KR20090092298A - 큰 부품 블로우 몰딩을 위한 가교결합된 폴리에틸렌 수지 - Google Patents
큰 부품 블로우 몰딩을 위한 가교결합된 폴리에틸렌 수지Info
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Abstract
본 발명은, 일반적으로 폴리에틸렌의 생산에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 긴 체인 브랜칭의 레벨을 증가시키기 위해, 압출하는 동안 과산화물과 혼합된 폴리에틸렌을 제조하는 것에 관한 것이다. 하나의 양상에서, 폴리에틸렌은 큰 부품 블로우 몰딩(LPBM) 응용에 사용된다. 일 실시예에서, 가교결합된 폴리에틸렌은 약 0.945g/cc 내지 약 0.965g/cc의 밀도와, 적어도 10 내지 25의 분자량 분포(MWD)와, 약 1dg/분 내지 약 30dg/분의 높은 하중 용융 인덱스(HLMI)(ASTM D1238 21.6kg)를 갖는다. 일 실시예에서, 가교결합된 폴리에틸렌은 100시간 내지 1000시간의 ESCR과, 120,000psi 내지 250,000psi의 굴곡 탄성률을 갖는 적어도 하나의 올레핀(olefin)으로 이루어진다.
Description
관련 출원
본 출원은, 2006년 12월 29일 출원된 미국 가특허 출원 제 60/877,925호를 우선권으로 주장한다.
기술 분야
본 발명은, 일반적으로 폴리에틸렌의 제조에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 긴 체인 브랜칭(long-chain branching)의 레벨을 증가시키기 위해 과산화물과 혼합된 폴리에틸렌의 제조에 관한 것이다. 하나의 양상에서, 폴리에틸렌은 큰 부품 블로우 몰딩(large part blow molding: LPBM) 용도에 사용된다.
폴리에틸렌의 가공성(processability) 향상은 압출 이전에 또는 압출 동안 폴리에틸렌에 대한 자유 라디칼 개시제를 첨가함에 의해 폴리에틸렌의 긴 체인 브랜칭의 레벨에서의 증가 또는 첨가에 의해 이루어질 수 있다고 알려져 있다. 이렇게 변경된 폴리에틸렌은 예를 들면 큰 부품 블로우 몰딩 적용에서 이용될 수 있다.
큰 부품 블로우 몰딩(LPBM)에 사용되는 일반적인 폴리에틸렌 수지는 크롬 촉매를 이용하여 이중 모드 반응기 기술(슬러리 루프 및 가스상)에 기초한다.
큰 부품을 만드는데 특히 유용한 폴리에틸렌은 자연적으로 이중 모드형이고, 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매화된 중합반응, 및 메탈로센 중합반응(metallocene polymerization), 및 크롬 촉매화된 중합반응으로부터 얻어질 수 있다.
단일 모드(unimodal) 크롬 수지에 대한 이중 모드(bimodal) 수지의 유일한 분자 구조(molecular architecture)에 따라서, 공정 특징이 상당히 달라진다. 최고의 성능(좋은 내환경 응력 균열성(Environmental Stress Crack Ressitance(ESCR), 적층성(stackability)에 대한 강성도, 및 드롭 시험에 대한 콜드 내충격성(cold impact resistance))을 가진 마무리된 컨테이너를 만드는데 있어서의 중요한 인자는 최적의 벽 분포로 컨테이너가 만들어진다는 점이다. LPBM 프로세스/장비는 일반적으로 미국 토탈 페트로케미컬사 HDPE 54050과 같은 단일 모드 크롬 수지가 되는데 최적화되고, HDPE 54050은 매우 특별한 팽창, 휘어짐 및 신장 특징을 갖는다. 이중 모드 ZN 수지의 프로세싱 특징은 단일 모드 크롬 수지와 크게 상이하고, 따라서 현재의 장비(프로세스 조건, 툴링 및 몰드 설계)로 최적의 벽 분포를 가진 컨테이너를 만드는 것을 어렵게 할 수 있으며, 따라서 수지상에서 이중 모드 수지의 우수한 특성을 이용하는 것은 어렵다.
