JP3372056B2 - Ethylene / α-olefin copolymer composition - Google Patents
Ethylene / α-olefin copolymer compositionInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分子量分布が非常に広
いエチレン・α−オレフィン共重合体組成物に関する。
更に詳しくは、高分子量成分または中分子量成分であっ
て、かつ分子間の短鎖分岐分布がきわめて広いエチレン
・α−オレフィン共重合体の2種類からなる第1成分お
よび第2成分と、相対的に低分子量のエチレン単独重合
体またはエチレン・α−オレフィン共重合体の2種類と
からなり、 溶融弾性、 流動特性、機械的特性等の物性
のバランスが良く、特に高速成形性と低温時の機械的特
性に優れたエチレン・α−オレフィン共重合体系組成物
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の高圧法低密度ポリエチレン(HP
−LDPE)、すなわちエチレンを管型またはオートク
レーブ型反応器を用いて高温・高圧下でラジカル重合し
て得られる低密度ポリエチレンは、主鎖に匹敵する長さ
の長鎖分岐および炭素数1〜6個のアルキル基からなる
短鎖分岐を有する構造であるため、結晶性が低く、かつ
軟質である。このためHP−LDPEは、耐環境応力亀
裂性、引張衝撃値、ダート衝撃値、引裂強さ等の機械的
特性、特に高速成形性と低温時の機械的特性に劣る欠点
を有する。
【0003】これに対し線状低密度ポリエチレン(LL
DPE)は、気相法、スラリー法、溶液法、および高圧
イオン重合法の各種プロセスならびに各種の触媒、重合
条件を用いて製造されるエチレン・α−オレフィン共重
合体であって、使用するα−オレフィンの種類により一
義的に決まる短鎖分岐のみを有するため、機械的特性は
HP−LDPEより優れている。しかし、LLDPEは
一般に分子量分布が非常に狭いため、メルトテンション
などの溶融弾性およびN−値、フローパラメータ、臨界
剪断速度等の流動特性に劣る。溶融弾性および流動特性
に関する欠点は主として成形加工性に現れ、具体的には
成形加工時の押出量の低下、押出圧力の上昇、電力消費
量の上昇、高速成形性の不良、成形品の表面荒れ・フィ
ッシュアイの生成、押出機内の発熱に伴う熱劣化等の問
題点が挙げられる。
【0004】LLDPEの流動特性を改良するため分子
量を小さくすると、衝撃強度等の機械的特性や耐環境応
力亀裂性、特に低温時の機械的特性および溶融弾性が著
しく低下するという欠点が現れる。また、機械的特性を
改良するため密度を低くしても、溶融弾性はほとんど改
善されない。上記のように、LLDPEについては機械
的特性、特に低温時の機械的特性、流動特性および溶融
弾性をバランスよく同時に向上させることはきわめて困
難であった。
【0005】従来、流動特性を改良する目的で、エチレ
ン・α−オレフィン共重合体の分子量分布を広くする方
法が報告されている(例えば、特開昭57−21409
号公報、特公昭63−47741号公報等)が、このよ
うに単に分子量分布を広くするのみでは、溶融弾性や機
械的特性、特に低温時の機械的特性は、改善されるどこ
ろかかえって大幅に低下する。また機械的特性および流
動特性の改良については、高分子量成分と低分子量成分
とからなるエチレン・α−オレフィン共重合体におい
て、高分子量成分の短鎖分岐度を特定し、かつ高分子量
成分に短鎖分岐を多く導入することにより、機械的特
性、流動性のみならず、耐環境応力亀裂性(ESCR)
も改善する試みがなされている(特開昭54−1004
44号公報、特公昭64−7096号公報)。しかし、
機械的特性、 特に低温時の機械的特性が高分子量成分
の短鎖分岐分布によって大きく異なることから、上記の
方法でも若干の改良はみられるものの、特に低温時の機
械的特性と流動特性を改良する手段として満足し得るも
のではない。更に溶融弾性も含め、すべてをバランスよ
く改善することは不可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、耐熱性、ESCR、柔軟性等の物性を保持し、かつ
従来技術では未解決の溶融弾性、流動特性、 機械的特
性、 特に高速成形性と低温時の機械的特性等に優れた
エチレン・α−オレフィン共重合体系組成物を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
に沿って鋭意検討した結果、高分子量成分または中分子
量成分であって、かつ分子間の短鎖分岐分布がきわめて
広い、特定のエチレン・α−オレフィン共重合体の2種
からなる第1成分および第2成分と、相対的に低分子量
のエチレン系重合体2種とを配合することにより、 溶
融弾性、 流動特性、機械的特性、 特に低温時の機械的
特性に優れ、 かつ加工性に優れたエチレン・α−オレ
フィン共重合体系組成物が得られることを見出して本発
明に到達した。
【0008】すなわち本発明は、(I)固体担体に担持
された高活性を有するチグラー型触媒で重合した、下記
(a)〜(d)を満足するエチレンと炭素数3〜18のα−
オレフィンとの共重合体5〜85重量%、
(a)極限粘度(η1)2.0〜9.0dl/g、
(b)密度(d1)0.890〜0.935g/cm3、
(c)連続昇温溶出分別法による溶出温度−溶出量曲線に
おいて、溶出温度90℃以上の曲線下の面積Iaに対す
る溶出温度25〜90℃の該面積Ibの比S(Ib/I
a)が次式から計算されるS1以下、
S1=20η1 −1exp[−50(d1−0.900)]
(d)25℃オルソジクロロベンゼン可溶分 W重量%が
次式から計算されるW1以上、
W1=20exp(−η1)、
(II)固体担体に担持された高活性を有するチグラー型
触媒で重合した、下記(e)〜(h)を満足するエチレンと
炭素数3〜18のα−オレフィンとの共重合体5〜85
重量%、
(e)極限粘度(η2)1.6〜7.0dl/g、
(f)密度(d2)0.890〜0.945g/cm3、
(g)連続昇温溶出分別法による溶出温度−溶出量曲線に
おいて、溶出温度90℃以上の曲線下の面積Iaに対す
る溶出温度25〜90℃の該面積Ibの比S(Ib/I
a)が次式から計算されるS2以下、
S2=20η2 −1exp[−50(d2−0.900)]
(h)25℃オルソジクロロベンゼン可溶分 W重量%が
次式から計算されるW2以上、
W2=20exp(−η2)
(III)下記(i)および(j)を満足するエチレン単独重
合体またはエチレンと炭素数3〜18のα−オレフィン
との共重合体5〜60重量%、
(i)極限粘度(η3)0.2dl/g〜1.5dl/g、
(j)密度(d3)0.890〜0.980g/cm3、ならびに
(IV)下記(k)および(l)を満足するエチレン単独重合
体またはエチレンと炭素数3〜18のα−オレフィンと
の共重合体5〜60重量%、
(k)極限粘度(η4)0.2dl/g〜1.5dl/g、
(l)密度(d4)0.890〜0.980g/cm3
からなり、かつ前記成分(I)、(II)、(III)および
(IV)の合計で100重量%であり、各成分(I)〜(I
V)の極限粘度がそれぞれ互いに異なる混合物であっ
て、同混合物の極限粘度が0.7〜6.0dl/g、密度が
0.890〜0.950g/cm3および次式数2から計算さ
れるN−値が1.7〜3.5であるエチレン・α−オレフ
ィン共重合体系組成物を提供するものである。
【0009】
【数2】
【0010】以下に本発明の内容を詳述する。本発明の
第1成分および第2成分の高分子量成分または中分子量
成分のエチレン・α−オレフィン共重合体は、エチレン
と炭素数3〜18のα−オレフィンとの共重合体からな
り、特に炭素数4〜10のものが機械的特性の点から好
ましい。具体的には、1−ブテン、1−ペンテン、1−
ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、
1−ノネン、1−デセン等が挙げられる。なおα−オレ
フィンは2種以上併用しても差し支えない。
