JP5401271B2 - 多層ブロー成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、光沢感に優れ、耐ドローダウン性等の溶融加工特性が良好で熱安定性が向上するとともにリサイクル性にも優れ、発泡性が良好で大幅な軽量化が可能な多層ブロー成形品に関する。
従来、ポリプロピレン系樹脂は、良好な物性及び成形性を有し、また、環境にやさしい材料として、急速にその使用範囲が拡大している。自動車部品等製品の軽量化、コストダウン、断熱性、吸音性を目的に、ブロー成形において発泡を行ういわゆる発泡ブロー成形が注目されている(例えば、特許文献1参照。)。
従来のポリプロピレンでは、発泡状態のパリソンを型内で加圧空気によりブローすると、溶融張力が小さいため、発泡状態の気泡が押しつぶされてしまい、十分な発泡状態の中空成形品を得ることは困難であった。
そのため、ポリプロピレンの溶融張力を高める方法として、溶融状態下において、結晶性ポリプロピレンに有機過酸化物と架橋助剤を反応させる方法(例えば、特許文献2、3等参照。)、半結晶性ポリプロピレンに低分解温度過酸化物を酸素不存在下で反応させて、自由端長鎖分岐を有しゲルを含まないポリプロピレンを製造する方法(特許文献4参照。)などが開示されている。
また、放射線照射により長鎖分岐が導入された、通常の線状ポリプロピレン系樹脂に比べて溶融張力が高い、ポリプロピレン系樹脂がサンアロマー社よりHMS−PP(ハイ・メルトストレングス・ポリプロピレン)として市販されている。
上記に提案されている種々のポリプロピレンは、溶融張力のある程度の向上は認められる。長鎖分岐型のポリプロピレンを含むポリプロピレン樹脂(特許文献5参照。)は、発泡ブロー成形性も向上しているものの、製造方法に起因すると考えられる架橋助剤による臭気の残留に問題があった。さらに、環境問題等の課題を解決するためのリサイクル使用性に欠けるといった問題が見られる。
また、ポリプロピレン樹脂成形品は、高い光沢感が求められる自動車部品などでは、クリア塗装等の塗装処理が施されている。塗装処理により、耐傷付き性も向上する。
しかし、塗装処理には、多くの工程や労力と高価な設備が必要であり、また、塗料などの費用がかかるので、部品単価が増大し、コストアップの要因となっている。現在では、製造工程の簡略化や環境負荷の低減を考慮して、無塗装で良好な光沢感を示す成形品および成形材料が求められている。無塗装化に対応する材料として、樹脂成分と顔料成分や分散剤を特定化するものが提案されている(特許文献6参照。)が、成形品の光沢感は、塗装処理品に及ばない。
こうした状況下に、従来技術における問題点を解消し、光沢感が優れ、剛性、断熱性、耐ドローダウン性等の溶融加工が良好で熱安定性が向上されるとともに熱安定性(リターン性)にも優れたプロピレン系樹脂組成物が求められている。
特開2004−116956号公報 特開昭59−93711号公報 特開昭61−152754号公報 特開平2−298536号公報 特開2006−181957号公報 特開平2−255842号公報
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、光沢感が優れ、発泡ブロー成形性が良好で、大幅な軽量化が可能であり、熱安定性(リターン性)にも優れたブロー成形品を提供することにある。
因みに、本明細書で、表面外観に優れるとは、表面の平滑性が良好な外観を呈すことを意味し、発泡ブロー成形性が良好とは、耐ドローダウン性及びリターン性が良好であり、設定発泡倍率通りに発泡し、セル形態としてセル径が均一であることを意味する。
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、特定のポリプロピレン系樹脂と、一般のポリプロピレン樹脂に特定の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体を配合した樹脂組成物との多層ブロー成形品が、光沢感に優れ、発泡ブロー成形性が良好で、大幅な軽量化が可能であり、リサイクル性にも優れ、剛性などの物性も向上することを見出し、これらの知見に基づき、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、少なくとも内層及び外層からなる多層ブロー成形品であって、前記外層は、メタロセン触媒を用いて製造され、メルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が20〜40g/10分、融点が100〜135℃、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.5〜4である、プロピレン単独重合体又はプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体から選ばれるポリプロピレン系樹脂からなり、
前記内層は、メルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が0.05〜2g/10分の結晶性ポリプロピレン(成分A)35〜90重量%と、直鎖状プロピレン重合体部分と直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分とからなり、下記の要件(i)〜(vi)を有する直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)10〜65重量%と、スチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物(c1)、ムーニー粘度[ML1+4(121℃)]が5以上のエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴム(c2)、又はメルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が0.3〜2g/10分、密度が0.920g/cm以上のエチレン重合体樹脂(c3)から選ばれる少なくとも一種の熱可塑性樹脂(成分C)0〜20重量%からなり、且つメルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が1〜5g/10分のポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする多層ブロー成形品が提供される。
特性(i):直鎖状プロピレン重合体部分のメルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が120g/10分以上である。
特性(ii):直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)全体に対する割合が2〜50重量%である。
特性(iii):直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが5.3〜10.0dl/gである。
特性(iv):メルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が45g/10分以上である。
特性(v):ダイスウエル比が1.2〜2.5である。
特性(vi):180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示す。
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、内層の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Q値:Mw/Mn)が7〜13であることを特徴とする多層ブロー成形品が提供される。
さらに、本発明の第3の発明によれば、第1または第2の発明において、内層の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)は、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量が、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体全量に対し、15〜80重量%であることを特徴とする多層ブロー成形品が提供される。
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、外層のポリプロピレン系樹脂は、融点(Tm)と融解熱量(ΔHm)とが下記式(1)を満たすことを特徴とする多層ブロー成形品が提供される。
ΔHm>1.16Tm−78 …(1)
さらに、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、内層が発泡層であることを特徴とする多層ブロー成形品が提供される。
本発明は、上記した如く、多層ブロー成形品などに係るものであるが、その好ましい態様としては、次のものが包含される。
(1)第1の発明において、内層の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)の直鎖状プロピレン重合体部分は、多段重合法、好ましくは二段重合法により重合されたものであることを特徴とする多層ブロー成形品。
(2)第1の発明において、内層の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)は、180℃伸張粘度測定における歪硬化性を有し、180℃伸張粘度測定において、歪速度が1.0/secにおける歪硬化度(λmax)の値が2.0以上であることを特徴とする多層ブロー成形品。
(3)第1の発明において、内層の結晶性ポリプロピレン(成分A)は、プロピレン単独重合体またはエチレン・プロピレンブロック共重合体であることを特徴とする多層ブロー成形品。
本発明の多層ブロー成形品は、光沢感に優れ、架橋変成などを行わなくとも、発泡ブロー成形性が良好で、大幅な軽量化が可能であり、リサイクル性にも優れ、剛性、断熱性などの物性も向上するという顕著な効果を発現する。そのため、バンパー、サイドモール、スポイラー、インストルメントパネル、ルーフ、灯体、デッキボード等をはじめとする自動車向けブロー成形部品用途や、日用雑貨など住宅、建設設備向けブロー成形部品用途に、好適に用いることができる。
本発明は、少なくとも内層及び外層からなる多層ブロー成形品であって、前記外層は、メタロセン触媒を用いて製造され、メルトフローレート(以下、MFRと記す。)(230℃、21.18N荷重)が20〜40g/10分、融点が100〜135℃、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.5〜4である、プロピレン単独重合体又はプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体から選ばれるポリプロピレン系樹脂からなり、前記内層は、MFR(230℃、21.18N荷重)が0.05〜2g/10分の結晶性ポリプロピレン(成分A)35〜90重量%と、直鎖状プロピレン重合体部分と直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分とからなり、下記の要件(i)〜(vi)を有する直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)10〜65重量%と、スチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物(c1)、ムーニー粘度[ML1+4(121℃)]が5以上のエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴム(c2)、又はMFR(230℃、21.18N荷重)が0.3〜2g/10分、密度が0.920g/cm以上のエチレン重合体樹脂(c3)から選ばれる少なくとも一種の熱可塑性樹脂(成分C)0〜20重量%からなり、且つMFR(230℃、21.18N荷重)が1〜5g/10分のポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする多層ブロー成形品である。
特性(i):直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)が120g/10分以上である。
特性(ii):直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)全体に対する割合が2〜50重量%である。
特性(iii):直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが5.3〜10.0dl/gである。
特性(iv):MFR(230℃、21.18N荷重)が45g/10分以上である。
特性(v):ダイスウエル比が1.2〜2.5である。
特性(vi):180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示す。
以下、各構成成分などの各要件について、詳細に説明する。
I.外層
1.ポリプロピレン系樹脂
本発明の多層ブロー成形品の外層に用いるポリプロピレン系樹脂は、プロピレン単独重合体又はプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体である。
上記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体は、プロピレンから得られる構造単位が100〜90重量%(ただし、100重量%を除く)、好ましくは99〜92重量%、α−オレフィンから得られる構造単位が0〜10重量%(ただし0重量%を除く)、好ましくは1〜8重量%の割合で含有されていることが好ましい。
α−オレフィンとしては、エチレン及び/又は炭素数4〜20のα−オレフィンなどが挙げられ、具体的には、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1、4−メチルペンテン−1等を挙げることができる。
α−オレフィンは、2種以上を併用することもできる。コモノマーの構造単位が上記範囲内にあると、実用上良好な剛性を保つことができる。好ましくは、エチレン含有量1〜5重量%、特に2〜4重量%のプロピレン・エチレンランダム共重合体である。
ここで、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体中のプロピレンから得られる構造単位、及び、α−オレフィンから得られる構造単位は、13C−NMR(核磁気共鳴法)を用いて測定される値である。具体的には、日本電子社製FT−NMRの270MHzの装置により測定される値である。
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、20〜40g/10分、好ましくは21〜38g/10分である。MFRが20g/10分未満であると、光沢が低下し、一方、MFRが40g/10分を超えると、ドロ−ダウンが顕著である。
ここで、MFRは、JIS K7210(230℃、21.18N荷重)に準拠して測定する値である。
