JP2006233225A - エチレン・α−オレフィン共重合体およびその製造方法 - Google Patents

エチレン・α−オレフィン共重合体およびその製造方法 Download PDF

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守 高橋
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貴 中川
Kenji Sugimura
健司 杉村
Takeshi Yoshiji
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Abstract

【課題】透明性、機械的強度、成形性に優れたエチレン系共重合体組成物を提供すること。
【解決手段】 エチレンと炭素数6のα−オレフィンとの共重合体であって、メルトフローレート(MFR)が0.05〜50g/10分、密度が0.915〜0.928g/cm3、溶融張力(MT)が3.3〜3.7gであり、MTとMFRとが、9.0×MFR-0.65>MT>2.2×MFR-0.84,流動の活性化エネルギー((Ea)×10-4 J/molK)と、α−オレフィンの含有率 (xmol%)の関係が、0.0636×x+2.87 <Ea×10-4≦0.2202×x+2.87の関係を満たし、フィルムの流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが、FI<100×MFRの関係を満たし、Hazeが3.40〜4.20である。
【選択図】なし

Description

本発明は、エチレン・α−オレフィン共重合体に関し、さらに詳しくは、成形性に優れ、透明性および機械的強度に優れたフィルムを製造できるエチレン・α−オレフィン共重合体に関する。また本発明は、該エチレン・α−オレフィン共重合体と実質的に同一の組成および有用性を有するエチレン系共重合体組成物に関する。
さらに本発明は、上記エチレン・α−オレフィン共重合体またはエチレン系共重合体組成物と、他のエチレン系共重合体との組成物に関する。
さらにまた本発明は、上記のようなエチレン・α−オレフィン共重合体の製造方法に関する。
エチレン系共重合体は、種々の成形方法により成形され、多方面の用途に供されている。エチレン系共重合体は、成形方法や用途に応じて要求される特性も異なってくる。例えばインフレーションフィルムを高速で成形しようとする場合、バブルのゆれ、あるいはちぎれがなく、安定して高速成形を行うためには、エチレン系共重合体として分子量の割にはメルトテンション(溶融張力)の大きいものを選択しなければならない。同様の特性が中空成形における垂れ下りまたはちぎれを防止するために、あるいはTダイ成形における幅落ちを最小限に押えるために必要である。
ところでチーグラー型触媒、特にチタン系触媒を用いて得られるエチレン系重合体のメルトテンション(溶融張力)や膨比(ダイスウエル比)を向上させて成形性の向上を図る方法が、特開昭56−90810号公報あるいは特開昭60−106806号公報などに提案されている。しかし一般にチタン系触媒を用いて得られるエチレン系重合体、特に低密度エチレン系共重合体は、組成分布が広く、フィルムなどの成形体とした際にベタつきの原因となる成分を含有することが多くベタつきの原因となる成分のより一層の低減が望まれていた。
また、チーグラー型触媒を用いて製造されるエチレン系重合体の中でも、クロム系触媒を用いて得られるエチレン系重合体は、メルトテンションは比較的高いが、更なる熱安定性が望まれていた。
遷移金属メタロセン化合物を含むオレフィン重合用触媒により得られるエチレン系共重合体には、メルトテンションが高いものが多くまた熱安定性も良好であるため、上記の要望に適うものとして期待されている。しかし、メタロセン触媒により得られるエチレン系共重合体においては、一般に、メルトテンション(MT)と流動活性化エネルギー(Ea)とが比例関係にある。
メルトテンションの大きな重合体は、上述したようにバブルの安定性に優れるため成形性は良好である。しかし、流動活性化エネルギー(Ea)が高く、このことは成形条件の温度依存性が大きいことを意味している。このため、成形条件を極めて厳密に、かつ均一に制御しなければ、得られる成形体中にむらが生じる。たとえばフィルムの場合には、透明性が低下することがある。
一方、流動活性化エネルギー(Ea)が低くければ、成形体中のむらの発生は防止できるが、メルトテンションが低く、バブルが不安定になり成形性に劣ることになる。
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであって、透明性および機械的強度に優れたフィルムを製造でき、しかも成形性に優れたエチレン・α−オレフィン共重合体ならびにこれと実質的に同一の組成および有用性を有するエチレン系共重合体組成物を提供することを目的としている。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、
エチレンと炭素数6〜8のα−オレフィンとの共重合体であって、
(A−i)190℃における溶融張力(MT)とメルトフローレート(MFR)とが、
9.0×MFR-0.65>MT>2.2×MFR-0.84
で示される関係を満たし、
(A−ii)フローカーブの時間−温度重ね合わせのシフトファクターから求めた流動の活性化エネルギー((Ea)×10-4 J/molK)と、共重合体中のα−オレフィンの炭素数(C)
と、共重合体中のα−オレフィンの含有率 (x mol%)の関係が、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1660)×x+2.87
で示される関係を満たし、
(A−iii)該共重合体をインフレーション成形し、厚さ30μmのフィルムを製造した
ときに、該フィルムのヘイズ(Haze)が下記の関係を満たすことを特徴としている。
190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが
FI≧100×MFRのとき
α−オレフィンの炭素原子数(C)が6の場合、
Haze<0.45/(1−d)×log(3×MT1.4 )×(C−3)0.1
α−オレフィンの炭素原子数(C)が7または8の場合、
Haze<0.50/(1−d)×log(3×MT1.4
190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが
FI<100×MFRのとき
α−オレフィンの炭素原子数(C)が6の場合、
Haze<0.25/(1−d)×log(3×MT1.4 )×(C−3)0.1
α−オレフィンの炭素原子数(C)が7または8の場合、
Haze<0.50/(1−d)×log(3×MT1.4
(但し、dは密度(g/cm3 )、MTは溶融張力(g)を示す。)。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製造方法は、
(a)有機アルミニウムオキシ化合物と、
(b-I)下記一般式(I)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物と、
ML1 X … (I)
(式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、L1 は遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L1 は、炭素数3〜10の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の基を有する置換シクロペンタジエニル基であり、置換シクロペンタジエニル基以外の配位子L1 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、Xは遷移金属Mの原子価である。)(b-II)下記一般式(II)で表される遷移金属化合
物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物と、
ML2 X … (II)
(式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、L2 は遷移金属原子Mに配
位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L2 は、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基であり、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基以外の配位子L2 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、Xは遷移金属原子Mの原子価である。)
からなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと炭素数6〜8のα−オレフィンとを共重合することによって得られることを特徴としている。
上記触媒においては、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合物、(b-I)遷移金属化合物および(b-II)遷移金属化合物が、
(c)担体に担持されてなることが好ましい。
上記のようなエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、成形性に優れ、透明性および機械的強度に優れたフィルムを製造できる。
本発明に係るエチレン系共重合体組成物(A')は、上記エチレン・α−オレフィン共
重合体と実質的に同一の組成および有用性を有し、
(B)エチレンと炭素数6〜8のα−オレフィンとの共重合体であって、
(B−i)密度が0.880〜0.970g/cm3 の範囲にあり、
(B−ii)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレート(MFR)が0.02〜200g/10分の範囲にあり、
(B−iii)室温におけるデカン可溶成分量率(W)と密度(d)とが、
MFR≦10g/10分のとき、
W<80×exp(-100(d-0.88))+0.1
MFR>10g/10分のとき、
W<80×(MFR-9)0.26×exp(-100(d-0.88))+0.1
で示される関係を満たし、
(B−iv)示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm)と密度(d)とが
Tm<400×d−248
で示される関係を満たし、
(B−v)190℃における溶融張力(MT)とメルトフローレート(MFR)とが、
9.0×MFR-0.65>MT>2.2×MFR-0.84
で示される関係を満たし、
(B−vi)フローカーブの時間−温度重ね合わせのシフトファクターから求めた流動の活性化エネルギー((Ea)×10-4 J/molK)と、共重合体中のα−オレフィンの炭素数(C)
と、共重合体中のα−オレフィンの含有率 (x mol%)の関係が、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1660)×x+2.87
で示される関係を満たし、
(B−vii)GPCで求めた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw
/Mn)が、
2.2<Mw/Mn<3.5
で示されることを特徴とするエチレン・α−オレフィン共重合体と、
(C)エチレンと炭素数6〜8のα−オレフィンとの共重合体であって、
(C−i)密度が0.880〜0.970g/cm3の範囲にあり、
(C−ii)190℃、2.16kg荷重におけるメルトフローレート(MFR)が0.02〜200g/10分の範囲にあり、
(C−iii)室温におけるデカン可溶成分量率(W)と、密度(d)とが、MFR≦10
g/10分のとき、
W<80×exp(-100(d-0.88))+0.1
MFR>10g/10分のとき、
W<80×(MFR-9)0.26×exp(-100(d-0.88))+0.1
で示される関係を満たし、
(C−iv)示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm)と密度(d)とが
Tm<400×d−248
で示される関係を満たし、
(C−v)190℃における溶融張力(MT)と、メルトフローレート(MFR)とが、MT≦2.2×MFR-0.84
で示されるエチレン・α−オレフィン共重合体と、
からなるエチレン系共重合体組成物(A')であり、
(C)のメルトフローレート(MFR(C) )と(B)のメルトフローレート(MFR(B) )との比が
1<(MFR(C) )/(MFR(B) )≦20
であることを特徴としている。
本発明のエチレン系共重合体組成物(A')においては、上記エチレン・α−オレフィン
共重合体(B)および(C)がともにエチレン・ヘキセン-1共重合体であり、
(A'−i)190℃における溶融張力(MT)とメルトフローレート(MFR)とが、
9.0×MFR-0.65>MT>2.2×MFR-0.84
で示される関係を満たし、
(A'−ii)フローカーブの時間−温度重ね合わせのシフトファクターから求めた流動の
活性化エネルギー((Ea)×10-4 J/molK)と、共重合体(B)および(C)中のヘキセン-1の炭素数(C)と、共重合体(B)および(C)中のヘキセン-1の合計含有率 (x mol%)の関係が、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1660)×x+2.87
で示される関係を満たし、
(A'−iii)該共重合体組成物をインフレーション成形し、厚さ30μmのフィルムを製造したときに、該フィルムのヘイズ(Haze)が下記の関係を満たすことが好ましい。
190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが
FI≧100×MFRのとき
Haze<0.45/(1−d)×log(3×MT1.4 )×(C−3)0.1
190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが
FI<100×MFRのとき
Haze<0.25/(1−d)×log(3×MT1.4 )×(C−3)0.1
(但し、dは密度(g/cm3 )、MTは溶融張力(g)、Cはヘキセン-1の炭素数、すなわち"6"を示す。)。
さらに本発明のエチレン系共重合体組成物(A')は、上記(A'−i)ないし(A'−iii)の要件に加えて、さらに
(A'−iv)GPCで求めた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw
/Mn)が、
2.0≦Mw/Mn≦2.5
を満たすことが好ましい。
本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体(A)またはエチレン系共重合体組成物(A')には、さらに
(D)
(a)有機アルミニウムオキシ化合物と、
(b-III)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期表第4族の遷移金属化合物とを含むオレフィン重合用触媒の存在下にエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとを共重合させることにより得られ、
(D−i)密度が0.850〜0.980g/cm3 の範囲にあり、
(D−ii)135℃、デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.4〜8dl/gの範囲にあるエチレン・α−オレフィン共重合体配合することができる。
