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JP3431966B2 - オレフィンの多段重合法 - Google Patents

オレフィンの多段重合法

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Publication number
JP3431966B2
JP3431966B2 JP29043793A JP29043793A JP3431966B2 JP 3431966 B2 JP3431966 B2 JP 3431966B2 JP 29043793 A JP29043793 A JP 29043793A JP 29043793 A JP29043793 A JP 29043793A JP 3431966 B2 JP3431966 B2 JP 3431966B2
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JP
Japan
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group
transition metal
catalyst
olefin
compound
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Expired - Lifetime
Application number
JP29043793A
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English (en)
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Inventor
井 俊 之 筒
健 ▲吉▼次
橋 守 高
堂 昭 藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP29043793A priority Critical patent/JP3431966B2/ja
Publication of JPH06206941A publication Critical patent/JPH06206941A/ja
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、オレフィンの多段重合法
に関し、さらに詳しくは、従来公知のエチレン系共重合
体またはエチレン系共重合体組成物と比較して熱安定性
および成形性に優れ、かつ透明性、機械的強度に優れた
フィルムとなり得るようなエチレン系共重合体組成物の
多段重合法に関するものである。
【0002】
【発明の技術的背景】エチレン系共重合体は、種々の成
形方法により成形され、多方面の用途に供されている。
エチレン系共重合体は、成形方法や用途に応じて要求さ
れる特性も異なってくる。例えばインフレーションフィ
ルムを高速で成形しようとする場合、バブルのゆれ、あ
るいはちぎれがなく、安定して高速成形を行うために
は、エチレン系共重合体として分子量の割にはメルトテ
ンション(溶融張力)の大きいものを選択しなければな
らない。同様の特性が中空成形におけるたれ下りあるい
はちぎれを防止するために、あるいはTダイ成形におけ
る幅落ちを最小限に押えるために必要である。加えてこ
のような押出成形では、押出時における高剪断下におけ
るエチレン系共重合体の応力が小さいことが成形物の品
質向上や成形時の消費電力減少等の経済面からも必要で
ある。
【0003】ところで、チーグラー型触媒、特にチタン
系触媒を用いて得られるエチレン重合体のメルトテンシ
ョン(溶融張力)や膨比(ダイスウエル比)を向上させ
て成形性の向上を図る方法が、特開昭56-90810
号公報あるいは特開昭60-106806号公報などに
提案されている。しかし、一般にチタン系触媒を用いて
得られるエチレン系重合体、特に低密度エチレン系共重
合体では、組成分布が広く、フィルムなどの成形体はベ
タつきがあるなどの問題点があった。
【0004】また、チーグラー型触媒を用いて製造され
るエチレン系重合体の中でも、クロム系触媒を用いて得
られるエチレン系重合体は、比較的溶融張力には優れる
が、熱安定性が劣るという短所がある。これは、クロム
系触媒を用いて製造されるエチレン系重合体の鎖末端が
不飽和結合になりやすいためと考えられる。
【0005】チーグラー型触媒系の内、メタロセン触媒
系を用いて得られるエチレン系重合体では、組成分布が
狭くフィルムなどの成形体はベタつきが少ないなどの長
所があることが知られている。しかしながら、例えば特
開昭60−35007号公報では、シクロペンタジエニ
ル誘導体からなるジルコノセン化合物を触媒として用い
て得られるエチレン系重合体は、1分子当り1個の末端
不飽和結合を含むという記載があり、上記クロム系触媒
を用いて得られるエチレン系重合体同様、熱安定性が悪
いことが予想される。また、分子量分布が狭いことか
ら、押出成形時の流動性が悪いことも懸念される。
【0006】このためもしメルトテンションが高く、高
剪断域の応力が小さく、熱安定性が良好で、機械的強度
に優れ、かつ組成分布の狭いようなエチレン系重合体組
成物の製造方法が出現すれば、その工業的価値は極めて
大きい。
【0007】
【発明の目的】本発明は、上記のような状況に鑑みなさ
れたものであって、成形性に優れ、かつ透明性、機械的
強度に優れたフィルムを製造できるエチレン系共重合体
組成物の製造方法を提供することを目的としている。
【0008】
【発明の概要】本発明に係るオレフィンの多段重合法
は、 [I] (a)有機アルミニウムオキシ化合物と、 (b-I)下記一般式[b-I]で表される遷移金属化合物
から選ばれる少なくとも1種と、 ML1 X … [b-I] (式中Mは、周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属原
子であり、L1 は遷移金属原子Mに配位する配位子であ
り、これらのうち少なくとも2個の配位子L1 は、シク
ロペンタジエニル基、メチルシクロペンタジエニル基、
エチルシクロペンタジエニル基、または炭素数3〜10
の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の基を有する
置換シクロペンタジエニル基であり、(置換)シクロペ
ンタジエニル基以外の配位子L1 は、炭素数1〜12の
炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアル
キルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、X
は遷移金属Mの原子価である。) (b-II)下記一般式[b-II]で表される遷移金属化合
物から選ばれる少なくとも1種とを、 ML2 X … [b-II] (式中Mは、周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属原
子であり、L2 は遷移金属原子に配位する配位子であ
り、これらのうち少なくとも2個の配位子L2 は、メチ
ル基およびエチル基から選ばれる配位子のみを2〜5個
有する置換シクロペンタジエニル基であり、置換シクロ
ペンタジエニル基以外の配位子L2 は、炭素数1〜12
の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリア
ルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、
Xは遷移金属原子Mの原子価である。)含むオレフィン
重合用触媒(C1)の存在下にエチレンと炭素数3〜2
0のα-オレフィンとを共重合させ、エチレン・α-オレ
フィン共重合体[A]を製造する工程と、 [II]上記共重合反応が行われる重合器とは異なる重合
器において、 (a)有機アルミニウムオキシ化合物と、 (b-III)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を
含む周期律表第IV族の遷移金属化合物とを、含むオレフ
ィン重合用触媒(C2)の存在下にエチレンと炭素数3
〜20のα-オレフィンとを共重合させ、エチレン・α-
オレフィン共重合体[B]を製造する工程とを含み、上
記エチレン・α-オレフィン共重合体[A]の密度と、
上記エチレン・α-オレフィン共重合体[B]の密度と
の比([A]/[B])が0.930〜0.999であ
ることを特徴としている。
【0009】本発明では、共重合工程[I]において用
いられるオレフィン重合用触媒(C1)が、前記(a)
有機アルミニウムオキシ化合物と前記(b-I)遷移金属
化合物と前記(b-II)遷移金属化合物に加え(d)有
機アルミニウム化合物を含む触媒であってもよく、
(c)担体に前記(a)有機アルミニウムオキシ化合物
と前記(b-I)遷移金属化合物と前記(b-II)遷移金
属化合物が担持されてなる固体触媒であってもよく、
(c)担体に前記(a)有機アルミニウムオキシ化合物
と前記(b-I)遷移金属化合物と前記(b-II)遷移金
属化合物が担持された固体触媒成分にオレフィンが予備
重合されてなる予備重合触媒であってもよい。さらに前
記固体触媒(固体触媒成分)と(d)有機アルミニウム
化合物からなる触媒、または前記予備重合触媒(予備重
合触媒成分)と(d)有機アルミニウム化合物からなる
触媒であってもよい。
【0010】また本発明では、共重合工程[II]におい
て用いられるオレフィン重合用触媒(C2)が、前記
(a)有機アルミニウムオキシ化合物と前記(b-III)
遷移金属化合物に加え(d)有機アルミニウム化合物を
含む触媒であってもよく、(c)担体に前記(a)有機
アルミニウムオキシ化合物と前記(b-III)遷移金属化
合物が担持されてなる固体触媒であってもよく、(c)
担体に前記(a)有機アルミニウムオキシ化合物と前記
(b-III)遷移金属化合物が担持された固体触媒成分に
オレフィンが予備重合されてなる予備重合触媒であって
もよい。さらに前記固体触媒(固体触媒成分)と(d)
有機アルミニウム化合物からなる触媒、または前記予備
重合触媒(予備重合触媒成分)と(d)有機アルミニウ
ム化合物からなる触媒であってもよい。
【0011】このようなオレフィンの多段重合法による
と、熱安定性および成形性に優れ、かつ透明性、機械的
強度に優れたフィルムを製造できるエチレン系共重合体
組成物を得ることができる。
【0012】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係るオレフィンの
多段重合法について具体的に説明する。まず本発明で用
いられるオレフィン重合用触媒(C1)を形成する触媒
成分である(a)有機アルミニウムオキシ化合物、(b
-I)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周
期律表第IV族の遷移金属化合物、(b-II)シクロペン
タジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第IV族の
遷移金属化合物、(c)担体、(d)有機アルミニウム
化合物、およびオレフィン重合用触媒(C2)を形成す
る触媒成分である(a)有機アルミニウムオキシ化合
物、(b-III)シクロペンタジエニル骨格を有する配位
子を含む周期律表第IV族の遷移金属化合物、(c)担
体、(d)有機アルミニウム化合物について具体的に説
明する。
【0013】本発明で用いられるオレフィン重合用触媒
(C1)および(C2)を形成する(a)有機アルミニ
ウムオキシ化合物(以下「成分(a)」と記載すること
がある。)は、従来公知のベンゼン可溶性のアルミノキ
サンであってもよく、また特開平2−276807号公
報で開示されているようなベンゼン不溶性の有機アルミ
ニウムオキシ化合物であってもよい。
【0014】上記のようなアルミノキサンは、例えば下
記のような方法によって製造することができる。 (1)吸着水を含有する化合物あるいは結晶水を含有す
る塩類、例えば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和
物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩
化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、ト
リアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物
を添加して反応させる方法。
【0015】(2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテ
ル、テトラヒドロフランなどの媒体中で、トリアルキル
アルミニウムなどの有機アルミニウム化合物に直接水や
氷や水蒸気を作用させる方法。
【0016】(3)デカン、ベンゼン、トルエン等の媒
体中でトリアルキルアルミニウム等の有機アルミニウム
化合物に、ジメチルスズオキシド、ジブチルスズオキシ
ド等の有機スズ酸化物を反応させる方法。
【0017】なお、このアルミノキサンは、少量の有機
金属成分を含有してもよい。また回収された上記のアル
ミノキサンの溶液から溶媒あるいは未反応有機アルミニ
ウム化合物を蒸留して除去した後、溶媒に再溶解しても
よい。
【0018】アルミノキサンを製造する際に用いられる
有機アルミニウム化合物として具体的には、トリメチル
アルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピル
アルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリn-
ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ト
リsec-ブチルアルミニウム、トリtert-ブチルアルミニ
ウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミ
ニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミ
ニウムなどのトリアルキルアルミニウム;トリシクロヘ
キシルアルミニウム、トリシクロオクチルアルミニウム
などのトリシクロアルキルアルミニウム;ジメチルアル
ミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジ
エチルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウ
ムクロリドなどのジアルキルアルミニウムハライド;ジ
エチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミ
ニウムハイドライドなどのジアルキルアルミニウムハイ
ドライド;ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチル
アルミニウムエトキシドなどのジアルキルアルミニウム
アルコキシド;ジエチルアルミニウムフェノキシドなど
のジアルキルアルミニウムアリーロキシドなどが挙げら
れる。
【0019】これらのうち、トリアルキルアルミニウム
およびトリシクロアルキルアルミニウムが特に好まし
い。また、この有機アルミニウム化合物として、下記一
般式 (i-C49xAly(C510z (x、y、zは正の数であり、z≧2xである)で表わ
されるイソプレニルアルミニウムを用いることもでき
る。
