JP2001523280A - 向上した伸びを示すポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本主題発明は均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーとワックスと核形成剤を含めたポリマー組成物に向けたものであり、ここでは、上記核形成剤を、該ポリマー組成物の破壊時伸びパーセントが該核形成剤を含まない比較組成物の破壊時伸びパーセントより少なくとも50パーセント大きいような有効量で与える。本発明のポリマー組成物は、結晶化開始温度が高いままでありながら破壊時の伸びが高いことが要求される用途、例えば生地、カーペット裏地、床タイルおよびシート材の高速被覆、および接着剤などで利用可能である。
Description
【発明の詳細な説明】
向上した伸びを示すポリマー組成物
本主題発明は向上した伸びを示すポリマー組成物に向けたものである。特に、
本主題発明は、線状または実質的に線状である均一エチレンポリマー(homo
geneous linear or substantially line
ar ethylene polymer)と分子量が低くて上記線状または実
質的に線状である均一エチレンポリマーよりも高い結晶融点(crystall
ine melting point)を示すワックスと核形成剤(nucle
ating agent)を含んで成るポリマー組成物に向けたものである。
密度が0.910g/cm3未満、特に0.900g/cm3未満、好適には0
.890g/cm3未満、最も好適には0.880g/cm3未満の均一エチレン
ポリマー類は良好な伸び特性を示す、即ち例えば破壊時伸び(elongati
on at break)が高くかつ破壊前に高い度合の応力に耐える能力を有
していて、このような伸び特性の度合はポリマーの密度が低くなるに伴って高く
なる。しかしながら、そのような伸び特性を示す均一エチレンポリマー類は、上
方の使用温度(upper use temperature)を高めかつ好ま
しく高い結晶化開始温度(onset of crystallization
temperature)を与える高結晶性画分を含まない。
密度が0.910g/cm3未満の均一エチレンポリマー類の特徴である上方
の使用温度が劣ることと結晶化開始温度が低いことを補うには、それを結晶度が
より高い材料、例えば密度がより高い均一エチレンポリマーまたは伝統的なワッ
クスと一緒にブレンドするのが望ましいかもし
れない。しかしながら、そのような結晶度がより高い材料を添加すると上方の使
用温度が高くなりかつ結晶化開始温度が高くなるかもしれないが、それによって
伸び特性が非常に有害に失われてしまう。
密度が0.910g/cm3未満の均一エチレンポリマー類の特徴である好ま
しい破壊時伸びと破壊前に高い度合の応力に耐える能力を保持しながら好ましい
上方の使用温度と高い結晶化開始温度を示すポリマー組成物が得られたならば、
これは本産業にとって多大な利点になるであろう。
更に、線状または実質的に線状である均一エチレンポリマーを含んで成るホッ
トメルト接着剤(hot melt adhesives)も公知である。例え
ばWO97/33921,WO92/12212,およびWO94/10256
を参照のこと。そのようなホットメルト接着剤調合物は商業的に魅力的な属性を
数多く示しはするが、特定の調合物でそのような組成物の破壊時伸びを向上させ
ることができれば、これは望ましいことである。更に、高い破壊時伸びが要求さ
れる調合物、例えば製本用接着剤などの用途の場合、降伏もしくは破壊応力に有
害な影響を被ることのないホットメルト接着剤調合物が得られたならば、これは
本産業にとって多大な利点になるであろう。
従って、本主題発明は、
(a)均一エチレン/α−オレフィンインターポリマー、
(b)ワックス、および
(c)核形成剤、
を含んで成るポリマー組成物を提供するものであり、ここでは、上記核形成剤を
、上記ポリマー組成物の破壊時伸びパーセントが上記核形成剤
を含まない比較組成物の破壊時伸びパーセントより少なくとも50パーセント大
きくなるような有効量で与える。
好適な態様における均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーは線状ま
たは実質的に線状である均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーであり
、好適には、この線状または実質的に線状である均一エチレン/α−オレフィン
インターポリマーに0.910g/cm3未満、より好適には0.900g/c
m3未満、更により好適には0.890g/cm3未満、最も好適には0.880
g/cm3未満の密度を持たせる。
好適な態様におけるワックスはパラフィンワックス、微結晶性ワックス、Fi
scher−Tropschワックス、ポリエチレンもしくはポリエチレン副生
成物であるワックス、または均一ワックスであり、これを、好適には、Mwが3
000以内で密度が成分(a)の均一エチレンポリマーのそれよりも高いとして
特徴づける。
好適な態様では、核形成剤を少なくとも0.01重量パーセント、より好適に
は少なくとも0.05重量パーセント、更により好適には少なくとも0.1重量
パーセント、最も好適には少なくとも0.2重量パーセントの量で与え、その量
を好適には10重量パーセント以内、より好適には5重量パーセント以内、更に
より好適には1重量パーセント以内、最も好適には0.5重量パーセント以内に
する。
本発明の好適なポリマー組成物が示す破壊時伸びパーセントは、該核形成剤を
含まない比較組成物が示す破壊時伸びパーセントよりも少なくとも4倍大きい。
本主題発明は更にホットメルト接着剤組成物も提供し、これに、
(a)オレフィンポリマー、
(b)核形成剤、および
(c)場合により、粘着付与剤(tackifier)、可塑剤またはワックス
の1種以上、
を含める。
以下に行う詳細な説明で上記および他の態様をより詳細に記述し、ここで、
図1は、本発明のポリマー組成物が示す伸び特性と核形成剤を含まない比較組成
物が示す伸び特性の棒グラフ図である。
本発明のポリマー組成物は、エチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレ
フィンから作られたインターポリマーである少なくとも1種の均−エチレン/α
−オレフィンインターポリマーを含んで成る。本明細書では、コポリマー、ター
ポリマーまたは高級ポリマーを示す目的で用語「インターポリマー」を用いる。
即ち、エチレンと他の少なくとも1種のコモノマーを重合させるとインターポリ
マーが生じる。
上記均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーは線状もしくは実質的に
線状である均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーである。用語「均一
」は、所定インターポリマー分子内の如何なるコモノマーもランダムに分布して
おりかつ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じ
エチレン/コモノマー比を有することを意味する。この線状および実質的に線状
である均一エチレンポリマー類の溶融ピークは、これを示差走査熱量測定で得た
時、密度が低くなるにつれそして/または数平均分子量が小さくなるにつれて幅
広くなるであろう。しかしながら、不均一ポリマー類とは異なり、均一ポリマー
が115℃より高い温度に溶融ピークを示す場合(例えばポリマーが0.940
g/cm3を越える密度を有する場合など)でも、これはより低い温度に明瞭な
溶融ピークを追加的には示さない。
加うるにか或は別法として、ポリマーの均一性は、短鎖分枝分布指数[Sho
rt Chain Branching Distribution Inde
x(SCBDI)]または組成分布幅指数[Composition Dist
ribution Breadth Index(CDBI)]で記述可能であ
り、これを、全コモノマーモル含有量中央値の50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
SCBDIは本技術分野で知られる技術を用いて得られるデータから容易に計算
され、例えば昇温溶出分離(temperature rising elut
ion fractionation)(本明細書では「TREF」と省略)[
例えばWild他著「Journal of Polymer Science
,Poly.Phys.Ed」、20巻、441頁(1982)、米国特許第4
,798,081号(Hazlitt他)または米国特許第5,089,321
号(Chum他)などに記述されている]などから計算される。本発明で用いる
に有用な均一エチレン/α−オレフィンポリマー類の場合のSCBDIまたはC
DBIは、好適には50パーセントを越え、より好適には70パーセントを越え
、90パーセントを越えるSCBDIおよびCDBIを容易に達成することがで
きる。
本発明で用いるに有用な均一エチレン/α−オレフィンインターポリマー類は
狭い分子量分布(Mw/Mn)を示すとして特徴づけられる。本
発明のポリマー組成物で用いるに有用な均一エチレン/α−オレフィンインター
ポリマー類の場合のMw/Mnは1.5から2.5、好適には1.8から2.2、
最も好適には2.0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は長鎖分枝を持つ均一インタ
ーポリマー類である。実質的に線状であるエチレンインターポリマー類は、その
ように長鎖分枝が存在していることから、メルトフロー比(I10/I2)を多分
散指数、即ち分子量分布(Mw/Mn)から独立させて変えることができるとして
更に特徴づけられる。このような特徴は、実質的に線状であるエチレンポリマー
類は狭い分子量分布を示すにも拘らず高い度合の加工性を示すことに一致する。
本発明で用いるに有用な実質的に線状であるインターポリマー類は高圧方法で
作られた低密度ポリエチレンとは異なることを特記する。1つの点で、低密度ポ
リエチレンは密度が0.900から0.935g/cm3のエチレンホモポリマ
ーである一方、本発明で用いるに有用な線状および実質的に線状である均一イン
ターポリマー類の場合には密度が0.900から0.935g/cm3の範囲に
まで低下するようにコモノマーを存在させる必要がある。
実質的に線状であるエチレンインターポリマー類が有する長鎖分枝のコモノマ
ー分布は、このインターポリマーのバックボーンのそれと同じであり、この長鎖
分枝の長さは、このインターポリマーのバックボーンの長さと同じであり得る。
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を本発明の実施
で用いる時、このようなインターポリマーは、このインターポリマーのバックボ
ーンが炭素1000個当たり0.01から3個の長鎖分枝で置換されているとし
て特徴づけられる
であろう。
存在する長鎖分枝の量を測定する方法は定性および定量の両方とも本技術分野
で公知である。
長鎖分枝の存在を測定する定性方法に関しては、例えば米国特許第5,272
,236号および5,278,272号などを参照のこと。それらに挙げられて
いるように、気体押出しレオメーター(GER)を用いて、流動学的プロセシン
グ・インデックス(processing index)(PI)、表面メルト
フラクチャー(surface melt fracture)が起こり始める
時の臨界せん断速度およびグロス(gross)メルトフラクチャーが起こり始
める時の臨界せん断応力を測定することができ、これらは、以下に挙げるように
、長鎖分枝の存在有り無しを示すものである。
上記流動学的プロセシング・インデックス(PI)、表面メルトフラクチャー
が起こり始める時の臨界せん断速度およびグロスメルトフラクチャーが起こり始
める時の臨界せん断応力の測定で用いるに有用な気体押出しレオメーターは、「
Polymer Engineering Science」、17巻、No.
