(57)【要約】（Ｉ）マスターバッチの全量（１００ｗｔ％）に対して２０〜５０重量％の顔料、（ＩＩ）少なくとも４０重量％の少なくとも１種の担体ポリマー、ここで該担体ポリマーは、１〜２０ｇ／１０分のＭＦＲ２、９４０〜９６５ｋｇ／ｍ３、好ましくは９５０〜９６０ｋｇ／ｍ３の密度及び５．５〜２０のＭｗ／Ｍｎを有する多峰性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ポリマーである、及び（ＩＩＩ）任意的に、さらなる添加剤を含む、好ましくはそれらから成る、マスターバッチ（ＭＢ）。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｉ）マスターバッチの全量（１００ｗｔ％）に対して２０〜５０重量％の顔料、
（ＩＩ）少なくとも４０重量％の少なくとも１種の担体ポリマー、ここで該担体ポリマーは、１〜２０ｇ／１０分のＭＦＲ２、９４０〜９６５ｋｇ／ｍ３、好ましくは９５０〜９６０ｋｇ／ｍ３の密度及び５．５〜２０のＭｗ／Ｍｎを有する多峰性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ポリマーである、及び
（ＩＩＩ）任意的に、さらなる添加剤
を含む、好ましくはそれらから成る、マスターバッチ（ＭＢ）。
【請求項２】
上記顔料がカーボンブラックである、請求項１に記載のマスターバッチ。
【請求項３】
該ＨＤＰＥ担体ポリマーが二峰性である、請求項１又は２に記載のマスターバッチ。
【請求項４】
該担体ポリマーが、１．５〜１５ｇ／１０分、好ましくは１．８〜１０ｇ／１０分のＭＦＲ２を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマスターバッチ。
【請求項５】
該多峰性ＨＤＰＥが、ＬＭＷホモポリマー成分（Ａ）とＨＭＷコポリマー成分（Ｂ）、好ましくはエチレンとブテンとのコポリマー成分（Ｂ）とを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマスターバッチ。
【請求項６】
該担体ポリマーのＭＦＲ２と該ＬＭＷホモポリマー成分（Ａ）のＭＦＲ２との比が０．００５〜０．２である、請求項５に記載のマスターバッチ。
【請求項７】
該多峰性ＨＤＰＥが、ＬＭＷホモポリマー成分（Ａ）及びＨＭＷコポリマー成分（Ｂ）を含み、該担体ポリマー中の成分（Ａ）と成分（Ｂ）との重量比が３０：７０〜７０：３０である、請求項５又は６に記載のマスターバッチ。
【請求項８】
パイプ、ケーブルの層又はフィルム層の用途に適する、好ましくはパイプの用途に適するポリエチレン組成物であって、
（ｉ）少なくとも８０重量％のベース樹脂、ここで該ベース樹脂は、０．０５〜５．０ｇ／１０分のＭＦＲ５及び９２０〜９６０ｋｇ／ｍ３、好ましくは９４０〜９５５ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリエチレンポリマーを含む、好ましくはそれから成る、及び
（ｉｉ）少なくとも１重量％の、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマスターバッチ
を含み、好ましくはそれらから成り、かつ
９３０〜９７０ｋｇ／ｍ３の密度を有する、
上記ポリエチレン組成物。
【請求項９】
パイプ、ケーブルの層及びフィルムの用途に適する、好ましくはパイプの用途に適するポリエチレン組成物であって、
（ｉ）少なくとも８０重量％のベース樹脂、ここで該ベース樹脂は、０．０５〜５．０ｇ／１０分のＭＦＲ５、及び９２０〜９６０ｋｇ／ｍ３、好ましくは９４０〜９５５ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリエチレンポリマーを含む、好ましくはそれから成る、及び
（ｉｉ）顔料と少なくとも１種の担体ポリマーとを含むマスターバッチ、ここで該担体ポリマーは、１〜２０ｇ／１０分のＭＦＲ２、９４０〜９６５ｋｇ／ｍ３の密度及び５．５〜２０のＭｗ／Ｍｎを有する多峰性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ポリマーである
を含み、好ましくはそれらから成り、
９３０〜９７０ｋｇ／ｍ３の密度を有し、かつ
１〜１０重量％の顔料を含む、
上記ポリエチレン組成物。
【請求項１０】
該ベース樹脂ポリエチレンポリマーが、多峰性、好ましくは二峰性である、請求項８又は９に記載のポリエチレン組成物。
【請求項１１】
該ベース樹脂ポリエチレンポリマーがコポリマーである、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
【請求項１２】
１〜１０重量％のマスターバッチを含む、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
【請求項１３】
該顔料、好ましくはカーボンブラックが、該ポリマー組成物の１．８〜７．０重量％を構成する、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
【請求項１４】
該ベース樹脂ポリエチレンポリマーが、ホモポリマー成分（Ｃ）と、コポリマー成分（Ｄ）、好ましくはエチレンとブテンとのコポリマー成分又はエチレンとヘキセンとのコポリマー成分（Ｄ）とを含む多峰性ＨＤＰＥである、請求項８〜１３のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物を含む、好ましくはそれから成る物品、好ましくは、パイプ、ケーブルの層、例えばジャケット層、又はフィルム層、特にパイプ、最も特に圧力パイプ。
【請求項１６】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のマスターバッチの製造方法であって、
（Ｉ）２０〜５０重量％の顔料、
（ＩＩ）少なくとも４０重量％の少なくとも１種の担体ポリマー、ここで該担体ポリマーは、１〜２０ｇ／１０分のＭＦＲ２、９４０〜９６５ｋｇ／ｍ３の密度及び５．５〜２０のＭｗ／Ｍｎを有する多峰性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ポリマーである
をブレンドすること、及び
該ブレンド物を溶融混合すること
を含む、上記方法。
【請求項１７】
請求項８〜１４のいずれか一項に記載のポリエチレン組成物の製造方法であって、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマスターバッチを少なくとも８０重量％のベース樹脂とブレンドすること、ここで該ベース樹脂は、０．０５〜５．０ｇ／１０分のＭＦＲ５及び９２０〜９６０ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリエチレンポリマーを含む、好ましくはそれから成る、及び該ブレンド物を溶融混合することを含む、上記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ、ワイヤ及びケーブル（Ｗ＆Ｃ）並びにフィルム用途の、特にパイプ用途の、より好ましくは圧力パイプ用途のための物品の製造に適するポリマー組成物に関する。さらに、本発明は、適切なベース樹脂と一緒にされたときに前述の用途にとって有益な特性を有するポリマー組成物を与えるマスターバッチに関する。さらに、本発明は、本発明のポリマー組成物を含む物品、例えばパイプ、ケーブルの層又はフィルムの層、並びに、マスターバッチ、ポリマー組成物及び物品自体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
顔料（着色顔料又はカーボンブラック）が、例えば着色剤及び／又はＵＶ安定剤（カーボンブラック）として、多くのポリエチレン用途、例えばパイプ、Ｗ＆Ｃおよびフィルム用途において使用される。顔料、例えばカーボンブラック（ＣＢ）は、従来、よく知られたマスターバッチ（ＭＢ）の形態でポリマーに添加され、マスターバッチは、顔料、例えばカーボンブラックを担体ポリマーと共に含む。
【０００３】
顔料ＭＢ、例えばカーボンブラックＭＢは典型的に、４０ｗｔ％（重量％）までの顔料を含む。担体ポリマーへのこのような高レベルの顔料の充填は、得られるＭＢ混合物の粘度をかなり増大させる。上記粘度の増加は、最終のポリエチレン組成物における顔料粒子の良好な分散を達成することを非常に難しくする。
【０００４】
上述の分散の課題を解決するための１つの解決策は、マスターバッチのメルトフローレート（ＭＦＲ）を大きくし、したがって粘度を下げることである。したがって、担体ポリマーのメルトフローレート（ＭＦＲ）は、比較的高い充填量の顔料を混入するために、十分高くなければならない。十分に高いＭＦＲは典型的に、顔料ＭＢのための担体ポリマーとして、低い重量平均分子量（Ｍｗ）を有する単峰性ＰＥを使用することにより達成される。しかし、ＭＢにおける高ＭＦＲ単峰性ポリマーの使用は、上記ＭＢが、それと一緒にされる全てのベース樹脂と相溶性であり得ないので、限定的である。
【０００５】
さらに、パイプ用途、特に圧力パイプ用途では、パイプは、パイプ転換プロセスの間にパイプ自体の重さのせいで垂れる（ｓａｇ）傾向を有する。垂れは、パイプ転換プロセスにおいてパイプが完全に固化される前の、重力下でのパイプの下側部分への材料の流れを表す（図１に示される）。これは、卵形を有するパイプ、及びパイプの外周にわたる一様でないパイプ厚をもたらす。このような非対称なパイプは、最終ユーザーによって好まれない。
【０００６】
パイプ用途における垂れを防ぐ１つの方法は、パイプ製造プロセスに使用されるポリエチレンベース樹脂の溶融粘度を増すことである。より高い溶融粘度を有するポリマーは、より少なく流動し、垂れることがより少ないと思われる。ポリエチレンベース樹脂の溶融粘度が増すと、垂れは実際に少なくなる。しかし、溶融粘度を増すことには、それの課題がある、すなわち、高い溶融粘度を有するベースポリマーは、溶融しそして押し出すことが困難であり、このために、材料の加工性（生産速度）が低下する。結果として、より高い溶融粘度を有するベースポリマーを使用してパイプを製造する場合には、エネルギー消費が増し、また、生産速度が低下する。その課題に対する解決策は、垂れが起こる低剪断速度領域における溶融粘度（低剪断粘度）を増すことである。より高い剪断速度領域における溶融粘度が維持されれば、ポリマーの加工性は良好なままである。垂れに対するこの解決策は、注意深いポリマーの設計、特に分子量及び分子量分布を最適化することによって実現されることができる。
