JP6513804B2 - ポリオレフィン組成物を製造する方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明
本開示は二峰性または多峰性ポリオレフィン及び一つ以上の添加剤を含むポリオレフィン組成物を連続的に製造する方法を提供する。本開示は特にポリオレフィン及び一つ以上の添加剤を含むポリオレフィン組成物を連続的に製造する方法を提供し、ここで上記ポリオレフィンは二峰性または多峰性高密度ポリエチレンである。

ポリオレフィンは最も広く用いられる市販用重合体である。しかし、所望の様々な特性を達して保持するために、上記重合体は追加物質を備える必要がある。所謂プラスチック添加剤はたとえ上記添加剤が非常に少量添加されても重合体の特性に大きく影響を与え、重合体を商業的に有用にする補助化合物である。上記添加剤は一般的に顆粒化工程においてポリオレフィンの重合以後に直接結合される。

米国特許第４，４４８，７３６号は分解された重合体を製造するための工程における連続イン−ライン溶融流れ速度制御システムであって、押出機からの溶融物のスリップストリームの粘度がモニタリングされ、押出機に供給される分解剤（ｄｅｇｒａｄｅｎｔ）、例えば過酸化物の量が調整されるシステムを開示する。ＥＰ２０３０７５７Ａ１はパージング重合体によって押出重合体の残余量を排出させることにより押出装置から押出重合体の残余量を除去して押出装置をパージングする方法を記述している。上記押出装置には重合体粉末を供給するための装置に流量計が装着されている。

優れた特定の組合を有するポリオレフィンは所謂二峰性または多峰性ポリオレフィンである。これら重合体は、多くの場合、通常相異する重合条件を有する２つ以上の重合反応器のカスケードで製造される。このような重合方法で得られたポリオレフィン粉末の個個の粒子はこれらの組成が大きく変わる場合がある。従って、顆粒化段階でこれらポリエチレンを均質化させるための特別な努力が要求される。例えば、ＷＯ２００４／０９６５２３Ａ１には多峰性または二峰性ポリオレフィンを溶融及び均質化させるための特別な押出機の構成が開示されている。

しかしながら、優れた特性を有する二峰性または多峰性ポリオレフィンの製造のためには、ポリオレフィンの複数の重合体成分が非常によく均質化される必要があるだけではなく、プラスチック添加剤が重合体内に非常に均一に分配されることも要求される。このような均一性は重合体物質全体の非常に均等な均質化を含むだけでなく、プラスチック添加剤とポリオレフィン物質間の割合及び相異する添加剤の間の割合が実質的に全てのポリオレフィンペレットで同じであることを含まなければならない。また、信頼性があり、経済的な方法でこのような均一な分配を達成することが可能でなければならない。

従って、従来技術における短所を克服し、二峰性または多峰性ポリエチレンを含むポリオレフィン組成物、特に二峰性または多峰性高密度ポリエチレンを含むポリオレフィン組成物の中の添加剤の非常に均一な分配を達することを可能にし、経済的で、信頼性のある高い投与（ｄｏｓｉｎｇ）正確度で行うことができる方法を提供する必要がある。

発明が解決しようとする手段 本開示は少なくとも一つのホッパーを備えた押出装置で、二峰性または多峰性ポリオレフィン及び一つ以上の添加剤を含むポリオレフィン組成物を連続的に製造する方法において、ポリオレフィンペレットが押出装置で上記ポリオレフィン組成物から製造され、上記方法が、 （ｉ）上記ホッパーにポリオレフィン粉末形態の二峰性または多峰性ポリオレフィンを供給する段階と； （ｉｉ）上記ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を測定したり、または上記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量を測定する段階と； （ｉｉｉ）同じホッパーに一つ以上の添加剤を供給する段階と； （ｉｖ）上記ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を測定する時、上記ポリオレフィン粉末の測定された流量によってホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整したり、または上記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量を測定する時、上記ポリオレフィンペレットの測定された流量によってホッパーへのポリオレフィン粉末の流量を調整し、ホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を一定に保持するか、または上記ポリオレフィンペレットの測定された流量によってホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整する段階と； （ｖ）上記ホッパーから上記押出装置内にポリオレフィン粉末及び添加剤を移送する段階と； （ｖｉ）上記押出装置内のポリオレフィン粉末及び添加剤を溶融及び均質化して溶融されたポリオレフィン組成物を形成する段階と； （ｖｉｉ）上記溶融されたポリオレフィン組成物を顆粒化する段階とを含む方法を提供する。