但し、エチレン・α−オレフィン共重合体(A)とエチレン・α−オレフィン共重合体(D)とは同一ではなく、またエチレン・α−オレフィン共重合体(B)および(C)とエチレン・α−オレフィン共重合体(D)とは同一ではない。[0020]
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体の製造方法は、
上記(a)有機アルミニウムオキシ化合物と、(b-I)遷移金属化合物と、(b-II)
遷移金属化合物とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと炭素数6〜8のα−オレフィンとを共重合することを特徴としている。
本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体およびエチレン系共重合体組成物は、メルトテンションが高く、成形性に優れている。このようなエチレン・α−オレフィン共重合体およびエチレン系共重合体組成物からは、透明性、機械的強度に優れたフィルムを製造することができる。
[発明の詳細な説明]
以下、本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)、その製造方法およびエチレン系共重合体組成物(A')について具体的に説明する。
なお、本発明において「重合」という語は、単独重合のみならず、共重合を包含した意で用いられることがあり、また「重合体」という語は単独重合体のみならず共重合体を包含した意で用いられることがある。
エチレン・α−オレフィン共重合体(A)
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、エチレンと、炭素数6〜8のα−オレフィンとのランダム共重合体である。エチレンとの共重合に用いられる炭素数6〜8のα−オレフィンとしては、分岐を有しない直鎖α‐オレフィンが好ましくは、具体的には、例えば1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテンが挙げられ、特にヘキセン-1が好ましく用いられる。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、下記(A−i)〜(A−iii)に示すような特性を有している。
(A−i) メルトテンション〔MT(g)〕とメルトフローレート〔MFR(g/10分)〕とが
9.0×MFR-0.65 >MT>2.2×MFR-0.84
好ましくは
9.0×MFR-0.65 >MT>2.3×MFR-0.84
より好ましくは
8.5×MFR-0.65 >MT>2.5×MFR-0.84
で示される関係を満たしている。
このような特性を有するエチレン・α−オレフィン共重合体は、メルトテンション(MT)が高いので、成形性が良好である。
なお、MFRは、ASTM D1238-65T に従い190℃、2.16kg荷重の条件下に測
定される。
また、メルトテンション(MT)は、溶融させたポリマーを一定速度で延伸した時の応力を測定することにより決定される。すなわち、生成ポリマー粉体を通常の方法で溶融後ペレット化して測定サンプルとし、東洋精機製作所製、MT測定器を用い、樹脂温度190℃、押し出し速度15mm/分、巻取り速度10〜20m/分、ノズル径2.09mmφ、ノズル長さ8mmの条件で行った。ペレット化の際、エチレン・α−オレフィン共重合体に、あらかじめ二次抗酸化剤としてのトリ(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスフェ
ートを0.05重量%、耐熱安定剤としてのn-オクタデシル-3-(4'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネートを0.1重量%、塩酸吸収剤としてのステアリン酸カルシウムを0.05重量%配合した。
(A−ii) フローカーブの時間−温度重ね合わせのシフトファクターから求めた流動の活性化エネルギー((Ea)×10-4 J/molK)と、共重合体中のα−オレフィンの炭素数(C
)と、共重合体中のα−オレフィンの含有率 (x mol%)の関係が、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1660)×x+2.87
好ましくは、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1500)×x+2.87
より好ましくは、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1300)×x+2.87
で示される関係を満たしている。
フィルム成形性を改良するために、溶融張力を向上させる必要があり、そのためには長鎖分岐の導入が有効であることが知られている。長鎖分岐が無いエチレン・α−オレフィン共重合体のEaはEa×10-4=(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87で表される。長鎖分岐が存
在すると、Eaは大きくなるので、Ea×10-4>(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87である場合は、長鎖分岐が存在すると推定され、フィルム成形性や透明性が向上する。一方、Ea×10-4>(0.039Ln(C-2)+0.1660)×x+2.87となると、成形性には優れるものの、フィルム強度やフィルム透明性が悪化するため、好ましくない。
流動の活性化エネルギー(Ea)の測定は、たとえば「高分子実験学 第9巻 熱力学的性質I (高分子学会 高分子実験学編集委員会編、共立出版株式会社、第25〜第28頁)」に記載されており、粘弾性周波数依存性を測定し、時間−温度重ね合わせのシフトファクターから流動の活性化エネルギー(Ea)が求まる。ある基準温度で測定した貯蔵弾性率(縦軸)vs角速度(横軸)のグラフを固定しておいて、別の測定温度で測定したデータを横軸に平行に動かすと、基準温度のデータと重なる(熱レオロジー的単純性)。各測定温度のおけるデータを基準温度のデータと重ね合わせられるようにシフトする量 Log(aT)をその測定温度(絶対温度)の逆数 1/T に対してプロットして得られる直線の勾配に 2.303R(Rは気体定数)を掛ければ、活性化エネルギーが温度に無関係な定数として求まる。
具体的には、以下のようにしてEaを測定する。
レオメトリックス社製レオメーターRDS-II を用い、貯蔵弾性率(G'(dyne/cm2)) の
角速度(ω(rad/秒))分散を測定した。サンプルホルダーは25mmφのパラレルプレートを用い、サンプル厚みは約2mmとした。測定温度は130,170,200,230℃とし、各温度で0.04≦ω≦400の範囲でG'を測定した。130℃で測定する場合は、結晶を完全に融解させるために、150℃に昇温後に130℃としてから、測定した。歪み量は、測定範囲でのトルクが検出可能で、かつトルクオーバーにならないよう、2〜25%の範囲で適宜選択した。測定後に130℃を基準温度として4つの温度条件のフローカーブを重ね合わせ、シフトファクターのアレニウス型プロットからEaを求めた。計算は、RDS-II に付属の解析用ソフトウェアRHIOSを用いて行った。
(A−iii) 該エチレン・α−オレフィン共重合体をインフレーション成形により厚さ
30μmのフィルムを製造したときに、該フィルムのヘイズ(Haze)が下記の関係を満たす。
190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが
FI≧100×MFRのとき
α−オレフィンの炭素原子数(C)が6の場合、
Haze<0.45/(1−d)×log(3×MT1.4 )×(C−3)0.1
α−オレフィンの炭素原子数(C)が7または8の場合、
Haze<0.50/(1−d)×log(3×MT1.4
190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが
FI<100×MFRのとき
α−オレフィンの炭素原子数(C)が6の場合、
Haze<0.25/(1−d)×log(3×MT1.4 )×(C−3)0.1
α−オレフィンの炭素原子数(C)が7または8の場合、
Haze<0.50/(1−d)×log(3×MT1.4
(但し、dは密度(g/cm3 )、MTは溶融張力(g)を示す。)。
このような要件を満たすエチレン・α−オレフィン共重合体は、成形性および得られるフィルムの透明性に優れている。
流動インデックス(FI)は、ずり速度を変えながら樹脂をキャピラリーから押し出し、その時の応力を測定することにより決定される。すなわち、MT測定と同様の試料を用い、東洋精機製作所製、毛細式流れ特性試験機を用い、樹脂温度190℃、ずり応力の範囲が5×104 〜3×106 dyne/cm2 程度で測定される。
なお測定する樹脂のMFR(g/10分)によって、ノズルの直径を次の様に変更して測定する。
MFR>20 のとき0.5mm
20≧MFR>3 のとき1.0mm
3≧MFR>0.8のとき2.0mm
0.8≧MFR のとき3.0mm
なお密度(d)は、190℃における2.16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)測定時に得られるストランドを120℃で1時間熱処理し、1時間かけて室温まで徐冷したのち、密度勾配管で測定する。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、上記要件に加えて下記の要件を満たすことが好ましい。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)では、エチレンから導かれる構成単位は、50〜100重量%、好ましくは55〜99重量%、より好ましくは65〜98重量%、最も好ましくは70〜96重量%の量で存在し、炭素数6〜8のα−オレフィンから導かれる構成単位は0〜50重量%、好ましくは1〜45重量%、より好ましくは2〜35重量%、特に好ましくは4〜30重量%の量で存在することが望ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体の組成は、通常10mmφの試料管中で約200mgの共重合体を1mlのヘキサクロロブタジエンに均一に溶解させた試料の13C−NMRスペクトルを、測定温度120℃、測定周波数25.05MHz、スペクトル幅1500
Hz 、パルス繰返し時間4.2sec.、パルス幅6μsec.の測定条件下で測定して決定される。
エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の密度(d)は、0.880〜0.970g/cm3 、好ましくは0.880〜0.960g/cm3 、より好ましくは0.890〜
0.935g/cm3 、最も好ましくは0.905〜0.930g/cm3 の範囲にあることが望ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(A)のメルトフローレート(MFR)は、0.02〜200g/10分、好ましくは0.05〜50g/10分、より好ましくは0.1〜10g/10分の範囲にあることが望ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の23℃におけるn-デカン可溶成分量分率〔W(重量%)〕と密度〔d(g/cm3 )〕とが
MFR≦10g/10分のとき、
W<80×exp(-100(d-0.88))+0.1
好ましくは W<60×exp(-100(d-0.88))+0.1
より好ましくは W<40×exp(-100(d-0.88))+0.1
MFR>10g/10分のとき
W<80×(MFR-9)0.26×exp(-100(d-0.88))+0.1
で示される関係を満たしていることが望ましい。
なおエチレン・α−オレフィン共重合体のn-デカン可溶成分量(可溶成分量の少ないもの程組成分布が狭い)の測定は、共重合体約3gをn-デカン450mlに加え、145℃で溶解後23℃まで冷却し、濾過によりn-デカン不溶部を除き、濾液よりn-デカン可溶部を回収することにより行われる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度〔Tm(℃)〕と密度〔d(g/cm3 )〕とが
Tm<400×d−248
好ましくは Tm<450×d−296
より好ましくは Tm<500×d−343
特に好ましくは Tm<550×d−392
で示される関係を満たしていることが望ましい。
なお示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm)は、試料約5mgをアルミパンに詰め10℃/分で200℃まで昇温し、200℃で5分間保持したのち20℃/分で室温まで降温し、次いで10℃/分で昇温する際の吸熱曲線より求められる。測定は、パーキンエルマー社製DSC-7 型装置を用いる。
示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm)と密度(d)との関係、そしてn-デカン可溶成分量分率(W)と密度(d)とが上記のような関係を有するようなエチレン・α−オレフィン共重合体は組成分布が狭いと言える。
本発明において、上記のようなエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は2種以上を併用して用いることもできる。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)は、
(a)有機アルミニウムオキシ化合物と、
(b-I)前記一般式(I)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物と、
(b-II)前記一般式(II)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷
移金属化合物とから形成されるオレフィン重合用触媒(Cat-1)の存在下にエチレンと炭素
数6〜8のα‐オレフィンとを共重合することにより得られる。
上記において(a)有機アルミニウムオキシ化合物、(b-I)前記一般式(I)で表さ
れる遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物および(b-II)前記
一般式(II)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物は、(c)担体に担持されていてもよい(以下、このような担持型触媒をCat-2と略記する
ことがある)。
まず、オレフィン重合用触媒(Cat-1)および(Cat-2)を形成する各触媒成分について説明する。
(a)有機アルミニウムオキシ化合物
本発明で用いられる有機アルミニウムオキシ化合物(a)(以下「成分(a)」と記載することがある。)は、従来公知のベンゼン可溶性のアルミノキサンであってもよく、また特開平2−276807号公報で開示されているようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
上記のようなアルミノキサンは、例えば下記のような方法によって製造することができ、通常炭化水素の溶液として得られる。
(1)吸着水を含有する化合物あるいは結晶水を含有する塩類、例えば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、トリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物を添加して反応させる方法。
