JP2004529014A - マルチモーダルポリエチレン組成物の化合方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチモーダルポリエチレン組成物の化合方法と、とりわけ低分子量エチレンポリマーと高分子量エチレンポリマーを含むマルチモーダルポリエチレン組成物の化合方法に関する。
【0002】
マルチモーダルポリエチレン組成物は技術的によく知られている。「マルチモーダル」ポリエチレン組成物という用語は、組成物の分子量分布曲線の形状に言及する。すなわち、その分子量の関数としてのポリマー重量フラクションのグラフの外形である。ポリマーが直列に連結された反応器の利用と各反応器での異なる条件の使用という引き続き起こる段階の工程で生成される場合、異なる反応器で生成される異なるフラクションはそれぞれそれ自身の分子量分布を有する。これらのフラクションからの分子量分布曲線が、生じた全ポリマー生成物の分子量分布曲線に重ね合わされる場合、その曲線は2つ又はそれ以上の極大値を示すかあるいは個々のフラクションの曲線と比較して際立って広げられるだろう。そのようなポリマー生成物は、2つかそれ以上の連続段階で生成され、段階数によってバイモーダルあるいはマルチモーダルと呼ばれる。しかしながら、別の方法ではマルチモーダルポリエチレン組成物は別々に調製された異なる成分の物理的混合によって生成されることができる。
【0003】
異なる物体の製造に使用されることができるポリマー化合物を生成する場合、異なるポリマー、添加剤などの材料はできる限り均質な化合物を得るため密に混合されるべきである。通常、この混合は化合装置内で行われ、材料は混合されポリマーと選択的にいくつかの添加剤は溶融されて密な混合が起こることができる。その後、その溶融物は棒の中へ押し出され冷却されて粒状にされる。この形状で、生じた化合物は異なる物体の製造に使用されることができる。
【0004】
タンデムミキサー単軸押出機、ミキサーギヤポンプ、ギヤポンプ付きの又はギヤポンプの付いていない2軸押出機などの従来の化合ツールは、1.5分又はそれ以下の桁の滞留時間を与え、一般的にポリマー組成物を化合する際に受容できる品質結果をもたらすが、マルチモーダルポリマー組成物を化合する際、とりわけ低分子量エチレンポリマーと高分子量エチレンポリマーを含むマルチモーダルポリマー組成物を生成する際には、問題が発生する。例えばパイプの製造用のマルチモーダルポリマー組成物を化合する際、いわゆる「白点」が化合された物質で起こる。これらの白点は10−80μmのサイズを有し、主に組成物の中で十分に化合されなかった高分子量ポリマー粒子からなる。外観を損なうのに加えて、白点は組成物の強度悪影響を及ぼす。さらに、例えば膜の生成用のマルチモーダルポリマー組成物を化合する際、約0.01−1mmのサイズのジェル粒子が頻繁に発生する。これらのジェル粒子は完成した膜の外観を損なう不均質さとして現れ、主に組成物の中で十分に化合されなかった、つまり分散した高分子量ポリマー粒子からなる。先に述べた白点とジェル粒子はポリマー産業で重大な問題であり、その問題の解決はさもなければより高品質なマルチモーダルポリマー組成物を使用するための障害物を除去することを意味する。
【0005】
米国特許6031027号明細書(特許文献1)は、マルチモーダルポリマー組成物を化合する方法を提供することによってこの問題を克服することを目的とし、組成物は10−60秒の時間中その低分子量ポリエチレンポリマーの融点より10℃低い温度から融点より10℃高い温度までの範囲で維持される。そのような方法はポリマー組成物の極めて良好な温度制御を必要とし、従って最近使用された産業用化合装置で実施することは難しい。
【0006】
国際公開第00/24821号(特許文献2)パンフレットは、ギヤポンプを備えた押出機を使用した粒子状マルチモーダルポリエチレン組成物の押出工程に関する。しかしながら、この技術は全てのマルチモーダル組成物で、特に低分子量ポリマーに豊富なマルチモーダル組成物で、極めて良好な結果を得ることを可能としない。
