JP2023544962A - 高い体積抵抗率を有するメルトブローン不織布及びその物品 - Google Patents

高い体積抵抗率を有するメルトブローン不織布及びその物品 Download PDF

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Abstract

メルトブローン不織布及びその物品が提供される。メルトブローン不織布は、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー及び特定の添加剤を含む組成物から形成することができる。本明細書に開示される実施形態によるメルトブローン不織布は、高い体積抵抗率を呈し、濾過用途に使用することができる。

Description

本開示の実施形態は、概して、メルトブローン不織布に関し、より具体的には、高い体積抵抗率を有する組成物から形成されたメルトブローン不織布に関する。
序論
体積抵抗率及び電荷保持などの電気的特性は、電気化学的劣化耐性の改善及び電荷減衰の低減を助けることができるため、濾過にとって重要である。濾過目的で使用される物品としては、メルトブローン不織布が挙げられる。ポリエチレンとは対照的にポリプロピレンから形成されるメルトブローン不織布は、とりわけ、ポリプロピレンがポリエチレンよりも良好な濾過に対する電気的特性を呈することから、濾過用途において広く使用されている。例えば、ポリプロピレン組成物から形成された典型的なメルトブローン不織布を帯電させて、集塵のための静電荷を得ることができる。ポリプロピレンは、濾過用途に使用するための最も一般的なポリオレフィンマトリックスであるが、ポリエチレンと比較していくつかの欠点を有する。例えば、ポリプロピレンは剛性であり、放射線を介して殺菌することができず、劣化して悪臭を放つ可能性がある。したがって、例えば、濾過用途で使用するために、柔軟で臭気が少なく、かつ高い体積抵抗率などの良好な電気的特性を呈し得るポリエチレンから形成されたメルトブローン不織布が依然として必要とされている。
本開示の実施形態は、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー及び特定の添加剤又は添加剤の組み合わせを含む、メルトブローン不織布を提供することによって、前述の必要性を満たす。
本明細書には、メルトブローン不織布が開示される。メルトブローン不織布は、組成物から形成される。組成物は、０．９１１～０．９３９ｇ／ｃｃの密度、５０，０００ｃＰ以下のブルックフィールド粘度、及び１．８～３．５の分子量分布（Ｍｗ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ）を有するエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、二酸化チタン、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケート、タルク、ハロイサイト、有機親和性フィロシリケート、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される添加剤と、を含み、組成物は、室温で７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超の積抵抗率を有する。
エアフィルタもまた、本明細書に開示されている。エアフィルタは、本明細書に開示される実施形態によるメルトブローン不織布を含む。実施形態では、エアフィルタは、組成物から形成されたメルトブローン不織布を含み、組成物は、０．９１１～０．９３９ｇ／ｃｃの密度、５０，０００ｃＰ以下のブルックフィールド粘度、及び１．８～３．５の分子量分布（Ｍｗ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ）を有するエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、二酸化チタン、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケート、タルク、ハロイサイト、有機親和性フィロシリケート、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される添加剤と、を含み、組成物は、室温で７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有する。
これら及び他の実施形態は、「発明を実施するための形態」において、より詳細に説明される。
開示されるメルトブローン不織布の態様は、以下でより詳細に説明される。メルトブローン不織布は、多種多様な用途を有することができ、例えば、エアフィルタ、断熱材、フェイスマスク、外科用ガウン、包帯、及び創傷被覆材を含む多種多様な物品を生産するために使用することができる。しかしながら、これは、本明細書に開示された実施形態の単なる例示的な実装であることに留意されたい。実施形態は、上述のものと類似した問題を起こしやすい他の技術にも応用可能である。
本明細書で使用される場合、「インターポリマー」という用語は、少なくとも２つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されたポリマーを指す。「インターポリマー」という総称には、「コポリマー」（通常は、２つの異なるモノマーから調製されたポリマーを指すために用いられる）という用語、及び「ターポリマー」（通常は、３つの異なる種類のモノマーから調製されたポリマーを指すために用いられる）という用語が含まれる。また、４つ以上の種類のモノマーを重合させることによって作製されるポリマーも包含する。
「含む（comprising）」、「含む（including）」、「有する（having）」という用語及びそれらの派生語は、あらゆる追加の成分、工程、又は手順の存在を、それらが具体的に開示されているか否かにかかわらず、除外することを意図するものではない。いかなる疑念も避けるために、「含む（comprising）」という用語の使用を通して特許請求されるすべての組成物は、別段矛盾する記述がない限り、ポリマー性か又は別のものであるかにかかわらず、あらゆる追加の添加剤、アジュバント、又は化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる（consisting essentially of）」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、あらゆる以降の記述の範囲からあらゆる他の成分、工程、又は手順を除外する。「からなる（consisting of）」という用語は、具体的に描写又は列記されていないあらゆる成分、工程、又は手順を除外する。
メルトブローン不織布は、組成物から形成される。組成物は、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー及び添加剤を含む。
組成物のエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー
実施形態では、組成物は、組成物の総重量に基づいて、９０～９９．９５重量パーセント（重量％）のエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーを含む。９０～９９．９５重量％のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、含まれる。例えば、組成物は、組成物の総重量に基づいて、９０～９９．９５重量％、９２～９９．９５重量％、９４～９９．９５重量％、９６～９９．９５重量％、９８～９９．９５重量％、又は９９～９９．９５重量％のエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーを含み得る。
エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーとは、一般に、エチレン及び３個以上の炭素原子を有するアルファ－オレフィンを含むポリマーを指す。本明細書の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、（重合性モノマーの総量に基づいて）５０重量％超のエチレンから誘導される単位と、３０重量％未満の１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマーから誘導される単位と、を含む。５０重量％超のエチレンから誘導される単位及び３０重量％未満の１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマーから誘導される単位のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、（ａ）５５重量％以上、例えば、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上、９２重量％以上、９５重量％以上、９７重量％以上、９８重量％以上、９９重量％以上、９９．５重量％以上、５０重量％超～９９重量％、５０重量％超～９７重量％、５０重量％超～９４重量％、５０重量％超～９０重量％、７０重量％～９９．５重量％、７０重量％～９９重量％、７０重量％～９７重量％、７０重量％～９４重量％、８０重量％～９９．５重量％、８０重量％～９９重量％、８０重量％～９７重量％、８０重量％～９４重量％、８０重量％～９０重量％、８５重量％～９９．