【０００７】
とりわけ黒色ポリエチレンパイプの製造では、カーボンブラックＭＢの担体ポリマーは典型的に、ベース樹脂とは別のポリエチレンである。圧力パイプ用途で使用されるポリエチレンベース樹脂は、非常に高い分子量を有し、それに対応して小さいＭＦＲを有する。前記のように、ある顔料マスターバッチは、高ＭＦＲを有する担体ポリマーを使用する。その場合には、ＭＢの担体ポリマーと圧力パイプの主ポリマー（本明細書ではベース樹脂）との間の分子量の違いは、結果的に大きい。しばしば使用される単峰性担体ポリマーは、５５，０００ｇ／ｍｏｌの典型的なＭｗを有することができるであろうが、これに対して、パイプ樹脂は、１８０，０００ｇ／ｍｏｌ以上の重量平均分子量（Ｍｗ）を有し得る。したがって、例えば圧力パイプにおいて、ＭＢの一部としての低分子量担体ポリマーの存在は、垂れに悪影響を及ぼし得る、すなわち、相対的に低い分子量（相対的に高いＭＦＲ）の担体ポリマーの存在に起因する溶融粘度の低下によって、垂れを増大させ得る。この課題は、単に、より高いＭｗ（より小さいＭＦＲ）の担体ポリマーをＭＢ中に使用することによっては解決できず、その理由は、上で論じられたように、より高いＭｗの担体ポリマーとＭＢに存在する高い顔料（例えば、カーボンブラック）含有量との組合せは、ＭＢ混合物の粘度を著しく増大させるためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえに、本発明者等は、様々な最終ポリエチレン組成物内でのマスターバッチの良好な分散を保証する別の方法を探し求めた。本発明者らはまた、低Ｍｗ顔料マスターバッチを、別の高Ｍｗポリエチレンベース樹脂に混入することによって引き起こされる、例えばパイプにおける垂れに関する、上記特定の課題への解決策も探し求めた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、一局面から見ると、本発明は、マスターバッチ（ＭＢ）を提供することであり、上記マスターバッチは、
（Ｉ）マスターバッチの全量（１００ｗｔ％）に対して２０〜５０ｗｔ％の顔料、
（ＩＩ）少なくとも４０ｗｔ％の少なくとも１種の担体ポリマー、ここで該担体ポリマーは、１〜２０ｇ／１０分のＭＦＲ２、９４０〜９６５ｋｇ／ｍ３の密度及び５．５〜２０のＭｗ／Ｍｎを有する多峰性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ポリマーである、及び
（ＩＩＩ）任意的に、さらなる添加剤
を含む、好ましくはそれらから成る。
【００１０】
本発明者らは、驚くべきことに、従来の単峰性高ＭＦＲポリエチレンの代わりに、より高い分子量（より低いＭＦＲ）を有する、本発明の特許請求の範囲に記載された多峰性担体ポリマーを使用することによって、得られるＭＢは、それと一緒にされるベース樹脂によく分散されることを見出した。
【００１１】
本発明者らはまた、驚くべきことに、顔料マスターバッチ、例えばカーボンブラックマスターバッチにおける担体ポリマーとして、特許請求の範囲に記載され、また本明細書に記載された多峰性ＨＤＰＥを使用することは、担体ポリマーにおける顔料のフィラー濡れ（ｆｉｌｌｅｒ  ｗｅｔｔｉｎｇ）及び分散が従来のマスターバッチのそれと少なくとも同等であることを保証することを見出した。
【００１２】
本発明のＭＢは、様々なベース樹脂に、また様々な最終用途に、好ましくは、パイプ用途、Ｗ＆Ｃ用途並びにフィルム用途に、非常に適している。
【００１３】
この良好な分散はまた、例えばパイプ破損（ｆａｉｌｕｒｅ）性能に関して、従来の単峰性担体ポリマーを用いて達成されるものに少なくとも匹敵する機械的特性をもたらす。
【００１４】
本発明のＭＢは、様々な密度を有するベース樹脂に非常に適している。
【００１５】
別の局面から見れば、本発明は、パイプ、ケーブルの層及びフィルムの用途に適する、好ましくはパイプ用途に適するポリエチレン組成物を提供し、上記組成物は、
（ｉ）少なくとも８０ｗｔ％のベース樹脂、ここで該ベース樹脂は、０．０５〜５．０ｇ／１０分のＭＦＲ５及び９２０〜９６０ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリエチレンポリマーを含む、好ましくはそれから成る、及び
（ｉｉ）少なくとも１ｗｔ％の、上で定義されたマスターバッチ
を含み、好ましくはそれらから成り、かつ
９３０〜９７０ｋｇ／ｍ３の密度を有する。
【００１６】
別の局面から見れば、本発明は、パイプ、ケーブルの層及びフィルムの用途に適する、好ましくはパイプ用途に適するポリエチレン組成物を提供し、上記組成物は、
（ｉ）少なくとも８０ｗｔ％のベース樹脂、ここで該ベース樹脂は、０．０５〜５．０ｇ／１０分のＭＦＲ５及び９２０〜９６０ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリエチレンポリマーを含む、好ましくはそれから成る、及び
（ｉｉ）顔料と少なくとも１種の担体ポリマーとを含むマスターバッチ、ここで該担体ポリマーは、１〜２０ｇ／１０分のＭＦＲ２、９４０〜９６５ｋｇ／ｍ３の密度及び５．５〜２０のＭｗ／Ｍｎを有する多峰性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ポリマーである
を含み、好ましくはそれらから成り、
９３０〜９７０ｋｇ／ｍ３の密度を有し、かつ１〜１０ｗｔ％の顔料を含む。
【００１７】
さらに、多峰性マスターバッチの使用はまた、より低いＭＦＲを有する担体ポリマーを、高ＭＦＲ単峰性ＭＢにおいて通常使用されるものと同じ顔料充填量と共に（すなわち、顔料の量を減らすことなく）使用することを可能にする。したがって、本発明のＭＢは、様々なＭＦＲを有するポリエチレンベース樹脂と共に使用されるのに適している。例えば、本発明のより低いＭＦＲのＭＢは、低ＭＦＲを有するパイプポリエチレンベース樹脂に及び得られるポリマー組成物においてよく分散されることができ、ここで、ベース樹脂のＭＦＲと担体ポリマーのＭＦＲとの間の違いは有利に小さい。これは、パイプ用途におけるさらなる利益を、例えば低下された垂れを有する。
【００１８】
別の局面から見れば、本発明は、上で定義されたポリエチレン組成物を含む、好ましくはそれから成る物品、好ましくは、上で定義されたポリエチレン組成物を含む、好ましくはそれから成る、パイプ、ケーブルの層、好ましくはジャケット層、又はフィルム層、特にパイプ、最も特別には圧力パイプを提供する。
【００１９】
別の局面から見れば、本発明は、
（Ｉ）２０〜５０ｗｔ％の顔料、
（ＩＩ）少なくとも４０ｗｔ％の少なくとも１種の担体ポリマー、ここで該担体ポリマーは、１〜２０ｇ／１０分のＭＦＲ２、９４０〜９６５ｋｇ／ｍ３の密度及び５．５〜２０のＭｗ／Ｍｎを有する多峰性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ポリマーである
をブレンドすること、及び
該ブレンド物を溶融混合すること
を含む、上で定義されたマスターバッチの製造方法を提供する。
【００２０】
別の局面から見れば、本発明は、少なくとも１ｗｔ％の上で定義されたマスターバッチを少なくとも８０ｗｔ％のベース樹脂とブレンドすること、ここで上記ベース樹脂は、０．０５〜５．０ｇ／１０分のＭＦＲ５及び９２０〜９６０ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリエチレンポリマーを含む、好ましくはそれから成る、及び該ブレンド物を溶融混合することを含む、上で定義されたポリエチレン組成物の製造方法を提供する。好ましくは、本発明はさらに、上記溶融混合された材料を物品、例えばパイプ、ケーブルの層又はフィルム層に転換することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、理論上の垂れたパイプを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
定義
用語Ｍｗは、当該ポリマーの重量平均分子量を表す。Ｍｎは数平均分子量を表す。
ベース樹脂という用語は、マスターバッチが添加されるところの主ポリマーを形成するポリマーを定めるために用いられる。担体ポリマーは、マスターバッチにおいて顔料を担持するために用いられるポリマーである。
【００２３】
ポリエチレン組成物は、少なくともベース樹脂及びマスターバッチを一緒にすることによって形成される組成物である。
【００２４】
ベース樹脂内のマスターバッチの良好な分散は、全体としての最終ポリエチレン組成物の性能にとって重要である。本発明は、ベース樹脂によく分散されるマスターバッチを提供し、加えて好ましくは、とりわけ、ＭＢの一部としての低Ｍｗ担体ポリマーを別の高Ｍｗポリエチレンベース樹脂に混入することによって生じる、高Ｍｗポリエチレンベース樹脂におけるＭＢの分散（したがって、低Ｍｗ担体ポリマーの分散）に関する課題を克服する。
【００２５】
本明細書に記載されているマスターバッチは、驚くべきことに、最終ポリエチレン組成物のベース樹脂によく分散される。驚くべきことに、顔料もまた、マスターバッチ自体の担体ポリマー内によく分散される。
【００２６】
顔料の担体ポリマーとして、本明細書において記載されている多峰性高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用することによって、フィラー濡れ及び分散が向上し、そして良好な界面特性と強度との両方を有するマスターバッチが提供される。さらに、ベース樹脂内でのマスターバッチの濡れ及び分散は、好ましくは、担体ポリマーの相対的に低い重量平均分子量（ＬＭＷ）の成分のＭＦＲと最終ＭＦＲとの比を変えることによって、及び／又は担体ポリマーのＬＭＷ成分とＨＭＷ成分とのスプリット比（ｓｐｌｉｔ  ｒａｔｉｏ）を制御することによって制御されることができる。
【００２７】
この良好な分散は、例えばパイプの破損に関して、従来の単峰性担体ポリマーを使用して達成されるものと同等である機械的特性をもたらす。いずれの理論にも限定されないが、顔料、例えばカーボンブラックのマスターバッチ内での良好な分散、およびベース樹脂におけるマスターバッチの良好な分散は、マスターバッチの担体ポリマーの峰性（ｍｏｄａｌｉｔｙ）の結果であると考えられる。
