JP5960831B2 - 改質ポリエチレン組成物 - Google Patents
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Description
本件特許出願は、2011年9月23日付で出願されたUSSN 61/538,703および2011年11月8日付で出願されたEP 11188165.2に基づく利益および優先権を主張するものである。
典型的なメタロセン触媒を用いて得たポリエチレン(mPE)は、高圧重合法で作製された低密度ポリエチレン(LDPE)よりも幾分、加工することがより困難である。一般に、mPE(これは狭い分子量分布および低レベルの分枝度を持つ傾向がある)は、LDPEの押出量を適したものとするために、より高い電動機出力を必要とし、またより高い押出機圧力を発生する。典型的なmPEは、またより低い溶融強度を持ち、これは、例えばインフレートフィルムの押出し中のバブル安定性に悪影響を及ぼし、また工業的な剪断速度において、溶融破壊を引起す傾向を示す。他方、mPEはLDPEに比して優れた物理的諸特性を示す。過去においては、様々なレベルのLDPEが、溶融強度を高め、剪断感受性を高め、即ち、押出機における工業的剪断速度における流動性を高め、また溶融破壊傾向を減じるために、mPEとブレンドされている。しかし、これらのブレンドは、一般に、混ぜ物のない純粋なmPEと比較して貧弱な機械的諸特性を有している。物理的諸特性を犠牲にすることなく、mPEの加工性を改善することは、難題の一つである。
Guzman等,AIChE Journal,2010年5月,vol.56,No5,pp.1325−1333はエチレン/オクテン/1,9−デカジエンコポリマーおよびその製造におけるゲル生成の予測方法を開示している。この刊行物は、加工性と物理的諸特性との最適のバランスを得るのに適したデカジエンターポリマーを製造するのに必要な技術的特徴については何も述べていない。
US 6,300,451は、エチレン/ブテン/1,9−デカジエンコポリマーおよびエチレン/ヘキセン/ビニルノルボルネンコポリマーを開示している(表IおよびIIを参照のこと)。ここに開示されたデカジエンターポリマーは、改善された加工性/特性バランスを得るために、ブレンドとしてではなく単独で使用するように設計されている。該樹脂の比較的高いMIは、該樹脂が、改善された伸長歪−硬化を示すブレンドにおいて適したものではないことを示唆している。
US 6,509,431は、エチレン/ヘキセン/1,9−デカジエンコポリマーを開示している。開示されたポリマーの低いメルトインデックス比は、これらポリマーが、基本となる線状ポリエチレンのレオロジー的改良(増大された歪−硬化)にとって適したものでないことを示唆している。
興味深い他の参考文献は、米国特許第7,687,580号、同第6,355,757号、同第6,391,998号、同第6,417,281号、同第6,114,457号、同第6,734,265号、WO 2007/067307、WO 2002/085954、および米国特許第6,147,180号を含む。
我々は、いくつかの分岐炭化水素改質剤、好ましくはジエンを含む改質剤が、ポリエチレンの機械的特性に著しい影響を及ぼすことなしに、有利にも該ポリエチレンの加工性を改善するであろうことを見出した。その上、これらの分岐炭化水素改質剤の添加は、実時間の必要性に基づいて、連続的なスケールでこのような性質を変える手段をもたらすが、これは、典型的には別々のポリエチレングレードのみの入手性のために不可能である。更には、製造された物品の新規かつ有利な特性の実現を可能とする、伝統的なポリエチレンおよびその従来のLDPEとのブレンドから得られるものと比較して、加工性と諸特性との間に異なる一連の関連性が得られる。
本発明は、少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4(好ましくはC6)〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエンを含有する分岐ポリエチレン改質剤に係り、ここで該分岐ポリエチレン改質剤は、0.80未満(好ましくは0.65未満)
本発明は、更に1種またはそれ以上のエチレンポリマーおよび1種またはそれ以上の分岐ポリエチレン改質剤を含むポリエチレン組成物にも係る。
更に、本発明は或る組成物にも係り、該組成物は、(その質量を基準として)25質量%より多くの、0.97またはそれ以上のg’visおよび20,000g/モルまたはそれ以上のMwを有する、1種またはそれ以上のエチレンポリマーおよび少なくとも0.1質量%の分岐ポリエチレン改質剤を含み、該改質剤は、0.97未満のg’visを有し、該エチレンポリマーは、該分岐ポリエチレン改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高いg’visを持つ。
1)少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4(好ましくはC6)〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエンを含む分岐ポリエチレン改質剤、ここで該分岐ポリエチレン改質剤は、a)0.97未満のg’visを有し、本質的にゲルを含まず(例えば、5質量%またはそれ以下のキシレン不溶性物質)、および
2)0.88g/cm3またはそれ以上の密度および20,000g/モルまたはそれ以上のMwを持つポリエチレン、ここで該エチレンポリマーは、該分岐ポリエチレン改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高いg’visを持つ。
同様に、本発明は、以下の成分を含むブレンドにも係る:
1)少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4(好ましくはC6)〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエンを含む分岐ポリエチレン改質剤、ここで該分岐ポリエチレン改質剤は、a)0.80未満(好ましくは0.65未満)のg’visおよび5
において測定された)複素粘度を持ち、および
2)0.88g/cm3またはそれ以上の密度および20,000g/モルまたはそれ以上のMwを持つポリエチレン、ここで該エチレンポリマーの複素粘度対該分岐ポリエチレン改質剤の複素粘度の比は、3またはそれ以下、好ましくは2またはそれ以下、より好ましくは1またはそれ以下、より一層好ましくは0.8またはそれ以下である。該複素粘度は、振動数0.1rad/秒および温度190℃において測定されたものである。
「オレフィン」、あるいはまた「アルケン」とも呼ばれるものは、少なくとも一つの二重結合を持つ、炭素および水素から成る直鎖、分岐、または環式化合物である。本明細書およびこれに添付した特許請求の範囲の目的にとって、ポリマーまたはコポリマーが、限定的ではないが、エチレン、ヘキセン、およびジエンを含有するオレフィンを含むものといわれる場合、このようなポリマーまたはコポリマー中に存在する該オレフィンは、該オレフィンの重合された形状にある。例えば、あるコポリマーが、35質量%〜55質量%の「エチレン」含有率を持つといわれる場合には、該コポリマーにおけるマー単位は、該重合反応においてエチレンから誘導されるものであり、また該誘導単位は、該コポリマーの質量を基準として、35質量%〜55質量%にて存在するものと理解される。「ポリマー」は、2またはそれ以上の同一または異なるマー単位を含む。「ホモポリマー」とは、同一のマー単位を持つポリマーである。「コポリマー」とは、相互に異なる2またはそれ以上のマー単位を持つポリマーである。「ターポリマー」とは、相互に異なる3種のマー単位を持つポリマーである。マー単位に言及する際に使用する用語「異なる」とは、該マー単位が、相互に少なくとも1原子異なっており、また異性体的に異なっていることを示す。従って、ここで使用するコポリマーの定義は、ターポリマー等を包含する。同様に、ここで使用するポリマーの定義は、コポリマー等を包含する。従って、ここで使用する用語「ポリエチレン」、「エチレンポリマー」、「エチレンコポリマー」、および「エチレンを基本とする(主成分とする)ポリマー」は、少なくとも50モル%のエチレン単位(好ましくは少なくとも70モル%のエチレン単位、より好ましくは少なくとも80モル%のエチレン単位、より一層好ましくは少なくとも90モル%のエチレン単位、より一層好ましくは少なくとも95モル%のエチレン単位または100モル%のエチレン単位(ホモポリマーの場合)を含むポリマーまたはコポリマーを意味する。更に、上記用語「ポリエチレン組成物」とは、1種またはそれ以上のポリエチレン成分を含むブレンドを意味する。
重なり合う密度範囲、即ち、0.890〜0.930g/cm3、典型的には0.915〜0.930g/cm3なる密度範囲にあるポリエチレンは、線状であり、また長鎖分枝を含まないものであり、これは「線状低密度ポリエチレン」(LLDPE)と呼ばれるものであり、またこれは、気相反応および/またはスラリー反応において、公知のチーグラー−ナッタ(Ziegler−Natta)触媒、バナジウム触媒、あるいはメタロセン触媒を使用して、および/または溶液反応において任意の開示された触媒を用いて製造することができる。「線状(直鎖)」とは、該ポリエチレンが長鎖分枝を持たないことを意味し、典型的にはg’visの値が0.97またはそれ以上、好ましくは0.98またはそれ以上であるとされている。
組成分布幅指数(Composition Distribution Breadth Index(CDBI))は、関連するポリマー鎖内のモノマーの組成上の分布の一尺度であり、1993年2月18日付で公開されたPCT公開WO 93/03093、具体的には第7欄および第8欄;並びにWild等,J.Poly.Sci.,Poly.Phys.Ed.,Vol.20,p.441(1982)および米国特許第5,008,204号において記載されている手順によって測定され、但し、15,000以下の重量平均分子量(Mw)を持つ画分は、CDBIを決定する場合には無視される。
本発明は、少なくとも50モル%のエチレン(好ましくは少なくとも70モル%またはそれ以上、好ましくは少なくとも90モル%またはそれ以上)、1種またはそれ以上のC4(好ましくはC6)〜C40コモノマー(好ましくは50モル%またはそれ以下、好ましくは30モル%またはそれ以下、好ましくは0.5〜30モル%、好ましくは1〜25モル%)、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエン(好ましくは0.001〜10モル%、好ましくは0.01〜5モル%)を含む分岐ポリエチレン改質剤に係り、該分岐ポリエチレン改質剤は、a)0.97またはそれ以下(好ましくは0.95またはそれ以下、好ましくは0.92またはそれ以下、好ましくは0.90またはそれ以下、好ましくは0.88またはそれ以下)のg’visを有し、b)本質的にゲルを含まず(好ましくは5質量%またはそれ以下、好ましくは4質量%またはそれ以下、好ましくは3質量%またはそれ以下、好ましくは2質量%またはそれ以下、好ましくは1質量%またはそれ以下、好ましくは0質量%のキシレン不溶性物質)、c)60,000g/モルまたはそれ以上(好ましくは100,000g/モルまたはそれ以上、好ましくは120,000g/モルまたはそれ以上、より好ましくは150,000g/モルまたはそれ以上)のMwを持ち、およびd)3.0またはそれ以上(好ましくは4.0またはそれ以上、好ましくは5.0またはそれ以上、好ましくは6.0またはそれ以上、好ましくは7.0またはそれ以上、好ましくは8.0またはそれ以上、好ましくは9.0またはそれ以上、好ましくは4.0〜40)のMw/Mnを持つ。
.1rad/秒および温度190℃における粘度を持つ。
本発明は、更に組成物にも係り、該組成物は、25質量%(該組成物の質量を基準として)より多くの、0.97またはそれ以上のg’visおよび20,000g/モルまたはそれ以上のMwを有する1種またはそれ以上のエチレンポリマー、および少なくとも0.1質量%(該組成物の質量を基準として)の分岐改質剤を含み、ここで該改質剤は0.97未満のg’visを有し、該エチレンポリマーは、該分岐改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高いg’visを持つ。
本発明は、更に組成物に係り、該組成物は、25質量%より多くの(該組成物の質量を基準として)、0.97またはそれ以上のg’visおよび20,000g/モルまたはそれ以上のMwを持つ、1種またはそれ以上のエチレンポリマー、および少なくとも0.1質量%(該組成物の質量を基準として)の分岐ポリエチレン改質剤を含み、ここで該改質剤は0.90未満(好ましくは0.65
エチレン改質剤の複素粘度比は、2またはそれ以下である。該複素粘度は、振動数0.1rad/秒および温度190℃において測定される。
もう一つの態様において、本発明は、更に以下の成分を含む組成物に関する:
1)該ブレンドの質量を基準として、99.99質量%〜50質量%(好ましくは75質量%〜99.9質量%、好ましくは90質量%〜99.9質量%、好ましくは95質量%〜99.5質量%、好ましくは96質量%〜99.5質量%、好ましくは97質量%〜99.5質量%、好ましくは98質量%〜99質量%)の、以下の諸特性を持つ線状エチレンポリマー:
a)0.97またはそれ以上、好ましくは0.98またはそれ以上、好ましくは0.99またはそれ以上の、分岐度指数g’vis(以下のテスト法と題するセクションにおいて記載する手順に従って測定される);および
b)0.860〜0.980g/cm3(好ましくは0.880〜0.940g/cc、このましくは0.900〜0.935g/cc、好ましくは0.910〜0.930g/cc)なる密度;
c)20,000g/モルまたはそれ以上(好ましくは20,000〜2,000,000g/モル、好ましくは30,000〜1,000,000、より好ましくは40,000〜200,000、好ましくは50,000〜750,000)のMw;および
2)該ブレンドの質量を基準として、0.01質量%〜50質量%(好ましくは0.1質量%〜25質量%、好ましくは0.1質量%〜10質量%、好ましくは0.5質量%〜5質量%、好ましくは0.5質量%〜4質量%、好ましくは0.5質量%〜3質量%、好ましくは1質量%〜2質量%)の、好ましくはエチレン、C4〜C20α−オレフィン、およびジエンのターポリマーを含む分岐改質剤。
i)0.97未満(好ましくは0.95またはそれ以下、好ましくは0.92またはそれ以下、好ましくは0.90またはそれ以下、好ましくは0.88またはそれ以下)のg’vis;
ii)約0.850〜約0.980g/cm3(好ましくは0.890〜約0.980、好ましくは0.880〜0.940g/cc、好ましくは0.900〜0.935g/cc、好ましくは0.910〜0.930g/cc)の密度;
iii)約2.5〜約40(好ましくは5.0〜40、好ましくは6.0〜40、好ましくは7.0〜40)の、分子量分布(Mw/Mn);
iv)場合により、5質量%未満(好ましくは4質量%またはそれ以下、好ましくは3質量%またはそれ以下、好ましくは2質量%またはそれ以下、好ましくは1質量%またはそれ以下、好ましくは0質量%)のキシレン不溶性物質;また
ここにおいて、上記エチレンポリマーは、上記分岐改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高い(好ましくは少なくとも0.02、好ましくは少なくとも0.03、好ましくは少なくとも0.04、好ましくは少なくとも0.05、好ましくは少なくとも0.1、好ましくは少なくとも0.2、好ましくは少なくとも0.3、好ましくは少なくとも0.4、好ましくは少なくとも0.5単位高い)g’visを持つ。
もう一つの態様において、本発明は、更に以下の成分を含む組成物にも係る:
1)該ブレンドの質量を基準として、99.99質量%〜50質量%(好ましくは75質量%〜99.9質量%、好ましくは90質量%〜99.9質量%、好ましくは95質量%〜99.5質量%、好ましくは96質量%〜99.5質量%、好ましくは97質量%〜99.5質量%、好ましくは98質量%〜99質量%)の、以下の諸特性を持つ線状エチレンポリマー:
a)0.97またはそれ以上、好ましくは0.98またはそれ以上、好ましくは0.99またはそれ以上の、分岐度指数g’vis(以下のテスト法と題するセクションにおいて記載する手順に従って測定される);および
b)0.860〜0.980g/cc(好ましくは0.880〜0.940g/cc、好ましくは0.900〜0.935g/cc、好ましくは0.910〜0.930g/cc)の密度;
c)20,000g/モルまたはそれ以上(好ましくは20,000〜2,000,000g/モル、好ましくは30,000〜1,000,000、より好ましくは40,000〜200,000、好ましくは50,000〜750,000)のMw;および
2)該ブレンドの質量を基準として、0.01質量%〜50質量%(好ましくは0.1質量%〜25質量%、好ましくは0.1質量%〜10質量%、好ましくは0.5質量%〜5質量%、好ましくは0.5質量%〜4質量%、好ましくは0.5質量%〜3質量%、好ましくは1質量%〜2質量%)の、好ましくはエチレン、C4〜C20α−オレフィン、およびジエンのターポリマーを含む分岐改質剤。ここで、該改質剤は、少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4(好ましくはC6)〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合を含むポリエンを含有し、該分岐改質剤は、
