JPH111583A - 高結晶性ポリプロピレン組成物 - Google Patents

高結晶性ポリプロピレン組成物

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JPH111583A
JPH111583A JP9158653A JP15865397A JPH111583A JP H111583 A JPH111583 A JP H111583A JP 9158653 A JP9158653 A JP 9158653A JP 15865397 A JP15865397 A JP 15865397A JP H111583 A JPH111583 A JP H111583A
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JP
Japan
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compound
group
polymerization
polymer
polypropylene
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Application number
JP9158653A
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English (en)
Inventor
Junichi Fujii
純一 藤井
Yoshiyuki Kitajima
佳幸 北島
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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Publication of JPH111583A publication Critical patent/JPH111583A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高い立体規則性を有するポリプロピレンが、剛
性と耐熱性が優れた高結晶性ポリプロピレン樹脂組成物
を提供する。 【解決手段】アイソタクチックペンタッド分率(mmm
m)が0.97以上であり且つ含有されるケイ素原子濃
度および塩素原子濃度がそれぞれ10ppm以下である
ポリプロピレン100重量部に対して結晶核剤を0.0
1〜1重量部配合してなることを特徴とする高結晶性ポ
リプロピレン樹脂組成物であり、該特定の高結晶性ポリ
プロピレンは、特定の高活性触媒を使用し、固体チタン
化合物1g当たりの重合量が50000g以上の重合条
件で重合し、必要により、洗浄することで得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な高結晶性ポ
リプロピレン樹脂組成物に関する。詳しくは、高い結晶
性に見合う高い剛性と耐熱性を発現し得る高結晶性ポリ
プロピレン樹脂組成物である。
【0002】
【従来の技術】ポリプロピレンは自動車部品、家電部品
等の構造材料をはじめ、シート、フィルム等の包装材料
として広く用いられている。近年、特に構造材料の分野
に於いては高い剛性と耐熱性が要求されるようになり、
この要求を満足するものとして高結晶性ポリプロピレン
のニーズが高まっている。
【0003】従来、高結晶性ポリプロピレンに関して種
々の提案がなされている。例えば、特開平6−3297
26号公報には、固体チタン化合物、有機アルミニウム
化合物、有機ケイ素化合物からなる触媒成分を用いるこ
とにより、ポリプロピレンの立体規則性、結晶化度を向
上し、剛性と耐熱性が改良されたポリプロピレンが提案
されている。
【0004】また、特開平4−202505号公報に
は、固体チタン触媒成分を特定のα−オレフィンモノマ
ーと予備重合させた後に、有機アルミニウム化合物、特
定の有機ケイ素化合物の存在下にプロピレンの重合を行
うことで高い立体規則性と高い結晶化度を有するポリプ
ロピレンの製造方法が提案されている。
【0005】このように従来技術に開示された高結晶性
のポリプロピレンの製造方法にあっては、固体チタン化
合物、有機アルミニウム化合物、更に電子供与体化合物
として有機ケイ素化合物を用いた高立体規則性の触媒系
が広く用いられている。
【0006】一方、ポリプロピレンに結晶核剤を添加す
ることで、ポリプロピレンの結晶性を格段に向上させ、
剛性と耐熱性を大きく改良する方法も知られている。結
晶核剤としては、従来、無機系、有機系、高分子系の種
々の結晶核剤が知られており、中でも、特開昭58−1
736号公報、特開昭59−184252号公報等に提
案されている有機リン酸エステルの金属塩は、剛性と耐
熱性の向上効果が極めて大きいことが知られており、更
に、特開昭63−37148号公報、特開昭63−37
152号公報等には、これらの有機リン酸エステルの金
属塩を高い立体規則性を有するポリプロピレンに添加す
る方法も提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが知る限り、高立体規則性のポリプロピレンと結晶
核剤からなる高結晶性のポリプロピレンについても、有
機ケイ素化合物が多量に残存する高立体規則性のポリプ
ロピレンに於いては、結晶核剤を添加しても該結晶性に
見合う十分に高い剛性と耐熱性が得られないという課題
があった。
【0008】重合体中に残存した有機ケイ素化合物の影
響について、特開平8−151407号公報には、残存
した有機ケイ素化合物が、シロキサン化合物などを生成
することで製品の物性、特に剛性の面で悪影響を及ぼ
し、重合体が本来有する剛性に比べ約10%程度低下す
ることが示されている。そして、上記方法においては、
上記有機ケイ素化合物の影響を防止するために、電子供
与体化合物として有機ケイ素化合物に代えて特定の含酸
素炭化水素化合物を用いることが示されている。
【0009】かかる手段により有機ケイ素化合物の残存
によるポリプロピレンの剛性の低下は解決されている
が、得られる重合体の立体規則性をある程度犠牲にする
ものであり、ポリプロピレンの剛性と耐熱性に関して未
だ改良の余地があった。
【0010】従って、本発明の目的は、高い立体規則性
を有するポリプロピレンに結晶核剤を添加することで、
その高い立体規則性と該立体規則性に見合う高い剛性と
耐熱性とを併せ有する高結晶性ポリプロピレン樹脂組成