【0020】上記のような有機アルミニウム化合物は、
単独であるいは組合せて用いられる。アルミノキサンの
製造の際に用いられる溶媒としては、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クメン、シメンなどの芳香族炭化水素、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ド
デカン、ヘキサデカン、オクタデカンなどの脂肪族炭化
水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタ
ン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素、ガソ
リン、灯油、軽油などの石油留分あるいは上記芳香族炭
化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素のハロゲン化
物とりわけ、塩素化物、臭素化物などの炭化水素溶媒が
挙げられる。その他、エチルエーテル、テトラヒドロフ
ランなどのエーテル類を用いることもできる。これらの
溶媒のうち特に芳香族炭化水素が好ましい。
【0021】また本発明で用いられるベンゼン不溶性の
有機アルミニウムオキシ化合物は、60℃のベンゼンに
溶解するAl成分がAl原子換算で10%以下、好まし
くは5%以下、特に好ましくは2%以下であり、ベンゼ
ンに対して不溶性あるいは難溶性である。
【0022】このような有機アルミニウムオキシ化合物
のベンゼンに対する溶解性は、100ミリグラム原子の
Alに相当する該有機アルミニウムオキシ化合物を10
0mlのベンゼンに懸濁した後、攪拌下60℃で6時間
混合した後、ジャケット付G−5ガラス製フィルターを
用い、60℃で熱時濾過を行ない、フィルター上に分離
された固体部を60℃のベンゼン50mlを用いて4回
洗浄した後の全濾液中に存在するAl原子の存在量(x
ミリモル)を測定することにより求められる(x%)。
【0023】次に、本発明で用いられるオレフィン重合
用触媒(C1)を形成する(b-I)遷移金属化合物、お
よび(b-II)遷移金属化合物について説明する。本発
明で用いられる(b-I)遷移金属化合物は、下記一般式
[b-I]で表され、(b-II)遷移金属化合物は、下記
一般式[b-II]で表わされる。
【0024】ML1 X … [b-I] (式中Mは、周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属原
子であり、L1は遷移金属原子Mに配位する配位子であ
り、これらのうち少なくとも2個の配位子L1は、シク
ロペンタジエニル基、メチルシクロペンタジエニル基、
エチルシクロペンタジエニル基、または炭素数3〜10
の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の基を有する
置換シクロペンタジエニル基であり、(置換)シクロペ
ンタジエニル基以外の配位子L1は、炭素数1〜12の
炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアル
キルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、X
は遷移金属Mの原子価である。) ML2 X … [b-II] (式中Mは、周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属原
子であり、L2は遷移金属原子に配位する配位子であ
り、これらのうち少なくとも2個の配位子L2は、メチ
ル基およびエチル基から選ばれる置換基のみを2〜5個
有する置換シクロペンタジエニル基であり、置換シクロ
ペンタジエニル基以外の配位子L2は、炭素数1〜12
の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリア
ルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、
Xは遷移金属原子Mの原子価である。)以下、上記一般
式[b-I]または[b-II]で表わされる遷移金属化合
物について、より具体的に説明する。
【0025】上記式[b-I]において、Mは周期律表第
IVB族から選ばれる遷移金属原子であり、具体的には、
ジルコニウム、チタンまたはハフニウムであり、好まし
くはジルコニウムである。
【0026】L1は、遷移金属原子Mに配位する配位子
であり、これらのうち少なくとも2個の配位子L1は、
シクロペンタジエニル基、メチルシクロペンタジエニル
基、エチルシクロペンタジエニル基であるか、あるいは
炭素数3〜10の炭化水素基から選ばれる少なくとも1
種の置換基を有する置換シクロペンタジエニル基であ
る。これらの配位子は、各々同一であっても異なってい
てもよい。また(置換)シクロペンタジエニル基以外の
配位子L1は、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキ
シ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハロゲ
ン原子または水素原子である。
【0027】なお置換シクロペンタジエニル基は、置換
基を2個以上有していてもよく、2個以上の置換基は各
々同一であっても異なっていてもよい。置換シクロペン
タジエニル基は、置換基を2個以上有する場合は、少な
くとも1個の置換基が炭素数3〜10の炭化水素基であ
ればよく、他の置換基は、メチル基、エチル基または炭
素数3〜10の炭化水素基である。
【0028】炭素数3〜10の炭化水素基として具体的
には、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ア
ラルキル基などを例示することができる。より具体的に
は、n-プロピル基、イソプロピル基、n-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、ヘ
キシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基
などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル
基などのシクロアルキル基;フェニル基、トリル基など
のアリール基;ベンジル基、ネオフィル基などのアラル
キル基を例示することができる。
【0029】これらのうちアルキル基が好ましく、n-プ
ロピル基、n-ブチル基が特に好ましい。本発明では、遷
移金属に配位する(置換)シクロペンタジエニル基とし
ては、置換シクロペンタジエニル基が好ましく、炭素数
3以上のアルキル基が置換したシクロペンタジエニル基
がより好ましく、二置換シクロペンタジエニル基が更に
好ましく、1,3-置換シクロペンタジエニル基が特に好ま
しい。
【0030】また上記一般式[b-I]において、遷移金
属原子Mに配位する(置換)シクロペンタジエニル基以
外の配位子L1は、炭素数1〜12の炭化水素基、アル
コキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、ハ
ロゲン原子または水素原子である。
【0031】炭素数1〜12の炭化水素基としては、ア
ルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル
基などを例示することができ、より具体的には、メチル
基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-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、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル
基、デシル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、
トリル基などのアリール基;ベンジル基、ネオフィル基
などのアラルキル基を例示することができる。
【0032】アルコキシ基としては、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、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブトキシ
基、ペントキシ基、ヘキソキシ基、オクトキシ基などを
例示することができる。
【0033】アリーロキシ基としては、フェノキシ基な
どを例示することができる。トリアルキルシリル基とし
ては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ
フェニルシリル基などを例示することができる。
【0034】ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、ヨ
ウ素である。
【0035】このような一般式[b-I]で表わされる遷
移金属化合物としては、ビス(シクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリド、ビス(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(エチルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-プ
ロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリ
ド、ビス(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、ビス(n-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(メチル-n-プロピ
ルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビ
ス(メチル-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、ビス(ジメチル-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、ビス(n-ブチル
シクロペンタジエニル)ジルコニウムジブロミド、ビス
(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメトキ
シクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムエトキシクロリド、ビス(n-ブチルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムブトキシクロリド、ビス
(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジエト
キシド、ビス(n-ブ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(n-ブチルシクロペンタジ
エニル)ジルコニウムジメチル、ビス(n-ブチルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムベンジルクロリド、ビス
(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベン
ジル、ビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニ
ウムフェニルクロリド、ビス(n-ブチルシクロペンタジ
エニル)ジルコニウムハイドライドクロリド、などが挙
げられる。なお、上記例示において、シクロペンタジエ
ニル環の二置換体は1,2-および1,3-置換体を含み、三置
換体は1,2,3-および1,2,4-置換体を含む。本発明では、
上記のようなジルコニウム化合物において、ジルコニウ
ム金属を、チタン金属またはハフニウム金属に置き換え
た遷移金属化合物を用いることができる。
【0036】これらの、一般式[b-I]で表わされる遷
移金属化合物のうちでは、ビス(n-プロピルシクロペン
タジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(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、ビス
(1-メチル-3-n-プロピ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-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、が特に好
ましい。
【0037】上記一般式[b-II]においてMは周期律
表第IVB族から選ばれる遷移金属原子であり、具体的に
は、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムであり、好
ましくはジルコニウムである。
【0038】L2は遷移金属原子Mに配位した配位子で
あり、これらのうち少なくとも2個の配位子L2は、メ
チル基およびエチル基から選ばれる置換基のみを2〜5
個有する置換シクロペンタジエニル基であり、各々同一
であっても異なっていてもよい。この置換シクロペンタ
ジエニル基は、置換基を2個以上有する置換シクロペン
タジエニル基であり、置換基を2〜3個有する置換シク
ロペンタジエニル基であることが好ましく、二置換シク
ロペンタジエニル基であることがより好ましく、1,3-置
換シクロペンタジエニル基であることが特に好ましい。
なお、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【0039】また上記式[b-II]において、遷移金属
原子Mに配位する置換シクロペンタジエニル基以外の配
位子L2は、上記一般式[b-I]中のL1と同様の炭素数
1〜12の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ
基、トリアルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原
子である。
【0040】このような一般式[b-II]で表わされる
遷移金属化合物としては、ビス(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(ジエチルシ
クロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス
(メチルエ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(ジメチルエ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(ジメチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(ジメチルシ
クロペンタジエニル)ジルコニウムメトキシクロリド、
ビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエ
トキシクロリド、ビス(ジメチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムブトキシクロリド、ビス(ジメチルシ
クロペンタジエニル)ジルコニウムジエトキシド、ビス