５重量％、８５重量％～９９重量％、８５重量％～９７重量％、８８重量％～９９．９重量％、８８重量％～９９．７重量％、８８重量％～９９．５重量％、８８重量％～９９重量％、８８重量％～９８重量％、８８重量％～９７重量％、８８重量％～９５重量％、８８重量％～９４重量％、９０重量％～９９．９重量％、９０重量％～９９．５重量％、９０重量％～９９重量％、９０重量％～９７重量％、９０重量％～９５重量％、９３重量％～９９．９重量％、９３重量％～９９．５重量％、９３重量％～９９重量％、又は９３重量％～９７重量％のエチレンから誘導される単位と、（ｂ）３０パーセント未満、例えば、２５パーセント未満、又は２０パーセント未満、１８重量％未満、１５重量％未満、１２重量％未満、１０重量％未満、８重量％未満、５重量％未満、４重量％未満、３重量％未満、２重量％未満、１重量％未満、０．１～２０重量％、０．１～１５重量％、０．１～１２重量％、０．１～１０重量％、０．１～８重量％、０．１～５重量％、０．１～３重量％、０．１～２重量％、０．５～１２重量％、０．５～１０重量％、０．５～８重量％、０．５～５重量％、０．５～３重量％、０．５～２．５重量％、１～１０重量％、１～８重量％、１～５重量％、１～３重量％、２～１０重量％、２～８重量％、２～５重量％、３．５～１２重量％、３．５～１０重量％、３．５～８重量％、３．５重量％～７重量％、又は４～１２重量％、４～１０重量％、４～８重量％、又は４～７重量％の１つ以上のａ－オレフィンコモノマーから誘導される単位と、を含む。コモノマー含量は、核磁気共鳴（nuclear magnetic resonance、ＮＭＲ）分光法に基づく技術などの任意の好適な技術を使用して、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，４９８，２８２号に記載の１３Ｃ ＮＭＲ分析によって測定され得る。
好適なアルファ－オレフィンコモノマーは、典型的には２０個以下の炭素原子を有する。１つ以上のアルファ－オレフィンは、Ｃ３～Ｃ２０アセチレン性不飽和モノマー及びＣ４～Ｃ１８ジオレフィンからなる群から選択され得る。例えば、アルファ－オレフィンコモノマーは、３～１０個の炭素原子又は３～８個の炭素原子を有し得る。例示的なアルファ－オレフィンコモノマーとしては、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－ヘプテン、１－オクテン、１－ノネン、１－デセン、及び４－メチル－１－ペンテンが挙げられるが、これらに限定されない。１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマーは、例えば、プロピレン、１－ブテン、１－ヘキセン、及び１－オクテンからなる群から選択され得るか、又は代替的には、１－ブテン、１－ヘキセン、及び１－オクテンからなる群から、又は代替的には、１－ヘキセン及び１－オクテンからなる群から選択され得る。いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０重量％超かつ３０重量％未満の１－オクテン、１－ヘキセン、又は１－ブテンコモノマーのうちの１つ以上から誘導される単位を含む。
本明細書に記載の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０．９１１～０．９３９グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）の密度を有する。０．９１１～０．９３９ｇ／ｃｃのすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０．９１１～０．９３５ｇ／ｃｃの密度を有する。他の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０．９１３～０．９３９ｇ／ｃｃの密度を有する。更なる実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０．９１３～０．９３５ｇ／ｃｃの密度を有する。密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定され得る。
密度に加えて、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、５０，０００センチポアズ（ｃＰ）以下のブルックフィールド粘度を有する。５０，０００ｃＰ以下のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、４５，０００ｃＰ以下、４０，０００ｃＰ以下、又は３５，０００ｃＰ以下のブルックフィールド粘度を有する。他の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、５，０００ｃＰ～５０，０００ｃＰ、５，０００ｃＰ～４５，０００ｃＰ、又は５，０００ｃＰ～４０，０００ｃＰのブルックフィールド粘度を有する。
密度及びブルックフィールド粘度に加えて、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１．８～３．５の分子量分布（Ｍｗ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ）を有する。分子量分布は、数平均分子量（Ｍｎ，ｃｃ）に対する重量平均分子量（Ｍｗ，ｃｃ）の比（すなわち、Ｍｗ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ）として説明することができ、ゲル浸透クロマトグラフィ（gel permeation chromatography、ＧＰＣ）技術によって測定することができる。１．８～３．５のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１．９～３．５又は２．０～３．５の分子量分布（Ｍｗ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ）を有する。他の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１．８～３．０、１．９～３．０、又は２．０～３．０の分子量分布（Ｍｗ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ）を有する。更なる実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１．８～２．８、１．９～２．８、又は２．０～２．８の分子量分布（Ｍｗ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ）を有する。
密度、ブルックフィールド粘度、及び分子量分布に加えて、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、５．２５未満のＭｚ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃを有し得る。Ｍｚ，ｃｃは、ｚ平均分子量として説明することができる。５．２５未満のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、５．０、４．５、４．０、３．８、又は３．５未満のＭｚ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃを有する。他の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、２．５～５．２５、２．５～５．０、２．５～４．５、２．５～４．０、２．５～３．８、又は２．５～３．５のＭｚ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃを有する。
密度、ブルックフィールド粘度、分子量分布、及びＭｚ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃに加えて、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、従来のゲル浸透クロマトグラフィで決定される場合に、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーの総重量に基づいて、２．５％未満の１０５ｇ／モル超の分子量の重量分率（ｗ）を有し得る。２．５％未満のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、従来のゲル浸透クロマトグラフィで決定される場合に、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーの総重量に基づいて、１．０％未満の１０５ｇ／モル超の分子量の重量分率（ｗ）を有する。
