JP2020517770A - 混合均一触媒配合物を用いるエチレンインターポリマーの分子量を増加させ、密度を減少させるための手段 - Google Patents

混合均一触媒配合物を用いるエチレンインターポリマーの分子量を増加させ、密度を減少させるための手段 Download PDF

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Abstract

少なくとも2つの均一触媒配合物が用いられる連続溶液重合プロセスが開示されている。第1の均一触媒配合物が第1の反応器で用いられ、第1のエチレンインターポリマーを生成し、第2の均一触媒配合物が第2の反応器で用いられ、第2のエチレンインターポリマーを生成する。任意に、第3の反応器内で第3のエチレンインターポリマーが形成される。得られたエチレンインターポリマー生成物は、種々の最終用途、例えば、フィルム用途で望ましい特性を持つ。第3の均一触媒配合物に対して、第1のエチレンインターポリマーの分子量を増加させるための手段および/または第1の反応器温度を上昇させるための手段が開示されている。第3の均一触媒配合物に対して、第1の反応器内の(α−オレフィン/エチレン)重量比を減少するための手段および/または第1のエチレンインターポリマーの密度を減少するための手段が開示されている。

Description

溶液重合プロセスは、典型的には、エチレンホモポリマー生成物またはエチレンコポリマー生成物の融点を超える温度で実施される。典型的な溶液重合プロセスでは、触媒成分、溶媒、モノマー、および水素が圧力下で1つ以上の反応器に供給される。
エチレン重合またはエチレン共重合の場合、反応器温度は約80℃〜約300℃の範囲であり得、圧力は一般に約3MPag〜約45MPagの範囲であり得る。生成されたエチレンホモポリマーまたはコポリマーは、反応器条件下で溶媒中に溶解したままである。反応器内の溶媒の滞留時間は比較的短く、例えば、約1秒〜約20分である。溶液プロセスは、種々のエチレンポリマーの生成を可能にする幅広いプロセス条件下で運転することができる。反応器の後、触媒失活剤を添加することにより、重合反応を急冷してさらなる重合を防ぐ。任意に、不均一触媒配合物が第3の反応器で用いられる場合、酸スカベンジャーを添加することにより、失活溶液が不動態化される。失活溶液、または任意に不動態化された溶液は、次いでポリマー回収に送られ、そこでエチレンホモポリマーまたはコポリマーがプロセス溶媒、未反応残留エチレン、および任意の未反応α−オレフィンから分離される。
例えば、所与の反応器温度で生成されるエチレンインターポリマーの分子量を増加させるために、連続溶液重合プロセスを改善する必要がある。特定の触媒配合物を考えると、反応器温度が下がるとポリマーの分子量が増加することは、当業者には周知である。しかしながら、溶液の粘度が高くなりすぎると、反応器温度を下げることが問題になる可能性がある。結果として、溶液重合プロセスでは、高い反応器温度で高分子量エチレンインターポリマーを生成する触媒配合物が必要とされている。本明細書に開示される触媒配合物および溶液重合プロセスは、この必要性を満たす。
溶液重合プロセスでは、1つ以上のα−オレフィンを伝搬高分子鎖に組み込むのに非常に効率的な触媒配合物も必要とされている。言い換えれば、溶液重合反応器内の所与の[α−オレフィン/エチレン]重量比で、低密度のエチレン/α−オレフィンコポリマーを生成する触媒配合物が必要とされている。別の言い方をすると、特定の密度を有するエチレン/α−オレフィンコポリマーを、反応器供給内のより低い(α−オレフィン/エチレン)比で生成する触媒配合物が必要とされている。そのような触媒配合物は、利用可能なα−オレフィンを効率的に利用し、溶液プロセス再循環流中のα−オレフィンの量を減少させる。
本明細書に開示される触媒配合物および溶液プロセスは、種々の最終用途、例えばエチレンインターポリマーフィルムを用いる用途において望ましい特性を有する独特のエチレンインターポリマー生成物を生成する。望ましいフィルム特性の非限定的な例には、より高いフィルム剛性、より高いフィルム引張降伏、より高いフィルム引裂抵抗、より低いヘキサン抽出物、より低いシール開始温度、および改善されたホットタック性能が含まれる。本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物から調製されたフィルムは、これらの望ましい特性を有する。
本開示の一実施形態は、(i)第1のエチレンインターポリマー;(ii)第2のエチレンインターポリマー、および;(iii)任意に第3のエチレンインターポリマーを含み、約0.001以上の無次元長鎖分岐係数(LCBF);約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム、および約0.006ppm〜約5.7ppmのチタンを有する、エチレンインターポリマー生成物である。
本開示の追加の実施形態は、(i)第1のエチレンインターポリマー;(ii)第2のエチレンインターポリマー、および;(iii)任意に第3のエチレンインターポリマーを含み、約0.001以上の無次元長鎖分岐係数(LCBF);約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム;約0.006ppm〜約5.7ppmのチタン、および100個の炭素原子あたり約0.01個以下の末端ビニル不飽和を有する、エチレンインターポリマー生成物を含む。
本開示の追加の実施形態は、(i)第1のエチレンインターポリマー;(ii)第2のエチレンインターポリマー、および;(iii)任意に第3のエチレンインターポリマーを含み、約0.001以上の無次元長鎖分岐係数(LCBF);約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム;約0.006ppm〜約5.7ppmのチタン;および約0.03ppm〜約6.0ppmの総触媒金属を有する、エチレンインターポリマー生成物を含む。
本開示のさらなる実施形態は、(i)第1のエチレンインターポリマー;(ii)第2のエチレンインターポリマー、および;(iii)任意に第3のエチレンインターポリマーを含み、約0.001以上の無次元長鎖分岐係数(LCBF);約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム;約0.006ppm〜約5.7ppmのチタン;100個の炭素原子あたり約0.01個以下の末端ビニル不飽和;および約0.03ppm〜約6.0ppmの総触媒金属を有する、エチレンインターポリマー生成物を含む。
本開示の実施形態は、(i)第1のエチレンインターポリマー;(ii)第2のエチレンインターポリマー、および;(iii)任意に第3のエチレンインターポリマーを含み、約0.001以上の無次元長鎖分岐係数(LCBF);約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム;約0.006ppm〜約5.7ppmのチタン;100個の炭素原子あたり約0.01個以下の末端ビニル不飽和;および約0.03ppm〜約6.0ppmの総触媒金属を有する、エチレンインターポリマー生成物を含む。
本開示の実施形態は、約0.3〜約500dg/分のメルトインデックスを有するエチレンインターポリマー生成物を含む。さらなる実施形態は、約0.855〜約0.975g/ccの密度を有するエチレンインターポリマー生成物を含む。他の実施形態には、約1.7〜約25のM/Mを有するエチレンインターポリマー生成物を含む。実施形態は、約1%〜約98%のCDBI50(組成分布幅指数)を有するエチレンインターポリマー生成物を含む。
実施形態は、5〜60重量%の第1のエチレンインターポリマー、20〜95重量%の第2エチレンインターポリマー、および0〜30重量%の第3エチレンインターポリマーを含有するエチレンインターポリマー生成物であって、重量%が第1、第2、または任意の第3のエチレンインターポリマーの重量を、個々に、エチレンインターポリマー生成物の総重量で割ったものである、エチレンインターポリマー生成物を含む。追加の実施形態は、第1のエチレンインターポリマーが約0.01〜約200dg/分のメルトインデックスを有し、第2のエチレンインターポリマーが約0.3〜約1000dg/分のメルトインデックスを有し、第3のエチレンインターポリマーが約0.5〜約2000dg/分のメルトインデックスを有するエチレンインターポリマー生成物を含む。他の実施形態は、第1のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有し、第2のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有し、第3のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有するエチレンインターポリマー生成物を含む。
実施形態は、0〜10モルパーセントの1つ以上のα−オレフィンを含有するエチレンインターポリマー生成物であって、α−オレフィンがC〜C10α−オレフィンである、エチレンインターポリマー生成物を含む。非限定的な例には、以下のα−オレフィン:1−オクテン、1−ヘキセン、または1−オクテンと1−ヘキセンとの混合物を含有するエチレンインターポリマー生成物が含まれる。
本開示の実施形態は、少なくとも1つの均一触媒配合物を使用して合成された第1のエチレンインターポリマーを含む。追加の実施形態は、第1の均一触媒配合物を使用する第1のエチレンインターポリマーの合成を含む。第1の均一触媒配合物の非限定的な一例は、式(I)により定義される成分Aを含有する架橋メタロセン触媒配合物である。
本開示の実施形態は、第2の均一触媒配合物を使用して合成された第2のエチレンインターポリマーを含む。第2の均一触媒配合物の非限定的な例には、非架橋シングルサイト触媒配合物が含まれる。
任意の実施形態は、不均一触媒配合物を使用する第3のエチレンインターポリマーの合成を含む。さらなる任意の実施形態は、第5の均一触媒配合物を使用する第3のエチレンインターポリマーの合成を含む。第5の均一触媒配合物は、架橋メタロセン触媒配合物、非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物であり得る。第4の均一触媒配合物は、a)架橋メタロセン触媒配合物で用いられるかさ高い配位子−金属錯体、および;b)非架橋シングルサイト触媒配合物で用いられるかさ高い配位子−金属錯体を定義する化学属(chemical genrea)のメンバーではないかさ高い配位子−金属錯体を含有する。
本開示の実施形態は、約2.4ppm〜約0.0015ppmの範囲であり得る触媒金属Aを含有するエチレンインターポリマー生成物を含み、触媒金属Aは第1の均一触媒配合物に由来する。エチレンインターポリマー生成物は、約2.9ppm〜約0.006ppmの範囲であり得る触媒金属Cを含有してもよく、触媒金属Cは第2の均一触媒配合物に由来する。金属AおよびCの非限定的な例には、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムが含まれる。任意に、エチレンインターポリマー生成物は、0.9ppm〜0ppmの範囲であり得る金属Dを含有してもよく、触媒金属Dは第4の均一触媒配合物に由来する。金属Dの非限定的な例には、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムが含まれる。追加の任意の実施形態には、約3.9ppm〜約0ppmの範囲であり得る触媒金属Zを含有するエチレンインターポリマー生成物が含まれ、触媒金属Zは不均一触媒配合物に由来する。触媒金属Zの非限定的な例には、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムが含まれる。
開示されたエチレンインターポリマー生成物の実施形態は、約1.7〜約2.8の第1のM/Mを有する第1のエチレンインターポリマー、約1.7〜約2.8の第2のM/Mを有する第2のエチレンインターポリマー、および約1.7〜約5.0の第3のM/Mを有する任意の第3のエチレンインターポリマーを含有する。
エチレンインターポリマー生成物のさらなる実施形態は、約70〜約98%の第1のCDBI50を有する第1のエチレンインターポリマー、約70〜約98%の第2のCDBI50を有する第2のエチレンインターポリマー、および約35〜約98%の第3のCDBI50を有する任意の第3のエチレンインターポリマーを含有する。
本開示は、第1および第2の反応器が直列モード(すなわち、第1の反応器からの流出物が第2の反応器に流入する)で運転され、第1の均一触媒配合物が第1の反応器で用いられ、第2の均一触媒配合物が第2の反応器で用いられ;任意に、不均一触媒配合物または第5の均一触媒配合物が、任意の第3の反応器で用いられる、連続溶液重合プロセスの実施形態を含む。連続溶液重合プロセスのこの実施形態は、i)エチレン、プロセス溶媒、第1の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第1の反応器に注入して、プロセス溶媒中に第1のエチレンインターポリマーを含有する第1の出口流を生成すること;ii)第1の出口流を第2の反応器に通し、第2の反応器にエチレン、プロセス溶媒、第2の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を注入して、プロセス溶媒中に第2のエチレンインターポリマーおよび第1のエチレンインターポリマーを含有する第2の出口流を生成すること;iii)第2の出口流を第3の反応器に通し、任意に第3の反応器に、エチレン、プロセス溶媒、1つ以上のα−オレフィン、水素、ならびに第5の均一触媒配合物および/または不均一触媒配合物を注入して、プロセス溶媒中に任意の第3のエチレンインターポリマー、第2のエチレンインターポリマー、および第1のエチレンインターポリマーを含有する第3の出口流を生成すること;iv)第3の出口流を相分離して、第1のエチレンインターポリマー、第2のエチレンインターポリマー、および任意の第3のエチレンインターポリマーを含むエチレンインターポリマー生成物を回収することを含む。直列モードの実施形態である溶液プロセスは、第1の反応器内の[α−オレフィン/エチレン]重量比を低くし、かつ/または第1の反応器が、高分子量の第1のエチレンインターポリマーを生成することで改善される。いくつかの実施形態では、開示された溶液プロセスは、以下の式によって定義されるように、少なくとも70%改善された(減少された)[α−オレフィン/エチレン]重量比を有し

式中、(α−オレフィン/エチレン)は、第1の反応器に添加されたα−オレフィンの重量を、目標密度を有する第1のエチレンインターポリマーが第1の均一触媒配合物によって生成された第1の反応器に添加されたエチレンの重量で割ることによって計算され;(α−オレフィン/エチレン)は、第1の反応器に添加されたα−オレフィンの重量を、第1の反応器に添加されたエチレンの重量で割ることによって計算され、目標密度を有する対照エチレンインターポリマーが第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより生成された。溶液重合プロセスの他の実施形態では、以下の式によって定義されるように、少なくとも5%改善された重量平均分子量を有し
の改善された%=100%×(M −M )/M ≧5%
式中、M は第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量であり、M は比較エチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;比較エチレンインターポリマーは、第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより、第1の反応器で生成された。
連続溶液重合プロセスの別の実施形態では、第1のおよび第2の反応器は、並列モードで運転され、すなわち、第1の出口流(第1の反応器を出る)は、第2の反応器を迂回し、第1の出口流は、第2の反応器の下流の第2の出口流(第2の反応器を出る)と組み合わされる。並列モードの実施形態は、i)エチレン、プロセス溶媒、第1の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第1の反応器に注入して、プロセス溶媒中に第1のエチレンインターポリマーを含有する第1の出口流を生成すること;ii)エチレン、プロセス溶媒、第2の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第2の反応器に注入して、プロセス溶媒中に第2のエチレンインターポリマーを含有する第2の出口流を生成すること;iii)第1および第2の出口流を組み合わせて、第3の出口流を形成すること;iv)第3の出口流を第3の反応器に通し、任意に第3の反応器に、エチレン、プロセス溶媒、1つ以上のα−オレフィン、水素、ならびに第5の均一触媒配合物および/または不均一触媒配合物を注入して、前記プロセス溶媒中に任意の第3のエチレンインターポリマー、第2のエチレンインターポリマー、および第1のエチレンインターポリマーを含有する第4の出口流を生成すること;v)第4の出口流を相分離して、第1のエチレンインターポリマー、第2のエチレンインターポリマー、および任意の第3のエチレンインターポリマーを含むエチレンインターポリマー生成物を回収することを含む。並列モードの実施形態は、すぐ上で説明した直列モードの実施形態によって特徴付けられるように、第1の反応器内の低[α−オレフィン/エチレン]重量比および/または高分子の第1のエチレンインターポリマーを有することにより改善された。
直列および並列溶液重合プロセスの追加の実施形態は、触媒を中和または失活して失活溶液を形成する触媒失活剤の反応器後添加を含む。不均一触媒配合物が第3の反応器で用いられた場合、連続溶液重合プロセスは、不動態化剤を失活溶液に添加して不動態化溶液を形成する追加のステップを含んだ。追加の実施形態は、架橋メタロセン触媒配合物の活性を最適化するために触媒入口温度が調整されるステップを含んだ。
開示された溶液重合プロセスは、不均一触媒配合物がインラインプロセスを使用して調製されたチーグラー・ナッタ触媒配合物(以下「インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物」)であった実施形態を含む。代替の実施形態では、不均一触媒配合物は、バッチプロセスを使用して調製されたチーグラー・ナッタ触媒配合物(以下「バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物」)であった。
さらなる実施形態は、(エチレンインターポリマー生成物中の)第1のエチレンインターポリマーを生成するのに必要な[α−オレフィン/エチレン]重量比を少なくとも−70%減少させるための手段を含むエチレンインターポリマー生成物の溶液プロセス合成を含み、第1のエチレンインターポリマーは、目標密度を有し;この手段は、第1の反応器で用いられる触媒配合物の適切な選択を伴う。
さらなる実施形態は、(エチレンインターポリマー生成物中の)第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量(M)を少なくとも5%増加させるための手段を含む溶液プロセスエチレンインターポリマー生成物の合成を含み;この手段は、第1の反応器で用いられる触媒配合物の適切な選択を伴う。
本開示のさらなる実施形態は、製造品を含み;製造品の非限定的な例には、フィルムなどの可撓性物品および容器などの剛直物品が含まれる。
製造品の実施形態は、少なくとも1層を含むポリエチレンフィルムを含み、この層は、本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物のうちの少なくとも1つを含む。そのようなフィルムは、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、(エチレンインターポリマー生成物中の)第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられ、ここで第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されものであり、比較エチレンインターポリマーは非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものである、比較ポリエチレンフィルムに対して、機械方向(machine direction)1%割線弾性率が改善され(少なくとも25%)および横方向1%割線弾性率が改善された(少なくとも50%高い)。フィルムの例では、比較エチレンインターポリマーから生成されたフィルムに対して、改善された機械方向2%割線弾性率(少なくとも25%)および改善された横方向2%割線弾性率(少なくとも50%)を有していた。さらなるフィルムの実施形態は、比較エチレンインターポリマーから生成されたフィルムに対して、改善された機械方向引張降伏(少なくとも10%)および改善された横方向引張降伏(少なくとも30%)を有していた。本明細書に開示されたフィルムは、改善された(より低い)ヘキサン抽出物を有していた、すなわち、エチレンインターポリマー生成物を含有するフィルムから抽出されたヘキサン可溶性物質の量(重量%)は、比較エチレンインターポリマーから調製されたフィルムと比較して約50%低かった。追加のフィルムの実施形態は、比較エチレンインターポリマーから調製されたフィルムに対して、改善された(より低い)シール開始温度(少なくとも5%低い)を有していた。開示されたエチレンインターポリマー生成物から調製されたフィルムのホットタック性能も改善され;例えば、フィルムタックの開始時の温度(1.0Nの力で)は、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、(エチレンインターポリマー生成物中の)前記第1のエチレンインターポリマーが、比較エチレンインターポリマーで置き換えられ、ここで第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、比較エチレンインターポリマーは非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものである、比較ポリエチレンフィルムに対して改善された(約10%低下)。本明細書に開示されたフィルムは、ダート衝撃も改善されていた。例えば、エチレンインターポリマー生成物から調製されたフィルムのダート衝撃は、比較エチレンインターポリマーから調製されたフィルムに対して、約100%高かった。
さらなる実施形態は、少なくとも1層を含むポリエチレンフィルムを含み、この層は少なくとも1つのエチレンインターポリマー生成物および少なくとも1つの第2のポリマーを含む。第2のポリマーの非限定的な例には、エチレンポリマー、プロピレンポリマー、またはエチレンポリマーとプロピレンポリマーとの混合物が含まれる。
追加の実施形態は、約0.5ミル〜約10ミルの厚さを有するポリエチレンフィルムを含む。実施形態はまた、少なくとも1層が本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物のうちの少なくとも1つを含む、2〜11層を含む多層フィルムを含む。
以下の図は、本開示の選択された実施形態を例示する目的で提示されており;本開示の実施形態は、示された容器の正確な配置または数に限定されないことが理解される。
長鎖分岐係数(LCBF)の決定を示す図である。プロットされた横座標は、補正されたゼロせん断粘度の対数(log(ZSV))であり、プロットされた縦座標は、補正された固有粘度の対数(log(IV))であった。LCBを有さない、または検出できないLCBのエチレンポリマーは、基準線に該当する。LCBを有するエチレンポリマーは基準線から外れており、無次元長鎖分岐係数(LCBF)によって特徴付けられた。LCBF=(S×S)/2;式中、SおよびSはそれぞれ水平および垂直シフト係数である。 第1の均一触媒配合物および第2の均一触媒配合物がそれぞれ反応器11aおよび12aで用いられた連続溶液重合プロセスを示す図である。任意に、(点線)インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を反応器17で用いた。 13C NMRスペクトルでシグナルを発生させる様々な炭素原子を識別するために使用される命名法を示す図である。 第1、第2、および第3のエチレンインターポリマーへのエチレンインターポリマー生成物の例51のデコンボリューション(deconvolution)を示す図である。
用語の定義
例または別段の指示がある場合を除き、本明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、押出条件などに関するすべての数字または表現は、「約」という用語によってすべての場合に変更されると理解されるべきである。したがって、反対に示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、様々な実施形態が取得することを望む所望の特性に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、また特許請求の範囲に対する均等論の適用を限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは、報告された有効桁数を考慮して、通常の丸め技法を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。具体例に記載されている数値は、可能な限り正確に報告されている。しかしながら、いずれの数値もそれぞれの試験測定で見出された標準偏差から必然的に生じる特定のエラーを本質的に含有する。
本明細書に列挙されるいずれの数値範囲もそこに包含されるすべての部分範囲を含むことを意図していることを理解されたい。例えば、「1〜10」の範囲は、列挙された最小値1と列挙された最大値10とを含むそれらの間のすべての部分範囲を含むことを意図しており;すなわち、最小値が1以上で、最大値が10以下である。開示されている数値範囲は連続しているため、最小値と最大値との間のすべての値が含まれる。特に明記しない限り、本出願で指定されている様々な数値範囲は近似値である。
本明細書で表されるすべての組成範囲は、実際には合計で100パーセント(体積パーセントまたは重量パーセント)に制限され、100パーセントを超えない。組成物中に複数の成分が存在することができる場合、当業者が容易に理解するように、実際に使用される成分の量が最大100パーセントに適合するという理解を前提とすると、各成分の最大量の合計は、100パーセントを超えることができる。
本開示のより完全な理解を形成するために、以下の用語が定義され、添付の図面および全体を通して様々な実施形態の説明とともに使用されるべきである。
本明細書で使用される「モノマー」という用語は、化学的に反応し、それ自体とまたは他のモノマーと化学的に結合してポリマーを形成し得る小分子を指す。
本明細書で使用される「α−オレフィン」という用語は、鎖の一端に二重結合を有する3〜20個の炭素原子を含有する直鎖炭化水素鎖を有するモノマーを説明するために使用され;同等の用語は「直鎖α−オレフィン」である。
本明細書で使用される「エチレンポリマー」という用語は、エチレンポリマーを作製するために使用される特定の触媒または特定のプロセスに関係なく、エチレンモノマーおよび任意に1つ以上の追加のモノマーから生成された高分子を指す。ポリエチレンの分野では、1つ以上の追加のモノマーは「コモノマー」と呼ばれ、しばしばα−オレフィンを含む。「ホモポリマー」という用語は、1種類のモノマーのみを含有するポリマーを指す。一般的なエチレンポリマーには、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、極低密度ポリエチレン(ULDPE)、プラストマー、およびエラストマーが含まれる。エチレンポリマーという用語には、高圧重合プロセスで生成されるポリマーも含まれ;非限定的な例には、低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレンアルキルアクリレートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、およびエチレンアクリル酸の金属塩(一般にイオノマーと呼ばれる)が含まれる。エチレンポリマーという用語には、2〜4つのコモノマーを含み得るブロックコポリマーも含まれる。エチレンポリマーという用語には、上記のエチレンポリマーの組み合わせまたはブレンドも含まれる。
「エチレンインターポリマー」という用語は、高圧重合プロセスで生成されるポリマーを除く「エチレンポリマー」グループ内のポリマーの下位概念(subset)を指し;高圧プロセスで生成されるポリマーの非限定的な例には、LDPEおよびEVA(後者はエチレンと酢酸ビニルとのコポリマー)が含まれる。
「不均一エチレンインターポリマー」という用語は、不均一触媒配合物を使用して生成されるエチレンインターポリマーグループのポリマーの下位概念を指し;その非限定的な例には、チーグラー・ナッタまたはクロム触媒が含まれる。
「均一エチレンインターポリマー」という用語は、均一触媒配合物を使用して生成されるエチレンインターポリマーグループのポリマーの下位概念を指す。典型的には、均一エチレンインターポリマーは狭い分子量分布を有し、例えば、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)M/M値が2.8未満であり;MおよびMは、それぞれ重量および数平均分子量を指す。対照的に、不均一エチレンインターポリマーのM/Mは、典型的には、均一エチレンインターポリマーのM/Mより大きい。一般に、均一エチレンインターポリマーも狭いコモノマー分布を有し;すなわち、分子量分布内の各高分子は同様のコモノマー含有量を有する。多くの場合、組成分布幅指数「CDBI」は、コモノマーがエチレンインターポリマー内でどのように分布するかを定量化するとともに、異なる触媒またはプロセスで生成されたエチレンインターポリマーを区別するために使用される。「CDBI50」は、その組成が中央値コモノマー組成の50%以内であるエチレンインターポリマーの割合として定義され;この定義は、Exxon Chemical Patents Inc.に譲渡された米国特許第5,206,075号に記載されている定義と一致している。エチレンインターポリマーのCDBI50は、TREF曲線(温度上昇溶出分別)から計算することができ;TREF法は、Wild,et al.,J.Polym.Sci.,Part B,Polym.Phys.,Vol.20(3),pages 441−455に記載されている。典型的には、均一エチレンインターポリマーのCDBI50は、約70%を超える。対照的に、不均一エチレンインターポリマーを含有するα−オレフィンのCDBI50は、一般に均一エチレンインターポリマーのCDBI50未満である。コモノマー含有量が異なる2つ以上の均一エチレンインターポリマーのブレンドは、70%未満のCDBI50を有してもよく;この開示では、そのようなブレンドは均質ブレンドまたは均質組成物として定義された。同様に、重量平均分子量(M)が異なる2つ以上の均一エチレンインターポリマーのブレンドは、M/M≧2.8を有してもよく;本開示では、そのようなブレンドは均質ブレンドまたは均質組成物として定義された。
本開示では、「均一エチレンインターポリマー」という用語は、直鎖均一エチレンインターポリマーおよび実質的に直鎖の均一エチレンインターポリマーの両方を指す。当技術分野において、直鎖均一エチレンインターポリマーは、一般に、長鎖分岐がないか、検出できない量の長鎖分岐を有すると仮定され;実質的に直鎖エチレンインターポリマーは、一般に、1000個の炭素原子あたり約0.01〜約3.0個を超える長鎖分岐を有すると仮定される。長鎖分岐は本質的に高分子であり、すなわち長鎖分岐が付着している高分子と長さが同様である。
本開示では、均一触媒という用語は、例えば、第1、第2、第3、第4、および第5の均一触媒配合物を説明するために使用される。触媒という用語は、金属−配位子錯体である触媒金属を含有する化学化合物を指す。本開示では、「均一触媒」という用語は、均一触媒により生成されるポリマーの特徴により定義される。具体的には、狭い分子量分布(SEC M/M値が2.8未満)および狭いコモノマー分布(CDBI50>70%)を有する均一エチレンインターポリマーを生成する場合、触媒は均一触媒である。均一触媒は、当技術分野で周知である。均一触媒属の2つの下位概念には、非架橋メタロセン触媒および架橋メタロセン触媒が含まれる。非架橋メタロセン触媒は、触媒金属に結合した2つのかさ高い配位子を特徴とし、非限定的な例には、二塩化ビス(イソプロピル−シクロペンタジエニル)ハフニウムが含まれる。架橋メタロセン触媒では、2つのかさ高い配位子が共有結合(架橋)し、非限定的な例には、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフオレニル)ハフニウムジクロライドが含まれ;ジフェニルメチレン基は、シクロペンタジエニルおよびフルオレニルのかさ高い配位子を一緒に結合または架橋する。均一触媒属の2つの追加の下位概念には、非架橋および架橋シングルサイト触媒が含まれる。本開示では、シングルサイト触媒は、触媒金属に結合したかさ高い配位子を1つだけ有することを特徴とする。非架橋シングルサイト触媒の非限定的な例には、シクロペンタジエニルトリ(ターシャリーブチル)ホスフィンイミン二塩化チタンが含まれる。架橋シングルサイト触媒の非限定的な例には、[C(CH−Si(CH−N(tBu)]チタンジクロライドが含まれ、−Si(CH−基は架橋基として機能する。
本明細書において、「ポリオレフィン」という用語には、エチレンポリマーおよびプロピレンポリマーが含まれ;プロピレンポリマーの非限定的な例には、アイソタクチック、シンジオタクチック、およびアタクチックプロピレンホモポリマー、少なくとも1つのコモノマー(例えばα−オレフィン)を含有するランダムプロピレンコポリマー、ならびに衝撃ポリプロピレンコポリマーまたは異相ポリプロピレンコポリマーが含まれる。
「熱可塑性」という用語は、加熱すると液体になり、圧力下で流動し、冷却すると固化するポリマーを指す。熱可塑性ポリマーには、エチレンポリマーだけでなく、プラスチック産業で使用される他のポリマーも含まれ;フィルム用途で一般的に使用される他のポリマーの非限定的な例には、バリア樹脂(EVOH)、タイ樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミドなどが含まれる。
本明細書で使用される「単層フィルム」という用語は、1つ以上の熱可塑性プラスチックの単一層を含有するフィルムを指す。
本明細書で使用される「ヒドロカルビル」、「ヒドロカルビルラジカル」、または「ヒドロカルビル基」という用語は、1つの水素が不足している水素および炭素を含む、直鎖、分岐、または環状の脂肪族、オレフィン、アセチレン、およびアリール(芳香族)ラジカルを指す。
本明細書で使用される「アルキルラジカル」には、1つの水素ラジカルが不足している直鎖、分岐、および環状パラフィンラジカルが含まれ;非限定的な例には、メチル(−CH)およびエチル(−CHCH)ラジカルが含まれる。「アルケニルラジカル」という用語は、1つの水素ラジカルが不足している少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含有する直鎖、分岐、および環状炭化水素を指す。
本明細書で使用される「アリール」基という用語には、フェニル、ナフチル、ピリジル、およびその分子が芳香環構造を有する他のラジカルが含まれ;非限定的な例には、ナフチレン、フェナントレン、およびアントラセンが含まれる。「アリールアルキル」基は、そこからペンダントしたアリール基を有するアルキル基であり;非限定的な例には、ベンジル、フェネチル、およびトリルメチルが含まれ;「アルキルアリール」は、そこからペンダントした1つ以上のアルキル基を有するアリール基であり;非限定的な例には、トリル、キシリル、メシチル、およびクミルが含まれる。
本明細書で使用される「ヘテロ原子」という語句は、炭素および炭素に結合することができる水素以外の、任意の原子を含む。「ヘテロ原子含有基」は、ヘテロ原子を含有する炭化水素ラジカルであり、同じまたは異なるヘテロ原子の1つ以上を含有してもよい。一実施形態では、ヘテロ原子含有基は、ホウ素、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、窒素、リン、酸素、および硫黄からなる群から選択される1〜3つの原子を含有するヒドロカルビル基である。ヘテロ原子含有基の非限定的な例には、イミン、アミン、酸化物、ホスフィン、エーテル、ケトン、オキソアゾリン複素環、オキサゾリン、チオエーテルなどのラジカルが含まれる。「複素環式」という用語は、ホウ素、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、窒素、リン、酸素、および硫黄からなる群から選択される1〜3つの原子を含む炭素骨格を有する環系を指す。
本明細書で使用される「非置換」という用語は、水素ラジカルが非置換という用語に続く分子基に結合していることを意味する。「置換」という用語は、この用語に続く基が、基内の任意の位置で1つ以上の水素ラジカルを置き換えた1つ以上の部分を有することを意味し;部分の非限定的な例には、ハロゲンラジカル(F、Cl、Br)、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基、アミン基、ホスフィン基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、C〜C10アルキル基、C〜C10アルケニル基、およびそれらの組み合わせが含まれる。置換アルキルおよびアリールの非限定的な例には、アシルラジカル、アルキルアミノラジカル、アルコキシラジカル、アリールオキシラジカル、アルキルチオラジカル、ジアルキルアミノラジカル、アルコキシカルボニルラジカル、アリールオキシカルボニルラジカル、カルボモイルラジカル、アルキルおよびジアルキルカルバモイルラジカル、アシルオキシラジカル、アシルアミノラジカル、アリールアミノラジカル、ならびにそれらの組み合わせが含まれる。
本明細書では、「R1」およびその上付き文字「R1」という用語は、連続溶液重合プロセスにおける第1の反応器を指し;R1が記号Rとは明らかに異なることが理解され;後者は、例えばヒドロカルビル基を表す化学式で使用される。同様に、「R2」およびその上付き文字「R2」という用語は、第2の反応器を指し;「R3」およびその上付き文字「R3」という用語は、第3の反応器を指す。
本明細書で使用される「オリゴマー」という用語は、低分子量のエチレンポリマー、例えば、約2000〜3000ダルトンの重量平均分子量(Mw)を有するエチレンポリマーを指す。オリゴマーに一般的に使用される他の用語には、「ワックス」または「グリース」が含まれる。本明細書で使用される「軽質不純物」という用語は、連続溶液重合プロセス内の様々な容器およびプロセス流中に存在し得る比較的低い沸点を有する化合物を指し;非限定的な例には、メタン、エタン、プロパン、ブタン、窒素、CO、クロロエタン、HClなどが含まれる。
触媒
オレフィンの重合に有効な触媒配合物は周知である。本明細書に開示される実施形態では、連続溶液重合プロセスにおいて少なくとも2つの触媒配合物が用いられた。触媒配合物のうちの1つは、第1の反応器内で均一な第1のエチレンインターポリマーを生成する第1の均一触媒配合物を含み、第1の均一触媒配合物の一実施形態は、架橋メタロセン触媒配合物であった(式(I))。他の触媒配合物は、第2の反応器内で第2のエチレンインターポリマーを生成する第2の均一触媒配合物を含み、第2の均一触媒配合物の一実施形態は、非架橋シングルサイト触媒配合物であった(式(II))。任意に、第1、第2、第3の均一触媒配合物、第5の均一触媒配合物、または不均一触媒配合物のうちの1つ以上を使用して第3の反応器内で第3のエチレンインターポリマーを生成し得る。第3の均一触媒配合物の一実施形態は、非架橋シングルサイト触媒配合物であった(式(II))。第5の均一触媒配合物は、第1、第2、第3、および/または第4の均一触媒配合物から選択され;第4の均一触媒配合物には、式(I)または式(II)で定義される化学属の種ではないかさ高い配位子−金属錯体を含有した。開示された連続溶液プロセスでは、少なくとも2つの均一エチレンインターポリマーが生成され、溶液がブレンドされてエチレンインターポリマー生成物が生成された。
かさ高い配位子−金属錯体
成分A
本開示は、「第1の均一触媒配合物」を含んだ。第1の均一触媒配合物の一実施形態は、式(I)で表されるかさ高い配位子金属錯体(以下「成分A」)を含有する「架橋メタロセン触媒配合物」であった。
式(I)において:Mの非限定的な例には、第4族金属、すなわち、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムが含まれ;Gの非限定的な例には、14族元素、炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、鉛が含まれ;Xはハロゲン原子、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を表し;R基は、水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され(これらのラジカルは、直鎖、分岐、または環状であるか、ハロゲン原子、C1−10アルキルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、C6−10アリール、またはアリールオキシラジカルでさらに置換されていてもよい);Rは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルを表し;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択される。
当技術分野では、式(I)に示されるX(R)基に一般的に使用される用語は、「脱離基」、すなわち、式(I)から抽出されて1つ以上のオレフィンを重合できる触媒種を形成する任意の配位子である。X(R)基の同等の用語は「活性化可能配位子」である。式(I)に示されるX(R)基のさらなる非限定的な例には、アミン、ホスフィン、エーテル、カルボキシレート、およびジエンなどの弱塩基が含まれる。別の実施形態では、2つのR基は、縮合環または環系の一部を形成し得る。
成分Aのさらなる実施形態は、式(I)に示される構造の構造異性体、光学異性体、または鏡像異性体(メソ異性体およびラセミ異性体)、ならびにそれらの混合物を含む。
本開示では、成分Aの様々な種(式(I))は、「成分A1」、「成分A2」、および「成分A3」などの用語によって示された。限定するものと解釈されるべきではないが、本開示では例として2種の成分Aを用いた。具体的には、「成分A1」は、分子式[(2,7−tBuFlu)PhC(Cp)HfCl]を有するジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフオレニル)ハフニウムジクロライドを指し;「成分A2」は、分子式[(2,7−tBuFlu)PhC(Cp)HfMe]を有するジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフオレニル)ハフニウムジメチルを指す。本開示では、成分A1および成分A2を使用して、架橋メタロセン触媒配合物の例を調製した。
エチレンインターポリマー生成物中の長鎖分岐(成分A経由)
本開示では、成分Aを含む第1の均一触媒配合物は、以下「LCB」という長鎖分岐を有するエチレンインターポリマー生成物を生成する。
LCBは、ポリエチレンにおける周知の構造現象であり、当業者に周知である。従来、LCB分析には3つの方法、すなわち、核磁気共鳴分光法(NMR)があり、例えば、J.C.Randall,J Macromol.Sci.,Rev.Macromol.Chem.Phys.1989,29,201;triple detection SEC equipped with a DRI,a viscometer and a low−angle laser light scattering detectorを参照、例えば、W.W.Yau and D.R.Hill,Int.J.Polym.Anal.Charact.1996;2:151;and rheologyを参照、例えば、W.W.Graessley,Acc.Chem.Res.1977,10,332−339を参照されたい。本開示では、長鎖分岐は本質的に高分子であり、すなわち、NMRスペクトル、三重検出器SEC実験、またはレオロジー実験で見られるのに十分な長さである。
NMRを介したLCB分析の限界は、6個の炭素原子以上の分岐の分岐長を区別できないことである(したがって、NMRは側鎖としてヘキシル基を有するエチレン/1−オクテンコポリマーのLCBを特性評価するために使用できない)。
三重検出SEC法は、固有粘度([η])を測定する(W.W.Yau,D.Gillespie,Analytical and Polymer Science,TAPPI Polymers,Laminations,and Coatings Conference Proceedings,Chicago 2000;2:699 or F.Beer,G.Capaccio,L.J.Rose,J.Appl.Polym.Sci.1999,73:2807 or P.M.Wood−Adams,J.M.Dealy,A.W.deGroot,O.D.Redwine,Macromolecules 2000;33:7489を参照)。分岐ポリマーの固有粘度([η])を同じ分子量の直鎖ポリマーの固有粘度([η])と参照することにより、粘度分岐指数因子g’(g’=[η]/[η])は、分岐特性評価に使用された。しかしながら、短鎖分岐(SCB)および長鎖分岐(LCB)の両方が固有粘度([η])に寄与するため、エチレン/1−オクテンコポリマーではなくエチレン/1−ブテンおよびエチレン/1−ヘキセンコポリマーのSCB寄与を分離する努力がなされた(Lue et al.,US6,870,010B1を参照)。本開示では、3種類のエチレン/1−オレフィンコポリマー、すなわちオクテン、ヘキセン、およびブテンコポリマーについてMark−Houwink定数Kに対するSCBの影響を調べるために系統的調査が実行された。SCBの寄与を差し引いた後、LCBを含有するエチレン/1−オレフィンコポリマーの特性評価のために、粘度LCBインデックスが導入された。粘度LCBインデックスは、140℃でサンプルの1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)で測定されたMark−Houwink定数(K)を、直鎖エチレン/1−オレフィンコポリマーのSCB補正Mark−Houwink定数(Kco)で割ったものとして定義された、式(1)。