一部の実施形態では、上記ポリオレフィン粉末の流量が測定される。

一部の実施形態では、上記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量が測定される。

一部の実施形態では、上記ポリオレフィン粉末の流量またはポリオレフィンペレットの流量が固体流量計で測定される。

一部の実施形態では、上記ポリオレフィン粉末が貯蔵容器から供給され、ここで上記ポリオレフィン粉末が補助排出（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ａｉｄ）によって自由に流れる状態に保持される。

一部の実施形態では、まず上記ポリオレフィン粉末及び一つ以上の添加剤を混合装置に供給して、ポリオレフィン粉末及び添加剤を混合した後、上記ポリオレフィン粉末及び添加剤の混合物を上記混合装置からホッパーに移送し、ここで一つ以上の添加剤の流量は、混合装置に供給しながら測定し、上記混合装置に供給される一つ以上の添加剤の流量は混合装置に供給されるポリオレフィン粉末の測定された流量によって調整されるか、または混合装置に供給される一つ以上の添加剤及びポリオレフィン粉末の流量はポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整される。

一部の実施形態で、上記混合装置は二つの水平に配向された逆方向−回転シャフトを含むパドルミキサーである。

一部の実施形態で、上記ポリオレフィン粉末は重力によって貯蔵容器からホッパーに移送される。

一部の実施形態で、上記ポリオレフィン粉末は少なくとも二つの重合反応器のカスケードで一つ以上の１−オレフインを重合して得られる。

一部の実施形態で、上記ポリオレフィンはポリエチレンである。

一部の実施形態で、上記ポリエチレンは０．９４５〜９６５ｇ／ｃｍ^３の２３℃でＩＳＯ １１８３によって測定された密度を有する高密度ポリエチレンである。

一部の実施形態で、上記添加剤の中の一つはカーボンブラックである。

一部の実施形態で、上記カーボンブラックはカーボンブラックマスターバッチの形態で供給される。

一部の実施形態で、上記方法は、 （ｖｉｉｉ）ポリオレフィンペレットを同じホッパーに供給する段階と； （ｉｘ）ホッパーに供給される重合体ペレットの流量をポリオレフィン粉末の測定された流量によってまたはポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整する段階をさらに含む。

一部の実施形態で、上記押出装置は逆方向回転及び噛合型二軸スクリューを有する連続混合器であるか、または上記押出装置は少なくとも一つの同方向回転二重スクリュー押出機を含む。

複数の実施形態が開示されているが、さらに他の実施形態が以下の詳細な説明から当業者に明白になれる。明らかなように、本願に開示された特定の実施形態は何れも本願で提供された特許請求範囲の精神及び範囲を逸脱しないで、多様な明白な様態に変形することができる。従って、図面及び詳細な説明は本質的に例示的なものであって、限定的なものでないことを理解すべきである。

以下の図面は本願に開示された主題の好ましい実施形態を説明する。特許請求範囲に記載された主題は添付された図面とともに以下の説明を参照して理解されることができ、ここで同じ参照番号は同じ構成要素を現わす：

図１はポリオレフィン粉末及び添加剤が押出装置のホッパーに直接供給される本開示によるポリオレフィン組成物を製造するための好ましい構成を概略的に示す。 図２はポリオレフィン粉末及び添加剤が押出装置のホッパーに移送される前に混合装置に先に供給される本開示によるポリオレフィン組成物を製造するための好ましい構成を概略的に示す。

本開示は二峰性または多峰性ポリオレフィン及び一つ以上の添加剤を含むポリオレフィン組成物の製造方法に関する。好ましいポリオレフィンは、オレフインを重合して、特に１−オレフイン、即ち末端二重結合を有する炭化水素を重合して得られ、これに制限されるのではない。好ましい単量体はアリール置換された１−オレフインを含む非極性オレフイン性化合物である。特に好ましい１−オレフインは直鎖状または分枝状のＣ_２−Ｃ_１２−１アルケン、特に直鎖状Ｃ_２−Ｃ_１０−１−アルケン、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキサン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、または分枝状Ｃ_２−Ｃ_１０−１−アルケン、例えば４−メチル−１−ペンテン、共役及び非共役ジエン、例えば１，３−ブタジエン、１，４−ヘキサジエンまたは１，７−オクタジエン、またはビニール芳香族化合物、例えばスチレンまたは置換されたスチレンである。また、多様な１−オレフインの混合物を重合することが可能である。また、好ましいオレフインは二重結合が一つ以上の環系を有することができる環構造の一部であるものを含む。例としては、シクロペンテン、ノルボルネン、テトラシクロドデセンまたはメチルノルボルネンまたはジエン、例えば５−エチリデン−２−ノルボルネン、ノルボルナジエンまたはエチルノルボルナジエンがある。また、二つ以上のオレフインの混合物を重合することが可能である。