密度、ブルックフィールド粘度、分子量分布、Ｍｚ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ、及び１０５ｇ／モル超の分子量の重量分率（ｗ）に加えて、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、５０％以上のコモノマー分布幅指数（comonomer distribution breadth index、ＣＤＢＩ）を有し得る。５０％以上のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、又は７５％以上のＣＤＢＩを有する。他の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、５０％～９８％、５０％～９７％、５５％～９８％、５５％～９７％、６０％～９８％、６０％～９７％、７０％～９８％、７０％～９７％、７５％～９８％、又は７５％～９７％の範囲のＣＤＢＩを有する。更なる実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、５０％～８５％、５５％～８５％、６０％～８５％、６０％～８０％、６５％～８０％、又は７０％～８０％の範囲のＣＤＢＩを有する。
密度、ブルックフィールド粘度、分子量分布、Ｍｚ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ、１０５ｇ／モル超の分子量の重量分率（ｗ）、及びＣＤＢＩに加えて、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、８０℃～１１０℃の最高ＤＳＣ温度結晶化ピーク、Ｔｃを有し得る。８０℃～１１０℃のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、８０℃～１０５℃、８５℃～１０５℃、又は９０℃～１０５℃のＴｃを有する。他の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、９５℃～１０５℃のＴｃを有する。最高ＤＳＣ温度結晶化ピークは、以下に概説される示差走査熱量測定（differential scanning calorimetry、ＤＳＣ）法を使用して決定される。
密度、ブルックフィールド粘度、分子量分布、Ｍｚ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ、１０５ｇ／モル超の分子量の重量分率（ｗ）、ＣＤＢＩ、及びＴｃに加えて、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１６℃未満の、最高ＤＳＣ温度溶融ピーク（Ｔｍ）と最高ＤＳＣ温度結晶化ピーク（Ｔｃ）との間の温度差、ΔＴｍ－Ｔｃを有し得る。１６℃未満のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１５℃未満のΔＴｍ－Ｔｃを有し得る。他の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１２℃未満のΔＴｍ－Ｔｃを有し得る。最高ＤＳＣ温度溶融ピーク（Ｔｍ）は、以下に概説される示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法を使用して決定される。
本明細書の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１つ以上の従来の反応器、例えば、ループ反応器、等温反応器、プラグフロー反応器、及び／又は撹拌槽反応器を、並列、直列、及び／又はそれらの任意の組み合わせで、連続モード又はバッチモードで使用する溶液重合プロセスで調製されて、オレフィン系ポリマー、例えば、エチレンポリマー又はプロピレンポリマーを生成し得る。溶液相重合プロセスは、１つ以上のループ反応器又は１つ以上の等温反応器などの１つ以上の十分に撹拌された反応器において、１００～３００℃、例えば、１２０～１９０℃の範囲の温度で、及び３００～１，０００ｐｓｉｇ、例えば、４００～７５０ｐｓｉｇの範囲の圧力で、生じ得る。溶液相重合プロセスにおける滞留時間は、典型的には、２～３０分、例えば、５～２０分の範囲内である。エチレン（モノマー）、溶媒、水素、１つ以上の触媒系、及び１つ以上のコモノマーが、反応器に連続的に供給される。例示的な溶媒としては、イソパラフィン及びナフテン酸が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、そのような溶媒は、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴｅｘａｓからＩＳＯＰＡＲ Ｅの名称で、又はＳｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ＥｕｒｏｐｅからＳＢＰ１００／１４０の名称で市販されている。重合反応器からの（溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、及び溶融ポリマーを含有する）流出物は、反応器を出て、失活剤、及び任意選択的に酸捕捉剤（ステアリン酸カルシウム、及び水和に付随する水など）と接触する区域に入って、その反応を停止し、塩化水素を捕捉する。加えて、酸化防止剤などの様々な添加剤を、この時点で添加することができる。次いで、流れは、Ｋｅｎｉｃｓ螺旋状静的混合要素などの、別の一連の静的混合要素を通過して、触媒失活剤（catalyst kill）及び添加剤を均一に分散させる。（溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、及び溶融ポリマーを含有する）流出物は、他のより低い沸点の反応成分からのポリマーの分離に備えて、熱交換器を通過して、流れ温度を上げる。次いで、流れは、反応器の圧力を指定の目標値に維持する役割を果たす圧力降下制御弁を通過する。次いで、流れは、多段分離脱揮システムに入り、そこで溶媒、水素、並びに未反応モノマー及びコモノマーからポリマーが除去される。不純物は、反応器に再び入る前に、再循環されたより低い沸点の反応成分から除去される。分離及び脱揮されたポリマー溶融体は、熱交換器を通ってポンプ圧送されて、流れ温度を２００℃未満、例えば、１７０℃未満の範囲、又は５０～１１０℃の範囲の温度に下げ、それによって、冷却されたポリマー溶融体を生成する。続いて、冷却されたポリマー溶融体は、水中ペレット化用に特別に設計されたダイを通ってポンプ圧送され、均一な固体ペレットに切断され、乾燥され、ホッパーに移される。初期ポリマー特性の検証後、固体ポリマーペレットを貯蔵装置に移す。脱揮工程において除去された部分は、再循環されてもよく、又は破棄されてもよい。例えば、溶媒の大部分は、精製床を通過した後に反応器に戻して再循環される。この再循環された溶媒は、その中に未反応のコモノマーを依然として有している可能性があり、反応器に再度入る前に新鮮なコモノマーで強化される。この再循環溶媒はまた、若干の水素を有している可能性があり、次いで新鮮な水素で強化される。
いくつかの実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、触媒組成物を使用して、ループ反応器での溶液相重合プロセスを介して、以下の手順に従って調製してもよい。すべての原料（エチレン、及びヘキセン又はオクテンなどの１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマー）及びプロセス溶媒（イソパラフィン溶媒、例えば、ＩＳＯＰＡＲ Ｅ）を、反応環境への導入前に分子篩で精製する。水素は、高純度グレードとして供給され、更に精製されない。反応器モノマー供給（エチレン）流を、機械的圧縮機を介して反応圧力より高い圧力、例えば、７５０ｐｓｉｇに加圧する。溶媒及びコモノマー（ヘキセン又はオクテンなどの１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマー）供給物を、機械的容積式ポンプを介して、反応圧力より高い圧力、例えば、７５０ｐｓｉｇに加圧する。個々の触媒成分は、精製された溶媒（ＩＳＯＰＡＲ Ｅ）を用いて指定の成分濃度まで手動でバッチ希釈することができ、反応圧力よりも高い圧力、例えば、７５０ｐｓｉｇに加圧することができる。すべての反応供給流は、質量流量計で測定することができ、コンピュータ自動弁制御システムで独立して制御することができる。
連続溶液重合反応器は、液体充満、非断熱、等温、循環、ループからなり得る。すべての新鮮な溶媒、モノマー、コモノマー、水素、及び触媒成分供給物の独立した制御が可能である。溶媒、モノマー、コモノマー、及び水素の組み合わせ供給物は、供給流を熱交換器に通過させることによって、５℃～５０℃の間のいずれか、典型的には４０℃に温度制御される。重合反応器への新鮮なコモノマー供給物を再循環溶媒にコモノマーを添加するように整列させる。重合反応器へのすべての新鮮な供給物は、例えば、各注入位置間でほぼ等しい反応器体積で、２つの位置において反応器に注入される。新鮮な供給物は、典型的には、例えば、すべての新鮮な供給物の質量流量の半分を受容する各注入器を用いて制御される。触媒成分は、例えば、特別に設計された注入入口装置を通って重合反応器に注入され、反応器に注入される前に、１つの混合プロ触媒／助触媒供給流に混合される。プロ触媒成分供給物は、コンピュータ制御され、反応モノマー濃度を指定の目標値に維持する。助触媒成分は、計算された指定のモル比に基づいて、プロ触媒成分に供給される。各新鮮な注入位置（供給物又は触媒のいずれか）の直後に、供給流を循環重合反応器の内容物と、Ｋｅｎｉｃｓ螺旋状静的混合要素などの静的混合要素を用いて混合する。反応器の内容物を、反応熱の大部分を除去する役割を果たす熱交換器を通して、指定の温度で等温反応環境を維持する役割を果たす冷却剤側の温度で、連続的に循環させる。反応器ループの周りの循環は、スクリューポンプによって提供することができる。