JP2006528726A5 - - Google Patents
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本発明は、ポリプロピレン樹脂組成物に関し、特にヒート・シーリング用途に適したポリプロピレン樹脂組成物に関する。
(関連出願の相互参照)
本出願は、参照することにより本出願に組み込まれる2003年5月8日に出願された米国仮出願の出願番号第60/468,915号に対する優先権を主張する。
(関連出願の相互参照)
本出願は、参照することにより本出願に組み込まれる2003年5月8日に出願された米国仮出願の出願番号第60/468,915号に対する優先権を主張する。
ポリプロピレン(「PP」)フィルムは、パッケージング材料として、特に食物用に、広く使用されている。ヒート・シール可能な樹脂から作成されたフィルムを用いて基体フィルムをコーティング、ラミネーティング、または共押出しすることによって、ヒート・シール可能フィルムが生成される。ヒート・シーリング用途に従来使用される材料は、チーグラー・ナッタ基(「ZN」)触媒を用いて作成された、プロピレン以外の少なくとももう一つのC2−C20−α−オレフィンとのプロピレンのイソタクチックランダムコポリマーである。記載を簡単にするために、プロピレンおよびエチレンのランダムコポリマーは、C3/C2ランダムコポリマーと呼ぶことにし、プロピレンおよび1−ブテンのランダムコポリマーは、C3/C4ランダムコポリマーと呼ぶことにし、プロピレン、エチレン、および1−ブテンのランダムコポリマーは、C3/C2/C4ランダムコポリマーと呼ぶことにする。
プロピレンおよびエチレン以外の一つの第二のより高いα−オレフィンのランダムコポリマーは、C3/Cx−Cyランダムコポリマーと呼ぶことにし、ここで、xは、この第二のより高いα−オレフィンを構成できる最小量の炭素原子を示し、yは、この第二のより高いα−オレフィンを構成できる最大量の炭素原子を示す。例えば、C3/C4−C8ランダムコポリマーという用語は、C3/C4ランダムコポリマー、C3/C5ランダムコポリマー、C3/C6ランダムコポリマー、C3/C7ランダムコポリマー、およびC3/C8ランダムコポリマーを含む。プロピレン、エチレン、および一つの第三のより高いα−オレフィンのランダムコポリマーは、C3/C2/Cx−Cyランダムコポリマーと呼ぶことにし、ここで、xは、この第三のより高いα−オレフィンを構成できる最小量の炭素原子を示し、yは、この第三のより高いα−オレフィンを構成できる最大量の炭素原子を示す。例えば、C 3/C2/C4−C6ランダムコポリマーという用語は、C3/C2/C4ランダムコポリマー、C3/C2/C5ランダムコポリマー、およびC3/C2/C6ランダムコポリマーを含む。
良好なヒート・シーリング剤としてのその機能を実現するために、樹脂は、低いシール開始温度(seal initiation temperature)(「SIT」)を有する必要がある。また、できるだけ多量の材料が、処理の際に基体層上にシーリング層の寸法完全性を確実にするためにより高い温度で非融解のままである必要がある。さらに、キシレンおよびヘキサンなどの有機溶媒中にそれぞれ溶解可能またはこれらによって抽出可能な高レベルの低分子量アモルファス材料の存在が、食物の汚染を防止するためには、あまり高くてはいけない。さらに、シーリング層組成物のメルト・フロー・レート(melt flow rate)(MFR)が、臨界値を超えてはいけない。そうでなければ、それは、二層フィルムまたは三層フィルムとしてのフィルムまたは層に処理できない。最後に、通常E−モジュラスによって表されるシーリング層組成物の剛性は、フィルムに機械的強度を付与するためにできるだけ高い必要がある。
典型的なシーリング層の等級は、C3/C2、C3/C4、およびC3/C2/C4ランダムコポリマーである。低SITは、室温を超えるができるだけ低い温度で融解する大量のシーリング層材料に関係する。C3/C2、C3/C4、およびC3/C2/C4ランダムコポリマーにおいて、低SITは、PPバックボーンにコモノマーを導入して融点を低下させることで達成される。典型的なフィルム処理温度における結晶性を保持するために、できるだけ大きな部分が、できるだけ高い温度で非融解のままである必要がある。当業技術で知られるように、低SITと、高温における大量の非融解材料との相互排他的条件は、二つ以上のランダムコポリマーから成るブレンドを生成することで最適化できるだけである。通常、一つの成分が、相対的に高い融点と相対的に高い度合いの結晶性とを有しており、一方、残りの成分が、より低い融点と、より低い度合いの結晶性と、相対的に高いレベルの望ましくない溶解可能物/抽出可能物とを有する。これらの溶解可能物/抽出可能物は、アモルファスコンシステンシーでありかつ低分子量である。通常、より高い融点を有する成分は、C3/C2、C3/C4、またはC3/C2/C4ランダムコポリマーであり、また、C3/C2ランダムコポリマーが、C3/C4またはC3/C2/C4ランダムコポリマーに比較してより高いレベルの溶解可能物/抽出可能物を含んでおりかつ相対的に高いレベルの溶解可能物/抽出可能物を有する二つの成分の使用が途方もなく高いレベルの溶解可能物/抽出可能物を有する組成物に繋がるので、二つの異なるC3/C2ランダムコポリマーのブレンド、すなわち、第一のC3/C2ランダムコポリマーが、より高い融点を示し、第二のC3/C2ランダムコポリマーが、より低い融点を示す、ブレンドが、通常は使用されないということを除いて、より低い融点を有する成分は、C3/C2、C3/C4、またはC3/C2/C4ランダムコポリマーのいずれかである。
EP263718−B1は、C3/C2/C4−C20およびC3/C4−C20コポリマーのブレンドから成る低結晶性プロピレンランダムコポリマー組成物に関する。これらの組成物のキシレン溶解可能物およびn−ヘキサン抽出可能物のレベルは、改善を必要とする。
EP483523−B1は、C3/C4−C8およびC3/C2/C4−C8ランダムコポリマーのブレンドまたはC3/C4−C8およびC3/C2ランダムコポリマーのブレンドから成る結晶性プロピレンコポリマーに基づく組成物に関する。抽出可能物、特にヘキサン抽出可能物のレベルと、これらの組成物のSITとのバランスは、満足の行くものではない。さらに、低SITを有する組成物は、≧35%の量の低結晶性フラクションを必要とする。これは、このような組成物の大規模な製造を、EP483523−B1および[P. Giusti, L. Lazzeri, N. Barbani, L. Lelli, S. DePetris, M. G. Cascone, Macromol. Symp. 78, 285-297 (1994)]に記載されているような特殊なプロセスに限定する。
EP560326−B1は、C3/C4−C10およびC3/C4−C10ランダムコポリマーのブレンドから成る半晶質ポリオレフィン組成物に関する。SITと、溶解可能物のレベルおよびこれらの組成物のヘーズ(haze)とのバランスは、改善を必要とする。さらに、低SITを有する組成物は、≧35%の量の低結晶性フラクションを必要とする。これは、このような組成物の大規模な製造を、上述したような特殊なプロセスに限定する。
EP674991−B1は、C3/C2およびC3/C2/C4−C8ランダムコポリマーから成る結晶性プロピレンポリマーに関する。ヘキサン抽出可能物のレベルと、これらの組成物のSITとのバランスは、改善を必要とする。さらに、低SITを有する組成物は、≧35%の量の低結晶性フラクションを必要とする。これは、このような組成物の大規模な製造を、上述したような特殊なプロセスに限定する。
EP780432−B1は、C3/C2/C4およびC3/C2/C4ランダムコポリマーのブレンドまたはC3/C4およびC3/C2/C4ランダムコポリマーのブレンドから成るプロピレンコポリマーに基づく組成物に関する。SITと、これらの組成物のヘキサン抽出可能物のレベルとのバランスは、改善を必要とする。
EP881239−B1は、C3/C2/C4ランダムコポリマーに関する。これらの等級は、SITの改善を必要とする。
WO98/58971は、フィルム作成C3/C2/C4−C8ランダムコポリマーに関する。これらのランダムコポリマーは、SITの改善を必要とする。
WO00/11076は、C3/C4−C8またはC3/C2/C4−C8ランダムコポリマーとのC3/C2またはC3/C4−C8またはC3/C2/C4−C8ランダムコポリマーのブレンドから成る結晶性プロピレンコポリマー組成物に関する。これらの組成物は、抽出可能物のレベル、特にヘキサン抽出可能物の改善を必要とする。さらに、WO00/11076の重合プロセスから得られる樹脂は、抽出可能物の量を所望のレベルに低下させるために、過酸化物による粘度低下される必要がある。これは、それらの製造プロセスを、過酸化物による粘度低下ステップを必要としないプロセスより高価なものにする。
WO02/44251は、フィルム製造のためのC3/C2/C4−C8ランダムコポリマーから成るポリマー組成物の使用に関する。これらの組成物は、機械的性質の改善されたバランスを有するフィルムにねらいを定めているので、そのSITは、低いシーリング組成物のSITに太刀打ちできない。さらに、引張りモジュラスと溶解可能物のレベルとのバランスは、改善を必要とする。
シーリング層組成物のほとんどの大部分は、ZN触媒に基づいているとはいえ、メタロセン触媒に基づくいくつかの触媒も記載されてきた。説明を簡単にするために、「メタロセン触媒を用いて製造される」または「メタロセン触媒に基づく」という用語は、以下では、「メタロセン基」という用語で表示することにする。良好なメタロセン基シーリング層組成物について、ZN基組成物についてと同じ原理が当てはまる。すなわち、低SITと、高温における大量の非融解材料との相互排他的条件は、二つ以上のランダムコポリマーのブレンドを生成することで最適化できるだけである。当業技術では、メタロセン基コポリマーは、それらのZN基類似物より少ないレベルの溶解可能物を含有することが知られている。それにもかかわらず、二つ以上の組成物から成る最新技術のメタロセン基シーリング層組成物へのアモルファス低分子量フラクションの導入は、今まで不可避であったし、食物パーケージング用途に関しては依然としてあまりにも高いものである。
US出願2002/0176974−A1には、メタロセン基イソタクチックC3/C2ランダムコポリマーから形成されたフィルム層を含むヒート・シールポリマーフィルムが開示されている。これらは、SITの改善を必要とする。
EP982328−B1には、ポリプロピレン成分と、C3/C2ランダムコポリマーとから成るポリプロピレン樹脂組成物が開示されている。この組成物の主な目的は、より広い意味でのシーラントとして、例えばヒート・シール改善剤としてのその使用である。しかしながら、それらは、その高いMFRおよび高いレベルの抽出可能物に起因して、独立したシーリング層として(二層または多層キャストフィルムまたは二軸配向フィルムの一部として)作用するには不適当である。さらに、このような組成物は、50から99wt%のC3/C2ランダムコポリマーを含有する。これは、このような組成物の大規模な製造を、上述したようなまたはEP982328−B1におけるような特殊なプロセスに限定する。
本発明の目的は、最新技術の短所を取り除いて、ヒート・シーリング用途に適しておりかつ比較できるSITにおいて最新技術のポリプロピレン組成物より低いレベルのヘキサン抽出可能物を有するかまたは比較できるレベルのヘキサン抽出可能物において最新技術のポリプロピレン組成物より低いSITを有するかまたは最新技術のポリプロピレン組成物より低いSITとより低いレベルの抽出可能物との組み合わせを有する、ポリプロピレン樹脂組成物を利用可能とすることである。
本発明の目的は、非常に高い分子量のキシレン溶解フラクションを示すポリプロピレン組成物によって、および、超低結晶性フラクションを含むポリプロピレン組成物によって、また、このようなポリプロピレン組成物を調製するプロセスによって、達成される。
ヒート・シーリング用途に特に適したポリプロピレン樹脂組成物が提供される。それは、2から20炭素原子を有する一つまたは複数の非プロピレンα−オレフィンとのプロピレンのランダムコポリマーのブレンドから成り、第一のブレンド成分が、組成物の95〜60wt%に相当するとともに、組成物の5%から40wt%に相当する第二のブレンド組成物の融点より高い融点を有する。
同じかまたはより低いレベルのヘキサン抽出可能物において、本発明の組成物のSITは、気相垂直攪拌反応器を用いて作成される最新技術の単一反応器シーリング層のSITより最大10℃低い。これによって、本発明は、従来技術に比較して、SITとヘキサン抽出可能物との最も良好なバランスを示す。さらに、低いSITにもかかわらず、本発明の組成物から製造されるフィルムまたはフィルム層は、優れた機械的性質、特に高い剛性を示す。
本発明の組成物は、従来技術に比較して、SITと、溶解可能物のレベルと、機械的性質との間のより良好なバランスを提供する。さらに、最大40wt%までに過ぎないより低い結晶性材料が、第二の重合反応器またはステップにおいて作成される必要がある。それに加えて、組成物の低結晶性フラクションに組み込まれる必要があるコモノマーの量は、比較できるSITの従来技術におけるより大幅に低くなる。これは、本発明の性質を有する組成物の製造がまだ可能ではなかった垂直攪拌気相プロセスの大幅な改善である。さらに重要な利点は、溶解可能物の性質である。すなわち、従来技術では溶解可能物は低いモル質量のものであったが、本発明の溶解可能物は高分子量である。これは、相対的に高いレベルのキシレン溶解可能物において、食物関連FDAヘキサン抽出可能物が極端に低いということを意味する。本発明の別の利点は、その組成物が、従来技術の組成物には存在していない超低結晶性フラクションを含むという事実である。これらの超低結晶性組成物は、優れたヒート・シーリング特性を提供する。
EP263718−B1に比較して、本発明の組成物のキシレン溶解可能物およびヘキサン抽出可能物のレベルは低い。EP483523−B1に開示された組成物に比較して、本発明の組成物のヘキサン抽出可能物のレベルは低い。さらに、EP483523−B1では、35から70wt%の間の低結晶性成分が必要であるのに対し、本発明の組成物では、低融解材料の量は、わずか5から40wt%の間である。本発明の組成物において必要とされる低結晶性材料の量は、40から80wt%の間の低結晶性材料が必要とされるEP560326−B1およびEP674991−B1に比較して少ない。さらに、EP560326−B1の組成物に比較して、SITと、抽出可能物のレベルとのバランスは、本発明においてより良好であり、EP674991−B1に比較して、抽出可能物のレベルおよびSITは、本発明の組成物においてより低い。20から80wt%の低結晶性成分の存在が必要とされ、さらに、低い抽出可能物およびSIT値を生成するために過酸化物による分解ステップを用いる必要があるWO00/11076に比較して、本発明の組成物においては、低融解材料の量は、最大40wt%であり、過酸化物による分解ステップは必要でない。これによって、本発明の組成物の製造は大幅に容易になる。さらに、本発明の組成物は、WO00/11076に開示される組成物より低いレベルの抽出可能物を示す。EP780432−B1に比較して、第一の反応器において製造されるラドンコムコポリマーに組み込まれる必要があるコモノマーの量は、本発明においては大幅に低い。従って、反応器付着物のような製造の問題が、かなり起こり難くなる。さらに、本発明の組成物においては、SIT値は、同じかまたはより低い量の溶解可能物において大幅に低くなる。EP881239−B1およびWO98/58971に開示されるランダムコポリマーに比較して、本発明のSITは、同じかまたはより低いレベルの抽出可能物において大幅に低くなる。WO02/44251に比較して、SITおよび抽出可能物のレベルは、同様のフィルム剛性において本発明ではかなり低くなる。EP982328−B1に比較して、本発明において提供される組成物は、その充分に低いMFRおよびより低いレベルの抽出可能物に起因して、単層、二層、または多層のキャストまたは二軸配向フィルムにおいてシーリング層の単独成分として使用できる。
本発明は、とりわけ、任意のフィルム作成プロセス、特にキャストフィルムおよび二軸配向フィルムを作成するためのプロセスを用いるフィルムまたはフィルム層の製造に特に適した、プロピレン以外の少なくとももう一つのC2−C20−α−オレフィンとのプロピレンランダムコポリマーのコポリマー組成物に関する。本発明のフィルムまたはフィルム層は、非常に低い割合の抽出可能物と、非常に低いシール開始温度と、剛性、靭性、および透明度の良好なバランスとを示す。パッケージングおよびラッピング(特に食品工業における)に使用されるポリマーフィルムは一般に、例えば、ポリプロピレン(ホモポリマーまたはコポリマー)層と、少なくとも一つのシーリング層とを有する多層である。本願に開示されるポリプロピレンコポリマーのブレンドは有利には、このようなフィルムのためのシーリング層として使用される。本発明の目的のために、非プロピレンC2−C20−α−オレフィンは、エチレンまたは4から20の炭素原子を有する直鎖または分枝α−オレフィンである。好ましいのは、エチレンまたは直鎖α−オレフィンである。特に例として、非限定であるが、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、および1−オクテンがある。コポリマー組成物は、プロピレンおよび少なくとも一つの非プロピレンC2−C20−α−オレフィンの約60重量パーセントから約95重量パーセントの第一のランダムコポリマーと、プロピレンおよび少なくとも一つの非プロピレンC2−C20−α−オレフィンの約5重量パーセントから約40重量パーセントの第二のランダムコポリマーとから成る。
