JP2582733B2 - エチレンポリマー組成物と、その製造方法 - Google Patents

エチレンポリマー組成物と、その製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明はエチレン系変性ポリマー組成物に関するもの
であり、特に、偏光検査で表面欠陥を示さないフィルム
を得るためのエチレン系変性ポリマー組成物に関するも
のである。
従来の技術 エチレンをラジカル開始剤の存在下で高圧・高温下で
重合することは公知であり、この方法で得られるポリマ
ーはラジカル重合低密度ポリエチレンといわれる。この
ポリマーは流動指数は良いがパイプ被覆材に要求される
延伸性と引裂き強度の点では並である。反対に、押出吹
込成形の場合には良好なバブル安定性を得ることがで
き、加工性に優れている。この「加工性」は押し出した
物が早期に破壊(「溶融破壊」)せず、しかも押出成形
動力が小さいということが定義される。
延伸性および引裂き強度はエチレンと炭素数が3〜12
の少なくとも1種のα−オレフィン(例えば、プロピレ
ンやブテン−1)とをチーグラー型触媒系の存在下で共
重合させることで実質的に向上させることができるが、
そうして得られた共重合体は押出吹込成形時にバブルが
不安定になり、バブルに孔ができた時に自然に大きくな
るという傾向があり、押し出物が早期に破壊する傾向が
ある。
フランス特許第2,519,077号には、測定した極限粘度
が分子量分布から計算した極限粘度の1.5〜10倍である
点に特徴がある炭素数が3〜12の少なくとも1種のα−
オレフィンを0.5〜10モル%有するエチレンとα−オレ
フィンとの変性共重合体が記載されている。この変性共
重合体は共重合体1kg当たり少なくとも1種のラジカル
開始剤を0.01〜1ミリモル存在させた状態で共重合体を
成形機(押出機等)中に220〜320℃の温度で5〜200秒
間維持して得られる。この方法で得られる変性共重合体
は完全に可溶性で、トリクロルベンゼン、キシレン等の
ポリオレフィンの従来の溶媒で抽出できるが、この変性
共重合体から押出吹込成形で作ったフィルムには大きな
欠点がある。すなわち、偏光で検査するとゲル化した微
粒子が存在するという表面欠陥が明らかに見られる。こ
の欠陥は従来の溶媒による簡単な可溶性検査や抽出検査
では検出できず、高性能分析装置を用いないと検出でき
ない。しかも、ラジカル開始材を共重合体1kg当たり1
ミリモル以上の使用すると、ゲル(すなわち通常の溶媒
では抽出できない微粒子)が生じ、このゲルの量が多い
ため、この方法で作った変性共重合体は押出しブロー成
形では使用できず、また、フィルムに加工できたとして
も、実際には使用できない。
発明が解決しようとする課題 本発明者は、偏光検査で表面欠陥を示さないフィルム
を得ることが可能な変性ポリマーを得るための条件を見
出した。従って、本発明の目的は改良された特性を有す
る変性ポリマーを提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明の第1の対象は下記a)およびb)を含む、測
定で得られる極限粘度が分子量分布から計算で得られる
極限粘度の1.5〜100倍であることを特徴とするエチレン
の変性ポリマー組成物にある: a)少なくとも80モル%がエチレンに由来する単位で、
20モル%以下が炭素数が3〜12の少なくとも1種のα−
オレフィンに由来する単位である少なくとも1種のエチ
レン系ポリマー:90〜99.8重量%と、 b)少なくとも90モル%が炭素数が3〜12の少なくとも
1種のα−オレフィンに由来する単位で、10モル%以下
がエチレンに由来する単位である少なくとも1種の第2
ポリマー:0.2〜10重量%。
本発明のエチレン系変性ポリマーは変性前のエチレン
系ポリマーに比較して分子量は略同じであるが、粘度は
高くなり、流動指数は低くなる。