本開示の方法は、特にエチレンまたはプロピレンの単一重合または共重合によって得られたポリオレフィンを含むポリオレフィン組成物を製造する方法である。プロピレンの重合で、共単量体としては４０重量％までのエチレン及び／または１−ブテンを用いることが好ましい。

好ましい実施形態において、本開示の方法はエチレンを単一重合または共重合して得られたポリオレフィンを含むポリオレフィン組成物を製造することに関する。エチレンが４０重量％までのＣ_３−Ｃ_８−１−アルケン、好ましくは１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキサン、１−オクテンまたはこれらの混合物とともに共重合されたポリエチレンを含むポリオレフィン組成物を製造することが特に好ましい。エチレンを２０重量％までの１−ブテン、１−ヘキサンまたはこれらの混合物とともに共重合する方法が特に好ましい。

ポリオレフィンの製造には工業的に知られている全ての重合方法を利用することができる。これは溶液方法、懸濁方法及び気相方法を含む。上記重合はバッチ式、または、好ましくは二つ以上の段階で連続的に行われることができる。このようなタイプの方法は一般的に当業者に知られている。言及された重合方法の中で、特に気相流動層反応器またはマルチゾーン循環気相反応器内での気相重合、および特にループ反応器または撹拌タンク反応器内での懸濁重合が好ましい。

本開示の方法は全てのタイプの通常のポリオレフィン重合体のポリオレフィン組成物を製造するために用いられることができる。本開示の方法は二峰性または多峰性ポリオレフィンを含むポリオレフィン組成物を製造するのに特に好ましい。そこで、二峰性または多峰性という用語は分子量分布のモダリティ（ｍｏｄａｌｉｔｙ）に関する。このような重合体は異なる反応条件下で二つ以上の重合反応器のカスケードでオレフインを重合して得ることができる。従って、「モダリティ」は分子量分布のこのようなモダリティがゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）曲線内分離した最大点に認識されることができるか否かに関係なく、どれだけたくさん異なる重合条件がポリオレフィンを製造するのに利用されたかを現わす。当該分野において頻繁に用いられ、また本願で用いられる用語「多峰性」は二峰性を含むことができる。分子量の分布以外に、ポリオレフィン重合体はまた共単量体の分布を有することができ、ここで、好ましくは、より高い分子量を有する重合体鎖の平均共単量体の含有量がより低い分子量を有する重合体鎖の平均共単量体の含有量より高い。しかし、反応カスケードの全ての重合反応器内で同一または非常に類似する反応条件を利用して狭い分子量ポリオレフィン重合体を製造することも可能である。しかし、相異する反応条件で作動する重合反応器のカスケードで多峰性ポリオレフィンを製造することは、相異する反応器内の個々のポリオレフィン粒子の相異する滞留時間によって、ポリオレフィン粉末の個個のポリオレフィン粒子の組成物が大きく変わることがあって複雑である。

重合は全ての通常のオレフイン重合触媒を用いて行うことができる。これは重合が例えば酸化クロムをベースとするフィリップス触媒を利用して、チタンをベースとするチーグラー−またはチーグラー・ナッタ触媒を利用して、単一活性点触媒を利用して、またはこのような触媒の混合物を利用して行われることができることを意味する。オレフイン重合のためのこれら触媒の製造及び使用は一般的に知られている。

ポリオレフィンは一般的に小さい粒子の形態を意味する粉末で得られる。粒子は一般的に触媒形態、大きさ、及び重合条件によってほぼ規則的な形態及び大きさを有する。用いられる触媒によって、ポリオレフィン粉末の粒子は一般的に数百〜数千ミクロメーターの平均直径を有する。クロム触媒の場合、平均粒子直径が一般的に約３００〜約１６００μｍであり、チーグラータイプの触媒の場合、平均粒子直径が一般的に約１００〜約３０００μｍである。好ましいポリオレフィン粉末は１５０〜２５０μｍの平均粒子直径を有する。粒子大きさの分布は、例えば、好ましくはふるい（ｓｉｅｖｉｎｇ）で測定されることができる。好ましい技術は、例えば振動ふるい分析またはエアジェットによるふるい分析である。

本開示のポリオレフィン組成物を製造するための好ましいポリオレフィンは、５０〜１００重量％、より好ましくは８０〜１００重量％、特に９８〜１００重量％のエチレン含有量を有するポリエチレンである。従って、上記ポリエチレン内の他のオレフインの含有量は好ましくは０〜５０重量％、より好ましくは０〜２０重量％、特に０〜２重量％である。

