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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-05
(54)【発明の名称】ポリマー再生材の加工および生成物
(51)【国際特許分類】
B29B 17/00 20060101AFI20240628BHJP
C08L 23/00 20060101ALI20240628BHJP
【ＦＩ】
B29B17/00 ZAB
C08L23/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023577835
(86)(22)【出願日】2022-06-21
(85)【翻訳文提出日】2023-12-26
(86)【国際出願番号】 US2022034345
(87)【国際公開番号】W WO2022271700
(87)【国際公開日】2022-12-29
(31)【優先権主張番号】63/238,655
(32)【優先日】2021-08-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/213,429
(32)【優先日】2021-06-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】510320575
【氏名又は名称】イクイスター・ケミカルズ・エルピー
(74)【代理人】
【識別番号】100100354
【弁理士】
【氏名又は名称】江藤 聡明
(74)【代理人】
【識別番号】100167106
【弁理士】
【氏名又は名称】倉脇 明子
(74)【代理人】
【識別番号】100194135
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 修
(74)【代理人】
【識別番号】100206069
【弁理士】
【氏名又は名称】稲垣 謙司
(74)【代理人】
【識別番号】100185915
【弁理士】
【氏名又は名称】長山 弘典
(72)【発明者】
【氏名】マヴリディス，ハリラオス
(72)【発明者】
【氏名】ハンドレイ，ミック，シー．
(72)【発明者】
【氏名】メハタ，サミール ディー．
(72)【発明者】
【氏名】コンサルヴィ，マルコ
(72)【発明者】
【氏名】メイエル，ゲルハルドゥス
(72)【発明者】
【氏名】コーコラン，リンゼイ，イー．
【テーマコード（参考）】
4F401
4J002
【Ｆターム（参考）】
4F401AA08
4F401AA09
4F401AA10
4F401AB10
4F401BA13
4F401CA58
4F401CA79
4F401CA87
4F401CB01
4F401CB18
4F401DA01
4F401FA01Z
4F401FA03Z
4F401FA04Z
4F401FA05Z
4F401FA07Z
4F401FA10Z
4F401FA20Z
4J002BB03X
4J002BB12X
4J002BB20W
4J002BB20X
(57)【要約】
【解決手段】 ポリエチレンおよびポリプロピレンを含むがこれに限定されないポリオレフィン再生材の加工方法およびその組成物を提供する。ポリオレフィン再生材原料をビスブロークして、加工特性を改善したり、脱揮して廃棄副生成物を除去して加工済みポリオレフィン再生材を製造したりすることができる。加工済みポリオレフィン再生材は、プレコンシューマポリオレフィンと配合されて、許容可能な、または改善された加工特性を有するブレンド組成物を生成する。このようなプレコンシューマポリオレフィンはまた、そのようなポリマーブレンドの加工特性をさらに調整するためにビスブロークすることもできる。押出機および／または押出機ゾーンの組み合わせは、ポリオレフィン再生材および／またはプレコンシューマポリオレフィンの両方のビスブレーキングおよび／または配合のために、同じまたは異なる場所で使用することができる。
【選択図】なし
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリオレフィン再生材の加工方法であって、ａ． ポリオレフィン原料を提供するステップであって、前記ポリオレフィン原料は、
ｉ） ０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲の第１密度、
ｉｉ） ５．０ｇ／１０分以下の第１メルトインデックス（Ｉ２）、
ｉｉｉ） ４．０より大きい第１分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）、
ｉｖ） ８５,０００ダルトン以上の第１重量平均分子量（「Ｍｗ１」）、および
ｖ） ０．５以上の第１溶融弾性（「ＥＲ」）を有する、ステップと、
ｂ． 前記ポリオレフィン再生材を第１押出機に添加して第１ポリオレフィン再生材溶融物を製造するステップと、
ｃ． 前記第１ポリオレフィン再生材溶融物にビスブレーキング条件を適用して、第２ポリオレフィン溶融物を製造するステップであって、前記第２ポリオレフィン溶融物は、
ｉ） 前記第１密度に対する比が１．０以上である第２密度、
ｉｉ） 前記第１メルトインデックスに対する比が５．０以上である第２メルトインデックス（Ｉ２）、
ｉｉｉ） 前記第１分子量分布に対する比が０．９９以下である第２分子量分布、
ｉｖ） Ｍｗ２／Ｍｗ１が０．９９以下である第２重量平均分子量（「Ｍｗ２」）、および
ｖ） 前記第１溶融弾性に対する比が０．９０以下である第２溶融弾性を有する、ステップと、を含む、方法。
【請求項2】
前記ポリオレフィン原料は、ポストコンシューマリサイクル廃棄物、ポストインダストリアルリサイクル廃棄物、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ビスブレーキング条件は熱ビスブレーキングを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記熱ビスブレーキングは３００℃以上の温度で行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記第１ポリオレフィン溶融物に脱揮条件を適用して第２ポリオレフィン再生材溶融物を製造するステップをさらに含み、前記ポリオレフィン再生材原料は、第１揮発性有機化合物含有量を有し、
前記第１ポリオレフィン再生材溶融物は、第２揮発性有機化合物含有量を有し、
前記第１揮発性有機化合物の含有量に対する前記第２揮発性有機化合物の含有量の比が０．９以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記脱揮条件は、掃気ガスの注入および抽出を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
ｉ） 前記ポリオレフィン再生材原料は、第１高負荷メルトインデックス（ｉ２１）を有し、前記第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２高負荷メルトインデックスを有し、前記第１高負荷メルトインデックスに対する前記第２高負荷メルトインデックスの比が２．０以上であること、ｉｉ） 前記ポリオレフィン再生材原料は、第１メルトインデックス比（Ｉ２１／Ｉ２）を有し、前記第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２メルトインデックス比を有し、前記第１メルトインデックス比に対する前記第２メルトインデックス比の比が０．３０～０．６０の範囲内であること、
（ｉｉｉ） 前記ポリオレフィン再生材原料は、第１長鎖分岐パラメータ（ｇ'）を有し、前記第２ポリオレフィン再生材溶融物は第２ｇ'を有し、第１ｇ'に対する第２ｇ'の比が１．０未満であり、および／または前記第１ｇ'が０．７０～０．９９の範囲内であること、
ｉｖ） 前記ポリオレフィン再生材原料は、０．６０以上の第１長鎖分岐インデックス（「ＬＣＢＩ」）を有し、前記第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２ ＬＣＢＩを有し、前記第１ ＬＣＢＩに対する前記第２ ＬＣＢＩの比が０．４０以下であること、
ｖ） 前記ポリオレフィン再生材原料は、第１総多分散性測定値（「ＰＤＲ」）を有し、前記第２ポリオレフィン再生材溶融物は第２ ＰＤＲを有し、前記第１ ＰＤＲに対する前記第２ ＰＤＲの比が０．５０以下であること、
ｖｉ） 前記ポリオレフィン再生材原料は、第１複合粘度比を有し、前記第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２複合粘度比を有し、前記第１複合粘度比に対する前記第２複合粘度比の比が０．５０以下、および／または１０以下であること、
ｖｉｉ） 前記ポリオレフィン再生材原料は、第１固有粘度を有し、前記第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２固有粘度を有し、前記第１固有粘度に対する前記第２固有粘度の比が０．９０以下であること、のうちの１つまたは複数を特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記第２ポリオレフィン再生材溶融物を前記第１押出機から取り出し、前記第２ポリオレフィン再生材溶融物をさらに加工または造粒して、ポリオレフィン再生材生成物を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記ポリオレフィン再生材生成物と前記第１ポリオレフィンブレンド成分とを第２押出機に添加するステップと、前記第２押出機内で配合条件を達成し、前記加工済みポリオレフィン再生材生成物と前記第１ポリオレフィンブレンド成分との溶融ブレンド混合物を含むポリオレフィン生成物を形成するステップと、をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記第１ポリオレフィンブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはこれらの組み合わせを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
ａ． 前記バージンポリオレフィンは、バージンＬＤＰＥ、バージンＬＬＤＰＥ、バージンＨＤＰＥ、バージンＭＤＰＥ、バージンポリプロピレン、またはこれらの組合せを含み、ｂ． 前記ポリオレフィン再生材原料は、ＬＤＰＥ再生材原料、ＬＬＤＰＥ再生材原料、ＨＤＰＥ再生材原料、ＭＤＰＥ再生材原料、ポリプロピレン再生材原料またはこれらの組み合わせを含み、
ｃ． 前記加工済みポリオレフィン再生材は、第２加工済みＬＤＰＥ再生材、第２加工済みＬＬＤＰＥ再生材、第２加工済みＨＤＰＥ再生材、第２加工済みＭＤＰＥ再生材、第２加工済みポリプロピレン再生材、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１０に記載の組成物。
【請求項12】
前記第１ポリオレフィンブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記ポリオレフィン再生材生成物は、前記ポリオレフィン再生材と前記第１ポリオレフィンブレンド成分との合計重量に対して５重量％～９０重量％の範囲の量で添加される、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
前記配合条件は３００℃以下の温度を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項15】
前記第２ポリオレフィンブレンド成分を第３押出機に添加するステップと、前記第３押出機内で溶融条件を達成して、前記第２ポリオレフィンブレンド成分溶融物を製造するステップと、
前記第２ポリオレフィンブレンド成分溶融物を前記第１ポリオレフィンブレンド成分として取り出すステップと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項16】
前記第２ブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
ポリマーブレンドを含む組成物であって、前記ポリマーブレンドは、ａ．第１ポリマーおよびｂ．第２ポリマーを含み、
前記第１ポリマーは、
ｉ）第１加工済みポリオレフィンの再生材であり、
ｉｉ）５重量％～９０重量％の範囲の量で存在し、
また、
前記第２ポリマーは、
ｉ）バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材またはそれらの組み合わせであり、
ｉｉ）１０重量％～９５重量％の範囲の量で存在し、
全ての重量パーセントは、前記第１および第２ポリマーの合計重量に基づく、組成物。
【請求項18】
ａ． 前記バージンポリオレフィンは、バージンＬＤＰＥ、バージンＬＬＤＰＥ、バージンＨＤＰＥ、バージンＭＤＰＥ、バージンポリプロピレン、またはこれらの組み合わせを含み、ｂ． 前記ポリオレフィン再生材原料は、ＬＤＰＥ再生材原料、ＬＬＤＰＥ再生材原料、ＨＤＰＥ再生材原料、ＭＤＰＥ再生材原料、ポリプロピレン再生材原料またはこれらの組み合わせを含み、
ｃ． 前記加工済みポリオレフィン再生材は、加工済みＬＤＰＥ再生材、加工済みＬＬＤＰＥ再生材、加工済みＨＤＰＥ再生材、加工済みＭＤＰＥ再生材、加工済みポリプロピレン再生材またはこれらの組み合わせを含む、請求項１７に記載の組成物。
【請求項19】
前記加工済みとは、熱ビスブレーキングを受け、場合によっては脱揮を受けることを意味する、請求項１７に記載の組成物。
【請求項20】
第１ Ｉ２を有するビスブロークンポリオレフィンと、第２ Ｉ２を有するバージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせと、を含む、ブレンドであって、
【数1】
ここで、
（Ｉ２）ブレンドは、最終ブレンドの目標メルトインデックスである。
ｎは混合物中の成分の数である。
ｉは、ｎ成分ブレンドのｉ番目の成分である、ブレンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、特許協力条約に基づいてなされており、２０２１年６月２２日に提出された、発明の名称が「ポリマー再生材の加工および生成物」の米国仮出願第６３／２１３,４２９号、および２０２１年８月３０日に提出された、発明の名称が「ポリマー再生材の加工および生成物」の米国仮出願第６３／２３８,６５５号の優先権を主張しており、当該出願の内容は全体として引用によりここに組み込まれている。
本願は、特許協力条約に基づいてなされており、２０２１年６月２２日に提出された、発明の名称が「ポリマー再生材の加工および生成物」の米国仮出願第６３／２１３,４２９号、および２０２１年８月３０日に提出された、発明の名称が「ポリマー再生材の加工および生成物」の米国仮出願第６３／２３８,６５５号の優先権を主張しており、当該出願の内容は全体として引用によりここに組み込まれている。
【0002】
本開示は、単独で、または他のポリオレフィンと組み合わせて、ポリオレフィン再生材の加工特性を改善するための押出プロセスの使用に関する。本発明はまた、このような方法により製造された組成物に関する。
【背景技術】
【0003】
ポリエチレンやポリプロピレンを含むポリオレフィンは、食品やその他の商品、電子機器、自動車部品、およびさまざまな生成物の包装を含む多くの用途に使用できる。廃プラスチック材料は、軟包装（キャストフィルム、インフレーションフィルム、ＢＯＰＰフィルム）、硬質包装、ブロー成形ボトル、射出成形容器で構成される都市プラスチック廃棄物の分別回収など、さまざまな供給源から入手できる。一般に、２つの主要なポリオレフィン画分は、ＰＶＣ、ＰＥＴまたはＰＳなどの他のポリマーから分離する工程によって得られる、すなわち、ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥを含む）およびポリプロピレン（ホモポリマー、ランダムコポリマー、多相コポリマーを含む）である。
【0004】
回収されたポリオレフィンまたはポリオレフィン画分の多成分特性は、バージンポリオレフィンの一部が回収されたポリマーで置換された状態で、調製された物品またはポリオレフィン製剤の機械的および光学的特性が低いとなる可能性がある。予測できない機械的特性および／または光学的特性は、メルトインデックス、高負荷メルトインデックス、溶融弾性、複素粘度、またはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、再生ポリオレフィンの１つまたは複数の特性の変動から生じる可能性がある。さらに、再生ポリオレフィンまたはポリオレフィン画分には、不純物または他の成分による汚染が含まれる可能性がある。さらに、再生ポリオレフィンまたはポリオレフィン画分の分子量、分子量分布および／またはコモノマー含量により、再生ポリオレフィンを組み込むことができるバージンポリオレフィンの範囲が制限される可能性がある。再生ポリオレフィンを使用する際のもう１つの制限は、使用中にこれらのポリマーに吸収される可能性のある揮発性有機化合物に由来する不快な臭気の存在である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ポリエチレン廃棄物は、主としてＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥまたはポリプロピレンのうちの１つまたは複数の部分に分割されることが望ましい。有用な性能の組み合わせを有する再生ポリオレフィンを含むポリオレフィン組成物の製造方法を提供する。この開示された方法は、非常に柔軟性があり、多種多様な生成物を製造するために、一般的な装置および慣れ親しんだ技術で実施することができる。
【0006】
一般的に、本開示は、ポリオレフィン再生材、特に１つまたは複数の高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）再生材、１つまたは複数の中密度ポリエチレン（「ＭＤＰＥ」）再生材、１つまたは複数の低密度ポリエチレン（「ＬＤＰＥ」）再生材、１つまたは複数の低密度ポリエチレン（「ＬＤＰＥ」）再生材、１つまたは複数のポリプロピレン（「ＰＰ」）再生材、またはこれらの組み合わせを加工する方法に関する。この加工は、ポリオレフィン再生材を重量平均分子量が低減されたビスブロークンポリオレフィン再生材にするために、押出機内でビスブレーキング条件を実施することを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材を脱揮条件に供して、ポリオレフィン再生材を、重量平均分子量が減少し、揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）含有量が減少したビスブロークンポリオレフィン再生材に変換する。
【0007】
ビスブレーキング条件は、熱ビスブレーキングおよび／または過酸化ビスブレーキングを含む。熱ビスブレーキングは、ポリマー鎖の分岐または架橋を超えるポリマー鎖の破断をもたらすのに十分な温度、圧力および機械的せん断を含む。過酸化物を押出機内のポリマー溶融物に添加した後、過酸化物を熱分解してラジカルを生成し、このラジカルがポリマー鎖と反応して鎖が破断すると、過酸化物のビスブレーキングが発生することがある。いくつかの実施形態では、ビスブレーキング条件は、ポリオレフィンの融点よりも少なくとも１８０℃高い温度で、無酸素または実質的に無酸素で熱ビスブレーキングを行うことを含む。
【0008】
脱揮条件には、高温でのＶＯＣの除去を可能にする集中混合装置および脱揮セクションを有する押出機の一部によるポリオレフィン中のＶＯＣの低減が含まれ得る。脱揮条件は、押出機へのガスの注入、ポリマー溶融物中にガスを分配してＶＯＣ成分を除去すること、および排気および／または真空によるガスおよび除去されたＶＯＣ成分の抽出によってさらに高めることができる。
【0009】
