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技術 非対称ポリエンを使用してエチレン系ポリマーを形成するための方法

出願人 ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
発明者 オットー・ジェイ・バービーステファン・ヒンリッチクリストファー・アール・エディサラ・ムンジャルジョン・オー・オズビーショーン・ダブリュ・エワート
出願日 2019年4月11日 (1年6ヶ月経過) 出願番号 2019-075556
公開日 2019年9月12日 (1年1ヶ月経過) 公開番号 2019-151848
状態 未査定
技術分野 付加系(共)重合体、後処理、化学変成 重合方法(一般)
主要キーワード 伸縮性膜 収縮膜 圧縮器システム 内部処理速度 分岐構成 相当面積 分布変更 管状構成
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月12日)のものです。
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図面 (13)

課題

エチレン系ポリマーを形成するための方法。

解決手段

エチレンと「アルファベータ飽和カルボニル末端」(「α,β不飽和カルボニル末端」)及び「C−C二重結合末端」を含む少なくとも1つの非対称ポリエンとを重合することを含み、この重合は、少なくとも1つのフリーラジカル開始剤の存在下で起こり、この重合は、少なくとも2つの反応部、反応部1と反応部i(i≧2)とを備える反応器構成で起こり、反応部iは、反応部1の下流にある、方法。

概要

背景

関連出願への参照
本出願は、2013年12月26日出願の米国仮出願第61/920,899号の利益
を主張し、これは、参照により本明細書に組み込まれる。

概要

エチレン系ポリマーを形成するための方法。エチレンと「アルファベータ飽和カルボニル末端」(「α,β不飽和カルボニル末端」)及び「C−C二重結合末端」を含む少なくとも1つの非対称ポリエンとを重合することを含み、この重合は、少なくとも1つのフリーラジカル開始剤の存在下で起こり、この重合は、少なくとも2つの反応部、反応部1と反応部i(i≧2)とを備える反応器構成で起こり、反応部iは、反応部1の下流にある、方法。

目的

GI−200ゲルカウント」は、流延膜上で測定され
、最終押出コーティング用途におけるゲルレベル指標を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

エチレン系ポリマーを形成するための方法であって、前記方法は、エチレンと「アルファベータ飽和カルボニル末端」及び「C−C二重結合末端」を含む少なくとも1つの非対称ポリエンとを重合することを含み、前記重合は、少なくとも1つのフリーラジカル開始剤の存在下で起こり、前記重合は、少なくとも2つの反応部、反応部1と反応部i(i≧2)とを備える反応器構成で起こり、反応部iは、反応部1の下流にある、前記方法。

請求項2

反応部1に添加されるポリエンの量と比較して、より多くのポリエンが反応部iに添加される、請求項1に記載の前記方法。

請求項3

反応部iに添加されるポリエンの量と比較して、より多くのポリエンが反応部1に添加される、請求項1に記載の前記方法。

請求項4

前記ポリエンは、反応部に供給される前に、二次圧縮器の圧縮段階を通じて供給される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項5

「反応部1の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれる前記ポリエンの濃度」対「反応部2(i=2)の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれる前記ポリエンの濃度」の比率は、1以下である、請求項1、2、または4のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項6

「反応部1の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれる前記ポリエンの濃度」対「反応部i+1の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれる前記ポリエンの濃度」の比率は、1未満であり、iは、2〜n−1であり、n=反応部の総数である、請求項5に記載の前記方法。

請求項7

「反応部i+1の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれる前記ポリエンの濃度」対「反応部2の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれる前記ポリエンの濃度」の比率は、1以下であり、iは、2〜n−1であり、n=反応部の総数である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項8

前記第1の反応部に供給される前記エチレンは、前記重合に供給される総エチレンの10〜100パーセントである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項9

前記第1の反応部の最高温度は、前記第1の反応部の下流の各逐次反応部の最高温度よりも高い、請求項1〜8のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項10

少なくとも1つのCTAが、前記重合に添加される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項11

前記CTAは、アルカンアルデヒドケトンアルコールエーテルエステルメルカプタン、またはホスフィンの群のうちの少なくとも1つを含む、請求項10に記載の前記方法。

請求項12

前記方法は、少なくとも1つの管状反応器を備える反応器構成で起こる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項13

前記非対称ポリエンは、(式中、nは、1〜50であり、Raは、Hまたはアルキルから選択され、Rbは、Hまたはアルキルから選択される)、(式中、m=1〜20)からなる群から選択される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項14

CTAは、少なくとも反応部1及び反応部iで前記重合に添加され、i≧1であり、反応部iは、反応部1の下流にあり、「反応部iへの供給物内の前記CTAの濃度」対「反応部1への供給物中の前記CTAの濃度」の比率は、1.0以上である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の前記方法。

請求項15

請求項1〜14のいずれか一項に記載の前記方法から形成されるエチレン系ポリマー。

背景技術

0001

関連出願への参照
本出願は、2013年12月26日出願の米国仮出願第61/920,899号の利益
を主張し、これは、参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野

0002

従来の低密度ポリエチレン(LDPE)は、良好な加工性を有するが、膜及び/または
押出コーティング用途に使用されるとき、より高い溶融強度が依然として所望される。

0003

米国公開第2008/0242809号は、重合が、290℃〜350℃のピーク温度
で、管状反応器内で起こる、エチレンコポリマーを調製するための方法を開示する。コモ
ノマーは、エチレンコポリマーの量に対して、0.008〜0.200モルパーセント
量で使用されるニ官能性以上の(メタアクリレートである。

0004

国際公開第2007/110127号は、管状反応器内の300〜350℃のピーク
度での重合によって得られたエチレンコポリマーを含む押出コーティング組成物を開示す
る。コモノマーは、二官能性α、ω−アルカジエンである。

0005

国際公開第97/45465号は、不飽和エチレンコポリマー、それを生成する方法、
及び架橋構造を生成するためのその使用を開示する。不飽和エチレンコポリマーは、高圧
プロセスを通じて、エチレンと、エチレンと共重合可能であり、かつ式(I):H2C=
CH−O−R−CH=CH2のジ不飽和コモノマーを含む少なくとも1つのモノマーとの
ラジカル重合によって得られたポリマーを含み、式中、R=−(CH2)m−O−、−(
CH2CH2O)n−、または−CH2−C6H10−CH2−O−であり、m=2〜1
0であり、n=1〜5である。好ましくは、式(I)のコモノマーは、1,4−ブタン
オールジビニルエーテルである。

0006

国際公開第2012/057975号は、モノマー連鎖移動剤(CTA)を含み、改善
された溶融強度及び低可溶分を示す、ポリマーの必要性を記載している。国際公開第20
12/084787号は、ポリマー中長鎖分岐(LCB)レベルを増加させるために、
二官能性及び/またはより高い官能性のコモノマーが使用される模擬管式反応を記載して
いる。これらの二官能性及び/またはより高い官能性のコモノマーは、少なくとも1つの
ビニル基及び少なくとも1つのCTA基を有し、これにより、第1の官能基及び残りの官
能基のさらなる反応によって、エチレン系ポリマー内への最初の組み込み後、LCBまた
はT分岐が形成され得る。

0007

国際出願第PCT/US13/029881号(現在は、国際公開第2014/003
837号)は、反応が、少なくとも1つのフリーラジカル開始剤の存在下で起こるエチレ
ンと「アルファベータ不飽和末端」及び「C−C二重結合末端」を含む少なくとも1つ
の非対称ポリエンとの反応から形成されるエチレン系ポリマーを開示する。

0008

結合及び/または分岐反応を通じた上述の多官能性構成成分の最終ポリマーへの影響は
複雑であり、官能基の種類及び反応性に左右される。ビニル官能基は、コモノマーとして
機能し、ポリマー鎖分子内に組み込まれるであろう。伴う場合、CTA官能基は、新し
ポリマー分子の形成を開始するか、またはモノマー基の組み込み後、LCBもしくはT
分岐の形成を始めるかのいずれかであろう。ポリマーレオロジーに影響を与えるための多
官能性及び/または二官能性構成成分に関して、(1)構成成分分子のうちの少なくとも
2つの官能基が反応し、(2)有効な分岐がポリマー中に形成されることが重要である。

0009

H分岐は、分子間(2つの分子間)または分子内(分子の中)のいずれかであり、二官
能性及び/または多官能性構成成分のうちの2つ以上のビニル基の反応によって形成され
る。官能基が反応して溶融強度上昇の一因となる確率は、官能基の全体的な反応性及び残
りの転化レベル、ならびに構成成分がその第1の反応官能基によって、どのようにして組
み込まれるかを示す、ポリマーの分子トポロジーに左右される。H分岐形成の溶融強度へ
の影響は、(1)分子内H分岐形成では無視することができ、(2)2つの小さなポリマ
ー分子間の分子間H分岐形成に関しては低く、(3)2つの大きな分子間の分子間H分岐
形成に関しては重要になるであろう。しかしながら、後者(3)は、特に、架橋網状構造
が、大きなポリマー分子間及びそれらの内部に形成されるとき、ゲルの形成をもたらし得
る。

0010

Ehrlich及びMortimerによって、Adv.Polymer Sci.,
Vol7,pp.386−448(1970)で報告される反応運動データ及び管状反応
器における25〜35%の典型的なエチレン転化レベルを考慮に入れ、次の概論を述べる
ことができる:(i)1反応器周期当たりの組み込みレベルが、炭化水素ジエンについて
50%未満である一方で、H分岐を形成する確率は10%未満であり、(ii)アクリレ
トモノマー官能基を含有するモノマーのCTAは、1反応器周期当たり高い組み込みレ
ベルを有するであろうが、T分岐を形成するのにさらなる反応が必要になり、(iii)
CTA官能基が反応する確率は、連鎖移動活量及び残りの転化レベルに左右される。高圧
LDPEプロセスのために一般的に使用されるCTAと類似したCTA官能基を有する化
合物に関して、形成されるT分岐の量は、少なくなるであろう。ニ官能性以上の(メタ)
アクリレート構成成分は、ポリマー中へのほぼ完全な組み込み及び非常に高レベルの二次
反応をもたらすであろう。官能基の高反応性は、管状反応器内に形成されるポリマーにわ
たる均一な分布を困難にする。さらに、構成成分が第1の反応部に供給されるとき、結合
またはH分岐形成が第1の反応部内で既に起こり、したがって、第1の反応部内に生成物
ゲル及び付着物を引き起こすならびに/または形成する危険性を増加させ、存在する場合
、残りの反応部/冷却部におけるさらなる暴露及び劣化を伴う。

0011

国際公開第2013/059042号は、全ての他のプロセス条件を一定にしたまま、
分子量分布(MWD)を広げ、溶融強度を高めるための、新しいエチレン及び/またはC
TA供給物の分布の使用を記載している。

0012

Liu,J.,et al.,Branched Polymer via Free
Radical Polymerization of Chain Transfe
r Monomer:A Theoretical and Experimental
Investigation,J.Polym.Sci.Part A:Polym.
Chem.,(2007),46,1449−59は、重合可能なビニル基及びテロゲン
基の両方を含有する連鎖移動モノマーのフリーラジカル重合数学モデルを開示する。こ
のポリマーの分子構造は、発展させたモデルに従って予知されるものとして開示され、こ
れは4−ビニルベンジルチオール(VBT)の単独重合、及びスチレンとのその共重合に
よる実験に基づいて確認された。

0013

Wu,P−C et al,Monte Carlo simulation of
structure of Low−Density Polyethylene;In
d.Eng.Chem.Prod.Res.Develop.,Vol.11,No3,
352−357(1972)は、モンテカルロ模擬実験を適用することによる、逐次分岐
を通じたポリマー分子形成のモデル化を記載している。

0014

Iedema,P.D.et al.,Rheological Character
ization of Computationally Synthesized R
eactor Populations of Hyperbranched Macr
omolecules;Bivarate Seniority−Priority D
istribution of ldPE,Macromolcular Theory
and Simulations,13,400−418(2004)は、クシ型及び
ケイリー樹構造の点からレオロジー量を用いて、LDPEを特徴づけるために、計算に基
づいて得た先任権及び優先度分布を示す。

0015

逐次撹拌タンク反応器(CSTR)、またはオートクレーブプロセスは、固有のさらに
均一なLCBレベル及び鎖セグメントサイズ分布に起因して、典型的により多くのケイリ
ー樹構造の分子ポリマートポロジーをもたらす一方で、滞留時間分布が非常に長い成長
路及び非常に短い成長経路を作り出して、より広いMWDをもたらす。さらに、コモノマ
ーが、その反応性に関係なく、反応部内に均質に組み込まれるであろう。管状反応器プロ
セスが、典型的に、長鎖セグメントをもたらす低い開始LCBレベル及びより低温の条件
に起因して、クシ型分子ポリマートポロジーをもたらす一方で、MWDは、さらに均一な
滞留時間分布に起因して、狭められる。しかしながら、CSTR反応器に存在するときは
逆混合、または軸方向混合の欠如は、コモノマーの反応性により、及び管状反応器に沿っ
反応物質組成を変更することにより強く影響されるコモノマー組み込み分布をもたら
す。管状反応器において、酢酸ビニル等のエチレンと類似した反応性を有するコモノマー
が、均質なコポリマーをもたらす一方で、アクリレート等の高反応性コモノマーは、非常
不均質なコポリマーをもたらすであろう。より大きなポリマー分子内のポリマー分子球
のより内部の位置への組み込み(ケイリー樹構造におけるより高い優先度及び先任権)は
、反応性に影響を与え得、分子内反応の確率を高め得る。より小さな(より小さな回転半
径)及び/もしくは線状ポリマー分子(クシ様構造)内の、ならびに/またはポリマー分
子球のより外側の位置(ケイリー樹構造におけるより低い優先度及び先任権)への組み込
みは、反応性により小さな影響を与え、分子間反応の確率を高め得る。

