JP4820472B2 - オレフィン重合用触媒成分、オレフィン重合用触媒およびそれを用いたポリオレフィンの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はオレフィン重合用触媒成分、触媒ならびに該触媒を用いたポリオレフィンの製造方法に存する。更に詳しくは、特定の構造を有するイオン交換性層状珪酸塩を用いることにより、オレフィン重合用触媒の活性が高く、重合反応器壁面等への付着がなく、安定したポリオレフィンの製造を可能にする触媒を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】
粘土または粘土鉱物をオレフィン重合用触媒成分として利用した触媒の存在下に、オレフィンを重合してオレフィン重合体を製造することは公知である(特開平5−301917等)。また酸処理、塩類処理または酸と塩の共存処理を行ったイオン交換性層状化合物を成分として含むオレフィン重合触媒も知られている(特開平7−309907、特開平8−127613、特開平10−168109等)。さらに、製造するポリマーの粒子性状の改良やファウリング予防のために、あらかじめ予備的な重合を行う方法(特開平5−295022、特開平10−168130)や、粘土または粘土鉱物を造粒することにより性状の良い重合パウダーを得る方法も知られている(特開平7−228621)。また、最近では、イオン交換性層状珪酸塩を造粒した後に化学処理を行うことにより、さらに性状の良い重合パウダーを得る技術も開示されている(特開平12−1310)。
しかしながら、これまでの技術では、触媒活性と製造安定性に不可欠なポリマーの粒子性状の点で、両方を共に満たすレベルには到達していない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高活性でポリマー性状の優れた重合体を低コストにて得ることが出来るオレフィン重合用触媒成分およびオレフィン重合用触媒ならびにポリオレフィンの製造法を提供するものである。さらに、従来よりファウリングが起こりやすく製造が困難とされてきた低融点ポリマーの重合においても、ポリマーパウダー同士の付着が少なく、反応器への付着等が改良される。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々検討を行った結果、特定の構造を有する無機珪酸塩をオレフィン重合用の触媒成分として使用することにより、オレフィン重合用触媒活性の向上や安定なポリオレフィン製造を可能にし、経済性に優れた性能を示すとの知見を得た。
本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであり、その第一の要旨は、次の[特性1]、[特性2]を有するイオン交換性層状珪酸塩から成るオレフィン重合用触媒成分に存する。
[特性1] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、最大ピーク強度DVMを示す細孔直径Dmが、60〜200Åである。
[特性2] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、ピーク強度が最大ピーク強度DVMの1/2である点に対応する小径側細孔直径をDm1/2(Å)とするとき、Dm1/2/Dmが、0.65以上、1未満である(ただし、Dm1/2が複数あるときは最も大きい値とする)。
【0005】
その第二の要旨は、成分[A]周期律表第4〜6族のメタロセン系化合物、[B]前記した[特性1]、[特性2]を有するイオン交換性層状珪酸塩、および必要に応じて使用する[C]有機アルミニウム化合物から成るオレフィン重合用触媒に存する。
さらに第三の要旨は、上述のオレフィン重合用触媒を使用してポリオレフィンを製造する方法に存する。特にプロピレン系ランダム共重合体を製造する場合に本発明を利用すると効果的である。
【0006】
【実施の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
[オレフィン重合用触媒成分]
本発明のオレフィン重合用触媒成分には、次の[特性1]、[特性2]を有するイオン交換性層状珪酸塩から成るオレフィン重合用触媒成分を使用する。
[特性1] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、最大ピーク強度DVMを示す細孔直径Dmが、60〜200Åである。
[特性2] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、ピーク強度が最大ピーク強度DVMの1/2である点に対応する小径側細孔直径をDm1/2(Å)とするとき、Dm1/2/Dmが、0.65以上、1未満である(ただし、Dm1/2が複数あるときは最も大きな値とする)。
【0007】
まず,窒素吸脱着法による吸着および脱着等温線の測定について以下に述べる。
固体による気体の吸着量は、温度一定の場合、固体と気体が決まれば、吸着相互作用のポテンシャルはほぼ一定であると考えることができるので、吸着量は圧力のみの関数となり、これを一般に吸着等温線と呼ぶ。本発明においては、窒素ガスを使用し、温度77Kで、圧力は相対圧P/P0(P0は、大気圧である。)を0.02〜1の範囲で測定した。
本発明で規定している脱離等温線は、相対圧を減少させた場合に得られる曲線である。一般的に細孔分布を評価する時は、同一の吸着ガス量に対して脱離等温線の方がより低い相対圧力を示し、結果的により低い自由エネルギー状態を示すために、脱離等温線の方がより真の熱力学的安定に近い状態であるから本発明では採用している。使用するガスは、最も一般的に使用されており、細孔分布を調べるときに一般的な吸着ガスとして特性もよく調査されている窒素ガスを使用した。
【0008】
上記分析装置としては、カンタークロム社(オートソーブ)、日本ベル社(ベルソープ)、コールター社(オムニソープ)等の一般市販品が使用可能である。細孔分布の計算方法としては、BJH法が最も一般的であり、本発明ではこの方法を採用している。
測定方法の一例を以下具体的に示す。温度77Kで、圧力は相対圧P/P0(P0は、大気圧である。)を0.02〜1の範囲で測定する。BJH法により、横軸を細孔直径(単位:オングストローム,Å)、縦軸に細孔容積の微分値(単位:cc/g)で表現する。細孔分布を示すグラフを、後記実施例および比較例に対応させて、図1〜図8に示した。測定回数は通常1回で充分である。また、精度についてはサンプルの形状やデータ点数、間隔等により変化する可能性があるので一概に表現できないが、最大でデータポイントの間隔程度と推定する。
Dmとは、縦軸の値(細孔容積の微分値)が最大となる細孔直径に対応し、一般には最頻細孔径と表現されている。図4(実施例4)の細孔分布曲線についていえば、115Åの細孔径がこれに相当する。つまり、全体の細孔容積に対して、最も割合の高い細孔を示している。Dmにおける縦軸値が最大ピーク強度DVMである。Dm1/2とは、縦軸の最大値DVMに対して半分の値を示す小粒径側のポイントに対応した細孔径である。図4においては、95Åの細孔径がこれに相当する。つまり、Dm1/2/Dmの比をとると、小さい細孔側に着目した分布の尺度となり、狭い場合にはこの値が小さくなる。図4において、Dm1/2/Dmは、95/115=0.83となる。なお、細孔分布曲線の形状により、Dm1/2が複数存在することがあるが、その場合は、最も大きい値とする。
【0009】
【発明の作用】
本発明のイオン交換性層状珪酸塩は、ある特定のサイズの細孔を有している。その大きさが触媒形成、触媒の活性化さらには重合時において反応に関与する遷移金属化合物や有機アルミニウム、モノマーに対して自由に移動可能なほどに大きいため、担体中に錯体が高分散し、均一な活性化を可能にすると考えられる。
さらに、触媒粒子の均一な成長には、担体がポリマー粒子の成長と共に微粒子状に分散することが非常に重要であり、本発明のような細孔を有する担体では、これを助長すると考えられる。この様な触媒では、重合反応において、従来の触媒に比べ、触媒上での局部発熱等が抑制される。特に、溶融あるいは溶解しやすいポリマーの製造時、例えば、プロピレン系の低融点ランダム重合においては、従来為しえなかった、高活性で、かつ、粒子を維持した状態で重合を進行させることが可能となる。
【0010】
以上のような観点から、本発明のイオン交換性層状珪酸塩は、次の2つの特性を有することが必要である。
[特性1] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、最大ピーク強度DVMを示す細孔直径Dmが、60〜200Åである。即ち、最大のピーク強度を示す細孔直径サイズ(一般には「最頻細孔直径」と呼ばれることが多い。)は、60〜200Å、好ましくは70〜190Å、さらに好ましくは80〜180Åの範囲である。最大ピーク強度DVMを示す細孔直径Dmが、200Åを超えるものは強度が低下してしまうためにポリマー粒子の性状が悪く好ましくない。また60Åに満たないものは前述したように、触媒の均一な活性化、ポリマー粒子の均一な成長を損なうために、ポリマーの凝集や反応器への付着につながる。
[特性2] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、ピーク強度が最大ピーク強度DVMの1/2である点に対応する小径側細孔直径をDm1/2とするとき、Dm1/2/Dmが、0.65以上、1未満である(ただし、Dm1/2が複数あるときは最も大きい値とする)。かかる細孔直径Dm1/2 は、Dmを挟んで、Dmの大径側と小径側にそれぞれ少なくとも1つ存在するが、本発明では、小径側細孔直径をDm1/2と定義する。更に、小径側にDm1/2が複数あるときは、その最も大きい値を用いて計算する。Dm1/2/Dmは、好ましくは、0.68以上、さらに好ましくは0.70以上である。Dm1/2/Dmが0.68未満であるものは、小さい径の細孔も相当量含むことが多いために、好ましくない。
【0011】
本発明のイオン交換性層状珪酸塩は、上記2つの特性を有することが必要であるが、更に次のような特性を有することが好ましい。
[特性3] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、ピーク強度が最大ピーク強度DVMの1/3である点に対応する小径側細孔直径をDm1/3とするとき、Dm1/3/Dmが、0.55以上、1未満である(ただし、Dm1/3が複数あるときは最も大きい値とする)。かかる細孔直径Dm1/3 は、Dmを挟んで、Dmの大径側と小径側にそれぞれ少なくとも1つ存在するが、本発明では、小径側細孔直径をDm1/3と定義する。更に、小径側にDm1/3が複数あるときは、その最も大きい値を用いて計算する。Dm1/3/Dmは、好ましくは、0.56以上、さらに好ましくは0.57以上である。Dm1/3/Dmが0.56未満であるものは、小さい径の細孔も相当量含むことが多いために、好ましくない。
[特性4] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線は実質的に1山ピークである。即ち、第2ピークが存在しないか、あったとしても、その強度は最大ピーク強度DVMの50%以下、好ましくは40%以下、特に30%以下である。
[特性5] BET表面積が150〜250m2/g。表面積は、活性種となりうるサイトをコントロールし、融着等を抑制している可能性があり、この範囲のものがイオン交換性層状珪酸塩として好ましい。
[特性6] 細孔容積が0.3〜2cc/g。均質な活性化及び重合をコントロールするため、この範囲のものがイオン交換性層状珪酸塩として好ましい。
