JPH03290228A - シンジオタクチックポリプロピレンの延伸方法 - Google Patents

シンジオタクチックポリプロピレンの延伸方法

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JPH03290228A
JPH03290228A JP2092305A JP9230590A JPH03290228A JP H03290228 A JPH03290228 A JP H03290228A JP 2092305 A JP2092305 A JP 2092305A JP 9230590 A JP9230590 A JP 9230590A JP H03290228 A JPH03290228 A JP H03290228A
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polypropylene
sheet
stretched
stretching
syndiotactic
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正 浅沼
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佐々木 建世
Shigeru Kimura
茂 木村
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武夫 井上
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリプロピレンの延伸方法に関する。
詳しくは、実質的にシンジオタクチック構造のポリプロ
ピレンの延伸方法に関する。
(従来技術〕 ボリプ11ピレンば軽量で安価なポリマーであり、特に
延伸したものは強度にも優れており種々の用途に利用さ
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
アイソタクチックポリプロピレンは比較的延伸し易く、
通常の成形条件で成形された比較的結晶化度の高い(通
常50〜60%)成形物を融点より低い温度、通常10
0〜150°Cに加熱した状態で延伸することで容易に
3〜20倍程度程度伸する仁とができる。これに対して
シンジオタクチックポリプロピレンは従来の製造方法で
はエラストマー的性質を有すると言われており、室温の
炭化水素化合物に可溶であり、結晶性のポリプロピレン
の成形物、特に延伸物として利用することは考え難いも
のであつたが、最近、J、A、EWENらにより発見さ
れた(J、八m、Chem、 Soc、 、 1988
.110.6255−6256)非対称な配位子を存す
る遷移金属化合物とアルミノキサンからなる触媒によっ
て得られるシンジオタクチックポリプロピレンは、シン
ジオタクチックペンタッド分率が0.7を越えるような
タフティシティ−の良好なポリプロピレンであり、融点
も高い結晶性のポリプロピレンである。このシンジオタ
クテイシテイ−の高いポリプロピレンは比較的物性が良
好であり、さらに延伸することで物性を向上させること
が期待できる。しかしながら上記アイソタクチックポリ
プロピレンに採用された成形物を融点よりやや低温で延
伸するという方法では2倍程度しか延伸できず、しかも
延伸物は透明性が極めて不良であるという問題があった
〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは上記課題を解決してシンジオタクチックポ
リプロピレンを延伸する方法について鋭意検削し本発明
を完成した。
即ら、本発明は実質的にシンジオタクチック構造のポリ
プロピレンの成形物であってX線回折の測定によって面
間隔が約7.1人に回折線が観測されない成形物を延伸
することを特徴とするシンジオタクチックポリプロピレ
ンの成形方法である。
本発明において実質的にシンジオタクチックポリプロピ
レンとは、例えば上記J、A、EWENらによって発見
された非対称な配位子を有する遷移金属化合物とアルミ
ノキサンからなる触媒によって製造できるシンジオタク
チックペンタド分率(A、ZambelliらMacr
omolecules vol 6687(1973)
、  同νo18925(1975))で0.7を越え
るような高タクティシティーを有するプロピレンの単独
重合体のみならず、少量の他のα−オレフィンとの共重
合体をも示し、共重合に用いる他のα−オレフィンとし
てはエチレンあるいは炭素数4〜20のα−オレフィン
が例示でき具体的にはブテン−1、ペンテン−1、ヘキ
セン−1、オクテン−1,4−メチルペンテン−1など
が例示される。プロピレンに対する重合の割合としては
通常20w t%以下、より好ましくは19wt%以下
の他のオレフィンが共重合する条件で重合される。共重
合体では1.2.4− )リクロロベンゼン溶液で測定
したー’C−NMI+でテトラメチルシランを基準とし
て約20.2ppmに観測されるピークの強度がプロピ
レンの全メチル基に帰属されるピーク強度の0.3以上
であるような高度にシンジオタクチック構造を有するも
のが好ましく用いられる。実質的にシンジオタクチック
構造であるポリプロピレンを製造するための触媒として