0016

高反応性の多官能性構成成分の使用もまた、構成成分の安定性圧縮部及び予熱部にお
ける未成熟重合及び付着物形成の可能性、反応器付着物、ポリマー中のゲル形成、ならび
エチレン分解をもたらす可能性があるプロセス安定性などの、他のプロセスの及び/ま
たはポリマーの懸念の対象である。

0017

国際公開第2013/149699号は、非共役二重結合純度及び/または安定性を
向上させ、いわゆる「ゼロ転化試験」において転化率を低減させることを記載している。
「ゼロ転化試験」は、開始剤注入活性化を通じた反応を開始する前に、管状反応器の
予熱部における、非共役ジエンの重合及び付着物の可能性を模擬実験する。

0018

国際公開第2013/149698号は、非共役ジエンを適用するとき、予熱器の壁で
の望ましくない重合(すなわち、未成熟重合)を防ぐため、フリーラジカル開始剤の添加
前に、抑制剤を用いることを記載している。国際公開第2013/132011号は、エ
レン予加熱後、及び開始剤の注入/開始剤での活性化を通じた反応を開始する前に、
非共役ジエンを供給することによって、予熱付着物を予防することを記載している。

0019

特に膜及び押出コーティング用途のための改善された溶融強度を有するLDPE等のエ
レン系ポリマーを形成するための、差別化したモノマー反応性を有する結合構成成分
び/または分岐構成成分を組み合わせて使用することができるようなプロセスに対する必
要性が残っている。結合構成成分及び/または分岐構成成分を最大限活用する一方で、予
熱器の付着物及びゲル形成を避け、最小化するようなプロセスに対するさらなる必要性が
存在する。これらの必要性及びその他のものが、以下の発明により満たされた。

0020

本発明は、エチレン系ポリマーを形成するための方法を提供し、本方法は、エチレンと
「アルファ,ベータ不飽和カルボニル末端」(「α,β不飽和カルボニル末端」)及び「
C−C二重結合末端」を含む少なくとも1つの非対称ポリエンとを重合することを含み、
この重合は、少なくとも1つのフリーラジカル開始剤の存在下で起こり、この重合は、少
なくとも2つの反応部、反応部1と反応部i(i≧2)とを備える反応器構成で起こり、
反応部iは、反応部1の下流にある。

図面の簡単な説明

0021

LDPEプロセスの流れ図を示す。
比較重合1〜2及び本発明の重合1〜3で使用される管状構成温度分布を示す。
本発明の重合4〜6で使用される管状構成の温度分布を示す。
比較重合3及び本発明の重合7〜8で使用される管状構成の温度分布を示す。
比較重合1〜2及び本発明の重合1〜2の、局所的に形成されたポリマー内へのポリエン(二官能性構成成分)の組み込み頻度対反応器の長さを示す。
本発明の重合3〜5の、局所的に形成されたポリマー内へのポリエン(二官能性構成成分)の組み込み頻度対反応器の長さを示す。
本発明の重合6〜7の、局所的に形成されたポリマー内へのポリエン(二官能性構成成分)の組み込み頻度対反応器の長さを示す。
比較重合3及び本発明の重合8の、局所的に形成されたポリマー内へのポリエン(二官能性構成成分)の組み込み頻度対反応器の長さを示す。
比較重合1及び本発明の重合5〜6の、局所的に形成されたポリマー中でのLCBの頻度対反応器の長さを示す。
本発明の実施例A’ならびに本発明の実施例1’、2’、及び4’に使用した重合の流れ図を示す。
本発明の実施例3’に使用した重合の流れ図を示す。
本発明の実施例1’、3’、及び4’の「局所的に形成されたポリマー内へのPPGAEMAの模擬組み込み頻度対反応器の長さ」を示す。

実施例

0022

上述の通り、本発明は、エチレン系ポリマーを形成するための方法であって、エチレン
と「α,β不飽和カルボニル末端」及び「C−C二重結合末端」を含む少なくとも1つの
非対称ポリエンとを重合することを含み、この重合は、少なくとも1つのフリーラジカル
開始剤の存在下で起こり、この重合は、少なくとも2つの反応部、反応部1と反応部i(
i≧2)とを備える反応器構成で起こり、反応部iは、反応部1の下流にある、方法を提
供する。

0023

さらなる実施形態において、反応部の総数=n。さらなる実施形態において、nは、2
〜20、さらには2〜10、さらには2〜6である。

0024

本発明の方法は、本明細書に記載される2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。

0025

非対称ポリエン
一実施形態において、非対称ポリエンは、非対称ジエンである。ある実施形態において
、非対称ジエンは、α,β不飽和及びカルボイル基、ならびに炭素炭素二重結合を含む
「C−C二重結合末端」を含む、「α,β不飽和カルボニル末端」を有する。

0026

一実施形態において、非対称ポリエンの「α,β不飽和カルボニル末端」は、以下から
なる群から選択される。

0027

0028

(式中、R1は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、より
好ましくはCH3)から選択される)、

0029

0030

(式中、R2は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、より
好ましくはCH3)から選択され、R3は、H、CH3、またはCH2CH3から選択さ
れ、R4は、H、CH3、またはCH2CH3から選択され、nは、1〜50であるか、
または1〜20であるか、またはさらには1〜10である)、

0031

0032

(式中、R5は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、より
好ましくはCH3)から選択される)、

0033

0034

(式中、R’5は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、よ
り好ましくはCH3)から選択される)、及び

0035

0036

上記の構造a)からe)において、

0037

0038

という表記は、非対称ポリエンの「α,β不飽和カルボニル末端」と非対称ポリエンの
残りの化学構造との間の共有結合の中央での切断を表す。

0039

一実施形態において、非対称ポリエンの「α,β不飽和カルボニル末端」は、上記の通
りのa)からd)からなる群から選択される。

0040

一実施形態において、非対称ポリエンの「C−C二重結合末端」は、以下からなる群か
ら選択される。

0041

0042

(式中、R7は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、より
好ましくはCH3)から選択される)、

0043

0044

(式中、R8は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、より
好ましくはCH3)から選択される)、

0045

0046

(式中、R9は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、より
好ましくはCH3)から選択される)、

0047

0048

(式中、R10は、HまたはOHから選択される)、

0049

0050

(式中、m=1〜20)、

0051

0052

(式中、R11は、HまたはOHから選択される)、

0053

0054

(式中、R12は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、よ
り好ましくはCH3)から選択され、R13は、HまたはC1−C6アルキル(好ましく
はC1−C3アルキル、より好ましくはCH3)から選択され、R14は、H、C1−C
6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、より好ましくはCH3)またはフェニル基
(Ph)から選択される)、及び

0055

0056

(式中、R15は、HまたはC1−C6アルキル(好ましくはC1−C3アルキル、よ
り好ましくはCH3)から選択され、R16は、HまたはC1−C6アルキル(好ましく
はC1−C3アルキル、より好ましくはCH3)から選択される)。

0057

上記構造1)〜25)において、

0058

0059

という表記は、非対称ポリエンの「C−C二重結合末端」と非対称ポリエンの残りの化
学構造との間の共有結合の中央での切断を表す。

0060

一実施形態において、非対称ポリエンの「C−C二重結合末端」は、1)、2)、3)
、4)、5)、6)、7)、8)、9)、10)、11)、12)、13)、14)、1
5)、16)、及び17)からなる群から選択され、これらはそれぞれ上に示される通り
である。

0061

一実施形態において、非対称ポリエンの「C−C二重結合末端」は、1)、2)、3)
、4)、5)、6)、7)、8)、9)、10)、11)、12)、及び17)からなる
群から選択され、これらはそれぞれ上に示される通りである。

0062

一実施形態において、非対称ポリエンの「C−C二重結合末端」は、1)、2)、3)
、12)、及び17)からなる群から選択され、これらはそれぞれ上に示される通りであ
る。

0063

一実施形態において、非対称ポリエンの「C−C二重結合末端」は、13)、14)、
15)、及び16)からなる群から選択され、これらはそれぞれ上に示される通りである

0064

一実施形態において、非対称ポリエンの「α,β不飽和カルボニル末端」は、b)及び
c)からなる群から選択され、これらはそれぞれ上に示される通りであり、さらなる実施
形態において、b)は、式中、R3及びR4は共にHであるか、またはR3がCH3もし
くはCH2CH3のときは、R4はHであるか、またはR4がCH3もしくはCH2CH
3であるときは、R3はHである。

0065

一実施形態において、非対称ポリエンの「α,β不飽和カルボニル末端」は、上に示す
通り、b)である。さらなる実施形態において、非対称ポリエンの「α,β不飽和カルボ
ニル末端」は、上に示す通り、b)であり、さらなる実施形態においては、b)は、式中
、R3及びR4は共にHであるか、またはR3がCH3もしくはCH2CH3のとき、R
4はHであるか、またはR4がCH3もしくはCH2CH3のとき、R3はHである。

0066

一実施形態において、非対称ポリエンの「α,β不飽和カルボニル末端」は、上に示す
通り、c)である。

0067

反応器構成は、少なくとも1つの反応器を備える。一実施形態において、非対称ポリ
ンは、反応器中のエチレンの重量による総量に基づいて、反応器中に100重量ppm以
上の量で存在する。一実施形態において、非対称ポリエンは、反応器中のエチレンの重量
による総量に基づいて、10000重量ppm以下、または5000重量ppm以下、ま
たは1000重量ppm以下の量で存在する。

0068

一実施形態において、非対称ポリエンは、以下からなる群から選択される。

0069

0070

(式中、nは、1〜50、さらには1〜20、さらには1〜10であり、Raは、Hま
たはアルキル(好ましくはエチルまたはメチル、より好ましくはメチル)から選択され、
Rbは、Hまたはアルキル(好ましくはエチルまたはメチル、より好ましくはメチル)か
ら選択され、好ましくは式中、Ra及びRbは、(i)Ra及びRbが、共にHである、
(ii)Raがメチルであるときは、RbはHである、(iii)RaがHのときは、R
bはメチルである、及び(iv)(ii)と(iii)との組み合わせ、からなる群から
選択される)、

0071

0072

(式中、m=1〜20)。

0073

一実施形態において、非対称ポリエンは、i)〜x)からなる群から選択され、それぞ
れは、上に示す通りである。

0074

一実施形態において、非対称ポリエンは、i)、ii)、iii)、iv)、及びv)
からなる群から選択され、それぞれは、上に示す通りである。

0075

一実施形態において、非対称ポリエンは、i)及びv)からなる群から選択され、それ
ぞれは、上に示す通りである。

0076

一実施形態において、非対称ポリエンは、vi)、vii)、viii)、ix)、及
びx)からなる群から選択され、それぞれは、上に示す通りである。

0077

一実施形態において、非対称ポリエンは、上に示す通り、i)からなる群から選択され
る。

0078

一実施形態において、非対称ポリエンは、ポリプロピレングリコールアリルエーテル
クリレート(PPG−AEMA)である。(実験の部分を参照のこと)。

0079

一実施形態において、非対称ジエンは、3.0〜6.5ppmの化学シフトの1H N
MR信号を有する。

0080

一実施形態において、「α,β不飽和カルボニル末端」は、k11/k12と等しい反
性比(r1)を有し、式中、k11、k12、及びr1は、Ehrlich and
Mortimer,Adv.Polymer Sci.,Vol.7,pp.386−4
48(1970)に記載される通りである。一実施形態において、r1は、0.8未満、
または0.5以下、または0.3以下、または0.1以下である。

0081

一実施形態において、「C−C二重結合末端」は、k11/k12と等しい反応性比
r1)を有し、式中、k11、k12、及びr1は、Ehrlich and Mort
imer,Adv.Polymer Sci.,Vol.7,pp.386−448(1
970)に記載される通りである。一実施形態において、r1は、0.8未満、または0
.7以下、または0.6以下、または0.4以下である。

0082

一実施形態において、「C−C二重結合末端」の反応性比と「α,β不飽和カルボニル
末端」の反応性比との間の比率は、5未満、または3以下、または1以下、または0.4
以下である。

0083

一実施形態において、本発明のポリマーは、本明細書に開示される通り、少なくとも2
つの非対称ポリエンの存在下で重合する。さらなる実施形態において、少なくとも2つの
非対称ポリエンは、本明細書に開示される通り、非対称ジエンである。

0084

非対称ポリエンは、本明細書に記載の通り、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得
る。

0085

非対称ジエンは、本明細書に記載の通り、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る

0086

エチレン系ポリマー
一実施形態において、エチレン系ポリマーは、重合形態において、エチレン及び非対称
ポリエンから誘導された結合化学基を含む変性低密度ポリエチレンである。さらなる実施
形態において、変性LDPEは、変性LDPEの重量に基づいて、2.0重量%未満、さ
らには1.0重量%未満の他のコモノマー(複数可)を含む。

0087

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、以下のAからDからなる群から選択され
る少なくとも1つの構造を含む。

0088

0089

(式中、nは、1〜50であり、R1は、HまたはC1−C6アルキルから選択され、
Raは、Hまたはメチルから選択され、Rbは、Hまたはメチルから選択され、好ましく
は式中、Ra及びRbは、(i)Ra及びRbが、共にHである、(ii)Raがメチル
のときは、RbはHである、(iii)RaがHのときは、Rbはメチルである、ならび
に(iv)(ii)と(iii)との組み合わせ、からなる群から選択される)、

0090

0091

(式中、R1は、HまたはC1−C6アルキルから選択される)、

0092

0093

(式中、R1は、HまたはC1−C6アルキルから選択される)、及び

0094

0095

(式中、R1は、HまたはC1−C6アルキルから選択される)。

0096

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、上に示す通り、構造A)からC)から選
択される少なくとも1つの構造を含む。

0097

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、上に示す通り、構造A)及びB)から選
択される少なくとも1つの構造を含む。

0098

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、上に示す通り、構造A)から選択される
少なくとも1つの構造を含む。

0099

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、上に示す通り、構造B)から選択される
少なくとも1つの構造を含む。

0100

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、上に示す通り、構造C)から選択される
少なくとも1つの構造を含む。

0101

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、上に示す通り、構造D)から選択される
少なくとも1つの構造を含む。

