JP2002506105A - α−オレフィン/芳香族ビニルまたはビニリデンおよび/またはヒンダード脂肪族ビニルまたはビニリデンインターポリマーから製造される形状記憶性を有する構造体および二次加工品 - Google Patents

α−オレフィン/芳香族ビニルまたはビニリデンおよび/またはヒンダード脂肪族ビニルまたはビニリデンインターポリマーから製造される形状記憶性を有する構造体および二次加工品

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エフ. ディール,チャールズ
ビー. スチュワート,ケネス
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Abstract

(57)【要約】 本発明は造形/再造形挙動を有する構造体および二次加工品(およびそれらの製造法)に関わり、(A)(1)(a)少なくと一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマー、あるいは(b)少なくとも一種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマー、または(c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物から誘導されるポリマー単位38〜65モル%、および(2)エチレンおよび/または少なくとも一種のC3〜20のα−オレフィンから誘導されるポリマー単位35〜62モル%を含む、0.1〜1000g/10分のIと1.5〜20のM/Mを有する少なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマー1〜100重量%(成分AおよびBの総重量に対して)と、(B)成分Aのポリマー以外の少なくとも一種のポリマー0〜99重量%(成分AおよびBの総重量に対して)と、(C)少なくとも一種の粘着付与剤0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対して)と、(D)少なくとも一種の充填剤0〜80重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対して)からなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、一種以上のα−オレフィンモノマーと、一種以上の芳香族ビニルま
たはビニリデンモノマーおよび/または、ヒンダード脂肪族または脂環式ビニル
またはビニリデンモノマー、あるいはそれらのブレンド組成物から誘導されるポ
リマー単位を含む実質的にランダムなインターポリマーを少なくとも一種含むポ
リマーから得られる構造体および二次加工品に関する。このようなインターポリ
マーから得られる構造体や物品は形状記憶性を示すことが可能であり、その場合
それらの材料は通常は高い弾性率、剛性それに引張強さ(これらはエンジニアリ
ング樹脂的な性質である)を持っているが、熱のようなエネルギーを充分に加え
て、そのインターポリマーのガラス転移温度(Tg)以上にまで部材や物品の温
度を上げると、それらは急速にかつ劇的に弾性率が低下し、エラストマー状の性
質を示しはじめる。これにより、元の形状に造形や順応が加えられ、新しい形状
や形態に変更することができるようになる。エネルギー源を取り去ると、構造体
や物品の温度がインターポリマーのTg以下にまで下がり、その構造体や物品は
その新しい形状を保持し、再びもとのエンジニアリング樹脂的な性質に戻る。そ
の後に再びエネルギーを与えて、構造体や物品の温度を上昇させてインターポリ
マーのTg以上にすると、強制的な力を一切加えなくても、その構造体や物品は
元の形状や形態に戻る。
【0002】 熱のようなエネルギー源を加えたときに可逆的に形状を変化させうる材料は「
形状記憶」材料として知られている。たとえば、銅−アルミニウム−ニッケル、
金−カドミウム、インジウム−チタン、ニッケル−チタンといったある種の合金
がこのような性質を示すことができ、これを利用して温度センサーのような用途
に用いられてきた。しかしながら、これらの合金において利用可能な動作温度域
の問題や、主要金属成分が高価であることから、これらの形状記憶合金の利用に
は制約があった。
【0003】 合金に代わるものとして、各種のポリマーが形状記憶挙動を示すことが知られ
ている。そのような挙動のキーとなるのは、そのガラス転移温度(Tg)の上と
下におけるそのポリマーのモルホロジーと、流動状態とガラス状態の中間におい
て部分的に結晶性を有するゴム状態を形成することができるかどうかである。こ
のゴム状態では、ポリマーは極めて容易に新しい形状に自由に変形でき、次いで
そのポリマーをそのTg以下に冷却させれば、その変形が固定され新しい形状が
維持される。この段階ではポリマーにはゴム弾性はなく、剛直である。しかしな
がら、そのポリマーをもう一度Tg以上の温度に上げるだけで、元の形状に戻す
ことが可能である。したがってここで重要なことは、二次加工品を製造するため
に用いる形状記憶ポリマーを選択する際には、最終的に必要な弾性率や剛性の知
識を持つと同時に、ポリマーのTgを物品の二次加工の際の加工温度領域および
その用途において予想される温度領域と比較することである。
【0004】 たとえば、玩具用途に使用する形状記憶ポリマーを選ぼうとすると、そのポリ
マーのTgを室温よりわずかに高い比較的狭い温度範囲にして、玩具の構造体や
二次加工品を作成する必要がある。これにより、安全で比較的穏やかな加温をす
るだけでその玩具を成形状態にして新しい形状にすることが可能となる。同様に
して、室温に戻すだけで、元の剛性や弾性率を持ちながら、新しい形状のものが
得られる。玩具を元の形状に戻したければ、安全で比較的穏やかな加温をもう一
度してやればよい。
【0005】 今日までに、形状記憶ポリマーおよび物品ならびにその応用については多くの
開示がなされている。米国特許第5,189,110号には、A−B−A型のブ
ロックコポリマーの形状記憶ポリマー樹脂組成物が記載されており、ここでブロ
ックAは芳香族ビニル化合物(またはその水素化物)のホモポリマーまたはコポ
リマーであり、ブロックBはブタジエンおよび/またはその水素化物のホモポリ
マーまたはコポリマーである。米国特許第5,098,776号には、ウレタン
、スチレン/ブタジエン、結晶性ジエン、またはノルボルナンの形状記憶ポリマ
ーの粉末からなる形状記憶繊維シートが記載されている。米国特許第5,093
,384号には、形状記憶ポリマーフォームで作った断熱材が記載されていて、
このポリマーフォームは分子末端にNCOとOHをほぼ等量持つポリウレタンで
ある。米国特許第5,634,913号には、針状の構造を有し人体へ流体を出
し入れするための軟化性導管が記載されていて、このチップをポリウレタンのよ
うな形状記憶ポリマーから作成している。米国特許第5,552,197号には
、形状記憶ポリマーから作られたポリマーマトリックスの中に大量の繊維を入れ
た動的ポリマー複合材料が記載されている。米国特許第5,049,591号に
は、ウレタン、スチレンブタジエン、結晶性ジエン、またはノルボルナンのポリ
マーから作った連続気泡または独立気泡の形状記憶ポリマーフォームが記載され
ている。米国特許第5,066,091号には非晶質記憶ポリマー配列の工夫が
記載されており、そこでの非晶質記憶ポリマー成分は、ポリエチレンまたはエチ
ル酢酸ビニルコポリマーのような半結晶性ポリマーをメタクリル酸エステルおよ
び脂肪族または芳香族アルコールのポリマーと共有結合的に架橋させたものが好
ましいとされている。米国特許第5,445,140号には、内視鏡手術用の装
置が記載されていて、その蝶番の部品を形状記憶ポリマー(好ましくはポリウレ
タン)で作成している。米国特許第5,192,301号には、閉止栓部品が記
載されていて、そのフランジ部または拡大末端部をポリノルボルネン、スチレン
−ブタジエンコポリマー、ポリウレタン、またはトランスポリイソプレンのよう
な形状記憶ポリマーで作成している。
【0006】 上述のように、今日用いられる形状記憶ポリマーの大部分は、ウレタンまたは
A−B−Aブロック型のスチレン/ブタジエン/スチレン−ポリマーでできてい
る。このようなポリマーに所望の形状記憶挙動をとらせようとするとさらに架橋
による変性が必要となり、目的とする用途のためのポリマー選択の幅が狭まって
しまう。しかも、多くのポリマーでは、これらの用途に適用するためには非常な
高分子量(たとえば2,000,000以上)にする必要があり、その結果、加
工性の面で厳しい制約を受け、各種の成形工程での使用が制限される。最後に、
形状記憶ポリマーを応用しようとすると大抵は、高精度でまたしばしば狭い加工
温度幅と特定のまたは最小の弾性率が要求されるが、現在の技術水準では加工温
度の制御幅が広いものしかない。
【0007】 したがって、架橋を必要とせず、優れた成形性を持ち、材料の最終使用段階で
の剛性や弾性率を調整できると同時に、ガラス転移過程(ピーク温度、転位の大
きさと拡がり)も微細に調節できるような形状記憶ポリマー組成物を得ることが
望ましい。 Tgおよび弾性率の調節ができ、選択的に形状記憶性能を示すようなポリマー
組成物から作成すれば大きなメリットがえられる構造体や二次加工品はたくさん
ある。そのような構造体や二次加工品の例をあげれば、繊維、フォーム、フィル
ムおよび成型材料があるが、これらに限定されるわけではない。
【0008】 繊維はしばしはその直径を基準に分類されるが、その測定法や表記法には各種
のものがある。通常は、繊維の直径はフィラメントあたりのデニールで測定され
る。デニールとは織物業界用語で、その繊維の長さ9000mの重量(g)と定
義されている。モノフィラメントとは通常、押出し法によるストランドで、フィ
ラメント当たりのデニールが15以上、普通は30以上のものを言う。ファイン
デニール繊維とは通常15デニール以下の繊維のことを指す。マイクロデニール
(別称、マイクロ繊維)は普通、その直径が約100μm以下の繊維を指してい
る。繊維はその製法によっても分類でき、モノフィラメント、連続巻き取りファ
インフィラメント、ステープル繊維または短繊維、スパンボンド、溶融ブロー繊
維などがある。繊維はまた、繊維中の領域やドメインの数によって分類すること
もできる。
【0009】 本発明の形状記憶繊維には、実質的にランダムなインターポリマーまたはそれ
らのブレンド組成物から作った、各種のホモフィル繊維が含まれる。ホモフィル
繊維とは、領域(ドメイン)が単一であり、(二成分繊維の場合のような)はっ
きりと区別できる他のポリマー領域を持たないものである。これらのホモフィル
繊維に含まれるものとしては、ステープル繊維、スパンボンド繊維または溶融ブ
ロー繊維(たとえば、アッペル(Appel)らによる米国特許第4,340,
563号、ウィスネスキー(Wisneski)らによる米国特許第4,663
,220号、ブラウン(Braun)による米国特許第4,668,566号、
またはレバ(Reba)による米国特許第4,322,027号などで開示され
たシステムを用いて製造され、またそれにゲルスパン繊維(たとえば、カベシュ
(Kavesh)らによる米国特許第4,413,110号に開示されたシステ
ム)などがある。ステープル繊維は溶融紡糸する(すなわち、最終の繊維直径で
直接押出し紡糸し、延伸をしない)こともできるし、あるいは、まず太めに溶融
紡糸し、次いで、通常の繊維延伸技術を用いて熱延伸または冷延伸をして所望の
太さにすることも可能である。
【0010】 ここで開示される新規な形状記憶繊維は、特にこの新規繊維が共存するマトリ
ックス繊維よりも融点が低い時には、ボンディング繊維として使用することも可
能である。ボンディング繊維として用いる場合には、典型的にはボンディング繊
維を別のマトリックス繊維とブレンドし、その全体を加熱すると、ボンディング
繊維が溶融し周辺にあるマトリックス繊維を接着する。本発明の新規な形状記憶
繊維を使用することでメリットが得られるマトリックス繊維の典型的な例をあげ
ると、合成繊維、たとえばポリ(エチレンテレフタレート)、ポリプロピレン、
ナイロン、不均質分岐ポリエチレン、線状または実質的に線状のエチレンインタ
ーポリマー、ポリエチレンホモポリマーなどから作った繊維があるが、これらに
限定されるわけではない。さらに各種の天然繊維、たとえば絹、羊毛、綿なども
あげられるが、これらに限定されない。マトリックス繊維の直径は、その最終用
途に応じて変えることができる。
【0011】 本発明の形状記憶繊維には各種の複合二成分繊維も包含しており、これらは実
質的にランダムなインターポリマーと第2のポリマー成分とからなっている。こ
の第2のポリマー成分としては、エチレンまたはα−オレフィンのホモポリマー
またはインターポリマー;エチレン/プロピレンゴム(EPM)、エチレン/プ
ロピレン/ジエンモノマーターポリマー(EPDM)、アイソタクチックポリプ
ロピレン;スチレン/エチレン−ブテンコポリマー、スチレン/エチレン−プロ
ピレンコポリマー、スチレン/エチレン−ブテン/スチレン(SEBS)コポリ
マー、スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)コポリマー;ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)ポリマー、スチレン−アクリ
ロニトリル(SAN)、耐衝撃性ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリブタジエ
ン、天然ゴム、エチレン/プロピレンゴム、エチレン/プロピレンジエン(EP
DM)ゴム、スチレン/ブタジエンゴム、熱可塑性ポリウレタン、エポキシ樹脂
、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、塩化ビニルまたは塩化
ビニリデンのホモポリマーまたはコポリマー、ポリ(メチルメタクリレート)、
ポリエステル、ナイロン−6、ナイロン−6,6、ポリ(アセタール);ポリ (アミド)、ポリ(アリレート)、ポリ(カーボネート)、ポリ(ブチレン)、
およびポリブチレン、ポリエチレンテレフタレート; またはこれらのブレンド
組成物などがある。第2のポリマー成分として好ましいのは、エチレンまたはα
−オレフィンのホモポリマーまたはインターポリマー(ここで該α−オレフィン
は炭素原子数が3〜20のもの)、またはポリエチレンテレフタレートである。
【0012】 二成分繊維では二つのポリマーが共に連続相を形成している。そのような二成
分繊維の構造や形態の例にはシース/コアタイプ繊維があり、その境界面の形状
は円、楕円、デルタ型、三つ葉型、三角、骨型、平板型、中空構造などがある。
本発明の範囲に包含されるその他の二成分繊維としては、セグメント化パイタイ
プ構造や、サイドバイサイドタイプ繊維(たとえば、ポリマーの別の領域を持つ
繊維で、実質的にランダムなインターポリマーが繊維の少なくとも一部の表面を
構成しているようなもの)がある。また、「海中島」タイプの二成分繊維も包含
され、この場合には繊維の断面は第1のポリマー成分がメインマトリックスとな
り、その中に第2のポリマーが分散されている。このようなポリマーの断面では
、主になるポリマーマトリックスが「海」のように見え、第2のポリマー成分の
ドメインがその中に浮かぶ「島」のように見える。
【0013】 本発明の二成分繊維は、繊維の少なくとも一部を構成する実質的にランダムな
インターポリマーと、繊維の少なくとも残りの一部を構成する第2のポリマー成
分を、共押出しすることにより製造することができる。二成分繊維がシース/コ
アタイプ(すなわち、鞘が芯を同心円状に取り巻いている)の構造をしているな
らばすべての場合において、実質的にランダムなインターポリマーはシース側に
なってもコア側になってもよい。シース成分がコア成分よりも融点が低い場合に
は特に、同一の繊維内部において、別々の実質的にランダムなインターポリマー
を独立してシースやコアとして使用することも可能である。セグメント化パイタ
イプの構造の場合には、その断片の一つ以上が実質的にランダムなインターポリ
マーで構成されていてもよい。「海中島」構造の場合には、島またはマトリック
スのどちらかが、実質的にランダムなインターポリマーであればよい。二成分繊
維は、溶融ブロー、スパンボンド、連続フィラメントまたはステープル繊維など
の製造法でも製造することが可能である。
【0014】 本発明の形状記憶繊維の形状には制限はない。たとえば、通常の繊維は円形の
断面を持つが、時には別の形、たとえば三つ葉型とか扁平(すなわち、「リボン
」状)の形であってもよい。ここにおいて開示される繊維は、繊維の形によって
制限を受けるものではない。 本発明の形状記憶繊維には、随意に最終仕上げ加工を行うことができる。たと
えば、繊維を特殊加工するのに、機械的にクリンピング加工したり、下記の文献
に記載されたような方法を用いてもよい。ハワード・L・ニードルス(Howa
rd L. Needles)著、Textile Fibers, Dyes, Finishes, and Proc
esses: A Concise Guide, Noyes Publication, 1986, pp.17-20 。
【0015】 本発明の形状記憶繊維を作るために用いるポリマー組成物または繊維そのもの
は、種々な硬化手段を使用して架橋することにより改質でき、それは繊維製造の
どの段階でも、例をあげると、高温あるいは環境温度で延伸前、延伸中、延伸後
のいずれでも可能であるが、これだけに制限されるわけではない。このような架
橋工程には、過酸化物、シラン、硫黄、放射線、アジドによる硬化など各種のシ
ステムが含まれるが、これだけには限定されない。各種の架橋技術については、
詳しい説明が、同時係属出願中の米国特許出願番号第08/921,641号お
よび同第08/921,642号(いずれも1997年8月27日出願)に記載
されている。
【0016】 熱、湿気および放射線などを組み合わせた複式硬化システムを採用するのも効
果がある。複式硬化システムは、K.L.ウォルトン(Walton)およびS
.V.カランデ(Karande)の名前で出願された米国特許出願第536,
022号(1995年9月29日出願)に開示され、特許請求されている。たと
えば、過酸化物架橋剤とシラン架橋剤の組合せ、過酸化物架橋剤と放射線の組合
せ、硫黄含有架橋剤とシラン架橋剤の組合せなどが好ましい。
【0017】 ポリマー組成物も各種の架橋方法で改質する事が可能であり、それには、ジエ
ン成分を合成時にターモノマーとして導入し、次いで先に述べてきた方法によっ
て架橋する方法や、たとえば硫黄を架橋剤として使用しビニル基を加硫すること
を含む方法などがあるが、これらに限定されるものではない。 本発明の形状記憶繊維はその表面を機能化することも可能で、その方法には化
学薬品処理でスルホン化、クロル化をして表面を耐久性にしたり、公知の各種ス
ピン加工法を用いて一時的なコーティングをする方法があるが、これらに限定さ
れるものではない。
【0018】 このような新規形状記憶繊維から作った布地には、織布と不織布の両方が包含
される。不織布の製法には各種あって、その例をあげれば、エヴァンス(Eva
ns)による米国特許第3,485,706号やラドワンスキー(Radwan
ski)らによる米国特許第4,939,016号に開示されているようなスパ
ンレース繊維(または流体力学的絡み合わせ繊維)、ホモフィルまたは二成分ス
テープル繊維をカード処理して熱接着する方法、ホモフィルまたは二成分繊維を
一連の連続操作でスパンボンドする方法、ホモフィルまたは二成分繊維を溶融ブ
ローして織物の形状にし、次いで得られた織物をカレンダリングまたは熱接着す
る方法などがある。そのような繊維から作られるその他の構造体も本発明の範囲
に入り、たとえば、これら新規な形状記憶繊維を他の繊維(たとえば、ポリ(エ
チレンテレフタレート)(PET)または綿または羊毛またはポリエステル)と
ブレンド使用するものも含まれる。
【0019】 本発明の形状記憶繊維からなる織布も作ることができる。当業者には各種の織
布製造技術がよく知られており、この開示は特定の方法に制限されるものではな
い。織布は通常、より強度があり耐熱性も高いので、たとえばポリエステルとの
混織あるいはポリエステル綿との混織として、耐久性を必要とする使い捨てでは
ない用途に使用されることが多い。本発明の形状記憶繊維からなる織布は以下の
ような用途に使用されうるが、これに限定されるわけではない。すなわち、室内
装飾用品、スポーツ衣料、カーペット、布地、包帯類、たとえば、弾性および非
弾性関節支持包帯、ACETM包帯などに使用される。
【0020】 ここで開示される新規な形状記憶繊維および布地はウェード(Wade)によ
る米国特許第2,957,512号に記載されたような、各種の二次加工品にも
使用できる。新規な形状記憶繊維および/または布地を溶融接着するかまたは接
着剤を用いて繊維、布地またはその他の物品に貼り付けることが可能である。ギ
ャザーやシャーリングを施した物品は、新しい繊維および/または布地と他の構
成成分を使用し、(上記米国特許第2,957,512号に記載されているよう
に)貼り付ける前にその他の構成成分にひだをつけたり、貼り付ける前に新規な
形状記憶繊維をプレストレッチしておいたり、貼り付けた後で形状記憶繊維成分
を熱収縮させることによって製造することができる。
【0021】 ここで記述する新規な形状記憶繊維はスパンレース(または流体力学的絡み合
わせ繊維)工法で新規な構造体を作成するのにも用いられる。たとえば、ゴガン
ス(Goggans )による米国特許第4,801,482号には、ここで述べた新規
な形状記憶繊維/布地を使用して作ることが可能となったシートが開示されてい
る。
【0022】 非常に高分子量の線状ポリエチレンまたはコポリマーポリエチレンを用いた複
合材料の場合も、ここで開示された新規な形状記憶繊維が有効に使用できる。た
とえば、新規な形状記憶繊維の融点が低い場合には、新規な形状記憶繊維と、ハ
ーペル(Harpell)らの米国特許第4,584,347号に記載されてい
るような非常に高分子量なポリエチレン繊維(たとえば、アライドケミカル(A
llied Chemical)社製SpectraTM)とをブレンドすると、
融点の低い繊維が高分子量繊維を溶解させることなく、高分子量ポリエチレン繊
維を接着し、このため、高分子量繊維の持つ高い強度や優れた性質を損なうこと
もない。
【0023】 この繊維や布地には、材料的にその性質に悪影響を与えない添加物を加えるこ
とができる。それらの有用な添加物には、顔料、酸化防止剤、安定剤、界面活性
剤(たとえば、ニーマン(Niemann)による米国特許第4,486,55
2号、ソーヤー(Sawyer)らによる米国特許第4,578,414号、ブ
ライト(Bright)らによる米国特許第4,835,194号などに開示さ
れている)があるが、これらに限定されるものではない。
【0024】 エチレン系のポリマーフォーム構造体を作る方法とそれらの加工法については
、C.P.パク(Park)、 "Polyolefin Foam", Chapter 9, Handbook of P
olymer Foams and Technology, edited by D. Klempner and K.C. Frisch, Hans
er Publishers, Munich, Vienna, New York, Barcelona (1991) に非常に優れた
記述がある。
【0025】 フォーム構造体は当業者に知られたいかなる物理的形態でもよく、たとえば、
シート、厚板、バン素材であってもよい。これ以外の有用なフォームとしては、
発泡用粒子、成形用フォーム粒子、またはビーズ、およびこれらの粒子を発泡お
よび/または集積および融合させてある物品がある。 フォーム構造体は通常の押出し発泡プロセスで作ることができる。構造体は普
通、ポリマー材料を加熱して可塑化または溶融ポリマー材料とし、そこへ発泡剤
を加えて発泡用ゲルとし、ダイを通してそのゲルを押出して、フォーム製品を形
作る。発泡剤と混合する前に、ポリマー材料を加熱してそのガラス転移点または
融点以上に温度を上げておく。
【0026】 フォーム構造体を形成するには、エチレン系ポリマー材料をマルチ−オリフィ
スダイを通して押出すことで融合ストランドの形にする。融合ストランドの形に
フォーム構造体を形成する装置と方法は、米国特許第3,573,152号およ
び同第4,824,720号に見ることができる。米国特許第4,323,52
8号に見られるように、アキュムレーティング押出しプロセスでもフォーム構造
体を作ることが可能である。また、フォーム構造体は架橋のないフォームビーズ
にすることもでき、これは物品に成形するのに適している。この方法については
、米国特許第4,379,859号および同第4,464,484号に詳しい。
この方法の延長として、発泡剤を含浸させるに先だってスチレンモノマーにペレ
ットを懸濁させて含浸させ、エチレン系ポリマー材料にグラフトインターポリマ
ーを形成させてもよい。ポリエチレン/ポリスチレンインターポリマービーズの
製法は米国特許第4,168,353号に記載されている。
【0027】 次いで、フォームビーズを成形するのは、当業界公知のどのような方法をとっ
てもよく、たとえば、フォームビーズを金型に充填し、金型に圧をかけてビーズ
を圧縮し、たとえばスチームでビーズを加熱して、ビーズを融着接合させて物品
を成形する。これらの方法については、米国特許第3,504,068号および
同第3,953,558号にいくつか記載されている。上記の方法と成形法につ
いては前述のC.P.パク(Park)の文献の191、197〜198、およ
び227〜229ページに上手にまとめてある。
【0028】 本発明の構造体および二次加工品の成形に用いられる成形操作にはいろいろな
ものがある。それらには、溶液からの流延、熱成形、各種射出成形法(たとえば
、Modern Plastics Encyclopedia/89, Mid October 1988 Issue, Volume 65, Nu
mber 11, pp. 264-268, "Introduction to Injection Molding" and on pp. 270
-271, "Injection Molding Thermoplastics" 参照)、吹込み成形法(たとえば
、Modern Plastics Encyclopedia/89, Mid October 1988 Issue, Volume 65, Nu
mber 11, pp. 217-218, "Extrusion-Blow Molding" 参照)、圧縮成形、異形押
出し、シート押出し、フィルムキャスティング、共押出しおよび多層押出し、共
射出成形、積層、フィルム、スプレーコーティング、回転成形、回転注型などが
ある。
【0029】 しかしながら、形状記憶性を示し、室温(25゜C)近傍でのガラス転移過程
(ピーク温度、転位の大きさと拡がり)ならびに最終状態での材料の剛性および
弾性率も微細に調節できるようなポリマー組成物から構造体および二次加工品を
作りたいという要望は依然として残っている。また、加工が容易で、架橋を必要
とせずに形状記憶性を持つポリマー組成物から構造体や二次加工品を作ることが
できれば、非常に好ましい。多くの用途で、構造体や二次加工品を作るために用
いるポリマーのTgは、室温より少し高い程度であるのが望ましい。それにより
、室温では剛性があるが、Tgより少し上の温度まで穏やかに加温することで容
易に変形可能なゴム状領域の状態に持ち込めるといった性質が要求される用途に
使えるようになるからである。同じ程度の加温でその構造体や二次加工品を元の
形態に戻すことも可能となろう。
【0030】 本発明は、一種以上のα−オレフィンモノマーと、一種以上の芳香族ビニルま
たはビニリデンモノマーおよび/またはヒンダード脂肪族または脂環式ビニルま
たはビニリデンモノマーまたはそれらのブレンド組成物から誘導されるポリマー
単位を含む実質的にランダムなインターポリマーの少なくとも一種を含むポリマ
ーから得られる構造体および二次加工品に関する。この新規な材料の優れている
ところは、ポリマーが形状記憶性を持ち、その上、室温近傍でのガラス転移過程
(ピーク温度、転位の大きさと拡がり)ならびに最終状態での材料の剛性および
弾性率も微細に調節できることである。これらの性質はいずれも、α−オレフィ
ンと芳香族ビニルまたはビニリデンおよび/またはヒンダード脂肪族ビニルまた
はビニリデンモノマーの割合を変えることによって調節することが可能である。
本発明において用いられるポリマー組成物のTgをさらに上げることは、実質的
にランダムなインターポリマーにブレンドする成分を変更することで可能であり
、最終処方において一種以上の粘着付与剤を共存させるのもその一法である。
【0031】 特に好ましい実施態様としては、構造体は実質的にランダムなインターポリマ
ーまたはブレンド組成物から作った繊維であり、それらを多数使って室温で髪型
を変えられる人形の頭髪に使用する。その髪型が変更可能という訳は、その繊維
が形状記憶性を持っているので、室温より上でポリマーのTg以上に加温して、
繊維をそのゴム状または成形可能な状態にすると、人形の頭髪を新しい形態また
はスタイルに変えることができ、次いで室温でポリマーのTg以下まで冷却する
と、繊維は元の剛性と弾性率を取り戻し、新しいスタイルまたは髪型で固定され
る。元のスタイルまたは髪型に戻すのは簡単で、頭髪を室温以上でポリマーのT
g以上に再加温すればよい。
【0032】 本発明は形状記憶挙動を有する構造体および二次加工品(およびそれらの製造
法)に関わり、 (A)(1)(a)少なくと一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマー、あ
るいは(b)少なくとも一種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニ
リデンモノマー、または (c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一
種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物か
ら誘導されるポリマー単位38〜65モル%、および (2)エチレンおよび/または少なくとも一種のC3〜20のα−オレフィンから 誘導されるポリマー単位35〜62モル%を含む、0.1〜1000g/10分
のI2 と1.5〜20のMw /Mn を有する少なくとも一種の実質的にランダム
なインターポリマー1〜100重量%(成分AおよびBの総重量に対して)と、
(B)成分Aのポリマー以外の少なくとも一種のポリマー0〜99重量%(成分
AおよびBの総重量に対して)と、 (C)少なくとも一種の粘着付与剤0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの
総重量に対して)と、 (D)少なくとも一種の充填剤0〜80重量%(成分A、B、CおよびDの総重
量に対して)からなるものである。
【0033】 形状記憶性を有する本発明の構造体は、繊維、フォーム、成形組成物、あるい
は二次加工品であってよい。二次加工品は該構造体から製造してもよいし、実質
的にランダムなインターポリマーまたはブレンド組成物から直接製造してもよい
。 ここで元素や金属がある族に属するとして記述する場合には、CRC出版社
(CRC Press Inc.)が1989年に出版し著作権を有する元素周
期律表によっている。また、族に言及する場合には、IUPACの表記システム
を採用したこの元素周期律表に基づいた族であるものとする。
【0034】 ここで用いる数値は、もし数値の上下の間で少なくとも2単位の差があるなら
ば、1単位刻みで小さい数から大きい数まですべての数値を含む。たとえば、成
分の量やプロセス変数の数値、たとえば温度、圧力、時間などが、たとえば1か
ら90,好ましくは20から80、さらに好ましくは30から70といった場合
には、15から85,22から68、43から51、30から32などは先の基
準値に明らかに含まれていることを意味している。1未満の数値の場合には、1
単位は、適宜、0.0001、0.001、0.01、0.1と考えるべきであ
る。これらは特に意図したことの例をあげただけのことで、最低値と最高値の間
に含まれるすべての数値の組合せは、本明細書においては、同様に扱われている
と理解されたい。
【0035】 ここで用いる「ヒドロカルビル(hydrocarbyl)」という用語は、
脂肪族、脂環式、芳香族、アリール置換脂肪族、アリール置換脂環式、脂肪族置
換芳香族、脂肪族置換脂環式の基を意味している。 ここで用いる「ヒドロカルビルオキシ(hydrocarbyloxy)」と
いう用語は、ヒドロカルビル基であって、それが付いた炭素原子との間に酸素結
合が存在するものである。
【0036】 ここで用いる「インターポリマー(interpolymer)」という用語
は、少なくとも2つの異なったモノマーを重合させてインターポリマーとした、
ポリマーのことを指す。これには、コポリマー、ターポリマーなどを包含する。 ここで用いる「変形(deformation)」という用語は、曲げ、引張
、または圧縮と定義する。
【0037】 ここで用いる「順応性(conformability)」という用語は、規
定の形状への変形と定義する。 ここで用いる「時間内回復(timed recovery)」という用語は
、規定の時間内に元の形状に復帰することと定義する。 ここで用いる変形または順応量(the amount of deform
ation or conformation)とは、力と距離を掛け合わせた
仕事量と定義する。エネルギーは何から得てもよく、熱エネルギー、マイクロ波
エネルギー、圧力、圧縮などがある。
【0038】 ここで用いられる熱エネルギーの与え方として適しているのは、温水、熱風、
加熱ランプ、加熱素子などがあるが、これに限定されるものではない。 ここで用いる時間要素には、ポリマーの弾性率が変化するのに要する「短」時
間と、ポリマーが変形後の形を維持する「長」時間の両方がある。 ここで用いる繊維の場合の「形状記憶挙動(shape memory be
havior)」とは、直径5.08μm(2mil)の繊維を、37℃(98
.6゜F)で30秒間加熱し、直径7.94mm(5/16インチ)の円筒にき
つく巻き付けて新しいカール形態に変形させ、ついで25゜Cに冷却して該円筒
からはずした時に、30秒以上カール形態を維持している場合のことを言う。
【0039】 ここで用いる成形構造体または物品の場合の「形状記憶挙動(shape m
emory behavior)」とは12.7mm×127mm×1.905
mm(厚み)(0.5インチ×5インチ×0.075インチ(厚み))のAST
Mの曲げ弾性率測定試験片が以下の挙動を示す場合を言う; (1)次式で定義される、弾性率の低下率(Mdec )が80%以上であり; Mdec =(M34−M120 )/M34 × 100 (ここでM120 は、試験片を48.9℃(120゜F)で60秒間保持した後
に測定した弾性率であり、M34は、試験片を1.1℃(34゜F)で60秒間保
持した後に測定した弾性率である);そして、 (2)21.7℃(71゜F)で60秒以上かつ48.9℃(120゜F)で1
0秒以上にわたって新しい形状を維持する能力で、この形状は作るには、12.
