JP2023528205A - バランスのとれた特性を有するポリエチレンホモポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
75,000~95,000の重量平均分子量Mw、200,000~325,000のMz、6~12の分子量分布Mw/Mn、及び1.5~2.8g/10分のメルトインデックスI2を有するポリエチレンホモポリマー組成物を使用して、光学特性と耐透湿性の良好なバランスを有するフィルムを調製することができる。【選択図】なし
Description
ポリエチレンホモポリマー組成物を使用して、光学特性とバリア特性の良好なバランスを有するフィルムを調製することができる。
高圧重合プロセスにおいて過酸化物開始剤を用いて調製されるポリエチレンホモポリマーは、一般に高圧/低密度ポリエチレン(又は「HPLD」)と呼ばれる広く入手可能な商品である。そのようなHPLDは、一般に、かなりの量の長鎖分枝(又は「LCB」)を含む。LCBの存在は、ホモポリマーポリエチレンの密度を低下させる。さらに、LCBの存在は、ポリエチレンの溶融レオロジーを、多くの製造プロセス、特にインフレーションフィルムの製造にとって望ましい方法で変更する。HPLDから作製されたフィルムは、典型的には、非常に良好な光学特性(高い光沢及び低いヘイズ)を示すが、「バリア」特性は劣っている(すなわち、これらのフィルムは比較的透湿性がある)。LCBの存在は、同じメルトインデックスを有する「直鎖状」ポリエチレンホモポリマーと比較して、ポリエチレンのいくつかの物理的特性を低下させる可能性があることも一般に認められている。
配位触媒(チーグラー・ナッタ触媒又は「Z/N」触媒など)を用いたエチレンの単独重合によって「直鎖状」エチレンホモポリマーを生成することも知られている。得られたエチレンホモポリマーは、Z/N触媒を用いて調製した場合、本質的にLCBを含まない。これらの直鎖状エチレンホモポリマーは、シャープな融点を有しているので、いくつかの射出成形の用途に適している。さらに、直鎖状エチレンホモポリマーから調製されるプラスチックフィルムは、高い耐透湿性(又は、換言すると、低い水蒸気透過率又は低い「WVTR」)を有する。
一実施形態では、少なくとも2つのエチレンホモポリマーブレンド成分を含むポリエチレン組成物が提供され、前記組成物は、
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~90,000のMw、
(iii)7000~12,000のMn、
(iv)200,000~325,000のMz、
(v)6~12の分子量分布Mw/Mn、
(vii)1.5~2.8g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、かつ、
(viii)前記組成物の25~55重量%が、20,000以下の分子量を有することを特徴とし、
前記組成物は、前記組成物の45~60重量%を含む第1のブレンド成分と、前記組成物の55~40重量%を含む第2のブレンド成分とを含み、
前記第1のブレンド成分は、
A1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
A2)3,000~25,000g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、
前記第2のブレンド成分は、
B1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
B2)0.05~0.5g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有する。
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~90,000のMw、
(iii)7000~12,000のMn、
(iv)200,000~325,000のMz、
(v)6~12の分子量分布Mw/Mn、
(vii)1.5~2.8g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、かつ、
(viii)前記組成物の25~55重量%が、20,000以下の分子量を有することを特徴とし、
前記組成物は、前記組成物の45~60重量%を含む第1のブレンド成分と、前記組成物の55~40重量%を含む第2のブレンド成分とを含み、
前記第1のブレンド成分は、
A1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
A2)3,000~25,000g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、
前記第2のブレンド成分は、
B1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
B2)0.05~0.5g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有する。
一実施形態では、少なくとも2つのエチレンホモポリマーブレンド成分を含むポリエチレン組成物が提供され、前記組成物は、
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~90,000のMw、
(iii)7000~12,000のMn、
(iv)200,000~325,000のMz、
(v)6~12の分子量分布Mw/Mn、
(vii)1.5~2.8g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、かつ、
(viii)前記組成物の25~55重量%が、20,000以下の分子量を有することを特徴とし、
前記組成物は、前記組成物の45~60重量%を含む第1のブレンド成分と、前記組成物の55~40重量%を含む第2のブレンド成分とを含み、
前記第1のブレンド成分は、
A1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
A2)3,000~8,500g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、
前記第2のブレンド成分は、
B1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
B2)0.05~0.5g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有する。
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~90,000のMw、
(iii)7000~12,000のMn、
(iv)200,000~325,000のMz、
(v)6~12の分子量分布Mw/Mn、
(vii)1.5~2.8g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、かつ、
(viii)前記組成物の25~55重量%が、20,000以下の分子量を有することを特徴とし、
前記組成物は、前記組成物の45~60重量%を含む第1のブレンド成分と、前記組成物の55~40重量%を含む第2のブレンド成分とを含み、
前記第1のブレンド成分は、
A1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
A2)3,000~8,500g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、
前記第2のブレンド成分は、
B1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
B2)0.05~0.5g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有する。
一実施形態では、ポリエチレン組成物のMzは、300,000以下である。
一実施形態では、ポリエチレン組成物のMnは、10,000以下である。
一実施形態では、ポリエチレン組成物は、核形成剤を含む。
一実施形態では、ポリエチレン組成物は、ヘキサヒドロフタル酸のカルシウム塩を含む核形成剤を含む。
一実施形態では、ポリエチレン組成物から調製されるフィルムは、光学特性(良好な光沢及び低いヘイズ)とバリア特性(低い水蒸気透過率、WVTR)の良好なバランスを提供する。
一実施形態は、30%未満のヘイズを有する、ポリエチレン組成物から作製されるフィルムである。
