输液袋的制作方法

文档序号:3693449阅读:353来源:国知局
专利名称:输液袋的制作方法
技术领域
本发明涉及输液袋,具体地说,本发明涉及外渗少、卫生性高的输液袋,其透明性、耐热性和冲击强度的平衡非常优异,有适当的柔软性,加热灭菌处理后透明性下降少,开口性和抗粘连性也好。
背景技术
充分利用了其优秀的刚性等机械性质以及优秀的透明性、光泽性等光学特性,聚丙烯类膜被广泛用作食品和一般杂货的包装用膜和医疗用袋,也因为其优秀的经济性和成型性以及环保性等原因,其作为膜材料的需要正在进一步增加。
不过,近几年,在用于这些用途之际,由于膜之间紧紧地贴在一起而产生难以剥开的粘连问题或导致制袋过程和使用时开口性变差的问题,另外,对于要实施加热灭菌处理的输液袋等,出现了耐热性方面的问题,而且在加热灭菌处理以后透明性下降,产生外观差、看不见内溶液的量的问题。为了改进这些问题,迄今为止已做了多种研究,但尚未满意。
因此,为了改善聚丙烯的这种问题,提出了多种技术,例如,提出了使用粒径不同的氧化硅的方法(专利文献1),该方法虽然解决了粘连问题,但粒径大的氧化硅可能使膜之间相互擦动时产生划伤,并且透明性也不足;另外,还提出了在自由基引发剂存在下将由气相法制造的树脂降解,以提高抗粘连性和透明性的方法(专利文献2),该方法虽然在一定程度上是有效的,但效果不充分,此外,为了进行降解,该方法包括用自由基引发剂对聚丙烯进行处理的步骤,这样就由自由基引发剂带来了膜制品端面色泽老化和有异味的问题。
有文献提出了使用无需进行降解即具有窄分子量分布、窄结晶性分布的丙烯树脂的水冷吹塑膜(专利文献3),该水冷吹塑膜虽然解决了膜端面色泽和异味的问题,但是在制膜稳定性方面存在问题,特别是在提高了送风比的情况下,产生气泡的跳动,制膜稳定性不足,并且膜的物理性质方面也得不到满意的结果。
鉴于这种问题,有文献提出了一种透明性良好的水冷吹塑成型聚丙烯膜(专利文献4),其由使用茂金属催化剂得到的特定的结晶性聚丙烯、合成氧化硅以及脂肪酰胺的树脂组合物构成,该水冷吹塑成型聚丙烯膜是一种良好的产品,其透明性、平滑性以及抗粘连性优异,并且其耐划伤性和耐冲击性等的平衡优异。不过,对于装有液体等等重物的输液袋等要求强的耐冲击性的用途来说,期待具有更高冲击强度的膜,并且尚没有抑制施行加热灭菌处理之后透明性下降的技术,期待着开发出能够用于改良了这些不足的输液袋用膜。
另一方面,还进行了利用特定的聚丙烯类树脂提高聚丙烯膜的柔软性和耐冲击性的研究,采用所谓嵌段型reactor-TPO(反应器直接制备热塑性聚烯烃)在第一步骤制造结晶性聚丙烯,在第二步骤制造丙烯-乙烯共聚物弹性体,与无规共聚物型弹性体相比,上述制造的物质具有耐热性和生产率优异的特征,另外,与通过机械混合制造的弹性体相比,这种物质具有产品品质稳定、制造成本低、弹性体的组成的可变范围大等有利的特性,经济性高,因此这种物质最近得到了非常广泛地应用。
但是,其大多数具有下述缺点,即在第一步骤制造的结晶性聚丙烯和在第二步骤制造的丙烯-乙烯共聚物弹性体发生相分离,透明性明显不良,并且柔软性也差,所以其很难用于要求透明性的膜的领域。
由此认识到,如果能够使聚丙烯类弹性体或塑料具有优异的透明性和柔软性,那么对于作为包装材料等的膜材料是非常有意义的,并且迄今为止提出了多种改良方案。
例如,为了提高柔软性,解决透明性的恶化,提出了一种方法(专利文献5),其中,使用齐格勒-纳塔催化剂连续地进行聚合,在第一步骤得到乙烯含量少的聚丙烯或者丙烯-乙烯共聚物,在第二步骤得到丙烯-乙烯共聚物弹性体,该弹性体中乙烯含量比第一步骤中多,但仍比较少。但是,因为齐格勒-纳塔催化剂的活性点种类多,产生的丙烯-乙烯共聚物的结晶性以及分子量分布宽,结晶性低,生成了大量低分子量成分,因此经常能看到产品的发粘和外渗(低分子量成分和添加剂等渗出),本质上存在容易发生粘连和外观不良等问题的缺点。
为此,还开发了一种方法(专利文献6),其能够抑制低分子量成分的生成,将弹性体的固有粘度也就是分子量提高到一定程度以上,但是这种方法却呈现出很多问题,例如即使使分子量增加,对生成低结晶性成分的抑制效果也小;透明性不充分;对于发粘和外渗的改良也尚不充分;因为弹性体的分子量高,被称作麻点和鱼眼等的外观不良也变得容易发生;因为挤出成型性变差而在造粒步骤使用了有机过氧化物,因此异味性显著地恶化等。
此外,最近还提出了一种利用茂茂金属催化剂的嵌段型Reactor-TPO,但是尚未发现充分改良聚丙烯类膜透明性、柔软性以及耐冲击性的平衡,并且还解决连粘连问题的方法。
另外,现在作为输液袋已知的有由聚乙烯、聚丙烯等构成的袋和含有增塑剂由聚氯乙烯构成的软质袋。不过,由聚乙烯、聚丙烯构成的输液袋具有透明性不充分、难以看见内容液的问题。
另一方面,聚氯乙烯具有不需要加入空气,随着内容液的滴落,袋自身被大气压压缩等的安全性、搬运方便性高等优点。但是,聚氯乙烯具有所含有的增塑剂、残留单体以微粒的形式析出到内容液中的问题。因此,期待着代替此产品的材料。
与此相对,基于柔软性、透明性、卫生性等方面,提出了在中间层使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、弹性体等聚合物的医疗用袋(专利文献7),但是被用于中间层的这些聚合物缺乏耐热性,存在灭菌时产生褶皱或者加热灭菌处理后透明性下降等外观变差的缺点。另外。有时还存在运输时产生针孔等的问题。
另一方面,已经提出了多种方案,例如外层为聚丙烯类树脂、中间层为现有的直链状乙烯-α-烯烃共聚物的积层体(专利文献8);外层为聚丙烯类树脂、中间层为采用茂金属催化剂制造的单熔点的乙烯-α-烯烃共聚物的积层体(专利文献9)。但是,由这些积层体构成的医疗用袋并未高水平地具有透明性、强度、柔软性以及耐热性的平衡。
此外,还提出了利用下述片状物形成的医疗用袋(专利文献10),所述片状物以用茂金属催化剂制造的且熔点小于等于140℃的聚丙烯作为形成层,但是这种医疗用袋加热灭菌处理后柔软性消失,存在经不起袋掉落试验的问题。
另外,还提出了一种积层体(专利文献11),其依次至少含有外层、中间层以及内层,所述外层由聚丙烯类树脂构成,所述中间层由下述共聚物构成,该共聚物含有低结晶成分和高结晶成分,由乙烯和碳原子数为3~18的α-烯烃形成;但是其还是存在蒸气灭菌处理以后,透明性、光泽性不充分的问题。
特开平4-39343号公报[专利文献2]特开平5-279522号公报[专利文献3]特开平11-255825号公报[专利文献4]特开2003-82180号公报(摘要)[专利文献5]特开昭63-159412号公报(权利要求书,第2页右下栏)[专利文献6]特开平9-324022号公报(摘要)[专利文献7]特开昭58-165866号公报[专利文献8]特开平6-171039号公报[专利文献9]特开平9-141793号公报[专利文献10]特开平9-99036公报[专利文献11]特开2000-343660号公报发明内容如背景技术所述,尚未开发出一种具有下述效果的方法,该方法能提高膜抗粘连性、也提高透明性和柔软性以及提高耐冲击性等,并且加热灭菌处理后透明性下降也少。另外,嵌段型Reactor-TPO大多透明性差,通过使用透明性经改良的聚丙烯类树脂能够形成透明性和柔软性等优秀的膜,虽然期望能够有效利用这种膜,但是其作为包装膜虽然透明性和柔软性优异,却呈现出发粘和外渗等其他问题。因此,本发明开发了一种方法,能够有效提高膜抗粘连性,还能有效提高透明性和柔软性以及耐冲击性等,并且加热灭菌处理后透明性下降少,同时,本发明要解决的课题是有效利用是嵌段型Reactor-TPO的丙烯-乙烯嵌段共聚物,这种共聚物能够形成优质的输液袋,所形成的输液袋透明性和柔软性优异、加热灭菌处理后透明性下降少。
本发明的发明人以前就对通过利用茂金属催化剂进行多段聚合得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物(在以下有时简称为“嵌段共聚物”)进行了一系列的研究开发,这种嵌段共聚物具有特定的成分组成以及分子量分布和组成分布等,并同时具有固体粘弹性特性和升温洗脱分离法中的洗脱特性等。发明人提出了作为在先发明的申请(特愿2003-371458等)。上述的本发明的课题是,开发出一种方法,在将利用气相法工艺制造的聚丙烯进行制膜时,能有效提高膜的抗粘连性、透明性和柔软性以及提高耐冲击性等,同时谋求有效利用作为嵌段型Reactor-TPO的丙烯-乙烯嵌段共聚物的膜材料。为完成上述课题,本发明寻求制造输液袋的新的技术方案,该技术方案利用在先发明,以在先发明中的丙烯-乙烯嵌段共聚物作为原料,将聚丙烯制膜时,提高膜的抗粘连性、透明性和柔软性以及提高耐冲击性等,并且加热灭菌处理后透明性的下降少。
为了得出所述技术方案,本发明人对如下得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物进行了多方面的考察,例如各共聚物的成分组成、乙烯含量、结晶性分布、分子量分布、固体粘弹性特性、升温洗脱分离法中的洗脱特性或者通过熔体流动率和DSC测定的熔融峰温度、以及各种的膜成型法等,在这些的各条件下进行多因素实验的试行等过程中,本发明人重新认识了能解决上述的本发明的课题的必要条件;所述丙烯-乙烯嵌段共聚物是使用茂金属催化剂分步进行聚合得到的,在第一步骤得到仅有丙烯或含有少量乙烯的丙烯-乙烯无规共聚物成分、在第二步骤得到含有的乙烯比第一步骤中的乙烯多的丙烯-乙烯无规共聚物成分。
如上认识的这些的基本要素如下所示使用茂金属催化剂分步聚合得到丙烯-乙烯嵌段共聚物,在第一步骤得到仅含丙烯或含有少量乙烯的丙烯-乙烯无规共聚物成分、在第二步骤得到含有的乙烯比第一步骤中的乙烯多的丙烯-乙烯无规共聚物成分,对于如此得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物,限定各共聚物特定的成分组成或乙烯含量,通过水冷吹塑成型将所涉及的共聚物进行成膜,并且丙烯-乙烯嵌段共聚物熔体流动率以及固体粘弹性特性表现为特定的tanδ曲线。
具体地说,分步进行聚合,第1步骤中得到30重量%~95重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1),其仅含丙烯或者乙烯含量小于等于7重量%,第2步骤得到70重量%~5重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2),其含有的乙烯比成分(A1)含有的乙烯多3重量%~20重量%,对于所得到的嵌段共聚物,从各种膜的成型性出发,熔体流动率(MFR)在1g~20g/10分钟的范围,为了提高膜的透明性,通过固体粘弹性测定(DMA)获得的温度-损耗角正切(tanδ)曲线中,tanδ曲线在小于等于0℃的范围有单一的峰。
这种数值的规定是基于实验性例证得出的,通过比较后述的实施例和比较例也能证明这种数值的规定的正确性。
此外还附加地规定了下述内容通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的分子量、TREF洗脱曲线中的洗脱特性、23℃下二甲苯可溶成分在135℃萘烷中所测定的固有粘度(η)cxs、以及用于提高膜抗粘连性的耐粘连剂和其配合量等。其中TREF洗脱曲线是通过升温洗脱分离法(TREF)以洗脱量对温度(d重量%/dT)作图得出的。
本发明有效地利用了聚丙烯类膜中获得的透明性和光泽性以及耐热性的平衡优异这一特征,另外,通过提高耐冲击性、赋予适当的柔软性、抑制外渗和粘连以及异味性,能够形成透明性、柔软性以及膜开口性、卫生性等优异的输液袋,实现将作为嵌段型Reactor-TPO的丙烯-乙烯嵌段共聚物用作膜的有效利用。所述聚丙烯类膜透明性极优异,具有高的耐热性,还有耐冲击性和柔软性,因此能够极好地用于作为需要加热灭菌步骤的输液袋的用途。
所以,这些特征以及上述的构成的要素是现有技术的现有文献中没有提示的未知技术。
上面对本发明的创作的原委和发明的构成以及特征进行的是概括性描述,在此,总揽本发明的总体构成,本发明包括下面发明单元组。需要说明的是,[1]中所述的发明是基本发明,[2]以及以后的发明是在基本发明上增加附加的必要条件或者体现实施方式的发明。
一种输液袋,其特征在于,所述输液袋使用由丙烯-乙烯无规嵌段共聚物获得的聚丙烯类膜作为原料,所述丙烯-乙烯无规嵌段共聚物满足下述条件(A-i)~(A-iii)(A-i)所述丙烯-乙烯无规嵌段共聚物是使用茂金属催化剂进行分步聚合得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A),所述分步聚合中,在第1步骤得到30重量%~95重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1),该成分(A1)仅含丙烯或者乙烯含量小于等于7重量%,在第2步骤得到70重量%~5重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2),该成分(A2)含有的乙烯比成分(A1)含有的乙烯多3重量%~20重量%;(A-ii)熔体流动率(MFR230℃、2.16kg)处于1g/10分钟~20g/10分钟的范围;(A-iii)通过固体粘弹性测定(DMA)获得的温度-损耗角正切(tanδ)曲线中,tanδ曲线在小于等于0℃的范围有单一的峰。
如[1]所述的输液袋,其特征在于,丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)满足下述条件(A-iv)(A-iv)通过凝胶渗透色谱(GPC)测定获得的分子量小于等于5000的成分的量W(Mw≤5000)小于等于全体的0.8重量%。
如[1]或[2]所述的输液袋,其特征在于,丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)满足下述条件(A-v)~(A-vi)(A-v)第1步骤中获得的成分(A1)是乙烯含量在0.5重量%~6重量%的范围的丙烯-乙烯无规共聚物,该成分(A1)在嵌段共聚物(A)的全体中所占的比例在30重量%~85重量%的范围;第2步骤中获得的成分(A2)中的乙烯含量比(A1)中的乙烯含量多6重量%~18重量%,该成分(A2)在嵌段共聚物(A)的全体中所占的比例在70重量%~15重量%的范围;(A-vi)使用邻二氯苯溶剂,在-15℃~140℃的温度范围利用升温洗脱分离法(TREF)以洗脱量对温度(d重量%/dT)作图,得到TREF洗脱曲线,在该TREF洗脱曲线中,在高温侧观测到的峰T(A1)在55℃~96℃的范围,在低温侧观测到的峰T(A2)在小于等于45℃的范围,或者观测不到峰T(A2),洗脱全部丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的99重量%时的温度T(A4)小于等于98℃。
如[1]~[3]任一项所述的输液袋,其特征在于,丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)满足下述条件(A-vii)~(A-iix)(A-vii)在第1步骤获得的成分(A1)是乙烯含量在1.5重量%~6重量%的范围的丙烯-乙烯无规共聚物,该成分(A1)在嵌段共聚物(A)的全体中所占的比例在30重量%~70重量%的范围;第2步骤中获得的成分(A2)中的乙烯含量比(A1)中的乙烯含量多8重量%~16重量%,该成分(A2)在嵌段共聚物(A)的全体中所占的比例在70重量%~30重量%的范围;(A-iix)使用邻二氯苯溶剂,在-15℃~140℃的温度范围利用升温洗脱分离法(TREF)以洗脱量对温度(d重量%/dT)作图,得到TREF洗脱曲线,在该TREF洗脱曲线中,在高温侧观测到的峰T(A1)在60℃~88℃的范围,在低温侧观测到的峰T(A2)在小于等于40℃的范围,或者观测不到峰T(A2),洗脱全部丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的99重量%时的温度T(A4)小于等于90℃。
如[1]~[4]任一项所述的输液袋,其特征在于,丙烯-乙烯嵌段共聚物满足下述条件(A-ix)(A-ix)23℃下二甲苯可溶成分在135℃萘烷中所测定的固有粘度(η)cxs在1~2(dl/g)的范围。
如[1]~[5]任一项所述的输液袋,其特征在于,其使用了聚丙烯类积层膜,所述聚丙烯类积层膜含有至少一层由上述的聚丙烯类膜构成的层。
如[1]~[6]任一项所述的输液袋,其特征在于,其中的聚丙烯类膜是通过水冷吹塑成型法成型形成的。
发明的效果本发明中的输液袋透明性、光泽性以及耐热性、冲击强度等的平衡非常优异,并且,具有适当的柔软性的同时开口性良好,抗粘连性得到了提高、外渗得到了抑制、卫生性优异、异味少,加热灭菌处理后透明性下降少。
并且,作为嵌段型Reactor-TPO的丙烯-乙烯嵌段共聚物能够形成透明性和柔软性等优异的膜,本发明还可以谋求其作为膜的有效利用。


是说明聚合制造例A-1中的PP-1A的洗脱量曲线和洗脱量累计的图。
是说明聚合制造例A-1中的PP-1A的固体粘弹性测定的图。
是说明聚合制造例A-14中的PP-14A的固体粘弹性测定的图。
具体实施例方式
以下,为了更详细地解释本发明,将更具体地描述本发明的实施方式。
1.丙烯-乙烯嵌段共聚物的构成(1)基本规定作为本发明输液袋的原料使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)是使用茂金属催化剂进行分步聚合得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A),所述分步聚合中,在第1步骤得到30重量%~95重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1),该成分(A1)仅含丙烯或者乙烯含量小于等于7重量%,在第2步骤得到70重量%~5重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2),该成分(A2)含有的乙烯比成分(A1)含有的乙烯多3重量%~20重量%。
