JPH0848711A - 重合方法 - Google Patents

重合方法

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JPH0848711A JP7082960A JP8296095A JPH0848711A JP H0848711 A JPH0848711 A JP H0848711A JP 7082960 A JP7082960 A JP 7082960A JP 8296095 A JP8296095 A JP 8296095A JP H0848711 A JPH0848711 A JP H0848711A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 長鎖分枝を有するポリオレフィンの製造方法
を提供する。 【構成】 式： （式中、Ｃｐ1 、Ｃｐ2 は独立して置換または未置換イ
ンデニルまたは水素添加インデニル基であり、Ｙは１価
のアニオン配位子であり、Ｍはジルコニウム、チタニウ
ムまたはハフニウムであり、そしてＺは１〜２０個の炭
素原子を有するアルキレン基またはジアルキルシリル−
またはゲルマニル−基またはアルキルホフィンまたはア
ミン基からなる架橋基である）を有するメタロセン錯体
の存在における重合からなるフロー活性化により測定さ
れた場合にポリマー背骨に沿う少なくとも０．０１長鎖
分枝（ＬＣＢ）／１０００炭素原子と２．５より大なる
分子量分配を有するポリオレフィンの製造方法。 【効果】 特別なフロー活性化エネルギー／ＬＣＢ関係
を示している低密度ポリエチレンおよびポリオレフィン
を単一工程でガス相中で製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィンの製造
方法、特に長鎖分枝の程度を有するポリオレフィンの製
造方法および改善された処理能力を示す方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】慣用のチーグラー触媒から製造されたポ
リエチレンは、例えば慣用のクロミウム触媒を用いて製
造したものよりも狭い分子量分布を有しており、そして
一般に平均的な処理能力しか示さない。例えば、チタニ
ウムに基づく触媒を用いて調製した慣用の線状低密度ポ
リエチレンは（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（Ｌ
ＤＰＥ）よりも低い処理能力を示す。
【０００３】慣用のメタロセン触媒、例えばビス（シク
ロペンタジエニル）ジルコニウム系を用いて製造したポ
リエチレンは、一様に一層狭い分子量分布を有してお
り、そしてまた処理能力問題、例えばメルトフラクチャ
ー、低溶融張力等を示す。
【０００４】処理能力を改善するためには、分子量分布
の幅を増大させるか、またはポリマー中の長鎖分枝の程
度を増大させればよい。一層高いずり稀薄化を示す一
方、衝撃特性他を維持する製品が望ましい。しかしなが
ら、処理能力におけるいずれのこのような改善もガス相
で重合することにより達成することができる。
【０００５】いくつかの試みが処理能力を改善するため
に行われてきている。国際特許公開第９３／０８２２１
号公報は、長鎖分枝を導入して狭い分子量分布における
処理能力を増大させるために特殊な不自然な幾何異性触
媒の使用を開示している。
【０００６】欧州特許第４５２９２０号公報は、狭い組
成分布および改善された泡安定性のために溶融張力の増
大をもたらす一連の予備重合させた架橋メタロセン触媒
の使用を開示している。
【０００７】処理能力を改善するためのもう１つの溶液
は、ＬＬＤＰＥ（慣用のチーグラー触媒を使用して調
製）をＬＤＰＥ（高圧遊離基法を使用して調製）と混合
してＬＤＰＥ処理能力によりＬＬＤＰＥ機械的特性の利
点を得ることである。しかしながら、混合は問題、例え
ば減成、着色、酸化防止および多成分系の低い混合また
は非相溶性に基づき、ヒートシールのような性質の減少
をもたらすのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は現在、触
媒として特殊なメタロセン錯体を使用することにより、
ＬＤＰＥおよびＬＬＤＰＥの混合物と一致する性質を示
すポリマーを、単一工程でガス相中で製造できることを
見出した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、
一般式：
【化３】 （式中、Ｃｐ1 、Ｃｐ2 は独立して置換または未置換イ
ンデニルまたは水素添加インデニル基であり、Ｙは１価
のアニオン配位子であり、Ｍはジルコニウム、チタニウ
ムまたはハフニウムであり、そしてＺは１〜２０個の炭
素原子を有するアルキレン基またはジアルキルシリル−
またはゲルマニル−基またはアルキルホスフィンまたは
アミン基からなる架橋基である）を有するメタロセン錯
体からなる触媒の存在においてオレフィンモノマーを重
合することを特徴とする（フロー活性化により測定され
た場合に）ポリマー背骨に沿う少なくとも０．０１長鎖
分枝／１０００炭素原子と２．５より大なる分子量分布
（Ｍw ／Ｍn ）の幅を有するポリオレフィンの製造方法
を提供する。
【００１０】好ましい錯体は、Ｍがジルコニウムである
ものである。