物を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決すべく高結晶性ポリプロピレン樹脂組成物に
ついて鋭意検討を行った。その結果、電子供与体として
有機ケイ素化合物を使用した触媒系によって得られる高
結晶性ポリプロピレンにおいて、有機ケイ素化合物が多
少残存する状態でも、該有機ケイ素化合物の量を特定量
以下に減少させ、且つ該有機ケイ素化合物と共存する塩
素原子濃度を特定量以下に低減させることにより、有機
ケイ素化合物が、シロキサン化合物などを生成すること
によってポリプロピレンの物性、特に剛性の低下を引き
起こす現象を極めて効果的に防止し、更に該ポリプロピ
レンに結晶核剤を添加することにより、上記有機ケイ素
化合物に起因するケイ素原子濃度と塩素原子濃度の低減
との相乗的な効果により、高い剛性及び耐熱性を有する
高結晶性ポリプロピレン組成物となることを見い出し、
本発明を完成するに至った。
【0012】即ち、本発明は、アイソタクチックペンタ
ッド分率(mmmm)が0.97以上であり且つ含有さ
れるケイ素原子濃度および塩素原子濃度がそれぞれ10
ppm以下であるポリプロピレン100重量部に対して
結晶核剤を0.01〜1重量部配合してなることを特徴
とする高結晶性ポリプロピレン樹脂組成物である。
【0013】本発明において、ポリプロピレンとは、プ
ロピレンの単独重合体及びプロピレンとプロピレン以外
のα−オレフィンが5mol%未満の共重合体を総称す
るものである。上記プロピレン以外のα−オレフィンと
しては、エチレン、1−ブテン、3−メチルブテン−
1、1−ヘキセン、4−メチルペンテン−1、1−オク
テン、ビニルシクロヘキセン等が挙げられる。
【0014】本発明の高結晶性ポリプロピレンの立体規
則性は、13C−NMRによって求められたアイソタクチ
ックペンタッド分率の測定に於いて、0.97以上であ
り、好ましくは、0.98以上である。また、室温p−
キシレン可溶分量の測定に於いては、その可溶分量が
1.0重量%以下、好ましくは、0.5重量%以下であ
る。
【0015】また、本発明の高結晶性ポリプロピレンの
重合体中に含有されるケイ素原子濃度は、触媒成分とし
て用いられる有機ケイ素化合物の残存量に基づくもので
ある。
【0016】本発明の高結晶性ポリプロピレンの本来の
性能を十分に発揮させるためには、重合体中に含有され
るケイ素原子濃度は10ppm以下であることが、後で
詳細に説明する塩素原子濃度との組み合わせにおいて重
要である。即ち、上記ケイ素原子濃度が10ppmを越
える場合は、該塩素原子濃度を満足する場合でも、高結
晶性PPの本来の性能、とりわけ剛性が十分に発揮され
ない。より好ましいケイ素原子濃度は、5ppm以下で
ある。
【0017】本発明の高結晶性ポリプロピレンの重合体
中に含有される塩素原子濃度は、触媒成分として用いら
れる固体チタン化合物中の四塩化チタン化合物、三塩化
チタン化合物中の塩素原子、または、下記に詳述するよ
うに担持型固体チタン化合物の担体として用いられる塩
化マグネシウムのような担体成分に基づく塩素原子、更
に、有機アルミニウム化合物として、塩素原子を含有す
るハロゲン化有機アルミニウム化合物成分に基づく塩素
原子が関与する。
【0018】本発明に於ける高結晶性ポリプロピレンの
本来の性能を十分に発揮させるためには、重合体中に含
有される塩素原子濃度が10ppm以下である事が重要
である。即ち、重合体中に含有される塩素原子濃度が1
0ppmを越える場合は、重合体中に有機ケイ素化合物
がわずかに残存する場合でも塩素原子成分の存在下に、
加水分解反応が起こり、更に分子間縮合反応によるシロ
キサン化合物が形成されることにより、重合体の剛性が
低下し、同時に得られる重合体の剛性、例えば製品のロ
ット間での剛性にバラツキを生じ安定的な高剛性の再現
が困難となる。上記のことを勘案すると、より好ましい
塩素原子濃度は、5ppm以下である。
【0019】上記ポリプロピレン中の塩素原子が有機ケ
イ素化合物に影響を与えることは、本発明者らの知見に
より初めて明らかになったものであり、かかる構成によ
り、高結晶性を達成するために極めて効果的な有機ケイ
素化合物の使用が可能となり、ポリプロピレンの高結晶
性と共に、これに見合う高剛性と耐熱性の発現する高結
晶性ポリプロピレン樹脂組成物の製造を可能とした。
【0020】本発明において、触媒成分に基づくその他
の原子の濃度については特に限定されないが、通常は、
チタン原子濃度が2ppm以下、好ましくは、1ppm
以下であり、また、マグネシウム原子は通常10ppm
以下、好ましくは8ppm以下である。本発明に於ける
上記した重合体中の原子濃度の測定は、蛍光X線により
求められた値である。
【0021】本発明において、高結晶性ポリプロピレン
のメルトフローレイトは、0.1〜300g/10分の
範囲が好ましい。メルトフローレイトが0.1g/10
分未満、また、300g/10分を越えた場合には、成
形性が困難となり、高結晶性PPの本来の性能が達成さ
れない。本発明のメルトフローレイトの好ましい範囲
は、0.5〜200g/10分の範囲である。
【0022】本発明で使用されるポリプロピレンの製造
方法は特に制限されるものではなく、上記に示された特
定のアイソタクチックペンタッド分率及び重合体中に含
有されるケイ素原子と塩素原子の濃度をそれぞれ10p
pm以下に制御する方法であれば如何なる方法が採用で
きる。
【0023】代表的な製造方法を例示すれば、下記の方
法が好適である。
【0024】即ち、下記成分[A]、[B]及び[C]
よりなる固体チタン化合物重合触媒の存在下にプロピレ
ンを重合し、得られるポリプロピレン中のケイ素原子濃
度と塩素原子濃度がそれぞれ10ppm以下となるよう
に、固体チタン化合物1g当たりの重合量を制御するこ
とを特徴とする高結晶性ポリプロピレンの製造方法であ
る。
【0025】[A]マグネシウム、四価のチタン、ハロ
ゲン及び電子供与体を必須成分として含有する固体チタ
ン化合物 [B]有機アルミニウム化合物 [C]一般式〔I〕で示される有機ケイ素化合物 R12Si(OR32 〔I〕 (但し、R1、R2及びR3は、それぞれ同種又は異種の
炭素数1〜20の炭化水素基であり、R1及びR2の少な
くとも一方はケイ素原子に直接結合する原子が3級炭素
である鎖状炭化水素又は2級炭化水素である環状炭化水
素である。) 本発明において、上記の固体チタン化合物は、マグネシ
ウム、四価のチタン、ハロゲン、及び電子供与体を必須