值得注意的是,这种丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)是被通称为所谓嵌段共聚物的物质,但处于成分(A1)和成分(A2)的掺杂状态,双方并没有通过聚合而结合。
(2)关于成分(A1)(2-1)成分(A1)中的乙烯含量E(A1)
第1步骤制造的成分(A1)用来抑制发粘,体现耐热性,所以必须是熔点比较高、具有结晶性的丙烯均聚物或乙烯含量小于等于7重量%的丙烯-乙烯无规共聚物。乙烯含量超过7重量%则熔点变得过低,导致耐热性变差,所以乙烯含量定为小于等于7重量%,优选定为小于等于6重量%。
此外,成分(A1)即使是丙烯均聚物也能表现出得到改良的柔软性和透明性以及耐热性,但是,成分(A1)是丙烯均聚物的情况下,为了在维持透明性的同时发挥充分的的柔软性,必须极度地增加后述成分(A2)的比例,有可能会因此而导致耐热性以及发粘、粘连等现象的显著恶化。
另一方面,以丙烯-乙烯无规共聚物作为成分(A1),则由于成分(A1)自身熔点降低而出现耐热性变差,但是因为能够抑制发挥充分柔软性所必须的成分(A2)的量,反而提高了嵌段共聚物整体的耐热性,并且发粘和粘连现象的恶化小,所以是优选的。
此外,因降低了熔点,所以即使降低成膜时的成型温度,也能得到挤出稳定性,因此,能够得到异味性等极为优秀的膜。
根据这些观点,成分(A1)中的乙烯含量优选大于等于0.5重量%,更优选大于等于1.5重量%。
(2-2)嵌段共聚物(A)中成分(A1)所占的比例丙烯-乙烯嵌段共聚物中成分(A1)所占的比例太多则不能充分发挥丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的柔软性和耐冲击性以及透明性的改良效果。因此,成分(A1)的比例被定为小于等于95重量%,优选小于等于85重量%,更优选小于等于70重量%。
另一方面,成分(A1)的比例过少则发粘现象增加,产生耐热性显著恶化的问题,所以成分(A1)的比例大于等于30重量%,优选大于等于40重量%。
(3)关于成分(A2)(3-1)成分(A2)中的乙烯含量E(A2)第2步骤制造的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2)是提高丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的柔软性和耐冲击性以及透明性的必要成分。
此处,为了充分发挥上述效果,成分(A2)必须含有特定范围的乙烯。即,在本发明的嵌段共聚物中,相对成分(A1),成分(A2)的结晶性低,其改良柔软性的效果大,结晶性受丙烯-乙烯无规共聚物中的乙烯含量的控制,所以成分(A2)中的乙烯含量E(A2)如果比成分(A1)中的乙烯含量E(A1)多不到3重量%,则不能发挥其效果,优选成分(A2)中的乙烯含量比成分(A1)中的乙烯含量多6重量%或6重量%以上,更优选多8重量%或8重量%以上。
此处,如果将成分(A1)和成分(A2)的乙烯含量的差定义为E(gap)(=E(A2)-E(A1)),则E(gap)大于等于3重量%,优选大于等于6重量%,更优选大于等于8重量%。
另一方面,如果为了降低成分(A2)的结晶性而过度地增加乙烯含量,则成分(A1)和成分(A2)的乙烯含量的差E(gap)变大,成分(A1)和成分(A2)分成母体(matrix)和区域(domain)而形成相互分离结构,透明性下降。这是因为,原本聚丙烯和聚乙烯的相容性低,即使在丙烯-乙烯无规共聚物中,乙烯含量不同的共聚物之间相容性也随着乙烯含量的差异增大而降低。关于E(gap)的上限,只要通过上文中所述的固体粘弹性测定得到的tanδ的峰处于单一的范围即可,因此,E(gap)被定为小于等于20重量%,优选小于等于18重量%,更优选小于等于16重量%。
(3-2)嵌段共聚物(A)中成分(A2)所占的比例如果成分(A2)的比例太多则发粘增加,并且在粘连方面出现恶化,耐热性的下降也变得明显,所以成分(A2)的比例需要控制在小于等于70重量%。
另一方面,成分(A2)的比例过少则得不到柔软性和耐冲击性的改良效果,所以(A2)的比例需要大于等于5重量%,优选大于等于15重量%,更优选大于等于30重量%。
(4)嵌段共聚物(A)的熔体流动率(MFR)本发明的输液袋中使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的MFR必须在1g/10min~20g/10min的范围。
即,为了达成作为本发明的目的的膜的透明性和物性,需要采取特定的成型条件,本发明的成型条件中,MFR太低则在膜的表面上产生被称作浓淡交错(sharkskin)或熔体破坏的表面粗糙,明显损害透明性和外观。另外,挤出机的马达负荷变大,树脂本身不能被挤出。另一方面,如果MFR太高则成型时的气泡稳定性变差,膜的宽度和厚度发生变动,不能得到产品。
因此,本发明中,丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的MFR必须在1g/10min~20g/10min的范围,优选在3g/10min~15g/10min,更优选在5g/10min~10g/10min的范围,从成型稳定性和膜外观、物性平衡的方面考虑,这样的范围是合适的。
此外,本发明中的熔体流动率(MFR)是依据JISK 7210A法条件M在下述条件下测定的。试验温度230℃;额定加重2.16kg;模头形状直径2.095mm、长8.00mm。
(5)固体粘弹性确定的特定条件(5-1)根据tanδ曲线的峰的规定对于本发明的输液袋所使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A),通过固体粘弹性测定(DMA)获得的温度-损耗角正切(tanδ)曲线中,tanδ曲线在小于等于0℃的范围有单一的峰是必须的。
成分丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)采取相分离结构时,成分(A1)所包含的非晶部分的玻璃化转移温度和成分(A2)所包含的非晶部分的玻璃化转移温度各异,所以有多个峰。此种情况下,产生透明性显著恶化的问题。
是否采取了相分离结构可以在固体粘弹性测定中的tanδ曲线上判断,如果tanδ曲线在小于等于0℃的范围有单一的峰,则可以避免影响成型品透明性的相分离结构。
本发明中,为了发挥透明性,固体粘弹性测定中的tanδ曲线必须有单一的峰。
此外,如图2和图3所示,聚合制造例-1的实例和聚合制造例-14的实例分别示出了本发明的tanδ曲线的峰的实例以及用作比较的没有单一峰时tanδ曲线的实例。
(5-2)测定法具体地说,固体粘弹性测定通过对窄条状样品施加特定频率的正弦应变并测量因此产生的应力来进行。此处,频率使用1Hz,测定温度从-60℃阶段性升温,直至样品熔化而不能测定。另外,应变的大小推荐为0.1%~0.5%的程度。根据公知的方法,从得到的应力确定贮藏弹性率和损耗弹性率,将以这两个弹性率的比所定义的损耗角正切(=损耗弹性率G”/贮藏弹性率G’)对温度作图,得到tanδ曲线,本发明中,在小于等于0℃的温度范围出现尖峰。通常tanδ曲线在小于等于0℃范围的峰用来观测非晶相的玻璃化转变,此处,将此峰值温度定义为玻璃化转变温度Tg(℃)。
(6)成分(A1)和(A2)的各成分的乙烯含量E(A1)和E(A2)以及各成分量W(A1)和W(A2)的确定成分(A1)和(A2)的各乙烯含量以及成分量可以根据聚合时的物质收支(物质平衡)来确定,为了更正确的确定这些量,优选采用下述的分析(分别法)。
(6-1)利用升温洗脱分离法(TREF)确定各成分量W(A1)和W(A2)6-1-1.升温洗脱分离法利用升温洗脱分离法(TREF)评价丙烯-乙烯无规共聚物的结晶性分布的方法是本领域技术人员所知的,例如,下面文献等给出了详细的测定法。
G.Glockner,J.Appl.Polym.Sci.Appl.Polym.Symp.;45,1-24(1990)L.Wild,Adv.Polym.Sci.;98,1-47(1990)J.B.P.Soares,A.E.Hamielec,Polymer;36,8,1639-1654(1995)本发明的丙烯-乙烯无规嵌段共聚物(A)中,成分(A1)和成分(A2)各自的结晶性差别很大。由于使用茂金属催化剂进行制备,各自的结晶性分布变窄,所以这两种成分之间的中间成分的量非常少。因而,通过TREF可以精确地将两者分离。
使用邻二氯苯溶剂,利用升温洗脱分离法(TREF),在-15℃~140℃的温度范围以洗脱量对温度(d重量%/dT)作图,得到TREF洗脱曲线,该洗脱曲线中,成分(A1)和(A2)因结晶性的差异而分别在温度T(A1)和温度T(A2)出现洗脱峰,并且由于该差充分大,基本可以在中间的温度T(A3)(={T(A1)+T(A2)}/在2)分离。
另外,关于TREF测定温度的下限,对于本测定中使用的装置是-15℃,在成分(A2)的结晶性非常低或者是非晶性成分的情况下,在本测定方法中,有时在测定温度范围内没有出现峰(此时在测定温度的下限(即-15℃)检测出溶解在溶剂中的成分(A2)的浓度)。这种情况下,认为T(A2)小于等于测定温度下限,但因为不能测定其具体值,所以在这种情况下,将T(A2)定为测定温度下限,即-15℃。
此处,将在T(A3)前洗脱出的成分的累计量定义为W(A2)重量%;将在大于等于T(A3)的温度洗脱出的部分的累计量定义为W(A1)重量%,此时W(A2)与结晶性低或者非晶性的成分(A2)的量基本对应,在大于等于T(A3)的温度洗脱出的成分的累计量W(A1)与结晶性较高的成分(A1)的量基本对应。此外,对于TREF洗脱曲线的实例,在图1中给出了聚合制造例A-1中的实例。
6-1-2.TREF测定方法在本发明中,具体如下进行测定。在140℃将样品溶解于邻二氯苯(含有0.5mg/mL的BHT)中制成溶液。在140℃将该溶液引入TREF柱,然后以8℃/分钟的冷却速率冷却至100℃,进而再以4℃/分钟的冷却速率冷却至-15℃,保持60分钟。其后,作为溶剂的15℃的邻二氯苯(含有0.5mg/mL的BHT)以1mL/分钟的流速流过该洗脱柱,将TREF柱中溶解于-15℃的邻二氯苯中的成分洗脱10分钟,然后以100℃/小时的加热速率加热洗脱柱到140℃,得到洗脱曲线。
(6-2)各成分中的乙烯含量E(A1)和E(A2)的确定6-2-1.成分(A1)和(A2)的分离基于先前的TREF测定求出的T(A3),使用制备型分离装置,通过升温柱分离法,分离为在T(A3)下可溶解的成分(A2)和在T(A3)下不可溶解的成分(A1),通过NMR求出各成分的乙烯含量。
所谓升温柱分离法是例如Macromolecules 21,314-319(1988)中披露的测定方法。具体来说,在本发明中使用下述方法。
6-2-2.分离条件将玻璃珠载体(80到100目)填入直径50mm、高500mm的圆柱状洗脱柱中并保持在140℃。其后,将在140℃溶解好的样品邻二氯苯溶液(10mg/mL)200mL引入所述的洗脱柱中。然后将该洗脱柱以10℃/小时的冷却速率冷却到0℃。在0℃保持1小时之后,将该洗脱柱以10℃/小时的升温速率加热到T(A3)并保持1小时。其中,进行一系列操作的洗脱柱的温度控制精度为±1℃。
其后,在保持柱温为T(A3)的同时,以20mL/分钟的流速使T(A3)下的邻二氯苯800mL流过该柱,从而洗出并回收该柱中在T(A3)下可溶解的成分。
之后,将该柱温以10℃/分钟的升温速率升到140℃,并且使得该洗脱柱在140℃静置1小时,然后以20mL/分钟的流速使140℃下的邻二氯苯溶剂800mL流过该柱,洗出并回收在T(A3)下不可溶解的成分。
使用蒸发器,将分离得到的含有聚合物的溶液浓缩,然后在5倍量的甲醇中使聚合物析出。通过过滤回收析出的聚合物,并在真空干燥器中干燥一夜。
6-2-3.通过13C-NMR测定乙烯含量通过上述分离方法分别得到成分(A1)和成分(A2)后,通过解析在利用质子噪声去偶方法在下列条件下测定的13C-NMR图谱,求出成分(A1)和成分(A2)各自的乙烯含量。
机种日本电子(株)制造的GSX-400或与其相当的设备(碳核共振频率至少100MHz)溶剂邻二氯苯/重苯=4/1(体积比)浓度100mg/mL温度130℃脉冲角90℃脉冲间隔15秒累加次数至少5000次图谱上的归属参考例如Macromolecules 17,1950(1984)等进行。根据上述条件测定的图谱上峰的归属如表1所示。根据Carman等的标记方法(Macromolecules 10,536(1977))来表示表1中的Sαα等记号,P表示甲基碳,S表示亚甲基碳,T表示次甲基碳。
表1

如果用“P”表示共聚物链中的丙烯单元,“E”表示共聚物链中的乙烯单元,则在该链中有六种三单元组合PPP、PPE、EPE、PEP、PEE和EEE。根据Macromolecules 15,1150(1982)中的描述,三单元组合的浓度和峰的强度之间的关系如下所示[PPP]=k×I(Tββ) (1)[PPE]=k×I(Tβδ) (2)[EPE]=k×I(Tδδ) (3)[PEP]=k×I(Sββ) (4)[PEE]=k×I(Sβδ) (5)[EEE]=k×{I(Sδδ)/2+I(Sγδ)/4} (6)其中,[]表示三单元组合的分率,例如[PPP]是全部三单元组合中PPP三单元组合的分率。
因此,[PPP]+[PPE]+[EPE]+[PEP]+[PEE]+[EEE]=1(7)另外,k为常数,I为图谱强度。例如,I(Tββ)表示归属于Tββ的28.7ppm处的峰强度。
通过使用上述等式(1)至(7),确定每个三单元组合的分率。然后,通过下列等式确定乙烯含量。
乙烯含量(摩尔%)=([PEP]+[PEE]+[EEE])×100本发明的丙烯-乙烯无规共聚物中含有少量的丙烯其他形式的键(2,1-键和1,3-键),因此产生了表2中所示的微小的峰。
表2

为了求出精确的乙烯含量,需要在计算中考虑这些由其他形式的键形成的峰。然而,难以完全分离鉴定由不同形式的键形成的峰。而且,由于其他形式的键的量非常少,所以与分析由传统齐格勒-纳塔催化剂制备的、实际不含其他形式的键的共聚物同样,利用等式(1)到(7)确定本发明的乙烯含量。
根据以下公式将乙烯的摩尔%含量转换为重量%。
乙烯含量(重量%)=(28×X/100)/{28×X/100+42×(1-X/100)}×100在上述公式中,X为以摩尔%表达的乙烯含量。
而且,根据下述公式,由上述测得的成分(A1)和(A2)各自的乙烯含量E(A1)和E(A2),以及通过TREF计算得到的各个成分的重量比例W(A1)和W(A2)重量%,计算整个嵌段共聚物的乙烯含量E(W)。
E(W)={E(A1)×W(A1)+E(A2)×W(A2)}/100(重量%)(6-3)TREF洗脱曲线的结晶性分布的附加要素使用用于确定各成分的量的TREF洗脱曲线,对于本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物,可以发现其结晶性分布上的附加特征。
6-3-1.洗脱峰温度T(A1)TREF洗脱曲线中成分(A1)的洗脱峰温度T(A1)越高,成分(A1)的结晶性越高,但此时成分(A1)的结晶性增高,就必须增大改良丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的柔软性和透明性所必要的成分(A2)。
另一方面,成分(A2)的比例过多时,在发粘和耐热性产生恶化,为了提高柔软性、透明性的平衡,T(A1)不宜过高。此外,异味性等具有随成型温度上升而增加的倾向,但通过降低T(A1),即使降低挤出温度,也能获得稳定的可塑化,在这点上,也优选降低T(A1)。
本发明中,成分(A1)是仅含丙烯或者乙烯含量小于等于7重量%的无规共聚物,可以通过增加乙烯含量而使T(A1)下降。此时,为了发挥充分的柔软性与透明性、耐热性的平衡,优选T(A1)小于等于96℃,最优选的范围是小于等于88℃。
另一方面,峰温度T(A1)小于55℃的情况下,成分(A1)的结晶熔化温度低,嵌段共聚物不能发挥充分的耐热性,粘连现象增加,本发明中,优选峰温度T(A1)大于等于55℃,更优选大于等于60℃。
6-3-2.洗脱结束温度T(A4)T(A1)低且在高结晶侧具有结晶性分布的情况下,发生透明性的恶化。虽然其原因不清楚,但据推测是因为,在高结晶侧有结晶性分布时,结晶结构的密度增加,与非晶部的密度差增大,或者是因为核生成频率下降,球晶尺寸增大。
因此,优选抑制结晶性向TREF洗脱曲线中高温侧发展。可通过TREF测定评价结晶性向高结晶侧的这种发展,优选与峰温度T(A1)相比,丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)全体的洗脱结束温度T(A4)(如果考虑TREF测定中的误差,则难以定义全部洗脱的温度,所以本发明将洗脱出全部的99重量%时的温度定义为洗脱结束温度T(A4))不高,并且高温侧有洗脱成分时该成分的结晶化度增加,所以作为本发明优选的要素,T(A4)小于等于98℃,优选小于等于90℃。
此外,从洗脱峰到结束的温度差ΔT(T(A4)-T(A1))优选在小于等于5℃的范围,更优选在小于等于4℃的范围,进一步优选在小于等于3℃的范围。
6-3-3.洗脱峰温度T(A2)如果成分(A2)结晶性不充分降低,则不能确保丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的柔软性和透明性,所以T(A2)优选小于等于45℃,更优选小于等于40℃。