式中、[η]は3D−SECで決定された固有粘度(dL/g)であり、Mは3D−SECを使用して決定された粘度平均モル質量(g/モル)であり;SCBはFTIRを使用して決定された短鎖分岐含有量(CH#/1000C)であり;Aは試験中のエチレン/α−オレフィンインターポリマー中に存在するα−オレフィンに依存する定数であり、具体的には、Aは1−オクテン、1−ヘキセン、および1−ブテンに対してそれぞれ2.1626、1.9772、および1.1398であった。エチレンホモポリマーの場合、Mark−Houwink定数の補正は必要ない、すなわち、SCBはゼロである。
当技術分野において、レオロジーはまた、エチレンインターポリマー中のLCBの量または不足を測定するための効果的な方法であった。LCBを定量化するいくつかのレオロジー手法が開示されている。一般的に使用される方法の1つは、ゼロせん断粘度(η)および重量平均モル質量(M)データに基づいていた。3.41電力依存性(η=K×M 3.41)は、直鎖のみから構成される単分散ポリエチレンについて確立されており、例えば、R.L.ArnettおよびC.P.Thomas,J.Phys.Chem.1980,84,649−652を参照されたい。ηが同じMの直鎖エチレンポリマーの予想を超えるエチレンポリマーは、長鎖分岐を含有すると見なされた。しかしながら、多分散性、例えばM/Mの影響に関しては、この分野で議論がある。多分散性への依存性は、いくつかの場合で観察された(M.Ansari et al.,Rheol.Acta,2011,5017−27を参照)が、他の場合では観察されなかった(T.P.Karjala et al.,Journal of Applied Polymer Science 2011,636−646を参照)。
レオロジーによるLCB分析の別の例は、ゼロせん断粘度(η)および固有粘度([η])データに基づき、例えば、R.N.ShroffおよびH.Mavridis,Macromolecules 1999,32,8454を参照されたく;これは、本質的に直鎖ポリエチレン(すなわち、LCBのレベルが非常に低いポリエチレン)に適用できる。この方法の重要な制限は、SCBの固有粘度への寄与である。[η]はSCB含有量の増加とともに減少することが周知である。
本開示では、SCBおよびモル質量分布の両方の影響を調べるために体系的な調査が実行された。SCBおよびモル質量分布(多分散性)の両方の寄与を推定した後、以下に説明するように、エチレン/α−オレフィンコポリマーのLCBの量を特徴付けするために、長鎖分岐係数(LCBF)を導入した。
長鎖分岐係数(LCBF)
本開示では、エチレンインターポリマー生成物のLCBの量を特徴付けするために、以下LCBFという長鎖分岐因子が使用された。開示されたエチレンインターポリマー生成物は、少なくとも2つの異なる触媒配合物で生成された少なくとも2つのエチレンインターポリマーのインサイチュブレンドであった。
図1はLCBFの計算を示している。図1に示す実線の「基準線」は、LCB(または検出不能なLCB)を含有しないエチレンポリマーを特徴付ける。LCBを含有するエチレンポリマーは、この基準線から外れている。例えば、開示されたエチレンインターポリマー生成物の例50〜52(図1の「+」記号)は、基準線から水平および垂直に外れている。
LCBF計算には、以下の段落で詳しく説明するように、多分散度補正ゼロせん断粘度(ZSV)およびSCB補正固有粘度(IV)が必要である。
ポアズの次元を有するゼロせん断粘度ZSVの補正は、式(2)に示すように実行され:

式中、η、ゼロせん断粘度(ポアズ)は本開示の「試験方法」セクションに記載されているようにDMAによって測定し;Pdは従来のSEC(「試験方法」を参照)を使用して測定した無次元の多分散性(M/M)であり、1.8389および2.4110は無次元の定数である。
dL/gの次元を有する固有粘度IVの補正は、式(3)に示すように実行され:

式中、固有粘度[η](dL/g)は3D−SECを使用して測定され(「試験方法」を参照);(CH#/1000C)の寸法を有するSCBは、FTIRを使用して決定され(「試験方法」を参照);M、粘度平均モル質量(g/モル)は3D−SECを使用して決定され(「試験方法」を参照);Aはエチレン/α−オレフィンインターポリマーサンプル中のα−オレフィンに依存する無次元定数であり、すなわち、1−オクテン、1−ヘキセン、および1−ブテンα−オレフィンの場合、Aはそれぞれ2.1626、1.9772、または1.1398であった。エチレンホモポリマーの場合、Mark−Houwink定数の補正は必要ない、すなわち、SCBはゼロである。
図1に示すように、直鎖エチレン/α−オレフィンインターポリマー(LCBを含有しないか、または検出できないレベルのLCBを含有する)は、式(4)で定義される基準線に該当する。
表1Aは、基準樹脂が1.68〜9.23の範囲のM/M値を有し、1−オクテン、1−ヘキセン、または1−ブテンα−オレフィンを含有していたことを示す。さらに、基準樹脂には、溶液、気相、またはチーグラー・ナッタ、均一、および混合(チーグラー・ナッタ+均一)触媒配合のスラリープロセスで生成されたエチレンポリマーが含まれていた。
本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物は、表2および図1から明らかなように長鎖分岐を含有する。より具体的には、表2は、例50〜52および例58のLCBFがそれぞれ0.00845、0.0369、0.0484、および0.0417であったことを開示している。例50〜52(+記号)および例58(白い四角)は、図1に示される基準線から大きく外れている。例50〜52および例58は、第1の反応器では架橋メタロセン触媒配合物を使用して生成され、第2の反応器では非架橋シングルサイト触媒配合物を使用して生成された。対照的に、表2に示すように、比較例61、67は、それぞれ0.000330および0.000400のはるかに低いLCBFを有し、これらのサンプルは図1に示される線形基準線(白三角記号)、すなわち、比較例61および67はLCBを有さないか、検出できないレベルのLCBを有する。
比較例61は、反応器が直列に構成された第1および第2の反応器の両方で、非架橋シングルサイト触媒配合物(式(II))を使用する溶液プロセスパイロットプラントで生成された。比較例67は、反応器が直列に構成された第1のおよび第2の反応器の両方で非架橋シングルサイト触媒配合物を使用して、商業規模の溶液プロセスで生成された。
図1に示すように、LCBFの計算は、以下の式で定義されるように、線形基準線からの水平シフト(S)および垂直シフト(S)に基づいた:

式(5)および(6)では、ZSVおよびIVの寸法がそれぞれポアズおよびdL/gであることが必要である。水平シフト(S)は、一定の固有粘度(IV)でのZSVのシフトであり、Log関数を削除すると、その物理的意味、すなわち、2つのゼロせん断粘度の比、同じIVを有する直鎖エチレンポリマーのZSVに対する試験下のサンプルのZSVが明らかである。水平シフト(S)は無次元であった。垂直シフト(S)は、一定のゼロせん断粘度(ZSV)でのIVのシフトであり、Log関数を削除すると、その物理的意味、すなわち、2つの固有粘度の比、試験下のサンプルのIVに対する同じZSVを有する直鎖エチレンポリマーのIVが明らかである。垂直シフト(S)は無次元であった。
無次元長鎖分岐係数(LCBF)は、式(7)で定義された:
表2のデータから、例および比較例のLCBFが計算された。より明確にするために、表2に示すように、例51のSおよびSはそれぞれ0.593および0.124であり、したがってLCBFは0.0368((0.593×0.124)/2)であった。対照的に、比較例61のSおよびSはそれぞれ0.0560および0.0118であったため、LCBFは0.00033((0.0560×0.0118)/2)であった。
本開示では、基準樹脂のLCBF値が0.000426〜1.47×10−9の範囲である表1Bから明らかなように、LCBを有さない(または検出不能なLCB)樹脂は、0.001(無次元)未満のLCBFによって特徴付けられた。
本開示では、LCBを有する樹脂は、0.00845〜0.0484の範囲のLCBFを有した表2に示される例50〜52および例58により証明されるように、≧0.001(無次元)のLCBFによって特徴付けられた。
表3は、比較例A〜Cおよび比較例D〜GのLCBFを要約している。比較例A〜C(図1の白い菱形)は、1つの反応器および拘束ジオメトリシングルサイト触媒配合物、すなわちAFFINITY(登録商標)PL 1880(3つの異なるサンプル(ロット))を用いる溶液プロセスで生成されると考えられた。AFFINITY製品は、The Dow Chemical Company(Midland,Michigan,USA)から入手可能なエチレン/1−オクテンコポリマーである。表3に開示されたLCBF値、すなわち0.0396〜0.0423によって証明されるように、拘束幾何形状触媒が長鎖分岐エチレン/1−オクテンコポリマーを生成することは、当技術分野で十分に実証されている。比較例D〜G(図1の白い丸)は、溶液プロセスシリーズの二重反応器および二重触媒エチレンインターポリマーであると考えられ、拘束幾何形状シングルサイト触媒配合物が第1の反応器で用いられ、バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が第2の反応器で用いられ、すなわち、それぞれELITE(登録商標)5401GおよびELITE 5100G(2つの異なるサンプル(ロット))ならびにELITE 5400Gであった。ELITE製品は、The Dow Chemical Company(Midland,Michigan,USA)から入手可能なエチレン/1−オクテンコポリマーである。表3に示すように、比較例D〜GのLCBF値は0.00803〜0.0130であった。
第1のエチレンインターポリマーの長鎖分岐の13 C NMR決定
本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物の例は、第1の均一触媒配合物で生成された第1のエチレンインターポリマーを含有する。第1の均一触媒配合物の一実施形態は、架橋メタロセン触媒配合物であり、この触媒配合物は、長鎖分岐(LCB)第1のエチレンインターポリマーを生成した。第1のエチレンインターポリマーの純粋なサンプルは、連続重合ユニット(CPU)を使用して生成された。CPUは、この開示の「連続重合ユニット(CPU)」セクションで詳細に説明された。CPUは1つの反応器を用いて、1つの触媒配合物が使用された。CPUおよび成分A[(2,7−tBuFlu)PhC(Cp)HfMe]を含有する架橋メタロセン触媒配合物を使用して、第1のエチレンインターポリマーの例を生成し、このインターポリマーの長鎖分岐の量を13C NMRで測定した。表13xは、3つの反応器温度(130℃、160℃、および190℃)ならびに2つのレベルのエチレン変換率、すなわち低エチレン変換率(約75%)および高エチレン変換率(約94%)で第1のエチレンインターポリマーの例を生成するために、架橋メタロセン触媒配合物の生成のための典型的なCPU運転継続を示している。水素は使用しなかった。
表14は、例C10〜C15におけるLCBの量、すなわち、13C−NMR(核磁気共鳴)によって決定される、架橋メタロセン触媒配合物で生成された第1のエチレンインターポリマーの純粋なサンプルを開示している。例C10〜C15は、3つの反応器温度(190℃、160℃、および130℃)、3つのレベルのエチレン変換率、すなわち約95重量%、約85重量%、および約75重量%でCPU上に生成されたエチレンホモポリマーであり、水素は使用しなかった。表14に示すように、第1のエチレンインターポリマーの長鎖分岐の量は、0.03LCB/1000C〜0.23LCB/1000Cで変化した。
成分C
本開示では、エチレンインターポリマー生成物の実施形態を合成するために、少なくとも2つの触媒配合物を用いた。一方の触媒配合物は、第1の均一触媒配合物であり;第1の均一触媒の一実施形態は、上記の成分Aを含有する架橋メタロセン触媒配合物であった。他方の触媒配合物は、第2の均一触媒配合物であり;第2の均一触媒配合物の一実施形態は、式(II)で表されるかさ高い配位子金属錯体(以下「成分C」)を含有する「非架橋シングルサイト触媒配合物」であった。
(LM(PI)(Q) (II)
式(II)において:(L)はかさ高い配位子を表し;Mは金属原子を表し;PIはホスフィンイミン配位子を表し;Qは脱離基を表し;aは0または1であり;bは1または2であり;(a+b)=2;nは1または2であり;(a+b+n)の合計は、金属Mの原子価に等しい。式(II)のMの非限定的な例には、4族金属、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムが含まれる。
式(II)のかさ高い配位子Lの非限定的な例には、非置換または置換シクロペンタジエニル配位子またはシクロペンタジエニル型配位子、ヘテロ原子置換および/またはヘテロ原子含有シクロペンタジエニル型配位子が含まれる。さらなる非限定的な例には、シクロペンタフェナントレニル配位子、非置換または置換インデニル配位子、ベンズインデニル配位子、非置換または置換フルオレニル配位子、オクタヒドロフルオレニル配位子、シクロオクタテトラエンジイル配位子、シクロペンタシクロドデセン配位子、アゼニル配位子、アズレン配位子、ペンタレン配位子、ホスホイル配位子、ホスフィンイミン、ピロリル配位子、ピロゾリル配位子、カルバゾリル配位子、ボラベンゼン配位子などが含まれ、それらの水素化バージョン、例えばテトラヒドロインデニル配位子が含まれる。他の実施形態では、Lは、金属Mへのη結合が可能な任意の他の配位子構造であってもよく、そのような実施形態は、金属Mへのη結合およびη結合の両方を含む。他の実施形態では、Lは、1つ以上のヘテロ原子を含んでもよく、例えば、窒素、ケイ素、ホウ素、ゲルマニウム、硫黄、およびリンを、炭素原子と組み合わせて、開環、非環式、もしくは縮合環、または環系、例えば、ヘテロシクロペンタジエニル補助配位子を形成する。Lの他の非限定的な実施形態には、かさ高いアミド、リン化物、アルコキシド、アリールオキシド、イミド、カルボライド、ボロリド、ポルフィリン、フタロシアニン、コリン、および他のポリアゾ大環状化合物が含まれる。
ホスフィンイミン配位子PIは、式(III)で定義される:
(RP=N−(III)
式中、R基は、水素原子;ハロゲン原子;非置換または1つ以上のハロゲン原子で置換されたC1−20ヒドロカルビルラジカル;C1−8アルコキシラジカル;C6−10アリールラジカル;C6−10アリールオキシラジカル;アミドラジカル;式−Si(Rのシリルラジカルから独立して選択され、式中、R基は、水素原子、C1−8アルキルもしくはアルコキシラジカル、C6−10アリールラジカル、C6−10アリールオキシラジカル、または式−Ge(Rのゲルマニルラジカルから独立して選択され、式中、R基は、Rがこの段落で定義されるように定義される。
脱離基Qは、1つ以上のオレフィンを重合することができる触媒種を形成する式(II)から抽出できる任意の配位子である。いくつかの実施形態では、QはMへのシグマ結合を有するモノアニオン不安定配位子である。金属の酸化状態に応じて、式(II)が中性のかさ高い配位子−金属錯体を表すようにnの値は1または2である。Q配位子の非限定的な例には、水素原子、ハロゲン、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、C5−10アリールオキシドラジカルが含まれ;これらのラジカルは、直鎖、分岐、もしくは環状、またはハロゲン原子、C1−10アルキルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、C6−10アリール、もしくはアリールオキシラジカルでさらに置換されていてもよい。Q配位子のさらなる非限定的な例には、アミン、ホスフィン、エーテル、カルボキシレート、ジエン、1〜20個の炭素原子を有するヒドロカルビルラジカルなどの弱塩基が含まれる。別の実施形態では、2つのQ配位子は、縮合環または環系の一部を形成し得る。
成分Cのさらなる実施形態は、構造式、光学式、または鏡像異性体(メソおよびラセミ異性体)ならびに式(II)に示されるかさ高い配位子金属錯体のそれらの混合物を含む。
本開示では、成分Cの固有の化学種(式(II))は、「成分C1」、「成分C2」、および「成分C3」などの用語によって示される。限定するものと解釈されるべきではないが、本開示では例として2種の成分Cを用いた。具体的には、「成分C1」は、表4Aで「PIC−1」と略される分子式[Cp[(t−Bu)PN]TiCl]を有するシクロペンタジエニルトリ(ターシャリーブチル)ホスフィンイミンチタンジクロライドを指し;「成分C2」は、表4Aで「PIC−2」と略される分子式[Cp[(イソプロピル)PN]TiCl]を有するシクロペンタジエニルトリ(イソプロピル)ホスフィンイミンチタンジクロライドを指す。本開示では、成分C1および成分C2は、かさ高い配位子金属錯体の供給源として使用され、非架橋シングルサイト触媒配合物の2つの例を調製した。
比較エチレンインターポリマー生成物
本開示では、比較エチレンインターポリマー生成物は、第1のエチレンインターポリマーの生成に関与する第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより生成された。第3の均一触媒配合物の一実施形態は、かさ高い配位子金属錯体が式(II)によって定義される属、例えば上記成分Cのメンバーである非架橋シングルサイト触媒配合物であった。表4Aに示すように、比較例60は、反応器1および2が直列に構成された反応器1および2の両方でPIC−2を用いて生成された。比較例61は、反応器1および2が並列に構成された反応器1および2の両方でPIC−1を用いて生成された。比較例67は、反応器1および2が並列に構成された反応器1および2の両方で非架橋シングルサイト触媒配合物を用いて生成された。表2および図1に示すように、0.001未満の無次元長鎖分岐係数(LCBF)で証明されるように、比較例61および67は検出できないレベルのLCBを有し、例えば、LCBFはそれぞれ0.00033〜0.00040の範囲であった。
均一触媒配合物
本開示では、エチレンインターポリマー生成物の非限定的な「例」は、第1の反応器内で架橋メタロセン触媒配合物を用いることにより調製された。架橋メタロセン触媒配合物は、成分A(上記で定義)、成分M、成分B、および成分Pを含有する。成分M、B、およびPは以下に定義され、上付き文字「」は、それぞれの成分が成分Aを含有する触媒配合物、すなわち架橋メタロセン触媒配合物の一部であったという事実を示す。
本開示では、「比較」エチレンインターポリマーは、第1の反応器内で非架橋シングルサイト触媒配合物を使用することにより調製された。言い換えれば、比較サンプルでは、非架橋シングルサイト触媒配合物が、第1の反応器内の架橋メタロセン触媒配合物に置き換えられた。非架橋シングルサイト触媒配合物は、成分C(上で定義)、成分M、成分B、および成分Pを含有する。成分M、B、およびPは以下に定義され、上付き文字「」は、それぞれの成分が成分Cを含有する触媒配合物、すなわち非架橋シングルサイト触媒配合物の一部であったという事実を示した。
触媒成分M、B、およびPは、各触媒配合物について独立して選択された。より明確にするために:成分MおよびMは、同じ化学化合物であっても、そうでなくてもよく;成分BおよびBは、同じ化学化合物であっても、そうでなくてもよく;成分PおよびPは、同じ化学化合物であっても、そうでなくてもよい。さらに、各触媒配合物の成分のモル比を独立して調整することにより、触媒活性を最適化した。
成分M、B、およびPは特に限定されず、すなわち、以下に記載するように多種多様な成分を使用することができた。
成分Mは、成分Aまたは成分Cを活性化して、エチレンまたはエチレンとα−オレフィンとの混合物を効果的に重合させて高分子量エチレンインターポリマーを生成するカチオン性複合体となる共触媒として機能した。架橋メタロセン触媒配合物および非架橋シングルサイト触媒配合物では、各成分Mは種々の化合物から独立して選択され、当業者は、本開示の実施形態が開示された具体的な化学化合物に限定されないことを理解した。成分Mに好適な化合物には、アルモキサン共触媒が含まれていた(アルモキサンと同等の用語はアルミノキサンである)。アルモキサン共触媒の正確な構造は不確かであったが、主題の専門家は一般に、それが一般式(IV):
(R)AlO−(Al(R)−O)−Al(R) (IV)
(式中、R基は1〜20個の炭素原子を含有する同じまたは異なる直鎖、分岐、または環状ヒドロカルビル基であり、nは0〜約50である)の繰り返し単位を含有するオリゴマー種であったことに同意する。アルモキサンの非限定的な例は、メチルアルミノキサン(またはMMAO−7)であり、式(IV)の各R基はメチルラジカルであった。
成分Bはイオン活性剤であった。一般に、イオン活性剤はカチオンおよびかさ高いアニオンで構成され;後者は実質的に非調整的である。
架橋メタロセン触媒配合物および非架橋シングルサイト触媒配合物では、各成分Bは種々の化合物から独立して選択され、当業者は、本開示の実施形態が開示された具体的な化学化合物に限定されないことを理解した。成分Bの非限定的な例は、ホウ素原子に結合した4つの配位子と4配位のホウ素イオン活性剤であった。ホウ素イオン活性剤の非限定的な例には、以下に示す式(V)および(VI)が含まれた:
[R[B(R (V)
(式中、Bはホウ素原子を表し、Rは芳香族ヒドロカルビル(例えば、トリフェニルメチルカチオン)であり、各Rは、非置換であるか、フッ素原子から選択される3〜5つの置換基で置換されたフェニルラジカル、非置換であるか、フッ素原子で置換されたC1−4アルキルまたはアルコキシラジカル;ならびに式−Si(R(式中、各Rは水素原子およびC1−4アルキルラジカルから独立して選択された)のシリルラジカルから独立して選択された)ならびに;式(VI)の化合物:
[(RZH][B(R (VI)
(式中、Bはホウ素原子であり、Hは水素原子であり、Zは窒素またはリン原子であり、tは2または3であり、RはC1−8アルキルラジカル、非置換であるか、最大3つのC1−4アルキルラジカルで置換されたフェニルラジカルから選択され、または窒素原子と一緒になった1つのRがアニリニウムラジカルを形成してもよく、Rは式(VI)で上で定義された通りであった)。
式(V)および(VI)の両方において、Rの非限定的な例は、ペンタフルオロフェニルラジカルであった。一般に、ホウ素イオン活性剤はテトラ(ペルフルオロフェニル)ホウ素の塩として説明され得;非限定的な例には、アニリニウムおよびトリチル(またはトリフェニルメチリウム)とテトラ(ペルフルオロフェニル)ホウ素のアニリニウム、カルボニウム、オキソニウム、ホスホニウム、ならびにスルホニウム塩が含まれる。イオン活性剤の追加の非限定的な例には、トリエチルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(p−トリル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(o−トリル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(o,p−ジメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(m,m−ジメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラ(o−トリル)ホウ素、N,N−ジメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−ジエチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N−ジエチルアニリニウムテトラ(フェニル)n−ブチルホウ素、N,N−2,4,6−ペンタメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、ジ−(イソプロピル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリフェニルホスホニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トロピリウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレート、トリフェニルメチリウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキスペンタフルオロフェニルボレート、トロピリウムテトラキス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルメチリウムテトラキス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボレート、トロピリウムテトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボレート、トロピリウムテトラキス(1,2,2−トリフルオロエテニル)ボレート、トリフェニルメチリウムテトラキス(1,2,2−トリフルオロエテニル)ボレート、ベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(1,2,2−トリフルオロエテニル)ボレート、トロピリウムテトラキス(2,3,4,5−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルメチリウムテトラキス(2,3,4,5−テトラフルオロフェニル)ボレート、およびベンゼン(ジアゾニウム)テトラキス(2,3,4,5テトラフルオロフェニル)ボレートが含まれる。容易に入手可能な市販のイオン活性剤には、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレート、およびトリフェニルメチリウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレートが含まれる。
成分Pはヒンダードフェノールであり、それぞれの触媒配合物の任意成分である。架橋メタロセン触媒配合物および非架橋シングルサイト触媒配合物では、各成分Pは種々の化合物から独立して選択され、当業者は、本開示の実施形態が開示された具体的な化学化合物に限定されないことを理解した。ヒンダードフェノールの非限定的な例には、ブチル化フェノール系酸化防止剤、ブチル化ヒドロキシトルエン、2,4−ジ−tert−ブチル−6−エチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、およびオクタデシル−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが含まれる。
以下で十分に説明するように、高活性の第1の均一触媒配合物、または具体的な一実施形態では、配合物中の4成分;例えば、成分A1、成分MA1、成分BA1、および成分PA1の量およびモル比を最適化することにより、高活性架橋メタロセン触媒配合物を生成した。高活性とは、非常に少量の触媒配合物から非常に大量のエチレンインターポリマーが生成されることを意味する。同様に、高活性の第3の均一触媒配合物または非架橋シングルサイト触媒配合物(比較触媒配合物)は、配合物中の4つの成分の量およびモル比を最適化することにより生成され;例えば、一実施形態は、成分C1、成分MC1、成分BC1、および成分PC1を含む。
不均一触媒配合物
非限定的な例として、チーグラー・ナッタおよびクロム触媒配合物を含む、多くの不均一触媒配合物が当業者に周知である。本開示では、任意に、第3の反応器内で第3のエチレンインターポリマーを合成するために不均一触媒配合物を用いてもよい。不均一触媒配合物中の触媒金属は、「金属Z」という用語によって識別された。
本開示では、不均一触媒配合物が「インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物」または「バッチ・チーグラー・ナッタ触媒形成」である実施形態を説明した。「インライン」という用語は、少量の活性チーグラー・ナッタ触媒の連続合成およびこの触媒を直ちに第3の反応器に注入することを指し、エチレンと1つ以上の任意のα−オレフィンとを重合して任意の第3のエチレンインターポリマーを形成した。「バッチ」という用語は、連続運転溶液重合プロセスの外部にある、または分離された1つ以上の混合容器内でのはるかに大量の触媒またはプロ触媒の合成を指す。調製後、バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物、またはバッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒を触媒貯蔵タンクに移した。「プロ触媒」という用語は、不活性な触媒配合物(エチレン重合に関して不活性)を指し;プロ触媒は、アルキルアルミニウム共触媒を添加することにより活性触媒に変換された。必要に応じて、プロ触媒を貯蔵タンクから少なくとも1つの連続運転反応器にポンプで送り、そこで活性触媒がエチレンと1つ以上の任意のα−オレフィンとを重合してエチレンインターポリマーを形成する。プロ触媒は、反応器内または反応器の外部で活性触媒に変換されてもよい。
多種多様な化学化合物を使用して、活性チーグラー・ナッタ触媒配合物を合成できる。以下は、活性チーグラー・ナッタ触媒配合物を生成するために組み合わせ得る様々な化学化合物について説明する。当業者は、本開示の実施形態が開示された具体的な化学化合物に限定されないことを理解するであろう。
活性チーグラー・ナッタ触媒配合物は、マグネシウム化合物、塩化物化合物、金属化合物、アルキルアルミニウム共触媒、およびアルミニウムアルキルから形成され得る。本開示では、「成分(v)」という用語はマグネシウム化合物と同等であり、「成分(vi)」という用語は塩化物化合物と同等であり、「成分(vii)」という用語は金属化合物と同等であり、「成分(viii)」という用語はアルキルアルミニウム共触媒と同等であり、「成分(ix)」という用語はアルミニウムアルキルと同等である。当業者には理解されるように、チーグラー・ナッタ触媒配合物は追加の成分を含有してもよく;追加の成分の非限定的な例は、電子供与体、例えばアミンまたはエーテルである。
活性インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物の非限定的な例は、以下のように調製することができる。第1のステップでは、マグネシウム化合物(成分(v))の溶液を塩化物化合物(成分(vi))の溶液と反応させて、溶液中に懸濁した塩化マグネシウム担体を形成する。マグネシウム化合物の非限定的な例には、Mg(Rが含まれ;式中、R基は、同じまたは異なる、1〜10個の炭素原子を含有する直鎖、分岐、または環状ヒドロカルビルラジカルであり得る。塩化物化合物の非限定的な例には、RClが含まれ;式中、Rは水素原子、または1〜10個の炭素原子を含有する直鎖、分岐、または環状ヒドロカルビルラジカルを表す。第1のステップでは、マグネシウム化合物の溶液は、アルミニウムアルキル(成分(ix))も含有し得る。アルミニウムアルキルの非限定的な例には、Al(Rが含まれ、R基は、1〜10個の炭素原子を含有する同じまたは異なる直鎖、分岐、または環状ヒドロカルビルラジカルであり得る。第2のステップでは、金属化合物(成分(vii))の溶液を塩化マグネシウムの溶液に添加し、金属化合物を塩化マグネシウムに担持させる。好適な金属化合物の非限定的な例には、M(X)またはMO(X)が含まれ;式中、Mは周期表の4族〜8族から選択される金属、または4族〜8族から選択される金属の混合物を表し;Oは酸素を表し;Xは塩化物または臭化物を表し;nは金属の酸化状態を満たす3〜6の整数である。好適な金属化合物の追加の非限定的な例には、4族〜8族の金属アルキル、金属アルコキシド(金属アルキルをアルコールと反応させることで調製され得る)、ならびにハロゲン化物、アルキル、およびアルコキシド配位子の混合物を含有する混合配位子金属化合物が含まれる。第3のステップでは、アルキルアルミニウム共触媒(成分(viii))の溶液を塩化マグネシウムに担持された金属化合物に添加する。式(VII)で表されるように、多種多様なアルキルアルミニウム共触媒が好適であり:
Al(R(OR(X) (VII)
式中、R基は同じまたは異なる、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり得;OR基は同じまたは異なる、アルコキシまたはアリールオキシ基であり得、Rは、酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;Xは塩化物または臭化物であり;(p+q+r)=3であるがただし、pは0よりも大きいことを条件とする。一般的に使用されるアルキルアルミニウム共触媒の非限定的な例には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、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、ジブチルアルミニウムブトキシド、ジメチルアルミニウム塩化物または臭化物、ジエチルアルミニウム塩化物または臭化物、ジブチルアルミニウム塩化物または臭化物、およびエチルアルミニウム二塩化物または二臭化物が含まれる。
活性なインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を合成するための上記の段落で説明したプロセスは、種々の溶媒で実施することができ;溶媒の非限定的な例には、直鎖もしくは分岐C〜C12アルカンまたはそれらの混合物が含まれる。
活性なインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を生成するために、5つの成分(v)〜(ix)の量およびモル比を以下に説明するように最適化する。
不均一触媒配合物の追加の実施形態には、「金属化合物」がクロム化合物である配合が含まれ;非限定的な例には、シリルクロメート、酸化クロム、およびクロモセンが含まれる。いくつかの実施形態では、クロム化合物は、シリカまたはアルミナなどの金属酸化物上に担持される。クロムを含有する不均一触媒配合物には、共触媒も含まれ得;共触媒の非限定的な例には、トリアルキルアルミニウム、アルキルアルミノキサン、およびジアルコキシアルキルアルミニウム化合物などが含まれる。
溶液重合プロセス
開示された連続溶液重合プロセスは、1)以下の式で定義される少なくとも70%減少された[α−オレフィン/エチレン]重量比:

