JP2015535011A - ポリオレフィンブレンド組成物および当該組成物から作製されるフィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は2012年10月12日に提出された米国特許仮出願第61/713,116号の利益を主張する。
本発明に記載のフィルム用途に適したポリオレフィンブレンド組成物は、ポリオレフィンブレンド組成物の総重量に基づき、直鎖状低密度ポリエチレン組成物(LLDPE)の70〜90重量%、例えば75〜85重量%、あるいは78〜82重量%を含む。
CpnHfXp(1)
式中、nは1または2であり、pは1、2または3であり、各Cpは独立して、ハフニウムに結合されるシクロペンタジエニル配位子または配位子イソロバール−シクロペンタジエニル、またはその置換体であり;Xは水素化物、ハロゲン化物、C1〜C10アルキルおよびC2〜C12アルケニルから成る群から選択され、nが2であるとき、各CpはC1〜C5アルキレン、酸素、アルキルアミン、シリル−炭化水素、およびシロキシル−炭化水素から成る群から選択される架橋基Aによって互いに結合されてもよい。C1〜C5アルキレンの例として、エチレン(−−CH2CH2−−)架橋基が挙げられ;アルキルアミン架橋基の例として、メチルアミド(−−(CH3)N−−)が挙げられ;シリル−炭化水素架橋基の例として、ジメチルシリル(−−(CH3)2Si−−)が挙げられ、シロキシル−炭化水素架橋基の例として、(−−O−−(CH3)2Si−−O−−)が挙げられる。特定の実施形態では、ハフノセン成分は式(1)によって示され、nは2であり、pは1または2である。
(CpR5)2HfX2(2)
式中、各Cpはシクロペンタジエニル配位子であり、それぞれがハフニウム二結合され、各Rは独立して水素化物およびC1〜C10アルキルから選択され、最も好ましくは水素化物およびC1〜C5アルキルであり;Xは水素化物、ハロゲン化物、C1〜C10アルキルおよびC2〜C12アルケニルから成る群から選択され、最も好ましくは、Xは塩化物、フッ化物、C1〜C5アルキルおよびC2〜C6アルキレンから成る群から選択される。最も好ましい実施形態では、ハフノセンは上記の式(2)によって表され、少なくとも1つのR基は上述のようにアルキルであり、好ましくはC1〜C5アルキルであり、その他は水素化物である。最も好ましい実施形態では、各Cpは独立してメチル、エチル、プロピル、ブチル、およびその異性体から成る群から選択される1、2、3個の基で置換される。
本発明に記載のフィルム用途に適したポリオレフィンブレンド組成物は低密度ポリエチレン(LDPE)の10〜30重量%を含み、例えば、15〜25重量%;あるいは18〜22重量%を含む。低密度ポリエチレンの密度は0.915〜0.930g/cm3の範囲にあり、例えば、0.915〜0.925g/cm3;あるいは0.918〜0.922g/cm3の範囲にある。低密度ポリエチレンのメルトインデックス(I2)は0.1〜5g/10分の範囲にあり、例えば、0.5〜3g/10分;あるいは、1.5〜2.5g/10分である。低密度ポリエチレンの分子量分布(Mw/Mn)は、6〜10の範囲にあり、例えば、6〜9.5;あるいは6〜9;あるいは6〜8.5;あるいは7.5〜9の範囲にある。当該低密度ポリエチレン組成物は例えばダウ・ケミカル社から市販されている。
ポリオレフィンブレンド組成物はさらに、1つ以上の追加の添加剤を含んでもよい。このような添加剤として、限定されないが、一つ以上のハイドロタルサイト系中和剤、一つ以上の核形成剤、一つ以上の帯電防止剤、一つ以上の色増強剤、1つ以上の染料、1つ以上の潤滑剤、1つ以上の充填剤、1つ以上の顔料、1つ以上の一次酸化防止剤、一つ以上の二次酸化防止剤、一つ以上の加工助剤、一つ以上のUV安定剤、および/またはそれらの組み合わせが挙げられる。ポリオレフィンブレンド組成物は、当該添加剤の任意の量を含むことができる。ポリオレフィンブレンド組成物は、ポリオレフィンブレンド組成物の総重量に基づいて、当該添加剤の組み合わされた重量の約0〜約10%を含んでもよい。