(7)关于分子量(7-1)对分子量的规定本发明中的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的附加特征为低分子量成分少。
低分子量成分,特别是其分子量小于聚合度平均分子量(絡み合い点間分子量)的成分会外渗到成型体的表面,被认为会使发粘性和透明性等恶化。
聚丙烯聚合度平均分子量如Journal of Polymer SciencePart BPolyerPhysics(37,1023-1033(1999))所述那样,大约为5000。
因此,本发明中的嵌段共聚物优选低分子量成分少,重均分子量小于等于5000的成分的量小于等于0.8重量%,优选小于等于0.5重量%。
(7-2)分子量的测定在本发明中,重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)用凝胶渗透色谱法(GPC)测定。通过预先制作的标准聚苯乙烯的标准曲线,根据保留体积换算分子量。
所用的标准聚苯乙烯为Tosoh公司制造的以下任意产品。
F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000上述各产品溶解在邻二氯苯(含有0.5mg/mL的BHT)制成0.5mg/mL的溶液,注入0.2mL该溶液,制成校正曲线。校正曲线使用最小二乘法近似得到的三阶公式。用于换算分子量的粘度方程[η]=K×Mα使用如下数值。
PSK=1.38×10-4α=0.7PEK=3.92×10-4α=0.733
PPK=1.03×10-4α=0.78GPC测定条件如下所述。
设备WATERS公司制造的GPC(ALC/GPC 150C)检测器FOXBORO公司制造的MIRAN 1A红外检测器(波长3.42μm)色谱柱昭和电工社制造的AD806M/S(三根)流动相溶剂邻二氯苯测定温度140℃流速1.0ml/分钟注射量0.2ml样品的制备使用邻二氯苯(含有0.5mg/mL的BHT)配制1mg/mL的样品溶液,在140℃花费大约1小时使样品溶解。
以洗脱比例对GPC测得的分子量作图,可以确定分子量小于等于5000的成分的量。
(8)固有粘度[η]cxs丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)中,发粘和外渗特别地成为问题的原因是由于常温可溶于二甲苯的成分(CXS成分)所致,因此固有粘度[η](dl/g)的测定优选对CXS成分进行。
此处,按如下方法得到CXS。在130℃下使丙烯-乙烯嵌段共聚物溶解在对二甲苯中,制成溶液,然后在25℃下放置12小时。过滤以去除析出的聚合物,并从滤液中蒸除对二甲苯,从而得到CXS成分。使用萘烷作为溶剂并使用乌氏粘度计在135℃测定如上得到的CXS成分的固有粘度([η]cxs)。
此时,由于没有使分子量小于等于5000的容易外渗的成分的生成增加,所以即使在CXS成分固有粘度[η]cxs小于等于2的范围(该范围对于齐格勒-纳塔催化剂来说,由于制造上的问题或粘连等的恶化而在实用上有问题),也不会使本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物发生特别的物性的恶化,能够制造利用。
对于这种CXS成分固有粘度下降但分子量小于等于5000的成分未增加的丙烯-乙烯嵌段共聚物,其具有物性方面的特征,撕裂伸度大、撕裂强度大,并且还表现出被称作麻点或鱼眼的外观不良现象发生得少的效果。
2.丙烯-乙烯嵌段聚合物的制造方法(1)茂金属催化剂对于制造本发明的输液袋中使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的方法来说,使用茂金属催化剂是必须的。
本领域技术人员熟知,对于丙烯-乙烯嵌段共聚物,分子量以及结晶性分布增大则发粘或外渗现象加重。对于本发明使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物也是一样,为了抑制发粘以及外渗,并且为了在水冷吹塑成型中表现出充分的透明性,需要使用能使分子量以及结晶性分布变窄的茂金属催化剂进行聚合。并且从后面的实施例和比较例的对比可以看出,使用齐格勒-纳塔催化剂得不到本发明的优秀的丙烯-乙烯嵌段共聚物。
对于茂金属催化剂的种类没有限制,只要可以获得具有本发明性能的共聚物即可,但是为了满足本发明的要素,优选使用含有例如以下成分(a)和成分(b)以及根据需要使用的成分(c)的茂金属催化剂。
成分(a)选自通式(1)表示的过渡金属化合物中的至少一种茂金属过渡金属化合物成分(b)选自如下(b-1)到(b-4)的至少一种固体成分(b-1)载负有有机氧化铝化合物的微粒状载体(b-2)载负有能够与成分(a)反应并能将其转化为阳离子的路易斯酸或离子化合物的微粒状载体(b-3)固体酸微粒(b-4)离子交换性的层状硅酸盐类成分(c)有机铝化合物(1-1)成分(a)作为成分(a),可以使用选自通式(1)表示的过渡金属化合物中的至少一种茂金属过渡金属化合物。
Q(C5H4-aR1)(C5H4-bR2)MeXY (1)
(此处,Q为将两个共轭五元环配体桥联的二价成键性基团,Me为选自钛、锆和铪的金属原子,X和Y为氢原子、卤素原子、烃基、烷氧基、氨基、含氮烃基、含磷烃基或含硅烃基,X和Y可以是相互独立的,即可以相同也可以不同,R1和R2是氢、烃基、卤代烃基、含硅烃基、含氮烃基、含氧烃基、含硼烃基或含磷烃基,a和b为取代基的数目)具体来说,Q为将两个共轭五元环配体桥联的二价成键基团,如二价烃基、亚甲硅基或低聚亚甲硅基、有烃基取代的亚甲硅基或有烃基取代的低聚亚甲硅基、或者有烃基取代的亚甲锗基(ゲルシレン基)等。其中,优选的实例是二价烃基和有烃基取代的亚甲硅基。
X和Y为氢原子、卤素原子、烃基、烷氧基、氨基、含氮烃基、含磷烃基或含硅烃基,其中,优选的实例是氢、氯、甲基、异丁基、苯基、二甲酰胺基团或二乙酰胺基团等。X和Y可以是相互独立的,即可以相同也可以不同。
R1和R2表示氢、烃基、卤代烃基、含硅烃基、含氮烃基、含氧烃基、含硼烃基或含磷烃基。作为烃基,具体可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、苯基、萘基、丁烯基和丁二烯基等。而且,作为卤代烃基、含硅烃基、含氮烃基、含氧烃基、含硼烃基或含磷烃基,其典型的实例可以举出甲氧基、乙氧基、苯氧基、三甲硅烷基、二乙氨基、二苯氨基、吡唑基、吲哚基、二甲基膦基、二苯基膦基、二苯基硼基和二甲氧硼基等。其中,优选碳原子数为1到20的烃基,特别优选甲基、乙基、丙基或丁基。相邻的R1和R2可以相互键合成环,而且所形成的环上可以具有由烃基、卤代烃基、含硅烃基、含氮烃基、含氧烃基、含硼烃基或含磷烃基形成的取代基。
Me为选自钛、锆和铪中的金属原子,并且优选为锆或铪。
在上述的成分(a)中,用于制备本发明的丙烯类聚合物的优选实例是含有下述配体的过渡金属化合物,所述配体具有取代的亚环戊二烯基、取代的茚基、取代的芴基或取代的薁基,这些配体通过烃基取代的亚甲硅烷基、亚甲锗烷基或亚烷基桥联;特别优选所述配体具有2,4-取代的茚基或2,4-取代的薁基,并且所述配体通过烃基取代的亚甲硅基或亚甲锗烷基桥联。
作为非限制性的具体实例,可以举出二甲基亚甲硅烷基二(2-甲基-4-苯基茚基)二氯化锆、二苯基亚甲硅烷基二(2-甲基-4-苯基茚基)二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二(2-甲基苯并茚基)二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二{2-异丙基-4-(3,5-二异丙苯基)茚基}二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二(2-丙基-4-菲基茚基)二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二(2-甲基-4-苯基薁基)二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二{2-甲基-4-(4-氯苯基)薁基}二氯化锆,二甲基亚甲硅烷基二(2-乙基-4-苯基薁基)二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二(2-异丙基-4-苯基薁基)二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二{2-乙基-4-(2-氟联苯基)薁基}二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二{2-乙基-4-(4-叔丁基-3-氯苯基)薁基}二氯化锆等。
作为适合的化合物,还可以举出上述具体例子的化合物中的亚甲硅烷基用亚甲锗烷基代替、锆用铪代替的化合物。
由于催化剂成分不是本发明的重要因素,为了避免重复列举,仅列举了代表性的例子,当然这并未对本发明的有效范围构成限制。
(1-2)成分(b)作为成分(b),使用选自上述成分(b-1)到成分(b-4)中的至少一种固体成分。这些成分是公知的,并且可以从公知的技术中适当选择进行使用。它们的具体例子和制备法详细披露于特开2002-284808、特开2002-53609、特开2002-69116、特开2003-105015等中。
成分(b-1)和成分(b-2)中使用的微粒状载体的实例包括诸如氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化硅-氧化铝、氧化硅-氧化镁等无机氧化物;诸如氯化镁、氯氧化镁、氯化铝或氯化镧等无机卤化物;以及诸如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯二乙烯基苯共聚物、丙烯酸类共聚物等多孔有机载体。
而且,作为成分(b)的非限制实例,成分(b-1)的实例包括担载甲基铝氧烷、异丁基铝氧烷、甲基异丁基铝氧烷、四异丁基丁基硼酸铝等的微粒状载体,成分(b-2)的实例包括担载三苯硼烷、三(3,5-二氟苯基)硼烷、三(五氟苯基)硼烷、三苯基碳阳离子四(五氟苯基)硼酸酯、N,N-二甲基苯胺离子四(五氟苯基)硼酸酯等的微粒状载体,成分(b-3)的实例包括氧化铝、氧化硅-氧化铝、氯化镁等,成分(b-4)的实例包括蒙脱石类、蛭石类、云母类物质,例如蒙脱石、ザコウナイト(zacounite)、贝得石、绿脱石、皂石、锂蒙脱石、スチ一ブンサイト(stivensite)、膨润土、带云母等。它们可以形成混合层。
上述成分(b)的特别优选的实例是成分(b-4)的可离子交换的层状硅酸盐,更优选的实例是经诸如酸处理、碱处理、盐处理或有机处理等化学处理的可离子交换的层状硅酸盐。
(1-3)成分(c)根据需要作为成分(c)使用的有机铝化合物的实例是下述通式所示的化合物,例如为三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝或三异丁基铝等三烷基铝,或为一氯化二乙基铝或一甲氧基二乙基铝等含卤素或含烷氧基的烷基铝。
通式 AlRaX3-a(其中,R为碳原子数为1到20的烃基,X为氢、卤素或烷氧基,并且a为0<a≤3的数)。除了这些物质之外,还可以使用诸如甲基铝氧烷等铝氧烷类。其中,三烷基铝是特别优选的。
(1-4)催化剂的形成通过使成分(a)和成分(b)以及根据需要使用的成分(c)接触来制备催化剂。其接触方法没有限制,但是可以按照以下顺序来实施。而且,不仅在催化剂制备的时进行该接触,还可在烯烃的预聚合中或烯烃聚合中进行该接触。
1)将成分(a)和成分(b)接触。
2)将成分(a)和成分(b)接触后,在其中加入成分(c)。
3)将成分(a)和成分(c)接触后,在其中加入成分(b)。
4)将成分(b)和成分(c)接触后,在其中加入成分(a)。
5)同时使三种成分接触。
(1-5)成分的量用在本发明中的成分(a)、(b)和(c)各自的量是任意的。例如,成分(a)相对于成分(b)的用量为,相对于1g成分(b)优选成分(a)为0.1μmol到1000μmol,更优选为0.5μmol到500μmol。成分(c)相对于成分(b)的用量为,相对于1g成分(b)优选过渡金属的量计为0.001μmol到100μmol,更优选为0.005μmol到50μmol。因此,以过渡金属摩尔比计,成分(c)相对于成分(a)的量优选为10-5到50,更优选为10-4到5。
(1-6)预备聚合本发明的催化剂优选经历预聚合反应,其中所述的催化剂预先与烯烃接触,使烯烃少量聚合。不限制所用的烯烃单体,可以使用乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、乙烯基环烷烃、苯乙烯等,特别优选使用丙烯。向反应器供应烯烃的方法可以任意为以恒定速率向反应容器进行供给的方法或者进行供给时维持反应容器的压力恒定的供给方法,或者两者组合或分阶段控制的方法。对于预聚合温度和时间没有限制,优选在-20℃到100℃、5分钟到24小时的范围内。对于预备聚合的量,相对于成分(b),预备聚合的聚合物的量为0.01到100,更优选为0.1到50。预聚合结束之后,根据催化剂的使用形态,可以直接使用催化剂或者进行必要的干燥。
在上述成分接触的同时或接触之后,其中可以共存有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等聚合物或氧化硅、氧化钛等无机氧化物固体。
(2)制造方法制备本发明的成分丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)时,需要进行分步聚合,以分别得到结晶性丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1)和低结晶性或非晶性的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2)。
若丙烯-乙烯嵌段共聚物是简单地在将丙烯与乙烯进行共聚得到的无规共聚物,则乙烯含量低时,柔软性和透明性不够,而若通过增加乙烯含量以提高柔软性和透明性时,则耐热性变差。因此,难以满足全部所要求的品质。
因此,为了同时使透明性、柔软性和耐热性获得良好的平衡,本发明中,丙烯-乙烯嵌段共聚物必须是在第一步骤和第二步骤分别聚合乙烯含量不同的成分得到的嵌段共聚物。
而且,在本发明中,有时有使用分子量低、单独使用容易发粘的共聚物作为成分(A2),所以在聚合程序中需要在成分(A1)之后制备成分(A2),以防止粘在反应容器上等问题。
(2-1)分步聚合由于上述的理由,实施制造本发明的丙烯-乙烯嵌段聚合物(A)时,必须分步聚合结晶性丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1)和低结晶性或者非晶性的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2)。
实施分步聚合时,可以采用间歇法和连续法中的任一种方法,但是从生产率的角度看,一般优选采用连续法。
在间歇式聚合法中,通过随时间改变聚合条件可以在一个反应容器中分别制备成分(A1)和成分(A2)。只要不影响本发明的效果,也可以将多个反应器并联使用。
在连续式聚合法中,必须使用至少两个反应器串联的制造设备,以便分别制备成分(A1)和成分(A2)。只要不影响本发明的效果,对于成分(A1)、成分(A2),可以将多个反应容器串联和/或并列使用。
(2-2)聚合工艺作为聚合工艺(聚合方法),可以采用诸如淤浆法、本体法、气相法等任意的聚合方法。还可以采用作为本体法和气相法的中间条件的超临界条件,但是由于这实际上相当于气相法,所以不特别进行区分,将其归于气相法。
由于低结晶性或非晶性的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2)容易溶解在诸如烃等有机溶剂或液化丙烯中,所以制造成分(A2)时优选采用气相聚合法。
对于制备结晶性丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1),使用任何方法均没问题,但是制造结晶性较低的成分(A1)时,优选采用气相法以防止出现结垢等问题。
因此,最优选的是采用连续式聚合法,首先用本体法或气相法制造结晶性丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1),然后利用气相法制备低结晶性或非晶性的丙烯-乙烯无规共聚物弹性体成分(A2)。
(2-3)其他的聚合条件聚合温度只要是通常使用的温度范围就可以没问题地使用。具体来说,可以使用0到200℃范围内的聚合温度,优选的是40℃到100℃。
聚合压力取决于所采用的工艺,只要是通常使用的压力范围就可没问题地使用。具体来说,聚合压力可以在大于0小于等于200MPa的范围内,优选为0.1MPa到50MPa。此时还可以同时存在氮气等惰性气体。
当实施分步聚合,在第一步骤中制备成分(A1)和在第二步骤中制备成分(A2)时,优选在第二步中加入聚合抑制剂。在制备丙烯-乙烯嵌段共聚物的情况下,如将聚合抑制剂加入到进行第二步骤的乙烯-丙烯无规共聚反应的反应容器中,可以提高得到的粉末的颗粒性状(例如流动性等)或提高凝胶等的产品品质。对于该方法已经有了各种技术研究,例如可以举出特公昭63-54296号公报、特开平7-25960公报和特开2003-2939号公报等各个公报。优选在本发明也使用这些技术。
3.丙烯-乙烯嵌段共聚物的构成要素的控制方法本发明的输液袋中所用的丙烯-乙烯共聚物(A)的各因素都可以按以下方法进行控制,以使其满足本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)所必须的构成要素。
