説明

コポリマーおよびそのフィルム

(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、(c)40〜150Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、(d)28〜45kJ/モルの範囲の流動の活性化エネルギー(Ea)とを有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーは、好適には支持メタロセン触媒系の使用により気相にて作成される。新規なコポリマーは改善された処理性を示すと共に、吹込フィルム用途に使用するのに特に適している。

【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
本発明は新規なコポリマーに関し、特にエチレンとα−オレフィンとの新規なコポリマー、詳細には線状低密度ポリエチレン(LLDPE)に関し、並びに前記コポリマーから製造されるフィルムに関するものである。
【0002】
近年、メタロセン触媒の導入に基づきポリオレフィンコポリマーの製造にて多くの進歩がなされた。メタロセン触媒は慣用のチーグラー触媒よりも一般に高い活性という利点をもたらし、一般に性質上シングルサイト(single−site)である触媒として記載される。そのシングルサイト特性のため、メタロセン触媒により製造されるポリオレフィンコポリマーはしばしばその分子構造にて極めて均一である。たとえば慣用のチーグラー作成された材料と比較し、これらは比較的狭い分子量分布(MWD)および狭い単鎖分岐分布(SCBD)を有する。
【0003】
メタロセン生成物の或る種の性質は狭いMWDにより向上されるが、しばしばこれら材料から有用物品およびフィルムへの処理にてチーグラー作成材料と比較し困難性に遭遇する。更に、メタロセン作成材料のSCBDの均一性は容易には或る種の構造を得ることを可能にしない。
【0004】
最近、メタロセン触媒組成物を用いて作成される低密度ポリエチレンに基づくフィルムの製造に多くの特許が公開された。
【0005】
国際公開第94/14855号パンフレットはメタロセン、アルモキサンおよびキャリヤを使用して作成された線状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルムを開示している。メタロセン成分は典型的にはビス(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により例示されるビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウム錯体であり、シリカ上に支持されたメチルアルモキサンと一緒に使用される。LLDPEは2.5〜3.0の狭いMw/Mnと、15〜25のメルト流量比(MFR)と、低いジルコニウム残留物とを有すると特許に記載されている。
【0006】
国際公開第94/26816号パンフレットも、狭い組成分布を有するエチレンコポリマーから作成されたフィルムを開示している。これらコポリマーは更に慣用のメタロセン(たとえばビス(1−メチル,3−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およびシリカ上に沈着されたメチルアルモキサン)から作成される、典型的には3〜4の範囲の狭いMw/Mn値および更に2.0未満のMz/Mwの数値を有すると特許にて特性化されている。
【0007】
しかしながら、これら種類の触媒系から作成されるポリマーは、その狭いMw/Mnに基づき処理性における欠点を有することが認められている。各種の手法がこの欠点を克服すべく提案されている。狭いMw/Mnのポリマーにおける処理性を再取得するための効果的方法は、長鎖分岐(LCB)をポリマー分子構造に組込む能力を持った或る種の触媒を使用することである。この種の触媒は文献によく記載されており、その例示は国際公開第93/08221号パンフレットおよび欧州特許出願公開第676421号明細書に示されている。
【0008】
更に国際公開第97/44371号パンフレットは長鎖分岐が存在するポリマーおよびフィルムを開示しており、生成物はポリマー構造内にコモノマーの特に有利な配置を有する。ポリマーはたとえば2.19〜6.0の狭いおよび広い両Mw/Mn、およびLCBの指示である7.39〜19.2kカロリー/モル(31.1〜80.8kJ/モル)の流動の活性化エネルギーを有すると例示されている。しかしながら、たとえば3.4未満の狭いMw/Mnのポリマーの例は存在せず、これは11.1kカロリー/モル(46.7kJ/モル)未満の流動の活性化エネルギーにより指されるようにLCBの低い或いは中庸な程度を有する。
【0009】
本出願人の先に出願された国際公開第00/68285号パンフレットは、2.3〜3.2の範囲の分子量分布と、1.02〜1.57のメルトインデックスと、約32の活性化エネルギーとを有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーを例示している。これらコポリマーは、良好な処理性と改良された光学および機械的性質と良好な熱封止特性とを示すフィルムの用途に使用するのに最も適している。これらコポリマーは好適にはモノシクロペンタジエニルメタロセン錯体の使用により気相にて作成された。
【0010】
今回、一層幅広な分子量分布(Mw/Mn)と低いもしくは中庸な程度のLCBとを有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーを作成しうることを突き止めた。これらコポリマーは当業者には公知である多くの用途に適しているが、特に処理性と光学特性と機械的性質との優秀なバランスを有するフィルムを作成するのに有利である。
