JP3174915B2 - エチレン重合体の酸化的熱安定性を改善する方法 - Google Patents
エチレン重合体の酸化的熱安定性を改善する方法Info
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Description
種の共単量体の熱可塑性ホモポリマー及び/又はインタ
ーポリマーの味及び匂の性質及び酸化的熱安定性を改善
する方法に関する。方法は、残存する未反応の単量体の
1種以上、溶媒及び熱的に不安定な物質を除くことを含
む。得られた重合体は、さらに酸化的熱的に安定であ
り、示差走査熱量測定法により測定して、第一の重合体
の酸化的発熱の約50%以下の酸化的発熱を有する。酸化
的熱安定性を改善するこの方法は、特にエチレン/アク
リル酸インターポリマーに有効である。
できる。一つの伝統的な方法は、真空装置を備えた押し
出し機を使用する押し出し揮発分除去化である。しか
し、真空のみの使用は、一般に、溶融重合体から残存す
る単量体及び他の揮発物を除いて重合体の酸化的熱安定
性を充分に改善するには不十分である。残存する単量体
及び揮発物は、又重合体における匂の欠点の原因にな
り、その事実は、重合体が食品の貯蔵に使用されると
き、特に重要である。
合部分のノーズ部分中に水又は水蒸気を吹き込み、重合
体と水又は水蒸気とを充分に混合し、そして500mgHg
(絶対)又はそれ以下の真空を使用して、未反応単量体
及び水又は水蒸気を除くことにより、ペレット化中エチ
レン重合体から未反応単量体を除く方法を開示してい
る。中井らは、このようにして生成した生成物が、匂に
関して商業上の価値を増すことを教示しているが、重合
体の味の性能又は熱安定性をいかに改善するかを教示又
は示唆していない。
在下、加速された劣化及び/又は橋かけ結合にかけられ
たとき、それらは、高温度で 熱的に処理されるので、重要である。エチレン重合体の
酸化的熱劣化は、処理中に形成された酸化的副産物から
の劣った味及び匂の性質に加えて、処理された重合体に
ゲル形成及び物理的性質の損失(例えば押し出しコーテ
イングにおけるネックイン及び遅い線速度のような劣っ
た押し出し性能並びに曇り及び光沢又は色のような低下
した光学的性質)を生じさせる。
ル)は、ポリエチレンを含む種々の重合体に加えられ
て、それらの熱安定性を改善する。しかし、抗酸化剤
は、有害な副作用例えば色の形成を有し、そしてそれら
は、又それ自体食品の接触の問題を生じさせ、利点をな
くすことになる。
性は、常に商業的に要求されている領域である。
熱安定性を改善する方法が、見出された。新規な方法
は、残存する未反応単量体の1種以上、溶媒及び熱的に
不安定な物質を第一のエチレン重合体から除き、それに
より示差走査熱量測定法により測定して、第一の重合体
の酸化的発熱の50%以下の酸化的発熱を有する第二のさ
らに酸化的熱的に安定なエチレン重合体を形成すること
を特徴とする。
ーの味及び匂の性質並びに酸化的熱安定性を改善するの
に特に有用であり、それらは、食品のラップ、飲料の容
器又は香辛料のポーチのための単一又はマルチ層のラミ
ネートフィルム構造で食品の包装業で広く使用されてい
る。
のに使用できる、並列で操作される2個の一軸スクリュ
ーを含む押し出しシステムを概略的に示す。
のに使用できる二軸スクリュー押し出しシステムを概略
的に示す。
たような、エチレン重合体の酸化的熱安定性を改善する
のに有用な2個の一軸スクリューを含む押し出し装置の
断面を概略的に示す。図1において、重合体は、第一の
押し出し機装置(13)の供給部分(1)に供給され、そ
して溶融され、スクリューによりゾーン1中に運ばれ
る。全押し出し機装置の温度は、熱オイル装置(図示せ
ず)によりコントロールされる。エチレン(ストリッピ
ング剤として)は、入り口(2)を通してゾーン2に注
入される。第一の押し出し機の溶融温度は、熱電対
(3)によりモニターされる。移動ライン(4)を使用
して、重合体/エチレン混合物を第二の押し出し機装置
(12)に移動する。好ましくは、第一の押し出し機のス
クリューは、第二の押し出し機への原料が、スクリュー
