JP2008524391A - ポリマーブレンドから生成されるフィルム - Google Patents

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Abstract

アイソタクチックポリプロピレン及びエチレン/プロピレンポリマーはしばしば、繊維、フィルム、成形部品及び不織布のような商品を生産する産業で用いられる。更に、これらのポリマーを他のポリマーとブレンドすることもまた、これまで研究の対象であった。
エチレン及びプロピレンのステレオブロックコポリマーをアイソタクチックポリプロピレンに加えることにより、アイソタクチックポリプロピレン単独の場合に比べてブレンドの機械的特性が改善することが示唆されている。
本発明は、一以上の半結晶性ポリマー及び一以上の半非晶質ポリマー含む異質ブレンドにより、靭性、柔軟性及び透明性を持つ均衡の取れた特性の組み合わせを持ちつつ、さらにポリプロピレン条件の下で加工することのできる結晶性を維持することができるブレンド、及びそのブレンドを含むフィルムを提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は異質ポリマーブレンド及びそれから作られるフィルムに関するものである。
本発明は2004年12月17日に出願された米国特許出願60/637,429及び2005年2月22日に出願された米国特許出願60/655,310に基づく優先権を主張するものである。
本出願は2003年11月18日に出願された米国特許出願10/716,306に関するものである。本発明は又、2003年3月28日に出願された同時係属の米国特許出願10/402,275に関するものである。
アイソタクチックポリプロピレン及びエチレン/プロピレンポリマーはしばしば、繊維、フィルム、成形部品及び不織布のような商品を生産する産業で用いられる。更に、これらのポリマーを他のポリマーとブレンドすることもまた、これまで研究の対象であった。
例えば、米国特許3,262,992はエチレン及びプロピレンのステレオブロックコポリマー(高い結晶融点を持つ)をアイソタクチックポリプロピレンに加えることにより、アイソタクチックポリプロピレン単独の場合に比べてブレンドの機械的特性が改善することを示唆している。
米国特許3,853,969 及び3,378,606,では、アイソタクチックポリプロピレン及び、プロピレン及びエチレン及びヘキセンを含む、2から12の炭素を持つ他のオレフィンの「ステレオブロック」コポリマーのそのまま(in situ)のブレンドの生成について示唆する。
米国特許3,82,191は、立体規則性を持つプロピレン/アルファオレフィンコポリマー、立体規則性を持つプロピレン及びエチレンコポリマーゴムのブレンドについて示唆する。
米国特許3,888,949は、アイソタクチックポリプロピレン、及びプロピレンとアルファオレフィンのコポリマーを含み、6から20の間の炭素原子を持ち、単にコポリマー又は、アイソタクチックポリプロピレンのみの場合よりも伸び及び引張り強さが改善されたブレンド組成の合成物について示唆し、アルファオレフィンがヘキセン、オクテン又は、ドデセンであるプロピレン及びアルファオレフィンのコポリマーについて記載している。
米国特許4,461,872,は、統計的に重要な分子内及び分子間の組成の違いを持つコポリマーを生成することが期待される他の異質触媒システムを用いることにより部分的に生産されるブレンドについて開示する。
マクロ分子ジャーナル(the Journal of Macromolecules)、1989、22巻、3851-3866ページ中の二つの記事は、望ましい引張伸び特性を持つと言われるアイソタクチックポリプロピレン及び部分的にアタクチックポリプロピレンのブレンドについて開示している。
米国特許5,723,217; 5,726,103; 5,736,465; 5,763,080及び6、010,588は、繊維及び織物を生産するためにポリプロピレンを作るための幾つかのメタロセン触媒を用いたプロセスについて示唆している。米国特許5,891,814,はスパンボンド繊維を生産するために用いられる二元的なメタロセンにより生成されるプロピレンポリマーを開示する。WO 99/19547はプロピレンホモポリマー及びポリプロピレンコポリマーのブレンドに由来するスパンボンド繊維及び織物を生産する方法を開示する。
米国特許特許6,342,565及びそれに対応するWO 00/070134は, 表4、24欄に、80, 90, 及び95重量%のAchieve 3854、及び13.5%のエチレン及び12のMLを持つ、各20, 10 及び5重量%割合のプロピレン/エチレンをそれぞれ含むコポリマーを含む繊維を開示する。これらの特別なブレンドはフィルム、成形された商品又は不織材料としては用いられない。表4の繊維は弾性がないと報じられており、米国特許6,342,565において望まれる弾性材として応用するには不適当である。
米国特許6,525,157、5,504,172;及びWO 00/070134は、種々のプロピレン/エチレンコポリマーを開示する。米国特許出願2003/0130430は二つの異なるプロピレン/エチレンコポリマーのブレンドを開示する。米国特許6,642,316、WO 00/070134、WO 00/01766、米国特許6,500,563及び 6,342,565、及びWO 00/69963は、結晶性ポリプロピレン及びプロピレン/エチレンコポリマーの弾性を持つブレンドについて開示する。米国特許6,153,703は非常に高い靭性を持ちながらモジュラスを失わない半結晶性コポリマー及びプロピレンエチレンポリマーのブレンドについて開示する。EP 0 629 632及びEP 0629 631は、ある三つ組み立体規則性及び逆挿入されたプロピレン単位の割合を持つ、ポリプロピレンとエチレンープロピレンーコポリマーのブレンドについて開示する。
米国特許6,635,715及びその対応特許EP1 003 814 Bl及びWO 99/07788は熱可塑性エラストマーとして用いる、ポリプロピレン及びプロピレン/エチレンコポリマーを持つEscorene 4292のブレンドについて開示する。
EP0 374 695 Alは、エチレン−プロピレンコポリマー及びBasellのProfax(登録商標) 6331の視覚上均質なブレンドについて開示する。
米国特許6,750,284は、プロピレン−エチレンコポリマー及び40重量%までのポリプロピレンを含む熱可塑性膜について開示する。
WO 03/040095; WO 03/040201, WO 03/040233, 及び WO 03/040442は非メタロセン触媒化合物によって作られる種々のプロピレン−エチレンコポリマーについて開示する。WO 03/040202は非メタロセン触媒化合物によって作られるプロピレン−エチレンコポリマーから作られるフィルム及び封止剤について開示する。更に、興味のある参照文献には、WO 94/28042, EP 1 002 814, WO 00/69965, WO 01/48034, WO 04035681A2, EP 0 400 333 Bl, EP 0 373 660 Bl, WO 04060994A1, 米国特許5,453,318, 5,298,561, 及び5,331,047がある。
本発明はまた2003年3月28日に出願された同時係属する米国特許出願10/402,275にも関係する。
しかし、上記に開示された文献の何れも、靭性、柔軟性及び透明性を持つ均衡の取れた特性の組み合わせを持ちつつ、さらにポリプロピレン条件の下で加工することのできる結晶性を維持することができるブレンドを開示しているものはない。
発明の概要
本発明は以下のものを含む異質ブレンドを含むフィルムに関する:
1) 一以上の半結晶性ポリマー(半結晶性及び半非晶質ポリマーの重量に基づく)を60から99重量%含み、各半結晶性ポリマーはプロピレン及び0から5重量%のアルファオレフィンコモノマー(ポリマーの重量に基づく)を含み、前記半結晶性ポリマーは各々100から170℃の間の融点及び200dg/分以下(好ましくは50dg/分以下)のメルトフローレートを持ち;及び
2) 一以上の半非晶質ポリマー(半結晶性及び半非晶質ポリマーの重量に基づく)を1から40重量%含み、各半非晶質ポリマーはプロピレン及び10から25重量%の一以上のC2及び/又はC4からC10のアルファオレフィンコモノマーを含み、前記半非晶質ポリマーは各々以下を持つ:
a) 4から70J/gの融解熱;
b) 0.1から200dg/分(好ましくは50dg/分以下)のメルトフローレート;及び
c) ヘキサン中の熱分画により決定される分子間成分分布であって、ポリマーの重量で85%以上が、一または二の隣接する、可溶部分として分離され、残りのポリマーは直前又は直後に続く部分であり;これらの部分の各々は重量%のコモノマー含有量が、コポリマーの平均重量%コモノマー含有量に対して、20重量%を超えない範囲内にあり;及び
d) Mw/Mn が1.5から4であり;及び
e) 13C NMRで測定したプロピレン三つ組み立体規則性が75%以上あり、
前記ブレンドは:
i) 0.1から50dg/分(好ましくは0.1から20dg/分)のメルトフローレート、
ii) ポリマー及び充填剤の重量に基づき5重量%未満の充填剤、
iii) 1mm厚の射出成形されたチップで測定されたヘーズ(haze)が20%以下であり、及び
iv) 永久ひずみが65%より大きく;及び
前記フィルムは 0.1 から 25 ミル(2.5 から635 ミクロン)の厚さを持ち:
ヘーズ(haze)が10%以下であり、及び
1度割線引張りモジュラス(Secant tensile modulus)が約100,000から約30,000psia(約690から約207MPa)であり、及び
機械方向のエルメンドルフ (Elmendorf) 引裂き強さが45g/ミル以上(1.77 g/ミクロン以上)及び
横断方向のエルメンドルフ引裂き強さが45g/ミル以上(1.77 g/ミクロン以上)及び
全エネルギー衝撃が3ft.lb以上(4.0J以上)及び
45度光沢(gloss)が82単位以上
を持つ。
ある好ましい実施の形態においては、半結晶性及び半非晶質ポリマーは異質ブレンドであり、好ましくは半結晶性ポリマーが連続相であり、半非晶質ポリマーは不連続相であるのが良い。
異質ブレンド(heterogeneous blend,)の用語は、2以上の形態学的相を持つ組成物が同じ状態にあることを意味する。例えば、その内の一つのポリマーが他のポリマーのマトリクス中に分散した分離された小さな包みを形成している二つのポリマーのブレンドは、固体状態で異質であると言われている。また異質ブレンドは、ブレンド成分が分離しているのが明らかに分かるが、何れが連続相であり、いずれが不連続相であるのか明らかでない共連続ブレンドを含むと定義される。その様な形態は、走査電子顕微鏡法(scanning electron microscopy (SEM)) 又は原子力顕微鏡(atomic force microscopy (AFM))を用いて決定され、SEM及びAFMが異なるデータを示す場合、SEMが用いられるべきである。連続相(continuous phase)の用語は、マトリクス相が異質ブレンド中にあることを言う。不連続相(discontinuous phase)の用語は、分散相が異質ブレンド中にあることを意味する。均一な(homogenous)ブレンドの用語は実質的に一つの形態学的相を持つ組成物が同じ状態にあることを意味する。例えば、一つのポリマーが他のポリマーと混和する二つのポリマーのブレンドは、固体状態で均一であると言える。その様な形態は走査電子顕微鏡法によって決定される。混和する(miscible)の用語は、2以上のポリマーがガラス転移温度において単相行動を示すことを言い、例えば、TgがDMTA痕跡(trace)で単一の明確な転移温度として存在すると思われる。これとは対照的に、非混和性ブレンドについては、通常ブレンドの個々の成分に対応する2つの別々の転移温度が観測されると思われる。この様にポリマーブレンドはDMTA痕跡(trace)で一つのTgが表れる場合は混和している。混和するブレンドは均一であるが、非混和性ブレンドは不均一である。
発明の詳細な説明
本発明の目的、及び特許請求の範囲との関係において、コポリマー(copolymer)は2以上のモノマーを含む全てのポリマーを言う。ポリマーがモノマーを含むと言う場合は、ポリマー中に存在するモノマーはモノマーの重合化(polymerized)された形である。同様に、触媒成分が成分の中立的な安定した形を含むと言う場合は、成分の活性化した形はポリマーを生成するためにモノマーと反応する形であることは当業者に良く理解されていることである。
本明細書で用いられる周期表中の族の新しい番号はCHEMICAL AND ENGINEERING NEWS, 63(5), 27(1985)に定めたものを用いる。
本明細書で用いるフィルム(film)は、その厚さが主要な要素であり、その厚さは均一で、0.1 から 25 ミル (2.5から635 μm)の範囲である、押出された又はその他の方法により加工された商品に適用される。
フィルムは単層又は層を組み合わせ(多層)たものの部分であり得る。単層又は多層フィルムは、押出しラミネート又は他の方法により、他のキャスト単層又は、多層フィルムにラミネートすることができる。フィルムは、フィルム成形又は、フィルムブローイングのような産業界で認められているどの様な加工方法によっても作ることができる。
本明細書で用いる「ポリプロピレン」(polypropylene)、「ポリプロピレンポリマー」(propylene polymer)又は、「PP」は50から100重量%のプロピレンを含むホモポリマー、コポリマー、ターポリマー及びインターポリマーを言う。