【0011】
従って本発明の第一面によれば、
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)40〜150Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、
(d)28〜45kJ/モルの範囲の流動の活性化エネルギー(Ea)と
を有することを特徴とするエチレンとα−オレフィンとのコポリマーが提供される。
【0012】
好適コポリマーは、
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.6〜4.0の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)45〜100Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、
(d)28〜45kJ/モルの流動の活性化エネルギー(Ea)とを
有するものである。
【0013】
特に好適なコポリマーは、50〜100Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)を有するものである。
【0014】
本発明のコポリマーは0.1〜6.0の範囲、好ましくは1.0〜3.5の範囲、特に好ましくは1.2〜1.6の範囲のメルトインデックス(g/10ml)を示す。
【0015】
本発明の新規なコポリマーは好ましくは次式:
<6未満のメルト指数につきG′(G″=500Pa)>58〜8MI
によるメルトインデックスとメルト弾性モジュラスG′との間の関係を示す。
【0016】
従って本発明の他面によれば、
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)メルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)とメルトインデックス(MI)との方程式:
<6未満のメルトインデックスにつきG′(G″=500Pa)>58〜8MI
を満足させる関係と
を有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーが提供される。
【0017】
本発明の新規なコポリマーは少量の長鎖分岐を有し、これは<1.0の長鎖分岐パラメータg′の数値により示すことができる。パラメータg′は好適にはオンライン粘度データにおけるゲル透過クロマトグラフィー(GPC)から計算することができる。長鎖分岐パラメータg′の詳細については本出願人の先に公報掲載された欧州特許第1045868号明細書に見ることができ、その該当部分を参考のためここに引用する。
【0018】
好適α−オレフィンはC4〜C12炭素原子を有するものである。特に好適なα−オレフィンは1−ブテン、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。
【0019】
好適α−オレフィンは1−ヘキセンである。
【0020】
本発明のコポリマーは好適にはメタロセン触媒系の使用により作成することができ、この触媒系は好ましくは適する活性化剤と一緒に「拘束幾何学(constrained geometry)」配置を有するモノシクロペンタジエニルメタロセン錯体からなっている。
【0021】
本発明に使用するのに適するモノシクロペンタジエニルもしくは置換モノシクロペンタジエニル錯体の例は欧州特許第416815号明細書、欧州特許第418044号明細書、欧州特許第420436号明細書および欧州特許第551277号明細書に記載されている。
【0022】
適する錯体は一般式:
CpMX
[式中、Cpは単一のシクロペンタジエニルもしくは置換シクロペンタジエニル基であって必要に応じ置換基を介しMに共有結合され、M基はη結合モードにてシクロペンタジエニルもしくは置換シクロペンタジエニル基に結合された第VIA族金属であり、Xはそれぞれの場合ハイドライドまたはハロ、アルキル、アリール、アリールオキシ、アルコキシ、アルコキシアルキル、アミドアルキル、シロキシアルキルなど20個までの非水素原子を有する群および20個までの非水素原子を有する中性ルイス塩基よりなる群から選択される成分であり、または必要に応じCpと一緒に1個のXはMとのメタロサイクルを形成し、nは金属の原子価に依存する]
により示すことができる。
【0023】
好適モノシクロペンタジエニル錯体は式:
【0024】
【化1】

[式中、R′はそれぞれの場合独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ハロ、シアノおよびその組合せから選択され、前記R′は20個までの非水素原子を有し、必要に応じ2個のR′基(ここでR′は水素、ハロもしくはシアノでない)は一緒になってシクロペンタジエニル環の隣接位置に接続された二価の誘導基を形成して融合環構造を生成し;
Xはハイドライドまたは20個までの非水素原子を有すると共に20個までの非水素原子を有する中性ルイス塩基リガンドを有するハロ、アルキル、アリール、アリールオキシ、アルコキシ、アルコキシアルキル、アミドアルキル、シロキシアルキルなどよりなる群から選択される成分であり、
Yは−O−、−S−、−NR−、−PR−であり、
Mはハフニウム、チタニウムもしくはジルコニウムであり、
はSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CRSiR、もしくはGeRであり、ここで:
はそれぞれの場合独立して水素またはヒドロカルビル、シリル、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリールおよびその組合せから選択される一員であり、前記Rは10個までの非水素原子を有し、必要に応じZからの2個のR基(Rは水素でない場合)、またはZからのR基およびYからのR基は環系を形成し、
nはMの原子価に応じて1もしくは2である]
を有する。
【0025】
適するモノシクロペンタジエニル錯体の例は(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)シランチタニウムジクロライドおよび(2−メトキシフェニルアミド)ジメチル(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)シランチタニウムジクロライドである。
【0026】
本発明のコポリマーの作成に使用するのに特に好適なメタロセン錯体は一般式:
【0027】
【化2】

[式中、R′はそれぞれの場合独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ハロ、シアノおよびその組合せから選択され、前記R′は20個までの非水素原子を有し、必要に応じ2個のR′基(ここでR′は水素、ハロもしくはシアノでない)は一緒になってシクロペンタジエニル環の隣接位置に接続された二価誘導基を形成して融合環構造を生成し;
Xは30個までの非水素原子を有する中性η結合ジエン基であり、これはMとのπ−錯体を形成し;
Yは−O−、−S−、−NR−、−PR−であり、
Mは+2のフォーマル酸化状態にてチタニウムもしくはジルコニウムであり、
はSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CRSiR、もしくはGeRであり、ここで:
はそれぞれの場合独立して水素またはヒドロカルビル、シリル、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリールおよびその組合せから選択される一員であり、前記Rは10個までの非水素原子を有し、必要に応じZからの2個のR基(ここでRは水素でない)、またはZからのRとYからのR基は環系を形成する]
により示すことができる。
【0028】
適するX基の例は
s−トランス−η−1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、
s−トランス−η−3−メチル−1,3−ペンタジエン;
s−トランス−η−2,4−ヘキサジエン;
s−トランス−η−1,3−ペンタジエン;
s−トランス−η−1,4−ジトリル−1,3−ブタジエン;
s−トランス−η−1,4−ビス(トリメチルシリル)−1,3−ブタジエン;
s−シス−η−3−メチル−1,3−ペンタジエン;
s−シス−η−1,4−ジベンジル−1,3−ブタジエン;
s−シス−η−1,3−ペンタジエン;
s−シス−η−1,4−ビス(トリメチルシリル)−1,3−ブタジエンを包含し、
前記s−シス−ジエン基はここに記載した金属とのπ−錯体を形成する。
【0029】
特に好ましくはR′は水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ベンジルもしくはフェニルであり、或いは2個のR′基(水素を除く)は互いに結合し、これにより全CR′基はたとえばインデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニルまたはオクタヒドロフルオレニル基となる。
【0030】
極めて好適なY基は式−N(R″)−もしくは−P(R″)−[ここでR″基C1−10ヒドロカルビルである]に対応する基を持った窒素もしくは燐含有基である。
【0031】
特に好適な錯体はアミドシラン−もしくはアミドアルカンジイル錯体である。
【0032】
特に好適な錯体は、Mがチタンであるものである。
【0033】
特定の錯体は国際公開第95/00526号パンフレットに開示されている(参考のためここに引用する)。
【0034】
特に好適な錯体は(t−ブチルアミド)(テトラメチル−η−シクロペンタジエニル)−ジメチル−シランチタニウム−η−1,3−ペンタジエンである。
【0035】
本発明の新規なコポリマーの作成に使用するのに適する助触媒は、典型的には上記メタロセン錯体と共に使用するものである。
【0036】
これらはたとえばメチルアルミノキサン(MAO)のようなアルミノキサン類、たとえばトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランのようなボラン類およびボレート類を包含する。
【0037】
アルミノキサンは当業界にて周知され、好ましくはオリゴマー線状および/または環式アルキルアルミノキサンで構成される。アルミノキサンは多くの方法にて作成することができ、好ましくは水とトリアルキルアルミニウム化合物(たとえばトリメチルアルミニウム)とをたとえばベンゼンもしくは脂肪族炭化水素のような適する有機媒体中で接触させることにより作成される。
【0038】
好適アルミノキサンはメチルアルミノキサン(MAO)である。
【0039】
他の適する助触媒は有機硼素化合物、特にトリアリール硼素化合物である。特に好適なトリアリール硼素化合物はトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである。
【0040】
