JPH10158411A - シミュレーティド現場ポリエチレンブレンドの製造方法 - Google Patents

シミュレーティド現場ポリエチレンブレンドの製造方法

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JPH10158411A
JPH10158411A JP9345772A JP34577297A JPH10158411A JP H10158411 A JPH10158411 A JP H10158411A JP 9345772 A JP9345772 A JP 9345772A JP 34577297 A JP34577297 A JP 34577297A JP H10158411 A JPH10158411 A JP H10158411A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シミュレーティド現場ポリエチレンブレンド
であって、転化させてゲル(フィッシュアイ)の数が少
ない或はゲルが本質的にないフィルムにすることができ
るものの製造方法を提供する。 【解決手段】 (i)独立に調製した第一ポリエチレン
及び独立に調製した第二ポリエチレンを準備し、第一ポ
リエチレン対第二ポリエチレンの重量比を75:25〜
25:75の範囲にし;(ii)第一ポリエチレンと第
二ポリエチレンとをブレンドし;(iii)ブレンドを
溶融し;並びに押し出す又はペレット化する前に、(i
v)溶融したブレンドを、1つ又はそれ以上のアクティ
ブスクリーンを質量束0.35〜7.03kg/時/c
2 で通過させ、2つ又はそれ以上のアクティブスクリ
ーンを直列に位置させる場合、各々のアクティブスクリ
ーンは、ミクロン保持サイズ2〜70を有することを含
む方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シミュレーティド
現場ポリエチレンブレンドであって、転化させてゲル
(フィッシュアイ)の数が少ない或はゲルが本質的にな
いフィルムにすることができるものの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】種々の密度のポリエチレンが製造されか
つ優れた引張強さ、大きな極限伸び、良好な衝撃強さ、
及び優れた破壊抵抗を特徴とするフィルムに転化されて
きた。これらの性質は、靭性と共に、ポリエチレンが高
分子量である場合に、高められる。しかし、ポリエチレ
ンの分子量が増大するにつれて、樹脂の加工性が低減す
るのが普通である。高分子量のポリマーと低分子量のポ
リマーとのブレンドを提供することによって、高分子樹
脂の特性を示す性質が保持されることができ、加工性、
特に押出適性(低分子成分の特性)が改良されることが
できる。
【0003】これらのポリマーのブレンディングは、米
国特許第5,047,468号及び同第5,149,7
38号に記載されるのと同様な段階式反応装置プロセス
において達成されて好結果が得られる。簡潔に言えば、
そのプロセスは、高分子エチレンコポリマーが一つの反
応装置において造られ、低分子エチレンコポリマーが別
の反応装置において造られるポリマーを現場ブレンドす
るプロセスである。そのプロセスは、典型的には、エチ
レンと一種又はそれ以上のアルファ−オレフィンとの混
合物を直列に接続させた2つの気相流動床反応装置にお
いて触媒系に重合条件下で連続して接触させることから
なり、該触媒系は、下記からなる:(i)担持されたマ
グネシウム/チタンベースの触媒プリカーサー;(i
i)一種又はそれ以上のアルミニウム含有活性剤化合
物;及び(iii)ヒドロカルビルアルミニウム助触
媒、重合条件は、メルトインデックス約0.1〜約10
00グラム/10minの範囲を有するエチレンコポリ
マーを高メルトインデックス(低分子量)反応装置にお
いて形成し、メルトインデックス約0.001〜約1グ
ラム/10minの範囲を有するエチレンコポリマーを
低メルトインデックス(高分子量)反応装置において形
成するようにし、各々のコポリマーは密度約0.860
〜約0.965グラム/cm3 及びメルトフロー比約2
2〜約70の範囲を有し、但し、 (a)直列の第一反応装置において形成されるエチレン
コポリマーマトリックスと活性な触媒プリカーサーとの
混合物を、直列の第二反応装置に移し; (b)但し書き(a)に言う活性な触媒プリカーサーの
外に、更に、触媒を第二反応装置に導入しない。
【0004】上記の通りにして製造された現場ブレンド
及びそれらから造られるフィルムは、従来述べられてい
る有利な特性を有することが分かるが、これらの粒状二
モードのポリマーを高い透明度フィルム用に商業的に適
用することは、得られるゲルのレベルによって制限され
ることがよくある。粒径分布及び流動性の研究は、平均
粒径(APS)約400〜約600ミクロンを有する気
相樹脂が、有意の組成的、分子的及び流動学的不均質性
を表わすことを示す。そのような粒状樹脂が、例えば慣
用の二軸スクリューミキサーによって単一パスで配合さ
れ、かつ生成したペレットがフィルムに加工される場合
に、フィルムは、サイズが約100ミクロンより小さい
〜約500ミクロンより大きいまでの範囲のゲルを高い
レベルで示す。これらのゲルは、生成物の美的外観に悪
影響を与える。フィルム生成物のゲル特性は、通常、マ
イナス50(極めて不良;これらのフィルムは、大きな
ゲルを多数有する)からプラス50/プラス60(極め
て良好;これらのフィルムは、ゲルを少量有する或はゲ
ルを本質的に有しない)までの範囲のFilm App
earance Rating(FAR)の主観的なス
ケールにより表示される。上述した単一パスフィルム生
成物のFARは、大概約マイナス50〜約マイナス10
/0の範囲である。商業上の許容性については、FAR
は、プラス20又はそれ以上になるべきである。
【0005】フィルム製造業者の要求を満足させる現場
ブレンドは、FAR問題に加えて、直列に接続された2
つの反応装置において規定された条件下で注文生産され
なければならない。もし高メルトインデックスポリマー
及び低メルトインデックスポリマーを別々に購入するこ
とができるならば、それらは、入手し得るポリマーの既