ポリオレフィンブレンド組成物は、押出機、例えば、単軸または二軸のスクリュー押出機による押出等の溶融混合工程によって調整してよい。LDPE、LLDPEおよび任意の1つ以上の添加剤を1つ以上の押出機によって任意の順序で溶融混合し、均一なポリオレフィンブレンド組成物を形成してよい。あるいは、LDPE、LLDPEおよび任意の1つ以上の添加剤を任意の順序でドライブレンドし、次に押し出してフィルムを形成してよい。
本発明のポリオレフィンブレンド組成物は、例えば、インフレーションフィルム工程によってフィルムに形成されてもよい。ある実施形態では、本発明のポリオレフィンブレンド組成物はインフレーションフィルム工程によって単層フィルムに形成される。別の実施形態では、本発明のポリオレフィンブレンド組成物は複層インフレーションフィルム構造に形成されてもよい。別の実施形態では、ポリオレフィンブレンド組成物は1つ以上の基板と結合される単層または複層インフレーションフィルムに形成されてもよい。本発明に従って調製されるインフレーションフィルムは、インフレーションフィルムが二軸配向ポリプロピレン(BOPP)フィルムまたは二軸配向ポリエチレンテレフタレート(BOPET)フィルム、ライナーフィルム、シーラントウェブ、シュリンクフィルム、またはストレッチフィルム等の基板に固着してラミネートされるラミネーションフィルムとして使用してよい。本発明に記載のインフレーションフィルムは0.8〜5ミルの範囲の厚さを有する。本発明のフィルムは、許容できる剪断力特性、ならびに光学特性、いわゆる光沢およびヘーズを保持しながら、ダート衝撃Aが比較のブレンド組成物に対して少なくとも50%向上した。
本発明のポリオレフィンブレンド組成物1は、(a)密度が約0.917g/cm3、190℃、2.16kgで測定したときのメルトインデックス(I2)が約0.53g/10分であり、メルトフロー比(I21/I2)が約25.7である80重量%のエチレン−ヘキセン共重合体−1(LLDPE−1)、(b)密度が約0.919g/cm3、190℃、2.16kgで測定したときのメルトインデックス(I2)が1.85g/10分、およびMw/Mnが8.1である20重量%の低密度ポリエチレン(LDPE)の溶融生成物を含む。本発明のLLDPE−1の追加の特性を測定し、表1に報告する。
本発明のポリオレフィンブレンド組成物2は、(a)密度が約0.918g/cm3、190℃、2.16kgで測定したときのメルトインデックス(I2)が約1.05g/10分、メルトフロー比(I21/I2)が約28.2である80重量%のエチレン−ヘキセン共重合体−2(LLDPE−2)、(b)密度が約0.919g/cm3、190℃、2.16kgで測定したときのメルトインデックス(I2)が約1.85g/10分、およびMw/Mnが約8.1である20重量%の低密度ポリエチレン(LDPE)の溶融生成物を含む。本発明のLLDPE−2の追加の特性を測定し、表1に報告する。
比較のブレンド組成物Aは、(a)密度が約0.920g/cm3、190℃、2.16kgで測定したときのメルトインデックス(I2)が約0.5g/10分、であるダウ・ケミカル社によって提供されるエチレン−オクテン共重合体(LLDPE−A);ならびに(b)密度が約0.919g/cm3、190℃、2.16kgで測定したときのメルトインデックス(I2)が約1.85g/10分、およびMw/Mnが約8.1である20重量%の低密度ポリエチレン(LDPE)の溶融生成物を含む。LLDPE−Aの追加の特性を測定し、表1に報告する。
比較のブレンド組成物Bは(a)エクソンモービルダウ・ケミカル社の商標EXCEED 1018で市販されているエチレン−ヘキセン共重合体(LLDPE−B)であり、密度は約0.918g/cm3、190℃、2.16kgで測定したときのメルトインデックス(I2)は約1.0g/10分であり;ならびに(b)密度が約0.919g/cm3、190℃、2.16kgで測定したときのメルトインデックス(I2)が約1.85g/10分、Mw/Mnが約8.1である0重量%の低密度ポリエチレン(LDPE)の溶融生成物を含む。LLDPE−Bの追加の特性を測定し、表1に報告する。
本発明のブレンド組成物1〜2を、表3に成形条件に従い、3.5インチの30L/D DSBIIスクリュー、8インチの単層ダイおよびinternal bubble cooling(IBC)を備えるインフレーションフィルムラインによって、本発明の単相フィルム1〜2に形成した。本発明のフィルム1〜2の特性を測定し、表4に報告した。
