JP3248000B2 - 安定性の改善されたポリオレフィン樹脂組成物 - Google Patents
安定性の改善されたポリオレフィン樹脂組成物Info
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Description
物に関し、詳しくは、ポリオレフィン樹脂に特定のリン
化合物および酸吸収剤を添加して得られる組成物または
さらにフェノール系酸化防止剤およびまたはチオエーテ
ル系酸化防止剤を添加して得られる色安定性、熱安定性
および耐腐食性の改善されたポリオレフィン組成物に関
する。
のポリオレフィンは比較的安価であり、優れた機械的性
質を有するので、射出成形品、中空成形品、シート、フ
ィルム等の各種成形品の製造に用いられている。しかし
ながら、これらポリオレフィンは成形加工時に、熱、酸
素などの化学的作用、剪断力などの機械的作用によって
劣化し、着色や機械的強度が低下して、使用に耐えられ
なくなる。このため、従来より成形加工時の熱劣化を防
止する目的で、各種の酸化防止剤が広く用いられている
が、これらの添加剤、特にフェノール系酸化防止剤を含
有するポリオレフィンは、長期間保管すると黄変する欠
点をもっている。また近年高活性触媒を用いて、触媒除
去工程を省略したプロセスで、ポリオレフィンが製造さ
れているが、触媒残渣のために、製品ポリマーの熱安定
性、色、耐候性などの悪化を促進するといわれている。
成形品の品質の低下を防止する目的で、ホスファイト等
の含リン化合物を添加する方法が提案されている。(例
えば特公昭59−21343、特開昭62−4344
2、特公昭62−4418)。しかし良好な酸化防止性
能を有するリン化合物は、吸湿しやすく取扱いが困難で
あったり、金属の腐食を起こしやすいなどの欠点を有す
る等まだ充分でなく、改良が望まれていた。
の化学的作用による長期保存中の黄変および加熱時の劣
化を防止し、金属腐食性を低減したポリオレフィン組成
物を提供することを目的とする。
課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ポリオレフィ
ン樹脂に対して、次の一般式(I)、(II)、(II
I)または(IV)で表されるリン化合物の1種または
2種以上と、ハイドロタルサイト類、所望により脂肪酸
金属塩、ヒドロキシ脂肪酸金属塩、脂肪酸の1種または
2種以上とを添加することにより、耐熱性、長期保存時
の黄変防止、金属腐食防止などの極めて優れたポリオレ
フィン樹脂組成物が得られることを見いだした。
が、下記のリン化合物の1種または2種以上とハイドロ
タルサイトとを含有してなる、安定性が改善されたポリ
オレフィン樹脂組成物を提供するものである。
素、炭化水素基、含酸素炭化水素基を、M1およびM5
は水素、周期律表第Ia族アルカリ金属、第IIa族ア
ルカリ土金属または第IIb族亜鉛族金属を、M2およ
びM3は水素または第Ia族アルカリ金属およびM4は
第IIa族アルカリ土金属または第IIb族亜鉛属金属
を示す。s、tはそれぞれM1,M4の原子価を表す。
wは1または零である。炭化水素基の例としては、アル
キル、アリール、アルキルアリール、シクロアルキルア
リール、アルキルアルケニルアルキル等が、また含酸素
炭化水素基の例としてはヒドロキシアルキル、ヒドロキ
シアルキルオキシアルキル等がある。
ポリオレフィンとは、エチレンとプロピレン、1−ブテ
ン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン−1、1
−オクテンなどのα−オレフィンとの共重合体であっ
て、特にチーグラー系高活性触媒で重合され、かつ触媒
除去工程を経ていないポリオレフィンを使用した場合に
著しい効果を示す。
は少なくともマグネシウム及びチタンを含有する固体触
媒成分と有機アルミニウム化合物とからなるものであ
る。該固体触媒成分としては、金属マグネシウム;水酸
化マグネシウム;酸化マグネシウム;塩化マグネシウム
などのマグネシウム塩;ケイ素、アルミニウム、カルシ
ウム;炭酸マグネシウムから選ばれる元素とマグネシウ
ム原子とを含有する複塩、複酸化物、炭酸塩、塩化物、
あるいは水酸化物など;さらにはこれらの無機質固体化
合物を含酸化化合物、含硫黄化合物、芳香族炭化水素、
ハロゲン含有物質で処理または反応させたものなどマグ
ネシウムを含む無機質固体化合物にチタン化合物を公知
の方法により担持させたものが挙げられる。
