JPH09511273A - Lldpe樹脂ブレンド - Google Patents

Lldpe樹脂ブレンド

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JPH09511273A JP7525743A JP52574395A JPH09511273A JP H09511273 A JPH09511273 A JP H09511273A JP 7525743 A JP7525743 A JP 7525743A JP 52574395 A JP52574395 A JP 52574395A JP H09511273 A JPH09511273 A JP H09511273A
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Abstract

(57)【要約】 メタロセン触媒系を使用して製造されたLLDPEと低密度高圧ポリエチレンとのブレンドは押し出すことによって改善された光学的性質及び衝撃強度を示すフィルムとなる。

Description

【発明の詳細な説明】 LLDPE樹脂ブレンド 本発明は、優秀な光学的性質を示すエチレンの線状低密度コポリマー(LLD PE)のブレンド及びそれらのフィルムに関する。 従来の線状低密度ポリエチレン(LLDPE)の優秀な光学的性質が要求され るフィルムにおける用途は、該樹脂の固有の光学的性質によって制限されていた 。従来のLLDPEの曇り度は一般に10より大きい[ASTM D−1003 により測定]。 優秀な光学的性質を要求される用途において使用できるエチレンポリマーは低 密度ポリエチレン(LDPE)と呼ばれ、これはLLDPEを製造するために使 用される圧力よりも高い圧力において製造される。例えば、LDPEは150〜 300MPa[1500〜3000気圧]で200〜300℃において製造され るといわれているが、LLDPEは0.3〜1.0MPa[または3〜10気圧 ]で70〜90℃において製造される(カークオスマー、エンサイクロペディア オブケミカルテクノロジー、第16巻、433頁[第3版]を参照)。 最近、新しい線状低密度の製品がメタロセン触媒を用いて製造されている。本 発明は、受容できる粘着防止性を備えた優秀な光学的性質を達成するための、高 圧PE樹脂及び粘着防止剤、すなわちマイクロタルクの添加、並びに新しいメタ ロセンLLDPE樹脂に関する。本発明は、狭い分子量分布及び従来のLLDP E樹脂よりもむしろさらに均一な短鎖枝分かれ分布によって可能となる。 本発明は、合成されたままの(as−synthesized)組成物70〜 98重量%と150〜300MPa〔1500〜3000気圧〕及び200〜3 00℃において製造された低密度ポリエチレン2〜30重量%とのブレンドであ って、 該組成物は乾燥しておりかつ溶媒を含まず、そして0.05〜0.11cm( 0.02〜0.045インチ)の平均粒子サイズと400〜580kg/m3( 25〜36ポンド/フィート3)の沈降嵩密度とを有する球状の非孔質粒子を含 んで成り、そして該組成物は0.902〜0.929の密度、15〜25のMF R、及び2.0〜3.0のMw/Mnを有するエチレン−アルファオレフィン コポリマーであり、そして ASTM D−1003により測定した該ブレンドの曇り度は5未満であり、 そしてASTM D−1709により測定した落槍衝撃抵抗は400よりも大き い、 前記のブレンドに存する。 本発明のLLDPE樹脂含有ブレンドは商業的なLLDPEフィルム押出機上 で改良なしに容易に加工できる。本ブレンドから製造されたフィルムはLDPE の衝撃特性よりもはるかに優れた衝撃特性を示す。低密度ポリエチレン(LDPE)成分 本発明のブレンド中に使用されるLDPEは通常のものであり、そしてLLD PEを製造するために使用されるものよりも高い圧力において製造される。LD PEは150〜300MPa〔1500〜3000気圧〕及び200〜300℃ において製造されるのに対し、LLDPEは典型的には0.3〜1.0MPa〔 または3〜10気圧〕及び70〜100℃において製造される。LLDPE成分 を添加しないと、LDPE樹脂は非常に低い衝撃抵抗を示す。コポリマー成分 本発明のブレンドのコポリマー成分は0.902〜0.929、最も好ましく は0.915〜0.922の範囲の密度を有する線状低密度ポリエチレン(LL DPE)である。 本発明のブレンドのLLDPE成分は、約20未満、好ましくは3〜10、最 も好ましくは5〜7のASTM D−1003によって測定された曇り度を示す 点において、従来のLLDPEと異なる。比較して、従来のLLDPEの曇り度 は10より大きい。 