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Die vorliegende Erfindung betrifft Ethylen/α-Olefin-Copolymere und aus den Copolymeren
erhaltene Filme bzw. Folien. Genauer betrifft die Erfindung Ethylen/α-Olefin-Copolymere mit
ausgezeichneter Formbarkeit, Transparenz und mechanischer Festigkeit und betrifft auch Filme,
die aus den Copolymeren erhalten werden.
Hintergrund der Erfindung
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Ethylen-Copolymere wie Ethylen/α-Olefin-Copolymere sind schon durch eine Vielzahl von
Formverfahren geformt worden und sie wurden in einer Vielzahl von Gebieten verwendet. Die
Ethylen-Copolymere werden im allgemeinen unter Verwendung von Ziegler-Katalysatoren
hergestellt.
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Im allgemeinen besitzen die Ethylenpolymeren, die unter Verwendung von Titankatalysatoren
aus der Gruppe der Ziegler-Katalysatoren erhalten werden, eine ausgezeichnete Formbarkeit
aufgrund ihrer breiten Molekulargewichtsverteilung und breiten Massenverteilung, aber ihre
geformten Produkte, wie Filme, weisen ein Problem der Oberflächenklebrigkeit auf.
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Es ist inzwischen bekannt, daß die Ethylenpolymere, die unter Verwendung von Metallocen-
Katalysatoren aus der Gruppe der Ziegler Katalysatoren erhalten werden, im allgemeinen eine
enge Massenverteilung besitzen und ihre geformten Produkte, wie Filme, den Vorteil einer
geringen Oberflächenklebrigkeit haben. Jedoch sind diese Polymere aufgrund der engen
Molekulargewichtsverteilung in ihrer Formbarkeit den Ethylenpolymeren unterlegen, die durch
die Verwendung von Titan-Katalysatoren erhalten werden. Im Stand der Technik wurden
deshalb die Ethylenpolymere, die unter Verwendung der Metallocen-Katalysatoren erhalten
wurden, mit anderen Polymeren vermischt, um die Formbarkeit zu verbessern (z. B.
EP-A-0 575 123).
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Unter den oben genannten Umständen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ernsthafte
Untersuchungen angestellt. Als ein Ergebnis wurde gefunden, daß ein Ethylen/α-Olefn-
Copolymer mit den folgenden Eigenschaften eine ausgezeichnete Formbarkeit zeigt, obgleich
dieses Copolymer unter Verwendung eines Metallocen-Katalysators erhalten wird, und sie
fanden auch, daß dieses Copolymer ausgezeichnete Filmeigenschaften besitzt. Das heißt, das
Ethylen/α-Olefin-Copolymer besitzt folgende Eigenschaften: Die Dichte und die
Schmelzflußrate sind jeweils in einem spezifischen Bereich; die Schmelzspannung und die Schmelzflußrate
erfüllen die spezifische Beziehung; der Flußindex und die Schmelzflußrate erfüllen die
spezifische Beziehung; die Mengenfraktion einer in Decan löslichen Komponente des
Copolymeren und die Dichte erfüllen die spezifische Beziehung; die Temperatur an der Position
des maximalen Peaks einer endothermen Kurve des Copolymeren, gemessen durch ein
Differential-Scanning-Kalorimeter, und die Dichte erfüllen die spezifische Beziehung; die
endotherme Kurve des Copolymeren, gemessen mittels eines Differential-Scanning-
Kalorimeters, weist zwei oder mehrere Schmelzpunktpeaks auf und die Temperatur an der
Position des Peaks auf der niedrigsten Temperaturseite, die Temperatur an der Position des
maximalen Peaks und die Dichte erfüllen die spezifische Beziehung; und eine Komponente,
welche bei einer Temperatur von nicht weniger als 100ºC in einem Temperaturerhöhungs-
Elutions-Test (TREF) eluiert wird, liegt in dem Copolymer vor, und die Menge der eluierten
Komponente liegt in dem spezifischen Bereich. Auf Grundlage des Befunds wurde die
vorliegende Erfindung erreicht.
Aufgabe der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ethylen/α-Olefin-Copolymer, das eine
ausgezeichnete Formbarkeit zeigt und imstande ist, geformte Produkte von ausgezeichneter
Transparenz und mechanischer Festigkeit herzustellen, bereitzustellen und einen Film, der aus
dem Copolymer erhalten wird, bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer gemäß der Erfindung ist ein Copolymer aus Ethylen und
einem α-Olefin mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und hat die folgenden Eigenschaften:
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(i) die Dichte liegt im Bereich von 0,880 bis 0,960 g/cm³,
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(ii) die Schmelzflußrate bei 190ºC unter einer Belastung von 2,16 kg liegt im Bereich
von 0,1 bis 100 g/10 min.
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(iii) die Schmelzspannung (MT (g)) bei 190ºC und die Schmelzflußrate (MFR (g110
min)) erfüllen die Beziehung
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MT ≤ 2,2 · MFR-0,84,
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(iv) die Mengenfraktion (W (Gew.-%)) einer in Decan löslichen Komponente des
Copolymeren bei 23ºC und die Dichte (d (g/cm³)) erfüllen die Beziehung
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im Fall einer MFR ≤ 10 g/10 min.
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W < 80 · exp(-100(d - 0,88)) + 0,1,
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im Fall einer MFR > 10 g/10 min.
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W < 80 · (MFR-9)0,26 · exp(-100(d - 0,88)) + 0,1,
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(v) die Temperatur (Tm (ºC)) an der Position des maximalen Peaks einer endothermen
Kurve des Copolymeren, gemessen durch ein Differential-Scanning-Kalorimeter,
und die Dichte (d (g/cm³)) erfüllen die Beziehung
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Tm < 400 · d - 248,
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(vi) die endotherme Kurve des Copolymeren, gemessen mittels eines Differential-
Scanning-Kalorimeters, weist zwei oder mehrere Peaks auf, und die Temperatur
(Tm&sub1; (ºC)) an der Position des Peaks auf der niedrigsten Temperaturseite, die
Temperatur (Tm (ºC)) an der Position des maximalen Peaks und die Dichte (d (g/cm³))
erfüllen die Beziehung
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576-600d > (Tm - Tm&sub1;) > 558 - 600 d
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und
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(vii) eine Komponente, welche bei einer Temperatur von nicht weniger als 100ºC in
einem Temperaturerhöhungs-Elutions-Fraktionier-Test (TREF) eluiert wird, liegt in
dem Copolymer vor, und die Menge der eluierten Komponente beträgt 0,5 bis 10%
der Gesamtmenge des Eluats.
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Wenn das Ethylen/α-Olefin-Copolymer zu einem Film gußgeformt wird, hat der resultierende
Film die folgenden Eigenschaften:
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die Film-Schlagfestigkeit (FIS (J/m)) und die Dichte (d (g/cm³) erfüllen die Beziehung:
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log(FIS) > (-50,17 · d) + 47,55.