通例の量の、安定剤、潤滑剤、離型剤、フィラー、核生成剤、帯電防止剤、可塑剤、染料、顔料、または難燃剤などの従来の添加剤を、ポリプロピレン組成物に、その使用の前に添加するのは通常のことである。これらは通常、微粉形態で製造される重合生成物のペレット化の際にポリマーに組み込まれる。通常の安定剤は、立体障害のあるフェノールなどの酸化防止剤、ホスホン塩またはホスホナイト(phosphonite)などのプロセス安定剤、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ジヒドロタルサイト(dihydrotalcite)などの酸スカベンジャー、立体障害のあるアミン、その他のUV安定剤である。新規なポリプロピレン組成物は一般に、重量で2%以下の量の一つまたは複数の安定剤を含む。適切な潤滑剤および離型剤の例としては、脂肪酸、脂肪酸のカルシウム塩または亜鉛塩、脂肪アミド、および低分子量ポリオレフィンワックスがあり、これらは通常、重量で2%以下の濃度で使用される。適切な核生成剤の例としては、タルク、シリカ、またはカオリンなどの無機添加剤、安息香酸ナトリウム、tert−ブチル安息香酸アルミニウム、またはノルボルナンジカルボン酸二ナトリウムなどのモノまたはポリカルボン酸の塩、ジベンジリデンソルビトール、またはビス(p−メチル−ベンジリデン)ソルビトールまたはビス(3,4−ジメチルベンジリデン)ソルビトールなどのそのC1−C8−アルキル置換誘導体、リン酸2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ナトリウムなどのリン酸のジエステルの塩、N,N’−ジシクロヘキシルナフタリンジカルボキサミドなどのジカルボン酸のアミド、およびロジン基核生成剤がある。プロピレンポリマー組成物中の核生成剤の含有量は一般に、重量で5%以下である。この種の添加剤は一般に商業的に入手可能であり、例えば、ツヴァイフェル(編)、プラスチック添加剤ハンドブック、第5版、ハンザ出版、ミュンヘン、2000年(Zweifel(Ed.),Plastics Additives Handbook, 5th Edition,Hansa Publishier,Munich,2000)に記載されている。
本発明の一実施態様は、プロピレン以外の少なくとももう一つC2−C20−α−オレフィンとのプロピレンランダムコポリマーのコポリマー組成物に関する。第一のランダムコポリマーは、そのプロピレン含有量が90超から約99.5重量パーセントでありかつそれが少なくとももう一つのC2−C20−α−オレフィンを含有するということを特徴とする。好ましいC2−C20−α−オレフィンは、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、および1−オクテンである。特に好ましいC2−C20−α−オレフィンは、エチレンおよび1−ブテンである。好ましい第一のランダムコポリマーは、C3/C4ランダムコポリマー、C3/C2ランダムコポリマー、およびC3/C2/C4ランダムコポリマーであり、特に好ましい第一のランダムコポリマーは、C3/C2ランダムコポリマーである。第一のランダムコポリマーはさらに、その融点が116℃超から約145℃まででありかつそのMFRが2g/10min超から約12g/10minまでであることを特徴とする。第一のランダムコポリマーはさらに、それがメタロセン触媒を用いて製造されることを特徴とする。
第二のランダムコポリマーは、そのプロピレン含有量が85超から約97重量パーセントでありかつそれが少なくとももう一つのC2−C20−α−オレフィンを含有しておりかつ第二のランダムコポリマーのプロピレン含有量が常に第一のランダムコポリマーのプロピレン含有量より低いということを特徴とする。好ましいC2−C20−α−オレフィンは、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、および1−オクテンである。特に好ましいC2−C20−α−オレフィンは、エチレンおよび1−ブテンである。好ましい第二のランダムコポリマーは、C3/C4ランダムコポリマー、C3/C2ランダムコポリマー、およびC3/C2/C4ランダムコポリマーであり、特に好ましい第二のランダムコポリマーは、C3/C2ランダムコポリマーである。第二のランダムコポリマーはさらに、それが約70℃超から116℃以下の融点を有することを特徴とする。第二のランダムコポリマーはさらに、それが約10J/gから75J/g以下の融解エンタルピーを有することを特徴としており、この融解エンタルピーは、ポリプロピレンランダムコポリマーの結晶の融解から上昇する。第二のランダムコポリマーはさらに、そのMFRが2g/10min超から約12g/10minまでであることを特徴とする。第二のランダムコポリマーはさらに、それがメタロセン触媒を用いて製造されることを特徴とする。
組成物は、20℃においてキシレンに溶解可能なフラクションを含有し得る。存在するならば、キシレン溶解可能フラクションは、その分子量が100kg/molより大きくかつ固有粘度が、1.0dl/gより大きい。好ましくは、組成物キシレン溶解可能フラクションの分子量は、150kg/molより大きく、その固有粘度は、1.3dl/gより大きい。より好ましくは、組成物キシレン溶解可能フラクションの分子量は、200kg/molより大きく、その固有粘度は、1.6dl/gより大きい。最も好ましくは、組成物キシレン溶解可能フラクションの分子量は、300kg/molより大きく、その固有粘度は、2.0dl/gより大きい。組成物はさらに、それが3から30重量パーセントの超低結晶性フラクションを含有することを特徴としており、この超低結晶性フラクションは、20℃において2時間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量と、20℃において5日間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量との差として定義される。組成物はさらに、そのMFRが2g/10min超から約12g/10minまでであることを特徴とする。
本発明の第二の実施態様は、とりわけ、非常に低いSITと、高い結晶性と、非常に低い量のFDAヘキサン抽出可能物とを有するフィルムまたはフィルム層の製造に特に適したC3/C2ランダムコポリマーのコポリマー組成物に関する。第一のC3/C2ランダムコポリマーは、そのプロピレン含有量が90超から約99.5重量パーセントであることを特徴とする。第一のC3/C2ランダムコポリマーはさらに、その融点が116℃超から約145℃まででありかつそのメルト・フロー・レート(MFR 230/2.16)が2g/10min超から約12g/10minまでであることを特徴とする。第一のC3/C2ランダムコポリマーはさらに、それがメタロセン触媒を用いて製造されることを特徴とする。
第二のC3/C2ランダムコポリマーは、そのプロピレン含有量が85超から約97重量パーセントでありかつ第二のランダムコポリマーのプロピレン含有量が常に第一のランダムコポリマーのプロピレン含有量より低いということを特徴とする。第二のC3/C2ランダムコポリマーはさらに、それが約70℃から116℃以下の融点を有することを特徴とする。第二のランダムコポリマーはさらに、それが約10J/gから75J/g以下の融解エンタルピーを有することを特徴としており、この融解エンタルピーは、ポリプロピレンランダムコポリマーの結晶の融解から上昇する。第二のC3/C2ランダムコポリマーはさらに、そのMFRが2g/10min超から約12g/10minまでであることを特徴とする。第二のC3/C2ランダムコポリマーはさらに、それがメタロセン触媒を用いて製造されることを特徴とする。
第二のC3/C2ランダムコポリマーは、そのプロピレン含有量が85超から約97重量パーセントでありかつ第二のランダムコポリマーのプロピレン含有量が常に第一のランダムコポリマーのプロピレン含有量より低いということを特徴とする。第二のC3/C2ランダムコポリマーはさらに、それが約70℃から116℃以下の融点を有することを特徴とする。第二のランダムコポリマーはさらに、それが約10J/gから75J/g以下の融解エンタルピーを有することを特徴としており、この融解エンタルピーは、ポリプロピレンランダムコポリマーの結晶の融解から上昇する。第二のC3/C2ランダムコポリマーはさらに、そのMFRが2g/10min超から約12g/10minまでであることを特徴とする。第二のC3/C2ランダムコポリマーはさらに、それがメタロセン触媒を用いて製造されることを特徴とする。
組成物は、20℃においてキシレンに溶解可能なフラクションを含有し得る。存在するならば、キシレン溶解可能フラクションは、その分子量が100kg/molより大きくかつ固有粘度が、1.0dl/gより大きい。好ましくは、組成物キシレン溶解可能フラクションの分子量は、150kg/molより大きく、その固有粘度は、1.3dl/gより大きい。より好ましくは、組成物キシレン溶解可能フラクションの分子量は、200kg/molより大きく、その固有粘度は、1.6dl/gより大きい。最も好ましくは、組成物キシレン溶解可能フラクションの分子量は、300kg/molより大きく、その固有粘度は、2.0dl/gより大きい。組成物はさらに、そのMFRが2g/10min超から約12g/10minまでであることを特徴とする。組成物はさらに、それが3から30重量パーセントの超低結晶性フラクションを含有することを特徴としており、この超低結晶性フラクションは、20℃において2時間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量と、20℃において5日間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量との差として定義される。組成物はさらに、組成物の全C2含有量が0wt%と7wt%の間に存在する。
本発明のなお別の実施態様は、ポリプロピレン組成物に関し、このポリプロピレン組成物は、20℃において5日間の沈降時間でのキシレン溶解可能物決定と、溶媒としてキシレンを用いて40℃と107℃との間のステップにおいて実行される予備的温度上昇溶離分別(temperature rising elution fractionation)(TREF)との組み合わせによるか、あるいは、溶媒としてキシレンを用いて20℃と107℃との間のステップにおいて実行される予備的温度上昇溶離分別(TREF)によって特徴付けられる。組成物は、キシレン中に溶解可能なフラクション、低結晶性フラクション、中間結晶性フラクション、高結晶性フラクション、および非常に高い結晶性フラクションに分解されることができる。TREF手順中の第一のフラクションを、40℃において(20℃において先にフラクションを取ることをせずに)取る場合、このフラクションは、キシレン溶解可能フラクションと、低結晶フラクションの一部とを両方とも含有する。しかしながら、キシレン溶解可能フラクションを差し引いた50℃までに溶離された全ての材料から成る低結晶フラクションとキシレン溶解可能フラクションとを区別することが望ましい。従って、キシレン中に溶解可能なフラクションは、20℃において5日間の沈降時間でのキシレン溶解可能物の量を決定する標準的な手順による別の実験において決定する必要がある。TREF手順中の第一のフラクションを20℃において取る場合、キシレン中に溶解可能なフラクションはちょうど、20℃におけるTREFにより溶離されるフラクションである。
再度、TREF手順中の第一のフラクションを40℃において取る場合、低結晶性フラクションは、50℃までのTREFにより溶離された材料の量と、20℃において5日間の沈降時間でのキシレン溶解可能物との差として決定される。TREF手順中の第一のフラクションを20℃において取る場合、低結晶性フラクションはちょうど、21から50℃までの温度におけるTREFにより溶離される材料の量である。中間結晶性フラクションは、51から60℃のTREFにより溶離される材料の量として決定される。高結晶性フラクションは、61から92℃のTREFにより溶離される材料の量として決定される。非常に高い結晶性材料は、92℃超の温度におけるTREFにより溶離される材料の量として決定される。
組成物は、0から10重量パーセント、好ましくは0から5重量パーセントの、キシレン中に溶解可能なフラクションと、10から50重量パーセント、好ましくは15から45重量パーセントの低結晶性フラクションと、0から20重量パーセント、好ましくは0から10重量パーセントの中間結晶性フラクションと、20から70重量パーセント、好ましくは30から60重量パーセントの高結晶性フラクションと、0から5重量パーセントの非常に高い結晶性フラクションとから成る。組成物はさらに、51℃と60℃との間で溶離される材料の量が、組成物の材料の全量に関連して、40℃と50℃の間で溶離される材料の量より、少なくとも5重量パーセントだけ少なく、61℃と92℃の間で溶離される材料の量より、少なくとも40重量パーセントだけ少ないことを特徴とする。組成物はさらに、それが3から30重量パーセントの超低結晶性フラクションを含有することを特徴としており、この超低結晶性フラクションは、20℃において2時間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量と、20℃において5日間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量との差として定義される。
本発明の別の実施態様は、
(I)以下の差、すなわち
(a)ブレンド比により二つのブレンド成分について個別に決定されるキシレン溶解可能物から比例計算されるキシレン溶解可能物の量と、
(b)ブレンド中の実際に測定されるキシレン溶解可能物の量と、
の差と、
(II)ブレンド比により二つのブレンド成分から比例計算されるキシレン溶解可能物の量(Ia)に対する前記差の比と、
の両方により表される、高結晶性成分により核生成される低結晶性成分の量により特徴付けられる、高結晶性成分と低結晶性成分とから成るポリプロピレン組成物に関する。
(I)以下の差、すなわち
(a)ブレンド比により二つのブレンド成分について個別に決定されるキシレン溶解可能物から比例計算されるキシレン溶解可能物の量と、
(b)ブレンド中の実際に測定されるキシレン溶解可能物の量と、
の差と、
(II)ブレンド比により二つのブレンド成分から比例計算されるキシレン溶解可能物の量(Ia)に対する前記差の比と、
の両方により表される、高結晶性成分により核生成される低結晶性成分の量により特徴付けられる、高結晶性成分と低結晶性成分とから成るポリプロピレン組成物に関する。
本発明のなお別の実施態様は、本発明の組成物の重合のためのプロセスに関する。本発明の目的のために、「重合」という用語は、単独重合および共重合の両方のことを指す。
重合は、メタロセン触媒の存在下に実行される。本発明の目的のために、メタロセン触媒は、少なくとも一つのメタロセン化合物(A)を含む触媒システムのいずれかであり、ここでメタロセン化合物(A)は、有機配位子との周期表の遷移族金属の錯化合物のいずれかである。メタロセン触媒はさらに、メタロセニウムイオン形成化合物(B)と、所望ならば、不動態化担体と、所望ならば、少なくとも一つのさらなる添加化合物(C)とを含む。本発明の組成物の重合のための適切な触媒は、US2003/0149199−A1に記載されている。本発明の触媒システムのメタロセン化合物(A)としては、少なくとも一つの、以下の式I、すなわち、
R9L1L2M1R1R2
(式I)
の化合物の使用がなされ、ここで、置換基は、以下の意味を有しており、すなわち、
M1は、元素の周期表のIVb族の遷移金属であり、好ましくは、M1は、ジルコニウムまたはハフニウムであり、より好ましくはM1はジルコニウムであり、
L1およびL2は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、置換単核または多核炭化水素ラジカルまたは、一つまたは複数の炭化水素ラジカルを含有する一つまたは複数のヘテロ原子であり、例えば、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成できる置換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、アズレニル、フルオレニル、アザペンタレニル、チアペンタレニル、またはオキサペンタレニルであり、
好ましくは、L1は、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成できる置換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、アズレニル、フルオレニル、アザペンタレニル、チアペンタレニル、またはオキサペンタレニルであり、L2は、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成できる置換インデニル、テトラヒドロインデニル、アズレニル、フルオレニル、アザペンタレニル、チアペンタレニル、またはオキサペンタレニルであり、
