JP2002542360A - 高い溶融強度を持つ軟質プロピレンポリマーブレンド - Google Patents
高い溶融強度を持つ軟質プロピレンポリマーブレンドInfo
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Abstract
Description
、198号明細書に記載されている。
方法が試みられており、例えば、軟質ポリマー材料を高溶融強度ポリマー材料と
ブレンドしたり、軟質ポリマーからなる材料を照射する方法が試みられているが
、満足な結果を得ていない。従って、高溶融強度と柔軟性の両方を兼ね備えたプ
ロピレンポリマーの必要性が今尚存在する。
ンとエチレン又は炭素原子が4〜8個のアルファ−オレフィンとのコポリマーか
ら成る群から選ばれるプロピレンポリマーであって、重合したエチレン含有量或
いは重合したアルファ−オレフィン含有量が10%以下であり、該プロピレンポ
リマーが90より大きいアイソタクチック指数を有するプロピレンポリマー、及
び、(2)メタロセン触媒で造られるプロピレンポリマーであって、(a)プロ
ピレンホモポリマー及び(b)プロピレンとエチレン又は炭素原子が4〜8個の
アルファ−オレフィンとのコポリマーから成る群から選ばれ、重合したエチレン
含有量或いは重合したアルファ−オレフィン含有量が10%以下であり、該プロ
ピレンポリマーが、結晶化の熱から測定される24%未満の結晶化度を有するプ
ロピレンポリマーとのブレンドから成る。このブレンドは、200℃において7
センチニュートン(cN)より大きい溶融張力と、1000MPa未満のヤング
率を有する。 他の実施態様においては、照射されたブレンドが、(1)上述の(1)及び(
2)から成るブレンドを調製し、(2)該ブレンドを、活性酸素濃度が15容量
%未満に確立され且つ維持される環境において、3〜12Mradの放射線量で
、十分な量のラジカル形成を生起するのに十分であって、材料のゲル化を引起す
には不十分である時間、高エネルギーイオン化放射線で照射し、(3)照射され
た材料をその様な環境に二時間までの時間維持し、そして(4)照射された材料
をその様な環境において、照射された材料中に存在する遊離ラジカルの全てを実
質的に不活性化して、照射されたブレンドが、200℃において7cNより大き
い溶融張力と1000MPa未満のヤング率を有するように処理を行う事によっ
て調製される。
)プロピレンとエチレン又は炭素原子が4〜8個のアルファ−オレフィンとのコ
ポリマーから成る群から選ばれるプロピレンポリマーであって、重合したエチレ
ン含有量或いは重合したアルファ−オレフィン含有量が10%以下である。この
プロピレンポリマーは、90より大きい、好ましくは94より大きいアイソタク
チック指数を有する。 ブレンドの成分(2)は、メタロセン触媒で造られるプロピレンポリマーであ
って、(a)プロピレンホモポリマー及び(b)プロピレンとエチレン又は炭素
原子が4〜8個のアルファ−オレフィンとのコポリマーから成る群から選ばれ、
重合したエチレン含有量或いは重合したアルファ−オレフィン含有量が10%以
下であり、該プロピレンポリマーが、結晶化の熱から測定される24%未満の結
晶化度を有するプロピレンポリマーである。アタクチックポリマー又はコポリマ
ー、即ち、殆ど或いは全く結晶化度を持たないものが好ましい。上記に特定した
低結晶化度のプロピレンポリマーを製造することの出来るメタロセン触媒は、当
該技術分野において公知である。その様なメタロセン触媒は、Ti、Zr、又は
Hfの有機化合物、例えば、ジメチル−又はジブチルシランジイルビス(フルオ
レニル)ジルコニムジクロライドとアルモキサンとの反応生成物である。アタク
チックポリプロピレン及び適当な触媒の調製は、米国特許第5,596,052
号明細書に記載されており、参照によってここに導入される。
