JP2950426B2 - ポリプロピレンおよびその製造方法と成形品 - Google Patents

ポリプロピレンおよびその製造方法と成形品

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JP2950426B2 JP29450089A JP29450089A JP2950426B2 JP 2950426 B2 JP2950426 B2 JP 2950426B2 JP 29450089 A JP29450089 A JP 29450089A JP 29450089 A JP29450089 A JP 29450089A JP 2950426 B2 JP2950426 B2 JP 2950426B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリプロピレンおよびその製造方法とその
成形品に関する。更に詳しくは、透明性、剛性、および
成形性の優れた、比較的狭い分子量分布を有し、かつ極
めて立体規則性の高いポリプロピレンおよびその製造方
法と該ポリプロピレンを用いてなる成形品に関する。
〔従来の技術とその課題〕
ポリプロピレンは耐熱性、耐薬品性、電気的性質に優
れており、更に、剛性、引張り強度、光学的特性、加工
性が良好であり、射出成形、押し出し成形、中空成形等
に広く利用されている。
しかしながら、公知の通常のポリプロピレンでは、物
性および加工面の限界から用途の制約が見られ、その解
決に向けてポリプロピレンの性能向上、剛性、透明性等
の向上が強く望まれている。
上記剛性の向上に関しては、ポリプロピレンの立体規
則性を高くして、剛性を引き上げる努力が続けられてい
る。
本出願人も既に特開昭59−22,913号公報および特開昭
63−191,809号公報において高立体規則性のポリプロピ
レンを提案している。該ポリプロピレンの使用により、
従来公知のポリプロピレンに比較して著しく高い剛性と
耐久性を有する成形品が得られ、一定の用途分野への使
用の拡大が可能となったが、該ポリプロピレンの分子量
分布は広いため、中空成形や通常の射出成形等の比較的
低いせん断速度下における成形時には流動性は良好なも
のの、近年生産性向上に伴う高射出圧力下での短時間射
出成形といった。高いせん断速度下における成形時の流
動性が不良となり、成形性の改良が望まれていた。ま
た、該ポリプロピレンは従来公知のポリプロピレンと同
様に半透明であり、透明性の向上も望まれていた。
比較的狭い分子量分布と高い立体規則性を有するポリ
プロピレンを提供する技術としては、例えば、三塩化チ
タン組成物と有機アルミニウム化合物からなる触媒を使
用して4−メチルペンテン−1等の非直鎖オレフィンを
予備重合させた後、プロピレンの重合を行って得られる
ポリプロピレン(特開昭61−155,404号公報)等の固体
触媒成分として三塩化チタン組成物を用いて得られたポ
リプロピレンや、マグネシウム化合物に四塩化チタンを
担持させたいわゆる担持型固体触媒成分と有機アルミニ
ウム化合物、更に特定の有機ケイ素化合物を組み合わせ
た触媒を用いて高生産性でもって得られるポリプロピレ
ン(特開昭58−83,006号公報、特開昭64−66,217号公
報)等である。
しかしながら、上記の特開昭58−83,006号公報、特開
昭61−155,404号公報、特開昭64−6,621号公報に記載の
ポリプロピレンは一定程度の立体規則性を有するが、該
ポリプロピレンを用いて得られる成形品の剛性向上は不
十分なものであった。また、特開昭61−155,404号公報
に記載のポリプロピレンは一定程度の透明性の向上はみ
られるものの未だ不十分である外、特開昭58−83,006号
公報、特開昭62−100,505号公報、特開昭64−6,621号公
報に記載のポリプロピレンは透明性において極めて不十
分なものであった。
一方、透明性の向上したポリプロピレンを提供する技
術としては、チタン触媒成分と有機アルミニウム化合物
からなる触媒を使用して、ビニルシクロヘキサン等の非
直鎖オレフィンを予備重合させた後、プロピレンを重合
させる方法(特開昭60−139,710号公報等)がある。該
方法によって得られたポリプロピレンは透明性において
は一定程度の向上は見られるものの、予備重合後の触媒
成分の形状不良に起因する重合不安定性による重合体の
不均質性といった問題があることや、不十分な立体規則
性により剛性の向上も不十分なものであった。
本発明者等は、前述の公知技術の現状に鑑み、高生産
性でもって、透明性、剛性、および成形性の優れた、比
較的狭い分子量分布を有し、かつ極めて立体規則性の高
いポリプロピレンを見いだすべく鋭意研究を重ねた。そ
の結果、後述する本発明の用件を充足する新規なポリプ
ロピレンを成形加工すると透明性、剛性の優れた成形品
が良好な成形性でもって得られることを知って本発明を
完成した。
以上の記述から明らかなように、本発明の目的は、透
明性、剛性、および成形性の優れた、比較的狭い分子量
分布を有し、かつ極めて立体規則性の高いポリプロピレ
ンおよびその製造方法と該ポリプロピレンを用いてなる
成形品を提供するにある。他の目的は、ポリプロピレン
の具体的用途分野の拡大を図ることにある。
〔問題点を解決する手段とその作用〕
本発明は以下の構成を有する。
(1)液状化したマグネシウム化合物とハロゲン、ハ
ロゲン化炭化水素、ハロゲン含有金属化合物であって該
金属が、Si、Al、TiもしくはZrであるものから選ばれた
ハロゲン化剤である析出剤(X1)、前述のハロゲン化剤
から選ばれたハロゲン化合物(X2)、電子供与体
(B1)、および一般式Ti(OR174-uXu(式中、R17はア
ルキル基、シクロアルキル基またはアリール基、Xはハ
ロゲン、uは0<u≦4の数である)のチタン化合物
(T1)を接触((T1)がハロゲン化チタンの場合(X1)、
(X2)は必須でなく、(X1)がハロゲン化合物の場合
(X2)の使用は必須でない)して得られた固体生成物
(I)を、有機アルミニウム化合物(A1)の存在下、 次式、 CH2=CH−R3 (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽
和環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数
3から18の含飽和環炭化水素基を表わす。)で示される
含飽和環炭化水素単量体、 次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から
3までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5
R6、R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6まで
の鎖状炭化水素基を表わすが、R5、R6、R7のいづれか1
個は水素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン
類、および 次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、
R8はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖
状炭化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい
炭素数1から12までの炭化水素基 水素、またはハロゲ
ンを表わし、mが2の時、各R9は同一でも異なっていて
もよい。)で示される芳香族系単量体から選ばれた1以
上の非直鎖オレフィン、若しくは直鎖オレフィンおよび
該非直鎖オレフィンで1段、若しくは多段に重合処理
し、固体生成物(II)を得、該固体生成物(II)にハロ
ゲン化チタン化合物(T2)を反応させて得られるチタン
含有担持型触媒成分(III)と 有機アルミニウム化合物(A2)および ケイ素を含んでいてもよい環状炭化水素基、枝鎖炭化
水素基、メルカプト基、およびアミノ基の中から選択さ
れる1種類以上の基を有し、かつSi−O−C結合を有す
る有機ケイ素化合物(S)、 を組み合わせた触媒を用いてプロピレンを重合して得ら
れ、メルトフローレート(MFR)が0.1〜100(g/10分、
荷重2.16kgf)、アイソタクチックペンタッド分率
(P)が0.970〜0.990、重量平均分子量の数平均分子量
に対する非、重量平均分子量/数平均分子量(Q)が2
〜5.2で、JIS K法で測定した曲げ弾性率16400kgf/cm2
以上およびJIS K 6714で測定した透明度(ヘイズ)
3.0〜1.8%であるポリプロピレン。
(2)液状化したマグネシウム化合物とハロゲン、ハ
ロゲン化炭化水素、ハロゲン含有金属化合物であって該
金属が、Si、Al、TiもしくはZrであるものから選ばれた
ハロゲン化剤である析出剤(X1)、前述のハロゲン化剤
から選ばれたハロゲン化合物(X2)、電子供与体
(B1)、および一般式Ti(OR174-uXu(式中、R17はア
ルキル基、シクロアルキル基またはアリール基、Xはハ
ロゲン、uは0<u≦4の数である)のチタン化合物
(T1)を接触((T1)がハロゲン化チタンの場合
(X1)、(X2)は必須でなく、(X1)がハロゲン化合物
の場合(X2)の使用は必須でない)して得られた固体生
成物(I)を、有機アルミニウム化合物(A1)の存在
下、 次式、 CH2=CH−R3 (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽
和環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数
3から18の含飽和環炭化水素基を表わす。)で示される
含飽和環炭化水素単量体、 次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から
3までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5
R6、R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6まで
の鎖状炭化水素基を表わすが、R5、R6、R7のいづれか1
個は水素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン
類、および 次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、
R8はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖
状炭化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい
炭素数1から12までの炭化水素基 水素、またはハロゲ
ンを表わし、mが2の時、各R9は同一でも異なっていて
もよい。)で示される芳香族系単量体から選ばれた1以
上の非直鎖オレフィン、若しくは直鎖オレフィンおよび
該非直鎖オレフィンで1段、若しくは多段に重合処理
し、固体生成物(II)を得、該固体生成物(II)にハロ
ゲン化チタン化合物(T2)を反応させて得られるチタン
含有担持型触媒成分(III)と 有機アルミニウム化合物(A2)および ケイ素を含んでいてもよい環状炭化水素基、枝鎖炭化
水素基、メルカプト基、およびアミノ基の中から選択さ
れる1種類以上の基を有し、かつSi−O−C結合を有す
る有機ケイ素化合物(S)、 とを組み合わせ、該有機ケイ素化合物(S)と該チタン
含有担持型触媒成分(III)(Ti原子換算、以下同様)
のモル比を(S)/(III)=20〜200とし、該有機アル
ミニウム化合物(A2)と該チタン含有担持型触媒成分
(III)のモル比を(A2)/(III)=10〜2000とした触
媒を用いてプロピレンを重合させることを特徴とする、
メルトフローレート(MFR)が0.1〜100(g/10分、荷重
2.16kgf)、アイソタクチックペンタッド分率(P)が
0.970〜0.990、重量平均分子量の数平均分子量に対する
比、重量平均分子量/数平均分子量(Q)が2〜5.2
で、JIS K法で測定した曲げ弾性率16400kgf/cm2以上
およびJIS K 6714で測定した透明度(ヘイズ)3.0〜
1.8%であるポリプロピレンの製造方法。