いくつかの実施形態では、加工済みポリオレフィン再生材は、押出機から排出される間に生成物として造粒されてもよい。他の実施形態では、加工済みポリオレフィン再生材は、第２押出機に供給されて、バージンポリオレフィンと配合またはブレンドされてもよい。他の実施形態では、さらに他の実施形態では、バージンポリオレフィンは、重合装置からのポリオレフィン粉末生成物、ペレット化ポリオレフィン、または第３の押出機の生成物であるポリオレフィン溶融物であってもよい。この段落の実施形態のいずれにおいても、バージンポリオレフィンは、第２反応器に添加する前にビスブレーキングプロセスに供されていてもよい。
【0010】
いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンが第３の押出機に供給され、第３の押出機からのポリマー溶融物が、加工済みポリオレフィン再生材溶融物とともに第２の押出機に同時供給される。
【0011】
いくつかの実施形態では、５重量％～９０重量％のポリオレフィン再生材と１０重量％～９５重量％のバージンポリオレフィンとのポリマーブレンドであるか、またはそれを含む組成物が提供される。重量パーセントは、ポリマーブレンドの合計重量に基づいており、ポリオレフィン再生材原料およびバージンポリオレフィンの一方または両方がビスブロークされている。ビスブレーキングは、熱ビスブレーキングおよび／または過酸化ビスブレーキングであってもよい。
【0012】
前述は、本発明の次の詳細な説明をよりよく理解するために、本発明の特徴および技術的利点をかなり広範に概説してきた。以下、本発明の請求項の主題を構成する本発明の追加の特徴および利点について説明する。開示された概念および特定の実施形態は、本発明の同じ目的を実行するための他の膜構造および／またはプロセスを修正または設計するための基礎として容易に利用できることが当業者には理解されるべきである。当業者はまた、このような均等な構造が、特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱しないことを認識する。本発明の新規な特徴は、その構造および製造方法、並びに他の目的および利点を含むことが、以下の説明からよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
特許請求の範囲に記載された主題は、添付図面と併せて以下の説明を参照することによって理解され得る。図面において、同様の参照番号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下の請求項に係る主題の例示的な実施形態が、これから開示される。明確にするために、実際に実装されているいくつかの特徴は、本明細書に記載されていないことがある。そのような実際の実施形態の開発においては、実装によって異なるシステム関連およびビジネス関連の制約に準拠するなど、開発者の特定の目標を達成するために、実装に固有の多くの決定がなされなければならないことが理解されるべきである。さらに、そのような開発作業は、たとえ複雑で時間がかかるものであっても、本開示から利益を得る当業者にとっては通常の作業であることを理解されたい。
【0015】
ここで使用される語句は、当業者がこれらの語句について理解したのと一致する意味を有するものとして理解され、解釈されるべきである。用語または語句の特別な定義、すなわち、当業者が理解する一般的および慣習的な意味とは異なる定義は、用語または語句を本明細書で一貫して使用することによって暗示されることを意図していない。ある程度、用語または語句は、特別な意味、すなわち、当業者が理解する最も広い意味以外の意味を有することが意図されており、このような特別なまたは明確な定義は、用語または語句の特別なまたは明確な定義を提供するための明細書の定義方法において明確に記述される。また、明細書および特許請求の範囲で使用されているように、単数形「１つ（ａ）」、「一（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は、別段の規定がない限り、複数の引用を含むことに留意すべきである。
【0016】
例えば、以下の説明は、本開示で使用されるいくつかの特定の用語の定義の非網羅的なリストを含む（他の用語は、本明細書の別の場所で定義され、または明確にすることができる）。これらの定義は、本明細書で使用される用語の意味を明確にすることを目的としている。これらの用語は、一般的な意味と一貫した方法で使用されていると考えられるが、明確にするために、ここでは定義を依然として指定している。
定義
定義
【0017】
ここで使われている「酸化防止剤」とは酸化を抑える化合物のことで、酸化とはラジカルや連鎖反応を起こす化学反応のことである。
【0018】
本明細書で使用される「配合条件」とは、２つ以上のポリマーおよび場合により添加剤を緊密に混合して実質的に均質なポリマー生成物を生成するために押出機内で実施される温度、圧力、および剪断力の条件を意味する。
【0019】
本明細書で使用される「脱揮条件」とは、押出機内のポリマー溶融物を、掃気ガスの注入および排出、熱の添加、物理的混合、通気もしくは真空の適用による減圧、またはそれらの組み合わせに供することを意味する。押出機内で実施される脱揮条件は、押出機に供給されるポリマーのＶＯＣを所定の割合で、および／または押出機を出るポリマーの所定のＶＯＣ目標まで低下させるのに十分である。脱揮条件は、高温でのＶＯＣの除去を可能にする集中混合装置および脱揮セクションを有する押出機の一部によってポリオレフィン中のＶＯＣを低減することを目的としている。押出機にガスを注入し、ポリマー溶融物中にガスを分配してＶＯＣ成分を除去し、ガスと除去されたＶＯＣ成分を排気または真空により取り出すことにより、脱揮条件をさらに向上させることができる。
【0020】
本明細書で使用される「脱揮ポリオレフィン再生物」は、ポリオレフィン再生原料を本明細書に記載の脱揮条件に供することによって得られる生成物を意味する。
【0021】
「第１押出機」、「第２押出機」、および「第３押出機」の文脈内において、本明細書で使用される「押出機」は、いくつかの実施形態では、別個の押出装置を意味し、他の実施形態では、単一の押出装置内の別個のセクションを意味する。いくつかの実施形態では、第１押出機と第２押出機とは別個の機械である。いくつかの実施形態では、第１押出機および第２押出機は、単一の機械における独立した部分である。いくつかの実施形態では、第２押出機と第３押出機とは別個の機械である。いくつかの実施形態では、第２押出機および第３押出機は、単一の機械における独立した部分である。いくつかの実施形態では、第１押出機、第２押出機、および第３押出機は、独立した機械である。いくつかの実施形態では、第１押出機、第２押出機、および第３押出機は、単一の機械における独立した部分である。本明細書で使用される「押出機」は、ファレル連続ミキサー（ＦＣＭ（登録商標）ミキサー、Ｆａｒｒｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ａｎｓｏｎｉａ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから入手可能）を含むがこれに限定されない、ビスブレーキング条件、配合条件、溶融条件、または脱揮条件で１つまたは複数のポリオレフィンを連続的に加工することができる任意の装置または装置の組み合わせを含む。
【0022】
本明細書で使用される「ＨＤＰＥ」とは、気相および／またはスラリー相重合により製造されるエチレンホモポリマーおよびエチレンコポリマーであって、密度が０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲にあるエチレンコポリマーをいう。
【0023】
本明細書で使用される「ポリオレフィン再生材原料」とは、収集および選別後であるが、本明細書に開示されるプロセスに供される前のポリオレフィン再生材原料を意味する。
【0024】
本明細書で使用される「ポリオレフィン再生材」とは、ポストコンシューマリサイクル（「ＰＣＲ」）ポリオレフィンおよび／またはポストインダストリアルリサイクル（「ＰＩＲ」）ポリオレフィンをいう。ポリオレフィン再生材は、消費財としてそのライフサイクルを終えた最終生成物からのものであり、それ以外の場合は廃棄物（ポリエチレンボトルなど）として廃棄されるか、産業プロセスで廃棄物として発生するプラスチック廃棄物からのものである。ポストコンシューマポリオレフィンには、軟包装（キャストフィルム、インフレーションフィルム、ＢＯＰＰフィルム）、硬質包装、ブロー成形ボトル、射出成形容器などの商業用および家庭用リサイクルプログラムで収集されたポリオレフィンが含まれる。一般に、ＰＶＣ、ＰＥＴまたはＰＳのような他のポリマーから分離された工程により、ポリエチレン再生材（ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＤＰＥおよびＬＬＤＰＥを含む）およびポリプロピレン再生材（ホモポリマー、ランダムコポリマーおよび多相コポリマーを含む）の２つの主要なポリオレフィン画分が得られる。ポリエチレン再生材をさらに分離してポリオレフィンを主成分とする部分を回収してもよい。様々なポリマーからの汚染に加えて、ポリオレフィン再生材にはＰＭＭＡ、ＰＣ、木材、紙、繊維生成物、セルロース、食品、その他の有機廃棄物などの不純物が多く含まれており、その多くは通常の加工の前後でポリオレフィン再生材に不快な臭いを発生させる原因となる。
【0025】
本明細書で使用される「ＬＤＰＥ」とは、高圧ラジカル重合法により製造され、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にあるエチレンホモポリマーおよびエチレンコポリマーをいう。
【0026】
本明細書で使用される「ＬＬＤＰＥ」とは、気相および／またはスラリー相重合により製造され、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にあるエチレンコポリマーをいう。
【0027】
本明細書で使用される「ＭＤＰＥ」とは、気相および／またはスラリー相重合により製造され、密度が０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にあるエチレンコポリマーをいう。
【0028】
本明細書で使用される「溶融条件」とは、ポリマー粒子または粉末の供給からポリマー溶融物を生成するために必要な温度、圧力およびせん断力の条件を単独または相互に組み合わせたものである。
【0029】
本明細書で使用される「加工済みポリオレフィン再生材」とは、ポリオレフィン再生材原料をビスブレーキング状態にしたもの、またはビスブレーキング状態にした後に揮発状態にしたものをいう。
【0030】
本明細書で使用される「バージンポリオレフィン」はプレコンシューマポリオレフィンである。プレコンシューマポリオレフィンは、重合装置に供給される石油化学原料から直接または間接的に得られるポリオレフィン生成物である。プレコンシューマポリオレフィンは、押出、造粒、ビスブレーキング、および／または生成物が最終用途の消費者に到達する前に完了する他の加工などの重合後工程を経てもよいが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは単一の熱履歴を有する。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは、１つまたは複数の熱履歴を有する。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは添加剤を含まない。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは添加剤を含む。
【0031】
本明細書で使用される「ビスブレーキング条件」とは、熱ビスブレーキングおよび／または過酸化ビスブレーキングを意味する。熱ビスブレーキングは、ポリマー鎖の分岐または架橋を主とするポリマー鎖の破壊をもたらすのに十分な温度、圧力および／または機械的せん断を含む。過酸化ビスブレーキングは、押出機内のポリマー溶融物に過酸化物を添加した後、過酸化物が熱分解してラジカルを生成し、このラジカルがポリマー鎖と反応して鎖が破壊されると起こる。本明細書で使用する場合、ビスブロークンポリマーは、より低い数平均分子量および重量平均分子量、より狭い分子量分布、より高いメルトインデックス、およびより高い高負荷メルトインデックスを有することになる。いくつかの実施形態では、ビスブレーキング条件は、酸素の不在下、または実質的に酸素の不在下で、３００℃以上、または３２０℃から４００℃の範囲の温度での熱ビスブレーキングからなる。
【0032】
本明細書で使用される「ビスブレーキング」とは、Ｍｎ、ＭｗおよびＭＷＤ（Ｍｗ／Ｍｎ）を低下させるようにポリマーを熱加工および／または化学加工し、加工したポリオレフィンのメルトインデックスＩ２（ＡＳＴＭＤ－１２３８、２．１６ｋｇ＠１９０℃）および高負荷メルトインデックスＩ２１（ＡＳＴＭＤ－１２３８、２１．６ｋｇ＠１９０℃）を向上させることをいう。ポリオレフィン材料に高温を適用すること、および／または過酸化物のようなラジカル源を添加することは、ポリマー鎖の分解およびポリマーの平均分子量の低下をもたらす。同時に分子量分布が狭くなる。ポリマーの性質を変えるためにこの方法が意図的に採用される場合、これらの方法は一般に「ビスブレーキング」と呼ばれる。
【0033】
本明細書で使用される「ビスブロークンポリオレフィン再生材」は、ポリオレフィン再生材原料を本明細書に記載のビスブレーキング条件にさらすことによって得られる生成物を意味する。
ポリオレフィン再生材原料の加工
ポリオレフィン再生材原料の加工
【0034】
図１において、フロー図１００は、ビスブレーキングゾーン１１５および任意の脱揮ゾーン１２０を有するビスブレーキング押出機１１０を含む。ポリオレフィン再生材原料１２５を押出機１１０の押出機入口端付近に添加する。ポリオレフィン再生物は、押出機１１０のバレル内の１つまたは複数の回転スクリュドライバを介して押出機１１０を介して吸引される。ビスブレーキング押出機１１０の長さは、１つまたは複数のゾーンに分割されている。各ゾーンは、スクリュドライバの１つまたは複数の指定されたピッチ、ガスを注入するための入口１３０、１３５、ガスを排出するための通気または真空接続部１４０、熱を追加または排出するための手段、過酸化物を注入するための入口１４５、および圧力、温度および／またはせん断力を含むがこれに限定されない予め選択されたプロセス条件を与えるための添加剤を注入するための入口を有してもよい。
【0035】
図１は、ビスブレーキングゾーン１１５と、任意に揮発除去ゾーン１２０の両方を有する実施形態を示している。他の実施形態は、脱揮ゾーンを持たずに、ビスブレーキングゾーン１１５を単独で有してもよい。ビスブレーキング押出機１１０の加工条件は、スクリュドライバの回転速度によってさらに制御することができる。加工済みポリオレフィン再生材１５０は、ビスブレーキング押出機１１０の出口付近で取り出され、さらに加工または造粒される。
－ＨＤＰＥまたはＭＤＰＥ
－ＨＤＰＥまたはＭＤＰＥ
【0036】
ＨＤＰＥおよび／またはＭＤＰＥは、ホモポリマーと、エチレンに由来する単位と、Ｃ３～Ｃ１２α－オレフィンに由来する単位の１種以上とのコポリマーと、エチレンに由来する単位と、α－モノオレフィンに由来する単位の１種以上とのコポリマーとを含む。このようなＣ３～Ｃ１２α－オレフィンは、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデカンおよびそれらの異性体のような置換または非置換のＣ３～Ｃ１２α－オレフィンを含むが、これらに限定されない。コモノマーが存在する場合、コモノマーは２０重量％、１５重量％、１０重量％または５重量％まで存在することができる。
【0037】
このようなエチレンホモポリマーおよび／またはコポリマーは、既知の装置および反応条件を用いて、懸濁、溶液、スラリーまたは気相法で製造することができる。いくつかの実施形態では、大気圧、亜大気圧、または超大気圧において、重合温度の範囲は約０℃から約３００℃である。
【0038】
スラリーまたは溶液重合システムは、約４０℃から約３００℃の範囲の亜大気圧または超大気圧の圧力および温度を利用することができる例示的な液相重合システムは、米国特許第３２４,０９５号に記載されており、その開示内容が引用によって完全にここに組み込まれている。液相重合システムは、一般に、オレフィンモノマーおよび触媒組成物を添加する反応器を含み、この反応器は、ポリオレフィンを溶解または懸濁させるための液体反応媒体を含む。液体反応媒体は、バルク状の液体モノマー、または、採用された重合条件では反応しない不活性な液体炭化水素から構成されていてもよい。このような不活性液状炭化水素は、触媒組成物やこの方法で得られたポリマーの溶媒として使用する必要はないが、重合に使用されるモノマーの溶媒として一般的に使用される。この目的に適した不活性液状炭化水素としては、イソペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。オレフィンモノマーと触媒組成物との間の反応性接触は、一定の撹拌またはかき混ぜによって維持されるべきである。オレフィンポリマー生成物および未反応のオレフィンモノマーを含む反応媒体は、反応器から連続的に取り出される。オレフィンポリマー生成物は分離され、未反応のオレフィンモノマーと液体反応媒体は反応器に再循環される。
【0039】
気相重合システムは、１ｐｓｉｇ（６．９ｋＰａｇ）～１０００ｐｓｉｇ（６．９ＭＰａｇ）、５０ｐｓｉｇ（３４４ｋＰａｇ）～４００ｐｓｉｇ（２．８ＭＰａｇ）または１００ｐｓｉｇ（６８９ｋＰａｇ）～３００ｐｓｉｇ（２．１ＭＰａｇ）の範囲の超大気圧、および３０℃～１３０℃または６５℃～１１０℃の範囲の温度を利用することができる。気相重合システムは、撹拌床システムまたは流動床システムであり得る。いくつかの実施形態では、気相流動層プロセスは、固体粒子層を懸濁状態に維持するのに十分な速度で、反応条件下および触媒組成物の存在下で、１つまたは複数のオレフィンモノマーを含む流れを流動層反応器を連続的に通過させることによって行われる。未反応モノマーを含む流れは、反応器から連続的に取り出され、圧縮され、冷却され、場合により部分的または完全に凝縮されて、反応器に再循環される。生成物は反応器から取り出され、補給モノマーが再生材流に加えられる。重合システムの温度制御の必要性に応じて、触媒組成物および反応物に対して不活性な任意のガスもガス流中に存在することができる。
【0040】
いくつかの実施形態では、ＶＩＢ族金属に基づく触媒が使用される。いくつかの実施形態では、触媒はクロム系触媒である。本発明のＨＤＰＥホモポリマーおよび／またはコポリマーは、いくつかの長鎖分岐を有し、密度が０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲にある。ＭＤＰＥコポリマーは、いくつかの長鎖分岐を有し、密度が０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にある。
【0041】
いくつかの実施形態では、チーグラー・ナッタ（ＺＮ）触媒が使用される。このような触媒は、ＩＶＢ族遷移金属化合物および有機アルミニウム化合物（助触媒）をベースとしている。このような遷移金属には、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆが含まれるが、これらに限定されない。亜鉛触媒系の非限定的な例としては、ＴｉＣｌ４＋Ｅｔ３ＡｌおよびＴｉＣｌ３＋ＡｌＥｔ２Ｃｌが挙げられる。ＨＤＰＥホモポリマーおよび／またはコポリマーは、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有するいくつかの長鎖分岐を有する。
－ＬＬＤＰＥ
－ＬＬＤＰＥ
【0042】