【特許文献1】
米国特許6031027号明細書
【特許文献2】
国際公開第00/24821号パンフレット
【0007】
本発明はマルチモーダルポリマー組成物を化合する新しい方法を提供し、それは先に述べた問題を克服し、白点及び/又はジェルのレベルが減少した優れた機械的特性を有する極めて均質な化合物を得ることを可能にする。
【0008】
従って、本発明は化合装置でのマルチモーダルポリエチレン組成物を化合する方法に関し、(a)化合装置でのポリエチレン組成物の総滞留時間は少なくとも1.5分であり、(b)ポリエチレン組成物に加えられる総駆動比エネルギー(SEC)は0.270kWh/kgから0.460kWh/kgであり、(c)選択的に多くても0.200kWh/kgの比冷却エネルギー(SCC)がポリエチレン組成物に加えられ、(d)ポリエチレン組成物に加えられる総比エネルギーは総駆動比エネルギーSECと比冷却エネルギーSCCの間の差であって、0.220kWh/kgから0.330kWh/kgである。
【0009】
本発明は、マルチモーダルポリエチレン組成物の化合に関する。本発明の目的に対して、マルチモーダルポリエチレン組成物は少なくとも1つの低分子量エチレンポリマーと少なくとも1つの高分子量エチレンポリマーを含む組成物を指定することを意味する。本発明の目的に対して、「エチレンポリマー」という表現は、エチレンから派生する少なくとも90重量%の単位を含むエチレンホモポリマーとエチレンコポリマーを含む。本発明に関連して、ポリマーの分子量はASTM1286−90b基準に従って測定されるような溶融物流速の方法で定義される。特定のタイプのポリマーでは、その溶融物流速の値が大きいほどその平均分子量は小さい。一般的にその低分子量エチレンポリマーは、ASTM1286−90bに従って2.16kgの負荷で190℃で測定された場合溶融物流速MI2が0.1−5000g/10分であり、好適には100−2000g/10分である。一般的に、高分子量エチレンポリマーは、ASTM1286−90bに従って21.6kgの負荷で190℃で測定された場合溶融物流速HLMIが0.001−10.0g/10分であり、好適には0.001−1.0g/10分である。一般的に、先に決定されたマルチモーダルポリエチレン組成物は30−70重量%の低分子量エチレンポリマーと30−70重量%の高分子量エチレンポリマーを含む。
【0010】
本発明に係る方法では、化合装置でのマルチモーダルポリエチレン組成物の総滞留時間は少なくとも2分であることが好ましく、少なくとも3分であることがより好ましく、少なくとも4.5分であることが最も好ましい。化合装置でのポリエチレン組成物の総滞留時間は15分を超えないことが一般的であって、10分を超えないことが好ましい。化合装置でのマルチモーダルポリエチレンの総滞留時間は、化合装置での空隙率と充填比、速度(ポリマー処理量)、送り/回転速度、(製造業者によって与えられた)送り/回転運搬係数、溶融ポリエチレン組成物(190℃で0.7636g/cm3)の密度に基づいて計算される。計算された残留時間値は、化合装置の入り口で導入されて化合装置の出口で検知されるカラートレイサーを使用して手動の測定によって確認される。本発明と関連して引用される滞留時間値は滞留時間分布関数のピークに言及しており、ポリマー粒子の大半に相当する;それらは分布の長い尾部分の少数派の最大滞留時間に言及していない。
【0011】
本発明に係る方法では、ポリエチレン組成物に加えられる総駆動比エネルギー(SEC)は少なくとも0.305kWh/kgであることが好ましい。ポリエチレン組成物に加えられる総比エネルギー(SEC)が少なくとも0.330kWh/kgであった場合に良い結果が得られた。ポリエチレン組成物に加えられた総駆動比エネルギー(SEC)は0.415kWh/kgを超えないことが好ましい。ポリエチレン組成物に加えられた総駆動比エネルギー(SEC)が0.360kWh/kgを超えなかった場合に良い結果が得られた。本発明に係る方法では、ポリエチレン組成物に加えられた総駆動比エネルギー(SEC)は、kWで表される化合装置の消費電力比と、kg/hで表される化合装置のポリマー組成物処理量速度である。