(3)有機アルミニウム化合物(A1)および(A2)とし
て、一般式がAlR1 lR2 l 3−(l+l′)(式中R1
R2はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基等の炭
化水素基またはアルコキシ基を、Xはハロゲンを表し、
またl,l′は0<l+l′≦3の任意の数を表わす。)
で表される同一若しくは異なる有機アルミニウム化合物
を用いる前記第2項に記載の製造方法。
(4)チタン含有担持型触媒成分(III)に代えて、チ
タン含有担持型触媒成分(III)と有機アルミニウム化
合物を組み合わせ、少量のオレフィンを反応させて予備
活性化した触媒成分を使用する前記第2項に記載の製造
方法。
(5)前記第1項に記載のポリプロピレンを用いてなる
成形品。
(6)成形品が射出成形品である前記第5項に記載の物
品。
(7)成形品がフィルムである前記第5項に記載の物
品。
(8)成形品がシートである前記第5項に記載の物品。
本発明の構成について詳細に説明する。
本発明のポリプロピレンのメルトフローレート(MF
R)は、230℃の温度条件下で荷重が2.16kgfの場合、0.1
g/10分〜100g/10分であり、好ましくは0.2g/10分〜80g/
10分である。MFRが0.1g/10分未満では、溶融時の流動性
が不十分であり、100g/10分を超えると得られる成形品
の強度が不足する。
また、本発明のポリプロピレンの最も特徴的な物性で
ある立体規則性の尺度であるアイソタクチックペンタッ
ド分率(P)は、0.970〜0.990である。ここで、アイソ
タクチックペンタッド分率(P)とは、A.Zambe111等に
よってMacromolecules 925(1973)に発表されてい
る方法、即ち、13C−NMRを使用して測定されるポリプロ
ピレン分子中のペンタッド単位でのアイソタクチック分
率である。
ただし、上述のNMR吸収ピークの帰属決定法は、Macro
molecules 687(1975)に基づいた。
なお、本発明におけるアイソタクチックペンタッド分
率(P)の値は、立体規則性ポリプロピレンそのままの
値であって、抽出、分別等をした後のポリプロピレンに
ついての値ではない。Pが0.970未満では、目的とする
剛性向上が達成されない。Pについての上限は限定され
ないが、本発明に係るポリプロピレンの製造上の制約か
らP=0.990程度のものが本発明の現時点では現実に利
用できる。
更に、本発明のポリプロピレンのもう一方の特徴的な
物性である分子量分布の尺度である重量平均分子量の数
平均分子量に対する比、重量平均分子量/数平均分子量
(Q)は2〜5.2である。なお、分子量分布について
は、尺度として一般に重量平均分子量の数平均分子量に
対する比、重量平均分子量/数平均分子量(Q)が使用
され、この比Qが小さいほど分子量分布は狭いことを意
味している。Qが5.2を超えると、得られるポリプロピ
レンの高せん断速度下における溶融流動性が低下し、加
工成形性が不良となる。また2未満のものは現時点では
見いだされていない。
上記した要件を満足する本発明のポリプロピレンの製
造方法について説明すると次のとおりである。
本発明のポリプロピレンの製造には、チタン含有担持
型触媒成分(III)と有機アルミニウム化合物(A1)お
よび第3成分として、ケイ素を含んでいてもよい環状炭
化水素基、枝鎖炭化水素基、メルカプト基、およびアミ
ノ基の中から選択され1種類以上の基を有し、かつSi−
O−C結合を有する有機ケイ素化合物(S)(以後、有
機ケイ素化合物(S)と省略していうことがある。)を
組み合わせた触媒を用いるが、該チタン含有担持型触媒
成分(III)の製造はつぎのように行う。
即ち、液状化したマグネシウム化合物と析出剤、ハロ
ゲン化合物、電子供与体およびチタン化合物(T1)を接
触して得られた固体生成物(I)を、有機アルミニウム
化合物(A1)の存在下、非直鎖オレフィン、若しくは直
鎖オレフィンおよび非直鎖オレフィンで1段、若しくは
多段に重合処理し、固体生成物(II)を得、該固体生成
物(II)にハロゲン化チタン化合物(T2)を反応させ
て、本発明に使用するチタン含有担持型触媒成分(II
I)が得られる。該チタン含有担持型触媒成分(III)の
製造方法の詳細を以下に示す。
なお、本発明でいうマグネシウム化合物の「液状化」
とは、マグネシウム化合物自体が液体となる場合の他、
それ自体が溶媒に可溶であって溶液を形成する場合や、
他の化合物と反応し、若しくは錯体を形成した結果、溶
媒に可溶化して溶液を形成する場合も含む。また、溶液
は完全に溶解した場合の他、コロイド状ないし半溶解状
の物質を含む状態のものであってもさしつかえない。
液状化すべきマグネシウム化合物としては、前述の
「液状化」の状態となりうるものならばどのようなもの
でも良く、例えば、マグネシウムジハライド、アルコキ
シマグネシウムハライド、アリーロキシマグネシウムハ
ライド、ジアルコキシマグネシウム、ジアリーロキシマ
グネシウム、マグネシウムオキシハライド、酸化マグネ
シウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムのカルボン
酸塩、ジアルキルマグネシウム、アルキルマグネシウム
ハライド等の他、金属マグネシウムも用いることができ
る。また、これらマグネシウム化合物若しくは金属マグ
ネシウムは、電子供与体、ケイ素化合物、アルミニウム
化合物との反応物であってもよい。
マグネシウム化合物を液状化する方法は公知の手段が
用いられる。例えば、マグネシウム化合物をアルコー
ル、アルデヒド、アミン、あるいはカルボン酸で液状化
する方法(特開昭56−811号公報等)、オルトチタン酸
エステルで液状化する方法(特開昭54−40,293号公報
等)、燐化合物で液状化する方法(特開昭58−19,307号
公報等)等の他、これらを組み合わせた方法があげられ
る。
また上述の方法を適用することのできない、C−Mg結
合を有する有機マグネシウム化合物については、エーテ
ル、ジオキサン、ピリジン等に可溶であるのでこれらの
溶液として用いるか、他の有機金属化合物と反応させ
て、一般式がMpMgqR10 rR11 s(Mはアルミニウム、亜
鉛、ホウ素、またはベリリウム原子、R10、R11は炭化水
素残基、p、q、r、s>0、vをMの原子価とすると
r+s=VP+2qの関係にある。)で示される錯化合物を
形成させ(特開昭50−139,885号公報等)、炭化水素溶
媒に溶解し、液状化することができる。
更にまた、金属マグネシウムを用いる場合には、アル
コールとオルトチタン酸エステルで液状化する方法(特
開昭50−51,587号公報等)や、エーテル中でハロゲン化
アルキルと反応させ、いわゆるグリニャール試薬を形成
する方法で液状化することができる。
以上の様なマグネシウム化合物を液状化させる方法の
中で、例えば、塩化マグネシウムをチタン酸エステルお
よびアルコールを用いて炭化水素溶媒(D1)に溶解させ
る場合について述べると、塩化マグネシウム1モルに対
して、チタン酸エステルを0.1モル〜2モル、アルコー
ルを0.1モル〜5モル、溶媒(D1)を0.1〜5用い
て、各成分を任意の添加順序で混合し、その懸濁液を撹
拌しながら40℃〜200℃、好ましくは50℃〜150℃で加熱
する。該反応および溶解に要する時間は5分〜7時間、
好ましくは10分〜5時間である。
チタン酸エステルとしては、Ti(OR12で表される
オルトチタン酸エステル、およびR13〔O−Ti(OR14
(OR15)〕tOR16で表されるポリチタン酸エステルがあ
げられる。ここでR12、R13、R14、R15およびR16は炭素
数1〜20のアルキル基、または炭素数3〜20のシクロア
ルキル基であり、tは2〜20の数である。
具体的には、オルトチタン酸メチル、オルトチタン酸
エチル、オルトチタン酸n−プロピル、オルトチタン酸
i−プロピル、オルトチタン酸n−ブチル、オルトチタ
ン酸i−ブチル、オルトチタン酸n−アミル、オルトチ
タン酸2−エチルヘキシル、オルトチタン酸n−オクチ
ル、オルトチタン酸フェニルおよびオルトチタン酸シク
ロヘキシルなどのオルトチタン酸エステル、ポリチタン
酸メチル、ポリチタン酸エチル、ポリチタン酸n−プロ
ピル、ポリチタン酸i−プロピル、ポリチタン酸n−ブ
チル、ポリチタン酸i−ブチル、ポリチタン酸n−アミ
ル、ポリチタン酸2−エチルヘキシル、ポリチタン酸n
−オクチル、ポリチタン酸フェニルおよびポリチタン酸
シクロヘキシルなどのポリチタン酸エステルを用いるこ
とができる。ポリチタン酸エステルの使用量は、オルト
チタン酸エステル単位に換算して、オルトチタン酸エス
テル相当量を用いればよい。
アルコールとしては脂肪族飽和および不飽和アルコー
ルを使用することができる。具体的には、メタノール、
エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n
−ブタノール、n−アミルアルコール、i−アミルアル
コール、n−ヘキサノール、n−オクタノール、2−エ
チルヘキサノール、およびアリルアルコールなどの1価
アルコールのほかに、エチレングリコール、トリメチレ
ングリコールおよびグリセリンなどの多価アルコールも
用いることができる。その中でも炭素数4〜10の脂肪族
飽和アルコールが好ましい。
不活性炭化水素溶媒(D1)としては、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、ノナン、デカンおよびケロシンなどの
脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエンおよびキシレンな
どの芳香族炭化水素、四塩化炭素、1,2−ジクロルエタ
ン、1,1,2−トリクロルエタン、クロルベンゼンおよび
o−ジクロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素を挙げ
ることができる。その中でも脂肪族炭化水素が好まし
い。
固体生成物(I)は上記の液状化したマグネシウム化
合物と析出剤(X1)、ハロゲン化合物(X2)、電子供与
体(B1)およびチタン化合物(T1)を接触して得られ
る。析出剤(X1)としては、ハロゲン、ハロゲン化炭化
水素、ハロゲン含有ケイ素化合物、ハロゲン含有アルミ
ニウム化合物、ハロゲン含有チタン化合物、ハロゲン含
有ジルコニウム化合物、ハロゲン含有バナジウム化合物
の様なハロゲン化剤があげられる。
また、液状化したマグネシウム化合物が前述した有機
マグネシウム化合物の場合には、活性水素を有する化合
物、例えば、アルコール、Si−H結合を有するポリシロ
キサン等を用いることもできる。これらの析出剤(X1
の使用量は、マグネシウム化合物1モルに対して0.1モ
ル〜50モル用いる。
また、ハロゲン化合物(X2)としては、ハロゲンおよ
びハロゲンを有する化合物があげられ、析出剤の例とし
てあげられたハロゲン化剤と同様なものが使用可能であ
り、析出剤としてハロゲン化剤を用いた場合には、ハロ
ゲン化合物(X2)の新たな使用を必ずしも必要としな
い。ハロゲン化合物(X2)の使用量はマグネシウム化合
物1モルに対して0.1モル〜50モル用いる。
電子供与体(B1)としては、アルコール、フェノー
ル、ケトン、アルデヒド、カルボン酸、有機酸または無
機酸のエステル、エーテル、酸アミド、酸無水物等の含
酸素電子供与体、アンモニア、アミン、ニトリル、イソ
シアネート等の含窒素電子供与体、ホスフィン、ホスフ
ァイト、ホスフィナイト等の含燐電子供与体等を用いる
ことができる。
具体的には、メタノール、エタノール、n−プロパノ
ール、i−プロパノール、n−ブタノール、ペンタノー
ル、ヘキサノール、オクタノール、2−エチルヘキサノ
ール、アリルアルコール、ベンジルアルコール、エチレ
ングリコール、グリセリン等のアルコール類、フェノー
ル、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール等の
フェノール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等
のケトン類、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類、ギ酸、酢酸、
プロピオン酸、酪酸、吉草酸等のカルボン酸類、ギ酸メ