第2ポリマー(b)はポリプロピレン、特にアイソタ
クチックポリプロピレン、ポリブデン−1、ポリ(4−
メチル−1−ペンテン)、ポリデセン−1、エチレンを
10モル%以下含む(プロピレン−エチレン)共重合体、
(ブテン−1−エチレン)共重合体、(プロピレン/ブ
テン−1/エチレン)共重合体、または(プロピレン−ブ
テン−1)共重合体にすることができる。
本発明の第2の対象は、少なくとも90モル%が炭素数
が3〜12の少なくとも1種のα−オレフィンに由来する
単位で、10モル%以下がエチレンに由来する単位である
少なくとも1種の第2ポリマー(B)100重量部中に、
0.02〜10重量部の少なくとも1種のラジカル重合開始剤
を加え、得られた分散物を、少なくとも80モル%がエチ
レンに由来する単位で、20モル%以下が炭素数が3〜12
の少なくとも1種のα−オレフィンに由来する単位であ
る少なくとも1種のエチレン系ポリマー(A)に加えて
エチレン系ポリマー(A)と第2ポリマー(B)とから
なる混合物を作り、この混合物中での第2ポリマー
(B)の割合を0.2〜10重量%とし、この混合物をエチ
レン系ポリマー(A)の融点より高い温度で、この温度
でのラジカル重合開始剤の半減期の10分の1以上の時間
の間変性することを特徴とする、測定で得られる極限粘
度が分子量分布から計算で得られる極限粘度の1.5〜100
倍であるエチレン系変性ポリマー組成物の製造方法にあ
る。
「測定で得られる極限粘度η0 m」および「分子量分布
から計算で得られる極限粘度η0 c」とは上記フランス特
許第2,519,007号(=EP 83521=特公昭68−34362号公
報)で定義のものである。簡単にいえば、「測定で得ら
れる極限粘度η0 m」とは通常の粘度測定装置で得られる
粘度曲線で剪断勾配をゼロに外ソウした時のいわゆる固
有粘度であり、「分子量分布から計算で得られる極限粘
度η0 c」とはゲル透過クロマトグラフ(GPC)等で求め
た分子量分布から計算で得られる粘度の剪断勾配ゼロの
粘度である。詳細は上記特公昭68−34362号公報を参照
されたい。
発明の実施の形態 エチレン系ポリマー(A)自体は周知のものであり、
例えば、周期率表のIVB〜IVB族の遷移金属を主成分とし
た少なくとも1種の触媒と水素化物および/または周期
率表のIA〜IIIA族金属の有機金属誘導体を含む少なくと
も1つの活性化剤とを含むチーグラー型触媒系の存在下
でのエチレンの重合またはエチレンと炭素数が3〜12の
少なくとも1種のα−オレフィンとの共重合で得られ
る。この(共)重合は20〜200℃の温度で1〜200バール
の圧力で気相(流動床または撹拌床)で炭素数が少なく
とも6である不活性な液体炭化水素の溶液相または懸濁
液相で行われる。この(共)重合は温度160〜350℃、圧
力200〜2500バールで重合反応器中での触媒系の滞在時
間を2〜100秒にして行うこともできる。この(共)重
合は2モル%以下の割合の移動剤、例えば水素の存在下
で行うこともできる。エチレン系ポリマー(A)の密度
は一般に0.90〜0.97である。
本発明方法に適したラジカル重合開始剤としては下記
のものを挙げることができる: 1)ペルオキシド、ペルエステル、ヒドロペルオキシド
等の過酸化物、 2)2,2′−アゾビス(アセトキシプロパン)、2,2′ア
ゾビス(2−アセトキシ−4−メチルペンタン)、1,
1′−アゾビス(1−フォルルオキシシクロヘキサン)
等の2,2′−アゾビス(アシルオキシアルカン)等のジ
アゾ化合物、 3)2,3−ジフェニル−2,3−ジメチルブタン(一般にビ
スクミルといわれる)または、3,4−ジフェニル−3,4−
ジメチルヘキサン等のジアリールジアルキルアルカンを
含む不安定な炭素−炭素結合を有する炭化水素。
ラジカル重合開始剤を第2ポリマー(B)中へ分散す
る方法は、各成分の物理状態および/またはエチレン系