큰 부품 블로우 몰딩(LPBM) 응용에서 수지로부터의 중요한 성능 요구는, 화학물질에 대한 저항(ESCR), 적층성 및 물품의 측방향 근접성(밀도로부터의 강성도), 및 찬 온도 낙하 충격 저항을 포함한다. 마무리된 부품의 뛰어난 프로세싱 및 고체 상태 특성은 이러한 수지를 이용하여 얻어지고, 예를 들어 지글러-나타(ZN) 촉매 기술을 이용한 이중 모드 수지는 강성도 절충에 대한 환경 응력 균열성(ESCR)에서의 단계적 변화 향상을 가능하게 한다. 이는 주어진 밀도(강성도로 됨)에 대해 이중 모드 그레이드의 ESCR은 종래의 단일 모드 그레이드보다 높다는 것을 의미한다. 반대로, ESCR의 주어진 레벨에 대해, 이중 모드 그레이드는 더 높은 밀도에서 만들어질 수 있고 따라서 더욱 강성하게 마무리된 컨테이너로 된다. 이러한 개선은 이중 모드 그레이드의 바람직한 공단량체(comonomer) 통합의 결과이고, 이는 더욱 많은 공단량체가 수지의 높은 분자량(Mw) 분율로 통합되도록 편향(biased)되어질 수 있다. 그 다음에, 이 장점은 향상된 적층 성능을 가진 컨테이너 또는 적은 폴리에틸렌(가벼운 중량)의 이용을 필요로 하는 컨테이너로 변화될 수 있다.
큰 부품 블로우 몰딩은, 예를 들어 일반적으로 제리캔(Jerrycans)의 경우에 5갤론(20리터)부터, 드럼의 경우에 30 내지 55갤론, 산업 벌크 컨테이너(IBC)의 경우에 275(1040리터) 내지 330갤론(1250리터)의 범위의 크기를 갖는다.
이중 모드 수지의 본래의 고체 상태 특성에서의 절충(compromise) 없이 단일 모드 크롬 수지에 대한 이중 모드 수지의 프로세싱 상이함을 최소화시키기 위해, 이중 모드 수지의 유변학적 작용이 과산화물과 같은 자유 라디칼 개시제를 통해 긴 체인 브랜칭(long chain branching: LCB)의 첨가에 의해 변경될 수 있다(즉, 전단 응답을 증가시킴에 의해 팽창(swell)이 증가되고, 휘어짐(sag)이 감소되며 신장 특성이 일반적인 LPBM 단일 모드 그레이드와 거의 유사하게 매치하게 된다).
본 발명의 개시 내용 및 그 장점의 더욱 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면 및 상세한 설명과 연결된 이하의 간략한 상세한 설명에 대해 참조를 하고, 이 경우 동일한 도면 부호는 동일한 부품을 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예의 샘플에 대한 밀도 및 HLMI에 따른 ESCR의 플롯(plot)이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예의 샘플에 대한 밀도 및 HLMI에 따른 굴곡 탄성률(flexural modulus)의 플롯이다.
도면은 상이한 과산화물의 양을 함유한 샘플로부터의 유변학적 특성(rheological property)의 플롯이고, 예 4의 샘플에 대한 추가적인 HMA이다.
본 발명의 폴리에틸렌은 균질중합체(homopolymer) 또는 공중합체(copolymer)일 수 있다. 여기서 설명된 프로세스를 통해 형성된 중합체(및 이의 혼합물)는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 중간 밀도 폴리에틸렌, 및 고밀도 폴리에틸렌을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 하나의 양상에서, 에틸렌 중합체는 약 90 내지 약 100몰%의 에틸렌 함유량을 가지며 나머지는 C3-C10 알파 올레핀으로 구성된 공중합체이다.