チル、酢酸メチル、酪酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニ
ル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブ
チル、酢酸オクチル、酢酸フェニル、プロピオン酸エチ
ル等の脂肪族カルボン酸エステル類、安息香酸メチル、
安息香酸エチル、トルイル酸メチル、トルイル酸エチ
ル、アニス酸メチル、アニス酸エチル、アニス酸フェニ
ル等の芳香族モノカルボン酸エステル類、フタル酸モノ
メチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル
酸モノ−n−プロピル、フタル酸ジ−n−プロピル、フ
タル酸モノ−n−ブチル、フタル酸ジ−n−ブチル、フ
タル酸ジ−i−ブチル、フタル酸ジ−n−ヘプチル、フ
タル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジ−n−オク
チル、イソフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジプロピ
ル、イソフタル酸ジブチル、イソフタル酸ジ−2−エチ
ルヘキシル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジプ
ロピル、テレフタル酸ジブチル、ナフタレンジカルボン
酸ジ−i−ブチル等の芳香族多価カルボン酸エステル
類、メチルエーテル、エチルエーテル、イソプロピルエ
ーテル、ブチルエーテル、アミルエーテル、テトラヒド
ロフラン、アニソール、ジフェニルエーテル等のエーテ
ル類、酢酸アミド、安息香酸アミド、トルイル酸アミド
等の酸アミド類、無水酢酸、無水マレイン酸、無水安息
香酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸等の酸
無水物、エチルアミン、トリブチルアミン、アニリン、
ピリジン、ピコリン、テトラメチルエチレンジアミン等
のアミン類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニト
リル類、エチルホスフィン、トリエチルホスフィン、ト
リn−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の
ホスフィン類、ジメチルホスファイト、トリエチルホス
ファイト、トリフェニルホスファイト等のホスファイト
類、エチルジエチルホスフィナイト、エチルジブチルホ
スフィナイト等のホスフィナイト類、テトラエトキシシ
ラン、テトラブトキシシンラン等のアルコキシシラン類
が用いられ、好ましくは、芳香族モノカルボン酸エステ
ル類、芳香族多価カルボン酸エステル類、アルコキシシ
ラン類、特に好ましくは、芳香族多価カルボン酸エステ
ル類が用いられる。
これら電子供与体(B1)は1種類以上が用いられ、そ
の使用量はマグネシウム化合物1モルに対し、0.01モル
〜5モルである。
固体生成物(I)の調製に必要なチタン化合物(T1
は、一般式Ti(OR174-uXu(式中、R17はアルキル基、
シクロアルキル基、またはアリール基を、Xはハロゲン
を表わし、uは0<u≦4の任意の数である。)で表わ
されるハロゲン化チタン化合物や、前述のマグネシウム
化合物の液状化の際にあげられたオルトチタン酸エステ
ルやポリチタン酸エステルが用いられる。
ハロゲン化チタン化合物の具体例としては、四塩化チ
タン、四臭化チタン、三塩化メトキシチタン、三塩化エ
トキシチタン、三塩化プロポキシチタン、三塩化ブトキ
シチタン、三塩化フェノキシチタン、三臭化エトキシチ
タン、三臭化ブトキシチタン、二塩化ジメトキシチタ
ン、二塩化ジエトキシチタン、二塩化ジプロポキシチタ
ン、二塩化ジブトキシチタン、二塩化ジフェノキシチタ
ン、二臭化ジエトキシチタン、二臭化ジブトキシチタ
ン、塩化トリメトキシチタン、塩化トリエトキシチタ
ン、塩化トリブトキシチタン、塩化トリフェノキシチタ
ン等があげられる。
オルトチタン酸エステルおよびポリチタン酸エステル
としては、既述のものと同様なものがあげられる。これ
らチタン化合物(T1)は1種類以上が用いられるが、チ
タン化合物(T1)としてハロゲン化チタン化合物を用い
た場合は、ハロゲンを有しているので析出剤(X1)およ
びハロゲン化合物(X2)の使用については任意である。
また、マグネシウム化合物の液状化の際にチタン酸エ
ステルを使用した場合にも、チタン化合物(T1)の新た
な使用は任意である。チタン化合物(T1)の使用量はマ
グネシウム化合物1モルに対し、0.1モル〜100モルであ
る。
以上の液状化したマグネシウム化合物、析出剤
(X1)、ハロゲン化合物(X2)、電子供与体(B1)およ
びチタン化合物(T1)を撹拌下に接触して固体生成物
(I)を得る。接触の際には、不活性炭化水素溶媒
(D2)を用いても良く、また各成分をあらかじめ希釈し
て用いても良い。用いる不活性炭化水素溶媒(D2)とし
ては既述の(D1)と同様なものが例示できる。使用量は
マグネシウム化合物1モルに対し、0〜5,000mlであ
る。
接触の方法については種々の方法があるが、例えば、
液状化したマグネシウム化合物に(X1)を添加し、固
体を析出させ、該固体に(X2)、(B1)、(T1)を任意
の順に接触させる方法。液状化したマグネシウム化合
物と(B1)を接触させた溶液に(X1)を添加し、固体を
析出させ、該固体に(X2)、(T1)を任意の順に接触さ
せる方法。液状化したマグネシウム化合物と(T1)を
接触させた後、(X1)を添加し、更に(B1)、(X2)を
任意の順に接触させる方法等がある。
各成分の使用量については前述の範囲であるが、これ
らの成分は一時に使用してもよいし、数段階に分けて使
用しても良い。また既述したように、一つの成分が他の
成分をも特徴づける原子若しくは基を有する場合は、他
の成分の新たな使用は必ずしも必要でない。例えば、マ
グネシウム化合物を液状化する際にチタン酸エステルを
使用した場合は(T1)が、析出剤(X1)としてハロゲン
含有チタン化合物を使用した場合は(X2)および(T1
が、析出剤(X1)としてハロゲン化剤を使用した場合は
(X2)がそれぞれ任意の使用成分となる。
各成分の接触温度は、−40℃〜+180℃、好ましくは
−20℃〜+150℃であり、接触時間は反応圧力が大気圧
〜10kg/cm2Gで1段階ごとに5分〜8時間、好ましくは1
0分〜6時間である。
以上の接触反応において固体生成物(I)が得られ
る。該固体生成物(I)は引続いて次段階の反応をさせ
てもよいが、既述の不活性炭化水素溶媒により洗浄する
ことが好ましい。
次に、前述の方法で得られた固体生成物(I)を、有
機アルミニウム化合物(A1)の存在下、非直鎖オレフィ
ン、若しくは直鎖オレフィンおよび非直鎖オレフィンで
重合処理し、固体生成物(II)を得る。
上記の非直鎖オレフィン、若しくは直鎖オレフィンお
よび非直鎖オレフィンによる重合処理は、非直鎖オレフ
ィン単独による重合処理でも良いが、直鎖オレフィンお
よび非直鎖オレフィンを用いて最初に直鎖オレフィン
で重合処理し、引き続いて非直鎖オレフィンで重合処
理することが、得られたチタン含有担持型触媒成分(II
I)の使用時における重合運転性および得られたポリプ
ロピレンを用いた成形品の均質性向上の面からより好ま
しい方法である。
更にまた、重合処理を多段に行う場合は上記したよう
に直鎖オレフィンおよび非直鎖オレフィンをそれぞれ1
回ずつ用いる方法の他、2回以上、例えば非直鎖オレフ
ィンの重合処理後に更に直鎖オレフィンを添加して重合
処理を行うこと等も可能である。
重合処理の条件は、直鎖オレフィン、非直鎖オレフィ
ンによるいずれの重合処理においても固体生成物(I)
100gに対し、不活性炭化水素溶媒(D3)100ml〜5,000m
l、有機アルミニウム化合物(A1)0.5g〜5,000gを加
え、反応温度は0℃〜90℃で1分〜10時間、反応圧力は
大気圧(0kgf/cm2G)〜10kgf/cm2Gの条件下で、固体生
成物(I)100g当り、直鎖オレフィン0.01g〜100kg、お
よび非直鎖オレフィン0.01g〜100kgを用いて、最後のチ
タン含有担持型触媒成分(III)中に非直鎖オレフィン
単独重合処理の場合には非直鎖オレフィン重合体含有量
が0.01重量%〜99重量%となるように、また直鎖オレフ
ィンおよび非直鎖オレフィンを用いる場合には、直鎖オ
レフィン重合体ブロックの含有量が49.5重量%以下、な
らびに非直鎖オレフィン重合体ブロックの含有量が0.01
重量%〜49.5重量%となるように重合させる。
該非直鎖オレフィン重合体の含有量が0.01重量%未満
では、得られたチタン含有担持型触媒成分を用いて製造
されたポリプロピレンの立体規則性の向上、および該ポ
リプロピレンを使用した成形品の剛性向上が不十分であ
り、また上記範囲を超えると剛性向上が顕著でなくな
り、操作上および経済上の不利となる。
なお、既述したように該重合処理は非直鎖オレフィン
のみでなく、直鎖オレフィンも用いることが好ましく、
この場合、直鎖オレフィン重合体ブロックの非直鎖オレ
フィン重合体ブロックに対する重量比についてはプロピ
レン重合運転性の改善効果、および成形品の剛性と均質
性バランスの向上効果の両面を考慮して98/2以下とする
ことが好ましい。
上述したいずれの重合処理においても、直鎖オレフィ
ン若しくは非直鎖オレフィンによる各段階の重合処理が
終了した後は、該反応混合物をそのまま次段階の重合処
理に用いることができる。また、共存する溶媒、未反応
の直鎖オレフィン若しくは非直鎖オレフィン、および有
機アルミニウム化合物(A1)等を濾別若しくはデカンテ
ーション等で除き、再度溶媒と有機アルミニウム化合物
(A1)を添加して、次段階の非直鎖オレフィン若しくは
直鎖オレフィンによる重合処理に用いてもよい。
なお、該重合処理段階において、安息香酸エチル、ト
ルイル酸メチルおよびアニス酸エチル等のカルボン酸エ
ステルや、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジ
メトキシシランおよびメチルトリエトキシシラン等のシ
ラン化合物等に代表される電子供与体(B2)を共存させ
ることも可能である。それらの使用量は、固体生成物
(I)100g当り0〜5,000gである。
重合処理に用いられる有機アルミニウム化合物(A1
は、一般式がAlR1 lR2 l 3(l+l′)(式中R1、R2
はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基等の炭化
水素基またはアルコキシ基を、Xはハロゲンを表わし、
またl、l′は0<l+l′≦3の任意の数を表わ
す。)で表わされるもので、その具体例としてはトリメ
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリn−
プロピルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウム、
トリi−ブチルアルミニウム、トリn−ヘキシルアルミ
ニウム、トリi−ヘキシルアルミニウム、トリ2−メチ
ルペンチルアルミニウム、トリn−オクチルアルミニウ
ム、トリn−デシルアルミニウム等のトリアルキルアル
ミニウム類、ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジ
n−プロピルアルミニウムモノクロライド、ジi−ブチ
ルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウム
モノフルオライド、ジエチルアルミニウムモノブロマイ
ド、ジエチルアルミニウムモノアイオダイド等のジアル
キルアルミニウムモノハライド類、ジエチルアルミニウ
ムハイドライド等のジアルキルアルミニウムハイドライ
ド類、メチルアルミニウムセスキクロライド、エチルア
ルミニウムセスキクロライド等のアルキルアルミニウム
セスキハライド類、エチルアルミニウムジクロライド、
i−ブチルアルミニウムジクロライド等のモノアルキル
アルミニウムジハライド類などがあげられ、他にモノエ
トキシジエチルアルミニウム、ジエトキシモノエチルア
ルミニウム等のアルコキシアルキルアルミニウム類を用
いることもできる。
これらの有機アルミニウム化合物は2種類以上を混合
して用いることもできる。