本明細書で用いる「反応器グレード」(reactor grade)はその分子量分布(molecular weight distribution (MWD))又は、多分散性(polydispersity)が、重合後に抗酸化剤とのペレット化の場合を除いては、本質的に変わっていないポリオレフィン樹脂を言う。この用語は特に、重合後に、大幅に粘度を減少させ、又は平均分子量を大幅に減少させる処理がされておらず、またはその様な処理に曝されていないポリオレフィンを含む。
本明細書で用いる「メタロセン」(metallocene)は、CpmMRnXqの化学式で表わされる一以上の化合物であり、Cpはシクロペンタジエニル環であり、これは置換されていることもあり、又は置換されていることもあるものから誘導されたもの(例えば、インデン、又はフルオレン)であり;Mは、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオビウム、タンタル、クロム、モリブデン、及びタングステンの様な4,5又は6族の遷移金属である;Rは、1から20の炭素原子を持つ置換された、又は置換されていないヒドロカルビル基又は、ヒドロカルボキシ基であり;Xはハロゲン化物、水素化物、アルキル基、アルケニル基、又は、アリールアルキル基であることもあり;m=1-3; n=0-3; q=0-3;及びm+n+qの合計は遷移金属の酸化状態に等しく、更にもしmが2又は3であるとすると、何れの2つのCp基は架橋原子団(a bridging group)Tを通じてお互いに結合されていることもあり、Tは、典型的には、一または二のヒドロカルビル基(好ましい例は(CH32-Siを含む)で置換されていることもある14原子団であり、もしmが1であるとすれば、Cp基は架橋原子団(a bridging group)Tを通じてRに結合されていることもあり、Tは、典型的には、一又は二のヒドロカルビル基(好ましい例は(CH32-Siを含む)で置換されていることもある14原子団である。
略号は、Me=メチル、Et =エチル、Bu =ブチル、Ph =フェニル、Cp =シクロペンタジエニル、Cp* =ペンタメチル シクロペンタジエニル、Ind =インデニル、Flu =フルオレンを含み用いられる。
「担持体」(support)又は「担持組成物」(support composition)は、任意選択的に、か焼され、又は、ハロゲンで接触される微粒子及び多孔性の化合物を言う。例えば、フッ化物担持組成物は、そのシリカヒドロキシル基の一部がフッ素又はフッ素を含む化合物で置換されている二酸化ケイ素担持体であっても良い。適当なフッ素を含む化合物は、これに限定されるものではないが、無機フッ素を含む化合物及び/又は有機フッ素を含む化合物を含む。
本明細書で用いる「メタロセン触媒システム」(metallocene catalyst system)は、(1)一以上のメタロセン;(2)一以上の活性剤;及び(3)任意選択的に、一以上の担持組成物、の各接触する成分の製品である。好ましい活性剤には、アルミノキサン(alumoxanes)(メチルアルミノキサン、修飾されたメチルアルミノキサンを含む)、化学量論的活性剤(stoichiometric activators)、イオン活性剤、非配位性アニオン等を含む。
本明細書で用いる「半結晶性ポリマー」(semi-crystalline polymer)は、100℃以上(以下に述べるDSC第二融点(DSC-second melt)により測定される)の融点(Tm)を持つオレフィンポリマーと定義される。本明細書で用いる「半非晶質ポリマー」(semi-amorphous polymer)は4から70J/gの間の融解熱を持つ(以下に述べるDSCにより測定される)オレフィンポリマーと定義される。融点(Tm)、ピーク結晶化温度(Tc)、融解熱(Hf)及び結晶化度%は、ASTM E 794-85に従い以下の手順を用いて決定される。示差走査熱量計(DSC)によるデータはTAインストルメント機器モデル2910(TA Instruments 2910 machine)又はPerkin-Elmer DSC 7機器を用いて得られる。TAインストルメント機器モデル2910及びPerkin-Elmer DSC 7機器が異なるデータを出した場合はTAインストルメント機器モデル2910のデータを用いるべきである。約5−10mgのサンプルがアルミニウムサンプル皿に封入される。DSCデータは、まずサンプルを−50℃に冷却し、そして10℃/分の割合で徐々に200℃まで加熱することにより記録される。サンプルは、第二の冷却−加熱サイクルに付される前に5分間200℃に保たれる。第一及び第二のサイクルの熱イベントが記録される。溶解曲線の面積が融解熱及び結晶度を決定するために測定され、用いられる。
結晶化度%(X%)は、以下の公式を用いて算出される:
X%=[曲線内の面積(ジュール/グラム)/B(ジュール/グラム)]*100、ここでBは主要モノマー成分のホモポリマーの融解熱である。Bに関するこれらの数値はJohn Wiley and Sons, New Yark 1999の出版物Polymer Handbook、第4版から得ることができる。189 J/g(B) の数値は100%結晶ポリプロピレンの融解熱として用いる。相当な結晶度を持つ半結晶性ポリマーについては、融解温度は通常第二熱サイクル(又は第二融解)の間に測定され、報告される。
比較的低いレベルの結晶化度を持つ半非晶質ポリマーについては、融解温度は、通常第一熱サイクルの間に測定され、報告される。DSC測定の前に、結晶化度を最大レベルにするためサンプルは熟成され(通常最大約5日までの間大気温度に置くことにより)又はアニールされる。
本明細書で用いる分子量(Mn 及び Mw)及び分子量分布(MWD又はMw/Mn)はポリスチレン−標準を用いてゲル透過クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography(GPC))により決定される。GPCデータは3つのShodex 混合床 AT-80M/Sカラムを用いてWaters 150 GPC上で採取された。使用された溶媒は300ppmの抗酸化剤、Santonox R, を含む1,2,4トリクロロベンゼンである。運転条件は、運転温度145℃、公称流量1.0ml/分及び300μLの注入容量であった。注入溶液の量は典型的には1.0から1.5mg/mlであった。カラムは一連の狭い分子量ポリスチレン(PS)標準を用い計測され及び保持容量を記録することにより調整された。ポリプロピレン(PP)分子量は、「万能補正」(universal calibration)アプローチ及び以下の(Mark−Houwink)係数を用いて算出された。
k(d/Lg) a
PS 1.75 X 10-4 0.67
PP 8.33 x 10-5 0.80
三次フィット(third order fit)がログ(MW)対保持容量点をフィットするために用いられる。データはWaters Milleniumソフトにより採取され、解析された。
清澄剤(clarifying agent)は、清澄剤を使用しない場合の同一組成物の場合と比較して、ヘーズ(haze)((ASTM D 1003)により1mm成形チップ上で測定)を少なくとも10%、好ましくは15%、より好ましくは少なくとも20%減少させる全ての清澄剤であると定義される。核形成剤(nucleating agent)は、しばしば清澄剤であることがある。核形成剤は、結晶の成長を促進するポリマー溶解中の核を形成する添加剤と定義される(アジピン酸、安息香酸、又はこれらの酸の金属塩、3,4−ジメチル ベンジリデン ソルビトールの様なソルビトールは、多くの無機充填剤同様に核形成剤の例である)。
半結晶性ポリマーのブレンド組成物
ある好ましい実施の形態においては、本発明のブレンドは60から99重量%の一以上の半結晶性ポリマー(半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーの重量に基づく)、好ましくは60から90重量%、好ましくは60から85重量%、好ましくは60から75重量%を含み、各半結晶性ポリマーはプロピレン及び0から5重量%のアルファオレフィンコモノマー(ポリマーの重量に基づく)、好ましくは0.1から4重量%、好ましくは0.25から3重量%を含むのが良い。好ましくはアルファオレフィンコモノマーは C2からC10のアルファオレフィンであり、好ましくはエチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、及びデセン、好ましくはエチレン、ブテン、ヘキセン、及びオクテン、好ましくはエチレンよりなる群れから選択されるのが良い。(本発明の目的においては、コポリマーが、プロピレン及び一以上のC2からC10のオレフィン、又はアルファオレフィンを含む場合、C2からC10のオレフィン、又はアルファオレフィンは、C3、例えば、プロピレンを含まない)。
好ましい半結晶性ポリマーは融点(Tm−上に述べたDSCにより測定した第二融解)が100から170℃、好ましくは110から170℃、好ましくは125から170℃であるのが良い。
好ましい半非晶質ポリマーは0.1から200dg/分のメルトフローレート、好ましくは0.25から100dg/分、好ましくは0.5から50dg/分、好ましくは0.5から20dg/分、好ましくは1から20dg/分のメルトフローレートを持つのが良い(ASTM 1238-D, 2.16kg、230℃による)。
好ましい半結晶性ポリマーは、破断点伸びが、ASTM D 638により、0.125インチ(3.18mm)の厚さの射出成形サンプルにおいて、2インチ/分(50mm/分)で測定したものが700%以下、好ましくは300から700%であるのが良い。
好ましい半結晶性ポリマーは、1度割線曲げ弾性率が、ASTM D-790A(0.05 インチ/分、1.3mm/分)により測定したものが、100,000から250,000psi(690 から1720 MPa)であり、好ましくは150,000から250,000psi(1035 から1720 MPa )であるのが良い。「高結晶性ポリプロピレン」(High-crystallinity polypropylene)は、例えば、上記の250,000psi(1720 MPa)より大きい数値を持つものもまた用いることができる。
0から5重量%のコモノマー、100から170の融点、及び200dg/分以下のMFRを持つものであれば、どのポリプロピレンポリマーも本発明を実施する上で用いても良い。適当な例には、チーグラ−・ナッタ触媒システム、メタロセンシステム等により生成されるポリマーを含む。ポリマーは溶液、スラリー、気相、超臨界圧又は、高圧を含むどの様な方法でも生成することが出来る。特に好ましい実施の形態においては、本発明で有用なプロピレンポリマーは分子量分布(Mw/Mn)が5以下、好ましくは1.5及び4の間、好ましくは1.5から3の間であるのが良い。他の好ましい実施の形態においては、本発明で有用な好ましいプロピレンポリマーはメタロセン触媒システムにより生成されるポリマーを含む。他の実施の形態においては、本発明で有用な好ましいプロピレンポリマーは組成物分布幅指数(composition distribution breadth index (CDBI)が60%以上、好ましくは70%以上、好ましくは80%以上、好ましくは90%以上あるものを含む。(CDBIは、WO 93/03093に記載の様に測定するが、重量平均分子量(Mw)が25,000g/モル未満の部分は全て無視する様に修正を加える)。本発明の実施に用いられる好ましいプロピレンポリマーには、ExxonMobil Chemical Companyから商標名ACHIEVE(登録商標)で販売されているプロピレンポリマーを含む。特に有用なグレードのものには、ExxonMobil Chemical Company、Houston, Texasから調達可能なACHIEVE(登録商標) 3854, ACHIEVE (登録商標)1654El、ACHIEVE(登録商標)3825, ACHIEVE(登録商標)1605を含む。本発明の実施に用いられる好ましいポリプロピレンポリマーには、更にExxonMobil Chemical Companyからグレード名PP1024E4, PP1042, PP1032, PP1044, PP1052, PP1105El, PP3155及びPP9852El, PP9272, PP9513、PP9544、及びPP9562で入手可能なプロピレンホモポリマー及びランダムコポリマーを含む。
ある例では、衝撃コポリマーは、本発明の実施に用いることができる。これらの幾つかはExxonMobil Chemical Companyから調達可能である(例えば、PP7032 E2)。
他の実施の形態においては、本発明で有用な好ましい半結晶性ポリマーは融点が110℃より高く、好ましくは110℃より高く、最も好ましくは、130℃より高く、及び/又は上記のDSC分析により決定される融解熱が60J/gより大きく、好ましくは少なくとも70J/g、好ましくは少なくとも80J/gであるのが良い。
半結晶性ポリマーの分子量は10,000 から5,000,000 gl/モルの間、代替的に、50,000 から500,000 gl/モルの間、好ましくは多分散性指数が1.5から4の間、好ましくは1.5から3の間であるのが良い。
好ましい半結晶性ポリマーは、アイソタクチック、高度にアイソタクチック、シンジオタクチック、又は高度にシンジオタクチックであることもある。ある実施の形態においては、半結晶性ポリマーはアイソタクチックポリプロピレンである。他の実施の形態においては、半結晶性ポリマーは高度にアイソタクチックなポリプロピレンである。本明細書で用いる「アイソタクチック」(isotactic)は、13C-NMRによる分析による、プロピレンに由来するメチル基のアイソタクチック5個組みを少なくとも10%、好ましくは少なくとも40%含むと定義される。
