JP2001288372A - 水性樹脂分散体 - Google Patents

水性樹脂分散体

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JP2001288372A
JP2001288372A JP2001025810A JP2001025810A JP2001288372A JP 2001288372 A JP2001288372 A JP 2001288372A JP 2001025810 A JP2001025810 A JP 2001025810A JP 2001025810 A JP2001025810 A JP 2001025810A JP 2001288372 A JP2001288372 A JP 2001288372A
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polyolefin
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acid
polymer
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JP2001025810A
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English (en)
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Seiji Ota
田 誠 治 太
Satoru Moriya
屋 悟 守
Hiroshi Kanda
田 拓 神
Ryoji Mori
亮 二 森
Junji Tan
淳 二 丹
Tadahito Nobori
忠 仁 昇
Hideyuki Kaneko
子 英 之 金
Shunichi Hama
俊 一 浜
Shinichi Kojo
城 真 一 古
Norio Kashiwa
典 夫 柏
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】接着強度に優れたポリオレフィン用の接着剤と
なりうるような水性樹脂分散体を提供すること。 【解決手段】水性樹脂分散体は、下記一般式(I)で表
されるオレフィン系ブロック共重合体(A)または該
(A)と、該(A)以外の熱可塑性樹脂(B)とを含む
オレフィン系重合体組成物(C)が水に分散されてな
る; PO-f-R …(I) (POは炭素原子数が2〜20のオレフィンから導かれ
る繰返し単位からなり、重量平均分子量が2,000以
上であるポリオレフィンセグメント、fはエーテル結
合、エステル結合またはアミド結合、Rは連鎖重合反応
で得られ、重量平均分子量が500以上である繰返し単
位を含む官能性セグメント。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば塗料や接着
剤として有用な水性樹脂分散体に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】エチレン(共)重合体、プロピレ
ン(共)重合体などのオレフィン系重合体は、他の樹脂
や金属などとの親和性に乏しく、他の部材に接着するこ
とは困難である。このためオレフィン系重合体と、他の
樹脂や金属などとを接着するための接着剤が種々検討さ
れている。そして、これらの接着剤は、作業環境の確保
を目的に、水系であることが好ましい。
【0003】ポリエチレン接着用の水性樹脂分散体とし
ては、従来アイオノマー樹脂の水性樹脂分散体が知られ
ているが、これらの分散体の接着力は十分なものではな
かった。また近年、環境問題の高まりを背景に、ポリ塩
化ビニル(PVC)からポリオレフィンへの転換が図ら
れておりポリエチレンなどの使用頻度が高くなってきて
いるため、接着性に優れたポリオレフィン用の接着剤の
要望が強くなっている。
【0004】本発明者らは、このような従来技術に鑑み
鋭意研究した結果、ポリオレフィンセグメントと、ラジ
カル重合反応または開環重合反応で得られた官能性セグ
メントとが、エーテル結合などで結合されたオレフィン
系ブロック共重合体または該共重合体を含むオレフィン
系重合体組成物は、水性媒体に対する分散性が良好であ
り、ポリオレフィンに対して高い接着力を有する水性樹
脂分散体が得られることを見出し本発明を完成するに至
った。
【0005】
【発明の目的】本発明は、接着強度に優れたポリオレフ
ィン用の接着剤となりうるような水性樹脂分散体を提供
することを目的としている。
【0006】
【発明の概要】本発明に係る水性樹脂分散体は、下記一
般式(I)で表されるオレフィン系ブロック共重合体
(A)が水に分散されてなることを特徴としている; PO-f-R …(I) (式中、POは、炭素原子数が2〜20のオレフィンか
ら導かれる繰返し単位からなり、重量平均分子量が2,
000以上であるポリオレフィンセグメントを示し、f
は、エーテル結合、エステル結合またはアミド結合を示
し、Rは、連鎖重合反応で得られ、重量平均分子量が5
00以上である繰返し単位を含む官能性セグメントを示
す。)。
【0007】また、本発明の他の態様に係る水性樹脂分
散体は、上記オレフィン系ブロック共重合体(A)と、
該(A)以外の熱可塑性樹脂(B)とを含むオレフィン
系重合体組成物(C)が水に分散されてなることを特徴
としている。
【0008】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る水性樹脂分散
体について具体的に説明する。本発明に係る水性樹脂分
散体は、下記一般式(I)で表されるオレフィン系ブロ
ック共重合体(A)が水に分散されている。オレフィン系ブロック共重合体(A) PO-f-R …(I) 式中、POは、炭素原子数が2〜20のオレフィンから
導かれる繰返し単位からなるポリオレフィンセグメント
であり、具体的には炭素原子数が2〜20のオレフィン
から選ばれるオレフィンの単独重合体または共重合体で
ある。このポリオレフィンセグメントが立体規則性を有
する場合は、アイソタクティックポリオレフィン、シン
ジオタクティックポリオレフィンのいずれであってもよ
い。
【0009】炭素原子数が2〜20のオレフィンとして
は、例えば直鎖状または分岐状のα-オレフィン、環状
オレフィン、芳香族ビニル化合物、共役ジエン、非共役
ジエンなどが挙げられる。直鎖状または分岐状のα-オ
レフィンとして具体的には、例えばエチレン、プロピレ
ン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘ
キセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、
3-エチル-1-ペンテン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-メ
チル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4-エチル
-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキセン、1-オクテン、1-デ
セン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、
1-オクタデセン、1-エイコセンなどの炭素原子数2〜2
0、好ましくは2〜10のものが挙げられる。
【0010】環状オレフィンとしては、シクロペンテ
ン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノル
ボルネン、テトラシクロドデセン、ビニルシクロヘキサ
ンなどの炭素原子数が3〜20、好ましくは5〜15の
ものが挙げられる。芳香族ビニル化合物としては、例え
ばスチレン、およびα-メチルスチレン、o-メチルスチ
レン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o,p-ジメ
チルスチレン、o-エチルスチレン、m−エチルスチレ
ン、p-エチルスチレンなどのモノまたはポリアルキルス
チレンが挙げられる。
【0011】共役ジエンとしては、例えば1,3-ブタジエ
ン、イソプレン、クロロプレン、1,3-ペンタジエン、2,
3-ジメチルブタジエン、4-メチル-1,3-ペンタジエン、
1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、1,3-オクタジエ
ンなどの炭素原子数が4〜20、好ましくは4〜10の
ものが挙げられる。非共役ジエンとしては、例えば1,4-
ペンタジエン、1,4-ヘキサジエン、1,5-ヘキサジエン、
1,4-オクタジエン、1,5-オクタジエン、1,6-オクタジエ
ン、1,7-オクタジエン、2-メチル-1,5-ヘキサジエン、6
-メチル-1,5-ヘプタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエ
ン、4-エチリデン-8-メチル-1,7-ノナジエン、4,8-ジメ
チル-1,4,8-デカトリエン(DMDT)、ジシクロペン
タジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロオクタジエ
ン、メチレンノルボルネン、5-ビニルノルボルネン、5-
エチリデン-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネ
ン、5-イソプロピリデン-2-ノルボルネン、6-クロロメ
チル-5-イソプロペンル-2-ノルボルネン、2,3-ジイソプ
ロピリデン-5-ノルボルネン、2-エチリデン-3-イソプロ
ピリデン-5-ノルボルネン、2-プロペニル-2,2-ノルボル
ナジエンなどの炭素原子数5〜20、好ましくは5〜1
0のものが挙げられる。
【0012】このポリオレフィンセグメントは、重量平
均分子量が通常2,000以上、好ましくは2,000〜
1,000,000、より好ましくは10,000〜80
0,000、特に好ましくは50,000〜500,00
0の範囲にあることが望ましい。ポリオレフィンセグメ
ントとしては、エチレン単独重合体、エチレン・α-オ
レフィン共重合体などのエチレン系重合体;プロピレン
単独重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体など
のプロピレン系重合体;ブテン単独重合体、ブテン・エ
チレン共重合体などのブテン系重合体;4-メチル-1-ペ
ンテン単独重合体などの4-メチル-1-ペンテン系重合体
などが好ましい。
【0013】上記一般式(I)中、fは、エーテル結
合、エステル結合またはアミド結合であり、これらのう
ちエーテル結合であることが好ましい。このようなf部
には、下記連鎖重合反応、例えば開環重合反応、ラジカ
ル重合反応またはイオン重合反応で得られた構造の一部
が含まれる場合がある。このf部は、上記ポリオレフィ
ンセグメントと下記官能性セグメントとを化学的に結合
している。
【0014】上記一般式(I)中、Rは、ラジカル重合
反応、開環重合反応またはイオン重合反応で得られる官
能性セグメントであり、不飽和炭化水素を含む繰返し単
位および/またはヘテロ原子を含む繰返し単位を含む官
能性セグメントであることが好ましく、ラジカル重合反
応または開環重合反応で得られることがより好ましい。
また上記POとRとは、異なる重合体からなるセグメン
トであることが好ましい。
【0015】官能性セグメントを形成する繰返し単位
は、メチルメタクリレート(MMA)、エチルメタクリ
レート(EMA)、ブチルメタクリレート、ビニルアク
リレート(VA)、ブチルアクリレート(BA)、スチ
レン、アクリロニトリル、ビニルアセテートなどのラジ
カル重合性モノマーから導かれる繰返し単位;ラクトン
類、ラクタム類、2-オキサゾリン類、シクロエーテル
類、例えばβ-プロピオラクトン、β-ブチロラクトン、
δ-バレロラクトン、グリコライド、ラクチド、ε-カプ
ロラクトン、α-ピロリドン、γ-ブチロラクタム、ε-
カプロラクタム、エチレンオキサイド、プロピレンオキ
サイド、エピクロロヒドリン、オキセタン、テトラヒド
ロフラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンなどの
開環重合性モノマーが挙げられる。
【0016】また、イオン重合性モノマーとしては、
(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル、アク
リルアミドなどのアニオン重合性モノマーなどが挙げら
れる。この官能性セグメントは、重量平均分子量(M
w)が通常500以上、好ましくは5000〜1,00
0,000、より好ましくは2,000〜800,00
0、特に好ましくは10,000〜500,000の範囲
にあることが望ましい。
【0017】官能性セグメントとして具体的には、スチ
レン単独重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体な
どのスチレン系重合体、酢酸ビニルエステル系重合体;
アクリル酸エステル系重合体;メチルメタクリレート単
独共重合体などのメタクリル酸エステル系重合体;ビニ