である。
[特性7] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、細孔直径が50Åのピーク強度DV50 Åとするとき、DV50 Å/DVMが、0.01以上、0.40以下、好ましくは、0.03以上、0.38以下、さらに好ましくは0.05以上、0.36以下である。DV50 Å/DVMが0.38を越えるものは、小さい径の細孔も相当量含むことが多いために、好ましくない。
【0012】
本発明において、原料として使用するイオン交換性層状珪酸塩(以下、単に珪酸塩と略記する)は、イオン結合などによって構成される面が互いに結合力で平行に積み重なった結晶構造を有し、且つ、含有されるイオンが交換可能である珪酸塩化合物を言う。大部分の珪酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出されるため、イオン交換性層状珪酸塩以外の夾雑物(石英、クリストバライト等)が含まれることが多いが、それらを含んでもよい。尚、本発明の原料とは、後述する本発明の化学処理を行う前段階の珪酸塩をさす。また、本発明で使用する珪酸塩は、天然産のものに限らず、人工合成物であってもよい。珪酸塩の具体例としては、例えば、白水春雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1995年)に記載されている次のような層状珪酸塩が挙げられる。
【0013】
(1) 1:1層が主要な構成層であるディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト、メタハロイサイト、ハロイサイト等のカオリン族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族
(2) 2:1層が主要な構成層であるモンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト等のスメクタイト族、バーミキュライト等のバーミキュライト族、雲母、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母族、アタパルジャイト、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイト、パイロフィライト、タルク、緑泥石群。
【0014】
本発明で原料として使用する珪酸塩は、上記(1)、(2)の混合層を形成した層状珪酸塩であってもよい。本発明においては、主成分の珪酸塩が2:1型構造を有する珪酸塩であることが好ましく、スメクタイト族であることが更に好ましく、モンモリロナイトが特に好ましい。層間カチオンの種類は、特に限定されないが、工業原料として比較的容易に且つ安価に入手し得る観点から、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属を層間カチオンの主成分とする珪酸塩が好ましい。
【0015】
[化学処理]
本発明で使用する珪酸塩は、特に処理を行うことなくそのまま用いることができるが、化学処理を施すことが好ましい。ここで化学処理とは、表面に付着している不純物を除去する表面処理と粘土の構造に影響を与える処理のいずれをも用いることができる。
具体的には、酸処理、アルカリ処理、塩類処理、有機物処理等が挙げられる。酸処理では表面の不純物を取り除く他、結晶構造中のAl、Fe、Mg等の陽イオンを溶出させることによって表面積を増大させる。アルカリ処理では珪酸塩の結晶構造が破壊され、構造の変化をもたらす。また塩類処理、有機物処理では、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体等を形成し、表面積や層間距離を変えることができる。イオン交換性を利用し、層間の交換性イオンを別の大きな嵩高いイオンと置換することにより、層間が拡大した状態の層状物質を得ることもできる。
【0016】
これらの化学処理に用いる酸処理剤、アルカリ処理剤、塩類処理剤および有機物処理剤は、それぞれ同時に2種類以上使用してもよい。また、酸処理剤と塩類処理剤またはアルカリ処理剤と塩類処理剤、アルカリ処理剤と有機物処理剤等を同時に使用してもよい。これら処理剤の添加時期は、処理開始時でもよいし、処理の途中でもよい。さらに、化学処理は複数回行なってもよく、任意の処理又は異なった処理の組み合わせが可能である。
酸処理で用いられる酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、シュウ酸、酢酸、安息香酸、ステアリン酸、プロピオン酸、アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸のような有機酸が挙げられ、無機酸が好ましく、特に硫酸が好ましい。
【0017】
塩類処理で用いられる塩類は、周期律表第1〜14族原子から成る群より選ばれた少なくとも一種の原子を含む陽イオンを含有する化合物である。好ましくは1〜14族原子から成る群より選ばれた少なくとも一種の原子を含む陽イオンと、ハロゲン原子、無機酸および有機酸から成る群より選ばれた少なくとも一種の陰イオンとから成る化合物であり、更に好ましくは、2〜14族原子から成る群より選ばれた少なくとも一種の原子を含む陽イオンと、Cl、Br、I、F、PO4、SO4、NO3、CO3、C2O4、OCOCH3、CH3COCHCOCH3、OCl3、O(NO3)、O(ClO4)2、O(SO4)、OH、O2、Cl2、OCl3、OCOH、OCOCH2CH3、C2H4O4及びC6H5O7から成る群より選ばれる少なくとも一種の陰イオンとから成る化合物である。
【0018】
具体的にはCaCl2、CaSO4、CaC2O4、Ca(NO3)2、Ca3(C6H5O7)2、MgCl2、MgBr2、MgSO4、Mg(PO4)2、Mg(ClO4)2、MgC2O4、Mg(NO3)2、Mg(OCOCH3)2、MgC4H4O4、Sc(OCOCH3)2、Sc2(CO3)3、Sc2(C2O4)3、Sc(NO3)3、Sc2(SO4)3、ScF3、ScCl3、ScBr3、Scl3、Y(OCOCH3)3、Y(CH3COCHCOCH3)3、Y2(CO3)3、Y2(C2O4)3、Y(NO3)3、Y(ClO4)3、YPO4、Y2(SO4)3、YF3、YCl3、La(OOCH3)3、La(CH3COCHCOCH3)3、La2(CO3)3、La(NO3)3、La(ClO4)3、La2(C2O4)3、LaPO4、La2(SO4)3、LaF3、LaCl3、LaBr3、LaI3、Sm(OCOCH3)3、Sm(CH3COCHCOCH3)3、Sm2(CO3)3、Sm(NO3)3、Sm(ClCO4)3、Sm2(C2O4)3、SmPO4、Sm2(SO4)3、SmF3、SmCl3、SmBr3、SmI3、Yb(OCOCH3)3、Yb(NO3)3、Yb(ClO4)3、Yb(C2O4)3、Yb(SO4)3、YbF3、YbCl3、Ti(OCOCH3)4、Ti(CO3)2、Ti(NO3)4、Ti(SO4)2、TiF4、TiCl4、TiBr4、TiI4、Zr(OCOCH3)4、Zr(CO3)2、Zr(NO3)4、Zr(SO4)2、ZrF4、ZrCl4、ZrBr4、ZrI4、ZrOCl2、ZrO(NO3)2、ZrO(ClO4)2、ZrO(SO4)、
【0019】
Hf(OCOCH3)4、Hf(CO3)2、Hf(NO3)4、Hf(SO4)2、HfOCl2、HfF4、HfCl4、HfBr4、HfI4、V(CH3COCHCOCH3)3、VOSO4、VOCl3、VCl3、VCl4、VBr3、Nb(CH3COCHCOCH3)5、Nb2(CO3)5、Nb(NO3)5、Nb2(SO4)5、ZrF5、ZrCl5、NbBr5、NbI5、Ta(OCOCH3)5、Ta2(CO3)5、Ta(NO3)5、Ta2(SO4)5、TaF5、TaCl5、TaBr5、TaI5、Cr(OOCH3)2OH、Cr(CH3COCHCOCH3)3、Cr(NO3)3、Cr(ClO4)3、CrPO4、Cr2(SO4)3、CrO2Cl2、CrF3、CrCl3、CrBr3、CrI3、MoOCl4、MoCl3、MoCl4、MoCl5、MoF6、MoI2、WCl4、WCl6、WF6、WBr5、Mn(OOCH3)2、Mn(CH3COCHCOCH3)2、MnCO3、Mn(NO3)2、MnO、Mn(ClO4)2、MnF2、MnCl2、MnBr2、MnI2、Fe(OCOCH3)2、Fe(CH3COCHCOCH3)3、FeCO3、Fe(NO3)3、Fe(ClO4)3、FePO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、FeF3、FeCl3、FeBr3、FeI2、FeC6H5O7、Co(OCOCH3)2、Co(CH3COCHCOCH3)3、CoCO3、Co(NO3)2、CoC2O4、Co(ClO4)2、Co3(PO4)2、CoSO4、CoF2、CoCl2、CoBr2、CoI2、NiCO3、Ni(NO3)2、NiC2O4、Ni(ClO4)2、NiSO4、NiCl2、NiBr2、Pb(OCOCH3)4、Pb(OOCH3)2、PbCO3、Pb(NO3)2、PbSO4、PbHPO4、Pb(ClO4)2、PbF2、PbCl2、PbBr2、PbI2、Cul2、CuBr2、Cu(NO3)2、CuC2O4、Cu(ClO4)2、CuSO4、Cu(OCOCH3)2、Zn(OOCH3)2、Zn(CH3COCHCOCH3)2、ZnCO3、Zn(NO3)2、Zn(ClO4)2、Zn3(PO4)2、ZnSO4、ZnF2、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2、Cd(OCOCH3)2、Cd(CH3COCHCOCH3)2、Cd(OCOCH2CH3)2、Cd(NO3)2、Cd(ClO4)2、CdSO4、CdF2、CdCl2、CdBr2、CdI2、AlF3、AlCl3、AlBr3、AlI3、Al2(SO4)3、Al2(C2O4)3、Al(CH3COCHCOCH3)3、Al(NO3)3、AlPO4、GeCl4、GeBr4、GeI4、Sn(OCOCH3)4、Sn(SO4)2、SnF4、SnCl4、SnBr4、SnI4等が挙げられる。
【0020】
また有機物処理に用いられる有機物は、有機陽イオンを含有する化合物であり、好ましい有機陽イオンの例としては、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、トリドデシルアンモニウム、N,N−ジメチルオクタデシルアンモニウム、N,N−ジメチルアニリニウム、N,N−ジエチルアニリニウム、N,N−ジメチル−2,5−ジメチルアニリニウム、N,N−ジメチル−p−n−ブチルアニリニウム、N,N−ジメチル−p−トリメチルシリルアニリニウム、N,N−ジメチル−2−(1−ナフチル)アニリニウム、N,N,2−トリメチルアニリニウム、2,6−ジメチルアニリニウムなどのアンモニウムイオン、ピリジニウム、2,6−ジメチルピリジニウム、キノリニウム、N−メチルピペリジニウム、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニウム等の含窒素芳香族化合物陽イオン、トリフェニルホスホニウム、トリ(o−トリル)ホスホニウム、トリ(p−トリル)ホスホニウム、トリ(メシチル)ホスホニウム、等の含リン化合物陽イオン、ジメチルオキソニウム、ジエチルオキソニウム、ジフェニルオキソニウム、フラニウム、オキソラニウム等のオキソニウムイオン等が挙げられる。
【0021】