溶媒(D3)としては、既述の(D1)および(D2)と同
様な不活性炭化水素溶媒が示される。
本発明の重合処理に用いる直鎖オレフィンとしては、
エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘ
キセン−1等の直鎖オレフィンが用いられ、特にエチレ
ン、プロピレンが好ましく用いられる。これらの直鎖オ
レフィンは1種以上が用いられる。
本発明の重合処理に用いる非直鎖オレフィンは、次
式、 CH2=CH−R3 (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽
和環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい3から
18の含飽和環炭化水素基を表わす。)で示される含飽和
環炭化水素単量体、 次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から
3までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5
R6、R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6まで
の鎖状炭化水素基を表わすが、R5、R6、R7のいづれか1
個は水素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン
類や、 次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、
R8はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖
状炭化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい
炭素数1から12までの炭化水素基、水素、またはハロゲ
ンを表わし、mが2のとき、各R9は同一でも異なってい
てもよい。)で示される芳香族単量体である。
具体的に示すと、の含飽和環炭化水素単量体の例と
しては、ビニルシクロプロパン、ビニルシクロブタン、
ビニルシクロペンタン、3−メチルビニルシクロペンタ
ン、ビニルシクロヘキサン、2−メチルビニルシクロヘ
キサン、3−メチルビニルシクロヘキサン、4−メチル
ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘプタン等のビニ
ルシクロアルカン類、アリルシクロペンタン、アリルシ
クロヘキサン等のアリルシクロアルカン類などのほか、
シクロトリメチレンビニルシラン、シクロトリメチレン
メチルビニルシラン、シクロテトラメチレンビニルシラ
ン、シクロテトラメチレンメチルビニルシラン、シクロ
ペンタメチレンビニルシラン、シクロペンタメチレンメ
チルビニルシラン、シクロペンタメチレンエチルビニル
シラン、シクロヘキサメチレンビニルシラン、シクロヘ
キサメチレンメチルビニルシラン、シクロヘキサメチレ
ンエチルビニルシラン、シクロテトラメチレンアリルシ
ラン、シクロテトラメチレンメチルアリルシラン、シク
ロペンタメチレンアリルシラン、シクロペンタメチレン
メチルアリルシラン、シクロペンタメチレンエチルアリ
ルシラン等の飽和環状構造内にケイ素原子を有する含飽
和環炭化水素単量体や、シクロブチルジメチルビニルシ
ラン、シクロペンチルジメチルビニルシラン、シクロペ
ンチルエチルメチルビニルシラン、シクロペンチルジエ
チルビニルシラン、シクロヘキシルビニルシラン、シク
ロヘキシルジメチルビニルシラン、シクロヘキシルエチ
ルメチルビニルシラン、シクロブチルジメチルアリルシ
ラン、シクロペンチルジメチルアリルシラン、シクロヘ
キシルメチルアリルシラン、シクロヘキシルジメチルア
リルシラン、シクロヘキシルエチルメチルアリルシラ
ン、シクロヘキシルジエチルアリルシラン、4−トリメ
チルシリルビニルシクロヘキサン、4−トリメチルシリ
ルアリルシクロヘキサン等の飽和環状構造内にケイ素原
子を含んだ含飽和環炭化水素単量体などがあげられる。
の枝鎖オレフィン類の例としては、3−メチルブテ
ン−1、3−メチルペンテン−1、3−エチルペンテン
−1等の3位枝鎖オレフィン、4−エチルヘキセ−1、
4,4−ジメチルペンテン−1、4,4−ジメチルヘキセン−
1等の4位枝鎖オレフィン、ビニルトリメチルシラン、
ビニルトリエチルシラン、ビニルトリn−ブチルシラ
ン、アリルトリメチルシラン、アリルエチルジメチルシ
ラン、アリルジエチルメチルシラン、アリルトリエチル
シラン、アリルトリn−プロピルシラン、3−ブテニル
トリメチルシラン、3−ブテニルトリエチルシラン等の
アルケニルシラン類や、ジメチルジアリルシラン、エチ
ルメチルジアリルシラン、ジエチルジアリルシラン等の
ジアリルシラン類等があげられる。
また、の芳香族単量体としては、スチレン、および
その誘導体であるo−メチルスチレン、p−t−ブチル
スチレン等のアルキルスチレン類、2,4−ジメチルスチ
レン、2,5−ジメチルスチレン、3,4−ジメチルスチレ
ン、3,5−ジメチルスチレン等のジアルキルスチレン
類、2−メチル−4−フルオロスチレン、2−エチル−
4−クロロスチレン、o−フルオロスチレン、p−フル
オロスチレン等のハロゲン置換スチレン類、p−トリメ
チルシリルスチレン、m−トリエチルシリルスチレン、
p−エチルジメチルシリルスチレン等のトリアルキルシ
リルスチレン類、o−アリルトルエン、p−アリルトル
エン等のアリルトルエン類、2−アリル−p−キシレ
ン、4−アリル−o−キシレン、5−アリル−m−キシ
レン等のアリルキシレン類、ビニルジメチルフェニルシ
ラン、ビニルエチルメチルフェニルシラン、ビニルジエ
チルフェニルシラン、アリルジメチルフェニルシラン、
アリルエチルメチルフェニルシラン等のアルケニルフェ
ニルシラン類、また、4−(o−トリル)−ブテン−1
や1−ビニルナフタレン等があげられ、これらの非直鎖
オレフィンは1種類以上が使用される。
以上のように非直鎖オレフィン、若しくは直鎖オレフ
ィンおよび非直鎖オレフィンによる重合処理を行い、既
述の不活性炭化水素溶媒で洗浄されて、固体生成物(I
I)が得られる。
続いて、固体生成物(II)にハロゲン化チタン化合物
(T2)を反応させて特定のケイ素含有重合体を含有した
チタン触媒成分が得られる。ハロゲン化チタン化合物
(T2)としては、既述の固体生成物(I)の調製に必要
なチタン化合物(T1)の例としてあげられた一般式Ti
(OR174-uXu(式中、R17はアルキル基、シクロアルキ
ル基、またはアリール基を、Xはハロゲンを表し、uは
0<u≦4の任意の数である。)で表されるハロゲン化
チタン化合物が用いられ、具体例としても同様なものが
例示できるが、四塩化チタンが最も好ましい。
固体生成物(II)とハロゲン化チタン化合物(T2)と
の反応は、固体生成物(II)中のマグネシウム化合物1
モルに対して、ハロゲン化チタン化合物(T2)を1モル
以上使用して、反応温度20℃〜200℃、反応圧力は大気
圧〜10kg/cm2Gの条件下で5分〜6時間、好ましくは10
分〜5時間反応させる。また、該反応時には不活性炭化
水素溶媒(D4)や電子供与体(B3)の存在下において行
なうことも可能であり、具体的には既述の(D1)〜
(D3)や(B1)と同様な不活性溶媒や電子供与体が用い
られる。
これらの使用量は、固体生成物(II)100gに対して
(D4)は0〜5,000ml、固体生成物(II)中のマグネシ
ウム化合物1モルに対して(B3)は0〜2モルの範囲が
望ましい。固体生成物(II)とハロゲン化チタン化合物
(T2)および必要に応じて更に電子供与体との反応後は
濾別またはデカンテーション法により固体を分離後不活
性炭化水素溶媒で洗浄し、未反応物あるいは副生物など
を除去して、本発明に用いるチタン含有担持型触媒成分
(III)が得られる。
以上の様にして得られたチタン含有担持型触媒成分
(III)と有機アルミニウム化合物(A2)、および有機
ケイ素化合物(S)とを後述する所定量でもって組み合
わせ、本発明のポリプロピレンの製造に使用する触媒と
するか、更に好ましくは、オレフィンを反応させて予備
活性化した触媒として使用する。
予備活性化は、チタン含有担持型触媒成分(III)1g
に対し、有機アルミニウム化合物0.005〜5,000g、溶媒
0〜50、水素0〜1,000Nmlおよびオレフィン0.01g〜
5,000g、好ましくは0.05g〜3,000gを用い、0℃〜100℃
で1分〜20時間、オレフィンを反応させ、チタン含有担
持型触媒成分(III)1g当り、0.01g〜2,000g、好ましく
は0.05g〜200gのオレフィンを重合させることが好まし
い。
予備活性化のためのオレフィンの反応は、n−ペンタ
ン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン等の脂肪族
または芳香族炭化水素溶媒中でも、また溶媒を用いずに
液化プロピレン、液化ブテン−1等の液化オレフィンで
も行え、更にはエチレン、プロピレン等のオレフィンを
気相で反応させることもでき、予めオレフィン重合体や
水素を共存させて行うこともできる。なお該予備活性化
において、予め有機ケイ素化合物(S)を添加すること
も可能である。
予備活性化に用いるオレフィンとしては、例えばエチ
レン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキサ
ン−1、ヘプテン−1、オクテン−1等の直鎖モノオレ
フィン類、4−メチルペンテン−1、4−メチルペンテ
ン−1等の枝鎖モノオレフィン類等があげられ、1種類
以上のオレフィンが使用される。また、有機アルミニウ
ム化合物としては既述の(A1)と同様なものが使用可能
である。
予備活性化反応が終了した後は、該予備活性化触媒成
分スラリーに所定量の有機ケイ素化合物(S)を添加し
た触媒をそのままプロピレンの重合に用いることもでき
るし、また、共存する溶媒、未反応のオレフィンおよび
有機アルミニウム化合物を濾別またはデカンテーション
で除き、乾燥した粉粒体もしくは該粉粒体に溶媒を加え
て懸濁した状態とし、このものに有機アルミニウム化合
物(A2)および有機ケイ素化合物(S)とを組み合わせ
て触媒とし、プロピレンの重合に供する方法や、共存す
る溶媒、および未反応のオレフィンを減圧蒸留、または
不活性ガス流等により、蒸発させて除き、粉粒体若しく
は該粉粒体に溶媒を加えて懸濁した状態とし、このもの
に必要に応じて有機アルミニウム化合物(A2)を追加
し、更に有機ケイ素化合物(S)とを組み合わせて触媒
とし、プロピレンの重合に用いることも可能である。
プロピレンの重合時においては、以上のチタン含有担
持型触媒成分(III)、有機アルミニウム化合物
(A2)、更に有機ケイ素化合物(S)の使用量について
は、該有機ケイ素化合物(S)と該チタン含有担持型触
媒成分(III)のモル比(S)/(III)が20〜200とな
るようにし、かつ該有機アルミニウム化合物(A2)と該
チタン含有担持型触媒成分(III)のモル比(A2)/(I
II)が10〜2,000となる範囲で使用する。
有機ケイ素化合物の使用量が少ないと高立体規則性の
ポリプロピレンが得られず、また使用量が多すぎるとプ
ロピレン重合活性が低下し実用的でない。
なお、上記した各触媒成分のモル比範囲内で実施すれ
ば必ず、本発明の高立体規則性ポリプロピレンがえられ
るとは限らず個々の重合条件(特に、重合温度や使用す
る有機ケイ素化合物(S)の具体的種類と(III)に対
するモル比)を確認する必要がある。
また、チタン含有担持型触媒成分(III)のモル数と
は、実質的に(III)中に含まれているTiグラム原子数
をいう。
プロピレンの重合時に使用する有機アルミニウム化合
物(A2)としては、既述の(A1)と同様なものが使用可
能である。
触媒を構成する第三成分として使用する有機ケイ素化
合物(S)は、ケイ素を含んでいてもよい環状炭化水素
基、枝鎖炭化水素基、メルカプト基、およびアミノ基の
中から選択される1種類以上の基を有し、かつSi−O−
C結合を有する有機ケイ素化合物(S)である。
該有機ケイ素化合物(S)の具体例としては、ジメチ
ルフェニルメトキシシラン、ジエチルフェニルメトキシ
シラン、エチルメチルフェニルメトキシシラン、メチル
ジフェニルメトキシシラン、エチルジフェニルメトキシ