ＬＬＤＰＥは、エチレンホモポリマーと、エチレンに由来する単位と、Ｃ３～Ｃ１２α－オレフィンに由来する単位の１種以上とのコポリマーと、エチレンに由来する単位と、α－モノオレフィンに由来する単位の１種以上とのコポリマーとを含む。このようなＣ３～Ｃ１２α－オレフィンは、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデカンおよびそれらの異性体のような置換または非置換のＣ３～Ｃ１２α－オレフィンを含むが、これらに限定されない。コモノマーが存在する場合、コモノマーは２０重量％、１５重量％、１０重量％または５重量％まで存在することができる。このようなエチレンホモポリマーおよび／またはコポリマーは、既知の装置および反応条件を用いて、懸濁、溶液、スラリーまたは気相法で製造することができる。いくつかの実施形態では、大気圧、亜大気圧、または超大気圧において、重合温度の範囲は約０℃から約３００℃である。
【0043】
スラリーまたは溶液重合システムは、約４０℃から約３００℃の範囲の亜大気圧または超大気圧の圧力および温度を利用することができる例示的な液相重合システムは、米国特許第３２４,０９５号に記載されており、その開示内容が引用によって完全にここに組み込まれている。液相重合システムは、一般に、オレフィンモノマーおよび触媒組成物を添加する反応器を含み、この反応器は、ポリオレフィンを溶解または懸濁させるための液体反応媒体を含む。液体反応媒体は、バルク状の液体モノマー、または、採用された重合条件では反応しない不活性な液体炭化水素から構成されていてもよい。このような不活性液状炭化水素は、触媒組成物やこの方法で得られたポリマーの溶媒として使用する必要はないが、重合に使用されるモノマーの溶媒として一般的に使用される。この目的に適した不活性液状炭化水素としては、イソペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。オレフィンモノマーと触媒組成物との間の反応性接触は、一定の撹拌またはかき混ぜによって維持されるべきである。オレフィンポリマー生成物および未反応のオレフィンモノマーを含む反応媒体は、反応器から連続的に取り出される。オレフィンポリマー生成物は分離され、未反応のオレフィンモノマーと液体反応媒体は反応器に再循環される。
【0044】
気相重合システムは、１ｐｓｉｇ（６．９ｋＰａｇ）～１０００ｐｓｉｇ（６．９ＭＰａｇ）、５０ｐｓｉｇ（３４４ｋＰａｇ）～４００ｐｓｉｇ（２．８ＭＰａｇ）または１００ｐｓｉｇ（６８９ｋＰａｇ）～３００ｐｓｉｇ（２．１ＭＰａｇ）の範囲の超大気圧、および３０℃～１３０℃または６５℃～１１０℃の範囲の温度を利用することができる。気相重合システムは、撹拌床システムまたは流動床システムであってもよい。いくつかの実施形態では、気相流動層プロセスは、固体粒子層を懸濁状態に維持するのに十分な速度で、反応条件下および触媒組成物の存在下で、１つまたは複数のオレフィンモノマーを含む流れを流動層反応器を連続的に通過させることによって行われる。未反応モノマーを含む流れは、反応器から連続的に取り出され、圧縮され、冷却され、場合により部分的または完全に凝縮されて、反応器に再循環される。生成物は反応器から取り出され、補給モノマーが再生材流に加えられる。重合システムの温度制御の必要性に応じて、触媒組成物および反応物に対して不活性な任意のガスもガス流中に存在することができる。
【0045】
いくつかの実施形態では、チーグラー・ナッタ（ＺＮ）触媒が使用される。このような触媒は、ＩＶＢ族遷移金属化合物および有機アルミニウム化合物（助触媒）をベースとしている。このような遷移金属には、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＨｆが含まれるが、これらに限定されない。亜鉛触媒系の非限定的な例としては、ＴｉＣｌ４＋Ｅｔ３ＡｌおよびＴｉＣｌ３＋ＡｌＥｔ２Ｃｌが挙げられる。ＬＬＤＰＥホモポリマーおよび／またはコポリマーは、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有するいくつかの長鎖分岐を有する。
－ＬＤＰＥ
－ＬＤＰＥ
【0046】
ＬＬＤＰＥは、エチレンホモポリマー、エチレンから誘導される単位と、Ｃ３～Ｃ１２α－オレフィンから誘導される１種以上の単位とのコポリマー、エチレンから誘導される単位と、極性基を含むα－モノオレフィンから誘導される１種以上の単位とのコポリマー、またはそれらの混合物を含む。
【0047】
このようなエチレンホモポリマーは、高圧ラジカル重合プロセス、例えば、１つまたは複数のチューブ型反応器、１つまたは複数のオートクレーブ反応器、またはそれらの組み合わせにおいて製造することができる。高圧プロセスの動作条件には、７０ＭＰａから７００ＭＰａの範囲の圧力および１５０℃から５００℃の範囲の温度が含まれるが、これらに限定されないこのホモポリマーは、高度に長鎖分岐し、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にある。
【0048】
エチレンとＣ３～Ｃ１２α－オレフィンとのコポリマーは、高圧ラジカル重合プロセス、例えば１つまたは複数のチューブ型反応器、１つまたは複数のオートクレーブ反応器、またはこれらの組み合わせで製造することができる。このようなＣ３～Ｃ１２α－オレフィンは、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデカンおよびそれらの異性体のような置換または非置換のＣ３～Ｃ１２α－オレフィンを含むが、これらに限定されない。コモノマーが存在する場合、コモノマーは１５重量％、１０重量％または５重量％まで存在することができる。高圧プロセスの動作条件には、７０ＭＰａから７００ＭＰａの範囲の圧力および１５０℃から５００℃の範囲の温度が含まれるが、これらに限定されないこのホモポリマーは、高度に長鎖分岐し、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にある。
【0049】
エチレンと極性基を含む１つまたは複数のαモノオレフィンとのコポリマーは、高圧ラジカル重合プロセス、例えば１つまたは複数のチューブ型反応器、１つまたは複数のオートクレーブ反応器、またはそれらの組み合わせで製造することができる。極性基を含むαモノオレフィンは、メタクリル酸、エステル、ニトリルおよびアミド、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸メチル、アクリロニトリル、アクリルアミドまたはそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。コモノマーが存在する場合、コモノマーは１５重量％、１０重量％または５重量％まで存在することができる。高圧プロセスの動作条件には、７０ＭＰａから７００ＭＰａの範囲の圧力および１５０℃から５００℃の範囲の温度が含まれるが、これらに限定されないこのホモポリマーは、高度に長鎖分岐し、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にある。
－ポリプロピレン
－ポリプロピレン
【0050】
ポリプロピレンは、プロピレンホモポリマー、およびプロピレンに由来する単位と、エチレンおよびＣ４～Ｃ１２α－オレフィンのうちの１つ以上に由来する単位とのコポリマーを含む。ポリプロピレンは、ホモポリマー、異相コポリマー、ランダムコポリマー、およびそれらの組み合わせであってもよい。
ポリオレフィン再生材原料
ポリオレフィン再生材原料
【0051】
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材原料は、１つまたは複数のＨＤＰＥ、１つまたは複数のＭＤＰＥ、１つまたは複数のＬＤＰＥ、１つまたは複数のＬＬＤＰＥ、１つまたは複数のＰＰ、またはそれらの組み合わせから得られる。ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＰまたはこれらの組み合わせから誘導される上記のポリオレフィン再生材原料は、以下の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度は０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ＜３の範囲内であること
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は５．０ｇ／１０分以下であること
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は４．０以上５．０以上であること
ｉｖ） 重量平均分子量は、８５,０００ダルトン以上、１００,０００ダルトン以上、１５０,０００ダルトン以上、２００,０００ダルトン以上、２５０,０００ダルトン以上、および／または６００,０００ダルトン以下、５００,０００ダルトン以下、４００,０００ダルトン以下、または３００,０００ダルトン以下であること
ｖ） 溶融弾性（ＥＲ）は０．５以上であること
ｉ） 密度は０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ＜３の範囲内であること
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は５．０ｇ／１０分以下であること
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は４．０以上５．０以上であること
ｉｖ） 重量平均分子量は、８５,０００ダルトン以上、１００,０００ダルトン以上、１５０,０００ダルトン以上、２００,０００ダルトン以上、２５０,０００ダルトン以上、および／または６００,０００ダルトン以下、５００,０００ダルトン以下、４００,０００ダルトン以下、または３００,０００ダルトン以下であること
ｖ） 溶融弾性（ＥＲ）は０．５以上であること
【0052】
いくつかの実施形態では、前述の特性に加えて、ポリオレフィン再生材原料は、さらに、以下の１つまたは複数の特性を有することを特徴としてもよい。
ｖｉ） 第１ＶＯＣ含有量、
ｖｉｉ） 第１高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）、
ｖｉｉｉ） 第１メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）
ｉｘ） 第１長鎖分岐パラメータ（ｇ'）は１．０、０．９９、０．９８、０．９７以下であること
ｘ） 第１総多分散性比（ＰＤＲ）
ｘｉ） 第１複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）、および
ｘｉｉ） 第１固有粘度
ビスブレーキング押出機
ｖｉ） 第１ＶＯＣ含有量、
ｖｉｉ） 第１高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）、
ｖｉｉｉ） 第１メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）
ｉｘ） 第１長鎖分岐パラメータ（ｇ'）は１．０、０．９９、０．９８、０．９７以下であること
ｘ） 第１総多分散性比（ＰＤＲ）
ｘｉ） 第１複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）、および
ｘｉｉ） 第１固有粘度
ビスブレーキング押出機
【0053】
ポリオレフィン再生材原料は、第１押出機に供給され、ビスブレーキング条件および必要に応じて脱揮条件に供される。
－ビスブレーキング
－ビスブレーキング
【0054】
ビスブレーキング条件は、第１押出機のビスブレーキングゾーンで実施され、ポリオレフィン用にカスタマイズされる。いくつかの実施形態では、ビスブレーキング条件は、熱ビスブレーキングおよび／または過酸化ビスブレーキングを意味する。いくつかの実施形態では、ビスブレーキング条件は、ビスブレーキングゾーンの温度が３００℃以上であり、鎖切断反応が長鎖分岐および／または架橋反応を上回ると考えられる熱ビスブレーキングを含む。いくつかの実施形態では、ビスブレーキングゾーンの温度は、３２０℃～５００℃、３４０℃～４８０℃、または３６０℃～４６０℃の範囲内であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の押出機の排出における計器は、直接的または間接的にレオロジー（Ｉ２、Ｉ２１、粘度、溶融弾性、複素粘度比など）を監視して、ビスブレーキングの測定および制御を支援する。いくつかの実施形態では、酸化防止剤の添加がビスブレーキングと併せて使用される場合、酸化防止剤の添加点は、ビスブレーキング反応のかなりの部分が起こった後の第１の押出機上の位置にある。いくつかの実施形態では、ビスブレーキング条件は、無酸素または実質的に無酸素の熱ビスブレーキングを含み、実質的に無酸素は、押出機内のポリマーの総重量に基づいて、１．０重量％以下、０．１０重量％以下、または０．０１重量％以下を意味する。いくつかの実施形態では、ビスブレーキング押出機は、１つまたは複数の溶融物フィルターを含む。
－揮発
－揮発
【0055】
脱揮条件を第１押出機で実施することも可能であり、高密度混合配置脱揮部を有する押出機の一部により、ポリオレフィン再生材原料中のＶＯＣを低減し、高温でのＶＯＣ除去を可能とする。脱揮状態は、例えば窒素、二酸化炭素、水、またはこれらの組み合わせのような掃気を押出機に注入することによって、さらに改善することができる、ＶＯＣ成分を除去するためのポリマー溶融物中のガスの分布；また、排気および／または真空によりガスおよび除去されたＶＯＣ成分を取り出す。
加工済みポリオレフィン再生材
加工済みポリオレフィン再生材
【0056】
加工済みポリオレフィン再生材は、ビスブレーキング押出機の排出物から排出され、ここで「加工済み」とは、ポリオレフィン再生材原料がビスブレーキング状態またはそれに続くビスブレーキング状態にあることを意味する。上記のように、加工済みポリオレフィン再生材は、次の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度：ポリオレフィン再生材原料の密度に対する加工済みポリオレフィン再生材の密度の比が１．０以上である。
ｉｉ） メルトインデックス：加工済みポリオレフィン再生材のメルトインデックスとポリオレフィン再生材原料のメルトインデックスとの比が５．０以上であり、および／または加工済みポリオレフィン再生材のメルトインデックスが５．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１０．０ｇ／１０ｍｉｎ以上である。
ｉｉｉ） 分子量分布：ポリオレフィン再生材原料の分子量分布に対する加工済みポリオレフィン再生材の分子量分布の比が、０．２５～０．６０、０．３０～０．５５または０．３５～０．５０の範囲内である。
ｉｖ） 重量平均分子量（「Ｍｗ２」）：ポリオレフィン再生材原料の重量平均分子量に対する加工済みポリオレフィン再生材の重量平均分子量の比が、０．１０～０．７０、０．１５～０．６０または０．２０～０．５０の範囲内である。また、
ｖ） 溶融弾性（「ＥＲ」）：ポリオレフィン再生材原料のＥＲＥＲに対する加工済みポリオレフィン再生材の比が０．１０～０．４５、０．１５～０．４０、０．２０～０．３５の範囲にあり、および／または第２溶融弾性が２．０以下、１．５以下、１．３以下、および／または０．７５以上、０．８５以上、０．９５以上である。
ｉ） 密度：ポリオレフィン再生材原料の密度に対する加工済みポリオレフィン再生材の密度の比が１．０以上である。
ｉｉ） メルトインデックス：加工済みポリオレフィン再生材のメルトインデックスとポリオレフィン再生材原料のメルトインデックスとの比が５．０以上であり、および／または加工済みポリオレフィン再生材のメルトインデックスが５．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１０．０ｇ／１０ｍｉｎ以上である。
ｉｉｉ） 分子量分布：ポリオレフィン再生材原料の分子量分布に対する加工済みポリオレフィン再生材の分子量分布の比が、０．２５～０．６０、０．３０～０．５５または０．３５～０．５０の範囲内である。
ｉｖ） 重量平均分子量（「Ｍｗ２」）：ポリオレフィン再生材原料の重量平均分子量に対する加工済みポリオレフィン再生材の重量平均分子量の比が、０．１０～０．７０、０．１５～０．６０または０．２０～０．５０の範囲内である。また、
ｖ） 溶融弾性（「ＥＲ」）：ポリオレフィン再生材原料のＥＲＥＲに対する加工済みポリオレフィン再生材の比が０．１０～０．４５、０．１５～０．４０、０．２０～０．３５の範囲にあり、および／または第２溶融弾性が２．０以下、１．５以下、１．３以下、および／または０．７５以上、０．８５以上、０．９５以上である。
【0057】
いくつかの実施形態では、上記の特性に加えて、加工済みポリオレフィン再生材は、以下の１つまたは複数を有することを特徴とする。
ｖｉ） ＶＯＣ含有量：加工済みポリオレフィン再生材のＶＯＣ含有量に対するポリオレフィン再生材原料のＶＯＣ含有量の比は、それぞれ単独で、または０．１以上の下限との組み合わせで、０．９、０．８、０．７、０．６または０．５以下である。
ｖｉｉ） 高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）：ポリオレフィン再生材原料の高負荷メルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材の高負荷メルトインデックスの比が２．０以上、３．０以上、４．０以上である。
ｖｉｉｉ） メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）：ポリオレフィン再生材原料のＭＩＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＭＩＲの比が０．３０～０．６０の範囲内である。
ｉｘ） 長鎖分岐パラメータ（ｇ'）：ポリオレフィン再生材原料のｇ'に対する加工済みポリオレフィン再生材のｇ'の比が１．０以下である。
ｘ） 第１長鎖分岐インデックス（「ＬＣＢＩ」）は０．６０以上であり、加工済みポリオレフィン再生材のＬＣＢＩが０．４０以下である。
ｘｉ） 総多分散性比（ＰＤＲ）：ポリオレフィン再生材原料のＰＤＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＰＤＲの比が０．５０以下、０．４５以下、０．４０以下である。
ｘｉｉ） 複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）：ポリオレフィン再生材原料の複素粘度に対する加工済みポリオレフィン再生材の複素粘度の比が０．５０以下、０．４０以下、または０．３０以下であるであり、および／または第２複素粘度比が１０以下、８．０以下、または６．０以下であり、かつ、１９０℃の温度において、複素粘度が０．１ｒａｄ／ｓｅｃη＊ ０．１秒であり、かつ、複素粘度が１００ｒａｄ／ｓｅｃη＊ １００秒である。
ｘｉｉｉ） 極限粘度［η］：ポリオレフィン再生材原料の極限粘度に対する加工済みポリオレフィン再生材の極限粘度の比が０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下である。
加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分とのブレンド－２台の押出機
ｖｉ） ＶＯＣ含有量：加工済みポリオレフィン再生材のＶＯＣ含有量に対するポリオレフィン再生材原料のＶＯＣ含有量の比は、それぞれ単独で、または０．１以上の下限との組み合わせで、０．９、０．８、０．７、０．６または０．５以下である。
ｖｉｉ） 高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）：ポリオレフィン再生材原料の高負荷メルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材の高負荷メルトインデックスの比が２．０以上、３．０以上、４．０以上である。