成のスペクトルの範囲内に一層容易に入るので、ことを
簡単にするのはもちろんである。
【0006】このオプションは調査されてき、種々のポ
リマーのブレンドは、所望の二モードの特性を備えるこ
とが認められてきた。ブレンディングは、従来、ドライ
ブレンディング及び/又はメルトブレンディングによっ
て行われてきた。しかし、これらのブレンドは、決して
FAR問題を克服することができなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、2種の独立に調製した気相ポリマーから、所望の二
モードの特性を有するばかりでなく、押し出して比較的
に高いFARを有するフィルムにすることができるシミ
ュレーティド現場ブレンドを製造する方法を提供するに
ある。その他の目的及び利点は、本明細書以降で明らか
になるものと思う。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、そのよ
うな方法を見出した。その方法は、下記: (i)独立に調製した、メルトインデックス約5〜約3
000グラム/10minの範囲及び密度約0.900
〜約0.975グラム/立方センチメートルの範囲を有
する第一ポリエチレン並びに独立に調製した、フローイ
ンデックス約0.01〜約30グラム/10minの範
囲及び密度約0.860〜約0.940グラム/立方セ
ンチメートルの範囲を有する第二ポリエチレンを準備
し、第一ポリエチレン対第二ポリエチレンの重量比を約
75:25〜約25:75の範囲にし; (ii)第一ポリエチレンと第二ポリエチレンとをブレ
ンドし; (iii)ブレンドを溶融し;並びに押し出す又はペレ
ット化する前に、 (iv)溶融したブレンドを、1つ又はそれ以上のアク
ティブスクリーンを質量束約5〜約100ポンド/時/
平方インチ(0.35〜7.03キログラム/時/平方
センチメートル)で通過させ、2つ又はそれ以上のアク
ティブスクリーンを直列に位置させる場合、各々のアク
ティブスクリーンは、ミクロン保持サイズ約2〜約70
を有することを含む方法。
【0009】
【発明の実施の形態】第一及び第二ポリエチレンは、エ
チレンのホモポリマー或はエチレンと炭素原子3〜8個
を有する少なくとも一種のアルファ−オレフィンコモノ
マー、好ましくは一種又は二種のアルファ−オレフィン
コモノマーとのコポリマーにすることができるが、但
し、それらは必要なメルトインデックス、フローインデ
ックス、及び密度を有することを条件とする。アルファ
−オレフィンは、例えば、プロピレン、1−ブテン、1
−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、及び1−オク
テンにすることができる。好適なコモノマーの組合せ
は、1−ブテンと1−ヘキセンとである。
【0010】シミュレーティド現場ブレンドは、二モー
ド樹脂として特性表示することができるのは理解される
ものと思う。二モード樹脂の性質は、高分子成分、すな
わち低メルトインデックス成分の割合に強く依存する。
【0011】樹脂の各々は、気相でマグネシウム/チタ
ンベースの触媒系を用いて製造することができ、かかる
触媒系は、米国特許第4,302,565号に記載され
る触媒系によって例証することができる。これらの樹脂
は、また、スラリー又は溶液相で製造することもでき
る。更に、触媒系は、下記にすることができる:米国特
許第4,508,842号に記載されるようなバナジウ
ムベースの触媒系;米国特許第4,101,445号に
記載されるようなクロムベースの触媒系;米国特許第
5,317,036号に記載されるようなメタロセン触
媒系;又はその他の遷移金属触媒系。これらの触媒系の
内の多くは、チーグラー−ナッタ触媒系と呼ばれること
がしばしばある。クロム又はモリブデン酸化物をシリカ
−アルミナ担体上に用いた触媒系もまた有用である。主
題のプロセスは、ポリエチレンを製造するのに有用な種
々の触媒系のすべてによって作動すべきである。
【0012】代表的なマグネシウム/チタンの触媒系
は、下記の通りに記載することができる:固体粒状プリ
カーサーは、担持或は未担持にすることができる。別の
触媒系は、プリカーサーをスプレー乾燥することによっ
て形成してスラリー形態で使用するものである。そのよ
うな触媒プリカーサーは、例えばチタン、マグネシウ
ム、ハロゲン化アルミニウム、電子供与体、及び不活性
な充填剤を含有する。プリカーサーを、次いで鉱油のよ
うな炭化水素媒体中に導入してスラリー形態にする。こ
れは、米国特許第5,290,745号に記載されてい
る。
【0013】電子供与体は、触媒プリカーサーにおいて
用いるとすれば、温度約0°〜約200℃の範囲におい
て液状の有機ルイス塩基であって、それにマグネシウム
化合物及びチタン化合物が可溶性のものである。電子供
与体は、脂肪族或は芳香族カルボン酸のアルキルエステ
ル、脂肪族ケトン、脂肪族アミン、脂肪族アルコール、
アルキルもしくはシクロアルキルエーテル、或はこれら
の混合物にすることができ、各々の電子供与体は炭素原
子2〜20を有する。これらの電子供与体の中で、好適
なものは炭素原子2〜20を有するアルキル及びシクロ
アルキルエーテル;炭素原子3〜20を有するジアルキ
ル、ジアリール及びアルキルアリールケトン;並びに炭
素原子2〜20を有するアルキル及びアリールカルボン
酸のアルキル、アルコキシ及びアルキルアルコキシエス
テルである。最も好適な電子供与体はテトラヒドロフラ
ンである。その他の適した電子供与体の例はメチルホル
メート、エチルアセテート、ブチルアセテート、エチル
エーテル、ジオキサン、ジ−n−プロピルエーテル、ジ
ブチルエーテル、エチルホルメート、メチルアセテー
ト、エチルアニセート、エチレンカーボネート、テトラ
ヒドロピラン及びエチルプロピオネートである。
【0014】初めに電子供与体を過剰に使用してチタン
化合物と電子供与体との反応生成物をもたらすが、反応
生成物は、最終的にチタン化合物1モル当り約1〜約2
0モルの電子供与体、好ましくはチタン化合物1モル当
り約1〜約10モルの電子供与体を含有する。
【0015】活性剤化合物は随意であるが、チタンベー
スの触媒プリカーサーの内のいずれかと共に用いられる