지글러-나타 촉매화된 폴리에틸렌 수지는, 예를 들어 그 전체가 여기서 참조로 인용된 2006년 6월 23일 출원된 카요 비찌니 등에 의한 "지글러-나타 촉매의 형성"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 11/474,145호에서 개시된 촉매 및 중합 반응 방법에 의해 만들어질 수 있다. 이러한 응용에 이용될 수 있는 폴리에틸렌 수지의 다른 유형의 다른 예들은, 여기서 전체가 참조로 인용된 "향상된 가교결합 수지"라는 명칭의 2007년 4월 4일 출원된 귄터 등의 미국 특허 제 11/732,617호에서 개시된 것들을 예로 포함한다.
개시 중합체의 절반 이상이 일반적으로 선형인 개시 중합체를 가교하기 위해, 자유 라디칼 개시제가 폴리에틸렌 수지에 첨가된다. 여기서 이용된 과산화물은 폴리에틸렌 분자의 가벼운 가교 결합 또는 브랜칭을 초래하는 것이다. 바람직한 자유 라디칼 개시제는 과산화물, 특히 유기 과산화물이다. 여러 종류의 유기 과산화물이 특히 적절한 것으로 발견되었고, 그 예는 디알킬 및 퍼옥시케탈(peroxyketal) 유형의 과산화물이다. 자유 라디칼 개시제로서 이용하는데 적절한 상업적으로 구입 가능한 디알킬 과산화물의 다른 예는 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산이고, 알케마(Arkema)로부터 LUPERSOL 101 및 LUPERSOL 101PP20, 디알킬 과산화물로서 구입 가능하다. 또한, 상업적으로 구입 가능한 퍼옥시케탈 과산화물은 LUPERSOL 233 및 533이고, 이는 각각 t-부틸 및 t-아밀 유형의 과산화물의 예이고, 이것들 역시 알케마로부터 구입 가능하다. 가교 결합 및/또는 체인 브랜칭을 위해 당업자에게 알려진 다른 과산화물 또는 다른 자유 라디칼 개시제가 이용될 수도 있다.
과산화물은 비록 이 과산화물이 과산화물 코팅된 고체 전달(즉, 마스터배치(masterbatch))과 같은 다른 형태로도 첨가될 수 있지만, 액체로서 일반적으로 첨가된다. 또한, 과산화물은 폴리에틸렌이 압출기로 유입되기 이전에 또는 이후에 폴리에틸렌에 첨가되거나 또는 화합될 수 있다. 과산화물이 압출 이전에 플러프(fluff)로 첨가될 때, 과산화물은 압출기로 유입되기 이전에 중합체를 통해 완전히 혼합되거나 또는 분산되어야 한다. 대안적으로, 과산화물은 압출기 내에서 용해된 폴리에틸렌으로 주입될 수 있다. 과산화물은 기어 펌프 또는 다른 전달 장치에 의해서와 같이 당업자에게 알려진 임의의 수단을 통해 플러프 스트림 또는 압출기로 유입될 수 있다. 산소 또는 공기가 개시제로 이용된다면, 이들은 압출기의 상류의 플러프로 유입될 수 있으나 폴리에틸렌 용융물 내에서 압출기로 주입되는 것이 바람직하다. 귄터 등에 대한 미국 특허 제 6,433,103호에서 개시된 것처럼, 유기 과산화물 또는 다른 처리제는 압출 프로세스 동안 중합체 용해로 주입되거나 또는 압출 이전에 플러프로 혼합될 수 있다.
그러나, 과산화물의 선택은 만나게되는(encountered) 압출기 온도 및 특별한 이용에 따라 변할 수 있다. 일반적인 압출기 온도는 약 350℉ 내지 약 550℉이다. 압출기 온도 또는 폴리에틸렌 용융점이 과산화물의 분해 온도 위에 있는 것이 중요하다. 따라서, 압출기 온도는 일반적으로 완전한 분해를 보장하는데 이용되는 과산화물의 분해 온도보다 약 5% 또는 그 초과의 온도이다. 압출기 온도는 원하는 처리량에 의해 규정된 것처럼 압출기에서의 과산화물 반수명 대 온도 데이터 및 체류 시간의 조합을 이용하여 결정될 수 있다.