ｖｉｉｉ） メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）：ポリオレフィン再生材原料のＭＩＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＭＩＲの比が０．３０～０．６０の範囲内である。
ｉｘ） 長鎖分岐パラメータ（ｇ'）：ポリオレフィン再生材原料のｇ'に対する加工済みポリオレフィン再生材のｇ'の比が１．０以下である。
ｘ） 第１長鎖分岐インデックス（「ＬＣＢＩ」）は０．６０以上であり、加工済みポリオレフィン再生材のＬＣＢＩが０．４０以下である。
ｘｉ） 総多分散性比（ＰＤＲ）：ポリオレフィン再生材原料のＰＤＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＰＤＲの比が０．５０以下、０．４５以下、０．４０以下である。
ｘｉｉ） 複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）：ポリオレフィン再生材原料の複素粘度に対する加工済みポリオレフィン再生材の複素粘度の比が０．５０以下、０．４０以下、または０．３０以下であるであり、および／または第２複素粘度比が１０以下、８．０以下、または６．０以下であり、かつ、１９０℃の温度において、複素粘度が０．１ｒａｄ／ｓｅｃη＊ ０．１秒であり、かつ、複素粘度が１００ｒａｄ／ｓｅｃη＊ １００秒である。
ｘｉｉｉ） 極限粘度［η］：ポリオレフィン再生材原料の極限粘度に対する加工済みポリオレフィン再生材の極限粘度の比が０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下である。
加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分とのブレンド－２台の押出機
【0058】
図２において、フロー図２００は、ビスブレーキング押出機２１０および配合押出機２５５を含む。図２に示すように、本発明の実施形態は、ビスブレーキングゾーン２１５と脱揮ゾーン２２０とを有するビスブレーキング押出機２１０を含む。ポリオレフィン再生材原料２２５を押出機の入口端近傍の粘・破押出機２１０に添加する。ポリオレフィン再生材原料２２５は、ビスブレーキング押出機２１０のシリンダ内の１つまたは複数の回転スクリュドライバを介して、ビスブレーキング押出機２１０を介して吸引される。ビスブレーキング押出機２１０の長さは、１つまたは複数のゾーンに分割されている。各ゾーンは、スクリュドライバ上の１つまたは複数の指定されたピッチ、ガスを注入するための入口２３０、２３５、ガスを排出するための通気または真空接続部２４０、熱を追加または排出するための手段、過酸化物を注入するための入口２４５、および添加剤を注入するための入口を有し、圧力、温度およびせん断力を含むがこれに限定されない予め選択されたプロセス条件を与えることができる。
【0059】
図２は、ビスブレーキングゾーン２１５および脱揮ゾーン２２０を有する実施形態を示している。他の実施形態は、ビスブレーキングゾーン２１５または脱揮ゾーン２２０を別個に有していてもよい。ビスブレーキング押出機２１０の工程条件は、スクリュドライバの回転速度によってさらに制御することができる。加工済みポリオレフィン再生材２５０は、ビスブレーキング押出機２１０の出口付近で取り出され、さらに加工される。
【0060】
図２の実施形態は、混合ゾーン２６０を有する第２押出機２５５を含む。加工済みポリオレフィン再生材２５０は、ポリオレフィンブレンド成分２５２と共に、配合押出機２５５に第１ブレンド成分として添加され、配合条件に供される。ポリオレフィンブレンド成分２５２は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは、バージンＨＤＰＥ、バージンＬＬＤＰＥ、バージンＨＤＰＥ、バージンＭＤＰＥ、バージンポリプロピレン、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材原料は、ＬＤＰＥ再生材原料、ＬＬＤＰＥ再生材原料、ＨＤＰＥ再生材原料、ＭＤＰＥ再生材原料、ポリプロピレン再生材原料、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、加工済みポリオレフィン再生材は、加工済みＬＤＰＥ再生材、加工済みＬＬＤＰＥ再生材、第２加工済みＨＤＰＥ再生材、第２加工済みＭＤＰＥ再生材、加工済みポリプロピレン再生材、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。加工済みポリオレフィン再生材２５０とポリオレフィンブレンド成分２５２との混合物を、押出機２５５バレル内の１つまたは複数の回転スクリュドライバにより、配合押出機２５５を介して吸引する。押出機の入口端に近い１つまたは複数の追加の入口が、酸化防止剤２６５および／または他の成分２７０を添加するために使用される。配合押出機２５５の長さは、１つまたは複数のゾーンに分割することができる。各ゾーンは、スクリュドライバ上の１つまたは複数の特定のピッチと、熱を追加または取り出すための手段と、添加剤を注入するための入口とを有してもよい。圧力、温度およびせん断力を含むがこれに限定されない、予め選択されたプロセス条件を与えるために、ガスを取り出すためのベントまたは真空接続部２７５を含む。加工済みポリオレフィン再生材２５０とポリオレフィンブレンド成分２５２とのブレンド２８０を、配合押出機２５５から排出する際に取り出し、さらなる加工または造粒を行う。
【0061】
いくつかの実施形態では、ポリオレフィンブレンド成分は、第３押出機から取り出された生成物である重合装置からのポリオレフィン粉末生成物、造粒ポリオレフィンまたはポリオレフィン溶融物であってもよい。これらの実施形態のいくつかでは、重合装置は、２つ、３つ以上の重合反応器および／または重合反応器内の２つ、３つ以上の重合ゾーンを含む。より具体的な重合装置の実施形態は、これらに限定されるものではないが、直列に接続された２つまたは３つの気相流動層反応器、直列に接続された２つまたは３つのスラリー相反応器、およびマルチゾーン循環反応器に直列に接続された気相流動層反応器を含む。
【0062】
いくつかの実施形態では、それ自体が２つ以上のポリマーを含むことができるポリオレフィンブレンド成分の量は、対数混合則に基づいて決定され、ブレンド成分は次の方程式を満たす。
ここで、
ＭＦＲは、Ｉ２、Ｉ２１、または他の選択されたメルトインデックスである。
ＭＦＲブレンドは、最終ブレンド生成物のターゲットＭＦＲである。
ｎはブレンド中の成分の数である。
ｉはｎ成分ブレンドのｉ番目の成分である。
ブレンド成分
【数1】
ＭＦＲは、Ｉ２、Ｉ２１、または他の選択されたメルトインデックスである。
ＭＦＲブレンドは、最終ブレンド生成物のターゲットＭＦＲである。
ｎはブレンド中の成分の数である。
ｉはｎ成分ブレンドのｉ番目の成分である。
ブレンド成分
【0063】
第１ブレンド成分は、ビスブレーキング押出機によって製造されたポリオレフィンの加工済み再生材である。第２ブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは、バージンＬＤＰＥ、バージンＬＬＤＰＥ、バージンＨＤＰＥ、バージンポリプロピレン、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材原料は、ＬＤＰＥ再生材原料、ＬＬＤＰＥ再生材原料、ＨＤＰＥ再生材原料、ポリプロピレン再生材原料、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、加工済みポリオレフィン再生材は、加工済みＬＤＰＥ再生材、加工済みＬＬＤＰＥ再生材、第２加工済みポリオレフィン再生材、加工済みポリプロピレン再生材、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。加工済みポリオレフィン再生材が他の加工済みポリオレフィン再生材とブレンドされるとき、第１ポリオレフィン再生材は、第２加工済みポリオレフィン再生材と区別する少なくとも１つのパラメータを有する。
－バージンポリオレフィン
－バージンポリオレフィン
【0064】
いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは、エチレンホモポリマー、エチレンに由来する単位と１つ以上のＣ３～Ｃ１２α－オレフィンに由来する単位とのコポリマー、エチレンに由来する単位と１つ以上のαモノオレフィンに由来する単位とのコポリマーに由来する。このようなＣ３～Ｃ１２α－オレフィンは、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデカンおよびそれらの異性体のような置換または非置換のＣ３～Ｃ１２α－オレフィンを含むが、これらに限定されない。コモノマーが存在する場合、コモノマーは２０重量％、１５重量％、１０重量％または５重量％まで存在することができる。バージンポリオレフィンは、バージンポリオレフィンの総重量に対して８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上、９５重量％以上を意味するポリオレフィン再生材を主成分とするポストコンシューマ再生ポリオレフィンおよび／またはポストインダストリアルリサイクルポリオレフィンの一部として誘導され得る。
【0065】
このようなエチレンホモポリマーおよび／またはコポリマーは、既知の装置および反応条件を用いて、懸濁、溶液、スラリーまたは気相法で製造することができる。いくつかの実施形態では、大気圧、亜大気圧、または超大気圧において、重合温度の範囲は約０℃から約３００℃である。
【0066】
スラリーまたは溶液重合システムは、約４０℃から約３００℃の範囲の亜大気圧または超大気圧の圧力および温度を利用することができる例示的な液相重合システムは、米国特許第３２４,０９５号に記載されており、その開示内容が引用によって完全にここに組み込まれている。本発明の液相重合システムは、一般に、オレフィンモノマーおよび触媒組成物を添加する反応器を含み、この反応器は、ポリオレフィンを溶解または懸濁させるための液体反応媒体を含む。液体反応媒体は、バルク状の液体モノマー、または、採用された重合条件では反応しない不活性な液体炭化水素から構成されていてもよい。このような不活性液状炭化水素は、触媒組成物やこの方法で得られたポリマーの溶媒として使用する必要はないが、重合に使用されるモノマーの溶媒として一般的に使用される。この目的に適した不活性液状炭化水素としては、イソペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。オレフィンモノマーと触媒組成物との間の反応性接触は、一定の撹拌またはかき混ぜによって維持されるべきである。オレフィンポリマー生成物および未反応のオレフィンモノマーを含む反応媒体は、反応器から連続的に取り出される。オレフィンポリマー生成物は分離され、未反応のオレフィンモノマーと液体反応媒体は反応器に再循環される。
【0067】
気相重合システムは、１ｐｓｉｇ（６．９ｋＰａｇ）～１０００ｐｓｉｇ（６．９ＭＰａｇ）、５０ｐｓｉｇ（３４４ｋＰａｇ）～４００ｐｓｉｇ（２．８ＭＰａｇ）または１００ｐｓｉｇ（６８９ｋＰａｇ）～３００ｐｓｉｇ（２．１ＭＰａｇ）の範囲の超大気圧、および３０℃～１３０℃または６５℃～１１０℃の範囲の温度を利用することができる。気相重合システムは、撹拌床システムまたは流動床システムであってもよい。いくつかの実施形態では、気相流動層プロセスは、固体粒子層を懸濁状態に維持するのに十分な速度で、反応条件下および触媒組成物の存在下で、１つまたは複数のオレフィンモノマーを含む流れを流動層反応器を連続的に通過させることによって行われる。未反応モノマーを含む流れは、反応器から連続的に取り出され、圧縮され、冷却され、場合により部分的または完全に凝縮されて、反応器に再循環される。生成物は反応器から取り出され、補給モノマーが再生材流に加えられる。重合システムの温度制御に必要なように、触媒組成物および反応物に対して不活性な任意のガスもガス流中に存在してもよい。
【0068】
いくつかの実施形態では、ＶＩＢ族金属に基づく触媒が使用される。いくつかの実施形態では、触媒はクロム系触媒である。このようなＨＤＰＥホモポリマーおよび／またはコポリマーは、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有するいくつかの長鎖分岐を有する。本発明のＨＤＰＥホモポリマーおよび／またはコポリマーは、０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有するいくつかの長鎖分岐を有する。
【0069】
バージンＨＤＰＥは、以下の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度は０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は、１．０ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、２．０ｇ／１０分～８０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分の範囲内であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１５以上であること、
ｉｖ） 重量平均分子量は２５０,０００ダルトン以下、２００,０００ダルトン以下、１５０,０００ダルトン以下、１００,０００ダルトン以下であること
ｉ） 密度は０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は、１．０ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、２．０ｇ／１０分～８０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分の範囲内であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１５以上であること、
ｉｖ） 重量平均分子量は２５０,０００ダルトン以下、２００,０００ダルトン以下、１５０,０００ダルトン以下、１００,０００ダルトン以下であること
【0070】
バージンＭＤＰＥは、以下の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度は０．９２５ｇ／ｃｍ３から０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は、１．０ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、２．０ｇ／１０分～８０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分の範囲内であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１５以上であること、
ｉｖ） 重量平均分子量は２５０,０００ダルトン以下、２００,０００ダルトン以下、１５０,０００ダルトン以下、１００,０００ダルトン以下であること
ポリオレフィン再生材原料
ｉ） 密度は０．９２５ｇ／ｃｍ３から０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は、１．０ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、２．０ｇ／１０分～８０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分の範囲内であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１５以上であること、
ｉｖ） 重量平均分子量は２５０,０００ダルトン以下、２００,０００ダルトン以下、１５０,０００ダルトン以下、１００,０００ダルトン以下であること
ポリオレフィン再生材原料
【0071】
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材原料は、１つまたは複数のＨＤＰＥ、１つまたは複数のＭＤＰＥ、１つまたは複数のＬＤＰＥ、１つまたは複数のＬＬＤＰＥ、１つまたは複数のＰＰ、またはそれらの組み合わせから得られる。ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＰまたはこれらの組み合わせから誘導される上記のポリオレフィン再生材原料は、以下の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度は０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は５．０ｇ／１０分以下であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は４．０より大きいか５．０より大きいこと、
ｉｖ） 重量平均分子量は、８５,０００ダルトン以上、１００,０００ダルトン以上、１５０,０００ダルトン以上、２００,０００ダルトン以上、２５０,０００ダルトン以上、および／または６００,０００ダルトン以下、５００,０００ダルトン以下、４００,０００ダルトン以下、または３００,０００ダルトン以下であること、
ｖ） 溶融弾性（ＥＲ）は０．５以上であること
ｉ） 密度は０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は５．０ｇ／１０分以下であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は４．０より大きいか５．０より大きいこと、
ｉｖ） 重量平均分子量は、８５,０００ダルトン以上、１００,０００ダルトン以上、１５０,０００ダルトン以上、２００,０００ダルトン以上、２５０,０００ダルトン以上、および／または６００,０００ダルトン以下、５００,０００ダルトン以下、４００,０００ダルトン以下、または３００,０００ダルトン以下であること、
ｖ） 溶融弾性（ＥＲ）は０．５以上であること
【0072】
いくつかの実施形態では、前述の特性に加えて、ポリオレフィン再生材原料は、以下の１つまたは複数の特性を有することを特徴としてもよい。
ｖｉ） 第１ＶＯＣ含有量、
ｖｉｉ） 第１高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）、
ｖｉｉｉ） 第１メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）
ｉｘ） 第１長鎖分岐パラメータ（ｇ'）は１．０、０．９９、０．９８、０．９７以下であること
ｘ） 第１総多分散性比（ＰＤＲ）、
ｘｉ） 第１複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）、および
ｘｉｉ） 第１固有粘度
-加工済みポリオレフィン再生材
ｖｉ） 第１ＶＯＣ含有量、
ｖｉｉ） 第１高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）、
ｖｉｉｉ） 第１メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）
ｉｘ） 第１長鎖分岐パラメータ（ｇ'）は１．０、０．９９、０．９８、０．９７以下であること
ｘ） 第１総多分散性比（ＰＤＲ）、
ｘｉ） 第１複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）、および
ｘｉｉ） 第１固有粘度
-加工済みポリオレフィン再生材
【0073】