のがしばしばである。これより、「触媒プリカーサー」
なる用語は、活性化された触媒プリカーサーを含むもの
と考える。活性剤は、AlRabc 式(式中、各々
のXは、独立に塩素、臭素、沃素、或はOR’であり;
各々のR及びR’は、独立に炭素原子1〜14を有する
飽和脂肪族炭化水素ラジカルであり;bは0〜1.5で
あり;cは0又は1であり;a+b+c=3である)を
有することができる。好適な活性剤は、アルキルアルミ
ニウムモノ−及びジクロリド(各々のアルキルラジカル
は炭素原子1〜6を有する)及びトリアルキルアルミニ
ウムを含む。特に好適な活性剤は、ジエチルアルミニウ
ムクロリドとトリ−n−ヘキシルアルミニウムとの混合
物である。活性剤を用いることを所望するならば、活性
剤は、電子供与体1モル当り約0.10〜約10モル、
好ましくは約0.15〜約2.5モル用いることができ
る。活性剤対チタンのモルは、約1:1〜約10:1の
範囲にすることができ、約2:1〜約5:1の範囲にす
るのが好ましい。活性剤は、エチレンの流れを開始する
のと同じ時に、別にニートで或はイソペンタンのような
不活性な溶媒に溶解した溶液として重合反応装置に加え
るのが好ましい。
【0016】助触媒、通常ヒドロカルビルアルミニウム
助触媒は、R3 Al或はR2 AlX式(式中、各々のR
は、独立にアルキル、シクロアルキル、アリール、或は
水素であり;少なくとも一つのRは、ヒドロカルビルで
あり;2又は3のRラジカルは、結合されて複素環式構
造を形成することができる)によって表わすことができ
る。ヒドロカルビルラジカルである各々のRは、炭素原
子1〜20を有することができ、炭素原子1〜10を有
するのが好ましい。Xは、ハロゲン、好ましくは塩素、
臭素、或は沃素である。ヒドロカルビルアルミニウム化
合物の例は下記の通りである: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、水素化ジ−イ
ソブチルアルミニウム、二水素化ジヘキシルアルミニウ
ム、ジイソブチルヘキシルアルミニウム、イソブチルジ
ヘキシルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリ
エチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリ
イソプロピルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニ
ウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニ
ウム、トリドデシルアルミニウム、トリベンジルアルミ
ニウム、トリフェニルアルミニウム、トリナフチルアル
ミニウム、トリトリルアルミニウム、ジブチルアルミニ
ウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、及びエ
チルアルミニウムセスキクロリド。助触媒化合物は、ま
た活性剤或は改質剤としても働くことができる。
【0017】プリカーサーを担持させることを望むそれ
らの場合では、シリカが好適な担体である。上述した通
りに、必要とするスパンを有するシリカのような担体を
使用することが、次の反復によって必要とするスパンを
有する樹脂を生成することになる。その他の適した担体
は、無機酸化物、例えばアルミニウムホスフェート、ア
ルミナ、シリカ/アルミナ混合物、並びに表面シラノー
ル、アルキルアルミニウムやハロゲン化アルミニウムに
よって例証されるアルミニウム化合物、硼素アルキル及
びハライド、ジアルキル亜鉛及びヘキサメチルジシラザ
ンと反応することができる試薬で改質したシリカであ
る。典型的な担体は、本質的に重合に不活性な固体の、
粒状、多孔質物質である。それは、平均粒径約10〜約
250ミクロン、好ましくは約30〜約100ミクロ
ン;表面積少なくとも200m2 /グラム、好ましくは
少なくとも約250m2 /グラム;及び細孔寸法少なく
とも約100オングストローム、好ましくは少なくとも
約200オングストロームを有する乾燥粉末として用い
る。通常、担体の使用量は、担体1グラム当りチタン約
0.1〜約0.5ミリモル、好ましくは担体1グラム当
りチタン約0.2〜約0.3ミリモルになるようにする
ものである。上述した触媒プリカーサーをシリカ担体中
に含浸させるのは、プリカーサーとシリカゲルとを電子
供与体溶媒或はその他の溶媒中で混合した後に、減圧下
で溶媒除去することによって達成することができる。担
体を所望しない場合、触媒プリカーサーをスラリー形態
で使用することができる。
【0018】上述した通りに、触媒プリカーサーは、ス
プレー乾燥によって得ることができる。この選択では、
プリカーサーの溶液を調製し、不活性な充填剤でスラリ
ー化する。次いで、スラリーを、米国特許第5,29
0,745号に開示されるような方法によってスプレー
乾燥させる。通常、不活性な充填剤の使用量は、スプレ
ー乾燥させたプリカーサー1グラム当りチタン約0.3
〜約2.5ミリモルになるようにするものである。スプ
レー乾燥させる前に溶液に加える充填剤は、チタン化合
物及び最終の活性な触媒に対して不活性な任意の有機或
は無機化合物、例えばヒュームドシリカの形態の二酸化
ケイ素、二酸化チタン、ポリスチレン、ゴム改質ポリス
チレン、塩化マグネシウム、及び炭酸カルシウムを含
む。充填剤は、個々に或は組み合わせて用いることがで
きる。スプレー乾燥させたプリカーサーは、充填剤約1
0〜約95重量%である。スプレー乾燥させたプリカー
サー中の典型的なMg/Ti比は、約3:1〜約10:
1の範囲である。平均粒径は、スプレー乾燥させる間に
プロセス手段によって調整ことができ、その上、スプレ
ー乾燥させた後に分離技術によって変えることができ
る。典型的な平均粒径は、標準の造形及びサイジング技
術を使用して約10〜約30ミクロンの範囲である。
【0019】米国特許第5,106,926号は、下記
からなるマグネシウム/チタンベースの触媒系の別の例
を提供する: (a)Mgd Ti(OR)ef (ED)g 式(式中、
Rは、炭素原子1〜14を有する脂肪族もしくは芳香族
炭化水素ラジカル或はCOR’(式中、R’は、炭素原