(1)关于成分(A1)对于结晶性丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1),有必要控制乙烯含量E(A1)和T(A1)。
在本发明中,为了将E(A1)控制在规定的范围内,可以适当地调整向第一步骤的聚合容器中供给的丙烯和乙烯的比例。供给比例和所得到的丙烯-乙烯无规共聚物中的乙烯含量的关系根据所使用的茂金属催化剂的种类而有所不同,但通过调整供给比例,能够制备有必要的乙烯含量E(A1)的成分(A1)。例如,为了将E(A1)控制在0重量%到7重量%的范围内,可以将乙烯相对于丙烯的供给重量比调整为0到0.3的范围内,优选在0到0.2的范围内。此时,成分(A1)的结晶性分布窄,随着E(A1)的增加,T(A1)降低。
因此,为了使T(A1)满足本发明的范围,需要掌握T(A1)和E(A1)的上述关系,并进行调整以获得目标范围。
(2)关于成分(A2)对于低结晶性或非晶性的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2),有必要控制乙烯含量、E(A2)、T(A2)和[η]cxs。
在本发明中,为了将E(A2)控制在规定的范围内,与E(A1)同样,可以控制第二步中乙烯相对于丙烯的供给比例。例如,为了将E(A2)控制在5重量%到20重量%的范围内,可以将乙烯相对于丙烯的供给重量比调整为0.01到5的范围内,优选为0.05到2的范围内。此时,随着乙烯含量的增加,成分(A2)的结晶分布也有若干增加,但与成分(A1)同样,T(A2)随着E(A2)的增加而降低。
因此,为了使T(A2)满足本发明的范围,可以在掌握E(A2)和T(A2)的关系的基础上进行控制,使E(A2)在所规定的范围内。此外,关于[η]cxs,将在下文中进行说明。
(3)关于W(A1)和W(A2)成分(A1)的量W(A1)和成分(A2)的量W(A2)可以通过改变制造成分(A1)的第一步骤中的制备量和制造成分(A2)的第二步骤中的制备量的比例进行控制。例如,为了增加W(A1)而减少W(A2),可以保持第一步骤中的制备量而减少第二步中骤的制备量,这可以通过缩短第二步的滞留时间、降低聚合温度、增加聚合抑制剂的量等容易地进行控制。反之亦然。
设定实际条件时,有必要考虑活性衰减。即,在本发明实施的乙烯含量E(A1)和E(A2)范围内,一般为了提高乙烯含量而增加乙烯相对于丙烯的供给比例时,聚合活性通常会趋向增加,同时活性的衰减趋向加强。因此,为了在第二步骤中仍然保持活性,有必要抑制第一步骤中的聚合活性。具体地说,可以按如下方法设定条件在第一步骤中减少生产量W(A1),根据需要,降低聚合温度和/或减少聚合时间(滞留时间),或者在第二步骤中增加乙烯含量E(A2),增加生产量W(A2),根据需要,提高聚合温度和/或延长聚合时间(滞留时间)。
(4)关于玻璃化转移温度Tg
对于本发明所使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A),在上文中描述的玻璃化转移温度Tg需要有单一的峰。为了Tg有单一的峰,需使成分(A1)中的乙烯含量E(A1)和成分(A2)中的乙烯含量E(A2)的差[E]gap即E(A2)-E(A1)小于等于20重量%,优选小于等于18重量%,更优选小于等于16重量%,在实际测定中,只需将E(gap)减小至Tg有单一的峰的范围即可。
根据结晶性共聚物成分(A1)的乙烯含量E(A1),设定成分(A2)的聚合时乙烯相对丙烯的供给重量比,使低结晶性或者非晶性的共聚物成分(A2)的乙烯含量E(A2)进入适当的范围,由此能得到具有规定[E]gap的聚合物。
另外,对于像本发明那样没有采取相分离结构的嵌段共聚物(A),其Tg受成分(A1)中乙烯含量E(A1)、成分(A2)中乙烯含量E(A2)以及两成分的比例的影响。在本发明中,成分(A2)的量是5重量%~70重量%,在该范围内,Tg受成分(A2)中乙烯含量E(A2)的影响较大。
即,Tg反映非晶部分的玻璃化转移,而本发明的嵌段共聚物(A)中,成分(A1)有结晶性,非晶部分相对较少,与此相对,成分(A2)是低结晶性或者非晶性的,其基本上是非晶部分。
从而,Tg的值主要受E(A2)控制,对E(A2)的控制法如上文中所述。
(5)关于熔体流动率(MFR)对于本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A),为了维持透明性,结晶性共聚物成分(A1)和低结晶性或者非晶性的共聚物弹性体成分(A2)必须具有相容性,所以成分(A1)的粘度[η]A1、成分(A2)的粘度[η]A2、丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的整体粘度[η]W之间,基本满足表观上粘度的混合法则。即Log[η]W={W(A1)×Log[η]A1+W(A2)×Log[η]A2}/100基本成立。通常MFR和[η]之间有一定的关系,从柔软性和耐热性等观点出发,首先设定[η]A2、W(A1)、W(A2),根据上述公式改变[η]A1可以自由地控制MFR。
(6)关于T(A4)T(A4)是体现结晶性分布的指标,成分(A1)结晶性分布越窄,T(A4)越接近T(A1)(变低),所以控制T(A4)值低就是控制成分(A1)和成分(A2)的结晶性分布窄。
通常,与使用齐格勒-纳塔催化剂相比,使用茂金属催化剂能够得到结晶度分布窄的聚合物,但是在本发明的这种分步聚合体系中,仅仅通过采用茂金属催化剂来控制结晶性分布窄并不充分。
为了将最终的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)调制成具有所需物性,成分(A1)和成分(A2)必须分别具有不同的特定聚合物组成。即,在第一步骤中和第二步骤中需要保持对应各自聚合物组成的聚合条件,特别是保持单体气体组成为各自不同的特定值。因此,如果所采用的工艺中成分(A2)的结晶性分布宽,则还需要进行改进,例如,改进输送步骤,以防止将第一步骤中对应第一步骤的特定单体气体混合物带入第二步骤。具体地说,通过增大输送步骤中的吹扫气流,或者通过用诸如氮气等惰性气体对反应器中对应第一步骤的单体气体混合物进行稀释或置换,能够使成分(A2)的结晶性分布变窄。因此,通过对输送步骤的改进,可以控制T(A4)值较低。
(7)关于W(Mw≤5000)通常使用茂金属催化剂能够获得比使用齐格勒-纳塔催化剂时分子量分布窄的聚合物。但是在本发明的分步聚合系统中,若仅仅采用茂金属催化剂来控制结晶性分布窄则未必充分。特别是为了防止低分子量成分的生成时,通过缩短从第一步骤向第二步骤的输送时间,或者通过在输送步骤中用诸如氮气等惰性气体完全地置换对应第一步骤的单体气体混合物,可以不受聚合条件影响地将W(M 5000)控制为低值。
(8)关于固有粘度关于[η]cxs,由于使用茂金属催化剂,本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的成分(A1)中几乎不含CXS成分,所以可以通过改变成分(A2)分子量控制[η]cxs。
因此,为了控制[η]cxs,通过常规方法控制第二步骤中氢与单体的供给比例即可。另外,对于茂金属催化剂来说,通常聚合温度越高,获得的聚合物的分子量越小,所以通过改变聚合温度也能控制[η]cxs。另外,可以组合氢供给比和聚合温度这两个因素来控制[η]cxs。
4.附加成分(添加剂)为了进一步提高透明性等性质,或者提供耐氧化性等其他性质,在不明显影响本发明效果的前提下,还可以在本发明的输液袋所使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物中配合附加成分作为选择性成分。
作为这种附加成分,可以添加各种添加剂,例如以往公知用作聚烯烃树脂用配合剂的抗粘连剂、助流剂、成核剂、抗氧化剂、中和剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、防静电剂、金属减活化剂、过氧化物、填充剂、抗菌防霉剂、荧光增白剂等各种添加剂。相对于100重量份的本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物,这些添加剂的配合量为0.0001重量份~3重量份,优选为0.001重量份~1重量份,更优选为0.01重量份~0.5重量份。
此外,在不明显损害本发明的效果的前提下,可以添加弹性体作为增加柔软性的成分。相对本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物为100重量份,弹性体的配合量为1重量份~30重量份,优选为5重量份~20重量份。
(1)添加剂的具体实例作为抗粘连剂的具体实例,例如作为无机类,可以使用合成或者天然的氧化硅(二氧化硅)、硅酸镁、硅铝酸盐、滑石、沸石、硼酸铝、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等。
作为有机类,可以使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基倍半硅氧烷(ポリメチルシリルトセスキオキサン,硅酮)、聚酰胺、聚四氟乙烯、环氧树脂、聚酯树脂、苯代三氯氰胺-甲醛(脲醛树脂)、酚树脂等。
从分散性、透明性、以及抗粘连性、划伤性的平衡出发,合成氧化硅和聚甲基丙烯酸甲酯特别适合。
抗粘连剂可以使用经处理表面的抗粘连剂,作为表面处理剂,可以使用表面活性剂、金属皂、丙烯酸、乙二酸、柠檬酸、酒石酸等有机酸;高级醇、酯、硅酮、氟树脂、硅烷偶合剂、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、三偏磷酸钠等缩聚磷酸盐,有机酸处理中用柠檬酸处理特别适合。对于处理方法没有特别限定,可以采用表面喷雾和浸渍等公知的方法。
抗粘连剂的平均粒径为1μm~7μm,优选为1μm~5μm,进一步优选为1μm~4μm。平均粒径小于1μm时,所获得的膜的滑润性和开口性差,是不理想的。另一方面,平均粒径大于7μm时,透明性和划伤性变差,是不理想的。此处,平均粒径是根据访问计数器(call counter)计算测定的值。
抗粘连剂是任何形状均可,可以制成球形、方形、柱状、针状、板状、无定形等任意的形状。
在不损害本目的的效果的前提下,这些抗粘连剂可以使用1种或者至少2种组合使用。
(2)脂肪酰胺作为脂肪酰胺,可以举出单酰胺类、取代的酰胺类、双酰胺类等,可以使用1种或者组合至少2种使用。
对于单酰胺类的具体实例,作为饱和脂肪单酰胺,可以举出月桂酰胺、棕榈酰胺、硬脂酰胺、山嵛酰胺、羟基硬脂酰胺等。作为不饱和脂肪单酰胺,可以举出油酰胺、芥酰胺、蓖麻醇酸酰胺等。作为取代的酰胺类的具体实例,可以举出N-硬脂基硬脂酰胺、N-油烯基油酰胺、N-硬脂基油酰胺、N-油烯基硬脂酰胺、N-硬脂基芥酰胺、N-油烯基棕榈酰胺等。
对于双酰胺类的具体实例,作为饱和脂肪酸双酰胺,可以举出亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双癸酰胺、亚乙基双月桂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双异硬脂酰胺、亚乙基双羟基硬脂酰胺、亚乙基双山嵛酰胺、六亚甲基双硬脂酰胺、六亚甲基双山嵛酰胺、六亚甲基双羟基硬脂酰胺、N,N′-二硬脂基己二酰胺、N,N′-二硬脂基癸二酰胺等。
作为不饱和脂肪酸双酰胺,可以举出亚乙基双油酰胺、六亚甲基双油酰胺、N,N′-二油烯基己二酰胺、N,N′-二油烯基癸二酰胺等。
作为芳香族双酰胺,可以举出间二甲亚苯基双硬脂酰胺、N,N′-二硬脂基间苯二甲酰胺等。
上述的脂肪酰胺中的油酰胺、芥酰胺、山嵛酰胺特别适合使用。
作为成核剂的具体实例,可以举出2,2-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、滑石、1,3,2,4-二(对甲基苯亚甲基)山梨糖醇等山梨糖醇类化合物、羟基-二叔丁基苯甲酸铝、2,2-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸和碳原子数为8~20的脂肪族单羧酸锂盐的混合物(旭电化(株)制,商品名NA 21)、聚乙烯树脂等。
作为聚乙烯类树脂,密度为0.91g/cm3~0.98g/cm3,优选为0.94g/cm3~0.97g/10cm3。如果密度脱离该范围,则得不到改良透明性的效果。该聚乙烯类树脂190℃的熔体流动率(MFR)为大于等于5g/10min,优选为7g/10min~500g/10min,更加优选为10g/10min~100g/10min。MFR小于5g/10min时,聚乙烯类树脂的分散径不够小,分散粒子在膜表面上以凹凸的形式反应出来,导致透明性变差。另外,为了使聚乙烯类树脂微分散,优选聚乙烯类树脂的MFR比丙烯-乙烯嵌段共聚物的MFR大。
对于制造本发明所使用的聚乙烯类树脂,只要能够制造具有目的物性的聚合物,对其聚合方法和催化剂没有特别限制,通过中压法工艺得到的聚乙烯类树脂是合适的。其中,优选高密度聚乙烯。
关于催化剂,可以举出齐格勒催化剂(即基于载负或者非载负含卤的钛化合物和有机铝化合物的组合的催化剂)、KAMINSKI型催化剂(即基于载负担或者非载负茂金属化合物和有机铝化合物、特别是与铝氧烷的组合)。
对聚乙烯类树脂的形状没有限制,可以是小球状,也可以是粉末状。
对于抗氧化剂,作为苯酚类抗氧化剂的具体实例,可以举出三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)-异氰尿酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇-四{3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯}、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、3,9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧螺环[5,5]十一碳烷、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯甲基)异氰尿酸等。
作为磷类抗氧化剂的具体实例,可以举出三(混合的、单和二壬基苯基亚磷酸酯)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、4,4′-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯基-二-十三烷基)亚磷酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-二-十三烷基亚磷酸酯-5-叔丁基苯基)丁烷、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-亚联苯基二亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基-5-甲基苯基)-4,4′-亚联苯基二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酯等。
作为硫类抗氧化剂的具体实例,可以举出二丙酸二硬脂硫醇酯、二丙酸二肉豆蔻硫醇酯、季戊四醇-四(3-月桂硫醇基丙酸酯)等。
作为中和剂的具体实例,可以举出硬脂酸钙、硬脂酸锌、水滑石、ミズカラック(水泽化学(株)制)等。
作为受阻胺类稳定剂的具体实例,可以举出琥珀酸二甲酯和1-(2-羟基乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶的缩聚物、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、N,N-双(3-氨基丙基)乙二胺·2,4-双[N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-6-氯-1,3,5-三嗪缩聚物、双(2,2,6,6-四甲基4-哌啶基)癸二酸酯、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)亚胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基4-哌啶基)亚胺基}六亚甲基{2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基}亚胺基]、聚(6-吗啉基-s-三嗪-2,4-二基)[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基4-哌啶基)亚氨基}]等。
本发明中,所谓弹性体是指软质的高分子材料,通常密度小于等于0.90g/cm3,优选在0.86g/cm3~0.90g/cm3的范围,在190℃,于2.16Kg负荷下的熔体流动率(MFR)在0.01g/10分钟~100g/10分钟的范围、优选在0.05g/10分钟~50g/10分钟的范围。弹性体通过X衍射法测定的结晶化度小于等于30%,或者是非晶质。
作为具体实例,可以举出丙烯类弹性体和乙烯类弹性体。作为丙烯类弹性体,使用丙烯和碳原子数为4~20的α-烯烃的共聚物弹性体。由丙烯引入的单元的含量为5摩尔%~95摩尔%,优选为20摩尔%~92摩尔%,更优选为50摩尔%~90摩尔%;由碳原子数为4~20的α-烯烃引入的单元的含量为5摩尔%~95摩尔%,优选为8摩尔%~80摩尔%,更优选为10摩尔%~50摩尔%。另外,作为乙烯类弹性体,使用乙烯和碳原子数为3~20的α-烯烃的共聚物弹性体。由乙烯引入的单元的含量为5摩尔%~95摩尔%,优选为20摩尔%~92摩尔%,更优选为50摩尔%~90摩尔%;由碳原子数为3~20的α-烯烃引入的单元的含量为5摩尔%~95摩尔%,优选为8摩尔%~80摩尔%,更优选为10摩尔%~50摩尔%。