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂の融点(Tm)は、100〜135℃、好ましくは110〜130℃である。融点が100℃未満であると、成形品表面にべたつきが発生して、型開きが不良になるといった成形性が悪くなり、一方、135℃を超えると、傷付き性が低下する。融点は、共重合モノマーの含有量の増減、立体規則性の制御などにより調節可能である。
ここで、融点は、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ社製DSC6200)を使用し、シート状にしたサンプル片を5mgアルミパンに詰め、50℃から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で40℃まで降温して結晶化させ1分間保持した後、10℃/分で200℃まで昇温させた時の融解最大ピーク温度として求める値である。
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比Mw/Mnは、1.5〜4であり、好ましくは1.7〜3.5であり、より好ましくは2〜3.2であり、さらに好ましくは2.3〜3である。Mw/Mnが1.5未満であると、成形性が悪化する。一方、Mw/Mnが4を超えると、高光沢感が低下する。Mw/Mnは、製造時の重合条件(重合温度、重合圧力)、用いる触媒の種類を変更することによって、調整することができる。
ここで、本発明において採用しているゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の測定条件は、次の通りである。
装置:ウオーターズ社製GPC 150C型
検出器:MIRAN社製 1A赤外分光光度計(測定波長、3.42μm)
カラム:昭和電工社製AD806M/S 3本
カラムの較正は、東ソー製単分散ポリスチレン(A500,A2500,F1,F2,F4,F10,F20,F40,F288の各0.5mg/ml溶液)の測定を行い、溶出体積と分子量の対数値を2次式で近似した。また、試料の分子量は、ポリスチレンとポリプロピレンの粘度式を用いてポリプロピレンに換算した。ここでポリスチレンの粘度式の係数はα=0.723、logK=−3.967であり、ポリプロピレンはα=0.707、logK=−3.616である。
測定温度:140℃
濃度:20mg/10mL
注入量:0.2ml
溶媒:オルソジクロロベンゼン
流速:1.0ml/分
粘度式:log[η]=logK+α×logM
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂は、昇温溶離分別(TREF)法により20重量%溶出したときの温度(T20)と100重量%溶出終了したときの温度(T100)の差(T100−T20)が、好ましくは30℃以下、より好ましくは25℃以下、さらに好ましくは20℃以下、特に好ましくは15℃以下である。差(T100−T20)が30℃以下であれば、高光沢感をいっそう高めることができる。昇温溶離分別による(T100−T20)は、製造時の重合条件(重合温度、重合圧力)、用いる触媒およびα−オレフィンの種類と量、組成を変更することによって調整することができる。
ここで、本発明において採用している昇温溶離分別(TREF)法とは、以下に示す方法である。
すなわち、試料を140℃でオルトジクロロベンゼンに溶解し溶液とする。これを140℃のTREFカラムに導入した後8℃/分の降温速度で100℃まで冷却し、引き続き4℃/分の降温速度で40℃まで冷却後、10分間保持する。その後、溶媒であるオルトジクロロベンゼンを1mL/分の流速でカラムに流し、TREFカラム中で40℃のオルトジクロロベンゼンに溶解している成分を10分間溶出させ、次に昇温速度100℃/時間にてカラムを140℃までリニアに昇温し、溶出曲線を得る。
上記条件に従って得た溶出曲線から40℃で溶出する成分の全量に対する割合(重量%)を算出する。また、20重量%溶出したときの温度(T20)から100重量%溶出終了したときの温度(T100)の幅(T100−T20)を算出する。用いるカラム、溶媒、温度等の条件は以下の通りである。
カラムサイズ:4.3mmφ×150mm
カラム充填材:100μm表面不活性処理ガラスビーズ
溶媒:オルトジクロロベンゼン
試料濃度:5mg/mL
試料注入量:0.2mL
溶媒流速:1mL/分
検出器:波長固定型赤外検出器、FOXBORO社製MIRAN 1A
測定波長:3.42μm
本発明で用いる外層のポリプロピレン系樹脂の結晶化温度(Tc)は、好ましくは80〜120℃、より好ましくは85〜110℃である。結晶化温度がこの範囲にあるものは、剛性や耐熱性が優れるが、下限未満では、べたつきが発生し、ごみ等が付着しやすくなることがある。一方、上限を超えると、高光沢性が低下しやすくなる。
ここで、結晶化温度の測定は、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ社製DSC6200)を使用し、シート状にしたサンプル片を5mgアルミパンに詰め、50℃から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で40℃まで降温して結晶化させた時の結晶化最大ピーク温度として測定する値である。
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂の結晶化度の指標である融解熱量(ΔHm:結晶を融解するエネルギー)は、好ましくは70〜90mJ/mg、より好ましくは72〜80mJ/mgである。ΔHmがこの範囲にあるものは、耐傷付き性が優れる。
ここで、融解熱量の測定は、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ社製DSC6200)を使用し、シート状にしたサンプル片を5mgアルミパンに詰め、50℃から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で40℃まで降温して結晶化させ1分間保持した後、10℃/分で200℃まで昇温させた時の全融解熱として求める値である。
本発明で用いる外層のポリプロピレン系樹脂における上記の融解熱量(ΔHm)と融点(Tm)との関係は、下記式(1)を満たすことが好ましく、より好ましくは、下記式(2)を満たすものである。この関係が満足されることにより高光沢感はいっそう向上する。
ΔHm>1.16×Tm−78 …(1)
ΔHm>1.05×Tm−61 …(2)
本発明で用いる外層のポリプロピレン系樹脂は、メタロセン触媒を用いて製造されるプロピレン単独重合体又はプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体である。
メタロセン触媒としては、具体的には、[A]下記一般式[I]で表される遷移金属化合物に、[B]アルミニウムオキシ化合物、成分[A]と反応して成分[A]をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物、ルイス酸、珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物、無機珪酸塩、からなる群より選ばれる一種以上の物質、及び[C]有機アルミニウム化合物を接触させて得られる触媒が使用される。
Figure 0005401271
[式中、A及びAは、共役五員環配位子(同一化合物内においてA及びAは同一でも異なっていてもよい)を示し、Qは2つの共役五員環配位子を任意の位置で架橋する結合性基を示し、Mは周期表第4〜6族から選ばれる金属原子を示し、X及びYは水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アミノ基、ハロゲン化炭化水素基、酸素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、リン含有炭化水素基又はケイ素含有炭化水素基を示す。]
一般式[I]中、A及びAは、共役五員環配位子(同一化合物内においてA及びAは同一でも異なっていてもよい)を示し、好ましくはそのうち少なくとも一方は、共役五員環配位子上の隣接した置換基が結合し五員環の2原子を含めて7〜10員の縮合環を有する。そして、A及びAの共役五員環配位子は、結合性基Qに結合していない炭素に置換基を有していてもよい。上記の共役五員環配位子の典型例としては、例えば、シクロペンタジエニル基を挙げることが出来る。このシクロペンタジエニル基は、水素原子を4個有するもの[C−]であってもよく、また、上記した通り、その水素原子の幾つかが置換基で置換されているものであってもよい。
上記の置換基の1つの具体例は、炭素数が通常1〜20、好ましくは1〜15の炭化水素基である。その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、フェニル基、ナフチル基、ブテニル基、ブタジエニル基、トリフェニルカルビル基などが挙げられる。上記の炭化水素基は、一価の基としてシクロペンタジエニル基と結合していてもよく、その置換基の末端で2種が結合して縮合環を形成してもよい。縮合環を形成したシクロペンタジエニル基の典型例としては、インデン、フルオレン、アズレン等の化合物やその誘導体である。
具体的には、シクロペンタジエニル、n−ブチルシクロペンタジエニル、インデニル、2−メチルインデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、テトラヒドロインデニル、2−メチルテトラヒドロインデニル、2−メチルベンゾインデニル、2,4−ジメチルアズレニル、2−メチル−4−フェニルアズレニル、2−メチル−4−ナフチルアズレニル、2−エチル−4−ナフチルアズレニル、2−エチル−4−フェニルアズレニル、2−メチル−4−(4−クロロフェニル)アズレニル等が挙げられる。
炭化水素基以外の置換基としては、珪素、酸素、窒素、燐、硼素、硫黄などの原子を含有する炭化水素残が挙げられる。その典型例としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、フリル基、トリメチルシリル基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ピラゾリル基、インドリル基、カルバゾリル基、ジメチルフォスフィノ基、ジフェニルフォスフィノ基、ジフェニル硼素基、ジメトキシ硼素基、チエニル基などが挙げられる。その他の置換基としては、ハロゲン原子又はハロゲン含有炭化水素基などが挙げられる。その典型的例としては、塩素、臭素、沃素、フッ素、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基などが挙げられる。
成分[A]として使用する遷移金属化合物は、A及びAのうち少なくとも一方が、共役五員環配位子上の隣接した置換基が結合し五員環の2原子を含めて7〜10員の縮合環を有するものが好ましい。すなわち、A及びAのどちらか一方は、少なくとも共役五員環の隣接する炭素2原子を含めた7〜10の縮合環を形成しているものが好ましい。
Qは、2つの共役五員環配位子を任意の位置で架橋する結合性基を示す。すなわち、Qは、2価の結合性基であり、AとAとを架橋する。Qの種類は特に制限されないが、その具体例としては、(イ)炭素数が通常1〜20、好ましくは1〜12の2価の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基、具体的には、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン等の不飽和炭化水素基、ハロアルキレン基、ハロシクロアルキレン基、(ロ)無置換または炭素数が通常1〜20、好ましくは1〜12の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基を置換基として有するシリレン基またはオリゴシリレン基、(ハ)無置換または炭素数が通常1〜20の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基を置換基として有するゲルミレン基や、リン、窒素、ホウ素あるいはアルミニウムを含む炭化水素基などが挙げられる。これらの中では、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、炭化水素基を置換基として有するシリレン基またはゲルミレン基が好ましい。
Mは、周期表第4〜6族から選ばれる遷移金属原子を示し、好ましくは、チタン、ジルコニウム又はハフニウムの4族遷移金属、更に好ましくは、ジルコニウム又はハフニウムである。X及びYは、それぞれ独立して、Mと結合した水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アミノ基、ハロゲン化炭化水素基、酸素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、リン含有炭化水素基またはケイ素含有炭化水素基を示す。上記の各炭化水素基における炭素数は、通常1〜20、好ましくは1〜12である。これらの中では、水素原子、塩素原子、メチル基、イソブチル基、フェニル基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基及びトリメチルシリル基、ビス(トリメチルシリル)メチル基等のケイ素含有炭化水素基が好ましい。
成分[B]としては、アルミニウムオキシ化合物、成分[A]と反応して、成分[A]をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物、ルイス酸、珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物、無機珪酸塩、からなる群より選ばれる一種以上の物質を用いる。
成分[C]としては、下記一般式で表される有機アルミニウム化合物が好適に使用される。
AlR3−a
(式中、Rは炭素数1〜20の炭化水素基、Pは、水素、ハロゲン、アルコキシ基またはシロキシ基を示し、aは0より大きく3以下の数を示す。)
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、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノメトキシド等のハロゲン又はアルコキシ含有アルキルアルミニウムが挙げられる。これらの中では、トリアルキルアルミニウムが好ましい。
また、成分[C]として、メチルアルミノキサン等のアルミノキサン類なども使用できる(尚、成分[B]がアルミノキサンの場合は、成分[C]の例示としてアルミノキサンは除く。)。
外層に用いるポリプロピレン系樹脂には、必要に応じて他の重合体、充填剤、添加剤等の配合成分が含まれていてもよい。
ポリプロピレン系樹脂に含まれていてもよい他の重合体としては、本発明のポリプロピレン系樹脂以外のポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリビニルクロライド、ポリカーボネート等が挙げられる。