子1〜14を有する脂肪族もしくは芳香族炭化水素ラジ
カルである)であり;各々のOR基は、同じであり或は
異なり;Xは、独立に塩素、臭素或は沃素であり;ED
は、電子供与体であり;dは0.5〜56であり;eは
0、1、又は2であり;fは2〜116であり;gは
1.5d+2である)を有する固体粒状触媒プリカーサ
ー; (b)BX3 式或はAlR(3-e)e 式(式中、各々の
Rは、アルキル或はアリールでありかつ同じであり或は
異なり、X及びeは、成分(a)について前に規定した
通りである)を有する少なくとも一種の改質剤、成分
(a)及び(b)を無機体中に含浸させ;並びに (c)ヒドロカルビルアルミニウム助触媒。
【0020】プリカーサーは、チタン化合物、マグネシ
ウム化合物、及び電子供与体から調製する。これらのプ
リカーサーを調製する際に有用なチタン化合物は、Ti
(OR)eh 式(式中、R、X及びeは、成分(a)
について前に規定した通りであり;hは、1〜4の整数
であり;e+hは、3又は4である)を有する。チタン
化合物の例は、TiCl3 、TiCl4 、Ti(OC2
52 Br2 、Ti(OC65 )Cl3 、Ti(O
COCH3 )Cl3 、及びTi(OCOC65 )Cl
3 である。マグネシウム化合物は、MgCl2 、MgB
2 、及びMgI2 のようなハロゲン化マグネシウムを
含む。無水のMgCl2 が好適な化合物である。マグネ
シウム化合物は、チタン化合物1モル当り約0.5〜5
6モル、好ましくは約1〜10モルを用いる。
【0021】電子供与体、担体、及び助触媒は、前記し
たのと同じである。改質剤は、アルミニウム含有活性剤
と化学的構を同様にすることができる。改質剤は、BX
3 式或はAlR(3-e)e 式(式中、各々のRは、独立
に炭素原子1〜14を有するアルキルであり;各々のX
は独立に塩素、臭素、或は沃素であり;eは1又は2で
ある)を有する。改質剤は一種又はそれ以上を使用する
ことができる。好適な改質剤は、アルキルアルミニウム
モノ−及びジクロリド(各々のアルキルラジカルは炭素
原子1〜6を有する);三塩化ホウ素;及びトリアルキ
ルアルミニウムを含む。改質剤は、電子供与体1モル当
り約0.1〜約10モル、好ましくは約0.2〜約2.
5モル使用することができる。改質剤対チタンのモル比
は約1:1〜約10:1の範囲にすることができ、約
2:1〜約5:1の範囲にするのが好ましい。改質剤
は、プリカーサーと反応するので、プリカーサーの一部
になる。
【0022】典型的なバナジウムベースの触媒系は、
(a)バナジウム化合物又はバナジウム化合物と触媒プ
リカーサーとしての電子供与体(随意)との反応生成;
(b)ヒドロカルビルアルミニウム及び/又はヒドロカ
ルビルアルミニウムハライド助触媒;及び随意に(c)
ハロカーボンプロモーターで構成される。この系を、下
記に一層詳細に記載することができる。
【0023】バナジウム化合物は、オレフィン重合プロ
セスで触媒プリカーサーとして又は触媒プリカーサーに
おいて有用であるのが良く知られているバナジウム化合
物の群の内の任意のものにすることができる。例は、バ
ナジウムアセチルアセトネート、バナジウムトリハライ
ド、バナジウムテトラハライド、及びバナジウムオキシ
ハライドである。ハライドは、クロリド、ブロミド、又
はモージド、又はこれらの混合物が普通である。これら
の化合物の一層具体的な例は、VCl3 、VCl4 、バ
ナジウム(アセチルアセトネート)3 、バナジルトリア
セチルアセトネート、VO(OC25 )Cl2 、VO
Cl(OC252 、VO(OC253 、及びV
O(OC493 である。電子供与体は、用いるなら
ば、マグネシウム/チタンベースの触媒系について上述
したのと同じである。
【0024】プロモーターもまた、触媒系の随意である
が、好適な成分である。塩素化エステル或は過塩素化エ
ステルが、適したプロモーターである。これらのエステ
ルの例は、Cl3 CCOOC25 ;CCl3 CCl=
CClCOOC49 ;C65 CCl2 COOR(式
中、Rは炭素原子1〜8を有するアルキルラジカルであ
る);及びCl2 C=CCl−CCl2 COOC49
である。その他の適したハロカーボンプロモーターは、
下記式を有する: Ry CX(4-y) 式中、R=水素或は炭素原子1〜6を有する未置換の又
はハロゲン置換されたアルキルラジカル; X=ハロゲン;及び y=0、1、又は2。
【0025】この群の好適なプロモーターは、少なくと
も2個のX原子が存在するフルオロ−、クロロ−、及び
ブロモ−置換されたメタン及びエタン、例えば二塩化メ
チレン、1,1,1−トリクロロエタン、クロロホル
ム、CBr4 、CFCl3 、ヘキサクロロエタン、CH
3 CCl3 、及びCF2 ClCCl3 を含む。初めに挙
げた3つのプロモーターが特に好適である。助触媒1モ
ル当り、プロモーター約0.1〜約10モル、好ましく
は約0.2〜約2モルを用いることができる。
【0026】改質剤、助触媒、及び担体は、バナジウム
及びチタンベースの両方の触媒系について同じである。
担体を所望しない場合、触媒プリカーサーは液状形態で
用いることができる。
【0027】改質剤を用いる場合、改質剤を、通常イソ
ペンタンのような有機溶媒に溶解し、担体を用いる場
合、バナジウム又はチタン化合物或は錯体を含浸させた
後に担体中に含浸させ、その後に担持された触媒プリカ
ーサーを乾燥させる。助触媒は、エチレンの流れを開始
するのと同じ時に、別にニートで或はイソペンタンのよ
うな不活性な溶媒に溶解した溶液として重合又は重合反
応装置に加えるのが好ましい。
【0028】バナジウムベースの触媒系について有用な
モル比は、およそ下記の通りである:
【0029】重合は、実質的に、水分、酸素、一酸化炭
素、二酸化炭素、やアセチレンのような触媒毒を存在さ
せないで行う。
【0030】高メルトインデックス(或は低分子量)ポ
リマーに関しては:高いメルトインデックスは、約5〜
約3000グラム/10minの範囲にすることがで
き、約5〜約1000グラム/10minの範囲が好ま
しい。高メルトインデックスポリマーの分子量は、大概
約15,800〜約35,000の範囲である。この反
応装置で製造されるポリマーの密度は、少なくとも0.
