JP2818284B2 - ポリプロピレンの成形物およびその製造方法 - Google Patents
ポリプロピレンの成形物およびその製造方法Info
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- JP2818284B2 JP2818284B2 JP30613690A JP30613690A JP2818284B2 JP 2818284 B2 JP2818284 B2 JP 2818284B2 JP 30613690 A JP30613690 A JP 30613690A JP 30613690 A JP30613690 A JP 30613690A JP 2818284 B2 JP2818284 B2 JP 2818284B2
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- polypropylene
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- syndiotactic
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- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリプロピレンの成形物に関する。詳しく
は、特定の結晶構造を有するポリプロピレンの成形物に
関する。
は、特定の結晶構造を有するポリプロピレンの成形物に
関する。
シンジオタクチックポリプロピレンは従来より知られ
ていたが、従来のシンジオタクチックポリプロピレンは
立体規則性の低いものであり、これに対しJ.A.EWEN(J.
Am.Chem.Soc.,1988,110,6255−6256)らによって極めて
立体規則性の良好なシンジオタクチックポリプロピレン
が得られることが示された。この立体規則性の良好なポ
リプロピレンの結晶構造としては平面ジグザグ構造とラ
セン構造のものが知られていた。
ていたが、従来のシンジオタクチックポリプロピレンは
立体規則性の低いものであり、これに対しJ.A.EWEN(J.
Am.Chem.Soc.,1988,110,6255−6256)らによって極めて
立体規則性の良好なシンジオタクチックポリプロピレン
が得られることが示された。この立体規則性の良好なポ
リプロピレンの結晶構造としては平面ジグザグ構造とラ
セン構造のものが知られていた。
高度に立体規則性のシンジオタクチックポリプロピレ
ンの他の安定な結晶構造が発見されれば物性の面で新た
な特徴が期待される。
ンの他の安定な結晶構造が発見されれば物性の面で新た
な特徴が期待される。
〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、高度に立体規則性のシンジオタクチッ
クポリプロピレンの新たな安定な結晶構造について鋭意
探索し特定の結晶構造が安定であることを見出し本発明
を完成した。
クポリプロピレンの新たな安定な結晶構造について鋭意
探索し特定の結晶構造が安定であることを見出し本発明
を完成した。
即ち、本発明は実質的にシンジオタクチック構造を有
するポリプロピレンを成形してなるX線回折によって定
められた格子定数がa=5.72、b=7.64、c=11.6Å、
α=73.1゜、β=88.8゜、γ=112.0゜である三斜晶で
あるポリプロピレンの成形物である。本発明はまたその
製造方法であり、質実的にシンジオタクチック構造を有
するポリプロピレンを溶融成形した後急冷して得た成形
物を延伸した後、炭化水素化合物の蒸気で処理すること
を特徴とする新規な結晶構造のポリプロピレンの成形物
の製造方法である。
するポリプロピレンを成形してなるX線回折によって定
められた格子定数がa=5.72、b=7.64、c=11.6Å、
α=73.1゜、β=88.8゜、γ=112.0゜である三斜晶で
あるポリプロピレンの成形物である。本発明はまたその
製造方法であり、質実的にシンジオタクチック構造を有
するポリプロピレンを溶融成形した後急冷して得た成形
物を延伸した後、炭化水素化合物の蒸気で処理すること
を特徴とする新規な結晶構造のポリプロピレンの成形物
の製造方法である。
本発明についてその製造方法の一例を示すことでさら
に説明する。最も簡便には後述の方法で合成できる高立
体規則性のシンジオタクチック構造のポリプロピレンを
溶融成形した後、急冷して成形物とし、ついで延伸する