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer der Erfindung besitzt eine ausgezeichnete Formbarkeit und
aus dem Copolymeren können geformte Produkte mit ausgezeichneter Transparenz und
mechanischer Festigkeit erhalten werden.
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Der Film gemäß der Erfindung wird aus dem oben beschriebenen Ethylen/α-Olefm-Copolymer
erhalten.
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Der Gußfilm gemäß der Erfindung wird durch Gießformen des Ethylen/α-Olefin-Copolymeren
erhalten und besitzt die folgenden Eigenschaften:
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die Film-Schlagfestigkeit (FIS (J/m)) und die Dichte (d (g/cm³) erfüllen die folgende
Beziehung:
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log(FIS) > (-50,17 · d) + 47,55.
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Der Film der Erfindung ist nicht nur ausgezeichnet bezüglich der mechanischen Festigkeit, wie
der Schlagfestigkeit, der Zerreißfestigkeit und des Elastizitätsmoduls, sondern auch bezüglich
der Transparenz.
Genaue Beschreibung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Ethylen/α-Olefin-Copolymer und der aus dem Copolymer erhaltene Film
werden nachstehend genauer beschrieben.
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer der Erfindung ist ein zufällig aufgebautes Copolymer aus
Ethylen und einem α-Olefin mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen.
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In dem Ethylen/α-Olefin-Copolymer sind die von Ethylen abgeleiteten Aufbaueinheiten
zweckmäßig in Mengen von 65 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 98 Gew.-%, mehr bevorzugt
75 bis 96 Gew.-%, enthalten und die von α-Olefin mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen abgeleiteten
Aufbaueinheiten sind zweckmäßig in Mengen von 1 bis 35 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 30 Gew.-%,
mehr bevorzugt 4 bis 25 Gew.-%, enthalten.
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Beispiele der α-Olefine mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen schließen Propylen, 1-Buten, 1-Penten,
1-Hexen, 4-Methyl-1-penten, 1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tetradecen, 1-Hexadecen, 1-
Octadecen und 1-Eicosen ein.
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Das Ethylen/a-Olefn-Copolymer besitzt eine Dichte von 0,880 bis 0,960 g/cm³, bevorzugt
0,885 bis 0,940 g/cm³, mehr bevorzugt 0,890 bis 0,935 g/cm³.
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer besitzt eine Schmelzflußrate, gemessen bei 190ºC unter einer
Belastung von 2,16 kg, von 0,1 bis 100 g/10 min. vorzugsweise 0,3 bis 50 g/10 min. mehr
bevorzugt 0,5 bis 20 g/10 min.
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In dem Ethylen/α-Olefin-Copolymer erfüllen die Schmelzspannung (MT (g)) bei 190ºC und die
Schmelzflußrate (MFR (g/10 min)) die Beziehung
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MT ≤ 2,2 · MFR-0,84.
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In dem Ethylenlα-Olefm-Copolymer erfüllen des weiteren die Mengenfraktion (W (Gew.-%))
seiner in n-Decan löslichen Komponente bei 23ºC und die Dichte (d (g/cm³)) die Beziehung
im Fall einer MFR 10 g/10 min.
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W < 80 · exp(-100(d - 0,88)) + 0,1,
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vorzugsweise W < 60 · exp(-100(d - 0,88)) + 0,1,
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mehr bevorzugt W < 40 · exp(-100(d - 0,88)) + 0,1,
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im Fall einer MFR > 10 g/10 min.
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W < 80 · (MFR-9)0,26 · exp(-100(d - 0,88)) + 0,1.
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Es kann gesagt werden, daß das Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit den obigen Eigenschaften eine
enge Massenverteilung zeigt.
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In dem Ethylen/α-Olefin-Copolymer erfüllen die Temperatur (Tm (ºC)) an der Position des
maximalen Peaks einer endothermen Kurve des Copolymeren, gemessen durch ein Differential-
Scanning-Kalorimeter, und die Dichte (d (g/cm³)) die Beziehung
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Tm < 400 · d - 248,
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vorzugsweise Tm < 450 · d - 296,
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mehr bevorzugt Tm < 500 · d - 343,
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insbesondere bevorzugt Tm < 550 · d - 392.
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Aufgrund der geringen Tm für die Dichte des Copolymeren zeigt das Ethylen/α-Olefin-
Copolymer eine bessere Hitzeversiegelbarkeit im Vergleich mit einem Ethylen/α-Olefin-
Copolymer mit derselben Dichte.
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Die endotherme Kurve des Ethylenlα-Olefin-Copolymeren, gemessen mittels eines Differential-
Scanning-Kalorimeters, weist zwei oder mehrere Peaks auf, und die Temperatur (Tm, (ºC)) an
der Position des Peaks auf der niedrigsten Temperaturseite, die Temperatur (Tm (ºC)) an der
Position des maximalen Peaks und die Dichte (d (g/cm³)) erfüllen die Beziehung
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576 - 600d > (Tm - Tm&sub1;) > 558 - 600d.
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer, das solche Eigenschaften besitzt, nämlich daß die endotherme
Kurve des Copolymeren, gemessen mittels DSC, zwei oder mehrere Peaks aufweist und daß die
Temperatur (Tm&sub1; (ºC)) an der Position des Peaks auf der niedrigsten Temperaturseite, die
Temperatur (Tm (ºC)) an der Position des maximalen Peaks und die Dichte (d (g/cm³)) die obige
Beziehung erfüllen, zeigt eine niedrige Anfangstemperatur für die Hitzeversiegelung und gute
Hitzeklebeigenschaften, wenn es zu einem Film geformt wird.
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In dem Ethylen/α-Olefin-Copolymer liegt eine Komponente vor, welche bei einer Temperatur
von nicht weniger als 100ºC in einem Temperaturerhöhungs-Elutions-Fraktionier-Test (TREF)
eluiert wird, und die Menge der eluierten Komponente beträgt 0,5 bis 10%, vorzugsweise bis zu
8%, mehr bevorzugt 1 bis 5%, der Gesamtmenge des Eluats.
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Von dem Ethylen/α-Olefin-Copolymer, in dem eine Komponente, die bei einer nicht unter
100ºC liegenden Temperatur in der Messung des TREF eluiert wird, vorhanden ist und die
Menge der Komponente in dem obigen Bereich liegt, kann ein Film mit ausgezeichneter
Zerreißfestigkeit, hohem Elastizitätmodul und hoher Kräftigkeit (nerve) erhalten werden.
Wenn das Ethylen/a-Olefn-Copolymer zu einem Film gußgeformt wird, hat der resultierende
Film im allgemeinen die folgenden Eigenschaften:
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Die Film-Schlagfestigkeit (FIS (J/m)) und die Dichte (d (g/cm³) erfüllen die Beziehung:
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log(FIS) > (-50,17 · d) + 47,55.
