JP2002519497A - 結晶性プロピレンポリマーと結晶化可能プロピレンポリマーとを含んでなる弾性ブレンド - Google Patents
結晶性プロピレンポリマーと結晶化可能プロピレンポリマーとを含んでなる弾性ブレンドInfo
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Abstract
Description
ものである。上記ブレンドは組成及び結晶度が異なる明確に相分離した複数領域
を有する不均質な形態を有する。上記の形態を有する生成ブレンドはブレンドさ
れていないそれら個々の成分に比較して、機械的歪回復度の劇的改善を示す。本
発明は上記ブレンドのフレキシビリティの改善にも関係する。上記ブレンド成分
の相対的量又は結晶度の変化又は上記ブレンドの形態の変化は、上記ブレンドの
回復度及びフレキシビリティに影響を与える。
分散相と、より小さい結晶度の連続相とを含む。分散相の個々のドメインの大き
さは非常に小さく、分散相の最小長さは5μm未満である。分散相のこの相の大
きさは架橋せずに処理している間も維持される。フレキシビリティのために設計
される本発明のブレンドはわずかに広い形態の巾を有する。というのは、比較的
大きい結晶度の成分及び比較的小さい結晶度の成分が共連続性でもあり得るから
である。どちらの場合も上記ブレンドの成分類は、この微細な形態を実現かつ保
持するために相容化剤の添加を必要としない程、相容性でもある。さらにこの発
明は上記ブレンドのエージング及びこれらブレンドから形成される製品の機械的
延伸によって、上記ブレンドの機械的歪回復度を改善することを記載している。
タクチックポリプロピレンを含むポリマーである。これはより大きい結晶度を有
する成分である。第二の成分はプロピレンとC2、C4−C20α−オレフィン
、好ましくはエチレンとのコポリマーである。これはより小さい結晶度を有する
成分である。このコポリマーではプロピレンは実質的に立体特異的に重合する。
上記コポリマーは好ましくはメタロセン触媒を用いる重合の結果として実質的に
均一な組成分布を有する。前記第二成分がエチレンプロピレンコポリマー、例え
ばエチレンプロピレン半結晶質エラストマーであるのが最も好ましい。
)及びフレキシビリティ(低い曲げ弾性率)を有する立体特異的ポリプロピレン
成分を含むポリマーブレンドが必要である。本発明は、立体規則ポリプロピレン
成分、特にアイソタクチックポリプロピレンを有するブレンド類の前記特性の改
善を目的とする。これは立体規則ポリプロピレン成分及び、ポリプロピレンとC 2 、C4−C20α−オレフィンとのコポリマーをブレンドすることによって達
せられる。このコポリマーはアイソタクチックポリプロピレンよりは結晶度が小
さい。上記コポリマーにおいて、プロピレンは実質的に立体特異的に重合する。
上記コポリマーがエチレンプロピレンコポリマー、例えばエチレンプロピレン熱
可塑性エラストマーであるのが最も好ましい。上記コポリマーは好ましくはメタ
ロセン触媒による重合の結果として実質的に均一な組成物分布を有するのが好ま
しい。組成物分布は、ポリマーの組成における分子間又は分子内の統計的有意な
差を示すコポリマー類の特性である。組成物分布の測定法は後記する。
業者には公知である。しかし伝統的チーグラーナッタ触媒類は、組成分布が一様
であると同時に、実質的に立体特異的なプロピレン残基を有し、エチレンが35
重量%未満であるエチレンプロピレン熱可塑性エラストマーを製造することはで
きない。
レフィンコポリマー類、立体規則プロピレン、及びエチレンコポリマーゴムのブ
レンド類を記載している。EIデュポン(Du Pont)に譲渡されたシャー(Chi-Kai
Shih)の米国特許第3,888,949号は、アイソタクチックポリプロピレン、及びプ
ロピレンと炭素原子6−20個を含むα−オレフィンとのコポリマー類を含む、
ブレンド組成物類の合成を記載している。これらは上記コポリマー又はアイソタ
クチックプロピレンのどちらよりも改善された伸び及び引張強度を有する。プロ
ピレンとα−オレフィンとのコポリマー類については、α−オレフィンがヘキセ
ン、オクテン又はドデセンの際の記載がある。しかし上記コポリマーは不均質チ
タン触媒を用いて作られ、その結果一様でない組成物分布及び広い分子量分布を
有するコポリマー類が生成する。一様でない分子内組成分布は米国特許第3,888,
949号において、ポリマーを説明するための用語「ブロック」の使用によって明
らかである。上記特許ではコポリマーは「異なるα−オレフィン含有量の配列」
を有すると記載されている。上記の発明の範囲では用語「配列」は重合中に形成
される化学物質によって連結する多数のオレフィンモノマー残基を説明している
。
に記載されたブレンド類の特性を、統計的に有意な分子間及び分子内の組成の差
を有するコポリマー類を形成することが期待される別の不均質触媒系を用いるこ
とによって改良した。
1−3866頁の連続する2つの報告において、E.I.デュポンのコレット(J.
W.Collette)は、所望の引張伸び特性を有する、アイソタクチックポリプロピレ
ンと部分的アタクチックポリプロピレンとのブレンドを記載した。しかし、部分
的アタクチックプロピレンは第一報の図8に示されるように広い分子量分布を有
する。部分的アタクチックポリプロピレンも又、種々の溶媒への溶解度の差によ
って示されるようにプロピレン単位のタクチシティ(立体規則度)レベルの異な
る数種の画分からなる。これは、異なる溶媒で抽出することによって分離され、
均質な溶解特性を有する個々の成分を与える上記ブレンドのそれぞれの物理的分
解によって証明される。これは上記の報告の表IVに示される。
部分的アイソタクチックなポリプロピレンのより精細な構造の生成を示した。こ
れらの成分において各分子は、アイソタクチックで、したがって結晶化可能であ
る部分からなり、一方同じポリプロピレン分子の他の部分はアタクチックでした
がって非晶質であると考えられる。その分子の異なる部分に異なるレベルのアイ
ソタクチシティを含むこれらのプロピレンホモポリマーの例は、米国特許第5,59
4,080号、Journal American Chemical Society(1995)、117巻、115
86頁の論文、及び Journal American Chemical Society(1997)、119
巻、3635頁の論文にウェイマウス(R.Waymouth)が、そしてJournal Americ
an Chemical Society(1991)、113巻、8569−8570頁の論文に
チエン(J.Chien)が報告しており;雑誌「高分子」(1995)28巻、37
71−3778頁の論文にコリンズ(S.Collins)が記載している。これらの論
文は特殊なポリマーを報告しているが、アイソタクチックポリプロピレンのよう
なより結晶性であるポリマーとのブレンドは記載していない。
て、アイソタクチックポリプロピレンと、エチレンやヘキセンを含むプロピレン
と炭素原子2乃至12個を有するその他のオレフィンとの「ステレオブロック」
コポリマー類とのその場(インシトウ)(in situ)ブレンドの形成を開示してい
る。この発明のコポリマー類は必然的に分子間及び分子内組成分布が不均質であ
る。これは、異なる組成のモノマー混合物を連続して注入し、類似しているが異
なる組成の重合部分を合成することを含む、これらのポリマーの合成方法等によ
って証明される。さらに、これらの特許の図1は、本発明の説明の言葉において
は分子内又は分子間組成差である「ステレオブロック」特性が、上記ブレンドの
引張り及び伸び特性の利点には必須であることを示す。その上、これらの組成物
の全ては、種々の応用に際しての所望の特性の必ずしも全てには適合せず、及び
/又は所望の結果を得るためにはコストのかかる煩わしいプロセスを含む。
ルツァー(R.Holzer)及びメナート(K.Mehnert)は同様な結果を予想している
。ここにおいて、エチレンとプロピレンとのステレオブロックコポリマーをアイ
ソタクチックポリプロピレンに添加すると、そのブレンドの機械的特性がアイソ
タクチックポリプロピレンのみの場合と比較して改善されることを開示している