本発明のポリプロピレン系樹脂以外のポリオレフィンとしては、エチレン単独重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体、エチレン・プロピレン・ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・ヘキセン共重合体、エチレン・プロピレン・オクテン共重合体、エチレン・ブテン・ヘキセン共重合体、エチレン・ブテン・オクテン共重合体、エチレン・ヘキセン・オクテン共重合体等のエチレン系重合体、プロピレン単独重合体、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・ブテン共重合体、プロピレン・ヘキセン共重合体、プロピレン・オクテン共重合体、プロピレン・エチレン・ブテン共重合体、プロピレン・エチレン・ヘキセン共重合体、プロピレン・エチレン・オクテン共重合体、プロピレン・ブテン・ヘキセン共重合体、プロピレン・ブテン・オクテン共重合体、プロピレン・ヘキセン・オクテン共重合体等のプロピレン系重合体、ブテン系重合体等が挙げられる。
ポリスチレンとしては、スチレン単独重合体、スチレンとアクリロニトリル、メタクリル酸メチル、α−メチルスチレン等との共重合体、スチレンとブタジエン、イソプレン等とのブロック共重合体若しくはランダム共重合体またはその水素添加物などが挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂に含まれていてもよい充填剤としては、タルク、マイカ、モンモリロナイト等の板状無機充填剤、短繊維ガラス繊維、長繊維ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ゾノライト等の繊維状無機充填剤、チタン酸カリウム、マグネシウムオキシサルフェート、窒化珪素ホウ酸アルミニウム、塩基性硫酸マグネシウム、酸化亜鉛、ワラストナイト、炭酸カルシウム等の針状(ウィスカー)無機充填剤、沈降性炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の粒状無機充填剤、ガラスバルーンのようなバルン状無機充填剤、ポリエステル繊維・ケナフ・ジュート・木粉等の有機充填剤が例示される。
ポリプロピレン系樹脂に含まれていてもよい添加剤としては、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、核剤、分散剤、顔料、染料、帯電防止剤、滑剤、金属不活性剤、難燃剤、中和剤、発泡剤、架橋剤、可塑剤等が挙げられる。
II.内層
1.結晶性ポリプロピレン(成分A)
本発明において使用する結晶性ポリプロピレン(成分A)としては、プロピレン単独重合体、プロピレンとエチレン、ブテン−1等の他のα−オレフィンとのランダム共重合体又はブロック共重合体等が挙げられ、これらは併用することもできる。
本発明において使用する結晶性ポリプロピレンは、MFR(JIS K7210、230℃、21.18N荷重で測定)が0.05〜2g/10分、好ましくは0.1〜1.5g/10分、より好ましくは0.2〜1.2g/10分である。下限未満では溶融延展性が低下し、上限を超えると、耐ドローダウン性が低下する。
本発明に係る結晶性ポリプロピレンは、結晶性を有するポリプロピレンであるが、結晶性の有無は、融点の有無により判定することができる。すなわち、本発明に係る結晶性ポリプロピレンは、融点を有するものである。
融点は、DSC測定で結晶の融解に基づく吸熱ピークとして測定できる。本発明に係る結晶性ポリプロピレンは、融点が好ましくは110〜175℃、より好ましくは150〜170℃、さらに好ましくは160〜170℃である。
なお、融点は、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ社製DSC6200)を使用し、シート状にしたサンプル片を5mgアルミパンに詰め、50℃から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で40℃まで降温して結晶化させ1分間保持した後、10℃/分で200℃まで昇温させた時の融解最大ピーク温度として求める。
2.直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)
本発明で用いられる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)は、直鎖状プロピレン重合体部分と直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分とからなる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体である。
直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体は、下記特性(i)〜(vi)を有し、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物において、優れた表面外観、および高度な発泡ブロー成形性(発泡倍率、発泡状態)、表面外観を発現することに寄与する特徴を有する。
特性(i):直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)が120g/10分以上である。
特性(ii):直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体全体に対する割合が2〜50重量%である。
特性(iii):直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが5.3〜10.0dl/gである。
特性(iv):MFR(230℃、21.18N荷重)が45g/10分以上である。
特性(v):ダイスウエル比が1.2〜2.5である。
特性(vi):180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示す。
ここで、直鎖状プロピレン重合体部分、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分や直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)における「直鎖状」とは、メチル分岐構造以外の分岐構造が極めて少ないこと、好ましくは存在しないことを意味し、これは、通常のポリプロピレン系樹脂にも多くみられる構造である。
例えば、13C−NMR分析により、分岐炭素に基づく31.5〜31.7ppmにピークが観測されないことで確認できる(Macromol.chem.phys.2003年、Vol.204、1738頁参照。)。
直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)は、前記のように、直鎖状構造であるにもかかわらず、歪硬化性を示す。歪硬化性は、通常、分子の絡み合いにより生ずると言われており、歪硬化性を発現させるには、例えば、直鎖状プロピレン重合体部分の分子量と、直鎖状プロピレン・エチレンランダム共重合体部分の分子量の差を大きくしたり、また、直鎖状プロピレン重合体部分と直鎖状プロピレン・エチレンランダム共重合体部分の相溶性をあげたりする手法が挙げられる。
直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)は、これらを満足するばかりでなく、直鎖状プロピレン重合体部分中における直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の分散構造が特異であって、すなわち、一般のプロピレン・エチレンブロック共重合体の場合(この場合では、剪断を受けた場合、エチレン・プロピレンランダム共重合体部分が、プロピレン重合体部分の界面に排斥され凝集して、個々に分散する。)とは異なり、一種の網目状に近似した状態(すなわち、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分が、直鎖状プロピレン重合体部分に網目状に浸み込む。)を呈しているため、歪硬化性を示すと、考察されている。
また、一種の網目状に近似した状態を呈していることにより、直鎖状プロピレン重合体部分と、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分との相溶性がより一段と高められていると、考察されている。
歪硬化性を示すことの効果は、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)において、発泡ブロー成形時のダイス開放部での破泡等に起因する表面平滑性が美麗になり易く、また、高倍率で、均一微細な気泡を有する多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)が得られ易くなることである。
(1)製造
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)の製造法は、特性(i)〜(vi)を有している限り、特に限定されるものではなく、公知の重合方法、重合条件の中から適宜に選択でき、例えば以下の方法が挙げられる。
プロピレンの重合触媒としては、通常、高立体規則性触媒が用いられる。例えば、四塩化チタンを有機アルミニウム化合物で還元し、更に各種の電子供与体及び電子受容体で処理して得られた三塩化チタン組成物と有機アルミニウム化合物及び芳香族カルボン酸エステルを組み合わせた触媒(特開昭56―100806号、特開昭56−120712号、特開昭58−104907号の各公報参照。)、及び、ハロゲン化マグネシウムに四塩化チタンと各種の電子供与体を接触させた担持型触媒(特開昭57−63310号、同63−43915号、同63−83116号の各公報参照。)等を例示することができる。
前記触媒の存在下、気相重合法、液相塊状重合法、スラリー重合法等の製造プロセスを適用して、プロピレンを重合し、続いてプロピレンとエチレンをランダム重合することにより得られる。前述した溶融特性(MFR)等を有するプロピレン・エチレンブロック共重合体を得るためには、スラリー法、気相流動床法にて、多段重合することが好ましい。
直鎖状プロピレン重合体部分の重合は、プロピレンの一段重合であっても、多段重合であってもかまわないが、前述特性を発現するためには、多段重合により得ることがより好ましい。
直鎖状プロピレン重合体部分の多段重合法としては、以下に示す工程(1)と工程(2)による二段重合法を、例示することができる。
工程(1):プロピレンを、分子量調節剤としての水素の存在下で重合する。分子量が大きすぎる重合体の生成を抑制するためである。水素は、直鎖状プロピレン重合体部分のMFRが120g/10分以上になるように、添加される。水素濃度としては、全モノマー量に対して通常0.1〜40モル%の範囲から選択される。また、重合温度は通常40〜90℃、圧力は2×10〜35×10Paの範囲から選択される。この工程(1)で得られる重合体の量は、通常全重合量の80〜99重量%となるように調整される。
工程(2):工程(1)で生成した直鎖状プロピレン重合体部分と比べ、高分子量のプロピレン重合体を重合するために、なるべく低濃度の水素雰囲気下もしくは、実質上水素の存在しない状態で重合することが好ましい。重合は、工程(1)で生成したプロピレン重合体及び触媒の存在下、引き続いて行われる。重合温度は通常、40〜90℃、圧力は2×10〜35×10Paの範囲から選択される。この工程(2)で得られる重合体の量は、通常、全重合量の1〜20重量%となるように、調整される。工程(1)及び工程(2)を結合して、結果として得られる重合体全体の物性値を前述した範囲に調整できればいかなる組み合わせを採用してもよい。
直鎖状プロピレン重合体部分は、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物の剛性の観点からは、プロピレンの単独重合体であることが好ましいが、成形性等の観点も加味して、結晶性を著しく損なわない範囲で、少量のコモノマーとの共重合体とすることもできる。具体的には、例えば、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル1−ペンテンなどのプロピレン以外のα−オレフィン、スチレン、ビニルシクロペンテン、ビニルシクロヘキサン、ビニルノルボルナンなどのビニル化合物等からなる群から選ばれる1以上のコモノマーに相応するコモノマー単位を、好ましくは5重量%以下の含量で含むことができる。これらのコモノマーは、二種以上共重合されていてもよい。コモノマーは、エチレン及び/又は1−ブテンであるのが望ましく、最も望ましいのはエチレンである。ここで、コモノマー単位の含量は、赤外分光分析法(IR)にて求めた値である。
直鎖状プロピレン重合体部分の重合に続いて、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の重合を行う。直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分は、ダイスウエル比、分子量分布(Q値)を所定の値に調整するため、高分子量の直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体にすることが好ましい。
直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の重合は、高分子量の重合体を重合するために、なるべく低濃度の水素雰囲気下もしくは、実質上水素の存在しない状態で重合することが好ましい。重合は、直鎖状プロピレン重合体部分重合工程で生成したプロピレン重合体及び触媒の存在下、引き続いて行われる。重合温度は通常40〜90℃、圧力は2×10〜35×10Paの範囲から選択される。
(2)物性
特性(i):
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる成分Bの直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)は、120g/10分以上、好ましくは135〜3000g/10分、さらに好ましくは150〜2000g/10分である。MFRが120g/10分未満であると、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の表面外観、発泡ブロー成形性がそれぞれ悪化する。
特性(ii):
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる成分Bにおける直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体全体に対する構成割合は、2〜50重量%であり、好ましくは5〜40重量%であり、より好ましくは7〜20重量%である。すなわち、直鎖状プロピレン重合体部分の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体全体に対する割合は、50〜98重量%、好ましくは60〜95重量%、より好ましくは80〜93重量%である。直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分が2重量%未満である(すなわち、直鎖状プロピレン重合体部分が98重量%を超える)と、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の発泡ブロー成形性や耐ドローダウン性が悪化する。一方、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の割合が50重量%を超える(すなわち、直鎖状プロピレン重合体部分が50重量%未満である)と、表面外観、発泡ブロー成形性が悪化したり、流動性が低下し、装置への負荷が高くなり生産性が低下する傾向がある。
