JP5803336B2 - エチレン−α−オレフィン共重合体 - Google Patents

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Description

本発明は、エチレン−α−オレフィン共重合体、該共重合体を含有する樹脂組成物、および、該樹脂組成物からなるフィルムに関するものである。
エチレン−α−オレフィン共重合体は、インフレーション成形、Tダイキャスト成形、ブロー成形、射出成形などの種々の成形方法により、フィルムやシート、ボトル等に成形され、種々の用途に用いられている。このようなエチレン−α−オレフィン共重合体は、例えば、ジエチル亜鉛にペンタフルオロフェノールを接触させた後、ヘキサメチルジシラザン処理したシリカを接触させ、次に水を接触させてなる助触媒担体と、トリイソブチルアルミニウムとラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシドとから形成されてなる触媒を用いて重合する方法(特許文献1)、またヘキサメチルジシラザン処理したシリカにジエチル亜鉛を接触させた後、ペンタフルオロフェノールを接触させ、次に水を接触させてなる助触媒担体と、トリイソブチルアルミニウムとラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシドとから形成されてなる触媒を用いて重合する方法(特許文献2,3)が知られている。
特開2003−171412号公報 特開2004−149760号公報 特開2005−97481号公報
しかしながら、上記のエチレン−α−オレフィン共重合体は、加工時における押出し負荷、フィルムの透明性、溶融張力、機械強度のバランスが充分ではなかった。
かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、加工時における押出し負荷、フィルムの透明性、溶融張力、機械強度のバランスに優れたエチレン−α−オレフィン共重合体を提供することにある。
すなわち本発明の第一は、エチレンに基づく単量体単位と炭素原子数3〜20のα−オレフィンに基づく単量体単位とを有し、メルトフローレート(MFR)が0.01〜100g/10分であり、密度が860〜970kg/m3であり、分子量分布(Mw/Mn)が4.5〜13であり、活性化エネルギー(Ea)が40〜100kJ/molであり、NMRにより測定される長鎖分岐量が1000炭素数あたり0.10〜0.24個であり、特性緩和時間(τ)が式(1)の関係を満足するエチレン−α−オレフィン共重合体にかかるものである。
τ<2.95×MFR−0.6675 式(1)
また、本発明の第二は、エチレンに基づく単量体単位と炭素原子数3〜20のα−オレフィンに基づく単量体単位とを有し、メルトフローレート(MFR)が0.01〜100g/10分であり、密度が860〜970kg/m3であり、分子量分布(Mw/Mn)が4.5〜13であり、活性化エネルギー(Ea)が40〜100kJ/molであり、NMRにより測定される長鎖分岐量が1000炭素数あたり0.25〜0.50個であるエチレン−α−オレフィン共重合体にかかるものである。
本発明により、加工時における押出し負荷、フィルムの透明性、溶融張力、機械強度のバランスに優れたエチレン−α−オレフィン共重合体を提供することができる。
実施例1〜12、および比較例1〜5のエチレン−α−オレフィン共重合体について、MFR(g/10分)の値に対しτ(S)の値をプロットした図である。 実施例1〜12、および比較例1〜5のエチレン−α−オレフィン共重合体について、MFR(g/10分)の値に対しη* 100(Pa・s)の値をプロットした図である。 実施例14〜18および比較例6,7のエチレン−α−オレフィン共重合体について、MFR(g/10分)の値に対しメルトテンション(cN)の値をプロットした図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンに基づく単量体単位と炭素原子数3〜20のα−オレフィンに基づく単量体単位を有する共重合体である。該炭素原子数3〜20のα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン等があげられる。より好ましくは、1−ブテン、1−ヘキセンである。また、上記の炭素原子数3〜20のα−オレフィンは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体中のエチレンに基づく単量体単位の含有量は、エチレン−α−オレフィン共重合体の全重量(100重量%)に対して、通常50重量%以上である。炭素原子数3〜20のα−オレフィンに基づく単量体単位の含有量は、エチレン−α−オレフィン共重合体の全重量(100重量%)に対して、通常50重量%以下である。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンに基づく単量体単位と炭素原子数3〜20のα−オレフィンに基づく単量体単位とに加え、本発明の効果を損なわない範囲において、エチレンと炭素原子数3〜20のα−オレフィン以外の単量体に基づく単量体単位を有していてもよく、該単量体としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエンなどの共役ジエン;1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエンなどの非共役ジエン;アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの不飽和カルボン酸エステル;酢酸ビニルなどのビニルエステル化合物などがあげられる。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体、エチレン−1−ブテン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−ブテン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ブテン−1−オクテン共重合体等があげられる。好ましくは、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体、エチレン−1−ブテン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−ブテン−1−オクテン共重合体であり、より好ましくは、エチレン−1−ヘキセン共重合体である。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体のメルトフローレート(MFR)は、0.01〜100g/10分である。機械的強度が良好な成形体を得るためには、MFRは好ましくは10g/10分以下であり、より好ましくは5g/10分以下であり、更に好ましくは3g/10以下であり、更により好ましくは2g/10以下であり、もっとも好ましくは1.5g/10以下である。また、加工性の観点から、好ましくは0.05g/10分以上であり、より好ましくは0.1g/10分以上である。なお、該MFRは、JIS K7210−1995に従い、温度190℃および荷重21.18Nの条件でA法により測定される。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の密度は、860〜970kg/m3である。該密度は、機械的強度を高める観点から、好ましくは940kg/m3以下であり、より好ましくは930kg/m3以下であり、更に好ましくは925kg/m3以下である。また、該密度は、剛性を高める観点から、好ましくは890kg/m3以上であり、より好ましくは900kg/m3以上、更に好ましくは910kg/m3以上である。なお、該密度は、JIS K6760−1995に記載のアニーリングを行った試料を用いて、JIS K7112−1980に規定されたA法に従って測定される。
第一のエチレン−α−オレフィン共重合体
以下、第一のエチレン−α−オレフィン共重合体について説明する。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、4.5〜13である。機械的強度が良好な成形体を得るためには、エチレン−α−オレフィン共重合体の分子量分布は好ましくは10以下であり、より好ましくは8以下である。また、加工性の観点から、好ましくは5.0以上、より好ましくは5.5以上である。該分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ測定によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)とを求め、MwをMnで除した値(Mw/Mn)である。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の流動の活性化エネルギー(Ea、単位はkJ/mol)は、40kJ/mol〜100kJ/molである。流動性の観点から、本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体のEaは、好ましくは45kJ/mol以上であり、より好ましくは50kJ/mol以上であり、更に好ましくは55kJ/mol以上であり、更により好ましくは60kJ/mol以上である。また、高温で十分な成形性を得るという観点から、本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体のEaは、好ましくは90kJ/mol以下である。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の1000炭素原子当たりの長鎖分岐量(LCB量)は、0.10〜0.24である。1000炭素原子当たりのLCB量は、加工性を高める観点から好ましくは0.13以上であり、より好ましくは0.15以上であり、更に好ましくは0.16以上であり、更により好ましくは0.17以上であり、最も好ましくは0.18以上である。また、機械強度を高める観点から、好ましくは0.22以下であり、より好ましくは0.20以下である。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体のη* 0.1/η* 100は、5〜100であることが好ましい。η* 0.1/η* 100は、加工性を高める観点から、好ましくは6以上であり、より好ましくは11以上であり、更に好ましくは12以上である。また、機械的強度を高める観点から、好ましくは80以下であり、より好ましくは70以下、さらに好ましくは60以下である。なお、η* 0.1、η* 100は、粘弾性測定装置(例えば、Rheometrics社製Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS−800など。)を用いて測定される。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の温度190℃および角周波数100rad/秒における動的複素粘度(η* 100、単位:Pa・秒)は、1500Pa・秒以下であることが好ましい。η* 100は加工性を高める観点から、好ましくは1400Pa・秒以下であり、より好ましくは1350Pa・秒以下であり、更に好ましくは1300Pa・秒以下であり、最も好ましくは1200Pa・秒以下である。また、機械強度を高める観点から、好ましくは300Pa・秒以上であり、より好ましくは400Pa・秒以上であり、更に好ましくは500Pa・秒以上であり、更により好ましくは600Pa・秒以上であり、最も好ましくは700Pa・秒以上である。角周波数100rad/秒は一般的な加工機でエチレン−α−オレフィン共重合体を加工する際のせん断速度に近い角周波数であり、加工性の指標として使用することができる。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の150℃における溶融張力は、4〜30cNである。フィルムやブローボトルを安定的に製造する観点から、好ましくは5cN以上であり、より好ましくは6cN以上であり、更に好ましくは7cN以上である。また、フィルムやブローボトルを製造する際の生産効率の観点から、好ましくは25cN以下、より好ましくは20cN以下である。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体のポリスチレン換算のz平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)の比(Mz/Mw)は、2.0〜3.0であることが好ましい。機械的強度が良好な成形体を得るためには、エチレン−α−オレフィン共重合体のMz/Mwは好ましくは2.6以下であり、より好ましくは2.5以下であり、更に好ましくは2.4以下である。また、加工性の観点から、好ましくは2.1以上であり、より好ましくは2.2以上である。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の下記式(I)で定義されるg*は、0.500〜0.880である。