LLDPE成分は0.1〜2ppmの(その合成において使用した触媒からの )Zrを含み、そして0.05〜0.11cm(0.02〜0.045インチ) の平均粒子サイズ及び400〜580kg/m3(25〜36ポンド/フィート3 )の沈降嵩密度を有する。合成されたままの樹脂は乾燥しており、溶媒を 含まず、そして球状の非孔質粒子を含んで成る。 本発明のブレンドのLLDPE成分は15〜25、好ましくは15〜20、そ して最も好ましくは16〜18の範囲のメルトフロー比(MFR)を示す。MF Rは比率:I21/I2[式中、I21はASTM D−1238条件Fに従って1 90℃において測定、I2はASTM D−1238条件Eに従って190℃に て測定]である。 このLLDPE成分は0.01〜5、一般に0.1〜5、好ましくは0.5〜 4、最も好ましくは0.8〜2.0のMIを示す。吹き込み(blown)フィ ルムのためには、コポリマーのMIは好ましくは0.5〜1.5である。 LLDPE成分の融点は95℃〜130℃の範囲である。さらに、ヘキサン抽 出物含量は非常に低く、典型的には0.3〜1.0重量%の範囲である。LLD PE成分のMw/Mnは2.0〜3.0の範囲である。Mwは重量平均分子量で あり、そしてMnは数平均分子量であり、それぞれGPC(ゲル透過クロマトグ ラフィー)によって測定された分子量分布から計算される。 もし本発明に従いLDPEとブレンドすることなくLLDPE成分がフィルム へと加工されると、このフィルムはバランスのとれた引き裂き強度(ASTMD 1922により測定)を示し、これは縦方向に50〜600、好ましくは220 〜420、そして横方向に200〜700、好ましくは200〜600の範囲で ある。また、このフィルムは7×104〜48×104kPa(1×104〜6× 104psi)、好ましくは15〜31×104kPa(2.2〜4.5×104 psi)の範囲の高いモジュラス(ASTM D882により測定);4800 〜21000kPa(700〜3000psi)、好ましくは12000〜16 000kPa(1800〜2300psi)の範囲の高い引張降伏(ASTM D882により測定)を示す。 もし本発明に従いLDPEとブレンドすることなくLLDPE成分がフィルム へと加工されると、このフィルムは、曇り度の検討によって決定される優秀な光 学的品質(ASTM D−1003により測定)3〜20、好ましくは4〜10 の曇り度を示す。劣った曇り特性のフィルムは10より大きい曇り度を示す。L LDPEの光学的性質の重要性はLLDPE樹脂の意図される用途に依存する。 通常のLLDPEの乏しい光学的性質(曇り度>10そして光沢<50)が、フ ィルムの光学的性能が重要である用途においてそれらの使用を厳しく制限するこ とは一般に認められている。 本発明の樹脂ブレンドのコポリマー成分はエチレンと1種以上のC3〜C10ア ルファ−オレフィンとのコポリマーであり、これは好ましくは少なくとも80重 量%のエチレン単位を含む。適切なアルファオレフィンは、プロピレン、ブテン −1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、ヘプテン−1、 及びオクテン−1を含む。好ましくはアルファ−オレフィンコモノマーは1−ブ テン、1−ヘキセン、及び1−オクテンである。最も好ましいアルファオレフィ ンはヘキセン−1である。よって2つのモノマー単位を有するコポリマー及び3 つのモノマー単位を有するターポリマーが可能である。そのようなポリマーの特 定の例は、エチレン/1−ブテンコポリマー、エチレン/1−ヘキセンコポリマ ー、エチレン/4−メチル−1−ペンテンコポリマー、エチレン/1−ブテン/ 1−ヘキセンターポリマー、エチレン/プロピレン/1−ヘキセンターポリマー 及びエチレン/プロピレン/1−ブテンターポリマーを含む。 本発明において使用されるLLDPEコポリマーは、担体、アルミノキサン及 び少なくとも1種のメタロセンを含む新しいクラスのポリオレフィン触媒により 製造される。 触媒の担体物質は固体、粒状、多孔質の無機または有機物質、好ましくはケイ 素またはアルミニウムの酸化物のような無機物質である。担体物質は1〜250 ミクロン、好ましくは10〜150ミクロンの平均粒子サイズを有する乾燥粉末 の形態で使用される。必要であれば、処理した担体物質を篩い別けて、粒子が好 ましくは150ミクロン未満の平均粒子サイズを有することを保証してもよい。 このことは狭い分子量のLLDPEを形成する際に、ゲルを減じるために高度に 望ましい。担体の表面積は1グラムあたり少なくとも約3m2/g、好ましくは 少なくとも50m2/gで350m2/gまでである。担体がシリカであるときは 、好ましくはこれを100℃〜850℃へ、最も好ましくは約250℃において 加熱する。触媒組成物を製造するために使用される担体物質は、少なくともある 程度のヒドロキシル(OH)基を有するべきである。 