ことで実質的にトランスジグザグ構造の結晶構造からな
るポリプロピレンの成形物とすることができ、この成形
物を炭化水素溶媒の蒸気で処理することで製造すること
が出来る。
に説明する。最も簡便には後述の方法で合成できる高立
体規則性のシンジオタクチック構造のポリプロピレンを
溶融成形した後、急冷して成形物とし、ついで延伸する
ことで実質的にトランスジグザグ構造の結晶構造からな
るポリプロピレンの成形物とすることができ、この成形
物を炭化水素溶媒の蒸気で処理することで製造すること
が出来る。
シンジオタクチックポリプロピレンとしては古くより
その存在は知られている従来のバナジウム化合物とエー
テルおよび有機アルミニウムからなる触媒で低温重合し
て得た物を精製して用いたのでは充分な性能を成形物を
得ることができず、これらの方法によるものは後述の高
立体規則性のシンジオタクチックポリプロピレンとは異
なり常温の炭化水素溶分として精製される。従ってこの
ようなものは本発明の成形物に用いられない。J.A.EWEN
らにより初めて発見された(J.Am.Chem.Soc.,1988,110,
6255−6256)非対称的な配位子を有する遷移金属化合物
とアルミノキサンからなる触媒によって得られるシンジ
オタクチックペンタッド分率が0.7を越えるようなタク
ティシティーの良好なポリプロピレンが好ましく利用さ
れる。
その存在は知られている従来のバナジウム化合物とエー
テルおよび有機アルミニウムからなる触媒で低温重合し
て得た物を精製して用いたのでは充分な性能を成形物を
得ることができず、これらの方法によるものは後述の高
立体規則性のシンジオタクチックポリプロピレンとは異
なり常温の炭化水素溶分として精製される。従ってこの
ようなものは本発明の成形物に用いられない。J.A.EWEN
らにより初めて発見された(J.Am.Chem.Soc.,1988,110,
6255−6256)非対称的な配位子を有する遷移金属化合物
とアルミノキサンからなる触媒によって得られるシンジ
オタクチックペンタッド分率が0.7を越えるようなタク
ティシティーの良好なポリプロピレンが好ましく利用さ
れる。
本発明において実質的にシンジオタクチック構造であ
るポリプロピレンを製造するための触媒としては、上記
文献に記載された化合物が例示できるが、異なる構造の
触媒であっても、プロピレンの単独重合を行ったときシ
ンジオタクチックペンタッド分率が0.7以上のポリプロ
ピレンを製造することができる触媒係であれば利用でき
る。
るポリプロピレンを製造するための触媒としては、上記
文献に記載された化合物が例示できるが、異なる構造の
触媒であっても、プロピレンの単独重合を行ったときシ
ンジオタクチックペンタッド分率が0.7以上のポリプロ
ピレンを製造することができる触媒係であれば利用でき
る。
非対称な配位子を有する遷移金属化合物としては上記
文献に記載されたイソプロピル(シクロペンタジエニル
−1−フルオレニル)ハフニウムジクロリド、あるいは
イソプロプル(シクロベンタジエニル−1−フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリドなどが例示され、またアル
ミノキサンとしては、 (式中Rは炭素数1〜3の炭化水素残基。)で表される
化合物が例示でき、特にRがメチル基であるメチルアル
ミノキサンでnが5以上、好ましくは10以上のものが利
用される。上記遷移金属化合物に対するアルミノキサン
の使用割合としては10〜1000000モル倍、通常50〜5000
モル倍である。また重合条件については特に制限はなく
不活性媒体を用いる溶媒重合法、或いは実質的に不活性
媒体の存在しない塊上重合法、気相重合法も利用でき
る。重合温度としては−100〜200℃、重合圧力としては
常圧〜100kg/cm2で行うのが一般的である。好ましくは
−100〜100℃、常圧〜50kg/cm2である。またシンジオタ
クチック構造が実質的に失なわれない程度に小量の他の
オレフィンとの共重合体も利用できる。
文献に記載されたイソプロピル(シクロペンタジエニル
−1−フルオレニル)ハフニウムジクロリド、あるいは
イソプロプル(シクロベンタジエニル−1−フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリドなどが例示され、またアル
ミノキサンとしては、 (式中Rは炭素数1〜3の炭化水素残基。)で表される