11、770頁(1977)の中でM.Shida、R.N.Shroffおよ
びL.V.Cancioが記述していると共に、Van Nostrand R
einhold co.が出版しているJohn Dealy著「Rheome
tersfor Molten Plastics」、(1982)の97−9
9頁に記述されている。GER実験を、入り口角度が180°で直径が0.07
54mmでL/Dが20:1のダイスを用いて250から5500psig(1
.72から37.9MPa)の範囲の窒素圧力下1
90℃の温度で実施する。
実質的に線状であるエチレンインターポリマー類の場合のPIは、GERを用
いて2.15x106ダイン/cm2(0.215MPa)の見掛けせん断応力で
測定した時の材料の見掛け粘度(kポイズで表す)である。本発明で用いるに有
用な実質的に線状であるエチレンインターポリマー類が示すPIは、0.01k
ポイズから50kポイズの範囲、好適には15kポイズ以下である。実質的に線
状であるエチレンインターポリマー類が示すPIは、同じコモノマーまたはコモ
ノマー類が用いられていて各々が上記実質的に線状であるエチレンインターポリ
マー類のそれの10パーセント以内にあるI2、Mw/Mnおよび密度を有する線
状エチレンインターポリマー(チーグラー重合のポリマーまたは均一線状エチレ
ンインターポリマー)が示すPIの70パーセントに等しいか或はそれ以下であ
る。
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て、メルトフラ
クチャー現象を識別することができかつエチレンポリマー類の臨界せん断速度お
よび臨界せん断応力を量化することができる。Ramamurthy[「Jou
rnal of Rheology」、30(2)、337−357頁、198
6]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、フィルムの鏡面光沢損失から、よりひどい「鮫肌」形態に至る
。本明細書では、この上に記述した気体押出しレオメー
ターを用いて測定した時に、押出された物の光沢が失われ始める時(この押出さ
れた物の表面粗さが40倍の倍率でのみ検出可能になる時)であるとして、表面
メルトフラクチャーが起こり始める時を特徴づける。実質的に線状であるエチレ
ンインターポリマーの場合の表面メルトフラクチャーが起こり始める時の臨界せ
ん断速度は、同じコモノマーまたはコモノマー類が用いられていて上記実質的に
線状であるエチレンポリマーのそれの10パーセント以内のI2、Mw/Mnおよ
び密度を有する線状エチレンポリマーの場合の表面メルトフラクチャーが起こり
始める時の臨界せん断速度より、少なくとも50パーセント大きい。
グロスメルトフラクチャーは、不安定な押出し流れ条件下で起こり、そしてそ
の範囲は規則正しい歪み(粗い部分と滑らかな部分が交互に現れる、螺旋状など
)から不規則な歪みに至る。実質的に線状であるエチレンインターポリマー類、
特に密度が0.910g/cm3以上のインターポリマー類の場合のグロスメル
トフラクチャーが起こり始める時の臨界せん断応力は4x106ダイン/cm2(
0.4MPa)以上である。
長鎖分枝の存在は、更に、ダウ流動指数(Dow Rheology Ind
ex)(DRI)でも定性的に測定可能であり、この指数は、ポリマーが有する
「長鎖分枝の結果としての弛張時間を正規化した値(normalized r
elaxation time as theresult of long
chain brancing)」を表す[S.LaiおよびG.W.Knig
ht、ANTEC’93Proceedings、INSITE(商標)Tec
hnology Polyolefins(SLEP)−「エチレンα−オレフ
ィンコポリマー類の構造/流動関係における新規な規則」、New Orl
eans、La、1993年5月参照]。DRI値の範囲は、測定可能な長鎖分
枝を少しも持たないポリマー類[例えば三井石油化学工業から入手可能なTaf
mer(商標)製品およびExxon Chemical companyから
入手可能なExact(商標)製品]の場合の0から、15の範囲であり、これ
はメルトインデックスから独立している。一般に、低から中圧のエチレンポリマ
ー類(特に低密度)の場合、DRIが溶融弾性および高せん断流動性に対して示
す相関関係は、メルトフロー比を用いた同じ試みが示す相関関係に比較して向上
している。実質的に線状であるエチレンインターポリマー類が示すDRIは、好
適には少なくとも0.1、より好適には少なくとも0.5、最も好適には少なく
とも0.8である。DRIは、方程式:
DRI=(3.652879*τ01.00649/η0−1)/10
から計算可能であり、ここで、
τ0は、該インターポリマーの特徴的な弛張時間であり、そしてη0は該インター
ポリマーのゼロせん断粘度である。τ0とη0は両方とも、Cross方程式、即
ち
η/η0=1/(1+(γ*τ0)1-n)
に「最も良く適合する」値であり、ここで、nはこの材料のパワーローインデッ
クス(power law index)であり、そしてηおよびγはそれぞれ
測定した粘度およびせん断速度である。Rheometric Mechani
cal Spectrometer(RMS−800)を160℃で0.1から
100ラジアン/秒のダイナミック・スウィープ・モード(dynamic s
weep mode)で用いそして直径が0.0754mmでL/Dが20:1
のダイスを使用した
気体押出しレオメーター(GER)を1,000psiから5,000psi(
6.89から34.5MPa)の押出し圧力[これは0.086から0.43M
Paのせん断応力に相当する]下190℃で用いることによって、粘度およびせ
ん断速度の基本測定データを得る。特定の材料では、必要に応じて、メルトイン
デックスの変動に適応させる目的で測定を140から190℃で行ってもよい。
長鎖分枝の存在量を測定する定量方法に関しては、例えば米国特許第5,27
2,236号および5,278,272号;Randall(Rev.Macr
omol.Chem.Phys.、C29、(2&3)、285−297頁)[
これらには13C核磁気共鳴分光法を用いて長鎖分枝を測定することが考察されて
いる]、Zimm,G.H.およびStockmayer,W.H.,J.Ch
em.Phys.,17,1301(1949);そしてRudin,A.,Mo
dern Methods of Polymer Characteriza
tion,John Wiley & Sons,ニューヨーク(1991)1
03−112頁,[これらには、低角レーザー光散乱検出器に連結させたゲル浸
透クロマトグラフィー(GPC−LALLS)および示差粘度測定検出器に連結
させたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC−DV)を用いることが考察されて
いる]などを参照のこと。
A.Willem deGrootおよびP.Steve Chum(両者と
もザ・ダウケミカル社)は、1994年10月4日にセントルイス、ミズリー州
で開催された「Federation of Analytical Chem
istry and Spectroscopy Society(FACSS
)」会議で、実質的に線状であるエ
チレンポリマー類に存在する長鎖分枝の定量を行おうとする場合にGPC−DV
が有効な技術であることを示すデータを提示した。特に、deGrootおよび
Chumは、実質的に線状であるエチレンポリマー類に存在する長鎖分枝のレベ
ルと13C NMRを用いて測定した時の長鎖分枝レベルとが良好な相関関係を示
すことを見い出した。
更に、deGrootおよびChumは、ポリエチレンサンプルが溶液中で示
す流体力学的体積はオクテンが存在していても変化しないことと、このように、
そのサンプル中に存在するオクテンのモルパーセントを知ることでオクテン短鎖
分枝に起因する分子量上昇を説明することができることを見い出した。deGr
ootおよびChumは、1−オクテン短鎖分枝に起因する分子量上昇に対する
貢献度を解く(deconvoluting)ことで、実質的に線状であるエチ
レン/オクテンコポリマー類に存在する長鎖分枝レベルの定量でGPC−DVを
用いることができることを示した。
deGrootおよびChumは、また、実質的に線状であるエチレンポリマ
ー類の長鎖分枝面(長鎖分枝の度合でなく)は高度に分枝している高圧低密度ポ
リエチレン(LDPE)のそれに匹敵するがチーグラー型触媒を用いて製造され
た不均一分枝エチレンポリマー類(例えば線状低密度ポリエチレンおよび超低密
度ポリエチレン)ばかりでなく均一線状エチレンポリマー類[例えば三井石油化
学工業から入手可能なTafmer(商標)製品およびExxon Chemi
cal Companyから入手可能なExact(商標)製品]のそれとも明
らかに異なることがGPC−DVで測定した時のlog(GPC重量平均分子量
)の関数としてプロットしたlog(I2、メルトインデックス)で例証
されたことも示した。
上記1番目のポリマーは、C3−C20α−オレフィン類、非共役ジエン類およ
びシクロアルケン類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である。典型的なC3−C20α−オレフィ
ン類には、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル
−1−ペンテン、1−ヘプテンおよび1−オクテンが含まれる。好適なC3−C2 0
α−オレフィン類には、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテ
ン、1−ヘプテンおよび1−オクテン、より好適には1−ヘキセンおよび1−オ
クテンが含まれる。典型的なシクロアルケン類には、シクロペンテン、シクロヘ
キセンおよびシクロオクテンが含まれる。特にエチレン/α−オレフィン/ジエ
ンターポリマー類の製造でコモノマー類として用いるに適切な非共役ジエン類は
、典型的には炭素原子数が6から15の非共役ジエン類である。適切な非共役ジ
エン類の代表的な例には下記が含まれる:
(a) 非環状の直鎖ジエン類、例えば1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘプ
タジエンおよび1,6−オクタジエンなど、
(b) 非環状の分枝鎖ジエン類、例えば5−メチル−1,4−ヘキサジエン
、3,7−ジメチル−1,6−オクタジエンおよび3,7−ジメチル−1,7−
オクタジエンなど、
(c) 単環脂環式ジエン類、例えば4−ビニルシクロヘキセン、1−アリル
−4−イソプロピリデンシクロヘキサン、3−アリルシクロペンテン、4−アリ
ルシクロヘキセンおよび1−イソプロペニル−4−ブテニルシクロヘキセンなど
、
(d) 多環脂環式縮合および橋状環ジエン類、例えばジシクロペン
タジエン;アルケニル、アルキリデン、シクロアルケニルおよびシクロアルキリ
デンノルボルネン類、例えば5−メチレン−2−ノルボルネン、5−メチレン−
6−メチル−2−ノルボルネン、5−メチレン−6,6−ジメチル−2−ノルボ
ルネン、5−プロペニル−2−ノルボルネン、5−(3−シクロペンテニル)−
2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネンおよび5−シクロヘキシ
リデン−2−ノルボルネンなど。
1つの好適な共役ジエンはピペリレンである。好適なジエン類は、1,4−ヘ
キサジエン、ジシクロペンタジエン、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、7−メチル−1,6−オクタジエン、ピペリレン
および4−ビニルシクロヘキセンから成る群から選択される。
本発明のポリマー組成物に含める成分(a)として用いるに有用な均一エチレ
ンポリマーは、更に、超低分子量のエチレンポリマーであってもよい。
超低分子量のポリマー類は、本明細書の実施例に従い、以下に挙げる手順を用
いて製造可能である。超低分子量のポリマー類がWO 97/26287に開示
および請求されている。
このような均一エチレンポリマーの調製は適切にはシングルサイト(sing
le site)メタロセンまたは拘束幾何(constrained geo
metry)金属錯体を用いて実施可能である。拘束幾何金属錯体は、1990
年7月3日付けで提出した米国出願連続番号545,403(ヨーロッパ特許出
願公開第416,815号);1991年5月20日付けで提出した米国出願連
続番号702,475(ヨー
ロッパ特許出願公開第514,828号)ばかりでなく、米国特許第5,470
,993,5,374,696,5,231,106,5,055,438,5,057
,475,5,096,867,5,064,802,および5,132,380号に
開示されている。1991年6月24日付けで提出した米国連続番号720,0
41(ヨーロッパ特許出願公開第514,828号)には、前記拘束幾何触媒の
特定のボラン誘導体が開示されておりかつそれの製造方法が教示および請求され
ている。米国特許第5,453,410号には、カチオン性拘束幾何触媒とアル
モキサンの組み合わせが適切なオレフィン重合用触媒であることが開示されてい
る。
チタンが+4の酸化状態で存在する典型的な拘束幾何金属錯体には、これらに
限定するものでないが、下記が含まれる:(n−ブチルアミド)ジメチル(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−
ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチ
タン(IV)ジベンジル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチル
シクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(t−ブチルアミド)
ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジ
ベンジル;(シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペン
タジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(2,4,6−トリメチルアニ
リド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(I
V)ジベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシ
クロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(t−ブチルアミド)
ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジ
メチル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テ
トラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(1−ア
ダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタン(IV)ジメチル;(n−ブチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テ
トラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−ブチ
ルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタン(IV)ジベンジル;(シクロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(シ
クロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエ
ニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)
ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(
IV)ジメチル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキシ(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(シ
クロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)
シランチタン(IV)ジメチル;(シクロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−
テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(1−
アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエ
ニル)シランチタン(IV)ジメチル;(1−アダマンチルアミド)ジイソプロ
ポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベ
ンジル;(n−ブチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジ
エニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−ブチルアミド)ジメトキシ(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(
2,4,6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチ
ルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(2,4,6−トリ
メチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタン(IV)ジベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジメトキシ(η5−
テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(1−ア
ダマンチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シ
ランチタン(IV)ジベンジル;(n−ブチルアミド)エトキシメチル(η5−
テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−ブ
チルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタン(IV)ジベンジル;(シクロドデシルアミド)エトキシメチル(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(シク
ロドデシルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル
)シランチタン(IV)ジベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)エト
キシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)
ジメチル;(2,4,6−トリメチルアニリド)エトキシメチル(η5−テトラ
メチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(シクロドデ
シルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタ
ン(IV)ジメチル;(1−アダマンチルアミド)エトキシメチル(η5−テト
ラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;および(1−
アダマンチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)シランチタン(IV)ジベンジル。
チタンが+3の酸化状態で存在する典型的な拘束幾何金属錯体には、これらに
限定するものでないが、下記が含まれる:(n−ブチルアミド)
ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)
2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N
−ジメチルアミノ)ベンジル;(シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テト
ラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチ
ルアミノ)ベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメチル(η5−テ
トラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメ
チルアミノ)ベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメ
チルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルア
ミノ)ベンジル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペ
ンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジ
ル;(n−ブチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタ
ジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;
(シクロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタ
ジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;
(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキシ(η5−2−メチルイン
デニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(
1−アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタ
ジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;
(n−ブチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)
シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(シクロド
デシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(1−
アダマンチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)
シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(2,4,
6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(n−
ブチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シ
ランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(シクロドデ
シルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シラ
ンチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(2,4,6−
トリメチルアニリド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;および
(1−アダマンチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタ
ジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル。
チタンが+2の酸化状態で存在する典型的な拘束幾何金属錯体には、これらに
限定するものでないが、下記が含まれる:(n−ブチルアミド)ジメチル(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニ
ル−1,3−ブタジエン;(n−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチル
シクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(t−ブ
チルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタ
ン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(t−ブチルアミド)ジ
メチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,
3−ペンタ
ジエン;(シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタ
ジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(
シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)
シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリ
ド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II
)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリ
ド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II
)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメチル(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(1−
アダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シ
ランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(1−アダマン
チルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタ
ン(II)1,3−ペンタジエン;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テト
ラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1
,3−ブタジエン;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロ
ペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(n−ブチルア
ミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチ
タン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(n−ブチルアミド)
ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(
II)1,3−ペンタジエン;(シクロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェ
ニル−1,3−ブタジエン;(シクロドデシルアミド)ジイ
ソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II
)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキ
シ(η5−2−メチル−インデニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル
−1,3−ブタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキシ
(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペ
ンタジエン;(1−アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチ
ルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−
ブタジエン;(1−アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチ
ルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(n−
ブチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シラン
チタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(n−ブチルアミド
)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II
)1,3−ペンタジエン;(シクロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラ
メチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,
3−ブタジエン;(シクロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシ
クロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(2,4,
6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(2,4
,6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエ
ニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(1−アダマンチルアミド
)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II
)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(1−アダマン
チルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチ
タン(II)1,3−ペンタジエン;(n−ブチルアミド)エトキシメチル(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェ
ニル−1,3−ブタジエン;(n−ブチルアミド)エトキシメチル(η5−テト
ラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;
(シクロドデシルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジ
エニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(シ
クロドデシルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルア
ニリド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチ
タン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(2,4,6−トリメ
チルアニリド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シ
ランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(1−アダマンチルアミド)エトキ
シメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1
,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;および(1−アダマンチルアミド)エ
トキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II
)1,3−ペンタジエン。
上記錯体の製造はよく知られている合成技術を用いて実施可能である。反応を
、妨害しない(noninterfering)適切な溶媒中、−100から3
00℃、好適には−78から100℃、最も好適には0から50℃の温度で実施
する。金属に還元を受けさせて高い酸化状態から低い酸化状態にする目的で還元
剤を用いることも可能である。適切な還元剤の例は、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、アルミニウムおよび
亜鉛、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の合金、例えばナトリウム/水銀ア
マルガムおよびナトリウム/カリウム合金など、ナトリウムナフタレニド(na
phthalenide)、カリウムグラファイト、リチウムアルキル類、リチ
ウムもしくはカリウムアルカジエニル類、およびグリニヤール試薬などである。
上記錯体の生成で用いるに適切な反応媒体には、脂肪族および芳香族炭化水素
、エーテル類および環状エーテル類、特に分枝鎖炭化水素、例えばイソブタンな
ど、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどおよびそれらの混合
物、環状および脂環式炭化水素、例えばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチ
ルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタンなどおよびそれらの混合物、芳香族お
よびヒドロカルビル置換芳香族化合物、例えばベンゼン、トルエンおよびキシレ
ンなど、C1-4ジアルキルエーテル類、(ポリ)アルキレングリコール類のC1-4
ジアルキルエーテル誘導体およびテトラヒドロフランなどが含まれる。また、前
記の混合物も適切である。
適切な活性化用共触媒および活性化技術は、下記の文献に、いろいろな金属錯
体に関して以前に教示された:ヨーロッパ特許出願公開第277,003号、米
国特許第5,153,157号、米国特許第5,064,802号、ヨーロッパ
特許出願公開第468,651号(米国連続番号07/547,718に相当)
、ヨーロッパ特許出願公開第520,732号(米国連続番号07/876,2
68に相当)、WO 95/00683(米国連続番号08/82,201に相
当)およびヨーロッパ特許出願公開第520,732号(1992年5月1日付
けで提出した米国連続番号07/884,966に相当)。
本明細書で用いるに適切な活性化用共触媒には、完全フッ素置換されているト
リ(アリール)ホウ素化合物、最も特別にはトリス(ペンタフルオロフェニル)
ボラン;ポリマー状でなく配位しない適合性のイオン形成化合物(このような化
合物を酸化条件下で用いることを包含)が含まれ、特に、配位しない適合性アニ
オンのアンモニウム塩、ホスホニウム塩、オキソニウム塩、カルボニウム塩、シ
リリウム塩もしくはスルホニウム塩、そして配位しない適合性アニオンのフェロ
セニウム塩の使用が含まれる。適切な活性化技術にはバルク(bulk)電気分
解の使用が含まれる。前記活性化用共触媒と技術の組み合わせも同様に利用可能
である。
活性化用共触媒として使用可能なホウ素化合物の説明的非制限例は下記である
:三置換アンモニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸
トリメチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリエ
チルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリプロピル
アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリ(n−ブチル
)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリ(s−ブチ
ル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメ
チルアニリニウム、n−ブチルトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N
−ジメチルアニリニウム、ベンジルトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N
,N−ジメチルアニリニウム、テトラキス(4−(t−ブチルジメチルシリル)
−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニ
ウム、テトラキス(4−(トリイソプロピルシリル)−2,3,5,6−テトラ
フルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメ
チルアニリニウム、ペンタフルオロフェノキシトリス(ペンタフルオロフェニル
)ホウ酸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
)ホウ酸N,N−ジエチルアニリニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル
)ホウ酸N,N−ジメチル−2,4,6−トリメチルアニリニウム、テトラキス
(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸トリメチルアンモニウム、
テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸トリエチルアン
モニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸トリ
プロピルアンモニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル
)ホウ酸トリ(n−ブチル)アンモニウム、テトラキス(2,3,4,6−テト
ラフルオロフェニル)ホウ酸ジメチル(t−ブチル)アンモニウム、テトラキス
(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニ
ウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸N,N−
ジエチルアニリニウム、およびテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフ
ェニル)ホウ酸N,N−ジメチル−2,4,6−トリメチルアニリニウムなど;
二置換アンモニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ
−(i−プロピル)アンモニウムおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)
ホウ酸ジシクロヘキシルアンモニウムなど;
三置換ホスホニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ト
リフェニルホスホニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリ(
o−トリル)ホスホニウム、およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ
酸トリ(2,6−ジメチルフェニル)ホスホニウムなど;
二置換オキソニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ
フェニルオキソニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(o−
トリル)オキソニウム、およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ
(2,6−ジメチルフェニル)オキソニウムなど;および
二置換スルホニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ
フェニルスルホニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(o−
トリル)スルホニウム、およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ビ
ス(2,6−ジメチルフェニル)スルホニウムなど。
最も好適な活性化用共触媒はトリスペンタフルオロフェニルボランである。
また、アルモキサン類(alumoxanes)、特にメチルアルモキサンま
たはトリイソブチルアルミニウムで修飾したメチルアルモキサンも適切な活性化
剤であり、本金属錯体の活性化で用いることができる。
この使用する金属錯体:活性化用共触媒のモル比を好適には1:1000から
2:1、より好適には1:5から1.5:1、最も好適には1:2から1:1の
範囲にする。金属錯体をトリスペンタフルオロフェニルボランおよびトリイソブ
チルアルミニウム修飾メチルアルモキサンで活性にする好適なケースでは、チタ
ン:ホウ素:アルミニウムのモル比を典型的には1:10:50から1:0.5
:0.1、最も典型的には1:3:5にする。
支持体、特にシリカ、アルミナまたはポリマー[特にポリ(テトラフルオロエ
チレン)またはポリオレフィン]を用いることも可能であり、
このような支持体を望ましくは上記触媒を気相重合方法で用いる場合に用いる。
この支持体を、好適には、触媒(金属を基準):支持体の重量比が1:100,
000から1:10、より好適には1:50,000から1:20、最も好適に