【0012】
本発明に係る方法の好適な変形によると、化合装置は冷却装置を備えており、比冷却エネルギー(SCC)はポリエチレン組成物に加えられることができる。ポリエチレン組成物に加えられる比冷却エネルギー(SCC)は、冷却装置の入り口と出口の冷却媒体の温度差と冷却媒体の流速と比熱容量から計算される。
【0013】
本発明に係る方法では、ポリエチレン組成物に加えられる比冷却エネルギー(SCC)は、0.145kWh/kgより低いことが好ましく、0.120kWh/kgより低いことが最も好ましい。一般的に、比冷却エネルギー(SCC)が加えられる場合、少なくとも0.045kWh/kgであり、少なくとも0.070kWh/kgであることが好ましく、少なくとも0.080kWh/kgであることが最も好ましい。
【0014】
本発明に係る方法では、総比エネルギーはポリエチレン組成物に加えられた総駆動比エネルギーSECといずれかの比冷却エネルギーSCCとの差であって、少なくとも0.240kWh/kgであることが好ましく、少なくとも0.250kWh/kgであることが最も好ましい。ポリエチレン組成物に加えられる総比エネルギーは0.300kWh/kgを超えないことが好ましい。
【0015】
本発明に係る方法で使用される化合装置は回分式又は連続式で(マルチモーダルポリエチレン組成物に加えられる滞留時間と比エネルギーについての)本発明の条件を提供することができるいずれかの装置でありうる。本発明の好適な実施例によると、化合装置は少なくとも1つの均質域に先行する少なくとも1つの溶融域を備える。
【0016】
「溶融域」はポリエチレン組成物に加えられる比エネルギーがポリマー組成物を溶融するのに使用される均質化効率を備えるか又は備えない帯域を意味する。この溶融は、この溶融域(SECmelting)でポリエチレン組成物に加えられる駆動比エネルギーが制御されることを意味する。溶融域(SECmelting)でポリエチレン組成物に加えられる駆動比エネルギーは0.260kWh/kgを超えないことが一般的で、0.240kWh/kgを超えないことが好ましい。この溶融域(SECmelting)でポリエチレン組成物に加えられる駆動比エネルギーは少なくとも0.190kWh/kgであることが一般的であり、少なくとも0.200kWh/kgであることが好ましい。駆動比エネルギー(SECmelting)はkWで表される溶融装置で消費された電力比とkg/hで表される溶融域でポリマー組成物処理量速度である。
【0017】
溶融域でのポリエチレン組成物の滞留時間は少なくとも10秒であることが一般的であって、少なくとも15秒であることが好ましい。溶融域でのポリエチレン組成物の滞留時間は60秒を超えないことが一般的であって、45秒を超えないことが好ましい。
【0018】
一般的に、溶融域から出るポリエチレン組成物の溶融物温度は220−300℃であり、240−270℃であることが好ましい。溶融域から出るポリエチレン組成物の溶融物温度は250−260℃であることが最も好ましい。溶融物温度は溶融装置の出口でポリマーの2cm深さに沈められた温度探針で測定される。
【0019】
溶融域に加えられる平均剪断速度は一般的に30/秒と500/秒の間である。
【0020】
均質域はマルチモーダルポリエチレン組成物の集中的な均質化が起こる帯域を意味する。均質域に入るポリエチレン組成物の温度は一般的に220−300℃であり、240―270℃が好ましい。均質域に入るポリエチレン組成物の温度は250−260℃であることが最も好ましい。
【0021】
均質域でのポリエチレン組成物の滞留時間は一般的に少なくとも1.5分であり、少なくとも2分が好ましい。均質域での滞留時間は少なくとも3分であることが最も好ましい。均質域でのポリエチレン組成物の滞留時間は一般的に14分を超えず、9分を超えないことが好ましい。
【0022】