作为碳原子数为3~20的α-烯烃,可以举出例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯,或者这些的混合物。这些之中,优选碳原子数为3~10的α-烯烃。
另外,本发明中,在不丧失丙烯或乙烯和α-烯烃的特性的前提下,可以含有由α-烯烃衍生的成分单元之外的成分单元,例如由乙烯基化合物、二烯烃化合物形成的成分单元。作为这种成分单元,可以举出1,4-己二烯烃、1,6-辛二烯烃、2-甲基-1,5-己二烯烃、6-甲基-1,5-庚二烯烃、7-甲基-1,6-辛二烯烃等链状非共轭二烯;环己二烯、二环己二烯、甲基四氢茚、5-乙烯基降冰片烯、5-乙叉基-2-降冰片烯、5-甲叉基-2-降冰片烯、5-异丙叉基-2-降冰片烯、6-氯甲基-5-丙烯基-2-降冰片烯等环状非共轭二烯;2,3-异丙叉基-5-降冰片烯、2-丙烯基-2,2-降冰片二烯等二烯烃化合物;或苯乙烯、醋酸乙烯酯等。
(2)添加方法对于这些附加成分,使用时还可以直接添加在通过聚合获得的本发明的各成分中后进行溶融混炼,也可以在溶融混炼中进行添加。此外,还可以在溶融混炼后直接进行添加,或者在不明显损害本发明的效果的前提下,以母料批料的形式进行添加。另外也可以通过这些的复合化的方法进行添加。
通常,在配合抗氧化剂和中和剂等添加剂并进行混合、溶融、混炼之后,成型为产品,从而得以使用。成型时可以在不明显损害本发明的效果的前提下添加使用其他树脂、或者其他的附加成分(包括母料批料)。
对于混合、溶融、混炼,可以采用现有公知的任何方法,通常可以利用亨舍尔混合器、超级搅拌机、V掺合机、滚筒搅拌机、带式掺合机、班伯里搅拌机、捏炼机、单轴或者双轴混炼挤出机进行实施。其中,优选利用单轴或者双轴混炼挤出机进行混合或溶融混炼。
5.膜成型对于膜的制造没有特别限制,可以使用上述的聚丙烯类树脂组合物作为原料树脂进行制造,具体地说,可以通过注塑法、吹塑法等公知的技术来制造膜(未拉伸膜)。作为公知的技术,可举出水冷吹塑成型法、空冷吹塑成型法、T模成型法等。下文将对其具体的成型法进行列举。
(1)水冷吹塑成型法水冷吹塑成型是如下的方法通过挤出机使原料溶融,将熔融树脂通过环状模挤出成筒状,利用关在内部的水进行冷却,或者使用定径圈或水槽式的水冷环等进行水冷,使其冷却固化后,经导向板后,利用主动辊进行折叠,利用收取机进行收取。
该成型方法中可以使用的成型机、挤出机、模具、水冷环、导向板、主动辊以及膜的收取机等,可以使用公知的任何类型的设备,但具有后述的要素并能形成特定的成型条件的是优选的。
(1-1)水冷吹塑成型装置以及成型方法(1-1-1)挤出机作为挤出机,可以使用公知的各种挤出机,但为了保持树脂温度低、能够稳定地挤出,优选使用单轴挤出机。作为单轴挤出机所用的螺杆形状,可以广泛地使用通常在聚烯烃挤出中使用的类型,但为了稳定可塑化,优选势垒型的螺杆或Madoc型混合部(マドックミキシング)等不易产生未溶融物的形状。另外,例如即使设定温度低,剪断所带来的发热太大时,异味仍可能增大,所以计量部(metric ring)的槽深大于等于1mm是理想的,更优选为2mm左右。以供料部和计量部的槽的深度的比表现的完成率(コンプレッションレ一ト)优选为1.2~4左右。进一步,为了抑制发热,优选使用能增加每旋转数的挤出量的在供料部具有槽的带槽料斗。
(1-1-2)模头作为模头,可以使用吹塑成型中使用的各种环状模头,优选使用熔接(ウエルド)产生少、厚度的均一性优秀的螺旋轴心模头。
(1-1-3)成型温度对于本发明中的水冷吹塑成型法形成膜的温度不特别限定,但优选在大于等于丙烯-乙烯嵌段共聚物通过DSC测定的熔融峰的温度并小于270℃的范围。
通常聚丙烯类树脂的熔点比聚乙烯类树脂的熔点高,在比较高的温度进行成型。另一方面,成型温度高,则促进聚合物和添加剂热老化,促进低聚物等低分子量成分的挥发,异味变大。
本发明中,通过使用特定的丙烯-乙烯嵌段共聚物,即使降低成型温度也能获得稳定的挤出,明显改善异味。挤出温度大于等于270℃时,即使是低分子量成分和低聚物少的原料,异味也增大,所以为了获得异味少的膜,这是本发明的目的之一,优选控制成型温度小于270℃。更优选控制成型温度小于250℃,进一步优选控制成型温度小于230℃。
另一方面,在丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的熔点以下的温度,不能充分可塑化且不能稳定地挤出,所以必须采用大于等于丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)通过DSC测定的熔融峰的温度的成型温度。
此外,本发明中的成型温度表示从挤出机到模出口的各区域(除挤出机供料部的滚筒部分)的设定温度。
(1-1-4)模口宽度在上述的温度范围,在低温挤出树脂时出现的问题是,伴随粘度的增加而出现被称为浓淡交错或熔体破坏的膜表面粗糙;以及随着膜的各向异性的提高,纵裂强度以及耐冲击性下降。
即,模口宽度过窄则产生被称作浓淡交错及熔体破坏的表面粗糙,明显损害了膜的外观。为了抑制这些外观不良,通常采用的对策是,提高成型温度、提高MFR,以降低流过模口的溶融树脂的粘度;但从异味的观点出发,成型温度必须采用上述范围,并且,对于MFR也必须采用上述的范围,因此,优选模口宽度大于等于0.5mm。
另一方面,如果模口宽度过宽,则膜中的纵向取向变的紧密(きつく),纵向的撕裂强度下降,与此相伴,耐冲击性也变差。对于本发明的膜,即使宽度大于等于2mm,也具有改良的纵裂强度和耐冲击性,但为了获得平衡性更优秀、商品价值高的膜,优选模口宽度小于等于2mm。更优选的模口宽度是0.7mm~1.5mm。
(1-1-5)冷却环在将膜冷却、使其固化方面,冷却环是非常重要的,本发明中可以广泛地使用通常使用的水冷吹塑成型用公知冷却环。这些冷却环中,可以特别优选使用的是水槽式水冷环,能够获得透明性和冲击强度的平衡性更优秀、商品价值高的膜。
(1-1-6)制膜速度成型(制膜)速度取决于膜厚度、宽度以及挤出量,可以在维持制膜稳定性的范围调整制膜速度。在水冷吹塑成型中通常为1米/分钟~150米/分钟,优选为1米/分钟~100米/分钟,更优选为1米/分钟~50米/分钟。
此外,将本发明中的丙烯-乙烯无规嵌段共聚物的各种柔软性高的聚烯烃类树脂成型时,增加成型速度则冷却能力不足,有时容易缠在辊上,或者气泡变得不稳定。
这种情况下,为了改善成型性,在不损害其他品质的前提下,可以添加少量高结晶性成分。
(2)空冷吹塑成型法空冷吹塑成型被泛用于聚烯烃类树脂膜的制造。具体如下。通过挤出机使原料溶融,将熔融树脂通过环状模挤出成筒状,在被主动辊夹住之前的一段时间内,通过设置在环状模内侧的孔向筒内部封入气体,或者在保持筒内部的气体体积一定(气泡形状一定)下,使内部气体循环,并吹成符合产品尺寸的大小,同时从鼓风装置等供给的空气从空气环吹到熔融筒的外面,使其冷却固化,形成气泡,并用收取机收取。本发明中所用的空冷吹塑成型机可以使用公知的任何型号的设备,但具有后述的要素并能形成特定的成型条件的是优选的。
(2-1)空冷吹塑成型装置以及成型方法(2-1-1)挤出机作为挤出机,可以使用公知的各种挤出机,但为了保持树脂温度低、能够稳定地挤出,优选使用单轴挤出机。作为单轴挤出机所用的螺杆形状,可以广泛地使用通常在聚烯烃挤出中使用的类型,但为了稳定可塑化,优选势垒型的螺杆或Madoc型混合部等不易产生未溶融物的形状。另外,例如即使设定温度低,剪断所带来的发热太大时,生成的膜中的异味仍可能增大,所以计量部的槽深大于等于1mm是理想的,更优选为2mm左右。以供料部分和计量部的槽的深度的比表现的完成率优选为1.2~4左右。进一步,为了抑制发热,优选使用能增加每旋转数的挤出量的在供料部具有槽的带槽料斗。
(2-1-2)模头作为模头,可以使用吹塑成型中使用的各种环状模头,优选使用熔接产生少、厚度的均一性优秀的螺旋轴心模头。
(2-1-3)成型温度对于本发明中的空冷吹塑成型法形成膜的温度不特别限定,但优选在大于等于丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)通过DSC测定的熔融峰的温度并小于200℃的范围。
通常聚丙烯类树脂的熔点比聚乙烯类树脂的熔点高,在比较高的温度进行成型。另一方面,成型温度高,则促进聚合物和添加剂热老化,促进低聚物等低分子量成分的挥发,异味变大。
本发明中,通过使用特定的丙烯-乙烯嵌段共聚物,即使降低成型温度也能获得稳定的挤出,明显改善异味。挤出温度大于等于200℃时,即使是低分子量成分和低聚物少的原料,异味也增大,所以为了获得异味少的膜,这是本发明的目的之一,优选控制成型温度小于200℃。
另一方面,在丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的熔点以下的温度,不能充分可塑化且不能稳定地挤出,所以必须采用大于等于丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)通过DSC测定的熔融峰的温度的成型温度。
此外,本发明中的成型温度表示从挤出机到模出口的各区域(除挤出机供料部的滚筒部分)的设定温度。
(2-1-4)模口宽度在上述的温度范围,在低温挤出树脂时出现的问题是,伴随粘度的增加而出现被称为浓淡交错或熔体破坏的膜表面粗糙;以及随着膜的各向异性的提高,纵裂强度以及耐冲击性下降。
即,模口宽度过窄则产生被称作浓淡交错及熔体破坏的表面粗糙,明显损害了膜的外观。为了抑制这些外观不良,通常采用的对策是,提高成型温度或者提高MFR,以降低流过模口的溶融树脂的粘度;但从异味的观点出发,成型温度必须采用上述范围,并且,对于MFR也必须采用上述的范围,因此,优选模口宽度大于等于0.8mm。
另一方面,如果模口宽度过宽,则膜中的纵向取向变的紧密,纵向的撕裂强度下降,与此相伴,耐冲击性也变差。对于本发明的膜,即使宽度大于等于2mm,也具有改良的纵裂强度和耐冲击性,但为了获得平衡性更优秀、商品价值高的膜,优选模口宽度小于等于2mm。
(2-1-5)空气环在将膜冷却、使其固化方面,空气环是非常重要的,本发明中可以广泛地使用通常使用的空冷吹塑成型用公知空气环。这些空气环中,可以特别优选使用的是被称作双重或多重缝隙型的空气环,这类空气环中设有吹出空气的多个环状缝隙,通过各缝隙间的腔室促进气泡的稳定。另外,从提高冷却效率以及气泡稳定性的观点出发,更优选在上部装有腔室。
(2-1-6)制膜速度成型速度取决于膜厚度、宽度以及挤出量,该速度可以在维持制膜稳定性的范围进行调整。在空冷吹塑成型中通常为1米/分钟~150米/分钟,优选为1米/分钟~100米/分钟,更优选为1米/分钟~50米/分钟。
(3)T模成型T模成型被泛用于聚烯烃类树脂膜的制造。具体如下。通过挤出机使原料溶融,将熔融树脂通过T模头挤出成平坦状,将从冷却辊以及鼓风装置等供给的空气吹在熔融树脂的外面,冷却固化后进行收取,形成膜。
本发明中所用的T模成型机可以使用公知的任何型号的设备,但具有后述的要素并能形成特定的成型条件的是优选的。
(3-1)T模成型装置以及成型方法(3-1-1)挤出机作为挤出机,可以使用公知的各种挤出机,但为了保持树脂温度低、能够稳定地挤出,优选使用单轴挤出机。作为单轴挤出机所用的螺杆形状,可以广泛地使用通常在聚烯烃挤出中使用的类型,但为了稳定可塑化,优选势垒型的螺杆或Madoc型混合部等不易产生未溶融物的形状。另外,例如即使设定温度低,剪断所带来的发热太大时,生成的膜中的异味仍可能增大,所以计量部的槽深大于等于1mm是理想的,更优选为2mm左右。以供料部分和计量部的槽的深度的比表现的完成率优选为1.2~4左右。进一步,为了抑制发热,优选使用能增加每旋转数的挤出量的在供料部具有槽的带槽料斗。
(3-1-2)模头作为模头,可以使用T模成型中使用的各种公知T模头,通常,单层膜成型使用的T模头可以举出直线型T模头或涂挂型T模头等。另外,共挤出成型中使用的模头可以举出复管型多层T模头、套管型多层T模头、以及复管、套管式复合多层T模头等。
(3-1-3)冷却辊作为冷却辊,可以只用各种公知的冷却辊,没有特别的限定,例如可以使用镜面辊、半光辊等,使用半光辊时有利于抑制添加剂的渗印、抑制鱼眼等密合不良。
另外,半光辊的表面粗度可以为2μm~4μm左右,表面粗度大时,在膜上转印了冷却辊的痕迹,使透明性变差,所以不是优选的。另外,冷却辊不仅设置在第1步骤,在第2步骤也可以设置冷却辊。另外,为了抑制添加剂的外渗,具有与冷却辊并用的刷经辊则更为有效。另外,溶融树脂接触冷却辊时,为了抑制因对溶融树脂的冷却不足而导致拉伸共振(溶融树脂流向(MD)的偏厚斑)的产生,在将膜压向冷却辊的方向上,喷吹由鼓风装置供给的空气。作为喷吹空气的装置,可以使用以气刀为代表的T模成型中所用的各种公知装置。另外,近来为了提高生产率,正在寻求成型高速化,还可以很好地使用利用真空方式的空气腔或使膜端模糊程度稳定的空气喷嘴进行喷吹空气、利用放电式进行封边的方法等,用以防止在辊和膜之间卷入空气,提高制膜稳定性。
(3-1-4)成型温度对于本发明中的T模成型法形成膜的温度不特别限定,但优选在大于等于丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)通过DSC测定的熔融峰的温度并小于300℃的范围。通常聚丙烯类树脂的熔点比聚乙烯类树脂的熔点高,在比较高的温度进行成型。另一方面,成型温度高,则促进聚合物和添加剂热老化,促进低聚物等低分子量成分的挥发,异味变大。
本发明中,通过使用后述的特定的丙烯-乙烯嵌段共聚物,即使降低成型温度也能获得稳定的挤出,明显改善异味。挤出温度大于等于300℃时,即使是低分子量成分和低聚物少的原料,异味也增大,所以为了获得异味少的膜,这是本发明的目的之一,优选控制成型温度小于300℃。更优选小于260℃,进一步优选小于240℃。
另一方面,在丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的熔点以下的温度,不能充分可塑化且不能稳定地挤出,所以必须采用大于等于丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)通过DSC测定的熔融峰的温度的成型温度。
此外,本发明中的成型温度表示从挤出机到模出口的各区域(除挤出机供料部的滚筒部分)的设定温度。
(3-1-5)模口宽度在上述的温度范围,在低温挤出树脂时出现的问题是,伴随粘度的增加而出现被称为浓淡交错或熔体破坏的膜表面粗糙;以及随着膜的各向异性的提高,纵裂强度以及耐冲击性下降。
即,模口宽度过窄则产生被称作浓淡交错及熔体破坏的表面粗糙,明显损害了膜的外观。为了抑制这些外观不良,通常采用的对策是,提高成型温度或者提高MFR,以降低流过模的溶融树脂的粘度;但从异味的观点出发,成型温度必须采用上述范围,并且,对于MFR也必须采用上述的范围,因此,优选模口宽度大于等于0.5mm。另一方面,如果模口宽度过宽,则膜中的纵向取向变的紧密,纵向的撕裂强度下降,与此相伴,耐冲击性也变差。对于本发明的膜,即使宽度大于等于2mm,也具有改良的纵裂强度和耐冲击性,但为了获得平衡性更优秀、商品价值高的膜,优选模口宽度小于等于2mm。更优选的模口宽度是0.7mm~1.5mm。
(3-1-6)制膜速度成型速度取决于膜厚度、宽度以及挤出量,该速度可以在维持制膜稳定性的范围进行调整。在T模成型中通常为1米/分钟~800米/分钟,优选为1米/分钟~500米/分钟,更优选为1米/分钟~300米/分钟。
(4)膜(4-1)厚度本发明中的聚丙烯类膜的厚度根据用途而不同,并没有对其特别限定,其厚度为10μm~500μm、更优选15μm~400μm、进一步优选20μm~300μm的范围时,透明性优异的膜能稳定地成型,所以是优选的。
(4-2)后处理作为其他的项目,还可以对本发明获得的聚丙烯类膜实施通常工业上采用的表面处理。作为通常的表面处理方法,可以举出电晕放电处理法、臭氧处理法、火焰处理法、低温等离子处理法等各种处理法。这些之中,优选通常最常用的电晕放电处理法。
(4-3)层构成膜并不只是单层使用,也可以是利用共挤出法形成的积层膜。膜是利用共挤出法形成的积层膜的情况下,只要至少有一层,本发明的聚丙烯类膜用于那一层均可以。作为具体的实例,可以举出在2层膜的1层、3层膜的中间层、3层膜的单侧表面层以及两表面层使用等。在利用共挤出法形成的积层膜中使用的情况下,相对于膜整体的厚度,所使用的本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物的膜层的厚度占该积层膜整体厚度的10%~90%。
另外,还可以在本发明的单层膜或积层膜中进一步积层(层压)各种基材形成复合膜使用。作为做积层的基材,可以举出尼龙膜、聚脂膜、聚苯乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、乙烯-乙烯醇共聚物膜、铝箔、纸等。在基材能够拉伸的情况下,可以进行单轴或双轴拉伸。在双轴拉伸尼龙膜、双轴拉伸聚脂膜、双轴拉伸聚丙烯膜上可以实施表面处理,例如蒸镀铝、氧化硅、氧化铝等,或涂布聚偏氯乙烯等。
作为在基材膜上进行积层的方法,有干层压法、湿层压法、无溶胶层压法、挤出层压法等,其中,干层压法因粘接强度优异这点而优选。
与基材膜进行层压时,先对所述处理层的表面进行表面处理。作为表面处理的方法,与上述同样,可以举出电晕放电处理法、臭氧处理法、火焰处理法、低温等离子处理法等各种处理法。其中,优选最常用的电晕放电处理法。进行层压时,在进行所述表面处理之后,在处理层表面涂布干层压用粘接剂,例如涂布聚醚类聚氨酯粘接剂、聚酯类聚氨酯粘接剂等,然后层压基材膜。