チャネルを満たすのに必要なのより少ない(即ち第二の
押し出し機が「飢えるように供給される」)ように、第
二の押し出し機のスクリューより遅い毎分の回転数(rp
m)で操作される。第一の注入口(5)は、第二の押し
出し機の重合体溶融流中に追加のストリッピング剤を注
入するのに使用され、重合体/エチレン/追加のストリ
ッピング剤の混合物は、混合ゾーン(10)に運ばれる。
重合体/エチレン/追加のストリッピング剤の混合物
は、溶融シール(11)及びスクリューの圧縮側(上流
側)により、一時的に綴じ込められ、そして混合領域内
にコントロールされる。重合体/エチレン/追加のスト
リッピング剤の混合物は、溶融シール(11)を流れ去
り、第一の真空入り口領域(6)中に入る。真空は、第
一の真空入り口(6)に適用され、そして未反応単量体
の1種以上、残存する溶媒及び残存する熱的に不安定な
物質は、部分的に揮発分除去化される。重合体は、次に
第二の圧縮ゾーンに入り、有効な溶融シールが形成され
る。第二の注入入り口(7)は、重合体溶融流中に第二
のストリッピング剤を注入するのに使用され、直ちに次
に混合ゾーン(14)及び溶融シール(15)が存在する。
重合体/追加のストリッピング剤の混合物は、一時的
に、溶融シール及びスクリューの圧縮側(上流側)の間
に閉じ込められて、適切な混合を確実にする。第二の真
空口(8)は、追加の未反応単量体の1種以上、残存す
る溶媒及び残存する熱的に不安定な物質を除くのに使用
され、従って酸化的熱安定性の大きい重合体を形成す
る。溶融熱電対(9)は、出てくる溶融流の温度をモニ
ターする。
な、エチレン重合体の酸化的熱安定性を改善するのに有
用な共に回転する二軸スクリュー押し出し装置の一つの
スクリューの断面を概略的に示す。図2では、重合体
は、二軸スクリュー押し出し機装置(28)の供給部分
(16)中に供給され、溶融され、そして2個の互いに噛
み合うスクリューによりゾーン1中に運ばれる。各押し
出し機ゾーンの温度は、温度コントローラー及び抵抗ヒ
ーター(図示せず)によりコントロールされる。押し出
し機の温度は、一連の熱電対(29−36)によりモニター
される。好ましくは、押し出し機への原料は、それが、
揮発分除去ゾーンのスクリューチャネルを満たすのに必
要なのより少ない(即ち押し出し機の真空ゾーンは、部
分的に満たされる)ように、コントロールされる。第一
の注入口(17)は、第一のストリッピング剤を重合体溶
融流中に注入するのに使用され、重合体/ストリッピン
グ剤の混合物は、混合ゾーン(24)で均質化される。混
合した重合体/ストリッピング剤の混合物は、2個の溶
融シール(28、25)により混合領域内に閉じ込められコ
ントロールされる。重合体/ストリッピング剤の混合物
は、溶融シール(25)を流れ去り、第一の真空口領域
(18)中に入る。真空は、第一の真空口(18)に適用さ
れ、そして未反応単量体の1種以上、残存する溶媒及び
残存する熱的に不安定な物質な、部分的に揮発分除去化
される。第二の溶融シール(37)は、第二のストリッピ
ング剤注入口(19)から第一の真空ゾーンを分ける。第
二の注入口(19)は、第二のストリッピング剤を重合体
溶融流中に注入するのに使用され、次に直ちに混合ゾー
ン(33)そして溶融シール(27)が存在する。混合した
重合体/ストリッピング剤の混合物は、一時的に、2個
の溶融シール(37、27)により混合領域内に閉じ込めら
れそしてコントロールされる。重合体/ストリッピング
剤の混合物は、溶融シール(27)を流れ去り、第二の真
空口領域(20)中に入る。第二の真空口(20)は、追加
の未反応単量体の1種以上、残存する溶媒及び残存する
熱的に不安定な物質を除くのに使用され、従って酸化的
熱安定性の大きい重合体を形成する。モーター(図示せ
ず)は、ギアポンプ(21)を駆動して、熱的に安定な重
合体をペレタイザー(23)にポンプで移し、さらに熱的
に安定な重合体をペレットに切る。液体流(22)は、冷
却し、重合体をペレットに固化する。冷却液体流は、切
った/ペレットにした重合体を分離点(図示せず)に運