重合反応器からの（溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、及び溶融ポリマーを含有する）流出物は、反応器を出て、失活剤、及び任意選択的に酸捕捉剤（ステアリン酸カルシウム、及び水和に付随する水など）と接触する区域に入って、その反応を停止し、塩化水素を捕捉する。加えて、酸化防止剤などの様々な添加剤を、この時点で添加することができる。次いで、流れは、Ｋｅｎｉｃｓ螺旋状静的混合要素などの、別の一連の静的混合要素を通過して、触媒失活剤及び添加剤を均一に分散させる。（溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、及び溶融ポリマーを含有する）流出物は、他のより低い沸点の反応成分からのポリマーの分離に備えて、熱交換器を通過して、流れ温度を上げる。次いで、流れは、反応器の圧力を指定の目標値に維持する役割を果たす圧力降下制御弁を通過する。次いで、流れは、二段分離脱揮システムに入り、そこで溶媒、水素、並びに未反応モノマー及びコモノマーからポリマーが除去される。不純物は、反応器に再び入る前に、再循環された低沸点反応成分から除去される。分離及び脱揮されたポリマー溶融体は、熱交換器を通ってポンプ圧送されて、流れ温度を２００℃未満、例えば、１７０℃未満の範囲、又は５０～１１０℃の範囲の温度に下げ、それによって、冷却されたポリマー溶融体を生成する。続いて、冷却されたポリマー溶融体は、水中ペレット化用に特別に設計されたダイを通ってポンプ圧送され、均一な固体ペレットに切断され、乾燥され、ホッパーに移される。初期ポリマー特性の検証後、固体ポリマーペレットを貯蔵装置に移す。脱揮工程において除去された部分は、再循環されてもよく、又は破棄されてもよい。例えば、溶媒の大部分は、精製床を通過した後に反応器に戻して再循環される。この再循環された溶媒は、その中に未反応のコモノマーを依然として有している可能性があり、反応器に再度入る前に新鮮なコモノマーで強化される。この再循環溶媒は、依然として若干の水素を有する可能性があり、次いで新鮮な水素で強化される。
他の実施形態では、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、エチレン及び１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマーの重合に好適な１つ以上の触媒系を使用して、直列に連結された２つの断熱撹拌槽反応器での液相重合プロセスを介して、以下の手順に従って調製してもよい。エチレンモノマー及び１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマー、並びに水素は、溶媒、例えば、ＩＳＯＰＡＲ Ｅなどのイソパラフィン溶媒と組み合わされる。水、二酸化炭素、硫黄化合物などの不純物は、供給流から除去され、供給流は、反応器に入る前に、５℃～６０℃の範囲、例えば、約１３℃の温度に冷却される。反応の大部分、約８５～９０パーセントは、第１の断熱撹拌槽反応器で生じ得る。混合は、ポリマー／プロ触媒／助触媒／溶媒／エチレン／１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマー／水素溶液を、混合ブレードを備えた１つ以上の撹拌機で循環させることによって達成され得る。供給物（エチレン／１つ以上のアルファ－オレフィンコモノマー／溶媒／水素）は、例えば、底部から反応器に入ってもよく、プロ触媒／助触媒もまた、例えば、供給物とは別々に、底部から反応器に入ってもよい。第１の反応器温度は、１２０℃～１９０℃の範囲、例えば、約１７５℃であり、反応器圧力は、４００ｐｓｉｇ～１，０００ｐｓｉｇの範囲、例えば、約５００ｐｓｉｇである。第１の反応器と直列の第２の反応器の温度は、１７５℃～２１０℃の範囲の温度、例えば、約２０２℃まで上昇し、約１０～１５パーセントの残りの反応が生じ、追加の触媒又はモノマーは、添加されない。平均的な反応器滞留時間は、２～３０分の範囲であり、例えば、その目的のために特別に設計された流体による、後反応器の終了前の断熱撹拌槽反応器に対して約８分である。
重合反応器からの（溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、及び溶融ポリマーを含有する）流出物は、反応器を出て、失活剤及び任意選択的に酸捕捉剤（例えば、ステアリン酸カルシウム、及び水和に付随する水）と接触する区域に入って、その反応を停止し、塩化水素を捕捉する。加えて、酸化防止剤などの様々な添加剤を、この時点で添加することができる。次いで、流れは、Ｋｅｎｉｃｓ螺旋状静的混合要素などの、別の一連の静的混合要素を通過して、触媒失活剤及び添加剤を均一に分散させる。（溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、及び溶融ポリマーを含有する）流出物は、他のより低い沸点の反応成分からのポリマーの分離に備えて、熱交換器を通過して、流れ温度を上げる。次いで、流れは、反応器の圧力を指定の目標値に維持する役割を果たす圧力降下制御弁を通過する。次いで、流れは、二段分離脱揮システムに入り、そこで溶媒、水素、並びに未反応モノマー及びコモノマーからポリマーが除去される。不純物は、反応器に再び入る前に、再循環されたより低い沸点の反応成分から除去される。分離及び脱揮されたポリマー溶融体は、熱交換器を通ってポンプ圧送されて、流れ温度を２００℃未満、例えば、１７０℃未満の範囲、又は５０～１１０℃の範囲の温度に下げ、それによって、冷却されたポリマー溶融体を生成する。続いて、冷却されたポリマー溶融体は、水中ペレット化用に特別に設計されたダイを通ってポンプ圧送され、均一な固体ペレットに切断され、乾燥され、ホッパーに移される。初期ポリマー特性の検証後、固体ポリマーペレットを貯蔵装置に移す。脱揮工程において除去された部分は、再循環されてもよく、又は破棄されてもよい。例えば、溶媒の大部分は、精製床を通過した後に反応器に戻して再循環される。この再循環された溶媒は、その中に未反応のコモノマーを依然として有している可能性があり、反応器に再度入る前に新鮮なコモノマーで強化される。この再循環溶媒は、依然として若干の水素を有する可能性があり、次いで新鮮な水素で強化される。
組成物の添加剤
組成物はまた、１つ又は複数の添加剤を含む。添加剤は、二酸化チタン、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケート、タルク、ハロイサイト、有機親和性フィロシリケート、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。実施形態では、添加剤は、より限定された群から選択される。例えば、実施形態では、添加剤は、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケート、二酸化チタン、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。更なる実施形態では、添加剤は、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケートである。
実施形態では、組成物は、組成物の総重量に基づいて、０．０５～１０．００重量％の添加剤を含む。０．０５～１０．００重量％のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、含まれる。例えば、組成物は、０．０５重量％、０．０７重量％、０．０９重量％、０．１０重量％、０．５０重量％、１．００重量％、１．５０重量％、２．００重量％、３．００重量％、４．００重量％、５．００重量％の下限から、１０．００重量％、９．００重量％、８．００重量％、７．００重量％、６．００重量％、５．００重量％、４．００重量％、３．００重量％、２．００重量％、１．００重量％、０．５０重量％の上限までの添加剤を含み得、重量パーセントは、組成物の総重量に基づく。
実施形態では、添加剤は、メルトブローン不織布の形成中に溶融するか、又は１ミクロン未満の中央粒径（Ｄ５０）を有する固体である。例えば、一実施形態では、添加剤は、二酸化チタンが１ミクロン未満の中央粒径（Ｄ５０）を有する二酸化チタンと、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケートが約１００℃の溶融液体点を有し、かつメルトブローン不織布の形成中に溶融する（１００℃超の温度を必要とする）ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケートと、の組み合わせになるように選択される。添加剤がメルトブローン不織布の形成後に固体である実施形態では、添加剤は、１ミクロン未満、０．５ミクロン未満、又は０．２５ミクロン未満の中央粒径（Ｄ５０）を有し得る。理論に束縛されるものではないが、より小さい粒径（例えば、１ミクロン未満）は、メルトブローン不織布の形成中に繊維が破断する可能性を減少させ、ダイの紡糸口金を塞ぐ可能性を減少させ得る。
組成物は、例えば、乾式ブレンド又は溶融ブレンドを含む、当技術分野で既知の任意の好適な手段によって形成することができる。添加剤は、未処理であってもよく、又は組成物への添加前に表面処理（例えば、シラン、ステアレート、又は界面活性剤表面処理）で処理されるか、若しくは組成物の製造中にその場で処理されてもよい。特定の添加剤をエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーに添加して、組成物の体積抵抗率を改善することができ、組成物は、改善された体積抵抗率を有することができ、これにより、組成物が濾過用途に好適になる。理論に束縛されるものではないが、組成物及びメルトブローン不織布の形成中のエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーへの特定の添加剤の添加によって、組成物又はメルトブローン不織布の形態が変化するため、組成物又はメルトブローン不織布の体積抵抗率が増加し、それらが濾過用途に好適になる。