(g*については以下の文献を参考にした:Developments in Polymer Characterisation−4,. J. V.. Dawkins,. Ed.,. Applied Science, London,. 1983, Chapter. I,. “Characterization. of. Long Chain Branching in Polymers,” Th. G. Scholte 著)。
g*=[η]/([η]GPC×gSCB*) (I)
[式中、[η]は、エチレン−α−オレフィン共重合体の極限粘度(単位:dl/g)を表し、下記式(I−I)によって定義される。[η]GPCは、分子量分布がエチレン−α−オレフィン共重合体と同一の分子量分布であって、かつ分子鎖が直鎖状であると仮定した重合体の極限粘度(単位:dl/g)を表し、下記式(I−II)によって定義されるものとした。gSCB*は、エチレン−α−オレフィン共重合体に短鎖分岐を導入することによって生じるg*への寄与を表し、下記式(I−III)によって定義される。
[η]=23.3×log(ηrel) (I−I)
(式中、ηrelは、エチレン−α−オレフィン共重合体の相対粘度を表す。)
[η]GPC=0.00046×Mv0.725 (I−II)
(式中、Mvは、エチレン−α−オレフィン共重合体の粘度平均分子量を表す。)
SCB*=(1−A)1.725 (I−III)
(式中、Aは、エチレン−α−オレフィン共重合体中の短鎖分岐部分の含量から算出され、エチレン−α−オレフィン共重合体中の短鎖分岐の含量測定から直接求めることができる。)]
式(I−II)は、L. H. Tung著 Journal of Polymer Science, 36, 130 (1959) 287-294頁に記載の式を用いた。
エチレン−α−オレフィン共重合体の相対粘度(ηrel)は、熱劣化防止剤としてブチルヒドロキシトルエン(BHT)を5重量%含むテトラリン100mlに、オレフィン重合体100mgを135℃で溶解してサンプル溶液を調製し、ウベローデ型粘度計を用いて前記サンプル溶液と熱劣化防止剤としてBHTを0.5重量%のみを含むテトラリンからなるブランク溶液との降下時間から算出される。
エチレン−α−オレフィン共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、下式(I−IV)
Figure 0005803336
で定義され、a=0.725とした。
式(I−III)中のAについては、短鎖分岐の分岐炭素数をn(例えばα−オレフィンとしてブテンを用いた場合はn=2、ヘキセンを用いた場合はn=4)とし、NMRより求められる炭素数1000個あたりの短鎖分岐数をyとした時、
A=((12×n+2n+1)×y)/((1000−2y−2)×14+(y+2)×15+y×13)
として見積もった。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の特性緩和時間(以下、「τ」と記載することがある。)は、以下の関係式(1−1)
τ<2.95×MFR−0.6675 式(1−1)
を満たすものであり、本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体を用いて成形されたフィルムの光学物性の観点から、好ましくは式(1−2)の関係式を満足し、より好ましくは式(1−3)の関係式を満足し、更に好ましくは式(1−4)の関係式を満足し、更により好ましくは式(1−5)を満足する。
τ<2.90×MFR−0.6675 式(1−2)
τ<2.80×MFR−0.6675 式(1−3)
τ<2.70×MFR−0.6675 式(1−4)
τ<2.65×MFR−0.6675 式(1−5)
一般的に、絡み合いが十分に存在する高分子では、以下の式が成り立つことが知られている。
τ=A・η 式(2)
また、Macromolecules、33、7489(2000)(P.M.Wood−Adamsら)のFigure14で、長鎖分岐を含有するメタロセンポリエチレンにおいて、ηとMwのlog−logプロットは、直線で表現できることが報告されており、これはすなわち、長鎖分岐を含有するポリエチレンで以下の式
η=B・Mwε 式(3)
が成立することを強く示唆する。この式(3)を式(2)に代入すると、下記の式(4)を導くことができる。
τ=C・MFR ε1 式(4)
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体のτの範囲を規定するために、式(5)の不等式を用いた。
τ<C・MFRε1 式(5)
水素濃度以外の重合条件をほぼ一定に揃えた実施例のτとMFRのプロットに対してMicrosoft Excelを用いて(4)式でフィッティングした。フィッティングには実施例1〜7のMFRと緩和時間を使用した。データの精度などを鑑み、以下の要領でCを定数倍した不等式である式(1−1)から式(1−5)を得た。
フィッティングの際に求まったCの値を1.053倍してCとして式(1−1)を得た。フィッティングの際に求まったCの値を1.073倍してCとして式(1−2)を得た。フィッティングの際に求まったCの値を1.113倍してCとして式(1−3)を得た。フィッティングの際に求まったCの値を1.153倍してCとして式(1−4)を得た。フィッティングの際に求まったCの値を1.172倍してCとして式(1−5)を得た。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体のτが以下の関係式(2−1)
τ>1.00×MFR−0.6675 式(2−1)
を満たすものであり、加工時における押出し負荷の観点から、好ましくは式(2−2)の関係式を満足し、より好ましくは式(2−3)の関係式を満足する。
τ>1.50×MFR−0.6675 式(2−2)
τ>2.00×MFR−0.6675 式(2−3)
水素濃度以外の重合条件をほぼ一定に揃えた実施例のτとMFRのプロットに対してMicrosoft Excelを用いて(4)式でフィッティングした。フィッティングには実施例1〜7のMFRと緩和時間を使用した。データの精度などを鑑み、以下の要領でCを定数倍した不等式である式(2−1)から式(2−3)を得た。
フィッティングの際に求まったCの値を0.397倍してCとして式(2−1)を得た。フィッティングの際に求まったCの値を0.596倍してCとして式(2−2)を得た。フィッティングの際に求まったCの値を0.795倍してCとして式(2−3)を得た。
特性緩和時間(τ)は、エチレン−α−オレフィン共重合体が有する長鎖分枝の長さと長鎖分岐の量に関係する数値であり、長鎖分枝が短い(または、長鎖分岐量が少ない)と特性緩和時間は小さな値となり、長鎖分枝が長い(または長鎖分岐量が多い)と特性緩和時間は大きな値となる。高い溶融張力、高い歪硬化特性を得るためには、十分な量、または十分な長さの長鎖分岐が分子鎖に導入されている必要があり、一定以上の緩和時間を有することが好ましい。一方、あまりに長い緩和時間を有する重合体は、歪硬化特性は高いが、溶融張力に対する溶融樹脂の引き取り性が悪化する、すなわち溶融張力と引き取り性のバランスが悪化する。特性緩和時間は、例えば、水素濃度やエチレン圧や重合温度などの重合条件により変更することができ、エチレン−α−オレフィン共重合体の特性緩和時間を変えることができる。
特性緩和時間は、温度−時間重ね合わせ原理に基づいて作成される、190℃での溶融複素粘度(単位:Pa・sec)の角周波数(単位:rad/sec)依存性を示すマスターカーブから算出される数値である。具体的には、130℃、150℃、170℃および190℃それぞれの温度(T、単位:℃)におけるエチレン−α−オレフィン共重合体の溶融複素粘度−角周波数曲線(溶融複素粘度の単位はPa・sec、角周波数の単位はrad/secである。)を、温度−時間重ね合わせ原理に基づいて、190℃における溶融複素粘度−角周波数曲線に重ね合わせてマスターカーブを作成し、得られたマスターカーブを下記式(5)で近似することにより算出される値である。
η=η0/[1+(τ×ω)n] (5)
η:溶融複素粘度(単位:Pa・sec)
ω:角周波数(単位:rad/sec)
τ:特性緩和時間(単位:sec)
η0:エチレン−α−オレフィン共重合体毎に求まる定数(単位:Pa・sec)
n:エチレン−α−オレフィン共重合体毎に求まる定数
上記計算は、市販の計算ソフトウェアを用いてもよく、該計算ソフトウェアとしては、Rheometrics社製 Rhios V.4.4.4などがあげられる。
溶融複素粘度−角周波数曲線の測定は、粘弾性測定装置(例えば、Rheometrics社製Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS−800など)を用い、通常、ジオメトリー:パラレルプレート、プレート直径:25mm、プレート間隔:1.5〜2mm、ストレイン:5%、角周波数:0.1〜100rad/秒の条件で行われる。なお、測定は窒素雰囲気下で行われ、また、測定試料には予め酸化防止剤を適量(例えば1000ppm)を配合することが好ましい。
第二のエチレン−α−オレフィン共重合体