本明細書で用いる「高度にアイソタクチック」(highly isotactic)とは、13C-NMRによる分析によるアイソタクチック5個組みを少なくとも60%持つものと定義される。ある望ましい実施の形態においては、少なくとも85%のアイソタクチシティを持つポリプロピレンホモ又はコポリマーは半結晶性ポリマーである。他の実施の形態においては、半結晶性ポリマーは少なくとも90%のアイソタクチシティを持つ。本明細書で用いる「シンジオタクチック」(syndiotactic)は、13C-NMRによる分析によるシンジオタクチック5個組みを少なくとも10%持ち、好ましくは少なくとも40%を持つものと定義される。本明細書で用いる「高度にシンジオタクチック」(highly syndiotactic)は、13C-NMRによる分析によるシンジオタクチック5個組みを少なくとも60%持つものと定義される。ある望ましい実施の形態においては、少なくとも85%のシンジオタクシチシティを持つポリプロピレンホモ又は、コポリマーは半結晶性ポリマーである。他の実施の形態においては、少なくとも90%のシンジオタクシチシティを持つプロピレンホモ−又は、コポリマーは半結晶性ポリマーである。
半非結晶質ポリマー成分のブレンド
ある好ましい実施の形態においては、本発明のブレンドは1から40重量%の一以上の半非結晶質ポリマー(半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーに重量に基づき)を含み、好ましく10から40重量%、好ましくは15から40重量%、好ましくは25から40重量%含むのが良い。ある実施の形態においては、半非晶質ポリマーは、プロピレンコポリマーの重量に基づき、及び10から25重量%の一以上のC2からC10のアルファオレフィンコモノマーを含み、好ましくは10からの20重量%、好ましくは12から20重量%含むのが良い。好ましくはアルファオレフィンコモノマーは、エチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、及びデセン、好ましくはエチレン、ブテン、ヘキセン、及びオクテン、好ましくはエチレンからなる群から選択されるC2からC10のアルファオレフィンであるのが良い。
半非晶質ポリマーのエチレン含有量は以下の様に測定される。薄い均質のフィルムが約150℃以上の温度でプレスされ、そしてPerkin Elmer PE 1760赤外線光度計に置かれる。600cm-1から4000 cm -1のサンプルの全スペクトルが記録され、そしてエチレンのモノマー重量%は以下の式に従い計算することができる:エチレン重量%=82.585‐111.987X+30.045 X2、ここでXは1155cm−1と722 cm−1又は732 cm−1のいずれか高い方のピークの比率である。
本発明で有用な10から25重量%のコモノマーを持つ好ましい半非晶質ポリマーは、2.5から25%の結晶性%、好ましくは5から23%、好ましくは5から20%の結晶性%を持つのが良い、結晶性%は上記したDSCの手順に従い決定される。
本発明で有用な好ましい半非晶質ポリマーは、好ましくは0.1から200dg/分、好ましくは0.1から100dg/分、好ましくは0.5から50dg/分、好ましくは1から25 dg/分、好ましくは1から20dg/分(ASTM 1238、2.16 kg及び230℃で測定)を持つのが良い。
本発明で有用な好ましい半非晶質ポリマーは、好ましくは、上記したDSC手順に従い測定されたDSC融点(Tm)が105℃以下、好ましくは90℃以下、好ましくは25から90℃の間、好ましくは30から80℃の間、好ましくは35から75℃の間であるのが良い。
本発明で有用な好ましい半非晶質ポリマーは、一または二の隣接する、可溶部分として分離されたポリマーを重量に基づき、好ましくは分子間組成物分布(intermolecular composition distribution)の75%以上、好ましくは80%以上、好ましくは85%以上、好ましくは90%以上あるのが良く、前記分離されたポリマー以外のポリマーは、分離されたポリマーの前後に直接続く部分である。これらの各部分のコモノマーの含有量の重量%の差は、コポリマー中のコモノマーの平均重量%の20重量%を越えず(相対比較)、好ましくは10重量%(相対比較)を超えないのが良い。これらの部分は各段階の間において、温度を約8℃上げることで得られる。コポリマーの分子間組成物分布は、へキセン中の熱分画(thermal fractionation)により以下の様に決定される:約30gの半非晶質ポリマーが、その側において約1/8インチ(0.32 cm)の小さい立方体に切断され、そして、市場で入手可能なCiba-Geigy Corporationの抗酸化剤、Irganoxl076の50mgと共にねじ込み蓋の付いた厚いガラス瓶に入れられる。425mlのヘキサン(正常及び同等異性体(normal and iso isomer)の主要混合物)が瓶の内容物に加えられ、封をした瓶は23℃で24時間保たれる。この時間の経過時に溶液は別の容器に移され、残留物が更にヘキサンを加えられ23℃で更に24時間処理される。この時間の経過時に、二つのヘキサン溶液は一緒にされ、蒸発させて23℃で溶解するポリマーの残留物が得られる。この残留物に十分なヘキサンが加えられ全容量を425mlとして、瓶は覆いをした循環水浴中に浸し31℃で更に24時間置かれる。可溶性ポリマーは、他の容器に移され、そしてさらにヘキサンが加えられて、他の容器に移される前に31℃で更に24時間置かれる。この様にして、40℃, 48℃, 55℃,及び62℃で溶解可能な半非晶質ポリマーの各部分が、各段階間において約8℃の温度を上昇させることで得られる。溶液可能なポリマーは乾燥され、重量を測られ、そのエチレン含有量の重量%として組成が分析される。望ましい狭い組成を持つコポリマーを生成するためには、もし、(1)追加された第一及び第二のモノマー配列の単一統計モードのもののみを加えることができる単一部位メタロセン触媒が用いられ、(2)コポリマーが、実質的にコポリマーの全てのポリマー鎖に対して単一重合環境のみを与える連続フロー攪拌タンク重合反応器で十分混合されるとすれば、有益である。
本発明で有用な好ましい半非晶質ポリマーは、好ましくは分子量分布(Mw/Mn)が5を超えず、好ましくは1.5から4、好ましくは1.5から3であるのが良い。
他の実施の形態において、本発明で半非晶質ポリマーとして有用なポリマーには、時差走査熱量計(Differential Scanning Calorimetry(DSC))により決定される70J/g未満の融解熱、50 dg/分以下のMFRを持つプロピレンのホモポリマー、及びランダムコポリマーを含み、及び立体規則性を持つプロピレン結晶、好ましくはアイソタクチック立体規則性を持つプロピレン結晶を持つ。他の実施の形態においては、ポリマーはプロピレンのランダムコポリマー及び、エチレン、C4-C12アルファオレフィン、及びこれらの組み合わせより選択される少なくとも一つのコモノマーである。好ましくはプロピレンのランダムコポリマーは、ポリマーの全重量に基づき、10から25重量%の重合エチレン単位を含み、狭い分子間組成分布(例えば、熱分画により75%以上)を持ち;25℃から120℃、又は35℃から80℃の融点(Tm)を持ち;融解熱が、その上限が70 J/g又は25 J/g及びその下限が1 J/g又は3 J/gであり;分子量分布(Mw/Mn)が1.8から4.5であり;及びメルトフローレートが40 dg/分を超えず、又は20dg/分を超えない(230℃、216kg, ASTM 1238により測定)のが良い。
半非晶質ポリマーとして、本発明で有用な特に好ましいポリマーは、その立体規則的プロピレン配列により結晶化度のレベルが中程度であるポリマーである。このポリマーは、(A) 結晶性が、例えば、倒置部位(regio-inversion)及び立体的欠陥の様な方法で中断されている;(B) プロピレンの結晶性がコモノマーにより少なくとも部分的に中断されているランダムプロピレンコポリマー;又は、(C) (A) 及び(B)の組み合わせであり得る。
ある実施の形態においては、上に記載の有用なポリマーは更にブレンド組成物を後に化学的に修飾することを助ける非共役ジエンモノマーを含む(例えば、架橋結合)。ポリマー中に存在するジエンの量は好ましくは10重量%未満、より好ましくは5重量%未満であるのが良い。ジエンは、これに限定されるものではないが、通常エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、及びジシクロペンタジエンを含むエチレンプロピレン コポリマーで通常用いられるどの様な非共役ジエンであっても良い。
ある実施の形態においては、半非晶質ポリマーは狭い組成物分布を持つランダムプロピレンコポリマーである。他の実施の形態においては、半非晶質ポリマーは狭い組成物分布を持ち、25℃から120℃の融点、好ましくは25℃から90℃の融点を持つランダムプロピレンコポリマーである。コポリマーは、プロピレン、コモノマー及び任意選択的にジエンを含み、コモノマー残基の数及び分布がモノマーの統計的ランダム共重合と一致しないため、ランダムと呼ばれる。立体ブロック構造では、お互いに隣接するどの様な種類のブロックモノマー残基の数も同様な組成のランダムコポリマー中の統計分布より予測されるものより多い。歴史的な立体ブロック構造を持つエチレンプロピレン コポリマーは、ポリマー中のモノマー残基の統計的なランダム分布よりはむしろこれらのブロック構造と一致するエチレン残基分布を持つ。コポリマーの分子間組成物分布(すなわち、ランダム状態)は13C NMRによって決定されても良く、13C NMRはコモノマー残基をその近くのプロピレン残基との関係で位置づける。コポリマーの分子間組成物分布は、既に述べた様にヘキサン中で熱分画によって決定される。
他の実施の形態においては、本発明で有用な半非晶質ポリマーは上に述べたDSCにより決定される70 J/g以下の融解熱、好ましくは1から65 J/g、好ましくは2から50J/g、好ましくは4から50J/gの融解熱を持つのが良い。
他の実施の形態においては、本発明で有用な半非晶質ポリマーは、20,000 から1,000,000 g/モルの重量平均分子量、好ましくは50,000 から 500,000 g/モル、好ましくは125,000 から400,000g/モルの重量平均分子量を持つのが良い。
本発明の実施の形態において用いられる好ましい半非晶質ポリマーは、その下限が4又は6からその上限が約8,10又は12の範囲のプロピレン立体規則性指数(m/r)を持つ。本明細書で「m/r」で表わされるプロピレン立体規則性指数は13C核磁気共鳴分析法(nuclear magnetic resonance (NMR))により決定される。プロピレン立体規則性指数(m/r)はH.N. Cheng、Macromolecules, 17, 1950 (1984)に規定される方法で計算される。「m」又は、「r」は、ペアーをなす連続するプロピレン基の立体化学的配置を示し、「m」はメソを、又「r」はラセミを意味する。
0から1.0未満のm/r比率は通常シンジオタクッチポリマーを示し、m/r比率が1.0はアタックチック材料を示し、m/r比率が1.0より大きいものはアイソタクチック材料を示す。アイソタクチック材料は理論的にはその比率は無限大に近づき多くの副産物のアタックチックポリマーはアイソタクチック含有量を十分含むため、その比率は50より大きくなる。
ある好ましい実施の形態においては、好ましい半非晶質ポリマーはアイソタクチック立体規則性を持つプロピレン結晶質を持つ。本明細書で用いる「立体規則性の」(stereoregular)の用語はポリプロピレン中の圧倒的な数、すなわち、エチレンの様な他のモノマーを除いて80%より多い数のプロピレン残基が、同じ1,2の挿入を持ち、及び懸下したメチル基の立体化学的配向が同じである、すなわち、メソ又は、ラセミであることを言う。
本発明で有用な好ましい半非晶質ポリマーは、13CNMRで測定した75%以上、又は80%以上、又は82%以上、又は85%以上、又は90%以上の3つのポリプロピレン単位の三つ組み立体規則性を持つ。ポリマーの三つ組み立体規則性は3つの隣接するプロピレン単位の配列の相対的立体規則性を言い、鎖は頭から尾の結合よりなり、m及びr配列の2成分の組み合わせとして表わされる。本発明の半非晶質ポリマーでは、通常コポリマー中のプロピレン三つ組みの全てに対する特定の立体規則性の単位の数の比率として表わされる。プロピレンコポリマーの三つ組み立体規則性(mm部分)はプロピレンコポリマーの13CNMRスペクトル及び以下の公式から決定することが出来る:

mm部分=PPP(mm)/(PPP(mm)+ PPP(mr)+ PPP(rr))

ここで、PPP(mm)、PPP(mr)、及びPPP(rr)は頭から尾の結合からなる以下の3つのプロピレン単位鎖中の第二単位のメチル基から誘導されるピーク領域を示す。
Figure 2008524391
プロピレンコポリマーの13CNMRスペクトルは、米国特許5,504,172記載されている様に測定される。メチル炭素領域(100万当り19-23 部分(ppm))に関するスペクトルは第一の領域(21.2-21.9 ppm)、第二の領域(20.3-21.0 ppm)及び第三の領域(19.5-20.3 ppm)に分けることが出来る。スペクトルの各ピークは刊行物Polymer、30巻、(1989)、1350ページの論文を参照して割り当てた。第一の領域では、PPP(mm)で表わされる3つのプロピレン単位鎖中の第二の単位のメチル基が共鳴する。第二の領域では、PPP(mr)で表わされる3つのプロピレン単位鎖中の第二の単位のメチル基が共鳴し、その隣接する単位がプロピレン単位及びエチレン単位であるプロピレン単位のメチル基(PPE-メチル基)が共鳴する(20.7 ppmの近辺で)。第三の領域では、PPP(rr)で表わされる3つのプロピレン単位鎖中の第二の単位のメチル基が共鳴し、その隣接する単位がエチレン単位であるプロピレン単位のメチル基(EPE-メチル基)が共鳴する(19.8 ppmの近辺で)。三つ組み立体規則性の計算は米国特許5,504,172に示す技法に概観される。第二の領域及び第三の領域の全ピーク領域から、プロピレン挿入(2,1及び1 ,3の双方)による誤りによるピーク領域を差し引くことにより、頭から尾の結合よりなる3プロピレン単位鎖(PPP(mr)及びPPP(rr))に基づきピーク領域を得ることができる。この様にして、PPP(mm)、PPP(mr)、及びPPP(rr)のピーク領域を評価することができ、そして頭から尾の結合よりなるプロピレン単位鎖の三つ組み立体規則性を決定することができる。