(式中、(α−オレフィン/エチレン)は、第1の反応器に添加されたα−オレフィンの重量を第1の反応器に添加されたエチレンの重量で割ることによって計算され、第1の均一触媒配合物を使用して「目標密度」を有する第1のエチレンインターポリマーが生成され;(α−オレフィン/エチレン)は、第1の反応器に添加されたα−オレフィンの重量を、第1の反応器に添加されたエチレンの重量で割ることによって計算され、目標密度を有する対照エチレンインターポリマーは第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより生成される)および/または;2)以下の式で定義される重量平均分子量が少なくとも5%改善された第1のエチレンインターポリマー:
の改善%=100%×(M −M )/M ≧5%
(式中、M は第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量であり、M は比較エチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;前記比較エチレンインターポリマーは、第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより、第1の反応器で生成される)のうちの1つ以上を有することにより改善される。
改善された連続溶液重合プロセスの実施形態を図2に示す。図2は、限定するものと解釈されるべきではなく、実施形態は、示された容器の正確な配置または数に限定されないことが理解される。
連続溶液重合プロセスの一実施形態では、プロセス溶媒、モノマー、および触媒配合物は、所望のエチレンインターポリマーが溶液中で形成される反応器に連続的に供給される。図2では、プロセス溶媒1、エチレン2、および任意のα−オレフィン3が組み合わされて、反応器11aに流入する反応器供給流RF1が生成される。図2では、任意の流れまたは任意の実施形態が点線で示されている。組み合わされた反応器供給流RF1が形成されることは特に重要ではなく;すなわち、反応器供給流は、流れ1〜3が独立して反応器11aに注入される実施形態を含む、可能なすべての組み合わせで組み合わせることができる。任意に、水素を流れ4を通して反応器11aに注入してもよく;反応器11a内で生成された第1のエチレンインターポリマーの分子量を制御する(減少する)ために水素が添加されてもよい。反応器11aは、反応器の外部のモーターおよび反応器内の撹拌器を含む撹拌アセンブリ11bによって連続的に撹拌される。当技術分野において、そのような反応器はしばしばCSTR(連続撹拌タンク反応器)と呼ばれる。
第1の均一触媒配合物は、流れ5eを通して反応器11aに注入される。第1の均一触媒配合物の実施形態は、架橋メタロセン触媒配合物である。架橋メタロセン触媒配合物(上記)を反応器11aで用いて、本開示の例のすべてを生成した。対照的に、第3の均一触媒配合物を反応器11aで用いて、本開示のすべての比較例を生成した。上述のように、第3の均一触媒配合物の一実施形態は、非架橋シングルサイト触媒配合物であった。
図2を参照すると、架橋メタロセン触媒配合物は、触媒成分溶媒に溶解した成分PA1を含有する流れ5a;触媒成分溶媒に溶解した成分MA1を含有する流れ5b;触媒成分溶媒に溶解したかさ高い配位子金属錯体成分A1を含有する流れ5c;および触媒成分溶媒に溶解した成分BA1を含有する流れ5dを組み合わせることにより調製された。次いで、架橋メタロセン触媒配合物をプロセス流5eを介して反応器11aに注入した。架橋メタロセン触媒配合物を調製および送達するために用いられる流れの任意の組み合わせ、すなわち流れ5a〜5eを加熱または冷却してもよい。
反応器11aに注入する前の架橋メタロセン触媒配合物(流れ5e)を含有する溶液の温度として定義される「R1触媒入口温度」を制御した。場合によっては、R1触媒入口温度の上限温度は、約180℃、他の場合では約160℃、さらに他の場合では約150℃であり得;場合によっては、R1触媒入口温度の下限温度は、約80℃、他の場合では100℃、さらに他の場合では約120℃であり得る。さらに他の場合では、R1触媒入口温度の上限温度は、約70℃、他の場合では約60℃、さらに他の場合では約50℃であり得;場合によっては、R1触媒入口温度の下限温度は、約0℃、他の場合では10℃、さらに他の場合では約20℃であり得る。
各触媒成分は、触媒成分溶媒に溶解された。触媒成分ごとに使用される触媒成分溶媒は同じでも異なっていてもよい。触媒成分溶媒は、触媒成分の組み合わせが任意のプロセス流で沈殿物;例えば、流れ5eにおける触媒成分の沈殿を生成しないように選択される。触媒配合物の最適化について以下に説明する。
反応器11aは、プロセス溶媒に溶解した第1のエチレンインターポリマー、ならびに未反応のエチレン、未反応のα−オレフィン(存在する場合)、未反応の水素(存在する場合)、活性な第1の均一触媒、失活触媒、残留触媒成分、およびその他の不純物(存在する場合)を含有する第1の出口流、流れ11cを生成する。生成された第1のエチレンインターポリマーのメルトインデックス範囲および密度範囲を以下に説明する。
図2に示される連続溶液重合プロセスは、反応器11aおよび12aが直列モードまたは並列モードで運転できる2つの実施形態を含む。直列モードでは、流れ11c(第1の出口流)の100%が流れ制御装置11dを通過し、反応器12aに入る流れ11eを形成する。対照的に、並列モードでは、流れ11cの100%が流れ制御装置11fを通過して流れ11gを形成する。流れ11gは反応器12aを迂回し、流れ12c(第2の出口流)と組み合わされて流れ12d(第3の出口流)を形成する。
新鮮な反応器供給流が反応器12aに注入され;プロセス溶媒6、エチレン7、および任意のα−オレフィン8を組み合わせて、反応器供給流RF2を生成する。流れRF2が形成されることは重要ではなく;すなわち、反応器供給流は、各流を反応器に独立して注入することを含む、可能なすべての組み合わせで組み合わせることができる。任意に、第2のエチレンインターポリマーの分子量を制御する(減少する)ために、水素が流れ9を通して反応器12aに注入されてもよい。反応器12aは、反応器の外部のモーターおよび反応器内の撹拌器を含む撹拌アセンブリ12bによって連続的に撹拌される。
第2の均一触媒配合物は、流れ10eを通して反応器12aに注入され、第2の均一触媒配合物の一実施形態は、反応器12a内で第2のエチレンインターポリマーを生成する非架橋シングルサイト触媒配合物であった。非架橋シングルサイト触媒配合物を構成する成分は、流れ10a、10b、10c、および10dを通して導入される。非架橋シングルサイト触媒配合物は、触媒成分溶媒に溶解した成分PC1を含有する流れ10a;触媒成分溶媒に溶解した成分MC1を含有する流れ10b;触媒成分溶媒に溶解したかさ高い配位子−金属錯体成分C1を含有する流れ10c、および;触媒成分溶媒に溶解した成分BC1を含有する流れ10dを組み合わせることにより調製された。次いで、非架橋シングルサイト触媒配合物を、プロセス流10eを介して反応器12aに注入した。非架橋シングルサイト触媒配合物を調製および送達するために用いられる流れの任意の組み合わせ、すなわち流れ10a〜10eを加熱または冷却してもよい。各触媒成分は、触媒成分溶媒に溶解された。非架橋シングルサイト触媒配合物を合成するために使用される触媒成分溶媒は、同じでも異なっていてもよい。触媒成分溶媒は、触媒成分の組み合わせが任意のプロセス流で沈殿物;例えば、流れ10eにおける触媒成分の沈殿を生成しないように選択される。触媒配合物の最適化について以下に説明する。反応器12aに注入する前の架橋メタロセン触媒配合物(流れ10e)を含有する溶液の温度として定義される「R2触媒入口温度」を制御した。場合によっては、R2触媒入口温度の上限温度は、約70℃、他の場合では約60℃、さらに他の場合では約50℃であり得;場合によっては、R2触媒入口温度の下限温度は、約0℃、他の場合では10℃、さらに他の場合では約20℃であり得る。第2の均一触媒配合物を調製して第2の反応器(R2)に送達するために用いられる流れの任意の組み合わせ、すなわち流れ10a〜10eを加熱または冷却してもよい。
第2の均一触媒配合物を反応器12aに注入すると、第2のエチレンインターポリマーおよび第2の出口流12cが生成される。
反応器11aおよび12aが直列モードで運転される場合、第2の出口流12cは、プロセス溶媒に溶解した第2のエチレンインターポリマーおよび第1のエチレンインターポリマー;ならびに未反応のエチレン、未反応のα−オレフィン(存在する場合)、未反応の水素(存在する場合)、活性触媒、失活触媒、触媒成分、および他の不純物(存在する場合)を含有する。任意に、第2の出口流12cは、触媒失活剤タンク18Aから触媒失活剤Aを添加することにより失活され、失活溶液A、流れ12eを形成し;この場合、図2は二重反応器ソリューションプロセスのデフォルトになる。第2の出口流12cが失活されない場合、第2の出口流は管状反応器17に入る。触媒失活剤Aについては以下で説明する。
反応器11aおよび12aが並列モードで運転される場合、第2の出口流12cは、プロセス溶媒に溶解された第2のエチレンインターポリマーを含む。第2の出口流12cは、流れ11gと組み合わされて第3の出口流12dを形成し、後者はプロセス溶媒に溶解した第2のエチレンインターポリマーおよび第1のエチレンインターポリマー;ならびに、未反応のエチレン、未反応のα−オレフィン(存在する場合)、未反応の水素(存在する場合)、活性触媒、失活した触媒、触媒成分、および他の不純物(存在する場合)を含有する。任意に、第3の出口流12dは、触媒失活剤タンク18Aから触媒失活剤Aを添加することにより失活され、失活溶液A、流れ12eを形成し;この場合、図2は二重反応器ソリューションプロセスのデフォルトになる。第3の出口流12dが失活されない場合、第3の出口流12dは管状反応器17に入る。
「管状反応器」という用語は、その従来の意味、すなわち単純な管を伝えることを意味し;長さ/直径(L/D)比は少なくとも10/1である。任意に、以下のプロセス溶媒13、エチレン14、およびα−オレフィン15の反応器供給流のうちの1つ以上を管状反応器17に注入してもよい。図2に示すように、流れ13、14、および15を組み合わせて、反応器供給流RF3を形成し、後者を反応器17に注入してもよい。流れRF3が形成されることは特に重要ではなく;すなわち、可能なすべての組み合わせで反応器供給流を組み合わせることができる。任意に、水素を流れ16を通して反応器17に注入してもよい。
任意に、第1のおよび/または第2の均一触媒配合物を反応器17に注入してもよい(図2には示されていない)。これは、流れ5eの一部を反応器17に供給すること、および/または流れ10eの一部を反応器17に供給することにより達成することができる。あるいは、非限定的な実施形態は、第5の均一触媒配合物を製造し、反応器17に注入する第5の均一触媒アセンブリ(図2には示されていない)を含む。第5の均一触媒アセンブリは、図2に示す5a〜5e(すなわち、第1の均一触媒アセンブリ)または図2に示す10a〜10e(すなわち、第2の均一触媒アセンブリ)と同様のタンク、導管、および流れ制御装置の組み合わせを指す。第5の均一触媒配合物は、第1の均一触媒配合物、第2の均一触媒配合物、または第4の均一触媒配合物であり得る。
任意に、不均一触媒配合物を反応器17に注入してもよい。不均一触媒配合物の一実施形態は、インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を含む。図2は、インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を製造し、それを管状反応器17に注入する、導管および流れ制御装置34a〜34hによって規定されるインライン不均一触媒アセンブリを示す。
インライン不均一触媒アセンブリは、ホールドアップ時間および以下のモル比:(アルミニウムアルキル)/(マグネシウム化合物)、(塩化物化合物)/(マグネシウム化合物)、(アルキルアルミニウム共触媒/(金属化合物、および(アルミニウムアルキル)/(金属化合物)を最適化することにより、高活性触媒を生成する。明確にするために:流れ34aは、プロセス溶媒中にマグネシウム化合物(成分(v))およびアルミニウムアルキル(成分(ix))のバイナリブレンドを含有し;流れ34bは、プロセス溶媒中に塩化物化合物(成分(vi))を含有し;流れ34cは、プロセス溶媒中に金属化合物(成分(vii))を含有し;流れ34dは、プロセス溶媒中にアルキルアルミニウム共触媒(成分(viii))を含有する。高度に活性なインライン・チーグラー・ナッタ触媒(オレフィン重合で高度に活性)を生成するために、(塩化物化合物)/(マグネシウム化合物)モル比を最適化する。(塩化物化合物)/(マグネシウム化合物)モル比の上限は、約4、場合によっては約3.5、他の場合では約3.0であり得る。(塩化物化合物)/(マグネシウム化合物)モル比の下限は、約1.0、場合によっては約1.5、他の場合では約1.9であり得る。塩化物化合物の添加と流れ34cを介した金属化合物(成分(vii))の添加との間の時間は、制御される(以下、HUT−1(第1のホールドアップ時間))。HUT−1は、流れ34aおよび34bが平衡化して塩化マグネシウム担体を形成する時間である。HUT−1の上限は、約70秒、場合によっては約60秒、他の場合では約50秒であり得る。HUT−1の下限は、約5秒、場合によっては約10秒、他の場合では約20秒であり得る。HUT−1は、流れ34b注入ポートと流れ34c注入ポートとの間の導管の長さを調整すること、ならびに流れ34aおよび34bの流量を制御することにより制御される。流れ34dを介した成分(vii)の添加とアルキルアルミニウム共触媒である成分(viii)の添加との間の時間が制御される(以下、HUT−2(第2のホールドアップ時間))。HUT−2は、塩化マグネシウム担体と流れ34cとが反応して平衡化する時間である。HUT−2の上限は、約50秒、場合によっては約35秒、他の場合では約25秒であり得る。HUT−2の下限は、約2秒、場合によっては約6秒、他の場合では約10秒であり得る。HUT−2は、流れ34c注入ポートと流れ34d注入ポートとの間の導管の長さを調整すること、ならびに流れ34a、34b、および34cの流量を制御することにより制御される。添加されるアルキルアルミニウム共触媒の量は、効率的な触媒を生成するために最適化され;これは、(アルキルアルミニウム共触媒)/(金属化合物)モル比、または(viii)/(vii)モル比を調整することにより達成される。(アルキルアルミニウム共触媒)/(金属化合物)モル比の上限は、約10、場合によっては約7.5、他の場合では約6.0であり得る。(アルキルアルミニウム共触媒)/(金属化合物)モル比の下限は、0、場合によっては約1.0、他の場合では約2.0であり得る。加えて、アルキルアルミニウム共触媒の添加とインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物の反応器17への注入との間の時間が制御される(以下、HUT−3(第3のホールドアップ時間))。HUT−3は、流れ34dが混合および平衡化してインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成する時間である。HUT−3の上限は、約15秒、場合によっては約10秒、他の場合では約8秒であり得る。HUT−3の下限は、約0.5秒、場合によっては約1秒、他の場合では約2秒であり得る。HUT−3は、反応器17内の流れ34d注入ポートと触媒注入ポートとの間の導管の長さを調整し、流れ34a〜34dの流量を制御することにより制御される。図2に示すように、任意に、アルキルアルミニウム共触媒である流れ34dの100%を、流れ34hを介して反応器17に直接注入してもよい。任意に、流れ34dの一部を流れ34hを介して反応器17に直接注入し、流れ34dの残りの部分を流れ34fを介して反応器17に注入してもよい。図2では、インライン不均一触媒アセンブリが100%の触媒を反応器17に供給する。インライン不均一触媒アセンブリを構成する流れの任意の組み合わせ、すなわち、流れ34a〜34eおよび34hを加熱または冷却してもよく;場合によっては、流れ34a〜34eおよび34hの上限温度は、約90℃、他の場合では約80℃、さらに他の場合では約70℃であり得;場合によっては、下限温度は、約20℃;他の場合では約35℃、さらに他の場合では約50℃であり得る。反応器17に添加されたインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物の量は、反応器溶液中の金属化合物(成分(vii))の百万分率(ppm)として表された。反応器17内の成分(vii)の上限は、約10ppm、場合によっては約8ppm、他の場合では約6ppmであり得;一方、下限は、約0.5ppm、他の場合では約1ppm、さらに他の場合では約2ppmであり得る。反応器17内の(アルミニウムアルキル)/(金属化合物)モル比、または(ix)/(vii)モル比も制御される。反応器内の(アルミニウムアルキル)/(金属化合物)モル比の上限は、約2、場合によっては約1.5、他の場合では約1.0であり得る。(アルミニウムアルキル)/(金属化合物)モル比の下限は、約0.05、場合によっては約0.075、他の場合では約0.1であり得る。
任意に、不均一触媒配合物の追加の実施形態は、バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を含む。図2は、導管および流れ制御装置90a〜90fによって規定されるバッチ不均一触媒アセンブリを示している。バッチ不均一触媒アセンブリは、バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物、またはバッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒を製造し、それを管状反応器17に注入する。
バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒を調製するプロセスは、当業者に周知である。開示された重合プロセスにおいて有用な非限定的な配合物は、以下のように調製され得る。バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒は、撹拌混合容器に以下の成分を連続して添加することにより調製され得る:(a)マグネシウム化合物(マグネシウム化合物の同等の用語は「成分(v)」である)の溶液;(b)塩化物化合物(塩化物化合物の同等の用語は「成分(vi)」である)の溶液;(c)任意にハロゲン化アルミニウムアルキルの溶液;および(d)金属化合物(金属化合物の同等の用語は「成分(vii)」である)の溶液。アルミニウムアルキルハライドの好適な非限定的な例は、式(RAlX3−vによって定義され;式中、R基は1〜10個の炭素原子を有する同じまたは異なるヒドロカルビル基であり得、Xは塩化物または臭化物を表し;vは1または2である。マグネシウム化合物、塩化物化合物、および金属化合物の好適な、非限定的な例は、本開示で先に説明された。プロ触媒を調製するのに好適な溶媒には、直鎖もしくは分岐C〜C12アルカンまたはそれらの混合物が含まれる。個々の混合時間および混合温度は、ステップ(a)〜(d)のそれぞれで使用され得る。ステップ(a)〜(d)の混合温度の上限は、場合によっては160℃、他の場合では130℃、さらに他の場合では100℃であり得る。ステップ(a)〜(d)の混合温度の下限は、場合によっては10℃、他の場合では20℃、さらに他の場合では30℃であり得る。ステップ(a)〜(d)の混合時間の上限は、場合によっては6時間、他の場合では3時間、さらに他の場合では1時間であり得る。ステップ(a)〜(d)の混合時間の下限は、場合によっては1分、他の場合では10分、さらに他の場合では30分であり得る。バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒は、様々な触媒成分のモル比を有し得る。(塩化物化合物)/(マグネシウム化合物)モル比の上限は、場合によっては約3、他の場合では約2.7、さらに他の場合では約2.5であり得;場合によっては下限は、約2.0、他の場合では約2.1、さらに他の場合では約2.2であり得る。(マグネシウム化合物)/(金属化合物)モル比の上限は、場合によっては約10、他の場合では約9、さらに他の場合では約8であり得;場合によっては下限は、約5、他の場合では約6、さらに他の場合では約7であり得る。(アルミニウムアルキルハライド)/(マグネシウム化合物)モル比の上限は、場合によっては約0.5、他の場合では約0.4、さらに他の場合では約0.3であり得;場合によっては下限は、0、他の場合では約0.1、さらに他の場合では約0.2であり得る。プロ触媒がアルキルアルミニウム共触媒と組み合わされると、活性バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が形成される。好適な共触媒は、本開示で先に説明された。プロ触媒は、反応器の外部または反応器内で活性化されてもよく;後者の場合、プロ触媒および適切な量のアルキルアルミニウム共触媒が独立してR2および任意にR3に注入される。
バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒が調製されると、図2に示すプロ触媒貯蔵タンク90aにポンプ輸送される。タンク90aは撹拌されてもされなくてもよい。貯蔵タンク90cは、アルキルアルミニウム共触媒を含有する。オレフィンをポリオレフィンに変換するのに効率的なバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合流90eは、バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒流90bをアルキルアルミニウム共触媒流90dと組み合わせることにより形成される。流れ90eは、任意に反応器17に注入され、任意の第3のエチレンインターポリマーが形成され得る。図2は、(a)バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒が流90eを介して反応器17に直接注入され、プロ触媒は、流れ90fを介して100%のアルミニウム共触媒を反応器17に直接注入することにより反応器17内で活性化され;または(b)アルミニウム共触媒の一部は、流れ90eを通って流れ、残りの部分は流れ90fを通って流れ得る場合の追加の実施形態を含む。タンクまたは流90a〜90fの任意の組み合わせを加熱または冷却し得る。アルキルアルミニウム共触媒の添加と、バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物の反応器17への注入との間の時間が制御される。図2を参照すると、HUT−4は、流れ90dが流れ90b(バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒)と混合および平衡化して流れ90eを介して反応器17に注入される前にバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成する時間である。HUT−4の上限は、約300秒、場合によっては約200秒、他の場合では約100秒であり得る。HUT−4の下限は、約0.1秒、場合によっては約1秒、他の場合では約10秒であり得る。反応器17に添加されるバッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物の量は、反応器溶液中の金属化合物(成分(vii))の百万分率(ppm)で表された。成分(vii)の上限は、約10ppm、場合によっては約8ppm、他の場合では約6ppmであり得;一方、下限は、約0.5ppm、場合によっては約1ppm、他の場合では約2ppmであり得る。反応器17に添加されるアルキルアルミニウム共触媒の量は、効率的な触媒を生成するために最適化され;これは、(アルキルアルミニウム共触媒)/(金属化合物)モル比を調整することにより達成される。(アルキルアルミニウム共触媒)/(金属化合物)モル比の上限は、約10、場合によっては約8.0、他の場合では約6.0であり得る。(アルキルアルミニウム共触媒)/(金属化合物)モル比の下限は、0.5、場合によっては約0.75、他の場合では約1であり得る。
生成されるバッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒の量および/またはプロ触媒貯蔵タンク90aのサイズは、本開示に関して特に重要ではない。しかしながら、大量のプロ触媒が生成されるため、連続溶液重合プラントを長期間運転することができる:この時間の上限は、場合によっては約3ヶ月、他の場合では約2ヶ月、さらに他の場合では約1ヶ月であり得;この時間の下限は、場合によっては約1日、他の場合では約1週間、さらに他の場合では約2週間であり得る。
反応器17では、第3のエチレンインターポリマーが形成されてもされなくてもよい。触媒失活剤Aが触媒失活剤タンク18Aを介して反応器17の上流に添加される場合、第3のエチレンインターポリマーは形成されない(図2に示すように)。対照的に、触媒失活剤Bが触媒失活剤タンク18Bを介して反応器17の下流に添加される場合、第3のエチレンインターポリマーが形成される。
反応器17で生成される任意の第3のエチレンインターポリマーは、種々の運転モードを使用して形成され得るがただし、触媒失活剤Aは反応器17の上流には追加されないことを条件とする。運転モードの非限定的な例には、(a)反応器17に入る残留エチレン、任意の残留α−オレフィン、および残留活性触媒が反応して、任意の第3のエチレンインターポリマーを形成する、または;(b)新鮮なプロセス溶媒13、新鮮なエチレン14、および任意に新鮮なα−オレフィン15が反応器17に添加され、反応器17に入る残留活性触媒が任意の第3のエチレンインターポリマーを形成する、または;(c)第5の均一触媒配合物を反応器17に添加して、残留エチレンおよび任意の残留α−オレフィンを重合させて、第3のエチレンインターポリマーを形成する、または;(d)インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を流れ34e(図2)を介して反応器17に添加して、残留エチレンと任意の残留α−オレフィンとを重合させて、第3のエチレンインターポリマーを形成する、または;(e)バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を流れ90e(図2)を介して反応器17に添加して、残留エチレンと任意の残留α−オレフィンとを重合させて、第3のエチレンインターポリマーを形成する、または;(d)新鮮なプロセス溶媒(流れ13)、エチレン(流れ14)、任意のα−オレフィン(流れ15)、および第5の均一触媒配合物、またはインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物もしくはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を反応器17に添加して、第3のエチレンインターポリマーを形成する、が含まれる。任意に、新鮮な水素(流れ16)を添加して、第3の任意のエチレンインターポリマーの分子量を制御(減少)し得る。
直列モードでは、反応器17は、第1のエチレンインターポリマー、第2のエチレンインターポリマー、および任意に第3のエチレンインターポリマーを含有する第3の出口流17bを生成する。図2に示すように、触媒失活剤Bは、触媒失活剤タンク18Bを介して第3の出口流17bに添加され、失活溶液B、流れ19を生成してもよいがただし、触媒失活剤Aが反応器17の上流に添加された場合、触媒失活剤Bは添加されないことを条件とする。失活溶液Bは、未反応のエチレン、未反応の任意のα−オレフィン、未反応の任意の水素、および存在する場合は不純物を含有してもよい。上記のように、触媒失活剤Aが添加された場合、失活溶液A(流れ12e)は図2に示すように管状反応器17から出る。
並列モード運転では、反応器17は、第1のエチレンインターポリマー、第2のエチレンインターポリマー、および任意に第3のエチレンインターポリマーを含有する第4の出口流17bを生成する。上記のように、並列モードでは、流れ12dが第3の出口流であった。図2に示すように、並列モードでは、触媒失活剤Bは、触媒失活剤タンク18Bを介して第4の出口流17bに添加され、失活溶液B、流れ19を生成してもよいがただし、触媒失活剤Aが反応器17の上流に添加された場合、触媒失活剤Bは添加されないことを条件とする。
図2では、失活溶液A(流れ12e)またはB(流れ19)は、圧力低下装置20、熱交換器21を通過し、任意に不動態化剤がタンク22を介して添加され、不動態化溶液流23を形成し;不動態化剤については以下で説明する。不均一触媒配合物が反応器17に添加された場合のみ不動態化剤が添加され、流れ23が形成された。流れ19または任意の流れ23は、圧力低下装置24を通過し、第1の蒸気/液体分離器25に入った。以下、「V/L」は蒸気/液体と同等である。第1のV/L分離器で2つの流れ:エチレンインターポリマーが豊富で、残留エチレン、任意の残留α−オレフィン、および触媒残留物も含有する溶液を含む第1の底部流27、ならびに;エチレン、プロセス溶媒、任意のα−オレフィン、任意の水素、オリゴマー、および存在する場合は軽質不純物を含む第1の気体オーバーヘッド流26が形成された。
第1の底部流は、第2のV/L分離器28に入った。第2のV/L分離器では、2つの流れ:第1の底部流27に対して、エチレンインターポリマーが豊富で、プロセス溶媒がより少なかった溶液を含む第2の底部流30、ならびに;プロセス溶媒、任意のα−オレフィン、エチレン、オリゴマー、および存在する場合は軽質不純物を含む第2の気体オーバーヘッド流29が形成された。
第2の底部流30は、第3のV/L分離器31に流入した。第3のV/L分離器では、2つの流れ:エチレンインターポリマー生成物、失活された触媒残留物、および5重量%未満の残留プロセス溶媒を含む生成物流33、ならびに;本質的にプロセス溶媒、任意のα−オレフィン、および存在する場合は軽質不純物から構成される第3の気体オーバーヘッド流32が形成された。
生成物流33は、ポリマー回収運転に進んだ。ポリマー回収運転の非限定的な例には、溶融エチレンインターポリマー生成物をペレタイザーに押し込む1つ以上のギアポンプ、単軸スクリュー押出機、または二軸スクリュー押出機が含まれる。脱揮押出機を使用して、少量の残留プロセス溶媒および存在する場合任意のα−オレフィンを除去し得る。ペレット化されると、固化したエチレンインターポリマー生成物は、典型的には乾燥され、製品サイロに輸送される。
図2に示す第1、第2、および第3の気体オーバーヘッド流(それぞれ流れ26、29、および32)は、蒸留塔に送られ、そこで溶媒、エチレン、任意のα−オレフィンがリサイクルのために分離され、または;第1、第2、および第3の気体オーバーヘッド流が反応器にリサイクルされ、または;第1、第2、および第3の気体オーバーヘッド流の一部は、反応器にリサイクルされ、残りの部分は蒸留塔に送られた。
比較例
本開示では、比較エチレンインターポリマーサンプルは、第1の均一触媒配合物(第1の反応器(R1)で使用される)を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより生成された。第1の均一触媒配合物の一実施形態は、上記で完全に説明したように、成分A(式(I)で表される)を含有する架橋メタロセン触媒配合物であり、第3の均一触媒配合物の一実施形態は、成分C(式(II)で表される)を含有する非架橋シングルサイト触媒配合物であった。
より明確にするために、図2を参照すると、第3の均一触媒配合物または非架橋シングルサイト触媒配合物は、触媒成分溶媒に溶解した成分Pを含有する流れ5a;触媒成分溶媒に溶解した成分Mを含有する流れ5b;触媒成分溶媒に溶解した成分Cを含有する流れ5c、および;触媒成分溶媒に溶解した成分Bを含有する流れ5dを組み合わせることにより調製された。次いで、第3の均一触媒配合物をプロセス流5eを介して反応器11aに注入し、反応器11a内で比較の第1のエチレンインターポリマーを生成した。「R1触媒入口温度」を制御した。非架橋シングルサイト触媒配合の場合、R1触媒入口温度の上限温度は、約70℃、他の場合では約60℃、さらに他の場合では約50℃であり得;場合によっては、R1触媒入口温度の下限温度は、約0℃、他の場合では約10℃、さらに他の場合では約20℃であり得る。同じ触媒成分溶媒を使用して、第1および第3の均一触媒配合物の両方を調製した。
開示されたすべての比較エチレンインターポリマー生成物について、第2の均一触媒配合物(上記)が反応器12a(R2)に注入され、第2のエチレンインターポリマーが形成された。比較エチレンインターポリマー生成物は、1)比較の第1のエチレンインターポリマー(第3の均一触媒配合物で生成);2)第2のエチレンインターポリマー、および;3)任意に、第3のエチレンインターポリマーのインサイチュ溶液ブレンドであった。
均一触媒配合物の最適化
架橋メタロセン触媒配合物である一実施形態の第1の均一触媒配合物を参照すると、高活性配合物は、4つの触媒成分:成分A、成分M、成分B、および成分Pのそれぞれの割合を最適化することにより生成された。「高活性」という用語は、オレフィンをポリオレフィンに変換する際に触媒配合物が非常に効率的であることを意味する。実際には、最適化の目的は、以下の比率を最大化することである:(生成されるエチレンインターポリマー生成物)/(消費される触媒のポンド)。R1に添加されたかさ高い配位子−金属錯体、成分Aの量は、R1の溶液の総質量における成分Aの百万分率(ppm)、すなわち、表4Aに示すように「R1触媒(ppm)」として表された。成分Aのppmの上限は、約5、場合によっては約3、その他の場合では約2であり得る。成分Aのppmの下限は、約0.02、場合によっては約0.05、他の場合では約0.1であり得る。
R1に添加される触媒成分B、イオン活性剤の割合は、R1溶液中の(イオン活性剤)/(成分A)モル比([B]/[A])を制御することにより最適化された。R1の上限([B]/[A])は、約10、場合によっては約5、他の場合では約2であり得る。R1の下限([B]/[A])は、約0.3、場合によっては約0.5、他の場合では約1.0であり得る。触媒成分Mの割合は、R1溶液中の(アルモキサン)/(成分A)モル比、([M]/[A])を制御することにより最適化された。アルモキサン共触媒は、一般に成分Aに対してモル過剰で添加された。R1の上限([M]/[A])は、約300、場合によっては約200、他の場合では約100であり得る。R1の下限([M]/[A])は、約1、場合によっては約10、他の場合では約30であり得る。触媒成分P(ヒンダードフェノール)のR1への添加は任意である。添加する場合、成分Pの割合は、R1の(ヒンダードフェノール)/(アルモキサン)、([P]/[M])、モル比を制御することにより最適化された。R1の上限([P]/[M])は、約1、場合によっては約0.75、他の場合では約0.5であり得る。R1の下限([P]/[M])は、0.0、場合によっては約0.1、他の場合では約0.2であり得る。
非架橋シングルサイト触媒配合物である一実施形態の第2の均一触媒配合物を参照すると、高活性配合物は、4つの触媒成分:成分C、成分M、成分B、および成分Pのそれぞれの割合を最適化することにより生成された。触媒成分M、B、およびPは、第1の均一触媒配合物に対して、第2の均一触媒配合物について独立して選択された。より明確にするために、第2の均一触媒配合物中の成分M、B、およびPは、第1の均一触媒配合物を配合するために使用された同じ化学化合物または異なる化学化合物であってもよい。
R2に添加されたかさ高い配位子金属錯体、成分Cの量は、R2の溶液の総質量における成分Cの百万分率(ppm)、すなわち、表4Aに示すように「R2触媒(ppm)」として表された。成分CのR2ppmの上限は、約5、場合によっては約3、他の場合では約2であり得る。成分CのR2ppmの下限は、約0.02、場合によっては約0.05、他の場合では約0.1であり得る。R2に添加される触媒成分B、イオン活性剤の割合は、R2溶液中の(イオン活性剤)/(かさ高い配位子−金属錯体)モル比、([B]/[C])を制御することにより最適化された。R2の上限([B]/[C])は、約10、場合によっては約5、他の場合では約2であり得る。R2の下限([B]/[C])は、約0.3、場合によっては約0.5、他の場合では約1.0であり得る。触媒成分Mの割合は、R2溶液中の(アルモキサン)/(かさ高い配位子金属錯体)モル比、([M]/[C])を制御することにより最適化された。アルモキサン共触媒は一般に、かさ高い配位子−金属錯体に対してモル過剰で添加された。([M]/[C])モル比の上限は、約1000、場合によっては約500、他の場合では約200であり得る。([M]/[C])モル比の下限は、約1、場合によっては約10、他の場合では約30であり得る。R2への触媒成分Pの添加は任意である。添加する場合、成分Pの割合は、R2の(ヒンダードフェノール)/(アルモキサン)モル比、([P]/[M])を制御することにより最適化された。R2([P]/[M])モル比の上限は、約1.0、場合によっては約0.75、他の場合では約0.5であり得る。R2([P]/[M])モル比の下限は、0.0、場合によっては約0.1、他の場合では約0.2であり得る。
比較エチレンインターポリマー生成物の合成に使用された第3の均一触媒配合物の場合、第2の均一触媒配合物について上記と同様の方法で4つの触媒成分:成分C、成分M、成分B、および成分Pのそれぞれの割合を最適化することにより、高活性配合物が生成された。
追加の溶液重合プロセスパラメータ
図2に示される連続溶液プロセスの実施形態では、種々の溶媒がプロセス溶媒として使用され得;非限定的な例には、直鎖、分岐、または環状のC〜C12アルカンが含まれる。α−オレフィンの非限定的な例には、1−プロペン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、および1−オクテンが含まれる。好適な触媒成分溶媒には、脂肪族および芳香族炭化水素が含まれる。脂肪族触媒成分溶媒の非限定的な例には、直鎖、分岐、または環状C5−12脂肪族炭化水素、例えばペンタン、メチルペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、水素化ナフサ、またはそれらの組み合わせが含まれる。芳香族触媒成分溶媒の非限定的な例には、ベンゼン、トルエン(メチルベンゼン)、エチルベンゼン、o−キシレン(1,2−ジメチルベンゼン)、m−キシレン(1,3−ジメチルベンゼン)、p−キシレン(1,4−ジメチルベンゼン)、キシレン異性体の混合物、ヘメリテレン(1,2,3−トリメチルベンゼン)、プソイドクメン(1,2,4−トリメチルベンゼン)、メシチレン(1,3,5−トリメチルベンゼン)、トリメチルベンゼン異性体の混合物、プレヘニテン(1,2,3,4−テトラメチルベンゼン)、デュレン(1,2,3,5−テトラメチルベンゼン)、テトラメチルベンゼン異性体の混合物、ペンタメチルベンゼン、ヘキサメチルベンゼン、およびそれらの組み合わせが含まれる。
反応器供給流(溶媒、モノマー、α−オレフィン、水素、触媒配合物など)は、触媒失活毒を本質的に含むべきではないことが、当業者には周知であり;毒物の非限定的な例には、水、脂肪酸、アルコール、ケトン、およびアルデヒドなどの微量の含酸素化合物が含まれる。そのような毒物は、標準的な精製実践を使用して、反応器供給流から除去され;非限定的な例には、分子ふるい床、アルミナ床、ならびに溶媒、エチレン、およびα−オレフィンなどを精製するための酸素除去触媒が含まれる。
図2の第1および第2の反応器を参照すると、CSTR反応器供給流の任意の組み合わせを加熱または冷却してもよく;具体的には、流れ1〜4(反応器11a)および流れ6〜9(反応器12a)である。反応器供給流温度の上限は、約90℃;他の場合では約80℃、さらに他の場合では約70℃であり得る。反応器供給流温度の下限は、約0℃;他の場合では約10℃、さらに他の場合では約20℃であり得る。
管状反応器に供給する流れの任意の組み合わせを加熱または冷却してもよく;具体的には、図2の流13〜16である。場合によっては、管状反応器の供給流は、調節され、すなわち、管状反応器供給流は少なくとも周囲温度以上に加熱される。管状反応器供給流の上限温度は、場合によっては約200℃、他の場合では約170℃、さらに他の場合では約140℃であり;管状反応器供給流の下限温度は、場合によっては約60℃、他の場合では約90℃、さらに他の場合では約120℃であるがただし、管状反応器供給流の温度は、管状反応器に入るプロセス流の温度未満であることを条件とする。
図2に示される実施形態では、溶液重合反応器(容器11a(R1)および12a(R2))の運転温度は、広範囲にわたって変化し得る。例えば、反応器温度の上限は、場合によっては約300℃、他の場合では約280℃、さらに他の場合では約260℃であり得;場合によっては下限は、約80℃、他の場合では約100℃、さらに他の場合では約125℃であり得る。第2の反応器である反応器12a(R2)は、第1の反応器11a(R1)よりも高い温度で運転される。これら2つの反応器(TR2−TR1)の最大温度差は、場合によっては約120℃、他の場合では約100℃、さらに他の場合では約80℃であり;最小値(TR2−TR1)は、場合によっては約1℃、他の場合では約5℃、さらに他の場合では約10℃である。任意の管状反応器である反応器17(R3)は、場合によってはR2より約100℃高く;他の場合ではR2より約60℃高く、さらに他の場合ではR2より約10℃高く、別の場合では0℃高い、すなわちR2と同じ温度で運転され得る。任意のR3内の温度は、その長さに沿って上昇し得る。R3の入口と出口との最大温度差は、場合によっては約100℃、他の場合では約60℃、さらに他の場合では約40℃である。R3の入口と出口との間の最小温度差は、場合によっては0℃、他の場合では約3℃、さらに他の場合では約10℃である。場合によっては、R3は断熱的に運転し、他の場合ではR3は加熱される。
重合反応器内の圧力は、重合溶液を単相溶液として維持し、ポリマー溶液を反応器から熱交換器を通してポリマー回収運転に押し上げるための上流圧力を提供するのに十分高くなければならない。図2に示される実施形態を参照すると、溶液重合反応器の運転圧力は、広範囲にわたって変化し得る。例えば、反応器圧力の上限は、場合によっては約45MPag、他の場合では約30MPag、さらに他の場合では約20MPagであり得;下限は、場合によっては約3MPag、他の場合では約5MPag、さらに他の場合では約7MPagであり得る。
図2に示す実施形態を参照すると、第1のV/L分離器に入る前に、流れ19または任意に不動態化された流れ23(不均一触媒配合物が反応器17で用いられた場合)は、場合によっては約300℃、他の場合では約290℃、さらに他の場合では約280℃の最大温度を有し得;最低温度は、場合によっては約150℃、他の場合では約200℃、さらに他の場合では約220℃であり得る。第1のV/L分離器流19または任意に不動態化された流れ23に入る直前に、約40MPag、他の場合では約25MPag、さらに他の場合では約15MPagの最大圧力を有し得;最小圧力は、場合によっては約1.5MPag、他の場合では約5MPag、さらに他の場合では約6MPagであり得る。
第1のV/L分離器(図2の容器25)は、比較的広範囲の温度および圧力で運転され得る。例えば、第1のV/L分離器の最大運転温度は、場合によっては約300℃、他の場合では約285℃、さらに他の場合では約270℃であり得;最小運転温度は、場合によっては約100℃、他の場合では約140℃、さらに他の場合では170℃であり得る。第1のV/L分離器の最大運転圧力は、場合によっては約20MPag、他の場合では約10MPag、さらに他の場合では約5MPagであり得;最小運転圧力は、場合によっては約1MPag、他の場合では約2MPag、さらに他の場合では約3MPagであり得る。
第2のV/L分離器(図2の容器28)は、比較的広範囲の温度および圧力で運転され得る。例えば、第2のV/L分離器の最大運転温度は、場合によっては約300℃、他の場合では約250℃、さらに他の場合では約200℃であり得;最小運転温度は、場合によっては約100℃、他の場合では約125℃、さらに他の場合では約150℃であり得る。第2のV/L分離器の最大運転圧力は、場合によっては約1000kPag、他の場合では約900kPag、さらに他の場合では約800kPagであり得;最小運転圧力は、場合によっては約10kPag、他の場合では約20kPag、さらに他の場合では約30kPagであり得る。
第3のV/L分離器(図2の容器31)は、比較的広範囲の温度および圧力で運転され得る。例えば、第3のV/L分離器の最大運転温度は、場合によっては約300℃、他の場合では約250℃、さらに他の場合では約200℃であり得;最小運転温度は、場合によっては約100℃、他の場合では約125℃、さらに他の場合では約150℃であり得る。第3のV/L分離器の最大運転圧力は、場合によっては約500kPag、他の場合では約150kPag、さらに他の場合では約100kPagであり得;最小運転圧力は、場合によっては約1kPag、他の場合では約10kPag、さらに他の場合では約25kPagであり得る。
図2に示す連続溶液重合プロセスの実施形態は、3つのV/L分離器を示している。しかしながら、連続溶液重合の実施形態は、少なくとも1つのV/L分離器を備える構成を含み得る。
連続溶液重合プロセスで生成されたエチレンインターポリマー生成物は、当業者に周知の従来の脱揮システムを使用して回収され得、非限定的な例には、フラッシュ脱揮システムおよび脱揮押出機が含まれる。
図2の反応器11a(R1)および反応器12a(R2)には、任意の反応器の形状または設計を使用し得;非限定的な例には、非撹拌または撹拌型の球形、円筒形、またはタンク状の容器、ならびに管状反応器または再循環ループ反応器が含まれる。商業規模では、R1の最大量は、場合によっては約20,000ガロン(約75,710L)、他の場合では約10,000ガロン(約37,850L)、さらに他の場合では約5,000ガロン(約18,930L)であり得る。商業規模では、R1の最小量は、場合によっては約100ガロン(約379L)、他の場合では約500ガロン(約1,893L)、さらに他の場合では約1,000ガロン(約3,785L)であり得る。パイロットプラント規模では、反応器体積は、典型的には非常に小さく、例えば、パイロット規模でのR1の体積は約2ガロン未満(約7.6L未満)であり得る。本開示では、反応器R2の体積は、反応器R1の体積のパーセントとして表された。場合によっては、R2の体積の上限は、場合によってはR1の約600%、他の場合ではR1の約400%、さらに他の場合ではR1の約200%であり得る。明確にするために、R1の体積が5,000ガロンであり、R2がR1の体積の200%である場合、そのときR2は、10,000ガロンの体積を有する。R2の体積の下限は、場合によっては、R1の約50%、他の場合ではR1の約100%、さらに他の場合ではR1の約150%であり得る。連続的に撹拌されるタンク型反応器の場合、撹拌速度は広範囲にわたって変化し得;場合によっては、約10rpm〜約2000rpm、他の場合では約100〜約1500rpm、さらに他の場合では約200〜約1300rpmで変化し得る。本開示では、管状反応器であるR3の体積は、反応器R2の体積のパーセントとして表された。R3の体積の上限は、場合によってはR2の約500%、他の場合ではR2の約300%、さらに他の場合ではR2の約100%であり得る。R3の体積の下限は、場合によってはR2の約3%、他の場合ではR2の約10%、さらに他の場合ではR2の約50%であり得る。
化学工学の分野で一般的に使用されるパラメータである「平均反応器滞留時間」は、反応器滞留時間分布の最初の瞬間によって定義され;反応器滞留時間分布は、流体要素が反応器内で費やす時間の量を記述する確率分布関数である。平均反応器滞留時間は、プロセス流量および反応器の混合、設計、および能力に応じて大きく変化し得る。R1の溶液の平均反応器滞留時間の上限は、場合によっては約600秒、他の場合では約360秒、さらに他の場合では約180秒であり得る。R1の溶液の平均反応器滞留時間の下限は、場合によっては約10秒、他の場合では約20秒、さらに他の場合では約40秒であり得る。R2の溶液の平均反応器滞留時間の上限は、場合によっては約720秒、他の場合では約480秒、さらに他の場合では約240秒であり得る。R2の溶液の平均反応器滞留時間の下限は、場合によっては約10秒、他の場合では約30秒、さらに他の場合では約60秒であり得る。R3の溶液の平均反応器滞留時間の上限は、場合によっては約600秒、他の場合では約360秒、さらに他の場合では約180秒であり得る。R3の溶液の平均反応器滞留時間の下限は、場合によっては約1秒、他の場合では約5秒、さらに他の場合では約10秒であり得る。
任意に、図2に示す連続溶液重合プロセスの実施形態に追加の反応器(例えば、CSTR、ループ、チューブなど)を追加できる。本開示では、反応器の数は特に重要ではなかったがただし、連続溶液重合プロセスが、それぞれ、第1の均一触媒配合物および第2の均一触媒を用いる少なくとも2つの反応器を備えることを条件とする。
図2に示される連続溶液重合プロセスの実施形態を運転させる際、プロセスに供給されるエチレンの総量は、3つの反応器R1、R2、およびR3の間で分配または分割することができる。この運転変数は、エチレンスプリット(ES)と呼ばれていた、すなわち、「ESR1」、「ESR2」、および「ESR3」は、それぞれR1、R2、およびR3に注入されたエチレンの重量パーセントを指すがただし、ESR1+ESR2+ESR3=100%であることを条件とする。これは、以下の流れ:流れ2(R1)、流れ7(R2)、および流れ14(R3)のエチレン流量を調整することで達成された。ESR1の上限は、場合によっては約60%、他の場合では約55%、さらに他の場合では約50%であり;ESR1の下限は、場合によっては約5%、他の場合では約8%、さらに他の場合では約10%である。ESR2の上限は、場合によっては約95%、他の場合では約92%、さらに他の場合では約90%であり;ESR2の下限は、場合によっては約20%、他の場合では約30%、さらに他の場合では約40%である。ESR3の上限は、場合によっては約30%、他の場合では約25%、さらに他の場合では約20%であり;ESR3の下限は、場合によっては0%、他の場合では約5%、さらに他の場合では約10%である。
図2に示される連続溶液重合プロセスの実施形態を運転させる際、各反応器のエチレン濃度も制御された。反応器1のエチレン濃度(以下、ECR1)は、反応器1のエチレンの重量を反応器1に添加されるすべての総重量で割ったものとして定義され;ECR2およびECR3も同様に定義される。反応器(ECR1またはECR2またはECR3)のエチレン濃度は、場合によっては約7重量パーセント(重量%)〜約25重量%、他の場合では約8重量%〜約20重量%、さらに他の場合では約9重量%〜約17重量%で変化し得る。
図2に示される連続溶液重合プロセスの実施形態を運転させる際、各反応器で変換されたエチレンの総量が監視された。「QR1」という用語は、R1に添加されたエチレンのうち、触媒配合物によりエチレンインターポリマーに変換されたパーセントを指す。同様に、QR2およびQR3は、R2およびR3に添加されたエチレンのうち、それぞれの反応器でエチレンインターポリマーに変換されたパーセントを表す。エチレン変換率は、種々のプロセス条件、例えば触媒濃度、触媒配合物、不純物、および毒物に応じて大きく変化し得る。QR1およびQR2の両方の上限は、場合によっては約99%、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%であり;QR1およびQR2の両方の下限は、場合によっては約65%、他の場合では約70%、さらに他の場合では約75%である。QR3の上限は、場合によっては約99%、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%であり;QR3の下限は、場合によっては0%、他の場合では約5%、さらに他の場合では約10%である。「Q」という用語は、連続溶液重合プラント全体にわたる合計または全体のエチレン変換率を表し;すなわち、Q=100×[インターポリマー生成物中のエチレンの重量]/([インターポリマー生成物中のエチレンの重量]+[未反応エチレンの重量])。Qの上限は、場合によっては約99%、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%であり;Qの下限は、場合によっては約75%、他の場合では約80%、さらに他の場合では約85%である。
任意に、α−オレフィンを連続溶液重合プロセスに添加してもよい。添加する場合、α−オレフィンは、R1、R2、およびR3間に比例または分割される。この運転変数は、コモノマースプリット(CS)と呼ばれていた、すなわち、「CSR1」、「CSR2」、および「CSR3」は、それぞれR1、R2、およびR3に注入されるα−オレフィンコモノマーの重量パーセントを指すがただし、CSR1+CSR2+CSR3=100%であることを条件とする。これは、以下の流れ:流れ3(R1)、流れ8(R2)、および流れ15(R3)のα−オレフィン流量を調整することで達成される。CSR1の上限は、場合によっては100%(すなわち、α−オレフィンの100%がR1に注入される)、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%である。CSR1の下限は、場合によっては0%(R1で生成されたエチレンホモポリマー)、他の場合では約5%、さらに他の場合では約10%である。CSR2の上限は、場合によっては約100%(すなわち、α−オレフィンの100%が反応器2に注入される)、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%である。CSR2の下限は、場合によっては0%、他の場合では約5%、さらに他の場合では約10%である。CSR3の上限は、場合によっては100%、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%である。CSR3の下限は、場合によっては0%、他の場合では約5%、さらに他の場合では約10%である。
第1のエチレンインターポリマー
第1のエチレンインターポリマーは、第1の均一触媒配合を使用して合成された。第1の均一触媒配合物の一実施形態は、架橋メタロセン触媒配合物であった。図2に示される実施形態を参照すると、任意のα−オレフィンが反応器1(R1)に添加されなかった場合、そのときR1で生成されるエチレンインターポリマーはエチレンホモポリマーであった。α−オレフィンが添加される場合、以下の重量比は、第1のエチレンインターポリマーの密度を制御するための1つのパラメータ:((α−オレフィン)/(エチレン))R1であった。((α−オレフィン)/(エチレン))R1の上限は、約3;他の場合では約2、さらに他の場合では約1であり得る。((α−オレフィン)/(エチレン))R1の下限は、0;他の場合では約0.25、さらに他の場合では約0.5であり得る。以下、「σ」という記号は、R1で生成された第1のエチレンインターポリマーの密度を指す。σの上限は、約0.975g/cm;場合によっては約0.965g/cm;他の場合では約0.955g/cmであり得る。σの下限は、約0.855g/cm、場合によっては約0.865g/cm;他の場合では約0.875g/cmであり得る。
エチレンインターポリマーのCDBI50(組成分布分岐指数)を決定する方法は、当業者に周知である。パーセントで表されるCDBI50は、コモノマー組成が中央のコモノマー組成の50%以内であるエチレンインターポリマーのパーセントとして定義された。均一触媒配合物で生成されたエチレンインターポリマーのCDBI50は、不均一触媒配合物で生成されたα−オレフィン含有エチレンインターポリマーのCDBI50に対して高いことも当業者には周知である。第1のエチレンインターポリマーのCDBI50の上限は、約98%、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%であり得る。第1のエチレンインターポリマーのCDBI50の下限は、約70%、他の場合では約75%、さらに他の場合では約80%であり得る。
第1のエチレンインターポリマーのM/M(SECにより決定された重量平均分子量(M)を数平均分子量(M)で割ったもの)の上限は、約2.8、他の場合では約2.5、さらに他の場合約2.2であり得る。第1のエチレンインターポリマーのM/Mの下限は、約1.7、他の場合では約1.8、さらに他の場合では約1.9であり得る。
架橋メタロセン触媒配合物で生成された第1のエチレンインターポリマーは、本明細書に開示されたLCBFにより特徴付けられる長鎖分岐を含有する。第1のエチレンインターポリマーのLCBFの上限は、約0.5、他の場合では約0.4、さらに他の場合では約0.3(無次元)であり得る。第1のエチレンインターポリマーのLCBFの下限は、約0.001、他の場合では約0.0015、さらに他の場合では約0.002(無次元)であり得る。