ルホルムアミド系重合体;アクリルアミド系重合体、環
状エステル系重合体;環状アミド系重合体;環状エーテ
ル系重合体;オキサゾリン系重合体;含フッ素系重合体
などからなるセグメントが挙げられる。
【0018】官能性セグメントは、オレフィン系ブロッ
ク共重合体(A)に対して、好ましくは0.01〜9
9.99重量%、好ましくは1〜99重量%、より好ま
しくは1〜95重量%、特に好ましくは1〜90重量%
の量で含まれることが好ましい。本発明で用いられるオ
レフィン系ブロック共重合体(A)のメルトフローレー
ト(MFR;ASTM D 1238、230℃、荷重
2.16kg)は、通常0.01〜200g/10分、好
ましくは0.05〜100g/10分、さらに好ましくは
0.05〜80g/10分であることが望ましい。
【0019】オレフィン系ブロック共重合体(A)は、
良好な水性分散性と、ポリオレフィンとのヒートシール
性に優れる点から、POがエチレン単独重合体、エチレ
ンと炭素原子数3〜20のα-オレフィンとのランダム
共重合体(炭素原子数3〜20のα-オレフィン含量1
0モル%未満)、プロピレン単独重合体、プロピレン・
エチレンランダム共重合体(エチレン含量10モル%未
満)、プロピレンと炭素原子数4〜20のα-オレフィ
ンとのランダム共重合体(炭素原子数4〜20のα-オ
レフィン含量10モル%未満)、エチレンと炭素原子数
3〜20のα-オレフィンとのランダム共重合体(エチ
レン含量10〜90モル%、炭素原子数3〜20のα-
オレフィン含量90〜10モル%)、プロピレンと炭素
原子数4以上のα-オレフィンとのランダム共重合体
(プロピレン含量10〜90モル%、炭素原子数4〜2
0のα-オレフィン含量90〜10モル%)であり、R
がポリメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸
およびその誘導体の単独重合体もしくは(メタ)アクリ
ル酸およびその誘導体から選ばれる2種以上のモノマー
の共重合体、またはポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコールなどの炭素原子数2〜4のポリアルキ
レングリコール、ポリビニルアルコール、ポリ(2-ヒド
ロキシアルキルメタクリレート)などのポリヒドロキシ
アルキル(メタ)アクリレートであることが好ましい。
【0020】好ましいオレフィン系ブロック共重合体
(A)の例として、より具体的には、POがポリエチレ
ン(Mw:2,000〜100万)であり、fがエーテ
ル結合であり、Rがポリエチレングリコール(Mw:5
00〜100万)であるブロック共重合体、POがポリ
エチレン(Mw:2,000〜100万)であり、fが
エーテル結合であり、Rがポリ(2-ヒドロキシエチルメ
タクリレート)(Mw:500〜100万)であるブロ
ック共重合体、POがポリエチレン(Mw:2,000
〜100万)であり、fがエーテル結合であり、Rがポ
リビニルアルコール(Mw:500〜100万)である
ブロック共重合体、POがポリプロピレン(Mw:2,
000〜100万)であり、fがエーテル結合であり、
Rがポリエチレングリコール(Mw:500〜100
万)であるブロック共重合体、POがエチレン・ブテン
共重合体(ブテン含量:0.1〜30モル%、Mw:
2,000〜100万)であり、fがエーテル結合であ
り、Rがポリエチレングリコール(Mw:500〜10
0万)であるブロック共重合体、POがホモポリプロピ
レン(Mw:2,000〜100万)であり、fがエー
テル結合であり、Rがポリ(ヒドロキシエチルアクリレ
ート)(Mw:500〜100万)であるブロック共重
合体、POがLLDPE(Mw:2,000〜100
万)であり、fがエーテル結合であり、Rがポリ(ビニ
ルピロリドン)(Mw:500〜100万)であるブロ
ック共重合体、POがエチレン・オクテン共重合体(M
w:2,000〜100万)であり、fがエーテル結合
であり、Rがポリ(アクリルアミド)(Mw:500〜
100万)であるブロック共重合体などが挙げられる。
【0021】上述したようなオレフィン系ブロック共重
合体(A)を分散体に使用すると、従来知られているポ
リオレフィンを極性モノマーで変性した変性ポリオレフ
ィンを使用した場合に比べて、分散粒径が小さく、粒度
分布の狭い分散体が得られる。オレフィン系ブロック共重合体(A)の製法 このようなオレフィン系ブロック共重合体(A)は、以
下のようにして製造することができる。
【0022】本発明で用いられるオレフィン系ブロック
共重合体(A)は、例えば、まず末端に13族元素が結
合したポリオレフィンを製造し、次いで該ポリオレフィ
ンの存在下に、連鎖重合反応、例えばラジカル重合反
応、開環重合反応、イオン重合反応などの活性種を形成
させてこれらの反応を行うことにより製造することがで
きる。
【0023】末端に13族元素が結合したポリオレフィ
ンを製造するには、まず従来公知のオレフィン重合用触
媒の存在下に、上述したような炭素原子数が2〜20の
オレフィンを単独重合または共重合させる。ここで製造
されるポリオレフィンが、オレフィン系ブロック共重合
体(A)のポリオレフィンセグメント(以下「PO部」
ということがある。)となる。
【0024】従来公知のオレフィン重合用触媒として
は、TiCl3系触媒、MgCl2担持型TiCl4系触
媒、メタロセン系触媒、ポストメタロセン系触媒などが
挙げられ、メタロセン系触媒を用いることが好ましい。
好ましく用いられるメタロセン系触媒としては、従来公
知のメタロセン系触媒が挙げられ、メタロセン系触媒の
例としては、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウ
ム、ハフニウムなどの遷移金属のメタロセン化合物が挙
げられる。メタロセン化合物は、使用条件下で液状のも
のでも固体状のものでも使用することができる。また、
これらは単一化合物である必要はなく、他の化合物に担
持されていてもよいし、他の化合物との均質混合物であ
ってもよく、さらに他の化合物との錯化合物や複化合物
であってもよい。
【0025】ポリオレフィンの製造には、従来公知のメ
タロセン系触媒の中でも、C2対称またはC1対称を有
するキラルな構造のメタロセン化合物を使用することが
好ましい。C2対称を有するキラルな構造のメタロセン
化合物としては、rac-エチレン-ビス(インデニル)ジル
コニウムジクロリド、rac-エチレン-ビス(テトラヒドロ
インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシ
リレン-ビス(2,3,5-トリメチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシリレン-ビス
[1-(4-フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリ
ド、rac-ジメチルシリレン-ビス[1-(2-メチル-4-フェ
ニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、rac-ジメ
チルシリレン-ビス{1-[2-メチル-4-(1-ナフチル)イン
デニル]}ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシリ
レン-ビス{1-[2-メチル-4-(2-ナフチル)インデニ
ル]}ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシリレン
-ビス{1-[2-メチル-4-(1-アントラセニル)インデニ
ル]}ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシリレン
-ビス{1-[2-メチル-4-(9-アントリル)インデニル]}
ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシリレン-ビス
{1-[2-メチル-4-(9-フェナントリル)インデニル]}
ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシリレン-ビス
{1-[2-メチル-4-(o-クロロフェニル)インデニル]}
ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシリレン-ビス
{1-[2-メチル-4-(ペンタフルオロフェニル)インデニ
ル]}ジルコニウムジクロリド、rac-ジメチルシリレン
-ビス[1-(2-エチル-4-フェニルインデニル)]ジルコニ
ウムジクロリド、rac-ジメチルシリレン-ビス{1-[2-
エチル-4-(1-ナフチル)インデニル]}ジルコニウムジ
クロリド、rac-ジメチルシリレン-ビス{1-[2-エチル-
4-(9-フェナントリル)インデニル]}ジルコニウムジク
ロリド、rac-ジメチルシリレン-ビス[1-(2-n-プロピル
-4-フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ra
c-ジメチルシリレン-ビス{1-[2-n-プロピル-4-(1-ナ
フチル)インデニル]}ジルコニウムジクロリド、rac-
ジメチルシリレン-ビス{1-[2-n-プロピル-4-(9-フェ
ナントリル)インデニル]}ジルコニウムジクロリドな
どを好ましい例として挙げることができる。
【0026】C1対称を有するキラルな構造のメタロセ
ン化合物としては、エチレン[2-メチル-4-(9-フェナン
トリル)-1-インデニル](9-フルオレニル)ジルコニウム
ジクロリド、エチレン[2-メチル-4-(9-フェナントリ
ル)-1-インデニル](2,7-ジメチル-9-フルオレニル)ジ
ルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン(9-フルオレ
ニル)(3-t-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジクロリド、ジフェニルシリレン(9-フルオレニル)(3-t
-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド
などを好ましい例として挙げることができる。
【0027】また、従来公知のメタロセン化合物の中で
好ましくは使用されるメタロセン化合物としては、置換
シクロペンタジエニル基を1個のみ有するメタロセン化
合物も挙げられる。例えば(第3級ブチルアミド)(テト
ラメチル-η5-シクロペンタジエニル)-1,2-エタンジイ
ルジルコニウムジクロリド、(第3級ブチルアミド)(テ
トラメチル-η 5-シクロペンタジエニル)-1,2-エタンジ
イルチタンジクロリド、(メチルアミド)(テトラメチル-
η5-シクロペンタジエニル)-1,2-エタンジイルジルコニ
ウムジクロリド、(メチルアミド)(テトラメチル-η5-シ
クロペンタジエニル)-1,2-エタンジイルチタンジクロリ
ド、(エチルアミド)(テトラメチル-η5-シクロペンタジ
エニル)メチレンチタンジクロリド、(第3級ブチルア
ミド)ジメチル(テトラメチル-η5-シクロペンタジエ
ニル)シランチタンジクロリド、(第3級ブチルアミ
ド)ジメチル(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニ
ル)シランジルコニウムジベンジル、(ベンジルアミ
ド)ジメチル(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニ
ル)シランチタンジクロリド、(フェニルホスフィド)
ジメチル(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニル)
シランジルコニウムジベンジルなど。
【0028】さらに従来公知のメタロセン化合物の中で
好ましくは使用されるメタロセン化合物としては、置換
シクロペンタジエニル基を2個有し、この2個のシクロ
ペンタジエニルが(置換)アルキレン、(置換)シリレ
ンなどの結合基で結合されていないメタロセン化合物も
挙げられる。例えば、ビス(メチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ジメチルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ジメチ
ルシクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリ
ド、ビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(エチ
ルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビ
ス(メチルエチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジクロリド、ビス(プロピルシクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジクロリド、ビス(メチルプロピルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ブチル
シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス
(メチルブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリド、ビス(メチルブチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムビス(メタンスルホナト)、ビス(トリメ
チルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ヘキシルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(トリメ
チルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リドなど。
【0029】上記メタロセン化合物は、単独で用いても
2種類以上を組み合わせて用いてもよく、TiCl3
触媒、MgCl2担持型TiCl4系触媒、ポストメタロ
セン系触媒などの他のオレフィン系重合用触媒と組み合
わせて用いてもよい。ポリオレフィンの製造の際には、
メタロセン化合物は、下記有機金属触媒成分と組み合わ
せて使用される。また、TiCl3系触媒、MgCl2
持型TiCl 4系触媒またはポストメタロセン系触媒が
使用される場合も下記有機金属触媒成分と組み合わせて
使用される。
【0030】ポストメタロセン触媒は、窒素原子または
酸素原子を配位子中に含有する遷移金属錯体であり、該
遷移金属錯体としては従来公知のものが好ましく使用さ
れる。ポストメタロセン触媒触媒の例としては、以下の
文献に記載されているような遷移金属錯体が挙げられ
る。 1) M.Brookhart et al.,J.Am.Chem.Soc.1995,117,6414-
6415 2) M.Brookhart et al.,J.Am.Chem.Soc.1996,118,267-2
68 3) D.H.McConville et al.,Macromolecules 1996,29,52
41-5243 4) R.F.Jordan et al.,Organometallics 1997,16,3282-
3302 5) R.H.Grubbs et al.,Organometallics 1998,17,3149-
3151 6) S.Collins et al.,Organometallics 1999,18,2731-2
733 7) M.S.Eisen et al.,Organometallics 1998,17,3155-3
157 8) M.S.Eisen et al.,J.Am.Chem.Soc.1998,120,8640-86
36 9) R.F.Jordan et al.,J.Am.Chem.Soc.1997,119,8125-8
126 10) K.Hakala et al.,Macromol.Rapid Commun.18,634-6
38(1997) 有機金属触媒成分は、周期表第13族から選ばれる元素
を含むものが好ましく、中でも、有機アルミニウム化合
物、有機ホウ素化合物、周期表第1族元素とアルミニウ
ムまたはホウ素との錯アルキル化合物などが好ましく挙
げられる。
【0031】有機アルミニウム化合物としては、例え
ば、下記一般式で示される化合物を例示することができ
る。 Ra n AlX3-n (式中、Raは炭素原子数1〜12の炭化水素基を示
し、Xはハロゲンまたは水素を示し、nは0〜3であ
る。) Raは、炭素原子数1〜12の炭化水素基、例えばアル
キル基、シクロアルキル基またはアリール基であるが、
具体的には、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピ
ル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、シク
ロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリルなどで
ある。
【0032】このような有機アルミニウム化合物として
具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアル
ミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブ
チルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-
エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミ
ニウム;トリイソプレニルアルミニウムなどのトリアル
ケニルアルミニウム;ジメチルアルミニウムクロリド、
ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミ
ニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、
ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミ
ニウムハライド、メチルアルミニウムセスキクロリド、
エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアル
ミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキク
ロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアル
キルアルミニウムセスキハライド;メチルアルミニウム
ジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロ
ピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブ
ロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド;ジエチ
ルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウ
ムハイドライド、エチルアルミニウムジハイドライドな
どのアルキルアルミニウムハイドライドなどが挙げられ
る。
【0033】また有機アルミニウム化合物として、下記
一般式で示される化合物を用いることもできる。 Ra n AlY3-n 上記式において、Raは上記と同様であり、Yは、−O
b基、−OSiRc 3基、−OAlRd 2基、−NR
e 2基、−SiRf 3基または−N(Rg)AlRh 2基であ
り、nは1〜2であり、Rb、Rc、RdおよびRhは、メ
チル、エチル、イソプロピル、イソブチル、シクロヘキ
シル、フェニルなどであり、Reは水素原子、メチル、
エチル、イソプロピル、フェニル、トリメチルシリルな
どであり、RfおよびRgはメチル、エチルなどである。
【0034】このような有機アルミニウム化合物として
具体的には、以下のような化合物を例示できる。 (i)Ra n Al(ORb3-n で表される化合物、例
えばジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミ
ニウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシ
ドなど、(ii)Ra n Al(OSiRc3-n で表され
る化合物、例えばEt2Al(OSiMe3)、(iso-Bu)2
Al(OSiMe3)、(iso-Bu)2Al(OSiEt3)な
ど、(iii)Ra n Al(OAlRd 23-n で表される化
合物、例えばEt2AlOAlEt2、(iso-Bu)2AlOAl
(iso-Bu)2 など、(iv)Ra n Al(NRe 23-n
表される化合物、例えばMe2AlNEt2、Et2AlNHM
e、Me2AlNHEt 、Et2AlN(Me3Si)2、(iso-B
u)2AlN(Me3Si)2 など、(v)Ra n Al(Si
f 33-n で表される化合物、例えば(iso-Bu)2Al
SiMe3など、(vi)Ra n Al〔N(Rg )−Al
h 2 3-n で表される化合物、例えばEt2AlN(M
e)−AlEt2(iso-Bu)2、AlN(Et)Al(iso-Bu)
2 など。
【0035】またこれに類似した化合物、例えば酸素原
子、窒素原子を介して2以上のアルミニウムが結合した
有機アルミニウム化合物を挙げることができる。具体的
には、(C25)2AlOAl(C25)2 、(C49)2Al
OAl(C49)2 、(C25)2AlN(C25)Al(C2
5)2 など。さらにメチルアルミノキサン、エチルアル
ミノキサン、プロピルアルミノキサン、ブチルアルミノ
キサンなどのアルミノキサン類を挙げることができる。
【0036】また、下記一般式で表されるの有機アルミ
ニウム化合物を用いることもできる。 RaAlXY (式中、Ra、X、Yは上記と同様である) 有機ホウ素化合物としては、トリフェニルボロン、トリ
ス(4-フルオロフェニル)ボロン、トリス(3,5-ジフル
オロフェニル)ボロン、トリス(4-フルオロメチルフェ
ニル)ボロン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロ
ン、トリス(p-トリル)ボロン、トリス(o-トリル)ボ
ロン、トリス(3,5-ジメチルフェニル)ボロン、テキシ
ルボラン、ジシクロヘキシルボラン、ジシアミルボラ
ン、ジイソピノカンフェニルボラン、9-ボラビシクロ
[3.3.1]ノナン、ジメチルボラン、ジクロロボラン、カ
テコールボラン、B-ブロモ-9-ボラビシクロ[3.3.1]ノナ
ン、ボラン-トリエチルアミン錯体、ボラン-メチルスル
フィド錯体などが挙げられる。
【0037】また、有機ホウ素化合物としてイオン性ホ
ウ素化合物を使用してもよい。このような化合物として
は、トリエチルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ
素、トリプロピルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ
素、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)ホウ
素、トリメチルアンモニウムテトラ(o-トリル)ホウ
素、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラ(ペンタフル
オロフェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテト
ラ(o,p-ジメチルフェニル)ホウ素、トリ(n-ブチル)
アンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)
ホウ素、N,N-ジメチルアニリニウムテトラ(フェニル)
ホウ素、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラ(フェニ
ル)ホウ素、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペ
ンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリ
ニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレー
ト、ビス[トリ(n-ブチル)アンモニウム]ノナボレー
ト、ビス[トリ(n-ブチル)アンモニウム]デカボレー
トなどを挙げることができる。
【0038】周期表第1族元素とアルミニウムとの錯ア
ルキル化物としては、下記一般式で表される化合物が例
示できる。 M1 AlRj 4 (式中、M1は、Li、NaまたはKを示し、Rjは、炭
素原子数1〜15の炭化水素基を示す。) 具体的には、LiAl(C25)4、LiAl(C715)4
などが挙げられる。
【0039】有機ホウ素化合物および周期表第1族元素
とホウ素との錯アルキル化物としては、前述の有機アル
ミニウム化合物および周期表第1族元素とアルミニウム
との錯アルキル化物のアルミニウムをホウ素で置換した
構造の化合物を挙げることができる。上記有機金属触媒
成分は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いる
ことができる。
【0040】有機金属触媒成分は、水素−13族元素結
合を有する化合物と、トリアルキルアルミニウムまたは
アルミノキサン類またはイオン性ホウ素化合物とを組合
わせて用いることが好ましく、該水素−13族元素結合
を有する化合物は、水素−ホウ素結合を有する化合物で
あることが好ましい。これらの化合物は混合した後に重
合に用いるか、トリアルキルアルミニウムまたはアルミ
ノキサン類またはイオン性ホウ素化合物のみを用いて重
合を開始した後に、水素−13族元素結合を有する化合
物を重合系に添加することが好ましい。
【0041】水素−13族元素結合を有する化合物とし
ては、例えば有機アルミニウム化合物のうちジエチルア
ルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハ
イドライド、エチルアルミニウムジハイドライドなどが
挙げられ;有機ホウ素化合物のうち9-ボラビシクロ[3.
