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JPS6251287B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6251287B2
JPS6251287B2 JP55070451A JP7045180A JPS6251287B2 JP S6251287 B2 JPS6251287 B2 JP S6251287B2 JP 55070451 A JP55070451 A JP 55070451A JP 7045180 A JP7045180 A JP 7045180A JP S6251287 B2 JPS6251287 B2 JP S6251287B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
propylene
weight
copolymer
polymerization
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55070451A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56166218A (en
Inventor
Kazuo Baba
Shozo Kawamata
Yoshiharu Fukui
Seiichiro Kon
Tatsuya Myatake
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.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP7045180A priority Critical patent/JPS56166218A/en
Priority to GB8111834A priority patent/GB2075993B/en
Priority to US06/255,005 priority patent/US4433110A/en
Publication of JPS56166218A publication Critical patent/JPS56166218A/en
Publication of JPS6251287B2 publication Critical patent/JPS6251287B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はホツトタツク性に優れたプロピレンブ
ロツク共重合体の工業的に有利な製造方法に関す
る。更に詳しくは、ホツトタツク性とヒートシー
ル性に優れ、かつ透明性、剛性、滑り性、ブロツ
キング性等プロピレン共重合体フイルムに要求さ
れる物性のバランスに優れたプロピレンブロツク
共重合体を工業的、経済的に有利に製造する方法
に関する。 立体規則性触媒をもつて製造されたアイソタク
チツクポリプロピレンは剛性、強度、成形性、成
形品の外観、耐熱性にすぐれているため、種々の
成形品に広く使用されている。また、ポリプロピ
レンのフイルムは透明性と腰の強さが高く評価さ
れ、種々の包装資材として広く普及している。 ポリプロピレンの欠点の1つは、衝撃強度の温
度依存性が大きく、室温から0℃までの間に衝撃
強度が急激に低下する点、いわゆる耐寒性が悪い
点である。もう1つの欠点はフイルムのヒートシ
ール温度や延伸フイルムの収縮温度が高すぎる点
であり、たとえば二軸延伸フイルムでは十分なヒ
ートシール強度が得られる温度でヒートシールし
ようとすると、熱収縮が起つてフイルムの外観が
損われるため事実上ヒートシールできない。ホツ
トタツク性はフイルムに対して要求される非常に
重要な物性である。ポテトチツプ、せんべい、ビ
スケツト、砂糖、米、麦、小麦粉等の食品、穀物
類、ボルト、ナツト、釘、ネジ等のような種々の
製品を包装するのにフイルムは広く利用されてい
るが、この場合、上記製品等を包装シール後、シ
ール部分が充分に冷却されることなく、直ちに製
品の荷重がシール部分にかかるため、シール部分
が破損または穴あきが起こり易い。したがつて、
ヒートシール性が良好であつてもホツトタツク性
が悪いと実用上使用に耐えない。 ポリプロピレンのこれらの欠点を改善するた
め、エチレンやブテン−1などのα−オレフイン
を少量共重合したプロピレン−エチレン、プロピ
レン−ブテン−1、プロピレン−エチレン−ブテ
ン−1等のランダム共重合体が製造され、単体も
しくは他の樹脂やゴムとブレンドして、二軸延伸
ポリプロピレンフイルムのヒートシールを受けも
つ層や収縮包装用フイルム、耐寒性ポリプロピレ
ンフイルム等々として使用されている。 これらプロピレン共重合体の製造法としては、
ヘキサン、ヘプタン等の不活性溶媒を使つたスラ
リー重合(以後溶媒重合と略す)が一般的である
が、溶媒重合法では溶媒に溶解する無価値な非晶
性重合体が多く、モノマーの損失を招いて経済的
に不利なばかりでなく、スラリー粘度の上昇によ
る撹拌動力の増大、重合槽の伝熱低下等生産性上
支障をきたしやすい。かかる現象は、ホツトタツ
ク性、ヒートシール性などの優れた高コモノマー
(エチレン、ブテン−1等のα−オレフイン)含
有量の共重合体を製造しようとするほど著しい。 また、プロピレン共重合体は物性上にも大きな
欠点がある。プロピレンとエチレンの共重合体は
ヒートシール性、剛さ、滑り性、ブロツキング性
が不充分である。プロピレンとブテン−1等のα
−オレフインとの共重合体はホツトタツク性が非
常に劣り、かつ低温での衝撃強度、すわち耐寒性
が劣る。プロピレン・エチレン・ブテン−1等の
共重合体はヒートシール性等の物性上の欠点はあ
る程度改良されるが、ホツトタツク性、剛さに劣
り、フイルムに加工した時の物性上のバランスが
まだまだ充分に満足すべきものではない。プロピ
レンとエチレン又はα−オレフインとのブロツク
共重合体も公知であるが、剛性度をあまり低下さ
せないで耐寒性を改良することができるが、透明
性が悪化する。特にフイルムにした時の透明性が
極端に悪化する上に、ヒートシール温度を引き下
げることは出来ない。 このように、ホツトタツク性とヒートシール性
に優れ、かつ他の物性のバランスに優れたプロピ
レン共重合体はいまだ見出されておらず、そして
安定に製造されていない。 我々は上に述べたようなプロピレン共重合体の
製造上の欠点および物性上の欠点を克服すべく、
鋭意検討を進めた結果、本発明に到達した。 すなわち、本発明は、チーグラー・ナツタ触媒
を用いて、共重合の第1段階でプロピレンとエチ
レンとの共重合を行ない、第2段階でプロピレン
と炭素数4〜8のα−オレフインとの共重合を行
なうことにより、プロピレンブロツク共重合体を
製造する方法において、第1段階の共重合に供給
する単量体の組成がプロピレン90〜99.5重量%、
エチレンが0.5〜10重量%であり、第1段階の共
重合で得られる共重合体の生成量が全体の共重合
体∽量の20〜90重量%であり、そして、第2段階
の共重合に供給する単量体の組成がプロピレン60
〜98重量%、炭素数4〜8のα−オレフインが2
〜40重量%であり、段2段階の共重合で得られる
共重合体の生成量が全体の共重合体生成量の10〜
80重量%であることを特徴とするプロピレンブロ
ツク共重合体の製造方法である。 かかる方法で製造することにより、利用価値の
全く無い重合溶媒に溶解する非晶性共重合体の生
成を極力少なくして、製品である高結晶性のプロ
ピレンブロツク共重合体の収率を著しく高めるこ