水;アルコール、フェノール、ケトン、アルデヒド、カ
ルボン酸、エステル、ポリシロキサン、酸アミドなどの
有機含酸素化合物;金属アルコキシド、金属のオキシ塩
化物などの無機系含酸素化合物を例示することができ
る。
ーテルのような有機、含硫黄化合物、二酸化硫黄、三酸
化硫黄、硫酸のような無機硫黄化合物を例示することが
できる。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、アントラセン、フェナントレンのような
各種の単環および多環および多環の芳香族炭化水素化合
物を例示することができる。ハロゲン含有物質として
は、塩素、塩化水素、金属塩化物、有機ハロゲン化物の
ような化合物を例示することができる。一方マグネシウ
ムを含む無機質固体化合物に担持させるチタン化合物と
しては、チタンのハロゲン化物、アルコキシハロゲン化
物、アルコキシド、ハロゲン化酸化物などを挙げること
ができる。チタン化合物としては4価のチタン化合物と
3価のチタン化合物が好適であり、4価のチタン化合物
としては具体的には一般式Ti(OR)nX4−n(こ
こでRは炭素数1〜20のアルキル基、アリール基また
はアラルキル基を示し、Xはハロゲン原子を示し、nは
0≦n≦4の整数である)で示されるものが好ましく、
四塩化チタン、四臭化チタン、四ヨウ化チタン、モノメ
トキシトリクロロチタン、ジメトキシジクロロチタン、
トリメトキシモノクロロチタン、テトラメトキシチタ
ン、モノエトキシトリクロロチタン、ジエトキシジクロ
ロチタン、トリエトキシモノクロロチタン、テトラエト
キシチタン、モノイソプロポキシトリクロロチタン、ジ
イソプロポキシジクロロチタン、トリイソプロポキシモ
ノクロロチタン、テトライソプロポキシチタン、モノブ
トキシトリクロロチタン、ジブトキシジクロロチタン、
モノペントキシトリクロロチタン、モノフェノキシトリ
クロロチタン、テトラフェノキシチタンなどを挙げるこ
とができる。3価のチタン化合物としては、四塩化チタ
ン、四臭化チタンなどの四ハロゲン化チタンを水素、ア
ルミニウム、チタンあるいは周期律表I〜III族金属
の有機金属化合物により還元して得られる三ハロゲン化
チタンが挙げられる。また一般式Ti(OR)mX
4−m(ここでRは炭素数1〜20のアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基を示し、Xはハロゲン原子を
示し、mはO≦m≦4の整数である)で示される4価の
ハロゲン化アルコキシチタンを周期律表I〜III族金
属の有機金属化合物により還元して得られる3価のチタ
ン化合物が挙げられる。
ン化合物がとくに好ましい。他の触媒系の例としては、
固体触媒成分としていわゆるグリニャール化合物などの
有機マグネシウムとチタン化合物との反応生成物を用い
ることができる。
分としてSiO2、Al2O3などの無機酸化物と前記
の少なくともマグネシウム及びチタンを含有する固体触
媒を接触させて得られる固体物質を用いることもでき
る。
有機アルミニウム化合物の具体的な例としては、一般式
R3Al,R2AlX,RAlX2,R2AlOR,R
Al(OR)XおよびR3Al2X3の有機アルミニウ
ム化合物(ここでRは炭素数1〜20のアルキル基、ア
リール基またはアラルキル基を示し、Xはハロゲン原子
を示し、Rは同一でもまた異なってもよい)で示される
化合物が好ましく、トリエチルアルミニウム、トリイソ
ブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリ
オクチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリ
ド、ジエチルアルミニウムエトキシド、エチルアルミニ
ウムセスキクロリドおよびこれらの混合物などが挙げら
れる。
限されないが、通常チタン化合物に対して0.1〜1,
000モル倍使用することができる。重合反応は通常の
チグラー型触媒によるオレフィンの重合反応と同様にし
て行なわれる。すなわち反応はすべて実質的に酸素、水
などを絶った状態で、気相または不活性溶媒の存在かも
しくはモノマー自体を溶媒とする液相で行われる。オレ
フィンの重合反応は温度20〜300℃、好ましくは4
0〜200℃であり、圧力は常圧ないし70kg/cm
2G、好ましくは2kg/cm2Gないし60kg/c
m2Gである。分子量の調節は重合温度、触媒のモル比
などの重合条件を変えることによってもある程度可能で