第1のエチレンインターポリマーは、第1の均一触媒配合物の化学組成を反映する触媒残留物を含有していた。当業者は、触媒残留物は、典型的には、金属が触媒成分A(式(I))中の金属に由来する第1のエチレンインターポリマー中の百万分の金属によって定量化されることを理解するであろう(以下、この金属を「金属A」と呼ぶ)。本開示で前述したように、金属Aの非限定的な例には、4族金属、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムが含まれる。第1のエチレンインターポリマー中の金属Aのppmの上限は、約3.0ppm、他の場合では約2.0ppm、さらに他の場合では約1.5ppmであり得る。第1のエチレンインターポリマー中の金属Aのppmの下限は、約0.03ppm、他の場合では約0.09ppm、さらに他の場合では約0.15ppmであり得る。
R1に添加される水素の量は、連続溶液プロセスが、メルトインデックスが大きく異なる第1のエチレンインターポリマーを生成することができる幅広い範囲で変化し得る(以下、I (ASTM D1238に概説されている手順に従って2.16kgの荷重を使用して190℃でメルトインデックスを測定した)。これは、流れ4の水素流量を調整することで達成された(図2に示される)。R1に添加される水素の量は、反応器R1の総質量に対するR1の百万分の1(ppm)の水素として表された(以下、H R1(ppm))。場合によっては、H R1(ppm)は約100ppm〜0ppm、他の場合では約50ppm〜0ppm、別の場合では約20ppm〜0ppm、さらに他の場合では約2ppm〜0ppmの範囲である。I の上限は約200dg/分、場合によっては約100dg/分;他の場合では約50dg/分;さらに他の場合では約1dg/分であり得る。I の下限は約0.01dg/分、場合によっては約0.05dg/分;他の場合では、約0.1dg/分;さらに他の場合では約0.5 dg/分であり得る。
エチレンインターポリマー生成物中の第1のエチレンインターポリマーの重量パーセント(重量%)の上限は、約60重量%、他の場合約55重量%、さらに他の場合約50重量%であり得る。エチレンインターポリマー生成物中の第1のエチレンインターポリマーの重量%の下限は、約5重量%、他の場合では約8重量%、さらに他の場合では約10重量%であり得る。
第2のエチレンインターポリマー
第2のエチレンインターポリマーは、第2の均一触媒配合物を使用して合成された。第2の均一触媒配合物の一実施形態は、非架橋シングルサイト触媒配合物であった。図2に示す実施形態を参照すると、任意のα−オレフィンが、新鮮なα−オレフィン流8を通じて反応器12a(R2)に添加されなかった場合、または流れ11eで反応器11a(R1)から持ち越されなかった場合(直列モード)、そのとき反応器12aで生成されたエチレンインターポリマー(R2)はエチレンホモポリマーであった。任意のα−オレフィンがR2に存在する場合、以下の重量比は、R2で生成された第2のエチレンインターポリマーの密度を制御する1つのパラメータであった:((α−オレフィン)/(エチレン))R2。((α−オレフィン)/(エチレン))R2の上限は、約3;他の場合では約2、さらに他の場合では約1であり得る。((α−オレフィン)/(エチレン))R2の下限は、0;他の場合では約0.25、さらに他の場合では約0.5であり得る。以下、「σ」という記号は、R2で生成されたエチレンインターポリマーの密度を指す。σの上限は、約0.975g/cm;場合によっては約0.965g/cm;他の場合では約0.955g/cmであり得る。σの下限は、約0.855g/cm、場合によっては約0.865g/cm;他の場合では約0.875g/cmであり得る。
第2のエチレンインターポリマー(α−オレフィンを含有する)のCDBI50の上限は、約98%、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%であり得る。第2のエチレンインターポリマーのCDBI50の下限は、約70%、他の場合では約75%、さらに他の場合では約80%であり得る。α−オレフィンが連続溶液重合プロセスに添加されない場合、第2のエチレンインターポリマーはエチレンホモポリマーであった。α−オレフィンを含有しないホモポリマーの場合でも、TREFを使用してCDBI50を測定できる。ホモポリマーの場合、第2のエチレンインターポリマーのCDBI50の上限は、約98%、他の場合では約96%、さらに他の場合では約95%であり得;CDBI50の下限は、約88%、他の場合では約89%、さらに他の場合では約90%であり得る。第2のエチレンインターポリマー中のα−オレフィン含有量がゼロに近づくにつれて、第2のエチレンインターポリマー(α−オレフィンを含有する)の列挙したCDBI50制限とエチレンホモポリマーである第2のエチレンインターポリマーの列挙したCDBI50制限との間で滑らかな移行があることは当業者に周知である。
第2のエチレンインターポリマーのM/Mの上限は、約2.8、他の場合では約2.5、さらに他の場合では約2.2であり得る。第2のエチレンインターポリマーのM/Mの下限は、約1.7、他の場合では約1.8、さらに他の場合では約1.9であり得る。
第2の均一触媒配合物で生成された第2のエチレンインターポリマーは、検出不可能なレベルの長鎖分岐、すなわち<0.001(無次元)のLCBFによって特徴付けられた。
第2のエチレンインターポリマーは、第2の均一触媒配合物の化学化学組成を反映する触媒残留物を含有する。より具体的には、第2のエチレンインターポリマーは、かさ高い配位子−金属錯体、すなわち成分C(式(II))に由来する「金属C」を含有する。金属Cの非限定的な例には、第4族金属、チタン、ジルコニウム、およびハフニウムが含まれる。第2のエチレンインターポリマー中の金属Cのppmの上限は、約3.0ppm、他の場合では約2.0ppm、さらに他の場合では約1.5ppmであり得る。第2のエチレンインターポリマー中の金属Cのppmの下限は、約0.03ppm、他の場合では約0.09ppm、さらに他の場合では約0.15ppmであり得る。
図2に示す実施形態を参照すると、R2に添加される水素の量は、メルトインデックスが大きく異なる第2のエチレンインターポリマー(以下I )を連続溶液プロセスで生成できるように、広範囲にわたって変化し得る。これは、流れ9の水素流量を調整することで達成される。添加される水素の量は、反応器R2の総質量に対するR2の百万分の1(ppm)の水素として表された(以下、H R2(ppm))。場合によっては、H R2(ppm)は、約100ppm〜0ppm、場合によっては約50ppm〜0ppm、他の場合では約20〜0、さらに他の場合では約2ppm〜0ppmの範囲である。I の上限は、約1000dg/分;場合によっては約750dg/分;他の場合では約500dg/分;さらに他の場合では約200dg/分であり得る。I の下限は、約0.3dg/分、場合によっては約0.4dg/分、他の場合では約0.5dg/分、さらに他の場合では約0.6dg/分であり得る。
エチレンインターポリマー生成物中の第2のエチレンインターポリマーの重量パーセント(重量%)の上限は、約95重量%、他の場合約92重量%、さらに他の場合約90重量%であり得る。エチレンインターポリマー生成物中の第2のエチレンインターポリマーの重量%の下限は、約20重量%、他の場合では約30重量%、さらに他の場合では約40重量%であり得る。
第3のエチレンインターポリマー
任意に、開示されたエチレンインターポリマー生成物は、第3のエチレンインターポリマーを含有する。図2に示す実施形態を参照すると、触媒失活剤Aが触媒失活剤タンク18Aを介して反応器17の上流に添加された場合、第3のエチレンインターポリマーは、反応器17(R3)内で生成されなかった。触媒失活剤Aを添加せず、新鮮なα−オレフィン流15を介して、または流れ12c(直列モード)もしくは流12d(並列モード)で反応器12a(R2)から持ち越して、任意のα−オレフィンを反応器17に追加しなかった場合、そのとき反応器17内で生成されたエチレンインターポリマーはエチレンホモポリマーであった。触媒失活剤Aが添加されておらず、任意のα−オレフィンがR3に存在する場合、以下の重量比は第3のエチレンインターポリマーの密度を決定する1つのパラメータであった:((α−オレフィン)/(エチレン))R3。((α−オレフィン)/(エチレン))R3の上限は、約3;他の場合では約2、さらに他の場合では約1であり得る。((α−オレフィン)/(エチレン))R3の下限は、0;他の場合では約0.25、さらに他の場合では約0.5であり得る。以下、「σ」という記号は、R3で生成されたエチレンインターポリマーの密度を指す。σの上限は、約0.975g/cm;場合によっては約0.965g/cm;他の場合では約0.955g/cmであり得る。R3で使用される触媒配合物に応じて、σの下限は、約0.855g/cm、場合によっては約0.865g/cm;他の場合では約0.875g/cmであり得る。
任意に、以下の均一または不均一触媒配合物のうちの1つ以上をR3に注入してもよい:第1の均一触媒配合物、第2の均一触媒配合物、第5の均一触媒配合物または不均一触媒配合物。第1の均一触媒配合物の一実施形態は、成分Aを含有する架橋メタロセン触媒配合物(式(I))であり、この場合、第3のエチレンインターポリマーは金属Aを含有した。第3のエチレンインターポリマー中の金属Aのppmの上限は、約3.0ppm、他の場合では約2.0ppm、さらに他の場合では約1.5ppmであり得る。第3のエチレンインターポリマー中の金属Aのppmの下限は、約0.03ppm、他の場合では約0.09ppm、さらに他の場合では約0.15ppmであり得る。第2の均一触媒配合物の一実施形態は、成分Cを含有する非架橋シングルサイト触媒配合物(式(II))であり、この場合、第3のエチレンインターポリマーは金属Cを含有した。第3のエチレンインターポリマー中の金属Aのppmの上限は、約3.0ppm、他の場合では約2.0ppm、さらに他の場合では約1.5ppmであり得る。第3のエチレンインターポリマー中の金属Aのppmの下限は、約0.03ppm、他の場合では約0.09ppm、さらに他の場合では約0.15ppmであり得る。不均一触媒配合物の実施形態には、インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が含まれ;この場合、第3のエチレンインターポリマーは、チーグラー・ナッタ触媒配合物を製作するのに使用される遷移金属化合物(成分(vii))に由来する金属Zを含有する。第3のエチレンインターポリマー中の金属Zのppmの上限は、約12ppm、他の場合では約10ppm、さらに他の場合では約8ppmであり得る。第3のエチレンインターポリマー中の金属Zのppmの下限は、約0.5ppm、他の場合では約1ppm、さらに他の場合では約3ppmであり得る。式(I)または(II)で定義される属のメンバーではないかさ高い配位子−金属錯体を含む第5の均一触媒配合物を用いる場合、第3のエチレンインターポリマーは金属Dを含有する。第3のエチレンインターポリマー中の金属Dのppmの上限は、約3.0ppm、他の場合では約2.0ppm、さらに他の場合では約1.5ppmであり得る。第3のエチレンインターポリマー中の金属Dのppmの下限は、約0.03ppm、他の場合では約0.09ppm、さらに他の場合では約0.15ppmであり得る。
任意の第3のエチレンインターポリマー(α−オレフィンを含有する)のCDBI50の上限は、約98%、他の場合では約95%、さらに他の場合では約90%であり得る。任意の第3のエチレンインターポリマーのCDBI50の下限は、約35%、他の場合では約40%、さらに他の場合では約45%であり得る。
任意の第3のエチレンインターポリマーのM/Mの上限は、約5.0、他の場合では約4.8、さらに他の場合では約4.5であり得る。任意の第3のエチレンインターポリマーのM/Mの下限は、約1.7、他の場合では約1.8、さらに他の場合では約1.9であり得る。
図2に示される実施形態を参照すると、任意の水素は、流れ16を介して管状反応器(R3)に添加され得る。R3に添加される水素の量は、広範囲にわたって変化し得る。R3の水素量(以下H R3(ppm))を調整することにより、連続溶液プロセスで、メルトインデックスが大きく異なる任意の第3のエチレンインターポリマー(以下I )を生成できる。R3に添加される任意の水素の量は、約50ppm〜0ppm、場合によっては約25ppm〜0ppm、他の場合では約10〜0、さらに他の場合では約2ppm〜0ppmの範囲である。I の上限は、約2000dg/分;場合には約1500dg/分;他の場合では約1000dg/分;さらに他の場合では約500dg/分であり得る。I の下限は、約0.5dg/分、場合によっては約0.6dg/分、他の場合では約0.7dg/分;さらに他の場合では約0.8dg/分であり得る。
エチレンインターポリマー生成物中の任意の第3のエチレンインターポリマーの重量パーセント(重量%)の上限は、約30重量%、他の場合約25重量%、さらに他の場合約20重量%であり得る。エチレンインターポリマー生成物中の任意の第3のエチレンインターポリマーの重量%の下限は、0重量%;他の場合では約5重量%、さらに他の場合では約10重量%であり得る。
エチレンインターポリマー生成物
エチレンインターポリマー生成物の密度の上限(ρ)は、約0.975g/cm;場合によっては約0.965g/cm;他の場合では約0.955g/cmであり得る。エチレンインターポリマー生成物の密度の下限は、約0.855g/cm、場合によっては約0.865g/cm;他の場合では約0.875g/cmであり得る。
エチレンインターポリマー生成物のCDBI50の上限は、約97%、他の場合では約90%、さらに他の場合では約85%であり得る。α−オレフィンが連続溶液重合プロセスに添加されない場合、97%のCDBI50を有するエチレンインターポリマー生成物が生じ得;この場合、エチレンインターポリマー生成物はエチレンホモポリマーである。エチレンインターポリマー生成物のCDBI50の下限は、約1%、他の場合では約2%、さらに他の場合では約3%であり得る。
エチレンインターポリマー生成物のM/Mの上限は、約25、他の場合では約15、さらに他の場合では約9であり得る。エチレンインターポリマー生成物のM/Mの下限は、1.7、他の場合では約1.8、さらに他の場合では約1.9であり得る。
エチレンインターポリマー生成物中の触媒残留物は、R1で用いられる第1の均一触媒配合物;R2で用いられる第2の均一触媒配合物、および;任意にR3で用いられる1つ以上の触媒配合物の化学組成を反映する。中性子放射化分析(N.A.A.)を使用して、エチレンインターポリマー生成物中の100万分の1の触媒金属を測定することにより、触媒残留物を定量化した。表5に示すように、例52のエチレンインターポリマー生成物は、0.624ppmのハフニウムおよび0.208ppmのチタンを含んでいた。表4Aに示すように、並列モードで運転する反応器1および2で例52を生成し、ハフニウム(Hf)含有架橋メタロセン触媒配合物を反応器1に注入し、チタン(Ti)含有非架橋シングルサイト触媒配合物を反応器2に注入した(触媒は反応器3に注入されなかった)。さらに、例52では、HfはCpF−2([(2,7−tBuFlu)PhC(Cp)HfMe]種の成分A(式(I))種に由来し、TiはPIC−1([Cp[(イソプロピル)PN]TiCl2]種の成分C(式(II))に由来した。例52は、3.0の残留触媒Hf/Ti比を有していた(0.624ppm Hf/0.208ppm Ti)。
表5に示すように、比較例は、検出不可能なレベルのハフニウム(0.0ppmのハフニウム)および約0.303ppmのチタン、すなわち0.0の残留触媒Hf/Ti比を含有していた。表4Aに示すように、比較例60は、直列モードで運転する反応器1および2で生成され、非架橋シングルサイト触媒配合物(Ti含有)が反応器1および反応器2の両方に注入された(触媒は反応器3に注入されなかった)。比較例60では、Ti源は、PIC−2、シクロペンタジエニルトリ(イソプロピル)ホスフィンイミンチタンジクロライド種[Cp[(i−prop)PN]TiCl]の成分C(式(II)))であった。
表5に示すように、例51のエチレンインターポリマー生成物は、0.530ppmのHfおよび0.127ppmのTiを含有し、残留触媒のHf/Ti比は4.17であった。表4Aに示すように、例51は、直列モードで運転する反応器1および2で生成され、Hf含有(CpF−2)架橋メタロセン触媒配合物を反応器1に注入し、Ti含有(PIC−1)非架橋シングルサイト触媒配合物を反応器2に注入した(触媒は反応器3に注入されなかった)。
比較例67は、0.0ppmのHfおよび約0.303ppmのTiを含有し、残留触媒のHf/Ti比は0.0であった。比較例67は、反応器1および2の両方で非架橋シングルサイト触媒配合物を使用して生成された。比較例67は、SURPASS(登録商標)FPs117−Cをコード化した、NOVA Chemicals Corporation(Calgary,Alberta,Canada)によって生成された市販の溶液プロセスエチレン/1−オクテンポリマーであった。
エチレンインターポリマー生成物中の金属Aのppmの上限は、第1のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち0.60)を最大化し、第2のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち0.20)を最小化することによって決定され、残りの重量分率(すなわち、0.20)は触媒金属Aで生成された第3のエチレンインターポリマー、すなわち架橋メタロセン触媒配合物であった。具体的には、エチレンインターポリマー生成物中の金属Aのppmの上限は、2.4ppmであった:すなわち、((0.6×3ppm)+(0.2×3ppm));式中、3ppmは、第1および第3のエチレンインターポリマー中の金属Aのppmの上限である。他の場合、エチレンインターポリマー生成物中の金属Aのppmの上限は、2ppmであり、さらに他の場合では1.5ppmであった。エチレンインターポリマー生成物中の金属Aのppmの下限は、第1のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち、0.05)を最小化し、第2のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち、0.95)を最大化することによって決定された。具体的には、エチレンインターポリマー生成物中の金属Aのppmの下限は、0.0015ppm:すなわち(0.05×0.03ppm)であり、式中、0.03ppmは第1のエチレンインターポリマー中の金属Aの下限であった。他の場合、エチレンインターポリマー生成物中の金属Aのppmの下限は、0.0025ppmであり、さらに他の場合では0.0035ppmであった。
エチレンインターポリマー生成物中の金属Cのppmの上限は、第2のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち、0.95)、すなわち2.9ppm(0.95×3ppm)を最大化することによって決定され、3ppmは、第2のエチレンインターポリマー中の金属Cのppmの上限であった。他の場合、エチレンインターポリマー生成物中の金属Cの量の上限は、1.9ppmであり、さらに他の場合では1.4ppmであった。エチレンインターポリマー生成物中の金属Cのppmの下限は、第2のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち0.20)、すなわち0.006ppm(0.20×0.03ppm)を最小化することにより決定され、0.03ppmは、第2のエチレンインターポリマー中の金属Cのppmの下限であった。他の場合、エチレンインターポリマー生成物中の金属Cのppmの下限は、0.02ppm、さらに他の場合では0.03ppmであった。
エチレンインターポリマー生成物中の金属D(第5の均一触媒配合物由来)のppmの上限は、第3のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち0.30)、すなわち0.9ppm(0.3×3ppm)を最大化することによって決定され、3ppmは、第3のエチレンインターポリマーの金属Dのppmの上限である。他の場合では、エチレンインターポリマー生成物中の金属Dのppmの上限は、0.7ppm、さらに他の場合では0.5ppmであった。エチレンインターポリマー生成物中の金属Dのppmの下限は、第3のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち0.0)、すなわち0.0ppmを最小化することによって決定された。他の場合、エチレンインターポリマー生成物が少量の第3のエチレンインターポリマーを含有する場合、エチレンインターポリマー生成物中の金属Dのppmの下限は、0.0015ppmまたは0.003ppm、すなわち、それぞれ第3のエチレンインターポリマーの5および10%であり得る。
エチレンインターポリマー生成物中の金属Zのppmの上限は、第3のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち、0.30)、すなわち3.6ppm(0.30×12ppm)を最大化することによって決定され、12ppmは、第3のエチレンインターポリマー中の金属Zのppmの上限であった。他の場合、エチレンインターポリマー生成物中の金属Zの量の上限は、3ppm、さらに他の場合では2.4ppmであった。エチレンインターポリマー生成物中の金属Zのppmの下限は、第3のエチレンインターポリマーの重量分率(すなわち0.0)、すなわち0.0ppmを最小化することによって決定された。エチレンインターポリマー生成物が少量の第3のエチレンインターポリマーを含有する他の場合、エチレンインターポリマー生成物中の金属Zのppmの下限は、0.025ppm、他の場合では0.05ppm、すなわち、それぞれ第3のエチレンインターポリマーの5および10%であり得る。
エチレンインターポリマー生成物中のハフニウム対チタン比(Hf/Ti)は、中性子放射化分析で決定されるように、400〜0.0005の範囲であり得る。400のHf/Ti比は、3ppmのHf(上限)を含有する80重量%の第1のおよび第3のエチレンインターポリマーと0.03ppmのTiの(下限)を含有する20重量%の第2のエチレンインターポリマーとを含有するエチレンインターポリマー生成物の場合に生じ得る。0.0005のHf/Ti比は、0.03ppmのHf(下限)を含有する5重量%の第1のエチレンインターポリマーと3ppmのTi(上限)を含有する95重量%の第2のエチレンインターポリマーとを含有するエチレンインターポリマー生成物の場合に生じ得る。
エチレンインターポリマー生成物中の触媒金属(金属Aおよび金属C;ならびに任意で金属ZおよびD)の総量の上限は、6ppm、他の場合では5ppm、さらに他の場合では4ppmであり得る。エチレンインターポリマー生成物中の触媒金属の総量の下限は、0.03ppm、他の場合では0.09ppm、さらに他の場合では0.15ppmであり得る。
本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物の実施形態は、米国特許第6,277,931号に記載されるポリエチレンポリマーに対してより低い触媒残留物を有する。米国特許第6,277,931号の触媒残留物が多いと、連続溶液重合プロセスの複雑さが増し;複雑さの増加の例には、ポリマーから触媒残留物を除去するための追加の精製ステップが含まれる。対照的に、本開示では、触媒残留物は除去されない。
エチレンインターポリマー生成物のメルトインデックスの上限は、約500dg/分、場合によっては約400dg/分;他の場合では約300dg/分;さらに他の場合では約200dg/分であり得る。エチレンインターポリマー生成物のメルトインデックスの下限は、約0.3dg/分、場合によっては約0.4dg/分;他の場合では約0.5dg/分;さらに他の場合では約0.6dg/分であり得る。
触媒失活
本開示に記載される連続重合プロセスでは、触媒失活剤を添加することにより重合が終了する。図2の実施形態は、(a)触媒失活剤タンク18Aから触媒失活剤Aを添加することにより管状反応器の上流、または;(b)触媒失活剤タンク18Bから触媒失活剤Bを添加することによる管状反応器の下流のいずれかで生じる触媒失活を示す。触媒失活剤タンク18Aおよび18Bは、ニート(100%)触媒失活剤、溶媒中の触媒失活剤の溶液、または溶媒中の触媒失活剤のスラリーを含有し得る。触媒失活剤AおよびBの化学組成は同じでも異なっていてもよい。好適な溶媒の非限定的な例には、直鎖または分岐C〜C12アルカンが含まれる。本開示では、触媒失活剤の添加方法は特に重要ではない。添加されると、触媒失活剤は、活性触媒種を不活性形態に変えることにより、重合反応を実質的に停止させる。好適な失活剤は、当技術分野で周知であり、非限定的な例には、アミン(例えば、Zboril et al.の米国特許第4,803,259号);カルボン酸のアルカリまたはアルカリ土類金属塩(例えば、Machan et al.の米国特許第4,105,609号);水(例えば、Bernier et al.の米国特許第4,731,438号);ハイドロタルサイト、アルコール、およびカルボン酸(例えば、Miyataの米国特許第4,379,882号);またはそれらの組み合わせ(Sibtain et al.の米国特許第6,180,730号)が含まれる。本開示では、添加される触媒失活剤の定量化は、以下の触媒失活剤モル比によって決定された:0.3≦(触媒失活剤)/((総触媒金属)+(アルキルアルミニウム共触媒)+(アルミニウムアルキル))≦2.0;式中、触媒金属は(金属A+金属C+第3の反応器に添加された任意の触媒金属)の合計モル数である。触媒失活剤のモル比の上限は、約2、場合によっては約1.5、他の場合では約0.75であり得る。触媒失活剤のモル比の下限は、約0.3、場合によっては約0.35、さらに他の場合では約0.4であり得る。一般に、触媒失活剤は、触媒が失活し、重合反応が急冷するように最小限の量で添加される。
ソリューションの不動態化
不均一触媒配合物が第3の反応器で使用される場合、第1のV/L分離器に入る前に、失活溶液AまたはBに不動態化剤または酸スカベンジャーを添加して、不動態化溶液、すなわち図2に示す不動態化溶液流23を形成する。不動態化剤タンク22は、ニート(100%)不動態化剤、溶媒中の不動態化剤の溶液、または溶媒中の不動態化剤のスラリーを含有し得る。好適な溶媒の非限定的な例には、直鎖または分岐C〜C12アルカンが含まれる。本開示では、不動態化剤の添加方法は特に重要ではない。好適な不動態化剤は、当技術分野で周知であり、非限定的な例には、カルボン酸またはハイドロタルサイトのアルカリまたはアルカリ土類金属塩が含まれる。添加する不動態化剤の量は、広範囲にわたって変化し得る。添加される不動態化剤の量は、溶液プロセスに添加される塩化物化合物の総モル数、すなわち塩化物化合物「化合物(vi)」および不均一触媒配合物を製造するために使用された金属化合物「化合物(vii)」によって決定された。(不動態化剤)/(総塩化物)モル比の上限は、15、場合によっては13、他の場合では11であり得る。(不動態化剤)/(総塩化物)モル比の下限は、約5、場合によっては約7、さらに他の場合では約9であり得る。一般に、失活剤は、失活溶液を実質的に不動態化するために最小限の量で添加される。
可撓性製造品
本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物は、単層または多層フィルムなどの可撓性製造品に変換され得る。そのようなフィルムを調製するプロセスの非限定的な例には、インフレーションフィルムプロセス、ダブルバブルプロセス、トリプルバブルプロセス、キャストフィルムプロセス、テンターフレームプロセス、および機械方向配向(MDO)プロセスが含まれる。
インフレーションフィルム押出プロセスでは、押出機が熱可塑性プラスチックまたは熱可塑性ブレンドを加熱、溶融、混合、および搬送する。溶融すると、熱可塑性プラスチックを環状ダイに押し込み、熱可塑性プラスチックチューブを生成する。共押出の場合、複数の押出機を用いて多層熱可塑性チューブを生成する。押出プロセスの温度は、主に、処理中の熱可塑性プラスチックまたは熱可塑性ブレンド、例えば熱可塑性プラスチックの融解温度またはガラス転移温度、および融解物の所望の粘度によって決定される。ポリオレフィンの場合、典型的な押出温度は、330°F〜550°F(166℃〜288℃)である。環状ダイから出ると、熱可塑性プラスチックチューブは空気で膨らみ、冷却され、固化して、一対のニップローラーに引き込まれる。空気の膨張により、チューブの直径が大きくなり、所望のサイズの気泡が形成される。ニップローラーの引張作用により、気泡は機械方向に延伸される。したがって、バブルは2つの方向:膨張する空気がバブルの直径を大きくする横方向(TD);およびニップローラーが気泡を延伸する機械方向(MD)に延伸される。その結果、インフレーションフィルムの物理的特性は、典型的には異方性であり、すなわち、物理的特性はMD方向およびTD方向で異なり;例えば、フィルムの引き裂き強度および引張特性は、典型的には、MDおよびTDで異なる。いくつかの先行技術文書では、「横断方向」または「CD」という用語が使用され;これらの用語は、本開示で使用される「横方向」または「TD」という用語と同等である。インフレーションフィルムプロセスでは、空気が気泡の外周に吹き付けられ、熱可塑性プラスチックが環状ダイを出るときに冷却される。フィルムの最終的な幅は、膨張する空気または内部の気泡圧を制御することにより決定され;言い換えれば、気泡の直径を増大または減少させる。フィルムの厚さは、主にニップローラーの速度を増減してドローダウン速度を制御することで制御される。ニップローラーを出た後、気泡またはチューブはつぶれ、機械方向に切れ目を入れることにより、シートが作られ得る。各シートは、フィルムのロールに巻かれ得る。各ロールがさらに切れ目を入れ、所望の幅のフィルムを作り得る。フィルムの各ロールは、以下で説明するように、種々の消費者製品にさらに加工される。
キャストフィルムプロセスは、単一または複数の押出機を使用し得る点で同様であるが、様々な熱可塑性材料は、フラットダイダイに計量され、チューブではなく単層または多層シートに押し出される。キャストフィルムプロセスでは、押し出されたシートは、チルロール上で固化される。
ダブルバブルプロセスでは、第1のインフレーションフィルムバブルが形成されて冷却され、次いで、第1のインフレーションが加熱されて再膨張され、第2のインフレーションフィルムバブルが形成され、その後冷却される。本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物は、トリプルバブルブロープロセスにも好適である。開示されたエチレンインターポリマー生成物に好適な追加のフィルム変換プロセスには、機械方向配向(MDO)ステップ;例えば、フィルムをブローするか、フィルムをキャストし、フィルムを急冷し、次いで、フィルムチューブまたはフィルムシートを任意の延伸比でMDOプロセスに供することを伴うプロセスが含まれる。さらに、本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物フィルムは、テンターフレームプロセスおよび二軸配向を導入する他のプロセスでの使用に好適である。
最終用途に応じて、開示されたエチレンインターポリマー生成物は、広範囲の厚さにわたるフィルムに変換され得る。非限定的な例には、厚さが約0.5ミル(13μm)〜約4ミル(102μm)の範囲の食品包装フィルムが含まれ:頑丈な袋の用途では、フィルムの厚さは約2ミル(51μm)〜約10ミル(254μm)の範囲であり得る。
単層フィルムの単層は、複数のエチレンインターポリマー生成物および/または1つ以上の追加のポリマーを含有してもよく;追加のポリマーの非限定的な例には、エチレンポリマーおよびプロピレンポリマーが含まれる。単層フィルム中のエチレンインターポリマー生成物の重量パーセントの下限は、約3重量%、他の場合では約10重量%、さらに他の場合では約30重量%であり得る。単層フィルム中のエチレンインターポリマー生成物の重量パーセントの上限は、100重量%、他の場合では約90重量%、さらに他の場合では約70重量%であり得る。
本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物はまた、多層フィルムの1つ以上の層で使用してもよく;多層フィルムの非限定的な例には、3、5、7、9、11以上の層が含まれる。開示されたエチレンインターポリマー生成物は、マイクロレイヤーダイおよび/またはフィードブロックを用いるプロセスでの使用にも好適であり、そのようなプロセスは多くの層を有するフィルムを生成でき、非限定的な例には、10〜10,000層が含まれる。
多層フィルム内の特定の層(エチレンインターポリマー生成物を含有する)の厚さは、総多層フィルム厚の約5%、他の場合では約15%、さらに他の場合では約30%であり得る。他の実施形態では、多層フィルム内の特定の層(エチレンインターポリマー生成物を含有する)の厚さは、総多層フィルム厚の約95%、他の場合では約80%、さらに他の場合では約65%であり得る。多層フィルムの各個々の層は、複数のエチレンインターポリマー生成物および/または追加の熱可塑性プラスチックを含有し得る。
追加の実施形態は、開示されたエチレンインターポリマー生成物を含有する単層または多層フィルムが押出積層または接着積層または押出コーティングされる積層およびコーティングを含む。押出積層または接着積層では、2つ以上の基材がそれぞれ熱可塑性樹脂または接着剤で結合される。押出コーティングでは、熱可塑性物質が基材の表面に塗布される。これらのプロセスは、当業者には周知である。多くの場合、接着積層または押出積層は、異なる材料を結合するために使用され、非限定的な例には、熱可塑性ウェブへの紙ウェブの結合、または熱可塑性ウェブへのウェブを含有するアルミニウム箔の結合、または化学的に不適合な2つの熱可塑性ウェブの結合、例えば、ウェブを含有するエチレンインターポリマー生成物のポリエステルまたはポリアミドウェブへの結合が含まれる。積層の前に、開示されたエチレンインターポリマー生成物を含有するウェブは単層でも多層でもよい。積層の前に、個々のウェブは結合を改善するために表面処理されてもよく、表面処理の非限定的な例はコロナ処理である。一次ウェブまたはフィルムは、上面、その下面、またはその上面および下面の両方に二次ウェブが積層され得る。二次ウェブおよび三次ウェブを一次ウェブに積層することができ;二次ウェブおよび三次ウェブは化学組成が異なる。非限定的な例として、二次または三次ウェブには、ポリアミド、ポリエステル、およびポリプロピレン、またはEVOHなどのバリア樹脂層を含有するウェブが含まれ得る。そのようなウェブはまた、蒸着されたバリア層;例えば、薄い酸化シリコン(SiO)または酸化アルミニウム(AlO)層を含有してもよい。多層ウェブ(またはフィルム)は、3、5、7、9、11以上の層を含有してもよい。
本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物は、1つ以上のフィルム(単層または多層)を含む広範囲の製品に使用することができる。そのような製造品の非限定的な例には、食品包装フィルム(生鮮食品および冷凍食品、液体、ならびに粒状食品)、スタンドアップパウチ、レトルト包装、ならびにバッグインボックス包装;バリアフィルム(酸素、水分、芳香、油など)および雰囲気調整包装;軽量および頑丈なシュリンクフィルムおよびラップ、照合シュリンクフィルム、パレットシュリンクフィルム、シュリンクバッグ、シュリンクバンドル、ならびシュリンクシュラウド;軽量および頑丈なストレッチフィルム、ハンドストレッチラップ、マシンストレッチラップ、およびストレッチフードフィルム;高透明度フィルム;頑丈な袋;家庭用ラップ、オーバーラップフィルム、およびサンドイッチバッグ;工業用および機関用フィルム、ゴミ袋、缶ライナー、雑誌の上包み、新聞バッグ、郵便バッグ、サックおよび封筒、バブルラップ、カーペットフィルム、家具バッグ、ガーメントバッグ、コインバッグ、自動車パネルフィルム;ガウン、ドレープ、および手術衣などの医療用途;建設フィルムおよびシーティング、アスファルトフィルム、断熱バッグ、マスキングフィルム、造園フィルムおよびバッグ;都市廃棄物処理および採鉱用途向けのジオメンブレンライナー;バッチ封入袋;農業用フィルム、マルチフィルム、および温室フィルム;店内包装、セルフサービスバッグ、ブティックバッグ、食料品バッグ、持ち帰り用の袋、およびTシャツバッグ;延伸フィルム、機械方向延伸(MDO)フィルム、二軸延伸フィルム、および延伸ポリプロピレン(OPP)フィルムの機能性フィルム層、例えば、シーラントおよび/または靭性層が含まれる。少なくとも1つのエチレンインターポリマー生成物を含有する1つ以上のフィルムを含む追加の製造品には、積層および/または多層フィルム;多層フィルムおよび複合材料のシーラントおよびタイ層;紙との積層;アルミ箔積層または真空蒸着アルミニウムを含有する積層;ポリアミド積層;ポリエステル積層;押出コーティング積層;ならびにホットメルト接着剤配合物が含まれる。この段落で要約された製造品は、開示されたエチレンインターポリマー生成物の少なくとも1つの実施形態を含む少なくとも1つのフィルム(単層または多層)を含有する。
望ましいフィルムの物理的特性(単層または多層)は、典型的には、目的の用途に依存する。望ましいフィルム特性の非限定的な例には、光学特性(光沢、ヘイズ、および透明度)、ダート衝撃、エルメンドルフ引裂、弾性率(1%および2%割線弾性率)、引張特性(降伏強度、破断強度、破断点伸び、靭性など)、ヒートシール特性(ヒートシール開始温度、SIT、およびホットタック)が含まれる。特定のホットタックおよびヒートシール特性は、パウチ様パッケージ内部の市販製品(液体、固体、ペースト、部品など)を装填およびシールする高速垂直および水平型フォームフィルシールプロセスが望ましい。
所望のフィルムの物理的特性に加えて、開示されたエチレンインターポリマー生成物は、フィルムライン上で加工しやすいことが望ましい。当業者は、「加工性」という用語を頻繁に使用して、加工性が劣るポリマーに対して、加工性が改善されたポリマーを区別する。加工性を定量化するために一般的に使用される尺度は、押出圧力であり;より具体的には、加工性が改善されたポリマーは、加工性が劣るポリマーに対して、より低い押出圧力(インフレーションフィルムまたはキャストフィルム押出ライン上)を有する。
このセクションで説明する製造品に使用されるフィルムは、任意にその使用目的に応じて、添加剤および補助剤を含んでもよい。添加剤および補助剤の非限定的な例には、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、スリップ剤、加工助剤、帯電防止添加剤、着色剤、染料、フィラー材料、光安定剤、光吸収剤、潤滑剤、顔料、可塑剤、核剤、ならびにそれらの組み合わせが含まれる。
剛直製造品
明細書に開示されるプロセスは、剛直製造品で使用するための望ましい物理的特性の有用な組み合わせを有するエチレンインターポリマー生成物を作製することもできる。剛直物品の非限定的な例には、デリ容器、マーガリンタブ、ドリンクカップ、農産物トレイ;家庭用および工業用容器、カップ、ボトル、バケツ、木枠、タンク、ドラム、バンパー、蓋、工業用バルク容器、工業用容器、マテリアルハンドリング容器、ボトルキャップライナー、ボトルキャップ、リビングヒンジクロージャー;おもちゃ、遊具、レクリエーション用具、ボート、海上および安全用具;電源ケーブル、通信ケーブル、および電線管などの電線およびケーブル用途;可撓性チューブおよびホース;圧力パイプおよび非圧力パイプの両方の市場を含むパイプ用途、例えば、天然ガスの分配、水道本管、内部の配管、雨水下水道、衛生下水道、波形パイプおよび導管;発泡シートまたはバンフォームから製造された発泡物品;軍用包装(用具および調理済みの食事);パーソナルケア包装、おむつ、および生理用品;化粧品、医薬品、および医療用包装、ならびにトラックのベッドライナー、パレット、および自動車のダンネージが含まれる。この段落で要約された剛直製造品は、本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物のうちの1つ以上、または本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物のうちの少なくとも1つと少なくとも1つの他の熱可塑性樹脂とのブレンドを含有する。
そのような剛直製造品は、以下の非限定的なプロセスを使用して製作され得る:射出成形、圧縮成形、ブロー成形、回転成形、異形押出、パイプ押出、シート熱成形、および化学または物理発泡剤を用いる発泡プロセス。
剛直製造品の望ましい物理的特性は、目的の用途に依存する。望ましい特性の非限定的な例には、曲げ弾性率(1%および2%割線弾性率);引張靭性;環境応力亀裂抵抗(ESCR);遅い亀裂成長抵抗(PENT);耐摩耗性;ショア硬度;荷重下のたわみ温度;VICAT軟化点;IZOD衝撃強度;ARM耐衝撃性;シャルピー耐衝撃性、ならびに;色(白色度および/または黄色度指数)が含まれる。
このセクションに記載されている剛直製造品は、その使用目的に応じて、添加剤および補助剤を任意に含み得る。添加剤および補助剤の非限定的な例には、酸化防止剤、スリップ剤、加工助剤、帯電防止添加剤、着色剤、染料、フィラー材料、熱安定剤、光安定剤、光吸収剤、潤滑剤、顔料、可塑剤、成核剤、およびそれらの組み合わせが含まれる。
試験方法
試験の前に、各試験片は23±2℃および相対湿度50±10%で少なくとも24時間調整され、その後の試験は23±2℃および相対湿度50±10%で行った。本明細書では、「ASTM条件」という用語は、23±2℃および相対湿度50±10%に維持される実験室;ならびに試験前にこの実験室で少なくとも24時間調整された試験対象の試験片を指す。ASTMは、米国材料試験協会を指す。
密度
エチレンインターポリマー生成物の密度は、ASTM D792−13(2013年11月1日)を使用して決定された。
メルトインデックス
エチレンインターポリマー生成物のメルトインデックスは、ASTM D1238(2013年8月1日)を使用して決定された。メルトインデックス、I、I、I10、およびI21は、それぞれ2.16kg、6.48kg、10kg、および21.6kgの重量を使用して190℃で測定された。本明細書では、「ストレス指数」という用語またはその頭字語「S.Ex.」は、以下の関係によって定義され:
S.Ex.=log(I/I)/log(6480/2160)
式中、IおよびIは、それぞれ6.48kgおよび2.16kgの負荷を使用して190℃で測定されたメルトフローレートである。
従来のサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)
エチレンインターポリマー生成物サンプル(ポリマー)溶液(1〜3mg/mL)は、ポリマーを1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)中で加熱し、オーブンにおいて150℃で4時間ホイール上で回転させることにより調製した。酸化劣化に対してポリマーを安定化させるために、酸化防止剤(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT))を混合物に添加した。BHT濃度は250ppmであった。ポリマー溶液は、流速が1.0mL/分の移動相としてTCBを使用し、濃度検出器として示差屈折率(DRI)を用いた、4つのSHODEX(登録商標)カラム(HT803、HT804、HT805、およびHT806)を装備したPL 220高温クロマトグラフィーユニットで140℃でクロマトグラフィーにかけた。BHTを250ppmの濃度で移動相に添加して、GPCカラムを酸化分解から保護した。サンプル注入量は200μLであった。GPCカラムは、狭い分布のポリスチレン標準で較正された。ASTM標準試験法D6474−12(2012年12月)に記載されているように、Mark−Houwink方程式を使用して、ポリスチレン分子量をポリエチレン分子量に変換した。GPC生データをCirrus GPCソフトウェアで処理して、モル質量平均(M、M、M)およびモル質量分布(例えば、多分散性、M/M)を生成した。ポリエチレンの分野では、SECと同等の一般的に使用される用語は、GPC、すなわち、ゲル浸透クロマトグラフィーである。
トリプル検出サイズ抽出クロマトグラフィー(3D−SEC)
エチレンインターポリマー生成物サンプル(ポリマー)溶液(1〜3mg/mL)は、ポリマーを1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)中で加熱し、オーブンにおいて150℃で4時間ホイール上で回転させることにより調製した。酸化劣化に対してポリマーを安定化させるために、酸化防止剤(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT))を混合物に添加した。BHT濃度は250ppmであった。サンプル溶液は、示差屈折率(DRI)検出器、二重アングル光散乱検出器(15度および90度)、ならびに示差粘度計を装備したPL 220高温クロマトグラフィーユニットで140℃でクロマトグラフィーにかけた。使用したSECカラムは、4つのShodexカラム(HT803、HT804、HT805、およびHT806)、または4つのPL Mixed ALSもしくはBLSカラムのいずれかであった。TCBは、流速1.0mL/分の移動相であり、SECカラムを酸化分解から保護するために、BHTを250ppmの濃度で移動相に添加した。サンプル注入量は200μLであった。SEC生データはCIRRUS(登録商標)GPCソフトウェアで処理され、絶対モル質量および固有粘度([η])が生成された。「絶対」モル質量という用語を使用して、3D−SECで決定された絶対モル質量と従来のSECで決定されたモル質量とを区別した。3D−SECによって決定された粘度平均モル質量(M)が計算に使用され、長鎖分岐係数(LCBF)が決定された。
GPC−FTIR
エチレンインターポリマー生成物(ポリマー)溶液(2〜4mg/mL)は、ポリマーを1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)で加熱し、オーブンにおいて150℃で4時間ホイール上で回転させることにより調製した。酸化劣化に対してポリマーを安定化させるために酸化防止剤(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT))を混合物に添加した。BHT濃度は250ppmであった。サンプル溶液は、流速1.0mL/分の移動相としてTCBを使用する4つのSHODEXカラム(HT803、HT804、HT805、およびHT806)を装備したWaters GPC 150Cクロマトグラフィーユニットで140℃でクロマトグラフィーにかけ、FTIR分光計および加熱FTIRフロースルーセルが検出システムとして加熱トランスファーラインを通じてクロマトグラフィーユニットに結合された。SECカラムを酸化分解から保護するために、BHTを250ppmの濃度で移動相に添加した。サンプル注入量は300μLであった。生のFTIRスペクトルをOPUS(登録商標)FTIRソフトウェアで処理し、OPUSに関連付けられたChemometricソフトウェア(PLS technique)を用いて、ポリマー濃度およびメチル含有量をリアルタイムで計算した。次いで、ポリマー濃度およびメチル含有量を取得し、Cirrus GPCソフトウェアでベースライン補正した。SECカラムは、狭い分布のポリスチレン標準で較正された。ASTM標準試験法D6474に記載されているように、Mark−Houwink方程式を使用して、ポリスチレン分子量をポリエチレン分子量に変換した。コモノマー含有量は、Paul J.DesLauriers,Polymer 43,pages 159−170(2002);に記載されているように、ポリマー濃度およびPLS技術によって予測されたメチル含有量に基づいて計算され;参照により本明細書に組み込まれる。
GPC−FTIR法は、各高分子鎖の末端に位置するメチル基、すなわちメチル末端基を含む総メチル含有量を測定する。したがって、生のGPC−FTIRデータは、メチル末端基から寄与分を差し引くことにより補正する必要がある。より明確にするために、生のGPC−FTIRデータは、短鎖分岐(SCB)の量を過大評価し、この過大評価は分子量(M)が減少するにつれて増加する。本開示では、生のGPC−FTIRデータは、2−メチル補正を使用して補正された。所与の分子量(M)で、以下の式;N=28000/Mを使用してメチル末端基(N)の数を計算し、N(M依存)を生のGPC−FTIRデータから差し引いて、SCB/1000C(2−メチル補正)GPC−FTIRデータを生成した。
組成分布分岐指数(CDBI)
開示された例および比較例の「組成分布分岐指数」(以下CDBI)は、IR検出器(以下CTREF)を装備したCRYSTAF/TREF200+ユニットを使用して測定された。「TREF」という頭字語は、Temperature Rising Elution Fractionation(温度上昇溶離分留)を指す。CTREFは、PolymerChAR S.A.(Valencia Technology Park,Gustave Eiffel,8,Paterna,E−46980 Valencia,Spain)から供給された。CTREFは、TREFモードで運転され、これは溶出温度、Co/Ho比(コポリマー/ホモポリマー比)、およびCDBI(組成分布幅指数)、すなわち、CDBI50およびCDBI25の関数としてポリマーサンプルの化学組成を生成する。ポリマーサンプル(80〜100mg)をCTREFの反応容器に入れた。反応容器に35mlの1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)を充填し、溶液を150℃に2時間加熱することによりポリマーを溶解した。次いで、溶液のアリコート(1.5mL)をステンレススチールビーズが詰められたCTREFカラムに装填した。サンプルを装入したカラムは、110℃で45分間安定化させた。次いで、温度を0.09℃/分の冷却速度で30℃に下げることにより、カラム内の溶液からポリマーを結晶化させた。次いで、カラムを30℃で30分間平衡化した。次いで、TCBを0.75mL/分でカラムに流しながら、結晶化したポリマーをカラムから溶出し、カラムを0.25℃/分の加熱速度で30℃から120℃にゆっくりと加熱した。生のCTREFデータは、社内で開発されたPolymer ChARソフトウェア、Excelスプレッドシート、およびCTREFソフトウェアを使用して処理された。CDBI50は、組成が中央コモノマー組成の50%以内であるポリマーのパーセントとして定義され;CDBI50は、米国特許第5,376,439号に記載されているように、組成分布硬化および組成分布曲線の正規化された累積積分から計算された。当業者は、CTREF溶出温度をコモノマー含有量、すなわち特定の温度で溶出するエチレン/α−オレフィンポリマー画分中のコモノマーの量に変換するために較正曲線が必要であることを理解するであろう。そのような較正曲線の作成は、先行技術、例えば、Wild,et al.,J.Polym.Sci.,Part B,Polym.Phys.,Vol.20(3),pages 441−455に記載されており、参照により本明細書に完全に組み込まれる。同様の方法で計算されたCDBI25;CDBI25は、組成が中央コモノマー組成の25%であるポリマーのパーセントとして定義される。各サンプルの実行終了時に、CTREFカラムは30分間クリーニングされ;具体的には、CTREFカラムの温度を160℃にして、TCBを30分間カラムに流した(0.5mL/分)。CTREFデコンボリューションを実行して、以下の式:BrF(#C/1000C)=74.29−0.7598(T CTREF)(式中、T CTREFは、CTREFクロマトグラムの第1のエチレンインターポリマーのピーク溶出温度である)およびBrF(#C/1000C)=9341.8(ρ−17766(ρ)+8446.8(式中、ρは第1のエチレンインターポリマーの密度であった)を使用して第1のエチレンインターポリマーの分岐量(BrF(#C6/1000C))および密度を決定した。第2のエチレンインターポリマーのBrF(#C/1000C)および密度は、ブレンド規則を使用して、エチレンインターポリマー生成物の全体のBrF(#C/1000C)および密度を考慮して決定された。第2および第3のエチレンインターポリマーのBrF(#C/1000C)および密度は同じであると仮定された。
中性子放射化(元素分析)
中性子放射化分析(以下N.A.A.)を使用して、エチレンインターポリマー生成物中の触媒残留物を以下のように決定した。放射線バイアル(超高純度ポリエチレンで構成され、内部容量7mL)にエチレンインターポリマー生成物サンプルを充填し、サンプル重量を記録した。空気圧移送システムを使用して、サンプルをSLOWPOKE(登録商標)原子炉(Atomic Energy of Canada Limited,Ottawa,Ontario,Canada)内部に配置し、半減期の短い元素(例えば、Ti、V、Al、Mg、およびCl)の場合は30〜600秒、または半減期の長い元素(例えば、Zr、Hf、Cr、Fe、およびNi)の場合は3〜5時間照射した。反応器内の平均熱中性子束は、5×1011/cm/sであった。照射後、サンプルを反応器から取り出してエージングし、放射能を減衰させ;半減期の短い元素は300秒間エージングされ、半減期の長い要素は数日間エージングされた。エージング後、ゲルマニウム半導体ガンマ線検出器(OrtecモデルGEM55185、Advanced Measurement Technology Inc.,Oak Ridge,TN,USA)およびマルチチャネル分析装置(OrtecモデルDSPEC Pro)を使用して、サンプルのガンマ線スペクトルを記録した。サンプル中の各元素の量は、ガンマ線スペクトルから計算され、エチレンインターポリマー生成物サンプルの総重量に対する百万分の一で記録された。N.A.A.システムは、Specpure標準(所望の元素の1000ppm溶液(99%を超える純度))で較正された。1mLの溶液(目的の要素)を15mm×800mmの長方形のペーパーフィルターにピペットで取り、風乾した。次いで、濾紙を1.4mLのポリエチレン照射バイアルに入れ、N.A.A.システムで分析した。標準を使用して、N.A.A.手順(カウント/μg)の感度を決定する。
不飽和
エチレンインターポリマー生成物中の不飽和基、すなわち二重結合の量は、ASTM D3124−98(ビニリデン不飽和、2011年3月公開)ならびにASTM D6248−98(ビニルおよびトランス不飽和、2012年7月公開)に従って決定された。エチレンインターポリマー生成物のサンプルは、a)最初に二硫化炭素抽出に供して、分析に干渉する可能性のある添加剤を除去し;b)サンプル(ペレット、フィルム、または顆粒状)をプレスして均一な厚さ(0.5mm)のプラークにし;c)プラークをFTIRで分析した。
コモノマー含有量:フーリエ変換赤外(FTIR)分光法
エチレンインターポリマー生成物中のコモノマーの量は、FTIRによって決定され、CH#/1000C(1000個の炭素原子あたりのメチル分岐の数)の寸法を有する短鎖分岐(SCB)含有量として報告された。この試験は、ASTM D6645−01(2001)に従って、圧縮成形されたポリマープラークおよびThermo−Nicolet 750 Magna−IR分光光度計を用いて完了した。ポリマープラークは、ASTM D4703−16(2016年4月)に従って、圧縮成形装置(Wabash−Genesisシリーズプレス)を使用して調製した。
動的機械分析(DMA)
小さな歪み振幅での振動せん断測定を実施して、N雰囲気下の190℃、10%の歪み振幅、10ポイントあたり5ポイントで0.02〜126rad/sの周波数範囲で線形粘弾性関数を取得した。周波数掃引実験は、5°の円錐角、137μmの切頭、および25mmの直径の円錐板形状を使用して、TA Instruments DHR3応力制御レオメーターで実行した。この実験では、正弦波の歪み波が適用され、線形粘弾性関数の観点から応力応答が分析された。DMA周波数スイープの結果に基づくゼロせん断速度粘度(η)は、エリスモデル(R.B.Bird et al.「Dynamics of Polymer Liquids.Volume1:Fluid Mechanics」Wiley−Interscience Publications(1987)p.228を参照)またはCarreau−Yasudaモデル(K.Yasuda(1979)PhD Thesis,IT Cambridgeを参照)によって予測された。本開示では、LCBF(長鎖分岐因子)は、DMAで決定されたηを使用して決定された。
クリープ試験
クリープ測定は、N雰囲気下で25mmの平行平板形状を使用して、190℃でAnton Paar MCR 501レオメーターによって実行された。この実験では、厚さ1.8mmの圧縮成形された円形プラークを、予熱された上部測定治具と予熱された下部測定治具との間に配置し、熱平衡状態にした。次いで、上部プレートを1.5mmの試験ギャップサイズの50μm上まで下げた。この時点で、余分な材料を切り落とし、上部治具を測定ギャップサイズまで下げた。サンプルの装入およびトリミングの後、10分間の待機時間が適用され、歪みのドリフトを引き起こす残留応力を回避した。クリープ実験では、せん断応力が0から20Paに瞬時に増加し、時間に対する歪みが記録された。サンプルは一定のせん断応力下で変形し続け、最終的には定常歪み速度に達した。クリープデータは、逆弾性率の単位を有するクリープコンプライアンス

