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JP2009046670A - ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法 Download PDF

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JP2009046670A
JP2009046670A JP2008191157A JP2008191157A JP2009046670A JP 2009046670 A JP2009046670 A JP 2009046670A JP 2008191157 A JP2008191157 A JP 2008191157A JP 2008191157 A JP2008191157 A JP 2008191157A JP 2009046670 A JP2009046670 A JP 2009046670A
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polyolefin component
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JP2008191157A
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Kazunori Kanamori
一典 金森
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】各ポリオレフィン成分の分散が十分に良好で均一なポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係るポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法は、極限粘度が互いに異なる複数のポリオレフィン成分を溶融混練して混合流体を調製する混合工程と、混合流体を移送する流路を有する装置本体部及び当該装置本体部の流路に配置された金属焼結フィルタを有するフィルタ装置に混合流体を導入し、混合流体の濾過速度が所定の範囲となるように金属焼結フィルタを通過させるフィルタリング工程とを備える。上記フィルタ装置は、金属焼結フィルタの縁部と装置本体部との当接部が密閉された状態で当該金属焼結フィルタが装置本体部に対して固定されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法に関する。
ポリオレフィン系樹脂組成物は、機械的強度やヒートシール性能、耐薬品性、食品衛生性などの様々な性能に優れるため、ポリマーフィルムの原料等として、広く普及している。近年、このポリオレフィン系樹脂組成物は、より高価な内容物の包装用途や高価な工業製品の部材にも使用され始めており、品質に対する要求が従前より厳しくなっている。
ポリオレフィン系樹脂組成物にゲル状のポリマー炭化物やゴミなどの異物が含まれていると、ポリオレフィン系樹脂組成物をフィルム状に成形した際に、表面に円形の欠陥(魚の目の形状に似ていることから、「フィッシュアイ」と称される。)が発生し、外観悪化の原因となる。
このため、ポリオレフィン系樹脂組成物から異物を除去する方法として、金属メッシュ、金属繊維焼結体、金属粉末焼結体などの金属焼結フィルタで該組成物を濾過する方法が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
上述のような濾過方法においては、フィッシュアイの発生を十分に抑制するために、通常、濾過精度の優れるフィルタが用いられる。しかし、この様なフィルタを用いると押出機に過大な負荷がかかるため生産性が悪化してしまう。そこで、フィルタ設備が過大にならない程度に濾過面積を大きくしたリーフディスク型フィルタを用いる濾過方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、ポリオレフィン系樹脂組成物は、製品の多様化に伴って、種々の物性及び加工性を高水準に達成することの要求が高まっている。かかる要求に応えるべく、複数のポリオレフィン成分を含有するポリオレフィン系樹脂組成物などが検討されている。この様なポリオレフィン系樹脂組成物では、各構成成分の分散不良に起因するフィッシュアイが発生しやすい傾向があるため、様々な種類のフィルタを用いる手法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特開2006−88081号公報 特開平9−38423号公報 特表2000−511967号公報
しかしながら、上述のような複数のポリオレフィン成分を含有するポリオレフィン系樹脂組成物の製造においては、異物を十分に除去できるものの、分散不良に起因するフィッシュアイを十分に低減することができない。このため、複数のポリオレフィン成分を含有しつつフィッシュアイが十分に低減されたポリオレフィン系フィルム、及びそのようなポリオレフィン系フィルムを形成できるポリオレフィン系樹脂組成物が求められている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、各ポリオレフィン成分の分散が十分に良好で均一なポリオレフィン系樹脂組成物を効率的に製造する方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、極限粘度が互いに異なるポリオレフィン成分を含有する原料組成物を溶融混練して混合流体を調製する混合工程と、混合流体の濾過速度が所定の範囲内となるように金属焼結フィルタを通過させるフィルタリング工程とを備える、ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法を提供する。
上記フィルタリング工程は、混合流体を移送する流路を有する装置本体部と、当該装置本体部の流路に配置された金属焼結フィルタとを有するフィルタ装置に混合流体を導入して金属焼結フィルタを通過させる工程である。この金属焼結フィルタの縁部と装置本体部との当接部が密閉された状態で当該金属焼結フィルタが装置本体部に対して固定されている。このため、混合流体が金属焼結フィルタを通過せずに該金属焼結フィルタの縁部を通じて下流側にリークすることを十分に抑制できる。
この製造方法によって得られるポリオレフィン系樹脂組成物では、極限粘度の異なるポリオレフィン成分の分散が十分に良好である。かかる効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下の通り推察する。すなわち、金属焼結フィルタの濾過精度や混合流体の極限粘度などに応じ、適した濾過速度を設定することによって、濾過圧力がフィルタ装置の許容圧力以上に上昇することが抑えられ、金属焼結フィルタにある孔の変形や孔の拡大が抑制される。その結果、複数のポリオレフィン成分のうち、高粘度のポリオレフィン成分の凝集物が金属焼結フィルタの下流側に流れるのを抑制することができる。これによって、高粘度のポリオレフィン成分の凝集物が濾過の際に分散されるため、各ポリオレフィン成分の分散が良好で均一なポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができると考えられる。
より具体的には、本発明に係るポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法は、以下の第1〜3の態様を有する。
本発明の第1の態様は、極限粘度[η]が3〜5dl/gのポリオレフィン成分(A)と、極限粘度[η]が0.5〜3dl/gのポリオレフィン成分(B)とを含有し、極限粘度[η]と極限粘度[η]の比([η]/[η])が1.5〜30であるポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法であって、ポリオレフィン成分(A)及びポリオレフィン成分(B)を含有する原料組成物を溶融混練し、当該原料組成物の全質量を基準としてポリオレフィン成分(A)の含有量が0.05〜35質量%であり且つポリオレフィン成分(B)の含有量が99.5〜65質量%である混合流体を調製する混合工程と、混合流体を移送する流路を有する装置本体部と、当該装置本体部の流路に配置された濾過精度1〜40μmの金属焼結フィルタとを有するフィルタ装置に混合流体を導入し、混合流体の濾過速度が0.001〜20cm/minとなるように金属焼結フィルタを通過させるフィルタリング工程とを備え、金属焼結フィルタの縁部と装置本体部との当接部が密閉された状態で当該金属焼結フィルタが装置本体部に対して固定されていることを特徴とするものである。