あるが、重合系中に水素を添加することにより効果的に
行われる。もちろん水素濃度、重合温度などの重合条件
の異なった2段階またはそれ以上の多段階の重合反応も
なんら支障なく実施できる。
媒成分として従来のバナジウムを主体とする固体触媒成
分を使用して得られるポリオレフィンとは明確に区別さ
れる。両者は共重合体を構成するモノマーが同一であ
り、かつ密度が同一であっても、DSCによるTmは本
発明のポリオレフィンの方が高い。またC6不溶分は本
発明の共重合体が10重量%以上であるのに対し、バナ
ジウム含有触媒を用いた場合は同不溶分が存在しない
か、または極めて少量である。
合物を例示すると、
表例を示すと、
代表例を示すと、
表例を示すと、
ポリオレフィン100重量部に対して、0.01〜2重
量部である。本発明に使用されるハイドロタルサイト類
は次式で示される複塩化合物である。
x/n ・mH2 O (ここで 0<x≦0.5、m:実数 M2+:Mg,CaまたはZn、 An-:n価の陰イオン) この化合物としては天然品及び合成品のいずれも用いら
れるが、とくにM2+がMg、An-がCO3 2- である合成
品が望ましい。本発明に使用する上記成分の配合組成
は、ポリオレフィン100重量部に対して、0.02〜
0.08重量部である。この成分を配合することによっ
て、上記リン化合物の単独の添加より大幅に酸化防止性
能が相乗的に改善されるものである。
肪酸金属塩または脂肪酸を合わせて使うことが好まし
い、脂肪酸金属塩、ヒドロキシ脂肪酸金属塩、脂肪酸を
例示すると、脂肪酸金属塩としては、ラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、
リノール酸、リノレン酸などの脂肪酸とリチウム、ナト
リウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛等金属との塩
が挙げられるが、特にステアリン酸カルシウムが望まし
い。また色安定性を改善するためにこれらの金属塩と脂
肪酸との混合物を用いることも好ましく、混合比として
は2:8〜8:2の範囲、好ましくは1:2〜2:1の
範囲が望ましい。脂肪酸としては上記脂肪酸などが例示
され、ステアリン酸とステアリン酸カルシウムの混合物
が最も好ましく使用される。本発明に使用する上記成分
の配合組成は、ポリオレフィン100重量部に対して、
0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜2重量部であ
る。
化防止剤および/またはチオエーテル系酸化防止剤を添
加することによって、一層熱安定性を向上させることが
できる。
は、2,6−第3ブチル−4−メチルフェノール、2−
第3ブチル−4−メトキシ−フェノール、n−オクタデ
シル−3−(3,5−ジ−第3ブチル−4−ヒドロキシ
フェニル)プロピオネート、2,2′−エチリデン−ビ
ス(2,4−第3ブチルフェノール)、4,4′−チオ
ビス(3−メチル−6−第3ブチルフェノール)、1,
3,5−トリメチル、2,4,6−トリス(3,5−ジ
第3ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリ
ス(3,5−ジ−第3ブチル−4−ヒドロキシベンジ
ル)イソシアヌレート、トリス(4−第3ブチル−2,
6−ジメチル−3−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレ
ート、テトラキス−〔メチレン−3−(3′,5′−ジ
−第3ブチル)−4′−ヒドロキシ−フェニル)プロピ
オネート〕メタン、3,9−ビス〔1,1−ジ−メチル
−2−{β−(3−第3−ブチル−4−ヒドロキシ−5
−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル〕−
2,4,8,10−テトラオキザスピロ〔5,5〕ウン
デカン、4,4′−チオ−ビス(3−メチル−6−第3
ブチルフェノール)などがある。これらの酸化防止剤は
0.01〜0.15重量部添加され使用される。
ウリル−3,3′−チオジプロピオネート、ジステアリ
ル−3,3′−チオジプロピオネート、ジミリスチル−
3,3′−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトー
ル−テトラキス−(β−ラウリル−チオプロピオネー
ト)、2−メルカプト−5−メチルベンズイミダゾール
等が例示される。これらの酸化防止剤は0.01〜0.