ポリマー(A)と開始剤とを分散させるための装置の条
件に応じて選択する。第2ポリマー(B)の加熱が必要
な場合にはラジカル重合開始剤が分解しないか、ほとん
ど変質しない温度で撹拌するのが好ましい。
第2ポリマー(B)中にラジカル重合開始剤を分布さ
せた分散物(以下、ラジカル重合開始剤分酸物)は、変
性装置、例えば混合機、1軸押出機または2軸押出機等
の成形機でエチレン系ポリマー(A)中に添加するのが
好ましい。
エチレン系ポリマー(A)と第2ポリマー(B)との
接触は不連続に行うことができる。すなわち、粒径が1
〜500μmの粉末または細粒の形をしたエチレン系ポリ
マー(A)をラジカル重合開始剤を分散させた分散物と
一緒に変性機へ導入するか、ラジカル重合開始剤分散物
を粉末または細粒のエチレン系ポリマー(A)中に予め
混合、均質化して得られる均質混合物を変成機へ導入す
ることもできる。
エチレン系ポリマー(A)を予め単離しないで、エチ
レン系ポリマー(A)と第2ポリマー(B)との接触を
連続的に行うこともできる。この場合には重合装置の低
圧分離器から取り出したポリマーを主押出機に供給し、
ラジカル重合開始剤分散物を供給する第2押出機を主押
出機に横から取付け、この第2押出機で分散物を加熱し
た後、主押出機へ導入し、そこでエチレン系ポリマー
(A)と混合する。押出機の少なくとも一方は2軸押出
機であるのが好ましい。第2押出機を歯車ポンプに代え
ることもできる。主押出機から押し出された変性ポリマ
ーは未変性のポリマーと同じ方法で加工することができ
る。
ラジカル重合開始剤は第2ポリマー(B)100重量部
当たり0.02〜10重量部添加するのが好ましく、この量は
エチレン系ポリマー(A)の変成率とラジカル重合開始
剤の分子量とに応じて選択する。この量が100重量部当
たり10重量部を越えると均質化が困難になる。
本発明の変性ポリマーは変性前のポリマーに比較して
以下の特性を有している: 1)流度指数IF2(ASTM D1238−73規格で190℃、2.16kg
荷重下で測定)が大巾に減少する。
2)上記規格で21.6kgと2.16kg下とで測定した時の流度
指数の比(RIF)が大巾に増加する。
3)流動指数IF2は減少するが、成形性は少なくとも同
じであり、応用例によっては向上する。
本発明の変性ポリマーは従来の押出ブロー成形または
フラットダイを用いた押出成形で厚さ7〜500μmのフ
ィルムに成形することができる。このフィルムの耐衝撃
性は明確に向上し、偏光検査でのゲル化微粒子の存在は
全く見られない。
フィルムで用いる場合、流動指数IF2が0.5〜10dg/分
のエチレン系ポリマー(A)を用いるのが好ましく、流
動指数は一般に0.05〜4dg/分であるのが好ましい。
本発明方法では流動指数がより高い10〜1000dg/分の
ポリマーに変性することもできるが、本発明の変性ポリ
マーの流動指数は一般に0.5〜150dg/分である。この変
性ポリマーは射出成形品に適している。この場合、驚く
べきことに、本発明の変性ポリマーの射出性能(実施例
参照)は、量と流動指数が同じ場合、未変性のエチレン
系ポリマー(A)より向上する。特に、同じ流量でポリ
マーを射出した場合の射出温度が大幅に低下する。これ
は本発明の別の利点である。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の下記実
施例に限定されるものではない。
実施例1〜16 A1〜A6はエチレン/α−オレフィン共重合体であり、
その主要特性(種類、α−オレフィンの含有量、密度
ρ、流動指数IF2。流動指数比RIF)は第1表に示してあ
る。この表には各共重合体を用いて押出ブロー成形によ
って得られた厚さ50μmのフィルムの衝撃強度RI(ASTM
D1709規格に従って測定、グラムで表示)も示してあ
る。ポリマーA7はエチレンのホモポリマーである。