【0011】上記第1成分(I)は固体担体に担持され
た高活性を有するチグラー型触媒で重合されたエチレン
・α−オレフィン共重合体であり、(a)極限粘度
(η1)が2.0〜9.0dl/g、好ましくは2.0〜8.5d
l/g、更に好ましくは2.0〜8.0dl/gの範囲であり、
(b)密度(d1)は0.890〜0.935g/cm3の範囲で
あり、好ましくは0.890〜0.930g/cm3の範囲で
ある。
【0012】上記極限粘度(η1)が2.0dl/g未満で
は、得られた組成物の溶融弾性および機械的特性が劣
り、 また9.0dl/gを超えると、成形品に表面荒れやフ
ィッシュアイが発生するなど成形加工性が低下する。ま
た密度(d1)が0.890g/cm3未満のものは製造が困
難である上に、 得られた組成物のベタつきの原因とな
るため好ましくない。 一方、d1 が0.935g/cm3を
超えるときは、溶融弾性および機械的特性が低下するた
め好ましくない。
【0013】上記第2成分(II)は固体担体に担持され
た高活性を有するチグラー型触媒で重合されたエチレン
・α−オレフィン共重合体であり、(e)極限粘度
(η2)が1.6〜7.0dl/g、好ましくは1.6〜6.5d
l/g、 更に好ましくは1.6〜6.0dl/gの範囲であり、
(f)密度(d2)は、0.890〜0.945g/cm3の範囲
であり、好ましくは0.890〜0.940g/cm3の範囲
である。
【0014】短鎖分岐を多く含む高分岐度成分は溶剤中
へ低温で溶解するが、短鎖分岐の少ない低分岐度成分は
高温でなければ溶剤に溶解しない性質を利用して、分岐
分布を定量的に測定することができる。本発明で用いる
成分(I)および(II)は、それぞれ前記(c)および(g)
に示す通り、 溶剤への溶解温度から分岐分布を測定す
る L. Wild らの連続昇温溶出分別法(Temperature Ris
ing Elution Fractionation(TREF);Journal of Polyme
rScience: Polymer Physics Edition, Vol.20, 441-45
5(1982))による溶出温度−溶出量曲線において、溶出
温度90℃以上の曲線下の面積Iaと溶出温度25〜9
0℃の同面積Ibとの間に特定の関係が成立することが
必要である。すなわち図1の模式図に示される面積比S
=Ib/Iaの値が、成分(I)および(II)において、
それぞれ次式から求められるS1およびS2以下でなけれ
ばならない。
S1=20η1 -1 exp[−50(d1−0.900)]
S2=20η2 -1 exp[−50(d2−0.900)]
Sの値がS1またはS2を超えると、分岐分布がほぼ均一
に近づく結果、溶融弾性および機械的特性、特に低温時
の機械的特性に対してきわめて有効な高分岐度成分が相
対的に減少することとなり好ましくない。
【0015】本発明で使用する成分(I)の(d)および
成分(II)の(h) 25℃オルソジクロロベンゼン可溶
分は、溶出温度が低過ぎて上記の連続昇温溶出分別法で
は定量され得ない程度にきわめて高い分岐分布度を有す
る成分であるため、特定の値以上であることが必要であ
る。 すなわち、同可溶分 W重量%が、 成分(I)およ
び(II)においてそれぞれ次式から求められるW1およ
びW2以上でなければならない。好ましくはそれぞれW3
およびW4以上である。
W1=20exp[-η1]、 W2=20exp[-η2]
W3=22exp[-η1]、 W4=22exp[-η2]
Wの値がW1またはW2未満では、溶融弾性および機械的
特性、特に低温時の機械的特性に対してきわめて有効な
高分岐度成分が過少となり、前記と同様に好ましくな
い。
【0016】本発明の低分子量成分である成分(III)
は、 エチレン単独重合体またはエチレン・α−オレフ
ィン共重合体である。エチレン・α−オレフィンを使用
する際のα−オレフィンとしては、 成分(I)および
(II)の場合と同様に炭素数3〜18のものが使用さ
れ、好ましくは炭素数4〜10であり、特に前記同様1
−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、 4−メチル
−1−ペンテン、 1−オクテン、1−ノネン、1−デ
セン等が機械的特性などの点で好ましい。なおα−オレ
フィンは2種以上併用しても差し支えない。
【0017】上記成分(III)の (i)極限粘度(η3)
は 0.2〜1.5dl/gの範囲が用いられ、好ましくは0.
3〜1.4dl/gの範囲である。η3が0.2dl/g未満で
は、得られた組成物の機械的特性、特に低温時の機械的
特性が劣り、 一方1.5dl/gを超えると、その流動特性
が低下するのでいずれも好ましくない。
【0018】また成分(III)の (j)密度(d3)は0.
890〜0.980g/cm3の範囲が用いられ、好ましくは
0.900〜0.975g/cm3の範囲である。d3が0.8
90g/cm3未満のものは製造が困難である上に、 得られ
た組成物のベタつきの原因となるので好ましくない。他
方0.980g/cm3を超えるときは、製造が困難であるの
みならず、得られた組成物の機械的特性が低下するため
同様に好ましくない。
【0019】本発明の低分子量成分である成分(IV)
は、エチレン単独重合体またはエチレン・α−オレフィ
ン共重合体であり、エチレン・αーオレフィンを使用す
る際のαーオレフィンとしては、成分(I)〜(III)の
場合と同様に炭素数3〜18のものが使用され、好まし
くは炭素数4〜10であり、特に前記同様1−ブテン、
1−ペンテン、1−ヘキセン、 4−メチル−1−ペン
テン、 1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等が機
械的特性などの点で好ましい。なおα−オレフィンは2
種以上併用しても差し支えない。
【0020】上記成分(IV)の(k)極限粘度(η4)は
0.2〜1.5dl/gの範囲が用いられ、好ましくは0.3〜
1.4dl/g、更に好ましくは0.4〜1.3dl/gの範囲で
ある。η4が0.2dl/g未満では、得られた組成物の機械
的特性、特に低温時の機械的特性が劣り、 一方1.5dl
/gを超えると、その流動特性が低下するのでいずれも好
ましくない。
【0021】また成分(IV)の(l)密度(d4)は0.8
90〜0.980g/cm3の範囲が用いられ、好ましくは
0.900〜0.970g/cm3の範囲である。d4が0.8
90g/cm3未満のものは、 得られた組成物の機械的特性
が低いため好ましくない。他方0.980g/cm3を超える
ときは、製造が困難であるため好ましくない。
【0022】本発明における成分(I)、(II)、(II
I)および(IV)の配合割合は、成分(I)5〜85重量
%、成分(II)5〜85重量%、成分(III)5〜60
重量%および成分(IV)5〜60重量%であり、ただし
成分(I)、(II)、(III)および(IV)の合計量は1
00重量%であって、組成物に対する要求性能によりこ
れらの配合量が選択される。成分(I)または成分(I
I)の量が5重量%未満では、 溶融弾性および機械的特
性、特に低温時の機械的特性が十分でなく、一方85重
量%を超えるときは流動特性が低くなるため、いずれも
使用できない。ただし、 成分(I)から(IV)の極限粘
度がそれぞれ互いに異なることが肝要であり、これが満
足されない場合には、本発明の目的の1つである低温時
の機械特性を向上することが難しい。
【0023】本発明の エチレン・α−オレフィン共重
合体系組成物は、 上記のように成分(I)、(II)、
(III)および(IV)を配合することにより得られる
が、配合後の組成物の性状は特定の範囲になければなら
ない。すなわち、エチレン・α−オレフィン共重合体系
組成物の極限粘度は0.7〜6.0dl/gであり、好ましく
は1〜4dl/gである。 極限粘度が0.7dl/g未満では溶
融粘度および機械的特性、特に低温時の機械的特性が不
十分であり、 一方、6.0dl/gを超えるときは流動特性
が低くなるためいずれも好ましくない。また、本発明のエ
チレン・α−オレフィン共重合体系組成物の密度は0.