び、液体は、重合体のペレットから分離され、そして任
意には工程を通して元に再循環される。
ポリマー又はエチレンと少なくとも1種の共単量体例え
ばα−オレフィン又は置換α−オレフィンとのインター
ポリマーである。
遊離基発生法を使用して作られたエチレンのホモポリマ
ーを含み、一般に低密度ポリエチレンとして知られてい
る。低密度ポリエチレン(LDPE)は、又は高圧ポリエチ
レンとしてそして歴史的にはICI型ポリエチレンとして
知られているが、高圧下で遊離基重合技術を使用して作
られた枝分かれしたエチレンホモポリマーである。エチ
レンは、重合体鎖中にランダムに重合され、そして多数
の枝分かれ点を形成する。LDPEの密度は、枝分かれの度
及び長さにより支配され、概して1立方センチ当り0.91
−0.925g(g/cm3)の範囲にある。LDPEの分子量は、AST
M D−1238(190℃/2.16kg)を使用して測定された溶
融指数(MI)により示される。本発明で使用されるLDPE
に関するMI範囲は、0.01−1000g/10分、好ましくは0.1
−100である。
のタイプのポリエチレンである。線状ポリエチレンの製
造は、例えば米国特許第4076698号に開示されており、
「チグラー」タイプ又は「フィリップス」タイプの配位
触媒を含み、さらにチグラータイプの変種例えばナッタ
タイプを含む。これらの触媒は、非常に高い圧力で使用
されるが、又(そして一般に)非常に低い又は中間の圧
力で使用できる。これらの配位触媒により製造された生
成物は、一般に主な重合体「バックボーン」から吊り下
がった重合した単量体単位の枝分かれした鎖が実質的に
存在していないので、「線状」重合体として知られてい
る。二つのタイプの線状ポリエチレンは、又本発明で使
用するのに好適であり、それらは、線状の高密度ポリエ
チレン(HDPE)及び線状の低密度ポリエチレン(LLDP
E)である。
密度を有し、一方線状の低密度ポリエチレンは、0.880
−0.940g/cm3の密度を有する。線状ポリエチレンの密度
は、エチレンを少量の1アルケン分子当り3−20個の炭
素、好ましくは4−8個(例えば1−ブテン、4−メチ
ル 1−ペンテン、1−ヘキセン)そして最も好ましく
は1アルケン分子当り8個の炭素(即ち1−オクテン)
を有するα、β−エチレン性不飽和アルケンと重合する
ことにより低下される。アルケン共単量体の量は、一般
に、重合体は「線状」の定義に入ったまま、重合体分子
上のアルキル側鎖により、LDPEと実質的に同じ密度範囲
に線状の低密度重合体の密度をするのに充分である。こ
れらの重合体は、エチレンのHDPEホモポリマーに通常見
出される強さ、結晶度及びタフネスの多くを保持してい
るが、高いアルケン共単量体は、押し出し又は注型フィ
ルムに高い「クリング」及び「ブロック」性を与え、そ
してHDPEに固有な高い「スリップ」性は消滅する。
ホモポリマーに重合するため、又はASTM D−1248で規
定される0.94g/cm3以上の密度を有する重合体(即ちHDP
E重合体)を製造するようにエチレンと高級アルケンと
を共重合するため及び/又はLDPE及び中間密度のポリエ
チレン(即ちLLDPE共重合体)の範囲の密度を有する共
重合体を製造するようにエチレンと高級アルケンとを共
重合するために配位タイプ触媒を使用することは、色々
開示されており、例えば米国特許第2699457、2862917、
2905645、2846425、3058963及び4076698号に開示されて
いる。従って、本発明で有用な線状のポリエチレンの密
度は、0.88−0.965g/cm3である。
(E)(即ち190℃/2.16kg)に従って溶融指数により示
され測定される。本発明で有用な線状のポリエチレンの
溶融指数は、0.001g/10分(g/10分)−1000g/10分、好
ましくは0.01g/10分−100g/10分である。
とインター重合できる。置換したα−オレフィンは、周
知の群の重合可能な単量体であり、例えばエチレン性不
飽和カルボン酸、エステル及び無水物(例えばアクリル
酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、メタ
クリル酸メチル、アクリル酸ブチル)、アルカン酸のビ
ニルエステル(例えば酢酸ビニル)及びビニルアルコー
ルを含む。
ボン酸のインターポリマーは、本発明で特に有用であ
る。用語「インターポリマー」は、エチレンが少なくと
も1種の共単量体と共重合されることを意味する。従っ
て、用語「インターポリマー」は、共重合体、ターポリ
マーなどを示す。これらインターポリマーは、任意の周
知の技術により製造できる。例えば、米国特許第459939
2号(McKinneyら)及び米国特許第4248990号(Pieski
ら)は、エチレン/アクリル酸及びエチレン/メタクリ
ル酸のそれぞれランダム及び非ランダムのインターポリ
マーを製造する方法を開示している。不飽和カルボン酸
の量は、インター重合に使用されるカルボン酸に応じ
て、0(即ちLDPE)から約40%に変化できる。米国特許
第4988781号に開示されるようなテロゲン性調節剤の使
用により製造されるエチレン/不飽和カルボン酸の1種
以上のインターポリマーは、又本発明を実施するのに好
適である。エチレン/不飽和カルボン酸インターポリマ
ーの分子量は、溶融指数により示され、そして又ASTM
D−1238条件E(即ち190℃/2.16kg)により測定され
る。エチレン/不飽和カルボン酸インターポリマーの溶
融指数は、0.1−3000g/10分、好ましくは1−300g/10分
である。
ン/アクリル酸又はエチレン/メタクリル酸インターポ
リマーの金属イオノマー)も又本発明の範囲内にある。
米国特許第3404134号(Rees)は、例えば重合体を橋か
け結合し、それにより本発明で有用なイオノマーを生成
する方法を開示している。本発明の一つの態様では、金
属水酸化物(例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウ
ム)、窒素含有塩基(例えば水酸化アンモニウム)又は
水溶性強塩基有機アミン(例えばモノー、ジー及び取ト
リーメチルアミン)の水溶液は、第一の注入ゾーンで揮
発分除去押し出し機に加えられ、エチレン/不飽和カル
ボン酸の1種以上のインターポリマーと混合されてスト
リッピング剤及び中和/イオン化剤の両者として有効に
機能する。水は、次に真空下でストリッピングされ、従
って残存する未反応単量体の1種以上、溶媒及び熱的に
不安定な物質を除き、より熱的に安定なイオノマーを形
成する。
マーに含まれるが、好ましくはさらに熱的に安定な重合
体の形成後加えられる。これらの添加物は、顔料(例え
ば二酸化チタン)、湿潤剤、充填剤、滑り剤及び抗ブロ
ック化合物を含む。抗酸化剤は、又インターポリマーに
含まれるが、それらは、本発明に存在して有効に使用さ
れる必要はない。
高圧法(例えばLDPE)又は低圧法(例えばLLDPE)の両
者に使用でき、そして一般に使用される。インター重合
中使用される代表的な溶媒の或るものは、以下のものを
含む。パラフィン性炭化水素例えばペンタン、ヘキサ
ン、ヘプタン、シクロヘキサン、枝分かれしたアルカ
ン、アルケン及びアルキン(プラスそれらの種々の異性
体の形)、又は芳香族炭化水素例えばベンゼン、トルエ
ン、クロロ置換芳香族炭化水素例えばジクロロベンゼ
ン、又は極性溶媒例えばアルコール、エーテル、ケトン
及びエステル、又は種々のナフサ留出物例えば商標名IS
OPARでエクソンから売られているもの。これらの溶媒
は、ペレット化後ですらインターポリマーから除くこと
は困難である。残存する単量体(例えばエチレン及び/
又はアクリル酸)は、又インターポリマーに保持でき
る。熱的に不安定な物質(例えば遊離基物質)は、酸素
と反応して、味の問題を生じさせる。ここで規定された
熱的に不安定な物質は、高温度(即ち重合体の溶融処理
温度)で酸素の存在下熱的に劣化する化合物である。こ
れらの半揮発性成分は、用途に応じ、インターポリマー
から製造される構築されたパーツに味及び/又は匂の問
題を生じさせ、驚くべきことには、又インターポリマー
をして酸化的熱安定性を低下させる。
するために残存する未反応単量体の1種以上、溶媒及び