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Das Ethylen/α-Olefm-Copolymer kann z. B. durch Copolymerisierung von Ethylen und eines a-
Olefins mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen in einer Gasphase unter der später beschriebenen
spezifischen Bedingung hergestellt werden und zwar in Gegenwart eines
Olefinpolymerisationskatalysators, der gebildet wird aus:
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(a) der später beschriebenen Übergangsmetallverbindung,
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(b) einer Organoaluminiumoxyverbindung,
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(c) einem Trägermaterial aus feinen Teilchen
und wahlfrei
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(d) einer Organoaluminiumverbindung,
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in einer solchen Weise, daß das resultierende Copolymer eine Dichte von 0,880 g/cm³ bis 0,960
g/cm³ aufweist.
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Der Olefinpolymerisationskatalysator und die Katalysatorkomponenten werden unten
beschrieben.
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Die Übergangsmetallverbindung (a) (manchmal nachstehend als "Komponente (a)" bezeichnet),
die für die Herstellung des Ethylen/α-Olefin-Copolymeren verwendet wird, ist eine
Übergangsmetallverbindung, dargestellt durch die folgende Formel (I).
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MLx (I)
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In der Formel [I] ist M ein Übergangsmetallatom, ausgewählt aus der Gruppe IVB des
Periodensystems, insbesondere Zirkon, Titan oder Hafnium, vorzugsweise Zirkon.
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x ist eine Valenz des Übergangmetallatoms M und gibt die Anzahl der L, die an das
Übergangsmetallatom koordiniert sind, wieder.
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L ist ein Ligand, der an das Übergangsmetallatom M koordiniert ist, und mindestens zwei der
Liganden L sind jeweils eine Cyclopentadienylgruppe, eine Methylcyclopentadienylgruppe, eine
Ethylcyclopentadienylgruppe oder eine substituierte Cyclopentadienylgruppe mit mindestens
einem Substituenten, der aus Kohlenwasserstoffgruppen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen
ausgewählt ist. Der Ligand L ist außer der (substituierten) Cyclopentadienylgruppe eine
Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, ein
Halogenatom, eine Trialkylsilylgruppe oder ein Wasserstoffatom.
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Die substituierte Cyclopentadienylgruppe kann zwei oder mehrere Substituenten tragen, und die
zwei oder mehreren Substituenten können gleich oder voneinander verschieden sein. Wenn die
substituierte Cyclopentadienylgruppe zwei oder mehrere Substituenten trägt, dann ist mindestens
ein Substituent eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und andere
Substituenten können jeweils Methyl, Ethyl oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 10
Kohlenstoffatomen sein. Die an M koordinierten substituierten Cyclopentadienylgruppen können
gleich oder voneinander verschieden sein.
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Beispiele der Kohlenwasserstoffgruppen mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen schließen
Alkylgruppen, Cycloalkylgruppen, Arylgruppen und Aralkylgruppen ein. Genauer können
Alkylgruppen wie n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, t-Butyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, 2-
Ethylhexyl und Decyl; Cycloalkylgruppen wie Cyclopentyl und Cyclohexyl; Arylgruppen wie
Phenyl und Tolyl; und Aralkylgruppen wie Benzyl und Neophyl genannt werden.
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Von diesen sind Alkylgruppen bevorzugt und besonders bevorzugt sind n-Propyl und n-Butyl.
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In der vorliegenden Erfindung ist die (substituierte) Cyclopentadienylgruppe, die an das
Übergangsmetallatom koordiniert ist, vorzugsweise eine substituierte Cyclopentadienylgruppe,
mehr bevorzugt eine Cyclopentadienylgruppe, die mit einer Alkylgruppe mit 3 oder mehr
Kohlenstoffatomen substituiert ist, noch mehr bevorzugt eine disubstituierte
Cyclopentadienylgruppe, insbesondere bevorzugt eine 1,3-substituierte Cyclopentadienylgruppe.
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In der Formel (I) ist der Ligand L, der von der (substituierten) Cyclopentadienylgruppe, die an
das Übergangsmetallatom M koordiniert ist, verschieden ist, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit
1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, ein Halogenatom, eine
Trialkylsilylgruppe oder ein Wasserstoffatom.
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Beispiele der Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen schließen Alkylgruppen,
Cycloalkylgruppen, Arylgruppen und Aralkylgruppen ein. Genauer können Alkylgruppen wie
Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, t-Butyl, Pentyl, Hexyl, Octyl,
2-Ethylhexyl und Decyl; Cycloalkylgruppen wie Cyclopentyl und Cyclohexyl; Arylgruppen wie
Phenyl und Tolyl; und Aralkylgruppen wie Benzyl und Neophyl genannt werden.
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Beispiele der Alkoxygruppen schließen Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, Isopropoxy, n-Butoxy,
Isobutoxy, sec-Butoxy, t-Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Octoxy ein.
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Beispiele der Aryloxygruppen umfassen Phenoxy.
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Beispiele der Halogenatome schließen Fluor, Chlor, Brom und Iod ein.
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Beispiele der Trialkylsilylgruppen schließen Trimethylsilyl, Triethylsilyl und Triphenylsilyl ein.
Unten aufgeführt sind Beispiele der Übergangsmetallverbindungen, die durch die Formel (I)
wiedergegeben werden.
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Bis(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(methylcyclopentadieny1)zirkoniumdichlorid,
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Bis(ethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(n-propylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(n-hexylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(methyl-n-propylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(methyl-n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(dimethyl-n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdibromid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniummethoxychlorid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumethoxychlorid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumbutoxychlorid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumethoxid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniummethylchlorid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdimethyl,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumbenzylchlorid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdibenzyl,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumphenylchlorid
und
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumhydridchlorid.
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In den obigen Beispielen schließen die disubstituierten Cyclopentadienylringe 1,2-substituierte
Cyclopentadienylringe und 1,3-substituierte Cyclopentadienylringe ein. Die trisubstituierten
Cyclopentadienylringe schließen 1,2,3-substituierte Cyclopentadienylringe und
1,2,4-substituierte Cyclopentadienylringe ein. In der vorliegenden Erfindung sind auch
Übergangsmetallverbindungen, bei denen das Zirkon in den oben durch Beispiele veranschaulichten
Zirkonverbindungen durch Titan oder Hafnium ersetzt ist, verwendbar.
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Von den obigen Übergangsmetallverbindungen sind besonders bevorzugt:
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Bis(n-propylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
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Bis(1-methyl-3-n-propylcyclopentadieny1)zirkoniumdichlorid und
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Bis(1-methyl-3-n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid.
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Die
Organoaluminiumoxyverbindung (b) (manchmal nachfolgend als "Komponente (b)"
bezeichnet) kann ein in Benzol lösliches Aluminoxan, das herkömmlich bekannt ist, oder eine in
Benzol unlösliche Organoaluminiumoxyverbindung, die in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 276807/1990 offenbart worden ist, sein.
