Полиэтиленовые композиции, способ их получения, изготовленные из них волокна и способ получения волокон - RU2486214C2

Код документа: RU2486214C2

Чертежи

Описание

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка представляет собой безусловную заявку, утверждающую приоритет согласно предварительной патентной заявке США № 61/079453, поданной 10 июля 2008 года, озаглавленной «Текстильное волокно из HDPE (полиэтилена высокой плотности) для мягких текстильных тканей», указания которой включены здесь посредством ссылки, как если бы воспроизведены ниже во всей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к полиэтиленовым композициям, способу их получения, изготовленным из них волокнам, способу получения волокон, тканям, сделанным из таких волокон, и способу получения таких тканей.

Уровень техники

Применение полимерных композиций, таких как полиолефины, в производстве волокон общеизвестно. Примеры полиолефинов включают, но не ограничиваются ими, полипропиленовые композиции. Такие волокна могут быть переработаны в ткани, например, текстильные ткани или нетканые материалы. Для изготовления таких тканей могут быть использованы различные способы. Такие способы общеизвестны специалистам с обычной квалификацией в этой области технологии.

Несмотря на усилия, предпринятые в исследованиях для разработки композиций, пригодных для волокон, по-прежнему существует потребность в полиэтиленовой композиции, которая пригодна к прядению в филаментную пряжу с низким значением денье, имеющую улучшенную прочность на разрыв и осязаемость. Дополнительно, все еще существует потребность в способе получения полиэтиленовой композиции, которая пригодна к прядению в филаментную пряжу с низким значением денье, имеющую улучшенную прочность на разрыв и осязаемость. В дополнение, по-прежнему есть потребность в полиэтиленовых волокнах, которые упрощают производство текстильных тканей и нетканых материалов, имеющих улучшенные свойства, такие как улучшенные мягкость и дражируемость.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, и способ получения волокон. Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению включает: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров. Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции. Способ получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции включает стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения полиэтиленовой композиции, имеющей плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции. Волокна согласно настоящему изобретению включают полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которых полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции. Способ получения волокна согласно настоящему изобретению включает стадии: (1) выбора полиэтиленовой композиции, включающей: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в котором полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции; (2) прядения полиэтиленовой композиции в волокно; и (3) тем самым формирования волокна.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,960 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,940 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 5 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,960 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения полиэтиленовой композиции, имеющей плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,960 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,940 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 5 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,960 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет волокна, включающие полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения волокон, включающий стадии: (1) выбора полиэтиленовой композиции, включающей: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции; (2) прядения полиэтиленовой композиции в волокно; и (3) тем самым формирования волокна.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет ткань, включающую волокно, включающее полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения ткани, включающий стадии: (1) изготовления волокна, включающего полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции; (2) переработки волокна в ткань способом, выбранным из группы, состоящей из способа ткания, способа вязания, способа формования раздувом, фильерного способа производства нетканого материала, способа аэродинамического формирования холста, способа получения иглопробивного нетканого материала, способа гидроспутывания, способа электропрядения и их комбинаций.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция имеет уровень винильной ненасыщенности менее 0,05 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция имеет менее 2 пиков на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в которой пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция имеет 1 пик или менее на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в которой пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция имеет только 1 пик на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в которой пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция включает менее 100 масс. частей остатков гафния, оставшихся от металлоценового катализатора на основе гафния, на один миллион частей полиэтиленовой композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что текстильная ткань имеет устойчивость к истиранию менее 5 масс.% истертого волокна в расчете на массу ткани перед испытанием на устойчивость к истиранию.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что текстильная ткань имеет устойчивость к истиранию менее 2 масс.% истертого волокна в расчете на массу ткани перед испытанием на устойчивость к истиранию.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что текстильная ткань имеет устойчивость к истиранию менее 1 масс.% истертого волокна в расчете на массу ткани перед испытанием на устойчивость к истиранию.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что текстильная ткань имеет устойчивость к истиранию менее 0,8 масс.% истертого волокна в расчете на массу ткани перед испытанием на устойчивость к истиранию.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет значение гладкости менее 2.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет значение гладкости менее 1,5, например, 1,3.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет значение восковости более 7, например, 7,5.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет величину трения по ладони менее 3,5.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет величину трения по ладони менее 3,0.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет величину трения по ладони менее 2,5.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет величину трения по ладони менее 2,0, например, 1,85.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет значение жесткости менее 1,1.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет значение жесткости менее 1,0.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет значение жесткости менее 0,8.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет значение жесткости менее 0,7, например, 0,52.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, и ткань имеет значение гладкости менее 2, значение восковости более 7, величину трения по ладони менее 3,5 и значение жесткости менее 1,1.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет значение гладкости менее 8.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет значение гладкости менее 7, например, 5,30.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет значение восковости более 8, например, 8,2.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет величину трения по ладони менее 7.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет величину трения по ладони менее 6,0.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет значение жесткости менее 3.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет значение жесткости менее 2,0.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет значение жесткости менее 1,8.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, и ткань имеет значение гладкости менее 8, значение восковости более 8, величину трения по ладони менее 7 и значение жесткости менее 3.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что ткань используют в качестве изделия, выбранного из группы, состоящей из обивочного материала, швейного изделия, обивки стен, коврового покрытия, верхнего слоя пеленок, оборотного слоя пеленок, ткани медицинского назначения, хирургического покрывала, больничного халата, салфеток, текстильных изделий и геотекстиля.

Краткое описание чертежей

Представленное на чертежах в целях иллюстрирования изобретения, представлено в форме примеров; однако должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничивается точными компоновками и показанными средствами.

Фиг.1 представляет график, изображающий взаимосвязь между прочностью на разрыв соответствующего изобретению волокна, измеренной в г/денье, и индексом расплава (I₂) соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, измеренным в г/10 минут;

фиг.2 представляет график, изображающий взаимосвязь между прочностью на разрыв соответствующего изобретению волокна, измеренной в г/денье, и молекулярной массой (M_w) соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, измеренной в тысячах (10³) Дальтон;

фиг.3 представляет график, изображающий взаимосвязь между относительным удлинением соответствующего изобретению волокна, измеренного в процентах, и индексом расплава (I₂) соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, измеренным в г/10 минут; и

фиг.4 представляет график, изображающий взаимосвязь между степенью усадки в кипящей воде подвергнутого отжигу (An) при температуре 120ºС и не подвергнутого отжигу (Un) соответствующего изобретению волокна, измеренной в процентах, и плотностью соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, измеренной в г/см³.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к полиэтиленовым композициям, способу их получения, волокнам, изготовленным из них, и способу получения волокон. Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению включает: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров. Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению обладает уникальными свойствами и характеристиками, приспособленными для различных вариантов применения, как более подробно описано ниже.

Применяемый здесь, термин «(со)полимеризация» имеет отношение к полимеризации этилена и, необязательно, одного или более сомономеров, например, одного или более α-олефиновых сомономеров. Таким образом, термин «(со)полимеризация» имеет отношение как к полимеризации этилена, так и сополимеризации этилена и одного или более сомономеров, например, одного или более α-олефиновых сомономеров.

Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,920 до 0,970 г/см³ включены здесь и раскрыты здесь; например, плотность может составлять от нижнего предела 0,920, 0,923, 0,928, 0,930, 0,936 или 0,940 г/см³ до верхнего предела 0,941, 0,947, 0,954, 0,955, 0,959, 0,960, 0,965, 0,968 или 0,970 г/см³. Например, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,920 до 0,965 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,920 до 0,960 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,920 до 0,955 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,920 до 0,950 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,930 до 0,965 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,930 до 0,960 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,930 до 0,955 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,930 до 0,950 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,940 до 0,965 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,940 до 0,960 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,940 до 0,955 г/см³; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь плотность от 0,940 до 0,950 г/см³.

Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,62. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 1,70 до 3,62 включены здесь и раскрыты здесь; например, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) может составлять от нижнего предела 1,70, 1,80, 1,90, 2,10, 2,30, 2,50, 2,70, 2,90, 3,10, 3,30 или 3,50 до верхнего предела 1,85, 1,95, 2,15, 2,35, 2,55, 2,75, 2,95, 3,15, 3,35, 3,50, 3,55, 3,60 или 3,62. Например, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,60; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,55; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,50; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,35; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,15; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 2,95; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 2,75; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 2,55; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 2,35; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 2,15; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 1,95; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 1,85.

Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет индекс расплава (I₂) от 0,1 до 1000 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 до 1000 г/10 минут включены здесь и раскрыты здесь; например, индекс расплава (I₂) может составлять от нижнего предела 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80 или 100 г/10 минут до верхнего предела 5, 10, 30, 35, 50, 80, 90, 100, 110, 150, 200, 220, 250, 300, 500, 800 или 1000 г/10 минут. Например, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 1 до 150 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 1 до 35 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 1 до 30 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 1 до 20 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 1 до 10 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 3 до 150 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 3 до 50 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 3 до 35 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 3 до 30 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 3 до 20 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут.

Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет показатель текучести расплава (I₂₁) от 2 до 20000 г/10 минут. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 2 до 20000 г/10 минут включены здесь и раскрыты здесь; например, показатель текучести расплава (I₂₁) может составлять от нижнего предела 3,4, 4,3, 6,0, 10, 20, 50, 100, 150, 300 или 500 г/10 минут до верхнего предела 20000, 15000, 10000, 5000, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 300, 250, 200, 100, 80, 70 или 50 г/10 минут. Например, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁) от 3,4 до 1200 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁) от 3,4 до 1000 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁) от 3,4 до 500 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁) от 3,4 до 400 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁) от 3,4 до 300 г/10 минут; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁) от 3,4 до 250 г/10 минут.

Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 17 до 24. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 17 до 24 минут включены здесь и раскрыты здесь; например, показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) может быть от нижнего предела 17, 17,5, 18, 18,5, 19, 19,5, 20, 20,5, 21, 21,5, 22, 22,5 или 23,5 до верхнего предела 18, 18,5, 19, 19,5, 20, 20,5, 21, 21,5, 22, 22,5, 23,5 или 24. Например, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 17 до 23; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 17 до 22; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 18 до 24; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 18 до 23; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 19 до 24; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 19 до 23; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 21 до 24; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь показатель текучести расплава (I₂₁/I₂) от 21 до 23.

Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет молекулярную массу (M_w) от 15000 до 150000 дальтон. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 15000 до 150000 дальтон включены здесь и раскрыты здесь; например, молекулярная масса (M_w) может составлять от нижнего предела 15000, 20000, 25000, 30000, 34000, 40000, 50000, 60000, 70000, 80000, 90000, 95000 или 100000 дальтон до верхнего предела 20000, 25000, 30000, 33000, 40000, 50000, 60000, 70000, 80000, 90000, 95000, 100000, 115000, 125000 или 150000. Например, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 15000 до 125000 дальтон; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 15000 до 115000 дальтон; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 15000 до 100000 дальтон; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 20000 до 150000 дальтон; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 30000 до 150000 дальтон; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 40000 до 150000 дальтон; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 50000 до 150000 дальтон; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 60000 до 150000 дальтон; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярную массу (M_w) от 80000 до 150000 дальтон.

Полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 5. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 5 включены здесь и раскрыты здесь; например, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 4,5; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 4; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 3,5; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 3,0; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,8; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,6; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,4; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,3; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,2.

Полиэтиленовая композиция может иметь уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи полиэтиленовой композиции. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 0,1 включены здесь и раскрыты здесь; например, полиэтиленовая композиция может иметь уровень винильной ненасыщенности менее 0,08 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь уровень винильной ненасыщенности менее 0,04 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь уровень винильной ненасыщенности менее 0,02 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь уровень винильной ненасыщенности менее 0,01 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь уровень винильной ненасыщенности менее 0,001 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи полиэтиленовой композиции.

Полиэтиленовая композиция может включать менее 25 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 25 масс.% включены здесь и раскрыты здесь; например, полиэтиленовая композиция может включать менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 15 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 12 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 11 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 9 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 7 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 5 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 3 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 1 масс.% звеньев, производных из одного или более α-олефиновых сомономеров; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать менее 0,5 масс.% звеньев, производных из одного или более α-олефиновых сомономеров.

α-олефиновые сомономеры обычно имеют не более 20 атомов углерода. Например, α-олефиновые сомономеры предпочтительно могут иметь от 3 до 10 атомов углерода и более предпочтительно от 3 до 8 атомов углерода. Примерные α-олефиновые сомономеры включают, но не ограничиваются ими, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен и 4-метил-1-пентен. Один или более α-олефиновых сомономеров могут быть выбраны, например, из группы, состоящей из пропилена, 1-бутена, 1-гексена и 1-октена; или, в альтернативном варианте, из группы, состоящей из 1-гексена и 1-октена.

Полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 75 масс.% звеньев, полученных из этилена. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения по меньшей мере 75 масс.% включены здесь и раскрыты здесь; полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 80 масс.% звеньев, полученных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 85 масс.% звеньев, полученных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 88 масс.% звеньев, полученных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 89 масс.% звеньев, полученных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 91 масс.% звеньев, производных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 93 масс.% звеньев, производных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 95 масс.% звеньев, полученных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 97 масс.% звеньев, полученных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 99 масс.% звеньев, полученных из этилена; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может включать по меньшей мере 99,5 масс.% звеньев, полученных из этилена.

Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению по существу не содержит любого длинноцепочечного разветвления, и, предпочтительно, полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению не содержит любого длинноцепочечного разветвления. Выражение «по существу не содержит любого длинноцепочечного разветвления», применяемое здесь, имеет отношение к полиэтиленовой композиции, предпочтительно имеющей в качестве заместителей меньше, чем приблизительно 0,1 длинноцепочечного разветвления на общее число из 1000 атомов углерода, и, более предпочтительно, меньше, чем приблизительно 0,01 длинноцепочечного разветвления на общее число из 1000 атомов углерода. В альтернативном варианте полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению не содержит никакого длинноцепочечного разветвления.

Полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 2 до 40ºС. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 2 до 40ºС включены здесь и раскрыты здесь; например, ширина распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) может составлять от нижнего предела 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 20, 25 или 30ºС до верхнего предела 40, 35, 30, 29, 27, 25, 22, 20, 15, 12, 10, 8, 6, 4 или 3ºС. Например, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 2 до 35ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 2 до 30ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 2 до 25ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 2 до 20ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 2 до 15ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 2 до 10ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 2 до 5ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 4 до 35ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 4 до 30ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 4 до 25ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 4 до 20ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 4 до 15ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 4 до 10ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) от 4 до 5ºС. В альтернативном варианте полиэтиленовая композиция может иметь ширину распределения короткоцепочечных разветвлений (SCBDB) менее, чем ((0,0312)(индекс расплава (I₂)+2,87)ºС.

Соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 20 до 250 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 20 до 250 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренные при температуре 190ºС, включены здесь и раскрыты здесь; например, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 20 до 200 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 20 до 150 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 20 до 130 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 25 до 150 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 25 до 80 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 25 до 55 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 25 до 50 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 25 до 45 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 25 до 40 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 25 до 35 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 25 до 30 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 30 до 55 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 35 до 55 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 40 до 55 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 45 до 55 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция может иметь сдвиговую вязкость от 50 до 55 Па-с при скорости сдвига 3000 с^-1, измеренную при температуре 190ºС.

Соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 100 масс. частям на один миллион частей полиэтиленовой композиции. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения, меньшего или равного 100 миллионным долям (ppm), включены здесь и раскрыты здесь; например, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 10 масс. частям на один миллион частей полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 8 масс. частям на один миллион частей полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 6 масс. частям на один миллион частей полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 4 масс. частям на один миллион частей полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 2 масс. частям на один миллион частей полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 1,5 масс. частям на один миллион частей полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 1 масс. части на один миллион частей полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 0,75 масс. части на один миллион частей полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве, меньшем или равном 0,5 масс. части на один миллион частей полиэтиленовой композиции; полиэтиленовая композиция дополнительно может включать остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния, в количестве от 0,1 до 100 масс. частей на один миллион частей полиэтиленовой композиции. Остатки гафния, оставшиеся от металлоценового катализатора на основе гафния в соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, могут быть измерены с использованием рентгеновской флуоресценции (XRF), которую калибруют по эталонным стандартам. Гранулы полимерной смолы подвергают формованию под давлением при повышенной температуре в диски, имеющие толщину приблизительно 3/8 дюйма (9,53 мм), для рентгеновских измерений в предпочтительном методе. При очень низких концентрациях металла, таких как ниже 0,1 м.д. (ppm), для определения остатков металла, присутствующих в полиэтиленовой композиции согласно изобретению, пригодным методом была бы атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно-связанной плазмой (ICP-AES). В одном варианте осуществления соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция по существу не содержит хрома, циркония или титана, то есть, на взгляд квалифицированных специалистов в этой области технологии, эти металлы не присутствуют или присутствуют только в следовых количествах на уровне, к примеру, менее 0,001 м.д.

Соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению может иметь менее 2 пиков на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в котором пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен. В альтернативном варианте полиэтиленовая композиция может иметь только 1 пик или менее на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в котором пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен. В альтернативном варианте полиэтиленовая композиция может иметь только 1 пик на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в котором пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен. В дополнение, артефакты, обусловленные приборным шумом на каждой стороне пика, не рассматриваются как пики.

Соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция дополнительно может включать дополнительные компоненты, такие как один или более других полимеров и/или одну или более добавок. Такие добавки включают, но не ограничиваются ими, антистатики, усилители цвета, красители, смазочные средства, наполнители, пигменты, первичные антиоксиданты, вторичные антиоксиданты, технологические добавки, УФ стабилизаторы, антиадгезивные добавки, модификаторы адгезии, вещества для повышения клейкости, огнезащитные составы, антимикробные препараты, средства для устранения запаха, противогрибковые средства и их комбинации. Соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может включать любые количества добавок. Соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может включать от приблизительно 0,1 до приблизительно 10% по объединенной массе таких добавок, в расчете на массу соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, включающей такие добавки. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 масс.% включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может включать от 0,1 до 7% по объединенной массе добавок, в расчете на массу соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, включающей такие добавки; в альтернативном варианте соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может включать от 0,1 до 5% по объединенной массе добавок, в расчете на массу соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, включающей такие добавки; или, в альтернативном варианте, соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может включать от 0,1 до 3% по объединенной массе добавок, в расчете на массу соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, включающей такие добавки; или, в альтернативном варианте, соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может включать от 0,1 до 2% по объединенной массе добавок, в расчете на массу соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, включающей такие добавки; или, в альтернативном варианте, соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может включать от 0,1 до 1% по объединенной массе добавок, в расчете на массу соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, включающей такие добавки; или, в альтернативном варианте, соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может включать от 0,1 до 0,5% по объединенной массе добавок, в расчете на массу соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, включающей такие добавки. Для защиты соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции от термического и/или оксидативного разложения могут быть использованы такие антиоксиданты, как Irgafos^TM 168, Irganox^TM 3114, Cyanox^TM 1790, Irganox^TM 1010, Irganox^TM 1076, Irganox^TM 1330, Irganox^TM 1425WL, Irgastab^TM. Продукт Irganox^TM 1010 представляет собой тетракис[метилен(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат)]метан, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Irgafos^TM 168 представляет собой трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Irganox^TM 3114 представляет собой 1,3,5-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)-1,3,5-триазин-2,4,6-(1Н,3Н,5Н)-трион, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Irganox^TM 1076 представляет собой октадециловый сложный эфир 3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионовой кислоты, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Irganox^TM 1330 представляет собой 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Irganox^TM 1425WL представляет собой бис[моноэтил(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибенил)]фосфонат кальция, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Irgastab^TM представляет собой окисленные бисамины с алкильными группами, производными от гидрированного таллового масла, имеющиеся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Cyanox^TM 1790 представляет собой трис(4-трет-бутил-3-гидрокси-2,6-диметилбензил)-симм-триазин-2,4,6-(1Н,3Н,5Н)-трион, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Cytec Industries, Inc. Другие имеющиеся в продаже на рынке антиоксиданты включают, но не ограничиваются ими, Ultranox^TM 626, бис(2,4-ди-трет-бутилфенил)пентаэритритдифосфит, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Chemtura Corporation; P-EPQ^TM, Р,P'-[[1,1'-бифенил]-4,4'-диил]бис-P,P,P',P'-тетракис[(2,4-бис(1,1-диметилэтил)]фениловый сложный эфир фосфоновой кислоты, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Clariant Corporation; Doverphos^TM 9228, бис-(2,4-дикумилфенил)пентаэритритдифосфит, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Dover Chemical Corporation; Chimassorb^TM 944, поли-[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-6-[(1,1,3,3-тетраметилбутил)амино]-1,3,5-триазин-2,4-диил, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Chimassorb^TM 119, N²,N²'-1,2-этандиил-бис[N²-[[4,6-бис[бутил(1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидинил)амино]-1,3,5-триазин-2-ил]амино]пропил]-N⁴,N⁶-дибутил-N⁴,N⁶-бис-(1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидинил)-1,3,5-триазин-2,4,6-триамин, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Chimassorb^TM 2020, поли-[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]-α-[[6-[[4,6-бис(дибутиламино)-1,3,5-триазин-2-ил](2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)амино]гексил](2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)амино]-ω-[4,6-бис-(дибутиламино)-1,3,5-триазин-2-ил]-6-[бутил(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)амино]-1,3,5-триазин-2,4-диил, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Tinuvin^TM 622, полимер сложного эфира янтарной кислоты с 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилэтанолом, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Tinuvin^TM 770, 1,10-бис(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)-овый сложный эфир себациновой кислоты, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Ciba Geigy Inc.; Uvasorb HA^TM 88, 3-додецил-1-(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)-пирролидиндион-2,5, имеющийся в продаже на рынке от фирмы 3V; CYASORB^TM UV-3346, поли[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-6-(4-морфолинил)-1,3,5-триазин-2,4-диил, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Cytec Industries, Inc.; CYASORB^TM UV-3529, поли[(1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидинил)имино]-6-(4-морфолинил)-1,3,5-триазин-2,4-диил, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Cytec Industries, Inc.; и Hostavin^TM N 30, 2,2,4,4-тетраметил-20-(2-оксиранилметил)-7-окса-3,20-азадиспиро[5.1.11.2]генэйкозан-21-он, полимер с 2-(хлорметил)оксираном, имеющийся в продаже на рынке от фирмы Clariant Corporation.

Для получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции могут быть использованы любые общеупотребительные способы проведения реакции (со)полимеризации этилена. Такие традиционные способы проведения реакции (со)полимеризации этилена включают, но не ограничиваются ими, способ газофазной полимеризации, способ суспензионной полимеризации в водной фазе, способ полимеризации в жидкостной фазе и их комбинации, с использованием одного или более традиционных реакторов, например, газофазных реакторов с псевдоожиженным слоем, циркуляционных реакторов, реакторных резервуаров с перемешиванием, параллельно или последовательно соединенных реакторов периодического действия, и/или любых их комбинаций. В альтернативном варианте соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может быть получена в реакторе высокого давления с использованием системы координационного катализатора. Например, соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может быть получена способом газофазной полимеризации в одиночном газофазном реакторе; однако настоящее изобретение этим не ограничивается, и может быть использован любой из вышеназванных способов полимеризации. В одном варианте осуществления полимеризационный реактор может включать два или более реакторов, соединенных последовательно, параллельно или в их сочетании. Предпочтительно полимеризационный реактор представляет собой одиночный реактор, например, газофазный реактор с псевдоожиженным слоем. В еще одном варианте осуществления газофазный полимеризационный реактор представляет собой полимеризационный реактор непрерывного действия, включающий один или более потоков сырьевых материалов. В полимеризационном реакторе один или более потоков сырьевых материалов соединяются вместе, и газ, включающий этилен и, необязательно, один или более сомономеров, например, один или более α-олефинов, протекают или непрерывно циркулируют через полимеризационный реактор любым подходящим путем. Газ, включающий этилен и, необязательно, один или более сомономеров, например, один или более α-олефинов, может быть подведен через дисковый рассекатель для флюидизации слоя в непрерывном процессе флюидизации.

В ходе получения системы металлоценового катализатора на основе гафния, включающей сокатализатор, как более подробно описано ниже, этилен, необязательно один или более альфа-олефиновых сомономеров, водород, необязательно один или более инертных газов и/или жидкостей, например, азот (N₂), изопентан и гексан, и необязательно одну или более добавок для обеспечения непрерывности процесса, например, этоксилированный стеариламин или дистеарат алюминия или их комбинации, непрерывно подают в реактор, например, газофазный реактор с псевдоожиженным слоем. Реактор может находиться во флюидной коммуникации с одним или несколькими приемными резервуарами, уравнительными баками, промывными баками и/или рециркуляционными компрессорами. Температуру в реакторе обычно поддерживают от 70 до 115ºС, предпочтительно от 75 до 110ºС, более предпочтительно от 75 до 100ºС, и давление от 15 до 30 атм (1,52-3,04 МПа), предпочтительно от 17 до 26 атм (1,72-2,63 МПа). Дисковый рассекатель в донной части полимерного слоя обеспечивает равномерное течение поступающего потока мономера, сомономера и инертных газов. Для улучшения контакта между твердыми частицами и потоком газообразного сомономера также может быть предусмотрена механическая мешалка. Вертикальный реактор, цилиндрический в области псевдоожиженного слоя, в верхней части может иметь грушевидную форму, чтобы облегчить снижение скорости газа; тем самым обеспечивая возможность отделения гранулированного полимера от восходящего потока газов. Непрореагировавшие газы затем охлаждают для отведения теплоты полимеризации, вновь сжимают и затем вовлекают в рециркуляцию к донной части реактора. Когда полимер выводят из реактора, его транспортируют в продувочный бункер для удаления остаточных углеводородов. Перед подведением кислорода и реакцией с ним может быть введена влага для взаимодействия с остаточным катализатором и сокатализатором. Затем соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может быть перенесена в экструдер для гранулирования. Способы такого гранулирования общеизвестны. Дополнительно соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может быть подвергнута фильтрованию в расплавленном состоянии. После процесса расплавления в экструдере расплавленную композицию пропускают через одно или более активных сит, расположенных последовательно в случае их наличия более чем одного, причем каждое активное сито имеет микронный размер удержания от приблизительно 2 мкм до приблизительно 400 мкм (от 2×10^-6 до 4×10^-4 м) и предпочтительно от приблизительно 2 мкм до приблизительно 300 мкм (от 2×10^-6 до 3×10^-4 м), и наиболее предпочтительно от приблизительно 2 мкм до приблизительно 70 мкм (от 2×10^-6 до 7×10^-5 м), при массовой скорости от приблизительно 5 до приблизительно 100 фунт/час/дюйм² (от 1,0 до приблизительно 20 кг/с/м²). Дополнительно такое фильтрование в расплавленном состоянии раскрыто в патенте США № 6485662, который включен здесь посредством ссылки в такой мере, насколько это представляет фильтрование в расплавленном состоянии.