熱的に不安定な物質を除くことは、全ての従来の手段に
より達成できる。
ような装置を含む。バッチ操作では、特定の量の重合体
及びストリッピング剤の1種以上が、装置に入れられ
る。重合体は、次に溶融され、そして予め決められた時
間フラックス又は混合される。装置は、周期的に排気さ
れて揮発分除去化をする。サンプルは、次に最終の用途
のためのペレット又は他の形に加工されるために除かれ
る。水蒸気は、この処理中加えられて揮発分除去化を助
ける。
は二軸スクリュー押し出し機で行われる。他の連続的揮
発分除去化装置は、Bolling Mixtrumat連続法又はFarr
el Discpack及び他のタイプの連続押し出し装置を含
み、それらは、真空口/アダプターを取り付けられる。
多くのこれらの装置は、ストリッピング剤及びインター
ポリマーの接触を改善するために揮発分除去化前に混合
部分を取り付けられる。揮発分除去化は、真空に曝され
る新しい表面を連続的に再生する薄い溶融物を生成する
ことにより生ずる。
形成するための特に有効な態様は、以下の連続する工程
を含む。
られた混合ゾーン、少なくとも第一の部分的に充填した
真空ゾーン、少なくとも第一のストリッピング剤注入ゾ
ーン、少なくとも一つの第一の閉じられた混合ゾーン、
少なくとも第二の部分的に充填した真空ゾーンを含む押
し出し機に第一のエチレン重合体を供給する工程。
する工程。
重量%の少なくとも1種のストリッピング剤を第一のス
トリッピング剤注入ゾーンに同時に注入する工程。
剤及び第一のエチレン重合体を混合する工程。
する工程。
を採取する工程。
ター重合工程で不活性である。しかし、エチレン及び少
なくとも1種の不飽和カルボン酸のインターポリマーか
ら酸化的熱的に安定なイオノマーを形成するとき、スト
リッピング剤は、不飽和カルボン酸と反応しなければな
らない。1種以上のストリッピング剤は、又揮発分除去
化操作条件(即ちインターポリマーが溶融するとき)で
気体であるか又は気体の泡を形成するかの何れかに充分
な蒸気圧を有しなければならない。好ましくは、1種以
上のストリッピング剤は、軽質炭化水素(例えばエチレ
ン、プロピレン又はイソブタン)、水、水蒸気、アルコ
ール、二酸化炭素及び/又は窒素である。超臨界流体
(例えば超臨界二酸化炭素)は、又本発明で使用するス
トリッピング剤として有用である。アルカリ金属水酸化
物(例えば水酸化ナトリウム)、窒素含有塩基(例えば
水酸化アンモニウム)、水溶性有機強塩基有機アミン
(例えばモノー、ジー及びトリーメチルアミン)の水溶
液は、対応するイオノマーを形成しつつ同時にエチレン
/不飽和カルボン酸インターポリマーを揮発分除去化す
るとき、特に有効である。ストリッピング剤の混合物
は、又本発明で有用である。ストリッピング剤は、イン
ターポリマー又はイオノマーの酸化的発熱が少なくとも
50%低下するように、充分な残存する未反応単量体の1
種以上、溶媒及びストリッピング剤の1種以上を除去す
るのに有効な量で使用すべきである。
平方m当り少なくとも約2ポンド又はそれ以下、好まし
くは1平方m当り約1ポンド又はそれ以下の表面更新比
を有するスクリューを使用する特徴を付加して、米国特
許第4094942号に記載された、水注入を伴う一軸又は二
軸スクリュー装置を使用した行われる。高圧法を使用し
て製造されたさらに熱的に安定なインターポリマー(例
えばLDPE又はエチレン/アクリル酸インターポリマー)
を生じそして揮発分除去化スクリューが工程と一致して
設置される(即ちペレット化工程前)とき、複数の押し
出し機真空揮発分除去化ゾーンの1種以上は、部分的に
充填されなければならない。(即ちインターポリマーの
流れは、スクリューのチャネルが部分的に充填されるよ
うに制限される。これは、例えば流れをコントロール/
制限する装置例えば滑り弁又はギアポンプを使用して、
達成できる。)押し出し機は、任意のストリッピング剤
注入ゾーン、任意の閉じた混合ゾーン、少なくとも第一
の部分的に充填した真空ゾーン、少なくとも第一のスト
リッピング剤注入ゾーン、少なくとも一つの第一の閉じ