원하는 특성 및 가공성을 얻는데 필요한 과산화물 또는 개시제의 양은 변할 수 있다. 과산화물 또는 개시제의 양은 너무 적은 양이 원하는 결과를 얻지 못할 것이고, 한편 너무 많은 양이 바람직하지 못한 생성물이 생산되는 결과를 초래할 수 있다는 점에서 중요하다. 일반적으로, 과산화물에 대해, 이용되는 양은 약 5 내지 약 150ppm이고, 다른 실시예에서는 약 10 내지 100ppm이며, 추가적인 실시예에서는 약 25 내지 약 75ppm이다. 물론 당업자에게 알려진 다른 첨가제들이 수지의 최초 생산 동안 및 압출 동안 이용될 수 있고 원하는 효과를 얻기 위해 필요한 과산화물의 양을 변경시킬 수도 있다.
일 실시예에서, 중합체의 분해(degradation)를 막기 위해 과산화물의 첨가 이전 또는 그 이후에, 석탄산(phenolic) 및/또는 인산염(phosphate) 유형의 항산화제가 이중 모드 에틸렌 중합체에 첨가된다. 본 발명의 다른 제한 없는 실시예에서, 인산염 항산화제 및 석탄산 황산화제를 포함한 하나 이상의 항산화제가 이용된다. 항산화제 및 과산화물 및/또는 공기는 균형을 위해 또는 교환물(trade-off)로서 이용되는데, 이는 이들이 반대 효과를 갖기 때문이며, 그리고, 일반적으로 물품 상에서의 궁극적인 마무리 및 수지 특성의 제어를 유지하도록 쌍으로 이용되어야 한다. 과산화물 비율을 증가시키는 것은 LCB를 증가시킬 것이고, 항산화제를 도입하는 것은 중합체의 용융 또는 열적 안정성을 향상시킨다.
본 발명의 비제한적인 일 실시예에서, 항산화제의 비율은 총 수지에 기초하여 중량으로 약 300 내지 약 3000ppm의 범위에 있다. 대안적인 제한 없는 실시예에서, 항산화제 비율은 총 수지에 기초하여 중량으로 약 1000 내지 약 2000ppm의 범위에 있을 수 있다. 본 발명의 비제한적인 일 실시예에서, 적절한 항산화제는 Ciba-Geigy로부터 모두 구입 가능한 Irganox 1010(석탄산 항산화제) 및 Irgafos 168 및 Ultranox 627A(아인산염 항산화제)와 같은 석탄산 및 아인산염을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 추가적인 제한 없는 실시예에서, 하나 이상의 항산화제가 약 400ppm 내지 약 1800ppm의 범위의 양으로 제조 물품에 존재한다.
본 발명을 수행하는데 이용될 수 있는 적절한 처리제 및 중합체 제품으로 혼합되는 물질의 추가적인 설명을 위해, 여기서 전체가 인용되는 귄터 등의 이미 언급한 미국 특허 제 6,433,103호에 대한 참조가 이루어진다.
"블로우 몰딩용 폴리에틸렌 수지를 만드는 방법"이라는 명칭의 귄터 등의 미국 특허 제 6,433,103호에서 설명된 것처럼, 중합체의 긴 체인 브랜칭은 전단 응답 또는 더욱 구체적으로 주파수 스윕(sweep)의 카류-야수다 피트(Carreau-Yasuda fit)로부터 'a' 파라미터에 의하여 특징지어질 수 있다. 유변학적 폭은 점도의 거듭제곱(power-law) 유형 전단 속도 의존 및 뉴토니안(Newtonian) 사이의 전이 영역의 폭을 지칭한다. 유변학적 폭은 수지의 완화 시간 분포의 함수이고, 이는 차례로 수지의 분자 구조의 함수이다. 수정된 카류-야수다(Carreau Yasuda: CY) 모델로 선형-점탄성 동적 진동 주파수 스윕 실험을 이용하여 생성된 플로우 커브(flow curve)를 피팅함에 의해 Cox-Merz 룰을 가정하여 실험적으로 결정되고,
여기서,
η= 점도(Pa s);
γ= 전단 속도(1/s);
a = 유변학적 폭 파라미터 [CY모델 파라미터로서 뉴토니안 및 거듭제곱 작용 사이의 전이 영역의 폭을 설명한다];
λ = 초 단위의 완화 시간 [CY 모델 파라미터로서 전이 영역의 시간에서의 위치를 설명한다];
η0 = 제로 전단 점도(Pa s)[CY 모델 파라미터로서 뉴토니안 플래토(plateau)를 정의함] n = 거듭제곱 상수[CY모델 파라미터로서 높은 전단 속도 영역의 최종 기울기를 정의함].