一実施形態では、少なくとも2つのエチレンホモポリマーブレンド成分を含むポリエチレン組成物を調製する方法が提供され、前記方法は、第1の重合反応器及び第2の重合反応器を含む少なくとも2つの重合反応器内において、少なくとも1つのシングルサイト重合触媒系とエチレンとを、前記エチレンの重合条件下で、接触させる工程と、各重合反応器で生成したポリエチレンを一緒にブレンドする工程と、を含み、水素が、前記第1の重合反応器内において0.5~2ppmの濃度を提供するように、前記第1の重合反応器に添加され、水素が、前記第2の重合反応器内において35~55ppmの濃度を提供するように、前記第2の重合反応器に添加される。
本開示のポリエチレンホモポリマー組成物は、少なくとも2つのエチレン「ホモポリマー」ブレンド成分から作製される。本明細書で使用される場合、「ホモポリマー」という用語は、従来の意味(すなわち、ポリマーは、実質的にエチレンモノマーのみで調製されること)を伝えることを意味する(ただし、当業者には、エチレン流及び/又は重合媒体の汚染の結果として、従来の「ホモポリマー」中に非常に少量(1%未満)の高級アルファオレフィンが存在し得ることが認識されよう)。
一実施形態では、本組成物は、3,000~25,000g/10分の非常に高いメルトインデックス(「I2」とも呼ばれる)を有する少なくとも1つのホモポリマーブレンド成分を含む。
一実施形態では、本組成物は、3,000~8,500g/10分の非常に高いメルトインデックス(「I2」とも呼ばれる)を有する少なくとも1つのホモポリマーブレンド成分を含む。
一実施形態では、ポリエチレン組成物の全体は、
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~95,000のMw、
(iii)12,000以下(又は別の実施形態では、10,000以下)のMn、
(iv)200,000~325,000(又は別の実施形態では、300,000以下)のMz、
(v)6~12のMw/Mn、
(vi)1.5~2.8g/10分のI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、及び
(vii)前記組成物の25~55重量%(又は他の実施形態では、30重量%超)が、20,000未満の分子量を有するような分子量分布(すなわち、ホモポリマー組成物の分子量分布が従来の「分子量対質量分率」プロットとしてプロットされる場合、本発明の組成物の累積重量%は、少なくとも25重量%及び55重量%までが20,000未満の分子量を有するようになっている)、
を有する。
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~95,000のMw、
(iii)12,000以下(又は別の実施形態では、10,000以下)のMn、
(iv)200,000~325,000(又は別の実施形態では、300,000以下)のMz、
(v)6~12のMw/Mn、
(vi)1.5~2.8g/10分のI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、及び
(vii)前記組成物の25~55重量%(又は他の実施形態では、30重量%超)が、20,000未満の分子量を有するような分子量分布(すなわち、ホモポリマー組成物の分子量分布が従来の「分子量対質量分率」プロットとしてプロットされる場合、本発明の組成物の累積重量%は、少なくとも25重量%及び55重量%までが20,000未満の分子量を有するようになっている)、
を有する。
一実施形態では、ポリエチレン組成物の全体は、
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~95,000のMw、
(iii)12,000以下(又は別の実施形態では、10,000以下)のMn、
(iv)200,000~325,000(又は別の実施形態では、300,000以下)のMz、
(v)6~12のMw/Mn、
(vi)1.5~2.8g/10分のI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、及び
(vii)前記組成物の25~45重量%(又は他の実施形態では、30重量%超)が、20,000未満の分子量を有するような分子量分布(すなわち、ホモポリマー組成物の分子量分布が従来の「分子量対質量分率」プロットとしてプロットされる場合、本発明の組成物の累積重量%は、少なくとも25重量%及び45重量%までが20,000未満の分子量を有するようになっている)、
を有する。
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~95,000のMw、
(iii)12,000以下(又は別の実施形態では、10,000以下)のMn、
(iv)200,000~325,000(又は別の実施形態では、300,000以下)のMz、
(v)6~12のMw/Mn、
(vi)1.5~2.8g/10分のI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、及び
(vii)前記組成物の25~45重量%(又は他の実施形態では、30重量%超)が、20,000未満の分子量を有するような分子量分布(すなわち、ホモポリマー組成物の分子量分布が従来の「分子量対質量分率」プロットとしてプロットされる場合、本発明の組成物の累積重量%は、少なくとも25重量%及び45重量%までが20,000未満の分子量を有するようになっている)、
を有する。
一実施形態では、組成物は、900,000を超える分子量を有するポリエチレンを本質的に含まない(より確実には、1重量%未満が900,000を超える分子量を有する)。
一実施形態では、ポリエチレン組成物は、7,000~10,000の数平均分子量Mnを有する。
一実施形態では、ポリエチレン組成物は、200,000~300,000のZ平均分子量Mwを有する。
一実施形態では、ポリエチレン組成物の少なくとも25重量%、又は少なくとも30重量%、又は少なくとも35重量%、又は少なくとも40重量%が、20,000未満の分子量を有する。
一実施形態では、ポリエチレン組成物の少なくとも99重量%が、900,000未満の分子量を有する。
両方のホモポリマーブレンド成分はまた、多くの場合、狭い分子量分布(2.5以下のMw/Mn)を有する。
本開示の一実施形態では、ポリエチレン組成物は、少なくとも2つのエチレンホモポリマーブレンド成分:すなわち、45~60重量%のポリエチレン組成物を含む第1のブレンド成分と、55~40重量%のポリエチレン組成物を含む第2のブレンド成分とを含む。
一実施形態では、第1のブレンド成分は、第2のブレンド成分よりも低い重量平均分子量Mwを有する。
一実施形態では、第1のブレンド成分は、第2のブレンド成分よりも高いメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)を有する。
本開示の一実施形態では、第1のブレンド成分は、1.8~2.5のMw/Mnを有する。
本開示の一実施形態では、第1のブレンド成分は、3,000~25,000g/10分、又は3,000~20,000g/10分、又は3,000~15,000g/10分、又は3,000~10,000g/10分、又は3,000~8500g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)を有する。
本開示の一実施形態では、第2のブレンド成分は、1.8~2.5のMw/Mnを有する。
本開示の一実施形態では、第2のブレンド成分は、0.05~0.5g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)を有する。
実施例で説明するように、本組成物を使用して、光学特性とバリア特性の良好なバランスを有するフィルムを調製することができる。
理論に拘束されることを望まないが、以下のように考えられている。
1)これらの組成物から作製されたフィルムの良好な光学特性は、Mzが325,000以下(特に300,000以下)の値に制御されている結果である。
2)フィルムの優れたバリア特性(低いWVTR)は、以下の組合せの結果である:(i)第1のブレンド成分の分子量が低いこと(すなわち、ブレンドの少なくとも25重量%が、20,000未満の絶対分子量を有する);組成物のMnが低いこと(12,000以下、特に10,000以下);(ii)両方のブレンド成分が有する分子量分布(Mw/Mn)が2.5以下であること;及び(iii)ブレンド成分の分子量に大きな差があり、その結果、組成物の分子量分布が6~12であること。
1)これらの組成物から作製されたフィルムの良好な光学特性は、Mzが325,000以下(特に300,000以下)の値に制御されている結果である。