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Das herkömmlich bekannte Aluminoxan kann z. B. durch Kontaktieren der später beschriebenen
Organoaluminiumverbindung mit Wasser, wie adsorbiertes Wasser, Kristallisationswasser, Eis
oder Wasserdampf, oder durch Umsetzung der später beschriebenen
Organoaluminiumverbindung mit Organozinnoxid hergestellt werden.
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Das in der Erfindung verwendete Trägermaterial aus feinen Teilchen (c) ist eine anorganische
oder organische, granuläre oder teilchenförmige feste Verbindung mit einem
Teilchendurchmesser von 10 bis 300 um, vorzugsweise 20 bis 200 um. Als das anorganische Trägermaterial
wird vorzugsweise ein poröses anorganisches Oxid verwendet. Beispiele solcher Oxide
schließen SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, MgO, ZrO&sub2;, TiO&sub2;, B&sub2;O&sub3;, CaO, ZnO, BaO, ThO&sub2;, und Mischungen davon
wie SiO&sub2;-MgO, SiO&sub2;-Al&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;-TiO&sub2;, SiO&sub2;,-V&sub2;O&sub5;, SiO&sub2;-Cr&sub2;O&sub3; und SiO&sub2;-TiO&sub2;-MgO ein. Unter
ihnen sind diejenigen, die SiO&sub2; und/oder Al&sub2;O&sub3; als ihren Hauptbestandteil enthalten, bevorzugt.
Die oben genannten anorganischen Oxide können kleine Mengen an Carbonatkomponenten,
Sulfatkomponenten, Nitratkomponenten und Oxidkomponenten, wie Na&sub2;CO&sub3;, K&sub2;CO&sub3;, CaCO&sub3;,
MgCO&sub3;, Na&sub2;SO&sub4;, Al&sub2;(SO&sub4;)&sub3;, BaSO&sub4;, KNO&sub3;, Mg(NO&sub3;)&sub2;, Al(NO&sub3;)&sub3;, Na&sub2;O, K&sub2;O und Li&sub2;O,
enthalten.
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Die Eigenschaften des Trägermaterials aus feinen Teilchen (c) variieren je nach dem Typ des
Trägermaterials und dem Verfahren seiner Herstellung, aber bevorzugt verwendet wird ein
Trägermaterial aus feinen Teilchen mit einer spezifischen Oberflächenfläche von 50 bis
1.000 m²/g, vorzugsweise 100 bis 700 m²/g und mit einem Porenvolumen von 0,3 bis 2,5 m³/g.
Das Trägermaterial aus feinen Teilchen kann nach der Calcinierung bei einer Temperatur von
100 bis 1.000ºC, vorzugsweise 150 bis 700ºC, falls zweckmäßig, verwendet werden.
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Auch verwendbar als das Trägermaterial aus feinen Teilchen ist eine organische, granuläre oder
teilchenförmige feste Verbindung mit einem Teilchendurchmesser von 10 bis 300 um. Zum
Beispiel sind (Co)polymere, hauptsächlich hergestellt aus α-Olefinen mit 2 bis 14
Kohlenstoffatomen, wie Ethylen, Propylen, 1-Buten und 4-Methyl-1-penten, oder (Co)polymere,
hauptsächlich hergestellt aus Vinylcyclohexan oder Styrol, verwendbar.
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Der Olefinpolymerisationskatalysator, der zur Herstellung des Ethylen/α-Olefm-Copolymeren
verwendet wird, wird aus der Komponente (a), der Komponente (b) und der Komponente (c)
gebildet. Zusätzlich dazu kann gegebenenfalls eine Organoaluminiumverbindung (d) verwendet
werden.
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Die Organoaluminiumverbindung (d) (manchmal nachstehend als "Komponente (d)" bezeichnet)
ist z. B. eine Verbindung, die durch die folgende Formel (II) wiedergegeben wird:
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R¹nAlX3-n (II)
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wobei R¹ eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, X ein Halogenatom
oder ein Wasserstoffatom ist und n 1 bis 3 ist.
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In der Formel (II) ist R¹ eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, z. B. eine
Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe oder eine Arylgruppe. Besondere Beispiele dieser Gruppen
schließen Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, Isobutyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, Cyclopentyl,
Cyclohexyl, Phenyl und Tolyl ein.
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Beispiele solcher Organoaluminiumverbindungen schließen ein:
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Trialkylaluminiumverbindungen, wie Trimethylaluminium, Triethylaluminium,
Triisopropylaluminium, Trüsobutylaluminium, Trioctylaluminium und Tri-2-ethylhexylaluminium;
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Alkenylaluminiumverbindungen, wie Isoprenylaluminium;
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Dialkylaluminiumhalogenide, wie Dimethylaluminiumchlorid, Diethylaluminiumchlorid,
Diisopropylaluminiumchlorid, Diisobutylaluminiumchlorid und Dimethylaluminiumbromid;
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Alkylaluminiumsesquihalogenide, wie Methylaluminiumsesquichlorid,
Ethylaluminiumsesquichlorid, Isopropylaluminiumsesquichlorid, Butylaluminiumsesquichlorid und
Ethylaluminiumsesquibromid;
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Alkylaluminiumdihalogenide, wie Methylaluminiumdichlorid, Ethylaluminiumdichlorid,
Isopropylaluminiumdichlorid und Ethylaluminiumdibromid; und
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Alkylaluminiumhydridverbindungen wie Diethylaluminiumhydrid und
Diisobutylaluminiumhydrid.
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Als die Organoaluminiumverbindung (d) auch verwendbar ist eine Verbindung, dargestellt durch
die folgende Formel (III):
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R¹nAlY3-n (III)
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Worin R¹ der gleiche Kohlenwasserstoffrest ist, wie für R¹ in der Formel (II) beschrieben; Y eine
-OR²-Gruppe, eine -OSiR³&sub3;-Gruppe, eine -OAlR&sup4;&sub2;-Gruppe, eine -NR&sup5;&sub2;-Gruppe, eine
-SiR&sup6;&sub3;-Gruppe oder eine N(R&sup7;)AlR&sup8;&sub2;-Gruppe ist; n 1 bis 2 ist; R², R³, R&sup4; und R&sup8; jeweils Methyl,
Ethyl, Isopropyl, Isobutyl, Cyclohexyl, Phenyl oder ähnliche sind; R&sup5; Wasserstoff, Methyl,
Ethyl, Isopropyl, Phenyl, Trimethylsilyl oder ähnliche sind; und R&sup6; und R&sup7; jeweils Methyl, Ethyl
oder ähnliche sind.
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Unter solchen Organoaluminiumverbindungen sind Verbindungen der Formel R¹nAl(OAlR&sup4;&sub2;)3-n
z. B. Et&sub2;AlOAlEt&sub2; und (iso-Bu)&sub2;AlOAl(iso-Bu)&sub2;, bevorzugt.