の観点から報告された。クリープ実験の最後の10%の時間枠でのデータポイントの線形回帰に基づいて、定常クリープ領域の

勾配の逆数を使用して、ゼロせん断速度粘度を計算した。
クリープ試験中にサンプルが劣化したかどうかを決定するために、0.1〜100rad/sの周波数範囲にわたってクリープ段階の前後に小さな歪み振幅(10%)で周波数掃引実験を実行した。クリープ段階の前後の0.1rad/sでの複素粘度の大きさの差を、熱劣化の指標として使用した。クリープで決定されたゼロせん断速度の粘度を許容できると考えるには、差は5%未満でなければならない。
クリープ実験により、DMAで決定されたηではなく、クリープで決定されたηを使用した場合、図1に示す直鎖エチレンインターポリマーの基準線も有効であることが確認された。本開示では、LCBF(長鎖分岐因子)は、DMAで決定されたηを使用して決定された。明確にするために、表1A、2、および3に報告されたゼロせん断粘度(ZSV[ポアズ])データは、DMAを使用して測定された。
13C核磁気共鳴(NMR)
0.21〜0.30gのポリマーサンプルを10mm NMRチューブに計量した。次いで、サンプルを重水素化オルトジクロロベンゼン(ODCB−d4)で溶解し、125℃に加熱し;ヒートガンを使用して混合プロセスを支援した。13C NMRスペクトル(スペクトルあたり24000スキャン)は、125℃に維持された10mm PABBOプローブヘッドを装着したBruker AVANCE III HD 400 MHz NMR分光計で収集された。化学シフトは、30.0ppmの値が割り当てられたポリマー骨格共鳴を基準とした。13Cスペクトルは、1.0Hzのラインブロードニング(LB)係数を用いた指数乗算を使用して処理された。それらはまた、解像度を高めるために、LB=−0.5HzおよびGB=0.2のガウス乗算を使用して処理された。
短鎖分岐は、分離法を使用して計算され、その分岐長に対する固有のピークの積分面積が総積分と比較される(C5までの分岐の標準的な手法)。C1、C2、C3、C4、(C6+LCB)および飽和末端(Sat.Term.)炭素は、表14に提示されており、すべての値は1000個の総炭素原子ごとに報告され、データの精度は±0.03分岐/1000Cであった。0.03分岐/1000C以下の任意の値は、定量化の能力を超えていると仮定され、表14でピークが検出されたが定量化できないことを示す「D」のマークが付けられた。
図3は、左側に長鎖分岐高分子、右側にC分岐高分子、およびこれらの高分子の13C−NMRスペクトルに現れる各炭素原子を識別するために使用される命名法またはコードを示している。分岐点炭素ピーク(CH(L)およびCH(6)、38.2ppm)、ならびに1B/1B、2B/2B、および3B/3B炭素ピーク(それぞれ14.1、22.9、および32.2ppm)は、スペクトル内で互いに近接している。さらに、LCBの端部は、高分子鎖の端部と機能的に同等である。エチレン−オクテンコポリマーでは、2Bおよび3Bのピークと鎖末端の2sおよび3sのピークとの間が分離していた。分岐点ピーク(38.2ppm)へのC6およびLCBの寄与をデコンボリューションする目的で、特にLB=−0.5およびGB=0.2のガウス関数(指数関数ではなく)を使用してスペクトルを再処理した。この再処理の正味の効果は、ピーク積分、すなわちそれぞれの炭素の定量化に悪影響を与えることなく、追加の分解能を得るためにシグナル/ノイズ(S/N)を「トレードオフ」することであった。この技術を使用して、C6、LCB、および飽和末端の値は、以下の方法を使用して得られた:1)38.2ppmの(C6+LCB)ピークの値ならびに32.2および22.9ppmの2つの(LCB+sat.term.)ピークは、「標準」スペクトルから計算された;2)ガウス再処理スペクトルのこれら3つのピーク領域(38.2、32.2、22.9ppm)を積分して、それぞれのピーク内の炭素ごとの比を得た;3)これらの比は、ステップ1)で測定されたそれぞれの積分面積で正規化することにより、1000炭素あたりの値に変換された;4)飽和末端は、2秒および3秒のピークの平均であった;5)C6値は、これら3つの領域の左端の小さなピークの積分から推定された;6)LCB値は、38.2ppmのピークから推定された。
フィルムダート衝撃
フィルムダート衝撃強度は、ASTM D1709−09法A(2009年5月1日)を使用して決定された。本開示では、ダート衝撃試験は、直径1.5インチ(38mm)の半球形頭ダートを用いた。
フィルム穿刺(film puncture)
フィルム「穿刺」、フィルムを破壊するのに必要なエネルギー(J/mm)は、ASTM D5748−95(当初1995年に採用され、2012年に再承認)を使用して決定された。
フィルム潤滑穿刺
「潤滑穿刺」試験は、以下のように実行された:フィルムサンプルを穿刺するためのエネルギー(J/mm)は、毎分10インチ(25.4cm/分)で移動する直径0.75インチ(1.9cm)のナシ形フルオロカーボンコーティングプローブを使用して決定された。ASTM条件を用いた。試験片を試験する前に、摩擦を減らすためにプローブヘッドに手動でMuko潤滑ゼリーを注油した。Muko潤滑ゼリーは、Cardinal Health Inc.,1000 Tesma Way,Vaughan,ON L4K 5R8 Canadaから入手可能な水溶性の個人用潤滑剤である。プローブは、Instronモデル5 SLユニバーサル試験機および使用されている1000−Nロードセルに取り付けた。フィルムサンプル(厚さ1.0ミル(25μm)、幅5.5インチ(14cm)、および長さ6インチ(15cm))をインストロンに取り付け、穿刺した。
フィルム引張
ASTM D882−12(2012年8月1日)を使用して、以下のフィルム引張特性を決定した:引張破断強度(MPa)、破断点伸び(%)、引張降伏強度(MPa)、降伏点引張伸び(%)、およびフィルム靭性または破壊する総エネルギー(ft・lb/in)。引張特性は、インフレーションフィルムの機械方向(MD)および横方向(TD)の両方で測定された。
フィルム割線弾性率
割線弾性率は、フィルム剛性の尺度である。割線弾性率は、ASTM D882に従って決定された。割線弾性率は、応力−歪み曲線上の2点間に描かれた線、すなわち割線の傾きである。応力−歪み曲線上の第1の点は、原点、すなわち原点に対応する点(歪みゼロパーセントおよび応力ゼロの点)、ならびに;応力−歪み曲線上の第2の点は、1%の歪みに対応する点であり;これらの2つの点が与えられると、1%割線弾性率が計算され、単位面積あたりの力(MPa)で表される。2%割線弾性率も同様に計算される。ポリエチレンの応力−歪み関係はフックの法則に従っていない;すなわち、ポリエチレンの応力−歪み挙動は、その粘弾性の性質により非線形であるため、フィルム係数の計算にはこの方法が使用される。割線弾性率は、200lbfロードセルを装備した従来のインストロン引張試験機を使用して測定した。単層フィルムサンプルの細片は、以下の寸法で試験のためにカットした:長さ14インチ、幅1インチ、および厚さ1ミル;サンプルの縁部に傷または切れ目がないことを確認した。フィルムサンプルを機械方向(MD)および横方向(TD)の両方で切断し、試験した。ASTM条件を使用して、サンプルを調整した。各フィルムの厚さは、手持ち式マイクロメータで正確に測定され、サンプル名とともにInstronソフトウェアに入力された。試料を10インチのグリップ間隔でインストロンに装填し、1インチ/分の速度で引張り、歪み−歪み曲線を作成した。1%および2%割線弾性率は、Instronソフトウェアを使用して計算された。
フィルム穿刺−伝播引裂
インフレーションフィルムの穿刺−伝播引裂抵抗は、ASTM D2582−09(2009年5月1日)を使用して決定された。この試験では、破れたインフレーションフィルムの抵抗、またはより正確には、動的な穿刺および引裂をもたらすその穿刺の伝播に対する抵抗を測定する。穿刺−伝播引裂抵抗は、インフレーションフィルムの機械方向(MD)および横方向(TD)で測定された。
フィルムエルメンドルフ引裂
フィルム引裂性能は、ASTM D1922−09(2009年5月1日)によって決定され;引裂と同等な用語は「エルメンドルフ引裂」である。フィルム引裂は、インフレーションフィルムの機械方向(MD)および横方向(TD)の両方で測定された。
フィルム光学
フィルム光学特性は、以下のように測定された:ヘイズ、ASTM D1003−13(2013年11月15日)、および;光沢ASTM D2457−13(2013年4月1日)。
フィルムDynatup衝撃
Illinois Test Works Inc.,Santa Barbara,CA,USA;から購入したDynatup衝撃試験機と呼ばれる機械で、計装衝撃試験を実施し;当業者はこの試験を頻繁にDynatup衝撃試験と呼んでいる。以下の手順に従って試験が完了した。試験サンプルは、インフレーションフィルムのロールから幅約5インチ(12.7cm)および長さ約6インチ(15.2cm)の細片を切り取ることにより調製し;フィルムの厚さは約1ミルであった。試験の前に、各サンプルの厚さをハンドヘルドマイクロメータで正確に測定し、記録した。ASTM条件を用いた。試験サンプルは、空気圧クランプを使用して9250 Dynatup衝撃ドロップタワー/試験機に取り付けられた。直径0.5インチ(1.3cm)のDynatupタップ#1を、付属のアレンボルトを使用してクロスヘッドに装着した。試験の前に、フィルム衝撃速度が10.9±0.1ft/sになるような高さまでクロスヘッドを上げる。1)クロスヘッドのスローダウンまたはタップのスローダウンが、試験の開始からピーク負荷の点まで20%以下であり、2)タップが試験片を貫通しなければならないように、重量をクロスヘッドに追加した。タップがフィルムを貫通しない場合、打撃速度を上げるためにクロスヘッドに追加の重量が追加される。各試験中に、Dynatupインパルスデータ取得システムソフトウェアは、実験データ(負荷(lb)対時間)を収集した。少なくとも5つのフィルムサンプルが試験され、ソフトウェアは、以下の平均値を報告する:「Dynatup 最大(Max)負荷(lb)」、衝撃試験中に測定された最大負荷;「Dynatup 総エネルギー(ft・lb)」、試験開始から試験終了までの負荷曲線下の領域(サンプルの穿刺)、および;「最大負荷時のDynatup総エネルギー(ft・lb)」、試験開始から最大負荷点までの負荷曲線下の領域。
フィルムホットタック
本開示では、「ホットタック試験」は、ASTM条件を使用して以下のように実行した。ホットタックデータは、Jbi Hot Tack,Geloeslaan 30,B−3630 Maamechelen,Belgiumから市販されているJ&Bホットタック試験機を使用して作成した。ホットタック試験では、2つのフィルムサンプルを一緒にヒートシールした直後(2つのフィルムサンプルを厚さ2.0ミル(51μm)のフィルムの同じロールから切断した)、すなわち、フィルムを構成するポリオレフィン高分子は半溶融状態であるとき、ポリオレフィン間のシールの強度が測定される。この試験は、高速自動包装機、例えば、垂直または水平型、充填および密封装置でのポリエチレンフィルムのヒートシールをシミュレートする。J&Bホットタック試験では、以下のパラメータが使用された:フィルム試験片の幅、1インチ(25.4mm);フィルムシール時間、0.5秒;フィルムシール圧力、0.27N/mm;遅延時間、0.5秒;フィルム剥離速度、7.9インチ/秒(200mm/秒);試験温度範囲、203°F〜293°F(95℃〜145℃);温度の増分、9°F(5℃);5つのフィルムサンプルを各温度増分で試験して、各温度での平均値を計算した。開示された例フィルムおよび比較例フィルムについて、以下のデータが記録された:「1.0N(℃)でのタック開始」、1Nのホットタック力が観察された温度(5フィルムサンプルの平均);「最大ホットタック強度(N)」、試験温度範囲にわたって観察された最大ホットタック力(5フィルムサンプルの平均)、ならびに;「温度−最大ホットタック(℃)」、最大のホットタック力が観察された温度。
フィルムヒートシール強度
本開示では、「ヒートシール強度試験」は以下のように実行された。ASTM条件を用いた。ヒートシールデータは、従来のインストロン引張試験機を使用して作成された。この試験では、2つのフィルムサンプルを一定の温度範囲でシールする(2つのフィルムサンプルを厚さ2.0ミル(51μm)のフィルムの同じロールから切断した)。ヒートシール強度試験では、以下のパラメータを使用した:フィルム試験片幅、1インチ(25.4mm);フィルムシール時間、0.5秒;フィルムシール圧力、40psi(0.28N/mm);温度範囲、212°F〜302°F(100℃〜150℃)および温度増分、9°F(5℃)。ASTM条件で少なくとも24時間エージングした後、以下の引張パラメータを使用してシール強度を決定した:引張(クロスヘッド)速度、12インチ/分(2.54cm/分);シールするための引張り方向、90°、および;フィルムの5つのサンプルを各温度増分で試験した。シール開始温度(以下S.I.T.)は、商業的に実行可能なシールを形成するのに必要な温度として定義され;商業的に実行可能なシールのシール強度は、シール1インチあたり2.0lb(シール25.4mmあたり8.8N)である。
フィルムヘキサン抽出物
ヘキサン抽出物は、連邦規則21 CFR§177.1520Para(c)3.1および3.2に従って決定され;フィルム中のヘキサン抽出可能物質の量は、重量測定により決定される。精巧な、2.5グラムの3.5ミル(89μm)単層フィルムをステンレス鋼バスケットに入れ、フィルムおよびバスケットを軽量した(w)。バスケットに入れたままで、フィルムを、49.5℃のn−ヘキサンで2時間抽出し;真空オーブン内で80℃で2時間乾燥し;デシケーターで30分間冷却し;軽量した(w)。重量損失パーセントは、ヘキサン抽出物パーセント(wC6):wC6=100×(w−w)/wである。