た混合ゾーン、及び少なくとも第二の部分的に充填した
真空ゾーンを含む。好ましくは、100mmHg(絶対)の真
空又はそれ以下が、第一の真空ゾーンに適用され、少な
くとも一つの不活性ストリッピング剤が、全インターポ
リマー原料に基づいて少なくとも0.1重量%の濃度で第
一のストリッピング剤ゾーンに同時に注入され、そして
100mmHg(絶対)の真空又はそれ以下が、第二の真空ゾ
ーンに適用される。ストリッピング剤は、真空ゾーンに
あるとき、小さい気体の泡を形成して、揮発物のインタ
ーポリマーを有効にストリッピングして、それによりさ
らに酸化的熱的に安定なインターポリマーを形成しなけ
ればならない。
剤/重合体混合物により部分的に充填され、真空に曝さ
れる頻繁な重合体表面の更新(即ち表面の1平方m当り
の重合体のポンドで測定される、比較的低い特定の表面
更新比)を生じなければならない。各真空ゾーンは1平
方m当り少なくとも約2ポンド又はそれ以下、好ましく
は1平方m当り約1ポンド又はそれ以下の表面更新比を
有するように押し出し機の各真空ゾーンを部分的に充填
することは、揮発分除去化押し出し機真空ゾーンで使用
されるとき、特に有効である。
ントロールでき、真空ゾーンの構造を変化させることを
含む。これは、フライトスタートの数を増しつつ(即ち
真空の領域におけるマルチスタートスクリューのデザイ
ンの使用)、フライトの深さを増すことにより及び/又
は同時にフライトピッチを増すことにより、達成でき
る。
剤と重合体とを適切に混合するために、閉じ込められな
ければならない。ストリッピング剤/重合体混合物の閉
じ込めは、種々の手段を使用することにより、例えば一
軸又は二軸スクリュー押し出し機装置において溶融シー
ル(即ちブリスター)、及び二軸スクリュー押し出し機
装置において逆フライトを使用することにより、スクリ
ューに沿って高圧圧縮ゾーンを設けることにより、又は
一軸又は二軸スクリュー押し出し機装置に軸流、ラジア
ル及び/又はトランス軸流絞り弁を使用することによ
り、達成できる。
法は、インターポリマーの酸化的発熱が少なくとも50%
低下するように、重合体から充分な残存する未反応単量
体の1種以上、溶媒、熱的に不安定な物質及びストリッ
ピング剤の1種以上を除かねばならない。
合体は、種々の熱形成法に有用であり、成形技術(例え
ば射出成形、ロト成形及び吹き込み成形)、フィルム形
成技術(例えば注型、吹き込み及び押し出しコーテイン
グ)及びファイバー成形技術を含む。酸化的熱的に安定
な重合体及び/又はイオノマーは、それらが内層及び外
層を有する多層フィルム構造例えば食品の包装が少なく
とも一層として使用されるとき、特別な有用性を有す
る。イオノマーは、それらがスキン包装に使用されると
き、特別な有用性を有する。
ンターポリマーを有するエチレン/アクリル酸インター
ポリマーは、ここに参考として引用される、米国特許第
4599392号に記載された技術により製造された。このイ
ンターポリマーは、ストリッピング実験で後で使用され
るためにペレット化された。
ーポリマーのペレットを、25の長さ/直径(L/D)比及
びストリッピング剤注入口を有する第一の90mm一軸スク
リュー押し出し機中に350ポンド/時(160kg/時)の速
度で供給することにより行われた。このスクリューは、
表1に示された条件に従って操作された。
表2に記載された条件に従って操作される、40のL/D、
2個のストリッピング剤注入口及び2個の真空口を有す
る第二の90mm一軸スクリュー押し出し機に運ばれた。
み充填されるように、異なる速度で操作された。第二の
スクリューは、図1に示されるように、その長さに沿っ
て2個の注入口及び2個の真空口を備えた。スクリュー
それ自体の各注入部分は、混合ゾーンを閉じるために、
2個の溶融シール(即ち「ブリス ター」又は絞りリング)を備えた。溶融シールは、混合
ゾーンの領域にストリッピング剤を閉じ込めて、ストリ
ッピング剤及びインターポリマーが揮発分除去化前に充
分に混合されたことを確実にする。
揮発分除去化により、上記の装置を使用して押し出され
た。表3は、これらの違いを記述する。