(2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒドロフランなどの媒体中で、トリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物に直接水や氷や水蒸気を作用させる方法。
(3)デカン、ベンゼン、トルエン等の媒体中でトリアルキルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物に、ジメチルスズオキシド、ジブチルスズオキシド等の有機スズ酸化物を反応させる方法。
なお、このアルミノキサンは、少量の有機金属成分を含有してもよい。また回収された上記のアルミノキサンの溶液から溶媒あるいは未反応有機アルミニウム化合物を蒸留して除去した後、溶媒に再溶解してもよい。
アルミノキサンを製造する際に用いられる有機アルミニウム化合物として具体的には、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、トリイソプロピルアルミニウム、トリn-ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリsec-ブチルアルミニウム、トリtert-ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム
、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム;トリシクロヘキシルアルミニウム、トリシクロオクチルアルミニウムなどのトリシクロアルキルアルミニウム;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウムクロリドなどのジアルキルアルミニウムハライド;ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのジアルキルアルミニウムハイドライド;ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシド;ジエチルアルミニウムフェノキシドなどのジアルキルアルミニウムアリーロキシドなどが挙げられる。
これらのうち、トリアルキルアルミニウムおよびトリシクロアルキルアルミニウムが特に好ましい。また、この有機アルミニウム化合物として、下記一般式
(i-C49x Aly(C510z
(x、y、zは正の数であり、z≧2xである)
で表わされるイソプレニルアルミニウムを用いることもできる。
上記のような有機アルミニウム化合物は、単独であるいは組合せて用いられる。アルミノキサンの製造の際に用いられる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、シメンなどの芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、オクタデカンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素、ガソリン、灯油、軽油などの石油留分あるいは上記芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素のハロゲン化物(たとえば塩素化物、臭素化物など)などの炭化水素溶媒が挙げられる。その他、エチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類を用いることもできる。これらの溶媒のうち特に芳香族炭化水素が好ましい。
また本発明で用いられるベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物は、60℃のベンゼンに溶解するAl成分がAl原子換算で10%以下、好ましくは5%以下、特に好ましくは2%以下であり、ベンゼンに対して不溶性あるいは難溶性である。
このような有機アルミニウムオキシ化合物のベンゼンに対する溶解性は、100ミリグラム原子のAlに相当する該有機アルミニウムオキシ化合物を100mlのベンゼンに懸濁した後、攪拌下60℃で6時間混合した後、ジャケット付G−5ガラス製フィルターを用い、60℃で熱時濾過を行ない、フィルター上に分離された固体部を60℃のベンゼン50mlを用いて4回洗浄した後の全濾液中に存在するAl原子の存在量(xミリモル)を測定することにより求められる(x%)。
(b-I)遷移金属化合物および(b-II)遷移金属化合物
本発明で用いられる遷移金属化合物(b-I)は、下記一般式(I)で表わされる遷移金属化合物であり、遷移金属化合物(b-II)は、下記一般式(II)で表わされる遷移金属
化合物である。
ML1 X … (I)
(式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、L1 は遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L1 は、炭素数3〜10の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の基を有する置換シクロペンタジエニル基であり、置換シクロペンタジエニル基以外の配位子L1 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、Xは遷移金属原子Mの原子価である。)
ML2 X … (II)
(式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、L2 は遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L2 は、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基であり、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基以外の配位子L2 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、Xは遷移金属原子Mの原子価である。)
以下、上記一般式(I)または(II)で表わされる遷移金属化合物について、より具体的に説明する。
上記一般式(I)において、Mは周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、具体的には、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムであり、好ましくはジルコニウムである。
1 は、遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L1 は、炭素数3〜10の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の置換基を有する置
換シクロペンタジエニル基である。これらの配位子L1 は、各々同一であっても異なっていてもよい。
なお置換シクロペンタジエニル基は、置換基を2個以上有していてもよく、2個以上の置換基は各々同一であっても異なっていてもよい。置換シクロペンタジエニル基は、置換基を2個以上有する場合は、少なくとも1個の置換基が炭素数3〜10の炭化水素基であればよく、他の置換基は、メチル基、エチル基または炭素数3〜10の炭化水素基である。
炭素数3〜10の炭化水素基として具体的には、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基などを例示することができる。より具体的には、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、トリル基などのアリール基;ベンジル基、ネオフィル基などのアラルキル基を例示することができる。
これらのうちアルキル基が好ましく、n-プロピル基、n-ブチル基が特に好ましい。本発明では、遷移金属に配位する置換シクロペンタジエニル基としては、二置換シクロペンタジエニル基が好ましく、1,3-置換シクロペンタジエニル基が特に好ましい。
また上記一般式(I)において、遷移金属原子Mに配位する置換シクロペンタジエニル基以外の配位子L1 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子である。
炭素数1〜12の炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基などを例示することができ、より具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、トリル基などのアリール基;ベンジル基、ネオフィル基などのアラルキル基を例示することができる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基、オクトキシ基などを例示することができる。
アリーロキシ基としては、フェノキシ基などを例示することができる。
トリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基などを例示することができる。
ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素である。
このような一般式(I)で表わされる遷移金属化合物としては、ビス(n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ヘキシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチル-n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(
メチル-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ジメチル-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメトキシクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムブトキシクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエトキシド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムメチルクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムベンジルクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムフェニルクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムハイドライドクロリドなどが挙げられる。
なお、上記例示において、シクロペンタジエニル環の二置換体は1,2-および1 ,3-置換
体を含み、三置換体は1,2,3-および1,2,4-置換体を含む。
本発明では、上記のようなジルコニウム化合物において、ジルコニウム金属を、チタン金属またはハフニウム金属に置き換えた遷移金属化合物を用いることができる。
これらの一般式(I)で表わされる遷移金属化合物のうちでは、ビス(n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1-メチル-3-n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニ
ウムジクロリド、ビス(1-メチル-3-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジク
ロリドが特に好ましい。
上記一般式(II)においてMは周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、具体的には、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムであり、好ましくはジルコニウムである。
2 は遷移金属原子Mに配位した配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L2 は、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基であり、各々同一であっても異なっていてもよい。
また上記一般式(II)において、遷移金属原子Mに配位するメチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基以外の配位子L2 は、上記一般式(I)中のL1 と同様の炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子である。
このような一般式(II)で表わされる遷移金属化合物としては、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメトキシクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメトキシクロリド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエトキシド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエトキシド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロリド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムベンジルクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムベンジルクロリド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムフェニルクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムフェニルクロリド、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムハイドライドクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムハイドライドクロリドなどが挙げられる。
本発明では、上記のようなジルコニウム化合物において、ジルコニウム金属を、チタン金属またはハフニウム金属に置き換えた遷移金属化合物を用いることができる。
これらの一般式(II)で表わされる遷移金属化合物のうちでは、ビス(メチルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドが特に好ましい。
本発明では、遷移金属化合物として上記一般式(I)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物と、上記一般式(II)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物とが組み合わせて用いられる。組み合わせの方法としては、同じ重合条件下において、遷移金属化合物成分として上記一般式(I)で表される遷移金属化合物のみを含む触媒成分から得られるオレフィン重合体のMFR(MFR(I))と、遷移金属化合物成分として上記一般式(II)で表される遷移金属化合物のみを含む触媒成分から得られるオレフィン重合体のMFR(MFR(II))との比がMFR(I)/MFR(II)≦20となる触媒の組み合わせとすることが好ましい。
