JP2003516441A - プロピレンとジエンのコポリマーから形成された物品 - Google Patents

プロピレンとジエンのコポリマーから形成された物品

Info

Publication number
JP2003516441A
JP2003516441A JP2001543617A JP2001543617A JP2003516441A JP 2003516441 A JP2003516441 A JP 2003516441A JP 2001543617 A JP2001543617 A JP 2001543617A JP 2001543617 A JP2001543617 A JP 2001543617A JP 2003516441 A JP2003516441 A JP 2003516441A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copolymer
article
range
weight
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001543617A
Other languages
English (en)
Inventor
アガーワル、ポーワン・ケイ
ウェン、ウェイキン
メータ、アスピー・ケイ
デクメジアン、アーメナグ・エイチ
チャン、メイン
チャドガー、ラジャン・ケイ
ダービー、クリストファー・アール
リン、チャーリー・ワイ
チェン、マイケル・シー
リックソン、ガラン・シー
Original Assignee
エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク filed Critical エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク
Publication of JP2003516441A publication Critical patent/JP2003516441A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F210/06Propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F110/06Propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
    • C08F210/18Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers with non-conjugated dienes, e.g. EPT rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/14Copolymers of propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65908Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an ionising compound other than alumoxane, e.g. (C6F5)4B-X+
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65912Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65916Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond supported on a carrier, e.g. silica, MgCl2, polymer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/14Copolymers of propene
    • C08L23/145Copolymers of propene with monomers having more than one C=C double bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)

Abstract

(57)【要約】 プロピレンのような1つ以上のオレフィンモノマーのα,ω−ジエン単位との共重合反応及び得られるコポリマーが提供される。より特定すると、そのコポリマーは、90〜99.999重量%のオレフィン及び0.001〜2.000重量%のα,ω−ジエンを有し得る。そのコポリマーは、50,000〜2,000,000の重量平均分子量、115〜135℃の結晶化温度(外部から添加された核剤の使用なしで)、及び0.1〜100dg/分の溶融流量を有する。そのコポリマーは広範な種類の用途において用いられ得て、その用途の物品には、例えば、フィルム,スパンボンデッド繊維及び溶融吹込繊維のような繊維、不織物のような織物、及び成形物品が含まれる。そのコポリマーは、少なくとも2つの結晶質集団をさらに含み得る。望ましくは、結晶質集団の1つの融点範囲は、もう1つの結晶質集団の融点範囲とは、1℃乃至16℃の温度範囲により区別され得る。より望ましくは、結晶質集団の1つは、152℃乃至158℃の範囲に融点を有し、他の結晶質集団は、142℃乃至148℃の範囲に融点を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】分野 本発明はプロピレンコポリマーに関する。特に、本発明はプロピレンとジエン
モノマーの共重合により製造されるコポリマーに関する。
【0002】背景技術 ポリプロピレンは、広範な用途に用いられる安価な熱可塑性ポリマーである。
その用途のうちの物品には、例えば、フィルム、スパンボンデッド繊維や溶融吹
込繊維(melt blown fibers)のような繊維、不織布のような織
物、及び成形物品がある。1つの特定の用途に用いるポリプロピレンの選択は、
部分的には、ポリプロピレンポリマー候補の物理的及び機械的特性、並びに物品
加工様式又は製造プロセスに左右される。物理的特性の例には、密度、分子量、
分子量分布、溶融温度及び結晶化温度が含まれる。機械的特性の例には、加熱歪
温度(HDT)及び曲げ弾性率が含まれる。加工条件に関連がある要因の例には
、溶融流量(MFR)、サイクル時間、泡安定性、たるみ抵抗、溶融強度及び剪
断/伸び粘度(elongational viscosity)がある。
【0003】 一部の例では、ポリプロピレンから例えば射出成形法により形成された物品は
、高度の構造的剛性を必要とする。この構造的剛性は、弾性率(例えば、曲げ弾
性率)の値と直接相関関係があるので、成形物品において高い構造的剛性を達成
するためには、高い弾性率を示すポリマーが望ましい。さらに、この種の物品を
経済的に製造するためには、製造様式は”サイクル時間”とも呼ばれる選ばれた
速度で物品を製造することができなければならない。射出成形のサイクル時間は
、一般に、金型へ溶融ポリマーを入れる時から成形された物品を金型から放出す
るまでの時間と説明されている。サイクル時間は溶融ポリマーの粘度の関数であ
る。サイクル時間は、ポリマーの結晶化温度とも関係がある。一般に、結晶化温
度は溶融液体ポリマーが硬化する重要な温度である。この硬化は、一部は、ポリ
マー内に結晶構造が生成するためである。溶融ポリマーが金型で硬化するときに
、より高い結晶化温度を有するポリマーの方がより低い結晶化温度を有するポリ
マーよりも結晶構造を速やかに形成することになる。従って、結晶化温度の高い
ポリマーを使う方がサイクル時間を短くすることができる。このことから、多く
の変数が関係しており、特定の用途に用いるポリマーを選択する前に、検討する
必要がある。
【0004】 ポリマーの用途及びそれらから形成された物品に関する基準は発展させ続ける
必要があるので、これらの変化する基準を満たすために、ポリマー、特にポリプ
ロピレンポリマーの物理的、機械的及び流動学的特性を継続的に改変し且つ改良
する必要がある。
【0005】概要 本発明は、反応、特にオレフィンモノマー(オレフィンモノマーの一つはプロ
ピレンであることが望ましい)とα,ω−ジエンの共重合反応並びに、この反応
から得られるオレフィン/α,ω−ジエンのコポリマーに関する。さらに、本発
明は、オレフィンモノマーの共重合反応に関し、この反応にはプロピレンとエチ
レンとα,ω−ジエンの共重合、並びに製造されるコポリマーに関する。それら
のコポリマーは、例えば、フィルム、スパンボンデッド繊維や溶融吹込繊維など
の繊維、不織布などの織物、及び成形物品を含む種々の物品において用いられ得
る。特に、これらの物品には、例えば、キャストフィルム、延伸フィルム、射出
成形物品、吹込成形物品、発泡物品、発泡ラミネート及び熱成形物品が含まれる
【0006】 本発明のポリマーを製造するためには、線状α,ω−ジエンが好ましいが、そ
の他のジエン類も用いることができることを指摘する必要がある。これらには、
2−メチル−1,9−デカジエンなどの分岐、置換α,ω−ジエン、ビニルノルボ
ルネンなどの環状ジエン類、又はジビニルベンゼンなどの芳香族タイプが含まれ
る。
【0007】 本発明の実施態様には、98〜99.999重量%のオレフィン単位、及び0.
001〜2.000重量%α,ω−ジエン単位を有するコポリマーが含まれる。コ
ポリマーの実施態様は、50,000〜2,000,000の重量平均分子量、1
15〜135℃の結晶化温度、及び0.1〜100dg/分の溶融流量(MFR
)を有する。本発明のポリマーは本質的に高い結晶化温度を示し、核剤を外部か
ら添加する必要はないことに留意する。 さらに、それらのコポリマーは少なく
とも2つの結晶質集団を含む。ある実施態様では、一つの結晶質集団について融
点範囲を有し、その融点範囲は、もう一つの結晶質集団の融点範囲と区別できる
。融点範囲におけるその差は1〜16℃である。これは、2つの結晶質集団の融
点の差を表している。その他の実施態様では、結晶質集団の一つは、152〜1
58℃の融点を有し、もう一つの結晶質集団は142〜148℃の融点を有する
【0008】 その他の実施態様において、コポリマーには90〜99.999重量%のプロ
ピレン単位、0.00〜8重量%のプロピレン単位以外のオレフィン単位及び0.
001〜2.000重量%のα,ω−ジエン単位が含まれている。コポリマーの実
施態様は、50,000〜2,000,000の重量平均分子量、115〜135
℃の結晶化温度(外部核剤なし)、及び0.1〜100dg/分の溶融流量を有
する。オレフィンは、C2−C20α−オレフィン類、ジオレフィン類(一つの内
部オレフィンとともに)及びそれらの混合物のいずれかである。より具体的に述
べると、オレフィン類には、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−
1、ヘプテンー1、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4
−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセ
ン、1−ウンデセン、及び1−ドデセンが含まれる。このコポリマーには、さら
に、少なくとも2つの結晶集団がある。これらの実施態様は、一つの結晶質集団
では、もう一つの結晶質集団の融点範囲と1〜16℃の温度範囲により区別でき
る融点範囲を有する。より望ましいのは、結晶質集団の一つは152〜158℃
の範囲の融点を有し、もう一つの結晶質集団が142〜148℃の範囲の融点を
有する。
【0009】詳細な記載 本発明の記載の全体を通して、本発明をさらに記述するために範囲が使われる
。他に記載をしない限り、これらの範囲には記述された端点値、並びに記述され
た端点値により、及び/又はこれらの端点値の間で記述された値を含むと理解さ
れる。その上、範囲の記述は、記述された範囲外のすべての値をカバーするが、
機能的には範囲内の値と同等である。
【0010】 コポリマーの記載において、特にコポリマーの構成成分について記載する場合
、ある場合には、モノマー用語が使われ得る。例えば、「オレフィン」、「プロ
ピレン」、「α,ω−ジエン」、「エチレン」及びその他のαーオレフィンとい
うような用語が使われ得る。コポリマーの構成成分を記載するために、この種の
モノマー用語が使われる場合、それはコポリマー中に存在するこの種のモノマー
の重合される単位を意味する。
【0011】 このコポリマーには、1つ以上のオレフィンモノマー(この種のオレフィンモ
ノマーの一つはプロピレン)、及び1つ以上のα,ω−ジエンモノマーの共重合
反応生成物、並びに望ましくはメタロセン系共重合反応生成物が含まれている。
望ましくは、このコポリマーには、2つ以上のオレフィン(このオレフィンモノ
マーはαーオレフィンモノマー、特にプロピレンとエチレンモノマー)と1つ以
上のα,ω−ジエンモノマーの共重合反応生成物、及び望ましくはメタロセン系
共重合反応生成物が含まれている。
【0012】 一般に、オレフィン類はコポリマー中に98〜99.999重量%の範囲で存
在する。大抵の実施態様では、コポリマーのα,ω−ジエン含有量は0.001重
量%以上2重量%までの範囲である。しかし、個々の実施態様では種々のα,ω
−ジエン含有量を有する。例えば、0.003〜0.005重量%の最小ジエン含
有量の実施態様は本発明の範囲内にある。同様に、1〜1.5重量%の最大ジエ
ン含有量の実施態様も本発明の範囲内にある。
【0013】 2つ以上の異なるオレフィン単位を有するある実施態様では、コポリマーに存
在し得るプロピレンオレフィン単位はコポリマーの90.05〜99.999重量
%の範囲にある。これらの実施態様は、さらに、エチレンのようなその他のオレ
フィン単位を含むことができる。これらの実施態様は典型的には0.05〜8重
量%のその他のオレフィン含有量を有する。しかし、特定の実施態様では、最小
0.1重量%及び0.5重量%のその他のオレフィン含量を有する。同様に、その
他の特定の実施態様では、コポリマーの最大6重量%及び3重量%のその他のオ
レフィン含有量を有する。α,ω−ジエンは、通常、コポリマーの0.001〜2
重量%の範囲で存在する。しかし、特定の実施態様では、0.003からの及び
0.005重量%からの最小α,ω−ジエン含有量を有する。同様に、その他の実
施態様ではα,ω−ジエンは、コポリマーの1.5重量%及び1.0重量%の最大
含有量を有する。
【0014】 さらに、より望ましくは、このコポリマーには、コポリマーの90〜99.9
99重量%の範囲のプロピレン単位、コポリマーの0.00〜8重量%、望まし
くは0.1〜6重量%の範囲、より望ましくは0.5〜3重量%の範囲のC2又は
その他のαーオレフィン単位が含まれ、α,ω−ジエン単位はコポリマー中に0.
001〜2重量%、望ましくは0.003〜1.5重量%そしてより望ましくは0
.005〜1.0重量%の範囲で存在する。
【0015】 このコポリマーは、50,000〜2,000,000、望ましくは70,000
〜1,000,000及びより一層望ましくは100,000〜750,000の範
囲の重量平均分子量を有する。このコポリマーは、2〜15、望ましくは2〜1
0そしてより一層望ましくは2〜8の範囲の分子量分布(MWD)を有する。
【0016】 このコポリマーは、115〜135℃、望ましくは115〜130℃、そして
より一層望ましくは118〜126℃の範囲の結晶化温度(外部から添加される
核剤なしで)を有する。このコポリマーは、さらに、少なくとも2つの結晶質集
団を含む。望ましくは、1つの結晶質集団の融点範囲は、もう一つの結晶質集団
の融点範囲と、1〜16℃の範囲の温度の差により区別できる。より望ましくは
、結晶質集団の一つは152〜158℃の範囲に融点を有し、もう一つの結晶質
集団は142〜148℃の範囲に融点を有する。
【0017】 このコポリマーは、0.1〜100dg/分、望ましくは0.5〜50dg/分
、より一層望ましくは1.0〜35dg/分の範囲の溶融流量(MFR)を有し
得る。MFRはASTM D−1238、コンディションL(2.16kg、23
0℃)により測定する。このコポリマーの融点は165℃未満、望ましくは16
0℃未満である。融点の上限は触媒や重合条件に左右されるが、典型的には、1
65℃を超えない。このコポリマーのヘキサン抽出量(21CFR177.15
20(d)(3)(i)により測定した)は、2.0重量%未満、望ましくは1.0重量
%であり得る。
【0018】 このコポリマーは、歪速度0.1/秒〜1.0/秒において、線状粘度に対する
破断点伸び粘度(extensional viscosity at bre
ak)の比が少なくとも2.5、望ましくは少なくとも3.0、より望ましくは少
なくとも3.5であるのが好ましい。
【0019】 このコポリマーには、αーオレフィンとの反応器ブレンド、特にホモポリマー
を含むブレンドを含み得る。線状ポリプロピレンとの典型的な反応器ブレンド及
び特にメタロセンを触媒としたポリプロピレンが代表的である。
【0020】 このコポリマーは、さらに、「枝分かれ」として述べることができる。この明
細書で用いている「枝分かれ」という用語には、望ましくはα,ω−ジエン単位
のα,ω位置における、一つ以上のαーオレフィンの重合により生成された2つ
以上のポリマー鎖の間における一つ以上のα,ω−ジエン・単位結合の意味を有
する。
【0021】 このコポリマーは、その他のポリマー、特にその他のポリオレフィンと、反応
器内及び外部の両方でブレンドすることができる。この種のポリオレフィンの具
体的な例には、エチレンープロピレンゴム、エチレンープロピレン−ジエンゴム
、及びエチレンプラストマーがあるが、これらに限定されない。市販されている
エチレンプラストマーの具体的な例には、Exxon Mobil Chemi
cal Companyの物品であるEXACTTM樹脂、Dow Chemic
al Companyの物品であるAFFINITYTM樹脂及びENGAME
TM樹脂が含まれる。エチレン及び/又はプロピレンをベースとするプラストマ
ーかエラストマーとの反応器ブレンドも本発明の範囲内である。
【0022】 これらのコポリマーは、多種多様な用途に使われ、その物品には、例えば、フ
ィルム、スパンボンデッド繊維や溶融吹込繊維などの繊維、不織布などの織物、
及び成形物品がある。より特定すると、これらの物品には、例えば、キャストフ
ィルム、延伸フィルム、射出成形物品、吹込成形物品、発泡物品、発泡ラミネー
ト及び熱成形物品がある。
【0023】オレフィン類 使用するのに適したオレフィン(重合性反応体)には、エチレン、C2−C20
αーオレフィン又はジオレフィン類(オレフィン性官能基の一つは内部にある)
が含まれる。αーオレフィンの例には、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1
、ヘキセン−1、ヘプテンー1、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−
ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ウンデ
セン、1−ドデセン等が含まれる。さらに、これら及びその他のαーオレフィン
の混合物も、例えば、プロピレンとエチレン並びにエラストマーが生成されるモ
ノマーの組み合わせも使用することができる。結晶性ポリオレフィンが生成され
るエチレン、プロピレン、スチレン及びブテン−1が特に望ましい。
【0024】ジエン類 適切なα,ω−ジエンの例には、7個から約30個までの炭素原子を有するα,
ω−ジエンがあり、より適切なのは8〜12個の炭素原子を有するα,ω−ジエ
ンである。この種のα,ω−ジエンの代表的な例には、1,6−ヘプタジエン、1
,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、1,10−ウンデ
カジエン、1,11−ドデカジエン、1,12−トリデカジエン、1,13−テト
ラデカジエン等が含まれる。これらのなかで、1,7−オクタジエンと1,9−デ
カジエンが、より望ましく、特に望ましいのは1,9−デカジエンである。ジエ
ンの含有量は、例えば、赤外分光器を用いて722cm−1における吸光度を測
定して推定することができる。分岐した、置換α,ω−ジエン、例えば、2−メ
チル−1,9−デカジエン、2−メチル−1,7−オクタジエン、3,4−ジメチ
ル−1,6−ヘプタジエン、4−エチル−1,7−オクタジエン、又は3−エチル
−4−メチル−5−プロピルー1,10−ウンデカジエンも企図される。
【0025】 α,ω−ジエンが好ましいが、その他のジエンも用いられ得て本発明のポリマ
ーを製造することができる。これらには、ビニルノルボルネンなどの環状ジエン
、又はジビニルベンゼンなどの芳香族タイプが含まれる。
【0026】触媒組成物 メタロセン類:本明細書で用いている「メタロセン」及び「メタロセン化合物
」は、一般に、式、CpMR(Cpは、置換することができるシクロペ
ンタジエニル環又はその誘導体であり、Mは周期律表の4族、5族又は6族の遷
移金属であり、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブデン及びタングステンであり、Rは1〜20個の
炭素原子を有するヒドロカルビル基又はヒドロカルボキシ基であり、Xはハロゲ
ンであり、m=1−3、n=0−3、q=0−3であり、m+n+qの和は遷移
金属の酸化状態と等しい。)により表される化合物を指している。
【0027】 メタロセンの製造方法と使用方法は、当該分野ではよく知られている。例えば
、メタロセンは、米国特許第4,530,914号;4,542,199号;4,7
69,910号;4,808,561号;4,871,705号;4,933,403
号;4,937,299号;5,017,714号;5,026,798号;5,05
7,475号;5,120,867号;5,278,119号;5,304,614号
;5,324,800号;5,350,723号;及び5,391,790号に詳細に
記載されており、これらは、各々引用によりこの明細書に組み込まれている。
【0028】 メタロセンの製造方法は、Journal of Organometalli
c Chem.、Vol. 288(1985)、63−67頁、及びEP−A−
320762に完全に記載されており、これら2つの文献は引用によりこの明細
書に組み込まれている。
【0029】 メタロセン触媒成分は、米国特許第5,145,819号;5,243,001号
;5,239,022号;5,329,033号;5,296,434号;5,276,
208号;5,672,668号;5,304,614号;5,374,752号;5
,240,217号;5,510,502号;及び5,643,847号及びEP54
9 900及び576 970に詳しく記載されており、これらはすべて引用によ
りこの明細書に組み込まれている。
【0030】 望ましいメタロセンの例示的しかし非限定的な例には、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−フェニルー1−インデニル)ZrCl ; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr
Cl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−フェニルー1−インデニル)ZrCl ; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−ナフチルー1−インデニル)ZrCl ; フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4−フェニルー1−インデニル)
ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−(1−ナフチル)ー1−インデニル)Z
rCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−(2−ナフチル)ー1−インデニル)Z
rCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−インデニル)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,5−ジイソプロピルー1−インデニル
)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2,4,6−トリメチル−1−インデニル)ZrCl; フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルー1−イ
ンデニル)ZrCl; 1,2−エタンジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルー1−インデニ
ル)ZrCl; 1,2−ブタンジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルー1−インデニ
ル)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−エチル−1−インデニル)ZrCl : ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−イソプロピルー1−インデニル)Zr
Cl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−tーブチルー1−インデニル)ZrC
; フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4−イソプロピルー1−インデニ
ル)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−エチル−4−メチル−1−インデニル)ZrCl ; ジメチルシラニルビス(2,4−ジメチル−1−インデニル)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−エチル−1−インデニル)ZrCl ; ジメチルシラニルビス(2−メチル−1−インデニル)ZrClが含まれる。
【0031】 活性剤:メタロセンは一般的に活性剤と組み合わせて用いられる。アルキルア
ルモキサンが活性剤として使われ、最も望ましくはメチルアルモキサン(MAO
)である。アルモキサンの製造方法には多様な方法があり、その非限定的な例が
、米国特許第4,665,208号;4,952,540号;5,091,352号;
5,206,199号;5,204,419号;4,874,734号;4,924,0
