JP2001500547A - ガスケット用途で用いるに適した均一分枝エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物 - Google Patents

ガスケット用途で用いるに適した均一分枝エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物

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ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー
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Abstract

(57)【要約】 長鎖分枝を含んでいて向上した加工性を示すばかりでなく低温耐性を示しかつ微生物による汚れおよび攻撃にも耐性を示すエチレン/α−オレフィンインターポリマー類のブレンド物から軟質ガスケットを成形する。上記ガスケットは、機能的製品の製造で、色の添加以外の配合を必要としない。本発明のガスケットは環境に対して負の影響を与えずかつまた製造が比較的安価である。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスケット用途で用いるに適した均一分枝エチレン/アルファ−オレフィン インターポリマー組成物 本発明は特定のポリマー組成物から作られたガスケット(gaskets)に 関する。特に、本出願は、均一分枝(homogeneously branc hed)エチレン/α−オレフィンインターポリマー類、好適には長鎖分枝を含 むインターポリマー類のブレンド物から作られた軟質ガスケットに関する。上記 ガスケットは向上した加工性を示すばかりでなく低温で向上した柔軟性を示しか つ微生物による攻撃および汚れに耐性を示す。 ガスケットは多様な用途、例えばドアと器具本体の間の領域の密封で軟質ガス ケットが必要とされる器具、例えば冷蔵庫および冷凍庫などで用いられている。 ガスケットの製造で最も通常に用いられている材料の1つはポリ塩化ビニル(P VC)である。しかしながら、PVCで作られたガスケットは欠点をいくつか有 する。PVCでは、望ましい特性をガスケットに与えようとする場合に必要な多 様な添加剤を添加する目的で配合および調合を行う必要がある。そのような追加 的混合段階では追加的時間および費用が要求されることに加えて、可塑剤などの 如き添加剤はこぼれた液を吸収して変色して来る可能性がある。添加剤である可 塑剤はまた微生物による攻撃も受け易く、それによってまたガスケットの変色、 例えば黒色の染みなどがもたらされる可能性がある。更に、PVC製ガスケット は低温で脆くなって亀裂が問題になる。このように、PVC製ガスケットを低温 で取り付けるのは困難である。PVC製ガスケットはまた環境に負の影響を与え ると考えられている。 軟質ガスケットの製造ではまた熱可塑性ポリオレフィン(TPO)類も用いら れている。TPO類はPVCを基とするものでなく(従ってPVCが示す負の影 響はなく)、むしろ典型的にはポリプロピレンと低い引張り応力を示すエラスト マーのブレンド物であり、このようなTPO類はガスケット用途で用いるに有効 ではあるが、余分な「オフライン(off−line)」ブレンド段階を必要と し、このことが調合コストに否定的な影響を与えている。TPO類にはオイルが 時折添加されており、これがまた変色の一因にもなり得る。 実質的に線状であるエチレンポリマー類(substantially li near ethylene polymers)(SLEPS)、例えば米国 特許第5,272,236号および5,278,272号に教示されている如き ポリマー類および均一分枝線状エチレンポリマー類の両方とも、軟質ガスケット で用いることが提案されてはいるが、しかしながら、特にフラットプレートダイ ス(flat plate dies)[これはメルトフラクチャー(melt fracture)を誘発することが一般に知られている]を用いた場合には 、そのようなポリマー類を軟質ガスケットで単独で用いるのは不可能である。上 記実質的に線状であるエチレンポリマー類には長鎖分枝が存在していることから 、それが示すメルトフラクチャーは比較線状エチレンポリマー類に比較して低下 してはいるが、上記フラットプレートダイスの要求から、柔軟性を保持すると同 時に滑らかなガスケット表面をもたらす(即ちメルトフラクチャーをほとんどか 或は全く起こさない)エチレンポリマーがまだ求められている。実質的に線状で あるエチレンポリマー類に高いメルトインデックス値を持たせることがメルトフ ラクチャーの対策にな ることは確認されているが、そのように高いメルトインデックスを示すポリマー 類は溶融強度(melt strength)に問題がある、即ち溶融強度が低 い樹脂はダイスから簡単に垂れる結果として輪郭が明確でなくなる。このように 、ガスケット用途に適した樹脂の設計では、低せん断粘度(low shear viscosity)を最大限にしかつ高せん断粘度を最小限にするのが望ま しい。 軟質ガスケットで用いるに適していて機能的製品の製造で調合(色以外の)を 必要としない材料が求められている。そのような材料は耐汚染性(stain resistant)を示すべきでありかつ微生物による攻撃に敏感であっては ならない。そのようなガスケットで望まれるさらなる特性は、それが向上した低 温柔軟性を示しかつ環境に負の影響を与えないことである。そのようなガスケッ トはまた特性を経時的に保持すべきである、と言うのは、可塑剤が用いられてい る現在のPVC技術ではしばしば可塑剤が移行して脆くなると言った問題が生じ る。最後に、上述した特徴の全部が組み込まていてかつまた製造コストが比較的 安価であるガスケット材料が求められている。本発明では上記および他の利点を 教示する。 本発明はガスケット用組成物に関し、これに、 (A) 上記ガスケット用組成物の重量の約10から約90重量パーセントを構 成する少なくとも1種の均一分枝エチレン/α−オレフィンインターポリマー( この均一分枝インターポリマーは約0.001dg/分から約50dg/分のメ ルトインデックスを示す); (B) (A)が示すメルトインデックスよりも高くて約20dg/分から約5 000dg/分のメルトインデックスを示す少なくとも1種の 2番目の均一分枝エチレン/α−オレフィンインターポリマー; を含め、ここでは、(A)と(B)の密度差を0.002g/cm3以上から約 0.11g/cm3以下にし、そしてここでは、結果として生じるガスケット用 組成物が全体として約0.5から約50dg/分のメルトインデックス、2から 約14のMw/Mnおよび0.857g/cm3から約0.91g/cm3の密度を 持つようにする。 本発明の更に別の態様は、滑剤も含有する上記組成物を包含する。 本発明の更に別の面は、上述した如き組成物から作られたガスケットを包含す る。上記ガスケットの例はエチレンインターポリマー組成物を含有して成るガス ケットであり、上記組成物は、 (1)示差走査熱量計で測定した時に区別できる溶融ピークを少なくとも2つ示 すか、或は (2)ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に区別できる分子量ピークを少 なくとも2つ示し、そして (3)6から約51のメルトフロー比(I10/I2)を示し、そして (4)ショアA硬度が<b0+b1(密度)+b2(密度)2[ここで、b0=−9 ,679、b1=21,360およびb2=−11,668であり、ここで、密度 はグラム/cm3の単位である]であり、 (5)タンジェント曲げモジュラス(tangent flexural mo dulus)(Flex Mod)(psi)が>b0+b1(密度)+b2(密 度)2[ここで、b0=5,795,477、b1=−13,399,463およ びb2=7,747,721であり、ここで、密度はグラム/cm3の単位である ]である。 図1に、I2が10.57デシグラム/分(dg/分)でI10/I2が 27でMw/Mnが約8.9で密度が0.8747g/cm3のブレンド物B、即 ち本発明の実質的に線状であるエチレン/1−オクテンインターポリマー組成物 が示す粘度をI2が10.57dg/分でI10/I2が約8でMw/Mnが約2で密 度が0.8747g/cm3の実質的に線状であるエチレン/1−オクテンコポ リマー比較が示す粘度との比較でせん断速度に対して示す。 図2に、メルトインデックスが10.81dg/分でI10/I2が19.8で 密度が0.8704g/cm3でMw=71800でMn=12400でMw/Mn =5.79のブレンド物A、即ち本発明の実質的に線状であるエチレン/1−オ クテンインターポリマー組成物の場合のゲル浸透クロマトグラムを示す。 