は1:10,000から1:30になる量で用いる。大部分の重合反応で使用す
る触媒:重合性化合物のモル比は10-12:1から10-1:1、より好適には1
0-9:1から10-5:1である。
個々の材料ばかりでなく回収する触媒成分も常に酸素および水分から保護すべ
きである。従って、酸素も水分も含まない雰囲気中で触媒成分および触媒の調製
および回収を行うべきである。従って、好適には、反応を乾燥した不活性ガス、
例えば窒素ガスなどの存在下で実施する。
この重合はバッチ式または連続式重合方法として実施可能であり、実質的に線
状であるポリマー類の製造では、連続式重合方法を行う必要がある。連続式方法
では、エチレン、コモノマー、および任意に溶媒およびジエンを反応ゾーンに連
続供給してポリマー生成物をそこから連続的に取り出す。
一般的には、線状もしくは実質的に線状である均一ポリマーの重合はチーグラ
ー・ナッタまたはカミンスキー・シン型重合反応の場合の条件で実施可能である
、即ち反応槽の圧力を大気圧から3500気圧(350MPa)の範囲にして実
施可能である。反応槽の温度を80℃を越える温度、典型的には100℃から2
50℃、好適には100℃から150℃にすべきであり、温度を上記範囲の上限
、即ち100℃を越える温度にすると、より低い分子量を有するポリマーが生成
し易くなる。
ポリマーの分子量は反応槽の温度に加えて水素:エチレンのモル比の
影響も受け、水素のレベルを高くすればするほど分子量が低いポリマーがもたら
される。所望ポリマーに1g/10分のI2を持たせようとする場合には、水素
:エチレンのモル比を典型的には0:1にする。所望ポリマーに1000g/1
0分のI2を持たせようとする場合には、水素:エチレンのモル比を典型的には
0.45:1から0.7:1にする。この水素:エチレンモル比の上限は典型的
に2.2−2.5:1である。
この重合方法を、一般的には、エチレンの差圧を10から1000psi(7
0から7000kPa)、最も好適には40から60psi(30から300k
Pa)にして実施する。この重合を一般的には80から250℃、好適には90
から170℃、最も好適には95℃より高い温度から140℃の温度で実施する
。
大部分の重合反応で用いる触媒:重合性化合物のモル比は10-12:1から1
0-1:1、より好適には10-9:1から10-5:1である。
溶液重合条件では、この反応に含める個々の成分のための溶媒を用いる。好適
な溶媒には、反応温度で液状の鉱油およびいろいろな炭化水素が含まれる。有用
な溶媒の説明的例には、アルカン類、例えばペンタン、イソ−ペンタン、ヘキサ
ン、ヘプタン、オクタンおよびノナンばかりでなく、アルカン類の混合物[これ
にはケロセン、およびExxon Chemicals Inc.から入手可能
なIsopar−E(商標)が含まれる]、シクロアルカン類、例えばシクロペ
ンタンおよびシクロヘキサンなど、そして芳香族、例えばベンゼン、トルエン、
キシレン類、エチルベンゼンおよびジエチルベンゼンなどが含まれる。
上記溶媒を、反応槽内で相分離が起こらないようにするに充分な量で存在させ
る。この溶媒は熱を吸収する働きをすることから、溶媒の量を
少なくすると反応槽の断熱性が低くなる。この溶媒:エチレンの比率(重量を基
準)を典型的には2.5:1から12:1にし、この点を越えると触媒の効力が
悪化する。最も典型的な溶媒:エチレン比(重量を基準)は5:1から10:1
の範囲である。
重合を、更に、この上に記述したように不活性な支持体、例えばシリカなどに
支持させた触媒を用いたスラリー重合方法で実施することも可能である。実用的
な制限として、ポリマー生成物が実質的に不溶な液状の希釈剤中でスラリー重合
を行う。スラリー重合用の希釈剤は、好適には、炭素原子数が5未満の1種以上
の炭化水素である。望まれるならば、希釈剤として飽和炭化水素、例えばエタン
、プロパンまたはブタンなどを全体または一部として用いることができる。同様
に、希釈剤としてα−オレフィンモノマーまたはいろいろなα−オレフィンモノ
マー類の混合物を全体または一部として用いることも可能である。最も好適には
、重合させるべきα−オレフィンモノマーまたはモノマー類を少なくとも主要部
分として希釈剤に含める。
本発明の組成物に均一エチレンポリマーを典型的には少なくとも5重量パーセ
ント、好適には少なくとも10重量パーセント、より好適には少なくとも20重
量パーセント、より好適には少なくとも50重量パーセント、最も好適には少な
くとも70重量パーセントの量で存在させ、その存在量を典型的には99重量パ
ーセント未満、好適には95重量パーセント未満、より好適には90重量パーセ
ント未満、最も好適には80重量パーセント未満にする。
この均一エチレンポリマーの密度を典型的には少なくとも0.855g/cm3
、好適には少なくとも0.860g/cm3、より好適には少
なくとも0.865g/cm3、最も好適には少なくとも0.865g/cmに
し、典型的には0.910g/cm3以内、好適には0.900g/cm3以内、
より好適には0.890g/cm3以内、最も好適には0.880g/cm3以内
にする。
この均一エチレンポリマーが示すメルトインデックス(I2)を典型的には少
なくとも50g/10分、好適には少なくとも60g/10分にし、好適には1
0,000g/10分以内、より好適には1500g/10分以内にする。
本発明のポリマー組成物にただ1種類の均一エチレンポリマーをワックスおよ
び核形成剤と組み合わせて有効に含めることも可能であるが、好適な典型的態様
では、密度および/またはメルトインデックスの意味で互いに異なる2種以上の
均一エチレンポリマーを用いてもよい。1つの好適な態様では、本ポリマー組成
物に、メルトインデックスが少なくとも20g/10分異なる1番目の均一エチ
レンポリマーと2番目の均一エチレンポリマーを含める。このような態様では、
1番目の均一エチレンポリマーが示すメルトインデックスを少なくとも1g/1
0分、好適には少なくとも10g/10分、より好適には少なくとも30g/1
0分、最も好適には少なくとも50g/10分にし、好適には200g/10分
以内、より好適には150g/10分以内、更により好適には100g/10分
以内、最も好適には80g/10分以内にする。2番目の均一エチレンポリマー
が示すメルトインデックスを少なくとも100g/10分、好適には少なくとも
120g/10分、より好適には少なくとも170g/10分、より好適には少
なくとも220g/10分にし、好適には10,000g/10分以内、より好
適には5000g
/10分以内、より好適には3000g/10分以内、最も好適には1500g
/10分以内にする。
本発明のポリマー組成物に更にワックスまたは他の高融点エチレンポリマー(
本明細書では以後集合的に「ワックス」)も含める。このようなワックスは本ポ
リマー組成物が示す上方の使用温度および結晶化開始温度を高めるものである。
従って、このようなワックスが示す結晶融点は、示差走査熱量測定(DSC)で
測定して、典型的には、上記均一エチレンポリマーが示すそれよりも少なくとも
10℃、好適には少なくとも20℃、最も好適には少なくとも30℃高い。本発
明のポリマー組成物で用いるに有用なワックスには、パラフィンワックス、微結
晶性ワックス、Fischer−Tropsch、ポリエチレンおよびポリエチ
レンの副生成物(Mwが3000未満)が含まれる。
また、拘束幾何触媒を用いて作られた超低分子量のエチレン/α−オレフィン
インターポリマー類も適切であり、これを均一ワックスと呼ぶことができる。こ
のような均一ワックスばかりでなく均一ワックスの製造方法に関しては、超低分
子量のエチレンポリマー類の記述に関連してこの上により詳細に記述した。均一
ワックスは、ポリマーおよび調合物の粘度低下をもたらすが、同じ密度を有する
相当する高分子量の材料が示すピーク結晶温度よりも高いピーク結晶温度を示す
ことを特徴とする。
均一ワックス類はエチレンのホモポリマーまたはエチレンとC3−C20α−オ
レフィンから作られたインターポリマー類のいずれかである。この均一ワックス
の数平均分子量は6000未満、好適には5000未満である。このような均一
ワックスの数平均分子量は典型的に少なくとも800、好適には少なくとも13
00である。
均一ワックス類が示すMw/Mnは、パラフィンワックスおよび結晶性のエチレ
ンホモポリマーまたはインターポリマーであるワックス類とは対照的に、1.5
から2.5、好適には1.8から2.2である。
ポリエチレンを基とするワックスおよび均一ワックス類の場合のワックスの密
度は、本発明のポリマー組成物に含める成分(a)の均一エチレンポリマーのそ
れよりも高く、これの密度は典型的に少なくとも0.910g/cm3、好適に
は少なくとも0.915g/cm3、より好適には少なくとも0.920g/c
m3、最も好適には少なくとも0.925g/cmである。
このようなワックスを本発明のポリマー組成物に典型的には少なくとも1重量
パーセント、好適には少なくとも5重量パーセント、より好適には少なくとも1
0重量パーセント、最も好適には少なくとも20重量パーセントの量で与える。
このワックスを本発明のポリマー組成物に与える量は典型的に40重量パーセン
ト以内、好適には35重量パーセント以内、より好適には30重量パーセント以
内である。
本発明のポリマー組成物に更に核形成剤も含める。粒子サイズを制御しかつ結
晶が液体、過飽和溶液または飽和蒸気から生成する過程を制御するに有用な材料
を意味するとして用語「核形成剤」を定義する。核形成剤の中の2種類には下記
が含まれる:(1)ポリマー組成物の中に高せん断下で分散させる前以て生じさ
せておいた粒子;および(2)ポリマー組成物に含まれる他の成分の溶融物の中
でインサイチューで生じる粒子(これらの粒子は該ポリマー組成物に含まれる他
の成分よりも高い温度で結晶化する結果として均一ポリマーおよびワックスの核
形成用部位として働く繊維状網状組織を形成する)。
ポリマー系の中に高せん断下で分散させる典型的な前以て生じさせておく粒子
には、親有機性の多層粒子が含まれる。そのような粒子は本技術分野でよく知ら
れた方法を用いて親水性フィロシリケート類(phyllosilicates
)から調製可能である。そのような材料の例はスメクタイト(smectite
)粘土材料、例えばモントモリロナイト、ノントロナイト、ベイデライト、ボル
コンスコイト、ヘクトライト、サポナイト、サウコナイト、マガジイト、ケニア
イトおよびベルミクライトなどである。他の有用な多層粒子にはイライト(il
lite)鉱物、例えばレジカイトなど、そしてイライト類とこの上に挙げた粘
土材料の混合物が含まれる。他の有用な多層粒子、特にアニオン性ポリマー類と
一緒に用いるに有用な粒子は、層状ダブルヒドロキサイド(layered d
ouble hydroxides)、例えばMg6Al3.4(OH)18.8(CO3)1 .7
H2Oなど[W.T.Reichle、J.Catal.、94巻、547頁
(1985)参照]であり、これらは正に帯電した層を有していて交換し得るア
ニオンを層間空隙部内に持つ。本発明では層が電荷をほとんどか或は全く持たな
い他の多層粒子も使用可能であり得る。そのような材料には、塩化物、例えばR
eCl3およびFeOClなど;カルコゲナイド(chalcogenides
)、例えばTiS2、MoS2およびMoS3など;シアン化物、例えばNi(C
N)2など;そして酸化物、例えばH2Si2O5,V5O13,HTiNbO5,Cr0.5
V0.5S2,W0.2V2.8O7,Cr3O8,MoO3(OH)2,VOPO4-2H2O
,CaPO4CH3-H2O,MnHAsO4−H2O,およびAg6Mo10O33など
が含まれる。
このような親水性の多層粒子に適切な材料、例えば水溶性ポリマー、
第四級アンモニウム塩、両性界面活性剤およびコリン化合物などによるナトリウ
ム、カリウムまたはカルシウムカチオン交換を受けさせることを通して、上記粒
子を親有機性にすることができる。交換し得る水溶性ポリマー類の代表的な例に
は、ビニルアルコールから作られた水溶性ポリマー類[例えばポリ(ビニル)ア
ルコール]、ポリアルキレングリコール類、例えばポリエチレングリコールなど
、水溶性のセルロース系ポリマー類、例えばメチルセルロースおよびカルボキシ
メチルセルロースなど、エチレン系不飽和カルボン酸から作られたポリマー類、
例えばポリ(アクリル酸)およびそれの塩など、そしてポリビニルピロリドンが
含まれる。
本発明で使用可能な第四級アンモニウム塩(カチオン界面活性剤)の代表的例
には、オクタデシル、ヘキサデシル、テトラデシルまたはドデシル基を持つ第四
級アンモニウム塩が含まれ、好適な第四級アンモニウム塩にはジメチルニ水添獣
脂アンモニウム塩、オクタデシルトリメチルアンモニウム塩、ジオクタデシルジ
メチルアンモニウム塩、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム塩、ジヘキサデシ
ルジメチルアンモニウム塩、テトラデシルトリメチルアンモニウム塩およびジテ
トラデシルジメチルアンモニウム塩が含まれる。
好適な親有機性多層粒子は第四級アンモニウムカチオンのイオン交換で作られ
た粒子である。より好適な親有機性多層材料は、モントモリロナイト粘土を第四
級アンモニウム塩、最も好適にはClaytone(商標)HY(Southe
rn Clay Productsの商標)として商業的に市販されているジメ
チル二水添獣脂アンモニウム塩で処理した材料である。
このような親有機性多層粒子の調製を、また、重合性の金属アルコラート、例
えばSi(OR)4,Al(OR)3,Ge(OR)4,Si(OC2H5)4,Si(OCH3
)4,Ge(OC3H7),またはGe(OC2H5)4などに加水分解を単独または任意
組み合わせで受けさせることで得られる高分子量物質である無機材料によるナト
リウム、カリウムもしくはカルシウムカチオン交換で行うことも可能である。別
法として、このような無機材料はコロイド状の無機化合物であってもよい。使用
可能な代表的コロイド状無機化合物にはSiO2,Sb2O3,Fe2O3,Al2O3
,TiO2,ZrO2,およびSnO2が単独または任意組み合わせで含まれる。
このような親有機性多層材料の調製を、また、WO 93/11190の9−
21頁に開示されているように、官能化有機シラン化合物の交換で行うことも可
能である。
ポリマー組成物に含まれる他の成分の溶融物の中でインサイチューで生じる粒
子である典型的な核形成剤には、アセタール類、例えばトリナフチリデンソルビ
トール、トリ(4−メチル−1−ナフチリデン)ソルビトール、トリ−(4−メ
トキシ−1−ナフチリデン)ソルビトールおよびジベンジリデンジリトール(z
ylitol)などが含まれる。このような材料の例は、Milliken C
hemical,Inc.からMillad(商標)3988として入手可能な
3,4−ジメチルジベンジリデンソルビトール[これは、更に、90重量パーセ
ントの量の低密度ポリエチレンに10重量パーセントの量で入っている混合物と
して、Millad(商標)5L71−10としても入手可能である]ばかりで
なくMillad(商標)3905Pジベンジリデンソルビトールである。
本発明のポリマー組成物に存在させる核形成剤の濃度は、所望の破壊時伸び向
上をもたらすに有効な量であり、これは用途に依存するが、本ポリマー組成物の
全重量を基準にして好適には0.01重量パーセント以上、より好適には0.0
5重量パーセント以上、更により好適には0.1重量パーセント以上、最も好適
には0.2重量パーセント以上であり、この量を本ポリマー組成物全体の好適に
は10重量パーセント以下、より好適には5重量パーセント以下、更により好適
には1重量パーセント以下、最も好適には0.5重量パーセント以下にする。
本発明のポリマー組成物は、上記核形成剤を含まない比較ポリマー組成物に比
較して少なくとも50パーセント大きい、好適には少なくとも100パーセント
大きい、より好適には少なくとも200パーセント大きい、更により好適には少
なくとも400パーセント大きい破壊伸びを示すとして特徴づけられる。以下に
示す実施例に例示するように、非常に好適なポリマー組成物は、上記核形成剤を
含まない比較組成物に比べて少なくとも600パーセント大きい破壊時伸びパー
セントを示し、少なくとも700パーセント大きい破壊時伸びパーセントを示す
ことさえあり得る。
本発明のホットメルト接着剤に好適には少なくとも1種の均一エチレンポリマ
ーを含めるが、それに加えてか或はそれの代わりに、多様な伝統的オレフィンポ
リマー類のいずれかを含めることも可能である。本明細書では、ある程度ではあ
る、例えばチーグラー・ナッタ触媒を用いて作られたC2−C8α−オレフィンの
ホモポリマーまたはエチレン/α−オレフィンインターポリマー、例えば高圧反
応方法で作られた低密度ポリエチレンなどを指す時に用語オレフィンポリマーを
用いる。高圧方法で
作られたオレフィンポリマー類は一般に低密度ポリエチレン(LDPE)として
知られており、これはポリマーのバックボーンからぶら下がっている分枝鎖(モ
ノマー重合単位で作られた)を持つことを特徴とする。LDPEポリマー類の密
度は一般に0.910から0.935g/cm3の範囲である。配位触媒、例え
ばチーグラーまたはフィリップスの触媒などを用いて作られたエチレンポリマー
類およびコポリマー類にはバックボーンからぶら下がっている分枝鎖(モノマー
重合単位で作られた)が実質的に存在しないことから、これらは一般に線状ポリ
マー類として知られる。密度が一般に0.941から0.965g/cm3の高
密度ポリエチレン(HDPE)は典型的にエチレンのホモポリマーであり、これ
に含まれる分枝鎖はエチレンとα−オレフィンから作られたいろいろな線状コポ
リマー類に比較して相対的に少ない。HDPEはよく知られていて、いろいろな
グレードで商業的に入手可能であり、これを本発明で用いることも可能である。
また、エチレンと少なくとも1種の炭素原子数が3から12、好適には炭素原
子数が4から8のα−オレフィンから作られた線状コポリマーであるオレフィン
ポリマー類もよく知られていて、商業的に入手可能である。本技術分野でよく知
られているように、線状エチレン/α−オレフィンコポリマーの密度は、α−オ
レフィンの長さおよびコポリマー中に存在する上記モノマーの量(エチレンの量
を基準)の両方の関数であり、このようなコポリマーの密度はα−オレフィンの
長さが長くなればなるほどそしてα−オレフィンの存在量が多くなればなるほど
低くなる。線状の低密度ポリエチレン(LLDPE)は典型的にエチレンと炭素
原子数が3から12、好適には炭素原子数が4から8のα−オレフィン(例
えば1−ブテン、1−オクテンなど)から作られたコポリマーであり、このコポ
リマーのα−オレフィン含有量は、このコポリマーの密度がLDPEのそれより
も低くなるに充分な量である。このコポリマーに含めるα−オレフィンの量を更
に多くすると、密度が0.91g/cm3未満にまで低下し、そのようなコポリ
マー類は超低密度ポリエチレン(ULDPE)または非常に低密度のポリエチレ
ン(VLDPE)として知られる。このような線状ポリマー類の密度は一般に0
.87から0.91g/cm3の範囲である。
フリーラジカル触媒を用いて作られた材料および配位触媒を用いて作られた材
料は両方ともそれらの製造方法と同様に本技術分野でよく知られている。不均一
線状エチレンポリマー類はザ・ダウケミカル社からDowlex(商標)LLD
PEおよびAttane(商標)ULDPE樹脂として入手可能である。不均一
線状エチレンポリマー類の調製は、Anderson他の米国特許第4,076
,698号に開示されている如き方法を用いてエチレンと任意の1種以上のa−
オレフィンコモノマーをチーグラー・ナッタ触媒の存在下で溶液、スラリーまた
は気相重合させることを通して実施可能である。不均一エチレンポリマー類は、
典型的に、分子量分布Mw/Mnが典型的には3.5から4.1の範囲であるとし
て特徴づけられる。このような種類の材料およびそれらの製造方法の関連考察が
米国特許第4,950,541号およびそこに引用されている特許に見られる。
オレフィンポリマー類として、同様に、酸部分の炭素原子数が4以下の飽和カ
ルボン酸のビニルエステル、炭素原子数が3から5の不飽和モノもしくはジカル
ボン酸、上記不飽和酸の塩、上記不飽和酸と炭素原子
数が1から8のアルコールから作られたエステル、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種のコモノマーを用いたエチレンのポリマー類
も適切である。また、エチレンと上記コモノマー類から作られるターポリマー類
も適切である。エチレンとこの上に記述した酸から作られたコポリマー類を完全
にか或はある程度中和したものであるアイオノマー類が米国特許第3,264,
272号により詳細に考察されている。加うるに、また、一酸化炭素の含有量が
15重量パーセント以下になるようにしてエチレン/酢酸ビニル/一酸化炭素ま
たはエチレン/アクリル酸メチル/一酸化炭素から作られたターポリマー類も使
用可能である。
このエチレンと不飽和カルボン酸コモノマーの重量比を好適には95:5から
40:60)より好適には90:10から45:50)更により好適には85:
15から60:40にする。このような修飾エチレンインターポリマー類のメル
トインデックス(190℃におけるI2)は、0.1から150、好適には0.