(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(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(ジメチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムベンジルクロリド、ビス(ジメチルシ
クロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、ビス
(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムフェニ
ルクロリド、ビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムハイドライドクロリド、などが挙げられる。
なお、上記例示において、シクロペンタジエニル環の二
置換体は1,2-および1,3-置換体を含み、三置換体は1,2,
3-および1,2,4-置換体を含む。本発明では、上記のよう
なジルコニウム化合物において、ジルコニウム金属を、
チタン金属またはハフニウム金属に置き換えた遷移金属
化合物を用いることができる。
【0041】これらの、一般式[b-II]で表わされる
遷移金属化合物のうちでは、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(1,3-
ジエ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-エチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリドが特に好ましい。
【0042】本発明では、遷移金属化合物触媒成分とし
て上記一般式[b-I]で表される遷移金属化合物から選
ばれる少なくとも1種と、上記一般式[b-II]で表さ
れる遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種とを組
み合わせて用いることが好ましい。具体的には、ビス
(1,3-n-ブチルメチルシクロペンタジエニル)ジルコニ
ウムジクロリドとビス(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との組み合わせ、ビス
(1,3-n-プロピルメチルシクロペンタジエニル)ジルコ
ニウムジクロリドとビス(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との組み合わせ、ビス
(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リドとビス(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との組み合わせが好ましい。
【0043】上記一般式[b-I]で表される遷移金属化
合物(b-I)から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化
合物と、上記一般式[b-II]で表される遷移金属化合
物(b-II)から選ばれる少なくとも1種の遷移金属化合
物とは、モル比(b-I/b-II)で99/1〜50/5
0、好ましくは97/3〜70/30、より好ましくは
95/5〜75/25、最も好ましくは90/10〜8
0/20の範囲となるような量で用いられることが望ま
しい。
【0044】以下「成分(b)」という語は、上記一般
式[b-I]で表される遷移金属化合物(b-I)から選ば
れる少なくとも1種と、上記一般式[b-II]で表され
る遷移金属化合物(b-II)から選ばれる少なくとも1種
とを含む遷移金属化合物触媒成分を意味する場合があ
る。
【0045】本発明で用いられるオレフィン重合用触媒
(C2)を形成する(b-III)シクロペンタジエニル骨
格を有する配位子を含む周期律表第IV族の遷移金属化合
物(以下「成分(b-III)」と記載することがある。)
は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周
期律表第IV族の遷移金属化合物であれば特に限定されな
いが、下記一般式[b-III]で示される遷移金属化合物
であることが好ましい。
【0046】MLx … [b-III] [式中Mは、周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属原
子であり、Lは遷移金属に配位する配位子であり、少な
くとも1個のLはシクロペンタジエニル骨格を有する配
位子であり、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
以外のLは、炭素数1〜12の炭化水素基、アルコキシ
基、アリーロキシ基、トリアルキルシリル基、SO3
基(ただしRはハロゲンなどの置換基を有していてもよ
い炭素数1〜8の炭化水素基)、ハロゲン原子または水
素原子であり、xは遷移金属の原子価である。]なお上
記一般式[b-III]で示される遷移金属化合物は、上記
一般式[b-I]で表される遷移金属化合物(b-I)およ
び上記一般式[b-II]で表される遷移金属化合物(b-I
I)を含んでいる。
【0047】上記一般式[b-III]において、Mは周期
律表第IVB族から選ばれる遷移金属原子であり、具体的
には、ジルコニウム、チタンまたはハフニウムであり、
好ましくはジルコニウムである。
【0048】シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
としては、たとえばシクロペンタジエニル基、メチルシ
クロペンタジエニル基、ジメチルシクロペンタジエニル
基、トリメチルシクロペンタジエニル基、テトラメチル
シクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジ
エニル基、エチルシクロペンタジエニル基、メチルエチ
ルシクロペンタジエニル基、プロピルシクロペンタジエ
ニル基、メチルプロピルシクロペンタジエニル基、ブチ
ルシクロペンタジエニル基、メチルブチルシクロペンタ
ジエニル基、ヘキシルシクロペンタジエニル基などのア
ルキル置換シクロペンタジエニル基あるいはインデニル
基、4,5,6,7-テトラヒドロインデニル基、フルオレニル
基などを例示することができる。これらの基は、トリア
ルキルシリル基、ハロゲン原子などで置換されていても
よい。
【0049】これらの遷移金属に配位する配位子の中で
は、アルキル置換シクロペンタジエニル基が特に好まし
い。上記一般式[b-III]で表される化合物がシクロペ
ンタジエニル骨格を有する配位子を2個以上含む場合に
は、そのうち2個のシクロペンタジエニル骨格を有する
配位子同士は、エチレン、プロピレンなどのアルキレン
基、イソプロピリデン、ジフェニルメチレンなどの置換
アルキレン基、シリレン基またはジメチルシリレン基、
ジフェニルシリレン基、メチルフェニルシリレン基など
の置換シリレン基などを介して結合されていてもよい。
【0050】シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
以外の配位子Lとしては、具体的に下記のようなものが
挙げられる。炭素数1〜12の炭化水素基としては、ア
ルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル
基などが挙げられ、より具体的には、アルキル基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基などが例示され、シクロアルキル基として
は、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが例示さ
れ、アリール基としては、フェニル基、トリル基などが
例示され、アラルキル基としては、ベンジル基、ネオフ
ィル基などが例示される。
【0051】またアルコキシ基としては、メトキシ基、
エトキシ基、ブトキシ基などが例示され、アリーロキシ
基としては、フェノキシ基などが例示され、ハロゲンと
しては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが例示され
る。
【0052】SO3Rで表される配位子としては、p-ト
ルエンスルホナト基、メタンスルホナト基、トリフルオ
ロメタンスルホナト基などが例示される。このようなシ
クロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む遷移金属
化合物は、たとえば遷移金属の原子価が4である場合、
より具体的には下記一般式[b-III']で示される。
【0053】R2 k3 l4 m5 nM … [b-III'] (式中、Mは上記遷移金属原子であり、R2はシクロペ
ンタジエニル骨格を有する基(配位子)であり、R3
4およびR5はシクロペンタジエニル骨格を有する基、
アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキ
ル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシ
リル基、SO3R基、ハロゲン原子または水素原子であ
り、kは1以上の整数であり、k+l+m+n=4であ
る。)本発明では上記一般式において、R2、R3、R4
およびR5のうち2個(たとえばR2およびR3)がシク
ロペンタジエニル骨格を有する基(配位子)であるメタ
ロセン化合物が好ましく用いられる。これらのシクロペ
ンタジエニル骨格を有する基はエチレン、プロピレンな
どのアルキレン基、イソプロピリデン、ジフェニルメチ
レンなどの置換アルキレン基、シリレン基またはジメチ
ルシリレン、ジフェニルシリレン、メチルフェニルシリ
レン基などの置換シリレン基などを介して結合されてい
てもよい。また、この場合他の配位子(たとえばR4
よびR5)はシクロペンタジエニル骨格を有する基、ア
ルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル
基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアルキルシリ
ル基、SO3R、ハロゲン原子または水素原子である。
【0054】以下に、Mがジルコニウムである遷移金属
化合物について具体的な化合物を例示する。ビス(イン
デニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(インデニル)
ジルコニウムジブロミド、ビス(インデニル)ジルコニ
ウムビス(p-トルエンスルホナト)、ビス(4,5,6,7-テ
トラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス
(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、エチレンビ
ス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレンビ
ス(インデニル)ジルコニウムジブロミド、エチレンビ
ス(インデニル)ジメチルジルコニウム、エチレンビス
(インデニル)ジフェニルジルコニウム、エチレンビス
(インデニル)メチルジルコニウムモノクロリド、エチ
レンビス(インデニル)ジルコニウムビス(メタンスル
ホナト)、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムビ
ス(p-トルエンスルホナト)、エチレンビス(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ナ
ト)、エチレンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニ
ル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(シク
ロペンタジエニル-フルオレニル)ジルコニウムジクロ
リド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル-メチ
ルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジ
メチルシリレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニ
ウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(メチルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシ
リレンビス(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、ジメチルシリレンビス(トリメチルシ
クロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチ
ルシリレンビス(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(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ナト)、ジメチルシリ
レンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、ジメチルシリレン(シクロペンタジエ
ニル-フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェ
ニルシリレンビス(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(インデニル)ジルコ
ニウムジクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジル
コニウムジクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジブロミド、ビス(シクロペンタジエニル)
メチルジルコニウムモノクロリド、ビス(シクロペンタ
ジエニル)エチルジルコニウムモノクロリド、ビス(シ
クロペンタジエニル)シクロヘキシルジルコニウムモノ
クロリド、ビス(シクロペンタジエニル)フェニルジル
コニウムモノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)
ベンジルジルコニウムモノクロリド、ビス(シクロペン
タジエニル)ジルコニウムモノクロリドモノハイドライ
ド、ビス(シクロペンタジエニル)メチルジルコニウム
モノハイドライド、ビス(シクロペンタジエニル)ジメ
チルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジフ
ェニルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジ
ベンジルジルコニウム、ビス(シクロペンタジエニル)
ジルコニウムメトキシクロリド、ビス(シクロペンタジ
エニル)ジルコニウムエトキシクロリド、ビス(シクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムビス(メタンスルホナ
ト)、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス
(p-トルエンスルホナト)、ビス(シクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホナ
ト)、ビス(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(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(ジメチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムエトキシクロリド、ビス(ジメ
チルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフ
ルオロメタンスルホナト)、ビス(エチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルエチ
ルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビ
ス(プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジク
ロリド、ビス(メチルプロピルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリド、ビス(ブ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(メチルブチル
シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス
(メチルブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビ
ス(メタンスルホナト)、ビス(トリメチルシクロペン
タジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(テトラメ
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(ペンタ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(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(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。
【0055】なお上記例示において、シクロペンタジエ
ニル環の二置換体は1,2-および1,3-置換体を含み、三置
換体は1,2,3-および1,2,4-置換体を含む。またプロピ
ル、ブチルなどのアルキル基は、n-、i-、sec-、tert-
などの異性体を含む。
【0056】また上記のようなジルコニウム化合物にお
いて、ジルコニウムを、チタンまたはハフニウムに置換
えた化合物を用いることもできる。本発明で用いられる
オレフィン重合用触媒(C1)は、上記のような(a)
有機アルミニウムオキシ化合物、(b-I)遷移金属化合
物、(b-II)遷移金属化合物からなる触媒であっても
よいが、下記のような(c)担体に、上記(a)有機ア
ルミニウムオキシ化合物、上記(b-I)遷移金属化合
物、上記(b-II)遷移金属化合物が担持された固体触
媒であってもよい。また本発明で用いられるオレフィン
重合用触媒(C2)は、上記のような(a)有機アルミ
ニウムオキシ化合物、(b-III)遷移金属化合物からな
る触媒であってもよいが、下記のような(c)担体に、
上記(a)有機アルミニウムオキシ化合物、上記(b-I
II)遷移金属化合物が担持された固体触媒であってもよ
い。
【0057】本発明で用いられるオレフィン重合用触媒
(C1)および(C2)を形成する(c)担体(以下
「成分(c)」と記載することがある。)は、無機ある
いは有機の化合物であって、粒径が10〜300μm、
好ましくは20〜200μmの顆粒状ないしは微粒子状
の固体が使用される。このうち無機担体としては多孔質
酸化物が好ましく、具体的にはSiO2、Al23、M
gO、ZrO2、TiO2、B23、CaO、ZnO、B
aO、ThO2等またはこれらの混合物、例えばSiO2
-MgO、SiO2-Al23、SiO2-TiO2、SiO
2-V25、SiO2-Cr23、SiO2-TiO2-MgO
等を例示することができる。これらの中でSiO2およ
びAl23からなる群から選ばれた少なくとも1種の成
分を主成分とするものが好ましい。
【0058】なお、上記無機酸化物には少量のNa2
3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4
Al2(SO4)3、BaSO4、KNO3、Mg(NO3)2
Al(NO3)3、Na2O、K2O、Li2O等の炭酸塩、
硫酸塩、硝酸塩、酸化物成分を含有していても差しつか
えない。
【0059】このような担体(c)はその種類および製
法により性状は異なるが、本発明に好ましく用いられる
担体は、比表面積が50〜1000m2/g、好ましく
は100〜700m2/gであり、細孔容積が0.3〜
2.5cm2/gであることが望ましい。該担体は、必要
に応じて100〜1000℃、好ましくは150〜70
0℃で焼成して用いられる。
【0060】このような担体(c)では、吸着水量が
1.0重量%未満、好ましくは0.5重量%未満であるこ
とが望ましく、表面水酸基が1.0重量%以上、好まし
くは1.5〜4.0重量%、特に好ましくは2.0〜3.5
重量%であることが望ましい。
【0061】ここで、担体(c)の吸着水量(重量%)
および表面水酸基量(重量%)は下記のようにして求め
られる。 [吸着水量]200℃の温度で、常圧、窒素流通下で4
時間乾燥させたときの重量減を吸着水量とする。 [表面水酸基量]200℃の温度で、常圧、窒素流通下
で4時間乾燥して得られた担体の重量をX(g)とし、
さらに該担体を1000℃で20時間焼成して得られた
表面水酸基が消失した焼成物の重量をY(g)として、
下記式により計算する。
【0062】 表面水酸基量(重量%)={(X−Y)/X}×100 さらに、本発明に用いることのできる担体(c)として
は、粒径が10〜300μmである有機化合物の顆粒状
ないしは微粒子状固体を挙げることができる。これら有
機化合物としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、
4-メチル-1-ペンテンなどの炭素数2〜14のα-オレフ
ィンを主成分として生成される(共)重合体あるいはビ
ニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成され
る重合体もしくは共重合体を例示することができる。
【0063】さらに本発明で用いられるオレフィン重合
用触媒(C1)およびオレフィン重合用触媒(C2)を
形成する触媒成分として、下記のような(d)有機アル
ミニウム化合物を必要に応じて用いることができる。
【0064】本発明で必要に応じて用いられる(d)有
機アルミニウム化合物(以下「成分(d)」と記載する
ことがある。)としては、例えば下記一般式[IV]で表
される有機アルミニウム化合物を例示することができ
る。
【0065】R1 nAlX3-n … [IV] (式[IV]中、R1 は炭素数1〜12の炭化水素基であ
り、Xはハロゲン原子または水素原子であり、nは1〜
3である。)上記一般式[IV]において、R1 は炭素数
1〜12の炭化水素基例えばアルキル基、シクロアルキ
ル基またはアリ−ル基であるが、具体的には、メチル
基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、イソブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基
などである。
【0066】このような有機アルミニウム化合物(d)
としては、具体的には以下のような化合物が挙げられ
る。トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウ
ム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルア
ルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチル
ヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウ
ム;イソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミ
ニウム;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアル
ミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリ
ド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアル
ミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライ
ド;メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミ
ニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセス
キクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチ
ルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニ
ウムセスキハライド;メチルアルミニウムジクロリド、
エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニ
ウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどの
アルキルアルミニウムジハライド;ジエチルアルミニウ
ムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライ
ドなどのアルキルアルミニウムハイドライドなど。
【0067】また有機アルミニウム化合物(d)とし
て、下記一般式[V]で表される化合物を用いることも
できる。 R1 nAlY3-n … [V] (式[V]中、R1 は上記と同様であり、Yは−OR2
基、−OSiR3 3基、−OAlR4 2基、−NR5 2基、−
SiR6 3基または−N(R7)AlR8 2基であり、nは1〜
2であり、R2、R3、R4およびR8はメチル基、エチル
基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル
基、フェニル基などであり、R5は水素原子、メチル
基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、トリメチ
ルシリル基などであり、R6 およびR7 はメチル基、エ
チル基などである。)このような有機アルミニウム化合
物としては、具体的には、以下のような化合物が用いら
れる。 (1)R1 nAl(OR2)3-n で表される化合物、例えば
ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウ
ムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシドな
ど、 (2)R1 nAl(OSiR3 3)3-n で表される化合物、例え
ばEt2Al(OSi Me3)、(iso-Bu)2Al(OSiM
e3)、(iso-Bu)2 Al(OSiEt3)など; (3)R1 nAl(OAlR4 2)3-n で表される化合物、例
えばEt2AlOAlEt2 、(iso-Bu)2AlOAl(iso-B
u)2 など; (4) R1 nAl(NR5 2)3-n で表される化合物、例えば
Me2AlNEt2 、Et2AlNHMe 、Me2AlNHEt 、
Et2AlN(SiMe3)2、(iso-Bu)2AlN(SiMe3)2
など; (5)R1 nAl(SiR6 3)3-n で表される化合物、例えば
(iso-Bu)2AlSi Me3 など; (6)R1 nAl(N(R7)AlR8 2)3-n で表される化合
物、例えばEt2AlN(Me)AlEt2 、(iso-Bu)2AlN
(Et)Al(iso-Bu)2 など。
【0068】上記一般式[IV]および[V]で表される
有機アルミニウム化合物の中では、一般式R1 3Al、R1
nAl(OR2)3-n 、R1 nAl(OAlR4 2)3-n で表わされ
る化合物が好ましく、特にRがイソアルキル基であり、
n=2である化合物が好ましい。
【0069】本発明で用いられるオレフィン重合用触媒
(C1)は、上記のような成分(a)と成分(b-I)と
成分(b-II)からなる触媒(C1-i)、成分(c)に成
分(a)と成分(b-I)と成分(b-II)が担持された
固体触媒(C1-ii)、前記固体触媒(C1-ii)(固体触媒
成分)にオレフィンが予備重合されてなる予備重合触媒
(C1-iii)、あるいは前記触媒(C1-i)(触媒成分)と
成分(d)からなる触媒、前記固体触媒(C1-ii)(固
体触媒成分)と成分(d)とからなる触媒、前記予備重
合触媒(C1-iii)(予備重合触媒成分)と成分(d)と
からなる触媒である。
【0070】また本発明で用いられるオレフィン重合用
触媒(C2)は、上記のような成分(a)と成分(b-I
II)からなる触媒(C2-i)、成分(c)に成分(a)と
成分(b-III)が担持された固体触媒(C2-ii)、前記
固体触媒(C2-ii)(固体触媒成分)にオレフィンが予
備重合されてなる予備重合触媒(C2-iii)、あるいは前
記触媒(C2-i)と成分(d)からなる触媒、前記固体触
媒(C2-ii)(固体触媒成分)と成分(d)からなる触
媒、前記予備重合触媒(C2-iii)(予備重合触媒成分)
と成分(d)からなる触媒である。
【0071】図1に本発明で用いられるオレフィン重合
用触媒の調製工程を示す。触媒(C1-i)および触媒(C2
-i)では、各触媒成分を重合器内または重合器外で混合
接触させることにより調製することができるが、成分
(a)を固体成分とした後、成分(b)(または成分
(b-III))を混合接触させ固体状触媒を形成させる
か、あるいは予め成分(a)と成分(b)(または成分
(b-III))を混合接触させて固体状触媒を形成してか
ら、該固体状触媒を重合系に添加することもできる。
【0072】触媒(C1-i)は、不活性炭化水素溶媒中で
成分(a)および成分(b)、必要に応じて成分(d)
を混合接触させることにより形成することができる。各
成分の接触順序は、任意に選ばれるが、成分(a)と成
分(b)を混合接触させる場合は、成分(a)の懸濁液
に、成分(b)を加えることが好ましい。なお成分
(b)は、該成分(b)を形成する2種以上の遷移金属
化合物を予め混合した後、他の成分と混合接触させるこ
とが好ましい。
【0073】触媒(C1-i)の調製に用いられる不活性炭
化水素溶媒として具体的には、プロパン、ブタン、ペン
タン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカ
ン、灯油などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シク
ロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水
素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタ
ンなどのハロゲン化炭化水素あるいはこれらの混合物な
どを挙げることができる。
【0074】成分(a)および成分(b)、必要に応じ
て成分(d)を混合接触するに際して、成分(a)にお
けるアルミニウムの濃度は、約0.1〜5モル/リット