3.1]ノナン、ジメチルボラン、ジクロロボラン、カテコ
ールボランなどが挙げられる。
【0042】上記のようなオレフィン重合用触媒は、予
備重合をしてもよい。予備重合を行う方法に特に制限は
ないが、例えば不活性溶媒の共存下で行うことができ、
不活性溶媒にオレフィンおよび各触媒成分を加え、比較
的温和な条件下で予備重合を行うことが好ましい。この
際、生成した予備重合体が重合媒体に溶解する条件下に
行ってもよいし、溶解しない条件下に行ってもよいが、
好ましくは溶解しない条件下に行う。
【0043】予備重合に用いられるオレフィンとして
は、炭素原子数2以上のα-オレフィンが挙げられ、具
体的には、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテ
ン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペン
テン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4,
4-ジメチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジ
メチル-1-ヘキセン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1
-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テ
トラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイ
コセンなどが挙げられる。これらは2種以上併用しても
よい。また予備重合で用いられるα-オレフィンは、後
述するオレフィン重合で用いられるα-オレフィンと同
一であっても、異なっていてもよいが、オレフィン重合
に用いるオレフィンと同一のものが好ましい。
【0044】また上記不活性溶媒として具体的には、プ
ロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オク
タン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;
シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタ
ンなどの脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレ
ンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベ
ンゼンなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。こ
れらは組み合わせて用いてもよい。
【0045】これらの不活性溶媒のうちでは、特に脂肪
族炭化水素を用いることが好ましい。予備重合は、α-
オレフィンが液状となる状態で行うこともできるし、気
相条件下で行うことも可能である。また予備重合は、バ
ッチ式、半連続式、連続式のいずれにおいても行うこと
ができる。さらに予備重合では、本重合における系内の
触媒濃度よりも高い濃度の触媒を用いることが好まし
い。
【0046】上記オレフィン系ブロック共重合体(A)
のPO部となるポリオレフィンは、上記のようなオレフ
ィン重合用触媒の存在下に、上述したような炭素原子数
2〜20のオレフィンを単独重合または共重合(以下、
単に「オレフィン重合」ということがある。)させて得
られる。オレフィン重合は、溶液重合、懸濁重合などの
液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施す
ることができる。懸濁重合の反応溶媒としては、前述の
不活性溶媒を用いることもできるし、反応温度において
液状のオレフィンを用いることもできる。反応温度は、
通常−50℃〜200℃、好ましくは0℃〜150℃の
範囲である。重合圧力は、通常0.1〜100atm、
好ましくは1〜50atmである。オレフィン重合はバ
ッチ式、半連続式、連続式のいずれにおいても行うこと
ができ、2段以上に分けて行う場合は、反応条件は同じ
であっても異なっていてもよい。
【0047】オレフィン重合では、重量平均分子量が通
常2,000以上、好ましくは2,000〜1,000,0
00のポリオレフィンを製造する。この際、一般的な分
子量調節剤である分子状水素を重合系に存在させないこ
とが好ましく、分子量の調節は、上記有機金属触媒成分
の濃度、重合温度、オレフィンの濃度(重合圧力)のい
ずれか1種以上を制御することによって行うことが好ま
しい。分子量を調製する方法として具体的には、例えば
分子状水素が実質的に存在しない懸濁重合において、上
記有機金属触媒成分の濃度を増大させると、得られるポ
リオレフィンの分子量を低下させることができ、また分
子状水素が実質的に存在しない懸濁重合において、重合
温度を高めると、得られるポリオレフィンの分子量を低
下させることができる。
【0048】上記のようにして得られたポリオレフィン
の片末端は、13族元素が結合した末端または不飽和結
合末端である。ポリオレフィンの片末端が13族元素が
結合した末端であるか、不飽和結合末端であるかは、用
いられる有機金属触媒成分の種類および/または量、重
合温度などの重合条件による。ポリオレフィンの片末端
が不飽和結合末端である場合には、13族元素含む化合
物を反応させて13族元素が結合した末端に変換する。
なお、得られたポリオレフィンが、片末端に13族元素
が結合したものと、片末端が不飽和結合末端であるもの
との混合物である場合にも、必要に応じて、片末端が不
飽和結合末端であるポリオレフィンの末端を13族元素
が結合した末端に変換してもよい。
【0049】反応に用いられる13族元素含む化合物
は、前述の有機化合物触媒成分として例示した化合物の
中から選ばれ、有機アルミニウム化合物または有機ホウ
素化合物として例示した化合物が好ましく用いられる。
中でも、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミ
ニウムハイドライドまたは1つ以上の水素−ホウ素結合
を有するホウ素化合物であることがより好ましく、1つ
以上の水素−ホウ素結合を有するホウ素化合物であるこ
とが特に好ましい。最も好ましい化合物としては、9-ボ
ラビシクロ[3.3.1]ノナンが挙げられ、該9-ボラビシ
クロ[3.3.1]ノナンはモノマーであってもダイマーで
あってもよい。
【0050】片末端が不飽和結合末端であるポリオレフ
ィンと、13族元素含む化合物との反応は、例えば以下
のようにして行われる。 末端がビニリデン基であるポリプロピレン0.1〜5
0gと、ジイソブチルアルミニウムハイドライドの0.
01〜5モル/リットル−オクタン溶液を5〜1000
ミリリットルとを混合し、0.5〜6時間還流させる。 末端がビニリデン基であるポリプロピレン0.1〜5
0gと、5〜1000ミリリットルの無水テトラヒドロ
フランと、0.1〜50ミリリットルの9-ボラビシクロ
[3.3.1]ノナンの0.05〜10モル/リットル−テ
トラヒドロフラン溶液とを混合し、20〜65℃で0.
5〜24時間撹拌する。
【0051】以上のようにしてオレフィン系ブロック共
重合体(A)のPO部となるポリオレフィンを製造す
る。得られたポリオレフィンの片末端には13族元素が
結合している。該13族元素はホウ素であることが好ま
しい。次に、上記片末端に13族元素が結合したポリオ
レフィンの存在下に、ラジカル重合反応、開環重合反
応、イオン重合反応などの連鎖重合活性種を形成させて
これらの反応を行いオレフィン系ブロック共重合体
(A)を製造する。この反応により、末端に結合した1
3族元素とポリオレフィンセグメントとの間にf部が形
成され、またラジカル重合反応、開環重合反応、イオン
重合反応などの連鎖重合反応により製造される重合体
が、官能性セグメント(以下「R部」ということがあ
る。)となる。なおf部には、ラジカル重合反応、開環
重合反応、イオン重合反応などの連鎖重合反応で形成さ
れた構造の一部が含まれる場合がある。
【0052】この重合反応は、例えば以下のようにして
行われる。 (1)ポリオレフィンの片末端に結合された13族元素
がホウ素である場合、ラジカル重合性モノマーの存在下
に炭素−ホウ素結合部を分子状酸素で酸化することによ
ってラジカルを発生させラジカル重合反応を行う。 具体的には、片末端にホウ素が結合したポリオレフィン
をラジカル重合性モノマーの存在下に分子状酸素で酸化
する。これによって末端のホウ素がパーオキシボラン
(-O-O-B)に変換される。該パーオキシボランは、
ラジカル重合性モノマーの存在下に撹拌されることでO
-O結合が開裂してラジカルを発生し、生成されたアル
コキシラジカル(-O*)が開始剤となってラジカル重合
性モノマーのラジカル重合が進行する。
【0053】ラジカル重合性モノマーとしては、メチル
メタクリレート(MMA)、エチルメタクリレート(E
MA)、ブチルメタクリレート、ビニルアクリレート
(VA)、ブチルアクリレート(BA)、スチレン、ア
クリロニトリル、ビニルアセテートなどが挙げられる。
これらのラジカル重合性モノマーは、単独で用いても2
種以上組み合わせて用いてもよい。
【0054】ラジカル重合の停止は、メタノール中でポ
リマーを沈殿させることによって行うことができる。以
上のようにしてf部がエーテル結合またはエステル結合
であり、R部がラジカル重合体であるオレフィン系ブロ
ック共重合体(A)を製造することができる。 (2)ポリオレフィンの片末端に結合された13族元素
がアルミニウムである場合、炭素−アルミニウム結合部
を分子状酸素で酸化することにより活性種を発生させ開
環重合反応を行う。
【0055】具体的には、炭素−アルミニウム結合部を
分子状酸素で酸化し、これによってPO部末端のアルミ
ニウムをアルミニウムオキサイド(-O-Al)に変換す
る。これによって得られたアルミニウムオキサイドを活
性種として開環重合性モノマーを開環重合させる。開環
重合性モノマーとしては、ラクトン類、ラクタム類、2-
オキサゾリン類、シクロエーテル類などがあり、具体的
にはβ-プロピオラクトン、β-ブチロラクトン、δ-バ
レロラクトン、グリコライド、ラクチド、ε-カプロラ
クトン、α-ピロリドン、γ-ブチロラクタム、ε-カプ
ロラクタム、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、エピクロロヒドリン、オキセタン、テトラヒドロフ
ラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンなどが挙げ
られる。これらの開環重合性モノマーは、単独で用いて
も2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0056】開環重合反応は、通常0〜100℃の温度
で30分間〜12時間、好ましくは1時間〜6時間行わ
れる。開環重合反応の停止は、メタノール中でポリマー
を沈殿させることによって行うことができる。以上のよ
うにしてf部がエーテル結合またはエステル結合であ
り、R部が開環重合体であるオレフィン系ブロック共重
合体(A)を製造することができる。 (3)ポリオレフィンの片末端に結合された13族元素
を、水酸基、アミノ基、アルデヒド基またはハロゲンに
変換した後に、開環重合活性種を生成させて開環重合反
応を行う。
【0057】開環重合活性種の生成は、例えば片末端に
ホウ素が結合されたポリオレフィンに、水酸化ナトリウ
ム溶液と過酸化水素溶液とを加えて40℃〜50℃で3
〜5時間反応させてホウ素を水酸基に変換し、これにブ
チルリチウムを反応させた後にジエチルアルミニウムク
ロライドを反応させて、水酸基をアルミニウムオキサイ
ドに変換することによって行うことができる。
【0058】このような方法で得られたアルミニウムオ
キサイドを活性種として上記開環重合性モノマーを開環
重合反応させる。開環重合反応は、上記(2)の方法と
同様にして行われる。また、アルミニウムオキサイドの
代わりに他の金属アルコキサイドや金属ハロゲン化物や
金属アミンをポリオレフィンの片末端に結合させて開環
重合反応の活性種としてもよい。アルミニウムオキサイ
ド以外の活性種は、ポリオレフィンの片末端に結合させ
た水酸基、アミノ基、アルデヒド基またはハロゲンを利
用して生成させる。これらのなかでは、アルミニウムオ