他の実施の形態において、本発明で半非晶質ポリマーとして有用なポリマーには、時差走査熱量計(Differential Scanning Calorimetry(DSC))により決定される70J/g未満の融解熱、50 dg/分以下のMFRを持つプロピレンのホモポリマー、及びランダムコポリマーを含み、及び立体規則性を持つプロピレン結晶、好ましくはアイソタクチック立体規則性を持つプロピレン結晶性を持つものが良い。他の実施の形態においては、ポリマーはプロピレンのランダムコポリマーであり、エチレン、C4-C12アルファオレフィン、及びこれらの組み合わせより選択される少なくとも一つのコモノマーである。好ましくはプロピレンのランダムコポリマーは、ポリマーの全重量に基づき、10から25重量%の重合エチレン単位を含み、狭い分子間組成分布(例えば、75%以上);25℃から120℃、又は35℃から80℃の融点(Tm);融解熱の上限が70 J/g又は25 J/g及びその下限が1 J/g又は3 J/gの範囲であり;分子量分布(Mw/Mn)が1.8から4.5であり;及びメルトフローレートが40 dg/分を超えず、又は20dg/分を超えない(230℃、2.16kg,ASTM 1238により測定)のが良い。
本発明で半非晶質ポリマーとして有用な好ましいポリマーは、また「第二のポリマー成分」(Second Polymer Component(SPC))としてWO 00/69963, WO 00/01766, WO 99/07788, WO 02/083753に詳細に記載されており、更に「プロピレンオレフィンコポリマー」(Propylene Olefin Copolymer)として WO 00/01745に記載されているポリマーがある。全てのこれらの文献は参照により本明細書に組み入れられる。
好ましい半非晶質ポリマーは、メタロセン触媒を用いた溶液プロセスにおいて以下の様に生成することが出来る。ある好ましい実施の形態においては、プロピレンのコポリマーを生成するために連続溶液重合プロセスが用いられ、10から25重量%のエチレンを、メタロセン触媒、すなわち、ジメチルアニリウムテトラキス- (ペンタフルオロフェニル)ホウ酸(dimethylaniliniumtetrakis-(pentafluoro-phenyl)borate)を活性剤として使用する1, 1’-r-bis(4-トリエチルシリルフェニル)メチレン−(シクロペンタジエニル) (2,7- ジーターシアリーブチルー9−フルオレニル)ハフニウム ジメチル(1, 1’-r-bis (4-triethylsilylphenyl)methylene- (cyclopentadienyl) (2,7-di-tertiary-butyl-9- fluorenyl)hafnium dimethyl)がある。
有機アルミニウム化合物、すなわち、トリーn―オクチルアルミニウム(tri-n-octylaluminum)は、重合プロセスに導入する前にモノマー原料流に捕集剤として加えることもある。
好ましいポリマーには、ジメチルシリルbis(インデニル) ハフニウム ジメチル
(dimethylsilylbis(indenyl)hafnium dimethyl)が、ジメチルアニリウムテトラキス−(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸(dimethylaniliniumtetrakis (pentafluorophenyl) borate)と組み合わせて用いられる。
他の実施の形態においては、ジメチルシリルbis(2−メチルー5−フェニルインデニル)ジルコニウム ジアルキル(dimethylsilyl bis(2-methyl-5-phenylindenyl) zirconium di alkyl)(例えば、メチルの様な)及び/又は ジメチルシリルbis(2−メチルフェニルインデニル)ジルコニウム ジアルキル (dimethylsilyl bis(2-methylindenyl)zirconium di alkyl) (例えば、メチルの様な)が活性剤(ジメチルアニリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸(dimethylaniliniumtetrakis(pentafiuorophenyl) borate))及びトリアリールカルベニウム((ペンタフルオロフェニル)ホウ酸triaryl carbenium(pentafluorophenyl) borate))と共に用いられる。
好ましくは溶液重合は、一つの、又は任意選択的に二つの直列に連結した連続攪拌タンク反応器でヘキサンを溶媒として用いて行うのが良い。更に、トルエンが共触媒の溶解度を増すために加えられることもある。原料は第一の反応器に約50から約220℃の反応温度で移される。水素ガスが、更に分子量の調整剤として反応器に加えられても良い。もし望むならばポリマー製品は、その後に第二の反応器に移されても良く、第二の反応器は約50から約220℃の温度で運転される。更にモノマー、溶媒、メタロセン触媒、及び活性剤を第二の反応器に追加して供給することができる。
好ましい半非晶質ポリマーは又WO 02/34795に記載の連続溶液重合プロセスで、単一の反応器で、アルカン溶媒から液相分離により分離される方法により有利生成しても良い。好ましい半非晶質ポリマーは、またEP1 003814 B 1の6ページ、24から57行に記載されている重合プロセスにより生成しても良い。
その様な好ましい半非晶質ポリマーを作る方法についての更に詳細な指針についてはWO 02/083754に記載されている。
本発明での有用な好ましい半非晶質ポリマーはメタロセン触媒システムを用いて生成される。
好ましい半非晶質ポリマーにはExxonMobil Chemical Company、Houston, Texasから入手可能なVM(登録商標)1000, VM(登録商標)2000及びVM(登録商標)3000 を含む。
ブレンドの特性
ある好ましい実施の形態においては、本明細書に記載のブレンドは不均一であり、マトリクス中に非連続相が均一に分布したものが細かく分散していることが特徴である。商品中の非連続相の大きさは製品組成物及び商品を生産するために用いられる製法による。例えば、射出成形では流れ方向に延伸を導入し、分散相の粒子が幾らか伸張する様にする。これは図2で観察される。図2は14.5重量%エチレンを含む半非晶質プロピレン−エチレンコポリマーを20重量%と80重量%のプロピレンホモポリマーを含む不均一(異質)ブレンド組成物の原子間力顕微鏡(AFM)写真である。この図では、流れ方向は縦方向である。分散相(半非晶質プロピレン−エチレンコポリマー)は顕微鏡写真で暗色に示されており、マトリクス(ポリプロピレン)は明るい色で示されている。流れ方向への延伸効果にも関わらず、図2は、通常1μmを超えない大きなサイズの分散相粒子を示す(図2の全体の大きさは5μmx5μmであることに注意)。細かく分散しているというこの特徴は、良い透明度を得るのに役立っていると理論付けることができる。
ある好ましい実施の形態においては、半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーのブレンドは不均一ブレンドであり、好ましくは半結晶性ポリマーは連続相であり、半非晶質ポリマーは非連続相であるのが良い。
他の実施の形態においては、組成によるが、ブレンドは2相の異質相であっても良いが、2相はお互いに連続することも有り得る。この場合、絶対的に一つの成分をマトリクスに、他の相を分散相に属するものとすることは出来ず、むしろ両成分がマトリクスを共有している。
他の実施の形態においては、フィルムがそれから生成されるブレンドは、不均一であり、20%以下のヘーズ(haze)(厚さ1mmの射出成形チップサンプル)及びフィルムは Elmendorf MD及びTD方向の引裂き強さが、45 g/ミル以上を持ち,及び全エネルギー衝撃が3 ft.lb以上 (4.0J以上)である。
本発明のブレンドは、これらの成分の緊密な混合物を作り出すどの様な手順を用いても作ることが出来る。これには反応器ブレンドを含み、半結晶性ポリプロピレン成分が一つの反応器(又は一つの反応器の一つの段階)で重合され、重合された製品は、別の反応器又は、同じ反応器の異なる段階に移され、そこで半非晶質ポリマーの重合が起こる。最終ブレンド製品は2つのポリマー成分の緊密な混合されたものを含む。代替的に、ブレンドは半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーを反応器の後に混合して作ることが出来る。例えば、これらの成分はタンブラー、静的ミキサー、バッチミキサー、押出し機又はこれらの組み合わせたものによりブレンドしても良い。
混合ステップは、例えば、射出成形での押出し、機械加工又は繊維ラインの様な商品の製造に用いられる加工方法の一部として行われることもある。
同様に、これらの成分は、180℃でこれをCarverプレスで厚さ0.5mm(20ミル)に溶融プレスし、出来上がったスラブを巻き上げ、両端を折り重ね、そしてプレス、巻き上げ、重ねる操作を10回行うことで組み合わせることができる。内部ミキサーは溶液又はメルトブレンドでは特に重要である。Brabender Plastographでは、180から240℃の温度、1から20分の時間のブレンドで十分であった。成分を混合するのに用いられる他の方法には、a Banbury内部ミキサーでポリマーをすべての成分の溶融温度(flux temperature)を超える温度、例えば、180℃で5分間でポリマーをブレンドすることを含む。重合成分が完全に混合しているか否かは、半結晶性ポリマーと半非晶質ポリマーの分散形態が均一かどうかにより示される。連続混合もまた用いても良い。これらのプロセスは周知であり、短軸及び2軸スクリュー混合押出し機、低粘度の溶融ポリマー流を混合する静的ミキサー、衝突ミキサーを含み、半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマー成分を分散し、緊密に接触させる様にデザインされた他の機械及びプロセスを用いることもちろん含まれる。
ある好ましい実施の形態においては、ブレンドは半結晶性ポリマーの連続相中に4μm未満のサイズの半非晶質ポリマーの分散物があり、好ましくは半非晶質ポリマーの分散(また分散粒子とも呼ばれる)サイズは3μm以下、好ましくは2μm以下、好ましくは1μm以下であるのが良い。(分散物が4μm未満のサイズであることにより、分散物の平均サイズは4μm以下となる)。
本発明のブレンドは、好ましくは永久引っ張りひずみ(permanent tension set)が65%以上、好ましくは85%以上、好ましくは100%以上、好ましくは125%以上、好ましくは150%以上であるのが良い。
永久引っ張りひずみは以下の手順で測定される。ヒステリシステストが、以下のテスト手順に従い、必要なダンベル形状を持つ成形されたサンプルで行われる(ASTM規定タイプIバーのポリプロピレン)。サンプルの変形可能なゾーン(2.54cm長さ部分)が、Instron(The Instron Corporation, Canton, MA)テスト機械で20インチ/分(51cm/分)の変形率で元の長さの200%まで引き伸ばされる。サンプルはその後、引っ張りが解かれ、機械は後退してストレスがゼロとなる点まで戻る。機械はこの点で新たに伸びがゼロの点とする。標本をそのまま保持している状態で、新たに200%伸張する第二回目のサイクルが開始される。再び機械は、後退サイクルにおいてストレスがゼロとなる点まで戻る。各サイクルのセットは、各伸びがゼロとなる点に対して決められる。二つの標本が各サンプルについてテストされる。二つのサイクルの平均セット数値が永久引張りひずみとして採用される。
本発明のブレンドは、ASTM D 1003に従い1mmの厚さの射出成形されたヘーズチップ(haze chip)サンプルで測定され、そのブレンドが1mmチップに成形される前に、2500 ppm のbis (3,4ジメチルベンジリデン)ソルビトール(bis (3,4 dimethyl- benzylidene)sorbitol) (DMDBSとも呼ばれ、Milliken ChemicalsからMillad 3988として入手可能)と組み合わされる条件の下でテストされたヘーズ(haze)が、好ましくは20%以下、好ましくは15%以下、好ましくは12%以下、好ましくは10%以下であるのが良い。
本発明のブレンドは、ブレンドのヘーズテストで清澄剤と組み合わされるが、本発明の最終フィルムは清澄剤を含んでも良く、含まなくとも良い。フィルムのヘーズもまた、ASTM-D 1003にしたがって測定される。
本発明のブレンドは、ポリマー及び充填剤の重量に基づき5重量%未満の充填剤を含む。
他の実施の形態においては、本発明のブレンドは好ましくは0.1から200dg/分のメルトフローレート(ASTM D‐1238 条件L; 230℃,2.16 kg)、好ましくは0.1から100dg/分、好ましくは0.5から50dg/分、好ましくは0.5から30dg/分、好ましくは0.1から25dg/分のメルトフローレートを持つのが良い。