とが出来るとともに、ホツトタツク性とヒートシ
ール性に特にすぐれ、かつ剛さ、透明性、滑り
性、ブロツキング性等の改良されたプロピレンブ
ロツク共重合体が得られる。 本発明においてプロピレンブロツク共重合体の
製造に用いられる触媒は、いわゆるチーグラー・
ナツタ触媒である。すなわち、周知のように周期
律第〜族有機金属化合物と第〜族の遷移
金属化合物を必須成分とする系よりなる触媒であ
りその各種の改変剤をも含めて周知のものであ
る。遷移金属化合物成分としてチタン化合物、な
かでもハロゲン化チタン化合物が好んで使用され
る。チタン化合物は適当な担体に担持されて使用
されることも多い。 具体的には四塩化チタン、四臭化チタン、四ヨ
ウ化チタンなどの四ハロゲン化チタン、三塩化チ
タン、三臭化チタン、四ヨウ化チタン、二塩化チ
タンなどの低原子価チタンハライドなどである。
特に四塩化チタン、三塩化チタンが好んで使用さ
れる。 三塩化チタンの製造法は種々知られている。四
塩化チタンを水素、金属アルミニウム、金属チタ
ン、有機金属アルミニウムなどで還元したもの、
これらを熱処理あるいはボールミルなどの方法に
より粉砕したもの、この際エーテル化合物、ケ∽
類など種々の化合物を共存させたもの、還元して
得られた三塩化チタンをエーテル化合物など錯化
剤で処理したもの、錯化剤で処理して得られた三
塩化チタンをさらにハロゲン、有機ハロゲン化合
物、四ハロゲン化チタンなどのハロゲン化合物で
処理したもの、錯化剤の処理とハロゲン化合物の
処理を同時に行なつたもの、有機アルミニウム化
合物により還元と錯化剤およびハロゲン化合物の
処理を同時に行なつたものなどが知られている。
これらのうち、 金属アルミニウムで還元しさらに粉砕したもの
や、還元剤として有機アルミニウム化合物を用い
て製造されたものが好適に使用される。特開昭47
−34478号、特開昭51−46598号、特開昭52−
107294号、特開昭53−33289号、特開昭53−51285
号の各明細書に記載された三塩化チタン触媒は高
活性であり、かつプロピレンブロツク共重合体を
高収率で製造することができるので特に好まし
い。 無機固体粒子(例えばMgCl2;MgOHCl,
SiO2,Al2O3等)および又はこれら無機固体粒子
をルイス塩基で前処理した固体と四価又は三価の
ハロゲン化チタン化合物との組成物等も好んで使
用される。これらの組成物は摩砕処理あるいは金
属ハロゲン化物、ハロゲン化炭化水素、アルキレ
ンオキサイド、エーテル、エステル、ケトン、ア
ミン、リン化合物等の種々の改質剤で処理された
ものも同じく好ましい。これらの触媒の製造法は
例えば、特開昭49−86482号、特開昭51−92885
号、特開昭52−151691号、特開昭53−21093号、
特開昭53−146292号、特開昭54−2292号、特開昭
54−112983号等の公報に記載されてあるが、これ
らの方法によつて製造される四塩化チタンを担持
された触媒が好ましい。 周期律表第〜族有機金属化合物としてはベ
リウム、マグネシウム、アルミニウムなどの有機
金属化合物が知られているが、アルミニウム化合
物の使用が好ましい。有機アルミニウム化合物と
しては、AlRoX3-o(Rは炭化水素基、Xはハロ
ゲンまたは水素またはアルコキシ基、nは1〜
3)が好適に使用される。遷移金属化合物成分
が、四塩化チタンあるいは担持触媒の場合には、
nが2〜3の有機アルミニウム化合物たとえば、
トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミ
ニウムなどが好適に使用される。遷移金属化合物
成分が三塩化チタンの場合には、nが1〜3の有
機アルミニウム化合物、たとえば、ジエチルアル
ミニウムクロライド、エチルアルミニウムセスキ
クロライド、トリエチルアルミニウムなどが好適
に使用される。 さらに、これら遷移金属化合物と有機金属化合
物からなる触媒系に第3成分として、重合時にル
イス塩基、例えば、エーテル、チオエーテル、エ
ステル、環状エステル、ホスフイン、ホスフアイ
ト、ホスフエート、ケ∽、アミン等を添加して使
用することができる。 本発明の共重合において、第1段階の共重合で
は、共重合に供給する単量体の組成がプロピレン
90〜99.5重量%、好ましくは94〜99.0重量%であ
り、エチレンが0.5〜10重量%、好ましくは1〜
6重量%である。重合体の結晶性共重合体の収率
をより一層上げるための触媒変成処理として、共
重合のごとく初期に最終的に得られる全共重合体
の物性に悪影響を及ぼさない程度、例えば、使用
した遷移金属化合物触媒1g当り10g以下あるい
は最終的に得られる全共重合体の1%以下の重合
体を与えるようにプロピレン、またはα−オレフ
インを単独に供給し共重合しても良い。第1段階
の重合で供給されるエチレンの重量%が0.5重量
%未満では最終的に得られる共重合体からフイル
ムを成形した場合、フイルムのヒートシール温度
を低下させる効果が小さい。また、エチレンの重
量%が10重量%を越えると、生成する共重合体の
重合溶媒に溶解する成分が多くなり、結晶性共重
合体の収率が低下するため好ましくない。 第1段階の共重合で得られる共重合体の生成量
は全体の共重合体の20〜90重量%、好ましくは30
〜80重量である。第1段階で得られる共重合体の
生成量が全体の共重合体の生成量の80重量%を越
えると全体の共重合体の重合溶媒に溶解しない結
晶性共重合体の収率を向上させる効果が見出せ
ず、第1段階で得られる共重合体の生成量が全体
の共重合体の生成量の10重量%未満では、第2段
階で得られる共重合体による物性の改良効果が期
待できない。 本発明において、第2段階の共重合に供給する
単量体の組成がプロピレン60〜98重量%、好まし
くは70〜97重量%であり、炭素数4〜8のα−オ
レフインが2〜40重量%、好ましくは3〜30重量
%である。α−オレフインを共重合することによ
り、全体の共重合体のホツトタツク性、ヒートシ
ール性、透明性、剛性、滑り性、ブロツキング性
等を効果的に改良することができる。ここでα−
オレフインが2重量%未満では共重合体の物性を
改良する効果が小さく、また、α−オレフインが
40重量%を越えると結晶性共重合体の収率が著る
しく低下する他、共重合体をフイルムに加工した
場合ブロツキング性、透明性等が悪化する。 第2段階の重合で生成する共重合体の生成量が
全体の共重合体生成量の10〜80重量%、好ましく
は20〜70重量%であるが、この第2段階で生成す
る共重合体の量が80重量%を越えると第2段階で
生成する共重合体による物性の改良効果は小さ
く、また、第2段階で生成する共重合体の量が10
重量%未満では全体の共重合体の結晶性共重合体
の収率が低下するため好ましくない。 本発明のプロピレンブロツク共重合体は、74.0
〜99.7重量%のプロピレン単位、0.2〜18重量%
のα−オレフイン単位、0.1〜8重量%のエチレ
ン単位から成り、特に好ましくは80.0〜99.0重量
%のプロピレン単位、0.5〜15.0重量%のα−オ
レフイン単位、0.5〜5重量%のエチレン単位か
ら成る。 本発明における重合条件は任意に選択して実施
することができる。すなわち、重合はブタン、プ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水
素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の
脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素あるいは、それらの混合物の
ような不活性炭化水素の存在下でも実施できる
し、重合単量体そのものを重合溶媒として実施す
ることもできる。さらに、重合単量体の気体状態
の媒体中でも実施することができる。 各単量体の反応系への供給は連続供給あるいは
分割供給でもよいが、重合の第1段階および第2
段階のそれぞれにおいて供給される単量体が、実
質的にランダムな組成をもつような共重合体が得
られるようにされなければならない。 炭素数4〜8のα−オレフインとはブテン−
1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチル・
ペンテン−1、ヘプテン−1、オクテン−1など
であり、これらを混合して用いることもできる。 反応系には分子量調節剤として水素を存在させ
て反応を行なわせるのが好ましい。水素の供給量
はプロピレンブロツク共重合体である製品が使用
される用途によつて決められる。第1段階と第2
段階の重合における水素の供給バランスについて
重合条件や所望する共重合体の分子量等によつて
相違するのでこれらに応じて適宜その供給バラン
スを調節することが必要である。通常、第1段階
と第2段階のそれぞれの重合において、不活性溶
媒の蒸気分圧を除いて重合気相部の水素濃度が
0.1〜15容量%の範囲で実施される。 重合反応は第1段階と第2段階のそれぞれにお
いて同一の条件でも異なる条件でも良いが、通
常、重合温度は30〜90℃、好ましくは45〜80℃、
重合圧力は常圧付近から100Kg/cm2Gの範囲であ
る。触媒未成分、A遷移金属化合物およびB有機
金属化合物の添加量は、特に限定する必要はない
が、B成分は重合槽内での濃度1〜100ミリモ
ル/の範囲が好的に使用される。重合の形式
は、1槽又は2槽以上の重合槽を用いて重合の各
段階を回分式にて行なう事もできるし、連続的に
行なう事も可能である。 以下、実施例によつて本発明を具体的に説明す
るが、本発明の権利範囲はこれによつて制限され
るものではない。なお、以下の実施例中の物性値
は下記の方法で測定したものである。 (1) 粉ポリマー収率 粉ポリマー収率重合溶媒不溶部重量/重合溶媒不溶部重量+重合溶媒可溶部重量×100 (2) メルトインデツクス(MI) JIS K6758によつた。 (3) ヒートシール温度 フイルムどうしをヒートシーラーを用いて所定
の温度で2Kg/cm2の荷重をかけ2秒間圧着して得
た幅25mmの試料を剥離速度200mm/min、剥離角
度180゜で剥離を行なつて得た剥離抵抗力が300
g/25mmのときの温度をヒートシール温度とし
た。 (4) ホツトタツク性 東洋精機製のヒートシーラーの一部を改造して
測定した。幅25mm、長さ300mmのフイルムの上部
を固定する。フイルム下部に35gの荷重を掛け
る。フイルムを2つ折りにしてヒートシーラーを
用いて所定の温度で1Kg/cm2の荷重をかけ0.5秒
間圧着後(シール巾20mm)、一定剥離荷重で剥離
する長さ(mm)を測定した。(第1図参照) (5) 透明性(ヘイズ) ASTM D1003によつた。 (6) 開口性(ブロツキング) 40g/cm2の荷重下で60℃、3時間処理してブロ
ツキングさせた試片を島津製作所製ブロツキング
テスターで測定した。 (7) 剛性(スチフネス) ASTM D747によつた。 ヘイズ、ヒートシール温度、ホツトタツク性、
ブロツキングは酸化防止剤、抗ブロツキング剤、
滑剤を添加した粉末共重合体を造粒機でペレタイ
ズし、これをTダイ成形機にて製膜した厚さ30ミ
クロンのフイルムについて測定した。 実施例 1 (1) 触媒の調整 () 調製法(環元生成物の調製) 5の反応容器をアルゴン置換した後、
乾燥ヘキサン1、四塩化チタン250mlを
投入しこの溶液を−5℃に保ち乾燥ヘキサ
ン750ml、エチルアルミニウムセスキクロ
ライド580mlより成る溶液を反応系の温度
が−3℃以下に保たれる様な条件下で滴下
する。ついでそのままの温度で2時間撹拌
を続ける。 反応後、静置して得られた還元生成物を
0℃で固液分離し1のヘキサンで2回洗
浄し、400gの還元生成物を得た。 () 調製法 調製法で得られた還元生成物をn−デ
カリンにスラリー化しスラリー濃度を0.2
g/c.c.として140℃で2時間熱処理した。 反応後上ずみ液を抜き出し1のヘキサ
ンで2回洗浄し三塩化チタン組成物Aを得
た。 () 調製法 調製法に従つて調製した三塩化チタン
組成物A400gをトルエン2にスラリー
化し、A/I2/ジイソアミルエーテル=
1/0.1/1.0モル比になる様にヨウ素及び
ジイソアミルエーテルを投入し80℃で1時
間反応させ、ついで1ヘキサンで5回洗
浄することにより三塩化チタン固体触媒B
を得た。 () プロピレンブロツク共重合体の製造。 窒素置換した内容積200の重合槽に精
製ヘプタン100、調製法で得た三塩化
チタン固体触媒B8.0g、およびジエチルア
ルミニウムクロライド50gを加え、50℃に
昇温した。そして、水素の存在下プロピレ
ンとエチレンの混合ガスを供給して重合槽
の圧力を一定に保ち、第1段階での生成量
が10Kgになるまで重合を行つた。ついで、
プロピレンとブテン−1の混合ガスを供給
して重合槽の圧力を一定に保ち、第2段階
での生成量が10Kgになるまで重合を行つ
た。重合終了後、溶媒と共重合体を分離
し、乾燥することによりプロピレンブロツ
ク共重合体を得た。 重合条件、重合結果を第1表に、プロピ
レンブロツク共重合体の物性を第2表に示
した。 実施例 2 プロピレン、エチレン、ブテン−1の混合ガス
組成を変え、かつ第1段階と第2段階の生成量を
変える以外は実施例1と同様にしてプロピレンブ
ロツク共重合体を製造した。結果を第1,2表に
示した。 実施例 3 プロピレン、エチレン、ブテン−1の混合ガス
組成を変え、第1段階と第2段階の生成量を変
え、かつ重合槽にメチルメタアクリレート5.2g
を添加する以外は実施例1と同様にしてプロピレ
ンブロツク共重合体を製造した。結果を第1,2
表に示した。 比較例 1 第1段階でプロピレンのみを供給する以外は実
施例1と同様にして共重合体を製造した。結果第
1,2表に示した。 比較例 2〜4 第1段階でプロピレン−ブテン−1、プロピレ
ン−エチレン、およびプロピレン−エチレン−ブ
テン−1のランダム共重合を行ない、第2段階の
共重合は行なわなかつた。結果を第1,2表に示
した。 実施例 4,5 TiCl3AA触媒(東邦チタニウム(株)製)を使用す
る以外は実施例1と同様にしてプロピレンブロツ
ク共重合体を製造した。結果を第1,2表に示し
た。 比較例 5 TiCl3AA触媒を使用して第1段階でプロピレン
−エチレン−ブテン−1のランダム共重合を行な
い、第2段階の共重合を行なわなかつた。結果を
第1,2表に示した。 実施例 6 TiCl3AA触媒を使用し、200重合槽2基を用
いて連続的に共重合しプロピレンブロツク共重合
体を製造した。水素を共存させた第1槽目の重合
槽にTiCl3AA触媒を4.7g/hr、ジエチルアルミ
ニウムクロライド10g/hr、精製ヘプタン20/
hr、プロピレン5.5Kg/hr、エチレン0.16Kg/hr
を連続的に供給して50℃で共重合させ、第1槽目
の液相レベルを一定に保ちながら重合スラリーを
抜き出した。水素を共存させた第2槽目の重合槽
に第1槽目からの重合スラリーを受け込むととも
にプロピレン2.5Kg/hr、ブテン−1 0.52Kg/