890〜0.950g/cm3であり、好ましくは0.900
〜0.945g/cm3である。 密度が0.890g/cm3未満
では製造が困難である上に、同組成物のベタつきの原因
となり、また0.950g/cm3を超えるときは溶融弾性お
よび機械的特性が低くなる。更に、エチレン・α−オレ
フィン共重合体組成物のN−値が1.7〜3.5であるこ
とが必要であり、好ましくは1.7〜3.0である。 N
−値が1.7未満では高速成形性が低く、3.5以上では
メルトフラクチャーが生じやすい。
【0024】本発明のエチレン・α−オレフィン共重合
体組成物を製造する方法については、該組成物の各成分
が特定の条件を満たすものであれば、特に制限はない。
例えば、成分(I)、(II)、(III)および(IV)をそ
れぞれ1段重合で単独に製造した後、公知の方法でこれ
らを混合してもよく、または2段重合もしくはそれ以上
の多段重合により公知の重合方法で製造し、ブレンドし
てもよい。前者の混合によって製造する場合には、一軸
もしくは二軸押出機またはバンバリーミキサーなどで混
練する方法、あるいは溶液混合法など公知の方法を使用
することができる。2段重合もしくはそれ以上の多段重
合による方法で製造した組成物と、各成分を個別に重合
した後にブレンドして得られた組成物はいずれも同等の
性質を有する。
【0025】後者の多段重合による方法とは、複数個の
反応器を使用して2段または3段以上の重合を行うもの
であり、例えば4段重合の場合であれば第1段および第
2段の反応器を、 それぞれ成分(I)および(II)に相
当する高分子量または中分子量のエチレン・α−オレフ
ィン共重合体の重合条件に保持し、第3および4段の反
応器を成分(III)および(IV)の低分子量重合体の重合
条件に保持して、第1段の重合体を連続的に第2段を経
て第3段および第4段に流通させ、エチレン・α−オレ
フィン共重合体組成物を製造するなどのようにして行う
ことができる。この場合(I)、(II)、(III)および
(IV)の各成分はいずれの反応器において製造されても
よく、また製造順序・段数は特に限定されるものではな
い。上記1段または多段の重合方法については特に制限
はなく、スラリー法、気相法、溶液法、高圧イオン法な
ど各種の方法を用いることができる。これらの方法にお
いても、得られた組成物はいずれも同等の性質を有する
ものである。なお、これらの方法における反応温度、圧
力などの周知の操作条件は、例えば、化学工学、47、
〔5〕(1983)藤田、牛田、p329およびコンバ
ーテック(1990.1)土居、p77に記載されてい
る。 また、後記の、実施例および比較例に使用される成
分(I)または(II)であるA1〜A11およびB1〜B5の製
造例からわかるように、コモノマーの供給量を少なくし
て重合すると高分岐度成分が少なくなり、W値が小さく
なりやすく、さらに重合温度および圧力を高くすると分
岐度分布が狭くなるのでS値が大きく、W値が小さくな
る傾向がある。
【0026】また重合触媒は、例えば、チタンおよび/
またはバナジウム等の遷移金属を主体とするチグラー型
触媒を使用することができる。特に成分(I)および(I
I)を製造する触媒は固体担体に担持された高活性を有
するチグラー型触媒であることが必要であり、以下にそ
の詳細を述べる。
【0027】高活性チグラー型触媒は、無機質固体担
体、例えば金属マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭
酸マグネシウム、酸化マグネシウム、各種アルミナ、シ
リカ、シリカアルミナ、塩化マグネシウム等、またはマ
グネシウムと、ケイ素、アルミニウム、カルシウムから
選ばれる元素とを含む複塩、複酸化物、含水炭酸塩、含
水ケイ酸塩等、 更にこれらの無機質固体担体を含酸素
化合物、 含硫黄化合物、炭化水素、ハロゲン含有物質
で処理または反応させたものなどの無機質固体担体に、
遷移金属化合物、例えばチタン、バナジウム、ジルコニ
ウム、クロム等の金属のハロゲン化物、アルコキシハロ
ゲン化物、酸化物、ハロゲン化酸化物等を担持させたも
のを固体成分として用い、 これに第 I〜IV 族金属の有
機化合物、好ましくは亜鉛またはアルミニウムの有機金
属化合物を組み合わせたもの、あるいはこれらを更にα
−オレフィンと接触させて前処理したものなどであり、
通常触媒活性が 50g-ポリマー/g-触媒・hr・kg/cm2-オ
レフィン圧 以上、 好ましくは100g-ポリマー/g-触
媒・hr・kg/cm2-オレフィン圧 以上のものである。
【0028】本発明のエチレン・α−オレフィン共重合
体組成物は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、他のオ
レフィン系重合体、ゴム等や酸化防止剤、紫外線吸収
剤、光安定剤、滑剤、帯電防止剤、 防曇剤、 ブロッキ
ング防止剤、加工助剤、着色顔料、架橋剤、発泡剤、無
機・有機充填剤、難燃剤等の公知の添加剤を配合して用
いることができる。
【0029】
【実施例】以下に本発明を実施例によって詳細に説明す
るが、本発明はそれらに限定されるものではない。先
ず、本発明で使用する試験法を示す。
(1)極限粘度
135℃デカリン溶液で極限粘度[η]を測定した。
(2)密度
JIS K6760の規定による密度勾配管法(23
℃)で測定した。
(3)連続昇温溶出分別法(TREF)
前記の通り、L. Wild らの方法に従った。測定法の詳細
は次の通りである。
〔測定法〕セライト545を充填した容量 8.5リット
ルのステンレス鋼製カラム内に、試料を濃度 0.05重
量%となるように135℃で加熱溶解して調製したオル
ソジクロロベンゼン溶液5ml を注入した後、4℃/min
の冷却速度で25℃まで冷却し、試料をセライト表面に
沈着する。次にこのカラムにオルソジクロロベンゼンを
1ml/min の一定速度で流しながら50℃/hr の一定速
度で昇温し、 試料を順次溶出させる。この際、溶剤中
に溶出する試料について、メチレンの非対称伸縮振動の
波数2925cm-1に対する吸収を赤外検出器で検出し、
記録することにより溶出温度と溶出量の関係すなわち組
成分布を求める。
(4)連続昇温溶出分別法による面積比S
前記および図1の通り計算して求めた。
(5)25℃オルソジクロロベンゼン可溶分W
試料 0.5g を20ml のオルソジクロロベンゼン(O
DCB) 中において、135℃で2時間加熱し、試料
を完全に溶解した後、25℃まで2時間で冷却する。こ
の溶液を室温25℃で一晩放置後、テフロン製フィルタ
ーで濾過して濾液を採取し、赤外分光光度計でメチレン
の非対称伸縮振動の波数2950cm-1に対する吸収を測
定し、この結果からあらかじめ作成した検量線により濾
液中の試料濃度を定量する。
(6)N−値
高化式フローテスター((株)島津製作所製)を使用し、
樹脂温度170℃で2mmφ×40mm のダイから押出
し、 低位試験圧力20kg/cm2および高位試験圧力15
0kg/cm2における見かけの剪断速度を求め、次式数3に
より算出する。
【数3】
(7)メルトフローレート(MFR)
JIS K6760の規定により測定した。(測定温度
190℃、荷重2.16kg)
(8)ハイロードメルトフロレート(HLMFR)
JIS K6760に準拠して測定した。(測定温度1
90℃、荷重21.6kg)
(9)フローパラメーター(FP)
FPは次式から求めた計算値で示す。
FP=log(HLMFR/MFR)
(10)引張降伏強さ(YTS)
JIS K6760の規定により測定した。(引張速度
50mm/min、試験片厚み2mm)
(11)引張衝撃値(TIS)
ASTM D1822に準拠して測定した。(試験片厚
み1.5mm)
(12)アイゾット衝撃値(IIS)
JIS K7110に準拠し、 23℃および−40℃で
以下の方法により測定した。試料からプレスにより、2
3℃で測定する場合は厚み3mm、−40℃で測定する場
合は厚み4mm のシートを作製し、試験片の形状は2号
Aとした。 試料の調整は23℃、湿度50%で88時
間行い、23℃および−40℃で測定した。ただし、−
40℃で測定する試料については、上記の条件で調整を
行った後、更にあらかじめ−40℃に温度調節した低温
室中に約3時間保持して、低温室内で測定した。試験片
はそれぞれ5個作製し、5回の測定の平均値を測定値と
して用いた。
(13)曲げこわさ
JIS K7106の規定により測定した。(東洋精機
(株)製の曲げこわさ試験機を使用)
(14)メルトテンション(MT)
東洋精機(株)製のメルトテンションテスターにより測定
した。(測定温度190℃)
(15)臨界剪断速度(γc)
INTESCO(株)製のキャピラリーレオメーターによ
り測定した。(測定温度190℃)
(16)融点(Tm)
理学電機(株)製の示差走査型熱量計を用いて測定した最
大ピークの温度を用いた。(厚み0.2mmのプレスシー
トより試験片を作製)
(17)耐環境応力亀裂性(ESCR)
JIS K6760の規定による定ひずみESCRのF
50 の値を測定した。
【0030】<2段重合による製造例>
図2に示した多段重合プロセスにおいて、第1段反応器
1として内容積30リットルの撹拌型反応器を使用し、
無水塩化マグネシウムを一成分とする固体担体に四塩化
チタンを担持した固体触媒をライン2から供給し、また
トリエチルアルミニウム(TEA)を助触媒としてライ
ン3から供給して、表1に示す重合条件で連続的にエチ
レンとコモノマーとの重合を行った。図中で、符号4は
エチレン供給ライン、同5はコモノマー供給ライン、同
6は水素供給ライン、および同7は溶媒供給ラインを示
す。α−オレフィンの種類や重合条件を変えて、2段重
合によりA1〜A11の重合物を製造した。A1〜A8は高
活性のチグラー型触媒で重合し、A9〜A11は従来の触
媒を用いて重合した。各重合条件を表1および表2に示
し、物性評価結果を表3および表4に示す。
【0031】次に、重合物A5の製造例について具体的
に説明する。第1段反応器1の重合条件は、重合温度5
5℃、全圧力8.2kg/cm2Gとし、反応器1内は液充満に保
った。 熱収支から計算した重合物生成量E1は1.68k
g/hrであった。第1段反応器の重合生成物を一部採取
し、重合物を回収して物性を測定した。次いで、第1段
反応器からのスラリー状重合生成物を、ライン8を経て
内容積70リットルの第2段撹拌型反応器9へ差圧によ
り導入した。エチレン、1−ブテンおよび水素を表1に
示すように追加し、重合温度60℃、全圧8.0kg/cm2G、
液量50リットルに保って、重合を継続した。第2段反
応器9から出た重合生成物を次にフラッシング槽10へ
ライン11を経て導入した。熱収支から計算した重合物
生成量E2は1.68kg/hr であった。重合生成物を連続
的にライン12から抜き出して重合物を回収し、その物
性を評価した。最終的に回収した重合物生成量Eは3.