特性(iii):
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる成分Bにおける直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyは、5.3dl/g以上、好ましくは6.0dl/g以上、より好ましくは6.5dl/g以上であり、10.0dl/g以下、好ましくは9.5dl/g以下、より好ましくは9.0dl/g以下である。固有粘度[η]copolyが5.3dl/g未満であると、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の発泡ブロー成形性が悪化する。また、固有粘度[η]copolyが10.0dl/gを超えると、表面外観が悪化する。
特性(iv):
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)全体のMFR(230℃、21.18N荷重)は、45g/10分以上、好ましくは50g/10分以上、より好ましくは70〜500g/10分、さらに好ましくは100〜300g/10分である。MFRが45g/10分未満であると、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の表面外観および発泡成形性が悪化するほか、流動性が低下し、装置への負荷が高くなり生産性が低下する傾向がある。
特性(v):
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる成分B全体のダイスウエル比は、1.2〜2.5、好ましくは1.3〜2.4であり、より好ましくは1.4〜2.3である。ダイスウエル比が1.2未満であると、ポリプロピレン系樹脂組成物が高倍率において良好なセル形態を保てず、発泡ブロー成形性が悪化する。一方、ダイスウエル比が2.5を超えるものは、工業的に製造が難しいので実用性が小さい。
ダイスウエル比は、構成する直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の重合時において、なるべく低濃度の水素雰囲気下もしくは、実質的に水素の存在しない状態で重合を行い、分子量を高く制御することにより、大きな値とすることができる。
特性(vi):
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体は、180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示すものである。この180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示すことの効果は、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物において、発泡ブロー成形時のダイス開放部での破泡等に起因する表面平滑性が美麗になり易く、また、高倍率で、均一微細な気泡を有する多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)が得られ易くなることである。
ここでいう歪硬化性を示すとは、溶融物の延伸歪み量が大きくなるにしたがって、伸長粘度がしだいに大きくなり、ある歪み量のとき、それまでに比べ、伸長粘度の増加率が急激に増大する場合である。
また、歪硬化性を評価する方法に関しては、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、好ましい測定方法としては、測定装置として、Rheometorics社製 Ares(冶具:ティーエーインスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture)や、東洋精機社製、Melten Rheometerを用いる方法が挙げられる。
歪硬化性の度合いとしては、180℃伸張粘度測定(歪速度:1.0/sec)において、2.0以上、より好ましくは2.5以上、とりわけ好ましくは3.0以上、さらに好ましくは5.0以上の歪硬化度(λmax)を有することが好ましい。歪硬化度(λmax)が、2.0以上であると、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)において、発泡ブロー成形時のダイス開放部での破泡等がなく、表面平滑性が美麗になり易く、また、高倍率で、均一微細な気泡を有する多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)が得られ易くなる。
その他の特性:
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる成分Bは、分子量分布を表す重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Q値=Mw/Mn)が好ましくは7〜13、より好ましくは8〜12である。Q値が7以上であると、ポリプロピレン系樹脂組成物が良好なセル形態を保て、高倍率な発泡成形体が得られやすくなる傾向がある。一方、Q値が13以下の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体は、製造が容易で経済性に勝る。
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量は、エチレン・プロピレンランダム共重合体全量に対して、好ましくは15〜80重量%、より好ましくは20〜70重量%、さらに好ましくは25〜45重量%である。エチレン含量が15重量%以上であると、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の発泡ブロー成形性および表面外観が良好で、一方、エチレン含量が80重量%以下では、発泡状態がより向上する。
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる成分Bは、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは100万以上、より好ましくは110万〜800万、さらに好ましくは120万〜700万、とりわけ好ましくは150万〜400万である。直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の重量平均分子量(Mw)が100万より低いと、ポリプロピレン系樹脂組成物の発泡ブロー成形性の向上効果が充分得られない傾向がある。
MFR、ダイスウェル比、Mw、Q値、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の含量およびエチレン含量は、MFR計、クロス分別装置、フーリエ変換型赤外線吸収スペクトル分析、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定する値である。また、固有粘度[η]copolyは、ウベローデ型粘度計を、180℃伸張粘度測定における歪硬化性は、伸張粘度測定器を、それぞれ用いて測定する。主な項目の測定条件は、実施例において記述する。
3.熱可塑性樹脂(成分C)
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物においては、次に述べる特定のスチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物(c1)(以下、単に「成分(c1)」と略称するときもある)、エチレン・α−オレフィン系共重合体ゴム(c2)(以下、単に「成分(c2)」と略称するときもある)、またはエチレン重合体樹脂(c3)(以下、単に「成分(c3)」と略称するときもある)から選ばれる少なくとも一種の熱可塑性樹脂(成分C)(以下、単に「成分C」と略称するときもある)が必要に応じて配合されていてもよい。
成分Cの配合により、溶融張力が改良できる効果がある。
(1)成分(c1):スチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物
本発明において使用するスチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物は、共役ジエンとしてブタジエン、イソプレン等を使用したブロック共重合体の水素添加物であり、例えば、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン(SEBS)やスチレン・エチレン・プロピレン・スチレン(SEPS)の他、スチレンとブタジエン及びイソプレンの併用ブロック共重合体の水素添加物等がある。ここでスチレンとしては、α−メチルスチレンやp−メチルスチレン等のスチレン誘導体を使用することもできる。
これらスチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物を配合することにより、溶融張力が向上して中空成形での耐ドローダウン性が改善され、大型中空成形に非常に有効である。しかしながら、この配合よって、溶融破断速度が低下し伸びにくくなるため、深絞り形状や複雑な形状の金型などブロー比が大きい中空成形の場合パリソン破れや成形品が偏肉するなどの延展性が低下する問題があることに加え、組成物の経済性が損なわれるため、多量に配合することは好ましくない。
ここで使用されるスチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物は、前述の要件を満足する中空成形体が得られるものであれば特に制限はないが、ISO2781での密度が0.90〜0.92g/cm、スチレン含有量が31〜35重量%、BMS0380法による粘度が1〜2Pa・sであるものが望ましい。
(2)成分(c2):エチレン・α−オレフィン系共重合体ゴム
本発明において、エチレン・α−オレフィン系共重合体ゴムは、塗装性等の改善のために添加することができる。
本発明において使用するエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴムは、α−オレフィンとしてプロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1等を使用した共重合体ゴムであって、第三成分としてエチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエン等の非共役ジエンを含有成分とする三元共重合体ゴム(いわゆる、EPDM)であってもよい。
これらエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴムのムーニー粘度[ML1+4(121℃)](ASTM D1646準拠)は、5以上、好ましくは10以上、より好ましくは20〜40である。ムーニー粘度が上記範囲であれば、組成物の耐ドローダウン性が低下することも、成形時の賦形性が劣ることも、抑えられるので好ましい。
本発明において使用するエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴムの密度は、好ましくは0.890g/cm以下、より好ましくは0.885g/cm以下である。
(3)成分(c3):エチレン重合体樹脂
本発明において使用するエチレン重合体樹脂としては、エチレン単独重合体の他に、主成分のエチレンとブテン−1、ヘキセン−1等の他のエチレン性単量体との共重合体が挙げられ、具体的には、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等がある。エチレン重合体樹脂は、耐ドローダウン性の向上に効果がある。
成形体の表面品質及び塗装性の観点から、MFR(JIS K6760、230℃、21.18N荷重)が0.3〜2g/10分かつ密度が0.920g/cm以上のエチレン重合体樹脂が好ましい。特に、MFR(JIS K6760、230℃、21.18N荷重)が0.3〜2g/10分、密度が0.940g/cm以上の高密度ポリエチレンが好ましい。
4.構成成分の含有割合
本発明において使用する結晶性ポリプロピレン(成分A)の含有量は、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物全量基準で、35重量%以上、好ましくは39.5重量%以上、より好ましくは44重量%以上である。また、結晶性ポリプロピレン(成分A)の含有量は、90重量%以下、好ましくは84.5重量%以下、より好ましくは79重量%以下である。成分Aの含有量が、90重量%を超えると、発泡性が低下する傾向があり、一方、35重量%未満では、ブロー特性が低下し、溶融張力、耐ドローダウン性が低下する傾向がある。
本発明において使用する直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)の含有量は、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物全量基準で、10重量%以上、好ましくは15重量%以上、より好ましくは20重量%以上である。また直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)の含有量は、65重量%以下、60重量%以下、より好ましくは55重量%以下である。成分Bの含有量が、65重量%を超えると、ブロー特性が低下し、溶融張力、耐ドローダウン性が低下する傾向がある。10重量%未満では、発泡性が低下する傾向がある。
本発明において使用する熱可塑性樹脂(成分C)の含有量は、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物全量基準で、0重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上である。また、熱可塑性樹脂(C)の含有量は、20重量%以下、好ましくは15重量%、より好ましくは10重量%以下である。成分Cの含有量が20重量%を超えると、発泡性が低下する傾向がある。
なお、本発明においては、成分Aと成分Bと成分Cとの合計量は、100重量%である。
5.その他の成分
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物においては、上記成分A、成分B、および成分C以外に、さらに必要に応じ、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、たとえば発明効果をさらに向上させたり、他の効果を付与するなどのため、任意の添加成分を配合することができる。