本発明の第2の態様は、極限粘度[η]が3〜5dl/gのポリオレフィン成分(A)と、極限粘度[η]が0.5〜3dl/gのポリオレフィン成分(B)とを含有し、極限粘度[η]と極限粘度[η]の比([η]/[η])が1.5〜30であるポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法であって、ポリオレフィン成分(A)及びポリオレフィン成分(B)を含有する原料組成物を溶融混練し、当該原料組成物の全質量を基準としてポリオレフィン成分(A)の含有量が0.05〜35質量%であり且つポリオレフィン成分(B)の含有量が99.5〜65質量%である混合流体を調製する混合工程と、混合流体を移送する流路を有する装置本体部と、当該装置本体部の流路に配置された濾過精度1〜20μmの金属焼結フィルタとを有するフィルタ装置に混合流体を導入し、混合流体の濾過速度が0.001〜100cm/minとなるように金属焼結フィルタを通過させるフィルタリング工程とを備え、金属焼結フィルタの縁部と装置本体部との当接部が密閉された状態で当該金属焼結フィルタが装置本体部に対して固定されていることを特徴とするものである。
本発明の第3の態様は、極限粘度[η]が5〜15dl/gのポリオレフィン成分(A)と、極限粘度[η]が0.5〜3dl/gのポリオレフィン成分(B)とを含有するポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法であって、ポリオレフィン成分(A)及びポリオレフィン成分(B)を含有する原料組成物を溶融混練し、当該原料組成物の全質量を基準としてポリオレフィン成分(A)の含有量が0.05〜35質量%であり且つポリオレフィン成分(B)の含有量が99.5〜65質量%である混合流体を調製する混合工程と、混合流体を移送する流路を有する装置本体部と、当該装置本体部の流路に配置された濾過精度1〜10μmの金属焼結フィルタとを有するフィルタ装置に混合流体を導入し、混合流体の濾過速度が0.001〜0.2cm/minとなるように金属焼結フィルタを通過させるフィルタリング工程とを備え、金属焼結フィルタの縁部と装置本体部との当接部が密閉された状態で当該金属焼結フィルタが装置本体部に対して固定されていることを特徴とするものである。
上記フィルタリング工程では、混合流体を押出機で加圧して金属焼結フィルタを通過させることが好ましい。すなわち、金属焼結フィルタを有するフィルタ装置及び当該フィルタ装置に向けて混合流体を移送する押出機を用いてフィルタリング工程を実施することが好ましい。
また、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法では、フィルタ装置として、複数の金属焼結フィルタによって形成されるリーフディスク型フィルタを有するものを使用することが好ましい。この場合、リーフディスク型フィルタの変形等によるリークを防止する観点から、混合流体の濾過速度は0.001〜0.2cm/minであることが好ましい。かかる構成を採用することにより、各ポリオレフィン成分の分散が良好で均一なポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができる。
ポリオレフィン系樹脂組成物はポリプロピレン系の重合体を含有することが好ましい。ポリプロピレンは、熱劣化に由来するゲル状の異物の発生が少ないため、一層均一なポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができる。
本発明の第1及び第2の態様において使用する原料組成物は、極限粘度が3dl/g以上のポリオレフィン成分(A)を製造する工程及び極限粘度が3dl/g未満のポリオレフィン成分(B)を連続的に製造する工程を含む重合方法により得られたものであることが好ましい。また、本発明の第3の態様の混合工程において使用する原料組成物は、極限粘度が5dl/g以上のポリオレフィン成分(A)を製造する工程及び極限粘度が3dl/g未満のポリオレフィン成分(B)を連続的に製造する工程を含む重合方法により得られたものであることが好ましい。また、第1〜3の態様において使用する原料組成物全体の極限粘度は3dl/g未満であることが好ましい。上記のような複数のポリオレフィン成分を含有する原料組成物を用いることによって、各ポリオレフィン成分が微細なレベルまで十分均一に分散されたポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができる。
上記特徴を有する製造方法によって製造されるポリオレフィン系樹脂組成物は、各ポリオレフィン成分の分散が十分良好で均一ある。したがって、このポリオレフィン系樹脂組成物をフィルム成形することにより、フィッシュアイが十分に低減されたポリオレフィン系フィルムを製造できる。
本発明によれば、各ポリオレフィン成分の分散が十分に良好で均一なポリオレフィン系樹脂組成物を効率的に製造する方法を提供することができる。
以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
<第1実施形態>
本実施形態に係るポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法は、極限粘度が互いに異なる複数のポリオレフィン成分を含有する原料組成物を溶融混練して混合流体を調製する混合工程と、混合流体を金属焼結フィルタに向けて押し出して当該混合流体が所定の濾過速度で金属焼結フィルタを通過するように混合流体を処理するフィルタリング工程とを有する。
図1は、本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法に用いられる製造装置の模式構成図である。製造装置1は、押出機2と、押出機2の下流側に設けられるフィルタ装置4と、フィルタ装置4の下流側に設けられる成形装置6とを具備する。
押出機2は、原料組成物を混練するためのものであり、上流側に極限粘度が互いに異なる複数のポリオレフィン成分を含有する原料組成物を投入するホッパー14と、ホッパー14の下流側に1本又は複数本のスクリュー17を内部に有する円筒状のバレル16とを備える。押出機2には、市販の単軸押出機、同方向回転二軸押出機、異方向回転二軸押出機等を用いることができる。同方向回転二軸押出機としては、東芝機械(株)製のTEM(登録商標)、日本製鋼所(株)製のTEX(登録商標)、CMP(登録商標)などを例示することができ、異方向回転二軸押出機としては、神戸製鋼所(株)製のFCM(登録商標)、NCM(登録商標)、LCM(登録商標)等を例示することができる。
混合工程では、複数のポリオレフィン成分を含有する原料組成物を、ホッパー14から押出機2に供給して溶融混練する。ここで用いられる原料組成物は、極限粘度が互いに異なる複数のポリオレフィン成分を含有する。
原料組成物としては、極限粘度が互いに異なるポリオレフィン成分を複数準備してこれらを組み合わせて用いてもよいし、オレフィン成分を重合してポリオレフィンを製造した後、連続して極限粘度が異なるポリオレフィンを製造することにより得られるポリオレフィンを用いてもよい。なお、当該ポリオレフィンは、極限粘度が互いに異なる複数のポリオレフィン成分を含有する。本実施形態においては、多段重合により直接重合される、極限粘度が互いに異なる複数のポリオレフィン成分を含有する原料組成物を用いることが好ましい。
原料組成物の製造方法としては、例えば、重合槽でポリオレフィンを製造(第一段階)した後、引き続いて、同一の重合槽で極限粘度が異なるポリオレフィンを製造(第二段階)する回分式重合法が挙げられる。また、別の製造方法としては、二槽以上の重合槽を直列に配列し、ポリオレフィンを製造(第一段階)した後、得られた重合体を次の重合槽へ移送し、その重合槽で極限粘度が異なるポリオレフィンを製造する(第二段階)連続式重合法が挙げられる。なお、連続式重合法の場合、第一段階及び第二段階で用いるそれぞれの重合槽の数は一槽でも二槽以上でもよい。
ポリオレフィンとしては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン三元共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−エチレン−ブロック共重合体、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ブテン−1共重合体等が挙げられる。これらのうち、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン三元共重合体、プロピレン−エチレン−ブロック共重合体が好ましい。
プロピレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン三元共重合体及びエチレン−α−オレフィン共重合体に用いられるα−オレフィンとしては、炭素原子数4〜12のα−オレフィンが挙げられ、例えば、1−ブテン、2−メチル−1−プロペン、1−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、2−エチル−1−ブテン、2,3−ジメチル−1−ブテン、2−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3,3−ジメチル−1−ブテン、1−ヘプテン、メチル−1−ヘキセン、ジメチル−1−ペンテン、エチル−1−ペンテン、トリメチル−1−ブテン、メチルエチル−1−ブテン、1−オクテン、メチル−1−ペンテン、エチル−1−ヘキセン、ジメチル−1−ヘキセン、プロピル−1−ヘプテン、メチルエチル−1−ヘプテン、トリメチル−1−ペンテン、プロピル−1−ペンテン、ジエチル−1−ブテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセンなどが挙げられる。このうち、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンが好ましく、共重合特性、経済性などの観点から、1−ブテン、1−ヘキセンがより好ましい。