2)フィルムの優れたバリア特性(低いWVTR)は、以下の組合せの結果である:(i)第1のブレンド成分の分子量が低いこと(すなわち、ブレンドの少なくとも25重量%が、20,000未満の絶対分子量を有する);組成物のMnが低いこと(12,000以下、特に10,000以下);(ii)両方のブレンド成分が有する分子量分布(Mw/Mn)が2.5以下であること;及び(iii)ブレンド成分の分子量に大きな差があり、その結果、組成物の分子量分布が6~12であること。
本開示のホモポリマー組成物は、一般に、多種多様な成形品又は押出品を調製するために使用することができる。しかし、それらのホモポリマー組成物は、多くの場合、フィルム、特にインフレーションフィルムに使用される。本組成物を用いて生成された特定のプラスチックフィルムは、光学特性とバリア特性(又は、換言すると、低いWVTR)の望ましいバランスを有する。そのようなフィルムは、単層又は多層であってもよい。多層フィルムでは、組成物は、少なくとも1つの「スキン層」に、あるいは、3層、5層又は7層フィルムの「コア層」に適切に使用することができる。一実施形態では、組成物は、多層フィルムのコア層に使用され、従来のHDPE樹脂(チーグラー・ナッタ触媒又はクロム触媒で調製されたものなど)がその多層フィルムのスキン層に使用される。一実施形態では、多層フィルムはまた、バリア特性をさらに改善するために、エチレン-ビニルアルコール(EVOH)コポリマーで作製されたコア層を含んでもよい。
本組成物は、任意の従来のブレンド技術によって、あるいは、多反応器重合システムにおけるエチレンの単独重合によって調製することができる。組成物が重合法によって生成される場合、2.5以下の分子量分布Mw/Mnを有するポリエチレンを生成することができる触媒が、すべての重合反応器で使用される。「シングルサイト触媒」を用いた二重反応器溶液重合プロセスの使用が適しており、実施例に例示されている。
多反応器重合システムは、当業者によく知られている。本開示で使用することができる二重反応器溶液重合システムの説明は、米国特許第6,372,864号(Brown)に記載されている。
「シングルサイト触媒」という用語も当業者によく知られており、本明細書ではその従来の意味を伝えるために使用される。一般に、シングルサイト触媒は、よく混合された重合反応器内で、狭い分子量分布(すなわち、2.5以下のMw/Mn)を有するエチレンホモポリマーを生成し、コポリマー内にコモノマーの規則的な分布を生成する方法で、エチレンを高級アルファオレフィン(ブテン、ヘキセン又はオクテンなど)と共重合させる。
シングルサイト触媒系の例としては、以下の触媒が挙げられる:メチルアルミノキサン(「MAO」)共触媒又はホウ素活性剤(テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素のトリチル塩若しくはアニリニウム塩など)と組み合わせて使用する場合のメタロセン、拘束幾何形状触媒、又はホスフィンイミン触媒。
シングルサイト触媒のさらなる説明は、米国特許第6,689,847号(その中の参考文献を含む)に記載されている。
シングルサイト触媒(「メタロセン」触媒又は「拘束幾何形状」触媒など)を用いて生成された「直鎖状」エチレンホモポリマーの追加の例は、米国特許第6,419,966号(Davis)に示唆されている。同様に、「拘束幾何形状」触媒を用いて調製された直鎖状エチレンホモポリマーのレビューが、2003/0088021A1(Van Dun’03)に示唆されている。さらに、Van Dunの開示は、2.5を超える分子量分布を有するエチレンホモポリマーブレンド成分(すなわち、シングルサイト触媒を用いて調製されていないブレンド成分)を含む樹脂ブレンドのレビューを提供する。Van Dunは、典型的なシングルサイト触媒から誘導されたホモポリマーには、(a)所定の分子量に対して、同等のチーグラー生成物ほど高い密度を達成することができないこと、(b)分子量範囲全体にわたって、狭いMw/Mnを示すこと、という2つの欠点があることを具体的に教示している。
長鎖分岐(「LCB」)を容易に生成しない触媒が、本開示において一般に使用されることに留意されたい。これは、LCBの存在が、本開示のポリエチレンホモポリマー組成物から作製されたフィルムの(低い弾性係数によって証明されるように)、密度及び/又は剛性を低下させる可能性があるためである。
LCBは、13C核磁気共鳴(NMR)を使用して決定され、Randallによって定義された方法を用いて定量化される(Rev.Macromol.Chem.Phys.C29(2及び3)285-297頁)。一実施形態では、本開示の組成物は、100個の炭素原子あたり0.3未満の長鎖分岐を含み、特に1,000個の炭素原子あたり0.1未満の長鎖分岐を含む。
本開示による組成物を調製するための二重反応器重合プロセスにおけるシングルサイトホスフィンイミン触媒系の使用は、以下の非限定的な実施例に記載されている。
<添加剤>
HDPEは、多くの場合、一次酸化防止剤(下のパート1)と二次酸化防止剤(下のパート3)を含む添加剤パッケージで販売されている。一次酸化防止剤は、200~2,000ppmの量で使用することができる。同様に、二次酸化防止剤も、200~2,000ppmの量で使用することができる。その他の(任意の)添加剤についても、以下に記載する。
HDPEは、多くの場合、一次酸化防止剤(下のパート1)と二次酸化防止剤(下のパート3)を含む添加剤パッケージで販売されている。一次酸化防止剤は、200~2,000ppmの量で使用することができる。同様に、二次酸化防止剤も、200~2,000ppmの量で使用することができる。その他の(任意の)添加剤についても、以下に記載する。
1. <一次酸化防止剤>
1.1 <アルキル化モノフェノール>
例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール;2-tert-ブチル-4,6-ジメチルフェノール;2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール;2,6-ジ-tert-ブチル-4-n-ブチルフェノール;2,6-ジ-tert-ブチル-4-イソブチルフェノール;2,6-ジシクロペンチル-4-メチルフェノール;2-(α-メチルシクロヘキシル)-4,6-ジメチルフェノール;2,6-ジ-オクタデシル-4-メチルフェノール;2,4,6-トリシクロヘキシルフェノール;及び2,6-ジ-tert-ブチル-4-メトキシメチルフェノール。
1.1 <アルキル化モノフェノール>
例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール;2-tert-ブチル-4,6-ジメチルフェノール;2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール;2,6-ジ-tert-ブチル-4-n-ブチルフェノール;2,6-ジ-tert-ブチル-4-イソブチルフェノール;2,6-ジシクロペンチル-4-メチルフェノール;2-(α-メチルシクロヘキシル)-4,6-ジメチルフェノール;2,6-ジ-オクタデシル-4-メチルフェノール;2,4,6-トリシクロヘキシルフェノール;及び2,6-ジ-tert-ブチル-4-メトキシメチルフェノール。
1.2 <アルキル化ハイドロキノン>
例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェノール;2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン;2,5-ジ-tert-アミル-ヒドロキノン;及び2,6-ジフェニル-4-オクタデシルオキシフェノール。
例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェノール;2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン;2,5-ジ-tert-アミル-ヒドロキノン;及び2,6-ジフェニル-4-オクタデシルオキシフェノール。
1.3 <ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル>
例えば、2,2’-チオ-ビス-(6-tert-ブチル-4-メチルフェノール);2,2’-チオ-ビス-(4-オクチルフェノール);4,4’-チオ-ビス-(6-tert-ブチル-3-メチルフェノール);及び4,4’-チオ-ビス-(6-tert-ブチル-2-メチルフェノール)。
例えば、2,2’-チオ-ビス-(6-tert-ブチル-4-メチルフェノール);2,2’-チオ-ビス-(4-オクチルフェノール);4,4’-チオ-ビス-(6-tert-ブチル-3-メチルフェノール);及び4,4’-チオ-ビス-(6-tert-ブチル-2-メチルフェノール)。