図3に、メルトインデックスが10.57dg/分でI10/I2が27で密度 が0.8747g/cm3でMw=77500でMn=87000でMw/Mn=8 .9のブレンド物B、即ち本発明の実質的に線状であるエチレン/1−オクテン インターポリマー組成物の場合のゲル浸透クロマトグラムを示す。 図4に、メルトインデックスが9.03dg/分でI10/I2が19.19で 密度が0.8821g/cm3でMw=75900でMn=12400でMw/Mn =6.12のブレンド物C、即ち本発明の実質的に線状であるエチレン/1−オ クテンインターポリマー組成物の場合のゲル浸透クロマトグラムを示す。 図5に、メルトインデックスが10.57dg/分でI10/I2が27で密度 が0.8747g/cm3でMw=77500でMn=87000でMw/Mn=8 .9のブレンド物B、即ち本発明の実質的に線状であ るエチレン/1−オクテンインターポリマー組成物の場合の貯蔵モジュラス(s torage modulus)(G’)(ダイン/cm2)とメルトインデッ クスが2.75dg/分で密度が1.39g/cm3の比較PVC組成物の場合 の貯蔵モジュラスG’の比較を温度(℃)に対して示す。 図6に、狭い分子量分布を示す通常のポリエチレンの場合のショアA硬度(実 線)に対比させた本発明の幅広い分子量分布を示すポリエチレン組成物の場合の ショアA硬度(破線)の比較を密度に対して示す。 本明細書で用いる用語「線状エチレンポリマー類」はエチレンポリマーが長鎖 分枝を持たないことを意味する。即ち、線状エチレンポリマーには、例えばチー グラー重合方法[例えば米国特許第4,076,698号(Anderson他 )]を用いて製造された伝統的な不均一線状低密度ポリエチレンポリマー類また は線状高密度ポリエチレンポリマー類(時には不均一ポリマーと呼ぶ)などのよ うに、長鎖分枝が存在していない。チーグラー重合方法は、用いられる触媒の性 質から金属原子触媒部位が数多く存在している結果として、不均一なポリマーが 生じる、即ちそのポリマーは同じポリマー組成物内に数種の異なる分枝を有する 。加うるに、チーグラー方法で作られた不均一ポリマー類は幅広い分子量分布( Mw/Mn)も示し、Mw/Mnを高くするとそれと同時にI10/I2比も高くなる 。 用語「線状エチレンポリマー類」は、長鎖分枝を多数有することが本分野の技 術者に知られている高圧分枝ポリエチレン(DLPE)、エチレン/酢酸ビニル (EVA)コポリマー類またはエチレン/ビニルアルコール(EVOH)コポリ マー類を指さない。この用語「線状エチレン ポリマー類」は、均一分枝分布重合方法で作られたポリマー類(時には均一ポリ マー類と呼ぶ)を指し得る。そのような均一に分枝しているポリマー類、即ち均 一ポリマー類には、米国特許第3,645,992号(Elston)に記述さ れているようにして製造されたポリマー類、そしてオレフィン濃度を比較的高く してバッチ式反応槽内でいわゆるシングルサイト(single site)触 媒を用いて製造されたポリマー類[米国特許第5,026,798号(Cani ch)または米国特許第5,055,438号(Canich)に記述されてい る如き]、或はまたオレフィン濃度を比較的高くしてバッチ式反応槽内で拘束幾 何触媒(constrained geometry catalysts)を 用いて製造されたポリマー類[米国特許第5,064,802号(Steven s他)またはヨーロッパ特許出願公開第0 416 815 A2(Steve ns他)に記述されている如き]が含まれる。この均一に分枝している/均一ポ リマー類は、コモノマーが所定インターポリマー分子内にランダムに分布してお りそしてインターポリマー分子の実質的に全部がそのインターポリマー内で同様 なエチレン/コモノマー比を有するポリマー類であるが、このようなポリマー類 の線状版、例えばExxon ChemicalがFebruary 1992 Tappi Journal論文の中で教示した如きポリマー類には長鎖分枝が 存在しない。 用語「実質的に線状である」は、ポリマーが長鎖分枝を有していてポリマーバ ックボーンが炭素1000個当たり0.01個の長鎖分枝から炭素1000個当 たり3個の長鎖分枝、より好適には炭素1000個当たり0.01個の長鎖分枝 から炭素1000個当たり1個の長鎖分枝、 特に炭素1000個当たり0.05個の長鎖分枝から炭素1000個当たり1個 の長鎖分枝で置換されていることを意味する。伝統的な線状均一ポリマー類と同 様に、また、本発明で用いる実質的に線状であるエチレン/α−オレフィンイン ターポリマー類も均一分枝分布を示しかつ単一の溶融ピークを示し[示差走査熱 量測定(DSC)で第二加熱を用いて10C/分の走査速度で−40℃から16 0℃に渡って測定して]、これは伝統的なチーグラー重合の不均一線状エチレン /α−オレフィンコポリマー類[これは示差走査熱量計(DSC)で測定した時 に溶融ピークを2つ以上示す]とは対照的である。この実質的に線状であるエチ レンポリマー類およびインターポリマー類は米国特許第5,272,236号お よび米国特許第5,278,272号に記述されている。 この実質的に線状であるエチレンポリマー類の長鎖分枝を、本明細書では、炭 素数が少なくとも6の鎖長であると定義し、その長さを越える鎖長は13C核磁気 共鳴分光法を用いたのでは区別不可能である。この実質的に線状であるエチレン ポリマーが有する長鎖分枝の長さは、勿論、エチレンと一緒に共重合させるコモ ノマーの全体長より炭素2個分短い長さよりも少なくとも炭素1個分長い。例え ば、エチレン/1−オクテンから作られた実質的に線状であるポリマーの場合の 長鎖分枝の長さは少なくとも炭素7個分であるが、しかしながら、実用事項とし て、このような長鎖分枝は、コモノマーが組み込まれる結果として生じる側鎖よ りも長くなければならない。実質的に線状であるエチレン/アルファ−オレフィ ンコポリマー類の場合の長鎖分枝は、この分枝が結合しているバックボーンと同 様に、それ自身もまた均一に分枝している。 エチレンのホモポリマー類および特定のエチレン/アルファ−オレフィ ンコポリマー類の場合の長鎖分枝を13C核磁気共鳴分光法で測定し、そしてRa ndallの方法(Rev.Macromol.Chem.Phys.、C29 (2&3)、285−297頁)を用いてそれの定量を行う。 組成分布分枝指数(CDBI)(Composition Distribu tion Branch Index)を、全コモノマーモル含有量中央値の5 0パーセント以内に入るコモノマー含有量を有するポリマー分子の重量パーセン トとして定義する。ポリマーのCDBIは、本技術分野で公知の技術で得られる データ、例えばWild他著「Journal of Polymer Sci ence,Poly.Phys.Ed」、20巻、441頁(1982)に記述 されているか或は米国特許第4,798,081号に記述されているか或は米国 特許第5,008,204号(Stehling)に記述されている如き、例え ば昇温溶出分離法(temperature rising elution fractionation)(本明細書では「TREF」と省略する)などか ら容易に計算される。CDBIを計算する技術が米国特許第5,322,728 号(Davey他)および米国特許第5,246,783号(Spenadel 他)に記述されている。本発明の均一に分枝している線状または均一に分枝して いて実質的に線状であるオレフィンポリマー類の場合のCDBIは、約30パー セント以上、好適には約50パーセント以上、特に約90パーセント以上である 。 本発明で用いる実質的に線状であるオレフィンポリマー類のユニークな特徴は 、I10/I2値が多分散指数(即ちMw/Mn)から本質的に独立していると言っ た非常に予想外な流れ特性である。これは、多分散指 数(即ちMWD)が高くなるにつれてまたI10/I2値も高くなると言った流動 特性を示す通常のチーグラー重合不均一ポリエチレン樹脂および通常のシングル サイト触媒重合均一線状ポリエチレン樹脂とは対照的である。 この均一に分枝していて実質的に線状であるエチレンインターポリマー類また は均一に分枝している線状エチレン/α−オレフィンインターポリマー類および 本発明で用いるインターポリマー組成物の密度は、ASTM D−792に従っ て測定した密度であり、個々の成分の密度は、本明細書で指定する他の条件に合 致する(例えば各成分間の密度の差が0.002g/cm3以上から約0.11 g/cm3に等しいか或はそれ以下である)ことを条件として、一般に約0.8 5g/cm3から約0.96g/cm3である。 個々のブレンド成分の密度はブレンド物全体に持たせる組成およびブレンド物 全体に持たせる密度で決定される。均一エチレンインターポリマー/均一エチレ ンインターポリマーのブレンド物が全体として示すブレンド密度を約0.857 から約0.91g/cm3、好適には約0.86から約0.9g/cm3、最も好 適には約0.87から約0.895g/cm3にする。