加工済みポリオレフィン再生物は、ビスブレーキング押出機の排出物から取り出される。「加工済み」とは、ポリオレフィン再生物原料がビスブレーキング条件、またはビスブレーキング条件に続いて脱揮条件に供されたことを意味する。上記のように、加工済みポリオレフィン再生材は、次の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度：ポリオレフィン再生材原料の密度に対する加工済みポリオレフィン再生材の密度の比は１．０以上である。
ｉｉ） メルトインデックス：ポリオレフィン再生材原料のメルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材のメルトインデックスの比は５．０以上である。
ｉｉｉ） 分子量分布：ポリオレフィン再生材原料の分子量分布に対する加工済みポリオレフィン再生材の分子量分布の比は０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下である。
ｉｖ） 重量平均分子量（「Ｍｗ２」）：ポリオレフィン再生材原料の重量平均分子量に対する加工済みポリオレフィン再生材の重量平均分子量の比は０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下、０．７０以下である。また、
ｖ） 溶融弾性（「ＥＲ」）：ポリオレフィン再生材原料のＥＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＥＲの比は０．９０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
ｉ） 密度：ポリオレフィン再生材原料の密度に対する加工済みポリオレフィン再生材の密度の比は１．０以上である。
ｉｉ） メルトインデックス：ポリオレフィン再生材原料のメルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材のメルトインデックスの比は５．０以上である。
ｉｉｉ） 分子量分布：ポリオレフィン再生材原料の分子量分布に対する加工済みポリオレフィン再生材の分子量分布の比は０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下である。
ｉｖ） 重量平均分子量（「Ｍｗ２」）：ポリオレフィン再生材原料の重量平均分子量に対する加工済みポリオレフィン再生材の重量平均分子量の比は０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下、０．７０以下である。また、
ｖ） 溶融弾性（「ＥＲ」）：ポリオレフィン再生材原料のＥＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＥＲの比は０．９０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
【0074】
いくつかの実施形態では、上記の特性に加えて、加工済みポリオレフィン再生材は、さらに、以下の１つまたは複数の特性を有することを特徴としてもよい。
ｖｉ） ＶＯＣ含有量：加工済みポリオレフィン再生材のＶＯＣ含有量に対するポリオレフィン再生材原料のＶＯＣ含有量の比が、それぞれ単独で、または０．１以上の下限との組み合わせで、０．９、０．８、０．７、０．６または０．５以下である。
ｖｉｉ） 高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）：ポリオレフィン再生材原料の高負荷メルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材の高負荷メルトインデックスの比は２．０以上、３．０以上、４．０以上、５．０以上である。
ｖｉｉｉ） メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）：ポリオレフィン再生材原料のＭＩＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＭＩＲは０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下である。
ｉｘ） 総多分散性比（ＰＤＲ）：ポリオレフィン再生材原料のＰＤＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＰＤＲの比は０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下である
ｘ） 複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）：ポリオレフィン再生材原料の複素粘度比に対する加工済みポリオレフィン再生材の複素粘度比の比は０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．４０以下である。
ｘｉ） 極限粘度［η］：ポリオレフィン再生材原料の極限粘度に対する加工済みポリオレフィン再生材原料の極限粘度の比は０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
配合押出機
ｖｉ） ＶＯＣ含有量：加工済みポリオレフィン再生材のＶＯＣ含有量に対するポリオレフィン再生材原料のＶＯＣ含有量の比が、それぞれ単独で、または０．１以上の下限との組み合わせで、０．９、０．８、０．７、０．６または０．５以下である。
ｖｉｉ） 高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）：ポリオレフィン再生材原料の高負荷メルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材の高負荷メルトインデックスの比は２．０以上、３．０以上、４．０以上、５．０以上である。
ｖｉｉｉ） メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）：ポリオレフィン再生材原料のＭＩＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＭＩＲは０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下である。
ｉｘ） 総多分散性比（ＰＤＲ）：ポリオレフィン再生材原料のＰＤＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＰＤＲの比は０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下である
ｘ） 複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）：ポリオレフィン再生材原料の複素粘度比に対する加工済みポリオレフィン再生材の複素粘度比の比は０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．４０以下である。
ｘｉ） 極限粘度［η］：ポリオレフィン再生材原料の極限粘度に対する加工済みポリオレフィン再生材原料の極限粘度の比は０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
配合押出機
【0075】
加工済みポリオレフィン再生材およびポリオレフィンブレンド成分は、第２押出機またはミキサーに供給され、ここで、ブレンドは配合条件に供される。混合条件は、第２押出機またはミキサーの混合ゾーンで実施され、特定のポリオレフィンと任意の添加剤との混合物のためにカスタマイズされる。温度、圧力および剪断力条件は、第２押出機またはミキサーにおいて実施され、加工済みポリオレフィン再生材と、バージンポリオレフィンとの実質的に均一なポリマーブレンドを生成するために、バージンポリオレフィンと、任意に添加剤との緊密な混合を提供するのに十分である。いくつかの実施形態では、混合条件は、３００℃以下、２５０℃以下、または２００℃以下の混合ゾーンの温度を含む。いくつかの実施形態では、混合ゾーン内の温度は、１２５℃～１９５℃、１３０℃～１８０℃、または１３５℃～１６５℃の範囲内であってもよい。
加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分とのブレンド
加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分とのブレンド
【0076】
いくつかの実施形態では、ブレンドは、それぞれ、５重量％～９０重量％、１０重量％～８０重量％、１５重量％～７０重量％、２０重量％～６０重量％、または２５重量％～５０重量％の加工済みポリオレフィン再生材と、１０重量％～９５重量％、２０重量％～９０重量％、３０重量％～８５重量％、４０重量％～８０重量％、または５０重量％～７５重量％のポリオレフィンブレンド成分とを含み、すべての重量％がポリマーブレンドの合計重量に基づく。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンはビスブロークされている。このようなバージンポリオレフィンのビスブレーキングは、熱ビスブレーキングおよび／または過酸化ビスブレーキングであってもよい。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンのこのようなビスブレーキング条件は、無酸素または実質的に無酸素で、ポリオレフィンの融点より高く、３００℃以上、または３２０℃から４００℃の範囲内の温度での熱ビスブレーキングを含む。
【0077】
いくつかの実施形態では、加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分とのブレンドであって、前段のブレンド比と組み合わせて、または独立して、二峰性ポリマーを含み、加工済みポリオレフィン再生材生成物は、重量平均分子量（「Ｍｗ３」）を有し、ポリオレフィンブレンド成分は、重量平均分子量（「Ｍｗ４」）を有する。そして、Ｍｗ３／Ｍｗ４は、０．９、０．８、０．７、０．６または０．５以下、または１．１、１．２５、１．５、１．７５または２．０以上である。
加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分のブレンド－３台の押出機
加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分のブレンド－３台の押出機
【0078】
図３において、フロー図３００は、ビスブレーキング押出機３１０、溶融押出機３５７、および配合押出機３５５を含む。図３に示される本発明の実施形態は、ビスブレーキングゾーン３１５および脱揮ゾーン３２０を有するビスブレーキング押出機３１０を含む。ポリオレフィン再生材原料３２５を押出機の入口端近傍のビスブレーキング押出機３１０に添加する。ポリオレフィン再生材原料３２５は、ビスブレーキング押出機３１０のバレル内の１つまたは複数の回転スクリュドライバを介して、ビスブレーキング押出機３１０を介して吸引される。ビスブレーキング押出機３１０の長さは、１つまたは複数のゾーンに分割されている。各ゾーンは、スクリュドライバ上の１つまたは複数の指定されたピッチ、ガスを注入するための入口３３０、３３５、ガスを取り出すための通気または真空接続部３４０、熱を追加または取り出すための手段、過酸化物を注入するための入口３４５、および圧力、温度およびせん断力を含むがこれに限定されない予め選択されたプロセス条件を与えるための添加剤を注入するための入口を有してもよい。
【0079】
図３は、ビスブレーキングゾーン３１５と脱揮ゾーン３２０とを有する実施形態を示している。他の実施形態は、ビスブレーキングゾーン３１５または脱揮ゾーン３２０を別個に有していてもよい。ビスブレーキング押出機３１０の加工条件は、スクリュドライバの回転速度によってさらに制御することができる。加工済みポリオレフィン再生材３５０は、ビスブレーキング押出機３１０の出口付近で取り出され、さらなる加工が行われる。
【0080】
図３の実施形態は、混合ゾーン３６０を有する第２押出機３５５と、溶融ゾーン３６２を有する第３押出機３５７とを含む。第３ブレンド成分３８３は、酸化防止剤３６５および他の成分３７０と共に、押出機３５７の入口端に近い溶融押出機に添加される。ポリオレフィンブレンド成分３５２は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは、バージンＬＤＰＥ、バージンＬＬＤＰＥ、バージンＨＤＰＥ、バージンＭＤＰＥ、バージンポリプロピレン、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材原料は、ＬＤＰＥ再生材原料、ＬＬＤＰＥ再生材原料、ＨＤＰＥ再生材原料、ＭＤＰＥ再生材原料、ポリプロピレン再生材原料、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、加工済みポリオレフィン再生材は、加工済みＬＤＰＥ再生材、加工済みＬＬＤＰＥ再生材、第２加工済みＨＤＰＥ再生材、第２加工済みＭＤＰＥ再生材、加工済みポリプロピレン再生材、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。第３ブレンド成分３５２と任意の酸化防止剤３６５および／または他の成分３７０との混合物は、溶融押出機３５７のバレル内の１つまたは複数の回転スクリュドライバを介して溶融押出機３５７を介して吸引される。溶融押出機の長さ３５７は、１つまたは複数のゾーンに分割することができる。各ゾーンは、圧力、温度、およびせん断力を含むがこれに限定されない予め選択されたプロセス条件を与えるために、スクリュドライバ上の１つまたは複数の指定されたピッチ、熱を追加または取り出すための手段、添加剤を注入するための入口、およびガスを取り出すためのベントまたは真空接続部を有してもよい。ポリオレフィンブレンド成分３５２の溶融物は溶融押出機３５７の吐出口近傍で取り出され、さらに加工または造粒が行われる。
【0081】
加工済みポリオレフィン再生材３５０は、ポリオレフィンブレンド成分３５２の溶融物と共に、押出機入口端付近の配合押出機３５５に添加される。加工済みポリオレフィン再生材３５０とポリオレフィンブレンド成分３５２との混合物は、配合押出機３５５のバレル内の１つまたは複数の回転スクリュドライバを介して、配合押出機３５５によって吸引され、混合物は配合状態にされる。配合押出機３５５の長さは、１つまたは複数のゾーンに分割することができる。各ゾーンは、圧力、温度、およびせん断力を含むがこれに限定されない予め選択されたプロセス条件を与えるために、スクリュドライバ上の１つまたは複数の特定のピッチ、熱を追加または取り出すための手段、添加剤を注入するための入口、およびガスを取り出すための通気および／または真空接続部３７５を有していてもよい。加工済みポリオレフィン再生材３５０とポリオレフィンブレンド成分３５２の溶融物とのブレンド３８０は、配合押出機３５５で排出する際に取り出され、更なる加工または造粒が行われる。
【0082】
いくつかの実施形態では、ポリオレフィンブレンド成分は、第３押出機から取り出された生成物である重合装置からのポリオレフィン粉末生成物、造粒ポリオレフィンまたはポリオレフィン溶融物であってもよい。これらの実施形態のいくつかでは、重合装置は、２つ、３つ以上の重合反応器および／または重合反応器内の２つ、３つ以上の重合ゾーンを含む。より具体的な重合装置の実施形態は、これらに限定されるものではないが、直列に接続された２つまたは３つの気相流動層反応器、直列に接続された２つまたは３つのスラリー相反応器、およびマルチゾーン循環反応器に直列に接続された気相流動層反応器を含む。
【0083】
いくつかの実施形態では、それ自体が２つ以上のポリマーを含むことができるポリオレフィンブレンド成分の量は、対数混合則に基づいて決定され、ブレンド成分は次の方程式を満たす。
ここで、
ＭＦＲは、Ｉ２、Ｉ２１、または他の選択されたメルトインデックスである。
ＭＦＲブレンドは、最終ブレンド生成物のターゲットＭＦＲである。
ｎはブレンド中の成分の数である。
ｉは、ｎ成分ブレンドのｉ番目の成分である。
ブレンド成分
【数2】
ＭＦＲは、Ｉ２、Ｉ２１、または他の選択されたメルトインデックスである。
ＭＦＲブレンドは、最終ブレンド生成物のターゲットＭＦＲである。
ｎはブレンド中の成分の数である。
ｉは、ｎ成分ブレンドのｉ番目の成分である。
ブレンド成分
【0084】
第１ブレンド成分は、ビスブレーキング押出機で製造されたポリオレフィンの加工済み再生材である。第２ブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンは、バージンＬＤＰＥ、バージンＬＬＤＰＥ、バージンＨＤＰＥ、バージンＭＤＰＥ、バージンポリプロピレン、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材原料は、ＬＤＰＥ再生材原料、ＬＬＤＰＥ再生材原料、ＨＤＰＥ再生材原料、ＭＤＰＥ再生材原料、ポリプロピレン再生材原料、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、加工済みポリオレフィン再生材は、加工済みＬＤＰＥ再生材、加工済みＬＬＤＰＥ再生材、第２加工済みＨＤＰＥ再生材、第２加工済みＭＤＰＥ再生材、加工済みポリプロピレン再生材、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、第２ブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。加工済みポリオレフィン再生材が他の加工済みポリオレフィン再生材とブレンドされるとき、第１ポリオレフィン再生材は、第２加工済みポリオレフィン再生材と区別する少なくとも１つのパラメータを有する。
－バージンポリオレフィン
－バージンポリオレフィン
【0085】
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材原料は、エチレンホモポリマー、エチレンに由来する単位と１つ以上のＣ３～Ｃ１２α－オレフィンに由来する単位とのコポリマー、エチレンに由来する単位と１つ以上のαモノオレフィンに由来する単位とのコポリマーに由来する。このようなＣ３～Ｃ１２α－オレフィンは、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデカンおよびそれらの異性体のような置換または非置換のＣ３～Ｃ１２α－オレフィンを含むが、これらに限定されない。コモノマーが存在する場合、コモノマーは２０重量％、１５重量％、１０重量％または５重量％まで存在することができる。ポリオレフィン再生材原料は、ポリオレフィン再生材原料の全重量に対して８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上、９５重量％以上を意味するポリオレフィン再生材を主成分とするポストコンシューマ再生ポリオレフィンおよび／またはポストインダストリアルリサイクルポリオレフィンの一部として誘導することができる。
【0086】
このようなエチレンホモポリマーおよび／またはコポリマーは、既知の装置および反応条件を用いて、懸濁、溶液、スラリーまたは気相法で製造することができる。いくつかの実施形態では、大気圧、亜大気圧、または超大気圧において、重合温度の範囲は約０℃から約３００℃である。
【0087】