より好ましくは、L1およびL2は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成できる置換インデニル、アズレニル、フルオレニル、アザペンタレニル、チアペンタレニル、またはオキサペンタレニルであり、
R1およびR2は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素原子、1から約10の炭素原子のアルキル基、1から約10の炭素原子のアルコキシ基、6から約20の炭素原子のアリール基、6から約10の炭素原子のアリールオキシ(aryloxy)基、2から約10の炭素原子のアルケニル基、OH基、ハロゲン原子、または、NR2 32基であり、ここでR32は、1から約10の炭素原子のアルキル基または6から約14の炭素原子のアリール基であり、または、R1およびR2は一緒に一つまたは複数の環系を形成でき、
好ましくは、R1およびR2は、同一であるかまたは異なり、1から約10の炭素原子のアルキル基、1から約10の炭素原子のアルコキシ基、6から約10の炭素原子のアリールオキシ基、またはハロゲン原子であり、または、R1およびR2は一緒に一つまたは複数の環系を形成でき、
より好ましくは、R1およびR2は、同一であるかまたは異なり、メチル、塩素、またはフェノラートである。
R9は、下記の、L1とL2との間の架橋である。
R9L1L2M1R1R2
(式I)
の化合物の使用がなされ、ここで、置換基は、以下の意味を有しており、すなわち、
M1は、元素の周期表のIVb族の遷移金属であり、好ましくは、M1は、ジルコニウムまたはハフニウムであり、より好ましくはM1はジルコニウムであり、
L1およびL2は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、置換単核または多核炭化水素ラジカルまたは、一つまたは複数の炭化水素ラジカルを含有する一つまたは複数のヘテロ原子であり、例えば、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成できる置換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、アズレニル、フルオレニル、アザペンタレニル、チアペンタレニル、またはオキサペンタレニルであり、
好ましくは、L1は、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成できる置換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、アズレニル、フルオレニル、アザペンタレニル、チアペンタレニル、またはオキサペンタレニルであり、L2は、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成できる置換インデニル、テトラヒドロインデニル、アズレニル、フルオレニル、アザペンタレニル、チアペンタレニル、またはオキサペンタレニルであり、
より好ましくは、L1およびL2は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成できる置換インデニル、アズレニル、フルオレニル、アザペンタレニル、チアペンタレニル、またはオキサペンタレニルであり、
R1およびR2は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素原子、1から約10の炭素原子のアルキル基、1から約10の炭素原子のアルコキシ基、6から約20の炭素原子のアリール基、6から約10の炭素原子のアリールオキシ(aryloxy)基、2から約10の炭素原子のアルケニル基、OH基、ハロゲン原子、または、NR2 32基であり、ここでR32は、1から約10の炭素原子のアルキル基または6から約14の炭素原子のアリール基であり、または、R1およびR2は一緒に一つまたは複数の環系を形成でき、
好ましくは、R1およびR2は、同一であるかまたは異なり、1から約10の炭素原子のアルキル基、1から約10の炭素原子のアルコキシ基、6から約10の炭素原子のアリールオキシ基、またはハロゲン原子であり、または、R1およびR2は一緒に一つまたは複数の環系を形成でき、
より好ましくは、R1およびR2は、同一であるかまたは異なり、メチル、塩素、またはフェノラートである。
R9は、下記の、L1とL2との間の架橋である。
R40、R41は、これらが同じ指数を有するときでさえ、同一とすることも、異なるものとすることもでき、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、または、C1−C20−アルキル基、C1−C10−フルオロアルキル基、C1−C10−アルコキシ基、C6−C14−アリール基、C6−C10−フルオロアリール基、C6−C10−アリールオキシ基、C2−C10−アルケニル基、C7−C40−アリールアルキル基、C7−C40−アルキルアリール基、またはC8−C40−アリールアルケニル基などのC1−C40基であり、ここで、R40およびR41は、それぞれ、それらに接続する原子と共に、一つまたは複数の環を形成することができ、zは、ゼロから18の整数であり、
M12は、ケイ素、ゲルマニウム、またはスズであり、
R9は、式IIの二つのユニットを互いに結合することもでき、
好ましくは、架橋ユニットR9は、R40R41Si=、R40R41Ge==、R40R41C==、または−−(R40R41C−−CR40R41)−−であり、ここで、R40およびR41は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素またはC1−C20−炭化水素基、特にC1−C10−アルキルまたはC6−C14−アリールであり、
より好ましくは、R9は、R40R41Si==、R40R41C==、または−−(R40R41C−−CR40R41)−−であり、ここで、R40およびR41は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、フェニルまたはメチルである。
より好ましくは、本発明の組成物の重合のために使用される触媒システムのメタロセン化合物(A)は、少なくとも一つの、以下の式IIの化合物の使用がなされる。
M12は、ケイ素、ゲルマニウム、またはスズであり、
R9は、式IIの二つのユニットを互いに結合することもでき、
好ましくは、架橋ユニットR9は、R40R41Si=、R40R41Ge==、R40R41C==、または−−(R40R41C−−CR40R41)−−であり、ここで、R40およびR41は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素またはC1−C20−炭化水素基、特にC1−C10−アルキルまたはC6−C14−アリールであり、
より好ましくは、R9は、R40R41Si==、R40R41C==、または−−(R40R41C−−CR40R41)−−であり、ここで、R40およびR41は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、フェニルまたはメチルである。
より好ましくは、本発明の組成物の重合のために使用される触媒システムのメタロセン化合物(A)は、少なくとも一つの、以下の式IIの化合物の使用がなされる。
ここで、置換基および指数は、以下の意味を有しており、すなわち、
M1は、元素の周期表のIVb族の金属であり、好ましくは、M1は、ジルコニウムまたはハフニウムであり、より好ましくは、M1は、ジルコニウムであり、
R1、R2、および架橋ユニットR9は、式Iに関して上述した意味を有しており、
R4、R5、R6、R7、R8、およびさらに、R4’、R5’、R6’、R7’、およびR8’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素原子、直鎖、環状、または分枝炭化水素基、例えば、1から約10の炭素原子のアルキル基、2から約10の炭素原子のアルケニル基、6から約20の炭素原子のアリール基、7から約40の炭素原子のアリールアルキル基、7から約40の炭素原子のアルキルアリール基、または8から約40の炭素原子のアリールアルケニル基、置換または非置換アルキルシリルまたはアリールシリル基である。炭化水素基は、Si、B、Al、O、S、N、またはPのような一つまたは複数のヘテロ原子を含有することができかつ/またはF、Cl、またはBrのようなハロゲン原子を含有することができかつ/またはそれぞれの場合、二つの隣接ラジカルR5、R6またはR5’、R6’、またはR6、R7またはR6’、R7’、またはR7、R8またはR7’、R8’は、炭化水素環系を形成することができ、またはR5およびR5’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、6から約40の炭素原子の置換または非置換アリール基である。
M1は、元素の周期表のIVb族の金属であり、好ましくは、M1は、ジルコニウムまたはハフニウムであり、より好ましくは、M1は、ジルコニウムであり、
R1、R2、および架橋ユニットR9は、式Iに関して上述した意味を有しており、
R4、R5、R6、R7、R8、およびさらに、R4’、R5’、R6’、R7’、およびR8’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素原子、直鎖、環状、または分枝炭化水素基、例えば、1から約10の炭素原子のアルキル基、2から約10の炭素原子のアルケニル基、6から約20の炭素原子のアリール基、7から約40の炭素原子のアリールアルキル基、7から約40の炭素原子のアルキルアリール基、または8から約40の炭素原子のアリールアルケニル基、置換または非置換アルキルシリルまたはアリールシリル基である。炭化水素基は、Si、B、Al、O、S、N、またはPのような一つまたは複数のヘテロ原子を含有することができかつ/またはF、Cl、またはBrのようなハロゲン原子を含有することができかつ/またはそれぞれの場合、二つの隣接ラジカルR5、R6またはR5’、R6’、またはR6、R7またはR6’、R7’、またはR7、R8またはR7’、R8’は、炭化水素環系を形成することができ、またはR5およびR5’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、6から約40の炭素原子の置換または非置換アリール基である。
より好ましくは、R4、R5、R6、R7、R8、およびさらに、R4’、R5’、R6’、R7’、およびR8’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素原子、置換または非置換アルキルシリルまたはアリールシリル基、1から約10の炭素原子の直鎖、環状、または分枝アルキル基、6から約40の炭素原子の置換または非置換アリール基であり、これらは、Si、B、Al、O、S、N、またはPのような一つまたは複数のヘテロ原子を含有することができかつ/またはF、Cl、またはBrのようなハロゲン原子を含有することができかつ/または二つの隣接ラジカルR5、R6およびR5’、R6’は、炭化水素環系を形成することができ、またはR5およびR5’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、6から約40の炭素原子の置換または非置換アリール基である。
最も好ましくは、R4およびさらにR4’は水素であり、R5、R6、R7、R8、およびさらに、R5’、R6’、R7’、R8’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素原子、1から約10の炭素原子の直鎖、環状、または分枝アルキル基、または6から約40の炭素原子の置換または非置換アリール基であり、かつ/または、二つの隣接ラジカルR5、R6およびR5’、R6’はそれぞれ一緒に、環系を形成することができ、またはR5、R6は、環系を形成することができ、R5’は、フェニル、p−イソプロピル−フェニル、p−tert−ブチル−フェニル、p−sec−ブチル−フェニル、p−シクルヘキシル−フェニル、p−トリメチルシリル−フェニル、p−アダマンチル−フェニル、p−(CF3)−フェニル、m,m’−ジメチル −フェニル、ナフチルなどの、6から約40の炭素原子の置換または非置換アリール基であり、または、R5’、R6’は、環系を形成することができ、およびR5は、フェニル、p−イソプロピル−フェニル、p−tert−ブチル−フェニル、p−sec−ブチル−フェニル、p−シクルヘキシル−フェニル、p−トリメチルシリル−フェニル、p−アダマンチル−フェニル、p−(CF3)−フェニル、m,m’−ジメチル −フェニル、ナフチルなどの、6から約40の炭素原子の置換または非置換アリール基であり、または、R5およびR5’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、フェニル、p−イソプロピル−フェニル、p−tert−ブチル−フェニル、p−sec−ブチル−フェニル、p−シクルヘキシル−フェニル、p−トリメチルシリル−フェニル、p−アダマンチル−フェニル、p−(CF3)−フェニル、m,m’−ジメチル −フェニル、ナフチルなどの、6から約40の炭素原子の置換または非置換アリール基である。
R3は、炭化水素基であり、α位で環状でも分枝でもなく、例えば、1から約20の炭素原子のアルキル基、7から約40の炭素原子のアリール置換アルキル基、または8から約40の炭素原子のアリール置換アルケニル基である。炭化水素基は、Si、B、Al、O、S、N、またはPのような一つまたは複数のヘテロ原子を含有することができかつ/またはF、Cl、またはBrのようなハロゲン原子を含有することができる。
R3’は、α位で環状または分枝基であり、例えば、3から約20の炭素原子のアルキル基、3から約20の炭素原子のアルケニル基、6から約20の炭素原子のアリール基、7から約40の炭素原子のアリールアルキル基、7から約40の炭素原子のアルキルアリール基、または8から約40の炭素原子のアリールアルケニル基である。これらの基は、Si、B、Al、O、S、N、またはPのような一つまたは複数のヘテロ原子を含有することができかつ/またはF、Cl、またはBrのようなハロゲン原子を含有することができる。
好ましくは、R3は、1から約10の炭素原子の直鎖アルキル基または2から約10の炭素原子のアルケニル基であり、これらは、ハロゲン化できる。
R3’は、3から約20の炭素原子のα位で環状または分枝アルキル基、3から約20の炭素原子のアルケニル基、または7から約20の炭素原子のアルキルアリール基である。
より好ましくは、R3は、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、またはn−ヘキシルであり、R3’は、イソプロピル、イソブチル、n−ブチル、sec−ブチル、シクロブチル、1−メチルブチル、1−エチルブチル、1−メチルペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロペンタ−2−エニル、シクロペンタ−3−エニル、シクロヘキサ−2−エニル、シクロヘキサ−3−エニル、またはp−メチルシクロヘキシルである。
本発明の特に好ましいメタロセン化合物に対する非限定的な例としては、以下の化合物、すなわち、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−エチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(4’−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−フェニル)−1−インデニル)(2−イソプロピル−4−(4’−tert−ブチル−フェニル)−1−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−エチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−イソプロピル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−メチル−4,5−ベンゾ−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(1−ナフチル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−イソプロピル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−メチル4−(1−ナフチル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
がある。
