(57)【要約】  ポリマーを溶融するための方法が提供される。少なくとも１つの実施例では装置はハウジングと、ハウジング内に少なくとも部分的に格納された２つ以上の回転自在の部材と、を含み、前記２つ以上の回転自在の部材は、当該部材に連結したシャフトを有する。装置は、前記２つ以上の回転自在の部材のシャフトに直結したドライブシャフト（２７０）を有するモーター（２２０）をも有している。回転自在の部材は相互には歯合せず、相反転する。
2009521338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーを溶融する装置であって、
ハウジングと、
該ハウジングに格納した回転自在の２つ以上の部材にして、該部材に連結した回転自在のシャフトを各々有する部材と、
回転自在の部材の少なくとも１つにおけるシャフトに直結したドライブシャフトを有し、連結された回転自在の部材が該ドライブシャフトの速度で回転するモーターと、
を含み、
前記回転自在の部材が相互に歯合せず且つ相反転状態で回転する装置。
【請求項２】
モーターが可変速モーターである請求項１の装置。
【請求項３】
モーターのドライブシャフトが約２００〜３６００ｒｐｍの速度で回転する請求項１又は２の装置。
【請求項４】
２つ以上の回転自在の部材の各シャフトがモーターのドライブシャフトに直結された請求項１〜３の何れかの装置。
【請求項５】
溶融ポリマーを移送するための装置であって、
相互に歯合しない２つ以上のスクリューを内部に格納する第１ハウジングと、
２つ以上の前記スクリューの少なくとも１つに直結され、各スクリューを相反転させるようになっている第１モーターと、
第１ハウジングと流体連通し、２つ以上の回転自在のギヤを格納するする第２ハウジングと、
２つ以上のギヤの少なくとも１つに直結され、前記２つ以上の回転自在のギヤを回転させるようになっている第２モーターと、
を含む装置。
【請求項６】
モーターが可変速モーターである請求項５の装置。
【請求項７】
モーターのドライブシャフトが約２００〜３６００ｒｐｍの速度で回転する請求項５又は６の装置。
【請求項８】
ポリオレフィンの製造方法であって、
連続ミキサーにして、相互に歯合しない２つ以上のスクリューを格納したハウジングと、前記２つ以上のスクリューに直結され、該２つ以上のスクリューを約６００ｒｐｍ又はそれ以上の速度で相反転させるようになっているモーターと、を含む連続ミキサーを通してポリオレフィンを送ることにより溶融ポリマーを提供すること、
第１ハウジング内の溶融ポリマーに１つ以上の添加剤を添加すること、
溶融ポリマーと１つ以上の添加剤とを混合して、１つ以上の添加剤がその内部で少なくとも部分的に分散された混合ポリマーを提供すること、
２つ以上のギヤを内部に格納するハウジングと、該２つ以上のギヤの少なくとも１つに直結され、該２つ以上のギヤを約１０〜１２００ｒｐｍの速度で回転させるようになっているモーターと、を含むギヤポンプに混合ポリマーを送ること、
ギヤポンプ内で混合ポリマーを加圧することにより、混合ポリマーを爾後のプロセス処理のために移行させること、
を含む方法。
【請求項９】
溶融ポリマーが約５〜約３５秒の滞留時間においてハウジングを通して前進する請求項８の方法。
【請求項１０】
溶融ポリマーが可変速度下に混合される請求項８又は９の方法。
【請求項１１】
モーターのドライブシャフトが約２００〜３６００ｒｐｍの速度で回転する請求項８〜１０の何れかの方法。
【請求項１２】
ポリオレフィンの製造方法であって、
相互に歯合しない２つ以上の回転自在の部材を格納し、各回転自在の部材が、当該部材に連結したシャフトを有するハウジングと、２つ以上の回転自在の部材の少なくとも１つに直結したドライブシャフトを有するモーターと、を含む２スクリュー型連続ミキサーにポリオレフィン粒子を提供すること、
前記２つ以上の回転自在の部材を、減速することなく、モーターのドライブシャフトの速度で相反転させること、
ハウジング内でポリマー粒子を溶融させて溶融ポリマーを提供すること、
溶融ポリマーをハウジングを通して前進させること、
を含む方法。
【請求項１３】
溶融ポリマーが約５〜約３５秒の滞留時間においてハウジングを通して前進する請求項１２の方法。
【請求項１４】
溶融ポリマーが可変速下に混合される請求項１２又は１３の方法。
【請求項１５】
モーターのドライブシャフトが約２００〜３６００ｒｐｍの速度で回転する請求項１２〜１４の何れかの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にポリマー製造用の装置及び方法に関し、詳しくは直結型の高速回転装置を使用するポリオレフィン押し出し装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
商業的造粒（ペレタイジングプロダクション）ラインではその多くが主に連続ミキサーを使用している。連続ミキサーは、一般に樹脂を溶融及び混合するためだけに使用される点で、溶融樹脂をダイから押し出す圧力をも発生する押出機とは異なるが、押出機と同様に１つ又は複数のスクリューを有し得る。
色々の２スクリュー型ミキサーは、その相対的な回転方向及びローターの歯合の度合がその他のミキサーとは一般に異なっており、同方向に回転するローターは共回転するようになっている。各ローターが反対方向に回転するタイプのミキサーは相反転型ミキサーと称する。歯合の変化の度合いは、全歯合、部分歯合、非歯合、又は軽歯合（タンジェンシャル）として表し得る。オイル潤滑式外部ベアリングで完全に支持した回転スクリューを備える連続ミキサーは、回転スクリューを２スクリュー型押出機の単数又は複数のバレル部分で支え、ポリマー潤滑される２スクリュー型押出機よりも信頼性が高く且つ丈夫であると考えることができる。
【０００３】
連続ミキサーはポリオレフィン製造用としては取り分け一般的であり、ダイを通して溶融ポリマーを押し出す必要圧力を得るためのギヤポンプと組み合わせて使用するのが一般的であり、そのため、ミキサーとギヤポンプとにおける各流量は両立性を有するべきである。代表的にはミキサーモーター及び又はギヤポンプモーターには、装置が協調的な流量下に運転されるよう、各モーター速度及びスループットを調節する減速機を取り付ける。例えば、米国特許第４，０３２，３９１号、同４，３３６，２１３号、同４，４５２，７５０号、同５，４５８，４７４号、同５，７２８，３３５号を参照されたい。そうした追加コンポーネントは高価であり、メンテナンスのための時間及び費用が生じ、エネルギーを消費し、効果が出ないこともある。しかも、そうしたコンポーネントは製造施設内で大きなスペースを必要とする。
直結型の押出機は、例えば米国特許第４，２４９，８７７号、同４，７４１，２６４号、同２００３/００１２８３８Ａ１号に記載されているが、直結型の連続ミキサーのみならず、直結型の連続ミキサー及びギヤポンプを用いる造粒システムが導入されたことはなかった。上述したように、連続ミキサーの設計者は押出機のそれとは異なる設計基準と運転条件とに直面するのである。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，０３２，３９１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３３６，２１３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４５２，７５０号明細書
【特許文献４】米国特許第５，４５８，４７４号明細書
【特許文献５】米国特許第５，７２８，３３５号明細書
【特許文献６】米国特許第４，２４９，８７７号明細書
【特許文献７】米国特許第４，７４１，２６４号明細書
【特許文献８】米国特許第２００３／００１２８３８Ａ１号明細書
【特許文献９】米国特許第４，９３３，４１５号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，６２７，７１３号明細書
【特許文献１１】米国特許第３，７７９，７１２号明細書