剤、紫外線安定剤及び制酸剤を含む事が出来る。 ポリマーブレンドを製造する為の一つの方法は、 (1)(a)(i)プロピレンホモポリマー及び(ii)プロピレンとエチレン
又は炭素原子が4〜8個のアルファ−オレフィンとのコポリマーから成る群から
選ばれるプロピレンポリマーであって、重合したエチレン含有量或いは重合した
アルファ−オレフィン含有量が10%以下であり、該プロピレンポリマーが90
より大きいアイソタクチック指数を有するプロピレンポリマー、及び、 (b)メタロセン触媒で造られるプロピレンポリマーであって、(i)プロピレ
ンホモポリマー及び(ii)プロピレンとエチレン又は炭素原子が4〜8個のア
ルファ−オレフィンとのコポリマーから成る群から選ばれ、重合したエチレン含
有量或いは重合したアルファ−オレフィン含有量が10%以下であり、該プロピ
レンポリマーが、結晶化の熱から測定される24%未満の結晶化度を有するプロ
ピレンポリマー とから成るブレンドを調製し、 (2)該ブレンドを、活性酸素濃度が15容量%未満に確立され且つ維持される
環境において、3〜12Mradの放射線量で、十分な量のラジカル形成を生起
するのに十分であって、材料のゲル化を引起すには不十分である時間、高エネル
ギーイオン化放射線で照射し、 (3)照射された材料をその様な環境に二時間までの時間維持し、そして (4)照射された材料をその様な環境において、照射された材料中に存在する遊
離ラジカルの全てを実質的に不活性化して、照射されたブレンドが、200℃に
おいて7cNより大きい溶融張力と1000MPa未満のヤング率を有するよう
に処理を行う事を含む。
形成ポリマーを機械的にブレンドする事によって、或いは、それぞれの成分に対
して異なる触媒を順次に使用して二つのポリマーを調製することによる重合反応
でブレンドを造ることによって調製することが出来る。更に、夫々の成分は、別
々に照射され、次いで、他の成分とブレンドする事も出来る。二つの成分のブレ
ンド後の照射が好ましい。 「活性酸素」と言う用語は、照射された材料、特にその材料中の遊離ラジカル
と反応する状態に在る酸素を意味する。本発明方法の活性酸素含有量要件は、真
空の使用又は環境中の空気の一部又は全部を不活性ガス、例えば、窒素で置換え
ることによって達成できる。この環境の活性酸素濃度は、好ましくは5容量%未
満、より好ましくは1容量%未満である。最も好ましい活性酸素の濃度は、約0
.004容量%である。 「rad」と言う用語は、通常、放射線源に関係なく、照射された材料の1g
当り100エルグのエネルギーを吸収した結果としてもたらされるイオン化放射
線量と定義される。イオン化放射線からのエネルギー吸収は、放射線感応染料を
含む繊維片がエネルギー吸収感応手段である測定装置である公知の通常の線量計
で測定される。「rad」と言う用語は、イオン化放射線量が、粒子のベッド又
は層或いはフィルム又はシートの状態にあって照射されているプロピレンポリマ
ーの表面に置かれた線量計の繊維の1g当り100エルグ相当のエネルギー吸収
をもたらす事を意味する。
子及びガンマー線である。電子発生装置から発せられた電子が好ましい。 この方法の第三工程は、一般に、約1分〜約2時間、好ましくは約2〜90分
の時間で行われる。この方法の、遊離ラジカル不活性化又は急冷工程である最終
工程は、熱の適用によって、或いは、遊離ラジカルのトラップとして作用する添
加剤、例えば、メチルメルカプタンの添加によって行われる。 プロピレンポリマーブレンドを照射する為の方法は、米国特許第4,916、
198号明細書に更に詳細に記載されており、ここに参照によって導入される。 照射されたブレンド或いは照射されたポリマーのブレンドは、200℃におい
て7cNより大きい、好ましくは12cNより大きい、最も好ましくは17cN
より大きい溶融張力と、1000MPa未満、好ましくは900MPa未満、最