スラリーまたは溶液重合システムは、約４０℃から約３００℃の範囲の亜大気圧または超大気圧の圧力および温度を利用することができる例示的な液相重合システムは、米国特許第３２４,０９５号に記載されており、その開示内容が引用によって完全にここに組み込まれている。本発明の液相重合システムは、一般に、オレフィンモノマーおよび触媒組成物を添加する反応器を含み、この反応器は、ポリオレフィンを溶解または懸濁させるための液体反応媒体を含む。液体反応媒体は、バルク状の液体モノマー、または、採用された重合条件では反応しない不活性な液体炭化水素から構成されていてもよい。このような不活性液状炭化水素は、触媒組成物やこの方法で得られたポリマーの溶媒として使用する必要はないが、重合に使用されるモノマーの溶媒として一般的に使用される。この目的に適した不活性液状炭化水素としては、イソペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。オレフィンモノマーと触媒組成物との間の反応性接触は、一定の撹拌またはかき混ぜによって維持されるべきである。オレフィンポリマー生成物および未反応のオレフィンモノマーを含む反応媒体は、反応器から連続的に取り出される。オレフィンポリマー生成物は分離され、未反応のオレフィンモノマーと液体反応媒体は反応器に再循環される。
【0088】
気相重合システムは、１ｐｓｉｇ（６．９ｋＰａｇ）～１０００ｐｓｉｇ（６．９ＭＰａｇ）、５０ｐｓｉｇ（３４４ｋＰａｇ）～４００ｐｓｉｇ（２．８ＭＰａｇ）または１００ｐｓｉｇ（６８９ｋＰａｇ）～３００ｐｓｉｇ（２．１ＭＰａｇ）の範囲の超大気圧、および３０℃～１３０℃または６５℃～１１０℃の範囲の温度を利用することができる。気相重合システムは、撹拌床システムまたは流動床システムであってもよい。いくつかの実施形態では、気相流動層プロセスは、固体粒子層を懸濁状態に維持するのに十分な速度で、反応条件下および触媒組成物の存在下で、１つまたは複数のオレフィンモノマーを含む流れを流動層反応器を連続的に通過させることによって行われる。未反応モノマーを含む流れは、反応器から連続的に取り出され、圧縮され、冷却され、場合により部分的または完全に凝縮されて、反応器に再循環される。生成物は反応器から取り出され、補給モノマーが再生材流に加えられる。重合システムの温度制御に必要なように、触媒組成物および反応物に対して不活性な任意のガスもガス流中に存在してもよい。
【0089】
いくつかの実施形態では、ＶＩＢ族金属に基づく触媒が使用される。いくつかの実施形態では、触媒はクロム系触媒である。このようなＨＤＰＥホモポリマーおよび／またはコポリマーは、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有するいくつかの長鎖分岐を有する。このようなＭＤＰＥコポリマーは、いくつかの長鎖分岐を有し、密度が０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にある。
【0090】
バージンＨＤＰＥは、以下の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度は０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は、１．０ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、２．０ｇ／１０分～８０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分の範囲内であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１５以上であること、
ｉｖ） 重量平均分子量は２５０,０００ダルトン以下、２００,０００ダルトン以下、１５０,０００ダルトン以下、１００,０００ダルトン以下であること
ｉ） 密度は０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は、１．０ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、２．０ｇ／１０分～８０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分の範囲内であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１５以上であること、
ｉｖ） 重量平均分子量は２５０,０００ダルトン以下、２００,０００ダルトン以下、１５０,０００ダルトン以下、１００,０００ダルトン以下であること
【0091】
バージンＭＤＰＥは、以下の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度は０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は、１．０ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、２．０ｇ／１０分～８０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分の範囲内であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１５以上であること、
ｉｖ） 重量平均分子量は２５０,０００ダルトン以下、２００,０００ダルトン以下、１５０,０００ダルトン以下、１００,０００ダルトン以下であること
ポリオレフィン再生材原料
ｉ） 密度は０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は、１．０ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、２．０ｇ／１０分～８０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分の範囲内であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１５以上であること、
ｉｖ） 重量平均分子量は２５０,０００ダルトン以下、２００,０００ダルトン以下、１５０,０００ダルトン以下、１００,０００ダルトン以下であること
ポリオレフィン再生材原料
【0092】
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン再生材原料は、１つまたは複数のＨＤＰＥ、１つまたは複数のＭＤＰＥ、１つまたは複数のＬＤＰＥ、１つまたは複数のＬＬＤＰＥ、１つまたは複数のＰＰ、またはそれらの組み合わせから得られる。ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＰまたはこれらの組み合わせから誘導される上記のポリオレフィン再生材原料は、以下の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度は０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は５．０ｇ／１０分以下であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は４．０より大きいか５．０より大きいこと、
ｉｖ） 重量平均分子量は、８５,０００ダルトン以上、１００,０００ダルトン以上、１５０,０００ダルトン以上、２００,０００ダルトン以上、２５０,０００ダルトン以上、および／または６００,０００ダルトン以下、５００,０００ダルトン以下、４００,０００ダルトン以下、または３００,０００ダルトン以下であること、
ｖ） 溶融弾性（ＥＲ）は０．５以上であること
ｉ） 密度は０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であること、
ｉｉ） メルトインデックス（Ｉ２、２．１６ｋｇ、１９０℃）は５．０ｇ／１０分以下であること、
ｉｉｉ） 分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は４．０より大きいか５．０より大きいこと、
ｉｖ） 重量平均分子量は、８５,０００ダルトン以上、１００,０００ダルトン以上、１５０,０００ダルトン以上、２００,０００ダルトン以上、２５０,０００ダルトン以上、および／または６００,０００ダルトン以下、５００,０００ダルトン以下、４００,０００ダルトン以下、または３００,０００ダルトン以下であること、
ｖ） 溶融弾性（ＥＲ）は０．５以上であること
【0093】
いくつかの実施形態では、前述の特性に加えて、ポリオレフィン再生材原料は、さらに、以下の１つまたは複数の特性を有することを特徴としてもよい。
ｖｉ） 第１ＶＯＣ含有量、
ｖｉｉ） 第１高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）、
ｖｉｉｉ） 第１メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）、
ｉｘ） 第長鎖分岐パラメータ（ｇ'）は１．０,０．９９,０．９８,０．９７以下であること、
ｘ） 第１総多分散性比（ＰＤＲ）、
ｘｉ） 第１複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）、
ｘｉｉ） 第１固有粘度
-加工済みポリオレフィン再生材
ｖｉ） 第１ＶＯＣ含有量、
ｖｉｉ） 第１高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）、
ｖｉｉｉ） 第１メルトインデックス比（ＭＩＲ、Ｉ２１／Ｉ２）、
ｉｘ） 第長鎖分岐パラメータ（ｇ'）は１．０,０．９９,０．９８,０．９７以下であること、
ｘ） 第１総多分散性比（ＰＤＲ）、
ｘｉ） 第１複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）、
ｘｉｉ） 第１固有粘度
-加工済みポリオレフィン再生材
【0094】
加工済みポリオレフィン再生物は、ビスブレーキング押出機の排出物から取り出される。「加工済み」とは、ポリオレフィン再生物原料がビスブレーキング条件、またはビスブレーキング条件に続いて脱揮条件に供されたことを意味する。上記のように、加工済みポリオレフィン再生材は、次の特性を有することを特徴としてもよい。
ｉ） 密度：ポリオレフィン再生材原料の密度に対する加工済みポリオレフィン再生材の密度の比は１．０以上である。
ｉｉ） メルトインデックス：ポリオレフィン再生材原料のメルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材のメルトインデックスの比は５．０以上である。
ｉｉｉ） 分子量分布：ポリオレフィン再生材原料の分子量分布に対する加工済みポリオレフィン再生材の分子量分布の比は０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下である。
ｉｖ） 重量平均分子量（「Ｍｗ２」）：ポリオレフィン再生材原料の重量平均分子量に対する加工済みポリオレフィン再生材の重量平均分子量の比は０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下、０．７０以下である。および
ｖ） 溶融弾性（「ＥＲ」）：ポリオレフィン再生材原料のＥＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＥＲの比は０．９０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
ｉ） 密度：ポリオレフィン再生材原料の密度に対する加工済みポリオレフィン再生材の密度の比は１．０以上である。
ｉｉ） メルトインデックス：ポリオレフィン再生材原料のメルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材のメルトインデックスの比は５．０以上である。
ｉｉｉ） 分子量分布：ポリオレフィン再生材原料の分子量分布に対する加工済みポリオレフィン再生材の分子量分布の比は０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下である。
ｉｖ） 重量平均分子量（「Ｍｗ２」）：ポリオレフィン再生材原料の重量平均分子量に対する加工済みポリオレフィン再生材の重量平均分子量の比は０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下、０．７０以下である。および
ｖ） 溶融弾性（「ＥＲ」）：ポリオレフィン再生材原料のＥＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＥＲの比は０．９０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
【0095】
いくつかの実施形態では、上記の特性に加えて、加工済みポリオレフィン再生材は、さらに、以下の１つまたは複数の特性を有することを特徴としてもよい。
ｖｉ） ＶＯＣ含有量：加工されたポリオレフィン再生材原料のＶＯＣ含有量に対するポリオレフィン再生材原料のＶＯＣ含有量の比が、それぞれ単独で、または０．１以上の下限との組み合わせで、０．９、０．８、０．７、０．６または０．５以下である。
ｖｉｉ） 高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）：ポリオレフィン再生材原料の高負荷メルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材の高負荷メルトインデックスの比は２．０以上、３．０以上、４．０以上、５．０以上である。
ｖｉｉｉ） メルトインデックス比（ＭＩＲ Ｉ２１／Ｉ２）：ポリオレフィン再生材原料のＭＩＲに対するポリオレフィン再生材の加工品のＭＩＲは０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下である。
ｉｘ） 総多分散性比（ＰＤＲ）：ポリオレフィン再生材原料のＰＤＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＰＤＲの比は０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
ｘ） 複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）：ポリオレフィン再生材原料の複素粘度比に対する加工済みポリオレフィン再生材の複素粘度比の比は０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．４０以下である。また、
ｘｉ） 極限粘度［η］：ポリオレフィン再生材原料の極限粘度に対する加工済みポリオレフィン再生材原料の極限粘度の比は０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
溶融押出機
ｖｉ） ＶＯＣ含有量：加工されたポリオレフィン再生材原料のＶＯＣ含有量に対するポリオレフィン再生材原料のＶＯＣ含有量の比が、それぞれ単独で、または０．１以上の下限との組み合わせで、０．９、０．８、０．７、０．６または０．５以下である。
ｖｉｉ） 高負荷メルトインデックス（Ｉ２１、２１．６ｋｇ、１９０℃）：ポリオレフィン再生材原料の高負荷メルトインデックスに対する加工済みポリオレフィン再生材の高負荷メルトインデックスの比は２．０以上、３．０以上、４．０以上、５．０以上である。
ｖｉｉｉ） メルトインデックス比（ＭＩＲ Ｉ２１／Ｉ２）：ポリオレフィン再生材原料のＭＩＲに対するポリオレフィン再生材の加工品のＭＩＲは０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下である。
ｉｘ） 総多分散性比（ＰＤＲ）：ポリオレフィン再生材原料のＰＤＲに対する加工済みポリオレフィン再生材のＰＤＲの比は０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
ｘ） 複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）：ポリオレフィン再生材原料の複素粘度比に対する加工済みポリオレフィン再生材の複素粘度比の比は０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．４０以下である。また、
ｘｉ） 極限粘度［η］：ポリオレフィン再生材原料の極限粘度に対する加工済みポリオレフィン再生材原料の極限粘度の比は０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
溶融押出機
【0096】
ポリオレフィンブレンド成分および任意の酸化防止剤および／または他の成分は、第３の押出機またはミキサーに供給され、そこでブレンドは溶融条件にさらされる。溶融条件は、第３押出機またはミキサーの溶融ゾーンで実施され、特定のポリオレフィンと任意の添加剤との混合物のためにカスタマイズされる。加工済みポリオレフィン再生材とバージンポリオレフィンとの実質的に均一なポリマーブレンドを生成するために、加工済みポリオレフィン再生材とバージンポリオレフィンとの緊密な混合を提供するのに十分な温度、圧力およびせん断力条件が、第２押出機またはミキサーにおいて達成される。いくつかの実施形態では、溶融条件は、溶融ゾーンの温度が１３０℃～２５０℃または１５０℃～２３０℃の範囲内であることを含む。
配合押出機
配合押出機
【0097】
加工済みポリオレフィン再生材およびポリオレフィンブレンド成分は第２の押出機またはミキサーに供給され、そこでブレンドは配合条件にさらされる。混合条件は、第２押出機またはミキサーの混合ゾーンで実施され、特定のポリオレフィンと任意の添加剤との混合物のためにカスタマイズされる。加工済みポリオレフィン再生材とバージンポリオレフィンとの実質的に均一なポリマーブレンドを生成するために、加工済みポリオレフィン再生材とバージンポリオレフィンとの緊密な混合を提供するのに十分な温度、圧力およびせん断力条件が、第２押出機またはミキサーにおいて達成される。いくつかの実施形態では、混合条件は、３００℃以下、２５０℃以下、または２００℃以下の混合ゾーンの温度を含む。いくつかの実施形態では、混合ゾーン内の温度は、１２５℃～１９５℃、１３０℃～１８０℃、または１３５℃～１６５℃の範囲内であってもよい。
加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分とのブレンド
加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分とのブレンド
【0098】
いくつかの実施形態では、ブレンドは、それぞれ、５重量％～９０重量％、１０重量％～８０重量％、１５重量％～７０重量％、２０重量％～６０重量％、または２５重量％～５０重量％の加工済みポリオレフィン再生材と、１０重量％～９５重量％、２０重量％～９０重量％、３０重量％～８５重量％、４０重量％～８０重量％、または５０重量％～７５重量％のポリオレフィンブレンド成分とを含み、すべての重量％がポリマーブレンドの合計重量に基づく。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンはビスブロークされている。このようなバージンポリオレフィンのビスブレーキングは、熱ビスブレーキングおよび／または過酸化ビスブレーキングであってもよい。いくつかの実施形態では、バージンポリオレフィンのこのようなビスブレーキング条件は、無酸素または実質的に無酸素で、ポリオレフィンの融点より高く、３００℃以上、または３２０℃から４００℃の範囲内の温度での熱ビスブレーキングを含む。
【0099】
いくつかの実施形態では、加工済みポリオレフィン再生材とポリオレフィンブレンド成分とのブレンドは、前段のブレンド比と組み合わせてまたは独立して、二峰性ポリマーを含み、ここで、加工済みポリオレフィン再生材生成物は、重量平均分子量（「Ｍｗ３」）を有し、ポリオレフィンブレンド成分は、重量平均分子量（「Ｍｗ４」）を有する。そして、Ｍｗ３／Ｍｗ４は、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５以下、または１．１、１．２５、１．５、１．７５、２．０以上である。
二峰性ブレンド
二峰性ブレンド
【0100】