最も好ましい態様において、担体はシリカであり、これを使用する前に、窒素 で流動させ、そして250℃で約4時間加熱することによって脱水し、1グラム あたり約1.8ミリモル(ミリモル/g)の表面ヒドロキシル基濃度を達成する 。最も好ましい態様のシリカは高表面積の非晶質シリカ(表面積=300m2/ g;気孔体積1.65cm3/g)であり、例えばW.R.Grace and CompanyのDavison Chemical Devisionによ ってDavison 952−1836、Davison 952またはDav ison 955の商品名で市販されている。シリカは例えばスプレードライ法 によって得られるような球状粒子の形態である。 LLDPE触媒組成物中に使用されるアルミノキサンは次の式で示されるオリ ゴマー性の線状及び/または環式アルキルアルミノキサン: R-(Al(R)-O)n-AlR2オリゴマー性の線状アルミノキサン;及び (-Al(R)-O-)m オリゴマー性の環式アルミノキサン (式中、nは1〜40、好ましくは10〜20であり、mは3〜40、好ましく は3〜20であり、そしてRはC1〜C8アルキル基、好ましくはメチルである) を含む。メチルアルミノキサン(MAO)は非常に広い分子量分布と通常約10 00の平均分子量とを有するオリゴマーの混合物である。MAOは典型的にはト ルエン溶液中に保持される。 メタロセン化合物は式 CpmMAnp(式中、Cpは非置換または置換のシ クロペンタジエニル基、Mはジルコニウムまたはハフニウムから選択される遷移 金属、そしてA及びBはハロゲン原子、水素若しくはアルキル基を含む群に属す る)を有する。メタロセン化合物の上式において、好ましい遷移金属原子Mはジ ルコニウムである。メタロセン化合物の上式において、Cp基は非置換のモノ− またはポリ置換シクロペンタジエニル基である。シクロペンタジエニル基上の置 換基は好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のC1〜C6アルキル基である。シクロペン タジエニル基は、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニルまたは部 分的に水素化されたフルオレニル基のような二環式または三環式基の部分、並び に置換された二環式若しくは三環式基の部分であることができる。メタロセン化 合物の上式中のmが2に等しいときは、シクロペンタジエニル基は-CH2-、-C H2-CH2-、-CR'R"-及び-CR'R"-CR'R"-(式中、R'及びR"は短いア ルキル基若しくは水素)、-Si(CH3)2-、Si(CH3)2-CH2-CH2-Si(C H3)2-及び同様のブリッヂ基のようなポリメチレンまたはジアルキルシラン基に よってブリッジされていることもできる。もしメタロセン化合物の上式中のA及 びB置換基がハロゲン原子であれば、それらはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素 の群に属する。もしメタロセン化合物の上式中の置換基A及びBがアルキル基ま たは芳香族基であれば、それらは好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、 イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、n−ペンチル、n−ヘキシルまたはn −オクチルのような直鎖または分岐のC1〜C8アルキル基である。 適切なメタロセン化合物はビス(シクロペンタジエニル)金属ジハライド、ビ ス(シクロペンタジエニル)金属ヒドリドハライド、ビス(シクロペンタジエニ ル)金属モノアルキルモノハライド、ビス(シクロペンタジエニル)金属ジアル キル及びビス(インデニル)金属ジハライド(ここで、金属はチタン、ジルコニ ウムまたはハフニウムであり、ハライド基は好ましくは塩素であり、そしてアル キル基はC1〜C6アルキルである)を含む。メタロセンの例示の、限定されない 例はビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(シクロペ ンタジエニル)ハフニウムジクロライド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコ ニウムジメチル、ビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジメチル、ビス(シ クロペンタジエニル)ジルコニウムヒドリドクロライド、ビス(シクロペンタジ エニル)ハフニウムヒドリドクロライド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエ ニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル) ハフニウムジクロライド、ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ ムジクロライド、ビス(イソブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ ライド、シクロペンタ−ジエニル−ジルコニウムトリクロライド、ビス(インデ ニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1− インデニル)ジルコニウムジクロライド、及びエチレン−[ビス(4,5,6, 7−テトラヒドロ−1−インデニル)]ジルコニウムジクロライドを含む。 A1で表されるアルミニウムを与えるアルミノキサンの、M(例えばZr)と して表されるメタロセン金属に対するモル比は50〜500、好ましくは75〜 300、そして最も好ましくは100〜200の範囲である。本発明の追加の利 益はこのAl:Zr比が直接コントロールできることである。好ましい態様にお いて、アルミノキサン及びメタロセン化台物は20〜80℃において0.1〜6 .0時間、担体との反応の前に適切な補助溶媒中で一緒に混合される。メタロセ ン及びアルミノキサンのための補助溶媒は適切には芳香族炭化水素、ハロゲン化 炭化水素またはハロゲン化芳香族炭化水素であり、好ましくはトルエンである。 線状低密度ポリエチレンを製造するために特に望ましい方法は米国特許第4, 481,301号中に記述されるようなシングル流動床反応器におけるものであ る。このプロセス条件はポリマー粒子の焼結温度未満の温度、好ましくは60℃ 〜115℃、さらに好ましくは75℃〜95℃の温度、及び150〜350ps ig(1100〜2500kPa)の圧力を含む。 LLDPEの共重合中に、窒素、アルゴン、ヘリウム、メタンまたはエタンの ような、重合反応器内の条件下で非反応性の「希釈剤」ガスが好ましくは存在す る。また、水素も連鎖移動剤として存在できる。本発明のブレンド 本発明のブレンドは70〜98、好ましくは90〜98、最も好ましくは95 〜98重量%の上記LLDPEコポリマーと、2〜30、好ましくは2〜10、 最も好ましくは2〜5重量%の通常のLDPE樹脂とを含む。 また、このブレンド生成物は潤滑剤、マイクロタルク、安定剤、抗酸化剤、相 溶化剤及び顔料等のようなポリマーに通常添加される種々の添加剤のいずれでも 含み得る。これらの添加剤は酸化に対して生成物を安定化するために使用できる 。例えば、樹脂粉末へ添加するために400〜1200ppmのヒンダードフェ ノール、700〜2000ppmのホスフィット、250〜1000ppmの帯 電防止剤及び250〜1000ppmのステアレートを含む添加剤パッケージを ペレット製造のために使用できる。 ポリマーブレンドはStering押出機のような吹き込みフィルム押出機に 直接加えて、例えば0.5〜5ミル(0.013〜0.13mm)の厚さを有す るフィルムを製造できる。 本発明のブレンドから製造されたフィルムは改善された光学的性質(曇り度< 5及び光沢>70)を有する。本発明のブレンドから製造されたフィルムも40 0より大きい、一般には500〜1500の落槍衝撃値(ASTM D−170 9により測定)を示す。 以下の実施例は本発明の本質的特徴をさらに例示する。 実施例において製造されたポリマーの性質を次の試験方法によって決定した。 ・密度: ASTM D−1505;プラークをつくり、そして100℃で1 時間状態調節して平衡結晶度に近づけた。次に密度の測定を密度勾配カラム内で 行った(g/ccで報告)。 ・メルトインデックス(MI,I2): ASTMD−1238 条件E;1 90℃にて測定(10分あたりのグラム数で報告)。 ・高荷重メルトインデックス(HLMI,I21): ASTMD−1238 条件F;上記のメルトインデックス試験において使用した重量の10.5倍で測 定。 ・メルトフロー比(MFR): I21/I2 実施例1 下記の実施例Aに従って製造した、I2が1、密度が0.918のパイロット プラントLLDPEメタロセン樹脂を、1000ppmのIrganox101 0、2000ppmのIrgafos168、1000ppmのErucami de、5000ppmのABT2500、500ppmのAS990及び500 ppmのZnStを使用してバンバリーミキサーで配合した。ペレット化したメ タロセン樹脂を次に12が2で密度が0.924の商業的な高圧エチレン低密度 樹脂(Mobil LBA−133)と−0%、5%及び10%の異なる3種の レベルでブレンドした。