900グラム/cm3 にすることができ、0.910〜
0.975グラム/cm3 の範囲が好ましい。このポリ
マーのメルトフロー比は、約20〜約70の範囲にする
ことができ、約20〜約45が好ましい。
【0031】メルトインデックスは、ASTM D−1
238、Condition Eで求める。それは、1
90℃及び2.16キログラムにおいて測定し、グラム
/10minとして報告する。フローインデックスは、
ASTM D−1238、Condition Fで求
める。それは、190℃及びメルトインデックスを求め
る際に使用する重量の10倍で測定し、グラム/10m
inとして報告する。メルトフロー比は、メルトインデ
ックスに対するフローインデックスの比である。
【0032】低メルトインデックスポリマーに関して
は:メルトインデックスの値が小さいために、メルトイ
ンデックスの代わりに、フローインデックスを求め、そ
れらの値を本明細書中で使用する。フローインデックス
は、約0.01〜約30グラム/10minの範囲にす
ることができ、約0.2〜約12グラム/10minの
範囲が好ましい。このポリマーの分子量は、大概約13
5,000〜約445,000の範囲である。ポリマー
の密度は、少なくとも0.860グラム/cm3 にする
ことができ、0.900〜0.940グラム/cm3
範囲が好ましい。ポリマーのメルトフロー比は、約20
〜約70の範囲にすることができ、約22〜約45が好
ましい。
【0033】ブレンド或は最終生成物は、メルトインデ
ックス約0.02〜約3.5グラム/10minの範囲
を有することができ、メルトインデックス約0.04〜
約2.0グラム/10minの範囲、或はフローインデ
ックス約4〜約165グラム/10minの範囲を有す
るのが好ましい。メルトフロー比は、少なくとも約50
であり、約55〜約185の範囲が好ましい。最終生成
物のの分子量は、大概約90,000〜約450,00
0の範囲である。ブレンドの密度は、少なくとも0.9
15グラム/cm3 であり、0.916〜0.960グ
ラム/cm3 の範囲が好ましい。
【0034】上述した通りに、ブレンドは、二モードと
して特性表示することができる広い分子量分布を有す
る。広い分子量分布は、Mw /Mn 比約8〜約44、好
ましくは約20〜約30で反映されることができる。M
w は、重量平均分子量であり;Mn は、数平均分子量で
あり;Mw /Mn 比は、多分散インデックスと呼ぶこと
ができ、これは、分子量分布の幅の尺度である。
【0035】ブレンド中の低メルトインデックス(高分
子)ポリマー対高メルトインデックス(低分子量)ポリ
マーの重量比は、約0.4:1〜約2:1の範囲にする
ことができ、約0.75:1〜約1.6:1の範囲が好
ましい。これは、スプリット比或はスプリットとして知
られている。別法として、低メルトインデックスポリマ
ー対高メルトインデックスポリマーの重量比は、約7
5:25〜約25:75の範囲にすることができ、約6
0:40〜約40:60の範囲が好ましい。
【0036】遷移金属ベースの触媒系、エチレン、アル
ファ−オレフィン、及び水素を重合反応装置に連続して
供給し、高メルトインデックスポリマー又は低メルトイ
ンデックスポリマーを、場合次第で、反応装置から連続
して取り出すのが典型的である。
【0037】高メルトインデックスポリマーの製造で
は:アルファ−オレフィン対エチレンのモル比は、約
0.005:1〜約0.6:1の範囲にすることがで
き、約0.01:1〜約0.42:1の範囲にするのが
好ましい。水素対エチレンのモル比は、約0.5:1〜
約3:1の範囲にすることができ、約1.7:1〜約
2.2:1の範囲にするのが好ましい。作業温度は、大
概約70°〜約110℃の範囲である。上述した通り
に、温度は、所望の密度によって変えるのが好ましい。
【0038】低メルトインデックス(低フローインデッ
クスで反映される通りの)ポリマーの製造では:アルフ
ァ−オレフィン対エチレンのモル比は、約0.01:1
〜約0.4:1の範囲にすることができ、約0.02:
1〜約0.26:1の範囲にするのが好ましい。水素
(使用するならば)対エチレンのモル比は、約0.00
1:1〜約0.3:1の範囲にすることができ、約0.