6.用途与利用现有技术获得的聚丙烯类膜相比,本发明的输液袋所使用的聚丙烯类膜具有舒畅的透明感,没有白色的感觉,并且柔软性和耐冲击性优异,开口性良好,所以容易加工、方便使用,卫生性优异而异味、外渗少,由于这些特征,输液袋具有极高的商品价值。特别是在加热杀菌处理后其透明性下降的少,因此作为输液袋是极合适的。
作为输液袋的具体实例,可以举出在体液或药液等注射、排出、保存时使用的医疗用、腹膜透析袋、人工透析袋等。特别适合要在大于等于121℃的加热灭菌条件下处理的输液袋。
实施例下面,为了更具体明确地说明本发明,在实施例和比较例的对比中说明本发明,实际证明本发明的构成要素的合理性和有效性。
此外,在实施例以及比较例中使用的评价方法以及使用的树脂如下所示。
1)熔体流动率(MFR)根据JIS K7210A的方法条件M,在下列条件下测试熔体流动速率。
测试温度230℃额定加重2.16kg模形状直径2.095mm长度8.00mm2)TREF在140℃将样品溶解于邻二氯苯(含有0.5mg/mL的BHT)中制成溶液。在140℃将该溶液引入TREF柱,然后以8℃/分钟的冷却速率冷却至100℃,进而再以4℃/分钟的冷却速率冷却至-15℃,保持60分钟。其后,将作为溶剂的邻二氯苯(含有0.5mg/mL的BHT)以1mL/分钟的流速流过该洗脱柱,将TREF柱中溶解于-15℃的邻二氯苯中的成分洗脱10分钟,然后以100℃/小时的升温速率将洗脱柱线性升温到140℃,得到洗脱曲线。
(装置)(TREF部)TREF柱直径4.3mm,长度150mm的不锈钢柱柱填料经过表面惰性处理过的100μm的玻璃珠加热方式铝加热块冷却方式珀尔帖元件(Peltier Element)(珀尔帖元件的冷却是通过水冷)温度分布±0.5℃调温器Chino公司制造的数字编程调节器KP1000(活门炉)加热方式空气浴式烘箱测试时的温度140℃温度分布±1℃阀门6通阀,4通阀(样品注入部分)注入方式环形注入方式注入量环形尺寸0.1ml注入口加热方式铝加热块测试时的温度140℃(检测部分)检测器固定波长型红外检测器,FOXBORO公司制造的MIRAN 1A检测波长3.42μm高温流动池用于LC-IR(液相色谱-红外光谱)的微型流动池,光路长1.5mm,窗形状为直径2mm×4mm的椭球,合成蓝宝石窗板测试温度140℃(泵部分)送液泵Senshu Scientific Co.,Ltd.制造的SSC-3461泵测试条件溶剂邻二氯苯(含有0.5mg/mL的BHT)样品浓度5mg/mL样品注入量0.1mL溶剂流速1mL/分钟3)固体粘弹性测定从由以下条件注塑成型的2mm厚的片上切下10mm宽×18mm长×2mm厚的条状样品作为测试样品。使用Rheometric Scientific Inc.制造的ARES作为测试仪器。采用1Hz频率。从-60℃逐步提高测试温度,进行测试直到样品熔融无法测试。控制应变在0.1%到0.5%范围内。
(样品制备)在下列条件下通过注塑成型制备样品。
标准号JIS-7152(ISO294-1)成型机东洋机械金属社制造的TU-15注塑成型机成型机设置温度从料斗下开始80、80、160、200、200、200℃模具温度40℃注射速度200mm/秒(模具腔内的速度)注射压力800kgf/cm2保持压力800kgf/cm2压力保持时间40秒模具形状平板(2mm厚,30mm宽和90mm长)4)DSC通过使用精工仪器公司制造的DSC仪器,将5.0mg的样品在200℃保持5分钟。此后,通过10℃/分钟的速率降温到40℃使样品结晶,然后以10℃/分钟的升温速率使其熔化,以此时的熔融峰温度为Tm(单位℃)。通过升温时的吸热曲线的面积来求得dHm。
5)GPC通过凝胶渗透色谱(GPC)法测量重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。
使用预先利用标准聚苯乙烯得到的标准曲线,通过保留体积计算分子量。此外,测定法通过上文中详细说明的方法进行。
6)常温二甲苯可溶成分(CXS)在130℃将2g样品溶解在300ml对二甲苯(含有0.5mg/ml BHT)中,所得的溶液在23℃放置12小时。此后,将沉淀的聚合物滤出,然后从滤出液中蒸除对二甲苯,接着在100℃减压干燥滤出液12小时,回收CXS,然后称重。
7)极限粘度(与固有粘度同义)在135℃以萘烷作为溶剂使用乌氏粘度计测量粘度。
8)乙烯含量的计算通过在上文中详细说明的方法进行。
(制造例PP-1A)[聚合制造例A-1]预聚合催化剂的调制(硅酸盐的化学处理)将3.75升蒸馏水加入到装有搅拌桨的10升玻璃分液瓶中,然后缓慢加入2.5kg浓硫酸(96%)。在50℃下在其中进一步分散1kg蒙脱石(水泽化学社制造的Benclay SL,平均粒径=25μm,粒度分布=10μm~60μm),然后升温到90℃,在此温度下保持6.5小时。冷却到50℃后,减压过滤所述的浆液,以回收滤饼。在该滤饼中加入7升蒸馏水,再次形成浆液,随后过滤。重复该洗涤程序直到洗涤液(滤液)的pH值超过3.5。将如此回收的滤饼在氮气气氛中于110℃干燥一夜。干燥后的重量为707g。
(硅酸盐的干燥)用窑式干燥机干燥经过上述化学处理的硅酸盐。技术要求、干燥条件如下所示。
旋转筒圆筒状,内径为50mm,加热带为550mm(电炉);刮片旋转数2rpm;倾斜角20/520;硅酸盐供给速率2.5g/分钟;气体流速氮气96升/小时;逆流干燥温度200℃(粉末温度)(催化剂的制备)对具有搅拌和温控装置的内容积16升的高压釜充分进行氮气交换。将200g干燥硅酸盐加入其中,并向其中加入1160ml混合庚烷和840ml三乙基铝的庚烷溶液(0.60M),然后在室温下搅拌。1小时后,用混合庚烷进行洗涤,制成2000ml的硅酸盐浆液。之后,将9.6ml三异丁基铝的庚烷溶液(0.71M)加入到上面制备的硅酸盐浆液中,然后所得的混合物在25℃反应1小时。同时,将33.1ml三异丁基铝的庚烷溶液(0.71M)加入到870ml混合庚烷和2180mg(0.3mM)(r)-二氯[1,1’-二甲基亚甲硅烷基二{2-甲基-4-(4-氯苯基)-4H-薁基}]锆中,在室温进行1小时反应,然后将该混合加入到硅酸盐浆液中,搅拌1小时后,再追加混合庚烷,调制成5000ml。
(预聚合/洗涤)接着,将反应容器内温度升温至40℃,温度稳定在40℃后,以100g/小时的速率供给丙烯,并维持温度。4小时后,停止供给丙烯,继续维持2小时。
预聚合结束后,清理剩余的单体,并停止搅拌。放置约10分钟,倾泻2400ml上清液。之后,加入9.5ml三异丁基铝的庚烷溶液(0.71M)和5600ml混合庚烷,在40℃下搅拌所述的反应混合物30分钟,放置10分钟。之后,去除5600ml上清液。进一步,重复该程序三次。分析最后的上清液成分,有机铝化合物和锆的浓度分别为1.23mmol/L和8.6×10-6g/L,相对于加入量,上清液中的存在量为0.016%。接着,加入170ml三异丁基铝的庚烷溶液(0.71M)后,在45℃下进行减压干燥。得到经过预聚合的催化剂,每克催化剂含有2.0g聚丙烯。
第一步骤第一步骤中,使用内容积为0.4m3的带有搅拌装置的液相聚合容器,实施丙烯-乙烯的无规共聚合。将液化丙烯和液化乙烯以及三异丁基铝分别以90kg/小时、4.2kg/小时、21.2g/小时进行连续供给。调整氢供给量,使第一步骤的MFR达到目标值。进一步,将上述的预聚合催化剂作为催化剂(除去预聚合聚合物的重量)进行供给,达到6.9g/小时。另外,对聚合容器进行冷却,使聚合温度为45℃。
分析得到的丙烯-乙烯无规共聚物,BD(体积密度)为0.46g/cc、MFR为7.0/10分钟,乙烯含量为3.7重量%。
第二步骤第二步骤中,使用内容积为0.5m3的搅拌式气相聚合容器,实施丙烯-乙烯无规聚合。从第一步骤的液相聚合容器中连续取出含有聚合物颗粒的浆液,将液化丙烯闪蒸后,用氮气升压,连续地向气相聚合容器进行供给。
将聚合容器温度控制为80℃,丙烯、乙烯和氢的分压的总计为1.5MPa。此时进行控制,使得丙烯、乙烯和氢的浓度在丙烯、乙烯和氢的分压的合计中分别为66.97体积%、32.99体积%、420体积ppm。进一步向气相聚合容器中供给作为活性抑制剂的乙醇。相对于随着供给到气相聚合容器中的聚合颗粒而被供给的TIBA中的铝,乙醇的供给量为0.3摩尔/摩尔。
(造粒)利用掺合机,在由聚合制造例A-1获得的粉状丙烯-乙烯嵌段共聚物中添加抗氧化剂、中和剂、抗粘连剂、助流剂,并进行充分搅拌混合。
抗氧化剂0.05重量份四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯]甲烷(汽巴精化制,イルガノックス1010)和0.10重量份三(2,4-二叔丁苯基)亚磷酸酯(汽巴精化制,イルガホス168)中和剂0.05重量份硬脂酸钙(日本油脂(株)制,硬脂酸钙盐G)抗粘连剂0.40重量份合成氧化硅(富士SILYSIA(株)制,SYLYSIA430,粒径2μm)助流剂0.30重量份油酰胺(日本精化(株)制,ニュ一トロン)将加有添加剂的共聚物粉末通过亨舍尔混合器以750rpm在室温高速混合1分钟,然后利用池贝制造所制的螺杆口径为30mm的PCM二轴挤出机,在螺杆转数200rpm、挤出量10kg/hr、挤出机温度190℃的条件下进行溶融混炼,将从模头挤出的熔融树脂股线一边在冷却水槽进行冷却固化,一边进行收取,并用股线切割器(strand cutter)将股线(strand)切断成直径约2mm、长度约3mm,由此得到丙烯-乙烯嵌段共聚物的原料颗粒(PP-1A)。
(分析)使用得到的PP-1A颗粒,进行TREF、乙烯含量、DSC、GPC、CXS、CXS的[η]、固体粘弹性、维卡软化点温度的测定。
测定得到的各数据示于表4。
根据得到的测定结果可知,PP-1A满足作为丙烯-乙烯嵌段共聚物的全部必要条件。
其中,关于TREF测定结果,为了表示各参数的定位,图1中例示了洗脱曲线。另外,关于固体粘弹性的测定结果,为了表示各参数的定位,在图2中,例示了贮藏弹性率G′、损失弹性率G″和损耗角正切tanδ相对于温度的变化。
(制造例PP-1B)对于由聚合制造例A-1得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物,除了不是使用制造例PP-1A中使用的抗粘连剂(SYLYSIA 430)而使用SYLYSIA 770(富士SILYSIA(株)制,合成氧化硅,粒径6μm)作为抗粘连剂之外,通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,获得PP-1B原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-1A相同。
(制造例PP-1C)对于由聚合制造例A-1得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物,除了将制造例PP-1A中使用的油酰胺的量定为0.8重量份之外,通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,获得PP-1C原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-1A相同。
(制造例PP-2A)[聚合制造例A-2]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-2A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-3A)[聚合制造例A-3]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-3A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-4A)[聚合制造例A-4]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-4A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-5A)[聚合制造例A-5]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-5A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-6A)[聚合制造例A-6]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-6A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-7A)[聚合制造例A-7]
与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-7A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-8A)[聚合制造例A-8]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-8A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-9A)[聚合制造例A-9]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-9A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-10A)[聚合制造例A-10]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-10A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-11A)[聚合制造例A-11]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-11A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-12A) 与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-12A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-13A)[聚合制造例A-13]在聚合制造例A-1中,不进行第二步骤,仅进行第一步骤,除此以外,与聚合制造例A-1同样进行聚合,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-13A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-14A)[聚合制造例A-14]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-14A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-15A)[聚合制造例A-15]与聚合制造例A-1同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-15A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-16A)[聚合制造例A-16](固体催化剂成分的制备)在充分进行氮气交换的烧瓶中加入2000毫升经脱水及脱氧的正庚烷,接着加入2.6摩尔MgCl2、5.2摩尔Ti(O-n-C4H9)4,在95℃进行2小时反应。反应结束之后,将温度降到40℃,然后加入320毫升甲基羟基聚硅氧烷(20厘斯),进行3小时反应。将生成的固体成分用正庚烷洗净。
接着在充分进行了氮气交换的烧瓶中,加入与上述同样精制的正庚烷4000毫升,按Mg原子换算加入1.46摩尔上述合成的固体成分。接着,在25毫升正庚烷中混合2.62摩尔SiCl4,在30℃用30分钟加入到烧瓶中,在70℃进行3小时反应。反应结束后,用正庚烷洗净。接着,在25毫升正庚烷中混合0.15摩尔对苯二甲酰氯,在70℃用30分钟加入到烧瓶中,在90℃进行1小时反应。反应结束后,用正庚烷洗净。接着,加入11.4mol的TiCl4,在110℃进行3小时反应。反应结束后,用正庚烷洗净,得到固体成分(A1)。该固体成分的钛含量为2.0重量%。
接着,对具有搅拌以及温控装置的内容积为16升的高压釜充分地进行氮气交换,向其中加入与上述同样精制的正庚烷5000毫升,然后加入100克上述合成的固体成分(A1)、0.875mol的SiCl4,在90℃进行2小时反应。反应结束后,进一步依次加入0.15mol的(CH2=CH)Si(CH3)3、0.075mol的(t-C4H9)(CH3)Si(OCH3)2以及0.4mol的Al(C2H5)3,在30℃进行2小时接触,接触结束后,用正庚烷充分洗净,得到以氯化镁作为主体的固体催化剂成分(A)。其钛含量是1.8重量%。
(预聚合)对具有搅拌以及温控装置的内容积为16升的高压釜充分地进行氮气交换。在其中加入100克上述制备的固体催化剂成分(A)的正庚烷浆液作为固体催化剂成分(A),进一步加入正庚烷调整液面高度,使总体积为5000毫升。接着,将反应容器内的温度调整为15℃,并添加0.1摩尔三乙基铝·正庚烷溶液溶液(10重量%)作为Al(C2H5)3。其后,以50克/小时的速度供给2小时丙烯,进行预聚合。预聚合结束之后,清理残留的单体,用正庚烷充分清洗固体催化剂。清洗结束之后,进行减压干燥,得到预聚合催化剂。该预聚合催化剂中,每对应1克每催化剂含有2.0克聚丙烯。
使用获得的预聚合催化剂,并且用三乙基铝代替三异丁基铝,以10克/小时连续供给三乙基铝,另外,使用表3所示的聚合条件,除此之外,与聚合制造例A-1同样操作,进行丙烯-乙烯嵌段共聚物的制造。聚合结果示于表3。