均質域でポリエチレン組成物に加えられる駆動比エネルギー(SEChomogenising)は、一般的に0.200kWh/kgを超えず、0.175kWh/kgを超えないことが好ましい。一般的にこの均質域でポリエチレン組成物に加えられる駆動比エネルギー(SEChomogenising)は少なくとも0.080kWh/kgであって、少なくとも0.105kWh/kgであることが好ましい。駆動比エネルギーSEChomogenisingは、kWで表される均質化装置で消費される電力とkg/hで表される均質域でのポリマー組成物処理量速度との比率である。
【0023】
冷却はこの均質化域で行われることが好ましく、一般的に均質化装置のエンベロープで冷媒の循環によって行われ、少なくとも部分的にはこの均質域での比駆動エネルギー消費を補う。この比冷却エネルギー(SCChomogenizing)は一般的に少なくとも0.045kWh/kgであって、少なくとも0.070kWh/kgであることが好ましく、少なくとも0.080kWh/kgであることが最も好ましい。この比冷却エネルギーは一般的に0.145kWh/kgを超えることはなく、0.120kWh/kgを超えないことが好ましい。
【0024】
この均質域から出るポリエチレン組成物の溶融物温度は、一般的に低下閾値より下のままであるだろう。この均質域から出るポリエチレン組成物溶融温度は265−310℃の範囲にあることが好ましく、約275−295℃の範囲にあることが最も好ましい。溶融物温度は均質化装置の出口でポリマーの2cm深さに沈められた温度探針で測定される。
【0025】
均質域に加えられる平均剪断速度は可能な限り低く保たれることが好ましい。一般的に均質域の平均剪断速度は100/秒を超えることはなく、50/秒を超えないことが好ましい。
【0026】
本発明に係る方法のこの好適な実施例では、化合装置は溶融装置と均質化装置の直列組立であることが好ましい。両方の装置は連続ミキサーによってあるいは押出機によって例示されることができ、単軸又は2軸タイプであることができる。溶融装置としての連続ミキサーや均質化装置としての押出機、特に単軸押出機を備える化合装置が最も好ましい。均質化装置が単軸押出機である場合、それは伝統的な運搬要素から構成され、剪断及び/又は伸張応力を発展させる分散的混合要素を備えることができる。要素は少なくとも0.5秒の適用時間で伸張応力を発現させるのに使用されることが好ましい。
【0027】
本発明に係る方法で使用される化合装置は、従来の化合装置に含まれるようなギヤポンプを備える。しかしながら、ギヤポンプを備えない化合装置が使用されることが好ましい。化合装置は、従来の化合装置でのようなスクリーンチェンジャーとペレタイザーなどの他の要素と連結することができる。
【0028】
本発明に係る方法は、ASTM1286―90bに従って2.16kgの負荷の下で190℃で測定された場合の1−5000g/10分の、好適には100−2000g/10分の溶融物流速MI2を有する30−70重量%の低分子量エチレンポリマーと、ASTM1286―90bに従って21.6kgの負荷の下で190℃で測定された場合の0.001−10.0g/10分の、好適には0.001−1.0g/10分の溶融物流速HLMIを有する30−70重量%の高分子量エチレンポリマーとを含むマルチモーダルポリエチレン組成物を化合するのに極めて適している。そのようなマルチモーダルポリエチレン組成物は、技術的に去られており、例えば米国特許6136924号明細書及び米国特許6225421号明細書に開示されている。通常、マルチモーダルポリエチレン組成物は、ASTM1286−90bに従って5kgの負荷の下で190℃で測定された場合の0.01−10.0g/10分の、好適には0.1−1.0g/10分の溶融物流速MI5と、ASTM D792基準によって測定された場合の密度が930−965kg/m3、好適には935−960kg/m3とを有する。一般的には、マルチモーダルポリエチレン組成物に存在する低分子量ポリエチレンの密度は、少なくとも960kg/m3であって、少なくとも965kg/m3が好ましく、少なくとも970kg/m3であることが最も好ましい。一般的に、マルチモーダルポリエチレン組成物に存在する高分子量ポリエチレンの密度は910−940kg/m3、であって、915−935kg/m3であることが好ましい。