В варианте исполнения реактора с псевдоожиженным слоем поток мономера пропускают в секцию полимеризации. Реактор с псевдоожиженным слоем может включать реакционную зону, находящуюся во флюидной коммуникации с зоной снижения скорости. Реакционная зона включает слой растущих полимерных частиц, сформированных полимерных частиц и частиц каталитической композиции, находящихся в псевдоожиженном состоянии под воздействием непрерывного потока способных к полимеризации и модифицирующих газообразных компонентов в форме пополняемого сырьевого материала и флюида, рециркулирующего через реакционную зону. Предпочтительно пополняемый сырьевой материал включает способный к полимеризации мономер, наиболее предпочтительно этилен, и необязательно один или более α-олефиновых сомономеров, и также может включать конденсирующие средства, как это известно в данной области и представлено, например, в патенте США № 4543399, патенте США № 5405922 и патенте США № 5462999.

Псевдоожиженный слой в общем имеет вид плотной массы движущихся по отдельности частиц, предпочтительно частиц полиэтилена, как создаваемых при просачивании газа через слой. Перепад давлений в пределах слоя является равным или слегка бóльшим, чем масса слоя, деленный на площадь поперечного сечения. Таким образом, он зависит от геометрических параметров реактора. Для удержания работоспособного псевдоожиженного слоя в реакционной зоне поверхностная скорость газа сквозь слой должна превышать минимальную скорость течения, требуемую для флюидизации. Предпочтительно поверхностная скорость газа составляет по меньшей мере удвоенную величину минимальной скорости течения. Как правило, поверхностная скорость газа не превышает 1,5 м/с и обычно является достаточной на уровне не более 0,76 м/с.

В основном отношение высоты к диаметру реакционной зоны может варьировать от приблизительно 2:1 до приблизительно 5:1. Конечно, диапазон может варьировать до бóльших или меньших соотношений и зависит от желательной производительности. Площадь поперечного сечения зоны снижения скорости типично варьирует в пределах диапазона от приблизительно двух- до приблизительно трехкратного значения площади поперечного сечения реакционной зоны.

Зона снижения скорости имеет внутренний диаметр, увеличенный сравнительно с реакционной зоной, и может иметь форму сужающегося конуса. Как следует из самого названия, в зоне снижения скорости скорость газа уменьшается вследствие увеличения площади поперечного сечения. В результате этого снижения скорости газа захваченные частицы падают в слой, снижая количество увлеченных частиц, которые покидают реактор. Газ, выходящий из верха реактора, представляет собой рециркуляционный поток газа.

Рециркуляционный поток сжимают в компрессоре и затем пропускают через теплообменную зону, где отводят теплоту перед возвращением потока в слой. Теплообменная зона обычно представляет собой теплообменник, который может быть горизонтального или вертикального типа. Если желательно, для постадийного снижения температуры рециркуляционного потока газа можно использовать несколько теплообменников. Можно также разместить компрессор ниже по потоку относительно теплообменника или в промежуточном месте между несколькими теплообменниками. После охлаждения рециркуляционный поток возвращают в реактор через рециркуляционный впускной трубопровод. Охлажденный рециркуляционный поток поглощает теплоту реакции, выделяемую в реакции полимеризации.

Предпочтительно, рециркуляционный поток возвращают в реактор и в псевдоожиженный слой через дисковый газовый рассекатель. На входном патрубке реактора предпочтительно размещают газовый дефлектор для предотвращения осаждения содержащихся полимерных частиц и слипания в твердую массу, и для предупреждения накопления жидкости в донной части реактора, а также для обеспечения легкости переходов между процессами, в которых в рециркуляционном газовом потоке участвует жидкость, и процессами, в которых не участвует, и наоборот. Такие дефлекторы описаны в патенте США № 4933149 и патенте США № 6627713.

Каталитическую систему на основе гафния, используемую в псевдоожиженном слое, предпочтительно хранят для использования в резервуаре в атмосфере газа, который инертен в отношении сохраняемого материала, такого как азот или аргон. Каталитическую систему на основе гафния вводят в слой в месте над дисковым рассекателем. Предпочтительно каталитическую систему на основе гафния вводят в том месте слоя, где происходит интенсивное смешение с полимерными частицами. Введение каталитической системы на основе гафния в месте над дисковым рассекателем облегчает работу псевдоожиженного слоя полимеризационного реактора.

Мономеры могут быть введены в зону полимеризации разнообразными путями, которые включают, но не ограничиваются ими, прямое впрыскивание через форсунку в слой или рециркуляционный газовый трубопровод. Мономеры также могут быть нанесены на верхнюю часть слоя набрызгиванием через форсунку, размещенную над слоем, что может способствовать устранению некоторого уноса тонкодисперсных частиц рециркуляционным газовым потоком.

Свежий флюид может быть подведен в слой через отдельный трубопровод к реактору. Газоанализатор определяет состав рециркуляционного потока, и состав свежего потока соответственно корректируется для поддержания газового состава по существу в неизменном состоянии внутри реакционной зоны. Газоанализатор может представлять собой общеупотребительный газоанализатор, который определяет состав рециркуляционного потока для сохранения соотношений компонентов в потоке сырьевых материалов. Такое оборудование имеется в продаже на рынке из многочисленных источников. Газоанализатор обычно располагают для получения газа из точки отбора образцов, размещенной между зоной снижения скорости и теплообменником.

Норму выработки соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции можно удобно контролировать путем регулирования величины расхода подаваемой каталитической композиции, концентрации мономеров или их обеих. Поскольку любое изменение скорости подачи каталитической композиции будет изменять скорость реакции и тем самым скорость, с которой в слое генерируется теплота, температура рециркуляционного потока, поступающего в реактор, корректируется для приспособления к любому изменению скорости выделения теплоты. Этим обеспечивается поддержание по существу постоянной температуры в слое. Конечно, укомплектованная инструментальная оснастка как псевдоожиженного слоя, так и системы охлаждения рециркуляционного потока применима для детектирования любого изменения температуры в слое так, чтобы позволить либо оператору, либо обычной системе автоматического контроля производить надлежащее корректирование температуры рециркуляционного потока.

При данном наборе эксплуатационных условий псевдоожиженный слой поддерживают по существу с постоянной высотой путем выведения части слоя в виде продукта со скоростью образования дисперсного полимерного продукта. Поскольку скорость генерирования теплоты непосредственно соотносится со скоростью образования продукта, измерение подъема температуры флюида в пределах реактора, то есть разности между температурой поступающего флюида и температурой выходящего флюида, является показательным для скорости формирования соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции при постоянной скорости флюида, если в поступающем флюиде отсутствует или является пренебрежимо малым количество испаряемой жидкости.

При выведении дисперсного полимерного продукта из реактора желательно и предпочтительно отделять флюид от продукта и возвращать флюид в рециркуляционный трубопровод. В данной области известны многочисленные способы выполнения этого отделения. Системы выведения продукта, которые могут быть альтернативно использованы, например, раскрыты и заявлены в патенте США № 4621952. В такой системе обычно применяют по меньшей мере одну (параллельную) пару баков, включающих отстойный резервуар и перевалочный резервуар, размещенные последовательно и содержащие отделенную газовую фазу, возвращаемую из верха отстойного резервуара в место в реакторе вблизи верхней части псевдоожиженного слоя.

В варианте исполнения газофазного реактора с псевдоожиженным слоем температура в реакторе с действующим псевдоожиженным слоем здесь варьирует от 70ºС, или 75ºС, или 80ºС до 90ºС, или 95ºС, или 100ºС, или 110ºС, или 115ºС, в котором желательный температурный диапазон включает любой верхний температурный предел в сочетании с любым нижним температурным пределом, описанными здесь. В общем, реактор работает при наивысшей практически осуществимой температуре, с учетом температуры спекания соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции внутри реактора и засорения, которое может происходить в реакторе или рециркуляционном(-ных) трубопроводе(-дах), а также воздействия на соответствующую изобретению полиэтиленовую композицию и на производительность катализатора.

Способ согласно настоящему изобретению пригоден для получения гомополимеров, включающих производные из этилена звенья, или сополимеров, включающих производные из этилена звенья и звенья, производные по меньшей мере из одного или более других α-олефинов.

Для поддерживания надлежащей производительности катализатора в настоящем изобретении предпочтительно, чтобы этилен присутствовал в реакторе при парциальном давлении, равном или большем, чем 160 psiа (1100 кПа абсолютных), или 190 psiа (1300 кПа абсолютных), или 200 psiа (1380 кПа абсолютных), или 210 psiа (1450 кПа абсолютных), или 220 psiа (1515 кПа абсолютных), или 230 psiа (1585 кПа абсолютных), или 240 psiа (1655 кПа абсолютных).

Содержание сомономера, например, одного или более α-олефиновых сомономеров, если он присутствует в полимеризационном реакторе, составляет любое значение, которое будет обеспечивать достижение желательного уровня масс.% сомономера, введенного в конечный полиэтилен. Это может быть выражено в виде молярного отношения сомономера к этилену, как здесь описано, которое представляет собой отношение молярной концентрации газообразного сомономера в рециркуляционном газе к молярной концентрации газообразного этилена в рециркуляционном газе. В одном варианте осуществления при получении соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции сомономер присутствует в рециркуляционном газе в молярном отношении к этилену от 0 до 0,1 (отношение «сомономер:этилен»); и от 0 до 0,05 в еще одном варианте осуществления; и от 0 до 0,04 в еще одном варианте осуществления; и от 0 до 0,03 в еще одном варианте осуществления; и от 0 до 0,02 в еще одном варианте осуществления.

Для регулирования конечных свойств (например, I₂₁ и/или I₂) соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции в полимеризационный(-ые) реактор(-ы) также может быть добавлен газообразный водород. В одном варианте осуществления отношение водорода ко всему этиленовому мономеру (м.д. Н₂/моль.% С₂) в потоке рециркуляционного газа варьирует от 0 до 60:1; в еще одном варианте осуществления от 0,10:1 (0,10) до 50:1 (50); в еще одном варианте осуществления от 0 до 35:1 (35); в еще одном варианте осуществления от 0 до 25:1 (25); в еще одном варианте осуществления от 7:1 (7) до 22:1 (22).

Каталитическая система на основе гафния, применяемая здесь, имеет отношение к каталитической композиции, способной катализировать полимеризацию этиленовых мономеров и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров с образованием полиэтилена. Дополнительно, каталитическая система на основе гафния включает гафноценовый компонент. Гафноценовый компонент может иметь средний размер частиц от 12 до 35 мкм; например, гафноценовый компонент может иметь средний размер частиц от 20 до 30 мкм, например, 25 мкм. Гафноценовый компонент может включать комплексы гафния моно-, бис- или трис-циклопентадиенильного типа. В одном варианте осуществления лиганд циклопентадиенильного типа включает циклопентадиенил или лиганды, изолобальные циклопентадиенилу, и их замещенные производные. Показательные примеры лигандов, изолобальных циклопентадиенилу, включают, но не ограничиваются ими, циклопентафенантренил, инденил, бензинденил, флуоренил, октагидрофлуоренил, циклооктатетраенил, циклопентациклододецен, фенантринденил, 3,4-бензофлуоренил, 9-фенилфлуоренил, 8Н-циклопент[а]аценафтиленил, 7Н-дибензофлуоренил, индено[1,2-9]антрен, тиофеноинденил, тиофенофлуоренил, их гидрированные производные (например, 4,5,6,7-тетрагидроинденил, или “H₄Ind”) и их замещенные производные. В одном варианте осуществления гафноценовый компонент представляет собой немостиковый бис-циклопентадиенильный гафноцен и его замещенные производные. В еще одном варианте осуществления из гафноценового компонента исключены незамещенные мостиковые и немостиковые бис-циклопентадиенильные гафноцены, и незамещенные мостиковые и немостиковые бис-инденильные гафноцены. Термин «незамещенный», применяемый здесь, означает, что с циклами связаны только атомы водорода, и других групп нет. Предпочтительно, применяемые в настоящем изобретении гафноцены могут быть представлены формулой (где “Hf” обозначает гафний):

$С р_{n} H f X_{p} (1)$

в которой индекс n равен 1 или 2, индекс p равен 1, 2 или 3, каждый Ср независимо представляет циклопентадиенильный лиганд или лиганд, изолобальный циклопентадиенилу, или его замещенное производное, связанные с гафнием; и X выбирают из группы, состоящей из атомов водорода, галогенов, С₁-С₁₀-алкильных групп и С₂-С₁₂-алкенильных групп; и в которой, когда индекс n равен 2, каждый Ср может быть связан с другой его мостиковой группой А, выбранной из группы, состоящей из С₁-С₅-алкиленовых групп, кислорода, алкиламина, силильных групп с углеводородными заместителями и силилоксильных групп с углеводородными заместителями. Пример С₁-С₅-алкиленовых групп включает этилиденовые (-СН₂СН₂-) мостиковые группы; пример алкиламинной мостиковой группы включает метиламинный (-(CH₃)N-) заместитель; пример силильной мостиковой группы с углеводородными заместителями включает диметилсилильный (-(CH₃)₂Si-) заместитель; и пример силилоксильной мостиковой группы с углеводородными заместителями включает заместитель (-О-(CH₃)₂Si-О-). В одном конкретном варианте осуществления гафноценовый компонент представлен формулой (1), в которой индекс “n” равен 2, и индекс “p” равен 1 или 2.