【特許文献１２】ＷＯ２００４／０９４４８９号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，６２１，９５２号明細書
【特許文献１４】米国特許第４，９９４，５３４号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，２００，４７７号明細書
【特許文献１６】米国特許第４，８０３，２５１号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，５４３，３９９号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，５８８，７９０号明細書
【特許文献１９】ＷＯ９９／０１４６０号明細書
【特許文献２０】ＥＰ  Ａ１  ０  ８９３  ４５４号明細書
【特許文献２１】ＥＰ  Ａ１  ０  ８９４  ００５号明細書
【特許文献２２】米国特許第５，３１８，９３５号明細書
【特許文献２３】米国特許第５，８８９，１２８号明細書
【特許文献２４】米国特許第６，３３３，３８９Ｂ２号明細書
【特許文献２５】米国特許第６，２７１，３２５Ｂ１号明細書
【特許文献２６】ＥＰ１０３１２０号明細書
【特許文献２７】ＥＰ１０２５０３号明細書
【特許文献２８】ＥＰ０２３１１０２号明細書
【特許文献２９】ＥＰ０７０３２４６号明細書
【特許文献３０】ＲＥ３３，６８３号明細書
【特許文献３１】米国特許第４，３０２，５６５号明細書
【特許文献３２】米国特許第５，５１８，９７３号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，５２５，６７８号明細書
【特許文献３４】米国特許第５，２８８，９３３号明細書
【特許文献３５】米国特許第５，２９０，７４５号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，０９３，４１５号明細書
【特許文献３７】米国特許第６，５６２，９０５号明細書
【特許文献３８】米国特許第４，１１５，６３９号明細書
【特許文献３９】米国特許第４，０７７，９０４号明細書
【特許文献４０】米国特許第４，４８２，６８７号明細書
【特許文献４１】米国特許第４，５６４，６０５号明細書
【特許文献４２】米国特許第４，７２１，７６３号明細書
【特許文献４３】米国特許第４，８７９，３５９号明細書
【特許文献４４】米国特許第４，９６０，７４１号明細書
【特許文献４５】米国特許第４，３０２，５６６号明細書
【非特許文献１】CRC Handbook of Chemistry and Physics(David R.Lide,ed.,CRC Press 81st ed.2000)
【非特許文献２】1&2 METALLOCENE-BASED POLYOLEFINS(John Scheirs & W.Kaminsky, eds.,John Wiley & Sons,Ltd.2000); G.G.Hlatky in 181 Coordination Chem.Rev.243-296(1999)
【非特許文献３】1 METALLOCENE-BASED POLYOLEFINS 261-377(2000)
【非特許文献４】Eugene You-Xian Chen & Tobin J,Marks,Cocatalysts for Metal-Catalyzed O1efin Polymerization: Activators, Activation Processes,and Structure-Activity Relationships 100(4) CHEMICAL REVIEWS 1391-1434(2000)
【非特許文献５】Gregory G.Hlatky,Heterogeneous Single-Site Catalysts for Olefin Polymerization 100(4) CHEMICAL REVIEWS 1347-1374(2000)
【非特許文献６】ZIEGLER CATALYSTS 363-386(G.Fink,R.Mulhaupt and H.H.Brintzinger,ends.,Springer-Verlag 1995)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、解決しようとする課題は、資本コスト、メンテナンスコストそして運転コストを低減させる、減速機を持たない、信頼できる連続ミキサー及びギヤポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、ポリマーの押し出し装置及び方法が提供される。少なくとも１つの特定実施例において本発明の装置は、ハウジングと、ハウジング内に少なくとも部分的に格納した、２つ以上の回転自在部材と、を含み、各回転自在部材が当該回転自在部材に連結したシャフトを有する。装置は、回転自在部材の少なくとも一方のシャフトに直結したドライブシャフトを持つモーターをも含み、これにより回転自在部材はこのドライブシャフトの速度で回転する。回転自在部材は相互に歯合せず且つ相反転するものであることが好ましい。
【０００７】
少なくとも１つの他の実施例では装置は、２つ以上のスクリューを格納する第１ハウジングを含み、それら２つ以上のスクリューの少なくとも一方に直結した第１モーターが、２つ以上の回転自在スクリューを回転させるようになっている。第１ハウジングと流体連通する第２ハウジングが設けられ、内部には２つ以上のギヤが格納される。これら２つ以上のギヤの少なくとも一方には第２モーターが直結され、２つ以上の回転自在ギヤがこの第２モーターにより回転されるようになっている。
【０００８】
少なくとも１つの他の実施例によればポリオレフィン製造方法が提供され、２スクリュー型押出機又は連続ミキサーを通してポリオレフィンを送ることにより溶融ポリマーを提供することが含まれ、２スクリュー型押出機又は連続ミキサーが、その内部に格納した２つ以上のスクリューを有するハウジングと、２つ以上のスクリューの少なくとも１つに直結したモーターにして、約４５０、５１４、６００、７２０、９００、１２００の各ｒｐｍの回転速度でスクリューを回転させるようになっているモーターとを含んでいる。第１ハウジング内の溶融ポリマーに１つ以上の添加剤が付加され得る。溶融ポリマーと１つ以上の添加剤とが混合されて、１つ以上の添加剤が少なくとも部分的にその内部に分散された混合ポリマーが提供される。混合ポリマーは、２つ以上のギヤを内部に格納するハウジングを含むギヤポンプに送られる。前記２つ以上のギヤにはモーターが直結され、このモーターが１つ以上のギヤを約１０ｒｐｍから約１２００ｒｐｍの速度で回転させるようになっている。次いで混合ポリマーはギヤポンプ内で加圧され、それ以降のプロセス処理のためにギヤポンプにより送られる。
【０００９】
少なくとも１つの他の実施例によればポリオレフィン製造方法が提供され、ポリオレフィン粒子を２スクリュー型押出機又は連続ミキサーに提供し、この２スクリュー型押出機又は連続ミキサーが、２つ以上の回転自在部材を格納するハウジングを含んでいる。各回転自在部材は、この回転自在部材に連結したシャフトを有し、２つ以上の前記回転自在部材の少なくとも一方のシャフトにはモーターのドライブシャフトが直結される。これにより２つ以上の回転自在部材は減速機無しでモーターのドライブシャフト速度で回転する。ポリマー粒子はハウジング内で溶融されてポリマー溶融物を提供し、このポリマー溶融物がハウジングを通して送られる。
【発明の効果】
【００１０】