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−エチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(4’−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−フェニル)−1−インデニル)(2−イソプロピル−4−(4’−tert−ブチル−フェニル)−1−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−エチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−イソプロピル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−メチル−4,5−ベンゾ−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(1−ナフチル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−イソプロピル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−メチル4−(1−ナフチル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
がある。
触媒はまた、共触媒として少なくとも一つのメタロセニウムイオン形成化合物Bを含む。
適切なメタロセニウムイオン形成化合物(B)の例としては、強い中性ルイス酸、ルイス酸カチオンを有するイオン性化合物、およびカチオンとしてブレンステッド酸を有するイオン性化合物がある。
好ましい強い中性ルイス酸は、一般式(III)、すなわち、
M2X1X2X3 (III)
の化合物があり、ここで、
M2は、周期表の第三主族元素であり、特にB、Al、またはGaであり、好ましくはBであり、
X1、X2、およびX3は、水素、C1−C10−アルキル、C6−C15−アリール、アルキルラジカルには1から10の炭素原子およびアリールラジカルには6から20の炭素原子をそれぞれの場合に有するアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル、またはハロアリール、またはフッ素、塩素、臭素、またはヨウ素、特に、ハロアリールであり、好ましくはペンタフルオロフェニルである。
M2X1X2X3 (III)
の化合物があり、ここで、
M2は、周期表の第三主族元素であり、特にB、Al、またはGaであり、好ましくはBであり、
X1、X2、およびX3は、水素、C1−C10−アルキル、C6−C15−アリール、アルキルラジカルには1から10の炭素原子およびアリールラジカルには6から20の炭素原子をそれぞれの場合に有するアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル、またはハロアリール、またはフッ素、塩素、臭素、またはヨウ素、特に、ハロアリールであり、好ましくはペンタフルオロフェニルである。
好ましいのは、一般式(III)の化合物であり、ここで、X1、X2、およびX3は、同一であり、好ましくは、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである。
ルイス酸カチオンを有する適切なイオン性化合物は、一般式(IV)、すなわち、
[(Ya+)Q1Q2…Qz]d+ (IV)
の化合物であり、ここで、
Yは、周期表の第一から第六主族元素または第一から第八副族元素であり、Q1からQzは、C1−C28−アルキル、C6−C15−アリール、アリールラジカルには6から20の炭素原子およびアルキルラジカルには1から28の炭素原子をそれぞれの場合に有するアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル、ハロアリール、非置換またはC1−C10−アルキル基で置換できるC3−C10−シクロアルキルなどの、単一の負電荷を有するラジカルであり、または、ハロゲン、C1−C28−アルコキシ、C6−C15−アリールオキシ、シリル、またはメルカプチルであり、aは、1から6の整数であり、zは、0から5の整数であり、dは、差a−zであり、1より大きいかまたは1に等しい。
ルイス酸カチオンを有する適切なイオン性化合物は、一般式(IV)、すなわち、
[(Ya+)Q1Q2…Qz]d+ (IV)
の化合物であり、ここで、
Yは、周期表の第一から第六主族元素または第一から第八副族元素であり、Q1からQzは、C1−C28−アルキル、C6−C15−アリール、アリールラジカルには6から20の炭素原子およびアルキルラジカルには1から28の炭素原子をそれぞれの場合に有するアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル、ハロアリール、非置換またはC1−C10−アルキル基で置換できるC3−C10−シクロアルキルなどの、単一の負電荷を有するラジカルであり、または、ハロゲン、C1−C28−アルコキシ、C6−C15−アリールオキシ、シリル、またはメルカプチルであり、aは、1から6の整数であり、zは、0から5の整数であり、dは、差a−zであり、1より大きいかまたは1に等しい。
特に適したカチオンは、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、およびスルホニウムカチオン、およびさらにカチオン性遷移金属錯体である。トリフェニルメチルカチオン、銀カチオン、および1,1’−ジメチルフェロセニルカチオンを特に挙げる必要がある。それらは好ましくは、非配位対イオン、特にホウ素化合物を有し、WO91/09882にも挙げられているように、好ましくは、ホウ酸テトラキス(ペンタフルオロフェニル)を有する。
カチオンとしてブレンステッド酸を有するイオン性化合物および好ましくは同様に非配位対イオンは、WO91/09882に挙げられており、好ましいカチオンは、N,N−ジメチルアニリニウムおよびN,N−ジメチルシクロヘキシルアンモニウムである。
強い中性ルイス酸、ルイス酸を有するイオン性化合物、またはカチオンとしてブレンステッド酸を有するイオン性化合物の量は好ましくは、メタロセン錯体(A)を基準として0.1から10当量である。
特に適したメタロセニウムイオン形成化合物(B)は、一般式(V)または(VI)の開鎖または環状アルミノキサン(aluminoxane)化合物である。
ここで、R21は、C1−C10−アルキル、好ましくはメチルまたはエチルであり、mは、5から30、このましくは10から25の整数である。
これらのオリゴマーアルミノキサン化合物は一般に、とりわけEP−A284708およびU.S.特許第4,794,096号に記載されているように、トリアルキルアルミニウムの溶液を水と反応させることにより調製される。
このようにして得られるオリゴマーアルミノキサン化合物は一般に、異なる直鎖および/または環状長鎖分子の混合物であり、従ってmは、平均値として見做す必要がある。アルミノキサン化合物はまた、他の金属アルキル化合物、好ましくはアルキルアルミニウム化合物との混合物として存在し得る。
10:1から106:1、特に10:1から104:1の範囲の、オリゴマーアルミノキサン化合物からのアルミニウムのメタロセン錯体からの遷移金属に対する、原子比を与える量のメタロセン錯体A)と、一般式(V)または(VI)のオリゴマーアルミノキサン化合物とを使用するのが有利であると判明した。
使用される成分B)を、一般式(V)または(VI)のアルミノキサン化合物の代わりに、U.S.特許第5,391,793号に記載されているアリールオキシアルミノキサン、U.S.特許第5,371,260号に記載されているアミノアルミノキサン、EP−A633264に記載されている塩酸アミノアルミノキサン、EP−A621279に記載されているシロキシアルミノキサン、またはこれらの混合物とするのがさらに可能である。
他の適切なメタロセニウムイオン形成化合物B)は、WO99/06414に開示されている40ホウ素−アルミニウム化合物、例えば、ジ[ビス(ペンタフルオロフェニルボロキシ)]メチルアランである。使用されるホウ素−アルミニウム化合物はまた、有機または無機担体上に堆積させておくことができる。
メタロセン化合物(A)、およびさらにメタロセニウムイオン形成化合物(B)は、溶液で使用することができ、特に、6から20の炭素原子を有する芳香族炭化水素、特にキシレンおよびトルエンが言及される。
適切なメタロセン触媒はまた、更なる成分(C)として、一般式(VII)、すなわち、
M3(R22)r(R23)s(R24)t (VII)
の金属化合物を含むことができ、ここで、
M3は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または周期表の第三主族金属すなわちホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、またはタリウムである。
R22は、水素、C1−C10−アルキル、C6−C15−アリール、アルキルラジカルには1から10の炭素原子およびアリールラジカルには6から20の炭素原子をそれぞれの場合に有するアルキルアリールまたはアリールアルキルであり、
R23およびR24は、水素、ハロゲン、C1−C10−アルキル、C6−C15−アリール、アルキルラジカルには1から10の炭素原子およびアリールラジカルには6から20の炭素原子をそれぞれの場合に有するアルキルアリール、アリールアルキル、またはアルコキシであり、rは、1から3の整数であり、sおよびtは、0から2の整数であり、合計r+s+tは、M3の原子価に相当する。
一般式(VII)の金属化合物の中で、好ましいのは、M3が、リチウム、マグネシウム、またはアルミニウムでありかつR23およびR24がC1−C10−アルキルである金属化合物である。
M3(R22)r(R23)s(R24)t (VII)
の金属化合物を含むことができ、ここで、
M3は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または周期表の第三主族金属すなわちホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、またはタリウムである。
R22は、水素、C1−C10−アルキル、C6−C15−アリール、アルキルラジカルには1から10の炭素原子およびアリールラジカルには6から20の炭素原子をそれぞれの場合に有するアルキルアリールまたはアリールアルキルであり、
R23およびR24は、水素、ハロゲン、C1−C10−アルキル、C6−C15−アリール、アルキルラジカルには1から10の炭素原子およびアリールラジカルには6から20の炭素原子をそれぞれの場合に有するアルキルアリール、アリールアルキル、またはアルコキシであり、rは、1から3の整数であり、sおよびtは、0から2の整数であり、合計r+s+tは、M3の原子価に相当する。
一般式(VII)の金属化合物の中で、好ましいのは、M3が、リチウム、マグネシウム、またはアルミニウムでありかつR23およびR24がC1−C10−アルキルである金属化合物である。
特に好ましい一般式(VII)の金属化合物は、n−ブチルリチウム、n−ブチル−n−オクチルマグネシウム、n−ブチル−n−ヘプチルマグネシウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、およびトリメチルアルミニウムである。
金属化合物(C)を使用する場合、それは好ましくは、800:1から1:1、特に500:1から50:1の、式(VII)からのM3の式(II)からの遷移金属M1に対する、モル比を与える量で触媒システム中に存在する。
メタロセン錯体(A)はまた、担体材料上で使用できる。
使用される担体材料は好ましくは、1から300μm、特に20から90μmの範囲の粒径を一般に有する微細に分割された担体である。適切な担体材料の例としては、ケイ素の、アルミニウムの、チタンの、または周期表の第一または第二主族金属の一つの、無機酸化物、またはこれらの酸化物の混合物があり、これらの中で、アルミナおよび酸化マグネシウムおよびフィロケイ酸塩の他に、特に好ましいのは、シリカゲルである。
担体はまた、例えば吸着水を除去するための熱を用いた処理にかけることができ、この種の処理は通常、80から200℃、好ましくは100から150℃で実行され、あるいは、担体は、1000℃以下、好ましくは600℃以下の温度でか焼できる。担体はまた一般に、金属アルキル化合物など、好ましくはアルミニウムアルキル化合物、クロロシランまたはSiCl4などの通常の乾燥剤を用いて化学的に処理できる。
他の適切な担体は、微細粒子ポリプロピレンなどの微細粒子ポリオレフィンである。
本発明のポリプロピレン組成物の成分、またはポリプロピレン組成物全体は、適切な触媒システムの存在下、そして、必要に応じて、分子量を調節しかつ/または重合活性を増加させるための手段として水素の存在下、プロピレンと、少なくとももう一つの非プロピレンC2−C20−α−オレフィンとを重合させることにより調製できる。
重合は一般に、20から150℃の温度、1から100バールの圧力、0.5から5時間の平均滞留時間で、好ましくは、60から90℃の温度、20から50バールの圧力、0.5から3時間の平均滞留時間で実行される。重合は、一つまたは複数の段で、既知の仕方で、バルク、懸濁液、または気相で、プロピレンを重合するのに一般に使用される反応器内で実行できる。重合は、バッチで、または好ましくは連続的に実行できる。
例えば、二つ以上の出発ポリマーを別々に重合させ、次いで、これらを、スクリュー押出し機、またはディスクパックプラスチック形成器(plasticator)、混練機、またはロールミルなどの適切な混合装置を用いて、混合することができる。しかしながら、プロピレンポリマー組成物は、別々に重合させないのが好ましい。好ましい方法の一つは、適切な触媒の存在下、一連の異なる反応器において、例えば、少なくとも二つの異なる反応器を有する反応器カスケードにおいて、所望の最終組成物を与えるのに十分異なる反応器内の条件で実行することである。特に好ましいのは、両方の反応器内の重合が気相で実行される二つの反応器の反応器カスケードを用いるプロセスである。
以下に与える実施例1〜25は、本発明を例示する。比較例26〜35は、比較の目的で提示されており、本発明を例示するものではない。
以下の実験手順を実施した。
1.重合:
82000g/hの最大流量で液体プロピレンを満たすためのマイクロモーション(Micromotion)MM−010質量流量計と、20sL/minの最大流量でエチレンを満たすためのブルックス(Brooks)5850−S流量計と、3000g/hの最大流量で1−ブテンを満たすためのブルックス・クワンタム(Brooks Quantum)質量流量計と、0.365g/hの最大流量で水素を満たすためのブルックス(Brooks)5850−S流量計と、ダイナマグ(Dynamag)MM−D60 PPI磁気駆動装置に結合されたブレード攪拌装置とを備えた、5リットルのステンレス鋼オートクレーブを重合のために用いた。質量流量計および流量計の誤差範囲は、±0.5%である。
1.重合:
82000g/hの最大流量で液体プロピレンを満たすためのマイクロモーション(Micromotion)MM−010質量流量計と、20sL/minの最大流量でエチレンを満たすためのブルックス(Brooks)5850−S流量計と、3000g/hの最大流量で1−ブテンを満たすためのブルックス・クワンタム(Brooks Quantum)質量流量計と、0.365g/hの最大流量で水素を満たすためのブルックス(Brooks)5850−S流量計と、ダイナマグ(Dynamag)MM−D60 PPI磁気駆動装置に結合されたブレード攪拌装置とを備えた、5リットルのステンレス鋼オートクレーブを重合のために用いた。質量流量計および流量計の誤差範囲は、±0.5%である。
2.ブレンド調製:
実施例7〜15および比較例30および31の全てのブレンドは、700gの高融解オートクレーブ成分と、300gの低融解オートクレーブ成分と、0.5gの一次酸化防止剤イルガノックス(Irganox)1010(登録商標)と、1gの二次酸化防止剤イルガフォス(Irgafos)168(登録商標)と、0.3gのDHT 4A、酸スカベンジング安定剤とを乾燥混合して調製した。230℃融解温度において単一スクリュー押出し機を用いて、それぞれの混合物のストランドを押出し、ペレットを作成した。
実施例7〜15および比較例30および31の全てのブレンドは、700gの高融解オートクレーブ成分と、300gの低融解オートクレーブ成分と、0.5gの一次酸化防止剤イルガノックス(Irganox)1010(登録商標)と、1gの二次酸化防止剤イルガフォス(Irgafos)168(登録商標)と、0.3gのDHT 4A、酸スカベンジング安定剤とを乾燥混合して調製した。230℃融解温度において単一スクリュー押出し機を用いて、それぞれの混合物のストランドを押出し、ペレットを作成した。
比較例40〜42の全てのブレンドは、7gの高融解オートクレーブ成分と、3gの低融解オートクレーブ成分と、0.005gの一次酸化防止剤イルガノックス(Irganox)1010(登録商標)と、0.01gの二次酸化防止剤イルガフォス(Irgafos)168(登録商標)と、0.003gのDHT 4A、酸スカベンジング安定剤とを乾燥混合して調製した。230℃融解温度において同期モードでテルモ・ハーケ・レオメックス(Thermo Haake Rheomex)CTW5押出し機を用いて、それぞれの混合物のストランドを押出し、ペレットを作成した。
3.キャストフィルム製造.