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Von den Organoaluminiumverbindungen, die durch die Formeln (II) und (III) wiedergegeben
werden, sind Verbindungen der Formel R¹&sub3;Al bevorzugt und insbesondere sind Verbindungen
der gleichen Formel, in der R¹ eine Isoalkylgruppe ist, bevorzugt.
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In der Herstellung des Ethylen/α-Olefin-Copolymeren wird der Katalysator, der durch
Kontaktieren der Komponente (a), der Komponente (b), dem Trägermaterial aus feinen Teilchen
(c) und gegebenenfalls die Komponente (d) hergestellt wurde, verwendet.
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Das Kontaktieren der obigen Komponenten wird in einem inertem
Kohlenwasser-stofflösungsmittel durchgeführt. Beispiele der inerten Kohlenwasserstofflösungsmittel, die zur
Herstellung des Katalysators verwendet werden, schließen aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie
Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Decan, Dodecan und Kerosin; alicyclische
Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclopentan; aromatische
Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie
Ethylenchlorid, Chlorbenzol und Dichlormethan; und Mischungen dieser Kohlenwasserstoffe ein.
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Der Katalysator, der zur Herstellung des Ethylen/α-Olefin-Copolymeren verwendet wird, kann
ein vorpolymerisierter Katalysator sein, der erhalten wird durch Vorpolymerisieren eines Olefins
in Gegenwart der Komponente (a), der Komponente (b), dem Trägermaterial aus feinen Teilchen
(c) und, falls erforderlich, der Komponente (d). Die Vorpolymerisierung kann durchgeführt
werden, indem ein Olefin in ein inertes Kohlenwasserstofflösungsmittel in Gegenwart der
Komponente (a), der Komponente (b), dem Trägermaterial aus feinen Teilchen (c) und, falls
erforderlich, der Komponente (d) eingebracht wird.
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Beispiele der in der Vorpolymerisierung verwendeten Olefine schließen Ethylen und die
gleichen α-Olefine mit 3 bis 20 Kohlenstoffatome, wie oben beschrieben, ein. Von diesen sind
insbesondere Ethylen oder eine Kombination von Ethylen und eines α-Olefins, das in der
Polymerisierung verwendet wird, bevorzugt.
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Die Vorpolymerisierung kann mit jedwedem chargenweise oder kontinuierlich arbeitenden
Verfahren durchgeführt werden, und sie kann unter vermindertem Druck, Atmosphärendruck
oder unter Anwendung von Druck durchgeführt werden. In der Vorpolymerisierung ist es
zweckmäßig, daß ein Vorpolymer mit einer inneren Viskosität [η] von 0,2 bis 7 dl/g,
vorzugsweise 0,5 bis 5 dl/g, gemessen in Decalin bei 135ºC, hergestellt wird, indem es
zugelassen wird, daß Wasserstoff in dem System zusätzlich vorhanden ist.
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer wird erhalten, indem Ethylen und das gleiche wie oben
beschriebene α-Olefin mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen in einer Gasphase in Gegenwart des
Olefinpolymerisationskatalysators oder des vorpolymerisierten Katalysators copolymerisiert
wird.
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In der Polymerisation wird der Olefinpolymerisationskatalysator oder der vorpolymerisierte
Katalysator zweckmäßig in solch einer Menge verwendet, daß die Konzentration des
Übergangsmetallatoms in dem Polymerisationsreaktionssystem gewöhnlich 10&supmin;&sup8; bis 10&supmin;³
g·Atom/Liter, vorzugsweise 10&supmin;&sup7; bis 10&supmin;&sup4; g·Atom/Liter beträgt.
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In der Polymerisation kann eine Organoaluminiumoxyverbindung, die zu der Komponente (b)
und/oder der Organoaluminiumverbindung (d) ähnlich ist, zugegeben werden. In diesem Fall ist
das Atomverhältnis des Aluminiumatoms (Al), das von der Organoalüminiumoxyverbindung
und der Organoaluminiumverbindung abgeleitet ist, zu dem Übergangsmetallatom (M), das von
der Übergangsmetallverbindung (a) abgeleitet ist, Al/M, in einem Bereich von 5 bis 300,
vorzugsweise 10 bis 200, mehr bevorzugt 15 bis 150.
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Die Polymerisationstemperatur liegt im Bereich von gewöhnlich 0 bis 120ºC, vorzugsweise 20
bis 100ºC.
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Der Polymerisationsdruck liegt im Bereich von gewöhnlich atmosphärischem Druck bis 100
kg/cm², vorzugsweise 2 bis 50 kg/cm². Die Polymerisation kann mit jedwedem chargenweise,
halbkontinuierlich und kontinuierlich arbeitenden Verfahren durchgeführt werden.
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Zu diesem Zeitpunkt ist es zweckmäßig, daß der Partialdruck der Monomere im Bereich von 8
bis 41 kg/cm², vorzugsweise 10 bis 28 kg/cm² liegt. Des weiteren ist der Partialdruck der
Monomere zweckmäßig 40 bis 90% des Gesamtdrucks, vorzugsweise 50 bis 80%.
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Bei Verwendung der zuvor genannten Bedingungen wird die katalytische Aktivität erhöht, und
die Größe der Polymerteilchen in dem fluidisierenden Bett wird vergrößert, wodurch die Bildung
von Polymeren aus feinen Teilchen und die Menge der nicht gewachsenen Katalysatorteilchen
vermindert wird. Gleichermaßen wird auch Verschmutzung und Verkrustung in dem Reaktor
vermieden. Des weiteren wird das Eindringen von Polymeren aus feinen Teilchen und/oder
Katalysator aus feinen Teilchen in die zirkuläre Gasleitung verhindert, wodurch das Verstopfen
der zirkulären Gasleitung, des Wärmeaustauschers, der Gasverteilungsplatte und ähnliches
verhindert wird.
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Des weiteren werden Polymerkomponenten mit einer hohen Leitfähigkeit in großer Menge
hergestellt, wodurch die Entstehung statischer Elektrizität verhindert wird. Zusätzlich wird noch
die Fließfähigkeit der Polymerteilchen in dem fluidisierenden Bett verbessert und dadurch das
Abblättern und die Bildung von voluminösen Polymer verhindert.
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Unter den oben beschriebenen Bedingungen kann das Ethylen/α-Olefin-Copolymer gemäß der
vorliegenden Erfindung hergestellt werden durch eine einstufige Dampfphasenpolymerisation.
Demgemäß ist das bevorzugte Verfahren zur Herstellung des Ethylen/α-Olefin-Copolymeren der
vorliegenden Erfindung die einstufige Dampfphasenpolymerisation unter Verwendung des zuvor
genannten vorpolymerisierten Katalysators.
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Weiter kann die Polymerisation in zwei oder mehreren Stufen bei verschiedenen
Reaktionsbedingungen durchgeführt werden.