も好ましくは750MPa未満のヤング率を有する。最終生成物にこれらの性質
を与える為に必要とされる各成分の量は、放射線量並びに出発材料の分子量で変
動する。出発材料の分子量が高ければ高い程、照射後の溶融張力が高くなること
は、当該技術分野では良く知られている。放射線量及び出発材料の分子量の選択
は、当業者によれば簡単に決定することが出来る。一般に、成分(1)の重量平
均分子量は、>260,000であり、成分(2)の数平均分子量は>75,0
00である。
)、真空成形、発泡押出し及びブロー成形の用途において有用である。 以下の実施例において、材料の溶融強度の指標である溶融張力は、200℃で
Goettfert Rheotens装置で測定された。このRheotens装置は、感応平衡ビーム上
に設けられた二つの対向回転車から成る。溶融ストランドは、キャピラリーダイ
から押出され、ストランドが破壊するまで回転車の間で引張られる。引張り速度
は、最初は、力の基準を確定する為に一定であり、次いで一定の加速が適用され
る。このテスト中に測定された最大の力が、溶融張力とされる。溶融体の伸展性
は、破断時の速度で表される。 動的剪断テスト、即ち、低剪断速度、見掛けの多分散及びtanδテストは、2
00℃で、コーン及びプレート形状を持つRheometrics Mechanical Spectromete
r, Model 605で行った。 照射されたブレンドの性質は、次の方法で測定された。 ヤング率 ASTM D−708−96 降伏点応力 ASTM D1708−96 降伏点歪み ASTM D1708−96 メルトインデックス(230℃、2.16kg) ASTM 1238 分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーで決定された。 結晶化度割合(Xc)は、示差熱走査熱量計(DSC)で、式Xc=ΔH/Δ
H0(式中、ΔHは、溶融における実験的に観察されたエンタルピー変化であり
、ΔH0は、結晶材料の100%溶融におけるエンタルピー変化である)により
決定することが出来る。
義される。室温でキシレンに溶解するオレフィンポリマーの質量割合は、2.5
gのポリマーを250mlのキシレンに室温で、攪拌機付の容器で溶解し、13
5℃で、20分間攪拌しながら加熱することによって決定される。この溶液を、
攪拌を続けながら25℃に冷却し、次いで、30分間攪拌無しで放置して固形分
を沈降させる。この固形分をろ紙で濾過し、残った溶液を窒素流で処理して蒸発
させ、固形分残さを、80℃で真空乾燥して一定質量とする。室温でキシレンに
不溶のポリマーの質量割合がそのポリマーのアイソタクチック指数である。この
方法で得られた値は、定義によってポリマーのアイソタクチック指数を構成する
沸騰n−ヘプタンでの抽出を介して決定されるアイソタクチック指数に実質的に
相当する。 本明細書において、部及び割合は、特に指示がない場合は全て質量である。
プロピレンホモポリマー(i−PP)と、メタロセン触媒を使用して製造したア
タクチックプロピレンポリマー(m−aPP)の様々な量のブレンド及びi−P
P50%とm−aPP50%のブレンドの様々な放射線量でのレオロジー性を示
すものである。 この実施例及び以下の実施例において使用されるm−aPPは、攪拌機及び温
度調節の為のサーモスタットに連結されたサーモカップルを備えた1ガロンのジ
ャケット付きステンレススチールオートクレーブに2.1リットルのプロピレン
を加える事によって調製された。次いで、反応器は50℃に加熱された。メタロ
セン触媒は、3mgのジ−n−ブチル−シランジイル−ビス(9−フルオレニル
)ZrCl2を、イソパル(isopar)中のメチルアルモキサン溶液に溶解すること
によって調製された(Al/Zr=5000)。周囲温度で10分間攪拌後、混
合物を、50℃の反応器に注入した。重合は、一定の温度で1時間行われた。触