【００１１】１価アニオン配位子は、好適には水素、ハ
ライド、ヒドロカルビル、アルコキシド、アミドまたは
ホスファイドそして好ましくはハライドである。
【００１２】Ｚがアルキレン基である場合、それは好ま
しくは２個の炭素原子である。
【００１３】特に好ましいメタロセン錯体は、式：
【化４】 で表されるＣ2 −架橋ビス（インデニル）ジルコニウム
ジクロリドである。
【００１４】本発明で使用するメタロセンは、好適な助
触媒の存在において使用することができる。好適には、
助触媒は周期律表のＩＡ、ＩＩＡ、ＩＩＢまたはＩＩＩ
Ｂ族の金属を有する有機金属化合物である。好ましく
は、金属はリチウム、アルミニウム、マグネシウム、亜
鉛および硼素を包含する群から選択される。このような
助触媒は、重合反応、特にオレフィンの重合におけるそ
れらの使用が公知であり、そしてトリアルキル、アルキ
ルヒドリド、アルキルハロおよびアルキルアルコキシア
ルミニウム化合物のような有機アルミニウム化合物を包
含している。好適には、各アルキルまたはアルコキシ基
は１〜６個の炭素を含有する。このような化合物の例と
しては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニ
ウム、ジエチルアルミニウムヒドリド、トリイソブチル
アルミニウム、トリデシルアルミニウム、トリドデシル
アルミニウム、ジエチルアルミニウムメトキシド（ＭＡ
Ｏ）、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアル
ミニウムフェノキシド、ジエチルアルミニウムクロリ
ド、エチルアルミニウムジクロリド、メチルジエトキシ
アルミニウムおよびメチルアルミノクサンが挙げられ
る。好ましい化合物は、アルキルアルミノクサン、１〜
１０個の炭素原子を有するアルキル基、特にメチルアル
ミノクサンである。好適な助触媒としてはまた、ブロン
ステッドまたはルイス酸も挙げられる。
【００１５】元の場所で助触媒は、任意には無機支持体
上でメタロセンと混合することができる。別法として、
助触媒はメタロセン錯体と共に重合媒質に添加すること
ができる。好適には、メタロセン錯体と混合する助触媒
の量は、アルミノクサンについて１〜１００００：１０
０００〜１そしてさもなくば１〜１００：１００〜１の
助触媒においてメタロセンから金属までの原子比（Ｍ）
を与えるような量である。
【００１６】触媒支持体は単一の酸化物または酸化物の
組み合わせからなる。それらはまた、酸化物の物理的な
混合物でもある。支持体は高い表面域（２５０〜１００
０Ｍ2 ／ｇ）および低い孔量（０〜１ｍｌ／ｇ）または
低い表面域（０〜２５０Ｍ2／ｇ）および高い孔量（１
〜５ｍｌ／ｇ）または好ましくは高い表面域（２５０〜
１０００Ｍ2 ／ｇ）および高い孔量（１〜５ｍｌ／ｇ）
（中間多孔性）を有している。好ましい支持体材料は、
シリカ、アルミナ、チタニア、ボリアおよび無水塩化マ
グネシウムまたはこれらの混合物であるが、しかし使用
するいずれの支持体も不均一な触媒／ポリマー触媒を使
用できる。
【００１７】支持体は、ヘキサメチルジシラザンおよび
トリメチルアルミニウムのような薬品を用いてその表面
を修正する前処理、例えば熱または化学的な脱水酸基ま
たはこれらのいずれかの組み合わせを行うことができ
る。使用することができる他の試薬は、トリエチルアル
ミニウム、メチルアルミノクサンおよび他のアルミニウ
ム含有アルキル、マグネシウムアルキル、特にジブチル
マグネシウムおよびアルキルマグネシウムハライド、亜
鉛アルキルおよびリチウムアルキルである。別の含浸方
法を用いて表面処理および次のメタロセン含浸を加えて
もよい。メタロセンまたはメタロセン／助触媒を、支持
体／触媒表面またはこれらのいずれかの組み合わせを修
正する表面処理の前、中間または後に支持体または他の
支持された重合触媒に添加してもよい。含浸が、続いて
または蒸気相処理／含浸技術を包含する先行技術で公知
のいずれかの方法を用いる多数の別々の工程または単一
の工程で生じる。
【００１８】本発明に基づく方法で使用するオレフィン
重合触媒は、溶液重合、スラリー重合またはガス相重合
技術を用いてホモポリマーまたはコポリマー両者を製造
するために使用できる。好適には、共重合に用いるアル
ファオレフィンは、２０個までの炭素原子を有するも
の、特にブテン１、ヘキセン１、４−メチルペンテン１
またはオクテン−１である。このような重合反応を行う
方法および装置は周知されており、そして例えばジョン
ウイレイ アンド サンズ発行の名称エンサイクロペ
ディア オブ ポリマー サイエンス アンド エンジ
ニアリング、１９８７年、第７巻、第４８０〜４８８頁
および１９８８年、第１２巻、第５０４〜５４１頁に記
載されている。本発明の方法に基づく触媒は、公知のオ
レフィン重合触媒と同様の量で且つ同様の条件下使用す
ることができる。
【００１９】重合は任意には、水素の存在において実施
できる。水素または他の好適な鎖転移剤を重合に用いて
製造したポリオレフィンの分子量を制御してもよい。水
素の量は、オレフィンのそれに対する水素の分圧のパー
センテージが０．０１〜２００％、好ましくは０．０１
〜１０％であるような量である。
【００２０】代表的には、温度はスラリーまたは「粒子