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Zu dem Ethylen/α-Olefin-Copolymer der vorliegenden Erfindung können eine Vielzahl von
Zusatzmitteln, wie ein Stabilisator für bessere Wetterbeständigkeit, ein Hitzestabilisator, ein
antistatisches Mittel, ein Antirutschmittel, ein Antiblockingmittel, ein Mittel gegen Trübung, ein
Gleitmittel, ein Pigment, ein Farbstoff, ein keimbildendes Mittel, ein Weichmacher, ein Mittel
gegen vorzeitiges Altern, ein Absorbens für Chlorwasserstoffsäure und ein Antioxidationsmittel,
in Grenzen, die für die Aufgabe der Erfindung nicht nachteilig sind, zugegeben werden.
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer der Erfindung kann ohne spezifische Einschränkung in
Gebieten, in denen Ethylencopolymere herkömmlicherweise verwendet werden, verwendet
werden, und es kann in besonders geeigneter Weise für Filme, wie gegossene Filme und
Aufblasfilme, oder Blätter, wie Extrusionsblätter, verwendet werden.
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Zur Herstellung von Filmen oder Blättern aus dem Ethylen/α-Olefin-Copolymeren der
Erfindung können herkömmliche Verfahren und Bedingungen verwendet werden.
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In dem gegossenen Film, der aus dem Ethylen/α-Olefin-Copolymeren der Erfindung erhalten
wird, ist es zweckmäßig, daß die Film-Schlagfestigkeit (FIS (J/m)) und die Dichte (d (g/cm³) die
Beziehung
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log(FIS) > (-50,17 · d) + 47,55 erfüllen.
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Der gegossenen Film, der von dem Ethylen/α-Olefin-Copolymeren der Erfindung erhalten wird,
ist nicht nur hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften, wie Trübung und Glanz, ausgezeichnet,
sondern auch in mechanischer Festigkeit, wie Elastizitätsmodul, Dehnung, Schlagfestigkeit und
Zerreißfestigkeit. Nebenbei erwähnt sei, daß der gegossene Film einen ausgezeichneten
Blockingbeständigkeit und einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist.
Wirkung der Erfindung
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer der Erfindung zeigt ausgezeichnete Formbarkeit und aus
diesem Copolymer können geformte Produkte mit ausgezeichneter mechanischer Stärke und
Transparenz erhalten werden.
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Wenn das Ethylenla-Olefin-Copolymer der Erfindung zu einen Film, wie einen gegossenen
Film, geformt wird, dann zeigt der resultierende Film ausgezeichnete Transparenz und
mechanische Festigkeit.
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Unten beschrieben sind Definitionen von Eigenschaftswerten, die Messung von
Eigenschaftswerten und ein hierin verwendetes Formverfahren.
(1) Granulierung von Ethylencopolymer
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100 Gewichtsteile eines pulverförmigen Ethylencopolymeren, das durch ein
Gasphasenpolymerisationsverfahren erhalten wurde, wird mit 0,05 Gewichtsteilen
Tri(2,4-di-t-butylphenyl)phosphat als ein sekundäres Antioxidationsmittel, 0,1 Gewichtsteilen n-Octadecyl-3-(4'-
hydroxy-3',5'-di-t-butylphenyl)propionat als einen Hitzestabilisator und 0,05 Gewichtsteilen
Calciumstearat als ein Absobens für Chlorwasserstoffsäure vermischt werden. Dann wird die
Mischung mit einem spitz zulaufenden konischen Zwillingsschneckenextruder (hergestellt von
Harque Co.) bei einer voreingestellten Temperatur von 180ºC schmelzextrudiert, um granuläre
Pellets herzustellen.
(2) Dichte
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Stränge, die bei der Messung der Schmelzflußrate bei 190ºC unter einer Belastung von 2,16 kg
erhalten würden, werden hitzebehandelt bei 120ºC für eine Stunde und langsam auf
Raumtemperatur über einen Zeitraum von einer Stunde abgekühlt. Dann wird die Dichte durch
ein Dichtegradientenröhrchen gemessen.
(3) Zusammensetzung des Copolymeren
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Die Zusammensetzung eines Copolymeren wird durch ¹³C-NMR bestimmt. Das heißt, daß ein
¹³C-NMR-Spektrum einer Probe, die durch homogenes Auflösen von etwa 200 mg eines
Copolymerpulvers in 1 ml Hexachlorbutadien in einem Meßrohr mit einem Durchmesser von 10
mm erhalten wird, gemessen wird unter den Meßbedingungen einer Meßtemperatur von 120ºC,
einer Meßfrequenz von 25,05 MHz, einer Spektrumsbreite von 1.500 Hz, einer
Pulswiederholzeit von 4,2 sek und einer Pulsbreite von 6 usek.
(4) Schmelzflußrate (MFR)
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Die Schmelzflußrate wird unter Verwendung von granulären Pellets eines Copolymeren gemäß
den Anforderungen der ASTM D 1238-65T unter den Bedingungen einer Temperatur von 190ºC
und einer Belastung von 2,16 kg gemessen.
(5) Temperaturmessung (Tm&sub1;, Tm) an der Position des Peaks durch DSC
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Ein DSC-7-Modell, das von Perkin Eimer Co. hergestellt wurde, wurde verwendet. Die
Temperaturen (Tm&sub1;, Tm) an den Positionen der Peaks einer endothermen Kurve wurden aus
einer endothermen Kurve, die durch Erhitzen einer Probe von etwa 5 mg auf bis zu 200ºC mit
einer Geschwindigkeit von 10ºC/min in einer Aluminiumpfanne, durch Halten der Probe auf
200ºC für 5 Minuten, durch ihre Abkühlung auf Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von
10ºC/min und ihrer Erhitzung mit einer Rate von 10ºC/min. erhalten wurde, abgelesen.
(6) Mengenfraktion (W) einer in n-Decan löslichen Komponente
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Die Mengenfraktion (W) einer in n-Decan löslichen Komponente wird folgendermaßen
gemessen. Etwa 3 g eines Copolymeren wird zu 450 ml n-Decan gegeben, bei 145ºC darin gelöst
und auf 23ºC abgekühlt. Der in n-Decan unlösliche Teil wird durch Filtration entfernt und der in
n-Decan lösliche Teil wird aus dem Filtrat zurückgewonnen.
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Die Mengenfraktion (W) einer in n-Decan löslichen Komponente ist durch die folgende Formel
definiert:
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W (%) = Gewicht des in n-Decan löslichen Teils / Gesamtgewicht der in n-Decan
unlöslichen und in n-Decan löslichen Teile · 100
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Ein Copolymer mit einer kleinen Mengenfraktion der löslichen Komponente hat eine enge
Zusammensetzungsverteilung.