7mm×127mm×1.905mm(厚み)(0.5インチ×5インチ×0.
075インチ(厚み))のASTMの曲げ弾性率測定試験片を60秒間48.9
℃(120゜F)に保持した後、5インチの長さ方向で折り曲げて両端をクリッ
プで止め、これを1.1℃(34゜F)の冷水に60秒間浸けてからクリップを
はずし、この試験片が21.7℃(71゜F)および48.9℃(120゜F)
で元の形状に戻るまでの時間を測定する。
【0040】 本発明で好ましいとされる実施態様は、室温の近傍で形状記憶性能を発揮する
構造体および二次加工品である。したがって、ここで定義する形状記憶挙動のテ
ストは、繊維の場合には37゜C(98.6゜F)、成形物品の場合には48.
9℃(120゜F)で実施する。しかしながら、実質的にランダムなインターポ
リマーおよびブレンド組成物では、−50゜Cから+70゜Cまで(−58゜F
から+158゜Fまで)の間どこででも、Tgを広い範囲に設定でき、多くの場
合48.9℃(120゜F)よりも大きなTgでも小さなTgでも持たせ得るこ
とは、当業者には公知であり、本発明に包含されている。したがって、このよう
なインターポリマーおよびブレンド組成物の場合、上記のテストにおける加熱段
階はポリマーのTgより上の、5゜C(41゜F)から25゜C(77゜F)で
実施し、冷却段階はポリマーのTgより下の2゜C(77゜F)から10゜C(
77゜F)で実施するのがよい。
【0041】 ここで用いられる(一種以上のα−オレフィンモノマーと、一種以上の芳香族
ビニルまたはビニリデンモノマーおよび/またはヒンダード脂肪族または脂環式
ビニルまたはビニリデンモノマーから誘導されるポリマー単位を含む実質的にラ
ンダムなインターポリマーという場合の)「実質的にランダムな(substa
ntially random)」という用語は、該インターポリマーにおける
モノマー分布が、ベルヌーイの統計モデルまたはマルコフの1次もしくは2次統
計モデルで説明できる状態を示している。これについては、J.C.ランダル(
Randall)のPOLYMER SEQUENCE DETERMINATION. Carbon 13 NMR Method,
Academic Press New York, 1977, pp. 71-78 を参照されたい。実質的にランダ
ムなインターポリマーでは、芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーの全量のう
ち、3単位以上ならんだ芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーブロックがその
15%以下であることが好ましい。インターポリマーには高度のアイソタクチッ
ク性やシンジオタクチック性がない方がさらに好ましい。これの意味するところ
は、実質的にランダムなインターポリマーの炭素13NMRスペクトルを測定した
ときに、メソ・ダイアド・シーケンスまたはラセミ・ダイアド・シーケンスに関
わる主鎖のメチレンおよびメチン炭素によるピーク面積が、主鎖のメチレンおよ
びメチン炭素によるピークの全面積の75%をこえないということである。
【0042】 ここで用いる「構造体(structure)」という用語は、成形、フィル
ム、繊維、フォームを形成する工程を経たポリマー組成物と定義される。 ここで用いる「二次加工品(fabricated article)」とい
う用語は、二次加工品の形をとったポリマー組成物と定義され、該ポリマー組成
物から直接成形されてもよいし、先に述べた構造体からなる中間物質から成形さ
れていてもよい。 実質的にランダムなインターポリマー 本発明の構造体および二次加工品を製造するために用いられるインターポリマ
ーに包含されるのは、一種以上のα−オレフィンモノマーと、一種以上の芳香族
ビニルまたはビニリデンモノマーおよび/または一種以上のヒンダード脂肪族ま
たは脂環式ビニルまたはビニリデンモノマー、および随意に他の重合性ポリマー
とを重合させて得られるインターポリマーである。
【0043】 好適なα−オレフィンとしては、たとえば、炭素原子数2〜20、好ましくは
2〜12、さらに好ましくは2〜8個を含むα−オレフィンがある。特に適して
いるのは、エチレン、プロピレン、ブテン−1、4−メチル−1−ペンテン、ヘ
キセン−1またはオクテン−1であり、あるいはエチレンをプロピレン、ブテン
−1、4−メチル−1−ペンテン、ヘキセン−1またはオクテン−1のうちの一
種以上と組み合わせたものである。これらのα−オレフィンには芳香族基は含ま
れない。
【0044】 これ以外に随意に用いうる重合可能なエチレン性不飽和モノマーの中には、環
に歪みのあるオレフィン、たとえばノルボルネンやC1〜10アルキルまたはC6〜 10 アリール置換したノルボルネンがあり、そのようなインターポリマーの例をあ
げれば、エチレン/スチレン/ノルボルネンである。 インターポリマーを合成するために好適に用いられる芳香族ビニルまたはビニ
リデンモノマーには、たとえば、次式で示されるようなものがある;
【0045】
【化7】 式中、R1 は水素および炭素原子数1〜4のアルキル基からなる基の群から選択
され、好ましくは水素またはメチルであり;各R2 は独立に、水素および炭素原
子数1〜4のアルキル基からなる基の群から選択され、好ましくは水素またはメ
チルであり;Arはフェニル基または、ハロ、C1〜4 アルキル、C1〜4 ハロア
ルキルからなる群から選択された1〜5個の置換基で置換されたフェニル基であ
り;nは0〜4、好ましくは0〜2、もっとも好ましくは0である。芳香族ビニ
ルモノマーの例をあげれば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、
t−ブチルスチレン、クロロスチレン、それにこれらの化合物のすべての異性体
などがある。そのようなモノマー中で特に好適なものには、スチレンおよび低級
アルキルまたはハロゲンで置換したその誘導体がある。好ましいモノマーに含ま
れるものとしては、スチレン、α−メチルスチレン、スチレンの低級アルキル(
1 〜C4 )またはフェニル環置換誘導体、たとえば、オルト−、メタ−、パラ
−メチルスチレン、環ハロゲン化スチレン、パラ−ビニルトルエン、またはこれ
らの混合物がある。より好ましい芳香族ビニルモノマーはスチレンである。
【0046】 「ヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデン化合物(hinde
red aliphatic or cycloaliphatic viny
l or vinylidene compound)」という用語が意味して
いるのは、次式に相当する付加重合性のビニルまたはビニリデンモノマーである
【0047】
【化8】 式中、A1 は炭素数が20までの立体的に嵩張った脂肪族または脂環式の置換基
であり、R1 は水素および炭素原子数1〜4のアルキル基からなる基の群から選
択され、好ましくは水素またはメチルであり;各R2 は独立に、水素および炭素
原子数1〜4のアルキル基からなる基の群から選択され、好ましくは水素または
メチルであり;または、それらに代わるものとして、R1 およびA1 は合わせて
環系を形成する。「立体的に嵩張った(sterically bulky)」
という用語が意味しているのは、この置換基をもつモノマーは通常、チーグラー
・ナッタ(Ziegler−Natta)重合触媒を使用した時に、エチレンの
重合に比べられるような速度では付加重合することができない。ヒンダード脂肪
族または脂環式ビニルまたはビニリデン化合物で好ましいものは、エチレン性不
飽和な炭素原子の一つが3級または4級置換されているようなモノマーである。
そのような置換基の例をあげれば、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロ
オクテニルのような環状脂肪族基、または環をアルキルまたはアリール置換した
それらの誘導体、t−ブチル基、ノルボルニル基などがある。もっとも好ましい
ヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデン化合物は、シクロヘキセ
ンおよび置換シクロヘキセンのビニルで環を置換した誘導体の各種異性体、およ
び5−エチリデン−2−ノルボルネンである。特に好適なのが、1−、3−、お
よび4−ビニルシクロヘキセンである。単純な直鎖で分岐のないα−オレフィン
、たとえば、炭素原子数3〜20を含むα−オレフィン、すなわちプロピレン、
ブテン−1、4−メチル−1−ペンテン、ヘキセン−1またはオクテン−1など
は、立体的にヒンダーされた脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデン化合物
ではない。
【0048】 実質的にランダムなインターポリマーは改質することが可能で、それには典型
的なグラフト化、水素化、機能化、あるいは当業者によく知られたその他の反応
を用いる。公知の技術を使用すれば、ポリマーを簡単にスルホン化や塩素化して
機能性誘導体とすることができる。 形状記憶挙動には必須のものではないが、実質的にランダムなインターポリマ
ーを各種の架橋工程で改質することも可能であり、このような架橋工程には、過
酸化物、シラン、硫黄、放射線、アジドによる硬化など各種のシステムが含まれ
るが、これだけには限定されない。各種の架橋技術については、詳しい説明が、
同時係属出願中の米国特許出願番号第08/921,641号および第08/9
21,642号(いずれも1997年8月27日出願)に記載されている。
【0049】 熱、湿気それに放射線などを組み合わせた複式硬化システムを採用するのも効
果がある。複式硬化システムは、K.L.ウォルトン(Walton)およびS
.V.カランデ(Karande)の名前で出願された米国特許出願第536,
022号(1995年9月29日出願)に開示され、特許請求されている。たと
えば、過酸化物架橋剤とシラン架橋剤の組合せ、過酸化物架橋剤と放射線の組合
せ、硫黄含有架橋剤とシラン架橋剤の組合せなどが好ましい。
【0050】 実質的にランダムなインターポリマーも各種の架橋方法で改質可能であり、そ
れには、ジエン成分を合成時にターモノマーとして導入し、次いで先に述べてき
た方法によって架橋する方法や、たとえば硫黄化合物を架橋剤として使用しビニ
ル基を加硫することを含む方法などがあるが、これらに限定されるものではない
【0051】 実質的にランダムなインターポリマーを合成する一つの方法としては、重合性
モノマー混合物を、一種以上のメタロセン触媒または幾何拘束型触媒類に種々の
共触媒を併用して重合させる方法がある。これらについては、ジェームス・C・
スティーブンス(James C.Stevens)らによる欧州特許公開第0
,416,815号およびフランシス・J・ティマース(Fransis J.
Timmers)による米国特許第5,703,187号に記載されている。こ
の重合反応での操作条件は、圧力が常圧から3000気圧、温度が−30゜Cか
ら200゜Cであることが好ましい。重合や未反応モノマー除去をそれぞれのモ
ノマーの自動重合温度以上で実施すると、フリーラジカル重合が起きて、ある程
度の量のホモポリマー重合による生成物ができてしまう。
【0052】 実質的にランダムなインターポリマーの合成に適した触媒と合成方法が開示さ
れている例をあげれば、米国特許出願第702,475号(1991年5月20
日出願、欧州特許公開第514,828号)があり、同様に、米国特許第5,0
55,438号、同第5,057,475号、同第5,096,867号、同第
5,064,802号、同第5,132,380号、同第5,189,192号
、同第5,321,106号、同第5,347,024号、同第5,350,7
23号、同第5,374,696号、同第5,399,635号、同第5,47
0,993号、同第5,703,187号、および同第5,721,185号が
ある。
【0053】 実質的にランダムなα−オレフィン/芳香族ビニルまたはビニリデンインター
ポリマーは、日本国特許公開平第07/278230号に記載された方法によっ
ても合成することができ、そこでは次の一般式で表される化合物を用いている。
【0054】
【化9】 式中、Cp1 およびCp2 はそれぞれ独立に、シクロペンタジエニル基、インデ
ニル基、フルオレニル基、またはそれらを置換したものであり;R1 およびR2 はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12の炭化水素基、ア
ルコキシル基、またはアリールオキシル基であり;Mは第IV族の金属で、好ま
しくはZrまたはHf、もっとも好ましくはZrであり;R3 はCp1 とCp2 を架橋させるのに用いられるアルキレン基またはシランジイル基である。
【0055】 実質的にランダムなα−オレフィン/芳香族ビニルまたはビニリデンインター
ポリマーはまた、ジョン G. ブラドヒュート(John G. Bradf
ute)ら(W.R.グレース社)による国際公開番号WO第95/32095
号、R.B.パンネル(Pannell)(エクソン・ケミカル・パテント社)
による国際公開番号WO第94/00500号、および Plastic Technology, p
.25 (September 1992)などに記載された方法によっても合成することができる。
【0056】 別の好適な実質的にランダムなインターポリマーとしては、少なくとも一種の
α−オレフィン/芳香族ビニル/芳香族ビニル/α−オレフィンのテトラドから
なるものがあり、これは米国特許出願第08/708,869号(1996年9
月4日出願)および国際公開番号WO第98/09999号に開示されており、
いずれもフランシス J.ティマース(Francis J. Timmers
)らによるものである。これらのインターポリマーではその炭素−13NMRス
ペクトルには、ピークノイズの3倍以上の強度を持つ新しいピークがある。これ
らのピークはケミカルシフトで、43.70〜44.25ppmおよび38.0
〜38.5ppmのところに表れる。特に、主ピークは44.1、43.9、お
よび38.2ppmに観察される。プロトン試験NMRを測定すると、ケミカル
シフトが43.70〜44.25ppmにあるピークはメチン炭素によるもので
あり、38.0〜38.5ppmにあるピークはメチレン炭素によるものである
ことがわかった。
【0057】 これらの新しいピークは、2つ並んだ頭−尾結合をした芳香族ビニルモノマー
の部分が、少なくとも一種のα−オレフィンに前後を挟まれているシーケンスに
よるものと考えられ、たとえば、エチレン/スチレン/スチレン/エチレンのテ
トラドで、このテトラドに入っているスチレンモノマーはすべて1,2(頭−尾
)結合になっているものである。スチレン以外の芳香族ビニルモノマーとエチレ
ン以外のα−オレフィンの場合でも、エチレン/芳香族ビニルモノマー/芳香族
ビニルモノマー/エチレンというテトラドは、ケミカルシフトが少し違ってはい
るが同様の炭素−13NMRピークを示すであろうということは、当業者には容
易に理解されるところである。
【0058】 これらのインターポリマーは、−30゜C〜250゜Cで次式で表される触媒
の存在下で重合反応をさせることにより、合成することができる。
【0059】
【化10】 式中、各Cpは独立に、その都度、Mにπ結合した置換シクロペンタジエニル基
であり;EはCまたはSiであり;Mは第IV族の金属で、好ましくはZrまた
はHf、もっとも好ましくはZrであり;各Rは独立に、その都度、H、ヒドロ
カルビル、シラヒドロカルビル、またはヒドロカルビルシリルであって、30以
下、好ましくは1〜20、さらに好ましくは1〜10の炭素原子またはシリコン
原子を含んでおり;各R’は独立に、その都度、H、ハロ、ヒドロカルビル、ヒ
ドロカルビルオキシ、シラヒドロカルビル、またはヒドロカルビルシリルであっ
て、30以下、好ましくは1〜20、さらに好ましくは1〜10の炭素原子また
はシリコン原子を含んでいるか、または、二つのR’基が合わさってC1〜10
ヒドロカルビル置換1,3−ブタジエンの形であってもよく;mは1または2で
あり;そして随意にではあるが、活性な共触媒を共存させるのが好ましい。特に
好適な置換シクロペンタジエニル基には次式で表されるものがある。
【0060】
【化11】 式中、各Rは独立に、その都度、H、ヒドロカルビル、シラヒドロカルビル、ま
たはヒドロカルビルシリルであって、30以下、好ましくは1〜20、さらに好
ましくは1〜10の炭素原子またはシリコン原子を含んでいるか、または、二つ
のR基が合わさってそのような基の2価の誘導体を形成している。Rは独立に、
その都度、(適宜すべての異性体を含んで)水素、メチル、エチル、プロピル、
ブチル、ペンチル、ヘキシル、ベンジル、フェニルまたはシリルまたは(適宜)
そのようなR基が合わさって結合しインデニル、フルオレニル、テトラヒドロイ
ンデニル、テトラヒドロフルオレニル、またはオクタヒドロフルオレニルなどの
縮合環を形成していてもよい。
【0061】 特に好ましい触媒を例にあげれば、ラセミ−(ジメチルシランジイル)−ビス
−(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、ラセミ−
(ジメチルシランジイル)−ビス−(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジ
ルコニウム1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、ラセミ−(ジメチルシラ
ンジイル)−ビス−(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジC 1〜4 アルキル、ラセミ−(ジメチルシランジイル)−ビス−(2−メチル−4 −フェニルインデニル)ジルコニウムジC1〜4 アルコキシド、またはそれらの
あらゆる混合物がある。
【0062】 また、チタン系の幾何拘束型触媒を使用することも可能であり、それらには[
N−(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル−1−[ (1,2,3,4
,5−η)−1,5,6,7−テトラヒドロ−s−インダセン−1−イル] シラ
ナミナト(2−)−N] チタンジメチル;(1−インデニル)(t−ブチルアミ
ド)ジメチルシランチタンジメチル;((3−t−ブチル)(1,2,3,4,
5−η)−1−インデニル)(t−ブチルアミド)ジメチルシランチタンジメチ
ル;および((3−イソプロピル)(1,2,3,4,5−η)−1−インデニ
ル)(t−ブチルアミド)ジメチルシランチタンジメチル、またはそれらのあら
ゆる混合物がある。
【0063】 本発明に用いられるインターポリマーの合成方法はさらに、以下の文献類に述
べられている。ロンゴ(Longo)およびグラッシ(Grassi)(Makromo
l. Chem., Volume 191, pages 2387 to 2396 [1990])、およびダニエロ(D’A
nniello)ら (Journal of Applied Polymer Science, Volume 58, pages
1701-1706[1995]) は、エチレン−スチレンコポリマーを合成する際の、メチル
アルモキサン(MAO)およびシクロペンタジエニルチタントリクロリド(Cp
TiCl3 )系の触媒について報告している。シュ(Xu)およびリン(Lin
)(Polymer Preprints, Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.) Volume 35, page
s 686, 687 [1994])は、MgCl2 /TiCl4 /NdCl3 /Al(iBu) 3 触媒を使用した共重合ではスチレンとプロピレンのランダムコポリマーが生成
すると報告している。ルー(Lu)ら(Journal of Applied Polymer Science, V
olume 53, pages 1453 to 1460 [1994])は、TiCl4 /NdCl3 /MgCl 2 /Al(Et)3 触媒を用いたエチレンおよびスチレンの共重合について述べ
ている。セメッツ(Semetz)およびマルハウプト(Mulhaupt)(M
acromol. Chem. Phys., v. 197, pp. 1071-1083, 1997)は、Me2 Si(Me4 Cp)(N−t−ブチル)Ticl2 /メチルアルミノキサンのチーグラー・ナ
ッタ触媒を用いてスチレンとエチレンを共重合させるときの重合条件の影響につ
いて述べている。橋かけメタロセン触媒によるエチレンとスチレンの共重合につ
いては、アライ(Arai)、トシアキ(Toshiaki)およびスズキ(S
uzuki)(Polymer Preprints, Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.) Volum
e 38, pages 349,350 [1997]) が記載している。プロピレン/スチレンおよびブ
テン/スチレンのような、α−オレフィン/芳香族ビニルモノマーのインターポ
リマーの製造については、米国特許第5,244,996号(三井石油化学(株
))および米国特許第5,652,315号(三井石油化学(株))に記載され
、またドイツ特許公開DE第197 11 339号(電気化学工業(株))に
開示されている。トル アリア(Toru Aria)ら(Polymer Preprints V
ol. 39, No. 1, March 1998)が公表しているエチレンおよびスチレンのランダム
コポリマーを、本発明のフォームのためのブレンド成分としてすることも可能で
ある。
【0064】 実質的にランダムなインターポリマーを合成している時に、高温では、芳香族
ビニルまたはビニリデンモノマーがホモ重合をして、ある程度の量のアタクチッ
クな芳香族ビニルまたはビニリデンホモポリマーが生成する。芳香族ビニルまた
はビニリデンホモポリマーの存在は、一般には本発明の目的を達成するためには
有害ではなく、許容できる。もし所望ならば、芳香族ビニルまたはビニリデンホ
モポリマーを、抽出技術を用いてインターポリマーから分離することも可能であ
る。その際にはたとえば、インターポリマーおよび芳香族ビニルまたはビニリデ