通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-16A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-17A)[聚合制造例A-17]与聚合制造例A-16同样进行,改变聚合条件,制造丙烯-乙烯嵌段共聚物。聚合条件和聚合结果见表3。通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,从获得的聚合物粉末得到PP-17A原料颗粒。各种分析结果见表4。
(制造例PP-18A)在由聚合制造例A-17得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物中,加入与制造例PP-1A相同的添加剂,作为有机过氧化物加入0.05重量份(2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷),通过与制造例PP-1A相同的造粒条件,得到PP-18A原料颗粒。因有机过氧化物分解或残留的原因,得到的颗粒的酸味重,并带有黄色。各种分析结果见表4。
(制造例PP-1D)对于由聚合制造例A-1得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物,将制造例PP-1A使用的抗粘连剂(SYLYSIA 430)的量定为0.15重量份,将助流剂设定为0.20重量份的芥酰胺(日本化成(株)制,ダイヤミッドL-200),除此之外,通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-1D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-1A相同。
(制造例PP-2D)除了制成聚合制造例A-2得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-2D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-2A相同。
(制造例PP-3D)除了制成聚合制造例A-3得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-3D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-3A相同。
(制造例PP-4D)除了制成聚合制造例A-4得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-4D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-4A相同。
(制造例PP-5D)除了制成聚合制造例A-5得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-5D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-5A相同。
(制造例PP-6D)除了制成聚合制造例A-6得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-6D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-6A相同。
(制造例PP-7D)除了制成聚合制造例A-7得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-7D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-7A相同。
(制造例PP-8D)除了制成聚合制造例A-8得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-8D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-8A相同。
(制造例PP-9D)除了制成聚合制造例A-9得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-9D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-9A相同。
(制造例PP-10D)除了制成聚合制造例A-10得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-10D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-10A相同。
(制造例PP-11D)除了制成聚合制造例A-11得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-11D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-11A相同。
(制造例PP-12D)除了制成聚合制造例A-12得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-12D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-12A相同。
(制造例PP-13D)除了制成聚合制造例A-13得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-13D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-13A相同。
(制造例PP-14D)除了制成聚合制造例A-14得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-14D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-14A相同。
(制造例PP-15D)除了制成聚合制造例A-15得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-15D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-15A相同。
(制造例PP-16D)除了制成聚合制造例A-16得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-16D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-16A相同。
(制造例PP-17D)除了制成聚合制造例A-17得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1D相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-17D原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-17A相同。
(制造例PP-18D)
在由聚合制造例A-17得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物中,加入与制造例PP-1D相同的添加剂,作为有机过氧化物加入0.05重量份(2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷),通过与制造例PP-1D相同的造粒条件,得到PP-18D原料颗粒。因有机过氧化物分解或残留的原因,得到的颗粒的酸味重,并带有黄色。各种分析结果与制造例PP-18A相同。
(制造例PP-1E)对于由聚合制造例A-1得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物,将制造例PP-1A使用的抗粘连剂(SYLYSIA 430)的量定为0.20重量份,将助流剂设定为0.10重量份的芥酰胺(日本化成(株)制,ダイヤミッドL-200),除此之外,通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-1E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-1A相同。
(制造例PP-2E)除了制成聚合制造例A-2得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-2E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-2A相同。
(制造例PP-3E)除了制成聚合制造例A-3得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-3E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-3A相同。
(制造例PP-4E)除了制成聚合制造例A-4得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-4E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-4A相同。
(制造例PP-5E)除了制成聚合制造例A-5得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-5E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-5A相同。
(制造例PP-6E)除了制成聚合制造例A-6得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-6E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-6A相同。
(制造例PP-7E)除了制成聚合制造例A-7得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-7E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-7A相同。
(制造例PP-8E)除了制成聚合制造例A-8得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-8E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-8A相同。
(制造例PP-9E)除了制成聚合制造例A-9得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-9E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-9A相同。
(制造例PP-10E)除了制成聚合制造例A-10得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-10E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-10A相同。
(制造例PP-11E)除了制成聚合制造例A-11得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-11E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-11A相同。
(制造例PP-12E)除了制成聚合制造例A-12得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-12E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-12A相同。
(制造例PP-13E)除了制成聚合制造例A-13得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-13E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-13A相同。
(制造例PP-14E)除了制成聚合制造例A-14得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-14E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-14A相同。
(制造例PP-15E)除了制成聚合制造例A-15得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-15E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-15A相同。
(制造例PP-16E)除了制成聚合制造例A-16得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-16E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-16A相同。
(制造例PP-17E)除了制成聚合制造例A-17得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-1E相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-17E原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-17A相同。
(制造例PP-18E)在由聚合制造例A-17得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物中,加入与制造例PP-1E相同的添加剂,作为有机过氧化物加入0.05重量份(2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷),通过与制造例PP-1E相同的造粒条件,得到PP-18E原料颗粒。因有机过氧化物分解或残留的原因,得到的颗粒的酸味重,并带有黄色。各种分析结果与制造例PP-18A相同(制造例PP-2F)在由聚合制造例A-2得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物中,不添加制造例PP-1A使用的抗粘连剂(SYLYSIA 430)和助流剂(油酰胺)以及硬脂酸钙,除此之外,通过与制造例PP-1A相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-2F原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-2A相同。
(制造例PP-4F)
除了制成聚合制造例A-4得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-2F相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-4F原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-4A相同。
(制造例PP-13F)除了制成聚合制造例A-13得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-2F相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-13F原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-13A相同。
(制造例PP-15F)除了制成聚合制造例A-15得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物之外,通过与制造例PP-2F相同的添加剂配混、造粒条件,得到PP-15F原料颗粒。各种分析结果与制造例PP-15A相同。
(水冷吹塑成型)[实施例-1]使用以下的成型机,在以下的条件下将PP-1A颗粒水冷吹塑成型。
挤出机口径45mm,L/D=24、带槽滚筒型(grooved barrel type)、3个调温区螺杆供料部槽深度为4mm,计量部槽深度为2mm,以マドックMadoc混合部和Dulmage(ダルメ一ジ)混合部作为混合部挤出机设定温度料斗下水冷,供料侧开始180、190、190模口径120mmφ螺旋心轴模、模口宽度1mm模设定温度转接部190℃、模头主体190℃冷却环水冷心轴方式、水温20℃挤出量17kg/h(用螺杆旋转数调整)送风比(气泡直径和模口径的比)1.1收取速度20m/分钟膜厚度30μm(水冷吹塑成型膜的物性评价)1)HAZE(雾浊性)将获得的膜在23℃、50%RH的氛围气下进行24时间状态调整之后,根据JIS-K7136-2000,以浊度计(haze meter)进行测定。得到的值越小透明性越好。
2)对外渗的评价将经上述1)HAZE测定的膜于40℃的恒温槽内放置一周,然后在23℃、50%RH的氛围气下放置2小时,进行状态调整之后,根据JIS-K7136-2000测定HAZE。求出于40℃放置一周后的HAZE与于23℃、50%RH放置24小时测定的HAZE的差,评价外渗的量。HAZE的差越大外渗量越多。
3)开口性用下面的判定基准评价膜制膜刚刚完成后以及10分钟之后的筒状膜的开口性。