また有機物処理剤を構成する陰イオンとしては、塩類処理剤を構成する陰イオンとして例示した陰イオン以外にも、例えばヘキサフルオロフォスフェート、テトラフルオロボレート、テトラフェニルボレートなどが例示されるが、これらに限定されるものではない。 アルカリ処理で用いられる処理剤としては、LiOH、NaOH、KOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2などが例示される。
【0022】
上述した各種処理剤は、適当な溶剤に溶解させて処理剤溶液として用いてもよいし、処理剤自身を溶媒として用いてもよい。使用できる溶剤としては、水、アルコール類、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、エステル類、エーテル類、ケトン類、アルデヒド類、フラン類、アミン類、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、二硫化炭素、ニトロベンゼン、ピリジン類やこれらのハロゲン化物などが挙げられる。処理条件は、特には制限されないが、通常、塩類および酸濃度は、0.1〜80重量%、処理温度は室温〜150℃、処理時間は、5分〜24時間の条件を選択して、珪酸塩から成る群より選ばれた少なくとも一種の化合物を構成している物質の少なくとも一部を溶出する条件で行うことが好ましい。主として、化学処理工程にて細孔の制御を行う場合は、塩類及び酸濃度は、好ましくは15重量%以上、特に好ましくは25重量%以上の条件で行う。
【0023】
本発明の化学処理により、化学処理をする前の珪酸塩が含有する交換可能な周期律表第1族、あるいは2族金属陽イオンの40%以上、好ましくは60%以上を、先に示す酸あるいは塩類より解離した陽イオンと、イオン交換することが好ましい。
本発明の化学処理において、少なくとも一回以上、上記酸処理、上記塩類処理、あるいは酸と塩類を共存させて処理を行なうことが好ましい。さらに、これら化学処理により、表面の不純物を除く他、結晶構造のAl、Fe、Mg等の陽イオンの一部を溶出させることができ、主として、化学処理工程にて細孔の制御を行う場合は、珪素を除く各構成成分元素の溶出量は、好ましくは20%以上、90%以下、さらに好ましくは30%以上、85%以下である。
本発明で化学処理されて得られる珪酸塩には、原料のイオン交換性層状珪酸塩と同様にイオン交換性を有する層状の珪酸塩、及び、該処理を加えることによって物理的、化学的な性質が変化し、イオン交換性や層構造がなくなった珪酸塩も含まれる。
【0024】
[乾燥]
これら珪酸塩には、通常吸着水および層間水が含まれる。本発明においては、これらの吸着水および層間水を除去して使用するのが好ましい。ここで吸着水とは、珪酸塩化合物粒子の表面あるいは結晶破面に吸着された水で、層間水は結晶の層間に存在する水である。本発明では、これらの吸着水および/または層間水は、加熱処理により除去することができる。
【0025】
珪酸塩の吸着水および層間水の加熱処理方法は特に制限されないが、加熱脱水、気体流通下の加熱脱水、減圧下の加熱脱水および有機溶媒との共沸脱水等の方法が用いられる。加熱の際の温度は、珪酸塩の種類にもより一概に規定できないが、層間水が残存しないように、100℃以上、好ましくは150℃以上であるが、構造破壊を生じるような高温条件(加熱時間にもよるが例えば800℃以上)は好ましくない。また、気体流通下の加熱脱水の場合、不活性ガスあるいは空気を通常用いる。加熱時間は1分以上、好ましくは5分以上である。その際、除去した後の珪酸塩の水分含有率が、温度200℃、圧力1mmHgの条件下で2時間脱水した場合の水分含有率を0重量%とした時、3重量%以下、特に1.5重量%以下であることが好ましい。
【0026】
[造粒]
また、珪酸塩は、平均粒径が5μm以上の球状粒子を用いるのが好ましい。より好ましくは、平均粒径が10μm以上の球状粒子を用いる。更に好ましくは平均粒径が10〜100μmの球状粒子を用いる。ここでいう平均粒径は、レーザー散乱・回折による粒径測定装置により測定したメジアン径を表す。また、珪酸塩は、粒子の形状が球状であれば天然物あるいは市販品をそのまま使用してもよいし、造粒、分粒、分別等により粒子の形状および粒径を制御したものを用いてもよい。
【0027】
本発明では、化学処理前、処理間、処理後に粉砕や造粒等で形状制御を行ってもよい。ここで用いられる造粒法は、例えば攪拌造粒法、噴霧造粒法、転動造粒法、ブリケッティング、コンパクティング、押出造粒法、流動層造粒法、乳化造粒法、液中造粒法、圧縮成型造粒法等が挙げられるが、珪酸塩を造粒することが可能な方法であれば特に限定されない。造粒法として好ましくは、攪拌造粒法、噴霧造粒法、転動造粒法、流動造粒法が挙げられ、特に好ましくは攪拌造粒法、噴霧造粒法が挙げられる。尚、噴霧造粒を行う場合、原料スラリーの分散媒として水あるいはメタノール、エタノール、クロロホルム、塩化メチレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の有機溶媒を用いる。
【0028】
造粒において粒子強度の高い担体を得るためには、珪酸塩を必要に応じ微細化する。珪酸塩は、如何なる方法において微細化してもよい。微細化する方法としては、乾式粉砕、湿式粉砕いずれの方法でも可能である。好ましくは、水を分散媒として使用し珪酸塩の膨潤性を利用した湿式粉砕であり、例えばポリトロン等を使用した強制撹拌による方法やダイノーミル、パールミル等による方法がある。粒径および1μm未満粒子の体積分率は、平均粒径が0.01〜5μm、かつ1μm未満の粒子分率が5%以上、好ましくは、平均粒子径が0.1〜3μm、かつ1μm未満の粒子分率が10%以上である。 造粒を行う際に複数種の珪酸塩を使用してもよく、さらに珪酸塩以外の化合物、例えば無機塩、無機酸化物等を添加して行ってもよい。
【0029】
球状粒子が得られる噴霧造粒の原料スラリー液の珪酸塩の濃度は0.1〜70%、好ましくは1〜50%、特に好ましくは2〜30%である。球状粒子が得られる噴霧造粒の熱風の入り口の温度は、分散媒により異なるが、水を例にとると80〜260℃、好ましくは100〜220℃で行う。
上記のように得られた球状粒子は、重合工程での破砕や微粉の抑制をするためには0.2MPa以上の圧縮破壊強度を有することが好ましい。
【0030】
[オレフィン重合用触媒]
本発明では、成分(A)、成分(B)及び必要に応じて成分(C)からオレフィン重合用触媒を調製することができる。
成分(A)
周期律表第4〜6族メタロセン化合物
成分(B)
次の[特性1]、[特性2]を有するイオン交換性層状珪酸塩
[特性1] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、最大ピーク強度DVMを示す細孔直径Dmが、60〜200Åである。
[特性2] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、ピーク強度が最大ピーク強度DVMの1/2である点に対応する小径側細孔直径をDm1/2とするとき、Dm1/2/Dmが、0.65以上、1未満である(ただし、Dm1/2が複数あるときは最も大きい値とする)。
成分(C)
有機アルミニウム化合物
【0031】
<成分(A)の説明>
本発明で使用するメタロセン化合物は、共役五員環配位子を少なくとも一個有する周期律表第4〜6族の遷移金属化合物である。かかる遷移金属化合物として好ましいものは、下記一般式(1)、(2)、(3)、(4)で表される化合物である。
【0032】
【化1】
【0033】
(式中、AおよびA' は置換基を有してもよい共役五員環配位子(同一化合物内においてAおよびA' は同一でも異なっていてもよい)を示し、Qは二つの共役五員環配位子を任意の位置で架橋する結合性基を示し、Zは窒素原子酸素原子、珪素原子、リン原子またはイオウ原子を含む配位子を示し、Q' は共役五員環配位子の任意の位置とZを架橋する結合性基を示し、Mは周期律表4〜6族から選ばれる金属原子を示し、XおよびYは水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、リン含有炭化水素基または珪素含有炭化水素基(同一化合物内においてX及びX’は同一でも異なっていてもよい)を示す。)
【0034】
AおよびA’は共役五員環配位子であり、これらは同一化合物内において同一でも異なってもよいことは前記した通りである。この共役五員環配位子(AおよびA’)の具体例としては、共役炭素五員環配位子、即ちシクロペンタジエニル基を挙げることができる。シクロペンタジエニル基は水素原子を五個有するもの[C5H5−]であってもよく、また、その誘導体、即ちその水素原子のいくつかが置換基で置換されているものであってもよい。
【0035】
この置換基の例としては、炭素数1〜40、好ましくは1〜30の炭化水素基である。この炭化水素基は一価の基としてシクロペンタジエニル基と結合していても、またこれが複数存在するときにその内の2個がそれぞれ他端(ω−端)で結合してシクロペンタジエニルの一部と共に環を形成していてもよい。後者の例としては、2個の置換基がそれぞれω−端で結合して該シクロペンタジエニル基中の隣接した2個の炭素原子を共有して縮合六員環を形成しているもの、即ちインデニル基、テトラヒドロインデニル基、フルオレニル基、および縮合七員環を形成していているもの、即ちアズレニル基、テトラヒドロアズレニル基が挙げられる。
即ち、AおよびA’で示される共役五員環配位子の具体的例としては、置換または非置換のシクロペンタジエニル基、インデニル基、フルオレニル基、またはアズレニル基等が挙げられる。この中で、好ましいものは、アズレニル基である。
【0036】
シクロペンタジエニル基上の置換基としては、前記の炭素数1〜40、好ましくは1〜30の炭化水素基に加え、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子基、炭素数1〜12のアルコキシ基、例えば−Si(R1)(R2)(R3)で示される珪素含有炭化水素基、−P(R1)(R2)で示されるリン含有炭化水素基、または−B(R1)(R2)で示されるホウ素含有炭化水素基が挙げられる。これらの置換基が複数ある場合、それぞれの置換基は同一でも異なっていてもよい。上述のR1、R2、R3は、同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜24、好ましくは1〜18のアルキル基を示す。
【0037】
Qは二つの共役五員環配位子間を任意の位置で架橋する結合性基を、Q'は共役五員環配位子の任意の位置とZで示される基を架橋する結合性基を表す。
QおよびQ’の具体例としては、
(イ)メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、フェニルメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、シクロヘキシレン基等のアルキレン基類、
(ロ)ジメチルシリレン基、ジエチルシリレン基、ジプロピルシリレン基、ジフェニルシリレン基、メチルエチルシリレン基、メチルフェニルシリレン基、メチル−t−ブチルシリレン基、ジシリレン基、テトラメチルジシリレン基等のシリレン基、
(ハ)ゲルマニウム、リン、窒素、ホウ素あるいはアルミニウムを含む炭化水素基、さらに具体的には、(CH3)2Ge、(C6H5)2Ge、(CH3)P、(C6H5)P、(C4H9)N、(C6H5)N、(C4H9)B、(C6H5)B、(C6H5)Al(C6H5O)Alで示される基等である。好ましいものは、アルキレン基類およびシリレン基類である。
【0038】