모델 피팅을 촉진하기 위해, 거듭제곱 상수(n)는 상수값(n=0)에 유지된다. 실험은 0.1 내지 316.2 sec.sup.-1의 주파수 범위에 걸쳐 선형 점탄성 기간(regime) 내에서 평행 플레이트 기하구조(geometry) 및 변형을 이용하여 수행될 수 있다. 주파수 스윕은 3개의 온도(170℃, 200℃, 및 230℃)에서 수행될 수 있고, 이후 데이터는 공지된 시간-온도 중첩 방법을 이용하여 190℃에서 마스터 커브(master curve)를 형성하도록 시프트된다.
긴 체인 브랜칭(LCB)의 레벨에서의 차이가 없는 수지에 대해, 유변학적 폭 파라미터(a)는 분자량 분포의 폭에 역으로 비례하는 것으로 관찰되었다. 유사하게, 분자량 분포에서의 차이가 없는 샘플에 대해, 폭 파라미터(a)는 긴 체인 브랜칭의 레벨에 역으로 비례하는 것으로 발견되었다. 따라서 수지의 유변학적 폭에서의 증가는 수지에 대한 폭 파라미터(a) 값에서의 감소로서 관찰되었다. 이러한 상호관계는 분자 구조에서의 변화를 동반하는 완화 시간 분포에서의 변화의 결과이다.
생산된 가교결합 수지의 물리적 특징의 예가 여기서 설명된다. 일 실시예에서, 가교결합 폴리에틸렌은 약 0.945g/cc 내지 약 0.965g/cc, 또는 약 0.950g/cc 내지 약 0.962g/cc, 또는 약 0.952g/cc 내지 약 0.960g/cc의 밀도를 갖는다. 또한, 이러한 에틸렌계 중합체는, 예를 들면 적어도 10 내지 25의 분자량 분포(MWD)를 가질 수 있다. 가교결합 에틸렌 중합체는 약 1dg/분 내지 약 30dg/분, 또는 약 2dg/분 내지 약 20dg/분, 또는 약 3dg/분 내지 약 10dg/분의 높은 하중 용융 인덱스(HLMI)(ASTM D1238 21.6kg)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 가교결합 중합체는 100시간 내지 1000시간의 ESCR 및 120,000psi 내지 250,000psi의 굴곡 탄성률을 갖는다.
이하의 ASTM 테스트는 여기서 개시된 중합체의 물리적 특성을 결정하는데 이용되었다: 밀도는 ASTM D792 가이드라인 하에서 측정되었고; 용융 유동 인덱스(Melt Flow Index)는 ASTM D1238 (A) 가이드라인 하에서 측정되었으며; 굴곡 탄성률(강성도의 계산)은 ASTM D790을 이용하여 측정되었고; ESCR은 ASTM D1693, 조건 B 10% lgepal를 이용하여 측정되었다.
일 실시예에서, "큰 부품"은 여기서 적어도 5갤론(18.9리터) 내지 55갤론(208.2리터)을 지지할 수 있는/지지할 크기 및/또는 컨테이너인 물품으로 정의된다; 다른 실시예에서, 큰 부품은 적어도 55갤론(208.2리터) 내지 275갤론(1040리터)을 지지할 수 있는/지지할 크기의 컨테이너인 물품으로 정의된다; 또 다른 실시예에서, 큰 부품은 275갤론(1040리터) 내지 330갤론(1250리터)을 지지할 수 있는/지지할 크기의 컨테이너인 물품으로 정의된다.