18号;4,908,463号;4,968,827号;5,308,815号;5,
329,032号;5,248,801号;5,103,031号、及びEP−A−
0 561 476、EP−B1−0 279 586、EP−A−0 594 21
8及びWO94/10180に記載されている。これらの特許はすべて引用によ
りこの明細書に組み込まれている。活性剤には、触媒活性のあるメタロセンカチ
オンとともに非配位子アニオンを含むもの又はこれらを形成しうるものも含まれ
ている。フルオロアリール置換ホウ素やアルミニウムの化合物や錯体は、特に適
している。例えば、米国特許第5,198,401号;5,278,119号及び5
,643,847号を参照。
【0032】 支持(担持)物質:本発明の方法で使われる触媒組成物は、例えば、クレー、
タルク、無機酸化物、無機塩化物及びポリオレフィンやポリマー性化合物などの
樹脂状物質などの多孔質粒子物質を用いて任意に担持され得る。
【0033】 望ましくは、支持体物質は、元素の周期律表の2族、3族、4族、5族、13
族又は14族金属酸化物からの多孔質無機酸化物を含む多孔質無機酸化物である
。シリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、及びそれらの混合物が特に望ましい。
単独又はシリカ、アルミナ、シリカ・アルミナと組み合わせて用い得るその他の
無機酸化物には、マグネシア、チタニア、ジルコニアである。
【0034】 特に望ましい支持体物質は粒状二酸化珪素である。粒状の二酸化珪素はよく知
られており、多数の業者から市販されている。望ましくは、本明細書で使をれる
二酸化炭素は、多孔質で約10〜約700m/gの範囲の表面積、約0.1〜
約4.0cc/gの範囲の全細孔容積及び約10〜約500μmの範囲の平均粒
子直径を有する。より望ましくは、表面積は約50〜約500m/gの範囲に
あり、細孔容積は約0.5〜約3.5cc/gの範囲にあり、そして平均粒子直径
は約15〜約150μmの範囲である。最も望ましくは、表面積は約100〜約
400m/gの範囲にあり、細孔容積は約0.8〜約3.0cc/gの範囲にあ
り、そして平均粒子直径は約20〜約100μmの範囲である。典型的な多孔質
二酸化珪素の平均細孔直径は、約10〜約1000オングストロームの範囲にあ
る。望ましくは、支持体物質の平均細孔直径は、約50〜約500オングストロ
ームであり、そして最も望ましくは約75〜約350オングストロームである。
望ましくは、本発明で使用するのに適した支持体には、タルク、クレー、シリカ
、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、酸化鉄、ボリア、酸化カルシウム、酸化
亜鉛、酸化バリウム、トリア、燐酸アルミニウムゲル、ポリ塩化ビニル及び置換
ポリスチレン及びそれらの混合物が含まれる。
【0035】 支持された触媒組成物は直接重合に使用し得るか、又は当該分野で周知の方法
を用いて触媒組成物を予備重合することができる。予備重合に関する詳細につい
ては、米国特許4,923,833号;4,921,825号及び5,643,847
号及びEP 279 863とEP 354 893を参照。(各々は引用によりこ
の明細書に組み込まれている)。
【0036】重合 α,ω−ジエンとオレフィンの共重合反応生成物であるコポリマーは、触媒部
位が比較的不溶性であり及び/又は固定されているので、ポリマー鎖が生成後迅
速に固定される条件下でオレフィンとジエンのスラリー重合により製造され得る
。この種の固定化は、例えば、(1)固体の不溶性触媒を用いることにより、(2)
得られるコポリマーが一般に不溶である媒体中で共重合を行うことにより、及び
(3)重合反応体と生成物をコポリマーの結晶性融点より低く保持することにより
作用される。
【0037】 一般に、上で述べ且つ下記の実施例で詳細に述べるメタロセン担持触媒組成物
は、α,ω−ジエンとオレフィンを共重合するのに適している。α,ω−ジエンと
オレフィン、特にαーオレフィンを共重合するのに適した重合法は当業者には周
知の方法であり、これらの方法には、溶液重合、スラリー重合、及び低圧気相重
合が含まれる。メタロセン担持触媒組成物は、単一反応器又は直列か並列反応器
で行われる固定床、移動床、流動床、又はスラリー法を用いることが知られてい
る操作様式で特に有用である。
【0038】 一般に、上記の重合法のいずれかを使用することができる。プロピレンが、選
択されたオレフィンである場合は、普通のプロピレン重合法は、スラリー法を用
いて行われる方法である。スラリー法では、重合媒体はプロピレンのような液体
モノマー、炭化水素溶媒又は稀釈剤、有利にはプロパン、イソブタン、ヘキサン
、ヘプタン、シクロヘキサンのような脂肪族パラフィン、又はトルエンのような
芳香族希釈剤である。この場合において、重合温度は、例えば、50℃未満の低
い範囲、望ましくは0〜30℃、又は約150℃以下のようなより高い範囲、望
ましくは50℃から約80℃まで、又は示した端点の間のいずれかの範囲と考え
られる温度である。圧力は、約100〜約700psia(0.69−4.8MP
a)の間で変わり得る。追加の説明は、米国特許第5,274,056号及び4,
182,810号及びWO 94/21962でなされており、これらの各々は引
用により本明細書に組み込まれている。
【0039】 より特定すると、プロピレン/α,ω−ジエンのコポリマーを形成する重合方
法には、プロピレンモノマーやα,ω−ジエンモノマーのような重合性反応体を
用いる適切な重合条件下で、触媒、望ましくはメタロセン触媒との接触、及びプ
ロピレン/α,ω−ジエンコポリマーの回収が含まれている。望ましくはメタロ
セン触媒は、ジルコニウムメタロセン触媒である。さらに、接触工程には、水素
及びエチレンモノマーが含まれる。水素は、重合温度で液体プロピレンと平衡に
ある気相濃度として測定して、ppm単位で、100〜50,000、望ましく
は500〜20,000、そして最も望ましくは1,000〜10,000の範囲
で存在し得る。α,ω−ジエンモノマーは、重合反応器に導入されたモノマーの
総重量に基づいて、重量%で、0.001〜2、望ましくは0.003〜2、そし
てより望ましくは0.003〜1.5の範囲で存在し得る。エチレンモノマーは、
重合反応器に導入されたモノマーの総重量に基づいて、重量%で、0〜8、望ま
しくは1〜7、そしてより望ましくは2〜6の範囲で存在し得る。重合性反応体
は、重合反応器に導入されたモノマーとその他の化学物質の総重量に基づいて、
重量%で、90〜99.999、望ましくは93〜99.997、そしてより望ま
しくは95〜99.995の範囲で存在し得る。
【0040】 予備重合は、従来の教示によると、典型的なスラリー又は気相反応法における
ポリマー粒子の形態学の調節のためにも使用することができる。例えば、これは
−Cのαーオレフィンを、制限された時間、予備重合することにより達成
することができる。例えば、エチレンは、−15〜30℃、且つ約250psi
g(1724kPa)までのエチレン圧力にて担持メタロセン触媒組成物と75
分間接触させ、支持体上にポリエチレンの被覆物を得ることができる。予備重合
した触媒は、次いで、上で述べた重合法における使用のために利用することがで
きる。同様にして、予め重合したポリマーで被覆された支持体上の活性化された
触媒もこれらの重合法で利用することができる。
【0041】 さらに、供給原料流れ、溶媒又は希釈剤を介して持ち込まれ得る重合毒を、除
去又は中和により低減したり排除することが望ましい。例えば、モノマーの供給
原料流れ又は反応希釈剤は、適切な掃去剤で予備処理又は重合反応中にその場で
処理することができる。通常、この種のものは、上記の米国特許第5,153,1
57号並びにWO−A−91/09882及びWO−A−94/03506の第
13族有機金属化合物、並びにWO−A−93/14132の第13族有機金属
化合物を用いる方法のような方法において用いられる有機金属化合物である。
【0042】添加剤と改質剤 これらの添加剤は、通常、プラスチックとともに使われるものである。これら
の物質の例には、熱安定剤又は酸化防止剤、中和剤、スリップ剤、粘着防止剤、
顔料、曇り止め剤、静電防止剤、清澄剤、核剤、紫外線吸収剤又は光安定剤、充
填剤、炭化水素樹脂、ロジン又はロジンエステル、ワックス、追加の可塑剤及び
従来の量のその他の添加剤が含まれる。有効量のレベルは、当該分野では知られ
ており且つベースのポリマー、製造様式及び最終用途に左右される。さらに、水
素化及び/又は石油炭化水素樹脂及びその他の可塑剤を改質剤として使うことが
できる。
【0043】 本明細書に記載したポリプロピレンコポリマーは、射出成形及び吹込成形瓶や
自動車の内装部品や外層部品のような自動車物品で使われる成形物品を含む成形
部品のような用途に適している。ポリプロピレン・ポリマーを製造するためのそ
の他の方法及びポリプロピレンポリマーが有用であるための用途の例は、Kir
k−OthmerのEncyclopedia of Chemical Tec
hnology、第4版、Vol.17、748−819頁に記載されており、
この文献は引用によりこの明細書に組み込まれている。用途が成形部品であるこ
れらの例で、成形部品には多種多様な成形部品、例えば、バンパー、サイドパネ
ル、フロアーマット、ダッシュボード及び仕切板などの自動車産業で使われる部
品やこの産業に関連した成形部品が含まれる。発泡物品はもう一つの用途であり
、発泡ポリプロピレンのような発泡プラスチックが有用である例は、Kirk−
OthmerのEncyclopedia of Chemical Techn
ology、第4版、Vol.11、730−783頁に記載されており、この
文献は引用によりこの明細書に組み込まれている。発泡物品は建造物及び自動車
用用途して特に有用である。建造物用途の例には、断熱材や防音材、工業用及び
家庭用アプライアンス並びに包装材料がある。自動車用の例には、バンパーガー
ド、ダッシュボード及び内部ライナーのような用途の内装及び外装部品がある。
【0044】 以下に示す実施態様は、すべて、本発明の範囲内にある。第1列は、90重量
%のモノマー、コモノマーはなし及び0.001重量%のα,ω−ジエンを有する
実施態様である。
【0045】
【表1】
【0046】 実施例一般的記載 重合は、2リットルのオートクレーブ反応器、又は2個の150ガロン撹拌タ
ンク、自動冷却沸騰液体反応器からなる一連の装置で行った。モノマー供給原料
と触媒製造手順は各々同様に行った。重合級のプロピレンモノマーは、最初、6
00℃で活性化された塩基性アルミナに通し、次いで600℃で活性化されたモ
レキュラーシーブに通した。1,9−デカジエン(96%)はAldrich−
Sigma Bulk Chemicalsから購入し、受け入れた状態のまま使
用した。必要ならば、ジエンの精製を行うことができる。
【0047】 生成物に関するポリマーの基本的な特徴決定には、次のような試験が含まれて
いる。ポリマーの溶融流量(MFR)は、230℃、2.16kgの荷重におい
てASTM D−1238を用いて測定した。ポリマーの分子量は、DRI検出
器とShowdex AT−806MSカラムを有するWaters 150C高
温装置を用いたGPCにより分析した。用いた手順は、科学文献に記載した技術
と類似であるExxonMobil法であった。ポリマーの溶融温度及び結晶化
温度は、加熱及び冷却速度は10℃/分であり、開始温度は0℃、終了温度は2
50℃を用いて、TA Instrument DSC−912で測定した。報告
された溶融温度は2番目の溶融体から得られた。その代わりとして、Perki
n−Elmer DSC7装置も、類似のテスト条件を用いて、使用した。分子
量スペクトルの高分子量側の端部を特徴付ける技術である回復可能なコンプライ
アンスは、Rheometrics Dynamic Stress Rheom
eter(DSR)を用いて測定した。
【0048】触媒の製造 触媒の製造は、すべて、水分含有量が1.5ppm未満の不活性雰囲気中で行
った。窒素細孔容積1.63cc/g及び312m/gの表面積を有するSy
lopol(登録商標)952としてコネチカット州のW.R. Grace Co
.の子会社であるGrace Davisonから入手できるシリカ支持体は、
600℃乾燥窒素流れ下で8−24時間焼成し、0.8〜1.2ミリモル/gシリ
カのヒドロキシル含有量を得た。
【0049】 触媒A:窒素でパージした乾燥グローブボックスにおいて、メタロセン、すな
わち、ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウ
ムジクロライド(0.090g、0.143ミリモル)を100mlのビーカーに
入れた。メチルアルモキサン(MAO、4.65g、トルエン中30%)をその
ビーカーに加えた。その混合物を1時間撹拌して溶解し、メタロセンを活性化し
た。1時間後、活性化したメタロセン溶液を10gのトルエンで希釈し、焼成シ
リカ(5.00g)にゆっくり添加し、スラリーが均一な色になるまで手作業で
混合した。このスラリーを直列のガラスフリットに連結した250mlのフラス
コに移した。真空により溶媒を除去し、真空下で触媒を乾燥した。メタロセン積
載は、触媒グラム当たり遷移金属0.022ミリモルであることが判明した。
【0050】 触媒B:窒素でパージした乾燥グローブボックスにおいて、焼成したシリカ(
394.32g)を3つ口の4Lのフラスコに入れて、頭上攪拌機を取り付けた
。乾燥トルエン(2L)を追加し、この混合物を激しく撹拌した。N,Nージエ
チルアニリン(27.6ml、0.174モル)を注射器を用いて加えた。トリス
(ペルフルオロフェニル)ホウ素(85.96g、0.168モル)を固体として
加えた。得られた混合物を1時間撹拌した。メタロセン、すなわち、ジメチルシ
リルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル(5.
99g、0.0102モル)を加え、次いでこの反応混合物をさらに2時間撹拌
した。溶媒をデカントして除去し、固体分を真空下で一晩乾燥させた。メタロセ
ン積載は触媒グラムに付き遷移金属0.02ミリモルであることが判明した。
【0051】 触媒C:窒素でパージした乾燥グローブボックスにおいて、焼成したシリカ(
500g)を、頭上式攪拌機を備えた容器に入れた。トリス(ペルフルオロフェ
ニル)ホウ素(30g、0.059モル)のヘキサン(2L)中溶液をシリカに
入れ、次いでN,Nージエチルアニリン(9.6ml、0.061モル)を加えた
。この混合物を49℃で1時間撹拌した。別の容器で、ジメチルシリルビス(2
−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル(4.5g、0.00
77モル)、ヘキサン(820ml)、トリエチルアルミニウム(187ml、
ヘプタン中25重量%)、及び1,9−デカジエン(10ml)を混合してスラ
リーを生成した。この場合、ルイス塩基として1,9−デカジエンを用い、例え
ば、その貯蔵寿命の改良により触媒を安定化させた。先に説明したこれらを含む
その他のジエン類及びスチレンのようなその他のルイス塩基は触媒の安定化に適
切であり、それらも使用できる。次いで、スラリーをシリカを入れた容器に移し
、得られた混合物を49℃でさらに1時間撹拌した。14時間窒素でパージしな
がら溶媒を除去すると、さらさらした固体触媒が得られた。メタロセン積載は触
媒グラム当り遷移金属0.015ミリモルであった。
【0052】 触媒D:これは日本のToho Corp.からの市販のチーグラー・ナッタ
触媒である。比較例13の製造に用いた。
【0053】 触媒E:この触媒は、米国特許5,670,595号に記載されており、比較例
14の製造に用いた。
【0054】 触媒F:この触媒は、比較例15の製造に用いた。製造法は、上記の触媒Bの
製造法に類似しているが、TEAL処理と、さらに、触媒促進剤を用いた。次の
概要により0.5kgバッチの触媒Fを製造した:窒素でパージした乾燥グロー
ブボックスにおいて、 ●トリス(ペルフルオロフェニル)ホウ素のトルエン中溶液を952シリカに添
加し、よく混合した。 ●この混合物に注射器を用いてN,Nージエチルアニリンを添加し、撹拌を継続
した。 ●TEAL(トリエチルアルミニウム)を添加して撹拌を続けた。 ●メタロセンジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジル
コニウムジクロライドと促進剤であるフェニルジメチルビニルシランを添加し、
反応混合物をさらに1時間連続的に撹拌した。 ●溶媒を除去し、50℃で窒素パージにより触媒を乾燥した。
【0055】 上に示した反応順序は得られる触媒から良好な活性を得るためには必須である
。触媒Fの特徴により次のような積載が得られた:SiOgあ当り0.026
ミリモルのZr;SiOg当り0.11ミリモルのB;SiOg当り0.11
ミリモルの促進剤;SiOg当り0.57ミリモルのTEAL。
【0056】 触媒G:この触媒は、比較例16の製造に用いた。この触媒は、ジメチルシリ
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ライドメタ
ロセン、活性剤としての、トルエン中メチルアルモキサン(MAO)、促進剤と
してのスチレン、反応器の汚れ形成可能性を低下させるAS990(Witco
Chemical)及び支持体物質としてのDavison XPO 2407
シリカ(メリーランド州ボルチモアGrace Davison)を用いて製造
した。触媒製造手順は当該分野でよく知られている。製造した触媒に関する触媒
の特定の特徴は、シリカg当りZrは0.028ミリモル、SiOg当りAl
は4.8ミリモル、ジルコニウム積載に対するスチレンは7.1、1%AS990
。数バッチの触媒系を合わせて一つの重合実施に必要な量を確保した。反応器へ
の添加を容易にするために、触媒はDrakeolTMホワイト鉱油(Witc
o Chemical)を用いてオイル・スラリーとした。
【0057】重合実施例 実施例1 重合は2リットルのオートクレーブ反応器で行った。この反応器に、トリエチ
ルアルミニウム(TEAL0.5mlをヘキサンに溶解した1Mの溶液)、1,9
−デカジエン(0.25ml又は200ppm)、及び水素(30ミリモル)を
装入した。次いで、液体プロピレン(1L)をこの反応器に入れ、触媒A(鉱油
中200mg)を別の200ccのプロピレンとともに注入した。この反応器を
撹拌しながら70℃まで加熱した。1時間後、反応器を25℃まで冷却し、次いで
ベントした。ポリマーを回収し、空気中で8時間乾燥した(収量:260g)。
この生成物のMFRは26 dg/分であった。この生成物のGPC測定により
、19,000の数平均分子量(Mn)及び167,000の重量平均分子量(M
w)が得られた。このポリマーの融点は153.3℃、そして結晶化温度(外部
からの核剤の添加なしに)は122.6℃であった。回復可能なコンプライアン
スは、18.6x10−5cm/ダインであった。
【0058】実施例2 2リットルのオートクレーブ反応器に、トリエチルアルミニウム(TEAL0
.6mLをヘキサン中に溶解した1Mの溶液)、1,9−デカジエン(0.50m
L又は400ppm)、及び水素(24ミリモル)を装入した。次いで、液体プ
ロピレン(1L)をこの反応器に入れ、撹拌しながら70℃まで加熱した。次い
で触媒B(101mg)を別の250ccのプロピレンとともに注入した。反応
器の温度は70℃に保持した。1時間後、反応器を25℃まで冷却し、ベントし
た。ポリマーを回収し、空気中で8時間乾燥した(収量:246g)。この生成
物のMFRは3.2dg/分であった。この生成物のGPC測定により、48,0
00の数平均分子量(Mn)及び221,000の重量平均分子量(Mw)が得
られた。このポリマーの融点は155.1℃、そして結晶化温度(外部からの核
剤の添加なしに)は115.9℃であった。回復可能なコンプライアンスは、4
2.1x10−5cm/ダインであった。
【0059】実施例3−10 プロピレン/ジエンのコポリマーを2つの150ガロン撹拌タンク、自動冷却
沸騰液体反応器を直列につないだ、パイロットスケールの連続凝集液相装置で製
造した。反応器には、重合熱を除去するためのジャケットが装備されていた。触
媒Cを用いた。2つの反応器の条件は下記の通りであった:
【0060】
【表2】
【0061】 すべてのポリマーは、反応器1に装入した1,9−デカジエン(ヘキサン中4.
5〜9.5%)の量を変えて製造した。異なるポリマーを製造するために用いら
れた水素(分子量制御用)とジエンの量を表1に示した。いくつかの基本的な特
性データーを表1に示す。プロピレン/ジエンコポリマーの融点は、153−1
55℃の範囲にあり、結晶化温度(外部から添加された核剤はない)は約124
−125℃でほぼ一定であった。回復コンプライアンス後は約7x10−5〜1
7x10−5cm/ダインの範囲にあった。
【0062】比較例11 このホモポリマーは実施例1と同じ反応器と触媒(触媒A)を用いて製造した
。重合は、1,9−デカジエンを反応器に添加しなかった以外は実施例1で述べ
たのと類似の方法で70℃で行った。水素供給原料は14ミリモルであった。ポ
リマー収量は約415gであった。この生成物のMFRは24dg/分であった
。GPC測定による数平均分子量(Mn)は33,600及び重量平均分子量(
Mw)は169,900であった。ポリマーの融点は151.5℃であった。結晶
化温度(外部から添加された核剤はない)110.5℃であった。回復可能なコ
ンプライアンスは2.8x10−5cm/ダインであった。
【0063】比較例12 このホモポリマーは、プロピレン重合中に1,9−デカジエンを添加しなかっ
たことを除いて、実施例3−10で述べたものと同じ反応器装で製造した:
【0064】
【表3】
【0065】 この生成物のMFRは20.4dg/分であった。GPC測定による数平均分
子量(Mn)は55,000及び重量平均分子量(Mw)は155,500であっ
た。ポリマーの融点は152.2℃であり、結晶化温度(外部から添加された核
剤はない)112.9℃であった。回復可能なコンプライアンスは1.32x10 −5 cm/ダインであった。
【0066】比較例13 この実施例は、従来のチーグラー・ナッタ触媒を用いて製造したプロピレン/
ジエンコポリマーは、本発明で認められた特性の向上を示さないことを証明して
いる。このコポリマーは2リットルのオートクレーブ反応器で製造された。この
反応器に、トリエチルアルミニウム(TEAL、2.0ml、ヘキサン中1M溶
液)、ジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPMS、2.0ml、ヘキサン
中0.1M溶液)、1,9−デカジエン(2.0mL)、及び水素(150ミリモ
ル)を装入した。次いで、液体プロピレン(1L)を反応器に入れ、触媒(触媒
D、200mg、鉱油中5重量%)を別の250ccのプロピレンとともに注入
した。反応器を撹拌しながら70℃まで加熱した。1時間後、反応器を25℃ま
で冷却し、ベントした。コポリマーを回収し、空気中で8時間乾燥した(収量:
460g)。この生成物のMFRは4.2dg/分であった。GPC測定による
数平均分子量(Mn)は101,000及び重量平均分子量(Mw)は567,0
00であった。コポリマーの融点は168.7℃であり、結晶化温度(外部から
添加された核剤はない)は114.2℃であった。回復可能なコンプライアンス
は4.22x10−5cm/ダインであった。
【0067】比較例14 この実施例は、本発明において用いられた触媒と条件とは異なる触媒と条件を
用いて製造されたプロピレン/ジエンコポリマーは開示された組成物で認められ
た特性の向上を示さないことを証明している。(このプロピレン/ジエンコポリ
マーは米国特許第5,670,595号に記載された条件と類似の条件下で製造さ
れた)。2リットルのオートクレーブ反応器に、トリイソブチルアルミニウム(
トルエン中1M溶液2.0ml)、1,13−テトラデカジエン(1.0ml)、
液体プロピレン(200ml)、及びトルエン(600ml)を装入した。反応
器を撹拌しながら60℃まで加熱し、3分間平衡状態にした。触媒E[5mlの
トルエンに一緒に溶解した3.5mgのジメチルシリルビス(インデニル)ハフ
ニウムジメチルと4mgのN,N−ジメチルアナリニウムテトラキス(ペルフル
オロフェニル)ボレート]を反応器に注入した。重合を30分間行い、次いで反
応器を25℃まで冷却し、ベントした。このコポリマーをメタノール中に沈殿さ
せ、ろ過し、空気中で8時間乾燥させた(収量25g)。この生成物のMFRは
40dg/分であった。GPC測定による数平均分子量(Mn)は73,000
及び重量平均分子量(Mw)は150,000であった。ポリマーの融点は13
3.6℃であり、結晶化温度(外部から添加された核剤はない)は93.5℃であ
った。回復可能なコンプライアンスは5.05x10−5cm/ダインであっ
た。
【0068】比較例15 この実施例は、1,9−デカジエンなしのホモポリマーの重合を行っている。
このホモポリマーは、吹込成形及び熱成形実験において本発明のポリマーとのブ
レンド成分として用いた。
【0069】 重合は、パイロットスケールの2つの反応器の連続的撹拌タンク凝集液相方法
で製造した。反応器には、重合熱を除去するためのジャケットが装備されていた
。反応温度は最初の反応器は70℃、2番目の反応器は64℃であった。触媒F
を、約1.3g/時間の速度で供給した。TEAL(ヘキサン中2.0重量%溶液
)を掃去剤として用い、13wppmの速度で添加した。先で製造した触媒を鉱
油中20%スラリーとして供給し、プロピレンとともに最初の反応器にフラッシ
ュさせた。最初の反応器へのプロピレンの全供給速度は、約80kg/時間であ
った。2番目の反応器へのプロピレンの供給速度は、約30kg/時間であった
。分子量調節のために水素を最初の反応器に950mppm、2番目の反応器に
1450mppmの比率で添加した。滞留時間は、最初の反応器において2.6
時間、2番目の反応器において1.8時間であった。全体的ポリマーの生産は約
30kg/時間であった。最終ポリマー生成物の約69%は最初の反応器から得
られ、約31%は2番目の反応器から得られた。ポリマーは反応器から、平均粒
子サイズ約1100μmの粒体生成物として排出された。最終粒体のMFR(23
0℃において)は、約2.7dg/分であった。この生成物のGPC測定による数
平均分子量(Mn)は約121,300であり、重量平均分子量(Mw)は30
5,500であった。ポリマーは152.4℃の融点及び110.7℃の結晶化温