。しかし、これらの利点はエチレン及びプロピレンのステレオブロックコポリマ
ー類でのみ記載されている。これらのコポリマーは反応器内のモノマー濃度を時
間と共に変化させることによって合成する。これは実施例1及び2に示される。
上記ポリマーのステレオブロック特性は分子の説明においてグラフにより示され
(第2欄、65行)、望ましくないランダムコポリマーと対比される(第2欄、
60行)。これらのポリマーにおけるステレオブロック特性の存在はこれらのポ
リマーの高融点及び雰囲気温度における炭化水素への低溶解度によって示される
。
途に適する、好都合な加工性を有するポリオレフィンブレンド組成物が必要であ
る。本発明者は、結晶性プロピレンポリマー(以後、「第一ポリマー成分、(F
PC)」という)及び結晶化可能プロピレンα−オレフィンコポリマーポリマー
(以後、「第二ポリマー成分(SPC)」という)をブレンドすることによって
、好都合な加工性が得られ、一方では、低下された曲げ弾性率及び高められた引
張強度、伸び、回復性及び全体的靭性がさらに提供されることを見いだした。以
後、本明細書においてSPC2と記されるもう一つの結晶化可能プロピレンα−
オレフィンコポリマーである第三の重合成分(これはFPCとSPCの間の結晶
度を有する)を添加することも可能である。SPC2も狭い組成物分布を有し、
メタロセン触媒で製造される。SPC2の添加は、よりすぐれた形態に導き、F
PCとSPCとのブレンドの諸特性を改善する。
則性を有し、110℃より高い温度、好ましくは115℃より高い温度、及びよ
り好ましくは130℃より高い温度で溶融し、DSC分析によって測定して好ま
しくは最低75J/gの融解熱を有するポリマー類を特徴づける。本明細書でS
PCに関して用いる語「結晶化可能」とは、非歪状態(undeforrmed state)では
主として非晶質であるが、伸張又はアニーリングで結晶化することができるポリ
マー類を説明する。結晶化はFPCのような結晶性ポリマーの存在によって開始
することもできる。これらのポリマーは105℃未満の融点、好ましくは100
℃未満の融点を有し、DSCで測定して75J/g未満の融解熱を有するのが好
ましい。SPC2は非歪状態で実質的に結晶性であるポリマーを指す。FPCの
ような結晶性ポリマーの存在下でそれ以上の結晶化も起きるかも知れない。これ
らのポリマーは115℃未満、好ましくは100℃未満の融点を有し、DSCで
測定して好ましくは75J/g未満の融解熱を有する。
コポリマーであるSPCをブレンドすることによって形成されるヘテロ相の形態
を有するブレンドに関する。上記ブレンドの任意の成分類としてはSPC2、C 2 、C4−C20α−オレフィン(好ましくはエチレン)の結晶化可能コポリマ
ー、及びプロセス油がある。その他の任意の成分は充填剤類、着色料、抗酸化剤
、核剤及び流動性改良剤である。
好ましくは130℃より高い温度で溶融し、DSC分析によって測定して好まし
くは最低75J/gの融解熱を有する。結晶性ポリプロピレンはホモポリマーか
、又はその他のα−オレフィンとのコポリマーである。FPCはインパクトコポ
リマー(impact copolymer)又は反応器コポリマー(reactor copolymer)と呼
ばれる一般に入手できるアイソタクチックポリプロピレン組成物を含んでなるこ
ともできる。しかしFPCとの同一性におけるこれらの変形物は、上記FPCが
上記の結晶度及び融点の限度内にある範囲でのみ上記ブレンドに容認できる。F
PCは、通常アイソタクチックポリプロピレンに添加されて諸特性を改良又は保
持する流動性改良剤、核剤及び抗酸化剤などの添加剤も含むことができる。これ
らポリマー類の全てをFPCという。
レン配列を有する。SPCは105℃未満又は好ましくは100℃未満の融点を
有し、好ましくは75J/g未満の融解熱を有する。SPC2は115℃未満、
又は100℃未満の融点を有し、そして好ましくは75J/g未満の融解熱を有
する。SPC及びSPC2のこれらの立体規則プロピレン配列は、第一ポリマー
におけるプロピレンの立体規則性に実質的に合わなければならない。例えば、F
PCが主としてアイソタクチックポリプロピレンである場合、SPC、そして使
用するならばSPC2も、アイソタクチックプロピレン配列を有するコポリマー
である。FPCが主としてシンジオタクチック配列を有するコポリマーであるな
らば、SPC、及び、使用する場合、SPC2はシンジオタクチック配列を有す
るコポリマーである。そのため、SPC及びSPC2は、FPCに対して、同様
な、好ましくは実質的に同一のタクチシティ(立体規則度)を有する。立体規則
度のこのような一致は、成分類の相容性を高め、そしてポリマーブレンド組成物
中の種々の結晶度を有するポリマー類の領域の界面における接着性を改善すると
考えられる。さらに、良い相容性はSPCのためのコポリマー組成物の狭い範囲
においてのみ得られる。コポリマー内の分子間及び分子内組成分布が狭いのが好
ましい。SPC及び使用する場合はSPC2の上記の特性はキラルなメタロセン
触媒による重合によって得るのが好ましい。
、4重量%乃至35重量%エチレンを有する(FPCとの相容性を確実に高くす
るため)エチレンプロピレンコポリマー類(SPC)とをブレンドする。FPC
もSPCも結晶化するのに十分に長いアイソタクチックプロピレン配列を有する
。本発明によるアイソタクチックポリプロピレンとエチレンプロピレンコポリマ
ー類との生成したブレンドは、先行技術のエチレンプロピレンゴムとのアイソタ
クチックポリプロピレンブレンドに比し改良された特性を有する。
いプロピレン、好ましくは80重量%より多いプロピレンを有するSPCを含む
。
PC及びSPCを、添加したプロセス油と共に含む。FPCはアイソタクチック
ポリプロピレン、上記の反応器コポリマー又はインパクトコポリマーを含み、そ
してブレンド総重量の1%乃至95%、及びより好ましくは2%乃至70%の量
で存在する。ポリマー組成物の残部はプロセス油とSPC及び使用する場合はS
PC2の混合物からなる。
℃の範囲、より好ましくは25℃乃至70℃の範囲で、平均プロピレン含有量が
少なくとも65重量%、より好ましくは少なくとも80重量%である、エチレン
とプロピレンとのランダムコポリマーである。この融点は結晶化可能プロピレン
配列、好ましくはアイソタクチックポリプロピレンの結晶化可能プロピレン配列
による。FPC中の全て又は実質的に全てのプロピレン配列がアイソタクチック
である場合、SPCは、本質的に又は実質的にアイソタクチックであるポリプロ
ピレンを形成する重合触媒で合成される。上記SPCはエチレン及びプロピレン
の鎖に沿った分布が統計的にランダムである。エチレン及びプロピレン配列の分
布のランダム性の定量的評価は、第二ポリマー成分の実験的に測定した反応性比
を考慮することによって、又は13C NMRによって得ることができる。これ
は「高分子」(1982)、1150−1152頁のカクゴ(H.Kakugo)、ナイ
トウ(Y.Naito)、ミズナマ(K.Mizunama)及びミヤタケ(T.Miyatake)による
論文に記載された方法による。SPCは、エチレンとプロピレンに加え、単一の
統計様式のみを可能にする単座(single sited)メタロセン触媒を用い、SPC
の全重合鎖を成長させる均質な重合環境をもたらす、十分に混合された、連続供
給撹拌タンク反応器中で重合させることによって合成される。
95:5の範囲内、より好ましくは重量で2:98乃至70:30の範囲内で変
化することができる。
ンを含み、第一ポリマー成分と第二ポリマー成分とのブレンドの加硫及びその他
の化学的修飾を促進する。ジエン量は好ましくは10重量%未満、及び好ましく
は5重量%未満である。上記ジエンは、エチレンプロピレンゴムの加硫のために
用いられるものからなる群から選択され、好ましくはエチリデンノルボルネン、
ビニルノルボルネン及びジシクロペンタジエンである。
PCとSPCとの中間の結晶度及び組成を有する。SPC2がエチレンとプロピ
レンとのコポリマーである好ましい例においては、FPCがプロピレンのホモポ
リマーである。SPC2はFPC及びSPCの場合と同じタイプのプロピレン結
晶度を有し、FPCとSPCとの間のエチレン含有量を有する。上記ブレンドへ