본 발명의 가교결합 수지로부터 제작될 수 있는 물품의 다른 예는, 예를 들면 여기서 그 전체가 참조로 인용된 귄터 등의 2007년 7월 6일 출원된 "이중 모드 블로우 몰딩 수지 및 이로부터 만들어진 생성물"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 11/774,311호에서 개시된다. 또한, 이 폴리에틸렌 및 방법에 의해 만들어진 물품은 산업용 부품, 파이핑 및 관형 부품, 산업용 컨테이너 및 드럼, 그리고 농업용 화학물질, 산업용 화학물질, 및 음식 생성물을 포함하나 이에 제한되지 않는 다양한 용도의 소비자 컨테이너를 포함한다.
상기 내용 외에, 본 발명의 수지로 만들어질 수 있는 물품의 유형은 시각적으로 제한이 없으며 적어도 1파운드의 수지 내지 150 또는 그 초과의 파운드의 수지로 만들어지며 큰 것으로 고려되는 물품을 포함한다. 만들어질 수 있는 큰 부품 블로우 몰드된 물품의 유형의 추가적인 예는 예를 들면, 테이블 상부, 농구 골 베이스, 스타디움 시트, 플라스틱 저장 컨테이너, 보트, 및 선박을 포함한다.
실험예
본 발명의 PE 수지의 실시예를 위한 ESCR 데이터는 표 1에서 리스트되고, 본 발명에 대한 종래의 단일 모드 크롬계 LPBM 그레이드(HDPE 54050)에 대해 도 1에서 도시된다.
[표 1]
밀도와 HLMI 함수로의 ESCR
샘플 1 ~ 5는 과산화물이 첨가되지 않은 이중 모드인 반면에 샘플 6은 50ppm 과산화물(Lupersol 101)을 가진 채 만들어진 이중 모드이다. 밀도 및 ESCR 사이의 강한 관계가 존재하고(ESCR은 밀도의 감소에 따라 증가함), 이러한 관계의 시프트는 본 발명의 이중 모드 수지에 대해 관찰될 수 있으며 이에 의해 ESCR에서의 200% 증가는 예를 들어 0.956g/cc의 밀도에서 관찰된다.
이와 유사하게, 표 2 및 도 2의 굴곡 탄성률의 관점에서 관찰된 수지 강성도의 경우에, 수지 밀도는 큰 역할을 할 수 있고, 주어진 밀도(예를 들어 0.956g/cc)에서 20%의 정도로의 강성도에서의 단계적 변화는 이중 모드 수지 대 종래의 단일 모드 LPBM 그레이드에 대해 관찰된다.
[표 2]
밀도와 HLMI 함수로의 굴곡 탄성률
표 3은 다양한 ppm의 과산화물을 가진 폴리에틸렌 수지의 예들과 이에 따른 제로 전단 점도 및 완화 시간을 설명한다.
[표 3]
유변학적 특성
도 3은 표 3과 관련된다. 타겟 프로세싱 특성은 전단 응답 또는 완화 작용을 더욱 밀접하게 매칭시킴에 의해 얻어지고 이 경우에 주파수 스윕 점도 데이터를 이용하여 얻어진 것처럼 제로 전단 점도(또는 완화 시간)에 의해 정의된다(도 3을 보라). 도 3에서 도시된 것처럼, 이중 모드 수지(사각형으로 표시됨)는 단일 모드 LPBM 그레이드보다 훨씬 낮은 제로 전단 점도를 갖고, 이는 이 경우에 미국의 토탈 페트로케미컬사 HDPE 그레이드 54050(원형으로 표시됨)을 이용하여 도시된다. 이 특성은 몰딩 프로세스의 성형 단계 및 팽창에 영향을 미치는 낮은 팽창(적은 메모리), 더 큰 휘어짐 및 낮은 신장 점도로 나타난다. LCB에서의 증가는 이중 그레이드의 본래의 유변학적 특성을 오프셋 할 것이고 현존하는 장비(프로세스 조건, 툴링, 및 몰드 설계)와 더 잘 합치되게 한다.