度(外部から添加された核剤はない)を有していた。回復可能なコンプライアン
スは3.0x10−5cm/ダインであった。
【0070】比較例16 この実施例は、1,9−デカジエンなしのホモポリマーの重合を示している。
このホモポリマーは、フィルム形成実験において本発明のポリマーとのブレンド
成分として用いた。
【0071】 重合は、パイロットスケールの2つの反応器の連続的撹拌タンク凝集液相方法
で製造した。反応器には、重合熱を除去するためのジャケットが装備されていた
。反応温度は最初の反応器は70℃、2番目の反応器は64.5℃であった。触
媒Gを、4.03g/時間の速度で添加した。TEAL(ヘキサン中2.0重量%
溶液)を掃去剤として用い、13.6wppmの速度で添加した。上で製造した
触媒を鉱油中20%スラリーとして供給し、プロピレンとともに最初の反応器に
フラッシュさせた。最初の反応器へのプロピレンの全供給速度は約79.5kg
/時間であった。2番目の反応器へのプロピレンの供給速度は約27.1kg/
時間であった。分子量調節のために水素を最初の反応器に1809mppm、2
番目の反応器に2455mppmの比率で添加した。滞留時間は、最初の反応器
において2.5時間、2番目の反応器において1.8時間であった。ポリマーの生
産速度は最初の反応器から21.2kg/時間、2番目の反応器から9kg/時
間であった。最終ポリマー生成物の約70%は最初の反応器から得られ、約30
%は2番目の反応器から得られた。ポリマーは反応器から、嵩密度約0.49g
/mlの粒体生成物として排出された。最終粒体のMFR(230℃における)
は、約12dg/分であった。この生成物のGPC測定による数平均分子量(M
n)は約75,600であり、重量平均分子量(Mw)は211,000であった
。ポリマーは151.4℃の融点を有し、109.9℃の結晶化温度(外部から添
加された核剤はない)を有した。回復可能なコンプライアンスは0.89x10
−5cm/ダインであった。
【0072】 特性データーを検討すると、本発明のポリマーはDSC法融点と結晶化挙動に
より証明された独特の熱特性を示すことを証明している。図1には、本発明のポ
リマー(実施例5、6及び8)と、類似の条件下で実施例5、6及び8と同じ単
位において重合したが重合中にジエンを添加しなかった比較例12の融解曲線を
示している。本発明のコポリマーには少なくとも2つの結晶質集団があり、結晶
性集団の一つの融点範囲は他の結晶質集団の融点範囲と少なくとも1℃、望まし
くは少なくとも2℃、より望ましくは少なくとも3℃、そしてなお一層望ましく
は2〜4℃の差がある。より一層望ましくは、結晶質集団の融点範囲は他の結晶
性集団の融点範囲と1〜16℃の温度範囲により区別される。具体的に繰り返し
述べると、155℃(152乃至158℃の温度範囲)付近にある結晶質集団の
融点に加えて、145℃(142乃至148℃の温度範囲)付近の融点を有する
もう一つの結晶質集団を示すもう一つのショルダーが認められる。融点が異なる
複数の結晶質集団が存在することは、コポリマーの全体的融点範囲をかなり広げ
ることになる。この特性は一部の商業的用途では非常に望ましい。例えば、熱成
形では融点範囲の広がりは、成形ウインドウが拡がることを意味し、フィルムの
ヒートシールや熱変換の各操作では融点の広がりは、加工上の寛容度の広がりと
変換されたフィルム包装に洩れのない確率が高くなることを意味する。
【0073】
【表4】
【0074】 本発明のジエンコポリマーの結晶化温度も独特である。かなり高めでほぼ一定
の結晶化温度Tcが約124℃乃至125℃という本発明のポリマー実施例3乃
至10について測定され、一方、比較例12(重合のセットアップは同じである
が、ジエンを加えていない)ではTcは112.9℃である。本発明のポリマー
のTc値は、比較例13と14、並びに米国特許第5,670,595号及び特許
出願WO99/11680で例示したプロピレン/ジエン系コポリマーのTc値
よりも高かった。より高いTcは、成形操作において部品の取り出しをより高い
温度で行え、これにより、射出成形や吹込成形などのポリマー加工法においてサ
イクル時間をかなり短縮することができる。これらの結晶化温度は外部から添加
する核剤を使用していないことに再度留意する必要がある。
【0075】 表1の特性データーは本発明のポリマーが比較例よりも回復可能なコンプライ
アンスの比較的高い値を表示していることも示している。本発明のジエン含有ポ
リマーには回復可能なコンプライアンスに影響する長い分岐鎖を有する。この表
の値は7〜42(x10−5cm/ダイン)の範囲にあり、一方、比較例はす
べて≦5x10−5cm/ダインである。これらの値は本発明の実施例では溶
融弾性率と溶融強度のレベルが比較的高いことを反映している。表1の回復可能
なコンプライアンスの値は、反応器粒体の均一な初期ペレット化後の生成物にお
ける測定値を反映していることに留意する必要がある。これらの値は増大した機
械仕事(例えば、さらなる配合や溶融均質化の間に)により低下する傾向がある
【0076】 これらのポリマーの良好な流動学的特性に関する追加のデーターは、伸び粘度
の結果を見直しする時に後で示す。
【0077】 実験i.射出成形した部品の特性 実施例1のプロピレン/1,9−デカジエンコポリマー及び比較例11の対応
するホモポリマーは、Butler Laboratory用射出成形機(モデ
ル番号10/90V)を用いて別々に射出成形した。両ポリマーを750ppm
のIrganox−1076(Ciba Geigy Corp.)と250pp
mのステアリン酸カルシウム(Witco Chemical)を含む添加剤バ
ッケージを用いて安定化させた。約190℃の温度と約30psiの圧力の条件
を用いて、ASTM型試料(約127mmx12.7mmx3.175mm)を作
成した。引張降伏応力(ASTM D−638)、1%割線曲げモジュラス(A
STM D−790A)及び熱歪温度(HDT、ASTM−D648)を、上記
の両ポリマーからの射出成形部品について測定した。結果を表2に示す。
【0078】
【表5】
【0079】 表2のデーターは、対照ホモポリマーよりも射出成形したジエン・コポリマー
の方が驚くほど性能が優れており、レベルの高い剛性及び耐熱変形性を有してい
ることを示している。弾性率が非常に高いことは高いレベルの構造剛性を必要と
する用途に有利である。これら本発明のポリマーを用いると、例えば、成形業者
には、コストと性能上の明らかな利点があり、高い比率で充填剤(例えば、タル
ク、炭酸カルシウム)装入をしないで済む。これらの向上した特性は、射出成形
部品の形態学が好都合なために得られると考えられている。
【0080】 実施例3〜10の本発明のコポリマー及び対応する対照である比較例12も射
出成形した。これらのポリマーは750ppmのIrganox−1076(C
iba Geigy Corp.)と250ppmのステアリン酸カルシウム(W
itco Chemical)のバッケージで安定化させ、75 Ton Van
Dorn 射出成形機(モデル番号 75−RS−3F)で射出成形し、適切なA
STM試験片をつくった。成形条件には、240℃のストレート押出温度分布、
600psiという高い剪断射出圧力を与える最大スクリュー速度及び60℃の
成形温度が含まれる。試料の試験には、引張降伏応力(ASTM D−638)
、1%割線曲げモジュラス(ASTM D−790A)及び変形温度(HDT、
ASTM D−648)が含まれた。データーを表3に示す。
【0081】
【表6】
【0082】 表3のデーターから分かるように、ジエン系のコポリマー(実施例3〜10)
の曲げ弾性率、HDT及び引っ張り強度は、非ジエン系対照(比較例12)の値
よりもやはり高く、これは有利なことである。曲げモジュラスやHDTのレベル
が向上することにより、周囲温度と高温の両方において構造剛性が改良される。
包装分野におけるこれの一つの意味は、対応する比較例の樹脂を用いた場合より
も容器の変形を少なくする可能性を有して、容器(本発明の樹脂からつくった)
に高温な成分を入れることができることである。
【0083】 ポリプロピレン産業では、結晶性に関連した特性(曲げモジュラス、降伏引張
強度及びHDTのような)の向上は普通外部から添加された核剤の添加により達
成される。プロピレンポリマーとともに商業的に使われている典型的な核剤は、
安息香酸ナトリウム(例えば、Malinckrodt,Incから)、ソルビ
トール系の製品(例えば、Milliken Chemical Co.からのM
illad 3988)及び有機リン金属塩(例えば、AmfineからのNA
−11)である。驚くことに、これらの外部核剤を本発明のポリマーに添加した
場合に、特性の追加的向上は非常に小さい。これは、反応器によるプロピレンポ
リマーは現在ポリプロピレンについて日常的に使われている主な核剤に対しては
反応しない場合である。これを図2に示している。これらのデーターは、4つの
物品、すなわち、実施例9、及び上記の3つの核剤を添加した後の各々の実施例
9、の成形部品特性を示している。核剤の濃度は、安息香酸ナトリウムが200
0ppm、NA−11の場合が2200ppm及びMillad 3988の場
合が2500ppmであった。ASTM部品は75 Ton Van Dorn 射
出成形機を用いた射出成形し、引張特性(ASTM D−638)、1%割線曲
げモジュラス(ASTM D−790A)、アイゾット衝撃強度(ASTM D−
256 方法A)、熱変形温度(ASTM D−648)及びRockwell
硬度(ASTM D−785−93)の測定を行った。特性プロフィルは4つの
物品について同等と考えられ、本発明のポリマー(実施例9)の自己核化能力が
、及び、添加された核剤に対して応答がないことが強調された。一般に、ポリプ
ロピレンにおいて活性があることが知られている種々の核剤に対して反応を示さ
ないことは、本発明のポリマーの組成が独特であることを示している。この独特
な挙動と一致して、本発明のポリマーは、下で述べる偏光測定において見られる
ように、固体状態において形態学に実質的な違いがあることを示している。
【0084】ii.成形部品に関する偏光顕微鏡による研究 ポリプロピレンのような半結晶質ポリマー物質から形成された成形部品の形態
学(固体状態の分子配置と構造)は、その断面について典型的には不均質である
。何故ならば、溶融体における配向、及び冷却速度は、成形キャビティーの1つ
の点から次の点の間で異なるからである。この分野における現在の文献の総説は
、E.P. Mooreが編集したポリプロピレンハンドブック(Hanser P
ublisher、1996年版、ニューヨーク)において見出すことができる
【0085】 一般に、断面形態学は、種々の層から構成されている。層の中の差違の度合い
は、ポリマーの特徴や用いた特定の成形パラメータを含む多くの因子により左右
される。しかし、外側の「スキン層」、遷移層である「剪断域」及び内側の「コ
ア層」による層形態学の説明は役立つ表現である。さらに、成形物品、特に射出
成形物品のスキン層の形態学はコアの形態学とは異なっていることが観察された
。スキン層は典型的には薄く特徴がなく、一方、コア層は非常にしばしばよく形
成される球晶により特徴付けられる。剪断域は、スキンの近くでは互いに区別す
ることが困難であるが、コアに近づくと識別できるようになる多くの層(時には
「ねじ山」(thread)”と呼ばれる)の存在により一般的に特徴づけられる
。これらの層には、列に並べて核化された、一般に小さく且つ乏しく形成された
球晶が含まれている。剪断ゾーンの特徴と定義は、コアの形態学と比較した場合
は乏しい。
【0086】 本発明のポリマーの射出成形された試験片(Butler実験室用射出成形機
及び上で述べた条件を用いて製造した、およそ125mmx12.5mmx3m
mの寸法の試験片)に関する偏光顕微鏡によると、対応するジエンを含まないホ
モポリマー比較体に比べてかなりの違いを示している。これらの違いは、発明の
ポリマーの方が実質的に厚く且つより顕著である主として剪断域に関するもので
ある。本発明のポリマーの剪断層と比較例の樹脂の剪断層との間の違いを便宜上
定量化できるためには、スキン層と剪断層を一体化して”有効スキン層”と呼ぶ
。この物体は、下で説明する偏光顕微鏡写真から容易に推定することができる。
【0087】 本発明のコポリマーである実施例1及び比較例11からの成形部品の断面を、
偏光顕微鏡下で調べた。各試料片の部分的断面(流れ方向−正方向断面)図は図
3Aと3Bの顕微鏡写真に示す。図3Aを参照すると、実施例1のコポリマーは
70−80μm(又は測定点における試験片の総厚さの約2%)の有効スキン層
であることを明らかに示している。この有効スキン層の厚さは、成形した試験片
の外側のへりから顕微鏡写真上の球晶構造の発達の開始を示している位置までの
間隔であり、これはコア層の開始を意味している。この有効スキン層の寸法は、
図3Bにおける従来のメタロセンポリプロピレンの有効スキン層よりもかなり厚
い。図3Bに示したメタロセンポリプロピレン(比較例11)の有効スキン層は
5μm(又は測定点における試験片の総厚さの約1×10−1%)未満の厚さを
有する。やはり、この測定は、成形物品の外側のへりから球晶構造の発達が開始
するまでの間隔であり、コア層の始まりを意味している。本発明のコポリマーに
は、流れ方向に沿った有効スキン層に非常にはっきりしたバンドを有し、これは
列に並べた核化構造であると考えられている。これは比較例11については観察
されない。この観察は、発明のポリマーと比較対照の間の明確な違いを指摘して
いる。
【0088】 成形物品の性質、従って、用途は、物品の形態学により左右され、物品のスキ
ン層と有効スキン層の厚さが主要な構成要素である。一般に、有効スキン層の薄
い成形物品は対応する層が厚い同様に成形した物品よりも硬さが少ない。高い剛
性を有する成形物品を必要とする用途の例には、良好な上部荷重強度のための射
出成形した及び吹込成形した瓶並びに剛性及び耐マーキングや耐擦りきず性が望
ましい自動車用内装品や外装品のような自動車用物品に使われる成形物品が含ま
れる。
【0089】 有効スキン層の厚さは、成形物品の全体寸法により左右される。なお、ポリマ
ー、特に本明細書で述べた本発明のコポリマーから、先に述べた条件下で形成さ
れた成形物品の有効スキン層は、10〜120μm、望ましくは20〜110μm
、より望ましくは30〜100μmの範囲の厚さを有することが特に望まれてい
る。さらに、ポリマー、特に本明細書で述べた本発明のコポリマーから形成され
た瓶又は自動車部品(例えば、内装品物品又は外装品物品)のような成形物品の
有効スキン層は、成形物品の厚さに比例して、測定点における成形物品の総厚さ
の0.4〜15%、より望ましくは測定点における成形物品の総厚さの0.5〜5
%の厚さであることが望ましい。
【0090】 偏光顕微鏡で成形物品の断面部分を観察すると、有効スキン層はコア層と、分
子配向、及び望ましくは成形物品の表面に近接のポリマーの平行分子配向により
、区別することができる。さらに、分子配向と有効スキン層の厚さは、Metr
icon Model 2010 Prismカプラーにより測定した複屈折値に
関係づけることができる。
【0091】 ポリマーは約200〜250℃の範囲の温度で試験片(125mmx12mm
x3.0mm)及びプラック(75mmx50mmx1.0mm)に射出成形した
。反射指数(RI)は、3つの主軸、すなわち、流れ方向又は縦方向(MD)、
横断方向(TD)及び正方向(ND)に沿って測定した。平面内複屈折(IBR
)と平面複屈折(PBR)は次式により定義することができる: IBR=RI(MD)−RI(TD) PBR=(RI(MD)+RI(TD))/2−RI(ND)
【0092】 複屈折IBR及びPBRに関する他の文献情報は米国特許第5,385,704
号に記載されており、この特許は引用によりこの明細書に組み込まれている。
【0093】 実施例4、5及び8並びに比較例12のポリマーのIBR及びPBRの値を、
表4に示す。これらのデーターは、比較例12に比べて実施例4、5及び8では
、2乃至7倍高い複屈折値が得られていることを示している。複屈折値がより高
いことは、有効スキン層の表面における分子配向がより高いことを示している。
【0094】
【表7】
【0095】iii.伸び粘度 溶融流動学のデーターにより、高い回復コンプライアンスにより証明された本
発明のコポリマーの増大した溶融弾性率と溶融強度が示された。これは伸び粘度
の測定により補強され得る。
【0096】 伸び粘度のデーターは、160℃における伸び歪モードにおいてReomet
rics Melt Elongational Rheometer(RME)
を用いて得た。これらのポリマーは、0.1〜0.2重量%のBHT(2,6−ジ
tert−ブチルー4−メチルフェノール、普通の酸化防止剤)を用いて安定化
し、長方形の試験片(60x8x2mm)に成形した。クランプ間の距離を50
mmに設定した。
【0097】 測定方法の詳細については、下で説明する。なまのデーターは、引張強度対時
間の展開、F(t)、であり、これは伸び粘度値に変換される。伸び応力と伸び粘
度は、それぞれ式1により与えられる:
【式1】 機器における指令値を用いる代わりに、指令値は映像分析操作により決めた。均
一の延伸条件の間に、試料の長さは時間とともに指数関数的に増大する。従って
、容積は同じと仮定すると(非圧縮性の溶融体)、S(t)は式2に従う:
【式2】
【0098】 延伸の間の試料幅I(t)を測定することが便利である。一軸変形下では、それ
は式3により表される:
【式3】
【0099】 真の伸び速度は各々の試験についてこの手順に従って決めた。
【0100】 注意として、式[1]乃至[3]は次のような2つの基準が証明された場合の
み適用された: ●力の値が最小変換器の分解(0.2cN)より高く、且つ ●均一な変形、すなわち、ネックインがなく、かつ[−2ln(l(t)/l]対
時間のプロットの直線性からのずれがないこと。
【0101】 これらの基準のいずれかうまくいかない場合は、変換は信頼され得ないので、
対応するF(t)値は伸び粘度のデーターに変換されない。第2の基準は、一般に
、測定とそれらの信頼性について最も厳格なテストであることに留意する必要が
ある。
【0102】 比較するために、歪振動実験から独立に評価できる線形粘弾性の予測と一緒に
実験データーをプロットすることは有用である。これらの実験は、Rheome
tric ScientificからのRMS800又はSR−500装置で行
った。離散した緩和スペクトルをBaumgaertelとWinterの確立
された方法(文献:Rheol. Acta、Vol 28、511、1989)
を用いて計算した。次いで、過渡伸び粘度を式4を用いた歪値の3倍として計算
した:
【式4】
【0103】 伸び粘度測定から得られる非常に重要な特徴は、歪硬化の特性である。線形粘
度に対する、破断における測定されたポリマーの伸び粘度の比は、歪速度の各々
について計算され得る。歪硬化は、この比が1より大きい場合に定義される。歪
硬化は、伸び粘度対時間のプロットにおける伸び粘度の突然の急上昇として観察
される。線形粘弾性物質の挙動から外れたこの急上昇は、1960年代にLDP
Eについて報告され(文献:J.Meissnher、Rheol. Acta
、Vol8、78、1969)、ポリマー中の長い分岐の存在に起因するものと
された。
【0104】 本発明のコポリマー(実施例3、4、5、7)及び対応する対照(比較例12
)のデーターは図4に示されている。例示の方法により、本発明の実施例4は、
線形粘度に対する、破断における伸び粘度の比は、0.1秒の歪速度において8.
45であることを示している。歪速度が0.3秒−1の場合、その比は6.47で
ある。歪速度が1.0秒−1の場合、その比は4.47である。対照(比較例12
)の場合、伸び粘度は破断点(すなわち、歪硬化はない)を通って上昇すること
なく線形粘弾性データーをたどるように見える。これらのデータープロットは、
本発明の実施例と比較例の間の溶融粘度差を再度証明している。比較例のポリマ
ーは歪硬化を示さず線形粘弾性物質のような挙動を示した。本発明のコポリマー
が示した異なる挙動は、それらの異なる組成と分子構造に起因していることは明
らかである。
【0105】iv.繊維と織物 実施例3の、プロピレン/1,9−デカジエンコポリマーは繊維の製造に使わ
れた。ACHIEVETM3825(テキサス州ヒューストンのExxonMo
bil Chemical Co.から市販されている、32MFR;メタロセン
系の線状ホモポリマー)における実施例3の溶融均一化したブレンドは、Wer
ner−Pfleiderer二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸同
時回転スクリュー直径57mm)でつくった。溶融配合する前に、1000pp
mのIrganox1076(Ciba Geigy Corp.)及び250p
pmのステアリン酸カルシウム(Witco Chemical)の添加剤バッ
ケージを、各樹脂混合物にドライブレンドした。これらのブレンドに関する特性
データーを表5に示す。
【0106】 ACHIEVE 3825及びACHIEVETM3854(テキサス州ヒュ
ーストンのExxonMobil Chemical Co.から市販されている
、24MFR;メタロセン系の線状ホモポリマー)をこの研究における比較例と
して用いた。これら2つの樹脂は、ポリプロピレン織物市場において広く使われ
ている。
【0107】
【表8】
【0108】 表5のデーターは、線状ホモポリマーに本発明のポリマーを少量添加すると、
結晶化に対して実質的に影響を与えることを示している。ACHIEVE 38
25に実施例3のポリマーをわずか5%添加すると、結晶化温度Tcが105.5
℃から115℃へ上がる。又、回復可能なコンプライアンスは、実施例3のポリ
マーを添加すると直線的に上昇し、純粋のACHIEVE 3825の場合の0
.59x10−5cm/ダインから実施例3のコポリマーを40%添加した場
合に4.8x10−5cm/ダインになる。回復可能なコンプライアンスの値
が高いことは、繊維の紡糸性能には好ましくないので(従来の実験から、2.0
x10−5cm/ダイン最大が良好な紡糸についての切断であるようだ)、対
照3825及び3854とともに5、10及び20%ブレンドのみを繊維に加工
した。
【0109】 ベースポリマーからの繊維の製造は、ほぼ5つの工程、すなわち、ポリマーを
配合し、均質化し、顔料や安定剤のような成分を添加すること、押出機中でポリ
マーを溶融すること、紡糸口金オリフィスによりポリマー溶融体を加圧すること
、溶融ポリマー繊維を引き延ばすこと、制御された冷却により繊維を凝固し、繊
維を回収することに区分することができる。いくつかの二次的な操作(追加の延
伸、きめ出し、繊維の切断等)は凝縮した繊維についてしばしば行われる。
【0110】 先に述べたプロピレンポリマー物品から部分的に延伸した糸(POY)を製造
するために繊維ラインで試験した。用いたPOYライン、すなわち、Exxon
Mobilが製作した装置は、スパンボンデッド不織布プロセスの反末頭のモデ
ルである。樹脂は紡糸口金(72孔のスピンパック)を通って押し出され、次い
で高速巻取機に巻き取られる。生産量は、約0.6g/孔/分である。このプロ
セスでは、ほとんどすべての延伸は溶融相で行われる。糸は切れるまで巻き取り
速度を上げられる。加工データーを表6にまとめる。
【0111】
【表9】
【0112】 これらの加工データーは、一般に、紡糸性に負の悪影響が与えられる前に、分
岐ポリプロピレンの少ないもののみが使用できることを示している。実施例3の
ポリマーを5%添加すると、かなりの破断時速度を有する良好な紡糸性を示した
。実施例3のポリマーを10%以上加えるのは好ましくない。
【0113】 異なるポリマーからの糸についての複屈折値(偏光顕微鏡を用いた)を図5に
示す。表5から、ACHIEVE 3825に実施例3のポリマーを5%者少量
を添加すると、結晶化温度Tcが約10℃(105.5から115℃へ)上がる
ことが分かる。繊維に付与されたほとんどすべての延伸は溶融相で与えられるの
で、図5で見られるようにTcの上昇をもたらす状況により延伸が少なくなり、
従って、繊維の複屈折もより低い。
【0114】 引張試験(Textechno Statimat M試験機を用いる)は、P
OY装置からの繊維について行った。強力と伸びに関するデーターを図6に示す
。ACHIEVE 3825の糸の伸びは実施例3のポリマーを少量添加した場
合に改良されていることが分かる。純粋の3825から実施例3のポリマーを5
%添加したものへ移行した場合の方が、5%添加から20%添加へ移行した場合
よりも実質的に大きな上昇がある。繊維の伸びの改良は、多くの用途において非
常に望ましい特性である。繊維の強度値は、実施例3のポリマーの添加量が少量
であることにより低下し、ACHIEVE 3825への実施例3のポリマーを
ブレンドすると、伸びに対する糸の強度の異なるバランスを生じる。より一般的
には、線状ポリプロピレンに対して本発明のポリマーを少量(10%未満、典型
的には5%)添加すると繊維の結晶化や延伸を調節し、特性分布の異なった繊維
を得ることができる。繊維の伸びが高い部分的に延伸した糸を得ることができる
。より高い強力が望ましい場合は、付加的延伸工程を行い得て、この目標を達成
することができる。これらの少ない添加量(10%未満、普通は5%)において
、良好な紡糸性と良好な速度対破断比率を維持できる。
【0115】 本発明のポリマーのブレンドにより明らかにされた繊維製品特性のこのより広
い範囲は、又、織物(例えば、スパンボンデッド不織布)の製造中に予想され得
る。
【0116】v.吹込成形された瓶 実施例7のプロピレン/1,9−デカジエンのコポリマーを用いて1ガロンの
工業用丸底瓶を吹込成形により製造した。実施例7の純品及び実施例7と15の
50/50の溶融均質化ブレンドのペレットをWerner−Pfleidre
r二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸同時回転スクリュー直径57m
m)でつくった。溶融配合する前に、1000ppmのEthanox330(
Ethyl Corp.)、1500ppmのIrgafos168(Ciba
Geigy Corp.)及び600ppmのステアリン酸カルシウム(Wit
co Chemical)の添加剤バッケージを、各樹脂にドライブレンドした
。さらに、両方ともテキサス州ヒューストンのExxonMobil Chem
ical Co.からの、市販品であるPP9122ランダム・コポリマー(2.