ンホモポリマーのいずれをも溶解しない溶媒を使用して溶液から選択的に沈殿さ
せる。本発明の目的のためには、インターポリマーの全重量に対して、アタクチ
ックな芳香族ビニルまたはビニリデンホモポリマーの存在量が20重量%以下、
好ましくは15重量%未満であることが好ましい。 実質的にランダムなインターポリマーからなるブレンド組成物 本発明はまた、実質的にランダムなα−オレフィン/ビニルまたはビニリデン
インターポリマーと一種以上の他のポリマー成分をブレンドしたものを原料とす
る形状記憶ポリマーからの構造体および二次加工品を提供し、これにより組成物
の範囲が大幅に広がる。
【0065】 構造体または二次加工品が繊維からなる時には、その繊維はブレンドしたポリ
マー組成物から直接作ることもできるし、実質的にランダムなインターポリマー
の予備成形繊維とその他のポリマー成分を組み合わせて作ることもできる。繊維
が二成分構造になっている時は、コア部分とシース部分のどちら側に、実質的に
ランダムなインターポリマーと他のポリマー成分のどちらがなっていてもよい。
【0066】 ブレンドに用いる他のポリマー成分には、エンジニアリング熱可塑性樹脂、α
−オレフィンのホモポリマーまたはインターポリマー、熱可塑性オレフィン、ス
チレン系ブロックコポリマー、スチレン系コポリマー、エラストマー、熱硬化性
ポリマー、またはハロゲン化ビニルポリマーの一種以上を含んでいてよいが、こ
れだけに限定されるわけではない。 エンジニアリング熱可塑性樹脂 カーク−オスマー(Kirk−Othmer)のEncyclopedia of Science an
d Technologyの第3版では、エンジニアリングプラスチックを定義して、熱可塑
性樹脂で、ニートまたは強化材無添加または充填物入りで、100゜C以上およ
び0゜C以下でも寸法安定性およびほとんどの機械的性質を維持するもの、とし
ている。「エンジニアリングプラスチック(engineering plas
tics)」という用語と「エンジニアリング熱可塑性樹脂(Engineer
ing thermoplastics)」という用語は区別無く使用される。
エンジニアリング熱可塑性樹脂に含まれるのは、アセタールおよびアクリル樹脂
、ポリアミド(たとえば、ナイロン−6、ナイロン−6,6)、ポリイミド、ポ
リエーテルイミド、セルロース樹脂、ポリエステル、ポリ(アリレート)、芳香
族ポリエステル、ポリ(カーボネート)、ポリ(ブチレン)およびポリブチレン
およびポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、および特定のポリオレフィ
ン、前記の樹脂のブレンドまたはアロイがあり、また、他の樹脂タイプ(たとえ
ばポリエーテルなどを含む)や、ポリシクロペンタン、そのコポリマー、および
ポリメチルペンタンのような耐熱性ポリオレフィンも例にあげられる。
【0067】 構造体または二次加工品が繊維からなる場合には、エンジニアリング熱可塑性
樹脂としてはポリエステルが好ましい。 ポリエステルは、ヒドロキシカルボン酸の自己エステル化反応、またはジオー
ルとジカルボン酸とを生成する水を除去しながら段階成長反応をさせて、−[ −
AABB−] −の繰り返し単位を持つポリエステルとする直接エステル化反応に
よって製造できる。この反応は塊状でも実施できるし、あるいはキシレンやクロ
ロベンゼンのような高沸点不活性溶媒中で水を共沸で除去ながら実施することも
できる。
【0068】 それらとは別に、似た方法ではあるが、ジカルボン酸のエステル化用誘導体を
ジオールと加熱して、エステル交換反応を用いてポリエステルを得ることも可能
である。この目的に適した前記誘導体としては、酸のアルキルエステル、ハロゲ
ン化物、塩または無水物がある。ビスフェノールと芳香族二酸からポリアリレー
トを合成するには、ポリカーボネートの合成の場合と本質的には同じようにして
、界面重合も用いることができる。
【0069】 ポリエステルは、環状エステルまたはC4〜C7ラクトンの開環反応でも作る
ことができる。この場合、開始剤として、有機3級アミン塩基ホスフィンおよび
アルカリおよびアルカリ土類金属、水素化物およびアルコキシドが使用できる。 本発明に使用されるポリエステルを製造するに際して好適な反応物は、ヒドロ
キシカルボン酸に加えて、ジオールおよびジカルボン酸があり、これらの一方ま
たは両方が脂肪族であっても芳香族であっても構わない。したがって、ポリ(ア
ルキレンアルカンジカルボキシレート)、ポリ(アルキレンアリーレンジカルボ
キシレート)、ポリ(アリーレンアルカンジカルボキシレート)、またはポリ(
アリーレンアリーレンジカルボキシレート)といったポリエステルが、ここでの
用途には適している。ポリマー鎖のアルキルの部分では、たとえば、ハロゲン、
C1〜C8アルコキシ基またはC1〜C8アルキル側基で置換されていてもよく
、また鎖のパラフィン部分には、2価のヘテロ原子基(たとえば、−O−、−S
i−、−S−または−SO2 −)が含まれていてもよい。この鎖にはまた、不飽
和やC6〜C10の非芳香族環があってもよい。芳香環にはハロゲン、C1〜C
8アルコキシ、C1〜C8アルキル基のような置換基があってもよく、ポリマー
骨格には環のどの位置で結合していてもよく、またアルコールや酸の官能基に直
接付いても、間に分子を挟んで付いていてもよい。
【0070】 エステル形成のために使用される典型的な脂肪族ジオールは、たとえば、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコールといった、C2〜
C10の1級および2級グリコールである。アルカンジカルボン酸でよく使用さ
れるのが、シュウ酸、アジピン酸およびセバシン酸である。環を含むジオールに
は、たとえば、1,4−シクロヘキシレングリコールまたは1,4−シクロヘキ
サン−ジメチレングリコール、レソルシノール、ヒドロキノン、4,4’−チオ
ジフェノール、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ジヒドロキシナフ
タレン、キシリレンジオールなどがあり、あるいは、多くのビスフェノールの内
の一種、たとえば2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパンであって
もよい。芳香族二酸には、たとえば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン
ジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジ
フェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸などがある。
【0071】 一種のジオールおよび一種の二酸のみから作るポリエステルに加えて、ここで
用いている「ポリエステル(polyester)」という用語には、ランダム
、特定のパターンまたはブロックコポリエステルも含まれており、たとえば、二
種以上の異なったジオールおよび/または二種以上の異なった二酸からのもの、
および/または、他の2価のヘテロ原子を含む基からのものもある。この様なコ
ポリエステルの混合物、一種のジオールと一種の二酸のみから誘導されたポリエ
ステルの混合物、および、それらの群それぞれから選んだものの混合物などはす
べてこの発明の用途に用いることができ、すべて「ポリエステル」という用語に
含まれる。たとえば、テレフタル酸とのエステル化で、シクロヘキサンジメタノ
ールをエチレングリコールと併用すると、非常に興味ある物性を示す透明でアモ
ルファスなコポリエステルが得られる。同様に検討の対象となるのは液晶性ポリ
エステルで、4−ヒドロキシ安息香酸と2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸の混合
物;またはテレフタル酸、4−ヒドロキシ安息香酸およびエチレングリコール混
合物;テレフタル酸、4−ヒドロキシ安息香酸および4,4’−ジヒドロキシビ
フェニル混合物などから誘導される。
【0072】 ポリ(アルキレンアリーレンジカルボキシレート)であるポリエチレンテレフ
タレート、およびポリブチレンテレフタレート、またはそれらの混合物のような
芳香族二酸から合成された芳香族ポリエステルは、本発明では特に有用である。
ここでの使用に好適なポリエステルは、極限粘度が0.4から1.2のものであ
るが、この範囲を外れているものでも同じように使用される。
【0073】 ポリエステルを製造するための方法と材料については上に述べたが、さらに詳
しくはホィンフィールド(Whinfield)による米国特許第2,465,
319号、ペンギリー(Pengilly)による米国特許第3,047,53
9号、シュバルツ(Schwarz)による米国特許第3,374,402号、
ラッセル(Russell)による米国特許第3,756,986号およびイー
スト(East)による米国特許第4,393,191号などにおいて論じられ
ている。
【0074】 特に好ましいエンジニアリング熱可塑性樹脂は、過酸化物触媒を使用したメチ
ルメタクリレート(MMA)のラジカル重合により得られるアクリル樹脂である
。H.ルーク(Luke)が Modern Plastics Engineering, 1989, pps. 20-21
で述べているように、MMAは通常、メチルアクリレートやエチルアクリレート
のような他のアクリレートと共重合され、その際には塊状、懸濁、乳化および溶
液の基本的な四種類の重合法が用いられる。アクリル樹脂はブタジエン、ビニル
およびアクリル酸ブチルなど種々の添加成分で改質することが可能である。PM
MAとして知られるアクリル樹脂はASTMでグレードおよび規格が定められて
いる。グレード5,6および8は主として荷重撓み温度(DTL)の要求性能で
区別されている。グレード8では6.2×104 kPa(9,000psi)の
引張強度を要求されるのに比べて、等級5と6では5.5×104 kPa(8,
000psi)である。DTLの要求値は、荷重1.8×103 kPa(264
p.s.i.)の元で、最低67.2℃(153゜F)から最高87.2℃(1
89゜F)までの違いがある。特定のグレードではDTLが100℃(212゜
F)のものもある。耐衝撃改質グレードでは、耐候性を要求しない透明品でアイ
ゾッド衝撃強さが7.6〜13.8kPa(1.1〜2.0ft・lb/in)
の範囲にある。不透明な耐衝撃改質グレードではアイゾッド衝撃強さが34.5
kPa(5.0ft・lb/in)になるものもある。
【0075】 驚くべきことには次のようなことが見出された。本発明の形状記憶構造体の場
合、実質的にランダムなインターポリマーまたはブレンド組成物にポリメチルメ
タクリレート(PMMA)を添加すると、光沢と弾性率が向上し、その結果取扱
い適性が改善された(すなわち、成形物品やフィルムは輸送や貯蔵時に固着しに
くくなり、繊維もカーディングおよび/またはコーミングの際に相互の付着が減
少した)。 α−オレフィンホモポリマーおよびインターポリマー α−オレフィンホモポリマーおよびインターポリマーは、ポリプロピレン、プ
ロピレン/C4 〜C20α−オレフィンコポリマー、ポリエチレン、エチレン/C 3 〜C20α−オレフィンコポリマーからなり、このインターポリマーは不均質な
エチレン/α−オレフィンインターポリマーまたは均質なエチレン/α−オレフ
ィンインターポリマーのいずれでもよく、実質的に線状のエチレン/α−オレフ
ィンインターポリマーも含まれる。
【0076】 不均質なインターポリマーが均質なインターポリマーと区別される点は、後者
では実質的にすべてのインターポリマー分子がそのインターポリマーの中では一
定のエチレン/コモノマー比を持っているのに対し、不均質なインターポリマー
ではその内部でインターポリマー分子が一定のエチレン/コモノマー比を持って
いないことである。ここで用いられる「広い組成分布(broad compo
sition distribution)」という用語は、不均質なインター
ポリマーにおけるコモノマー分布を表現しており、不均質なインターポリマーが
「線状の(linear)」画分を持っており、不均質なインターポリマーには
DSCで測定すると複数の融点ピークがある(すなわち、少なくとも二つの異な
った融点ピークがある)ことを意味している。不均質なインターポリマーでは、
10重量%以上、好ましくは15重量%以上、特に好ましくは20重量%以上で
、分岐度が1000炭素あたりメチル基が2以下である。不均質なインターポリ
マーでは、25重量%以下、好ましくは15重量%以下、特に好ましくは10重
量以下で、分岐度が1000炭素あたりメチル基が25以上である。
【0077】 本発明の不均質成分を合成するのに好適なチーグラー触媒は、典型的な担持型
のチーグラー触媒で、溶液法で、重合反応温度が高い場合に特に有用である。そ
のような組成物の例をあげれば、有機マグネシウム化合物、ハロゲン化アルキル
またはハロゲン化アルミニウムまたは塩化水素と、遷移金属化合物から誘導した
ものである。そのような触媒は、ローリー、Jr.(Lowery、Jr.)ら
による米国特許第4,314,912号、グラース(Glass)らによる同第
4,547,475号、およびW.コールマン(W. Coleman)による
同第4,612,300号に記載されている。
【0078】 好適な触媒材料はまた、不活性酸化物担体と遷移金属化合物からも誘導できる
。溶液重合工程で好適に使用されるそのような組成物の例は、スペンサー(Sp
encer)らによる米国特許第5,420,090号に記載されている。 不均質なポリマー成分はα−オレフィンのホモポリマー、好ましくはポリエチ
レンまたはポリプロピレンであるか、または、好ましくはエチレンと少なくとも
一種のC3 〜C20α−オレフィンおよび/またはC4 〜C18ジオレフィンとのイ
ンターポリマーである。エチレンおよび1−オクテンからの不均質コポリマーが
特に好ましい。
【0079】 エチレン/α−オレフィンの重合のためのメタロセン系の触媒が登場したのは
比較的最近のことであるが、これにより新しいタイプのエチレンインターポリマ
ーが製造できるようになったと共に、これらの材料を含む配合物の新しい用途が
開けてきた。これらのポリマーは均質なインターポリマーであることが知られて
おり、その特徴は、たとえば従来からのチーグラー触媒を使った不均質なポリオ
レフィンポリマーに比較すると、分子量分布および成分の分布(コモノマー含量
がモルであらわした全コモノマー含量の中央値の50%以内のポリマー分子の重
量%で定義する)が狭いことである。一般に、このポリマーから作ったブロー成
形フィルムやキャストフィルムは、チーグラー・ナッタ触媒によるLLDPEか
らのフィルムに比較すると強度が大きく、光の透過性やヒートシール特性でも優
れている。キャストフィルムの場合、メタロセン系LLDPEはチーグラー・ナ
ッタ法によるLLDPEよりも、パレット包装用に適しており、特にパレット包
装したものでの破れにくさの点で改善されることは知られている。しかしながら
、このような特徴をもつメタロセン系LLDPEも、押出し機による加工性では
チーグラー・ナッタ系製品よりも著しく劣っている。
【0080】 本発明の実質的に線状のエチレン/α−オレフィンポリマーおよびインターポ
リマーとは、ここでは、米国特許第5,272,236号(ライ(Lai)ら)
および米国特許第5,272,872号の中で定義されているものである。実質
的に線状のエチレン/α−オレフィンポリマーは、メタロセン系の均質ポリマー
であり、その理由はコモノマーがランダムに該インターポリマー分子の中に分散
しており、インターポリマー内ではインターポリマー分子の実質的に全部が同一
のエチレン/コモノマー比であるからである。しかしながら、このようなポリマ
ーは優れた加工性をもつ点で特徴があり、レオロジー的性質でも特徴があって溶
融弾性が大きく、溶融破壊がおきにくい。これらのポリマーは、幾何拘束型メタ
ロセン触媒系を使用すれば、連続重合プロセスで問題なく製造することが可能で
ある。
【0081】 実質的に線状のエチレン/α−オレフィンポリマーとは、コモノマーがランダ
ムに該インターポリマー分子の中に分散しており、インターポリマー内ではイン
ターポリマー分子の実質的に全部が同一のエチレン/コモノマー比をもっている
ものである。 「実質的に線状の」のエチレン/α−オレフィンインターポリマーという用語
が意味するのは、ポリマー主鎖で置換されているのが、0.01長鎖分岐/10
00炭素から3長鎖分岐/1000炭素まで、より好ましくは0.01長鎖分岐
/1000炭素から1長鎖分岐/1000炭素まで、特に好ましくは0.05長
鎖分岐/1000炭素から1長鎖分岐/1000炭素までのものである。
【0082】 ここで言う長鎖分岐とは、コモノマーの持つ全炭素数から2炭素を引き、それ
よりも少なくとも1炭素以上長い鎖のものと定義する。たとえば、エチレン/オ
クテン系の実質的に線状なエチレンインターポリマーにおける長鎖分岐とは、少
なくとも炭素数が7以上の長さのものを言う(すなわち、8炭素から2を引いて
6となり、それに1を加えて7炭素となり、これが長鎖分岐の長さである)。長
鎖分岐としては、ポリマー主鎖の長さと同じ位の長さのものもあり得る。長鎖分
岐は13C核磁気共鳴(NMR)スペクトルで測定し、ランダール(Randal
l)の方法(Rev. Macromol. Chem. Phys., C29 (2&3), p.285-297)を使って定
量することができる。もちろん、長鎖分岐は、単にコモノマーを導入したために
生じる短鎖分岐とは区別すべきである。たとえば、エチレン/オクテン系の実質
的に線状のポリマーにおける短鎖分岐は長さが6炭素のものであり、これに対し
て同じポリマーにおける長鎖分岐は少なくとも7炭素以上の長さのものである。
【0083】 「レオロジー的加工指数(rheological processing
index)」(PI)とは、ガス押出しレオメータ(GER)で測定したポリ
マーの見かけの粘度(単位:キロポアズ)である。ガス押出しレオメータについ
ては、以下の文献に記載がある。M.シダ(Shida)、R.N.シュロフ
(Shroff)およびL.V.カンシオ(Cancio) Polymer Engineeri
ng Science, Vol. 17, no. 11, p.770 (1977) 、およびジョン・ディーリー(J
ohn Dealy) "Rheometers for Molten Plastics", published by Van
Nostrand Reinhold Co. (1982) on page 97-99。GERによる測定はすべて、温
度は190゜C、窒素圧は3.6×104 〜3.4×103 kPa(5250〜
500psig)、直径0.75mm(0.0296インチ)でL/Dが20:
1のダイを使用し、流入角は180度で実施される。ここに記載する実質的に線
状のエチレン/α−オレフィンポリマーの場合、そのPIは、見かけの剪断応力
が2.15x106 dyne/cm2 でGER測定した時の材料の見かけの粘度
(単位:キロポアズ)である。ここに記載する新規な実質的に線状のエチレン/
α−オレフィンインターポリマーでは、好ましくはPI値が0.001〜5kP
a・s(0.01〜50キロポアズ)、好ましくは1.5kPa・s(15キロ
ポアズ)以下である。ここに記載する新規な実質的に線状のエチレン/α−オレ
フィンポリマーのPI値は、ほぼ同様のI2 とMw /Mn を持つ比較用の線状エ
チレン/α−オレフィンポリマーのPI値の70%以下である。
【0084】 溶融破壊現象を調べるために、見かけの剪断応力と見かけの剪断速度をプロッ
トすることが行われる。ラママーシー(Ramamurthy)(Journal of R
heology, 30(2), 337-357, 1986 )によれば、ある限界流速以上では、押出し物
で観察される異常は大別すると、表面溶融破壊とグロス溶融破壊の二種類に分け
ることができる。
【0085】 表面溶融破壊は見かけ上は定常な流れ状態で発生し、細かく言えば鏡面光沢の
消失からもっとひどい「サメ肌」状態まで幅がある。ここでは、表面溶融破壊の
開始点(OSMF)を、押出し物の光沢がなくなりはじめる所とするが、それは
押出し物の表面の荒れが40倍の倍率でやっと検出できる状態である。実質的に
線状のエチレン/α−オレフィンインターポリマーの表面溶融破壊の開始される
臨界的な剪断速度は、ほぼ同様のI2 とMw /Mn を持つ線状エチレン/α−オ
レフィンポリマーの表面溶融破壊の開始される臨界的な剪断速度よりも少なくと
も50%は大きい。ここで「ほぼ同様の」というのは、それぞれの数値が、比較
用の線状エチレンポリマーの相当する数値と10%以内しか違わないことを意味
している。
【0086】 グロス溶融破壊は非定常な流れ状態で発生し、細かく言えば規則的な歪み(平
滑面と粗面が交互にあらわれたり、らせん状の歪みがでたりする)から不規則的
なものまで幅がある。商業的に受け入れられるためには、(たとえば、ブローフ
ィルム製品)、表面の欠陥は絶無ではないとしても、最小限にとどめるべきであ
る。表面溶融破壊の開始点(OSMF)とグロス溶融破壊の開始点(OGMF)
となる臨界的な剪断速度は、GERで押出した押出し物の表面の粗さと状態を基
準にしている。
【0087】 ここで述べる組成物を形成するために有用な実質的に線状のエチレン/α−オ
レフィンポリマーは、均質な分岐分布を持っている。すなわち、このポリマーは
、コモノマーがランダムに該インターポリマー分子の中に分散しており、インタ
ーポリマー内ではインターポリマー分子の実質的に全部が同一のエチレン/コモ
ノマー比をもっているものである。このポリマーの均質性を表現するには通常、
SCBDI(短鎖分岐分布指数)またはCDBI(組成分布分岐指数)が用いら
れ、コモノマー含量がモルであらわした全コモノマー含量の中央値の50%以内
のポリマー分子の重量%で定義する。ポリマーのCDBIは、当業者には知られ
た技法で得られるデータから容易に計算することができ、これはたとえば、昇温
溶出分画(temperature rising elution frac
tionation)(ここでは「TREF」と略す)法などで、たとえば、ワ
イルド(Wild)らによる文献(Journal of Polymer Science, Poly. Phys.