資本コスト、メンテナンスコストそして運転コストを低減させる、減速機を持たない、高信頼性の連続ミキサー及びギヤポンプが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１にはポリマー造粒システム１００の概略ダイヤグラム図が示される。ポリマー造粒システム１００は、１つ以上の造粒機１２０と、ドライヤシステム１３０と、ポンプ１４０と、分離スクリーン１５０と、サージタンク１６０と、材料コンテナ１７０と、連続ミキサー２００と、ギヤポンプ３００とを含む。運転に際し、ポリマーを連続ミキサー２００に投入してポリマーを溶融及び混合する。次いで、ポリマーを連続ミキサー２００からギヤポンプ３００に移し、このギヤポンプ３００が溶融ポリマーを造粒機１２０に送る。造粒機はよく知られており、任意の造粒機又は造粒システムを使用できるが、Berstorff社、Coperion W&P社、Farrel社、Gala社、日本製鋼社、神戸製鋼社その他から市販入手できる水中造粒装置であることが好ましい。造粒機１２０の排出端でポリマーが、ポンプ１４０と、分離スクリーン１５０と、サージタンク１６０とを格納する流体圧ループを通してドライヤシステム１３０にスラリー輸送される。分離スクリーン１５０は造粒化したポリマーから搬送液（水）を分離させる。ドライヤシステムはよく知られているが、Carter Day社、Gala社その他から市販入手できるような遠心式ドライヤであることが好ましい。ポリマーはこのドライヤシステム１３０からストレージ及び又は搬送機に排出される。乾燥され、造粒化されたポリマーは代表的には、図１に示すようなバルク材料ボックス１７０に排出される。
【００１２】
図２Ａには連続ミキサーの一例の概略部分断面側面図が示される。連続ミキサー２００はモーター２２０に直結した少なくとも１つの回転スクリュー２１０を含み、重力式フィードホッパ２５０が、所望形態にプロセス処理されるポリマーを受ける。連続ミキサー２００は、複数の、一連の溶融及び混合ステージ又はゾーンを含み得、例えば送給ゾーン２３０と、溶融ゾーン２３５と、混合ゾーン２４０とを含み得る。
図２Ｂには少なくとも１つの回転スクリューをモーター２２０に直結した連続ミキサーの概略部分断面図が示される。図示されるように、スクリュー２１０は連結部材２６０を介してモーター２２０に直結される。“連結部材”とは、一方の部材から他方の部材に機械的動力を伝達するために使用する機械装置を言うものとし、例えば、連結部材２６０はモーター２２０の機械的な回転力をシャフト２７０を介してスクリュー２１０に伝達する。連結部材２６０は、Rexnord社より市販入手できるような可撓性エレメントタイプ又はギヤタイプのものであるのが好ましい。
【００１３】
シャフト２７０はモーター２２０に直結され、ギヤ２９０Ａ及び２９０Ｂを介して回転力を第２シャフト２８０に伝達する。代表的には、ギヤ２９０Ａ及び２９０Ｂは歯数が同じであり、第２シャフト２８０の回転速度はモーター２２０に直結した第１シャフト２７０と実質的に全く同じか又はほぼ同じである。そのため、ギヤ２９０Ａ及び２９０Ｂは“タイミング”ギヤと称されることもある。
第２シャフト２８０はモーター２２０の機械的回転力を連結部材２６０と、第１シャフト２７０と、ギヤ２９０Ａ及び２９０Ｂとを介してスクリュー２１５に伝達する。
モーター２２０は、必要馬力及び速度を発生可能な任意のモーターであり得る。連続ミキサー２００は単速モーターを使用して単一の一定速度で運転され得る。１つ以上の実施例において、連続ミキサー２００は多速モーターを使用して２つ以上の固定速度で運転され得る。また別の実施例では連続ミキサー２００は可変速モーターを使用して可変速度下に運転され得る。
【００１４】
１つ以上の実施例において、モーター２２０の速度は約４５０ｒｐｍ又はそれ以上であり得る。モーター２２０は、約６００ｒｐｍ、また約７２０ｒｐｍ又は約９００ｒｐｍの低速から約１２００ｒｐｍ、又は約１８００ｒｐｍ又は約３６００ｒｐｍの高速の速度範囲内で回転され得る。これらの速度例は、電源システムを周波数６０Ｈｚで運転した場合に基づくものである。電源システムをもっと高い、又はもっと低い、例えば５０Ｈｚで運転する場合はこれらの速度をそれに合わせて容易に調節することが可能である。
装置を始動させ、装置の自由旋回が保証されると共に、ある場合には全力、全速始動のショックを回避するために、低速で回転させるための始動モーターを使用できる。オペレーターが連続ミキサーのパフォーマンスを制御するべく使用する変数には、スロットルバルブ及び溶融ポンプの吸引圧、（ある程度での）速度変更、が含まれる。送り量を制御するのは商業的には通常は望ましくない。なぜなら連続ミキサーはリアクタとインライン構成されるからである。連続ミキサーのパフォーマンスを向上させるには、通常はバレル及びモーターを加熱及び又は冷却する。
【００１５】
図３Ａにはモーター３７０に直結した少なくとも１つの回転ギヤを有するギヤポンプ３００（即ち“溶融ポンプ”）が概略部分断面図で示される。１つ以上の実施例において、ギヤポンプ３００はハウジング部材３１０と、インナーベアリングスリーブ３２０と、ギヤ部材３３０と、回転駆動シャフト３４０とを含む。図３Ｂには、少なくとも１つの回転ギヤをモーター３７０に直結したギヤポンプ３００が概略部分断面図で示される。本実施例ではギヤ部材は一対のギヤ部材３３０、３３５を含み、ギヤ部材３３０は、対向するギヤ部材３３５のギヤ歯３５５と歯合するヘリンボーン柄状に配置したギヤ歯３５０を有し、各ギヤは相互に歯合して相反転するようになっている。１つ以上の実施例では“外部タイミングギヤ”は不要とされるが、この場合はモーター３７０に連結したギヤ部材３３０と、“ポンピング”されるポリマーとが協動することで、“ポンピング”用のギヤ３３５は十分に駆動される。
【００１６】
図３Ａ及び図３Ｂを参照するに、ギヤポンプ３００の、ギヤ部材３３０を包納する内壁は、各ギヤの外側表面の輪郭に沿って湾曲されると共に、ギヤポンプ３００内の下流側方向の水力半径を小さくするような間隔に配置される。これにより、ギヤポンプ３００の上端から入る熱可塑性の溶融材料は一対のギヤ部材３３０の上方に材料溜まりを形成した後、外側のギヤ対に沿ってギヤ部材３３０と壁との間の空間を通過し、出口３６０を通して排出点に達する。出口３６０は、ギヤ部材３３０に隣り合う長孔状の開口から形状変化して行き、下端位置では円形の排出出口を形成する、円滑且つ漸次的な移行部を有することが好ましい。
【００１７】
ギヤ部材３３０、３３５を位置付けたハウジング部材３１０は、その入口が、容積効率を向上させるべくポリマー流れに対する拘束性が最小であるように設計される。ギヤ部材３３０、３３５の実質的に全てのフェースは媒体の無い空間（ギヤフェース及びチャンバのハウジング部材３１０の壁との間の容積）に露呈される。この構成上、媒体の無い空間内にはギヤキャビティへのポリマー充填を容易化する圧力勾配が発生する。
ドライブシャフト３４０がギヤ部材の一方（即ち、駆動側のギヤ部材３３０）に連結され、ギヤポンプ３００から外側に伸延される。ドライブシャフト３４０は連結部材３８０を介してモーター３７０に直結される。図３Ｂに示す２ギヤ型のものでは第２ギヤ部材３３５が、モーター３７０によりダイレクト駆動されるドライブギヤ部材３３０との相互歯合関係によって駆動される。
【００１８】
“連結部材３８０”とは、連結部材２２０と同様に、機械的動力を一方の部材から他方の部材に伝達するために使用する機械ユニットを言うものとする。例えば、連結部材３８０はモーター３７０の機械的回転力をギヤポンプ３００に伝達する。連結部材３８０は、Rexnord社から市販入手できるような、可撓性エレメントタイプ、ユニバーサルジョイントタイプ、ギヤタイプ、のものであることが好ましい。
モーター３７０は必要な馬力と速度とを発生できる任意のモーターであり得る。ギヤポンプ３００は代表的には、ミキサーの速度に応じて可変速度で運転され得る。言い換えると、連続ミキサーの質量速度が増大するとギヤポンプ速度はそれに比例して大きくなる。代表的には、ギヤポンプの速度は約１０ｒｐｍ及び約１２００ｒｐｍの間で可変であり、１つ以上の実施例では約１０ｒｐｍ、５０ｒｐｍ又は１００ｒｐｍの低速から約５００ｒｐｍ、約６００ｒｐｍ又は約１２００ｒｐｍの高速の間とされ得、１つ以上の実施例では約２０ｒｐｍ〜約４０ｒｐｍの範囲内で運転させ得る。
【００１９】