ポリオレフィンとしてプロピレン−エチレン共重合体を用いる場合、当該共重合体中のエチレン含有量は、通常0.1〜20質量%であり、好ましくは0.5〜10質量%である。プロピレン−α−オレフィン共重合体を用いる場合、当該共重合体中のα−オレフィンの含有量は、通常0.1〜40質量%であり、好ましくは1〜30質量%である。プロピレン−エチレン−α−オレフィン三元共重合体を用いる場合、当該共重合体中のエチレン含有量は、通常0.1〜20質量%であり、好ましくは0.5〜10質量%であり、α−オレフィン含有量は、通常0.1〜40質量%であり、好ましくは1〜30質量%である。エチレン−α−オレフィン共重合体を用いる場合、当該共重合体中のα−オレフィンの含有量は、通常0.1〜30質量%であり、好ましくは1〜20質量%である。
オレフィンの重合方法としては、例えば、不活性炭化水素溶媒による溶媒重合法、液状モノマーを溶媒として用いる塊状重合法、気体モノマー中で行う気相重合法等が挙げられる。また、極限粘度が互いに異なる複数のポリオレフィン成分を含有する原料組成物を直接重合によって得る方法としては、バッチ式に行う回分式重合法や、連続式に行う気相−気相重合法、液相−気相重合法などが挙げられ、これらのうち、生産性の観点から、連続的に行う気相−気相重合法、液相−気相重合法が好ましい。
上記ポリオレフィンは、例えばマグネシウム化合物にTi化合物を複合化させた固体触媒成分等からなるTi−Mg系触媒、この固体触媒成分に、有機アルミニウム化合物及び必要に応じて電子供与性化合物などの第3成分を組み合わせた触媒系、又はメタロセン系触媒を用いて得ることができる。より具体的には、特開昭61−218606号公報、特開昭61−287904号公報、特開平7−216017号公報等に記載された触媒系を挙げることができる。
本実施形態では、極限粘度が5〜15dl/gのポリオレフィン成分(A)と、極限粘度が0.5〜3dl/gのポリオレフィン成分(B)とを含有する原料組成物を用いることが好ましい。また、ポリオレフィン成分(A)とポリオレフィン成分(B)との極限粘度比([η]/[η])が1.5〜30であることがより好ましい。これによって、フィッシュアイの発生、及び、加工不良の発生を一層抑制できるポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができる。
上述の極限粘度を有するポリオレフィン成分を用いる場合、ポリオレフィン成分(A)及び(B)の合計を基準として、ポリオレフィン成分(A)の含有量は、0.05〜35質量%である。なお、原料組成物全体の極限粘度は、一層均一なポリオレフィン系樹脂組成物を得る観点から、1.0〜3.0dl/gであることが好ましい。
ポリオレフィン成分を含有する原料組成物には、製造するポリオレフィン系樹脂組成物の性能の向上を図るため、フェノール系酸化防止剤やリン系酸化防止剤などの酸化防止剤、中和剤、滑剤、帯電防止剤、耐ブロッキング剤、フッ素系樹脂、ポリエチレン系樹脂等の添加剤を含有させてもよい。
添加剤の添加方法は、均質なポリオレフィン系樹脂組成物を得られるのであれば特に制限されない。例えば、原料組成物のパウダーと各種添加剤とをヘンシェルミキサー等の混合装置を用いて配合した後、直接ペレット化する方法や、比較的高濃度の添加剤マスターバッチを二軸押出機等の高混練押出機を用いてペレット化した後、原料組成物と配合する方法、添加剤を溶融させて液状で原料組成物に添加する方法等の方法を採用することができる。
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、オクタデシル−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、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6−ヘキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピルネート]、2,2−チオビス−ジエチレンビス[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]、ビタミンEに代表されるα−トコフェノール類等が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、例えば、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ジフェニレンジホスナイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)2−エチルヘキシルホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)フルオロホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)エチルホスファイト、2−(2,4,6−トリ−t−ブチルフェニル)−5−エチル−5−ブチル−1,3,2−オキサホスホリナン、2,2’,2’’−ニトリロ[トリエチル−トリス(3,3’,5,5’−テトラ−t−ブチル−1,1’−ビフェニルー2,2’−ジイル)ホスファイト等が挙げられる。
中和剤としては、カルシウムステアレート、マグネシウムステアレート、ハイドロタルサイト、水酸化カルシウム等が挙げられる。
滑剤としては、例えば、高級脂肪酸アミドや高級脂肪酸エステルが挙げられる。帯電防止剤としては、例えば、炭素原子数8〜22の脂肪酸のグリセリンエステル、ソルビタン酸エステル、ポリエチレングリコールエステル等が挙げられる。耐ブロッキング剤としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、タルク等が挙げられる。
極限粘度の異なる複数のポリオレフィン成分を含有する原料組成物は、ヒーター加熱されたバレル16内をスクリュー17により移動されながら溶融混練されて、混合流体となる。この混合流体を得るための加熱温度は160〜300℃とすることが好ましい。
フィルタリング工程では、押出機2における処理を経た混合流体をフィルタ装置4に供給する。混合流体がフィルタ装置4の金属焼結フィルタ24aを通過することによって、混合流体に含まれる異物等が取り除かれる。これに加え、極限粘度が互いに異なるポリオレフィン成分を十分に分散させることができ、特に、高い極限粘度を有するポリオレフィン成分を低い極限粘度を有するポリオレフィン成分中に高度に分散させることができる。その結果、異物及び分散不良に起因するフィッシュアイを十分に低減できる。
図2は、本実施形態に係る製造方法に用いられるフィルタ装置4の一実施形態を示す縦断面概略図である。フィルタ装置4は、フィルタハウジング22と、フィルタハウジング22内に備えられる複数のリーフディスク型フィルタ24と、各リーフディスク型フィルタ24が固定される筒状部材25と、混合流体をリーフディスク型フィルタ24に供給する配管26と、リーフディスク型フィルタ24を通過した流体を接続部30の下流側に設けられる成形装置6に移送する配管28とを有する。本実施形態においては、フィルタ装置の装置本体部は、フィルタハウジング22、配管26、筒状部材25及び配管28によって構成される。
図3は、リーフディスク型フィルタの一実施形態を示す構造図である。リーフディスク型フィルタ24は、金属焼結フィルタ24aと金属焼結フィルタ24aを支持する支持材24bとを備える。なお、リーフディスク型フィルタ24の一部の面には金属焼結フィルタ24aが設けられていないが、これはリーフディスク型フィルタ24の内部構造を説明するためであり、通常はリーフディスク型フィルタ24の全面(両面全体)に金属焼結フィルタ24aが設けられている。
図2に示すように、フィルタ装置4は、複数のリーフディスク型フィルタ24が筒状部材25に対して配置された構成を有する。各リーフディスク型フィルタ24は、その縁部24cと筒状部材25との当接部が密閉された状態で固定されている。これにより、金属焼結フィルタ24aの縁部24cを通じて流体が下流側にリークすることを十分に抑制できる。
金属焼結フィルタ24aは、濾過精度が1〜10μmである。ここでいう濾過精度は、JIS−B8356に基づいて濾過試験を行ったときに、粒子の95%が捕集された粒子の径を意味する。濾過精度が1μm未満であると、濾過圧力をフィルタ装置の許容圧力以上に高くしないと、単位時間当たり十分な量の溶融体を濾過できない。他方、濾過精度が10μmを超えると、濾過精度が10μm未満である場合よりも異物の除去や各成分の分散が不十分となり、フィッシュアイ低減効果が不十分となる。