1.4 <アルキリデンビスフェノール>
例えば、2,2’-メチレン-ビス-(6-tert-ブチル-4-メチルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-tert-ブチル-4-エチルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(4-メチル-6-(α-メチルシクロヘキシル)フェノール);2,2’-メチレン-ビス-(4-メチル-6-シクロヘキシルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-ノニル-4-メチルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-ノニル-4メチルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-(α-メチルベンジル)-4-ノニルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-(α、α-ジメチルベンジル)-4-ノニル-フェノール);2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェノール);2,2’-エチリデン-ビス-(6-tert-ブチル-4-イソブチルフェノール);4,4’-メチレン-ビス-(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール);4,4’-メチレン-ビス-(6-tert-ブチル-2-メチルフェノール);1,1-ビス-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェノール)ブタン2,6-ジ-(3-tert-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシベンジル)-4-メチルフェノール;1,1,3-トリス-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)ブタン;1,1-ビス-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)-3-ドデシル-メルカプトブタン;エチレングリコール-ビス-(3,3,-ビス-(3’-tert-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)-ブチレート)-ジ-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-ジシクロペンタジエン;ジ-(2-(3’-tert-ブチル-2’ヒドロキシ-5’メチルベンジル)-6-tert-ブチル-4-メチルフェニル)テレフタレート;及びエチリデンビス-2,4-ジ-t-ブチルフェノールモノアクリル酸エステルなどのビスフェノールのモノアクリレートエステルなどのその他のフェノール類。
例えば、2,2’-メチレン-ビス-(6-tert-ブチル-4-メチルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-tert-ブチル-4-エチルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(4-メチル-6-(α-メチルシクロヘキシル)フェノール);2,2’-メチレン-ビス-(4-メチル-6-シクロヘキシルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-ノニル-4-メチルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-ノニル-4メチルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-(α-メチルベンジル)-4-ノニルフェノール);2,2’-メチレン-ビス-(6-(α、α-ジメチルベンジル)-4-ノニル-フェノール);2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェノール);2,2’-エチリデン-ビス-(6-tert-ブチル-4-イソブチルフェノール);4,4’-メチレン-ビス-(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール);4,4’-メチレン-ビス-(6-tert-ブチル-2-メチルフェノール);1,1-ビス-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェノール)ブタン2,6-ジ-(3-tert-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシベンジル)-4-メチルフェノール;1,1,3-トリス-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)ブタン;1,1-ビス-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)-3-ドデシル-メルカプトブタン;エチレングリコール-ビス-(3,3,-ビス-(3’-tert-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)-ブチレート)-ジ-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-ジシクロペンタジエン;ジ-(2-(3’-tert-ブチル-2’ヒドロキシ-5’メチルベンジル)-6-tert-ブチル-4-メチルフェニル)テレフタレート;及びエチリデンビス-2,4-ジ-t-ブチルフェノールモノアクリル酸エステルなどのビスフェノールのモノアクリレートエステルなどのその他のフェノール類。
2. <紫外線吸収剤と光安定剤>
2.1 <2-(2’-ヒドロキシフェニル)-ベンゾトリアゾール>
例えば、5’-メチル-,3’5’-ジ-tert-ブチル-,5’-tert-ブチル-,5’(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-,5-クロロ-3’,5’-ジ-tert-ブチル-,5-クロロ-3’-tert-ブチル-5’-メチル-3’-sec-ブチル-5’-tert-ブチル-,4’-オクトキシ,3’,5’-ジtert-アミル-3’,5’-ビス-(α,α-ジメチルベンジル)-誘導体。
2.1 <2-(2’-ヒドロキシフェニル)-ベンゾトリアゾール>
例えば、5’-メチル-,3’5’-ジ-tert-ブチル-,5’-tert-ブチル-,5’(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-,5-クロロ-3’,5’-ジ-tert-ブチル-,5-クロロ-3’-tert-ブチル-5’-メチル-3’-sec-ブチル-5’-tert-ブチル-,4’-オクトキシ,3’,5’-ジtert-アミル-3’,5’-ビス-(α,α-ジメチルベンジル)-誘導体。
2.2 <2-ヒドロキシ-ベンゾフェノン>
例えば、4-ヒドロキシ-4-メトキシ-,4-オクトキシ,4-デシルオキシ-,4-ドデシルオキシ-,4-ベンジルオキシ,4,2’,4’-トリヒドロキシ-及び2’-ヒドロキシ-4,4’-ジメトキシ誘導体。
例えば、4-ヒドロキシ-4-メトキシ-,4-オクトキシ,4-デシルオキシ-,4-ドデシルオキシ-,4-ベンジルオキシ,4,2’,4’-トリヒドロキシ-及び2’-ヒドロキシ-4,4’-ジメトキシ誘導体。
2.3 <立体障害アミン>
例えば、ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジル)-セバケート;ビス-5(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジル)-セバケート;n-ブチル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルマロン酸ビス(1,2,2,6,6,-ペンタメチルピペリジル)エステル;1-ヒドロキシエチル-2,2,6,6-テトラメチル-4-ヒドロキシ-ピペリジンとコハク酸の縮合生成物;N,N’-(2,2,6,6-テトラメチルピペリジル)-ヘキサメチレンジアミンと4-tert-オクチルアミノ-2,6-ジクロロ-1,3,5-s-トリアジンの縮合生成物;トリス-(2,2,6,6-テトラメチルピペリジル)-ニトリロトリアセテート、テトラキス-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタン-テトラ-炭酸;及び1,1’(1,2-エタンジイル)-ビス-(3,3,5,5-テトラメチルピペラジノン)。これらのアミンは、典型的には、HALS(Hindered Amines Light Stabilizing)と呼ばれ、ブタンテトラカルボン酸2,2,6,6-テトラメチルピペリジノールエステルが含まれる。このようなアミンには、ヒンダードアミンから誘導されたヒドロキシルアミンが含まれる。例えば、ジ(1-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)セバケート;1-ヒドロキシ2,2,6,6-テトラメチル-4-ベンゾキシピペリジン;1-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナモイルオキシ)-ピペリジン;及びN-(1-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-ピペリジン-4-イル)-ε-カプロラクタム。