助触媒として適する他の化合物は、カチオンおよびアニオンを含む化合物である。カチオンは典型的にはプロトンを供与しうるブレンステッド酸であり、アニオンは典型的にはカチオンを安定化しうる適合性の非配位性嵩高物質である。
【0041】
この種の助触媒は式:
(L−H)(Ad−
[式中、Lは中性ルイス塩基であり、
(L−H)はブレンステッド酸であり、
d−はdの電荷を有する非配位性適合アニオンであり、
dは1〜3の整数である]
により示すことができる。
【0042】
イオン性化合物のカチオンは酸性カチオン、カルボニウムカチオン、シリリウムカチオン、オキソニウムカチオン、有機金属カチオンおよびカチオン性酸化剤よりなる群から選択することができる。
【0043】
適する好適カチオンはトリヒドロカルビル置換アンモニウムカチオン、たとえばトリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリ(n−ブチル)アンモニウムなどを包含する。更に適するものは、たとえばN,N−ジメチルアニリニウムカチオンのようなN,N−ジアルキルアニリニウムカチオンである。
【0044】
助触媒として使用される好適イオン性化合物は、イオン性化合物のカチオンがヒドロカルビル置換アンモニウム塩からなると共にアニオンがアリール置換ボレートからなるものである。
【0045】
イオン性化合物として適する典型的ボレート類は次の化合物を包含する:
トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、
トリ(t−ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、
N,N−ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、
トリメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリエチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
N,N−ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート。
【0046】
メタロセン錯体と共に使用するのに適する助触媒の好適種類は、カチオンおよびアニオンを含むイオン性化合物からなり、ここでアニオンは活性水素を含む少なくとも1つの置換基を有する。
【0047】
この種類の適する助触媒は国際公開第98/27119号パンフレットに記載されている(その該当部分を参考のためここに引用する)。
【0048】
この種類のアニオンの例は次のものを包含する:
トリフェニル(ヒドロキシフェニル)ボレート、
トリ(p−トリル)(ヒドロキシフェニル)ボレート、
トリス(ペンタフルオロフェニル)(ヒドロキシフェニル)ボレート、
トリス(ペンタフルオロフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ボレート。
【0049】
この種類の助触媒の適するカチオンの例はトリエチルアンモニウム、トリイソプロピルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム、ジブチルエチルアンモニウムなどを包含する。
【0050】
長いアルキル鎖(たとえばジヘキシルデシルメチルアンモニウム、ジオクタデシルメチルアンモニウム、ジテトラデシルメチルアンモニウム、ビス(水素化タロウアルキル)メチルアンモニウムなど)を有するようなカチオンが特に好適である。
【0051】
この種類の特に好適な助触媒はアルキルアンモニウムトリス(ペンタフルオロフェニル)4−(ヒドロキシフェニル)−ボレートである。特に好適な助触媒はビス(水素化タロウアルキル)メチルアンモニウムトリス(ペンタフルオロフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)ボレートである。
【0052】
この種類の助触媒に関し、好適化合物はアルキルアンモニウムトリス(ペンタフルオロフェニル)−4−(ヒドロキシフェニル)ボレートと有機金属化合物、たとえばトリエチルアルミニウムもしくはアルミノキサン(たとえばテトライソブチルアルミノキサン)との反応生成物である。
【0053】
本発明の新規コポリマーを作成すべく使用する触媒は、好適には支持することができる。
【0054】
適する支持体材料は無機金属酸化物を包含し、或いは代案としてポリマー支持体(たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、粘土、ゼオライトなど)を使用することもできる。
【0055】
本発明の方法に従い支持触媒と共に使用するための最も好適な支持体材料はシリカである。適するシリカはイネオスES70およびグレース・デビジョン948シリカを包含する。
【0056】
支持体材料を熱処理および/または化学処理にかけて、支持体材料の水含有量またはヒドロキシ含有量を減少させることができる。典型的には、化学脱水剤は反応性の金属水素化物、アルミニウムアルキルおよびハライドである。その使用に先立ち、支持体材料を100〜1000℃、好ましくは200〜850℃での処理に減圧下での不活性雰囲気中でかけることができる。
【0057】
多孔質支持体は、好ましくは有機金属化合物、好ましくは有機アルミニウム化合物、特に好ましくはトリアルキルアルミニウム化合物により希薄溶剤中で予備処理される。
【0058】
支持体材料は有機金属化合物で−20〜150℃、好ましくは20〜100℃の温度にて予備処理される。
【0059】