全てのフィルムは、150mmのフラットダイおよび0.5mmのダイ間隙を有する単一スクリュー押出し機を用いて、230℃の融解温度を使用して製造した。全てのフィルムは、2ミルの目標厚みを有した。ライン速度は、3.25m/minに設定した。
全てのフィルムは、150mmのフラットダイおよび0.5mmのダイ間隙を有する単一スクリュー押出し機を用いて、230℃の融解温度を使用して製造した。全てのフィルムは、2ミルの目標厚みを有した。ライン速度は、3.25m/minに設定した。
4.樹脂特性の決定
a)試料のC2およびC4含有量は、13C−NMR分光法により実施された較正に基づいてIR分光法により決定した。報告された値は、重量%である。
b)試料の融点および結晶の度合いは、DSC測定から決定した。試料の典型的な質量は、約4mgであった。試料は、室温から220℃まで20℃/minの加熱速度で加熱し、220℃において5分間アニールした。次いで試料は、−50℃まで20℃/minの冷却速度で冷却し、−50℃において5分間アニールした。次いで試料は、220℃まで20℃/minの加熱速度で加熱した。全てのデータは、この第二回目の加熱の実行から評価した。
c)試料のメルト・フロー・レート(MFR)は、ASTM D1238に従って、230℃の温度および2.16kgの荷重で決定した。
a)試料のC2およびC4含有量は、13C−NMR分光法により実施された較正に基づいてIR分光法により決定した。報告された値は、重量%である。
b)試料の融点および結晶の度合いは、DSC測定から決定した。試料の典型的な質量は、約4mgであった。試料は、室温から220℃まで20℃/minの加熱速度で加熱し、220℃において5分間アニールした。次いで試料は、−50℃まで20℃/minの冷却速度で冷却し、−50℃において5分間アニールした。次いで試料は、220℃まで20℃/minの加熱速度で加熱した。全てのデータは、この第二回目の加熱の実行から評価した。
c)試料のメルト・フロー・レート(MFR)は、ASTM D1238に従って、230℃の温度および2.16kgの荷重で決定した。
5.キシレン溶解可能物の決定:
a)以下の標準手順を用いた。すなわち、250mgの試料を、25mlのキシレンと小さな攪拌子とを収容し、セプタムでふたをした40mlのバイアルに入れた。バイアルは、攪拌機/加熱器ブロックで、1時間、130℃に加熱した。この時間の後、全ての試料材料は溶解した。その後、溶液は空気中で60℃に冷却した。次いでそれは、20℃の水浴に1時間入れた。その後、それは、さらに2時間、20℃で沈降させた。この手順の後、キシレン不溶物が溶液から沈殿したが、一方、キシレン溶解可能物(xylene soluble)(「XS」)は依然として上澄み液中に溶解していた。100μlの上澄み液を、ヴィスコテック(Viscotek)FIPA(フローインジェクションポリマー分析(Flow Injection Polymer Analysis))/GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography))技術を用いて分析した。重量パーセントキシレン溶解可能物は、標準ポリスチレン溶液に対して計算した。ポリスチレン標準溶液は、10mgの既知の分子量のポリスチレンを10mlのTHFに溶解して調製した。単一点較正を用いる。重量平均分子量(Mw)および固有粘度(intrinsic viscosity)(IV)は、それぞれ光散乱および粘度検出器を用いて入手できた。以下の仕様を、装置を作動させるのに用いた。
検出器: モデル301 TDA
溶媒: THF
カラム: Viscogel FIPA−100H(10cm*7.8mm内径)
温度: 50℃
注入体積: 100μl
流量: 1mL/min
この手順に従って決定されるキシレン溶解可能物の量は、「XS2h」と呼ぶ。
a)以下の標準手順を用いた。すなわち、250mgの試料を、25mlのキシレンと小さな攪拌子とを収容し、セプタムでふたをした40mlのバイアルに入れた。バイアルは、攪拌機/加熱器ブロックで、1時間、130℃に加熱した。この時間の後、全ての試料材料は溶解した。その後、溶液は空気中で60℃に冷却した。次いでそれは、20℃の水浴に1時間入れた。その後、それは、さらに2時間、20℃で沈降させた。この手順の後、キシレン不溶物が溶液から沈殿したが、一方、キシレン溶解可能物(xylene soluble)(「XS」)は依然として上澄み液中に溶解していた。100μlの上澄み液を、ヴィスコテック(Viscotek)FIPA(フローインジェクションポリマー分析(Flow Injection Polymer Analysis))/GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography))技術を用いて分析した。重量パーセントキシレン溶解可能物は、標準ポリスチレン溶液に対して計算した。ポリスチレン標準溶液は、10mgの既知の分子量のポリスチレンを10mlのTHFに溶解して調製した。単一点較正を用いる。重量平均分子量(Mw)および固有粘度(intrinsic viscosity)(IV)は、それぞれ光散乱および粘度検出器を用いて入手できた。以下の仕様を、装置を作動させるのに用いた。
検出器: モデル301 TDA
溶媒: THF
カラム: Viscogel FIPA−100H(10cm*7.8mm内径)
温度: 50℃
注入体積: 100μl
流量: 1mL/min
この手順に従って決定されるキシレン溶解可能物の量は、「XS2h」と呼ぶ。
6.5日間の長期の沈降時間後のキシレン溶解可能物の決定は、以下の手順を実施して達成した。
試料をさらなる2時間の代わりにさらに5日間沈降させたことを除いて同じ実験処方に試料をかけた。この手順に従って決定されるキシレン溶解可能物の量は、「XS5d」と呼ぶ。
試料をさらなる2時間の代わりにさらに5日間沈降させたことを除いて同じ実験処方に試料をかけた。この手順に従って決定されるキシレン溶解可能物の量は、「XS5d」と呼ぶ。
7.温度上昇溶離分別(TREF):
結晶性に関連するプロピレンポリマーの分離は、温度上昇溶離分別(TREF)により実行した。この目的のために、各5gの組成物を、400mlの沸騰キシレン中に溶解し、溶液は次いで、10℃/hの冷却温度で室温まで直線的に冷却し、ポリマーの大部分は、結晶により沈殿した。
結晶性に関連するプロピレンポリマーの分離は、温度上昇溶離分別(TREF)により実行した。この目的のために、各5gの組成物を、400mlの沸騰キシレン中に溶解し、溶液は次いで、10℃/hの冷却温度で室温まで直線的に冷却し、ポリマーの大部分は、結晶により沈殿した。
結晶懸濁液は、[W. Holtrup in Makromol. Chem. 178, (1977) 2335] に記載されている装置に相当するサーモスタット制御の500ml抽出装置に移し、第一の溶離温度に加熱した。ポリプロピレン結晶は、激しく混合しながら20分間この温度で抽出した。その後、ポリマー溶液は、ポリマー結晶を抽出器内に残したまま、排出した。溶解したポリマーは、冷アセトン(温度<0℃)中で沈殿し、沈殿は、濾過し、10時間、60℃、25mbarの真空で乾燥した。
排出後、抽出器は、次の溶離温度に加熱し、同じ温度の400mlのキシレンを加えた。抽出を再度、激しく混合しながら20分間実行し、ポリマー溶液は、排出し、溶解したポリマーは、冷アセトン中で沈殿し、沈殿は、濾過し、先に述べたように乾燥した。
排出後、抽出器は、次の溶離温度に加熱し、同じ温度の400mlのキシレンを加えた。抽出を再度、激しく混合しながら20分間実行し、ポリマー溶液は、排出し、溶解したポリマーは、冷アセトン中で沈殿し、沈殿は、濾過し、先に述べたように乾燥した。
これらのステップを、全てのポリマーが溶解するとすぐに分別プログラムを停止するオプションで、40℃から107℃まで実行した。次いで、抽出器は、135℃で30分間、どのような可能なポリマー残留物も抽出することで清浄化した。全ての場合、分別の完了は、清浄化フラクションを沈殿させて回収されかつ分別手順に掛けたポリマーの全量に基づく最大0.1wt%が、この清浄化フラクション中に見出されたという事実によって例示された。40℃から50℃、51℃から60℃、61℃から92℃、および>92℃の温度範囲で回収されたポリマーフラクションの合計が決定された。収率は、分別手順に掛けたポリマーの全量に基づく、全てのフラクションの合計である。
長期の沈降時間後のキシレン溶解可能物の決定の方法とTREFとの組み合わせの結果として、我々は、5つのフラクションすなわち、「XS」(長期の沈降時間後のキシレン溶解可能物)、フラクション「50℃」(50℃までの全てのTREFフラクションの合計からXSを差し引いたもの)、フラクション「60℃」(>50℃から60℃までの全てのTREFフラクションの合計)、フラクション「92℃」(>60℃から92℃までの全てのフラクションの合計)、およびフラクション「>92℃」(>92℃から107℃までの全てのフラクションの合計)を報告する。
8.フィルム特性の決定は、シンテック(Sintech)1S試験器を用いて、1%セカントモジュラス(Secant Modulus)(ASTM E111−97)に従って実施した。
セカントモジュラスは通常、フィルムの剛性に関連する。試験片は、1”×12”単一プライフィルム試料から構成された。試験片は次いで、空気式グリップ内(@80psi)へ(機械の方向へ)装荷し、試験器上で試験にかけた。10”の距離が、グリップを互いに隔てる。クロスヘッドが、1in/minの速度で動いて、0.2”の全距離を移動する。
セカントモジュラスは通常、フィルムの剛性に関連する。試験片は、1”×12”単一プライフィルム試料から構成された。試験片は次いで、空気式グリップ内(@80psi)へ(機械の方向へ)装荷し、試験器上で試験にかけた。10”の距離が、グリップを互いに隔てる。クロスヘッドが、1in/minの速度で動いて、0.2”の全距離を移動する。
9.グロス測定 グロス(Gloss)20/グロス(Gloss)45(ASTM D−2457−90)[ガードナーグロスメーター(Gardner gloss meter)&マイクログロスメーター(micro−gloss meter)].