0102

上記の構造A)からD)において、

0103

0104

という表記は、エチレン系ポリマーの炭化水素主鎖中の共有炭素−炭素結合の中央での
切断を表す。

0105

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、反応した形態において、ポリマー内に組
み込まれた1000モル炭素原子当たり、または換言すると、ポリマー内に組み込まれ
た500モルのエチレン単位当たり、0.015モル以上の非対称ポリエンを含む。さら
なる実施形態において、非対称ポリエンは、非対称ジエンである。

0106

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、反応した形態において、ポリマー内に組
み込まれた1000モルの炭素原子当たり、または換言すると、ポリマー内に組み込まれ
た500モルのエチレン単位当たり、10モル以下、または5モル以下、または2モル以
下、または1モル以下の非対称ポリエンを含む。さらなる実施形態において、非対称ポリ
エンは、非対称ジエンである。

0107

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、反応した形態において、ポリマーの重量
に基づいて、少なくとも0.03重量パーセントの非対称ポリエンを含む。さらなる実施
形態において、非対称ポリエンは、本明細書に記載の通り、非対称ジエンである。

0108

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.1〜100g/10分、または0.
1〜50g/10分、または0.1〜30g/10分のメルトインデックス(I2)を有
する。一実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.3〜100g/10分、または
0.3〜50g/10分、または0.1〜30g/10分、または0.3〜30g/10
分、または0.5〜30g/10分、または1.0〜10g/10分のI2を有する。一
実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.3〜100g/10分、または1〜50
g/10分、または2〜20g/10分、または2〜10g/10分のI2を有する。

0109

一実施形態においてエチレン系ポリマーは、1立方センチメートル当たり、0.910
以上、または0.914以上、または0.916グラム以上(g/ccまたはg/cm3
)の密度を有する。

0110

一実施形態においてエチレン系ポリマーは、0.940以下、または0.935以下、
または0.932g/cc以下の密度を有する。

0111

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.910〜0.940の密度を有する
。一実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.910〜0.940、または0.9
15〜0.935、または0.916〜0.932g/ccの密度を有する。

0112

一実施形態においてエチレン系ポリマーは、0.912〜0.940、または0.91
5〜0.935、または0.920〜0.930、または0.918〜0.926g/c
cの密度を有する。

0113

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.916〜0.940、または0.9
16〜0.921、または0.920〜0.924、または0.923〜0.940g/
ccの密度を有する。

0114

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.920〜0.940g/ccの密度
を有する。

0115

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、0.921g/cc以上、さらには0.
922g/cc以上、さらには0.923g/cc以上の密度を有する。

0116

本発明は、本明細書に記載の通り、本発明のエチレン系ポリマーを含む組成物も提供す
る。

0117

一実施形態において、組成物は、0.954g/cc以下の密度を有するエチレン/α
オレフィンインターポリマーをさらに含む。

0118

一実施形態において、組成物は、1つ以上の特性、例えば、密度、メルトインデックス
(I2)、重量平均分子量(Mw(abs))、数平均分子量(Mn(conv))、及
び/または多分散性インデックス(Mw(abs)/Mn(conv))において、本発
明のエチレン系ポリマーと異なる他のエチレン系ポリマーをさらに含む。

0119

本発明は、本発明の組成物から形成される少なくとも1つの構成成分を含む物品も提供
する。

0120

一実施形態において、物品は、膜またはコーティング、例えば、押出コーティングであ
る。

0121

一実施形態において、物品は、膜である。別の実施形態において、物品は、コーティ
グである。

0122

一実施形態において、物品は、ケーブルまたはワイヤのためのコーティングである。一
実施形態において、ケーブルまたはワイヤは、電線もしくは電気ケーブルまたは通信ワイ
ヤもしくは通信ケーブルである。

0123

一実施形態において、物品は、コーティングされたシートであり、さらなる実施形態に
おいて、シートは、金属、紙、もしくは別のポリマー基材、またはこれらの組み合わせか
ら選択される。さらなる実施形態において、コーティングされたシートは、ワイヤまたは
ケーブル構成で使用される。

0124

別の実施形態において、コーティングされたシートは、包装用途で使用される。

0125

本発明のエチレン系ポリマーは、本明細書に記載の通り、2つ以上の実施形態の組み合
わせを含み得る。

0126

本発明の組成物は、本明細書に記載の通り、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得
る。

0127

本発明の物品は、本明細書に記載の通り、2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る

0128

プロセス
高度分岐エチレン系ポリマーを生成するために、高圧フリーラジカルで開始する重合プ
ロセスが、一般的に使用される。2つの異なる高圧フリーラジカルで開始する重合反応器
の種類が、知られている。第1の種類において、1つ以上の反応部を有する撹拌オート
レーブ槽が使用される。オートクレーブ反応器は、通常、開始剤及び/またはモノマー供
給のための複数の注入位置を有する。第2の種類において、1つ以上の反応部を有するジ
ケット付き管が、反応器として使用される。好適な、反応器の長さは、100〜360
0メートル(m)、または1000〜2800mであり得るが、これらに限定されない。
反応部の開始は、いずれの種類の反応器についても、一般的に、反応開始剤、エチレン、
CTA(もしくはテロマー)、またはコモノマー(複数可)、及びこれらの任意の組み合
わせの側部注入によって画定される。高圧プロセスは、1つ以上の反応部を有するオート
クレーブもしくは管状反応器、またはオートクレーブと管状反応器との組み合わせ(それ
ぞれが1つ以上の反応部を備える)内で実施することができる。

0129

ある実施形態において、本発明のプロセスは、少なくとも1つのオートクレーブ及び/
または管状反応器を備える反応器構成で行われる。

0130

一実施形態において、本発明のプロセスは、管状反応器を備える反応器構成で行われる

0131

一実施形態において、本発明のプロセスは、管状反応器及びオートクレーブ反応器を備
える反応器構成で行われる。一実施形態において、管状反応器は、オートクレーブ反応器
の下流にある。

0132

多くの場合、CTAが、分子量を制御するのに使用される。一実施形態において、1つ
以上のCTAが、本発明の重合プロセスに添加される。CTAは、一般的には、次の群の
うちの少なくとも1つを含む:アルカンアルデヒドケトンアルコールエーテル
エステルメルカプタン、またはホスフィン。さらなる実施形態において、CTAは、少
なくとも、アルカン、不飽和炭化水素、ケトン、アルデヒド、アルコール、またはエーテ
ルの基を含む。好ましくは、CTAは、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、ケトン、アル
ヒド、アルコール、エーテル、エステル、メルカプタン、及びホスフィンからなる群から
選択される。より好ましくは、CTAは、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、ケトン、アル
デヒド、アルコール、及びエーテルからなる群から選択される。ある実施形態において、
CTAは、飽和炭化水素、ケトン、アルコール、エーテル、エステル、メルカプタン、及
びホスフィンからなる群から選択される。例となるCTAには、プロピレンイソブタン
、n−ブタン、1−ブテンメチルエチルケトンアセトンエチルアセテートプロピ
オンアルデヒド、ISOPAR−C、−E、及び−H(ExxonMobil Chem
ical Co.)、ならびにイソプロパノール、及び、さらに、プロピレン、プロピオ
ンアルデヒド、ブタン、及びイソブタンが挙げられるが、これらに限定されない。一実施
形態において、使用されるCTAの量は、反応混合物の総重量に基づいて、0.03〜1
0重量パーセントである。

0133

CTAが重合に添加される一実施形態において、反応部i(i≧2かつ反応部iが反応
部1の下流にある)への供給物中のCTAの濃度対反応部1への供給物中のCTAの濃度
の比率は、1.0以上、または1.5超、または2超である。

0134

CTAが重合に添加される一実施形態において、反応部i(i≧2かつ反応部iが反応
部1の下流にある)への供給物中のCTAの濃度対反応部1への供給物中のCTAの濃度
の比率は、1.0未満、または0.8未満、または0.6未満、または0.4未満である

0135

一実施形態において、CTAは、少なくとも反応部1及び反応部iで重合に添加され、
i≧1であり、反応部iは、反応部1の下流にあり、「反応部iへの供給物内のCTAの
濃度」対「反応部1への供給物中のCTAの濃度」の比率は、1.0以上である。例えば
、反応部への供給物の総重量に基づく、CTA重量%のCTAの濃度単位。

0136

一実施形態において、プロセスには、エチレンが、1反応器周期当たり部分的にだけ転
化または消費されるため、エチレン効率を向上させるために、高圧及び低圧再循環ループ
が含まれる。一般的に、1反応器周期当たりの転化レベルは、12%〜40%であり、管
状反応器の転化レベルは、この範囲のより高い方の端にあり、オートクレーブ反応器の転
化レベルは、この範囲のより低い方の端にある。

0137

一実施形態において、重合は、2012年10月10日出願の国際特許出願第PCT/
US12/059469号に記載される通り、管状反応器内で起こり得る。この特許出願
は、多区域反応器を使用し、エチレン対CTAの比率、つまりポリマー特性を制御するた
めの、新しいエチレンを供給する別の位置を記載している。新しいエチレンは、所望のエ
チレン対CTAの比率を達成するために、複数の位置で同時に添加され得る。同様の方法
で、2012年11月9日出願の国際特許出願第PCT/US12/064284号に記
載される通り、ポリマー特性を制御するために、新しいCTAの添加位置の追加が、慎重
に選択され得る。新しいCTAは、所望のCTA対エチレンの比率を達成するために、複
数の位置で同時に添加され得る。

0138

同様に、本出願に記載される通り、新しいポリエン(分岐剤)の添加位置及び量は、ゲ
ル形成を制御すると同時に、より高い溶融強度及び標的の用途における性能の向上の所望
の特性を最大化するために、制御され得る。一実施形態において、新しいポリエンは、所
望のポリエン対エチレンの比率(例えば、モル比)を達成するために、複数の位置で同時
に添加され得る。MWDを広げ、ポリマーの溶融強度を高めるためのポリエン(または分
岐剤及び/もしくはカップリング剤)の使用は、ゲル形成、反応器付着物、プロセス不安
定性、ポリエンの低効率などの負の影響の可能性がないか、またはこれらを最小化する生
成物特性における所望の変更を達成するために、反応器システムに沿ったCTA及びポリ
エンの分布に、さらなる必要条件課すであろう。

0139

一実施形態において、重合は、少なくとも1つの管状反応器内で起こる。多反応器シス
テムにおいて、オートクレーブ反応器は、通常、管状反応器の前に来る。新しいエチレン
、新しいCTA、及び新しいポリエンの添加位置及び量は、反応部への及び/または反応
部内の供給物中の、所望のCTA対エチレン及びポリエン対エチレンの比率を達成するた
めに、適切に制御され得る。

0140

一実施形態において、ポリエン(分岐剤)は、本明細書に記載の通り、非対称ジエンで
あり、重合に添加されるエチレンと非対称ジエンとの合計モルに基づいて、0.002〜
0.300モルパーセント、または0.005〜0.300モルパーセントの量で重合に
添加される。

0141

一実施形態において、重合は、2つの反応器内で起こる。一実施形態において、重合は
、複数または少なくとも2つの反応部を備える1つの反応器内で起こる。

0142

一実施形態において、重合は、少なくとも2つの反応部、反応部1及び反応部i(i≧
2)を備え、反応部iが反応部1の下流にある反応器構成で起こる。ある実施形態におい
て、iは、2〜5、または2〜4である。ある実施形態において、i=2。

0143

一実施形態において、反応部の総数=n。さらなる実施形態において、nは、1〜20
、さらには1〜10、さらには1〜6である。

0144

さらなる実施形態において、nは、2〜20、さらには2〜10、さらには2〜6であ
る。

0145

一実施形態において、反応部1に添加される質量によるポリエンの量と比較して、質量
によるより多くのポリエンが反応部iに添加される。上で使用される場合、ポリエンの量
は、反応部の新しい供給物中(すなわち、持ち越しのポリエンではない)に添加されるポ
リエンに基づいて決定される。

0146

一実施形態において、反応部iに添加される質量によるポリエンの量と比較して、質量
によるより多くのポリエンが反応部1に添加される。上で使用される場合、ポリエンの量
は、反応部の新しい供給物中(すなわち、持ち越しのポリエンではない)に添加されるポ
リエンに基づいて決定される。

0147

一実施形態において、反応部1に添加されるポリエンの濃度と比較して、より高いポリ
エンの濃度が、反応部iに添加される。例えば、表9の「kg/時間の量」、または表4
の「ポリエン重量%分布」を参照のこと。

0148

一実施形態において、反応部iに添加されるポリエンの濃度と比較して、より高いポリ
エンの濃度が、反応部1に添加される。例えば、表9の「kg/時間の量」、または表4
の「ポリエン重量%分布」を参照のこと。

0149

一実施形態において、ポリエンは、反応部1及び反応部iの両方に添加される。

0150

一実施形態において、ポリエンは、反応部1に添加されない。

0151

ポリエンの反応性比と反応部間のポリエンの分布によって、各反応部でエチレン系ポリ
マー内に組み込まれるポリエンの量、及びエチレン系ポリマー内に組み込まれるポリエン
の末端(すなわち、「α,β不飽和カルボニル末端」または「C−C二重結合末端」)は
、異なり得る。

0152

一実施形態において、反応部1の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれるポリエ
ンの濃度対反応部i(i≧2、または2〜6、または2〜5、または2〜4、または2に
等しい)の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれるポリエンの濃度の比率は、1以
下、または1未満、または0.75以下、または0.5以下である。例えば、表6及び表
12の濃度比を参照のこと。

0153

一実施形態において、反応部1の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれるポリエ
ンの濃度対反応部2(i=2)の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれるポリエン
の濃度の比率は、1以下、または1未満、または0.75以下、または0.5以下である
。さらなる実施形態において、エチレン系ポリマー内に組み込まれる過半量のポリエンは
、「α,β不飽和カルボニル末端」を通じて組み込まれる。例えば、表6及び表12の濃
度比を参照のこと。