36kg/hrであり、E1+E2の計算値と一致した。ま
た、第1段反応器1および第2段反応器9の平均重合時
間はそれぞれ25分および40分であった。
【0032】
【表1】【0033】
【表2】【0034】
【表3】【0035】
【表4】【0036】<1段重合による製造例>図3に示す1段
重合プロセスにおいて、内容積70リットルの撹拌型反
応器を使用し、無水塩化マグネシウムを一成分とする固
体担体に四塩化チタンを担持した固体触媒とトリエチル
アルミニウムの助触媒とを用いて、表5に示す重合条件
で連続的に1段重合を行い、低分子量成分(B1)を製
造した。 また回分式重合法により高分子量成分(B2〜
B5)を製造した。これらの重合物の物性を評価した結
果を表5に示す。
【0037】
【表5】【0038】次に、上記1段重合を行なった重合物を、
プラストミルを使用し、窒素雰囲気下において、試料仕
込量70g、回転数20rpm、混練時間7分、混練温度1
60℃のブレンド条件で配合を行いブレンド組成物を調
製した。その配合割合および物性を表6に示す。
【0039】
【表6】【0040】<実施例1〜7>上記の表3、4に示した
2段重合による重合生成物および表6に示した1段重合
ブレンド品からなるブレンド組成物を、表7に示す割合
で配合して4成分からなる組成物を調製した。得られた
組成物の物性を評価した結果を表8に示す。
【0041】
【表7】【0042】
【表8】【0043】<比較例1〜6>上記の表3、4に示した
2段重合による重合生成物および表6に示した1段重合
ブレンド品からなるブレンド組成物を、表9に示す割合
で配合して4成分からなる組成物を調製した。組成物の
物性を評価した結果を表10に示す。
【0044】
【表9】【0045】
【表10】【0046】<比較例7〜13>下記銘柄の市販の線状
低密度ポリエチレンについて評価した結果を表11およ
び表12に示す。
(1)フィリップス #10 (フィリップス社製)
(2)NUC G5221 (日本ユニカー社製)
(3)モアテック 0234H (出光石化社製)
(4)DSM 1016 (DSM社製)
(5)CdF FW1290 (CdF社製)
(6)Dow XD6000 8−130 (Dow Chemical社製)
(7)Ultzex 2520L (三井石油化学社製)
【0047】
【表11】【0048】
【表12】【0049】表11および表12の比較例に示すよう
に、市販の線状低密度ポリエチレンはいずれも、TRE
Fによる面積比Sおよび25℃オルソジクロロベンゼン
可溶分Wの少なくとも一方において本発明の要件を満足
することができない。従って、これらの線状低密度ポリ
エチレンを本発明の成分(I)または成分(II) として
使用することはできない。
【0050】次に、図1に示したTREFによる溶出温
度−溶出量曲線に、更にパラメータとして分子量を加
え、かつ溶出量を等高線で表した模式図を図4に示す。
同図において実施例と比較例とを対比すると、実施例の
組成物は比較例のものに比べ、分子量が大きく(約1
0,000以上)、かつ溶出温度が低い、すなわち短鎖分
岐の多い成分(25℃オルソジクロロベンゼン可溶分)
をより多く含有していることがわかる。この成分が本発
明の組成物の低温時における機械的特性を向上させる主
な要因であると推察している。
【0051】
【発明の効果】本発明のエチレン・α−オレフィン共重
合体組成物は、従来のポリエチレン組成物が持つ耐熱
性、ESCR、柔軟性等の諸物性を保持する他に、以下
の特長を有する。
(1)特に低温アイゾット衝撃値などの低温時の機械的
特性、耐寒性に優れている。
(2)引張特性、曲げこわさ、耐環境応力亀裂性、耐ク
リープ特性等の機械的特性が良好である。
(3)メルトテンションなどの溶融弾性および臨界剪断
速度などの流動特性に優れているため、高速成形性など
の成形加工性が良好である。
上記の長所を有する結果、各種フィルム、シート、パイ
プ、中空容器、各種被覆材料、発泡材料などに使用され
る。また押出成形、中空成形、射出成形等のすべての成
形法に好適に使用することができるため、広範な成形品
の得られることが明かとなった。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an extremely wide molecular weight distribution.
And an ethylene / α-olefin copolymer composition.
More specifically, high or medium molecular weight components
Ethylene with very wide short-chain branch distribution between molecules
A first component comprising two types of α-olefin copolymers and
And second component, relatively low molecular weight ethylene homopolymer
And two types of ethylene / α-olefin copolymer
Physical properties such as melt elasticity, flow properties, and mechanical properties
Good balance of high speed moldability and mechanical characteristics at low temperature.
Ethylene-α-olefin copolymer system composition with excellent properties
About.
[0002]
2. Description of the Related Art Conventional high pressure method low density polyethylene (HP)
-LDPE), i.e., ethylene in a tubular or autoclaved form.
Radical polymerization at high temperature and pressure using a Reave reactor
Low-density polyethylene is comparable in length to the main chain
Consisting of a long chain branch and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
Because of the structure having short-chain branches, the crystallinity is low, and
It is soft. For this reason, HP-LDPE is not suitable for environmental stress resistance.
Mechanical properties such as tearability, tensile impact value, dart impact value, and tear strength
Inferior properties, especially high-speed moldability and low-temperature mechanical properties
Having.
On the other hand, linear low-density polyethylene (LL)
DPE) includes gas phase, slurry, solution, and high pressure methods.
Various processes of ionic polymerization method, various catalysts, polymerization
Ethylene / α-olefin copolymer produced under conditions
Coalesced, depending on the type of α-olefin used.
Because it has only short-chain branches that are determined uniquely, its mechanical properties are
Superior to HP-LDPE. However, LLDPE is
In general, the melt tension is very narrow due to the very narrow molecular weight distribution.
Melt elasticity and N-values such as, flow parameters, criticality
Poor flow characteristics such as shear rate. Melt elasticity and flow characteristics
Drawbacks mainly appear in the formability, specifically
Decrease in extrusion rate during molding, increase in extrusion pressure, power consumption
Volume, poor high-speed moldability,
Questions such as the formation of soft eyes and thermal degradation due to heat generation in the extruder
There is a point.
To improve the flow characteristics of LLDPE,
If the amount is small, mechanical properties such as impact strength and environmental resistance
Excellent cracking properties, especially mechanical properties at low temperatures and melt elasticity
The drawback is that the temperature decreases. Also, the mechanical properties
Even if the density is lowered for improvement, the melt elasticity is almost improved.
Not good. As mentioned above, LLDPE is a machine
Properties, especially mechanical properties, flow properties and melting at low temperatures
It is extremely difficult to improve elasticity at the same time in a well-balanced manner.
It was difficult.
Conventionally, in order to improve the flow characteristics, the
To broaden the molecular weight distribution of the α-olefin copolymer
Has been reported (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-21409).
JP, JP-B-63-47741, etc.)
Simply increasing the molecular weight distribution as described
Where mechanical properties, especially at low temperatures, can be improved
On the contrary, it drops significantly. Also mechanical properties and flow
Regarding the improvement of dynamic characteristics, high molecular weight component and low molecular weight component
Of ethylene / α-olefin copolymer consisting of
To determine the degree of short chain branching of the high molecular weight component
By introducing many short-chain branches into components,
Environmental stress crack resistance (ESCR) as well as fluidity and fluidity
Have also been attempted (Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-1004).