優れた性能の組み合わせを有するポリオレフィンは、いわゆる二峰性または多峰性ポリオレフィンである。これらのポリオレフィンは、組成の異なる２種以上の成分からなる。多峰性ポリオレフィンの成分は、分子量および／またはコモノマー組成に関して異なってもよい。多峰性ポリオレフィン組成物は、異なる重合条件で操作される２つ以上の重合ゾーンの組み合わせで調製されることが多い。２つ以上の重合ゾーンは、通常、一連の２つ以上の重合反応器内に配置される。
【0101】
多峰性ポリオレフィンは、幅広い用途に有用である。しかし、異なる用途では、異なるポリマー特性の組み合わせが必要とされる。したがって、異なる用途で使用するように設計された多峰性ポリオレフィンは、分子量およびコモノマー組成が変化する異なる成分を一般的に含み、異なる量の異なる成分を一般的に含む。また、分子量分布の狭い成分を採用することにより、異なる成分の重なりが少なくなり、より正確にポリオレフィン組成物をカスタマイズすることができる。
-圧縮成形
-圧縮成形
【0102】
圧縮成形は、キャップとクロージャーの高速プラスチック変換プロセスであり、短いサイクル時間と低エネルギー消費という点で効率的な加工を実現する。これにより、最終製品のスループットと寸法の一貫性の点で優れたパフォーマンスが得られる。変換温度が低いため、材料が劣化しにくい。
【0103】
射出成形工程で使用されるポリオレフィンは、ボトルのキャップやシールの製造を含むがこれに限定されない圧縮成形工程でも一般的に使用されている。いくつかの実施形態では、圧縮成形用ポリオレフィンは、明らかなせん断減肉および非比例的な低い流動抵抗を有する。これらの特性は、生産される最終生成物において、ＥＳＣＲなどの優れた特性を維持するのに寄与するが、これに限定されるものではない。
【0104】
ダイスウェルは、ポリマー材料の溶融流がダイを通過するポリオレフィン押出プロセスでは一般的な現象である。関連するプロセスには、圧縮成形、射出成形、およびブロー成形が含まれるが、これらに限定されない。ダイスウェルは、流れの中のポリマーのエントロピーと緩和に直接関係する現象である。ポリマーメルトフローストリームはダイに入る前は一定の速度を有しており、ストリーム内のポリマー鎖はほぼ球形の立体構造を占め、エントロピーが最大化される。ダイを通して押し出すと、ダイの断面積が減少することもあり、ポリマーの流量が増加する。ダイを通って流れるポリマー溶融物中のポリマー鎖は、流量の増加により球形を失い始める。ポリマー鎖はより長くなり、ポリマー鎖間の物理的なもつれは、ダイ内のポリマーの時間の長さに依存する程度まで低減される。ポリマー流がダイから出ると、残っている物理的もつれにより、エントロピーを最大化するほぼ球状の立体構造に戻るために、ダイ流中のポリマー鎖が以前の形状と球状の体積の一部を取り戻す。
【0105】
ポリマー鎖の解きほぐしは動的プロセスであるため、ダイを長くしたり流量を低くすると、解きほぐす時間が長くなる。商業的動機により、ダイを通過するポリマーの流量の下限と、ポリマーがダイ内に留まる時間の上限の両方が設定される。したがって、高度にポリマー鎖が絡み合いにくいポリマーが必要とされている。
【0106】
キャップやクロージャーの圧縮成形にポリマー再生材を使用する場合の課題の１つは、過度のダイスウェルである。ダイスウェルは、押出物のスライスステップと金型への移送の間に問題を引き起こす。ポリマーはスウェルして「キノコ」状になり、転写するのが困難になる。このスウェルは、ポリマー再生材流、特に低いＩ２および／またはＩ２１を有するポリマー再生材流に固有の材料特性である。
【0107】
ダイスウェルは、ポリマー系が収縮および膨張する可能性があるため、ポリマーの弾性に関係している。絡み合ったポリマー鎖のランダムコイルのシステムが溶融条件下でキャピラリーダイに入るとき、収縮を受け、キャピラリー内で部分的に弛緩した後、キャピラリーによる拘束がなくなると出口で部分的に回復する。キャピラリーからの排出時の膨張は、ポリエチレンおよび／またはポリプロピレンなどのポリオレフィン（これらに限定されない）では非常に強い場合がある。スウェルの効果は、圧縮成形などの一部のポリマープロセスにおいて重要であるが、これに限定されるものではない。スウェルが大きすぎると、加工上の問題や成形品の欠陥につながることがある。ＩＳＯ １１４４３は、キャピラリーレオメーターの付属品を使用したダイスウェルの測定方法を指定している。
【0108】
ポリマー鎖の解きほぐしは動的プロセスであるため、ダイを長くしたり流量を低くすると、解きほぐす時間が長くなる。商業的動機により、ダイを通過するポリマーの流量の下限と、ポリマーがダイ内に留まる時間の上限の両方が設定される。したがって、高度にポリマー鎖が絡み合いにくいポリマーが必要とされている。
【0109】
一般的に、ダイのスウェルは、このような鎖交絡にあまり感受性のないポリマー、例えば、短い平均鎖長を有するポリマーを使用することによっても減少させることができ、それによって、より高いＩ２および／またはＩ２１を生成することができる。ポリマー再生材自体は、多量の長鎖ポリマーを含み、従って、ポリマー再生材のＩ２および／またはＩ２１が低減される。高Ｉ２および／またはＩ２１バージンポリマーとポリマー再生材とをドライブレンドおよび／または配合し、低流動性ポリエチレンはブレンドの総Ｉ２および／またはＩ２１を増加させる１つの方法である。しかし、このアプローチでは、ブレンドのポリマー再生材成分中に長い分子量鎖が継続的に存在するため、全体的なダイスウェルの改善には限界がある。
【0110】
ビスブロークンポリマー再生材は、圧縮成形中のダイスウェルを許容レベルまで低減するのに十分に高いＩ２および／またはＩ２１を有する加工ポリマー再生材を生成することができる。このような加工済みポリマー再生材は、単独で、または１つ以上のバージンポリマーおよび／または１つ以上の他の加工済みポリマー再生材と組み合わせて、圧縮成形操作に使用することができる。
【0111】
ビスブレーキングは、熱ビスブレーキング、過酸化物ビスブレーキング、またはそれらの組み合わせによって達成できる。ポリエチレンをそのまま使用するか、バージンポリエチレンとのブレンドの一部として使用することが、潜在的な解決策となる。制御されたビスブレーキングは、長い分子量鎖をターゲットにし、ダイスウェルを低減し、キャップやクロージャーの圧縮成形における加工性を向上させる。
【0112】
いくつかの実施形態では、圧縮成形用の加工済みポリオレフィン再生材は、１５０％以下、１４０％以下、１３０％以下、１２０％以下、１１０％以下、１００％以下（ＡＳＴＭＤ３８３５またはＩＳＯ１１４４３によって測定される）のダイスウェルを有する。
【0113】
いくつかの実施形態では、圧縮成形用の加工済みポリオレフィン再生材は、ダイスウェル（ＡＳＴＭＤ３８３５またはＩＳＯ１１４４３により測定）が２００％以下、１９０％以下、または１８０％以下である。
特定の実施形態
特定の実施形態
【0114】
いくつかの実施形態において、高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）再生材および／または中密度ポリエチレン（「ＭＤＰＥ」）再生材を加工する方法は、ポリオレフィン再生材原料を提供すること、ポリオレフィン再生材を第１押出機に添加して第１ポリオレフィン再生材溶融物を生成すること、および第１ポリオレフィン再生材溶融物にビスブレーキング条件を適用して第２ポリオレフィン再生材溶融物を生成することを含む。ポリオレフィン再生材原料では、第１密度は０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、第１メルトインデックス（２．１６ｋｇ、１９０℃）は５．０ｇ／１０分以下であり、第１分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、６．０より大きい、８．０より大きい、または１０より大きい、および／または２５より小さい、２０より小さい、または１５より小さく、第１重量平均分子量（「Ｍｗ１」）は、８５,０００ダルトン以上、１００,０００ダルトン以上、１５０,０００ダルトン以上、２００,０００ダルトン以上、２５０,０００ダルトン以上、および／または６００,０００ダルトン以下、５００,０００ダルトン以下、４００,０００ダルトン以下、３００,０００ダルトン以下であり、第１溶融弾性（「ＥＲ」）は０．５以上である。
【0115】
第２ポリオレフィン再生材溶融物では、第２密度は、第１密度に対する比が１以上であり、第２メルトインデックスは、第１メルトインデックスに対する比が５．０以上であり、第２分子量分布は、第１分子量分布に対する比が０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下であり、第２重量平均分子量（「Ｍｗ２」）は、Ｍｗ２／Ｍｗ１が０．９９以下、０．９５以下、０．８０以下、または０以下であり、第２溶融弾性体は、第１溶融弾性体に対する比が０．９０以下、０．７０以下、０．５０以下である。
【0116】
さらなる実施形態では、方法は、さらに、以下の１つまたは複数を特徴としている。
a)ポリオレフィン再生材原料は、ポストコンシューマリサイクル廃棄物、ポストインダストリアルリサイクル廃棄物、またはこれらの組み合わせを含む。
b)ビスブレーキング条件は、熱ビスブレーキングを含み、場合によっては３００℃以上の温度で、または３２０℃から４００℃の温度範囲で実施される。
c)第１ＨＤＰＥポリオレフィン再生材溶融物は、第２ポリオレフィン再生材溶融物を生成するためにさらに揮発条件を適用され、ここで、ポリオレフィン再生材原料は、第１揮発性有機化合物の含有量を有し、第１ＨＤＰＥポリオレフィン再生材溶融物は、第２揮発性有機化合物の含有量を有し、第２揮発性有機化合物の含有量と第１揮発性有機化合物の含有量との比が０．９以下であり、場合によっては、揮発条件は、以下をさらに含む：
i)掃気ガスの注入および抽出：および場合によっては、掃気ガスは、窒素、二酸化炭素、水またはこれらの組み合わせを含むこと、
ii)通気条件、真空条件またはこれらの組み合わせ、
d)第２ポリオレフィン再生材物の溶融物は、溶融物フィルターを通過すること、
e)第１押出機に酸化防止剤を添加すること、および
f)ポリオレフィン再生材原料は、第１高負荷メルトインデックス（２１．６ｋｇ、１９０℃）を有し、第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２高負荷メルトインデックスを有し、第２高負荷メルトインデックスと第１高負荷メルトインデックスとの比が２．０以上、３．０以上、４．０以上、５．０以上であること、
g)ポリオレフィン再生材原料は、第１溶融物指数比（Ｉ２１／Ｉ２）を有し、第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２溶融物指数比を有し、第１溶融物指数比に対する第２溶融物指数比の比が０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下であること、
h)総多分散性測定値（「ＰＤＲ」）であって、第２ポリオレフィン再生材溶融物は第２ＰＤＲを有し、第１ＰＤＲに対する第２ＰＤＲの比が０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下であること、
i)ポリオレフィン再生材原料は、第１複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）を有し、第２ポリオレフィン再生材溶融物は、複素粘度比を有し、第１複素粘度比に対する第２複素粘度比の比が０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．４０以下であること、および
j)ポリオレフィン再生材原料は、第１固有粘度［η］を有し、第２ポリオレフィン再生材溶融物は、固有粘度を有し、第１固有粘度に対する第２固有粘度の比が、０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．４０以下であること
a)ポリオレフィン再生材原料は、ポストコンシューマリサイクル廃棄物、ポストインダストリアルリサイクル廃棄物、またはこれらの組み合わせを含む。
b)ビスブレーキング条件は、熱ビスブレーキングを含み、場合によっては３００℃以上の温度で、または３２０℃から４００℃の温度範囲で実施される。
c)第１ＨＤＰＥポリオレフィン再生材溶融物は、第２ポリオレフィン再生材溶融物を生成するためにさらに揮発条件を適用され、ここで、ポリオレフィン再生材原料は、第１揮発性有機化合物の含有量を有し、第１ＨＤＰＥポリオレフィン再生材溶融物は、第２揮発性有機化合物の含有量を有し、第２揮発性有機化合物の含有量と第１揮発性有機化合物の含有量との比が０．９以下であり、場合によっては、揮発条件は、以下をさらに含む：
i)掃気ガスの注入および抽出：および場合によっては、掃気ガスは、窒素、二酸化炭素、水またはこれらの組み合わせを含むこと、
ii)通気条件、真空条件またはこれらの組み合わせ、
d)第２ポリオレフィン再生材物の溶融物は、溶融物フィルターを通過すること、
e)第１押出機に酸化防止剤を添加すること、および
f)ポリオレフィン再生材原料は、第１高負荷メルトインデックス（２１．６ｋｇ、１９０℃）を有し、第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２高負荷メルトインデックスを有し、第２高負荷メルトインデックスと第１高負荷メルトインデックスとの比が２．０以上、３．０以上、４．０以上、５．０以上であること、
g)ポリオレフィン再生材原料は、第１溶融物指数比（Ｉ２１／Ｉ２）を有し、第２ポリオレフィン再生材溶融物は、第２溶融物指数比を有し、第１溶融物指数比に対する第２溶融物指数比の比が０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下であること、
h)総多分散性測定値（「ＰＤＲ」）であって、第２ポリオレフィン再生材溶融物は第２ＰＤＲを有し、第１ＰＤＲに対する第２ＰＤＲの比が０．９０以下、０．８０以下、０．７０以下、０．５０以下であること、
i)ポリオレフィン再生材原料は、第１複素粘度比（η＊ ０．１／η＊ １００）を有し、第２ポリオレフィン再生材溶融物は、複素粘度比を有し、第１複素粘度比に対する第２複素粘度比の比が０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．４０以下であること、および
j)ポリオレフィン再生材原料は、第１固有粘度［η］を有し、第２ポリオレフィン再生材溶融物は、固有粘度を有し、第１固有粘度に対する第２固有粘度の比が、０．７０以下、０．６０以下、０．５０以下、０．４０以下であること
【0117】
いくつかの実施形態では、前記方法は、第２ポリオレフィン再生材溶融物をさらに加工または造粒するために、第１押出機から第２ポリオレフィン再生材溶融物を取り出してポリオレフィン再生材生成物を形成することをさらに含む。
【0118】
上記方法のさらなる実施形態では、ポリオレフィン再生材と第１ポリオレフィンブレンド成分とを第２押出機に添加し、第２押出機で混合条件に影響を与えて、加工済みポリオレフィン再生材と第１ポリオレフィンブレンド成分との溶融ブレンド混合物からなるポリオレフィン生成物を形成する。いくつかの実施形態では、このような混合条件は、３００℃以下の温度を含む。いくつかの実施形態では、第１ポリオレフィンブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。さらなる実施形態では、バージンポリオレフィンは、バージンＬＤＰＥ、バージンＬＬＤＰＥ、バージンポリオレフィン、バージンＭＤＰＥ、バージンポリプロピレン、またはこれらの組み合わせを含む、ポリオレフィン再生材原料としては、ＬＤＰＥ再生材原料、ＬＬＤＰＥ再生材原料、ポリオレフィン再生材原料、ＭＤＰＥ再生材原料、ポリプロピレン再生材原料、またはこれらの組み合わせが挙げられる。加工済みポリオレフィン再生材は、加工済みＬＤＰＥ再生材、加工済みＬＬＤＰＥ再生材、第２加工済みＨＤＰＥ再生材、加工済みＭＤＰＥ再生材、加工済みポリプロピレン再生材、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、第１ポリオレフィンブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。
【0119】
上記方法のさらなる実施形態では、ポリオレフィン再生材生成物は、ポリオレフィン再生材生成物と第１ポリオレフィンブレンド成分との合計重量に対して、５重量％～９０重量％、または２０重量％～６０重量％の範囲の量で添加され、および／または、ポリオレフィン再生材生成物は、第３重量平均分子量（「Ｍｗ３」）を有し、第１ポリオレフィンブレンド成分は、第４重量平均分子量（「Ｍｗ４」）を有し、
Ｍｗ３／Ｍｗ３は０．８以下１．２５以上である。
Ｍｗ３／Ｍｗ３は０．８以下１．２５以上である。
【0120】
上記方法のさらなる実施形態では、第１ポリオレフィンブレンド成分は、第１重合装置で調製されたポリマー生成物を含む第１バージンポリオレフィンであり、ここで、ポリマー生成物は、いくつかの場合には、重合後にビスブレーキングプロセスを受け、いくつかの実施形態では、ビスブレーキングプロセスは、熱によるビスブレーキング、過酸化物によるビスブレーキング、またはこれらの組み合わせを含む。
【0121】
前記方法のさらに実施形態では、第１ポリオレフィンブレンド成分は、第１重合装置で調製されたポリオレフィン粉末を含む。
【0122】
上記の方法の更なる実施形態では、酸化防止剤が第２押出機に添加される。
【0123】
前述の方法のさらなる実施形態では、方法は、第２ポリオレフィンブレンド成分を第３押出機に添加するステップと、第３押出機内で溶融条件を達成して、第２ポリオレフィンブレンド成分溶融物を生成するステップと、第２ポリオレフィンブレンド成分溶融物を第１ポリオレフィンブレンド成分として取り出すステップと、をさらに含む。
【0124】
上記方法のさらなる実施形態では、第２ポリオレフィンブレンド成分は、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはそれらの組み合わせを含む。
【0125】
上記方法のさらなる実施形態では、第２ポリオレフィンブレンド成分は、重合後にビスブレーキングプロセスを経て、場合によっては、ビスブレーキングプロセスは、熱的なビスブレーキングを含む。
【0126】
上記方法のさらに実施形態において、第２ポリオレフィンブレンド成分は、第２重合装置で調製されたポリエチレン粉末および／またはポリエチレン粒子を含む。
【0127】
上記方法のさらなる実施形態では、第１および／または第２重合装置は、それぞれ、２つ以上の重合反応器および／または重合反応器内の２つ以上の重合ゾーンを含む。
【0128】
上記方法のさらなる実施形態では、第１および／または第２重合装置は、それぞれ、直列に接続された２つ以上の気相流動層反応器、直列に接続された２つ以上のスラリー相反応器、またはマルチゾーン循環反応器と直列に接続された気相流動層反応器を含む。
【0129】
上記の方法の更なる実施形態では、酸化防止剤が第３押出機に添加される。
【0130】
いくつかの実施形態では、組成物は、第１ポリマーと第２ポリマーとのポリマーブレンドを含む。第１ポリマーは、第１加工済みポリオレフィン再生材であり、５重量％～９０重量％の範囲の量で存在する。第２ポリマーは、バージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材またはそれらの組み合わせであり、１０重量％から９５重量％の範囲内の量で存在する。全ての重量パーセントは、第１および第２ポリマーの合計重量に基づく。
【0131】