実施形態では、組成物は、本明細書に開示される方法又は同様の方法に従って、以下の特性を有し得、体積抵抗率は、室温でのものである。特定の実施形態では、組成物は、室温で７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有する。７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、かつ含まれる。例えば、組成物は、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超、８．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超、９．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超、１．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超、２．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超、３．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超、４．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超、又は５．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有し得、室温での体積抵抗率は、以下に記載の試験方法に従って測定することができる。
特定の実施形態では、組成物は、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超～１．０Ｅ＋１９ｏｈｍ．ｃｍ、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超～５．０Ｅ＋１８ｏｈｍ．ｃｍ、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超～１．０Ｅ＋１８ｏｈｍ．ｃｍ、１．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超～１．０Ｅ＋１９ｏｈｍ．ｃｍ、１．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超～５．０Ｅ＋１８ｏｈｍ．ｃｍ、又は１．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超～１．０Ｅ＋１８ｏｈｍ．ｃｍの体積抵抗率を有し、室温での体積抵抗率は、以下に記載の試験方法に従って測定することができる。
体積抵抗率はまた、以下に記載の試験方法に従って６０℃で測定することができる。実施形態では、組成物は、６０℃で５．０Ｅ＋１４ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有する。５．０Ｅ＋１４ｏｈｍ．ｃｍ超のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、かつ含まれる。例えば、組成物は、５．０Ｅ＋１４ｏｈｍ．ｃｍ超、６．０Ｅ＋１４ｏｈｍ．ｃｍ超、７．０Ｅ＋１４ｏｈｍ．ｃｍ超、８．０Ｅ＋１４ｏｈｍ．ｃｍ超、９．０Ｅ＋１４ｏｈｍ．ｃｍ超、又は１．０Ｅ＋１５ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有し得、６０℃での体積抵抗率は、以下に記載の試験方法に従って測定することができる。
メルトブローン不織布
組成物を使用して、プラーク、繊維、及び／又はメルトブローン不織布などの不織布を形成してもよい。本明細書で使用される場合、「メルトブローン」とは、溶融熱可塑性ポリマー組成物を、溶融糸又はフィラメントとして、複数の微細な通常円形のダイ毛細管を通して、糸又はフィラメントを細くして、縮径させるために機能する、収束する高速ガス流（例えば、空気）に押し出すことによって形成される繊維を指す。その後、フィラメント又は糸は、高速ガス流によって運ばれ、収集表面上に堆積して、概して１０ミクロンより小さい平均直径を有するランダムに分散されたメルトブローン繊維の不織ウェブを形成する。「不織布（nonwoven）」、「不織ウェブ」、及び「不織布（nonwoven fabric）」という用語は、本明細書で互換的に使用される。「不織布」とは、編まれた布地の場合のように識別可能な方式ではなく、ランダムに挟まれた個々の繊維又は糸の構造を有するウェブ又は布地を指す。
実施形態では、組成物から形成されたメルトブローン不織布は、本明細書に開示される方法又は同様の方法に従って、以下の特性を有し得、体積抵抗率は、室温のものである。特定の実施形態では、組成物から形成されたメルトブローン不織布は、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有する。７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、かつ含まれる。例えば、組成物から形成されたメルトブローン不織布は、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超、８．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超、９．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超、１．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超、２．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超、３．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超、４．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超、又は５．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有し得、室温での体積抵抗率は、以下に記載の試験方法に従って測定することができる。
特定の実施形態では、組成物から形成されたメルトブローン不織布は、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超～１．０Ｅ＋１９ｏｈｍ．ｃｍ、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超～５．０Ｅ＋１８ｏｈｍ．ｃｍ、７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超～１．０Ｅ＋１８ｏｈｍ．ｃｍ、１．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超～１．０Ｅ＋１９ｏｈｍ．ｃｍ、１．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超～５．０Ｅ＋１８ｏｈｍ．ｃｍ、又は１．０Ｅ＋１７ｏｈｍ．ｃｍ超～１．０Ｅ＋１８ｏｈｍ．ｃｍの体積抵抗率を有し、室温での体積抵抗率は、以下に記載の試験方法に従って測定することができる。
実施形態では、組成物から形成されたメルトブローン不織布は、１０ミクロン未満の直径を有する繊維を含む。１０ミクロン未満のすべての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、含まれる。例えば、実施形態では、本明細書に記載されるメルトブローン不織布は、１０ミクロン未満、８ミクロン未満、６ミクロン未満、４ミクロン未満、２ミクロン未満、若しくは１ミクロン未満の直径を有する繊維を含み得るか、又は０．１ミクロン～１０ミクロン、０．１～８ミクロン、０．１～６ミクロン、０．１～４ミクロン、０．１～２ミクロン、若しくは０．１～１ミクロンの範囲の直径を有する繊維を含み得る。
メルトブローン不織布は、複合構造で使用されてもよい。複合構造は、１つ以上のスパンボンド不織布を更に含んでもよい。本明細書で使用される場合、「スパンボンド」とは、フィラメントとして溶融熱可塑性ポリマー組成物を、紡糸口金の複数の微細な通常円形のダイ毛細管を通して押し出し、次いで、押し出されたフィラメントの直径が迅速に低減され、その後、フィラメントを収集表面上に堆積させて、概して約７～約３０ミクロンの平均直径を有するランダムに分散されたスパンボンド繊維のウェブ又布地を形成することによって形成される繊維を指す。スパンボンド繊維は、二成分繊維であっても単一成分繊維であってもよい。単一成分繊維は、ポリエチレンを含み得る。二成分繊維は、鞘がポリエチレンを含み、芯がポリプロピレンを含む、鞘／芯構造を有してもよい。当然ながら、並列配置、パイ配置、又は「海に浮かぶ島」配置など、二成分繊維の他の構成を使用してもよい。