3から50、より好適には0.7から10g/10分の範囲であり得る。このエ
チレンコポリマーが示すメルトインデックスが30g/10分以上であると、物
性、主に伸びがより低いレベルにまで低下することが知られている。
エチレン/不飽和カルボン酸、塩およびエステルから作られた適切なインター
ポリマー類には、エチレン/酢酸ビニル(EVA)[これには、これらに限定す
るものでないが、米国特許第5,096,955号に記述されている安定化EV
Aが含まれる];エチレン/アクリル酸(EAA)およびそれのアイオノマー類
;エチレン/メタアクリル酸およびそれのアイオノマー類;エチレン/アクリル
酸メチル;エチレン/アクリ
ル酸エチル;エチレン/アクリル酸イソブチル;エチレン/アクリル酸n−ブチ
ル;エチレン/アクリル酸イソブチル/メタアクリル酸およびそれのアイオノマ
ー類;エチレン/アクリル酸n−ブチル/メタアクリル酸およびそれのアイオノ
マー類;エチレン/アクリル酸イソブチル/アクリル酸およびそれのアイオノマ
ー類;エチレン/アクリル酸n−ブチル/アクリル酸およびそれのアイオノマー
類;エチレン/メタアクリル酸メチル;エチレン/酢酸ビニル/メタアクリル酸
およびそれのアイオノマー類;エチレン/酢酸ビニル/アクリル酸およびそれの
アイオノマー類;エチレン/酢酸ビニル/一酸化炭素;エチレン/メタアクリレ
ート/一酸化炭素;エチレン/アクリル酸n−ブチル/一酸化炭素;エチレン/
アクリル酸イソブチル/一酸化炭素;エチレン/酢酸ビニル/マレイン酸モノエ
チル;およびエチレン/アクリル酸メチル/マレイン酸モノエチルなどが含まれ
る。特に適切なコポリマー類は、EVA;EAA;エチレン/アクリル酸メチル
;エチレン/アクリル酸イソブチル;およびエチレン/メタアクリル酸メチルの
コポリマー類およびそれらの混合物である。このようなエチレンインターポリマ
ー類の特定組み合わせは、米国特許第4,379,190号に記述されているよ
うに、特定の特性、例えば引張り伸びなどが向上すると教示されている。このよ
うなエチレンインターポリマー類を製造する手順は本技術分野でよく知られてい
て、数多く商業的に入手可能である。
均一エチレンポリマーに加えて、凝集力を高め、噴霧性を向上させ、オープン
時間(open time)を修飾し、柔軟性を高めるなどの目的である種のエ
チレンインターポリマーを用いる時には、このようなエチレンインターポリマー
を典型的には25重量パーセント以下の量で
添加する。このような修飾用ポリマーは相溶し得る如何なるエラストマーであっ
てもよく、例えば熱可塑性ブロックコポリマー、ポリアミド、非晶質もしくは結
晶性ポリオレフィン、例えばポリプロピレン、ポリブチレンまたはポリエチレン
(Mwが3000を越える)など、エチレンのコポリマー、例えばエチレン−酢
酸ビニル(EVA)、エチレン−アクリル酸メチル、またはそれらの混合物など
であってもよい。驚くべきことに、上記均一エチレン/a−オレフィンインター
ポリマー類はまたポリアミド類とも相溶し、その結果として、耐可塑剤性(pl
asticizer resistant)の感圧接着剤がもたらされる。この
ような修飾用ポリマーを、典型的には、上記均一エチレン/a−オレフィンイン
ターポリマーが示す向上した特性が悪化しないように、比較的低い濃度で用いる
。オープン時間を長くしかつ耐熱性を向上させるに好適な修飾用ポリマーはポリ
ブテン−1のコポリマー、例えばDuraflex(商標)8910(Shel
l)などである。
ホットメルト接着剤調合物を与える本発明の態様では、このようなホットメル
ト接着剤調合物に好適には均一エチレンポリマーとワックスと核形成剤と粘着付
与剤(tackifier)を含める。
本発明のホットメルト接着剤調合物では、この上に記述した如き均一エチレン
ポリマーを好適には少なくとも5重量パーセント、好適には少なくとも10重量
パーセント、より好適には少なくとも20重量パーセント、より好適には少なく
とも50重量パーセント、最も好適には少なくとも70重量パーセントの量で与
え、その量を典型的には99重量パーセント未満、好適には95重量パーセント
未満、より好適には90重量パーセント未満、最も好適には80重量パーセント
未満にする。
本発明のホットメルト接着剤調合物では、上記ワックスを典型的には少なくと
も1重量パーセント、好適には少なくとも5重量パーセント、より好適には少な
くとも10重量パーセント、最も好適には少なくとも20重量パーセントの量で
与える。本ホットメルト接着剤調合物に与えるワックスの量を典型的には40重
量パーセント以内、好適には35重量パーセント以内、より好適には30重量パ
ーセント以内にする。
本発明のホットメルト接着剤調合物では、上記核形成剤を本ホットメルト接着
剤調合物の全重量を基準にして典型的には0.01重量パーセント以上、より好
適には0.05重量パーセント以上、更により好適には0.1重量パーセント以
上、最も好適には0.2重量パーセント以上の量で与え、この量を本ホットメル
ト接着剤調合物の好適には10重量パーセント以下、より好適には5重量パーセ
ント以下、更により好適には1重量パーセント以下、最も好適には0.5重量パ
ーセント以下にする。
本発明のホットメルト接着剤調合物では、粘着付与剤を典型的には少なくとも
1重量パーセント、より好適には少なくとも5重量パーセント、最も好適には少
なくとも10重量パーセントの量で与え、その量を典型的には本ホットメルト接
着剤調合物の80重量パーセント以下、好適には60重量パーセント以下、より
好適には45重量パーセント以下にする。
一般的な意味で、本発明のホットメルト接着剤で用いるに有用な粘着付与剤に
は、再生可能資源から誘導される樹脂、例えばロジン誘導体(これにはウッドロ
ジン、トール油、ガムロジンが含まれる);ロジンエステル、天然および合成テ
ルペン類、そしてそれらの誘導体などが含まれ
る。また、脂肪族、芳香族または脂肪芳香混合石油を基とする粘着付与剤も本発
明の接着剤で用いるに有用である。
有用な炭化水素樹脂の代表的な例には、アルファ−メチルスチレンから作られ
た樹脂、分枝および未分枝C5から作られた樹脂、C9樹脂、C10樹脂ばかりでな
く、上記樹脂をスチレンで修飾した物および水添で修飾した物が含まれる。粘着
付与剤は、37℃で液体の樹脂から、135℃の環およびボール軟化点を示す樹
脂に及ぶ範囲である。本発明の接着剤が示す粘着強度を向上させようとする場合
には、100℃以上の軟化点、より好適には130℃以上の軟化点を有する固体
状の粘着付与用樹脂が特に有用である。
本発明の接着剤で用いるに好適な粘着付与用樹脂は主に脂肪族の樹脂である。
しかしながら、特に2番目の粘着付与剤または相互相溶性可塑剤を用いる場合に
は、また、高い芳香族性を示す粘着付与用樹脂も有用である。
典型的な粘着付与剤には、Eastman Chemical Co.(Ki
ngsport、TN)から入手可能なEastotac(商標)H−100、
H−115およびH−130(これらはそれぞれ軟化点が100℃、115℃お
よび130℃の部分水添環状脂肪族石油炭化水素樹脂である)が含まれる。それ
らはEグレード、Rグレード、LグレードおよびWグレードで入手可能であり、
このようなグレードはいろいろな水添レベルを示し、ここで、Eの水添度合が最
低でWの水添度合が最大である。このEグレードが示す臭素価は15でRグレー
ドが示す臭素価は5でLグレードが示す臭素価は3でWグレードが示す臭素価は
1である。また、Eastman Chemical Co.から入手可能
なEastotac(商標)H−142Rも存在し、これが示す軟化点は約14
0℃である。他の有用な粘着付与樹脂には、部分水添環状脂肪酸石油炭化水素樹
脂であるEscorez(商標)5300および5400そして部分水添芳香族
修飾石油炭化水素樹脂であるEscorez(商標)5600[これらは全部E
xxon Chemical Co.(ヒューストン、TX)から入手可能であ
る];Goodyear Chemical Co.(Akron、OH)から
入手可能なWingtack(商標)Extra(これは脂肪芳香族石油炭化水
素樹脂である);Hercules,Inc.(Wilmington、DE)
から入手可能なHercolite(商標)2100(部分水添環状脂肪族石油
炭化水素樹脂);そしてArizona Chemical Co.(Pana
ma City、FL)から入手可能なZonatac(商標)105および5
01 Lite(これらはd−リモネンから作られたテルペン樹脂のスチレン化
品である)が含まれる。
数多くの種類のロジン類および修飾ロジン類が存在していて、これらはいろい
ろな水添レベルで入手可能であり、それらにはガムロジン類、ウッドロジン類、
トール油ロジン類、蒸留ロジン類、ロジン二量体およびロジン重合体が含まれる
。具体的な修飾ロジン類のいくつかにはウッドロジン類およびトール油ロジン類
のグリセロールエステルおよびペンタエリスリトールエステルが含まれる。市販
グレードには、これらに限定するものでないが、Arizona Chemic
al Co.から入手可能なSylvatac(商標)1103(ロジンのペン
タエリスリトールエステル)、Union Camp(Wayne、NJ)から
入手可能なUnitac(商標)R−100 Lite(ロジンのペン
タエリスリトールエステル)、Herculesから入手可能なPermaly
n(商標)305(エリスリトール修飾ウッドロジン)、そしてまたHercu
lesから入手可能なForal 105(ロジンのペンタエリスリトールエス
テルの高度水添品である)が含まれる。Sylvatac(商標)R−85およ
び295は、Arizona Chemical Co.から入手可能な融点が
85℃および95℃のロジン酸であり、そしてForal AXは、Hercu
les Inc.から入手可能な融点が70℃の水添ロジン酸である。Nire
z V−2040はArizona Chemical Co.から入手可能な
フェノール修飾テルペン樹脂である。
本発明のホットメルト接着剤に場合により可塑剤を含めてもよい。可塑剤を用
いる場合には、それを本ホットメルト接着剤調合物に典型的には少なくとも1重
量パーセント、好適には少なくとも5重量パーセント、より好適には少なくとも
10重量パーセントの量で与え、その量を典型的には本ホットメルト接着剤調合
物の30重量パーセント以内、好適には25重量パーセント以内、最も好適には
20重量パーセント以内にする。
可塑剤を、幅広い意味で、熱可塑性プラスチック、ゴムおよび他の樹脂に添加
すると押出し加工性、柔軟性、作業性または伸縮性を向上させ得る典型的には有
機の組成物であるとして定義する。この可塑剤は周囲温度で液体または固体のい
ずれかであり得る。典型的な液状可塑剤には、炭化水素油、ポリブテン、粘着性
を付与する液状樹脂、および液状エラストマー類が含まれる。可塑剤油は、主に
、芳香族含有量が低くて性質がパラフィン系またはナフテン系である炭化水素油
である。可塑剤油は、
好適には、揮発性が低く、透明で、色および臭気をできるだけ持たないものであ
る。本発明における可塑剤の使用は、また、オレフィンのオリゴマー類、低分子
量のポリマー類、植物性油およびそれの誘導体、そして同様な可塑液の使用も意
図する。
固体状の可塑剤を用いる場合、好適にはこれに60℃以上の軟化点を持たせる
。上記均一エチレン/a−オレフィンインターポリマーを適切な粘着付与用樹脂
および固体状可塑剤、例えば可塑剤であるシクロヘキサンジメタノールのジベン
ゾエートなどと一緒に組み合わせる結果として得られる接着剤組成物は120℃
未満、好適には100℃未満の温度で塗布可能であると考えている。Velsi
colから商標BenzoflexTM352の下で商業的に入手可能な1,4−
シクロヘキサンジメタノールジベンゾエート化合物を例として示したが、後でコ
ンパウンドにした熱可塑性組成物内で再結晶する如何なる固体状可塑剤も適切で
ある。この目的で用いるに適切であり得る他の可塑剤がヨーロッパ特許第042
2 108 B1号およびヨーロッパ特許第0 410 412 B1号(両方
ともH.B.Fuller Companyに譲渡)に記述されている。
更に可塑剤も含める本発明の態様では、好適には、固体状の可塑剤を用いる。
本発明のホットメルト接着剤は、これが示す破壊時伸びパーセントが上記核形
成剤を含まない比較ホットメルト接着剤に比較して少なくとも25パーセント大
きい、好適には少なくとも50パーセント大きい、より好適には少なくとも10
0パーセント大きいとして特徴づけられる。