以下、第二のエチレン−α−オレフィン共重合体について説明する。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、4.5〜13である。機械的強度が良好な成形体を得るためには、エチレン−α−オレフィン共重合体の分子量分布は好ましくは12以下であり、より好ましくは10以下である。また、加工性の観点から、好ましくは5.0以上、より好ましくは5.5以上、更に好ましくは6.0以上、更により好ましくは6.3以上である。該分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ測定によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)とを求め、MwをMnで除した値(Mw/Mn)である。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の流動の活性化エネルギー(Ea、単位はkJ/mol)は、40kJ/mol〜100kJ/molである。流動性の観点から、本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体のEaは、好ましくは55kJ/mol以上であり、より好ましくは60kJ/mol以上であり、更に好ましくは65kJ/mol以上である。また、高温で十分な成形性を得るという観点から、本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体のEaは、好ましくは90kJ/mol以下である。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の1000炭素原子当たりの長鎖分岐量(LCB量)は、0.25〜0.50である。1000炭素原子当たりのLCB量は、加工性を高める観点から好ましくは0.29以上であり、より好ましくは0.30以上であり、更に好ましくは0.32以上であり、更により好ましくは0.33以上であり、最も好ましくは0.34以上である。また、機械強度を高める観点から、好ましくは0.45以下であり、より好ましくは0.42以下である。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体のη* 0.1/η* 100は、5〜100であることが好ましい。η* 0.1/η* 100は、加工性を高める観点から、好ましくは10以上であり、より好ましくは15以上であり、更に好ましくは17以上である。また、機械的強度を高める観点から、好ましくは80以下であり、より好ましくは70以下、さらに好ましくは60以下である。なお、η* 0.1、η* 100は、粘弾性測定装置(例えば、Rheometrics社製Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS−800など。)を用いて測定される。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の温度190℃および角周波数100rad/秒における動的複素粘度(η* 100、単位:Pa・秒)は、1500Pa・秒以下であることが好ましい。η* 100は加工性を高める観点から、好ましくは1300Pa・秒以下であり、より好ましくは1200Pa・秒以下であり、更に好ましくは1150Pa・秒以下であり、最も好ましくは1100Pa・秒以下である。また、機械強度を高める観点から、好ましくは300Pa・秒以上であり、より好ましくは400Pa・秒以上であり、更に好ましくは500Pa・秒以上である。角周波数100rad/秒は一般的な加工機でエチレン−α−オレフィン共重合体を加工する際のせん断速度に近い角周波数であり、加工性の指標として使用することができる。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の150℃における溶融張力は、4〜30cNである。フィルムやブローボトルを安定的に製造する観点から、また、本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体と線形低密度ポリエチレン(LLDPE)からなる組成物から製造されるフィルムの透明性の観点から、好ましくは6cN以上であり、より好ましくは7cN以上であり、更に好ましくは8cN以上であり、更により好ましくは10cN以上である。また、フィルムやブローボトルを製造する際の生産効率の観点から、好ましくは25cN以下、より好ましくは20cN以下である。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体のポリスチレン換算のz平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)の比(Mz/Mw)は、2.3〜3.5であることが好ましい。機械的強度が良好な成形体を得るためには、エチレン−α−オレフィン共重合体のMz/Mwは好ましくは3.0以下であり、より好ましくは2.9以下であり、更に好ましくは2.7以下である。また、加工性の観点から、好ましくは2.4以上であり、より好ましくは2.5以上である。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体中に含まれるオリゴマー量は1500ppm以下である。クリーン性の観点から、好ましくは1200ppm以下であり、より好ましくは1000ppm以下であり、更に好ましくは800ppm以下であり、更により好ましくは700ppm以下である。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体中に含まれるオリゴマー(n−C12〜C18のポリエチレン由来のオリゴマ−成分)量は、ガスクロマトグラフィー用いてして測定できる。オリゴマーの抽出は超音波法により行うことができる。GPC測定装置、および各測定条件は下記のとおりである。
GC測定装置 SHIMADZU社製 GC−2010
カラム J&W社製 DB−1
(膜厚0.15μm、長さ15m、内径0.53mm)を接続
検出器(FID)温度 310℃
測定カラム温度 100℃で1分保持後、10℃/分で310度まで昇温
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体のg*は、0.500〜0.880である。十分な加工特性、特に歪み硬化特性を付与させる観点から、好ましくは0.850以下であり、より好ましくは0.840以下であり、更に好ましくは0.830以下であり、更により好ましくは0.825以下である。g*が大きい場合、長鎖分岐が十分に含まれていないため、十分な歪み硬化特性を得ることができない。また、エチレン−α−オレフィン共重合体のg*は、機械強度向上の観点から、好ましくは0.600以上であり、より好ましくは0.650以上であり、更に好ましくは0.700以上であり、更により好ましくは0.750以上である。g*が小さすぎると、結晶を形成したときの分子鎖の広がりが小さすぎるため、タイ分子の生成確率が落ち、強度が低下する。
エチレン−α−オレフィン共重合体の製造方法
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の製造方法としては、例えば、ジエチル亜鉛(以下、成分(a)と称する。)と、3,4,5−トリフルオロフェノール(以下、成分(b)と称する。)と、水(以下、成分(c)と称する。)と、無機化合物粒子(以下、成分(d)と称する。)とをトルエン溶媒中で接触させて得られる固体粒子状の助触媒担体(以下、成分(A)と称する。)と、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を2つ有し、該2つの配位子がアルキレン基やシリレン基等の架橋基で結合した構造を有するメタロセン錯体(以下、成分(B)と称する。)と、有機アルミニウム化合物(以下、成分(C)と称する。)を触媒成分として用いてなる重合触媒の存在下、エチレンとα−オレフィンとを共重合する方法があげられる。
また、成分(d)は必要に応じて1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(((CH33Si)2NH)(以下、成分(e)と称する。)で接触処理してもよい。
成分(d)の無機化合物粒子としては、好ましくはシリカゲルである。
成分(a)、成分(b)、成分(c)の使用量は特に制限はないが、各成分の使用量のモル比率を成分(a):成分(b):成分(c)=1:y:zのモル比率とすると、yおよびzが下記式(1)を実質的に満足することが好ましい。
0.5<y+2z<5 (1)
上記式(1)におけるyとして好ましくは0.5〜4の数であり、より好ましくは0.6〜3の数であり、さらに好ましくは0.8〜2.5の数であり、最も好ましくは1〜2の数である。上記式(1)におけるzは、0より大きい正の数であり、yおよび上記式(1)によって決定される範囲を任意にとることができる。
成分(a)、成分(b)、成分(c)、成分(d)および成分(e)を接触させる順序としては、以下の順序があげられる。
<1>成分(d)と成分(e)とを接触させた後、成分(b)を接触させ、次に成分(a)を接触させ、その後、成分(c)を接触させる。
<2>成分(d)と成分(e)とを接触させた後、成分(a)を接触させ、次に成分(b)を接触させ、その後、成分(c)を接触させる。
<3>成分(d)と成分(a)を接触させ、次に成分(b)を接触させ、その後、成分(c)を接触させる。
<4>成分(d)と成分(b)を接触させ、次に成分(a)を接触させ、その後、成分(c)を接触させる。
接触順序として好ましくは<1>である。
成分(a)、成分(b)、成分(c)、成分(d)および成分(e)の接触処理は不活性気体雰囲気下で実施するのが好ましい。処理温度は通常−100〜300℃であり、好ましくは−80〜200℃である。処理時間は通常1分間〜200時間であり、好ましくは10分間〜100時間である。
上記成分(B)のメタロセン錯体の金属原子(M)としては、周期律表第IV属原子が好ましく、ジルコニウム原子、ハフニウム原子がより好ましい。
上記成分(B)のメタロセン錯体の架橋基としては、メチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基が好ましく、より好ましくはエチレン基である。
上記成分(B)のメタロセン錯体の金属原子が有する残りの置換基としては、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数7〜20のアラルキル基、炭素原子数6〜20のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜20のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜20のアリールオキシ基、炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を置換基として有していてもよいシリル基、炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を置換基として有していてもよいアミノ基が挙げられる。好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜10のアルコキシ基、炭素原子数6〜10のアリールオキシ基、炭素原子数1〜6のハイドロカルビル基を置換基として有していてもよいアミノ基であり、特に好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素原子数1〜10のアルコキシ基、素原子数6〜10のアリールオキシ基、炭素原子数1〜6のハイドロカルビル基を置換基として有していてもよいアミノ基である。具体的には、フェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、2,3,4−トリメチルフェノキシ基、2,3,5−トリメチルフェノキシ基、2,3,6−トリメチルフェノキシ基、2,4,6−トリメチルフェノキシ基、3,4,5−トリメチルフェノキシ基、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基が挙げられ、特に好ましくは、フェノキシ基、ジメチルアミノ基である。
上記成分(B)のメタロセン錯体のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子としては
Figure 0005803336
(式中、
Figure 0005803336
およびRは、同一または相異なり、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数2〜20のアルケニル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数2〜20のアルキニル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数7〜20のアラルキル基、または
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基を表し、
およびRは、同一または相異なり、水素原子、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数2〜20のアルケニル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数2〜20のアルキニル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数7〜20のアラルキル基、または