いくつかの実施形態では、複合体は、ＳａＭｂＳｃ構成を有し、式中、Ｓは、スパンボンド不織布であり、Ｍは、本明細書に記載される組成物から形成されたメルトブローン不織布であり、ａ、ｂ、及びｃは、層の数であり、１～５の範囲の独立した整数である。例えば、複合体は、「ａ」、「ｂ」、及び「ｃ」は、互いに独立して、ＳＭＳ（式中、ａ＝１、ｂ＝１、及びｃ＝１）、ＳＭＭＳ（ａ＝１、ｂ＝２、及びｃ＝１）、ＳＳＭＳＳ（ａ＝２、ｂ＝１、及びｃ＝２）、ＳＭＭＭＳ（ａ＝１、ｂ＝３、及びｃ＝１）、ＳＭＭＳＳ（ａ＝１、ｂ＝２、及びｃ＝２）、又は他の構成を有してもよい。
物品
本発明の実施形態はまた、本明細書に記載のメルトブローン不織布から形成された物品も提供する。そのような物品の例としては、エアフィルタ、断熱材、フェイスマスク、外科用ガウン、包帯、及び創傷被覆材が挙げられ得る。本発明の物品は、本明細書の教示を考慮して当業者に既知の技法を使用して、本明細書に開示されるメルトブローン不織布から形成することができる。
試験方法
密度
密度は、ＡＳＴＭ Ｄ－７９２に従って測定し、グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）で表す。
ブルックフィールド粘度
ブルックフィールド粘度は、ＤＶ－ＩＩ Ｐｒｏ Ｅｘｔｒａ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒを用いて測定する。この機器は、粘度計の優れた制御及び精度を提供するＲｈｅｏｃａｌｃ Ｖ３．３ソフトウェアを使用する。ＳＣ４－３１スピンドルサイズを使用する場合、８グラムの試料を使用する。試験温度は、３５０°Ｆである。トルクが４０％～７０％のレベルになるように、十分なスピンドル速度を適用する。粘度データは、安定した粘度読み取り値が得られた２０分後に記録する。
従来のＧＰＣ
従来のＧＰＣは、高温ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）設備（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ、Ｓｐａｉｎ）によって得られる。ＩＲ５検出器（「測定チャネル」）は、濃度検出器として使用する。ＧＰＣＯｎｅソフトウェア（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ、Ｓｐａｉｎ）を使用して、ポリマーのｚ平均（Ｍｚ）、重量平均（Ｍｗ）、及び数平均（Ｍｎ）分子量を計算し、ＭＷＤ（＝Ｍｗ／Ｍｎ）を決定する。この方法では、システム温度１５０℃で動作する、３つの１０ミクロンＰＬゲル混合Ｂカラム（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、カラム寸法１００×７．６ｍｍ）、又は４つの２０ミクロンＰＬゲル混合Ａカラム（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、カラム寸法１００×７．６ｍｍ）が使用される。試料は、２００百万分率の酸化防止剤ブチル化ヒドロキシトルエン（butylated hydroxytoluene、ＢＨＴ）を含有する１，２，４－トリクロロベンゼン溶媒中で、１６０℃で３時間、オートサンプラ（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ、Ｓｐａｉｎ）により穏やかに振盪しながら、２ｍｇ／ｍＬの濃度で調製される。流量は、１．０ｍＬ／分であり、注入サイズは、２００マイクロリットルである。ＧＰＣＯｎｅソフトウェアを使用して、プレート数を計算する。クロマトグラフィシステムには、最低２２，０００枚のプレートが必要である。
ＧＰＣカラムセットは、少なくとも２０つの狭分子量分布ポリスチレン標準物質を流すことによって較正される。較正では、３つの１０ミクロンＰＬゲル混合Ｂカラムを備えたシステムへの三次フィット、又は４つの２０ミクロンＰＬゲル混合Ａカラムを備えたシステムへの五次フィットが使用される。標準物質の分子量（molecular weight、ＭＷ）は、５８０ｇ／モル～８，４００，０００ｇ／モルの範囲であり、標準物質は、６つの「カクテル」混合物に含まれている。各標準物質混合物には、個々の分子量間に概ね１０個の分離が存在する。標準物質混合物は、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから購入される。ポリスチレン標準物質は、１，０００，０００ｇ／モル以上の分子量については「５０ｍＬの溶媒中０．０２５ｇ」で調製され、１，０００，０００ｇ／モル未満の分子量については「５０ｍＬの溶媒中０．０５ｇ」で調製される。ポリスチレン標準物質を、８０℃で穏やかに撹拌しながら、３０分間溶解させる。狭い標準物質混合物を、最初に、かつ最高分子量成分を減少させる順序で実行して、分解を最小限に抑える。ポリスチレン標準物質ピーク分子量を、以下の式１を使用してポリエチレン分子量に変換し（Ｗｉｌｌｉａｍｓ ａｎｄ Ｗａｒｄ，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，６，６２１（１９６８）に記載の通り）、

式中、ＭＷは、示されるようにポリエチレン（polyethylene、ＰＥ）又はポリスチレン（polystyrene、ＰＳ）の分子量であり、Ｂは、１．０に等しい。Ａ値が標準基準材料（Standard Reference Materials、ＳＲＭ）１４７５ａについて５２，０００ＭＷＰＥを生じるように、Ａは約０．３８～約０．４４の範囲であり得ることが、当業者には既知である。分子量分布（ＭＷＤ又はＭｗ／Ｍｎ）、及び関連する統計値などの分子量値を得るためのこのポリエチレン較正方法の使用は、本明細書においてＷｉｌｌｉａｍｓ及びＷａｒｄの修正された方法として定義される。数平均分子量、重量平均分子量、及びｚ平均分子量は、以下の式から計算される。

式中、Ｍｎ，ｃｃ、Ｍｗ，ｃｃ、及びＭｚ，ｃｃ（ｇ／モル）は、それぞれ従来の較正から得られる数平均分子量、重量平均分子量、及びｚ平均分子量である。ｗｉは、保持容量Ｖｉで溶出されるポリエチレン分子の重量分率である。Ｍｃｃ，ｉは、従来の較正（式（１）参照）を使用して得られる保持容量Ｖｉで溶出されるポリエチレン分子の分子量（ｇ／モル）である。
クロマトグラフのピークは、クロマトグラムが２０％のピーク高さで表示される場合に、ベースラインからの有意な目に見える逸脱を示す面積を含むように設定する必要がある。ベースラインは、１００未満のポリエチレン換算分子量に統合されるべきではなく、調製された試料及びクロマトグラフ移動相からの酸化防止剤の不一致の説明には注意が必要である。図１を参照すると、明確な別個の酸化防止剤のピークを呈する試料の適切なベースライン及び積分限界セットが示されている。
デカン流量マーカーの使用が、ＩＲ５クロマトグラムに示され得る。ベースラインの開始と終了の間のベースライン（応答）Ｙ値の差は、クロマトグラムの積分ピーク高さの３％を超えてはならない。そのような場合、クロマトグラフ試料は、試料と移動相の酸化防止剤とを適切に一致させて処理する必要がある。試料の適切なベースライン及び積分限界セットは、１００のポリエチレン換算分子量への連続性を示す。積分限界の終了は、１００のポリエチレン換算分子量未満に設定されてはならない。
ｗ（１０５ｇ／モル超の重量分率）は、以下の式（５）に従ってＧＰＣＯｎｅソフトウェアから得られるＭＷＤ曲線（ｗｉ対ｌｏｇ Ｍｃｃ，ｉ）に従って計算される。
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）
ＤＳＣを使用して、広範囲の温度にわたるポリマーの溶融及び結晶化挙動を測定した。例えば、ＲＣＳ（ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ、冷蔵冷却システム）及びオートサンプラを備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｑ１０００ ＤＳＣを使用して、この分析を実施した。試験中、５０ｍｌ／分の窒素パージガス流量を使用した。各試料を約１７５℃で溶融圧縮して薄いフィルムにし、次いで、溶融した試料を室温（約２５℃）まで空冷した。フィルム試料は、「０．１～０．２グラム」の試料を１７５℃、１，５００ｐｓｉで３０秒間押圧して、「０．１～０．２ミル厚」のフィルムを形成することによって形成された。３～１０ｍｇ、直径６ｍｍの試験片を冷却されたポリマーから抽出し、秤量し、軽量アルミニウムパン（約５０ｍｇ）に配置し、圧着して閉じた。次いで、その熱特性を決定するために分析を実施した。
試料の熱挙動は、試料の温度を上下させて、熱流量対温度プロファイルを作成することによって決定した。最初に、試料を１８０℃まで急速に加熱し、その熱履歴を除去するために５分間等温保持した。次に、試料を１０℃／分の冷却速度で－４０℃まで冷却し、－４０℃で５分間等温保持した。次いで、試料を１０℃／分の加熱速度で１５０℃まで加熱した（これは「第２の加熱」勾配である）。冷却曲線及び第２の加熱曲線を記録した。冷却曲線は、結晶化の開始から－２０℃までのベースライン終点を設定することによって分析した。熱曲線は、－２０℃から溶融終点までのベースライン終点を設定することによって分析した。決定された値は、最高ピーク溶融温度（Ｔｍ）、最高ピーク結晶化温度（Ｔｃ）、融解熱（Ｈｆ）（ジュール／グラム）、及び結晶化度％＝（（Ｈｆ）／（２９２Ｊ／ｇ））×１００を使用するポリエチレン試料についての算出された結晶化度％であった。融解熱（Ｈｆ）及び最高ピーク溶融温度は、第２の熱曲線から報告された。最高のピーク結晶化温度は、冷却曲線から決定する。