表3に挙げる成形条件に従い、3.5インチの30L/D DSBIIスクリュー、8インチの単層ダイおよびinternal bubble cooling(IBC)を備えるインフレーションフィルムラインによって、比較の組成物A〜Bを比較の単相フィルムA〜Bに形成した。比較のフィルムA〜Bの特性を測定し、表4に報告した。
試験方法として以下を挙げる。
メルトインデックス(I2およびI21)は、190℃、それぞれ2.16kgと21.6kgの負荷でASTM D−1238に従い測定した。g/10分で値を報告する。
ASTM D4703に従い、密度の測定のための試料を調製した。ASTM D792、Method Bを使用してプレスしている試料を1時間以内に測定した。
10Mpaの空気圧下、177℃で5分間、試料を3mm厚×直径25mmの円形プラークに圧縮成形した。試料をプレスから取り出し、カウンターの上に置き冷やした。
Gottfert Rheotester 2000細管式レオメータに付属したGottfert Rheotens 71.97(Goettfert Inc.;ロックヒル、サウスカロライナ州)で溶融強度を測定する。ポリマー溶融物を平らな入口角度(180°)、2.0mmのキャピラリー径、15のアスペクト比(キャピラリーの長さ/キャピラリー径)で、キャピラリーダイを通って押し出す。
高温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)系は、オンボード示差屈折計(RI)(その他の適切な濃度検出器としてPolymer ChAR(バレンシア、スペイン))のR4赤外検出器を挙げることができる)を備えたWaters(Milford、Mass)150C高温クロマトグラフ(その他の適切な高温GPC装置として、Polymer Laboratories(シュロップシャー、英国)Model 210およびModel 220を挙げることができる)から構成される。Viscotek TriSECソフトウェア、バージョン3、および4チャンネルViscotek Data Manager DM400を使用してデータを収集する。系はまた、Polymer Laboratories(シュロップシャー、英国)のオンライン溶媒脱気装置も備えている。
Mポリエチレン=Ax(Mポリスチレン)B
ここで、Mはポリエチレンまたはポリスチレン(印が付けられているように)の分子量であり、Bは1.0に等しい。Aが約0.38〜約0.44の範囲にあってもよいこと、広いポリエチレン標準物を使用して較正の時間で決定されることは、当業者に周知である。分子量の値を得るために、分子量分布(MWDまたはMw/Mn)、関連する統計(一般的には、通常のGPCまたはcc−GPCの結果を意味する)等の当該ポリエチレン較正方法を使用することによって、Williams and Wardの方法を変形したものとして本明細書に定める。
ゼロ剪断粘度は、直径25mmの平行平板を使用してAR−G2歪み制御レオメータ(ティー・エイ・インスツルメント;ニューキャッスル、デラウェア州)で、190℃で実施したクリープ試験によって得られる。ゼロ固定する前に、少なくとも30分間レオメータオーブンを試験温度に設定する。試験温度で圧縮成形された試料のディスクを、板の間に挿入し、5分間平衡にする。上板を所望の試験ギャップ(1.5mm)より50μm高い位置まで下げる。余分な材料を切り落とし、上板を所望のギャップに下げる。窒素パージ下、流速5L/分で測定する。デフォルトのクリープ時間を2時間に設定する。
ビニル不飽和のレベルはASTM D6248−98に従いFT−IR(Nicolet 6700)によって決定する。
Norell 1001−7 10mmのNMR管中、0.025MのCr(AcAc)3を含むテトラクロロエタン−d2/オルトジクロロベンゼンの50/50の混合物の約2.7gを0.4gの試料に加えることによって試料を調製し、その後、2時間N2の箱でパージした。試料を溶解し、熱ブロックおよびヒートガンを使用して管とその内容物を150℃に加熱することによって均一にした。各サンプルの均質性を視認で確認した。Bruker Dual DUL高温CryoProbeを備えたBruker 400MHzの分光計を使用してデータを収集した。データファイルにつき57〜80時間、7.3秒のパルス繰り返し遅延(6秒の遅延+1.3秒の収集時間)、90°のフリップ角、120℃の試料温度で、逆ゲートデカップリングでデータを収集した。ロックモードの非回転試料で全測定値を作製した。加熱した(125℃)NMRサンプルチェンジャーに挿入する前に試料を直ちにホモジナイズし、データ収集の前に7分間プローブ中で熱的平衡にした。枝番号を32.7ppmのピーク領域とニートLDPEのピークの相対比の積分から計算した。