は、上記文献に記載された化合物の他に、異なる構造の
化合物であっても、プロピレンの単独重合を行ったとき
シンジオタクチックペンタッド分率が0.7以上のポリ
プロピレンを製造することができる触媒系であれば利用
できる。非対称な配位子を有する遷移金属化合物の具体
例としては、上記文献に記載されたイソプロピル(シク
ロペンタジエニル−トフルオレニル)ハフニウムジクロ
リド、あるいはイソ7” rlピル(シクロペンタジェ
ニル−1−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドなど
が例示され、またアルミノキサンとしては、 (式中Rは炭素数1〜3の炭化水素残基。)で表される
化合物が例示でき、特にRがメチル基であるメチルアル
ミノキサンでnが5以上、好ましくは10以上のものが
利用される。上記遷移金属触媒に対するアルミノキサン
の使用割合としては10〜1000000モル倍、通常
50〜5000モル倍である。また重合条件については
特に制限はなく不活性媒体を用いる溶媒重合法、或いは
実質的に不活性媒体の存在しない塊状重合法、気相重合
法も利用できる。重合温度としては一100〜200°
C1重合圧力としては常圧〜100kg/cIIlで行
うのが一般的である。好ましくは一100〜100℃、
常圧〜50kg/cnlである。この触媒系は、重合に
際して実質的に一段重合で行うと分子量分布が狭く、1
35°C・でゲルパーミェーションクロマトグラフィー
で測定した重量平均分子量と数平均分子量の比(以下、
MW/MNと略記する)が1.5〜3.5程度の狭いも
のが通常骨られるが、2種の遷移金属化合物(金属とし
て例えばジルコニウムとハフニウムなど2種類のものを
用いると効果的である。)を用いたり、分子量の異なる
ものを2種以上混合するなどして3゜5以上であるよう
な広い分子量分布のものを製造することもでき、どの様
な分子量分布を有するものも本発明に利用することがで
きる。好ましい分子量としては、135”Cテトラリン
溶液で測定した極限粘度として0.5〜20.0程度で
あるのが一般的である。
本発明においては上記方法で得られた実質的にシンジオ
タクチック構造を有するポリプロピレンは次いで必要に
応じてアイソタクチックポリプロビレの成形の際に併用
されるような酸化防止剤などの安定剤と混合して成形し
、ついで延伸される。延伸に供される成形物はX線回折
の測定によって面間隔が約7.1人に回折線が観測され
な41ことが肝要であり、面間隔が約7.1人に回折線
が観測されるような成形物では延伸が困難である。ここ
で観測されないとは、回折線が全く観測されないという
必要はなく、例えば、X線源としてCu−にα線を用い
た時2θとして5〜50°の範囲で観測した時、観測さ
れる回折像の最大の強度のピークに比較して175程度
以下しか観測されないという意味である。
上記条件を満足する成形物は簡便には、加熱溶融成形し
た後、急冷することで得られる。象、冷の程度はシンジ
オタクチックポリプロピレンのククティシティー 共重
合組成、分子量などによっても異なるが、例えば、用い
るポリマーを示差走査熱量分析法で一度250”Cに肩
温した後、種々の冷却速度で冷却し、次いで10’C/
minで昇温した時、融解による吸熱ピークが実質的に
1本となる様な冷却速度が目安となる。通常は50°C
/mtn以上である。成形方法としては特に制限は無(
、押出成形法、プレス成形法、射出成形法などが採用で
きる。こうして得られたX線回折の測定によっ・て面間
隔が約7.1人に回折線が観測されない成形物は次いで
延伸される。延伸の際の温度としては特に制限は無いが
常温でも延伸可能であり、延伸速度を遅くすることで高
い延伸倍率とすることができる。しかしながら延伸応力
を下げるため加熱して延伸することももちろん可能であ
る。加熱温度としては、加熱、延伸に要する時間の間、
該温度に保っても成形物のX線回折を測定した時、面間
隔が約7.1人に実質的に回折線が現れないような条件
とずべきである。好ましくは用いるポリプロピレンの融
点より10°C以上低い温度であり、特に好ましくは2
0°C以上低い温度である。
ここで成形物の形状としてはシート、フィルム、糸など
延伸可能であればどのような形状でも良く、延伸も一軸
延伸の他に二輪延伸も可能である。他にロール延伸のよ
うな方法であってもよい。
また延伸倍率とし“ども3倍以上、特に常温付近でゆっ
くり延伸すれば数十倍〜100程度度まで可能である。
〔実施例〕
以下に実施例を示しさらに本発明を説明する。
実施例1 常法にしたがって合成したイソプロピルシクロペンタジ
ェニル−1−フルオレンをリチウム化シ、四塩化ジルコ
ニウムと反応し再結晶することで得たイソプロピル(シ
クロペンタジェニル−1−フルオレニル)ジルコニウム
ジクロリド0.2gと東洋アクゾ■製メチルアルミノキ
サン(重合度16.1) 30gを用い、内容積200
I!、のオートクレーブでトルエン80ffi加え、重
合圧力3kg/cJ−G、20°Cで2時間重合し、つ
いでメタノールとアセト酢酸メチルで脱灰処理し塩酸水
溶液で洗浄し、ついで濾過して5.6 kgのシンジオ
タクチックポリプロピレンを得た。このポリプロピレン
は’ 3C−NMRによればシンジオタクチックペンフ