017:1〜約0.18:1の範囲にするのが好まし
い。作業温度は、大概約60°〜約100℃の範囲であ
る。好適な作業温度は、所望の密度に応じて変わる、す
なわち、密度が小さい程、温度は低くなり、密度が大き
い程、温度は高くなる。
【0039】いずれかの反応装置内の圧力、すなわち全
圧は、約200〜約450psi(14〜32Kg/cm2
の範囲にすることができ、約280〜約350psi
(20〜25Kg/cm2)の範囲にするのが好ましい。エチ
レン分圧の上限は、製造するするのを所望するコポリマ
ーの量に従って設定する。全圧の残りは、エチレンと異
なるアルファ−オレフィン及び窒素のような不活性ガス
によって供する。
【0040】典型的な流動床反応装置は、下記の通りに
説明することができる:床は、反応装置で製造するつも
りの同じ粒状樹脂で造るのが普通である。これより、床
は、重合の過程で、形成されたポリマー粒子、成長して
いるポリマー粒子、及び触媒粒子を、粒子を分離させか
つ流体として作用させる程の流量或は速度で導入する重
合及び改質用ガス状成分によって流動させてなる。流動
用ガスは、初期原料、メークアップ原料、及び循環(再
循環)ガス、すなわちコモノマー並びに所望ならば、改
質剤及び/又は不活性なキャリヤーガスで構成される。
【0041】反応系の必須部分は、容器、床、ガス分配
板、流入及び流出パイピング、圧縮機、循環ガス冷却
器、及び生成物排出系である。容器の床より上に、速度
減少域、及び床内に反応域がある。両方共、ガス分配板
より上にある。
【0042】典型的な流動床反応装置は、米国特許第
4,482,687号に記載されており、典型的な流動
床重合手順は、米国特許第4,302,565号に記載
されている。
【0043】エチレン、その他のガス状アルファ−オレ
フィン、及び使用する場合、水素のガス状供給流、並び
に液状アルファ−オレフィン及び助触媒溶液を、反応装
置循環管路に供給するのが好ましい。必要に応じて、液
状助触媒を、直接流動床に供給することができる。活性
剤を使用する場合には、部分活性化した或は完全に活性
化した触媒プリカーサーを、固体或は鉱油スラリーとし
て流動床の中に注入するのが好ましい。部分活性化の場
合、活性剤を反応装置に加える。生成物組成は、流動床
中に導入するコモノマーのモル比を変えることによって
変更することができる。床レベルが重合によって増大す
るにつれて、生成物をグラニュラー或は粒状形態で反応
装置から連続して排出させる。生産速度は、触媒供給速
度及びエチレン分圧を調整することによって調節する。
【0044】水素:エチレンモル比を調整して平均分子
量を調節することができる。アルファ−オレフィン(エ
チレンと異なる)を、コポリマーの15重量%までの全
量で存在させることができ、コポリマー中に、コポリマ
ーの重量を基準にして約1〜約10重量%の全量で入れ
るのが好ましい。
【0045】ガス状及び液状反応体を含む反応体、触媒
及び樹脂の混合物の、流動床における滞留時間は、約1
〜約12時間の範囲にすることができ、約2〜約5時間
の範囲にするのが好ましい。
【0046】上述した通りに、工程(ii)〜(iv)
を、押し出す又はペレット化する前に、行う。本明細書
の目的から、「押出」なる用語は、ブローンチューブラ
ーフィルム押出、パイプ及びシート押出、ブロー成形、
射出成形、回転成形、スロットキャスチング、及びその
他の同様な樹脂加工形態のような慣用の押出プロセスを
含むものと考える。工程(ii)及び(iii)に関し
ては、高メルトインデックスポリマー(第一ポリエチレ
ン)と低メルトインデックスポリマー(第一ポリエチレ
ン)とを、慣用のドライブレンディング技術を用いてド
ライブレンドすることができ又は再び慣用のメルトブレ
ンディング技術を用いることによってメルトブレンドす
ることができる。別法として、樹脂を、初めにドライブ
レンドし、次いでメルトブレンドすることができ或は樹
脂を、別々に溶融し、次いでブレンドすることができ
る。いずれの場合でも、工程(iv)の前に、ブレンド
を溶融状態に置く。溶融ブレンドは、メルター/ミキサ
ーにおいて製造することができ、メルター/ミキサー
は、BANBURY又はBRABENDERミキサーの
ような一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機/
ミキサー、又はバッチタイプミキサーの形態を取ること
ができる。タンゼンシャルやかみ合い式二重反転及びか
み合い式共回転ミキサー、二段ミキサー、及び多段ロン
グレングス/直径ミキサーもまた用いることができる。
また、米国特許第4,334,783号及び同第5,4
58,474号における混合系も参照。
【0047】次の工程、すなわち工程(iv)は、溶融
ブレンドを1つ又はそれ以上のアクティブスクリーンを
通過させるにある。2つ又はそれ以上のアクティブスク
リーンを使用する場合、スクリーンを直列に位置させ
る。アクティブスクリーンの好適な数は3である。アク
ティブスクリーンを3よりも多く使用することができる
が、3の数を越えて使用るアクティブスクリーンをでき
るだけ少なくするのが望ましいが、6までのアクティブ
スクリーンが利点をもたらし得る場合がいくつかある。
アクティブスクリーンは、発明のプロセスに直接参加
し、現場ブレンドの均質性及びゲル減少に匹敵し得る均
質なブレンドを生じるそれらのスクリーンである。アク
ティブスクリーンを構造上補強するために、パッシブス
クリーンもまた存在させることができ、存在させるのが
好ましい。しかし、パッシブスクリーンは、均質性及び
ゲル減少に寄与しないようである。アクティブスクリー
ンは、ミクロン保持(retention)サイズ約2
〜約70の範囲を有する。これらのアクティブスクリー
ンは、ゲルを破壊して最も大きな寸法が200ミクロン
に等しい又はそれよりも小さいサイズを有するゲルにす
るのに寄与することが観測される。実際上、アクティブ
スクリーン開口は、本質的にゲルを捕らえるのを避ける
程に大きいが、ゲルを破壊して前述したサイズにする程
に小さい。パッシブスクリーンは、それらの機能が、均
質性及びゲル減少よりもむしろ補強であるので、70よ
りも小さい、好ましくはずっと小さいミクロン保持サイ