a)0.97未満(好ましくは0.95またはそれ以下、好ましくは0.92またはそれ以下、好ましくは0.90またはそれ以下、好ましくは0.88またはそれ以下)のg’visを持ち;
b)本質的にゲルを含まず(例えば、5質量%またはそれ以下、好ましくは4質量%またはそれ以下、好ましくは3質量%またはそれ以下、好ましくは2質量%またはそれ以下、好ましくは1質量%またはそれ以下、好ましくは0質量%のキシレン不溶性物質);
c)100,000g/モルまたはそれ以上(好ましくは120,000またはそれ以上、好ましくは150,000またはそれ以上)のMwを有し;
d)4.0またはそれ以上(好ましくは5.0またはそれ以上、好ましくは6.0またはそれ以上、好ましくは7.0またはそれ以上、好ましくは8.0またはそれ以上、好ましくは9.0またはそれ以上、好ましくは4.0〜40)のMw/Mnを有し;また
ここにおいて、上記エチレンポリマーは、上記分岐改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高い(好ましくは少なくとも0.02、好ましくは少なくとも0.03、好ましくは少なくとも0.04、好ましくは少なくとも0.05、好ましくは少なくとも0.1、好ましくは少なくとも0.2、好ましくは少なくとも0.3、好ましくは少なくとも0.4、好ましくは少なくとも0.5単位高い)g’visを持つ。
1)該ブレンドの質量を基準として、99.99質量%〜50質量%(好ましくは75質量%〜99.9質量%、好ましくは90質量%〜99.9質量%、好ましくは95質量%〜99.5質量%、好ましくは96質量%〜99.5質量%、好ましくは97質量%〜99.5質量%、好ましくは98質量%〜99質量%)の、以下の諸特性を持つ線状エチレンポリマー:
a)0.97またはそれ以上、好ましくは0.98またはそれ以上、好ましくは0.99またはそれ以上の、分岐度指数g’vis(以下のテスト法と題するセクションにおいて記載する手順に従って測定される);
b)0.860〜0.980g/cc(好ましくは0.880〜0.940g/cc、このましくは0.900〜0.935g/cc、好ましくは0.910〜0.930g/cc)の密度;
c)20,000g/モルまたはそれ以上(好ましくは20,000〜2,000,000g/モル、好ましくは30,000〜1,000,000、より好ましくは40,000〜200,000、好ましくは50,000〜750,000)のMw;
2)該ブレンドの質量を基準として、0.01質量%〜50質量%(好ましくは0.1質量%〜25質量%、好ましくは0.1質量%〜10質量%、好ましくは0.5質量%〜5質量%、好ましくは0.5質量%〜4質量%、好ましくは0.5質量%〜3質量%、好ましくは1質量%〜2質量%)の、好ましくはエチレン、C4〜C20α−オレフィン、およびジエンのターポリマーを含む分岐改質剤。ここで、該改質剤は、少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4(好ましくはC6)〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合を含むポリエンを含有し、該分岐改質剤は、
a)0.97未満(好ましくは0.95またはそれ以下、好ましくは0.92またはそれ以下、好ましくは0.90またはそれ以下、好ましくは0.88またはそれ以下)のg’visを持ち;
b)本質的にゲルを含まず(例えば、5質量%またはそれ以下、好ましくは4質量%またはそれ以下、好ましくは3質量%またはそれ以下、好ましくは2質量%またはそれ以下、好ましくは1質量%またはそれ以下、好ましくは0質量%のキシレン不溶性物質);
c)100,000g/モルまたはそれ以上(好ましくは120,000またはそれ以上、好ましくは150,000またはそれ以上)のMwを有し;
d)4.0またはそれ以上(好ましくは5.0またはそれ以上、好ましくは6.0またはそれ以上、好ましくは7.0またはそれ以上、好ましくは8.0またはそれ以上、好ましくは9.0またはそれ以上、好ましくは4.0〜40)のMw/Mnを有し;また
エチレンポリマー対分岐ポリエチレン改質剤の複素粘度比は、2またはそれ以下(好ましくは1.5またはそれ以下、好ましくは1.0またはそれ以下、好ましくは0.8またはそれ以下、好ましくは0.5またはそれ以下)である。
もう一つの好ましい態様において、上記ポリマーブレンドは、エチレンおよびポリエン由来の単位を含む分岐ポリエチレン改質剤rを含む。
好ましい一態様において、本発明は以下の成分で構成されるブレンドを含む:
a)0.1質量%〜99.5質量%(好ましくは0.5質量%〜20質量%、好ましくは0.75質量%〜10質量%、好ましくは0.9質量%〜5質量%、好ましくは1質量%〜3質量%、好ましくは1質量%〜2質量%)の量で存在する、ここに記載された任意の分岐改質剤;および
b)0.97またはそれ以上のg’vis、60%またはそれ以上のCDBI、および0.90g/ccまたはそれ以上の密度を持つエチレンポリマー、ここで該エチレンポリマーは、上記分岐改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高い(好ましくは少なくとも0.02、好ましくは少なくとも0.03、好ましくは少なくとも0.04、好ましくは少なくとも0.05、好ましくは少なくとも0.1、好ましくは少なくとも0.2、好ましくは少なくとも0.3、好ましくは少なくとも0.4、好ましくは少なくとも0.5単位高い)g’visを持つ。
もう一つの態様において、上記エチレンポリマーは、US 2007/0260016および米国特許第6,476,171号に記載されているmPE、例えばエチレンと少なくとも一つの、少なくとも5個の炭素原子を含むα−オレフィンとのコポリマーを含み、これらは、アルミニウムアルキルを主成分とするスキャベンジャー(例えば、トリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム等)の実質的な不在下で、活性化された分子的にばらばらな状態にある触媒からなる担持触媒を用いた、連続気相重合法により得ることができ、このポリマーは、0.1〜15(ASTM D 1238、条件E)なるメルトインデックス;少なくとも70%のCDBI;0.910〜0.930g/ccなる密度;20未満の曇り度(ASTM D1003)の値;35〜80なるメルトインデックス比(I21/I2、ASTMD 1238);13790〜41369N/cm2(20,000〜60,000psi)なる平均モジュラス(M)(米国特許第6,255,426号に定義されている)および以下の式を満たす、kg/mm([g/mil]×25.4)単位で表されたMと落槍衝撃強さ(約66cm(26in)、ASTM D 1709)(DIS)との間の関係を持つ:
もう一つの好ましい態様において、上記ポリマーブレンドは、エチレンおよび1種またはそれ以上のC4〜C20α−オレフィンコモノマー由来の単位を含む、メタロセン−触媒により得た分岐改質剤コポリマーを含む。該分岐改質剤は、約2質量%〜約20質量%のコモノマー含有率、少なくとも60%の組成分布幅指数(CDBI)、1.0dg/分またはそれ以下のメルトインデックス(MIまたはI2)および0.97未満、好ましくは0.96またはそれ以下、より好ましくは0.94またはそれ以下の分岐度指数g’visを有し、ここで該エチレンポリマーは、該分岐改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高いg’visを持つ。
もう一つの態様において、上記分岐改質剤とエチレンポリマーとの密度の差は、0.04g/cm3またはそれ以下、好ましくは0.02g/cm3またはそれ以下である。もう一つの態様において、該分岐改質剤とエチレンポリマーとの密度の差は、0.03g/cm3またはそれ以上、好ましくは0.05g/cm3またはそれ以上、好ましくは0.08g/cm3またはそれ以上、好ましくは0.10g/cm3またはそれ以上、好ましくは0.20g/cm3またはそれ以上である。
もう一つの態様において、上記分岐改質剤とエチレンポリマーとのメルトフローインデックス(190℃、2.16kg)の差は、10dg/分またはそれ以下、好ましくは5dg/分またはそれ以下である。
上記分岐改質剤のMI(190℃、2.16kg)は、上記エチレンポリマー成分のMIの90%またはそれ以下、好ましくは80%またはそれ以下、好ましくは70%またはそれ以下である。
別の態様において、上記改質剤の0.1rad/秒における複素粘度は、該分岐改質剤と組合せる前の、上記エチレンポリマーの0.1rad/秒における複素粘度と等しいかまたはそれよりも大きい。
もう一つの態様において、本発明のポリエチレン/改質剤組成物は、該組成物の質量を基準として、50質量%未満(好ましくは40質量%未満、好ましくは30質量%未満、好ましくは20質量%未満、好ましくは10質量%未満、より好ましくは5質量%未満、より好ましくは1質量%未満)のプロピレンホモポリマーまたはコポリマーを含む。ここで、プロピレンホモポリマーまたはコポリマーは、少なくとも50モル%のプロピレンモノマー単位を含むポリマーである。
好ましい一態様において、ここに記載された線状ポリエチレンおよび分岐改質剤を含有する上記ブレンドは、1.1またはそれ以上、好ましくは1.5またはそれ以上、好ましくは2.0またはそれ以上の伸長歪−硬化比を持つ。
一態様において、本発明のポリエチレン組成物の溶融強度は、該ブレンドにおいて使用されるエチレンポリマー成分の溶融強度よりも少なくとも5%高い。
もう一つの態様において、本発明のポリエチレン組成物の複素粘度は、該複素粘度を振動数0.1rad/秒および温度190℃にて測定する場合には、上記ブレンド組成物において使用される該エチレンポリマー成分の複素粘度よりも少なくとも10%高く、また本発明のポリエチレン組成物の複素粘度は、該複素粘度を振動数398rad/秒および温度190℃にて測定する場合には、該ブレンド組成物において使用される該エチレンポリマー成分の複素粘度と同等であるかそれよりも低い。複素粘度は、テスト法と題するセクションにおいて記載される手順に従って測定される。あるいはまた、本発明の組成物の剪断減粘性比(shear thinning ratio)は、該エチレンポリマー成分の剪断減粘性比よりも少なくとも10%高い。
一態様において、上記分岐改質剤ポリマーの結晶化温度Tc(以下のテスト法と題するセクションにおいて記載されるDSC法に従って測定)は、上記エチレンポリマーのTcよりも低い。好ましくは、該ポリエチレン組成物のTcは、少なくとも2℃だけ、好ましくは少なくとも5℃だけ、該エチレンポリマー成分のTcよりも低い。
もう一つの態様において、上記分岐改質剤ポリマーのTcは、上記ブレンド内のエチレンポリマー成分のTcよりも高く、好ましくは該ポリエチレン組成物のTcは、少なくとも2℃だけ、好ましくは少なくとも5℃だけ、該エチレンポリマー成分のTcよりも高い。
好ましくは、上記ポリエチレンと上記改質剤とのブレンドのHLMI(190℃、21.6kgにてASTM D1238により測定、I21とも呼ばれる)は、一態様においては0.01〜800dg/分、および他の態様では0.1〜500dg/分、更に一層特定的な態様では0.5〜300dg/分、および更に一層特定的な態様では1〜100dg/分なる範囲にあり、ここで該所望の範囲は、任意のHLMIの上限と任意のHLMIの下限との組合せである。
好ましくは、上記ポリエチレンと上記改質剤とのブレンドは、一態様においては10〜500、より特定的な態様では15〜300、およびより特定的な態様では20〜200なるメルトインデックス比(MIR、またはI21/I2)を持つ。あるいはまた、該改質剤は、一態様においては15よりも大きな、より特定的な態様では20よりも大きく、更に一層特定的な態様では30よりも大きく、更に一層特定的な態様では40よりも大きく、また更に一層特定的な態様では50よりも大きな、メルトインデックス比を持つことができる。
好ましくは、上記ポリエチレンと上記改質剤とのブレンドは、ゲルを含まない。ゲルの存在は、該材料をキシレン中に、その沸点において溶解させることにより測定することができる。ゲルを含まない製品はキシレン中に溶解されるはずである。一態様において、該分岐改質剤は、5質量%またはそれ以下(好ましくは4質量%またはそれ以下、好ましくは3質量%またはそれ以下、好ましくは2質量%またはそれ以下、好ましくは1質量%またはそれ以下、好ましくは0質量%)のキシレン不溶性物質を含む。
本発明のポリエチレン組成物は、分岐改質剤(本明細書において、「改質剤」、または「分岐ポリエチレン改質剤」、もしくは「分岐改質剤ポリマー」とも呼ばれる)を含む。改質剤として有用なここに記載される一群の材料は単独で使用でき、あるいは所望の特性を得るために、ここに記載される他の改質剤と混合することも可能であることが認識されよう。
一態様において、ここにおいて有用な上記分岐改質剤は、少なくとも1種の重合性ポリエンから誘導された単位を含む、長鎖分岐ポリエチレンコポリマーである。重合性ポリエンは、重合反応中に成長中のポリエチレン鎖内に組み入れることのできる少なくとも2つの二重結合を持つポリエンである。好ましい一態様において、該分岐改質剤は、1)エチレン;2)20モル%まで(好ましくは0.1モル%〜15モル%、好ましくは1モル%〜10モル%)の1種またはそれ以上のC4〜C40(好ましくはC4〜C20、好ましくはC6〜C12)オレフィン、好ましくはα−オレフィン(好ましくは1−ブテン、1−ヘキセン、および1−オクテン);および3)1種またはそれ以上の重合性ポリエン(好ましくは5モル%またはそれ以下、好ましくは1モル%またはそれ以下、より好ましくは0.5モル%またはそれ以下で存在し、あるいはまた該ポリエンは、0.001〜5モル%、あるいは0.01〜3モル%、あるいは0.1〜1モル%にて存在する)、好ましくはα,ω−ジエン、好ましくは1種またはそれ以上の1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、1,10−ウンデカジエン、1,11−ドデカジエン、1,12−トリデカジエン、および1,13−テトラデカジエン、テトラヒドロインデン、ビシクロ−(2.2.1)−ヘプタ−2,5−ジエンとしても知られているノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、1,4−シクロヘキサジエン、1,5−シクロオクタジエン、および1,7−シクロドデカジエンのターポリマーである。
メタロセン触媒を用いる重合系において、反応性二重結合を持つマクロモノマーを、もう一つのポリマー鎖内に組入れて、3−官能性分岐構造を持つ長鎖分岐ポリマーを製造することも可能である。これらの反応性二重結合は、該重合系において生成されたポリマー鎖の連鎖末端上のビニル基であり得る。得られる生成物は、該第二のポリマー鎖からなる主鎖を含み、該主鎖はこれから伸びている、該第一のポリマー鎖からなる分枝を持つ。一態様において、該長鎖分岐改質剤は、4−官能性および3−官能性分岐構造両者を含む。
さらなる局面において、上記改質剤は、少なくとも80モル%のエチレンおよび0.01モル%〜10モル%の、ノルボルナジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、C6〜C12α,ω−ジエン、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のジエンを含み、その残部は、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンおよびこれらの混合物からなる群から選択されるα−オレフィンである。
もう一つの態様において、上記改質剤は、エチレン、α,ω−ジエン、プロピレンおよび1−ブテンのコポリマーを含み、また1.2〜2.0(好ましくは1.6〜1.8)なるプロピル鎖末端の割合対アリル鎖末端の割合の比を有し、ここで該プロピル鎖末端の割合は、スペクトルの基準を溶媒テトラクロロエタン−d2の化学シフトとした点以外は、WO 2009/155471のパラグラフ[0095]および[0096]に記載されているように、13C−NMRを利用して測定される。
omol.Chem.Phys.,200,2623−2628(1999))およびRadhakrishnan & Sivaram(Macromol.Chem.Phys.,200,858−862(1999)によって特定されている。
以下の手順を使用して、炭素原子10,000個当たりのジエン分岐数(B)を計算することができる:
(b)13C−NMRスペクトルの脂肪族領域(10−50ppm)の面積を積分する(Ali)。上記ビニルのアリルピークの面積を含めてはならない。
(c)該スペクトル中の全炭素数Totを、該脂肪族領域の面積と、該ビニルのアリルピーク下部の面積の2倍とを加算することにより算出、即ちTot=Ali+2*V。
(d)上記α,ω−ジエンの挿入された末端に帰属させた上記ピークの面積を平均して、挿入されたジエン末端の数(D)を計算する。
(e)ジエン分岐数Bを、0.5*(D−V)と見積もる。この評価値は僅かに低い。というのは、該アリルビニルピークにおけるビニル基の幾つかが、連鎖末端由来であり得るからである。しかし、典型的には、該ジエンにおける残留ビニル基の数は、連鎖当たり多数のジエンが挿入されていることから、該連鎖末端における残留ビニル基数よりも著しく多い。
(f)炭素原子数10,000当たりのジエン分岐数に換算するために、Bを上記全炭素数Totで割り、かつ10,000を乗ずる。