具体的には、ヒンダードアミン系などの光安定剤、ベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤、ソルビトール系などの造核剤、顔料などの着色剤、フェノール系、リン系などの酸化防止剤、非イオン系などの帯電防止剤、無機化合物などの中和剤、チアゾール系などの抗菌・防黴剤、ハロゲン化合物などの難燃剤、プロセスオイル(配合油)、可塑剤、非イオン系などの帯電防止剤、有機金属塩系などの分散剤、脂肪酸アミド系などの滑剤、窒素化合物などの金属不活性剤、非イオン系などの界面活性剤や、上記成分A〜成分C以外のポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミドやポリエステルなどの熱可塑性樹脂、フィラー、エラストマーなどを挙げることができる。これらの成分は、二種以上併用しても良く、組成物に添加しても良いし、各成分に添加されていても良く、それぞれの成分においても二種以上併用しても良い。
光安定剤や紫外線吸収剤として、例えばヒンダードアミン化合物、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系やサリシレート系などは、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の耐候性や耐久性などの付与、向上に有効である。
具体例としては、ヒンダードアミン化合物として、コハク酸ジメチルと1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの縮合物;ポリ〔〔6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル〕〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕〕;テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート;テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート;ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート;ビス−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルセバケートなどが挙げられ、ベンゾトリアゾール系としては、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール;2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールなどが挙げられ、ベンゾフェノン系としては2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン;2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノンなどが挙げられ、サリシレート系としては、4−t−ブチルフェニルサリシレート;2,4−ジ−t−ブチルフェニル3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエートなどが挙げられる。
また、造核剤として、例えば無機系、ソルビトール系、カルボン酸金属塩系や有機リン酸塩系などは、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の剛性、耐熱性や硬度、発泡成形性などの付与、向上などに有効である。
具体例としては、無機系としてタルク;シリカなどが挙げられ、ソルビトール系として、1,3,2,4−ジベンジリデン−ソルビトール;1,3,2,4−ジ−(p−メチル−ベンジリデン)ソルビトール;1,3,2,4−ジ−(p−エチル−ベンジリデン)ソルビトール;1,3,2,4−ジ−(2’,4’−ジ−メチル−ベンジリデン)ソルビトール;1,3−p−クロロベンジリデン−2,4−p−メチル−ベンジリデン−ソルビトール;1,3,2,4−ジ−(p−プロピルベンジリデン)ソルビトールなどが挙げられ、カルボン酸金属塩系として、アルミニウム−モノ−ヒドロキシ−ジ−p−t−ブチルベンゾエート;安息香酸ナトリウム;モンタン酸カルシウムなどが挙げられ、さらに、有機リン酸塩系として、ソジウムビス(4−t−ブチルフェニル)フォスフェート;ソジウム−2,2’−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)フォスフェート;リチウム−2,2’−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)フォスフェートなどが挙げられる。
また、着色剤として、例えば無機系や有機系の顔料などは、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の、着色外観、見映え、風合い、商品価値、耐候性や耐久性などの付与、向上などに有効である。
具体例として、無機系顔料としては、酸化チタン;酸化鉄(ベンガラ等);クロム酸(黄鉛など);モリブデン酸;硫化セレン化物;フェロシアン化物およびカーボンブラックなどが挙げられ、有機系顔料としては、難溶性アゾレーキ;可溶性アゾレーキ;不溶性アゾキレート;縮合性アゾキレート;その他のアゾキレートなどのアゾ系顔料;フタロシアニンブルー;フタロシアニングリーンなどのフタロシアニン系顔料;アントラキノン;ペリノン;ペリレン;チオインジゴなどのスレン系顔料;染料レーキ;キナクリドン系;ジオキサジン系;イソインドリノン系などが挙げられる。また、メタリック調やパール調にするには、アルミフレーク;パール顔料を含有させることができる。また、染料を含有させることもできる。
本発明の多層ブロー成形品の内層は、着色剤により着色されていることが好ましい。深みのある色調の多層ブロー成形品が得られる。着色剤は、無機顔料、有機顔料いずれも適用することができる。
上記無機顔料としては,チタン白、酸化亜鉛、硫化亜鉛、べんがら、クロム黄、バリウム黄、群青、コバルト青、コバルト緑、カーボンブロック、及びアルミ粉、アルミフレーク、アルミ箔、パールマイカ、亜鉛粉、ブロンズ粉等の光輝材等がある。
また、上記有機顔料としては、ウォッチングレッド、パーマネントレッド、パラレッド、トルイジンマルーン、ベンジジンイエロー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ファーストスカイブルー、ブリリアントカーミン6B等がある。
酸化防止剤として、例えばフェノール系、リン系やイオウ系の酸化防止剤などは、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の、耐熱安定性、加工安定性、耐熱老化性などの付与、向上などに有効である。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール;テトラキス[メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]−メタン;トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)イソシアヌレートなどが挙げられる。また、リン系酸化防止剤としては、例えば、ジステアリルペンタエリスリトールジフォスファイト;トリス(2,4‐ジ‐t‐ブチルフェニル)フォスファイト;トリス(2‐t‐ブチル‐4‐メチルフェニル)フォスファイトなどが挙げられる。また、イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジステアリルチオジプロピオネートなどが挙げられる。
帯電防止剤として、例えば非イオン系やカチオン系などの帯電防止剤は、ポリプロピレン系樹脂組成物および多層ブロー成形品(発泡ブロー成形体)の帯電防止性の付与、向上に有効である。
具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルアミン;ポリオキシエチレンアルキルアミド;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル;ステアリン酸モノグリセリド;アルキルジエタノールアミン;アルキルジエタノールアミド;アルキルジエタノールアミン脂肪酸モノエステル;テトラアルキルアンモニウム塩などが挙げられる。
6.ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法、特性
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法としては、上記成分A、成分B、さらに必要に応じ、成分Cおよび後述する成分Dなどを、上記配合割合で配合して、まぶしたり、ハンドブレンドするなどドライブレンドする方法、Vブレンダー、タンブラーミキサーなど各種のブレンダー、ミキサーなどを用いて混合する方法、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ニーダーなど通常の混練機を用いて混練・造粒する方法、および、前記各成分を各々別個に(または一部をブレンドして)そのまま発泡剤とともに成形機に直接供給する方法などを挙げることができる。
混練・造粒方法を選択する場合は、通常は二軸押出機を用いて混練・造粒するのが好ましい。この混練・造粒の際には、上記成分A〜成分Dの配合物を同時に混練しても良く、また、性能向上を図るべく各成分を分割、例えば、先ず成分Aと成分Cの一部または全部を混練し、その後に残りの成分を混練・造粒することもできる。
本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物は、MFR(230℃、21.18N)が1〜5g/10分、好ましくは1.05〜4.5g/10分、より好ましくは1.1〜4g/10分である。MFRが5g/10分を超えると、多層ブロー製品全体のドローダウン性が低下する。一方、1g/10分未満では、発泡特性が低下するのに加え、装置に負荷がかかり、生産性に問題がある。
III.多層ブロー成形品
本発明の多層ブロー成形品は、前記外層用樹脂と前記内層用樹脂を、多層ブロー成形して得ることができる。
本発明の多層ブロー成形品を製造するための発泡ブロー成形方法としては、特に制限されず、通常、外層樹脂用押出機と内層樹脂用押出機とが設けられたダイレクトブロー成形機やアキューム式ブロー成形機などを用いるブロー成形法が挙げられる。
また、本発明の多層ブロー成形品は、内層と外層以外の他の層が、内層の内側、外層の外側、内層と外層の間などに設けられていてもよい。
さらに、本発明の多層ブロー成形品は、内層が発泡層であることが好ましい。内層が発泡層である多層ブロー成形品は、内層に用いる本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物に、次に示す発泡剤(成分D)を添加して、ポリプロピレン系樹脂組成物を発泡ブローさせて得ることができる。
1.発泡剤(成分D)
本発明で用いられる発泡剤(成分D)は、化学発泡剤、物理発泡剤およびマイクロカプセルなどであり、ポリプロピレン系樹脂組成物において、良好な発泡ブロー成形性(発泡倍率、発泡状態)を発現させるなどの目的で用いられる。
発泡剤の種類としては、例えば、化学発泡剤、物理発泡剤およびマイクロカプセルなどが挙げられ、発泡ブロー成形に通常使用できるものであれば、特に制限なく、用いることができる。これら発泡剤は、単独または2種以上混合して、使用することもできる。
化学発泡剤としては、無機系化学発泡剤、有機系化学発泡剤が挙げられる。無機系化学発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウムなどが挙げられる。有機系化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド(ADCA)、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジド、4,4’−ジフェニルジスルホニルアジドなどが挙げられる。化学発泡剤としては、通常のブロー成形機が安全に使用でき、成形体において均一微細な気泡が得られ易いなどの点から、無機系化学発泡剤が好ましい。
これらの化学発泡剤には、発泡成形体の気泡を安定的に均一微細にするなどのために、有機酸、有機酸金属塩、造核剤を添加することができる。有機酸としてはクエン酸が挙げられる。有機酸金属塩としてはクエン酸ナトリウムなどが挙げられる。造核剤としては、無機微粒子等が挙げられ、無機微粒子としてタルク、炭酸リチウム等が例示できる。
前記の様に、化学発泡剤は、無機系、有機系など種々挙げられるが、好ましいものとしては、重炭酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸ナトリウム、およびこれら二種以上の混合体が挙げられ、とりわけ好ましいものとして、重炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムとクエン酸ナトリウムの組み合わせ、重炭酸ナトリウムとクエン酸の組み合わせが挙げられる。
これら化学発泡剤は、例えば、平均粒径1〜100μmの粒子に加工し、発泡ブロー成形時に、前記ポリプロピレン樹脂組成物などにまぶして混合するなどしてから、ブロー成形機などに供給されたり、ブロー成形する際に、ブロー成形機のシリンダーの途中から注入したりして、シリンダー内などで分解して炭酸ガスなどの気体を発生するものである。
また、化学発泡剤は、取扱性、貯蔵安定性、ポリプロピレン系樹脂への分散性などの点から、ポリオレフィン系樹脂を基材としたマスターバッチとして造粒加工した後に、使用することもできる。これにより成形機のホッパーの汚染、成形体表面への粉の付着を抑制することができる。この場合、通常10〜50重量%濃度のポリオレフィン系樹脂のマスターバッチとして使用されるのが好ましい。
また、一度化学発泡剤を添加し、ペレット化により化学発泡剤を分解させたものであっても良く、さらに予め、高濃度の化学発泡剤を分解させ、その残渣を添加しても良い。化学発泡剤は、ブロー成形機のシリンダー中で分解し、その発泡残渣が発泡核剤となりうる。
化学発泡剤の添加量は、ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部程度である。
また、物理発泡剤としては、例えば、不活性ガス、低沸点有機溶剤の蒸気、ハロゲン系不活性溶剤の蒸気、炭酸ガス、空気などが挙げられる。
不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、アスタチンなどが挙げられ、低沸点有機溶剤の蒸気としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパン、ブタン、ペンタンなどが挙げられ、ハロゲン系不活性溶剤の蒸気としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、フロン、三フッ化窒素などが挙げられる。これらの中で、蒸気にする必要が無く、安価で、環境汚染、火災の危険性が極めて少ないことから、不活性ガスや炭酸ガス、空気を使用することが好ましく、なかでも炭酸ガス、窒素、アルゴン、ヘリウムが好ましく、とりわけ、炭酸ガス、窒素が好ましい。