hrを連続的に供給し、かつ重合槽のレベルを一定
に保ちながら重合スラリーを抜き出した。以上の
操作により第2槽目の重合槽へのモノマー供給組
成は、次のとおりであつた。 プロピレン 5.25Kg/hr(90.83wt%) エチレン 0.01Kg/hr(0.17wt%) ブテン−1 0.52Kg/hr(9.0wt%) 得られたプロピレンブロツク共重合体の組成は
次のとおりであつた。 プロピレン 92.6wt% エチレン 2.6wt% ブテン−1 4.8wt% なお、第1槽目の共重合体の生成量と第2槽目
の共重合体の生成量の比は第1槽目/第2槽目=
49/51であつた。 得られたプロピレンブロツク共重合体の物性値
を第2表に示した。
The present invention relates to an industrially advantageous method for producing propylene block copolymers having excellent hot-tack properties. More specifically, we are developing a propylene block copolymer that has excellent hot-tack and heat-sealing properties, as well as a good balance of physical properties required for propylene copolymer films, such as transparency, rigidity, slipperiness, and blocking properties, for industrial and economical purposes. It relates to an advantageous manufacturing method. Isotactic polypropylene produced with stereoregular catalysts has excellent rigidity, strength, moldability, appearance of molded products, and heat resistance, and is therefore widely used in various molded products. Furthermore, polypropylene films are highly valued for their transparency and stiffness, and are widely used as various packaging materials. One of the drawbacks of polypropylene is that its impact strength is highly dependent on temperature, and its impact strength rapidly decreases from room temperature to 0°C, that is, it has poor cold resistance. Another drawback is that the heat-sealing temperature of the film and the shrinkage temperature of the stretched film are too high. For example, if you try to heat-seal a biaxially stretched film at a temperature that provides sufficient heat-sealing strength, heat shrinkage will occur. Heat sealing is virtually impossible because the appearance of the film is impaired. Hot-tack properties are very important physical properties required for films. Films are widely used to package various products such as potato chips, rice crackers, biscuits, foods such as sugar, rice, wheat, and flour, grains, bolts, nuts, nails, screws, etc. After packaging and sealing the above-mentioned products, the load of the product is immediately applied to the sealed portion without sufficiently cooling the sealed portion, so that the sealed portion is likely to be damaged or punctured. Therefore,
Even if the heat-sealability is good, if the hot-tackiness is poor, it cannot be used practically. In order to improve these drawbacks of polypropylene, random copolymers such as propylene-ethylene, propylene-butene-1, and propylene-ethylene-butene-1, which are copolymerized with a small amount of α-olefin such as ethylene or butene-1, have been produced. It is used alone or blended with other resins or rubbers as a heat-sealing layer for biaxially oriented polypropylene films, shrink wrapping films, cold-resistant polypropylene films, etc. The method for producing these propylene copolymers is as follows:
Slurry polymerization (hereinafter referred to as solvent polymerization) using an inert solvent such as hexane or heptane is common, but in solvent polymerization, many worthless amorphous polymers are dissolved in the solvent, resulting in loss of monomers. This is not only economically disadvantageous, but also tends to cause productivity problems such as an increase in stirring power due to an increase in slurry viscosity and a decrease in heat transfer in the polymerization tank. This phenomenon becomes more pronounced as the attempt is made to produce a copolymer containing a high comonomer (α-olefin such as ethylene and butene-1) with excellent hot-tack and heat-sealing properties. In addition, propylene copolymers have major drawbacks in terms of physical properties. Copolymers of propylene and ethylene have insufficient heat-sealability, stiffness, slipperiness, and blocking properties. α of propylene and butene-1 etc.
-Copolymers with olefins have very poor hot-tack properties and poor impact strength at low temperatures, that is, cold resistance. Copolymers of propylene, ethylene, butene-1, etc. have been improved to some extent in physical properties such as heat sealability, but they are inferior in hot-tack properties and stiffness, and the balance of physical properties when processed into a film is still insufficient. It is not something we should be satisfied with. Block copolymers of propylene and ethylene or α-olefin are also known, and although they can improve cold resistance without significantly reducing rigidity, transparency deteriorates. In particular, the transparency when made into a film is extremely poor, and the heat-sealing temperature cannot be lowered. As described above, a propylene copolymer that has excellent hot-tack properties and heat-sealing properties and has an excellent balance of other physical properties has not yet been found, and has not been stably produced. In order to overcome the manufacturing disadvantages and physical property disadvantages of propylene copolymers as described above, we
As a result of intensive research, we have arrived at the present invention. That is, the present invention uses a Ziegler-Natsuta catalyst to copolymerize propylene and ethylene in the first stage of copolymerization, and in the second stage to copolymerize propylene and an α-olefin having 4 to 8 carbon atoms. In the method for producing a propylene block copolymer, the composition of the monomers supplied to the first stage copolymerization is 90 to 99.5% by weight of propylene,
Ethylene is 0.5 to 10% by weight, the amount of copolymer produced in the first stage copolymerization is 20 to 90% by weight of the total amount of copolymer, and the second stage copolymerization The composition of the monomer supplied to is propylene 60
~98% by weight, 2 α-olefins with 4 to 8 carbon atoms
~40% by weight, and the amount of copolymer produced in the two-stage copolymerization is 10~40% by weight of the total amount of copolymer produced.
80% by weight of a propylene block copolymer. By producing in this way, the production of amorphous copolymers that dissolve in polymerization solvents, which have no utility value, is minimized, and the yield of the highly crystalline propylene block copolymer product is significantly increased. At the same time, a propylene block copolymer having particularly excellent hot-tack and heat-sealing properties and improved stiffness, transparency, slipperiness, blocking properties, etc. can be obtained. The catalyst used in the production of the propylene block copolymer in the present invention is a so-called Ziegler catalyst.