具体的には、ビス(1,3-n-ブチルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドとビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドとの組み合わせ、ビス(1,3-n-プロピルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドとビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドとの組み合わせ、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドとビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドとの組み合わせが好ましい。
上記一般式(I)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物(b-I)と、上記一般式(II)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1
種の遷移金属化合物(b-II)とは、モル比(b-I/b-II)で99/1〜40/60、好ま
しくは95/5〜45/55、より好ましくは90/10〜50/50、最も好ましくは85/15〜55/45の範囲となるような量で用いられることが望ましい。
以下上記一般式(I)で表される遷移金属化合物(b-I)から選ばれる少なくとも1種
と、上記一般式(II)で表される遷移金属化合物(b-II)から選ばれる少なくとも1種とを含む遷移金属化合物触媒成分を「成分(b)」と記載することがある。
本発明で用いるオレフィン重合用触媒(Cat-1)は、上記有機アルミニウムオキシ化合物
(a)、遷移金属化合物(b-I)および遷移金属化合物(b-II)とから形成されている
が、下記のような担体(c)に、上記有機アルミニウムオキシ化合物(a)、遷移金属化合物(b-I)、遷移金属化合物(b-II)を担持して触媒(Cat-2)として用いることもできる。
(c)担体
本発明で必要に応じて用いられる(c)担体は、無機あるいは有機の化合物であって、粒径が10〜300μm、好ましくは20〜200μmの顆粒状ないしは微粒子状の固体が使用される。このうち無機化合物としては多孔質酸化物が好ましく、具体的にはSiO2 、Al23 、MgO、ZrO2、TiO2、B23 、CaO、ZnO、BaO、ThO2 等またはこれらを含む混合物、例えばSiO2-MgO、SiO2-Al23、SiO2-TiO2、SiO2-V25、SiO2-Cr23、SiO2-TiO2-MgO等を例示すること
ができる。
これらの中でSiO2 およびAl23 からなる群から選ばれた少なくとも1種の成分
を主成分とするものが好ましい。
なお、上記無機酸化物には少量のNa2CO3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2(SO4)3、BaSO4、KNO3、Mg(NO32、Al(NO33、Na2O、K2O、Li2O等の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酸化物成分を含有していても差しつかえない。
このような(c)担体は種類および製法によりその性状は異なるが、本発明に好ましく用いられる担体は、比表面積が50〜1000m2 /g、好ましくは100〜700m2 /gであり、細孔容積が0.3〜2.5cm3 /gであることが望ましい。該担体は、必要に応じて100〜1000℃、好ましくは150〜700℃で焼成して用いられる。
このような担体(c)では、吸着水量が1.0重量%未満、好ましくは0.5重量%未満であることが望ましく、表面水酸基が1.0重量%以上、好ましくは1.5〜4.0重量%、特に好ましくは2.0〜3.5重量%であることが望ましい。
ここで、担体(c)の吸着水量(重量%)および表面水酸基量(重量%)は下記のようにして求められる。
[吸着水量]
200℃の温度で、常圧、窒素流通下で4時間乾燥させたときの重量減の乾燥前の重量に対する百分率を吸着水量とする。
[表面水酸基量]
200℃の温度で、常圧、窒素流通下で4時間乾燥して得られた担体の重量をX(g)とし、さらに該担体を1000℃で20時間焼成して得られた表面水酸基が消失した焼成物の重量をY(g)として、下記式により計算する。
表面水酸基量(重量%)={(X−Y)/X}×100
さらに、本発明に用いることのできる担体(c)としては、粒径が10〜300μmの範囲にある有機化合物の顆粒状ないしは微粒子状固体を挙げることができる。これら有機化合物としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテンなどの炭素数
2〜14のα−オレフィンを主成分として生成される(共)重合体あるいはビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成される重合体もしくは共重合体を例示することができる。
さらに、本発明に係るオレフィン重合用触媒(Cat-1)および(Cat-2)を形成する成分として、下記のような有機アルミニウム化合物(d)を必要に応じて用いることができる。
(d)有機アルミニウム化合物
本発明で必要に応じて用いられる(d)有機アルミニウム化合物(以下「成分(d)」と記載することがある。)としては、例えば下記一般式(i)で表される有機アルミニウム化合物を例示することができる。
1 n AlX3-n … (i)
(式中、R1 は炭素数1〜12の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子または水素原子であり、nは1〜3である。)
上記一般式(i)において、R1 は炭素数1〜12の炭化水素基例えばアルキル基、シクロアルキル基またはアリ−ル基であるが、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。
このような(d)有機アルミニウム化合物としては、具体的には以下のような化合物が挙げられる。トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム;イソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニウム;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド
、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド;メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド;ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのアルキルアルミニウムハイドライドなど。
また(d)有機アルミニウム化合物として、下記一般式(ii)で表される化合物を用いることもできる。
1 nAlY3-n … (ii)
(式中、R1 は上記と同様であり、Yは−OR2 基、−OSiR3 3 基、−OAlR4 2 基、−NR5 2 基、−SiR6 3 基または−N(R7)AlR8 2 基であり、nは1〜2であり、R2 、R3 、R4 およびR8 はメチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基などであり、R5 は水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、トリメチルシリル基などであり、R6 およびR7 はメチル基、エチル基などである。)このような有機アルミニウム化合物としては、具体的には、以下のような化合物が挙げられる。
(1)R1 n Al(OR23-n で表される化合物、例えばジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシドなど、
(2)R1 n Al(OSiR3 33-n で表される化合物、例えばEt2 Al(OSiMe3)、(iso-Bu)2Al(OSiMe3)、(iso-Bu)2Al(OSiEt3)など;
(3)R1 n Al(OAlR4 23-n で表される化合物、例えばEt2AlOAlEt2 、(iso-Bu)2AlOAl(iso-Bu)2など;
(4) R1 n Al(NR5 23-n で表される化合物、例えばMe2AlNEt2、Et2
lNHMe、Me2AlNHEt、Et2AlN(SiMe32 、(iso-Bu)2AlN(SiMe32 など;
(5)R1 n Al(SiR6 33-n で表される化合物、例えば(iso-Bu)2AlSiMe3 など;
(6)R1 n Al(N(R7)AlR8 23-n で表される化合物、例えばEt2AlN(M
e)AlEt2、(iso-Bu)2AlN(Et)Al(iso-Bu)2など。
上記一般式(i)および(ii)で示される有機アルミニウム化合物の中では、一般式R1 3 Al、R1 n Al(OR23-n 、R1 n Al(OAlR4 23-n で表わされる化合物が好ましく、特にR1 がイソアルキル基であり、n=2である化合物が好ましい。
オレフィン重合用触媒(Cat-1)は、上記のような成分(a)および成分(b)と、必要
に応じて成分(d)とから形成されており、オレフィン重合用触媒(Ca t-2)(固体触媒(Cat-2))は上記のような成分(a)および成分(b)が担体(c)に担持されてなる固体
触媒(成分)と、必要に応じて成分(d)とから形成されている。
図1にオレフィン重合用触媒(Cat-1)の調製工程を示す。
オレフィン重合用触媒(Cat-1)では、各触媒成分を重合器内または重合器外で混合接触
させることにより調製することができるが、成分(a)を固体成分とした後、成分(b)を混合接触させ固体状触媒を形成させるか、あるいは予め成分(a)と成分(b)を混合接触させて固体状触媒を形成してから、該固体状触媒を重合系に添加することもできる。
オレフィン重合用触媒(Cat-1)は、不活性炭化水素溶媒中で成分(a)および成分(b
)、必要に応じて成分(d)を混合接触させることにより形成することができる。各成分
の接触順序は、任意に選ばれるが、成分(a)と成分(b)を混合接触させる場合は、成分(a)の懸濁液に、成分(b)を加えることが好ましい。なお成分(b)は、該成分(b)を形成する2種以上の遷移金属化合物(成分(b-I)および(b-II))を予め混合
した後、他の成分と混合接触させることが好ましい。
オレフィン重合用触媒(Cat-1)の調製に用いられる不活性炭化水素溶媒として具体的に
は、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素あるいはこれらの混合物などを挙げることができる。
成分(a)および成分(b)、必要に応じて成分(d)を混合接触するに際して、成分(a)の濃度は成分(a)中のアルミニウムに換算して、約0.1〜5モル/リットル(溶媒)、好ましくは0.3〜3モル/リットル(溶媒)の範囲である。成分(a)中のアルミニウム(Al)と成分(b)中の遷移金属との原子比(Al/遷移金属)は、通常10〜500、好ましくは20〜200である。必要に応じて用いられる成分(d)中のアルミニウム原子(Al-d)と成分(a)中のアルミニウム原子(Al-a)の原子比(Al-d
/Al-a)は、通常0.02〜3、好ましくは0.05〜1.5の範囲である。成分(a
)および成分(b)、必要に応じて成分(d)を混合接触する際の混合温度は、通常−50〜150℃、好ましくは−20〜120℃であり、接触時間は1分〜50時間、好ましくは10分〜25時間である。
上記のようにして調製されたオレフィン重合用触媒(Cat-1)は、該触媒1g当り成分(
b)が遷移金属原子に換算して5×10-6〜5×10-4モル、好ましくは10-5〜2×10-4モルの量で含有され、また成分(a)および成分(d)がアルミニウム原子に換算して10-2〜2.5×10-2モル、好ましくは1.5×10-2〜2×10-2モルの量で含有されていることが望ましい。
固体触媒(Cat-2)は、上記のような成分(a)および成分(b)、必要に応じて成分(
d)を、担体(c)に担持させることにより調製することができる。
固体触媒(Cat-2)を調製する際の成分(a)、成分(b)、担体(c)および成分(d
)の接触順序は、任意に選ばれるが、好ましくは成分(a)と担体(c)とを混合接触させ、次いで成分(b)を混合接触させ、さらに必要に応じて成分(d)を混合接触させる。なお成分(b)は、該成分(b)を形成する2種以上の遷移金属化合物、成分(b-I)および(b-II))を予め混合した後、他の成分と混合接触させることが好ましい。
上記成分(a)、成分(b)、担体(c)および成分(d)の接触は、不活性炭化水素溶媒中で行うことができ、触媒の調製に用いられる不活性炭化水素溶媒として具体的には、上述のオレフィン重合用触媒(Cat-1)の調製の際に用いられた不活性炭化水素溶媒を挙
げることができる。
成分(a)、成分(b)および担体(c)、必要に応じて成分(d)を混合接触するに際して、成分(b)は、担体(c)1g当り、遷移金属原子に換算して通常5×10-6〜5×10-4モル、好ましくは10-5〜2×10-4モルの量で用いられ、成分(b)の濃度は、約10-4〜2×10-2モル/リットル(溶媒)、好ましくは2×10-4〜10-2モル/リットル(溶媒)の範囲である。成分(a)中のアルミニウム(Al)と成分(b)中の遷移金属との原子比(Al/遷移金属)は、通常10〜500、好ましくは20〜200である。必要に応じて用いられる成分(d)中のアルミニウム原子(Al-d)と成分(
a)中のアルミニウム原子(Al-a)の原子比(Al-d/Al-a)は、通常0.02〜3、
好ましくは0.05〜1.5の範囲である。成分(a)、成分(b)および担体(c)、必要に応じて成分(d)を混合接触する際の混合温度は、通常−50〜150℃、好ましくは−20〜120℃であり、接触時間は1分〜50時間、好ましくは10分〜25時間である。
上記のようにして調製された固体触媒(Cat-2)は、担体(c)1g当り成分(b)が遷
移金属原子に換算して5×10-6〜5×10-4モル、好ましくは10-5〜2×10-4モルの量で担持され、また担体(c)1g当り成分(a)および成分(d)がアルミニウム原子に換算して10-3〜5×10-2モル、好ましくは2×10-3〜2×10-2モルの量で担持されていることが望ましい。
上記のようなオレフィン重合用触媒(Cat-2)は、オレフィンが予備重合された予備重合
触媒であってもよい。
予備重合触媒は、上記成分(a)、成分(b)および担体(c)の存在下、不活性炭化水素溶媒中にオレフィンを導入し予備重合を行うことにより調製することができる。なお上記成分(a)、成分(b)および担体(c)から前記固体触媒成分(Cat-2)が形成され
ていることが好ましい。この場合、固体触媒成分(Cat-2)に加えて、さらに成分(a)お
よび/または成分(d)を添加してもよい。[0102]
予備重合触媒は、上述の固体触媒(Cat-2)(固体触媒成分)を調製した懸濁液にオレフ
ィンを導入してもよく、また固体触媒(Cat-2)を調製した後、生成した固体触媒(Cat-2)を懸濁液から分離し、その後固体触媒(Cat-2)を再び不活性炭化水素で懸濁状にし、そこへ
オレフィンを導入してもよい。
予備重合触媒を調製する際には、上記成分(b)は、該成分(b)中の遷移金属原子に換算して通常10-6〜2×10-2モル/リットル(溶媒)、好ましくは5×10-5〜10-2モル/リットル(溶媒)の量で用いられ、成分(b)は担体(c)1g当り、遷移金属原子に換算して通常5×10-6〜5×10-4モル、好ましくは10-5〜2×10-4モルの量で用いられる。成分(a)中のアルミニウムと成分(b)中の遷移金属との原子比(Al/遷移金属)は、通常10〜500、好ましくは20〜200である。必要に応じて用いられる成分(d)中のアルミニウム原子(Al-d)と成分(a)中のアルミニウム原子
(Al-a)の原子比(Al-d/Al-a)は、通常0.02〜3、好ましくは0.05〜1.