Mは周期律表第4〜6族から選ばれる金属原子遷移金属を、好ましくは周期律表第4属金属原子、具体的にはチタン、ジルコニウム、ハフニウム等である。特には、ジルコニウム、ハフニウムが好ましい。
Zは窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、リン原子またはイオウ原子を含む配位子、水素原子、ハロゲン原子又は炭化水素基を示す。好ましい具体例としては、酸素原子、イオウ原子、炭素数1〜20、好ましくは1〜12のチオアルコキシ基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18の窒素含有炭化水素基、炭素数1〜40、好ましくは1〜18のリン含有炭化水素基、水素原子、塩素、臭素、炭素数1〜20の炭化水素基である。
【0039】
XおよびYは、各々水素、ハロゲン原子、炭素数1〜20、好ましくは1〜10の炭化水素基、炭素数1〜20、好ましくは1〜10のアルコキシ基、アミノ基、ジフェニルフォスフィノ基等の炭素数1〜20、好ましくは1〜12のリン含有炭化水素基、またはトリメチルシリル基、ビス(トリメチルシリル)メチル基等の炭素数1〜20、好ましくは1〜12のケイ素含有炭化水素基である。XとYは同一でも異なってもよい。これらのうちハロゲン原子、炭化水素基、特に炭素数1〜8のもの、およびアミノ基が好ましい。
【0040】
(イ) 一般式(1)で表される化合物としては、例えば
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、
ビス(1−エチル−3−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(1−n−ブチル−3−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(1−i−ブチル−3−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(1−t−ブチル−3−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(1,3−ジ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(1−エチル−3−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(1−n−ブチル−3−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(1−i−ブチル−3−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(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
【0041】
ビス(1,3−ジ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(1−エチル−3−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(1−n−ブチル−3−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(1−i−ブチル−3−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(1−t−ブチル−3−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(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチル、
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチル、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチル、
ビス(1−i−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチル、
ビス(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチル、
【0042】
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジイソブチル、
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジイソブチル、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジイソブチル、
ビス(1−i−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジイソブチル、
ビス(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジイソブチル、
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムクロリドモノハイドライド、
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムクロリドモノハイドライド、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムクロリドモノハイドライド、
ビス(1−i−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムクロリドモノハイドライド、
【0043】
ビス(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムクロリドモノハイドライド、
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジハイドライド、
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジハイドライド、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジハイドライド、
ビス(1−i−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジハイドライド、
ビス(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジハイドライド、
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメトキシド、
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメトキシド、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメトキシド、
ビス(1−i−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメトキシド、
【0044】
ビス(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメトキシド、
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジメチルアミド)、
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジメチルアミド)、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジメチルアミド)、
ビス(1−i−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジメチルアミド)、
ビス(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム(ジメチルアミド)、
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジエチルアミド)、
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジエチルアミド)、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジエチルアミド)、
【0045】
ビス(1−i−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジエチルアミド)、
ビス(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ジエチルアミド)、
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチルアミドモノクロリド、
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチルアミドモノクロリド、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチルアミドモノクロリド、
ビス(1−i−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチルアミドモノクロリド、
ビス(1−t−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエチルアミドモノクロリド、
ビス(1−メチル−3−トリフルオロ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(1−メチル−3−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、
ビス(1−シクロヘキシル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
【0046】
ビス(1−メチル−3−フェニ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−ベンジル−3−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(1−n−ブチル−3−トリフルオロ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(1−n−ブチル−3−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、
ビス(1−n−ブチル−3−シクロ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(1−n−ブチル−3−フェニ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−ベンジル−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あげられる。
【0047】
(ロ) 一般式(2)で表される化合物としては、例えば
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2、4−ジメチル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−イソプロピル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(4−フルオロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(3−クロロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1−{2−メチル−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−sec−ブチル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