第2ポリマー(B)としては下記のものを使用した: 1)商標「ノルソプリル(NORSOPRYL)FM6020」で市販
のアイソタクチックプリプロピレン(以下、B1) 2)商標「ヴィトロン(VITRON)1200S」で市販のエチ
レンを約2モル%を含むブテン−1/エチレン共重合体
(以下、B2) ラジカル開始剤(I)としては下記の1つを使用す
る: 1)2,2−アゾビス(アセトキシプロパン)(半減期:27
0℃で1分、215℃で1時間)(以下、I1) 2)2.2−アゾビス(2−アセトキシ−4−メチルペン
タン)(半減期:260℃で1分、179℃で1時間)(以
下、I2) 3)1,1−アゾビス(1−フォルミロキシ−シクロヘキ
サン)(半減期:260℃で1分、189℃で1時間)(以
下、I3) 4)2,3−ジフェニル−2,3−ジメチルブタン(すなわち
ビスクミル)(半減期:300℃で2分、230℃で1時間)
(以下、I4) ラジカル開始剤の分散は、2軸混練機中で溶融状態の
第2ポリマー(B)中へ開始剤の半減期の10分の1より
短い時間(ベンゼンの0.1重量%溶液のエンタルピー差
分析で測定)だけ、分散に適した温度で行った。押出機
の出口で分散物をペレットにした。得られた分散物P1
P8の組成は第2表に示してある(重量%)。
エチレン系ポリマー(A)と、第2ポリマー(B)中
にラジカル開始剤を分散させた分散物P1〜P8との乾燥混
合物を単軸押出機の供給口から導入した。各実施例での
(B)/(A)の重量比は第3表に示してある(パーセ
ントで表示)。
押出機の温度(材料の出口温度)は250〜290℃であ
る。押出機内での接触時間は240秒である。押出された
変性ポリマーをペレット化し、このペレットについて下
記の測定をした。
1)フランス国特許第1,462,343号に記載の流動計で190
℃で測定した極限粘度(ポアズで表示) 2)η0 m/η0 cの比 3)ASTM D1238−73規格で2.16kgの荷重で測定した流動
指数IF2(dg/分で表示) 4)21.6kgおよび2.16kgの荷重下での流動指数比(RI
F) 得られた数値は第3表に示した。このペレットを用い
て押出ブロー成形で厚さ50μmのフィルムを成形し、得
られたフィルムについてASTM D1790−67規格で耐衝撃性
(RI)を測定した(第3表にグラムで表示) 実施例17〜20(比較例) ラジカル開始剤を入れずにエチレン系ポリマー(A)
と第2ポリマー(B)とからなる組成物を単軸押出機で
混合した。各実施例での重合割合は第4表に%で示して
ある。また得られた組成物について行った測定結果も示
してある。
実施例21〜23 ここではポリマーA6を使用した(ポリマーA6の主要特
性は第1表に示してある。比較例21はこのポリマーA6
みの場合)。
このポリマーA6を実施例1〜16の操作条件で分散物P2
を用いて変性した。各実施例での(B1)/(A6)の重量
比(パーセントで表示)は第5表に示した。得られた変
性ポリマーについて下記を測定した。
1)上記定義の流動指数IF2および流動指数比RIF 2)ASTM D−1329規格で測定した射出能力INJ(水平プ
レスと温度50℃の螺旋金型とを使用)。この射出能力は
230℃で材料を射出した時に得られる螺旋の長さ(mmで
表示)である。
3)ASTM D638−80規格で測定した流動限界での歪み(C
SE)(daN/cm2で表示) 4)衝撃強度(IMP)(質量10kgの物体を速度4.4m/秒で
厚さ1.7mmのサンプルに落下させ、ロザンドプレシジョ
ン(ROSAND PRECISION)衝撃計を用いて23℃で測定(ジ
ュールで表示)。
実施例24〜26 エチレンのホモポリマーA7を使用した(A7の主要特性
は第1表に示してある。比較例24はA7のみの場合)。
このポリマーA7を実施例1〜16に記載の条件で分散物
P2を用いて変性させた。各実施例での重量比(B1)/
(A7)は第5表に示した(パーセントで表示)。得られ