Ed. Vol. 20, p. 441 (1982))や、ハズリット(Hazlitt)らによる米国
特許第4,798,081号、ステーリング(Stehling)による米国特
許第5,008,204号などに記載されている。CDBIの計算法は、デーヴ
ィ(Davey)らによる米国特許第5,322,728号、スペナーデル(S
penadel)らによる米国特許第5,246,783号またはチャム(Ch
um)らによる米国特許第5,089,321号に記載されている。本発明に用
いられる実質的に線状のオレフィンインターポリマーのSCBDIまたはCDB
Iは、好ましくは30%以上、特に好ましくは50%以上である。この発明に用
いられる実質的に線状のエチレン/α−オレフィンインターポリマーには、TR
EF法で測定すると、測定可能な量の「高密度」画分が存在しない(すなわち、
均質なエチレン/α−オレフィンインターポリマーには、1000炭素あたりメ
チル基が2以下の分岐度をもつポリマー画分が含まれていない)。また、実質的
に線状のエチレン/α−オレフィンポリマーでは短鎖分岐が多い画分も含まない
(すなわち、これらには、1000炭素あたりメチル基が30以上の分岐度をも
つポリマー画分が含まれていない)。
【0088】 本発明においてブレンド成分として用いられる均質インターポリマーを製造す
るのに用いられる触媒はメタロセン触媒である。これらのメタロセン触媒には、
ビス(シクロペンタジエニル)触媒系およびモノ(シクロペンタジエニル)幾何
拘束型触媒系(実質的に線状なエチレン/α−オレフィンポリマーを合成するの
に使用)などがある。これらの幾何拘束型金属錯体やその製法は以下の特許に開
示されている。米国特許出願第545,403号(1990年7月3日出願、欧
州特許公開第416,815号);米国特許出願第547,718号(1990
年7月3日出願、欧州特許公開第468,651号);米国特許出願第702,
475号(1991年5月20日出願、欧州特許公開第514,828号);米
国特許出願第876,268号(1992年5月1日出願、欧州特許公開第52
0,732号);米国特許出願第8,003号(1993年1月21日出願、国
際公開番号WO第93/19104号);米国特許出願第08/241,523
号(国際公開番号WO第95/00526号);さらに、米国特許第5,055
,438号、米国特許第5,057,475号、米国特許第5,096,867
号、米国特許第5,064,802号、および米国特許第5,132,380号
【0089】 1991年3月20日に公開された欧州特許公開第418,044号(米国特
許出願第07/758,654号に同じ)および米国特許出願第07/758,
660号には、前述の幾何拘束型触媒のある種のカチオン誘導体が開示・特許請
求されているが、このものはオレフィンの重合触媒としては極めて有用なもので
ある。米国特許出願第720,041号(1991年6月24日出願)には、前
述の幾何拘束型触媒と各種のボラン化合物との反応生成物が開示され、その製法
も記載され特許請求されている。米国特許第5,453,410号には、カチオ
ン性幾何拘束型触媒とアルモキサンを組み合わせたものがオレフィン重合触媒に
適していると開示されている。
【0090】 均質ポリマーの成分としては、α−オレフィンのホモポリマーで、ポリエチレ
ンまたはポリプロピレンが好ましく、または、エチレンと少なくとも一種のC3 〜C20α−オレフィンおよび/またはC4 〜C18ジオレフィンとのインターポリ
マーが好ましい。 熱可塑性オレフィン 熱可塑性オレフィン(TPO)は通常、ポリプロピレンのホモポリマーまたは
コポリマー、またはエチレン/プロピレンゴム(EPM)またはエチレン/プロ
ピレンジエンモノマーターポリマー(EPDM)のようなエラストマー材料とア
イソタクチックポリプロピレンのような剛性の高い材料をブレンドしたものから
製造する。用途に応じて他の材料や成分を処方に加えてもよく、それら添加物に
はオイル類、充填剤、架橋剤などがある。一般にTPOは、剛性(弾性率)と低
温耐衝撃性のバランス、良好な耐化学薬品性、可使温度範囲の広さの面で特徴が
ある。このような特性から、TPOはたとえば自動車のダッシュボードやインス
トルメントパネルなどの各種用途に用いられ、また電線やケーブル用途でも有望
である。
【0091】 ポリプロピレンといえば一般的にはホモポリマーのポリプロピレンのアイソタ
クチックの形のものであるが、他の形(たとえば、シンジオタクチックまたはア
タクチック)のポリプロピレンも使用できる。しかしながら、耐衝撃性ポリプロ
ピレンコポリマー(たとえば、二次共重合段階でプロピレンと同時にエチレンを
共重合させる)およびランダムコポリマー(やはり反応器の中で改質し、1.5
〜7%のエチレンをプロピレンと共重合させる)も、ここで開示されるTPO処
方に使用することが可能である。反応器内で製造するTPOもまた本発明のブレ
ンド成分として使用できる。各種のポリプロピレンポリマーについての総括的な
検討は、Modern Plastics Encyclopedia/89, mid October 1988 Issue, Volume
65, Number 11, pp.86-92 に記載されている。本発明の用途に用いるポリプロピ
レンの分子量は便宜上、ASTM D−1238にしたがったメルトフロー測定
で表され、その測定条件は230゜C/2.16kg(従来は「条件L」または
2 として知られている)である。溶融流量はポリマーの分子量に逆比例し、分
子量が高くなるほど、溶融流量は低くなるが、この関係は直線的ではない。ここ
で用いるのに有用なポリプロピレンの溶融流量は通常、0.1g/10分〜35
g/10分、好ましくは0.5g/10分から25g/10分、特に好ましくは
1g/10分から20g/10分である。 スチレン系ブロックコポリマー さらに包含さるものとして、不飽和のゴム成分モノマー単位を含むブロックコ
ポリマーがあり、これには、スチレン−ブタジエン(SB)、スチレン−イソプ
レン(SI)、スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)、スチレン−イソプ
レン−スチレン(SIS)、α−メチルスチレン−ブタジエン−α−メチルスチ
レンおよびα−メチルスチレン−イソプレン−α−メチルスチレンなどがあるが
、これらに限定されるわけではない。
【0092】 ブロックコポリマーのスチレン系部分としては、スチレンおよびその類似体、
同族体(α−メチルスチレン、環置換スチレン、特に環をメチル化したスチレン
など)のポリマーまたはインターポリマーであることが好ましい。スチレン系で
好ましいのはスチレンおよびα−メチルスチレンであり、特に好ましいのはスチ
レンである。
【0093】 不飽和のゴム成分モノマー単位をもつブロックコポリマーは、ブタジエンまた
はイソプレンのホモポリマーを含むか、または、これら二種のジエンの一方また
は両方と少量のスチレン系モノマーとのコポリマーを含んでいてもよい。 不飽和のゴム成分モノマー単位をもつブロックコポリマーで好ましいものは、
少なくとも一種のスチレン系単位のセグメントと、少なくとも一種のエチレン−
ブテンまたはエチレン−プロピレンコポリマーのセグメントからなるのが好まし
い。そのような不飽和のゴム成分モノマー単位をもつブロックコポリマーのうち
好ましいものの例をあげれば、スチレン/エチレン−ブテンコポリマー、スチレ
ン/エチレン−プロピレンコポリマー、スチレン/エチレン−ブテン/スチレン
(SEBS)コポリマー、スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEP
S)コポリマーなどがある。 スチレン系コポリマー ブロックコポリマーに加えて、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(A
BS)ポリマー、スチレン−アクリロニトリル(SAN)、および耐衝撃性ポリ
スチレンなどのゴム改質スチレン系ポリマーがある。 エラストマー エラストマーには、ポリイソプレン、ポリブタジエン、天然ゴム、エチレン/
プロピレンゴム、エチレン/プロピレンジエン(EPDM)ゴム、スチレン/ブ
タジエンゴム、熱可塑性ポリウレタンなどがあるが、これらに限定されるわけで
はない。 熱硬化性ポリマー 熱硬化性ポリマーには、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、
およびフェノール樹脂などがあるが、これらに限定されるわけではない。 ハロゲン化ビニルポリマー ハロゲン化ビニルホモポリマーおよびコポリマーとは、構成ブロックとしてビ
ニル構造のCH2 =CXYを使用した樹脂群で、ここでXはF、Cl、Br、お
よびIからなる群から選択され、YはF、Cl、Br、IおよびHからなる群か
ら選択される。
【0094】 本発明でブレンドに用いられるハロゲン化ビニルポリマー成分には、ハロゲン
化ビニルのホモポリマーおよびハロゲン化ビニルと共重合性モノマーとのコポリ
マーがあるが、それだけに限定される訳ではなく、共重合性モノマーとしては、
α−オレフィンがあり、それにはエチレン、プロピレン、炭素原子数1〜18の
有機酸のビニルエステル(たとえば、酢酸ビニル、ステアリン酸ビニルなど);
塩化ビニル、塩化ビニリデン、対称ジクロロエチレン、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル;アクリル酸アルキルエステルでアルキル基が炭素原子数1〜8
のもの(たとえば、アクリル酸メチルおよびアクリル酸ブチル)、それらに対応
するメタクリル酸アルキルエステル;有機二塩基酸のジアルキルエステルでその
アルキル基が炭素原子数1〜8のもの(たとえば、フマル酸ジブチル、マレイン
酸ジエチルなど)がある。
【0095】 ハロゲン化ビニルポリマーとしては、塩化ビニルまたは塩化ビニリデンのホモ
ポリマーまたはコポリマーが好ましい。ポリ(塩化ビニル)ポリマー(PVC)
はその硬さによって二種類に大別することができる。これらが「硬質」PVCと
「軟質」PVCである。軟質PVCが硬質PVCと区別されるのは、前者の樹脂
における可塑剤の存在と量である。軟質PVCは加工性が改善され、硬質PVC
と比べると、強度が低く伸びが大きい。
【0096】 塩化ビニリデンホモポリマーおよびコポリマー(PVDC)の中では、通常、
塩化ビニル、アクリレートまたはニトリルとの共重合物が商業的に生産され、も
っとも好まれている。コモノマーの選択により生成するポリマーの物性に大きな
影響がでる。各種あるPVDCの中でも最もよく知られた性質は、気体や液体の
低透過率、バリアー性と耐化学薬品性である。
【0097】 PVCやPVCDの性質を改良するために少量の他材料を含有させた各種のP
VCおよびPVCD処方もまた包含されている。ここでの他材料には、ポリスチ
レン、スチレン系コポリマー、ポリエチレンおよび/またはポリプロピレンのホ
モポリマーおよびコポリマーを含むポリオレフィン、および他のエチレン/α−
オレフィンコポリマー、ポリアクリル酸樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチ
レンターポリマー(ABS)およびメタクリレートブタジエンスチレンターポリ
マー(MBS)などのブタジエン含有ポリマー、塩素化ポリエチレン(CPE)
樹脂などがあるが、これらに限定される訳ではない。
【0098】 本発明のブレンド成分として使用されるハロゲン化ビニルポリマーの仲間には
、PVCの塩素化誘導体があり、これは典型的にはベース樹脂を後から塩素化す
るもので、塩素化PVC(CPVC)として知られている。CPVCはPVCを
元にしており、いくつかの特性では共通しているが、CPVCは独特のポリマー
で、PVCと比較すると融点温度範囲がかなり高く(410〜450゜C)、ガ
ラス転移温度も高い{115〜135℃(239〜275゜F)}。
【0099】 本発明の構造体および二次加工品を作るために用いられる少なくとも一種の実
質的にランダムなインターポリマーからなる組成物は、それに加えて随意に他の
ポリマー成分を一種以上含んでいてもよいが、さらに随意に一種以上の粘着付与
剤を含有していてもよい。 粘着付与剤 Tgを変更させ、適用可能な温度の幅を広げるために、本発明の構造体および
二次加工品を作るためのポリマー組成物に粘着付与剤を添加することも可能であ
る。
【0100】 適切な粘着付与剤はハーキュレス(Hercules)によって示された基準
に従えば選択することが可能であり、次の文献を参照された。J.シモンズ(S
imons) Adhesives Age, "The HMDA Concept: A New Method for Selectio
n of Resins", November 1996 。この文献では、ポリマーとの相溶性を調べるの
に、極性と樹脂の分子量が重要であるとしている。
【0101】 少なくとも一種のα−オレフィンと芳香族ビニルモノマーからなる実質的にラ
ンダムなインターポリマーの場合には、相溶性を増すためには粘着付与剤がある
程度の芳香族的性質を持っていることが好ましく、特に実質的にランダムなイン
ターポリマー中の芳香族ビニルモノマー含量が多い場合にはこのことがあてはま
る。予備的な指標としては、相溶性のある粘着付与剤とは、酢酸ビニル含量が2
8%であるエチレン/酢酸ビニル樹脂と相溶性のあることがわかっているもので
ある。
【0102】 粘着付与樹脂は、石油系およびテルペン系原料の重合物ならびに木質、ガム質
、およびトール油誘導体の変性物ならびにシクロペンタジエン誘導体から得るこ
とができ、これらについては英国特許出願第2,032,439号に記載されて
いる。その他の種類の粘着付与剤には、脂肪族C5 樹脂、ポリテルペン樹脂、水
素化樹脂、混合脂肪族−芳香族樹脂、ロジンエステル、天然および合成テルペン
、テルペン−フェノール樹脂、および水素化ロジンエステルなどがある。
【0103】 ロジンは商業的に入手可能な材料で、天然にはマツ科の木の含油樹脂に含まれ
ており、普通は生木の含油樹脂滲出物からや古い切り株から得られるが、クラフ
ト紙製造の副生物であるトール油からも得ることができる。採取後に、ロジンを
水素化、脱水素化、重合、エステル化、およびその他の後処理工程にかけて処理
することができる。ロジンは一般的にはその原料を示して、ガムロジン、ウッド
ロジン、またはトール油ロジンに分類される。この物質は、そのままでも使用で
きるが、多価アルコールのエステルの形でも使用されるし、分子内にある固有の
不飽和結合を利用して重合させることもできる。これらの原料は市販されており
、標準的なブレンド方法を用いて組成物に混ぜ込むことが可能である。そのよう
なロジン誘導体の代表的なものをあげれば、トール油のペンタエリスリトールエ
ステル、ガムロジン、ウッドロジン、あるいはそれらの混合物がある。
【0104】 各種の粘着付与剤の例を列挙すると、脂肪族樹脂、ポリテルペン樹脂、水素化
樹脂、混合脂肪族−芳香族樹脂、スチレン/α−メチレンスチレン樹脂、純モノ
マー炭化水素樹脂、水素化純モノマー炭化水素樹脂、変性スチレンコポリマー、
純芳香族モノマーコポリマー、および水素化脂肪族炭化水素樹脂があるが、これ
らに限定されるわけではない。
【0105】 脂肪族樹脂を例示すると、以下のような商品名のものが入手可能である;Es
corezTM、PiccotacTM、MercuresTM、WingtackTM 、Hi−RezTM、QuintoneTM、TackirolTMなど。ポリテルペ
ン樹脂を例示すると、以下のような商品名のものが入手可能である;Nirez TM 、PiccolyteTM、WingtackTM、ZonarezTMなど。ハロ
ゲン化樹脂を例示すると、以下のような商品名のものが入手可能である;Esc
orezTM、ArkonTM、ClearonTMなど。混合脂肪族−芳香族樹脂を
例示すると、以下のような商品名のものが入手可能である;EscorezTM
RegaliteTM、HercuresTM、ARTM、ImprezTM、Nors
oleneTMM、MarukarezTM、ArkonTMM、QuintoneTM 、WingtackTM、など。特に好ましい粘着付与剤の種類としてスチレン/
α−メチレンスチレン粘着付与剤があるが、これはハーキュレス(Hercul
es)社から入手できる。特に好ましい粘着付与剤の種類には、Wingtac
TM86およびHercotacTM1149,EastmanH−130、およ
びスチレン/α−メチルスチレン粘着付与剤がある。他の好ましい粘着付与剤と
しては、Piccotex75は純モノマー炭化水素樹脂でガラス転移温度が3
3゜Cであってハーキュレス社から入手可能であり、RegalrezTM113
9は純モノマー炭化水素樹脂を水素化したもの、PicotexTM120は変性
スチレンコポリマー、KristalexTM5140は純芳香族モノマーからの
コポリマー、PlastolynTM140は水素化脂肪族炭化水素樹脂、End
exTM155は純芳香族モノマーのコポリマー、などがある。これらの内では、
KristalexTM5140、PlastolynTM140、およびEnde
TM155が好ましく、なかでも最も好ましいのはEndexTM155である。
その他の添加物 本発明の構造体および二次加工品を作るために用いられるインターポリマーお
よび/またはブレンド物に加えることができる添加物には、酸化防止剤(たとえ
ば、Irganox(R) 1010のようなヒンダードフェノール)、ホスファイ
ト(たとえば、Irgafos(R) 168)、紫外線安定剤、粘着性添加物(た
とえば、ポリイソブチレン)、スリップ剤(たとえば、エルクアミドおよび/ま
たはステアラミド)、粘着防止剤、着色剤、顔料などがあり、その添加量は、実
質的なランダムなインターポリマーの物性を損なわない程度までである。加工助
剤は、ここでは可塑剤とも呼んでいるが、組成物の粘度を下げるために随時用い
られるが、その例をあげれば、フタル酸ジオクチルおよびフタル酸ジイソブチル
のようなフタル酸エステル、ラノリンおよびパラフィンのような天然油、石油精
製で得られるナフテン酸系や芳香族油、ロジンおよび石油原料からの液状樹脂な
どがある。加工助剤として有用な油類の種類を例示すると、白鉱油(たとえばK
aydolTM油、ウィトコ(Witco)社より入手可能)およびShellf
lexTM371ナフテン油(シェルオイル社(Shell Oil Compa
ny)より入手可能)などがある。この他にも好適な油としてTufloTM
(リオンデル(Lyondell)社より入手可能)がある。
【0106】 本発明のおいて用いるポリマー組成物に加えることのできる成分としては各種
の有機および無機充填剤がある。何を使用するかは、ブレンド組成物の用途に応
じて異なる。その様な充填物の代表的な例をあげると、有機および無機繊維とし
てはアスベスト、ホウ素繊維、グラファイト、セラミック繊維、ガラス繊維、金
属繊維(たとえばステンレススチール)またはポリマー(たとえば、アラミド繊
維)などがあり、また、タルク、カーボンブラック、炭素繊維、炭酸カルシウム
、アルミナ三水和物、ガラス繊維、マーブルダスト、セメントダスト、クレー、
長石、シリカまたはガラス、ヒュームドシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、
水酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、珪酸アルミニ
ウム、珪酸カルシウム、二酸化チタン、チタン酸塩、窒化アルミニウム、B2 3 、ニッケル粉、または石粉などがある。
【0107】 その他の代表的な有機または無機、繊維または鉱物質の充填物をあげると、炭
酸塩、たとえば、炭酸バリウム、炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウム;フッ
化物、たとえば、フッ化カルシウムまたはフッ化ナトリウムアルミニウム;水酸
化物、たとえば、水酸化アルミニウム;金属、たとえばアルミニウム、青銅、鉛
または亜鉛;酸化物、たとえば、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化マグ
ネシウムもしくは酸化亜鉛、または二酸化シリコンもしくは二酸化チタン;珪酸
塩、たとえば、アスベスト、マイカ、クレー(カオリンまたは焼成カオリン)、
珪酸カルシウム、長石、ガラス(粉砕状、フレーク状、中空ガラス球、微小球、
ビーズ、ホイスカー、またはフィラメント)、あられ石、パーライト、パイロフ
ィライト、タルクまたは珪灰石;硫酸塩、たとえば、硫酸バリウムまたは硫酸カ
ルシウム;金属硫化物;セルロース、たとえば木粉または殻粉の形状;テレフタ
ル酸カルシウム;および液晶などがある。これらの充填物を二種以上混合したも
のも同様に使用できる。
【0108】 これらの添加物はその機能を果たすに充分な量で使用され、これは当業者には
公知である。たとえば、使用される酸化防止剤の量は、ポリマーまたはポリマー
ブレンドが、その貯蔵および最終的な使用状態で、温度や環境の影響で酸化され
るのを防ぐのに充分な量である。そのような酸化防止剤の使用量は通常、ポリマ
ーまたはポリマーブレンドの重量に対して、0.01〜10,好ましくは0.0
5〜5、さらに好ましくは0.1〜2重量%である。同様にして、先に列挙した
他の添加物類の量もその機能を果たすのに充分な量であるべきで、たとえば、ポ
リマーまたはポリマーブレンドに粘着防止性を付与し、目的の結果を与え、着色
剤または顔料で目的の色を着けるに必要な量である。このような添加剤は、ポリ
マーまたはポリマーブレンドの重量に対して、0.05〜50,好ましくは0.
1〜35、さらに好ましくは0.2〜20重量%で好適に使用できる。加工助剤
を用いる時には、本発明の組成物中に少なくとも5%の量を入れておく。加工助
剤は通常は60重量%以下、好ましくは30重量%以下、もっとも好ましくは2
0重量%以下の量になるよう添加する。 実質的にランダムなインターポリマーからなるブレンドの製法 本発明の二次加工品を作るために用いるブレンドポリマー組成物は、通常用い
られる方法で製造することができ、その例をあげれば、個々の成分をドライブレ
ンドしてから溶融混合またはハーケ(Haake)トルクレオメータ中で溶融コ
ンパウンディングするか、または、ドライブレンディングをしてから溶融混合は
せずに部品製作にかかって直接押出し機またはロール機で最終製品にするか(た
とえば、自動車部品の場合)、または、別個の押出し機またはロール機(たとえ
ば、バンバリーミキサー)で予備溶融混合をするか、または、溶液ブレンドをす
るか、または圧縮成形するか、またはカレンダリングにかける。 本発明の二次加工品を作るための構造体の製造 成形品 本発明の構造体および二次加工品は当業者には公知の各種の成形操作によって
作ることができ、それらの方法としては、溶液からのキャスティング、熱成形、
各種の射出成形およびブロー成形法、圧縮成形、異形押出し、シート押出し、フ
ィルムキャスティング、共押出しおよび多層押出し、コインジェクションモール
ディング、ラミネーションフィルム、スプレーコーティング、回転成形および回
転注型などがあるが、これらに限定されるわけではない。 フォーム 本発明の形状記憶構造体に含まれるものにはフォームもあり、これは実質的に
ランダムなインターポリマーから構成されていて、架橋構造または非架橋構造ま
たはその両者を混在させた方式があり、変形させた形状および成形したまま(a
s−molded)の形状がある。上記の変形させた形状にするには、ポリマー
のガラス転移温度(Tg)以上の温度で圧縮し、次いでTgの温度以下でも圧縮
を続け、圧縮永久歪みを残留させる。また上記の成形したままの形状にするには
、圧縮したポリマーフォームを再度加熱し、Tgより高い温度にして元の形状に
もどしたものである。
【0109】 フォーム形状の組成物は単層の形でも使用できるし、多層構造のなかの一つの
層としても使用できる。エチレン系ポリマーのフォーム構造の製法とそれらの加
工方法については次に示す優れた文献がある。C.P.パク(Park)"Polyo
lefin Foam", Chapter 9, Handbook of Polymer Foams and Technology, edited
by D.J. Klempner and K.C. Frisch, Hanser Publishers, Munich, Vienna, Ne
w York, Barcelona (1991)。
【0110】 形状記憶フォーム構造体を製造するには、従来からの押出し発泡方法はどれで
も利用でき、たとえば、溶融ストランドの形で製造したり、アキュムレーター押
出し法を使用したり、発泡ビーズを作って当業者公知の成形法を使ってブロック
または造形品に成形したりできる。 形状記憶フォーム構造体を製造する際に有用な発泡剤には、無機発泡剤、有機
発泡剤および化学発泡剤がある。好適な無機発泡剤としては、二酸化炭素、窒素
、アルゴン、水、空気、およびヘリウムなどがある。有機発泡剤には、炭素原子
数1〜6の脂肪族炭化水素、炭素原子数1〜3の脂肪族アルコール、炭素原子数
1〜4の全ハロゲン置換または一部ハロゲン置換脂肪族炭化水素などがある。脂
肪族炭化水素に含まれるのは、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、イソブ
タン、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタンなどである。脂肪族アルコー
ルに含まれるものは、メタノール、エタノール、n−プロパノールおよびイソプ
ロパノールなどである。全ハロゲン置換または一部ハロゲン置換脂肪族炭化水素
には、フルオロカーボン、クロロカーボンおよびクロロフルオロカーボンなどが
ある。フルオロカーボンの例をあげれば、フッ化メチル、パーフルオロメタン、
フッ化エチル、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、1,1,1−
トリフルオロエタン(HFC−143a)、1,1,1,2−テトラフルオロエ
タン(HFC−134a)、ペンタフルオロエタン、ジフルオロメタン、パーフ
ルオロエタン、2,2−ジフルオロプロパン、1,1,1−トリフルオロプロパ
ン、パーフルオロプロパン、ジクロロプロパン、ジフルオロプロパン、パーフル
オロブタン、パーフルオロシクロブタンなどがある。本発明に用いられる部分的
にハロゲン化されたクロロカーボンおよびクロロフルオロカーボンの例をあげれ
ば、塩化メチル、塩化メチレン、塩化エチル、1,1,1−トリクロロエタン、
1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン(HCFC−141b)、1−クロロ−
1,1−ジフルオロエタン(HCFC−142b)、1,1−ジクロロ−2,2
,2−トリフルオロエタン(HCFC−123)および1−クロロ−1,2,2
,2−テトラフルオロエタン(HCFC−124)などがある。全ハロゲン化ク
ロロフルオロカーボンの例をあげれば、トリクロロモノフルオロメタン(CFC
−11)、ジクロロジフルオロメタン(CFC−12)、トリクロロトリフルオ
ロエタン(CFC−113)、1,1,1−トリフルオロエタン、ペンタフルオ
ロエタン、ジクロロテトラフルオロエタン(CFC−114)、クロロヘプタフ
ルオロプロパン、およびジクロロヘキサフルオロプロパンなどがある。化学発泡
剤の例をあげれば、アゾジカルボンアミド、アゾジイソブチロ−ニトリル、ベン
ゼンスルホンヒドラジド、4,4−オキシベンゼンスルホニル−セミカルバジド
、p−トルエンスルホニルセミ−カルバジド、バリウムアゾジカルボキシレート
、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミド、およびトリヒ
ドラジノトリアジンなどがある。好ましい発泡剤は、イソブタン、HFC−15
2a、およびこれらの混合物である。
【0111】 フォーム製造用のポリマーゲルを作るために、実質的にランダムなインターポ
リマーの溶融材料に加える発泡剤の量は、ポリマー1kgに対して、0.2〜5
.0、好ましくは0.5〜3.0、もっとも好ましくは0.1〜2.50グラム
モルである。 これらのフォーム構造体には各種の添加物を加えることができ、たとえば、安
定性調節剤、核剤、無機充填物、顔料、酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤、
難燃剤、加工助剤、押出し助剤などがある。
【0112】 本フォームに安定性調節剤を加えて寸法安定性を向上させることができる。好
ましい調節剤はC10〜C24脂肪酸のアミドおよびエステルである。このような調
節剤は、米国特許第3,644,230号および同第4,214,054号に記
載されている。もっとも好ましい調節剤は、ステアリルステアラミド、グリセロ