最も好適な密度は具体的 な用途で決定される。より具体的に最も好適な密度は最終部品で要求される引張 り応力または柔軟性で決定される。最近の研究で、冷蔵庫用ガスケットでは0. 87から0.88g/cm3の密度が最も好適である一方でドア用ガスケットで 最も好適な密度は0.88から0.895g/cm3であることが示唆されてい る。 表1に、最も好適なブレンド組成(この組成物の25から40重量% を高い分子量の成分で構成させる)を与えかつ最も好適な全体密度である0.8 7から0.895g/cm3の範囲の密度を与えた個々の成分の密度範囲を示す 。表1では、高分子量画分と低分子量画分の間の密度の差は0.02g/cm3 であると仮定する。このブレンド物に含めた2成分の間の有効密度差は0.00 2g/cm3に等しいか或はそれ以上で0.11g/cm3に等しいか或はそれ以 下であり、好適な密度差は0.002g/cm3に等しいか或はそれ以上で0. 05g/cm3に等しいか或はそれ以下であり、最も好適な密度差は0.002g /cm3に等しいか或はそれ以上で0.03g/cm3に等しいか或はそれ以下で ある。 表1 最も好適な重量分率および全体密度を用いた時のブレンド成分の密度 本発明のガスケットは、また、本発明の組成物(ブレンドB)と通常のPVC 製ガスケット配合を比較する図5で明らかなように、柔軟性を低温で保持する。 ブレンド物Bが約−60℃から約0℃の範囲(冷蔵庫または冷凍庫の有効使用温 度)で示すG’(堅さの指示である貯蔵モジュラス)値は、PVCが同じ温度で 示すそれに比較して、一様に低い。従って、本発明のガスケットが低温で示す柔 軟性はPVCのそれに比較して 向上していた。図5は、また、本発明のガスケットが示す加熱抵抗(heat resistance)の方がPVCのそれよりも低いことも示している。加工 ガスケットを相手先商標製造会社(OEM)に輸送して取り付けを行う時に加熱 抵抗が低いことに関心が持たれるようになってきている。本発明の組成物から作 られたガスケットが示す温度安定性もまた通常の狭い分子量分布を示すポリエチ レンのそれよりも高く、このことは特に輸送中に有益である。 本発明で用いる均一に分枝している線状または均一に分枝していて実質的に線 状であるオレフィンポリマー組成物の分子量を、便利には、ASTM D−12 38、条件190℃/2.16kg(以前には「条件(E)」として知られてい てまたI2としても知られる)に従うメルトインデックス測定値を用いて示す。 メルトインデックスはポリマーの分子量に反比例する。従って、メルトインデッ クスは分子量が高くなればなるほど低くなるが、この関係は直線的でない。 本組成物に含める高分子量成分が示すメルトインデックスは、本明細書で用い るエチレンインターポリマーが均一に分枝していて線状であるか或は均一に分枝 していて実質的に線状であるかに拘らず、一般に約0.001dg/分から約5 0dg/分、好適には約0.01dg/分から約30dg/分、特に約0.02 dg/分から約10dg/分である。 低分子量画分のメルトインデックスを約20から約5000、好適には約10 0から約4000、最も好適には約200から約3000dg/分にする。 最終的なブレンド物、即ち組成物が示すメルトインデックスの範囲を、約0. 5から約50dg/分、好適には約1から約25dg/分、最も 好適には約4から約15dg/分にする。 この均一に分枝している線状または均一に分枝していて実質的に線状であるオ レフィンポリマー類の分子量の特徴づけで用いるに有用な別の測定値を、便利に は、ASTM D−1238、条件190℃/10kg(以前には「条件(N) 」として知られていてまたI10としても知られる)に従うメルトインデックス測 定値を用いて示す。上記2つのメルトインデックス項の比率がメルトフロー比で あり、これをI10/I2として表示し、またこれもポリマー加工性の指示を与え るものである。本発明で用いる個々の成分である実質的に線状であるエチレン/ α−オレフィンポリマー類の場合のI10/I2比は、特にI2が比較的低い(例え ば約0.01から約50dg/分のI2を示す)ポリマー類の場合、長鎖分枝の 度合を表す、即ちこのI10/I2比が高ければ高いほどそのポリマーに含まれる 長鎖分枝の数が多くなる。この個々の成分である実質的に線状であるエチレン/ α−オレフィンポリマー類が示すI10/I2比は、一般に少なくとも約5.63 、好適には少なくとも約7、特に少なくとも約8またはそれ以上である。この個 々の成分の場合のI10/I2比の上限は約50、好適には約20、特に約15で あり得る。本発明で用いる新規な実質的に線状であるエチレンインターポリマー 組成物の場合、個々のインターポリマーをブレンドするか或は反応槽内で重合さ せてインサイチューでブレンドするいずれかでブレンドを行うことを通して、そ れのメルトフロー比(I10/I2)を高くすることできる。I10/I2がより高い ことは、流動性および/または加工性の度合、従ってI10/I2が高ければ高い ほど本インターポリマー組成物から所望ガスケットへの成形を表面の不規則さを 伴わせることなく行うことができる 可能性がより高いことを示している。本発明で用いる新規な実質的に線状である エチレンインターポリマー組成物の場合のメルトフロー比(I10/I2)は6か ら51、好適には10から42、最も好適には15から33である。 この新規な実質的に線状であるエチレンインターポリマー類から製造するガスケ ットは、適切なシールが形成されるに充分な柔軟性を示すべきである。柔軟性は 、引張り応力で示すことができるか、或はポリオレフィン類の場合にはショアA 硬度でそれを示すことができる。本明細書では硬度を「ショアA」硬度(AST M D−2240を用いて測定)として測定する。ガスケットの構成で用いる実 質的に線状であるエチレンインターポリマー組成物の場合のショアA硬度の範囲 は、ポリマーおよび得られるガスケットの硬度を低くする目的で通常添加されて いる石油系オイルも可塑剤も用いていない時でも、約50から約98の範囲であ る。表3に、本発明で用いるに有用な3種類のインターポリマー組成物が示すシ ョアAデータをポリマーの密度に対して要約する一方、図6に、本発明の新規な 組成物のショアAは通常の狭MWDポリエチレンのそれに比較して低いことをグ ラフで示す。 分子量分布測定 混合多孔度カラム(Polymer Laboratories 103、1 04、105および106)が3本備わっているWaters 150C高温クロ マトグラフィー装置を140℃の装置温度で操作することによるゲル浸透クロマ トグラフィー(GPC)により、インターポリマー生成物全体サンプルおよび個 々のインターポリマー成分を分析する。溶媒は1,2,4−トリクロロベンゼン であり、これを用いてサンプル が0.3重量パーセント入っている溶液を注入用として調製する。流量を1.0 ミリリットル/分にし、注入量を100ミクロリットルにする。 狭い分子量分布のポリスチレン標準(Polymer Laboratori es製)を溶離体積と協力させて用いて分子量測定値を引き出す。下記の方程式 : Mポリエチレン=a*(Mポリスチレン)b を引き出すに適切な、ポリエチレンとポリスチレンに関するMark−Houw ink係数[WilliamsおよびWordが「Journal of Po lymer Science」、Polymer Letters、6巻(62 1)1968の中で記述している如き]を用いて、ポリエチレンの相当する分子 量を決定する。上記方程式においてa=0.4316およびb=1.0である。 重量平均分子量Mwおよび数平均分子量Mnを、下記の式:Mj=(Σwi(Mi jj [式中、wiは、GPCカラムから溶離して来る画分iに入っている分子の重量 分率であり、これは分子量Miを伴い、そしてMwを計算する時はj=1でありそ してMnを計算する時にはj=−1である]に従う通常様式で計算する。 本発明で用いる個々の成分である実質的に線状であるエチレンインターポリマ ー類または均一線状エチレンインターポリマー類の場合の分子量分布(Mw/Mn )は一般に約1.8から約2.8である。本発明で用いる実質的に線状であるエ チレンインターポリマー類または均一線状エチレンインターポリマー類を含有さ せた組成物の場合の分子量分布(Mw/Mn)は、一般に約2から約14、好適には 約3から約10、特に約4から約8である。 メルトフラクチャー現象の識別では一般に見掛けせん断速度に対する 見掛けせん断応力のプロットを用いる。Ramamurthy著「Journa l of Rheology」、30(2)、337−357、1986に従い 、特定の臨界流量を越えると観察される押出された物の不規則さは、幅広い意味 で2つの主要な型に分類分け可能である、即ち表面メルトフラクチャーとグロス メルトフラクチャーに分類分け可能である。