さらに、物理発泡剤は、超臨界状態であることが好ましく、これにより樹脂中へのガス溶融が容易になる利点がある。
物理発泡剤は、射出成形機のシリンダー内などの前記ポリプロピレン樹脂組成物などに、ガス状または超臨界流体として注入され、分散または溶解されるもので、ダイスリップから、圧力開放されることによって、発泡剤として機能するものである。
物理発泡剤の添加量は、ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して、0.5〜30重量部、好ましくは1〜15重量部程度である。
また、マイクロカプセルは、種々の熱可塑性樹脂からなるシェル内に、発泡剤(膨張剤)を内包したものである。発泡剤(膨張剤)としては、たとえば、トリクロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、ジクロロフルオロエタンの様な特定フレオン類や代替フレオン類、n−ペンタン、イソペンタン、イソブタン、石油エーテルの様な炭化水素類、塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレンの様な塩素化炭化水素などが挙げられる。マイクロカプセル状発泡剤の平均粒径は、通常は2〜50μmである。
これらマイクロカプセルは、通常、前記ポリプロピレン樹脂組成物などと予め混合するなどしてからブロー成形機などに供給され、使用される。
マイクロカプセルの添加量は、ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して、0.5〜30重量部、好ましくは1〜15重量部程度である。
これら発泡剤は、ポリプロピレン系樹脂組成物において、より均一微細な気泡を得るため、より発泡倍率を高めるためなどの点から、化学発泡剤と物理発泡剤を併用することが好ましく、とりわけ無機系化学発泡剤と、物理発泡剤としての炭酸ガスや窒素と併用するのが好ましい。
2.層構成
本発明の多層ブロー成形品は、少なくとも外層と内層とからなる。
外層の厚さは、0.1mm〜1mmが好ましく、0.3mm〜0.6mmがより好ましい。内層の厚さは、0.5mm〜3mmが好ましく、1mm〜2.5mmがより好ましい。
また、本発明の多層ブロー成形品の肉厚は、2mm〜4mm程度が好ましい。
本発明の多層ブロー成形品には、必要に応じてバリア層、接着層などを設けることができる。これらの層の厚さはそれぞれ、全厚の10〜50%程度である。
バリア層には、ポリアミド、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。接着層には、無水マレイン酸変性ポリオレフィンなどを用いることができる。
3.製造方法
本発明の多層ブロー成形品の製造方法としては、複数の押出機と多層ダイスを用いた多層ブロー成形方法等が例示できる。
具体的には、外層用の押出機に、ポリプロピレン系樹脂を投入し、内層用の押出機に、ポリプロピレン系樹脂組成物を投入し、多層ダイスを介して、170〜250℃の多層溶融パリソンを押し出し、また、必要に応じてプリブローを行い、60℃以下に保ったブロー成形用金型、特に金型面のエアー抜き対策を施した金型に多層溶融パリソンを保持させて、その内部へエアーノズルから加圧空気(0.5〜1MPa)を吹き込んでパリソンを膨らませることによって、金型内壁へ圧接し、形状が固定されるまで空気圧を印加する成形方法を例示できる。
4.用途
本発明の多層ブロー成形品の用途としては、光沢感に優れ、かつ軽量なため、バンパー、サイドモール、スポイラー、インストルメントパネル、ルーフ、灯体、デッキボード等をはじめとする自動車向けブロー成形部品用途や、日用雑貨など住宅、建設設備向けブロー成形部品用途に、好適に用いることができる。
本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、実施例で用いた評価法、分析の各法および材料は、以下の通りである。
1.評価方法、分析方法
(1)Q値(Mw/Mn)=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn):
上述の方法で測定した。具体的には、本発明に用いられる成分BのQ値は、前述のクロス分別装置におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定のフラクション1〜3の分子量分布曲線を合成処理して作成した成分B全体の分子量分布曲線より求める。この分子量分布曲線から重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を算出する方法は、公知の方法に従い、Mw/MnをもってQ値とする。
(2)昇温溶離分別法:
後述の方法で測定した。
(3)熱測定(融点、結晶化温度、融解熱量等):
示差走査型熱量計(セイコーインスツルメンツ社製DSC)を用い、上述の方法で測定した。
(4)光沢:
JIS Z8741に準拠して測定した。
(5)発泡倍率:
外層用樹脂と内層用原料のポリプロピレン系樹脂組成物と化学発泡剤とをダイレクトブロー成形機に供給し、ダイス設定温度170℃で発泡状態のパリソンを溶融押し出しした。固化したパリソンの一部を切り出し、外層を除去して、内層部分の発泡倍率を求めた。原料のポリプロピレン系樹脂組成物の比重と得られたパリソンの比重との比を発泡倍率とした。比重は水中置換法によって求めた。
(6)セル形態:
発泡成形体を厚み方向に切断した断面の顕微鏡写真を目視で観察し、評価した。評価基準は、次の3段階である。
セル径が細かく全体に均一であるもの・・・・・・・・・・・・・・・○
セル径が細かく一部不均一であるもの・・・・・・・・・・・・・・・△
セル径が全体に不均一であるもの、または完全に剥離しているもの・・×
この場合、○および△が実用性を有すると、判断されるレベルである。
(7)耐ドローダウン性:
成形材料を多層ブロー成形機に供給し、ダイス設定温度170℃で発泡状態のパリソンを長さ1.0m押し出した時のパリソン下部肉厚に対するパリソン上部肉厚の比が0.8〜1.0のものを良好、0.8未満のもの又は成形不良若しくは成形不能のものを不良とした。
(8)熱安定性(リターン性):
成形材料を多層ブロー成形機に供給し、ダイス設定温度170℃で発泡状態のパリソンを長さ1.0m押し出した。そのパリソンを粉砕機で粉砕し、多層ブロー成形機で成形した。5回以上繰返しても、パリソンが安定しているものを◎とし、3回以上5回未満繰返しても、パリソンが安定しているものを○、1回以上3回未満繰返して、パリソンが安定しているものを×、ドローダウンが大きく1度も繰返し製品化できないものを××とした。
(9)MFR(単位;g/10min):
JIS K7210準拠。試験温度:230℃、荷重:21.18N。
(10)溶融張力(単位;g):
(株)東洋精機製キャピログラフを使用して、温度190℃に加熱した直径10mmのシリンダーに樹脂を入れ、押し込み速度10mm/分で溶融樹脂を直径2.095mm、長さ8mmのオリフィスから押し出した樹脂を速度4.0m/分で引き取っていった時にプーリーに検出される張力を溶融張力(MT)とする。
(11)溶融延展性(単位;m/分):
(株)東洋精機製キャピログラフを使用して、温度190℃に加熱した直径10mmのシリンダーに樹脂を入れ、押し込み速度10mm/分で溶融樹脂を直径2.095mm、長さ8mmのオリフィスから押し出した樹脂を速度4.0m〜200m/分で引き取り、溶融樹脂が破断する時の速度を測定してパリソン延展性の指標とする。
(12)直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の含量およびエチレン含量:
(a)使用する分析装置:
(a−1)クロス分別装置:
ダイヤインスツルメンツ社製CFC T−100(CFCと略す)
(a−2)フーリエ変換型赤外線吸収スペクトル分析:
FT−IR、パーキンエルマー社製 1760X
CFCの検出器として取り付けられていた波長固定型の赤外分光光度計を取り外して、代わりにFT−IRを接続し、このFT−IRを検出器として使用する。CFCから溶出した溶液の出口からFT−IRまでの間のトランスファーラインは1mの長さとし、測定の間を通じて140℃に温度保持する。FT−IRに取り付けたフローセルは、光路長1mm、光路幅5mmφのものを用い、測定の間を通じて140℃に温度保持する。
(a−3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC):
CFC後段部分のGPCカラムは、昭和電工社製AD806MSを3本直列に接続して使用する。
(b)CFCの測定条件:
(b−1)溶媒:オルトジクロルベンゼン(ODCB)
(b−2)サンプル濃度:4mg/mL
(b−3)注入量:0.4mL
(b−4)結晶化:140℃から40℃まで約40分かけて降温する。
(b−5)分別方法:
昇温溶出分別時の分別温度は、40、100、140℃とし、全部で3つのフラクションに分別する。なお、40℃以下で溶出する成分(フラクション1)、40〜100℃で溶出する成分(フラクション2)、100〜140℃で溶出する成分(フラクション3)の溶出割合(単位:重量%)を各々W40、W100、W140と定義する。W40+W100+W140=100である。また、分別した各フラクションは、そのままFT−IR分析装置へ自動輸送される。
(b−6)溶出時溶媒流速:1mL/分
(c)FT−IRの測定条件:
CFC後段のGPCから試料溶液の溶出が開始した後、以下の条件でFT−IR測定を行い、上述した各フラクション1〜3について、GPC−IRデータを採取する。
(c−1)検出器:MCT
(c−2)分解能:8cm−1
(c−3)測定間隔:0.2分(12秒)
(c−4)一測定当たりの積算回数:15回
(d)測定結果の後処理と解析:
各温度で溶出した成分の溶出量と分子量分布は、FT−IRによって得られる2945cm−1の吸光度をクロマトグラムとして使用して求める。溶出量は、各溶出成分の溶出量の合計が100%となるように規格化する。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(株)製の以下の銘柄である。
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0.4mL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。分子量への換算は、森定雄著「サイズ排除クロマトグラフィー」(共立出版)を参考に汎用較正曲線を用いる。その際使用する粘度式([η]=K×Mα)には、以下の数値を用いる。
(d−1)標準ポリスチレンを使用する較正曲線作成時:
K=0.000138、α=0.70
(d−2)成分Bのサンプル測定時:
K=0.000103、α=0.78
各溶出成分のエチレン含有量分布(分子量軸に沿ったエチレン含有量の分布)は、FT−IRによって得られる2956cm−1の吸光度と2927cm−1の吸光度との比を用い、ポリエチレンやポリプロピレンや13C−NMR測定等によりエチレン含有量が既知となっているエチレン−プロピレンラバー(EPR)及びそれらの混合物を使用して予め作成しておいた検量線により、エチレン含有量(重量%)に換算して求める。
(e)直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の含量:
本発明に用いられる成分B中のエチレン・プロピレンランダム共重合体部分の含量(Wc)は、下記式(I)で理論上は定義され、以下のような手順で求められる。
Wc(重量%)=W40×A40/B40+W100×A100/B100 …(I)
式(I)中、W40、W100は、上述した各フラクションでの溶出割合(単位:重量%)であり、A40、A100は、W40、W100に対応する各フラククションにおける実測定の平均エチレン含有量(単位:重量%)であり、B40、B100は、各フラクションに含まれる直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含有量(単位:重量%)である。A40、A100、B40、B100の求め方は後述する。
(I)式の意味は以下の通りである。すなわち、(I)式右辺の第一項はフラクション1(40℃に可溶な部分)に含まれる直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の量を算出する項である。フラクション1が直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体のみを含み、直鎖状プロピレン重合体を含まない場合には、W40がそのまま全体の中に占めるフラクション1由来の直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分含有量に寄与するが、フラクション1には、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体由来の成分のほかに少量の直鎖状プロピレン重合体由来の成分(極端に分子量の低い成分及びアタクチックポリプロピレン)も含まれるため、その部分を補正する必要がある。そこでW40にA40/B40を乗ずることにより、フラクション1のうち、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分由来の量を算出する。例えば、フラクション1の平均エチレン含有量(A40)が30重量%であり、フラクション1に含まれる直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体のエチレン含有量(B40)が40重量%である場合、フラクション1の30/40=3/4(即ち75重量%)は、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体由来、1/4は直鎖状プロピレン重合体由来ということになる。このように右辺第一項でA40/B40を乗ずる操作は、フラクション1の重量%(W40)から直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体の寄与を算出することを意味する。右辺第二項も同様であり、各々のフラクションについて、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体の寄与を算出して加え合わせたものが直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分含有量となる。
(e−1)上述したように、CFC測定により得られるフラクション1〜2に対応する平均エチレン含有量をそれぞれA40、A100とする(単位はいずれも重量%である)。平均エチレン含有量の求め方は後述する。