ズを有する。例えば、アクティブな325メッシュスク
リーンを20及び100のパッシブなメッシュスクリー
ンで補強することができる。いずれの場合でも、パッシ
ブスクリーンは、ゲルを捕らえたり或は破壊したりしな
い。「スクリーン」なる用語が、スクリーン、シーブ、
及びその他のろ材、並びにミクロン保持サイズを求める
ことができるその他の均等物を含むことは了解されるも
のと思う。種々のろ材の記述は、下記に見出すことがで
きる:ドイツ国、1988年、GneussKunst
offtechnik出版、D.Gneuss編集のF
iltration of Plastic Melt
s、14及び15頁;ドイツ国、1981年、ジュッセ
ルドルフ、VDI−Verlag出版、Filtrat
ionof Polymer Melts、1〜7頁;
Anderson WireWorks(テキサス、ヒ
ューストン)プロダクトデータシート、これはその押出
機スクリーンをミクロン保持に関して記載している;及
びHandbookof Chemistry、196
1年、第10版、910〜912頁。スクリーンは、大
きいミクロン保持サイズで初め、小さいミクロン保持サ
イズに移り、大きいミクロン保持サイズで終ることによ
って配置するのが普通である。
【0048】スクリーンは、例えば、スクエアウイーブ
ワイヤスクリーン及びダッチウイーブワイヤスクリーン
にすることができ、これらの内の一つは、80メッシュ
×700メッシュと記載されている。スクリーン又は均
等物は、形状が規則的な又は不規則な、正方形開口、三
角形開口、又は丸い開口を密接に間隔を置いて並べて有
することができる。均等物に関しては、上述した1つ又
はそれ以上のスクリーンに対応して層が1つ又はそれ以
上存在するのが普通である。均等物は、例えば下記であ
る:ワイヤ布スクリーン、これは所定の軟質粒子を加圧
下でスリップ通過させることの不利を有する;直径が同
じ又は異なる焼結金属粉末、しかし、ミクロン保持サイ
ズに近づけるために、粒子間の間隔のサイズを調節する
のが困難である;好適な均等物である焼結金属ファイバ
ー;サンドパック;及び米国特許第4,661,249
号に記載されているようなデバイス。
【0049】樹脂メルトを、スクリーンを質量束約5〜
約100ポンド/時/アクティブスクリーン1平方イン
チ(0.35〜7.03キログラム/時/アクティブス
クリーン1平方センチメートル)で通過させ、質量束約
30〜約80ポンド/時/アクティブスクリーン1平方
インチ(2.1〜5.6キログラム/時/アクティブス
クリーン1平方センチメートル)で通過させるのが好ま
しい。ゲルを200ミクロン又はそれ以下に、通常10
0ミクロンよりも小さく減小させるのに、スクリーンを
規定の質量束で通すパスは、1度だけで十分であるのが
普通である。発明のプロセスによって、ゲルの少なくと
も大部分を100ミクロンよりも小さいサイズに減小さ
せることができるのが認められる。所望ならば、多パス
を用いることができる。
【0050】樹脂ブレンドをその目的に適合した慣用の
押出機で押し出してフィルムにすることができる。押出
機及び押し出すプロセスは、米国特許第4,814,1
35号;同第4,857,600号;同第5,076,
988号;及び同第5,153,382号に記載されて
いる。フィルムを形成する際に使用することができる種
々の押出機の例は、インフレートフィルムダイ及びエア
リング並びに連続引取装置で改良したような一軸スクリ
ュータイプ、インフレートフィルム押出機、及びスロッ
トキャスト押出機である。二軸スクリュー押出機もまた
考慮すべきである。典型的な一軸スクリュータイプ押出
機は、上流端にホッパー及び下流端にダイを有するもの
と説明することができる。ホッパーは、スクリューを収
容するバレル中に供給する。下流端の、スクリューの端
部とダイとの間に、スクリーンパック及びブレーカープ
レートが存在する。押出機のスクリュー部分は、3つの
セクション、すなわち供給セクション、圧縮セクショ
ン、及び計量セクション、並びに後部加熱域から前部加
熱域への複数加熱域、上流から下流に及ぶ複数のセクシ
ョン及び域に分割されると考えられる。バレルを1つよ
り多く有するならば、バレルを直列に接続させる。各々
のバレルの長さ対直径の比は、約16:1〜約30:1
の範囲である。押出は、温度約160°〜約270℃の
範囲で行うことができ、温度約180°〜約240℃の
範囲で行うのが好ましい。樹脂ブレンドが、格別に良く
混合された樹脂が所望される任意の用途、例えばワイ
ヤ、ケーブル、パイプ、ホース、チュービング、射出成
形、ブロー成形、及びスロットキャススチング用途にお
いて有用であることは了解されるものと思う。
【0051】発明の利点は、下記にある:ブレンドの均
質性、すなわち現場ブレンドに匹敵し得る均質性;樹脂
ブレンドから造られるフィルムにおいて、FAR値プラ
ス20又はそれ以上が終始一貫して達成されること;既
成のポリマーを利用する能力;及びブレンドの所望の二
モードの特性。
【0052】ブレンドに導入することができる慣用の添
加剤は、下記によって例示される:酸化防止剤、紫外線
吸収剤、帯電防止剤、顔料、染料、成核剤、充填剤、ス
リップ剤、難燃剤、可塑剤、加工助剤、潤滑剤、安定
剤、スモーク抑制剤、粘度調整剤、及び架橋剤、触媒、
及びブースター、粘着付与剤、及び粘着防止剤。充填剤
の他に、添加剤をブレンドに、ポリマーブレンド100
重量部に付き添加剤約0.1〜約10重量部の量で存在
させることができる。充填剤を、ブレンド100重量部
に付き200重量部まで及びそれ以上の量で加えること
ができる。本明細書中に挙げる特許は、本明細書中に援
用する。発明を、下記の例により例示する。
【0053】
【実施例】比較試験を、下記によって行う:(i)ダブ
ルミキシングヘッド、2段2.5インチ(6.4cm)
一軸スクリュー押出機系;(ii)8ポンド(3.6k
g)BANBURYバッチタイプミキシング系;及び
(iii)ミキシングヘッドを持たないで、ギヤーポン
プを有する慣用の計量型スクリューを有する1.5イン
チ(3.8cm)押出機系。ギヤーポンプは、背圧の作
用を排除しかつ次いで上流の押出機において混合を向上