5の範囲である。
固体触媒成分は、遷移金属化合物中の遷移金属として通常10-6〜2×10-2モル/リットル(溶媒)、好ましくは5×10-5〜10-2モル/リットル(溶媒)の量で用いられる。
予備重合温度は−20〜80℃、好ましくは0〜60℃であり、また予備重合時間は0.5〜100時間、好ましくは1〜50時間程度である。
予備重合の際に用いられるオレフィンとしては、エチレンおよび炭素数が3〜20のα−オレフィン、例えばプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘ
キセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセンなどを例示することができる。これらの中では、エチレン、またはエチレンと重合の際に用いられるα−オレフィンとの組合せが特に好ましい。
予備重合触媒は、例えば下記のようにして調製される。すなわち、担体を不活性炭化水素で懸濁状にする。次いで、この懸濁液に有機アルミニウムオキシ化合物(成分(a))を加え、所定の時間反応させる。その後上澄液を除去し、得られた固体成分を不活性炭化水素で再懸濁化する。この系内へ遷移金属化合物(成分(b))を加え、所定時間反応させた後、上澄液を除去し固体触媒成分を得る。続いて有機アルミニウム化合物(成分(d
))を含有する不活性炭化水素に、上記で得られた固体触媒成分を加え、そこへオレフィンを導入することにより、予備重合触媒を得る。
予備重合において、生成するオレフィン重合体は、担体(c)1g当り0.1〜500g、好ましくは0.2〜300g、より好ましくは0.5〜200gの量であることが望ましい。
また、予備重合触媒では、担体(c)1g当り成分(b)は遷移金属原子に換算して約5×10-6〜5×10-4モル、好ましくは10-5〜2×10-4モルの量で担持され、成分(a)および成分(d)中のアルミニウム原子(Al)は、成分(b)中の遷移金属原子(M)に対するモル比(Al/M)で、5〜200、好ましくは10〜150の範囲の量で担持されていることが望ましい。
予備重合は、回分式あるいは連続式のいずれでも行うことができ、また減圧、常圧あるいは加圧下のいずれでも行うことができる。予備重合においては、水素を共存させて、少なくとも135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.2〜7dl/gの範囲、好ましくは0.5〜5dl/gであるような予備重合体を製造することが望ましい。
本発明では、エチレンとα‐オレフィンとの共重合は、上記のようなオレフィン重合用触媒の存在下、気相であるいはスラリー状の液相で行われ、好ましくは気相で行われる。スラリー重合においては、不活性炭化水素を溶媒としてもよいし、オレフィン自体を溶媒とすることもできる。
スラリー重合において用いられる不活性炭化水素溶媒として具体的には、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、オクタデカンなどの脂肪族系炭化水素;シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタンなどの脂環族系炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系炭化水素;ガソリン、灯油、軽油などの石油留分などが挙げられる。これら不活性炭化水素媒体のうち脂肪族系炭化水素、脂環族系炭化水素、石油留分などが好ましい。
スラリー重合法または気相重合法で実施する際には、上記のような触媒は、重合反応系内の遷移金属原子の濃度として、通常10-8〜10-3モル/リットル、好ましくは10-7〜10-4モル/リットルの量で用いられることが望ましい。
成分(a)および成分(b)、必要に応じて成分(d)とから形成されているオレフィン重合用触媒では、必要に応じて用いられる成分(d)中のアルミニウム原子(Al)と、遷移金属化合物(b)中の遷移金属原子(M)との原子比(Al/M)は、5〜300、好ましくは10〜200、より好ましくは15〜150の範囲である。
成分(a)、成分(b)および担体(c)、必要に応じて成分(d)とから形成されているオレフィン重合用触媒では、重合に際して、担体に担持されている有機アルミニウムオキシ化合物(成分(a))に加えて、さらに担持されていない有機アルミニウムオキシ化合物を用いてもよい。この場合、担持されていない有機アルミニウムオキシ化合物中のアルミニウム原子(Al)と、遷移金属化合物(b)中の遷移金属原子(M)との原子比(Al/M)は、5〜300、好ましくは10〜200、より好ましくは15〜150の範囲である。必要に応じて用いられる成分(d)は担体(c)に担持されていてもよく、重合に際して加えてもよい。さらに、成分(d)は担体(c)に担持され、かつ、重合に際して加えてもよい。この際、担体に担持されている成分(d)と重合に際して加える成分(d)は同じであっても異なっていてもよい。必要に応じて用いられる成分(d)中の
アルミニウム原子(Al)と、遷移金属化合物(b)中の遷移金属原子(M)との原子比(Al/M)は、5〜300、好ましくは10〜200、より好ましくは15〜150の範囲である。
本発明において、スラリー重合法を実施する際には、重合温度は、通常−50〜100℃、好ましくは0〜90℃の範囲であり、気相重合法を実施する際には、重合温度は、通常0〜120℃、好ましくは20〜100℃の範囲である。
重合圧力は、通常常圧ないし100kg/cm2 、好ましくは2〜50kg/cm2 の加圧条件下であり、重合は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方式においても行うことができる。
さらに重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。なお、本発明では、オレフィン重合触媒は、上記のような各成分以外にもオレフィン重合に有用な他の成分を含むことができる。
このようなオレフィン重合触媒により重合することができるオレフィンとしては、エチレン、および炭素数が6〜8のα−オレフィンの他に、例えばプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデ
セン、1-オクタデセン、1-エイコセン等のα‐オレフィン類;炭素数が3〜20の環状オレフィン、例えばシクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボ
ルネン、テトラシクロドデセン、2-メチル1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタ
ヒドロナフタレン等を挙げることができる。さらにスチレン、ビニルシクロヘキサン、ジエン等を用いることもできる。
本発明のオレフィンの重合方法により得られたエチレン・α−オレフィン共重合体では、エチレンから導かれる構成単位は、50〜100重量%、好ましくは55〜99重量%、より好ましくは65〜98重量%、最も好ましくは70〜96重量%の量で存在し、炭素数6〜8のα−オレフィンから導かれる構成単位は0〜50重量%、好ましくは1〜45重量%、より好ましくは2〜35重量%、最も好ましくは4〜30重量%の量で存在することが望ましい。
かくして得られるエチレン・α−オレフィン共重合体は、好ましくは上述した(A−i)〜(A−iii)に示すような特性を有し、成形性に優れ、透明性および機械的強度に優
れたフィルムを製造できる。
エチレン系共重合体組成物(A')
本発明に係るエチレン系共重合体組成物(A')は、上記エチレン・α−オレフィン共
重合体(A)と実質的に同一の組成および有用性を有し、
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)とこれとは異なるエチレン・α−オレフィン共重合体(C)とからなる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、エチレンと、炭素数6〜8のα−オレフィンとのランダム共重合体である。炭素数6〜8のα−オレフィンとしては前記と同様のものが挙げられる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)では、エチレンから導かれる構成単位は、50〜100重量%、好ましくは55〜99重量%、より好ましくは65〜98重量%、最も好ましくは70〜96重量%の量で存在し、炭素数6〜8のα−オレフィンから導かれる構成単位は0〜50重量%、好ましくは1〜45重量%、より好ましくは2〜35重量
%、特に好ましくは4〜30重量%の量で存在することが望ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、下記(B−i)〜(B−vii)に示すよ
うな特性を有していることが好ましく、下記(B−i)〜(B−viii)に示すような特性を有していることが特に好ましい。
(B−i)密度(d)は、0.880〜0.970g/cm3 、好ましくは0.880〜0.960g/cm3 、より好ましくは0.890〜0.935g/cm3 、最も好ましくは0.905〜0.930g/cm3 の範囲にある。
(B−ii)メルトフローレート(MFR)は、0.02〜200g/10分、好ましくは0.05〜50g/10分、より好ましくは0.1〜10g/10分の範囲にある。
(B−iii) 23℃におけるn-デカン可溶成分量分率〔W(重量%)〕と密度〔d(g/cm3 )〕とが
MFR≦10g/10分のとき、
W<80×exp(-100(d-0.88))+0.1
好ましくは W<60×exp(-100(d-0.88))+0.1
より好ましくは W<40×exp(-100(d-0.88))+0.1
MFR>10g/10分のとき
W<80×(MFR-9)0.26×exp(-100(d-0.88))+0.1
で示される関係を満たしている。
(B−iv)示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度〔Tm(℃)〕と密度〔d(g/cm3 )〕とが
Tm<400×d−248
好ましくは Tm<450×d−296
より好ましくは Tm<500×d−343
特に好ましくは Tm<550×d−392
で示される関係を満たしている。
示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm)と密度(d)との関係、そしてn-デカン可溶成分量分率(W)と密度(d)とが上記のような関係を有するようなエチレン・α−オレフィン共重合体(B)は組成分布が狭いと言える。
(B−v)メルトテンション〔MT(g)〕とメルトフローレート〔MFR(g/10分)〕とが
9.0×MFR-0.65 >MT>2.2×MFR-0.84
好ましくは
9.0×MFR-0.65 >MT>2.3×MFR-0.84
より好ましくは
8.5×MFR-0.65 >MT>2.5×MFR-0.84
で示される関係を満たしている。
このような特性を有するエチレン・α−オレフィン共重合体は、メルトテンション(MT)が高いので、成形性が良好である。
(B−vi)フローカーブの時間−温度重ね合わせのシフトファクターから求めた流動の活性化エネルギー((Ea)×10-4 J/molK)と、共重合体中のα−オレフィンの炭素数(C)
と、共重合体中のα−オレフィンの含有率 (x mol%)の関係が、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1660)×x+2.87
好ましくは、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1500)×x+2.87
より好ましくは、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1300)×x+2.87
で示される関係を満たしている。
(B−vii)GPCで測定した分子量分布(Mw/Mn、ただしMw:重量平均分子量、
Mn:数平均分子量)が
2.2<Mw/Mn<3.5
好ましくは
2.4<Mw/Mn<3.0
の範囲にある。
なお、分子量分布(Mw/Mn)は、ミリポア社製GPC−150Cを用い、以下のようにして測定した。
分離カラムは、TSK GNH HTであり、カラムサイズは直径72mm、長さ600mmであり、カラム温度は140℃とし、移動相にはo-ジクロロベンゼン(和光純薬工業)および酸化防止剤としてBHT(武田薬品)0.025重量%を用い、1.0ml /分で移動させ、試料濃度は0.1重量%とし、試料注入量は500マイクロリットルとし、検出器として示差屈折計を用いた。標準ポリスチレンは、分子量がMw<1000およびMw>4×106 については東ソー社製を用い、1000<Mw<4×106 についてはプレッシャーケミカル社製を用いた。
(B−viii)分子中に存在する不飽和結合の数が炭素数1000個当り0.5個以下であり、かつ重合体1分子当り1個未満である。
なお、不飽和結合の定量は、13C−NMRを用いて、二重結合以外に帰属されるシグナル即ち10〜50ppmの範囲のシグナル、および二重結合に帰属されるシグナル即ち105〜150ppmの範囲のシグナルの面積強度を積分曲線から求め、その比から決定される。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、たとえば(a)有機アルミニウムオキシ化合物、(b-II)前記一般式(II)で表される遷移金属化合物とを含むオレフィン重合
用触媒の存在下にエチレンと炭素数6〜8のα−オレフィンとを共重合することにより得られる。(a)有機アルミニウムオキシ化合物および(b-II)遷移金属化合物は、前記
エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製法で説明したものと同様である。また前記の場合と同様に、担体(c)、有機アルミニウム化合物(d)を用いてもよく、予備重合を行ってもよい。各成分の使用量、予備重合条件および本重合条件も、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製造の場合と同様である。
エチレン・α−オレフィン共重合体(C)は、炭素数6〜8のα−オレフィンとのランダム共重合体である。炭素数6〜8のα−オレフィンとしては前記と同様のものが挙げられる。
本発明で用いられるエチレン・α−オレフィン共重合体(C)は、エチレンから導かれる構成単位は、50〜100重量%、好ましくは55〜99重量%、より好ましくは65〜98重量%、最も好ましくは70〜96重量%の量で存在し、炭素数6〜8のα−オレフィンから導かれる構成単位は0〜50重量%、好ましくは1〜45重量%、より好ましくは2〜35重量%、特に好ましくは4〜30重量%の量で存在することが望ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体(C)は、下記(C−i)〜(C−v)に示すよう
な特性を有していることが好ましく、下記(C−i)〜(C−vi)に示すような特性を有していることが特に好ましい。
(C−i)密度(d)は、0.880〜0.970g/cm3 、好ましくは0.880〜0.960g/cm3 、より好ましくは0.890〜0.935g/cm3 、最も好まし
くは0.905〜0.930g/cm3 の範囲にある。
(C−ii)メルトフローレート(MFR)は、0.02〜200g/10分、好ましくは0.05〜50g/10分、より好ましくは0.1〜10g/10分の範囲にある。