前記組成物のさらなる実施形態では、バージンポリオレフィンは、バージンＬＤＰＥ、バージンＬＬＤＰＥ、バージンＨＤＰＥ、バージンＭＤＰＥ、バージンポリプロピレン、またはこれらの組み合わせを含む、ポリオレフィン再生材原料としては、ＬＤＰＥ再生材原料、ＬＬＤＰＥ再生材原料、ＨＤＰＥ再生材原料、ＭＤＰＥ再生材原料、ポリプロピレン再生材原料またはこれらの組み合わせが挙げられる。加工済みポリオレフィン再生材は、加工済みＬＤＰＥ再生材、加工済みＬＬＤＰＥ再生材、第２加工済みＨＤＰＥ再生材、第２加工済みＭＤＰＥ再生材、加工済みポリプロピレン再生材、またはこれらの組み合わせを含む。
【0132】
上記組成物のさらなる実施形態では、加熱によるビスブレーキング、または加熱によるビスブレーキングおよび脱揮の加工手段が施される。
いくつかの実施形態では、ブレンドは、第１Ｉ２および第２Ｉ２を有するバージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはこれらの組み合わせを含むビスブロークンポリオレフィンを含み、
ここで、
（Ｉ２）ブレンドは最終ブレンドの目標メルトインデックスである。
ｎはブレンド中の成分の数である。
ｉは、ｎ成分ブレンドのｉ番目の成分である。
いくつかの実施形態では、ブレンドは、第１Ｉ２および第２Ｉ２を有するバージンポリオレフィン、ポリオレフィン再生材原料、加工済みポリオレフィン再生材、またはこれらの組み合わせを含むビスブロークンポリオレフィンを含み、
【数3】
（Ｉ２）ブレンドは最終ブレンドの目標メルトインデックスである。
ｎはブレンド中の成分の数である。
ｉは、ｎ成分ブレンドのｉ番目の成分である。
【0133】
以下の実施形態は、本発明を示す、しかしながら、当業者は、本発明の精神および請求項の範囲内の多くの変更点を認識するであろう。本発明のよりよい理解を容易にするために、以下に好ましい実施形態の例を示す。以下の実施形態は、本発明の範囲を限定または定義するものと解釈されるべきではない。
実施例
実施例
【0134】
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示すために含まれる。当業者であれば、以下の実施形態に開示される技術は、発明者が発見した本発明の実施形態でうまく機能している技術を表しており、本発明の実施形態の好ましい形態を構成していると考えることができることを理解する。しかしながら、本開示によれば、当業者は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、開示された具体的な実施形態において多くの変更を行うことができ、依然として同様のまたは同様の結果を得ることができることを理解するであろう。
【0135】
以下の実施形態では、低メルトインデックスを有する市販のＨＤＰＥ組成物をＨＤＰＥ再生材原料の代替物として使用する。本明細書に記載されるように、加工後、ビスブロークン低メルトインデックスＨＤＰＥを、単独で、または他の成分とブレンドして、より高いメルトインデックスのバージンＨＤＰＥと比較する。
【0136】
テスト方法
【0137】
密度は、ＡＳＴＭ Ｄ－４７０３およびＡＳＴＭ Ｄ－１５０５／ＩＳＯ－１１８３に従って測定される。
【0138】
ダイスウェルは、本明細書では、Ｇｏｅｔｆｅｒｔ Ｒｈｅｏｇｒａｐｈ ２５キャピラリーレオメーターを使用して社内で開発されたテストによって測定され。ポリマー溶融物は、温度１９０℃、せん断速度５２５ｓ－１でダイから押し出される。押出物のダイスウェルは、ダイの底部から７８ｍｍ下の位置に配置されたレーザーによって測定される。ダイのオリフィス直径は１ｍｍ、Ｌ／Ｄは０．２５、入口角度は９０°である。押出ストランドは、測定前にダイの底部から１２０ｍｍ下の位置で切断される。
【0139】
高負荷メルトインデックス（I21’’）はＡＳＴＭ Ｄ－１２３８－Ｆ（１９０℃／２１．６ｋｇ）によって測定される。
【0140】
せん断レオロジー測定はＡＳＴＭ４４４０－９５ａに従って実行され、動的粘弾性特性（貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”、および振動頻度ωの関数としての複素粘度（η＊）を特徴付ける。回転レオメーター（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）をレオロジー測定に使用する。２５ｍｍの平行平板固定具が使用される。１９０℃のホットプレスを使用してサンプルをディスク（直径約２９ｍｍ、厚さ約１．３ｍｍ）に圧縮成形する。１９０℃で発振頻度掃引実験（３９８．１ｒａｄ／ｓｅｃから０．０２５１ｒａｄ／ｓｅｃ）を行う。加えられるひずみの大きさは約１０％であり、加工クリアランスは１ｍｍに設定されている。測定中の熱酸化を最小限に抑えるために、試料チャンバ内に窒素ガス流を適用する。
【0141】
溶融弾性（「ＥＲ」）は、アプライアンスポリマサイエンス誌５７（１９９５）１６０５でＲ．ＳｈｒｏｆｆとＨ．Ｍａｖｒｉｄｉｓが論じているように、によって決定される。米国特許第７,２３８,７５４号、第６,１７１,９９３号および第５,５３４,４７２号（欄１０、２０～３０行目）は、参照によってここに組み込まれている。したがって、貯蔵弾性率（Ｇ'）と損失弾性率（Ｇ''）が測定される。９つの最低頻度点（頻度１０年ごとに５点）が使用され、最小二乗回帰によって直線方程式がｌｏｇＧ'対ｌｏｇＧ''に当てはめられる。次に、ＥＲを次の式に基づいて計算する。
Ｇ’＝５,０００ｄｙｎ／ｃｍ２の値である。直鎖状および長鎖状に分岐したポリオレフィンについては、同一のＥＲ計算手順および方程式を用いる。
【数4】
【0142】
ＰＤＲまたは「総多分散性測定値」は、Ｒ．ＳｈｒｏｆｆおよびＨ．Ｍａｖｒｉｄｉｓがアプリケーションポリマーサイエンス誌５７（１９９５）１６０５,１６１９ページの方程式２７で、Ｇ＊ｒｅｆ,１＝１．９５＊１０４ｄｙｎ／ｃｍ２およびｌｏｇ１０（Ｇ＊ｒｅｆ,３／Ｇ＊ｒｅｆ,１）＝２で議論しているように決定されている。直鎖状および長鎖状に分岐したポリオレフィンについても、同様の手順および式を用いてＰＤＲ計算を行う。
【0143】
０．１ｒａｄ／ｓの頻度での複素粘度の比（η＊
０．１／η＊
１００η＊
０．１）と、１００ｒａｄ／ｓの頻度での複素粘度の比η＊
１００とは、せん断感受性とポリマー溶融物のレオロジー幅または多分散性の追加的な尺度として使用される。
【0144】
メルトインデックス（「Ｉ２」）はＡＳＴＭＤ－１２３８－Ｅ（１９０℃／２．１６ｋｇ）により測定される。
【0145】
メルトフローレート（「ＭＦＲ」）は、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８－Ｌ（２３０℃／２．１６ｋｇ）によって測定される。
【0146】
サイズ排除クロマトグラフィー（「ＳＥＣ」）とも呼ばれる高温高分子炭ゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）を用いて、フィルタベースの赤外線検出器ＩＲ５、４キャピラリー差動ブリッジ粘度計、およびＷｙａｔｔ１８角光散乱検出器を備えた分子量分布（「ＭＷＤ」）および分子量平均値（数平均分子量Ｍｎ、重量平均分子量Ｍｗおよびｚ平均分子量Ｍｚ）を測定する。Ｍｎ、Ｍｗ、Ｍｚ、ＭＷＤ、短鎖分岐（ＳＣＢ）曲線は赤外線検出器を使用して報告され、長鎖分岐パラメータｇ'は粘度計と赤外線検出器の組み合わせを使用して１４５（℃で決定される１,２,４－トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）中の流体力学的寸法に基づいて、３００ｐｐｍの酸化防止剤ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を移動相とした３本のＡｎｃｈｉｌｌｅｎ ＰＬｇｅｌ Ｏｌｅｘｉｓ ＧＰＣカラムを用いて１４５（℃でポリマー分級を行った。ポリマー１６ｍｇを１０ｍＬバイアルに計量し、ＧＰＣ測定用に密封した。溶解工程は、１６０（℃（８ｍｌ ＴＣＢ中）で１時間連続して自動的に得られ、アジロンオートサンプラ中で連続的に振とうされた。溶解工程では、小瓶に２０Ｌのヘプタンを流量目印として注入した。溶解工程後、ＧＰＣカラムに２００Ｌの溶液を注入した。ＧＰＣカラムは、５７８ｇ／ｍｏｌｅ～３,５１０,０００ｇ／ｍｏｌｅの範囲の１２個の単分散ポリスチレン（ＰＳ）標準（ＰＳＳによって提供）に基づいて校正される。コモノマー組成（またはＳＣＢ分布）は、確立された溶液ＮＭＲ技術を用いて測定されたＣＨ３／１０００総炭素の既知値を有する、比較的狭い一連のポリエチレン（ポリマーカーボンは１－ヘキセンと１－オクテンのコモノマーを有するポリエチレンを提供し、内部的には１－ブテンのコモノマーを有するポリエチレンを合成する）を用いて得られた異なる較正分布に基づいて報告された。ＧＰＣ ｏｎｅソフトウェアを使用してデータを分析する。長鎖分岐パラメータｇ'は、次式により決定される。
ここで、［η］はポリマーの平均固有粘度であり、次のようにＧＰＣプロファイル上のスライスの合計によって導出される。
ここで、ｃｉはＩＲ検出器から得られた特定のスライスの濃度であり、［η］ｉは粘度計検出器から測定されたスライスの固有粘度である。［η］ｌｉｎは、線状高密度ポリエチレンの以下のＭａｒｋ－Ｈｏｕｗｉｎｋ方程式を用いてＩＲ検出器から得られ、ここで、基準線状ポリエチレンの粘度平均分子量をＭｉ、線状ポリマーのＭａｒｋ－Ｈｏｕｗｉｎｋ定数をＫおよびαとしたとき、線状ポリエチレンの場合はＫ＝０．０００３７４、α＝０．７２６５、線状ポリプロピレンの場合はＫ＝０．０００４１、α＝０．６５７０である。
【数5】
【数6】
【数7】
【0147】
揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）は、熱分解ガスクロマトグラフィー／質量分析法（「Ｐ－ＧＣ／ＭＳ」）により、１０億分の１（ｐｐｂ）、１００万分の１（ｐｐｍ）、またはマイクロｇ／立方メートル（ｇ／ｍ３）で測定される。
【0148】
ゼロせん断粘度η０は、Ｓｈｒｏｆｆ＆Ｍａｖｒｉｄｉｓ（１９９９）Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ,３２,８４５４－８４６４（付録Ｂを中心に）「実質的に直鎖ポリエチレンの長鎖分岐インデックス」に記載されているように、ラジアン頻度に対する動的複素粘度のＳａｂｉａ方程式フィッティングを用いて決定されており、その開示内容は引用によって本明細書に完全に組み込まれている。
【0149】
ＬＣＢＩは式１３を使用して決定される。
式１３とその応用は、Ｓｈｒｏｆｆ＆Ｍａｖｒｉｄｉｓ（１９９９）「実質的に直鎖ポリエチレンの長鎖分岐インデックス」、大分子、３２、８４５４－８４６４に記載されており、その開示内容は引用によって本明細書に完全に組み込まれている。
【数8】
式１３とその応用は、Ｓｈｒｏｆｆ＆Ｍａｖｒｉｄｉｓ（１９９９）「実質的に直鎖ポリエチレンの長鎖分岐インデックス」、大分子、３２、８４５４－８４６４に記載されており、その開示内容は引用によって本明細書に完全に組み込まれている。
【0150】
炭素原子１００万個あたりの長鎖分岐の比率によって特徴付けられる長鎖分岐頻度、つまりＬＣＢ／１０６Ｃは、Ｊａｎｚｅｎ＆Ｃｏｌｂｙ（Ｊ．Ｊａｎｚｅｎ ａｎｄ Ｒ．Ｈ．Ｃｏｌｂｙ、「ポリエチレンにおける長鎖分岐の診断」、ジャーナル・オブ・モレキュラー・ストラクチャー、第４８５～４８６巻、１９９９年８月１０日、５６９～５８３ページ）による方法によって、上記参考文献の表２の定数を使用して、決定される。具体的には、別途説明するように、Ｓａｂｉａ方程式により複素粘度データを外挿して１９０℃におけるゼロせん断粘度η＊
０を求める。重量平均分子量ＭｗはＧＰＣにより測定される。これら２つのパラメータとＪａｎｚｅｎ＆Ｃｏｌｂｙの手法を用いて、長鎖分岐頻度ＬＣＢ／１０６ Ｃを数値的に決定することができ、３つのパラメータ（η０、Ｍｗ、ＬＣＢ／１０６Ｃ）すべてが式（２－３）を満たす。Ｊａｎｚｅｎ＆Ｃｏｌｂｙ法は、材料のゼロせん断粘度η０／η０,線形と、平均分子量が同じ完全線状ポリマー（ＬＣＢ／１０６ Ｃ＝０）のゼロせん断粘度の比が、ＬＣＢ／１０６ Ｃのある値で最大値を示すことを予測し、η０／η０,線形の値ごとに、ＬＣＢ／１０６ Ｃのレベルまたは値が２つ存在し、この比が可能であることを示した。この計算のために、ＬＣＢ／１０６ Ｃの最小値は、常にη０／η０,線形の所定の比率で選択される。
【0151】
原材料
【0152】
ここで使われている原材料は、次の表１のようなものである。
＊ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＮＶから入手可能
＊＊ １９０℃／２．１６ｋｇ
＊＊＊ ２３０℃／２．１６ｋｇ
実施例１～９
【表1】
＊＊ １９０℃／２．１６ｋｇ
＊＊＊ ２３０℃／２．１６ｋｇ
実施例１～９
【0153】
表２の実施例１～９は、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥおよびそれらのブレンドのビスブレーキング破砕結果を示している。Ｐ１はＬＬＤＰＥ再生材原料の代表格と考えられている。Ｐ２は低密度ポリエチレン再生材原料に相当すると考えられる。実施例２～８は、Ｐ１、Ｐ２およびそれらのブレンドのビスブレーキング部を介して調製される。ビスブレーキングは、Ｐ１、Ｐ２、およびそれらのブレンドをＷｅｒｎｅｒ＆Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ＺＳＫ４０二軸押出機に供給速度５０ポンド／時間、スクリュー速度６００ｒｐｍおよび目標温度プロファイル２００／２５０／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５℃（フィード口からダイまで）で供給することによって実施した。実施例３～７は、Ｐ１とＰ１のビスブレーキングブレンドから生成されるＩ２、密度、ＨＬＭＩ、ＨＬＭＩ／ＭＩ、ＥＲ、ＰＤＲ、η０、η＊
０．１、η＊
１００、η＊
０．１／η＊
１００、Ｍｗ、Ｍｚ、Ｍｗ／Ｍｎ、Ｍｚ／Ｍｗ、ＩＶ、ｇ'、およびＬＣＢＩの変化を示している。
表２（続き）
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【0154】
実施例１～９の解析に基づいて生成された動振データを表３に示す。表３のデータは、実施例１－９の場合、複素粘度は頻度が高くなるにつれて低下することを示している。表３はさらに、実施例２－８におけるＬＬＤＰＥとＬＤＰＥのビスブロークンブレンドが、すべてのテストの頻度値に対して低い複素粘度η＊を示している。
表３
表３（続き）
実施例１０～１７
表３
【表6】
【表7】
【表8】
【表9】
【表10】
【表11】
【表12】
【0155】
表４の実施例１０～１７は、ＨＤＰＥ、ＰＰ、およびそれらのブレンドのビスブレーキングの結果を示す。Ｐ３はＨＤＰＥの再生材原料として優れていると考えられている。Ｐ４はポリプロピレン再生材原料に相当すると考えられている。実施例１１～１５は、Ｐ３、Ｐ４およびそれらのブレンドのビスブレーキング部を介して調製される。ビスブレーキングは、Ｐ３、Ｐ４、およびそれらのブレンドをＷｅｒｎｅｒ＆Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ＺＳＫ４０二軸押出機に供給速度５０ポンド／時間、スクリュー速度６００ｒｐｍ、目標温度プロファイル２００／２５０／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５℃（フィード入口からダイまで）で供給することによって実施した。実施例１２～１４は、Ｐ３およびＰ４のビスブレーキングブレンドから生じるＩ２、ＭＦＲ、ＥＲ、ＰＤＲ、η ０＠２００℃、η ０＠１９０℃、η＊０．１、η＊１００、η＊０．１／η＊１００、Ｍｗ、Ｍｚ、Ｍｗ／Ｍｎ、Ｍｚ／Ｍｗ、ＩＶ、ｇ'、およびＬＣＢＩの変化を示している。
表４
表４（続き）
表４
【表13】
【表14】
【表15】
【表16】
【0156】
実施例１１～１６の分析に基づいて生成された動的振動データを以下の表５に示す。表５のデータは、実施例１１～１６では頻度が増加するにつれて複素粘度が減少することを示している。表３はさらに、実施例１２～１４のＨＤＰＥとＰＰのビスブロークンブレンドが、すべての試験された頻度値においてより低い複素粘度（η＊）を有することを示している。
表５
表５（続き）
表５
【表17】
【表18】
【表19】
【表20】
【0157】
図７は、実施例４と実施例５について生成された分子量曲線の比較である。重ね合わせたグラフは、ビスブレーキングによって達成される分子量の減少と分子量分布の狭まりの両方を示している。
実施例１８～２５
実施例１８～２５
【0158】
表６の実施例１８～２５は、ＨＤＰＥ、ＰＰ、およびそれらのブレンドのビスブレーキングの結果を示す。Ｐ３はＨＤＰＥの再生材原料として優れていると考えられている。Ｐ５はＰＰ再生材原料の合理的な代表と考えられている。実施例１９～２３は、Ｐ３、Ｐ５およびそれらのブレンドのビスブレーキング部を介して調製される。ビスブレーキングは、Ｐ３、Ｐ５、およびそれらのブレンドをＷｅｒｎｅｒ＆Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ＺＳＫ４０二軸押出機に供給速度５０ポンド／時間、スクリュー速度６００ｒｐｍ、目標温度プロファイル２００／２５０／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５／３２５℃（フィード入口からダイまで）で供給することによって実施した。実施例２０～２２は、Ｐ３およびＰ４のビスブレーキングブレンドから生じるＩ２、ＭＦＲ、ＥＲ、ＰＤＲ、η０＠２００℃、η０＠１９０℃、η＊
０．１、η＊
１００、η＊
０．１／η＊
１００、Ｍｗ、Ｍｚ、Ｍｗ／Ｍｎ、Ｍｚ／Ｍｗ、ＩＶ、ｇ'およびＬＣＢＩの変化を示す。
表６
表６（続き）
表６
【表21】
【表22】
【表23】
【表24】
【0159】
実施例１９～２４の分析に基づいて生成された動的振動データを以下の表７に示す。表７のデータは、実施例１１～１６では周波数が増加するにつれて複素粘度が減少することを示している。表３はさらに、実施例２０～２２のＨＤＰＥとＰＰのビスブロークンブレンドが、頻度のすべての試験値についてより低い複素粘度（η＊）を有することを示している。
表７
表７（続き）
表７
【表25】
【表26】
【表27】
【表28】
【0160】
簡潔にするために、ここでは特定の範囲のみが明確に開示されている。ただし、記載された範囲に加えて、明示的に記載されていない範囲を記載するために、任意の下限値と任意の上限値を組み合わせることができ、また、明示的に記載されていない範囲を記載するために、任意の下限値からの範囲を他の任意の下限値と組み合わせることもできる。同様に、任意の上限の範囲を他の上限と組み合わせて、明示的に記載されていない範囲を記載することができる。また、範囲内には、明示的に列挙されていなくても、端点間の各点または個々の値が含まれている。したがって、明示的に記載されていない範囲を記載するために、すべての点または個々の値は、他の点または個々の値または他の下限または上限と組み合わせた独自の下限または上限として機能する場合がある。
【0161】
本発明およびその利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、置換、および変更が可能であることが理解されるべきである。さらに、本明細書の範囲は、本明細書に記載されたプロセス、機械、膜構造、層の構成、装置、方法、および／またはステップの特定の実施形態に限定されることを意図していない。当業者であれば、本発明の開示から容易に理解できるように、実質的に機能する、現在存在する、または今後開発されるプロセス、機械、フィルム構造、層の組成、手段、方法、および／またはステップは、本明細書で説明される対応する実施形態と同じ機能または実質的に同じ結果を達成するものを、本発明に従って利用することができる。したがって、特許請求の範囲は、これらのプロセス、機械、膜構造、層の構成、装置、方法、および／またはステップを含むことを意図している。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】