成分として含有するものであれば、公知のものが特に制
限なく使用される。かかる固体チタン化合物の製法は、
これまでに数多くの提案がなされており、本発明におい
てはこれら公知の方法で得られた固体チタン化合物が何
ら制限なく使用される。例えば、テトラハロゲン化チタ
ン等のチタン化合物をマグネシウム化合物と共に電子供
与体の存在下に共粉砕する方法、又は、溶媒中でチタン
化合物、マグネシウム化合物及び電子供与体を接触させ
る方法等が挙げられる。
【0026】これらの固体チタン化合物の調製方法は、
詳細には、特開昭56−155206号公報、同56−
136806、同57−34103、同58−870
6、同58−83006、同58−138708、同5
8−183709、同59−206408、同59−2
19311、同60−81208、同60−8120
9、同60−186508、同60−192708、同
61−211309、同61−271304、同62−
15209、同62−11706、同62−7270
2、同62−104810等に開示されている。
【0027】上記した固体チタン化合物の調製に用いら
れるチタン化合物は、4価のチタン化合物が用いられ
る。かかる4価のチタン化合物としては、テトラハロゲ
ン化チタン、テトラアルコキシチタン、トリハロゲン化
アルコキシチタン、ジハロゲン化ジアルコキシチタン及
びハロゲン化トリアルコキシチタン類等を用いることが
できる。このような化合物の具体的例としては、テトラ
クロロチタン、テトラブロムチタン、テトラヨードチタ
ン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テ
トラ−n−プロポキシチタン、テトラ−i−プロポキシ
チタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラ−i−ブ
トキシチタン、テトラ−n−ヘキシルオキシチタン、テ
トラ−n−オクチルオキシチタン、トリクロロエトキシ
チタン、ジクロロジエトキシチタン、トリエトキシクロ
ロチタン、トリクロロ−n−ブトキシチタン、ジクロロ
ジ−n−ブトキシチタン、トリ−n−ブトキシクロロチ
タン等を用いることができる。
【0028】また、上記した固体チタン化合物の調製に
用いられるマグネシウム化合物は、塩化マグネシウム等
のハロゲン化マグネシウム、マグネシウムジエトキシド
等のアルコキシマグネシウム、アルコキシマグネシウム
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類等を用いることができる。
【0029】更に、該固体チタン化合物の調製に用いら
れる電子供与体は、アルコ−ル類、フェノ−ル類、ケト
ン、アルデヒド、カルボン酸、有機酸ハライド、有機酸
または無機酸のエステル、エ−テル、酸アミド、酸無水
物、アンモニア、アミン、ニトリル、イソシアネ−ト等
を挙げることができる。
【0030】これらの中でも有機酸エステルが好まし
く、更には分子内に2個以上のエステル結合を有する化
合物が特に好ましい。
【0031】このような、分子内に2個以上のエステル
結合を有する化合物としては、具体的には、コハク酸ジ
エチル、コハク酸ジブチル、メチルコハク酸ジエチル、
α−メチルグルタル酸ジイソブチル、メチルマロン酸ジ
エチル、エチルマロン酸ジエチル、イソプロピルマロン
酸ジエチル、ブチルマロン酸ジエチル、フェニルマロン
酸ジエチル、ジエチルマロン酸ジエチル、ジブチルマロ
ン酸ジエチル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸ジ
オクチル、マレイン酸ジブチル、ブチルマレイン酸ジブ
チル、ブチルマレイン酸ジエチル、β−メチルグルタル
酸ジイソプロピル、エチルコハク酸ジアルリル、フマル
酸ジ−2−エチルヘキシル、イタコン酸ジエチル、シト
ラコン酸ジオクチルなどの脂肪族ポリカルボン酸エステ
ル、1,2−シクロヘキサンカルボン酸ジエチル、1,
2−シクロヘキサンカルボン酸ジイソブチル、テトラヒ
ドロフタル酸ジエチル、ナジック酸ジエチルのような脂
環族ポリカルボン酸エステル、フタル酸モノエチル、フ
タル酸ジメチル、フタル酸メチルエチル、フタル酸モノ
イソブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸エチルイソブ
チル、フタル酸ジ−n−プロピル、フタル酸ジイソプロ
ピル、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジイソブチ
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、フタル酸ジネオ
ペンチル、フタル酸ジデシル、フタル酸ベンジルブチ
ル、フタル酸ジフェニル、ナフタリンジカルボン酸ジエ
チル、ナフタリンジカルボン酸ジブチル、トリメット酸
トリエチル、トリメット酸ジブチルなどの芳香族ポリカ
ルボン酸エステル等を挙げることができる。
【0032】また、分子内に2個以上のエステル結合を
有する化合物の他の例としては、アジピン酸ジエチル、
アジピン酸ジイソブチル、セバシン酸ジイソプロピル、
セバシン酸ジ−n−ブチル、セバシン酸ジ−n−オクチ
ル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル等の長鎖ジカル
ボン酸のエステルなどを挙げることができる。
【0033】これらの中で、フタル酸エステル類を用い
ることが、本発明の効果において有効であるために好ま
しい。
【0034】本発明において、プロピレン重合用触媒を
構成する有機アルミニウム化合物は、ハロゲン原子を実
質的に持たない有機アルミニウム化合物が高い重合活性
を達成するために好適に使用される。上記ハロゲン原子
を実質的に持たない有機アルミニウム化合物としては、
公知のものが使用される。例えば、下記一般式〔II〕で
示されるトリアルキルアルミニウムが挙げられる。
【0035】R3Al 〔II〕 (但し、Rは炭素数1〜10の飽和炭化水素基であ
る。) 前記一般式〔II〕中、Rは炭素数1〜10の飽和炭化水
素基である。炭素数1〜10の飽和炭化水素基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−
ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、
デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の鎖