1MFR、2.1%Cコモノマー)及びPP7031 E7衝撃コポリマー(i
mpact copolymer)(0.35MFR、9.0%全Cコモノマー
)を対照として用いた。
【0117】 上記のポリマーをUNILOY 2ヘッド往復吹込成形機で成形した。1ガロ
ン工業用丸底瓶成形型を用いた。この型は、ビルトインハンドル及び瓶の長さに
沿って直径の変化を含む比較的複雑なデザインを有する大型の瓶(瓶重量約11
5g)を提供する。UNILOY機で用いたプロセス条件を下の表7にまとめる
【0118】
【表10】
【0119】 異なる樹脂の吹込成形の加工性は次のようなものであった。ランダム・コポリ
マーPP9122は、うまく吹込成形できなかった。ラインドアウト(line
d-out)条件を得ることはできなかった。この物質は高い粘着性及び高い膨
潤性を示した。衝撃コポリマーPP 7031 E7は良好な成形性を示し、連続
的ラインドアウト操作を確立している。本発明のポリマーである実施例7(MF
RがPP7031 E7の0.35dl/gに対して約2.0dl/g)は、連続
的なラインドアウト操作を用いて良好な成形加工性(純品、及び比較例15との
50/50ブレンドの両方が)を示した。実施例7からの瓶は、ビルトインハン
ドルのような重要な位置で良好な明確さを示した。全体の外観は良好であったが
、内壁表面にある程度の変形が認められた。これは、分岐の程度の最適化により
調節できる流動学的作用であると考えられる。80%のPP 7031 E7及
び20%の実施例7のポリマーのオンライン・ブレンド(押出機ホッパーに供給
されたドライブレンド)は、驚くほど加工性が良好であった。このブレンドは、
非常によく加工できて瓶の鮮映度や外観も非常によかった。実施例7のポリマー
のみの場合に認められた内表面の変形は、もはや存在しなかった。実施例7のポ
リマーを20%添加したものも、瓶の剛性と上部荷重性能(ASTM D265
9による)が一段と向上した。この性能を図7に示す。
【0120】 溶融強度の高い本発明のポリマーは、良好な吹込成形加工性を示し、約2MF
Rの実施例7のポリマーに従来のプロピレンポリマーの分別MFR(fract
ional MFR)に匹敵する成形性を与える。さらに、本発明のポリマーに
より提供された結晶性に関連した特性のレベルの上昇により瓶の上部荷重強度を
向上させた。吹込成形級の従来のポリプロピレン(衝撃コポリマーPP 703
1 E7のような)に少量の添加(成形ラインで10〜20%ブレンドした)す
ると、良好な成形性が与えられ上部荷重強度が改良された。
【0121】vi.熱成形部品 実施例6のプロピレン/1,9−デカジエンコポリマーを用いて、バッチ式の
成形機を用いる熱成形により、中絞り食品容器を製造した。実施例6のポリマー
のみ、実施例15のポリマーのみ、及び実施例6と15の50/50溶融均質化
ブレンドを、Werner−Pfleidrer二軸スクリュー配合押出機(Z
SK57;二軸同時回転スクリュー直径57mm)で製造した。溶融混練する前
に<1000ppmのEthanox 330(Ethyl Corp.)、1
500ppmのIrgafos168(Ciba Geigy Corp.)及び
600ppmのステアリン酸カルシウム(WitcoChemical)の添加
剤バッケージを各樹脂にドライブレンドした。ペレット化生成物をシートに押し
出した。このラインには1.25インチの一軸スクリュー押出機と10インチ幅
のシート押出ダイを有した。製造されたシートは厚さが約20ミルであった。3
つの材料からのシートを押し出した場合問題はなかった。
【0122】 これらのシートは、バッチ式熱成形機(AAAシャットル機)を用いて容器に
成形した。この装置は本質的には真空成形(約26インチHg)により機能し、
トライアルの間にプラグアシストは用いなかった。オーブン加熱ステーションは
、独立した上部と下部の温度制御を用いて作動し、オーブン時間は熱サイクルタ
イマーにより調節した。成形ステーションは真空を備えていた。成形温度は12
1℃に調節した。用いた型は中絞り食品容器金型(7.5インチx2.5インチx
1.5インチ)であった。シートは、オーブンと成形ステーションの間でシヤッ
トルする金属枠に締め付けられた。締め付け装置に比例してシートの延伸は、3
つのすべての材料について一貫していた。成形直前のシートの表面温度は、IR
ガンを用いて測定した。用いた試験概要には、3レベルのオーブン温度(600
°F又は316℃、700°F又は371℃、800°F又は427℃)が含ま
れていた。各オーブン温度において、操作ウインドーを決めるためにある範囲の
加熱時間を調べた。これは容器の観察により評価された。容器の判断に用いた基
準は、特に角のような重要な位置における壁の分布、部分の明確さ(すなわち、
成形金型の細部すべてを再現する能力)及び一般的な外見(すなわち、割れ目が
ないこと、すなわち、成形操作によるひだや折れ目がないこと)であった。
【0123】 オーブン温度700°F(371℃)における3つの材料に関するプロセス操
作ウィンドーを図8に示す。この図は、オーブン加熱時間対シート温度のプロッ
トである。四角は、各材料について、上で規定した基準により、ウインドー内で
は良品質の容器をつくることができることを示している。比較例15(線状ポリ
マー)のウインドーは、かなり限定されていた。本発明のポリマーである実施例
6は、より広い加工ウインドーを示した。50/50の材料のウインドーは中間
であった。溶融強度が改良されている本発明のポリマーは、より長いオーブン時
間において優れたたわみ抵抗を示した。このことが、比較例15で可能な温度よ
りも高いシート温度における操作を可能にした。さらに、本発明のポリマーシー
トはオーブンから取り出したときにヒダや折れ目が少なかった。シート形態にお
けるこの改良により、成形操作中のシールがより密になり、その結果部分がより
明確になった。
【0124】vii.発泡部品 実施例5、7、9及び10のプロピレン/1,9−デカジエンコポリマーを、
化学発泡剤を含む発泡操作で評価した。これらのポリマーのペレットをWern
er−Pfleidrer二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸スクリ
ュー直径57mm)でつくった。500ppmのIrganox 1076及び
、1000ppmのIrgafos 168(両方ともCiba Geigy C
orp.から)の添加剤バッケージを、溶融混練する前に各樹脂にドライブレン
ドした。市販の、Montell Polyolefins(デラウエア州ウイ
ルミントン)からのPro−faxTM PF−814と呼ばれる分岐プロピレ
ンポリマーを、比較例として用いた。この製品は公称3MFR(230℃におい
て)のもので、低密度押出発泡体用の溶融強度の高いポリプロピレンホモポリマ
ーとして報告されている。発泡のために用いられた装置は、ブラベンダー同時押
出ラインであった。発泡したコアの各側の上に固体のスキンを与える能力を与え
た。この評価では、発泡されたコアのみが製造された。このラインには、直径1
.9mmで24L/D、及び幅50mmのスリットダイの一軸スクリューを有し
た。用いた化学発泡剤は、SafoamTM FPE50(ニュージャージー州
キーポートのReedy International Corp.)であり、こ
れは重炭酸ソーダとクエン酸の配合物である。5%の添加で用いた。発泡体の処
理挙動は、表8に示したデーターから測ることができる。
【0125】
【表11】
【0126】 本発明のポリマーは、市販の製品に匹敵するフォーム密度の平坦な発泡シート
を与えた。加工挙動も匹敵した。実際に、本発明のポリマーは、より低いダイ温
度を設定できる利点を与えるようであった。PF−814では、160℃未満の
温度では、押出物は受け入れがたい傾向がある。図9に示した顕微鏡写真から分
かるように、すべてのポリマーで良好なフォーム形態学が得られた。本発明のポ
リマーは、きわめて均一な大きさと形状の気泡を有する発泡構造を示している。
気泡の大きさは、比較例の樹脂であるPF−814の方がわずかに低いフォーム
密度(0.3g/ml対本発明の実施例では0.4g/ml)と一致して大きい。
【0127】 本発明の実施例4、及び比較例として市販の分岐ポリプロピレンPF−814
について二酸化炭素ガス注入を用いた発泡実験を行った。用いた装置は、直径3
2mm、L/D40及び3mmのロッドダイの一軸スクリューを有するKill
ionセグメント押出機であった。発泡剤として二酸化炭素ガスを用いた。80
0psiまでは、ガスシリンダーを用いて行い、800psiを超えた圧力を供
給をするためには増圧機を用いた。気泡核剤としては0.5%の添加においてS
afoamTM FPE50を用いた。主な加工データーを下の表9に示す。
【0128】
【表12】
【0129】 追加データーの相関関係を図10に示す。これらのデーターは、用いた試験条
件により、両生成物は同等に低いフォーム密度が得られ、これは望ましいことで
ある。本発明のポリマーである実施例4の発泡加工は、比較例の樹脂である市販
のポリマーPF−814に類似しているようである。化学発泡剤からの発泡分布
を用いた場合に先に指摘したように、本発明のポリマーは、(同じフォーム密度
では)より低い溶融温度で処理できるようであり、これは有利なことである。両
樹脂からのフォーム形態学は、図11に示した顕微鏡写真からわかるように、良
好な独立気泡構造を示す。
【0130】viii.熱可塑性オレフィン組成物(TPOs) TPOは、典型的には、アイソタクチックポリプロピレンとゴム(例えば、E
P又はEPDMゴム)の均一なブレンドから成る。本発明の実施例を用いて、ポ
リプロピレンが主成分であり、ゴムが分散している少量成分であるTPOsを製
造した。比較例12(線状ポリマー、ジエンなし)とともに、実施例3、4、5
及び7は、EPゴムとともに20%ゴムの量まで配合した。用いたEP等は、V
ISTALONTM457(29ムーニー、48%C、Mw150k、Mw/
Mn 2.1、tg 約−55℃)であった。テキサス州ヒューストンのExxo
n Mobil Chemical Co.から得た、この製品は、TPO事業の
改質剤として広く使われている。この組成の詳細を表10に示す。
【0131】
【表13】
【0132】 全部で25試料ブレンドを製造した。配合は、各試料の成分をドライブレンド
することを含み、その後に、Farrell OOC バンバリーミキサーで約5
ポンドバッチの溶融均質化を行った。用いた混合温度は、188乃至216℃の
範囲であった。ミキサーにまずポリプロピレンを入れ、完全に溶融し、その後、
その他の成分(ゴム改質剤、特殊安定剤)を添加した。混合は低ローター速度で
3分間行い、さらに3分間、高ローター速度で混合した。配合した配合物を圧縮
し、チャンクとして回収した。冷却後、このチャンクをIMS粉砕機(モデル2
069−SP)を用いて(約1mmの大きさに)粉砕した。粉砕した生成物を、W
erner−Pfleidrer二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸
同時回転スクリュー直径57mm)でペレットに押し出した。このペレットは、
75 Ton Van Dorn 射出成形機でASTM部品に射出成形した。成形
部品の特性データーを表11に示す。測定項目には、引張特性(ASTM D−
638)、曲げ特性(ASTM D−790)、ガードナー衝撃(ASTM D−
5420)及びノッチ付きアイゾット衝撃(ASTM D−256)が含まれて
いた。さらに、付加的なデータープロットを図12に示す。弾性率対ゴム含有量
のプロットは、本発明の実施例5が、所定のゴム含有量について比較例12(ジ
エンの対照がない)よりも高い弾性率を有していることを示しており、これは有
利なことである。図12には、異なるポリマーブレンドについて、ノッチ付きア
イゾット衝撃(23℃における)対配合物のMFRのプロットもある。比較例1
2(ジエンの対照はない)では、ゴムを添加するとMFRは低下するが、衝撃の
改良は十分とは言えない。本発明の実施例はMFRのずっと低い低下を示すが、
衝撃強度は実質的に向上する。対応する量のゴム添加量において、衝撃値は対照
(比較例12)に比べて3〜10倍向上する。最後に、図12は、剛性と衝撃の
間のバランスを示している。ジエンのない対照である比較例12をベースとする
ブレンドは、ゴムを添加すると弾性率が急に低下し、衝撃強度はほとんど向上し
ない。本発明の実施例のブレンドは、剛性が次第に低下し、衝撃強度はかなり実
質的な向上を示す。本発明のポリマーについて剛性と衝撃との間のバランスは、
ある点までは改良され、あるジエン量を超えると同じトレンドラインが得られる
(実施例4、5及び7)。
【0133】
【表14】
【0134】ix.フィルム 実施例3(10MFR)のプロピレン/1,9−デカジエンコポリマーを、純
品及び比較例16(12MFR)とのブレンドの両方において、フィルム形成操
作において評価した。上記ポリマーのペレットをWerner−Pfleidr
er二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸同時回転スクリュー直径57
mm)で製造した。4つの組成物(実施例3の純品と比較例16と10、20及
び40%の実施例3のブレンド)を配合押出機で溶融均質化して製造した。溶融
配合する前に、次のような添加剤バッケージを各試料にドライブレンドした:す
なわち、700ppmのIrganox1010及び、700ppmのIrga
fox168(両方ともCiba Geigy Corp.)、300ppmのD
HT−4A中和剤(Kyowa Chemical Industries Co
.,Ltd.)、750ppmのSiltonJC−30粘着防止剤(Inte
rnational Resources,Inc.)、1500ppmのEru
camideスリップ剤及び500ppmのOleamideスリップ剤(両方
ともWitco Chemicalから)。
【0135】 さらに、比較例12及び16の純品並びに市販(テキサス州ヒューストンのE
xxon MobilChemical Co.)のプロピレン・ポリマー PD
4443(7.3MFR)及びACHIEVETM3854(24MFR)もフ
ィルムに加工した。これらのポリマーのすべてには、ACHIEVE 3854
を除いて上で述べた添加剤バッケージが含まれている。
【0136】 フィルムの形成は、Killionミニキヤスト同時押出フィルムラインで行
った。このラインには、L/Dが24:1の3つの押出機(「A」押出機は直径
が1インチであり、「B」と「C」押出機は直径0.75インチ)があり、これ
らがポリマーを供給実施例3のブロックに供給する。これらの単層フィルムでは
、「A」押出機のみが使われた。供給ブロックは溶融ポリマーを各押出機から個
々の溝にそらす。合わせた流れは幅8インチのCloerenダイに入る。溶融
ポリマーはダイを出て、冷却ロール(直径8インチ、ロール面10インチ)に流
延される。流延単位装置は速度を調節して望みの厚さのフィルムを得る。温度分
布は、比較例12及びACHIEVE 3854(両方とも20MFR)の場合
は216℃の溶融温度が得られるように設定され、MFRが低いその他の試料で
は240℃に設定される。押出機速度は約110rpm、冷却ロール温度は24
℃に設定した。ライン速度は、1.5ミルのフィルムが得られるように調整した
。フィルムは加工後2週間保存し、種々のフィルムの機械特性:周囲温度におけ
る引張強度、伸び及び1%割線モジュラス(ASTM D−882);エルメン
ドルフ引裂強度(ASTM D−1922);ピーク破壊力(ASTM D−34
20)及び全エネルギー衝撃(ASTM 4272−90)について試験した。
これらの試験から得られたフィルム特性データーを表12に示す。
【0137】
【表15】
【0138】 本発明のポリマーは、比較例のポリマーよりも周囲温度における高い剛性を示
す。より低い速度において(例えば、破壊力)フィルム靭性は対照に匹敵する。
より速い試験速度において(例えばエルメンドルフ引裂)、より低い靱性値が得
られる。
【0139】 周囲温度で得られたより高いフィルムの剛性は、図13に示すように、高温試
験(縦方向、MD、及び横断方向、TDに沿って75℃と120℃において)ま
で持ち越される。水蒸気透過抵抗のバリヤー特性(WVTR;ASTM F−3
72)及び酸素透過抵抗(OTR;ASTM D−1434)は、本発明のポリ
マーでは最良である。これを図14に示す。個々の成分のフィルムよりもブレン
ドフィルムの方が改良されたバリヤーの指標がある。図15にフィルムのシール
性能を示す。ヒートシール試験には、Thellerフィルムシーラー(モデル
PC)上にシールされたフィルムが含まれ、United 6ステーション引張
試験機でシール強度についてテストした。シール条件は、シール圧力30psi
;滞留時間0.5秒;シール試験片サイズ 5インチx3/8インチであった。
シール試験の条件は、長さ4インチで幅1インチのストリップ;1試料につき3
試験片;試験速度20インチ/分であった。図15のデーターは、本発明の実施
例3のポリマー(純品及びブレンド)のシール開始温度(SIT;4ポンドのシ
ール力における温度)値は、メタロセン従来のチーグラー・ナッタ線状対照(そ
れぞれ、3854と4443)の値の間にあることが示されている。本発明のフ
ィルム(純品及びブレンド)が極限シール強度の最高レベルを示し、これがフィ
ルムヒートシールの強度を特徴付けることが観察されることが注目すべきことで
ある。
【0140】 先に観察されたフィルム特性に基づいて、本発明のポリマーの潜在的なポリマ
ー用途には、 i)標準線状ポリプロピレン(延伸された及び延伸されていない両フィルム)に
本発明のポリマーを添加して、バリヤー特性と剛性を高め、一方、良好な加工性
を維持すること。より高いフィルムの剛性及びバリヤーは、ポリプロピレンの製
造者には常に興味をもつことである。 ii)包装用には、高い剛性、高いバリヤー及び容易な包装操作が必要である(
例えば、キャンディー包装材料、皿洗い用洗剤の立方体の包装材料、紙用の容易
な開き可能性)。 iii)固有の、より高い剛性及びバリヤー性を有するフィルムを与えるための
貼り合わせ又は同時押出物。 iv)剛性及びバリヤーの固有の向上に基づいてフィルムを薄くすること。
【0141】 本発明は特定の態様を参照することにより記載し,説明したが、本発明は本明
細書で例示しなかった多くの異なる変形態様があることは当業者には理解できる
であろう。このような理由で、本発明の真の範囲を決定する目的のためには、添
付した請求の範囲のみを参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例5、6及び8で生成されたコポリマー及び実施例12で生成された比較
ポリマーの溶融及び結晶化曲線を例示しているグラフである。
【図2】 実施例9のポリマーのみ及びポリプロピレン用として商業的に用いられている
異なる核剤を用いた実施例9の、射出成形部品特性分布のレーダープロットであ
る。
【図3】 図3Aは、実施例1のコポリマーから形成された成形試料の部分断面の顕微鏡
写真である。 図3Bは、実施例11の比較ポリマーから形成された成形試料の部分断面の顕
微鏡写真である。
【図4】 実施例3、4、5、7及び比較例12において生成されたポリマーについて伸
び粘度値(異なる剪断速度において)をプロットしたグラフである。
【図5】 ACHIEVETM3825における実施例3のブレンド及び純品3825か
ら部分的に延伸した糸について平均複屈折率のプロットである。
【図6】 ACHIEVETM3825における実施例3のブレンド及び純品3825か
ら部分的に延伸した糸について破断伸び及び強力値(対デニール番手及び巻き取
り速度)のプロットである。
【図7】 衝撃コポリマーPP 7031 E7及びPP 7031 E7中の実施例7の2
0%ブレンドからの吹込成形した瓶(瓶重量は両方とも同じ)の平均上部荷重値
のプロットである。
【図8】 実施例6、比較例15及びこれら2つの50/50ブレンドからの中絞り食品
容器の371℃(700°F)オーブン温度における熱成形加工ウィンドーのプ
ロットである。
【図9】 実施例10、7及び比較のための樹脂PF−814(Montellからの商
業物品)から化学発泡剤を用いてつくった平たい発泡シートの気泡形態学の顕微
鏡写真である。
【図10】 実施例4及び比較のための樹脂PF−814(Montellからの商業物品
)から、二酸化炭素ガス注入を用いた発泡形材の生産中の泡処理パラメータのプ
ロットである。
【図11】 実施例4及び比較のための樹脂PF−814(Montellからの商業物品
)から、二酸化炭素ガス注入を用いた発泡プロフィルの気泡形態学の顕微鏡写真
である。
【図12】 実施例3、4、5、7及び比較例12から誘導されたTPOブレンド組成物の
成形部品特性のプロットである。TPO組成物には、VISTALONTM
57EPゴムとのブレンドが含まれている。
【図13】 実施例3(純品及び比較例16とのブレンドにおける)、比較例12及び16
、並びに市販されている比較例PP4443及びACHIEVETM3854か
らのキャストフィルムの高温(75℃及び120℃)におけるフィルム剛性のプ
ロットである。
【図14】 本発明の実施例3(純品及び線状比較例16とのブレンドにおける)、比較例
12及び16、並びに市販されている比較例樹脂PP4443及びACHIEV
TM3854からのキャストフィルムのフィルムバリヤー特性(水蒸気透過抵
抗及び酸素透過抵抗)のプロットである。
【図15】 実施例3(純品及び比較例16とのブレンドにおける)、比較例12、並びに
市販されている樹脂PP4443及びACHIEVETM3854からのキャス
トフィルムのフィルムヒートシール挙動(シール強度)対シール温度のプロット
である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年11月27日(2001.11.27)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 プロピレンとジエンのコポリマーから形成された物品
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】分野 本発明はプロピレンコポリマーに関する。特に、本発明はプロピレンとジエン
モノマーの共重合により製造されるコポリマーに関する。
【0002】背景技術 ポリプロピレンは、広範な用途に用いられる安価な熱可塑性ポリマーである。
その用途のうちの物品には、例えば、フィルム、スパンボンデッド繊維や溶融吹
込繊維(melt blown fibers)のような繊維、不織布のような織
物、及び成形物品がある。1つの特定の用途に用いるポリプロピレンの選択は、
部分的には、ポリプロピレンポリマー候補の物理的及び機械的特性、並びに物品
加工様式又は製造プロセスに左右される。物理的特性の例には、密度、分子量、
分子量分布、溶融温度及び結晶化温度が含まれる。機械的特性の例には、加熱歪
温度(HDT)及び曲げ弾性率が含まれる。加工条件に関連がある要因の例には
、溶融流量(MFR)、サイクル時間、泡安定性、たるみ抵抗、溶融強度及び剪
断/伸び粘度(elongational viscosity)がある。
【0003】 一部の例では、ポリプロピレンから例えば射出成形法により形成された物品は
、高度の構造的剛性を必要とする。この構造的剛性は、弾性率(例えば、曲げ弾
性率)の値と直接相関関係があるので、成形物品において高い構造的剛性を達成
するためには、高い弾性率を示すポリマーが望ましい。さらに、この種の物品を
経済的に製造するためには、製造様式は”サイクル時間”とも呼ばれる選ばれた
速度で物品を製造することができなければならない。射出成形のサイクル時間は
、一般に、金型へ溶融ポリマーを入れる時から成形された物品を金型から放出す
るまでの時間と説明されている。サイクル時間は溶融ポリマーの粘度の関数であ
る。サイクル時間は、ポリマーの結晶化温度とも関係がある。一般に、結晶化温
度は溶融液体ポリマーが硬化する重要な温度である。この硬化は、一部は、ポリ
マー内に結晶構造が生成するためである。溶融ポリマーが金型で硬化するときに
、より高い結晶化温度を有するポリマーの方がより低い結晶化温度を有するポリ
マーよりも結晶構造を速やかに形成することになる。従って、結晶化温度の高い
ポリマーを使う方がサイクル時間を短くすることができる。このことから、多く
の変数が関係しており、特定の用途に用いるポリマーを選択する前に、検討する
必要がある。
【0004】 Chisso Corporationの欧州特許出願EP 1008607 A1には、プロピレンコポリマーが開示されている。このポリマーは、ある種 類の置換されたメタロセン化合物を用いて製造され、コポリマーの製造中にα,
ω−ジエンが用いられる。
【0005】 ポリマーの用途及びそれらから形成された物品に関する基準は発展させ続ける
必要があるので、これらの変化する基準を満たすために、ポリマー、特にポリプ
ロピレンポリマーの物理的、機械的及び流動学的特性を継続的に改変し且つ改良
する必要がある。
【0006】概要 本発明は、反応、特にオレフィンモノマー(オレフィンモノマーの一つはプロ
ピレンであることが望ましい)とα,ω−ジエンの共重合反応並びに、この反応
から得られるオレフィン/α,ω−ジエンのコポリマーに関する。さらに、本発
明は、オレフィンモノマーの共重合反応に関し、この反応にはプロピレンとエチ
レンとα,ω−ジエンの共重合、並びに製造されるコポリマーに関する。それら
のコポリマーは、例えば、フィルム、スパンボンデッド繊維や溶融吹込繊維など
の繊維、不織布などの織物、及び成形物品を含む種々の物品において用いられ得
る。特に、これらの物品には、例えば、キャストフィルム、延伸フィルム、射出
成形物品、吹込成形物品、発泡物品、発泡ラミネート及び熱成形物品が含まれる
【0007】 本発明のポリマーを製造するためには、線状α,ω−ジエンが好ましいが、そ
の他のジエン類も用いることができることを指摘する必要がある。これらには、
2−メチル−1,9−デカジエンなどの分岐、置換α,ω−ジエン、ビニルノルボ
ルネンなどの環状ジエン類、又はジビニルベンゼンなどの芳香族タイプが含まれ
る。
【0008】 本発明の実施態様には、98〜99.999重量%のオレフィン単位、及び0.
001〜2.000重量%α,ω−ジエン単位を有するコポリマーが含まれる。コ
ポリマーの実施態様は、50,000〜2,000,000の重量平均分子量、1
15〜135℃の結晶化温度、及び0.1〜100dg/分の溶融流量(MFR
)を有する。本発明のポリマーは本質的に高い結晶化温度を示し、核剤を外部か
ら添加する必要はないことに留意する。 さらに、それらのコポリマーは少なく
とも2つの結晶質集団を含む。ある実施態様では、一つの結晶質集団について融
点範囲を有し、その融点範囲は、もう一つの結晶質集団の融点範囲と区別できる
。融点範囲におけるその差は1〜16℃である。これは、2つの結晶質集団の融
点の差を表している。その他の実施態様では、結晶質集団の一つは、152〜1
58℃の融点を有し、もう一つの結晶質集団は142〜148℃の融点を有する
【0009】 その他の実施態様において、コポリマーには90〜99.999重量%のプロ
ピレン単位、0.00〜8重量%のプロピレン単位以外のオレフィン単位及び0.