0154

一実施形態において、反応部1の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれるポリエ
ンの濃度対反応部i+1(式中、Iは2〜n−1、及びn=反応部の総数)の局所的に形
成されるポリマー内に組み込まれるポリエンの濃度の比率は、1未満、または0.75以
下、または0.5以下である。

0155

一実施形態において、反応部1の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれるポリエ
ンの濃度対反応部i(i=2〜n−1、式中、nは、反応部の総数である)の局所的に形
成されるポリマー内に組み込まれるポリエンの濃度の比率は、1以下、または1未満、ま
たは0.75以下、または0.5以下であり、反応部1の局所的に形成されるポリマー内
に組み込まれるポリエンの濃度対反応部i+1の局所的に形成されるポリマー内に組み込
まれるポリエンの濃度の比率は、1未満、または0.75以下、または0.5以下である
。さらなる実施形態において、エチレン系ポリマー内に組み込まれる過半量のポリエンは
、「α,β不飽和カルボニル末端」を通じて組み込まれる。

0156

一実施形態において、反応部i+1(iは、2〜n−1であり、nは、反応部の総数)
の局所的に形成されるポリマー内に組み込まれるポリエンの濃度対反応部2の局所的に形
成されるポリマー内に組み込まれるポリエンの濃度の比率は、1以下、または1未満、ま
たは0.7以下、または0.5以下である。さらなる実施形態において、エチレン系ポリ
マー内に組み込まれる過半量のポリエンは、「α,β不飽和カルボニル末端」を通じて組
み込まれる。

0157

一実施形態において、ポリエンは、反応部内に供給される前に、二次圧縮器の圧縮段階
を通じて供給される。ある実施形態において、ポリエンは、ポリエンを受容する各反応部
内に供給される前に、二次圧縮器の圧縮段階を通じて供給される。別の実施形態において
、ポリエンは、圧縮段階を通じて直接反応部内か、または直接反応部の供給物内へ供給さ
れる。反応及び/または反応部内への供給位置の選択は、これらに限定されないが、加圧
エチレン及び/もしくは溶媒中へのポリエンの可溶性、加圧エチレン中におけるポリエン
濃縮、ならびに/またはポリエンの未成熟重合による予熱器付着物が含まれる複数の要
因に左右される。

0158

ある実施形態において、反応器への総エチレン供給物中のポリエンの濃度は、反応器に
供給されるエチレンの合計モルに基づいて、0.2モルパーセント未満、または0.1モ
パーセント未満、または0.05モルパーセント未満、または0.025モルパーセン
ト未満である。

0159

一実施形態において、第1の反応部に供給されるエチレンは、重合に供給される総エチ
レンの少なくとも10パーセントである。一実施形態において、第1の反応部に供給され
るエチレンは、重合に供給される総エチレンの10〜100パーセント、または20〜8
0パーセント、または25〜75パーセント、または30〜70パーセント、または40
〜60パーセントである。

0160

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、エチレン及び1つ以上のコモノマー、好
ましくは1つのコモノマーを含む。コモノマーには、α−オレフィン、アクリレート、メ
タクリレート、及び無水物(それぞれが、典型的に20個以下の炭素原子を有する)が挙
げられるが、これらに限定されない。合わせたモノマーとCTA官能基を有するα−オレ
フィンコモノマーは、3〜10個の炭素原子を有し得るか、または代替例において、α−
オレフィンコモノマーは、3〜8個の炭素原子を有し得る。例となるα−オレフィンコモ
ノマーには、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、ならびにこれらの
組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、α−オレフィンコモノ
マーは、プロピレン、1−ブテン、及びこれらの組み合わせから選択される。

0161

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、エチレン及び唯一モノマー単位として
、少なくとも1つの非対称ポリエンを含む。

0162

一実施形態において、ポリエンは、反応部の注入口で、フリーラジカル開始剤の添加の
前にか、またはフリーラジカル開始剤と共に同時に添加される。好ましくは、ポリエンは
、ポリエンをよく分散させるために、開始剤の添加の前に添加される。

0163

フリーラジカル開始剤は、概して、本発明のエチレン系ポリマーを生成するのに使用さ
れる。フリーラジカル開始剤は、ここで使用される場合、化学的及び/または放射の手段
によって発生したフリーラジカルを指す。例となるフリーラジカル開始剤には、これらに
限定されないが、環状ペルオキシドジアシルペルオキシドジアルキルペルオキシド
ヒドロペルオキシドペルオキシカーボネートペルオキシジカーボネート、ペルオキシ
エステル、及びペルオキシケタールを含む有機ペルオキシドが含まれる。好適な開始剤は
、t−ブチルペルオキシピバレートジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチルペルオキ
シアセテート、及びt−ブチルペルオキシ−2−ヘキサノエート、またはこれらの混合物
である。一実施形態において、これらの有機ペルオキシド開始剤は、重合可能なモノマー
の重量に基づいて、0.001〜0.2重量%の量で使用される。

0164

一実施形態において、開始剤は、少なくとも1つの反応部に添加され、開始剤は、25
5℃超、好ましくは260℃超の1秒での半減期温度を有する。さらなる実施形態におい
て、そのような開始剤は、320℃〜350℃のピーク重合温度で使用される。さらなる
実施形態において、開始剤は、環構造中に組み込まれた少なくとも1つのペルオキシド基
を含む。そのような開始剤の例には、TRIGONOX 301(3,6,9−トリエチ
ル−3,6,9−トリメチル−1,4,7−トリペルオキソナン)及びTRIGONOX
311(3,3,5,7,7−ペンタメチル−1,2,4−トリオキセパン)(共に、
Akzo Nobelから入手可能)、ならびにHMCH−4−AL(3,3,6,6,
9,9−ヘキサメチル−1,2,4,5−テトロキソナン)(United Initi
atorsから入手可能)が挙げられるが、これらに限定されない。国際公開第02/1
4379号及び同第01/68723号も参照のこと。

0165

一実施形態において、本明細書に記載される重合プロセスについて、各反応部の最高
またはピーク)温度は、150℃〜360℃、または170℃〜350℃、または200
℃〜340℃である。さらなる実施形態において、新しいポリエン(すなわち、持ち越し
ポリエンを含まない、新しい及び/または再循環ポリエン)を受容する各反応部の最高温
度は、260℃〜330℃、または270℃〜320℃、または280℃〜310℃であ
る。

0166

一実施形態において、第1の反応部における最高温度は、後続または逐次反応部それぞ
れの最高温度よりも高い。

0167

一実施形態において、第1の反応部における最高温度は、少なくとも300℃超、また
は少なくとも310℃超、または少なくとも320℃超である。

0168

一実施形態において、第1の反応部における最高温度は、各逐次反応部の最高温度より
も、少なくとも10℃、または少なくとも20℃、または少なくとも30℃高い。

0169

一実施形態において、最終反応部の最高温度は、それより前の反応部それぞれの最高温
度よりも低い。

0170

一実施形態において、反応器の第1の注入口で測定される重合圧力は、1000〜36
00バール、または1200〜3500バール、または1500〜3400バール、また
は2000〜3200バールである。

0171

一実施形態において、ポリエンは、反応部に供給される前に「酸素除去テップ」に供
される。

0172

一実施形態において、ポリエンは、供給槽保管され、供給槽は、5.0体積パーセン
ト未満の酸素を含む「ヘッドスペースガス」を有する。

0173

エチレン系ポリマーを形成するための方法は、本明細書に記載の通り、2つ以上の実施
形態の組み合わせを含み得る。

0174

添加剤
本発明の組成物は、1つ以上の添加剤を含み得る。添加剤には、安定剤、可塑剤帯電
防止剤顔料染料核形成剤充填剤スリップ剤難燃剤加工助剤煙抑制剤、粘
度調整剤、及び粘着防止剤が挙げられるが、これらに限定されない。ポリマー組成物は、
例えば、本発明のポリマーの重量に基づいて10%未満の合わせた重量の1つ以上の添加
剤を含み得る。

0175

一実施形態において、本発明のポリマーは、1つ以上の安定剤、例えば、IRGANO
X 1010、IRGANOX 1076、及びIRGAFOS 168等の酸化防止剤
で処理される。一般に、ポリマーは、押出または他の溶融プロセスの前に、1つ以上の安
定剤で処理される。

0176

本発明の組成物は、本発明のエチレン系ポリマーに加えて、少なくとも1つの他のポリ
マーをさらに含み得る。本発明のポリマーと他のポリマーとのブレンド及び混合物が、調
製され得る。本発明のポリマーとブレンドするのに好適なポリマーには、天然及び合成ポ
リマーが挙げられる。ブレンドのための例となるポリマーには、プロピレン系ポリマー
共に、衝撃変性ポリプロピレンイソタクチックポリプロピレンアタクチックポリプ
ピレン、及びランダムプロピレン/エチレンコポリマー)、複数の反応器のPE(米国特
許第6,545,088号(Kolthammer等)、同第6,538,070号(C
ardwell等)、同第6,566,446号(Parikh等)、同第5,844,
045号(Kolthammer等)、同第5,869,575号(Kolthamme
r等)、及び同第6,448,341号(Kolthammer等)に開示される生成物
等の、不均質に分岐したPE及び均質に分岐したPEの「反応器中」組成物)を含む、高
圧フリーラジカルLDPE、不均質に分岐したLLDPE(典型的にチーグラー・ナッタ
触媒作用を介する)、均質に分岐した線状または実質的に線状のPE(典型的にメタロ
ン触媒作用を含むシングルサイトを介する)を含む様々な種類のエチレン系ポリマー、エ
チレン−酢酸ビニル(EVA)、エチレン/ビニルアルコールコポリマーポリスチレン
、衝撃変性ポリスチレン、ABS、スチレン/ブタジエンブロックコポリマー及びそれら
水素化誘導体SBS及びSEBS)、ならびに熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。
他のエチレン系ポリマーには、オレフィンプラストマーと、エラストマー(例えば、AF
FINITYプラストマー及びENGAGEエラストマー(The Dow Chemi
cal Company)、ならびにEXACT(ExxonMobil Chemic
al Co.)の商標名称の下で入手可能なポリマー)等の、均質のポリマーが挙げられ
る。プロピレン系コポリマー(例えば、VERSIFYプラストマー及びエラストマー(
The Dow Chemical Company)、ならびにVISTAMAXX(
ExxonMobil Chemical Co.)の商標名称の下で入手可能なポリマ
ーもまた、本発明のポリマーを含むブレンド中の構成成分として有用であり得る。

0177

用途
本発明のポリマー、ポリマーブレンド、及び組成物は、様々な基材(例えば、紙、ボー
ル紙、金属)上への押出コーティング;単層膜及び多層膜中空成形射出成形、または
ロト成形物品等の成形物品;コーティング;繊維;ならびに織物または不織布を含む有用
な物品を生成するための、種々の従来の熱可塑性成形加工プロセスで使用され得る。

0178

本発明のポリマーは、限定されないが、透明収縮性膜、照合収縮膜流延伸縮性膜、サ
レージ膜、伸縮性覆い、密閉剤、及びおむつの裏面シートを含む種々の膜に使用され得
る。

0179

他の好適な用途には、ワイヤ及びケーブル、ガスケット及び歯形接着剤履物の構成
要素、ならびに自動車内装部品が挙げられるが、これらに限定されない。

0180

定義
それに反して述べられないか、文脈から含意されるか、または当分野において慣例では
ない限り、全ての部及びパーセントは、重量に基づき、全ての試験方法は、本出願の出願
日付け最新である。

0181

「組成物」という用語は、本明細書において使用する場合、組成物ならびに組成物の材
料から形成される反応生成物及び分解生成物を含む材料の混合物を含む。

0182

「ブレンド」または「ポリマーブレンド」という用語は、使用される場合、2つ以上の
ポリマーの混合物を指す。ブレンドは、混和され得るか、またはされ得ない(分子レベル
相分離していない)。ブレンドは、相分離であり得るか、またはあり得ない。ブレンド
は、透過電子分光法光散乱X線散乱、及び当分野で既知の他の方法から決定される、
1つ以上のドメイン構成を含有し得るか、または含有し得ない。ブレンドは、マクロレベ
ルで(例えば、樹脂または化合物溶融ブレンドする)か、またはミクロのレベル(例え
ば、同じ反応器内で同時に起こる形成)で、2つ以上のポリマーを物理的に混合すること
により、実行され得る。

0183

「ポリマー」という用語は、同じまたは異なる種類のモノマーかに関わらず、モノマー
を重合することによって調製される化合物を指す。ポリマーという一般名称は、したがっ
て、以下に定義される通り、(微量の不純物が、ポリマー構造内に組み込まれ得るという
理解のもとで、1種類のモノマーから調製されるポリマーを指す)ホモポリマーという用
語、及び「インターポリマー」という用語を、包含する。微量の不純物が、ポリマー内に
、及び/またはポリマー内部に組み込まれてもよい。

0184

「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
よって調製されるポリマーを指す。「インターポリマー」という一般名称には、(2つの
異なるモノマーから調製されるポリマーを指す)コポリマー、及び2つを超える異なる種
類のモノマーから調製されるポリマーが含まれる。

0185

「エチレン系ポリマー」という用語は、ポリマーの重量に基づいて過半量の重合エチレ
ン、及び任意選択的に、少なくとも1つのコモノマーを含むポリマーを指す。

0186

エチレン系インターポリマー」という用語は、インターポリマーの重量に基づいて、
過半量の重合エチレンを含み、少なくとも1つのコモノマーを含むインターポリマーを指
す。

0187

エチレン系コポリマー」という用語は、インターポリマーの重量に基づいて過半量の
重合エチレン、及び唯一のモノマーの種類としてコモノマーを含むコポリマーを指す。

0188

「プロピレン系ポリマー」という用語は、ポリマーの重量に基づいて過半量の重合プロ
ピレン、及び任意選択的に、少なくとも1つのコモノマーを含むポリマーを指す。

0189

「ポリエン」という用語は、本明細書において使用する場合、2つ以上の炭素−炭素二
重結合を有するポリ不飽和化合物を指す。

0190

レオロジー改質剤(modifier)」または「レオロジー改質剤(modify
ing agent)」という用語は、本明細書において使用する場合、本明細書に記載
される通り、ポリマー内に組み込まれたとき、ポリマーのレオロジーを変化させる、例え
ば、G’及び溶融強度を増加させることができるポリエンを指す。