本発明の組成物に、また、抗酸化剤[例えばヒンダードフェノール系
(例えばIrganox(商標)1010、Irganox(商標)1076な
ど)、ホスファイト類(例えばIrgafos(商標)168など)など]、ク
リング(cling)添加剤(例えばポリイソブチレン)、抗ブロック添加剤、
着色剤、顔料、エクステンダーオイル、充填材および粘着付与剤などの如き添加
剤を本発明のポリマー組成物が示す特性である伸び特性に有害な影響を与えない
度合で含めることも可能である。抗酸化剤、クリング添加剤、抗ブロック添加剤
、着色剤などの場合には、そのような任意の成分を本発明のポリマー組成物に存
在させる量は典型的に5重量パーセント未満、好適には3重量パーセント未満、
より好適には1重量パーセント未満である。エクステンダーオイルおよび粘着付
与剤の場合には、そのような成分を実質的により多い量で与えてもよい。この上
に詳細に考察した本発明のホットメルト接着剤調合物にそのような成分を含める
方が望ましい場合には、この上に示した場合を除き、それらを典型的には5重量
パーセントより多い量、好適には少なくとも10重量パーセント、より好適には
少なくとも20重量パーセントの量で与え、その量を好適には70重量パーセン
ト以内、より好適には60重量パーセント以内にする。
同様に、本発明の組成物に場合により他のポリマー成分を更に含めることも可
能であり、そのようなポリマー成分には、これらに限定するものでないが、ポリ
プロピレン、スチレン−ブタジエンのブロックコポリマー類、そして通常のポリ
オレフィン類(例えば線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、およびエ
チレンと酢酸ビニルのコポリマー類など)が含まれる。
本発明の組成物の配合は通常の如何なる方法で行われてもよく、その
ような方法には、個々の成分をドライブレンドした後に溶融混合することが含ま
れ、これは押出し加工機を用いて完成品を直接製造するか、或は個別の押出し加
工機またはミキサー、例えばハーク(Haake)装置またはバンバリーミキサ
ーなどを用いて前以て溶融混合することを通して実施可能である。
本発明のポリマー組成物は、高い結晶化開始温度を保持しながら破壊時伸びが
高いことが要求される用途、例えば生地、カーペット裏地、床タイルおよびシー
ト材の高速被覆、そして接着剤などで使用可能である。実施例 ポリマー組成物の調製
本発明のポリマー組成物および比較実施例のポリマー組成物で用いる材料を以
下の表1に挙げる。均一エチレンポリマー類の調製を米国特許第5,272,2
36号および5,278,272号の手順に従って行い、そして超低分子量のエ
チレンポリマー類および均一ワックスの調製ではWO/97/26287に挙げ
られている手順に従う。
本実施例および比較実施例の組成物の調製を下記の手順に従って行った。均一
ポリマーを、前以て130℃に加熱しておいたハークミキサーに下記の表2に示
す量で入れて、上記ミキサーを1分当たり20回転で操作した。ポリマーが溶融
した後、混合速度を1分当たり200回転にまで高くしてポリマーを2分間混合
した。次に、核形成剤を表2に示す量で加えた後、その結果として得た材料を2
分間混合した。ワックスを表2に示す量で加えた後、その結果として得た材料を
2分間混合した。95℃に冷却した後の混合物からサンプルを取り出した。プラーク(plaque)調製
下記の手順を用いた圧縮成形でプラーク形状のサンプルを作成した。2枚のポ
リテトラフルオロエチレン被覆ファイバーグラス布の間に表2に示すサンプルを
15グラム位置させて、130℃の温度で2から3分間200psig(1.3
8MPa)で圧縮した。圧力を20,000psig(138MPa)にまで高
めて、この圧力にサンプルを2から3分間保持した。このサンプルを25℃に冷
却した後、少なくとも12時間平衡状態にした。ASTM D−1708に従い
、ミクロテンシルダイス(micro−tensile die)が備わってい
るパンチプレスを用いて、上記プライマーからダンベル形状のミクロテンシル試
験片を切り取って、破壊時伸び、破壊応力およびピーク応力に関して評価した。
Instron(商標)4507 Materials Testing Sy
stem(Instron Corporationから入手可能)を用いて各
サンプルの基準応力−歪み図を測定した。クロスヘッド速度を4インチ/分(1
0cm/分)にした。 実施例および比較実施例1−10の組成物の破壊時歪みパーセント、ピーク応
力および破壊応力を図1に挙げる。そこに示されているように、本主題発明は、
核形成剤を含まない比較組成物に比較して少なくとも4倍大きい破壊時歪みパー
セント(実施例1、3、6、7および9の場合)、少なくとも6倍大きい破壊時
歪みパーセント(実施例1、7および9の場合)そして少なくとも15倍大きい破
壊時歪みパーセント(実施例9の場合)を示す組成物を提供するものである。
図1に更に示されているように、本主題発明は、示す破壊時歪みパーセントが
少なくとも120パーセント(実施例1、3、5、7および9の場合)、好適に
は少なくとも200パーセント(実施例1、7および9の場合)、より好適には
少なくとも400パーセント(実施例9の場合)の組成物を提供するものである
。
図1に更に示されているように、本主題発明は、核形成剤を含まない比較組成
物のそれに比較して少なくとも7倍大きい(実施例1、3、5、7および9の場
合)破壊応力を示す組成物を提供するものである。更に、示されているように、
本主題発明は、少なくとも500psi(3.4MPa)(実施例1、3、5、
7および9の場合)の破壊応力を示す組成物を提供するものであり、実施例7が
示す破壊応力はほぼ600psi(4.1MPa)である。
図1に更に示されているように、本発明の組成物が示すピーク応力は、核形成
剤を含まない比較組成物のそれに比較して少なくとも10パーセント大きい(実
施例1、3、5、7および9の場合)、好適には少なくとも20パーセント大き
い(実施例1、3、5および9の場合)、最も好適には少なくとも30パーセン
ト大きい(実施例3および9の場合)。
更に示されているように、本主題発明は少なくとも650psi(4.5MPa
)(実施例1、3、5、7および9の場合)のピーク応力を示す組成物を提供す
るものである。単一の均一エチレンポリマーを含有する調合物
実施例11の調製を上記実施例および比較実施例1−10に関して記述した手
順に従って行う。実施例11では、これにポリマーCを69.85重量パーセン
ト、ワックスAを29.85重量パーセントおよび核形成剤Aを0.3重量パー
セント含有させる。比較実施例12の場合には、これにポリマーCを70重量パ
ーセントとワックスAを30重量パーセント含有させる。実施例11が示す破壊
時伸びパーセント、ピーク応力および破壊応力は比較実施例12のそれよりも向
上している。ホットメルト接着剤調合物の調製
ハークミキサーを用いてホットメルト接着剤調合物のブレンドを下記の手順で
行った。最初に上記ミキサーを130℃に加熱した。このミキサーを開始させて
、それが1分当たり20回転の速度に到達した時点で、調合物に含めるポリマー
部分を加えた。このポリマーが溶融した後、速度を1分当たり200回転にまで
高めて、溶融したポリマーを2分間混合した。核形成剤(用いる場合)を加えた
後、この混合物を2分間混合した。次に、ワックスおよび粘着付与剤を添加した
後、その調合物を2分間混合した。この調合物を95℃に冷却して、ミキサーか
ら取り出した。この調製した調合物を下記の表3に挙げる。
HMA−Aは、比較HMA−Bが420パーセントの破壊時歪みパーセントを示
すのに比較して、少なくとも800パーセントの破壊時歪みを示すとして特徴づ
けられる。HMA−Aが示す降伏応力は比較HMA−Bが示す降伏応力の10パ
ーセント以内である。更に、HMA−Aが示す破壊応力も比較HMA−Bが示す
破壊応力の10パーセント以内である。本発明のポリマー組成物で用いるに適した均一エチレンポリマー類、超低分子量 エチレンポリマー類および均一ワックスの調製
本発明のポリマー組成物で用いるに適した均一エチレンポリマー類、超低分子
量エチレンポリマー類および均一ワックスの製造で用いるに有用な手順および条
件を以下に示す。
触媒調製1 パート1:TiCl3(DME)1.5の調製
フラッシュ取り付け(flush mounted)ボトムバルブ、五口の頭
部、ポリテトラフルオロエチレン製ガスケット、クランプおよび撹拌機構成要素
(軸受け、軸およびパドル)が備わっている10Lの
ガラス容器から成る装置(R−1と呼ぶ)をフード内で組み立てて窒素でパージ
洗浄した。上記口に下記を取り付けた:中心の口に撹拌機構成要素を取り付け、
そして外側の口に還流コンデンサ(ガス入り口/出口が上に付いている)、溶媒
用入り口、熱電対およびストッパーを取り付けた。このフラスコに、脱酸素して
おいた乾燥ジメトキシエタン(DME)を加えた(約5L)。ドライボックス内
でTiCl3を700g重量測定して粉末添加用均圧漏斗に入れ、この漏斗に蓋
をし、上記ドライボックスから取り出した後、これをストッパーの代わりに上記
反応容器に取り付けた。撹拌しながら10分かけてTiCl3を添加した。この
添加が終了した後、追加的にDMEを用いてTiCl3の残りを洗浄して上記フ
ラスコの中に入れた。この添加用漏斗をストッパーに代えて、上記混合物を還流
にまで加熱した。色が紫色から淡い青色に変わった。この混合物を5時間加熱し
、室温に冷却し、固体を沈降させた後、この固体から上澄み液をデカンテーショ
ンで除去した。TiCl3(DME)1.5がR−1内に淡い青色の固体として残存
した。パート2:[(Me4C5)SiMe2N−t−Bu][MgCl]2の調製
フラスコの大きさを30Lにする以外はR−1で記述したのと同様にして装置
(R−2と呼ぶ)を組み立てた。この頭部には口が7個備わっており、中心の口
に撹拌機を取り付け、そして外側の口に、コンデンサ(窒素入り口/出口が上に
付いている)、真空アダプタ、試薬添加用管、熱電対およびストッパーを含めた
。このフラスコに、トルエンを4.5L、(Me4C5H)SiMe2NH−t−
Buを1.14kg、そしてEt2O中2Mのi−PrMgClを3.46kg
加えた。次に、この
混合物を加熱してエーテルを沸騰で除去して−78℃に冷却されているトラップ
に入れた。4時間後、上記混合物の温度が75℃に到達した。この時間が終了し
た後、ヒーターを切って、この熱溶液を撹拌しながらこれにDMEを加えると、
結果として白色固体が生じた。この溶液を室温に冷却し、材料を沈降させ、そし
てこの固体から上澄み液をデカンテーションで除去した。[(Me4C5)SiM
e2N−t−Bu][MgCl]2がR−2内にオフホワイト(off−whit
e)の固体として残存した。パート3:[(η5−Me4C5)SiMe2N−t−Bu]TiMe2の調製
R−1に入っている材料およびR−2に入っている材料をDMEに入れてスラ
リー状にした(R−1に入れたDMEは3LでR−2に入れたDMEは5L)。
10Lのフラスコのボトムバルブに連結させた移送用管および30Lのフラスコ
に備わっている頭部開口部の1つを用いて、R−1の内容物をR−2に移した。
R−1に入っている材料の残りを追加的DMEで洗浄して移した。この混合物は
迅速に暗色になって深赤色/褐色になり、そしてR−2内の温度が21℃から3
2℃に上昇した。20分後、160mLのCH2Cl2を滴下漏斗を通して加える
と、結果として色が緑/褐色に変化した。これに続いて、THF中3MのMeM
gClを3.46kg加えると、温度が22℃から52℃に上昇した。この混合
物を30分間撹拌した後、真空下で溶媒を6L除去した。上記フラスコにIso
per E(6L)を加えた。この真空/溶媒添加サイクルを繰り返し、溶媒を
4L除去してIsoper Eを5L加えた。最終真空段階で、追加的に溶媒を
1.2L除去した。この材料を一晩か
けて沈降させた後、液層をデカンテーションで別の30Lガラス容器(R−3)
に入れた。R−3に入っている溶媒を真空下で除去すると褐色固体が残存し、こ
れをIsoper Eで再抽出して、この材料を貯蔵用シリンダーに移した。分
析の結果、この溶液(17.23L)はチタンに関して0.1534Mであるこ
とが示され、これは2.644モルの[(η5−Me4C5)SiMe2N−t−B
u]TiMe2に等しい。R−2内に残存する固体を更にIsoper Eで抽
出して、その溶液をR−3に移した後、真空下で乾燥させてIsoper Eで
再抽出した。この溶液を貯蔵用ボトルに移し、分析の結果、チタンの濃度は0.