This is Natsuta Catalyst. That is, as is well known, it is a catalyst consisting of a system containing an organometallic compound of Groups 1 to 1 of the Periodic Table and a transition metal compound of Groups 1 to 2 as essential components, and its various modifying agents are also well known. Titanium compounds, especially halogenated titanium compounds, are preferably used as the transition metal compound component. Titanium compounds are often used supported on a suitable carrier. Specifically, titanium tetrahalides such as titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, titanium tetraiodide, and low-valent titanium halides such as titanium trichloride, titanium tribromide, titanium tetraiodide, and titanium dichloride are used. be.
Particularly preferred are titanium tetrachloride and titanium trichloride. Various methods for producing titanium trichloride are known. Titanium tetrachloride reduced with hydrogen, metallic aluminum, metallic titanium, organometallic aluminum, etc.
These are pulverized by methods such as heat treatment or ball milling, and in this case, ether compounds,
Titanium trichloride obtained by reduction is treated with a complexing agent such as an ether compound, titanium trichloride obtained by treatment with a complexing agent is further treated with halogen, organic Those treated with a halogen compound or a halogen compound such as titanium tetrahalide, those treated with a complexing agent and a halogen compound at the same time, and those treated with an organoaluminum compound and reduced with a complexing agent and a halogen compound at the same time. It is also known as something that has become a summer.
Among these, those reduced with metallic aluminum and further pulverized, and those produced using an organic aluminum compound as a reducing agent are preferably used. Japanese Patent Application Publication 1977
-34478, JP-A-51-46598, JP-A-52-
No. 107294, JP-A-53-33289, JP-A-53-51285
The titanium trichloride catalysts described in each specification of the above patent are particularly preferred because they have high activity and can produce propylene block copolymers in high yields. Inorganic solid particles (e.g. MgCl 2 ; MgOHCl,
SiO 2 , Al 2 O 3 , etc.) and/or compositions of these inorganic solid particles pretreated with a Lewis base and a tetravalent or trivalent halogenated titanium compound are also preferably used. It is equally preferred that these compositions be milled or treated with various modifiers such as metal halides, halogenated hydrocarbons, alkylene oxides, ethers, esters, ketones, amines, phosphorous compounds, and the like. Methods for producing these catalysts are described, for example, in JP-A-49-86482 and JP-A-51-92885.
No., JP-A-52-151691, JP-A-53-21093,
JP-A-53-146292, JP-A-54-2292, JP-A-Sho
Although described in publications such as No. 54-112983, catalysts supported on titanium tetrachloride produced by these methods are preferred. Although organometallic compounds such as beryum, magnesium, and aluminum are known as organometallic compounds of groups 1 to 10 of the periodic table, it is preferable to use aluminum compounds. As an organoaluminum compound, AlR o X 3-o (R is a hydrocarbon group, X is a halogen, hydrogen or alkoxy group, n is 1 to
3) is preferably used. When the transition metal compound component is titanium tetrachloride or a supported catalyst,
Organoaluminum compounds in which n is 2 to 3, for example,
Triethylaluminum, triisobutylaluminum, etc. are preferably used. When the transition metal compound component is titanium trichloride, organic aluminum compounds in which n is 1 to 3, such as diethylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride, triethylaluminum, etc., are preferably used. Furthermore, Lewis bases such as ethers, thioethers, esters, cyclic esters, phosphines, phosphites, phosphates, ke∽, amines, etc. may be added as a third component to the catalyst system consisting of these transition metal compounds and organometallic compounds during polymerization. can be used. In the copolymerization of the present invention, in the first stage copolymerization, the composition of the monomers supplied to the copolymerization is propylene.
90 to 99.5% by weight, preferably 94 to 99.0% by weight, and 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 10% by weight of ethylene.
It is 6% by weight. As a catalytic modification treatment to further increase the yield of crystalline copolymers, for example, when used in the early stage of copolymerization to the extent that it does not adversely affect the physical properties of the entire copolymer finally obtained. Copolymerization may be carried out by supplying propylene or α-olefin alone so as to give a polymer of 10 g or less per 1 g of transition metal compound catalyst or 1% or less of the total copolymer finally obtained. If the weight percent of ethylene supplied in the first stage polymerization is less than 0.5 weight percent, the effect of lowering the heat-sealing temperature of the film will be small when a film is formed from the finally obtained copolymer. Moreover, if the weight percent of ethylene exceeds 10 weight percent, the amount of components dissolved in the polymerization solvent of the copolymer to be produced increases, which is undesirable because the yield of the crystalline copolymer decreases. The amount of copolymer produced in the first stage copolymerization is 20 to 90% by weight, preferably 30% by weight of the total copolymer.
