JP2022502539A - 高い耐応力亀裂性及び優れた加工性のためのポリオレフィン樹脂ブレンド - Google Patents
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Abstract
Description
(A)トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、30〜65重量%、好ましくは43〜65重量%、最も好ましくは44〜60重量%の低分子量ポリエチレンであって、ISO1133によるMFR2が500〜1,000g/10分であり、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量(Mw)が20,000〜90,000g/モルである、低分子量ポリエチレン、
(B)トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、5〜40重量%、好ましくは10〜20重量%、最も好ましくは10〜15重量%の第1の高分子量ポリエチレン又は第1の超高分子量ポリエチレン、及び
(C)トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、20〜60重量%、好ましくは25〜60重量%、最も好ましくは35〜55重量%の第2の高分子量ポリエチレン又は第2の超高分子量ポリエチレン
を含む。
本発明のマルチモーダルポリエチレンは、チーグラー・ナッタ触媒又はシングルサイト又はメタロセン触媒を使用して、少なくとも2段以上の重合の連続多段スラリー重合を使用して調製され得る。
バイモーダルポリエチレンは、チーグラー・ナッタ触媒を使用して、ヘキサン希釈剤での連続二段スラリー重合を使用して製造され得る。このエチレンは、低平均分子量(LMW)画分であるポリエチレンホモポリマー画分を得るために、コモノマーの非存在下で第1の反応器内で重合させられる。このLMWポリエチレンは、密度が0.965g/cm3より高く、MFR2が10〜1000g/10分の範囲、より好ましくは100〜900g/10分の範囲にある。第1の反応器内の温度は70〜90℃、好ましくは80〜85℃の範囲にある。ポリエチレンの分子量を制御するために、水素が第1の反応器に供給される。第1の反応器は、250〜900kPa、好ましくは400〜850kPaの圧力で操作される。
トリモーダルポリエチレンは、チーグラー・ナッタ触媒を使用して、ヘキサン希釈剤での連続三段スラリー重合を使用して製造され得る。このエチレンは、密度が0.965g/cm3より高く、MFR2がLMWでは10〜1000g/10分、より好ましくは100〜900g/10分の範囲、MMWでは0.1〜10g/10分の範囲にある高密度LMWポリエチレン又はMMWポリエチレンを得るために、コモノマーの非存在下で第1の反応器内で重合させられる。第1の反応器内の温度は70〜90℃、好ましくは80〜85℃の範囲にある。ポリエチレンの分子量を制御するために、水素が第1の反応器に供給される。気相中の水素とエチレンとのモル比は、目標とするMFRに応じて様々であり得る。ただし、好ましいモル比は、0.01〜8.0、より好ましくは0.01〜6.0の範囲にある。第1の反応器は、250〜900kPa、好ましくは400〜850kPaの圧力で操作される。場合によっては、第1の反応器から得られた重合ポリエチレンに含まれる未反応水素は、第2の反応器に移される前に、98.0〜99.8重量%の水素量、好ましくは98.0〜99.5重量%の水素量、最も好ましくは98.0〜99.1重量%の水素量まで除去される。
MFR2及びMFR5:ポリマーの流動性を決定するポリマーのメルトフローレートは、2.16及び5kgの荷重で190℃の試験条件下でISO1133に従って測定し、g/10分単位で示した。
比較例1は、表1の成分#4に示すポリマー組成物を有する反応器から、チーグラー・ナッタ触媒から製造されたトリモーダルポリエチレン組成物である。第1のエチレンホモポリマー、第2のエチレンコポリマー、及び第3のエチレンコポリマーの%重量分率比は50:10:40である。比較例1は、組成物中のコモノマーとして1−ブテンを使用している。