ギヤ部材３３０は任意の構成を有し得る。非限定的な例示的構成には、何れも完全に歯合する、螺旋、鋭突、ヘリンボーン柄状、の各形態のものが含まれ得る。ギヤポンプ３００は図３Ｂに示すような、ハウジング部材３１０に回転自在に取り付けた相互に歯合する一対のヘリンボーン柄状のギヤ部材３３０、３３５を含むことが好ましい。ヘリンボーン柄状のギヤ部材３３０は、３０°までの螺旋角度を有し得るが、螺旋角度をもっと小さい１５°又はそれ以下としてギヤの歯合部分での漏洩を最小化することができる。ヘリンボーン柄状のギヤは、各ギヤ及びハウジングに対する応力負荷が小さくなるので一定螺旋状又は鋭突状のギヤよりも好ましい。
【００２０】
ギヤポンプ３００は、ギヤ部材３３０を正しく歯合させるために加圧されることから、シールした入口移行ピース（図示せず）を更に含む。入口移行ピース内の圧力値は約0.06895MPa〜1.72375MPa（１０ｐｓｉｇ〜２５０ｐｓｉｇ）以上の範囲であり得る。入口移行ピース内の圧力は、ギヤ部材３３０の回転速度を増減させて設定圧力を維持するようにすることで制御可能である。適正圧力が確実に検出されるようにするために、ポンプ入口に近い位置に図示しない圧力表示装置を取り付け得る。ギヤポンプ３００に関する詳細な説明は米国特許第４，０３２，３９１号に記載される。
図１に例示され、ここで説明したポリマー造粒システム１００は、任意の重合プロセスでの使用に好適なものである。好適な重合プロセスには、溶解プロセス、気相プロセス、高圧プロセス、又はそれらの組み合わせが含まれ得る。望ましい重合プロセスは、エチレン又はプロピレンをその少なくとも１つとする１つ以上のオレフィンの気相又はスラリ相重合プロセスである。
【００２１】
気相重合化：
図４にはポリエチレン製造用の気相システムのフローダイヤグラム図が例示される。１つ以上の実施例において、重合システム４００には、排出用の１つ以上のタンク４５５（１つのみを示す）と流体連通するリアクタ４４０と、サージタンク４６０（一方のみを示す）と、リサイクル用のコンプレッサ４７０（一方のみを示す）とが含まれ得る。重合システム４００には、直列、並列、又は相互に独立した形態の１つ以上のリアクタ４４０が更に含まれ得、各リアクタは各々が関連するタンク４５５、４６０と、コンプレッサ４７０とを有し、又は、関連するタンク４５５、４６０及びコンプレッサ４７０の１つ以上を共有する。説明を簡略化及び容易化するために、本発明の各実施例を単一リアクタトレーン構成のものとして説明する。
【００２２】
１つ以上の実施例において、リアクタ４４０は減速ゾーン４５０と流体連通する反応ゾーン４４５を含み得る。反応ゾーン４４５は、この反応ゾーン４４５を補給物及び再循環流体形態下に連続的に通過する、重合可能な且つ改質用のガス状成分流れによって流動化された、成長するポリマー粒子、形成されたポリマー粒子、触媒粒子、の床を含み得る。
図４を参照するに、送給物流れ４０５はブロワ以前にサイクルラインに送られるが、送給物流れは重合システムの任意位置でもサイクルラインに送ることができる。そうした任意位置には、リアクタ流動床、拡大セクション、又は別の送給物流れ位置４１０と共に示すようなクーラーの前又は後の位置が含まれ得る。“送給物流れ”とは、ポリマー製品を製造するための重合プロセスで使用する、気相か又は液相の原料流れを言うものとする。例えば、送給物流れは、２〜１２の炭素原子を持つ置換及び非置換アルカン、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、スチレン、及びそれらの誘導体を含む任意のオレフィンモノマーであり得る。送給物流れは、窒素や水素のような非オレフィンガスをも含む。送給物流れは複数の且つ異なる位置でリアクタに流入され得る。例えば、モノマーは種々の方法で重合ゾーンに導入させ得るが、そうした方法には、流動床に入るノズル（図示せず）を通した直接注入法が含まれる。送給物流れは、重合プロセスに際して凝縮して反応熱を除去する１つ以上の非反応性アルカンを更に含み得る。例示した非反応性アルカンには、これに限定しないが、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、それらのイソマー及び流動体が含まれる。
【００２３】
酸化クロムタイプの触媒との重合を目的とする場合、リアクタ内の水素対エチレンのガスモル比は、代表的には約０対０．５、もっと典型的には０．０１対０．４，最も典型的には０．０３対０．３である。好ましい実施例は水素ガス添加ステップが含まれる。水素を使用するとポリマーの分子重量及び分散が影響を受け、最終的にはポリマー特性に影響が出る。
流動床は全体的には、この流動床を通してのガスのろ過操作により生じる、個別に移動する粒子の密集塊の外観を呈する。流動床を介しての圧力低下は、流動床の重さを流動床の断面積で除算した値と等しい又は若干大きい。つまりそうした低下量はリアクタの幾何寸法に依存する。反応ゾーン４４５に実現可能な流動床を維持するためには、流動床を通過するガスの見かけの速度が、流動化に必要な最小流れ速度を上回るべきである。ガスの見かけの速度は最小流れ速度の少なくとも２倍であることが好ましいが、通常は１．５２ｍ/ｓ（５．０ｆｔ/s）を越えることはなく、一般には０．７６ｍ/ｓ（２．５ｆｔ/s）より大きくなければ十分である。
【００２４】
一般に、反応ゾーン４４５の高さ対直径比は約２：１〜約５：１の範囲で変化し得るが、この比はもっと大きい又は小さいものであって良く、所望の製造キャパシティに依存するものである。減速ゾーン４５０の断面積は、代表的には、反応ゾーン４４５のそれの約２〜３倍の範囲内である。
減速ゾーン４５０の内径は反応ゾーン４４５のそれよりも大きい。その名前が示すように、減速ゾーン４５０では断面積が大きくなるのでガスの速度は低下する。この減速により、流動床に入る同伴粒子速度が低下され、リアクタ４４０からはガスのみが優先的に流出され得るようになる。リアクタ４４０の天井部分から排出されるガスはリサイクルガス流れ４１５となる。
【００２５】
リサイクルガス流れ４１５はコンプレッサ４７０で圧縮された後、熱交換ゾーンを通過し、流動床に戻る前にそこで除熱される。熱交換ゾーンは代表的には、水平又は垂直タイプの熱交換器４７５である。所望であれば、各ステージでのサイクルガス流れの温度を下げるために幾つかの熱交換器を使用することができる。熱交換器の下流側又は幾つかの熱交換器の中間位置にコンプレッサを配置しても良い。冷却されたリサイクルガス流れはリアクタ４４０に戻され、重合反応で発生する反応熱を吸収する。
リサイクルガス流れをリアクタ４４０に戻し、またガス分与プレート４８０を通して流動床に戻すのが好ましい。ガス中のポリマー粒子が沈殿及び固体状に集塊してリアクタ底部位置に液溜めを生じさせるのを防止するのみならず、サイクルガス流れ中に液体が含まれる各プロセス間及びそうした液体を含まない各プロセス間の移行を容易化するために、ガスデフレクタ４８５をリアクタの入口位置に設置するのが好ましい。この目的上好適なデフレクタの例には、米国特許第４，９３３，４１５号、同６，６２７，７１３号に説明されるものがある。
【００２６】
窒素又はアルゴンのような保存物質に対して不活性のブランケットガスを含む触媒リザーバ４３０で使用するための、アルミニュームアルキルモディファイヤ（以下、触媒と総称する）を含む又は含まない、活性化された前駆体化合物が好ましく保存される。触媒リザーバ４３０は、リアクタ４４０内に触媒を連続的に送給するために好適なフィーダーを備えていることが好ましい。触媒リザーバの例は、例えば、米国特許第３，７７９，７１２号に示され且つ説明される。窒素又はアルゴンのような、対触媒不活性のガスは、触媒を流動床内に搬送するために好ましく使用される。キャリヤガスは、触媒リザーバ４３０内に触媒を保存するために使用するブランケットガスと同じものであることが好ましい。１実施例では触媒は乾燥粉末であり、触媒フィーダーは回転する計測用ディスクを含む。他の実施例では触媒は鉱物油又は炭化水素又は例えば、プロパン、ブタン、イソペンタン、ヘキサン、へプタン、又はオクタンのような混合物内のスラリとして提供される。触媒リザーバの例はWO2004/094489号に示され且つ説明される。触媒スラリは、例えば、窒素又はアルゴン又は、例えばイソペンタンその他のＣ３〜Ｃ８アルカンのような液体であるキャリヤ流体と共にリアクタに送られ得る。触媒を、送給物追加ラインに沿ってリアクタに送る間に、先に説明したアルミニュームアルキルモディファイヤを使用して改質させることができる。