パイロットプラント重合
以下の例は、本開示の選択された実施形態を例示する目的で提示されるものであり、以下に提示される例は提示される特許請求の範囲を限定しないことが理解される。
エチレンインターポリマー生成物の開示された実施形態は、以下で十分に説明されるように、直列モードおよび並列モードの両方で運転される連続溶液パイロットプラントで調製した。比較エチレンインターポリマー生成物も同じパイロットプラントで調製した。
直列重合
表4A〜4Cに示されるエチレンインターポリマー生成物の直列モードの例50および例51ならびに直列モードの比較例60は、約14MPa〜約18MPaのR1圧力を使用して生成し;R1〜R2への連続的な流れを促進するために、R2はより低い圧力で運転した。直列モードでは、R1からの第1の出口流がR2に直接流入する。両方のCSTRを撹拌して、反応器内容物が十分に混合された状態にした。プロセスは、新鮮なプロセス溶媒、エチレン、1−オクテン、および水素を反応器に供給することにより連続的に運転した。メチルペンタンをプロセス溶媒(メチルペンタン異性体の市販ブレンド)として使用した。第1のCSTR反応器(R1)の体積は3.2ガロン(12L)、第2のCSTR反応器(R2)の体積は5.8ガロン(22L)、管状反応器(R3)の体積は0.58ガロン(2.2L)であった。
以下の成分を使用して、R1に注入された第1の均一触媒配合物、すなわち、成分A、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフオレニル)ハフニウムジクロライド[2,7−tBuFlu)PhC(Cp)HfCl](略称CpF−1)またはジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフオレニル)ハフニウムジメチル、[(2,7−tBuFlu)PhC(Cp)HfMe](略称CpF−2);成分M、メチルアルミノキサン(MMAO−07);成分B、トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、および;成分P、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールを含む架橋メタロセン触媒配合物を調製した。表4Aに示すように、CpF−1を使用して例50を生成し、CpF−2を使用して例51および52を生成した。架橋メタロセン触媒配合物を調製するために、以下の触媒成分溶媒を使用した:成分MおよびP用のメチルペンタン、ならびに;成分AおよびB用のキシレン。
比較エチレンインターポリマー生成物は、R1に第3の均一触媒配合物を注入することにより調製した。比較エチレンインターポリマー生成物では、第3の均一触媒配合物が第1の均一触媒配合物に置き換えられる。第3の均一触媒配合物の一実施形態は、成分C、シクロペンタジエニルトリ(ターシャリーブチル)ホスフィンイミンチタンジクロライド[Cp[(t−Bu)PN]TiCl](略称PIC−1)またはシクロペンタジエニルトリ(イソプロピル)ホスフィンイミンチタンジクロライド[Cp[(イソプロピル)PN]TiCl](略称PIC−2);成分M、メチルアルミノキサン(MMAO−07);成分B、トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、および;成分P、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールのいずれかを含む非架橋シングルサイト触媒配合物であった。表4Aに示すように、PIC−2を使用して比較例60を生成し、PIC−1を使用して比較例61を生成した。非架橋シングルサイト触媒配合物を調製するために、以下の触媒成分溶媒を使用した:成分MおよびP用のメチルペンタン、ならびに;成分AおよびB用のキシレン。
反応器1(R1)に添加されたCpF−1またはCpF−2の量を表4Aに示し、例えば、「R1触媒(ppm)」は、例50の場合、0.72ppmのCpF−1であった。第1の均一触媒配合の効率は、触媒成分のモル比およびR1触媒入口温度を調整することにより最適化した。表4Aに示すように、最適化されたモル比は、([M]/[A])、すなわち[(MMAO−07)/(CpF−1)];([P]/]M])、すなわち[(2,6−di−tert−ブチル−4−エチルフェノール)/(MMAO−07)]、および;([B]/[A])、すなわち[(トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)/(CpF−1)]であった。より明確にするために、例50(表4A)では、R1のモル比は、([M]/[A])=122;([P]/[M])=0.40、および;([B]/[A])=1.47であった。表4Cに示すように、架橋メタロセン触媒配合物の触媒入口温度は、CpF−1の場合は約145℃;CpF−2の場合は約21〜約25℃であった。
比較例では、反応器1(R1)に添加されたPIC−1またはPIC−2の量を表4Aに示し、例えば「R1触媒(ppm)」は、比較例60の場合0.14ppmのPIC−2であった。第3の均一触媒配合の効率は、触媒成分のモル比およびR1触媒入口温度を調整することにより最適化した。表4Aに示すように、最適化されたモル比は、([M]/[C])、すなわち(MMAO−07)/(PIC−2);([P]/[M])、すなわち(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール)/(MMAO−07)、および;([B]/[C])、すなわち(トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)/(PIC−2)であった。より明確にするために、表4Aに示すように、比較例60では、R1のモル比は、([M]/[C])=65;([P]/[M])=0.30、および;([B]/[C])=1.20であった。表4Cに示すように、非架橋シングルサイト触媒配合物のR1触媒入口温度は、約30〜約32℃であった。
例および比較例の両方において、第2の均一触媒配合物を第2の反応器(R2)、例えば表4Aに指定されている、非架橋シングルサイト触媒配合物、PIC−1またはPIC−2に注入した。
反応器内の溶媒の平均滞留時間は、各反応器を流れる溶媒の量および溶液プロセスを流れる溶媒の総量に主に影響され、以下は、表4A〜表4Cに示す例および比較例、ならびに表6A〜6Cに示す例の代表値または典型値である:平均反応器滞留時間は、R1で約61秒、R2で約73秒、0.58ガロン(2.2L)のR3体積で約7.3秒であった。
連続溶液重合プロセスでの重合は、管状反応器(R3)を出る第3の出口流に触媒失活剤を添加することにより終了した。使用された触媒失活剤は、P&G Chemicals,Cincinnati,OH,U.S.Aから市販されているオクタン酸(カプリル酸)であった。触媒失活剤は、添加される脂肪酸のモルが重合プロセスに添加されるハフニウム、チタン、およびアルミニウムの総モル量の50%になるように添加され;明確にするために、添加されたオクタン酸のモル=0.5×(ハフニウムのモル+チタンのモル+アルミニウムのモル);このモル比は、例および比較例の両方で一貫して使用した。
2段階脱揮発分法を用いて、プロセス溶媒からエチレンインターポリマー生成物を回収し、すなわち、2つの蒸気/液体分離器を使用して、ギアポンプ/ペレタイザーの組み合わせに第2のボトム流(第2のV/L分離器から)を通過させた。
ペレット化の前に、エチレンインターポリマー生成物の重量に基づいて500ppmのIrganox 1076(一次酸化防止剤)および500ppmのIrgafos 168(二次酸化防止剤)を添加することにより、エチレンインターポリマー生成物を安定化した。酸化防止剤をプロセス溶媒に溶解し、第1のV/L分離器と第2のV/L分離器との間に添加した。
表4A〜4Cは、追加のプロセスパラメータ、例えば、反応器間のエチレンと1−オクテンとの分割、反応器温度、エチレン変換などを開示している。表4A〜4Cでは、目標とするエチレンインターポリマー生成物は、約1.0dg/分(ASTM D1239、2.16kg負荷、190℃に従って測定したメルトインデックス(I))および約0.917g/cm(ASTM D792に従って測定した)であった。
表6A〜6Cは、例58(約4dg/分(I)および約0.928g/cc)ならびに例59(約0.24dg/分(I)および約0.944g/cc)の連続溶液プロセスパラメータを開示している。
並列重合
上記のパイロットプラントは、並列モードで運転するように再構成された。並列モードでは、第1の出口流(第1の反応器を出る)は、第2の反応器を迂回し、第1の出口流は第2の反応器の下流の第2の出口流(第2の反応器を出る)と組み合わされる。より明確にするために、図2は、第1の出口流11g(点線)が第2の反応器12aを迂回し、流れ11gおよび流れ12c(反応器12aからの第2の出口流)が組み合わされ第3の出口流12dを形成し;第3の出口流が管状反応器17に流入する並列モードの運転を示している。表4A〜4Cに示されるように、例52は、並列モード運転を使用して合成されたエチレンインターポリマー生成物の一実施形態である。例52の触媒最適化および追加のプロセスパラメータ、例えば、反応器間でのエチレンと1−オクテンとの分割、ならびに反応器温度およびエチレン変換率などを表4A〜4Cに要約する。
表4A〜表4Cに示される連続溶液重合条件を前提として、得られたエチレンインターポリマー生成物の物理的特性を表5、すなわち例50〜52に要約する。表5は、比較例60、61、および67の物理的特性も開示している。比較例67は、NOVA Chemicals Corporation(Calgary,Alberta,Canada)SURPASS(登録商標)FPs117−Cが生成する市販の溶液プロセスエチレン/1−オクテンポリマーであり、反応器1および2で非架橋シングルサイト触媒配合物を使用して生成された。表5に示すように、中性子放射化分析の結果は、例51および52ならびに比較例60、61、および67の触媒残留物を開示している。表6A〜6Cに示される連続溶液重合条件を前提として、生成された得られたエチレンインターポリマー生成物を表7、すなわち例58および59に要約する。
表8は、例51の物理的属性を比較例67と比較している、すなわち、第1のエチレンインターポリマー、第2のエチレンインターポリマー、第3のエチレンインターポリマー、およびエチレンインターポリマー生成物の重量分率、分子量(M、M、およびM/M)、分岐(#C6/1000C)、CDBI50、密度、メルトインデックス、ならびに長鎖分岐係数(LDBF)を開示している。表8の結果は、例51および比較例67のSECおよびCTREF曲線をそれぞれの成分にデコンボリューションすることにより作成した。図4は、例51の実験的に測定されたSECの3つの成分、すなわち第1、第2、および第3のエチレンインターポリマーへのデコンボリューションを図示する。例51では、密度が0.8940g/cmの第1のエチレンインターポリマーを0.41の((1−オクテン)/(エチレン))R1重量比を使用して生成した。対照的に、比較例67では、0.9141g/cmの密度を有する第1のエチレンインターポリマー密度を1.43の((1−オクテン)/(エチレン))R1重量比を使用して生成した。比較例67に対して、オクテン/エチレン比が71%低い例51が生成されたとしても、例51の第1のエチレンインターポリマーは低密度であった。架橋メタロセン触媒配合物を用いる例51により示されるこれらの傾向の両方、すなわち、より低い(オクテン/エチレン)比およびより低い密度は、非架橋シングルサイト触媒配合物を用いる比較例67に対して有利である。表8は、Δρ、(ρ−ρ)、または[(第2のエチレンインターポリマーの密度)−(第1のエチレンインターポリマーの密度)]も開示しており、比較例67に対して例51で高かった。具体的には、Δρは、例51および比較例67についてそれぞれ0.0473および0.0040g/cmであった。高いΔρは、いくつかの最終用途で有利である。図4では、第1、第2、および第3のエチレンインターポリマーの分子量分布は、Flory分布と同様であると仮定された。第3のエチレンインターポリマーの重量パーセントは5%であると仮定された。
表8に示すように、例51および比較例67の第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量(M)は、それぞれ141,247および165,552であった。例51の第1のエチレンインターポリマーのより低いMは、反応器1が5.35ppmの水素を含有していたという事実を反映し;対照的に、比較例67では、反応器1で0.60ppmの水素を使用して第1のエチレンインターポリマーを合成した。当業者は、水素がオレフィン重合のM(またはメルトインデックス)を制御するために使用されるという事実を認識しており、すなわち、水素は伝播する高分子の終端に非常に効果的である。さらに、表8を考えると、当業者は、非架橋シングルサイト触媒に対して、架橋メタロセン触媒のより高い分子量能力を認識したであろう。詳細には比較例67に対して、例51で第1のエチレンインターポリマーを合成するために使用した水素の量は約1桁多かったが、Mの違いはわずか15%であった。非架橋シングルサイト触媒配合物に対して、架橋メタロセン触媒配合物のより高い水素濃度のこの傾向は、前者のより高い分子量能力を実証した。例51および比較例67を同様の反応器温度、すなわち、それぞれ139.5℃および140.0℃で生成した。
インフレーションフィルム:エチレンインターポリマー生成物
単層インフレーションフィルムは、バリアねじ;35ミル(0.089cm)のダイギャップを備えた直径4インチ(10.16cm)の低圧ダイ、および;Western Polymer Airリングを装備したグロスター押出機、2.5インチ(6.45cm)バレル直径、24/1L/D(バレル長/バレル直径)で生成した。押出機のスクリュー速度を調整することにより、100lb/hr(45.4kg/hr)の一定の出力速度で、厚さ1.0ミル(25μm)のインフレーションフィルムを生成し;冷却空気を調整することにより、フロストラインの高さを約16インチ(40.64cm)に維持した。例51および52ならびに比較例67のインフレーションフィルム加工条件を表9に開示する。2.0ミル(51μm)および3.5ミル(89μm)で単層インフレーションフィルムも生成して、シール開始温度(SIT)およびヘキサン抽出物をそれぞれ決定した。ポリエチレンマスターバッチにカプセル化された加工助剤は、フィルム押出の前にすべての樹脂に添加され;添加された加工助剤は、Dynamar FX 5920A(The 3M Company,St.Paul,MN,USAから市販)であった。
表9に示すように、インフレーションフィルムプロセスでは、例51および52は、比較例67に対して改善された加工性、すなわち、より低い押出圧力およびよりより低い押出機引き込み電流を有する。改善された加工性は、それがより速い生成速度、例えば1時間あたりに生成されるフィルムのポンド、または1時間あたりに生成されるフィルムのフィート(メートル)の増加を意味するのでフィルム変換機に望ましい。
表10Aに示されるように、比較例67に対して、例51および52から生成されたインフレーションフィルムは、改善されたフィルムヘキサン抽出物が、例えば食品包装用途で所望される任意のフィルム用途で有利に使用できる。例51から調製したインフレーションフィルム、例51Fのヘキサン抽出物は、比較例67に対して65%低かった。例52から調製されたインフレーションフィルム、例52Fのヘキサン抽出物は、比較例67に対して54%低かった。
表10Aに示すように、例51Fフィルム(直列溶液プロセスで生成)のシール開始温度(SIT)は93.6℃であり;これは比較例67のSITである99.1℃に対して改善された(すなわち、6%低下)。例52Fフィルム(並列溶液プロセスで生成)のシール開始温度(SIT)は89.1℃であり;これは比較例67のSITである99.1℃に対して改善された(すなわち、10%低下)。表10Aに示すように、フィルム例51Fおよび52Fのタック開始(1.0N)は、それぞれ90および86℃であり;これはフィルム比較例67Fの101℃のSITに対して改善された(すなわち、それぞれ11%および15%低下)。表10Aに示すように、最大ホットタックが観察された温度は、フィルム例51Fおよび52Fでそれぞれ105および100℃であり、これは比較例67Fの115℃の値と比較することができる。明確にするために、フィルム51Fの最大ホットタックの温度は、比較例67Fに対して9%改善(低下)され;同様に、フィルム52Fの最大ホットタックの温度は、比較例67Fに対して13%改善された。食品包装用途、例えば高速垂直型フォームフィルシール食品包装ラインでは、SITの低下、タック開始の低下、および最大ホットタックでの温度の低下が望ましい。
表10Aに示されるように、フィルム例52Fの機械方向エルメンドルフ引裂強度は288gであり、282gのフィルム比較例67Fの機械方向エルメンドルフ引裂強度と同様であった。フィルム例52Fの横方向エルメンドルフ引裂強度は568gであり;すなわち、507gのフィルム比較例67Fの横方向エルメンドルフフィルム引裂強度に対して改善された(12%高い)。例51F(直列構成)のダート衝撃は800gであり、すなわち、400gの比較例67Fのダート衝撃に対して100%改善された。
表10Bに示すように、比較例67Fに対して、例51Fおよび52Fから生成されたインフレーションフィルムは、より高いフィルム弾性率が望まれるフィルム用途で有利に使用することができる。より高いフィルム係数の望ましい特徴の1つは、フィルムの厚さを減少する能力であり、フィルムの厚さを減少することは、ソースの削減、持続可能性に貢献し、全体的なコストを削減する。例51F(212MPa)の機械方向1%割線弾性率は、比較例67F(164MPa)に対して29%改善(より高い)され;例51F(255MPa)の横方向1%割線弾性率は、比較例67F(161MPa)に対して58%改善された。例52Fの機械方向1%割線弾性率(228MPa)は、比較例67Fに対して39%改善(より高い)され;例52Fの横方向1%割線弾性率(258MPa)は、比較例67Fに対して60%改善された。この同じ傾向は、2%割線弾性率でも明らかであった。具体的には、例51Fの機械方向2%割線弾性率(178MPa)は、比較例67F(142MPa)に対して25%改善(より高い)され;例51F(211MPa)の横方向2%割線弾性率は、比較例67F(137MPa)に対して54%改善された。同様に、例52F(190MPa)の機械方向2%割線弾性率は、比較例67Fに対して33%改善(より高い)され;例52F(215MPa)の横方向2%割線弾性率は、比較例67Fに対して57%改善された。表10Bは、比較例67Fに対して、例51Fおよび52Fの改善(より高い)された引張降伏強度も示している。降伏強度が高いと、装填されたパッケージがその自重で降伏、変形、または歪む傾向が減少する。例51Fの機械方向引張降伏強度は10.2MPaであり、これは比較例67F(9.1MPa)に対して12%改善(より高い)され;例51F(11.4MPa)の横方向引張降伏強度は、比較例67F(8.7MPa)に対して31%改善された。例52Fの機械方向引張降伏強度は10.5MPaであり、これは比較例67Fに対して15%改善(より高い)され;例52F(11.5MPa)の横方向引張降伏強度は、比較例67Fに対して32%改善された。
表10Bに示すように、例52(並列モード)から生成されたインフレーションフィルムは、フィルム靭性が1327ft・lb/inの比較例67(直列モード)から生成されたインフレーションフィルムに対して、1605フィート・lb/inのより高い(21%改善された)フィルム靭性(TDを破壊する総エネルギー)を有した。
連続重合ユニット(CPU)
1つの反応器内の触媒配合物の比較
小規模連続溶液重合は、連続重合ユニット(以下、CPU)で行った。これらの実験の目的は、1つの反応器で、架橋メタロセン触媒配合物(成分A、CpF−1を含有する)と非架橋シングルサイト触媒配合物(成分C、PIC−1を含有する)の性能を直接比較することであった。
CPUの単一の反応器は71.5mLの連続撹拌型CSTRであり、重合は130℃、160℃、または190℃で行い、反応器の圧力は約10.5MPaであった。CPUは、下流の重合反応器より5℃低い温度で運転した20mLの上流混合チャンバーを含んでいた。上流の混合チャンバーを使用して、エチレン、任意のα−オレフィン、およびプロセス溶媒の一部を予熱した。触媒供給および残りの溶媒を連続プロセスとして重合反応器に直接添加した。重合反応器への総流量は27mL/分で一定に保った。架橋メタロセン触媒配合物の成分(成分A、成分M、成分B、および成分P)を重合反応器に直接添加して、連続重合プロセスを維持した。より具体的には:成分Aと成分Bとをキシレン中で予混合し、反応器に直接注入し;成分Mと任意の成分Pとをプロセス溶媒で予混合し、反応器に直接注入した。比較実験では、非架橋シングルサイト触媒配合物の成分(成分C、成分M、成分B、および成分P)を重合反応器に直接添加して、連続重合プロセスを維持した。より具体的には:成分Cと成分Bとをキシレン中で予混合し、反応器に直接注入し;成分Mと任意の成分Pとをプロセス溶媒で予混合し、反応器に直接注入した。例では、用いた成分AはCpF−1[(2,7−tBuFlu)PhC(Cp)HfCl]であった。比較では、用いた成分CはPIC−1([Cp[(t−Bu)PN]TiCl])であった。成分M、B、およびPは、それぞれメチルアルミノキサン(MMAO−07)、トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ならびに2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールであった。注入すると、エチレンおよび任意のα−オレフィンコモノマーの存在下で、触媒をインサイチュで(重合反応器内で)活性化させた。([M]/[A])または([M]/[C])のモル比が約80になるように成分Mを添加し;([M]/[A])または([M]/[C])のモル比が約1.0になるように成分Bを添加し;([P]/[M])のモル比が約0.4になるように、成分Pを添加した。
エチレンを較正された熱質量流量計によって反応器に供給し、重合反応器の前に反応溶媒に溶解した。任意のコモノマー(1−オクテン)を重合反応器に入る前にエチレンと予混合し、(1−オクテン)/(エチレン)重量比は0〜約6.0で変化した。反応器内のエチレン濃度が約7〜約15重量%で変化するように、エチレンを反応器に供給し;重量%は、エチレンの重量を反応器の内容物の総重量で割ったものである。内部反応温度を重合媒体中の熱電対によって監視し、目標設定点で±0.5℃に制御した。溶媒、モノマー、およびコモノマーの流れはすべて、反応器に入る前にCPUシステムによって精製した。
エチレン変換率、QCPU、すなわち、変換されたエチレンの割合は、オンラインガスクロマトグラフ(GC)によって決定され、[L/(mmol・分)]の寸法を有する重合活性K CPUは、

のように定義され、式中、HUTCPUは、寸法が分(分)の重合反応器内の逆空間速度(ホールドアップ時間)であり;[触媒]は、mmol/Lのチタンまたはハフニウムで表される重合反応器内の触媒の濃度であった。いくつかのCPU実験では、QCPUは約90%で一定に保たれ、HUTCPUは約2.5分で一定に保たれた。他のCPU実験では、QCPUは約75〜約95%で変化した。反応器の下流で圧力を大気圧まで下げた。ポリマー生成物は、プロセス溶媒中のスラリーとして回収され、その後、特性評価の前に真空オーブンでの蒸発により乾燥させた。
130℃の重合温度で、CPU条件を調整して、ほぼ一定のメルトインデックスおよび密度でエチレンインターポリマーを合成し;具体的には、第1のエチレンインターポリマーを架橋メタロセン触媒配合と合成し、比較エチレンインターポリマーを非架橋シングルサイト触媒配合で生成した。表11Aの各行に示すように、反応器温度130℃で、架橋メタロセン触媒配合物は、比較非架橋シングルサイト触媒配合物(M )に対して、改善された(より高い)SEC重量平均分子量(M )を生成した。以下の式を使用して計算すると、Mの改善パーセントは少なくとも5%であった:
の改善%=100%×(M −M )/M
同様に、160℃の重合温度で、表11Bの各行は、架橋メタロセン触媒配合物が、比較非架橋シングルサイト触媒配合物(M )に対して、改善された(より高い)SEC重量平均分子量(M )を生成したことを示している。Mの改善パーセントは少なくとも10%であった。
表12Aに示すように、重合温度130℃で、反応器内の(α−オレフィン/エチレン)重量比は、目標密度を有するエチレンインターポリマーが生成されるように調整する必要があった。より具体的には、架橋メタロセン触媒配合物を使用して、目標密度を有する第1のエチレンインターポリマーを合成するために、(α−オレフィン/エチレン)が必要であった。対照的に、(α−オレフィン/エチレン)は、非架橋シングルサイト触媒配合物を使用して、目標密度を有する対照エチレンインターポリマーを合成するために必要であった。表12Aの各行に示すように、130℃で、架橋メタロセン触媒配合物により、対照非架橋シングルサイト触媒配合物に対して、改善された(減少した)(α−オレフィン/エチレン)重量比で連続溶液重合プロセスの運転が可能になる。(α−オレフィン/エチレン)重量比の減少率は、以下の式を使用して計算した場合、少なくとも−70%であった:
同様に、160℃の重合温度で、表12Bの各行は、架橋メタロセン触媒配合物により、対照非架橋シングルサイト触媒配合物に対して、改善された(減少した)(α−オレフィン/エチレン)重量比で連続溶液重合プロセスの運転が可能になることを示している。表12Bでは、(α−オレフィン/エチレン)重量比の減少率は少なくとも−70%であった。
CPU実験も行い、長鎖分岐(LCB)の量を定量化するために13C NMR特性評価用の架橋メタロセン触媒配合物で生成された第1のエチレンインターポリマーのサンプルを収集した。表13は、3つの反応器温度(130、160、および190℃)ならびに2つのレベルのエチレン変換率(約75重量%および約95重量%)での典型的なCPUプロセス条件を要約している。(架橋メタロセン触媒配合物で生成された第1のエチレンインターポリマーの)ポリマー特性評価データを表14に要約し;架橋メタロセン触媒配合物で生成されたエチレンインターポリマーの長鎖分岐のレベルは、1000個の炭素原子あたり0.03〜0.23個の長鎖分岐(LCB)で変化した。






















本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物は、広範囲の製造物品に産業上の適用性を有し;非限定的な例には、可撓性の包装フィルムおよび剛直成形品が含まれる。
追加の実施形態は、約0.5ミル〜約10ミルの厚さを有するポリエチレンフィルムを含む。実施形態はまた、少なくとも1層が本明細書に開示されるエチレンインターポリマー生成物のうちの少なくとも1つを含む、2〜11層を含む多層フィルムを含む。
なお、下記[1]から[192]は、いずれも本発明の一形態又は一態様である。
[1]
エチレンインターポリマー生成物であって、
(i)第1のエチレンインターポリマー;
(ii)第2のエチレンインターポリマー;および
(iii)任意に第3のエチレンインターポリマー
を含み、約0.001以上の無次元長鎖分岐係数、LCBFを有し;
約0.0015百万分率(ppm)〜約2.4ppmのハフニウムを有し;
約0.006百万分率(ppm)〜約5.7ppmのチタンを有する、エチレンインターポリマー生成物。
[2]
以下のうちの1つ以上をさらに含む、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物:
(i)100個の炭素原子あたり約0.01個以下の末端ビニル不飽和;
(ii)約0.03ppm〜約6.0ppmの総触媒金属。
[3]
約0.3〜約500dg/分のメルトインデックスを有し、メルトインデックスがASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定される、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[4]
約0.855〜約0.975g/ccの密度を有し、密度がASTM D792に従って測定される、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[5]
約1.7〜約25のM /M を有する、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[6]
約1%〜約98%のCDBI 50 を有する、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[7]
(i)前記第1のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約5〜約60重量パーセントであり;
(ii)前記第2のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約20〜約95重量パーセントであり;
(iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約0〜約30重量パーセントであり;
重量パーセントが前記第1、前記第2、または前記任意の第3のエチレンインターポリマーの重量を、個々に、前記エチレンインターポリマー生成物の重量で割ったものである、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[8]
(i)前記第1のエチレンインターポリマーが約0.01〜約200dg/分のメルトインデックスを有し;
(ii)前記第2のエチレンインターポリマーが約0.3〜約1000dg/分のメルトインデックスを有し;
(iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが約0.5〜約2000dg/分のメルトインデックスを有し;
メルトインデックスがASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定される、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[9]
(i)前記第1のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm 〜約0.975g/ccの密度を有し;
(ii)前記第2のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm 〜約0.975g/ccの密度を有し;
(iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm 〜約0.975g/ccの密度を有し;
密度がASTM D792に従って測定される、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[10]
溶液重合プロセスで製造される、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[11]
0〜約10モルパーセントの1つ以上のα−オレフィンをさらに含む、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[12]
前記1つ以上のα−オレフィンがC 〜C 10 α−オレフィンである、[11]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[13]
前記1つ以上のα−オレフィンが1−ヘキセン、1−オクテン、または1−ヘキセンと1−オクテンとの混合物である、[11]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[14]
前記第1のエチレンインターポリマーが少なくとも1つの均一触媒配合物を使用して生成される、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[15]
前記第1のエチレンインターポリマーが第1の均一触媒配合物を使用して生成される、[13]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[16]
前記第1の均一触媒配合物が架橋メタロセン触媒配合物である、[15]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[17]
前記架橋メタロセン触媒配合物が式(I)によって定義される成分Aを含み

式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R 基は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C 1−10 アルキルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、C 6−10 アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;R は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルを表し;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択される、[16]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[18]
前記第2のエチレンインターポリマーが少なくとも1つの均一触媒配合物を使用して生成される、[17]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[19]
前記第2のエチレンインターポリマーが第2の均一触媒配合物を使用して生成される、[17]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[20]
前記第2の均一触媒配合物が非架橋シングルサイト触媒配合物である、[19]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[21]
前記非架橋シングルサイト触媒配合物が、式(II)によって定義される成分Cを含み、
(L M(Pl) (Q) (II)
式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;L は非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C 1−10 ヒドロカルビルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、およびC 5−10 アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;式中、前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C 1−18 アルキルラジカル、C 1−8 アルコキシラジカル、C 6−10 アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;式中、aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい、[20]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[22]
前記第3のエチレンインターポリマーが第5の均一触媒配合物および/または不均一触媒配合物を使用して生成される、[20]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[23]
前記第5の均一触媒配合物が、前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物であり;前記第4の均一触媒配合物が、式(I)または式(II)によって定義される属のメンバーではないかさ高い配位子金属錯体を含む、[22]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[24]
前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、[22]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[25]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.4ppmの触媒金属Aを含有し、前記触媒金属Aが前記架橋メタロセン触媒配合物に由来する、[16]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[26]
前記触媒金属Aがハフニウムである、[25]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[27]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.9ppmの触媒金属Cを含有し、前記触媒金属Cが前記非架橋シングルサイト触媒配合物に由来する、[20]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[28]
前記触媒金属Cがチタンである、[27]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[29]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦1ppmの触媒金属Dを含有し、前記触媒金属Dが前記第4の均一触媒配合物に由来する、[23]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[30]
前記触媒金属Dがチタン、ジルコニウム、またはハフニウムである、[29]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[31]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦3.6ppmの触媒金属Zを含有し、前記触媒金属Zが前記不均一触媒配合物に由来する、[22]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[32]
前記触媒金属Zがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムである、[31]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[33]
前記第1のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第1のM /M を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第2のM /M を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約1.7〜約5.0の第3のM /M を有する、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[34]
前記第1のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第1のCDBI 50 を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第2のCDBI 50 を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約35〜約98%の第3のCDBI 50 を有する、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[35]
前記エチレンインターポリマー生成物が約1〜約98%のCDBI 50 を有する、[1]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[36]
連続溶液重合プロセスであって、
i)エチレン、プロセス溶媒、第1の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第1の反応器に注入して、前記プロセス溶媒中に第1のエチレンインターポリマーを含有する第1の出口流を生成すること;
ii)前記第1の出口流を第2の反応器に通し、前記第2の反応器にエチレン、前記プロセス溶媒、第2の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を注入して、前記プロセス溶媒中に第2のエチレンインターポリマーおよび前記第1のエチレンインターポリマーを含有する第2の出口流を生成すること;
iii)前記第2の出口流を第3の反応器に通し、任意に前記第3の反応器に、エチレン、プロセス溶媒、1つ以上のα−オレフィン、水素、ならびに第5の均一触媒配合物および/または不均一触媒配合物を注入して、前記プロセス溶媒中に第3のエチレンインターポリマー、前記第2のエチレンインターポリマー、および前記第1のエチレンインターポリマーを含有する第3の出口流を生成すること;
iv)前記第3の出口流を相分離して、前記第1のエチレンインターポリマー、前記第2のエチレンインターポリマー、および前記任意の第3のエチレンインターポリマーを含むエチレンインターポリマー生成物を回収すること;
を含み、
前記連続溶液重合プロセスが、以下:
(a)少なくとも70%減少された以下の式で定義される[α−オレフィン/エチレン]重量比

(式中、(α−オレフィン/エチレン) が、前記第1の反応器に添加された前記α−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることにより計算され、目標密度を有する前記第1のエチレンインターポリマーが、前記第1の均一触媒配合物によって生成され;(α−オレフィン/エチレン) が、前記第1の反応器に添加された前記α−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることによって計算され、前記目標密度を有する対照エチレンインターポリマーが前記第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより生成される);
(b)少なくとも5%改善された以下の式で定義される重量平均分子量
の改善%=100%×(M −M )/M ≧5%
(式中、M は前記第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量であり、M は比較エチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;前記比較エチレンインターポリマーは、前記第1の均一触媒配合物を前記第3の均一触媒配合物で置き換えることにより、前記第1の反応器で生成される)
のうちの1つ以上を有することにより改善される、連続溶液重合プロセス。
なお、上記[α−オレフィン/エチレン]重量比を定義する式は、[発明の概要]にも記載されている。
[37]
a)任意に、触媒失活剤Aを前記第2の反応器の下流の前記第2の出口流に添加して、失活溶液Aを形成すること;
b)触媒失活剤Bを前記第3の反応器の下流の前記第3の出口流に添加して、失活溶液Bを形成することであって、ただし、ステップa)で前記触媒失活剤Aが添加された場合、ステップb)がスキップされることを条件とする、形成すること;
c)前記失活溶液AまたはBを相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること、
c)前記失活溶液AまたはBを相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること
をさらに含む、[36]に記載のプロセス。
[38]
d)前記失活溶液AまたはBに不動態化剤を添加して不動態化溶液を形成することであって、ただし、前記不均一触媒配合物が前記第3の反応器に添加されない場合、ステップd)がスキップされることを条件とする、形成すること;および
e)前記失活溶液AもしくはB、または前記不動態化溶液を相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること
をさらに含む、[37]に記載のプロセス。
[39]
前記第1の均一触媒配合物が、
a)式(I)で定義される成分A

(式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R 基は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、もしくは環状またはハロゲン原子、C 1−10 アルキルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、C 6−10 アリール、もしくはアリールオキシラジカルでさらに置換されていてもよく;R は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルを表し;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択される)
b)アルモキサン共触媒を含む成分M
c)ホウ素イオン活性剤を含む成分B 、および;
d)任意に、ヒンダードフェノールを含む成分P
を含む架橋メタロセン触媒配合物である、[38]に記載のプロセス。
[40]
前記第1の反応器において以下のモル比を有する、[39]に記載のプロセス:約0.3:1〜約10:1の前記成分B 対前記成分Aのモル比;約1:1〜約300:1の前記成分M 対前記成分Aのモル比、および;0.0:1〜約1:1の前記任意の成分P 対前記成分M のモル比。
[41]
成分M がメチルアルモキサン(MMAO−7)である、[40]に記載のプロセス。
[42]
成分B がトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである、[40]に記載のプロセス。
[43]
成分P が2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールである、[40]に記載のプロセス。
[44]
約20℃〜約70℃の触媒入口温度で、前記第1の反応器への前記架橋メタロセン触媒配合物の注入;をさらに含み、任意に、前記成分M および前記成分P が、前記架橋メタロセン触媒配合物から削除され、式Al(R (OR (式中、(R )基は同じまたは異なる1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり得、(OR )基は同じまたは異なるアルコキシまたはアリールオキシ基であり得、R は酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;(n+o)=3であるが、ただしnが0より大きいことを条件とする)で定義される成分Jで置き換えられ得る、[40]に記載のプロセス。
[45]
約80℃〜約180℃の触媒入口温度で、前記架橋メタロセン触媒配合物の前記第1の反応器への注入をさらに含む、[40]に記載のプロセス。
[46]
前記第2の均一触媒配合物が、
a)式(II)で定義される成分C
(L M(Pl) (Q) (II)
(式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;L は非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C 1−10 ヒドロカルビルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、およびC 5−10 アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C 1−18 アルキルラジカル、C 1−8 アルコキシラジカル、C 6−10 アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい)
b)アルモキサン共触媒を含む成分M
c)ホウ素イオン活性剤を含む成分B 、および;
d)任意に、ヒンダードフェノールを含む成分P
を含む非架橋シングルサイト触媒配合物である、[39]に記載のプロセス。
[47]
前記第2の反応器において以下のモル比:約0.3:1〜約10:1の前記成分B 対前記成分Cのモル比;約1:1〜約1000:1の前記成分M 対前記成分Cのモル比;および0.0:1〜約1:1の前記任意の成分P 対前記成分M のモル比、を有する、[46]に記載のプロセス。
[48]
成分M がメチルアルモキサン(MMAO−7)である、[47]に記載のプロセス。
[49]
成分B がトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである、[47]に記載のプロセス。
[50]
成分P が2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールである、[47]に記載のプロセス。
[51]
約20℃〜約70℃の触媒入口温度で、前記第2の反応器への前記非架橋シングルサイト触媒配合物の注入をさらに含み;任意に、前記成分M および前記成分P が、前記非架橋シングルサイト触媒配合物から削除され、式Al(R (OR (式中、(R )基は、同じまたは異なる1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であってもよく;(OR )基は、同じまたは異なるアルコキシまたはアリールオキシ基であってもよく、R は、酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;(n+o)=3であるが、ただしnが0より大きいことを条件とする)で定義される成分Jで置き換えられてもよい、[47]に記載のプロセス。
[52]
前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、[46]に記載のプロセス。
[53]
前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、[52]に記載のプロセス。
[54]
前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、[38]に記載のプロセス。
[55]
前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物が、
i)流れS1と流れS2とを組み合わせて、前記第1の生成物混合物をHUT−1秒間平衡化させることにより、インライン不均一触媒アセンブリで第1の生成物混合物を形成することであって、前記流れS1が、前記プロセス溶媒中にマグネシウム化合物およびアルミニウムアルキルを含み、前記流れS2が、前記プロセス溶媒中に塩化物化合物を含む、形成すること;
ii)前記第1の生成物混合物を流れS3と組み合わせて、前記第2の生成物混合物をHUT−2秒間平衡化させることにより、前記インライン不均一触媒アセンブリで第2の生成物混合物を形成することであって、前記流れS3が、前記プロセス溶媒中に金属化合物を含む、形成すること;
iii)前記第2の生成物混合物を流れS4と組み合わせて、前記第3の反応器への注入前に前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物をHUT−3秒前平衡化させることにより、前記インライン不均一触媒アセンブリで前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成することであって、前記流れS4が、前記プロセス溶媒中にアルキルアルミニウム共触媒を含む、形成すること;
を含み、
iv)任意に、ステップiii)をスキップし、前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物が第3の反応器内部で形成される、インラインプロセスで形成され、前記第2の生成物混合物が、さらにHUT−3秒間平衡化され、前記第3の反応器に注入され、前記流れS4が独立して前記第3の反応器に注入される、[54]に記載のプロセス。
[56]
前記HUT−1が約5秒〜約70秒であり、前記HUT−2が約2秒〜約50秒であり、前記HUT−3が約0.5秒〜約15秒であり、前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物および任意に前記第2の生成物混合物が約20℃〜約70℃の触媒入口温度で注入される、[55]に記載のプロセス。
[57]
i)前記マグネシウム化合物が、式Mg(R によって定義され、式中、R 基は同じでも異なっていてもよく;
ii)前記アルミニウムアルキルが、式Al(R で定義され、式中、R 基は同じでも異なっていてもよく;
iii)前記塩化物化合物が、式R Clで定義され;
iv)前記金属化合物が、式M(X) またはMO(X) によって定義され、式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、またはそれらの混合物を表し、Oは酸素を表し、Xは塩化物または臭化物を表し、nは金属Mの酸化状態を満たす整数であり、
v)前記アルキルアルミニウム共触媒は、式Al(R (OR (X) で定義され、式中、R 基は同じでも異なっていてもよく、OR 基は同じでも異なっていてもよく、(p+q+r)=3であるがただし、pは0より大きいことを条件とし;
式中、R 、R 、R 、R 、およびR は、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表し;任意に、R は水素原子であってもよい、[55]に記載のプロセス。
[58]
前記金属化合物中のMがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、またはそれらの混合物である、[57]に記載のプロセス。
[59]
前記第3の反応器における前記アルミニウムアルキル対前記マグネシウム化合物のモル比が、約3.0:1〜約70:1であり;前記第3の反応器における前記塩化物化合物対前記マグネシウム化合物のモル比が、約1.0:1〜約4.0:1であり;前記第3の反応器における前記アルキルアルミニウム共触媒対前記金属化合物のモル比が、約0:1〜約10:1であり;前記第3の反応器における前記アルミニウムアルキル対前記金属化合物のモル比が、約0.05:1〜約2:1である、[57]に記載のプロセス。
[60]
前記不均一触媒配合物がバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、[38]に記載のプロセス。
[61]
前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が、
i)流れS5と流れS4とを組み合わせ、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を前記第3の反応器に注入することにより、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成することであって、前記流れS4が、前記プロセス溶媒中のアルキルアルミニウム共触媒を含み、流れS5が、前記プロセス溶媒中のバッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒を含む、形成すること;を含むバッチプロセスで形成され、
ii)任意に、ステップi)をスキップし、前記流れS4および前記流れS5を独立して前記第3の反応器に注入することにより、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を前記第3の反応器の内部で形成され;
前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物または前記流れS4および前記流れS5が、約20℃〜約70℃の温度で前記第3の反応器に注入される、[60]に記載のプロセス。
[62]
前記アルキルアルミニウム共触媒が、式Al(R (OR (X) によって定義され、式中、R 基が同じであっても異なっていてもよく、OR 基が同じであってもよい、異なっていてもよく、または(p+q+r)=3であってもよいがただし、pが0より大きいことを条件とし、式中、R およびR が、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表す、[61]に記載のプロセス。
[63]
前記バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒が、
i)式Mg(R (式中、R 基は同じでも異なっていてもよい)で定義されるマグネシウム化合物;
ii)式R Clで定義される塩化物化合物;
iii)任意に、式(R AlX 3−v (式中、R 基は同じでも異なっていてもよく、Xは塩化物または臭化物を表し、vは1または2である)で定義されるアルミニウムアルキルハライド
iv)式M(X) またはMO(X) (式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、またはそれらの混合物を表し、Oは酸素を表し、Xは塩化物もしくは臭化物を表し、nは金属Mの酸化状態を満たす整数である)によって定義される金属化合物;
を含み、式中、R 、R 、およびR は、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表し;任意に、R は水素原子であってもよい、[61]に記載のプロセス。
[64]
前記金属化合物中のMがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、またはそれらの混合物である、[63]に記載のプロセス。
[65]
前記バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒中の前記塩化物化合物対前記マグネシウム化合物のモル比が、約2:1〜約3:1であり;前記プロ触媒中の前記マグネシウム化合物対前記金属化合物のモル比が、5:1〜約10:1であり;前記プロ触媒中の前記アルミニウムアルキルハライド対前記マグネシウム化合物のモル比が、約0:1〜約0.5:1であり;前記プロ触媒中の前記アルキルアルミニウム共触媒対前記金属化合物のモル比が、約0.5:1〜約10:1である、[63]に記載のプロセス。
[66]
前記プロセス溶媒が1つ以上のC 〜C 12 アルカンである、[38に記載のプロセス。
[67]
前記第1、第2、および第3の反応器が約80℃〜約300℃の温度、ならびに約3MPag〜約45MPagの圧力で運転する、[38]に記載のプロセス。
[68]
前記第1の反応器の前記プロセス溶媒が約10秒〜約600秒の平均反応器滞留時間を有し、前記第2の反応器の前記プロセス溶媒が約10秒〜約720秒の平均反応器滞留時間を有する、[38]に記載のプロセス。
[69]
反応器温度差(T R2 −T R1 )が約1℃〜約120℃の範囲であり、式中、T R2 が前記第2の反応器内の溶液の温度であり、T R1 が前記第1の反応器内の溶液の温度である、[38]に記載のプロセス。
[70]
前記任意の1つ以上のα−オレフィンがC 〜C 10 α−オレフィンである、[38]に記載のプロセス。
[71]
前記任意のα−オレフィンが1−ヘキセンもしくは1−オクテン、または1−ヘキセンと1−オクテンとの混合物である、[38]に記載のプロセス。
[72]
[38]に記載の方法に従って生成された、エチレンインターポリマー生成物。
[73]
(i)約0.01g/10分〜約200g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm 〜約0.975g/cm の目標密度を有する約5重量パーセント〜約60重量パーセントの第1のエチレンインターポリマー;
(ii)約0.3g/10分〜約1000g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm 〜約0.975g/cm の密度を有する約20重量パーセント〜約95重量パーセントの第2のエチレンインターポリマー;
(iii)任意に、約0.5g/10分〜約2000g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm 〜約0.975g/cm の密度を有する約0重量パーセント〜約30重量パーセントの第3のエチレンインターポリマー、ならびに
(iv)前記目標密度を有する前記第1のエチレンインターポリマーを生成するのに必要な[α−オレフィン/エチレン]重量比を少なくとも−70%減少させる手段であって、前記[α−オレフィン/エチレン]重量比の減少が、以下の式で定義される、手段

を含む連続溶液重合プロセスを使用して生成されたエチレンインターポリマー生成物であって、式中、(α−オレフィン/エチレン) は、第1の反応器に添加される1つ以上のα−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加されるエチレンの重量で割ることによって計算され、前記目標密度を有する前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物を使用して生成され、(α−オレフィン/エチレン) は、前記第1の反応器に添加された前記1つ以上のα−オレフィンの重量を前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることにより計算され、前記目標密度を有する対照エチレンインターポリマーは、前記架橋メタロセン触媒配合物を非架橋シングルサイト触媒配合物で置き換えることにより生成され;
前記エチレンインターポリマー生成物が、約0.3g/10分〜約500g/10分のメルトインデックス、約0.855g/cm 〜約0.975g/cm の密度、約1.7〜約25のM /M 、および約1%〜約98%のCDBI 50 ;約0.001以上の無次元長鎖分岐係数LCBF;約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム、ならびに約0.006ppm〜約5.7ppmのチタンを有することを特徴とし;
メルトインデックスが、ASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定され、密度が、ASTM D792に従って測定され、重量パーセントが、前記第1、前記第2、または前記任意の第3のエチレンポリマーの重量を、個々に、前記エチレンインターポリマー生成物の重量で割ったものである、エチレンインターポリマー生成物。
なお、上記[α−オレフィン/エチレン]重量比を定義する式は、[発明の概要]にも記載されている。
[74]
前記第2のエチレンインターポリマーが前記非架橋シングルサイト触媒配合物によって生成される、[73]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[75]
前記第3のエチレンインターポリマーが第5の均一触媒配合物または不均一触媒配合物によって生成される、[74]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[76]
前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、[75]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[77]
前記架橋メタロセン触媒配合物が式(I)によって定義される成分Aを含み、