シラン、トリフェニルメトキシシラン、メチルフェニル
ジメトキシシラン、エチルフェニルジメトキシシラン、
ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシ
ラン、ジメチルフェニルエトキシシラン、ジエチルフェ
ニルエトキシシラン、エチルメチルフェニルエトキシシ
ラン、メチルジフェニルジエトキシシラン、エチルジフ
ェニルエトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、
メチルフェニルジエトキシシラン、エチルフェニルジエ
トキシシラン、ジフェニルエトキシシラン、フェニルト
リエトキシシラン、ジメチルフェニルn−ブトキシシラ
ン、ジエチルフェニルn−ブトキシシラン、メチルフェ
ニルジn−ブトキシシラン、ジエチルフェニルn−ブト
キシシラン、メチルフェニルジn−ブトキシシラン、エ
チルフェニルジn−ブトキシシラン、フェニルジメチル
ジアセトキシシラン、フェニルジアセトキシシラン、フ
ェニルトリアセトキシシラン等のフェニル基およびSi−
O−C結合を有する有機ケイ素化合物、シクロブチルジ
メチルメトキシシラン、シクロブチルジエチルメトキシ
シラン、シクロブチルメチルジメトキシシラン、シクロ
ブチルエチルジメトキシシラン、シクロブチルトリメト
キシシラン、シクロブチルジメチルエトキシシラン、シ
クロブチルメチルジエトキシシラン、シクロブチルエチ
ルジエトキシシラン、シクロブチルエチルジエトキシシ
ラン、シクロブチルトリエトキシシラン、シクロペンチ
ルジメチルメトキシシラン、シクロペンチルジエチルメ
トキシシラン、シクロペンチルメチルジメトキシシラ
ン、シクロペンチルエチルエトキシシラン、シクロペン
チルトリメトキシシラン、シクロペンチルジメチルエト
キシシラン、シクロペンチルジエチルエトキシシラン、
シクロペンチルメチルジエトキシシラン、シクロペンチ
ルエチルジエトキシシラン、シクロペンチルトリエトキ
シシラン、シクロヘキシルジメチルメトキシシラン、シ
クロヘキシルジエチルメトキシシラン、シクロヘキシル
メチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエト
キシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シク
ロヘキシルジメチルエトキシシラン、シクロヘキシルジ
エチルエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキ
シシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、シ
クロヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘプチルジメ
チルメトキシシラン、シクロヘプチルメチルジメトキシ
シラン、シクロヘプチルエチルジメトキシシラン、シク
ロヘプチルトリメトキシシラン、シクロヘプチルジメチ
ルエトキシシラン、シクロヘプチルメチルジエトキシシ
ラン、シクロヘプチルエチルジエトキシシラン、シクロ
ヘプチルトリエトキシシラン等の飽和環状炭化水素基お
よびSi−O−C結合を有する有機ケイ素化合物、またシ
クロトリメチレンメチルメトキシシラン、シクロトリメ
チレンエチルメトキシシラン、シクロトリメチレンジメ
トキシシラン、シクロトリメチレンメチルエトキシシラ
ン、シクロトリメチレンジエトキシシラン、シクロテト
ラメチレンメチルメトキシシラン、シクロテトラメチレ
ンエチルメトキシシラン、シクロテトラメチレンジメト
キシシラン、シクロテトラメチレンメチルエトキシシラ
ン、シクロテトラメチレンジエトキシシラン、シクロペ
ンタメチレンメチルメトキシシラン、シクロペンタメチ
レンメチルメトキシシラン、シクロペンタメチレンジメ
トキシシラン、シクロペンタメチレンメチルエトキシシ
ラン、シクロロペンタメチレンジエトキシシラン等のケ
イ素を含んだ飽和環状炭化水素基およびSi−O−C結合
を有する有機ケイ素化合物や、i−プロピルジメチルメ
トキシシラン、i−プロピルジエチルメトキシシラン、
i−プロピルメチルジメトキシシラン、i−プロピルエ
チルジメトキシシラン、i−プロピルジメチルエトキシ
シラン、i−プロピルジエチルエトキシシラン、i−プ
ロピルメチルジエトキシシラン、i−プロピルエチルジ
エトキシシラン、i−プロピルジメチルアセトキシシラ
ン、i−プロピルジエチルアセトキシシラン、i−プロ
ピルメチルジアセトキシシラン、i−プロピルエチルジ
アセトキシシラン、i−プロピルトリアセトキシシラ
ン、ジi−プロピルメチルメトキシシラン、ジi−プロ
ピルジメトキシシラン、ジi−プロピルメチルエトキシ
シラン、ジi−プロピルエチルエトキシシラン、ジi−
プロピルジエトキシシラン、ジi−プロピルメチルアセ
トキシシラン、ジi−プロピルエチルアセトキシシラ
ン、ジi−プロピルジアセトキシシラン、i−ブチルジ
メチルメトキシシラン、i−ブチルジエチルメトキシシ
ラン、i−ブチルメチルジメトキシシラン、i−ブチル
エチルジメトキシシラン、i−ブチルジメチルエトキシ
シラン、i−ブチルジエチルエトキシシラン、i−ブチ
ルメチルジエトキシシラン、i−ブチルエチルジエトキ
シシラン、i−ブチルトリアセトキシシラン、ジi−ブ
チルジメチルメトキシシラン、ジi−ブチルエチルメト
キシシラン、ジi−ブチルメチルジメトキシシラン、ジ
i−ブチルエチルジメトキシシラン、ジi−ブチルジメ
チルエトキシシラン、ジi−ブチルジエチルエトキシシ
ラン、ジi−ブチルジエチルエトキシシラン、ジi−ブ
チルメチルジエトキシシラン、ジi−ブチルジエトキシ
シラン、ジi−ブチルアセトキシシラン、t−ブチルジ
メチルメトキシシラン、t−ブチルエチルメトキシシラ
ン、t−ブチルメチルジメトキシシラン、t−ブチルエ
チルジメトキシシラン、t−ブチルジメチルエトキシシ
ラン、t−ブチルジエチルエトキシシラン、t−ブチル
メチルジエトキシシラン、t−ブチルエチルジエトキシ
シラン、t−ブチルトリアセトキシシラン、ジt−ブチ
ルメチルメトキシシラン、ジt−ブチルジメトキシシラ
ン、ジt−ブチルメチルエトキシシラン、ジt−ブチル
ジエトキシシラン、ジt−ブチルジアセトキシシラン等
の枝鎖炭化水素基を有し、かつSi−O−C結合を有する
有機ケイ素化合物、(メルカプトメチル)ジメチルメト
キシシラン、(メルカプトメチル)ジエチルメトキシシ
ラン、(メルカプトエチル)ジメチルメトキシシラン、
(メルカプトエチル)ジメチルメトキシシラン、(メル
カプトメチル)メチルジメトキシシラン、(メルカプト
メチル)エチルジメトキシシラン、(メルカプトエチ
ル)メチルジメトキシシラン、(メルカプトエチル)エ
チルジメトキシシラン、(3−メルカプトプロピル)メ
チルジメトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシ
シラン、メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メ
ルカプトエチルトリメトキシシラン、3−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、(メルカプトメチル)ジメ
チルエトキシシラン、(メルカプトメチル)ジエチルエ
トキシシラン、(メルカプトエチル)ジメチルエトキシ
シラン、(メルカプトエチル)ジメチルエトキシシラ
ン、(メルカプトメチル)メチルジエトキシシラン、
(メルカプトメチル)エチルジエトキシシラン、(メル
カプトエチル)メチルジエトキシシラン、(3−メルカ
プトプロピル)メチルジエトキシシラン、メルカプトメ
チルトリエトキシシラン、メルカプトエチルトリエトキ
シシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラ
ン、2−メルカプトエトキシトリメチルシラン等のメル
カプト基を有し、かつSi−O−C結合を有する有機ケイ
素化合物、(3−アミノプロピル)ジメチルメトキシシ
ラン、(3−アミノプロピル)ジエチルメトキシシラ
ン、(3−アミノプロピル)メチルジメトキシシラン、
(3−アミノプロピル)エチルジメトキシシラン、3−
アミノプロピルトリメトキシシラン、(3−アミノプロ
ピル)ジメチルエトキシシラン、(3−アミノプロピ
ル)ジエチルエトキシシラン、(3−アミノプロピル)
メチルジエトキシシラン、(3−アミノプロピル)エチ
ルジエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、3(2−アミノエチルアミノプロピル)ジメト
キシメチルシラン等のアミノ基を有し、かつSi−O−C
結合を有する有機ケイ素化合物、更にt−ブチルフェニ
ルジメトキシシラン、メルカプトメチルジメチル−2−
フェニルエトキシシラン、(3−アミノプロピル)フェ
ニルジメトキシシラン等があげられる。
かくして組み合わされた触媒、若しくは予備活性化さ
れた触媒を用いて、プロピレンの重合を実施する。プロ
ピレンを重合させる重合形式としては、n−ヘキサン、
n−ヘプタン、n−オクタン、ベンゼン若しくはトルエ
ン等の炭化水素溶媒中で行なうスラリー重合、または液
化プロピレン中で行なうバルク重合や気相中で行なう気
相重合があげられる。
重合温度は通常20℃〜85℃、好ましくは40℃〜75℃で
ある。重合温度が高すぎる場合には、得られるポリプロ
ピレンの立体規則性を上げるのが困難になり、重合温度
が低すぎる場合にはプロピレンの重合速度が遅くなり、
実用的でない。重合圧力は常圧(0kgf/cm2G)〜50kgf/c
m2Gで通常30分〜15時間程度の重合時間で実施される。
重合の際、分子量調節のための適量の水素を添加するな
どは従来のプロピレンの重合方法と同じである。なお重
合はバッチ重合、連続重合のいずれの方法においても可
能である。
以上のように詳述した新規な方法で得られた本発明の
ポリプロピレンは、比較的狭い分子量分布と高い立体規
則性を有し、また本発明に係るチタン含有担持型触媒成
分(III)に起因する非直鎖オレフィン重合体を含有す
る新規なポリプロピレンであり、必要に応じて適量の熱
安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、アンチブロッキン
グ剤、着色剤等の安定剤や添加剤、更には造核剤、無機
充填剤、種々の合成樹脂等が配合され、また必要に応じ
てペレット化された後、公知の射出成形、押し出し成
形、真空成形、中空成形等の技術により、射出成形品、
無延伸フィルム、延伸フィルム、シート等の各種成形品
の用に供される。
[作用] 本発明のポリプロピレンは、極めて高い立体規則性を
有することから、本発明のポリプロピレンを用いて得ら
れた成形品は剛性において著しく優れている。また、比
較的狭い分子量分布を有することから、高いせん断速度
下における加工成形性に優れている。更にまた、該成形
品は、結晶化温度が高く、かつ微細な球晶形態を発現し
ていることから透明性においても優れている。
本発明のポリプロピレンを用いて得られた成形品の優
れた性能に作用している、本発明のポリプロピレンの特
徴的な物性は上記のとおりであるが、該特徴的物性を支
持する本発明に係る製造上の作用としては、その詳細は
明らかではないが以下のように推定される。
本発明のポリプロピレンの製造に係るチタン含有担持
型触媒成分(III)は、後述する実施例で明らかなよう
に従来公知のチタン含有担持型触媒成分に比較して高い
アイソタクチックペンタッド分率を有するポリプロピレ
ン製造性能を有するが、これはチタン含有担持型触媒成
分(III)の製造時における重合処理が活性点に立体特
異性を高度に付与しているものと考えられる。
また、本発明のポリプロピレンの製造に係る触媒の第
三成分としての有機ケイ素化合物(S)は更に高い立体
規則性を本発明のポリプロピレンに付与している。
更にまた、本発明のポリプロピレン中には本発明に係
るチタン含有担持型触媒成分(III)製造時の重合処理
工程に起因する非直鎖オレフィン重合体が分散している
ため、該重合体がポリプロピレンの成形時には造核作用
を発揮することにより、微細な球晶形態を発現し透明性
を向上させる。
特に、上記重合処理工程において、非直鎖オレフィン
による重合処理の前に直鎖オレフィンによる重合処理を
行なった場合には、生成した結晶性直鎖オレフィン−非