(7) Schmelzspannung (MT)
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Die Schmelzspannung wird durch die Messung einer Belastung, die gegeben ist, wenn ein
geschmolzenes Polymer mit einer konstanten Geschwindigkeit gestreckt wird, bestimmt. Das
heißt, daß granuläre Pellets eines Copolymeren als eine Probe, die gemessen werden soll,
verwendet werden und die Messung wird unter Verwendung einer MT-Meßvorrichtung
(hergestellt von Toyo Seiki Seisakusho) unter den Bedingungen einer Harztemperatur von
190ºC,
einer Extrusionsgeschwindigkeit von 15 mm/min. einer Aufnahmerate von 10 bis 20
m/min. einem Düsendurchmesser von 2,09 mm und einer Düsenlänge von 8 mm durchgeführt.
(8) Flußindex
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Der Flußindex wird durch Extrudierung eines Harzes durch eine Kapillare unter Veränderung
der Scherrate und Ermittlung einer Scherrate, die der vorbestimmten Belastung entspricht,
bestimmt. Das heißt, daß der Flußindex unter Verwendung der gleichen Probe wie in der
Messung der MT durch eine Kapillaren-Flußtestvorrichtung (hergestellt von Toyo Seiki
Seisakusho K. K.) unter den Bedingungen einer Harztemperatur von 190ºC und einer Scherrate
von etwa 5 · 10&supmin;&sup4; bis 3 · 10&supmin;&sup6; dyne/cm² gemessen wird.
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Bei dieser Messung wird der Durchmesser der Düse (Kappilare) in Abhängigkeit der MFR
(g/10 min) des Harzes, wie unten beschrieben, verändert.
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MFR > 20 : 0,5 mm
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20 ≥ MFR > 3 : 1,0 mm
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3 ≥ MFR > 0,8 : 2,0 mm
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0,8 ≥ MFR: 3,0 mm
(9) Temperaturerhöhungs-Elutions-Fraktionier-Test (TREF)
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Eine Probelösung wurde in eine Säule bei 140ºC gegeben, dann abgekühlt auf 25ºC mit einer
Abkühlgeschwindigkeit von 10ºC/h und erhitzt mit einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 15
ºC/h auf die Temperatur, bei der die Menge des Eluats nicht wesentlich erhöht wird. Während
dieses Verfahrens wurde durch das Online-System, dessen Detektor ein FTIR vom Magna-550-
Typ (Nicolet Co.) ist, eine bei einer konstanten Flußgeschwindigkeit von 1,0 mumin
kontinuierlich eluierte Komponente detektiert.
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Bei diesem Test wurde eine Säule von 2,14 cm (Durchmesser) · 15 cm verwendet,
Glasskügelchen mit 100 um Durchmesser wurden als Füllstoff verwendet und ortho-Chlorbenzol
wurde als Lösungsmittel verwendet. Die Konzentration der Probenlösung war 200 mg/ 40 ml
ortho-Chlorbenzol und die Menge der Probenlösung war 7,5 ml.
(10) Herstellung des Films
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Ein Film mit einer Dicke von 40 um wurde durch Spritzgießen unter Verwendung eines
Einschneckenextruders (Durchmesser: 30 mm, L/D: 25) bei den Bedingungen einer Lippenbreite
von 0,7 mm, einer Verarbeitungstemperatur von 210ºC, einer Extrusionsmenge von etwa 22 g,
einer Walzentemperatur von 40ºC und einer Aufnahmegeschwindigkeit von 2,4 m/min
hergestellt.
(11) Bewertung der Filmeigenschaften
(a) Trübung
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Die Trübung wurde gemäß den Anforderungen der ASTM D 1003-61 bestimmt.
(b) Glanz
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Der Glanz wurde gemäß den Anforderungen der JIS Z 8741 bestimmt.
(c) Schlagfestigkeit des Films (FIS)
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Die Schlagfestigkeit des Films wurde mit einer Filmschlagfestigkeit-Testvorrichtung des
Pendeltyps, hergestellt von Toyo Seiki Seisakusho, bestimmt.
(d) Vollständige Hitzeversiegelungstemperatur
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Die Hitzeversiegelung wurde unter Verwendung eines Hitzeversieglers, der durch Tester
Industry hergestellt wurde, durchgeführt. Das heißt, das ein Film auf eine Größe von etwa 120
mm · 120 mm (ein Satz von zwei Blättern) zugeschnitten wurde. Zwei der so zugeschnitten
Filme wurden auf einer Seite mit einer Versiegelungsbreite von 5 mm unter einem
Versiegelungsdruck von 2 kg/cm² über einen Versiegelungszeitraum von 1 Sekunde hitzeversiegelt. Die
voreingestellte Temperatur der Versiegelungsstange wurde um 5ºC verändert und bei jeder
Temperatur wurden die Filme hitzeversiegelt.
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Die so hitzeversiegelten Filme wurden senkrecht zu dem hitzeversiegelten Teil geschnitten, um
eine Probe von 15 mm (Breite) · 100 mm zu erhalten. Die zwei Seiten auf der Seite, die
gegenüber dem hitzeversiegelten Teil des Teststücks wurden mit einem Preßluftftitter eines
Allzwecktesters vom Instron-Typ eingespannt, und ein Zugtest wurde unter den Bedingungen
eines Einspannabstands von 30 mm und einer Zuggeschwindigkeit von 300 mm/min
durchgeführt. Die niedrigste Temperatur, bei der der hitzeversiegelte Teil nicht aufgetrennt wurde und
ein Teil des Substrats zerbrochen wurde, wurde als die vollständige
Hitzeversiegelungstemperatur genommen.
(e) Elmendorf-Zerreißfestigkeit
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Die Elmendorf-Zerreißfestigkeit wurde gemäß den Anforderungen der JIS Z 1702 unter
Verwendung einer Elmendorf-Zerreißfestigkeit-Testvorrichtung, hergestellt von Toyo Seiki
Seisakusho, bestimmt. Eine Kerbe wurde jeweils in Filmaufnahmerichtung (MD) und in der
Richtung (TD), die rechtwinklig zur Filmaufnahmerichtung liegt, zugefügt.
(f) Elastizitätsmodul
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Aus dem Film wurde ein hantelförmiges Teststück mit einer Größe, die der JIS K 6718
entsprach, herausgestanzt. Das Teststück wurde jeweils in Filmaufnahmerichtung (MD) und in
der Richtung (TD), die rechtwinklig zur Filmaufnahmerichtung liegt, herausgestanzt. Das
Teststück wurde mit einem Preßluftfutter eines Allzwecktesters vom Instron-Typ eingespannt,
und ein Zugtest wurde unter den Bedingungen eines Einspannabstands von 86 mm und einer
Zuggeschwindigkeit von 200 mm/min durchgeführt. Eine Neigung gegen die Verzerrung der
anfänglichen Belastung wurde als Elastizitätmodul genommen.