◎轻摇就能打开○随意用手指捻一次就能打开△使劲用手指捻一次就能打开×即使使劲用手指捻也几乎打不开4)滑动性(滑开性)将得到的膜在温度23℃、50%RH的氛围气下进行24小时的状态调整之后,根据ASTM-D1894,利用滑开测试器(slip tester)法,用静摩擦系数评价筒的内面之间的摩擦。该值越小意味着滑动性越优异。
5)冲裁冲击强度依据JIS-P8134,将得到的膜在23℃、50%RH的氛围气放置至少24小时,进行状态调整后,用东洋精机制造所生产的膜冲击测试器,在23℃、50%RH的氛围气下进行测定(单位J/mm)。贯通部使用25.4mmφ的半球型金属制材料。该值越大意味着耐冲击性越优异。
6)拉伸弹性率依据JISK-7127-1989,在下面的条件下,分别测定膜在流动方向(MD)以及正交方向(TD)的拉伸弹性率。
样品长度150mm样品宽15mm卡盘(chuck)间距离100mm
十字头速度1mm/min7)撕裂强度得到的膜以成型时收取方向为纵向方向(MD),以与收取方向垂直的方向为横向方向(TD),依据JIS-K7128-1991,利用埃罗门多撕裂法进行测定(单位N/mm)。该值越大意味着撕裂强度越优异。
8)异味将所得到膜样品投入300ml的带塞三角烧瓶中,投入容量约为三角烧瓶容量的1/2,然后塞住,在80℃的恒温槽内加热2小时后取出,在10分钟以内利用下面的基准对异味进行感觉上的评价。
○无异味或者感到微弱的异味△稍有异味×异味相当大××强烈的异味上述物性的评价结果见表5。
作为原料使用添加剂配混与PP-1A不同的PP-1B、PP-1C,除此之外与实施例-1同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果见表5。
作为原料使用PP-2A~PP-10A,除此之外与实施例-1同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果见表5。
作为原料使用PP-11A,除此之外与实施例-1同样地实施膜的成型。膜中产生明显的浓淡交错,外观极度变差。品质的评价结果见表5。
作为原料使用PP-12A,除此之外与实施例-1同样地实施膜的成型。成型时气泡不稳定,不能得到厚度均匀的膜,所以也不能进行物性的评价。
作为原料使用PP-13A~PP-18A,除此之外与实施例-1同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果见表5。
(空冷吹塑膜成型)[实施例-13]使用以下的成型机,在以下的条件下将PP-1D颗粒空冷吹塑成型。
挤出机口径50mm,L/D=26、带槽滚筒型(grooved barrel type)、4个调温区螺杆供料部槽深度为4mm,计量部槽深度为2mm,以マドックMadoc混合部和Dulmage(ダルメ一ジ)混合部作为混合部挤出机设定温度料斗下水冷,供料侧开始180、190、190、190模口径75mm螺旋心轴模、模口宽度1mm模设定温度转接部190℃、模下部190℃、模上部(接近模口)190℃空气环带真空腔的双向滑动型挤出量20kg/h(用螺杆旋转数调整)送风比(气泡直径和模口径的比)2(调整成膜宽度为235mm左右)收取速度21m/分钟膜厚度30μm(空冷吹塑成型膜的物性评价)对于HAZE、外渗、拉伸弹性率、冲裁冲击强度、撕裂强度、异味,实施与水冷吹塑成型膜相同的评价。
1)抗粘连性从得到的筒状膜采取2cm(宽度)×15cm(长)的样品膜,在各自长度5cm的范围将内面之间重叠(接触面积10cm2),于0.5N/cm2的负荷下、温度40℃的氛围气下进行24小时状态调整之后,除去各自的负荷,在23℃充分进行调整之后,打开肖伯型拉伸测试机,求出以500mm/分钟的速度进行样品剪断剥离需要的力(单位N/10cm2)。该值越小则抗粘连性越好。
上述物性的评价结果示于表6。
作为原料,使用PP-2D~PP-10D,此外,与实施例-13同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果示于表6。
作为原料使用PP-11D,除此之外与实施例-13同样地实施膜的成型。膜中产生明显的浓淡交错,外观极度变差。品质的评价结果见表6。
作为原料使用PP-12D,除此之外与实施例-13同样地实施膜的成型。成型时气泡不稳定,不能得到厚度均匀的膜,所以也不能进行物性的评价。
作为原料使用PP-13D~PP-18D,除此之外与实施例-13同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果见表6。
(T模膜成型)[实施例-23]将得到的PP-1E颗粒用T模法膜制造装置进行成型,得到T模膜。所述T模法膜制造装置具有口径为35mm、L/D=24的挤出机;宽度为300mm、模口宽度为1mm的涂挂型的单层T模头;气刀;气嘴以及表面粗度为2μm的半光型冷却辊。成型条件为,挤出树脂温度为230℃、冷却辊温度为35℃、制膜收取速度为20m/min。得到的T模膜的厚度为25μm,并且在单面实施了42mN/m的电晕处理。
(T模成型膜的物性评价)对于HAZE、外渗、拉伸弹性率、冲裁冲击强度、撕裂强度、异味,实施与水冷吹塑成型膜相同的评价。
1)抗粘连性从得到的膜采取2cm(宽度)×15cm(长)的样品膜,在各自长度5cm的范围将电晕处理内面之间重叠(接触面积10cm2),于0.5N/cm2的负荷下、温度40℃的氛围气下进行24小时状态调整之后,除去各自的负荷,在23℃、50%RH的氛围气下进行2小时的状态调整之后,打开肖伯型拉伸测试机,求出以500mm/分钟的速度进行样品剪断剥离需要的力(单位N/10cm2)。该值越小则抗粘连性越好。
2)滑动性(滑开性)
将得到的膜在温度23℃、50%RH的氛围气下进行24小时的状态调整之后,根据ASTM-D1894,利用滑开测试器(slip tester)法,用静摩擦系数评价膜的电晕处理面之间的摩擦。该值越小意味着滑动性越优异。
上述物性的评价结果示于表7。
作为原料,使用PP-2E~PP-10E,除此以外,与实施例-23同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果示于表7。
作为原料使用PP-11E,除此之外与实施例-23同样地实施膜的成型。膜中产生明显的粗糙,外观极度变差。品质的评价结果见表7。
作为原料使用PP-12E,除此之外与实施例-23同样地实施膜的成型。制膜稳定性差,膜厚变动,不能得到评价用样品,所以也不能进行物性的评价。
将实施例-23的PP-1E改为PP-13E~PP-18E,除此之外与实施例-13同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果见表7。
[实施例-33]使用以下的成型机,在以下的条件下将PP-2F颗粒水冷吹塑成型。
挤出机口径45mm,L/D=24、带槽滚筒型(grooved barrel type)、3个调温区螺杆供料部槽深度为4mm,计量部槽深度为2mm,以マドックMadoc混合部和Dulmage(ダルメ一ジ)混合部作为混合部挤出机设定温度料斗下水冷,供料侧开始180、190、190模口径120mmφ螺旋心轴模、模口宽度1mm模设定温度转接部190℃、模头主体190℃冷却环水冷心轴方式、水温20℃挤出量35kg/h(用螺杆旋转数调整)
送风比(气泡直径和模口径的比)1.1收取速度4.5m/分膜厚度250μm1)加热灭菌处理后的透明性将通过本发明得到的水冷吹塑成型膜切出210mm的大小,将切出的膜热密封形成袋状。接着,在其中填充500ml的纯水,然后将剩余的一边热密封。密封时,使热密封和热密封之间的距离为180mm。将这样得到的样品袋放入高温高压烹饪杀菌测试机((株)日阪制造所生产的RCS 40RTGN型)中,然后加压,并使氛围气温度升至121℃,然后保持该温度30分钟。其后冷却至大约40℃,从测试机中取出该样品袋。
热密封在下述条件下进行。
温度200℃压力2kg/cm2时间4秒关于加热杀菌处理引起的HAZE的下降的评价,测定加热灭菌处理前后的HAZE,判断加热灭菌处理前后HAZE的差。HAZE的差少是优异的,透明性下降少。此外,加热灭菌处理前后HAZE的测定是用成型膜进行测定的。关于加热灭菌处理后HAZE的测定,在将填充在其中的水去除后放置72小时,然后进行测定。如上所述,HAZE是依据JIS-K7136-2000测定的。
2)袋掉落强度将加热灭菌处理后填充有水的样品袋在10℃保管24小时之后,在该温度下,从2m高处,使其平行落在铁板上,然后进行评价。用以下的基准进行评价。
○即使重复3次袋也没破。
△只有进行1次时没破,第2~3次时袋破了。
×袋破了。
上述的物性的评价结果示于表8。

作为原料,使用PP-4F,除此之外,与实施例-33同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果示于表8。
将实施例-33的PP-2F改为PP-13F、PP-15F、PP-16A,除此之外,与实施例-33同样地实施膜的成型,并进行评价。评价结果示于表8。
如实施例-33,其中,将挤出量增加到45kg/h,将收取速度定为6米/分钟,以使厚度为250μm,如此进行成型,结果因为冷却不充分、气泡不稳定,厚度变动大,而得不到可实用的膜。因此,在作为原料使用的PP-2F颗粒中掺入6重量份作为高结晶性成分的丙烯均聚物(日本聚丙烯有限公司生产的NOVATEC PP MA3),然后进行成型。所述丙烯均聚物的DSC熔融峰温度为161.4℃,MFR为10。此时的结果为气泡稳定,膜厚度的变动小,得到了可实用的膜。与实施例-33同样地对此时的膜的物性进行评价。结果见表8。
表3

表4

表5
表6
表7
表8
对比考察上述的各实施例和各比较例可以清楚,使用满足本发明的构成的各规定的本发明新的丙烯-乙烯嵌段共聚物进行成型得到的膜的透明性以及耐冲击性优异,柔软性也好,此外,外渗得到了抑制,作为膜的滑开性和开口性以及撕裂强度也得到了提高,并且异味少。此外,由于加热灭菌处理后的透明性下降少,所以能很好地用于需要实施加热灭菌处理的输液袋。另外,因为要加入大量的液体,所以还需要掉落的冲击强度,本发明的构成要素的各规定合理,具有显著性,并由实验数据得到了证明。
具体地说,比较例-1中,丙烯-乙烯嵌段共聚物的MFR太低,由于明显出现了浓淡交错而导致表面外观变差,透明性也不好。比较例-2中,丙烯-乙烯嵌段共聚物的MFR太高,气泡不稳定,不能稳定地制膜。比较例-3中,使用的原料是通常的丙烯-乙烯无规共聚物,不包含成分(A2),虽然通过使用茂金属催化剂改善了透明性,但是柔软性和耐冲击性不足。比较例-4中,固体粘弹性测定中的tanδ没有单峰,采取了相分离结构,透明性发生明显恶化。比较例-5中,成分(A2)过多,膜的开口性变差。比较例-6中,使用的丙烯-乙烯嵌段共聚物是使用齐格勒-纳塔催化剂聚合得到的,透明性差,外渗不好、滑开性和开口性也差。比较例-7中,与比较例-6同样,使用了齐格勒-纳塔催化剂,为了改良发粘或外渗而提高整体的分子量并减少了低分子量成分,但是表面外观以及异味性变差,得不到透明性优秀的膜。比较例-8中,为了改善比较例-7中的外观不良,通过在造粒时添加有机过氧化物来降低分子量,试图在抑制低分子量成分的量的同时提高流动性,这样,膜外观虽得到了改良,但透明性不好,而且由于有机过氧化物的使用导致异味性极度变差。
由本发明的丙烯-乙烯嵌段共聚物形成的水冷吹塑成型膜的透明性、柔软性和耐冲击性等诸性质总的来说是优异的,粘连和外渗少,并且滑开性和开口性以及异味性优异,与其相比,各比较例中,品质均显得有些逊色,本发明的水冷吹塑成型聚丙烯类膜的优势性明显。空冷吹塑成型膜(实施例13-22、比较例9-16)、T模成型膜(实施例23-32、比较例17-24)也得到了同样的评价。
实施例-33、实施例-34以及比较例-25、比较例26中给出了水冷吹塑成型单层膜作为在高温(121℃、30分钟)加热灭菌处理的输液袋的品质评价。实施例-33、实施例-34是良好的,即使加热灭菌,透明性的下降也少,另外,掉落试验也不会引起袋破裂。
比较例-25中,使用了不含成分(A2)的丙烯-乙烯无规共聚物。此时,由于耐冲击性低,降低熔点则耐热性变差,加热灭菌后透明性发生恶化。另外,袋掉落试验中,由于冲击强度低而发生了袋破裂。比较例-26中,给出了成分(A2)太多的情况。耐热性低,加热灭菌处理时袋发生大的变形,透明性变差。
权利要求
1.一种输液袋,其特征在于,所述输液袋使用由丙烯-乙烯无规嵌段共聚物获得的聚丙烯类膜作为原料,所述丙烯-乙烯无规嵌段共聚物满足下述条件(A-i)~(A-iii)(A-i)所述丙烯-乙烯无规嵌段共聚物是使用茂金属催化剂进行分步聚合得到的丙烯-乙烯嵌段共聚物(A),所述分步聚合中,在第1步骤得到30重量%~95重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1),该成分(A1)仅含丙烯或者乙烯含量小于等于7重量%,在第2步骤得到70重量%~5重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2),该成分(A2)含有的乙烯比成分(A1)含有的乙烯多3重量%~20重量%;(A-ii)所述丙烯-乙烯无规嵌段共聚物的熔体流动率(MFR230℃、2.16kg)处于1g/10分钟~20g/10分钟的范围;(A-iii)所述丙烯-乙烯无规嵌段共聚物通过固体粘弹性测定(DMA)获得的温度-损耗角正切(tanδ)曲线中,tanδ曲线在小于等于0℃的范围有单一的峰。
2.如权利要求1所述的输液袋,其特征在于,丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)满足下述条件(A-iv)(A-iv)通过凝胶渗透色谱(GPC)测定获得的分子量小于等于5000的成分的量W小于等于全体的0.8重量%。
3.如权利要求1或2所述的输液袋,其特征在于,丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)满足下述条件(A-v)~(A-vi)(A-v)第1步骤中获得的成分(A1)是乙烯含量在0.5重量%~6重量%的范围的丙烯-乙烯无规共聚物,该成分(A1)在嵌段共聚物(A)的全体中所占的比例在30重量%~85重量%的范围;第2步骤中获得的成分(A2)中的乙烯含量比(A1)中的乙烯含量多6重量%~18重量%,该成分(A2)在嵌段共聚物(A)的全体中所占的比例在70重量%~15重量%的范围;(A-vi)使用邻二氯苯溶剂,在-15℃~140℃的温度范围利用升温洗脱分离法以洗脱量对温度作图得到TREF洗脱曲线,在该TREF洗脱曲线中,在高温侧观测到的峰T(A1)在55℃~96℃的范围,在低温侧观测到的峰T(A2)在小于等于45℃的范围,或者观测不到峰T(A2),洗脱全部丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的99重量%时的温度T(A4)小于等于98℃。
4.如权利要求1~3任一项所述的输液袋,其特征在于,丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)满足下述条件(A-vii)~(A-iix)(A-vii)在第1步骤获得的成分(A1)是乙烯含量在1.5重量%~6重量%的范围的丙烯-乙烯无规共聚物,该成分(A1)在嵌段共聚物(A)的全体中所占的比例在30重量%~70重量%的范围;第2步骤中获得的成分(A2)中的乙烯含量比(A1)中的乙烯含量多8重量%~16重量%,该成分(A2)在嵌段共聚物(A)的全体中所占的比例在70重量%~30重量%的范围;(A-iix)使用邻二氯苯溶剂,在-15℃~140℃的温度范围利用升温洗脱分离法(TREF)以洗脱量对温度作图,得到TREF洗脱曲线,在该TREF洗脱曲线中,在高温侧观测到的峰T(A1)在60℃~88℃的范围,在低温侧观测到的峰T(A2)在小于等于40℃的范围,或者观测不到峰T(A2),洗脱全部丙烯-乙烯嵌段共聚物(A)的99重量%时的温度T(A4)小于等于90℃。
5.如权利要求1~4任一项所述的输液袋,其特征在于,丙烯-乙烯嵌段共聚物满足下述条件(A-ix)(A-ix)23℃下二甲苯可溶成分在135℃萘烷中所测定的固有粘度(η)cxs在1~2(dl/g)的范围。
6.如权利要求1~5任一项所述的输液袋,其特征在于,其使用了聚丙烯类积层膜,所述聚丙烯类积层膜含有至少一层由上述的聚丙烯类膜构成的层。
7.如权利要求1~6任一项所述的输液袋,其特征在于,其中的聚丙烯类膜是通过水冷吹塑成型法成型形成的。
全文摘要
本发明提供输液袋,其透明性、光泽性、耐热性、冲击强度等的平衡优异,具有适当柔软性,开口性好,抗粘连性和外渗得到了改善、卫生性优异、异味少,加热灭菌处理后透明性下降少。其使用由丙烯-乙烯无规嵌段共聚物(A)获得的聚丙烯类膜成型得到;所述(A)使用茂金属催化剂进行分步聚合得到;在第1步得到30~95重量%仅含丙烯或者乙烯含量不大于7重量%的丙烯-乙烯无规共聚物成分(A1);在第2步得到70~5重量%丙烯-乙烯无规共聚物成分(A2),其乙烯含量比成分(A1)中乙烯含量多3~20重量%;(A)的熔体流动率为1g~20g/10分钟,并且通过DMA获得的温度-损耗角正切曲线中,在小于等于0℃的范围有单峰。
文档编号C08L53/00GK1853599SQ20061007816
公开日2006年11月1日 申请日期2006年4月28日 优先权日2005年4月28日
发明者高桥邦宣, 北出慎一, 香西育, 中村康则, 川瀬三树夫 申请人:日本聚丙烯有限公司
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