化合物が例示でき、特にRがメチル基であるメチルアル
ミノキサンでnが5以上、好ましくは10以上のものが利
用される。上記遷移金属化合物に対するアルミノキサン
の使用割合としては10〜1000000モル倍、通常50〜5000
モル倍である。また重合条件については特に制限はなく
不活性媒体を用いる溶媒重合法、或いは実質的に不活性
媒体の存在しない塊上重合法、気相重合法も利用でき
る。重合温度としては−100〜200℃、重合圧力としては
常圧〜100kg/cm2で行うのが一般的である。好ましくは
−100〜100℃、常圧〜50kg/cm2である。またシンジオタ
クチック構造が実質的に失なわれない程度に小量の他の
オレフィンとの共重合体も利用できる。
ここで共重合に用いる他のオレフィンとしてはエチレ
ンあるいは炭素数4〜20のα−オレフィンが例示でき具
体的にはブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、オ
クテン−1、4−メチルペンテン−1などが例示され
る。プロピレンに対する重合の割合としては通常20wt%
以下、より好ましくは10wt%以下の他のオレフィンが共
重合する条件で重合される。
ンあるいは炭素数4〜20のα−オレフィンが例示でき具
体的にはブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、オ
クテン−1、4−メチルペンテン−1などが例示され
る。プロピレンに対する重合の割合としては通常20wt%
以下、より好ましくは10wt%以下の他のオレフィンが共
重合する条件で重合される。
成形物として利用するためにはプロピレンの単独重合
体ではシンジオタクチックペンタッド分率(A.Zambelli
ら Macromolecules vol 6 687(1973),同 vol 8 925
(1975))が0.7以上であるのが好ましく、0.7より小さ
いと実質的に完全なトランスジザグ構造の結晶構造を有
するポリプロピレン成形物とすることができず、より好
ましくは0.75以上である。また共重合体を用いる場合に
は、13C−NMRでテトラメチルシランを基準として約20.2
ppmに観測されるピーク強度が約19〜22ppmに観測される
プロピレンの全メチル基の強度の0.3以上、より好まし
くは0.5以上である。
体ではシンジオタクチックペンタッド分率(A.Zambelli
ら Macromolecules vol 6 687(1973),同 vol 8 925
(1975))が0.7以上であるのが好ましく、0.7より小さ
いと実質的に完全なトランスジザグ構造の結晶構造を有
するポリプロピレン成形物とすることができず、より好
ましくは0.75以上である。また共重合体を用いる場合に
は、13C−NMRでテトラメチルシランを基準として約20.2
ppmに観測されるピーク強度が約19〜22ppmに観測される
プロピレンの全メチル基の強度の0.3以上、より好まし
くは0.5以上である。
この13C−NMRで測定する連鎖分布は短周期での構造の
乱れの尺度であるが物性を良好にするためには長周期で
の構造の乱れも少ないことが必要であり、そのため尺度
として沸騰n−ペンタン可溶分があり、その値として10
wt%以下であることが好ましい。ここで沸騰n−ペンタ
ン可溶分は、パウダー状のポリマーをソックレー抽出器
に入れ沸騰n−ペンタンで6時間抽出し抽出されたポリ
マーの抽出前のポリマーに対する割合として算出され
る。
乱れの尺度であるが物性を良好にするためには長周期で
の構造の乱れも少ないことが必要であり、そのため尺度
として沸騰n−ペンタン可溶分があり、その値として10
wt%以下であることが好ましい。ここで沸騰n−ペンタ
ン可溶分は、パウダー状のポリマーをソックレー抽出器
に入れ沸騰n−ペンタンで6時間抽出し抽出されたポリ
マーの抽出前のポリマーに対する割合として算出され
る。
また上記触媒系でも重合に際して実質的に一段重合で
行うことで分子量分布が狭く135℃でゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量と数
平均分子量の比(以下、MW/MNと略記する)が通常1.5〜
3.5程度であるポリマーが得られるが、2種の遷移金属
化合物(金属として例えばジルコニウムとハフニウムな
ど2種類のものを用いると効果的である。)を用いた
り、分子量の異なるものを2種以上混合するなどして3.