【００２８】
さらに一層好ましくは、本発明者らは、驚くべきことに、単峰性高ＭＦＲ材料の代わりに、高分子量（低ＭＦＲ）の多峰性担体ポリマーを使用することによって、溶融粘度が、特に低剪断速度域における溶融粘度が改善され、また、高剪断速度での溶融粘度は維持され、これは、加工性の妥協なしの低下された垂れに対応することを見出した。さらに、これは、良好な機械的特性を保ちながら達成されることができる。したがって、本発明のＭＢは、パイプ、好ましくは圧力パイプの用途に非常に適している。
【００２９】
最後に、本発明者らは、マスターバッチにおける多峰性ＨＤＰＥの使用は、同じ顔料（例えばカーボンブラック）充填量で、担体ポリマーとして、より低いＭＦＲの樹脂の使用を可能にし得ると考える。それは、最終ポリマー組成物におけるベース樹脂のＭＦＲと担体ポリマーのＭＦＲとの間の違いを小さくし、したがって、減少された垂れを結果する。
【００３０】
本発明はまた、ベース樹脂と一緒にされて、特定のポリマー物品、例えばパイプ、特に圧力パイプの製造にとって理想的であるポリマー組成物を形成することができるマスターバッチに関する。
【００３１】
マスターバッチ（ＭＢ）−担体ポリマー
マスターバッチは、少なくとも１種の顔料及び少なくとも１種の担体ポリマーを含む。最も好ましくは、唯一の担体ポリマーが存在する。最も好ましくは、唯一の顔料が存在する。マスターバッチは他の標準的なポリマー添加剤を含み得ることが理解されるであろう。
【００３２】
マスターバッチに使用される担体ポリマーは、多峰性高密度ポリエチレンポリマー（多峰性ＨＤＰＥ）である。担体ポリマーは、その分子量分布に関して多峰性であり、好ましくは、その分子量分布に関して二峰性である。
【００３３】
担体ポリマーは、以下では、多峰性ＨＤＰＥの担体ポリマーと呼ばれる。
【００３４】
担体ポリマーは、多峰性高密度エチレンポリマーであり、そしてエチレンホモポリマー又はエチレンコポリマーであり得る。エチレンコポリマーは、本明細書では、多峰性ＨＤＰＥの少なくとも１つの成分がエチレンとエチレン以外のコモノマーとのコポリマーであり、該ポリマーの重量の主要部分がエチレンモノマー単位に由来することを意味する。コモノマーの寄与は、多峰性ＨＤＰＥに存在するモノマーの全量に対して、好ましくは１０ｍｏｌ％まで、より好ましくは５ｍｏｌ％までである。好ましくは、本発明の多峰性ＨＤＰＥに存在するコモノマーの下限は、０．１〜２ｍｏｌ％、例えば、０．１〜１ｍｏｌ％である。
【００３５】
上記他の共重合可能なモノマーは、好ましくは、Ｃ３〜２０、特にＣ３〜１０のアルファオレフィンコモノマー、特に１つの又は複数のエチレン性不飽和のコモノマー、特にＣ３〜１０−アルファオレフィン、例えばプロペン、ブタ−１−エン、ヘキサ−１−エン、オクタ−１−エン及び４−メチル−ペンタ−１−エンである。ヘキセン及びブテンの使用が特に好ましい。より好ましくは、唯一のコモノマーが存在する。
【００３６】
担体ポリマーが多峰性ＨＤＰＥコポリマーであり、したがって、エチレンと少なくとも１種のコモノマー、例えば１種のコモノマーだけを含むのが好ましい。より好ましくは、コモノマーは１−ブテンである。
【００３７】
担体ポリマーは多峰性であり、したがって少なくとも２つの成分を含む。担体ポリマーは、好ましくは、
（Ａ）相対的に低い重量平均分子量（ＬＭＷ）の第１エチレンホモ−又はコポリマー成分、及び
（Ｂ）相対的に高い重量平均分子量（ＨＭＷ）の第２エチレンホモ−又はコポリマー成分、好ましくはコポリマー成分、
を含む。
【００３８】
ＬＭＷ成分は、ＨＭＷ成分より低いＭｗを有する。上記高分子量成分が、上記低分子量成分より、少なくとも５０００大きい、例えば少なくとも１０，０００大きいＭｗを有するのが一般的に好ましい。
【００３９】
通常、少なくとも２つのポリエチレン成分を含むポリエチレンは、上記成分のための異なる（重量平均）分子量及び分子量分布を結果する異なる重合条件下に製造されたものであり、「多峰性」と呼ばれる。したがって、この意味において、本発明のマスターバッチに使用される担体ポリマーは、多峰性ポリエチレンである。接頭辞「多」は、担体ポリマーに存在する異なるポリマー成分の数に関係する。すなわち、例えば、２つの成分だけからなる担体ポリマーは、「二峰性」と呼ばれる。
【００４０】
このような多峰性ポリエチレンの分子量分布曲線の形、すなわち、その分子量の関数としてのポリマー重量分率のグラフの外観は、２つ以上の極大を示す、又は、個々の成分の曲線に比べて、少なくとも明瞭に広がっているであろう。
【００４１】
例えば、ポリマーが、直列に連結された反応器を利用し、各反応器で異なる条件を用い、逐次多段階プロセスで製造される場合には、異なる反応器で製造されるポリマー成分は各々、それら自体の分子量分布及び重量平均分子量を有するであろう。このようなポリマーの分子量分布曲線が記録されるとき、これらの成分による個々の曲線が重ねられて、得られるポリマー生成物全体の分子量分布曲線にされ、これは通常、２つ以上のはっきり識別できる極大を有する曲線を生じる。
【００４２】
担体ポリマーは、２０ｇ／１０分以下、好ましくは１８ｇ／１０分以下のＭＦＲ２を有する。担体ポリマーは、好ましくは１ｇ／１０分の最小ＭＦＲ２を有する。より好ましくは、担体ポリマーは、１．５〜１５ｇ／１０分の範囲の、例えば１．８〜１０ｇ／１０分のＭＦＲ２を有する。
【００４３】
担体ポリマーの密度は、好ましくは、９４０ｋｇ／ｍ３以上である。したがって、担体ポリマーは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。より好ましくは、該ポリマーは、９４５〜９６０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは９５０〜９６０ｋｇ／ｍ３の密度を有する。
【００４４】
担体ポリマーの分子量及び分子量分布は重要であることが理解されるであろう。担体ポリマーは、好ましくは、５．８〜１８、好ましくは６．０〜１５の分子量分布（ＭＷＤ）（Ｍｗ／Ｍｎ（重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比））を有する。
【００４５】
担体ポリマーの重量平均分子量Ｍｗは、好ましくは少なくとも５０ｋｇ／ｍｏｌ、より好ましくは少なくとも５５ｋｇ／ｍｏｌ、より好ましくは少なくとも６０ｋｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは少なくとも７０ｋｇ／ｍｏｌである。さらに、該組成物のＭｗは、好ましくは高々３００ｋｇ／ｍｏｌ、より好ましくは高々２７５ｋｇ／ｍｏｌである。
【００４６】
前記のように、本発明の担体ポリマー、すなわち多峰性ＨＤＰＥは、好ましくは、相対的に低い分子量の成分（Ａ）及び相対的に高い分子量の成分（Ｂ）を含む。担体ポリマーにおける成分（Ａ）と成分（Ｂ）との重量比は、３０：７０〜７０：３０、より好ましくは３５：６５〜６５：３５、最も好ましくは３８：６２〜５８：４２の範囲にある。
【００４７】
前記のように、成分（Ａ）及び（Ｂ）は、どちらも、エチレンコポリマー又はエチレンホモポリマーであり得るが、好ましくは、上記成分の少なくとも１つはエチレンコポリマーである。好ましくは、担体ポリマーは、エチレンホモポリマーとエチレンコポリマー成分とを含む。
【００４８】
上記成分の１つがエチレンホモポリマーである場合には、これが好ましくは、上記相対的に低い重量平均分子量（Ｍｗ）を有する成分、すなわち成分（Ａ）である。したがって、理想的なポリマーは、相対的に低い分子量のホモポリマー成分（Ａ）と相対的に高い分子量の成分（Ｂ）、より好ましくはエチレン１−ブテンの相対的に高い分子量の成分とである。より一層好ましくは、ＨＭＷ成分（Ｂ）は、エチレンコポリマーである。
【００４９】
相対的に低い分子量の成分（Ａ）は、好ましくは１０ｇ／１０分以上、より好ましくは３０ｇ／１０分以上のＭＦＲ２を有する。
【００５０】
さらに、成分（Ａ）は好ましくは、１０００ｇ／１０分以下、好ましくは８００ｇ／１０分以下、最も好ましくは７００ｇ／１０分以下のＭＦＲ２を有する。
【００５１】
前記のように、担体ポリマーとしての特定の多峰性ＨＤＰＥの使用は、マスターバッチ内の顔料の分散を向上させることができることが、驚くべきことに見出された。特に、ＬＭＷ成分は、３０〜７００ｇ／１０分のＭＦＲ２を有する。
【００５２】
好ましくは、成分（Ａ）は、少なくとも９６５ｋｇ／ｍ３、好ましくは少なくとも９６８ｋｇ／ｍ３の密度を有するエチレンホモ−又はコポリマーである。
【００５３】
成分（Ａ）がコポリマーである場合には、コモノマーは、好ましくは、１−ブテンである。最も好ましくは、成分（Ａ）はエチレンホモポリマーである。
【００５４】
好ましくは、成分（Ｂ）は、９６５ｋｇ／ｍ３未満、好ましくは９４０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有するエチレンホモ−又はコポリマーである。
【００５５】
最も好ましくは、成分（Ｂ）はコポリマーである。好ましいエチレンコポリマーは、コモノマーとして、アルファ−オレフィン（例えば、Ｃ３〜１２アルファ−オレフィン）を用いる。適切なアルファ−オレフィンの例は、ブタ−１−エン、ヘキサ−１−エン及びオクタ−１−エンを包含する。ブタ−１−エンが、特に好ましいコモノマーである。
【００５６】
担体ポリマー内の顔料の分散を最大にするために、担体ポリマーの全体としてのＭＦＲ２とＬＭＷ成分のＭＦＲ２との比が０．００５〜０．２の範囲にあることは、本発明のさらなる特徴である。いずれの理論にも限定されないが、この比で、最高の濡れ性能（担体ポリマーに対する顔料）が達成されると考えられる。さらに、剪断応力は、フィラー塊（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅ）が担体に分散することを保証するために十分に大きい。すなわち、濡れを保証するのはＬＭＷ成分であり、また、ＨＭＷ成分は、上記塊が担体ポリマー内に分散することを保証する。
【００５７】