Применяемый здесь, термин «замещенный» означает, что обсуждаемая группа имеет по меньшей мере один заместитель вместо одного или более атомов водорода в любом положении, причем заместители выбирают из таких групп, как атомы галогенов, такие как F, Cl, Br, гидроксильные группы, карбонильные группы, карбоксильные группы, аминогруппы, фосфиновые группы, алкоксигруппы, фенильные группы, нафтильные группы, С₁-С₁₀-алкильные группы, С₂-С₁₀-алкенильные группы и их комбинации. Примеры замещенных алкильных и арильных групп включают, но не ограничиваются ими, ацильные радикалы, алкиламинные радикалы, алкоксильные радикалы, арилоксильные радикалы, алкилтиольные радикалы, диалкиламинные радикалы, алкоксикарбонильные радикалы, арилоксикарбонильные радикалы, карбамоильные радикалы, алкил- и диалкилкарбамоильные радикалы, ацилоксильные радикалы, ациламинные радикалы, ариламинные радикалы и их комбинации. Более предпочтительно, гафноценовый компонент, применяемый в настоящем изобретении, может быть представлен формулой:

${(С р R_{5})}_{2} H f X_{2} (2)$

в которой каждый Ср представляет циклопентадиенильный лиганд, и каждый связан с гафнием; каждый R независимо выбирают из атомов водорода и С₁-С₁₀-алкильных групп, наиболее предпочтительно атомов водорода и С₁-С₅-алкильных групп; и Х выбирают из группы, состоящей из атомов водорода, галогена, С₁-С₁₀-алкильных групп и С₂-С₁₂-алкенильных групп, и более предпочтительно Х выбирают из группы, состоящей из атомов галогенов, С₂-С₆-алкиленовых групп и С₁-С₆-алкильных групп, и наиболее предпочтительно Х выбирают из группы, состоящей из атома хлора, атома фтора, С₁-С₅-алкильных групп и С₂-С₆-алкиленовых групп. В наиболее предпочтительном варианте осуществления гафноцен представлен вышеприведенной формулой (2), в которой по меньшей мере одна группа R представляет собой алкил, как определенный выше, предпочтительно С₁-С₅-алкил, и прочие являются атомами водорода. В наиболее предпочтительном варианте осуществления каждый Ср независимо замещен одной, двумя или тремя группами, выбранными из группы, состоящей из метильной, этильной, пропильной, бутильной групп и их изомеров.

В одном варианте осуществления каталитическая система на основе гафноцена является гетерогенной, то есть катализатор на основе гафноцена дополнительно может включать материал носителя. Материал носителя может представлять собой любой материал, известный в данной области каталитических композиций на носителях; например, неорганический оксид; или, в альтернативном варианте, оксид кремния, оксид алюминия, оксид кремния-оксид алюминия, хлорид магния, графит, оксид магния, оксид титана, оксид циркония и монтмориллонит, любой из которых может быть химически/физически модифицирован, к примеру, способами фторирования, кальцинирования или другими способами, известными в данной области. В одном варианте осуществления материал носителя представляет собой кремнеземный материал, имеющий средний размер частиц, по определению методом анализа по Мальверну, от 1 до 60 мм; или, в альтернативном варианте, от 10 до 40 мм.

В одном варианте осуществления гафноценовый компонент может представлять собой высушенную методом распылительной сушки гафноценовую композицию, содержащую микродисперсный наполнитель, такой как Cabot TS-610.

Каталитическая система на основе гафния дополнительно может включать активатор. Может быть пригодным любой подходящий активатор, известный для активирования каталитических компонентов в полимеризации олефинов. В одном варианте осуществления активатор представляет собой алюмоксан; в альтернативном варианте метилалюмоксан, такой, как описанный J.B.P. Soares и A.E. Hamielec в обзоре “POLYMER REACTION ENGINEERING”, том 3 (№ 2), стр. 131-200 (1995). Алюмоксан предпочтительно может быть нанесен на материал носителя в молярном отношении алюминия к гафнию (Al:Hf), варьирующем от 80:1 до 200:1, наиболее предпочтительно от 90:1 до 140:1.

Дополнительно, такие каталитические системы на основе гафния подробно описаны в патенте США № 6242545 и патенте США № 7078467, включенных здесь посредством ссылки.

Волокна согласно настоящему изобретению включают соответствующую изобретению полиэтиленовую композицию и, необязательно, один или более других полимеров. Соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 50 г/9000 м. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от менее 50 г/9000 м включены здесь и раскрыты здесь; например, значение денье на филамент может быть от нижнего предела 0,1, 0,5, 1, 5, 10, 15, 17, 20, 25, 30, 33, 40 или 44 г/9000 м до верхнего предела 0,5, 1, 5, 10, 15, 17, 20, 25, 30, 33, 40, 44 или 50 г/9000 м. Например, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 40 г/9000 м; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 30 г/9000 м; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 20 г/9000 м; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 10 г/9000 м; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 5 г/9000 м; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 3 г/9000 м; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 2 г/9000 м; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение денье на филамент менее 1,5 г/9000 м.

Соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 15 г/денье. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от 0,1 до 15 г/денье включены здесь и раскрыты здесь; например, значение прочности на разрыв может составлять от нижнего предела 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9 или 10 г/денье до верхнего предела 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 12 или 15 г/денье. Например, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 10 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 7 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 5 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 4 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 3 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 2 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 1,5 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 0,1 до 1,0 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 1,5 до 5 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 2 до 5 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 2 до 4 г/денье; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь значение прочности на разрыв от 2,5 до 3,5 г/денье.

Соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 1500. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 1500% включены здесь и раскрыты здесь; например, измеренное в процентах относительное удлинение может составлять от нижнего предела 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 500 или 900% до верхнего предела 5, 10, 15, 20, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 900, 1000 или 1400%. Например, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 1400; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 1000; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 500; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 300; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 200; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 150; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 125; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 110; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 100; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 90; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 80; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 70; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 50; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 25; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь измеренное в процентах относительное удлинение менее 15.

Соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 50. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 50% включены здесь и раскрыты здесь; например, измеренная в процентах степень усадки в кипящей воде может составлять от нижнего предела 0,1, 0,5, 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30 или 40% до верхнего предела 0,5, 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 или 45%. Например, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 40; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 30; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 35; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 25; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 20; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 15; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 10; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 5; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 4; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 2; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут иметь степень усадки в кипящей воде, измеренную в процентах после отжига при температуре 120ºС, менее 1. В одном варианте осуществления соответствующие изобретению волокна подвергают вытягиванию и отжигу при постоянной длине при температуре, равной или меньшей 120ºС.

Соответствующие изобретению волокна согласно настоящему изобретению могут быть получены различными способами. Например, соответствующие изобретению волокна могут быть получены прядением из расплава. Соответствующие изобретению волокна согласно настоящему изобретению могут представлять собой непрерывные филаменты, или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна могут быть штапельными волокнами. Непрерывные филаменты дополнительно необязательно могут быть завитыми, и затем разрезаны для получения штапельных волокон. Соответствующие изобретению волокна включают, но не ограничиваются ими, монокомпонентные волокна, бикомпонентные волокна и/или мультикомпонентные волокна. Примерные бикомпонентные волокна включают, но не ограничиваются ими, волокна типа «сердцевина с оболочкой», волокна, изготовленные по технологии “islands in the sea” («острова в море»), волокна, изготовленные по технологии “segmented pie” («разрезанный пирог»), и их комбинацию. Соответствующие изобретению волокна могут включать соответствующую изобретению полиэтиленовую композицию согласно настоящему изобретению в качестве наружного слоя, например, оболочки, в отдельности или в сочетании с одним или более полимерами. Соответствующие изобретению волокна могут включать соответствующую изобретению полиэтиленовую композицию согласно настоящему изобретению в качестве внутреннего слоя, например, сердцевины, в отдельности или в сочетании с одним или более полимерами. Соответствующие изобретению волокна или соответствующие изобретению компоненты волокна, например, внутренний слой и наружный слой, согласно настоящему изобретению могут быть монокомпонентными, то есть состоять только из соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению волокна или соответствующие изобретению компоненты волокна, например, внутренний слой и наружный слой, согласно настоящему изобретению могут быть мультикомпонентными, то есть состоять из смеси соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции и одного или более полимеров. Термин «наружный слой», применяемый здесь, имеет отношение по меньшей мере к любой части поверхности волокна. Термин «внутренний слой», применяемый здесь, имеет отношение к любой части ниже поверхности волокна.

При прядении из расплава соответствующую изобретению полиэтиленовую композицию подвергают экструдированию в расплавленном состоянии и продавливают через тонкие отверстия в металлической пластине, которая называется фильерой, в воздух или иной газ, где она охлаждается и затвердевает. Отвержденные филаменты могут быть вытянуты на вращающихся валках, или прядильных дисках, и намотаны на бобины.

Соответствующие изобретению ткани согласно настоящему изобретению включают, но не ограничиваются ими, нетканые материалы, текстильные ткани и их комбинацию.

Нетканые материалы согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены различными способами. Такие способы включают, но не ограничиваются ими, способ выдувания из расплава, способ «спанбонд» (фильерный), способ кардочесания («термобонд»), способ «айрлейд» (аэродинамический), способ термокаландрования, способ адгезивного связывания, способ связывания горячим воздухом, иглопробивной способ, способ гидроспутывания, способ электропрядения и их комбинации.

В способе выдувания из расплава соответствующий изобретению нетканый материал формируют экструдированием расплавленной полиэтиленовой композиции согласно настоящему изобретению через фильеру, затем истончают и/или необязательно разрывают полученные филаменты горячим воздухом или потоком, имеющим высокую скорость, тем самым формируя короткие или длинные обрывки волокон, собираемые на движущейся сетке, где они сцепляются при охлаждении.

В альтернативном варианте способ выдувания из расплава в общем включает следующие стадии: (а) экструдирования прядей из фильеры; (b) одновременного резкого охлаждения и истончения потока полимера непосредственно под фильерой с использованием потоков нагретого воздуха, протекающих с высокой скоростью; (с) собирания вытянутых прядей в полотно на перфорированной поверхности. Полученные выдуванием из расплава полотна могут быть скреплены разнообразными средствами, включающими, но не ограничивающимися ими, самопроизвольное сцепление, то есть самосвязывание без дополнительной обработки, способ термокаландрования, способ адгезивного связывания, способ связывания горячим воздухом, иглопробивной способ, способ гидроспутывания и их комбинаций.

В фильерном способе «спанбонд» изготовление нетканого материала включает следующие стадии: (а) экструдирования прядей соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции из фильеры; (b) быстрого охлаждения прядей соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции потоком воздуха, который в основном охлаждают, чтобы ускорить отверждение расплавленных прядей соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции; (с) истончения филаментов путем их проведения через зону охлаждения с приложением растягивающего напряжения, которое может быть приложено либо пневматическим увлечением филаментов потоком воздуха, либо наматыванием их вокруг валков для механического вытягивания такого типа, какой обычно используют в производстве текстильных волокон; (d) собирания вытянутых прядей в полотно на перфорированной поверхности, например, движущейся сетке или пористой конвейерной ленте; и (е) связывания полотна из свободно уложенных прядей с образованием нетканого материала. Связывание может быть достигнуто разнообразными средствами, включающими, но не ограничивающимися ими, способ термокаландрования, способ адгезивного связывания, способ связывания горячим воздухом, иглопробивной способ, способ гидроспутывания и их комбинации.

Соответствующие изобретению текстильные ткани согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены из соответствующих изобретению волокон различными способами. Такие способы включают, но не ограничиваются ими, способ ткания и способ вязания.

В способе ткания два набора пряжи, то есть основу и уток, переплетают с образованием соответствующей изобретению текстильной ткани. Способ, которым переплетают два набора пряжи, определяет узор ткани. Способ ткания может быть исполнен на разнообразном оборудовании, включающем, но не ограничивающимся ими, кареточный ткацкий станок, жаккардовый ткацкий станок и механический ткацкий станок. Применением различных комбинаций трех базовых принципов ткания, то есть полотняного переплетения, саржевого переплетения и атласного переплетения, можно получать почти неограниченное многообразие конструкций.