表面メルトフラクチャーは、明らか に安定した流れ条件下で起こり、そしてその詳細な範囲は、鏡面光沢の損失から 、よりひどい「鮫肌」形態に至る。本開示では、表面メルトフラクチャーが起こ り始める時を、押出された物の輪郭が表面光沢を失う(表面の品質を10x倍率 のガラスを用いて評価した)点であるとして特徴づける。 表4に示すように、ガスケットを実質的に線状であるエチレン/アルファ−オ レフィンインターポリマーから製造する場合、せん断応力が約0.20±0.0 3MPa(2.0x106±0.3x106ダイン/cm2)の時に表面の欠陥が 生じる。しかしながら、表5に示すように、ドア用ガスケットをポリマーブレン ド物Bの押出し加工およびポリマーブレンド物Cの押出し加工で製造した時には 表面の欠陥が生じなかった。ポリマーブレンド物Aから製造したガスケットの輪 郭には、この部品の長さに沿ってメルトフラクチャーの小さい片(minor strips)が含まれていたが、このようなメルトフラクチャーの片は、表5 に示すように、ダイスの欠陥の結果であった、即ちダイスライン(die−li nes)の結果であった。表5に示すように、非常に高いせん断応力レベル、例 えばそれぞれ0.651および0.850MPaのせん断応力を与えてポリマー ブレンド物BおよびCを押出し加工している間にメルトフラクチャーが観察され なかったことは驚くべきことであった。 例えば、一般的には、表面欠陥の発生はせん断応力レベルで決定されると考えら れている。 エチレンインターポリマー組成物が示すメルトフラクチャーは、また、ダイス のデザイン、例えば入り口の幾何形態、ダイスランド領域の幅に対する長さの比 率、および構成材料などに非常に大きく依存する(J.Dealy,“Melt Rheology and its Role in Plastics Processing”,Van Nostrand Reinhold,New York, 1990、8章、336−341頁を参照のこと)。ガスケットの輪郭全体に渡って 一定の面速度を保持する目的でダイスを回転させることが通常に実施されている 。一般的には、このような回転過程を用いると、ダイスランドの領域が短くなる ことから、ダイスが原因でメルトフラクチャーを伴う輪郭が生じる可能性が大き くなる。勿論、メルトフラクチャーはまた押出し加工温度および流量にも依存す る。 本発明で用いるに有用な実質的に線状であるエチレンポリマー類および線状エ チレンポリマー類は、エチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンお よび/またはC2−C20アセチレン系不飽和モノマーおよび/またはC4−C18ジ オレフィン類から作られたインターポリマー類である。本発明で用いる実質的に 線状であるポリマー類は、また、C3−C20アルファ−オレフィン類、共役ジエ ン類、非共役ジエン類およびそれらの混合物から成る群から選択される少なくと も1種のコモノマーとエチレンから作られたインターポリマー類であってもよい 。本発明ではまたエチレン/アルファ−オレフィン/ジエン(EPDM)も使用 に適切であり、それに上記C3−C20α−オレフィン類および少なくとも1種の 非共役ジエン(例えば5−エチリデン−2−ノルボルネン)ま たは共役ジエン[例えば1,3−ペンタジエン(通常はピペリレンと呼ばれる) ]を含めてもよい。用語「インターポリマー」は、コモノマーを少なくとも2種 類用いて作られたポリマー(例えばコポリマー)を意味し、そしてまたコモノマ ーを3種以上含めたポリマー(例えばターポリマーなど)も包含する。しかしな がら、実質的に線状であるエチレン/アルファ−オレフィンコポリマー類が好適 であり、エチレン/C3−C20α−オレフィンコポリマー類が特に好適である。均一に分枝していて実質的に線状であるエチレンインターポリマーの重合 この実質的に線状であるエチレン/α−オレフィンインターポリマー類の製造 を適切な拘束幾何触媒、好適には1990年7月3日付けで提出した米国出願連 続番号545,403;米国特許第5,132,380;米国特許第5,064,8 02;米国特許第5,153,157;米国特許第5,470,993;米国特許第 5,453,410;米国特許第5,374,696;米国特許第5,532,394 ;米国特許第5,494,874;米国特許第5,189,192に開示されている 如き拘束幾何触媒を用いて行う。また、米国特許第5,026,798号に教示 されているオレフィン重合用モノシクロペンタジエニル遷移金属触媒も反応条件 を以下に指定する如き反応条件にする限り本発明のポリマー類の調製で用いるに 適切である。 本明細書で用いるに適切な共触媒には、これらに限定するものでないが、例え ばポリマー状またはオリゴマー状のアルミノキサン類(aluminoxane s)、特にメチルアルミノキサンまたは修飾メチルアルミノキサン(例えば米国 特許第5,041,584、米国特許第4,5 44,762、米国特許第5,015,749、および/または米国特許第5,04 1,585に記述されている如く製造された)ばかりでなく、不活性で適合性を 示して配位しないイオン形成化合物が含まれる。好適な共触媒は不活性で配位し ないホウ素化合物である。 この実質的に線状であるエチレンポリマー類の製造は反応槽を少なくとも1基 用いた連続(バッチ式または半バッチ式操作とは対照的に)制御重合方法で実施 可能であるが、また、所望特性を有するインターポリマー類が生じるに充分な重 合温度および圧力下で複数の反応槽を用いてそれの製造を行うことも可能である [例えば米国特許第3,914,342号、1994年3月8日付けで提出した 係属中の出願連続番号208,068、1995年5月3日付けで提出した係属 中の出願連続番号433,785、および1995年5月26日付けで提出した 係属中の出願連続番号452,472に記述されている如き複数反応槽配置を使 用]。 本発明のポリマー組成物は通常の如何なる方法で作られてもよく、そのような 方法には、個々の成分を乾燥状態でブレンドした後にミキサー内で溶融混合を行 う方法、またはこれらの成分をミキサー内で直接一緒に混合する方法[例えばバ ンバリーミキサー、ハークミキサー、ブラベンダー内部ミキサーまたは単軸もし くは2軸押出し加工機(共重合工程の下流に配合用押出し加工機およびサイドア ーム付き押出し加工機を直接用いることを包含)を使用]が含まれる。 好適には、ブレンド成分の単離を伴わない直接的重合でブレンド物を製造する 。好適には、弾性を示す実質的に線状であるオレフィンポリマー類または線状オ レフィンポリマー類の共重合を複数の反応槽内で単一 または複数の触媒を用いていろいろな組み合わせで行うことを通して、本発明の ガスケット用組成物をインサイチューで生じさせる。上記反応槽は逐次的または 並列運転可能である。典型的なインサイチュー共重合方法がPCT特許公開WO 94/17112に開示されている。代替アプローチは1基の反応槽内で複数 の触媒を用いてブレンド物を製造するアプローチである。 高い分子量を有する成分の重量分率を約90から約10重量%(ガスケット用 組成物の重量の)にし、その残り(10から90%)をより低い分子量を有する 成分にする。この高い分子量を有する成分の重量分率を好適には約15から約6 0重量%にし、最も好適には約20から約40重量%にする。 また、要求される最終使用特性に応じて他のポリマー類も有効量の実質的に線 状であるエチレンポリマーブレンド物または線状エチレンポリマーブレンド物と 一緒に組み合わせて用いてガスケットの製造を行うことも同様に可能である。こ のような他のポリマー類は熱可塑性(即ち溶融加工可能)ポリマー類であり、そ れには高分枝低密度ポリエチレン、エチレン/酢酸ビニルコポリマー類、および アイオノマー類、例えばエチレン/アクリル酸コポリマー類から作られたアイオ ノマー類[例えばザ・ダウケミカル社(The Dow Chemical C ompany)が製造しているPRIMACOR(商標)Adhesive P olymers]などの如きポリマー類が含まれる。 また、本発明のポリマー混合物に添加剤、例えば抗酸化剤[例えばヒンダード フェノール系、例えばCiba Geigyが供給しているIrganox(商 標)1010またはIrganox(商標)1076 など]、ホスフェート類[例えばCiba Geigyがまた供給しているIr gafos(商標)168など]、Standostab PEPQ(商標)[ Sandozが供給している]、顔料、着色剤、充填材、そしてオルガノシリコ ン類、フルオロポリマー類およびフルオロ(コ)ポリマー類から成る群から選択 される少なくとも1種の加工助剤などを含有させることも可能である。本発明の ポリマー混合物から成形するガスケットに、また、抗ブロッキング(antib locking)を向上させる添加剤、離型を向上させる添加剤、そして摩擦係 数特性を向上させる添加剤を含有させることも可能であり、そのような添加剤に は、これらに限定するものでないが、未処理および処理二酸化ケイ素、タルク、 炭酸カルシウムおよび粘土ばかりでなく第一、第二および置換脂肪酸アミド類、 剥離剤、シリコン被覆材などが含まれる。