実施例1は、それぞれ重量分率80%の第1のバイモーダルポリエチレン(成分#1)及び重量分率20%の第2のバイモーダルポリエチレン(成分#2)から溶融ブレンドすることによって調製した。成分#1は、チーグラー・ナッタ触媒系のバイモーダルポリエチレンであり、第1のエチレンホモポリマーと第2のエチレンコポリマーとの重量分率比は50:50である。成分#2も、チーグラー・ナッタ触媒系のバイモーダルポリエチレンであり、第1のエチレンホモポリマーと第2のエチレンコポリマーとの重量分率比は52:48である。成分#1及び成分#2は、組成物中のコモノマーとしていずれも1−ブテンを使用しており、成分#1及び成分#2の詳細な特性を表1に示す。
実施例2〜3は、それぞれ重量分率85、90%の第1のバイモーダルポリエチレン(成分#1)及び重量分率15、10%の第2のトリモーダルポリエチレン(成分#3)から溶融ブレンドすることによって調製した。成分#3は、スラリー重合から製造された、チーグラー・ナッタ触媒系のトリモーダルポリエチレンであり、第1のエチレンホモポリマーと第2のエチレンコポリマーと第3のエチレンコポリマーとの重量分率比は43:19:38であり、コモノマーとして1−ブテンを使用している。成分#3の詳細な特性を表1に示す。
実施例4は、それぞれ重量分率80%の第1のトリモーダルポリエチレン(成分#4)及び重量分率20%の第2のバイモーダル(成分#2)から溶融ブレンドすることによって調製した。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
ポリエチレン組成物であって、溶融ブレンドを含み、前記溶融ブレンドが、
a)第1のマルチモーダルポリエチレンであって、中重量平均分子量又は高重量平均分子量を有し、ISO1183による密度が0.950超〜0.965g/cm3であり、ISO1133によるMFR2が0.3〜2.0g/10分である、第1のマルチモーダルポリエチレン、及び
b)第2のマルチモーダルポリエチレンであって、高重量平均分子量を有し、ISO1183による密度が0.940〜0.950g/cm3であり、ISO1133によるMFR2が0.03〜0.15g/10分である、第2のマルチモーダルポリエチレン
を含み、
ここで、ポリマー組成物は、ISO16770によるフルノッチクリープ試験(FNCT)が少なくとも58時間であり、ISO179による23℃の温度でのシャルピー衝撃強度が少なくとも4kJ/m2である、ポリエチレン組成物。
項2.
前記ポリマー組成物のFNCTが、58〜100時間、好ましくは60〜90時間、より好ましくは60〜85時間である、項1に記載のポリエチレン組成物。
項3.
前記ポリエチレン組成物の23℃の温度でのシャルピー衝撃強度が、4〜10kJ/m2、好ましくは4.5〜9kJ/m2、より好ましくは5〜9kJ/m2、最も好ましくは5.5〜9kJ/m2である、項1又は2に記載のポリエチレン組成物。
項4.
前記第1のマルチモーダルポリエチレンがバイモーダルポリエチレン又はトリモーダルポリエチレンであり、前記第2のマルチモーダルポリエチレンがバイモーダルポリエチレン又はトリモーダルポリエチレンであり、好ましくは前記第1のマルチモーダルポリエチレン及び前記第2のマルチモーダルポリエチレンのうちの一方がバイモーダルポリエチレンであり、前記第1のマルチモーダルポリエチレン及び前記第2のマルチモーダルポリエチレンのうちの他方がトリモーダルポリエチレンであり、さらに好ましくは前記第1のマルチモーダルポリエチレンがバイモーダルポリエチレンであり、前記第2のマルチモーダルポリエチレンがトリモーダルポリエチレンである、項1から3のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項5.
前記バイモーダルポリエチレンが、前記バイモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、それぞれ、40〜60重量%、好ましくは45〜55重量%のエチレンホモポリマー及び40〜60重量%、好ましくは45〜55重量%のエチレンコポリマーを含み、前記エチレンコポリマーが、前記エチレンコポリマー中のモノマーの総量に対して少なくとも0.30モル%、好ましくは0.30〜1.0モル%の量のコモノマーを含む、項4に記載のポリエチレン組成物。
項6.
前記コモノマーが、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、好ましくは1−ブテン及びそれらの混合物からなる群から選択される、項5に記載のポリエチレン組成物。
項7.