(e−2)フラクション1の微分分子量分布曲線におけるピーク位置に相当するエチレン含有量をB40とする(単位は重量%である)。フラクション2については、ゴム部分が40℃ですべて溶出してしまうと考えられ、同様の定義で規定することができないので、本発明では実質的にB100=100と定義する。B40、B100は各フラクションに含まれる直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含有量であるが、この値を分析的に求めることは実質的には不可能である。その理由はフラクションに混在する直鎖状プロピレン重合体と直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体を完全に分離・分取する手段がないからである。
種々のモデル試料を使用して検討を行った結果、B40はフラクション1の微分分子量分布曲線のピーク位置に相当するエチレン含有量を使用すると、材料物性の改良効果をうまく説明することができることがわかった。また、B100はエチレン連鎖由来の結晶性を持つこと、および、これらのフラクションに含まれる直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体の量がフラクション1に含まれる直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体の量に比べて相対的に少ないことの2点の理由により、100と近似する方が、実態にも近く、計算上も殆ど誤差を生じない。そこでB100=100として解析を行うことと、している。
(e−3)上記の理由から直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の含量(Wc)を以下の式に従い、求める。
Wc(重量%)=W40×A40/B40+W100×A100/100 …(II)
つまり、(II)式右辺の第一項であるW40×A40/B40は、結晶性を持たない直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体含有量(重量%)を示し、第二項であるW100×A100/100は、結晶性を持つ直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分含有量(重量%)を示す。
ここで、B40およびCFC測定により得られる各フラクション1および2の平均エチレン含有量A40、A100は、次のようにして求める。
微分分子量分布曲線のピーク位置に対応するエチレン含有量がB40となる。また、測定時にデータポイントとして取り込まれる、各データポイント毎の重量割合と各データポイント毎のエチレン含有量の積の総和がフラクション1の平均エチレン含有量A40となる。フラクション2の平均エチレン含有量A100も同様に求める。
なお、上記3種類の分別温度を設定した意義は次の通りである。本発明のCFC分析においては、40℃とは結晶性を持たないポリマー(例えば、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体の大部分、もしくは直鎖状プロピレン重合体部分の中でも極端に分子量の低い成分およびアタクチックな成分)のみを分別するのに必要十分な温度条件である意義を有する。100℃とは、40℃では不溶であるが100℃では可溶となる成分(例えば直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体中、エチレン及び/またはプロピレンの連鎖に起因して結晶性を有する成分、および結晶性の低い直鎖状プロピレン重合体)のみを溶出させるのに必要十分な温度である。140℃とは、100℃では不溶であるが140℃では可溶となる成分(例えば、直鎖状プロピレン重合体中特に結晶性の高い成分、および直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体中の極端に分子量が高くかつ極めて高いエチレン結晶性を有する成分)のみを溶出させ、かつ分析に使用するプロピレン・エチレンブロック共重合体の全量を回収するのに必要十分な温度である。なお、W140には直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分は全く含まれないか、存在しても極めて少量であり、実質的には無視できることから、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体の含量や直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体のエチレン含有量の計算からは排除する。
(f)直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量:
本発明に用いられる成分Bにおける直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量は、前述で説明した値を用い、次式から求められる。
直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量(重量%)=(W40×A40+W100×A100)/Wc
[但し、Wcは、先に求めた直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の比率(重量%)である。]
(13)直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copoly
本発明に用いられる成分Bにおける直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyは、次の様に求められる。
まず、直鎖状プロピレン重合体部分の重合終了後、一部を重合槽よりサンプリングし、該部分の固有粘度[η]homoを測定する。次に、直鎖状プロピレン重合体部分を重合した後、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分を重合して得られた最終重合物(F)の固有粘度[η]を測定する。この測定は、ウベローデ型粘度計を用いてデカリンを溶媒として温度135℃で行う。[η]copolyは、以下の関係から求める。
[η]=(100−Wc)/100×[η]homo+Wc/100×[η]copoly
(14)ダイスウェル比:
ダイスウエル比は、下記の方法で求める値である。
MFR計のシリンダー内温度を190℃に設定する。オリフィスは長さ8.00mm、径1.00mmφ、L/D=8を用いる。また、オリフィス直下にエチルアルコールを入れたメスシリンダーを置く(オリフィスとエチルアルコール液面との距離は、20±2mmにする。)。この状態でサンプルをシリンダー内に投入し、1分間の押出量が0.10±0.03gになるように荷重を調節する。6分後から7分後の押出物をエタノール中に落とし、固化してから採取する。採取した押出物のストランド状サンプルの直径を上端から1cm部分と、下端から1cm部分、及び中央部分の3箇所で最大値、最小値を測定し、計6箇所測定した直径の平均値をもってダイスウェル比とする。
(15)歪硬化性:
歪硬化性は、下記の方法で測定する。
(a)装置:Rheometorics社製 Ares
(b)冶具:ティーエーインスツルメント社製 Extentional Viscosity Fixture
(c)試験温度:180℃
(d)歪み速度:1.0/sec
(e)サンプル試験片:15mm×10mm、厚さ0.5mmのプレス成形シート
(f)歪硬化性有無の判定:
歪み速度1.0/secの場合の伸長粘度を、横軸に歪み量、縦軸に伸長粘度ηE(Pa・s)の両対数グラフでプロットする。歪み量が大きくなるにしたがって、伸長粘度がしだいに大きくなり、ある歪み量のときから、それまでに比べ伸長粘度の増加率が急激に増大するときが、歪硬化性を示す場合であり、このケースを歪硬化性「有」とした。一方、上述現象が実質認められない場合を歪硬化性「無」とした。
(g)歪硬化度(λmax)の算出方法:
上記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、歪み量が4.0となるまでの伸長粘度ηの最大値(ηmax)を求め、また、その歪み量までの近似直線上の粘度をηlinとする。ηmax/ηlinを、λmaxと定義する。
なお、歪速度は、0.001/sec〜10.0/secの範囲で測定可能であり、歪硬化度は歪速度の違いで変化する。
2.材料
(1)外層用樹脂:
外層用樹脂として、表1に示すポリプロピレン系樹脂を使用した。
Figure 0005401271
(2)内層用樹脂組成物の原料用樹脂:
(i)成分A:結晶性ポリプロピレン
(A−1):日本ポリプロ製ノバテックEC9(MFR0.5g/10分、融点161℃のエチレン・プロピレンブロック共重合体)。
(A−2):日本ポリプロ製ノバテックBC4(MFR6.5g/10分、融点163℃のエチレン・プロピレンブロック共重合体)。
(A−3):日本ポリプロ製ノバテックEA9BT(MFR0.45g/10分、融点165℃のプロピレン単独重合体)。
(ii)成分B:
(B−1):チーグラー系触媒で重合され、直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)が300g/10分、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の成分B全体に対する割合が7.4重量%、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが7.2dl/g、成分B全体のMFR(230℃、21.18N荷重)が105g/10分、成分B全体のダイスウェル比が1.6であり、180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示し(歪硬化性「有」)、その歪硬化度(λmax)が3.73であり、さらに、成分B全体のQ値が8.1、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量が35重量%(クロス分別法測定)、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のMwが124万(クロス分別GPC測定)の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体。
(B−2):チーグラー系触媒で重合され、直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)が620g/10分、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の成分B全体に対する割合が9.4重量%、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが9.3dl/g、成分B全体のMFR(230℃、21.18N荷重)が150g/10分、成分B全体のダイスウェル比が1.7であり、180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示し(歪硬化性「有」)、その歪硬化度(λmax)が7.47であり、さらに、成分B全体のQ値が12.3、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量が25重量%(クロス分別法測定)、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のMwが193万(クロス分別GPC測定)の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体。
(B−3):チーグラー系触媒で重合され、直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)が150g/10分、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の成分B全体に対する割合が8.5重量%、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが7.9dl/g、成分B全体のMFR(230℃、21.18N荷重)が65g/10分、成分B全体のダイスウェル比が1.6であり、180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示し(歪硬化性「有」)、その歪硬化度(λmax)が3.81であり、さらに、成分B全体のQ値が8.5、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量が43重量%(クロス分別法測定)、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のMwが170万(クロス分別GPC測定)の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(酸化防止剤・中和剤、添加済ペレット)。
(B−4):チーグラー系触媒で重合され、直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)が150g/10分、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の成分B全体に対する割合が15.5重量%、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが7.1dl/g、成分B全体のMFR(230℃、21.18N荷重)が30g/10分、成分B全体のダイスウェル比が1.6であり、180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示し(歪硬化性「有」)、その歪硬化度(λmax)が2.03であり、さらに、成分B全体のQ値が8.4、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量が42重量%(クロス分別法測定)、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のMwが122万(クロス分別GPC測定)の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(酸化防止剤・中和剤、添加済ペレット)。
(B−5):チーグラー系触媒で重合され、直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)が120g/10分、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の成分B全体に対する割合が27.0重量%、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが2.9dl/g、成分B全体のMFR(230℃、21.18N荷重)が30g/10分、成分B全体のダイスウェル比が1.0であり、180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示さず(歪硬化性「無」)、その歪硬化度(λmax)が算出できず、さらに、成分B全体のQ値が6.0、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量が37重量%(クロス分別法測定)、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のMwが38万(クロス分別GPC測定)の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(酸化防止剤・中和剤、添加済ペレット)。