上記位相角δ対測定振動数ωのプロットにおいて、長鎖分枝を持つポリマーは、δ(ω)の関数においてプラトー部分を示すが、線状ポリマーはこのようなプラトーを持たない。Garcia−Franco等(Macromolecules,2001,34,No.10,3115−3117)によれば、上記プロットにおけるプラトーは、該ポリマーサンプル内に生じる長鎖分枝の量が増加すると、低い位相角δに向かってシフトするであろう。該プラトーが発生する位相角を90度なる位相角で割ると、臨界緩和指数(critical relaxation exponent)nが得られ、次いでこれは、以下の式を利用してゲル剛性を計算するのに使用し得る:
で製造するポリマーに関する好ましい臨界緩和指数nは、1未満かつ0より大きく、一般的にはnは0.1〜0.92、好ましくは0.2〜0.85であろう。
小振幅振動剪断データは、R.B.Bird,R.C.Armstrong & O.Hassager,ポリマー液体の力学(Dynamics of Polymeric Liquids),Vol.1,流体力学(Fluid Mechanics),第2版,ジョンウイリー&サンズ(John Wiley and Sons),(1987)のpp.273−275に記載の手順を用いて、離散緩和スペクトルに変換し得る。上記貯蔵および損失弾性率は、緩和時間λk=0.01、0.1、1、10および100秒にて、以下の関数により、同時に最小二乗フィッティング処理される:
ここで使用する分岐改質剤は、好ましくは良好な剪断減粘性を持つ。剪断減粘性は、剪断速度の増大に伴う、複素粘度の減少によって特徴づけられる。該剪断減粘性を定量化する一つの方法は、振動数0.01rad/秒における複素粘度対振動数100rad/秒における複素粘度の比を使用することである。好ましくは、この改質剤の複素粘度比は、該複素粘度を190℃において測定した場合には、20またはそれ以上、より好ましくは50またはそれ以上、より一層好ましくは100またはそれ以上である。
的に、剪断減粘性指数の低い値は、該ポリマーが高度に剪断減粘性であり、また該ポリマーが高剪断工程、例えば射出成形により容易に加工し得ることを示す。この勾配が負であればあるほど、該振動数の増加に伴って該動粘度はより迅速に減少する。好ましくは、上記改質剤は、−0.2未満の剪断減粘性指数を持つ。これらの型の改質剤は、高剪断速度の製造方法、例えば射出成形によって容易に加工される。
本開示による上記分岐改質剤は、一般的に、同様なメルトインデックスを持つ従来の線状または長鎖分岐ポリエチレンの溶融強度値よりも大きな溶融強度を持つ。ここで使用する用語「溶融強度」とは、溶融ポリマーの押出物を速度12mm/s2、押出温度190℃にて、該押出物が破壊され、それにより該力が巻取りロールに印加されるまで延伸、圧伸するに要する力を意味する。一態様において、該分岐改質剤ポリマーの溶融強度は、同一の密度およびMIを持つ線状ポリエチレンの溶融強度よりも少なくとも20%高い。
本発明の分岐改質剤が気相またはスラリー法により製造された場合、該改質剤は、一態様では0.400〜0.900g/cm3、他の態様においては0.420〜0.800g/cm3、および更に別の態様においては0.430〜0.500g/cm3、および更に別の態様においては0.440〜0.60g/cm3の嵩密度を持ち、ここで望ましい範囲は、ここに記載した任意の嵩密度の上限および嵩密度の任意の下限を含むことができる。
好ましい一態様において、上記分岐改質剤は、5またはそれ以上、好ましくは10またはそれ以上、好ましくは20またはそれ以上、好ましくは30またはそれ以上、好ましくは40またはそれ以上、好ましくは50またはそれ以上の歪−硬化比、および/または50,000g/モルまたはそれ以上、好ましくは50,000〜2,000,000g/モル、あるいはまた100,000〜1,000,000g/モル、あるいはまた150,000〜750,000g/molのMwを持つ。
好ましくは、上記改質剤のHLMI(ASTM D 1238、190℃、21.6kg)は、一態様においては0.01〜800dg/分、およびもう一つの態様においては0.1〜500dg/分、および更に一層特定的な態様では0.5〜300dg/分、および更に一層特定的な態様では1〜100dg/分の範囲にあり、ここで望ましい範囲は、I2Iの任意の上限とI2Iの任意の下限との組み合わせである。あるいはまた、該分岐改質剤のHLMIは30dg/分未満、好ましくは20dg/分である。HLMIはI2Iとも呼ばれる。
ここにおいて有用な上記改質剤は、一態様においては10〜500、より特定的な態様では15〜300、および更に一層特定的な態様では20〜200のメルトインデックス比(MIR、またはI21/I2)を持つ。あるいはまた、該改質剤は、一態様においては15よりも大きな、より特定的な態様では20より大きな、より一層特定的な態様では30より大きな、より一層特定的な態様では40より大きな、およびより一層特定的な態様では50より大きなメルトインデックス比を持つことができる。
好ましくは、上記分岐改質剤は、以下のテスト法と題するセクションにおいて記載される、サイズ排除クロマトグラフィーによって測定された10,000〜2,000,000g/モル、好ましくは20,000〜1,000,000g/モル、より好ましくは30,000〜500,000g/モルのMwよび/または2〜40、好ましくは2.5〜30、より好ましくは3〜20、より好ましくは3〜25なるサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されたMw/Mn、および/または2〜50、好ましくは2.5〜30、より好ましくは3〜20、より好ましくは3〜25なるMz/Mwを持つ。ここにおいて言及されるまたここに添付した特許請求の範囲の目的にとってのMwとは、以下のテスト法と題するセクションにおいて記載される光散乱検出器を用いたGPCにより得られる。
好ましい一態様において、ここに記載された任意の分岐改質剤は、0.90またはそれ以下、好ましくは0.85またはそれ以下、好ましくは0.80またはそれ以下、好ましくは0.75またはそれ以下、好ましくは0.70またはそれ以下、好ましくは0.65またはそれ以下、好ましくは0.60またはそれ以下のg’(Z ave)を持つ。
Z平均分岐度指数(g’(Z ave))は、以下のテスト法と題するセクション、US 2006/0173123のパラグラフ[0334]〜[0341]、pp.24−25(以下のテスト法と題するセクションに記載した如く、GPC手順を実施した点を除き、ここに引用された参考文献を含む)において記載された、SEC−DRI−LS−VIS手順を用いて得られるデータを使用して決定され、ここでは該Z平均分岐度指数は以下の式で表され:
好ましい一態様において、前記分岐改質剤は、53.9*I2(−0.74)よりも大きな、振動数0.01rad/秒における複素粘度対振動数398rad/秒における複素粘度の剪断減粘性比を持ち、ここでI2は190℃、2.16kgにおけるASTM 1238 Dに従うメルトインデックスである。
s)の、0.1rad/秒および温度190℃における複素粘度を持つことができる。
ここに記載した任意の本発明の態様において、上記分岐ポリエチレン改質剤は、好ましくは該エチレンポリマーの複素粘度の少なくとも50%(好ましくは少なくとも100%、好ましくは少なくとも120%、好ましくは少なくとも150%、好ましくは少なくとも200%、好ましくは少なくとも300%)の複素粘度を持つ。該複素粘度は、振動数0.1rad/秒および温度190℃において測定される。もう一つの態様において、該分岐ポリエチレン改質剤の複素粘度は、振動数100rad/秒および温度190℃における該エチレンポリマーの複素粘度よりも低い。
ここに記載する改質剤は、高圧、溶液、気相またはスラリー重合法又はこれらの組み合わせ、好ましくは溶液相または気相重合法で、以下に記載する触媒および活性化剤を用いて製造することができる。好ましい一態様において、上記ジエンは、モノマー供給材料中に、2〜500ppm、好ましくは10〜3000、より好よしくは20〜2000ppmなる供給濃度にて存在する。このジエン濃度は、該供絵材科中の全モノマーおよびコモノマーの全質量を基準として計算される。
本発明のポリエチレン組成物は分岐改質剤を合み、該改質剤は、典型的にはエチレンコポリマーまたはターポリマーであり、好ましくは少なくとも1種の重合性ジエンを合む。ジエンの主な機能は、ポリマー鎖間に結合を生成し、結果として長鎖の分岐した構造を生成することにある。該分岐改質剤におけるジエンの含有率は、典型的には、所定の用途に対する高レベルの分枝を生成するのに十分に高く、かつゲルを含まない製品を製造するのに十分低いものである。ゲルを含まない製品は、該ジエン系モノマーの型およびその濃度を調節することにより、モノマー濃度および合成されたポリマーの量(ポリマー使用量)を調節することにより、あるいはH2またはその他の連鎖移動剤を添加することにより得ることができる。連鎖移動剤は、該反応器内で合成されるポリマーの分子量を低下する。該ジエン濃度に対して全モノマー濃度を高めることは、該ジエンの相対的な濃度を低下させ、またより低い割合のジエンが各ポリマー鎖に組込まれるであろう。また、より高い全モノマー濃度は、殆どの触媒系に対して、該連鎖の分子量を増大する。連鎖当たりの組入れられたジエンの数は、該連鎖の分子量またはその長さに依存するので、H2または連鎖移動剤の添加も、重合中にジエン架橋を形成するのに利用し得る、連鎖当たりのサイト数に影響を与える。
メタロセン触媒を含む重合系においては、反応性二重結合を持つマクロモノマーをもう一つのポリマー鎖中に組込んで、3−官能性分岐構造を持つ長鎖分岐ポリマーを製造することも可能である。これらの反応性二重結合は、該重合系において製造されたポリマー鎖の連鎖末端上のビニル基であり得る。触媒および作業条件の適切な選択は、ビニル鎖末端を持つマクロモノマーの生産量を高め、従って長鎖分枝のレベルの増大を可能とする。このような系においては、該反応器におけるより低いジエン濃度が、同一レベルの分枝を持つ分岐改質剤を製造するのに必要とされる。加工実施能力も改善され、その理由は、低レベルのジエン濃度が、反応器内でのゲル生成の可能性を大幅に減じるであろうからである。一態様において、該重合工程は、ビニル末端基等の反応性末端基を持つエチレンポリマー(マクロモノマー)を生成し得る、反応器系を含む。一般的に、該反応器系により誘導されたマクロモノマーが、全不飽和オレフィン連鎖末端を基準として、少なくとも50%、例えば少なくとも70%のビニル末端不飽和性を持つことが望ましい。不飽和連鎖末端(およびその割合)は、US 2009/0318644(6/20/2008に出願されたUSSN 12/143,663)、特に該特許出願明細書第33頁第25行乃至第34頁第11行に記載されているプロトンNMR(120℃、400MHzにて収集)を用いて決定される。反応性マクロモノマーを製造し得る装置と、重合性ジエンとの組合せは、該分岐改質剤を製造するための効率の良い方法であり得る。
一態様においては、500ppmまたはそれ以下、あるいは400ppmまたはそれ以下、または300ppmまたはそれ以下の水素を、上記重合系に添加する。他の態様においては、少なくとも50ppm、または100ppmまたはそれ以上、あるいは150ppmまたはそれ以上の水素を該重合系に添加する。
気相重合、特に流動床法は、ここに記載される分岐改質剤の製造のために使用し得る。一般に、ポリマーを製造するために使用される流動ガス床法において、1種またはそれ以上のモノマーを含有するガス流は、反応条件の下で触媒の存在下で、流動床を介して連続的に循環される。該ガス流は該流動床から取出され、該反応器に再循環により戻される。同時に、ポリマー生成物が該反応器から取出され、新たなモノマーが添加されて、重合されたモノマーと置換えられる。これについては、例えば米国特許第4,543,399号;同第4,588,790号;同第5,028,670号;同第5,317,036号;同第5,352,749号;同第5,405,922号;同第5,436,304号;同第5,453,471号;同第5,462,999号;同第5,616,661号;および同第5,668,228号を参照のこと。これら文献の全てを、参考としてここに完全に組入れる)。
一態様では、本発明において有用な好ましい重合技術は、粒子状態重合(particle form polymerization)またはスラリー法として知られており、該方法において温度は、該ポリマーが溶液となる温度以下に維持される。このような技術は、当分野において周知であり、例えば米国特許第3,248,179号に記載されている。この特許全体を、ここにおいて参考として組み入れる。この粒子状態法における好ましい温度は、約85℃〜約110℃の範囲内にある。該スラリー法に係る2つの好ましい重合法は、ループ反応器を用いる方法および直列式または並列式の複数の攪拌反応器を用いる方法、またはこれらの組合せである。スラリー法の非限定的な例は、連続ループ法または攪拌タンク法を含む。またその他のスラリー法の例は、米国特許第4,613,484号に記載されており、その記載全体をここにおいて参考として組み入れる。
もう一つの態様では、上記スラリー法は、ループ反応器内で連続的に行われる。イソブタン中のスラリーとして、あるいは乾燥自由流動性粉末としての触媒は、定期的に該反応器ループに注入され、該ループ自体は、モノマーおよびコモノマーを含むイソブタンからなる希釈剤中に成長中のポリマー粒子を含む循環スラリーで満たされている。場合により、分子量調節剤として水素を添加することができる。一態様においては、500ppmまたはそれ以下、または400ppmまたはそれ以下または300ppmまたはそれ以下の水素が添加される。他の態様においては、少なくとも50ppm、または100ppmまたはそれ以上、または150ppmまたはそれ以上の水素が添加される。
上記反応器は、3620kPa〜4309kPaなる圧力および約60℃〜約120℃、好ましくは所望のポリマーの溶融特性に依存して約104℃までの温度に維持される。反応熱は、該反応器の大部分が二重ジャケット付きパイプ形状にあることから、そのループ壁を介して除去される。上記スラリーは、規則的な間隔でまたは連続式に該反応器から、加熱された低圧フラッシュ容器、回転式乾燥器および窒素パージカラムに順次送られて、上記希釈剤およびあらゆる未反応モノマーおよびコモノマーが除去される。次いで、こうして得られる炭化水素を含まない粉末を、様々な用途において使用するために配合する。
本発明において有用なもう一つの方法は、如何なるスキャベンジャー、例えばトリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムおよびトリ−n−ヘキシルアルミニウムおよびジエチルアルミニウムクロリド、ジブチル亜鉛等の不在下またはこれらを本質的に含まない状態で操作される方法、好ましくはスラリー法である。この方法は、PCT出願WO 96/08520および米国特許第5,712,352号に記載されている。これら従来技術を、参考として完全にここに組入れる。
もう一つの態様において、上記方法は、スキャベンジャーを用いて実施する。典型的なスキャベンジャーは、トリメチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムおよび過剰量のアルモキサンまたは変性アルモキサンを含む。
上記反応器における温度制御は、重合反応熱と、反応器の内容物を冷却するための、反応器ジャケットまたは冷却コイルによる該反応器の冷却、自動冷蔵、予備冷却供給材料、液状媒体(希釈剤、モノマーまたは溶媒)の蒸発またはこれら3種全ての組合せとを釣合わせることにより達成される。また、予備冷却供給材料を用いる断熱反応器を使用することも可能である。該反応器の温度は、使用する触媒に依存する。一般に、該反応器温度は、好ましくは約30℃〜約160℃、より好ましくは約90℃〜約150℃、および最も好ましくは約100℃〜約140℃で変えることができる。重合温度は選択された触媒に応じて変えることができる。一連の操作において、該第二の反応器温度は、該第一の反応器温度よりも高いことが好ましい。並列反応器の操作において、これら2つの反応器の温度は独立である。該反応器圧力は、約0.133Pa(1mmHg)〜250MPa(2500bar)、好ましくは0.1MPa〜160MPa(0.1bar〜1600bar)、最も好ましくは0.1MPa〜50MPa(1.0bar〜500bar)で変えることができる。
これら3つの方法各々は、また単一の反応器、並列式または直列式反応器構成においても使用することができる。上記液体法は、オレフィンモノマーと上記触媒系とを、適当な希釈剤または溶媒中で接触させ、該モノマーを十分な時間反応させて、上記所定のポリマーを生成する工程を含む。脂肪族および芳香族両者の炭化水素溶媒が適当である。ヘキサン、ペンタン,イソペンタン、およびオクタン等のアルカンが好ましい。
上記方法は、連続的に攪拌されるタンク反応器、バッチ式反応器またはプラグフロー反応器で、あるいは直列式または並列式に動作する2以上の反応器内で行うことができる。これらの反応器は、内部冷却または加熱手段を備えていても備えていなくてもよく、また上記モノマー供給材料は冷蔵されていても、されていなくてもよい。一般的な作業条件については、米国特許第5,001,205号の一般的な記載を参照のこと。同様に、国際特許出願WO 96/33227およびWO 97/22639をも参照のこと。これら参考文献の全てを、重合法、メタロセンの選択および有用なスキャベンジャー化合物の記載に関するUSの目的に対して参考としてここに組入れる。