例えば、ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジル)-セバケート;ビス-5(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジル)-セバケート;n-ブチル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルマロン酸ビス(1,2,2,6,6,-ペンタメチルピペリジル)エステル;1-ヒドロキシエチル-2,2,6,6-テトラメチル-4-ヒドロキシ-ピペリジンとコハク酸の縮合生成物;N,N’-(2,2,6,6-テトラメチルピペリジル)-ヘキサメチレンジアミンと4-tert-オクチルアミノ-2,6-ジクロロ-1,3,5-s-トリアジンの縮合生成物;トリス-(2,2,6,6-テトラメチルピペリジル)-ニトリロトリアセテート、テトラキス-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタン-テトラ-炭酸;及び1,1’(1,2-エタンジイル)-ビス-(3,3,5,5-テトラメチルピペラジノン)。これらのアミンは、典型的には、HALS(Hindered Amines Light Stabilizing)と呼ばれ、ブタンテトラカルボン酸2,2,6,6-テトラメチルピペリジノールエステルが含まれる。このようなアミンには、ヒンダードアミンから誘導されたヒドロキシルアミンが含まれる。例えば、ジ(1-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)セバケート;1-ヒドロキシ2,2,6,6-テトラメチル-4-ベンゾキシピペリジン;1-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナモイルオキシ)-ピペリジン;及びN-(1-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-ピペリジン-4-イル)-ε-カプロラクタム。
3. <二次酸化防止剤>
3.1 <ホスファイトとホスホナイト>
例えば、トリフェニルホスファイト;ジフェニルアルキルホスフェート;フェニルジアルキルホスフェート;トリス(ノニルフェニル)ホスファイト;トリラウリルホスファイト;トリオクタデシルホスファイト;ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト;トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト;ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト;2,4,6-トリ-tert-ブチルフェニル-2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールホスファイト;ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトトリステアリルソルビトールトリホスファイト;及びテトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)4,4’-ビフェニレンジホスホナイト。
3.1 <ホスファイトとホスホナイト>
例えば、トリフェニルホスファイト;ジフェニルアルキルホスフェート;フェニルジアルキルホスフェート;トリス(ノニルフェニル)ホスファイト;トリラウリルホスファイト;トリオクタデシルホスファイト;ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト;トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト;ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト;2,4,6-トリ-tert-ブチルフェニル-2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールホスファイト;ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトトリステアリルソルビトールトリホスファイト;及びテトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)4,4’-ビフェニレンジホスホナイト。
3.2 <ヒドロキシルアミンとアミンオキシド>
例えば、N,N-ジベンジルヒドロキシルアミン;N,N-ジエチルヒドロキシルアミン;N,N-ジオクチルヒドロキシルアミン;N,N-ジラウリルヒドロキシルアミン;N,N-ジテトラデシルヒドロキシルアミン;N,N-ジヘキサデシルヒドロキシルアミン;N,N-ジオクタデシルヒドロキシルアミン;N-ヘキサデシル-N-オクタデシルヒドロキシルアミン;N-ヘプタデシル-N-オクタデシルヒドロキシルアミン;及び水素化牛脂アミンから誘導されたN,N-ジアルキルヒドロキシルアミン。類似のアミンオキシドも適している。
例えば、N,N-ジベンジルヒドロキシルアミン;N,N-ジエチルヒドロキシルアミン;N,N-ジオクチルヒドロキシルアミン;N,N-ジラウリルヒドロキシルアミン;N,N-ジテトラデシルヒドロキシルアミン;N,N-ジヘキサデシルヒドロキシルアミン;N,N-ジオクタデシルヒドロキシルアミン;N-ヘキサデシル-N-オクタデシルヒドロキシルアミン;N-ヘプタデシル-N-オクタデシルヒドロキシルアミン;及び水素化牛脂アミンから誘導されたN,N-ジアルキルヒドロキシルアミン。類似のアミンオキシドも適している。
4. <スリップ剤>
例えば、オレアミド;エルカミド;ステアラミド;ベヘナミド。
例えば、オレアミド;エルカミド;ステアラミド;ベヘナミド。
5. <フィラー、アンチブロック、及び補強剤>
例えば、炭酸カルシウム;珪藻土;天然シリカ及び合成シリカ;ケイ酸塩;ガラス繊維;アスベスト;タルク;カオリン;雲母;硫酸バリウム;金属酸化物及び金属水酸化物;カーボンブラック;並びにグラファイト。
例えば、炭酸カルシウム;珪藻土;天然シリカ及び合成シリカ;ケイ酸塩;ガラス繊維;アスベスト;タルク;カオリン;雲母;硫酸バリウム;金属酸化物及び金属水酸化物;カーボンブラック;並びにグラファイト。
6. <その他の添加物>
例えば、可塑剤;エポキシ化大豆油などのエポキシ化植物油;潤滑剤;乳化剤;顔料;蛍光増白剤;防炎剤;帯電防止剤;防曇剤;発泡剤;及びジラウリルチオジプロピオネート又はジステアリルチオジプロピオネートなどのチオ相乗剤。
例えば、可塑剤;エポキシ化大豆油などのエポキシ化植物油;潤滑剤;乳化剤;顔料;蛍光増白剤;防炎剤;帯電防止剤;防曇剤;発泡剤;及びジラウリルチオジプロピオネート又はジステアリルチオジプロピオネートなどのチオ相乗剤。
7. <核形成剤>
一実施形態では、本開示の組成物は、核形成剤を含むフィルムを調製するために使用される。適切な核形成剤の例としては、以下が挙げられる:米国特許第5,981,636号に開示されている環状有機構造(及びビシクロ[2.2.1]ヘプテンジカルボン酸二ナトリウムなどのその塩);米国特許第5,981,636号に開示されている(米国特許第6,465,551号(Zhaoら、Millikenへ)に開示されている)構造の飽和バージョン;米国特許第6,599,971号(Dotsonら、Millikenへ)に開示されているヘキサヒドロフタル酸構造(又は「HHPA」構造)を有する特定の環状ジカルボン酸の塩;グリセロール酸亜鉛;並びに米国特許第5,342,868号に開示され、旭電化工業からNA‐11及びNA‐21の商品名で販売されているものなどのリン酸エステル。一実施形態では、核形成剤は、環状ジカルボキシレート又はその塩、特に米国特許第6,599,971号に開示されているHHPA構造の二価金属塩又はメタロイド塩(特にカルシウム塩)である。明確にするために、HHPA構造は、一般に、環内に6個の炭素原子を有する環構造と、環構造の隣接原子上の置換基である2個のカルボン酸基とを含む。米国特許第6,599,971号に開示されているように、環内の他の4個の炭素原子は置換されていてもよい。一実施形態では、核形成剤は、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、カルシウム塩(CAS登録番号491589-22-1)であり、一実施形態では、この核形成剤は、HDPEの重量に基づいて、200~2,000ppm(特に500~1,500ppm)の量で添加される。