直鎖オレフィンブロック共重合体の直鎖オレフィン重合
体ブロックがポリプロピレンと相溶性を持つことに伴
い、非直鎖オレフィン重合体ブロックもポリプロピレン
への分散性が高度に向上している。
従って、ポリプロピレンの均質性はより向上し、また
非直鎖オレフィン重合体ブロックの持つ造核作用が更に
著しく発揮されることから、得られるポリプロピレンを
用いて製造した成形品の均質性、剛性、透明性等が一層
向上しているものと推定される。
[実施例] 以下、実施例によって本発明を説明する。実施例、比
較例において用いられている用語の定義、および測定方
法は次の通りである。
(1)MFR:メルトフローレート JIS K 7210 表1
の条件14による (単位:g/10分) (2)アイソタクチックペンタッド分率:前述した方法
に基づき、日本電子社製JEOL GX−270を用いて測定し
た。
(3)重量平均分子量/数平均分子量(Q):ウォータ
ーズ社製のGPC−150C型のゲルバーミエーションクロマ
トグラフィーにより測定し、求めた。
(4)剛性:成形後のJIS形試験片を湿度50%、温度23
℃の条件下に96時間放置が、JIS K 7203に準拠して
曲げ弾性率を測定した。 (単位:kgf/cm2G) (5)成形品:ポリプロピレン100重量部に対して、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0.1重量部、およびステアリン酸カルシウム0.1重量部
を混合し、該混合物をスクリュー径40mmの押出造粒機を
用いて造粒した。ついで該造粒物を射出成形機で溶融樹
脂温度230℃、射出速度35mm/秒で直径2mmのゲートか
ら、40℃に設定した、厚さ2mm、幅25mm、長さ1mの末端
にガス抜き開口部を有する金型に溶融樹脂を射出し(こ
の時のせん断速度は108000秒-1であった。)、その際の
射出圧力を測定した。該射出圧力が低い程、樹脂の溶融
流動性は優れ、成形性は良好である。
(単位:kgf/cm2G) (6)透明性:フィルムを4枚重ねて、JIS K8714に準
拠してヘイズを測定し、透明性を評価した。
(単位:%) 実施例1 (1)チタン含有担持型触媒成分(III)の調製 撹拌機付ステンレス製反応器中において、デカン3
、無水塩化マグネシウム480g、オルトチタン酸n−ブ
チル1.7kgおよび2−エチル−1−ヘキサノール1.95kg
を混合し、撹拌しながら130℃に1時間加熱して溶解さ
せ、均一な溶液とした。該均一溶液を70℃とし、撹拌し
ながらフタル酸ジイソブチル180gを加え1時間経過後四
塩化ケイ素5.2kgを2.5時間かけて滴下し固体を析出さ
せ、更に70℃に1時間加熱した。固体を溶液から分離
し、ヘキサンで洗浄して固体生成物(I)を得た。
該固体生成物(I)全量を30℃に保持したトリエチル
アルミニウム450gおよびジフェニルジメトキシシラン14
5gを含むヘキサン10に懸濁させた後、プロピレン630g
を添加し、撹拌しながら同温度で1時間重合処理を行っ
た。
反応時間経過後、上澄液をデカンテーションで除いた
後、6のn−ヘキサンで2回固体を洗浄した。引き続
いて、撹拌下、n−ヘキサン10、トリエチルアルミニ
ウム450gおよびジフェニルジメトキシシラン145gを加え
た後、温度を30℃にし、ビニルシクロヘキサン730gを加
え、30℃で2時間重合処理を行なった。
反応終了後、上澄液を除きn−ヘキサン6を加えて
デカンテーションで上澄液を除く操作を4回繰り返し
て、プロピレンおよびビニルシクロヘキサンによる多段
重合処理を施した固体生成物(II)を得た。
該固体生成物(II)全量を1,2−ジクロルエタン5
に溶かした四塩化チタン5と混合し、続いて、フタル
酸ジイソブチル180gを加え、撹拌しながら100℃に2時
間反応させた後、同温度においてデカンテーションによ
り液相部を除き、再び、1,2−ジクロルエタン5およ
び四塩化チタン5を加え、100℃に2時間撹拌し、ヘ
キサンで洗浄後乾燥してチタン含有担持型触媒成分(II
I)を得た。
該チタン含有担持型触媒成分(III)は、その粒子形
状が球形に近く、プロピレン重合体ブロックの含有量は
30.8重量%、ビニルシクロヘキサン重合体ブロックの含
有量は30.8重量%、チタン原子を1.15重量%含有してい
た。
(2)予備活性化触媒成分の調製 内容積30の傾斜羽根付き撹拌機を備えたステンレス
製反応器を窒素ガスで置換した後、n−ヘキサン20、
トリエチルアルミニウム140g、ジフェニルジメトキシシ
ラン60gおよび上記(1)で得たチタン含有担持型触媒
成分(III)520gを加えた。引き続いてプロピレン300g
を供給し、30℃にて2時間、予備活性化処理を行った
(チタン含有担持型触媒成分(III)1g当たり、プロピ
レン0.5g反応。)反応時間終了後、未反応プロピレンを
除き、n−ヘキサンで洗浄後、乾燥して予備活性化触媒
成分を得た。
(3)ポリプロピレンの製造 窒素置換をした内容積200の2段タービン翼を備え
た撹拌機付き重合器に、上記(2)で得た予備活性化触
媒成分にn−ヘキサンを加えて4.0重量%のスラリーと
した。該予備活性化触媒成分スラリーをチタン原子換算
で0.591ミリグラム原子/hrで、トリエチルアルミニウム
とジイソプロピルジメトキシシランをチタン原子に対し
てモル比がそれぞれ200および40となるように触媒とし
て同一配管から、また別配管からn−ヘキサンを21kg/h
rで連続的に供給した。更にまた重合器の気相中の濃度
が2.5容積%を保つように水素を、全圧力が8kg/cm2Gを
保つようにプロピレンを重合器にそれぞれ供給して、プ
ロピレンのスラリー重合を60℃において120時間、連続
して行った。
該重合中は、重合器中の重合体スラリーの保有レベル
が75容積%となるように重合体スラリーを重合器から連
続的に内容積50のフラッシュタンクに抜き出した。フ
ラッシュタンクにおいて落圧し、未反応の水素、プロピ
レンを除去する一方、メタノールを1kg/hrで供給し70℃
にて接触処理した。引き続いて、重合体の分離、乾燥の
各工程を経て、ポリプロピレンを10kg/hrで得た。
該ポリプロピレンを分析した所、MFRは4.0(g/10
分)、アイソタクチックペンタッド分率(P)は0.98
4、重量平均分子量/数平均分子量(Q)は5.0であっ
た。
(4)成形品の製造 内容積100のヘンセルミキサー(商品名)に(3)
で得たポリプロピレンを20kg、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10g、およびステア
リン酸カルシウム10gを投入し、5分間撹拌混合した。
引き続いて、内径40mmの単軸押出機を用いて230℃下で
混合物を溶融混練して押し出し、水冷後、カットし、造
粒物を得た。
該造粒物の一部を射出成形機を用いて溶融樹脂温度23
0℃、金型温度50℃の条件下でJIS系のテストピースを射
出成形した。該テストピースについて、既述の方法によ
り剛性を評価した。一方、既述の方法により該造粒物の
一部について、射出成形器を用いて高せん断速度下にお
ける成形性を評価した。
更にまた、残余の上記造粒物についてT−ダイ式製膜
機を用い、溶融樹脂温度250℃で押し出し、20℃の冷却
ロールで厚さ1mmのシートとした。該シートを150℃の熱
風で70秒間加熱し、二軸延伸機を用いて、縦横両方向に
7倍ずつ延伸し、厚み20μの二軸フィルムを得た。
比較例1 (1)実施例1の(1)において、固体生成物(I)に
対してプロピレンおよびビニルシクロヘキサンによる多
段重合処理をすることなく固体生成物(I)を固体生成
物(II)相当物とすること以外は同様にしてチタン含有
担持型触媒成分を得た。
(2)実施例1の(2)において、チタン含有担持型触
媒成分(III)に代えて上記(1)で得たチタン含有担
持型触媒成分200gを用いる以外は同様にして予備活性化
触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得た予備活性化触媒成分を用いるこ
と、またジイソプロピルジメトキシシランのチタン原子
に対するモル比を15、重合器内の気相中の水素濃度を1.
2容積%、更に重合器の全圧力が8kg/cm2Gを保つように
触媒を重合器に供給すること以外は同様にしてプロピレ
ンのスラリー重合を行い、ポリプロピレンを得た。
(4)実施例1の(4)において、ポリプロピレンとし
て上記(3)で得られたポリプロピレンを用いること以
外は同様にして成形品の製造と評価を行った。
比較例2 比較例1において、(3)のプロピレンの重合時に予
備活性化触媒成分として実施例1の(2)と同様にして
得た予備活性化触媒成分を用いること以外は比較例1と
同様にしてポリプロピレンを得、該ポリプロピレンを用
いて成形品の製造および評価を行った。
比較例3 (1)比較例1の(1)と同様にチタン含有担持型触媒
成分を得た。
(2)比較例1の(2)においてプロピレンの代わりに
ビニルシクロヘキサン270gを用いること以外は同様にし
て予備活性化触媒成分を得た(チタン含有担持型触媒成
分1g当り、ビニルシクロヘキサン0.8g反応)。
(3)比較例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得られた予備活性化触媒成分を用い
ること以外は同様にしてプロピレンの重合を行ったとこ
ろ、生成した塊状重合体が重合器からの重合体スラリー
抜き出し配管を閉塞してしまったため、重合開始後、6
時間でプロピレンの重合を停止しなければならなかっ
た。
(4)実施例1の(4)において、ポリプロピレンとし
て上記(3)で得られたポリプロピレンを粉砕機でパウ
ダー状に粉砕してから用いること以外は同様にして成形
品の製造と評価を行った。
比較例4 (1)比較例1の(1)において無水塩化マグネシウ
ム、オルトチタン酸n−ブチル、2−エチル−1−ヘキ
サノールおよびデカンの均一溶液に、フタル酸ジn−ブ
チルを添加する前に、別途比較例1の(1)と同様にし
て得たチタン含有担持型触媒成分100g、トリエチルアル
ミニウム35g、更にジフェニルジメトキシシラン7.5gを
触媒として用いて、n−ヘキサン100中に3.6kg添加し
たビニルシクロヘキサンを60℃にて2時間重合した後、
メタノールで洗浄し、更にn−ヘキサンで洗浄してか
ら、乾燥させて得られたビニルシクロヘキサン重合体3k
gのうち440gを容量5の振動ミル中で室温にて5時間
粉砕後、上記の均一溶液中に懸濁させたこと以外は同様
にしてチタン含有担持型触媒成分を得た。
(2)比較例1の(2)において、チタン含有担持型触
媒成分として上記(1)で得られたチタン含有担持型触
媒成分360gを用いること以外は同様にして予備活性化触
媒成分を得た。
(3)比較例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得られた予備活性化触媒成分を用い
ること以外は同様にしてプロピレンの重合を行い、ポリ
プロピレンを得た。
(4)実施例1の(4)において、ポリプロピレンとし
て上記(3)で得られたポリプロピレンを用いること以
外は同様にして成形品の製造と評価を行った。
比較例5および実施例2,3 実施例1の(1)において、固体生成物(I)の重合
処理に用いたプロピレンとビニルシクロヘキサンの使用
量を変化させて、含有量がそれぞれ表のようなチタン含
有担持型触媒成分(III)を得た。以後は実施例1の
(2)、(3)、(4)と同様にしてポリプロピレンを
得て成形品の製造と評価を行った。
比較例6 (1)n−ヘプタン8、ジn−ブチルアルミニウムモ
ノクロライド16モル、ジn−ブチルエーテル10モルを30
℃で10分間混合し、20分間反応させて反応生成液(I)
を得た。この反応生成液(I)の全量を、45℃に保たれ
たトルエン5、四塩化チタン64モルからなる溶液に60
分間で滴下した後、85℃に昇温して更に2時間反応させ
た後、室温まで冷却し上澄液を除き、n−ヘプタン30
を加えてデカンテーションで上澄液を除く操作を2回繰
り返して、固体生成物(II)4.9kgを得た。この(II)
の全量をn−ヘプタン30中に懸濁させ、ジn−ブチル
エーテル2.0kgと四塩化チタン15kgを室温にて約20分間
で加え、90℃で2時間反応させ、冷却後、デカンテーシ
ョンでn−ヘプタン洗浄及び乾燥を行い、三塩化チタン