のSPC2の添加は、SPC2を全く含まない同様な組成のブレンドに比較して
、ブレンド中の諸相の分散を改良する。ブレンド中のSPC及びSPC2の相対
的量は95:5と10:90の間に変動し得る。SPCとSPC2の合計に対す
るFPCの比は重量で1:99乃至95:5の範囲、より好ましくは2:98乃
至70:30の範囲で変わることができる。
成物の製法に関する。本発明の製造方法は下記を含む:(a)プロピレン、又は
プロピレンとC2又はC4−C20α−オレフィン類から選択される一種類以上
のモノマーとの混合物を、重合触媒の存在下で重合し、ここにおいて最低90重
量%の重合プロピレンを含む実質的にアイソタクチックなプロピレンポリマーを
得る;(b)エチレンとプロピレンとの混合物をキラルなメタロセン触媒の存在
下で重合し、ここにおいて35重量%までのエチレン、好ましくは20重量%ま
でのエチレンを含み、アイソタクチックな結晶化可能プロピレン配列を含むエチ
レンとプロピレンとのコポリマーを得;(c)段階(a)のプロピレンポリマー
を段階(b)のコポリマーとブレンドすることによって、ブレンドを生成する。
PC、SPC及びSPC2のブレンドの生成に関する。弾性回復の改善に関する
ブレンド類はより低い結晶度の連続相及びより高い結晶度の分散相を有する。分
散相のドメインは小さく、平均最小軸が5μm未満である。分散相のより大きい
軸は100μmにもなる。上記分散相は、ポリマー類の熱力学的混合により、F
PCと若干量のSPC2及びSPCとの結晶性混合物からなる。連続相は、分散
相には含まれない、ポリマーの残部からなる。低い曲げ弾性率を目的とするブレ
ンド類は、追加により小さい及びより大きい結晶度の連続相を有する不均質相の
形態を有することができる。
の単相ブレンドからなる一般に入手できるプロピレン反応器コポリマー類は本発
明の範囲には含まれない。なぜならばそれらは目立った分散相又は連続相をもた
ない単相だからである。結晶性ポリマーが連続相であるヘテロ相形態を有する、
本発明のFPC及びSPCの組み合わせによって作られるポリプロピレンブレン
ドは本発明から除外される。
これらの改善はブレンドの500%引張弾性率の関数として最も明らかである。
歴史的に、先行技術の幾つかの例は上記ブレンドの上記改善を倍加することがで
きたが、それは非常に低い500%引張弾性率を有する組成物に限られていた。
リプロピレンを含む結晶性FPC及び(2)α−オレフィン(プロピレン以外の
)とプロピレンとのコポリマーを含んでなる結晶化可能SPC。本発明の特殊の
実施態様は、α−オレフィン(プロピレン以外の)とプロピレンとのコポリマー
を含んでなる結晶化可能SPC2を含む。本発明の特殊の実施態様は添加成分と
してプロセス油を含む。
より結晶性の高いポリマー混合物が、ブレンドの残部を含むより低結晶性のポリ
マー混合物の連続相中のドメインに分散している、という不均質相の形態を有す
る。分散ドメインのサイズは小さく、上記形態は相容化剤がなくても安定してい
る。好ましくは、本発明の組成物は相容化剤を全く又は実質的に含まない。
リプロピレンか、又はプロピレンのコポリマー類、又はこれらの混合物である。
FPCは下記の特徴を有する。
般に110℃より高い融点、好ましくは115℃より高い、最も好ましくは13
0℃より高い融点を有する。そして好ましくは75J/gより高い融解熱を有す
る。
他のモノマーを10重量%以下含む実質的にアイソタクチックなポリプロピレン
ホモポリマー又はプロピレンコポリマー、すなわち少なくとも90重量%のプロ
ピレンを用いることができる。さらに、上記ポリプロピレンは、ポリプロピレン
のブロックがプロピレン−α−オレフィンコポリマーと実質的に同じ立体規則性
を有するような、グラフト又はブロックコポリマーの形で存在し得、この場合上
記グラフト又はブロックコポリマーは、立体規則プロピレン配列の特徴である1
10℃より高い、好ましくは115℃より高い、より好ましくは130℃より高
い鋭い融点を有することが条件である。上記のプロピレンポリマー成分は、本明
細書に記載のように、ホモポリプロピレン、及び/又はランダム、及び/又はブ
ロックコポリマー類の組み合わせであり得る。上記プロピレンポリマー成分がラ
ンダムコポリマーである場合、上記コポリマー中の共重合されるα−オレフィン
の重量百分率は一般に9%まで、より好ましくは2%乃至8%、最も好ましくは
2%乃至6%である。好ましいα−オレフィン類は2個又は4乃至12個の炭素
原子を含む。最も好ましいα−オレフィンはエチレンである。一又は二又はそれ
以上の種類のα−オレフィンをプロピレンと共重合させることができる。
ルペンテン−1、3−メチルブテン−1;ヘキセン−1、3−メチルペンテン−
1、4−メチルペンテン−1、3,3−ジメチルブテン−1;ヘプテン−1;ヘ
キセン−1;メチルヘキセン−1;ジメチルペンテン−1;トリメチルブテン−
1;エチルペンテン−1;オクテン−1;メチルペンテン−1;ジメチルヘキセ
ン−1;トリメチルペンテン−1;エチルヘキセン−1;メチルエチルペンテン
−1;ジエチルブテン−1;プロピルペンタン−1;デセン−1;メチルノネン
−1;ノネン−1;ジメチルオクテン−1;トリメチルヘプテン−1;エチルオ
クテン−1;メチルエチルブテン−1;ジエチルヘキセン−1;ドデセン−1及
びヘキサドデセン−1からなる群から選択される。
数(PDI)は1.5乃至40.0である。
含むことができる。好ましい実施態様によると、本発明の熱可塑性ポリマーブレ
ンド組成物は2乃至70重量%のFPCを含み得る。最も好適な実施態様による
と、本発明の組成物は2乃至40重量%のFPCを含む。本発明のさらにより好
適な実施態様ではブレンド中に2乃至25重量%のFPCを含む。
一般に、上記ポリマーは単段階又は多段階反応器におけるプロピレンの単独重合
によって得られるプロピレンホモポリマーである。コポリマー類は単段階又は多
段階反応器中でプロピレンと、2個、又は4乃至20個の炭素原子を有するα−
オレフィンとを共重合することによって得られる。重合法には、伝統的チーグラ
ーナッタ触媒又は、単座メタロセン触媒系を用いて行われる高圧、スラリー、気
体、バルク、又は溶液相、又はこれらの組み合わせがある。使用触媒は高いイソ
スペシフィシティー(isospecificity)を有するものであることが好ましい。重
合は連続又はバッチ法によって行われ、連鎖移動剤、掃去剤、又はその他の使用
できると思われる添加剤の使用を含むことができる。
未満の炭素原子を有するα−オレフィン、好ましくはエチレンとの結晶化可能コ
ポリマーを含む。SPCは下記の特徴を有する。
限するものではないが、第二ポリマー成分の狭い組成分布は重要であると考えら
れている。ポリマーの分子間組成分布は溶媒中における熱分別化によって測定さ
れる。典型的溶媒はヘキサン又はヘプタンのような飽和炭化水素である。この熱
分別法は以下に記載される。一般的にはポリマーの約75重量%、より好ましく
は85重量%が1つ又は2つの隣接画分に溶解し、直前又はその後の画分にポリ
マーの残部がある。これらの画分の各々は、全第二ポリマー成分の平均重量%エ
チレン含有量の、20重量%以下の差(相対的)、より好ましくは10重量%の
差を有する組成(重量%エチレン含有量)を有する。上に概略を記載した画分試
験に適合する場合、上記第二ポリマー成分は組成分布が狭い。
質的にランダムなランダム共重合(statistical copolymerization)と一致する
。配列の長さ及び分布が共重合反応性比に関係することはよく知られている。「
実質的にランダム」という語は、生成物の反応性比の積が2以下であるコポリマ
ーを意味する。ステレオブロック構造では、PP配列の平均長さは、同様な組成
を有する実質的にランダムなコポリマーのそれより大きい。ステレオブロック構
造を有する先行技術のポリマーは、ランダムな実質的統計的分布よりむしろこれ
らのブロック状の構造と一致するPP配列分布を有する。ポリマーの反応性比及
び配列分布はC13NMRによって決定できる。この方法は近隣プロピレン残基
に対するエチレン残基の位置を突き止める。要求されるランダム性並びに狭い組
成分布を有するコポリマーを製造するために、(1)単座触媒及び(2)第二ポ