もう一つの態様において、橋架け基(A)は、更に例えば4〜10個のリング構成員(より特定的な態様では、5〜7個のリング構成員)を含む環式基であり得る。該リング構成員は、上記元素から、特別な一態様においては、B、C、Si、Ge、N、およびOの1またはそれ以上から選択することができる。該橋架け部分としてまたはその一部として存在し得るリング構造の非限定的な例は、シクロブチリデン、シクロペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロヘプチリデン、シクロオクチリデン、および1または2個の炭素原子が少なくとも一つのSi、Ge、N、およびO(特に、SiおよびGe)によって置換えられている対応するリングである。該リングおよび上記Cp基間の結合配列は、シス−、トランス−、またはその組み合わせであり得る。
式(I)および(II)の上記リガンドCpAおよびCpBは、一態様においては相互に異なっており、また他の態様においては同一である。
本発明の更に別の局面において、上記少なくとも1種のメタロセン触媒成分は、以下の式(IVa)によって示される架橋されていない「ハーフサンドイッチ」メタロセンであり得る:
ここでCpAは、上記式(I)における基Cpに対する定義と同様であり、Mと結合するリガンドであり、各Qは、独立にMと結合しており、Xは上記式(I)において定義した如き脱離基であり、nは0〜3の範囲にあり、また一態様では0または3であり、qは0〜3の範囲にあり、また一態様では0または3である。一態様において、CpAは、シクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル、これらの置換型、およびこれらの組合せからなる群から選択される。式(IVa)において、QはROO−、RO−、R(O)−、−NR−、−CR2−、−S−、−NR2、−CR3、−SR、−SiR3、−PR2、−H、および置換または無置換のアリール基からなる群から選択され、ここでRはC1〜C6アルキル、C6〜C12アリール、C1〜C6アルキルアミン、C6〜C12アルキルアリールアミン、C1〜C6アルコキシ、C6〜C12アリールオキシ等からなる群から選択される。Qの非限例は、C1〜C12カルバメート、C1〜C12カルボキシレート(例えば、ピバレート)、C2〜C20アルキル、およびC2〜C20ヘテロアリル部分を含む。
本発明のもう一つの局面において、上記メタロセン触媒成分は、1種またはそれ以上の米国特許第5,703,187号および同第5,747,406号に記載されているようなものであり、例えば米国特許第5,026,798号および同第6,069,213号に記載されているようなダイマーまたはオリゴマー構造を含む。本発明のもう一つの局面において、該メタロセン触媒成分は、1種またはそれ以上の米国特許第6,069,213号に記載されているようなものである。
特に有用なメタロセン触媒化合物は、以下に列挙するものを含む:ジメチルシリル−ビス−(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−ビス−(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジメチル、ジメチルシリル−ビス−(テトラヒドロインデニル)ハフニウムジクロリド、ジメチルシリル−ビス−(テトラヒドロインデニル)ハフニウムジメチル、エチレン(ビスインデニル)ジルコニウムジメチル、エチレン(ビスインデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレン(ビスインデニル)ハフニウムジメチル、エチレン(ビスインデニル)ハフニウムジクロリド、ラセミ型(rac)−ジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、ラセミ型−ジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ラセミ型−ジメチルシリルビス(インデニル)ハフニウムジメチル、およびラセミ型−ジメチルシリルビス(インデニル)ハフニウムジクロリド。
用語「助触媒」および「活性化剤」は、本明細書において互換的に使用され、また中性触媒化合物を触媒的に活性な触媒化合物カチオンに転化することにより、上記触媒化合物の任意の一つを活性化することのできる任意の化合物であるものと定義される。非限定的な活性化剤は、例えばアルモキサン、アルミニウムアルキル、中性またはイオン性であり得るイオン化活性剤、および従来型の助触媒を包含する。好ましい活性化剤は、典型的にアルモキサン化合物(例えば、メチルアルモキサン)、変性アルモキサン化合物、および反応性のσ−結合した金属リガンドを抜取って、その金属錯体をカチオン性とし、かつ電荷−平衡型非配位または弱く配位したアニオンを与える、イオン化アニオンプリカーサ化合物を含む。
一態様において、アルモキサン活性化剤は、上記触媒組成物中の活性化剤として使用される。有用なアルモキサンの例は、メチルアルモキサン(MAO)、変性メチルアルモキサン(MMAO)、エチルアルモキサンおよびイソブチルアルモキサンを含む。該活性化剤がアルモキサン(変性または未変性)である場合、幾つかの態様は、活性化剤の最大量を該触媒化合物(金属触媒サイト当たり)よりも、5000−倍モル過剰のAl/Mに選択する。最小の活性化剤対触媒化合物の比は、1:1なるモル比である。もう一つの好ましい範囲は、1:1〜500:1、あるいはまた1:1〜200:1、あるいはまた1:1〜100:1、あるいはまた1:1〜50:1を含む。
イオン性または中性の、イオン化または化学量論的活性化剤、例えばトリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリスパーフルオロフェニルホウ素メタロイドプリカーサまたはトリスパーフルオロナフチルホウ素メタロイドプリカーサ、ポリハロゲン化ヘテロボランアニオン(WO 98/43983)、ホウ酸(米国特許第5,942,459号)、またはこれらの組合せを使用することは、本発明の範囲内に入る。同様に、中性またはイオン性活性化剤の単独での使用またはそのアルモキサンまたは変性アルモキサン活性化剤との組合せでの使用も、本発明の範囲内に入る。
イオン性化学量論的活性化剤化合物は、活性なプロトン、または該イオン化化合物の残りのイオンと結合しているが配位してはいない、または僅かに緩く配位している幾つかの他のカチオンを含むことができる。このような化合物等は、欧州特許出願公開EP 0 570 982 A、EP 0 520 732 A、EP 0 495 375 A、EP 0 500 944 B1、EP 0 277 003 A、EP 0 277 004 A;米国特許第5,153,157号、同第5,198,401号、同第5,066,741号、同第5,206,197号、同第5,241,025号、同第5,384,299号、同第5,502,124号;および1994年8月3日付出願の米国特許出願第08/285,380号に記載されている。これら文献全てを、参考としてここに完全に組入れる。
好ましい一態様において、上記化学量論的活性化剤は、カチオンおよびアニオン成分を含み、好ましくは以下の式(II)によって表されるものである:
(Z)d +(Ad−) (II)
ここで、Zは(L−H)または還元性ルイス酸であり、Lは中性ルイス塩基であり、Hは水素原子であり、(L−H)+は、ブレンステッド酸であり、Ad−は電荷d−を持つ非配位アニオンであり、またdは1〜3の整数である。
上記アニオン成分Ad−は、式:[Mk+Qn]d−を持つものを含み、ここでkは1、2、または3であり、nは1、2、3、4、5、または6、好ましくは3、4、5または6であり、n−k=dであり、Mは元素周期律表第13属元素から選択される元素、好ましくはホウ素またはアルミニウムであり、またQは独立にハイドライド、架橋されたまたは架橋されていないジアルキルアミド、ハライド、アルコキシド、アリールオキシド、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロカルビル、置換ハロカルビル、およびハロ置換−ヒドロカルビル基であり、該Qは20個までの炭素原子を含むが、これが1回以上出現する場合には、Qはハライドであることを条件とし、また2つのQはリング構造を形成し得る。好ましくは、各Qは、1〜20個の炭素原子を持つフッ素化されたヒドロカルビル基であり、より好ましくは各Qはフッ素化アリール基であり、また最も好ましくは各Qはペンタフルオロアリール基である。適当なAd−成分の例は、また米国特許第5,447,895号に記載されている二ホウ素化合物をも含む。この特許全体を参考としてここに組入れる。
もう一つの態様において、上記NCAは嵩高い活性化剤である。ここで使用する「嵩高い活性化剤」とは、以下の式で表されるアニオン性活性化剤を意味する:
各R2は、独立にハライド、C6〜C20置換芳香族ヒドロカルビル基、または式:−O−Si−Raのシロキシ基であり、該式においてRaはC1〜C20ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基(好ましくは、R2はフッ素原子またはパーフルオロフェニル基である)であり、
各R3はハライド、C6〜C20置換芳香族ヒドロカルビル基、または式:−O−Si−Raのシロキシ基であり、該式においてRaはC1〜C20ヒドロカルビルまたはヒドロカルビルシリル基(好ましくは、R3はフッ素原子またはC6パーフルオロ芳香族ヒドロカルビル基であり)であり、ここでR2およびR3は1種またはそれ以上の飽和または不飽和で、置換または無置換のリングを形成することができ(好ましくは、R2およびR3はパーフルオロフェニルリングを形成する)、
Lは中性ルイス塩基であり、(L−H)+は、ブレンステッド酸であり、dは1、2、または3であり、
上記アニオンは、1020g/モルより大きな分子量を持ち、および
上記B原子上の置換基の少なくとも3つは、各々250Å3よりも大きな、あるいはまた300Å3よりも大きな、あるいはまた500Å3よりも大きな分子体積を持つ。
分子体積は、「液体および固体の密度および分子体積を評価するための簡単な「封筒の裏(簡単な計算)」法(A Simple ’Back of the Envelope’ Method for Estimating the Densities and Molecular Volumes of Liquids and Solids)」,Journal of Chemical Education,Vol.71,No.11,Nov.,1994,pp.962−964において報告されているように計算することができる。立方Å(Å3)単位で表した分子体積(MV)は、式:MV=8.3VSを用いて計算され、ここでVSは、計測された体積である。VSは構成原子の相対的体積の和であり、また相対的な体積に係る以下の表を用いて、当該置換基の分子式から計算される。縮合リングに関しては、該VSは縮合リング1個当たり7.5%だけ減少する。
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ヘプタフルオロナフチル)ボレート
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロナフチル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(パーフルオロビフェニル)ボレート、
トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、およびトリフェニルカルベニウムテトラ(パーフルオロフェニル)ボレート。
更に、典型的なNCA活性化剤対触媒の比、例えば全NCA活性化剤対触媒比は、モル比で1:1である。あるいはまた、好ましい範囲は0.1:1〜100:1、あるいはまた0.5:1〜200:1、あるいはまた1:1〜500:1、あるいはまた1:1〜1000:1を含む。特に有用な範囲は、0.5:1〜10:1、好ましくは1:1〜5:1である。
同様に、上記触媒化合物が、アルモキサンおよびNCAの組合せと混合し得ることも本発明の範囲内に入る(これについては、例えば米国特許第5,153,157号、同第5,453,410号、欧州特許出願EP 0 573 120 B1、PCT公開WO 94/07928およびWO 95/14044を参照のこと。これらは、イオン化活性化剤との組合せによるアルモキサンの使用について論じている)。
ここに記載の態様において、上記触媒系は、不活性な支持材料を含むことができる。好ましくは、該支持材料は、多孔質支持材料、例えばタルクおよび無機酸化物である。その他の支持材料は、ゼオライト、クレー、オルガノクレー、または任意の他の有機または無機支持材料等、またはこれらの混合物を含む。
好ましくは、上記支持材料は、微粉砕状態にある無機酸化物である。ここにおけるメタロセン触媒系で使用するための適切な無機酸化物材料は、第2、4、13、および14属金属の酸化物、例えばシリカ、アルミナ、およびこれらの混合物を含む。単独で、またはシリカまたはアルミナとの組合せで使用することのできるその他の無機酸化物は、マグネシア、チタニア、ジルコニア等である。しかし、その他の適当な支持材料を使用することも可能であり、その例は微粉砕された官能化ポリオレフィン、例えば微粉化ポリエチレンである。特に有用な支持体は、マグネシア、チタニア、ジルコニア、モンモリロナイト、フィロシリケート、ゼオライト、タルク、クレー等を含む。同様に、これら支持材料の組合せ、例えばシリカ−クロム、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア等を使用することも可能である。好ましい支持材料は、Al2O3、ZrO2、SiO2、およびこれらの組合せ、より好ましくはSiO2、Al2O3、またはSiO2/Al2O3を含む。
ここに記載する本発明の改質剤は、本発明の組成物を製造するために、少なくとも1種のエチレンポリマーと混合される。
本発明の一局面において、上記エチレンポリマーは、エチレンホモポリマー、エチレンコポリマー、およびこれらのブレンドから選択される。有用なコポリマーは、エチレンに加えて1種またはそれ以上のコモノマーを含み、ランダムコポリマー、統計的(ランダム)コポリマー、ブロックコポリマーおよび/またはこれらのブレンドであり得る。特に、ここに記載するエチレンポリマーブレンドは、物理的ブレンドまたは2種以上の型のエチレンポリマーのその場でのブレンド、あるいはエチレンポリマーとエチレンポリマー以外のポリマーとのブレンドであり得、ここで該エチレンポリマー成分は、主要成分である(例えば、50質量%より多い)。該ポリエチレンの製造方法は、決定的なものではない。というのは、これは、スラリー、溶液、気相、高圧またはその他の適当な方法で、またポリエチレンの重合に適した触媒系、例えばチーグラー−ナッタ型触媒、クロム触媒、メタロセン−型触媒、他の適当な触媒系またはこれらの組合せを用いて、あるいはラジカル重合法により製造し得るからである。好ましい一態様において、該エチレンポリマーは、米国特許第6,342,566号、同第6,384,142号、同第5,741,563号、PCT公開WO 03/040201およびWO 97/19991に記載されている触媒、活性化剤および方法によって製造される。このような触媒は、当分野において周知であり、例えばチーグラー触媒(ZIEGLER CATALYSTS)(Gerhard Fi
erlag)1995);Resconi等,およびI,IIメタロセン−ベーズドポリオレフィン(METALLOCENE−BASED POLYOLEFINS)(ウイリー&サンズ(Wiley & Sons)2000)において記載されている。
本発明において有用な、好ましいエチレンホモポリマーおよびコポリマーは、典型的に以下に列挙する諸特性を持つ:
2.テスト法と題するセクションにおいて以下に記載されるサイズ排除クロマトグラフィー法により測定された、1〜40、好ましくは1.6〜20、より好ましくは1.8〜10、より好ましくは1.8〜4、好ましくは8〜25のMw/Mn;および/または
3.テスト法と題するセクションにおいて以下に記載されるDSC法によって測定された、30℃〜150℃、好ましくは30℃〜140℃、好ましくは50℃〜140℃、より好ましくは60℃〜135℃のTm;および/または
4.5%〜80%、好ましくは10%〜70%、より好ましくは20%〜60%の結晶化度(あるいはまた、該ポリエチレンは、少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%、あるいはまた少なくとも50%の結晶化度を持つことができ、ここで該結晶化度は、テスト法と題するセクションにおいて以下に記載されるDSC法によって測定される);および/または
5.テスト法と題するセクションにおいて以下に記載されるDSC法によって測定された、300J/gまたはそれ以下、好ましくは1〜260J/g、好ましくは5〜240J/g、好ましくは10〜200J/gの融解熱;および/または
6.テスト法と題するセクションにおいて以下に記載される方法により測定された、15℃〜130℃、好ましくは20℃〜120℃、より好ましくは25℃〜110℃、好ましくは60℃〜125℃の結晶化温度(Tc);および/または
8.(ASTM D2240により測定した)10またはそれ以上、好ましくは20またはそれ以上、好ましくは30またはそれ以上、好ましくは40またはそれ以上、好ましくは100またはそれ以下、好ましくは25〜75のショア硬さ(Dスケール);および/または
9.100から上記結晶化度(%)を差引くことにより決定された、少なくとも50%、あるいはまた少なくとも60%、あるいはまた少なくとも70%、更にはまた50%〜95%、または70%またはそれ以下、好ましくは60%またはそれ以下、好ましくは50%またはそれ以下の%アモルファス含有率;および/または