脂サンプルの熱活性を決定するのに使用した。各サンプ
ルについて、既知量の樹脂(約5mg)を 非常に小さいガラスアンプルに入れた。ガラスアンプル
の底を液状窒素により冷却し、アンプルの頂部をシール
した。樹脂サンプルを含むシールしたアンプルを室温で
DSCサンプル室に置いた。DSCサンプル及びレファレンス
室を次に毎分10℃の一定速度で加熱して最終温度300℃
にした。サンプル樹脂の熱活性は、レファレンスに対し
て連続的にモニターした。レファレンスは、空のガラス
アンプルであった。300℃までの樹脂サンプルの熱活性
(即ち発熱)は、1g当りのジュールで計算された。
ッドスペースガスクロマトグラフィを使用して測定し
た。各サンプルについて、既知量の樹脂(約0.5g)を隔
膜シールバイアルに入れた。サンプルバイアルは、次に
ガスクロマトグラフィに接続した自動ヘッドスペースア
ナライザーに置いた。サンプルバイアルは、次に定量的
マルチプルヘッドスペース抽出方法を使用して分析され
た。サンプルバイアル中の残存する溶媒の濃度は、同じ
マルチプルヘッドスペース抽出条件下で分析された既知
の溶媒標準品の定量的分析から測定された。
出法次に高速液体クロマトグラフィ(HPLC)分析を使用
して測定された。各サンプルについて、既知量の樹脂
(約0.5g)を、75mLのキシレン/ブタノール(3:1の
比)抽出溶媒とともに容器に入れた。容器をシールし、
華氏160度(71℃)で4時間加熱した。容器を放冷し、
抽出溶媒をHPLCを使用して分析した。アクリル酸の場
合、サンプル中に残存するアクリル酸の濃度は、既知の
アクリル酸標準品の定量的分析から測定された。
ーポリマーの溶融指数、全揮発物含量及び酸化的発熱デ
ータを要約する。比較例1−3及び実施例4では、最大
の酸化的発熱は、元の重合体のそれ(比較例1*)より
37%減少し、約240℃で生じた。エチレンは、押し出し
前又はその後の何れでも、全てのサンプルで検出されな
かった。この実験に関する残存する共単量体は、アクリ
ル酸であった。
の分析のためにシールされた後テストされた4種のイン
ターポリマーについて全揮発物の成分を記載する。
ンターポリマーを有するエチレン/アクリル酸インター
ポリマーは、米国特許第4599392号に記載された技術に
より製造された。このインターポリマーは、ストリッピ
ング実験で後で使用されるためにペレット化された。
を、33のL/D比、2個のストリッピング剤注入口及び2
個の真空口を有する共に回転する90mm二軸スクリュー押
し出し機中に2000ポンド/時(908kg/時)の速度で重力
で供給することにより行われた。このスクリューは、表
1に示された条件に従って操作された。この二軸スクリ
ュー装置は、表6に記載された条件に従って操作され
た。
入口及び2個の真空口をその長さに沿って備えた。スク
リューそれ自体の第一の注入部分は、混合ゾーンを閉じ
るために2個の溶融シール(即ちブリスター)を備え
た。第二の注入部分は、ストリッピング剤の早すぎる揮
発分除去化を防ぐために真空口の上流で溶融シールを有
する。溶融シールは、ストリッピング剤を混合ゾーンの
領 域に閉じ込めて、ストリッピング剤及びインターポリマ
ーを揮発分除去化前に充分に混合することを確実に行っ
た。
示さず)を使用して上記の装置を通して押し出して、押
し出し機が部分的に充填されることを確実にした。表7
は、押し出し機のデザインの処理の違いを記述する。
ーポリマーの溶融指数、全揮発物含量及び酸化的発熱デ
ータを要約する。
発物の成分を記載する。
リマーは、それぞれ、Black Clawson Extrusion Coa
ter上で1ミル(0.025cm)の厚さで紙ロール原料上に押
し出しコーテイングされ、 そして性能についてモニターされた。Extrusion Coate
rは、30:1のL/D比、3.5インチ(8.9cm)の直径のスクリ
ュー及び30インチのコートハンガーダイを有した。処理
温度は、華氏550度(288℃)であり、そしてスクリュー
速度は、毎分85回転(RPM)であった。冷却ロールは、
ネックイン測定のため、毎分440フィート(134m)で操