図2の接続部20から配管26に供給された混合流体は、リーフディスク型フィルタ24で濾過されることによって、微細なレベルにまで混合された均一なポリオレフィン系樹脂組成物となる。さらに詳細に説明すると、接続部20から配管26に供給される混合流体は、高粘度のポリオレフィン成分が凝集体を形成した状態で、低粘度のポリオレフィン成分中に分散している。このような状態の混合流体が、リーフディスク型フィルタ24の金属焼結フィルタ24aを通過することによって、高粘度のポリオレフィン成分の凝集体が、低粘度のポリオレフィン成分中に分散される。その結果、各ポリオレフィン成分が微細なレベルにまで分散された均一なポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができる。
金属焼結フィルタとしては、ステンレス鋼(SUS316L)繊維の焼結によって製造されたもの、日本精線株式会社製のナスロン(登録商標)等を好適に用いることができる。
図3に示すようなリーフディスク型フィルタを使用する場合、フィルタリング工程の混合流体の濾過速度は、0.001〜0.2cm/minであることが好ましい。この濾過速度は、0.02〜0.15cm/minであることがより好ましい。混合流体の濾過速度が0.001cm/min未満の場合、混合流体のフィルタ内部での滞留時間が長くなり過ぎて、混合流体及びポリオレフィン系樹脂組成物が劣化しやすい。一方、混合流体の濾過速度が0.2cm/minを超えると、ポリオレフィン系樹脂組成物に含まれる各ポリオレフィン成分の分散が悪化しやすい。なお、ここでいう濾過速度とは、フィルタを通過する流体の流速をいう。この濾過速度は、例えば、濾過される混合流体の単位時間当たりの体積流量をフィルタの濾過面積で割って求めることができる。
金属焼結フィルタ24aを通過した流体、すなわちポリオレフィン系樹脂組成物は、配管28を通って接続部30から成形装置6のダイ32に供給される(図1参照)。その後、ダイ32から溶融状態で押し出されたストランドが水槽35で冷却固化され、ペレタイザー36でペレットに加工される。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法では、ポリオレフィン残留溶媒や、製造時に副生する超低分子量のオリゴマーなどを除去するために、必要に応じて、さらにポリオレフィンが融解する温度以下の温度で乾燥を行ってもよい。その場合の乾燥方法としては、特開昭55−75410号、特許第2565753号公報に記載された方法等が挙げられる。
本実施形態では、成形装置6でポリオレフィン系樹脂組成物をペレットに成形したが、インフレーションフィルム製造装置やTダイフィルム製造装置を用いることによって、ポリオレフィン系樹脂組成物からポリオレフィン系フィルムを製造することができる。
図4は、本実施形態に係るポリオレフィン系樹脂組成物からポリオレフィン系フィルムを製造する装置を示す模式構成図である。この製造装置60には、成形装置6にTダイフィルム製造装置が設置されている。
フィルタ装置4で濾過された濾過流体、すなわちポリオレフィン系樹脂組成物は、フィルタ装置4と成形装置6との接続部30を通って、成形装置6のダイ46に供給される。ダイ46から押し出された溶融膜(ポリオレフィン系樹脂組成物)はチルロール44とエアーチャンバー装置45で所定の厚みまで引き伸ばされ、冷却固化された後に巻取機(図示せず)で巻き取ることができる。ポリオレフィン系フィルムの厚みは、好ましくは5〜200μmである。
Tダイフィルム製造装置を用いる場合の成形加工条件の一例は下記の通りである。
ダイリップから押出される溶融樹脂の温度: 180〜300℃
ダイリップ部での溶融樹脂の剪段速度 : 10〜1500sec−1
チルロールの回転速度 : 10〜500m/min
チルロールの温度 : 10〜80℃
なお、ポリオレフィン系樹脂組成物から、事前に成形して得られたフィルム又はシートを延伸して、ポリオレフィン系フィルムを製造することもできる。延伸方法としては、例えばロール延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法等により一軸又は二軸に延伸する方法が挙げられる。
ポリオレフィン系フィルムとして多層フィルムを製造する方法としては、通常用いられる共押出法、押出ラミネート法、熱ラミネート法、ドライラミネート法等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂組成物は、上述のようにフィルム状やペレット状に成形してもよいが、用途に応じて、例えば、シート状、平板状に成形することもできる。
上記実施形態に係るポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法によって得られるポリオレフィン系樹脂組成物は、各ポリオレフィン成分の分散が十分良好である。このようなポリオレフィン系樹脂組成物から得られるポリオレフィン系フィルムは、各ポリオレフィン成分が微細なレベルまで十分分散されているため、分散不良に起因するフィッシュアイの量が従来のポリオレフィン系フィルムよりも十分に低減されている。
上記ポリオレフィン系樹脂組成物の成形品は、例えば、自動車材料、家電材料、食品包装用フィルム、工業用フィルム、医療用材料、OA機器材料、建材、シート、各種ボトル等に用いられる。
<第2実施形態>
本実施形態に係るポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法は、リーフディスク型フィルタ24を具備するフィルタ装置4の代わりに、図5に示す積層体50によってフィルタリング工程を実施する点、並びに、混合流体の物性及びフィルタリング条件等が相違する点の他は、第1実施形態と同様である。本実施形態における混合工程では、極限粘度3〜5dl/gのポリオレフィン成分(A)と、極限粘度0.5〜3dl/gのポリオレフィン成分(B)とを溶融混練して混合流体を得る。
図5は、積層体50を具備するフィルタ装置34の一部を拡大して示す模式断面図である。フィルタ装置34は、スクリュー17によって移送される混合流体を濾過するためのものである。フィルタ装置34は、積層体50と、これを押出機2に固定するためのフランジ2a及びボルト2bとを備える。図6は、積層体50を構成する各部材の配置関係を示す模式断面図である。なお、本実施形態においては、フィルタ装置34の装置本体部は、押出機2、フランジ2a及びボルト2bによって構成される。
図6に示すように、フィルタ装置34が有する積層体50は、金属焼結フィルタ53及び金網54a及びブレーカープレート(支持部材)55がこの順序で流路の上流側から下流側に向けて積層されている。なお、図6においては、各部材が互いに離隔した状態の積層体50を図示したが、これは配置関係を明示するためのものであり、実際は各部材同士は互いに当接している。
金属焼結フィルタ53、金網54a及びブレーカープレート55の外形は、いずれも円形でありシール部材58を介して押出機2に固定されている。シール部材58は、金属焼結フィルタ53の縁部を覆うとともに積層体50と押出機2との当接部に位置するように配設されている。
金属焼結フィルタ53は、溶融体を通過させることによって、これに含まれる異物を取り除くとともに、各ポリオレフィン成分を互いに分散させるためのものである。金属焼結フィルタ53として、例えば、ステンレス鋼(SUS316L)繊維の焼結によって製造されたものを使用できる。なお、金属焼結フィルタは、市販のものを使用でき、例えば、ナスロン(商品名、日本精線株式会社製)などを好適に使用できる。
濾過速度を0.001〜20cm/minに設定する場合、金属焼結フィルタ53として濾過精度が1〜40μmのものを使用する。濾過精度が1μm未満であると、濾過圧力をフィルタ装置の許容圧力以上に高くしないと、単位時間当たり十分な量の溶融体を濾過できない。他方、濾過精度が40μmを超えると、異物の除去や各成分の分散が不十分となり、フィッシュアイ低減効果が不十分となる。金属焼結フィルタ53の濾過精度は、10〜35μmであることが好ましく、20〜30μmであることがより好ましい。
濾過速度を0.001〜100cm/minに設定する場合、金属焼結フィルタ53として濾過精度が1〜20μmのものを使用する。濾過精度が1μm未満であると、濾過圧力をフィルタ装置の許容圧力以上に高くしないと、単位時間当たり十分な量の溶融体を濾過できない。他方、濾過精度が20μmを超えると、濾過精度が20μm未満である場合よりも異物の除去や各成分の分散が不十分となり、フィッシュアイ低減効果が不十分となる。金属焼結フィルタ53の濾過精度は、5〜15μmであることが好ましい。