10.テスト法と題するセクションにおいて以下に記載される方法により測定された、0.97またはそれ以上、好ましくは0.98またはそれ以上、好ましくは0.99またはそれ以上好ましくは1の分岐指数(g’vis);および/または
11.0.860〜0.980g/cc(好ましくは0.880〜0.940g/cc、好ましくは0.900〜0.935g/cc、好ましくは0.910〜0.930g/cc)(あるいはまた、0.85〜0.97g/cm3、好ましくは0.86〜0.965g/cm3、好ましくは0.88〜0.96g/cm3、あるいはまた0.860〜0.910g/cm3、あるいはまた0.910〜0.940g/cm3、あるいはまた0.94〜0.965g/cm3)なる密度(ここで、該密度は、圧縮成形され、室温まで徐々に冷却され(即ち、10分またはそれ以上かけて)、また密度が±0.001g/cm3の範囲内で一定となるのに十分な期間熟成させた検体について、密度勾配カラムを用いてASTM D 1505に従って測定した)。
好ましい一態様において、上記ポリエチレンは、20モル%未満のプロピレン単位(好ましくは15モル%未満、好ましくは10%未満、好ましくは5モル%未満、好ましくは0モル%のプロピレン単位)を含む。
本発明のもう一つの態様において、ここにおいて有用な上記エチレンポリマーは、エチレンと、場合によりα−オレフィンとを、遷移金属成分としてビス(n−C3−4アルキルシクロペンタジエニル)ハフニウム化合物を含む触媒を用いた重合により製造され、ここで該遷移金属成分は、US9,956,088において更に記載されているように、好ましくは約95モル%〜約99モル%の該ハフニウム化合物を含む。
本発明において有用な上記エチレンコポリマー用のコモノマーとして有用な好ましい直鎖α−オレフィンは、C3〜C8α−オレフィン、より好ましくは1−ブテン、1−ヘキセン、および1−オクテン、より一層好ましくは1−ヘキセンを含む。好ましい分岐α−オレフィンは、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、および3,5,5−トリメチルヘキセン−1、5−エチル−1−ノネンを含む。好ましい芳香族基−含有モノマーは、30個までの炭素原子を含む。
適当な芳香族基−含有モノマーは、少なくとも一つ、好ましくは1〜3個の芳香族構造、より好ましくはフェニル、インデニル、フルオレニル、またはナフチル部分を含む。該芳香族基−含有モノマーは、重合後に該芳香族構造が該ポリマー主鎖からぶら下がるように、更に少なくとも一つの重合性二重結合を含む。該芳香族基−含有モノマーは、更にC1〜C10アルキル基を含むがこれらに限定されない、1またはそれ以上のヒドロカルビル基によって置換されていてもよい。加えて、2つの隣接する置換基は、結合してリング構造を形成してもよい。好ましい芳香族基−含有モノマーは、重合性オレフィン系部分に付加された少なくとも一つの芳香族構造を含む。とりわけ、好ましい芳香族モノマーは、スチレン、α−メチルスチレン、p−アルキルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、アリルベンゼンおよびインデン、特にスチレン、p−メチルスチレン、4−フェニル−1−ブテン、およびアリルベンゼンを含む。
特に望ましい態様において、ここで使用するエチレンポリマーは、0.91g/cm3またはそれ以下の、ASTM D1505により測定した密度および0.1〜50dg/分の、ASTM D1238(190℃、2.16kg)により測定したメルトインデックス(MI)を持つプラストマーである。一態様において、有用なプラストマーは、エチレンと、少なくとも1種のC3〜C12α−オレフィン、好ましくはC4〜C8α−オレフィンとのコポリマーである。該プラストマー中に存在する該C3〜C12α−オレフィンの量は、一態様では2質量%〜35質量%、および他の態様では5質量%〜30質量%、および更に別の態様では15質量%〜25質量%、および更に他の態様では20質量%〜30質量%の範囲にある。
更に別の態様において、好ましいエチレンポリマーの1%割線曲げ弾性率は、5MPa〜1000MPa、および一態様では10MPa〜800MPa、また他の態様では5MPa〜200MPaの範囲にある。ここで、望ましいポリマーは、曲げ弾性率の任意の上限と曲げ弾性率の任意の下限との任意の組合せを示すことができる。
結晶化度のレベルは、融点に反映され得る。本発明の一態様において、上記エチレンポリマーは単一の融点を持つ。典型的に、エチレンコポリマーのサンプルは、該主ピークの近傍に第二の溶融ピークを示すが、これは主ピークと共に単一の融点と見做される。これらピークの内の最大のピークが、融点と見做される。該ポリマーは、好ましくは150℃、130℃または100℃なる上限から0℃、30℃、35℃、40℃、または45℃なる下限までの範囲内にある融点を持つ(以下のテスト法と題するセクションにおいて記載するDSC法により測定)。
さらなる有用なmPEは、US 2007/0260016および米国特許第6,476,171号に記載されているもの、例えばエチレンと少なくとも1種の、少なくとも5個の炭素原子を持つα−オレフィンとのコポリマーであり、これは、活性化された分子的に離散的な(ばらばらの)触媒からなる担持触媒を用いた連続的気相重合により得られ、この重合は、アルミニウムアルキルを主成分とするスキャベンジャー(例えば、トリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム等)の実質的な不在下で行われ、該ポリマーは、メルトインデックス0.1〜15(ASTM D 1238、条件E)、少なくとも70%のCDBI、密度0.910〜0.930g/cc、20未満の曇り度の値(ASTM D1003)、35〜80のメルトインデックス比(I21/I1、ASTMD 1238)、13790〜41369N/cm2(20,000〜60,000psi)の(米国特許第6,255,426号において定義されている如き)平均モジュラス(M)、および以下の式に従う、平均モジュラス(M)とkg/mm((×25.4)g/ミル)単位で表した落槍衝撃強さ(66cm(26 in)、ASTM D 1709)(DIS)との関連性を持つ:
有用なmPEホモポリマーまたはコポリマーは、モノーまたはビス−シクロペンタジエニル遷移金属触媒を、アルモキサンおよび/または非−配位アニオンの活性化剤との組合せで使用して、溶液、スラリー、高圧または気相重合法により製造することができる。該触媒および活性化剤は、担持されていても担持されていなくてもよく、また該シクロペンタジエニルリングは置換されていてもされていなくてもよい。このような触媒/活性化剤の組合せを用いて製造されたいくつかの市販製品は、テキサス州、ベイタウン(Baytown,Texas)のエクソンモービルケミカル社(ExxonMobil Chemical Company)から、エクシードポリエチレン(EXCEEDTM Polyethylene)またはエナブルポリエチレン(ENABLETM Polyethylene)なる商品名の下に市場で入手し得る。
本発明のポリエチレン組成物は、また他の添加剤を含むことができる。これらの添加剤は、酸化防止剤、成核剤、酸スキャベンジャー、安定化剤、防錆剤、可塑剤、発泡剤、空洞形成剤(cavitating agent)、界面活性剤、佐剤、粘着剤、粘着防止剤、UV吸収剤、例えば連鎖破壊性酸化防止剤等、クエンチャー(quencher)、帯電防止剤、スリップ剤、加工助剤、UV安定剤、中和剤、潤滑剤、ワックス、カラーマスターバッチ、顔料、染料およびフィラーおよび硬化剤、例えばパーオキサイドを含む。好ましい一態様において、これら添加剤は、各々別々に、該組成物の重量を基準として、一態様では0.01質量%〜50質量%、他の態様では0.01質量%〜10質量%、およびもう一つの態様では0.1質量%〜6質量%にて存在し得る。好ましい一態様において、当工業分野において一般的な染料および他の着色剤は、該組成物の重量を基準として、一態様では0.01質量%〜10質量%、およびもう一つの態様では0.1質量%〜6質量%にて存在し得る。好ましいフィラー、空洞形成剤および/または成核剤は、二酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、二酸化ケイ素、カーボンブラック、砂、ガラスビーズ、無機凝集体、タルク、クレー等を含む。
ここで、xは5〜15の値である。好ましい型は以下のものを含む:1)エルカミド、ここでxは11であり、またcis−13−ドコセノアミド(アルモスリップ(ARMOSLIP)Eとして市場から入手可能)とも呼ばれている;2)オレイルアミド、ここでxは8であり;および3)オレアミド、ここでxは7であり、これはまたN−9−オクタデセニル−ヘキサデカンアミドとも呼ばれる。もう一つの態様において、本発明においてはステアラミドも有用である。他の好ましいスリップ添加剤は、WO 2004/005601A1に記載されているものを含む。
幾つかの態様において、本発明により製造されるポリエチレン組成物は、熱可塑性ポリマーおよび/またはエスラトマーを含むが、これらに限定されない、1種またはそれ以上の他のポリマーとブレンドすることができる。
もう一つの態様において、上記改質剤を含むブレンドは、更に、高圧ラジカル法により重合し得る1種またはそれ以上のポリマー、例えばポリビニルクロリド、ポリブテン−1、アイソタクチックポリブテン、ABS樹脂、ブロックコポリマー、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアミド、ポリカーボネート、PET樹脂、架橋ポリエチレン、エチレンとビニルアルコールとのコポリマー(EVOH)、ポリスチレン等の芳香族モノマーのポリマー、ポリ−1エステル、ポリアセタール、ポリビニリデンフルオライド、ポリエチレングリコールおよび/またはポリイソブチレンと組合せ(混ぜ合せ)ることができる。
本明細書において記載する組成物およびブレンドは、従来の装置及び方法、例えば個々の成分を乾式混合し、次いでミキサ内で溶融混合するか、あるいはバンバリーミキサ、ハーケミキサ、ブラベンダ密閉式ミキサ、または一軸または二軸スクリュー押出機等のミキサ内で該成分を直接一緒に混合することにより製造することができる。ここで、該押出機は、配合押出機および重合工程の下流側で直接使用されるサイドアーム押出機を含むことができる。更に、添加剤は、該ブレンド中に、該ブレンドの1またはそれ以上の成分中に、および/または該ブレンドから製造されるフィルム等の製品中に、所望により含めることができる。このような添加剤は当分野において周知であり、例えばフィラー、酸化防止剤(例えば、ヒンダードフェノール系物質、例えばチバガイギー(Ciba−Geigy)社から入手できる、イルガノックス(IRGANOXTM)1010またはイルガノックス(IRGANOXTM)1076)、ホスフィット(例えば、テバガイギー社から入手できる、イルガフォス(IRGAFOSTM)168)、固着防止(anti−cling)添加剤、粘着付与剤、例えばポリブテン、テルペン樹脂、脂肪族および芳香族炭化水素樹脂、アルカリ金属およびグリセロールステアレート、および水添ロジン、UV安定剤、熱安定剤、粘着防止剤、離型剤、帯電防止剤、顔料、着色剤、染料、ワックス、シリカ、フィラー、タルク等を含むことができる。
本発明の上記成分は、任意の適当な手段によってブレンドすることができ、また典型的には均一な単一層混合物であり得る密に混合された組成物を与えるように混合される。例えば、該成分はスタティックミキサ、バッチ式ミキサ、押出機、またはこれらの組合せによって混合することができ、これは、該ポリマーへの改質剤の満足な分散を実現するのに十分である。
本発明の好ましい一局面において、上記エチレンポリマーおよび改質剤は、押出機(一軸または二軸スクリュー)またはバッチ式ミキサ等の装置内で「溶融混合」される。該エチレンポリマーは、またタンブラー、ダブルコーンブレンダー、リボンブレンダー、またはその他の適当なブレンダーを用いて、該改質剤と「乾式混合する」こともできる。更に別の態様において、該エチレンポリマーおよび改質剤は、様々な方法の組合せ、例えば押出機の使用を伴うタンブラー処理によって混合される。好ましい混合法は、例えば射出成形または吹込成形等の成形工程に対して、該組成物を溶融および搬送するのに使用される押出機におけるように、物品製造工程の一部として混合の最終段階を含むことである。これは、該ポリエチレンを完全に溶融する前またはその後の何れかにおける、該改質剤の該押出機への直接注入操作を含むことができる。ポリエチレンに関する押出技術は、例えばPLASTICS EXTRUSION TECHNOLOGY 26−37(Friedhelm Hensen編,ハンサーパブリッシャーズ(Hanser Publishers)1988)において更に詳細に記載されている。
ここに記載するポリエチレン組成物の増強された特性は、広範囲に及ぶ用途において有用であり、該用途は、透明な物品、例えば調理および保存用製品、および他の物品、例えば家具、自動車部品、玩具、スポーツウエア、医療用デバイス、滅菌可能な医療用デバイスおよび滅菌容器、不織繊維および織物およびこれらから作製した物品、例えばカーテン、ガウン、フィルタ、衛生用品、オムツ、およびフィルム、配向フィルム、シート、チューブ、パイプおよび柔軟性、高い耐衝撃強さ、および凍結条件下での耐衝撃強さが重要なその他の品目を包含する。
本発明の組成物から作製された所望の製品の追加の例は、フィルム、シート繊維、織布および不織布、自動車部品、家具、スポーツ用具、食品保存容器、透明および半透明物品、玩具、チューブおよびパイプ、シート、包装材、バッグ、袋、被覆、キャップ、クロージャー、クレート、パレット、カップ、非食品用容器、バケツ、絶縁材、および医療用デバイスを含む。かかる製品の更なる例は、自動車部品、ワイヤ及びケーブルの外被、パイプ、農業用フィルム、ジオメンブレン、玩具、スポーツ用具、医療用デバイス、包装用フィルムの吹込成形および流込み成形、チューブ、パイプおよび形材の押出、スポーツ用具、屋外家具(例えば、庭園家具)、および戸外の遊び場、遊園地用器具、ボートおよびウォータークラフト部品、およびその他のこのような物品を含む。特に、本発明の組成物は、自動車部品、例えばバンパー、グリル、装備品、ダッシュボードおよび計器パネル、外部ドアおよびボンネット部品、スポイラー、フロントガラス、ハブキャップ、ミラーハウジング、本体パネル、保護用サイドモールディング、および自動車、トラック、ボート、および他の乗り物に関連する他のインテリアおよびエクステリア部品に対して適している。
これら物品の製造は射出成形、押出、熱成形、吹込成形、回転成形(ロト成形(rotomolding))、紡糸、例えば不織布作製のためのスピン結合またはメルトブローン結合、フィルム吹込成形、配向フィルムの延伸、例えばフィルム(冷却ロールの使用を含む)の流込み成形、異形変形、被覆(フィルム,ワイヤ、およびケーブル)、圧縮成形、カレンダリング、発泡、積層、トランスファー成形、注型、引抜成形、突起成形(プロトルージョン(protrusion))、延伸絞り(draw reduction)、およびその他の一般的な加工法、またはこれらの組合せ、例えば当分野において公知であり、また例えばプラスチック加工(PLASTICS PROCESSING)(Radian Corporation,Noyes Data Corp.1986)に記載されている手段によって実現し得る。少なくとも熱成形法の使用またはフィルムとしての適用は、一軸または二軸配向の実施を可能とし、またその利益の誘導を可能とする。十分な混合を行って、完成製品に変換する前に、密に混合された、好ましくは均一なブレンドの製造を確実にする。
本発明のポリマーまたはそのブレンドは、単独でまたは粘着付与剤との組合せで接着剤として使用することができる。好ましい粘着付与剤は上に記載されている。該粘着付与剤は、典型的に、該ブレンドの重量を基準として、約1質量%〜約50質量%、より好ましくは10質量%〜40質量%、より一層好ましくは20質量%〜40質量%の量で存在する。上記のようなその他の添加剤も添加し得る。
本発明の接着剤は、使捨て商品、包装材、積層品、感圧性接着剤、テープラベル、木材の結合、紙の結合、不織布、路面標識、反射コーティング等を含むが、これらに限定されない任意の接着用途において使用し得る。好ましい一態様において、本発明の接着剤は、使捨てオムツおよびナプキンの本体構造(chassie construction)、使捨て製品の二次加工、包装、ラベル表示、製本、木工および他の組み立て用途における弾性付属品のために使用し得る。特に、好ましい用途は、幼児オムツの脚部弾性部分、オムツ前面テープ、オムツスタンディングレッグカフ(standing leg cuff)、オムツ本体構造、オムツコア安定化材、オムツ液体移送層、オムツ外側カバー積層体、オムツ弾性カフ積層体、女性用ナプキンコア安定化材、女性用ナプキン接着性ストリップ、工業用濾過結合材(industrial filtration bonding)、工業的フィルタ材料積層体、フィルタマスク積層体、外科手術衣積層体、外科手術用ドレープ積層体、および壊れやすい(腐りやすい)製品の包装材を含む。