状アルキル基および環状アルキル基が挙げられる。
【0036】そのうち、特に好適に使用できるトリアル
キルアルミニウム化合物を具体的に例示すると、例え
ば、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−n−オクチルアル
ミニウム、トリ−n−デシルアルミニウム等が挙げられ
る。
【0037】また、前記固体チタン触媒とハロゲン原子
を実質的に持たない有機アルミニウム化合物との使用割
合は特に制限されない。一般には、固体チタン触媒中の
Ti原子に対し該有機アルミニウム化合物中のAl原子
がAl/Ti(モル比)で10〜1000であることが
好ましく、特に、20〜500であることが好ましい。
【0038】また、本発明のプロピレン重合触媒には、
その特性を著しく低下させない範囲で、他の成分を含有
することができる。例えば、後記の固体チタン触媒の調
製において不可避的に含有されるハロゲン化有機アルミ
ニウム化合物、固体チタン化合物の調製において生成し
た化合物等の成分が挙げられる。
【0039】本発明で用いられる有機ケイ素化合物は、
下記の一般式〔I〕で示される化合物が何ら制限無く使
用される。
【0040】R12Si(OR32 〔I〕 (但し、R1、R2及びR3は、それぞれ同種又は異種の
炭素数1〜20の炭化水素基であり、R1及びR2の少な
くとも一方はケイ素原子に直接結合する原子が3級炭素
である鎖状炭化水素又は2級炭化水素である環状炭化水
素である。) 上記の炭素数1〜20の炭化水素基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、イソブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、イ
ソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、および後述する
ようなシクロペンチル基、アルキル基置換シクロペンチ
ル基、シクロヘキシル基、アルキル基置換シクロヘキシ
ル基、t−ブチル基、t−アミル基等が挙げられる。
【0041】また、ケイ素原子に直結する原子が3級炭
素である鎖状炭化水素基としては、t−ブチル基、t−
アミル基などが挙げられる。また、ケイ素原子に直結す
る原子が2級炭素である環状炭化水素基としては、シク
ロペンチル基、2−メチルシクロペンチル基、3−メチ
ルシクロペンチル基、2−エチルシクロペンチル基、2
−n−ブチルシクロペンチル基、2,3−ジメチルシク
ロペンチル基、2,4−ジメチルシクロペンチル基、
2,5−ジメチルシクロペンチル基、2,3−ジエチル
シクロペンチル基、2,3,4−トリメチルシクロペン
チル基、2,3,5−トリメチルシクロペンチル基、
2,3,4−トリエチルシクロペンチル基、テトラメチ
ルシクロペンチル基、テトラエチルシクロペンチル基、
シクロヘキシル基、2−メチルシクロヘキシル基、3−
メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル
基、2−エチルシクロヘキシル基、2,3−ジメチルシ
クロヘキシル基、2,4−ジメチルシクロヘキシル基、
2,5−ジメチルシクロヘキシル基、2,6−ジメチル
シクロヘキシル基、2,3−ジエチルシクロヘキシル
基、2,3,4−トリメチルシクロヘキシル基、2,
3,5−トリメチルシクロヘキシル基、2,3,6−ト
リメチルシクロヘキシル基、2,4,5−トリメチルシ
クロヘキシル基、2,4,6−トリメチルシクロヘキシ
ル基、2,3,4−トリエチルシクロヘキシル基、2,
3,4,5−テトラメチルシクロヘキシル基、2,3,
4,6−テトラメチルシクロヘキシル基、2,3,5,
6−テトラメチルシクロヘキシル基、2,3,4,5−
テトラエチルシクロヘキシル基、ペンタメチルシクロヘ
キシル基、ペンタエチルシクロヘキシル基等が挙げられ
る。
【0042】上記有機ケイ素化合物を具体的に例示する
と次の通りである。例えば、ジt−ブチルジメトキシシ
ラン、t−ブチルエチルジメトキシシラン、ジt−アミ
ルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラ
ン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、ジ(2−メチ
ルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ジ(3−メチル
シクロペンチル)ジメトキシシラン、ジ(2−エチルシ
クロペンチル)ジメトキシシラン、ジ(2,3−ジメチ
ルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ジ(2,4−ジ
メチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ジ(2,5
−ジメチルシクロペンチル)ジメトキシシラン、ジ
(2,3−ジエチルシクロペンチル)ジメトキシシラ
ン、ジ(2,3,4−トリメチルシクロペンチル)ジメ
トキシシラン、ジ(2,3,5−トリメチルシクロペン
チル)ジメトキシシラン、ジ(2,3,4−トリエチル
シクロペンチル)ジメトキシシラン、ジ(テトラメチル
シクロペンチル)ジメトキシシラン、ジ(テトラエチル
シクロペンチル)ジメトキシシラン、ジ(2−メチルシ
クロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(3−メチルシク
ロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(4−メチルシクロ
ヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(2−エチルシクロヘ
キシル)ジメトキシシラン、ジ(2,3−ジメチルシク
ロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(2,4−ジメチル
シクロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(2,5−ジメ
チルシクロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(2,6−
ジメチルシクロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(2,