본 발명은 일정한 형태로 도시되었지만, 당업자에게는 이에 제한되지 아니하고, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 아니한 채 다양한 변화 및 개조가 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항은 본 발명의 범위와 합치하는 방식으로 넓게 해석되는 것이 타당하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 폴리에틸렌, 보다 구체적으로는 긴 체인 브랜칭(long-chain branching)의 레벨을 증가시키기 위해 과산화물과 혼합된 폴리에틸렌을 제조하는데 사용된다.
Claims (20)
- 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법으로서,적어도 에틸렌을 포함하는 이중 모드 중합체(bimodal polymer)를 제조하는 단계와,상기 에틸렌 중합체를 압출하고, 상기 에틸렌 중합체를 가교결합시키기 위해 압출 동안 하나 이상의 과산화물을 첨가하는 단계와,물품을 형성하는 단계를포함하고,상기 가교결합된 이중 모드 에틸렌 중합체로부터 만들어진 상기 물품은, 압출 전 또는 압출 동안 상기 과산화물의 첨가 없이 동일한 에틸렌 중합체로 제조된 물품과 비교하여 ESCR이 향상된,가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 물품은 드럼(drum)을 포함하는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 물품은 파이프 또는 이와 다른 관형 물품을 포함하는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가교결합은, 상기 과산화물의 첨가 없는 동일한 에틸렌 중합체와 비교해서 더 높은 제로 전단 점도(zero shear viscosity)로 나타나는 바와 같이 보다 높은 레벨의 체인 엉킴(chain entanglement)에 의해 향상된 용융 강도를 일으키는 전단 응답(shear response)의 증가를 특징으로 하는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 과산화물을 첨가하기 전후에 상기 이중 모드 에틸렌 중합체에 항산화제를 첨가하는 단계를 더 포함하는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 에틸렌 중합체는 공중합체를 포함하는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 5ppm 내지 150ppm의 상기 과산화물이 상기 에틸렌 중합체에 첨가되는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 10ppm 내지 100ppm의 상기 과산화물이 상기 에틸렌 중합체에 첨가되는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가교결합된 에틸렌 중합체는 이중 모드 수지에 대해 10 내지 25의 분자량 분포(MWD)를 갖는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가교결합된 에틸렌 중합체는 100시간 내지 1000시간의 ESCR(조건 B 10% lgepal)을 갖는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가교결합된 에틸렌 중합체는 0.945g/cc 내지 0.965g/cc의 밀도를 갖는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가교결합된 에틸렌 중합체는 12,000psi 내지 25,000psi의 굴곡 탄성률을 갖는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가교결합된 에틸렌 중합체는 1dg/분 내지 30dg/분의 높은 하중 용융 인덱스(high load melt index; HLMI)를 갖는, 가교결합된 폴리에틸렌으로 물품을 형성하는 방법.
- 제 1항의 방법에 의해 제조된 물품.
- 제 1항의 방법에 의해 제조된 물품으로서,적어도 1파운드 내지 150파운드의 폴리에틸렌이 상기 물품을 제조하는데 사용되는, 물품.
- 제 14항에 있어서, 상기 물품은 산업용 부품, 산업용 컨테이너, 또는 소비자 컨테이너로부터 선택되는, 물품.
- 제 14항에 있어서, 상기 물품은 농업용 화학물질, 산업용 화학물질 또는 식료품용 컨테이너인, 물품.
- 제 14항에 있어서, 상기 물품은 적어도 5갤론(18.9리터) 내지 55갤론(208.2리터)을 수용하는 크기의 컨테이너인, 물품.
- 제 14항에 있어서, 상기 물품은 적어도 55갤론(208.2리터) 내지 400갤론(1816리터)을 수용하는 크기의 컨테이너인, 물품.
- 제 14항에 있어서, 상기 물품은 적어도 1파운드의 폴리에틸렌 수지 내지 150파운드의 수지로 제조된, 물품.
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