グロス20およびグロス45は、4”×4”フィルム試験片の外面に対して実施される光学試験である。試験片は、1グロス単位未満の表面反射率を有する黒面上で試験した。「グロス」という用語の後の「20」および「45」は、光源がフィルム試験片を照らす角度を指す。装置は、装置の他方の側にある光検出器に反射して戻される光量をグロス単位で表示する。我々は、45度グロスについてはガードナーグロスメーター(Gardner gloss meter)を、20度グロスを実施するためにはガードナーマイクログロス(Gardner micro−gloss)を用いた。グロスは、グロス単位で報告する。
グロス20およびグロス45は、4”×4”フィルム試験片の外面に対して実施される光学試験である。試験片は、1グロス単位未満の表面反射率を有する黒面上で試験した。「グロス」という用語の後の「20」および「45」は、光源がフィルム試験片を照らす角度を指す。装置は、装置の他方の側にある光検出器に反射して戻される光量をグロス単位で表示する。我々は、45度グロスについてはガードナーグロスメーター(Gardner gloss meter)を、20度グロスを実施するためにはガードナーマイクログロス(Gardner micro−gloss)を用いた。グロスは、グロス単位で報告する。
10.ガードナー・ヘーズ・ガード・プラス(Gardner Haze−Guard Plus)装置を用いるASTM1003−61に従うヘーズパーセントの決定.
フィルム試験片は、装置の所定のポートに対して固定して配置し、光源からの光は、フィルムの他方の側の検出器へとそれを通過した。検出器は、ヘーズパーセント値を戻す。数値が大きいほど、フィルム試料は、より曇っている。ヘーズ試料は、4”×4”の大きさであった。試料1つにつき6つの試験片を試験にかけた。
フィルム試験片は、装置の所定のポートに対して固定して配置し、光源からの光は、フィルムの他方の側の検出器へとそれを通過した。検出器は、ヘーズパーセント値を戻す。数値が大きいほど、フィルム試料は、より曇っている。ヘーズ試料は、4”×4”の大きさであった。試料1つにつき6つの試験片を試験にかけた。
11.センコープ・システムズ・ヒート・シーラー(Sencorp Systems Heat Sealer)モデル12ASL/1を用いるASTM F88−99に従うシール強度の決定.
シール強度は、プロセス確認、プロセス制御、および性能において使用するための定量的測定である。試験片の数は、代表的な性能の適切な決定が可能となるように選択した。材料は、機械方向にストリップに切断し、シールは、ストリップに亘って作成し、次いで、試験器内で長いタブで引張った。この試験方法は、シールを含む材料の試験ストリップを分離するのに必要な最大の力を測定する。それはまた、試験片の破損のモードも特定する。シールされた試料は、以下の寸法に切断して試験用に調製した。試験片幅は1.00インチであった。試験片長さは3から4インチであった。シールは、10から12ipmのグリップ分離速度で試験した。各サイクルで、試験片に応力を加えて破損したときの遭遇した最大の力を報告し、また、試験片の破損モードを特定した。曲線の最初の温度点は通常、シール開始温度付近にある。ヒート・シール曲線の最後の点は、上昇した温度レベルによって、一般に融合シールと呼ばれるシールの縁部において材料の破損または引裂けが生じるときである。ドエル時間は、0.5秒間であった。最も一般的に使用したシーリング圧力は40psiであった。
シール強度は、プロセス確認、プロセス制御、および性能において使用するための定量的測定である。試験片の数は、代表的な性能の適切な決定が可能となるように選択した。材料は、機械方向にストリップに切断し、シールは、ストリップに亘って作成し、次いで、試験器内で長いタブで引張った。この試験方法は、シールを含む材料の試験ストリップを分離するのに必要な最大の力を測定する。それはまた、試験片の破損のモードも特定する。シールされた試料は、以下の寸法に切断して試験用に調製した。試験片幅は1.00インチであった。試験片長さは3から4インチであった。シールは、10から12ipmのグリップ分離速度で試験した。各サイクルで、試験片に応力を加えて破損したときの遭遇した最大の力を報告し、また、試験片の破損モードを特定した。曲線の最初の温度点は通常、シール開始温度付近にある。ヒート・シール曲線の最後の点は、上昇した温度レベルによって、一般に融合シールと呼ばれるシールの縁部において材料の破損または引裂けが生じるときである。ドエル時間は、0.5秒間であった。最も一般的に使用したシーリング圧力は40psiであった。
12.キャストフィルムからのヘキサン抽出可能物の決定:ヘキサン抽出可能物は、2ミル厚の2gの各フィルムを50℃における2時間のオートクレーブ中での抽出手順にかけることにより、FDA 177.1520に従って決定した。抽出後、ヘキサンは、蒸発により除去し、乾燥残留物の重量を測定した。
[実施例1]
この実施例は、メタロセンオレフィン重合触媒の調製を示す。
70mg(0.091mmol)のrac−ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)ジルコニウム二塩化物を、室温で、トルエン中のメチルアルミノキサンの4.3cm3の溶液(アルベマール社(Albemarle Corporation)、バトルルージュ、ルイジアナ州、4.75M、30wt%)中に溶解した。溶液は、3.7cm3のトルエンで希釈し、光に曝さずに25℃において1時間、攪拌した。溶液は、攪拌しながら4gのSiO2(等級MS948、W.R.グレース社(W.R.Grace)、デーヴィソン(Davison)化学部門、バルチモア、メリーランド州、細孔体積1.6ml/g、600℃でか焼)に少しずつ加えた。添加後、溶液は、さらに10分間攪拌した。溶液体積の担体材料の体積全体に対する比は、1.25であった。バッチは、40℃、10−3mbarで4時間内で乾燥した。5.5gの自由流動粉末を得た。元素分析によると、Zr含有量は、0.13wt%であり、Al含有量は、9.5wt%であった。
この実施例は、メタロセンオレフィン重合触媒の調製を示す。
70mg(0.091mmol)のrac−ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)ジルコニウム二塩化物を、室温で、トルエン中のメチルアルミノキサンの4.3cm3の溶液(アルベマール社(Albemarle Corporation)、バトルルージュ、ルイジアナ州、4.75M、30wt%)中に溶解した。溶液は、3.7cm3のトルエンで希釈し、光に曝さずに25℃において1時間、攪拌した。溶液は、攪拌しながら4gのSiO2(等級MS948、W.R.グレース社(W.R.Grace)、デーヴィソン(Davison)化学部門、バルチモア、メリーランド州、細孔体積1.6ml/g、600℃でか焼)に少しずつ加えた。添加後、溶液は、さらに10分間攪拌した。溶液体積の担体材料の体積全体に対する比は、1.25であった。バッチは、40℃、10−3mbarで4時間内で乾燥した。5.5gの自由流動粉末を得た。元素分析によると、Zr含有量は、0.13wt%であり、Al含有量は、9.5wt%であった。
[実施例2]
この実施例は、本発明のポリマーブレンドを形成するためのブレンディング用のコポリマーを形成する重合反応を示す。
オートクレーブは、窒素で三回パージした。攪拌機は、175rpmに調節した。室温で、0.0003gの水素と、30gのエチレンとを加えた。スカベンジャーとして、n−ヘプタン中のトリイソブチルアルミニウムの15cm3の溶液(25wt%)を、1000gのプロピレンと共にオートクレーブにさっと流し込み、175rpmで1分間攪拌した。次いで250mgの実施例1の触媒をさらなるプロピレンと共にさっと流し込み、反応器への2000gの合計モノマー供給量(プロピレンおよびエチレン)を生じた。5分間以内に、モノマー混合物の温度を60℃の重合温度にした。重合は、30分間(実行時間)実行した。重合は、脱ガスすることにより停止した。900gのポリマーを得た。ポリマーは、オートクレーブから取り出し、室温、大気圧で一夜、乾燥した。全体の手順は、合計2.7kgのポリマーを製造するまで3回繰り返した。
この実施例は、本発明のポリマーブレンドを形成するためのブレンディング用のコポリマーを形成する重合反応を示す。
オートクレーブは、窒素で三回パージした。攪拌機は、175rpmに調節した。室温で、0.0003gの水素と、30gのエチレンとを加えた。スカベンジャーとして、n−ヘプタン中のトリイソブチルアルミニウムの15cm3の溶液(25wt%)を、1000gのプロピレンと共にオートクレーブにさっと流し込み、175rpmで1分間攪拌した。次いで250mgの実施例1の触媒をさらなるプロピレンと共にさっと流し込み、反応器への2000gの合計モノマー供給量(プロピレンおよびエチレン)を生じた。5分間以内に、モノマー混合物の温度を60℃の重合温度にした。重合は、30分間(実行時間)実行した。重合は、脱ガスすることにより停止した。900gのポリマーを得た。ポリマーは、オートクレーブから取り出し、室温、大気圧で一夜、乾燥した。全体の手順は、合計2.7kgのポリマーを製造するまで3回繰り返した。
[実施例3−6]
実施例2を、さまざまな量の水素、エチレン、およびプロピレンを反応器に供給したことを除いて、繰り返した。正確な反応条件は、表1に列挙する。
実施例2を、さまざまな量の水素、エチレン、およびプロピレンを反応器に供給したことを除いて、繰り返した。正確な反応条件は、表1に列挙する。
実施例2〜6の樹脂のMFRを、上述した粉末から決定した。実施例5および6のC2含有量、融点、およびキシレン溶解可能物を粉末から決定した。結果は、表2に列挙する。
実施例2から6の製造樹脂の化合物を調製し、押出し、ペレットを作成した。実施例2、3および4の樹脂は、本発明のポリマーブレンドに使用される高融点成分を表す。実施例5および6の樹脂は、本発明のポリマーブレンドに使用される相対的に低い融点の成分を表す。
[実施例7−15]
実施例7、8および9は、単一のポリマー成分であり、ポリマーブレンドではない。実施例10から15は、相対的に高い融点のポリマー成分と、相対的に低い融点のポリマー成分とを含み、本発明によるポリマーブレンドを例示する。
実施例7、8および9は、単一のポリマー成分であり、ポリマーブレンドではない。実施例10から15は、相対的に高い融点のポリマー成分と、相対的に低い融点のポリマー成分とを含み、本発明によるポリマーブレンドを例示する。
実施例7: 1000gの実施例2の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
実施例8: 1000gの実施例3の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
実施例9: 700gの実施例4の樹脂+0.35gのイルガノックス(Irganox)1010+0.7gのイルガフォス(Irgafos)168+0.21gのDHT 4A。
実施例10: 700gの実施例2の樹脂+300gの実施例5の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
実施例11: 700gの実施例2の樹脂+300gの実施例6の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
実施例12: 700gの実施例3の樹脂+300gの実施例5の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
実施例13: 700gの実施例3の樹脂+300gの実施例6の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
実施例14: 700gの実施例4の樹脂+300gの実施例5の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
実施例15: 700gの実施例4の樹脂+300gの実施例6の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
実施例7から15の樹脂のMFR、C2含有量、融点、およびキシレン溶解可能物を上述したペレットから決定した。結果は、表3に列挙する。
実施例5、6、7、8、9、11、14および15の樹脂を、上述したTREFにより分析した。フラクションの割合による結果は表4に読むことができる。
[実施例16−24]
フィルムを、上述した実施例7〜12のペレットから作成した。以下のフィルムを調製した。
実施例16: 実施例7のフィルム。
実施例17: 実施例8のフィルム。
実施例18: 実施例9のフィルム。
実施例19: 実施例10のフィルム。
実施例20: 実施例11のフィルム。
実施例21: 実施例12のフィルム。
実施例22: 実施例13のフィルム。
実施例23: 実施例14のフィルム。
実施例24: 実施例15のフィルム。
フィルムを、上述した実施例7〜12のペレットから作成した。以下のフィルムを調製した。
実施例16: 実施例7のフィルム。
実施例17: 実施例8のフィルム。
実施例18: 実施例9のフィルム。
実施例19: 実施例10のフィルム。
実施例20: 実施例11のフィルム。
実施例21: 実施例12のフィルム。
実施例22: 実施例13のフィルム。
実施例23: 実施例14のフィルム。
実施例24: 実施例15のフィルム。
実施例16から24のフィルムのセカントモジュラス、ヘキサン抽出可能物、およびシール開始温度を上述したように決定した。結果は、表5に列挙する。
実施例16から24の温度依存シール強度データを表6に与える。
[比較例25]
この比較例は、チーグラー・ナッタ触媒の調製を示す。
Ti含有固体の調製.
342Lのエチルベンゼンと171Lのヘプタンとの混合物中の57kgのシリカゲル(グレース・デーヴィソン(Grace Davison)によるシロポル(Sylopol)(登録商標)2229)の懸濁液中に、周囲温度において、ヘプタン中のn−ブチル−n−オクチルマグネシウムの542Lの20wt%溶液を加えた。反応混合物は、95℃において30分間、攪拌し、その後、20℃に冷却し、その後、55.5kgの気体状塩化水素を導入した。120分間後、反応生成物は、連続的に攪拌しながら、54.6kgのエタノールと混合した。30分間の攪拌後、536kgの四塩化チタンと122kgのフタル酸ジブチルとを加え、100℃において60分間、攪拌した。こうして得られた固体は、濾過し、エチルベンゼンで多数回洗浄した。このようにして得られた固体生成物は、エチルベンゼン中の四塩化チタンの10%体積濃度溶液を用いて180分間125℃で抽出した。固体生成物は次いで、濾過により抽出溶媒から分離し、洗浄物が重量でわずか0.3%の四塩化チタンを含有するまで、ヘプタンで洗浄した。
この比較例は、チーグラー・ナッタ触媒の調製を示す。
Ti含有固体の調製.