させるのに用いる。各々の系は、溶融樹脂をペレットに
転化させるために慣用のペレット化系を採用する。生成
されたペレットは、フィルムを造るのに用いられ、フィ
ルムのFARを決める。FARは、樹脂中のゲルの量の
間接的な測定である。試験において用いた樹脂ブレンド
の性質を表Iに挙げる:
【0054】
【表1】
【0055】樹脂ブレンドの各々を上記の系において混
合した後にペレット化しかつ押し出してフィルムにす
る。表IIに注記する通りに、樹脂B及びCを、更にメ
ッシュスクリーンを通して混合する。次いで、樹脂をペ
レット化しかつ押し出してフィルムにし、次いでFAR
測定を行う。フィルムは、厚さ1ミル(0.025m
m)である。変数の各々を下記の通りに表IIに挙げ
る:
【0056】
【表2】
【0057】例及び表への注: 1.密度は、プラックをASTM D−1928、手順
Cに従って造り、次いでそのままでASTM D−15
05によって試験することによって測定する。密度は、
グラム/立方センチメートルで報告する。 2.FARは、フィルム外観レーティングであり、レー
ティングは、フィルムを先に検討した通りにして目視検
査することによって得る。レーティング系は、フィルム
サンプルにおける目に見える欠陥のレーティングであ
る。そのスケールは、−100から+70までの範囲で
あり、正の数が大きい程、欠陥が少なくなることを示
す。FAR試験は、フィルムサンプルを所定のFARレ
ーティングを有する標準に比べることによって行う。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記: (i)メルトインデックス5〜3000グラム/10m
    inの範囲及び密度0.900〜0.975グラム/立
    方センチメートルの範囲を有する独立に調製した第一ポ
    リエチレン並びにフローインデックス0.01〜30グ
    ラム/10minの範囲及び密度0.860〜0.94
    0グラム/立方センチメートルの範囲を有する独立に調
    製した第二ポリエチレンを準備し、第一ポリエチレン対
    第二ポリエチレンの重量比を75:25〜25:75の
    範囲にし; (ii)第一ポリエチレンと第二ポリエチレンとをブレ
    ンドし; (iii)ブレンドを溶融し;並びに押し出す又はペレ
    ット化する前に、 (iv)溶融したブレンドを、1つ又はそれ以上のアク
    ティブスクリーンを質量束0.35〜7.03キログラ
    ム/時/平方センチメートル(5〜100ポンド/時/
    平方インチ)で通過させ、2つ又はそれ以上のアクティ
    ブスクリーンを直列に位置させる場合、各々のアクティ
    ブスクリーンは、ミクロン保持サイズ2〜70を有する
    ことを含む方法。
  2. 【請求項2】 第一ポリエチレンが、メルトインデック
    ス5〜1000グラム/10minの範囲及び密度0.
    910〜0.975グラム/立方センチメートルの範囲
    を有し、第二ポリエチレンが、フローインデックス0.
    2〜12グラム/10minの範囲及び密度0.900
    〜0.940グラム/立方センチメートルの範囲を有
    し、第一ポリエチレン対第二ポリエチレンの重量比が6
    0:40〜40:60の範囲である請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 ブレンドが、メルトインデックス0.0
    2〜3.5グラム/10分の範囲;メルトフロー比55
    〜135の範囲;密度0.915〜0.960グラム/
    立方センチメートルの範囲;及びMw /Mn 比10〜4
    0を有する請求項1の方法。
  4. 【請求項4】 ブレンドが、メルトインデックス0.0
    4〜2.0グラム/10minの範囲;メルトフロー比
    55〜125の範囲;密度0.916〜0.960グラ
    ム/立方センチメートルの範囲;及びMw /Mn 比20
    〜30を有する請求項3の方法。
  5. 【請求項5】 アクティブスクリーンの数が、2〜6で
    ある請求項1の方法。
  6. 【請求項6】 アクティブスクリーンの数が、3である
    請求項5の方法。
  7. 【請求項7】 アクティブスクリーンを補強するのに、
    パッシブスクリーンが1つ又はそれ以上存在する請求項
    1の方法。
  8. 【請求項8】 質量束が、2.1〜5.6キログラム/
    時/平方センチメートル(30〜80ポンド/平方イン
    チ)の範囲である請求項1の方法。
  9. 【請求項9】 下記: (i)メルトインデックス5〜1000グラム/10m
    inの範囲及び密度0.900〜0.975グラム/立
    方センチメートルの範囲を有する独立に調製した第一ポ
    リエチレン並びにフローインデックス0.2〜12グラ
    ム/10minの範囲及び密度0.900〜0.940
    グラム/立方センチメートルの範囲を有する独立に調製
    した第二ポリエチレンを準備し、第一ポリエチレン対第
    二ポリエチレンの重量比を75:25〜25:75の範
    囲にし; (ii)第一ポリエチレンと第二ポリエチレンとをブレ
    ンドし; (iii)ブレンドを溶融し;並びに押し出す又はペレ
    ット化する前に、 (iv)溶融したブレンドを、直列に位置させた2〜6
    のアクティブスクリーンを質量束2.1〜5.6キログ
    ラム/時/平方センチメートル(30〜80ポンド/平
    方インチ)で通過させ、各々のアクティブスクリーン
    は、ミクロン保持サイズ2〜70を有することを含み、 ブレンドは、メルトインデックス0.04〜2.0グラ
    ム/10minの範囲;メルトフロー比55〜125の
    範囲;密度0.916〜0.960グラム/立方センチ
    メートルの範囲;及びMw /Mn 比20〜30を有する
    方法。
  10. 【請求項10】 工程(iv)のブレンドを押し出して
    フィルムにする請求項9の方法。
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