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基を表し、
からRは、同一または相異なり、水素原子、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数2〜20のアルケニル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数2〜20のアルキニル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数7〜20のアラルキル基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数1〜20のアルコキシ基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数7〜20のアラルキルオキシ基、
ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数6〜20のアリールオキシ基、
炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基もしくはハロゲン化ハイドロカルビル基を置換基として有していてもよいシリル基、
炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基もしくはハロゲン化ハイドロカルビル基を置換基として有していてもよいアミノ基、または
ヘテロ環式化合物残基を表し、
およびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびRは、連結して環を形成してもよく、該環は置換基を有していてもよい。)
上記成分(B)のメタロセン錯体として、好ましくは、以下の化合物(B−1)、(B−2)が挙げられ、引張衝撃強度などの機械的強度の観点から、より好ましくは(B−1)である。
Figure 0005803336
また、これらの化合物のフェノキシ基をジメチルアミノ基またはジエチルアミノ基に変更した化合物、更に、ジルコニウム原子をハフニウム原子に変更した化合物も好ましく挙げられる。
上記成分(C)の有機アルミニウム化合物としては、好ましくはトリイソブチルアルミニウム、トリノルマルオクチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウムである。
成分(B)のメタロセン錯体の使用量は、成分(A)の助触媒担体1gに対し、好ましくは5×10-6〜5×10-4molである。また成分(C)の有機アルミニウム化合物の使用量として、好ましくは、成分(B)のメタロセン錯体の金属原子モル数に対する成分(C)の有機アルミニウム化合物のアルミニウム原子のモル数の比(Al/M)で表して、1〜5000である。
上記の助触媒担体(A)とメタロセン系錯体(B)と有機アルミニウム化合物(C)とを接触させてなる重合触媒においては、必要に応じて、助触媒担体(A)とメタロセン系錯体(B)と有機アルミニウム化合物(C)とに、電子供与性化合物(D)を接触させてなる重合触媒としてもよい。該電子供与性化合物(D)として、具体的には3級アミン,2級アミンが挙げられる。好ましくは3級アミンであり、具体例としては、トリエチルアミン、トリノルマルオクチルアミンをあげることができる。
得られるエチレン−α−オレフィン共重合体の分子量分布を大きくする観点からは、電子供与性化合物(D)を使用することが好ましく、電子供与性化合物(D)の使用量としては、有機アルミニウム化合物(C)のアルミニウム原子のモル数に対して、0.1mol%以上であることがより好ましく、1mol%以上であることが更に好ましい。なお、該使用量は、重合活性を高める観点から、好ましくは30mol%以下であり、より好ましくは20mol%以下である。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体は、連続スラリー重合法、または連続バルク重合法であり、好ましくは、連続スラリー重合法で重合することができる。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体は、連続気相重合法で重合することができる。該重合法に用いられる気相重合反応装置としては、通常、流動層型反応槽を有する装置であり、好ましくは、拡大部を有する流動層型反応槽を有する装置である。反応槽内に攪拌翼が設置されていてもよい。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の製造に用いられる重合触媒の各成分を反応槽に供給する方法としては、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガス、水素、エチレン等を用いて、水分のない状態で供給する方法、各成分を溶媒に溶解または稀釈して、溶液またはスラリー状態で供給する方法が用いられる。触媒の各成分は個別に供給してもよく、任意の成分を任意の順序にあらかじめ接触させて供給してもよい。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の製造には、本重合を実施する前に、予備重合を実施し、予備重合された予備重合触媒成分を本重合の触媒成分または触媒として使用してもよい。本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の製造には、予備重合を実施し、予備重合された予備重合触媒成分を本重合の触媒成分または触媒として使用する。
本発明の第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の重合温度としては、好ましくは0〜150℃、より好ましくは30〜100℃、更に好ましくは65〜90℃、更により好ましくは70〜90℃である。重合温度を高くすることにより、分子量分布を狭くすることができる。
本発明の第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の重合温度としては、好ましくは60〜100℃、より好ましくは65〜90℃、更に好ましくは70〜90℃、更により好ましくは75〜90℃であり、最も好ましくは80〜90℃である。重合温度を高くすることにより、分子量分布を狭くすることができる。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の溶融流動性を調節する目的で、重合反応器内に水素を分子量調節剤として添加してもよい。
重合反応器内に不活性ガスを添加してもよい。η* 0.1/η* 100を大きくする観点からは、水素濃度を低くすることが好ましく、η* 0.1/η* 100を小さくする観点からは、水素濃度を高くすることが好ましい。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の分子量分布を広げる目的で、多段重合を行ってもよい。
本発明の第一および第二のエチレン−α−オレフィン共重合体には、必要に応じて、添加剤を含有させてもよい。該添加剤としては、例えば、酸化防止剤、耐候剤、滑剤、抗ブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、無滴剤、顔料、フィラー等があげられる。
本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体(A)は、他の樹脂とともに使用することができる。他の樹脂としては、本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体(A)とは異なるエチレン系樹脂や、プロピレン系樹脂等のオレフィン系樹脂等が挙げられる。
本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体(A)とエチレン系共重合体(B)とを含有する樹脂組成物において、エチレン−α−オレフィン共重合体(A)とエチレン系共重合体(B)の含有量としては、エチレン−α−オレフィン共重合体(A)とエチレン系共重合体(B)の合計を100重量%として、光学特性を高める観点から、エチレン−α−オレフィン共重合体(A)の含有量が5重量%以上(エチレン系共重合体(B)の含有量が95重量%以下)であり、好ましくはエチレン−α−オレフィン共重合体(A)の含有量が10重量%以上(成分(B)の含有量が90重量%以下)である。また、光学特性を高める観点からは、エチレン−α−オレフィン共重合体(A)の含有量が95重量%以下(エチレン系共重合体(B)の含有量が5重量%以上)であり、好ましくはエチレン−α−オレフィン共重合体(A)の含有量が70重量%以下(エチレン系共重合体(B)の含有量が30重量%以上)であり、より好ましくはエチレン−α−オレフィン共重合体(A)の含有量が50重量%以下(エチレン系共重合体(B)の含有量が50重量%以上)である。
本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体は、加工時における押出し負荷、フィルムの透明性、溶融張力、機械強度のバランスに優れる。本発明のエチレン−α−オレフィン共重合体は、公知の成形方法、例えば、インフレーションフィルム成形法やTダイフィルム成形法などの押出成形法、射出成形法、圧縮成形法などにより、各種成形体(フィルム、シート、ボトル、トレー等)に成形される。成形方法としては、インフレーションフィルム成形法が好適に用いられ、得られる成形体は、食品包装や表面保護などの種々の用途に用いられる。
以下、実施例および比較例により本発明を説明する。
実施例および比較例での各項目の測定値は、次の方法に従って測定した。
サンプルには予めイルガノックス1076などの酸化防止剤を1000ppm以上の適量を適時配合し調製した。
(1)メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
JIS K7210−1995に規定された方法に従い、荷重21.18N、温度190℃の条件で、A法により測定した。
(2)密度(単位:Kg/m3
JIS K7112−1980のうち、A法に規定された方法に従って測定した。なお、試料には、JIS K6760−1995に記載のアニーリングを行った。
(3)Mw/Mn、Mz/Mw
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって得られたポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)とを算出し、MwをMnで除した値を分子量分布(Mw/Mn)とした。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって得られたポリスチレン換算のZ平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)とを算出し、MzとMwとの比をMz/Mwとした。
装置 :Waters製Waters150C
分離カラム:TOSOH TSKgelGMH−HT
測定温度 :140℃
キャリア :オルトジクロロベンゼン
流量 :1.0mL/分
注入量 :500μL
(4)η* 0.1/η* 100
歪制御型の回転式粘度計(レオメーター)を用いて、下記の条件で角周波数0.1rad/秒から100rad/秒までの動的複素粘度を測定した後、角周波数0.1rad/秒における動的複素粘度(η* 0.1)を角周波数100rad/秒における動的複素粘度(η* 100)で除した値(η* 0.1/η* 100)を求めた。歪制御型回転レオメーターとしてはTA Instruments社製のARES等が挙げられる。
温度 :190℃
ジオメトリー:パラレルプレート
プレート直径:25mm
プレート間隔:1.5〜2mm
ストレイン :5%
角周波数 :0.1〜100rad/秒
測定雰囲気 :窒素