ッド分率は0.935であり、135°Cテトラリン溶
液で測定した極限粘度は1゜45.1.2.4−トリク
ロロベンゼンで測定したMW/MNは2.2であった。
このポリプロピレンに公知の安定剤を加え、押出機で造
粒し、ついで200”Cで溶融プレスして1開のシート
にして0゛cの水に投入し“ζ急冷した。尚この際、シ
ートの中心に挿入したセンサーにより降温速度を測定し
たところ250”C/minであり、成形物のX線回折
スペクトルを第1図に示す。面間膳が7.1人(2θで
は12.5°)回折線は観測されない。このシートにつ
いて以下の物性を測定した。
曲げ剛性度:   kg/cJ  ASTM D−74
7(23°C)引張降伏強さ:  kg/cボ AST
M D−638(23°C)破断時伸び:   %  
ASTM D−638(23°C)アイゾツト(ノツチ
付)衝撃強度二kg−cm/cmASTM D−638
(23°C,−10’C)ヘイズ:      %  
ASTM 01003に準じた。
曲げ剛性度5300kg / c+IT 、引張降伏強
さ215kg/cffl、破断時伸び48oz、アイゾ
ツト衝撃強度14.0.3゜8(それぞれ23°C,−
10°C)であり、ヘイズは15%であった。このシー
トを10°Cで5倍に延伸して延伸フィルムとし物性を
測定した。このフィルムの物性について以下の測定をお
こなった。
ヘイズ:% ^STM 01003に準拠した引張強度
:kg/cn!  延伸フィルムから50m郁X 20
mmの試験片を切り出し引張試験 機で引張速度200 mm/minで引張り破断時の強
度をもとめた。
伸び;% 引張強度をもとめる際に破断時の試験片の伸
び。
引張強度は702 kg/cal、伸びは113%、ヘ
イズは8.3%であった。さらに延伸物を延伸した状態
1 で130°Cで10時間保った後物性を測定したら引張
強度は980 kg/c+fl、伸びは45%、ヘイズ
は25%であった。
実施例2 延伸を80″Cで行った他は実施例1と同様にしたとこ
ろ引張強度は680 kg/cJ、伸びは75%、ヘイ
ズは22.5%であった。さらに延伸物を延伸した状態
で130°Cで10時間保った後物性を測定したら引張
強度は950 kg / crR、伸びは45%、ヘイ
ズは42%であった。
比較例1 シートを成形した後30分かけて冷却して得たシート(
X線回折スペクトルを第2図に示すt)を用いた他は実
施例1と同様にした。10゛cでは2倍を越えて延伸し
ようとすると切れてしまい延伸できなかった。また80
°Cでも2.5倍で切れてしまい延伸できなかった。
実施例3 得たシンジオタクチックポリプロピレンにステアリン酸
カルシウムと2.6−ジーt−ブチルフェノール2 をそれぞれ10/10000と、10/10000のタ
ルクを加え造粒した後、40mmの押出機で14本穴の
グイで温度220°C1スクリユ一回転数64rpvl
で紡糸した。グイからでたストランドは一10°Cのブ
ラインに導入して急冷した。得られた繊維(X線回折ス
ペクトルを第3図に示す。)の太さは370 D/14
本であり引張試験をしたところ7最高強度は480g、
伸びは680χであった。また25°Cで10倍に延伸
したものの最高強度は980g、伸びは15χであった
。また120°Cで延伸したものは最高強度は820g
、伸びは10χであった。Cu−にα線を用いて延伸前
の糸について測定したX線回折スペクトルを第3図に示
す。
比較例2 グイから出て(る糸を空冷で取り出し、さらに120°
Cで5時間保持した(X線回折スペクトルを第4図に示
す。)後延伸を試みた。25°Cでは2倍に延伸したと
ころで糸切れをおこし、また120°Cでも3倍に延伸
すると糸切れを起こしてしまった。
〔発明の効果〕
本発明の方法によりシンジオタクチックポリプロピレン
を容易に延伸することができ物性に優れた延伸物を得る
ことができ工業的に極めて価値がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は実施例1のシートのXvA回折スペクトル、第
2図は比較例1のシートのX線回折スペクトルである。 第3図は実施例2の糸のX線回折スペクトル、第4図は
比較例2の糸のX線回折スペクトルである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、実質的にシンジオタクチック構造のポリプロピレン
    の成形物であってX線回折の測定によって面間隔が約7
    .1Åに回折線が観測されない成形物を延伸することを
    特徴とするシンジオタクチックポリプロピレンの延伸方
    法。 2、実質的にシンジオタクチック構造のポリプロピレン
    を溶融成形した後急冷することによって得た成形物を延
    伸する請求項1記載の方法。 3、実質的にシンジオタクチック構造のポリプロピレン
    が1,2,4−トリクロロトルエン溶液で測定した^1
    ^3C−NMRで約20.2ppmに観測されるピーク
    の吸収強度がプロピレンのメチル基に帰属される全ピー
    クの吸収強度の総和の0.3以上である請求項1記載の
    方法。
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