キサイドを活性種として用いることが好ましい。以上の
ようにしてf部がエーテル結合、エステル結合またはア
ミド結合であり、R部が開環重合体であるオレフィン系
ブロック共重合体(A)を製造することができる。
【0059】また、イオン重合反応の例として、例えば
アニオン重合反応をする場合、上記末端に水酸基を有す
るポリオレフィンを、例えば末端にリチウム、カリウ
ム、ナトリウム、リン含有基などを有するポリオレフィ
ンに変換した後、アニオン重合可能なモノマーを重合す
ることで得ることができる。以下に例として、末端にリ
チウムを有するポリオレフィンを用いて、R部がアニオ
ン重合体であるセグメントの例として、(メタ)アクリ
ル酸エステルを有するブロック共重合体を製造する方法
を記載する。
【0060】末端にリチウムを有するポリオレフィンの
調製 末端にリチウムを有するポリオレフィンは、上記末端に
水酸基を有するポリオレフィンと有機リチウム化合物と
を反応させることにより得られる。末端に水酸基を有す
るポリオレフィンと有機リチウム化合物との反応は、通
常溶媒中で行われる。
【0061】有機リチウム化合物としては、ブチルリチ
ウム、プロピルリチウム、エチルリチウム、メチルリチ
ウムなどのアルキルリチウム;ブトキシリチウム、プロ
ポキシリチウム、エトキシリチウム、メトキシリチウム
などのアルコキシリチウムなどが挙げられる。本発明に
おいては、アルキルリチウムがより好ましく用いられ
る。
【0062】反応に用いる溶媒としては、不活性炭化水
素媒体として例示した炭化水素と同様のものが挙げられ
る。末端に水酸基を有するポリオレフィンと有機リチウ
ム化合物とを反応させるに際し、有機リチウム化合物
は、ポリオレフィン末端の水酸基1モルに対し、0.1
〜100モル、好ましくは0.2〜10モルの範囲で用
いられる。反応温度は、通常−100〜100℃、好ま
しくは0〜80℃であり、反応時間は通常0.1〜48
時間、好ましくは0.5〜12時間である。
【0063】このようにして下記一般式(II)で表され
る末端にリチウムを有するポリオレフィンを製造する。 PO−O−Li …(II) 式中、POは重量平均分子量が1,000〜10,00
0,000、好ましくは3,000〜1,000,000、
より好ましくは5,000〜500,000であるポリオ
レフィンセグメントを示す。またこの末端Liポリオレ
フィンは、Mw/Mnが2以上、好ましくは3〜15、
より好ましくは4〜14の範囲にあることが望ましい。
【0064】ブロック共重合体の製造 次に、上記末端Liポリオレフィンの存在下に例えば
(メタ)アクリル酸エステルをアニオン重合させて、ポ
リオレフィンセグメントと(メタ)アクリル酸エステル
セグメントとからなるポリオレフィン系ブロック共重合
体を得る。重合は溶媒と末端Liポリオレフィンと(メ
タ)アクリル酸エステルとを混合するか、または末端L
iポリオレフィンと液状の(メタ)アクリル酸エステル
とを混合することにより行われる。末端Liポリオレフ
ィンと溶媒と(メタ)アクリル酸エステルとを混合する
ことによってアニオン重合活性種を形成させることがで
きる。
【0065】溶媒としては、例えばヘキサン、ヘプタン
などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサ
ンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエンなどの芳
香族炭化水素;ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラ
ヒドロフラン(THF)、モノグリム、ジグリムなどの
エーテル系溶媒などが用いられる。これらの溶媒は、1
種単独または2種以上組み合わせて用いることができ
る。中でも、芳香族炭化水素とエーテル系溶媒が好まし
く用いられる。
【0066】(メタ)アクリル酸エステルとしては、例
えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸ビニル、メタクリル酸2-メトキシ
エチル、メタクリル酸2-(N,N-ジエチルアミノ)エチル
などが挙げられる。これらの(メタ)アクリル酸エステ
ルは、1種単独または2種以上組み合わせて用いること
ができる。(メタ)アクリル酸エステルの組合せとして
は、アクリル酸エステルから選ばれる2種以上、メタク
リル酸エステルから選ばれる2種以上、アクリル酸エス
テルから選ばれる1種以上とメタクリル酸エステルから
選ばれる1種以上との組合せが挙げられる。
【0067】また、重合に際してトリフェニルホスフィ
ン、α,α'-ジピリジル、ヘキサメチルホスホロアミド
(HMPA)、四塩化チタン、アルキルリチウム、アル
コキシリチウムなどのアニオン重合活性種の形成に有用
な化合物を添加してもよい。重合は、通常−100℃〜
100℃、好ましくは−80℃〜80℃、より好ましく
は−70℃〜70℃の重合温度で、1分間〜500時
間、好ましくは10分間〜300時間、より好ましくは
15分間〜150時間かけて実施される。この重合にお
いては、末端Liポリオレフィンは、0.001〜10
0モル/リットル、好ましくは0.005〜50モル/
リットル、より好ましくは0.01〜10モル/リット
ル、さらに好ましくは0.1〜5モル/リットルの濃度
で使用される。また(メタ)アクリル酸エステルは、通
常0.001〜500モル/リットル、好ましくは0.
005〜300モル/リットル、より好ましくは0.0
1〜150モル/リットルの濃度で使用される。
【0068】上記のような重合により立体規則性を有す
るポリ(メタ)アクリル酸エステルセグメントを製造す
ることが好ましい。すなわちトリアドシンジオタクティ
シティー(rr)が70%以上またはトリアドアイソタ
クティシティー(mm)が70%以上である立体規則性
ポリ(置換アクリル酸エステル)が好ましい。なおrr
およびmmは、サンプルをnitrobenzene-d5に溶解し
て、1H-NMRを測定し、それぞれ0.85、1.0
5、1.25ppm付近に検出されるrr、mr、mm
のピーク面積の総和に対するrrのピーク面積またはm
mのピーク面積の比率により求める。
【0069】以上のようにして、ポリオレフィンセグメ
ント(PO)とポリ(メタ)アクリル酸エステルセグメ
ントとが化学的に結合したブロック共重合体を含むポリ
マーを製造できるが、このポリマーが上記ポリオレフィ
ンセグメントとポリ(メタ)アクリル酸エステルセグメ
ントとが化学的に結合したポリマーを含んでいるかどう
かは、例えば得られたポリマーの分子量、有機溶媒への
溶解度、または、分光学的解析によって判断することが
できる。すなわち、本発明の方法で得られるポリマーの
分子量が上記末端LiポリオレフィンのPOの分子量に
対して高い値を示すこと、本発明の方法で得られるオレ
フィン系ブロック共重合体ポリマーのポリオレフィンセ
グメントに相当するポリマーと該ポリマーのアニオン重
合によって製造されるポリマーのセグメントに相当する
ポリマーとの混合物が示す有機溶媒への溶解挙動が、本
発明の方法で得られるオレフィン系ブロック共重合体の
有機溶媒への溶解挙動とは異なっていること、または、
本発明の方法で得られるオレフィン系ブロック共重合体
の末端構造を13C-NMRで解析してポリオレフィンセ
グメントとアニオン重合によって製造されるポリマーの
ポリ(メタ)アクリル酸エステルセグメントとの化学的
結合に由来するピークを検出することによって目的とす
るブロック共重合体が製造できたものと判断することが
できる。
【0070】上記のようなラジカル重合反応、開環重合
反応、イオン重合反応などの連鎖重合では、重量平均分
子量が通常500以上、好ましくは5000〜1,00
0,000の重合体を製造する。本発明に係る水性樹脂
分散体は、上記のようなオレフィン系ブロック共重合体
(A)が水に分散されてなる。オレフィン系ブロック共
重合体(A)は、充填材、核材、その他樹脂に使用され
るものとして従来公知の添加剤を任意の割合で含んでい
てもよい。
【0071】オレフィン系重合体組成物(C) また本発明に係る水性樹脂分散体は、上記オレフィン系
ブロック共重合体(A)と、該(A)以外の熱可塑性樹
脂(B)とを含むオレフィン系重合体組成物(C)が水
に分散されていてもよい。熱可塑性樹脂(B)として
は、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
アセタール、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジ
エン・スチレン共重合体(ABS)、ポリカーボネー
ト、ポリフェニレンオキサイド、ポリアクリレートなど
が用いられる。
【0072】ポリオレフィンとして具体的には、エチレ
ン単独重合体、エチレン・α-オレフィン共重合体、エ
チレン・極性基含有ビニル共重合体などのエチレン系重
合体;プロピレン単独重合体、プロピレン・α-オレフ
ィン共重合体などのプロピレン系重合体;ブテン単独重
合体などのブテン系重合体;4-メチル-1-ペンテン単独
重合体などの4-メチル-1-ペンテン系重合体;3-メチル-
1-ブテン単独重合体などの3-メチル-1-ブテン系重合
体;ヘキセン単独重合体などのヘキセン系重合体などが
挙げられる。中でも、エチレン系重合体、プロピレン系
重合体、4-メチル-1-ペンテン系重合が好ましく、エチ
レン系重合体である場合はエチレン・極性基含有ビニル
共重合体であることが好ましい。
【0073】ポリエステルとして具体的には、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレートなどの芳香族系ポリエステル;
ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレートなどが
挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレートが特
に好ましい。ポリアミドとして具体的には、ナイロン−
6、ナイロン−66、ナイロン−10、ナイロン−1
2、ナイロン−46などの脂肪族ポリアミド;芳香族ジ
カルボン酸と脂肪族ジアミンより製造される芳香族ポリ
アミドなどが挙げられる。中でも、ナイロン−6が特に
好ましい。
【0074】ポリアセタールとして具体的には、ポリホ
ルムアルデヒド(ポリオキシメチレン)、ポリアセトア
ルデヒド、ポリプロピオンアルデヒド、ポリブチルアル
デヒドなどが挙げられる。中でも、ポリホルムアルデヒ
ドが特に好ましい。ポリスチレンは、スチレンの単独重
合体であってもよく、スチレンとアクリロニトリル、メ
タクリル酸メチル、α-メチルスチレンとの二元共重合
体であってもよい。
【0075】ABSとしては、アクリロニトリルから誘
導される構成単位を20〜35モル%の量で含有し、ブ
タジエンから誘導される構成単位を20〜30モル%の
量で含有し、スチレンから誘導される構成単位を40〜
60モル%の量で含有するABSが好ましく用いられ
る。ポリカーボネートとしては、ビス(4-ヒドロキシフ
ェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エ
タン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,
2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタンなどから得られ
るポリマーが挙げられる。中でも、2,2-ビス(4-ヒドロ
キシフェニル)プロパンから得られるポリカーボネート
が特に好ましい。
【0076】上記ポリフェニレンオキシドとしては、ポ
リ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキシド)を用いる
ことが好ましい。上記ポリアクリレートとしては、ポリ
メチルメタクリレート、ポリブチルアクリレートを用い
ることが好ましい。上記のような熱可塑性樹脂(B)
は、単独で用いてもよく、また2種以上組み合わせて用
いてもよい。
【0077】本発明で用いられるオレフィン系重合体組
成物(C)は、オレフィン系ブロック共重合体(A)を
1〜99重量%、好ましくは50〜99重量%の量で、
熱可塑性樹脂(B)を、99〜1重量%、好ましくは5
0〜1重量%の量で含有していることが望ましい。上記
オレフィン系重合体組成物(C)は、さらに無機充填