形成」法またはガス相法に関して３０〜１１０℃であ
る。溶液法に関して、温度は代表的には３０〜２５０℃
である。用いる圧力は、相対的に広い範囲の好適な圧
力、例えば亞大気圧から約３５０ＭＰａ、から選択する
ことができ、好適には、その圧力は大気圧から約６．９
ＭＰａであり、または０．０５〜１０、特に０．１４〜
５．５ＭＰａである。スラリーまたは粒子形成法におい
て、処理は好適には飽和脂肪族炭化水素のような液体不
活性希釈剤を用いて行なう。好適には、炭化水素はＣ4
〜Ｃ10炭化水素、例えばイソブタンまたはベンゼン、ト
ルエンまたはキシレンのような芳香族炭化水素液であ
る。ポリマーは、ガス相法からは直接、スラリー法から
は濾過または蒸発、そして溶液法からは蒸発により回収
される。
【００２１】本発明を、本発明における使用に好適な支
持された錯体の調製およびこのような錯体を用いる重合
を説明する次の実施例を比較例と共に参照してさらに説
明する。
【００２２】
【実施例】錯体の調製 実施例１〜５、８〜９および１２のための触媒調製 トルエン中ＭＡＯの溶液（２．４５Ｍ、６．４ｍｌ、１
５．７ｍｍｏｌ）を、トルエン（２０ｍｌ）中クロフィ
ールドＥＳ７０シリカ（２．２ｇ、８００℃にてＮ2 中
予備乾燥した）のスラリーと接触させた。このスラリー
を１時間攪拌し、トルエンを真空除去した。ＭＡＯ含浸
シリカを、次いでトルエン（２０ｍｌ）中に再スラリー
化し、そしてＣ2 架橋ビス（インデニル）ジルコニウム
ジクロリド（ＥＢＩＺｒ）の溶液（トルエン中０．１０
４ｍｍｏｌ）を添加して１時間攪拌した。最後に、トル
エンを真空除去して乾燥触媒を与えた。
【００２３】実施例６のための触媒調製 ６．１ｇのシリカ（８００℃にてＮ2 中予備乾燥した）
を、７．６３ｍｌのＴＭＡ（ヘキサン中２Ｍ）プラス１
６．８ｍｌのトルエンでスラリー化し、次いで１時間攪
拌した。ヘキサンを真空下、室温にて除去して乾燥シリ
カ粉末を残した。トルエン中ＭＡＯの溶液（２．６５
Ｍ、６．２ｍｌ、１６．５ｍｍｏｌ）を、ＥＢＩＺｒ
（０．１１ｍｍｏｌ）に添加し、トルエン（９ｍｌ）で
さらに希釈し、次いで６２℃に加熱してメタロセンを溶
解させた。この溶液を、６２℃で再度ＴＭＡ処理したシ
リカの１部（２．２ｇ）と接触させた。このスラリーを
６２℃で１時間攪拌し、次いでトルエンを真空除去し
た。
【００２４】実施例７および１０〜１１および１３のた
めの触媒調製 トルエン中ＭＡＯの溶液（２．６５Ｍ、６．２ｍｌ、１
６．５ｍｍｏｌ）を、ＥＢＩＺｒ（０．１１ｍｍｏｌ）
に添加した。得られた溶液をトルエン（９ｍｌ）でさら
に希釈し、次いで６２℃の温度に加熱した。この溶液
を、また６２℃でシリカ（８００℃にてＮ2 下、予備乾
燥した２．２ｇ）によりスラリー化した。このスラリー
を、トルエンを真空除去して乾燥粉末を残す前に１時間
攪拌した。
【００２５】実施例１４〜１６のための触媒調製 エチレン架橋ビス（テトラヒドロインデニル）ジルコニ
ウムジクロリド［ＥＢＴＨＩ］（０．１ｍｍｏｌ）を、
メチルアルミノキサン（１５．０ｍｍｏｌ）のトルエン
（７．９ｍｌ）溶液に溶解させ、か焼したＥＳ７０シリ
カ（２．０ｇ）を含有するシュレンクチューブに添加し
てスラリーを形成させた。このスラリーを常温にて１時
間攪拌し、真空下トルエンを除去して乾燥空気鋭敏な固
形物を残した。
【００２６】実施例１７〜１８のための触媒調製 Ｎ2 において８００℃に予めか焼したＥＳ７０シリカの
２．０ｇにＭＡＯのトルエン溶液（６．３８ｍｌ、２．
３５Ｍ、１５．０ｍｍｏｌ）に溶解したＭｅ2Ｓｉ−イ
ンデニル2 ＺｒＣｌ2 の溶液（４４．８ｍｇ、０．１ｍ
ｍｏｌ）および５０℃にて追加の乾燥トルエン１．５ｍ
ｌを添加した。このスラリーを、５０℃にて１時間攪拌
して十分に混合し、その後溶媒を真空除去して乾燥、自
由流動性、オレンジ色の粉末を残した。
【００２７】実施例１９のための触媒調製 １７ｍｏｌのＭＡＯ（トルエン中１０％、ＷＩＴＣＯ）
および２．３ｌトルエン中１１９ｍＭＥＩＺｒを１５分
間攪拌しながら室温に維持した。２ｋｇのシリカ（８０
０℃にて５時間乾燥したＳＤ３２１７．５０）を混合物
に添加して懸濁液を形成した。得られる混合物を室温に
て１時間攪拌し、この懸濁液をドライヤーに移し、そし
て１２０℃にて溶媒を除去して自由流動性の球形粉末を
与えた。
【００２８】比較例２０のための触媒調製 トルエン中ＭＡＯの溶液（２．４５Ｍ、６．４ｍｌ、１
５．７ｍｍｏｌ）をトルエン（２０ｍｌ）中ＥＳ７０シ
リカ（Ｎ2 、８００℃にて予備乾燥した２．２ｇ）のス
ラリーに添加した。これを１時間攪拌し、そしてトルエ
ンを真空除去した。ＭＡＯ含浸ＥＳ７０をトルエン（２
０ｍｌ）中に再スラリー化し、そしてトルエン中ビス
（２−プロペニル）−シクロペンタジエニルジルコニウ
ムジクロリドの溶液（０．１０４ｍｍｏｌ）を添加して
１時間攪拌した。
【００２９】比較例２１のための触媒調製 トルエン中ＭＡＯの溶液（２．４５Ｍ、６．４ｍｌ、１
５．７ｍｍｏｌ）をトルエン（２０ｍｌ）中ＥＳ７０シ
リカ（Ｎ2 、８００℃にて予備乾燥した２．２ｇ）のス
ラリーに添加した。これを１時間攪拌し、そしてトルエ
ンを真空除去した。ＭＡＯ含浸ＥＳ７０をトルエン（２
０ｍｌ）中で再スラリー化し、そしてトルエン中ビス
（シクロペンタジエニル）−ジルコニウムジクロリドの