た変性ポリマーについて実施例21〜23と同じ条件で流動
指数IF2と射出能力INJとを測定した。得られた結果を第
5表に示す。
実施例28 アルミニウムフィルムに連続コーティングした。
実施例1〜16の条件でポリマーA6を分散物P25重量%
を用いて変性させた(変性ポリマーの流動指数IF2は6
度/分)。
変性ポリマーを平らなダイから押出成形したフィルム
にした。ダイ出口での材料温度は約310℃である。得ら
れたフィルムを100m/分の速度でボビンから繰り出され
るアルミニウムシート上に連続的に積層した(約35g/
m2)。
ASTM D903−49規格(サンプルの幅は15mm)で測定し
た積層物の剥離強度は504gであった。
実施例29(比較例) ラジカル重合法で得られた密度および流動指数が同じ
エチレンポリマーを実施例28と同じ条件でアルミニウム
フィルム上にコーティングした。
剥離強度を測定したところ234gであった。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記a)およびb): a)少なくとも80モル%がエチレンに由来する単位で、
    20モル%以下が炭素数が3〜12の少なくとも1種のα−
    オレフィンに由来する単位である少なくとも1種のエチ
    レン系ポリマー:90〜99.8重量%と、 b)少なくとも90モル%が炭素数が3〜12の少なくとも
    1種のα−オレフィンに由来する単位で、10モル%以下
    がエチレンに由来する単位である少なくとも1種の第2
    ポリマー:0.2〜10重量%と、 とを含む、測定で得られる極限粘度が分子量分布から計
    算で得られる極限粘度の1.5〜100倍であることを特徴と
    するエチレン系変性ポリマーの組成物。
  2. 【請求項2】b)の第2ポリマーがポリプロピレンであ
    る請求の範囲第1項に記載の組成物。
  3. 【請求項3】b)のポリマーがポリ(1−ブテン−エチ
    レン)である請求の範囲第1項に記載の組成物。
  4. 【請求項4】少なくとも90モル%が炭素数が3〜12の少
    なくとも1種のα−オレフィンに由来する単位で、10モ
    ル%以下がエチレンに由来する単位である少なくとも1
    種の第2ポリマー(B)100重量部中に、0.02〜10重量
    部の少なくとも1種のラジカル重合開始剤を加え、 得られた分散物を、少なくとも80モル%でエチレンに由
    来する単位で、20モル%以下が炭素数が3〜12の1種の
    α−オレフィンに由来する単位である少なくとも1種の
    エチレン系ポリマー(A)に加えてエチレン系ポリマー
    (A)と第2ポリマー(B)とからなる混合物を作り、
    この混合物中での第2ポリマー(B)の割合を0.2〜10
    重量%とし、 この混合物をエチレン系ポリマー(A)の融点より高い
    温度で、この温度でのラジカル重合開始剤の半減期の10
    分の1以上の時間接触させて変成することを特徴とす
    る、測定で得られる極限粘度が分子量分布から計算で得
    られる極限粘度の1.5〜100倍であるエチレン系変性ポリ
    マー組成物の製造方法。
  5. 【請求項5】第2ポリマー(B)とエチレン系ポリマー
    (A)との接触を成形機中で行う請求の範囲第4項に記
    載の方法。
  6. 【請求項6】ラジカル重合開始剤を過酸化化合物、ジア
    ゾ化合物、不安定な炭素−炭素結合を有する炭化水素か
    らなる群の中から選択する請求の範囲第4または5に記
    載の方法。
  7. 【請求項7】ジアゾ化合物が2,2′−アゾビス(アシル
    オキシアルカン)である請求の範囲第6項に記載の方
    法。
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