製造されたフィルムの以下の物理的特性を測定する。
・総ヘーズ:全体のヘーズについて測定した試料を採取し、ASTM D 1746に従い調製する。ヘーズ−ガードプラス(BYK−ガードナー、米国;コロンビア、メリーランド州)を試験に使用する。
・45°光沢:ASTM D−2457
・MDおよびCDエルメンドルフ引裂強度:ASTM D−1922
・ダート衝撃特性:ASTM D−1709、Method A
・突刺強度:Sintech Testworksソフトウェアバージョン3.10のInstron Model 4201で突刺強度を測定する。試料の大きさは6”x6”であり、4回の測定を行って平均突刺値を決定する。フィルム製造後40時間およびASTM制御された実験室で少なくとも24時間、フィルムを慣らす。100lbのロードセルを12.56”平方の円形の標本ホルダーと共に使用する。突刺プローブは、移動距離7.5”の直径1/2”の研磨されたステンレス鋼ボールである。ゲージ長さはなく、プローブはできる限り試料の近くにあるが触れてはいない。クロスヘッド速度は10”/分を使用する。試料の中央の厚みを測定する。フィルムの厚み、移動するクロスヘッドの距離およびピークロードを使用してソフトウェアによって突刺を決定する。突刺プローブは各試料の後に「キムワイプ」を用いて磨く。
Claims (2)
- フィルム用途に適したポリオレフィンブレンド組成物であって、
(a)以下を含む直鎖状低密度ポリエチレン組成物であって、
100重量%以下のエチレンに由来する単位;
35重量%未満の1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位;
前記直鎖状低密度ポリエチレン組成物の密度は0.905〜0.925g/cm3であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.5〜4.5の範囲にあり、メルトインデックス(I2)は0.1〜3g/10分の範囲にあり、分子量分布(Mz/Mw)は2.2〜3の範囲にあり、ビニル不飽和は前記組成物の骨格に存在する1,000個の炭素原子につき0.1未満のビニルであり、ゼロ剪断粘度比(ZSVR)は1〜1.2の範囲にあり;
(b)0.915〜0.930g/cm3の範囲の密度、0.1〜5g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)、および6〜10の範囲の分子量分布(Mz/Mw)を有する10〜30重量%の低密度ポリエチレン組成物を含むポリオレフィンブレンド組成物。 - フィルム用途に適したポリオレフィンブレンド組成物を含むフィルムであって、
(a)以下を含む直鎖状低密度ポリエチレン組成物:
100重量%以下のエチレンに由来する単位;
35重量%未満の1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位を含み、
前記直鎖状低密度ポリエチレン組成物の密度は0.905〜0.925g/cm3の範囲にあり、分子量分布(Mw/Mn)は2.5〜4.5の範囲にあり、メルトインデックス(I2)は0.1〜3g/10分であり、分子量分布(Mz/Mw)は2.2〜3の範囲にあり、ビニル不飽和は前記組成物の骨格に存在する1,000個の炭素原子につき0.1未満のビニルであり、ゼロ剪断粘度比(ZSVR)は1〜1.2の範囲にあり、
(b)密度が0.915〜0.930g/cm3の範囲にあり、メルトインデックス(I2)が0.1〜5g/10分であり、分子量分布(Mw/Mn)が6〜10の範囲にある10〜30重量%の低密度ポリエチレン組成物を含むフィルム。
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