В способе вязания соответствующую изобретению текстильную ткань формируют переплетением ряда петель из одного или более типов пряжи. Два основных класса вязания включают, но не ограничиваются ими, основовязаное трикотажное переплетение и уточновязаное трикотажное переплетение.

Основовязаное трикотажное переплетение представляет собой тип вязания, в котором пряжа в основном переплетается вдоль направления длины ткани. Пряжу готовят как нити основы на ткацком навое с одним или несколькими сортами пряжи для каждой иглы. Однако общеупотребительный тип вязания представляет собой уточновязаное трикотажное переплетение, в котором одну непрерывную нить пропускают в поперечном направлении в ткани, выстраивая все петли в одну линию. Типами уточновязаного трикотажного переплетения являются круговое вязание цилиндрического изделия и формирование полотна на плосковязальной машине.

Соответствующие изобретению ткани согласно настоящему изобретению обладают улучшенными характеристиками мягкости и дражируемости. Дополнительно, соответствующие изобретению ткани согласно настоящему изобретению дают тканые материалы с более высокой прочностью на разрыв. Дополнительно, соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция обеспечивает улучшенную обрабатываемость и прядомость при более низких индексах расплава, например, менее 10 г/10 минут, или, в альтернативном варианте, менее 5 г/10 минут. Важное значение имеют также низкие уровни содержания винильной ненасыщенности в соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, поскольку такие низкие уровни винильной ненасыщенности дают полиэтиленовую композицию согласно настоящему изобретению с улучшенной обрабатываемостью.

Соответствующие изобретению ткани согласно настоящему изобретению могут иметь устойчивость к истиранию, меньшем или равном 5 масс.% истертых волокон в расчете на массу ткани перед проведением испытания на сопротивление истиранию. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения, меньшего или равного 5 масс.%, включены здесь и раскрыты здесь; например, устойчивость к истиранию может составлять от нижнего предела 0,1, 0,5, 1, 2, 3 или 3,5 масс.% до верхнего предела 0,5, 1, 2, 3, 3,5, 4 или 5 масс.%. Например, соответствующие изобретению ткани могут иметь устойчивость к истиранию, меньшем или равном 4 масс.% истертых волокон в расчете на массу ткани перед проведением испытания на сопротивление истиранию; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани могут иметь устойчивость к истиранию, меньшем или равном 3,5 масс.% истертых волокон в расчете на массу ткани перед проведением испытания на сопротивление истиранию; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани могут иметь устойчивость к истиранию, меньшем или равном 3 масс.% истертых волокон в расчете на массу ткани перед проведением испытания на сопротивление истиранию; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани могут иметь устойчивость к истиранию, меньшем или равном 2,5 масс.% истертых волокон в расчете на массу ткани перед проведением испытания на сопротивление истиранию; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани могут иметь устойчивость к истиранию, меньшем или равном 2 масс.% истертых волокон в расчете на массу ткани перед проведением испытания на сопротивление истиранию.

Соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение гладкости менее 2. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 2 включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение гладкости менее 1,8; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение гладкости менее 1,7; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение гладкости менее 1,5; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение гладкости менее 1,3.

Соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение восковости более 7. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения более 7 включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение восковости более 7,5.

Соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь величину трения по ладони менее 3,5. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 3,5 включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь величину трения по ладони менее 3,3; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь величину трения по ладони менее 3,0; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь величину трения по ладони менее 2,5; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь величину трения по ладони менее 2,0.

Соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение жесткости менее 1,1. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 1,1 включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение жесткости менее 1,0; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение жесткости менее 0,8; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент менее 5 г/9000 м, например, 2 г/9000 м, могут иметь значение жесткости менее 0,7.

Соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь значение гладкости менее 8. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 8 включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь значение гладкости менее 7; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь значение гладкости менее 6.

Соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь значение восковости более 8. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения более 8 включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь значение восковости более 8,5.

Соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь величину трения по ладони менее 7,0. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 7,0 включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь величину трения по ладони менее 6,0.

Соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь значение жесткости менее 3,0. Все индивидуальные значения и поддиапазоны от значения менее 3,0 включены здесь и раскрыты здесь; например, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь значение жесткости менее 2,0; или, в альтернативном варианте, соответствующие изобретению ткани, включающие одно или более волокон, имеющих значения денье на филамент от 5 до 7 г/9000 м, например, 6 г/9000 м, могут иметь значение жесткости менее 1,8.

Соответствующие изобретению ткани обладают улучшенной устойчивостью к сушильному оборудованию. В дополнение, соответствующие изобретению ткани по существу являются водостойкими.

Соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция может быть использована в многообразных вариантах конечного применения, включающих, но не ограничивающихся ими, ковровое покрытие, швейные изделия, обивочные материалы, нетканые материалы, текстильные ткани, искусственный дерн, ткани медицинского назначения, больничные халаты и тому подобные.

ПРИМЕРЫ

Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение, но не предполагают ограничения области изобретения. Примеры настоящего изобретения демонстрируют, что соответствующие изобретению ткани согласно настоящему изобретению обладают улучшенными характеристиками мягкости и дражируемости, и более высокой прочностью на разрыв. Дополнительно, эти примеры демонстрируют, что соответствующая изобретению полиэтиленовая композиция обеспечивает улучшенную обрабатываемость и прядомость при более низких индексах расплава, например, менее 10 г/10 минут, или, в альтернативном варианте, менее 5 г/10 минут.

Соответствующие изобретению полиэтиленовые образцы 1-3

Получение каталитического компонента

Гафноценовый компонент может быть получен известными в данной области способами. Например, HfCl₄ (1,00 экв.) можно добавить к простому эфиру при температуре от -30 до -50ºС и перемешивать до образования белой суспензии. Затем суспензию можно вновь охладить до температуры от -30 до -50ºС, и затем порциями добавить пропилциклопентадиенид лития (2,00 экв.). Реакционная смесь приобретает светло-коричневый цвет и становится густой от суспендированного твердого вещества при добавлении пропилциклопентадиенида лития. Затем реакционную смесь оставляют медленно нагреваться до комнатной температуры и перемешивают в течение от 10 до 20 часов. Затем полученную коричневую смесь профильтровывают для получения коричневого твердого вещества и раствора соломенно-желтого цвета. Затем твердый осадок промывают простым эфиром, как это известно в данной области, и объединенные эфирные растворы концентрируют в вакууме с образованием холодной суспензии белого цвета. Затем беловатый продукт отделяют фильтрованием и высушивают в вакууме, получая вещество с выходом от 70 до 95%.

Получение каталитической композиции

Каталитические композиции должны быть приготовлены с молярным соотношением Al/Hf от приблизительно 80:1 до 130:1, и уровень содержания гафния в конечном катализаторе должен составлять от приблизительно 0,6 до 0,8 масс.% гафния (Hf), с использованием следующей общей методики. Следует поместить метилалюминоксан (МАО) в толуоле в чистый сухой сосуд и перемешивать при скорости вращения мешалки от 50 до 80 об/мин и при температуре от 60 до 100ºF (15,6-37,8ºС). Затем можно добавить дополнительное количество толуола при перемешивании. Затем можно растворить гафноцен в толуоле и внести в сосуд с МАО. Затем смесь металлоцен/МАО можно перемешивать в течение от 30 минут до 2 часов. Затем можно добавить надлежащее количество оксида кремния (со средним размером частиц от 22 до 28 мкм, обезвоженного при температуре 600ºС), и перемешивать в течение дополнительного часа или дольше. Затем жидкость можно декантировать, и каталитическую композицию высушить при повышенной температуре в потоке азота при постоянном перемешивании.

Процесс полимеризации

Этилен/1-гексеновые сополимеры были получены в соответствии со следующей общей методикой. Каталитическая композиция включала дихлорид бис(н-пропилциклопентадиенил)гафния с метилалюмоксаном на оксиде кремния в качестве носителя, причем соотношение Al/Hf составляло от приблизительно 80:1 до 130:1. Каталитическую композицию в сухом состоянии вводили в газофазный полимеризационный реактор с псевдоожиженным слоем. Более конкретно, полимеризацию проводили в газофазном реакторе с псевдоожиженным слоем, имеющем внутренний диаметр (ID) 336,5-419,3 мм, работающем под общим давлением от приблизительно 2068 до 2586 кПа. Масса слоя в реакторе составляла приблизительно 41-91 кг. Флюидизирующий газ пропускали через слой со скоростью от приблизительно 0,49 до 0,762 м в секунду. Флюидизирующий газ, выходящий из слоя, поступал в зону отделения полимера, расположенную в верхней части реактора. Затем флюидизирующий газ подавали в рециркуляционный контур и пропускали через рециркуляционный газовый компрессор и теплообменник с водяным охлаждением. Температуру воды со стороны оболочки регулировали для поддерживания реакционной температуры при заданном значении. Этилен, водород, 1-гексен и азот подавали в рециркуляционный газовый контур непосредственно выше по потоку относительно компрессора, в количествах, достаточных для поддерживания желательных концентраций газов. Концентрации газов измеряли с помощью встроенного анализатора паровой фракции. Продукт (частицы соответствующего изобретению полиэтилена) выводили из реактора в периодическом режиме в резервуар для продувки перед направлением его в бункер для продукта. Остаточный катализатор и активатор в полимере дезактивировали в приемном барабане для продукта путем продувки увлажненным азотом. Катализатор подавали в слой реактора через нагнетательный трубопровод из нержавеющей стали со скоростью, достаточной для поддерживания желательной нормы выработки полимера. Проводили 3 отдельных экспериментальных полимеризации с использованием этого общего способа, каждый с вариацией условий, как разъясняется в таблице I. Таблица II обобщает свойства образцов 1-3 соответствующего изобретению полиэтилена, которые получены в каждом эксперименте.

Соответствующие изобретению волокна 1-3

Образцы 1-3 соответствующего изобретению полиэтилена формировали в соответствующие изобретению волокна 1-3, соответственно, согласно описанному ниже способу, и испытывали их физические свойства. Результаты показаны в таблице III.

Соответствующие изобретению волокна 1-3 были выпрядены при температуре расплава 230ºС через фильеру с 48 отверстиями (капилляры с диаметром 0,5 мм и отношением (L/D) «длина/диаметр» 4). Скорость мотальной машины составляла 1500 м/мин, и скорости прядильных дисков варьировали в сторону повышения и понижения для варьирования коэффициента вытяжки. Релаксация между прядильным диском С и мотальной машиной была меньше 5%. Коэффициент вытяжки между прядильным диском А и прядильным диском В составлял 3,25, 4,8 и 2,2 для соответствующего изобретению волокна 1, 2 и 3, соответственно. Воздух для охлаждения обдувкой имел температуру 12ºС, и его подавали только с одной стороны; длина обдувочной шахты составляла два метра. Температуры трех прядильных дисков были настроены на 60ºС, 100ºС и 110ºС, соответственно. Мотки пряжи были собраны для механического тестирования, которое проводили соответственно нижеприведенной методике. Соответствующие изобретению волокна 1-3 были вставлены в обычные роговые зажимы для волокна с начальной длиной 8 дюймов (203,2 мм). Скорость верхнего зажима была настроена на 8 дюймов/минуту (203,2 мм/мин). Испытание проводили пятикратно. Максимальную нагрузку и удлинение при максимальной нагрузке регистрировали и усредняли, и результаты показаны в таблице III.

Соответствующие изобретению волокна 1-3 испытывали на степень их усадки в кипящей воде согласно следующей методике. Соответствующие изобретению волокна 1-3 отрезали от мотка пряжи, измеряли длину, погружали на 15 секунд в горячую воду, затем извлекали и измеряли повторно. Результаты усадки в кипящей воде для не подвергнутых отжигу соответствующих изобретению волокон 1-3 показаны в таблице IV. Соответствующие изобретению волокна 1-3 были термостатированы при постоянной длине в сушильном шкафу с горячим воздухом в течение 7 минут при 120ºС, перед повторным испытанием в кипящей воде. Результаты испытания усадки в кипящей воде для подвергнутых отжигу соответствующих изобретению волокон 1-3 также показаны в таблице IV.

Соответствующие изобретению волокна 4 и 5

Соответствующий изобретению полиэтиленовый образец 2 формовали в соответствующие изобретению волокна 4 и 5 согласно описанному ниже способу, и тестировали их физические свойства. Результаты показаны в таблице III.

Соответствующие изобретению волокна 4 и 5 были выпрядены при температуре расплава 230ºС через фильеру с 48 отверстиями (капилляры с диаметром 0,5 мм и отношением L/D - 4) и фильеру со 144 отверстиями, соответственно. Скорость мотальной машины составляла 1500 м/мин, и скорости прядильных дисков варьировали в сторону повышения и понижения для варьирования коэффициента вытяжки. Релаксация между прядильным диском С и мотальной машиной была меньше 5%. Коэффициент вытяжки между прядильным диском А и прядильным диском В составлял 3,8 и 2 для соответствующих изобретению волокон 4 и 5, соответственно. Воздух для охлаждения обдувкой имел температуру 12ºС, и его подавали только с одной стороны; длина обдувочной шахты составляла два метра. Температуры трех прядильных дисков были настроены на 60ºС, 100ºС и 110ºС, соответственно.