001〜2.000重量%のα,ω−ジエン単位が含まれている。コポリマーの実
施態様は、50,000〜2,000,000の重量平均分子量、115〜135
℃の結晶化温度(外部核剤なし)、及び0.1〜100dg/分の溶融流量を有
する。オレフィンは、C2−C20α−オレフィン類、ジオレフィン類(一つの内
部オレフィンとともに)及びそれらの混合物のいずれかである。より具体的に述
べると、オレフィン類には、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−
1、ヘプテンー1、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4
−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセ
ン、1−ウンデセン、及び1−ドデセンが含まれる。このコポリマーには、さら
に、少なくとも2つの結晶集団がある。これらの実施態様は、一つの結晶質集団
では、もう一つの結晶質集団の融点範囲と1〜16℃の温度範囲により区別でき
る融点範囲を有する。より望ましいのは、結晶質集団の一つは152〜158℃
の範囲の融点を有し、もう一つの結晶質集団が142〜148℃の範囲の融点を
有する。
【0010】詳細な記載 本発明の記載の全体を通して、本発明をさらに記述するために範囲が使われる
。他に記載をしない限り、これらの範囲には記述された端点値、並びに記述され
た端点値により、及び/又はこれらの端点値の間で記述された値を含むと理解さ
れる。その上、範囲の記述は、記述された範囲外のすべての値をカバーするが、
機能的には範囲内の値と同等である。
【0011】 コポリマーの記載において、特にコポリマーの構成成分について記載する場合
、ある場合には、モノマー用語が使われ得る。例えば、「オレフィン」、「プロ
ピレン」、「α,ω−ジエン」、「エチレン」及びその他のαーオレフィンとい
うような用語が使われ得る。コポリマーの構成成分を記載するために、この種の
モノマー用語が使われる場合、それはコポリマー中に存在するこの種のモノマー
の重合される単位を意味する。
【0012】 このコポリマーには、1つ以上のオレフィンモノマー(この種のオレフィンモ
ノマーの一つはプロピレン)、及び1つ以上のα,ω−ジエンモノマーの共重合
反応生成物、並びに望ましくはメタロセン系共重合反応生成物が含まれている。
望ましくは、このコポリマーには、2つ以上のオレフィン(このオレフィンモノ
マーはαーオレフィンモノマー、特にプロピレンとエチレンモノマー)と1つ以
上のα,ω−ジエンモノマーの共重合反応生成物、及び望ましくはメタロセン系
共重合反応生成物が含まれている。
【0013】 一般に、オレフィン類はコポリマー中に98〜99.999重量%の範囲で存
在する。大抵の実施態様では、コポリマーのα,ω−ジエン含有量は0.001重
量%以上2重量%までの範囲である。しかし、個々の実施態様では種々のα,ω
−ジエン含有量を有する。例えば、0.003〜0.005重量%の最小ジエン含
有量の実施態様は本発明の範囲内にある。同様に、1〜1.5重量%の最大ジエ
ン含有量の実施態様も本発明の範囲内にある。
【0014】 2つ以上の異なるオレフィン単位を有するある実施態様では、コポリマーに存
在し得るプロピレンオレフィン単位はコポリマーの90.05〜99.999重量
%の範囲にある。これらの実施態様は、さらに、エチレンのようなその他のオレ
フィン単位を含むことができる。これらの実施態様は典型的には0.05〜8重
量%のその他のオレフィン含有量を有する。しかし、特定の実施態様では、最小
0.1重量%及び0.5重量%のその他のオレフィン含量を有する。同様に、その
他の特定の実施態様では、コポリマーの最大6重量%及び3重量%のその他のオ
レフィン含有量を有する。α,ω−ジエンは、通常、コポリマーの0.001〜2
重量%の範囲で存在する。しかし、特定の実施態様では、0.003からの及び
0.005重量%からの最小α,ω−ジエン含有量を有する。同様に、その他の実
施態様ではα,ω−ジエンは、コポリマーの1.5重量%及び1.0重量%の最大
含有量を有する。
【0015】 さらに、より望ましくは、このコポリマーには、コポリマーの90〜99.9
99重量%の範囲のプロピレン単位、コポリマーの0.00〜8重量%、望まし
くは0.1〜6重量%の範囲、より望ましくは0.5〜3重量%の範囲のC2又は
その他のαーオレフィン単位が含まれ、α,ω−ジエン単位はコポリマー中に0.
001〜2重量%、望ましくは0.003〜1.5重量%そしてより望ましくは0
.005〜1.0重量%の範囲で存在する。
【0016】 このコポリマーは、50,000〜2,000,000、望ましくは70,000
〜1,000,000及びより一層望ましくは100,000〜750,000の範
囲の重量平均分子量を有する。このコポリマーは、2〜15、望ましくは2〜1
0そしてより一層望ましくは2〜8の範囲の分子量分布(MWD)を有する。
【0017】 このコポリマーは、115〜135℃、望ましくは115〜130℃、そして
より一層望ましくは118〜126℃の範囲の結晶化温度(外部から添加される
核剤なしで)を有する。このコポリマーは、さらに、少なくとも2つの結晶質集
団を含む。望ましくは、1つの結晶質集団の融点範囲は、もう一つの結晶質集団
の融点範囲と、1〜16℃の範囲の温度の差により区別できる。より望ましくは
、結晶質集団の一つは152〜158℃の範囲に融点を有し、もう一つの結晶質
集団は142〜148℃の範囲に融点を有する。
【0018】 このコポリマーは、0.1〜100dg/分、望ましくは0.5〜50dg/分
、より一層望ましくは1.0〜35dg/分の範囲の溶融流量(MFR)を有し
得る。MFRはASTM D−1238、コンディションL(2.16kg、23
0℃)により測定する。このコポリマーの融点は165℃未満、望ましくは16
0℃未満である。融点の上限は触媒や重合条件に左右されるが、典型的には、1
65℃を超えない。このコポリマーのヘキサン抽出量(21CFR177.15
20(d)(3)(i)により測定した)は、2.0重量%未満、望ましくは1.0重量
%であり得る。
【0019】 このコポリマーは、歪速度0.1/秒〜1.0/秒において、線状粘度に対する
破断点伸び粘度(extensional viscosity at bre
ak)の比が少なくとも2.5、望ましくは少なくとも3.0、より望ましくは少
なくとも3.5であるのが好ましい。
【0020】 このコポリマーには、αーオレフィンとの反応器ブレンド、特にホモポリマー
を含むブレンドを含み得る。線状ポリプロピレンとの典型的な反応器ブレンド及
び特にメタロセンを触媒としたポリプロピレンが代表的である。
【0021】 このコポリマーは、さらに、「枝分かれ」として述べることができる。この明
細書で用いている「枝分かれ」という用語には、望ましくはα,ω−ジエン単位
のα,ω位置における、一つ以上のαーオレフィンの重合により生成された2つ
以上のポリマー鎖の間における一つ以上のα,ω−ジエン・単位結合の意味を有
する。
【0022】 このコポリマーは、その他のポリマー、特にその他のポリオレフィンと、反応
器内及び外部の両方でブレンドすることができる。この種のポリオレフィンの具
体的な例には、エチレンープロピレンゴム、エチレンープロピレン−ジエンゴム
、及びエチレンプラストマーがあるが、これらに限定されない。市販されている
エチレンプラストマーの具体的な例には、Exxon Mobil Chemi
cal Companyの物品であるEXACTTM樹脂、Dow Chemic
al Companyの物品であるAFFINITYTM樹脂及びENGAME
TM樹脂が含まれる。エチレン及び/又はプロピレンをベースとするプラストマ
ーかエラストマーとの反応器ブレンドも本発明の範囲内である。
【0023】 これらのコポリマーは、多種多様な用途に使われ、その物品には、例えば、フ
ィルム、スパンボンデッド繊維や溶融吹込繊維などの繊維、不織布などの織物、
及び成形物品がある。より特定すると、これらの物品には、例えば、キャストフ
ィルム、延伸フィルム、射出成形物品、吹込成形物品、発泡物品、発泡ラミネー
ト及び熱成形物品がある。
【0024】オレフィン類 使用するのに適したオレフィン(重合性反応体)には、エチレン、C2−C20
αーオレフィン又はジオレフィン類(オレフィン性官能基の一つは内部にある)
が含まれる。αーオレフィンの例には、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1
、ヘキセン−1、ヘプテンー1、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−
ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ウンデ
セン、1−ドデセン等が含まれる。さらに、これら及びその他のαーオレフィン
の混合物も、例えば、プロピレンとエチレン並びにエラストマーが生成されるモ
ノマーの組み合わせも使用することができる。結晶性ポリオレフィンが生成され
るエチレン、プロピレン、スチレン及びブテン−1が特に望ましい。
【0025】ジエン類 適切なα,ω−ジエンの例には、7個から約30個までの炭素原子を有するα,
ω−ジエンがあり、より適切なのは8〜12個の炭素原子を有するα,ω−ジエ
ンである。この種のα,ω−ジエンの代表的な例には、1,6−ヘプタジエン、1
,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、1,10−ウンデ
カジエン、1,11−ドデカジエン、1,12−トリデカジエン、1,13−テト
ラデカジエン等が含まれる。これらのなかで、1,7−オクタジエンと1,9−デ
カジエンが、より望ましく、特に望ましいのは1,9−デカジエンである。ジエ
ンの含有量は、例えば、赤外分光器を用いて722cm−1における吸光度を測
定して推定することができる。分岐した、置換α,ω−ジエン、例えば、2−メ
チル−1,9−デカジエン、2−メチル−1,7−オクタジエン、3,4−ジメチ
ル−1,6−ヘプタジエン、4−エチル−1,7−オクタジエン、又は3−エチル
−4−メチル−5−プロピルー1,10−ウンデカジエンも企図される。
【0026】 α,ω−ジエンが好ましいが、その他のジエンも用いられ得て本発明のポリマ
ーを製造することができる。これらには、ビニルノルボルネンなどの環状ジエン
、又はジビニルベンゼンなどの芳香族タイプが含まれる。
【0027】触媒組成物 メタロセン類:本明細書で用いている「メタロセン」及び「メタロセン化合物
」は、一般に、式、CpMR(Cpは、置換することができるシクロペ
ンタジエニル環又はその誘導体であり、Mは周期律表の4族、5族又は6族の遷
移金属であり、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブデン及びタングステンであり、Rは1〜20個の
炭素原子を有するヒドロカルビル基又はヒドロカルボキシ基であり、Xはハロゲ
ンであり、m=1−3、n=0−3、q=0−3であり、m+n+qの和は遷移
金属の酸化状態と等しい。)により表される化合物を指している。
【0028】 メタロセンの製造方法と使用方法は、当該分野ではよく知られている。例えば
、メタロセンは、米国特許第4,530,914号;4,542,199号;4,7
69,910号;4,808,561号;4,871,705号;4,933,403
号;4,937,299号;5,017,714号;5,026,798号;5,05
7,475号;5,120,867号;5,278,119号;5,304,614号
;5,324,800号;5,350,723号;及び5,391,790号に詳細に
記載されており、これらは、各々引用によりこの明細書に組み込まれている。
【0029】 メタロセンの製造方法は、Journal of Organometalli
c Chem.、Vol. 288(1985)、63−67頁、及びEP−A−
320762に完全に記載されており、これら2つの文献は引用によりこの明細
書に組み込まれている。
【0030】 メタロセン触媒成分は、米国特許第5,145,819号;5,243,001号
;5,239,022号;5,329,033号;5,296,434号;5,276,
208号;5,672,668号;5,304,614号;5,374,752号;5
,240,217号;5,510,502号;及び5,643,847号及びEP54
9 900及び576 970に詳しく記載されており、これらはすべて引用によ
りこの明細書に組み込まれている。
【0031】 望ましいメタロセンの例示的しかし非限定的な例には、 ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−フェニルー1−インデニル)ZrCl ; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr
Cl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−フェニルー1−インデニル)ZrCl ; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−ナフチルー1−インデニル)ZrCl ; フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4−フェニルー1−インデニル)
ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−(1−ナフチル)ー1−インデニル)Z
rCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−(2−ナフチル)ー1−インデニル)Z
rCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−インデニル)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,5−ジイソプロピルー1−インデニル
)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2,4,6−トリメチル−1−インデニル)ZrCl; フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルー1−イ
ンデニル)ZrCl; 1,2−エタンジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルー1−インデニ
ル)ZrCl; 1,2−ブタンジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルー1−インデニ
ル)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−エチル−1−インデニル)ZrCl : ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−イソプロピルー1−インデニル)Zr
Cl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−tーブチルー1−インデニル)ZrC
; フェニル(メチル)シラニルビス(2−メチル−4−イソプロピルー1−インデニ
ル)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−エチル−4−メチル−1−インデニル)ZrCl ; ジメチルシラニルビス(2,4−ジメチル−1−インデニル)ZrCl; ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−エチル−1−インデニル)ZrCl ; ジメチルシラニルビス(2−メチル−1−インデニル)ZrClが含まれる。
【0032】 活性剤:メタロセンは一般的に活性剤と組み合わせて用いられる。アルキルア
ルモキサンが活性剤として使われ、最も望ましくはメチルアルモキサン(MAO
)である。アルモキサンの製造方法には多様な方法があり、その非限定的な例が
、米国特許第4,665,208号;4,952,540号;5,091,352号;
5,206,199号;5,204,419号;4,874,734号;4,924,0
18号;4,908,463号;4,968,827号;5,308,815号;5,
329,032号;5,248,801号;5,103,031号、及びEP−A−
0 561 476、EP−B1−0 279 586、EP−A−0 594 21
8及びWO94/10180に記載されている。これらの特許はすべて引用によ
りこの明細書に組み込まれている。活性剤には、触媒活性のあるメタロセンカチ
オンとともに非配位子アニオンを含むもの又はこれらを形成しうるものも含まれ
ている。フルオロアリール置換ホウ素やアルミニウムの化合物や錯体は、特に適
している。例えば、米国特許第5,198,401号;5,278,119号及び5
,643,847号を参照。
【0033】 支持(担持)物質:本発明の方法で使われる触媒組成物は、例えば、クレー、
タルク、無機酸化物、無機塩化物及びポリオレフィンやポリマー性化合物などの
樹脂状物質などの多孔質粒子物質を用いて任意に担持され得る。
【0034】 望ましくは、支持体物質は、元素の周期律表の2族、3族、4族、5族、13
族又は14族金属酸化物からの多孔質無機酸化物を含む多孔質無機酸化物である
。シリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、及びそれらの混合物が特に望ましい。
単独又はシリカ、アルミナ、シリカ・アルミナと組み合わせて用い得るその他の
無機酸化物には、マグネシア、チタニア、ジルコニアである。
【0035】 特に望ましい支持体物質は粒状二酸化珪素である。粒状の二酸化珪素はよく知
られており、多数の業者から市販されている。望ましくは、本明細書で使をれる
二酸化炭素は、多孔質で約10〜約700m/gの範囲の表面積、約0.1〜
約4.0cc/gの範囲の全細孔容積及び約10〜約500μmの範囲の平均粒
子直径を有する。より望ましくは、表面積は約50〜約500m/gの範囲に
あり、細孔容積は約0.5〜約3.5cc/gの範囲にあり、そして平均粒子直径
は約15〜約150μmの範囲である。最も望ましくは、表面積は約100〜約
400m/gの範囲にあり、細孔容積は約0.8〜約3.0cc/gの範囲にあ
り、そして平均粒子直径は約20〜約100μmの範囲である。典型的な多孔質
二酸化珪素の平均細孔直径は、約10〜約1000オングストロームの範囲にあ
る。望ましくは、支持体物質の平均細孔直径は、約50〜約500オングストロ
ームであり、そして最も望ましくは約75〜約350オングストロームである。
望ましくは、本発明で使用するのに適した支持体には、タルク、クレー、シリカ
、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、酸化鉄、ボリア、酸化カルシウム、酸化
亜鉛、酸化バリウム、トリア、燐酸アルミニウムゲル、ポリ塩化ビニル及び置換
ポリスチレン及びそれらの混合物が含まれる。
【0036】 支持された触媒組成物は直接重合に使用し得るか、又は当該分野で周知の方法
を用いて触媒組成物を予備重合することができる。予備重合に関する詳細につい
ては、米国特許4,923,833号;4,921,825号及び5,643,847
号及びEP 279 863とEP 354 893を参照。(各々は引用によりこ
の明細書に組み込まれている)。
【0037】重合 α,ω−ジエンとオレフィンの共重合反応生成物であるコポリマーは、触媒部
位が比較的不溶性であり及び/又は固定されているので、ポリマー鎖が生成後迅
速に固定される条件下でオレフィンとジエンのスラリー重合により製造され得る
。この種の固定化は、例えば、(1)固体の不溶性触媒を用いることにより、(2)
得られるコポリマーが一般に不溶である媒体中で共重合を行うことにより、及び
(3)重合反応体と生成物をコポリマーの結晶性融点より低く保持することにより
作用される。
【0038】 一般に、上で述べ且つ下記の実施例で詳細に述べるメタロセン担持触媒組成物
は、α,ω−ジエンとオレフィンを共重合するのに適している。α,ω−ジエンと
オレフィン、特にαーオレフィンを共重合するのに適した重合法は当業者には周
知の方法であり、これらの方法には、溶液重合、スラリー重合、及び低圧気相重
合が含まれる。メタロセン担持触媒組成物は、単一反応器又は直列か並列反応器
で行われる固定床、移動床、流動床、又はスラリー法を用いることが知られてい
る操作様式で特に有用である。
【0039】 一般に、上記の重合法のいずれかを使用することができる。プロピレンが、選
択されたオレフィンである場合は、普通のプロピレン重合法は、スラリー法を用
いて行われる方法である。スラリー法では、重合媒体はプロピレンのような液体
モノマー、炭化水素溶媒又は稀釈剤、有利にはプロパン、イソブタン、ヘキサン
、ヘプタン、シクロヘキサンのような脂肪族パラフィン、又はトルエンのような
芳香族希釈剤である。この場合において、重合温度は、例えば、50℃未満の低
い範囲、望ましくは0〜30℃、又は約150℃以下のようなより高い範囲、望
ましくは50℃から約80℃まで、又は示した端点の間のいずれかの範囲と考え
られる温度である。圧力は、約100〜約700psia(0.69−4.8MP
a)の間で変わり得る。追加の説明は、米国特許第5,274,056号及び4,
182,810号及びWO 94/21962でなされており、これらの各々は引
用により本明細書に組み込まれている。
【0040】 より特定すると、プロピレン/α,ω−ジエンのコポリマーを形成する重合方
法には、プロピレンモノマーやα,ω−ジエンモノマーのような重合性反応体を
用いる適切な重合条件下で、触媒、望ましくはメタロセン触媒との接触、及びプ
ロピレン/α,ω−ジエンコポリマーの回収が含まれている。望ましくはメタロ
セン触媒は、ジルコニウムメタロセン触媒である。さらに、接触工程には、水素
及びエチレンモノマーが含まれる。水素は、重合温度で液体プロピレンと平衡に
ある気相濃度として測定して、ppm単位で、100〜50,000、望ましく
は500〜20,000、そして最も望ましくは1,000〜10,000の範囲
で存在し得る。α,ω−ジエンモノマーは、重合反応器に導入されたモノマーの
総重量に基づいて、重量%で、0.001〜2、望ましくは0.003〜2、そし
てより望ましくは0.003〜1.5の範囲で存在し得る。エチレンモノマーは、
重合反応器に導入されたモノマーの総重量に基づいて、重量%で、0〜8、望ま
しくは1〜7、そしてより望ましくは2〜6の範囲で存在し得る。重合性反応体
は、重合反応器に導入されたモノマーとその他の化学物質の総重量に基づいて、
重量%で、90〜99.999、望ましくは93〜99.997、そしてより望ま
しくは95〜99.995の範囲で存在し得る。
【0041】 予備重合は、従来の教示によると、典型的なスラリー又は気相反応法における
ポリマー粒子の形態学の調節のためにも使用することができる。例えば、これは
−Cのαーオレフィンを、制限された時間、予備重合することにより達成
することができる。例えば、エチレンは、−15〜30℃、且つ約250psi
g(1724kPa)までのエチレン圧力にて担持メタロセン触媒組成物と75
分間接触させ、支持体上にポリエチレンの被覆物を得ることができる。予備重合
した触媒は、次いで、上で述べた重合法における使用のために利用することがで
きる。同様にして、予め重合したポリマーで被覆された支持体上の活性化された
触媒もこれらの重合法で利用することができる。
【0042】 さらに、供給原料流れ、溶媒又は希釈剤を介して持ち込まれ得る重合毒を、除
去又は中和により低減したり排除することが望ましい。例えば、モノマーの供給
原料流れ又は反応希釈剤は、適切な掃去剤で予備処理又は重合反応中にその場で
処理することができる。通常、この種のものは、上記の米国特許第5,153,1
57号並びにWO−A−91/09882及びWO−A−94/03506の第
13族有機金属化合物、並びにWO−A−93/14132の第13族有機金属
化合物を用いる方法のような方法において用いられる有機金属化合物である。
【0043】添加剤と改質剤 これらの添加剤は、通常、プラスチックとともに使われるものである。これら
の物質の例には、熱安定剤又は酸化防止剤、中和剤、スリップ剤、粘着防止剤、
顔料、曇り止め剤、静電防止剤、清澄剤、核剤、紫外線吸収剤又は光安定剤、充
填剤、炭化水素樹脂、ロジン又はロジンエステル、ワックス、追加の可塑剤及び
従来の量のその他の添加剤が含まれる。有効量のレベルは、当該分野では知られ
ており且つベースのポリマー、製造様式及び最終用途に左右される。さらに、水
素化及び/又は石油炭化水素樹脂及びその他の可塑剤を改質剤として使うことが
できる。
【0044】 本明細書に記載したポリプロピレンコポリマーは、射出成形及び吹込成形瓶や
自動車の内装部品や外層部品のような自動車物品で使われる成形物品を含む成形
部品のような用途に適している。ポリプロピレン・ポリマーを製造するためのそ
の他の方法及びポリプロピレンポリマーが有用であるための用途の例は、Kir
k−OthmerのEncyclopedia of Chemical Tec
hnology、第4版、Vol.17、748−819頁に記載されており、
この文献は引用によりこの明細書に組み込まれている。用途が成形部品であるこ
れらの例で、成形部品には多種多様な成形部品、例えば、バンパー、サイドパネ
ル、フロアーマット、ダッシュボード及び仕切板などの自動車産業で使われる部
品やこの産業に関連した成形部品が含まれる。発泡物品はもう一つの用途であり
、発泡ポリプロピレンのような発泡プラスチックが有用である例は、Kirk−
OthmerのEncyclopedia of Chemical Techn
ology、第4版、Vol.11、730−783頁に記載されており、この
文献は引用によりこの明細書に組み込まれている。発泡物品は建造物及び自動車
用用途して特に有用である。建造物用途の例には、断熱材や防音材、工業用及び
家庭用アプライアンス並びに包装材料がある。自動車用の例には、バンパーガー
ド、ダッシュボード及び内部ライナーのような用途の内装及び外装部品がある。
【0045】 以下に示す実施態様は、すべて、本発明の範囲内にある。第1列は、90重量
%のモノマー、コモノマーはなし及び0.001重量%のα,ω−ジエンを有する
実施態様である。
【0046】
【表1】
【0047】 実施例一般的記載 重合は、2リットルのオートクレーブ反応器、又は2個の150ガロン撹拌タ
ンク、自動冷却沸騰液体反応器からなる一連の装置で行った。モノマー供給原料
と触媒製造手順は各々同様に行った。重合級のプロピレンモノマーは、最初、6
00℃で活性化された塩基性アルミナに通し、次いで600℃で活性化されたモ
レキュラーシーブに通した。1,9−デカジエン(96%)はAldrich−
Sigma Bulk Chemicalsから購入し、受け入れた状態のまま使
用した。必要ならば、ジエンの精製を行うことができる。
【0048】 生成物に関するポリマーの基本的な特徴決定には、次のような試験が含まれて
いる。ポリマーの溶融流量(MFR)は、230℃、2.16kgの荷重におい
てASTM D−1238を用いて測定した。ポリマーの分子量は、DRI検出
器とShowdex AT−806MSカラムを有するWaters 150C高
温装置を用いたGPCにより分析した。用いた手順は、科学文献に記載した技術
と類似であるExxonMobil法であった。ポリマーの溶融温度及び結晶化
温度は、加熱及び冷却速度は10℃/分であり、開始温度は0℃、終了温度は2
50℃を用いて、TA Instrument DSC−912で測定した。報告
された溶融温度は2番目の溶融体から得られた。その代わりとして、Perki
n−Elmer DSC7装置も、類似のテスト条件を用いて、使用した。分子
量スペクトルの高分子量側の端部を特徴付ける技術である回復可能なコンプライ
アンスは、Rheometrics Dynamic Stress Rheom
eter(DSR)を用いて測定した。
【0049】触媒の製造 触媒の製造は、すべて、水分含有量が1.5ppm未満の不活性雰囲気中で行
った。窒素細孔容積1.63cc/g及び312m/gの表面積を有するSy
lopol(登録商標)952としてコネチカット州のW.R. Grace Co
.の子会社であるGrace Davisonから入手できるシリカ支持体は、
600℃乾燥窒素流れ下で8−24時間焼成し、0.8〜1.2ミリモル/gシリ
カのヒドロキシル含有量を得た。
【0050】 触媒A:窒素でパージした乾燥グローブボックスにおいて、メタロセン、すな
わち、ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウ
ムジクロライド(0.090g、0.143ミリモル)を100mlのビーカーに
入れた。メチルアルモキサン(MAO、4.65g、トルエン中30%)をその
ビーカーに加えた。その混合物を1時間撹拌して溶解し、メタロセンを活性化し
た。1時間後、活性化したメタロセン溶液を10gのトルエンで希釈し、焼成シ
リカ(5.00g)にゆっくり添加し、スラリーが均一な色になるまで手作業で
混合した。このスラリーを直列のガラスフリットに連結した250mlのフラス
コに移した。真空により溶媒を除去し、真空下で触媒を乾燥した。メタロセン積
載は、触媒グラム当たり遷移金属0.022ミリモルであることが判明した。
【0051】 触媒B:窒素でパージした乾燥グローブボックスにおいて、焼成したシリカ(
394.32g)を3つ口の4Lのフラスコに入れて、頭上攪拌機を取り付けた
。乾燥トルエン(2L)を追加し、この混合物を激しく撹拌した。N,Nージエ
チルアニリン(27.6ml、0.174モル)を注射器を用いて加えた。トリス
(ペルフルオロフェニル)ホウ素(85.96g、0.168モル)を固体として
加えた。得られた混合物を1時間撹拌した。メタロセン、すなわち、ジメチルシ
リルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル(5.