(5)活性化エネルギー(Ea、単位:kJ/mol)
活性化エネルギーEaは、歪制御型の回転式粘度計(レオメーター)を用いて、下記の条件(a)〜(d)で測定される各温度T(K)における動的粘弾性データを温度−時間重ね合わせ原理に基づいてシフトする際のシフトファクター(aT)のアレニウス型方程式:log(aT)=Ea/R(1/T−1/T0)(Rは気体定数、T0は基準温度463Kである。)から算出される成形性の指標をいう。計算ソフトウェアには、Reometrics社 Rhios V.4.4.4を使用し、アレニウス型プロットlog(aT)−(1/T)における直線近似時の相関係数r2が0.99以上の場合のEa値を採用する。測定は窒素下で実施する。
条件(a)ジオメトリー:パラレルプレート、直径25mm、プレート間隔:1.5〜2mm
条件(b)ストレイン:5%
条件(c)剪断速度:0.1〜100rad/sec
条件(d)温度:190、170、150、130℃
(6)引張衝撃強度(単位:kJ/m2
成形温度190℃、予熱時間10分、圧縮時間5分、圧縮圧力5MPaの条件で圧縮成形された厚み2mmのシートの引張衝撃強度を、ASTM D1822−68に従って測定した。この値が大きいほど機械的強度に優れる。
(7)特性緩和時間(τ)(sec)
粘弾性測定装置(Rheometrics社製Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS−800)を用いて、下記測定条件で130℃、150℃、170℃および190℃での溶融複素粘度−角周波数曲線を測定し、次に、得られた溶融複素粘度−角周波数曲線から、Rheometrics社製計算ソフトウェア Rhios V.4.4.4を用いて、190℃での溶融複素粘度−角周波数曲線のマスターカーブを作成し、特性緩和時間(τ)を求めた。
<測定条件>
ジオメトリー:パラレルプレート
プレート直径:25mm
プレート間隔:1.5〜2mm
ストレイン :5%
角周波数 :0.1〜100rad/秒
測定雰囲気 :窒素
樹脂の特性緩和時間(τ)は、該樹脂中の高分子鎖の緩和する時間に対応しており、緩和が遅いほど(特性緩和時間が長いほど)、該樹脂を使用したフィルムの表面は荒れる。従って、フィルムの透明性の観点から、樹脂の特性緩和時間が短いことが好ましい(例えば、H. Zhu et. al. Polymer 48, (2007) 5098-5106項を参照)。
(8)ヘイズ、単位:%
ASTM D1003に規定された方法に従って測定した。この値が小さいほど透明性が優れることを示す。
(9)内部ヘイズ、単位:%
ASTM D1003に規定された方法に従って測定した。この値が小さいほど透明性が良いことを示す。また、フィルム表面凹凸での光の散乱を抑えるために、石英ガラス製のセル中にジメチルフタレートを満たし、このセル中にフィルムを沈めた状態で内部ヘイズの測定を行った。
(9)外部ヘイズ、単位:%
上記ヘイズから内部ヘイズを引いた値を外部ヘイズとした。フィルム表面の粗さは外部ヘイズや光沢に影響を与え、一般に表面の凹凸が大きく粗いほど外部ヘイズの値が大きい。
(10)長鎖分岐(LCB)、短鎖分岐(SCB)量、単位:個/1000炭素
炭素原子1000個当りの長鎖分岐または短鎖分岐の数は、カーボン核磁気共鳴(13C−NMR)法によって、次の測定条件により、重合体のカーボン核磁気共鳴(13C−NMR)スペクトルを測定し、下記算出方法より、重合体中の炭素原子数1000個当りの長鎖分岐または短鎖分岐の数を求めた。
(測定条件)
装置 :Bruker社製 AVANCE600
測定プローブ:10mmクライオプローブ
測定溶媒:1,2−ジクロロベンゼン/1,2−ジクロロベンゼン−d4
=75/25(容積比)の混合液
測定温度:130℃
測定方法:プロトンデカップリング法
パルス幅:45度
パルス繰り返し時間:4秒
測定基準:テトラメチルシラン
窓関数 :エクスポネンシャルまたはガウシャン
積算回数:2500
長鎖分岐(LCB))の数の算出方法
窓関数をガウシャンで処理したNMRスペクトルにおいて、5〜50ppmにピークトップを有するすべてのピークのピーク面積の総和を1000として、炭素原子数7以上の分岐が結合したメチン炭素に由来するピークのピーク面積から長鎖分岐の数(炭素原子数7以上の分岐の数)を求めた。本測定条件においては、38.22〜38.27ppm付近にピークトップを有するピークのピーク面積から長鎖分岐の数(炭素原子数7以上の分岐の数)を求めた。当該ピークのピーク面積は、高磁場側で隣接するピークとの谷の
ケミカルシフトから、低磁場側で隣接するピークとの谷のケミカルシフトまでの範囲でのシグナルの面積とした。なお、本測定条件においては、エチレン−1−オクテン共重合体の測定において、ヘキシル分岐が結合したメチン炭素に由来するピークのピークトップの位置が38.21ppmであった。
短鎖分岐(SCB)の数の算出方法
1.コモノマーがヘキセンの場合
窓関数をエクスポネンシャルで処理したNMRスペクトルにおいて、5〜50ppmにピークトップを有するすべてのピークのピーク面積の総和を1000としたときの、炭素原子数が4の分岐が結合したメチン炭素に由来するピーク面積から短鎖分岐の数を算出した。本測定条件において、38.00〜38.21ppmのピークの面積と35.85〜36.00ppmのピークの面積の合計値から求めた。
2.コモノマーがヘキセンとブテンの場合
窓関数をエクスポネンシャルで処理したNMRスペクトルにおいて、5〜50ppmにピークトップを有するすべてのピークのピーク面積の総和を1000としたときの、炭素原子数が2の分岐が結合したメチン炭素に由来するピーク面積と、炭素原子数が4の分岐が結合したメチン炭素に由来するピーク面積から短鎖分岐の数を算出した。本測定条件において、39.60〜39.85ppmの面積と、38.00〜38.21ppmのピークの面積と、35.85〜36.00ppmのピークの面積の合計値から求めた。
(11)メルトテンション(MT、単位:cN)
東洋精機製作所製 メルトテンションテスターを用いて、温度が150℃の条件で、9.55mmφのバレルに充填した溶融樹脂を、ピストン降下速度5.5mm/分で、径が2.09mmφ、長さ8mmのオリフィスから押出し、該押し出された溶融樹脂を、径が50mmφの巻き取りロールを用い、40rpm/分の巻き取り上昇速度で巻き取り、溶融樹脂が破断する直前における張力を測定した。引取開始からフィラメント状のエチレン−α−オレフィン共重合体が切断するまでの間の最大張力をメルトテンションとした。
(12)収縮因子 g*
前記式(I)によって収縮因子g*を求めた。
なお、[η]は、エチレン−α−オレフィン共重合体の相対粘度(ηrel)を、熱劣化防止剤としてブチルヒドロキシトルエン(BHT)を5重量%含むテトラリン100mlに、エチレン−α−オレフィン共重合体100mgを135℃で溶解してサンプル溶液を調製し、ウベローデ型粘度計を用いて前記サンプル溶液と熱劣化防止剤としてBHTを0.5重量%のみを含むテトラリンからなるブランク溶液との降下時間から算出し、式(I−I)によって求め、[η]GPCは、(6)のエチレン−α−オレフィン共重合体の分子量分布の測定から、式(I−II)によって求め、gSCB*は、(2)のエチレン−α−オレフィン共重合体の短鎖分岐数の測定から式(I−III)によって求めた。
実施例1
(1)シリカの処理
窒素置換した撹拌機を備えた反応器に、溶媒としてトルエン500mlと、窒素流通下で300℃において加熱処理したシリカ(デビソン社製 Sylopol948;平均粒子径=55μm;細孔容量=1.67ml/g;比表面積=325m2/g)50.1gとを入れて撹拌した。その後、5℃に冷却した後、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン28.5mlとトルエン38.3mlとの混合溶液を、反応器内の温度を5℃に保ちながら30分間で滴下した。滴下終了後、5℃で1時間、95℃で3時間攪拌し、ろ過した。得られた固体成分をトルエン500mlで6回、ヘキサン500mlで2回、洗浄を行った。その後、固体成分を、23℃、減圧下、1時間乾燥することにより、表面処理されたシリカゲル52.2gを得た。
(2)助触媒担体の調製
減圧乾燥後、窒素で置換した300mlの4つ口フラスコに、上記実施例1(1)で得られた表面処理されたシリカゲル16.2gと、トルエン112.5mlとを投入した。次に、ジエチル亜鉛濃度が2mmol/mlであるジエチル亜鉛のヘキサン溶液40.5mlを投入し、攪拌した。その後、5℃に冷却した後、3,4,5−トリフルオロフェノール濃度が2.42mmol/mlである3,4,5−トリフルオロフェノールのトルエン溶液16.7mlを、反応器内の温度を5℃に保ちながら180分間で滴下した。滴下終了後、5℃で1時間、40℃で1時間攪拌した。その後、水1.08mlを反応器内の温度を5℃に保ちながら4.5時間で滴下した。滴下終了後、5℃で1.5時間、40℃で2時間、更に、80℃で2時間攪拌した。攪拌停止後静置し、上澄み液90mlを抜き出し、トルエン90mlを投入し、95℃に昇温し、4時間攪拌し、攪拌後、上澄み液を抜き出し、固体成分を得た。得られた固体成分をトルエン90mlで4回、ヘキサン90mlで3回、洗浄を行った。その後、乾燥することで固体成分(以下、助触媒担体(A1)と称する。)を得た。
(3)重合
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.029MPaになるように加え、1−ヘキセン230mL、ブタンを1046g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.50mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を1.0mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)9.0mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.16mol%)を連続的に供給しながら、70℃で120分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体153.7gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例2
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.026MPaになるように加え、1−ヘキセン230mL、ブタンを1046g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.34mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を1.0mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)10.5mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.14mol%)を連続的に供給しながら、70℃で170分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体237.0gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例3
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.026MPaになるように加え、1−ヘキセン230mL、ブタンを1046g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.33mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を1.0mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)6.4mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.14mol%)を連続的に供給しながら、70℃で225分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体214.9gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例4