(B−6):チーグラー系触媒で重合され、直鎖状プロピレン重合体部分のMFR(230℃、21.18N荷重)が270g/10分、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の成分B全体に対する割合が20.3重量%、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが2.7dl/g、成分B全体のMFR(230℃、21.18N荷重)が103g/10分、成分B全体のダイスウェル比が1.0であり、180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示し(歪硬化性「有」)、その歪硬化度(λmax)が1.16であり、さらに、成分B全体のQ値が5.6、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量が39重量%(クロス分別法測定)、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のMwが35万(クロス分別GPC測定)の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(酸化防止剤・中和剤、添加済ペレット)。
(B−7):成分B全体のMFR(230℃、21.18N荷重)が2.5g/10分、180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示し(歪硬化性「有」)、その歪硬化度(λmax)が34であるプロピレン系重合体として高溶融張力ポリプロピレンとして市販されている長鎖分岐を持つポリプロピレン、バゼル社製PF814。
(iii)成分C:
(C−1):スチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物としてクレイトンポリマーズグループ製クレイトンG1651(密度が0.91g/cm、スチレン含有量32重量%、BMS0380法による粘度1.5Pa・sであるスチレン・ブチレン・スチレン共重合体の水素添加物(SEBS))。
(C−2):ダウケミカル製エンゲージ8150(MFR1.0g/10分、密度0.868g/cmムーニー粘度33のエチレン・1−オクテン共重合体)。
(C−3):日本ポリエチレン製ノバテックHB332R(MFR0.5g/10分、密度0.952g/cmの高密度ポリエチレン)。
(iv)成分D:発泡剤
(D−1):化学発泡剤マスターバッチ(永和化成社製ポリスレンEE25C、発泡剤濃度20%、発生ガス量75〜90ml/2.5g(220℃恒温下×20min))…重炭酸ナトリウム・クエン酸系、低密度ポリエチレンベース。
[実施例1]
結晶性ポリプロピレン(成分A)であるA−1を55重量%と、直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)であるB−1を40重量%と、熱可塑性樹脂(成分C)であるC−1を5重量%とを配合した混合物100重量部に対して、安定剤として、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャルティケミカルズ社製:イルガノックス1010)を0.1重量部、リン系酸化防止剤(チバスペシャルティケミカルズ社製:イルガフォス168)を0.05重量部添加し、ミキサーで混合した後、二軸押出機で溶融混練し、押出温度200℃にてストランドを押し出し冷却カットして造粒しペレット状のポリプロピレン樹脂組成物を得た。
得られたポリプロピレン樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)、190℃時の溶融張力(MT)、190℃時の溶融延展性(MEL)評価結果を表2に示す。
得られたポリプロピレン樹脂組成物100重量部に対して、発泡剤(D)を3部添加し、スクリュー径50mmφの内層用押出し機に供給し、PP1をスクリュー径40mmφの外層用押出し機に供給し、ブロー成形体(ダイスリップの温度170℃)を成形した。
成形体の肉厚は2.5mmであり、各層の厚み比は、外層1(0.5mm):発泡層4(2mm)であった。評価結果を表2に示す。
[実施例2]
内層用樹脂組成物に用いる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)をB−2とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例3]
内層用樹脂組成物に用いる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)をB−3とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例4]
内層用樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂(成分C)をC−2とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例5]
内層用樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂(成分C)をC−3とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例6]
内層用に用いるポリプロピレン系樹脂組成物の配合を、結晶性ポリプロピレン(成分A)であるA−1を70重量%と、直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)であるB−2を30重量%とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例7]
内層用樹脂組成物に用いる結晶性ポリプロピレンをA−3とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例8]
内層用樹脂組成物に用いる結晶性ポリプロピレンをA−3とする以外は、実施例3と同様の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[比較例1]
内層用樹脂組成物に用いる結晶性ポリプロピレン(成分A)をA−2とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例2]
内層用樹脂組成物に用いる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)をB−4とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例3]
内層用樹脂組成物に用いる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)をB−5とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例4]
内層用樹脂組成物に用いる直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)をB−6とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例5]
内層用に用いるポリプロピレン系樹脂組成物の配合を、結晶性ポリプロピレン(成分A)であるA−1を50重量%と、熱可塑性樹脂(成分C)であるB−7を50重量%とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例6]
内層用に用いるポリプロピレン系樹脂組成物の配合を、直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)であるB−3を95重量%と、熱可塑性樹脂(成分C)であるC−1を5重量%とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例7]
内層用に用いるポリプロピレン系樹脂組成物の配合を、結晶性ポリプロピレン(成分A)であるA−1を95重量%と、熱可塑性樹脂(成分C)であるC−1を5重量%とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表3に示す。
[比較例8]
外層用に用いるポリプロピレン系樹脂をPP−2とする以外は、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表3に示す。
Figure 0005401271
Figure 0005401271
表2、3に示す結果から明らかなように、本発明の必須構成要件における各規定を満たす、実施例1〜8に示す多層ブロー成形品は、何れも光沢感が優れ、耐ドローダウン性等の溶融加工が良好で熱安定性が向上するとともにリサイクル性にも優れ、全てにおいて著しく改良されており、好適な性能を有している。
一方、結晶性ポリプロピレン(成分A)のメルトフローレートが2g/10を超えると、溶融張力が低下しブロー成形性が低下した(比較例1)。また、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体(成分B)が特性(i)〜(vi)を満たさない場合、発泡特性が悪い(比較例2〜4)。さらに、市販されている長鎖分岐を持つポリプロピレンでは、熱安定性が悪い(比較例5)。
また、結晶性ポリプロピレン(成分A)が添加されていない場合、溶融張力が低下しブロー成形性が低下した(比較例6)。直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)を添加しない場合、発泡特性が悪い(比較例7)。
さらに、外層のポリプロピレン系樹脂のMFRが低いと、光沢、ドローダウン性が劣る(比較例8)。
以上における、各実施例と各比較例の結果からして、本発明の構成と各要件の合理性と有意性が実証され、さらに本発明の従来技術に対する優位性も明らかにされている。
本発明の多層ブロー成形品は、光沢感が優れ、発泡ブロー成形性が良好で、大幅な軽量化が可能であり、リサイクル性にも優れ、剛性、断熱性などの物性も向上するという顕著な効果を発現する。また、架橋変成などを行わないため、リサイクル性にも優れ、環境適応性も良好である。そのため、ダクト類、配管の保護被覆材、レゾネーター、デッキボードをはじめとする自動車向けブロー成形部品用途や断熱パネル、日用雑貨、タンク類など住宅、建設設備向けブロー成形部品用途に、好適に用いることができ、その産業上の利用可能性は非常に大きい。

Claims (5)

  1. 少なくとも内層及び外層からなる多層ブロー成形品であって、
    前記外層は、メタロセン触媒を用いて製造され、メルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が20〜40g/10分、融点が100〜135℃、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.5〜4である、プロピレン単独重合体又はプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体から選ばれるポリプロピレン系樹脂からなり、
    前記内層は、メルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が0.05〜2g/10分の結晶性ポリプロピレン(成分A)35〜90重量%と、直鎖状プロピレン重合体部分と直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分とからなり、下記の要件(i)〜(vi)を有する直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)10〜65重量%と、スチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物(c1)、ムーニー粘度[ML1+4(121℃)]が5以上のエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴム(c2)、又はメルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が0.3〜2g/10分、密度が0.920g/cm以上のエチレン重合体樹脂(c3)から選ばれる少なくとも一種の熱可塑性樹脂(成分C)0〜20重量%からなり、且つメルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が1〜5g/10分のポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする多層ブロー成形品。
    特性(i):直鎖状プロピレン重合体部分のメルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が120g/10分以上である。
    特性(ii):直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)全体に対する割合が2〜50重量%である。
    特性(iii):直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分の固有粘度[η]copolyが5.3〜10.0dl/gである。
    特性(iv):メルトフローレート(230℃、21.18N荷重)が45g/10分以上である。
    特性(v):ダイスウエル比が1.2〜2.5である。
    特性(vi):180℃伸張粘度測定において歪硬化性を示す。
  2. 内層の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Q値:Mw/Mn)が7〜13であることを特徴とする請求項1に記載の多層ブロー成形品。
  3. 内層の直鎖状プロピレン・エチレンブロック共重合体(成分B)は、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体部分のエチレン含量が、直鎖状エチレン・プロピレンランダム共重合体全量に対し、15〜80重量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層ブロー成形品。
  4. 外層のポリプロピレン系樹脂は、融点(Tm)と融解熱量(ΔHm)とが下記式(1)を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の多層ブロー成形品。
    ΔHm>1.16Tm−78 …(1)
  5. 内層が発泡層であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の多層ブロー成形品。
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