルコニウムジクロライド(メタロセン化合物(a1))を合成した。
担体(B)として、粒子状でありD50が8μm、アルミニウム原子含有量が42質量%である固体状ポリメチルアルミノキサン(東ソーファインケム社製)を用いた。30℃下、充分に窒素置換した、攪拌機を付けた100mL三つ口フラスコ中に、窒素気流下で精製デカン29.9mLと、前記固体状ポリメチルアルミノキサンのヘキサン/デカン溶液7.26mL(アルミニウム原子換算で14.3mmol)とを装入し、懸濁液とした。その懸濁液に、先に合成したメタロセン化合物(a1)50mg(ジルコニウム原子換算で0.0586mmol)を4.59mmol/Lのトルエン溶液として12.8mLを撹拌しながら加えた。1.5時間後攪拌を止め、デカンによるデカンテーション洗浄を行い(洗浄効率98%)、スラリー液50mLとした(Zr担持率96%)。得られた固体触媒成分(メタロセン触媒)は粒子状であり、そのD50は8μmであった。
上記のとおり調製したスラリー液に、窒素気流下、ジイソブチルアルミニウムハイドライドのデカン溶液(アルミニウム原子換算で1mol/L)を4.0mL、さらに3-メチル-1-ペンテン15mL(10.0g)を装入した。1.5時間後攪拌を止め、デカンによるデカンテーション洗浄を行い(洗浄効率95%)、デカンスラリー100mLとした(Zr回収率93%、ジルコニウム原子換算で0.548mmol/L)。
合成例1の〔固体触媒成分(メタロセン触媒)の調製〕における担体(B)として、粒子状でありD50が32μm、アルミニウム原子含有量が44質量%である固体状ポリアルミノキサン(国際公開第2014/123212号に記載の方法を用いて合成)を用いた以外は合成例1と同様にして固体触媒成分(メタロセン触媒)を得た。得られた固体触媒成分(メタロセン触媒)は粒子状であり、D50は32μmであった。また、合成例1と同様にして予備重合触媒成分を調製し、デカンスラリー100mLとした(Zr回収率82%、ジルコニウム原子換算で0.482mmol/L)。
室温(25℃)、窒素気流下で、内容積1Lの攪拌機を付けたSUS製重合器に、精製デカンを425mL、トリエチルアルミニウム溶液(アルミニウム原子換算で1.0mmol/mL)を0.4mL(アルミニウム原子換算で0.4mmol)装入した。次いで、先に調製した合成例1の予備重合触媒成分のデカンスラリーをジルコニウム原子換算で0.0014mmol加え、40℃まで昇温した。40℃到達後、水素を30NmL装入し、次いで、4-メチル-1-ペンテン(4MP-1)106mLを30分かけて重合器内へ連続的に一定の速度で装入した。この装入開始時点を重合開始とし、45℃で3時間保持した(工程(1))。3時間経過後、45℃にて系内を脱圧し、残存水素を系外に排出するため、窒素(0.6MPa)による加圧・脱圧を3回行った。その後、45℃、窒素気流下で、水素を30NmL装入し、次いで、4-メチル-1-ペンテン79.4mLと1-デセン7.4mLとの混合溶液を30分かけて重合器内へ連続的に一定の速度で装入した。この装入開始時点を重合開始とし、45℃で3時間保持した(工程(2))。重合開始から3時間経過後、室温まで降温し、脱圧した後、ただちに白色固体を含む重合液(スラリー)を濾過して固体状物質を得た。この固体状物質を減圧下、80℃で8時間乾燥し、粒子(X1-1)105.4gを得た。各種結果を表1Aおよび2Aに示す。
重合条件を表1Aに記載のように変更したこと以外は実施例1Aと同様の操作を行い、重合体粒子を得た。各種結果を表1Aおよび2Aに示す。
表1Aに記載の触媒量、4MP-1フィード量、水素量、1-デセンフィード量、重合時間にて工程(1)の操作のみの重合を行った。各種結果を表1Aおよび2Aに示す。
国際公開第2006/054613号の比較例9に記載の重合方法に準じて、4-メチル-1-ペンテン、その他のα-オレフィン(1-デセン、または1-ヘキサデセンと1-オクタデセンの混合物)、水素の割合を変更することによって、4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子を得た。すなわち、これらの4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子は、いずれも、無水塩化マグネシウム、2-エチルヘキシルアルコール、2-イソブチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパンおよび四塩化チタンを反応させて得られる固体状チタン触媒を重合用触媒として用いて単段重合で得られたことになる。各種結果を表1Aおよび2Aに示す。
触媒成分を国際公開第2009/008409号の[調製例1]および[調製例2]に記載の固体状チタン触媒成分(Ti原子換算で0.042mmol)に変更し、表1Aに記載の条件にて重合操作を行い、重合体粒子を得た。各種結果を表1Aおよび2Aに示す。
表1Aに記載の触媒量、4MP-1フィード量、水素量、重合時間にて工程(1)の操作のみの重合を行い、重合体粒子を得た。各種結果を表1Aおよび2Aに示す。
表1Aに記載の触媒量、4MP-1フィード量、水素量、1-デセンフィード量、重合時間にて工程(2)の操作のみの重合を行った。重合体は溶媒に溶解していたため、減圧乾燥機を用い、120℃で8時間乾燥して重合体を得た。各種結果を表1Aおよび2Aに示す。
参考例1Aで得た重合体粒子と、参考例2Aで得た重合体を、質量比42対58の割合になるように配合し、下記方法で造粒して得た樹脂組成物を評価した。各種結果を表1Aおよび2Aに示す。
樹脂物性を下記方法で評価した。結果を表3Aに示す。
実施例1A~8Aの重合体粒子、比較例1A~7Aの重合体粒子、または比較例8Aの評価用の重合体(参考例1Aで得た重合体粒子と、参考例2Aで得た重合体を、質量比42対58の割合になるように配合)100質量部に対して、二次抗酸化剤としてトリ(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスフェートを0.1質量部、耐熱安定剤としてn-オクタデシル-3-(4'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネートを0.1質量部配合した。然る後に、(株)プラスチック工学研究所社製2軸押出機BT-30(スクリュー径30mmφ、L/D 46)を用い、設定温度260℃、樹脂押出量60g/minおよび回転数200rpmの条件で造粒して樹脂組成物を得た。