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.026MPaになるように加え、1−ヘキセン230mL、ブタンを1046g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.30mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を1.0mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)8.4mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.15mol%)を連続的に供給しながら、70℃で153分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体228.1gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例5
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.024MPaになるように加え、1−ヘキセン250mL、ブタンを1032g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.23mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を0.75mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)6.7mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.16mol%)を連続的に供給しながら、70℃で180分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体195.0gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例6
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.021MPaになるように加え、1−ヘキセン230mL、ブタンを1046g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.07mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を1.0mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)9.0mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.11mol%)を連続的に供給しながら、70℃で140分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体241.0gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例7
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.017MPaになるように加え、1−ヘキセン250mL、ブタンを1032g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=0.84mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を0.5mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)4.8mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.25mol%)を連続的に供給しながら、70℃で210分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体48.1gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例8
(1)予備重合触媒成分の調製
予め窒素置換した内容積5リットルの撹拌機付きオートクレーブに、ブタン837gを投入した後、ラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド0.96gを投入し、オートクレーブを50℃まで昇温して撹拌を1.25時間行った。次にオートクレーブを30℃まで降温して系内が安定した後、エチレンを2.0g仕込み、実施例1の(2)で得た助触媒担体(A1)10.72を投入し、続いてトリイソブチルアルミニウム6mmolを投入して重合を開始した。エチレンを0.17g/minで連続供給しながら30分経過した後、50℃へ昇温するとともに、エチレン/水素混合ガス(水素=0.30mol%)を連続供給することによって合計200分の予備重合を実施した。重合終了後、エチレン、ブタン、水素ガスなどをパージして残った固体を室温にて真空乾燥し、助触媒担体(A1)1g当り15.5gのポリエチレンを含有する予備重合触媒成分(B1)を得た。
(2)本重合
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.024MPaになるように加え、1−ヘキセン230mL、ブタンを1046g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.26mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にトリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例9(1)で調製した予備重合触媒成分(B1)157.6mgを投入し重合を開始した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.197mol%)を連続的に供給しながら、70℃で180分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体120.3gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例9
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.019MPaになるように加え、1−ヘキセン230mL、ブタンを1046g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.01mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にトリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例8(1)で調製した予備重合触媒成分(B1)154.6mgを投入し重合を開始した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.154mol%)を連続的に供給しながら、70℃で180分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体153.6gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例10
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.024MPaになるように加え、1−ヘキセン180mL、ブタンを1080g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.25mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にトリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例8(1)で調製した予備重合触媒成分(B1)182.4mgを投入し重合を開始した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.205mol%)を連続的に供給しながら、70℃で180分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体86.2gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例11
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.024MPaになるように加え、1−ヘキセン280mL、ブタンを1012g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.28mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にトリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例8(1)で調製した予備重合触媒成分(B1)150.3mgを投入し重合を開始した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.170mol%)を連続的に供給しながら、70℃で180分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体173.8gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表1に示した。
実施例12
減圧乾燥後、アルゴンで置換した3リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.017MPaになるように加え、1−ブテンを71g、ブタンを679g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.10mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を0.9mL投入した。次にエチレンビス(5,5,8,8-テトラメチル-5,6,7,8-テトラヒドロベンズ-f-インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が2μmol/mLであるエチレンビス(5,5,8,8-テトラメチル-5,6,7,8-テトラヒドロベンズ-f-インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を0.25mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を0.9mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)6.3mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.26mol%)を連続的に供給しながら、70℃で180分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体164.3gを得た。得られた第一のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性を表2に示した。
比較例1