ル(溶媒)、好ましくは0.3〜3モル/リットル(溶
媒)の範囲である。成分(a)のアルミニウムと成分
(b)中の遷移金属との原子比(Al/遷移金属)は、
通常10〜500、好ましくは20〜200である。必
要に応じて用いられる成分(d)のアルミニウム原子
(Al-d)と成分(a)のアルミニウム原子(Al-a)の
原子比(Al-d/Al-a)は、通常0.02〜3、好まし
くは0.05〜1.5の範囲である。成分(a)および成
分(b)、必要に応じて成分(d)を混合接触する際の
混合温度は、通常−50〜150℃、好ましくは−20
〜120℃であり、接触時間は1分〜50時間、好まし
くは10分〜25時間である。
【0075】本発明で用いられる触媒(C2-i)は、成分
(a)と成分(b-III)、必要に応じて成分(d)を用
いて、上述の触媒(C1-i)と同様にして調製することが
できる。
【0076】上記のようにして調製された触媒(C1-i)
および触媒(C2-i)は、該触媒1g当り成分(b)(ま
たは成分(b-III))に由来する遷移金属原子が5×1
-6〜5×10-4グラム原子、好ましくは10-5〜2×
10-4グラム原子の量で含有され、また成分(a)およ
び成分(d)に由来するアルミニウム原子が10-2
2.5×10-2グラム原子、好ましくは1.5×10-2
2×10-2グラム原子の量で含有されていることが望ま
しい。
【0077】本発明で用いられる固体触媒(C1-ii)
は、上記のような成分(a)および成分(b)、必要に
応じて成分(d)を、成分(c)に担持させることによ
り調製することができる。また本発明で用いられる固体
触媒(C2-ii)は、上記のような成分(a)および成分
(b-III)、必要に応じて成分(d)を、成分(c)に
担持させることにより調製することができる。
【0078】本発明の固体触媒(C1-ii)を調製する際
の成分(a)〜成分(d)の接触順序は、任意に選ばれ
るが、好ましくは成分(a)と成分(c)とを混合接触
させ、次いで成分(b)を混合接触させ、さらに必要に
応じて成分(d)を混合接触させる。なお成分(b)
は、予め混合した後、他の成分と混合接触させることが
好ましい。
【0079】上記成分(a)〜成分(d)の接触は、不
活性炭化水素溶媒中で行うことができ、触媒の調製に用
いられる不活性炭化水素溶媒として具体的には、上述の
触媒(C1-i)の調製の際に用いられた不活性炭化水素溶
媒を挙げることができる。
【0080】成分(a)、成分(b)および成分
(c)、必要に応じて成分(d)を混合接触するに際し
て、成分(b)は、成分(c)1g当り、通常5×10
-6〜5×10-4モル、好ましくは10-5〜2×10-4
ルの量で用いられ、成分(b)の濃度は、約10-4〜2
×10-2モル/リットル(溶媒)、好ましくは2×10
-4〜10-2モル/リットル(溶媒)の範囲である。成分
(a)のアルミニウムと成分(b)中の遷移金属との原
子比(Al/遷移金属)は、通常10〜500、好まし
くは20〜200である。必要に応じて用いられる成分
(d)のアルミニウム原子(Al-d)と成分(a)のア
ルミニウム原子(Al-a)の原子比(Al-d/Al-a)
は、通常0.02〜3、好ましくは0.05〜1.5の範
囲である。成分(a)、成分(b)および成分(c)、
必要に応じて成分(d)を混合接触する際の混合温度
は、通常−50〜150℃、好ましくは−20〜120
℃であり、接触時間は1分〜50時間、好ましくは10
分〜25時間である。
【0081】本発明で用いられる固体触媒(C2-ii)
は、成分(a)、成分(b-III)および成分(c)、必
要に応じて成分(d)を用いて、上述の固体触媒(C1-i
i)と同様にして調製することができる。
【0082】上記のようにして調製された固体触媒(C1
-ii)および固体触媒(C2-ii)は、成分(c)1g当り
成分(b)(または成分(b-III))に由来する遷移金
属原子が5×10-6〜5×10-4グラム原子、好ましく
は10-5〜2×10-4グラム原子の量で担持され、また
成分(c)1g当り成分(a)および成分(d)に由来
するアルミニウム原子が10-3〜5×10-2グラム原
子、好ましくは2×10 -3〜2×10-2グラム原子の量
で担持されていることが望ましい。
【0083】本発明で用いられる予備重合触媒(C1-ii
i)は、上記成分(a)〜成分(c)の存在下、不活性
炭化水素溶媒中にオレフィンを導入し予備重合を行うこ
とにより調製することができる。なお上記成分(a)〜
成分(c)から前記固体触媒成分(C1-ii)が形成され
ていることが好ましい。この場合、成分(C1-ii)に加
えて、さらに成分(a)および/または成分(d)を添
加してもよい。
【0084】また本発明で用いられる予備重合触媒(C2
-iii)は、上記成分(a)、成分(b-III)および成分
(c)の存在下、不活性炭化水素溶媒中にオレフィンを
導入し予備重合を行うことにより調製することができ
る。なお上記成分(a)、成分(b-III)および成分
(c)から前記固体触媒成分(C2-ii)が形成されてい
ることが好ましい。この場合、成分(C2-ii)に加え
て、さらに成分(a)および/または成分(d)を添加
してもよい。
【0085】予備重合触媒(C1-iii)は、上述の固体触
媒(C1-ii)(固体触媒成分)を調製した懸濁液にオレ
フィンを導入してもよく、また固体触媒(C1-ii)(固
体触媒成分)を調製した後、生成した固体触媒(C1-i
i)(固体触媒成分)を懸濁液から分離し、その後固体
触媒(C1-ii)(固体触媒成分)を再び不活性炭化水素
で懸濁状にし、そこへオレフィンを導入してもよい。
【0086】予備重合する際には、上記成分(b)は、
該成分(b)中の遷移金属原子に換算して通常10-6
2×10-2モル/リットル(溶媒)、好ましくは5×1
-5〜10-2モル/リットル(溶媒)の量で用いられ、
成分(b)は成分(c)1g当り、通常5×10-6〜5
×10-4モル、好ましくは10-5〜2×10-4モルの量
で用いられる。成分(a)のアルミニウムと成分(b)
中の遷移金属との原子比(Al/遷移金属)は、通常1
0〜500、好ましくは20〜200である。必要に応
じて用いられる成分(d)のアルミニウム原子(Al-
d)と成分(a)のアルミニウム原子(Al-a)の原子比
(Al-d/Al-a)は、通常0.02〜3、好ましくは0.
05〜1.5の範囲である。
【0087】固体触媒成分は、該固体触媒成分中の遷移
金属化合物に由来する遷移金属として通常10-6〜2×
10-2モル/リットル(溶媒)、好ましくは5×10-5
〜10-2モル/リットル(溶媒)の量で用いられる。
【0088】予備重合温度は−20〜80℃、好ましく
は0〜60℃であり、また予備重合時間は0.5〜10
0時間、好ましくは1〜50時間程度である。
【0089】予備重合の際に用いられるオレフィンとし
ては、エチレンおよび炭素数が3〜20のα-オレフィ
ン、例えばプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチ
ル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1
-ドデセン、1-テトラデセンなどを例示することができ
る。これらの中では、エチレン、またはエチレンと重合
の際に用いられるα-オレフィンとの組合せが特に好ま
しい。
【0090】予備重合触媒(C1-iii)は、例えば下記の
ようにして調製される。すなわち、担体(成分(c))
を不活性炭化水素で懸濁状にする。次いで、この懸濁液
に有機アルミニウムオキシ化合物(成分(a))を加
え、所定の時間反応させる。その後上澄液を除去し、得
られた固体成分を不活性炭化水素で再懸濁化する。この
系内へ遷移金属化合物(成分(b)または成分(b-II
I))を加え、所定時間反応させた後、上澄液を除去し
固体触媒成分を得る。続いて有機アルミニウム化合物
(成分(d))を含有する不活性炭化水素に、上記で得
られた固体触媒成分を加え、そこへオレフィンを導入す
ることにより、予備重合触媒を得る 本発明で用いられる予備重合触媒(C2-iii)は、上記の
ような固体触媒(C2-ii)(固体触媒成分)の存在下
に、上述の予備重合触媒(C1-iii)と同様にして調製す
ることができる。
【0091】予備重合において、生成するオレフィン重
合体は、担体(c)1g当り0.1〜500g、好まし
くは0.2〜300g、より好ましくは0.5〜200g
の量であることが望ましい。また、予備重合触媒(C1-i
ii)および予備重合触媒(C2-iii)では、担体(c)1
g当り成分(b)(または成分(b-III))は遷移金属
原子として約5×10-6〜5×10-4グラム原子、好ま
しくは10-5〜2×10-4グラム原子の量で担持され、
成分(a)および成分(d)に由来するアルミニウム原
子(Al)は、成分(b)に由来する遷移金属原子
(M)に対するモル比(Al/M)で、5〜200、好
ましくは10〜150の範囲の量で担持されていること
が望ましい。
【0092】予備重合は、回分式あるいは連続式のいず
れでも行うことができ、また減圧、常圧あるいは加圧下
のいずれでも行うことができる。予備重合においては、
水素を共存させて、少なくとも135℃のデカリン中で
測定した極限粘度[η]が0.2〜7dl/gの範囲、
好ましくは0.5〜5dl/gであるような予備重合体
を製造することが望ましい。
【0093】本発明に係るオレフィンの多段重合法は、
上記のようなオレフィン重合用触媒(C1)の存在下
に、エチレンと炭素数3〜20のα-オレフィンとを共
重合させ、エチレン・α-オレフィン共重合体[A]を
製造する工程[I]と、上記のようなオレフィン重合用
触媒(C2)の存在下に、エチレンと炭素数3〜20の
α-オレフィンとを共重合させ、エチレン・α-オレフィ
ン共重合体[B]を製造する工程[II]とを含んでい
る。
【0094】本発明で用いられる炭素数が3〜20のα
-オレフィンとして具体的には、プロピレン、1-ブテ
ン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1
-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1
-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンなどが
挙げられる。
【0095】本発明では、エチレンとα-オレフィンと
の共重合は、気相であるいはスラリー状の液相で行われ
る。スラリー重合においては、不活性炭化水素を溶媒と
してもよいし、オレフィン自体を溶媒とすることもでき
る。
【0096】スラリー重合において用いられる不活性炭
化水素溶媒として具体的には、プロパン、ブタン、イソ
ブタン、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、ドデ
カン、ヘキサデカン、オクタデカンなどの脂肪族系炭化
水素;シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロ
ヘキサン、シクロオクタンなどの脂環族系炭化水素;ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系炭化水素;
ガソリン、灯油、軽油などの石油留分などが挙げられ
る。これら不活性炭化水素媒体のうち脂肪族系炭化水
素、脂環族系炭化水素、石油留分などが好ましい。
【0097】スラリー重合法または気相重合法で実施す
る際には、上記のようなオレフィン重合用触媒(C1お
よびC2)は、重合反応系内の遷移金属原子の濃度とし
て、通常10-8〜10-3グラム原子/リットル、好まし
くは10-7〜10-4グラム原子/リットルの量で用いら
れることが望ましい。
【0098】また重合に際して、担体に担持されている
有機アルミニウムオキシ化合物(成分(a))に加え
て、さらに担持されていない有機アルミニウムオキシ化
合物を用いてもよい。この場合、担持されていない有機
アルミニウムオキシ化合物に由来するアルミニウム原子
(Al)と、遷移金属化合物(b)(または遷移金属化
合物(b-III))に由来する遷移金属原子(M)との原
子比(Al/M)は、5〜300、好ましくは10〜2
00、より好ましくは15〜150の範囲である。
【0099】本発明において、スラリー重合法を実施す
る際には、重合温度は、通常−50〜100℃、好まし
くは0〜90℃の範囲であり、気相重合法を実施する際
には、重合温度は、通常0〜120℃、好ましくは20
〜100℃の範囲である。
【0100】重合圧力は、通常常圧ないし100kg/
cm2、好ましくは2〜50kg/cm2の加圧条件下で
行われる。本発明のオレフィンの多段重合法では、直列
に結合した複数の重合器を用いて、先ずオレフィン重合
用触媒(C1)の存在下にエチレン・α-オレフィン共
重合体[A]を製造し、次いで前記共重合反応が行われ
る重合器とは異なる重合器において、オレフィン重合用
触媒(C2)の存在下にエチレン・α-オレフィン共重
合体[B]を共重合するか、あるいは先ずオレフィン重
合用触媒(C2)の存在下にエチレン・α-オレフィン
共重合体[B]を製造し、次いで前記共重合反応が行わ
れる重合器とは異なる重合器において、オレフィン重合
用触媒(C1)の存在下にエチレン・α-オレフィン共
重合体[A]を共重合することにより製造することがで
きる。また複数の重合器を並列に結合し、各重合器にお
いてエチレン・α-オレフィン共重合体[A]およびエ
チレン・α-オレフィン共重合体[B]を共重合し、次
いでエチレン・α-オレフィン共重合体[A]およびエ
チレン・α-オレフィン共重合体[B]をブレンドして
もよい。
【0101】本発明のオレフィンの多段重合法におい
て、エチレン・α-オレフィン共重合体[A]は、スラ
リー重合法により製造する際には、重合温度を通常−5
0〜90℃、好ましくは0〜85℃の範囲で、気相重合
法により製造する際には、重合温度を通常0〜100
℃、好ましくは20〜90℃の範囲とする条件で共重合
することにより得られる。またエチレン・α-オレフィ
ン共重合体[B]は、スラリー重合法により製造する際
には、重合温度を通常−30〜100℃、好ましくは2
0〜90℃の範囲で、気相重合法により製造する際に
は、重合温度を通常20〜120℃、好ましくは30〜
100℃の範囲とする条件で共重合することにより得ら
れる。
【0102】[エチレン・α-オレフィン共重合体
[A]]本発明のオレフィンの多段重合法において、工
程[I]で製造されるエチレン・α-オレフィン共重合
体[A]は、エチレンと炭素数3〜20のα-オレフィ
ンとのランダム共重合体である。
【0103】エチレン・α-オレフィン共重合体[A]
では、エチレンから導かれる構成単位は、50〜100
重量%、好ましくは55〜99重量%、より好ましくは
65〜98重量%、最も好ましくは70〜96重量%の
量で存在し、炭素数3〜20のα-オレフィンから導か
れる構成単位は0〜50重量%、好ましくは1〜45重
量%、より好ましくは2〜35重量%、最も好ましくは
4〜30重量%の量で存在することが望ましい。
【0104】エチレン・α-オレフィン共重合体の組成
は、通常10mmφの試料管中で約200mgの共重合
体を1mlのヘキサクロロブタジエンに均一に溶解させ
た試料の13C−NMRスペクトルを、測定温度120
℃、測定周波数25.05MHz、スペクトル幅1500
Hz 、パルス繰返し時間4.2sec.、パルス幅6μsec.