15重量部添加され使用される。
ードアミン化合物などの光安定剤を添加することによっ
て、その耐候性を改善することができる。紫外線吸収剤
の具体例としては、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2
−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、5,
5′−メチレンビス(2−ヒドロキシ−4−メトキシベ
ンゾフェノン)等の2−ヒドロキシベンゾフェノン類、
2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベン
ゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′−第3
オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒ
ドロキシ−3′,5′−ジ第3ブチルフェニル)−5−
クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−
3′−第3ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロ
ロベンゾトリアゾール、2,2′−メチレンビス(4−
第3オクチル−6−ベンゾトリアゾル)フェノール等の
ベンゾトリアゾール類、レゾルシノールモノベンゾエー
ト、2,4−ジ−第3ブチルフェニル−3′−5′−ジ
第3ブチル−4′−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデ
シル−3−5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシベンゾエ
ート等のベンゾエート類が挙げられる。
は、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリ
ジル)セバケート、テトラキス(2,2,6,6−テト
ラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタン
テトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−
ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)−
1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、1−
(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメ
チル−4−ピペリジノールとコハク酸ジエチルの重縮合
物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジルアミノ)ヘキサンと2,4−ジクロロ−6
−第3オクチルアミノ−s−トリアジンの重縮合物等が
挙げられる。
重金属不活性剤、造核剤、顔料、充填剤、可塑剤、エポ
キシ化合物、発砲剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、加工
助剤等を包含させることができる。
較例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに
よって限定されるものではない。なお実施例及び比較例
における性状の測定は、下記の方法によった。
タンおよび四塩化チタンから得られた固体触媒とトリエ
チルアルミニウムとからなる触媒を用いて、エチレンと
1−ブテンとを共重合させてエチレン・1−ブテン共重
合体を得た。触媒成分はMg量で20ppm残留してい
た。
は、1−ブテン含量4モル%、密度0.922g/cm
3 、MFR2g/10minであった。ハイドロタルサ
イト(成分(b))協和化学工業株式会社製合成ハイド
ロタルサイト(商品名:DHT−4A)
加剤を配合した後、厚さ2mmのプレスシートを作成
し、その黄色度(JISK7103による)を測定して
初期色相とした。
合した組成では、長期保管によってペレットまたは成形
品が黄変することが実用上問題となる。フェノール系酸
化防止剤を併用する実施例では、この長期保管時の黄変
の程度を推定するための加速試験を行った。すなわち、
調製した組成物で作製した厚さ2mmのプレスシート
を、温度80℃、相対湿度90%の恒温恒湿槽に2週間
暴露した後、黄色変(JISK7103による)を測定
した。
安定性の目安として、混練中の粘度変化に対応する変化
を測定した。すなわち、調製した組成物を東洋精機
(株)製のラボプラストミルを用いて210℃、40r