一実施形態では、本開示の組成物は、核形成剤を含むフィルムを調製するために使用される。適切な核形成剤の例としては、以下が挙げられる:米国特許第5,981,636号に開示されている環状有機構造(及びビシクロ[2.2.1]ヘプテンジカルボン酸二ナトリウムなどのその塩);米国特許第5,981,636号に開示されている(米国特許第6,465,551号(Zhaoら、Millikenへ)に開示されている)構造の飽和バージョン;米国特許第6,599,971号(Dotsonら、Millikenへ)に開示されているヘキサヒドロフタル酸構造(又は「HHPA」構造)を有する特定の環状ジカルボン酸の塩;グリセロール酸亜鉛;並びに米国特許第5,342,868号に開示され、旭電化工業からNA‐11及びNA‐21の商品名で販売されているものなどのリン酸エステル。一実施形態では、核形成剤は、環状ジカルボキシレート又はその塩、特に米国特許第6,599,971号に開示されているHHPA構造の二価金属塩又はメタロイド塩(特にカルシウム塩)である。明確にするために、HHPA構造は、一般に、環内に6個の炭素原子を有する環構造と、環構造の隣接原子上の置換基である2個のカルボン酸基とを含む。米国特許第6,599,971号に開示されているように、環内の他の4個の炭素原子は置換されていてもよい。一実施形態では、核形成剤は、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、カルシウム塩(CAS登録番号491589-22-1)であり、一実施形態では、この核形成剤は、HDPEの重量に基づいて、200~2,000ppm(特に500~1,500ppm)の量で添加される。
実施例において、ポリマーの物理的特性は、以下に記載する方法を用いて測定した。
メルトインデックスI2の測定は、ASTM D-1238に従って行った(「I2」は190℃で2.16kgの荷重を用い、「I21」は190℃で21kgの荷重を用いた)。
密度(g/cc)は、ASTM D792に従って測定した。フィルム密度は、ASTM D1505に従って測定した。
フィルムのヘイズは、ASTM D1003に従って測定した。
フィルムの光沢は、ASTM D2457に従って測定した。
Mn、Mw及びMz(g/mol)は、ゲル透過クロマトグラフィーによって決定し、ASTM D6474‐99に従って測定した。
ブレンド成分が別個のポリマーとして作製される場合、上記の方法を用いて、ブレンド成分及び組成物全体の特性(メルトインデックス、密度、Mn、Mw及びMw/Mnなど)を直接測定することができる。しかしながら、組成物がin-situブレンドを生成する多反応器プロセスで作製される場合、曲線フィッティング技術を用いて、組成物全体におけるブレンド成分の特性及び量をデコンボリューション/推定することができる。一般に、このタイプのデコンボリューションは、樹脂全体のGPCクロマトグラム/曲線から開始し、次いで複数のフローリー分布を用いて、クロマトグラム/曲線の「ベストフィット」を導き出すことによって行われる。このデコンボリューション技術は、当業者によく知られている。
低分子量ブレンド成分のメルトインデックスを推定する技術について、以下に説明する。当業者は、メルトインデックス(I2)がポリエチレン樹脂の分子量に反比例することを認識するであろう。このことは、log(I2)対log(重量平均分子量Mw)のプロットを作成することにより、狭い分子量分布(3未満)を有するホモポリマーHDPE樹脂について確認された。このプロットを作成するために、15種類を超える異なるホモポリマーHDPE樹脂のメルトインデックス(I2)と重量平均分子量(Mw)を測定した。これらのホモポリマーHDPE樹脂は、狭い分子量分布(3未満)を有していたが、約30,000~150,000の範囲の異なるMwを有していた。(当業者には理解されるように、この範囲外の分子量を有するポリエチレン樹脂について再現可能なI2値を得ることは困難である)。
これらのI2値とMw値のlog/logプロットを用いて、このようなホモポリマーHDPE樹脂のI2とMwの間の次の関係を計算した。
I2=(1.774×1019)×(Mw-3.86)。
I2=(1.774×1019)×(Mw-3.86)。
外挿(上記の関係に基づく)を用いて、実施例に示した本発明の組成物の低分子量画分のI2値を推定した。すなわち、Mw値を用いてI2値を推定した。
水蒸気透過率(「WVT」、指定されたフィルム厚さ(ミル)で1日あたり100平方インチのフィルムあたりに透過する水蒸気のグラム、又はg/100in2/日として表される)は、Modern Controls Inc.が開発したMOCON permatronを使用して、ASTM F1249-90に従って、100°F(37.8℃)及び相対湿度100%の条件で測定した。酸素透過率(OTR、指定されたフィルム厚さ(ミル)で1日あたり100平方インチのフィルムあたりの酸素の立方センチメートル、又はcc/100in2/日として表される)は、ブランド名MOCON OXTRA System、モデル2/21Tで販売されている機器を使用して測定した。
重合条件とポリマー特性を表1に示す。
<重合>
これらの例では、第1の反応器の内容物が第2の反応器に流入する二重反応器溶液重合プロセスを使用した。2つの反応器を使用することにより、「in-situ」ポリマーブレンドが得られる。両方の反応器を十分に撹拌して、よく混合された条件を提供した。第1反応器の容積は12リットルであり、第2反応器の容積は24リットルであった。第1の反応器は、約13,000kPa(約2.0×103psi)の反応器圧力で操作した。第2の反応器は、第1の反応器から第2の反応器への連続的な流れを容易にするために十分に低い圧力であった。使用した溶媒は、メチルペンタンであった。この方法は、すべての供給流において連続的である。
これらの例では、第1の反応器の内容物が第2の反応器に流入する二重反応器溶液重合プロセスを使用した。2つの反応器を使用することにより、「in-situ」ポリマーブレンドが得られる。両方の反応器を十分に撹拌して、よく混合された条件を提供した。第1反応器の容積は12リットルであり、第2反応器の容積は24リットルであった。第1の反応器は、約13,000kPa(約2.0×103psi)の反応器圧力で操作した。第2の反応器は、第1の反応器から第2の反応器への連続的な流れを容易にするために十分に低い圧力であった。使用した溶媒は、メチルペンタンであった。この方法は、すべての供給流において連続的である。
すべての実験で使用した触媒は、1つのシクロペンタジエニル(「Cp」)配位子、2つの塩化物配位子、及び1つのトリ(tert-ブチル)ホスフィンイミン配位子を有するチタン(IV)錯体、すなわち、CpTi(NP(tBu)3)Cl2であった。各反応器に添加した触媒濃度を、(反応器内容物の総重量に基づく)Tiの100万分の1(ppm)として表して、表1に示す。
ホウ素共触媒(すなわち、テトラキスペンタフルオロフェニルホウ素のトリフェニルカルベニウム又「トリチル」塩)を、(触媒に含まれるチタンに基づいて)ほぼ化学量論的な量で使用した。市販のメチルアルミノキサン(「MMAO7」、Akzo Nobel製)も、約40/1のAl/Ti比で含まれていた。2,6-ジ-tertaryブチルヒドロキシ4-エチルベンゼンを、MAOに添加して、(TMAに含まれるAlに基づいて、約0.5対1のAl/OH比で、)MAO中の遊離トリメチルアルミニウム(TMA)を除去した。
水素を、連鎖移動剤として反応器に添加する。一実施形態では、(反応器内容物の総重量に基づいて)0.5~2重量百万分率(ppm)の水素を、第1の反応器に添加し、35~55ppmの水素を、第2の反応器に添加する。
「エチレンスプリット」という用語は、その反応器に向けられる全エチレンの割合を指す。
得られた高密度ポリエチレン(「HDPE」)組成物の他の重合条件及びいくつかの特性を、表1に示す。