3−ジエチルシクロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ
(2,3,4−トリメチルシクロヘキシル)ジメトキシ
シラン、ジ(2,3,5−トリメチルシクロヘキシル)
ジメトキシシラン、ジ(2,3,6−トリメチルシクロ
ヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(2,4,5−トリメ
チルシクロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(2,4,
6−トリメチルシクロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ
(2,3,4−トリエチルシクロヘキシル)ジメトキシ
シラン、ジ(2,3,4,5−テトラメチルシクロヘキ
シル)ジメトキシシラン、ジ(2,3,4,6−テトラ
メチルシクロヘキシル)ジメトキシシラン、ジ(2,
3,5,6−テトラメチルシクロヘキシル)ジメトキシ
シラン、ジ(2,3,4,5−テトラエチルシクロヘキ
シル)ジメトキシシラン、ジ(ペンタメチルシクロヘキ
シル)ジメトキシシラン、ジ(ペンタエチルシクロヘキ
シル)ジメトキシシラン、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−アミ
ルメチルジメトキシシラン、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ジメトキシシラ
ン、シクロペンチルイソブチルジメトキシシラン、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
チルジメトキシシラン、シクロヘキシルイソブチルジメ
トキシシランなどを挙げることができる。中でも、シク
ロヘキシルメチルジメトキシシラン、ジシクロペンチル
ジメトキシシラン、t−ブチルエチルジメトキシシラン
等が好ましい。
【0043】また、該有機ケイ素化合物の使用量は特に
制限されるものではないが、固体チタン化合物中のTi
原子に対し有機ケイ素化合物中のSi原子がSi/Ti
(モル比)で0.01〜100となる量で使用すること
が好ましく、さらに0.05〜10となる量で使用する
ことが好ましい。
【0044】本発明では、上記の固体チタン化合物成分
を、後記する予備重合というマイルドな条件下で、有機
アルミニウム化合物、及び電子供与体化合物の存在下に
オレフィンの予備重合を行うことができる。
【0045】オレフィンの予備重合条件は、上記の効果
が認められる限り、公知の条件が特に制限なく採用され
る。
【0046】一般には、予備重合で使用される上記有機
アルミニウム化合物は、前記一般式〔II〕で示されるト
リアルキルアルミニウムを用いることができる。該有機
アルミニウム化合物の好ましい例としては、トリエチル
アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、及びトリ
エチルアルミニウムまたはトリイソブチルアルミニウム
とジエチルアルミニウムクロライドまたはエチルアルミ
ニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロラ
イドとを併用することが好ましい態様となる。
【0047】また、上記予備重合で用いられる有機アル
ミニウム化合物の使用量は特に制限されるものではない
が、一般に固体チタン化合物成分中のTi原子に対し有
機アルミニウム中のAl原子がAl/Ti(モル比)で
1〜100であることが好ましく、さらに3〜10であ
ることが好ましい。
【0048】尚、上記予備重合においては、上記有機ア
ルミニウム化合物の作用を著しく阻害しない範囲で、ハ
ロゲン化有機アルミニウム化合物のような他の有機アル
ミニウム化合物が存在していても良い。
【0049】また、上記予備重合においては、固体チタ
ン化合物成分及び有機アルミニウム化合物に加え、得ら
れる固体チタン触媒がポリオレフィンに与える立体規則
性を制御するために、必要に応じて、エーテル、アミ
ン、アミド、含硫黄化合物、ニトリル、カルボン酸、酸
アミド、酸無水物、酸エステル、有機ケイ素化合物など
の電子供与体を共存させることができる。中でも有機ケ
イ素化合物を用いることが好ましい。かかる有機ケイ素
化合物としては、上記一般式〔I〕で示された化合物と
同じものを使用することができるが、その他、ジメチル
ジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジプロ
ピルジメトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジ
アリルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラ
ン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルトリエト
キシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルト
リエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、
ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシ
ラン、ドデシルトリエトキシシラン、アリルトリエトキ
シシランなども使用することができる。また、上記化合
物の複数を同時に用いることもできる。
【0050】予備重合で用いられる上記有機ケイ素化合
物の使用量は特に制限されるものではないが、一般には
固体チタン化合物成分中のTi原子に対しSi/Ti
(モル比)で0.1〜10であることが好ましく、更に
0.5〜5であることが好ましい。
【0051】また、予備重合でのオレフィンの重合量
は、固体チタン化合物成分1g当り0.1〜100g、
好ましくは1〜100gの範囲であり、工業的には2〜
50gの範囲が好適である。予備重合で用いるオレフィ
ンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−
ペンテン、1−ヘキセン等の直鎖状オレフィンが挙げら
れる。
【0052】この場合、上記のオレフィンを2種類以上
同時に使用することも可能であり、予備重合を段階的に
行うことにより、各段階で異なるオレフィンを用いるこ