の測定条件下で測定して決定される。
【0105】このようなエチレン・α-オレフィン共重
合体[A]は、下記(A-i)〜(A-vi)に示すような特
性を有していることが好ましく、下記(A-i)〜(A-vi
ii)に示すような特性を有していることがより好まし
い。
【0106】(A-i)密度(d)は、0.850〜0.9
80g/cm3、好ましくは0.880〜0.940g/
cm3、より好ましくは0.890〜0.935g/c
3、最も好ましくは0.900〜0.930g/cm3
範囲にあることが望ましい。
【0107】なお密度(d)は、190℃における2.
16kg荷重でのメルトフローレート(MFR)測定時
に得られるストランドを120℃で1時間熱処理し、1
時間かけて室温まで徐冷したのち、密度勾配管で測定す
る。
【0108】(A-ii)135℃、デカリン中で測定した
極限粘度[η]が0.4〜8dl/g、好ましくは1.25
〜8dl/g、より好ましくは1.27〜6dl/gの範囲
にあることが望ましい。
【0109】(A-iii)190℃におけるメルトテンシ
ョン(MT(g))とメルトフローレート(MFR)と
が MT>2.2×MFR-0.84 好ましくは 8.0×MFR-0.84 >MT>2.3×MFR-0.84 より好ましくは 7.5×MFR-0.84 >MT>2.5×MFR-0.84 で示される関係を満たしていることが望ましい。
【0110】このようなエチレン・α-オレフィン共重
合体[A]は、溶融張力(MT)が大きく、成形性が良
好である。なお、溶融張力(MT(g))は、溶融させ
たポリマーを一定速度で延伸した時の応力を測定するこ
とにより決定される。すなわち、生成ポリマー粉体を通
常の方法で溶融後ペレット化して測定サンプルとし、東
洋精機製作所製、MT測定機を用い、樹脂温度190
℃、押し出し速度15mm/分、巻取り速度10〜20
m/分、ノズル径2.09mmφ、ノズル長さ8mmの
条件で行なった。ペレット化の際、エチレン・α-オレ
フィン共重合体[A]に、あらかじめ二次抗酸化剤とし
てのトリ(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスフェート
を0.05重量%、耐熱安定剤としてのn-オクタデシル-
3-(4'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-t-ブチルフェニル)プロピ
オネートを0.1重量%、塩酸吸収剤としてのステアリ
ン酸カルシウムを0.05重量%配合した。
【0111】メルトフローレート(MFR)は、AST
M D1238-65T に従い190℃、2.16kg荷重の条
件下に測定される。(A-iv)190℃における応力が
2.4×106 dyne/cm2に到達する時のずり速度で定
義される流動インデックス(FI(1/秒))とメルト
フローレート(MFR)とが FI<150×MFR 好ましくは FI<140×MFR より好ましくは FI<130×MFR で示される関係を満たしていることが望ましい。
【0112】なお、流動インデックス(FI)は、ずり
速度を変えながら樹脂をキャピラリーから押し出し、そ
の時の応力を測定することにより決定される。すなわ
ち、MT測定と同様の試料を用い、東洋精機製作所製、
毛細式流れ特性試験機を用い、樹脂温度190℃、ずり
応力の範囲が5×104〜3×106 dyne/cm2程度で
測定される。
【0113】なお測定する樹脂のMFR(g/10分)
によって、ノズルの直径を次の様に変更して測定する。 MFR>20 のとき0.5mm 20≧MFR>3 のとき1.0mm 3≧MFR>0.8のとき2.0mm 0.8≧MFR のとき3.0mm
【0114】(v)GPCで測定した分子量分布(Mw
/Mn、ただしMw:重量平均分子量、Mn:数平均分
子量)が1.5〜4の範囲にあることが望ましい。な
お、分子量分布(Mw/Mn)は、ミリポア社製GPC
−150Cを用い、以下のようにして測定した。
【0115】分離カラムは、TSK GNH HTであ
り、カラムサイズは直径72mm、長さ600mmであ
り、カラム温度は140℃とし、移動相にはo-ジクロロ
ベンゼン(和光純薬工業)および酸化防止剤としてBH
T(武田薬品)0.025重量%を用い、1.0ml /分
で移動させ、試料濃度は0.1重量%とし、試料注入量
は500マイクロリットルとし、検出器として示差屈折
計を用いた。標準ポリスチレンは、分子量がMw<10
00およびMw>4×106 については東ソー社製を用
い、1000<Mw<4×106 についてはプレッシャ
ーケミカル社製を用いた。
【0116】(vi)MT/(Mw/Mn)とFI/MF
Rとが MT/(Mw/Mn)>0.03×FI/MFR−3.0 (ただし、0.03×FI/MFR−3.0の値は、0未
満のとき0とする)好ましくは 0.03×FI/MFR+1.0>MT/(Mw/Mn)
>0.03×FI/MFR−2.8 (ただし、0.03×FI/MFR−2.8の値は、0未
満のとき0とする)より好ましくは 0.03×FI/MFR+0.8>MT/(Mw/Mn)
>0.03×FI/MFR−2.5 (ただし、0.03×FI/MFR−2.5の値は、0未
満のとき0とする)で示される関係を満たしていること
が望ましい。
【0117】なお、Mw/Mnの値の増加と共にMTの
値は大きくなるため、MTの値に対するMw/Mnの値
の影響を少なくするためにMT/(Mw/Mn)の指標
を用いた。同様にMFRの値の増加と共にFIの値は大
きくなるため、FIの値に対するMFRの値の影響を少
なくするためにFI/MFRの指標を用いた。
【0118】(A-vii) 示差走査型熱量計(DSC)に
より測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm
(℃))と密度(d)とが Tm<400×d−250 好ましくは Tm<450×d−297 より好ましくは Tm<500×d−344 特に好ましくは Tm<550×d−391 で示される関係を満たしていることが望ましい。
【0119】なお示差走査型熱量計(DSC)により測
定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm(℃))
は、試料約5mgをアルミパンに詰め10℃/分で20
0℃まで昇温し、200℃で5分間保持したのち20℃
/分で室温まで降温し、次いで10℃/分で昇温する際
の吸熱曲線より求められる。測定は、パーキンエルマー
社製DSC-7 型装置を用いた。
【0120】(A-viii)室温におけるn-デカン可溶成分
量分率(W(重量%))と密度(d)とが MFR≦10g/10分のとき、 W<80×exp(−100(d−0.88))+0.1 好ましくは W<60×exp(−100(d−0.8
8))+0.1 より好ましくは W<40×exp(−100(d−0.8
8))+0.1 MFR>10g/10分のとき W<80×(MFR−9)0.26×exp(−100(d−
0.88))+0.1 で示される関係を満たしている。
【0121】なお、n-デカン可溶成分量(可溶成分量の
少ないもの程組成分布が狭い)の測定は、共重合体約3
gをn-デカン450mlに加え、145℃で溶解後室温
まで冷却し、濾過によりn-デカン不溶部を除き、濾液よ
りn-デカン可溶部を回収することにより行われる。
【0122】このように示差走査型熱量計(DSC)に
より測定した吸熱曲線における最大ピーク位置の温度
(Tm)と密度(d)との関係、そしてn-デカン可溶成
分量分率(W)と密度(d)とが上記のような関係を有
するエチレン・α-オレフィン共重合体[A]は組成分
布が狭いと言える。
【0123】[エチレン・α-オレフィン共重合体
[B]]本発明のオレフィンの多段重合法において、工
程[II]で製造されるエチレン・α-オレフィン共重合
体[B]は、エチレンと炭素数3〜20のα-オレフィ
ンとのランダム共重合体である。
【0124】エチレン・α-オレフィン共重合体[B]
では、エチレンから導かれる構成単位は、50〜100
重量%、好ましくは55〜99重量%、より好ましくは
65〜98重量%、最も好ましくは70〜96重量%の
量で存在し、炭素数3〜20のα-オレフィンから導か
れる構成単位は0〜50重量%、好ましくは1〜45重
量%、より好ましくは2〜35重量%、最も好ましくは
4〜30重量%の量で存在することが望ましい。
【0125】このようなエチレン・α-オレフィン共重
合体[B]は、下記(B-i)〜(B-iv)に示すような特
性を有している。 (B-i)密度(d)は、0.850〜0.980g/cm
3、好ましくは0.910〜0.960g/cm3、より好
ましくは0.915〜0.955g/cm3、最も好まし
くは0.920〜0.950g/cm3の範囲にあること
が望ましい。
【0126】(B-ii)135℃、デカリン中で測定した
極限粘度[η]が0.4〜8dl/g、好ましくは0.4〜
1.25dl/g、より好ましくは0.5〜1.23dl/g
の範囲にあることが望ましい。
【0127】(B-iii)示差走査型熱量計(DSC)に
より測定した吸熱曲線における最大ピーク位置の温度
(Tm(℃))と密度(d)とが Tm<400×d−250 好ましくは Tm<450×d−297 より好ましくは Tm<500×d−344 特に好ましくは Tm<550×d−391 で示される関係を満たしていることが望ましい。
【0128】(B-iv)室温におけるn-デカン可溶成分量
分率(W(重量%))と密度(d)とが MFR≦10g/10分のとき、 W<80×exp(−100(d−0.88))+0.1 好ましくは W<60×exp(−100(d−0.8
8))+0.1 より好ましくは W<40×exp(−100(d−0.8
8))+0.1 MFR>10g/10分のとき W<80×(MFR−9)0.26×exp(−100(d−
0.88))+0.1 で示される関係を満たしている。
【0129】このように示差走査型熱量計(DSC)に
より測定した吸熱曲線における最大ピーク位置の温度
(Tm)と密度(d)との関係、そしてn-デカン可溶成
分量分率(W)と密度(d)とが上記のような関係を有
するエチレン・α-オレフィン共重合体[B]は組成分
布が狭いと言える。
【0130】[エチレン系共重合体組成物]本発明のオ
レフィンの多段重合法により製造されたエチレン系共重
合体組成物は、前記エチレン・α-オレフィン共重合体
[A]と、エチレン・α-オレフィン共重合体[B]と
からなり、エチレン・α-オレフィン共重合体[A]は
20〜90重量%、好ましくは40〜75重量%の量で
含まれ、エチレン・α-オレフィン共重合体[B]は1
0〜80重量%、好ましくは25〜60重量%の量で含
まれることが望ましい。(ただし、エチレン・α-オレ
フィン共重合体[A]とエチレン・α-オレフィン共重
合体[B]とは同一ではない)
【0131】エチレン・α-オレフィン共重合体[A]
および[B]は、エチレン・α-オレフィン共重合体
[A]の密度と、エチレン・α-オレフィン共重合体
[B]の密度との比([A]/[B])が好ましくは1
未満、より好ましくは0.930〜0.999となるよう