作された。最大の線速度を測定するために、冷却ロール
速度は、ウエッブがダイの各サイドをはさみ始めるま
で、増大した。これらのデータは、表10に示される。
化的熱的に安定なインターポリマーが、基本インターポ
リマーのそれに比べて優れていないにしても同じネック
イン及び線速度の性能を示すことを示す。
た。注型フィルムは、小さい注型フィルムユニットで製
造した。押し出し機は、1.5インチ(3.8cm)の直径のス
クリュー及び20:1のL/Dを有した。注型フィルムユニッ
トは、12インチ(30cm)のスロットダイを備えた。フィ
ルムは、華氏550度(288℃)の温度で生成した。使用し
た生成条件は、1ミル(0.025mm)の注型フィルムを生
じる。
ス(473mL)のガラス容器に入れた。これらの容器は、
シールされ、そして16時間60℃でオーブンに置いた。サ
ンプルを取りだし、放冷した。サンプルの頭隙の匂を次
に一群のテストパネリストを使用して比較した。パネリ
ストは、好ましいサンプル(即ち好ましい物)を選ぶこ
とを要求され、結果を記録した。
飲料水とともにガラス容器に入れた。容器を次にシール
し、16時間60℃にセットしたオーブンに置いた。サンプ
ルを次に取りだし、放冷した。各サンプルからの水を部
分に分け、テストパネリストにより味見された。パネリ
ストは、好ましいサンプル(即ち好ましい物)を選ぶこ
とを要求され、結果を記録した。
れ表11及び12に要約する。
Claims (10)
- 【請求項1】(a)所望により存在するストリッピング
剤注入ゾーン、所望により存在する閉じられた混合ゾー
ン、少なくとも第一の部分的に充填した真空ゾーン、少
なくとも第一のストリッピング剤注入ゾーン、少なくと
も一つの第一の閉じられた混合ゾーン、少なくとも第二
の部分的に充填した真空ゾーンを含む押し出し機に第一
のエチレン重合体を供給する工程、 (b)第一のエチレン重合体を溶融する工程、 (c)第一の部分的に充填した真空ゾーンに真空を適用
する工程、 (d)全エチレン重合体原料に基づいて少なくとも0.1
重量%の少なくとも1種のストリッピング剤を第一のス
トリッピング剤注入ゾーンに同時に注入する工程、 (e)第一の閉じられた混合ゾーンで、ストリッピング
剤及び第一のエチレン重合体を混合する工程、 (f)第二の部分的に充填した真空ゾーンに真空を適用
する工程、 (g)第二のさらに酸化的熱的に安定なエチレン重合体
を採取する工程 の連続する工程からなることを特徴とする第一の熱可塑
性エチレン重合体の味及び匂の性質及び酸化的熱安定性
を改善する方法。 - 【請求項2】工程(g)で採取した第二のエチレン重合
体が示差走査熱量測定法により測定して、第一の重合体
の酸化的発熱の50%以下の酸化的発熱を有する酸化的熱
的に安定なエチレン重合体である請求項1の方法。 - 【請求項3】工程(a)は、エチレンのホモ重合反応の
直後である請求項1の方法。 - 【請求項4】工程(a)は、エチレンと少なくとも1種
の他の共単量体とのインター重合反応の直後である請求
項1の方法。 - 【請求項5】共単量体は、アクリル酸又はメタクリル酸
である請求項4の方法。 - 【請求項6】押し出し機の各真空ゾーンは、1平方m当
り2ポンド以下の比表面更新比を有する請求項1の方
法。 - 【請求項7】ストリッピング剤は、軽質炭化水素、水、
金属水酸化物の水溶液、窒素含有塩基、水溶性有機強塩
基有機アミン、水蒸気、アルコール、二酸化炭素及び窒
素よりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項
5の方法。 - 【請求項8】ストリッピング剤は、水酸化ナトリウムの
水溶液であり、それによりさらに酸化的熱的に安定なイ
オノマーを形成する請求項7の方法。 - 【請求項9】請求項8の方法により製造したイオノマ
ー。 - 【請求項10】その少なくとも一層は、請求項9のイオ
ノマーを含む、内層及び外層を有する多層フィルム構造
物。
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