ともできる。得られる重合体の立体規則性の向上を勘案
すると、特定の一種のオレフィンを90モル%以上用い
ることが好ましい。また、予備重合で水素を共存させる
ことも可能である。
【0053】上記予備重合は、重合速度0.001〜
1.0g−ポリマー/g−触媒・分の範囲で行うことが
好ましく、かかる重合速度を達成するために、通常、ス
ラリー重合が最も好適に採用される。この場合、溶媒と
して、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼ
ン、トルエンなどの飽和脂肪族炭化水素もしくは芳香族
炭化水素を単独で、又はこれらを併用して用いることが
できる。
【0054】スラリー重合における温度は、一般に−2
0〜100℃、特に0〜60℃が好ましく、予備重合を
多段階に行う場合には各段で異なる温度の条件下で行っ
てもよい。また、重合時間は、重合温度及び重合量に応
じ適宜決定すればよい。更に、重合圧力は限定されるも
のではないが、一般に大気圧〜5kg/cm2程度であ
る。
【0055】また、上記予備重合は、回分、半回分、連
続のいずれの方法で行ってもよい。
【0056】以上スラリー重合による予備重合方法につ
いて説明したが、気相重合、無溶媒重合によって予備重
合を実施することも可能である。
【0057】上記予備重合により固体チタン触媒を得た
後、該固体チタン触媒は、ヘキサン、ヘプタン、シクロ
ヘキサン、ベンゼン、トルエン等の飽和脂肪族炭化水素
もしくは芳香族炭化水素を単独で又は混合して使用して
洗浄することが、より高い重合活性を有するオレフィン
重合用触媒を得るために好ましい。かかる洗浄回数は通
常の場合5〜6回が好ましい。
【0058】以上の方法によって得ることができる固体
チタン化合物と有機アルミニウム化合物と特定の有機ケ
イ素化合物よりなるプロピレン重合用触媒を使用してプ
ロピレンを重合(本重合)する条件は、公知の方法を採
用することができるが、一般的には次の条件が好まし
い。
【0059】本重合における重合速度は、一般に、10
〜1000g−ポリマー/g−触媒・分、好ましくは、
50〜700g−ポリマー/g−触媒・分の範囲に調節
することが望ましい。
【0060】また、本重合時の重合温度は、20〜20
0℃、好ましくは50〜150℃であり、分子量調節剤
として水素を共存させることもできる。また、重合は、
スラリー重合、無溶媒重合、及び気相重合にも適用で
き、回分式、半回分式、連続式のいずれの方法でもよ
く、更に重合を条件の異なる2段以上に分けて行うこと
もできる。重合時間は、上記重合温度、重合様式を勘案
して適宜決定されればよいが、通常は、2時間から8時
間、好ましくは、3時間から6時間の範囲で設定されれ
ばよい。
【0061】上記本重合において、得られる高結晶性ポ
リプロピレン中のケイ素原子濃度と塩素原子濃度がそれ
ぞれ10ppm以下となるように制御するには、触媒の
使用量にもよるが、一般に、重合量をチタン化合物1g
当たり50000g以上、好ましくは、60000g以
上とすることが好ましい。
【0062】また、本重合によって得られた高結晶性ポ
リプロピレン中に残存するケイ素原子濃度及び塩素原子
濃度は、更に減少することが好ましく、特に、ケイ素原
子濃度を減少させるために、次のような洗浄操作を施す
ことが好ましい。
【0063】イ)重合終了後、重合槽中に新たな液体プ
ロピレンを追加し、十分攪拌した後静置し重合体粒子を
沈降させ、液体プロピレンを重合槽上部よりノズルで抜
き取る方法。
【0064】ロ)重合体スラリーを液体サイクロンに通
し、有機ケイ素化合物を含む液体プロピレンの多くを重
合槽に再循環させ、重合体粒子が濃縮されたスラリーを
フラッシュタンク、蒸発槽に送って液体プロピレン及び
不活性炭化水素溶媒等を蒸発させる方法。
【0065】ハ)重合体スラリーを向流洗浄塔の上部よ
り入れ、下部より新たな液体プロピレンまたは炭素数7
以下の比較的蒸発し易い不活性炭化水素を供給して、重
合体粒子を沈降させながら洗浄し分離する方法。
【0066】ニ)重合体スラリーの全量を蒸発槽に送
り、フラッシュさせた後、炭素数7以下の不活性炭化水
素溶媒または液体プロピレンで洗浄した後、液体部分を
分離する方法。
【0067】上記方法により、重合体中のケイ素原子濃
度を5ppm以下にまで低減することが可能であり、本
発明の効果を一層向上せしめることができる。
【0068】本発明に於いて、前記ケイ素原子濃度と塩
素原子濃度とが低減された特定のポリプロピレン100
重量部に対して結晶核剤を0.01〜1重量部が配合す
ることにより、結晶核剤をケイ素原子濃度と塩素原子濃
度が高い通常のポリプロピレンに添加する場合に比べ
て、該結晶核剤の添加による物性の向上効果を大幅に向
上することができる。
【0069】本発明に於いて用いられる結晶核剤として
は、通常ポリプロピレンの剛性と耐熱性改善の目的で使
用される結晶核剤が何ら制限なく使用できる。例えば
(1)タルク、シリカ、ゼオライト、ハイドロタルサイ
ト等の無機系結晶核剤、(2)有機リン系化合物、ジベ
ンジリデンソルビトール系化合物、安息香酸金属塩等の
有機系結晶核剤、(2)ポリ−3−メチル−1−ブテ
ン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、ポリシクロペン
テン、ポリビニルシクロヘキセン等の高分子系結晶核剤
が等が挙げられ、中でも剛性と耐熱性を向上させるため
に、有機系結晶核剤が好ましい。有機系結晶核剤の中で
有機リン系化合物としては、例えば、ナトリウム−2,
2’−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニ
ル)ホスフェート、ナトリウム−2,2’−エチリデン
−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフェー
ト、リチウム−2,2’−メチレン−ビス(4,6−ジ
−t−ブチルフェニル)ホスフェート、リチウム−2,
2’−エチリデン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェ
ニル)ホスフェート、カルシウム−ビス−[2,2’−
メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホ
スフェート]、マグネシウム−ビス−[2,2’−メチ
レン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフ
ェート]、アルミニウム−トリス−[2,2’−メチレ
ン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフェ
ート]、ビス(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル
−ヒドロキシ−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,
2]ジオキサホスホシン−6−オキシド)水酸化アルミ
ニウム、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブ
チルフェニル)ホスフェート塩基性アルミニウム塩等が
挙げられる。
【0070】ジベンジリデンソルビトール系化合物とし
ては、例えば、1・3,2・4−ジベンジリデンソルビ
トール、ジ(p−メチルベンジリデン)ソルビトール、
ジ(p−エチルベンジリデン)ソルビトール、ジ(ジメ
チルベンジリデン)ソルビトール、モノ(p−メチルベ
ンジリデン)ソルビトール、1・3−p−クロルベンジ
リデン2・4−p−メチルソルビトール等が挙げられ
る。
【0071】安息香酸金属塩としては、例えば、p−t
−ブチル安息香酸アルミニウム、安息香酸ナトリウム等
が挙げられる。
【0072】これらの有機系結晶核剤の中でも、有機リ
ン系化合物が特に好ましく、中でも、ナトリウム−2,
2’−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニ
ル)ホスフェート、ビス(2,4,8,10−テトラ−
t−ブチル−ヒドロキシ−12H−ジベンゾ[d,g]
[1,3,2]ジオキサホスホシン−6−オキシド)水
酸化アルミニウムが更に好ましい。
【0073】本発明で使用する結晶核剤の配合量は、ポ
リプロピレン100重量部に対して0.01〜1重量
部、好ましくは0.03〜0.5重量部である。即ち、
この配合量が0.01重量部未満の場合は剛性と耐熱性
の改良効果が十分でなく、また1重量部を越える場合
は、配合量に見合う物性の向上効果が十分に発揮されな
いために好ましくない。
【0074】本発明に於いては、複数の結晶核剤を同時
に使用しても良い。
【0075】その他、本発明の組成物には、必要に応じ
て他の添加剤、例えば熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防
止剤、滑剤、難燃剤、顔料、無機フィラー等が配合され
ても良い。
【0076】
【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明によれば、高い立体規則性を有し且つ、重合体に含有
されるケイ素濃度と塩素原子濃度をそれぞれ10ppm
以下に制御した高結晶性ポリプロピレンに結晶核剤を配
合する事で、該ポリプロピレンの有する結晶性に見合う
高い剛性を有する高結晶性ポリプロピレン樹脂組成物が
提供される。本発明の高結晶性ポリプロピレンに結晶核
剤として特に高い効果を奏する有機リン系化合物を用い
た場合には、該高結晶性ポリプロピレン樹脂組成物の曲
げ弾性率を2300MPa以上、また熱変形温度を13
5℃以上とする事ができ、従来ポリプロピレンの範囲を
大幅に拡大する事ができる。また、本発明によれば、上
記高結晶性ポリプロピレン樹脂組成物を安定して製造す
ることが可能な製造方法をも提供される。
【0077】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例を掲げて説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【0078】以下に実施例において用いた測定方法につ
いて説明する。
【0079】(1)メルトインデックス(以下、MIと
略す) ASTM D−1238に準拠した。
【0080】(2)重合体中に残存するケイ素原子濃度
と塩素原子濃度の測定 ポリマー約10gを230℃でプレスを行い、円盤状の
シートを作成した後、理学電気社製全自動蛍光X線分析
装置システム3080を用い測定を行った。
【0081】(3)ペンタッド分率 A.Zambelli等によってMacromolecules,6,925
(1973)に発表されている方法、すなわち13C−NMRを
用いポリマー分子鎖中の連続したモノマー5個のアイソ
タクチックに結合した分率を求めた。測定はJEOL
GSX−270を用いてパルス幅90゜、パルス間隔1
5秒、積算10000回で行った。ピークの帰属はMacl
omolecules,8,697(1975)に従って行った。
【0082】(4)p−キシレン可溶分 ポリマー1gをp−キシレン100mlに加え攪拌しな
がら120℃まで昇温した後、更に30分攪拌を続け、
ポリマーを完全に溶かした後、p−キシレン溶液を23
℃、24時間放置した。析出物は濾別し、p−キシレン
溶液を完全に濃縮することで可溶分を得た。
【0083】室温p-キシレン可溶分(%)=(p-キシレン可溶分
(g)/ホ゜リマー1g)×100 で表される。
【0084】(5)曲げ弾性率(以下、Fmと略す。) ASTM D−790に準拠した。
【0085】(6)Fm変動係数 Fm平均値に対する標準偏差の百分率を示した。
【0086】(7)Fm上昇値 結晶核剤を添加しなかった時のFmと結晶核剤を添加し
た時のFmの差を示した。
【0087】(8)Fm上昇率 結晶核剤を添加しなかった時のFmと結晶核剤を添加し
た時のFmの差を、結晶核剤を添加しなかった時のFm
に対する百分率で示した。
【0088】(9)熱変形温度温度(以下、HDTと略
す。) JIS K−7207に準拠した。
【0089】(10)HDT変動係数 HDT平均値に対する標準偏差の百分率を示した。
【0090】(11)HDT上昇値 結晶核剤を添加しなかった時のHDTと結晶核剤を添加
した時のHDTの差を示した。
【0091】(12)HDT上昇率 結晶核剤を添加しなかった時のHDTと結晶核剤を添加
した時のHDTの差を、結晶核剤を添加しなかった時の
HDTに対する百分率で示した。
【0092】実施例1 〔固体チタン化合物の調製〕固体チタン化合物の調製法
は、特開昭58−83006号公報の実施例1の方法に
準じて行った。
【0093】即ち、無水塩化マグネシウム0.95g
(10mmol)、デカン10ml、及び2−エチルヘ
キシルアルコール4.7ml(30mmol)を125
℃で2時間加熱攪拌した。この溶液中に無水フタル酸