本明細書において、本発明の担体ポリマーの成分（Ａ）及び／又は（Ｂ）の特徴が記載される場合には、これらの値は、それらが個々の成分について直接測定されることができる場合、例えば成分が別々に製造される、又は多段階プロセスの第１段階において製造されるときには、一般的に正当である。しかし、担体ポリマーはまた、例えば成分（Ａ）及び（Ｂ）が順次の段階において製造されるところの多段階プロセスにおいて製造され得、好ましくは上記多段階プロセスで製造される。このような場合には、多段階プロセスの第２工程（又は、さらなる工程）において製造される成分の特性は、該成分が製造される多段階プロセスの該段階に関する同じ重合条件（例えば、同じ温度、反応物／希釈剤の分圧、懸濁媒体、反応時間）を用いることによって、そして前に製造されたポリマーがその上に存在しない触媒を用いることによって１段階で別個に製造されるポリマーから推定されることができる。あるいは、多段階プロセスの第２段階以上で製造される成分の特性はまた、例えばB.  Hagstrom,  Conference  on  Polymer  Processing  (The  Polymer  Processing  Society),  Extended  Abstracts  and  Final  Programme,  Gothenburg,  August  19  to  21,  1997,  4:13に従って計算され得る。
【００５８】
こうして、多段階プロセスの生成物では直接測定可能ではないが、このような多段階プロセスの第２段階以上で製造される成分の特性は、上記方法のいずれか、又は両方を適用することによって決定され得る。当業者は、適切な方法を選択できるであろう。
【００５９】
上で記載された多峰性（例えば、二峰性）ポリエチレンは、それらの分子量分布において異なる中心を示す極大を有する２つ以上のポリエチレン（例えば、単峰性ポリエチレン）を機械的にブレンドすることによって製造され得る。ブレンドに必要とされる単峰性ポリエチレンは、商業的に入手可能であり得、又は当業者に知られている従来の手順を用いて調製され得る。ブレンドに使用されるポリエチレンは各々、上記相対的に低い分子量の成分、上記相対的に高い分子量の成分及び上記組成物について先に記載された特性を有し得る。
【００６０】
しかし、担体ポリマーは好ましくは、相対的に低い分子量の成分（Ａ）を形成するように、エチレンと任意的に少なくとも１種のＣ３〜２０アルファオレフィンコモノマーとを重合すること、及び、続いて、
相対的に高い分子量の成分（Ｂ）を形成するように、成分（Ａ）の存在下でエチレンと任意的に少なくとも１種のＣ３〜２０アルファオレフィンコモノマーとを重合すること
を含む方法で製造される。
【００６１】
少なくとも１つの成分が、気相反応において製造されるのが好ましい。さらに好ましくは、多峰性ＨＤＰＥの成分（Ａ）及び（Ｂ）の１つ、好ましくは成分（Ａ）が、スラリー反応で、好ましくはループ反応器において製造され、成分（Ａ）及び（Ｂ）の１つ、好ましくは成分（Ｂ）が、気相反応で製造される。
【００６２】
好ましくは、多峰性ＨＤＰＥ担体ポリマーは、多峰性（例えば、二峰性）ポリマー生成物を生成する条件を用いる重合によって、例えば、２つ以上の異なる触媒作用サイト（各サイトは、それ自体の触媒作用サイト前駆体から得られる）を有する触媒系又は触媒混合物を用いるか、或いは、異なる段階又はゾーンにおいて異なるプロセス条件（例えば、異なる温度、圧力、重合媒体、水素分圧など）を有する２つ以上の段階の、すなわち多段階の重合プロセスを用いる重合によって、製造され得る。
【００６３】
好ましくは、担体ポリマーとしての多峰性（例えば、二峰性）ＨＤＰＥは、例えば、一連の反応器を用い、任意的なコモノマーの添加を、好ましくは相対的に高い／最も高い分子量の成分の製造に使用される反応器だけにおいて行って、又は、各段階において使用されるコモノマーを異なるものにして、多段階エチレン重合によって製造される。多段階プロセスは、２つ以上の成分を含むポリマーが、通常各段階で異なる反応条件を有する別個の反応段階において、重合触媒を含む、前の段階の反応生成物の存在下に、それぞれの又は少なくとも２つのポリマー成分を製造することによって製造される、重合プロセスであると定義される。各段階において用いられる重合反応は、従来の反応器、例えばループ反応器、気相反応器、バッチ反応器などを用いる、従来のエチレン単独重合又は共重合反応、例えば、気相、スラリー相、液相重合を含み得る（例えば、国際公開第９７／４４３７１号パンフレット及び国際公開第９６／１８６６２号パンフレットを参照）。
【００６４】
多段階プロセスにおいて製造される多峰性ポリマーはまた、「インシチュー」ブレンドとも称される。
【００６５】
したがって、ポリエチレン担体ポリマーの成分（Ａ）及び（Ｂ）は、多段階プロセスの別々の段階において製造されることが好ましい。
【００６６】
好ましくは、多段階プロセスは、少なくとも１つの気相段階を含み、そこで好ましくは成分（Ｂ）が製造される。
【００６７】
さらに好ましくは、成分（Ｂ）は、前の段階で製造された成分（Ａ）の存在下に、その後の段階において製造される。
【００６８】
多峰性の、特に二峰性のオレフィンポリマー、例えば多峰性ポリエチレンを、直列に連結された２つ以上の反応器を含む多段階プロセスにおいて製造することはすでに知られている。この先行技術の例として、欧州特許出願公開第５１７８６８号明細書が挙げられ得、これは、本発明に従うＨＤＰＥ担体ポリマーの製造のための好ましい多段階プロセスとしての、それに記載されているその全ての好ましい実施形態を含めて、その全体が引用することにより本明細書に組み込まれる。
【００６９】
好ましくは、本発明に従う組成物を製造するための多段階プロセスの主な重合段階は、欧州特許出願公開第５１７８６８号明細書に記載されているものであり、すなわち、成分（Ａ）及び（Ｂ）の製造が、成分（Ａ）のためのスラリー重合／成分（Ｂ）のための気相重合の組合せとして行われる。スラリー重合は、好ましくは、いわゆるループ反応器において実施される。さらに好ましくは、スラリー重合段階は気相段階に先行する。
【００７０】
任意的に、そして有利には、主たる重合段階は、予備重合によって先行されてもよく、その場合には、該組成物の全体の２０重量％まで、好ましくは１〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％が製造される。任意的なプレポリマーは、好ましくは、エチレンホモポリマー（高密度ＰＥ）である。任意的な予備重合では、好ましくは上記触媒の全てがループ反応器に投入され、そして上記予備重合がスラリー重合として実施される。このような予備重合は、その後の反応器において生成される微粒子をより少なくし、そして最後に得られる生成物がより均質であることをもたらす。スプリット、ＭＦＲ、密度などの計算のいずれにおいても、任意的なプレポリマーは、ＬＭＷ成分の一部を形成すると考えられる。
【００７１】
重合触媒は、遷移金属の配位触媒、例えば、チーグラー−ナッタ（ＺＮ）触媒、メタロセン触媒、非メタロセン触媒、Ｃｒ触媒などを包含する。上記触媒は、例えば、シリカ、Ａｌ含有担体及び二塩化マグネシウムに基づく担体などの従来の担体で担持され得る。好ましくは、上記触媒はＺＮ触媒であり、より好ましくは、上記触媒は、シリカに担持されたＺＮ触媒である。
【００７２】
チーグラー−ナッタ触媒は、さらに好ましくは、第４族（新しいＩＵＰＡＣ方式による族の番号付け）金属化合物、好ましくはチタン、二塩化マグネシウム及びアルミニウムを含む。
【００７３】
該触媒は、欧州特許出願公開第６８８７９４号明細書又は国際公開第９９／５１６４６号パンフレットに記載されているように、上記担体を前記化合物と逐次接触させることによって調製されることができる。あるいは、それは、国際公開第０１／５５２３０号パンフレットに記載されているように、最初に、上記成分から溶液を調製し、次いで、上記溶液を担体と接触させることによって調製されることができる。
【００７４】
適切なチーグラー−ナッタ触媒の別のグループは、チタン化合物を、担体として作用するハロゲン化マグネシウム化合物と一緒に含む。すなわち、該触媒は、二塩化マグネシウムなどの二ハロゲン化マグネシウム上にチタン化合物を含む。このような触媒は、例えば、国際出願第２００５／１１８６５５号パンフレット及び欧州特許出願公開第８１０２３５号明細書に開示されている。
【００７５】
得られる最終生成物は、２つ以上の反応器からのポリマーのち密な（ｉｎｔｉｍａｔｅ）混合物からなり、これらのポリマーの異なる分子量分布曲線は一緒になって、一つの広い極大又は２つ以上の極大を有する分子量分布曲線を形成する。すなわち、最終生成物は、二峰性又は多峰性ポリマー混合物である。
【００７６】
担体ポリマーは、成分（Ａ）及び（Ｂ）からなる二峰性ポリエチレンであり、任意的に、ＬＭＷ成分の一部と考えられる前記の小量の予備重合成分をさらに含むことが好ましい。また、この二峰性ポリマー混合物が、直列に連結された２つ以上の重合反応器において、異なる重合条件下に、前記の重合によって製造されていることも好ましい。こうして得られた、反応条件に関する融通性のために、重合がループ反応器／気相反応器の組合せで行われることが最も好ましい。
【００７７】
好ましくは、上記好ましい２段階法における重合条件が、コモノマーを含まない比較的低い分子量のポリマーが、高含有量の連鎖移動剤（水素ガス）のゆえに、一方の段階、好ましくは第１段階において製造され、コモノマーを含有する高い分子量のポリマーがもう一つの段階、好ましくは第２段階において製造されるように選択される。しかし、これらの段階の順序は、逆にされ得る。
【００７８】
ループ反応器とその後の気相反応器における重合の好ましい実施形態において、ループ反応器における重合温度は、好ましくは８５〜１１５℃、より好ましくは９０〜１０５℃、最も好ましくは９２〜１００℃であり、気相反応器における温度は、好ましくは７０〜１０５℃、より好ましくは７５〜１００℃、最も好ましくは８２〜９７℃である。
【００７９】
連鎖移動剤、好ましくは水素が、必要に応じて上記反応器に添加され、ＬＭＷ成分が製造される反応器には、好ましくはエチレン１ｋｍｏｌにつき１００〜８００ｍｏｌのＨ２が添加され、ＨＭＷ成分を製造する気相反応器には、エチレン１ｋｍｏｌにつき５０〜５００ｍｏｌのＨ２が添加される。
【００８０】