上記組成物およびそのブレンドは、単層または多層フィルムに成形することができる。これらのフィルムは、押出、同時押出、押出被覆、積層、吹込および注型法等の公知の従来技術の何れかによって製造することができる。該フィルムは、一軸方向またはフィルム面内の相互に直行する2方向への配向処理を伴うことのできる、フラットフィルムまたはチューブ形成法により得ることができる。該フィルムの1またはそれ以上の層を横方向および/または長手方向に、同一または異なる程度に配向させることができる。この配向は、個々の層を一緒にする前またはその後に行うことができる。例えば、ポリエチレン層を、配向させたポリプロピレン層上に押出被覆または積層することができ、あるいは該ポリエチレンおよびポリプロピレンを、一緒に同時押出してフィルムとし、次いで配向処理することも可能である。同様に、配向させたポリプロピレンを、配向させたポリエチレンに積層し、または配向させたポリエチレンを、ポリプロピレン上に被覆し、次いで場合によりこの組合せをさらに配向させることも可能である。典型的には、これらフィルムを、15まで、好ましくは5〜7の比にて縦方向(MD)に配向させ、かつ15まで、好ましくは7〜9の比にて横断方向(TD)に配向させる。しかし、もう一つの態様において、該フィルムは、該MDおよびTD両方向に同程度に配向される。
1.ポリオレフィン:好ましいポリオレフィンは、C2〜C40オレフィン、好ましくはC2〜C20オレフィンのホモポリマーまたはコポリマー、好ましくはα−オレフィンと他のオレフィンまたはα−オレフィン(エチレンは本発明の目的にとってα−オレフィンであるものと定義される)とのコポリマ−を含む。好ましいものは、ホモポリエチレン、ホモポリプロピレン、エチレンおよび/またはブテンと共重合されたプロピレン、1種またはそれ以上のプロピレン、ブテンまたはヘキセン、および随意のジエンと共重合されたエチレンである。好ましい例は、熱可塑性ポリマー、例えば超低密度ポリエチレン、極めて低密度のポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、高度にアイソタクチックのポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、プロピレンとエチレンおよび/またはブテンおよび/またはヘキセンとのランダムコポリマー、エラストマー、例えばエチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、ネオプレン、および熱可塑性ポリマーとエスラトマーとのブレンド、例えば熱可塑性エラストマーおよびゴム−強化プラスチックを含む。
3.カチオン性ポリマー:好ましいカチオン性ポリマーは、gem−ジ−置換オレフィン、α−ヘテロ原子−含有オレフィンおよび/またはスチレン系モノマーのポリマーまたはコポリマーを含む。好ましいgem−ジ−置換オレフィンは、イソブチレン、イソペンテン、イソヘプテン、イソヘキサン、イソオクテン、イソデセン、およびイソドデセンを含む。好ましいα−ヘテロ原子−含有オレフィンはビニルエーテルおよびビニルカルバゾールを含み、好ましいスチレン系モノマーはスチレン、アルキルスチレン、p−アルキルスチレン、α−メチルスチレン、クロロ−スチレン、およびブロモ−p−メチルスチレンを含む。カチオン性ポリマーの好ましい例は、ブチルゴム、p−メチルスチレンと共重合されたイソブチレン、ポリスチレン、およびポリ(α−メチルスチレン)を含む。
4.その他:その他の好ましい層は、紙、木、厚紙、金属、金属箔(例えば、アルミニウム箔および錫箔)、金属化表面、ガラス(フィルム表面への酸化ケイ素の蒸着により適用された酸化ケイ素(SiOX)被覆を含む)、織物、スパンボンド繊維、および不織布(特にポリプロピレンスパンポンド繊維または不織布)、およびインク、染料、顔料等で被覆された基板、支持体であり得る。
粘着剤、粘着防止剤、酸化防止剤、顔料、フィラー、加工助剤、UV安定剤、中和剤、潤滑剤、界面活性剤および/または成核剤等の添加剤も、上記フィルムの1または2以上の層内に存在していてもよい。好ましい添加剤は、二酸化ケイ素、二酸化チタン、ポリジメチルシロキサン、タルク、染料、ワックス、ステアリン酸カルシウム、カーボンブラック、低分子量樹脂およびガラスビーズを含み、これら添加剤は0.1ppm〜1,000ppmにて存在することが好ましい。
もう一つの態様では、もう一つの層をコロナ処理、電子線照射、ガンマ線照射、またはマイクロ波照射によって改質することができる。好ましい一態様では、該表面層の一方または両者を、コロナ処理によって改善する。
ここに記載するフィルムは、また上記ポリマーおよび樹脂の重量を基準として、5質量%〜60質量%の炭化水素樹脂を含むことができる。この樹脂は、上記封止層のポリマーと組合せることができ、あるいは上記コア層のポリマーと組合せることができる。該樹脂は、好ましくは100℃以上、より一層好ましくは130℃〜180℃の軟化点を持つ。好ましい炭化水素樹脂は、上記したものを含む。炭化水素樹脂を含むフィルムは、一軸または二軸方向に、同一または異なる程度で、配向させることが可能である。ここにおいて有用な粘着付与剤および改質剤のブレンドに関する更なる情報については、2004年10月8日付で出願されたUSSN 60/617,594号を参照のこと。
好ましい一態様において、ここに記載した組成物から調製したフィルムは、優れた光学的特性、例えば20またはそれ以下、好ましくは15またはそれ以下、好ましくは10またはそれ以下の曇り度(ASTM D1003)を持つ。
成形および押出製品
上記ポリエチレン組成物は、また射出成形、ガスアシスト射出成形、押出吹込成形、射出吹込成形、射出延伸吹込成形、圧縮成形、回転成形、発泡成形、熱成形、シート押出、および異形押出成形法を含むが、これらに限定されない任意の成形法によって、成形製品を製造するのに使用し得る。これらの成形法は、当業者には周知である。
ここに記載の組成物は、当分野において公知の任意の適当な手段により、所定の最終用途の物品に形付けることができる。熱成形、真空成形、吹込成形、回転成形、スラッシ成形、トランスファー成形、湿式レイアップまたは接触圧成形、流込み成形、常温成形マッチドダイ成形、射出成形、スプレー技術、異形同時押出、またはこれらの組合せが、典型的に使用される方法である。
成形および付形工程の更に別の態様において、異形同時押出法を利用することも可能である。この異形同時押出法のパラメータは、吹込成形について上記したものと同様であるが、但しそのダイの温度(上部および底部両ゾーン)は、150℃〜235℃であり、フィードブロックは、90℃〜250℃であり、また水冷タンク温度は、10℃〜40℃である。
下地材料が付形された積層体を含む成形型に射出成形される、上記射出成形法の一態様において、該下地材料の溶融温度は、一態様では190℃〜255℃、もう一つの態様では210℃〜250℃であり、また充填時間は一態様では2〜10秒間、またもう一つの態様では2〜8秒間であり、更に成形型の温度は一態様では25℃〜65℃、またもう一つの態様では27℃〜60℃である。望ましい一態様において、該下地材料は、任意のタイ層材料または裏打ち層を溶融して、これら層間の接着を実現するのに十分に高い温度にある。
以上概説した諸段階は、所望の結果に応じて変更することが可能であることを、当業者は理解するであろう。例えば、本発明の組成物の押出シートは、冷却することなく直接熱成形または吹込成形し、結果として冷却段階を省くことができる。所望の諸特性を持つ完成された複合物品を実現するために、他のパラメータを変更することも可能である。
他の態様において、本発明は以下に列挙する事項にも関連する:
2.前記コモノマーが、0.5〜30モル%にて存在する、前記第1項記載の改質剤。
3.前記ポリエンが、0.001〜10モル%にて存在する、前記第1または2項記載の改質剤。
4.前記改質剤が0.90またはそれ以下のg’(Zave)を持つ、前記第1、2または3項記載の改質剤。
5.前記改質剤が、2またはそれ以上の歪−硬化比を持つ、前記第1、2、3または4項記載の改質剤。
6.前記C4〜C40コモノマーが、1種またはそれ以上のC6〜C40α−オレフィンコモノマーである、前記第1〜5項の何れか1項に記載の改質剤。
7.前記改質剤が、5質量%またはそれ以下のキシレン不溶性物質を含む、前記第1〜6項の何れか1項に記載の改質剤。
8.前記C4〜C40コモノマーが、1種またはそれ以上のヘキセン、ブテン、またはオクテンである、前記第1〜7項の何れか1項に記載の改質剤。
10.前記改質剤がエチレン、オクテン、1,9−デカジエンコポリマーである、前記第1〜9項の何れか1項に記載の改質剤。
11.以下の成分1)および2)を含むブレンド:1)少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエンを含む、前記第1〜10項の何れか1項に記載の改質剤および/または分岐ポリエチレン改質剤、ここで該分岐ポリエチレン改質剤は、a)0.97未満のg’visを有し、b)5質量%またはそれ以下のキシレン不溶性物質を含み、および2)0.88g/ccまたはそれ以上の密度および20,000g/モルまたはそれ以上のMwを持つポリエチレン、ここで該エチレンポリマーは、該分岐改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高いg’visを持つ。
13.前記分岐ポリエチレン改質剤が、0.5質量%〜10質量%にて存在する、前記第11または12項に記載の組成物。
14.前記ポリエチレンが、エチレンと1種またはそれ以上のC3〜C20α−オレフィンとのコポリマーを含み、かつ20,000〜1,000,000g/モルなるMwを持つ、前記第11、12または13項に記載の組成物。
15.前記ポリエチレンが、0.91〜0.96g/cm3なる密度を持つ、前記第11、12、13または14項に記載の組成物。
16.前記分岐ポリエチレン改質剤が、0.1質量%〜99.5質量%の量で存在し(前記ブレンドの質量を基準として)、かつ前記ポリエチレンが、60%またはそれ以上の組成分布幅指数および0.90g/ccまたはそれ以上の密度を持つ、前記第11、12、13、14、または15項に記載の組成物。
17.1.0よりも大きな歪−硬化(加工硬化)比を持つ、前記第11〜16項の何れか1項に記載のブレンド組成物。
19.線状PEおよび同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムの値よりも少なくとも10%低い厚みの変動を持ち、かつ同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムの20%以内の落槍衝撃強さを持つ分岐改質剤を含む、ポリエチレンフィルム。
20.線状PEおよび同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムの値よりも少なくとも10%低い厚みの変動を持ち、かつ同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムの20%以内のMD引裂強さを持つ分岐改質剤を含む、ポリエチレンフィルム。
21.線状PEおよび同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムの値よりも少なくとも10%低い曇り度を持ち、かつ同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムの20%以内の落槍衝撃強さを持つ分岐改質剤を含む、ポリエチレンフィルム。
22.線状PEおよび同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムの値よりも少なくとも10%低い曇り度を持ち、かつ同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムの20%以内のMD引裂強さを持つ分岐改質剤を含む、ポリエチレンフィルム。
25.前記第11〜18項の何れか1項に記載の組成物を含むフィルム。
26.前記第1〜18項の何れか1項に記載の組成物を含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された曇り度の値よりも少なくとも10%低い曇り度を持つ、前記フィルム。
27.前記第1〜18項の何れか1項に記載の組成物を含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された厚みの変動よりも少なくとも10%低い厚みの変動を持つ、前記フィルム。
28.前記第1〜18項の何れか1項に記載の組成物を含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された落槍衝撃強さよりも大きいか、あるいはそれよりも30%以内で低い落槍衝撃強さを持つ前記フィルム。
29.前記第1〜18項の何れか1項に記載の組成物を含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定されたMD引裂強さよりも大きいか、あるいはそれよりも30%以内で低いMD引裂強さを持つ前記フィルム。
31.前記第1〜10項の何れか1項に記載の分岐ポリエチレン改質剤または前記第11〜18項の何れか1項に記載のブレンドを含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された厚みの変動よりも少なくとも10%低い厚みの変動を持ち、かつ該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定されたMD引裂強さよりも大きいか、あるいはそれよりも30%以内で低い、MD引裂強さを持つ前記フィルム。
32.前記第11〜18項の何れか1項に記載のブレンドを含むフィルムであって、該ブレンド組成物が、分岐ポリエチレン改質剤を含まない組成物について測定された歪−硬化比よりも少なくとも10%大きな歪−硬化比を持ち、かつ該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された落槍衝撃強さの30%以内の、kg/mm((×25.4)g/ミル)単位で表した落槍衝撃強さを持つ、前記フィルム。
34.分岐ポリエチレン改質剤であって、少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4(好ましくはC6)〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合を持つポリ
る、0.1rad/秒および温度190℃における複素粘度を持つ、前記分岐ポリエチレン改質剤。
35.前記分岐ポリエチレン改質剤が、20,000g/モルまたはそれ以上のMwを持つ、前記第1〜10項の何れか1項に記載の組成物。
メルトインデックス(MI、I2とも呼ばれる)は、特に述べない限り、190℃にて、また2.16kgなる荷重の下で、ASTM D1238に従って測定される。MIの単位はg/10分またはdg/分である。
高荷重メルトインデックス(HLMI、I21とも呼ばれる)は、190℃にて、21.6kgなる荷重の下で、ASTM D−1238に従って測定された溶融流量である。HLMIに関する単位は、g/10分またはdg/分である。
メルトインデックス比(MIR)は、上記高荷重メルトインデックス対メルトインデックスの比、即ちI21/I2である。
密度は、ASTM D1505に記載されているように、室温まで徐々に冷却され(即ち、10分またはそれ以上の期間をかけて冷却)、また該密度が±0.001g/cm3以内で一定となるのに十分な期間熟成させた、圧縮成形により得た検体について、密度−勾配カラムにより測定される。密度の単位はg/cm3である。
単位mm(ミル(mil))で報告される厚みは、メジャーテックシリーズ(Measuretech Series)200計測器を用いて測定した。この計測器はキャパシタンスゲージを用いてフィルムの厚みを測定する。各フィルムサンプルに対して、10個のフィルム厚みデータ点を、該フィルムが横断方向に該ゲージを介して通過する際に、フィルム各2.54cm(1 in)につき測定した。これらの測定値から、平均の膜厚測定値を決定し、報告した。変動係数(ゲージCOV)を使用して、該横断方向におけるフィルム厚みの変動を測定する。該ゲージCOVは、標準偏差対フィルム厚みの平均値の比として定義される。
降伏点引張強さ、破断点引張強さ、極限引張強さおよび50%、100%、および/または200%伸び率における引張強さは、ASTM D−882により指定されているように測定した。
引張ピーク負荷(荷重)は、ASTM D−882により指定されているように測定した。
インチ−ポンド(in−lb)単位で報告される引張エネルギーは、ASTM D−882により指定されているように測定した。
降伏点伸びおよび破断点伸びは、百分率(%)として報告され、ASTM D−882により指定されているように測定した。
1%割線モジュラス(M)は、平方インチ当たりのポンド(lb/in2またはpsi)単位で報告され、ASTM D−882により指定されているように測定した。
百分率(%)として報告される曇り度は、ASTM D−1003によって指定されているように測定した。
光沢は、無次元の数であり、45度においてASTM D−2457によって指定されているように測定した。
ピーク貫通破壊力(Peak Puncture Force)は、ポンド(lb)および/または1ミル当たりのポンド(lb/mil)単位で報告され、ASTM D−3763に従って測定された。
貫通破裂エネルギー(Puncture Break Energy)は、インチ−ポンド(in−lb)および/または1ミル当たりのインチ−ポンド(in−lb/mil)で報告され、ASTM D−3763に従って測定された。
「溶融強度」は、12mm/s2なる速度および190℃なる押出し温度にて溶融ポリマー押出物を、巻取(引取)ロールによって印加された力により、該押出物の破壊が起るまで延伸するに要する力として定義される。該ポリマーは、0.33mm/sなる速度にて、径2mmおよび長さ30mmを持つ環状ダイを通して押出される。ここに報告する溶融強度の値は、ゴットファートレオテンズ(Gottfert Rheotens)テスターを用いて測定され、またセンチ−ニュートン単位(centi−Newtons(cN))で報告されている。溶融強度を測定するための付随的な実験パラメータを以下の表1に掲載する。溶融強度を測定するために、500ppmのイルガノックス(Irganox)1076および1.500ppmのイルガフォス(Irgafos)168を用いて上記樹脂を安定化させた。