Соответствующие изобретению трикотажные ткани А и В

Соответствующие изобретению волокна 4 и 5 были использованы для вязания с образованием соответствующих изобретению трикотажных тканей А и B в следующих условиях вязания. Соответствующие изобретению волокна 4 и 5 вязали на вязальной машине FAK (Fabric Analysis Knitter), обычно используемой для проверки качества партий пряжи. Соответствующие изобретению трикотажные ткани А и В имели базовую массу приблизительно 500 г/м² в «однофонтурной кулирной вязке». Каждая из соответствующих изобретению трикотажных тканей А и В представляла собой ткань с 28 рядами петель (или «петельными рядами») на дюйм (11 петельных рядов на сантиметр).

Соответствующие изобретению трикотажные ткани А и В испытывали на создаваемое ими тактильное ощущение мягкости, основываясь на гладкости, восковости, жесткости и величине трения по ладони соответственно испытанию ощущения рукой (Handfeel Test), как описано ниже. Результаты, то есть усредненные оценки, показаны в таблицах V-IX.

Соответствующие изобретению трикотажные ткани А и В также испытывали на устойчивость к истиранию согласно следующей методике. Устойчивость к истиранию определяли с использованием прибора для определения сопротивления истиранию Sutherland 2000. Образцы размером 11,0×4,0 см (4,33×1,57 дюйма) отрезали и закрепляли на основании с использованием двусторонней липкой ленты. Затем на грузе массой 2 фунта (907,2 г) закрепляли наждачную бумагу с зерном помола 320, и груз размещали на образце. Затем рычаг перемещал груз назад и вперед в режиме непрерывного движения со скоростью 2. Один цикл представляет собой одно смещение груза по ткани назад и вперед. Потребовалось шестьдесят циклов, прежде чем образцы показали какое-нибудь заметное разрыхление с образованием пуха. Когда липкую ленту нанесли на поверхность соответствующих изобретению трикотажных тканей А и В и сравнительных трикотажных тканей А-С и затем оторвали, очень мало волокон было захвачено лентой как с соответствующих изобретению трикотажных тканей А и В, так и сравнительных трикотажных тканей А-С; таким образом, было показано, что соответствующие изобретению трикотажные ткани А и В сохраняли свою целостность по меньшей мере на таком же уровне, как и сравнительные трикотажные ткани А-С. Образцы были протестированы дважды, и усредненные результаты показаны в таблице Х.

Сравнительные полимерные композиции 1-3

Сравнительная полимерная композиция 1 представляет собой полипропиленовый гомополимер, имеющий показатель текучести расплава 9,5 (температура 230ºС и нагрузка 2,16 кг), который имеется в продаже на рынке от фирмы The Dow Chemical Company. Свойства сравнительной полимерной композиции 1 показаны в таблице IIA.

Сравнительная полимерная композиция 2 представляет собой полипропиленовый гомополимер, имеющий показатель текучести расплава 38 (температура 230ºС и нагрузка 2,16 кг), который имеется в продаже на рынке от фирмы The Dow Chemical Company. Свойства сравнительной полимерной композиции 2 показаны в таблице IIA.

Сравнительная полимерная композиция 3 представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности (этилен-октеновый сополимер), имеющий плотность приблизительно 0,941 г/см³ и индекс расплава (I₂) приблизительно 4, который имеется в продаже на рынке от фирмы The Dow Chemical Company. Свойства сравнительной полимерной композиции 3 показаны в таблице IIA.

Сравнительные волокна 1-2

Сравнительные полимерные композиции 1 и 2 формовали в сравнительные волокна 1 и 2, соответственно, согласно описанному ниже способу, и тестировали их физические свойства. Результаты показаны в таблице IIIA.

Сравнительные волокна 1-2 были выпрядены при температуре расплава 230ºС через фильеру с 48 отверстиями (капилляры с диаметром 0,5 мм и отношением L/D - 4). Скорость мотальной машины составляла 1500 м/мин, и скорости прядильных дисков варьировали в сторону повышения и понижения для варьирования коэффициента вытяжки. Релаксация между прядильным диском С и мотальной машиной была меньше 5%. Коэффициент вытяжки между прядильным диском А и прядильным диском В (V₂:V₁) составлял 2,75 и 3,6 для сравнительных волокон 1 и 2, соответственно. Воздух для охлаждения обдувкой имел температуру 12ºС, и его подавали только с одной стороны; длина обдувочной шахты составляла два метра. Температуры трех прядильных дисков были настроены на 60ºС, 100ºС и 110ºС, соответственно. Мотки пряжи были собраны для механического тестирования, которое проводили соответственно нижеприведенной методике. Сравнительные волокна 1-2 были вставлены в обычные роговые зажимы для волокна с начальной длиной 8 дюймов (203,2 мм). Скорость верхнего зажима была настроена на 8 дюймов/минуту (203,2 мм/мин). Испытание проводили пятикратно. Максимальную нагрузку и удлинение при максимальной нагрузке регистрировали и усредняли, и результаты показаны в таблице IIIА.

Сравнительное волокно 2 испытывали на степень его усадки в кипящей воде согласно следующей методике. Сравнительное волокно 2 отрезали от мотка пряжи, измеряли длину, погружали на 15 секунд в горячую воду, затем извлекали и измеряли повторно. Результаты усадки в кипящей воде для не подвергнутого отжигу сравнительного волокна 2 показаны в таблице IV. Сравнительное волокно 2 было термостатировано при постоянной длине в сушильном шкафу с горячим воздухом в течение 7 минут при температуре 120ºС, перед повторным испытанием в кипящей воде. Результаты испытания усадки в кипящей воде для подвергнутого отжигу сравнительного волокна 2 также показаны в таблице IV.

Сравнительные волокна 1А-3А

Сравнительную полимерную композицию 1-3 также формовали в сравнительные волокна 1А-3А, соответственно.

Сравнительные волокна 1А-3А были выпрядены при температуре расплава 230ºС через фильеру с 48 отверстиями (капилляры с диаметром 0,5 мм и отношением L/D - 4). Скорость мотальной машины составляла 1500 м/мин, и скорости прядильных дисков варьировали в сторону повышения и понижения для варьирования коэффициента вытяжки. Релаксация между прядильным диском С и мотальной машиной была меньше 5%. Коэффициент вытяжки между прядильным диском А и прядильным диском В (V₂:V₁) составлял 2,8, 2 и 2,2 для сравнительных волокон 1А, 2А и 3А, соответственно. Воздух для охлаждения обдувкой имел температуру 12ºС, и его подавали только с одной стороны; длина обдувочной шахты составляла два метра. Температуры трех прядильных дисков были настроены на 60ºС, 100ºС и 110ºС, соответственно. Свойства волокон и максимальные коэффициенты вытяжки показаны в таблице IIIA.

Сравнительные трикотажные ткани А-С

Сравнительные волокна 1А-3А были использованы для вязания с образованием соответствующих изобретению трикотажных тканей А-С в следующих условиях вязания. Сравнительные волокна 1А-3А связали на вязальной машине FAK (Fabric Analysis Knitter), обычно используемой для проверки качества партий пряжи. Сравнительные трикотажные ткани А-С имели базовую массу приблизительно 500 г/м² в «однофонтурной кулирной вязке». Каждая из сравнительных трикотажных тканей А-С представляла собой ткань с 28 рядами петель (или «петельными рядами») на дюйм (11 петельных рядов на сантиметр).

Сравнительные трикотажные ткани А-С испытывали на создаваемое ими тактильное ощущение мягкости, основываясь на гладкости, восковости, жесткости и величине трения по ладони соответственно испытанию ощущения рукой (Handfeel Test), как описано ниже. Результаты, то есть усредненные оценки, показаны в таблицах V-IX.

Сравнительные трикотажные ткани А-С также испытывали на устойчивость к истиранию согласно следующей методике. Устойчивость к истиранию определяли с использованием прибора для определения сопротивления истиранию Sutherland 2000. Образцы размером 11,0×4,0 см (4,33×1,57 дюйма) отрезали и закрепляли на основании с использованием двусторонней липкой ленты. Затем на грузе массой 2 фунта (907,2 г) закрепляли наждачную бумагу с зерном помола 320, и груз размещали на образце. Затем рычаг перемещал груз назад и вперед в режиме непрерывного движения со скоростью 2. Один цикл представляет собой одно смещение груза по ткани назад и вперед. Потребовалось шестьдесят циклов, прежде чем образцы показали какое-нибудь заметное разрыхление с образованием пуха. Когда липкую ленту нанесли на поверхность соответствующих изобретению трикотажных тканей А и В и сравнительных трикотажных тканей А-С и затем оторвали, очень мало волокон было захвачено лентой как с соответствующих изобретению трикотажных тканей А и В, так и сравнительных трикотажных тканей А-С. Образцы были протестированы дважды, и усредненные результаты показаны в таблице Х.

Таблица IИзмерениеЕдиницыСоответствующий изобретению 2Соответствующий изобретению 3Температура реактораºС95,085,0Изопентан, %Мольных %4,85,1Парциальное давление этиленаpsi (абсолютных) (МПа)225,0 (1,55)225,0 (1,55)Молярное соотношение «1-гексен/этилен» (С6/С2)Безразмерная0,00160,0015Концентрация газообразного водородаМиллионных долей320345Количество добавки для обеспечения непрерывности процесса в полимереМиллионных долей (массовых)66Количество гафния (Hf) в полимереМиллионных долей (массовых)0,870,82Количество алюминия (Al) в полимереМиллионных долей (массовых)11,313,2

Таблица IIИзмерениеЕдиницыСоответствующий изобретению 1Соответствующий изобретению 2Соответствующий изобретению 3Плотностьг/см³0,94170,9540,9557I₂г/10 минут5,8910,418,9I₂г/10 минут14,7827,247,27I₁₀г/10 минут34,9765,8116,2I₂₁г/10 минут101,5201,3371,1I₁₀/I₂-5,936,36,1I₂₁/I₂-17,219,319,6Стандартная гельпроникающая хроматография (GPC) M_nг/моль275601960018710M_wг/моль683506267049680M_zг/моль140400127700107800M_w/M_nБезразмерная2,483,202,66M_z/M_wБезразмерная2,052,042,05Абсолютные значения гельпроникающей хроматографии (GPC) Абсолютное значение среднечисленной молекулярной массы (M_n)г/моль477631820418452Абсолютное значение среднемассовой молекулярной массы (M_w)г/моль1154306277052290z-Средняя молекулярная масса бинарной смеси (M_z(BB))г/моль130400131000108100Отношение z-средней молекулярной массы бинарной смеси к среднемассовой молекулярной массе (усредненной)Безразмерная1,892,222,21 Сдвиговая вязкость при скорости сдвига ~3000 с^-1Па-с 132,4119,2Метильных разветвленийна 1000 атомов углерода2,040,871,02Двойных связей с транс-конфигурациейна 1000 атомов углерода0,0670,0330,074Винильных заместителейна 1000 атомов углерода0,0230,0020,000

Таблица IIAИзмерениеЕдиницыСравнительная полимерная композиция 1Сравнительная полимерная композиция 2Сравнительная полимерная композиция 3Плотностьг/см³0,90,90,941I₂г/10 минут--4I₁₀/I₂---6,8Показатель текучести расплава (I₂ при температуре 230ºС)г/10 минут9,538-Стандартная гельпроникающая хроматография (GPC) M_nг/моль55,00054,00024,000M_wг/моль245,000160,00083,000M_zг/моль670,000340,000230,000M_w/M_nБезразмерная4,53,03,5M_z/M_wБезразмерная2,72,12,8

Таблица IIIAИзмерениеЕдиницыСравнительное волокно 1Сравнительное волокно 2Сравнительное волокно 1AСравнительное волокно 2AСравнительное волокно 3AЗначение денье пряжиг/9000 м150150309309302Денье на филамент (dpf)г/9000 м3,13,162,06Прочность на разрывг/денье4,34,2---Относительное удлинение%5123---Модуль Юнгаг/денье-----Максимальный коэффициент вытяжкиV₂/V₁2,753,62,822,2

Таблица IХ
Характеристики гладкости, восковости, трения по ладони и жесткостиОцениваемые образцыОценка гладкости (С.1)Оценка восковости (С.2)Восковость по 15-балльной шкале (С.3)Оценка трения по ладони (С.4)Оценка жесткости (С.5)ОБЩАЯ ОЦЕНКА (усредненная по С.1, 3, 4 и 5)Соответствующая изобретению ткань В1,307,517,491,850,5211,2Сравнительная ткань В4,267,757,255,481,2518,2Соответствующая изобретению ткань А5,308,216,795,901,5819,6Сравнительная ткань А8,259,235,777,583,8225,4Сравнительная ткань С3,718,076,933,591,1815,4Хлопок (стандарт)1,9912,942,068,001,8413,9

Таблица XОбразецСредняя степень истирания (процентов потери массы)Соответствующая изобретению ткань А0,7Соответствующая изобретению ткань В0,8Сравнительная ткань А0,8Сравнительная ткань В0,8Сравнительная ткань С0,6

Методы испытаний

Методы испытаний включают следующие:

Плотность (г/см³) измеряли согласно стандарту ASTM-D 792-03, Метод В, в изопропаноле. Образцы измеряли в пределах 1 часа формования после кондиционирования в ванне с изопропанолом при температуре 23ºС в течение 8 минут для достижения термического равновесия перед измерением. Образцы были сформованы под давлением согласно стандарту ASTM D-4703-00, Annex (Приложение) A, с 5-минутным периодом начального нагревания при температуре приблизительно 190ºС и охлаждением со скоростью 15ºС/минуту согласно Методике С. Образец охлаждали до температуры 45ºС в прессе с непрерывным охлаждением до состояния «холодный на ощупь».