【0048】
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4、6−ジイソプロピル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス{1−(2、4−ジメチル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(1−ナフチル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(4−フルオロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(3−クロロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4−イソプロピル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
【0049】
メチルフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4、6−ジイソプロピル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−イソプロピル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(1−ナフチル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(4−フルオロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(3−クロロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−sec−ブチル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
【0050】
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−シクロヘキシル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(2−ナフチル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(1−アントラセニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(2−アントラセニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(9−アントラセニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(1−フェナンスリル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(9−フェナンスリル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルメチレンビス{1−[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルゲルミレンビス{1−[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
エチレンビス{1−[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
【0051】
トリメチレンビス{1−[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−i−プロピル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−メチル−4−(2−フルオロ−4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−エチル−4−(2−フルオロ−4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−メチル−4−(2’,6’−ジメチル−4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−メチル−4−(1−ナフチル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−i−プロピル−4−(1−ナフチル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−エチル−4−(2−ナフチル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−i−プロピル−4−(4−t−ブチルフェニル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレンビス{1−[2−エチル−4−(9−アントリル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリド
【0052】
ジメチルシリレン{1−[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}{1−[2−メチル−4−(4−ビフェニリル)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{1−[2−エチル−4−(4−ビフェニリル)−4H−5,6,7,8−テトラヒドロアズレニル]}ジルコニウムジクロリド
ジメチルシリレン{1−(2−エチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}{1−(2−メチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−フェニル−6−イソプロピル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4、6−ジフェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1−{2−メチル−4−(ペンタフルオロフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−(ペンタフルオロフェニル)−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−フェニルー7ーフルオロ−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−インドリル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−ジメチルボラノ−4−インドリル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1−{2−エチル−4−(3、5−ビストリフルオロメチルフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウムジクロリド、
【0053】
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムクロロジメチルアミド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホン酸)
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2、4−ジメチルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−イソプロピルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(1−ナフチル)インデニル}〕ジルコニウムジクロリド、
【0054】
ジメチルシリレンビス[1−{2−メチル−4−(2,6−ジメチルフェニル)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{1−(2−メチル−4−sec−ブチルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4、6−ジイソプロピルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス{1−(2−メチルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス{1−(2、4−ジメチルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルフェニルシリレンビス〔1−{2−メチル−4−(1−ナフチル)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{1−(2−メチル−4−イソプロピルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
【0055】
メチルフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4、6−ジイソプロピルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジフェニルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−イソプロピルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(1−ナフチル)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{1−(2−エチル−4−sec−ブチルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−シクロヘキシルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(2−ナフチル)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〔1−{2−エチル−4−(1−アントリル)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〔1−{2−エチル−4−(2−アントリル)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〔1−{2−エチル−4−(9−アントリル)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{1−(2−エチル−α−アセナフトインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
【0056】