式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり; Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R 基は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C 1−10 アルキルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、C 6−10 アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;R は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルを表し;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択される、[76]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[78]
前記非架橋シングルサイト触媒配合物が、式(II)によって定義される成分Cを含み、
(L M(Pl) (Q) (II)
式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;L は非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C 1−10 ヒドロカルビルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、およびC 5−10 アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C 1−18 アルキルラジカル、C 1−8 アルコキシラジカル、C 6−10 アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい、[77]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[79]
前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、[78]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[80]
前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、[75]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[81]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.4ppmの触媒金属Aを含有し、前記触媒金属Aが前記架橋メタロセン触媒配合物に由来する、[77]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[82]
前記触媒金属Aがハフニウムである、[81]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[83]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.9ppmの触媒金属Cを含有し、前記触媒金属Cが前記非架橋シングルサイト触媒配合物に由来する、[78]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[84]
前記触媒金属Cがチタンである、[83]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[85]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦1ppmの触媒金属Dを含有し、前記触媒金属Dが前記第4の均一触媒配合物に由来する、[79]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[86]
前記触媒金属Dがチタン、ジルコニウム、またはハフニウムである、[85]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[87]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦3.6ppmの触媒金属Zを含有し、前記触媒金属Zが前記不均一触媒配合物に由来する、[75]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[88]
前記触媒金属Zがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムである、[87]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[89]
前記第1のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第1のM /M を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第2のM /M を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約1.7〜約5.0の第3のM /M を有する、[75]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[90]
前記第1のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第1のCDBI 50 を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第2のCDBI 50 を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約35〜約98%の第3のCDBI 50 を有する、[75]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[91]
前記エチレンインターポリマー生成物が約1〜約98%のCDBI 50 を有する、[75]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[92]
少なくとも1層を含むポリエチレンフィルムであって、前記層が、
(i)第1のエチレンインターポリマー;
(ii)第2のエチレンインターポリマー、および;
(iii)任意に第3のエチレンインターポリマー
を含む少なくとも1つのエチレンインターポリマー生成物を含み、前記エチレンインターポリマー生成物が約0.001以上の無次元長鎖分岐係数、LCBFを有し;
前記エチレンインターポリマー生成物が、約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウムを有し;
前記エチレンインターポリマー生成物が、約0.006ppm〜約5.7ppmのチタンを有する、ポリエチレンフィルム。
[93]
前記エチレンインターポリマー生成物が、以下:
(i)100個の炭素原子あたり約0.01個以下の末端ビニル不飽和;
(ii)約0.03ppm〜約6.0ppmの総触媒金属
のうちの1つ以上をさらに含む、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[94]
前記エチレンインターポリマー生成物が約0.3〜約500dg/分のメルトインデックスを有し、メルトインデックスがASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定される、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[95]
前記エチレンインターポリマー生成物が約0.855〜約0.975g/ccの密度を有し、密度がASTM D792に従って測定される、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[96]
前記エチレンインターポリマー生成物が約1.7〜約25のM /M を有する、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[97]
前記エチレンインターポリマー生成物が約1%〜約98%のCDBI 50 を有する、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[98]
(i)前記第1のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約5〜約60重量パーセントであり;
(ii)前記第2のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約20〜約95重量パーセントであり;
(iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約0〜約30重量パーセントであり;
重量パーセントが前記第1、前記第2、または前記任意の第3のエチレンインターポリマーの重量を、個々に、前記エチレンインターポリマー生成物の重量で割ったものである、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[99]
(i)前記第1のエチレンインターポリマーが約0.01〜約200dg/分のメルトインデックスを有し;
(ii)前記第2のエチレンインターポリマーが約0.3〜約1000dg/分のメルトインデックスを有し;
(iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが約0.5〜約2000dg/分のメルトインデックスを有し;
メルトインデックスがASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定される、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[100]
(i)前記第1のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm 〜約0.975g/ccの密度を有し;
(ii)前記第2のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm 〜約0.975g/ccの密度を有し;
(iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm 〜約0.975g/ccの密度を有し;
密度がASTM D792に従って測定される、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[101]
前記エチレンインターポリマー生成物が溶液重合プロセスを使用して製造される、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[102]
前記エチレンインターポリマー生成物が0〜約10モルパーセントの1つ以上のα−オレフィンをさらに含む、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[103]
前記1つ以上のα−オレフィンがC 〜C 10 α−オレフィンである、[102]に記載のポリエチレンフィルム。
[104]
前記1つ以上のα−オレフィンが1−ヘキセン、1−オクテン、または1−ヘキセンと1−オクテンとの混合物である、[102]に記載のポリエチレンフィルム。
[105]
前記第1のエチレンインターポリマーが第1の均一触媒配合物を使用して生成される、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[106]
前記第1の均一触媒配合物が架橋メタロセン触媒配合物である、[105]に記載のポリエチレンフィルム。
[107]
前記架橋メタロセン触媒配合物が式(I)によって定義される成分Aを含み、

式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R 基は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C 1−10 アルキルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、C 6−10 アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;R は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルを表し;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択される、[106]に記載のポリエチレンフィルム。
[108]
前記第2のエチレンインターポリマーが第2の均一触媒配合物を使用して生成される、[107]に記載のポリエチレンフィルム。
[109]
前記第2の均一触媒配合物が非架橋シングルサイト触媒配合物である、[108]に記載のポリエチレンフィルム。
[110]
前記非架橋シングルサイト触媒配合物が、式(II)によって定義される成分Cを含み、
(L M(Pl) (Q) (II)
式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;L は非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C 1−10 ヒドロカルビルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、およびC 5−10 アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C 1−18 アルキルラジカル、C 1−8 アルコキシラジカル、C 6−10 アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい、[109]に記載のポリエチレンフィルム。
[111]
前記第3のエチレンインターポリマーが第5の均一触媒配合物または不均一触媒配合物によって生成される、[110]に記載のポリエチレンフィルム。
[112]
前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、[111]に記載のポリエチレンフィルム。
[113]
前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、[112]に記載のポリエチレンフィルム。
[114]
前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物であるか、またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が同じ配合物である、[111]に記載のポリエチレンフィルム。
[115]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.4ppmの触媒金属Aを含有し、前記触媒金属Aが前記架橋メタロセン触媒配合物に由来する、[113]に記載のポリエチレンフィルム。
[116]
前記触媒金属Aがハフニウムである、[115]に記載のポリエチレンフィルム。
[117]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.9ppmの触媒金属Cを含有し、前記触媒金属Cが前記非架橋シングルサイト触媒配合物に由来する、[113]に記載のポリエチレンフィルム。
[118]
前記触媒金属Cがチタンである、[117]に記載のポリエチレンフィルム。
[119]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦1ppmの触媒金属Dを含有し、前記触媒金属Dが前記第4の均一触媒配合物に由来する、[113]に記載のポリエチレンフィルム。
[120]
前記触媒金属Dがチタン、ジルコニウム、またはハフニウムである、[119]に記載のポリエチレンフィルム。
[121]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦3.6ppmの触媒金属Zを含有し、前記触媒金属Zが前記不均一触媒配合物に由来する、[111]に記載のポリエチレンフィルム。
[122]
前記触媒金属Zがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムである、[121]に記載のポリエチレンフィルム。
[123]
前記第1のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第1のM /M を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第2のM /M を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約1.7〜約5.0の第3のM /M を有する、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[124]
前記第1のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第1のCDBI 50 を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第2のCDBI 50 を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約35〜約98%の第3のCDBI 50 を有する、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[125]
前記エチレンインターポリマー生成物が約1〜約98%のCDBI 50 を有する、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[126]
同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して、1%歪みで測定された機械方向割線弾性率が、少なくとも25%高くなることにより改善され、1%歪みで測定された横方向割線弾性率が、少なくとも50%高くなることにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり、割線弾性率が、ASTM D882に従って決定されたものである、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[127]
同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して、2%歪みで測定された機械方向割線弾性率が、少なくとも25%高くなることにより改善され、2%歪みで測定された横方向割線弾性率が、少なくとも50%高くなることにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり、割線弾性率が、ASTM D882に従って決定されたものである、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[128]
同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して、機械方向引張降伏が少なくとも10%高くなることにより改善され、横方向引張降伏が少なくとも30%高くなることにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり、引張降伏が、ASTM D882に従って決定されたものである、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[129]
抽出可能な重量%ヘキサンが、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して少なくとも50%低いことにより改善される、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり;ヘキサン抽出物の重量%が、連邦規則21 CFR§117.1520Para(c)3.1および3.2に従って決定されたものであり、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[130]
シール開始温度が、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して少なくとも5%低いことにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものである、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[131]
1.0Nのタック開始温度が、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンで置き換えられたものに対して少なくとも10%低いことにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものである、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[132]
ダート衝撃が、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して少なくとも100%高いことにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり、前記第1のエチレンインターポリマーおよび前記比較エチレンインターポリマーの両方とも、二重反応器ソリューションプロセスで生成されたものであり、ここで第1の反応器および第2の反応器が直列に構成されたものである、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[133]
前記層が少なくとも1つの第2のポリマーをさらに含む、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[134]
前記第2のポリマーがエチレンポリマー、プロピレンポリマー、または前記エチレンポリマーと前記プロピレンポリマーとの混合物である、[133]に記載のポリエチレンフィルム。
[135]
前記フィルムが約0.5ミル〜約10ミルの厚さを有する、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[136]
前記フィルムが2〜11層を含み、少なくとも1層が前記エチレンインターポリマー生成物を含む、[92]に記載のポリエチレンフィルム。
[137]
連続溶液重合プロセスであって、
i)エチレン、プロセス溶媒、第1の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第1の反応器に注入して、前記プロセス溶媒中に第1のエチレンインターポリマーを含有する第1の出口流を生成すること;
ii)エチレン、前記プロセス溶媒、第2の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第2の反応器に注入して、前記プロセス溶媒中に第2のエチレンインターポリマーを含有する第2の出口流を生成すること;
iii)前記第1および前記第2の出口流を組み合わせて、第3の出口流を形成すること;
iv)前記第3の出口流を第3の反応器に通し、任意に前記第3の反応器に、エチレン、プロセス溶媒、1つ以上のα−オレフィン、水素、ならびに第5の均一触媒配合物および/または不均一触媒配合物を注入して、前記プロセス溶媒中に任意の第3のエチレンインターポリマー、前記第2のエチレンインターポリマー、および前記第1のエチレンインターポリマーを含有する第4の出口流を生成すること;
v)前記第4の出口流を相分離して、前記第1のエチレンインターポリマー、前記第2のエチレンインターポリマー、および前記任意の第3のエチレンインターポリマーを含むエチレンインターポリマー生成物を回収すること;
を含み、前記連続溶液重合プロセスが、以下:
(a)少なくとも70%減少された以下の式で定義される[α−オレフィン/エチレン]重量比

(式中、(α−オレフィン/エチレン) が、前記第1の反応器に添加された前記α−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることにより計算され、目標密度を有する前記第1のエチレンインターポリマーが、前記第1の均一触媒配合物によって生成され;(α−オレフィン/エチレン) が、前記第1の反応器に添加された前記α−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることによって計算され、前記目標密度を有する対照エチレンインターポリマーが前記第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより生成される);
(b)以下の式で定義される少なくとも5%改善された重量平均分子量
の改善%=100%×(M −M )/M ≧5%
(式中、M は前記第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量であり、M は比較エチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;前記比較エチレンインターポリマーは、前記第1の均一触媒配合物を前記第3の均一触媒配合物で置き換えることにより、前記第1の反応器で生成される)
のうちの1つ以上を有することにより改善される、連続溶液重合プロセス。
なお、上記[α−オレフィン/エチレン]重量比を定義する式は、[発明の概要]にも記載されている。
[138]
a)任意に、触媒失活剤Aを、前記第1および前記第2の反応器の下流の前記第3の出口流に添加して、失活溶液Aを形成すること;
b)触媒失活剤Bを前記第3の反応器の下流の前記第4の出口流に添加して、失活溶液Bを形成することであって、ただし、ステップa)で前記触媒失活剤Aが添加された場合、ステップb)がスキップされることを条件とする、形成すること;
c)前記失活溶液AまたはBを相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること
をさらに含む、[137]に記載のプロセス。
[139]
d)前記失活溶液AまたはBに不動態化剤を添加して不動態化溶液を形成することであって、ただし、前記不均一触媒配合物が前記第3の反応器に添加されない場合、ステップd)がスキップされることを条件とする、形成すること;および
e)前記失活溶液AもしくはB、または前記不動態化溶液を相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること
をさらに含む、[138]に記載のプロセス。
[140]
前記第1の均一触媒配合物が、
a)式(I)で定義される成分A

(式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R 基は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C 1−10 アルキルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、C 6−10 アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;R は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルを表し;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択される);
b)アルモキサン共触媒を含む成分M
c)ホウ素イオン活性剤を含む成分B 、および;
d)任意に、ヒンダードフェノールを含む成分P
を含む架橋メタロセン触媒配合物である、[139]に記載のプロセス。
[141]
前記第1の反応器において以下のモル比:約0.3:1〜約10:1の前記成分B 対前記成分Aのモル比;約1:1〜約300:1の前記成分M 対前記成分Aのモル比、および;0.0:1〜約1:1の前記任意の成分P 対前記成分M のモル比を有する、[140]に記載のプロセス。
[142]
成分M がメチルアルモキサン(MMAO−7)である、[141]に記載のプロセス。
[143]
成分B がトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである、[141]に記載のプロセス。
[144]
成分P が2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールである、[141]に記載のプロセス。
[145]
約20℃〜約70℃の触媒入口温度で、前記第1の反応器への前記架橋メタロセン触媒配合物の注入;をさらに含み、任意に、前記成分M および前記成分P が、前記架橋メタロセン触媒配合物から削除され、式Al(R (OR (式中、(R )基は同じまたは異なる1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり得、(OR )基は同じまたは異なるアルコキシまたはアリールオキシ基であり得、R は酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;(n+o)=3であるが、ただしnが0より大きいことを条件とする)で定義される成分Jで置き換えられ得る、[141]に記載のプロセス。
[146]
約80℃〜約180℃の触媒入口温度で、前記架橋メタロセン触媒配合物の前記第1の反応器への注入をさらに含む、[141]に記載のプロセス。
[147]
前記第2の均一触媒配合物が、
a)式(II)で定義される成分C
(L M(Pl) (Q) (II)
(式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;L は非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C 1−10 ヒドロカルビルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、およびC 5−10 アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C 1−18 アルキルラジカル、C 1−8 アルコキシラジカル、C 6−10 アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい);
b)アルモキサン共触媒を含む成分M
c)ホウ素イオン活性剤を含む成分B 、および;
d)任意に、ヒンダードフェノールを含む成分P
を含む非架橋シングルサイト触媒配合物である、[140]に記載のプロセス。
[148]
前記第2の反応器において以下のモル比:約0.3:1〜約10:1の前記成分B 対前記成分Cのモル比;約1:1〜約1000:1の前記成分M 対前記成分Cのモル比;および0.0:1〜約1:1の前記任意の成分P 対前記成分M のモル比を有する、[147]に記載のプロセス。
[149]
成分M がメチルアルモキサン(MMAO−7)である、[148]に記載のプロセス。
[150]
成分B がトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである、[148]に記載のプロセス。
[151]
成分P が2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールである、[148]に記載のプロセス。
[152]
約20℃〜約70℃の触媒入口温度で、前記第2の反応器への前記非架橋シングルサイト触媒配合物の注入をさらに含み、任意に、前記成分M および前記成分P が、前記非架橋シングルサイト触媒配合物から削除され、式Al(R (OR で定義される成分Jで置き換えられてもよく、式中、(R )基は同じまたは異なる1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であってもよく;(OR )基は、同じまたは異なるアルコキシまたはアリールオキシ基であってもよく、R は、酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;(n+o)=3であるが、ただしnが0より大きいことを条件とする、[148]に記載のプロセス。
[153]
前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、[147]に記載のプロセス。
[154]
前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、[153]に記載のプロセス。
[155]
前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、[139]に記載のプロセス。
[156]
前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物が、
i)流れS1と流れS2とを組み合わせて、前記第1の生成物混合物をHUT−1秒間平衡化させることにより、インライン不均一触媒アセンブリで第1の生成物混合物を形成することであって、前記流れS1が、前記プロセス溶媒中にマグネシウム化合物およびアルミニウムアルキルを含み、前記流れS2が、前記プロセス溶媒中に塩化物化合物を含む、形成すること;
ii)前記第1の生成物混合物を流れS3と組み合わせて、前記第2の生成物混合物をHUT−2秒間平衡化させることにより、前記インライン不均一触媒アセンブリで第2の生成物混合物を形成することであって、前記流れS3が、前記プロセス溶媒中に金属化合物を含む、形成すること;
iii)前記第2の生成物混合物を流れS4と組み合わせて、前記第3の反応器への注入前に前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物をHUT−3秒前平衡化させることにより、前記インライン不均一触媒アセンブリで前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成することであって、前記流れS4が、前記プロセス溶媒中にアルキルアルミニウム共触媒を含む、形成すること;
を含み、
iv)任意に、ステップiii)をスキップし、前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物が第3の反応器内部で形成されるインラインプロセスで形成され、前記第2の生成物混合物が、さらにHUT−3秒間平衡化され、前記第3の反応器に注入され、前記流れS4が独立して前記第3の反応器に注入される、[155]に記載のプロセス。
[157]
前記HUT−1が約5秒〜約70秒であり、前記HUT−2が約2秒〜約50秒であり、前記HUT−3が約0.5秒〜約15秒であり、前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物および任意に前記第2の生成物混合物が約20℃〜約70℃の触媒入口温度で注入される、[156]に記載のプロセス。
[158]
i)前記マグネシウム化合物が、式Mg(R によって定義され、式中、R 基は同じでも異なっていてもよく;
ii)前記アルミニウムアルキルが、式Al(R で定義され、式中、R 基は同じでも異なっていてもよく;
iii)前記塩化物化合物が、式R Clで定義され;
iv)前記金属化合物が、式M(X) またはMO(X) によって定義され、式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、またはそれらの混合物を表し、Oは酸素を表し、Xは塩化物または臭化物を表し、nは金属Mの酸化状態を満たす整数であり、
v)前記アルキルアルミニウム共触媒が、式Al(R (OR (X) で定義され、式中、R 基は同じでも異なっていてもよく、OR 基は同じでも異なっていてもよく、(p+q+r)=3であるがただし、pは0より大きいことを条件とし;
式中、R 、R 、R 、R 、およびR は、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表し;任意に、R は水素原子であってもよい、[156]に記載のプロセス。
[159]
前記金属化合物中のMがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、またはそれらの混合物である、[158]に記載のプロセス。
[160]
前記第3の反応器における前記アルミニウムアルキル対前記マグネシウム化合物のモル比が、約3.0:1〜約70:1であり;前記第3の反応器における前記塩化物化合物対前記マグネシウム化合物のモル比が、約1.0:1〜約4.0:1であり;前記第3の反応器における前記アルキルアルミニウム共触媒対前記金属化合物のモル比が、約0:1〜約10:1であり;前記第3の反応器における前記アルミニウムアルキル対前記金属化合物のモル比が、約0.05:1〜約2:1である、[158]に記載のプロセス。
[161]
前記不均一触媒配合物がバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、[139]に記載のプロセス。
[162]
前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が、
i)流れS5と流れS4とを組み合わせ、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を前記第3の反応器に注入することにより、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成することであって、前記流れS4が、前記プロセス溶媒中のアルキルアルミニウム共触媒を含み、流れS5が、前記プロセス溶媒中のバッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒を含む、形成すること;
を含み、
ii)任意に、ステップi)をスキップし、前記流れS4および前記流れS5を独立して前記第3の反応器に注入することにより、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を前記第3の反応器内で形成され、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物または前記流れS4および前記流れS5が、約20℃〜約70℃の温度で前記第3の反応器に注入される
バッチプロセスで形成される、[161]に記載のプロセス。
[163]
前記アルキルアルミニウム共触媒が、式Al(R (OR (X) によって定義され、式中、R 基が同じであっても異なっていてもよく、OR 基が同じであってもよい、異なっていてもよく、または(p+q+r)=3であってもよいがただし、pが0より大きいことを条件とし、式中、R およびR が、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表す、[162]に記載のプロセス。
[164]
前記バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒が、
i)式Mg(R (式中、R 基は同じでも異なっていてもよい)で定義されるマグネシウム化合物;
ii)式R Clで定義される塩化物化合物;
iii)任意に、式(R AlX 3−v (式中、R 基は同じでも異なっていてもよく、Xは塩化物または臭化物を表し、vは1または2である)で定義されるアルミニウムアルキルハライド;
iv)式M(X) またはMO(X) (式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、またはそれらの混合物を表し、Oは酸素を表し、Xは塩化物もしくは臭化物を表し、nは金属Mの酸化状態を満たす整数である)によって定義される金属化合物;
を含み、式中、R 、R 、およびR は、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表し;任意に、R は水素原子であってもよい、[162]に記載のプロセス。
[165]
前記金属化合物中のMがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、またはそれらの混合物である、[164]に記載のプロセス。
[166]
前記バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒中の前記塩化物化合物対前記マグネシウム化合物のモル比が、約2:1〜約3:1であり;前記プロ触媒中の前記マグネシウム化合物対前記金属化合物のモル比が、5:1〜約10:1であり;前記プロ触媒中の前記アルミニウムアルキルハライド対前記マグネシウム化合物のモル比が、約0:1〜約0.5:1であり;前記プロ触媒中の前記アルキルアルミニウム共触媒対前記金属化合物のモル比が、約0.5:1〜約10:1である、[164]に記載のプロセス。
[167]
前記プロセス溶媒が1つ以上のC 〜C 12 アルカンである、[139]に記載のプロセス。
[168]
前記第1、第2、および第3の反応器が約80℃〜約300℃の温度および約3MPag〜約45MPagの圧力で運転する、[139]に記載のプロセス。
[169]
前記第1の反応器の前記プロセス溶媒が約10秒〜約600秒の平均反応器滞留時間を有し、前記第2の反応器の前記プロセス溶媒が約10秒〜約720秒の平均反応器滞留時間を有する、[139]に記載のプロセス。
[170]
反応器温度差(T R2 −T R1 )が約1℃〜約120℃の範囲であり、式中、T R2 が前記第2の反応器内の溶液の温度であり、T R1 が前記第1の反応器内の溶液の温度である、[139]に記載のプロセス。
[171]
前記任意の1つ以上のα−オレフィンがC 〜C 10 α−オレフィンである、[139]に記載のプロセス。
[172]
前記任意のα−オレフィンが1−ヘキセンもしくは1−オクテン、または1−ヘキセンと1−オクテンとの混合物である、[139]に記載のプロセス。
[173]
[139]に記載のプロセスに従って生成された、エチレンインターポリマー生成物。
[174]
(i)約0.01g/10分〜約200g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm 〜約0.975g/cm の目標密度を有する約5重量パーセント〜約60重量パーセントの第1のエチレンインターポリマー;
(ii)約0.3g/10分〜約1000g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm 〜約0.975g/cm の密度を有する約20重量パーセント〜約95重量パーセントの第2のエチレンインターポリマー;
(iii)任意に、約0.5g/10分〜約2000g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm 〜約0.975g/cm の密度を有する約0重量パーセント〜約30重量パーセントの第3のエチレンインターポリマー、ならびに
(iv)重量平均分子量(M )を少なくとも5%改善する手段
を含む連続溶液重合プロセスを使用して生成されたエチレンインターポリマー生成物であって、M の改善%が、以下の式で定義され、
の改善%=100%×(M −M )/M ≧5%
式中、M は、第1の反応器内で架橋メタロセン触媒配合物を使用して生成された前記第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;M は、前記第1の反応器内の前記架橋メタロセン触媒配合物を非架橋シングルサイト触媒配合物で置き換えることにより生成された前記目標密度を有する比較エチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;
前記エチレンインターポリマー生成物が、約0.3g/10分〜約500g/10分のメルトインデックス、約0.855g/cm 〜約0.975g/cm の密度、約1.7〜約25のM /M 、および約1%〜約98%のCDBI 50 ;約0.001以上の無次元長鎖分岐係数LCBF;約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム、ならびに約0.006ppm〜約5.7ppmのチタン;を有することを特徴とし、
メルトインデックスが、ASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定され、密度が、ASTM D792に従って測定され、重量パーセントが、前記第1、前記第2、または前記任意の第3のエチレンポリマーの重量を、個々に、前記エチレンインターポリマー生成物の重量で割ったものである、エチレンインターポリマー生成物。
[175]
前記第2のエチレンインターポリマーが前記非架橋シングルサイト触媒配合物によって生成される、[174]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[176]
前記第3のエチレンインターポリマーが第5の均一触媒配合物または不均一触媒配合物によって生成される、[175]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[177]
前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、[176]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[178]
前記架橋メタロセン触媒配合物が、式(I)によって定義される成分Aを含み

式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R 基は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C 1−10 アルキルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、C 6−10 アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;R は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルを表し;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択され;R およびR は水素原子、C 1−20 ヒドロカルビルラジカル、C 1−20 アルコキシラジカル、またはC 6−10 アリールオキシドラジカルから独立して選択される、[177]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[179]
前記非架橋シングルサイト触媒配合物が、式(II)によって定義される成分Cを含み
(L M(Pl) (Q) (II)
式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;
は非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C 1−10 ヒドロカルビルラジカル、C 1−10 アルコキシラジカル、およびC 5−10 アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C 1−18 アルキルラジカル、C 1−8 アルコキシラジカル、C 6−10 アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC 1−8 アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい、[178]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[180]
前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、[179]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[181]
前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、[176]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[182]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.4ppmの触媒金属Aを含有し、前記触媒金属Aが前記架橋メタロセン触媒配合物に由来する、[178]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[183]
前記触媒金属Aがハフニウムである、[182]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[184]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.9ppmの触媒金属Cを含有し、前記触媒金属Cが前記非架橋シングルサイト触媒配合物に由来する、[179]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[185]
前記触媒金属Cがチタンである、[184]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[186]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦1ppmの触媒金属Dを含有し、前記触媒金属Dが前記第4の均一触媒配合物に由来する、[180]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[187]
前記触媒金属Dがチタン、ジルコニウム、またはハフニウムである、[186]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[188]
前記エチレンインターポリマー生成物が≦3.6ppmの触媒金属Zを含有し、前記触媒金属Zが前記不均一触媒配合物に由来する、[176]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[189]
前記触媒金属Zがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムである、[188]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[190]
前記第1のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第1のM /M を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第2のM /M を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約1.7〜約5.0の第3のM /M を有する、[176]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[191]
前記第1のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第1のCDBI 50 を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第2のCDBI 50 を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約35〜約98%の第3のCDBI 50 を有する、[176]に記載のエチレンインターポリマー生成物。
[192]
前記エチレンインターポリマー生成物が約1〜約98%のCDBI 50 を有する、[176]に記載のエチレンインターポリマー生成物。

Claims (192)

  1. エチレンインターポリマー生成物であって、
    (i)第1のエチレンインターポリマー;
    (ii)第2のエチレンインターポリマー;および
    (iii)任意に第3のエチレンインターポリマー
    を含み、約0.001以上の無次元長鎖分岐係数、LCBFを有し;
    約0.0015百万分率(ppm)〜約2.4ppmのハフニウムを有し;
    約0.006百万分率(ppm)〜約5.7ppmのチタンを有する、エチレンインターポリマー生成物。
  2. 以下のうちの1つ以上をさらに含む、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物:
    (i)100個の炭素原子あたり約0.01個以下の末端ビニル不飽和;
    (ii)約0.03ppm〜約6.0ppmの総触媒金属。
  3. 約0.3〜約500dg/分のメルトインデックスを有し、メルトインデックスがASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定される、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  4. 約0.855〜約0.975g/ccの密度を有し、密度がASTM D792に従って測定される、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  5. 約1.7〜約25のM/Mを有する、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  6. 約1%〜約98%のCDBI50を有する、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  7. (i)前記第1のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約5〜約60重量パーセントであり;
    (ii)前記第2のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約20〜約95重量パーセントであり;
    (iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約0〜約30重量パーセントであり;
    重量パーセントが前記第1、前記第2、または前記任意の第3のエチレンインターポリマーの重量を、個々に、前記エチレンインターポリマー生成物の重量で割ったものである、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  8. (i)前記第1のエチレンインターポリマーが約0.01〜約200dg/分のメルトインデックスを有し;
    (ii)前記第2のエチレンインターポリマーが約0.3〜約1000dg/分のメルトインデックスを有し;
    (iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが約0.5〜約2000dg/分のメルトインデックスを有し;
    メルトインデックスがASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定される、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  9. (i)前記第1のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有し;
    (ii)前記第2のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有し;
    (iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有し;
    密度がASTM D792に従って測定される、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  10. 溶液重合プロセスで製造される、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  11. 0〜約10モルパーセントの1つ以上のα−オレフィンをさらに含む、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  12. 前記1つ以上のα−オレフィンがC〜C10α−オレフィンである、請求項11に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  13. 前記1つ以上のα−オレフィンが1−ヘキセン、1−オクテン、または1−ヘキセンと1−オクテンとの混合物である、請求項11に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  14. 前記第1のエチレンインターポリマーが少なくとも1つの均一触媒配合物を使用して生成される、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  15. 前記第1のエチレンインターポリマーが第1の均一触媒配合物を使用して生成される、請求項13に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  16. 前記第1の均一触媒配合物が架橋メタロセン触媒配合物である、請求項15に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  17. 前記架橋メタロセン触媒配合物が式(I)によって定義される成分Aを含み

    式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R基は水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C1−10アルキルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、C6−10アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;Rは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルを表し;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択される、請求項16に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  18. 前記第2のエチレンインターポリマーが少なくとも1つの均一触媒配合物を使用して生成される、請求項17に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  19. 前記第2のエチレンインターポリマーが第2の均一触媒配合物を使用して生成される、請求項17に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  20. 前記第2の均一触媒配合物が非架橋シングルサイト触媒配合物である、請求項19に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  21. 前記非架橋シングルサイト触媒配合物が、式(II)によって定義される成分Cを含み、
    (LM(Pl)(Q) (II)
    式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Lは非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C1−10ヒドロカルビルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、およびC5−10アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;式中、前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C1−18アルキルラジカル、C1−8アルコキシラジカル、C6−10アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;式中、aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい、請求項20に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  22. 前記第3のエチレンインターポリマーが第5の均一触媒配合物および/または不均一触媒配合物を使用して生成される、請求項20に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  23. 前記第5の均一触媒配合物が、前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物であり;前記第4の均一触媒配合物が、式(I)または式(II)によって定義される属のメンバーではないかさ高い配位子金属錯体を含む、請求項22に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  24. 前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、22に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  25. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.4ppmの触媒金属Aを含有し、前記触媒金属Aが前記架橋メタロセン触媒配合物に由来する、請求項16に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  26. 前記触媒金属Aがハフニウムである、請求項25に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  27. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.9ppmの触媒金属Cを含有し、前記触媒金属Cが前記非架橋シングルサイト触媒配合物に由来する、請求項20に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  28. 前記触媒金属Cがチタンである、請求項27に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  29. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦1ppmの触媒金属Dを含有し、前記触媒金属Dが前記第4の均一触媒配合物に由来する、請求項23に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  30. 前記触媒金属Dがチタン、ジルコニウム、またはハフニウムである、請求項29に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  31. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦3.6ppmの触媒金属Zを含有し、前記触媒金属Zが前記不均一触媒配合物に由来する、請求項22に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  32. 前記触媒金属Zがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムである、請求項31に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  33. 前記第1のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第1のM/Mを有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第2のM/Mを有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約1.7〜約5.0の第3のM/Mを有する、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  34. 前記第1のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第1のCDBI50を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第2のCDBI50を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約35〜約98%の第3のCDBI50を有する、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  35. 前記エチレンインターポリマー生成物が約1〜約98%のCDBI50を有する、請求項1に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  36. 連続溶液重合プロセスであって、
    i)エチレン、プロセス溶媒、第1の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第1の反応器に注入して、前記プロセス溶媒中に第1のエチレンインターポリマーを含有する第1の出口流を生成すること;
    ii)前記第1の出口流を第2の反応器に通し、前記第2の反応器にエチレン、前記プロセス溶媒、第2の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を注入して、前記プロセス溶媒中に第2のエチレンインターポリマーおよび前記第1のエチレンインターポリマーを含有する第2の出口流を生成すること;
    iii)前記第2の出口流を第3の反応器に通し、任意に前記第3の反応器に、エチレン、プロセス溶媒、1つ以上のα−オレフィン、水素、ならびに第5の均一触媒配合物および/または不均一触媒配合物を注入して、前記プロセス溶媒中に第3のエチレンインターポリマー、前記第2のエチレンインターポリマー、および前記第1のエチレンインターポリマーを含有する第3の出口流を生成すること;
    iv)前記第3の出口流を相分離して、前記第1のエチレンインターポリマー、前記第2のエチレンインターポリマー、および前記任意の第3のエチレンインターポリマーを含むエチレンインターポリマー生成物を回収すること;
    を含み、
    前記連続溶液重合プロセスが、以下:
    (a)少なくとも70%減少された以下の式で定義される[α−オレフィン/エチレン]重量比

    (式中、(α−オレフィン/エチレン)が、前記第1の反応器に添加された前記α−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることにより計算され、目標密度を有する前記第1のエチレンインターポリマーが、前記第1の均一触媒配合物によって生成され;(α−オレフィン/エチレン)が、前記第1の反応器に添加された前記α−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることによって計算され、前記目標密度を有する対照エチレンインターポリマーが前記第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより生成される);
    (b)少なくとも5%改善された以下の式で定義される重量平均分子量
    の改善%=100%×(M −M )/M ≧5%
    (式中、M は前記第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量であり、M は比較エチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;前記比較エチレンインターポリマーは、前記第1の均一触媒配合物を前記第3の均一触媒配合物で置き換えることにより、前記第1の反応器で生成される)
    のうちの1つ以上を有することにより改善される、連続溶液重合プロセス。
  37. a)任意に、触媒失活剤Aを前記第2の反応器の下流の前記第2の出口流に添加して、失活溶液Aを形成すること;
    b)触媒失活剤Bを前記第3の反応器の下流の前記第3の出口流に添加して、失活溶液Bを形成することであって、ただし、ステップa)で前記触媒失活剤Aが添加された場合、ステップb)がスキップされることを条件とする、形成すること;
    c)前記失活溶液AまたはBを相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること、
    c)前記失活溶液AまたはBを相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること
    をさらに含む、請求項36に記載のプロセス。
  38. d)前記失活溶液AまたはBに不動態化剤を添加して不動態化溶液を形成することであって、ただし、前記不均一触媒配合物が前記第3の反応器に添加されない場合、ステップd)がスキップされることを条件とする、形成すること;および
    e)前記失活溶液AもしくはB、または前記不動態化溶液を相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること
    をさらに含む、請求項37に記載のプロセス。
  39. 前記第1の均一触媒配合物が、
    a)式(I)で定義される成分A