組成物を得た。
(2)内容積150の傾斜羽根を備えた撹拌機付きステ
ンレス製重合器を窒素ガスで置換した後、n−ヘキサン
90、ジエチルアルミニウムモノクロライド340g、上記
(1)で得た三塩化チタン組成物1.8kgを室温で加え
た。続いてプロピレンを1kg添加し、35℃にて2時間反
応させた(三塩化チタン組成物1g当り、プロピレン0.5g
反応)。
次いで、液相部を除去し、n−ヘキサンで固体部分を
洗浄後乾燥して予備活性化触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得られた予備活性化触媒成分を用
い、トリエチルアルミニウムに代えてジエチルアルミニ
ウムモノクロライドをチタン原子に対してモル比が3.0
となるように用い、またジイソプロピルジメトキシシラ
ンのチタン原子に対するモル比を2.5とし、かつ各触媒
成分を重合器内の全圧力が10kg/cm2Gを保つように重合
器に供給すること、更に重合器内の気相中の水素濃度を
7容積%とすること以外は同様にしてプロピレンの重合
を行い、ポリプロピレンを得た。
(4)実施例1の(4)において、ポリプロピレンとし
て上記(3)で得られたポリプロピレンを用いること以
外は同様にして成形品の製造と評価を行った。
実施例4 (1)三塩化アルミニウム(無水)1.7kgと水酸化マグ
ネシウム0.6kgを振動ミルで250℃にて3時間粉砕させな
がら反応させた所、塩化水素ガスの発生を伴いながら反
応が起こった。加熱終了後、窒素気流中で冷却し、マグ
ネシウム含有固体を得た。
撹拌機付きステンレス製反応器中において、デカン6
、マグネシウム含有固体1.0kg、オルトチタン酸n−
ブチル3.4kg、2−エチル−1−ヘキサノール3.9kgを混
合し、撹拌しながら、130℃に2時間加熱して溶解させ
均一な溶液とした。その溶液を70℃とし、p−トルイル
酸エチル0.2kgを加え1時間反応させた後、フタル酸ジ
イソブチル0.4kgを加え、更に1時間反応させ撹拌しな
がら四塩化ケイ素10kgを2時間30分かけて滴下し固体を
析出させ、更に70℃、1時間撹拌した。固体を溶液から
分離し精製ヘキサンにより洗浄し固体生成物(I)を得
た。
該固体生成物(I)全量を25℃に保持したトリエチル
アルミニウム450gおよびp−トルイル酸メチル75gを含
むヘキサン10に懸濁させた後、プロピレン250gを添加
し、撹拌しながら25℃にて1時間反応させ、1段目の重
合処理を行った。反応時間経過後、上澄液を除いた後、
n−ヘキサン6を加え、デカンテーションで除く操作
を2回繰り返した。
引き続いて、撹拌下、n−ヘキサン10、トリエチル
アルミニウム450gおよびp−トルイル酸メチル75gを添
加後、アリルトリメチルシラン1.3kgを加え、25℃にて
2時間反応させ、2段目の重合処理を行った。処理後、
上澄液を除き、n−ヘキサン6を加えてデカンテーシ
ョンで上澄液を除く操作を4回繰り返して、プロピレン
およびアリルトリメチルシランによる多段重合処理を施
した固体生成物(II)を得た。
該固体生成物(II)全量を1,2−ジクロルエタン10
で希釈した四塩化チタン10とともにフタル酸ジイソブ
チル0.4kgを加え、撹拌しながら100℃で2時間反応させ
た後、同温度にてデカンテーションにより液相部を除
き、更に1,2−ジクロルエタン10、四塩化チタン10
を加え、撹拌しながら100℃にて2時間反応させた後、
熱時濾過し固体部を採取してn−ヘキサンで洗浄し、乾
燥してチタン含有担持型触媒成分(III)を得た。
該チタン含有担持型触媒成分(III)中のプロピレン
重合体ブロック含有量は15.0重量%、アリルトリメチル
シラン重合体ブロック含有量は35.0重量%、またチタン
原子含有量は1.7重量%であった。
(2)実施例1の(2)において、チタン含有担持型触
媒成分(III)として上記(1)で得られたチタン含有
担持型触媒成分(III)400gを用いること以外は同様に
して予備活性化触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得られた予備活性化触媒成分を用
い、触媒の第三成分としてジイソプロピルジメトキシシ
ランに代えてジシクロヘキシルジメトキシシランをチタ
ン原子に対してモル比が90となるように用い、かつ各触
媒成分を重合器内の全圧力が8kg/cm2Gを保つように重合
器に供給すること、更に重合器内の気相中の水素濃度を
0.9容積%とすること以外は同様にしてプロピレンの重
合を行い、ポリプロピレンを得た。
(4)実施例1の(4)において、ポリプロピレンとし
て上記(3)で得られたポリプロピレンを用いること以
外は同様にして成形品の製造と評価を行った。
比較例7 実施例4の(1)において、固体生成物(I)に対し
プロピレンとアリルトリメチルシランによる多段重合処
理をすることなく固体生成物(I)を固体生成物(II)
相当物とすること以外は同様にしてチタン含有担持型触
媒成分を得た。以後は実施例4の(2)、(3)、
(4)と同様にしてポリプロピレンを得て成形品の製造
と評価を行った。
実施例5 (1)撹拌機付きステンレス製反応器中で、n−ヘプタ
ン8、無水塩化マグネシウム1.0kg、オルトチタン酸
n−ブチル7.4kgを混合し、撹拌しながら90℃に昇温
し、2時間加熱して溶解させ均一な溶液とした。次に該
均一溶液を40℃に冷却し、メチル水素ポリシロキサン1,
500mlを滴下し、固体を析出させた。これをn−ヘプタ
ンで洗浄して灰白色の固体を得た。
該固体500g、およびn−ヘプタン7を撹拌機付きス
テンレス製反応器中に入れた。次にフタル酸ジイソブチ
ル100gを加え30℃で1時間経過後、四塩化ケイ素11.3kg
と四塩化チタン500gの混合液を1時間かけて滴下した。
続いて30℃で30分間、更に90℃で1時間反応させた。固
体を溶液から分離し、n−ヘプタンで洗浄して固体生成
物(I)を得た。
マグネシウム原子換算で2.5モルの該固体生成物
(I)を、30℃に保持したトリエチルアルミニウム200g
およびジフェニルジメトキシシラン60gを含むn−ヘプ
タン5に懸濁させた後、エチレン12Nを添加し、撹
拌しながら30℃にて1時間反応させ、1段目の重合処理
を行った。
反応時間経過後、未反応エチレンを除去し、引き続い
て4,4−ジメチルペンテン−1を280g加え、30℃にて2
時間反応させ、2段目の重合処理を行った。処理後、固
体を反応液スラリーから分離し、n−ヘプタンで洗浄し
て、エチレンと4,4−ジメチルペンテン−1で多段に重
合処理された固体生成物(II)を得た。
該固体生成物(II)全量を四塩化チタン6を含むn
−ヘプタン溶液12と混合し、続いてフタル酸ジヘプチ
ル100gを加えて50℃で2時間反応させた後、n−ヘプタ
ンで洗浄し、更に四塩化チタン150を加えて90℃で洗
浄してチタン含有担持型触媒成分(III)を得た。
該チタン含有担持型触媒成分(III)のエチレン重合
体ブロック含有量は25.0重量%、4,4−ジメチルペンテ
ン−1重合体ブロック含有量は25.0重量%、チタン原子
含有量は1.5重量%であった。
(2)実施例1の(2)において、チタン含有担持型触
媒成分(III)として上記(1)で得られたチタン含有
担持型触媒成分(III)400gを用いること以外は同様に
して予備活性化触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得られた予備活性化触媒成分を用
い、触媒の第三成分としてジイソプロピルジメトキシシ
ランに代えてシクロペンタメチレンジメトキシシランお
よびt−ブチルトリトリメトキシシランをチタン原子に
対してモル比がそれぞれ20および50となるように用い、
かつ各触媒を重合器内の全圧力が8kg/cm2Gを保つように
重合器に供給すること、更に重合器内の気相中の水素濃
度を22容積%とすること以外は同様にしてプロピレンの
重合を行い、ポリプロピレンを得た。
(4)実施例1の(4)において、ポリプロピレンとし
て上記(3)で得られたポリプロピレンを用いること以
外は同様にして成形品の製造と評価を行った。
比較例8 実施例5の(1)において、固体生成物(I)に対し
エチレンと4,4−ジメチルペンテン−1による多段重合
処理をすることなく固体生成物(I)を固体生成物(I
I)相当物とすること以外は同様にしてチタン含有担持
型触媒成分を得た。以後は実施例5の(2)、(3)、
(4)と同様にしてポリプロピレンを得て成形品の製造
と評価を行った。
実施例6 撹拌機付きステンレス製反応器中において、n−デカ
ン2.5、無水塩化マグネシウム480gおよび2−エチル
−1−ヘキサノール1.95kgを130℃で2時間加熱して溶
解させ均一な溶液とした後、この溶液中に無水フタル酸
111gを添加し、130℃にて更に撹拌混合を行い、無水フ
タル酸を該均一溶液に溶解させた。
この様にして得られた均一溶液を室温に冷却した後、
−20℃に保持された四塩化チタン10に1時間かけて全
量を滴下した。滴下後、この混合液の温度を4時間かけ
て110℃に昇温し、110℃に達したところで同温度にて2
時間撹拌下に反応させた固体を溶液から分離し、n−ヘ
キサン洗浄して固体生成物(I)を得た。
該固体生成物(I)全量を40℃に保持したトリエチル
アルミニウム450gおよびジフェニルジメトキシシラン14
5gを含むn−デカン10に懸濁させた後、プロピレン47
0gを添加し、撹拌しながら40℃にて1時間反応させ、1
段目の重合処理を行った。反応時間経過後、固体を溶液
から分離しn−ヘキサンで洗浄した。
引き続いて、撹拌下、n−デカン10、トリエチルア
ルミニウム450g、およびジフェニルジメトキシシラン14
5gを添加後、3−メチルブテン−1を350g加え、40℃に
て2時間反応させて2段目の重合処理を行った。処理
後、固体を溶液から分離し、n−ヘキサンで洗浄してプ
ロピレンおよび3−メチルブテン−1で多段に重合処理
された固体生成物(II)を得た。
該固体生成物(II)全量を10の四塩化チタンと混合
し、続いてフタル酸ジイソブチル350gを添加し、撹拌し
ながら110℃に2時間反応させた後、同温度においてデ
カンテーションにより、液相部を除き、再び四塩化チタ
ン1,000mlを加え、110℃に2時間、加熱反応を行った。
反応終了後、同温度においてデカンテーションにより
液相部を除いた後、80℃のn−デカンおよびn−ヘキサ
ンで洗浄してチタン含有担持型触媒成分(III)を得
た。
該チタン含有担持型触媒成分(III)のプロピレン重
合体ブロック含有量は30.0重量%、3−メチルブテン−
1重合体ブロック含有量は20.0重量%、チタン原子含有
量は1.5重量%であった。
(2)実施例1の(2)において、チタン含有担持型触
媒成分(III)として上記(1)で得られたチタン含有
担持型触媒成分(III)400gを用い、またプロピレンに
代えてエチレン180Nを用いること以外は同様にして予
備活性化触媒成分を得た。
(3)窒素置換をした内容積80の撹拌器を備えたL/D
=3の横形重合器にMFR6.0のポリプロピレンパウダー20
kgを投入後、上記(2)で得た予備活性化触媒成分にn
−ヘキサンを加えて、4.0重量%のスラリーとした。該
予備活性化触媒成分スラリーをチタン原子換算で0.55ミ
リグラム原子/hrで、有機アルミニウム化合物(A2)と
してトリエチルアルミニウムをチタン原子に対してモル
比が170となるように、また触媒の第三成分である有機
ケイ素化合物(S)としてジフェニルジメトキシシラン
および3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン
をチタン原子に対してモル比が30および20となるように
触媒として同一配管から連続的に供給した。一方、重合
器の気相中の濃度が2.8容積%を保つ様に水素を、全圧
力が18kg/cm2Gを保つようにプロピレンを重合器にそれ
ぞれ供給して、プロピレンの気相重合を80℃において12
0時間、連続して行った。
該重合期間中は、重合器内の重合体の保有レベルが60
容積%となるように重合体を重合器から系外に連続的に
10kg/hrで抜き出した重合体を続いてプロピレンオキサ
イドを0.2容積%含む窒素ガスを用いて、95℃にて15分
間接触処理した後、製品ポリプロピレンパウダーとして
得た。
(4)実施例1の(4)において、ポリプロピレンとし