マスターバッチにおける担体ポリマーの量は、少なくとも４０ｗｔ％、例えば少なくとも４５ｗｔ％、より好ましくは少なくとも４９ｗｔ％であり得る。いくつかの実施形態では、担体ポリマーはマスターバッチの５０〜８０ｗｔ％を構成する。
【００８１】
より好ましくは、担体ポリマーは、最終ポリマー組成物の１〜５ｗｔ％を構成するであろう。
【００８２】
顔料
マスターバッチはまた、少なくとも１種の顔料を含む。顔料は、無機顔料若しくは有機顔料又はこれらの混合物である。より好ましくは、顔料は無機物である。最も好ましくは、顔料はカーボンブラックである。
【００８３】
本発明のマスターバッチに用いられるカーボンブラックの種類は、特に重要ではなく、様々な種類のカーボンブラック、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック及びケッチェンブラックが使用されることができる。これらのカーボンブラックは当技術分野においてよく知られている。異なるカーボンブラックの混合物が使用され得るが、単一のカーボンブラック、例えばファーネスブラックが用いられるのが好ましい。
【００８４】
マスターバッチに含まれるカーボンブラックの量は、最終ポリマー組成物に混入されることが望まれるカーボンブラックの量に、またマスターバッチに含めることが可能なカーボンブラックの量に応じて決まる。一般に、マスターバッチにおけるカーボンブラックの量は、２０〜５０ｗｔ％、より好ましくは３０〜５０ｗｔ％、より好ましくは３５〜４５ｗｔ％の範囲にある。
【００８５】
マスターバッチにおけるカーボンブラックのこれらのレベルは、上記マスターバッチを含むポリマー組成物が、１〜５重量％、好ましくは１〜４ｗｔ％、より好ましくは２〜２．５重量％の程度の、ポリマー組成物におけるカーボンブラックを達成することを可能にするように設計される。
【００８６】
マスターバッチはまた、他の標準的ポリマー添加剤を含み得る。マスターバッチは、約５重量％まで、好ましくは約０．３〜５重量％、より好ましくは約０．３〜４重量％の添加剤を含み得る。これらの添加剤は、安定化添加剤、例えば、酸化、放射などに起因する分解に抗するための酸化防止剤、核形成剤、静電防止剤、上で定義された顔料以外のフィラーなどを包含する。
【００８７】
本発明のマスターバッチの製造では、混合工程が好ましくは用いられ、上記工程では、当業者に知られているやり方で、担体ポリマー及び顔料が押出機において溶融押し出しされ、次いで、マスターバッチペレットへとペレット化される。
【００８８】
任意的に、そして典型的には、顔料以外の添加剤は、前記の量で、上記混合工程の間にマスターバッチに添加されることができる。
【００８９】
本発明のマスターバッチはまた、理論的には、他のポリマー成分、例えば他のＨＤＰＥ又はＬＬＤＰＥ若しくはＬＤＰＥなどの他のポリマーを含み得る。しかし、これは好ましくない。一実施形態において、マスターバッチは、担体ポリマー及び顔料から本質的に成る。本質的に成るという用語は、担体ポリマー及び顔料だけが、存在する「添加剤でない」成分であることを意味する。したがって、マスターバッチは他の標準的なポリマー添加剤を含み得ることが理解されるであろう。
【００９０】
ベース樹脂
本発明のマスターバッチは、望まれる量の顔料、例えばカーボンブラックをベース樹脂に導入するために、該ベース樹脂と一緒にされるように設計される。マスターバッチとベース樹脂の組合せが、本発明のポリマー組成物を形成する。
【００９１】
使用されるベース樹脂の特質は、形成されるポリマー組成物に望まれる最終用途、例えばフィルム、ケーブル又はパイプの用途かどうかに応じて決まるであろう。ベース樹脂は、より好ましくは、パイプ用途、特に圧力パイプ用途において使用されることが知られているものである。
【００９２】
ベース樹脂は好ましくは、単峰性又は多峰性のエチレンホモポリマー又はコポリマー、好ましくは多峰性のエチレンホモポリマー又はコポリマー、特に多峰性エチレンコポリマーである。マスターバッチの担体ポリマーと同様に、エチレンコポリマーは、本明細書では、多峰性エチレンコポリマーの少なくとも１つの成分が、エチレンとエチレン以外のコモノマーとのコポリマーであり、ポリマーの重量の主要部分がエチレンモノマー単位に由来することを意味する。コモノマーの寄与は、ベース樹脂としての多峰性エチレンコポリマーに存在するモノマーの全量に対して、好ましくは１０ｍｏｌ％まで、より好ましくは５ｍｏｌ％までである。好ましくは、本発明のベース樹脂としての多峰性エチレンコポリマーに存在するコモノマーの下限は、０．１〜５ｍｏｌ％である。
【００９３】
ベース樹脂は、エチレンと、少なくとも１種の共重合可能な他の１種又は複数のモノマー、好ましくはＣ３〜２０、特にＣ３〜１０のアルファオレフィンコモノマー、特に１つの又は複数のエチレン性不飽和のコモノマー、特にＣ３〜１０−アルファオレフィン、例えばプロペン、ブタ−１−エン、ヘキサ−１−エン、オクタ−１−エン及び４−メチル−ペンタ−１−エンとを含み得る。ヘキセン及びブテンの使用が特に好ましい。より好ましくは、唯一のコモノマーが存在する。
【００９４】
ベース樹脂が、エチレンと１種のコモノマーだけとのコポリマーである場合が好ましい。より好ましくは、そのコモノマーは１−ブテンである。
【００９５】
ベース樹脂は、好ましくは０．１〜５．０、より好ましくは０．１５〜５．０ｇ／１０分のＭＦＲ５を有する。
【００９６】
ベース樹脂は、好ましくは、５〜１００ｇ／１０分、より好ましくは１０〜５０ｇ／１０分のＭＦＲ２１を有する。
【００９７】
ベース樹脂の密度は、好ましくは９３０〜９５８ｋｇ／ｍ３、より好ましくは９３５〜９５５ｋｇ／ｍ３、特に９４０〜９５５ｋｇ／ｍ３である。
【００９８】
すでに上で記載されたように、ベース樹脂は好ましくは、多峰性ポリエチレンコポリマーである。多峰性という用語は、担体ポリマーに関して上で定義されており、その定義がベース樹脂にも適用されるが、ベース樹脂は、好ましくは、担体ポリマーと異なる。
【００９９】
ベース樹脂は多峰性であり、それゆえに、少なくとも２つの成分を含む。ベース樹脂は、好ましくは、下記：
（Ｃ）相対的に低い重量平均分子量の第１エチレンホモ−又はコポリマー成分（ＬＭＷ成分）、及び
（Ｄ）相対的に高い重量平均分子量の第２エチレンコポリマー成分（ＨＭＷ成分）、
を含む。
【０１００】
ＬＷＭ成分（Ｃ）は、ＨＭＷ成分（Ｄ）より低いＭｗを有する。上記相対的に高い分子量の成分が、上記相対的に低い分子量の成分より少なくとも５０００大きい、例えば少なくとも１０，０００大きいＭｗを有するのが一般的に好ましい。
【０１０１】
本発明のポリマーの分子量及び分子量分布が重要であることが理解されるであろう。ベース樹脂ポリマーは好ましくは、１０以上、より好ましくは１２以上、より一層好ましくは１４以上の分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ（重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比）を有する。
【０１０２】
ベース樹脂は好ましくは、４０以下、より好ましくは３５以下、より好ましくは７〜４０、より一層好ましくは１０〜３５のＭｗ／Ｍｎを有する。
【０１０３】
該ポリマーの重量平均分子量Ｍｗは、好ましくは少なくとも５０ｋｇ／ｍｏｌ、より好ましくは少なくとも８０ｋｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは少なくとも１００ｋｇ／ｍｏｌである。さらに、該組成物のＭｗは、好ましくは高々３００ｋｇ／ｍｏｌ、より好ましくは高々２７５ｋｇ／ｍｏｌである。
【０１０４】
前記のように、ベース樹脂は好ましくは、ＬＭＷ成分（Ｃ）及びＨＭＷ成分（Ｄ）を含む。該組成物におけるＬＭＷ成分（Ｃ）とＨＭＷ成分（Ｄ）との重量比は、３０：７０〜７０：３０、より好ましくは３５：６５〜６５：３５、最も好ましくは４０：６０〜６０：４０の範囲にある。
【０１０５】
ＬＭＷ及びＨＭＷ成分（Ｃ）及び（Ｄ）は、どちらもエチレンコポリマーあり得、又は１つがエチレンホモポリマーであり得る。好ましい一実施形態において、ベース樹脂は、ＬＭＷ成分（Ｃ）としてエチレンホモポリマーを含む。別の好ましい実施形態において、ベース樹脂は、ＬＷＭ成分（Ｃ）としてエチレンコポリマーを含む。最も好ましくは、ベース樹脂は、エチレンホモポリマー成分（Ｃ）を含む。より一層好ましくは、ＨＭＷ成分（Ｄ）がエチレンコポリマーである。
【０１０６】
成分（Ｃ）又は（Ｄ）の１つがエチレンホモポリマーである場合には、これは、好ましくは、相対的に低い重量平均分子量（Ｍｗ）を有する成分、すなわち成分（Ｃ）である。したがって、最も好ましいポリマーは、相対的に低い分子量のホモポリマー成分（Ｃ）と相対的に高い分子量のエチレンコポリマー成分（Ｄ）とであり、後者は、最も好ましくはエチレン１−ブテンの相対的に高い分子量の成分（Ｄ）である。
【０１０７】
ＬＭＷ成分（Ｃ）は、好ましくは１０ｇ／１０分以上、より好ましくは５０ｇ／１０分以上、最も好ましくは１００ｇ／１０分以上のＭＦＲ２を有する。
【０１０８】
さらに、成分（Ｃ）は、好ましくは１０００ｇ／１０分以下、好ましくは８００ｇ／１０分以下、最も好ましくは７００ｇ／１０分以下のＭＦＲ２を有する。
【０１０９】
好ましくは、成分（Ｃ）は、少なくとも９６５ｋｇ／ｍ３、例えば９７０〜９７５ｋｇ／ｍ３の密度を有するエチレンホモ−又はコポリマーである。
【０１１０】
最も好ましくは、成分（Ｃ）は、エチレンホモポリマーである。成分（Ｃ）がコポリマーである場合には、コモノマーは、好ましくは１−ブテンである。
【０１１１】
好ましくは、成分（Ｄ）は、９５０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有するエチレンコポリマーである。
【０１１２】
最も好ましくは、成分（Ｄ）はコポリマーである。好ましいエチレンコポリマーは、コモノマーとしてアルファ−オレフィン（例えば、Ｃ３〜１２アルファ−オレフィン）を用いる。適切なアルファ−オレフィンの例は、ブタ−１−エン、ヘキサ−１−エン及びオクタ−１−エンを包含する。ブタ−１−エンが特に好ましいコモノマーである。
【０１１３】