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.046MPaになるように加え、1−ヘキセン280mL、ブタンを1012g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=2.41mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を1.25mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)9.8mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.24mol%)を連続的に供給しながら、70℃で100分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体215.3gを得た。得られたエチレン−1−ヘキセン共重合体の物性を表2に示した。
比較例2
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.046MPaになるように加え、1−ヘキセン280mL、ブタンを1012g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=2.40mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を1.25mL投入し、トリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)11.7mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.25mol%)を連続的に供給しながら、70℃で120分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体204.6gを得た。得られたエチレン−1−ヘキセン共重合体の物性を表2に示した。
比較例3
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.019MPaになるように加え、1−ヘキセン265mL、ブタンを1021g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=1.16mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を2.0mL投入した。次にラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド濃度が1μmol/mLであるラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシドのトルエン溶液を0.5mL投入し、続いて、上記実施例1(2)で調製した助触媒担体(A1)40.0mgを投入した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.18mol%)を連続的に供給しながら、70℃で180分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体146.7gを得た。得られたエチレン−1−ヘキセン共重合体の物性を表2に示した。
比較例4
(1)予備重合触媒成分の調製
予め窒素置換した内容積5リットルの撹拌機付きオートクレーブに、ブタン835.3gを投入した後、ラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド0.75gを投入し、オートクレーブを50℃まで昇温して撹拌を1.25時間行った。次にオートクレーブを30℃まで降温して系内が安定した後、エチレンを2.0g仕込み、実施例1(2)で得た助触媒担体(A1)10.56を投入し、続いてトリイソブチルアルミニウム5.6mmolを投入して重合を開始した。エチレンを0.17g/minで連続供給しながら30分経過した後、50℃へ昇温するとともに、エチレン/水素混合ガス(水素=0.30mol%)を連続供給することによって合計200分の予備重合を実施した。重合終了後、エチレン、ブタン、水素ガスなどをパージして残った固体を室温にて真空乾燥し、助触媒担体(A1)1g当り17.0gのポリエチレンを含有する予備重合触媒成分(B2)を得た。
(2)本重合
減圧乾燥後、アルゴンで置換した5リットルの撹拌機付きオートクレーブ内を真空にし、水素をその分圧が0.037MPaになるように加え、1−ヘキセン230mL、ブタンを1046g仕込み、系内の温度を70℃まで昇温した後、エチレンを、その分圧が1.6MPaになるように導入し、系内を安定させた。ガスクロマトグラフィーの結果、系内のガス組成は、水素=2.05mol%であった。これにトリイソブチルアルミニウム濃度が1mmol/mLであるトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液を1.5mL投入した。次にトリエチルアミンの濃度が0.1mmol/mLであるトリエチルアミンのトルエン溶液を1.5mL投入した。続いて、上記比較例4(1)で調製した予備重合触媒成分(B2)176mgを投入し重合を開始した。重合中は全圧、およびガス中の水素濃度を一定に維持するように、エチレン/水素混合ガス(水素=0.289mol%)を連続的に供給しながら、70℃で180分重合した。その後ブタン、エチレン、水素をパージして、エチレン−1−ヘキセン共重合体126.9gを得た。得られたエチレン−1−ヘキセン共重合体の物性を表2に示した。
実施例13
実施例4で得られた第一のエチレン−1−ヘキセン共重合体に、酸化防止剤(住友化学(株)製 スミライザーGP)2000ppmおよびステアリン酸カルシウム2000ppmを配合し、次に、15mmφ押出機を使用して加工温度150℃、押出量1.0Kg/hrの加工条件でエチレン−1−ヘキセン共重合体をペレットにした。FS250(住友化学株式会社製LLDPE、MFR=2.0g/10分、密度=922Kg/m)80重量部に対し、上記ペレットを20重量部混ぜることでペレットブレンドを得た。該ペレットブレンドをインフレーションフィルム成形機(ランドキャッスル社製、単軸押出機(径0.5インチφ)、ダイス(ダイ径0.625インチφ、リップギャップ0.03インチ))により、加工温度200℃、押出量200g/hr、フロストライン高さ20mm、ブロー比2.0、フィルム引取速度2.0m/minの加工条件で厚み20μmのインフレーションフィルムを成形した。得られたフィルムの物性の評価結果を表3に示した。
比較例5
比較例2で得られたエチレン−1−ヘキセン共重合体に、酸化防止剤(住友化学(株)製 スミライザーGP)2000ppmおよびステアリン酸カルシウム2000ppmを配合し、次に、15mmφ押出機を使用して加工温度150℃、押出量1.0Kg/hrの加工条件でエチレン−1−ヘキセン共重合体をペレットにした。FS250(住友化学株式会社製LLDPE、MFR=2.0g/10分、密度=922Kg/m)80重量部に対し、上記ペレットを20重量部混ぜることでペレットブレンドを得た。該ペレットブレンドをインフレーションフィルム成形機(ランドキャッスル社製、単軸押出機(径0.5インチφ)、ダイス(ダイ径0.625インチφ、リップギャップ0.03インチ))により、加工温度200℃、押出量200g/hr、フロストライン高さ20mm、ブロー比2.0、フィルム引取速度2.0m/minの加工条件で厚み20μmのインフレーションフィルムを成形した。得られたフィルムの物性の評価結果を表3に示した。
Figure 0005803336
Figure 0005803336
Figure 0005803336
実施例14
(1)固体成分の調製
窒素置換した撹拌機を備えた反応器に、窒素流通下で300℃において加熱処理したシリカ(デビソン社製 Sylopol948;50%体積平均粒子径=55μm;細孔容量=1.67ml/g;比表面積=325m/g)2.8kgとトルエン24kgとを入れて、撹拌した。その後、5℃に冷却した後、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン0.9kgとトルエン1.4kgとの混合溶液を反応器の温度を5℃に保ちながら30分間で滴下した。滴下終了後、5℃で1時間撹拌し、次に95℃に昇温し、95℃で3時間撹拌し、ろ過した。得られた固体生成物をトルエン20.8kgで6回、洗浄を行った。その後、トルエン7.1kgを加えスラリーとし、一晩静置した。
上記で得られたスラリーに、ジエチル亜鉛のヘキサン溶液(ジエチル亜鉛濃度:50重量%)1.73kgとヘキサン1.02kgとを投入し、撹拌した。その後、5℃に冷却した後、3,4,5−トリフルオロフェノール0.78kgとトルエン1.44kgとの混合溶液を、反応器の温度を5℃に保ちながら60分間で滴下した。滴下終了後、5℃で1時間撹拌し、次に40℃に昇温し、40℃で1時間撹拌した。その後、22℃に冷却し、HO0.11kgを反応器の温度を22℃に保ちながら1.5時間で滴下した。滴下終了後、22℃で1.5時間撹拌し、次に40℃に昇温し、40℃で2時間撹拌し、更に80℃に昇温し、80℃で2時間撹拌した。撹拌後、室温にて、残量16Lまで上澄み液を抜き出し、トルエン11.6kgを投入し、次に、95℃に昇温し、4時間撹拌した。撹拌後、室温にて、上澄み液を抜き出し、固体生成物を得た。得られた固体生成物をトルエン20.8kgで4回、ヘキサン24リットルで3回、洗浄を行った。その後、乾燥することにより、固体成分を得た(以下、助触媒担体(A2)と称する。)。
(2)予備重合触媒成分(B3)の調製
予め窒素置換した内容積210リットルの撹拌機付きオートクレーブに、ブタン80リットルを投入した後、ラセミ-エチレン(インデニル)(5、6、7、8‐テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムジフェノキシド101mmolを投入し、オートクレーブを50℃まで昇温して撹拌を2時間行った。次にオートクレーブを30℃まで降温して系内が安定した後、エチレンをオートクレーブ内のガス相圧力で0.03MPa分仕込み、上記助触媒担体(A2)0.7kgを投入し、続いてトリイソブチルアルミニウム158mmolを投入して重合を開始した。エチレンを0.7kg/Hrで連続供給しながら30分経過した後、50℃へ昇温するとともに、エチレンと水素をそれぞれ3.5kg/Hrと5.5リットル(常温常圧体積)/Hrで連続供給することによって合計4時間の予備重合を実施した。重合終了後、エチレン、ブタン、水素ガスなどをパージして残った固体を室温にて真空乾燥し、上記助触媒担体(a)1g当り23gのポリエチレンが予備重合された予備重合触媒成分(B3)を得た。
(3)エチレン−α−オレフィン共重合体の製造
上記で得た予備重合触媒成分(B3)を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ヘキセンの共重合を実施し、重合体パウダーを得た。重合条件としては、重合温度を87℃、重合圧力を2MPa、エチレンに対する水素モル比を0.52%、エチレンと1−ヘキセンとの合計に対する1−ヘキセンモル比をそれぞれ1.30%とした。重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、1−ヘキセン、水素を連続的に供給した。また、上記予備重合触媒成分(B3)とトリイソブチルアルミニウムを連続的に供給し、流動床の総パウダー重量80kgを一定に維持した。平均重合時間4hrであった。得られた重合体パウダーを押出機(神戸製鋼所社製 LCM50)を用いて、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度50%、サクション圧力0.1MPa、樹脂温度200〜230℃の条件で造粒することによりエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。得られた第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性評価の結果を表4に示した。