1403Mで体積は4.3Lであることが示された[0.6032モルの[(η5
−Me4C5)SiMe2N−t−Bu]TiMe2]。これによって全体収率は
3.2469モルの[(η5−Me4C5)SiMe2N−t−Bu]TiMe2ま
たは1063gになる。これはTiCl3として添加したチタンを基準にして7
2パーセントの全体収率である。触媒調製2 パート1:TiCl3(DME)1.5の調製
フラッシュ取り付けボトムバルブ、五口の頭部、ポリテトラフルオロエチレン
製ガスケット、クランプおよび撹拌機構成要素(軸受け、軸およびパドル)が備
わっている10Lのガラス容器から成る装置(R−1と呼ぶ)をフード内で組み
立てて窒素でパージ洗浄した。上記口に下記を取り付けた:中心の口に撹拌機構
成要素を取り付け、そして外側の口に還流コンデンサ(ガス入り口/出口が上に
付いている)、溶媒用入り口、熱電対およびストッパーを取り付けた。このフラ
スコに、脱酸素しておいた乾燥ジメトキシエタン(DME)を加えた(約5.2
L)。ド
ライボックス内でTiCl3を300g重量測定して粉末添加用均圧漏斗に入れ
、この漏斗に蓋をし、上記ドライボックスから取り出した後、これをストッパー
の代わりに上記反応容器に取り付けた。撹拌しながら10分かけてTiCl3を
添加した。この添加が終了した後、追加的にDMEを用いてTiCl3の残りを
洗浄して上記フラスコの中に入れた。次に、この過程を更にTiCl3を325
g用いて繰り返し、これによってTiCl3の全体量は625gになった。この
添加用漏斗をストッパーに代えて、上記混合物を還流にまで加熱した。色が紫色
から淡い青色に変わった。この混合物を5時間加熱し、室温に冷却し、固体を沈
降させた後、この固体から上澄み液をデカンテーションで除去した。TiCl3
(DME)1.5がR−1内に淡い青色の固体として残存した。パート2:[(Me4C5)SiMe2N−t−Bu][MgCl]2の調製
フラスコの大きさを30Lにする以外はR−1で記述したのと同様にして装置
(R−2と呼ぶ)を組み立てた。この頭部には口が7個備わっており、中心の口
に撹拌機を取り付け、そして外側の口に、コンデンサ(窒素入り口/出口が上に
付いている)、真空アダプタ、試薬添加用管、熱電対およびストッパーを含めた
。このフラスコに、トルエンを7L、Et2O中2.17Mのi−PrMgCl
を3.09kg、THFを250mLおよび(Me4C5H)SiMe2NH−t
−Buを1.03kg加えた。次に、この混合物を加熱してエーテルを沸騰で除
去して−78℃に冷却されているトラップに入れた。3時間後、上記混合物の温
度が80℃に到達し、この時点で白色の沈澱物が生じた。次に、温度を30分か
けて90℃にまで上昇させてその温度に2時間保持した。この時
間が終了した後、ヒーターを切って、この熱溶液を撹拌しながらこれにDMEを
2L加えると、結果として追加的沈澱物が生じた。この溶液を室温に冷却し、材
料を沈降させ、そしてこの固体から上澄み液をデカンテーションで除去した。ト
ルエンを加えて数分間撹拌した後に固体を沈降させてトルエン溶液をデカンテー
ションで除去することによる追加的洗浄を実施した。[(Me4C5)SiMe2
N−t−Bu][MgCl]2がR−2内にオフホワイトの固体として残存した
。パート3:[(η5−Me4C5)SiMe2N−t−Bu]Ti(η4−1,3− ペンタジエン)の調製
R−1に入っている材料およびR−2に入っている材料をDMEに入れてスラ
リー状にした(この混合物全体の体積はR−1中の約5LとR−2中の12Lで
あった)。10Lのフラスコのボトムバルブに連結させた移送用管および30L
のフラスコに備わっている頭部開口部の1つを用いて、R−1の内容物をR−2
に移した。R−1に入っている材料の残りを追加的DMEで洗浄して移した。こ
の混合物は迅速に暗色になって深赤色/褐色になった。15分後、1050mL
の1,3−ペンタジエンと2.60kgのTHF中2.03Mのn−BuMgC
lを同時に加えた。この添加中にフラスコ内の最大温度が53℃に到達した。こ
の混合物を2時間撹拌した後、真空下で溶媒を約11L除去した。次に、ヘキサ
ンを上記フラスコに全体体積が22Lになるように加えた。材料を沈降させ、そ
して液層(12L)をデカンテーションで別の30Lガラス容器(R−3)に入
れた。ヘキサンをR−2に加えて50分間撹拌しそして再び沈降させてデカンテ
ーションを行うことで生成物の溶液を更に15リットル集めた。この材料を最初
にR−3内で抽出した材料と
一緒にした。R−3に入っている溶媒を真空下で除去すると赤色/黒色固体が残
存し、これを次にトルエンで抽出した。この材料を貯蔵用シリンダーに移した。
分析の結果、この溶液(11.75L)はチタンに関して0.255Mであるこ
とが示され、これは3.0モルの[(η5−Me4C5)SiMe2N−t−Bu]
Ti(η4−1,3−ペンタジエン)または1095gに等しい。これはTiC
l3として添加したチタンを基準にして74パーセントの収率である。ポリマーA−Eの調製
ポリマーAの調製を米国特許第5,272,236号および5,278,27
2号の手順に従って行った。実施例B−Eのポリマー生成物(ポリマーDの場合
のポリマー成分は2種類のポリマー成分を溶融ブレンドしたものであった)の調
製を、ISOPAR Eを溶媒として用いかつエチレンおよびオクテンをコモノ
マーとして用いそして下記の表4に示す反応条件を用いた溶液重合方法で行った
。実施例Aで用いた触媒は触媒説明1の触媒である一方、実施例B−Eの各々で
用いた触媒は触媒説明2の触媒であった。調合物A−Eの各々で用いた共触媒は
、Boulder ScientificからIsopar(商標)E混合炭化
水素中3重量パーセントの溶液として入手可能なトリス(ペンタフルオロフェニ
ル)ボランであり、そしてアルミニウムをAkzo Nobel Chemic
al Inc.からヘキサン中2重量パーセントのアルミニウム濃度で入手可能
な修飾メチルアルモキサン(MMAOタイプ3A)溶液の形態で与えた。実施例
B−Eの各々で脱イオン水を触媒失活剤(catalyst kill)として
35ppm用いた。
ポリマーBの場合、オクテンの流量を2.3ポンド/時(5.06k
g/時)にし、水素の流量を60SCCMにし、そして溶媒の流量を19.06
ポンド/時(41.93kg/時)にした。 ポリマー類A1−R1の調製
実施例A1−R1のポリマー生成物の製造を連続撹拌反応槽を用いた溶液重合
方法で行った。添加剤(例えば抗酸化剤、顔料など)をペレット化段階中または
製造後のインターポリマー生成物に添加した後に再押出し加工を行うことも可能
である。実施例A1−I1の各々に安定化を1250ppmのステアリン酸カル
シウム、500ppmのIrganox(商標)1076ヒンダードポリフェノ
ール系安定剤(Ciba−Geigy Corporationから入手可能)
および800ppmのPEPQ[テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル
)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト](Clariant Corpo
rationから入手可能)を用いて受けさせた。実施例J1−R1の各々に安
定化を500ppmのIrganox(商標)1076、800ppmのPEP
Qおよび100ppmの水(触媒失活剤として)を用いて受けさせた。
エチレンと水素を一緒にして1つの流れにした後、希釈剤混合物、即ちC8−
C10飽和炭化水素、例えばIsopar−E炭化水素混合物(Exxon Ch
emical Companyから入手可能)とコモノマーの混合物に導入した
。実施例A1−O1の場合のコモノマーは1−オクテンであり、実施例Q1およ
びR1の場合のコモノマーは1−ブテンであり、そして実施例P1にはコモノマ
ーを含めなかった。反応槽供給材料混合物を連続的に反応槽に注入した。
上記金属錯体と共触媒を一緒にして1つの流れにした後、これもまた連続的に
上記反応槽に注入した。実施例A1−I1の場合の触媒は、この上に挙げた触媒
説明1で調製した如き触媒であった。実施例J1−R
1の場合の触媒は、この上に挙げた触媒説明2で調製した如き触媒であった。実
施例A1−R1の場合の共触媒はトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン[B
oulder ScientificからIsopar(商標)−E混合炭化水
素中3重量パーセント溶液として入手可能]であった。アルミニウムをヘプタン
に入っている修飾メチルアルモキサン(MMAO型3A)溶液[Akzo No
bel Chemical Inc.から2重量パーセントのアルミニウム濃度
で入手可能]の形態で供給した。
上記金属錯体と共触媒が重合反応槽に入る前にそれらが反応を起こすに充分な
滞留時間を設けた。実施例A1−R1の重合反応では反応槽の圧力を475ps
ig(3380kPa)で一定に保持した。実施例A1−R1の各々で定常状態
になった後の反応槽に入っているエチレン内容物を表5に示す条件に保持した。
重合後、反応槽から出る流れを分離装置に送り込み、その中で溶融ポリマーか
ら未反応のコモノマー(類)、未反応のエチレン、未反応の水素および希釈剤混
合物流れを分離する。その後、上記溶融ポリマーをストランド状にして細断また
はペレット状にし、水浴またはペレタイザー内で冷却した後、この固体状のペレ
ットを集める。表5に重合条件および結果として得たポリマーの特性を記述する
。 実施例S1、T1およびU1のポリマー生成物の製造を、混合が充分に起こる
循環ループ反応槽を用いた溶液重合方法で行った。各ポリマーに安定化を200
0ppmのIRGANOX(商標)1076ヒンダードポリフェノール系安定剤
(Ciba−Geigy Corporationから入手可能)と35ppm
の脱イオン水(触媒失活剤として)を用いて受けさせた。
エチレンおよび水素(これらに加えて、分離装置からいくらか再循環して来る
エチレンおよび水素)を一緒にして1つの流れにした後、希釈剤混合物、即ちC8
−C10飽和炭化水素、例えばISOPAR(商標)E(Exxon Chem
ical Companyから入手可能)とコモノマーである1−オクテンの混
合物に導入した。
上記金属錯体と共触媒を一緒にして1つの流れにした後、これもまた連続的に
上記反応槽に注入した。触媒は、この上に挙げた触媒説明2で調製した如き触媒
であり、主要共触媒はトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン[Boulde
r ScientificからISOPAR−E混合炭化水素中3重量パーセン
トの溶液として入手可能]であり、そして二次的共触媒は修飾メチルアルモキサ
ン(MMAO型3A)[Akzo Nobel Chemical Inc.か
らヘプタンにアルミニウムが2重量パーセント入っている溶液として入手可能]
であった。
上記金属錯体と共触媒が重合反応槽に入る前にそれらが反応を起こすに充分な
滞留時間を設けた。反応槽の圧力を475psig(3380kPa)で一定に
保持した。
重合後、反応槽から出る流れを分離装置に送り込み、その中で溶融ポリマーか
ら未反応のコモノマー(類)、未反応のエチレン、未反応の水
素および希釈剤混合物流れ[それらを次に再循環させて新鮮なコモノマー、エチ
レン、水素および希釈剤と一緒にして反応槽に送り込む]を分離した。その後、
上記溶融ポリマーをストランド状にして細断またはペレット状にし、水浴または
ペレタイザー内で冷却した後、この固体状のペレットを集めた。表6に重合条件
および結果として得たポリマーの特性を記述する。 特に明記しない限り、実施例V1、W1およびX1の調製を、実施例A1−R
1に関してこの上に挙げた手順に従って行った。特に、実施例V1およびW1の
調製は触媒手順2に従って調製した触媒を用いて行った。使用した添加剤は10
00ppmのIrganox(商標)1076ヒンダードポリフェノール系安定
剤(Ciba−Geigy Corporationから入手可能)および10
0ppmの水であった。実施例W1の場合には溶媒としてIsopar(商標)
E混合炭化水素ではなくエチルベンゼンを用いた。
実施例X1の調製を触媒手順1に従って調製した触媒を用いて行った。使用し
た添加剤は1250ppmのステアリン酸カルシウム、500ppmのIrga
nox(商標)1076ヒンダードポリフェノール系安定剤(Ciba−Gei
gy Corporationから入手可能)および800ppmのPEPQ[
テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホ
スホナイト](Clariant Corporationから入手可能)であ
った。
使用した実験条件および結果として得たポリマーの説明を以下の表7に挙げる
。 4リットルの撹拌オートクレーブ反応槽にISOPAR(商標)E炭化水素(
Exxon Chemical Companyから入手可能)を865.9g
と1−オクテンを800.4g仕込んだ。上記反応槽を120℃に加熱して水素
を75ccのシリンダーから加えた。水素を上記シリンダー内の圧力が250p
sig(1800kPa)降下するまで加えた。次に、上記反応槽をエチレンで
450psig(3200kPa)に加圧した。触媒を1cc/分の添加速度で