前記バイモーダルポリエチレンのISO1133によるMFR2が0.02〜1.0g/10分、好ましくは0.3〜1.0g/10分であり、且つ/又はISO1138による密度が0.945〜0.960g/cm3である、項4から6のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項8.
前記バイモーダルポリエチレンのゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量が、100,000〜400,000g/モル、好ましくは120,000〜350,000g/モル、さらに好ましくは140,000〜320,000g/モルである、項4から7のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項9.
前記トリモーダルポリエチレンが、
(A)前記トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、30〜65重量%、好ましくは43〜65重量%、最も好ましくは44〜60重量%の低分子量ポリエチレンであって、ISO1133によるMFR2が500〜1,000g/10分であり、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量(Mw)が20,000〜90,000g/モルである、低分子量ポリエチレン、
(B)前記トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、5〜40重量%、好ましくは10〜20重量%、最も好ましくは10〜15重量%の超高分子量ポリエチレン、及び
(C)前記トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、20〜60重量%、好ましくは25〜60重量%、最も好ましくは35〜55重量%の高分子量ポリエチレン
を含む、項4から8のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項10.
前記トリモーダルポリエチレンのゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量が、80,000〜500,000g/モル、好ましくは80,000〜400,000g/モル、好ましくは150,000〜350,000g/モル、最も好ましくは150,000〜300,000g/モルである、項4から9のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項11.
前記溶融ブレンドが、前記溶融ブレンドの総重量に基づいて、それぞれ、70〜97重量%、好ましくは80〜95重量%の前記第1のマルチモーダルポリエチレンと、3〜30重量%、好ましくは5〜20重量%の前記第2のマルチモーダルポリエチレンとを含む、項1から10のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項12.
ISO1133によるMFR2が0.05〜2.0g/10分、好ましくは0.1〜2.0g/10分、より好ましくは0.3〜1.5g/10分、さらに好ましくは0.3〜1.0g/10分である、項1から11のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項13.
ISO1183による密度が0.945〜0.960g/cm3、好ましくは0.950〜0.959g/cm3、さらに好ましくは0.952〜0.957g/cm3である、項1から12のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項14.
ゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量が、80,000〜500,000g/モル、好ましくは80,000〜400,000g/モル、最も好ましくは100,000〜200,000g/モルであり、且つ/又は多分散指数が、10〜25、好ましくは15〜22である、項1から13のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
項15.
項1から14のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物を含む物品であって、好ましくはブロー成形品、パイプ、フィルム、キャップ、クロージャー、ワイヤ、ケーブル、又はシートである、物品。
Claims (15)
- ポリエチレン組成物であって、溶融ブレンドを含み、前記溶融ブレンドが、
a)第1のマルチモーダルポリエチレンであって、中重量平均分子量又は高重量平均分子量を有し、ISO1183による密度が0.950超〜0.965g/cm3であり、ISO1133によるMFR2が0.3〜2.0g/10分である、第1のマルチモーダルポリエチレン、及び
b)第2のマルチモーダルポリエチレンであって、高重量平均分子量を有し、ISO1183による密度が0.940〜0.950g/cm3であり、ISO1133によるMFR2が0.03〜0.15g/10分である、第2のマルチモーダルポリエチレン
を含み、
ここで、ポリマー組成物は、ISO16770によるフルノッチクリープ試験(FNCT)が少なくとも58時間であり、ISO179による23℃の温度でのシャルピー衝撃強度が少なくとも4kJ/m2である、ポリエチレン組成物。 - 前記ポリマー組成物のFNCTが、58〜100時間、好ましくは60〜90時間、より好ましくは60〜85時間である、請求項1に記載のポリエチレン組成物。
- 前記ポリエチレン組成物の23℃の温度でのシャルピー衝撃強度が、4〜10kJ/m2、好ましくは4.5〜9kJ/m2、より好ましくは5〜9kJ/m2、最も好ましくは5.5〜9kJ/m2である、請求項1又は2に記載のポリエチレン組成物。