本開示の方法によって得られる好ましいポリエチレン組成物の密度は０．９０ｇ／ｃｍ^３〜０．９７ｇ／ｃｍ^３である。好ましくは、密度は０．９２０〜０．９６８ｇ／ｃｍ^３の範囲、特に０．９４５〜０．９６５ｇ／ｃｍ^３の範囲である。上記密度は１８０℃、２０ＭＰａで８分間圧搾した後３０分間沸いているお湯の中で結晶化した厚さ２ｍｍの押出成形板でＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １１８３−１：２００４、方法Ａ（浸漬）によって測定された密度であることと理解すべきである。

ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １１３３：２００５条件Ｇによって測定された、ポリエチレン組成物の２１．６ｋｇ荷重で１９０℃でのメルトフローレートＭＦＲ_２１．６は１ｇ／１０分〜８０ｇ／１０分、好ましくは２ｇ／１０分〜５０ｇ／１０分、特に５ｇ／１０分〜２５ｇ／１０分である。

ポリオレフィン組成物はポリオレフィンと一つ以上の添加剤を組み合わせて製造する。このような添加剤は本発明が属する技術分野において通常的である。特に多峰性ポリオレフィンの場合、これらがポリオレフィン内に非常に均一に分配されることが必要である。ポリオレフィン組成物を製造するための添加剤の好ましいタイプは、例えば抗酸化剤、光安定剤、酸掃去剤、潤滑剤、加工補助剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、静電気防止剤、防曇剤、顔料または染料、核形成剤、難燃剤または充填剤である。いくつかの添加剤がポリオレフィン組成物に添加されることが通常的である。複数の添加剤は相異するタイプの添加剤であることができる。しかし、いくつかの代表的な一つのタイプの添加剤が一つのポリオレフィン組成物に添加されることも可能である。全てのこのようなタイプの添加剤は一般的に商業的に入手可能であり、例えば文献［Ｈａｎｓ Ｚｗｅｉｆｅｌ、Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｍｕｎｉｃｈ、２００１］に記載されている。

本開示の好ましい実施形態において、添加剤の中の一つはカーボンブラックである。そして、ポリオレフィン組成物は、一般的にカーボンブラックだけでなく、一つ以上の他の添加剤をさらに備える。好ましくは、カーボンブラックはカーボンブラックマスターバッチの形態で押出装置のホッパーに供給される。

本開示の方法は、少なくとも一つのホッパーを備えた押出装置を利用して行われる。ホッパーは押出装置に供給されるように意図された物質を収容するために提供される。次に、上記物質はホッパーから押出装置内に移送される。本開示の押出装置はポリオレフィン粉末及び少なくとも一つの添加剤が供給される少なくとも一つのホッパーを備える。しかし、押出装置は押出装置に追加物質を供給するための一つ以上のホッパーをさらに備えることができる。

押出装置はポリオレフィン粉末を溶融させ、そのものでポリオレフィン溶融物を均質化してポリオレフィン溶融物内に添加剤を均一に分配させるのに有用である。これは、好ましくは、ポリオレフィン粉末及び添加剤の混合物に熱及び機械的エネルギーを加えて発生する。本開示の方法のための好ましい押出装置は押出機または連続混合器である。これら押出機または混合器はポリエチレン組成物を溶融させて均質化する一段または二段機械であることができる。押出機の例としては、ピンタイプ押出機、プラネタリー押出機または共回転ディスクプロセッサがある。排出スクリュー及びギアポンプを有する混合器の組み合わせも可能である。好ましい押出機はスクリュー押出機、特にツイン−スクリュー器機で構築された押出機である。ツイン−スクリュー押出機及び排出構成要素を有する連続混合器、特に逆方向回転及び噛合型二軸スクリューを有する連続混合器が好ましいか、または押出装置は少なくとも一つの同方向回転二軸押出機を含む。このようなタイプの機械はプラスチック産業で通常的で、例えば ドイツシュツットガルトのコペリオン社（Ｃｏｐｅｒｉｏｎ ＧｍｂＨ）；ドイツハノーバーのクラウスマフェイ・ベルストルフ社（ＫｒａｕｓｓＭａｆｆｅｉ Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＧｍｂＨ）；株式会社日本製鋼所（Ｔｈｅ Ｊａｐａｎ Ｓｔｅｅｌ Ｗｏｒｋｓ ＬＴＤ．）；アメリカアンソニアのファレルコポレーション（Ｆａｒｒｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）；または、日本神戸の株式会社神戸製鋼所（Ｋｏｂｅ Ｓｔｅｅｌ，Ｌｔｄ．）で製作される。好ましい押出装置は一般的に溶融物を顆粒化するためのユニット、例えば水中造粒機をさらに備える。