に製造される。
【0132】このようなエチレン系共重合体組成物は、
下記(i)〜(vi)に示すような特性を有することが好
ましい。 (i)密度が0.850〜0.980g/cm3 、好まし
くは0.890〜0.955g/cm3 、より好ましくは
0.900〜0.950g/cm3 の範囲にあることが望
ましい。
【0133】(ii)190℃、2.16kg荷重におけ
る該組成物のメルトフローレート(MFR)が0.1〜
100g/10分、好ましくは0.2〜50g/10分
の範囲にあることが望ましい。
【0134】(iii)190℃におけるメルトテンショ
ン(MT(g))とメルトフローレート(MFR)とが MT≧2.2×MFR-0.84 で示される関係を満たしていることが望ましい。
【0135】(iv)190℃における応力が2.4×1
6 dyne/cm2に到達する時のずり速度で定義される
流動インデックス(FI(1/秒))とメルトフローレ
ート(MFR)とが FI>100×MFR 好ましくは FI>130×MFR より好ましくは FI>150×MFR で示される関係を満たしていることが望ましい。
【0136】(v)示差走査型熱量計(DSC)により
測定した吸熱曲線の最大ピーク位置の温度(Tm
(℃))と密度(d)とが Tm<400×d−250 好ましくは Tm<450×d−297 より好ましくは Tm<500×d−344 特に好ましくは Tm<550×d−391 で示される関係を満たしていることが望ましい。
【0137】(vi)室温におけるn-デカン可溶成分量分
率(W(重量%))と密度(d)とが MFR≦10g/10分のとき、 W<80×exp(−100(d−0.88))+0.1 好ましくは W<60×exp(−100(d−0.8
8))+0.1 より好ましくは W<40×exp(−100(d−0.8
8))+0.1 MFR>10g/10分のとき W<80×(MFR−9)0.26×exp(−100(d−
0.88))+0.1 で示される関係を満たしていることが望ましい。
【0138】本発明に係るオレフィンの多段重合法によ
り得られたエチレン系共重合体組成物には、耐候性安定
剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、スリップ防止剤、アンチ
ブロッキング剤、防曇剤、滑剤、顔料、染料、核剤、可
塑剤、老化防止剤、塩酸吸収剤、酸化防止剤等の添加剤
が必要に応じて配合されていてもよい。
【0139】本発明に係るオレフィンの多段重合法によ
り得られたエチレン系共重合体組成物は、通常の空冷イ
ンフレーション成形、空冷2段冷却インフレーション成
形、高速インフレーション成形、T−ダイフィルム成
形、水冷インフレーション成形等で加工することによ
り、フィルムを得ることができる。このようにして成形
されたフィルムは、透明性、機械的強度、耐ブロッキン
グ性に優れ、通常のLLDPEの特徴であるヒートシー
ル性、ホットタック性、耐熱性等を有している。また、
エチレン・α-オレフィン共重合体[A]および[B]
の組成分布が極めて狭いため、フィルム表面のべたつき
もない。更にメルトテンションが高いため、インフレー
ション成形時のバブル安定性に優れ、高剪断域での応力
が低いため高速押出が可能であり、また消費電力が少な
くてすむため経済的に有利である。
【0140】本発明に係るオレフィンの多段重合法によ
り得られたエチレン系共重合体組成物を加工することに
より得られるフィルムは、規格袋、砂糖袋、油物包装
袋、水物包装袋等の各種包装用フィルムや農業用資材等
に好適である。また、ナイロン、ポリエステル等の基材
と貼り合わせて、多層フィルムとして用いることもでき
る。
【0141】
【発明の効果】本発明に係るオレフィンの多段重合法に
より得られたエチレン系共重合体組成物は、特定の物性
を有するエチレン・α-オレフィン共重合体[A]と、
エチレン・α-オレフィン共重合体[B]とから形成さ
れているので熱安定性および成形性に優れ、透明性、機
械的強度、耐ブロッキング性に優れたフィルムを製造す
ることができる。
【0142】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。
【0143】なお、本発明においてフィルムの物性評価
は下記のようにして行った。 [Haze(曇度)]ASTM-D-1003-61に従って測定し
た。
【0144】[Gloss(光沢)]JIS Z8741に従っ
て測定した。 [フィルムインパクト]東洋精機製作所製振子式フィル
ム衝撃試験機(フィルムインパクトテスター)により測
定した。
【0145】
【実施例1】 [エチレン・αオレフィン共重合体の製造] [触媒成分の調製]250℃で10時間乾燥したシリカ
5.0kgを80リットルのトルエンで懸濁状にした
後、0℃まで冷却した。その後、メチルアルミノキサン
のトルエン溶液(Al;1.33モル/リットル)28.
7リットルを1時間で滴下した。この際、系内の温度を
0℃に保った。引続き0℃で30分間反応させ、次いで
1.5時間かけて95℃まで昇温し、その温度で20時
間反応させた。その後60℃まで降温し上澄液をデカン
テーション法により除去した。
【0146】このようにして得られた固体成分をトルエ
ンで2回洗浄した後、トルエン80リットルで再懸濁化
した。この系内へビス(1,3-n-ブチルメチルシクロペン
タジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液
(Zr;34.0ミリモル/リットル)7.4リットルお
よびビス(1,3-ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコ
ニウムジクロリドのトルエン溶液(Zr;28.1ミリ
モル/リットル)1.0リットルを80℃で30分間か
けて滴下し、更に80℃で2時間反応させた。その後、
上澄液を除去し、ヘキサンで2回洗浄することにより、
1g当り3.6mgのジルコニウムを含有する固体触媒
を得た。
【0147】[予備重合触媒の調製]1.7モルのトリ
イソブチルアルミニウムを含有する85リットルのヘキ
サンに、上記で得られた固体触媒0.85kgおよび1-
ヘキセン255gを加え、35℃で12時間エチレンの
予備重合を行うことにより、固体触媒1g当り10gの
ポリエチレンが予備重合された予備重合触媒を得た。こ
のエチレン重合体の[η]は1.74dl/gであっ
た。
【0148】[重合]直列に結合した2器の連続式流動
床気相重合装置を用い、エチレンと1-ヘキセンとの共重
合を行った。1段目においては全圧18kg/cm2
G、重合温度75℃の条件下に、上記で調製した予備重
合触媒をジルコニウム原子換算で1.5ミリモル/h、
トリイソブチルアルミニウムを30ミリモル/hの割合
で連続的に供給し、重合の間一定のガス組成を維持する
ためにエチレン、1-ヘキセン、水素、窒素を連続的に供
給した(ガス組成;1-ヘキセン/エチレン=0.04
0、水素/エチレン=4.0×10-4、エチレン濃度=
25%)。
【0149】2段目においては、全圧16kg/cm2
−G、重合温度75℃の条件下に、エチレン、1-ヘキセ
ン、水素、窒素を連続的に供給した(ガス組成;1-ヘキ
セン/エチレン=0.020、水素/エチレン=16×
10-4、エチレン濃度=34%)。
【0150】1段目における滞留時間は3時間であり、
共重合体の生成速度は60kg/hであった。このよう
にして得られた共重合体のMFRは0.5g/10分で
あり、密度は0.912g/cm3であり、23℃におけ
るデカン可溶部は0.55wt%であった。一方、2段
目における滞留時間は1.5時間であり、2段目の重合
器での共重合体の生成速度は33kg/hであった。得
られた共重合体のMFRは1.5g/10分であり、密
度が0.922g/cm3であり、23℃のおけるデカン
可溶部が0.51wt%であった。
【0151】[フィルム加工]得られたエチレン・1-ヘ
キセン共重合体を用い、20mmφ・L/D=26の単
軸押出機を用いて、25mmφダイ、リップ幅0.7m
m、一重スリットエアリングを用いエア流量=90リッ
トル/min.、押出量=9g/min.、ブロー比=
1.8、引き取り速度=2.4m/min.、加工温度=
200℃で厚み=30μmのフィルムをインフレーショ
ン成形した。
【0152】溶融物性等およびフィルム物性を表1に示
す。成形性に優れ、光学特性、機械的強度に優れたイン
フレーションフィルムが得られた。
【0153】
【比較例1】1器の連続式流動床気相重合装置を用い、
エチレンと1-ヘキセンとの共重合を行った。なお、触媒
は実施例1で用いたものと同一のものを用いた。
【0154】得られた共重合体のMFRは1.5g/1
0分であり、密度が0.922g/cm3であった。得ら
れたエチレン・1-ヘキセン共重合体を用いて、実施例1
と同様にしてインフレーション成形により厚み30μm
のフィルムを成形した。溶融物性等およびフィルム物性
を表1に示す。
【0155】表1から明らかなように、実施例1および
比較例1で得られたエチレン・1-ヘキセン共重合体は、
MFRおよび密度が同等であるにもかかわらず、実施例
1によって得た共重合体は高剪断域における流動性(F
I)に優れ、しかもインフレーションフィルムはフィル
ムインパクトに優れている。
【0156】
【実施例2】 [エチレン・αオレフィン共重合体の製造] [触媒成分の調製]ジルコニウム化合物の使用量を以下
の量に変更した以外は実施例1と同様にして行った。
【0157】ビス(1,3-nブチルメチルシクロペンタジ
エニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Z
r;34.0ミリモル/リットル)6.6リットル ビス(1,3-ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリドのトルエン溶液(Zr;28.1ミリモル
/リットル)2.0リットル [予備重合触媒の調製]上記[触媒成分の調製]で得た
触媒成分を用いた以外は、実施例1と同様の方法で予備
重合触媒を得た。
【0158】[重合]上記[予備重合触媒の調製]で得
た予備重合触媒を用いた以外は、実施例1と同様の方法
でMFRと密度が異なるエチレン/1-ヘキセン共重合体
を得た。得られた共重合体はMFRが2.2g/10分
であり、密度が0.923g/cm3であり、23℃のお
けるデカン可溶部が0.46wt%であった。
【0159】得られたエチレン・1-ヘキセン共重合体を
用いて、実施例1と同様にしてインフレーション成形に
より厚み30μmのフィルムを成形した。溶融物性等お
よびフィルム物性を表1に示す。
【0160】成形性に優れ、光学特性、機械的強度に優
れたインフレーションフィルムが得られた。
【0161】
【比較例2】1器の連続式流動床気相重合装置を用い、
エチレンと1-ヘキセンとの共重合を行った。なお、触媒
は実施例2で用いたものと同一のものを用いた。
【0162】得られた共重合体のMFRは2.1g/1
0分であり、密度が0.923g/cm3であった。得ら
れたエチレン・1-ヘキセン共重合体を用いて実施例1と