0.55g(6.75mmol)を添加し、125℃に
て更に1時間攪拌混合を行い均一溶液とした。室温まで
冷却した後、−20℃に保持された四塩化チタン40m
l(0.36mol)中に1時間にわたって全量滴下装
入した。その後、この混合溶液の温度を2時間かけて1
10℃に昇温し、110℃に達したところでジイソブチ
ルフタレート0.54mlを添加し、これより2時間1
10℃にて攪拌下に保持した。2時間の反応終了後、濾
過し固体部を採取し、この固体部を200mlのTiC
l4にて再懸濁させた後、再び110℃で2時間の加熱
反応を行った。反応終了後、再び熱濾過にて固体部を採
取し、デカン及びヘキサンにて、洗液中に遊離のチタン
化合物が検出されなくなるまで十分洗浄した。固体チタ
ン化合物の組成はチタン2.1重量%、塩素57重量
%、マグネシウム18.0%、及びジイソブチルフタレ
ート21.9重量%であった。
【0094】〔予備重合〕N2置換を施した内容積1l
のオートクレーブに、精製n−ヘキサン200ml、ト
リエチルアルミニウム50mmol、ジシクロペンチル
ジメトキシシラン10mmol及び固体チタン化合物成
分をTi原子換算で5mmol装入した後、プロピレン
を固体チタン触媒成分1gに対し約2gとなるように3
0分間連続的にオートクレーブに導入した。なお、この
間の温度は10℃に保持した。30分後に反応を停止
し、オートクレーブ内をN2で充分に置換した。得られ
たスラリーの固体部分を精製n−ヘキサンで4回洗浄
し、固体チタン触媒を得た。該固体チタン触媒を分析し
た結果、固体チタン化合物成分1gに対し2.1gのプ
ロピレンが重合されていた。
【0095】〔本重合〕N2置換を施した内容積400
lの重合槽に、プロピレンを100Kgを加え、トリエ
チルアルミニウム75mmol、ジシクロペンチルジメ
トキシシラン37.5mmol、更に水素ガスを装入し
た後、重合槽の内温を65℃に昇温し、上記予備重合で
得られた固体チタン触媒をTi原子として0.25mm
ol装入した。続いて重合槽の内温を70℃まで昇温し
6時間の重合を行った。重合終了後、重合停止剤として
メタノール50mlを加え反応を停止させ、次いで、重
合槽中に液体プロピレンを30Kg追加し、1時間攪拌
した後、静置し重合体粒子を沈降させ、液体プロピレン
部分を重合槽上部より取り付けられた抜き出しノズルで
抜き取った。重合槽中の重合体スラリーはフラッシュタ
ンクへ送り、未反応プロピレンと分離させ、白色顆粒状
の重合体を得た。上記重合体に酸化防止剤と結晶核剤を
添加し、十分混合した後造粒機によりペレット状とし
た。なお、本実施例では、本重合の操作を5回実施し、
5ロットについての物性の評価を行った。結果を表1に
示した。
【0096】実施例2〜6 造粒時に添加する結晶核剤の量と種類を変更した以外
は、実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示し
た。
【0097】実施例7 実施例1の本重合で用いたジシクロペンチルジメトキシ
シランの代わりにt−ブチルエチルジメトキシシランを
用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を表
1に示した。
【0098】実施例8 〔固体チタン化合物の調製〕固体チタン化合物の調製法
は、特開平7−292029号公報の実施例1の方法に
準じて行った。
【0099】即ち、窒素ガスで十分に置換され、攪拌機
を具備した容量200mlの丸底フラスコにジエトキシ
マグネシウム10gおよびトルエン80mlを装入し、
懸濁状態とした。次いで該懸濁溶液に四塩化チタン20
mlを加えて、昇温し、80℃に達した時点で、フタル
酸ジ−n−ブチル2.7mlを加え、さらに昇温して1
10℃とした。その後110℃の温度を保持した状態
で、2時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、90
℃のトルエン100mlで2回洗浄し、新たに四塩化チ
タン20mlおよびトルエン80mlを加え、100℃
に昇温し、2時間攪拌しながら反応させた。反応終了
後、40℃のn−ヘプタン100mlで10回洗浄し
て、固体チタン化合物を得た。なお、この固体チタン化
合物中の固液を分離して、固体分中のチタン含有率を測
定したところ2.91重量%であった。
【0100】次いで実施例1と同様にして予備重合、本
重合、プロピレン洗浄及び造粒を行った。結果を表1に
示した。
【0101】実施例9 実施例1の本重合後のプロピレン洗浄を行わなかった以
外は実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示し
た。
【0102】比較例1 実施例1の造粒時に結晶核剤を添加しなかった以外は実
施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示した。
【0103】比較例2 実施例1の本重合で用いたジシクロペンチルジメトキシ
シランの代わりジフェニルジメトキシシランを使用した
以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示
した。
【0104】比較例3 実施例1の本重合時間を1時間とした以外は実施例1と
同様の操作を行った。結果を表1に示した。
【0105】比較例4〜8 実施例1の本重合時間を1時間とし、本重合後のプロピ
レン洗浄を行わなかった以外は実施例1と同様の操作を
行った。結果を表1に示した。
【0106】
【表1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アイソタクチックペンタッド分率(mm
    mm)が0.97以上であり且つ含有されるケイ素原子
    濃度および塩素原子濃度がそれぞれ10ppm以下であ
    るポリプロピレン100重量部に対して結晶核剤を0.
    01〜1重量部配合してなることを特徴とする高結晶性
    ポリプロピレン樹脂組成物。
JP9158653A 1997-06-16 1997-06-16 高結晶性ポリプロピレン組成物 Pending JPH111583A (ja)

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Cited By (5)

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