Индекс расплава (I₂) измеряли при температуре 190ºС под нагрузкой 2,16 кг согласно стандарту ASTM D-1238-03.

Показатель текучести расплава (I₅) измеряли при температуре 190ºС под нагрузкой 5,0 кг согласно стандарту ASTM D-1238-03.

Показатель текучести расплава (I₁₀) измеряли при температуре 190ºС под нагрузкой 10,0 кг согласно стандарту ASTM D-1238-03.

Показатель текучести расплава (I₂₁) измеряли при температуре 190ºС под нагрузкой 21,6 кг согласно стандарту ASTM D-1238-03.

Среднемассовую молекулярную массу (M_w) и среднечисленную молекулярную массу (M_n) определяли согласно методам, известным в данной области, с использованием гель-проникающей хроматографии (GPC) с тройным детектором, как здесь описано ниже.

Значения молекулярно-массовых распределений этиленовых полимеров определяли с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC). Хроматографическая система состояла из высокотемпературного (150ºС) эксклюзионного хроматографа Waters (Милфорд, Массачусетс), оснащенного двухугловым детектором рассеянного лазерного излучения, Модель 2040, компании Precision Detectors (Amherst, Массачусетс). Для целей расчета использовали детектор рассеянного света под углом 15º. Сбор данных выполняли с использованием компьютерной программы Viscotek TriSEC, версия 3, и 4-канальной программы-администратора данных Viscotek Data Manager DM400. Система была оснащена встроенным устройством для дегазирования растворителя от фирмы Polymer Laboratories. Карусельный отсек работал при температуре 140ºС, и колоночный отсек действовал при температуре 150ºС. Используемые колонки представляли собой четыре колонки Shodex HT 806M, длина 300 мм, размер частиц 13 мкм, и одну колонку Shodex HT803M, длина 150 мм, размер частиц 12 мкм. В качестве растворителя применяли 1,2,4-трихлорбензол. Образцы готовили с концентрацией 0,1 грамма полимера в 50 миллилитрах растворителя. Хроматографический растворитель и растворитель для приготовления образцов содержали 200 мкг/г бутилированного гидрокситолуола (BHT). Оба источника растворителей были продуты азотом путем барботирования. Полиэтиленовые образцы осторожно перемешивали при температуре 160ºС в течение 4 часов. Используемый объем впрыскивания составлял 200 микролитров, и расход потока был 0,67 миллилитра/минуту. Калибровку набора колонок для GPC проводили с использованием 21 полистирольного стандарта с узким молекулярно-массовым распределением, с молекулярными массами, варьирующими от 580 до 8400000 г/моль, которые были скомпонованы в 6 «коктейльных» смесей по меньшей мере с декадным интервалом между индивидуальными молекулярными массами. Стандарты были приобретены в фирме Polymer Laboratories (Shropshire, Великобритания). Полистирольные стандарты готовили с концентрацией 0,025 грамма в 50 миллилитрах растворителя для молекулярных масс, равных или превышающих 1000000 г/моль, и 0,05 грамма в 50 миллилитрах растворителя для молекулярных масс меньше 1000000 г/моль. Полистирольные стандарты растворяли при температуре 80ºС при осторожном перемешивании в течение 30 минут. Сначала использовали смеси стандартов с узким молекулярно-массовым распределением, и в порядке снижения количества компонента с наибольшей молекулярной массой, чтобы свести к минимуму разложение. Пик молекулярных масс полистирольных стандартов преобразовывали в молекулярные массы полиэтилена с использованием следующего уравнения (как описано авторами Williams и Ward, J. Polym. Sci., Polym. Let., том 6, стр. 621 (1968)):

Мполиэтилена=А×(Мполистирола)^В

где М представляет молекулярную массу, А имеет значение 0,41, и В равно 1,0. Систематический подход для определения мультидетекторных отклонений исполняли путем, согласующимся с опубликованным авторами Balke, Mourey et al. (Mourey и Balke, Chromatography Polym., Глава 12 (1992), и Balke, Thitiratsakul, Lew, Cheung, Mourey, Chromatography Polym., Глава 13 (1992)), для оптимизации результатов регистрации двойного детектора от полистирола 1683 с широким молекулярно-массовым распределением фирмы Dow до результатов калибровки стандартных колонок с узким молекулярно-массовым распределением, по кривой калибровки стандартов с узким молекулярно-массовым распределением с использованием компьютерной программы собственной разработки. Данные молекулярных масс для определения смещения получали путем, согласующимся с опубликованным Zimm (Zimm, B.H., J. Chem. Phys., том 16, стр. 1099 (1948)) и Kratochvil (Kratochvil, P., Classical Light Scattering from Polymer Solutions, издательство Elsevier, Оксфорд, Нью-Йорк (1987)). Общую концентрации впрыскивания, используемую для определения молекулярной массы, получали из площади под профилем показателя преломления образца и калибровки детектора показателя преломления по гомополимерному линейному полиэтилену с молекулярной массой 115000 г/моль, которую измеряли с использованием контрольного стандарта гомополимерного полиэтилена 1475 из базы данных NIST (Национальный Институт Стандартов и Технологий). Хроматографические концентрации были приняты достаточно низкими, чтобы устранить проблему эффектов второго вириального коэффициента (концентрационные эффекты в отношении молекулярной массы). Расчеты молекулярных масс проводили с использованием компьютерной программы собственной разработки. Расчет среднечисленной молекулярной массы, среднемассовой молекулярной массы и z-средней молекулярной массы проводили согласно следующим уравнениям, при допущении, что сигнал рефрактометра прямо пропорционален массовой доле. Сигнал рефрактометра с вычитанием базовой линии может быть непосредственно заменен массовой долей в нижеприведенных уравнениях. Следует отметить, что молекулярная масса может быть из традиционной калибровочной кривой или абсолютной молекулярной массой из соотношения величины рассеяния света к сигналу рефрактометра. Для улучшения оценки z-средней молекулярной массы сигнал рассеяния света с вычитанием базовой линии в нижеприведенном уравнении (2) может быть заменен произведением среднемассовой молекулярной массы на массовую долю:

Мономодальное распределение было охарактеризовано согласно массовой доле при наибольшем температурном пике в данных элюационного фракционирования при повышении температуры (обычно обозначаемого аббревиатурой “TREF”), как описано, например, авторами Wild et al. Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed., том 20, стр. 441 (1982), в патенте США 4798081 (на имя Hazlitt et al.) или в патенте США 5089321 (на имя Chum et al.), все описания которых включены здесь посредством ссылки. В аналитическом элюационном фракционировании при повышении температуры, применяемом для анализа (как описано в патенте США 4798081 и здесь сокращенно обозначенном как “ATREF”), анализируемую композицию растворяют в подходящем горячем растворителе (например, 1,2,4-трихлорбензоле) и обеспечивают возможность кристаллизации в колонке, содержащей инертный носитель (например, дробь из нержавеющей стали), путем медленного снижения температуры. Колонку оснащали как инфракрасным детектором, так и дифференциальным вискозиметрическим (DV) детектором. Затем строили кривую ATREF-DV-хроматограммы элюированием закристаллизованного полимерного образца из колонки при медленном повышении температуры элюирующего растворителя (1,2,4-трихлорбензола). Дополнительные подробности ATREF-DV-метода описаны в патентном документе WO 99/14271, описание которого включено здесь посредством ссылки.

Степень длинноцепочечного разветвления определяли согласно известными в данной области методам, таким как гель-проникающая хроматография в сочетании с детектором рассеянного лазерного излучения под малым углом (GPC-LALLS) и гель-проникающая хроматография в сочетании с дифференциальным вискозиметрическим детектором (GPC-DV).

Ширину распределения короткоцепочечного разветвления (SCBDB) определяли на основании данных, полученных с помощью аналитического элюационного фракционирования при повышении температуры (ATREF), применяемого для анализа, более подробно описанного ниже. Во-первых, рассчитывали интегральное распределение кривой элюирования, начиная от температуры 30ºС и продолжая до температуры 109ºС, включительно. Из интегрального распределения выбирали температуры при 5 масс.% (Т₅) и 95 масс.% (Т₉₅). Затем эти две температуры использовали в качестве граничных значений для расчета SCBDB. Затем величину SCBDB рассчитывали по следующему уравнению:

для всех значений T_i, включающих Т₅ и Т₉₅ и находящихся между ними. T_i представляет температуру в i-той точке кривой элюирования, w_i представляет массовую долю материала из каждой температуры на кривой элюирования, и T_w представляет среднемассовую температуру кривой элюирования $(\sum (w_{i} T_{i}) / \sum w_{i})$

между значениями Т₅ и Т₉₅ и включая их.

Анализ с использованием аналитического элюационного фракционирования при повышении температуры (ATREF) проводили согласно методу, описанному в патенте США № 4798081 и Wilde, L.; Ryle, T.R.; Knobeloch, D.C.; Peat, I.R.; Determination of Branching Distributions in Polyethylene and Ethylene Copolymers, J. Polym. Sci., том 20, стр. 441-455 (1982), которые включены здесь посредством ссылки во всей своей полноте. Анализируемую композицию растворяли в трихлорбензоле и помещали для кристаллизации в колонку, содержащую инертный носитель (например, дробь из нержавеющей стали) при медленном снижении температуры до 20ºС со скоростью охлаждения 0,1ºС/минуту. Колонку оснащали инфракрасным детектором. Затем строили кривую ATREF-хроматограммы элюированием закристаллизованного полимерного образца из колонки при медленном повышении температуры элюирующего растворителя (трихлорбензола) от 20 до 120ºС со скоростью 1,5ºС/минуту.

Содержание сомономера измеряли с использованием¹³С-ЯМР, как обсуждается Randall, Rev. Macromol. Chem. Phys., том С29 (№№ 2-3), стр. 285-297, и в патенте США 5292845, описания которых включены здесь посредством ссылки в той мере, насколько это касается такого измерения. Образцы были приготовлены добавлением приблизительно 3 г смеси тетрахлорэтана-d₂ и орто-дихлорбензола в отношении 50/50, которая представляла собой 0,025 М раствор ацетилацетоната хрома (релаксационный реагент), к 0,4 г образца в ЯМР-ампуле с диаметром 10 мм. Образцы растворяли и гомогенизировали при нагревании ампулы и ее содержимого до температуры 150ºС. Данные регистрировали с использованием ЯМР-спектрометра JEOL Eclipse с рабочей частотой 400 МГц, соответственно¹³С-резонансной частоте 100,6 МГц. Полученные параметры были выбраны для обеспечения количественной оценки¹³С-характеристик в присутствии релаксационного реагента. Данные были получены с использованием «распаривания с воротами» для определения числа¹Н, 4000 импульсов на файл данных, 4,7 секунды релаксационной задержки и 1,3 секунды времени регистрации, спектральной ширины 24200 Гц и размера файла 64 Кбайт информационных точек, с измерительной головкой, нагретой до температуры 130ºС. Спектры регистрировали относительно референсного метиленового пика при химсдвиге 30 м.д. Результаты обсчитывали по методу стандарта ASTM D-5017-91.

Температуру плавления и температуру кристаллизации измеряли с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC). Все приведенные здесь результаты были получены на калориметре модели Q1000 DSC фирмы TA Instruments, оснащенном охлаждающим устройством (RCS) (система глубокого охлаждения) и автоматическим пробоотборником. Везде применяли азот в качестве продувочного газа с расходом 50 мл/мин. Образец спрессовывали в тонкую пленку с использованием пресса при температуре 175ºС и максимальном давлении 1500 psi (10,3 МПа) в течение приблизительно 15 секунд, затем охлаждали на воздухе до комнатной температуры при атмосферном давлении. Затем от приблизительно 3 до 10 мг материала вырезали в виде диска диаметром 6 мм с использованием дырокола для бумаги, взвешивали с точностью почти до 0,001 мг, помещали в легкую алюминиевую кювету (приблизительно 50 мг) и затем обжимали, чтобы закрыть. Термическое поведение образца исследовали при следующем температурном профиле: образец быстро нагревали до температуры 180ºС и выдерживали изотермически в течение 3 минут, чтобы удалить любую предшествующую термическую историю. Затем образец охлаждали до температуры -40ºС со скоростью охлаждения 10ºС/мин, и выдерживали при температуре -40ºС в течение 3 минут. Затем образец нагревали до температуры 150ºС со скоростью нагревания 10ºС/мин. Регистрировали кривые охлаждения и второго нагревания.