- 前記第1のマルチモーダルポリエチレンがバイモーダルポリエチレン又はトリモーダルポリエチレンであり、前記第2のマルチモーダルポリエチレンがバイモーダルポリエチレン又はトリモーダルポリエチレンであり、好ましくは前記第1のマルチモーダルポリエチレン及び前記第2のマルチモーダルポリエチレンのうちの一方がバイモーダルポリエチレンであり、前記第1のマルチモーダルポリエチレン及び前記第2のマルチモーダルポリエチレンのうちの他方がトリモーダルポリエチレンであり、さらに好ましくは前記第1のマルチモーダルポリエチレンがバイモーダルポリエチレンであり、前記第2のマルチモーダルポリエチレンがトリモーダルポリエチレンである、請求項1から3のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- 前記バイモーダルポリエチレンが、前記バイモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、それぞれ、40〜60重量%、好ましくは45〜55重量%のエチレンホモポリマー及び40〜60重量%、好ましくは45〜55重量%のエチレンコポリマーを含み、前記エチレンコポリマーが、前記エチレンコポリマー中のモノマーの総量に対して少なくとも0.30モル%、好ましくは0.30〜1.0モル%の量のコモノマーを含む、請求項4に記載のポリエチレン組成物。
- 前記コモノマーが、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、好ましくは1−ブテン及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項5に記載のポリエチレン組成物。
- 前記バイモーダルポリエチレンのISO1133によるMFR2が0.02〜1.0g/10分、好ましくは0.3〜1.0g/10分であり、且つ/又はISO1138による密度が0.945〜0.960g/cm3である、請求項4から6のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- 前記バイモーダルポリエチレンのゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量が、100,000〜400,000g/モル、好ましくは120,000〜350,000g/モル、さらに好ましくは140,000〜320,000g/モルである、請求項4から7のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- 前記トリモーダルポリエチレンが、
(A)前記トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、30〜65重量%、好ましくは43〜65重量%、最も好ましくは44〜60重量%の低分子量ポリエチレンであって、ISO1133によるMFR2が500〜1,000g/10分であり、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量(Mw)が20,000〜90,000g/モルである、低分子量ポリエチレン、
(B)前記トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、5〜40重量%、好ましくは10〜20重量%、最も好ましくは10〜15重量%の超高分子量ポリエチレン、及び
(C)前記トリモーダルポリエチレンの総重量に基づいて、20〜60重量%、好ましくは25〜60重量%、最も好ましくは35〜55重量%の高分子量ポリエチレン
を含む、請求項4から8のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。 - 前記トリモーダルポリエチレンのゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量が、80,000〜500,000g/モル、好ましくは80,000〜400,000g/モル、好ましくは150,000〜350,000g/モル、最も好ましくは150,000〜300,000g/モルである、請求項4から9のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- 前記溶融ブレンドが、前記溶融ブレンドの総重量に基づいて、それぞれ、70〜97重量%、好ましくは80〜95重量%の前記第1のマルチモーダルポリエチレンと、3〜30重量%、好ましくは5〜20重量%の前記第2のマルチモーダルポリエチレンとを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- ISO1133によるMFR2が0.05〜2.0g/10分、好ましくは0.1〜2.0g/10分、より好ましくは0.3〜1.5g/10分、さらに好ましくは0.3〜1.0g/10分である、請求項1から11のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- ISO1183による密度が0.945〜0.960g/cm3、好ましくは0.950〜0.959g/cm3、さらに好ましくは0.952〜0.957g/cm3である、請求項1から12のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- ゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量が、80,000〜500,000g/モル、好ましくは80,000〜400,000g/モル、最も好ましくは100,000〜200,000g/モルであり、且つ/又は多分散指数が、10〜25、好ましくは15〜22である、請求項1から13のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物を含む物品であって、好ましくはブロー成形品、パイプ、フィルム、キャップ、クロージャー、ワイヤ、ケーブル、又はシートである、物品。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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