ジメチルシリレンビス〔1−{2−エチル−4−(1−フェナンスリル)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〔1−{2−エチル−4−(9−フェナンスリル)インデニル}〕ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレン{1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)}{1−(2−メチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−フェニル−6−イソプロピルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4、6−ジフェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1−{2−メチル−4−(ペンタフルオロフェニル)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{1−(2−エチル−4−(ペンタフルオロフェニル)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{1−(2−エチル−4−フェニルー7ーフルオロインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
【0057】
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−インドリルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−ジメチルボラノ−4−インドリルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリレンビス[1−{2−エチル−4−(3、5−ビストリフルオロメチルフェニル)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{1−(2−メチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムメチルクロリド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−α−アセナフトインデニル)}ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムクロロジメチルアミド、
ジメチルシリレンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホン酸)、
ジメチルシリレンビス{1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホン酸)
【0058】
エチレン−1、2−ビス{1−(2−メチルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2、4−ジメチルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−メチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス〔1−{2−メチル−4−(1−ナフチル)インデニル}〕ジルコニウムジクロリド、
イソプロピリデンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−エチル−4−フェニル−6−イソプロピルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−エチル−4−インドリルインデニル)}ジルコニウムジクロリド
【0059】
エチレン−1、2−ビス{1−(2−メチル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2、4−ジメチル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−エチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス〔1−{2−メチル−4−(1−ナフチル)インデニル}〕ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス〔1−{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}〕ジルコニウムジクロリド、
イソプロピリデンビス{1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−エチル−4−フェニル−6−イソプロピル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチレン−1、2−ビス{1−(2−エチル−4−インドリル−4H−アズレニル)}ジルコニウムジクロリド
【0060】
ジメチルゲルミレンビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルゲルミレンビス{1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
ジメチルゲルミレンビス{1−(2−メチル−4、5−ベンゾインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
メチルアルミニウムビス{1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
フェニルホスフィノビス{1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
エチルホラノビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド、
フェニルアミノビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロリド等が挙げられる。
【0061】
(ハ) 一般式(3)で表される化合物としては、例えば
(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタニウム(ビスt−ブチルアミド)ジクロリド、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタニウム(ビスイソプロピルアミド)ジクロリド、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタニウム(ビスシクロドデシルアミド)ジクロリド、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタニウム{ビス(トリメチルシリル)アミド)}ジクロリド、
(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)チタニウム{ビス(トリメチルシリル)アミド}ジクロリド、
(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)ジルコニウム{ビス(トリメチルシリル)アミド}ジクロリド、
(2−メチルインデニル)チタニウム(ビスt−ブチルアミド)ジクロリド、
(フルオレニル)チタニウム(ビスt−ブチルアミド)ジクロリド、
(3,6−ジイソプロピルフルオレニル)チタニウム(ビスt−ブチルアミド)ジクロリ
(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタニウム(フェノキシド)ジクロリド、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタニウム(2、6−ジイソプロピルフェノキシド)ジクロリド等が挙げられる。
【0062】
(ニ) 一般式(4)で表される化合物としては、例えば、
ジメチルシランジイル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(t−ブチルアミド)チタニウムジクロリド、
ジメチルシランジイル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロドデシルアミド)チタニウムジクロリド、
ジメチルシランジイル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(トリメチルシリルアミド)チタニウムジクロリド、
ジメチルシランジイル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(t−ブチルアミド)チタニウムジメチル、
ジメチルシランジイル(2−メチルインデニル)(t−ブチルアミド)チタニウムジクロリド、
ジメチルシランジイル(フルオレニル)(t−ブチルアミド)チタニウムジクロリド、
ジメチルシランジイル(3,6−ジイソプロピルフルオレニル)(t−ブチルアミド)チタニウムジクロリド等が挙げられる。
一般式(1)ないし(4)で示される部分[A]は、同一の一般式で示される化合物および/または異なる一般式で表される化合物の二種以上の混合物として用いることができる。
【0063】
成分(C)
成分(C)は有機アルミニウム化合物である。本発明で成分(C)として用いられる有機アルミニウム化合物は、一般式AlR3 pX3-pで示される化合物が適当である。本発明ではこの式で表される化合物を単独で、複数種混合してあるいは併用して使用することができることは言うまでもない。また、この使用は触媒調製時だけでなく、予備重合あるいは重合時にも可能である。この式中、R3は炭素数1〜20の炭化水素基を示し、Xは、ハロゲン、水素、アルコキシ基、アミノ基を示す。pは1以上3以下までの範囲である。R3としてはアルキル基が好ましく、またXは、それがハロゲンの場合には塩素が、アルコキシ基の場合には炭素数1〜8のアルコキシ基が、アミノ基の場合には炭素数1〜8のアミノ基が、好ましい。
【0064】
従って、好ましい化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリノルマルプロピルアルミニウム、トリノルマルブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリノルマルヘキシルアルミニウム、トリノルマルオクチルアルミニウム、トリノルマルデシルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムセスキクロライド、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムジメチルアミド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムクロライド等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、p=3、q=1のトリアルキルアルミニウムおよびジアルキルアルミニウムヒドリドである。さらに好ましくは、R3が炭素数1〜8であるトリアルキルアルミニウムである。
【0065】
[触媒の調製]
本発明による触媒は、上記の各成分を重合槽外であるいは重合槽内で、同時にもしくは連続的に、あるいは一度にもしくは複数回にわたって、接触させることによって形成させることができる。各成分の接触は、脂肪族炭化水素あるいは芳香族炭化水素溶媒中で行うのが普通である。接触温度は特に限定されないが、−20〜150℃の間で行うのが好ましい。接触順序としては合目的的な任意の組み合わせが可能であるが、特に好ましいものを各成分について示せば次の通りである。通常、まず成分(B)と成分(A)を接触させる。成分(C)の成分(B)への添加は、成分(A)よりも前に、同時に、あるいは後に添加することが可能であるが、好ましくは、同時あるいは後に添加する方法である。各成分を接触させた後は、脂肪族炭化水素あるいは芳香族炭化水素溶媒にて洗浄することが可能である。