No. 44, Japanese Patent Publication No. Sho 64-7096). But,
Mechanical properties, especially at low temperatures, are high molecular weight components
From the above, because it varies greatly depending on the short-chain branch distribution of
Although a slight improvement can be seen in the method,
A satisfactory tool for improving mechanical and flow properties
Not. Balance everything, including melt elasticity.
It is impossible to improve.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points.
Properties, such as heat resistance, ESCR, flexibility, etc., and
Melt elasticity, flow characteristics,
Excellent in properties, especially high-speed moldability and mechanical properties at low temperatures
Provide an ethylene / α-olefin copolymer composition
The purpose is to:
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have achieved the above object.
As a result of careful study along
And the distribution of short-chain branches between molecules is extremely high.
Two types of wide specific ethylene / α-olefin copolymer
A first component and a second component consisting of
By blending with two types of ethylene polymers,
Melt elasticity, flow properties, mechanical properties, especially at low temperatures
Ethylene / α-ole with excellent properties and excellent processability
Found that fin copolymer composition can be obtained
Ming has been reached.
That is, the present invention provides (I)Supported on solid carrier
Polymerized with a high activity Ziegler-type catalyst,following
Ethylene satisfying (a) to (d) and α- having 3 to 18 carbon atoms.
5 to 85% by weight of a copolymer with an olefin,
(a) Intrinsic viscosity (η1) 2.0-9.0 dl / g,
(b) Density (d10.890-0.935 g / cmThree,
(c) In the elution temperature-elution amount curve by the continuous heating elution fractionation method
To the area Ia under the elution temperature of 90 ° C. or higher.
Of the area Ib at an elution temperature of 25 to 90 ° C. (Ib / I
a) is calculated from the following equation:1Less than,
S1= 20η1 -1exp [−50 (d1−0.900)]
(d) Soluble content of orthodichlorobenzene at 25 ° C W wt%
W calculated from the following equation1that's all,
W1= 20exp (-η1),
(II)High activity Ziegler type supported on solid support
Polymerized with a catalyst,Ethylene satisfying the following (e) to (h):
Copolymer with α-olefin having 3 to 18 carbon atoms 5 to 85
weight%,
(e) Intrinsic viscosity (ηTwo) 1.6-7.0dl / g,
(f) Density (dTwo0.890-0.945 g / cmThree,
(g) In the elution temperature-elution amount curve by the continuous heating elution fractionation method
To the area Ia under the elution temperature of 90 ° C. or higher.
Of the area Ib at an elution temperature of 25 to 90 ° C. (Ib / I
a) is calculated from the following equation:TwoLess than,
STwo= 20ηTwo -1exp [−50 (dTwo−0.900)]
(h) Orthodichlorobenzene soluble matter at 25 ° C W wt%
W calculated from the following equationTwothat's all,
WTwo= 20exp (-ηTwo)
(III) ethylene single weight satisfying the following (i) and (j):
Combined or ethylene and α-olefin having 3 to 18 carbon atoms
5 to 60% by weight of a copolymer with
(i) Intrinsic viscosity (ηThree) 0.2 dl / g to 1.5 dl / g,
(j) Density (dThree0.890-0.980g / cmThree, And
(IV) Ethylene homopolymer satisfying the following (k) and (l)
Or ethylene and an α-olefin having 3 to 18 carbon atoms
5 to 60% by weight of a copolymer of
(k) Intrinsic viscosity (ηFour) 0.2 dl / g to 1.5 dl / g,
(l) Density (dFour0.890-0.980g / cmThree
And components (I), (II), (III) and
(IV) is 100% by weight in total, and each component (I) to (I
V) are mixtures with different intrinsic viscosities.
The intrinsic viscosity of the mixture is 0.7 to 6.0 dl / g and the density is
0.890-0.950g / cmThreeAnd the following equation
Ethylene-α-olefin having an N-value of 1.7 to 3.5
It is intended to provide an epoxy copolymer composition.
[0009]
(Equation 2)
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. Of the present invention
High or medium molecular weight components of the first and second components
The component ethylene / α-olefin copolymer is ethylene
And a copolymer of α-olefin having 3 to 18 carbon atoms.
In particular, those having 4 to 10 carbon atoms are preferable in terms of mechanical properties.
Good. Specifically, 1-butene, 1-pentene, 1-
Hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene,
Examples thereof include 1-nonene and 1-decene. Note that α-
Two or more fins may be used in combination.
The first component (I)Is supported on a solid carrier
Polymerized with a highly active Ziegler-type catalystethylene
・ Α-olefin copolymerIs, (A) intrinsic viscosity
(Η1) Is 2.0 to 9.0 dl / g, preferably 2.0 to 8.5 d / g
l / g, more preferably in the range of 2.0 to 8.0 dl / g,
(b) Density (d1) Is 0.890-0.935 g / cmThreeIn the range
Yes, preferably 0.890 to 0.930 g / cmThreeIn the range
is there.
The above intrinsic viscosity (η1) Is less than 2.0 dl / g
Have poor melt elasticity and mechanical properties of the obtained composition.
If it exceeds 9.0 dl / g, the surface roughness and
Moldability is reduced, such as generation of fish eyes. Ma
Density (d1) Is 0.890 g / cmThreeLess than is difficult to manufacture
In addition to being difficult, the resulting composition may cause stickiness.
Therefore, it is not preferable. On the other hand, d1 Is 0.935 g / cmThreeTo
If it exceeds, the melt elasticity and mechanical properties will decrease.
Not preferred.
The second component (II)Is supported on a solid carrier
Polymerized with a highly active Ziegler-type catalystethylene
・ Α-olefin copolymerAnd(e) Intrinsic viscosity
(ΗTwo) Is 1.6 to 7.0 dl / g, preferably 1.6 to 6.5 d.
l / g, more preferably in the range of 1.6 to 6.0 dl / g,
(f) Density (dTwo) Is 0.890-0.945 g / cmThreeRange
, Preferably 0.890 to 0.940 g / cmThreeRange
It is.
[0014] The highly branched component containing a large amount of short-chain branching is contained in a solvent.
Dissolves at low temperatures, but has a low degree of branching with few short-chain branches
Branching utilizing the property that it does not dissolve in solvents unless it is high temperature
The distribution can be measured quantitatively. Used in the present invention
Components (I) and (II) are as described in (c) and (g) above, respectively.
The branch distribution is measured from the dissolution temperature in the solvent as shown in
L. Wild et al. (Temperature Ris
ing Elution Fractionation (TREF); Journal of Polyme
rScience: Polymer Physics Edition, Vol. 20, 441-45
5 (1982)).
Area Ia under the curve at a temperature of 90 ° C. or higher and elution temperature 25 to 9
A specific relationship holds between the same area Ib at 0 ° C.
is necessary. That is, the area ratio S shown in the schematic diagram of FIG.
= Ib / Ia in components (I) and (II)
S obtained from the following equation1And STwoMust be
Must.
S1= 20η1 -1 exp [−50 (d1−0.900)]
STwo= 20ηTwo -1 exp [−50 (dTwo−0.900)]
The value of S is S1Or STwoAbove, the distribution is almost uniform
The melt elasticity and mechanical properties, especially at low temperatures
Are highly effective for the mechanical properties of
On the other hand, it decreases unfavorably.
The component (I) (d) used in the present invention and
Ingredient (II) (h) Soluble at 25 ° C orthodichlorobenzene
The elution temperature is too low and the continuous heating elution fractionation method described above
Has a very high degree of branch distribution that cannot be determined
Must be greater than or equal to a specific value.
You. That is, the soluble W content by weight is the same as component (I) and
And (II) are obtained from the following equations.1And
And WTwoMust be at least. Preferably each WThree
And WFourThat is all.
W1= 20exp [-η1], WTwo= 20exp [-ηTwo]
WThree= 22exp [-η1], WFour= 22exp [-ηTwo]
W value is W1Or WTwoLess than melt elastic and mechanical
Properties, especially for mechanical properties at low temperatures
The high branching degree component becomes too small, which is unfavorable as described above.
No.
Component (III) which is the low molecular weight component of the present invention
Is ethylene homopolymer or ethylene α-olefin
It is a vinyl copolymer. Uses ethylene and α-olefin
The component (I) and the α-olefin
As in the case of (II), those having 3 to 18 carbon atoms are used.
And preferably have 4 to 10 carbon atoms, and in particular, 1
-Butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl
-1-pentene, 1-octene, 1-nonene, 1-de
Sen is preferred in terms of mechanical properties and the like. Note that α-
Two or more fins may be used in combination.
The component (III) (i) intrinsic viscosity (ηThree)
Is in the range of 0.2 to 1.5 dl / g, and preferably in the range of 0.2 dl / g.