0191

「アルキル」という用語は、本明細書において使用する場合、飽和の直鎖、環状、また
分岐炭化水素基を指す。好適なアルキル基の非限定的な例には、例えば、メチル、エチ
ル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、t−ブチル、i−ブチル(または2−メ
チルプロピル)などが挙げられる。一実施形態において、アルキルは、1〜20個の炭素
原子を有する。

0192

高圧重合プロセス」という用語は、本明細書において使用する場合、少なくとも10
00バール(100MPa)の高圧で実施されるフリーラジカル重合プロセスを指す。

0193

質量分率」という用語は、本明細書において使用する場合、混合物中の1つの構成成
分対混合物の総質量の質量比を指す。質量分率は、質量間または質量フロー間の比率を計
算することにより、決定することができる。

0194

「供給物」または「供給流」という用語は、本明細書において使用する場合、注入口で
反応部に添加される、新しい及び/または再循環された反応物質を指す。供給物は、ポリ
エンまたはエチレンからなり得るか、ポリエンまたはエチレンを含み得るか、またはポリ
エン及びエチレンを含み得る。

0195

支流」または「供給支流」という用語は、本明細書において使用する場合、逐次反応
部へのエチレンを豊富に含む供給流を指す。

0196

補給」という用語は、反応物質(すなわち、「補給エチレン」「補給CTA」「補給
ポリエン」など)を参照して本明細書で使用するとき、高重合プロセスで転化した及び/
または失った反応物質を補うのに必要な反応物質の供給流を指す。

0197

「新しい」という用語は、反応物質(すなわち、「新しいエチレン」「新しいポリエン
」)を参照して本明細書で使用するとき、外部の供給源(複数可)から供給され、再循環
源(複数可)から内部で供給されない反応物質を指す。例えば、ある実施形態において、
新しいエチレンは、プロセス及びポリマー中の残留エチレンから重合によって消費された
、及び/または例えば、パージを通じて失ったエチレンを補うのに必要な「補給エチレン
」として使用される。

0198

「反応部」という用語は、本明細書において使用する場合、フリーラジカルまたはフリ
ラジカル解離する及び/もしくはフリーラジカルを発生させる構成成分の添加によっ
て、重合反応が開始されるか、または再開始される反応器部を指す。一般的に、反応媒体
は、反応器の周囲のジャケットを通って流れる熱媒体によって、加熱される、及び/また
は冷却される。反応部は、新しいエチレン、ならびに/またはフリーラジカル、またはフ
リーラジカルに解離する及び/もしくはフリーラジカルを発生させる構成成分の添加でも
開始され得る。

0199

「第1の反応部」という用語は、本明細書において使用する場合、重合が、ラジカル、
またはラジカルに解離する及び/もしくはラジカルを発生させる構成成分の添加によって
開始される第1の反応器部を指す。第1の反応部は、新しい及び/もしくは再循環エチレ
ン、ラジカル、ならびに/またはラジカルに解離する及び/もしくはラジカルを発生させ
る構成成分の新しい供給物が存在する場所で終了する。

0200

「後続の反応部」または「逐次反応部」という用語は、本明細書において使用する場合
、前の反応器部からエチレン及びポリマーを受容する反応部、ならびにラジカルまたはラ
カルに解離する及び/もしくはラジカルを発生させる構成成分が、後続の(または逐次
)反応器部の注入口で添加される場所を指す。後続の(または逐次)反応部は、新しい及
び/もしくは再循環エチレン、ラジカル、ならびに/またはラジカルに解離する及び/も
しくはラジカルを発生させる構成成分の新しい供給物が存在する場所で終了するが、n番
目の反応部は、反応器システムの圧力制御装置の位置で終了する。後続の(または逐次)
反応部の数は、(n−1)であり、式中、nは、反応部の合計数である。

0201

「CTA活量」及び「連鎖移動活量係数(Cs値)」という用語は、本明細書において
使用する場合、「連鎖移動の比率」対「エチレン伝搬の比率」の間の比率を指す。34頁
に提供されるMortimerの参照文献を参照のこと。

0202

ブースタ圧縮器ブースタ)は、a)LPS低圧分離器)から流入する低圧再循環物
と、b)任意選択的に、再循環圧縮器パッキン漏れとを、それぞれ一次圧縮器の注入口
側で必要な圧力レベルにまで圧縮する装置である。この圧縮は、1つまたは複数の圧縮段
階で行うことができ、中間冷却と組み合わせることができる。ブースタは、単一のまたは
複数の圧縮器フレームで構成され得、一次圧縮器フレーム(複数可)と組み合わせること
ができる可能性がある。

0203

一次圧縮器(一次)は、a)新しい流入するエチレン、及び/またはb)ブースタから
流入する低圧再循環物、及び/またはc)再循環圧縮器のパッキン漏れを、それぞれハイ
パー圧縮器の注入口側で必要な圧力レベルにまで圧縮する装置である。この圧縮は、1つ
または複数の圧縮段階で行うことができ、中間冷却と組み合わせることができる。一次は
、単一のまたは複数の圧縮器フレームで構成され得、ブースタ圧縮器フレーム(複数可)
と組み合わせることができる可能性がある。

0204

ハイパー圧縮器(ハイパー)、または二次圧縮器は、a)HPR(高圧再循環)から流
入するエチレン、及び/またはb)一次を、それぞれ注入口圧の設定点で、反応器に供給
するのに必要な圧力レベルにまで圧縮する装置である。この圧縮は、1つまたは複数の圧
縮段階で行うことができ、中間冷却と組み合わせることができる。ハイパーは、プランジ
ャー往復圧縮器を備え、単一のまたは複数の圧縮器フレーム(複数可)で構成され得る。

0205

「局所的に形成されるポリマー」という用語は、本明細書において使用する場合、所定
反応場所、例えば、所定の反応部で生成されたポリマー生成物を指す。局所的に形成さ
れるポリマーは、長鎖分岐として、既に形成されたポリマー分子に添加される、新しいポ
リマー分子または新しいポリマーからなり得る。

0206

「含む(comprising)」、「含む(including)」、「有する」、
及びこれらの誘導体という用語は、任意の追加の構成成分、ステップ、または手順の存在
が特に開示されているか否かに関わらず、それを除外することを意図しない。誤解を避け
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
全ての組成物は、それに反して述べられない限り、ポリマーのものかに関わらず、任意の
追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる
」という用語は、あらゆる後続の列挙の点から、操作性に必要不可欠ではないものを除き
、あらゆる他の構成成分、ステップ、または手順を除外する。「からなる」という用語は
、特に描写または列挙されていないあらゆる構成成分、ステップ、または手順を除外する

0207

試験方法
密度−密度を測定した試料を、ASTMD4703:Annex A:方法Cに従っ
て調製した。試料を190℃及び3,000psiで5分間、15トンで2分間プレス
、次いで圧力下、15℃/分で冷却した。試験の前に、ASTM D792方法Bを用い
て、40時間、23℃及び50%相対湿度に調整した後、密度測定を行った。

0208

メルトインデックス−メルトインデックス、またはI2を、ASTMD1238(1
90℃/2.16kgの条件)に従って測定し、10分間当たりのグラムでの溶出量を報
告した。I10をASTM D1238(190℃/10kgの条件)に従って測定し、
10分間当たりのグラムでの溶出量を報告した。

0209

PC法:2−角度レーザー光散乱(LS)検出器モデル2040(Precisio
n Detectors、現在Agilent)、Polymer Char(Vale
ncia,Spain)製のIR−4赤外線検出器、及び4細管溶液粘度計(DP)(V
isotek、現在Malvern)を備えたPolymer Laboratorie
s(現在Agilent)の高温クロマトグラフモデル220からなる、トリプル検出器
ゲル浸透クロマトグラフィー(TDGPC)(従来のGPCデータ)トリプル検出器ゲル
浸透クロマトグラフィー(3D−GPCまたはTDGPC)システムが使用される。デー
収集を、Polymer CharDM100データ収集ボックス及び関連ソフト
ウェア(Valencia,Spain)を用いて実施する。本システムは、Polym
er Laboratories(現在Agilent)製の直結溶媒脱ガス装置も備え
る。

0210

Polymer Laboratories(現在Agilent)製の4つの30c
m、20um混合A LSカラムからなる高温GPCカラムを使用する。試料回転区画
140℃で稼働させ、カラム区画を150℃で稼働させる。試料を、50ミリリットル
溶媒中に0.1グラムのポリマーの濃度で調製する。クロマトグラフィー溶媒及び試料調
製溶媒は、1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)を含有する、200ppmの2,
6−ジ−tert−ブチル−4メチルフェノール(BHT)である。溶媒を、窒素スパ
ージする。ポリマー試料を、160℃で4時間、ゆっくりと撹拌する。注入体積は、20
マイクロリットルである。GPCを通る流量は、1.0ml/分に設定する。

0211

カラム校正及び試料分子量の計算を、Polymer Char「GPC One」ソ
トウェアを用いて実施する。GPCカラムの校正を、21個の挟分子量分布ポリスチレ
標準物で実施する。ポリスチレン標準物の分子量は、580〜8,400,000g/
molの範囲にわたり、個々の分子量間に少なくとも1ディケードの隔たりを有する6つ
の「カクテル」混合物にまとめられる。

0212

ポリスチレン標準物のピーク分子量を、(Williams and Ward,J.
Polym.Sci.,Polym.Let.,6,621(1968)に記載される通
り、)以下の等式を用いてポリエチレン分子量に変換する:Mポリエチレン=A(Mポリ
スチレン)B。ここで、Bは、1.0の値を有し、実験に基づいて決定したAの値は、約
0.38〜0.44である。

0213

次多項式を、観察した溶出体積に対して上記の等式から得たそれぞれのポリエチレン
当量校正点適合させることにより、カラム校正曲線を得る。

0214

従来の数平均及び重量平均分子量(それぞれMn(conv)及びMw(conv))
は、以下の等式に従って算出され、

0215

0216

式中、Wfiは、i番目の構成成分の重量分率であり、Miは、i番目の構成成分の分
子量である。分子量分布(MWD)は、重量平均分子量(Mw)対数平均分子量(Mn)
の比率として表される。

0217

A値を、上記の等式及び対応する保持体積多項式を用いて算出したMw(重量平均分子
量)が、標準ホモポリマーポリエチレンNBS1475に追跡可能な様式で、LALLS
で測定される115,000g/molの既知の絶対重量平均分子量を用いて、線状ポリ
エチレンホモポリマー参考文献に従って得られたMwの独立して決定された値と一致する
まで、Williams及びWardの等式のA値を調整することにより決定する。

0218

絶対重量平均分子量(Mw(abs))を、以下の等式を用いてLS検出器及びIR−
濃度検出器により、特性を明らかにし、

0219

0220

式中、Σ(LSi)は、LS検出器の応答野であり、Σ(IRi)は、IR−4検出器
の応答野であり、KLSは、既知の濃度及び52,000g/molの重量平均分子量の
認可された値で標準NIST 1475を用いて決定された計器定数である。

0221

各溶出体積での絶対分子量を、次の等式を用いて算出する:

0222

0223

式中、KLSは、決定した計器定数であり、LSi及びIRiは、同じi番目の溶出構
成成分のLS及びIR検出器の応答である。

0224

絶対数平均及びゼータ平均分子量を、以下の等式で算出する。

0225

0226

低LSまたはIR検出器応答が原因でlog MLS、iデータが散布したとき、直線
外挿法を、log MLS、i溶出体積プロットで実施する。

0227

ヘキサン抽出の標準的な方法−ポリマーペレット(さらなる改良を行わない重合ペレッ
ト化プロセスから;1プレス当たり約2.2グラム)を、3.0〜4.0ミルの厚さで、
Carver Pressでプレスする。ペレットを、190℃で3分間、40,000
lbfでプレスする。作業員の手からの残油での膜汚染を防ぐために、残留物のない手袋
(PIP*CleanTeam*木綿レース検査手袋品番:97−501)を装着する
。膜を、「1インチ×1インチ」平方に切断し、計量する(2.5±0.05g)。膜を
、加熱した水浴の中の約1000mlのヘキサンを含有するヘキサン槽内で、2時間、4
9.5±0.5℃で抽出する。使用するヘキサンは、異性体「ヘキサン」混合物(例えば
、ヘキサン(Optima)、Fisher Chemical、HPLCのための高純
移動相及び/またはGCの用途のための抽出溶液)。2時間後、膜を取り出し、きれい
なヘキサン中ですすぎ真空オーブン(80±5℃)で、完全真空で(ISOTEMP真
オーブン、約30インチのHgでの281Aモデル)2時間乾燥させる。次いで、膜を
デシケーターに配置し、最低1時間、室温に冷ます。次いで、膜を再計量して、ヘキサン
中での抽出に起因して失われた質量を算出する。この方法は、n−ヘキサンの代わりにヘ
キサンを用いることによりFDAの手順に1点従わない、21CRF177.1520
(d)(3)(ii)に基づく。

0228

GPC及び核磁気共鳴(NMR)のためにヘキサン抽出物可溶性画分採取する方法
−標準ヘキサン抽出のための上記の方法を使用する。GPC試験のための分析計算及び可
溶性画分調製のために、2.5gの膜を、上述の通り使用する。NMRの可溶性画分調製
のために、7.5gの膜を使用する。

0229

すすぎで使用したヘキサンを含む残りのヘキサンを、還元し、可溶性画分を採取する。
溶媒を除去するための蒸留回転蒸発、または他の同等の技法が使用され得る。ヘキサン
を、100〜150ミリリットルの溶液が残るまで還元する。残りのヘキサンを、計量済
みの蒸発皿に移す。蒸発皿を、少しの窒素下で乾燥するまで加熱する。乾燥するまで蒸発
したら、皿を室温の真空オーブンに少なくとも12時間移す。残渣の重量を算出して、ヘ
キサン抽出分量の重量パーセントを決定する。残りの残渣を、GPC及びNMRによって
分析する。