ールモノステアレート、グリセロールモノベヘネート、およびソルビトールモノ
ステアレートなどである。このような安定性調節剤は、通常、ポリマー100部
に対して0.1〜10部の範囲の量を加える。
【0113】 さらに、フォームのセルの大きさを調節するために、核剤を加えてもよい。核
剤として好ましいのは無機物質で、たとえば、炭酸カルシウム、タルク、クレー
、酸化チタン、シリカ、硫酸バリウム、珪藻土、クエン酸と炭酸水素ナトリウム
の混合物などがある。核剤は、ポリマー樹脂100重量部に対して0.01〜5
重量部の範囲の量で使用される。 繊維および/または二次加工品 繊維としては、モノフィラメント、連続巻き取りファインフィラメント、ステ
ープル繊維または短繊維、スパンボンド、溶融ブロー繊維などの形で作ることが
できる。本発明の形状記憶繊維には、実質的にランダムなインターポリマーまた
はそれらからのブレンド組成物から作った各種のホモフィル繊維も含まれ、これ
らにはステープル繊維、スパンボンド繊維、または溶融ブロー繊維などがある。
ステープル繊維は溶融紡糸をしたり、特にこの新規な繊維が周囲のマトリックス
繊維よりも融点が低いときには、ボンディング繊維としても使用できる。
【0114】 本発明の形状記憶繊維には各種の二成分繊維も含まれており、これは新規な実
質的にランダムなインターポリマーまたはそれらのブレンド組成物を少なくとも
一種の成分として作ることができる。 本発明の形状記憶繊維には随意に仕上げ加工をすることが可能である。たとえ
ば、繊維を機械的にクリンプまたは加工して捲縮させることができる。本発明の
形状記憶繊維を作るために用いるポリマー組成物または繊維そのものは、種々な
硬化手段を使用して架橋することにより改質でき、それは繊維製造のどの段階で
も、例をあげると、高温あるいは環境温度で延伸前、延伸中、延伸後のいずれで
も可能であるが、これだけに制限されるわけではない。ポリマー組成物はここで
述べる各種の架橋をすることにより改質でき、あるいはその表面を機能化するこ
とも可能で、その方法には化学薬品処理でスルホン化、クロル化をして表面を耐
久性にしたり、公知の各種スピン加工法を用いて一時的なコーティングをする方
法があるが、これらに限定されるものではない。
【0115】 このような新規な形状記憶繊維からの布地には織布および不織布の両方がある
が、それだけに限定されず、また用途も室内装飾用品、スポーツ衣料、カーペッ
ト、布地、包帯などがあるが、これに限定されるものではない。 形状記憶インターポリマーおよびブレンド組成物の性質と本発明の構造体および
二次加工品 本発明の構造体および二次加工品を作るために用いるポリマー組成物は、一種
以上のα−オレフィンおよび一種以上の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマー
および/または一種以上のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデ
ンモノマーからのインターポリマーの一種以上を、(この成分と実質的にランダ
ムなインターポリマー以外のポリマー成分の総重量に対して)、1〜100、好
ましくは10〜100,より好ましくは50〜100、さらにより好ましくは8
0〜100重量%を含むものである。
【0116】 たとえば、相溶化剤または結合剤成分として使用するときには、実質的にラン
ダムなインターポリマーを多成分ブレンドの少量成分として使用することも可能
であるが、(この成分と実質的にランダムなインターポリマー以外のポリマー成
分の総重量に対して)さらにより好ましくは80〜100重量%の割合で存在し
ていてもよい。
【0117】 これらの実質的にランダムなインターポリマーには、少なくとも一種の芳香族
ビニルまたはビニリデンモノマーおよび/またはヒンダード脂肪族または脂環式
ビニルまたはビニリデンモノマーを、38〜65,好ましくは45〜55,より
好ましくは48〜55モル%含み、少なくとも一種の炭素数2〜20の脂肪族α
−オレフィンを35〜62,好ましくは45〜55、より好ましくは45〜52
モル%含んでいる。
【0118】 本発明の形状記憶構造体および二次加工品を作るのに用いる実質的にランダム
なインターポリマーの数平均分子量(Mn )は、1000より大きく、好ましく
は5,000〜500,000、より好ましくは10,000〜300,000
である。 本発明の形状記憶構造体および二次加工品を作るのに用いる実質的にランダム
なインターポリマーのメルトインデックス(I2 )は、0.1〜1,000、好
ましくは0.5〜200,より好ましくは0.5〜100g/10分である。
【0119】 本発明の形状記憶構造体および二次加工品を作るのに用いる実質的にランダム
なインターポリマーの分子量分布(Mw /Mn )は、1.5〜20、好ましくは
1.8〜10,より好ましくは2〜5である。 本発明の形状記憶繊維を作るのに用いる実質的にランダムなインターポリマー
の密度は、0.930g/cm3 より大きく、好ましくは0.930〜1.04
5、より好ましくは0.930〜1.040,もっとも好ましくは0.930〜
1.030g/cm3 である。
【0120】 本発明の繊維を作るためのポリマー組成物には、実質的にランダムなインター
ポリマー以外の少なくとも一種のポリマーを含んでいてよく、その量は(この成
分と実質的にランダムなインターポリマーの合計重量に対して)、0〜99、好
ましくは0〜90,より好ましくは0〜50,さらにより好ましくは0〜20重
量%含まれていてよく、それらを列挙すると、ポリプロピレン、プロピレン/C 4 〜C20α−オレフィンコポリマー、ポリエチレン、およびエチレン/C3 〜C 20 α−オレフィンコポリマーからなる均質なα−オレフィンホモポリマーまたは
インターポリマーからなり、そのインターポリマーは、不均質なエチレン/α−
オレフィンインターポリマー、好ましくは不均質なエチレン/C3 〜C8 α−オ
レフィンインターポリマー、もっとも好ましくは不均質なエチレン/オクテン−
1インターポリマーであるか、または均質なエチレン/α−オレフィンインター
ポリマーで、実質的に線状のエチレン/α−オレフィンインターポリマーを含ん
でおり、好ましくは実質的に線状のエチレン/α−オレフィンインターポリマー
、もっとも好ましくは実質的に線状のエチレン/C3 〜C8 α−オレフィンイン
ターポリマーであり;または不均質なエチレン/α−オレフィンインターポリマ
ー;または、熱可塑性オレフィンで、好ましくはエチレン/プロピレンゴム(E
PM)またはエチレン/プロピレンジエンモノマーターポリマー(EPDM)ま
たはアイソタクチックポリプレピレン、もっとも好ましくはアイソタクチックポ
リプロピレン;または、スチレン系ブロックコポリマー、好ましくはスチレン−
ブタジエン(SB)、スチレン−イソプレン(SI)、スチレン−ブタジエン−
スチレン(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)、またはスチ
レン−エチレン/ブテン−スチレン(SEBS)ブロックコポリマー、もっとも
好ましくはスチレン−ブタジエン−スチレン(SBS);またはスチレン系ホモ
ポリマーまたはコポリマーで、好ましくはポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン
、ポリ塩化ビニル、スチレンとアクリロニトリル、メタ−アクリロニトリル、無
水マレイン酸のうち少なくとも一種とのコポリマー、またはα−メチルスチレン
、もっとも好ましくはポリスチレン;またはエラストマーで、好ましくはポリイ
ソプレン、ポリブタジエン、天然ゴム、エチレン/プロピレンゴム、エチレン/
プロピレンジエン(EPDM)ゴム、スチレン/ブタジエンゴム、熱可塑性ポリ
ウレタン、もっとも好ましくは熱可塑性ポリウレタン;または熱硬化性ポリマー
で、好ましくはエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、フェノール
樹脂、もっとも好ましくはポリウレタン;またはハロゲン化ビニルホモポリマー
またはコポリマーで、好ましくは塩化ビニルまたは塩化ビニリデンのホモポリマ
ーまたはコポリマーまたはそれらの塩素化誘導体、もっとも好ましくはポリ(塩
化ビニル)およびポリ(塩化ビニリデン);またはエンジニアリング熱可塑性樹
脂で、好ましくはポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、セルロース樹脂
、ナイロン、ポリ(エステル)、ポリ(アセタール)、ポリ(アミド)、ポリ(
アリーレート)、芳香族ポリエステル、ポリ(カーボネート)、ポリ(ブチレン
)およびポリブチレンおよびポリエチレンテレフタレート、もっとも好ましくは
ポリ (メチルメタクリレート)(PMMA)、およびポリ(エステル)である
【0121】 本発明のホモフィル繊維を作るために用いるポリマー組成物には、一種以上の
粘着付与剤を(ポリマーまたはポリマーブレンドの最終重量に対して)0〜50
,好ましくは5〜50、さらに好ましくは10〜40重量%含んでいてもよく、
粘着付与剤としては、脂肪族樹脂、ポリテルペン樹脂、水素化樹脂、混合脂肪族
−芳香族樹脂、スチレン/α−メチレンスチレン樹脂、純モノマー炭化水素樹脂
、水素化純モノマー炭化水素樹脂、改質スチレンコポリマー、純芳香族モノマー
コポリマー、および水素化脂肪族炭化水素樹脂などがある。
【0122】 本発明の二成分繊維では、第1の成分は実質的にランダムなインターポリマー
からなり、本発明のホモフィル繊維を作るのに用いた組成と性質を持っており、
その存在量は(二成分繊維の第1および第2成分の総重量に対して)5〜95、
好ましくは25〜95,もっとも好ましくは50〜95重量%である。第2の成
分のの存在量は(二成分繊維の第1および第2成分の総重量に対して)5〜95
、好ましくは5〜75,もっとも好ましくは5〜50重量%である。
【0123】 形状記憶性を有する本発明の構造体および二次加工品を作るために用いる形状
記憶組成物には、一種以上の充填物を、(ポリマーまたはポリマーブレンドの最
終重量に対して)、0〜80、好ましくは0〜50,さらに好ましくは0〜20
重量%含んでいてもよく、それらの充填物としては、タルク、カーボンブラック
、炭素繊維、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、ガラス繊維、マーブルダスト
、セメントダスト、クレー、長石、シリカまたはガラス、ヒュームドシリカ、ア
ルミナ、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、
硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、二酸化チタン、チタン酸塩
、ガラス微小球、石粉などがある。これらの充填物の中では、タルク、炭酸カル
シウム、カーボンブラックおよび二酸化チタン、およびこれらの混合物が好まし
い。もっとも好ましい無機充填物は、炭酸カルシウム、カーボンブラックおよび
二酸化チタン、またはそれらの混合物である。
【0124】 形状記憶性を有する本発明の成形構造体および二次加工品を作るために用いる
インターポリマーまたはブレンドは、そのガラス転移温度(Tg)が−40〜5
0゜C、このましくは18〜50゜C、さらに好ましくは23〜45゜Cである
べきであり、その理由はこの温度範囲であれば、環境温度での使用がすべてカバ
ーされるからである。もっとも興味のあるインターポリマーは(どの温度におい
てでも)非常にシャープなTgをもち、Tgに達すると劇的な弾性率の変化をし
めすものである。
【0125】 形状記憶性を有する本発明の成形構造体および二次加工品を作るために用いる
インターポリマーまたはブレンドのTgは、実質的にランダムなインターポリマ
ーのモノマー組成比と全体の分子量の両方を変えることによって調節できる。し
たがって(前述の粘着調節剤の使用に加えて)、インターポリマーのTgをさら
に上げるためには、スチレン含量とエチレン/スチレンインターポリマーの分子
量を増やす方法が使用できる。
【0126】 本発明により、優れた成形性をもつとともに、そのガラス転移温度の上か下か
でエラストマー弾性が大きく変化する形状記憶ポリマーフォームまたは成形部品
から作成した断熱材料が得られる。さらに、天然繊維および/または合成繊維の
シートと形状記憶ポリマーの粉体を加えた層からなる、形状記憶性を有する繊維
シートを得ることもでき、これは、樹脂接着剤を用いて天然繊維および/または
合成繊維から作ったシート製品の所望の部分に形状記憶ポリマーの粉体を付着さ
せることからなる形状記憶性を付与する方法である。
【0127】 本発明による製品は、効率的に輸送が可能なように造形し、最終ユーザーが本
発明の方法にしたがって再造形するようなどのような物品にも使用できる。用途
に含まれるものは、玩具、身体の形に合わせて変形してくれる枕やマットレスの
ようなクッション用品、個々のパイプの接合材料、パイプの内張り層、ゴミ箱、
ふたおよび容器といった家庭用品、グリップ、ハンドル、スポーツ用品、フック
、シャワーマットの裏当て材、固定ピン、医療機器、文具および教育用材料、造
花、人形、コンピュータ用ドットプリンターのロールの内部積層材、遮音材料、
自動車のバンパーのように衝撃吸収の後で変形が回復することが期待される部材
、自動車のシート、アームレストおよびピラー、家屋の仕切りの隙間防止材、非
使用時には折り畳み使用時には元の形にもどる可搬容器、カップリングなどのよ
うな機械的部品、各種熱収縮チューブなどがある。
【0128】 他にも用途があり、たとえば、人体へ流体を出し入れするための軟化性導管、
ダイナミックポリマーコンポジット、リトラクションコーティング付きカテーテ
ルバルーン、内視鏡手術のレトラクタ、形状可変な内視鏡手術のレトラクタ、保
護機材、応急四肢固定具、標本修復用具、医療用欠陥閉止栓、人間用の化粧材料
、形状記憶ポリマーから製造した織布および不織布、形状記憶ポリマーフォーム
より製造した断熱材、調節機能付き非晶系再造形ポリマー配列用具、形状記憶ポ
リマーフォーム、再造形ポリマーによる多孔繊維スプライサー、再造形ポリマー
による光ファイバースプライサーとその方法。
【0129】 本発明の形状記憶繊維には次のような用途がある。すなわち、カーペット用繊
維、弾性繊維、人形の頭髪、個人用/女性用衛生用品、おしめ、スポーツウェア
、皺のよらないぴったり体に合う衣類、導電性繊維、室内装飾用品、および医療
用品であってたとえば包帯、ガンマ線で滅菌可能な不織布などであるがこれらに
限定されず、形状記憶ポリマーから作った織布、形状記憶シートおよび繊維シー
ト製品に形状記憶性を与える方法である。
【0130】 以下の実施例は本発明を説明するためのものであるが、いかなる点においても
、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。実施例 試験方法 a)メルトフローおよび密度測定 本発明に用いるポリマー組成物の分子量は便宜上メルトインデックス測定法を
使用して決められる。この測定法はASTM D−1238に従うもので、19
0゜C/2.16kgの条件で測定される(従来は「条件E」またはI2 として
知られている)。メルトインデックスはポリマーの分子量に逆比例するので、分
子量が高くなるほど、メルトインデックスは低くなるが、この関係は直線的では
ない。
【0131】 もうひとつ、本発明に用いられる実質的にランダムなインターポリマーの分子
量を示すものにゴットフェルト(Gottfert)メルトインデックス(G、
cm3 /10分)があり、これはASTM D−1238測定法でメルトインデ
ックス(I2 )を測定したのと同様なやり方で自動プラストメーターを用いて測
定するもので、溶融密度を0.7632にセットする(ポリエチレンの190゜
Cでの溶融密度)。
【0132】 エチレン−スチレンのインターポリマーの溶融密度とスチレン含量の関係を、
スチレン含量の関数として、スチレン含量が重量で29.9%から81.8%の
間のものを、190゜Cで測定した。これらの試料では、アタクチックなポリス
チレンの量は通常10%以下である。含量が低いのでアタクチックポリスチレン
の影響はきわめて小さいと推測した。また、アタクチックポリスチレンの溶融密
度と高スチレン含量の試料の溶融密度はほとんど同じである。溶融密度を測定す
るには、ゴットフェルトメルトインデックス測定器を使用して、溶融密度パラメ
ータを0.7632にセットし、I2 の荷重をかけながら、時間の関数として溶
融ストランドを集めた。溶融ストランド毎に重量と時間を記録し、10分あたり
のグラム数で表されるよう正規化した。装置で計算されたI2 メルトインデック
スの値も記録した。実際の溶融密度を計算する式は、 δ=δ0.7632 × I2 /I2 Gottfert で、式中、δ0.7632=0.7632、I2 Gottfert=表示されたメルト
インデックスである。
【0133】 計算で得られた溶融密度とスチレンの全含量の関係を最小二乗法を使用して直
線で表すと、相関係数0.91で次式が得られた。 δ = 0.00299 × S+0.723 式中、Sはポリマー中のスチレンの重量%である。スチレン含量がわかっていれ
ば、この式を使って、全スチレンと溶融密度の関係から、実際のメルトインデッ
クスの値を決めることができる。
【0134】 したがって、全スチレン含量が73%であるポリマーは、測定した溶融流量(
「ゴットフェルト数」)を使用して計算すると、 x = 0.00299*73 + 0.723=0.9412 ここで、0.9412/0.7632=I2 /G数(測定値)=1.23 本発明で用いる実質的にランダムなインターポリマーの密度は、ASTM D
−792にしたがって測定した。 b)スチレンの分析 インターポリマーでのスチレン含量とアタクチックポリスチレン濃度はプロト
ン核磁気共鳴(1 H NMR)を用いて定量した。プロトンNMR測定試料はす
べて、1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2 (TCE−d2 )中で調製し
た。得られた溶液でのポリマー濃度は1.6〜3.2重量%であった。試料の濃
度を決めるのに、メルトインデックス(I2 )を目安に使用した。I2 が2g/
10分より大きい場合には、インターポリマーを40mg使用し、I2 が1.5
〜2g/10分の時はインターポリマーを30mg使用し、I2 が1.5g/1
0分の時は、20mgのインターポリマーを使用した。インターポリマーは直接
、5mmのサンプルチューブに秤りこんだ。一定量のTCE−d2 0.75mL
をシリンジで加え、チューブをポリエチレン蓋を使って密栓した。試料を水浴で
85゜Cに加熱してインターポリマーを軟化させた。撹拌を加えるために、時々
熱風をかけて沸騰させた。
【0135】 プロトンNMRはバリアン(Varian)社のVXR300型の装置でサン
プルプローブの温度を80゜Cにして測定し、5.99ppmにあるTCE−d 2 の残存プロトンを基準にした。遅延時間は1秒の間とし、各試料につき3回の
測定をおこなった。下記の測定条件でインターポリマーの試料の分析をおこなっ
た。
【0136】 バリアンVXR−300型装置、標準1 H測定 掃引幅、5000Hz データ取得時間、3.002秒 パルス幅、8マイクロ秒 周波数、300MHz 遅延時間、1秒 トランジエント、16 1試料あたりの測定時間は全部で約10分であった。
【0137】 まずはじめに、ポリスチレン試料として、StyronTM680(ダウケミカ
ル社(Dow Chemical Company)、Midland、MIか
ら入手可能)について、遅延時間1秒の条件で1 HNMRスペクトルを測定した
。図1に示したように、各プロトンには、b、分岐:a、アルファ:o、オルト
:m、メタ:p、パラのように「記号」をつけた。
【0138】
【化12】 上記式中で記号をつけたプロトンの近傍の面積を積分した。「A」はaPSを
指す。積分A7.1 (芳香族、7.1ppm近傍)はオルト/パラの3個のプロト
ンだと考えられ、積分A6.6 (芳香族、6.6ppm近傍)は2個のメタプロト
ンである。αの記号をつけた2個の脂肪族プロトンは1.5ppmに共鳴ピーク
を持ち、bの記号をつけた1個のプロトンは1.9ppmにある。脂肪族の領域
は0.8〜2.5ppmの積分をとり、Aalとした。A7.1 :A6.6 :Aalの比
の理論値は、3:2:3、あるいは1.5:1:1.5であり、StyronTM 680試料についていくつか遅延時間1秒で測定して得られた比では非常によく
一致していた。積分値をチェックし、ピークの同定を確認するのに用いた比計算
はそれぞれの積分値を積分A6.6 で割った。比ArはA7.1 /A6.6 である。
【0139】 A6.6 の部分に1を割り当てた。比Alは積分値Aal/A6.6 である。すべて
の測定スペクトルにおいて、(o+p):m:(α+b)の積分比は期待した通
り1.5:1:1.5であった。芳香族プロトンと脂肪族プロトンの比は5対3
である。上記式中においてそれぞれαとbという記号をつけたプロトンに基づく
脂肪族の比は2対1である。それぞれの脂肪族によるピークを個別に積分した時
にはこの割合になっていた。
【0140】 エチレン/スチレンのインターポリマーの場合、遅延時間1秒で測定した1
NMRスペクトルで積分C7.1 、C6.6 およびCalを求めた。これの定義は、a
PSにおけるoおよびpプロトンの場合と同様に、コポリマーの全部の芳香族プ
ロトンの内7.1ppmにピークを持つものの積分である。同様に、インターポ
リマーのスペクトルで脂肪族の領域の積分Calは、aPSとインターポリマー両
方の脂肪族プロトンを含んでおり、両方のポリマーをベースラインではっきり分
離できない。6.6ppmのピークの積分C6.6 は他の芳香族ピークとは分離で
き、aPSホモポリマー(多分そのメタプロトン)だけによるものと考えられる
。(アタクチックなポリスチレンでの6.6ppmのピークの同定(積分A6.6 )は、標準試料のStyronTM680との比較によりおこなわれた。) アタ
クチックポリスチレンの量が非常に少ないと、非常に弱いピークしか認められな
いので、この推定は理にかなっている。したがって、コポリマーのフェニルプロ
トンはこのピークには貢献しているはずがない。以上のような仮定のもとに、積
分値A6.6 を基準に、aPS含量の定量をすることになった。
【0141】 以下の各式を用いてエチレン/スチレンのインターポリマー試料におけるスチ
レン含量を定量した。 (C フェニル)= C7.1 +A7.1 −(1.5×A6.6 ) (C 脂肪族)=Cal−(1.5×A6.6 ) sc =(C フェニル)/5 ec =(C 脂肪族−(3×sc ))/4 E=ec /(ec +sc ) Sc=sc /(ec +sc ) そこで、次式を用いてインターポリマー中のエチレンおよびスチレンのモル%を
計算する。
【0142】
【数1】 および
【0143】
【数2】 式中、sc とec はそれぞれインターポリマー中のスチレンおよびエチレンプロ
トンの分率であり、Sc とEはそれぞれインターポリマー中のスチレンモノマー
とエチレンモノマーのモル分率である。
【0144】 インターポリマー中のaPSの重量%は次式で求めることができる。
【0145】
【数3】 全スチレン含量はフーリエ変換赤外スペクトル(FTIR)法でも定量される
。 インターポリマーおよびそれらのブレンドの試験片および測定データは以下の
方法にしたがって作成された。 圧縮成形 試料を3分間190゜Cにして溶融し、190゜Cで2分間9,072kg(
20,000ポンド)の圧力をかけて圧縮成形する。ついで、溶融材料をプレス
中で室温になるまで冷却する。 射出成形 150トンのデマグ(deMag)射出成形機を用い、溶融温度190゜C、
射出時間1秒、水温21.1℃(70゜F)、サイクルタイム60秒の条件で試
料を射出成形した。 示差走査熱量測定(DSC) デュポン(Dupont)DSC−2920を用いて、インターポリマーの熱
転移温度と転移熱を測定した。測定前の熱履歴を除去するために、試料をまず2
00゜Cに加熱した。温度を10゜C/分で変化させて、加熱・冷却曲線を記録
した。溶融(第2ピーク)および結晶化温度を、それぞれ吸熱および発熱ピーク
温度から測定した。 本発明の実施例・比較例に用いるESIインターポリマーの調製 1)ESI#1〜6の調製 インターポリマーのは1,514L(400ガロン)の撹拌機付き半連続のバ
ッチ反応器を使用して製造した。反応混合物は、シクロヘキサン(85重量%)
およびイソペンタン(15重量%)からなる混合溶媒約946L(250ガロン
)とスチレンから構成されていた。添加に先だって、溶媒、スチレンおよびエチ
レンを精製して水と酸素を除去した。スチレンに含まれている安定剤も除去して
おいた。不活性ガスは反応容器にエチレンを流して除去した。次いで、エチレン
を用いて反応容器の圧力を所定値に調節した。分子量を調節するために水素を添
加した。反応容器のジャケットの水温を変えることにより、反応容器内の温度を
調節した。重合反応に先だって、反応容器を所定の温度まで加熱してから触媒成
分を流量調節しながら添加した。触媒は、チタン(N−1,1−ジメチルエチル
)ジメチル(1−(1,2,3,4,5−η)−2,3,4,5−テトラメチル
−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)シラナミナト))(2−)N)−ジ
メチル、CAS番号135072−62−7およびトリス(ペンタフルオロフェ
ニル)ボロン、CAS番号001109−15−5、変性メチルアルミノキサン
Type3A、CAS番号146905−79−5であり、モル比でそれぞれ1
/3/5で混合して、反応容器に加えた。
【0146】 重合反応開始後は、反応容器の圧力を保つに必要なだけ反応器にエチレンを供
給しながら重合をさせていった。場合によっては、エチレン濃度に関して反応比
を保つために、反応器の上部空間に水素を加えた。反応の終了時には、触媒の供
給を止め、エチレンを反応器から除去し、溶液には約1000ppmの酸化防止
剤であるIrganoxTM1010を加えてから、ポリマーを溶媒から単離した
。生成したポリマーを溶媒から単離するには、容器に蒸気を吹き込んでストリッ
プするか、脱蔵押出し機を使用した。蒸気ストリッピングをした場合には、残存
している水分と未反応スチレンを除去するために押出し機のような機器を使って
もう一段の操作が必要であった。それぞれのインターポリマーで用いた製造条件
を表1に、それらの物性を表2にまとめた。
【0147】
【表1】
【0148】
【表2】 1)ESI#7−25の調製 ESI#7−25は、以下の触媒および重合手順を用いて調製された実質的に
ランダムなエチレン/スチレンインターポリマーである。 触媒A(ジメチル{N−(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル−1−
[ (1,2,3,4,5−E−η)−1,5,6,7−テトラヒドロ−3−フェ
ニル−s−インダセン−1−イル] シラナミナト(2−)−N}−チタン)の調
製 1)3,5,6,7−テトラヒドロ−s−ヒドリンダセン−1(2H)−オンの
調製 インダン(94.00g、0.7954モル)および3−クロロプロピオニル
クロリド(100.99g、0.7954モル)を0℃のCH2 Cl2 (300
mL)中で攪拌し、同時にAlCl3 (130.00g、0.9750モル)を
窒素気流下で徐々に添加した。その後、混合物を放置して室温で2時間攪拌した
。それから揮発分を除去した。その後、混合物を0℃に冷却し、濃H2 SO4
500mL)を徐々に添加した。このステップで攪拌が早期に失われたので、生
成固形物をスパチュラでしばしば砕かなければならなかった。その後、混合物を
室温において窒素下で一晩放置した。温度の読みが90℃に達するまで、その後
混合物を加熱した。これらの条件を2時間にわたって維持し、その間、スパチュ
ラを周期的に用いて混合物を攪拌した。反応期間後に、割り氷を混合物に入れ、
かき混ぜた。それから、混合物をビーカーに移し、H2 Oとジエチルエーテルで
断続的に洗浄し、その後、その少量を濾過し混ぜた。その混合物をH2 O(2×
200mL)で洗浄した。有機層をその後分離し、揮発分を除去した。その後、
0℃でのヘキサンからの再結晶化によって必要な生成物を淡黄色結晶として単離
した(22.36g、収率16.3%)。1 H NMR(CDCl3 ):d2.04−2.19(m、2H)、2.65(
t、3 JHH=5.7Hz、2H)、2.84−3.0(m、4H)、3.03
(t、3 JHH=5.5Hz、2H)、7.26(s、1H)、7.53(s、
1H)。13 C NMR(CDCl3 ):d25.71、26.01、32.19、33.