引張特性である弾性率は、ASTM D638に準拠して、上述の1mm厚プレス板から撃ち抜いた試験片を用い、インストロン社製の万能引張試験機3380を用いて、チャック間65mm、引張速度50mm/minで引張試験を行い評価した。
高耐熱性かつ低剛性(柔軟)の指標として、融点ピークの少なくとも1つが220℃以上にあり、引張弾性率(MPa)が、Tm(℃)×49.6-10400 よりも小さい場合を○、さらに、引張弾性率(MPa)が、Tm(℃)×49.6-10800 よりも小さい場合を◎とした。
実施例1A~3A、比較例8Aについて、上記プレス板の断面を横から見る方向(サイドビュー)でスライスし、日本電子株式会社製 透過型電子顕微鏡JEM-2100Plusを用いて相分離構造を観察した。観察倍率1万倍における像を図2~5に示す。
日本電色工業株式会社製のヘーズメーターNDH4000を用い、JIS-K-7136に準拠して上記プレス板の空気中でのヘイズ値(全ヘイズ)を評価した。
<成形方法>記載の方法で造粒した樹脂組成物を、株式会社田中鉄工所社製単軸シート成形機を用い、シリンダ温度270℃、ダイス温度270℃、ロール温度80℃および引取速度5m/minの条件で溶融キャスト成形して厚さ50μmのフィルムを得た。連続的に1000m製膜した際に、リップに堆積した目ヤニがフィルム上に滴下してフィルム外観の悪化・欠点が発生する頻度を調査した。1000mのフィルムに対し、上記目ヤニによる汚染の欠点が5個以下の場合を〇、6個以上の場合を×とした。なお、1水準終わるごとに成形機のリップを清掃して比較を行った。
実施例1A~8Aはメソダイアッド分率が高いことから立体規則性が高く、融点(Tm)が高いことから耐熱性に優れ、融点(Tm)と引張弾性率の関係から、耐熱性と柔軟性とのバランスに優れることがわかる。実施例2Aおよび実施例3Aについては耐熱性と柔軟性とのバランスにとりわけ優れている。
室温(25℃)、窒素気流下で、内容積1Lの攪拌機を付けたSUS製重合器に、精製デカンを425mL、トリエチルアルミニウム溶液(アルミニウム原子換算で1.0mmol/mL)を0.4mL(アルミニウム原子換算で0.4mmol)装入した。次いで、先に調製した合成例1の予備重合触媒成分のデカンスラリーをジルコニウム原子換算で0.0014mmol加え、40℃まで昇温した。40℃到達後、水素を30NmL装入し、次いで、4-メチル-1-ペンテン(4MP-1)106mLを30分かけて重合器内へ連続的に一定の速度で装入した。この装入開始時点を重合開始とし、45℃で3時間保持した(工程(1))。3時間経過後、45℃にて系内を脱圧し、残存水素を系外に排出するため、窒素(0.6MPa)による加圧・脱圧を3回行った。その後、45℃、窒素気流下で、水素を30NmL装入し、次いで、4-メチル-1-ペンテン79.4mLと1-デセン7.4mLとの混合溶液を30分かけて重合器内へ連続的に一定の速度で装入した。この装入開始時点を重合開始とし、45℃で3時間保持した(工程(2))。重合開始から3時間経過後、室温まで降温し、脱圧した後、ただちに白色固体を含む重合液(スラリー)を濾過して固体状物質を得た。この固体状物質を減圧下、80℃で8時間乾燥し、樹脂(X1-1)105.4gを得た。また、濾液は120℃で減圧乾燥して溶媒可溶部(SP)を得た。各種結果を表2B~3Bに示す。
重合条件を表1Bに記載のように変更したこと以外は実施例1Bと同様の操作を行い、重合体を得た。各種結果を表2B~3Bに示す。表中、L168は、炭素数16の直鎖α-オレフィンと、炭素数18の直鎖α-オレフィンとの混合物(混合モル比:炭素数16のα-オレフィン:炭素数18のα-オレフィン=60:40)を意味する。
合成例2で得た予備重合触媒成分を用い、また、重合条件を表1Bに記載のように変更したこと以外は実施例1Bと同様の操作を行い、重合体を得た。各種結果を表2B~3Bに示す。
工程(1)の4MP-1フィード量、1-デセンフィード量、および工程(2)の1-デセンフィード量を表1Bに記載のように変更したこと以外は実施例1Bと同様の操作を行ったが、工程(1)において生成した重合体が溶媒に溶解したためスラリー重合できず、重合体の回収ができなかった。
触媒成分を国際公開第2009/008409号の[調製例1]および[調製例2]に記載の固体状チタン触媒成分(Ti原子換算で0.042mmol)に変更し、表1Bに記載の条件にて重合操作を行い、重合体を得た。各種結果を表2B~3Bに示す。スラリー性状は比較例2Bについては良好であったが、比較例3Bについては不良(お粥状)であった。
実施例1B~24Bは、いずれも重合液性状が良好、すなわちスラリーの固液分離性が良好であった。トータルでのコモノマー含量、あるいは工程(2)の重合体におけるコモノマー含量が広い範囲で重合が可能であることを示している。
Claims (10)
- 下記要件(X-a)、(X-b)および(X-c)を満たし、
下記要件(x1-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン重合体(x1)10.0~95.0質量部と、下記要件(x2-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(x2)5.0~90.0質量部(ただし、前記重合体(x1)および前記共重合体(x2)の合計量を100質量部とする)とを含有し、且つ、
前記重合体(x1)の、135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.5~20dl/gの範囲にあり、DSCにより測定した融点(Tm)が210~260℃の範囲にあり、
前記共重合体(x2)の、135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.5~20dl/gの範囲にあり、DSCにより測定した融点(Tm)が210℃未満の範囲にあるか、またはDSC測定において融点を示すピークが出現しない、