リマー成分のポリマー鎖のほとんど全ての成長のための一様な重合環境のみを提
供する、十分に混合された連続流動撹拌タンク重合反応器を用いることが望まし
い。
れる。一般に、本発明のSPCは105℃乃至0℃の間の融点を有する。SPC
の融点は90℃乃至20℃の間にあるのが好ましい。最も好ましくは、本発明の
一実施態様により、本発明の組成物のSPCの融点は70℃乃至25℃の間にあ
る。
む。第二ポリマー成分の結晶度は、一つの実施態様によると、上記ポリマーのア
ニーリング試料の融解熱によって測定してホモアイソタクチックポリプロピレン
の1%乃至65%、好ましくは3%乃至30%である。
指数(PDI)は1.5乃至40.0である。第二ポリマー成分は1.8から5ま
での間の狭いPDIを有するのが好ましい。SPCの125℃におけるムーニー
粘度が100未満、より好ましくは75未満、より好ましくは60未満であるの
が好ましい。
、好ましくは6%乃至30%のα−オレフィンの挿入によって得られ、そして最
も好ましいのはそれが8乃至25重量%α−オレフィンを含み、そしてさらに好
ましいのは8乃至20重量%のα−オレフィンを含むことである。SPCのこれ
らの組成範囲は本発明の目的に達するために好ましい。α−オレフィンはC2、
C4−C20α−オレフィンの群の1つ以上のメンバーを含む。SPC組成にお
いて上記の下限よりも低いα−オレフィン組成物では、FPCとSPCとのブレ
ンドは熱可塑性であり、そして上記ブレンド類の引張回復特性のために必要な相
分離した形態をもたない。SPCのための上記の上限を超えるα−オレフィン組
成物では、上記ブレンド類は乏しい引張強度と、目の粗い分散を有する相分離し
た形態とを有する。制限するものではないが、SPCは本発明の有益な効果をも
たらすためにはFPCと共に結晶化するのに最適量のポリプロピレン結晶度を有
しなければならない。上に述べたように、好ましいα−オレフィンはエチレンで
ある。
30%乃至98%のSPCを含む。最も好ましくは60%乃至98%、そしてさ
らに好ましくは75%乃至99%のSPCを含む。
SPCは上記のものであり、この実施態様におけるSPCの数は三種類未満であ
り、及びより好ましくは二種類である。異なるSPCは結晶度が異なる。二種類
のSPC成分では、SPC2がSPCより大きい結晶度を示す。一つの実施態様
によると、SPC2は、アニーリングしたポリマー試料の融解熱によって測定し
て、ホモアイソタクチックポリプロピレンの結晶度の20%乃至65%、より好
ましくは25%乃至65%の結晶度を有するのが好ましい。SPC及びSPC2
はそれらの分子量も異なる。SPC及びSPC2は、異なる結晶度を有する二種
類のSPCの使用により、α−オレフィン含有量が異なる。好ましいα−オレフ
ィンはエチレンである。FPCとSPCとのブレンドと組み合わせたSPC2の
使用は、これらのブレンドの界面剤として作用すると考えられる。得られる形態
は高度に結晶性の成分の微細な分散と、結晶性のより小さい相の連続相とからな
る。このような形態は上記ブレンド類の弾性回復特性を導く。
のコポリマーをも含むことができる。プロピレンのこのような結晶化可能ホモポ
リマー類はウェイマウスの米国特許第5,594,080号に記載されている。これを本
明細書に援用する。任意に、本発明の組成物の第二成分はジエンを含むことがで
きる。
立体規則プロピレン配列を有する。SPC及びSPC2のこのような立体規則プ
ロピレン配列は第二ポリマーにおけるプロピレンの立体規則性と実質的に合わな
ければならない。例えば、もしもFPCが主としてアイソタクチックポリプロピ
レンであるならば、SPC、及び使用する場合はSPC2は、アイソタクチック
プロピレン配列を有するコポリマーである。FPCが主としてシンジオタクチッ
クポリプロピレンである場合は、SPC、及び使用する場合はSPC2は、シン
ジオタクチック配列を有するコポリマーである。そこで、SPC及びSPC2は
、類似の、好ましくは実質的に同一の、FPCに対するタクチシティ(立体規則
度)を有する。この立体規則性の適合(マッチング)は上記成分類の相容性を高
め、ポリマーブレンド組成物中の異なる結晶度をもつポリマー類の領域の付着性
を改善すると考えられる。さらに、SPCのコポリマー組成範囲が狭い場合にの
み良好な相容性が得られる。上記コポリマーの狭い分子間及び分子内組成分布が
好ましい。SPC、及び使用する場合はSPC2の上記の特徴は、キラルなメタ
ロセン触媒で重合することによって好都合に実現する。
チックである場合、SPCは、本質的又は実質的にアイソタクチックなポリプロ
ピレンを形成する重合触媒によって作られる。それにもかかわらず、SPCを形
成するために用いる重合触媒は、プロピレンの挿入の際に立体的及び位置的な誤
りをもたらす。立体的誤りとは、アイソタクチックでないタクチシティを有する
鎖にプロピレンが挿入される場合である。位置的誤りとは、直前に挿入されたプ
ロピレン中の類似する基に隣接するメチレン基又はメチルジエン基をプロピレン
が挿入するものである。このようなエラーはSPCにおけるエチレン導入後はよ
り頻繁に起きる。従って、アイソタクチック立体規則配列(例えばトリアド(tr
iads)又はペンタド(pentads))におけるプロピレン画分はSPCでは1未満
であり、SPCのエチレン含有量の増加に伴って減少する。この理論に束縛され
るものではないが、本発明者らは、プロピレン導入の際のこれら誤りの出現が、
特に増加した量のエチレンが存在する場合、これらのエチレンプロピレンコポリ
マーをSPCとして使用する際には重要であることを示唆する。これら誤りの存
在にもかかわらず、SPCはエチレン分布について統計的にランダムである。
である場合、SPCは、本質的又は実質的にアイソタクチックなポリプロピレン
を形成する重合触媒によって作られる。SPCは、鎖に沿うエチレン及びプロピ
レン残基の分布が統計的にランダムである。定量的配列は第二ポリマー成分の実
験的に決めた反応性比の考察によって、又は13C NMRによって得ることが
できる。SPCは、SPCのポリマー鎖の全てに対して一つの重合環境のみを提
供する、十分に混合された、連続モノマー供給撹拌タンク重合反応器中で、エチ
レン及びプロピレンの単一の統計様式のみを可能にする単座メタロセン触媒で合
成する。
ー成分を製造するために、本発明の方法を実施する手段の一つは以下の通りであ
る:(1)液体プロピレンを撹拌タンク反応器に導入する、(2)触媒系を蒸気
又は液相としてノズルから導入する、(3)供給エチレンガスを反応器の蒸気相
に導入するか、又は当業者には公知のようにして液相にまき散らす、(4)上記
反応器は溶解したα−オレフィン、好ましくはエチレンを含む実質的にプロピレ
ンからなる液相と、全モノマーの蒸気を含む蒸気相とを含む、(5)反応器温度
及び圧力は気化したプロピレンの還流により(自動冷却)、並びに冷却コイル、
ジャケットなどによって制御できる、(6)重合速度は触媒濃度、温度によって
制御する、及び(7)重合生成物のエチレン(又はその他のα−オレフィン)含
有量は、反応器中のエチレンのプロピレンに対する比によって決定され、これら
成分類の反応器への相対的供給速度を操作することによって制御される。
、及び1)非配位、相容性アニオン活性化剤、又は2)アルモキサン活性化剤の
どちらかを含んでなる触媒の存在下における重合である。典型的触媒系は米国特
許第5,198,401号に記載されている。これを米国審査のために本明細書に援用す
る。アルモキサン活性化剤はアルミニウムのメタロセンに対するモル比が1:1
乃至20,000:1又はそれ以上になるような量を用いるのが好ましい。非配
位、相容性アニオン活性化剤は、ビスシクロペンタジエニル金属化合物の非配位
アニオンに対するモル比が10:1乃至1:1になるような量で用いるのが好ま
しい。上記の重合反応は、このようなモノマー類をこのような触媒系の存在下で
50℃乃至200℃の温度で1秒乃至10時間反応させることによって実施され
、重量平均分子量が5,000以下乃至1,000,000以上で、分子量分布
が1.8乃至4.5であるコポリマーが製造される。
わせ)で触媒系を用いることを含むが、気相重合も又使用できる。気相、スラリ