溶液（０．１０４ｍｍｏｌ）を添加して１時間攪拌し
た。
【００３０】重合 実施例１〜１８および比較例２０〜２１のための重合 触媒を攪拌バッチ式ガス相反応器中で試験した。
【００３１】塩（１５０℃にて真空下予備乾燥した３０
０ｇ）を添加する前にオートクレーブをＮ2 のフロー
（２ｌ／分）下、最低１時間７５℃〜８０℃に加熱し
た。Ｎ2のフロー（２ｌ／分）を用いて２０〜３０分間
かけて反応器から除去前に、トリメチルアルミニウム
（２ｍｌ、ヘキサン中２Ｍ）を用いて１／２時間、オー
トクレーブ中の毒物を除去した。
【００３２】触媒（乾燥シリカ１．５ｇで希釈された通
常０．２〜０．５ｇ）を窒素下、７３℃、８バール エ
チレン（１２バールのエチレン圧が実施例１８で使用さ
れた）の安定な状態にあるオートクレーブ容器に直接注
入した。ヘキセン−１も重合研究のためにもまた存在す
る一方で、実施例９におけるホモ重合のために水素を使
用した。実施例１８において、トリメチルアルミニウム
がガス相中に存在していた（ヘキサン中２ｃｍ3 ｍ２
Ｍ）。各試験で使用したヘキサン−１および水素の圧力
を添付図に示す。実施例１０、１１、１２、１３、１５
および１８そして比較例２０、２１および２２において
触媒を注入するために希釈剤を使用しなかった。
【００３３】触媒の注入後、温度を、８０℃の温度が用
いられた実施例１３を除いて全試験について７５℃に調
整した。重合中、エチレンを、オートクレーブの全圧を
一定に維持するに十分な速度で供給した。ヘキセンー１
および水素を、Ｈ2 ／Ｃ2 およびＣ6 ／Ｃ2 割合を一定
に維持するのに必要な速度にて供給した。これらの割合
は、オンラインマススペクトル分析で測定した。ヘキセ
ンー１をＨＰＬＣポンプを介してオートクレーブに添加
し、そして水素およびエチレン添加をマスフロー制御器
で調整した。反応体蒸気の排出、窒素除去および４０℃
への温度の低下による反応の終了前に、触媒をこれらの
条件下１〜４時間の間試験した。
【００３４】実施例１９のための重合 エチレン、ｎ−ヘキセンおよび窒素を１．９ＭＰａの全
圧および８０℃の温度に維持された直径４５ｃｍの連続
式流動層反応器中に供給した。ガス組成物を一定のＰＣ
６／ＰＣ２＝０．５％に維持し、そして実施例１６につ
いての支持された触媒を反応器中で一定の反応速度を維
持するために７ｇ／時間の速度で連続的に反応器中に注
入した。ポリマー生成物を、密度０．９２０ｇ／ｃｍ3
非熱処理、ＭＩ−０．６ｇ／１０分のコポリマーとして
バルブを通って反応器から連続的に除去した。このポリ
マーは、長鎖分枝（１０００Ｃ当たり０．２３）および
非常に良好な組織特性（バルク密度＝０．４５ｇ／ｃｍ
3 、１２５μｍ未満粒子１％未満）を示している。
【００３５】反応条件は異なる種類のポリマーを調整す
るために変化した。
【００３６】比較例２２〜２５のための重合 次のポリマーを使用した。
【００３７】実施例２２、２４：高い圧力遊離基法から
のＬＤＰＥ 実施例２３、２５：チタニウムを基礎にしたチーグラー
触媒を使用するガス相法からのＬＬＤＰＥ。
【００３８】次の詳細は、実施例１０、１９、２４およ
び２５に基づいて調製されたポリマーからのフィルムの
製造のための操作を例示している。
【００３９】前記重合のすべての結果は、表１および２
に後述する。
【００４０】実施例１０および比較例２４および２５の
ポリマーからのフィルムの製造 ＥＸ−反応器粉末を、ＡＰＶＭＰ２０１５ １５ｍｍ同
時回転ツインスクリュー押出機を１５０ｒｐｍのスクリ
ュー速度、０．６〜０．９ｋｇ／時間の処理量および２
２０〜２２５℃の溶融温度で使用して安定にしたペッレ
ト供給原料（３００ｐｐｍ Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０、
８００ｐｐｍ Ｉｒｇａｆｏｓ１６８および５００ｐｐ
ｍ Ｉｒｇａｆｏｓ ＰＥＰＱ）中に配合した。フィル
ムを３０：１のＬ／Ｄ比スクリューおよび１．０ｍｍの
ダイ−ギャップを備えたアクソンＢＸ１８ １８ｍｍ単
一スクリュウー吹込みフィルムラインを用いて吹込ん
だ。フィルムは、３８μｍ厚み、３〜６ｋｇ／時間の処
理量、２：１の吹込み率および２２５℃溶融温度の代表
的な商業的ＬＬＤＰＥ処理条件を用いて製造した。
【００４１】その結果を添付図３に与える。
【００４２】実施例１９のポリマーからのフィルムの製
造 ＥＸ−反応器粉末を、ワーナーＺＳＫ５３を７５ｒｐｍ
のスクリュー速度、２２．７ｋｇ／時間の処理量および
２２６℃の溶融温度で使用して安定にした（前記実施例
１０と同じパッケージ）ペッレト供給原料中に配合し
た。フィルムを２．５ｍｍのダイ−ギャップを有する直
径２００ｍｍのダイを使用する４０ｍｍ、２５Ｌ／Ｄス
クリューを備えたキーフェルＲＯ４０吹込みフィルム押
出機を用いて製造した。３８μｍ厚みのフィルムを、
２：１吹上げ率、２４ｋｇ／時の処理量における１０９
バールの溶融圧力を用いて製造した。得られたフィルム
は、特にダーツ衝撃＝１６３ｇ、破壊における伸び＝６
１０％（ＭＤ）および７６０％（ＴＤ）におけるＬＤＰ
Ｅ／ＬＬＤＰＥ混合物の特徴を示している。
【００４３】表に与えられたパラメータＭＩ、Ｍｗ／Ｍ
ｎ、ＳＣＢ、ＬＣＢ密度、落下ダーツ衝撃、引き裂収
縮、光沢およびくもりの測定は、次のようにして決定し