0230

レオロジーG’−G’測定で使用する試料を、圧縮成形プラークから調製する。1片の
アルミニウム箔を、裏板上に配置し、鋳型または型を裏板の上部に配置する。約12グラ
ムの樹脂を型内に配置し、アルミニウム箔の第2の片を樹脂及び型の上に配置する。次い
で、第2の裏板を、アルミニウム箔の上部に配置する。全体の母集団を、150℃及び1
0バールで3分、続いて150℃及び150バールで1分、続いて150バールで室温に
「1.5分」急冷の条件で稼働する圧縮成形プレス内に入れる。25mmディスクを、圧
成形プラークから打ち抜く。ディスクの厚さは、約2.0mmである。

0231

G’を決定するためのレオロジー測定を、窒素環境中170℃及び10%の歪みで行う
。打ち抜いたディスクを、170℃で少なくとも30分間余熱したARES−1(Rhe
ometrics SC)レオメーターオーブン中に配置した2つの「25mm」の平行
の板間に配置し、「25mm」の平行の板の隙間を、緩徐に1.65mmにまで狭める。
次いで、試料を、これらの条件で正確に5分間そのままにする。次いで、オーブンを開け
、過剰の試料を、板の端の周りを慎重に切り取り、オーブンを閉じる。試料の貯蔵弾性率
(G’)及び損失弾性率(G”)を、100〜0.1rad/s(0.1rad/sで5
00Paよりも低いG”値を得ることが可能な場合)、または100〜0.01rad/
sの減少している周波数掃引に従って、小さい振幅振動剪断を介して測定する。各周波
掃引について、1周波数ディケード当たり1点(対数的に離間される)を使用する。

0232

データを、対数−対数の目盛で(G’(Y軸)対G”(X軸)の)座標で描く。Y軸の
目盛が、10〜1000Paの範囲を含める一方で、X軸の目盛は、100〜1000P
aの範囲を含める。Orchestratorソフトウェアを、G”が200と800P
aとの間にある(または少なくとも4データ点を使用する)領域内のデータを選択するの
に使用する。データを、適合方程式Y=C1+C2ln(x)を用いて、対数多項式モデ
ルに適合させる。Orchestratorソフトウェアを用いて、G”のG’=500
Paを、内挿によって決定する。

0233

溶融強度−溶融強度測定を、Gottfert Rheotester 2000細管
レオメーターに接続されたGottfert Rheotens 71.97(Goet
tfert Inc.;Rock Hill,SC)で行う。ポリマー溶融を、2.0m
mの細管直径及び15の縦横比(細管長さ/細管直径)を有し、平坦入口角(180度
)を有する細管ダイを通して押し出す

0234

試料を190℃で10分間平衡化した後、ピストンを0.265mm/秒の一定のピス
トン速度で稼働させる。標準試験温度は、190℃である。試料を、2.4mm/秒2の
加速で、ダイの100mm下に配置した一組の加速ニップに一軸に延伸する。引張力を、
ニップロール巻き取り速度関数として、報告する。溶融強度を、ストランド破断
る前の、プラトー力(cN)として報告する。次の条件を溶融強度測定に使用する:プラ
ジャー速度=0.265mm/秒、車輪加速=2.4mm/秒2、細管直径=2.0m
m、細管の長さ=30mm、及びバレル直径=12mm。

0235

ゲル含有量測定−
1.装置:装置は、「150mmのリボンダイ(流延膜ダイ)」、CR−8巻き取り
置、空気ナイフ、及びFS−3ラインスキャンカメラ(50マイクロメートル解像度(O
CS Optical Control Systems GmbH Hullener
Feld 36, 58454 Witten,Germanyから入手可能)または
この同等物)を備える4区域実験室用押出機、モデルOCS ME 20からなる。

0236

2.膜製造のための材料別設定:シリンダー及びダイの加熱帯温度設定を、エチレン
系ポリマーについて、MFRの範囲に従って以下の通り2つの群に決定する。

0237

1群:1.5〜3g/10分のMFRの範囲(190℃/2.16kg)、温度:16
0(第1の区域)/180/180/180/180℃(ダイ)。

0238

2群:3〜6g/10分のMFRの範囲(190℃/2.16kg)、温度:150/
150/150/150/150℃。

0239

事前に設定されるパラメータ:回転速度(軸):70rpm;引取速度:4m/分;流
延膜厚は、76μm±5μmである。

0240

3.測定:一回の分析は、50区画を検査し、1区画は、「24.6cm3」体積の膜
として画定され、これは、76μmの膜厚に対して「0.324m2」の表面積と対応す
る。

0241

4.分析:GI200=50区画分の「各区画内の200μmを超える直径の全てのゲ
ルの面積」の平均合計。ゲルの直径は、相当面積を有する円の直径として決定される。

0242

実験
重合模擬実験
適用する反応スキーム及び運動での重合模擬実験モデルは、上で論じられたように、G
oto等によって記載されている。他の反応器及び生成物モデル化フレームワークは、A
spen Technology,Inc.,Burlington,Massachu
setts,USAのAspen Plus、及びDr.Wulkow Computi
ng in Technology GmbH(CiT),Rastede,Germa
nyのPREDICIを通じて入手可能である。これらのモデルフレームワークによって
予測されたプロセス及び生成物の反応は、反応器のパラメータ及び適用する反応スキーム
及び運動パラメータによって決定される。適用する反応スキーム及び運動パラメータは、
以下に記載される。

0243

重合模擬実験を、S.Goto et al;Journal of Applied
Polymer Science:Applied Polymer Symposi
um,36,21−40,1981(表題:Computer model for c
ommercial high pressure polyethylene rea
ctor based on elementary reaction rates
obtained experimentally)に記載される通りに、Goto L
DPE模擬実験モデルで達成した。

0244

Goto等によって使用された運動データは、K.Yamamoto,M.Sugim
oto;Rate constant for long chain−chain b
ranch formation in free−radical polymeri
zation of ethylene;J.Macromol.Science−Ch
em.,A13(8),pp.1067−1080(1979)に記載される通りの、異
なる温度、圧力、及びポリマー濃度で実施した高圧フリーラジカルポリエチレン重合実験
から得た。次の素反応ステップは、Goto等によって記載されている:i)エチレンの
伝搬、ii)ラジカルの停止、iii)バックバイティングまたはSCB形成、iv)ポ
リマーへの転位またはLCB形成、v)ビニル形成をもたらす第二級ラジカルのベータ脱
離、及びvi)ビニリデン形成をもたらす第三級ラジカルのベータ脱離。

0245

主反応の運動データについては、表1を参照のこと(表中、koは、頻度(pre−e
xponential)因子または頻度(frequency)因子であり、Eaは、温
度依存を反映した活性化エネルギーであり、ΔVは、圧力依存を反映した活性化体積であ
る)。全ての運動定数は、ko、Ea、及びΔVの値がバックバイティングの値であり、
これらは、圧力及び温度条件の関数として、高圧ポリエチレン中の、(C13 NMR手
技によって分析される)メチル分岐度をより反映するために最適化されていることを除い
て、Goto等からである。

0246

0247

選択CTAの運動データは、表2に示される。運動定数は、Mortimerにより決
定されたCs−値(ks/kp)の運動定数(34頁の参照を参照のこと)、及びGot
o等によって示されている通りのエチレン伝搬運動(表1を参照のこと)の助けにより、
算出した。

0248

ポリエンは、運動r1及びr2反応性比の代入を通じて、記載及びモデル化されている
(下記の表2及び表3を参照のこと)。運動r1及びr2反応性比は、その名の通り、エ
チレン伝搬運動の温度(Ea)及び圧力(ΔV)依存に関して、エチレン伝搬運動と関連
している。模擬実験において、ポリエンは、さらなる連鎖移動活量を呈さないと仮定した
。さらに、全消費量、組み込み、及びH分岐(分子間及び分子内)形成について、1つの
官能基の組み込み後、他の官能基の反応性は、影響を受けないと考えられている。実際に
は、第2の官能基の反応性は、ポリマー分子中へのポリエンの一次官能基を通じたポリエ
ンの組み込み後、減少するであろう。しかしながら、この仮定は、表4〜6に記載される
通り、本研究の第一部に影響を与えないであろう。本研究は、最終生成物におけるレオ
ジー特性の向上と、反応器及び予熱器付着物ならびにゲル形成の予防または低減に関して
、ポリエンの使用及び適用を最適化するために、第1の官能基の反応を通じたポリエンの
最適な組み込み及び配置に着目する。実際の重合結果及びこれらの模擬実験を含む本研究
の第二部は、形成されるポリマーの溶融強度及びG’値を増加させるために、ポリマー内
へのレオロジー改質剤の組み込み及びH分岐への転化に着目する。形成されたH分岐の最
終的な影響は、その「組入順序」及び分子トポロジー内の場所に左右されるであろう。H
分岐形成の溶融強度への影響は、次の通りになるであろう:(1)分子内H分岐形成で無
視することができる、(2)2つの小さなポリマー分子間の分子間H分岐形成に関して小
さい、及び(3)2つのより大きな分子間の分子間H分岐形成に関して大きい。分子間及
び分子内H分岐の比率が、1種類のポリエンに関しては一定である一方で、(2)は、さ
らに奥の反応部(複数可)にポリエンを供給することにより促進され、(3)は、前方の
反応部(複数可)により多くポリエンを供給することにより、促進されると推測される。

0249

0250

0251

連鎖移動活量及びコモノマー反応性スキームデータは、P.Ehrlich,G.A.
Mortimer,Fundamentals of the free radica
l polymerization of ethylene,Adv.Polymer
Sci.,Vol 7,386−448(1970)、G.Mortimer,Jou
rnal of Polymer Science:Part A−1;Chain t
ransfer in ethylene polymerization;Vol.4
,p881−900(1966)、G.Mortimer,Journal of Po
lymer Science:Part A−1,Chain transfer in
ethylene polymerization.Part IV.Additio
nal study at 1360 atm and 130℃;vol8,p151
3−1523(1970)、G.Mortimer,Journal of Polym
er Science:Part A−1,Chain transfer in et
hylene polymerization.Part V.The effect
of temperature;vol 8,p1535−1542(1970)、G.
Mortimer,Journal of Polymer Science:Part
A−1,Chain transfer in ethylene polymeri
zation Part V.The effect of pressure,vol
8,p1543−1548(1970)、及びG.Mortimer,Journal
of Polymer Science:Part A−1,Chain transf
er in ethylene polymerization VII.Very r
eactive and depleteable transfer agents,
vol10,pp.163−168(1972)に記載されている。

0252

流れ図の説明
図1は、管状反応器を含有する模擬高圧重合プラント構成の一般化したフロースキーム
を示す。流れ(1)は、新しいエチレン補給であり、これは一次圧縮器によって、ブース
タの出口一緒に流れ(2)へと圧縮される。流れ(2)は、高圧再循環流れ(18)と
合わせられ、ハイパーの吸引注入口に分配される。ハイパーは、エチレン供給流を、高圧
管状反応器(反応器)に供給するのに十分なレベルにまで加圧する。描写されていないが
、フロースキームは、ハイパーの注入口の上部に、流れ(2)と流れ(18)との部分的
組み合わせ及び/または分布を含み得る。

0253

流れ(4)及び/または(5)は、CTAシステム補給供給を描写する。CTA補給は
、原則として、支流(8)及び前方流れ(9)に供給及び/または分配される主要圧縮流
れに自由に分配され得る。CTA補給流れ(4)及び/または(5)は、反応部のハイパ
ー及び/または注入口(複数可)の注入口(複数可)、段間(複数可)、出口(複数可)
に供給され得る。CTAシステムは、単一の及び/または複数の構成成分からなり得、異
なる組成物を含み得る。

0254

流れ(6)及び/または流れ(7)は、ポリエン供給を描写する。ポリエン供給は、原
則として、支流(8)及び/または前方流れ(9)に供給及び/または分配される主要圧
縮流れに自由に分配され得る。ポリエン流れ(6)及び/または(7)は、ハイパーの注
入口(複数可)、段間(複数可)、出口(複数可)、反応器への個々のエチレン供給流、
及び/または直接反応部内に供給され得る。ハイパーの吐出し温度は、一般的に60〜1
00℃の範囲である。第1の反応部へのエチレン供給物が、一般的に130〜180℃の
温度まで事前に加熱される一方で、側部供給のエチレンは、ハイパーの吐出し温度で反応
器に供給されるか、または反応器に供給される前に冷却される。

0255

反応器の寸法及び構成は、表4に示される。反応器内で、各反応部の注入口で注入及び
/または活性化されるフリーラジカル開始系の助けを借りて、重合を開始する。各反応部
内の最高温度を、各反応部の開始時に、濃度及び/または開始系の供給量を調整すること
によって、設定位置で制御する。反応の終了及び複数の冷却ステップを適用させた後、反
応混合物を(10)で減圧及び/または冷却し、高圧分離器(HPS)内で分離する。H
PSは、反応混合物を、少量のワックス及び/または同伴ポリマーを含有するエチレンを
豊富に含む流れ(15)と、さらなる分離のためにLPSに送られるポリマーを豊富に含
む流れ(11)とに分離する。エチレン流(15)を冷却し、流れ(17)中で洗浄する
。流れ(16)は、不純物及び/または不活性成分を除去するための、パージ流である。

0256

LPS中で分離したポリマーを、さらに(12)で処理する。LPS中で除去したエチ
レン(13)を、ブースタに供給し、ここでは、圧縮中に、溶媒、潤滑油、及びその他の
もの等の凝縮物質を、流れ(14)を通じて回収し、除去する。ブースタの出口を、補給
エチレン流(1)と合わせ、一次圧縮器によってさらに圧縮する。