本発明のコポリマーの作成に使用するのに特に適する触媒は、重合性モノマーで処理されたメタロセン錯体である。本出願人の先に出願された国際公開第04/020487号パンフレットおよび国際公開第05/019275号パンフレットは支持された触媒組成物を記載しており、ここでは重合性モノマーを触媒作成に使用する。
【0060】
本発明のこの面に使用するのに適する重合性モノマーはエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、スチレン、ブタジエンおよび極性モノマー、たとえば酢酸ビニル、メタクリル酸メチルなどを包含する。好適モノマーは2〜10個の炭素原子を有するもの、特にエチレン、プロピレン、1−ブテンもしくは1−ヘキセンである。
【0061】
代案として、1種もしくはそれ以上のモノマーの組合せ、たとえばエチレン/1−ヘキセンを使用することもできる。
【0062】
好適な重合性モノマーは1−ヘキセンである。
【0063】
重合性モノマーは、好適には液状使用された或いは代案として適する溶剤にて使用することもできる。適する溶剤はたとえばヘプタンを包含する。
【0064】
重合性モノマーはメタロセン錯体の添加前に助触媒に添加することができ、或いは錯体を重合性モノマーで予備処理することもできる。
【0065】
本発明の新規なコポリマーは好適には、スラリー相または気相にて行われるプロセスにて作成することができる。
【0066】
スラリープロセスは典型的には不活性炭化水素希釈剤および得られるポリマーが不活性重合媒体中に実質的に可溶性となる温度より直ぐ下の温度まで約0℃からの温度を使用する。適する希釈剤はトルエンまたはアルカン類(たとえばヘキサン、プロパンもしくはイソブタン)を包含する。好適温度は約30℃〜約200℃であるが、好ましくは約60〜100℃である。ループ反応器がスラリー重合プロセスにて広範に使用される。
【0067】
新規なコポリマーは気相プロセスにて最も好適に作成される。
【0068】
オレフィンの重合のため、特にエチレンおよびα−オレフィン(たとえば1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン)の単独重合および共重合のための気相プロセスは当業界にて周知である。
【0069】
気相の典型的操作条件は20〜100℃、特に好ましくは40〜85℃であり、圧力は大気圧以下〜100バールである。
【0070】
特に好適な気相プロセスは流動床にて操作されるものである。この種のプロセスの例は欧州特許第89691号明細書および欧州特許第699213号明細書に記載され、特に後者が好適プロセスである。
【0071】
本発明の新規なコポリマーは好適にはエチレンとα−オレフィンとの共重合により作成することができる。
【0072】
好適α−オレフィンは1−ブテン、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。特に好適なα−オレフィンは1−ヘキセンである。
【0073】
従って本発明の他面によれば、
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)40〜150Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、
(d)28〜45kJ/モルの範囲の流動の活性化エネルギー(Ea)と
を有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーの製造方法が提供され、前記方法は前記した触媒系の存在下にエチレンと前記α−オレフィンとを共重合させることからなっている。
【0074】
これら新規なコポリマーは、当業界で周知された慣用の方法を用いて作成されるフィルムおよびシートの製造につき特に適している。この種の方法の例はフィルム発泡、フィルム流延および部分結晶化生成物の配向である。これらフィルムは良好な処理性と、改善された光学および機械的性質と、良好な熱封止特性とを示す。
【0075】
これらフィルムは優秀な落槍衝撃、並びに低い曇りおよび高い艶を示す。
【0076】
フィルムは典型的には3〜20の範囲の曇りと、>500g、好ましくは>1000g、特に好ましくは>2000gの落槍衝撃(25μmフィルム)を示す。
【0077】
フィルムは優秀な落槍衝撃、並びに低い曇りおよび高い艶を示す。
【0078】
フィルムは<10%、好ましくは<7%の曇りを示す。
【0079】
フィルムは>60%、好ましくは>65%の艶を示す。
【0080】
これらフィルムは多数の用途、たとえば工業的卸食品包装、非食品包装および医薬用途につき適している。その例はバッグ、ガーメントバッグ、グロサリーサック、買い物バック、セルフサービスバッグ、グロサリーウェットパック、食品ラップ、パレットストレッチラップ、バンドリングおよびオーバーラップ、工業ライナー、レフューズサック、ヘビーデュティーバッグ、農業用フィルム、デイパーライナーなどを包含する。
【0081】
フィルムは収縮フィルム、クリングフィルム、ストレッチフィルム、封止フィルムまたは他の適する種類のフィルムとして用いることができる。
【0082】
本発明の新規なコポリマーは、発泡フィルム製造に使用するのに特に適している。
【0083】
従って本発明の他面によれば、
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)40〜150Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、