好適には、本ガスケット用組成物に少 なくとも1種の滑剤を含める。特に、エルカミド(erucamide)などの 如き滑剤を本組成物に約500ppmから約10,000ppm(1%)、好適 には約2700ppmのレベルで入れるのが有益である。 例えば、エルカミドが2.7%(同様な実質的に線状であるエチレンポリマー の中に)入っている濃縮物を10パーセント(本組成物の重量の)添加するとガ スケットの押出し加工性が向上する。また、押出し加工中の摩擦係数を下げる目 的でTeflon(商標)(E.I.duPont de Nemours,I nc.が製造)を基とする離型剤または成形ブロック(shaping blo cks)の永久的Teflon(商標)被覆を用いることも推奨される。均一に 分枝しているエチレンポリマー類にUcarsil PA−1加工助剤[Uca rsi l PA−1はUnion Carbideが製造している有機修飾ポリジメチ ルシロキサンである(米国特許第4,535,113号)]を5000ppm添 加するのが表面欠陥の防止に役立つことを確認した。 本発明のポリマー混合物に、更に、再利用およびスクラップ材料および希釈用 ポリマー類(例えば同様なバージン組成物から作られた欠陥のあるガスケットな ど)を所望性能特性が保持される度合で含めることも可能である。 本明細書に開示するガスケット用組成物は、器具および目詰め(weathe rstripping)用ガスケットの成形に加えて、照射もしくは硬化用途、 例えば医学および自動車用途、例えば医学用管材および自動車の目詰めなどで用 いるにも有用である。実施例 材料および重合条件 本明細書の実施例で用いる均一に分枝していて実質的に線状であるエチレン/ 1−オクテンインターポリマー類を、1994年3月8日付けで提出した係属中 の出願連続番号208,068、1995年5月3日付けで提出した係属中の出 願連続番号433,785、および1995年5月26日付けで提出した係属中 の出願連続番号452,472に従って製造するが、但し高い分子量を有する成 分のパーセントを上記出願に記述されているパーセントから変える。更に、各成 分の製造を同じ触媒を用いるが各成分の重合をいろいろな温度で行う。 表2に、ガスケット用の実質的に線状であるエチレン/アルファ−オレフィン インターポリマー組成物の仕様を詳細に挙げる。 * 密度ブレンド法則(density blencding rule)(1 /ρf=W1/ρ1+(1−w1)/ρ2)[ここで、ρf、ρ1およびρ2は、それぞ れ、全体の密度、高分子量成分の密度および低分子量成分の密度を表し、そして w1は、高分子量成分の重量分率であり、ρfをASTM D792を用いて測定 し、そしてρ2をDSCで測定した]を用いて計算。 ** 実験GPCを確率が最も高い分布に適合させることを通して計算。 *** DSCサーモグラムから計算。 **** メルトインデックス(I2)をIn(I2)=62.781735−3 .861973*In(Mw)−1.7909488*In(I10/I2)−16 .309713(I10/I2=8.0と仮定)を用いて計算した。方法 ドア用ガスケットの製造をシングルフライト付き(single fligh ted)スクリューが備わっている88.9mm(3.5インチ)の押出し加工 機(L/D=24)を用いて行う。断面積が48.90mm2(0.0758平 方インチ)で最小ダイスギャップ(diegap)が0.381mm(0.01 5インチ)のプロファイル(profile)用フラットプレートダイスを用い てポリマーブレンド物BおよびCからガスケットを製造する。断面積が56.0 6mm2(0.0869平方インチ)で最小ダイスギャップが0.254mm( 0.010インチ)のフラットプレートダイスを用いてポリマーブレンド物Aか らガスケットを製造する。押出し加工されたプロファイルを3つの成形ブロック に通した後、18℃の冷却用トラフ(through)の中に通す。 10X倍率の接眼レンズを用いてメルトフラクチャーの存在を目で測定する。 溶融強度を、部分の明確さ、そしてプロファイルを上記3つの成形ブロックの 中に導く時の容易さから評価した。 表5に示すように、ポリマーブレンド物Aの押出し加工を142℃において4 7.2kg/時(103.9ポンド/時)、即ち18.5m/分(60.6フィ ート/時)で行うことを通して、ドア用ガスケットの製造を行う。ブレンド物A の密度はより低くかつ押出し加工温度を高くしたことでブレンド物Aは成形ブロ ックに粘着するであろうことから、成形ブロックは用いなかった。その結果とし て、輪郭の明確さは非常に劣っていた。 表5に示すように、ポリマーブレンド物Bの押出し加工を91.7℃において 14.0kg/時(30.9ポンド/時)、即ち6.4m/分(21.0フィー ト/時)で行いそしてポリマーブレンド物Cの押出し加工を98.9℃において 20.6kg/時(45.4ポンド/時)、即ち9.1m/分(30.0フィー ト/時)で行うことを通して、ドア用ガスケットの製造を行う。ポリマーブレン ド物BおよびCを用いて製造したガスケットは、そのように非常に低い押出し加 工温度および非常に高いせん断応力で製造した場合でも、表面の流れ欠陥(メル トフラクチャー)を含まない。また、輪郭の明確さも満足されるものであり(3 つの成形ブロックを使用)、このことは、溶融強度が満足されることを示してい た。 考察 ガスケット用の実質的に線状であるエチレン/アルファ−オレフィンインター ポリマー組成物が示す物性とガスケット用の通常の単一成分である実質的に線状 であるアルファ−オレフィンインターポリマーが示す物性の比較を表3に示す。 I10/I2および多分散性(Mw/Mn)で示されるように、ガスケット用の上記実 質的に線状であるエチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物の方 が幅広い分子量分布(Mw/Mn)を示すことを注目されたい。如何なる特別な理 論でも範囲を限定することを望むものでないが、我々は、図1に示すように、Mw /Mnをより幅広くすると所望の流動学的変化がもたらされる、例えば低せん断 粘度がより高くなると共に高せん断粘度がより低くなると考えている。そのこと が本発明にとって重要な鍵となる流動学的変化である。より具体的には、部分の 明確さを向上させるには実質的に線状であるエチレン /アルファ−オレフィンインターポリマー類が示す低せん断粘度、即ち溶融強度 を高くする必要がある一方で、メルトフラクチャーが起こらないようにするには 高せん断粘度を低いまま保持する必要がある。ガスケット用の上記実質的に線状 であるエチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物のメルトインデ ックスを低くし、例えば6.0dg/分にして溶融強度を高めることを通して、 それが示す溶融強度を向上させることができた。 ガスケットのセットアップ(固化)速度を速くしかつ使用温度の上限を向上さ せることができるのは上記2つのブレンド成分の間の密度の差を大きくしたこと による。表2に挙げたブレンド成分間の最大密度差は0.022g/cm3(ブ レンド物B)であるが、0.072g/cm3の密度差も同様に達成した。 比較として、Mw/Mnが約2の商業的に入手可能な実質的に線状であるポリ エチレンを用いたドア用ガスケットの製造を、先端に深Maddox混合セクシ ョン(deep Maddox mixing section)が付いている シングルフライト付きスクリューが備わっている88.9mm(3.5インチ) の押出し加工機(L/D=24)を 用いて行う。断面積が56.06mm2(0.0869平方インチ)のプロファ イル用フラットプレートダイスを用いてドア用ガスケットの製造を行う。メルト フラクチャーおよび溶融強度測定値は定性的性質の値である。倍率が10Xの接 眼レンズを用いてメルトフラクチャーの存在を目で測定する。溶融強度を、部分 の明確さ、そしてプロファイルを成形ブロックの中に導く時の容易さから評価す る。 表4に、メルトインデックスが1、5、13および30の単一成分(即ちMw /Mnが約2)である実質的に線状であるエチレン/アルファ−オレフィンイン ターポリマーをドア用ガスケットに変換した場合の初期結果を示す。この実質的 に線状であるエチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー類は全部、産出 速度を商業的目標である27.22kg/時(60ポンド/時)、即ち10.6 68m/分(35フィート/分)より低くしてもメルトフラクチャーを示す(表 面の光沢を失う)。MIが30の樹脂が示した産出速度である26.31kg/ 時(58ポンド/時)は商業的目標に近いが、この樹脂はガスケットへの変換に 充分な溶融強度を持たず、例えばこの樹脂はダイスから簡単に垂れ下がって、輪 郭が明確でない。