99g、0.0102モル)を加え、次いでこの反応混合物をさらに2時間撹拌
した。溶媒をデカントして除去し、固体分を真空下で一晩乾燥させた。メタロセ
ン積載は触媒グラムに付き遷移金属0.02ミリモルであることが判明した。
【0052】 触媒C:窒素でパージした乾燥グローブボックスにおいて、焼成したシリカ(
500g)を、頭上式攪拌機を備えた容器に入れた。トリス(ペルフルオロフェ
ニル)ホウ素(30g、0.059モル)のヘキサン(2L)中溶液をシリカに
入れ、次いでN,Nージエチルアニリン(9.6ml、0.061モル)を加えた
。この混合物を49℃で1時間撹拌した。別の容器で、ジメチルシリルビス(2
−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル(4.5g、0.00
77モル)、ヘキサン(820ml)、トリエチルアルミニウム(187ml、
ヘプタン中25重量%)、及び1,9−デカジエン(10ml)を混合してスラ
リーを生成した。この場合、ルイス塩基として1,9−デカジエンを用い、例え
ば、その貯蔵寿命の改良により触媒を安定化させた。先に説明したこれらを含む
その他のジエン類及びスチレンのようなその他のルイス塩基は触媒の安定化に適
切であり、それらも使用できる。次いで、スラリーをシリカを入れた容器に移し
、得られた混合物を49℃でさらに1時間撹拌した。14時間窒素でパージしな
がら溶媒を除去すると、さらさらした固体触媒が得られた。メタロセン積載は触
媒グラム当り遷移金属0.015ミリモルであった。
【0053】 触媒D:これは日本のToho Corp.からの市販のチーグラー・ナッタ
触媒である。比較例13の製造に用いた。
【0054】 触媒E:この触媒は、米国特許5,670,595号に記載されており、比較例
14の製造に用いた。
【0055】 触媒F:この触媒は、比較例15の製造に用いた。製造法は、上記の触媒Bの
製造法に類似しているが、TEAL処理と、さらに、触媒促進剤を用いた。次の
概要により0.5kgバッチの触媒Fを製造した:窒素でパージした乾燥グロー
ブボックスにおいて、 ●トリス(ペルフルオロフェニル)ホウ素のトルエン中溶液を952シリカに添
加し、よく混合した。 ●この混合物に注射器を用いてN,Nージエチルアニリンを添加し、撹拌を継続
した。 ●TEAL(トリエチルアルミニウム)を添加して撹拌を続けた。 ●メタロセンジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジル
コニウムジクロライドと促進剤であるフェニルジメチルビニルシランを添加し、
反応混合物をさらに1時間連続的に撹拌した。 ●溶媒を除去し、50℃で窒素パージにより触媒を乾燥した。
【0056】 上に示した反応順序は得られる触媒から良好な活性を得るためには必須である
。触媒Fの特徴により次のような積載が得られた:SiOgあ当り0.026
ミリモルのZr;SiOg当り0.11ミリモルのB;SiOg当り0.11
ミリモルの促進剤;SiOg当り0.57ミリモルのTEAL。
【0057】 触媒G:この触媒は、比較例16の製造に用いた。この触媒は、ジメチルシリ
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ライドメタ
ロセン、活性剤としての、トルエン中メチルアルモキサン(MAO)、促進剤と
してのスチレン、反応器の汚れ形成可能性を低下させるAS990(Witco
Chemical)及び支持体物質としてのDavison XPO 2407
シリカ(メリーランド州ボルチモアGrace Davison)を用いて製造
した。触媒製造手順は当該分野でよく知られている。製造した触媒に関する触媒
の特定の特徴は、シリカg当りZrは0.028ミリモル、SiOg当りAl
は4.8ミリモル、ジルコニウム積載に対するスチレンは7.1、1%AS990
。数バッチの触媒系を合わせて一つの重合実施に必要な量を確保した。反応器へ
の添加を容易にするために、触媒はDrakeolTMホワイト鉱油(Witc
o Chemical)を用いてオイル・スラリーとした。
【0058】重合実施例 実施例1 重合は2リットルのオートクレーブ反応器で行った。この反応器に、トリエチ
ルアルミニウム(TEAL0.5mlをヘキサンに溶解した1Mの溶液)、1,9
−デカジエン(0.25ml又は200ppm)、及び水素(30ミリモル)を
装入した。次いで、液体プロピレン(1L)をこの反応器に入れ、触媒A(鉱油
中200mg)を別の200ccのプロピレンとともに注入した。この反応器を
撹拌しながら70℃まで加熱した。1時間後、反応器を25℃まで冷却し、次いで
ベントした。ポリマーを回収し、空気中で8時間乾燥した(収量:260g)。
この生成物のMFRは26 dg/分であった。この生成物のGPC測定により
、19,000の数平均分子量(Mn)及び167,000の重量平均分子量(M
w)が得られた。このポリマーの融点は153.3℃、そして結晶化温度(外部
からの核剤の添加なしに)は122.6℃であった。回復可能なコンプライアン
スは、18.6x10−5cm/ダインであった。
【0059】比較例2 2リットルのオートクレーブ反応器に、トリエチルアルミニウム(TEAL0
.6mLをヘキサン中に溶解した1Mの溶液)、1,9−デカジエン(0.50m
L又は400ppm)、及び水素(24ミリモル)を装入した。次いで、液体プ
ロピレン(1L)をこの反応器に入れ、撹拌しながら70℃まで加熱した。次い
で触媒B(101mg)を別の250ccのプロピレンとともに注入した。反応
器の温度は70℃に保持した。1時間後、反応器を25℃まで冷却し、ベントし
た。ポリマーを回収し、空気中で8時間乾燥した(収量:246g)。この生成
物のMFRは3.2dg/分であった。この生成物のGPC測定により、48,0
00の数平均分子量(Mn)及び221,000の重量平均分子量(Mw)が得
られた。このポリマーの融点は155.1℃、そして結晶化温度(外部からの核
剤の添加なしに)は115.9℃であった。回復可能なコンプライアンスは、4
2.1x10−5cm/ダインであった。
【0060】実施例3−10 プロピレン/ジエンのコポリマーを2つの150ガロン撹拌タンク、自動冷却
沸騰液体反応器を直列につないだ、パイロットスケールの連続凝集液相装置で製
造した。反応器には、重合熱を除去するためのジャケットが装備されていた。触
媒Cを用いた。2つの反応器の条件は下記の通りであった:
【0061】
【表2】
【0062】 すべてのポリマーは、反応器1に装入した1,9−デカジエン(ヘキサン中4.
5〜9.5%)の量を変えて製造した。異なるポリマーを製造するために用いら
れた水素(分子量制御用)とジエンの量を表1に示した。いくつかの基本的な特
性データーを表1に示す。プロピレン/ジエンコポリマーの融点は、153−1
55℃の範囲にあり、結晶化温度(外部から添加された核剤はない)は約124
−125℃でほぼ一定であった。回復コンプライアンス後は約7x10−5〜1
7x10−5cm/ダインの範囲にあった。
【0063】比較例11 このホモポリマーは実施例1と同じ反応器と触媒(触媒A)を用いて製造した
。重合は、1,9−デカジエンを反応器に添加しなかった以外は実施例1で述べ
たのと類似の方法で70℃で行った。水素供給原料は14ミリモルであった。ポ
リマー収量は約415gであった。この生成物のMFRは24dg/分であった
。GPC測定による数平均分子量(Mn)は33,600及び重量平均分子量(
Mw)は169,900であった。ポリマーの融点は151.5℃であった。結晶
化温度(外部から添加された核剤はない)110.5℃であった。回復可能なコ
ンプライアンスは2.8x10−5cm/ダインであった。
【0064】比較例12 このホモポリマーは、プロピレン重合中に1,9−デカジエンを添加しなかっ
たことを除いて、実施例3−10で述べたものと同じ反応器装で製造した:
【0065】
【表3】
【0066】 この生成物のMFRは20.4dg/分であった。GPC測定による数平均分
子量(Mn)は55,000及び重量平均分子量(Mw)は155,500であっ
た。ポリマーの融点は152.2℃であり、結晶化温度(外部から添加された核
剤はない)112.9℃であった。回復可能なコンプライアンスは1.32x10 −5 cm/ダインであった。
【0067】比較例13 この実施例は、従来のチーグラー・ナッタ触媒を用いて製造したプロピレン/
ジエンコポリマーは、本発明で認められた特性の向上を示さないことを証明して
いる。このコポリマーは2リットルのオートクレーブ反応器で製造された。この
反応器に、トリエチルアルミニウム(TEAL、2.0ml、ヘキサン中1M溶
液)、ジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPMS、2.0ml、ヘキサン
中0.1M溶液)、1,9−デカジエン(2.0mL)、及び水素(150ミリモ
ル)を装入した。次いで、液体プロピレン(1L)を反応器に入れ、触媒(触媒
D、200mg、鉱油中5重量%)を別の250ccのプロピレンとともに注入
した。反応器を撹拌しながら70℃まで加熱した。1時間後、反応器を25℃ま
で冷却し、ベントした。コポリマーを回収し、空気中で8時間乾燥した(収量:
460g)。この生成物のMFRは4.2dg/分であった。GPC測定による
数平均分子量(Mn)は101,000及び重量平均分子量(Mw)は567,0
00であった。コポリマーの融点は168.7℃であり、結晶化温度(外部から
添加された核剤はない)は114.2℃であった。回復可能なコンプライアンス
は4.22x10−5cm/ダインであった。
【0068】比較例14 この実施例は、本発明において用いられた触媒と条件とは異なる触媒と条件を
用いて製造されたプロピレン/ジエンコポリマーは開示された組成物で認められ
た特性の向上を示さないことを証明している。(このプロピレン/ジエンコポリ
マーは米国特許第5,670,595号に記載された条件と類似の条件下で製造さ
れた)。2リットルのオートクレーブ反応器に、トリイソブチルアルミニウム(
トルエン中1M溶液2.0ml)、1,13−テトラデカジエン(1.0ml)、
液体プロピレン(200ml)、及びトルエン(600ml)を装入した。反応
器を撹拌しながら60℃まで加熱し、3分間平衡状態にした。触媒E[5mlの
トルエンに一緒に溶解した3.5mgのジメチルシリルビス(インデニル)ハフ
ニウムジメチルと4mgのN,N−ジメチルアナリニウムテトラキス(ペルフル
オロフェニル)ボレート]を反応器に注入した。重合を30分間行い、次いで反
応器を25℃まで冷却し、ベントした。このコポリマーをメタノール中に沈殿さ
せ、ろ過し、空気中で8時間乾燥させた(収量25g)。この生成物のMFRは
40dg/分であった。GPC測定による数平均分子量(Mn)は73,000
及び重量平均分子量(Mw)は150,000であった。ポリマーの融点は13
3.6℃であり、結晶化温度(外部から添加された核剤はない)は93.5℃であ
った。回復可能なコンプライアンスは5.05x10−5cm/ダインであっ
た。
【0069】比較例15 この実施例は、1,9−デカジエンなしのホモポリマーの重合を行っている。
このホモポリマーは、吹込成形及び熱成形実験において本発明のポリマーとのブ
レンド成分として用いた。
【0070】 重合は、パイロットスケールの2つの反応器の連続的撹拌タンク凝集液相方法
で製造した。反応器には、重合熱を除去するためのジャケットが装備されていた
。反応温度は最初の反応器は70℃、2番目の反応器は64℃であった。触媒F
を、約1.3g/時間の速度で供給した。TEAL(ヘキサン中2.0重量%溶液
)を掃去剤として用い、13wppmの速度で添加した。先で製造した触媒を鉱
油中20%スラリーとして供給し、プロピレンとともに最初の反応器にフラッシ
ュさせた。最初の反応器へのプロピレンの全供給速度は、約80kg/時間であ
った。2番目の反応器へのプロピレンの供給速度は、約30kg/時間であった
。分子量調節のために水素を最初の反応器に950mppm、2番目の反応器に
1450mppmの比率で添加した。滞留時間は、最初の反応器において2.6
時間、2番目の反応器において1.8時間であった。全体的ポリマーの生産は約
30kg/時間であった。最終ポリマー生成物の約69%は最初の反応器から得
られ、約31%は2番目の反応器から得られた。ポリマーは反応器から、平均粒
子サイズ約1100μmの粒体生成物として排出された。最終粒体のMFR(2
30℃において)は、約2.7dg/分であった。この生成物のGPC測定による
数平均分子量(Mn)は約121,300であり、重量平均分子量(Mw)は3
05,500であった。ポリマーは152.4℃の融点及び110.7℃の結晶化
温度(外部から添加された核剤はない)を有していた。回復可能なコンプライア
ンスは3.0x10−5cm/ダインであった。
【0071】比較例16 この実施例は、1,9−デカジエンなしのホモポリマーの重合を示している。
このホモポリマーは、フィルム形成実験において本発明のポリマーとのブレンド
成分として用いた。
【0072】 重合は、パイロットスケールの2つの反応器の連続的撹拌タンク凝集液相方法
で製造した。反応器には、重合熱を除去するためのジャケットが装備されていた
。反応温度は最初の反応器は70℃、2番目の反応器は64.5℃であった。触
媒Gを、4.03g/時間の速度で添加した。TEAL(ヘキサン中2.0重量%
溶液)を掃去剤として用い、13.6wppmの速度で添加した。上で製造した
触媒を鉱油中20%スラリーとして供給し、プロピレンとともに最初の反応器に
フラッシュさせた。最初の反応器へのプロピレンの全供給速度は約79.5kg
/時間であった。2番目の反応器へのプロピレンの供給速度は約27.1kg/
時間であった。分子量調節のために水素を最初の反応器に1809mppm、2
番目の反応器に2455mppmの比率で添加した。滞留時間は、最初の反応器
において2.5時間、2番目の反応器において1.8時間であった。ポリマーの生
産速度は最初の反応器から21.2kg/時間、2番目の反応器から9kg/時
間であった。最終ポリマー生成物の約70%は最初の反応器から得られ、約30
%は2番目の反応器から得られた。ポリマーは反応器から、嵩密度約0.49g
/mlの粒体生成物として排出された。最終粒体のMFR(230℃における)
は、約12dg/分であった。この生成物のGPC測定による数平均分子量(M
n)は約75,600であり、重量平均分子量(Mw)は211,000であった
。ポリマーは151.4℃の融点を有し、109.9℃の結晶化温度(外部から添
加された核剤はない)を有した。回復可能なコンプライアンスは0.89x10
−5cm/ダインであった。
【0073】 特性データーを検討すると、本発明のポリマーはDSC法融点と結晶化挙動に
より証明された独特の熱特性を示すことを証明している。図1には、本発明のポ
リマー(実施例5、6及び8)と、類似の条件下で実施例5、6及び8と同じ単
位において重合したが重合中にジエンを添加しなかった比較例12の融解曲線を
示している。本発明のコポリマーには少なくとも2つの結晶質集団があり、結晶
性集団の一つの融点範囲は他の結晶質集団の融点範囲と少なくとも1℃、望まし
くは少なくとも2℃、より望ましくは少なくとも3℃、そしてなお一層望ましく
は2〜4℃の差がある。より一層望ましくは、結晶質集団の融点範囲は他の結晶
性集団の融点範囲と1〜16℃の温度範囲により区別される。具体的に繰り返し
述べると、155℃(152乃至158℃の温度範囲)付近にある結晶質集団の
融点に加えて、145℃(142乃至148℃の温度範囲)付近の融点を有する
もう一つの結晶質集団を示すもう一つのショルダーが認められる。融点が異なる
複数の結晶質集団が存在することは、コポリマーの全体的融点範囲をかなり広げ
ることになる。この特性は一部の商業的用途では非常に望ましい。例えば、熱成
形では融点範囲の広がりは、成形ウインドウが拡がることを意味し、フィルムの
ヒートシールや熱変換の各操作では融点の広がりは、加工上の寛容度の広がりと
変換されたフィルム包装に洩れのない確率が高くなることを意味する。
【0074】
【表4】
【0075】 本発明のジエンコポリマーの結晶化温度も独特である。かなり高めでほぼ一定
の結晶化温度Tcが約124℃乃至125℃という本発明のポリマー実施例3乃
至10について測定され、一方、比較例12(重合のセットアップは同じである
が、ジエンを加えていない)ではTcは112.9℃である。本発明のポリマー
のTc値は、比較例13と14、並びに米国特許第5,670,595号及び特許
出願WO99/11680で例示したプロピレン/ジエン系コポリマーのTc値
よりも高かった。より高いTcは、成形操作において部品の取り出しをより高い
温度で行え、これにより、射出成形や吹込成形などのポリマー加工法においてサ
イクル時間をかなり短縮することができる。これらの結晶化温度は外部から添加
する核剤を使用していないことに再度留意する必要がある。
【0076】 表1の特性データーは本発明のポリマーが比較例よりも回復可能なコンプライ
アンスの比較的高い値を表示していることも示している。本発明のジエン含有ポ
リマーには回復可能なコンプライアンスに影響する長い分岐鎖を有する。この表
の値は7〜42(x10−5cm/ダイン)の範囲にあり、一方、比較例はす
べて≦5x10−5cm/ダインである。これらの値は本発明の実施例では溶
融弾性率と溶融強度のレベルが比較的高いことを反映している。表1の回復可能
なコンプライアンスの値は、反応器粒体の均一な初期ペレット化後の生成物にお
ける測定値を反映していることに留意する必要がある。これらの値は増大した機
械仕事(例えば、さらなる配合や溶融均質化の間に)により低下する傾向がある
【0077】 これらのポリマーの良好な流動学的特性に関する追加のデーターは、伸び粘度
の結果を見直しする時に後で示す。
【0078】 実験i.射出成形した部品の特性 実施例1のプロピレン/1,9−デカジエンコポリマー及び比較例11の対応
するホモポリマーは、Butler Laboratory用射出成形機(モデ
ル番号10/90V)を用いて別々に射出成形した。両ポリマーを750ppm
のIrganox−1076(Ciba Geigy Corp.)と250pp
mのステアリン酸カルシウム(Witco Chemical)を含む添加剤バ
ッケージを用いて安定化させた。約190℃の温度と約30psiの圧力の条件
を用いて、ASTM型試料(約127mmx12.7mmx3.175mm)を作
成した。引張降伏応力(ASTM D−638)、1%割線曲げモジュラス(A
STM D−790A)及び熱歪温度(HDT、ASTM−D648)を、上記
の両ポリマーからの射出成形部品について測定した。結果を表2に示す。
【0079】
【表5】
【0080】 表2のデーターは、対照ホモポリマーよりも射出成形したジエン・コポリマー
の方が驚くほど性能が優れており、レベルの高い剛性及び耐熱変形性を有してい
ることを示している。弾性率が非常に高いことは高いレベルの構造剛性を必要と
する用途に有利である。これら本発明のポリマーを用いると、例えば、成形業者
には、コストと性能上の明らかな利点があり、高い比率で充填剤(例えば、タル
ク、炭酸カルシウム)装入をしないで済む。これらの向上した特性は、射出成形
部品の形態学が好都合なために得られると考えられている。
【0081】 実施例3〜10の本発明のコポリマー及び対応する対照である比較例12も射
出成形した。これらのポリマーは750ppmのIrganox−1076(C
iba Geigy Corp.)と250ppmのステアリン酸カルシウム(W
itco Chemical)のバッケージで安定化させ、75 Ton Van
Dorn 射出成形機(モデル番号 75−RS−3F)で射出成形し、適切なA
STM試験片をつくった。成形条件には、240℃のストレート押出温度分布、
600psiという高い剪断射出圧力を与える最大スクリュー速度及び60℃の
成形温度が含まれる。試料の試験には、引張降伏応力(ASTM D−638)
、1%割線曲げモジュラス(ASTM D−790A)及び変形温度(HDT、
ASTM D−648)が含まれた。データーを表3に示す。
【0082】
【表6】
【0083】 表3のデーターから分かるように、ジエン系のコポリマー(実施例3〜10)
の曲げ弾性率、HDT及び引っ張り強度は、非ジエン系対照(比較例12)の値
よりもやはり高く、これは有利なことである。曲げモジュラスやHDTのレベル
が向上することにより、周囲温度と高温の両方において構造剛性が改良される。
包装分野におけるこれの一つの意味は、対応する比較例の樹脂を用いた場合より
も容器の変形を少なくする可能性を有して、容器(本発明の樹脂からつくった)
に高温な成分を入れることができることである。
【0084】 ポリプロピレン産業では、結晶性に関連した特性(曲げモジュラス、降伏引張
強度及びHDTのような)の向上は普通外部から添加された核剤の添加により達
成される。プロピレンポリマーとともに商業的に使われている典型的な核剤は、
安息香酸ナトリウム(例えば、Malinckrodt,Incから)、ソルビ
トール系の製品(例えば、Milliken Chemical Co.からのM
illad 3988)及び有機リン金属塩(例えば、AmfineからのNA
−11)である。驚くことに、これらの外部核剤を本発明のポリマーに添加した
場合に、特性の追加的向上は非常に小さい。これは、反応器によるプロピレンポ
リマーは現在ポリプロピレンについて日常的に使われている主な核剤に対しては
反応しない場合である。これを図2に示している。これらのデーターは、4つの
物品、すなわち、実施例9、及び上記の3つの核剤を添加した後の各々の実施例
9、の成形部品特性を示している。核剤の濃度は、安息香酸ナトリウムが200
0ppm、NA−11の場合が2200ppm及びMillad 3988の場
合が2500ppmであった。ASTM部品は75 Ton Van Dorn 射
出成形機を用いた射出成形し、引張特性(ASTM D−638)、1%割線曲
げモジュラス(ASTM D−790A)、アイゾット衝撃強度(ASTM D−
256 方法A)、熱変形温度(ASTM D−648)及びRockwell
硬度(ASTM D−785−93)の測定を行った。特性プロフィルは4つの
物品について同等と考えられ、本発明のポリマー(実施例9)の自己核化能力が
、及び、添加された核剤に対して応答がないことが強調された。一般に、ポリプ
ロピレンにおいて活性があることが知られている種々の核剤に対して反応を示さ
ないことは、本発明のポリマーの組成が独特であることを示している。この独特
な挙動と一致して、本発明のポリマーは、下で述べる偏光測定において見られる
ように、固体状態において形態学に実質的な違いがあることを示している。
【0085】ii.成形部品に関する偏光顕微鏡による研究 ポリプロピレンのような半結晶質ポリマー物質から形成された成形部品の形態
学(固体状態の分子配置と構造)は、その断面について典型的には不均質である
。何故ならば、溶融体における配向、及び冷却速度は、成形キャビティーの1つ
の点から次の点の間で異なるからである。この分野における現在の文献の総説は
、E.P. Mooreが編集したポリプロピレンハンドブック(Hanser P
ublisher、1996年版、ニューヨーク)において見出すことができる
【0086】 一般に、断面形態学は、種々の層から構成されている。層の中の差違の度合い
は、ポリマーの特徴や用いた特定の成形パラメータを含む多くの因子により左右
される。しかし、外側の「スキン層」、遷移層である「剪断域」及び内側の「コ
ア層」による層形態学の説明は役立つ表現である。さらに、成形物品、特に射出
成形物品のスキン層の形態学はコアの形態学とは異なっていることが観察された
。スキン層は典型的には薄く特徴がなく、一方、コア層は非常にしばしばよく形
成される球晶により特徴付けられる。剪断域は、スキンの近くでは互いに区別す
ることが困難であるが、コアに近づくと識別できるようになる多くの層(時には
「ねじ山」(thread)”と呼ばれる)の存在により一般的に特徴づけられる
。これらの層には、列に並べて核化された、一般に小さく且つ乏しく形成された
球晶が含まれている。剪断ゾーンの特徴と定義は、コアの形態学と比較した場合
は乏しい。
【0087】 本発明のポリマーの射出成形された試験片(Butler実験室用射出成形機
及び上で述べた条件を用いて製造した、およそ125mmx12.5mmx3m
mの寸法の試験片)に関する偏光顕微鏡によると、対応するジエンを含まないホ
モポリマー比較体に比べてかなりの違いを示している。これらの違いは、発明の
ポリマーの方が実質的に厚く且つより顕著である主として剪断域に関するもので
ある。本発明のポリマーの剪断層と比較例の樹脂の剪断層との間の違いを便宜上
定量化できるためには、スキン層と剪断層を一体化して”有効スキン層”と呼ぶ
。この物体は、下で説明する偏光顕微鏡写真から容易に推定することができる。
【0088】 本発明のコポリマーである実施例1及び比較例11からの成形部品の断面を、
偏光顕微鏡下で調べた。各試料片の部分的断面(流れ方向−正方向断面)図は図
3Aと3Bの顕微鏡写真に示す。図3Aを参照すると、実施例1のコポリマーは
70−80μm(又は測定点における試験片の総厚さの約2%)の有効スキン層
であることを明らかに示している。この有効スキン層の厚さは、成形した試験片
の外側のへりから顕微鏡写真上の球晶構造の発達の開始を示している位置までの
間隔であり、これはコア層の開始を意味している。この有効スキン層の寸法は、
図3Bにおける従来のメタロセンポリプロピレンの有効スキン層よりもかなり厚
い。図3Bに示したメタロセンポリプロピレン(比較例11)の有効スキン層は
5μm(又は測定点における試験片の総厚さの約1×10−1%)未満の厚さを
有する。やはり、この測定は、成形物品の外側のへりから球晶構造の発達が開始
するまでの間隔であり、コア層の始まりを意味している。本発明のコポリマーに
は、流れ方向に沿った有効スキン層に非常にはっきりしたバンドを有し、これは
列に並べた核化構造であると考えられている。これは比較例11については観察
されない。この観察は、発明のポリマーと比較対照の間の明確な違いを指摘して
いる。
【0089】 成形物品の性質、従って、用途は、物品の形態学により左右され、物品のスキ
ン層と有効スキン層の厚さが主要な構成要素である。一般に、有効スキン層の薄
い成形物品は対応する層が厚い同様に成形した物品よりも硬さが少ない。高い剛
性を有する成形物品を必要とする用途の例には、良好な上部荷重強度のための射
出成形した及び吹込成形した瓶並びに剛性及び耐マーキングや耐擦りきず性が望
ましい自動車用内装品や外装品のような自動車用物品に使われる成形物品が含ま
れる。
【0090】 有効スキン層の厚さは、成形物品の全体寸法により左右される。なお、ポリマ
ー、特に本明細書で述べた本発明のコポリマーから、先に述べた条件下で形成さ
れた成形物品の有効スキン層は、10〜120μm、望ましくは20〜110μ
m、より望ましくは30〜100μmの範囲の厚さを有することが特に望まれて
いる。さらに、ポリマー、特に本明細書で述べた本発明のコポリマーから形成さ