4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)。
(X-a)前記粒子(X)を構成する4-メチル-1-ペンテン系重合体の4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位の含有量が30.0~99.7モル%であり、エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位の含有量が0.3~70.0モル%である。
(X-b)検出部に赤外分光光度計を用いたクロス分別クロマトグラフ装置(CFC)で測定したときに、100~140℃の範囲に溶出成分量のピークAが少なくとも1つ存在し、かつ、100℃未満に溶出成分量のピークBが少なくとも1つ存在する。
(X-c)13C-NMRで測定されるメソダイアッド分率(m)が98.5~100%の範囲にある。
(x1-a)4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位の含有量が80.0~100モル%であり、エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位の含有量が0~20.0モル%である。
(x2-a)4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位の含有量が20.0~98.0モル%であり、エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位の含有量が、2.0~80.0モル%であり、ただし、前記重合体(x1)におけるエチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位の含有量よりも大きい。 - 135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.5~10.0dl/gの範囲にある、請求項1に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)。
- 請求項1または2に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)からなる樹脂。
- 請求項3に記載の樹脂を含有する樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体粒子(X)、請求項3に記載の樹脂、または請求項4に記載の樹脂組成物から成形された成形体。
- 下記要件(x1-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン重合体(x1)を、メタロセン触媒を用いてスラリー重合により製造する工程(1)と、
前記工程(1)で得られた重合体(x1)の存在下で、下記要件(x2-a)を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(x2)を、前記重合体(x1)および前記共重合体(x2)の合計量を100質量部とした場合に前記共重合体(x2)の量が5.0~90.0質量部となる範囲で、メタロセン触媒を用いてスラリー重合により製造する工程(2)と
を有する、4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)の製造方法。
(x1-a)4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位の含有量が80.0~100モル%であり、エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位の含有量が0~20.0モル%である。
(x2-a)4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位の含有量が20.0~98.0モル%であり、エチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位の含有量が、2.0~80.0モル%であり、ただし、前記重合体(x1)におけるエチレンおよび炭素数3~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位の含有量よりも大きい。 - 前記重合体(x1)の、135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.5~20dl/gの範囲にあり、DSCにより測定した融点(Tm)が210~260℃の範囲にあり、
前記共重合体(x2)の、135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.5~20dl/gの範囲にあり、DSCにより測定した融点(Tm)が210℃未満の範囲にあるか、またはDSC測定において融点を示すピークが出現しない、
請求項6に記載の4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)の製造方法。 - 前記工程(1)および前記工程(2)における重合温度がそれぞれ独立に0~100℃の範囲にある、請求項6または7に記載の4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)の製造方法。
- 前記メタロセン触媒が、メタロセン化合物(A)を含み、体積統計値でのD50が1~500μmの範囲にある粒子状触媒である、請求項6~8のいずれか一項に記載の4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)の製造方法。
- 前記メタロセン触媒が、メタロセン化合物(A)と担体(B)とを含み、担体(B)が、アルミニウム原子を20質量%以上含み、体積統計値でのD50が1~500μmの範囲にある粒子状担体である、請求項6~9のいずれか一項に記載の4-メチル-1-ペンテン系樹脂(X)の製造方法。
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