剤、有機フィラー、耐熱安定剤、耐候安定剤、着色剤な
どを含んでいてもよい。またオレフィン系重合体組成物
(C)は、熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。
【0078】無機充填剤 無機充填剤としては、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化
チタン、酸化マグネシウム、軽石粉、軽石バルーン、水
酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マ
グネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、チタン酸カ
ルシウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、
クレー、マイカ、アスベスト、ガラス繊維、ガラスフレ
ーク、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモリロナ
イト、ベントナイト、グラファイト、アルミニウム粉、
硫化モリブデンなどが挙げられる。
【0079】中でも層状化合物が好ましく、さらには分
散媒に対して膨潤・へき開性を有する粘土鉱物が特に好
ましく用いられる。かかる粘土鉱物は、一般に、シリカ
の四面体層の上部に、アルミニウムやマグネシウムなど
を中心金属にした八面体層を有する2層構造を有するタ
イプと、シリカの四面体層が、アルミニウムやマグネシ
ウムなどを中心金属にした八面体層を両側から狭んでな
る3層構造を有するタイプに分類される。前者の2層構
造タイプとしては、カオリナイト族、アンチゴライト族
などを挙げることができ、後者の3層構造タイプとして
は、層間カチオンの数によってスメクタイト族、バーミ
キュライト族、マイカ族などを挙げることができる。
【0080】これらの粘土鉱物としては、より具体的に
は、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイ
サイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィラ
イト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイ
ト、サポナイト、ソーコナイト、スチブンサイト、ヘク
トライト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオ
ライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュラ
イト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石などを挙げる
ことができる。
【0081】また、粘土鉱物を有機物で処理したもの
(以下、有機修飾粘土鉱物と称する場合もある)も無機
層状化合物として用いることができる(なお、有機物で
処理した粘土鉱物に関しては、朝倉書店、「粘土の事
典」参照)。上記粘土鉱物の中でも、膨潤性またはへき
開性の観点から、スメクタイト族、バーミキュライト族
およびマイカ族が好ましく、さらに好ましくはスメクタ
イト族が好ましい。スメクタイト族としては、モンモリ
ロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイ
ト、ソーコナイト、スチブンサイト、ヘクトライトを例
示できる。
【0082】無機層状化合物を膨潤またはへき開させる
分散媒は、例えば天然の膨潤性粘土鉱物の場合、水、メ
タノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノー
ル、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどの
アルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キシド、アセトンなどが挙げられ、水やメタノールなど
のアルコール類がより好ましい。
【0083】また、有機修飾粘土鉱物の場合、ベンゼ
ン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、エチ
ルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン
などのケトン類、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-オクタン
などの脂肪族炭化水素類、クロロベンゼン、四塩化炭
素、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタ
ン、パークロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類、
酢酸エチル、メタアクリル酸メチル(MMA)、フタル
酸ジオクチル(DOP)、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド、メチルセロソルブ、シリコンオイル
などが挙げられる。
【0084】オレフィン系重合体組成物(C)は、各成
分を種々公知の方法、例えばヘンシェルミキサー、V−
ブレンダー、リボンブレンダー、タンブラブレンダーな
どで混合する方法、または混合後、一軸押出機、二軸押
出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混練
し、造粒または粉砕する方法を採用して製造することが
できる。
【0085】水性樹脂分散体 本発明に係る水性樹脂分散体は、上記オレフィン系ブロ
ック共重合体(A)またはオレフィン系重合体組成物
(C)が水に分散されてなる。本発明の水性樹脂分散体
は、必要に応じて本発明の目的を損なわない範囲内で、
変性ポリオレフィンおよび/または界面活性剤を含んで
いてもよい。
【0086】変性ポリオレフィン 変性ポリオレフィンは、炭素原子数2〜20のα-オレ
フィンから得られた重合体を、エチレン性不飽和カルボ
ン酸化合物でグラフト変性したものである。変性ポリオ
レフィンの原料であるポリオレフィン(原料ポリオレフ
ィン)の粘度平均分子量は、通常1,000〜50,00
0、好ましくは2,000〜30,000、さらに好まし
くは5,000〜10,000である。また、180℃で
測定した溶融粘度は、良好な乳化性を得るために通常1
0〜5,000cps、好ましくは20〜2,000cp
s、更に好ましくは30〜1,000cpsである。
【0087】このような原料ポリオレフィンの製造方法
は、従来公知の種々の方法が採用できる。例えば、上述
したようなメタロセン系触媒などの遷移金属触媒を用い
てα-オレフィンを所定の分子量となるように重合する
方法、遷移金属触媒を用いて重合した高分子量のポリオ
レフィンを加熱減成して製造する方法などが挙げられ
る。
【0088】上記原料ポリオレフィンをグラフト変性す
る際に用いられるエチレン性不飽和カルボン酸化合物と
しては、分子中にエチレン性不飽和結合を有し、かつカ
ルボン酸、カルボン酸無水物を有する化合物、およびそ
れらの誘導体が挙げられる。具体的には、アクリル酸、
メタクリル酸、α-エチルアクリル酸、マレイン酸、フ
マール酸、イタコン酸、シトラコン酸、テトラヒドロフ
タル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、エンドシス-ビ
シクロ[2,2,1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸(ナ
ジック酸TM)、メチル-エンドシス-ビシクロ[2,2,1]
ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸(メチルナジック
TM)などのエチレン性不飽和カルボン酸およびこれら
の酸ハライド、アミド、イミド、酸無水物、エステルな
どのエチレン性不飽和カルボン酸誘導体が挙げられる。
エチレン性不飽和カルボン酸誘導体として具体的には、
塩化マレニル、マレイミド、無水マレイン酸、無水シト
ラコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル
などが挙げられる。
【0089】これらの中では、アクリル酸、メタクリル
酸、無水マレイン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルが好ま
しい。これらのエチレン性不飽和カルボン酸化合物は、
単独でもしくは2種以上組合わせて、または本発明の効
果を損なわない範囲内で他のモノマーと組み合わせて使
用することができる。
【0090】上記エチレン性不飽和カルボン酸化合物と
組み合わせて使用できるモノマーとしては、アクリル酸
ジメチルアミノエチル、アクリルアミン、メタクリル酸
アミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メ
タクリル酸アミノプロピル、N,N-ジメチルアミノプロピ
ルアクリルアミド、アミノスチレンなどのアミノ基含有
エチレン性不飽和化合物;2-ヒドロキシエチルアクリレ
ート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキ
シエチルメタクリレート、アリルアルコールなどの水酸
基含有エチレン性不飽和化合物;スチレン、α-メチル
スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メ
チルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、
o-イソプロピルスチレン、m-イソプロピルスチレン、p-
イソプロピルスチレンなどのスチレン系炭化水素化合物
などが挙げられる。このとき、全グラフトモノマー成分
中に含まれるエチレン性不飽和カルボン酸化合物の割合
は、50以上であることが好ましい。
【0091】上記変性ポリオレフィンの製造は、公知の
方法、例えば特公昭52−22988号公報に記載の方
法に従って行うことができる。具体的には、例えば原料
ポリオレフィンを軟化点以上の温度で加熱溶融し、撹拌
しながら、エチレン性不飽和カルボン酸化合物と過酸化
物とを同時に逐次滴下してグラフト共重合反応させる方
法などの方法により行うことができる。
【0092】変性ポリオレフィンの粘度平均分子量は通
常1000〜50,000、好ましくは2000〜20,
000、さらに好ましくは5000〜10,000であ
る。また、変性ポリオレフィンに含まれるエチレン性不
飽和カルボン酸化合物単位の量は、通常変性ポリオレフ
ィン100g当たり1.0×10-3〜0.2モル当量、
好ましくは5.0×10-3〜0.15モル当量、さらに
好ましくは0.01〜0.1モル当量である。
【0093】上記変性ポリオレフィンは、1種単独でも
2種以上を混合して使用することもできる。界面活性剤 界面活性剤としては、例えばアルキルナフタレンスルホ
ン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物
のNa塩、クレゾール・シェファー酸ホルムアルデヒド
縮合物のNa塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホ
ン酸Na塩、リグニンスルホン酸Ca塩、メラニン樹脂
スルホン酸Na塩、特殊ポリアクリル酸塩、グルコン酸
塩、オレフィン・マレイン酸塩コポリマー、カルボキシ
メチルセルロースNa塩、金属石鹸(Zn、Al、N
a、K塩)、オレイン酸K塩、オレイン酸Na塩、ステ
アリン酸K塩、ステアリン酸Na塩、牛脂酸K塩、牛脂
酸Na塩、ステアリン酸トリエタノールアミン塩などの
スルホン酸またはカルボン酸型のアニオン系界面活性
剤;脂肪酸モノグリセライド、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、シュガー脂肪酸部分エステル、ポリグリセリン脂肪
酸部分エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポ
リオキシエチレンソルビタン脂肪酸部分エステル、ポリ
オキシエチレンソルビトール脂肪酸部分エステル、ポリ
オキシエチレングリセリン脂肪酸部分エステル、ポリオ
キシエチレン脂肪アミン、ポリオキシエチレン(硬化)