前記のように、成分（Ｃ）及び／又は（Ｄ）の特徴は、それらが個々の成分について直接測定されることができる場合、例えば成分が別々に製造される、又は多段階プロセスの第１段階において製造されるときには、一般的に正当である。しかし、該組成物はまた、例えば成分（Ｃ）及び（Ｄ）が順次の段階で製造されるところの多段階プロセスにおいて製造され得、好ましくは上記多段階プロセスで製造される。このような場合には、多段階プロセスの第２工程（又は、さらなる工程）において製造される成分の特性は、該成分が製造される多段階プロセスの該段階に関する同じ重合条件（例えば、同じ温度、反応物／希釈剤の分圧、懸濁媒体、反応時間）を用いることによって、そして前に製造されたポリマーがその上に存在しない触媒を用いることによって１段階で別個に製造されるポリマーから推定されることができる。あるいは、多段階プロセスの第２段階以上で製造される成分の特性はまた、例えばB.  Hagstrom,  Conference  on  Polymer  Processing  (The  Polymer  Processing  Society),  Extended  Abstracts  and  Final  Programme,  Gothenburg,  August  19  to  21,  1997,  4:13に従って計算され得る。これらの技術は、担体ポリマーに関して上に記載されている。
【０１１４】
ベース樹脂は、担体ポリマーに関して上で概略が示された原則に従って製造されることができる。ポリマープロセスに関して上で記載された好ましい実施形態は、ベース樹脂の製造に等しく適用される。
【０１１５】
ベース樹脂はまた、標準的なポリマー添加剤を含み得る。ベース樹脂は、約５重量％まで、好ましくは約０．３〜５重量％、より好ましくは約０．３〜４重量％の添加剤を含み得る。これらの添加剤は、安定化添加剤、例えば、酸化、放射などに起因する分解に抗するための酸化防止剤、核形成剤、静電防止剤などを包含する。
【０１１６】
最も好ましくは、ベース樹脂は、ＬＭＷ成分（Ｃ）及びＨＭＷ成分（Ｄ）、並びに任意的な添加剤からなる。
【０１１７】
最終ポリマー組成物
最終ポリマー組成物は、少なくともマスターバッチ及びベース樹脂を、押出機において溶融混合することによって一緒にして、最終ポリマー組成物のペレットを形成することによって調製される。これらのペレットは、物品、好ましくは上又は下で説明されている物品を製造するために使用されることができる。あるいは、最終ポリマー組成物は、望ましいポリマー物品の実際の形成中に、少なくともマスターバッチ及びベース樹脂を押出機において溶融混合することによって一緒にすることにより調製される。
【０１１８】
溶融混合は、本明細書では、高められた温度でベース樹脂及びマスターバッチを混合することを意味し、ここで、ベース樹脂、及びマスターバッチの担体ポリマーの少なくとも１つ、好ましくは両方が溶融状態にある。
【０１１９】
したがって、混合は、好ましくは、押出機において行われ、反応器からのベース樹脂粉末とマスターバッチとが、任意的なさらなる添加剤と一緒に、押出機において押し出されて、最終ポリマー組成物のペレットを形成する。このようなペレットは、望ましい物品を当技術分野において知られているやり方で製造するのに適している。
【０１２０】
マスターバッチは、最終ポリマー組成物の２０ｗｔ％まで、例えば該ポリマー組成物の１〜１５ｗｔ％、より好ましくは１〜１０ｗｔ％を構成し得る。一実施形態において、担体ポリマーの量は、該ポリマー組成物の全量（１００ｗｔ％）に対して、１〜１０ｗｔ％、例えば１〜７ｗｔ％、好ましくは１〜６ｗｔ％である。
【０１２１】
ベース樹脂は、最終ポリマー組成物の少なくとも８０ｗｔ％、より好ましくは該ポリマー組成物の少なくとも８５ｗｔ％、例えば該ポリマー組成物少なくとも８９ｗｔ％を構成する。
【０１２２】
本発明のポリマー組成物は、好ましくは９４０〜９６８ｋｇ／ｍ３、より好ましくは９４５〜９６５ｋｇ／ｍ３、特に９５０〜９６５ｋｇ／ｍ３の密度を有する。
【０１２３】
最終組成物に、そのものとして（正味で）存在する顔料、好ましくはカーボンブラックの量は、ポリマー組成物の全量（１００ｗｔ％）に対して、好ましくは１．０〜１０ｗｔ％であり、より好ましくは１．５〜９．０ｗｔ％の量、最も好ましくは１．８〜８．０ｗｔ％の量、好ましくは１．８〜７．０ｗｔ％である。
【０１２４】
最終ポリマー組成物は、０．１８〜５．０、好ましくは０．１８〜４．０ｇ／１０分のＭＦＲ５を有する。
【０１２５】
最終ポリマー組成物は、好ましくは、１０，０００〜１，０００，０００ＰａｓのＥｔａ７４７を有する。
【０１２６】
該ポリマー組成物はまた、他のポリエチレンポリマー、例えば本発明の別のポリマーと、他のＨＤＰＥと、又は他のポリマー、例えばＬＬＤＰＥ若しくはＬＤＰＥと一緒にされ得る。最も好ましくは、最終ポリマー組成物は、ベース樹脂、マスターバッチ、及び任意的なさらなる添加剤（すなわち、マスターバッチに存在する顔料以外のもの）からなる。
【０１２７】
物品
本発明のポリマー組成物は、パイプの製造に、ケーブルの層、好ましくはケーブルのジャケット層の製造に、又はフィルムの製造、例えばインフレーション（ｂｌｏｗｎ）又はキャストフィルムの製造に使用され得る。
【０１２８】
最も好ましくは、該ポリマー組成物は、パイプ、好ましくは圧力パイプを製造するために使用されることができる。
【０１２９】
物品が、パイプ、好ましくは圧力パイプである場合には、好ましい実施形態において、最終ポリマー組成物のＭＦＲ５が、０．１８〜５．０ｇ／１０分、好ましくは０．１８〜４．０ｇ／１０分、より好ましくは０．１８〜２．５ｇ／１０分、最も好ましくは０．１８〜１．５ｇ／１０分である。
【０１３０】
物品が、パイプ、好ましくは圧力パイプである場合には、ベース樹脂の密度が９４０〜９５３ｋｇ／ｍ３、例えば９４０〜９５１ｋｇ／ｍ３であるのが特に好ましい。
【０１３１】
物品が、パイプ、好ましくは圧力パイプである場合には、好ましい実施形態において、該ポリマー組成物のＥｔａ７４７が２００，０００Ｐａｓ以下であるのが好ましい。
【０１３２】
物品が、パイプ、好ましくは圧力パイプである場合には、好ましい実施形態において、ベース樹脂における成分の比率が、５２〜５８ｗｔ％のＨＭＷ成分（Ｄ）と４８〜４２ｗｔ％のＬＭＷ成分（Ｃ）である。
【０１３３】
物品が、パイプ、好ましくは圧力パイプである場合には、好ましい実施形態において、パイプが、好ましくは７０，０００Ｐａｓ以上、好ましくは１０２，０００Ｐａｓ以上、好ましくは１１０，０００Ｐａｓ以上、より好ましくは１１５，０００Ｐａｓ以上、特に１２０，０００ＰａｓのＥｔａ７４７を有する。Ｅｔａ７４７の上限は、好ましくは１，０００，０００Ｐａｓまでである。
【０１３４】
物品が、パイプ、好ましくは圧力パイプである場合には、好ましい実施形態において、パイプは、好ましくは、少なくとも２０ｋＪ／ｍ２の２３℃でのノッチ付きシャルピー衝撃強さを有する。−２０℃でのノッチ付きシャルピー衝撃強さは、好ましくは少なくとも６ｋＪ／ｍ２、好ましくは７ｋＪ／ｍ２である。
【０１３５】
本発明を以下に、下記の非限定的実施例及び図を参照して説明する。
【０１３６】
図１は、理論上の垂れたパイプを示す。
【０１３７】
分析試験
メルトフローレート
メルトフローレート（ＭＦＲ）は、ISO  1133に従って決定され、ｇ／１０分で示される。ＭＦＲはポリマーの溶融粘度の指標である。ＭＦＲは、ＰＥに関しては１９０℃で決定される。メルトフローレートが決定される荷重は、通常、下付き文字として示され、例えばＭＦＲ２は、２．１６ｋｇの荷重（条件Ｄ）下で測定され、ＭＦＲ５は、５ｋｇの荷重（条件Ｔ）下で測定され、ＭＦＲ２１は、２１．６ｋｇの荷重（条件Ｇ）下で測定される。
【０１３８】
密度
ポリマーの密度は、EN  ISO  1872-2  (Feb  2007)に従って作製された圧縮成形された試験片について、ISO  1183-1:2004  Method  Aに従って測定され、ｋｇ／ｍ３で示される。
【０１３９】
分子量
平均分子量、分子量分布（Ｍｎ、Ｍｗ、ＭＷＤ）
平均分子量（Ｍｗ又はＭｎ）、分子量分布（ＭＷＤ）、及びＭＷＤ＝Ｍｗ／Ｍｎ（式中、Ｍｎは数平均分子量であり、Ｍｗは重量平均分子量である）によって記載されるその広がりは、ISO  16014-1:2003、ISO  16014-2:2003、ISO  16014-4:2003及びASTM  D  6474-12に従うゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって、次の式を用いて決定された。
【０１４０】
【数１】
2017503908.tif 000002
一定の溶出体積間隔ΔＶｉに関して、Ａｉ及びＭｉは、それぞれ、溶出体積Ｖｉに関する、クロマトグラフィーのピークスライス面積及びポリオレフィン分子量（ＭＷ）であり、Ｎは、積分の限界の間のクロマトグラムから得られるデータ点の数に等しい。
【０１４１】
赤外（ＩＲ）検出器（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ（Ｖａｌｅｎｃｉａ、スペイン）からのＩＲ４若しくはＩＲ５）又はＡｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからの示差屈折計（ＲＩ）のいずれかを備え、３×Ａｇｉｌｅｎｔ−ＰＬｇｅｌ  Ｏｌｅｘｉｓ及び１×Ａｇｉｌｅｎｔ−ＰＬｇｅｌ  Ｏｌｅｘｉｓ  Ｇｕａｒｄカラムを備えた、高温ＧＰＣ装置が使用された。溶媒及び移動相として、２５０ｍｇ／Ｌの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチル−フェノールで安定化された１，２，４−トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）が使用された。クロマトグラフィー装置は、１ｍＬ／分の一定流量で、１６０℃で運転された。１回の分析毎に２００μＬの試料溶液が注入された。データ収集は、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｃｉｒｒｕｓソフトウェア（ｖｅｒｓｉｏｎ  ３．３）又はＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ  ＧＰＣ−ＩＲ制御ソフトウェアのいずれかを用いて実施された。
【０１４２】