金網54aは、金属焼結フィルタ53の下流側に1枚又は2枚以上配置され、金属焼結フィルタ53と直接接している。金網54aの線径は0.01〜0.25mmであることが好ましい。金網54aの線径が0.01mm未満であると、濾過圧力によって金属焼結フィルタ53がブレーカープレート55の開口55dに押し込まれた際、金属焼結フィルタ53に変形や破断が生じやすくなる。他方、金網54aの線径が0.25mmを越えると、濾過処理中、金属焼結フィルタ53に金網54aを構成する針金が食い込むことによって金属焼結フィルタ53が変形し、濾過精度の低下が生じやすい。金網54aの線径は、0.03〜0.23mmであることが好ましく、0.05〜0.20mmであることがより好ましい。また、金網54aの線径と同様の観点から、金網54aの網目数は30〜500メッシュであることが好ましく、40〜150メッシュであることがより好ましい。ここでいう金網の網目数(メッシュ)は、1インチ(25.4mm)の間にある目数を意味する。
ブレーカープレート55の開口55dにおける金属焼結フィルタ53の変形や破断の発生をより一層確実に防止する観点から、図6に示すように、金属焼結フィルタ53とブレーカープレート55との間に金網54aを複数枚(例えば、2〜10枚)積層させることが好ましい。
なお、金属焼結フィルタ53の下流側の面と金網54a(線径0.01〜0.25mm)とが直接接している限り、積層体50は他の金網等を具備してもよい。例えば、図7に示すように、金網54aとブレーカープレート55との間に、線径0.01〜1mmの金網54bを1枚又は複数枚(例えば、2〜10枚)積層させてもよい。また、金属焼結フィルタ53を押出機2に設置する際に、金属焼結フィルタ53が局所的につぶれたりするのを防止するため、線径0.01〜0.25mmの金網54cを金属焼結フィルタ53の上流側の面と当接するように更に配置してもよい。
ブレーカープレート55は、金属焼結フィルタ53及び金網54a等を支持するためのものである。図8(a)はブレーカープレート55の上流側の面を示す正面図であり、図8(b)はブレーカープレート55の断面図である。図8に示すように、ブレーカープレート55の上流側の面F1は、縁部55aとその他の領域とが面一となっているのに対し、下流側の面F2は、縁部55bが隆起して他の領域が凹部55cとなるように形成されている。
ブレーカープレート55は、濾過圧力を受けてもほとんど歪みを起こさない構造体であることが好ましい。濾過圧力によってブレーカープレート55が変形すると、これによって支持される金属焼結フィルタ53等に変形や破損が生じ、異物等が下流側にリークしやすくなる。かかる観点から、ブレーカープレート55の材質としては、例えば、炭素鋼等が好ましい。炭素鋼以外の好適な材質として、ニッケル、クロム、タングステン等を含有する特殊鋼を例示できる。ブレーカープレート55の厚さは、十分の強度を確保する観点から、10〜100mmであることが好ましい。
ブレーカープレート55は、厚さ方向に貫通する直径1〜10mmの開口55dを複数有する。ブレーカープレート55の開口率は30〜60%である。開口率が30%未満のブレーカープレート55を使用した場合、濾過圧力をフィルタ装置の許容圧力以上に高くしないと、単位時間当たり十分な量の溶融体を濾過できない。他方、開口率が60%を超えるブレーカープレート55を使用した場合、濾過圧力によってブレーカープレート55の変形量が大きくなる。ブレーカープレート55の開口率は35〜55%であることが好ましく、40〜50%であることがより好ましい。
シール部材58は、溶融体がブレーカープレート55の縁部55a及び側面55eを通じて下流側へとリークするのを防止するためのものである。シール部材58としては、樹脂製パッキン(例えば、フッ素系樹脂)又は金属板(例えば、鉄板、アルミニウム板、銅板)を好適に使用できる。図6,7に示すように、シール部材58は、金属焼結フィルタ53及び金網54a等の縁部を一体的に覆うように配置することが好ましい。
積層体50(金属焼結フィルタ53、金網54a、ブレーカープレート55等)は、押出機2に対して着脱自在に取り付けされている。かかる構成を採用することにより、各構成部材の交換や洗浄を容易に実施できるという利点がある。
積層体50を押出機2に固定する際には、ブレーカープレート55の面F1上に金属焼結フィルタ53や金網54a等を重ね、シール部材58を介して押出機2の本体側のフランジと金属焼結フィルタ53の縁部とを当接させ、ブレーカープレート55の面F2の縁部55bとフランジ2aとを当接させた後、ボルト2bによって固定すればよい(図5参照)。これにより、金属焼結フィルタ53の縁部と押出機2との当接部は、シール部材58によって密閉された状態となり、金属焼結フィルタ53の縁部を通じて流体が下流側にリークすることを十分に抑制できる。
なお、従来、図9に示すように、押出機2の出口にブレーカープレート55を有するスクリーンパック40を設置する場合、図10に示すように、面F2を上流側に向け、その凹部55c内に金属焼結フィルタ53を配置していた。この場合、面F2と金属焼結フィルタ63との当接面からのリーク等が生じやすい。これに対し、本実施形態にあっては、面一に形成された面F1を上流側に向け、金属焼結フィルタ53等を縁部55aにまで延在させるとともに、シール部材58を使用することによって、縁部を密閉してリークを十分に抑制できる。
金属焼結フィルタ53等を通過し、フィルタリング工程を経た混合流体は、上述の第1実施形態と同様、成形装置6のダイ32に供給され(図1参照)、ペレットやフィルムに加工される。
なお、ここでは金属焼結フィルタ53、金網54a及びブレーカープレート55等として円形のものを例示したが、これらの外形は、楕円形、筒状、円錐形等であってもよい。円形や楕円形のものを採用した場合と比較し、筒状や円錐形のものを採用した場合、濾過面積を大きくしやすく、低い濾過圧力で濾過処理を実施できるという利点がある。
以下、場合により図面を用いつつ、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、各実施例及び比較例における各物性値及び評価は、下記の方法に基づいて求められたものである。
(1)各ポリオレフィン成分(成分(A)、成分(B))の含有量(単位:質量%)
成分(A)及び成分(B)を製造した時の物質収支から、成分(A)の含有量(PA)、及び成分(B)の含有量(PB)を求めた。
(2)極限粘度([η]、単位:dl/g)
測定は、ウベローデ型粘度計を用いて135℃テトラリン中で行った。最初に成分(A)を製造する場合は、成分(A)の製造終了後に測定した成分(A)の極限粘度[η]と、第2工程の製造終了後に測定したポリオレフィン成分の極限粘度([η]AB)及び、成分(A)の含有量(PA)、成分(B)の含有量(PB)から、式(I)により成分(B)の極限粘度([η])を求めた。なお、最初に成分(B)を製造する場合も、同様にして成分(A)の極限粘度[η]を求めた。
[η]×(PA/100)+[η]×(PB/100)=[η]AB (I)
(3)プロピレン−エチレン共重合体成分に含有されるエチレン由来の構造単位の含有量(単位:質量%)
高分子分析ハンドブック(1985年、朝倉書店発行)の256〜257頁「(ii)ブロック共重合体」の項に記載の方法に基づいて、IRスペクトル法でエチレン由来の構造単位の含有量を求めた。
(4)メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
JIS−K7210に基づいて、条件−14の方法で測定してメルトフローレートを求めた。
(5)濾過精度(単位:μm)
JIS−B8356に基づいて濾過試験を行い、粒子の95%が捕集された粒子の径を測定し、金属焼結フィルタの濾過精度を求めた。
(6)フィッシュアイ(単位:個/225cm
15cm角に切り出したポリプロピレンフィルム試料の表面を目視で観察し、存在する全てのフィッシュアイの個数を計測した。
(7)濾過面積(単位:cm
実施例1〜3:リーフディスク型フィルタに固定されている濾材表面積の総和を濾過面積とした。
実施例4〜11及び比較例1〜15:濾材に面している流路(押出機側)の断面積を濾過面積とした。
(8)濾過速度(単位:cm/min)
ポリプロピレン樹脂組成物の溶融密度を0.72g/cmとし、押出機で混練する混合流体の押出量(kg/hr)及び濾過面積(cm)の値を用いて濾過速度を算出した。
6種類のポリプロピレン系重合体を以下の手順で調製した。
<ポリプロピレン系重合体1>
液状プロピレン中にTi−Mg系触媒系のチーグラーナッタ触媒を連続的に供給し、水素の実質的非存在下でプロピレン重合体(成分(A))の製造を行った(第一工程)。この成分(A)をサンプリングして極限粘度[η]を分析したところ、7.9dl/gであった。続いて、第一工程で得られた重合体を失活させることなく第二工程(気相重合槽)に連続的に移送した。
第二工程では、気相重合槽にプロピレンと水素とを供給しながら、第一工程から移送される触媒含有重合体によりプロピレン系重合体を連続的に製造し、成分(A)と成分(B)とを含有する極限粘度1.88dl/gのポリプロピレン系重合体1を得た。