ヒマシ油、ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン・ブロッ
クポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース
などの非イオン系界面活性剤;アルキルアンモニウムク
ロライド、トリメチルアルキルアンモニウムブロマイ
ド、アルキルピリジニウムクロライドなどのカチオン系
界面活性剤;ジメチルアルキルベタイン、アルキルグリ
シンなどの両性界面活性剤などが挙げられる。
【0094】これらの中でもより安定な水性樹脂分散体
が得られることから、アニオン系界面活性剤を用いるこ
とが好ましく、その中でも高級脂肪酸類、特に炭素原子
数10〜20の飽和または不飽和の高級脂肪酸の塩、特
にアルカリ金属塩を好適なものとして挙げられる。具体
的には、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン
酸、アラキン酸、リンデン酸、ツズ酸、ペトロセリン
酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン
酸、牛脂酸などのアルカリ金属塩などが挙げられる。
【0095】上記界面活性剤は1種または2種以上組合
わせて使用することができる。水性樹脂分散体の製法 本発明に係る水性樹脂分散体は、例えば上記オレフィン
系ブロック共重合体(A)またはオレフィン系重合体組
成物(C)、および必要に応じて配合される変性ポリオ
レフィン、界面活性剤、各種配合剤を水性分散媒に分散
させることにより製造することができる。具体的には下
記(1)、(2)の方法などがある。 (1)上記オレフィン系ブロック共重合体(A)または
オレフィン系重合体組成物(C)をトルエン、キシレン
などの有機溶媒に10〜50重量%の濃度となるように
溶解した後、これをメチルアルコール、エチルアルコー
ル、イソプロピルアルコールなどの親水性溶媒および乳
化剤と共に水に加え、ホモミキサーなどにより撹拌して
乳化物を得、次いでエバポレーターなどにより前記有機
溶媒および乳化剤を除去する方法。 (2)上記オレフィン系ブロック共重合体(A)または
オレフィン系重合体組成物(C)を溶融混練した後、溶
融混練物に水を添加して、樹脂が溶融状態のままで樹脂
と水とを混練する工程、および変性ポリオレフィンが未
中和の場合には塩基性物質を添加する工程を同時または
逐次行う方法が挙げられる。
【0096】これらの中でも(2)の方法で水性樹脂分
散体を製造することが好ましい。以下、上記(2)の方
法をより詳細に説明する。まずオレフィン系ブロック共
重合体(A)またはオレフィン系重合体組成物(C)を
溶融混練する。溶融混練の際の温度は、オレフィン系ブ
ロック共重合体(A)の融点以上またはオレフィン系重
合体組成物(C)に含まれる樹脂のうち高いものの方の
融点以上、好ましくは溶融粘度が105poise以下になる
温度以上である。
【0097】次に、溶融混練物に水を添加し、樹脂固形
分が分散粒子となるように樹脂が溶融状態のまま樹脂と
水とを混練する。この工程で未中和および/または未ケ
ン化の変性ポリオレフィンを使用した場合には、これら
を中和するに必要な塩基性物質を添加することができ
る。塩基性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、アンモニア、アミンなどの水中で塩基として作用
する物質;アルカリ金属の酸化物、水酸化物、弱酸塩、
水素化物;アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、弱酸
塩、水素化物などの水中で塩基として作用する物質、こ
れらの金属のアルコキシドなどを挙げることができる。
このような物質の例を以下に示す。
【0098】アルカリ金属としては、ナトリウム、カリ
ウムなどが挙げられ、アルカリ土類金属としては、カル
シウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、ア
ミンとしては、ヒドロキシルアミン、ヒドラジンなどの
無機アミン、メチルアミン、エチルアミン、エタノール
アミン、シクロヘキシルアミンなどが挙げられ、アルカ
リ金属およびアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、水
素化物としては、例えば酸化ナトリウム、過酸化ナトリ
ウム、酸化カリウム、過酸化カリウム、酸化カルシウ
ム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化スト
ロンチウム、水酸化バリウム、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、水素化カルシウムなどが挙げられ、アルカ
リ金属およびアルカリ土類金属の弱酸塩としては、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸
水素カリウム、炭酸水素カルシウム、酢酸ナトリウム、
酢酸カリウム、酢酸カルシウムなどが挙げられ、アンモ
ニアおよびアミンの化合物としては、例えば水酸化アン
モニウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなど
の四級アンモニウム化合物などが挙げられる。
【0099】塩基性物質は、そのまま添加してもよい
が、好ましくは水溶液として添加する。前述した樹脂固
形分を分散粒子とする工程と、未中和および/または未
ケン化の変性ポリオレフィンを中和する工程とは逐次的
に行ってもよいし、同時に行ってもよい。
【0100】溶融混練手段は、公知のいかなる方法でも
良いが、ニーダー、バンバリーミキサー、多軸スクリュ
ー押出機を好適に例示することができる。水を逐次添加
して溶融混練し製造された溶融樹脂が分散した水性分散
体は、その後室温まで自然にまたは人工的に冷却され
る。この時に分散粒子は固化し、安定な水性樹脂分散体
となる。
【0101】本発明に係る水性樹脂分散体の製造にあた
っては、通常水性樹脂分散体に使用することのできる各
種副資材、例えば安定化剤、湿潤剤、起泡剤、消泡剤、
凝固剤、ゲル化剤、老化防止剤、可塑剤、充填剤、着色
剤、付香剤、粘着防止剤、離型剤などと併用してよいこ
とはもちろんのことである。このようにして得られる本
発明に係る水性樹脂分散体に含まれる分散粒子は一般に
球状であるが、必ずしも球状である必要はない。分散粒
子の平均粒径は特に限定されないが、通常1〜20μ
m、好ましくは5〜15μmである。また、水性樹脂分
散体中の粒子濃度(固形分濃度)は特に限定されない
が、通常5〜40重量%である。
【0102】用途 本発明に係る水性樹脂分散体は、従来、接着が困難であ
ったポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィ
ンの接着に適しており、ポリオレフィン同士またはポリ
オレフィンと他の材料との接着に有効である。他の材料
としては、クロス、繊維、プラスチック、紙、金属など
任意のものが挙げられる。
【0103】クロスまたは繊維としては、例えば木綿、
麻などの天然繊維;ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト
繊維、金属繊維などの無機繊維;ビスコースレーヨン、
キュプラなどの再生繊維;ジ−またはトリ−アセテート
繊維などの半合成繊維;ナイロン−6、ナイロン−6
6、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート)繊
維;芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリ塩化ビ
ニル繊維、ポリオレフィン繊維、ならびに不溶化または
難溶化されたポリビニルアルコール繊維などが挙げられ
る。短繊維の場合はフロック加工による接着に適用可能
である。
【0104】プラスチックとしては、ポリオレフィン以
外に、ポリ塩化ビニル、ABS、ポリエステル、ポリア
ミド、ポリカーボネート、エポキシ樹脂などからなる任
意のものがあり、その形状もシート、フィルム、その他
の成形物も接着の対象となる。本発明の水性樹脂分散体
は従来の水性分散型接着剤と同様に被接着面に塗布し、
必要により加熱乾燥して接着を行うことができる。
【0105】
【発明の効果】本発明に係る水性樹脂分散体は、接着強
度に優れたポリオレフィン用の接着剤となりうる。
【0106】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。なお、本実施例において各物性は以下のよ
うにして測定した。分散粒子径 ハネウエル社製マイクロトラックを用いて測定した。
【0107】分散安定性 実施例で得られた水性樹脂分散体を密閉可能なガラス瓶
に入れ、室温下静置し、1ヶ月後に水相と樹脂相に分離
していないかどうかを確認した。対Alヒートシール強度測定方法 各分散物をバーコーターを使用して、アルミ箔(50μ
m)に塗布、風乾した後、200℃にセットしたエア・
オーブン中で10秒間加熱し、均一な塗膜を有する塗工
箔を得た。この塗工箔とLLDPEシート(アコス工業
(株)製、厚さ:300μm)をJIS Z1707に
準拠した方法により100〜200℃の温度で1秒間、
1kg/cm2の圧力をかけて熱接着し、さらに15m
m幅に切断し試料とした。この試料を23℃の測定温度
下で180°剥離試験に供し、接着強度を測定した(引
っ張り速度:300mm/分)。
【0108】
【製造例1】[固体触媒成分の調製]250℃で10時間
乾燥したシリカ3.0gを50mlのトルエンで懸濁状
にした後、0℃まで冷却した。その後、メチルアルミノ
キサンのトルエン溶液(Al=1.29mmol/m
l)17.8mlを30分で滴下した。この際、系内の
温度を0℃に保った。引き続き、0℃で30分間反応さ
せ、次いで30分かけて95℃まで昇温し、その温度で
4時間反応させた。その後60℃まで降温し、上澄み液
をデカンテーション法により除去した。
【0109】このようにして得られた固体成分をトルエ
ンで2回洗浄した後、トルエン50mlで再懸濁化し
た。この系内へビス(1-n-ブチル-3-メチルシクロペン
タジエニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液
(Zr=0.0103mmol/ml)11.1mlを
20℃で30分かけて滴下した。次いで80℃まで昇温
し、その温度で2時間反応させた。その後、上澄み液を
除去し、ヘキサンで2回洗浄することにより、1gあた
り2.3mgのジルコニウムを含有する固体触媒を得
た。
【0110】[予備重合触媒の調製]上記のようにして得
られた固体触媒4gをヘキサン400mlで再懸濁し
た。この系内にトリイソブチルアルミニウムのデカン溶
液(1mmol/ml)5.0mlおよび1-ヘキセン
0.36gを加え、35℃で2時間エチレンの予備重合
を行った。予備重合終了後、上澄み液を除去し、固体を
ヘキサンで3回洗浄し、固体触媒1gあたり2.2mg
のジルコニウムを含有し、3gのポリエチレンが予備重
合された予備重合触媒を得た。
【0111】[オレフィン重合]十分に窒素置換した内容
積2リットルのステンレス製オートクレーブに、精製ヘ
キサン1リットルと精製1-ヘキセン40mlを装入し、
系内をエチレンで置換した。次いで系内を60℃とし、
トリイソブチルアルミニウム1.5mmolおよび上記
のように調製した予備重合触媒を、ジルコニウム原子換
算で0.24mg添加した。その後エチレンを導入し、
全圧0.9MPaとして重合を開始した。重合開始後は
エチレンのみを供給し、全圧0.9MPa、80℃で
1.5時間重合を行った。重合終了後ポリマーを濾過、
80℃で一晩乾燥して、200gのポリマーを得た。ジ
ルコニウム原子あたりの活性は77kg/mmol−Z
rであった。得られたエチレン・1-ヘキセンランダム共
重合体(P(Et/Hex))の密度は0.925g/cm3
あり、IR分析の結果、1-ヘキセン含量は2.5モル%
であり、ポリマー末端には不飽和結合が存在していた。
GPCにより測定したMwは144,000であった。
【0112】[ポリマー末端の変換]アルゴンを満たした
ドライボックス中、100mlの脱気乾燥テトラヒドロ
フラン(THF)で懸濁させた前記末端に不飽和結合を