本発明の方法は、ポリオレフィン粉末形態のポリオレフィンだけでなく、一つ以上の添加剤も一つのホッパーに供給した後、結合された物質を溶融及び追加的な混合のために押出装置内に移送することを特徴とする。好ましくは、ポリオレフィン粉末は貯蔵容器、特に円錐状の下端を有する貯蔵容器から供給される。好ましい実施形態で、ポリオレフィン粉末を供給するための貯蔵容器はポリオレフィン粉末を自由流れ状態に保持する補助排出を備える。好ましい補助排出は例えば貯蔵容器の下端内に、より好ましくは貯蔵容器の円錐状の下端内に非活性気体、好ましくは窒素を取り入れる。ポリオレフィン粉末は、好ましくは重力によって貯蔵容器からホッパーに移送される。

添加剤は好ましくは添加剤用専用貯蔵容器から供給される。また大きいバックのような運搬容器から直接添加剤を供給することも可能である。本開示のポリオレフィン組成物を製造するために利用される添加剤は固体形態、好ましくは小さい粒子形態で供給されることができるか、またはこれらは液体であることができるか、またはこれらは溶解された形態で供給される。全ての添加剤が個別的に供給されることができるか、または選択された添加剤の中のいくつかを含む添加剤の一つ以上の混合物を供給することができるか、または全ての添加剤の混合物がポリオレフィン粉末とともに供給される。好ましくは、全ての添加剤が固体粒子の形態で供給される。

製造されたポリオレフィン組成物はポリオレフィン及び一つ以上の添加剤を含む。製造されたポリオレフィン組成物の組成は、好ましくは、用いられるポリオレフィン粉末の性質、添加剤の性質、これらの数、これらの量及びこれらの割合を同定するレシピによって定義される。製造されたポリオレフィン組成物の構成は製造されたポリオレフィン組成物ごとに有意的に相異することができる。しかし、全てのポリオレフィン組成物は大部分のポリオレフィンを含む。好ましくは、製造されたポリオレフィン組成物のポリオレフィンの割合は８０〜９９．９８重量％、より好ましくは９５〜９９．９５重量％、特に９８〜９９．９重量％である。本開示はポリオレフィン組成物内の添加剤の非常に均一な分布を有するこのようなポリオレフィン組成物を製造することに関するだけでなく、経済的で、信頼性のある方式で各種成分の所定割合でこれら組成物を正確に製造することに関する。

押出装置のホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の量は、好ましい供給装置、例えばロータリーバルブまたはスクリューフィーダー（ｓｃｒｅｗｆｅｅｄｅｒ）によって調節される。供給装置の速度を変化させることにより、押出装置に供給されるポリオレフィン粉末の量が変更されることができる。供給装置の速度はポリオレフィン粉末の供給される量がポリオレフィン組成物内のポリオレフィンの所望の割合に相応する予め選択された設定値に相応するようにコントローラーで調節することが好ましい。

本開示の好ましい実施形態によって、ポリオレフィン組成物内の添加剤に対するポリオレフィンの割合がポリオレフィン粉末の高い流量にも正確に供給されるポリオレフィン粉末の量に基づいて押出装置への一つ以上の添加剤の流量を調整することにより一定に保持されることが保障される。一つ以上の添加剤のためのこれらの設定値を計算するために、押出機に供給されるポリオレフィン粉末の正確な供給量を用いることによって、ポリオレフィン粉末供給装置の速度における小さな変化が添加剤の流量における相応する変化で即刻に補償される。これは一つ以上の添加剤の流量を調節するために、ポリオレフィン組成物のレシピから由来する設定値を単純に用いるのと対照される。従って、押出装置のホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の量が連続的に測定される。これはポリオレフィン粉末の流量を連続的に測定することによって行われる。

本開示のまた他の好ましい実施形態によって、押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量が押出装置のホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量の代りに測定され、押出装置へのポリオレフィン粉末の流量が押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの実際量に基づいて調整される。ポリオレフィン粉末の流量を調整するために製造される重合体ペレットの流量測定を利用することによって、ポリオレフィン粉末供給装置の速度変化が相変らず補償されるが；特定の粘着性を有する重合体粒子の重合体の流量を測定する際における可能性のある難しさが実質的に減少する。ポリオレフィンペレットの流量は好ましくは乾燥したポリオレフィンペレット、即ち好ましくは一般的に用いられる水中造粒器及び遠心分離乾燥器の下流で測定する。このような実施形態において、ホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量は所定値で一定に保持され、ポリオレフィン組成物の中の添加剤とポリオレフィン間の割合がホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を調整することによって調節されるか、または、好ましくはホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量及び一つ以上の添加剤の流量が全部、好ましくは一つ以上の添加剤の流量を調節してポリオレフィン粉末の供給を調節するために相異する調節特性を利用して、押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの実際量に基づいて調整される「あれは正しいですか？」。