れた瓶又は自動車部品(例えば、内装品物品又は外装品物品)のような成形物品
の有効スキン層は、成形物品の厚さに比例して、測定点における成形物品の総厚
さの0.4〜15%、より望ましくは測定点における成形物品の総厚さの0.5〜
5%の厚さであることが望ましい。
【0091】 偏光顕微鏡で成形物品の断面部分を観察すると、有効スキン層はコア層と、分
子配向、及び望ましくは成形物品の表面に近接のポリマーの平行分子配向により
、区別することができる。さらに、分子配向と有効スキン層の厚さは、Metr
icon Model 2010 Prismカプラーにより測定した複屈折値に
関係づけることができる。
【0092】 ポリマーは約200〜250℃の範囲の温度で試験片(125mmx12mm
x3.0mm)及びプラック(75mmx50mmx1.0mm)に射出成形した
。反射指数(RI)は、3つの主軸、すなわち、流れ方向又は縦方向(MD)、
横断方向(TD)及び正方向(ND)に沿って測定した。平面内複屈折(IBR
)と平面複屈折(PBR)は次式により定義することができる: IBR=RI(MD)−RI(TD) PBR=(RI(MD)+RI(TD))/2−RI(ND)
【0093】 複屈折IBR及びPBRに関する他の文献情報は米国特許第5,385,704
号に記載されており、この特許は引用によりこの明細書に組み込まれている。
【0094】 実施例4、5及び8並びに比較例12のポリマーのIBR及びPBRの値を、
表4に示す。これらのデーターは、比較例12に比べて実施例4、5及び8では
、2乃至7倍高い複屈折値が得られていることを示している。複屈折値がより高
いことは、有効スキン層の表面における分子配向がより高いことを示している。
【0095】
【表7】
【0096】iii.伸び粘度 溶融流動学のデーターにより、高い回復コンプライアンスにより証明された本
発明のコポリマーの増大した溶融弾性率と溶融強度が示された。これは伸び粘度
の測定により補強され得る。
【0097】 伸び粘度のデーターは、160℃における伸び歪モードにおいてReomet
rics Melt Elongational Rheometer(RME)
を用いて得た。これらのポリマーは、0.1〜0.2重量%のBHT(2,6−ジ
tert−ブチルー4−メチルフェノール、普通の酸化防止剤)を用いて安定化
し、長方形の試験片(60x8x2mm)に成形した。クランプ間の距離を50
mmに設定した。
【0098】 測定方法の詳細については、下で説明する。なまのデーターは、引張強度対時
間の展開、F(t)、であり、これは伸び粘度値に変換される。伸び応力と伸び粘
度は、それぞれ式1により与えられる:
【式1】 機器における指令値を用いる代わりに、指令値は映像分析操作により決めた。均
一の延伸条件の間に、試料の長さは時間とともに指数関数的に増大する。従って
、容積は同じと仮定すると(非圧縮性の溶融体)、S(t)は式2に従う:
【式2】
【0099】 延伸の間の試料幅I(t)を測定することが便利である。一軸変形下では、それ
は式3により表される:
【式3】
【0100】 真の伸び速度は各々の試験についてこの手順に従って決めた。
【0101】 注意として、式[1]乃至[3]は次のような2つの基準が証明された場合の
み適用された: ●力の値が最小変換器の分解(0.2cN)より高く、且つ ●均一な変形、すなわち、ネックインがなく、かつ[−2ln(l(t)/l]対
時間のプロットの直線性からのずれがないこと。
【0102】 これらの基準のいずれかうまくいかない場合は、変換は信頼され得ないので、
対応するF(t)値は伸び粘度のデーターに変換されない。第2の基準は、一般に
、測定とそれらの信頼性について最も厳格なテストであることに留意する必要が
ある。
【0103】 比較するために、歪振動実験から独立に評価できる線形粘弾性の予測と一緒に
実験データーをプロットすることは有用である。これらの実験は、Rheome
tric ScientificからのRMS800又はSR−500装置で行
った。離散した緩和スペクトルをBaumgaertelとWinterの確立
された方法(文献:Rheol. Acta、Vol 28、511、1989)
を用いて計算した。次いで、過渡伸び粘度を式4を用いた歪値の3倍として計算
した:
【式4】
【0104】 伸び粘度測定から得られる非常に重要な特徴は、歪硬化の特性である。線形粘
度に対する、破断における測定されたポリマーの伸び粘度の比は、歪速度の各々
について計算され得る。歪硬化は、この比が1より大きい場合に定義される。歪
硬化は、伸び粘度対時間のプロットにおける伸び粘度の突然の急上昇として観察
される。線形粘弾性物質の挙動から外れたこの急上昇は、1960年代にLDP
Eについて報告され(文献:J.Meissnher、Rheol. Acta
、Vol8、78、1969)、ポリマー中の長い分岐の存在に起因するものと
された。
【0105】 本発明のコポリマー(実施例3、4、5、7)及び対応する対照(比較例12
)のデーターは図4に示されている。例示の方法により、本発明の実施例4は、
線形粘度に対する、破断における伸び粘度の比は、0.1秒の歪速度において8.
45であることを示している。歪速度が0.3秒−1の場合、その比は6.47で
ある。歪速度が1.0秒−1の場合、その比は4.47である。対照(比較例12
)の場合、伸び粘度は破断点(すなわち、歪硬化はない)を通って上昇すること
なく線形粘弾性データーをたどるように見える。これらのデータープロットは、
本発明の実施例と比較例の間の溶融粘度差を再度証明している。比較例のポリマ
ーは歪硬化を示さず線形粘弾性物質のような挙動を示した。本発明のコポリマー
が示した異なる挙動は、それらの異なる組成と分子構造に起因していることは明
らかである。
【0106】iv.繊維と織物 実施例3の、プロピレン/1,9−デカジエンコポリマーは繊維の製造に使わ
れた。ACHIEVETM3825(テキサス州ヒューストンのExxonMo
bil Chemical Co.から市販されている、32MFR;メタロセン
系の線状ホモポリマー)における実施例3の溶融均一化したブレンドは、Wer
ner−Pfleiderer二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸同
時回転スクリュー直径57mm)でつくった。溶融配合する前に、1000pp
mのIrganox1076(Ciba Geigy Corp.)及び250p
pmのステアリン酸カルシウム(Witco Chemical)の添加剤バッ
ケージを、各樹脂混合物にドライブレンドした。これらのブレンドに関する特性
データーを表5に示す。
【0107】 ACHIEVE 3825及びACHIEVETM3854(テキサス州ヒュ
ーストンのExxonMobil Chemical Co.から市販されている
、24MFR;メタロセン系の線状ホモポリマー)をこの研究における比較例と
して用いた。これら2つの樹脂は、ポリプロピレン織物市場において広く使われ
ている。
【0108】
【表8】
【0109】 表5のデーターは、線状ホモポリマーに本発明のポリマーを少量添加すると、
結晶化に対して実質的に影響を与えることを示している。ACHIEVE 38
25に実施例3のポリマーをわずか5%添加すると、結晶化温度Tcが105.5
℃から115℃へ上がる。又、回復可能なコンプライアンスは、実施例3のポリ
マーを添加すると直線的に上昇し、純粋のACHIEVE 3825の場合の0
.59x10−5cm/ダインから実施例3のコポリマーを40%添加した場
合に4.8x10−5cm/ダインになる。回復可能なコンプライアンスの値
が高いことは、繊維の紡糸性能には好ましくないので(従来の実験から、2.0
x10−5cm/ダイン最大が良好な紡糸についての切断であるようだ)、対
照3825及び3854とともに5、10及び20%ブレンドのみを繊維に加工
した。
【0110】 ベースポリマーからの繊維の製造は、ほぼ5つの工程、すなわち、ポリマーを
配合し、均質化し、顔料や安定剤のような成分を添加すること、押出機中でポリ
マーを溶融すること、紡糸口金オリフィスによりポリマー溶融体を加圧すること
、溶融ポリマー繊維を引き延ばすこと、制御された冷却により繊維を凝固し、繊
維を回収することに区分することができる。いくつかの二次的な操作(追加の延
伸、きめ出し、繊維の切断等)は凝縮した繊維についてしばしば行われる。
【0111】 先に述べたプロピレンポリマー物品から部分的に延伸した糸(POY)を製造
するために繊維ラインで試験した。用いたPOYライン、すなわち、Exxon
Mobilが製作した装置は、スパンボンデッド不織布プロセスの反末頭のモデ
ルである。樹脂は紡糸口金(72孔のスピンパック)を通って押し出され、次い
で高速巻取機に巻き取られる。生産量は、約0.6g/孔/分である。このプロ
セスでは、ほとんどすべての延伸は溶融相で行われる。糸は切れるまで巻き取り
速度を上げられる。加工データーを表6にまとめる。
【0112】
【表9】
【0113】 これらの加工データーは、一般に、紡糸性に負の悪影響が与えられる前に、分
岐ポリプロピレンの少ないもののみが使用できることを示している。実施例3の
ポリマーを5%添加すると、かなりの破断時速度を有する良好な紡糸性を示した
。実施例3のポリマーを10%以上加えるのは好ましくない。
【0114】 異なるポリマーからの糸についての複屈折値(偏光顕微鏡を用いた)を図5に
示す。表5から、ACHIEVE 3825に実施例3のポリマーを5%者少量
を添加すると、結晶化温度Tcが約10℃(105.5から115℃へ)上がる
ことが分かる。繊維に付与されたほとんどすべての延伸は溶融相で与えられるの
で、図5で見られるようにTcの上昇をもたらす状況により延伸が少なくなり、
従って、繊維の複屈折もより低い。
【0115】 引張試験(Textechno Statimat M試験機を用いる)は、P
OY装置からの繊維について行った。強力と伸びに関するデーターを図6に示す
。ACHIEVE 3825の糸の伸びは実施例3のポリマーを少量添加した場
合に改良されていることが分かる。純粋の3825から実施例3のポリマーを5
%添加したものへ移行した場合の方が、5%添加から20%添加へ移行した場合
よりも実質的に大きな上昇がある。繊維の伸びの改良は、多くの用途において非
常に望ましい特性である。繊維の強度値は、実施例3のポリマーの添加量が少量
であることにより低下し、ACHIEVE 3825への実施例3のポリマーを
ブレンドすると、伸びに対する糸の強度の異なるバランスを生じる。より一般的
には、線状ポリプロピレンに対して本発明のポリマーを少量(10%未満、典型
的には5%)添加すると繊維の結晶化や延伸を調節し、特性分布の異なった繊維
を得ることができる。繊維の伸びが高い部分的に延伸した糸を得ることができる
。より高い強力が望ましい場合は、付加的延伸工程を行い得て、この目標を達成
することができる。これらの少ない添加量(10%未満、普通は5%)において
、良好な紡糸性と良好な速度対破断比率を維持できる。
【0116】 本発明のポリマーのブレンドにより明らかにされた繊維製品特性のこのより広
い範囲は、又、織物(例えば、スパンボンデッド不織布)の製造中に予想され得
る。
【0117】v.吹込成形された瓶 実施例7のプロピレン/1,9−デカジエンのコポリマーを用いて1ガロンの
工業用丸底瓶を吹込成形により製造した。実施例7の純品及び実施例7と15の
50/50の溶融均質化ブレンドのペレットをWerner−Pfleidre
r二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸同時回転スクリュー直径57m
m)でつくった。溶融配合する前に、1000ppmのEthanox330(
Ethyl Corp.)、1500ppmのIrgafos168(Ciba
Geigy Corp.)及び600ppmのステアリン酸カルシウム(Wit
co Chemical)の添加剤バッケージを、各樹脂にドライブレンドした
。さらに、両方ともテキサス州ヒューストンのExxonMobil Chem
ical Co.からの、市販品であるPP9122ランダム・コポリマー(2.
1MFR、2.1%Cコモノマー)及びPP7031 E7衝撃コポリマー(i
mpact copolymer)(0.35MFR、9.0%全Cコモノマー
)を対照として用いた。
【0118】 上記のポリマーをUNILOY 2ヘッド往復吹込成形機で成形した。1ガロ
ン工業用丸底瓶成形型を用いた。この型は、ビルトインハンドル及び瓶の長さに
沿って直径の変化を含む比較的複雑なデザインを有する大型の瓶(瓶重量約11
5g)を提供する。UNILOY機で用いたプロセス条件を下の表7にまとめる
【0119】
【表10】
【0120】 異なる樹脂の吹込成形の加工性は次のようなものであった。ランダム・コポリ
マーPP9122は、うまく吹込成形できなかった。ラインドアウト(line
d-out)条件を得ることはできなかった。この物質は高い粘着性及び高い膨
潤性を示した。衝撃コポリマーPP 7031 E7は良好な成形性を示し、連続
的ラインドアウト操作を確立している。本発明のポリマーである実施例7(MF
RがPP7031 E7の0.35dl/gに対して約2.0dl/g)は、連続
的なラインドアウト操作を用いて良好な成形加工性(純品、及び比較例15との
50/50ブレンドの両方が)を示した。実施例7からの瓶は、ビルトインハン
ドルのような重要な位置で良好な明確さを示した。全体の外観は良好であったが
、内壁表面にある程度の変形が認められた。これは、分岐の程度の最適化により
調節できる流動学的作用であると考えられる。80%のPP 7031 E7及
び20%の実施例7のポリマーのオンライン・ブレンド(押出機ホッパーに供給
されたドライブレンド)は、驚くほど加工性が良好であった。このブレンドは、
非常によく加工できて瓶の鮮映度や外観も非常によかった。実施例7のポリマー
のみの場合に認められた内表面の変形は、もはや存在しなかった。実施例7のポ
リマーを20%添加したものも、瓶の剛性と上部荷重性能(ASTM D265
9による)が一段と向上した。この性能を図7に示す。
【0121】 溶融強度の高い本発明のポリマーは、良好な吹込成形加工性を示し、約2MF
Rの実施例7のポリマーに従来のプロピレンポリマーの分別MFR(fract
ional MFR)に匹敵する成形性を与える。さらに、本発明のポリマーに
より提供された結晶性に関連した特性のレベルの上昇により瓶の上部荷重強度を
向上させた。吹込成形級の従来のポリプロピレン(衝撃コポリマーPP 703
1 E7のような)に少量の添加(成形ラインで10〜20%ブレンドした)す
ると、良好な成形性が与えられ上部荷重強度が改良された。
【0122】vi.熱成形部品 実施例6のプロピレン/1,9−デカジエンコポリマーを用いて、バッチ式の
成形機を用いる熱成形により、中絞り食品容器を製造した。実施例6のポリマー
のみ、実施例15のポリマーのみ、及び実施例6と15の50/50溶融均質化
ブレンドを、Werner−Pfleidrer二軸スクリュー配合押出機(Z
SK57;二軸同時回転スクリュー直径57mm)で製造した。溶融混練する前
に<1000ppmのEthanox 330(Ethyl Corp.)、1
500ppmのIrgafos168(Ciba Geigy Corp.)及び
600ppmのステアリン酸カルシウム(WitcoChemical)の添加
剤バッケージを各樹脂にドライブレンドした。ペレット化生成物をシートに押し
出した。このラインには1.25インチの一軸スクリュー押出機と10インチ幅
のシート押出ダイを有した。製造されたシートは厚さが約20ミルであった。3
つの材料からのシートを押し出した場合問題はなかった。
【0123】 これらのシートは、バッチ式熱成形機(AAAシャットル機)を用いて容器に
成形した。この装置は本質的には真空成形(約26インチHg)により機能し、
トライアルの間にプラグアシストは用いなかった。オーブン加熱ステーションは
、独立した上部と下部の温度制御を用いて作動し、オーブン時間は熱サイクルタ
イマーにより調節した。成形ステーションは真空を備えていた。成形温度は12
1℃に調節した。用いた型は中絞り食品容器金型(7.5インチx2.5インチx
1.5インチ)であった。シートは、オーブンと成形ステーションの間でシヤッ
トルする金属枠に締め付けられた。締め付け装置に比例してシートの延伸は、3
つのすべての材料について一貫していた。成形直前のシートの表面温度は、IR
ガンを用いて測定した。用いた試験概要には、3レベルのオーブン温度(600
°F又は316℃、700°F又は371℃、800°F又は427℃)が含ま
れていた。各オーブン温度において、操作ウインドーを決めるためにある範囲の
加熱時間を調べた。これは容器の観察により評価された。容器の判断に用いた基
準は、特に角のような重要な位置における壁の分布、部分の明確さ(すなわち、
成形金型の細部すべてを再現する能力)及び一般的な外見(すなわち、割れ目が
ないこと、すなわち、成形操作によるひだや折れ目がないこと)であった。
【0124】 オーブン温度700°F(371℃)における3つの材料に関するプロセス操
作ウィンドーを図8に示す。この図は、オーブン加熱時間対シート温度のプロッ
トである。四角は、各材料について、上で規定した基準により、ウインドー内で
は良品質の容器をつくることができることを示している。比較例15(線状ポリ
マー)のウインドーは、かなり限定されていた。本発明のポリマーである実施例
6は、より広い加工ウインドーを示した。50/50の材料のウインドーは中間
であった。溶融強度が改良されている本発明のポリマーは、より長いオーブン時
間において優れたたわみ抵抗を示した。このことが、比較例15で可能な温度よ
りも高いシート温度における操作を可能にした。さらに、本発明のポリマーシー
トはオーブンから取り出したときにヒダや折れ目が少なかった。シート形態にお
けるこの改良により、成形操作中のシールがより密になり、その結果部分がより
明確になった。
【0125】vii.発泡部品 実施例5、7、9及び10のプロピレン/1,9−デカジエンコポリマーを、
化学発泡剤を含む発泡操作で評価した。これらのポリマーのペレットをWern
er−Pfleidrer二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸スクリ
ュー直径57mm)でつくった。500ppmのIrganox 1076及び
、1000ppmのIrgafos 168(両方ともCiba Geigy C
orp.から)の添加剤バッケージを、溶融混練する前に各樹脂にドライブレン
ドした。市販の、Montell Polyolefins(デラウエア州ウイ
ルミントン)からのPro−faxTM PF−814と呼ばれる分岐プロピレ
ンポリマーを、比較例として用いた。この製品は公称3MFR(230℃におい
て)のもので、低密度押出発泡体用の溶融強度の高いポリプロピレンホモポリマ
ーとして報告されている。発泡のために用いられた装置は、ブラベンダー同時押
出ラインであった。発泡したコアの各側の上に固体のスキンを与える能力を与え
た。この評価では、発泡されたコアのみが製造された。このラインには、直径1
.9mmで24L/D、及び幅50mmのスリットダイの一軸スクリューを有し
た。用いた化学発泡剤は、SafoamTM FPE50(ニュージャージー州
キーポートのReedy International Corp.)であり、こ
れは重炭酸ソーダとクエン酸の配合物である。5%の添加で用いた。発泡体の処
理挙動は、表8に示したデーターから測ることができる。
【0126】
【表11】
【0127】 本発明のポリマーは、市販の製品に匹敵するフォーム密度の平坦な発泡シート
を与えた。加工挙動も匹敵した。実際に、本発明のポリマーは、より低いダイ温
度を設定できる利点を与えるようであった。PF−814では、160℃未満の
温度では、押出物は受け入れがたい傾向がある。図9に示した顕微鏡写真から分
かるように、すべてのポリマーで良好なフォーム形態学が得られた。本発明のポ
リマーは、きわめて均一な大きさと形状の気泡を有する発泡構造を示している。
気泡の大きさは、比較例の樹脂であるPF−814の方がわずかに低いフォーム
密度(0.3g/ml対本発明の実施例では0.4g/ml)と一致して大きい。
【0128】 本発明の実施例4、及び比較例として市販の分岐ポリプロピレンPF−814
について二酸化炭素ガス注入を用いた発泡実験を行った。用いた装置は、直径3
2mm、L/D40及び3mmのロッドダイの一軸スクリューを有するKill
ionセグメント押出機であった。発泡剤として二酸化炭素ガスを用いた。80
0psiまでは、ガスシリンダーを用いて行い、800psiを超えた圧力を供
給をするためには増圧機を用いた。気泡核剤としては0.5%の添加においてS
afoamTM FPE50を用いた。主な加工データーを下の表9に示す。
【0129】
【表12】
【0130】 追加データーの相関関係を図10に示す。これらのデーターは、用いた試験条
件により、両生成物は同等に低いフォーム密度が得られ、これは望ましいことで
ある。本発明のポリマーである実施例4の発泡加工は、比較例の樹脂である市販
のポリマーPF−814に類似しているようである。化学発泡剤からの発泡分布
を用いた場合に先に指摘したように、本発明のポリマーは、(同じフォーム密度
では)より低い溶融温度で処理できるようであり、これは有利なことである。両
樹脂からのフォーム形態学は、図11に示した顕微鏡写真からわかるように、良
好な独立気泡構造を示す。
【0131】viii.熱可塑性オレフィン組成物(TPOs) TPOは、典型的には、アイソタクチックポリプロピレンとゴム(例えば、E
P又はEPDMゴム)の均一なブレンドから成る。本発明の実施例を用いて、ポ
リプロピレンが主成分であり、ゴムが分散している少量成分であるTPOsを製
造した。比較例12(線状ポリマー、ジエンなし)とともに、実施例3、4、5
及び7は、EPゴムとともに20%ゴムの量まで配合した。用いたEP等は、V
ISTALONTM457(29ムーニー、48%C、Mw150k、Mw/
Mn 2.1、tg 約−55℃)であった。テキサス州ヒューストンのExxo
n Mobil Chemical Co.から得た、この製品は、TPO事業の
改質剤として広く使われている。この組成の詳細を表10に示す。
【0132】
【表13】
【0133】 全部で25試料ブレンドを製造した。配合は、各試料の成分をドライブレンド
することを含み、その後に、Farrell OOC バンバリーミキサーで約5
ポンドバッチの溶融均質化を行った。用いた混合温度は、188乃至216℃の
範囲であった。ミキサーにまずポリプロピレンを入れ、完全に溶融し、その後、
その他の成分(ゴム改質剤、特殊安定剤)を添加した。混合は低ローター速度で
3分間行い、さらに3分間、高ローター速度で混合した。配合した配合物を圧縮
し、チャンクとして回収した。冷却後、このチャンクをIMS粉砕機(モデル2
069−SP)を用いて(約1mmの大きさに)粉砕した。粉砕した生成物を、W
erner−Pfleidrer二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸
同時回転スクリュー直径57mm)でペレットに押し出した。このペレットは、
75 Ton Van Dorn 射出成形機でASTM部品に射出成形した。成形
部品の特性データーを表11に示す。測定項目には、引張特性(ASTM D−
638)、曲げ特性(ASTM D−790)、ガードナー衝撃(ASTM D−
5420)及びノッチ付きアイゾット衝撃(ASTM D−256)が含まれて
いた。さらに、付加的なデータープロットを図12に示す。弾性率対ゴム含有量
のプロットは、本発明の実施例5が、所定のゴム含有量について比較例12(ジ
エンの対照がない)よりも高い弾性率を有していることを示しており、これは有
利なことである。図12には、異なるポリマーブレンドについて、ノッチ付きア
イゾット衝撃(23℃における)対配合物のMFRのプロットもある。比較例1
2(ジエンの対照はない)では、ゴムを添加するとMFRは低下するが、衝撃の
改良は十分とは言えない。本発明の実施例はMFRのずっと低い低下を示すが、
衝撃強度は実質的に向上する。対応する量のゴム添加量において、衝撃値は対照
(比較例12)に比べて3〜10倍向上する。最後に、図12は、剛性と衝撃の
間のバランスを示している。ジエンのない対照である比較例12をベースとする
ブレンドは、ゴムを添加すると弾性率が急に低下し、衝撃強度はほとんど向上し
ない。本発明の実施例のブレンドは、剛性が次第に低下し、衝撃強度はかなり実
質的な向上を示す。本発明のポリマーについて剛性と衝撃との間のバランスは、
ある点までは改良され、あるジエン量を超えると同じトレンドラインが得られる
(実施例4、5及び7)。
【0134】
【表14】
【0135】ix.フィルム 実施例3(10MFR)のプロピレン/1,9−デカジエンコポリマーを、純
品及び比較例16(12MFR)とのブレンドの両方において、フィルム形成操
作において評価した。上記ポリマーのペレットをWerner−Pfleidr
er二軸スクリュー配合押出機(ZSK57;二軸同時回転スクリュー直径57
mm)で製造した。4つの組成物(実施例3の純品と比較例16と10、20及
び40%の実施例3のブレンド)を配合押出機で溶融均質化して製造した。溶融
配合する前に、次のような添加剤バッケージを各試料にドライブレンドした:す
なわち、700ppmのIrganox1010及び、700ppmのIrga
fox168(両方ともCiba Geigy Corp.)、300ppmのD
HT−4A中和剤(Kyowa Chemical Industries Co
.,Ltd.)、750ppmのSiltonJC−30粘着防止剤(Inte
rnational Resources,Inc.)、1500ppmのEru
camideスリップ剤及び500ppmのOleamideスリップ剤(両方
ともWitco Chemicalから)。
【0136】 さらに、比較例12及び16の純品並びに市販(テキサス州ヒューストンのE
xxon MobilChemical Co.)のプロピレン・ポリマー PD
4443(7.3MFR)及びACHIEVETM3854(24MFR)もフ
ィルムに加工した。これらのポリマーのすべてには、ACHIEVE 3854
を除いて上で述べた添加剤バッケージが含まれている。
【0137】 フィルムの形成は、Killionミニキヤスト同時押出フィルムラインで行
った。このラインには、L/Dが24:1の3つの押出機(「A」押出機は直径
が1インチであり、「B」と「C」押出機は直径0.75インチ)があり、これ
らがポリマーを供給実施例3のブロックに供給する。これらの単層フィルムでは
、「A」押出機のみが使われた。供給ブロックは溶融ポリマーを各押出機から個
々の溝にそらす。合わせた流れは幅8インチのCloerenダイに入る。溶融
ポリマーはダイを出て、冷却ロール(直径8インチ、ロール面10インチ)に流
延される。流延単位装置は速度を調節して望みの厚さのフィルムを得る。温度分