実際、MIが13の樹脂は要求される溶融強度を持たない。表 4は、また、MIが1.0の実質的に線状であるエチレン/アルファ−オレフィ ンインターポリマーに加工助剤(Ucarsil PA−1)を5000ppm 添加すると産出速度がほぼ2倍になるがそれでも産出速度が商業的目標にまで高 くることはないことも示している。産出速度が2倍になったとしても、容認され る商業的速度よりもまだ3倍低い。 本発明をこの上に示した具体的な態様でかなり詳細に記述してきたがこのよう な態様は単に説明の目的であると理解されるべきである。本分野の技術者は本発 明の精神および範囲から逸脱しない限り数多くの変更および修飾を行うことがで きる。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年9月9日(1998.9.9) 【補正内容】 明細書 ガスケット用途で用いるに適した均一分枝エチレン/アルファ−オレフィン インターポリマー組成物 本発明は特定のポリマー組成物から作られたガスケット(gaskets)に 関する。特に、本出願は、均一分枝(homogeneously branc hed)エチレン/α−オレフィンインターポリマー類、好適には長鎖分枝を含 むインターポリマー類のブレンド物から作られた軟質ガスケットに関する。上記 ガスケットは向上した加工性を示すばかりでなく低温で向上した柔軟性を示しか つ微生物による攻撃および汚れに耐性を示す。 ガスケットは多様な用途、例えばドアと器具本体の間の領域の密封で軟質ガス ケットが必要とされる器具、例えば冷蔵庫および冷凍庫などで用いられている。 ガスケットの製造で最も通常に用いられている材料の1つはポリ塩化ビニル(P VC)である。しかしながら、PVCで作られたガスケットは欠点をいくつか有 する。PVCでは、望ましい特性をガスケットに与えようとする場合に必要な多 様な添加剤を添加する目的で配合および調合を行う必要がある。そのような追加 的混合段階では追加的時間および費用が要求されることに加えて、可塑剤などの 如き添加剤はこぼれた液を吸収して変色して来る可能性がある。添加剤である可 塑剤はまた微生物による攻撃も受け易く、それによってまたガスケットの変色、 例えば黒色の染みなどがもたらされる可能性がある。更に、PVC製ガスケット は低温で脆くなって亀裂が問題になる。このように、PVC製ガスケットを低温 で取り付けるのは困難である。PVC製ガスケットはまた環境に負の影響を与え ると考えられている。 軟質ガスケットの製造ではまた熱可塑性ポリオレフィン(TPO)類も用いら れている。TPO類はPVCを基とするものでなく(従ってPVCが示す負の影 響はなく)、むしろ典型的にはポリプロピレンと低い引張り応力を示すエラスト マーのブレンド物であり、このようなTPO類はガスケット用途で用いるに有効 ではあるが、余分な「オフライン(off−line)」ブレンド段階を必要と し、このことが調合コストに否定的な影響を与えている。TPO類にはオイルが 時折添加されており、これがまた変色の一因にもなり得る。 WO 95/05427には飲料用容器の密封で用いるに有用なガスケット用 組成物が開示されていて、その組成物には狭い分子量分布を示す少なくとも1種 の均一線状エチレンポリマーが含まれている。 実質的に線状であるエチレンポリマー類(substantially li near ethylene polymers)(SLEPS)、例えば米国 特許第5,272,236号および5,278,272号に教示されている如き ポリマー類および均一分枝線状エチレンポリマー類の両方とも、軟質ガスケット で用いることが提案されてはいるが、しかしながら、特にフラットプレートダイ ス(flat plate dies)[これはメルトフラクチャー(melt fracture)を誘発することが一般に知られている]を用いた場合には 、そのようなポリマー類を軟質ガスケットで単独で用いるのは不可能である。上 記実質的に線状であるエチレンポリマー類には長鎖分枝が存在していることから 、それが示すメルトフラクチャーは比較線状エチレンポリマー類に比較して低下 してはいるが、上記フラットプレートダイスの要求から、柔軟性を保持すると同 時に滑らかなガスケット表面をもたらす(即ちメ ルトフラクチャーをほとんどか或は全く起こさない)エチレンポリマーがまだ求 められている。実質的に線状であるエチレンポリマー類に高いメルトインデック ス値を持たせることがメルトフラクチャーの対策になることは確認されているが 、そのように高いメルトインデックスを示すポリマー類は溶融強度(melt strength)に問題がある、即ち溶融強度が低い樹脂はダイスから簡単に 垂れる結果として輪郭が明確でなくなる。このように、ガスケット用途に適した 樹脂の設計では、低せん断粘度(low shear viscosity)を 最大限にしかつ高せん断粘度を最小限にするのが望ましい。 軟質ガスケットで用いるに適していて機能的製品の製造で調合(色以外の)を 必要としない材料が求められている。そのような材料は耐汚染性(stain resistant)を示すべきでありかつ微生物による攻撃に敏感であっては ならない。そのようなガスケットで望まれるさらなる特性は、それが向上した低 温柔軟性を示しかつ環境に負の影響を与えないことである。そのようなガスケッ トはまた特性を経時的に保持すべきである、と言うのは、可塑剤が用いられてい る現在のPVC技術ではしばしば可塑剤が移行して脆くなると言った問題が生じ る。最後に、上述した特徴の全部が組み込まていてかつまた製造コストが比較的 安価であるガスケット材料が求められている。本発明では上記および他の利点を 教示する。 本発明はガスケット用組成物に関し、これに、 (A) 上記ガスケット用組成物の重量の10から90重量パーセントを構成す る少なくとも1種の均一分枝エチレン/α−オレフィンインターポリマー(この 均一分枝インターポリマーは0.001dg/分から 50dg/分のメルトインデックスを示す); (B) (A)が示すメルトインデックスよりも高くて20dg/分から500 0dg/分のメルトインデックスを示す少なくとも1種の2番目の均一分枝エチ レン/α−オレフィンインターポリマー; を含め、ここでは、(A)と(B)の密度差を0.002g/cm3以上から0 .11g/cm3以下にし、そしてここでは、結果として生じるガスケット用組 成物が全体として0.5から50dg/分のメルトインデックス、2から14の Mw/Mnおよび0.857g/cm3から0.91g/cm3の密度を持つように する。 本発明の更に別の態様は、滑剤も含有する上記組成物を包含する。 本発明の更に別の面は、上述した如き組成物から作られたガスケットを包含す る。上記ガスケットの例はエチレンインターポリマー組成物を含有して成るガス ケットであり、上記組成物は、 (1)示差走査熱量計で測定した時に区別できる溶融ピークを少なくとも2つ示 すか、或は (2)ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に区別できる分子量ピークを少 なくとも2つ示し、そして (3)6から約51のメルトフロー比(I10/I2)を示し、そして (4)ショアA硬度が<b0+b1(密度)+b2(密度)2[ここで、b0=−9 ,679、b1=21,360およびb2=−11,668であり、ここで、密度 はグラム/cm3の単位である]であり、 タンジェント曲げモジュラス(tangent flexural modul us)(Flex Mod)(psi)が>b0+b1(密度)+b2(密度)2[ ここで、b0=5,795,477、b1=−13,3 99,463およびb2=7,747,721であり、ここで、密度はグラム/ cm3の単位である]である。 図1に、I2が10.57デシグラム/分(dg/分)でI10/I2が27でMw /Mnが約8.9で密度が0.8747g/cm3のブレンド物B、即ち本発明 の実質的に線状であるエチレン/1−オクテンインターポリマー組成物が示す粘 度をI2が10.57dg/分でI10/I2が約8でMw/Mnが約2で密度が0. 8747g/cm3の実質的に線状であるエチレン/1−オクテンコポリマー比 較が示す粘度との比較でせん断速度に対して示す。 図2に、メルトインデックスが10.81dg/分でI10/I2が19.8で 密度が0.8704g/cm3でMw=71800でMn=12400でMw/Mn =5.79のブレンド物A、即ち本発明の実質的に線状であるエチレン/1−オ クテンインターポリマー組成物の場合のゲル浸透クロマトグラムを示す。 用語「線状エチレンポリマー類」は、長鎖分枝を多数有することが本分野の技 術者に知られている高圧分枝ポリエチレン(DLPE)、エチレン/酢酸ビニル (EVA)コポリマー類またはエチレン/ビニルアルコール(EVOH)コポリ マー類を指さない。