【００２７】
触媒はある位置から流動床内に注入され、そこでポリマー粒子と良好に混合される。例えば、触媒はガス分与プレート４８０の上方のある位置で流動床内に注入される。ガス分与プレート４８０の上方位置から触媒を注入する場合、流動床の重合反応は十分に行われる。触媒をガス分与プレート４８０の下方領域に注入するとその注入部分から重合化が開始され、結局はガス分与プレート４８０の詰まりを生じる恐れがある。流動床内に触媒を直に注入すると流動床全体に触媒が一様に分散されるようになり、“ホットスポット”を生じさせ得る高濃度の触媒スポットの局部的形成が回避される傾向がある。流動床の上方からリアクタ４４０内に触媒を注入するとリサイクルガス流れ４１５内にキャリーオーバーされる触媒量が過剰となり、リサイクルガス流れ４１５のラインや熱交換器４７５を詰まらせる重合化が生じ得る。
【００２８】
モディファイヤ化合物（例えば、アルミニュームアルキル化合物、その非限定例はトリエチルアルミニュームである）を、流動床内に直接か又は熱交換器４７５の下流側から反応システムに付加し得る。熱交換器４７５の下流側から付加する場合はモディファイヤはディスペンサ４３５からリサイクルシステム内に送給する。酸化クロム触媒及び、特にはチタン化酸化クロムベースの触媒を使用する場合に重合リアクタに付加する、モルベースのクロムに対するモディファイヤ量は大まかには約０．００５〜約１０、又はより厳密には約０．０１〜５、更に厳密には０．０３〜３、最も厳密には０．００５〜２であり得る。
【００２９】
重合反応は、水分、酸素、一酸化炭素、アセチレン、のような触媒毒が実質的に存在しない状態で実施される。然しながら、ポリマー構造及びその製品のパフォーマンス特性を変化させるための、極めて低濃度の酸素をリアクタに付加させ得る。酸素は、リアクタへのエチレン送給量に対し、約１０ｐｐｂｖ〜６００ｐｐｂｖ、より好ましくは約１０ｐｐｂｖ〜５００ｐｐｂｖの濃度で追加され得る。
コポリマーを所望密度にするためには十分なコモノマーをエチレンとコポリマー化して、コポリマーのコモノマーの重量％を、約０から５〜１０の何れかの値とする必要があるが、これを実現するために必要なコモノマー量は、使用する単数あるいは複数の特定のコノモノマー、触媒の活性温度、そして触媒の組成、に依存する。エチレン対コモノマー比は、コポリマー製品の所望の樹脂密度が入手されるように制御されるべきである。
【００３０】
ガスアナライザ４２５を使用してリサイクル流れの組成を決定し、それに応じて、補給送給物流れ４０５及び４１０の組成を反応ゾーン４４５内のガス組成を本来安定状態に維持するべく調整し得る。ガスアナライザ４２５は、送給物流れ組成の量を維持するためのリサイクル流れ比率を決定する従来からのガスアナライザであり得る。そうした装置は広範な供給元から市販入手可能である。ガスアナライザ４２５は、減速ゾーン４５０と熱交換器４７５との間のサンプリングポイントからガスを受けるように位置決めされ得る。
【００３１】
流動床におけるポリマー製造率は、触媒の注入率と、反応ゾーンの単数あるいは複数のモノマーの濃度とに依存する。ポリマーの製造率は、触媒の注入率を調節することにより好都合に制御される。触媒の注入率が変化すると、反応率が変化して流動床での発熱率が変化するので、リアクタに入るリサイクル流れの温度を調節して発熱率の変化が収受されるようにする。これにより、流動床内の温度は確実に、本来一定に維持される。流動床における温度変化を検出してオペレーターか又は従来の自動制御システムによってリサイクル流れの温度が好適に調節され得るようにする上で有益なのは、流動床とリサイクル流れ冷却システムとが何れも完全な計装であることである。
【００３２】
所定の運転条件設定下では流動床は、粒状ポリマー製品の形成率下に流動床の一部を製品として抜き出すことにより、本来一定の高さに維持される。発熱量は製品の形成率と直接関連することから、リアクタを横断する流体の温度上昇計測値（入口流体温度と出口流体温度との差）は、入口流体内に蒸発性液体が全く生じないか又はその発生量が無視し得る程である場合、一定流体速度時の粒状ポリマーの形成率を表す。
【００３３】
粒状ポリマー製品をリアクタ４４０から排出するに際しては、製品から流体を分離し、分離した流体をリサイクルガス流れ４１５のラインに戻すのが望ましく且つ好ましい。そうした分離方法として数多くのものが知られている。１つ以上の実施例では流体と製品とはリアクタ４４０を出た後、開放時の流れ拘束量が最小であるように設計したボール弁であり得る弁４５７を通して製品排出用のタンク４５５（１つのみが図示される）に入る。タンク４５５の上下位置には従来の弁４５９、４６７が配置される。弁４６７は製品をサージタンク４６０（１つのみが図示される）に通過させ得る。
【００３４】
代表的な運転モードでは弁４５７が開放され、弁４５９、４６７は閉鎖される。製品と流体とは製品排出用のタンク４５５に入る。弁４５７が閉じて製品はタンク４５５内で沈殿する。次いで弁４５９が開放され、流体がタンク４５５を出てリアクタ４４５に入る。次いで弁４５９は閉鎖され、弁４６７が開放され、タンク４５５内の製品が製品サージタンク４６０に流入すると弁４６７は閉鎖される。次いで、製品サージタンク４６０から弁４６４を通して製品を放出させる。製品はパージ流れ４６３を介して更にパージされることで残留炭化水素が除去され得、次いで先に説明した造粒システム１００に搬送され又はストレージ（図示せず）に搬送される。弁４５７、４５９、４６７、４６４の特定調時シーケンスは、斯界によく知られた従来からのプログラム可能なコントローラを使用して実現され得る。
【００３５】
別構成で使用し得るその他の好ましい製品排出システムは米国特許第４，６２１，９５２号に開示され且つ請求される。このシステムは直列に配置した沈殿タンク及び移行タンクを含む、少なくとも一対（平行な）のタンクを含む。分離されたガス相が、流動床の上部付近の位置で沈殿タンクの上部からリアクタ内に戻される。
流動床リアクタは、始動され、停止されるまで換気が行われ得るよう、適切な換気システムを備える。リアクタでの攪拌及び又はウォールスクレーピング操作は不要である。リサイクルガス流れ４１５のライン及びその内部の各エレメント（コンプレッサ４７０、熱交換器４７５）は、リサイクル流体又は同伴粒子の流れの障害とならないよう円滑な表面を有し且つ無用な障害物の無いものとすべきである。
【００３６】
リアクタの故障やポリマーの凝集を防止するための様々な技法を使用し得る。そうした技法例は、米国特許第４，９９４，５３４号、同５，２００，４７７号に記載されるような、凝集防止用の微粉砕粒状物の導入法、同４，８０３，２５１号に記載されるような、正電圧均衡化用の負電位発生用ケミカルの添加法又は、負電圧電位無効化用の正電位発生用ケミカル添加法、がある。静電気電位発生を防止又は無効化する静電防止物質も、連続的にか又は間欠的に付加され得る。流動床重合化リアクタからの除熱を助成するべく、米国特許第４，５４３，３９９号及び同４，５８８，７９０号に記載されるような凝縮モード運転を使用し得る。
【００３７】
重合化の条件はモノマー、触媒、そして装置の入手性によって変化する。当業者においては特定条件は既知又は容易に入手可能である。例えば、温度は約−１０℃から約１２０℃、しばしば約１５℃〜約１１０℃の範囲内である。圧力は１０kPa（約０．１bar）〜約１０MPa（約１００bar）、例えば５００kPa（約５bar）〜５MPa（約５０bar）の範囲内である。重合化については米国特許第６，６２７，７１３号に詳細が説明される。