他の実施の形態においては、本発明の異質ブレンドは、驚異的に良好なかぶり抵抗(blush resistance)を示す(すなわち、無応力白化(no stress-whitening))に対して極めて低い)。異質プロピレンコポリマーでの応力白化、又はかぶり抵抗は、標本を変形する間に力を加えた際に、空隙や細かいひびが成形されることにより起きる。このひび及び空隙から光が回折されて白化が起こり、望ましくない外観を示すこととなる。応力白化の量を数値化する詳細な試験手順は以下に述べる。端的に述べると成形された部分に落重衝撃試験機を用いて衝撃を与える。もしサンプルが影響を受ける場合には、打金の重量の衝撃により応力白化が生じる。
色彩の読み取り(ハンターカラー「L」;白―黒のスペクトル測定)は成形された標本において、衝撃領域及び衝撃領域の外側で採取される。応力白化のレベルは2つの測定のハンター「L」カラー読み取りの差として判断される。換言すると、ΔLは、衝撃領域のハンター「L」値から非衝撃領域のハンター「L」値を差し引いたものとして定義され、決定される。ある実施の形態においては、本発明の異質ブレンドは25より小さいΔLを示し、好ましくは20より小さく、好ましくは15より小さく、好ましくは10より小さく、好ましくは5より小さいΔLを示すのが良い。他の実施の形態においては、本発明のブレンドはマイナスのΔLを示す(すなわち、衝撃領域のハンター「L」値は、非衝撃領域のハンター「L」値より小さい)。
応力白化試験手準:射出成形された125ミル(3.18mm)厚の標本(例えば、Gardnerディスク)に落重試験機を用いて4ポンド(1.82kg)重量を5インチ(すなわち、20インチ.ポンド、又は2.26J)の高さから、落下させて衝撃を与える。打金重量の衝撃は、もし標本が影響を受ける場合には、標本中に応力白化を引起すために用いられる。衝撃を与えた後標本は24時間熟成させる。
熟成後、色彩の読み取りが、Hunter ColorQuest XE比色計を用いて衝撃領域及び衝撃領域の外側で採取される。比色計が、D65/10°発光体を用いたハンター実験読み取りのために設定される。D65又はD65は最も普通に用いられる白昼光を表わす、白昼光発光体である。10は発光体による角度カバーをさす(例えば、10度)。読み取りは、反射口上を中心とするディスクの衝撃領域で採られる。読み取りはまた衝撃領域の外側で採取される。応力白化のレベルは2つの測定されるハンター「L」読み取りの差として判断される。ハンター「L」は白−黒色彩スペクトル(L=l00 白, L=0 黒)の測定による。もしサンプルが応力白化を示し、衝撃領域の「L」値が非衝撃領域の「L」値より高い(より白い)場合、プラスのΔL(衝撃領域の「L」値−非衝撃領域の「L」値)が得られる。ΔL値はサンプルのセットにおいて相対的な応力白化の受けやすさを比較するための手段を提供する。通常サンプル当り3つの標本がテストされ、「L」値が平均化される。
ある実施の形態においては、本発明のブレンドはまた第3のポリマー成分を含むこともある。第3のポリマー成分は、周知の方法により半結晶性ポリマー、半非晶質ポリマー又はブレンドに加えられることもある。これらの実施の形態においては、第3のポリマー成分(TPC)は低密度ポリエチレン(密度は0.915から0.935 g/cm3)、直線低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン(密度は0.85から0.90 g/cm3)、非常に低密度のポリエチレン(密度は0.90から0.915 g/cm3)、中低密度ポリエチレン(密度は0.935から0.945 g/cm3)、高密度ポリエチレン(密度は0.945から0.98 g/cm3)又はこれら組み合わせたポリエチレンを含む。例えば、メタロセン触媒システム(mPE)を用いて生成されたポリエチレン、すなわち、エチレン ホモポリマー又はコポリマーが用いられることもある。ある特徴的な例では、mPEホモポリマー及びコポリマーは、モノ又はbis-シクロペンタジエニル遷移金属触媒をアルミノキサン及び/又は非共役アニオンと組み合わせて、溶液、スラリー、高圧又は気相中で生成されたものであることもある。触媒及び活性剤は担持されてもよく、又は担持されなくとも良く、及びシクロペンタジエニル環は置換され、又は置換されなくとも良い。これに限定されるものではないが、本明細書に記載された製品は、ExxonMobil Chemical Company, Houston, Texasから産業界で特に知られているEXCEED(登録商標)及び EXACT(登録商標)の商標名で市場で入手可能である。他の実施の形態においては、第3の成分はプロピレンポリマー又はコポリマー、EP/EPDMコポリマーゴム、EVA, 又は他のタイプのポリオレフィンである。
本発明のブレンドは、添加剤及び他の成分を含むこともある。例えば、本発明のブレンドはスリップ剤を、好ましくは50ppmから10重量%、好ましくは50から5000ppm含むこともある。好ましくはスリップ剤は組成物の重量に基づき、0.001から1重量%(10から10,000ppm)、より好ましくは0.01から0.5重量%(100から5,000ppm)、より好ましくは0.1から0.3重量%(1,000から3,000ppm)で存在するのが良い。望ましいスリップ添加剤は、これに限定されるものではないが、飽和脂肪酸アミド(例えば、パルミトアミド(palmitamide), ステアラミド (stearamide), アラチドアミド(arachidamide), ベヘンアミド(behenamide), ステアリルステアラミド(stearyl stearamide), パルミチル パルミトアミド(palmityl pamitamide), 及びステアリル アラチドアミド(stearyl arachidamide)); 飽和エチレンーbis−アミド(saturated ethylene-bis-amides)(例えば、 ステアラミド−エチル−ステアラミド(stearamido-ethyl-stearamide)、ステアラミド−エチル−パルミトアミド(stearamido-ethyl-palmitamide), 及びパルミトアミド−エチル−ステアラミド(palmitamido- ethyl-stearamide)); 不飽和脂肪酸アミド(unsaturated fatty acid amides)(例えば、オレアミド (oleamide), エルクアミド (erucamide) 及び、リノレアミド(linoleamide)); 不飽和エチレン−bis―アミド(unsaturated ethylene-bis-amides) (例えば、エチレン−bis―ステアラミド(ethylene-bis-stearamide), エチレンーbis―オレアミド(ethylene-bis-oleamide), ステアリル−エルクアミド(stearyl-erucamide), エルクアミド−エチル−エルクアミド(erucamido-ethyl-erucamide), オレアミド−エチル−オレアミド (oleamido-ethyl-oleamide), エルクアミド−エチル−オレアミド (erucamido-ethyl-oleamide), オレアミド−エチル−エルクミド(oleamido-ethyl-erucamide), ステアラミド−エチル−エルクアミド(stearamido-ethyl-erucamide), エルクアミド−エチル−パルミトアミド(erucamido-ethyl-palmitamide), 及びパルミトアミドーエチルーオレアミド(palmitamido-ethyl-oleamide)); グリコール(glycols);ポリエ−テル ポリオール (polyether polyols)(例えば、Carbowax); 脂肪族炭化水素酸(acids of aliphatic hydrocarbons)(例えば、アジピン酸(adipic acid)及びセバシン酸(sebacic acid)); 芳香族又は脂肪族炭化水素のエステル(esters of aromatic or aliphatic hydrocarbons) (例えば、グリセロール モノステラート(glycerol monostearate)及びペンタエリチリトール モノオレアート(pentaerythritol monooleate)); スチレン−アルファ−メチルースチレン(styrene-alpha-methyl styrene); フッ素含有ポリマー(fluoro-containing polymers) (例えば、ポリテトトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene), フルオラインオイル(fluorine oils),及び フルオラインワックス(fluorine waxes)); ケイ素化合物(silicon compounds) (例えば、シラン(silanes)、シリコンオイルを含む(silicone oils)シリコンポリマー(silicone polymers), 修飾されたシリコン(modified silicones) 及び硬化シリコン(cured silicones)); アルキル硫酸ナトリウム(sodium alkylsulfates), アルキルリン酸エステル(alkyl phosphoric acid esters);及びこれらの混合物を含む。好ましいスリップ添加物は不飽和脂肪酸アミドであり、Crompton (Kekamide(登録商標)グレード) 及びCroda Universal (Crodamide(登録商標)グレード) から入手可能である。特に好ましいのは、不飽和脂肪酸アミドのエルクアミド(erucamide)及びオレアミド(oleamide)である。 好ましいスリップ剤は、化学構造CH3(CH2)7CH=CH(CH2)XCONH2 を持つアミドを含むものであり、ここでx は5 から15である。特に好ましいアミドは、1) エルクアミド(Erucamide) CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11CONH2、これはまたcis-13-ドコセノアミド(cis-13-docosenoamide)とも呼ばれる(エルクアミド は Akzo Nobel Amides Co. Ltd.からARMOSLIP Eの商品名で入手可能である); 2) オレイルアミド(Oleylamide)CH3(CH2)7CH=CH(CH2)8CONH2); 及び3)オレアミド(Oleamide)、これはまたN-9-オクタデセニル−ヘクサデカンアミド(N-9-octadecenyl-hexadecanamide)とも呼ばれるCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CONH2を含む。他の実施の形態においては、 ステアラミド(stearamide)もまた本発明において有用である。他の好ましいスリップ添加物はWO 2004/005601 Alに記載のものを含む。
本発明のブレンドはまた清澄剤を含むこともある。好ましくは、清澄剤はブレンド組成物中の全ポリマーの重量に基づき、10ppmから10重量%、より好ましくは25ppmから5重量%、好ましくは50ppmから4000ppm存在するのが良い。好ましい清澄剤には、有機リン酸、リン酸エステル、安息香酸ナトリウム、タルク、ソルビトール、アジピン酸、安息香酸(又はこれらの酸の金属塩)、無機充填剤等を含む。好ましい清澄剤は、好ましくは50から4000ppmのソルビトールをベースとする剤、アルミニウム塩ベースの剤及びナトリウム塩ベースの剤を含むのが良い。好ましい清澄剤は核形成剤、例えば、Hyperform (例えば、HPN-68)及びMilliken Chemicals, Spartanburg, SCのMillad 添加物(例えば、Millad 3988 - 3,4-ジメチルベンジリデンソルビトール、ジベンジリデンソルビトール(Millad 3988 - 3,4-dimethylbenzylidene sorbitol, dibenzylidene sorbitol )及びAmfine Chemicals, Allendale, NJのNA- 11 及びNA-21のような有機リン酸塩を含む。
又、他の核形成剤、例えば、チーグラ・ナッターオレフィン製品又は他の高度に結晶性を持つポリマーも用いることができる。特に好ましい清澄剤には
ジナトリウム[2.2.1]ヘプタンビシクロジカルボン酸塩(disodium[2.2.1]heptane bicyclodicarboxylate), bis (3, 4 ジメチルベンジリデン)ソルビトール (bis (3, 4 dimethylbenzylidene) sorbitol), ナトリウム2,2’-メチレン−bis (4,6 - di-tert−ブチルフェニル)燐酸塩(sodium 2,2'-methylene-bis (4,6-di-tert-butylphenyl) phosphate), (p−クロロ、p’メチル) ジベンジリデン)ソルビトール(p-chloro, p'methyl) dibenzylidene sorbitol), bis(p-エチルベンジリデンソルビトール (bis(p-ethylbenzylidene sorbitol), 1,2,3,4-ジベンジリデンソルビトール(1,2,3,4-dibenzylidene sorbitol)、1,2,3,4-di- パラ−メチルベンジリデンソルビトール( 1,2,3,4-di-para-methylbenzylidene sorbitol), 及び/又はアルミニウム2,2'−メチレン-bis(4,6-di-ブチルフェニル)燐酸塩(aluminum 2,2'-methylene-bis(4,6-di-tert-butylphenyl) phosphate)を含む。