5以上であるような広い分子量分布のものを製造するこ
とができ、どの様な分子量分布を有するものも本発明に
利用することができる。好ましい分子量としては、135
℃テトラリン溶液で測定した極限粘度として0.5〜20.0d
l/g程度であるのが一般的である。
行うことで分子量分布が狭く135℃でゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量と数
平均分子量の比(以下、MW/MNと略記する)が通常1.5〜
3.5程度であるポリマーが得られるが、2種の遷移金属
化合物(金属として例えばジルコニウムとハフニウムな
ど2種類のものを用いると効果的である。)を用いた
り、分子量の異なるものを2種以上混合するなどして3.
5以上であるような広い分子量分布のものを製造するこ
とができ、どの様な分子量分布を有するものも本発明に
利用することができる。好ましい分子量としては、135
℃テトラリン溶液で測定した極限粘度として0.5〜20.0d
l/g程度であるのが一般的である。
上記の実質的にシンジオタクチック構造のポリプロピ
レンは、加熱溶融し特定の形状に成形される。成形方法
としては特に制限は無く、押出成形法、射出成形法など
が採用できる。
レンは、加熱溶融し特定の形状に成形される。成形方法
としては特に制限は無く、押出成形法、射出成形法など
が採用できる。
本発明において、好ましくは成形体を溶融した状態か
ら100℃/min以上の速度で急冷することが行われ、この
ようなものを用いることで延伸により簡単に実質的にト
ランスジグザグ構造とすることができる。延伸100℃以
下、より好ましくは50℃以下の比較的低温で行うことが
好ましく、100℃を越える温度で行うと結晶構造が変化
し好ましくない。また冷却をゆっくり行うと他の結晶形
が生じ、高度の延伸を行わないと実質的にトランスジグ
ザグ構造とすることが困難となる。成形に際して結晶化
核剤を利用することも勿論可能であり、また延伸方法と
しても特に制限はなく通常の1軸あるいは2軸の延伸が
採用でき、他にロール延伸のような方法であってもよ
い。延伸倍率としては好ましくは3.0倍以上であり、通
常3.0〜100倍程度である。こうして得られた成形物はつ
いで炭化水素化合物の蒸気で処理される。炭化水素化合
物としては炭素数5〜25の炭化水素化合物、特に好まし
くは炭素数6〜25の芳香族炭化水素化合物が挙げられ、
特にベンゼンおよびその水素の一部または全部がアルキ
ル基で置換したものが好ましく用いられ、具体的には、
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメ
ン、メジチレン、シメンなどが例示される。
ら100℃/min以上の速度で急冷することが行われ、この
ようなものを用いることで延伸により簡単に実質的にト
ランスジグザグ構造とすることができる。延伸100℃以
下、より好ましくは50℃以下の比較的低温で行うことが
好ましく、100℃を越える温度で行うと結晶構造が変化
し好ましくない。また冷却をゆっくり行うと他の結晶形
が生じ、高度の延伸を行わないと実質的にトランスジグ
ザグ構造とすることが困難となる。成形に際して結晶化
核剤を利用することも勿論可能であり、また延伸方法と
しても特に制限はなく通常の1軸あるいは2軸の延伸が
採用でき、他にロール延伸のような方法であってもよ
い。延伸倍率としては好ましくは3.0倍以上であり、通
常3.0〜100倍程度である。こうして得られた成形物はつ
いで炭化水素化合物の蒸気で処理される。炭化水素化合
物としては炭素数5〜25の炭化水素化合物、特に好まし
くは炭素数6〜25の芳香族炭化水素化合物が挙げられ、
特にベンゼンおよびその水素の一部または全部がアルキ
ル基で置換したものが好ましく用いられ、具体的には、
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメ
ン、メジチレン、シメンなどが例示される。
この蒸気での処理は通常100℃以下好ましくは50℃以
下で行われ、処理時間としては数分〜数日、好ましくは
1時間〜10日程度である。こうして製造された新規な結
晶構造からなる成形物(実施例1)のX線回折の円筒カ
メラで撮影した繊維写真を第1図に示す。X線回折の測
定結果から決定した結晶構造を第2図に示す。
下で行われ、処理時間としては数分〜数日、好ましくは
1時間〜10日程度である。こうして製造された新規な結