    (式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R基は水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、もしくは環状またはハロゲン原子、C1−10アルキルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、C6−10アリール、もしくはアリールオキシラジカルでさらに置換されていてもよく;Rは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルを表し;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択される)
    b)アルモキサン共触媒を含む成分M
    c)ホウ素イオン活性剤を含む成分B、および;
    d)任意に、ヒンダードフェノールを含む成分P
    を含む架橋メタロセン触媒配合物である、請求項38に記載のプロセス。
  40. 前記第1の反応器において以下のモル比を有する、請求項39に記載のプロセス:約0.3:1〜約10:1の前記成分B対前記成分Aのモル比;約1:1〜約300:1の前記成分M対前記成分Aのモル比、および;0.0:1〜約1:1の前記任意の成分P対前記成分Mのモル比。
  41. 成分Mがメチルアルモキサン(MMAO−7)である、請求項40に記載のプロセス。
  42. 成分Bがトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである、請求項40に記載のプロセス。
  43. 成分Pが2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールである、請求項40に記載のプロセス。
  44. 約20℃〜約70℃の触媒入口温度で、前記第1の反応器への前記架橋メタロセン触媒配合物の注入;をさらに含み、任意に、前記成分Mおよび前記成分Pが、前記架橋メタロセン触媒配合物から削除され、式Al(R(OR(式中、(R)基は同じまたは異なる1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり得、(OR)基は同じまたは異なるアルコキシまたはアリールオキシ基であり得、Rは酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;(n+o)=3であるが、ただしnが0より大きいことを条件とする)で定義される成分Jで置き換えられ得る、請求項40に記載のプロセス。
  45. 約80℃〜約180℃の触媒入口温度で、前記架橋メタロセン触媒配合物の前記第1の反応器への注入をさらに含む、請求項40に記載のプロセス。
  46. 前記第2の均一触媒配合物が、
    a)式(II)で定義される成分C
    (LM(Pl)(Q) (II)
    (式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Lは非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C1−10ヒドロカルビルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、およびC5−10アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C1−18アルキルラジカル、C1−8アルコキシラジカル、C6−10アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい)
    b)アルモキサン共触媒を含む成分M
    c)ホウ素イオン活性剤を含む成分B、および;
    d)任意に、ヒンダードフェノールを含む成分P
    を含む非架橋シングルサイト触媒配合物である、請求項39に記載のプロセス。
  47. 前記第2の反応器において以下のモル比:約0.3:1〜約10:1の前記成分B対前記成分Cのモル比;約1:1〜約1000:1の前記成分M対前記成分Cのモル比;および0.0:1〜約1:1の前記任意の成分P対前記成分Mのモル比、を有する、請求項46に記載のプロセス。
  48. 成分Mがメチルアルモキサン(MMAO−7)である、請求項47に記載のプロセス。
  49. 成分Bがトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである、請求項47に記載のプロセス。
  50. 成分Pが2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールである、請求項47に記載のプロセス。
  51. 約20℃〜約70℃の触媒入口温度で、前記第2の反応器への前記非架橋シングルサイト触媒配合物の注入をさらに含み;任意に、前記成分Mおよび前記成分Pが、前記非架橋シングルサイト触媒配合物から削除され、式Al(R(OR(式中、(R)基は、同じまたは異なる1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であってもよく;(OR)基は、同じまたは異なるアルコキシまたはアリールオキシ基であってもよく、Rは、酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;(n+o)=3であるが、ただしnが0より大きいことを条件とする)で定義される成分Jで置き換えられてもよい、請求項47に記載のプロセス。
  52. 前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、請求項46に記載のプロセス。
  53. 前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、請求項52に記載のプロセス。
  54. 前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、請求項38に記載のプロセス。
  55. 前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物が、
    i)流れS1と流れS2とを組み合わせて、前記第1の生成物混合物をHUT−1秒間平衡化させることにより、インライン不均一触媒アセンブリで第1の生成物混合物を形成することであって、前記流れS1が、前記プロセス溶媒中にマグネシウム化合物およびアルミニウムアルキルを含み、前記流れS2が、前記プロセス溶媒中に塩化物化合物を含む、形成すること;
    ii)前記第1の生成物混合物を流れS3と組み合わせて、前記第2の生成物混合物をHUT−2秒間平衡化させることにより、前記インライン不均一触媒アセンブリで第2の生成物混合物を形成することであって、前記流れS3が、前記プロセス溶媒中に金属化合物を含む、形成すること;
    iii)前記第2の生成物混合物を流れS4と組み合わせて、前記第3の反応器への注入前に前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物をHUT−3秒前平衡化させることにより、前記インライン不均一触媒アセンブリで前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成することであって、前記流れS4が、前記プロセス溶媒中にアルキルアルミニウム共触媒を含む、形成すること;
    を含み、
    iv)任意に、ステップiii)をスキップし、前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物が第3の反応器内部で形成される、インラインプロセスで形成され、前記第2の生成物混合物が、さらにHUT−3秒間平衡化され、前記第3の反応器に注入され、前記流れS4が独立して前記第3の反応器に注入される、請求項54に記載のプロセス。
  56. 前記HUT−1が約5秒〜約70秒であり、前記HUT−2が約2秒〜約50秒であり、前記HUT−3が約0.5秒〜約15秒であり、前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物および任意に前記第2の生成物混合物が約20℃〜約70℃の触媒入口温度で注入される、請求項55に記載のプロセス。
  57. i)前記マグネシウム化合物が、式Mg(Rによって定義され、式中、R基は同じでも異なっていてもよく;
    ii)前記アルミニウムアルキルが、式Al(Rで定義され、式中、R基は同じでも異なっていてもよく;
    iii)前記塩化物化合物が、式RClで定義され;
    iv)前記金属化合物が、式M(X)またはMO(X)によって定義され、式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、またはそれらの混合物を表し、Oは酸素を表し、Xは塩化物または臭化物を表し、nは金属Mの酸化状態を満たす整数であり、
    v)前記アルキルアルミニウム共触媒は、式Al(R(OR(X)で定義され、式中、R基は同じでも異なっていてもよく、OR基は同じでも異なっていてもよく、(p+q+r)=3であるがただし、pは0より大きいことを条件とし;
    式中、R、R、R、R、およびRは、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表し;任意に、Rは水素原子であってもよい、請求項55に記載のプロセス。
  58. 前記金属化合物中のMがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、またはそれらの混合物である、請求項57に記載のプロセス。
  59. 前記第3の反応器における前記アルミニウムアルキル対前記マグネシウム化合物のモル比が、約3.0:1〜約70:1であり;前記第3の反応器における前記塩化物化合物対前記マグネシウム化合物のモル比が、約1.0:1〜約4.0:1であり;前記第3の反応器における前記アルキルアルミニウム共触媒対前記金属化合物のモル比が、約0:1〜約10:1であり;前記第3の反応器における前記アルミニウムアルキル対前記金属化合物のモル比が、約0.05:1〜約2:1である、請求項57に記載のプロセス。
  60. 前記不均一触媒配合物がバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、請求項38に記載のプロセス。
  61. 前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が、
    i)流れS5と流れS4とを組み合わせ、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を前記第3の反応器に注入することにより、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成することであって、前記流れS4が、前記プロセス溶媒中のアルキルアルミニウム共触媒を含み、流れS5が、前記プロセス溶媒中のバッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒を含む、形成すること;を含むバッチプロセスで形成され、
    ii)任意に、ステップi)をスキップし、前記流れS4および前記流れS5を独立して前記第3の反応器に注入することにより、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を前記第3の反応器の内部で形成され;
    前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物または前記流れS4および前記流れS5が、約20℃〜約70℃の温度で前記第3の反応器に注入される、請求項60に記載のプロセス。
  62. 前記アルキルアルミニウム共触媒が、式Al(R(OR(X)によって定義され、式中、R基が同じであっても異なっていてもよく、OR基が同じであってもよい、異なっていてもよく、または(p+q+r)=3であってもよいがただし、pが0より大きいことを条件とし、式中、RおよびRが、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表す、請求項61に記載のプロセス。
  63. 前記バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒が、
    i)式Mg(R(式中、R基は同じでも異なっていてもよい)で定義されるマグネシウム化合物;
    ii)式RClで定義される塩化物化合物;
    iii)任意に、式(RAlX3−v(式中、R基は同じでも異なっていてもよく、Xは塩化物または臭化物を表し、vは1または2である)で定義されるアルミニウムアルキルハライド
    iv)式M(X)またはMO(X)(式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、またはそれらの混合物を表し、Oは酸素を表し、Xは塩化物もしくは臭化物を表し、nは金属Mの酸化状態を満たす整数である)によって定義される金属化合物;
    を含み、式中、R、R、およびRは、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表し;任意に、Rは水素原子であってもよい、請求項61に記載のプロセス。
  64. 前記金属化合物中のMがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、またはそれらの混合物である、請求項63に記載のプロセス。
  65. 前記バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒中の前記塩化物化合物対前記マグネシウム化合物のモル比が、約2:1〜約3:1であり;前記プロ触媒中の前記マグネシウム化合物対前記金属化合物のモル比が、5:1〜約10:1であり;前記プロ触媒中の前記アルミニウムアルキルハライド対前記マグネシウム化合物のモル比が、約0:1〜約0.5:1であり;前記プロ触媒中の前記アルキルアルミニウム共触媒対前記金属化合物のモル比が、約0.5:1〜約10:1である、請求項63に記載のプロセス。
  66. 前記プロセス溶媒が1つ以上のC〜C12アルカンである、請求項38に記載のプロセス。
  67. 前記第1、第2、および第3の反応器が約80℃〜約300℃の温度、ならびに約3MPag〜約45MPagの圧力で運転する、請求項38に記載のプロセス。
  68. 前記第1の反応器の前記プロセス溶媒が約10秒〜約600秒の平均反応器滞留時間を有し、前記第2の反応器の前記プロセス溶媒が約10秒〜約720秒の平均反応器滞留時間を有する、請求項38に記載のプロセス。
  69. 反応器温度差(TR2−TR1)が約1℃〜約120℃の範囲であり、式中、TR2が前記第2の反応器内の溶液の温度であり、TR1が前記第1の反応器内の溶液の温度である、請求項38に記載のプロセス。
  70. 前記任意の1つ以上のα−オレフィンがC〜C10α−オレフィンである、請求項38に記載のプロセス。
  71. 前記任意のα−オレフィンが1−ヘキセンもしくは1−オクテン、または1−ヘキセンと1−オクテンとの混合物である、請求項38に記載のプロセス。
  72. 請求項38に記載の方法に従って生成された、エチレンインターポリマー生成物。
  73. (i)約0.01g/10分〜約200g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm〜約0.975g/cmの目標密度を有する約5重量パーセント〜約60重量パーセントの第1のエチレンインターポリマー;
    (ii)約0.3g/10分〜約1000g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm〜約0.975g/cmの密度を有する約20重量パーセント〜約95重量パーセントの第2のエチレンインターポリマー;
    (iii)任意に、約0.5g/10分〜約2000g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm〜約0.975g/cmの密度を有する約0重量パーセント〜約30重量パーセントの第3のエチレンインターポリマー、ならびに
    (iv)前記目標密度を有する前記第1のエチレンインターポリマーを生成するのに必要な[α−オレフィン/エチレン]重量比を少なくとも−70%減少させる手段であって、前記[α−オレフィン/エチレン]重量比の減少が、以下の式で定義される、手段

    を含む連続溶液重合プロセスを使用して生成されたエチレンインターポリマー生成物であって、式中、(α−オレフィン/エチレン)は、第1の反応器に添加される1つ以上のα−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加されるエチレンの重量で割ることによって計算され、前記目標密度を有する前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物を使用して生成され、(α−オレフィン/エチレン)は、前記第1の反応器に添加された前記1つ以上のα−オレフィンの重量を前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることにより計算され、前記目標密度を有する対照エチレンインターポリマーは、前記架橋メタロセン触媒配合物を非架橋シングルサイト触媒配合物で置き換えることにより生成され;
    前記エチレンインターポリマー生成物が、約0.3g/10分〜約500g/10分のメルトインデックス、約0.855g/cm〜約0.975g/cmの密度、約1.7〜約25のM/M、および約1%〜約98%のCDBI50;約0.001以上の無次元長鎖分岐係数LCBF;約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム、ならびに約0.006ppm〜約5.7ppmのチタンを有することを特徴とし;
    メルトインデックスが、ASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定され、密度が、ASTM D792に従って測定され、重量パーセントが、前記第1、前記第2、または前記任意の第3のエチレンポリマーの重量を、個々に、前記エチレンインターポリマー生成物の重量で割ったものである、エチレンインターポリマー生成物。
  74. 前記第2のエチレンインターポリマーが前記非架橋シングルサイト触媒配合物によって生成される、請求項73に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  75. 前記第3のエチレンインターポリマーが第5の均一触媒配合物または不均一触媒配合物によって生成される、請求項74に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  76. 前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、請求項75に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  77. 前記架橋メタロセン触媒配合物が式(I)によって定義される成分Aを含み、

    式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり; Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R基は水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C1−10アルキルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、C6−10アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;Rは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルを表し;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択される、請求項76に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  78. 前記非架橋シングルサイト触媒配合物が、式(II)によって定義される成分Cを含み、
    (LM(Pl)(Q) (II)
    式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Lは非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C1−10ヒドロカルビルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、およびC5−10アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C1−18アルキルラジカル、C1−8アルコキシラジカル、C6−10アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい、請求項77に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  79. 前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、請求項78に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  80. 前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、請求項75に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  81. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.4ppmの触媒金属Aを含有し、前記触媒金属Aが前記架橋メタロセン触媒配合物に由来する、請求項77に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  82. 前記触媒金属Aがハフニウムである、請求項81に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  83. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.9ppmの触媒金属Cを含有し、前記触媒金属Cが前記非架橋シングルサイト触媒配合物に由来する、請求項78に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  84. 前記触媒金属Cがチタンである、請求項83に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  85. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦1ppmの触媒金属Dを含有し、前記触媒金属Dが前記第4の均一触媒配合物に由来する、請求項79に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  86. 前記触媒金属Dがチタン、ジルコニウム、またはハフニウムである、請求項85に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  87. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦3.6ppmの触媒金属Zを含有し、前記触媒金属Zが前記不均一触媒配合物に由来する、請求項75に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  88. 前記触媒金属Zがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムである、請求項87に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  89. 前記第1のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第1のM/Mを有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第2のM/Mを有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約1.7〜約5.0の第3のM/Mを有する、請求項75に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  90. 前記第1のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第1のCDBI50を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第2のCDBI50を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約35〜約98%の第3のCDBI50を有する、請求項75に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  91. 前記エチレンインターポリマー生成物が約1〜約98%のCDBI50を有する、請求項75に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  92. 少なくとも1層を含むポリエチレンフィルムであって、前記層が、
    (i)第1のエチレンインターポリマー;
    (ii)第2のエチレンインターポリマー、および;
    (iii)任意に第3のエチレンインターポリマー
    を含む少なくとも1つのエチレンインターポリマー生成物を含み、前記エチレンインターポリマー生成物が約0.001以上の無次元長鎖分岐係数、LCBFを有し;
    前記エチレンインターポリマー生成物が、約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウムを有し;
    前記エチレンインターポリマー生成物が、約0.006ppm〜約5.7ppmのチタンを有する、ポリエチレンフィルム。
  93. 前記エチレンインターポリマー生成物が、以下:
    (i)100個の炭素原子あたり約0.01個以下の末端ビニル不飽和;
    (ii)約0.03ppm〜約6.0ppmの総触媒金属
    のうちの1つ以上をさらに含む、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  94. 前記エチレンインターポリマー生成物が約0.3〜約500dg/分のメルトインデックスを有し、メルトインデックスがASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定される、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  95. 前記エチレンインターポリマー生成物が約0.855〜約0.975g/ccの密度を有し、密度がASTM D792に従って測定される、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  96. 前記エチレンインターポリマー生成物が約1.7〜約25のM/Mを有する、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  97. 前記エチレンインターポリマー生成物が約1%〜約98%のCDBI50を有する、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  98. (i)前記第1のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約5〜約60重量パーセントであり;
    (ii)前記第2のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約20〜約95重量パーセントであり;
    (iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが前記エチレンインターポリマー生成物の約0〜約30重量パーセントであり;
    重量パーセントが前記第1、前記第2、または前記任意の第3のエチレンインターポリマーの重量を、個々に、前記エチレンインターポリマー生成物の重量で割ったものである、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  99. (i)前記第1のエチレンインターポリマーが約0.01〜約200dg/分のメルトインデックスを有し;
    (ii)前記第2のエチレンインターポリマーが約0.3〜約1000dg/分のメルトインデックスを有し;
    (iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが約0.5〜約2000dg/分のメルトインデックスを有し;
    メルトインデックスがASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定される、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  100. (i)前記第1のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有し;
    (ii)前記第2のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有し;
    (iii)任意に、前記第3のエチレンインターポリマーが約0.855g/cm〜約0.975g/ccの密度を有し;
    密度がASTM D792に従って測定される、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  101. 前記エチレンインターポリマー生成物が溶液重合プロセスを使用して製造される、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  102. 前記エチレンインターポリマー生成物が0〜約10モルパーセントの1つ以上のα−オレフィンをさらに含む、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  103. 前記1つ以上のα−オレフィンがC〜C10α−オレフィンである、請求項102に記載のポリエチレンフィルム。
  104. 前記1つ以上のα−オレフィンが1−ヘキセン、1−オクテン、または1−ヘキセンと1−オクテンとの混合物である、請求項102に記載のポリエチレンフィルム。
  105. 前記第1のエチレンインターポリマーが第1の均一触媒配合物を使用して生成される、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  106. 前記第1の均一触媒配合物が架橋メタロセン触媒配合物である、請求項105に記載のポリエチレンフィルム。
  107. 前記架橋メタロセン触媒配合物が式(I)によって定義される成分Aを含み、

    式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R基は水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C1−10アルキルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、C6−10アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;Rは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルを表し;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択される、請求項106に記載のポリエチレンフィルム。
  108. 前記第2のエチレンインターポリマーが第2の均一触媒配合物を使用して生成される、請求項107に記載のポリエチレンフィルム。
  109. 前記第2の均一触媒配合物が非架橋シングルサイト触媒配合物である、請求項108に記載のポリエチレンフィルム。
  110. 前記非架橋シングルサイト触媒配合物が、式(II)によって定義される成分Cを含み、
    (LM(Pl)(Q) (II)
    式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Lは非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C1−10ヒドロカルビルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、およびC5−10アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C1−18アルキルラジカル、C1−8アルコキシラジカル、C6−10アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい、請求項109に記載のポリエチレンフィルム。
  111. 前記第3のエチレンインターポリマーが第5の均一触媒配合物または不均一触媒配合物によって生成される、請求項110に記載のポリエチレンフィルム。
  112. 前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、請求項111に記載のポリエチレンフィルム。
  113. 前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、請求項112に記載のポリエチレンフィルム。
  114. 前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物であるか、またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が同じ配合物である、請求項111に記載のポリエチレンフィルム。
  115. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.4ppmの触媒金属Aを含有し、前記触媒金属Aが前記架橋メタロセン触媒配合物に由来する、請求項113に記載のポリエチレンフィルム。
  116. 前記触媒金属Aがハフニウムである、請求項115に記載のポリエチレンフィルム。
  117. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.9ppmの触媒金属Cを含有し、前記触媒金属Cが前記非架橋シングルサイト触媒配合物に由来する、請求項113に記載のポリエチレンフィルム。
  118. 前記触媒金属Cがチタンである、請求項117に記載のポリエチレンフィルム。
  119. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦1ppmの触媒金属Dを含有し、前記触媒金属Dが前記第4の均一触媒配合物に由来する、請求項113に記載のポリエチレンフィルム。
  120. 前記触媒金属Dがチタン、ジルコニウム、またはハフニウムである、請求項119に記載のポリエチレンフィルム。
  121. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦3.6ppmの触媒金属Zを含有し、前記触媒金属Zが前記不均一触媒配合物に由来する、請求項111に記載のポリエチレンフィルム。
  122. 前記触媒金属Zがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムである、請求項121に記載のポリエチレンフィルム。
  123. 前記第1のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第1のM/Mを有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第2のM/Mを有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約1.7〜約5.0の第3のM/Mを有する、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  124. 前記第1のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第1のCDBI50を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第2のCDBI50を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約35〜約98%の第3のCDBI50を有する、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  125. 前記エチレンインターポリマー生成物が約1〜約98%のCDBI50を有する、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  126. 同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して、1%歪みで測定された機械方向割線弾性率が、少なくとも25%高くなることにより改善され、1%歪みで測定された横方向割線弾性率が、少なくとも50%高くなることにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり、割線弾性率が、ASTM D882に従って決定されたものである、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  127. 同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して、2%歪みで測定された機械方向割線弾性率が、少なくとも25%高くなることにより改善され、2%歪みで測定された横方向割線弾性率が、少なくとも50%高くなることにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり、割線弾性率が、ASTM D882に従って決定されたものである、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  128. 同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して、機械方向引張降伏が少なくとも10%高くなることにより改善され、横方向引張降伏が少なくとも30%高くなることにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり、引張降伏が、ASTM D882に従って決定されたものである、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  129. 抽出可能な重量%ヘキサンが、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して少なくとも50%低いことにより改善される、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり;ヘキサン抽出物の重量%が、連邦規則21 CFR§117.1520Para(c)3.1および3.2に従って決定されたものであり、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  130. シール開始温度が、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して少なくとも5%低いことにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものである、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  131. 1.0Nのタック開始温度が、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンで置き換えられたものに対して少なくとも10%低いことにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものである、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  132. ダート衝撃が、同じ組成の比較ポリエチレンフィルムであって、前記第1のエチレンインターポリマーが比較エチレンインターポリマーで置き換えられたものに対して少なくとも100%高いことにより改善され、ここで前記第1のエチレンインターポリマーは、架橋メタロセン触媒配合物で生成されたものであり、前記比較エチレンインターポリマーは、非架橋シングルサイト触媒配合物で生成されたものであり、前記第1のエチレンインターポリマーおよび前記比較エチレンインターポリマーの両方とも、二重反応器ソリューションプロセスで生成されたものであり、ここで第1の反応器および第2の反応器が直列に構成されたものである、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  133. 前記層が少なくとも1つの第2のポリマーをさらに含む、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  134. 前記第2のポリマーがエチレンポリマー、プロピレンポリマー、または前記エチレンポリマーと前記プロピレンポリマーとの混合物である、請求項133に記載のポリエチレンフィルム。
  135. 前記フィルムが約0.5ミル〜約10ミルの厚さを有する、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  136. 前記フィルムが2〜11層を含み、少なくとも1層が前記エチレンインターポリマー生成物を含む、請求項92に記載のポリエチレンフィルム。
  137. 連続溶液重合プロセスであって、
    i)エチレン、プロセス溶媒、第1の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第1の反応器に注入して、前記プロセス溶媒中に第1のエチレンインターポリマーを含有する第1の出口流を生成すること;
    ii)エチレン、前記プロセス溶媒、第2の均一触媒配合物、任意に1つ以上のα−オレフィン、および任意に水素を第2の反応器に注入して、前記プロセス溶媒中に第2のエチレンインターポリマーを含有する第2の出口流を生成すること;
    iii)前記第1および前記第2の出口流を組み合わせて、第3の出口流を形成すること;
    iv)前記第3の出口流を第3の反応器に通し、任意に前記第3の反応器に、エチレン、プロセス溶媒、1つ以上のα−オレフィン、水素、ならびに第5の均一触媒配合物および/または不均一触媒配合物を注入して、前記プロセス溶媒中に任意の第3のエチレンインターポリマー、前記第2のエチレンインターポリマー、および前記第1のエチレンインターポリマーを含有する第4の出口流を生成すること;
    v)前記第4の出口流を相分離して、前記第1のエチレンインターポリマー、前記第2のエチレンインターポリマー、および前記任意の第3のエチレンインターポリマーを含むエチレンインターポリマー生成物を回収すること;
    を含み、前記連続溶液重合プロセスが、以下:
    (a)少なくとも70%減少された以下の式で定義される[α−オレフィン/エチレン]重量比

    (式中、(α−オレフィン/エチレン)が、前記第1の反応器に添加された前記α−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることにより計算され、目標密度を有する前記第1のエチレンインターポリマーが、前記第1の均一触媒配合物によって生成され;(α−オレフィン/エチレン)が、前記第1の反応器に添加された前記α−オレフィンの重量を、前記第1の反応器に添加された前記エチレンの重量で割ることによって計算され、前記目標密度を有する対照エチレンインターポリマーが前記第1の均一触媒配合物を第3の均一触媒配合物で置き換えることにより生成される);
    (b)以下の式で定義される少なくとも5%改善された重量平均分子量
    の改善%=100%×(M −M )/M ≧5%
    (式中、M は前記第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量であり、M は比較エチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;前記比較エチレンインターポリマーは、前記第1の均一触媒配合物を前記第3の均一触媒配合物で置き換えることにより、前記第1の反応器で生成される)
    のうちの1つ以上を有することにより改善される、連続溶液重合プロセス。
  138. a)任意に、触媒失活剤Aを、前記第1および前記第2の反応器の下流の前記第3の出口流に添加して、失活溶液Aを形成すること;
    b)触媒失活剤Bを前記第3の反応器の下流の前記第4の出口流に添加して、失活溶液Bを形成することであって、ただし、ステップa)で前記触媒失活剤Aが添加された場合、ステップb)がスキップされることを条件とする、形成すること;
    c)前記失活溶液AまたはBを相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること
    をさらに含む、請求項137に記載のプロセス。
  139. d)前記失活溶液AまたはBに不動態化剤を添加して不動態化溶液を形成することであって、ただし、前記不均一触媒配合物が前記第3の反応器に添加されない場合、ステップd)がスキップされることを条件とする、形成すること;および
    e)前記失活溶液AもしくはB、または前記不動態化溶液を相分離して、前記エチレンインターポリマー生成物を回収すること
    をさらに含む、請求項138に記載のプロセス。
  140. 前記第1の均一触媒配合物が、
    a)式(I)で定義される成分A

    (式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R基は水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C1−10アルキルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、C6−10アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;Rは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルを表し;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択される);
    b)アルモキサン共触媒を含む成分M
    c)ホウ素イオン活性剤を含む成分B、および;
    d)任意に、ヒンダードフェノールを含む成分P
    を含む架橋メタロセン触媒配合物である、請求項139に記載のプロセス。
  141. 前記第1の反応器において以下のモル比:約0.3:1〜約10:1の前記成分B対前記成分Aのモル比;約1:1〜約300:1の前記成分M対前記成分Aのモル比、および;0.0:1〜約1:1の前記任意の成分P対前記成分Mのモル比を有する、請求項140に記載のプロセス。
  142. 成分Mがメチルアルモキサン(MMAO−7)である、請求項141に記載のプロセス。
  143. 成分Bがトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである、請求項141に記載のプロセス。
  144. 成分Pが2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールである、請求項141に記載のプロセス。
  145. 約20℃〜約70℃の触媒入口温度で、前記第1の反応器への前記架橋メタロセン触媒配合物の注入;をさらに含み、任意に、前記成分Mおよび前記成分Pが、前記架橋メタロセン触媒配合物から削除され、式Al(R(OR(式中、(R)基は同じまたは異なる1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり得、(OR)基は同じまたは異なるアルコキシまたはアリールオキシ基であり得、Rは酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;(n+o)=3であるが、ただしnが0より大きいことを条件とする)で定義される成分Jで置き換えられ得る、請求項141に記載のプロセス。
  146. 約80℃〜約180℃の触媒入口温度で、前記架橋メタロセン触媒配合物の前記第1の反応器への注入をさらに含む、請求項141に記載のプロセス。
  147. 前記第2の均一触媒配合物が、
    a)式(II)で定義される成分C
    (LM(Pl)(Q) (II)
    (式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Lは非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C1−10ヒドロカルビルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、およびC5−10アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C1−18アルキルラジカル、C1−8アルコキシラジカル、C6−10アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい);
    b)アルモキサン共触媒を含む成分M
    c)ホウ素イオン活性剤を含む成分B、および;
    d)任意に、ヒンダードフェノールを含む成分P
    を含む非架橋シングルサイト触媒配合物である、請求項140に記載のプロセス。
  148. 前記第2の反応器において以下のモル比:約0.3:1〜約10:1の前記成分B対前記成分Cのモル比;約1:1〜約1000:1の前記成分M対前記成分Cのモル比;および0.0:1〜約1:1の前記任意の成分P対前記成分Mのモル比を有する、請求項147に記載のプロセス。
  149. 成分Mがメチルアルモキサン(MMAO−7)である、請求項148に記載のプロセス。
  150. 成分Bがトリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである、請求項148に記載のプロセス。
  151. 成分Pが2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールである、請求項148に記載のプロセス。
  152. 約20℃〜約70℃の触媒入口温度で、前記第2の反応器への前記非架橋シングルサイト触媒配合物の注入をさらに含み、任意に、前記成分Mおよび前記成分Pが、前記非架橋シングルサイト触媒配合物から削除され、式Al(R(ORで定義される成分Jで置き換えられてもよく、式中、(R)基は同じまたは異なる1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であってもよく;(OR)基は、同じまたは異なるアルコキシまたはアリールオキシ基であってもよく、Rは、酸素に結合した1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;(n+o)=3であるが、ただしnが0より大きいことを条件とする、請求項148に記載のプロセス。
  153. 前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、請求項147に記載のプロセス。
  154. 前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、請求項153に記載のプロセス。
  155. 前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、請求項139に記載のプロセス。
  156. 前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物が、
    i)流れS1と流れS2とを組み合わせて、前記第1の生成物混合物をHUT−1秒間平衡化させることにより、インライン不均一触媒アセンブリで第1の生成物混合物を形成することであって、前記流れS1が、前記プロセス溶媒中にマグネシウム化合物およびアルミニウムアルキルを含み、前記流れS2が、前記プロセス溶媒中に塩化物化合物を含む、形成すること;
    ii)前記第1の生成物混合物を流れS3と組み合わせて、前記第2の生成物混合物をHUT−2秒間平衡化させることにより、前記インライン不均一触媒アセンブリで第2の生成物混合物を形成することであって、前記流れS3が、前記プロセス溶媒中に金属化合物を含む、形成すること;
    iii)前記第2の生成物混合物を流れS4と組み合わせて、前記第3の反応器への注入前に前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物をHUT−3秒前平衡化させることにより、前記インライン不均一触媒アセンブリで前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成することであって、前記流れS4が、前記プロセス溶媒中にアルキルアルミニウム共触媒を含む、形成すること;
    を含み、
    iv)任意に、ステップiii)をスキップし、前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物が第3の反応器内部で形成されるインラインプロセスで形成され、前記第2の生成物混合物が、さらにHUT−3秒間平衡化され、前記第3の反応器に注入され、前記流れS4が独立して前記第3の反応器に注入される、請求項155に記載のプロセス。
  157. 前記HUT−1が約5秒〜約70秒であり、前記HUT−2が約2秒〜約50秒であり、前記HUT−3が約0.5秒〜約15秒であり、前記インライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物および任意に前記第2の生成物混合物が約20℃〜約70℃の触媒入口温度で注入される、請求項156に記載のプロセス。
  158. i)前記マグネシウム化合物が、式Mg(Rによって定義され、式中、R基は同じでも異なっていてもよく;
    ii)前記アルミニウムアルキルが、式Al(Rで定義され、式中、R基は同じでも異なっていてもよく;
    iii)前記塩化物化合物が、式RClで定義され;
    iv)前記金属化合物が、式M(X)またはMO(X)によって定義され、式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、またはそれらの混合物を表し、Oは酸素を表し、Xは塩化物または臭化物を表し、nは金属Mの酸化状態を満たす整数であり、
    v)前記アルキルアルミニウム共触媒が、式Al(R(OR(X)で定義され、式中、R基は同じでも異なっていてもよく、OR基は同じでも異なっていてもよく、(p+q+r)=3であるがただし、pは0より大きいことを条件とし;
    式中、R、R、R、R、およびRは、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表し;任意に、Rは水素原子であってもよい、請求項156に記載のプロセス。
  159. 前記金属化合物中のMがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、またはそれらの混合物である、請求項158に記載のプロセス。
  160. 前記第3の反応器における前記アルミニウムアルキル対前記マグネシウム化合物のモル比が、約3.0:1〜約70:1であり;前記第3の反応器における前記塩化物化合物対前記マグネシウム化合物のモル比が、約1.0:1〜約4.0:1であり;前記第3の反応器における前記アルキルアルミニウム共触媒対前記金属化合物のモル比が、約0:1〜約10:1であり;前記第3の反応器における前記アルミニウムアルキル対前記金属化合物のモル比が、約0.05:1〜約2:1である、請求項158に記載のプロセス。
  161. 前記不均一触媒配合物がバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、請求項139に記載のプロセス。
  162. 前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物が、
    i)流れS5と流れS4とを組み合わせ、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を前記第3の反応器に注入することにより、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を形成することであって、前記流れS4が、前記プロセス溶媒中のアルキルアルミニウム共触媒を含み、流れS5が、前記プロセス溶媒中のバッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒を含む、形成すること;
    を含み、
    ii)任意に、ステップi)をスキップし、前記流れS4および前記流れS5を独立して前記第3の反応器に注入することにより、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物を前記第3の反応器内で形成され、前記バッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物または前記流れS4および前記流れS5が、約20℃〜約70℃の温度で前記第3の反応器に注入される
    バッチプロセスで形成される、請求項161に記載のプロセス。
  163. 前記アルキルアルミニウム共触媒が、式Al(R(OR(X)によって定義され、式中、R基が同じであっても異なっていてもよく、OR基が同じであってもよい、異なっていてもよく、または(p+q+r)=3であってもよいがただし、pが0より大きいことを条件とし、式中、RおよびRが、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表す、請求項162に記載のプロセス。
  164. 前記バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒が、
    i)式Mg(R(式中、R基は同じでも異なっていてもよい)で定義されるマグネシウム化合物;
    ii)式RClで定義される塩化物化合物;
    iii)任意に、式(RAlX3−v(式中、R基は同じでも異なっていてもよく、Xは塩化物または臭化物を表し、vは1または2である)で定義されるアルミニウムアルキルハライド;
    iv)式M(X)またはMO(X)(式中、Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、またはそれらの混合物を表し、Oは酸素を表し、Xは塩化物もしくは臭化物を表し、nは金属Mの酸化状態を満たす整数である)によって定義される金属化合物;
    を含み、式中、R、R、およびRは、1〜10個の炭素原子を有するヒドロカルビル基を表し;任意に、Rは水素原子であってもよい、請求項162に記載のプロセス。
  165. 前記金属化合物中のMがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、またはそれらの混合物である、請求項164に記載のプロセス。
  166. 前記バッチ・チーグラー・ナッタプロ触媒中の前記塩化物化合物対前記マグネシウム化合物のモル比が、約2:1〜約3:1であり;前記プロ触媒中の前記マグネシウム化合物対前記金属化合物のモル比が、5:1〜約10:1であり;前記プロ触媒中の前記アルミニウムアルキルハライド対前記マグネシウム化合物のモル比が、約0:1〜約0.5:1であり;前記プロ触媒中の前記アルキルアルミニウム共触媒対前記金属化合物のモル比が、約0.5:1〜約10:1である、請求項164に記載のプロセス。
  167. 前記プロセス溶媒が1つ以上のC〜C12アルカンである、請求項139に記載のプロセス。
  168. 前記第1、第2、および第3の反応器が約80℃〜約300℃の温度および約3MPag〜約45MPagの圧力で運転する、請求項139に記載のプロセス。
  169. 前記第1の反応器の前記プロセス溶媒が約10秒〜約600秒の平均反応器滞留時間を有し、前記第2の反応器の前記プロセス溶媒が約10秒〜約720秒の平均反応器滞留時間を有する、請求項139に記載のプロセス。
  170. 反応器温度差(TR2−TR1)が約1℃〜約120℃の範囲であり、式中、TR2が前記第2の反応器内の溶液の温度であり、TR1が前記第1の反応器内の溶液の温度である、請求項139に記載のプロセス。
  171. 前記任意の1つ以上のα−オレフィンがC〜C10α−オレフィンである、請求項139に記載のプロセス。
  172. 前記任意のα−オレフィンが1−ヘキセンもしくは1−オクテン、または1−ヘキセンと1−オクテンとの混合物である、請求項139に記載のプロセス。
  173. 請求項139に記載のプロセスに従って生成された、エチレンインターポリマー生成物。
  174. (i)約0.01g/10分〜約200g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm〜約0.975g/cmの目標密度を有する約5重量パーセント〜約60重量パーセントの第1のエチレンインターポリマー;
    (ii)約0.3g/10分〜約1000g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm〜約0.975g/cmの密度を有する約20重量パーセント〜約95重量パーセントの第2のエチレンインターポリマー;
    (iii)任意に、約0.5g/10分〜約2000g/10分のメルトインデックスおよび約0.855g/cm〜約0.975g/cmの密度を有する約0重量パーセント〜約30重量パーセントの第3のエチレンインターポリマー、ならびに
    (iv)重量平均分子量(M)を少なくとも5%改善する手段
    を含む連続溶液重合プロセスを使用して生成されたエチレンインターポリマー生成物であって、Mの改善%が、以下の式で定義され、
    の改善%=100%×(M −M )/M ≧5%
    式中、M は、第1の反応器内で架橋メタロセン触媒配合物を使用して生成された前記第1のエチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;M は、前記第1の反応器内の前記架橋メタロセン触媒配合物を非架橋シングルサイト触媒配合物で置き換えることにより生成された前記目標密度を有する比較エチレンインターポリマーの重量平均分子量であり;
    前記エチレンインターポリマー生成物が、約0.3g/10分〜約500g/10分のメルトインデックス、約0.855g/cm〜約0.975g/cmの密度、約1.7〜約25のM/M、および約1%〜約98%のCDBI50;約0.001以上の無次元長鎖分岐係数LCBF;約0.0015ppm〜約2.4ppmのハフニウム、ならびに約0.006ppm〜約5.7ppmのチタン;を有することを特徴とし、
    メルトインデックスが、ASTM D1238(2.16kg荷重および190℃)に従って測定され、密度が、ASTM D792に従って測定され、重量パーセントが、前記第1、前記第2、または前記任意の第3のエチレンポリマーの重量を、個々に、前記エチレンインターポリマー生成物の重量で割ったものである、エチレンインターポリマー生成物。
  175. 前記第2のエチレンインターポリマーが前記非架橋シングルサイト触媒配合物によって生成される、請求項174に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  176. 前記第3のエチレンインターポリマーが第5の均一触媒配合物または不均一触媒配合物によって生成される、請求項175に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  177. 前記第5の均一触媒配合物が前記架橋メタロセン触媒配合物、前記非架橋シングルサイト触媒配合物、または第4の均一触媒配合物である、請求項176に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  178. 前記架橋メタロセン触媒配合物が、式(I)によって定義される成分Aを含み

    式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;Gは炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズ、または鉛の元素であり;Xはハロゲン原子を表し、R基は水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され、これらのラジカルは直鎖、分岐、または環状であっても、さらにハロゲン原子、C1−10アルキルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、C6−10アリール、またはアリールオキシラジカルで置換されていてもよく;Rは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルを表し;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択され;RおよびRは水素原子、C1−20ヒドロカルビルラジカル、C1−20アルコキシラジカル、またはC6−10アリールオキシドラジカルから独立して選択される、請求項177に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  179. 前記非架橋シングルサイト触媒配合物が、式(II)によって定義される成分Cを含み
    (LM(Pl)(Q) (II)
    式中、Mはチタン、ハフニウム、およびジルコニウムから選択される金属であり;
    は非置換シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、非置換インデニル、置換インデニル、非置換フルオレニル、および置換フルオレニルからなる群から選択され;Plはホスフィンイミン配位子であり;Qは水素原子、ハロゲン原子、C1−10ヒドロカルビルラジカル、C1−10アルコキシラジカル、およびC5−10アリールオキシドラジカルからなる群から独立して選択され;前記ヒドロカルビル、アルコキシ、およびアリールオキシドラジカルのそれぞれは、非置換であっても、ハロゲン原子、C1−18アルキルラジカル、C1−8アルコキシラジカル、C6−10アリールもしくはアリールオキシラジカル、非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているアミドラジカル、または非置換であるか、最大2つのC1−8アルキルラジカルで置換されているホスフィドラジカルでさらに置換されていてもよく;aは1であり;bは1であり;nは1または2であり;(a+b+n)は金属Mの原子価に等しい、請求項178に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  180. 前記第4の均一触媒配合物が式(I)または式(II)によって定義される化学属のメンバーではないかさ高い金属−配位子錯体を含む、請求項179に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  181. 前記不均一触媒配合物がインライン・チーグラー・ナッタ触媒配合物またはバッチ・チーグラー・ナッタ触媒配合物である、請求項176に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  182. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.4ppmの触媒金属Aを含有し、前記触媒金属Aが前記架橋メタロセン触媒配合物に由来する、請求項178に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  183. 前記触媒金属Aがハフニウムである、請求項182に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  184. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦2.9ppmの触媒金属Cを含有し、前記触媒金属Cが前記非架橋シングルサイト触媒配合物に由来する、請求項179に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  185. 前記触媒金属Cがチタンである、請求項184に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  186. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦1ppmの触媒金属Dを含有し、前記触媒金属Dが前記第4の均一触媒配合物に由来する、請求項180に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  187. 前記触媒金属Dがチタン、ジルコニウム、またはハフニウムである、請求項186に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  188. 前記エチレンインターポリマー生成物が≦3.6ppmの触媒金属Zを含有し、前記触媒金属Zが前記不均一触媒配合物に由来する、請求項176に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  189. 前記触媒金属Zがチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、またはオスミウムである、請求項188に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  190. 前記第1のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第1のM/Mを有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約1.7〜約2.8の第2のM/Mを有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約1.7〜約5.0の第3のM/Mを有する、請求項176に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  191. 前記第1のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第1のCDBI50を有し、前記第2のエチレンインターポリマーが約70〜約98%の第2のCDBI50を有し、前記任意の第3のエチレンインターポリマーが約35〜約98%の第3のCDBI50を有する、請求項176に記載のエチレンインターポリマー生成物。
  192. 前記エチレンインターポリマー生成物が約1〜約98%のCDBI50を有する、請求項176に記載のエチレンインターポリマー生成物。
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