布は、比較例12及びACHIEVE 3854(両方とも20MFR)の場合
は216℃の溶融温度が得られるように設定され、MFRが低いその他の試料で
は240℃に設定される。押出機速度は約110rpm、冷却ロール温度は24
℃に設定した。ライン速度は、1.5ミルのフィルムが得られるように調整した
。フィルムは加工後2週間保存し、種々のフィルムの機械特性:周囲温度におけ
る引張強度、伸び及び1%割線モジュラス(ASTM D−882);エルメン
ドルフ引裂強度(ASTM D−1922);ピーク破壊力(ASTM D−34
20)及び全エネルギー衝撃(ASTM 4272−90)について試験した。
これらの試験から得られたフィルム特性データーを表12に示す。
【0138】
【表15】
【0139】 本発明のポリマーは、比較例のポリマーよりも周囲温度における高い剛性を示
す。より低い速度において(例えば、破壊力)フィルム靭性は対照に匹敵する。
より速い試験速度において(例えばエルメンドルフ引裂)、より低い靱性値が得
られる。
【0140】 周囲温度で得られたより高いフィルムの剛性は、図13に示すように、高温試
験(縦方向、MD、及び横断方向、TDに沿って75℃と120℃において)ま
で持ち越される。水蒸気透過抵抗のバリヤー特性(WVTR;ASTM F−3
72)及び酸素透過抵抗(OTR;ASTM D−1434)は、本発明のポリ
マーでは最良である。これを図14に示す。個々の成分のフィルムよりもブレン
ドフィルムの方が改良されたバリヤーの指標がある。図15にフィルムのシール
性能を示す。ヒートシール試験には、Thellerフィルムシーラー(モデル
PC)上にシールされたフィルムが含まれ、United 6ステーション引張
試験機でシール強度についてテストした。シール条件は、シール圧力30psi
;滞留時間0.5秒;シール試験片サイズ 5インチx3/8インチであった。
シール試験の条件は、長さ4インチで幅1インチのストリップ;1試料につき3
試験片;試験速度20インチ/分であった。図15のデーターは、本発明の実施
例3のポリマー(純品及びブレンド)のシール開始温度(SIT;4ポンドのシ
ール力における温度)値は、メタロセン従来のチーグラー・ナッタ線状対照(そ
れぞれ、3854と4443)の値の間にあることが示されている。本発明のフ
ィルム(純品及びブレンド)が極限シール強度の最高レベルを示し、これがフィ
ルムヒートシールの強度を特徴付けることが観察されることが注目すべきことで
ある。
【0141】 先に観察されたフィルム特性に基づいて、本発明のポリマーの潜在的なポリマ
ー用途には、 i)標準線状ポリプロピレン(延伸された及び延伸されていない両フィルム)に
本発明のポリマーを添加して、バリヤー特性と剛性を高め、一方、良好な加工性
を維持すること。より高いフィルムの剛性及びバリヤーは、ポリプロピレンの製
造者には常に興味をもつことである。 ii)包装用には、高い剛性、高いバリヤー及び容易な包装操作が必要である(
例えば、キャンディー包装材料、皿洗い用洗剤の立方体の包装材料、紙用の容易
な開き可能性)。 iii)固有の、より高い剛性及びバリヤー性を有するフィルムを与えるための
貼り合わせ又は同時押出物。 iv)剛性及びバリヤーの固有の向上に基づいてフィルムを薄くすること。
【0142】 本発明は特定の態様を参照することにより記載し,説明したが、本発明は本明
細書で例示しなかった多くの異なる変形態様があることは当業者には理解できる
であろう。このような理由で、本発明の真の範囲を決定する目的のためには、添
付した請求の範囲のみを参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例5、6及び8で生成されたコポリマー及び実施例12で生成された比較
ポリマーの溶融及び結晶化曲線を例示しているグラフである。
【図2】 実施例9のポリマーのみ及びポリプロピレン用として商業的に用いられている
異なる核剤を用いた実施例9の、射出成形部品特性分布のレーダープロットであ
る。
【図3】 図3Aは、実施例1のコポリマーから形成された成形試料の部分断面の顕微鏡
写真である。 図3Bは、実施例11の比較ポリマーから形成された成形試料の部分断面の顕
微鏡写真である。
【図4】 実施例3、4、5、7及び比較例12において生成されたポリマーについて伸
び粘度値(異なる剪断速度において)をプロットしたグラフである。
【図5】 ACHIEVETM3825における実施例3のブレンド及び純品3825か
ら部分的に延伸した糸について平均複屈折率のプロットである。
【図6】 ACHIEVETM3825における実施例3のブレンド及び純品3825か
ら部分的に延伸した糸について破断伸び及び強力値(対デニール番手及び巻き取
り速度)のプロットである。
【図7】 衝撃コポリマーPP 7031 E7及びPP 7031 E7中の実施例7の2
0%ブレンドからの吹込成形した瓶(瓶重量は両方とも同じ)の平均上部荷重値
のプロットである。
【図8】 実施例6、比較例15及びこれら2つの50/50ブレンドからの中絞り食品
容器の371℃(700°F)オーブン温度における熱成形加工ウィンドーのプ
ロットである。
【図9】 実施例10、7及び比較のための樹脂PF−814(Montellからの商
業物品)から化学発泡剤を用いてつくった平たい発泡シートの気泡形態学の顕微
鏡写真である。
【図10】 実施例4及び比較のための樹脂PF−814(Montellからの商業物品
)から、二酸化炭素ガス注入を用いた発泡形材の生産中の泡処理パラメータのプ
ロットである。
【図11】 実施例4及び比較のための樹脂PF−814(Montellからの商業物品
)から、二酸化炭素ガス注入を用いた発泡プロフィルの気泡形態学の顕微鏡写真
である。
【図12】 実施例3、4、5、7及び比較例12から誘導されたTPOブレンド組成物の
成形部品特性のプロットである。TPO組成物には、VISTALONTM
57EPゴムとのブレンドが含まれている。
【図13】 実施例3(純品及び比較例16とのブレンドにおける)、比較例12及び16
、並びに市販されている比較例PP4443及びACHIEVETM3854か
らのキャストフィルムの高温(75℃及び120℃)におけるフィルム剛性のプ
ロットである。
【図14】 本発明の実施例3(純品及び線状比較例16とのブレンドにおける)、比較例
12及び16、並びに市販されている比較例樹脂PP4443及びACHIEV
TM3854からのキャストフィルムのフィルムバリヤー特性(水蒸気透過抵
抗及び酸素透過抵抗)のプロットである。
【図15】 実施例3(純品及び比較例16とのブレンドにおける)、比較例12、並びに
市販されている樹脂PP4443及びACHIEVETM3854からのキャス
トフィルムのフィルムヒートシール挙動(シール強度)対シール温度のプロット
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) C08F 236:20) B65D 1/00 A C08L 23:16 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),BR,C A,CN,JP,KR,MX,SG (72)発明者 ウェン、ウェイキン アメリカ合衆国、テキサス州 77059、ヒ ューストン、シャドー・フォールズ・コー ト 13707 (72)発明者 メータ、アスピー・ケイ アメリカ合衆国、テキサス州 77346、ハ ンブル、アタスコシータ・ポイント・ドラ イブ 21210 (72)発明者 デクメジアン、アーメナグ・エイチ アメリカ合衆国、テキサス州 77345、キ ングウッド、エバーグリーン・クリフ・ト レイル 2806 (72)発明者 チャン、メイン アメリカ合衆国、テキサス州 77062、ヒ ューストン、オーチャード・カントリー・ レーン 1827 (72)発明者 チャドガー、ラジャン・ケイ アメリカ合衆国、テキサス州 77573、リ ーグ・シティ、バンテージ・ポイント・サ ークル 315 (72)発明者 ダービー、クリストファー・アール アメリカ合衆国、テキサス州 77059、ヒ ューストン、ビレッジ・コーナー 4119 (72)発明者 リン、チャーリー・ワイ アメリカ合衆国、テキサス州 77059、ヒ ューストン、パーク・センター・コート 3811 (72)発明者 チェン、マイケル・シー アメリカ合衆国、テキサス州 77056、ヒ ューストン、チムニー・ロック 1504 (72)発明者 リックソン、ガラン・シー アメリカ合衆国、テキサス州 77346、キ ングウッド、ホワイトベリー・コート 20519 Fターム(参考) 3E033 AA01 AA03 BA14 CA03 FA02 4F071 AA10X AA12X AA14X AA15X AA20X AA21X AA81 AA84 AA89 AH05 BB05 BC01 BC04 4J100 AA02Q AA03P AA04Q AA07Q AA15Q AA16Q AA17Q AA21Q AS11R CA05 DA01 DA24 DA41 JA11 JA58 4L035 BB31 EE20 LA02

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 90〜99.999重量%のプロピレン単位、0.00〜8重量
    %の、プロピレン単位以外のオレフィン単位、及び0.001〜2.000重量
    %の、α,ω−ジエン単位を含むコポリマーであって、前記コポリマーが、50,
    000〜2,000,000の重量平均分子量、115〜135℃の結晶化温度、
    及び0.1〜100dg/分の溶融流量を有するコポリマー。
  2. 【請求項2】 コポリマーに存在するα,ω−ジエン単位の重量%が0.005
    〜1.5である、請求項1のコポリマー。
  3. 【請求項3】 コポリマーに存在するα,ω−ジエン単位の重量%が0.005
    〜1.0である、請求項1のコポリマー。
  4. 【請求項4】 オレフィンが、少なくとも一つのエチレン、C3−C20αーオ
    レフィン類、及びジオレフィン類である、請求項1のコポリマー。
  5. 【請求項5】 オレフィンが、少なくとも1つのエチレン、ブテン−1、ペン
    テン−1、ヘキセン−1、ヘプテンー1、4−メチル−1−ペンテン、3−メチ
    ル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、1
    −オクテン、1−デセン、1−ウンデセン、及び1−ドデセンである、請求項4
    のコポリマー。
  6. 【請求項6】 結晶化温度が115℃より高く130℃までである、請求項1
    のコポリマー。
  7. 【請求項7】 結晶化温度が115より高く126℃までである、請求項1の
    コポリマー。
  8. 【請求項8】 90〜99.999重量%プロピレン単位、0.01〜8重量%
    のエチレン単位及び0.001〜2.000重量%のα,ω−ジエン単位を含むコ
    ポリマーであって、50,000〜2,000,000の重量平均分子量、115
    〜135℃の結晶化温度、及び0.1〜100dg/分の溶融流量を有するコポ
    リマー。
  9. 【請求項9】 α,ω−ジエン単位の重量%が0.005〜1.5である、請求
    項8のコポリマー。
  10. 【請求項10】 α,ω−ジエン・単位の重量%が0.005〜1.0である、
    請求項8のコポリマー。
  11. 【請求項11】 さらにオレフィンを含み、前記オレフィンが、少なくとも1
    つのエチレン、C3−C20αーオレフィン類、及びジオレフィン類である、請求
    項8のコポリマー。
  12. 【請求項12】 オレフィンが、少なくとも1つのエチレン、ブテン−1、ペ
    ンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテンー1、4−メチル−1−ペンテン、3−メ
    チル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、
    1−オクテン、1−デセン、1−ウンデセン、及び1−ドデセンである、請求項
    11のコポリマー。
  13. 【請求項13】 結晶化温度が115℃より高く130℃までである、請求項
    8のコポリマー。
  14. 【請求項14】 結晶化温度が115℃より高く126℃までである、請求項
    8のコポリマー。
  15. 【請求項15】 少なくとも2つの結晶質集団があるとさらに規定される、請
    求項8のコポリマー。
  16. 【請求項16】 1つの結晶質集団は、第1の融点範囲にある第1の融点を有
    し、もう一つの結晶質集団が第2の融点範囲にある第2の融点を有し、第1の融
    点範囲は第2の融点範囲と1〜8℃の差がある、請求項15のコポリマー。
  17. 【請求項17】 1つの結晶質集団は152〜158℃の一つの融点を有し、
    もう一つの結晶質集団は142〜148℃の融点を有する、請求項15のコポリ
    マー。
  18. 【請求項18】 (a)98〜99.999重量%のオレフィン単位と(b)0.
    001〜2.000重量%のα,ω−ジエン単位を含むコポリマーから製造された
    物品であって、前記コポリマーが、 (c)50,000〜2,000,000の範囲の重量平均分子量を有し、 (d) 結晶化が外部から加えた核剤なしに起こる、115〜135℃の範囲の結
    晶化温度、及び (e)0.1〜100dg/分の溶融流量を有する、 前記物品。
  19. 【請求項19】 コポリマーに存在するα,ω−ジエン・単位の重量%が0.0
    05〜1.5である、請求項18の物品。
  20. 【請求項20】 前記コポリマーに存在するα,ω−ジエン・単位の重量%が
    0.005〜1.0である、請求項19の物品。
  21. 【請求項21】 前記物品が、フィルム、繊維、織物、成形物品、射出成形物
    品、発泡物品、熱成形物品及び吹込成形物品の一つとしてさらに規定される、請
    求項18の物品。
  22. 【請求項22】 前記物品が、瓶、キャストフィルム、延伸フィルム、射出成
    形物品、吹込成形物品、発泡ラミネート、熱成形物品、繊維、織物及び自動車用
    物品の一つとしてさらに規定される、請求項21の物品。
  23. 【請求項23】 (a)99〜99.999重量%のプロピレン単位、 (b)0.00〜8重量%の、プロピレン単位以外のオレフィン単位、 (c)0.001〜2.000重量%のα,ω−ジエン単位 を含み、 (d)50,000〜2,000,000の範囲の重量平均分子量、 (e) 結晶化が外部から加える添加剤なしに起こる、115〜135℃の範囲の
    結晶化温度、及び (f)0.1〜100dg/分の溶融流量 を有するコポリマーから形成される10〜120μmの有効スキン層厚さを有す
    る物品。
  24. 【請求項24】 有効スキン層厚さが30〜100μmである、請求項23の
    物品。
  25. 【請求項25】 フィルム、繊維、織物、成形物品、射出成形物品、発泡物品
    、熱成形物品及び吹込成形物品の一つとしてさらに規定される、請求項23の物
    品。
  26. 【請求項26】 瓶、キャストフィルム、延伸フィルム、射出成形物品、吹込
    成形物品、発泡ラミネート、熱成形物品、繊維、織物及び自動車用物品の一つと
    してさらに規定される、請求項25の物品。
  27. 【請求項27】 オレフィンが、エチレン、C2−C10αーオレフィン類、及
    びジオレフィン類(一つの内部オレフィンを有する)の少なくとも一つである、
    請求項23の物品。
  28. 【請求項28】 オレフィンが、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキ
    セン−1、ヘプテンー1、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテ
    ン、4−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、1−オクテン、1
    −デセン、1−ウンデセン、及び1−ドデセンの少なくとも一つである、請求項
    23の物品。
  29. 【請求項29】 コポリマーの前記結晶化温度が115℃より高く130℃ま
    でである、請求項23の物品
  30. 【請求項30】 プロピレン単位以外のオレフィン単位の重量%が0.01〜
    8重量%である、請求項23乃至29のいずれか1請求項の物品。
  31. 【請求項31】 コポリマーが少なくとも2つの結晶質集団を有するとさらに
    規定される、請求項30の物品。
  32. 【請求項32】 コポリマーが少なくとも2つの結晶質集団を有するものとさ
    らに規定され、結晶質集団の一つは第1の融点範囲における第1の融点を有し、
    もう一つの結晶質集団は第2の融点範囲における第2の融点を有し、さらに、第
    1の融点範囲と第2の融点範囲には1〜16℃の差がある、請求項31の物品。
  33. 【請求項33】 コポリマーが152〜158℃の範囲に融点を有する結晶質
    集団の一つ及び142〜148℃の範囲に融点を有するもう一つの結晶質集団を
    有するとさらに規定される、請求項32の物品。
JP2001543617A 1999-12-10 2000-12-11 プロピレンとジエンのコポリマーから形成された物品 Withdrawn JP2003516441A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US45828199A 1999-12-10 1999-12-10
US45903599A 1999-12-10 1999-12-10
US09/458,281 1999-12-10
US09/459,035 1999-12-10
PCT/US2000/033612 WO2001042323A1 (en) 1999-12-10 2000-12-11 Articles formed from propylene diene copolymers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003516441A true JP2003516441A (ja) 2003-05-13

Family

ID=27038934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001543617A Withdrawn JP2003516441A (ja) 1999-12-10 2000-12-11 プロピレンとジエンのコポリマーから形成された物品

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1237963B1 (ja)
JP (1) JP2003516441A (ja)
KR (1) KR20020064334A (ja)
CN (1) CN1234740C (ja)
AT (1) ATE277957T1 (ja)
BR (1) BR0016286A (ja)
CA (1) CA2393598A1 (ja)
DE (1) DE60014426T2 (ja)
ES (1) ES2223623T3 (ja)
MX (1) MXPA02005641A (ja)
WO (1) WO2001042323A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012021018A (ja) * 2005-04-29 2012-02-02 Tomizo Yamamoto 活性発泡体

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2499951C (en) 2002-10-15 2013-05-28 Peijun Jiang Multiple catalyst system for olefin polymerization and polymers produced therefrom
US7700707B2 (en) 2002-10-15 2010-04-20 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Polyolefin adhesive compositions and articles made therefrom
US6780936B1 (en) * 2003-02-11 2004-08-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Diene-modified propylene polymer nucleating agents
US8227547B2 (en) * 2008-12-15 2012-07-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Foamable thermoplastic reactor blends and foam article therefrom
KR101585204B1 (ko) 2013-06-28 2016-01-13 주식회사 엘지화학 디엔을 포함하는 3원계 탄성 공중합체 및 이의 제조 방법
EP2883889A4 (en) 2013-06-28 2016-06-01 Lg Chemical Ltd TERNARY ELASTIC COPOLYMER WITH A DIEN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
IN2015DN02232A (ja) 2013-06-28 2015-08-21 Lg Chemical Ltd
KR101476374B1 (ko) * 2014-04-21 2014-12-24 주식회사 엘지화학 디엔을 포함하는 3원계 탄성 공중합체 및 이의 제조 방법
WO2014209084A1 (ko) 2013-06-28 2014-12-31 주식회사 엘지화학 디엔을 포함하는 3원계 탄성 공중합체 및 이의 제조 방법
CN103804795B (zh) * 2014-03-06 2016-03-09 中国科学院化学研究所 具有长链支化结构特征的高熔体强度聚丙烯树脂的制备方法
WO2024072545A1 (en) * 2022-09-29 2024-04-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Foamable branched polypropylene compositions and foamed products produced therefrom

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303698B1 (en) * 1997-09-04 2001-10-16 Chisso Corporation Propylene copolymer and process for the production thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012021018A (ja) * 2005-04-29 2012-02-02 Tomizo Yamamoto 活性発泡体
US9125819B2 (en) 2005-04-29 2015-09-08 Tomizo Yamamoto Activated foam

Also Published As

Publication number Publication date
MXPA02005641A (es) 2002-09-02
ES2223623T3 (es) 2005-03-01
KR20020064334A (ko) 2002-08-07
DE60014426T2 (de) 2005-10-27
CA2393598A1 (en) 2001-06-14
CN1234740C (zh) 2006-01-04
WO2001042323A1 (en) 2001-06-14
ATE277957T1 (de) 2004-10-15
CN1409731A (zh) 2003-04-09
BR0016286A (pt) 2002-08-27
EP1237963A1 (en) 2002-09-11
EP1237963B1 (en) 2004-09-29
DE60014426D1 (de) 2004-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20020013440A1 (en) Propylene diene copolymers
JP4563401B2 (ja) ハフノセン触媒ポリエチレンからの高引裂強度フィルム
US6809168B2 (en) Articles formed from propylene diene copolymers
KR101357895B1 (ko) 로토몰딩 및 사출 성형 생성물에 사용하기 위한, 메탈로센 촉매를 이용하여 제조된 중합체
US6977287B2 (en) Propylene diene copolymers
EP1366098B1 (en) Olefin polymerization process to produce branched polymer compositions
US20010007896A1 (en) Propylene diene copolymers
US20050090571A1 (en) Expanded bead foams from propylene-diene copolymers and their use
JP2007513238A (ja) メタロセン触媒系を用いる重合方法
JP2009507104A (ja) 粒度分布が改善された担体材料を含む触媒組成物
US7005491B2 (en) Propylene diene copolymerized polymers
WO2004072177A1 (en) Diene-modified propylene polymer nucleating agents
US20010053837A1 (en) Articles formed from propylene diene copolymers
JP2003516441A (ja) プロピレンとジエンのコポリマーから形成された物品
JP4343231B2 (ja) 重合方法及びポリマー組成物特性の調節
JP6068277B2 (ja) オレフィン系重合体組成物、該組成物を含んで得られるシートおよび成形体
JP5252478B2 (ja) 空冷インフレーション用発泡樹脂組成物およびそれを用いた空冷インフレーション発泡フィルム
US20010016639A1 (en) Article formed from propylene diene copolymers
CN116670188A (zh) 基于聚烯烃的离子聚合物及其制备
JP2017025340A (ja) オレフィン系重合体を含んでなるシートおよび熱成形体、ならびにその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080304