(C−iii) 23℃におけるn-デカン可溶成分量分率〔W(重量%)〕と密度〔d(g/cm3 )〕とが
MFR≦10g/10分のとき、
W<80×exp(-100(d-0.88))+0.1
好ましくは W<60×exp(-100(d-0.88))+0.1
より好ましくは W<40×exp(-100(d-0.88))+0.1
MFR>10g/10分のとき
W<80×(MFR-9)0.26×exp(-100(d-0.88))+0.1
で示される関係を満たしている。
(C−iv)示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度〔Tm(℃)〕と密度〔d(g/cm3 )〕とが
Tm<400×d−248
好ましくは Tm<450×d−296
より好ましくは Tm<500×d−343
特に好ましくは Tm<550×d−392
で示される関係を満たしている。
示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm)と密度(d)との関係、そしてn-デカン可溶成分量分率(W)と密度(d)とが上記のような関係を有するようなエチレン・α−オレフィン共重合体は組成分布が狭いと言える。(C−v)メルトテンション〔MT(g)〕とメルトフローレート〔MFR(g/10分)〕とが
MT≦2.2×MFR-0.84
関係を満たしている。
(C−vi)分子中に存在する不飽和結合の数が炭素数1000個当り0.5個以下であり、かつ重合体1分子当り1個未満である。
このようなエチレン・α−オレフィン共重合体(C)は、たとえば(a)有機アルミニウムオキシ化合物、(b-I)前記一般式(I)で表される遷移金属化合物とを含むオレフ
ィン重合用触媒の存在下にエチレンと炭素数6〜8のオレフィンとを共重合することにより得られる。(a)有機アルミニウムオキシ化合物および(b-I)遷移金属化合物は、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製法で説明したものと同様である。また前記の場合と同様に、担体(c)、有機アルミニウム化合物(d)を用いてもよく、予備重合を行ってもよい。各成分の使用量、予備重合条件および本重合条件も、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製造の場合と同様である。
本発明に係るエチレン系共重合体組成物(A')は、前記エチレン・α−オレフィン共
重合体(B)が1〜90重量%、好ましくは2〜80重量%の量で含まれ、エチレン・α−オレフィン共重合体(C)が10〜99重量%、好ましくは20〜98重量%の量で含まれることが望ましい。
上記のようなエチレン・α−オレフィン共重合体(B)と、エチレン・α−オレフィン共重合体(C)とからなるエチレン系共重合体組成物(A')では、エチレン・α−オレ
フィン共重合体(B)のメルトフローレート(MFR(B) )と、エチレン・α−オレフィン共重合体(C)のメルトフローレート(MFR(C) )との比が、
1<(MFR(C) )/(MFR(B) )≦20
であることが好ましい。
特に本発明においては、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および(C)はともにエチレン・ヘキセン-1共重合体であることが望ましい。この場合、エチレン系共重合体組成物(A')は好ましくは以下に示すように、エチレン・α−オレフィン共重合体
(A)と実質的に同一の物性を有し、同様の有用性が期待される。
(A'−i) メルトテンション〔MT(g)〕とメルトフローレート〔MFR(g/10
分)〕とが
9.0×MFR-0.65 >MT>2.2×MFR-0.84
好ましくは
9.0×MFR-0.65 >MT>2.3×MFR-0.84
より好ましくは
8.5×MFR-0.65 >MT>2.5×MFR-0.84
で示される関係を満たしている。
このような特性を有するエチレン系共重合体組成物(A')は、メルトテンション(M
T)が高いので、成形性が良好である。
(A'−ii) フローカーブの時間−温度重ね合わせのシフトファクターから求めた流動
の活性化エネルギー((Ea)×10-4 J/molK)と、共重合体(B)および(C)中のヘキセ
ン-1の炭素数(C)と、共重合体(B)および(C)中のヘキセン-1の合計含有率 (x mol%)の関係が、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1660)×x+2.87
好ましくは、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1500)×x+2.87
より好ましくは、
(0.039Ln(C-2)+0.0096)×x+2.87 <Ea×10-4≦(0.039Ln(C-2)+0.1300)×x+2.87
で示される関係を満たしている。
(A'−iii) 該エチレン系共重合体組成物(A')をインフレーション成形により厚さ
30μmのフィルムを製造したときに、該フィルムのヘイズ(Haze)が下記の関係を満たす。
190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが
FI≧100×MFRのとき
Haze<0.45/(1−d)×log(3×MT1.4 )×(C−3)0.1
190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが
FI<100×MFRのとき
Haze<0.25/(1−d)×log(3×MT1.4 )×(C−3)0.1
(但し、dは密度(g/cm3 )、MTは溶融張力(g)、Cはヘキセン-1の炭素数、すなわち"6"を示す。)。
このような要件を満たすエチレン系共重合体組成物(A')は、成形性および得られる
フィルムの透明性に優れている。
本発明に係るエチレン系共重合体組成物(A')は、上記要件に加えて下記の要件を満
たすことが好ましい。
(A'−iv)GPCで測定した分子量分布(Mw/Mn、ただしMw:重量平均分子量、
Mn:数平均分子量)が
2.0≦Mw/Mn≦2.5
好ましくは
2.0≦Mw/Mn≦2.4
の範囲にある。
さらに、本発明に係るエチレン系共重合体組成物(A')では、エチレンから導かれる
構成単位は、50〜100重量%、好ましくは55〜99重量%、より好ましくは65〜98重量%、最も好ましくは70〜96重量%の量で存在し、炭素数6〜8のα−オレフィン、好ましくはヘキセン-1から導かれる構成単位は0〜50重量%、好ましくは1〜45重量%、より好ましくは2〜35重量%、特に好ましくは4〜30重量%の量で存在することが望ましい。
エチレン系共重合体組成物(A')の密度(d)は、0.880〜0.970g/cm3
、好ましくは0.880〜0.960g/cm3 、より好ましくは0.890〜0.9
35g/cm3 、最も好ましくは0.905〜0.930g/cm3 の範囲にあることが望ましい。
エチレン系共重合体組成物(A')のメルトフローレート(MFR)は、0.05〜2
00g/10分、好ましくは0.08〜50g/10分、より好ましくは0.1〜10g/10分の範囲にあることが望ましい。
エチレン系共重合体組成物(A')の23℃におけるn-デカン可溶成分量分率〔W(重
量%)〕と密度〔d(g/cm3 )〕とが
MFR≦10g/10分のとき、
W<80×exp(-100(d-0.88))+0.1
好ましくは W<60×exp(-100(d-0.88))+0.1
より好ましくは W<40×exp(-100(d-0.88))+0.1
MFR>10g/10分のとき
W<80×(MFR-9)0.26×exp(-100(d-0.88))+0.1
で示される関係を満たしていることが望ましい。
エチレン系共重合体組成物(A')の示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱
曲線の最大ピーク位置の温度〔Tm(℃)〕と密度〔d(g/cm3 )〕とが
Tm<400×d−248
好ましくは Tm<450×d−296
より好ましくは Tm<500×d−343
特に好ましくは Tm<550×d−392
で示される関係を満たしていることが望ましい。
示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm)と密度(d)との関係、そしてn-デカン可溶成分量分率(W)と密度(d)とが上記のような関係を有するようなエチレン系共重合体組成物(A')は組成分布が狭いと言える。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B)と、エチレン・α−オレフィン共重合体(C)とからなるエチレン系共重合体組成物(A')は、公知の方法を利用して製造すること
ができ、例えば、下記のような方法で製造することができる。
(1)エチレン・α−オレフィン共重合体(B)と、エチレン・α−オレフィン共重合体(C)、および所望により添加される他成分を、タンブラー、押出機、ニーダー等を用いて機械的にブレンド又は溶融混合する方法。
(2)エチレン・α−オレフィン共重合体(B)と、エチレン・α−オレフィン共重合体(C)、および所望により添加される他成分を適当な良溶媒(例えば;ヘキサン、ヘプタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の炭化水素溶媒)に
溶解し、次いで溶媒を除去する方法。
(3)エチレン・α−オレフィン共重合体(B)と、エチレン・α−オレフィン共重合体(C)、および所望により添加される他成分を適当な良溶媒にそれぞれ別個に溶解した溶液を調製した後混合し、次いで溶媒を除去する方法。
(4)上記(1)〜(3)の方法を組み合わせて行う方法。
以上、説明したように本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)およびエチレン系共重合体組成物(A')はともにそれ自体、成形性に優れ、透明性および機械的
強度に優れたフィルムを製造できるが、他の重合体類、好ましくはエチレン・α−オレフィン共重合体と組み合わせて用いることができる。このような他のエチレン・α−オレフィン共重合体としては、以下に説明するエチレン・α−オレフィン共重合体(D)が特に好ましく用いられる。
本発明で用いられるエチレン・α−オレフィン共重合体(D)は、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとのランダム共重合体である。エチレンとの共重合に用いられる炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-
ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンなどが挙げられる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(D)では、エチレンから導かれる構成単位は、50〜100量%、好ましくは55〜99重量%、より好ましくは65〜98重量%、最も好ましくは70〜96重量%の量で存在し、炭素数3〜20のα−オレフィンから導かれる構成単位は0〜50重量%、好ましくは1〜45重量%、より好ましくは2〜35重量%、最も好ましくは4〜30重量%の量で存在することが望ましい。
このようなエチレン・α−オレフィン共重合体(D)は、下記(D−i)、(D−ii)に示すような特性を有していることが好ましく、下記(D−i)〜(D−iv)に示すような特性を有していることがより好ましい。
(D−i)密度(d)は、0.850〜0.980g/cm3 、好ましくは0.910〜0.960g/cm3 、より好ましくは0.915〜0.955g/cm3 、最も好ましくは0.920〜0.950g/cm3 の範囲にある。
(D−ii)135℃、デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.4〜8dl/g、好ましくは0.4〜1.25dl/g、より好ましくは0.5〜1.23dl/gの範囲にある。
(D−iii)示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線における最大ピーク位
置の温度(Tm(℃))と密度(d(g/cm3 ))とが
Tm<400×d−250
好ましくは Tm<450×d−297
より好ましくは Tm<500×d−344
特に好ましくは Tm<550×d−391
で示される関係を満たしていることが望ましい。
(D−iv)室温におけるn-デカン可溶成分量分率(W(重量%))と密度(d(g/cm3 ))とが
MFR≦10g/10分のとき、
W<80×exp(-100(d-0.88))+0.1
好ましくは W<60×exp(-100(d-0.88))+0.1
より好ましくは W<40×exp(-100(d-0.88))+0.1
MFR>10g/10分のとき
W<80×(MFR-9)0.26×exp(-100(d-0.88))+0.1
で示される関係を満たしている。
このように示差走査型熱量計(DSC)により測定した吸熱曲線における最大ピーク位置の温度(Tm)と密度(d)との関係、そしてn-デカン可溶成分量分率(W)と密度(d)とが上記のような関係を有するようなエチレン・α−オレフィン共重合体(D)は組成分布が狭いと言える。
但し、エチレン・α−オレフィン共重合体(A)とエチレン・α−オレフィン共重合体(D)とは同一ではなく、またエチレン・α−オレフィン共重合体(B)および(C)とエチレン・α−オレフィン共重合体(D)とは同一ではない。具体的には、エチレン・α−オレフィン共重合体(D)とエチレン・α−オレフィン共重合体(A)〜(C)とは、以下の特性において区別されうる。
すなわち、エチレン・α−オレフィン共重合体(D)は、共重合体(A)を規定する要件(A−i)〜(A−iii)の少なくとも1つの要件を満たさない共重合体である。
また、エチレン・α−オレフィン共重合体(D)は、共重合体(B)を規定する要件(B−iii)〜(B−vii)の少なくとも1つの要件を満たさない共重合体である。
さらに、エチレン・α−オレフィン共重合体(D)は、共重合体(C)を規定する要件(C−iii)〜(C−v)の少なくとも1つの要件を満たさない共重合体である。
このようなエチレン・α−オレフィン共重合体(D)は、たとえば(a)有機アルミニウムオキシ化合物、(b-III)後記一般式(III)で表される遷移金属化合物とを含むオ
レフィン重合用触媒の存在下にエチレンと炭素数3〜20のオレフィンとを共重合することにより得られる。(a)有機アルミニウムオキシ化合物は、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製法で説明したものと同様である。また前記の場合と同様に、担体(c)、有機アルミニウム化合物(d)を用いてもよく、予備重合を行ってもよい。各成分の使用量、予備重合条件および本重合条件も、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製造の場合と同様である。
以下遷移金属化合物(b-III)について説明する。
(b-III)遷移金属化合物
エチレン・α−オレフィン共重合体(D)の製造の際に用いられる(b-III)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期表第4族の遷移金属化合物(以下「成分(b-III)」と記載することがある。)は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期表第4族の遷移金属化合物であれば特に限定されないが、下記一般式(III)で示さ