ー相又は懸濁相重合を用いる際には触媒系は担持触媒系であるのが好ましい。例
えば米国特許第5,057,475号を参照されたい。これを米国審査のために本明細書
に援用する。このような触媒系は、その他の、例えば掃去剤のような公知の添加
剤を含むこともできる。例えば米国特許第5,153,157号を参照されたい。これを
米国審査のために本明細書に援用する。これらの方法は反応容器の種類及び重合
の実施法を限定せずに行うことができる。上記のように、そして担持触媒系を使
用する系においても事実なのだが、上記液相法は、適切な重合希釈剤中でエチレ
ン及びプロピレンを触媒系と接触させ、そして上記モノマー類を触媒系の存在下
で、所望分子量及び組成のエチレン−プロピレン−コポリマーの生成に十分な時
間及び温度で反応させる段階を含む。
中程度量のプロセス油の添加はブレンドの粘度及びフレキシビリティを低める一
方、0C近く又はそれ以下の温度におけるブレンドの諸特性を改善する。これら
の利点はFPCとSPCとの混合物を含むブレンドのTgの低下によってもたら
されると考えられる。FPCとSPCとのブレンドにプロセス油を添加すること
の付加的な利点としては加工性の改良を含み、そして弾性及び引張強さのより良
いバランスが期待される。
る。プロセス油は(a)痕跡量の例えば酸素等ヘテロ原子を含み、実質的に炭素
及び水素からなる炭化水素、又は(b)例えばジオクチルフタレート、エーテル
類及びポリエーテル類のようなほとんど炭素、水素、そして少なくとも一種類の
ヘテロ原子からなることができる。これらのプロセス油は、200℃で実質的に
不揮発性である沸点を有する。これらのプロセス油は生の固体又は液体として、
又は不活性担体(例えばクレー、シリカ)に物理的に吸収されて自由流動する粉
末を形成するこれら物質の混合物として一般に手に入る。本発明の説明及び実施
においてこれら全ての種類のプロセス油が等しく適用できると本発明者らは考え
る。
造からなる多数の化学化合物の混合物を含む。プロセス油のもう一つの群は、特
定の低乃至中程度分子量(分子量(Mn)<10,000)の有機エステル類及
びアルキルエーテルエステル類である。プロセス油の例は、サン・マニュファク
チャリング・カンパニー・オブ・マルクス・フック(Sun Manufacturing Compan
y of Marcus Hook)(米国ペンシルベニア州)から販売されるサンパル(Sunpar
)(商標)150及び220、及びエルゴン(Ergon)(米国ミシシッピ州39
215−1639、ジャクソン、私書箱1639)から販売されるハイプレン(
Hyprene)(商標)V750及びハイプレンV1200、及びカルメット・ルブ
リカンツ社(Calumet Lubricants Co.)(米国ルイジアナ州71067−917
2、プリンストン、10234 ハイウェイ157)から販売されるIRM90
3である。上記の各プロセス油の組み合わせも本発明の実施に使用できると期待
される。プロセス油の選択において、メルト状態のFPCとSPCとのポリマー
ブレンド組成物と相容性又は混和性があり、均質の単相ブレンドを形成すること
が重要である。プロセス油が室温においてSPCと実質的に混和することも好ま
しい。
手段のいずれかにより行うことができる。これらには、ポリマーの回収前にプロ
セス油の全て又は一部の添加、並びにFPC及びSPCを互いにブレンドするた
めの配合の一部としてプロセス油の全部又は一部のポリマーへの添加を含む。配
合段階はミルのようなバッチミキサー又はバンバリーミキサーのような密閉式ミ
キサーで行うことができる。上記配合操作は二軸スクリュー押出機のような連続
法で行ってもよい。
プロピレンジエンゴムとのブレンド類のガラス転移温度を低下させることがエル
ル(Ellul)の米国特許第5,290,886号及び第5,397,832号に記載されている。本
発明者らはこれらの方法が本発明のFPC及びSPC混合物に容易に適用できる
ことを期待する。
C)100部分につき1乃至200部分、より好ましくは2乃至50部分のプロ
セス油を含むことができる。
するいかなる方法で調製してもよい。例えば、それら成分を一つにするために、
カルヴァ(Carver)プレス上で上記諸成分を一緒に0.5mm(20ミル)の厚
さに温度180℃でメルトプレスし、生成したスラブを巻き取り、両端を合わせ
てたたみ、上記のプレス、巻き取り、たたみ操作を10回繰り返す。密閉式ミキ
サー類は溶液又はメルト混合に特に効果的である。ブラベンダ・プラストグラフ
(Brabender Plastograph)で180℃乃至240℃の温度で1乃至20分間混合
すると満足できることが判明した。諸成分を混合するために用いられるまた別の
方法は、全ての成分類の溶融温度より高温度のバンバリー密閉式ミキサー中で例
えば180℃で5分間、ポリマー類を混合することを含む。重合成分類の完全混
合物は、FPC及びSPCの分散状態の均質性によって示される。連続混合も用
いることができる。これらの方法は当業者には公知であり、一軸及び二軸スクリ
ュー混合押出機、低粘度の溶融ポリマー流を混合するための静的ミキサー(stat
ic mixer)、衝突(impingement)ミキサー、並びにその他の、第一ポリマー成
分及び第二ポリマー成分を分散してよく接触させるように設計された機械及びプ
ロセス等を含む。
ロピレン/α−オレフィンコポリマー類からなるSPCに、たった5%のFPC
を導入しただけで、そのブレンドの融点は上昇する。その上、本発明によるFP
Cの導入は、プロピレン/α−オレフィンコポリマー単独の粘着特性をほとんど
阻害しない。
いない。しかし、種々の重合成分において類似の立体規則性をもったプロピレン
配列間の同時結晶化現象が関係していると考えられるが、これはブレンドの成分
類の結晶化温度の差を狭くする。組み合わせた第一ポリマー成分と第二ポリマー
成分は、一緒になった場合、個々の成分の単独の場合の特性の比較から期待され
るよりもより近いブレンド融点を有する。驚くべきことに、ブレンド組成物は単
一の結晶化温度及び単一の融点を有するが、これは、当業者は、二種類の結晶性
ポリマーの混合の結果、重合した二成分を反映する二つの結晶化温度並びに二つ
の融点があらわれると予想するからである。しかし、要求された結晶度特性を有
するポリマー類の完全な混合は、明らかに、プロピレン/α−オレフィンコポリ
マーのその他の物理的特性を変える結晶化現象をもたらし、それによってその商
業的有用性及び応用範囲を顕著に増加させる。
せる当業者には明らかなように、本発明のポリマーブレンド組成物はその他の添
加剤を含むことができる。種々の添加剤は特定の特性を高めるために存在するか
又は個々の成分の加工の結果として存在し得る。挿入できる添加剤は、例えば難
燃剤(fire retardants)、抗酸化剤、可塑化剤、色素、加硫又は硬化剤、加硫又
は硬化促進剤、硬化遅延剤、加工助剤、難燃剤(flame retardants)、粘着付与樹
脂等を含む。これらの化合物には充填剤及び/又は強化材も含まれる。これらに
はカーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、雲母、シリカ、珪酸塩
、及びこれらの組み合わせ等を含む。特性を高めるために用いることができるそ
の他の添加剤には粘着防止剤、着色剤を含む。潤滑剤、離型剤、核剤、強化材、
及び充填剤(顆粒状、繊維状、又は粉末状等)も使用することができる。核剤及
び充填剤は製品の剛さを改善する傾向がある。本明細書に記載されるリストは本
発明に用いることができる添加剤の全種類を網羅するものではない。この開示を
読むと、当業者であればその他の添加剤を用いて本発明の組成物の特性を高め得
ることを理解する。当業者に理解されるように、本発明のポリマーブレンド組成
物を改質してブレンド特性を所望通りに調節することができる。
この方法では、試料を1%RuO4水溶液に3日間さらした。RuO4が、連続
する結晶性のより小さいポリマー相の非晶質領域に浸透し、他方、大部分がFP
Cからなる、結晶性のより大きいドメインは本質的に影響されない。連続領域内
でRuO4は非晶質ポリマーの微小域を染色し、結晶性ポリマーのラメラはコン
トラストによって見える。ブレンドを凍結ミクロトームで−196℃で、約0.