It is in the range of 3 to 1.4 dl / g. ηThreeIs less than 0.2 dl / g
Is the mechanical properties of the resulting composition, especially at low temperatures
Inferior properties, on the other hand, if it exceeds 1.5 dl / g, its flow properties
Are not preferred.
The (j) density (d) of component (III)Three) Is 0.
890-0.980g / cmThreeIs used, and preferably
0.900-0.975 g / cmThreeRange. dThreeIs 0.8
90g / cmThreeLess than is difficult to manufacture and obtain
This is not preferred because it causes stickiness of the composition. other
0.980g / cmThreeIf it exceeds, it is difficult to manufacture
Not only that, the mechanical properties of the resulting composition decrease
Similarly unfavorable.
Component (IV) of the present invention, which is a low molecular weight component
Is ethylene homopolymer or ethylene α-olefin
It is a copolymer of ethylene and α-olefin.
The α-olefin used in the reaction includes components (I) to (III)
As in the case, one having 3 to 18 carbon atoms is used.
Or C 4-10, particularly 1-butene as described above,
1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pent
Ten, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, etc.
It is preferable in terms of mechanical characteristics and the like. Α-olefin is 2
More than one species can be used together.
The component (IV) (k) intrinsic viscosity (ηFour) Is
The range of 0.2 to 1.5 dl / g is used, preferably 0.3 to 1.5 dl / g.
1.4 dl / g, more preferably in the range of 0.4 to 1.3 dl / g
is there. ηFourIs less than 0.2 dl / g, the machine
Mechanical properties, especially low temperature mechanical properties, while 1.5 dl
If the amount is more than / g, the flow characteristics are deteriorated.
Not good.
The component (IV) (l) density (dFour) Is 0.8
90-0.980 g / cmThreeIs used, and preferably
0.900-0.970 g / cmThreeRange. dFourIs 0.8
90g / cmThreeLess than the mechanical properties of the resulting composition
Is low, which is not preferable. 0.980g / cmThreeExceeds
Sometimes, it is not preferable because the production is difficult.
In the present invention, the components (I), (II) and (II)
The mixing ratio of I) and (IV) is 5 to 85% by weight of the component (I).
%, Component (II) 5 to 85% by weight, component (III) 5 to 60%
% By weight and 5 to 60% by weight of the component (IV),
The total amount of components (I), (II), (III) and (IV) is 1
00% by weight, depending on the performance required for the composition.
These blending amounts are selected. Component (I) or component (I
If the amount of I) is less than 5% by weight, the melt elasticity and mechanical characteristics
Properties, especially at low temperatures, are not sufficient.
If the amount exceeds%, the flow characteristics will be low.
I can not use it. However, the ultimate viscosity of components (I) to (IV)
It is important that the degrees are different from each other.
If not, one of the objects of the present invention is to
It is difficult to improve the mechanical properties of
The ethylene / α-olefin copolymer of the present invention
The combined composition comprises components (I), (II),
Obtained by blending (III) and (IV)
However, the properties of the composition after compounding must be in a specific range.
Absent. That is, ethylene / α-olefin copolymer system
The intrinsic viscosity of the composition is 0.7 to 6.0 dl / g, preferably
Is 1 to 4 dl / g. If the intrinsic viscosity is less than 0.7 dl / g,
Poor melt viscosity and mechanical properties, especially at low temperatures
On the other hand, if it exceeds 6.0 dl / g, flow characteristics
Are unfavorable because of the lowering of In addition, d of the present invention
The density of the Tylene / α-olefin copolymer composition is 0.1.
890-0.950g / cmThreeAnd preferably 0.900
~ 0.945g / cmThreeIt is. 0.890g / cm densityThreeLess than
Is difficult to manufacture and the cause of stickiness of the composition
And 0.950g / cmThreeIf it exceeds
And low mechanical properties. Furthermore, ethylene-α-ole
The N-value of the fin copolymer composition is 1.7 to 3.5.
Is required, and is preferably from 1.7 to 3.0. N
-If the value is less than 1.7, the high-speed moldability is low, and if the value is 3.5 or more,
Melt fracture is likely to occur.
The ethylene / α-olefin copolymer of the present invention
Method for producing body compositionIs each component of the composition
Satisfies certain conditions,There is no particular limitation.
For example, components (I), (II), (III) and (IV)
After each of them is produced independently by one-stage polymerization,
May be mixed, or two-stage polymerization or more
Produced by a known polymerization method by multi-stage polymerization of
You may. When manufacturing by mixing the former, uniaxial
Or mix with a twin screw extruder or Banbury mixer
Use a known method such as a kneading method or a solution mixing method
can do.Two-stage polymerization or more multistage weight
Each component is polymerized individually with the composition manufactured by the combined method
After blending, the resulting compositions are all equivalent.
Has properties.
The latter method using multi-stage polymerization includes a plurality of methods.
Performing two or more stages of polymerization using a reactor
For example, in the case of four-stage polymerization, the first and second stages
The two-stage reactor is used for components (I) and (II), respectively.
High or medium molecular weight ethylene / α-olefin
The polymerization conditions for the third copolymer were maintained, and the third and fourth steps were repeated.
Polymerization of low molecular weight polymers of components (III) and (IV)
While maintaining the conditions, the polymer of the first stage is continuously passed through the second stage.
Through the third and fourth stages to remove ethylene-α-ole
Performing such as producing a fin copolymer composition
be able to. In this case (I), (II), (III) and
Each component of (IV) can be produced in any reactor
The production order and number of stages are not particularly limited.
No. The single-stage or multi-stage polymerization method is particularly limited.
There is no slurry method, gas phase method, solution method, high pressure ion method.
Various methods can be used. These methods
However, all the obtained compositions have the same properties
Things.The reaction temperature and pressure in these methods
Known operating conditions such as force are, for example, chemical engineering, 47,
[5] (1983) Fujita, Ushida, p329 and Komba
-Tech (1990.1) Doi, p77
You. In addition, components used in Examples and Comparative Examples described later.
Preparation of A1 to A11 and B1 to B5 which are minutes (I) or (II)
As can be seen from the example, the comonomer supply
Polymerization reduces the amount of highly branched components and decreases the W value.
And the polymerization temperature and pressure are increased
The S value is large and the W value is small because the distribution of the degree of narrowness is narrow.
Tend to
Also polymerizationThe catalyst is, For example, titanium and / or
Or Ziegler type mainly composed of transition metals such as vanadium
CatalystCan be used.In particular, components (I) and (I
The catalyst for producing I)High activity supported on solid carrier
With a Ziegler-type catalystNeed to beYes, below
The details will be described.
The highly active Ziegler-type catalyst is supported on an inorganic solid.
Body, for example metallic magnesium, magnesium hydroxide, charcoal
Magnesium oxide, magnesium oxide, various aluminas,
Rica, silica alumina, magnesium chloride, etc.
Gnesium and silicon, aluminum and calcium
Double salts, double oxides, hydrated carbonates,
Oxygen containing these inorganic solid carriers such as water silicate
Compounds, sulfur-containing compounds, hydrocarbons, halogen-containing substances
To inorganic solid carriers such as those treated or reacted with
Transition metal compounds such as titanium, vanadium, zirconium
Halides of metals such as chromium and chromium, and alkoxyhalo
Genides, oxides, halogenated oxides, etc.
Is used as a solid component.
Organic compounds, preferably organic gold of zinc or aluminum
Compounds of the genus, or
-Pretreated by contact with an olefin,
Normally 50g-polymer / g-catalyst · hr · kg / cm with catalytic activityTwo-E
Refining pressure or higher, preferably 100 g-polymer / g-touch
Medium ・ hr ・ kg / cmTwo-Olefin pressure.
The ethylene / α-olefin copolymer of the present invention
The body composition may have other compositions without departing from the gist of the present invention.
Refining polymer, rubber, antioxidant, UV absorption
Agent, light stabilizer, lubricant, antistatic agent, anti-fog agent, blocky
Anti-aging agent, processing aid, coloring pigment, cross-linking agent, foaming agent, none
Mixing known additives such as organic / organic fillers and flame retardants
Can be.
[0029]
The present invention will be described below in detail with reference to examples.
However, the present invention is not limited thereto. Destination
The test method used in the present invention is shown below.
(1) Intrinsic viscosity
The intrinsic viscosity [η] was measured with a decalin solution at 135 ° C.
(2) Density
Density gradient tube method according to JIS K6760 (23
° C).
(3) Continuous heating elution fractionation method (TREF)
As described above, the method of L. Wild et al. Was followed. Details of the measurement method
Is as follows.