カラムの組は、普遍較正（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）（ISO  16014-2:2003による）を用いて、０．５ｋｇ／ｍｏｌ〜１１，５００ｋｇ／ｍｏｌの範囲の１９個の狭いＭＷＤのポリスチレン（ＰＳ）標準により較正された。該ＰＳ標準は、室温で数時間かけて溶解された。ポリスチレンピーク分子量のポリオレフィン分子量への変換は、マーク−フウィンクの式及び次のマーク−フウィンク定数を用いることによって成し遂げられる。
ＫＰＳ＝１９×１０−３ｍＬ／ｇ、αＰＳ＝０．６５５
ＫＰＥ＝３９×１０−３ｍＬ／ｇ、αＰＥ＝０．７２５
ＫＰＰ＝１９×１０−３ｍＬ／ｇ、αＰＰ＝０．７２５
３次多項式フィッティングが、上記較正データをフィッティングするために用いられた。
【０１４３】
全ての試料は、０．５〜１ｍｇ／ｍｌの濃度範囲で調製され、そして１６０℃で穏やかな連続振盪下に、ＰＰについては２．５時間、ＰＥについては３時間、溶解された。
【０１４４】
レオロジー
動的剪断測定によるポリマー溶融物の特性評価は、ISO  standard  6721-1及び6721-10に従う。測定は、２５ｍｍ平行平板構造を備えるＡｎｔｏｎ  Ｐａａｒ  ＭＣＲ３０１応力制御回転粘度計で実施された。測定は、窒素雰囲気を用い、線形粘弾性則の範囲内の歪みを設定して、圧縮成形平板で行われた。振動剪断試験は、Ｔ℃（Ｔは、ＰＰでは２３０℃、ＰＥでは１９０℃）で、０．０１５４〜５００ｒａｄ／ｓの周波数範囲を適用し、ギャップを１．２ｍｍに設定して、行われた。
【０１４５】
動的剪断実験では、検体（ｐｒｏｂｅ）が、正弦的に変化する剪断歪み又は剪断応力（それぞれ、歪み及び応力制御方式）で一様な変形に付される。制御された歪み実験では、検体は、次の式によって表されることができる正弦歪みに付される。
γ（ｔ）＝γ０ｓｉｎ（ωｔ）          （１）
【０１４６】
加えられた歪みが線形粘弾性則の範囲内にある場合には、得られる正弦応力応答は、次の式によって記述されることができる。
σ（ｔ）＝σ０ｓｉｎ（ωｔ＋δ）          （２）
ここで、
σ０及びγ０は、それぞれ、応力振幅及び歪み振幅であり、
ωは、角周波数であり、
δは、位相ずれ（加えられた歪みと応力応答との間の損失角）であり、
ｔは、時間である。
【０１４７】
動的試験結果は、典型的には、いくつかの異なるレオロジー関数、すなわち、剪断貯蔵弾性率Ｇ’、剪断損失弾性率Ｇ’’、複素剪断弾性率Ｇ＊、複素剪断粘度η＊、動的剪断粘度η’、複素剪断粘度の異相分η’’、及び損失正接ｔａｎηによって表され、これらは、次のように表されることができる。
【０１４８】
【数２】
2017503908.tif 000003
【０１４９】
前記のレオロジー関数以外に、他のレオロジーパラメータ、例えば、いわゆる弾性指標（ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ  ｉｎｄｅｘ）ＥＩ（ｘ）もまた決定することができる。弾性指標ＥＩ（ｘ）は、ｘｋＰａの損失弾性率Ｇ’’の値に関して決定された貯蔵弾性率Ｇ’の値であり、式９によって記述されることができる。
ＥＩ（ｘ）＝（Ｇ’’＝ｘｋＰａの場合の）Ｇ’［Ｐａ］        （９）
【０１５０】
例えば、ＥＩ（５ｋＰａ）は、５ｋＰａに等しいＧ’’の値に関して決定された貯蔵弾性率Ｇ’の値によって定められる。
いわゆる剪断流動化指数（Ｓｈｅａｒ  Ｔｈｉｎｎｉｎｇ  Ｉｎｄｅｘ）の決定が、式１０に記載されるように行われる。
【０１５１】
【数３】
2017503908.tif 000004
【０１５２】
例えば、ＳＨＩ（２．７／２１０）は、２．７ｋＰａに等しいＧ＊の値に関して決定された複素粘度（Ｐａ．ｓ）の値を、２１０ｋＰａに等しいＧ＊の値に関して決定された複素粘度（Ｐａ．ｓ）の値で割ることによって定められる。
【０１５３】
前記の値は、Ｒｈｅｏｐｌｕｓソフトウェアによって定められる、１点内挿手法によって決定される。所定のＧ＊の値が実験で到達されない状況では、該値は、上と同じ手法を用い、外挿によって決定される。どちらの場合（内挿又は外挿）でも、Rheoplusの選択肢「-  Interpolate  y-values  to  x-values  from  parameter」及び「logarithmic  interpolation  type」が適用された。
【０１５４】
参考文献
[1]   Rheological  characterization  of  polyethylene  fractions”  Heino,  E.L.,  Lehtinen,  A.,  Tanner  J.,  Seppala,  J.,  Neste  Oy,  Porvoo,  Finland,  Theor.  Appl.  Rheol.,  Proc.  Int.  Congr.  Rheol,  11th  (1992),  1,  360-362
[2]   The  influence  of  molecular  structure  on  some  rheological  properties  of  polyethylene”,  Heino,  E.L.,  Borealis  Polymers  Oy,  Porvoo,  Finland,  Annual  Transactions  of  the  Nordic  Rheology  Society,  1995
[3]   Definition  of  terms  relating  to  the  non-ultimate  mechanical  properties  of  polymers,  Pure  &  Appl.  Chem.,  Vol.  70,  No.  3,  pp.  701-754,  1998
【０１５５】
Ｅｔａ７４７Ｐａ（垂れ）
垂れ特性によく相関し、本発明に関連して用いられる１つの方法は、ポリマーのレオロジーに関係し、そして非常に小さい一定の剪断応力でのポリマーの粘度の決定に基づく。この方法では７４７Ｐａの剪断応力が選択された。この剪断応力でのポリマーの粘度が、１９０℃の温度で決定され、そして重力によるポリマーの流れに逆比例している、すなわち、該粘度が大きいほど、重力による流れは少ないことが見出された。
【０１５６】
７４７Ｐａの剪断応力での粘度の決定は、回転式レオメーターを用いることによって行われ、上記レオメーターは、例えばＡｎｔｏｎ  Ｐａａｒ  ＭＣＲシリーズレオメーターのような、一定応力レオメーターであることができる。レオメーター及びそれらの機能は、“Encyclopedia  of  Polymer  Science  and  Engineering”,  2nd  Ed.,  Vol.  14,  pp.  492-509に記載されている。測定は、２つの直径２５ｍｍの平板の間で、一定剪断応力下に実施される（一定の回転方向）。平板の間のギャップは１．２ｍｍである。１．２ｍｍの厚さのポリマー試料が平板の間に挿入される。試料は、測定が開始される前に２分間、温度の状態調節をされる。測定は、１９０℃で実施される。温度の状態調節後、測定は、予め決められた応力を加えることによって始まる。該応力は、１８００ｓ間維持されて、系を定常状態条件に近づける。この時間の後、測定が始まり、そして粘度が計算される。
【０１５７】
測定原理は、精密モータにより平板の軸に特定のトルクを加えることである。このトルクは次いで、試料における剪断応力に変換される。この剪断応力が一定に保たれる。剪断応力によって生じた回転速度が記録され、そして試料の粘度の計算に用いられる。
【０１５８】
顔料、特にカーボンブラックの「分散」度が、ISO  18  553/2002-03-01に従って、次のように測定された。
適用できる混合工程の後で得られる組成物のペレットが、６つの異なるペレットを収集し、各ペレットから、１つの切片（切片の厚さ  １５±２μｍ）が使用されることによって、分析される。評価測定用の切片は、回転ミクロトームのＴｙｐｅ  Ｌｅｉｃａ  ＲＭ２２６５により、ペレット（試料）の中央近くで採取されるべきである。好ましくは、切片は、ペレタイザーの全体を通しての、溶融物の流れの方向にある。
【０１５９】
該切片は、４０ｘの倍率で評価され、各切片の全面の粒子の大きさ及び数が決定される。＞５μｍの直径を有する全ての粒子が、数えられる。Ｌｅｉｃａ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｕｉｔｅソフトウェアを有する透過光顕微鏡Ｌｅｉｃａ  ＤＭ５５００Ｂが、画像形成及び粒径測定に使用された。この試験において組成物が小さい値に評価されるほど、組成物の分散は良好である。
【０１６０】
シャルピー衝撃強さは、ISO179/1eA:2000に従って、８０×１０×４ｍｍ３のＶノッチ付き試料について、２３℃（シャルピー衝撃強さ（０℃））及び−２０℃（シャルピー衝撃強さ（−２０℃））で決定された。試料は、ISO  1872-2:2007,  chapter  3.3に定められた条件を用い、ISO  293:2004に従う圧縮成形によって作製された４ｍｍ厚さの板から切り取られた。
【０１６１】
引張特性：引張モジュラス（２３℃）
剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の目安として、組成物の引張モジュラス（Ｅ−モジュラス）が、圧縮成形された試験片について、ISO  527-2:1993に従って２３℃で測定された。試験片（１Ｂ型）は、ISO  1872-2:2007,  chapter  3.3に定められた条件を用い、ISO  293:2004に従う圧縮成形によって作製された４ｍｍ厚さの板から切り取られた。モジュラスは、１ｍｍ／分の速度で測定された。
【０１６２】
引張強さが、降伏点引張強さ、降伏点歪み及び破断伸び（すなわち、破断引張歪み）を含めて、２３℃の温度で、ISO  527-1に従って（クロスヘッド速度  ５０ｍｍ／分）測定される。
【０１６３】
ノッチ付きパイプでの圧力試験（ＮＰＴ）；低速亀裂伝播耐性