この用語「線状エチレンポリマー類」は、均一分枝分布重合 方法で作られたポリマー類(時には均一ポリマー類と呼ぶ)を指し得る。そのよ うな均一に分枝しているポリマー類、即ち均一ポリマー類には、米国特許第3, 645,992号(Elston)に記述されているようにして製造されたポリ マー類、そしてオレフィン濃度を比較的高くしてバッチ式反応槽内でいわゆるシ ングルサイト(single site)触媒を用いて製造されたポリマー類[ 米国特許第5,026,798号(Canich)または米国特許第5,055 ,438号(Canich)に記述されている如き]、或はまたオレフィン濃度 を比較的高くしてバッチ式反応槽内で拘束幾何触媒(constrained geometry catalysts)を用いて製造されたポリマー類[米国 特許第5,064,802号(Stevens他)またはヨーロッパ特許出願公 開第0 416 815 A2(Stevens他)に記述されている如き]が 含まれる。この均一に分枝している/均一ポリマー類は、コモノマーが所定イン ターポリマー分子内にランダムに分布しておりそしてインターポリマー分子の実 質的に全部がそのインターポリマー内で同様なエチレン/コモノマー比を有する ポリマー類であるが、このようなポリマー類の線状版、例えばExxon Ch emicalがFebruary 1992Tappi Journal論文の 中で教示した如きポリマー類には長鎖分枝が存在しない。 用語「実質的に線状である」は、ポリマーが長鎖分枝を有していてポリマーバ ックボーンが炭素1000個当たり0.01個の長鎖分枝から炭素1000個当 たり3個の長鎖分枝、より好適には炭素1000個当たり0.01個の長鎖分枝 から炭素1000個当たり1個の長鎖分枝、特に炭素1000個当たり0.05 個の長鎖分枝から炭素1000個当たり1個の長鎖分枝で置換されていることを 意味する。伝統的な線状均一ポリマー類と同様に、また、本発明で用いる実質的 に線状であるエチレン/α−オレフィンインターポリマー類も均一分枝分布を示 しかつ単一の溶融ピークを示し[示差走査熱量測定(DSC)で第二加熱を用い て10℃/分の走査速度で−40℃から160℃に渡って測定して]、これは伝 統的なチーグラー重合の不均一線状エチレン/α−オレフィンコポリマー類[こ れは示差走査熱量計(DSC)で測定した時に溶融ピークを2つ以上示す]とは 対照的である。この実質的に線状であるエ 本発明で用いる実質的に線状であるオレフィンポリマー類のユニークな特徴は 、I10/I2値が多分散指数(即ちMw/Mn)から本質的に独立していると言っ た非常に予想外な流れ特性である。これは、多分散指数(即ちMWD)が高くな るにつれてまたI10/I2値も高くなると言った流動特性を示す通常のチーグラ ー重合不均一ポリエチレン樹脂および通常のシングルサイト触媒重合均一線状ポ リエチレン樹脂とは対照的である。 この均一に分枝していて実質的に線状であるエチレンインターポリマー類また は均一に分枝している線状エチレン/α−オレフィンインターポリマー類および 本発明で用いるインターポリマー組成物の密度は、ASTM D−792に従っ て測定した密度であり、個々の成分の密度は、本明細書で指定する他の条件に合 致する(例えば各成分間の密度の差が0.002g/cm3以上から約0.11 g/cm3に等しいか或はそれ以下である)ことを条件として、一般に約0.8 5g/cm3から約0.96g/cm3である。 個々のブレンド成分の密度はブレンド物全体に持たせる組成およびブレンド物 全体に持たせる密度で決定される。均一エチレンインターポリマー/均一エチレ ンインターポリマーのブレンド物が全体として示すブレンド密度を0.857か ら0.91g/cm3、好適には約0.86から約0.9g/cm3、最も好適に は約0.87から約0.895g/cm3にする。最も好適な密度は具体的な用 途で決定される。より具体的に最も好適な密度は最終部品で要求される引張り応 力または柔軟性で決定される。最近の研究で、冷蔵庫用ガスケットでは0.87 から0.88g/cm3の密度が最も好適である一方でドア用ガスケットで最も 好適な密度は0.88から0.895g/cm3であることが示唆されている。 表1に、最も好適なブレンド組成(この組成物の25から40重量%を高い分 子量の成分で構成させる)を与えかつ最も好適な全体密度である0.87から0 .895g/cm3の範囲の密度を与えた個々の成分の密度範囲を示す。表1で は、高分子量画分と低分子量画分の間の密度の差は0.02g/cm3であると 仮定する。このブレンド物に含めた2成分の間の有効密度差は0.002g/c m3に等しいか或はそれ以上で0.11g/cm3に等しいか或はそれ以下であり 、好適な密度 STM D−1238、条件190℃/2.16kg(以前には「条件(E)」 として知られていてまたI2としても知られる)に従うメルトインデックス測定 値を用いて示す。メルトインデックスはポリマーの分子量に反比例する。従って 、メルトインデックスは分子量が高くなればなるほど低くなるが、この関係は直 線的でない。 本組成物に含める高分子量成分が示すメルトインデックスは、本明細書で用い るエチレンインターポリマーが均一に分枝していて線状であるか或は均一に分枝 していて実質的に線状であるかに拘らず、一般に0.001dg/分から50d g/分、好適には0.01dg/分から30dg/分、特に約0.02dg/分 から約10dg/分である。 低分子量画分のメルトインデックスを20から5000、好適には100から 4000、最も好適には約200から約3000dg/分にする。 最終的なブレンド物、即ち組成物が示すメルトインデックスの範囲を、0.5 から50dg/分、好適には1から25dg/分、最も好適には約4から約15 dg/分にする。 この均一に分枝している線状または均一に分枝していて実質的に線状であるオ レフィンポリマー類の分子量の特徴づけで用いるに有用な別の測定値を、便利に は、ASTM D−1238、条件190℃/10kg(以前には「条件(N) 」として知られていてまたI10としても知られる)に従うメルトインデックス測 定値を用いて示す。上記2つのメルトインデックス項の比率がメルトフロー比で あり、これをI10/I2として表示し、またこれもポリマー加工性の指示を与え るものである。本発明で用いる個々の成分である実質的に線状であるエチレン/ α−オレ フィンポリマー類の場合のI10/I2比は、特にI2が比較的低い(例えば0.0 1から50dg/分のI2を示す)ポリマー類の場合、長鎖分枝の度合を表す、 即ちこのI10/I2比が高ければ高いほどそのポリマーに含まれる長鎖分枝の数 が多くなる。この個々の成分である実質的に線状であるエチレン/α−オレフィ ンポリマー類が示すI10/I2比は、一般に少なくとも約5.63、好適には少 なくとも約7、特に少なくとも約8またはそれ以上である。この個々の成分の場 合のI10/I2比の上限は約50、好適には約20、特に約15であり得る。本 発明で用いる新規な実質的に線状であるエチレンインターポリマー組成物の場合 内で溶融混合を行う方法、またはこれらの成分をミキサー内で直接一緒に混合す る方法[例えばバンバリーミキサー、ハークミキサー、ブラベンダー内部ミキサ ーまたは単軸もしくは2軸押出し加工機(共重合工程の下流に配合用押出し加工 機およびサイドアーム付き押出し加工機を直接用いることを包含)を使用]が含 まれる。 好適には、ブレンド成分の単離を伴わない直接的重合でブレンド物を製造する 。好適には、弾性を示す実質的に線状であるオレフィンポリマー類または線状オ レフィンポリマー類の共重合を複数の反応槽内で単一または複数の触媒を用いて いろいろな組み合わせで行うことを通して、本発明のガスケット用組成物をイン サイチューで生じさせる。上記反応槽は逐次的または並列運転可能である。典型 的なインサイチュー共重合方法がPCT特許公開WO 94/17112に開示 されている。代替アプローチは1基の反応槽内で複数の触媒を用いてブレンド物 を製造するアプローチである。 高い分子量を有する成分の重量分率を約90から約10重量%(ガスケット用 組成物の重量の)にし、その残り(10から90%)をより低い分子量を有する 成分にする。この高い分子量を有する成分の重量分率を好適には約15から約6 0重量%にし、最も好適には約20から約40重量%にする。 また、要求される最終使用特性に応じて他のポリマー類も有効量の実質的に線 状であるエチレンポリマーブレンド物または線状エチレンポリマーブレンド物と 一緒に組み合わせて用いてガスケットの製造を行うことも同様に可能である。こ のような他のポリマー類は熱可塑性(即ち溶融加工可能)ポリマー類であり、そ れには高分枝低密度ポリエチレン、 エチレン/酢酸ビニルコポリマー類、およびアイオノマー類、例えばエチレン/ アクリル酸コポリマー類から作られたアイオノマー類[例えばザ・ダウケミカル 社(The Dow Chemical Company)が製造しているPR IMACOR(商標)Adhesive Polymers]などの如きポリマ ー類が含まれる。 