た。
【００４４】メルトインデックス（２．１６ｋｇ） ポリマーのメルトインデックスを、ＩＳＯ １１３３
（１９９１）およびＢＳ２７８２：ＰＡＲＴ ７２０
Ａ：１９７９操作に従う条件下、測定した。２．０９５
ｍｍ直径のダイを通り、１９０℃の温度にて、６００秒
の時間および２．１６ｋｇの標準負荷下に押出したポリ
マーの重量が記録される。
【００４５】Ｍｗ／Ｍｎ ＭｗおよびＭｎをポリマーのＧＰＣ分析により決定し
た。このＧＰＣ分析は、テスト２１０／ｇｐｃ／２のナ
マス法「高められた温度において溶離剤として１２４ト
リクロオルトベンゼン（ＴＣＢ）を用いるＧＰＣによる
ポリマー分子量の決定」を用いるウオーターズ１５０−
ＣＶゲル透過クロマトグラフで実施した。ＭｗおよびＭ
ｎの計算は、ウオーターズ エキスパート イーズ ソ
フトウエアを使用した。
【００４６】長鎖分枝（ＬＣＢ）測定 種々の技術（例えば、13Ｃ ＮＭＲ、ＧＰＣ／ＬＡＬＬ
Ｓ、ＧＰＣ／固有の粘度、ＧＰＣ／オンライン粘度測定
法および流動学的フロー活性化エネルギー他）がポリマ
ーの長鎖分枝の程度の決定のために開発されている。し
かしながら、これらの入手可能な実験方法に伴って種々
の困難があり、そして実験データからＬＣＢを抽出する
のに使用する計算の理論的基礎は、事実上、関心のある
ポリマー系について決して厳密ではない。従って、ＬＣ
Ｂの計算値が現実にポリマー系に存在していることを反
映しているかどうかを確認するのは困難である。さら
に、これらの技術はポリマーにおける異なるＬＣＢ構造
に別々に対応しがちである。従って、ポリマーの構造に
ついてのこのような技術情報を組み合わせることで得る
ことができる。後述するように、これらの技術は、本発
明の実施例および慣用のＬＤＰＥとＬＤＰＥ／ＬＬＤＰ
Ｅ混合物を特徴づけるのに使用している。
【００４７】ＧＰＣを特徴づけるＬＣＢのためのＧＰＣ
／固有の粘度測定法 ウオーターズ１５０ＣＶを分子量決定のために使用し
た。関連の操作条件は、温度＝１４０℃、流動相＝２０
０ｐｐｍサンタノックスＲで安定化した１，２，４−ト
リクロロベンゼン；流速＝０．５ｍｌ／分、注入量＝５
００μｌ；カラム＝１×ショーデックスＡＴ−８０７／
Ｓ、１×ショーデックスＡＴ−８０６Ｍ／Ｓ、１×ショ
ーデックス８０４／Ｓ、１×ウオーターズ ウルトラス
チラゲル５００Ａ；検出器＝屈折率（ＤＲＩ）；濃度、
代表的に０．０５％ｗ／ｖであった。
【００４８】この方式はマーク ハウインク パラメー
タｋps＝１．２１×１０-4、ａps＝０．７０７、ｋpe＝
４．４８×１０-4、ａpe＝０．７１８［Ｈ．コールおよ
びＤ．Ｋ．ギルディング、Ｊ．ポリマーＳｃｉ．Ａ−
２．８，８９（１９７０）およびＡ．セルベンカ、ジイ
マクロモル．Ｃｈｅｍ．，１７０，２３９（１９７
３）］、ＮＩＳＴ、ワシントン、ＵＳＡおよびポリマー
ラボラトリーズにより供給された８つの狭い分子量ポ
リエチレンおよび１２の線状炭化水素Ｃ5 Ｈ12〜Ｃ104
Ｈ210 を使用するユニバーサル カリブレーションによ
りポリエチレン分子量に転換されたポリマー ラボラト
リーズにより供給された２４ポリスチレン標準を用いて
換算した。パーセンテージの点から見ると一定の、小さ
な移動をポリスチレン分子量に適用して、換算は、ポリ
スチレンが換算の形を特徴づけるために使用される一
方、ＳＲＭ１４７５、狭い分布のＰＥおよび炭化水素が
その絶対的な位置を定義するので、広く受入れられたポ
リエチレン標準ＳＲＭ１４７５（ＮＩＳＴにより供給さ
れた）の分析についてＭｗ＝５４０００、２０００を与
えた。
【００４９】溶液粘度測定法 溶液粘度測定法を、１４０℃でウッベルホーデ粘度計
（スコット５３０−０１）を使用して実施した。その溶
液は、２００ｐｐｍのサンタノックスＲで安定化された
１、２、４−トリクロロベンゼンであった。サンプル
は、０．１％ｗ／ｖの濃度に調製され、そしてＪ．Ｈ．
エリオット、Ｋ．Ｈ．ホロウィッツおよびＴ．フードコ
ック［Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．１４，２９
４７（１９７０）］により記載された方法を続けて固有
の粘度［η］を与えた。
【００５０】長鎖分子パラメータｇ´LCB を、ＧＰＣお
よび標準テキスト、例えばＴｈ．Ｇ．スコルテ、第１
章、ポリマー特徴付けにおける発展−４［Ｊ．Ｖ．ダウ
キンス編纂、アプライド サイエンス パブリッシャー
ズＬｔｄ（１９８３）］からの方程式を使用する固有の
粘度データから算出した。その記事からの方程式２４お
よび５９を組み合わせると、次の方程式が見出される：
【数１】 （式中、［η］は長鎖分枝状ポリマーの測定された固有
の粘度であり、［η］GP C は、長鎖分枝ポリマーが特徴
付けられるような同じＧＰＣ溶離痕跡により線状ポリマ
ーを予想した固有の粘度であり、そしてｇ´scb はＬＣ
Ｂよりもむしろコモノマー混入から起こるｇ´パラメー
タへの寄与である）。後の量は次のようにして算出し
た：
【数２】 ［式中、Ｍv はＧＰＣ痕跡から算出された粘度平均分子
量であり、ａ＝０．７１８を仮定しており、そして
【数３】 （式中、Ｓは短い側の分枝として存在するポリマーの重
量区分である）］。触媒により作られたコポリマーにつ
いて、Ｓはコモノマー含量の測定から直接得られた。Ｌ