好ましくは、ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量または押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量は固体流量計で測定する。好ましい固体流量計は衝撃プレート、測定シュートまたはコリオリ測定技術を用いることができる。このような固体流量計は、例えばアメリカウィスコンシンホワイトウォーターのシェンクプロセス（Ｓｃｈｅｎｃｋ Ｐｒｏｃｅｓｓ）またはドイツゲルルンハウセンのコペリオンＫ−トロン（ＣｏｐｅｒｉｏｎＫ−Ｔｒｏｎ）から商業的に入手可能である。固体流量計は、好ましくはコントローラーを備える。このようなコントローラーは、ポリオレフィン粉末の実際供給量に関する情報に基づいて、押出機にポリオレフィン粉末を供給する供給装置の速度を調整することを可能にする。

ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の測定された流量またはポリオレフィンペレットの測定された流量がホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整するのに用いられる。このために、固体流量計のコントローラーがコンピューターのような演算ユニットでホッパーへのポリオレフィン粉末の流量を現わす信号を送信する。演算装置は連続的にホッパーへの添加剤の所望の流れのための設定値を計算し、上記設定値は押出装置に実際供給されるポリオレフィン粉末の量を反映する。

本開示の好ましい実施形態で、ポリオレフィン組成物の製造方法は、押出装置のホッパーにポリオレフィンペレットをさらに供給する段階をさらに含む。このような方案は、ポリオレフィン組成物に既に顆粒化された重合体物質をさらに添加する可能性を与える。これら顆粒化された重合体物質は好ましくはより少ない量で添加される。ポリオレフィン組成物に有利に添加されることができる顆粒化された重合体物質の例として、指定された特性要件を満たさない予め製造されたポリオレフィン組成物、または一つのポリオレフィン等級から他のポリオレフィン等級に転換している重合で得られた転移物質である。ポリオレフィンペレットは、好ましくはポリオレフィン粉末及び添加剤と同じホッパーに供給される。また、ホッパーへのポリオレフィンペレットの流量は、好ましくはホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の測定された流量に基づいて、またはポリオレフィンペレットの測定された流量に基づいて調整される。この時、演算装置がホッパーへのポリオレフィンペレットの所望の流れのための設定値を連続的に計算する。

ポリオレフィン粉末及び添加剤の組合はホッパーから押出装置内に移送された後、押出装置内で溶融されて均質化される。その後、上記溶融物は顆粒化ユニットを通過し、そこでペレットに変形される。

本開示の好ましい実施形態で、ポリオレフィン粉末及び添加剤は押出装置のホッパーに直接供給されないで、まず混合された後押出装置のホッパーに混合物として供給される。これのために、ポリオレフィン粉末及び一つ以上の添加剤は混合装置に供給される。この時、混合装置に供給される一つ以上の添加剤の流量は混合装置に供給されるポリオレフィン粉末の流量によって調整される。別の方法として、混合装置に供給されるポリオレフィン粉末の流量はポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整される。好ましい混合装置は、二つの水平に配向された逆方向−回転シャフトを含むパドルミキサーである。上記シャフトは適切な幾何構造のパドルを備える。上記回転シャフトはポリオレフィン粉末及び添加剤の組成物をシャフトの軸について水平に移動させ、同時にこれらを激しく混合する。このようなパドルミックとしては、例えばドイツアデナウのＫｏｅｌｌｅｍａｎｎ ＧｍｂＨまたはＪ．Ｅｎｇｅｌｓｍａｎｎ ＡＧ、Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙから商業的に入手可能である。ポリオレフィン及び添加剤の混合物はシャフトの末端で混合装置を出た後、好ましくは重力によって押出装置のホッパーに移送される。