【００３８】
触媒システム：
任意のオレフィン重合化用触媒又は触媒システムを使用して、説明したポリオレフィンを製造可能である。例えば、触媒又は触媒システムにはZiegler-Natta触媒、クロムベース触媒、メタロセン触媒その他の単部位触媒、二元金属触媒、が含まれ得る。触媒又は触媒システムには、AlCl3、コバルト、鉄、パラジウム、クロム/酸化クロム又は“Phillips”触媒も含まれ得る。任意の触媒を単独で又は他と組み合わせて使用可能である。１つ以上の実施例において、“混合型の”触媒システムが好ましい。
“触媒システム”とは、少なくとも１つの“触媒成分”と、少なくとも１つの“活性化因子”、あるいは少なくとも１つの助触媒とを含む物を言うものとする。触媒システムには支持体のようなその他の成分も含まれ得、そうした成分は触媒成分及び又は活性化因子自体又は組み合わせ体に限定されない。触媒システムには、説明したような任意の組み合わせにおける触媒成分が不定数含まれ得、また説明したような任意の組み合わせにおける任意の活性化因子が含まれ得る。
【００３９】
“触媒成分”とは、適宜に活性化されるとオレフィンの重合化又はオリゴマー化を触媒し得る任意の化合物を含むものとする。触媒成分には、少なくとも１つの３族原子〜１２族原子と、随意的には、それら原子に結合した少なくとも１つの脱離基とが含まれることが好ましい。
ここでは、元素の周期表の各元素の“族”は、CRC Handbook of Chemistry and Physics(David R.Lide,ed.,CRC Press 81st ed.2000で使用されるような、周期表族に対する“新規”な番号付け方式を使用して参照した。
【００４０】
“置換された”とは、この文言に続く基が、任意位置の１つ以上の水素に代わる少なくとも１つの部分（moiety）を有し、各部分はハロゲンラジカル（Cl、F、Br）、ヒドロキシ基、カルボニル基、カルボキシル基、アミン基、ホスフィン基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、C1〜C10アルキル基、C2〜C10アルキル基、及びそれらの組み合わせ、のような基から選択される。置換アルキル及び置換アリルの例には、これに限定しないが、アクリルラジカル、アルキルアミノラジカル、アルコキシラジカル、アリロキシラジカル、アルキルチオラジカル、ジアルキルアミノラジカル、アルコキシカルボニルラジカル、アリロキシカルボニルラジカル、カルボモイルラジカル、アルキル及びジアルキルカルバモイルラジカル、アシロキシラジカル、アシルアミノラジカル、アリルアミノラジカル、及びそれらの組み合わせが含まれる。
【００４１】
好適なクロム触媒には、CrO2(OR)2のような二置換クロメート（Rはトリフェニルシラン又はターシャリーポリアリシクリックアルキルである）が含まれ得る。クロム触媒システムには、CrO3クロモセン、シリルクロメート、クロミルクロリド(CrO2Cl2）、クロム-2-エチル-ヘキサン酸、クロムアセチルアセトネート(Cr(AcAc)3)、その他が更に含まれ得る。
メタロセンは、例えば、1&2 METALLOCENE-BASED POLYOLEFINS(John Scheirs & W.Kaminsky,eds.,John Wiley & Sons,Ltd.2000); G.G.Hlatky in 181 Coordination Chem.Rev. 243-296(1999)の全体に一般的に説明され、特には、1 METALLOCENE-BASED POLYOLEFINS 261-377(2000)で、ポリエチレン合成での使用について説明されている。メタロセン触媒化合物は、この文献に説明されるように、少なくとも１つの３族〜１２族の金属原子に結合した１つ以上のCpリガンド（シクロペンタジエニルに対してイソローバルなシクロペンタジエニル及びリガンド）と、少なくとも１つの金属原子に結合した１つ以上の脱離基とを有する、“ハーフサンドイッチ“及び“フルサンドイッチ”化合物を含む。今後、これらの化合物を“メタロセン”または“メタロセン触媒化合物”と総称する。メタロセン触媒化合物はある実施例では支持材料上に支持され、その他の触媒化合物と共に又はそれら無しで支持され得る。
【００４２】
Ｃｐリガンドは、１以上の環又は環系であり、その少なくとも一部はシクロアルカジエニルリガンド及び複素環式類似体のようなπ結合系を含む。この環又は環系は、通常第１３〜１６族原子の群から選ばれる原子を含み、特にＣｐリガンドを構成する原子は炭素、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、リン、ゲルマニウム、ホウ素及びアルミニウム並びにそれらの組合せの群から選ばれ、ここで、環員の少なくとも５０％は炭素が構成する。更に特定的には、Ｃｐリガンドは、置換及び非置換のシクロペンタジエニルリガンド及びシクロペンタジエニルにアイソローバルなリガンド群から好ましく選ばれ、その非限定例には、シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニル及びその他の構造が挙げられる。上記リガンドの更なる非限定例として、シクロペンタジエニル、シクロペンタフェナントレニル、インデニル、ベンゾインデニル、フルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、シクロオクタテトラエニル、シクロペンタシクロドデセン、フェナントルインデニル、３，４−ベンゾフルオレニル、９−フェニルフルオレニル、８−Ｈ−シクロペンタアセナフチレニル、７Ｈ−ジベンゾフルオレニル、インデノ［１，２−９］アントレン、チオフェノインデニル、チオフェノフルオレニル、それらの水素化物（例えば４，５，６，７−テトラヒドロインデニル、又は「Ｈ4Ｉｎｄ」）、それらの置換体（下記に更に詳細に説明する）及びそれらの複素環変異体が包含される。
【００４３】
“１５族含有触媒”には、３〜１２族の金属錯体と、ある実施例では金属が２〜８配位金属であり、ある実施例では金属が２〜４配位金属であって、単数あるいは複数の配位部分が少なくとも２つの１５族原子及び４つまでの１５族原子である４族の金属と、を含み得る。１実施例では、１５族を含む触媒化合物は、その２つが配位金属であるような４族金属と、１〜４つのリガンドとの錯体であり、単数あるいは複数の配位部分には少なくとも２つの窒素が含まれる。１５族含有化合物の例には、WO99/01460、EP A1 0 893 454、EP A1 0 894 005、米国特許第５，３１８，９３５号、同５，８８９，１２８号、同６，３３３，３８９ Ｂ２号、同６，２７１，３２５ Ｂ１号に記載されるものがある。１実施例では１５族含有触媒には、オレフィン重合に対して任意程度に活性化する、４族イミノフェノール錯体と、４族ビス（アミド）錯体と、４族ピリジルアミド錯体と、が含まれる。
【００４４】
“活性化因子”とは、支持されたまたは支持されない任意の化合物又はその組み合わせであって、触媒化合物からカチオン種を創出するなどにより、単部位触媒化合物（例えば、メタロセン、１５族含有触媒）を活性化し得るものを言い、代表的には、少なくとも１つの遊離基（上記配合/構造におけるX基）の抽出が含まれる。かくして、説明した各実施例の触媒化合物はオレフィン重合に対してそうした活性体により活性化される。そうした活性化因子の実施例には、環式またはオリゴメリックのポリ（ヒドロカルビルアルミニュームオキシド）のようなルイス酸、所謂非配位活性化因子（“NCA”）（あるいは“イオン化活性化因子”又は“ストイチオメトリック活性化因子”）、又は、中性メタロセン触媒化合物を、オレフィン重合化に関して活性のメタロセンカチオン化合物に変換し得る任意のその他化合物が含まれる。
【００４５】