ポリプロピレン系重合体1の成分(A)と成分(B)との比率は、A/B=11/89(質量比)であった。また、この比率及び上記極限粘度から求められる成分(B)の極限粘度[η]は1.14dl/gであった。また、成分(B)に対する成分(A)の極限粘度の比([η]/[η])は6.93であった。
<ポリプロピレン系重合体2>
Ti−Mg系のチーグラーナッタ型触媒を用い、気相重合槽でプロピレン単独重合体(成分(B))の製造を行った(第一工程)。この成分(B)をサンプリングして極限粘度[η]を分析したところ、1.7dl/gであった。続いて、第一工程で得られた重合体を失活させることなく第二工程に連続的に移送した。
第二工程では、第一工程で用いられる気相重合槽と接続された別の気相重合槽へプロピレン、エチレン及び水素を供給しながら、第一工程から移送される触媒含有重合体によりプロピレン−エチレン共重合体(成分(A))を連続的に製造し、極限粘度2.04dl/gのプロピレン−エチレンブロック共重合体(ポリプロピレン系重合体2)を得た。
ポリプロピレン系重合体2の成分(A)と成分(B)との比率は、A/B=21/79(質量比)であった。また、この比率及び上記極限粘度から求められる成分(A)の極限粘度[η]は3.3dl/gであり、エチレン含量は31質量%であった。また、成分(B)に対する成分(A)の極限粘度の比([η]/[η])は1.94であった。
<ポリプロピレン系重合体3>
Ti−Mg系のチーグラーナッタ型触媒を用い、気相重合槽でプロピレン単独重合体(成分(B))の製造を行った(第一工程)。この成分(B)をサンプリングして極限粘度[η]を分析したところ、1.0dl/gであった。続いて、第一工程で得られた重合体を失活させることなく第二工程に連続的に移送した。
第二工程では、第一工程で用いられる気相重合槽と接続された別の気相重合槽へプロピレン、エチレン及び水素を供給しながら、第一工程から移送される触媒含有重合体によりプロピレン−エチレン共重合体(成分(A))を連続的に製造し、極限粘度1.56dl/gのプロピレン−エチレンブロック共重合体(ポリプロピレン系重合体3)を得た。
ポリプロピレン系重合体3の成分(A)と成分(B)との比率は、A/B=16/84(質量比)であった。また、以上の結果から求められる成分(A)の極限粘度[η]は4.5dl/gであり、エチレン含量は38質量%であった。また、成分(B)に対する成分(A)の極限粘度の比([η]/[η])は4.5であった。
<ポリプロピレン系重合体4>
Ti−Mg系触媒系のチーグラー・ナッタ触媒を用い、気相重合槽でプロピレン単独重合体(成分(B))の製造を行った(第一工程)。この成分(B)をサンプリングして極限粘度[η]を分析したところ1.8dl/gであった。続いて、第一工程で得られた重合体を失活させることなく第二工程に連続的に移送した。
第二工程では、第一工程で用いられる気相重合槽と接続された別の気相重合槽へプロピレン、エチレン及び水素を供給しながら、第一工程から移送される触媒含有重合体によりプロピレン−エチレン共重合体(成分(A))を連続的に製造し、極限粘度2.15dl/gのプロピレン−エチレンブロック共重合体(ポリプロピレン系重合体4)を得た。
プロピレネン系重合体4の成分(A)と成分(B)の比率はA/B=25/75(質量比)であった。また、この比率及び上記極限粘度から求められる成分(A)の極限粘度[η]は3.2dl/gであり、エチレン含量は41質量%であった。また、成分(B)に対する成分(A)の極限粘度の比([η]/[η])は1.6であった。
<ポリプロピレン系重合体5>
Ti−Mg系触媒系のチーグラー・ナッタ触媒を用い、気相重合槽でプロピレン単独重合体の製造を行い、極限粘度3.0dl/gのプロピレン単独重合体を得た。
<ポリプロピレン系重合体6>
Ti−Mg系触媒系のチーグラー・ナッタ触媒を用い、気相重合槽でプロピレン単独重合体の製造を行い、極限粘度1.6dl/gのプロピレン単独重合体を得た。
(実施例1)
ポリプロピレン系重合体1(100質量部)と、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製 商品名Irganox1010)0.2質量部と、亜リン酸エステル類(住友化学社製、商品名:スミライザーGP)0.1質量部とをヘンシェルミキサーで混合してポリプロピレン系組成物を調製した。
図1に示すような製造装置1を準備した。この製造装置1は、混練押出装置2(田辺プラスチック機械(株)製単軸押出機(スクリュー径40mmφ)、リーフディスクフィルタ4(長瀬産業(株)製,ディスク外径5インチ、ディスク枚数10枚、焼結金属フィルタ(濾過精度10μm、濾過面積4072cm))、水槽35、ペレタイザー36を備える。
押出機の設定温度240℃,押出量14kg/hrの条件で、調製したポリプロピレン系組成物の溶融押出を行い、溶融混練されたポリプロピレン混合流体を得た。このポリプロピレン混合流体を、リーフディスクフィルタ4で濾過して加工し、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をスクリュー径50mmφの単軸押出機を備えるTダイフィルム加工機(田辺プラスチックス機械(株)製)で成形して、厚み30μm、幅300mmのポリプロピレンフィルムを作製し、フィッシュアイ評価を行った。
(比較例1)
実施例1で用いた製造装置(図1)に代えて、図9、10に示すような製造装置70を準備した。この製造装置70は、二軸押出機2(日本製鋼所(株)社製、商品名:TEX30)、スクリーンパック40(濾過面積:16.1cm、焼結金属フィルタ、濾過精度:10μm)、水槽35、ペレタイザー36を備える。
製造装置70を用いたこと、及び、ポリプロピレン混合流体の押出量を3kg/hrとしたことの他は、実施例1と同様にして、ポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例2)
実施例1で用いたリーフディスク型フィルタ4(図1)に代えて、図9、10に示すスクリーンパック40(濾過面積:12.6cm、焼結金属フィルタ、濾過精度:10μm)を用いたことの他は、実施例1と同様にして、ポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(実施例2)
ポリプロピレン系重合体1に代えてポリプロピレン系重合体2を用いたこと、及び、ポリプロピレン混合流体の押出量を6kg/hrとしたことの他は、実施例1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例3)
実施例2で用いたリーフディスク型フィルタ4(図1)に代えて図9、10に示すスクリーンパック40(濾過面積:12.6cm、100メッシュ金網フィルタ)を用いたこと、及び、ポリプロピレン混合流体の押出量を10kg/hrとしたことの他は、実施例2と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例4)
実施例2で用いたリーフディスク型フィルタ4(図1)に代えて図9、10に示すスクリーンパック40(濾過面積:12.6cm、焼結金属フィルタ、濾過精度:40μm)を用いたこと、並びに、ポリプロピレン混合流体の押出量を10kg/hrとしたことの他は、実施例2と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例5)
実施例2で用いたリーフディスク型フィルタ4(図1)に代えて図9、10に示すスクリーンパック40(濾過面積:12.6cm、焼結金属フィルタ、濾過精度:10μm)を用いたことの他は、実施例2と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(実施例3)
ポリプロピレン系重合体1に代えてポリプロピレン系重合体3を用いたこと、及び、ポリプロピレン混合流体の押出量を18kg/hrとしたことの他は、実施例1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
実施例1〜3及び比較例1〜5の条件及び結果を表1に示す。
Figure 2009046670
(実施例4)
ポリプロピレン系重合体2(100質量部)と、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:Irganox1010)0.2質量部と、リン系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:Irgafos168)0.05質量部とを混合した。混合物を二軸造粒機に導入してペレット化した。
流路の内径が93mmの押出機Mと、流路の内径が68mmの押出機Aと、流路の内径が68mmの押出機Bとを備える共押出Tダイフィルム加工装置を使用し、以下のようにしてフィルムを作製した。
まず、押出機M及び押出機A,Bの流路に、原料の溶融体を通過させるための積層体をそれぞれ装着した。流路の上流側から下流側に向けて金網、金属焼結フィルタ、複数の金網及びブレーカープレートをこの順序で配置した積層体を、各押出機の出口側のフランジとフィードパイプ基端側のフランジとの間にボルトで固定した。