<パートC.1: インフレーションフィルム>
表1に示すHDPE組成物を用いて、インフレーションフィルムライン(マサチューセッツ州グロスターのGloucester Engineering Corporatio社製)でフィルムを調製した。この組成物は、500重量百万分の1(ppm)の一次酸化防止剤(IRGANOX(登録商標)1076の商標で販売されているヒンダードフェノール)、500ppmの二次酸化防止剤(IRGAFHOS(登録商標)168の商標で販売されているホスファイト)、及び核形成剤を含んでいた。核形成剤は、Milliken社から購入し(この核形成剤は、a)HHPAのカルシウム塩と、b)2/1の重量比のステアリン酸亜鉛との組合せであると報告されている)、1200ppmの量で添加した。インフレーションフィルムラインには、直径2.5インチ(6.35cm)のスクリュー、長さ/直径のスクリュー比24:1、及び直径4インチ(10.16cm)の環状ダイを有する一軸スクリュー押出機を取り付けた。ダイギャップは35ミルに設定した。HDPEの押出には従来の温度プロファイルを使用した。フィルム冷却にはデュアルエアリングを使用した。1.5ミルの厚さのフィルムと、2:1のブローアップ比(BUR)とを用いて、フィルムを調製した。
表1に示すHDPE組成物を用いて、インフレーションフィルムライン(マサチューセッツ州グロスターのGloucester Engineering Corporatio社製)でフィルムを調製した。この組成物は、500重量百万分の1(ppm)の一次酸化防止剤(IRGANOX(登録商標)1076の商標で販売されているヒンダードフェノール)、500ppmの二次酸化防止剤(IRGAFHOS(登録商標)168の商標で販売されているホスファイト)、及び核形成剤を含んでいた。核形成剤は、Milliken社から購入し(この核形成剤は、a)HHPAのカルシウム塩と、b)2/1の重量比のステアリン酸亜鉛との組合せであると報告されている)、1200ppmの量で添加した。インフレーションフィルムラインには、直径2.5インチ(6.35cm)のスクリュー、長さ/直径のスクリュー比24:1、及び直径4インチ(10.16cm)の環状ダイを有する一軸スクリュー押出機を取り付けた。ダイギャップは35ミルに設定した。HDPEの押出には従来の温度プロファイルを使用した。フィルム冷却にはデュアルエアリングを使用した。1.5ミルの厚さのフィルムと、2:1のブローアップ比(BUR)とを用いて、フィルムを調製した。
フィルムの特性を表に示す。
表2に示すWVTR値は、1.5ミルの厚さのフィルムについて測定したものである(すなわち、それらの値は、1ミルの厚さのフィルムについて期待される値に「正規化」されていない)。HDPE-1 MIは、比較例である-このHDPEのメルトインデックスは、1.2g/10分であり、このメルトインデックスは本開示の組成物には低すぎる。HDPE-1 MIは、乾燥食品を包装に使用されるバリアフィルムの調製で商業的に成功した市販品である。
<光学特性に関する考察>
ここでも、得られた値は、1.5ミルの厚さのフィルムについて「測定したまま」報告されており(すなわち、「正規化」されていない)、HDPE-1は比較例であって、1.2g/10分のメルトインデックスを有する市販のHDPEで作製されたものであり、このメルトインデックスは、本開示の組成物には低すぎる。発明例フィルム1~5はすべて、HDPE-1で作製されたフィルムよりも良好な「バリア」特性を呈することが示された(表2参照)。表3のデータは、発明例フィルム1~4が、HDPE-1から作製された比較例フィルムよりも良好な光学特性を呈することを示している。発明例フィルム1~4はまた、表3の下部に示される2つの比較例フィルムよりも良好な光学特性を示すが、このことは興味深い。なぜなら、比較物1~2も、(本開示の組成物に必要とされるように)約2のメルトインデックスを有するHDPE樹脂で作製されたからである。発明例フィルム1~3は、特に良好な光学特性を有する。発明例組成物1~3はすべて、10,000未満のMn;300,000未満のMz及び90,000未満のMwを有する。
ここでも、得られた値は、1.5ミルの厚さのフィルムについて「測定したまま」報告されており(すなわち、「正規化」されていない)、HDPE-1は比較例であって、1.2g/10分のメルトインデックスを有する市販のHDPEで作製されたものであり、このメルトインデックスは、本開示の組成物には低すぎる。発明例フィルム1~5はすべて、HDPE-1で作製されたフィルムよりも良好な「バリア」特性を呈することが示された(表2参照)。表3のデータは、発明例フィルム1~4が、HDPE-1から作製された比較例フィルムよりも良好な光学特性を呈することを示している。発明例フィルム1~4はまた、表3の下部に示される2つの比較例フィルムよりも良好な光学特性を示すが、このことは興味深い。なぜなら、比較物1~2も、(本開示の組成物に必要とされるように)約2のメルトインデックスを有するHDPE樹脂で作製されたからである。発明例フィルム1~3は、特に良好な光学特性を有する。発明例組成物1~3はすべて、10,000未満のMn;300,000未満のMz及び90,000未満のMwを有する。
<多層フィルムの調製>
本実施例では、3層(A/B/C構造)を有する多層フィルムを調製した。スキン層(A及びC)は、構造全体の(それぞれ)25重量%であり、従来のHDPE(従来の溶液重合反応器内でチーグラー・ナッタ触媒を用いて調製されたものであり、約1g/10分のメルトインデックスI2及び約0.95g/ccの密度を有する)を用いて作製した。コア層(構造全体の50重量%)は、実施例1からの発明例組成物1又は2で作製された。フィルムのバリア特性を表4に示す。
本実施例では、3層(A/B/C構造)を有する多層フィルムを調製した。スキン層(A及びC)は、構造全体の(それぞれ)25重量%であり、従来のHDPE(従来の溶液重合反応器内でチーグラー・ナッタ触媒を用いて調製されたものであり、約1g/10分のメルトインデックスI2及び約0.95g/ccの密度を有する)を用いて作製した。コア層(構造全体の50重量%)は、実施例1からの発明例組成物1又は2で作製された。フィルムのバリア特性を表4に示す。
<弾性係数(modulus)に関する考察>
HDPEフィルムは、(比較的高い弾性係数値を有することによって証明されるように)比較的高い剛性を有することが望ましい。本開示の組成物は、HDPE-1のメルトインデックスよりも高いメルトインデックスを有し、より高いメルトインデックスは、典型的にはより低い剛性/弾性係数をもたらす。しかし、表5のデータは、本開示の組成物を使用して、望ましい剛性/弾性係数を有するフィルムを調製することもできることを示している。セカント弾性係数(secant modulus)は、一般にASTM D882に従って測定した。
HDPEフィルムは、(比較的高い弾性係数値を有することによって証明されるように)比較的高い剛性を有することが望ましい。本開示の組成物は、HDPE-1のメルトインデックスよりも高いメルトインデックスを有し、より高いメルトインデックスは、典型的にはより低い剛性/弾性係数をもたらす。しかし、表5のデータは、本開示の組成物を使用して、望ましい剛性/弾性係数を有するフィルムを調製することもできることを示している。セカント弾性係数(secant modulus)は、一般にASTM D882に従って測定した。
本開示の非限定的な実施形態には、以下が含まれる。
実施形態A. 少なくとも2つのエチレンホモポリマーブレンド成分を含むポリエチレン組成物であって、前記組成物は、
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~95,000のMw、
(iii)7,000~12,000のMn、
(iv)200,000~325,000のMz、
(v)6~12の分子量分布Mw/Mn、
(vii)1.5~2.8g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、かつ、
(viii)前記組成物の25~55重量%が、20,000以下の分子量を有することを特徴とし、
前記組成物は、前記組成物の45~60重量%を含む第1のブレンド成分と、前記組成物の55~40重量%を含む第2のブレンド成分とを含み、
前記第1のブレンド成分は、
A1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
A2)3,000~25,000g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、
前記第2のブレンド成分は、
B1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