ルイス酸は、説明したメタロセンを活性化するために使用され得る。ルイス酸の例には、これに限定しないが、アルモキサン（例えば“ＭＡＯ”）モディファイドアルモキサン（例えば“ＴＩＢＡＯ”）、アルキルアルミニューム化合物が含まれる。イオン化用活性剤（中性又はイオン性）、例えばトリ（ｎ−ブチル）アンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボロンも使用できる。また、トリスペルフルオロフェニルボロンメタロイド前駆体も使用できる。これらの何れの活性体／前駆体も単独で又は他との組合せにおいて使用され得る。
MAOその他の、アルミニュームベースの活性化因子は斯界によく知られている。斯界に既知のイオン化活性化因子は、例えば、Eugen You-Xian Chen & Tobin J, Marks,Cocatalysts for Metal-Catalyzed O1efin Polymerization: Activators,Activation Processes, and Structure-Activity Relationships 100(4) CHEMICAL REVIEWS 1391-1434(2000)に説明される。活性化因子は、Gregory G. Hlatky,Heterogeneous Single-Site Catalysts for Olefin Polymerization 100(4) CHEMICAL REVIEWS 1347-1374(2000)に説明されるように、触媒成分（例えばメタロセン）と関連する状態でか又は触媒成分とは別に、支持体と関連付けされ又は支持体に結合され得る。
【００４６】
Ziegler-Natta触媒成分の一例は、ZIEGLER CATALYSTS 363-386(G.Fink, R.Mulhaupt and H.H.Brintzinger, ends., Springer-Verlag 1995)又はＥＰ１０３１２０、ＥＰ１０２５０３、ＥＰ０２３１１０２、ＥＰ０７０３２４６、ＲＥ３３，６８３、米国特許第４，３０２，５６５号、同５，５１８，９７３号、同５，５２５，６７８号、同５，２８８，９３３号、同５，２９０，７４５号、同５，０９３，４１５号、同６，５６２，９０５号に説明される。そうした触媒例には、４、５、又は６族の遷移金属酸化物、アルコキシド及びハライド、又はオキシド、チタンのアルコキシド及びハライド化合物、ジルコニウム又はバナジウム、随意的には、マグネシウム化合物、内部及び又は外部の電子ドナー（アルコール、エーテル、シロキサン等）、アルミニューム又はボロンアルキル及びアルキルハライド、そして無機酸化物支持体、を含むものが含まれる。
従来タイプの遷移金属触媒には、斯界に既知の伝統的なZiegler-Natta触媒がある。従来タイプの遷移金属触媒例は、米国特許第４，１１５，６３９、同４，０７７，９０４号、同４，４８２，６８７号、同４，５６４，６０５号、同４，７２１，７６３号、同４，８７９，３５９号、同４，９６０，７４１号において議論されている。
【００４７】
これら従来タイプの遷移金属触媒は式：MRxで表し得、ここでMは３〜１７族、又は４〜６族、又は４族からの金属、又はチタンであり、Rはハロゲン又はヒドロカルボニル基であり、xはMの原子価である。Rの例にはアルコキシ、フェノキシ、ブロミド、クロリド、フルオリド、が含まれる。Mがチタンである従来タイプの遷移金属触媒には、TiCl4、TiBr4、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(OC4H9)3Cl、Ti(OC3H7)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2、TiCl3-1/3AlCl3及びTi(OC12H25)Cl3が含まれる。
マグネシウム/チタン電子ドナー錯体ベースの従来タイプの遷移金属触媒化合物は、例えば米国特許第４，３０２，５６５号及び同４，３０２，５６６号に記載される。斯界の当業者にはよく知られた、Mg/Ti/Cl/THFから誘導される触媒も意図される。そうした触媒の調整法の一つには、ＴＨＦ内でTiCl4を溶解させ、Mgを使用して化合物をTiCl3とし、MgCl2を付加し、溶剤を除去するものが含まれる。
【００４８】
上述した従来タイプの遷移金属触媒化合物用の従来タイプの助触媒化合物は式：M3M4vX2cR3b-cとして表し得、ここでM3は元素周期表の１〜３及び１２〜１３族からの金属であり、M4は同１族からの金属であり、vは０から１の数値であり、各X2は任意のハロゲンであり、cは０から３の数値であり、各R3は１価の炭化水素ラジカル又はヒドロゲンであり、bは１から４の数値であり、b-cは少なくとも１である。上述した従来タイプの遷移金属触媒用のその他の従来タイプの有機金属助触媒化合物は式：M3R3kとして表し得、ここでM3はリチウム、ナトリウム、ベリリウム、バリウム、ボロン、アルミニューム、亜鉛、カドミウム、ガリウム、のようなIA、HA、HB、又はIIIA族金属であり、kは、一般にはM3の属する特定族に結局は依存するところの、M3の結合価に依存する１、２又は３の数値であり、各R3は炭化水素ラジカルを含む任意の１価のラジカルであり得、炭化水素ラジカルは、フルオリド、アルミニューム又は酸素又はその組み合わせ、の様な１３〜１６族元素を含んでいる。
【００４９】
混合触媒系には、少なくとも１つのメタロセン触媒成分と、少なくとも１つの非メタロセン成分とが含まれる。混合触媒系は二元金属触媒組成又は複合触媒組成として説明され得る。ここで、“二元金属触媒組成”及び“二元金属触媒”とは、各々が異なる金属基を有する２つ以上の異なる触媒成分を含む任意の化合物、混合物又は系、を含むものとし、“複合触媒組成”及び“複合触媒”とは、金属に拘わらず、２つ以上の異なる触媒化合物を含む任意の化合物混合物又は系を含むものとする。従って、“二元金属触媒組成”、“二元金属触媒”、“複合触媒組成”、“複合触媒”は、特に断りのない限り今後“混合触媒系”と総称される。
【００５０】
少なくとも１つの特定実施例において、ポリマー押し出し装置は、ハウジングと、このハウジング内に少なくとも部分的に格納される２つ以上の回転自在の部材とを含む。装置には更に、回転自在の部材の少なくとも一方のシャフトにそのドライブシャフトを直結したモーターにして、直結した回転自在の部材をこのモーターのドライブシャフトの速度で回転させるモーターが含まれる。上述した、又は本明細書で説明した１つ以上の実施例において、回転自在の部材は相互に歯合せず且つ相反転される。
別の特定の装置実施例では、溶融ポリマー移送装置は、２つ以上のスクリューを格納した第１ハウジングを含む。２つ以上のスクリューの少なくとも１つには第１モーターが直結され、直結したスクリューを約１２００ｒｐｍの回転速度で回転させるようになっている。第１ハウジングと流体連通される第２ハウジングが設けられ、この第２ハウジングには、２つ以上のギヤが格納される。２つ以上のギヤには第２モーターが直結され、このだい２モーターが、直結した２つ以上のギヤを約１０〜１２００ｒｐｍの回転速度で回転させるようになっている。
【００５１】
少なくともまた別の特定の実施例では、ポリオレフィン製造方法が、２スクリュー押出機又は連続ミキサーにして、２つ以上のスクリューを格納したハウジングと、前記２つ以上のスクリューに直結され、該２つ以上のスクリューを約４５０、５１４、６００、７２０、９００、１２００ｒｐｍ又はそれ以上の回転速度で回転させるようになっているモーターと、を含む２スクリュー押出機又は連続ミキサーを通してポリオレフィンを送ること、を含んでいる。第１ハウジング内の溶融ポリマーに１つ以上の添加剤が添加される。溶融ポリマーと１つ以上の添加剤とが混合され、１つ以上の前記添加剤が少なくとも部分的に内部に分散された混合ポリマーが提供される。混合ポリマーは、２つ以上のギヤを格納したハウジングと、これら２つ以上のギヤに直結されて直結した１つ以上のギヤを約１０〜１２００ｒｐｍの回転速度で回転させるようになっているモーターとを含むギヤポンプに送られる。次いで混合ポリマーはギヤポンプ内で加圧されてそれ以降のプロセス処理のために送られる。