(d)28〜45kJ/モルの範囲の流動の活性化エネルギー(Ea)と
を有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーからなるフィルムが提供される。
【0084】
特に好適なフィルムは>1000gの落槍衝撃(25μmフィルム)と、10%の曇りと、>65%の艶とを有するものであり、前記フィルムは
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)40〜150Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、
(d)28〜45kJ/モルの範囲の流動の活性化エネルギー(Ea)と
を有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーで構成される。
【0085】
以下、本発明を実施例を参照して更に説明する。
【0086】
実施例1
トリエチルアルミニウム(TEA)によるシリカの処理
連続撹拌下に1491リットルのイソヘキサンと397kgのシリカD948(W.R.グレース社から入手しうる)とを反応器に添加した。(シリカは予め窒素下で焼成されて1.53ミリモル/gのヒドロキシル基のレベルに達している)。ペンタン(2g/リットル)における19.3kgのオクタスタト2000(オクテル社から入手しうる)溶液を添加すると共に、混合物を15分間撹拌した。次いでイソヘキサンにおける571kgの12%トリエチルアルミニウム(TEA)溶液をゆっくり1時間かけて添加すると共に、混合物を1時間にわたり30℃で撹拌した。このスラリーを濾過し、イソヘキサンで充分洗浄した後、乾燥機に移した。ペンタン(2g/リットル)における19kgのオクタスタット2000溶液を添加すると共に、混合物を最終的に減圧下で60℃にて乾燥させた。428kgのシリカ/TEAが得られた。固形物のアルミニウム含有量は1.3ミリモル/gであると判明した。
【0087】
触媒成分1の作成
トルエンにおける[N(H)Me(C18−2237−45][B(C(p−OHC)]の216.9kgの9.58%溶液に、15分間かけてイソヘキサンにおける17.749kgの11.72%TEA溶液を添加した。混合物を15分間にわたり更に撹拌して触媒成分1の溶液を得た。
【0088】
(CMeSiMeBu)Ti(η−1,3−ペンタジエン)と1−ヘキセンとの混合物の作成
ヘプタンにおける(CMeSiMeBu)Ti(η−1,3−ペンタジエン)の52.992kgの11.64%溶液に、47.81kgの1−ヘキセンを添加した。
【0089】
支持触媒の作成
上記で作成された288kgのシリカ/TEAを反応器に導入した。上記で作成された触媒成分1の溶液を45分間かけて反応器に供給し、次いで混合物を更に30分間にわたり撹拌した。次いで反応器の内容物を15℃まで冷却すると共に、(CMeSiMeBu)Ti(η−1,3−ペンタジエン)の溶液および1−ヘキセンを30分間かけて供給し、次いで混合物を更に1時間にわたり撹拌した。添加に際し内部温度は23℃の最大値まで増大した。次いでペンタン(2g/リットル)におけるオクタスタット2000溶液の34kgを添加すると共に、混合物を45℃にて触媒における残留溶剤含有量が<1%となるまで乾燥させた。得られた乾燥粉末の分析は、44.0μモル/gのチタン含有量と53.7μモル/gの硼素含有量と1.02ミリモル/gのアルミニウム含有量とを示した。
【0090】
重合
直径5m、円筒高さ16mである気相におけるポリエチレン製造に使用する反応器をNによりパージし、50リットルTiBAを反応器および関連ガスループ装置における下側不純物に添加した。
【0091】
100トンのメタロセン種床を反応器に添加した。この床を86℃にてNパージし、更に30リットルのTiBAを添加して反応器およびガスループにおける不純物を減少させた。反応器およびガスループがN圧力下にある際に、1.5バールの分圧に達するまで気相組成を開始させた。
【0092】
19bargの全操作圧力に達するまでエチレンとヘキセン−1と水素とを添加することにより、気相組成を完結させた。上記支持触媒の連続流を反応器に添加すると共に、気相組成を次のパラメータに調整し、ポリマー粉末を生成させると共に反応器から抜き取り、かつ残留炭化水素から分離した。
【0093】
エチレンの分圧:11〜13.5バール
ヘキセンとエチレンとの分圧比:0.006〜0.007
水素とエチレンとの分圧比:0.0025〜0.0030
【0094】
反応器頭上温度を80℃に調節し、ポリマーを反応器から連続的に除去した。
【0095】
エチレンと1−ヘキセンとのコポリマーを作成すると共に、各性質につき分析した(表1に示す)。
【0096】
【表1】

【0097】
試験の方法
メルトインデックス(190/2.16)は、ISO 1133により測定した。
【0098】
密度はISO 1872/1の方法に従い密度カラムを用いて測定したが、ただしメルトインデックス押出物を沸騰水中で30分間にわたりアニュールした。次いで60分間にわたり更に加熱せず、これを水中で冷却した。2つの試料を採取し、イソプロパノールで洗浄し、密度勾配カラムに入れた。より深く沈降した試料の密度値を20分間後に採取した。
【0099】
分子量分布測定のためのゲル透過クロマトグラフィー分析