~80 weight. If the amount of copolymer produced in the first step exceeds 80% by weight of the total amount of copolymer produced, the yield of the crystalline copolymer that does not dissolve in the polymerization solvent of the entire copolymer will be improved. If no effect is found and the amount of copolymer produced in the first step is less than 10% by weight of the total amount of copolymer produced, the effect of improving physical properties by the copolymer obtained in the second step cannot be expected. . In the present invention, the composition of the monomers supplied to the second stage copolymerization is 60 to 98% by weight of propylene, preferably 70 to 97% by weight, and 2 to 40% by weight of α-olefin having 4 to 8 carbon atoms. %, preferably 3 to 30% by weight. By copolymerizing α-olefin, the hot tack properties, heat seal properties, transparency, rigidity, slip properties, blocking properties, etc. of the entire copolymer can be effectively improved. Here α−
If the olefin content is less than 2% by weight, the effect of improving the physical properties of the copolymer will be small;
If it exceeds 40% by weight, the yield of the crystalline copolymer will be markedly reduced, and when the copolymer is processed into a film, blocking properties, transparency, etc. will deteriorate. The amount of copolymer produced in the second stage of polymerization is 10 to 80% by weight, preferably 20 to 70% by weight of the total amount of copolymer produced, but the copolymer produced in this second stage is If the amount exceeds 80% by weight, the effect of improving physical properties by the copolymer produced in the second stage is small, and if the amount of the copolymer produced in the second stage exceeds 10% by weight,
If it is less than % by weight, the yield of the crystalline copolymer of the entire copolymer will decrease, which is not preferable. The propylene block copolymer of the present invention has a 74.0
~99.7% by weight propylene units, 0.2-18% by weight
alpha-olefin units, 0.1-8% by weight of ethylene units, particularly preferably 80.0-99.0% by weight of propylene units, 0.5-15.0% by weight of alpha-olefin units, 0.5-5% by weight of ethylene units. . The polymerization conditions in the present invention can be arbitrarily selected and carried out. That is, polymerization involves aliphatic hydrocarbons such as butane, puntane, hexane, heptane, etc., alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, or mixtures thereof. It can be carried out in the presence of an activated hydrocarbon, or it can be carried out using the polymerization monomer itself as a polymerization solvent. Furthermore, it can also be carried out in a medium in which the polymerized monomer is in a gaseous state. Each monomer may be supplied to the reaction system continuously or in parts, but
It must be ensured that the monomers fed in each of the stages result in a copolymer having a substantially random composition. α-olefin having 4 to 8 carbon atoms is butene-
1, pentene-1, hexene-1,4-methyl
These include pentene-1, heptene-1, octene-1, etc., and a mixture of these can also be used. It is preferable to carry out the reaction in the presence of hydrogen as a molecular weight regulator in the reaction system. The amount of hydrogen supplied is determined by the application in which the propylene block copolymer product is used. 1st stage and 2nd stage
The supply balance of hydrogen in the stage polymerization varies depending on the polymerization conditions, the desired molecular weight of the copolymer, etc., and it is necessary to adjust the supply balance accordingly. Normally, in each of the first and second stage polymerizations, the hydrogen concentration in the polymerization gas phase, excluding the vapor partial pressure of the inert solvent, is
It is carried out in the range of 0.1 to 15% by volume. The polymerization reaction may be carried out under the same or different conditions in each of the first and second stages, but the polymerization temperature is usually 30 to 90°C, preferably 45 to 80°C,
The polymerization pressure ranges from around normal pressure to 100 kg/cm 2 G. The amounts of the uncatalyzed component, the transition metal compound A, and the organometallic compound B are not particularly limited, but the concentration of component B in the polymerization tank is preferably in the range of 1 to 100 mmol/. The polymerization may be carried out batchwise using one or more polymerization tanks, or may be carried out continuously. The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited thereby. In addition, the physical property values in the following examples were measured by the following method. (1) Powder polymer yield Powder polymer yield Weight of polymerization solvent insoluble portion / Weight of polymerization solvent insoluble portion + Weight of polymerization solvent soluble portion x 100 (2) Melt index (MI) Based on JIS K6758. (3) Heat sealing temperature A sample with a width of 25 mm obtained by pressing films together using a heat sealer at a specified temperature for 2 seconds under a load of 2 kg/cm 2 was peeled at a peeling speed of 200 mm/min and a peeling angle of 180°. The peel resistance obtained by doing this is 300
The temperature when g/25 mm was taken as the heat sealing temperature. (4) Hot-tack properties Measurements were made using a partially modified heat sealer manufactured by Toyo Seiki. Fix the top of the film with a width of 25 mm and a length of 300 mm. Apply a 35g load to the bottom of the film. The film was folded in half and pressed using a heat sealer at a predetermined temperature with a load of 1 kg/cm 2 for 0.5 seconds (seal width 20 mm), and then the length (mm) of peeling under a constant peeling load was measured. (See Figure 1) (5) Transparency (Haze) According to ASTM D1003. (6) Opening properties (blocking) Test pieces were blocked by treatment at 60° C. for 3 hours under a load of 40 g/cm 2 and measured using a blocking tester manufactured by Shimadzu Corporation. (7) Stiffness Based on ASTM D747. haze, heat seal temperature, hot tackiness,
Blocking is an antioxidant, anti-blocking agent,
A powder copolymer to which a lubricant was added was pelletized using a granulator, and a 30 micron thick film formed using a T-die molding machine was measured. Example 1 (1) Preparation of catalyst () Preparation method (preparation of ring-based product) After replacing the reaction vessel in step 5 with argon,
Add 1 ml of dry hexane and 250 ml of titanium tetrachloride and keep this solution at -5°C. Add a solution consisting of 750 ml of dry hexane and 580 ml of ethylaluminum sesquichloride under conditions such that the temperature of the reaction system is kept below -3°C. Drip. Then, stirring was continued for 2 hours at the same temperature. After the reaction, the resulting reduced product was allowed to stand for solid-liquid separation at 0° C. and washed twice with hexane (1) to obtain 400 g of reduced product. () Preparation method The reduction product obtained by the preparation method was slurried in n-decalin, and the slurry concentration was 0.2
It was heat treated at 140°C for 2 hours as g/cc. After the reaction, the supernatant liquid was extracted and washed twice with hexane (1) to obtain titanium trichloride composition A. () Preparation method 400 g of titanium trichloride composition A prepared according to the preparation method was slurried in 2 toluene, and A/I 2 /diisoamyl ether =
Titanium trichloride solid catalyst B was added by adding iodine and diisoamyl ether at a molar ratio of 1/0.1/1.0, reacting at 80°C for 1 hour, and then washing with 1 hexane 5 times.