【0029】
本発明に係る方法は、100g/10分より大きい溶融物流速MI2と970kg/m3より高い密度を有する51−65重量%の低分子量エチレンポリマーと、0.001−1.0/10分の溶融物流速HLMIと928kg/m3より低い密度を有する35−49重量%の高分子量エチレンポリマーとを含むマルチモーダルポリエチレン組成物を化合するのに極めて適していた。単軸及び2軸押出機などの通常の化合方法は、一般的にこれらの混合物の均質な化合物を得ることを可能としない。
【0030】
本発明に係る方法で使用されるマルチモーダルポリエチレン組成物は、低分子量及び高分子量エチレンポリマーと異なる溶融物流速を有する別のエチレンポリマーを含むことができる。一般的に、これらのエチレンポリマーの総量はマルチモーダルポリエチレン組成物の20重量%を超えることはなく、10重量%を超えないことが好ましい。
【0031】
本発明に使用されるマルチモーダルポリエチレン組成物は、直列に連結された反応器を利用して各反応器で異なる条件を使用する連続的な段階の工程で生成されることが好ましい。異なる反応器で生成される異なるフラクションはそれぞれそれ自身の分子量を有する。別の方法では、マルチモーダルポリエチレン組成物は別々に調製された異なるエチレンポリマーを物理的に混合することによって生成されることができる。また、マルチモーダルポリエチレン組成物は両方の調製方法の組み合わせによって生成されることができる。
【0032】
本発明に係る化合方法では、マルチモーダルポリエチレン組成物を形成する異なるエチレンポリマーは同時に化合装置に加えられることができる。別の方法では、エチレンポリマーのいくらか或いは異なるエチレンポリマーのフラクションが化合工程中区別された段階で化合装置に加えられることができる。
【0033】
図1から図5は本発明に係る方法を実施するいくつかの可能な方法を概略的に表す。図1から図5では、S1、S2及びS3は異なるエチレンポリマーを表し、その1つは高分子量エチレンポリマーであって、その1つは低分子量エチレンポリマーである。
【0034】
図1は、(順次的重合又は物理的混合によって得られる)3つの異なるエチレンポリマーS1、S2、及びS3を含むマルチモーダルポリエチレン組成物は溶融域Mと均質域Hを含む化合装置で処理される。
【0035】
図2では、(別々に重合された)異なるエチレンポリマーS1,S2、及びS3は、別々の溶融装置M1、M2,及びM3で溶融され、混合されて均質域Hに入る。
【0036】
図3では、(別々に重合された)エチレンポリマーS2及びS3は別々の溶融装置M2及びM3で溶融され、混合されて均質域に入り、エチレンポリマーS1は溶融装置M1で溶融され、区別された段階で均質域Hに加えられる。
【0037】
図4では、(別々に重合された)エチレンポリマーS1及びS2は別々の溶融装置M1及びM2で溶融され、混合されて均質域Hに入り、(固体形状の)エチレンポリマーS3は区別された段階で均質域Hに加えられる。
【0038】
図5では、(順次的重合又は物理的混合によって得られた)エチレンポリマーの混合物は化合装置Cで処理され、(固体形状の)エチレンポリマーS3は区別された段階で化合装置Cで処理される。
【0039】
通常、添加剤は、酸化防止剤、抗UV剤、静電気防止剤、分散助剤、加工助剤、顔料などのポリエチレン組成物に加えられ、化合前か化合中にマルチモーダルポリエチレン組成物に加えられる。一般的に、これらの添加剤の総体積はマルチモーダルポリエチレン組成物の100重量部につき10重量部を超えることはなく、5重量部にすぎないことが好ましい。
【0040】
マルチモーダルポリエチレン組成物の100重量部につき0.005−1重量部の次式の化合物からなる酸化防止添加剤をマルチモーダルポリエチレン組成物に添加すると、結果生じるマルチモーダル化合物の均質性がさらに改善されて実質的にジェルが現れなくなることが可能となる。