加えた。この触媒は、この上に挙げた触媒調製1で調製した如き触媒であり、こ
れを他の共触媒と一緒にしたが、ここでは、0.005Mの触媒調製1が1.5
mLで、ISOPAR−E炭化水素混合物中0.015Mのトリス(ペンタフル
オロフェニル)ボラン溶液[Boulder Scientificから入手可
能なISOPAR−E炭化水素混合物中3重量パーセントのトリス(ペンタフル
オロフェニル)ボラン溶液]が1.5mLで、ISOPAR−E炭化水素混合物
中0.05Mの修飾メチルアルモキサン(MMAO型3A)溶液[Akzo N
obel Chemical Inc.から入手可能な、ヘプタン中のアルミニ
ウム含有量が2重量パーセントのMMAO型3A溶液]が1.5mLで、ISO
PAR−E炭化水素混合物が19.5mLの比率になるように混合を行った。エ
チレンを要求に応じて供給した。反応槽の温度および圧力をそれぞれ120℃お
よび450psig(3200kPa)に設定した。反応を23.1分間継続し
た。この時点で撹拌を停止して、反応槽の内容物を収集用のガラス製容器に移し
た。上記反応槽の生成物を真空オーブンに入れて一晩乾燥させた。
このようにして調製したエチレン/オクテン生成物の密度は0.86
7g/cm3で190℃におけるI2は842g/10分であった。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成11年6月4日(1999.6.4)
【補正内容】
請求の範囲
1. ポリマー組成物であって、
(a)少なくとも0.855g/cm3から0.910g/cm3未満の密度を有
する均一エチレン/α−オレフィンインターポリマー、
(b)示差走査熱量測定で測定して該均一エチレン/α−オレフィンインターポ
リマーのそれよりも少なくとも10℃高い結晶融点を示すワックスを少なくとも
1重量パーセント、および
(c)核形成剤、
を含んでいて該核形成剤が該ポリマー組成物の破壊時伸びパーセントが該核形成
剤を含まない比較組成物の破壊時伸びパーセントより少なくとも50パーセント
大きいような有効量で与えられている組成物。
2. 成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーとは密度
または分子量の少なくとも1つの意味で異なる2番目の均一エチレン/α−オレ
フィンインターポリマーを更に含む請求の範囲第1項記載のポリマー組成物。
3. 成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーが0.8
55g/cm3から0.880g/cm3の密度および50から200g/10分
のメルトインデックス(I2)を示しそして該2番目の均一エチレン/α−オレ
フィンインターポリマーが0.885g/cm3から0.900g/cm3の密度
および350度Fにおいて8000センチポイズ未満の溶融粘度を示す請求の範
囲第2項記載のポリマー組成物。
4. 該ワックスが成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリ
マーのそれよりも少なくとも15℃高い結晶融点を示す請求の
範囲第1項記載のポリマー組成物。
5. 該核形成剤が該ポリマー組成物の0.01から10重量パーセントの量
で与えられている請求の範囲第1項記載のポリマー組成物。
6. ホットメルト接着剤調合物であって、
(a)少なくとも0.855g/cm3から0.910g/cm3未満の密度を有
するエチレン/α−オレフィンインターポリマー、
(b)示差走査熱量測定で測定して該エチレン/α−オレフィンインターポリマ
ーのそれよりも少なくとも10℃高い結晶融点を示すワックスを少なくとも1重
量パーセント、および
(c)核形成剤、
を含んでいて該核形成剤が該ホットメルト接着剤調合物の破壊時伸びパーセント
が該核形成剤を含まない比較調合物の破壊時伸びパーセントより少なくとも25
パーセント大きいような有効量で与えられているホットメルト接着剤調合物。
7. 該エチレン/α−オレフィンインターポリマーが均一エチレン/α−オ
レフィンインターポリマーである請求の範囲第6項記載のホットメルト接着剤調
合物。
8. 該エチレン/α−オレフィンインターポリマーが酸部分の炭素原子数が
4以下の飽和カルボン酸のビニルエステル、炭素原子数が3から5の不飽和モノ
−もしくはジカルボン酸、該不飽和酸の塩、該不飽和酸と炭素原子数が1から8
のアルコールから作られたエステル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、そ
れらから作られたターポリマーまたはアイオノマーである請求の範囲第6項記載
のホットメルト接
着剤。
9. 成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーとは密度
または分子量の少なくとも1つの意味で異なる2番目の均一エチレン/α−オレ
フィンインターポリマーを更に含む請求の範囲第6項記載のホットメルト接着剤
調合物。
10. 成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーが0.
855g/cm3から0.880g/cm3の密度および50から200g/10
分のメルトインデックス(I2)を示しそして該2番目の均一エチレン/α−オ
レフィンインターポリマーが0.885g/cm3から0.900g/cm3の密
度および350度F(177℃)において8000センチポイズ未満の溶融粘度
を示す請求の範囲第9項記載のホットメルト接着剤調合物。
11. 該ワックスが成分(a)のエチレン/α−オレフィンインターポリマ
ーのそれよりも少なくとも15℃高い結晶融点を示す請求の範囲第6項記載のホ
ットメルト接着剤調合物。
12. 該ワックスが該ホットメルト接着剤調合物の1から4重量パーセント
の量で与えられている請求の範囲第11項記載のホットメルト接着剤調合物。
13. 該核形成剤が該ホットメルト接着剤調合物の0.01から10重量パ
ーセントの量で与えられている請求の範囲第6項記載のホットメルト接着剤調合
物。
14. 少なくとも600psi(4MPa)の破壊時伸びパーセントを示す
として特徴づけられる請求の範囲第10項記載のホットメルト接着剤調合物。
15. 少なくとも800psi(5.5MPa)の破壊時伸びパーセントを
示すとして特徴づけられる請求の範囲第10項記載のホットメルト接着剤調合物
。
16. 示す降伏応力および破壊応力の各々が該核形成剤を含まない比較ホッ
トメルト接着剤調合物の降伏応力および破壊応力それぞれの10パーセント以内
であることをさらなる特徴とする請求の範囲第14項記載のホットメルト接着剤
調合物。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,
NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L
S,MW,SD,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,E
E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU
,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,
KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M
D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL
,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,
SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U
Z,VN,YU,ZW
(72)発明者 セハノビシユ,カリアン
アメリカ合衆国テキサス州77546フレンズ
ウツド・サウスミツシヨンサークル2107
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. ポリマー組成物であって、 (a)均一エチレン/α−オレフィンインターポリマー、 (b)ワックス、および (c)核形成剤、 を含んでいて該核形成剤が該ポリマー組成物の破壊時伸びパーセントが該核形成 剤を含まない比較組成物の破壊時伸びパーセントより少なくとも50パーセント 大きいような有効量で与えられている組成物。 2. 該均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーが0.910g/c m3未満の密度を有する請求の範囲第1項記載のポリマー組成物。 3. 成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーとは密度 または分子量の少なくとも1つの意味で異なる2番目の均一エチレン/α−オレ フィンインターポリマーを更に含む請求の範囲第1項記載のポリマー組成物。 4. 成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーが0.8 55g/cm3から0.880g/cm3の密度および50から200g/10分 のメルトインデックス(I2)を示しそして該2番目の均一エチレン/α−オレ フィンインターポリマーが0.885g/cm3から0.900g/cm3の密度 および350度Fにおいて8000センチポイズ未満の溶融粘度を示す請求の範 囲第3項記載のポリマー組成物。 5. 該ワックスが成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリ マーのそれよりも少なくとも15℃高い結晶融点を示す請求の 範囲第1項記載のポリマー組成物。 6. 該核形成剤が該ポリマー組成物の0.01から10重量パーセントの量 で与えられている請求の範囲第1項記載のポリマー組成物。 7. ホットメルト接着剤調合物であって、 (a)オレフィンポリマー、 (b)核形成剤、および (c)場合により、粘着付与剤、可塑剤またはワックスの1種以上、 を含んでいて該核形成剤が該ホットメルト接着剤調合物の破壊時伸びパーセント が該核形成剤を含まない比較調合物の破壊時伸びパーセントより少なくとも25 パーセント大きいような有効量で与えられているホットメルト接着剤調合物。 8. 該エチレン/α−オレフィンインターポリマーが均一エチレン/α−オ レフィンインターポリマーである請求の範囲第7項記載のホットメルト接着剤調 合物。 9. 該エチレン/α−オレフィンインターポリマーが酸部分の炭素原子数が 4以下の飽和カルボン酸のビニルエステル、炭素原子数が3から5の不飽和モノ −もしくはジカルボン酸、該不飽和酸の塩、該不飽和酸と炭素原子数が1から8 のアルコールから作られたエステル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、そ れらから作られたターポリマーまたはアイオノマーである請求の範囲第7項記載 のホットメルト接着剤。 10. 該均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーが0.910g/ cm3未満の密度を有する請求の範囲第7項記載のホットメル ト接着剤調合物。 11. 成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーとは密 度または分子量の少なくとも1つの意味で異なる2番目の均一エチレン/α−オ レフィンインターポリマーを更に含む請求の範囲第7項記載のホットメルト接着 剤調合物。 12. 成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマーが0. 855g/cm3から0.880g/cm3の密度および50から200g/10 分のメルトインデックス(I2)を示しそして該2番目の均一エチレン/α−オ レフィンインターポリマーが0.885g/cm3から0.900g/cm3の密 度および350度F(177℃)において8000センチポイズ未満の溶融粘度 を示す請求の範囲第11項記載のホットメルト接着剤調合物。 13. 該ワックスが成分(a)の均一エチレン/α−オレフィンインターポ リマーのそれよりも少なくとも15℃高い結晶融点を示す請求の範囲第7項記載 のホットメルト接着剤調合物。 14. 該ワックスが該ホットメルト接着剤調合物の1から40重量パーセン トの量で与えられている請求の範囲第13項記載のホットメルト接着剤調合物。 15. 該核形成剤が該ホットメルト接着剤調合物の0.01から10重量パ ーセントの量で与えられている請求の範囲第7項記載のホットメルト接着剤調合 物。 16. 少なくとも600psi(4MPa)の破壊時伸びパーセントを示す として特徴づけられる請求の範囲第12項記載のホットメルト接着剤調合物。 17. 少なくとも800psi(5.5MPa)の破壊時伸びパーセントを 示すとして特徴づけられる請求の範囲第12項記載のホットメルト接着剤調合物 。 18. 示す降伏応力および破壊応力の各々が該核形成剤を含まない比較ホッ トメルト接着剤調合物の降伏応力および破壊応力それぞれの10パーセント以内 であることをさらなる特徴とする請求の範囲第16項記載のホットメルト接着剤 調合物。
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