結晶化溶出分別（Crystallization Elution Fractionation、ＣＥＦ）方法
コモノマー分布分析は、通常、短鎖分岐分布（short chain branching distribution、ＳＣＢＤ）とも呼ばれ、ＩＲ－４検出器（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ、Ｓｐａｉｎ）及び２角光散乱検出器モデル２０４０（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ、現Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を備えた結晶化溶出分別（ＣＥＦ）（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ、Ｓｐａｉｎ）（Ｍｏｎｒａｂａｌ ｅｔ ａｌ，Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．２５７，７１－７９（２００７）、参照によって組み込まれる）を用いて測定する。ＩＲ－４又はＩＲ－５検出器を使用する。ＩＲ－４検出器又はＩＲ－５検出器を検出器オーブン内に入れる直前に、５０×４．６ｍｍの１０又は２０ミクロンガードカラム（ＰｏｌｙｍｅｒＬａｂ、現Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を取り付けた。Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから、オルト－ジクロロベンゼン（Ｏｒｔｈｏ－ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ、ＯＤＣＢ、９９％無水グレード）及び２，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール（「ＢＨＴ」、カタログ番号Ｂ１３７８－５００Ｇ、バッチ番号０９８Ｋ０６８６）を得る。ＯＤＣＢを、使用前に蒸留する。ＥＭＤ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから、シリカゲル４０（粒径０．２～０．５ｍｍ、カタログ番号１０１８１－３）も得る。使用前にシリカゲルを、１６０℃の真空オーブンで約２時間乾燥させる。８００ミリグラムのＢＨＴ及び５グラムのシリカゲルを、２リットルのＯＤＣＢに添加する。ＯＤＣＢは、シリカゲルを充填した１つ又は複数のカラムを通過させることによっても、乾燥させることができる。Ｎ２パージ能力を有するオートサンプラを備えたＣＥＦ機器の場合、シリカゲル４０を、２つの３００×７．５ｍｍのＧＰＣサイズのステンレス鋼カラムに充填し、シリカゲル４０カラムをＣＥＦ機器のポンプの入口に取り付けて、ＯＤＣＢを乾燥させ、ＢＨＴは移動相に全く添加しない。ここで、この「ＢＨＴ及びシリカゲルを含有するＯＤＣＢ」、又はシリカゲル４０で乾燥させたＯＤＣＢを、「ＯＤＣＢ」と称することにする。このＯＤＣＢは、使用前に乾燥窒素（Ｎ２）を１時間スパージされる。乾燥窒素は、窒素をＣａＣＯ３及び５Åモレキュラーシーブに９０ｐｓｉｇ未満で通過させることによって得られるものである。得られる窒素は、約－７３℃の露点を有するはずである。試料調製を、１６０℃で２時間振盪させながら、（別段の指定がない限り）４ｍｇ／ｍｌでオートサンプラを用いて行う。注入量は３００μｌである。ＣＥＦの温度プロファイルは、３℃／分で１１０℃～３０℃での結晶化、３０℃で５分間の熱平衡（２分間に設定されている可溶性画分溶出時間を含む）、３℃／分で３０℃～１４０℃での溶出である。結晶化中の流量は０．０５２ｍＬ／分である。冷却工程中の流量は０．０５２ｍＬ／分である。溶出中の流量は０．５０ｍＬ／分である。データは、１データポイント／秒で収集する。ＣＥＦカラムは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，３７２，９３１号に従って、１／８インチのステンレス管を用いて、１２５μｍ±６％のガラスビーズ（ＭＯ－ＳＣＩ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）で充填される。カラム外径（outside diameter、ＯＤ）は、１／８インチである。この方法を再現するのに必要な重要なパラメータには、カラム内径（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ、ＩＤ）及びカラム長（ｌｅｎｇｔｈ、Ｌ）が含まれる。ＩＤ及びＬの選択は、直径１２５μｍのガラスビーズで充填する場合、液体内部体積が２．１～２．３ｍＬになるようにする必要がある。Ｌが１５２ｃｍである場合、ＩＤは、０．２０６ｃｍでなければならず、壁の厚さは、０．０５６ｃｍでなければならない。ガラスビーズの直径が１２５μｍであり、かつ液体内部体積が２．１～２．３ｍＬである限り、Ｌ及びＩＤについて異なる値を使用することができる。カラム温度較正は、ＯＤＣＢ中のＮＩＳＴ標準基準材料線状ポリエチレン１４７５ａ（１．０ｍｇ／ｍｌ）とエイコサン（２ｍｇ／ｍｌ）との混合物を使用することによって実施する。ＣＥＦ温度較正は、次の４つの工程からなる。（１）測定されたエイコサンのピーク溶出温度から３０．００℃を差し引いた間の温度オフセットとして定義される遅延体積を計算する工程、（２）ＣＥＦ生温度データから、溶出温度の温度オフセットを減算する工程。この温度オフセットは、溶出温度、溶出流量などの実験条件の関数であることに留意されたい、（３）ＮＩＳＴ線状ポリエチレン１４７５ａが、１０１．０℃でピーク温度を有し、かつエイコサンが、３０．０℃のピーク温度を有するように、３０．００℃～１４０．００℃の範囲にわたって溶出温度を変換する線形較正線を作成する工程、（４）３０℃で等温的に測定された可溶性画分について、溶出温度が、３℃／分の溶出加熱速度を使用することによって線形的に外挿される工程。報告された溶出ピーク温度は、観察されたコモノマー含量較正曲線が、以前に米国特許第８，３７２，９３１号（参照により本明細書に組み込まれる）で報告されたものと合致するように得られる。ＣＥＦデータは、ＧＰＣＯｎｅソフトウェア（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ、Ｓｐａｉｎ）によって処理される。
体積抵抗率
体積抵抗率は、ＡＳＴＭ Ｄ２５７に基づく以下の方法によって決定する。体積抵抗率は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ８００９試験付属品と組み合わせたＫｅｉｔｈｌｅｙ ６５１７ Ｂ電位計を使用して決定する。Ｋｅｉｔｈｌｅｙモデル８００９試験チャンバは、高温（最大温度８０℃）で動作することができる強制空気オーブン内に位置している。漏電流は、ソフトウェアを介して機器から記録され、以下の式（式６）を使用して、体積抵抗率（volume resistivity、ＶＲ）を計算し、

式中、ρはｏｈｍ．ｃｍの体積抵抗率であり、Ｖはボルトの印加電圧であり、Ａはｃｍ２の電極接触面積であり、Ｉは印加電圧の１０分間後に記録されたアンペアの漏電流であり、ｔは試料の厚さである。圧縮成形プラークの厚さは、試験前に測定する。プラークの５点を測定して、計算に使用される平均厚さを得る。試験は、室温で１０００ボルトで行われ、室温は２０℃～２５℃であり、６０℃で１０００ボルトで行われ、Ｋｅｉｔｈｌｅｙモデル８００９試験チャンバは、ＶＲ測定の前に最初に６０℃で１時間安定化させる。室温及び６０℃の両方で、２つの圧縮成形プラークを試験し、記録されたＶＲは２つの試験の平均である。結果は、オームセンチメートル（ｏｈｍ．ｃｍ）で報告される。
以下の実施例は、本開示の特徴を例示するものであるが、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
材料
以下の材料が、実施例に含まれる。
実験用繊維樹脂（以下、「Ｐｏｌｙ．１」）は、実施例の組成物のエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーとして使用する。Ｐｏｌｙ．１は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際公開第２０１８／１６９７３８号の「Ｉｎｖ．４」に対応する。Ｐｏｌｙ．１は、表１に提供されるものを含む、国際公開第２０１８／１６９７３８号に提供される特性を有する。
Ｔｉ－Ｐｕｒｅ（商標）Ｒ－１０４、二酸化チタンは、０．２４ミクロンの中央粒径（Ｄ５０）を有し、Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から市販されている。
Ｂｉｓ－ＴＥＭＰＯ、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケートは、摂氏約１００度の溶融液体温度を有し、Ｓｕｑｉａｎ Ｕｎｉｔｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）から市販されている。メルトブローン不織布の形成のための温度は、摂氏１８０度を超えるため、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケートは、メルトブローン不織布の形成中に液体に変わる。