更に、種々の添加剤が、種々の目的のブレンド及びフィルムを作るために上記の実施の形態において組み入れられることもある。その様な添加剤には、例えば、安定剤、抗酸化剤、充填剤、着色剤、及び粘着防止剤(antiblock agents)を含む。一次及び二次酸化防止剤には、例えば、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン及び亜リン酸塩を含む。核形成剤には、例えば、安息香酸ナトリウム及びタルクを含む。また他の核形成剤にはチーグラ・ナッターオレフィン製品又は他の高度に結晶性を持つポリマーを用いても良い。粘着防止剤には非晶質シリカ、タルク、特にステアリン酸亜鉛を含む。分散剤の様な添加剤は、例えば、Acrowax Cも含めることができる。触媒不活性化剤も又通常使用され、例えば、ステアリン酸カルシウム、ハイドロタルサイト及び酸化カルシウム及び/又はその技術分野で知られている他の酸中和剤が用いられる。
他の添加剤には、例えば、難燃剤、可塑剤、硫化剤又は硬化剤、硫化促進剤、又は硬化促進剤、硬化抑制剤、加工助剤、粘着性樹脂等を含む。前記の添加剤はまた、充填剤及び/又は強化材を含み、これらは独立に追加されるか、又は添加剤に組み入れられても良い。これらの例には、黒鉛、粘土、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、ケイ酸塩、これらの組み合わせなどを含む。特性を向上させるために用いられる他の添加剤には潤滑剤及び紫外線安定剤を含む。本明細書にリストアップされたものは、本発明で用いられる全てのタイプの添加剤を含むものではない。これらの開示されたものから、当業者であれば特性を向上させるための他の添加剤を挙げることができるであろう。当業者に理解される様に、本発明のブレンドは所望のブレンドの特徴に適合させる様に修飾されることが出来る。
プロセスオイルもまた、上に述べた実施の形態において任意選択的に加えることが出来る。ブレンドはプロセスオイルを全ポリマー成分の100部分当り、プロセスオイルの重量で、1から50、代替的に、2から20部分の範囲で含んでも良い。プロセスオイルを中程度の量で加えることによりブレンドの粘度及び剛性(stiffness)を減少させ、一方、温度0℃の近辺、及びそれより低い温度でブレンドの特性を向上させる。これらの利益はブレンドのTgを低下させることによって起こる。ブレンドにプロセスオイルを加える他の利益には、加工性が向上し、及び弾性と引張り強度のバランスが改善することを含む。プロセスオイルは、典型的には(a) 本質的に、酸素の様な僅かのヘテロ原子を持つ炭素及び水素よりなる炭化水素、又は(b) フタル酸ジオクチル、エーテル及びポリエーテルの様な本質的に炭素、水素及び少なくとも一つのへテロ原子より成る。好ましいプロセスオイルは、200℃で実質的に揮発する高い沸点を持つ。
その様なプロセスオイルは通常、純固体、又は純液体、又は不活性担体(例えば、粘土、シリカ)上にこれらの材料を物理的に吸収させた混合物としての自由流動粉末として得られる。他の有用なプロセスオイルには、直線、非環式であるが枝分かれしている、環状及び芳香族炭質構造よりなる多くの化合物の混合物を含む。有用なプロセスオイルの他のファミリーは、ある低分子量から中程度分子量(分子量(Mn)<10,000)有機エステル及びアルキルエーテルエステルである。プロセスオイルの例には、The Sun Manufacturing Company of Marcus Hook、PA、USAのSunpar(登録商標)150 及び220、及びErgon, Jackson, Mississippi のHyprene(登録商標) V750 及びHyprene(登録商標)V1200、及びCalumet Lubricants Company、Princeton、LouisianaのIRM 903がある。上に記載の各プロセスオイルを組み合わせたものもまた、本発明において実施されうることは予期される。2相ブレンド及び多相ブレンドも考慮されうるが、ある実施の形態においては、各プロセスオイルの選択において、プロセスオイルは、溶解物においてブレンド組成物と相性があるか、又は混和し、均一な一相のブレンドを形成するものであることが重要である。
ブレンド又はブレンドポリマー組成物にプロセスオイルを加える方法には、その分野で知られているどの様な方法によって行っても良い。
アイソタクチックポリプロピレン及びエチレンプロピレンジエンゴムのブレンドのガラス転移温度を下げるために、あるプロセスオイルを加えることについえは、Ellulにより米国特許5,290,886及び5,397,832に記載されている。これらの手順は容易に本発明に応用することができる。
ある実施の形態においては、ブレンドと共にその成分も種々の量の可塑剤を含んでいても良い。ある実施の形態においては、可塑剤はC6からC200のパラフィンを、及び他の実施の形態においては、C8からC100のパラフィンを含む。他の実施の形態においては、可塑剤は実質的にC6からC200のパラフィンより成り、また実質的にC8からC100のパラフィンより成る。本発明の目的との関係及び本明細書の記載においては「パラフィン」(paraffins)は、n−パラフィン、枝分かれパラフィン、イソパラフィンの様な全ての異性体を含み、また環状脂肪族、及びそのブレンドを含んでも良く、技術分野で知られている方法により合成され、又は原油からの精製により誘導されるものであっても良い。適当な可塑剤はまた「イソパラフィン」(isopaffins)、「ポリアルファオレフィン」(polyalphaolefins(PAO))及び「ポリブテン」(polybutenes)(PAOのサブグループ)を含む。これらの3つのクラスの化合物は、枝分かれ、環状、及び通常構造及びそれらのブレンドを含むこともあるパラフィンとして表すことも出来る。ある実施の形態においては、これらはC6からC200のパラフィンを含み、他の実施の形態においては、C8からC100のパラフィンを含むものとして表すことも出来る。好ましい可塑剤としてはWO 2004/014998(本文献は参照により本明細書に組み入れられる)に記載のもの、特に9ページ、31行から26ページ、19行に記載の可塑剤を含む。本発明で有用な好ましいポリアルファオレフィン(PAO)には、WO 2004/014998に記載のもの、特に17ページ、19行から19ページ、25行に記載の可塑剤を含む。同様に好ましいグループIIIベースストック(Basestock)は本発明の可塑剤として用いて良い。好ましいグループIIIベースストックには、WO 2004/014998に記載のもの、特に過酷な条件で水素化処理され、飽和レベルが90%以上、好ましくは92%以上、好ましくは94%以上、又は好ましくは95%以上あり、硫黄分が0.03%未満、好ましくは0.001から0.01%の間、粘度指数(VI)は120より大きく、好ましくは130以上である鉱油が良い。好ましくはグループIIIの炭化水素ベースストックは運動粘度が100℃で3から100 cSt、好ましくは4から100cSt、好ましくは6から50 cSt、好ましくは8から20 cSt;及び/又は数平均分子量が300から5000、好ましくは400から2,000、より好ましくは500から1,000;及び/又は炭素数が20から400、好ましくは25から400、好ましくは35から150、より好ましくは40から100であるのが良い。可塑剤は、ある実施の形態においては、本発明のブレンド中(各々ブレンドの重量に基づき)0.1から60重量%、他の実施の形態においては、0.5から40重量%、更に他の実施の形態においては、1から20重量%、また更に他の実施の形態においては、2から10重量%で存在しても良い。ここで望ましい範囲は上に述べた上限数値の何れの重量%と、下限数値の何れの重量%を組み合わせたものを含む。
フィルム
ある実施の形態においては、本発明のブレンドはフィルムに成形される。ポリオレフィンフィルムは広く用いられ、例えば、ショッピングバッグ、加圧接着テープ、ギフト用包装、ラベル、食品の包装、非食品用の包装、医療分野での応用等に用いられる。これらの応用分野で高い引裂き強さ(機械方向及び横断方向)及び衝撃力、破壊抵抗、高光沢、及び低いヘーズ度が要求される。上に記載のブレンドはそれらの応用に適した単層又は多重層フィルムに成形されうる。これらのフィルムは、押出し、共押出し、押出しコーティング、積層、ブローイング及びキャスティングを含み、技術分野で知られているどの様な従来技術によっても成形することができる。フィルムは平らなフィルム、又は管成形プロセスにより成形することが出来、それに続いて一軸方向又はフィルム面で互いに直交する2軸方向に延伸されることもある。フィルムの一以上の層が横断方向、及び/又は縦断方向に同じ、又は異なる程度に延伸されても良い。この延伸は、各個々の層が一体にされる前、又は後に実施されても良い。例えば、ポリエチレン層は延伸されたポリプロピレン上に押出し被覆させ、又は積層することができ、又はポリエチレンとポリプロピレンが一緒にフィルムに共押し出しされ、その後に延伸されても良い。同様に延伸されたポリプロピレンは積層され、延伸されたポリエチレンにすることもでき、又は延伸されたポリエチレンをポリプロピレン上に被覆させ、その後、任意選択的にこの組み合わせたものを更に延伸することもできる。通常フィルムは機械方向(Machine Direction (MD))に最大15、好ましくは5から7、横断方向(Transverse Direction (TD))に最大15、好ましくは5から9の割合で延伸される。
しかし、他の実施の形態においては、フィルムはMD及びTD両方向に同じ程度に延伸される。
他の実施の形態においては、本明細書に記載のブレンドを含む層は一以上の他の層と組み合わされても良い。他の(一以上の)層は、典型的には多層フィルム構造に含まれるどの様な層であっても良い。例えば、他の単層又は複数の層は以下のものであっても良い:
1. ポリオレフィン
好ましいポリオレフィンには、C2からC40のオレフィンのホモポリマー又はコポリマー、好ましくはC2からC20のオレフィン、好ましくはアルファオレフィン及び他のオレフィンのコポリマー、又はアルファオレフィン(エチレンは本発明の目的との関係ではアルファオレフィンと定義される)であるのが良い。好ましくは、ホモポリエチレン、ホモポリプロピレン、エチレン及び/又はブテンと共重合したプロピレン、一以上のプロピレン、ブテン、又はへキセン及び任意選択されるジエンと共重合したエチレンであるのが良い。好ましい例には、超低密度ポリエチレン、非常に低密度のポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、アイソタクッチクポリプロピレン、高度アイソタクッチクポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、プロピレン及びエチレン及び/又はブテン及び/又はヘキセンのランダムコポリマー、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、ネオプレンの様なエラストマー、及び例えば、熱可塑性エラストマー及びゴム強化プラスチックの様な熱可塑性ポリマー及びエラストマーのブレンドを含む。
2.極性ポリマー
好ましい極性ポリマーには、エステル、アミド、酢酸塩、無水物のホモポリマー及びコポリマー、酢酸塩、無水物、エステル、アルコール、及び/又はアクリル樹脂の様な一以上の極性モノマーを持つエチレン及び/又はプロピレン及び/又ブテンの様なC2 からC20オレフィンのコポリマーを含む。好ましい例には、ポリエステル、ポリアミド、エチレンビニル酢酸コポリマー、及び塩化ポリビニルを含む。
3.カチオン性ポリマー
好ましいカチオン性ポリマーには、対になって2置換されたオレフィン、アルファへテロ原子オレフィン及び/又はスチレンモノマーのポリマー又はコポリマーを含む。好ましい対になって2置換されたオレフィンには、イソブチレン、イソペンテン、イソへプテン、イソへキセン、イソオクテン、イソデセン及びイソドデセンを含む。
好ましいアルファへテロ原子オレフィンは、ビニルエーテル及びビニル カルバゾールを含み、好ましいスチレンモノマーは、スチレン、アルキルスチレン、パラアルキルスチレン、アルファメチル スチレン、クロロスチレン及びブロモ−パラ−メチル スチレンを含む。好ましいカチオン性ポリマーの例にはブチル ゴム、パラメチルスチレン、ポリスチレン、及びポリアルファメチルスチレンと共重合したイソブチレンを含む。
4.その他
他の好ましい層は、紙、木材、カード紙、金属、金属フォイル(アルミニウムフォイル及びスズフォイル)、蒸着表面、ガラス(フィルム表面に酸化ケイ素を蒸着させた酸化ケイ素(SiO.x)皮膜を含む)、織物、スパンボンド繊維及び織物、及び不織布(特にポリプロピレンスパンボンドされた繊維及び織物、又は不織布)及びインク、色素、顔料に皮膜された基質等であっても良い。
フィルムはその応用目的に応じてその厚さが異なるが、通常1から250μmの厚さのフィルムが適当である。梱包用のフィルムは通常1から250μmの厚さである。密封層の厚さは、典型的には0.2から50μmである。フィルムの内側及び外側の両面に密封層(seal layer)があっても良く、又は密封層は内側及び外側のいずれか片面のみであっても良い。
スリップ、粘着防止剤、抗酸化剤、顔料、充填剤、加工助剤、紫外線安定剤、中和剤、潤滑剤、界面活性剤及び/又は核形成剤のような添加剤は、フィルムの一以上の層に存在していても良い。有用な添加物の例には、二酸化シリコン、二酸化チタン、ポリジメチルシロキサン、タルク、色素、ワックス、ステアリン酸カルシウム、黒鉛、低分子樹脂及びガラス玉を含む。
他の実施の形態においては、一以上の層はコロナ処理、電子線照射、ガンマ照射、マイクロウエーブ照射又はめっき(metallizing)によって改質されても良い。ある好ましい実施の形態においては、一又は二の表面層がコロナ処理によって改質される。
本明細書に記載のフィルムはまた、ポリマー及び樹脂の重量に基づき、5から60重量%の炭化水素樹脂を含むこともある。樹脂はポリマーの密封層と組み合わされても良く、コア層中のポリマーと組み合わされても良い。樹脂は、好ましくは約100℃を超える軟化点を持つのが良く、より好ましくは130から180℃であるのが良い。炭化水素樹脂を含むフィルムは一軸又は二軸方向に、同程度又は異なる程度に延伸されても良い。