れる遷移金属化合物であることが好ましい。
ML3 x … (III)
式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、具体的には、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムであり、好ましくはジルコニウムである。
Xは遷移金属の原子価である。
3 は遷移金属原子Mに配位する配位子であり、少なくとも1個のL3 はシクロペンタジエニル骨格を有する配位子であり、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子としては、たとえばシクロペンタジエニル基、メチルシクロペンタジエニル基、ジメチルシクロペンタジエニル基、トリメチルシクロペンタジエニル基、テトラメチルシクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、エチルシクロペンタジエニル基、メチルエチルシクロペンタジエニル基、プロピルシクロペンタジエニル基、メチルプロピルシクロペンタジエニル基、ブチルシクロペンタジエニル基、メチルブチルシクロペンタジエニル基、ヘキシルシクロペンタジエニル基などのアルキル置換シクロペンタジエニル基あるいはインデニル基、4,5,6,7-テトラヒドロインデニル基、フルオレニル基などを例示することができる。これらの基は、ハロゲン原子、トリアルキルシリル基などで置換されていてもよい。
これらのシクロペンタジエニル骨格を有する配位子の中では、アルキル置換シクロペンタジエニル基が特に好ましい。
上記一般式(III)で表される化合物がシクロペンタジエニル骨格を有する配位子を2
個以上含む場合には、そのうち2個のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子同士は、エチレン、プロピレンなどのアルキレン基、イソプロピリデン、ジフェニルメチレンなどの置換アルキレン基、シリレン基またはジメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基、メチルフェニルシリレン基などの置換シリレン基などを介して結合されていてもよい。
また前記一般式(III)において、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外のL3
は、前記一般式(I)中のL1 と同様の、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基
、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子、水素原子、またはSO3R基
(ただしRはハロゲンなどの置換基を有していてもよい炭素数1〜8の炭化水素基)である。SO3Rで表される配位子としては、p-トルエンスルホナト基、メタンスルホナト基
、トリフルオロメタンスルホナト基などが例示される。
このような一般式(III)で表される遷移金属化合物は、たとえば遷移金属の原子価が
4である場合、より具体的には下記一般式(III')で示される。
2 k3 l4 m5 nM … (III')
(式中、Mは上記遷移金属原子であり、R2 はシクロペンタジエニル骨格を有する基(配位子)であり、R3 、R4 およびR5 はシクロペンタジエニル骨格を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、SO3R基、ハロゲン原子または水素原子であり、kは1以上の整
数であり、k+l+m+n=4である。)
本発明では上記一般式において、R3 、R4 およびR5 のうち1個がシクロペンタジエニル骨格を有する基(配位子)であるメタロセン化合物、たとえばR2 およびR3 がシクロペンタジエニル骨格を有する基(配位子)であるメタロセン化合物が好ましく用いられる。これらのシクロペンタジエニル骨格を有する基はエチレン、プロピレンなどのアルキレン基、イソプロピリデン、ジフェニルメチレンなどの置換アルキレン基、シリレン基またはジメチルシリレン、ジフェニルシリレン、メチルフェニルシリレン基などの置換シリレン基などを介して結合されていてもよい。また、この場合他の配位子(たとえばR4 およびR5 )はシクロペンタジエニル骨格を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、SO3
R、ハロゲン原子または水素原子である。
このような一般式(III)で表される遷移金属化合物としては、ビス(インデニル)ジ
ルコニウムジクロリド、ビス(インデニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(インデニル)ジルコニウムビス(p-トルエンスルホナト)、ビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジブロミド、エチレンビス(インデニル)ジメチルジルコニウム、エチレンビス(インデニル)ジフェニルジルコニウム、エチレンビス(インデニル)メチルジルコニウムモノクロリド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムビス(メタンスルホナト)、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムビス(p-トルエンスルホナト)、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、エチレンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル-フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル-メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(ジメチルシクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ジメチルシリレンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル-フルオレニル)ジルコニウムジクロ
リド、ジフェニルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、メチルフェニルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(シクロペンタジエニル)メチルジルコニウムモノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)エチルジルコニウムモノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)シクロヘキシルジルコニウムモノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)フェニルジルコニウムモノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ベンジルジルコニウムモノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムモノクロリドモノハイドライド、ビス(シクロペンタジエニル)メチルジルコニウムモノハイドライド、ビス(シクロペンタジエニル)ジメチルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジフェニルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジベンジルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメトキシクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(メタンスルホナト)、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(p-トルエンスルホナト)、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリド、ビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルエチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(メタンスルホナト)、ビス(トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ヘキシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドなどが挙げられる。
なお上記例示において、シクロペンタジエニル環の二置換体は1,2-および1,3-置換体を含み、三置換体は1,2,3-および1,2,4-置換体を含む。またプロピル、ブチルなどのアルキル基は、n-、i-、sec-、tert-などの異性体を含む。
また上記のようなジルコニウム化合物において、ジルコニウムを、チタンまたはハフニウムに置換えた化合物を用いることもできる。
なお上記一般式(III)で示される遷移金属化合物には、前記一般式(I)で表される
遷移金属化合物(b-I)および前記一般式(II)で表される遷移金属化合物(b-II)が
含まれる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(D)は、上記オレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとを、得られる共重合体の密度が0.850〜0.980g/cm3となるように共重合させることによって製造することができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(D)は、上記したエチレン・α−オレフィン共重合体(A)またはエチレン系共重合体組成物(A')100重量部に対して、好ましくは
99〜60重量部、さらに好ましくは95〜60重量部の割合で用いられる。
エチレン・α−オレフィン共重合体(D)と、上記したエチレン・α−オレフィン共重合体(A)またはエチレン系共重合体組成物(A')との組成物は、既に述べた公知の方
法を利用して製造することができる。また1個または複数の重合器を用いて、共重合を反応条件の異なる2段以上に分けた多段重合法によっても製造できる。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体(A)およびエチレン系共重合体組成物(A')は、従来からエチレン系共重合体が用いられてきた分野で特に特に制限される
ことなく用いられるが、特にキャストフィルム、インフレーションフィルムなどのフィルム、押出シートなどのシートの用途に好適に用いられる。通常の空冷インフレーション成形、空冷2段冷却インフレーション成形、高速インフレーション成形、T−ダイフィルム成形、水冷インフレーション成形等で加工することにより、フィルムを得ることができる。このようにして成形されたフィルムは、透明性、機械的強度に優れ、通常のLLDPEの特徴であるヒートシール性、ホットタック性、耐熱性、良ブロッキング性等を有している。また、エチレン・α−オレフィン共重合体またはエチレン系共重合体組成物の組成分布が極めて狭いため、フィルム表面のべたつきもない。更にメルトテンションが高いため、インフレーション成形時のバブル安定性に優れる。
このようなエチレン・α−オレフィン共重合体(A)およびエチレン系共重合体組成物(A')を成形することにより得られるフィルムは、規格袋、砂糖袋、油物包装袋、水物
包装袋等の各種包装用フィルムや農業用資材等に好適である。また、ナイロン、ポリエステル等の基材と貼り合わせて、多層フィルムとして用いることもできる。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン共重合体の製造方法は、
上記(a)有機アルミニウムオキシ化合物と、(b-I)遷移金属化合物と、(b-II)
遷移金属化合物とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと炭素数6〜8のα−オレフィンとを共重合することを特徴としている。
前記エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製法で説明したものと同様に、担体(c)、有機アルミニウム化合物(d)を用いてもよく、予備重合を行ってもよい。各成分の使用量、予備重合条件および本重合条件も、前記エチレン・α−オレフィン共重合体(A)の製造の場合と同様である。
本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体およびエチレン系共重合体組成物は、メルトテンションが高く、成形性に優れている。このようなエチレン・α−オレフィン共重合体およびエチレン系共重合体組成物からは、透明性、機械的強度に優れたフィルムを製造することができる。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、本発明においてフィルムの物性評価は下記のようにして行った。
[Haze(曇度)]
ASTM−D−1003−61に従って測定した。
[Gloss(光沢)]
JIS Z8741に従って測定した。
[ダートインパクト強度]
ASTM D 1709 A法に準じて測定した。
[調製例1]
[触媒成分の調製]
250℃で10時間乾燥したシリカ5.0kgを80リットルのトルエンで懸濁状にした後、0℃まで冷却した。その後、メチルアルミノキサンのトルエン溶液(Al;1.33mol/リットル)28.7リットルを1時間で滴下した。この際、系内の温度を0℃に保った。引続き0℃で30分間反応させ、次いで1.5時間かけて95℃まで昇温し、その温度で20時間反応させた。その後60℃まで降温し上澄液をデカンテーション法により除去した。
このようにして得られた固体成分をトルエンで2回洗浄した後、トルエン80リットルで再懸濁化した。この系内へビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;14.0mmol/リットル)を20.0リットルを80℃で30分間かけて滴下し、更に80℃で2時間反応させた。その後、上澄液を除去し、ヘキサンで2回洗浄することにより、1g当り3.6mgのジルコニウムを含有する固体触媒を得た。
[予備重合触媒の調製]
1.7molのトリイソブチルアルミニウムを含有する85リットルのヘキサンに、上記で得られた固体触媒0.85kgおよび1-ヘキセン77gを加え、35℃で3.5時間エチレンの予備重合を行うことにより、固体触媒1g当り3gのポリエチレンが予備重合された予備重合触媒を得た。
[重合]
連続式流動床気相重合装置を用い、全圧20kg/cm2-G 、重合温度80℃でエチレンと1-ヘキセンとの共重合を行った。上記で調製した予備重合触媒をジルコニウム原子換算で0.05mmol/h、トリイソブチルアルミニウムを10mmol/hの割合で連続的に供給し重合の間一定のガス組成を維持するためにエチレン、1-ヘキセン、水素、窒素を連続的に供給した(ガス組成;1-ヘキセン/エチレン=0.020、水素/エチレン=9.5×10-4、エチレン濃度=50%)。ポリマーの収量は4.1kg/hであった。得られたエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)を溶融混錬してペレット化した。