ＤＰＥ材料について、ｇ´scb ＝０．９２と仮定され
た。
【００５１】分子当たり分枝点の数を、次いで、ｂ＝
０．８を用いるスコルテの方程式６および２７から誘導
された次の方程式を解くことにより算出した。
【００５２】
【数４】 １０００炭素原子当たりＬＢＣの水準は、 ＬＢＣ＝（１４０００×ｎ）／Ｍw （式中、Ｍw は長鎖分枝状ポリマーが特徴付けられるよ
うに同じＧＰＣ溶離痕跡を有する線状ポリマーの重量平
均分子量である）として算出した。
【００５３】フロー活性化エネルギー法 ポリマー溶融物の流動学は、強く温度および基礎をなす
分子構造（例えば、分子量、分子量分布および長鎖分
子）に依存している。粘度の温度依存性、またはフロー
活性化エネルギー（Ｅa ）は、ポリエチレンにおける長
鎖分子形成（ＬＣＢ）の平均水準の定量化について経験
的に［ＪＫヒューズ、ＳＰＥ ＡｎｔｅｃＴｅｃｈ Ｐ
ａｐｅｒｓ、２９（１９８３）３０６］確立されてい
る。Ｅa は、アレニウス−型方程式： ａT ＝ｅｘｐ［Ｅa ／Ｒ（１／Ｔ−１／ＴO ）］ ［式中、Ｒはガス定数であり、そしてＴO は、温度Ｔに
おける流動学的データ（例えばＧ´、Ｇ´´およびｔａ
ｎδ）が水平的且つ垂直的に移転して主曲線を形成する
関連温度である］によりＥa に関連する移転要因
（ａT ）を決定するボルツマン時間−温度重ね合わせ原
理（２Ｄシフトによるレオメトリックス リオス４３２
ソフトウエアを使用する）に基づいて異なる温度で測
定したレオメトリックス振動性流動学的データから算出
することができる。
【００５４】フロー活性化エネルギーＥa とＬＣＢの平
均水準間の関係が：
【数５】 （式中、Ｅa はｋＪ／ｍｏｌにあり、そしてＬＣＢは１
０００個の炭素当たり長鎖分枝の数である）として与え
られる。
【００５５】動的流動学的測定 ホモポリマーとコポリマーにおける長鎖分枝は動的流動
学的特徴付けにより決定された。酸化防止パッケージ
を、動的流動学的特徴付けのためのサンプルを調製する
ために圧縮成型中にポリマーを安定にするのに使用す
る。この酸化防止パッケージは、イルガノックス１００
１（３００ｐｐｍ）、イルガフォス１６８（８００ｐｐ
ｍ）、イルガフォスＰＥＰＱ（５００ｐｐｍ）であっ
た。
【００５６】これらの安定剤は、ポリマーの０．５ｇに
添加され、且つ深さ１ｍｍの２５ｍｍ直径の孔を有する
鋳型に置かれる。この鋳型を、１９０℃に予熱したムー
アプレスに移転し、そして次の条件：１０ｋｇ／ｍ2 の
一定圧力にて３分、次に２０ｔにて５分続け、次いで２
０ｔ圧力下、冷却水で室温まで急激に冷却した。
【００５７】全ポリマーのバルク動的流動学的特性（例
えばＧ´、Ｇ´´およびη* ）を、１８０℃、２００℃
および２２０℃にてレオメトリックスＲＤＳ−２ダイナ
ミック レオメータを用いて測定した。各温度におい
て、２５ｍｍ直径の平行プレートを使用し、５％の一定
ずりひずみにおいて、角ずり頻度（１００〜０．０１ｒ
ａｄ／ｓ）の関数としてスキャンを行った。全ての実験
を、線状粘弾性反応領域内で実施して、振動流動学的測
定が試験中ポリマーに構造的変化を誘起しないようにす
ることが不可欠である。
【００５８】密度 密度測定を、ＩＳＯ１１８３法により水／メタノールカ
ラムを用いて行った。サンンプルを、測定前、２３℃に
て２４時間調整した。各ケースにおける報告された密度
値は、最も近い０．１ｋｇ／ｍ3 まで表わされた３つの
示数の平均である。
【００５９】落下ダーツ衝撃（ＦＤＩ） 落下ダーツ衝撃強度をＢＳ２７８２：３５２Ｄ法に基づ
くデイブンポート ダーツ インパクト テスターを用
いて特別な高度から半球状の頭を付けたダーツを落下さ
せることにより決定した。全サンプルを、室温にて試験
する前に２４時間、２３℃／５０％ＲＨにて調整した。
ダーツ重量を、１０の試験で５０％の失敗率が得られる
まで増加した。報告されたＦＤＩ値は、試験した見本の
５０％が破裂するのに必要なダーツのグラム（最も近い
５ｇまでの）での質量である。
【００６０】引き裂き強度 引き裂き強度を、ＡＳＴＭＤ １９２２に基づく電子エ
ルメンドルフ テスターを用いて測定した。フィルムサ
ンプルを、２３℃／５０％ＲＨにて試験前の２４時間調
整し、そして室温で試験した。各ポリマーの８つのサン
プルをＭＤおよびＴＤ両者においてレイフラットフィル
ムから切断した。各見本の厚みを引き裂き軸に沿う３点
において測定し、そして平均厚み値を記録した。記録さ
れた引き裂き強度値は、厚みを矯正され且つ最も近いグ
ラムまでグラム／２５μｍに表された８つの示数の平均
である。
【００６１】収縮 収縮を、標準操作ＰＩＦＡ５．８１に基づいてテクネ定
温制御油浴を用いて測定した。１３０℃の試験温度を各
ケースに使用した。各材料について、６つのＭＤおよび
ＴＤ標本１０ｍｍ×１００ｍｍ長さをレイフラットフィ
ルムから切断した。各標本を、次いで予熱した油浴中に
４５秒間置き、次に取り出して平坦な位置で冷却させ
た。各方向における報告された収縮値は、パーセンテー
ジとして表された６つの示数の平均である。
【００６２】くもり くもり性質を、ＢＳ２７８２：５１５Ａ法に基づきデジ
タル検流計を取り付けた予め目盛りを付けたＥＥＬ球形
ヘイズメータを用いて測定した。フィルムサンプルを、