0257

比較及び本発明の重合で使用した一般的重合条件
全ての比較及び本発明の重合を、全体的なエチレン供給物中、100モルppmの分岐
剤(ポリエン)の全体的濃度で模擬実験した一方で、模擬実験における最終生成物のメル
トイデックス(I2)を、CTAの濃度を調整することにより、4dg/分を維持した

0258

比較及び本発明の重合で使用した反応器及び供給構成
表4は、模擬比較及び本発明の重合に使用した反応器構成(すなわち、寸法、レイア
ト、適用したエチレン供給物、ポリエン供給物の分布)を示す。供給物の分布は、各反応
部に供給される総エチレンまたはポリエン供給流の割合を示す。

0259

「100/0/0/0」という表記は、全ての総エチレンまたはポリエン供給物が、第
1の反応部に供給される一方で、新しい供給流が第2の反応部、第3の反応部、及び第4
の反応部に供給されないことを意味する。第2の反応部、第3の反応部、及び第4の反応
部で受容されたエチレンまたはポリエンは、前の反応部からの持ち越しである。同様に、
「65/35/0/0」及び「35/65/0/0」という表記は、総エチレンまたはポ
リエン供給物の65%が、第1の反応部(または第2の反応部)に供給され、総エチレン
またはポリエン供給物の35%が、第2の反応部(または第1の反応部)に供給される一
方で、新しい供給流は、第3の及び第4の反応部に供給されないことを意味する。第3の
反応部及び第4の反応部で受容したエチレンまたはポリエンは、前の反応部からの持ち越
しである。

0260

「25/25/50/0/0」という表記は、総エチレンまたはポリエン供給物の25
%が、第1の反応部及び第2の反応部に供給され、総エチレンまたはポリエン供給物の5
0%が、第3の反応部に供給される一方で、新しい供給流は、第4の反応部及び第5の反
応部に供給されないという意味である。第4の反応部及び第5の反応部で受容されたエチ
レンまたはポリエンは、前の反応部からの持ち越しである。

0261

さらなる列は、第1の反応部注入口の圧力レベル及び開始温度、エチレン供給支流が適
用されるときエチレン供給物の温度、ならびに各反応部(Rx)内の最高またはピーク温
度に関する情報を示す。表4の最終列は、模擬ポリエンの種類及び反応性比を示す。

0262

反応器温度分布は、図2〜4に示される。これらの図表の中で、全ての反応部が、1つ
の冷却部を有するが、差別化した注入口温度で稼働するカウンターまたは並流伝熱媒体
備える複数の冷却部が、使用され得る。

0263

異なる冷却及び/または熱媒体が、反応器冷却及び/または予熱部に適用され得る。冷
却/熱媒体は、水、加圧水温度レベルは異なり得る)、凝縮物沸騰凝縮物などを含む
冷却媒体の温度が、一般的には0〜220℃の範囲である一方で、予熱運転の温度は、
一般的に、100〜250℃の範囲である。冷却/加熱は、並流または逆流によって、高
圧管周りのジャケットを通じて適用される。単一のまたは複数の冷却及び/または加熱帯
が、反応器または反応部に適用され得る。模擬実験において、冷却/予熱は、逆流によっ
て、及び1つの反応部当たり1つの冷却部を用いて適用された。

0264

結果の考察:
表5は、エチレン及びポリエン(分岐剤)転化の模擬レベル、ポリマー中のSCB及び
LCB頻度、及びポリエンがどのようにしてポリマー内に組み込まれるかを示す。B官能
基を通じた組み込みが、内部の(利用可能な)二重結合A(IDBA)をもたらす一方で
、A官能基を通じた組み込みは、内部の(利用可能な)二重結合B(IDBB)をもたら
す。

0265

0266

0267

比較重合1〜2及び本発明の重合1〜2
CP1、CP2、及びIP1は、ポリエンが全て第1の反応部に添加されたときの、ポ
リエンの種類及び反応性(分布)の影響を示す。非対称アクリレートの供給物の分布変更
の影響は、(IP1と比較して)IP2で模擬実験する。非対称アクリレートの反応部1
及び2にわたる分布は、ポリエンの組み込みレベルを僅かに下げた。

0268

図5は、CP1、CP2、IP1、及びIP2の反応器に沿って形成されたポリマー内
へのポリエンの組み込み頻度を示す。組み込み頻度は、局所的に形成されたポリマー中の
、1000個の炭素原子当たりのポリエンの組み込み頻度として表される。要約すれば、
以下の批評をすることができる。

0269

CP1:対称ビ−アクリレート(symビ−アクリレート)が形成され、さらに反応し
ているポリマー中に、IDBA及びIDBBの均等の形成、ならびに形成されたIDBA
及びIDBB基の二次反応の均等の確率で、高いかつ不均一な組み込みレベルを有する。
二次反応(H分岐形成)の確率は、非常に高く、かつ局所的である。二次反応は、主に第
1の反応部から出ているポリマー分子中で起こり、最終ポリマー中に、非常に高い分子量
画分の一部を作製するであろう。第1の反応部から出ているポリマー中の二次反応の高い
確率は、悪影響反応器付着物に悪影響を与え、生成物ゲルが形成される確率を増加させる
であろう。さらに、高い反応性及び濃度は、反応器予熱器内での、未成熟重合及び付着物
を容易にもたらし得る。

0270

CP2:対称炭化水素ジエン(sym HC ジエン)が、形成され、さらに反応して
いるポリマー中に、全体的には低いが非常に均質の組み込みレベル、IDBA及びIDB
Bの均等の形成、ならびに形成されたIDBA及びIDBB基の二次反応の均等だが低い
確率を有する。二次反応(H分岐形成)の確率は、形成されるIDBA及びIDBBの低
反応性ならびに非常に低いレベルに起因して、非常に低い。

0271

IP1:差別化した反応性を有する非対称二官能性アクリレート(asym−アクリレ
ート)が、形成され、さらに反応しているポリマー中に、IDBA及びIDBBの差別化
した形成、ならびに形成されたIDBA及びIDBB基の二次反応の差別化した確率での
、不均質かつ高い組み込みレベルを有する。非対称アクリレートの組み込みレベルは、s
ymビ−アクリレートのものよりも低い。二次反応(H分岐形成)が第1の反応部で起こ
る確率が、B−官能基の低反応性に起因して、CP1と比較して、大きく低減され、した
がって第1の反応部から生じる悪影響、例えば、反応器付着物及び生成物ゲルが、予想外
に低減される。

0272

IP2:非対称アクリレートの分布はより均質の組み込みレベルをもたらすが、組み込
みレベルは、僅かに下がる。二次反応(H分岐形成)が第1の反応部で起こる確率は、大
きく低減された濃度レベル及び/またはB−官能基のより低い反応性に起因して、CP1
及びIP1と比較して、大きく低減される。従って、予熱器及び反応部の付着物、ならび
に生成物ゲル等の悪影響が、予想外に大幅に低減される。

0273

本発明の重合3〜6
IP3及びIP5は、ポリエン(asym−アクリレート)が全て第2の反応部に供給
されるときの、エチレン分布の影響を示す。IP5において、(ポリエンを含有しない)
より少ないポリマーが第1の反応部で作製される一方で、IP3の利点、つまり、反応器
予熱器及び第1の反応部をポリエンに暴露しないことが維持される。

0274

asym−アクリレートの供給物の分布変更の影響は、IP4で模擬実験する。asy
m−アクリレートポリエンの第2の反応器及び第3の反応部にわたる分布は、さらに均質
の組み込みをもたらすが、組み込みレベルの低減及び二次反応の低減の代償を伴う。

0275

図6は、IP3〜5の反応器に沿って形成されたポリマー中の、ポリエンの組み込み頻
度を示す。組み込み頻度は、局所的に形成されたポリマー中の、1000個の炭素原子当
たりの組み込まれたポリエンの頻度として表される。

0276

IP3及びIP5は、第1の反応部及び第2の反応部へのエチレン供給物の分布におい
て異なる。同じポリエン分布で、第1の反応部のホモポリマーの量を低減し、後続の反応
部のポリエンの組み込みレベルを増加させ、IP3の利点、具体的には、反応器予熱器及
び第1の反応部をポリエンに暴露しないことを維持することによって、第1の反応部への
エチレン供給を低減させることが、重合条件を改善するであろうことが、驚きを持って見
出された。

0277

第1の反応部の温度を変更する影響は、IP6に示される。IP6のポリエンの組み込
み頻度は、図7に示される。IP6は、IP5と第1の反応部最高温度(330℃に対し
て290℃)において異なる。第1の反応部における最高温度の上昇は、第1の反応部で
のより多くのLCB形成、及びポリマー全体でのLCBレベルの上昇をもたらす。第1の
反応部における最高温度は、第1の反応部にポリエンが存在しないことにより、安全に上
昇させることができる。あるいは、より高いレベルのLCBは、ポリエンの供給レベル
下げる一方で、溶融強度を高レベルで維持するのに使用することができる。

0278

図9は、本発明の6に対する本発明の5及び比較1の、LCB頻度の上昇を示す。IP
6によって示されるように、反応器予熱器及び第1の反応部をポリエンに暴露しないこと
は、第1の反応部における最高温度及び反応器転化レベルを上昇させる一方で、全体的な
LCBレベル、つまり生成物の溶融弾性の範囲が促進されると同時に、反応器付着物及び
生成物ゲルの問題が低減されるか、または防がれる。

0279

比較重合3ならびに本発明の重合7及び8
CP3及びIP7は、ポリエンが適用したエチレン供給物の分布にわたって均一に分配
されるときの、(symビ−アクリレート対asym−アクリレート)の反応性を示す。

0280

IP8は、全てのasym−アクリレートを第2の反応部に供給することの影響を示す
。CP3、IP7、及びIP8で反応器に沿って形成されたポリマーにおけるポリエンの
組み込み頻度を、図7及び8に示す。asym−アクリレートの適用が、symビ−アク
リレートを用いるのと比較して、より多くの均質の組み込み頻度を生じさせる一方で、a
sym−アクリレートを第2の区域に供給することは、予想外にasym−アクリレート
の第1の3つの反応部へのエチレン供給流にわたる均一な分布よりも高い組み込みレベル
を生じさせる。さらに、ポリエンを第1の反応部に添加すること(すなわち、反応器予熱
器及び第1の反応部におけるポリエンの接触)の有害な影響が、IP8で回避されている
。表6は、比較及び本発明の重合についての、ポリエンまたは二官能性構成成分(BFC
)の組み込みレベル比の要約を示す。

0281

0282

表6で、「Rx」は、「反応部」を意味し、続く数字は、どの反応部かを示す。したが
って、「Rx1」は、反応部1を意味し、以下同様である。反応部内に組み込まれたポリ
エンの濃度は、その反応部内で消費されたポリエンの(質量またはモルでの)量を、その
反応部内で形成されたポリマーの(質量またはモルでの)量で除することにより算出され
る。例えば、Rx1内に組み込まれたポリエンの濃度は、したがって、以下の通りである

0283

0284

第1の反応部内に組み込まれたポリエンの濃度対第2の反応部内に組み込まれたポリエ
ンの濃度の比率は、それぞれの濃度を除することによって算出され、無次元比をもたらす
。例えば、Rx1内に組み込まれたポリエンの濃度対Rx2内に組み込まれたポリエンの
濃度の比率を決定するために、以下の等式が使用される。

0285

0286

本発明は、上記の実施例において、かなり詳細に記載されているが、この詳細は解説
目的のためであり、特許請求に記載される通り、本発明への制限として解釈されない。さ
らに本発明は、さらなるプロセスの最適化(転化レベル、熱伝導原料費、プロセス安定
性など)ならびに生成物特性、例えば、ゲル含有量、MWD、及び密度などのさらなる向
上に関して、他のプロセス要因、例えばエチレン及びCTA補給供給物の分布、CTA選
択などと組み合わせることができる。

0287

比較実施例A’ならびに本発明の実施例1’、2’、及び4”について使用される流れ
図の説明
図10は、比較実施例A’ならびに本発明の実施例1’、2’、及び4を生成するのに
使用される管状反応器での、高圧重合プロセスのフロースキームを示す。新しいエチレン
補給である流れ(1)は、2つの平行する一次圧縮器、A+B(これらは共に同様の限度
容積を有し、流れ(2)及び流れ(3)を生じる)によって、ブースタの出口と一緒に圧
縮される。CTAは、(22)を通って、一次圧縮器Aへの供給物に添加される。流れ(
2)は、高圧再循環流れ(18)と合わされ、流れ(4)及び流れ(19)に分配される
。反応器の前方(9)に供給するハイパー圧縮器部分は、エチレン供給物をライン(18
)から、ライン(19)及びライン(5)を通じて受容する。支流(8)を供給するハイ
パー圧縮器部分は、ライン(4)を通じてエチレン供給物を受容する。ライン(4)は、
エチレン供給物をライン(3)から、及び追加のエチレンをライン(18)から受容する
。ハイパーは、エチレン供給流を、高圧管状反応器(反応器)に供給するのに十分なレベ
ルにまで加圧する。

0288

流れ(6)及び/または流れ(7)は、ポリエン供給を描写する。反応器システムにつ
いての情報は、以下に見出すことができる。反応器内で、各反応部の注入口で注入及び/
または活性化されるフリーラジカル開始系の助けを借りて、重合を開始する。各反応部内
の最高温度を、各反応部の開始時に、濃度及び/または開始系の供給量を調整することに
よって、設定点で制御する。反応の終了及び複数の冷却ステップを適用させた後、反応混
合物を(10)で減圧及び/または冷却し、高圧分離器(HPS)内で分離する。HPS
は、反応混合物を、少量のワックス及び/または同伴ポリマーを含有するエチレンを豊富
に含む流れ(15)と、さらなる分離のためにLPSに送られるポリマーを豊富に含む流
れ(11)とに分離する。エチレン流(15)を冷却し、流れ(17)中で洗浄する。流
れ(16)は、不純物及び/または不活性成分を除去するためのパージ流である。