24、36.93、118.90、122.16、135.88、144.06
、152.89、154.36、206.50。 GC−MS:C1212Oに対する計算172.09、検出172.05。 2)1,2,3,5−テトラヒドロ−7−フェニル−s−インダセンの調製 3,5,6,7−テトラヒドロ−s−ヒドリンダセン−1(2H)−オン(1
2.00g、0.06967モル)を0℃のジエチルエーテル(200mL)中
で攪拌し、同時にPhMgBr(0.105モル、ジエチルエーテル中の3.0
M溶液35.00mL)を徐々に添加した。その後、この混合物を放置して室温
で一晩攪拌した。反応期間後に、氷の上に流すことにより混合物を冷却した。そ
の後、混合物をHClで酸性化(pH=1)し、2時間にわたり激しく攪拌した
。有機層をその後分離し、H2 O(2×100mL)で洗浄し、その後、MgS
4 上で乾燥した。濾過後に揮発分を除去すると、暗色油として必要な生成物が
単離された(14.68g、収率90.3%)。1 H NMR(CDCl3 ):d2.0−2.2(m、2H)、2.8−3.1
(m、4H)、6.54(s、IH)、7.2−7.6(m、7H)。 GC−MS:C1816に対する計算232.13、検出232.05。 3)1,2,3,5−テトラヒドロ−7−フェニル−s−インダセン・二リチウ
ム塩の調製 1,2,3,5−テトラヒドロ−7−フェニル−s−インダセン(14.68
g、0.06291モル)をヘキサン(150mL)中で攪拌し、同時にnBu
Li(0.080モル、シクロヘキサン中の2.0M溶液40.00mL)を徐
々に添加した。その後、この混合物を放置して一晩攪拌した。反応期間後、吸い
込み濾過を介して黄色固形物として固形物を集めた。その固形物をヘキサンで洗
浄し、真空下で乾燥し、さらに精製も分析もせずに用いた(12.2075g、
収率81.1%)。 4)クロロジメチル(1,5,6,7−テトラヒドロ−3−フェニル−s−イン
ダセン−1−イル)シランの調製 THF(50mL)中の1,2,3,5−テトラヒドロ−7−フェニル−s−
インダセン・二リチウム塩(12.2075g、0.05102モル)を0℃の
THF(100mL)中のMe2 SiCl2 (19.5010g、0.1511
モル)の溶液に滴下した。その後、この混合物を放置して室温で一晩攪拌した。
反応期間後に、揮発分を除去し、ヘキサンを用いて残留物を抽出し濾過した。ヘ
キサンを除去すると、黄色油として必要な生成物が単離された(15.1492
g、収率91.1%)。1 H NMR(CDCl3 ):d0.33(s、3H)、0.38(s、3H)
、2.20(p、3 JHH=7.5Hz、2H)、2.9−3.1(m、4H)
、3.84(s、IH)、6.69(d、3 JHH=2.8Hz、1H)、7.
3−7.6(m、7H)、7.68(d、3 JHH=7.4Hz、2H)。13 C NMR(CDCl3 ):d0.24、0.38、26.28、33.05
、33.18、46.13、116.42、119.71、127.51、12
8.33、128.64、129.56、136.51、141.31、141
.86、142.17、142.41、144.62。 GC−MS:C2021ClSiに対する計算324.11、検出324.05。
5)N−(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル−1−(1,5,6,
7−テトラヒドロ−3−フェニル−s−インダセン−1−イル)シラナミンの調
製 クロロジメチル(1,5,6,7−テトラヒドロ−3−フェニル−s−インダ
セン−1−イル)シラン(10.8277g、0.03322モル)をヘキサン
(150mL)中で攪拌し、同時にNEt3 (3.5123g、0.03471
モル)およびt−ブチルアミン(2.6074g、0.03565モル)を添加
した。この混合物を放置して24時間にわたり攪拌した。反応期間後、混合物を
濾過し、揮発分を除去すると、濃い赤黄色油とし必要な生成物が単離された(1
0.6551g、収率88.7%)。1 H NMR(CDCl3 ):d0.02(s、3H)、0.04(s、3H)
、1.27(s、9H)、2.16(p、3 JHH=7.2Hz、2H)、2.
9−3.0(m、4H)、3.68(s、IH)、6.69(s、IH)、7.
3−7.5(m、4H)、7.63(d、3 JHH=7.4Hz、2H)。13 C NMR(CDCl3 ):d−0.32、−0.09、26.28、33.
39、34.11、46.46、47.54、49.81、115.80、11
9.30、126.92、127.89、128.46、132.99、137
.30、140.20、140.81、141.64、142.08、144.
83。 6)N(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル−1−(1,5,6,7
−テトラヒドロ−3−フェニル−s−インダセン−1−イル)シラナミン・二リ
チウム塩の調製 N(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル−1−(1,5,6,7−
テトラヒドロ−3−フェニル−s−インダセン−1−イル)シラナミン(10.
6551g、0.02947モル)をヘキサン(100mL)中で攪拌し、同時
にnBuLi(0.070モル、シクロヘキサン中の2.0M溶液35.00m
L)を徐々に添加した。その後、この混合物を放置して一晩攪拌した。その間、
暗赤色の溶液から塩は出なかった。反応期間後、揮発分を除去し、残留物をヘキ
サン(2×50mL)で迅速に洗浄した。その後、暗赤色の残留物を吸引して乾
燥し、さらに精製も分析もせずに用いた(9.6517g、収率87.7%)。
7)ジクロロ{N−(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル−1−[ (
1,2,3,4,5−η)−1,5,6,7−テトラヒドロ−3−フェニル−s
−インダセン−1−イル] シラナミナト(2−)−N}−チタン)の調製 THF(50mL)中のN−(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル
−1−(1,5,6,7−テトラヒドロ−3−フェニル−s−インダセン−1−
イル] シラナミン・二リチウム塩(4.5355g、0.01214モル)をT
HF(100mL)中のTiCl3 (THF)3 (4.5005g、0.012
14モル)のスラリーに滴下した。この混合物を放置して2時間にわたり攪拌し
た。その後、PbCl2 (1.7136g、0.006162モル)を添加し、
混合物を放置してさらに1時間にわたり攪拌した。反応期間後、揮発分を除去し
、トルエンを用いて残留物を抽出し濾過した。トルエンを除去すると、暗色の残
留物が単離された。この残留物をヘキサン中でスラリーにし、0℃に冷却した。
その後、濾過によって赤褐色の結晶固形物として必要な生成物を単離した(2.
5280g、収率43.5%)。1 H NMR(CDCl3 ):d0.71(s、3H)、0.97(s、3H)
、1.37(s、9H)、2.0−2.2(m、2H)、2.9−3.2(m、
4H)、6.62(s、1H)、7.35−7.45(m、1H)、7.50(
t、3 JHH=7.8Hz、2H)、7.57(s、1H)、7.70(d、3 JHH=7.1Hz、2H)、7.78(s、1H)。1 H NMR(C6 6 ):d0.44(s、3H)、0.68(s、3H)、
1.35(s、9H)、1.6−1.9(m、2H)、2.5−3.9(m、4
H)、6.65(s、1H)、7.1−7.2(m、1H)、7.24(t、3 JHH=7.1Hz、2H)、7.61(s、1H)、7.69(s、1H)、
7.77−7.8(m、2H)。13 C NMR(CDCl3 ):d1.29、3.89、26.47、32.62
、32.84、32.92、63.16、98.25、118.70、121.
75、125.62、128.46、128.55、128.79、129.0
1、134.11、134.53、136.04、146.15、148.93
13 C NMR(C6 6 ):d0.90、3.57、26.46、32.56、
32.78、62.88、98.14、119.19、121.97、125.
84、127.15、128.83、129.03、129.55、134.5
7、135.04、136.41、136.51、147.24、148.96
。 8)ジメチル{N−(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル−1−[ (
1,2,3,4,5−η)−1,5,6,7−テトラヒドロ−3−フェニル−s
−インダセン−1−イル] シラナミナト(2−)−N}−チタン)の調製 ジクロロ{N−(1,1−ジメチルエチル)−1,1−ジメチル−1−[ (1
,2,3,4,5−η)−1,5,6,7−テトラヒドロ−3−フェニル−s−
インダセン−1−イル] シラナミナト(2−)−N}−チタン(0.4970g
、0.001039モル)をジエチルエーテル(50mL)中で攪拌し、同時に
MeMgBr(0.0021モル、ジエチルエーテル中の3.0M溶液0.70
mL)を徐々に添加した。その後、この混合物を1時間攪拌した。反応期間後、
揮発分を除去し、ヘキサンを用いて残留物を抽出し濾過した。ヘキサンを除去す
ると、金黄色の固形物として必要な生成物が単離された(0.4546g、収率
66.7%)。1 H NMR(C6 6 ):d0.071(s、3H)、0.49(s、3H)
、0.70(s、3H)、0.73(s、3H)、1.49(s、9H)、1.
7−1.8(m、2H)、2.5−2.8(m、4H)、6.41(s、1H)
、7.29(t、3 JHH=7.4Hz、2H)、7.48(s、1H)、7.
72(d、3 JHH=7.4Hz、2H)、7.92(s、1H)。13 C NMR(C6 6 ):d2.19、4.61、27.12、32.86、
33.00、34.73、58.68、58.82、118.62、121.9
8、124.26、127.32、128.63、128.98、131.23
、134.39、136.38、143.19、144.85。 ビス(水素化−タローアルキル)メチルアミン共触媒の調製 メチルシロキサン(1200mL)を2Lの円筒形フラスコに入れた。攪拌し
ながら、ビス(水素化タローアルキル)メチルアミン(アクゾケミカル(Akz
o Chemical)から入手できるARMEEN(登録商標)M2HT)の
顆粒状に粉砕されたもの104gをフラスコに添加し、完全に溶解するまで攪拌
した。水性HCl(1M、200mL)をフラスコに添加し、混合物を30分に
わたり攪拌した。直ちに白色沈殿物が生成した。この時の終わりに、LiB(C 6 5 4 ・Et2 O・3LiCl(Mw=887.3;177.4g)をフラ
スコに添加した。溶液は乳白色に変わり始めた。蒸留装置を上に載せた6’’V
igreuxカラムをフラスコに装着し、混合物を加熱した(140℃外壁温度
)。エーテルとメチルシクロヘキサンとの混合物をフラスコから蒸留した。二相
溶液は今僅かにのみ濁っていた。混合物を放置して室温に冷却し、内容物を4L
分液漏斗に入れた。水層を除去し捨て、有機層をH2 Oで2回洗浄し、水層を再
び捨てた。H2 O飽和メチルシクロヘキサン溶液を測定して、0.48重量%の
ジエチルエーテル(Et2 O)が含有されていた。
【0149】 溶液(600mL)を1Lフラスコに移し、窒素を完全に流し、ドライボック
スに移した。13Xモレキュラーシーブを含むカラム(直径25.4mm(1’
’)、高さ152.4mm(6’’))に溶液を通した。これは、0.48重量
%から0.28重量%にEt2 Oのレベルを低下させた。その後、新しい13X
モレキュラーシーブ(20g)上で4時間にわたり材料を攪拌した。Et2 Oの
レベルをその後測定し、0.19重量%であった。その後、混合物を一晩攪拌す
ると、約40ppmにEt2 Oのレベルはさらに低下した。孔サイズ10〜15
μmのガラスフリットを入れた漏斗を用い混合物を濾過して、清澄な溶液(モレ
キュラーシーブは追加の乾燥メチルシクロヘキサンでリンスした)が生じた。重
量分析によって濃度を測定し、16.7重量%の値を得た。 重合 ESI#7〜25を6ガロン(22.7L)オイルジャケット付きオートクレ
ーブ連続攪拌槽反応器(CSTR)内で調製した。Lightning A−3
20インペラー付き磁気カップル式撹拌機によって混合した。反応器は3.27
5kPa(475psig)において満液で運転した。工程流れは底から入り頂
上から出た。反応器のジャケットを通して熱媒油を循環して、反応熱の一部を除
去した。流量と溶液密度を測定するミクロモーション流量計は反応器の出口にあ
った。反応器の出口上のすべてのラインに344.7kPa(50psi)の蒸
気によるスチームトレースを設け断熱した。
【0150】 トルエン溶媒を207kPa(30psig)で反応器に供給した。ミクロモ
ーション質量流量計によって反応器へのフィードを測定した。可変速ダイアフラ
ムポンプによってフィード速度を制御した。溶媒ポンプの吐出で支流を取って、
触媒注入ライン(0.45kg/hr(1lb/hr))および反応器の撹拌機
(0.34kg/hr(0.75lb/hr))用のフラッシュ流体を供給した
。差圧流量計によってこれらの流量を測定し、マイクロフローニードル弁の手に
よる調節によって制御した。禁止剤を含まないスチレンモノマーを207kpa
(30psig)で反応器に供給した。ミクロモーション質量流量計によって反
応器へのフィードを測定した。可変速ダイアフラムポンプによってフィード速度
を制御した。スチレン流れを残りの溶媒流れと混合した。4,137kpa(6
00psig)でエチレンを反応器に供給した。流量を制御するResearc
h弁の直前でミクロモーション質量流量計によってエチレン流量を測定した。エ
チレン制御弁の出口でエチレン流に水素を送出するためにブルックス流量計/コ
ントローラーを用いた。エチレン/水素混合物は周囲温度で溶媒/スチレン流れ
と混ざる。溶媒/モノマーが反応器に入るにつれて溶媒/モノマーの温度は、ジ
ャケットで5℃のグリコールと交換することにより−5℃に低下した。この流れ
は反応器の底に入った。三成分触媒系およびその溶媒フラッシュも底から反応器
に入ったが、モノマー流れとは異なる入口を通してであった。触媒成分の調製は
、不活性雰囲気グローブボックス内で行った。希釈された成分を窒素入りシリン
ダーに入れ、工程領域にある触媒運転タンクに投入した。これらの触媒運転タン
クからの触媒をピストンポンプで加圧し、流量をミクロモーション質量流量計で
測定した。これらの流れは、互いに、および単一注入ラインを通して反応器に入
る直前に触媒フラッシュ溶媒と混ざる。
【0151】 ミクロモーション流量計によって溶液密度を測定した後、反応器製品ラインに
触媒毒(kill)(溶媒と混合された水)を添加することにより重合を止めた。そ
の他の重合添加剤を触媒毒と合わせて添加できる。ライン中のスタティックミキ
サーは、反応器流出流れ中の触媒毒および添加剤を分散させる。この流れは、次
に、ポスト反応器ヒーターに入り、そのヒーターは溶媒除去フラッシュのために
追加のエネルギーを与える。流出液がポスト反応器ヒーターを出る際にこのフラ
ッシュは発生し、圧力は、反応器圧力制御弁において3,275kPa(475
psig)から絶対圧〜250mmまで低下した。このフラッシュ済みポリマー
は、熱油ジャケット付きデボラティライザーに流入した。デボラティライザー内
でポリマーから揮発分の約85%を除去した。揮発分はデボラティライザーの塔
頂から出た。この流れをグリコールジャケット付き熱交換器で凝縮させ、それは
真空ポンプのサクションに入り、グリコールジャケット溶媒とスチレン/エチレ
ン分離ベッセルに排出した。溶媒とスチレンをベッセルの底から除去し、エチレ
ンを頂上から除去した。エチレン流量をミクロモーション質量流量計で測定し、
その組成を分析した。エチレンの転化率を計算するために、ベントされたエチレ
ンの測定および溶媒/スチレン流れに溶解した気体の計算を用いた。デボラティ
ライザー内で分離されたポリマーをギアポンプでZSK−30揮発分除去真空押
出機に送出した。乾燥ポリマーは単一ストランドとして押出機から出た。このス
トランドを水浴を通して引き取ると同時に冷却した。ストランドから過剰の水を
空気で吹き飛ばし、ストランドチョッパーでストランドをペレットに細断した。
【0152】 個々の種々のエチレンスチレンインターポリマー(ESI#7〜25)を調製
するために用いた種々の触媒、共触媒および工程条件を表3に要約し、それらの
インターポリマーの特性を表4に要約している。
【0153】
【表3】 a:触媒Aは、ジメチル{N(1,1ジメチルエチル)1,1ジメチル1[(1
,2,3,4,5η)−1,5,6,7−テトラヒドロ−3−フェニル−s−イ
ンダセン−1−イル]シラナミナト(2−)−N}−チタンである。 b:触媒Bは、米国特許第5,556,928号の実施例7に記載されたように
調製された(t−ブチルアミド)ジメチル(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−ペンタジエンである。 c:共触媒Cは、ビス−水素化タロ−アルキル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)ボレートである。 d:共触媒Dは、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(CAS#0011
09−15−5)である。 e:アクゾノベル(Akzo Nobel)からMMAO−3Aとして市販され
ている変成メチルアルミノキサン(CAS#146905−79−5)。
【0154】
【表4】 ESI#26〜31の調製 ESI#26〜31は、以下の触媒および重合手順を用いて調製された実質的
にランダムなエチレン/スチレンインターポリマーであった。 触媒A(1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル)ジメチル(t−
ブチルアミド)−シランチタン1,4−ジフェニルブタジエンの調製 1)リチウム1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イルの調製 1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン1.42g(0.00657モル)
およびベンゼン120mlを含む250ml丸底フラスコに、混合ヘキサン中の
n−BuLiの1.60M溶液4.2mlを滴下した。溶液を放置して一晩攪拌
した。リチウム塩を濾過により単離し、ベンゼン25mlで二回洗浄し、真空下
で乾燥した。単離収量は1.426g(97.7%)であった。1 H NMR分
析によると、主たる異性体が二位で置換されたものであることが示された。 2)(1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル)ジメチルクロロシ
ランの調製 ジメチルジクロロシラン(Me2 SiCl2 )4.16g(0.0322モル
)およびテトラヒドロフラン(THF)250mlを含む500ml丸底フラス
コに、THF中のリチウム1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル
1.45g(0.0064モル)の溶液を滴下した。溶液を約16時間にわたり
攪拌した。その後、溶媒を減圧下で除去し、油性固形物が残った。それをトルエ
ンで抽出し、珪藻土濾過助剤(Celite(登録商標))を通して濾過し、ト
ルエンで二回洗浄し、減圧下で乾燥した。単離収量は1.98g(99.5%)
であった。 3.(1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル)ジメチル(t−ブ
チルアミノ)シランの調製 (1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル)ジメチルクロロシラ
ン1.98g(0.0064モル)およびヘキサン250mlを含む500ml
丸底フラスコに、t−ブチルアミン2.00ml(0.0160モル)を添加し
た。反応混合物を放置して数日にわたり攪拌し、その後、珪藻土濾過助剤(Ce
lite(登録商標))を用いて濾過し、ヘキサンで二回洗浄した。減圧下で残
留溶媒を除去することにより生成物を単離した。単離収量は1.98g(88.