同様にしてインフレーション成形により厚み30μmの
フィルムを成形した。溶融物性等およびフィルム物性を
表1に示す。
【0163】表1から明らかなように、実施例2および
比較例2で得られたエチレン・1-ヘキセン共重合体は、
MFRおよび密度が同等であるにもかかわらず、実施例
2によって得た共重合体は高剪断域における流動性(F
I)に優れ、しかもインフレーションフィルムはフィル
ムインパクトに優れている。
【0164】
【実施例3】 [エチレン・αオレフィン共重合体の製造] [触媒成分の調製]ジルコニウム化合物の使用量を以下
の量に変更した以外は実施例1と同様にして行った。
【0165】ビス(1,3-nブチルメチルシクロペンタジ
エニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液(Z
r;34.0ミリモル/リットル)5.6リットル ビス(1,3-ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリドのトルエン溶液(Zr;28.1ミリモル
/リットル)2.9リットル [予備重合触媒の調製]上記[触媒成分の調製]で得た
触媒成分を用いた以外は、実施例1と同様の方法で予備
重合触媒を得た。
【0166】[重合]上記[予備重合触媒の調製]で得
た予備重合触媒を用いた以外は、実施例1と同様の方法
でMFRと密度が異なるエチレン/1-ヘキセン共重合体
を得た。得られた共重合体はMFRが1.2g/10分
であり、密度が0.920g/cm3であり、23℃のお
けるデカン可溶部が0.52wt%であった。
【0167】得られたエチレン・1-ヘキセン共重合体を
用いて、実施例1と同様にしてインフレーション成形に
より厚み30μmのフィルムを成形した。溶融物性等お
よびフィルム物性を表1に示す。
【0168】成形性に優れ、光学特性、機械的強度に優
れたインフレーションフィルムが得られた。
【0169】
【比較例3】1器の連続式流動床気相重合装置を用い、
エチレンと1-ヘキセンとの共重合を行った。なお、触媒
は実施例3で用いたものと同一のものを用いた。得られ
た共重合体のMFRは1.2g/10分であり、密度が
0.919g/cm3であった。得られたエチレン・1-ヘ
キセン共重合体を用いて実施例1と同様にしてインフレ
ーション成形により厚み30μmのフィルムを成形し
た。溶融物性等およびフィルム物性を表1に示す。
【0170】表1から明らかなように、実施例3および
比較例3で得られたエチレン・1-ヘキセン共重合体は、
MFRおよび密度が同等であるにもかかわらず、実施例
3によって得た共重合体は高剪断域における流動性(F
I)に優れ、しかもインフレーションフィルムはフィル
ムインパクトに優れている。
【0171】
【表1】
【0172】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るオレフィン重合触媒の調製工程を
示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤 堂 昭 山口県玖珂郡和木町和木六丁目1番2号 三井石油化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−35006(JP,A) 特開 平3−234717(JP,A) 特開 平6−207057(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 4/60 - 4/70

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】[I] (a)有機アルミニウムオキシ化合物と、 (b-I)下記一般式[b-I]で表される遷移金属化合物
    から選ばれる少なくとも1種と、 ML1 X … [b-I] (式中Mは、周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属原
    子であり、L1 は遷移金属原子Mに配位する配位子であ
    り、これらのうち少なくとも2個の配位子L1 は、シク
    ロペンタジエニル基、メチルシクロペンタジエニル基、
    エチルシクロペンタジエニル基、または炭素数3〜10
    の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の基を有する
    置換シクロペンタジエニル基であり、(置換)シクロペ
    ンタジエニル基以外の配位子L1 は、炭素数1〜12の
    炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリアル
    キルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、X
    は遷移金属Mの原子価である。) (b-II)下記一般式[b-II]で表される遷移金属化合
    物から選ばれる少なくとも1種とを、 ML2 X … [b-II] (式中Mは、周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属原
    子であり、L2 は遷移金属原子に配位する配位子であ
    り、これらのうち少なくとも2個の配位子L2 は、メチ
    ル基およびエチル基から選ばれる配位子のみを2〜5個
    有する置換シクロペンタジエニル基であり、置換シクロ
    ペンタジエニル基以外の配位子L2 は、炭素数1〜12
    の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、トリア
    ルキルシリル基、ハロゲン原子または水素原子であり、
    Xは遷移金属原子Mの原子価である。)含むオレフィン
    重合用触媒(C1)の存在下にエチレンと炭素数3〜2
    0のα-オレフィンとを共重合させ、エチレン・α-オレ
    フィン共重合体[A]を製造する工程と、 [II]上記共重合反応が行われる重合器とは異なる重合
    器において、 (a)有機アルミニウムオキシ化合物と、 (b-III)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を
    含む周期律表第IV族の遷移金属化合物とを、 含むオレフィン重合用触媒(C2)の存在下にエチレン
    と炭素数3〜20のα-オレフィンとを共重合させ、エ
    チレン・α-オレフィン共重合体[B]を製造する工程
    とを含み、 上記エチレン・α-オレフィン共重合体[A]の密度
    と、上記エチレン・α-オレフィン共重合体[B]の密
    度との比([A]/[B])が0.930〜0.999
    であること を特徴とするオレフィンの多段重合法。
  2. 【請求項2】前記オレフィン重合用触媒(C1)が、前
    記(a)有機アルミニウムオキシ化合物と、前記(b-
    I)遷移金属化合物と、前記(b-II)遷移金属化合物に
    加えて(d)有機アルミニウム化合物を含む触媒である
    請求項1に記載のオレフィンの多段重合法。
  3. 【請求項3】前記オレフィン重合用触媒(C1)が、
    (c)担体に、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合
    物と、前記(b-I)遷移金属化合物と、前記(b-II)
    遷移金属化合物とが、担持されてなる固体触媒である請
    求項1に記載のオレフィンの多段重合法。
  4. 【請求項4】前記オレフィン重合用触媒(C1)が、
    (c)担体に、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合
    物と、前記(b-I)遷移金属化合物と、前記(b-II)
    遷移金属化合物とが、担持されてなる固体触媒成分と、
    (d)有機アルミニウム化合物とからなる触媒である請
    求項1に記載のオレフィンの多段重合法。
  5. 【請求項5】前記オレフィン重合用触媒(C1)が、
    (c)担体に、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合
    物と、前記(b-I)遷移金属化合物と、前記(b-II)
    遷移金属化合物とが、担持された固体触媒成分に、オレ
    フィンが予備重合されてなる予備重合触媒である請求項
    1記載のオレフィンの多段重合法。
  6. 【請求項6】前記オレフィン重合用触媒(C1)が、
    (c)担体に、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合
    物と、前記(b-I)遷移金属化合物と、前記(b-II)
    遷移金属化合物とが、担持された固体触媒成分に、オレ
    フィンが予備重合されてなる予備重合触媒成分と、
    (d)有機アルミニウム化合物とからなる触媒である請
    求項1に記載のオレフィンの多段重合法。
  7. 【請求項7】前記オレフィン重合用触媒(C2)が、 前記(a)有機アルミニウムオキシ化合物と、前記(b
    -III)遷移金属化合物に加えて(d)有機アルミニウム
    化合物を含む触媒である請求項1〜6に記載のオレフィ
    ンの多段重合法。
  8. 【請求項8】前記オレフィン重合用触媒(C2)が、
    (c)担体に、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合
    物と、前記(b-III)遷移金属化合物とが、担持されて
    なる固体触媒である請求項1〜6に記載のオレフィンの
    多段重合法。
  9. 【請求項9】前記オレフィン重合用触媒(C2)が、
    (c)担体に、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合
    物と、前記(b-III)遷移金属化合物とが、担持されて
    なる固体触媒成分と、(d)有機アルミニウム化合物と
    からなる触媒である請求項1〜6に記載のオレフィンの
    多段重合法。
  10. 【請求項10】前記オレフィン重合用触媒(C2)が、
    (c)担体に、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合
    物と、前記(b-III)遷移金属化合物とが、担持された
    固体触媒成分に、オレフィンが予備重合されてなる予備
    重合触媒である請求項1〜6に記載のオレフィンの多段
    重合法。
  11. 【請求項11】前記オレフィン重合用触媒(C2)が、
    (c)担体に、前記(a)有機アルミニウムオキシ化合
    物と、前記(b-III)遷移金属化合物とが、担持された
    固体触媒成分に、オレフィンが予備重合されてなる予備
    重合触媒成分と、(d)有機アルミニウム化合物とから
    なる触媒である請求項1〜6に記載のオレフィンの多段
    重合法。
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