このモデルにおける3つのパラメータは、η0:ゼロ剪断粘度;λ:平均緩和時間;およびn:冪法則指数(power−law exponent)である。該ゼロ剪断粘度は、低振動数における流動曲線のニュートン流れ領域のプラトーにおける値であり、ここで該動的粘度は、振動数に対して独立である。該平均緩和時間は、剪断減粘性が開始する振動数の逆数に相当する。該冪法則指数は、高い振動数における該流動曲線の勾配の大きさが、log(η*)−log(ω)プロット上で1−nに接近するという意味で、剪断減粘性の程度を説明している。ニュートン流体に対して、n=1であり、かつ該動的複素粘度は、振動数に対して独立である。ここにおいて対象とするポリマーに対しては、n<1であり、従って増強された剪断減粘性挙動は、nにおける減少(1−nにおける増加)により示される。
ポリマーの分子量(重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、およびZ−平均分子量Mz)および分子量分布(Mw/Mn)は、サイズ排除クロマトグラフィーを利用して測定する。装置は、示差屈折率検出器(DRI)、直結光散乱検出器、および粘度計を備えた、高温サイズ排除クロマトグラフ(High Temperature Size Exclusion Chromatograph)(ウォーターズ社(Waters Corporation)またはポリマーラボラトリーズ(Polymer Laboratories)社製の何れか)からなっている。スリーポリマーラボラトリーズ(Three Polymer Laboratories)PLgel 10mmミックスト(Mixed)−Bカラムを使用する。公称流量は0.5cm3/分であり、また公称注入体積は300μLである。様々な移動ライン、カラムおよび示差屈折計(上記DRI検出器)は、135℃に保たれたオーブン内に収容されている。該SEC実験用の溶媒は、6gの酸化防止剤としてのブチル化ヒドロキシトルエンを、4Lの試薬等級の1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)に溶解することにより調製する。次いで、このTCB混合物を、0.7μmのガラスプリフィルタを介して、引き続き0.1μmのテフロン(Teflon)フィルタを通して濾過する。次に、該SECに入れる前に、該TCBを直結脱ガス装置により脱ガスする。
各サンプルを流す前に、該DRI検出器および該インジェクタをパージする。次いで、該装置内の流量を0.5mL/分まで高め、また該DRIを8〜9時間に渡り安定化させ、その後第一のサンプルを注入する。LSレーザーを、1〜1.5時間作動させ、次いでサンプルを流す。
上記クロマトグラムの各点における濃度cは、以下の式を用いて、優勢なベースラインIDRIを差引いた後に、上記DRIシグナルから計算される:
c=KDRIIDRI/(dn/dc)
ここで、KDRIは該DRIを検量することにより決定される定数であり、また(dn/dc)は、以下においてLS分析について記載されるものと同一である。該優勢なベースライン(即ち、バックグラウンドシグナル)を差引く工程および該クロマトグラムの開始並びに終了点を規定する積分限界を設定する工程は、SEC解析に馴染みの深い当業者にとっては周知である。該SEC法のこの説明全体を通して、パラメータの単位については、例えば濃度はg/cm3単位で表され、分子量はg/モル単位で表され、また極限粘度はdL/g単位で表される。
ここで、ΔR(θ)は、散乱角θにおける測定された過剰のレイリー散乱強度であり、cは上記DRI解析により決定されたポリマー濃度であり、A2は第二ビリアル係数であり、P(θ)は単分散ランダムコイル(上記文献に記載された)に関する形状因子であり、またK0はこの系に対する光学定数である:
ここで、NAはアボガドロ数であり、また(dn/dc)はこの系に関する屈折率増加である。屈折率n−は、35℃およびλ=690nmにおいてTCBに対して1.500である。また、135℃におけるTCB中のポリエチレンに対して、A2=0.0015および(dn/dc)=0.104であり、これら両パラメータは、エチレンコポリマーの平均組成に伴って変動する可能性がある。従って、LS解析によって決定された上記分子量は、上記クロマトグラムの各点に対して上記式を解くことにより計算され、これらは一緒に、LS解析による平均分子量および分子量分布の計算を可能とする。
一つの圧力変換機は該検出器を横切る全圧力降下を測定し、またもう一方の該ブリッジの2つの側部に配置された圧力変換機は、差圧を測定する。該クロマトグラム内の各点において該粘度計を流通する該溶液に関する比粘度(ηs)iは、これら出力データの比から計算される。該クロマトグラム内の各点における極限粘度[η]iは、各点iにおいて、以下の式を(正の平方根について)解くことにより計算される:
(ηs)i=ci[η]i+0.3(ci[η]i)2
ここでCiは上記DRI解析により決定される点iにおける濃度である。
上記分岐指数(g’vis)は、上記SEC−DRI−LS−VIS法(上記した)の出力データを用いて、以下のように計算される。該サンプルの平均極限粘度[η]avgは、以下のように計算される:
ここで、該総和は、積分限界間のクロマトグラフィー切片iについて行われる。上記分岐指数g′は、以下のように定義される:
上記検出器を如何に較正し、またマーク−ホーウィンクパラメータおよび第二ビリアル係数の組成依存性を如何に計算するか等を含む、上に記載しなかった実験および解析の詳細は、T.Sun,P.Brant,R.R.Chance & W.W.Graessley,Macromolecules,2001,vol.34(19),pp.6812−6820に記載されている。
プロトンNMRスペクトルは、120℃において動作する可変温度プロトン検出プローブを備えた、500MHzバリアンパルス化フーリエ変換NMR分光計を用いて集めた。ポリマーサンプルを1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2(TCE−d2)に溶解し、5mmのガラスNMRチューブに移した。典型的な取得パラメータは、掃引幅=10KHz、パルス幅=30度、取得時間=2秒、取得遅延=5秒、および走査回数=120である。化学シフトは、5.98ppmに設定した該TCE−d2シグナルに対して決定される。
適用可能な場合には、以下の諸特性および説明は、機械(縦)方向および横方向両者における測定値を包含するものとする。このような測定値は、該機械方向における測定値を示す表示「MD」および該横方向における測定値を示す表示「TD」を付して別々に報告する。
実施例1〜4
4種の分岐改質剤を、スラリー法で行われる容量1Lのオートクレーブ反応器内で製造した。この反応器系は、攪拌機、温度制御用の外付け水/蒸気ジャケット、乾燥窒素ガス、エチレン、プロピレン、水素の調節された供給、および他の溶媒、触媒、液状モノマー、およびスキャベンジャー溶液を導入するためのセプタム入口を備えている。該反応器は、先ず熱トルエンを用いて洗浄し、次いで使用に先立って、十分に乾燥しかつ脱泡した。これら全ての溶媒およびモノマーを、該反応器に移す前に、600℃にて活性化した容量1Lの塩基性アルミナカラムに、次いで600℃にて活性化した分子篩からなるカラムあるいはセレックスソルブ(Selexsorb)CDカラムに通すことにより精製した。
重合の実施に際して、2mLのトリ−イソブチルアルミニウム(TIBAL)溶液(ヘキサン中で25質量%、シグマ−アルドリッチ社から購入)を、先ず上記反応器に添加した。連続して、400mLのイソヘキサン(希釈剤)、1−ヘキセン、1,9−デカジエンおよび水素を、該反応器に添加した。これら全ての操作は室温にて行った。次いで、この混合物を攪拌し、所定の温度まで加熱した。上記担持させた触媒を、200mLの溶媒を用い、カニューレを使用して該反応器に添加し、次いで即座にエチレンの添加を行った。該エチレンを必要に応じて供給して、該重合反応中相対的に一定の反応器圧力を維持した。以下の表2において報告したエチレンの圧力は、エチレンの添加直前における反応器圧力と該重合中のエチレン供給圧との間の差であった。該エチレンの消費量は、質量流量計を用いて該反応中ずっと記録した。この重合反応は、所定量のポリマーが生成された際に停止させた。その後、該反応器を冷却し、未反応のモノマーおよび希釈剤を大気中に発散させた。大部分を占める希釈剤、ポリマーおよび未反応モノマーを含むこの得られた混合物を、収集ボックス中に集め、先ずフード内で風乾して、該溶媒の大部分を蒸発させ、次いで90℃なる温度にて12時間に渡り真空オーブン内で乾燥した。実験条件の詳細、使用した触媒および得られた該ポリマーの諸特性を、以下の表2に列挙する。各実験は、3〜5回に渡り繰返し、適用、評価にとって十分な材料を製造した。
実施例1〜4において製造した分岐改質剤ポリマーの複素粘度を、0.01〜398rad/秒なる範囲の角振動数に渡り、温度190℃にて測定した。有意の剪断減粘性が観測された。角振動数0.01rad/秒における複素粘度対角振動数398rad/秒における複素粘度の比は、実施例1、2、3および4において製造した材料に対して、夫々139、141、160、および62である。該複素粘度プロファイルを図2に示す。実施例1〜4の分岐改質剤ポリマーは、夫々−0.466、−0.468、−0.479、および−0.389なる剪断減粘性勾配、即ちlog(複素粘度)対log(角振動数)曲線の勾配を持つ。この勾配がより大きな負の値であるほど、角振動数の増加に伴って、より迅速に該動力学粘度が減少する。これら型のポリマーは、高剪断速度の製造法、例えば射出成形法で容易に加工される。大きな負の剪断減粘性勾配は、ポリマーが高度に分岐している場合に起る。正弦波的な剪断減粘性は、またMIRの高い値に反映される。
上記位相角は、貯蔵弾性率で割った損失弾性率の接線の逆数である。線状ポリマー鎖に対して、該ポリマーメルトは、小さな振動数においてまたは長い緩和時間において、完全に緩和され;該貯蔵弾性率は、該損失弾性率よりも著しく小さく、またその位相角は90度である。実施例1〜4の分岐改質剤に関連して、その損失弾性率は、0.01rad/秒なる振動数においてさえ、その貯蔵弾性率に匹敵する。かなりの量の分枝の存在のために、該鎖は緩和不能である。
実施例1において製造した改質剤の過渡的伸張粘度は、150℃なる温度および1sec−1なる歪速度において測定された。50.8なる歪硬化比が観測された。
実施例5〜13の分岐改質剤を、溶液重合法で稼働する連続式攪拌−タンク反応器内で製造した。この反応器は、0.5L容量のステンレススチール製オートクレーブ反応器であり、攪拌機、水冷/蒸気加熱要素を備えていた。また、該要素は温度コントローラおよび圧力コントローラを備えていた。溶媒および成分を、先ず3−カラム式精製システムに通すことにより精製した。該精製システムは、オキシクリア(Oxiclear)カラム(ラブクリア(Labclear)社製のモデル(Model)#RGP−R1−500)、これに続く5Aおよび3A分子篩カラムからなっていた。精製カラムは、重合の活性における低下の徴候が見られた場合には常に、定期的に再生させた。上記3Aおよび5A分子篩カラム両者は、設定温度夫々260℃および315℃にて、窒素ガス下で自家再生した。該分子篩材料は、アルドリッチ(Aldrich)社から購入した。オキシクリアカラムは、元の製法(original manufacture)で再生した。エチレンは、冷却した溶媒/モノマー混合物中に可溶化したガスとして与えた。次いで、該精製された溶媒およびモノマーを、マニホルドを介して該反応器に供給する前に、冷却機に通すことにより約−15℃まで冷却した。溶媒およびモノマーを、該マニホルド内で混合し、単一のチューブを通して該反応器に供給した。全ての液体の流量を、ブルックスフィールド(Brooksfield)質量流量コントローラを用いて測定した。
前記メタロセンを、トルエン中でモル比約1:1にて、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ヘプタフルオロ−2−ナフチル)ボレートからなる活性化剤で予め活性化した。該予め活性化した触媒溶液を、<1.5ppmなる含水率を持つ不活性雰囲気内に維持し、また別のラインを介して計量式ポンプによって該反応器に供給した。該触媒とモノマーとの接触が該反応器内で生じた。
前記反応器を、先ず最高許容温度にて連続的なN2パージによって調整、準備し、次いで少なくとも1時間に渡り、イソヘキサンおよびスキャベンジャー溶液を該反応器システムにポンプ輸送した。次に、モノマーおよび触媒の溶液を、重合の目的で該反応器に供給した。一旦活性が確立され、また該システムが平衡に達したら直ぐに、サンプルを集める前に、平均滞留時間の少なくとも5倍の期間に渡り、該設定された条件下での該システムの操作を継続することよって、該反応器を停止した。大部分を占める溶媒、ポリマーおよび未反応モノマーを含む、得られた混合物は、収集ボックス内に集められた。該収集されたサンプルを、先ずフード内で風乾処理に付して、該溶媒の大部分を蒸発させ、次いで約90℃なる温度にて約12時間に渡り真空オーブン内で、該サンプルを乾燥させた。該真空オーブン内で乾燥したサンプルを秤量し、収量を求めた。これら全ての反応は、約2MPaなる圧力下で行った。
1,9−デセジエン(decediene)をイソヘキサンで希釈し、これを、計量式ポンプを使用して上記反応器に供給した。エチレン(ビスインデニル)ジルコニウムジメチル(触媒B)およびラセミ型(rac−)ジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニウムジメチル(触媒C)両者を、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ヘプタフルオロ−2−ナフチル)ボレートにより予め活性化した。重合法の条件および幾つかの特性データを、以下の表3に列挙する。各重合実験に対して、触媒の供給速度およびスキャベンジャーの供給量を、下記表3における所望の転化率を達成するように調節した。
実施例5において製造した改質剤の過渡的伸張粘度は、150℃なる温度および1sec−1なる歪速度にて測定した。7.3なる歪硬化比が観測された。
36.6cNなる溶融強度の値が、実施例5において製造した改質剤について観測された。
実施例5〜10において製造した分岐改質剤のファンガープ−パルメン(Van Gurp−Palmen)プロットを、エクシードポリエチレン(ExceedTM Polyethylene)2018と比較して図14に示す。
エクシードポリエチレン(ExceedTM Polyethylene)1018(「エクシード(Exceed)PE 2018」)は、エクソンモービルケミカル社(テキサス州、ヒューストン)から入手できるmLLDPEであり、1.0dg/分なるMIおよび0.918g/cm3なる密度を持つ。
mPE−5は、米国特許第6,956,088号に記載された方法に従って製造されたmLLDPEであり、0.917g/cm3なる密度および0.9dg/分なるメルトインデックスおよび24.4なるメルトフロー比を持つ。
ポリエチレン(Polyethylene)LD071.LRTMは、エクソンモービルケミカル社(テキサス州、ヒューストン)から入手できるLDPEであり、0.70dg/分なるMIおよび0.924g/cm3なる密度を持つ。
上記配合押出条件を以下に列挙する:
実施例12〜15の全てのブレンド組成物は、上記分岐改質剤およびエクシードPE 2018を用いて、上記手順に従って配合した。また、上記酸化防止剤パッケージ(0.33質量%)を含んでいた。
歪硬化は、実施例12〜15において製造した全てのポリエチレン組成物について観測された。実施例12および15におけるポリエチレン組成物の熱的特性は、DSCを用いて測定された。実施例15に関して、DSCによる結晶化ピークおよび融点ピークは、エクシード2018(Exceed 2018TM)ポリエチレンのピークと殆ど重なり合っている。実施例12については、2−ハンプ型結晶化ピークが観測された。該組成物のTcおよびTm両者は、エクシード2018(Exceed 2018TM)ポリエチレンに関する値よりも高い。
本発明の組成物の幾つかを、フィルムとしての応用につきテストした。ブラベンダー(Brabender)インフレートフィルム成形用ダイと共に、ハーケレオメックス(Haake Rheomex)252P一軸スクリュー押出機を用いて、インフレートフィルムを製造した。このラインは、約2.54cm(1″)の一軸スクリューハーケ押出機および約2.54cm(1″)の単一層インフレートフィルム成形用ダイを含む。該スクリューは3:1なる圧縮比の計量式スクリューであり、これはその計量区画の前方にマドック(Maddock)型の混合区画を備えている。該ダイのギャップは、0.022mmである。該押出ダイは、また該ダイの外側に空冷リングをも備えている。この空冷リングは、該フィルムバブル上に空気を吹付けて、該フィルムを固化するのに利用される。該ダイの中心部に空気用オリフィスがあり、該フィルムバブルを膨張させるべく、空気を供給し得る。このラインは、また2つの巻取(引取)ニップロールをも含んでいて、該フィルムバブルを巻上げ、また折畳むことができる。このフィルムは約0.0381mm(1.5mil)の厚みおよび2.8なるバブルブローアップ比(BUR)を持つ。該フィルムバブルのBURおよび厚みは、押出機の速度、巻取り速度および該バブル内の空気の量を調節することにより実現される。これらの特定された作業条件は、以下の表に列挙されている。