3乃至3μm厚さの薄い切片にした。結晶性領域は染色されず、連続相が染色さ
れて、連続相が分散相から識別され、ポリマーのラメラの微小構造が観察できる
切片が認められるまで、各試料につき数切片を分析した。
に分散した微小ドメインが存在する微小構造を示した。これは図1に示される。
ブレンドの組成及び弾性回復特性は下表にH7として示される。これらのドメイ
ンは伸長しており、約0.2μm×1μmの寸法を有する。図2は、下表にK7
として記される本発明の別のブレンドを示す。これは寸法0.6μm×2.0μm
の分散相を有する。このブレンドにSPC2を添加したものが顕微鏡写真BB7
に示される(図3)。この場合は分散相のサイズが減少し、各次元で0.2μm
を有する伸長粒子になることを示している。そこでSPC2は分散連続相中の結
晶性相の分散粒子の大きさを減らす作用物質としてはたらくと考えられる。これ
は、FPC及びSPCのブレンドにSPC2を添加した形態学的結果である。
びは、ASTM D790に記載された方法によって20in/分(約50.8
cm/分)で測定される。データは工学的単位で、引張伸びによる標本の横収縮
のための応力に対して補正することなく報告される。
用いて評価した。これら試料は180℃乃至200℃で15分間15トンの力で
加圧し、6in×6in(約15.24cm×15.24cm)寸法のプラック
にした。冷却したプラックを取り出し、標本をダイで作成した。試料の応力−歪
評価は、インストロン・コーポレーション(Instron Corporation)(米国マサ
チューセッツ州、カントン100 ロイヤルストリート)製のインストロン44
65テスターで行われた。デジタルデータはインストロン・コーポレーションか
ら入手したシリーズIX材料試験装置によって集められるファイルに収集され、マ
イクロソフト・コーポレーション(Microsoft Corporation)(米国ワシントン
州レドモンド)から入手したスプレッドシートプログラム、エクセル5を用いて
分析した。
むブレンドの応力−歪伸びデータを示す。
のプロセス油を含む組成物であって、引張歪からのすぐれた弾性回復を示す組成
物を製造できることである。これらの弾性ブレンドは連続結晶化可能相に分散し
た結晶性相を含む形態を有する。分散した結晶相は、熱力学的混合により、多量
のFPCと若干のSPC類とを含み、一方、連続相はポリマーブレンドの残部か
らなる。引張歪からの弾性回復は、200%伸びからの残留伸びが40%未満、
より好ましくは25%未満、より好ましくは15%未満である。
ジュラスに依存する。これらブレンドの弾性回復は二種類の基準、すなわち(a
)測定可能なモジュラスで500%伸びに対する伸長性及び(b)200%伸び
までの伸長からの残留伸びで判断する。比較のためのブレンドは、500%モジ
ュラスを評価するために500%伸びまで伸長することができず、したがって本
発明のブレンドと比較できないことが多い。先行技術の比較ブレンドには引張モ
ジュラスの測定のために500%伸びまで伸長することができるものもあるが、
200%伸びからの弾性回復がよくない。本発明の弾性ブレンドはこれらの条件
の両方を満足する。一般的に、全てのブレンドで、500%引張モジュラスが増
加するにつれて残留伸びが悪化する。従って、200%伸長からの残留伸びは5
00%伸長の際の引張モジュラスに対して判断される。本発明のブレンドは低残
留伸びによって示されるように、匹敵する500%引張モジュラスにおける比較
ブレンドよりも良い弾性回復を有する。これらの特性はFPC及びSPCの組成
物及び相対量の広範囲にわたって得られる。これらの組成物は300psi(約
2.068MPa)から5000psi(約34.47MPa)までの範囲の引
張強度も有する。以下に示す実施例において、我々は上記の好ましい特性の組み
合わせを有するFPC及びSPCの組成物の多数のブレンドの例を示す。
2M+5以下、好ましくは0.0108M+3以下、より好ましくは0.0052
M+2以下である。ここでMは500%モジュラスをlbs/inch2(1lbs/inch2 は約70.31g/cm2)であらわしたものである。
の500%引張モジュラスと200%残留伸びの組み合わせの或る面を有する比
較ポリマーブレンドを生成することができる。そのような組み合わせは非常に乏
しい加工特性を有するブレンドを作り出すが、これは溶融破壊を起こす傾向があ
るからである。それらのポリマーブレンドは従来の熱可塑性プラスチック加工機
械で処理できる加工しやすい材料に割り当てられることは理解できる。
アニーリングによって、又はこれらのポリマーブレンドから作られる製品の延伸
によって高まることである。上記ポリマーブレンドの熱アニーリングは上記ポリ
マーブレンド又はこのようなブレンドから作られた製品を室温と最大160℃以
上との間、より好ましくは室温と最大130℃との間に5分乃至7日未満の期間
保持することによって行われる。典型的アニーリング期間は50℃では3日間、
100℃では5分間である。アニーリング時間及び温度はFPCと1又は2種類
のSPCとを含んでなるいかなる特定のブレンド組成物でも実験によって調節で
きる。このアニーリングプロセス中に、ポリマー鎖の分子間再配列があり、アニ
ーリングしない材料に比べて引張歪からの回復が遥かに良い材料が生成する。ア
ニーリング/エージングした本発明のブレンド類の弾性回復を図6に示す。
延伸によって高まることである。機械的延伸は、ポリマーブレンドを、伸長力が
存在せず弛緩する前の短期間、一つ以上の軸に沿って一時的強制伸びを加えるこ
とによって行うことができる。ポリマーの機械的延伸は第一及び第二ポリマーの
ブレンドの結晶化可能部分の再整列を起こす。ポリマーブレンドの延伸は、ポリ
マーブレンド又はそのようなブレンドから作られる製品を10%乃至400%の
伸びで0.1秒乃至24時間保持することによって行われる。典型的延伸は、2
00%伸びを室温で一瞬間行う。本発明の延伸ブレンドの弾性回復は図7に示さ
れる。
、その際200%伸びからの残留伸びは0.011M+3以下、好ましくは0.0
0057M+2以下、より好ましくは0.0035M+1以下である。ここでM
は500%モジュラスをlbs/inch2(1lbs/inch2は約70.31g/cm2)で
あらわしたものである。
復特性の改善をもたらす。これは下表のデータに示される。この表では本発明に
記載のブレンド類の残留伸びの回復値が、上記方法によるアニーリング後及び延
伸後に製造されたブレンドについて記載されている。これらデータは弾性回復特
性が高まることを示している。
む組成物であって、低い曲げ弾性率を有する組成物が製造できることである。こ
れらのブレンドは連続性結晶化可能相に分散した結晶性相を有する。上記結晶性
相は熱力学的混合により、大部分がFPCであり、若干のSPC類を含む。他方
、連続相は上記ポリマーブレンドの残部からなる。低い曲げ弾性率は、1%割線
モジュラスが60kpsi in/in未満、より好ましくは30 kpsi in/in未満、より
好ましくは15 kpsi in/in 未満である。
張モジュラスに依存する。上記ブレンドの曲げ弾性率は次の2つの基準で判断さ
れる:(a)測定可能モジュラスをもった500%伸びの伸長性及び(b)1%
割線曲げ弾性率。比較ブレンドは500%モジュラスを評価するために500%
伸ばすことができず、そのため本発明のブレンドに比較することができないこと
が多い。本発明のフレキシブルブレンドはこれらの条件の両方を満足する。一般
に、全てのブレンドで、500%引張弾性率の増加につれて曲げ弾性率は悪化す
る。そのため曲げ弾性率は500%伸びのブレンドの引張弾性率に対して判断さ
れる。本発明のブレンドは、低い残留伸びにより示されるように、匹敵する50
0%引張弾性率での比較ブレンドのブレンド類より低い曲げ弾性率を有する。こ
れらの特性は、広範囲の組成物、及びFPC及びSPCの相対量にわたって得ら
れる。以下に示す実施例において本発明者らは上記の好都合な特性組み合わせを
有するFPCとSPCの組成物の多数のブレンドの例を示す。
す。
−1.3以下、好ましくは0.0083M−1.6以下、より好ましくは0.006
2M−2.5以下の曲げ弾性率を有する。ここでMはlbs/inch2(1lbs/inch2
は約70.31g/cm2)で表した500%弾性率である。
その際曲げ弾性率はkpsi.in/inで表して0.013M−1.3以下、好ましくは0
.0083M−1.6以下、より好ましくは0.00062M−2.5以下であり、