0289

LPS中で分離したポリマーを、さらに(12)で処理する。LPS中で除去したエチ
レン(13)を、ブースタに供給し、ここでは、圧縮中に、溶媒、潤滑油、及びその他の
もの等の凝縮物質を、流れ(14)を通じて回収し、除去する。ブースタの出口を、補給
エチレン流(1)と合わせ、一次圧縮器によってさらに圧縮する。

0290

本発明の実施例3’に使用される流れ図の説明
図11は、本発明の実施例3’を生成するのに使用される管状反応器での高圧重合プロ
セスのフロースキームを示す。新しいエチレン補給である流れ(1)は、一次圧縮器シス
テムによって、ブースタの出口と一緒に圧縮され、流れ(2)を生じさせる。流れ(2)
は、高圧再循環流れ(19)と合わされ、ライン(5)を通じて反応器の前方(9)に供
給するハイパー圧縮器部分に供給される。支流(8)を供給するハイパー圧縮器部分は、
ライン(4)を通じてエチレン供給物を受容する。ライン(4)は、ライン(18)から
エチレン供給物を受容する。CTAは、ライン(23)を通じて供給される。ライン(2
2)は、CTA構成成分を供給するための任意選択のラインであるが、実施例3’では使
用しなかった。ハイパーは、エチレン供給流を、高圧管状反応器(反応器)に供給するの
に十分なレベルにまで加圧する。

0291

流れ(6)及び/または流れ(7)は、ポリエン供給を描写する。反応器システムにつ
いての情報は、以下に見出すことができる。反応器内で、各反応部の注入口で注入及び/
または活性化されるフリーラジカル開始系の助けを借りて、重合を開始する。各反応部内
の最高温度を、各反応部の開始時に、濃度及び/または開始系の供給量を調整することに
よって、設定点で制御する。図10に関して上述の通り、反応の終了及び複数の冷却ステ
ップを適用させた後、反応混合物を(10)で減圧及び/または冷却し、分離する。

0292

追加の重合−実施例A’(比較LDPE)
重合を管状反応器内の、3つの反応部で実施する。各反応部において、加圧水を、反応
器のジャケットを通じて循環させることにより反応媒体を冷却及び/または加熱するため
に、加圧水を使用する。注入口圧は、2220バールであり、管状反応器システム全体に
おける圧力減少は、約300バールであった。各反応部は、1つの注入口及び1つの出口
を有した。各注入口流れは、前の反応部の出口流及び/または添加したエチレンを豊富に
含む供給流からなった。反応器出口中の未転化エチレン及び他のガスの構成成分を、図1
0に示す流量スキームに従って、高圧再循環及び低圧再循環を通じて再循環させ、ブース
タ、一次圧縮器及びハイパー(二次)圧縮器システムを通じて圧縮し、分配した。有機
ルオキシド(表7を参照のこと)を、各反応部内へと供給した。イソ−ブタンを、連鎖移
動剤(CTA)として使用し、それは、低圧及び高圧再循環流量(13番及び15番)、
ならびに新しく注入するCTA補給流22番から出ている各反応部注入口に存在した。補
給エチレンは、流れ1番を通じて供給される。

0293

反応部1において、第1のピーク温度(最高温度)に達した後、反応媒体を、加圧水を
用いて冷却した。反応部1の出口で、反応媒体を新しく冷たいエチレンを豊富に含む供給
流(20番)を注入することにより、さらに冷却し、有機ペルオキシド系を供給すること
により、反応を再開始させた。このプロセスを、第3の反応部でのさらなる重合を可能に
するために、第2の反応部の最後に反復した。ポリマーを、約230〜250℃の溶融
度で一軸押出機を用いて押出し、ペレット化した(1グラム当たり約30個のペレット)
。エチレンを豊富に含む供給流対3つの反応部の重量比は、1.00:0.80:0.2
0だった。内部処理速度は、第1の反応部、第2の反応部、及び第3の反応部それぞれに
ついて、約12.5、9、及び11m/秒であった。さらなる情報は、表8及び表9に見
出すことができる。

0294

実施例1’(本発明のエチレン系ポリマー)
重合を、比較A’に関して上述の通り、管状反応器内の3つの反応部で実施する。全て
のプロセス条件は、レオロジー改質剤(PPG−AEMA=ポリプロピレングリコールア
リルエーテルメタクリレート)を、流れ7番及び6番を介して添加したことを除いて、比
較実施例A’のものと同じである。量は、表9に見出すことができる。追加の情報は、表
7〜9に見出すことができる。

0295

PPG−AEMAは、r1b/r1a=5の反応性比を有する非対称アクリレートとし
て表3に記載されるポリエンと似ている。このポリエンについての模擬実験の結果は、表
5に見出すことができる。PPG−AEMAに関する構造及び追加の特性は、以下に見出
すことができる。

0296

0297

約280g/モルのMn;約1〜約10のn;各nについて、Ra=H及びRb=CH
3、ならびにRa=CH3及びRb=Hの異性体のオリゴマーの混合物)。

0298

非対称ジエンポリ(プロピレングリコール)アリルエーテルメタクリレート(PPG−
AEMA)の合成。本明細書の全てのメタクリレートモノマーを、米国特許第4,916
,255号の実施例1の方法に従って調製した。この事例において、The Dow C
hemical Companyから市販されているポリグリコールであるXUS−13
402.00を、ポリ(プロピレングリコール)アリルエーテルメタクリレートを作製す
るのに使用した。

0299

実施例2’(本発明のエチレン系ポリマー)
重合を、本発明の実施例1’に関して上述の通り、管状反応器内の3つの反応部で実施
する。全てのプロセス条件は、プロピレンをCTAとして使用し、CTAを流れ22番(
図10を参照のこと)を介して添加し、反応部1の注入口圧力を下げたことを除いて、実
施例1’のものと同じである。追加の情報は、表7〜9に見出すことができる。

0300

実施例3’(本発明のエチレン系ポリマー)
重合を管状反応器内の、3つの反応部で実施する。図11を参照のこと。反応器出口内
の転化していないエチレン、及び他のガス状構成成分を、高圧再循環及び低圧再循環を通
じて再循環し、図11に示される通りフロースキームに従って、ブースタ、一次圧縮器及
びハイパー(二次)圧縮器システムを通じて、圧縮及び分配した。この構成は、前方エチ
レン系供給物中のCTAの濃度対逐次エチレン系供給流中のCTAの濃度の最も低い比率
をもたらす。実施例A’、1’、2’、及び4’の間中、前方エチレン系供給物中のCT
Aの濃度対逐次エチレン系供給流中のCTAの濃度の比率は、より高く、1超だった。

0301

各反応部内で、比較実施例A’に記載される通り、重合を有機ペルオキシドで開始した
。反応部1において第1のピーク温度を達成した後、反応媒体を、加圧水で冷却した。第
1の反応部の出口で、新しく冷たいエチレンを豊富に含む供給流(20番)を注入するこ
とにより、反応媒体をさらに冷却し、無機ペルオキシド系を反応部内に供給することによ
り、反応を再度開始した。このプロセスを、第3の反応部でのさらなる重合を可能にする
ために、第2の反応部の最後に反復した。

0302

エチレンを豊富に含む供給流対3つの反応部の重量比は、1.00:0.60:0.4
0だった。連鎖移動剤に関して、プロピオンアルデヒド(PA)を使用し、それは、低圧
及び高圧再循環流量(13番及び15番)、ならびに新しく注入するCTA補給流23番
から出ている各反応器の注入口に存在した。補給エチレンは、流れ1番を通じて供給され
る。実施例1’と同様に、レオロジー改質剤(PPG−AEMA)を流れ7番及び6番を
介して添加した。追加の情報は、表7〜9に見出すことができる。

0303

実施例4’(本発明のエチレン系ポリマー)
重合を、本発明の実施例1’に関して上述の通り、管状反応器内の3つの反応部で実施
する。全てのプロセス条件は、レオロジー改質剤の量及び供給位置を除いて、実施例1’
のものと同じである。追加の情報は、表7〜9に見出すことができる。

0304

0305

0306

0307

0308

模擬実験の結果を、表10及び12に示す。ポリマー特性を、表11に示す。

0309

0310

0311

0312

重合A’、及び1’〜4’についての結果の要約
表11に示される通り、本発明のエチレン系ポリマーは、比較ポリマーと比較して、著
しく高いG’値を有し、これらの高いG’値は、本発明のポリマーのより高い溶融強度を
示す。表9もまた参照のこと。より高い溶融強度は、改善した押出コーティングの特性、
例えばネックイン(ダイの幅と比較して腹板収縮、例えば米国特許第2012/025
2990号(11頁)を参照のこと)の低減、及び押出コーティングプロセス中の腹板の
より高い安定性をもたらす。CTA(実施例1’、3’、及び4’)としてイソブタンま
たはプロピオンアルデヒドを用いた本発明の実施例は、より高い、すなわち0.920g
/cc超、より具体的には0.922g/cc超の生成物密度をもたらした。CTAとし
てのプロピレンの使用は、0.920g/cc以下の生成物密度をもたらした。

0313

実際の重合結果の考察
比較実施例A’と、本発明の実施例1’〜4’との比較は、PPG−AEMA(レオロ
ジー改質剤、非対称ジエン)が、主に分子間分岐を形成することによって、G’及び溶融
強度を高めるのに効果的であることを示す。CTAとしてイソ−ブタンを用いた結果は、
高G’値と低ゲルレベルとの間の良好な均衡を達成するための、レオロジー改質剤の反応
部にわたる分布の重要性を示す。「GI−200ゲルカウント」は、流延膜上で測定され
、最終押出コーティング用途におけるゲルレベルの指標を提供するが、押出コーティング
プロセスでの大幅に高い温度及び剪断条件に起因して、コーティング中のゲルレベルが、
大幅に低減され、したがって、本明細書に記載される変性エチレン系ポリマーから形成さ
れるコーティングは、より小さい密度を有する従来の非変性エチレン系ポリマー(例えば
、オートクレーブプロセスで作製されたLDPE)から作製されたコーティングと、外観
において類似するであろう。

0314

反応器の注入口で、及び/または第1の反応部内で減少したCTA活量を有するCTA
としてのイソ−ブタン対CTAとしてプロピレンを用いることの結果は、後続の反応部に
おけるCTA活量よりも、反応器の注入口及び/または第1の反応部内におけるCTA活
量を低減することの重要性を示す。イソ−ブタンのプロピレンへの置換は、レオロジー改
質剤のより高い消費率によって示される通り、レオロジー改質剤のより低い密度、より高
い抽出分量レベル、及びより低い効果的な使用をもたらした。

0315

驚くべきことに、PA(プロピオンアルデヒド)を、CTAとして用い、その濃度及び
活量を後続の反応部に分配することは、レオロジー改質剤の効果的な使用(高G’レベル
、低ゲルレベル、及び/または、一般に、改質剤の低消費)、ならびに高いG’値をもた
らした。ゲルレベルは、後続の反応部に適用したプロピオンアルデヒドの分布に起因して
、反応器前方のより高い最初の分子量にもかかわらず、視覚的により低かった。

0316

表4、5、及び6の実際の重合と模擬重合との比較の結果。
表4、5、及び6に記載される通り、模擬重合は、反応部にわたるエチレン供給物(重
量%)の分布、具体的には、100/0/0/0、65/35/0/0、35/65/0
/0、及び25/25/50/0/0と、変化させた。実際の重合を、50/40/10
及び50/30/20のエチレン供給物(重量%)の分布で、3つの区域反応器内で実施
した。エチレン供給物の分布は、実際の重合と模擬重合との間で異なるが、それぞれの結
果を、依然として比較して、実際の重合から形成されるエチレン系ポリマーの改質剤(a
sym−アクリレートまたはPPG−AEMA)の分布の影響を推定することができる。
模擬実験の結果は、全てのレオロジー改質剤を前方に供給することは、ポリマー生成物の
G’を増加させるのに適しているが、局所的な分子間及び分子内H分岐形成を通じての、
ゲル形成の危険性を増加させる。さらに、模擬の結果に示される通り、レオロジー改質剤
後方の反応部に供給することが、この改質剤のより良好な分布をもたらしたが、ポリマ
ーのより低いG’をもたらすはずであることが見出された。レオロジー改質剤を前方及び
逐次反応部にわたって分配することは、好適である(IP6を参照のこと)。実際の重合
のPPG−AEMAのポリマー内への組み込みを、模擬実験を通じて推定した。これらの
模擬実験を、実際の反応器及び供給条件を用いたことを除いて、CP1〜CP3及びIP
1〜IP8で用いた同様の手順で実施した。模擬実験からのこれらの研究結果は、高いG
’値及び十分に低いゲルレベルに関して、本発明の実施例1’及び3’の最良の結果を示
す表10、11、及び12に示される実験に基づく重合及び模擬重合と一致している。高
いG’値及び低いゲルレベルは、最終ポリマー中のレオロジー改質剤のより良好な分布を
示す。ポリマー中の模擬分岐レベルに関する情報は、表10に見出すことができる。この
表は、さらに、ポリマー内へのPPG−AEMAの組み込みレベル、ならびにポリマー中
でのH分岐レベル(分子間及び分子内H分岐)までの反応器に供給されるPPG−AEM
Aの転化レベルに関する情報を含む。

0317

全ての実際の本発明の重合について要約すれば、PPG−AEMA(レオロジー改質剤
)が、効果的なレオロジー改質剤であることが見出された。その有効性は、CTAの種類
及び/または分布に影響を受け、レオロジー改質剤の分布は、高G’値と低ゲルレベルと
の間の最適な均衡を達成するために、慎重に設計される必要がある。実施例はまた、PP
G−AEMA(レオロジー改質剤)が、高い生成物密度、具体的には0.920g/cc
超、より具体的には0.922g/cc超で、高い溶融強度及びG’値を有する生成物を
生成するのに効果的なレオロジー改質剤であることも示す。CTAとしてのプロピレンの
使用は、0.921g/cc以下の生成物密度をもたらす。さらに、模擬実験の結果が、
実際の重合の研究結果との一致において良好であることが見出された。表10及び表12
を参照のこと。

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