見かけ分子量分布および関連平均値(長鎖分岐につき未補正)はゲル透過クロマトグラフィーにより測定したが、これにはウォータース150CVを用いると共に4個のウォータースHMW6Eカラムおよび指差屈折ディテクタを用いた。使用した溶剤は135℃における1,2,4−トリクロルベンゼンとし、これを0.2g/リットル濃度のBHTで安定化させ、0.45μmのオスモニック・インコーポレイテッド・銀フィルタで濾過した。1.0g/リットル濃度のポリマー溶液を160℃にて1時間にわたり作成し、最後の30分間にのみ撹拌した。ノミナル注入容積は400μリットルに設定し、ノミナル流速は1ml/minとした。
【0100】
相対的検量は、13個の狭い分子量の線状ポリスチレン標準を用いて構成した。
【0101】
【表2】

【0102】
溶出容積Vを各PS標準につき記録した。次いでPS分子量をPE当量に変換し、これには次のマーク・ハウウインク・パラメータ
ps=1.21x10−4、αps=0.707、kpe=3.92x10−4、αpe=0.725を使用した。次いで検量曲線MwPE=f(V)には一次元直線方程式を当て嵌めた。全ての計算はウォータース社からのミレニューム3.2ソフトウェアを用いて行った。
【0103】
極めて低い分子量フラクション(1000ダルトン未満)を数平均分子量Mnの計算にて排除し、従って分子量曲線の下端部における積算を改善すべくポリマー多分散性Mw/Mnを用いて一層良好な再現性および反復性をこれらパラメータの抽出および計算にてもたらした。
【0104】
動的レオロジー分析
レオロジー測定は、直径25mmの平行プレートを有する動的レオメータ(たとえばARES)にて不活性雰囲気下で動的モードにて行った。全ての実験につき、レオメータは、ほぼ安定化された(酸化防止添加剤により)圧縮成型試料を平行プレートに挿入する前に、少なくとも30分間にわたり190℃にて熱安定化させた。次いで各プレートを、良好な接触を確保すべくレオメータにて整列したポジティプ・ノーマル力で密閉した。190℃にて約5分間の後、各プレートを軽く圧縮すると共に、プレートの外周における余剰のポリマーをトリミングした。更に10分間にわたり熱安定化させると共に、ノーマル力につき0まで戻した。すなわち、全測定は各試料が190℃にて約15分間にわたり平衡化した後に行い、充分な窒素封止の下で行った。
【0105】
2つのストレインスリーブ(strain sweep)(SS)実験を最初に190℃にて行い、トランスジューサの下方尺度の10%より大きいトルクシグナルを全周波数(たとえば0.01〜100rad/s)の範囲にわたり発生するような線状粘弾性ストレインを測定した。第1SS実験は低い適用周波数0.1rad/sにて行った。この試験を用いて低い周期数におけるトルクの感度を測定した。第2SS実験は100rad/sの高い適用周波数にて行った。これは、選択適用ストレインがポリマーの直線粘弾性領域内に充分あって、振動レオロジー測定が試験に際しポリマーに対する構造変化を誘発しないよう確保した。更に時間スイープ(TS)実験を0.1rad/sの低い適用周波数で選択ストレインにて行い(SS実験による測定と同様)、試験に際し試料の安定性をチェックした。
【0106】
190℃におけるメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)の測定
次いで周波数スイープ(FS)実験を190℃にて行い、これには上記のほぼ選択されたストレインレベルを用いると共に、測定された動的レオロジーデータを次いでレオメータ・ソフトウェア(すなわち、レオメトリックスRHIOS V4.4もしくはオーチェストレータ・ソフトウェア)を用いて、メルト粘度モジュラス(G″)の一定の比較値(500Pa)にてメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)を測定した。
【0107】
流動活性化エネルギー(Ea)の測定
次いで、全てのポリマーのバルク動的レオロジー特性(たとえばG′、G″およびη)を170℃、190℃および210℃にて測定した。各温度にて、走査を上記手法によりほぼ決定された一定のシアストレイン(shear strain)にて角度シア周波数(100〜0.01rad/s)の関数として行った。
【0108】
次いで動的レオロジーデータを、レオメトリックス・ソフトウェアを用いて分析した。時間−温度(t−T)のスーパーポジションにつき次の条件を選択し、アレニウス方程式a=exp(Ea/kT)による流動活性化エネルギー(Ea)の測定を行い、これはEaに対するシフト因子(a)に関係する:
レオロジーパラメータ:G′(ω)、G″(ω)およびη(ω)
比較温度: 190℃
シフトモード: 2D(水平および垂直シフト)
シフト精度: 高い
内挿モード: スプライン(spline)
【0109】
実施例2
実施例1からの多数の上記コポリマーを25μm厚さの吹込フィルムで押出し、これには次の条件を使用した:
吹込フィルム押出ライン(CMG 1200TSA)
スクリュー型直径55mm、L/D=30
ダイ:直径150mmおよびダイギャップ2.2mm
吹込比(BUR)2.5:1
メルト温度:216℃
出量:50kg/h
取出速度:30m/min
フロストライン(frostline)高さ:430mm
【0110】
吹込フィルムの性質を表2に示す。
【0111】
【表3】

【0112】
落槍衝撃はASTM D1709により測定し、曇りはASTM D1003により測定し、艶はASTM D2457により測定した。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コポリマーが
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)40〜150Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、