実施例16に関するブレンド組成物の全てを、実施例12および13において製造した分岐改質剤および表8に記載の様々なエチレンポリマーと、上記手順に従って配合した。また、これらのブレンド組成物は、上記の酸化防止剤パッケージ(0.33質量%)を含む。これら配合ブレンドを、フィルム用途についてテストした。インフレートフィルムを、約6.35cm(2.5in)グローセスター(Gloucester)インフレートフィルム成形機で作製した。このラインは、約6.35cm(2.5in)の押出機および約15.2cm(6in)の単層円形インフレートフィルム成形ダイを備えている。この押出機は30L/D長さを持ち、またバリア−マドック(Barrier−Maddock)スクリューを持つ。該ダイのギャップは約0.152cm(60mil)である。また、該押出ダイは、その外側にヒューチャーデザイン(Future Design)二重リップ式空冷リングをも備えている。該空冷リングは、フィルムを固化するために、フィルムバブル(吹込みフィルム)上に空気を吹付けるのに使用される。該ダイの中心部に空気供給用オリフィスがあり、これにより該バブルを膨らますように空気が供給される。該ラインは、またバブルケージ、アップ−ニップ(up−nip)および第二ニップデバイス、および折畳みフレームをも含んでいて、該フィルムバブルを折畳めるようになっている。該フィルムは約0.0254mm(1.0mil)なる厚みおよび2.5なるバブルブローアップ比(BUR)を持つ。該フィルムバブルのBURおよび厚みは、押出機の速度、巻取り速度および該バブル内の空気量を調節することにより実現される。指定された作業条件は、以下の表に与えられている。
参考の目的で、以下のデータを、ここに含める。
次に本発明の態様を示す。
1.少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC 4 〜C 40 コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエンを含む分岐ポリエチレン改質剤であって、該分岐ポリエチレン改質剤が、a)0.97未満のg’ vis を有し、b)本質的にゲルを含まず、c)100,000g/モルまたはそれ以上のMwを持ち、かつd)4.0またはそれ以上のMw/Mnを持つことを特徴とする、前記分岐ポリエチレン改質剤。
2.前記コモノマーが、0.5モル%〜30モル%の量で存在する、上記1記載の改質剤。
3.前記ポリエンが、0.001モル%〜10モル%の量で存在する、上記1記載の改質剤。
4.前記改質剤が、0.90またはそれ以下のg′(Zave)を持つ、上記1記載の改質剤。
5.前記改質剤が、2またはそれ以上の歪−硬化比を持つ、上記1記載の改質剤。
6.前記C 4 〜C 40 コモノマーが、1種またはそれ以上のC 6 〜C 40 α−オレフィンコモノマーである、上記1記載の改質剤。
7.前記改質剤が、5質量%またはそれ以下のキシレン不溶性物質を含む、上記1記載の改質剤。
8.前記C 4 〜C 40 コモノマーが、1種またはそれ以上のヘキセン、ブテン、またはオクテンである、上記1記載の改質剤。
9.前記ポリエンが、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、1,10−ウンデカジエン、1,11−ドデカジエン、1,12−トリデカジエン、1,13−テトラデカジエン、テトラヒドロインデン、ビシクロ−(2.2.1)−ヘプタ−2,5−ジエンとしても知られているノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、1,4−シクロヘキサジエン、1,5−シクロオクタジエン、および1,7−シクロドデカジエンからなる群から選択される、上記1記載の改質剤。
10.1)少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC 4 〜C 40 コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエンを含む分岐ポリエチレン改質剤、ここで該分岐ポリエチレン改質剤は、a)0.97未満のg’ vis を有し、b)5質量%またはそれ以下のキシレン不溶性物質を含み;および2)0.88g/ccまたはそれ以上の密度および20,000g/モルまたはそれ以上のMwを持つポリエチレン、ここで該エチレンポリマーは、該分岐改質剤のg’ vis よりも少なくとも0.01単位高いg’ vis を持つ、を含むことを特徴とするブレンド。
11.前記分岐ポリエチレン改質剤の0.1rad/秒における複素粘度が、該分岐ポリエチレン改質剤と組合せる前の前記ポリエチレンの0.1rad/秒における複素粘度に等しいかまたはそれより大きい、上記10記載の組成物。
12.前記分岐ポリエチレン改質剤が、前記ブレンドを基準として、0.5質量%〜10質量%にて存在する、上記10記載の組成物。
13.前記ポリエチレンが、エチレンと1種またはそれ以上のC 3 〜C 20 α−オレフィンとのコポリマーを含み、かつ20,000〜1,000,000g/モルのMwを持つ、上記10記載の組成物。
14.前記ポリエチレンが、0.91〜0.96g/cm 3 の密度を持つ、上記10記載の組成物。
15.前記分岐ポリエチレン改質剤が、0.1質量%〜99.5質量%にて存在し(前記ブレンドの質量を基準として)、かつ前記ポリエチレンが、60%またはそれ以上の組成分布幅指数および0.90g/cm 3 またはそれ以上の密度を持つ、上記10記載の組成物。
16.前記改質剤が、2またはそれ以上の歪−硬化比を持つ、上記10記載の改質剤。
17.前記改質剤がエチレン、オクテン、1,9−デカジエンコポリマーである、上記1記載の改質剤。
18.1.0より大きな歪−硬化比を持つことを特徴とするブレンド組成物。
19.線状PEおよび分岐改質剤を含み、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムの値よりも少なくとも10%低い厚みの変動および同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムの20%以内の落槍衝撃強さを持つことを特徴とする、ポリエチレンフィルム。
20.線状PEおよび分岐改質剤を含み、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムの値よりも少なくとも10%低い厚みの変動および同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムの20%以内のMD引裂強さを持つことを特徴とする、ポリエチレンフィルム。
21.線状PEおよび分岐改質剤を含み、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムの値よりも少なくとも10%低い曇り度および同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムの20%以内の落槍衝撃強さを持つことを特徴とする、ポリエチレンフィルム。
22.線状PEおよび分岐改質剤を含み、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムの値よりも少なくとも10%低い曇り度および同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムの20%以内のMD引裂強さを持つことを特徴とする、ポリエチレンフィルム。
23.前記改質剤のC 4 〜C 40 コモノマーが、1種またはそれ以上のC 6 〜C 40 α−オレフィンコモノマーである、上記10記載のブレンド。
24.上記1記載の組成物を含むことを特徴とするフィルム。
25.上記10記載の組成物を含むことを特徴とするフィルム。
26.上記1記載の組成物を含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された曇り度の値よりも少なくとも10%低い曇り度を持つことを特徴とする、前記フィルム。
27.上記1記載の組成物を含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された厚みの変動よりも少なくとも10%低い厚みの変動を持つことを特徴とする、前記フィルム。
28.上記1記載の組成物を含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された落槍衝撃強さよりも大きいか、あるいはそれよりも30%以内で低い、落槍衝撃強さを持つことを特徴とする、前記フィルム。
29.上記1記載の組成物を含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定されたMD引裂強さよりも大きいか、またはそれよりも30%以内で低い、MD引裂強さを持つことを特徴とする、前記フィルム。
30.上記1記載の分岐ポリエチレン改質剤または上記10記載のブレンドを含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された厚みの変動よりも少なくとも10%低い厚みの変動を持ち、かつ該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された落槍衝撃強さの30%以内の、kg/mm((×25.4)g/ミル)単位で表した落槍衝撃強さを持つことを特徴とする、前記フィルム。
31.上記1記載の分岐ポリエチレン改質剤または上記10記載のブレンドを含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された厚みの変動よりも少なくとも10%低い厚みの変動を持ち、かつ該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、同一の条件下で製造されたフィルムについて測定されたMD引裂強さよりも大きいか、あるいはそれよりも30%以内で低い、MD引裂強さを持つことを特徴とする、前記フィルム。
32.上記10記載のブレンドを含むフィルムであって、該ブレンド組成物が、該分岐ポリエチレン改質剤を含まない組成物について測定された歪−硬化比よりも少なくとも10%大きな歪−硬さ比を持ち、かつ該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された落槍衝撃強さの30%以内の、kg/mm((×25.4)g/ミル)単位で表した落槍衝撃強さを持つことを特徴とする、前記フィルム。
33.上記1記載の分岐ポリエチレン改質剤または上記10記載のブレンドを含むフィルムであって、該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された厚みの変動よりも少なくとも10%低い厚みの変動を有し、かつ該フィルムが、同一の厚みおよび同一の組成を持ち、該分岐ポリエチレン改質剤を含まず、かつ同一の条件下で製造されたフィルムについて測定された曇り度よりも少なくとも10%低い曇り度を持つことを特徴とする、前記フィルム。
34.組成物であって、(該組成物の質量を基準として)25質量%より多くの、0.97またはそれ以上のg’ vis および20,000g/モルまたはそれ以上のMwを有する、1種またはそれ以上のエチレンポリマーおよび少なくとも0.1質量%の分岐改質剤を含み、ここで該改質剤が、0.97未満のg’ vis を有し、該エチレンポリマーが、該分岐改質剤のg’ vis よりも少なくとも0.01単位高いg’ vis を持つことを特徴とする、前記組成物。
35.前記改質剤が、53.9*I2 (-0.74) よりも大きな、振動数0.01rad/秒における複素粘度対振動数398rad/秒における複素粘度の剪断減粘性比を持ち、ここでI2は、ASTM 1238 Dに従う、190℃、2.16kgにおけるメルトインデックスである、上記1記載の改質剤。
36.触媒、活性化剤としてのエチレン、C 4 〜C 40 α−オレフィンおよびポリエンを接触させる工程およびターポリマーを得る工程を含み、該触媒の効率が、触媒1gにつきポリマー100,000gまたはそれ以上であることを特徴とする、分岐改質剤の製造方法。
37.分岐ポリエチレン改質剤であって、少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC 4 〜C 40 コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合を持つポリエンを含み、該分岐ポリエチレン改質剤が、0.80未満のg’ vis および少なくとも5000 Pa・sの0.1rad/秒および温度190℃における複素粘度を持つことを特徴とする、前記分岐ポリエチレン改質剤。
38.前記分岐ポリエチレン改質剤が、20,000g/モルまたはそれ以上のMwを持つ、上記10記載の組成物。
39.分岐ポリエチレン改質剤であって、少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC 4 (好ましくはC 6 )〜C 40 コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合を持つポリエンを含み、該分岐ポリエチレン改質剤が、0.65未満のg’ vis および少なくとも5000 Pa・sの、0.1rad/秒および温度190℃における複素粘度を持つことを特徴とする、前記分岐ポリエチレン改質剤。
40.分岐ポリエチレン改質剤であって、少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC 4 〜C 40 コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合を持つポリエンを含み、該分岐ポリエチレン改質剤が、a)0.97未満のg’ vis を有し、b)本質的にゲルを含まず、c)50,000g/モルまたはそれ以上のMwを持ち、およびd)4.0またはそれ以上のMw/Mnを持つことを特徴とする、前記分岐ポリエチレン改質剤。
Claims (15)
- 少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエンを含む分岐ポリエチレン改質剤であって、該分岐ポリエチレン改質剤が、a)0.97未満のg’visを有し、b)ゲルを含まず、c)100,000g/モルまたはそれ以上のMwを持ち、かつd)4.0またはそれ以上のMw/Mnを持つことを特徴とする、前記分岐ポリエチレン改質剤。
- 前記コモノマーが、0.5モル%〜30モル%の量で存在する、請求項1記載の改質剤。
- 前記ポリエンが、0.001モル%〜10モル%の量で存在する、請求項1記載の改質剤。
- 前記改質剤が、0.90またはそれ以下のg′(Zave)を持つ、請求項1記載の改質剤。
- 前記改質剤が、2またはそれ以上の歪−硬化比を持つ、請求項1記載の改質剤。
- 前記C4〜C40コモノマーが、1種またはそれ以上のC6〜C40α−オレフィンコモノマーである、請求項1記載の改質剤。
- 前記改質剤が、5質量%またはそれ以下のキシレン不溶性物質を含む、請求項1記載の改質剤。
- 前記C4〜C40コモノマーが、1種またはそれ以上のヘキセン、ブテン、またはオクテンである、請求項1記載の改質剤。
- 前記ポリエンが、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、1,10−ウンデカジエン、1,11−ドデカジエン、1,12−トリデカジエン、1,13−テトラデカジエン、テトラヒドロインデン、ビシクロ−(2.2.1)−ヘプタ−2,5−ジエンとしても知られているノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、1,4−シクロヘキサジエン、1,5−シクロオクタジエン、および1,7−シクロドデカジエンからなる群から選択される、請求項1記載の改質剤。
- 1)少なくとも50モル%のエチレン、1種またはそれ以上のC4〜C40コモノマー、および少なくとも2つの重合性結合をもつポリエンを含む分岐ポリエチレン改質剤、ここで該分岐ポリエチレン改質剤は、a)0.97未満のg’visを有し、b)5質量%またはそれ以下のキシレン不溶性物質を含み;および2)0.88g/ccまたはそれ以上の密度および20,000g/モルまたはそれ以上のMwを持つポリエチレン、ここで該エチレンポリマーは、該分岐改質剤のg’visよりも少なくとも0.01単位高いg’visを持つ、を含むことを特徴とするブレンド。
- 前記分岐ポリエチレン改質剤の0.1rad/秒における複素粘度が、該分岐ポリエチレン改質剤と組合せる前の前記ポリエチレンの0.1rad/秒における複素粘度に等しいかまたはそれより大きい、請求項10記載の組成物。
- 前記分岐ポリエチレン改質剤が、前記ブレンドを基準として、0.5質量%〜10質量%にて存在する、請求項10記載の組成物。
- 前記ポリエチレンが、エチレンと1種またはそれ以上のC3〜C20α−オレフィンとのコポリマーを含み、かつ20,000〜1,000,000g/モルのMwを持つ、請求項10記載の組成物。
- 前記ポリエチレンが、0.91〜0.96g/cm3の密度を持つ、請求項10記載の組成物。
- 前記分岐ポリエチレン改質剤が、0.1質量%〜99.5質量%にて存在し(前記ブレンドの質量を基準として)、かつ前記ポリエチレンが、60%またはそれ以上の組成分布幅指数および0.90g/cm3またはそれ以上の密度を持つ、請求項10記載の組成物。
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