Mはlbs/inch2(1lbs/inch2は約70.31g/cm2)で表した500%弾性
率である。
で125℃でML(1+4)として測定された。
D3900によってエチレン重量%として測定された。
50℃より高い温度でプレスした第二ポリマー成分の薄い均質フィルムをパーキ
ンエルマーPE1760赤外分光光度計に取り付けた。600cm−1から40
0cm−1までの試料の全スペクトルを記録し、第二ポリマー成分のエチレン重
量%を次のように等式1により計算した: エチレン重量%=82.585−111.987X+30.045X2 式中、Xは1155cm−1におけるピーク高さと722cm−1又は732c
m−1(どちらかよい高い方)におけるピーク高さとの比である。
0,753号(コゼウィズ(Cozewith)、ジュ(Ju)及びヴェルストレート(Verstra
te))(米国審査のために本明細書に援用する)及びこのなかに記載の参考文献
、及び高分子、1988、21巻、3360頁(ヴェルストレートら)(米国審
査のために本明細書に援用する)及びこのなかの参考文献に見出される。
したポリマーシート約6乃至10mgをパンチダイで打ち抜く。これを室温で2
40時間アニーリングする。この時間の終わりに、試料を示差走査熱量計(パー
キンエルマー7シリーズ熱分析装置)に置き、−50℃乃至70℃に冷却する。
試料を20℃/分で加熱して最終温度200℃乃至220℃に到達させる。熱の
出力は、一般に30℃乃至175℃にピークを有し、温度0℃から200℃まで
に生ずる試料の溶融ピーク曲線下の面積として記録され、融解熱の尺度としてジ
ュールで測定される。融点は試料の溶融範囲内の最大熱吸収温度として記録され
る。これらの条件下では第二ポリマー成分の融点及び融解熱は前記説明に簡単に
記したように、第一ポリマー成分より低い。
ation)法によって測定した。第二ポリマー成分約30gを一辺が約1/8イン
チ(約0.3175cm)の小さい立方体に切り取った。これをスクリューキャッ
プつきの壁厚のガラスビンに入れ、チバ−ガイギー・コーポレーション(Ciba-G
eigy Corporation)から商業的に入手できる抗酸化剤、イルガノックス(Irgano
x)1076 50mgも共に入れる。次に上記ビンの内容物にヘキサン(ノルマ
ル−ヘキサンと異性体類との混合物)425mlを加え、栓をしたビンを約23
℃に24時間保持する。この時間の終わりに、溶液を傾瀉し、残留物を追加のキ
サンでさらに24時間処理する。この時間の終わりに、2つのヘキサン溶液を一
緒にし、蒸発させると、23℃で溶解するポリマー残留物が得られる。この残留
物に十分なヘキサンを加えて容量を425mlとし、覆いをした循環水浴中でビ
ンを約31℃に24時間保持する。可溶性ポリマーを傾瀉し、追加の量のヘキサ
ンを加え約31℃でさらに24時間保持し、その後傾瀉する。このやり方で、段
階ごとに約8℃づつ温度を高め、40℃、48℃、55℃及び62℃で溶解する
第二ポリマー成分画分を得る。さらに、約60℃より高い全ての温度でヘキサン
の代わりにヘプタンを溶媒として用いる場合、温度を95℃まで高めることがで
きる。溶解性ポリマーを乾燥し、秤量し、組成を上記のIR法で、エチレン重量
%含有量として分析する。隣接する温度増加で得られる溶解画分は上の説明では
隣接する画分である。
Chemical Company)(米国テキサス州ヒューストン)から販売されているビスタ
ロン(Vistalon)457である。
その他の構成成分類を含む全ての72gの成分類をブラベンダ強力混合機で、1
85℃から220℃までの範囲に制御された温度で3分間混合することによって
調製した。高剪断ローラーブレードを用いて混合し、ノバルティス・コーポレー
ション(Novartis Corporation)から入手できる抗酸化剤、イルガノックス−1
076約0.4gを上記ブレンドに加えた。混合の終わりに、混合物を取り出し
、6”×6”(約15.24cm×15.24cm)の型にプレスし、215℃で3
乃至5分間プレスして025”(約0.635cm)厚さのパッドにした。この時
間の終わりに、上記パッドを冷却し、取り出し、1日アニーリングした。要求さ
れるダンベル形の試験標本をこのパッドから取り、ウィンドウズのインストロン
シリーズ IX ソフトウエア(Instron Series IX Software Windows)を備えた
インストロン4465テスターで測定し、機械的歪データを出した。インストロ
ンテスター及び関連装置はインストロン・コーポレーション(米国マサチューセ
ッツ州カントン)から入手した。試験は移動速度20インチ/分(約50.8cm
/分)で行われ、全てのデータは工学的応力及び歪の項に、試験試料の断面の収
縮が未補正の応力数値で報告される。
はインストロン上で試験前5、10、15、20及び25日間エージングした。
1日エージングした試料と、5日間以上エージングした試料との間に、引張強さ
及び残留伸びの有意差が認められた。5日間以上エージングした試料の間には実
験的差はなかった。
た。これらの延伸した試料は上に概略を記載した引張試験条件下で再試験した。
残留伸びを、インストロン・テスターで200%伸びまで伸長し、それから弛緩
させたブレンド試料で測定した。上記試料を取り出し、歪領域のインストロンテ
スターのグリップ間の長さ(L2)を10分後に測定した。グリップ間の元の距
離が上記歪領域の元の長さ(L1)であった。残留伸び(TSet)は下記の式によ
って与えられる TSet=100*(L2−L1)/L1 曲げ弾性率をブレンド試料で、ASTM法D790によって室温で測定した。
限するものではない:
SPCの連続重合を9リットル連続流撹拌タンク反応器中で溶媒としてヘキサ
ンを用いて行った。液体が充満した反応器は滞留時間9分間で、圧力は700k
paに保持された。ヘキサン、エチレン及びプロピレンの混合供給材料はあらか
じめ約−30℃に冷却し、反応器に入る前に重合熱を除去した。触媒/活性化剤
のトルエン溶液及び掃去剤のヘキサン溶液を別々に連続的に反応器に入れ、重合
を開始させた。反応器温度は目標の分子量によって35から50℃までの間に維
持した。重合速度に依存して供給材料温度を変化させ、一定の反応器温度を維持
した。重合速度は約0.5Kg/時から約4Kg/時までに変化した。
時と混合し、反応器に供給した。重合触媒、ジメチルシリル架橋ビス−インデニ
ルハフニウムジメチルをN’、N’−ジメチルアニリニウム−テトラキス(ペン
タフルオロフェニル)ボレートで1:1のモル比で活性化し、その活性化重合触
媒を0.0135g/時の速度で導入した。トリイソブチルアルミニウムの希溶
液を触媒終止剤の掃去剤として反応器に導入した:この重合では、触媒1モルあ
たり約111モルの掃去剤という割合が適している。定常重合の5滞留時間後、
この重合で生成したポリマーの代表的試料を集めた。ポリマー溶液を頭頂部から
引き出し、その後蒸気によりポリマーを抽出し、分離した。重合速度は3.7K
g/時であった。この重合で生産されたポリマーはエチレン含有量14%を有し
、ML(1+4)125℃が13.1で、アイソタクチックプロピレン配列を有
していた。
ー組成を変化させた。ポリマーの分子量は、反応器温度を変えるか、又は重合速
度に対する総モノマー供給速度の比の変化によって変動した。三元共重合のため
のジエン類は、ジエン−ヘキサン溶液を調製し、それを必要な容量だけ計量して
供給することによって、反応器に入る混合供給流に加えた。
ン重合 1リットルの温度調節した連続供給撹拌タンク反応器中で溶媒としてヘキサン
を用いて重合を行った。重合反応器は液体で満されていた。上記反応器中の滞留
時間は一般的には7−9分で、圧力は400Kpaに維持された。ヘキサン、エ
テン及びプロペンを一本の流れに計量供給し、冷却して反応器底部に導入した。
全反応体の溶液及び重合触媒を連続的に反応器に導入し、発熱重合を開始させた
。供給ヘキサンの温度を変化させ、外部反応器ジャケットに冷却水を用いること
によって、反応器温度を45℃に維持した。一般的重合では、供給材料の温度は
約−10℃であった。エテンは45g/分の速度で導入し、プロペンは310g
/分の速度で導入した。N’、N’−ジメチルアニリニウム−テトラキス(ペン
タフルオロフェニル)ボレートで1:1のモル比で活性化した重合触媒、ジメチ
ルシリル架橋(テトラメチルシクロペンタジエニル)シクロドデシルアミドチタ
ンジメチルを0.002780g/時の速度で導入した。トリイソブチルアルミ
ニウムの希溶液を触媒終止剤の掃去剤として反応器に導入した:この重合では触