溶融物性などを表1に示す。
[調製例2]
[触媒成分の調製]
調製例1の[触媒成分の調製]において、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;14.0mmol/リットル)20.0リットルの代わりに、ビス(1,3-nブチルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリ
ドのトルエン溶液(Zr;34.0mmol/リットル)8.2リットルを用いたこと以外は同様にして固体触媒成分を調整した。
[予備重合触媒の調製]
上記[触媒成分の調製]で得た固体触媒成分を用いた以外は、調製例1と同様にして予備重合触媒を得た。
[重合]
上記[予備重合触媒の調製]で得られた予備重合触媒を用い、ガス組成を1-ヘキセン/エチレン=0.020、水素/エチレン=5.0×10-4、エチレン濃度=50%としたこと以外は、調製例1と同様にしてエチレン系共重合体(C−1)を得た。得られたエチ
レン系共重合体(C−1)の特性を表1に示す。
[実施例1]
[触媒成分の調製]
調製例1の[触媒成分の調製]において、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;14.0mmol/リットル)20.0リットルの代わりに、ビス(1,3-n-ブチルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;34.0mmol/リットル)5.8リットルおよびビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;14.0mmol/リットル)6.0リットルを用いたこと以外は同様にして固体触媒成分を調整した。
[予備重合触媒の調製]
上記[触媒成分の調製]で得た固体触媒成分を用いた以外は、調製例1と同様にして予備重合触媒を得た。
[重合]
上記[予備重合触媒の調製]で得られた予備重合触媒を用い、ガス組成を1-ヘキセン/エチレン=0.020、水素/エチレン=4.5×10-4、エチレン濃度=50%としたこと以外は、調製例1と同様にしてエチレン系共重合体(A−1)を得た。得られたエチレン系共重合体(A−1)の特性を表1に示す
[実施例2]
[重合]
MFR、密度が表1に記載したエチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)となるようにガス組成を調整した以外は、実施例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体(A−2)を得た。
[実施例3]
[重合]
MFR、密度が表1に記載したエチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)となるようにガス組成を調整した以外は、実施例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体(A−3)を得た。
[比較例1]
[重合]
MFR、密度が表1に記載したエチレン・α−オレフィン共重合体(C−2)となるようにガス組成を調整した以外は、調製例2と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体(C−2)を得た。
[比較例2]
[触媒成分の調製]
調製例1の[触媒成分の調製]において、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;14.0mmol/リットル)20.0リットルの代わりに、ビス(1,3-ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;28.0mmol/リットル)10.0リットルを用いたこと以外は同様にして固体触媒成分を調整した。
[予備重合触媒の調製]
上記[触媒成分の調製]で得た固体触媒成分を用いた以外は、調製例1と同様にして予
備重合触媒を得た。
[重合]
上記[予備重合触媒の調製]で得られた予備重合触媒を用い、MFR、密度が表1に記載したエチレン・α−オレフィン共重合体(D)となるようにガス組成を調製した以外は、調製例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体(D)を得た。
[実施例4]
調製例1および調製例2で得られたエチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)と(C−1)を(B−1)/(C−1)=80/20の重量比で溶融混錬によりペレット化し、エチレン系共重合体組成物(A'−1)を得た。
得られた共重合体組成物(A'−1)の溶融物性などを表1に示す。
[実施例5〜8]および[比較例3,4]
[フィルム成形]
表3に示したエチレン・α−オレフィン共重合体またはエチレン系共重合体組成物のペレットを用いて、以下の条件により、インフレーションフィルムを得た。20mmφ・L/D=26の単軸押出機を用い、25mmφダイ、リップ幅0.7mm、一重スリットエアリングを用いエア流量=90リットル/分、押出量=9g/分、ブロー比=1.8、引き取り速度=2.4m/分、加工温度=200℃で厚み=30μmのフィルムをインフレーション成形によって得た。フィルム物性を表3に示す。
[実施例9]
密度およびMFRが表1に記載したエチレン・α−オレフィン共重合体(A−4)、(A−5)となるようにガス組成を調整したこと以外は実施例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体(A−4)、(A−5)を製造した。このエチレン・α−オレフィン共重合体(A−4)、(A−5)を重量比(A−4)/(A−5)=60/40で溶融混練しペレット化してエチレン系共重合体組成物(L−1)を得た。このエチレン系共重合体組成物(L−1)のペレットを用いて、実施例5〜8と同様にしてインフレーションフィルムを得た。結果を表2、3に示す。
[実施例10]
密度およびMFRが表1に記載したエチレン・α−オレフィン共重合体(A−6)となるようにガス組成を調整したこと以外は実施例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体(A−6)を製造した。このエチレン・α−オレフィン共重合体(A−6)と実施例9で製造したエチレン・α−オレフィン共重合体(A−5)を重量比(A−6)/(A−5)=60/40で溶融混練しペレット化してエチレン系共重合体組成物(L−2)を得た。このエチレン系共重合体組成物(L−2)のペレットを用いて、実施例5〜8と同様にしてインフレーションフィルムを得た。結果を表2、3に示す。
[実施例11]
密度およびMFRが表1に記載したエチレン・α−オレフィン共重合体(A−7)、(A−8)となるようにガス組成を調整したこと以外は実施例1と同様にしてエチレン・α−オレフィン共重合体(A−7)、(A−8)を製造した。このエチレン・α−オレフィン共重合体(A−7)、(A−8)を重量比(A−7)/(A−8)=60/40で溶融混練しペレット化してエチレン系共重合体組成物(L−3)を得た。このエチレン系共重合体組成物(L−3)のペレットを用いて、実施例5〜8と同様にしてインフレーションフィルムを得た。結果を表2、3に示す。
Figure 2006233225
Figure 2006233225
Figure 2006233225
本発明で用いるオレフィン重合用触媒の調製工程を示す説明図である。

Claims (6)

  1. エチレンと炭素数6のα−オレフィンとの共重合体であって、
    190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート(MFR)が0.05〜50g/10分、密度が0.915〜0.928g/cm3、溶融張力(MT)が3.3〜3
    .7gであり、
    (A−i)190℃における溶融張力(MT)とメルトフローレート(MFR)とが、
    9.0×MFR-0.65>MT>2.2×MFR-0.84
    で示される関係を満たし、
    (A−ii)フローカーブの時間−温度重ね合わせのシフトファクターから求めた流動の活性化エネルギー((Ea)×10-4 J/molK)と、共重合体中のα−オレフィンの含有率 (x mol%)の関係が、
    0.0636×x+2.87 <Ea×10-4≦0.2202×x+2.87
    で示される関係を満たし、
    (A−iii)該共重合体をインフレーション成形し、厚さ30μmのフィルムを製造した
    ときに、該フィルムのヘイズ(Haze)が下記の関係を満たすことを特徴とするエチレン・α−オレフィン共重合体(A);
    190℃におけるずり応力が2.4×106 dyne/cm2 に到達する時のずり速度で定義される流動性インデックス(FI)とメルトフローレート(MFR)とが、FI<100×MFRの関係を満たし、
    Hazeが3.40〜4.20である。
  2. (a)有機アルミニウムオキシ化合物と、
    (b-I)下記一般式(I)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物と、
    ML1 X … (I)
    (式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、L1 は遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L1 は、炭素数3〜10の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の基を有する置換シクロペンタジエニル基であり、置換シクロペンタジエニル基以外の配位子L1 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、Xは遷移金属Mの原子価である。)
    (b-II)下記一般式(II)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷
    移金属化合物と、
    ML2 X … (II)
    (式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、L2 は遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L2 は、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基であり、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基以外の配位子L2 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、Xは遷移金属原子Mの原子価である。)
    からなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと炭素数6のα−オレフィンとを共重合して得られる請求項1に記載のエチレン・α−オレフィン共重合体(A)。
  3. 前記(a)有機アルミニウムオキシ化合物、(b-I)遷移金属化合物および(b-II)
    遷移金属化合物が、
    (c)担体に担持されてなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと炭素数6のα−オレフィンとを共重合して得られる請求項2に記載のエチレン・α−オレフィン共重合体(A)。
  4. (A)請求項1〜3のいずれかに記載のエチレン・α−オレフィン共重合体と、
    (D)
    (a)有機アルミニウムオキシ化合物と、
    (b-III)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期表第4族の遷移金属化合物とを含むオレフィン重合用触媒の存在下にエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとを共重合させることにより得られ、
    (D−i)密度が0.850〜0.980g/cm3 の範囲にあり、
    (D−ii)135℃、デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.4〜8dl/gの範囲にあるエチレン・α−オレフィン共重合体と(但し、エチレン・α−オレフィン共重合体(A)とエチレン・α−オレフィン共重合体(D)とは同一ではない)
    からなることを特徴とするエチレン系共重合体組成物。
  5. (a)有機アルミニウムオキシ化合物と、
    (b-I)下記一般式(I)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合物と、
    ML1 X … (I)
    (式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、L1 は遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L1 は、炭素数3〜10の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の基を有する置換シクロペンタジエニル基であり、置換シクロペンタジエニル基以外の配位子L1 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、Xは遷移金属Mの原子価である。)
    (b-II)下記一般式(II)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種の遷
    移金属化合物と、
    ML2 X … (II)
    (式中Mは、周期表第4族から選ばれる遷移金属原子であり、L2 は遷移金属原子Mに配位する配位子であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L2 は、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基であり、メチルシクロペンタジエニル基またはエチルシクロペンタジエニル基以外の配位子L2 は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、Xは遷移金属原子Mの原子価である。)
    からなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと炭素数6のα−オレフィンとを共重合することを特徴とするエチレン・α−オレフィン共重合体の製造方法。
  6. 前記(a)有機アルミニウムオキシ化合物、(b-I)遷移金属化合物および(b-II)
    遷移金属化合物が、
    (c)担体に担持されてなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと炭素数6のα−オレフィンとを共重合することを特徴とする請求項5に記載のエチレン・α−オレフィン共重合体の製造方法。
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