342Lのエチルベンゼンと171Lのヘプタンとの混合物中の57kgのシリカゲル(グレース・デーヴィソン(Grace Davison)によるシロポル(Sylopol)(登録商標)2229)の懸濁液中に、周囲温度において、ヘプタン中のn−ブチル−n−オクチルマグネシウムの542Lの20wt%溶液を加えた。反応混合物は、95℃において30分間、攪拌し、その後、20℃に冷却し、その後、55.5kgの気体状塩化水素を導入した。120分間後、反応生成物は、連続的に攪拌しながら、54.6kgのエタノールと混合した。30分間の攪拌後、536kgの四塩化チタンと122kgのフタル酸ジブチルとを加え、100℃において60分間、攪拌した。こうして得られた固体は、濾過し、エチルベンゼンで多数回洗浄した。このようにして得られた固体生成物は、エチルベンゼン中の四塩化チタンの10%体積濃度溶液を用いて180分間125℃で抽出した。固体生成物は次いで、濾過により抽出溶媒から分離し、洗浄物が重量でわずか0.3%の四塩化チタンを含有するまで、ヘプタンで洗浄した。
チタン含有固体成分は、重量で4.2%のTiと、重量で8.5%のMgと、重量で33.0%のClとを含有した。
[比較例26]
この例は、本発明によらないブレンドを調製するためのポリマー成分の重合を例示する。
オートクレーブは、窒素で三回パージした。攪拌機は、175rpmに調節した。室温で、0.3gの水素と、5gのエチレンと、500gの1−ブテンとを加えた。n−ヘプタン中のトリエチルアルミニウムの15cm3の溶液(25wt%)と、5cm3のビスシクロペンチルジメトキシシランの溶液(n−ヘプタン中の0.1M)との混合物を、1000gのプロピレンと共にオートクレーブにさっと流し込み、175rpmで1分間攪拌した。次いで30mgの比較例25の触媒をさらなるプロピレンと共にさっと流し込み、反応器への2000gの合計モノマー供給量(プロピレン+エチレン+1−ブテン)を生じた。5分間以内に、モノマー混合物の温度を75℃の重合温度にした。重合は、15分間実行した。重合は、脱ガスすることにより停止した。470グラムのポリマーを得た。ポリマーは、オートクレーブから取り出し、室温、大気圧で一夜、乾燥した。全体の手順は、合計2.6kgのポリマーを製造するまで3回繰り返した。
この例は、本発明によらないブレンドを調製するためのポリマー成分の重合を例示する。
オートクレーブは、窒素で三回パージした。攪拌機は、175rpmに調節した。室温で、0.3gの水素と、5gのエチレンと、500gの1−ブテンとを加えた。n−ヘプタン中のトリエチルアルミニウムの15cm3の溶液(25wt%)と、5cm3のビスシクロペンチルジメトキシシランの溶液(n−ヘプタン中の0.1M)との混合物を、1000gのプロピレンと共にオートクレーブにさっと流し込み、175rpmで1分間攪拌した。次いで30mgの比較例25の触媒をさらなるプロピレンと共にさっと流し込み、反応器への2000gの合計モノマー供給量(プロピレン+エチレン+1−ブテン)を生じた。5分間以内に、モノマー混合物の温度を75℃の重合温度にした。重合は、15分間実行した。重合は、脱ガスすることにより停止した。470グラムのポリマーを得た。ポリマーは、オートクレーブから取り出し、室温、大気圧で一夜、乾燥した。全体の手順は、合計2.6kgのポリマーを製造するまで3回繰り返した。
[比較例27]
比較例26を、さまざまな量の水素、エチレン、1−ブテン、およびプロピレンを反応器に供給し、重合をさまざまな温度で実行したことを除いて、繰り返した。正確な反応条件は、表7に列挙する。重合プロセスの際に形成されたどのような塊も、材料を脆くしておくためにドライアイスを用いてミル内でポリマーバッチを砕くことにより破壊した。
比較例26を、さまざまな量の水素、エチレン、1−ブテン、およびプロピレンを反応器に供給し、重合をさまざまな温度で実行したことを除いて、繰り返した。正確な反応条件は、表7に列挙する。重合プロセスの際に形成されたどのような塊も、材料を脆くしておくためにドライアイスを用いてミル内でポリマーバッチを砕くことにより破壊した。
[比較例28]
200lの有効体積の垂直攪拌気相反応器において、分子量調節剤としての水素の存在下、プロピレン/エチレン/1−ブテンターポリマーを製造した。反応器は、微細に分割されたポリマーの攪拌層を含んでいた。気体状のプロピレン、エチレン、および1−ブテンを、70℃の温度および20バールの圧力下、連続的に重合した。プロピレンのエチレンに対する分圧の比は、56:1であり、1−ブテンのエチレンに対する分圧の比は、5:1であった。重合は、1.5時間の滞留時間で実行し、1時間当たり2.2gの比較例25の触媒と、1時間当たり90mmolのトリエチルアルミニウムと、1時間当たり9mmolのイソブチル、イソプロピルジメトキシシランとを反応器に供給した。1g/10minのMFRを有するプロピレン/エチレン−1−ブテンターポリマーを得た。それを、周期的に5g/10minのMFRに分解し、ペレットを作成した。安定剤として、500ppmのイルガノックス(Irganox)1010と、1000ppmのイルガフォス(Irgafos)68と、300ppmのDHT 4Aとを加えた。さらなる分析データは、表8に与える。
200lの有効体積の垂直攪拌気相反応器において、分子量調節剤としての水素の存在下、プロピレン/エチレン/1−ブテンターポリマーを製造した。反応器は、微細に分割されたポリマーの攪拌層を含んでいた。気体状のプロピレン、エチレン、および1−ブテンを、70℃の温度および20バールの圧力下、連続的に重合した。プロピレンのエチレンに対する分圧の比は、56:1であり、1−ブテンのエチレンに対する分圧の比は、5:1であった。重合は、1.5時間の滞留時間で実行し、1時間当たり2.2gの比較例25の触媒と、1時間当たり90mmolのトリエチルアルミニウムと、1時間当たり9mmolのイソブチル、イソプロピルジメトキシシランとを反応器に供給した。1g/10minのMFRを有するプロピレン/エチレン−1−ブテンターポリマーを得た。それを、周期的に5g/10minのMFRに分解し、ペレットを作成した。安定剤として、500ppmのイルガノックス(Irganox)1010と、1000ppmのイルガフォス(Irgafos)68と、300ppmのDHT 4Aとを加えた。さらなる分析データは、表8に与える。
[比較例29]
各反応器がそれぞれ200lの有効体積を有する直列に接続され二つの垂直攪拌気相反応器のカスケードにおいて、分子量調節剤としての水素の存在下、プロピレン/エチレン/1−ブテンを調製した。両方の反応器とも、微細に分割されたポリマーの攪拌固体層を含んでいた。気体状のプロピレン、エチレン、および1−ブテンを、80℃の温度および24バールの圧力下、第一の反応器内で連続的に重合した。プロピレンのエチレンに対する分圧の比は、60:1であり、1−ブテンのエチレンに対する分圧の比は、5:1であった。重合は、1.5時間の滞留時間で実行し、1時間当たり2.3gの比較例25の触媒と、1時間当たり90mmolのトリエチルアルミニウムと、1時間当たり9mmolのイソブチル、イソプロピルジメトキシシランとを反応器に供給した。気相重合の最後に得られたプロピレン/エチレン/1−ブテンターポリマーは次いで、依然として活性な触媒成分と共に、第二の気相反応器に移した。そこでは、気体状のプロピレン、エチレン、および1−ブテンを、80℃の温度および14バールの圧力下、調節剤としてイソプロパノールを用いて、第一のステップのターポリマー上で、連続的に共重合した。プロピレンのエチレンに対する分圧の比は、34:1であり、1−ブテンのエチレンに対する分圧の比は、3:1であった。1g/10minのMFRを有するプロピレン/エチレン−1−ブテンターポリマーを得た。それを、周期的に5g/10minのMFRに分解し、ペレットを作成した。安定剤として、500ppmのイルガノックス(Irganox)1010と、1000ppmのイルガフォス(Irgafos)68と、300ppmのDHT 4Aとを加えた。さらなる分析データは、表8に与える。
各反応器がそれぞれ200lの有効体積を有する直列に接続され二つの垂直攪拌気相反応器のカスケードにおいて、分子量調節剤としての水素の存在下、プロピレン/エチレン/1−ブテンを調製した。両方の反応器とも、微細に分割されたポリマーの攪拌固体層を含んでいた。気体状のプロピレン、エチレン、および1−ブテンを、80℃の温度および24バールの圧力下、第一の反応器内で連続的に重合した。プロピレンのエチレンに対する分圧の比は、60:1であり、1−ブテンのエチレンに対する分圧の比は、5:1であった。重合は、1.5時間の滞留時間で実行し、1時間当たり2.3gの比較例25の触媒と、1時間当たり90mmolのトリエチルアルミニウムと、1時間当たり9mmolのイソブチル、イソプロピルジメトキシシランとを反応器に供給した。気相重合の最後に得られたプロピレン/エチレン/1−ブテンターポリマーは次いで、依然として活性な触媒成分と共に、第二の気相反応器に移した。そこでは、気体状のプロピレン、エチレン、および1−ブテンを、80℃の温度および14バールの圧力下、調節剤としてイソプロパノールを用いて、第一のステップのターポリマー上で、連続的に共重合した。プロピレンのエチレンに対する分圧の比は、34:1であり、1−ブテンのエチレンに対する分圧の比は、3:1であった。1g/10minのMFRを有するプロピレン/エチレン−1−ブテンターポリマーを得た。それを、周期的に5g/10minのMFRに分解し、ペレットを作成した。安定剤として、500ppmのイルガノックス(Irganox)1010と、1000ppmのイルガフォス(Irgafos)68と、300ppmのDHT 4Aとを加えた。さらなる分析データは、表8に与える。
[比較例30−31]
比較例26から27の製造樹脂の化合物を調製し、押出し、ペレットを作成した。
比較例26から27の製造樹脂の化合物を調製し、押出し、ペレットを作成した。
比較例30: 1000gの比較例26の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
比較例31: 700gの比較例26の樹脂+300gの比較例27の樹脂+0.5gのイルガノックス(Irganox)1010+1.0gのイルガフォス(Irgafos)168+0.3gのDHT 4A。
比較例31は、4.7g/10minのMFR、133.0℃の融点、13.9wt%のXS2h、および10.2wt%のXS5dを有していた。XS5dのMwは、83.6kg/molであり、IVは、0.74dl/gであった。
比較例28、29および31の樹脂を、上述したTREFにより分析した。フラクションの割合による結果は表9に述べる。
[比較例32−35]
フィルムを、上述した比較例28から31のペレットから作成した。以下のフィルムを調製した。
比較例32: 比較例28の樹脂のフィルム。
比較例33: 比較例29の樹脂のフィルム。
比較例34: 比較例30の樹脂のフィルム。
比較例35: 比較例31の樹脂のフィルム。
比較例32から35のフィルムのセカントモジュラス、ヘキサン抽出可能物、およびシール開始温度を上述したように決定した。結果は、表10に列挙する。
フィルムを、上述した比較例28から31のペレットから作成した。以下のフィルムを調製した。
比較例32: 比較例28の樹脂のフィルム。
比較例33: 比較例29の樹脂のフィルム。
比較例34: 比較例30の樹脂のフィルム。
比較例35: 比較例31の樹脂のフィルム。
比較例32から35のフィルムのセカントモジュラス、ヘキサン抽出可能物、およびシール開始温度を上述したように決定した。結果は、表10に列挙する。
実施例32から35の温度依存シール強度データを表11および表12に与える。
[比較例36]
実施例1を、メタロセンrac−ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)ジルコニウム二塩化物の代わりに、メタロセンrac−ジメチルシランジイルビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウム二塩化物を用いたことを除いて、繰り返した。5.3gの自由流動粉末を得た。
実施例1を、メタロセンrac−ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)ジルコニウム二塩化物の代わりに、メタロセンrac−ジメチルシランジイルビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウム二塩化物を用いたことを除いて、繰り返した。5.3gの自由流動粉末を得た。
[比較例37−39]
実施例2を、実施例1において調製した触媒の代わりに、比較例36において調製した触媒を用いたことを除いて、繰り返した。水素はどの重合でも使用せず、反応器に供給するプロピレンおよびエチレンの量は異なっていた。正確な反応条件は、表13に列挙する。
実施例2を、実施例1において調製した触媒の代わりに、比較例36において調製した触媒を用いたことを除いて、繰り返した。水素はどの重合でも使用せず、反応器に供給するプロピレンおよびエチレンの量は異なっていた。正確な反応条件は、表13に列挙する。
比較例37〜39の樹脂のメルト・フロー・レート、C2含有量、融点、およびキシレン溶解可能物を、上述した粉末から決定した。結果は、表14に列挙する。
[比較例40−42]
比較例37から39の製造樹脂の化合物を調製し、押出し、ペレットを作成した。比較例37の樹脂は、高融点成分を表す。比較例38および39の樹脂は、相対的に低い融点の成分を表す。比較例40は、単一のポリマー成分であり、ポリマーブレンドではない。比較例41および42は、相対的に高い融点のポリマー成分と、相対的に低い融点のポリマー成分とを含み、当業技術内で知られるメタロセン触媒ポリマーブレンドを例示する。
比較例37から39の製造樹脂の化合物を調製し、押出し、ペレットを作成した。比較例37の樹脂は、高融点成分を表す。比較例38および39の樹脂は、相対的に低い融点の成分を表す。比較例40は、単一のポリマー成分であり、ポリマーブレンドではない。比較例41および42は、相対的に高い融点のポリマー成分と、相対的に低い融点のポリマー成分とを含み、当業技術内で知られるメタロセン触媒ポリマーブレンドを例示する。
比較例40: 10gの比較例37の樹脂+0.005gのイルガノックス(Irganox)1010+0.01gのイルガフォス(Irgafos)168+0.003gのDHT 4A。
比較例41: 7gの比較例37の樹脂+3gの比較例38の樹脂+0.005gのイルガノックス(Irganox)1010+0.01gのイルガフォス(Irgafos)168+0.003gのDHT 4A。
比較例42: 7gの比較例37の樹脂+3gの比較例39の樹脂+0.005gのイルガノックス(Irganox)1010+0.01gのイルガフォス(Irgafos)168+0.003gのDHT 4A。
比較例40から42の樹脂のC 2 含有量、融点、およびキシレン溶解可能物を上述したペレットから決定した。結果は、表15に列挙する。
ここで表3の実施例10〜15を参照すると、本発明の樹脂ブレンドのキシレン溶解可能フラクションは、300kg/molを十分に超える分子量と、2.00dl/gを超える固有粘度(IV)とにより特徴付けられることが理解できる。
表5を参照すると、実施例10〜15の樹脂からそれぞれ作成された実施例19〜24のフィルムからのヘキサン抽出可能物の量は、0.5から2.5wt%の範囲にある。対応するシール開始温度は、116℃以下であり、実施例23および24では、100℃より低かった。
これとは対照的に、比較例31のポリマーブレンド、キシレン溶解可能物は、わずか83.6kg/molの分子量と、0.74dl/gのIVとを有していた。比較例35のフィルム(比較例31のポリマーブレンドから作成された)からのヘキサン抽出可能物は、4.4wt%であり、フィルムは、104℃のSIT値を有していた(表10)。
同様に対照的に、比較例41および42のポリマーブレンド、キシレン溶解可能物は、それぞれわずか65.0kg/molおよび77.7kg/molの分子量と、それぞれ0.71dl/gおよび0.81dl/gのIV値とを有していた。本発明は、より有利な特性のバランスを有するポリマー材料を提供することが理解できる。
上述した説明は、多くの詳細を含むとはいえ、これらの詳細は、本発明の範囲の限定としてではなく、本発明の好ましい実施態様の単なる例示として解釈すべきである。当業者は、添付の請求項により規定される本発明の範囲および趣旨の中で他の多くの実施態様を構想するであろう。
Claims (32)
- a)プロピレンと、一つまたは複数の非プロピレンC2−C20α−オレフィンとの第一のランダムコポリマーであって、90超から99.5重量パーセントまでのプロピレン含有量と、116℃超から145℃の融点とを有し、組成物の60重量パーセントから95重量パーセントを構成する第一のランダムコポリマーと、
b)プロピレンと、一つまたは複数の非プロピレンC2−C20α−オレフィンとの第二のランダムコポリマーであって、85超から97重量パーセントまでであるが第一のランダムコポリマーのプロピレン含有量以下のプロピレン含有量と、70℃から116℃以下の融点とを有し、組成物の5重量パーセントから40重量パーセントを構成する第二のランダムコポリマーと、