押出機Mに装着した積層体の構成は、以下に示す通りである。金属焼結フィルタ等の縁部にテフロン(登録商標)製のシールテープを巻き、このシールテープを介して積層体を押出機M,Aの装置本体部に固定した(図5参照)。
金網:線径0.10mm、網目数80メッシュ、直径110mm、1枚、
金属焼結フィルタ:濾過精度40μm(日本精線(株)製、商品名:ナスロンNF12D)、
金網:線径0.10m、網目数80メッシュ、1枚、
金網:線径0.22m、網目数50メッシュ、3枚、
ブレーカープレート:直径110mm、流路面の厚さ18mm、流路面の直径93mm、積層体固定巾8mm、開口の直径4mm、開口の数217個、開口率40%。
押出機Aに装着した積層体の構成は、以下に示す通りである。金属焼結フィルタ等の縁部にテフロン(登録商標)製のシールテープを巻き、このシールテープを介して積層体を押出機Aの装置本体部に固定した(図5参照)。
金網:線径0.10mm、網目数80メッシュ、直径85mm、1枚
金属焼結フィルタ:濾過精度40μm(日本精線(株)製、商品名:ナスロンNF12D)、
金網:線径0.10m、網目数80メッシュ、1枚、
金網:線径0.22m、網目数50メッシュ、3枚、
ブレーカープレート:直径85mm、流路面の厚さ18mm、流路面の直径68mm、濾材固定巾8mm、開口の直径4mm、開口の数101個、開口率35%。
押出機Bには、押出機Aに装着したものと同様の構成の積層体を装着した。
各押出機に積層体を装着した後、フィルム加工機の温度が安定したところで、押出機A,M,Bにペレット状のポリプロピレン系重合体2をそれぞれ供給した。
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ5kg/hr、10kg/hr、5kg/hrに設定し、Tダイから押し出した。押し出した溶融膜をチルロール(回転数11m/min)で冷却固化させ、厚さ30μmのフィルムを得た。なお、チルロールの温度調節用の水は温度40℃であった。
(実施例5)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ20kg/hr、40kg/hr、20kg/hr、チルロール回転速度を39m/minとしたことの他は、実施例4と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例6)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ85kg/hr、280kg/hr、85kg/hr、チルロール回転速度を250m/minとしたことの他は、実施例4と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例7)
押出機A,M,Bに濾過精度40μmの焼結金属フィルタを装着する代わりに、濾過精度60μmの焼結金属フィルタ(日本精線(株)製、商品名:ナスロンNF13D)を装着したことの他は、実施例4と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例8)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ20kg/hr、40kg/hr、20kg/hr、チルロール回転速度を39m/minとしたことの他は、実施例7と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例9)
押出機A,M,Bに濾過精度40μmの焼結金属フィルタを装着する代わりに、濾過精度100μmの焼結金属フィルタ(日本精線(株)製、商品名:ナスロンNF15N)を装着したことの他は、実施例4と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例10)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ20kg/hr、40kg/hr、20kg/hr、チルロール回転速度を39m/minとしたことの他は、比較例9と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(実施例6)
ポリプロピレン系重合体4(100質量部)と、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:Irganox1010)0.1質量部と、ビタミンE0.03質量部とを混合した。混合物を二軸造粒機に導入してペレット化した。当該ペレットを原料として使用したことの他は、実施例4と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(実施例7)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ20kg/hr、40kg/hr、20kg/hr、チルロール回転速度を40m/minとしたことの他は、実施例6と同様にしてフィルムの作製及びその評価を行った。
(比較例11)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ40kg/hr、80kg/hr、40kg/hr、チルロール回転速度を51m/minとしたことの他は、実施例6と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(実施例8)
押出機A,M,Bに濾過精度40μmの焼結金属フィルタを装着する代わりに、濾過精度20μmの焼結金属フィルタ(日本精線(株)製、商品名:ナスロンNF08D)を装着したことの他は、実施例4と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(実施例9)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ20kg/hr、40kg/hr、20kg/hr、チルロール回転速度を39m/minとしたことの他は、実施例8と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(実施例10)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ75kg/hr、130kg/hr、75kg/hr、チルロール回転速度を154m/minとしたことの他は、実施例8と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(実施例11)
ポリプロピレン系重合体5(100質量部)と、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:Irganox1010)0.15質量部とを混合した。混合物を二軸造粒機に導入してペレット化した。また、ポリプロピレン系重合体6(100質量部)と、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:Irganox1010)0.18質量部と、リン系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:Irgafos168)0.22質量部とを混合した。混合物を二軸造粒機に導入してペレット化した。
ポリプロピレン系重合体5をペレット化してなるポリプロピレン系樹脂35質量部、及び、ポリプロピレン系重合体6をペレット化してなるポリプロピレン系樹脂65質量部をペレットの状態で混合し、混合物を押出機A,M,Bに供給した。
上記ペレットを原料として使用したこと、並びに、押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ20kg/hr、40kg/hr、20kg/hr、チルロール回転速度を39m/minとしたことの他は、実施例8と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例12)
ポリプロピレン系重合体1(100質量部)と、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:Irganox1010)0.15質量部と、リン系酸化防止剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:Irgafos168)0.1質量部とを混合した。混合物を二軸造粒機に導入してペレット化した。
上記ペレットを原料として使用したこと、押出機A,M,Bに濾過精度40μmの焼結金属フィルタを装着する代わりに、濾過精度10μmの焼結金属フィルタ(日本精線(株)製、商品名:ナスロンNF06D)を装着したこと、押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ1.6kg/hr、3.1kg/hr、1.6kg/hr、チルロール回転速度を2m/minとしたことの他は、実施例4と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例13)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ3.5kg/hr、7kg/hr、3.5kg/hr、チルロール回転速度を4m/minとしたことの他は、比較例12と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例14)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ17kg/hr、31kg/hr、16kg/hr、チルロール回転速度を35m/minとしたことの他は、比較例12と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