低速亀裂伝播耐性は、ISO  13479-2009に従って、パイプが、特定の温度で特定の圧力に耐える、破損までの時間数によって決定される。圧力試験は、１１０ｍｍの外径を有するノッチ付きＳＤＲ１１パイプで行われる。９．２ｂａｒの圧力及び８０℃の温度が用いられた。ノッチ付けは、ISO  6108に適合し、０．０１０±０．００２（ｍｍ／ｒｅｖ）／刃の切削速度を有する、６０°の刃先角のＶ−カッターを有する下向き削り（ｃｌｉｍｂ  ｍｉｌｌｉｍｇ）カッターにより行われる。使用されたカッターは、２４個の刃を有し、カッターの速度は６８０ｒｐｍである。残留リガメント（ｌｉｇａｍｅｎｔ）は、最小壁厚の０．８２〜０．７８倍である。ノッチの深さは、下の式を用いて計算される。ｈがノッチ深さ（ｍｍ）である。４つのノッチが、パイプの外周に同じ間隔で配置される。ノッチの長さは、１１０±１ｍｍである。
【０１６４】
【数４】
2017503908.tif 000005
ここで、
ｂＳは、機械加工されたノッチ表面の幅（ｍｍ）であり；
ｄｅｍは、測定された平均パイプ外径（ｍｍ）である。
【０１６５】
高速亀裂伝播
パイプの高速亀裂伝播（ＲＣＰ）耐性は、Ｓ４試験（小規模定常状態）と呼ばれる方法に従って決定され得る。該方法は、Ｉｍｐｅｒｉａｌ  Ｃｏｌｌｅｇｅ（ロンドン）で開発され、ISO  13477:2008に記載されている。パイプの外径は約１１０ｍｍ以上であり、その壁厚は約１０ｍｍ以上である。本発明に関連してパイプのＲＣＰ特性を決定する場合には、外径及び壁厚は、それぞれ、１１０ｍｍ及び１０ｍｍであるように選ばれた。パイプの長さは７８５ｍｍである。パイプの外部が環境圧力（大気圧）にあるときに、パイプは内部で加圧され、パイプにおける内圧は、４．０ｂａｒの正圧の圧力で一定に保たれる。標点間（ｇａｕｇｅ）の長さは５９０ｍｍである。パイプ及びそれを囲む装備は、予め決められた温度に状態調節される。多数のディスクが、試験中の圧力低下を防ぐために、パイプ内部のシャフトに装着された。明確に規定された形及び１５００ｇの質量を有するナイフ発射体が、素早く走る軸方向亀裂を開始するように、パイプに向かって、いわゆる開始ゾーンにおけるパイプの１つの末端に近くに撃ち出される。ナイフの速度は、１６±１ｍ／ｓである。開始ゾーンには、パイプの不必要な変形を避けるために、支持体（ａｂｕｔｍｅｎｔ）が備えられる。試験装備は、亀裂の開始が、係る材料において起こるように調整され、そして多数の試験が、様々な温度で実施される。直径の４．７倍の全長を有する測定ゾーンにおける軸方向亀裂の長さが、各試験で測定され、そして設定試験温度に対してプロットされる。亀裂の長さが、直径の４．７倍を超える場合には、亀裂は伝播すると評価される。パイプが所定の温度で試験にパスする場合には、該温度が、パイプが試験にもはやパスしない、すなわち亀裂の伝播がパイプの直径の４．７倍を超える温度に達するまで、順次下げられる。臨界温度（Ｔｃｒｉｔ）、すなわちISO  13477:2008に従って測定される延性−脆性転移温度が、パイプが試験にパスする最低温度である。臨界温度が低いほど、パイプの適用可能性を広げるので、より良い。
【０１６６】
ノッチなしパイプでの圧力試験（ＰＴ）；内部圧力に対する耐性
内部圧力に対する耐性が、圧力試験で決定され、４５０ｍｍの長さを有するノッチなしの３２ｍｍＳＤＲ１１パイプでの圧力試験が、ISO  1167-1:2006に従って、内側水及び外側水の環境で行われる。Ａ型のエンドキャップが使用された。破損までの時間が、時間の単位で決定される。８０℃の温度で５．６ＭＰａの円周応力、及び８０℃の温度で試験された５．７ＭＰａの円周応力が適用された。
【実施例】
【０１６７】
Ａ．ＭＢのための本発明の担体ポリマー：ポリエチレンポリマーの重合
Ｉ．触媒の調製
錯体調製
８７ｋｇのトルエンが反応器に入れられた。次いで、４５．５ｋｇのＢＯＭＡＧ−Ａ（ヘプタン中）もまた、反応器に加えられた。次に、１６１ｋｇの２−エチル−１−ヘキサノール（９９．８％）が、２４〜４０ｋｇ／時の流量で、反応器に導入された。ＢＯＭＡＧ−Ａと２−エチル−１−ヘキサノールとの間のモル比は、１：１．８３であった。
【０１６８】
固体触媒成分の調製
窒素中６００℃で活性化された、２７５ｋｇのシリカ（ＣｒｏｓｓｆｉｅｌｄのＥＳ７４７ＪＲ、２０μｍの平均粒径を有する）が、触媒調製反応器に投入された。次いで、５５５リットルのペンタンに希釈された４１１ｋｇの２０％ＥＡＤＣ（２．０ｍｍｏｌ／ｇシリカ）が、環境温度で１時間の間に反応器に添加された。次に、上記処理されたシリカを１時間攪拌しながら、温度が３５℃に上げられた。上記シリカは、５０℃で８．５時間乾燥された。次いで、上で記載されたように調製された、６５５ｋｇの錯体（２ｍｍｏｌのＭｇ／ｇシリカ）が、２３℃で１０分間の間に添加された。８６ｋｇのペンタンが、２２℃で１０分間の間に反応器に添加された。上記スラリーが、５０℃で８時間攪拌された。最後に、５２ｋｇのＴｉＣｌ４が、４５℃で０．５時間の間に添加された。スラリーは４０℃の温度で５時間攪拌された。次いで、触媒が、窒素でパージすることによって乾燥された。
【０１６９】
ＩＩ．重合
５０ｄｍ３の容積を有し、表１に記載された温度及び圧力で運転される第１ループ反応器に、プロパン（Ｃ３）、エチレン（Ｃ２）及び水素（Ｈ２）が、予備重合工程を行うために導入された。さらに、上記Ｉに記載されたようにして得られた固体重合触媒成分が添加された。触媒調製物Ｉが、トリエチルアルミニウム助触媒と一緒に反応器に導入された。重合条件及びフィードは、表１に記載されている。
【０１７０】
予備重合反応器からスラリーが間欠的に抜き取られ、そして、５００ｄｍ３の容積を有し、表１に記載された温度及び圧力で運転される第２ループ反応器に向けられた。さらに、プロパン、エチレン及び水素が、第２ループ反応器に供給された。反応条件及びフィード、ならびにこの第２ループ反応器で製造されたポリマー画分の製造スプリット、密度及びメルトインデックスが、表１に列挙されている。
【０１７１】
第２ループ反応器からスラリーが、沈殿レグ（ｓｅｔｔｌｉｎｇ  ｌｅｇ）を用いることによって間欠的に抜き出され、そして気相反応器に向けられた。気相反応器は、表１に記載された温度及び圧力で運転された。さらなるエチレン、１−ブテンコモノマー及び水素が該反応器に供給された。反応器条件およびフィード、ならびに気相反応器から抜き出された得られたポリマーの製造スプリットが、表１に列挙されている。
【０１７２】
得られたポリマーは、窒素（約５０ｋｇ／時）で１時間パージされ、市販の加工安定剤及び長期安定剤で、ならびに市販の酸捕捉剤であるステアリン酸Ｃａで安定化され、次いで、異方向２軸押出機ＣＩＭ９０Ｐ（Ｊａｐａｎ  Ｓｔｅｅｌ  Ｗｏｒｋｓ製）でペレットに押出された。各ゾーンの温度プロファイルは、９０／１２０／１９０／２５０℃であった。
【０１７３】
【表１】
2017503908.tif 000006
2017503908.tif 000007
【０１７４】
【表２】
2017503908.tif 000008
【０１７５】
Ｂ．本発明及び比較のマスターバッチ（ＭＢ）の製造
複数のマスターバッチ、すなわち二峰性担体ポリマーを有する本発明のＭＢおよび、単峰性担体ポリマーを有する比較ＭＢが、比較又は本発明の担体ポリマーをカーボンブラック（市販カーボンブラック、Ｅｌｆｔｅｘ  ＴＰ）と一緒にすることによって製造された。
【０１７６】
混合は、ＢＵＳＳニーダーＭＤＫ／Ｅ４６−Ｂで行われた。該押出機は、１００ｒｐｍのスクリュー速度及び１０ｋｇ／時の処理量で運転された。温度プロファイルは、１４０−１７０−１７０−１５０℃であった。上記混合はまた、従来の異方向又は同方向２軸押出機でも行われることができる。カーボンブラック（ＣＢ）充填量は４０ｗｔ％であり、２つのサイドフィーダーによって押出機に分割供給された。Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０が、安定剤として、０．１％の添加量で使用された。残りの部分は、担体ポリマーであった。マスターバッチは、ストランド−又は水中ペレット化装置を用いることによってペレット化された。
【０１７７】
Ｃ．ポリマー組成物の製造
代表的な圧力パイプ材料であるベース樹脂、すなわちＭＤＰＥ（従来のナチュラル二峰性中密度ポリエチレン、９４２ｋｇ／ｍ３の密度及び０．８ｇ／１０分のＭＦＲ５を有する）及びＨＤＰＥ（従来のナチュラル二峰性中密度ポリエチレン、９５０ｋｇ／ｍ３の密度及び０．２５ｇ／１０分のＭＦＲ５を有する）が、本発明及び比較のＭＢ（上記Ｂに記載されたように製造された）と混合されて、本発明及び比較のポリマー組成物を得た。
【０１７８】
上記混合は、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ  ＺＳＫ  １８実験室スケール２軸押出機で、４ｋｇ／時のフィード速度及び２００ｒｐｍのスクリュー速度で行われた。温度プロファイルは、１８０℃−２２０℃−２３０℃であり、残りのゾーンは２３０℃に保たれた。
【０１７９】
【表３】
2017503908.tif 000009
【０１８０】
【表４】
2017503908.tif 000010
【０１８１】
【表５】
2017503908.tif 000011
【０１８２】
Ｅｔａ７４７の結果は、垂れを最小限にするために必要とされる改善された溶融強度と相関する。
【０１８３】
Ｄ．試験パイプの製造
試験パイプが、１軸押出機Ｋｒａｕｓｓ  Ｍａｆｆｅｉ  ＫＭＥ４５−３６Ｂで製造された。押出機及びダイに沿っての温度は２００〜２２０℃であった。ライン速度は１ｍ／分であった。比エネルギー投入量は、ポリマーに応じて、０．１７〜０．２５ｋＷｈ／ｋｇである。ダイで測定された溶融物圧力は、ポリマーに応じて、約１３０〜２００Ｂａｒである。
試験パイプ１：
壁厚      １０ｍｍ
直径      １１０ｍｍ
試験パイプ２：
壁厚      ３ｍｍ
直径      ３２ｍｍ
試験パイプ１の試料は、ＮＰＴ及びＲＣＰの決定のために使用された。
試験パイプ２の試料は、ＨＰＴの決定のために使用された。
【０１８４】
【表６】
2017503908.tif 000012
【０１８５】
二峰性担体及び単峰性担体を使用した場合のその値を示す機械的特性値は、最終のパイプコンパウンドでは似ている。したがって、二峰性担体ポリマーの使用は、驚くべきことに、他の有益な特性を失うことなく、垂れに対する耐性に関して利点をもたらす。
【図１】
2017503908.tif 000013
【国際調査報告】
2017503908.tif 000014
2017503908.tif 000015