のポリマーブレンドから成る組成物であって、
ポリマーブレンドは、20℃において5日間の沈降時間で決定されるキシレンに溶解可能なフラクションを含み、このキシレン溶解可能フラクションは、100kg/molを超える重量平均分子量と、1.0dl/gを超える固有粘度とを有する、
ことを特徴とする組成物。 - 前記キシレン溶解可能フラクションは、150kg/molを超える重量平均分子量を有することを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、200kg/molを超える重量平均分子量を有することを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、300kg/molを超える重量平均分子量を有することを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、1.3dl/gを超える固有粘度を有することを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、1.6dl/gを超える固有粘度を有することを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、2.0dl/gを超える固有粘度を有することを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 前記ポリマーブレンドは、3から30重量パーセントの超低結晶性フラクションを含み、この超低結晶性フラクションは、20℃において2時間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量と、20℃において5日間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量との差として定義されることを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 2超から15g/10minの230℃の温度および2.16kgにおけるメルト・フロー・レートを有することを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 前記ポリマーブレンドの両方のランダムコポリマーが、メタロセン触媒を用いて調製されたことを特徴とする請求項1記載の組成物。
- 請求項1記載の組成物から製造される少なくとも一つの層を有することを特徴とするフィルム。
- 前記フィルム層のヘキサン抽出可能フラクションの量が、3.0重量パーセント以下であることを特徴とする請求項11記載のフィルム。
- a)プロピレンとエチレンとの第一のランダムコポリマーであって、90超から99.5重量パーセントまでのプロピレン含有量と、116℃超から145℃の融点とを有し、組成物の60重量パーセントから95重量パーセントを構成する第一のランダムコポリマーと、
b)プロピレンとエチレンとの第二のランダムコポリマーであって、85超から97重量パーセントまでであるが第一のランダムコポリマーのプロピレン含有量以下のプロピレン含有量と、70℃から116℃以下の融点とを有し、組成物の5重量パーセントから40重量パーセントを構成する第二のランダムコポリマーと、
のポリマーブレンドから成る組成物であって、
ポリマーブレンドは、20℃において5日間の沈降時間で決定される、20℃においてキシレンに溶解可能なフラクションを含み、このキシレン溶解可能フラクションは、100kg/molを超える重量平均分子量と、1.0dl/gを超える固有粘度とを有する、
ことを特徴とする組成物。 - 前記キシレン溶解可能フラクションは、150kg/molを超える重量平均分子量を有することを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、200kg/molを超える重量平均分子量を有することを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、300kg/molを超える重量平均分子量を有することを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、1.3dl/gを超える固有粘度を有することを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、1.6dl/gを超える固有粘度を有することを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 前記キシレン溶解可能フラクションは、2.0dl/gを超える固有粘度を有することを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 前記ポリマーブレンドは、3から30重量パーセントの超低結晶性フラクションを含み、この超低結晶性フラクションは、20℃において2時間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量と、20℃において5日間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量との差として定義されることを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 2と15g/10minの間の230℃の温度および2.16kgにおけるメルト・フロー・レートを有することを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 前記ポリマーブレンドの両方のランダムコポリマーが、メタロセン触媒を用いて調製されたことを特徴とする請求項13記載の組成物。
- 請求項13記載の組成物から製造される少なくとも一つの層を有することを特徴とするフィルム。
- 前記フィルム層のヘキサン抽出可能フラクションの量が、3.0重量パーセント以下であることを特徴とする請求項23記載のフィルム。
- a)10重量パーセント以下の、キシレンに溶解可能なフラクションであって、
i)20℃における5日間の沈降時間でのキシレン溶解可能物の量として、または、
ii)20℃における温度上昇溶離分別により溶離される材料の量として、
決定されるキシレンに溶解可能なフラクションと、
b)10から50重量パーセントの、低結晶性材料のフラクションであって、
i)50℃までの温度上昇溶離分別により溶離される材料の量と、20℃における5日間の沈降時間でのキシレン溶解可能物との差として、または、
ii)21℃から50℃の温度における温度上昇溶離分別により溶離される材料の量として、
決定される低結晶性材料のフラクションと、
c)51℃から60℃の温度上昇溶離分別により溶離される材料の量として決定される、0から20重量パーセントの、中間結晶性材料のフラクションと、
d)61℃から92℃の温度上昇溶離分別により溶離される材料の量として決定される、20から70重量パーセントの、高結晶性材料のフラクションと、
e)92℃を超える温度における温度上昇溶離分別により溶離される材料の量として決定される、5重量パーセント以下の、非常に高い結晶性材料と、
を含むポリマーブレンド組成物であって、
温度上昇溶離分別を、溶媒としてキシレンを用いて40℃と107℃の間のステップで実行する場合、キシレン溶解可能物は、20℃において5日間の沈降時間で決定され、または、温度上昇溶離分別を、溶媒としてキシレンを用いて20℃と107℃の間のステップで実行する場合、キシレン溶解可能物は、温度上昇溶離分別の20℃のフラクションとして決定され、
51℃と60℃の間で溶離される材料の量は、組成物の全重量に基づいて少なくとも5wt%だけ、40℃と50℃の間で溶離される材料の量より少なく、かつ、少なくとも40wt%だけ、61℃と92℃の間で溶離される材料の量より少なく、
前記ブレンドは、3から30重量パーセントの超低結晶性フラクションを含有し、この超低結晶性フラクションは、20℃において2時間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量と、20℃において5日間の沈降時間で決定されるキシレン溶解可能成分の量との差として定義される、
ことを特徴とする組成物。 - a)プロピレンと、一つまたは複数の非プロピレンα−オレフィンとの第一のランダムコポリマーであって、90と99.5重量パーセントの間のプロピレン含有量と、116℃と145℃の間の融点とを有し、組成物の60重量パーセントから95重量パーセントを構成する第一のランダムコポリマーと、
b)プロピレンと、一つまたは複数の非プロピレンα−オレフィンとの第二のランダムコポリマーであって、85と97重量パーセントの間のプロピレン含有量と、70℃と116℃の間の融点とを有し、組成物の5重量パーセントから40重量パーセントを構成する第二のランダムコポリマーと、
のポリマーブレンドから成る組成物であって、
第一のランダムコポリマーによる核生成に寄与する第二のランダムコポリマーの結晶性が、I:IIの比に従い、
Iは、以下の(i)と(ii)の差であり、
(i)は、二つのブレンド成分の個別に決定されるキシレン溶解可能物からブレンド組成物に対して比例計算されるキシレン溶解可能物の量であり、
(ii)は、ブレンド中の実際に測定されるキシレン溶解可能物の量であり、
IIは、二つのブレンド成分の個別に決定されるキシレン溶解可能物からブレンド組成物に対して比例計算されるキシレン溶解可能物の量である、
ことを特徴とする組成物。 - ポリプロピレンコポリマー組成物を調製するためのプロセスであって、
a)以下の式、すなわち、
R9L1L2M1R1R2
(式I)
を有するメタロセン化合物を含む触媒であって、
M1は、元素の周期表のIVb族の遷移金属であり、L1およびL2は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成する、置換単核または多核炭化水素ラジカル、または一つまたは複数の炭化水素ラジカルを含有する一つまたは複数のヘテロ原子であり、
R1およびR2は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素原子、1から10の炭素原子のアルキル基、1から10の炭素原子のアルコキシ基、6から20の炭素原子のアリール基、6から10の炭素原子のアリールオキシ基、2から10の炭素原子のアルケニル基、OH基、ハロゲン原子、または、NR2 32基であり、ここでR32は、1から10の炭素原子のアルキル基または6から14の炭素原子のアリール基であり、または、R1およびR2は一緒に一つまたは複数の環系を形成でき、
R9は、以下の基、すなわち、
R40、R41は、これらが同じ指数を有するときでさえ、同一とすることも、異なるものとすることもでき、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、または、C1−C20−アルキル基、C1−C10−フルオロアルキル基、C1−C10−アルコキシ基、C6−C14−アリール基、C6−C10−フルオロアリール基、C6−C10−アリールオキシ基、C2−C10−アルケニル基、C7−C40−アリールアルキル基、C7−C40−アルキルアリール基、またはC8−C40−アリールアルケニル基などのC1−C40基であり、ここで、R40およびR41は、それぞれ、それらに接続する原子と共に、一つまたは複数の環を形成することができ、zは、ゼロから18の整数であり、
M12は、ケイ素、ゲルマニウム、またはスズであり、
R9は、式IIの二つのユニットを互いに結合することもできる、
触媒を用意し、
b)プロピレンと、少なくとも一つのC2−C20非プロピレンα−オレフィンとの第一のモノマー混合物を、これらから製造されるコポリマーが、90および99.5wt%の間のプロピレンユニットの、0.5wt%と10wt%の間の非プロピレンα−オレフィンユニットに対する比を有するような量で、用意し、
c)116℃と145℃の間の融点を有する第一のランダムコポリマーを形成する重合反応条件下で、メタロセン触媒の存在下、第一のモノマー混合物を重合し、
d)プロピレンと、少なくとも一つのC2−C20非プロピレンα−オレフィンとの第二のモノマー混合物を、これらから製造されるコポリマーが、85および97wt%の間のプロピレンユニットの、3wt%と15wt%の間の非プロピレンα−オレフィンユニットに対する比を有するような量で、用意し、
e)70℃と116℃の間の融点を有する第二のランダムコポリマーを形成する重合反応条件下で、メタロセン触媒の存在下、第二のモノマー混合物を重合し、
f)第一のランダムコポリマーと第二のランダムコポリマーをブレンドして、組成物の全重量に基づいて、60wt%から95wt%の第一のランダムコポリマーと、5wt%から40wt%の第二のランダムコポリマーとを含むポリプロピレンコポリマー組成物を提供し、
ポリマーブレンドは、20℃において5日間の沈降時間で決定されるキシレンに溶解可能なフラクションを含み、このキシレン溶解可能フラクションは、100kg/molを超える重量平均分子量と、1.0dl/gを超える固有粘度とを有する、
ことを含むことを特徴とするプロセス。 - 前記触媒は、以下の式、すなわち、
M1は、ジルコニウムまたはハフニウムであり、
R1、R2、および架橋ユニットR9は、式Iに関して上述した意味を有しており、
R4、R5、R6、R7、R8、およびさらに、R4’、R5’、R6’、R7’、およびR8’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素原子、ヘテロ原子を有するかまたは有しない直鎖、環状、または分枝炭化水素基であって、1から10の炭素原子のアルキル基、2から10の炭素原子のアルケニル基、6から20の炭素原子のアリール基、7から40の炭素原子のアリールアルキル基、7から40の炭素原子のアルキルアリール基、8かられる炭化水素基、置換または非置換アルキルシリルまたはアリールシリル基であり、かつ/または、それぞれの場合、二つの隣接ラジカルR5、R6またはR5’、R6’、またはR6、R7またはR6’、R7’、またはR7、R8またはR7’、R8’は、炭化水素環系を形成することができ、またはR5およびR5’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、6から40の炭素原子の置換または非置換アリール基である、
ことを特徴とする請求項27記載のプロセス。 - 重合ステップ(c)および(e)は、直列の少なくとも二つの反応器から成る反応器カスケードを用いて実施されることを特徴とする請求項27記載のプロセス。
- 前記重合は、気相で実行されることを特徴とする請求項29記載のプロセス。
- 分子量調節剤として重合ステップ(c)および/または(e)において水素を使用することを特徴とする請求項27記載のプロセス。
- 前記メタロセン化合物は、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(パラ−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−エチル−4−(4’tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(4’−tert−ブチル−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(4’−tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−フェニル)−1−インデニル)(2−イソプロピル−4−(4’−tert−ブチル−フェニル)−1−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−エチル−4−(4’−tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−フェニル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−イソプロピル−4−(4’−tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−メチル−4,5−ベンゾ−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
ジメチルシランジイル(2−メチル−4−(4’−tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−イソプロピル−4−(1−ナフチル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、および、
ジメチルシランジイル(2−イソプロピル−4−(4’−tertブチル−フェニル)−インデニル)(2−メチル4−(1−ナフチル)−インデニル)ジルコニウム二塩化物、
から成る群より選択されることを特徴とする請求項27記載のプロセス。
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