(比較例15)
押出機A,M,Bの押出量をそれぞれ32kg/hr、48kg/hr、30kg/hr、チルロール回転速度を60m/minとしたことの他は、比較例12と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンフィルムを作製し、評価を行った。
実施例4〜11及び比較例6〜15の条件及び結果を表2に示す。
Figure 2009046670
本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法に用いられる製造装置の模式構成図である。 本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法に用いられるフィルタ装置の一実施形態を示す縦断面概略図である。 本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法に用いられるリーフディスク型フィルタの一実施形態を示す構造図である。 本発明の別の実施形態にかかるポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法に用いられる製造装置の模式構成図である。 本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法に用いられるフィルタ装置の他の実施形態を示す模式断面図である。 図5に図示した積層体を形成する部材の配置関係の一例を示す模式断面図である。 図5に図示した積層体を形成する部材の配置関係の他の例を示す模式断面図である。 円形のブレーカープレートの一例を示す図である。 ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法に用いられる、スクリーンパックを備える製造装置の模式構成図である。 図9に図示したスクリーンパックの構成の一例を示す模式断面図である。
符号の説明
1,60,70…製造装置、2…押出機、2a…フランジ、2b…ボルト、4,34…フィルタ装置、6…成形装置、14…ホッパー、15…モーター、16…バレル、17…スクリュー、20,30…接続部、26,28…配管、22…ハウジング、24…リーフディスク型フィルタ、24a,53,63…金属焼結フィルタ、24b…支持材、24c…リーフディスク型フィルタの縁部、25…筒状部材、32,46…ダイ、35…水槽、36…ペレタイザー、40…スクリーンパック、44…チルロール、45…エアーチャンバー装置、50…積層体、54a,54b,54c…金網、55…ブレーカープレート、55a…ブレーカープレートの縁部、55d…開口、55e…ブレーカープレートの側面、58…シール部材、F1,F2…ブレーカープレートの面。

Claims (9)

  1. 極限粘度[η]が3〜5dl/gのポリオレフィン成分(A)と、極限粘度[η]が0.5〜3dl/gのポリオレフィン成分(B)とを含有し、極限粘度[η]と極限粘度[η]の比([η]/[η])が1.5〜30であるポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法であって、
    前記ポリオレフィン成分(A)及び前記ポリオレフィン成分(B)を含有する原料組成物を溶融混練し、当該原料組成物の全質量を基準として前記ポリオレフィン成分(A)の含有量が0.05〜35質量%であり且つ前記ポリオレフィン成分Bの含有量が99.5〜65質量%である混合流体を調製する混合工程と、
    前記混合流体を移送する流路を有する装置本体部と、当該装置本体部の前記流路に配置された濾過精度1〜40μmの金属焼結フィルタとを有するフィルタ装置に前記混合流体を導入し、前記混合流体の濾過速度が0.001〜20cm/minとなるように前記金属焼結フィルタを通過させるフィルタリング工程と、
    を備え、
    前記金属焼結フィルタの縁部と前記装置本体部との当接部が密閉された状態で当該金属焼結フィルタが前記装置本体部に対して固定されている、ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法。
  2. 極限粘度[η]が3〜5dl/gのポリオレフィン成分(A)と、極限粘度[η]が0.5〜3dl/gのポリオレフィン成分(B)とを含有し、極限粘度[η]と極限粘度[η]の比([η]/[η])が1.5〜30であるポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法であって、
    前記ポリオレフィン成分(A)及び前記ポリオレフィン成分(B)を含有する原料組成物を溶融混練し、当該原料組成物の全質量を基準として前記ポリオレフィン成分(A)の含有量が0.05〜35質量%であり且つ前記ポリオレフィン成分(B)の含有量が99.5〜65質量%である混合流体を調製する混合工程と、
    前記混合流体を移送する流路を有する装置本体部と、当該装置本体部の前記流路に配置された濾過精度1〜20μmの金属焼結フィルタとを有するフィルタ装置に前記混合流体を導入し、前記混合流体の濾過速度が0.001〜100cm/minとなるように前記金属焼結フィルタを通過させるフィルタリング工程と、
    を備え、
    前記金属焼結フィルタの縁部と前記装置本体部との当接部が密閉された状態で当該金属焼結フィルタが前記装置本体部に対して固定されている、ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法。
  3. 極限粘度[η]が5〜15dl/gのポリオレフィン成分(A)と、極限粘度[η]が0.5〜3dl/gのポリオレフィン成分(B)とを含有するポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法であって、
    前記ポリオレフィン成分(A)及び前記ポリオレフィン成分(B)を含有する原料組成物を溶融混練し、当該原料組成物の全質量を基準として前記ポリオレフィン成分(A)の含有量が0.05〜35質量%であり且つ前記ポリオレフィン成分(B)の含有量が99.5〜65質量%である混合流体を調製する混合工程と、
    前記混合流体を移送する流路を有する装置本体部と、当該装置本体部の前記流路に配置された濾過精度1〜10μmの金属焼結フィルタとを有するフィルタ装置に前記混合流体を導入し、前記混合流体の濾過速度が0.001〜0.2cm/minとなるように前記金属焼結フィルタを通過させるフィルタリング工程と、
    を備え、
    前記金属焼結フィルタの縁部と前記装置本体部との当接部が密閉された状態で当該金属焼結フィルタが前記装置本体部に対して固定されている、ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法。
  4. 前記原料組成物は、極限粘度が3dl/g以上のポリオレフィン成分(A)を製造する工程及び極限粘度が3dl/g未満のポリオレフィン成分(B)を連続的に製造する工程を含む重合方法により得られたものであり、当該原料組成物全体の極限粘度が3dl/g未満である、請求項1に記載の製造方法。
  5. 前記原料組成物は、極限粘度が3dl/g以上のポリオレフィン成分(A)を製造する工程及び極限粘度が3dl/g未満のポリオレフィン成分(B)を連続的に製造する工程を含む重合方法により得られたものであり、当該原料組成物全体の極限粘度が3dl/g未満である、請求項2に記載の製造方法。
  6. 前記原料組成物は、極限粘度が5dl/g以上のポリオレフィン成分(A)を製造する工程及び極限粘度が3dl/g未満のポリオレフィン成分(B)を連続的に製造する工程を含む重合方法により得られたものであり、当該原料組成物全体の極限粘度が3dl/g未満である、請求項3に記載の製造方法。
  7. 前記フィルタ装置は、複数の前記金属焼結フィルタによって形成されるリーフディスク型フィルタを有するものである、請求項1又は4に記載の製造方法。
  8. 前記フィルタ装置は、複数の前記金属焼結フィルタによって形成されるリーフディスク型フィルタを有するものである、請求項2又は5に記載の製造方法。
  9. 前記フィルタ装置は、複数の前記金属焼結フィルタによって形成されるリーフディスク型フィルタを有するものである、請求項3又は6に記載の製造方法。
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