[Measurement method] 8.5 liter capacity filled with Celite 545
Sample in a stainless steel column of 0.05 wt.
% By heating and melting at 135 ° C.
After injecting 5ml of sodichlorobenzene solution, 4 ℃ / min
Cool the sample to 25 ° C at a cooling rate of
To deposit. Next, orthodichlorobenzene was added to this column.
50 ℃ / hr constant speed while flowing at a constant speed of 1ml / min
And elute the sample sequentially. At this time, in the solvent
Of the asymmetric stretching vibration of methylene
Wave number 2925cm-1Absorption for is detected by an infrared detector,
The relationship between the elution temperature and the elution amount,
Find the adult distribution.
(4) Area ratio S by continuous heating elution fractionation method
It was obtained by calculation as described above and FIG.
(5) Orthodichlorobenzene soluble matter W at 25 ° C
0.5 g of the sample was placed in 20 ml of orthodichlorobenzene (O
In DCB), heat at 135 ° C for 2 hours
Is completely dissolved and then cooled to 25 ° C. in 2 hours. This
After leaving the solution at room temperature overnight at 25 ° C, filter with Teflon
The filtrate was collected through a filter and collected with an infrared spectrophotometer.
Wave number of asymmetric stretching vibration of 2950cm-1Measure absorption for
And filter it from the results with a calibration curve created in advance.
Quantify the sample concentration in the liquid.
(6) N-value
Using a Koka type flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation),
Extruded from a 2mmφ × 40mm die at 170 ° C resin temperature
And lower test pressure 20kg / cmTwoAnd higher test pressure 15
0kg / cmTwoAnd the apparent shear rate at
It is calculated from:
(Equation 3)
(7) Melt flow rate (MFR)
It was measured according to JIS K6760. (Measurement temperature
190 ° C, load 2.16kg)
(8) High load melt flow rate (HLMFR)
It was measured in accordance with JIS K6760. (Measurement temperature 1
90 ° C, load 21.6kg)
(9) Flow parameter (FP)
FP is represented by a calculated value obtained from the following equation.
FP = log (HLMFR / MFR)
(10) Tensile yield strength (YTS)
It was measured according to JIS K6760. (Pulling speed
50mm / min, specimen thickness 2mm)
(11) Tensile impact value (TIS)
It was measured in accordance with ASTM D1822. (Specimen thickness
1.5mm)
(12) Izod impact value (IIS)
According to JIS K7110, at 23 ℃ and -40 ℃
It was measured by the following method. By pressing from the sample, 2
When measuring at 3 ° C, the thickness should be 3mm, when measuring at -40 ° C.
In this case, a sheet with a thickness of 4 mm was made and the shape of the test piece was No. 2.
A. Sample preparation: 88 hours at 23 ° C and 50% humidity
And measured at 23 ° C. and −40 ° C. Where-
For samples measured at 40 ° C, adjust under the above conditions.
After performing, low temperature adjusted to -40 ° C in advance
The sample was kept in a room for about 3 hours and measured in a low temperature room. Test pieces
Made 5 each, and the average value of 5 measurements was taken as the measured value
Used.
(13) Bending stiffness
It was measured in accordance with JIS K7106. (Toyo Seiki
(Uses a bending stiffness tester manufactured by Co., Ltd.)
(14) Melt tension (MT)
Measured with a melt tension tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.
did. (Measurement temperature 190 ° C)
(15) Critical shear rate (γc)
With a capillary rheometer manufactured by INTESCO
Measured. (Measurement temperature 190 ° C)
(16) Melting point (Tm)
The maximum value measured using a differential scanning calorimeter manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.
Large peak temperatures were used. (Press Sea 0.2mm thick
Test pieces are prepared from
(17) Environmental stress crack resistance (ESCR)
F of constant strain ESCR according to JIS K6760
50 Was measured.
<Example of production by two-stage polymerization>
In the multi-stage polymerization process shown in FIG.
Using a stirred type reactor having an internal volume of 30 liters as 1,
Tetrachloride on a solid support containing anhydrous magnesium chloride as a component
A solid catalyst supporting titanium is supplied from line 2;
Triethylaluminum (TEA)
3 and continuously under the polymerization conditions shown in Table 1.
Polymerization of the ren and comonomer was performed. In the figure, reference numeral 4 is
Ethylene supply line, 5 is comonomer supply line, 5
6 indicates a hydrogen supply line, and 7 indicates a solvent supply line.
You. Changing the type of α-olefin and polymerization conditions
By the combination, a polymer of A1 to A11 was produced.A1 to A8 are high
Polymerized with an active Ziegler type catalyst, A9 to A11 are conventional catalysts
Polymerization was carried out using a medium.The polymerization conditions are shown in Tables 1 and 2.
Tables 3 and 4 show the evaluation results of the physical properties.
Next, a specific example of the production of the polymer A5 will be described.
Will be described. The polymerization conditions of the first-stage reactor 1 are as follows:
5 ℃, total pressure 8.2kg / cmTwoG and keep the inside of reactor 1 full
Was. The amount of polymer produced E1 calculated from the heat balance is 1.68 k
g / hr. Partial sampling of polymerization products from the first reactor
Then, the polymer was recovered and physical properties were measured. Then, the first stage
The slurry polymerization product from the reactor is passed via line 8
A differential pressure is applied to the second-stage stirred reactor 9 having an inner volume of 70 liters.
Introduced. Table 1 shows ethylene, 1-butene and hydrogen.
Add as shown, polymerization temperature 60 ° C, total pressure 8.0kg / cmTwoG,
The polymerization was continued while maintaining the liquid volume at 50 liters. Second step
The polymerization product discharged from the reactor 9 is then transferred to the flushing tank 10
Introduced via line 11. Polymer calculated from heat balance
The production amount E2 was 1.68 kg / hr. Continuous polymerization product
The polymer is extracted from the line 12 and the polymer is recovered.
The sex was evaluated. The finally recovered polymer product amount E is 3.
It was 36 kg / hr, which was in agreement with the calculated value of E1 + E2. Ma
In addition, at the time of average polymerization of the first-stage reactor 1 and the second-stage reactor 9
The intervals were 25 minutes and 40 minutes, respectively.
[0032]
[Table 1][0033]
[Table 2][0034]
[Table 3][0035]
[Table 4]<Example of production by one-stage polymerization> One-stage polymerization shown in FIG.
In the polymerization process, a 70-liter stirred type reaction
Using anhydrous magnesium chloride as a component.
Catalyst with titanium tetrachloride supported on solid support and triethyl
Polymerization conditions shown in Table 5 using aluminum co-catalyst
To conduct one-stage polymerization continuously to produce low molecular weight component (B1)
Built. In addition, high molecular weight components (B2 ~
B5). The results of evaluating the physical properties of these polymers were
The results are shown in Table 5.
[0037]
[Table 5]Next, the polymer obtained by the one-stage polymerization is
Use a plastmill to sample samples under a nitrogen atmosphere.
70 g, rotation speed 20 rpm, kneading time 7 minutes, kneading temperature 1
Blend under blending conditions of 60 ° C to prepare blend composition
Made. Table 6 shows the compounding ratio and physical properties.
[0039]
[Table 6]Examples 1 to 7 are shown in Tables 3 and 4 above.
Polymerization product by two-stage polymerization and one-stage polymerization shown in Table 6
The blend composition consisting of the blended product was prepared in proportions shown in Table 7.
And a composition consisting of four components was prepared. Got
Table 8 shows the results of evaluating the physical properties of the composition.
[0041]
[Table 7][0042]
[Table 8]<Comparative Examples 1 to 6> The results are shown in Tables 3 and 4 above.
Polymerization product by two-stage polymerization and one-stage polymerization shown in Table 6
The blend composition composed of the blended product was prepared in a proportion shown in Table 9.
And a composition consisting of four components was prepared. Of the composition
Table 10 shows the results of the evaluation of the physical properties.
[0044]
[Table 9][0045]
[Table 10]<Comparative Examples 7 to 13> Commercially available linear products of the following brands
Table 11 and Table 11 show the evaluation results for low-density polyethylene.
And Table 12 below.
(1) Philips # 10 (manufactured by Philips)
(2) NUC G5221 (manufactured by Nippon Unicar)
(3) Moretec 0234H (Idemitsu Petrochemical)
(4) DSM 1016 (manufactured by DSM)
(5) CdF FW1290 (manufactured by CdF)
(6) Dow XD6000 8-130 (manufactured by Dow Chemical)
(7) Ultzex 2520L (Mitsui Petrochemical Co., Ltd.)