【００５２】
少なくとも１つの更に他の方法実施例ではポリオレフィン粒子を、２つ以上の回転自在の部材を内部に格納するハウジングを含む２スクリュー押出機又は連続ミキサーに提供することが含まれる。各回転自在の部材は、この部材に連結したシャフトを有し、これら２つ以上の回転自在の部材の少なくとも１つのシャフトには、モーターのドライブシャフトが直結され、２つ以上の回転自在の部材は、ギヤによって減速されない状態で、モーターのドライブシャフトの速度で回転される。ポリマー粒子はハウジング内で溶融して溶融ポリマーとなり、ハウジングを通して前進される。
上述したまたは本明細書で説明した１つ以上の実施例において、２つ以上の回転自在の部材は、２つのスクリュー又は２つのローター、又は相互に歯合するギヤ、又はその任意の組み合わせである。
【００５３】
上述した又は本明細書で説明した１つ以上の実施例において、装置は２スクリュー型押出機である。上述した又は本明細書で説明した１つ以上の実施例において、装置は連続ミキサーである。上述した又は本明細書で説明した１つ以上の実施例において、装置は、完全に、部分的に、又は相互に歯合しない、共回転の、又は相反転の、２スクリュー型押出機である。上述した又は本明細書で説明した１つ以上の実施例において、装置は、完全に、部分的に、又は相互に歯合しない、共回転の、又は相反転の、連続ミキサーである。
上述した又は本明細書で説明した１つ以上の実施例において、モーターは、可変速モーター、又は定速モーター、又は可変速交流（ＡＣ）モーター、又は可変速直流（ＤＣ）モーター、又は定速交流（ＡＣ）モーター、又は定速直流（ＤＣ）モーターである。
上述した又は本明細書で説明した１つ以上の実施例において、モーターのドライブシャフトは約４５０、５１４、６００、７２０、９００、１２００ｒｐｍ又はそれ以上の回転速度で回転される。上述した又は本明細書で説明した１つ以上の実施例において、モーターのドライブシャフトは約２００〜約３６００ｒｐｍの回転速度で回転される。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】代表的なポリマー造粒システムを示す概略ダイヤグラム図である。
【図２Ａ】少なくとも１つの回転スクリューをモーターに直結した連続ミキサーを例示する概略部分断面側面図である。
【図２Ｂ】少なくとも２つの回転スクリューをモーターに直結した連続ミキサーを例示する概略部分断面側面図である。
【図３Ａ】少なくとも１つの回転ギヤをモーターに直結した連続ミキサーを例示する概略部分断面側面図である。
【図３Ｂ】少なくとも２つの回転ギヤをモーターに直結した連続ミキサーを例示する概略部分断面側面図である。
【図４】ポリオレフィン樹脂の製造方法のフローダイヤグラム図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００  ポリマー造粒システム
１２０  造粒機
１３０  ドライヤシステム
１４０  ポンプ
１５０  分離スクリーン
１６０  サージタンク
１７０  材料コンテナ
２００  連続ミキサー
２１０  回転スクリュー
２２０  モーター
２３０  送給ゾーン
２３５  溶融ゾーン
２４０  混合ゾーン
２５０  重力式フィードホッパ
２６０  連結部材
２７０  シャフト
２８０  第２シャフト
２９０Ａ、Ｂ  ギヤ
３００  ギヤポンプ
３１０  ハウジング部材
３２０  ベアリングスリーブ
３４０  回転駆動シャフト
３３０、３３５  ギヤ部材
３５０、３５５  ギヤ歯
３６０  出口
３７０  モーター
３８０  連結部材
４００  重合システム
４０５  送給物流れ
４１０  送給物流れ位置
４１５  リサイクルガス流れ
４２５  ガスアナライザ
４３５  ディスペンサ
４４０  リアクタ
４４５  反応ゾーン
４５０  減速ゾーン
４５５、４６０  タンク
４５７、４５９、４６７  弁
４６０  サージタンク
４７０  コンプレッサ
４７５  熱交換器
４８０  ガス分与プレート
４８５  ガスデフレクタ
【図１】
2009521338.tif 000003
【図２Ａ】
2009521338.tif 000004
【図２Ｂ】
2009521338.tif 000005
【図３Ａ】
2009521338.tif 000006
【図３Ｂ】
2009521338.tif 000007
【図４】
2009521338.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月13日(2007.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーを溶融するための連続混合装置であって、
ハウジングと、
少なくとも１つの送給ゾーンと、
少なくとも１つの溶融ゾーンと、
少なくとも１つの混合ゾーンと、
該ハウジングに格納した、相互に歯合せず且つ相反転する回転自在の２つ以上の部材にして、該部材に連結した回転自在のシャフトを各々有する部材と、
回転自在の部材の少なくとも１つにおけるシャフトに直結したドライブシャフトを有し、連結された回転自在の部材が該ドライブシャフトの速度で回転するモーターと、
を含む装置。
【請求項２】
モーターが可変速モーターである請求項１の装置。
【請求項３】
モーターのドライブシャフトが約２００〜３６００ｒｐｍの速度で回転する請求項１又は２の装置。
【請求項４】
２つ以上の回転自在の部材の各シャフトがモーターのドライブシャフトに直結された請求項１〜３の何れかの装置。
【請求項５】
ポリオレフィンの製造方法であって、
連続ミキサーにして、相互に歯合しない２つ以上のスクリューを格納したハウジングと、前記２つ以上のスクリューに直結され、該２つ以上のスクリューを約６００ｒｐｍ又はそれ以上の速度で相反転させるようになっているモーターと、を含む連続ミキサーを通してポリオレフィンを送ることにより溶融ポリマーを提供すること、
第１ハウジング内の溶融ポリマーに１つ以上の添加剤を添加すること、
溶融ポリマーと１つ以上の添加剤とを混合して、１つ以上の添加剤がその内部で少なくとも部分的に分散された混合ポリマーを提供すること、
２つ以上のギヤを内部に格納するハウジングと、該２つ以上のギヤの少なくとも１つに直結され、該２つ以上のギヤを約１０〜１２００ｒｐｍの速度で回転させるようになっているモーターと、を含むギヤポンプに混合ポリマーを送ること、
ギヤポンプ内で混合ポリマーを加圧することにより、混合ポリマーを爾後のプロセス処理のために移行させること、
を含む方法。
【請求項６】
溶融ポリマーが約５〜約３５秒の滞留時間においてハウジングを通して前進する請求項５の方法。
【請求項７】
溶融ポリマーが可変速度下に混合される請求項５又は６の方法。
【請求項８】
モーターのドライブシャフトが約２００〜３６００ｒｐｍの速度で回転する請求項５〜７の何れかの方法。
【請求項９】
ポリオレフィンの製造方法であって、
相互に歯合しない２つ以上の回転自在の部材を格納し、各回転自在の部材が、当該部材に連結したシャフトを有するハウジングと、２つ以上の回転自在の部材の少なくとも１つに直結したドライブシャフトを有するモーターと、を含む２スクリュー型連続ミキサーにポリオレフィン粒子を提供すること、
前記２つ以上の回転自在の部材を、減速することなく、モーターのドライブシャフトの速度で相反転させること、
ハウジング内でポリマー粒子を溶融させて溶融ポリマーを提供すること、
溶融ポリマーをハウジングを通して前進させること、
を含む方法。
【請求項１０】
溶融ポリマーが約５〜約３５秒の滞留時間においてハウジングを通して前進する請求項９の方法。
【請求項１１】
溶融ポリマーが可変速下に混合される請求項９又は１０の方法。
【請求項１２】
モーターのドライブシャフトが約２００〜３６００ｒｐｍの速度で回転する請求項９〜１１の何れかの方法。
【国際調査報告】
2009521338.tif 000009
2009521338.tif 000010
2009521338.tif 000011