【0066】
本発明で使用する成分(A)、(B)および(C)の使用量は任意である。例えば、成分(B)に対する成分(A)の使用量は、成分(B)1gに対し、好ましくは0.1〜1000μmol、特に好ましくは0.5〜500μmolの範囲である。成分(B)に対する成分(C)の使用量は、成分(B)1gに対し、好ましくは遷移金属の量が0.001〜100μmol、特に好ましくは0.005〜50μmolの範囲である。したがって、成分(A)に対する成分(C)の量は、遷移金属のモル比で、好ましくは10-5〜50、特に好ましくは10-4〜5の範囲内が好ましい。
【0067】
本発明の触媒は、これに重合性モノマーを接触させてこのモノマーを少量重合させることからなる予備重合処理に付すことも可能であり、かつ好ましい。予備重合を行う段階は、任意であり、本発明のすべての触媒成分を接触させた後、あるいは予備重合を行った後に成分(C)を接触させる等の方法も可能である。そのときの重合条件は、本重合のそれよりも温和であるのが普通である。予備重合モノマ−としては、α−オレフィンが使用でき、好ましくはエチレンまたはプロピレンである。予備重合されるポリマー量は、通常0.01〜100g/g−触媒、好ましくは0.1〜50g/g−触媒である。また、上記の各成分の接触の際もしくは接触の後に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体、シリカ、チタニア等の無機酸化物の固体を共存させるか、または、接触させてもよい。
【0068】
[触媒の使用/オレフィンの重合]
重合しうるα−オレフィンとしては炭素数2〜20程度のものが好ましく、具体的にはエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン等が挙げられる。共重合の場合、用いられるコモノマーの種類は、前記α−オレフィンとして挙げられるもののなかから、主成分となるもの以外のα−オレフィンを選択して用いることができる。コノモマーの量は、所望する物性(融点、分子量、剛性等)のポリマーを製造するために任意の条件で実施可能であるが、特に低融点ポリマーの製造に際して、より効果的に使用することができる。
【0069】
重合様式は、触媒成分と各モノマーが効率よく接触するならば、あらゆる様式を採用しうる。具体的には、不活性溶媒を用いるスラリー法、溶液重合法、不活性溶媒を実質的に用いないプロピレンを溶媒として用いるバルク法、あるいは実質的に液体溶媒を用いずに各モノマーをガス状に保つ気相法などが採用できる。また、連続重合、回分式重合に適用される。スラリー重合の場合は、重合溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の飽和脂肪族又は芳香族炭化水素の単独又は混合物が用いられる。重合温度は0〜200℃であり、また分子量調節剤として補助的に水素を用いることができる。重合圧力は0〜2000kg/cm2Gの範囲で実施可能である。
【0070】
【発明の効果】
本発明によれば、高活性でポリマー性状の優れた重合体を低コストにて得ることが出来る。従来よりファウリングが起こりやすく製造が困難とされてきた低融点ポリマーの重合においても、ポリマーパウダー同士の付着が少なく、反応器への付着等が改良される。
【0071】
【実施例】
次に実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれら実施例によって制約を受けるものではない。
以下の実施例及び比較例において、物性の評価は次のようにして行った。
(1)珪酸塩の組成分析
JIS法による化学分析により検量線を作成し、蛍光X線にて定量した。
(2)細孔測定
窒素吸脱着法による細孔分布測定条件は以下の通りである。
(3)粒径:レーザーミクロンナイザー(セイシン企業社製「LMS−24」)
(4)MFR:JIS−K−6758によるメルトインデックス
(5)ポリマーBD:ASTM D1895−69に準拠した、ポリマーの嵩密度
(6) ポリマー凝集量は、目開き1690μmの篩を使用して、10分間振動させた篩上のポリマー重量%を測定した。
【0072】
〈実施例1〉
[珪酸塩の化学処理]
10リットルの撹拌翼の付いたガラス製セパラブルフラスコに、蒸留水3750ミリリットル、続いて濃硫酸(96%)2500gをゆっくりと添加し、さらにモンモリロナイト(水澤化学社製ベンクレイSL;平均粒径25μm,粒度分布10〜60μm,組成(重量%):Al8.90、Mg2.20、Fe2.40、Si32.6、Na2.40)を1000g分散させ、90℃まで1時間かけ昇温し、5時間その温度を維持した後、1時間で50℃まで冷却した。このスラリーを減圧ろ過し、ケーキを回収した。さらに、このケーキを蒸留水で最終洗浄液のpHが3.5を越えるまで洗浄し、窒素雰囲気下110℃で終夜乾燥した。
【0073】
窒素吸着法による最頻細孔直径(Dm)は、90Å、最頻細孔径のピーク強度の1/2を示す細孔直径との比(Dm1/2/Dm)は、0.76であった(細孔分布を図1に示す)。1000Å未満の細孔容積が0.39g/cc、BET法による表面積は、222m2/gであった。
この化学処理したモンモリロナイトの組成(重量%)は、Alが5.21、Mgが0.80、Feが1.60、Siが38.9、Naが検出限界(0.2)未満含まれていた。各成分の溶出率は、Alが51%、Mgが70%、Feが44%、Naが93%以上であった。各成分のSiに対するモル比は、それぞれ0.139、0.0238、0.0207、0.0063未満であった。
【0074】
[触媒の調製]
以下の操作は、不活性ガス下、脱酸素、脱水処理された溶媒、モノマーを使用して実施した。
先に化学処理したモンモリロナイトを減圧下、200℃で、2時間乾燥を実施した。
内容積1リットルの攪拌翼のついたガラス製反応器に上記で得た乾燥モンモリロナイト20gを導入し、トルエンを3%含むヘプタン(以下、混合ヘプタンと略称する)、さらにトリエチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.596M)84mlを加え、室温で攪拌した。1時間後、混合ヘプタンにて洗浄(残液率1%未満)し、珪酸塩スラリーを200mlに調製した。
【0075】
次に、あらかじめ(r)−ジメチルシリレンビス{1−[2―メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル]}ジルコニウムジクロリドを218mg(0.3mmol)に混合ヘプタンを87ml添加し、充分撹拌した後に、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.706M)を4.25ml加え、室温にて1時間反応させた。その後、先に調製した珪酸塩スラリーに加え、1時間攪拌後、混合ヘプタンを追加して500mlに調製した。
【0076】
続いて、窒素で十分置換を行った内容積1.0リットルの攪拌式オートクレーブに、先に調製した珪酸塩/メタロセン錯体スラリーを導入した。温度が40℃に安定したところでプロピレンを10g/時間の速度で供給し、温度を維持した。4時間後、プロピレンの供給を停止し、50℃に昇温後、さらに2時間維持した。サイホンにて予備重合触媒スラリーを回収し、上澄みを約300ml除き、45℃にて減圧下乾燥した。この操作により触媒1g当たりポリプロピレンが1.9gを含む予備重合触媒が得られた。
【0077】
[(プロピレンの)重合]
内容積3リットルの撹拌式オ−トクレ−ブ内をプロピレンで十分置換した後に、トリイソブチルアルミニウム・n−ヘプタン溶液2.76ml(2.02mmol)を加え、エチレン30g、水素100cc、続いて液体プロピレン1500mlを導入し、70℃に昇温しその温度を維持した。先に実施した予備重合触媒をノルマルヘプタンにスラリー化し、触媒として(予備重合ポリマーの重量は除く)10mgを圧入し重合を開始した。槽内温度を70℃に維持した。0.5時間後、エタノール5mlを加え、残ガスをパージして得られたポリマ−を90℃で10時間乾燥した。その結果、175gのポリマ−が得られた。触媒活性は、35000g−PP/g−触媒・時であった。ポリマーBDは0.42(g/cc)、MFRは6.7(dg/分)、融点は127.1℃であった。得られたパウダーの凝集ポリマー量を測定したところ1.4%であった。
結果を表−1に示す。表−1(その1)はB成分の物性を、表−1(その2)は触媒物性を示す。
【0078】
〈実施例2〉
[珪酸塩の化学処理]
3リットルの撹拌翼の付いたガラス製セパラブルフラスコを使用し、蒸留水1130ミリリットル、続いて濃硫酸(96%)750gをゆっくりと添加し、さらにモンモリロナイト(水澤化学社製ベンクレイSL;平均粒径25μm,粒度分布10〜60μm,組成(重量%):Al8.45、Mg2.14、Fe2.34、Si32.8、Na2.62)を300g分散させ、90℃まで1時間かけ昇温し、5.5時間その温度を維持した後、1時間で50℃まで冷却した。このスラリーを減圧ろ過し、ケーキを回収した。さらに、このケーキを蒸留水で最終洗浄液のpHが3.5を越えるまで洗浄し、窒素雰囲気下110℃で終夜乾燥した。
窒素吸着法による最頻細孔直径(Dm)は、101Å、最頻細孔径のピーク強度の1/2を示す細孔直径との比(Dm1/2/Dm)は、0.76であった(細孔分布を図2に示す)。1000Å未満の細孔容積が0.42g/cc、BET法による表面積は、225m2/gであった。
【0079】
この化学処理したモンモリロナイトの組成(重量%)は、Alが4.80、Mgが0.70、Feが1.20、Siが41.2、Naが検出限界(0.2)未満含まれていた。各成分の溶出率は、Alが55%、Mgが74%、Feが59%、Naが93%以上であった。各成分のSiに対するモル比は、それぞれ0.121、0.0196、0.0146、0.0059未満であった。
【0080】
[触媒の調製]
先に化学処理した珪酸塩を使用する以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒1g当たりポリプロピレンが1.9gを含む予備重合触媒が得られた。
[(プロピレンの)重合]
重合は、先に合成した予備重合触媒を使用すること以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒活性は、35600g−PP/g−触媒・時、ポリマーBDは0.45(g/cc)、MFRは8.5(dg/分)、融点は126.8℃、凝集ポリマー量は0.8%であった。結果を表−1に示す。
【0081】
〈実施例3〉
[珪酸塩の化学処理]
化学処理の反応(維持)時間を2時間とする以外は、実施例2と同様に実施した。 その結果、窒素吸着法による最頻細孔直径(Dm)は、74Å、最頻細孔径のピーク強度の1/2を示す細孔直径との比(Dm1/2/Dm)は、0.84であった(細孔分布を図3に示す)。1000Å未満の細孔容積が0.34g/cc、BET法による表面積は、223m2/gであった。
この化学処理したモンモリロナイトの組成(重量%)は、Alが6.49、Mgが1.04、Feが1.72、Siが38.1、Naが検出限界(0.2)未満含まれていた。各成分の溶出率は、Alが34%、Mgが58%、Feが37%、Naが93%以上であった。各成分のSiに対するモル比は、それぞれ0.177、0.0315、0.0227、0.0064未満であった。
【0082】
[触媒の調製]
先に化学処理した珪酸塩を使用する以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒1g当たりポリプロピレンが1.0gを含む予備重合触媒が得られた。