媒活性は、ポリマー49.1kg/触媒1g/時間であった。 ポリマーの結晶化度は、DSCでの測定には低過ぎた。Mnは110,000
であった。
されたm−aPP12.5g、及びイルガノックスB225耐酸化剤0.042
5gを、コンデンサー、温度計及び機械的攪拌機を備えた2リットル反応フラス
コに加えた。i−PPは、3g/10分のメルトインデックス、95.4%のア
イソタクチック指数及び〜700,000のMwを有し、Montell USA Inc.から
市販されている。イルガノックスB225は、イルガノックス1010(テトラ
キス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート
)]−メタン)1部と、イルガホス168(トリス(2,4−ジ−t−ブチルフ
ェニル)ホスファイト)1部とのブレンドで、Ciba Speciality Chemicals Corp
.から市販されている。混合物を窒素で30分間パージし、次いで、130℃ま
で加熱して全てのポリマーをキシレンに溶解した。このキシレン溶液を、次いで
、冷メタノール(−78℃)にゆっくりと注入した。白色のポリマーが沈殿した
。このポリマーブレンドを、次いで、濾過し、冷メタノールで洗浄し、真空オー
ブン(60℃/10mmHg)で12時間乾燥した。この白色ポリマーブレンド
を、1.016mm(40ミル)厚のフィルムに圧縮成形し、次いで、照射の為
に1cmx0.5cmの小片とした。
ることを確実にする為に、反応管を窒素で1時間パージした。パージ後、反応管
を密閉し、電子ビームの下でポリマーブレンドを照射した。照射後、反応管を8
0℃に設定されたオーブン中に1.5時間置き、次いで、140℃の第二のオー
ブン中に更に1.5時間置いた。室温に冷却後、ポリマーブレンドは評価に付さ
れた。 6Mradでの照射後のi−PPとm−aPPの様々な量を含むブレンドのレ
オロジー性が表1に示される。
、破断時の速度であり、η*は、低剪断粘度であり、APP.PIは、見掛けの
多分散指数であり、tanδ=G”/G’である(ここで、G”は損失弾性係数で
あり、G’は貯蔵弾性係数である)。低tanδは、高溶融弾性の指標である。 表1のデータは、6Mradの放射線量において、ブレンドがm−aPPを2
5%以上含む時は、溶融張力が、m−aPPの量が増加するにつれて増加する事
を示す。表2のデータは、i−PPとm−aPPの50/50ブレンドに対して
は、放射線量の増加と供に、溶融張力は増加し、低剪断粘度は減少することを示
す。、
PPとm−aPPの二つのブレンドの引張り性を示す。 高溶融強度のプロピレンホモポリマー(HMS PP)は、実施例1に記載の
i−PPを、不活性雰囲気中で9Mradの放射線量で照射して造られたもので
、Montell USA Inc.から市販されている。ブレンド中のi−PPとm−aPPは
実施例1に記載されているものである。両方のブレンドは、9Mradの放射線
量で照射された。 ポリマーブレンドは、次の成形条件を使用して0.5mmのプラークに圧縮成
形した:加圧なしで、200℃で4分間、次いで、200℃で13.7MPa(
2000psig)で3分間。次いで、このプラークを周囲条件の下で15分間
冷却した。 ASTM D1708−95により、マイクロ引張りダイを備えたDewes-Gumb
の手動排出プレスを使用して、マイクロ引張りバーを切り出した。このバーを、
ASTM D1708−96により、インストロンModel42202試験機でテストし
た。テスト結果は、表3で示される。
に類似の高溶融強度を有するが、尚一層軟質で、即ち、ヤング率が小さいことを
示す。 ここに開示された本発明の其の他の特徴、利点及び実施態様は、先の開示を読
むことによって当業者には容易に明らかとなるであろう。この点については、本
発明の特定の実施態様が相当詳細に記載されたが、それらの実施態様の変化並び