9%)であった。 4.ジリチオ(1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル)ジメチル
(t−ブチルアミド)シランの調製 (1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル)ジメチル(t−ブチ
ルアミノ)シラン)1.03g(0.0030モル)およびベンゼン120ml
を含む250ml丸底フラスコに、混合ヘキサン中のMn−BuLiの1.6M
溶液3.90mlを滴下した。反応混合物を約16時間にわたり攪拌した。生成
物を濾過によって単離し、ベンゼンで二回洗浄し、減圧下で乾燥した。単離収量
は1.08g(100%)であった。 5.(1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル)ジメチル(t−ブ
チルアミド)シランチタンジクロリドの調製。
【0155】 TiCl3 ・3THF1.17g(0.0030モル)およびTHF約120
mlを含む250ml丸底フラスコに、ジリチオ(1H−シクロペンタ[ I] フ
ェナントレン−2−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シラン1.08gのT
HF溶液約50mlを速い滴下速度で添加した。混合物を約20℃で1.5時間
にわたり攪拌した。その時点で、0.55g(0.002モル)の固体PbCl 2 を添加した。さらに1.5時間にわたり攪拌した後、THFを真空下で除去し
、残留物をトルエンで抽出し濾過し、減圧下で乾燥してオレンジ色の固形物が生
成した。収量は1.31g(93.5%)であった。 6.(1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン−2−イル)ジメチル(t−ブ
チルアミド)シランチタン1,4−ジフェニルブタジエンの調製 70℃のトルエン約80ml中の(1H−シクロペンタ[ I] フェナントレン
−2−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロリド(3.48
g、0.0075モル)および1,4−ジフェニルブタジエン1.551mg(
0.0075モル)のスラリーに、n−BuLiの1.6M溶液9.9ml(0
.0150モル)を添加した。溶液は直ちに黒ずんだ。温度を上げて混合物を還
流させ、混合物をその温度で2時間にわたり維持した。混合物を約−20℃に冷
却し、減圧下で揮発分を除去した。約20℃で約16時間にわたり、混合ヘキサ
ン60ml中で残留物をスラリーにした。混合物を約−25℃に約1時間にわた
り冷却した。真空濾過によってガラスフリット上に固形物を集め、減圧下で乾燥
した。乾燥固形物をガラス繊維円筒濾紙に入れ、ソックスレー抽出機を用いて固
形物をヘキサンで連続的に抽出した。6時間後、結晶固形物が沸騰ポット中で観
察された。混合物を約−20℃に冷却し、冷たい混合物から濾過により単離し、
減圧下で乾燥して、暗色結晶固形物1.62gが生成した。炉液を捨てた。抽出
機内の固形物を攪拌し、追加の量の混合ヘキサンで抽出を継続して、暗色結晶固
形物として追加の必要な生成物0.46gが生成した。 重合 連続運転ループ反応器(36.8ガロン、139.3L)内でESI#26〜
31を調製した。Ingersol−Dresser二軸スクリュウポンプによ
って混合した。反応器を3,275kPa(475psig)において満液で運
転し、滞留時間は約25分であった。注入器およびKenicsスタティックミ
キサーを通して二軸スクリュウポンプのサクションに原料および触媒/共触媒流
れをフィードした。二軸スクリュウポンプは、二つのChemineer−Ke
nics10−68Type BEM Multi−Tube熱交換器を直列で
供給する直径50.8mm(2’’)のラインに吐出した。これらの熱交換器の
チューブは、熱伝達を高めるために捻れテープ(twisted tape)を封入していた
。最後の熱交換器を出ると、ループ流は、注入器およびスタティックミキサーを
通してポンプのサクションに戻った。熱媒油を前記熱交換器のジャケットを通し
て循環させて、最初の熱交換器の直前に配置されたループ温度プローブを制御し
た。ループ反応器の出口流を二つの熱交換器の間で取り出した。出口流の流量お
よび溶液密度をミクロモーションによって測定した。
【0156】 反応器への溶媒フィードを二つの供給源によって供給した。反応器シールのた
めのフラッシュ流(9.1kg/hr)(20lb/hr)を供給するために、
速度をミクロモーション流量計で測定する8480−S−E−Pulsafee
derダイアフラムポンプからのトルエンの新しい流れを用いた。五つの並列8
480−5−E−Pulsafeederダイアフラムポンプのサクション側で
循環溶媒を禁止剤のないスチレンモノマーと混合した。これらの五つのPuls
afeederポンプは、4,583kPa(650psig)で反応器に溶媒
およびスチレンを供給した。新しいスチレンの流量をミクロモーション流量計で
測定し、全循環溶媒/スチレン流量を別のミクロモーション流量計で測定した。
エチレンを4,838kPa(687psig)で反応器に供給した。エチレン
流量をミクロモーション質量流量計で測定した。エチレン制御弁の出口でエチレ
ン流れに水素を送出するために、ブルック流量計/コントローラーを用いた。エ
チレン/水素混合物は室温で溶媒/スチレン流と混ざった。フィード流が反応器
ループに入るにつれて全体のフィード流の温度をジャケットに−10℃グリコー
ルが流れる熱交換器によって2℃に下げた。三つの触媒成分の調製を三つの別々
のタンク内で行った。新しい溶媒と濃縮触媒/共触媒プレミックスをそれぞれの
運転タンク内に添加し混合し、可変速680−S−AEN7Pulsafeed
erダイアフラムポンプを介して反応器にフィードした。前に説明した通り、三
成分触媒系は、注入器およびスタティックミキサーを通して二軸スクリュウポン
プのサクション側から反応器ループに入った。原料フィード流も触媒注入点の下
流であるが二軸スクリュウポンプサクションの上流である注入器およびスタティ
ックミキサーを通して反応器ループにフィードした。
【0157】 ミクロモーション流量計によって溶液密度を測定した後、反応器製品ラインに
触媒毒(kill)(溶媒と混合された水)を添加することにより重合を止めた。ラ
イン中のスタティックミキサーは、反応器流出流れ中の触媒毒および添加剤を分
散させる。この流れは、次に、ポスト反応器ヒーターに入り、そのヒーターは溶
媒除去フラッシュのために追加のエネルギーを与えた。流出液がポスト反応器ヒ
ーターを出る際にこのフラッシュは発生し、圧力は、反応器圧力制御弁において
3,275kPa(475psig)から絶対圧60kPa(450mmHg)
まで低下した。このフラッシュ済みポリマーは、二つの内の第1の熱油ジャケッ
ト付きデボラティライザーに流入した。第1のデボラティライザーからフラッシ
ュする揮発分をグリコールジャケット付き熱交換器で凝縮させ、それは真空ポン
プのサクションに通し、溶媒とスチレン/エチレン分離ベッセルに排出した。溶
媒とスチレンをこのベッセルの底から循環溶媒として取り出す一方で、エチレン
を頂上から排出した。エチレン流量をミクロモーション質量流量計で測定した。
エチレンの転化率を計算するために、ベントされたエチレンの測定および溶媒/
スチレン流れに溶解した気体の計算を用いた。デボラティライザー内で分離され
たポリマーおよび残りの溶媒をギアポンプで第2のデボラティライザーに送出し
た。残りの溶媒をフラッシュするために、第2のデボラティライザー内の圧力を
絶対圧0.7kPa(5mmHg)で運転した。この溶媒をグリコール熱交換器
内で凝縮させ、もう一つの真空ポンプを通して送出し、処分のために廃棄用タン
クに移した。乾燥ポリマー(全揮発分1000ppm未満)をギアポンプで6孔
ダイ付き水中ペレタイザーに送出し、ペレット化し、遠心脱水し、1000lb
ボックス内に集めた。
【0158】 ESI26〜31を調製するために用いた種々の触媒、共触媒および工程条件
を表5に要約し、それらのインターポリマーの特性を表6に要約している。
【0159】
【表5】
【0160】
【表6】 DOW Styron(登録商標)668 DOW Styron(登録商標)668は、ダウケミカル(Dow Che
mical Company)(ミシガン州ミッドランド)から入手できる同社
の商品名をもつポリスチレンである。 HDPE42047 HDPE42047は、ダウケミカル(Dow Chemical Comp
any)(ミシガン州ミッドランド)から入手できるメルトインデックス(I2 )42.0の高密度ポリエチレンである。 fPVC Flexible PVC(fPVC)は、ポリトレードケミカルズ(Pol
ytrade Chemicals Co.Ltd(中国)から入手できる商品
名Polychems TM CZF−90の90ショアーA硬度をもつ成形グ
レード軟質PVCである。 実質的にランダムなインターポリマーの弾性率に及ぼす温度の影響 ESI#1、7、8および9のサンプルを射出成形し、ASTM Metho
d D−638に基づきインストロン引張試験機を用いて、それらの弾性率を温
度の関数として種々の温度で測定した。これらのデータを表7に要約している。
【0161】
【表7】 これらのデータは、形状記憶ポリマーの特性である温度がポリマーのTgより
上に上昇するにつれて弾性率が急速に変化することを実証している。 実質的にランダムなインターポリマーの伸びに及ぼす温度の影響 42モル%(73重量%)のスチレン含有率および1.8g/10分のメルト
インデックス(I2 )を有するESI1のサンプルを射出成形し、ASTM M
ethodD−638に基づきインストロン引張試験機を用いて、その%伸びを
温度の関数として測定した。これらのデータを表8に要約している。
【0162】
【表8】 これらのデータは、形状記憶ポリマーの特性である温度がポリマーのTgより
上に上昇するにつれて%伸びが急速に増加することを実証している。 実質的にランダムなエチレン/スチレンインターポリマーのTgに及ぼすスチレ
ン含有率の影響 類似の分子量(G#〜1.0)および異なるスチレン含有率を有する一連のE
SIサンプルのTgを表9に要約している。
【0163】
【表9】 表9のこれらのデータは、実質的にランダムなエチレン/スチレンインターポ
リマーのスチレン含有率が増加するにつれてポリマーのTgが上昇することを実
証している。 ランダムなエチレン/スチレンインターポリマーのTgに及ぼす分子量の影響 類似のスチレン含有率および分子量(Gottfertメルトインデックスに
よって測定されるもの)を有する実質的にランダムな一連のエチレン/スチレン
インターポリマーのTgを表10に示している。
【0164】
【表10】 表10のデータは、必要な形状記憶特性を有する実質的にランダムなエチレン
/スチレンインターポマーの分子量が増加するにつれてポリマーのTgが上昇す
ることを実証している。 実質的にランダムなエチレン/スチレンインターポリマーのTgおよび弾性率に
及ぼす添加粘着付与剤の影響 試験において評価された粘着付与剤および販売用パンフレットから得られる特
性を以下の表11に記載している。
【0165】
【表11】 表12に要約した種々の粘着付与剤10重量%と、42モル%(73重量%)
のスチレン含有率および1.8g/cm3 のGottfertメルトインデック
スを有するESI25との一連のブレンドをHaakeトルクレオメーター内で
調製した。
【0166】
【表12】 表12のデータは、本発明において用いられる粘着付与剤の添加と共に、必要
な形状記憶特性を有する実質的にランダムなエチレン/スチレンインターポマー
のTgが上昇することを実証している。 成形構造体に関する形状記憶特性試験 1.溶融温度190℃、射出時間1秒、水温21℃(70°F)、全体的なサイ
クルタイム60秒において150トンdeMag射出成形機でサンプルおよび比
較樹脂を射出成形する。 2.金型は、12.7mm×127mm×1.9mm(0.5インチ×5インチ
×75ミル)厚さのASTM曲げ弾性率試験用の試験片を含むASTM試験金型
であるべきである。 3.22.8cm×30.5cm×5.1cm(9×12×2インチ)皿を水道
水で満たし、ホットプレート上に置き、水を49℃(120°F)に加熱し保持
する。これは、熱水温度として知られている。 4.第2の22.8cm×30.5cm×5.1cm(9×12×2インチ)皿
を半分水道水、半分氷で満たす。これは1℃(34°F)を保持し、冷水温度と
して知られている。 5.22℃(71°F)および相対湿度50%のASTM条件で、ASTM D
790によるインストロン張力計を用いて射出成形試験片の曲げ弾性率を測定す
る。周囲弾性率(AM)として記録する。 6.同じサンプルを取り、氷水中に60秒間沈める。取り出し、曲げ弾性率を迅
速に試験する。冷弾性率(CM)として記録する。 7.同じサンプルを取り、熱水中に60秒間入れる。取り出し、曲げ弾性率を迅
速に試験する。熱弾性率(HM)として記録する。 8.弾性率を測定した後に同じサンプルを取り、熱水に60秒間戻す。その後、
取り出し、端と端が接するように12.7cm(5インチ)長さの試験片を曲げ
、両端をクリップで挟む。これを冷水に60秒間入れる。 9.試験片を水から出し、クリップを外し、通常の平らな形状の80%に回復す
るために要する時間をサンプルについて測定する。周囲における回復時間として
記録する。 10.サンプルを熱水に60秒間戻し、その後、取り出し、端と端が接するよう
に12.7cm(5インチ)長さの試験片を曲げ、両端をクリップで挟む。これ
を冷水に60秒間入れる。 11.試験片を水から出し、クリップを外し、サンプルを熱水に入れる。通常の
平らな形状の80%に回復するために要する時間をサンプルについて測定する。
高温における回復時間として記録する。
【0167】 形状記憶挙動を示すために、材料は、 a)弾性率低下が80%より大きい必要がある。 b)22℃(71°F)で60秒より長い間、新しい形状を保持する必要がある
。 c)49℃(120°F)での回復時間が10秒より長い必要がある。 実施例1 45.4モル%(75.5重量%)のスチレンを含有し、6.8g/10分の
メルトインデックス(I2 )を有するESI29を本明細書において記載された
形状記憶試験に供した。結果は表13に要約し、必要な弾性率低下が80%より
大きいことと、22℃(71°F)で60秒より長い間、および49℃(120
°F)で38秒にわたり新しい形状を保持することとを実証している。 実施例2 47.1モル%(76.7重量%)のスチレンを含有し、10.2g/10分
のメルトインデックス(I2 )を有するESI31を本明細書において記載され
た形状記憶試験に供した。結果は表13に要約し、必要な弾性率低下が80%よ
り大きいことと、22℃(71°F)で60秒より長い間、および49℃(12
0°F)で36秒にわたり新しい形状を保持することとを実証している。 実施例3 37.6モル%(69.1重量%)のスチレンを含有し、3.2g/10分の
メルトインデックス(I2 )を有するESI27を本明細書において記載された
形状記憶試験に供した。結果は表13に要約し、必要な弾性率低下が80%より
大きいことと、22℃(71°F)で60秒より長い間、および49℃(120
°F)で30秒にわたり新しい形状を保持することとを実証している。 比較例1 17.9モル%(44.7重量%)のスチレンを含有し、0.6g/10分の
メルトインデックス(I2 )を有するESI28を本明細書において記載された
形状記憶試験に供した。結果は表13に要約し、このサンプルが11.09%の
弾性率低下しか示さないことと、22℃(71°F)および49℃(120°F
)で10秒間しか新しい形状を保持しないこととを実証している。 比較例2 11.3モル%(32重量%)のスチレンを含有し、8.2g/10分のメル
トインデックス(I2 )を有するESI32を本明細書において記載された形状
記憶試験に供した。結果は表13に要約し、このサンプルが39.02%の弾性
率低下しか示さないことと、22℃(71°F)および49℃(120°F)で
10秒間しか新しい形状を保持しないこととを実証している。 比較例3 Dow Styron(登録商標)668のサンプルを本明細書において記載
された形状記憶試験に供した。結果は表13に要約し、このサンプルが8.06
%の弾性率低下しか示さないことと、22℃(71°F)および49℃(120
°F)で新しい形状を保持するには脆すぎたこととを実証している。 比較例4 Dow HDPE40047のサンプルを本明細書において記載された形状記
憶試験に供した。結果は表13に要約し、このサンプルが59.80%の弾性率
低下を示すことと、22℃(71°F)および49℃(120°F)で10秒間
新しい形状を保持するにすぎないこととを実証している。 比較例5 ショアーA硬度90の軟質PVCのサンプルを本明細書において記載された形
状記憶試験に供した。結果は表13に要約し、このサンプルが91.90%の弾
性率低下を示すことと、22℃(71°F)および49℃(120°F)で10
秒間新しい形状を保持するにすぎないこととを実証している。
【0168】
【表13】 表13のデータは、以下のことを実証している。 1)37.6モル%(69.1重量%)以上のスチレンを含むESIは、22℃
(71°F)、49℃(120°F)および1℃(34°F)で試験すると、劇
的な弾性率の変化を示す。それに反して、PSおよびPEは示さない。 2)37.6モル%(69.1重量%)以上のスチレンを含むESIは、一旦4
9℃(120°F)にすると、新しい形状に容易に造形することができる。その
後、物体を最初に1℃(34°F)に供し、その後放置して暖めるならば、物体
は、22℃(71°F)で60秒より長い間、および49℃(120°F)で1
0秒より長い間、当該の新しい形状を取り保持する。それに反して、PSおよび
PEは保持しない。 3)37.6モル%(69.1重量%)未満のスチレンを含むESIは、回復時
間の点でポリエチレンのように挙動する。 4)軟質PVCは、弾性率温度感応性を示すが、造形/再造形挙動を示さない。
実施例4〜9 実施例4の繊維をESI26から、実施例5〜6の繊維をESI33から、実
施例7の繊維をESI25から、実施例8の繊維をESI34から、実施例9の
繊維をESI35から製造した。ESI7のために用いられた重合手順を用いて
、それらのすべてのESIを調製した。ESI33〜35のために用いられた工
程条件および触媒を表14に要約し、組成および特性を表15に要約している。
【0169】
【表14】 繊維の製造 直径2.54cm(1インチ)のギアポンプ式押出機を用いてポリマーを押出
した。ギアポンプは、40マイクロメートル(平均孔サイズ)焼結平面金属フィ
ルタおよび34または108孔の紡糸口金を備えるスピンパックを通して材料を
押出す。紡糸口金の孔は、400または800マイクロメートルの直径を有し、
その両方が4/1のランド長さ(すなわち、長さ/直径すなわちL/D)をもつ
。約0.39g/分のポリマーを紡糸口金の各孔を通して押出すようにギアポン
プを運転する。ポリマーの溶融温度は、一般に、200〜240℃であり、紡糸
されるインターポリマーの分子量およびスチレン含有率に応じて変更する。一般
に、分子量が高ければ高いほど溶融温度は高い。冷却空気(約25℃)を用いて
溶融紡糸繊維の冷却を助ける。冷却空気は、紡糸口金の真下に配置され、繊維を
押出すにつれて繊維ラインを横切って空気を吹かす。冷却空気流量は、紡糸口金
より下の繊維部分において手で辛うじて感じることができる程度に十分少ない。
紡糸口金ダイより約3メートル下に配置されると共に15.24cm(約6イン
チ)の直径を有するゴデットロール上に繊維を集める。ゴデットロール速度は調
節可能であるが、本明細書において行った実験においては、ゴデットロール速度
は200〜3100回転/分の範囲であった。
【0170】 クロスヘッド上の小さいプラスチック顎(その顎は重量約6gである)および
500gのロードセルを装備したインストロン引張試験装置で繊維を試験した。
両顎を2.54cm(1インチ)離して固定する。クロスヘッド速度を12.7
cm/分(5インチ/分)に設定する。一本の繊維を試験のためにインストロン
顎にセットする。その後、繊維を歪100%に伸ばし(すなわち、繊維をもう2
.54cm(1インチ)伸ばす)、そこで強力を記録する。繊維を放置して元の
インストロン設定に戻し(そこで両顎は再び2.54cm(1インチ)離れるこ
とになる)、繊維を再び引っ張る。繊維が応力抵抗を示し始める点で歪を記録し
、%永久歪を計算する。従って、0.25cm(0.1インチ)移動するまで応
力抵抗を示さなかった再び引っ張られた繊維は、10%の%永久歪、すなわち、
繊維が応力抵抗(すなわち、荷重を引っ張る)を示し始める歪%を有するであろ
う。%永久歪と100%との間の数値的差は、%弾性回復率として知られている
。従って、永久歪10%の繊維は、90%弾性回復率を有する。%永久歪を記録
した後、繊維を100%歪まで引っ張り、強力を記録する。都度%永久歪を記録
すると共に100%歪強力も記録しながら、繊維引っ張りプロセスを数回繰り返
す。最後に、繊維をその破壊点まで引っ張り、極限破壊強力および伸びを記録す
る。 造形−再造形繊維試験 一束の直径50.8μm(2ミル)の繊維を直径7.9mm(5/16’’)
の丸棒まわりにきつく包み、30秒間手の中できつく握りしめて、繊維を体温(
37℃(98.6°F))に合わせる。熱源(手)を10秒間はなし、その後、
棒を巻いた繊維から取り出す。
【0171】 許容できる造形−再造形繊維は、25℃の室温で試験した時に30秒より長い
間、少なくとも緩い波状カールを保持するべきである。繊維を製造するために用
いられる樹脂のTgが室温より有意に高い場合、繊維は、30秒より長い間保持
する極めてきついカールを示す(表15実施例4参照)。Tgの範囲が室温の範
囲と重なる場合、繊維のカールは、緩く巻かれたバネに似ている(表15実施例
5参照)。
【0172】 カールした繊維を櫛でとくと、機械的熱または摩擦熱が生じて繊維を伸ばし、
そのシーケンスを多数回繰り返すことができる。 実施例6に示したような適する粘着付与剤の添加によって、ESIのTgを高
めることができる。これは、カール性能を改善したが、同等のTgの純ESIサ
ンプルにおいて観察されたほどではない。これは、純ESIが粘着付与剤樹脂と
ブレンドされたESIを含む配合物より狭いTg範囲をもつという事実のためで
あると考えられる。
【0173】 表15は、種々のESIインターポリマーから製造された繊維を用いて行った
上述の繊維形状記憶試験の結果を示している。アクリル樹脂およびポリ塩化ビニ
リデン樹脂は、人形の頭髪用の繊維を製造するために現在商業的に使用されてい
る材料の例であり、それらの材料は、この形状記憶試験に合格しない。
【0174】
【表15】 実施例10〜16 表16に要約した工程条件と触媒を用いESI7のために用いられた重合手順
を用いて調製されたESI#36〜37から、実施例10〜16の繊維を製造し
た。
【0175】
【表16】 表17に要約したような配合物から実施例10〜16に関する繊維を製造した
。以下の条件下でこれらの配合物から繊維を製造した。 温度設定点: 160℃/230℃/250℃/250℃ ギアポンプ設定: 10rpmおよび処理量2lb/hr 冷却: 切り 引取装置: 1.5〜2.0ミルで700rpm 配合物中に添加剤が存在すると、引取装置最大速度を少なくとも300rpm
減少させた。すなわち、添加剤を含有するサンプルを700rpmで製造するた
めには、引取装置は、原樹脂が1000rpmの引取装置速度を維持することが
可能であることが必要であろう。
【0176】 配合物に関するTgも表17に要約している。
【0177】
【表17】 形状記憶特性を有する実質的にランダムなエチレン/スチレンインターポリマー
のTgに及ぼす添加粘着付与剤と第2のブレンド成分の影響 実施例17〜21 実施例17〜21は、42モル%(73重量%)のスチレン含有率および1.
8g/cm3 のGottfertメルトインデックスを有するESI25と表1
8に要約された相対的割合のEndex(登録商標)155粘着付与剤および/
またはアクリル樹脂とのブレンドから実施例10のように製造された繊維である
【0178】
【表18】 表17および18のデータは、必要な形状記憶特性を有する実質的にランダム
なエチレン/スチレンインターポリマーのTgが本発明において用いられる上述
した粘着付与剤および第2のポリマー成分の添加と共に上昇することを実証して
いる。 形状記憶特性を有する実質的にランダムなエチレン/スチレンインターポリマー
の弾性率に及ぼす添加粘着付与剤と第2のブレンド成分の影響 実施例22〜29 実施例22〜25は圧縮成形プラックであり、実施例26〜29は、42モル
%(73重量%)のスチレン含有率および1.8g/cm3 のGottfert
メルトインデックスを有するESI25と表19に要約された相対的割合のEn
dex(登録商標)155粘着付与剤および/またはアクリル樹脂とのブレンド
から製造された実施例10のように製造された繊維である。ブレンドは実施例2
0と同様に調製した。
【0179】
【表19】 表19のデータは、ESIインターポリマーと、10重量%のアクリル樹脂お
よび20重量%のEndex(登録商標)155とESIインターポリマーとの
ブレンドの両方がESIインターポリマーのTgより上および下で対応した弾性
率変化をもつことを実証している。 実施例30〜34 ESI38および以下の第2のポリマー成分から一連の二成分繊維を製造した
。 PP1−モンテル(Montell)から入手できる製品名PF635のMFR
35のポリプロピレン。 PET1−ウェルマン(Wellman)から入手できる製品名Blend98
69、lot#61418のポリエステル。 PE1−17.0g/10分のメルトインデックスI2 、および0.950g/
cm3 の密度を有する線状低密度エチレン/オクテンインターポリマー。 SAN2−ダウケミカル(Dow Chemical)から入手できる製品名T
YRIL(登録商標)100のスチレン−アクリロニトリルインターポリマー。
【0180】 表20の工程条件を用いESI9と同じ触媒と共触媒およびESI26〜31
と同じ重合手順を用いて実質的にランダムなエチレン/スチレンコポリマーES
I38を調製した。ESI38は、0.94g/10分のメルトインデックスI 2 、77.42重量%(48.0モル%)のインターポリマースチレン含有率お
よび7.48重量%のアタクチックポリスチレン含有率をもち、0.24重量%
のタルクおよび0.20重量%のシロキサン結合剤を含有していた。
【0181】
【表20】 コアとして実質的にランダムなエチレン/スチレンインターポリマー(ESI
38)およびシースとして第2のポリマーとを共押出することにより一連のシー
スコア二成分繊維を製造した。それぞれが計量ポンプ速度(rpm)(表21に
示すもの)で増速された6cm3 /revの速度で送出する二つのギアポンプを
備えた直径3.175cm(1.25インチ)の二つの押出機を用いて繊維を製
造した。ギアポンプは、フィルタおよび多孔紡糸口金を備えるスピンパックを通
して材料を押出した。スピンヘッド温度は、一般に275〜300℃であり、紡
糸されるポリマー成分の融点および分解温度に応じて変更した。一般に、ポリマ
ーの分子量が高ければ高いほど溶融温度は高い。冷却空気(約10〜30℃)を
用いて溶融紡糸繊維の冷却を助けた。冷却空気は、紡糸口金の真下に配置され、
繊維を押出すにつれて繊維の長さを横切って直角に空気を吹かす。繊維を一連の
ゴデットロール上に集めてヤーンを製造した。第1のゴデットは紡糸口金ダイよ
り約2.5メートル下に配置され、15.24cm(約6インチ)の直径をもっ
ていた。ゴデットロール速度は調節可能であるが、実施例30〜44の場合、ゴ
デット速度は100〜1000メートル/分の範囲であった。実施例30〜44
の繊維に関する組成および製造条件を表21に要約している。すべての実施例は
、デルタコアシース構成をもっていた実施例40を除いてラウンドコアシース二
成分繊維である。
【0182】
【表21】
【0183】
【表22】 得られたヤーン約45mをデニールホイールに移し、その後、それを秤量して
フィラメント当たりのデニール数を決定した。クロスヘッド上のタイプ4C(イ
ンストロン#2714−004、150lb cap./90psi最大)顎お
よび100lbロードセルを装備したモデル100インストロン引張試験装置で
、得られたヤーンを試験した。クロスヘッド速度は、130mm/分に設定した
。ヤーンを試験のためにインストロン顎にセットした。その後、ヤーンを破壊点
まで伸ばし、極限破壊強力および伸びを記録した。試験の結果を表22に要約し
ている。
【0184】
【表23】 これらの結果は、他の物理的特性に加えて、経時的に比較的変化しないまま残
る改善された強力(0.8g/dn以上)をもつ二成分繊維を製造できることを
実証している。従って、伸びおよびその他の応力−歪特性に影響を及ぼすために
選り抜いたコア成分を用いることができると共に、繊維の物理的特性を覚え込ま
せるためにシース成分の精選品を用いることができる。
【手続補正書】
【提出日】平成12年10月17日(2000.10.17)
【手続補正2】
【補正対象書類名】要約書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【要約】 本発明は造形/再造形挙動を有する構造体および二次加工品(およびそれらの
製造法)に関わり、(A)(1)(a)少なくと一種の芳香族ビニルまたはビニ
リデンモノマー、あるいは(b)少なくとも一種のヒンダード脂肪族または脂環
式ビニルまたはビニリデンモノマー、または(c)少なくとも一種の芳香族ビニ
ルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一種のヒンダード脂肪族または脂環式
ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物から誘導されるポリマー単位38〜6
5モル%、および(2)エチレンおよび/または少なくとも一種のC3〜20のα −オレフィンから誘導されるポリマー単位35〜62モル%を含む、0.1〜1
000g/10分のI2 と1.5〜20のMw /Mn を有する少なくとも一種の
実質的にランダムなインターポリマー1〜100重量%(成分AおよびBの総重
量に対して)と、(B)成分Aのポリマー以外の少なくとも一種のポリマー0〜
99重量%(成分AおよびBの総重量に対して)と、(C)少なくとも一種の粘
着付与剤0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対して)と、(D
)少なくとも一種の充填剤0〜80重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に
対して)からなるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) D01F 6/30 D01F 6/30 (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,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(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,FI,GB,GD,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,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 チュン,ユンワ ダブリュ. アメリカ合衆国,テキサス 77566,レイ ク ジャクソン,ローズマリー レーン 104 (72)発明者 ゲスト.マーティン ジェイ. アメリカ合衆国,テキサス 77566,レイ ク ジャクソン,グリーンブライアー 106 (72)発明者 ディール,チャールズ エフ. アメリカ合衆国,テキサス 77566,レイ ク ジャクソン,デューベリー ドライブ 119 (72)発明者 スチュワート,ケネス ビー. アメリカ合衆国,テキサス 77566,レイ ク ジャクソン,マリーゴールド 107 (72)発明者 スネドン,ジョン アメリカ合衆国,カリフォルニア 90401, サンタ モニカ イレブンス ストリート 1425 #9 Fターム(参考) 2C150 CA01 CA02 CA04 DA25 DA26 DA27 DA28 FB43 4J002 AC012 AC032 AC062 AC082 AE053 AF023 BB052 BB101 BB112 BB152 BC023 BC041 BC042 BC062 BC093 BD032 BD102 BF002 BF052 BG062 BK003 BN152 BP011 BP012 BP021 BP031 CB002 CC032 CD002 CE003 CF002 CG002 CK022 CL012 CL032 DA036 DE066 DE076 DE096 DE106 DE126 DE146 DE236 DJ006 DJ016 DJ036 DJ046 DL006 FA046 FA086 FD016 FD343 GB01 GC00 GK00 GM00 GP02 4L035 EE20 FF04 HH04 HH10 JJ05 JJ07 JJ08 LA02 LA04 MA04 MA05

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)(1)(a)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビ
    ニリデンモノマー、 (b)少なくとも一種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデン
    モノマーあるいは (c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一
    種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物か
    ら誘導されるポリマー単位38〜65モル%および (2)エチレンまたは少なくとも一種のC3〜20α−オレフィンあるいはそれら の混合物から誘導されるポリマー単位35〜62モル% を含む、0.1〜1000g/10分のI2 および1.5〜20のMw /Mn
    有する少なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマー1〜100重量%
    (成分AおよびBの総重量に対して)と、 (B)成分Aのポリマー以外の少なくとも一種のポリマー0〜99重量%(成分