図１は本開示によるポリオレフィン組成物の製造のための好ましい構成を概略的に示すが、本発明がここに記載された実施形態に制限されるのではない。

ポリオレフィン粉末はライン１を通じてポリオレフィン粉末貯蔵容器２に提供される。貯蔵容器２内のポリオレフィン粉末の流動性を保持するために、窒素がライン３を通じて下端から貯蔵容器２内に導入される。ポリオレフィン粉末はライン４を通じてモーターＭによって作動するロータリーバルブ５に供給される。次に、ポリオレフィン粉末はライン６を通じて重力によってやはりモーターＭによって作動する押出装置８のホッパー７にさらに移送される。ロータリーバルブ５のモーターＭの速度を変化させることにより、ホッパー７に供給されるポリオレフィン粉末の流量を調整することができる。ロータリーバルブ５からホッパー７への経路上でポリオレフィン粉末がホッパー７へのポリオレフィン粉末の流量を測定する固体流量計９を通過し、これは時間単位当たりホッパー７に伝達されるポリオレフィン粉末の量を測定することを意味する。固体流量計９はコントローラー１０を備える。コントローラー１０は固体流量計９によって測定された流量がコントローラー１０で以前に実行された流量の標的化された設定値と異なる場合、ポリオレフィン粉末の流量を調整するためにロータリーバルブ５のモーターＭに信号１１を送信する。他の一方で、コントローラー１０も貯蔵容器２からホッパー７へのポリオレフィン粉末の流量を現わす信号１２を演算ユニット１３に送信する。

図１はホッパー７に粒子状の添加剤を供給するための投与装置１５を含む二つの実質的に同じユニットを示す。また、一つまたは三つ以上のこれら添加剤供給ユニットで本開示の方法を実行することが可能である。それぞれのユニットで、添加剤または添加剤混合物はライン１４を通じてモーターＭによって作動する投与装置１５に提供される。投与装置１５は、添加剤がホッパー７に供給される、ライン１６内に投与される添加剤または添加剤混合物の量を秤量することができる。それぞれの投与装置１５はコントローラー１７を備える。コントローラー１７はそれぞれのライン１６内にそれぞれの投与装置１５によって投与される添加剤の量を現わす信号を受信する。投与される添加剤の量の設定値は、貯蔵容器２からホッパー７へのポリオレフィン粉末の流量を現わす信号１２に基づいて、そして計算ユニット１３内で以前に実行されたポリオレフィン組成物のレシピに基づいて計算ユニット１３によって連続的に計算される。

ポリオレフィン粉末及び添加剤は全部ライン６及び１６を通じてホッパー７に供給され、ここでこれらが接触される。次に、ポリオレフィン粉末及び添加剤の組成物は押出装置８内に移送され、そこで溶融されて均質化される。上記溶融物は押出装置８内で顆粒化ユニット１８に運搬され、これから顆粒化されたポリオレフィン組成物がライン１９を通じて回収される。

図１に示す構成はホッパー７に重合体ペレットを供給するためのユニットをさらに含む。このユニットはペレット貯蔵容器２０を有し、重合体ペレットがライン２１を通じて提供される。ポリオレフィンペレットはライン２２を通じてモーターＭによって作動するロータリーバルブ２３に供給される。継いで、ポリオレフィンペレットはライン２４を通じて押出装置８のホッパー７に移送される。ホッパー７に供給されるポリオレフィンペレットの量はロータリーバルブ２３のモーターＭの速度によって定められ、上記速度は貯蔵容器２からホッパー７へのポリオレフィン粉末の流量を現わす信号１２に基づいて、そして計算ユニット１３内で以前に実行されたポリオレフィン組成物のレシピに基づいて計算ユニット１３によって設定される。

図２は本開示によるポリオレフィン組成物の製造のための好ましい構成を図式的に示し、ここでポリオレフィン粉末及び添加剤が押出装置８のホッパー７に供給される前に混合装置２５で先に混合される。

図２に示すポリオレフィン組成物の製造のための構成はポリオレフィン粉末及び添加剤がライン６及び１６を通じて混合装置２５に供給されることを除いて、図１に示すのと同じである。混合装置２５は、好ましくは二つの水平に配向された逆方向−回転シャフトを含むパドルミキサーである。ポリオレフィン粉末及び添加剤の混合物が重力によって混合装置２５から押出装置８のホッパー７にライン２６を通じて移送される。

ポリオレフィンを粉末、即ち小さい粒子形態で押出機のホッパーに供給し、ポリオレフィン粉末をそこで添加剤とともに以前に接触させることにより、ポリオレフィン及び添加剤の組合物が押出装置内に移送されることができ、それによって、製造された全ての重合体ペレットにかけて添加剤の非常に均一な分布を用意することを許容する。押出装置のホッパーに供給する前に混合装置内でポリオレフィン粉末及び添加剤を予め混合することにより、ポリオレフィン組成物を製造するために用いられるポリオレフィン粉末の個個の粒子がこれらの組成において大きく違ってもより均一な分布が得られる。また、添加剤の流量を調整するためのパラメーターとして押出装置に供給されるポリオレフィン粉末の流量を選択することは所定割合で正確にポリオレフィン組成物の全ての成分を供給することを許容し、このような方式で製造されるポリオレフィン組成物内の添加剤の分布の優れた均一性によってポリオレフィン組成物の一貫する特性に寄与する。