有するPE 20gを、磁気撹拌子を備えたガラスフラ
スコに入れ、9-ボラビシクロ[3.3.1]ノナン(9-BB
N)のTHF溶液(0.5M)2.2mlを加えた。こ
のスラリーをドライボックス中、55℃で5時間撹拌し
た後に濾過し、脱気乾燥イソプロプルアルコールで洗浄
し減圧乾燥した。
【0113】得られたポリマーのうち、10gを25m
lの脱気乾燥THF中に加えた。これに室温、窒素雰囲
気下で1mlの水に溶解させた0.2gのNaOHと
0.3mlのメタノールとを加えた。次いで0.8ml
の30%H22を0℃で滴下した。これを40℃で6時
間反応させた後、メタノール溶液2リットル中に反応液
を投入してポリマーを析出させた。得られたポリマーを
100mlのメタノールで2時間還流させた後、50℃
で8時間減圧下で乾燥した。IR分析から、ポリマー末
端は、水酸基で修飾され、不飽和結合が存在しないこと
を確認した。
【0114】[エチレンオキサイド重合]前記末端に水
酸基を含有するP(Et/Hex)(P(Et/Hex)−OH) 71
3gと、EP 0791 600公開公報の32頁に記載
された方法と同様にして合成したテトラキス[トリス
(ジメチルアミノ)ホスフォラニリデンアミノ]ホスフ
ォニウムヒドロキシド{[(Me2N)3P=N]4+OH
-}31.0mgを、温度測定管、圧力計、撹拌装置およ
びエチレンオキシド導入管を装備した実容積1500m
lのオートクレーブに仕込んだ。その後反応容器内を乾
燥窒素で置換し、内容物を125℃まで昇温して、反応
時圧力が0.5MPa(絶対圧)前後を保つようにエチ
レンオキシド30gを間欠的に供給しながら同温度で1
2時間反応させた。その後、残留する未反応のエチレン
オキシドを減圧下で留去して、エチレン・1-ヘキセン共
重合体−O−ポリエチレングリコールジブロック共重合
体(P(Et/Hex)−O−PEG)738gを得た。
【0115】このジブロック共重合体の下記式により算
出したPEG部の重量平均分子量は5,000であっ
た。 Mw2=Mw1・(W2−W1)/W1 上記式において Mw1:P(Et/Hex)部のMw、 Mw2:PEG部のMw W1:エチレンオキサイド重合に使用したP(Et/Hex)−
OHの重量 W2:ジブロック共重合体の収量 をそれぞれ示す。
【0116】
【製造例2】[触媒の予備活性化]窒素置換を十分行っ
たガラス容器に、(N-t-ブチルアミド)(テトラメチル-η
5-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタンジクロ
ライドをチタン原子が0.023mmolとなるように
秤量し、これにトリフェニルメチルペンタキスペンタフ
ルオロフェニルボレートのトルエン溶液をホウ素原子が
0.69mmolとなるように加えた。これに適当量の
トルエンを添加して全量を50mlとし、チタン濃度が
0.00046mmol/mlである触媒溶液(1)を
調製した。
【0117】[オレフィン重合]十分に窒素置換した内
容積2リットルのステンレス製オートクレーブに、精製
ヘプタン750mlと精製1-オクテン35mlを装入
し、系内をエチレンで置換した。次いで系内を60℃と
し、トリイソブチルアルミニウム0.375mmolお
よび上記触媒溶液(1)を、チタン原子あたり0.00
075mmol添加した。その後エチレンを導入し、全
圧0.9MPaとして重合を開始した。その後はエチレ
ンのみを供給した。重合中に温度の急激な上昇が見られ
たときに、エチレン供給を止めて温度が70℃まで下が
るのを待つという操作を2回行った。重合は、全圧を
0.5Mpaから0.9Mpaの範囲、温度を70℃か
ら85℃の範囲で6分間重合を行った。所定時間経過し
たところでイソプロパノールを添加して反応を停止し
た。脱圧後ポリマー溶液を取り出して4Lのメタノール
中に移し、十分撹拌した。固体部を濾過により採取し、
メタノールで洗浄した後、窒素流通下、120℃、50
0mmHgで12時間乾燥した。
【0118】以上のようにして得られたエチレン・オク
テンランダム共重合体は66.0gであり、活性は88
0kg/mmol−Ti・hrであった。このエチレン
・オクテンランダム共重合体(EOR)のIR分析の結
果、オクテン含量は12.6mol%であり、ポリマー
末端には不飽和結合が存在していた。また、Mwは13
2,400であった。
【0119】[ヒドロホウ素化]アルゴンを満たしたド
ライボックス中、100mlの脱気乾燥THFで懸濁さ
せた前記末端に不飽和結合を有するEOR 20gを、
磁気撹拌子を備えたガラスフラスコに入れ、9-BBNの
THF溶液(0.5M)2.4mlを加えた。このスラ
リーをドライボックス中、55℃で5時間撹拌した後に
濾過し、脱気乾燥IPAで洗浄し、減圧乾燥すること
で、末端にホウ素を有するエチレン・オクテンランダム
共重合体(EOR−B)を得た。
【0120】[メタクリル酸メチル重合]密閉したフラ
スコに前記EOR−B 20gを入れ、乾燥メタクリル
酸メチル(MMA)11.6g、THF80mlを加え
て懸濁させたあと、1.6mlの乾燥酸素を吹き込んで
反応を開始した。続いて室温で2時間撹拌した後、10
0mlのメタノールを加えて反応を停止させた。析出し
たポリマーはソックスレー抽出器により窒素雰囲気下、
24時間かけてアセトンとヘプタンとの混合溶媒で抽出
分取し、不溶成分としてEOR−O−ポリメタクリル酸
メチルジブロック共重合体(EOR−O−PMMA)を
得た。
【0121】このジブロック共重合体の下記式により算
出したPMMA部の重量平均分子量は5,000であっ
た。 Mw2=Mw1・(W2−W1)/W1 上記式において Mw1:EOR部のMw Mw2:PMMA部のMw W1:MMA重合に使用したEOR−Bの重量 W2:ジブロック共重合体の収量 をそれぞれ示す。
【0122】
【製造例3】[触媒成分の予備活性化処理]メチルアルミ
ノキサンとジフェニルシリレンビス(2,7-ジメチル-4-
イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリドをト
ルエン中、ジルコニウム濃度が0.00011mmol
/リットルかつアルミニウムとジルコニウムのモル比
(Al/Zr)が350となる割合で混合し(必要に応
じて適当量のトルエンを添加した。)、15分間撹拌し
て予備活性化処理を行い、触媒溶液(2)を調製した。
【0123】[重合]十分に窒素置換した内容積500m
lのガラス製反応器に精製トルエン400mlを装入
し、プロピレンを毎時100リットルの割合で流通さ
せ、毎分600回転で撹拌しながら45℃で10分間保
持した。次いで、トリイソブチルアルミニウムをアルミ
ニウム原子換算で19.4mgを装入した。さらに、上
記触媒溶液(2)をジルコニウム原子換算で0.36m
g装入し、50℃に昇温した。50℃、常圧で20分間
重合を行った後、少量のイソプロパノールを添加して重
合を停止した。重合終了後、希塩酸のメタノール溶液2
リットル中に反応液を投入してポリマーを析出させた。
さらにメタノールで洗浄を2回行った後、得られたポリ
マーを80℃で一晩減圧下で乾燥した。得られたポリプ
ロピレン(PP)は21.8gであり、触媒活性は1
6.4kg/mmol−Zr・hであった。DSCで測
定した融点(Tm)は149.1℃であり、GPCで測
定したMwは106,000であった。IR分析の結
果、ポリマー末端に不飽和結合が存在することを確認し
た。
【0124】[ヒドロホウ素化]アルゴンを満たしたド
ライボックス中、100mlの脱気乾燥THFで懸濁さ
せた前記の末端に不飽和結合を有するPP 20gを、
磁気撹拌子を備えたガラスフラスコに入れ、9-BBNの
THF溶液(0.5M)3.0mlを加えた。このスラ
リーをドライボックス中、55℃で5時間撹拌した後に
濾過し、脱気乾燥IPAで洗浄・減圧乾燥することで、
末端にホウ素を有するポリプロピレン(PP−B)を得
た。
【0125】[アクリル酸-2-ヒドロキシエチル重合]
密閉したフラスコに前記PP−B 20gを入れ、乾燥
HEA(アクリル酸-2-ヒドロキシエチル)16.8
g、THF80mlを加えて懸濁させたあと、1.9m
lの乾燥酸素を吹き込んで反応を開始した。続いて室温
で3時間撹拌した後、100mlのメタノールを加えて
反応を停止させた。析出したポリマーはソックスレー抽
出器により窒素雰囲気下、24時間かけてアセトンとヘ
プタンとの混合溶媒で抽出分取し、不溶成分としてPP
−O−(ポリアクリル酸-2-ヒドロキシエチル)ジブロ
ック共重合体(PP−O−PHEA)を得た。
【0126】このジブロック共重合体の下記式により算
出したPHEA部の重量平均分子量は5,000であっ
た。 Mw2=Mw1・(W2−W1)/W1 上記式において Mw1:PP部のMw、 Mw2:PHEA部のMw W1:HEA重合に使用したPP−Bの重量 W2:ジブロック共重合体の収量 をそれぞれ示す。
【0127】
【実施例1】製造例1で得られたジブロック共重合体
(P(Et/Hex)−O−PEG) 40gと、変性ポリオレ
フィンとして、無水マレイン酸グラフトポリプロピレン
(プロピレン/エチレン:98/2モル比、無水マレイ
ン酸含量:4.0重量%、粘度平均分子量:17,00
0、密度:0.919g/cm3、融点:136℃、軟化
点:143℃、溶融粘度(180℃):500cps)
4gと、界面活性剤としてオレイン酸カリウム1.2g
とを室温で混合した後、ラボプラストミル(設定温度:
200℃)にて5分間溶融混練し、次いで水酸化カリウ
ムの18.7%水溶液を1.4g添加し、更に5分間溶
融混練した。続いて、内容物を取り出し、固形状の乳化
物を60℃の温水中で分散させて水性樹脂散体を得た。
得られた水性樹脂分散体について、分散粒子径、分散安
定性および耐Alヒートシール強度を測定した。結果を
表1に示す。
【0128】
【実施例2】製造例2で得られたジブロック共重合体
(EOR−O−PMMA)を用いた以外は実施例1と同
様にして水性樹脂分散体を得た。得られた水性樹脂分散
体について、分散粒子径、分散安定性および耐Alヒー
トシール強度を測定した。結果を表1に示す。
【0129】
【実施例3】製造例3で得られたジブロック共重合体
(PP−O−PHEA)を用いた以外は実施例1と同様
にして水性樹脂分散体を得た。得られた水性樹脂分散体
について、分散粒子径、分散安定性および耐Alヒート
シール強度を測定した。結果を表1に示す。
【0130】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神 田 拓 山口県玖珂郡和木町和木6−1−2 三井 化学株式会社内 (72)発明者 森 亮 二 山口県玖珂郡和木町和木6−1−2 三井 化学株式会社内 (72)発明者 丹 淳 二 山口県玖珂郡和木町和木6−1−2 三井 化学株式会社内 (72)発明者 昇 忠 仁 千葉県袖ヶ浦市長浦580−32 三井化学株 式会社内 (72)発明者 金 子 英 之 千葉県袖ヶ浦市長浦580−32 三井化学株 式会社内 (72)発明者 浜 俊 一 千葉県千葉市花見川区幕張本郷3−8−1 −106 (72)発明者 古 城 真 一 千葉県袖ヶ浦市長浦580−32 三井化学株 式会社内 (72)発明者 柏 典 夫 千葉県袖ヶ浦市長浦580−32 三井化学株 式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で表されるオレフィン
    系ブロック共重合体(A)が水に分散されてなることを
    特徴とする水性樹脂分散体; PO-f-R …(I) (式中、POは、炭素原子数が2〜20のオレフィンか
    ら導かれる繰返し単位からなり、重量平均分子量が2,
    000以上であるポリオレフィンセグメントを示し、 fは、エーテル結合、エステル結合またはアミド結合を
    示し、 Rは、連鎖重合反応で得られ、重量平均分子量が500
    以上である官能性セグメントを示す。)。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のオレフィン系ブロック
    共重合体(A)と、該(A)以外の熱可塑性樹脂(B)
    とを含むオレフィン系重合体組成物(C)が水に分散さ
    れてなることを特徴とする水性樹脂分散体。
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