２３℃／５０％ＲＨにて試験前の２４時間調整し、そし
て室温で試験した。報告された値は、全部についてくも
りであり、且つ最も近い０．１％まで報告されたパーセ
ンテージとして表された１０の示数の平均値である。
【００６３】光沢 光沢を、ＢＳ２７８２：５１５Ｂ法に基づきデジタル検
流計を取り付けた予め目盛りを付けたプラステクＢ４５
゜グロスヘッドを用いて測定した。予めの目盛り付け
は、５１プラステク単位の参照光沢値を備える標準光沢
タイル状薄片を用いて実施した。フィルムサンプルを、
２３℃／５０％ＲＨにて室温での試験前の２４時間調整
した。各フィルムサンプルについてＴＤおよびＭＤ両者
において１０回の測定を行った。報告された光沢値は
「プラステク単位」（Ｐｕ）における最も近い全数まで
表された２０の示数の平均である。
【００６４】実施例１〜１８、表１は、フロー活性化に
より決定されたように、いかに本発明の製品が長鎖分枝
（ＬＣＢ）を含有し、且つ２．５よりも大なるＭｗ／Ｍ
ｎを有するかを示している。このＬＣＢは単一の反応器
中で、ガス相中の単一の触媒成分から、予備重合の必要
なしに製造される。このＬＣＢは水素およびコモノマー
の存在および不存在において製造される。ＬＣＢの量
は、水素の量、コモノマーの量、触媒の種類に影響さ
れ、そしてまた温度、エチレン分圧および流れの時間に
も影響され得る。分子量分布の幅もまた、水素圧、コモ
ノマー圧およびエチレン圧、温度および触媒の種類のよ
うな要因に依存する。
【００６５】このＬＣＢの結果および増加したＭｗ／Ｍ
ｎは、慣用のＬＬＤＰＥ，例えば押し出しのための減少
した力、一層高い溶融張力、増加した泡安定性、増加し
た吹き込み率、減少したメルトフラクチャーおよび収
縮、光学性およびヒートシールのような改善された製品
性質と比較して改善された処理特性を示している。この
製品は、ＬＬＤＰＥとＬＤＰＥの混合物に比較し得る性
質を与える。慣用的には、ＬＬＤＰＥとＬＤＰＥの混合
物は、しばしば前記の改善された性質を与えるために使
用される。しかしながらこれは、２つの別の方法からの
混合製品を溶融せねばならず、減成、添加剤を添加する
必要、着色および多成分系の貧弱な混合からもたらされ
得るヒートシールのような劣弱な性質の問題によりコス
トが加わる。
【００６６】本発明を、図面を参照しながらさらに説明
する。
【００６７】図１は、いかに本発明の製品が他の単一成
分触媒と比較して改善されたずり稀薄化を有するかを示
す。図２は、このずり稀薄化が本発明のホモおよびコポ
リマー製品から維持されることを示す。図３は、いかに
本発明の製品が慣用のチーグラー製品と比較してずり稀
薄化を増加しているかを示す。この図は低圧ガス相触媒
からの本発明の製品が高圧基法からの製品と普通に結合
したずり稀薄化を有することを示している。全ての比較
は２００℃にて行われた。
【００６８】表３は、いかに本発明の製品が、チーグラ
ー接触した製品と比較してフィルム吹き込みにおける減
少した動力消費を与えるかを示している。本発明の製品
からのフィルムは、収縮およびチーグラー接触した製品
によるこれらの製品のＬＤＰＥ製品または混合物と普通
に結合した光学的性質を与える。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】
【表３】
【００７２】本発明の方法により製造されたポリマー
は、フロー活性化および２．５よりも大なる分子量分布
の幅により決定された場合のポリマー背骨に沿う少なく
とも０．０１長鎖分枝／１０００炭素原子を有する。
【００７３】この製品は、好適にはＧＰＣ−固有の粘度
測定から決定された場合のフロー活性化エネルギー（Ｅ
a ）と長鎖分枝／１０００Ｃ原子の程度の間の関係によ
り慣用のＬＤＰＥおよびＬＤＰＥ／ＬＬＤＰＥからさら
に特徴付けられ且つ区別することができる。
【００７４】商業的なＬＤＰＥおよびＬＤＰＥ／ＬＬＤ
ＰＥ混合物と比較して、本発明による多数の実施例に関
するこのフロー活性化エネルギーと長鎖分枝の値を表４
に与える。
【００７５】
【表４】
【００７６】かくして、本発明のもう一つの観点によれ
ば、ホモポリマーまたはコポリマーが： （ａ）３０≦Ｅa ≦５００ｋＪ／ｍｏｌの範囲でフロー
活性化エネルギー、および （ｂ）ＧＰＣ／溶液粘度測定法により測定された場合の
長鎖分枝（ＬＣＢ／１０００Ｃ）の程度が方程式 ＬＣＢ≦０．０３Ｅa −１．５ を満足すること、を有することを特徴とする３〜２０個
の炭素原子を有するアルファオレフィンによるエチレン
のホモポリマーまたはエチレンのコポリマーを提供す
る。
【００７７】好ましくは、コポリマーは、５０≦Ｅa ≦
２００ｋＪ／ｍｏｌの範囲で活性化エネルギー、および
ＬＣＢ≦０．０３Ｅa −１．５およびＬＣＢ≧０．２の
範囲にてＧＰＣ／溶液粘度測定法により測定された場合
の長鎖分枝の程度を有し、そしてホモポリマーは、５０
≦Ｅa ≦２００ｋＪ／ｍｏｌの範囲で活性化エネルギ
ー、およびＬＣＢ≦０．０３Ｅa −１．５およびＬＣＢ
≦０．１の範囲にてＧＰＣ／溶液粘度測定法により測定
された場合の長鎖分枝の程度を有している。
【００７８】
【発明の効果】本発明によれば、触媒として特殊なメタ
ロセン錯体を使用することにより低密度ポリエチレンお
よび線状低密度ポリエチレンの混合物と一致する性質を