【0041】
【化2】
ここで、Rは8〜35個の炭素原子を有するアルキル鎖又はアルケニル鎖を表す。
【0042】
式(I)に対応する酸化防止添加剤はよく知られている。ステアリルβ(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(R=C18H37)で良い結果が得られた。そのような添加剤は、例えばIrganox(登録商標)1076の名前で商品化されている。化学式(1)の化合物を含む酸化防止添加剤をフォスファイト型酸化防止剤とともに添加することが特に好ましく、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−フォスファイトと組み合わせて添加することがより好ましい。約20重量%のステアリルβ(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネートと約80重量%のトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−フォスファイトを含む酸化防止添加剤で良い結果が得られることができる。そのような酸化防止添加剤は、例えばIrganox(登録商標)B900の名前で商品化された。
【0043】
本発明に係るマルチモーダルポリエチレン組成物を化合する方法は、マルチモーダル化合物と呼ばれて低レベルの白点やジェルを含み実質的に組成物に存在するポリマーの劣化がない均質に化合された物質を提供することができる。
【0044】
先に述べた化合方法で得られたマルチモーダル化合物の品質はISO13949(1997)基準に従って測定されることができる。一般的に本発明の方法は、顔料と「白点」に対して3より低く「白点」のみに対して1.5より低いこの基準による分散見積りを提供することができる。その分布見積りは通常顔料と「白点」に対してA2−B1である。
【0045】
本発明の方法では、低量のジェルを有する化合物を提供することができる。完全にジェルのない品質を得ることができる。ジェルの存在は、その化合物で作られた厚さ200ミクロンの茶色い膜上の「ジェル」を(手動で又は光学カメラで)数えることによって量子化される。
【0046】
存在する実施例は本発明に係る方法を説明する。
【0047】
実施例1(本発明に係る)
マルチモーダルポリエチレン組成物は、直列に配置された2つの反応器で重合することによって調製された。マルチモーダル組成物は、密度が954.0kg/m3のメルトインデックスMI5が0.35g/10分であって、
−密度が975.1kg/m3でメルトインデックスMI2が772g/10分である低分子量ポリエチレン60.3重量部と、
−密度が920.2kg/m3でメルトインデックスHLMIが0.1g/10分である高分子量ポリエチレン(エチレン−ヘキセンコポリマー)39.7重量部とからなる。
【0048】
このマルチモーダルポリエチレン組成物に、マルチモーダルポリエチレン組成物100重量部につき酸化防止剤IRGANOX(登録商標)B225が0.35重量部とステアリン酸カルシウムが0.10重量部とカーボンブラックが2.25重量部とが加えられた。
【0049】
得られた組成物は、表1で明記された条件に従って、溶融域(単軸押出機、90mm軸径、24D長)と均質域(単軸押出機、90mm軸径、36D長)とからなる化合装置上に押し出された。化合装置の端部で、結果生じた化合物はストランドペレタイザーを通され、生じた化合物のペレットは回復され検査された。その結果を表2に示す。
【0050】
実施例2(本発明に係る)
実施例1は、マルチモーダルポリエチレン組成物100重量部につき酸化防止剤IRGANOX(登録商標)B225が0.35重量部と、酸化防止剤IRGANOX(登録商標)B900が0.25重量部と、ステアリン酸カルシウムが0.10重量部と、カーボンブラックが2.25重量部とを表1で明記された条件下で実施例1のマルチモーダル組成物に加えることによって再現される。