ＳＤ－９００、タルクは、２．６ミクロンの中央粒径（Ｄ５０）を有し、Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｘｉｎｄａ Ｔａｌｃ Ｇｒｏｕｐ（Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）から市販されている。
ＤＲＡＧＯＮＩＴＥ（商標）ＨＰ、ハロイサイトは、約５０ナノメートルの中央粒径（Ｄ５０）を有し、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｉｎｃ．（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ）から市販されている。
Ｃｌｏｉｓｉｔｅ ２０Ａ、有機親和性フィロシリケートは、約１０ミクロンの中央粒径（Ｄ５０）を有し、ＢＹＫ（Ｇｅｒｍａｎｙ）から市販されている
チタン酸バリウムは、約１００ナノメートル未満の中央粒径（Ｄ５０）を有し、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｇｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）から市販されている。
ステアリン酸マグネシウムは、摂氏約１５０度の溶融液体温度を有し、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｇｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）から市販されている。メルトブローン不織布の形成のための温度は、摂氏１８０度を超えるため、ステアリン酸マグネシウムは、メルトブローン不織布の形成中に液体に変わる。
ステアリン酸カルシウムは、摂氏約１５０度の溶融液体温度を有し、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｇｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）から市販されている。メルトブローン不織布の形成のための温度は摂氏１８０度を超えるため、ステアリン酸カルシウムは、メルトブローン不織布の形成中に液体に変わる。
試料調製
Ｐｏｌｙ．１を、設定温度摂氏１２０度、ローター速度３０ｒｐｍのＢｒａｂｅｎｄｅｒミキサーに供給する。樹脂を加熱して溶融させ、次いで任意の添加剤（以下の表中の濃度による）をミキサーに添加する。混合を５０ｒｐｍで７分間継続して、任意の添加剤を分散させる。組成物を収集し、１６０×１６０×１．０ｍｍの型で薄いプラークに押圧する。薄いプラークを摂氏１５０度で５分間予熱し、次いで脱気し、続いて摂氏１５０度で更に３分間押圧処理する。次いで、プラークの体積抵抗率（ＶＲ）を、上述の試験方法に従って試験する。
メルトブローン不織布は、プラークの形成に使用するのと同じ組成物を使用して形成する。添加剤マスターバッチペレットをエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーペレットと乾式ブレンドし、メルトブローンライン押出機に供給する。２５ｇｓｍのメルトブローン不織布を、繊維を１０ミクロン未満の繊維直径に細くするエアジェット紡糸を介して、従来のメルトブローンライン上で加工する。従来のメルトブローンラインの例としては、ＲＦ４／ＲＦ５単列メルトブローンライン（Ｒｅｉｃｏｆｉｌ製）及び二軸メルトブローンライン（Ｂｉａｘ－Ｆｉｂｅｒｆｉｌｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）が挙げられるが、これらに限定されない。
以下の表２は、ポリ１及び任意の添加剤の濃度を示し、上記のように形成されたプラークに基づく本発明の実施例及び比較例について、室温（「＠ＲＴ」）及び６０℃（「＠６０℃」）でのＶＲ測定と共に示す。
本発明の実施例（ＩＥ１～ＩＥ８）に見られるように、本開示の組成物は、驚くべきことに、かつ予想外に、有意な量（例えば、場合によっては、１桁程度多い）のＶＲの増加を示す。対照的に、比較例（ＣＥ１～ＣＥ４）に見られるように、添加剤を添加しないか、又は特定の他の添加剤を添加しても、ＶＲは増加しない。いかなる理論にも束縛されることなく、結果は、驚くべきことに、ＶＲを改善するための本発明の実施例中の成分の相乗効果を実証している。

＊ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケート
＊＊ＮＭ＝未測定
存在する場合、あらゆる相互参照されるか又は関連する特許又は出願、及び本出願が優先権又はその利益を主張するあらゆる特許出願又は特許を含む、本明細書に引用されるすべての文献は、明示的に除外されるか、又は別段限定されない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。あらゆる文献の引用は、それが本明細書に開示若しくは特許請求されたあらゆる発明に関する先行技術であること、又はそれ単独で、若しくはあらゆる他の参考文献とのあらゆる組み合わせで、そのような発明を教示、示唆、若しくは開示することを認めるものではない。更に、本文献におけるあらゆる用語の意味又は定義が、参照により組み込まれた文献における同じ用語のあらゆる意味又は定義と矛盾する場合は、本文献においてその用語に割り当てられた意味又は定義が適用されるものとする。
本発明の特定の実施形態を例示し、説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な他の変更及び修正を行い得ることは当業者には明らかであろう。そのため、添付の特許請求の範囲において、本発明の範囲内にあるそのような変更及び修正をすべて網羅することが意図されている。

Claims (10)

  1. メルトブローン不織布であって、
    ０．９１１～０．９３９ｇ／ｃｃの密度、５０，０００ｃＰ以下のブルックフィールド粘度、及び１．８～３．５の分子量分布（Ｍｗ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃ）を有するエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、
    二酸化チタン、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケート、タルク、ハロイサイト、有機親和性フィロシリケート、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される添加剤と、を含む、組成物から形成され、
    前記組成物が、室温で７．０Ｅ＋１６ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有する、メルトブローン不織布。
  2. 前記組成物が、前記組成物の総重量に基づいて、９０～９９．９５重量％の前記エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、０．０５～１０．００重量％の前記添加剤と、を含む、請求項１に記載のメルトブローン不織布。
  3. 前記添加剤が、前記メルトブローン不織布の形成中に溶融して液体になるか、又は１ミクロン未満の中央粒径（Ｄ５０）を有する固体である、請求項１又は２に記載のメルトブローン不織布。
  4. 前記エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーが、５．２５未満、又は代替的に４．０未満若しくは３．５未満のＭｚ，ｃｃ／Ｍｎ，ｃｃを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のメルトブローン不織布。
  5. 前記エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーが、従来のゲル浸透クロマトグラフィで決定される場合に、インターポリマーの総重量に基づいて、２．５％未満、又は代替的に１．０％未満の１０５ｇ／モル超の分子量の重量分率（ｗ）を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のメルトブローン不織布。
  6. 前記添加剤が、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケート、二酸化チタン、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１～５のいずれか一項に記載のメルトブローン不織布。
  7. 前記添加剤が、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－１－ピペリジニルオキシ－４－イル）セバケートである、請求項１～６のいずれか一項に記載のメルトブローン不織布。
  8. 前記メルトブローン不織布が、１０ミクロン未満の直径を有する繊維を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のメルトブローン不織布。
  9. 前記組成物が、６０℃で５．０Ｅ＋１４ｏｈｍ．ｃｍ超の体積抵抗率を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載のメルトブローン不織布。
  10. 請求項１～９のいずれか一項に記載のメルトブローン不織布を含む、エアフィルタ。
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