媒1モルあたり約36.8モルの割合が適切であった。定常重合の5滞留時間後
、この重合で生成したポリマーの代表的試料を集めた。ポリマー溶液を頭頂部か
ら引き出し、それから蒸気によってポリマーを抽出し、分離した。ポリマーの形
成速度は258g/時であった。この重合で生成したポリマーはエチレン含有量
が14.1重量%、ML@125(1+4)が95.4であった。
って得られた。ポリマーの分子量は重合触媒量に比し、より多量のエテン及びプ
ロペン量によって高めることができる。これらのポリマーは下表にはaePPと
して記載されている。
成した。これらは下表に記載されている。表1にはこれらポリマーのGPC、組
成、ML及びDSCの分析結果が記載される。
、画分の合計は100より若干大きくなった。
量の4%より多い画分のみを分析して組成を調べた。
不正確さは約0.4重量%絶対値と考えられる。
弾性率及び残留伸び。
、エクソン・ケミカル社(米国テキサス州ヒューストン)から入手できるホモア
イソタクチックポリプロピレンと、一つの第二ポリマー成分(表4のSPC1)
とのブレンド類を上記の方法を用いて調製した。これらのブレンドは上の表から
わかるように、異なる組成範囲で調製された。この表の全ての組成物は本発明の
範囲内にあり、本範囲内の特性を有する。ブレンドの特性は成形されたもので測
定した。
弾性率及び残留伸び。
社(米国テキサス州ヒューストン)から入手できるホモアイソタクチックポリプ
ロピレンと、2種類の第二重合成分(表5のSPC1及びSPC2)とのブレン
ドを、上記の方法を用いて調製した。SPC2はML(1+4)@125が14
であり、エチレン含有量が7.3重量%であった。SPC1の組成及びMLが、
使用した種々のSPC1について表に記されている。これらブレンドは上の表に
示されるように異なる組成範囲で調製された。これら組成物の全ては本発明の範
囲内にあり、本発明の特性を有する。これらブレンドの特性は成形して測定した
。
のFPCと2のSPCとの三成分ブレンドのヒステリシス及び残留伸びを、(1
)新しい場合、(2)室温で21日間アニーリングした後、及び(3)200%に
瞬間的延伸した後で測定した。
ド類。
から入手できる、エチレン含有量5重量%、2.9MFRを有する反応器コポリ
マーである第一重合成分、エスコレン9272、と、2つの第二重合成分(表7
のSPC1及びSPC2)とのブレンドを上記の方法を用いて調製した。SPC
1はML(1+4)@125が11であり、エチレン含有量14.5重量%であ
った。SPC2はML(1+4)@125が21で、エチレン含有量5.8重量
%であった。これらのブレンド類は上表からわかるように異なる組成範囲で調製
された。これらの組成物類の全ては本発明の範囲内にあり、本範囲の特性を有す
る。このブレンドの特性は成形して測定した。
FPCと2のSPCとの三成分ブレンドのヒステリシス及び残留伸びを、(1)
新しい場合、(2)室温で21日間アニーリングした後、(3)200%に瞬間的
に延伸した後に測定した。
ド類。
から入手できる、エチレン含有量9重量%及び2.0MFRを有するインパクト
コポリマーである第一重合成分、エスコレン7132、及び2つの第二重合成分
(表7のSPC1及びSPC2)を上記の方法を用いて調製した。SPC1はM
L(1+4)@125が11であり、エチレン含有量14.5重量%である。S
PC2はML(1+4)@125が21、エチレン含有量が5.8重量%である
。これらのブレンドは上の表から明らかなように、異なる組成範囲で調製された
。全ての組成物は本発明の範囲内にあり、本発明の特性を有する。このブレンド
の特性は成形して測定した。
のFPCと2のSPCとの三成分ブレンドのヒステリシス及び残留伸びを、(1
)新しい場合、(2)室温で21日間アニーリングした後、(3)200%に瞬間
的に延伸した後に測定した。
下記のものであるブレンド。
から入手できる、0.9MFRを有するアイソタクチック・ホモポリマーである
第一重合成分、エスコレン4292、及び2つの第二重合成分(表7のSPC1
及びSPC2)を上記の方法を用いて調製した。SPC1はML(1+4)@1
25が11であり、エチレン含有量14.5重量%である。SPC2はML(1
+4)@125が21、エチレン含有量が5.8重量%である。サンパール(Sun
pa)150はサン・リファイニング・カンパニー(Sun Refining Compan)から
入手できるプロセス油である。これらのブレンドは上の表に示されるように異な
る組成範囲で調製された。全ての組成物は本発明の範囲内にあり、本発明の特性
を有する。このブレンドの特性は成形して測定した。
レンドのヒステリシス及び残留伸びを、(1)新しい場合、(2)室温で21日間
アニーリングした後、及び(3)200%に瞬間的に延伸した後に測定した。
R及びaePPで調製した。全ての場合にこれらブレンドは500%未満の引張
伸びを有し、図6、7及び8のいずれにも報告されていない。
明らかであり、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく当業者によって行われ
得る。よって、ここに添付の特許請求の範囲はここに示された実施例及び説明に
制限されるものではなく、これら請求項は、本発明と関係する熟練せる当業者に
よって本発明の特徴と等価であるとみなされる全ての特徴等の、本発明に存在す
る特許権のある新規性を有する全ての特徴を含むものとする。
プルH7の形態を示す。
プルK7の形態を示す。
の実施例6のサンプルBB7の形態を示す。
である。
Claims (11)
- 【請求項1】 結晶可能ポリマー成分の連続相に分散した結晶性ポリマー成
分相を含んでなる非架橋ブレンド組成物であって、 (a)前記結晶性ポリマー成分が3μm×3μm×100μm未満の大きさの相
で分散し、 (b)前記ブレンド組成物が65重量%より多いプロピレンを含み、 (c)前記ブレンドが1%より多いが40%未満である結晶性第一ポリマー成分
と、残り部分の結晶可能第二ポリマー成分を含み、このような結晶度は立体規則
プロピレンによるものであり、 (d)第一及び第二ポリマー成分共に同様なタクチシティ(立体規則度)の立体規
則プロピレンを含み、 (e)前記ブレンドは650%より大きい引張伸びを有する、 前記非架橋ブレンド組成物。 - 【請求項2】 第一ポリマー成分と第二ポリマー成分との中間にある融点及
び融解熱を有する追加的第二ポリマー組成物が加えられ、 前記追加的第二ポリマー成分は第一及び第二ポリマー成分と同様なタクチシティ
の立体規則ポリプロピレンを含んでなる、請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 第一ポリマー成分がアイソタクチックポリプロピレンホモポ
リマーか、又は、プロピレンと、C2及びC4−C20α−オレフィンからなる
群から選択されるコモノマーとのコポリマーである、請求項1又は請求項2記載
の組成物。 - 【請求項4】 第一ポリマー成分がDSCによって115℃以上の融点を有
し、第二ポリマー成分がDSCによって約30℃乃至約100℃の間の融点を有
する、請求項1乃至3のいずれかの1請求項に記載の組成物。 - 【請求項5】 第二ポリマー成分が6重量%乃至35重量%のエチレンを含
み、75J/g未満の融解熱を有し、約2.0乃至約3.2の分子量分布を有し、
溶液重合法で調製される、請求項1乃至4のいずれかの1請求項に記載の組成物
。 - 【請求項6】 プロセス油をさらに含む、請求項1乃至5のいずれかの1請
求項に記載の組成物。 - 【請求項7】 前記ブレンドのガラス転移温度が第二ポリマー成分のガラス
転移温度より低い、請求項1乃至6のいずれかの1請求項に記載の組成物。 - 【請求項8】 200%伸長からの残留伸びが0.02M+5であって、こ
こにおいてMはlbs/inch2で表した500%弾性率である、請求項1乃至7のい
ずれかの1請求項に記載の組成物。 - 【請求項9】 kpsi.in/inで表して0.013M−1.3以下の曲げ弾性率を
有し、ここにおいてMはlbs/inch2で表した500%弾性率である、請求項1乃
至8のいずれかの1請求項に記載の組成物。 - 【請求項10】 前記組成物がエージング、架橋、又は延伸の一つ以上によ
って改質される、請求項1乃至9のいずれかの1請求項に記載の組成物。 - 【請求項11】 請求項10の組成物を含んでなる製造品。
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