晶構造からなる成形物(実施例1)のX線回折の円筒カ
メラで撮影した繊維写真を第1図に示す。X線回折の測
定結果から決定した結晶構造を第2図に示す。
本発明のポリプロピレンの成形物の結晶構造は格子定
数a=5.72、b=7.64、c=11.6Å、α=73.1゜、β=
88.8゜、γ=112.0゜である三斜晶系の結晶である。
数a=5.72、b=7.64、c=11.6Å、α=73.1゜、β=
88.8゜、γ=112.0゜である三斜晶系の結晶である。
以下に実施例を示しさらに本発明を説明する。
実施例1 定法にしたがって合成したイソプロピルシクロペンタ
ジエニル−1−フルオレンをリチウム化し、四塩化ジル
コニウムと反応し再結晶することで得たイソプロピル
(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジルコニ
ウムクロリド0.2gと東ソー・アクゾ(株)製メチルアル
ミノキサン(重合度16.1)30gを用い、内容積200のオ
ートクレーブでトルエン80加え、重合圧力3kg/cm2−
G、20℃で2時間重合し、ついでメタノールとアセト酢
酸メチルで脱灰処理し塩酸水溶液で洗浄し、ついで濾過
して5.6kgのシンジオタクチックポリプロピレンを得
た。このポリプロピレンは13C−NMRによればシンジオタ
クチックペンタッド分率は0.935であり、135℃テトラリ
ン溶液で測定した極限粘度ηは1.45dl/g、1,2,4−トリ
クロロベンゼンで測定したMW/MNは2.2であった。このポ
リプロピレンにステアリン酸カルシウムと2,6−ジ−t
−ブチルフェノールをそれぞれ10/10000と、10/10000の
タルクを加え造粒した後、40mmの押出機で14本穴のダイ
で温度220℃、スクリュー回転数64rpmで紡糸した。ダイ
からでたストランドは−10℃のブラインに導入して急冷
した。得られた繊維の太さは370 D/14本であり引張試験
をしたところ最高強度は480g、伸びは680%であった。
また25℃で10倍に延伸したものの最高強度は780g、伸び
は25%であり極めて透明性の良好なものであった。この
延伸糸を40℃のベンゼン蒸気で24時間処理したものの物
性は最高強度は820g、伸びは20%であった。この糸のX
線回折の円筒カメラで撮影した繊維写真を第1図に示
す。X線回折の測定結果から決定した結晶構造を第2図
に示す。
ジエニル−1−フルオレンをリチウム化し、四塩化ジル
コニウムと反応し再結晶することで得たイソプロピル
(シクロペンタジエニル−1−フルオレニル)ジルコニ
ウムクロリド0.2gと東ソー・アクゾ(株)製メチルアル
ミノキサン(重合度16.1)30gを用い、内容積200のオ
ートクレーブでトルエン80加え、重合圧力3kg/cm2−
G、20℃で2時間重合し、ついでメタノールとアセト酢
酸メチルで脱灰処理し塩酸水溶液で洗浄し、ついで濾過
して5.6kgのシンジオタクチックポリプロピレンを得
た。このポリプロピレンは13C−NMRによればシンジオタ
クチックペンタッド分率は0.935であり、135℃テトラリ
ン溶液で測定した極限粘度ηは1.45dl/g、1,2,4−トリ
クロロベンゼンで測定したMW/MNは2.2であった。このポ
リプロピレンにステアリン酸カルシウムと2,6−ジ−t
−ブチルフェノールをそれぞれ10/10000と、10/10000の
タルクを加え造粒した後、40mmの押出機で14本穴のダイ
で温度220℃、スクリュー回転数64rpmで紡糸した。ダイ
からでたストランドは−10℃のブラインに導入して急冷
した。得られた繊維の太さは370 D/14本であり引張試験
をしたところ最高強度は480g、伸びは680%であった。
また25℃で10倍に延伸したものの最高強度は780g、伸び
は25%であり極めて透明性の良好なものであった。この
延伸糸を40℃のベンゼン蒸気で24時間処理したものの物
性は最高強度は820g、伸びは20%であった。この糸のX
線回折の円筒カメラで撮影した繊維写真を第1図に示
す。X線回折の測定結果から決定した結晶構造を第2図
に示す。
本発明の成形物は強度にすぐれまた透明性も良好であ
り工業的に極めて価値がある。
り工業的に極めて価値がある。
第1図は本発明のポリプロピレン成形物の一例である実
施例1の25℃で10倍に延伸し、さらに40℃のベンゼン蒸
気で処理した繊維の、円筒カメラで撮影したX線回折像
(写真)であり、第2図は第1図のX線回折の結果より
求めた繊維の結晶構造を表す図である。