Claims (15)

1. 少なくとも一つのホッパーを備えた押出装置で二峰性または多峰性ポリオレフィン及び一つ以上の添加剤を含むポリオレフィン組成物を連続的に製造する方法において、ポリオレフィンペレットが押出装置でポリオレフィン組成物から製造され、上記方法が
   （ｉ）前記ホッパーにポリオレフィン粉末形態の二峰性または多峰性ポリオレフィンを供給する段階と；
   （ｉｉ）前記ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を測定するかまたは前記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量を測定する段階と；
   （ｉｉｉ）同じホッパーに一つ以上の添加剤を供給する段階と；
   （ｉｖ）前記ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を測定する時、前記ポリオレフィン粉末の測定された流量によってホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整するか、または前記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量を測定する時、前記ポリオレフィンペレットの測定された流量によってホッパーへのポリオレフィン粉末の流量を調整し、ホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を一定に保持するか、または前記ポリオレフィンペレットの測定された流量によってホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整する段階と；
   （ｖ）前記ホッパーから前記押出装置内にポリオレフィン粉末及び添加剤を移送する段階と；
   （ｖｉ）前記押出装置内のポリオレフィン粉末及び添加剤を溶融及び均質化して溶融されたポリオレフィン組成物を形成する段階と；
   （ｖｉｉ）前記溶融されたポリオレフィン組成物を顆粒化する段階とを含む方法。
2. 前記ポリオレフィン粉末の流量が測定される請求項１に記載の方法。
3. 前記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量が測定される請求項１に記載の方法。
4. 前記ポリオレフィン粉末の流量またはポリオレフィンペレットの流量が固体流量計で測定される請求項２または３に記載の方法。
5. 前記ポリオレフィン粉末が貯蔵容器から供給され、ここで前記ポリオレフィン粉末が補助排出（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇａｉｄ）によって自由に流れる状態で保持される請求項１〜４の中の何れか一項に記載の方法。
6. まず、前記ポリオレフィン粉末及び一つ以上の添加剤がポリオレフィン粉末及び添加剤を混合する混合装置に供給され、次に、前記ポリオレフィン粉末及び添加剤の混合物が前記混合装置からホッパーに移送され、ここで、一つ以上の添加剤の流量が、混合装置に供給されながら測定され、前記混合装置に供給される一つ以上の添加剤の流量が混合装置に供給されるポリオレフィン粉末の測定された流量によって調整されるかまたは混合装置に供給される一つ以上の添加剤及びポリオレフィン粉末の流量がポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整される請求項１〜５の中の何れか一項に記載の方法。
7. 前記混合装置は二つの水平に配向された逆方向−回転シャフトを含むパドルミキサーである請求項６に記載の方法。
8. 前記ポリオレフィン粉末は重力によって貯蔵容器からホッパーに移送される請求項１〜７の中の何れか一項に記載の方法。
9. 前記ポリオレフィン粉末は少なくとも二つの重合反応器のカスケードで一つ以上の１−オレフインを重合して得られる請求項１〜８の中の何れか一項に記載の方法。
10. 前記ポリオレフィンはポリエチレンである請求項１〜９の中の何れか一項に記載の方法。
11. 前記ポリエチレンは０．９４５〜９６５ｇ／ｃｍ^３の２３℃でＩＳＯ １１８３によって測定された密度を有する高密度ポリエチレンである請求項１０に記載の方法。
12. 前記添加剤の中の一つはカーボンブラックである請求項１〜１１の中の何れか一項に記載の方法。
13. 前記カーボンブラックはカーボンブラックマスターバッチの形態で供給される請求項１２に記載の方法。
14. （ｖｉｉｉ）同じホッパーにポリオレフィンペレットを供給する段階と；
    （ｉｘ）ホッパーに供給される重合体ペレットの流量をポリオレフィン粉末の測定された流量によってまたはポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整する段階とをさらに含む請求項１〜１３の中の何れか一項に記載の方法。
15. 前記押出装置は逆方向回転及び噛合型二軸スクリューを有する連続混合器であるか、または前記押出装置は少なくとも一つの共回転二軸押出機を含む請求項１〜１４の中の何れか一項に記載の方法。

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