    AおよびBの総重量に対して)と、 (C)少なくとも一種の粘着付与剤0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの
    総重量に対して)と、 (D)少なくとも一種の充填剤0〜80重量%(成分A、B、CおよびDの総重
    量に対して)と、 を含む形状記憶挙動を有する構造体または二次加工品。
  2. 【請求項2】 (i)成分Aが1〜100重量%(成分AおよびBの総重量
    に対して)の量で存在すると共に、 (1)(a)以下の式 【化1】 (式中、R1 は、水素および炭素数3以下のアルキル基から成る基の群から選択
    され、Arは、フェニル基またはハロ、C1〜4 アルキルおよびC1〜4 ハロア ルキルから成る群から選択される1〜5個の置換基で置換されたフェニル基であ
    る)によって表される前記芳香族ビニルまたはビニリデンモノマー、 (b)以下の一般式 【化2】 (式中、A1 は、炭素数20以下の立体的に嵩張った脂肪族または脂環式置換基
    であり、R1 は、水素および炭素原子数1〜4のアルキル基から成る基の群から
    選択され、好ましくは水素またはメチルであり、各R2 は独立に、水素および炭
    素原子数1〜4のアルキル基から成る基の群から選択され、好ましくは水素また
    はメチルである。あるいはR1 およびA1 は合わせて環系を形成する) によって表される前記ヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモ
    ノマーまたは (c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一
    種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物 から誘導されるポリマー単位45〜55モル%と、 (2)エチレン、あるいはエチレンとプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、
    ブテン−1、ヘキセン−1またはオクテン−1の少なくとも一種から誘導される
    ポリマー単位45〜55モル%と、 を含む、0.5〜200g/10分のI2 および1.8〜10のMw /Mn を有
    する少なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマーを含み、 (ii)成分Bが0〜90重量%(成分AおよびBの総重量に対して)の量で存
    在すると共に、 1)均質インターポリマー、 2)不均質インターポリマー、 3)熱可塑性オレフィン、 4)スチレン系ブロックコポリマー、 5)スチレン系コポリマー、 6)エラストマー、 7)熱硬化性ポリマー、 8)ハロゲン化ビニルポリマーまたは 9)エンジニアリング熱可塑性樹脂の一種以上を含み、 iii)粘着付与剤成分Cが5〜50重量%(成分A、B、CおよびDの総重量
    に対して)の量で存在すると共に、ウッドロジン、トール油誘導体、シクロペン
    タジエン誘導体、天然および合成テルペン、テルペン−フェノール樹脂、スチレ
    ン/α−メチルスチレン樹脂、および混合脂肪族−芳香族粘着付与樹脂またはそ
    れらのあらゆる混合物を含み、 iv)充填剤成分Dが0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対し
    て)の量で存在すると共に、タルク、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、カー
    ボンブラック、ガラス繊維、クレー、長石、シリカまたはガラス、ヒュームドシ
    リカ、アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸
    化亜鉛、硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、二酸化チタン、ガ
    ラス微小球、石粉またはそれらのあらゆる混合物を含む、請求項1に記載の構造
    体または二次加工品。
  3. 【請求項3】 (i)成分Aが50〜100重量%(成分AおよびBの総重
    量に対して)の量で存在すると共に、 (1)a)スチレン、α−メチルスチレン、オルト−、メタ−およびパラ−メチ
    ルスチレンならびに環ハロゲン化スチレンを含む前記芳香族ビニルまたはビニリ
    デンモノマー、 b)5−エチリデン−2−ノルボルネンまたは1−ビニルシクロ−ヘキセン、3
    −ビニルシクロ−ヘキセンおよび4−ビニルシクロヘキセンを含むヒンダード脂
    肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーまたは c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一種
    のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物 から誘導されるポリマー単位48〜55モル%と、 (2)エチレン、あるいはエチレンとプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、
    ブテン−1、ヘキセン−1またはオクテン−1の少なくとも一種から誘導される
    ポリマー単位45〜52モル%と、 を含む、0.5〜100g/10分のI2 および2〜5のMw /Mn を有する少
    なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマーを含み、 (ii)成分Bが0〜50重量%(成分AおよびBの総重量に対して)の量で存
    在すると共に、 1)実質的に直鎖のエチレン/α−オレフィンインターポリマー、 2)不均質エチレン/C3 〜C8 α−オレフィンインターポリマー、 3)エチレン/プロピレンゴム(EPM)、エチレン/プロピレンジエンモノマ
    ーターポリマー(EPDM)、アイソタクチックポリプロピレン、 4)スチレン/エチレン−ブテンコポリマー、スチレン/エチレン−プロピレン
    コポリマー、スチレン/エチレン−ブテン/スチレン(SEBS)コポリマー、
    スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)コポリマー、 5)アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)ポリマー、スチレン−
    アクリロニトリル(SAN)、耐衝撃性ポリスチレン、 6)ポリイソプレン、ポリブタジエン、天然ゴム、エチレン/プロピレンゴム、
    エチレン/プロピレンジエン(EPDM)ゴム、スチレン/ブタジエンゴム、熱
    可塑性ポリウレタン、 7)エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、 8)塩化ビニルまたは塩化ビニリデンのホモポリマーまたはコポリマー、 9)ポリ(メチルメタクリレート)、ポリエステル、ナイロン−6、ナイロン−
    6,6、ポリ(アセタール)、ポリ(アミド)、ポリ(アリレート)、ポリ(カ
    ーボネート)、ポリ(ブチレン)およびポリブチレン、ポリエチレンテレフタレ
    ートの一種以上を含み、 (iii)粘着付与剤成分Cが10〜40重量%(成分A、B、CおよびDの総
    重量に対して)の量で存在すると共に、スチレン/α−メチルスチレン樹脂、お
    よび混合脂肪族−芳香族粘着付与樹脂またはそれらのあらゆる混合物を含み、 iv)充填剤成分Dが0〜20重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対し
    て)の量で存在すると共に、タルク、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、硫酸
    バリウム、二酸化チタンまたはそれらのあらゆる混合物を含む、請求項1に記載
    の構造体または二次加工品。
  4. 【請求項4】 成分A1がスチレンであり、成分A2がエチレンであり、成
    分Bがポリ(メチルメタクリレート)であると共に、Cがスチレン/α−メチル
    スチレン樹脂である、請求項3に記載の構造体または二次加工品。
  5. 【請求項5】 成分A1がスチレンであり、成分A2がエチレンとプロピレ
    ン、4−メチル−1−ペンテン、ブテン−1、ヘキセン−1またはオクテン−1
    の少なくとも一種であり、成分Bがポリ(メチルメタクリレート)であると共に
    、成分Cがスチレン/α−メチルスチレン樹脂である、請求項3に記載の構造体
    または二次加工品。
  6. 【請求項6】 人形の頭髪の形を取っている請求項4に記載の二次加工品。
  7. 【請求項7】 人形の頭髪の形を取っている請求項5に記載の二次加工品。
  8. 【請求項8】 玩具の形を取っている請求項4に記載の二次加工品。
  9. 【請求項9】 玩具の形を取っている請求項5に記載の二次加工品。
  10. 【請求項10】 I)(A)(1)(a)少なくとも一種の芳香族ビニルま
    たはビニリデンモノマー、 (b)少なくとも一種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデン
    モノマーあるいは (c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一
    種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物か
    ら誘導されるポリマー単位38〜65モル%および (2)エチレンまたは少なくとも一種のC3〜20α−オレフィンあるいはそれら の混合物から誘導されるポリマー単位35〜62モル% を含む、0.1〜1000g/10分のI2 および1.5〜20のMw /Mn
    有する少なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマー1〜100重量%
    (成分AおよびBの総重量に対して)と、 (B)成分Aのポリマー以外の少なくとも一種のポリマー0〜99重量%(成分
    AおよびBの総重量に対して)と、 (C)少なくとも一種の粘着付与剤0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの
    総重量に対して)と、 (D)少なくとも一種の充填剤0〜80重量%(成分A、B、CおよびDの総重
    量に対して)と、 を含むポリマーの弾性率を元の弾性率未満に低下させるエネルギー源を前記ポリ
    マーに一回以上加えること、 II)構造体または二次加工品を規定位置に造形するか、あるいは順応させるこ
    と、 III)前記構造体または二次加工品に前記規定位置を取らせた前記エネルギー
    源を取り除いて前記元の弾性率を回復させること、 を含む、元の弾性率を有するポリマーから構造体または二次加工品を造形および
    再造形する方法。
  11. 【請求項11】 (i)成分Aが10〜100重量%(成分AおよびBの総
    重量に対して)の量で存在すると共に、 (1)(a)以下の式 【化3】 (式中、R1 は、水素および炭素数3以下のアルキル基から成る基の群から選択
    され、Arは、フェニル基またはハロ、C1〜4 アルキルおよびC1〜4 ハロア ルキルから成る群から選択される1〜5個の置換基で置換されたフェニル基であ
    る)によって表される前記芳香族ビニルまたはビニリデンモノマー、 (b)以下の一般式 【化4】 (式中、A1 は、炭素数20以下の立体的に嵩張った脂肪族または脂環式置換基
    であり、R1 は、水素および炭素原子数1〜4のアルキル基から成る基の群から
    選択され、好ましくは水素またはメチルであり、各R2 は独立に、水素および炭
    素原子数1〜4のアルキル基から成る基の群から選択され、好ましくは水素また
    はメチルである。あるいはR1 およびA1 は合わせて環系を形成する) によって表されるヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマ
    ーまたは (c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一
    種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物 から誘導されるポリマー単位45〜55モル%と、 (2)エチレン、あるいはエチレンとプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、
    ブテン−1、ヘキセン−1またはオクテン−1の少なくとも一種から誘導される
    ポリマー単位45〜55モル%と、 を含む、0.5〜200g/10分のI2 および1.8〜10のMw /Mn を有
    する少なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマーを含み、 (ii)成分Bが0〜90重量%(成分AおよびBの総重量に対して)の量で存
    在すると共に、 1)均質インターポリマー、 2)不均質インターポリマー、 3)熱可塑性オレフィン、 4)スチレン系ブロックコポリマー、 5)スチレン系コポリマー、 6)エラストマー、 7)熱硬化性ポリマー、 8)ハロゲン化ビニルポリマーまたは 9)エンジニアリング熱可塑性樹脂の一種以上を含み、 iii)粘着付与剤成分Cが5〜50重量%(成分A、B、CおよびDの総重量
    に対して)の量で存在すると共に、ウッドロジン、トール油誘導体、シクロペン
    タジエン誘導体、天然および合成テルペン、テルペン−フェノール樹脂、スチレ
    ン/α−メチルスチレン樹脂、および混合脂肪族−芳香族粘着付与樹脂またはそ
    れらのあらゆる混合物を含み、 iv)充填剤成分Dが0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対し
    て)の量で存在すると共に、タルク、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、カー
    ボンブラック、ガラス繊維、クレー、長石、シリカまたはガラス、ヒュームドシ
    リカ、アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸
    化亜鉛、硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、二酸化チタン、ガ
    ラス微小球、石粉またはそれらのあらゆる混合物を含む、請求項10に記載の方
    法。
  12. 【請求項12】 (i)成分Aが50〜100重量%(成分AおよびBの総
    重量に対して)の量で存在すると共に、 (1)a)スチレン、α−メチルスチレン、オルト−、メタ−およびパラ−メチ
    ルスチレンならびに環ハロゲン化スチレンを含む前記芳香族ビニルまたはビニリ
    デンモノマー、 b)5−エチリデン−2−ノルボルネンまたは1−ビニルシクロ−ヘキセン、3
    −ビニルシクロ−ヘキセンおよび4−ビニルシクロヘキセンを含む前記ヒンダー
    ド脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーまたは c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一種
    のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物 から誘導されるポリマー単位48〜55モル%と、 (2)エチレン、あるいはエチレンとプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、
    ブテン−1、ヘキセン−1またはオクテン−1の少なくとも一種から誘導される
    ポリマー単位45〜52モル%と、 を含む、0.5〜100g/10分のI2 および2〜5のMw /Mn を有する少
    なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマーを含み、 (ii)成分Bが0〜50重量%(成分AおよびBの総重量に対して)の量で存
    在すると共に、 1)実質的に直鎖のエチレン/α−オレフィンインターポリマー、 2)不均質エチレン/C3 〜C8 α−オレフィンインターポリマー、 3)エチレン/プロピレンゴム(EPM)、エチレン/プロピレンジエンモノマ
    ーターポリマー(EPDM)、アイソタクチックポリプロピレン、 4)スチレン/エチレン−ブテンコポリマー、スチレン/エチレン−プロピレン
    コポリマー、スチレン/エチレン−ブテン/スチレン(SEBS)コポリマー、
    スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)コポリマー、 5)アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)ポリマー、スチレン−
    アクリロニトリル(SAN)、耐衝撃性ポリスチレン、 6)ポリイソプレン、ポリブタジエン、天然ゴム、エチレン/プロピレンゴム、
    エチレン/プロピレンジエン(EPDM)ゴム、スチレン/ブタジエンゴム、熱
    可塑性ポリウレタン、 7)エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、 8)塩化ビニルまたは塩化ビニリデンのホモポリマーまたはコポリマー、 9)ポリ(メチルメタクリレート)、ポリエステル、ナイロン−6、ナイロン−
    6,6、ポリ(アセタール)、ポリ(アミド)、ポリ(アリレート)、ポリ(カ
    ーボネート)、ポリ(ブチレン)およびポリブチレン、ポリエチレンテレフタレ
    ートの一種以上を含み、 (iii)粘着付与剤成分Cが10〜40重量%(成分A、B、CおよびDの総
    重量に対して)の量で存在すると共に、スチレン/α−メチルスチレン樹脂、お
    よび混合脂肪族−芳香族粘着付与樹脂またはそれらのあらゆる混合物を含み、 iv)充填剤成分Dが0〜20重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対し
    て)の量で存在すると共に、タルク、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、硫酸
    バリウム、二酸化チタンまたはそれらのあらゆる混合物を含む、請求項10に記
    載の方法。
  13. 【請求項13】 前記エネルギー源が熱であり、成分A1がスチレンであり
    、成分A2がエチレンであり、成分Bがポリ(メチルメタクリレート)であり、
    成分Cがスチレン/α−メチルスチレン樹脂である、請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記エネルギー源が熱であり、成分A1がスチレンであり
    、成分A2がエチレンとプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、ブテン−1、
    ヘキセン−1またはオクテン−1の少なくとも一種であり、成分Bがポリ(メチ
    ルメタクリレート)であり、成分Cがスチレン/α−メチルスチレン樹脂である
    、請求項12に記載の方法。
  15. 【請求項15】 (I)(A)(1)(a)少なくとも一種の芳香族ビニル
    またはビニリデンモノマー、 (b)少なくとも一種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデン
    モノマーあるいは (c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一
    種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物か
    ら誘導されるポリマー単位38〜65モル%および (2)エチレンまたは少なくとも一種のC3〜20α−オレフィンあるいはそれら の混合物から誘導されるポリマー単位35〜62モル% を含む、0.1〜1000g/10分のI2 および1.5〜20のMw /Mn
    有する少なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマー1〜100重量%
    (成分AおよびBの総重量に対して)、 (B)成分Aのポリマー以外の少なくとも一種のポリマー0〜99重量%(成分
    AおよびBの総重量に対して)、 (C)少なくとも一種の粘着付与剤0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの
    総重量に対して)および (D)少なくとも一種の充填剤0〜80重量%(成分A、B、CおよびDの総重
    量に対して)、 の5〜95重量%(成分IおよびIIの総重量に対して)を含む第1の成分と、
    (II)A)エチレンまたはα−オレフィンホモポリマーまたはインターポリマ
    ー B)エチレン/プロピレンゴム(EPM)、エチレン/プロピレンジエンモノマ
    ーターポリマー(EPDM)、アイソタクチックポリプロピレン、 C)スチレン/エチレン−ブテンコポリマー、スチレン/エチレン−プロピレン
    コポリマー、スチレン/エチレン−ブテン/スチレン(SEBS)コポリマー、
    スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)コポリマー、 D)アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)ポリマー、スチレン−
    アクリロニトリル(SAN)、耐衝撃性ポリスチレン、 E)ポリイソプレン、ポリブタジエン、天然ゴム、エチレン/プロピレンゴム、
    エチレン/プロピレンジエン(EPDM)ゴム、スチレン/ブタジエンゴム、熱
    可塑性ポリウレタン、 F)エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、 G)塩化ビニルまたは塩化ビニリデンのホモポリマーまたはコポリマー、 H)ポリ(メチルメタクリレート)、ポリエステル、ナイロン−6、ナイロン−
    6,6、ポリ(アセタール)、ポリ(アミド)、ポリ(アリレート)、ポリ(カ
    ーボネート)、ポリ(ブチレン)およびポリブチレン、ポリエチレンテレフタレ
    ートの一種以上 を含む5〜95重量%(成分IおよびIIの総重量に対して)の量で存在する第
    2の成分と を含む形状記憶挙動を有する二成分繊維。
  16. 【請求項16】 シース/コアタイプ、セグメント化パイタイプ、サイドバ
    イサイドタイプまたは「海中島」タイプのものであると共に、(i)前記第1の
    成分Iが25〜95重量%(成分IおよびIIの総重量に対して)を含み、 (ii)成分Aが10〜100重量%(成分AおよびBの総重量に対して)の量
    で存在すると共に、 (1)(a)以下の式 【化5】 (式中、R1 は、水素および炭素数3以下のアルキル基から成る基の群から選択
    され、Arは、フェニル基またはハロ、C1〜4 アルキルおよびC1〜4 ハロア ルキルから成る群から選択される1〜5個の置換基で置換されたフェニル基であ
    る)によって表される前記芳香族ビニルまたはビニリデンモノマー、 (b)以下の一般式 【化6】 (式中、A1 は、炭素数20以下の立体的に嵩張った脂肪族または脂環式置換基
    であり、R1 は、水素および炭素原子数1〜4のアルキル基から成る基の群から
    選択され、好ましくは水素またはメチルであり、各R2 は独立に、水素および炭
    素原子数1〜4のアルキル基から成る基の群から選択され、好ましくは水素また
    はメチルである。あるいはR1 およびA1 は合わせて環系を形成する) によって表される前記ヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモ
    ノマーまたは (c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一
    種のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物 から誘導されるポリマー単位45〜55モル%と、 (2)エチレン、あるいはエチレンとプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、
    ブテン−1、ヘキセン−1またはオクテン−1の少なくとも一種から誘導される
    ポリマー単位45〜55モル%と、 を含む、0.5〜200g/10分のI2 および1.8〜10のMw /Mn を有
    する少なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマーを含み、 (iii)成分Bが0〜90重量%(成分AおよびBの総重量に対して)の量で
    存在すると共に、 1)均質インターポリマー、 2)不均質インターポリマー、 3)熱可塑性オレフィン、 4)スチレン系ブロックコポリマー、 5)スチレン系コポリマー、 6)エラストマー、 7)熱硬化性ポリマー、 8)ハロゲン化ビニルポリマーまたは 9)エンジニアリング熱可塑性樹脂の一種以上を含み、 iv)粘着付与剤成分Cが5〜50重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に
    対して)の量で存在すると共に、ウッドロジン、トール油誘導体、シクロペンタ
    ジエン誘導体、天然および合成テルペン、テルペン−フェノール樹脂、スチレン
    /α−メチルスチレン樹脂、および混合脂肪族−芳香族粘着付与樹脂またはそれ
    らのあらゆる混合物を含み、 v)充填剤成分Dが0〜50重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対して
    )の量で存在すると共に、タルク、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、カーボ
    ンブラック、ガラス繊維、クレー、長石、シリカまたはガラス、ヒュームドシリ
    カ、アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化
    亜鉛、硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、二酸化チタン、ガラ
    ス微小球、石粉またはそれらのあらゆる混合物を含み、 (vi)前記第2の成分IIが5〜75重量%(成分IおよびIIの総重量に対
    して)の量で存在すると共に、A)エチレンまたはα−オレフィンホモポリマー
    またはインターポリマー B)エチレン/プロピレンゴム(EPM)、エチレン/プロピレンジエンモノマ
    ーターポリマー(EPDM)、アイソタクチックポリプロピレン、 C)スチレン/エチレン−ブテンコポリマー、スチレン/エチレン−プロピレン
    コポリマー、スチレン/エチレン−ブテン/スチレン(SEBS)コポリマー、
    スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)コポリマー、 D)アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)ポリマー、スチレン−
    アクリロニトリル(SAN)、耐衝撃性ポリスチレン、 E)エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、 F)ポリ(メチルメタクリレート)、ポリエステル、ナイロン−6、ナイロン−
    6,6、ポリ(アセタール)、ポリ(アミド)、ポリ(アリレート)、ポリ(カ
    ーボネート)、ポリ(ブチレン)およびポリブチレン、ポリエチレンテレフタレ
    ートの一種以上を含む、請求項15に記載の二成分繊維。
  17. 【請求項17】 (i)前記第1の成分Iが50〜95重量%(成分Iおよ
    びIIの総重量に対して)を含み、 (ii)成分Aが50〜100重量%(成分AおよびBの総重量に対して)の量
    で存在すると共に、 (1)a)スチレン、α−メチルスチレン、オルト−、メタ−およびパラ−メチ
    ルスチレンならびに環ハロゲン化スチレンを含む芳香族ビニルまたはビニリデン
    モノマー、 b)5−エチリデン−2−ノルボルネンまたは1−ビニルシクロ−ヘキセン、3
    −ビニルシクロ−ヘキセンおよび4−ビニルシクロヘキセンを含む前記ヒンダー
    ド脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーまたは c)少なくとも一種の芳香族ビニルまたはビニリデンモノマーと少なくとも一種
    のヒンダード脂肪族または脂環式ビニルまたはビニリデンモノマーの混合物 から誘導されるポリマー単位48〜55モル%と、 (2)エチレン、あるいはエチレンとプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、
    ブテン−1、ヘキセン−1またはオクテン−1の少なくとも一種から誘導される
    ポリマー単位45〜52モル%と、 を含む、0.5〜100g/10分のI2 および2〜5のMw /Mn を有する少
    なくとも一種の実質的にランダムなインターポリマーを含み、 (iii)成分Bが0〜50重量%(成分AおよびBの総重量に対して)の量で
    存在すると共に、 1)実質的に直鎖のエチレン/α−オレフィンインターポリマー、 2)不均質エチレン/C3 〜C8 α−オレフィンインターポリマー、 3)エチレン/プロピレンゴム(EPM)、エチレン/プロピレンジエンモノマ
    ーターポリマー(EPDM)、アイソタクチックポリプロピレン、 4)スチレン/エチレン−ブテンコポリマー、スチレン/エチレン−プロピレン
    コポリマー、スチレン/エチレン−ブテン/スチレン(SEBS)コポリマー、
    スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)コポリマー、 5)アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)ポリマー、スチレン−
    アクリロニトリル(SAN)、耐衝撃性ポリスチレン、 6)ポリイソプレン、ポリブタジエン、天然ゴム、エチレン/プロピレンゴム、
    エチレン/プロピレンジエン(EPDM)ゴム、スチレン/ブタジエンゴム、熱
    可塑性ポリウレタン、 7)エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、 8)塩化ビニルまたは塩化ビニリデンのホモポリマーまたはコポリマー、 9)ポリ(メチルメタクリレート)、ポリエステル、ナイロン−6、ナイロン−
    6,6、ポリ(アセタール)、ポリ(アミド)、ポリ(アリレート)、ポリ(カ
    ーボネート)、ポリ(ブチレン)およびポリブチレン、ポリエチレンテレフタレ
    ートの一種以上を含み、 (iv)粘着付与剤成分Cが10〜40重量%(成分A、B、CおよびDの総重
    量に対して)の量で存在すると共に、スチレン/α−メチルスチレン樹脂、およ
    び混合脂肪族−芳香族粘着付与樹脂またはそれらのあらゆる混合物を含み、 v)充填剤成分Dが0〜20重量%(成分A、B、CおよびDの総重量に対して
    )の量で存在すると共に、タルク、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、硫酸バ
    リウム、二酸化チタンまたはそれらのあらゆる混合物を含み、 (vi)前記第2の成分IIが5〜50重量%(成分IおよびIIの総重量に対
    して)の量で存在すると共に、A)エチレンまたはα−オレフィンホモポリマー
    またはインターポリマー B)スチレン/エチレン−ブテンコポリマー、スチレン/エチレン−プロピレン
    コポリマー、スチレン/エチレン−ブテン/スチレン(SEBS)コポリマー、
    スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)コポリマーまたは耐衝
    撃性ポリスチレン、 C)ポリ(メチルメタクリレート)、ポリエステル、ナイロン−6、ナイロン−
    6,6、ポリ(アセタール)、ポリ(アミド)、ポリ(アリレート)、ポリ(カ
    ーボネート)、ポリ(ブチレン)およびポリブチレン、ポリエチレンテレフタレ
    ートの一種以上を含む、請求項16に記載の二成分繊維。
  18. 【請求項18】 前記繊維がコア/シースタイプのものであり、前記成分I
    がコアであり、前記成分IIがシースであり、成分A1がスチレンであり、成分
    A2がエチレンであり、成分Bが存在せず、成分IIがポリプロピレン、ポリエ
    チレン、エチレン/オクテンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリス
    チレン、ナイロン−6、ナイロン−6,6またはそれらの混合物である、請求項
    17に記載の二成分繊維。
  19. 【請求項19】 前記繊維がコア/シースタイプのものであり、成分Iがコ
    アであり、成分IIがシースであり、成分A1がスチレンであり、成分A2がエ
    チレンとプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、ブテン−1、ヘキセン−1ま
    たはオクテン−1の少なくとも一種であり、成分Bが存在せず、成分IIがポリ
    プロピレン、ポリエチレン、エチレン/オクテンコポリマー、ポリエチレンテレ
    フタレート、ポリスチレン、ナイロン−6、ナイロン−6,6またはそれらの混
    合物である、請求項17に記載の二成分繊維。
  20. 【請求項20】 請求項15に記載の繊維を含む布地。
  21. 【請求項21】 織布を含む、請求項20に記載の布地。
  22. 【請求項22】 不織布を含む、請求項20に記載の布地。
  23. 【請求項23】 カーペット、人形の頭髪、洋かつら、タンポン、おしめ、
    スポーツウェア、皺のよらないぴったり体に合う衣類、室内装飾用品、包帯およ
    びガンマ線滅菌不織物品を含む、請求項15に記載の繊維から製造される二次加
    工品。
  24. 【請求項24】 人形の頭髪の形を取っている請求項15に記載の複数の繊
    維。
  25. 【請求項25】 人形の頭髪の形を取っている請求項18に記載の複数の繊
    維。
  26. 【請求項26】 人形の頭髪の形を取っている請求項19に記載の複数の繊
    維。
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