(g) Blockingkraft
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Ein Aufblasfilm mit einer Größe von 10 cm · 20 cm wurde sandwichartig zwischen zwei Blätter
Schreibmaschinenpapier gegeben, dann weiter sandwichartig zwischen zwei Glasplatten
gegeben und darauf wurde eine Last von 10 kg in einem Luftbad bei 50ºC für 24 Stunden
aufgelegt. Dann wurde der Film von dem Schreibmaschinenpapier mit Hilfe eines Werkzeugs
vom offenen Typ mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/min abgetrennt. Eine Last, die
angewandt wurde, um den Film abzutrennen, wurde als A (g) genommen und die Blockingkraft
(F (g/cm)) wurde gemäß der Gleichung berechnet: F = A/ Breite des Teststücks.
Beispiel
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Die vorliegende Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele
beschrieben werden, aber sie sollten so ausgelegt werden, daß die Erfindung in keiner Weise auf
dieses Beispiele beschränkt ist.
Herstellungsbeispiel 1
Herstellung des Ethylen/α-Olefin-Copolymeren [A]
Herstellung des Katalysators
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10 kg an Silica, das für 10 Stunden bei 250ºC getrocknet worden ist, wurde in 154 Liter Toluol
suspendiert und die entstandene Suspension wurde auf 0ºC abgekühlt. Dann wurde zu der
Suspension tropfenweise 57,5 Liter einer Toluollösung von Methylaluminoxan (Al: 1,33
ml/Liter) über einen Zeitraum von einer Stunde gegeben. Während der Zugabe wurde die
Temperatur des Systems bei 0ºC gehalten. Anschließend wurde die Reaktion bei 0ºC für 30
Minuten durchgeführt. Dann wurde die Temperatur des Systems auf 95ºC über einen Zeitraum
von 1,5 Stunden erhöht und die Reaktion bei dieser Temperatur über einen Zeitraum von 20
Stunden durchgeführt. Danach wurde das System auf 60ºC abgekühlt und die überstehende
Flüssigkeit wurde durch Dekantieren entfernt. Die erhaltene feste Komponente wurde zweimal
mit Toluol gewaschen und in 100 Liter Toluol resuspendiert. Zu dem System wurden 16,8 Liter
einer Toluollösung von Bis(1-methyl-3-n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid (Zr: 27,0
mmol/l) tropfenweise bei 80ºC über einen Zeitraum von 30 Minuten zugegeben. Die Reaktion
wurde bei 80ºC für 2 Stunden weiter durchgeführt. Dann wurde die überstehende Flüssigkeit
entfernt und der Rückstand wurde zweimal mit Hexan gewaschen, um einen festen Katalysator,
der 3,5 mg an Zirkon pro 1 g Katalysator enthält, zu erhalten.
Herstellung des vorpolymerisierten Katalysators
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Zu 87 Litern Hexan, die 2,5 mol Trüsobutylaluminium enthielten, wurden 870 g des festen oben
erhaltenen Katalysators und 260 g 1-Hexen gegeben und die Vorpolymerisierung von Ethylen
wurde bei 35ºC für 5 Stunden durchgeführt, um einen vorpolymerisierten Katalysator, der 10 g
an Polyethylen als ein Vorpolymer pro 1 g an festen Katalysator enthielt, zu erhalten.
Polymerisierung
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In einer kontinuierlich arbeitenden Gasphasenpolymerisationsvorrichtung mit fluidisiertem Bett
wurde die Copolymerisation von Ethylen und 1-Hexen unter einem Gesamtdruck von 20 kg/cm²-
G und einer Polymerisationstemperatur von 80ºC durchgeführt. Dem System wurden
kontinuierlich der oben hergestellte vorpolymerisierte Katalysator mit einer Beschickungsgeschwindigkeit
von 0,33 mmol/h, bezogen auf Zirkonatome, und Triisobutylaluminium mit einer
Beschickungsgeschwindigkeit von 10 mmol/h zugeführt. Des weiteren wurden dem System kontinuierlich
Ethylen, 1-Hexen, Wasserstoff und Stickstoff zugeführt, um die Gaszusammensetzung während
der Polymerisation konstant zu halten (Gaszusammensetzung: 1-Hexen/Ethylen = 0,02,
Wasserstoff/Ethylen = 4,6 · 10&supmin;&sup4; Konzentration des Ethylens = 70%).
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Die Ausbeute an Ethylen/α-Olefin-Copolymer (A-1) war 60 kg/h und dieser Copolymer hatte
eine Dichte von 0,926 g/cm³ und eine MFR von 4,2 g/10 min. Die Temperatur an der Position des
maximalen Peaks einer endothermen Kurve des Copolymeren, gemessen mittels DSC, war
117,2ºC, die Temperatur an der Position des Peaks auf der niedrigsten Temperaturseite war
106,7ºC und die Mengenfraktion der in Decan löslichen Komponente bei Raumtemperatur war
0,13 Gewichtsteile.
Beispiel 1
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Der Ethylen/α-Olefin-Copolymer (A-1) wurde schmelzgeknetet und pelletisiert. Die
resultierenden Pellets wurden einem Spritzgießen unterzogen, um einen Film mit einer Dicke von 40 um
herzustellen. Die Eigenschaften des Copolymeren und des Films sind in den Tabellen 1 und 2
beschrieben.
Beispiele 2 bis 6
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Die Ethylen/α-Olefin-Copolymere (A-2) bis (A-6) wurden nach dem gleichen Verfahren wie in
dem Herstellungsbeispiel erhalten, außer das die Gaszusammensetzung verändert wurde, so daß
die resultierenden Ethylen/α-Olefin-Copolymere (A-2) bis (A-6) Dichten und MFRs wie in
Tabelle 1 gezeigt aufwiesen. Bei der Herstellung des Ethylen/α-Olefin-Copolymeren (A-4)
wurde jedoch die Polymerisationstemperatur auf 70ºC abgeändert.
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Die Ethylen/α-Olefin-Copolymere (A-2) bis (A-6) wurden jeweils schmelzgeknetet und
pelletisiert. Die resultierenden Pellets wurden einem Spritzgießen unterzogen, um Filme mit
einer jeweiligen Dicke von 40 um herzustellen. Die Eigenschaften der Copolymere und der
Filme sind in den Tabellen 1 und 2 beschrieben.
Tabelle 1 (1)
Tabelle 1 (2)
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*1 Formel (1): 2, 2 · MFROM
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*2 Formel (2): 150 · MFR
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*3 Formel (3): 80 · exp (-100(d-0,88)) + 0,1
Tabelle 1 (3)
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*4 Formel (4): 400 · d-248
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* 5 Formel (5): 576-600d
-
*6 Formel (6): 558-600d
-
* Verhältnis der Menge der Komponente, die eluiert wird bei einer Temperatur während der
Messung des TREF von nicht unterhalb 100ºC, zu der Gesamtmenge des Eluats.
Tabelle 2 (1)
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* NB: nicht gebrochen
-
*7 Formel (7): (-50, 17 · d) + 47,55
Tabelle 2 (2)