ある好ましい実施の形態においては、本発明は上記の一以上のブレンド(その層は2.5から635μm/0.1から25ミルの厚さである)を含む層を含むフィルムに関し、このフィルムは:
ヘーズは10%以下、
1度割線引張モジュラス(1°Secant Tensile Modulus)が100,000から30,000psi(690から207MPa)、
機械方向及び横断方向両方のElmendorf引裂き(tear)強さは45g/ミル以上(1.77g/μ以上)、
全エネルギー衝撃が4J以上、及び
メルトフローレートは0.1から100dg/分
を持つ。
ある好ましい実施の形態においては、本明細書に記載のブレンドを含むフィルム及び/又は層は2.5から635ミクロン(μm)の厚さ、好ましくは5から550μmの厚さ、好ましくは10から500μmの厚さ、好ましくは25から400μmの厚さ、好ましくは20から200μmの厚さを持つのが良い。
本発明のフィルムは、ASTM D 1003により測定されたヘーズ(haze)が、好ましくは10%以下、好ましくは5%以下、好ましくは3%以下、好ましくは2%以下、好ましくは1%以下、好ましくは0.5%以下であるのが良い。
他の実施の形態においては、本発明のフィルムは、特に断らない限りASTM D 2457により45度の角度で測定した45度光沢(MT及びTD)が好ましくは70以上、好ましくは75以上、好ましくは80以上、好ましくは82以上、好ましくは85以上、好ましくは90以上あるのが良い。
他の実施の形態においては、本発明のフィルムは低い係数(軟度のレベルが高い);好ましくは1度割線引張モジュラス(1°Secant Tensile Modulus)(ASTM D882 により測定)が125,000から100,000psi (690から860MPa)、125,000から50,000psi (345から860MPa)、125,000から30,000psi (205から860MPa)であるのが良い。
他の実施の形態においては、本発明のフィルムは、好ましくはASTM D1922,で測定した、機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さが45g/ミル以上(1.77g/μ以上)、好ましくは45g/ミルから75g/ミル(1.77g/μから2.95 g/μ)、好ましくは45g/ミルから100g/ミル(1.77g/μから3.94 g/μ)、好ましくは45g/ミルから120g/ミル(1.77g/μから4.72 g/μ)であり、フィルムの平均厚さはミル(0.001 インチ又は 25.4/μm)に標準化されているのが良い。
他の実施の形態においては、本発明のフィルムは、好ましくは全衝撃エネルギー(ASTM D 4272-99)が3ft.lb以上(4J以上)好ましくは2から6ft.lb(2.7から8.1J)あるのが良い。
他の実施の形態においては、本発明のフィルムは好ましくは極限引張強さ
(ASTM D882により測定)がMD及びTD方向ともに6,000psi以上(41.4MPa)であるのが良い。
他の実施の形態においては、本発明のフィルムは、破断点伸び(Elongation at Break)(ASTM D882により測定)がMD及びTD方向ともに600%以上あるのが良い。
他の実施の形態においては、本発明のフィルムは、ASTM D5748-95により測定した破壊エネルギー(Puncture Energy)が好ましくは25in.1b/ミル(0.11 J/μm)以上あるのが良い。ただし、i) 0.75インチ直径の梨型TFEフッ化炭素被覆の深針(プローブ)に換えて、0.75インチ直径のつや消し伸張ステンレス鋼深針を使用し、及び ii) 各テスト標本で別々に計量測定することに換えて、全てのテスト標本で測定した計測値の平均を用いた。
他の実施の形態においては、本発明のフィルムは、ASTM D 5748-95で測定した破壊抵抗が好ましくは8 lb/ミル(1.4 N/μm) 以上あるのが良い。ただし、上で述べた測定方法の変更を採用した。
本発明のブレンドは、オムツで用いられる様な軟らかいフィルムを必要とする応用分野で用いることができる。引裂き抵抗及び全エネルギー衝撃抵抗が強く、それに低いヘーズ度を持つため、梱包用のフィルムにおいて広く用いられる。
更なる実施の形態においては、本発明は以下に関する:
1. 異質のブレンドを含むフィルムであって、そのブレンドは:
1)60から99重量%の一以上の半結晶性ポリマー(半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーの重量に基づき)を含み、各半結晶性ポリマーはプロピレン及び0から5重量%のアルファオレフィンコモノマー(ポリマーの重量に基づき)を含み、前記半結晶性ポリマーは夫々100から170℃の融点及び200dg/分以下のメルトフローレートを持ち;及び
2)1から40重量%の一以上の半非晶質ポリマー(半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーの重量に基づき)を含み、各半非晶質ポリマーはプロピレン及び10から25重量%の一以上のC2及び/又はC4からC10アルファオレフィンコモノマーを含み、前記半非晶質ポリマーは各々:
a) 4から70J/gの融解熱、
b) 0.1から200dg/分のメルトフローレート、
c) ヘキサン中の熱分画(thermal fractionation)により決定される分子間組成物分布が、ポリマーの重量の85%以上が一又は二の隣接する、可溶部分として分離されており、ポリマーの残りの部分は直接先行し、又は後続する部分であり;これらの各々の部分は、コポリマーのコモノマー含有量の平均重量%に比べて20重量%を超えない範囲のコモノマー含有量の重量%を持ち、
d) 1.5から4のMw/Mn、
e) l3C NMR,により測定したプロピレン三つ組み立体規則性が75%以上
であり、
前記ブレンドは:
i) 0.5から100dg/分のメルトフローレート、及び
ii) ポリマー及び充填剤の重量に基づき0から5重量%の充填剤、及び
iii) 1mm厚さの射出成形チップで測定したヘーズが20%以下、を持ち、
iv) 永久ひずみが65%より大きく;及び
前記フィルムは0.1から25ミル(2.5から635ミクロン)の厚さ、及び
10%以下のヘーズ、
1度割線引張モジュラスが100,000から30,000psi,
機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さは45g/ミル以上、
横断方向のElmendorf引裂き(tear)強さは45g/ミル以上、
全衝撃エネルギーが3J以上、及び
45度光沢が82以上、
の特性を持つ。
2. パラグラフ1のフィルムでは、半結晶性ポリマーはプロピレン及び1から3重量%のC2からC10のアルファオレフィンコモノマーを含む。
3.パラグラフ2のフィルムでは、アルファオレフィンコモノマーはエチレン,ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、及びデセンよりなる群から選択される。
4.パラグラフ2のフィルムでは、アルファオレフィンコモノマーはエチレン,ブテン、ヘキセン及びオクテンよりなる群から選択される。
5.パラグラフ2のフィルムでは、アルファオレフィンコモノマーはエチレンである。
6.パラグラフ1のフィルムでは、半結晶性ポリマーは0重量%のコモノマーを含む。
7.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半結晶性ポリマーは120から170℃の融点を持つ。
8.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半結晶性ポリマーは1.5から4のMw/Mnを持つ。
9.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半非晶質ポリマーはプロピレン及び10から20重量%のC2からC10のアルファオレフィンコモノマーを含む。
10.パラグラフ9のフィルムでは、アルファオレフィンコモノマーはエチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、及びデセンよりなる群から選択される。
11.パラグラフ9のフィルムでは、アルファオレフィンコモノマーはエチレン、ブテン、ヘキセン、及びオクテンよりなる群から選択される。
12.パラグラフ9のフィルムでは、アルファオレフィンコモノマーはエチレンである。
13.上記の何れのパラグラフのフィルムでも、半非晶質ポリマーは2から25%のパーセント結晶化度を持つ。
14.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半非晶質ポリマーは0.1から25dg/分のメルトフローレートを持つ。
15.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半非晶質ポリマーは30から80℃の融点を持つ。
16.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半非晶質ポリマーは4から12の立体規則性指数を持つ。
17.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半非晶質ポリマーは80%以上のプロピレン三つ組み立体規則性、好ましくは85%以上、好ましくは90%以上のプロピレン三つ組み立体規則性を持つのが良い。
18.上記の何れのパラグラフのフィルムも、ブレンドは15%以下のヘーズ、好ましくは12%以下、好ましくは10%以下のヘーズを持つのが良い。
19.上記の何れのパラグラフのフィルムも、フィルムは85単位以上の光沢、好ましくは89以上、好ましくは90以上の光沢を持つのが良い。
20.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半非晶質ポリマーは11から25重量%のコモノマーを含み、及び15から40重量%で存在し、及びブレンドは半結晶性ポリマーの連続相中で4μm未満のサイズの半非晶質ポリマーの分散を持ち、及びフィルムは機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さが60g/ミル(2.4 g/μm)以上、ヘーズが2%以下、45度光沢は87単位以上、1度割線引張モジュラスは75,000psi(517 MPa)以下、及び全エネルギー衝撃が3J以上である。
21.パラグラフ1から19のフィルムでは、半非晶質ポリマーは11から25重量%のコモノマーを含み、及び25から40重量%で存在し、及びブレンドは半結晶性ポリマーの連続相中で4μm未満のサイズの半非晶質ポリマーの分散を持ち、及びフィルムは機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さが100g/ミル(2.4 g/μm)以上、ヘーズが1.5%以下、45度光沢は88単位以上、1度割線引張モジュラスが50,000psi(517 MPa)以下、及び全エネルギー衝撃が7J以上である。
22.上記の何れのパラグラフのフィルムも、ブレンドは永久ひずみ165%以上、好ましくは175%以上、好ましくは200%以上であるのが良い。
23.上記の何れのパラグラフのフィルムも、ブレンドの3.18mm厚さの射出成形パッドはハンター色彩の応力白化に対する抵抗ΔLは20以下、好ましくは15以下、好ましくは10以下、好ましくは5以下であるのが良い。
24.上記の何れのパラグラフのフィルムも、フィルムはヘーズが4%以下、好ましくは3%以下、好ましくは2%以下であるのが良い。
25.パラグラフ23のフィルムでは、フィルムは、ヘーズは5%以下、MDのElmendorf引裂き(tear)強さは50g/ミル以上、及び全エネルギー衝撃は3J以上である。
26.パラグラフ23のフィルムでは、フィルムのヘーズは2%以下、MDのElmendorf引裂き(tear)強さは100g/ミル以上、及び全エネルギー衝撃は7J以上である。
27.上記の何れのパラグラフのフィルムも、フィルムが:
a) 2%以下のヘーズを持ち、
b) 機械方向の破断点引張り強さが40MPaより大きく、
c) 横断方向の破断点引張り強さが40MPaより大きく、
d) 機械方向の破断点伸びが500%より大きく、
e) 横断方向の破断点伸びが500%より大きく、
f) 機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さは50から150g/ミル、
g) 横断方向のElmendorf引裂き(tear)強さは100から400g/ミル
h) 破壊抵抗が6から10 lb/ミル、及び
i) 機械方向の引張モジュラスが350MPaより小さい
28.上記の何れのパラグラフのフィルムも、フィルムはキャストフィルム、ブロー成形フィルム又は積層フィルムである。
29.上記の何れのパラグラフのフィルムも、フィルムは共押し出しされるか、又は積層される。
30.上記の何れのパラグラフのフィルムも、フィルムは2以上の層を持つ。
31.上記の何れのパラグラフのフィルムも、フィルムは異質ブレンドを含むコア層を含む。
32.上記の何れのパラグラフのフィルムも、フィルムは異質ブレンドを含む表面薄層を含む。
33.上記の何れのパラグラフのフィルムも、半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーのブレンドは更に、可塑剤、好ましくはポリアルファオレフィン、好ましくはポリデセンを含むのが良い。
34.上記の何れのパラグラフのフィルムも、異質ブレンドは更に、スリップ剤、好ましくはCH3(CH2)7CH=CH(CH2)XCONH2の化学式を持つ50から5000ppmのアミドを含むのが良く、ここでxは5から15である。