【0051】
実施例3及び4(本発明に係る)
マルチモーダルポリエチレン組成物は、直列に配置された2つの反応器で重合することによって調製され、それは密度が955.6kg/m3でメルトインデックスMI5が0.6g/10分であって、
−密度が973.5kg/m3でメルトインデックスMI2が581g/10分である59.5重量部の低分子量ポリエチレンと、
−密度が925.0kg/m3でメルトインデックスHLMIが0.17g/10分である40.5重量部の高分子量ポリエチレンとからなる。
【0052】
このマルチモーダルポリエチレン組成物に、マルチモーダルポリエチレン組成物100重量部につき酸化防止剤IRGANOX(登録商標)B225が0.35重量部とステアリン酸カルシウムが0.10重量部とカーボンブラックが2.25重量部とが加えられた。
【0053】
得られた組成物は表1で明記された条件に従って実施例1に記載された化合装置上に押し出された。得られた結果を表2に示す。
【0054】
実施例4R(比較)
実施例1に記載された添加剤含有マルチモーダル組成物は、表3に明記された条件で、2軸押出機(コマーシャルワーナー(登録商標)ZSK40押出機、断熱モードで実行、直径40mm、26D長の2軸)とストランドペレタイザー上に押し出された。
【0055】
生じた化合物の特性を表4に示す。
【0056】
実施例5(本発明に係る)
マルチモーダルポリエチレン組成物は、直列の2つの反応器で重合することによって調製された。マルチモーダル組成物は密度が948.5kg/m3でメルトインデックスMI5が0.31g/10分であって、
−密度が973.0kg/m3でメルトインデックスMI2が398g/10分である低分子量ポリエチレン49.0重量部と、
−密度が923.4kg/m3でメルトインデックスHLMIが0.21g/10分である高分子量ポリエチレン51.0重量部とからなる。
【0057】
このマルチモーダルポリエチレン組成物に、マルチモーダルポリエチレン組成物100重量部につき酸化防止剤IRGANOX(登録商標)B225が0.35重量部とステアリン酸カルシウムが0.10重量部とカーボンブラックが2.25重量部とが加えられた。
【0058】
この添加された組成物は、表1で明記された条件に従って実施例1に記載された化合装置上に押し出された。得られた結果を表2に示す。
【0059】
実施例6(本発明に係る)
マルチモーダルポリエチレン組成物は、直列の2つの反応器で重合することによって調製された。マルチモーダル組成物は密度が953.9kg/m3でメルトインデックスMI5が0.28g/10分であって、
−密度が973.5kg/m3でメルトインデックスMI2が400g/10分である低分子量ポリエチレンが61.3重量部と、
−密度が918.0kg/m3でメルトインデックスHLMIが0.06g/10分である高分子量ポリエチレンが38.7重量部とからなる。
【0060】
このマルチモーダルポリエチレン組成物に、マルチモーダルポリエチレン組成物100重量部につき酸化防止剤IRGANOX(登録商標)B225が0.35重量部とステアリン酸カルシウムが0.10重量部とカーボンブラックが2.25重量部とが加えられた。
【0061】
この添加された組成物は、表1で明記された条件に従って実施例1に記載された化合装置上に押し出された。得られた結果を表2に示す。
【0062】
実施例7R、8R及び9R(比較)
実施例3に記載された添加剤含有組成物は、表3に明記された条件で、2軸押出機(コマーシャルワーナー(登録商標)ZSK40押出機、制御温度プロフィールで実行、直径40mm、26D長の2軸)とストランドペレタイザー上に押し出された。
【0063】
生じた化合物の特性を表4に示す。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】
【0066】
【表3】
【0067】
【表4】
【0068】