pmで混練を行い、ポリエチレンについては定常トルク
値が急激に上昇変化を示すに至るまでの時間(分)を測
定し、ポリプロピレンについては20分間混練した後の
トルク値の低下率(%)を測定した。これを熱劣化度と
する。
り、その粉末の上にゼムクリップを放置して、温度30
℃、相対湿度90%の恒温恒湿槽に暴露し、錆の発生す
るまでの時間を測定した。
の無添加粉末に、各種添加剤をドライブレンドした後、
押出機によって混練し、ペレット化した。 (a)成分である一般式(I)のリン化合物として例示
化合物No.6、一般式(II)としてNo.7、一般式
(III)としてNo.12、一般式(IV)としてNo.1
7を選び、各種添加剤を配合した。
(c)成分としてステアリン酸カルシウムを添加した例
を示した。また比較例5には、他のリン化合物であるビ
ス(2,4−ジ−第3ブチルフェニル)ペンタエリスリ
トールジホスファイトにステアリン酸カルシウムを添加
した例を示した。実施例1には、成分(b)を添加した
例を、実施例2には、(c)成分としてステアリン酸カ
ルシウムと(b)成分を、実施例3には(c)成分とし
てヒドロキシステアリン酸カルシウムと(b)成分を、
実施例4には(c)成分としてステアリン酸カルシウム
とステアリン酸の混合物と(b)成分を配合した例を示
した。いずれの実施例も比較例に比べ、酸化防止性能が
大幅に改善され、錆も発生していない。また初期色相も
黄味を帯びていない。
してテトラキス−〔メチレン−3−(3′,5′−ジ−
第3ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト〕メタンとステアリン酸カルシウムを添加した例を示
した。実施例5〜8にはこれらリン化合物に(c)成分
としてステアリン酸カルシウムと(b)成分を添加し、
更に実施例5にはフェノール系酸化防止剤としてテトラ
キス−〔メチレン−3−(3′,5′−ジ−第3ブチル
−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン
を添加した例を、実施例6及び7にはチオエーテル系酸
化防止剤としてジラウリル3,3′−チオジプロピオネ
ートを添加した例を、実施例8にはフェノール系酸化防
止剤としてテトラキス−〔メチレン−3−(3′,5′
−ジ−第3ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピ
オネート〕メタン、チオエーテル系酸化防止剤としてジ
ラウリル−3,3′−チオジブロピオネートを添加した
例を示した。
をポリオレフィンに用いることによって耐熱性、耐腐食
性等にすぐれ、黄変しないポリオレフィン樹脂組成物を
えることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 高活性チーグラー系触媒を用いて重合さ
れ、かつ脱灰工程を経ていないエチレン−α・オレフィ
ン共重合体100重量部に、 (A)下記一般式(I)、(II) 、 (III)または(IV)
で表されるリン化合物の1種または2種以上0.01〜
2重量部と (B)ハイドロタルサイト類0.02〜0.08重量部
とを添加してなるポリオレフィン樹脂組成物。 一般式(I): 【化1】 一般式(II): 【化2】 一般式 (III): 【化3】 一般式(IV): 【化4】 〔式中R1 、R2 、R3 およびR4 は水素、炭化水素基
または含酸素炭化水素基を、M1 およびM5 は水素、周
期律表第Ia族アルカリ金属、第IIa族アルカリ土金属
または第IIb族亜鉛属金属を、M2 およびM3 は水素ま
たは第Ia族アルカリ金属およびM4 は第IIa族アルカ
リ土金属または第IIb族亜鉛属金属を示す。s、tはそ
れぞれM1 、M5 の原子価を表す。wは1または零であ
る。〕 - 【請求項2】 さらに(C)脂肪酸金属塩、ヒドロキシ
脂肪酸金属塩および脂肪酸からなる群から選ばれる1種
または2種以上の化合物を添加してなる請求項1記載の
ポリオレフィン樹脂組成物。 - 【請求項3】 さらに(D)ヒンダードフェノール系酸
化防止剤および/またはチオエーテル系酸化防止剤を添
加してなる請求項1又は2記載のポリオレフィン樹脂組
成物。
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- 1992-02-04 JP JP06275492A patent/JP3248000B2/ja not_active Expired - Fee Related
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