B2)0.05~0.5g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有する、
上記ポリエチレン組成物。
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~95,000のMw、
(iii)7,000~12,000のMn、
(iv)200,000~325,000のMz、
(v)6~12の分子量分布Mw/Mn、
(vii)1.5~2.8g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、かつ、
(viii)前記組成物の25~55重量%が、20,000以下の分子量を有することを特徴とし、
前記組成物は、前記組成物の45~60重量%を含む第1のブレンド成分と、前記組成物の55~40重量%を含む第2のブレンド成分とを含み、
前記第1のブレンド成分は、
A1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
A2)3,000~25,000g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、
前記第2のブレンド成分は、
B1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
B2)0.05~0.5g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有する、
上記ポリエチレン組成物。
実施形態B. 前記Mnが、7,000~10,000である、実施形態Aに記載のポリエチレン組成物。
実施形態C. 前記Mzが、200,000~300,000である、実施形態A又はBに記載のポリエチレン組成物。
実施形態D. 前記第1ブレンド成分が、3,000~8,500g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)を有する、実施形態A、B又はCに記載のポリエチレン組成物。
実施形態E. 前記組成物の少なくとも40重量%が、20,000未満の分子量を有する、実施形態A、B、C又はDに記載のポリエチレン組成物。
実施形態F. 前記組成物の少なくとも99重量%が、900,000以下の分子量を有する、実施形態A、B、C、D又はEに記載のポリエチレン組成物。
実施形態G. 核形成剤を含む、実施形態A、B、C、D、E又はFに記載のポリエチレン組成物。
実施形態H. 前記核形成剤が、ジカルボン酸の塩を含む、実施形態Gに記載のポリエチレン組成物。
実施形態I. 前記核形成剤が、ヘキサヒドロフタル酸のカルシウム塩を含む、実施形態Gに記載のポリエチレン組成物。
実施形態J. 実施形態A、B、C、D、E、F、G、H又はIに記載のポリエチレン組成物から作製されるフィルム。
実施形態K. 30%未満のヘイズ値を有する、実施形態A、B、C、D、E、F、G、H又はIに記載のポリエチレン組成物から作製されるフィルム。
実施形態L. 実施形態Aに記載のポリエチレン組成物を調製する方法であって、前記方法は、
第1の重合反応器及び第2の重合反応器を含む少なくとも2つの重合反応器内において、少なくとも1つのシングルサイト重合触媒系とエチレンとを、前記エチレンの重合条件下で、接触させる工程と、
各重合反応器で生成したポリエチレンを一緒にブレンドする工程と、を含み、
水素が、前記第1の重合反応器内において0.5~2ppmの濃度を提供するように、前記第1の重合反応器に添加され、水素が、前記第2の重合反応器内において35~55ppmの濃度を提供するように、前記第2の重合反応器に添加される、上記方法。
第1の重合反応器及び第2の重合反応器を含む少なくとも2つの重合反応器内において、少なくとも1つのシングルサイト重合触媒系とエチレンとを、前記エチレンの重合条件下で、接触させる工程と、
各重合反応器で生成したポリエチレンを一緒にブレンドする工程と、を含み、
水素が、前記第1の重合反応器内において0.5~2ppmの濃度を提供するように、前記第1の重合反応器に添加され、水素が、前記第2の重合反応器内において35~55ppmの濃度を提供するように、前記第2の重合反応器に添加される、上記方法。
実施形態M. 前記重合条件が、溶液重合条件である、実施形態Lに記載の方法。
実施形態N. 前記少なくとも2つの重合反応器が、前記少なくとも2つの重合反応器の間に少なくとも30℃の温度差が存在するように操作される、実施形態Mに記載の方法。
提供されているのは、光学特性と耐透湿性の良好なバランスを有するポリマーフィルムを調製するために使用することができる、ポリエチレンホモポリマー組成物である。
Claims (15)
- 少なくとも2つのエチレンホモポリマーブレンド成分を含むポリエチレン組成物であって、前記組成物は、
(i)0.96~0.97g/ccの密度、
(ii)75,000~95,000のMw、
(iii)7000~12,000のMn、
(iv)200,000~325,000のMz、
(v)6~12の分子量分布Mw/Mn、
(vii)1.5~2.8g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、かつ、
(viii)前記組成物の25~55重量%が、20,000以下の分子量を有することを特徴とし、
前記組成物は、前記組成物の45~60重量%を含む第1のブレンド成分と、前記組成物の55~40重量%を含む第2のブレンド成分とを含み、
前記第1のブレンド成分は、
A1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
A2)3,000~25,000g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有し、
前記第2のブレンド成分は、
B1)1.8~2.5のMw/Mn、及び
B2)0.05~0.5g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)、
を有する、
上記ポリエチレン組成物。 - 前記Mnが、7,000~10,000である、請求項1に記載のポリエチレン組成物。
- 前記Mzが、200,000~300,000である、請求項2に記載のポリエチレン組成物。
- 前記第1ブレンド成分が、3,000~8,500g/10分のメルトインデックスI2(2.16kgの荷重を用いて、190℃でASTM D1238によって決定される)を有する、請求項1に記載のポリエチレン組成物。
- 前記組成物の少なくとも40重量%が、20,000未満の分子量を有する、請求項1に記載のポリエチレン組成物。
- 前記組成物の少なくとも99重量%が、900,000以下の分子量を有する、請求項1に記載のポリエチレン組成物。
- 核形成剤を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
- 前記核形成剤が、ジカルボン酸の塩を含む、請求項7に記載のポリエチレン組成物。
- 前記核形成剤が、ヘキサヒドロフタル酸のカルシウム塩を含む、請求項7に記載のポリエチレン組成物。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物から作製されるフィルム。
- 30%未満のヘイズを有する、請求項1~9のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物から作製されるフィルム。
- 30%未満のヘイズを有する、請求項3に記載のポリエチレン組成物から作製されるフィルム。
- 請求項1に記載のポリエチレン組成物を調製する方法であって、
前記方法は、第1の重合反応器及び第2の重合反応器を含む少なくとも2つの重合反応器内において、少なくとも1つのシングルサイト重合触媒系とエチレンとを、前記エチレンの重合条件下で、接触させる工程と、
各重合反応器で生成したポリエチレンを一緒にブレンドする工程と、を含み、
水素が、前記第1の重合反応器内において0.5~2ppmの濃度を提供するように、前記第1の重合反応器に添加され、水素が、前記第2の重合反応器内において35~55ppmの濃度を提供するように、前記第2の重合反応器に添加される、
上記方法。 - 前記重合条件が、溶液重合条件である、請求項13に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの重合反応器が、前記少なくとも2つの重合反応器の間に少なくとも30℃の温度差が存在するように操作される、請求項14に記載の方法。
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