[(プロピレンの)重合]
重合は、先に合成した予備重合触媒を使用すること以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒活性は、43600g−PP/g−触媒・時、ポリマーBDは0.37(g/cc)、MFRは13.6(dg/分)、融点は127.7℃、凝集ポリマー量は12%であった。結果を表−1に示す。
【0083】
〈実施例4〉
[珪酸塩の化学処理]
化学処理の反応(維持)時間を10時間とする以外は、実施例2と同様に実施した。
その結果、窒素吸着法による最頻細孔直径(Dm)は、115Å、最頻細孔径のピーク強度の1/2を示す細孔直径との比(Dm1/2/Dm)は、0.83であった(細孔分布を図4に示す)。1000Å未満の細孔容積が0.46g/cc、BET法による表面積は、208m2/gであった
この化学処理したモンモリロナイトの組成(重量%)は、Alが2.95、Mgが0.46、Feが0.61、Siが41.9、Naが検出限界(0.2)未満含まれていた。各成分の溶出率は、Alが73%、Mgが83%、Feが80%、Naが93%以上であった。各成分のSiに対するモル比は、それぞれ0.073、0.0127、0.0073、0.0058未満であった。
【0084】
[触媒の調製]
先に化学処理した珪酸塩を使用する以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒1g当たりポリプロピレンが2.2gを含む予備重合触媒が得られた。
[(プロピレンの)重合]
重合は、先に合成した予備重合触媒を使用すること以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒活性は、43200g−PP/g−触媒・時、ポリマーBDは0.45(g/cc)、MFRは11.0(dg/分)、融点は124.9℃、凝集ポリマー量は7.7%であった。結果を表−1に示す。
【0085】
〈実施例5〉
[珪酸塩の化学処理]
90℃でモンモリロナイトを添加する以外は、実施例1と同様に実施した。
その結果、窒素吸着法による最頻細孔直径(Dm)は、91Å、最頻細孔径のピーク強度の1/2を示す細孔直径との比(Dm1/2/Dm)は、0.81であった(細孔分布を図5に示す)。1000Å未満の細孔容積が0.42g/cc、BET法による表面積は、220m2/gであった。
この化学処理したモンモリロナイトの組成(重量%)は、Alが4.97、Mgが0.70、Feが1.00、Siが38.9、Naが検出限界(0.2)未満含まれていた。各成分の溶出率は、Alが49%、Mgが71%、Feが57%、Naが93%以上であった。各成分のSiに対するモル比は、それぞれ0.133、0.0208、0.0129、0.0063未満であった。
【0086】
[触媒の調製]
先に化学処理した珪酸塩を使用する以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒1g当たりポリプロピレンが2.18gを含む予備重合触媒が得られた。
[(プロピレンの)重合]
重合は、先に合成した触媒を使用すること以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒活性は、37400g−PP/g−触媒・時、ポリマーBDは0.43(g/cc)、MFRは13.5(dg/分)、融点は126.5℃、凝集ポリマー量は5.1%であった。結果を表−1に示す。
【0087】
〈実施例6〉
[触媒の調製]
実施例1と同様に珪酸塩を化学処理し、同様に触媒を調製した。引き続く前重合処理において、プロピレンのフィード終了後、昇温しないで行うこと以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒1g当たりポリプロピレンが1.28gを含む予備重合触媒が得られた。
[(プロピレンの)重合]
重合は、先に合成した予備重合触媒を使用すること以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒活性は、32600g−PP/g−触媒・時、ポリマーBDは0.41(g/cc)、MFRは14.6(dg/分)、融点は126.1℃、凝集ポリマー量は3.7%であった。結果を表−1に示す。
【0088】
〈比較例1〉
[珪酸塩の化学処理]
蒸留水1590ミリリットル、硫酸マグネシウム7水和物318g、濃硫酸(96%)261g、モンモリロナイトを240g使用し、反応を101℃、2時間とする以外は、実施例2と同様に実施した。
その結果、窒素吸着法による最頻細孔直径(Dm)は、39Å、最頻細孔径のピーク強度の1/2を示す細孔直径との比(Dm1/2/Dm)は、0.92であった(細孔分布を図6に示す)。1000Å未満の細孔容積が0.33g/cc、BET法による表面積は、275m2/gであった。
[触媒の調製]
先に化学処理した珪酸塩を使用する以外は、実施例6と同様に実施した。その結果、触媒1g当たりポリプロピレンが0.49gを含む予備重合触媒が得られた。
[(プロピレンの)重合]
重合は、先に合成した予備重合触媒を使用すること以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒活性は、14600g−PP/g−触媒・時、ポリマーBDは測定できず、MFRは13.8(dg/分)、融点は126.2℃、凝集ポリマー量は90%以上であった。結果を表−1に示す。
【0089】
〈比較例2〉
[珪酸塩の化学処理]
蒸留水1590ミリリットル、硫酸マグネシウム7水和物318g、濃硫酸(96%)261g、モンモリロナイトを240g使用し、処理(維持)時間を8時間とする以外は、実施例2と同様に実施した。
その結果、窒素吸着法による最頻細孔直径(Dm)は、37Å、最頻細孔径のピーク強度の1/2を示す細孔直径との比(Dm1/2/Dm)は、0.97であった(細孔分布を図7に示す)。1000Å未満の細孔容積が0.43g/cc、BET法による表面積は、326m2/gであった。
[触媒の調製]
先に化学処理した珪酸塩を使用する以外は、実施例6と同様に実施した。その結果、触媒1g当たりポリプロピレンが0.76gを含む予備重合触媒が得られた。
[(プロピレンの)重合]
重合は、先に合成した予備重合触媒を使用すること以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒活性は、6400g−PP/g−触媒・時、ポリマーBDは測定できず、MFRは9.12(dg/分)、融点は126.9℃、凝集ポリマー量は90%以上であった。結果を表−1に示す。
【0090】
〈比較例3〉
[珪酸塩の化学処理]
蒸留水1590ミリリットル、硫酸マグネシウム7水和物318g、濃硫酸(96%)261g、モンモリロナイトを240g使用し、処理(維持)時間を24時間とする以外は、実施例2と同様に実施した。
その結果、窒素吸着法による最頻細孔直径(Dm)は、74Å、最頻細孔径のピーク強度の1/2を示す細孔直径との比(Dm1/2/Dm)は、0.62であった(細孔分布を図8に示す)。1000Å未満の細孔容積が0.56g/cc、BET法による表面積は、345m2/gであった。
[触媒の調製]
先に化学処理した珪酸塩を使用する以外は、実施例6と同様に実施した。その結果、触媒1g当たりポリプロピレンが0.97gを含む予備重合触媒が得られた。
[(プロピレンの)重合]
重合は、先に合成した予備重合触媒を使用すること以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、触媒活性は、16900g−PP/g−触媒・時、ポリマーBDは測定できず、MFRは19.7(dg/分)、融点は125.9℃、凝集ポリマー量は90%以上であった。結果を表−1に示す。
【0091】
〈実施例7〉
[(エチレンの)重合]
エチレン15g、水素35cc、触媒10mg(実施例1のプロピレンによる予備重合触媒)を使用し、重合時間を1時間とする以外は、実施例1と同様に実施した。その結果、152gのポリマ−が得られた。触媒活性は、10100g−PP/g−触媒・時であった。ポリマーBDは0.46(g/cc)、MFRは4.2(dg/分)、融点は136.1℃であった。得られたパウダーの凝集ポリマー量は1%未満であった。結果を表−1に示す。
【0092】
〈比較例4〉
[(エチレンの)重合]
比較例1で合成した予備重合触媒を使用する以外は、実施例7と同様に実施した。その結果、161gのポリマ−が得られた。触媒活性は、10700g−PP/g−触媒・時であった。ポリマーBDは0.33(g/cc)、MFRは2.1(dg/分)、融点は136.0℃であった。得られたパウダーの凝集ポリマー量は1%未満であった。結果を表−1に示す。
【0093】
【表1】
【0094】
【表2】
【0095】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で用いたイオン交換性層状珪酸塩の細孔分布曲線を示す。
【図2】実施例2で用いたイオン交換性層状珪酸塩の細孔分布曲線を示す。
【図3】実施例3で用いたイオン交換性層状珪酸塩の細孔分布曲線を示す。
【図4】実施例4で用いたイオン交換性層状珪酸塩の細孔分布曲線を示す。
【図5】実施例5で用いたイオン交換性層状珪酸塩の細孔分布曲線を示す。
【図6】比較例1で用いたイオン交換性層状珪酸塩の細孔分布曲線を示す。
【図7】比較例2で用いたイオン交換性層状珪酸塩の細孔分布曲線を示す。
【図8】比較例3で用いたイオン交換性層状珪酸塩の細孔分布曲線を示す。
【符号の説明】
DVMは、最大ピーク強度を、Dmは、最大ピーク強度を示す細孔直径を、またDm1/2は、ピーク強度が最大ピーク強度の1/2である点に対応する小径側細孔直径をそれぞれ示す。
Claims (2)
- 下記成分[A]および[B]からなるオレフィン重合用触媒。
[A]遷移金属として、チタン、ジルコニウム又はハフニウムを含有するメタロセン系化合物
[B][特性1]、[特性2]を有するイオン交換性層状珪酸塩
[特性1] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、最大ピーク強度DVMを示す細孔直径Dmが、60〜200Åである。
[特性2] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、ピーク強度が最大ピーク強度DVMの1/2である点に対応する小径側細孔直径をDm1/2(Å)とするとき、Dm1/2/Dmが、0.76以上、1未満である(ただし、Dm1/2が複数あるときは最も大きい値とする)。 - 下記成分[A]、[B]および[C]からなるオレフィン重合用触媒。
[A]遷移金属として、チタン、ジルコニウム又はハフニウムを含有するメタロセン系化合物
[B][特性1]、[特性2]を有するイオン交換性層状珪酸塩
[特性1] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、最大ピーク強度DVMを示す細孔直径Dmが、60〜200Åである。
[特性2] 窒素吸脱着法による脱離等温線から算出した細孔分布曲線において、ピーク強度が最大ピーク強度DVMの1/2である点に対応する小径側細孔直径をDm1/2(Å)とするとき、Dm1/2/Dmが、0.76以上、1未満である(ただし、Dm1/2が複数あるときは最も大きい値とする)。
[C]有機アルミニウム化合物
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