示す長鎖分枝を有するポリオレフィンを単一工程でガス
相中で製造することができる。このポリオレフィンは一
層高いずり稀薄化、衝撃適性他の処理能力を有してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】いかに本発明の製品が他の単一成分触媒と比較
して改善されたずり稀薄化を有するかを示す特性線図で
ある。
【図２】このずり稀薄化が本発明のホモおよびコポリマ
ー製品から維持されることを示す特性線図である。
【図３】いかに本発明の製品が慣用のチーグラー製品と
比較してずり稀薄化を増加しているかを示す特性線図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ジェームズ マドックス イギリス国、ケイティー２ ５ジェイティ ー、サリー、キングストン−アポン−テム ズ、ディントン ロード 14エイ番 (72)発明者 スティーブン ロイ パーティントン イギリス国、ケイティー12 １エイチエイ チ、サリー、ウォルトン−オン−テムズ、 アシュリー ロード 99番、フラット ２

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一般式： 【化１】 （式中、Ｃｐ1 、Ｃｐ2 は独立して置換または未置換イ
    ンデニルまたは水素添加インデニル基であり、Ｙは１価
    のアニオン配位子であり、Ｍはジルコニウム、チタニウ
    ムまたはハフニウムであり、そしてＺは１〜２０個の炭
    素原子を有するアルキレン基またはジアルキルシリル−
    またはゲルマニル−基またはアルキルホスフィンまたは
    アミン基からなる架橋基である）を有するメタロセン錯
    体からなる触媒の存在においてオレフィンモノマーを重
    合することを特徴とする（フロー活性化により測定され
    た場合に）ポリマー背骨に沿う少なくとも０．０１長鎖
    分枝／１０００炭素原子と２．５より大なる分子量分布
    （Ｍw ／Ｍn ）の幅を有するポリオレフィンの製造方
    法。
  2. 【請求項２】 Ｍがジルコニウムであることを特徴とす
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 メタロセン錯体が式： 【化２】 を有することを特徴とする請求項１または２に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 メタロセン錯体が助触媒の存在において
    用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
    記載の方法。
  5. 【請求項５】 助触媒が有機アルミニウム化合物である
    ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 有機アルミニウム化合物がメチルアルミ
    ノクサンであることを特徴とする請求項５に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 メタロセン錯体が支持されていることを
    特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 メタロセン錯体がシリカ、アルミナまた
    は塩化マグネシウムに支持されていることを特徴とする
    請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 ガス相中で行われることを特徴とする請
    求項１〜８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 （ａ）３０≦Ｅa ≦５００ｋＪ／モル
    の範囲におけるフロー活性化エネルギー（Ｅa ）および
    （ｂ）方程式：ＬＣＢ≦０．０３Ｅa −１．５を満足す
    るＧＰＣ／溶液粘度測定法により測定された場合の長鎖
    分枝（ＬＣＢ／１０００Ｃ）の程度を有することを特徴
    とするポリオレフィン。
  11. 【請求項１１】 （ａ）５０≦Ｅa ≦２００ｋＪ／モル
    の範囲におけるフロー活性化エネルギー（Ｅa ）および
    （ｂ）ＬＣＢ≦０．０３Ｅa −１．５〜ＬＣＢ≦０．１
    の範囲におけるＧＰＣ／溶液粘度測定法により測定され
    た場合の長鎖分枝（ＬＣＢ／１０００Ｃ）の程度を有す
    ることを特徴とするポリオレフィンがエチレンのホモポ
    リマーである請求項１０に記載のポリオレフィン。
  12. 【請求項１２】 （ａ）５０≦Ｅa ≦２００ｋＪ／モル
    の範囲におけるフロー活性化エネルギー（Ｅa ）および
    （ｂ）ＬＣＢ≦０．０３Ｅa −１．５〜ＬＣＢ≧０．２
    の範囲におけるＧＰＣ／溶液粘度測定法により測定され
    た場合の長鎖分枝（ＬＣＢ／１０００Ｃ）の程度を有す
    ることを特徴とするポリオレフィンがエチレンのホモポ
    リマーである請求項１０に記載のポリオレフィン。
  13. 【請求項１３】 請求項１０に記載されたポリオレフィ
    ンから製造されるフィルム。
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