て上記(3)で得られたポリプロピレンを用いること以
外は同様にして成形品の製造と評価を行った。
比較例9 実施例6の(1)において、固体生成物(I)に対し
プロピレンと3−メチルブテン−1による多段重合処理
をすることなく固体生成物(I)を固体生成物(II)相
当物とすること以外は同様にして得られたチタン含有担
持型触媒成分を得た。以後は実施例6の(2)、
(3)、(4)と同様にしてポリプロピレンを得て成形
品の製造と評価を行った。
実施例7 (1)実施例1の(1)において、無水塩化マグネシウ
ムに代えてにマグネシウムエトキサイドを580g使用する
こと、また1段目のプロピレンによる重合処理を省略
し、ビニルシクロシクロヘキサンにかえてp−トリメチ
ルシリルスチレンを1.3kg使用して重合処理を行うこと
以外は同様にしてチタン含有担持型触媒成分(III)を
得た。
(2)実施例1の(2)において、チタン含有担持型触
媒成分(III)として上記(1)で得られたチタン含有
担持型触媒成分(III)360gを用いること以外は同様に
して予備活性化触媒成分を得た。
(3)実施例1の(3)において、予備活性化触媒成分
として上記(2)で得られた予備活性化触媒成分を用
い、有機アルミニウム化合物(A2)としてトリエチルア
ルミニウムおよびジエチルアルミニウムモノクロライド
をチタン原子に対するモル比がそれぞれ170および30と
なるように、また触媒の第三成分として3−アミノプロ
ピルフェニルジメトキシシランをチタン原子に対してモ
ル比が40となるように用いて、かつ各触媒成分を重合器
内の全圧力が8kg/cm2Gを保つように重合器に供給するこ
と以外は同様にしてプロピレンの重合を行い、ポリプロ
ピレンを得た。
(4)実施例1の(4)において、ポリプロピレンとし
て上記(3)で得られたポリプロピレンを用いること以
外は同様にして成形品の製造と評価を行った。
比較例10 実施例7の(1)において、固体生成物(I)に対し
プロピレンとp−トリメチルシリルスチレンによる重合
処理をすることなく固体生成物(I)を固体生成物(I
I)相当物とすること以外は同様にしてチタン含有担持
型触媒成分を得た。以後は実施例7の(2)、(3)、
(4)と同様にしてポリプロピレンを得て成形品の製造
と評価を行った。
以上の実施例および比較例の重合条件(触媒条件)、
ポリプロピレンの物性、成形品の評価結果を表にまとめ
て示す。
[発明の効果] 本発明のポリプロピレンは前述した実施例で明らかな
ように、従来のポリプロピレンにない高い立体規則性、
比較的狭い分子分布、および微細な球晶形態を併有して
いることから、成形品とした場合には、従来のポリプロ
ピレンから製造された成形品に比較して著しく高い剛
性、透明性を有している。
従って、本発明のポリプロピレンを使用して各種の成
形方法によって製造された成形品は従来のポリプロピレ
ン成形品では使用されることのなかった用途分野への拡
大が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法を説明するための製造工程図
(フローシート)である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−54008(JP,A) 特公 平7−13108(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 4/658

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液状化したマグネシウム化合物とハロゲ
    ン、ハロゲン化炭化水素、ハロゲン含有金属化合物であ
    って該金属が、Si、Al、TiもしくはZrであるものから選
    ばれたハロゲン化剤である析出剤(X1)、前述のハロゲ
    ン化剤から選ばれたハロゲン化合物(X2)、電子供与体
    (B1)、および一般式Ti(OR174-uXu(式中、R17はア
    ルキル基、シクロアルキル基またはアリール基、Xはハ
    ロゲン、uは0<u≦4の数である)のチタン化合物
    (T1)を接触((T1)がハロゲン化チタンの場合
    (X1)、(X2)は必須でなく、(X1)がハロゲン化合物
    の場合(X2)の使用は必須でない)して得られた固体生
    成物(I)を、有機アルミニウム化合物(A1)の存在
    下、 次式、 CH2=CH−R3 (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽和
    環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数3
    から18の含飽和環炭化水素基を表わす。)で示される含
    飽和環炭化水素単量体、 次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から3
    までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5
    R6、R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6まで
    の鎖状炭化水素基を表わすが、R5、R6、R7のいづれか1
    個は水素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン
    類、および 次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、R8
    はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖状
    炭化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい炭
    素数1から12までの炭化水素基 水素、またはハロゲン
    を表わし、mが2の時、各R9は同一でも異なっていても
    よい。)で示される芳香族系単量体から選ばれた1以上
    の非直鎖オレフィン、若しくは直鎖オレフィンおよび該
    非直鎖オレフィンで1段、若しくは多段に重合処理し、
    固体生成物(II)を得、該固体生成物(II)にハロゲン
    化チタン化合物(T2)を反応させて得られるチタン含有
    担持型触媒成分(III)と 有機アルミニウム化合物(A2)および ケイ素を含んでいてもよい環状炭化水素基、枝鎖炭化
    水素基、メルカプト基、およびアミノ基の中から選択さ
    れる1種類以上の基を有し、かつSi−O−C結合を有す
    る有機ケイ素化合物(S)、 を組み合わせた触媒を用いてプロピレンを重合して得ら
    れ、メルトフローレート(MFR)が0.1〜100(g/10分、
    荷重2.16kgf)、アイソタクチックペンタッド分率
    (P)が0.970〜0.990、重量平均分子量の数平均分子量
    に対する比、重量平均分子量/数平均分子量(Q)が2
    〜5.2で、JIS K法で測定した曲げ弾性率16400kgf/cm2
    以上およびJIS K 6714で測定した透明度(ヘイズ)
    3.0〜1.8%であるポリプロピレン。
  2. 【請求項2】液状化したマグネシウム化合物とハロゲ
    ン、ハロゲン化炭化水素、ハロゲン含有金属化合物であ
    って該金属が、Si、Al、TiもしくはZrであるものから選
    ばれたハロゲン化剤である析出剤(X1)、前述のハロゲ
    ン化剤から選ばれたハロゲン化合物(X2)、電子供与体
    (B1)、および一般式Ti(OR174-uXu(式中、R17はア
    ルキル基、シクロアルキル基またはアリール基、Xはハ
    ロゲン、uは0<u≦4の数である)のチタン化合物
    (T1)を接触((T1)がハロゲン化チタンの場合
    (X1)、(X2)は必須でなく、(X1)がハロゲン化合物
    の場合(X2)の使用は必須でない)して得られた固体生
    成物(I)を、有機アルミニウム化合物(A1)の存在
    下、 次式、 CH2=CH−R3 (式中、R3はケイ素を含んでいてもよい炭化水素の飽和
    環状構造を有する、ケイ素を含んでいてもよい炭素数3
    から18の含飽和環炭化水素基を表わす。)で示される含
    飽和環炭化水素単量体、 次式、 (式中、R4はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から3
    までの鎖状炭化水素基、またはケイ素を表わし、R5
    R6、R7はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6まで
    の鎖状炭化水素基を表わすが、R5、R6、R7のいづれか1
    個は水素であってもよい。)で示される枝鎖オレフィン
    類、および 次式、 (式中、nは0、1、mは1、2のいずれかであり、R8
    はケイ素を含んでいてもよい炭素数1から6までの鎖状
    炭化水素基を表わし、R9はケイ素を含んでいてもよい炭
    素数1から12までの炭化水素基 水素、またはハロゲン
    を表わし、mが2の時、各R9は同一でも異なっていても
    よい。)で示される芳香族系単量体から選ばれた1以上
    の非直鎖オレフィン、若しくは直鎖オレフィンおよび該
    非直鎖オレフィンで1段、若しくは多段に重合処理し、
    固体生成物(II)を得、該固体生成物(II)にハロゲン
    化チタン化合物(T2)を反応させて得られるチタン含有
    担持型触媒成分(III)と 有機アルミニウム化合物(A2)および ケイ素を含んでいてもよい環状炭化水素基、枝鎖炭化
    水素基、メルカプト基、およびアミノ基の中から選択さ
    れる1種類以上の基を有し、かつSi−O−C結合を有す
    る有機ケイ素化合物(S)、 とを組み合わせ、該有機ケイ素化合物(S)と該チタン
    含有担持型触媒成分(III)(Ti原子換算、以下同様)
    のモル比を(S)/(III)=20〜200とし、該有機アル
    ミニウム化合物(A2)と該チタン含有担持型触媒成分
    (III)のモル比を(A2)/(III)=10〜2000とした触
    媒を用いてプロピレンを重合させることを特徴とする、
    メルトフローレート(MFR)が0.1〜100(g/10分、荷重
    2.16kgf)、アイソタクチックペンタッド分率(P)が
    0.970〜0.990、重量平均分子量の数平均分子量に対する
    比、重量平均分子量/数平均分子量(Q)が2〜5.2
    で、JIS K法で測定した曲げ弾性率16400kgf/cm2以上
    およびJIS K 6714で測定した透明度(ヘイズ)3.0〜
    1.8%であるポリプロピレンの製造方法。
  3. 【請求項3】有機アルミニウム化合物(A1)および
    (A2)として、一般式がAlR1 lR2 l 3−(l+l′)
    (式中R1、R2はアルキル基、シクロアルキル基、アリー
    ル基等の炭化水素基またはアルコキシ基を、Xはハロゲ
    ンを表し、またl,l′は0<l+l′≦3の任意の数を
    表わす。)で表される同一若しくは異なる有機アルミニ
    ウム化合物を用いる特許請求の範囲第2項に記載の製造
    方法。
  4. 【請求項4】チタン含有担持型触媒成分(III)に代え
    て、チタン含有担持型触媒成分(III)と有機アルミニ
    ウム化合物を組み合わせ、少量のオレフィンを反応させ
    て予備活性化した触媒成分を使用する特許請求の範囲第
    2項に記載の製造方法。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項に記載のポリプロピ
    レンを用いてなる成形品。
  6. 【請求項6】成形品が射出成形品である特許請求の範囲
    第5項に記載の物品。
  7. 【請求項7】成形品がフィルムである特許請求の範囲第
    5項に記載の物品。
  8. 【請求項8】成形品がシートである特許請求の範囲第5
    項に記載の物品。
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