2.5インチ(6.4cm)Brampton吹き込み フィルム押出機を440℃において100ミル(2.5mm)のダイギャップ及 び150ポンド/時(68kg/時)の樹脂供給速度で使用して、1ミル(0. 03mm)のフィルムをそれぞれのブレンドから製造した。比較の目的のために 、より広い分子量分布の商業的なLLDPE樹脂であるMobil NTX−0 9 5も、2種のレベルのLBA−133と共にブレンドした。次にこれらの結果を 商業的な高透明度LDPE樹脂であるRexene1065(1.9の12及び 0.924の密度)から製造した1ミルフィルムと比較した。 この結果(表Iを参照)は、5%のLLDPEレベルにおいてメタロセン/L DPEブレンドはRexene1065に匹敵する曇り度を与える(4.6のR exeneに対して4.4)が、これに勝る衝撃特性を示す(Rexene10 65の64gに対して750gの落槍衝撃値)。さらに、同じLDPEブレンド レベルにおいて、メタロセン/LDPEブレンドの衝撃特性はNTX−095/ LDPEブレンドのものよりも優れていた。本メタロセンブレンドはより低い曇 り度(NTX−095ブレンドの10.3%に対して4.4%)及び優れた落槍 衝撃性(NTX−095ブレンドの166gに対して750g)を示した。 実施例A 触媒製造に使用した原料は504gのDavison952−1836シリカ 、677gのメチルアルミノキサン−トルエン溶液(30重量%MAO)、7. 136gのビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド を 含んでいた。 触媒製造の工程は以下に述べる通りである: 1:パージングするために空気を使用して250℃で4時間952−1836 シリカを脱水する。次に冷却しながら窒素でパージングする。 2:シリカを混合容器に移す。 3:7.136gのビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ クロライド及び677gのメチルアルミノキサンを瓶に加える。 4:メタロセンがMAO溶液に溶解するまで瓶の中の触媒溶液を攪拌する。 5:触媒溶液がシリカの床内に充分に分散することを確実にするためにシリカ 床を激しく攪拌しながら、MAO及びメタロセンの溶液を脱水した952シリカ を含む混合容器内にゆっくりと移す。 6:添加後、触媒の攪拌を1/2時間続ける。 7:45℃で5時間窒素でパージングすることによって、触媒の乾燥を開始す る。 8:触媒を篩って150ミクロンより大きい粒子を除去する。 9:触媒は次の分析値を有した。 収量=767gの触媒(500gのシリカから) Al=9.95重量% Zr=0.19重量% 次のプロセス条件を使用して流動床気相反応器内で上記の触媒からLLDPE 樹脂を製造した。プロセス条件 流動速度 1.7フィート/秒(0.5m/秒) 滞留時間 2.5時間 温度 84℃ エチレン 220psi ヘキセン 3.6psi イソペンタン 50psi 二酸化炭素 3ppm 灰分 200〜300ppm 得られた樹脂は次の特性を有した: I2 1 密度 0.918 Mw/Mn 2.6 MFR 18 融点 115℃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 合成されたままの組成物70〜98重量%と150〜300MPa〔1 500〜3000気圧〕及び200〜300℃において製造された低密度ポリエ チレン2〜30重量%とのブレンドであって、 該組成物は乾燥しておりかつ溶媒を含まず、そして0.05〜0.11cm( 0.02〜0.045インチ)の平均粒子サイズと400〜580kg/m3( 25〜36ポンド/フィート3)の沈降嵩密度とを有する球状の非孔質粒子を含 んで成り、そして該組成物は0.902〜0.929の密度、15〜25のMF R、及び2.0〜3.0のMw/Mnを有するエチレン−アルファオレフィンコ ポリマーであり、そして ASTM D−1003により測定した該ブレンドの曇り度は5未満であり、 そしてASTM D−1709により測定した落槍衝撃抵抗は400よりも大き い、 前記のブレンド。 2.前記コポリマーの前記アルファオレフィンが3〜10個の炭素原子を有す る、請求項1のブレンド。 3.アルファオレフィンが、ブテン、ヘキセン、オクテン及びこれらの混合物 から選択される、請求項1のブレンド。 4.前記コポリマー90〜98重量%と前記低密度ポリエチレン2〜10重量 部を含んで成る、請求項1〜3のいずれかのブレンド。 5.前記コポリマー95〜98重量%と前記低密度ポリエチレン2〜5重量部 を含んで成る、請求項1〜4のいずれかのブレンド。 6.請求項1〜5のいずれかのブレンドから形成されるフィルム。
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