また、本発明によって生成された化合物質は物理的特性を向上することがわかった。例えば、応力亀裂耐性(ESCR)や耐クリープ性は、先行する技術の方法、例えばより短い滞留時間を有する方法により化合された樹脂と比較して向上した。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】本発明に係る方法を実施する可能な方法を概略的に表したものである。
【図2】本発明に係る方法を実施する可能な方法を概略的に表したものである。
【図3】本発明に係る方法を実施する可能な方法を概略的に表したものである。
【図4】本発明に係る方法を実施する可能な方法を概略的に表したものである。
【図5】本発明に係る方法を実施する可能な方法を概略的に表したものである。
Claims (15)
- 化合装置でマルチモーダルポリエチレン組成物を化合する方法であって、(a)前記化合装置での前記ポリエチレン組成物の総滞留時間が少なくとも1.5分であって、(b)前記ポリエチレン組成物に加えられる総駆動比エネルギー(SEC)が0.270から0.460kWh/kgであって、(c)選択的に多くても0.200kWh/kgの比冷却エネルギー(SCC)が前記ポリエチレン組成物に加えられ、(d)ポリエチレン組成物に加えられる前記総比エネルギーが前記総駆動比エネルギーSECといずれかの比冷却エネルギーSCCとの間の差であって、それが0.220から0.330kWh/kgである方法。
- 前記化合装置での前記ポリエチレン組成物の前記総滞留時間は少なくとも2分である請求項1記載の方法。
- 前記化合装置での前記ポリエチレン組成物の前記総滞留時間は少なくとも3分である請求項2記載の方法。
- 前記化合装置での前記ポリエチレン組成物の前記総滞留時間は4.5分から10分である請求項3記載の方法。
- 前記ポリエチレン組成物に加えられる前記総駆動比エネルギー(SEC)は0.305から0.415kWh/kgであって前記ポリエチレン組成物に加えられる前記比冷却エネルギー(SCC)は0.045から0.145kWh/kgである請求項1乃至4いずれかに記載の方法。
- 前記化合装置は少なくとも1つの均質域に先行する少なくとも1つの溶融域を備える請求項1乃至5いずれかに記載の方法。
- 前記溶融域(SECmelting)で前記組成物に加えられた前記駆動比エネルギーは0.190から0.260である請求項6記載の方法。
- 前記溶融域から出る及び前記均質域に入る前記組成物の温度は220℃から300℃である請求項6又は7記載の方法。
- 前記均質域での前記ポリエチレン組成物の前記滞留時間は少なくとも2分である請求項6乃至8いずれかに記載の方法。
- 前記均質域(SEChomogenising)で前記ポリエチレン組成物に加えられる前記駆動比エネルギーは0.080から0.200kWh/kgであるとともに、0.045から0.145kWh/kgの比冷却エネルギー(SCChomogenising)が前記均質域の前記ポリエチレン組成物に加えられる請求項6乃至9いずれかに記載の方法。
- 前記均質域から出る前記組成物の前記温度は265℃から310℃である請求項6乃至10いずれかに記載の方法。
- 前記均質域は単軸押出機を備える請求項6乃至11いずれかに記載の方法。
- 前記単軸押出機は剪断及び/又は伸張応力を発現させる混合要素備える請求項12記載の方法。
- マルチモーダルポリエチレン組成物の100重量部につき0.005から1重量部が以下の式の化合物からなる酸化防止剤添加剤が前記マルチモーダルポリエチレン組成物に加えられ、
- 前記マルチモーダルポリエチレン化合物は0.01−10.0g/分の溶融物流速MI5と930−965kg/m3の密度を有するとともに、1−5000g/10分の溶融物流速MI2と少なくとも960kg/m3の密度を有する30−70重量%の低分子量エチレンポリマーと0.001−10.0g/10分の溶融物流速HLMIと910−940kg/m3の密度を有する30−70重量%の高分子量エチレンポリマーを含む請求項1乃至14いずれかに記載の方法。
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