施例1の25℃で10倍に延伸し、さらに40℃のベンゼン蒸
気で処理した繊維の、円筒カメラで撮影したX線回折像
(写真)であり、第2図は第1図のX線回折の結果より
求めた繊維の結晶構造を表す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29K 23:00 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 55/00 - 55/30 B29C 71/00 D01F 6/06,6/46 D01F 11/06 C08J 7/00
Claims (2)
- 【請求項1】実質的にシンジオタクチック構造を有する
ポリプロピレンを成形してなるX線回折によって定めら
れた格子定数がa=5.72、b=7.64、c=11.6Å、α=
73.1゜、β=88.8゜、γ=112.0゜である三斜晶である
ポリプロピレンの成形物。 - 【請求項2】実質的にシンジオタクチック構造を有する
ポリプロピレンを溶融成形した後急冷して得た成形物を
延伸した後、炭化水素化合物の蒸気で処理することを特
徴とする新規な結晶構造のポリプロピレンの成形物の製
造方法。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30613690A JP2818284B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | ポリプロピレンの成形物およびその製造方法 |
US07/679,522 US5200131A (en) | 1990-04-09 | 1991-04-02 | Method for molding syndiotactic polypropylene |
EP91105489A EP0451743B1 (en) | 1990-04-09 | 1991-04-07 | Method for molding syndiotactic polypropylene and molded article |
DE69120454T DE69120454T2 (de) | 1990-04-09 | 1991-04-07 | Formgebungsverfahren von syndiotaktischem Polypropylen und geformte Gegenstände |
CA002040008A CA2040008C (en) | 1990-04-09 | 1991-04-08 | Method for molding syndiotactic polypropylene and molded article |
CN 91102948 CN1033961C (zh) | 1990-04-09 | 1991-04-09 | 间同立构聚丙烯模制法及模制品 |
KR1019910005658A KR950001313B1 (ko) | 1990-04-09 | 1991-04-09 | 신디오탁틱 폴리프로필렌의 성형방법 및 성형물 |
US07/928,062 US5260395A (en) | 1990-04-09 | 1992-08-11 | Method for molding syndiotactic polypropylene and molded article |
CN95121332A CN1059384C (zh) | 1990-01-14 | 1995-12-15 | 间同立构聚丙烯模制法及模制品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30613690A JP2818284B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | ポリプロピレンの成形物およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04179537A JPH04179537A (ja) | 1992-06-26 |
JP2818284B2 true JP2818284B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=17953491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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