Значение винильной ненасыщенности измеряли согласно стандарту ASTM D-6248-98.

Количество ненасыщенностей с транс-конфигурацией измеряли согласно стандарту ASTM D-6248-98.

Метильные группы определяли согласно стандарту ASTM D-2238-92.

Жесткость полимера охарактеризовывали измерением модуля изгиба при 5-процентной деформации и моментов сопротивления сечения при 1-процентной и 2-процентной деформации, и скорости испытания 0,5 дюйма/мин (13 мм/мин) согласно Методу В стандарта ASTM D-790-99.

Испытание на растяжение определяли по стандарту ASTM D-638 при скорости деформации 2 дюйма в минуту (50,8 мм/мин).

Ударное растяжение определяли согласно стандарту ASTM D-1822-06.

Капиллярную вязкость измеряли при температуре 190ºС на приборе Goettfert Rheograph 2003, оснащенном плоской входной (180º) фильерой длиной 20 мм и диаметром 1 мм при кажущихся скоростях сдвига, варьирующих от 100 до 6300 с^-1. Для учета эффекта разжижения при сдвиге применяли коррекцию скорости сдвига по Рабиновичу. Здесь были приведены скорректированная скорость сдвига и сдвиговая вязкость.

Испытание ощущения рукой проводили согласно следующему способу для определения следующих четырех характеристик по шкале от 0 до 15: (1) гладкость; (2) восковость; (3) жесткость; и (4) трение по ладони.

Следующие четыре характеристики (1) гладкость; (2) восковость; и (3) трение по ладони анализировали с использованием покрытых тканью салфеток. Четыре салфетки клали одну на другую, и лоскут текстильной ткани помещали на верхнюю поверхность салфеток и прикрепляли лентой для предотвращения скручивания. Салфетки представляли собой обеденные салфетки типа полотняных салфеток Hoffmaster, размером 12×17 дюймов (30,5×43,2 см), белые. Участок площадью 4,25×8,5 дюймов (10,8×21,6 см), используемый для оценки, не был тисненым, текстурированным или простеганным.

Характеристику «жесткость» анализировали с использованием одиночного лоскута ткани.

Образцы оценивали с помощью экспертной группы, включающей 20 обученных человек. Каждый из 20 членов экспертной группы оценивал (осязал) наружную сторону образцов и давал оценку характеристик гладкости, восковости, жесткости и трения по ладони каждого образца по шкале от 0 до 15 по отношению к контрольной группе, как описано здесь ниже. Эти оценки усредняли и регистрировали.

Каждую характеристику анализировали с использованием F-статистики анализа вариаций (ANOVA) для определения, существуют ли какие-нибудь существенные различия среди образцов в множественных сравнениях. F-Отношение в анализе ANOVA выявляет существенно отличающиеся образцы, чтобы рассчитать LSD-критерий Фишера (наименьшая значимая разность) для определения последовательных множественных сравнений. LSD-Тест Фишера используют для попарных сравнений, когда получена значительная F-величина.

Сенсорную экспертную группу из 20 человек использовали для оценки характеристик изделий, которые представляли связанными с ощущением мягкости. Характеристики определялись следующим образом. Двадцать обученных членов экспертной группы оценивали образцы в хаотичном порядке представления и с произвольной трехзначной маркировкой образцов. Образцы оценивали по мягкости, восковости, жесткости и трению по ладони. Дополнительную информацию можно найти в книге Meilgaard, Civille и Carr, “Sensory Evaluation Techniques”, 3-е издание, издательство CRC Press.

Трение по ладони оценивали путем проведения рукой по поверхности многослойной структуры. Образец в расправленном состоянии помещают на стол, оцениваемой стороной вверх. Используя массу кисти руки и предплечья, проводят рукой горизонтально по поверхности по всем четырем направлениям параллельно кромкам. Трение по ладони измеряют по шкале от 0 до 15, где 0 представляет отсутствие сопротивления (максимальное проскальзывание), и 15 означает наибольшее сопротивление (минимальное проскальзывание), как показано ниже.

Трение по ладониУсилие, необходимое для перемещения руки по поверхностиПроскальзывание/нет сопротивленияСопротивление 0123456789101112131415

Образцы сравнивали со следующей группой для контроля трения по ладони.

Значение по шкале оценокТип ткани1,4Полуматовая тафта из филаментного найлона-6.63,5Ткань для рубашек из египетского хлопка7,2Набивная хлопчатобумажная ткань10,0Хлопчатобумажная фланель14,2Махровая хлопчатобумажная ткань

Гладкость оценивали по количеству абразивных частиц на поверхности. Образец укладывают в расправленном состоянии, и эксперт помещает доминантную руку на верхнюю поверхность образца; используя только массу пальцев, проводят пальцами по поверхности образца. Гладкость измеряют по шкале от 0 до 15, где 0 означает максимальную гладкость (минимальную шероховатость), и 15 представляет минимальную гладкость (максимальную шероховатость), как показано ниже.

ГладкостьКоличество абразивных частиц на поверхности образцаГладкаяШероховатая 0123456789101112131415

Образцы сравнивали со следующей группой для контроля гладкости.

Значение по шкале оценокТип ткани2,1Отбеленный поплин из мерсеризованного хлопка4,9Армейский кардованный хлопковый сатин отбеленный9.5Хлопчатобумажная покровная ткань13,6Неокрашенная хлопковая парусина #8

Характеристику восковости оценивали по степени воскового ощущения на поверхности и внутри образца. Образец укладывают в расправленном состоянии, и эксперт помещает доминантную руку на верхнюю поверхность образца; используя только массу пальцев, проводят пальцами по поверхности образца. Восковость также измеряют по шкале от 0 до 15, где 0 означает максимальную восковость, и 15 представляет отсутствие восковости, как показано ниже.

ВосковостьСтепень восковости на поверхности и внутри образцаВосковаяНевосковая 0123456789101112131415

Образцы сравнивали со следующей группой для контроля восковости.

Значение по шкале оценокТип ткани2,0Нетканый полиэтиленовый материал (этилен-октеновый) (сцепление по сродству)9,3Блестящий трикотаж из филаментного найлона-613,0100%-ный хлопок с предварительной усадкой

Жесткость оценивали по степени, до которой образец ощущается как колкий, топорщащийся или трещиноватый. Образец укладывают в расправленном состоянии, и эксперт помещает доминантную руку на верхнюю поверхность образца; пальцы располагают так, что они упираются в поверхность образца. Затем пальцы сводят, сминая композитный образец пальцами в сторону ладони. Затем используют недоминантную руку для сжатия образца в горсти доминантной руки. Затем доминантную руку слегка сжимают и перебирают образец поворачиванием образца в ладони. Жесткость также измеряют по шкале от 0 до 15, где 0 означает минимальную жесткость (наиболее мягкая), и 15 представляет максимальную жесткость (наименее мягкая), как показано ниже.

ЖесткостьСтепень, до которой образец ощущается как колкий, топорщащийся или трещиноватыйМягкаяЖесткая 0123456789101112131415

Образцы сравнивали со следующей группой для контроля жесткости.

Значение по шкале оценокТип ткани1,3Однофонтурный трубчатый трикотаж из 50/50-смеси сложного полиэфира и хлопка4,7Набивная ткань из мерсеризованного хлопка8,5Поплин из мерсеризованного хлопка гребенного прочеса14,0Хлопок органди

Настоящее изобретение может быть исполнено в других формах без выхода за пределы смысла и существенных его признаков, и, соответственно этому, при определении области изобретения скорее следует обращаться к прилагаемым пунктам формулы изобретения, нежели к вышеприведенному описанию.

Реферат

Изобретение относится к волокну, выполненному из полиэтиленовой композиции, способу его получения, тканям, сделанным из таких волокон, и способу получения таких тканей. Волокно выполнено из полиэтиленовой композиции, включающей по меньшей мере 80 масс.% (со) полимера, содержащего менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена, и менее 20 масс.% звеньев одного или более α-олефиновых сомономеров. Композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см, молекулярно-массовое распределение (M/M) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M/M) менее 2,5 и уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи указанной композиции. Волокна по изобретению могут иметь значение денье на филамент менее 50 г/9000 м, значение прочности на разрыв от 0,1 до 15 г/денье и относительное удлинение менее 1500%. При этом полученные из таких волокон ткани, как тканые ткани, так и нетканые материалы, обладают высокой прочностью на разрыв, улучшенными характеристиками мягкости и дражируемости. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 10 табл.

Формула

1. Волокно, выполненное из полиэтиленовой композиции, включающей по меньшей мере 80 мас.% (со) полимера, содержащего:
менее или равное 100 мас.% звеньев, полученных из этилена;
менее 20 мас.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров;
в которой указанная полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 мин, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи указанной композиции.

2. Волокно по п.1, которое имеет одно или более из следующих свойств:
(i) значение денье на филамент менее 50 г/9000 м;
(ii) прочность на разрыв от 0,1 до 5 г/денье;
(iii) измеренное в процентах относительное удлинение менее 1000;
(iv) степень усадки в кипящей воде, измеренная в процентах после отжига при температуре 120°С, менее 30;
(v) представляет собой штапельное волокно или непрерывное волокно.

3. Способ получения волокна, включающий стадии:
выбора полиэтиленовой композиции, включающей по меньшей мере 80 мас.% (со) полимера, содержащего:
менее или равное 100 мас.% звеньев, полученных из этилена;
менее 20 мас.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров;
в которой указанная полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 мин, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи указанной композиции;
прядения указанной полиэтиленовой композиции в волокно;
с формированием указанного волокна.

4. Способ получения волокна по п.3, который дополнительно включает стадию ориентирования указанного волокна, в частности, холодной вытяжкой.

5. Способ получения волокна по п.4, который дополнительно включает стадию отжига указанного волокна предпочтительно при температуре 100°С или выше,
(i) указанное волокно подвергают отжигу при фиксированной длине;
(ii) указанное волокно подвергают вытяжке по меньшей мере при 1,5Х, в котором Х представляет собой отношение скорости вытяжного валка к скорости подающего валка.

6. Способ получения ткани, включающий стадии:
приготовления волокна по п.1;
формирования указанного волокна в указанную ткань способом, выбранным из группы, состоящей из способа ткания, способа вязания, способа формования раздувом, фильерного способа производства нетканого материала, способа аэродинамического формирования холста, иглопробивного способа, способа гидроспутывания, способа электропрядения и их комбинаций.

7. Ткань, включающая одно или более волокон по п.1.

8. Ткань по п.7, которую выбирают из группы, состоящей из текстильной ткани, нетканого материала и их комбинаций, и где текстильная ткань предпочтительно имеет устойчивость к истиранию менее 5 мас.% истертого волокна относительно массы ткани перед испытанием устойчивости к истиранию.

9. Ткань по п.7 или 8, которая представляет собой изделие, выбранное из группы, состоящей из обивочного материала, швейного изделия, обивки стен, коврового покрытия, верхнего слоя пеленок, оборотного слоя пеленок, ткани медицинского назначения, хирургического покрывала, больничного халата, салфеток, текстильных изделий и геотекстиля.

10. Ткань по п.7, которая включает одно или более волокон, имеющих значение денье на филамент менее 5 г/9000 м, например 2 г/9000 м, и ткань имеет одно или более из следующих свойств:
(i) значение гладкости менее 2;
(ii) значение восковости более 7;
(iii) значение трения по ладони менее 3,5; и
(iv) значение жесткости менее 1,1.

Авторы

ПЕППЕР Рэнди Е. (US)

КАПУР Мридула (US)

КЛААСЕН Герт Дж. (CH)

НИКЕРБОКЕР Эдвард Н. (US)

ВАЙКЕР Натан Дж. (US)

МИЧИ Уилльям Дж мл. (US)

ДЭВИС Марк Б. (US)

PEPPER REHNDI E

KAPUR MRIDULA

KLAASEN GERT DZH

NIKERBOKER EHDVARD N

VAJKER NATAN DZH

MICHI UILL JAM DZH ML

DEHVIS MARK B

PEPPER REHNDI E.

KAPUR MRIDULA

KLAASEN GERT DZH.

NIKERBOKER EHDVARD N.

VAJKER NATAN DZH.

MICHI UILL'JAM DZH ML.

DEHVIS MARK B.

Патентообладатели

DOW GLOBAL TECHNOLOGIES LLC

DAU GLOBAL TEKNOLODZHIZ EHLEHLSI

Заявители

DOW GLOBAL TECHNOLOGIES LLC

DAU GLOBAL TEKNOLODZHIZ EHLEHLSI

СПК: D01D5/08 D01D5/10 D01D5/12 D01D10/02 D01F6/04 D01F6/30 D04H1/56 D04H3/007 D04H3/16 C08F210/02 C08L23/04 C08L23/0815 C08L2205/02 C08L2205/16 C08L2314/06

Публикация: 2013-06-27

Дата подачи заявки: 2009-07-09

РОССТИП

Поиск по товарам

Добавить свой товар

Сообщества

Товары

Участники

Патенты

Запросов

Поставщикам

О сервисе

Блогерам

Помощь