(d)28〜45kJ/モルの範囲の流動の活性化エネルギー(Ea)と
を有することを特徴とするエチレンとα−オレフィンとのコポリマー。
【請求項2】
分子量分布(Mw/Mn)が3.6〜4.0の範囲であると共に、メルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)が45〜100Paの範囲である請求項1に記載のコポリマー。
【請求項3】
メルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)が55〜100Paの範囲である請求項1または2に記載のコポリマー。
【請求項4】
メルト指数(g/10ml)が0.1〜6.0の範囲である請求項1〜3のいずれか一項に記載のコポリマー。
【請求項5】
メルト指数とメルト弾性モジュラスG′との間の関係が方程式:
6未満のメルト指数につき、G′(G″=500Pa)>58〜8MI
に従う請求項1〜4のいずれか一項に記載のコポリマー。
【請求項6】
α−オレフィンがC4〜C12炭素原子を有する請求項1〜5のいずれか一項に記載のコポリマー。
【請求項7】
α−オレフィンが1−ヘキセンである請求項6に記載のコポリマー。
【請求項8】
エチレンとα−オレフィンとをメタロセン触媒系の存在下に共重合させることからなる請求項1〜7のいずれか一項に記載のコポリマーの製造方法。
【請求項9】
メタロセン触媒系が、「拘束幾何」配置を有するモノシクロペンタジエニルメタロセン錯体からなる請求項8に記載の方法。
【請求項10】
モノシクロペンタジエニルメタロセン錯体が式:
【化1】

[式中、R′はそれぞれの場合独立して水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ハロ、シアノおよびその組合せから選択され、前記R′は20個までの非水素原子を有し、必要に応じ2個のR′基(ここでR′は水素、ハロもしくはシアノでない)は一緒になってシクロペンタジエニル環の隣接位置に接続された二価の誘導基を形成して融合環構造を形成し;
Xはハイドライドまたはハロ、アルキル、アリール、アリールオキシ、アルコキシ、アルコキシアルキル、アミドアルキル、シロキシアルキルなどよりなる、20個までの非水素原子を有すると共に20個までの非水素原子を有する中性ルイス塩基を有する群から選択される成分であり、
Yは−O−、−S−、−NR−、−PR−であり、
Mはハフニウム、チタニウムもしくはジルコニウムであり、
はSiR、CR、SiRSiR、CRCR、CR=CR、CRSiR、もしくはGeR、であり、ここで:
はそれぞれの場合独立して水素またはヒドロカルビル、シリル、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリールおよびその組合せから選択される一員であり、前記Rは10個までの非水素原子を有し、必要に応じZ(ここでRは水素でない)からの2つのR基またはZからのR基とYからのR基とはリング系を形成し、
nはMの原子価に応じて1もしくは2である]
を有する請求項9に記載の方法。
【請求項11】
気相もしくはスラリー相にて行なう請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
請求項1〜7のいずれか一項に記載のコポリマーからなるフィルム。
【請求項13】
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)40〜150Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、
(d)28〜45kJ/モルの範囲の流動の活性化エネルギー(Ea)と
を有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーからなるフィルム。
【請求項14】
>1000gの落槍衝撃(25μmフィルム)と、<10%の曇りと、>65%の艶とを有するフィルム。
【請求項15】
>2000gの落槍衝撃(25μmフィルム)と、<7%の曇りと、>65%の艶とを有するフィルム。
【請求項16】
(a)0.900〜0.940g/cmの範囲の密度と、
(b)3.5〜4.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)と、
(c)40〜150Paの範囲のメルト弾性モジュラスG′(G″=500Pa)と、
(d)28〜45kJ/モルの範囲の流動の活性化エネルギー(Ea)と
を有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーからなることを特徴とする>1000gの落槍衝撃(25μmフィルム)と、<10%の曇りと、>65%の艶とを有するフィルム。
【請求項17】
フィルムが吹込みフィルムである請求項12〜16のいずれか一項に記載のフィルム。

【公表番号】特表2008−530297(P2008−530297A)
【公表日】平成20年8月7日(2008.8.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−554627(P2007−554627)
【出願日】平成18年1月27日(2006.1.27)
【国際出願番号】PCT/GB2006/000276
【国際公開番号】WO2006/085051
【国際公開日】平成18年8月17日(2006.8.17)
【出願人】(505229003)イネオス ヨーロッパ リミテッド (20)
【Fターム(参考)】