また、本発明のポリマー混合物に添加剤、例えば抗酸化剤[例えばヒンダード フェノール系、例えばCiba Geigyが供給しているIrganox(商 標)1010またはIrganox(商標)1076など]、ホスフェート類[ 例えばCiba Geigyがまた供給しているIrgafos(商標)168 など]、Standostab PEPQ(商標)[Sandozが供給してい る]、顔料、着色剤、充填材、そしてオルガノシリコン類、フルオロポリマー類 およびフルオロ(コ)ポリマー類から成る群から選択される少なくとも1種の加 工助剤を含有させることも可能である。本発明のポリマー混合物から成形するガ スケットに、また、抗ブロッキング(antiblocking)を向上させる 添加剤、離型を向上させる添加剤、そして摩擦係数特性を向上させる添加剤を含 有させることも可能であり、そのような添加剤には、これらに限定するものでな いが、未処理および処理二酸化ケイ素、タルク、炭酸カルシウムおよび粘土ばか りでなく第一、第二および置換脂肪酸アミド類、剥離剤、およびシリコン被覆材 が含まれる。好適には、本ガスケット用組成物に少なくとも1種の滑剤を含める 。特に、エルカミド(erucamide)などの如き滑剤を本組成物に約50 0ppmから約10,000ppm(1%)、好適には約2700ppmのレベ ルで入れるのが有益である。 例えば、エルカミドが2.7%(同様な実質的に線状であるエチレンポリマー の中に)入っている濃縮物を10パーセント(本組成物の重量の)添加するとガ スケットの押出し加工性が向上する。また、押出し加工中の摩擦係数を下げる目 的でTeflon(商標)(E.I.du Pont de Nemours, Inc.が製造)を基とする離型剤または成形ブロック(shaping bl ocks)の永久的Teflon(商標)被覆を用いることも推奨される。均一 に分枝しているエチレンポリマー類にUcarsil PA−1加工助剤[Uc arsil PA−1はUnion Carbideが製造している有機修飾ポ リジメチルシロキサンである(米国特許第4,535,113号)]を5000 ppm添加するのが表面欠陥の防止に役立つことを確認した。 本発明のポリマー混合物に、更に、再利用およびスクラップ材料および希釈用 ポリマー類(例えば同様なバージン組成物から作られた欠陥のあるガスケットな ど)を所望性能特性が保持される度合で含めることも可能である。 本明細書に開示するガスケット用組成物は、器具および目詰め(weathe rstripping)用ガスケットの成形に加えて、照射もしくは硬化用途、 例えば医学および自動車用途、例えば医学用管材および自動車の目詰めなどで用 いるにも有用である。 請求の範囲 1. ガスケット用組成物であって、 (A) 該ガスケット用組成物の重量の10から90重量パーセントを構成して いて0.001dg/分から50dg/分のメルトインデックスI2を示す少な くとも1種の均一分枝エチレン/α−オレフィンインターポリマー; (B) (A)が示すメルトインデックスI2よりも高くて20dg/分から5 000dg/分のメルトインデックスI2を示す少なくとも1種の2番目の均一 分枝エチレン/α−オレフィンインターポリマー;を含んでいて、(A)と(B )の密度差が0.002g/cm3以上から0.11g/cm3以下であり、ここ で、結果として生じるガスケット用組成物が全体として0.5から50dg/分 のメルトインデックス、2から14のMw/Mnおよび0.857g/cm3から 0.91g/cm3の密度を有するガスケット用組成物。 2. (A)が0.01から30dg/分のメルトインデックスI2を示す請 求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 3. (B)が約100から約4000dg/分のメルトインデックスI2を 示す請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 4. 該ガスケット用組成物が1から25dg/分のメルトインデックスI2 を示す請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 5. (A)および(B)の各々が実質的に線状であるエチレン/アルファ− オレフィンインターポリマーを含んで成る請求の範囲第1項記載のガスケット用 組成物。 6. (A)および(B)の各々が線状エチレン/アルファ−オレフィ ンインターポリマーを含んで成る請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 7. 該アルファ−オレフィンがC3−C20アルファ−オレフィン類、共役ジ エン類、非共役ジエン類およびそれらの混合物から成る群から選択される少なく とも1つである請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 8. また少なくとも1種の滑剤も含有する請求の範囲第1項記載のガスケッ ト用組成物。 9. また少なくとも1種のポリマー加工助剤も含有する請求の範囲第1項記 載のガスケット用組成物。 10. 請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物から作られたガスケット 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS, LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ハズリツト,ロニー・ジー アメリカ合衆国テキサス州77566レイクジ ヤクソン・ウエツジウツド110

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. ガスケット用組成物であって、 (A) 該ガスケット用組成物の重量の約10から約90重量パーセントを構成 していて約0.001dg/分から約50dg/分のメルトインデックスを示す 少なくとも1種の均一分枝エチレン/α−オレフィンインターポリマー; (B) (A)が示すメルトインデックスよりも高くて約20dg/分から約5 000dg/分のメルトインデックスを示す少なくとも1種の2番目の均一分枝 エチレン/α−オレフィンインターポリマー; を含んでいて、(A)と(B)の密度差が0.002g/cm3以上から約0. 11g/cm3以下であり、ここで、結果として生じるガスケット用組成物が全 体として約0.5から約50dg/分のメルトインデックス、2から約14のMw /Mnおよび0.857g/cm3から約0.91g/cm3の密度を有するガス ケット用組成物。 2. (A)が約0.01から約30dg/分のメルトインデックスを示す請 求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 3. (B)が約20から約5000dg/分のメルトインデックスを示す請 求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 4. 該ガスケット用組成物が約1から約25dg/分のメルトインデックス を示す請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 5. (A)および(B)の各々が実質的に線状であるエチレン/アルファ− オレフィンインターポリマーを含んで成る請求の範囲第1項記載のガスケット用 組成物。 6. (A)および(B)の各々が線状エチレン/アルファ−オレフィ ンインターポリマーを含んで成る請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 7. 該アルファ−オレフィンがC3−C20アルファ−オレフィン類、共役ジ エン類、非共役ジエン類およびそれらの混合物から成る群から選択される少なく とも1つである請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物。 8. また少なくとも1種の滑剤も含有する請求の範囲第1項記載のガスケッ ト用組成物。 9. また少なくとも1種のポリマー加工助剤も含有する請求の範囲第1項記 載のガスケット用組成物。 10. 請求の範囲第1項記載のガスケット用組成物から作られたガスケット 。
JP10512809A 1996-09-04 1997-09-03 ガスケット用途で用いるに適した均一分枝エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物 Ceased JP2001500547A (ja)

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