に変更は、開示され且つクレームされている本発明の精神及び範囲から逸脱する
こと無しに行うことが出来る。
Claims (10)
- 【請求項1】(1)(a)プロピレンホモポリマー及び(b)プロピレンとエチ
レン又は炭素原子が4〜8個のアルファ−オレフィンとのコポリマーから成る群
から選ばれるプロピレンポリマーであって、重合したエチレン含有量或いは重合
したアルファ−オレフィン含有量が10%以下であり、該プロピレンポリマーが
90より大きいアイソタクチック指数を有するプロピレンポリマー、及び、 (2)メタロセン触媒で造られるプロピレンポリマーであって、(a)プロピレ
ンホモポリマー及び(b)プロピレンとエチレン又は炭素原子が4〜8個のアル
ファ−オレフィンとのコポリマーから成る群から選ばれ、重合したエチレン含有
量或いは重合したアルファ−オレフィン含有量が10%以下であり、該プロピレ
ンポリマーが、結晶化の熱から測定される24%未満の結晶化度を有するプロピ
レンポリマー、 とのブレンドから成る組成物であって、該ブレンドが、200℃で7cNより大
きい溶融張力と1000MPa未満のヤング率を有する事を特徴とする組成物。 - 【請求項2】(1)と(2)が共にプロピレンホモポリマーである、請求項1に
記載の組成物。 - 【請求項3】該ブレンドの溶融張力が、200℃において12cNより大きい、
請求項1に記載の組成物。 - 【請求項4】該ブレンドのヤング率が900MPa未満である、請求項1に記載
の組成物。 - 【請求項5】照射されたポリマーブレンドの製造方法であって、 (1)(a)(i)プロピレンホモポリマー及び(ii)プロピレンとエチレン
又は炭素原子が4〜8個のアルファ−オレフィンとのコポリマーから成る群から
選ばれるプロピレンポリマーであって、重合したエチレン含有量或いは重合した
アルファ−オレフィン含有量が10%以下であり、該プロピレンポリマーが90
より大きいアイソタクチック指数を有するプロピレンポリマー、及び、 (b)メタロセン触媒で造られるプロピレンポリマーであって、(i)プロピレ
ンホモポリマー及び(ii)プロピレンとエチレン又は炭素原子が4〜8個のア
ルファ−オレフィンとのコポリマーから成る群から選ばれ、重合したエチレン含
有量或いは重合したアルファ−オレフィン含有量が10%以下であり、該プロピ
レンポリマーが、結晶化の熱から測定される24%未満の結晶化度を有するプロ
ピレンポリマー とから成るブレンドを調製し、 (2)該ブレンドを、活性酸素濃度が15容量%未満に確立され且つ維持される
環境において、3〜12Mradの放射線量で、十分な量のラジカル形成を生起
するのに十分であって、材料のゲル化を引起すには不十分である時間、高エネル
ギーイオン化放射線で照射し、 (3)照射された材料をその様な環境に二時間までの時間維持し、そして (4)照射された材料をその様な環境において、照射された材料中に存在する遊
離ラジカルの全てを実質的に不活性化して、照射されたブレンドが、200℃に
おいて7cNより大きい溶融張力と1000MPa未満のヤング率を有するよう
に処理を行う事を特徴とする方法。 - 【請求項6】(1)の(a)及び(b)が共にプロピレンホモポリマーである、
請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】(2)における放射線量が、約6〜約9Mradである、請求項5
に記載の方法。 - 【請求項8】該酸素濃度が1容量%未満である、請求項5に記載の方法。
- 【請求項9】該ブレンドの溶融張力が、200℃において12cNより大きい請
求項5に記載の方法。 - 【請求項10】該ブレンドのヤング率が900MPa未満である、請求項5に記
載の方法。
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