I got it. () Production of propylene block copolymer. 100 g of purified heptane, 8.0 g of titanium trichloride solid catalyst B obtained by the preparation method, and 50 g of diethylaluminum chloride were added to a polymerization tank with an internal volume of 200 g that was purged with nitrogen, and the temperature was raised to 50°C. Then, in the presence of hydrogen, a mixed gas of propylene and ethylene was supplied to keep the pressure in the polymerization tank constant, and polymerization was carried out until the amount produced in the first stage reached 10 kg. Then,
A mixed gas of propylene and butene-1 was supplied to keep the pressure in the polymerization tank constant, and polymerization was carried out until the amount produced in the second stage reached 10 kg. After the polymerization was completed, the solvent and copolymer were separated and dried to obtain a propylene block copolymer. The polymerization conditions and polymerization results are shown in Table 1, and the physical properties of the propylene block copolymer are shown in Table 2. Example 2 A propylene block copolymer was produced in the same manner as in Example 1, except that the mixed gas composition of propylene, ethylene, and butene-1 was changed and the amounts produced in the first and second stages were changed. The results are shown in Tables 1 and 2. Example 3 The mixed gas composition of propylene, ethylene, and butene-1 was changed, the amount of production in the first and second stages was changed, and 5.2 g of methyl methacrylate was added to the polymerization tank.
A propylene block copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that . Results 1st and 2nd
Shown in the table. Comparative Example 1 A copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that only propylene was supplied in the first step. The results are shown in Tables 1 and 2. Comparative Examples 2 to 4 In the first stage, random copolymerization of propylene-butene-1, propylene-ethylene, and propylene-ethylene-butene-1 was carried out, and the second stage copolymerization was not carried out. The results are shown in Tables 1 and 2. Examples 4 and 5 A propylene block copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that a TiCl 3 AA catalyst (manufactured by Toho Titanium Co., Ltd.) was used. The results are shown in Tables 1 and 2. Comparative Example 5 Random copolymerization of propylene-ethylene-butene-1 was performed in the first stage using a TiCl 3 AA catalyst and no second stage copolymerization was performed. The results are shown in Tables 1 and 2. Example 6 A propylene block copolymer was produced by continuous copolymerization using a TiCl 3 AA catalyst and two 200 polymerization tanks. TiCl 3 AA catalyst was added at 4.7 g/hr, diethylaluminium chloride was added at 10 g/hr, and purified heptane was added at 20 g/hr in the first polymerization tank in which hydrogen coexisted.
hr, propylene 5.5Kg/hr, ethylene 0.16Kg/hr
was continuously supplied for copolymerization at 50°C, and the polymerization slurry was extracted while keeping the liquid phase level in the first tank constant. The second polymerization tank, which coexists with hydrogen, receives the polymerization slurry from the first tank, as well as propylene 2.5Kg/hr and butene-1 0.52Kg/hr.
The polymerization slurry was drawn out while continuously supplying hr and keeping the level of the polymerization tank constant. Through the above operations, the composition of monomers supplied to the second polymerization tank was as follows. Propylene 5.25Kg/hr (90.83wt%) Ethylene 0.01Kg/hr (0.17wt%) Butene-1 0.52Kg/hr (9.0wt%) The composition of the obtained propylene block copolymer was as follows. Propylene 92.6wt% Ethylene 2.6wt% Butene-1 4.8wt% The ratio of the amount of copolymer produced in the first tank to the amount of copolymer produced in the second tank is 1st tank/2nd tank. Eye =
It was 49/51. Table 2 shows the physical properties of the propylene block copolymer obtained.

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はホツトタツク性の測定において剥離長
さの測定の仕方を表わす。 但し、aはシール巾を、bは剥離長さを示す。
FIG. 1 shows how the peeling length is measured in the measurement of hot tackiness. However, a indicates the seal width and b indicates the peeling length.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 チーグラー・ナツタ触媒を用いて、共重合の
第1段階でプロピレンとエチレンとの共重合を行
ない、第2段階でプロピレンと炭素数4〜8のα
−オレフインとの共重合を行なうことにより、プ
ロピレンブロツク共重合体を製造する方法におい
て、第1段階の共重合に供給する単量体の組成が
プロピレン90〜99.5重量%、エチレンが0.5〜10
重量%であり、第1段階の共重合で得られる共重
合体の生成量が全体の共重合体生成量の20〜90重
量%であり、そして第2段階の共重合に供給する
単量体の組成がプロピレン60〜98重量%、炭素数
4〜8のα−オレフインが2〜40重量%であり、
第2段階の共重合で得られる共重合体の生成量が
全体の共重合体生成量の10〜80重量%であること
を特徴とするプロピレンブロツク共重合体の製造
方法。
1 Using a Ziegler-Natsuta catalyst, in the first stage of copolymerization, propylene and ethylene are copolymerized, and in the second stage, propylene and α having 4 to 8 carbon atoms are copolymerized.
- In a method for producing a propylene block copolymer by copolymerizing with olefin, the composition of the monomers supplied to the first stage copolymerization is 90 to 99.5% by weight of propylene and 0.5 to 10% of ethylene.
% by weight, the amount of copolymer produced in the first stage copolymerization is 20 to 90% by weight of the total amount of copolymer produced, and the monomer supplied to the second stage copolymerization The composition is 60 to 98% by weight of propylene and 2 to 40% by weight of α-olefin having 4 to 8 carbon atoms,
A method for producing a propylene block copolymer, characterized in that the amount of copolymer produced in the second stage of copolymerization is 10 to 80% by weight of the total amount of copolymer produced.
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