実施例15
(3)エチレン−α−オレフィン共重合体の製造
上記で得た予備重合触媒成分(B3)を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ヘキセンの共重合を実施し、重合体パウダーを得た。重合条件としては、重合温度を87℃、重合圧力を2MPa、エチレンに対する水素モル比を0.71%、エチレンと1−ヘキセンとの合計に対する1−ヘキセンモル比をそれぞれ1.31%とした。重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、1−ヘキセン、水素を連続的に供給した。また、上記予備重合触媒成分(B3)とトリイソブチルアルミニウムを連続的に供給し、流動床の総パウダー重量80kgを一定に維持した。平均重合時間4hrであった。得られた重合体パウダーを押出機(神戸製鋼所社製 LCM50)を用いて、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度50%、サクション圧力0.1MPa、樹脂温度200〜230℃の条件で造粒することによりエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。得られた第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性評価の結果を表4に示した。
実施例16
(3)エチレン−α−オレフィン共重合体の製造
上記で得た予備重合触媒成分(B3)を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ヘキセンの共重合を実施し、重合体パウダーを得た。重合条件としては、重合温度を87℃、重合圧力を2MPa、エチレンに対する水素モル比を0.98%、エチレンと1−ヘキセンとの合計に対する1−ヘキセンモル比をそれぞれ1.34%とした。重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、1−ヘキセン、水素を連続的に供給した。また、上記予備重合触媒成分(B3)とトリイソブチルアルミニウムを連続的に供給し、流動床の総パウダー重量80kgを一定に維持した。平均重合時間4hrであった。得られた重合体パウダーを押出機(神戸製鋼所社製 LCM50)を用いて、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度50%、サクション圧力0.1MPa、樹脂温度200〜230℃の条件で造粒することによりエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。得られた第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性評価の結果を表4に示した。
実施例17
(3)エチレン−α−オレフィン共重合体の製造
上記で得た予備重合触媒成分(B3)を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ヘキセンの共重合を実施し、重合体パウダーを得た。重合条件としては、重合温度を87℃、重合圧力を2MPa、エチレンに対する水素モル比を1.14%、エチレンと1−ヘキセンとの合計に対する1−ヘキセンモル比をそれぞれ1.34%とした。重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、1−ヘキセン、水素を連続的に供給した。また、上記予備重合触媒成分(B3)とトリイソブチルアルミニウムを連続的に供給し、流動床の総パウダー重量80kgを一定に維持した。平均重合時間4hrであった。得られた重合体パウダーを押出機(神戸製鋼所社製 LCM50)を用いて、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度50%、サクション圧力0.1MPa、樹脂温度200〜230℃の条件で造粒することによりエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。得られた第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性評価の結果を表4に示した。
実施例18
(3)エチレン−α−オレフィン共重合体の製造
上記で得た予備重合触媒成分(B3)を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ヘキセンの共重合を実施し、重合体パウダーを得た。重合条件としては、重合温度を87℃、重合圧力を2MPa、エチレンに対する水素モル比を1.31%、エチレンと1−ヘキセンとの合計に対する1−ヘキセンモル比をそれぞれ1.32%とした。重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、1−ヘキセン、水素を連続的に供給した。また、上記予備重合触媒成分(B3)とトリイソブチルアルミニウムを連続的に供給し、流動床の総パウダー重量80kgを一定に維持した。平均重合時間4hrであった。得られた重合体パウダーを押出機(神戸製鋼所社製 LCM50)を用いて、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度50%、サクション圧力0.1MPa、樹脂温度200〜230℃の条件で造粒することによりエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。得られた第二のエチレン−α−オレフィン共重合体の物性評価の結果を表4に示した。
比較例6
(2)予備重合触媒成分(B4)の調製
予め窒素置換した内容積210リットルの撹拌機付きオートクレーブに、ブタン80リットルを投入した後、ラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド101mmolを投入し、オートクレーブを50℃まで昇温して撹拌を2時間行った。次にオートクレーブを30℃まで降温して系内が安定した後、エチレンをオートクレーブ内のガス相圧力で0.03MPa分仕込み、上記助触媒担体(A2)0.7kgを投入し、続いてトリイソブチルアルミニウム158mmolを投入して重合を開始した。エチレンを0.7kg/Hrで連続供給しながら30分経過した後、50℃へ昇温するとともに、エチレンと水素をそれぞれ3.5kg/Hrと5.5リットル(常温常圧体積)/Hrで連続供給することによって合計4時間の予備重合を実施した。重合終了後、エチレン、ブタン、水素ガスなどをパージして残った固体を室温にて真空乾燥し、上記助触媒担体(a)1g当り20gのポリエチレンが予備重合された予備重合触媒成分(B4)を得た。
(3)エチレン−α−オレフィン共重合体の製造
上記で得た予備重合触媒成分(B4)を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ヘキセンの共重合を実施し、重合体パウダーを得た。重合条件としては、重合温度を87℃、重合圧力を2MPa、エチレンに対する水素モル比を1.53%、エチレンと1−ヘキセンとの合計に対する1−ヘキセンモル比をそれぞれ1.36%とした。重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、1−ヘキセン、水素を連続的に供給した。また、上記予備重合触媒成分(B4)とトリイソブチルアルミニウムを連続的に供給し、流動床の総パウダー重量80kgを一定に維持した。平均重合時間4hrであった。得られた重合体パウダーを押出機(神戸製鋼所社製 LCM50)を用いて、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度50%、サクション圧力0.1MPa、樹脂温度200〜230℃の条件で造粒することによりエチレン−1−ヘキセン共重合体を得た。得られた共重合体の物性評価の結果を表4に示した。
比較例7
(3)エチレン−α−オレフィン共重合体の製造
上記で得た予備重合触媒成分(B4)を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ブテン、1−ヘキセンの共重合を実施し、重合体パウダーを得た。重合条件としては、重合温度を84℃、重合圧力を2MPa、エチレンに対する水素モル比を1.82%、エチレンと1−ブテンと1−ヘキセンとの合計に対する1−ブテンモル比を2.46%、1−ヘキセンモル比をそれぞれ0.78%とした。重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、水素を連続的に供給した。また、上記予備重合触媒成分とトリイソブチルアルミニウムを連続的に供給し、流動床の総パウダー重量80kgを一定に維持した。平均重合時間4hrであった。得られた重合体パウダーを押出機(神戸製鋼所社製 LCM50)を用いて、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度50%、サクション圧力0.1MPa、樹脂温度200〜230℃の条件で造粒することによりエチレン−1−ヘキセン−1−ブテン共重合体(以下PE(1))を得た。得られた共重合体の物性評価の結果を表4に示した。

Figure 0005803336
インフレーションフィルムの光学特性(実施例19、20、比較例8、9)
実施例15〜16、または比較例6〜7のエチレン−α−オレフィン共重合体20重量部と、市販のエチレン−1−ブテン共重合体(住友化学株式会社製 スミカセンL FS150;チーグラー・ナッタ重合触媒により製造)80重量部とをドライブレンとしたものを用いて、インフレーションフィルム成形機(プラコー社製、単軸押出機(径50mmφ、L/D=28)、ダイス(ダイ径125mmφ、リップギャップ2.0mm)、シングルスリットでアイリス付エアリング)により、加工温度200℃、押出量約25kg/hr、フロストライン高さ(FLD)250mm、ブロー比1.8、フィルム引取速度20m/minの加工条件で厚み30μmのインフレーションフィルムを成形した。得られたフィルムのヘイズ(単位:%)を、ASTM D1003に従って測定した。ヘイズが小さいほど、フィルムの光学特性が優れる。得られたフィルムの物性の評価結果を表5に示した。
Figure 0005803336

実施例1〜12、および比較例1〜5のエチレン−α−オレフィン共重合体について、MFR(g/10分)の値に対しτ(S)の値をプロットした図を図1に示す。◆は実施例、□は比較例である。
実施例1〜12、および比較例1〜5のエチレン−α−オレフィン共重合体について、MFR(g/10分)の値に対しη* 100(Pa・s)の値をプロットした図を図2に示す。◆は実施例、□は比較例である。
実施例14〜18および比較例6,7のエチレン−α−オレフィン共重合体について、MFR(g/10分)の値に対しメルトテンション(cN)の値をプロットした図を図3に示す。◆は実施例、□は比較例である。

Claims (3)

  1. エチレンに基づく単量体単位と炭素原子数3〜20のα−オレフィンに基づく単量体単位とを有し、メルトフローレート(MFR)が0.01〜100g/10分であり、密度が860〜940kg/m3であり、分子量分布(Mw/Mn)が4.5〜13であり、活性化エネルギー(Ea)が40〜100kJ/molであり、NMRにより測定される長鎖分岐量が1000炭素数あたり0.10〜0.24個であり、特性緩和時間(τ)が式(1)の関係を満足するエチレン−α−オレフィン共重合体。
    τ<2.95×MFR−0.6675 式(1)
  2. 請求項1に記載のエチレン−α−オレフィン共重合体を含む樹脂組成物。
  3. 請求項に記載の樹脂組成物からなるフィルム。
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