[0047]
[Table 11][0048]
[Table 12]As shown in the comparative examples of Tables 11 and 12,
In addition, all commercially available linear low-density polyethylene
Area ratio S by F and orthodichlorobenzene at 25 ° C
At least one of the soluble components W satisfies the requirements of the present invention.
Can not do it. Therefore, these linear low density poly
Ethylene as component (I) or component (II) of the present invention
Can not be used.
Next, the elution temperature by TREF shown in FIG.
In addition to the molecular weight as a parameter,
FIG. 4 is a schematic diagram showing the elution amount by contour lines.
In the same figure, comparing the example with the comparative example,
The composition had a higher molecular weight (about 1
000) and low elution temperature, ie, short chain
Ingredients with a wide variety (soluble in orthodichlorobenzene at 25 ° C)
It can be seen that more is contained. This ingredient originated
Mainly improve the mechanical properties of bright compositions at low temperature
It is speculated that this is a factor.
[0051]
The ethylene / α-olefin copolymer of the present invention
The coalescing composition has the heat resistance of conventional polyethylene compositions.
In addition to maintaining various physical properties such as properties, ESCR, flexibility, etc.,
It has the features of
(1) Mechanical at low temperature, especially at low temperature Izod impact value
Excellent properties and cold resistance.
(2) Tensile properties, bending stiffness, environmental stress crack resistance, crack resistance
Good mechanical characteristics such as reap characteristics.
(3) Melt elasticity and critical shear such as melt tension
Excellent flow characteristics such as speed, high-speed moldability, etc.
Has good moldability.
As a result of the above advantages, various films, sheets, pies
Used for containers, hollow containers, various coating materials, foam materials, etc.
You. In addition, all components such as extrusion molding, hollow molding, injection molding, etc.
A wide range of molded products because it can be suitably used for molding
It became clear that you could get
【図面の簡単な説明】
【図1】連続昇温溶出分別法(TREF)による溶出温
度−溶出量曲線における、面積比Sの模式図である。
【図2】本発明の実施例に用いた、多段重合プロセスの
フロー概略図である。
【図3】本発明の実施例に用いた、一段重合プロセスの
フロー概略図である。
【図4】組成物の溶出温度−分子量−溶出量等高線図で
ある。(a)実施例6、(b)比較例1
【符号の説明】
1 第1段反応器
2 触媒供給ライン
3 有機金属化合物供給ライン
4 エチレン供給ライン
5 コモノマー供給ライン
6 水素供給ライン
7 重合溶媒供給ライン
8 第1段重合生成物移送ライン
9 第2段反応器
10 フラッシング槽
11 第2段重合生成物移送ライン
12 重合物回収ラインBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of an area ratio S in an elution temperature-elution amount curve by a continuous heating elution fractionation method (TREF). FIG. 2 is a schematic flow chart of a multi-stage polymerization process used in Examples of the present invention. FIG. 3 is a schematic flow chart of a one-stage polymerization process used in Examples of the present invention. FIG. 4 is a contour diagram of elution temperature-molecular weight-elution amount of a composition. (A) Example 6, (b) Comparative Example 1 [Description of symbols] 1 First stage reactor 2 Catalyst supply line 3 Organometallic compound supply line 4 Ethylene supply line 5 Comonomer supply line 6 Hydrogen supply line 7 Polymerization solvent supply Line 8 First-stage polymerization product transfer line 9 Second-stage reactor 10 Flushing tank 11 Second-stage polymerization product transfer line 12 Polymer recovery line
Claims (1)
するチグラー型触媒で重合した、下記(a)〜(d)を満足
するエチレンと炭素数3〜18のα−オレフィンとの共
重合体5〜85重量%、 (a)極限粘度(η1)2.0〜9.0dl/g、 (b)密度(d1)0.890〜0.935g/cm3、 (c)連続昇温溶出分別法による溶出温度−溶出量曲線に
おいて、溶出温度90℃以上の曲線下の面積Iaに対す
る溶出温度25〜90℃の該面積Ibの比S(Ib/I
a)が次式から計算されるS1以下、 S1=20η1 −1exp[−50(d1−0.900)] (d)25℃オルソジクロロベンゼン可溶分 W重量%が
次式から計算されるW1以上、 W1=20exp(−η1)、 (II)固体担体に担持された高活性を有するチグラー型
触媒で重合した、下記(e)〜(h)を満足するエチレンと
炭素数3〜18のα−オレフィンとの共重合体5〜85
重量%、 (e)極限粘度(η2)1.6〜7.0dl/g、 (f)密度(d2)0.890〜0.945g/cm3、 (g)連続昇温溶出分別法による溶出温度−溶出量曲線に
おいて、溶出温度90℃以上の曲線下の面積Iaに対す
る溶出温度25〜90℃の該面積Ibの比S(Ib/I
a)が次式から計算されるS2以下、 S2=20η2 −1exp[−50(d2−0.900)] (h)25℃オルソジクロロベンゼン可溶分 W重量%が
次式から計算されるW2以上、 W2=20exp(−η2) (III)下記(i)および(j)を満足するエチレン単独重
合体またはエチレンと炭素数3〜18のα−オレフィン
との共重合体5〜60重量%、 (i)極限粘度(η3)0.2dl/g〜1.5dl/g、 (j)密度(d3)0.890〜0.980g/cm3、ならびに (IV)下記(k)および(l)を満足するエチレン単独重合
体またはエチレンと炭素数3〜18のα−オレフィンと
の共重合体5〜60重量%、 (k)極限粘度(η4)0.2dl/g〜1.5dl/g、 (l)密度(d4)0.890〜0.980g/cm3 からなり、かつ前記成分(I)、(II)、(III)および
(IV)の合計は100重量%であり、 各成分(I)〜
(IV)の極限粘度がそれぞれ互いに異なる混合物であっ
て、該混合物の極限粘度が0.7〜6.0dl/g、密度が
0.890〜0.950g/cm3および次式数1から計算さ
れるN−値が1.7〜3.5であるエチレン・α−オレフ
ィン共重合体系組成物。 【数1】 (57) [Claim 1] (I) Having high activity supported on a solid carrier
5 to 85% by weight of a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 18 carbon atoms satisfying the following (a) to (d) , polymerized with a Ziegler-type catalyst : (a) intrinsic viscosity (η 1 ) 2.0-9.0 dl / g, (b) Density (d 1 ) 0.890-0.935 g / cm 3 , (c) Continuous temperature rising elution temperature The ratio S of the area Ib at an elution temperature of 25 to 90 ° C. to the area Ia under the curve of not less than
a) is calculated from the following equation: S 1 or less; S 1 = 20η 1 −1 exp [−50 (d 1 −0.900)] (d) Soluble content of orthodichlorobenzene at 25 ° C. W weight% is calculated from the following equation. W 1 or more, W 1 = 20 exp (−η 1 ), (II) a highly active Ziegler type supported on a solid support
Copolymer of ethylene and α-olefin having 3 to 18 carbon atoms satisfying the following (e) to (h) and polymerized with a catalyst: 5 to 85
(E) Intrinsic viscosity (η 2 ) 1.6 to 7.0 dl / g, (f) Density (d 2 ) 0.890 to 0.945 g / cm 3 , (g) Continuous heating elution fractionation method In the elution temperature-elution amount curve, the ratio S (Ib / I) of the area Ib at the elution temperature of 25 to 90 ° C. to the area Ia under the elution temperature of 90 ° C. or more
S 2 below a) is calculated from the following equation, S 2 = 20η 2 -1 exp [-50 (d 2 -0.900)] (h) 25 ℃ orthodichlorobenzene soluble content W wt% is calculated from the following equation that W 2 or more, W 2 = 20exp (-η 2 ) (III) below (i) and the ethylene homopolymer satisfies the (j) or a copolymer of ethylene and an α- olefin having from 3 to 18 carbon atoms 5 (I) intrinsic viscosity (η 3 ) 0.2 dl / g to 1.5 dl / g, (j) density (d 3 ) 0.890 to 0.980 g / cm 3 , and (IV) 5 to 60% by weight of an ethylene homopolymer or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 18 carbon atoms satisfying (k) and (l), and (k) intrinsic viscosity (η 4 ) of 0.2 dl / g-1.5 dl / g, (l) density (d 4 ) 0.890-0.980 g / cm 3 , and the sum of the components (I), (II), (III) and (IV) is 100% by weight. (I) ~
A mixture of (IV) having different intrinsic viscosities, wherein the intrinsic viscosity of the mixture is 0.7 to 6.0 dl / g, the density is 0.890 to 0.950 g / cm 3 and the following equation 1 An ethylene / α-olefin copolymer composition having an N-value of 1.7 to 3.5. (Equation 1)
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