35.上記の何れのパラグラフのフィルムも、異質ブレンドは、更に清澄剤を含み、好ましくは清澄剤は10ppmから10重量%(ブレンド組成物中の全ポリマーに基づき、より好ましくは25ppmから5重量%、より好ましくは50ppmから4000ppm)の有機リン酸、リン酸エステル、安息香酸ナトリウム、タルク、ソルビトール、アジピン酸、安息香酸(又はこれらの酸の金属塩)、無機充填剤を含み、好ましい清澄剤は、ソルビトールをベースとする剤、アルミニウム塩ベースの剤又はナトリウム塩ベースの剤、チーグラ・ナッターオレフィン製品又は他の高度に結晶性を持つポリマーを含むのが良く、好ましい清澄剤は
ジナトリウム[2.2.1]ヘプタン ビシクロカルボン酸塩(disodium[2.2.1]heptane bicyclodicarboxylate), bis (3, 4 ジメチルベンジリデンソルビトール(bis (3, 4 dimethylbenzylidene) sorbitol), ナトリウム2,2’-メチレン−bis(4,6−di− tert−ブチルフェニル)燐酸塩(sodium 2,2'-methylene-bis (4,6-di-tert-butylphenyl) phosphate), (p−クロロ、p’メチル), ジベンジリデンソルビトール((p-chloro, p'methyl) dibenzylidene)sorbitol), bis(p-エチルベンジリデンソルビトール (bis(p-ethylbenzylidene sorbitol), 1,2,3,4-ジベンジリデンソルビトール(1,2,3,4-dibenzylidene sorbitol), 1,2,3,4-di- パラ−メチルベンジリデンソルビトール( 1,2,3,4-di-para-methylbenzylidene sorbitol), 及び/又はアルミニウム2,2'−メチレン-bis(4,6-di -tert -ブチルフェニル)燐酸塩(aluminum 2,2'-methylene-bis(4,6-di-tert-butylphenyl) phosphateである。
36.パラグラフ1乃至35のフィルムでは、半非晶質ポリマーは、分子間組成分布が、1又は2の隣接する可溶部分として分離された部分がポリマーの重量で85% 以上、好ましくは90%以上で、ポリマーの残りの部分はこれに直接先行し又は後続する部分であり、及びこれらの各々の部分はコポリマーのコモノマーの平均重量%の20重量%(相対的に)、好ましくは10重量%を超えない範囲の重量%のコモノマーを含有する。
37.上記の何れのパラグラフのフィルムも、そのブレンドは半非晶質ポリマーが、半結晶性ポリマーの連続層中で4μmより小さいサイズで分散し、好ましくはサイズが3μmより小さい、好ましくはサイズが2μmより小さい、好ましくはサイズが1μmより小さいサイズで分散しているのが良い。
38.上記の何れのパラグラフのフィルムでも、フィルムはヘーズが1%以下である。
39.上記の何れのパラグラフのフィルムでも、フィルムは基質に積層されており、基質は好ましくは不織布、紙、ポリオレフィン、木材、カード紙、金属、金属フォイル、蒸着表面、ガラス及び/又はガラス被覆であるのが良い。
40.上記の何れのパラグラフのフィルムでも、フィルムは基質に積層されており、基質はインク、色素及び/又は顔料で被覆されている。
41.上記のパラグラフの何れかのフィルムを含む梱包。
42.パラグラフ1から40の何れかのフィルムを含む、オムツ、医療用フィルム、または梱包フィルム。
実施例
Mw、Mn, Mzは上に述べたゲル透過クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography,)によって測定された。
ムーニー粘度はASTM D 1646に従い測定される。
メルトフローレート(MFR)はASTM D 1238条件Lにより温度230℃、負荷2.16kgで測定された。
エチレンの重量%は以下の様に測定された。薄い均一のフィルムが約150℃以上の温度でプレスされ、Perkin Elmer PE 1760赤外線分光光度計(infrared spocnophotometer)に置かれた。600cm-1から4000 cm-1のサンプルのフルスペクトルが記録され、エチレンのモノマー重量%が以下の式に従って計算された:エチレン重量%=82.585 −111.987X+30.045X2、ここでXは1155 cm-1のピークの高さ、及び722 cm-1又は732 cm-1のいずれか高い方のピークの高さの比である。
ガラス転移温度(Tg)、β緩和(β relaxation)、損失弾性率(Loss Modulus E”)及び貯蔵弾性率(Storage Modulus(E’))は動的機械熱分析(dynamic mechanical thermal analysis (DMTA))により測定された。使用された機器はTA Instruments, New Castle, DEのRSA II, Rheometries Solid Analyzer IIである。機器は張力モード(tension mode)で操作され、成形された長方形のサンプルが用いられた。
サンプルの条件は:0.1%の伸び、1HZの周波数及び分当り2℃加熱し、温度範囲は−135℃からサンプルの融点までであった。
サンプルは約200℃で成形された。寸法はサンプルにより異なるが、典型的なサンプルは23 mm 長さx 6.4 mm 巾x(0.25 mmと0.7 mmの間の厚さ)であった。tanδはE”/E’の比率であり、E’は貯蔵弾性率(Storage Modulus)、E”は損失弾性率(Loss Modulus)である。これらのDMTAの実験の結果は貯蔵弾性率E’は損失弾性率E”である。
貯蔵弾性率は材料の弾性反応(elastic response)又はエネルギーを保存する能力を測定し、損失弾性率は材料の粘性反応(viscous response)又はエネルギーを発散する能力を測定する。E”/E’の比率(=tanδ)は材料の制動(damping ability)を測定したものである。エネルギー発散の機構(すなわち、緩和モード)はtanδにおけるピークとして現れ、温度の関数としてE’の低下と関連する。報告されたE’の数値に関連する不確定な部分は、成形工程に起こった可変要素によるもので、±10% のレベルであると予想される。
結晶化温度(Tc)、融点(Tm)及び融解熱(Hf、 ΔH, 又はΔHf)は示差走査熱量計(DSC)を用いて測定された。この分析は、T A Instruments MDSC 2920又はPerkin Elmer DSC7を用いて実施された。典型的には、6から10mgの成形ポリマー又は可塑化ポリマーがアルミニウムパンに封入され、室温で装置に挿入された。融解データ(第一加熱)はサンプルを融点の少なくとも30℃高い温度に、10℃/分の割合で加熱して得られた。これは成形されたままの状態下での溶解挙動(melting behavior)についての情報を与え、その挙動は成形された配向又は応力のみならず、熱履歴により影響を与えることが出来る。サンプルはその後その熱履歴を破壊するためにこの温度で10分間置かれた。結晶化データは、10℃/分の冷却率で融点から、結晶化温度より少なくとも50℃低い温度に冷却して得られた。典型的にはブレンドサンプルは−25℃に冷却された。サンプルはこの温度で10分置かれ、更に融解データ(第二加熱)を得るために最終的に10℃/分で加熱された。表に記載の融点は、特に示さない限り第二加熱でのピーク融点である。複数のピークを示すポリマーでは、高い融解ピーク温度が報告されている。曲線の下の面積は、結晶化の程度を計算することができる融解熱(ΔHf)を決定するために用いられた。189J/gの数値が、100%結晶性ポリプロピレンの平衡融解熱として用いられた。ポリプロピレンポリマーのパーセント結晶度は式、[曲線の下の面積(J/g)/189(J/g)]*100、を用いて計算される。
ブレンドのヘーズは、ブレンドを1mmチップに成形する前に、ブレンドにbis (3, 4 ジメチルベンジリデン)ソルビトール(bis (3, 4 dimethylbenzylidene (sorbitol))(Millad 3988)を加えることを含み、ASTM D 1003に従い測定された。フィルムのヘーズはASTM D 1003に従い測定された。
光沢は、ASTM D 2457に従い45度で測定された。
実施例1:半非晶質ポリプロピレンーエチレンコポリマー(SAPEC)を生成するための共重合
連続重合は、ヘキサンを溶媒として用いて、9リットル連続フロー攪拌タンク反応器で行われた。液体を充満した反応器は滞留時間が9分であり、圧力は700kPaに維持された。ヘキサン、エチレン及びプロピレンの混合供給原料は、重合熱を除去するために、反応器に投入前に、約−30℃に予備冷却された。トルエン中の触媒/活性剤溶液及びヘキサン中の捕捉剤が、重合を開始するために別々に、そして連続的に反応器に投入された。反応器の温度は、標的とする分子量によるが、35から50℃の間に維持された。重合速度にもよるが、一定の反応器温度を保つために供給原料の温度は種々に変えられた。重合速度は0.5kg/時間から4 kg/時間の間で変化させた。30kg/時間当たりのヘキサンは、717 g/時間のエチレン及び/又は5.14kg/時間のプロピレンと混合され、反応器に供給された。重合触媒、ジメチル シリル bis-インデニル ハフニウム ジメチル (dimethyl silyl bis-indenyl hafnium dimethyl)はN',N'-ジメチル アニリウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(N',N'-dimethyl anilinium-tetrakis (pentafluorophenyl)borate)と1:1のモル比率で混ぜて活性化され、0.0135g/時間の割合で投入された。トリイソブチル アルミニウム希釈液が触媒ターミネータの捕捉剤として、モル当り触媒に対して捕捉剤を約111モルの割合で投入した。安定した重合で5度の滞留時間の後に、この重合で生成されたポリマーの代表的なサンプルが収集された。ポリマー溶液は反応器の頭頂部から取り出され、そしてポリマーを分離するために蒸気により蒸留された。重合速度は3.7 kg/時間と測定された。この重合で生成されれたポリマーはエチレン含有量が14%、ムーニ粘度ML (1+4)が125℃で13.1、及びアイソタクチックプロピレン配列を持っていた。ポリマー組成物を変えたものは、主にエチレンのプロピレンに対する比率を変えることにより得られた。ポリマーの分子量は、反応器温度を変えるか、又は全モノマー供給量の重合速度に対する比率を変えることによって変えられた。
三元共重合のためにジエンが、ヘキサン溶液中で準備され、必要な容量が計量され、反応器に入る混合原料流に加えられた。
上記の実施例1に記載の方法によって、いくつかの半非晶質プロピレンエチレンコポリマー(SAPEC) が合成された。これらは表1に記載されている。サンプルSAPEC-I及び2はフィルムを作るためのブレンドを生産するために用いられた。
Figure 2008524391
** ASTM D-1238条件LによるMFR値(kg/分)
# ダルトン(daltons)によるGPCデータ
*上に記載のIR手順により測定したエチレン重量%
半非晶質プロピレンエチレンコポリマー、これはキラルメタロセンベース触媒から誘導されるが、狭い分子内及び分子間組成分布を持つ。ポリマーの分子間組成分布はヘキサン中の熱分画により以下の様に決定された:約30gの結晶性ポリプロピレン−エチレンコポリマーが、その側において約1/8インチ(0.32cm)の小さい立方体に切断され、50mgのIrganox 1076抗酸化剤(Ciba-Geigy Corpn)と共にねじ込み蓋で閉じられる厚い壁のガラス瓶に導入された。425mlのヘキサン(通常アイソマー及びアイソ−アイソマーの主要混合物)が瓶の内容物に加えられ、瓶は23℃で24時間栓をしたままで置かれた。この時間経過の後に、溶液は注ぎ出され、残留物は更にヘキサンを加えて処理し更に24時間置かれた。この後に、二つのヘキサン溶液は一緒にされ、蒸発させて23℃で溶解するポリマーの残留物が作り出された。残留物に十分なヘキサンを加えて容量を425mlとし、瓶は覆いをした循環水浴に31℃で24時間置かれた。溶解性ポリマーは注ぎ出され、追加のヘキサンが加えられて、注ぎ出される前に31℃で24時間置かれた。この方法では、各段階で約8℃温度を増加させ、40℃、48℃、55℃及び62℃で溶解可能な半非晶質プロピレンエチレンコポリマー部分が得られた。可溶性ポリマーは乾燥させ、重量が測られ、上に述べたIR技術によりエチレン含有量の重量%として、その組成が分析された。その様に隣接する温度を増加させて得られた各部分は、上記仕様中の隣接する部分である。異なる代表的な半非晶質プロピレンエチレンコポリマー上でのデータを表2及び3に示す。表2中のEPRは、半非晶質ポリマーの様な結晶可能なプロピレン種を含まないエチレンプロピレンゴムである。このEPRは47%のエチレンを含み、ムーニー粘度(127℃のML 1+8)が28及びGPC多分散性(Mw/Mn)が2.3である。これはExxonMobil Chemical、Houston、Texasから商標名Vistalon (登録商標)457で入手したものである。
Figure 2008524391
注:ポリマー部分の乾燥が十分でないため、あるケースでは部分の合計が100を幾らか越える場合がある。
Figure 2008524391
注:表2のポリマーの全質量が4% より大きい部分についてのみその組成を分析した。エチレン含有量を決定する場合の実験精度は約0.4%の範囲内であると想定される。
上記の半非晶質プロピレンエチレンコポリマーSAPEC−1及びSAPEC−2は、後述するように、ブレンド組成物を生成するためにメタロセンベースのプロピレンホモポリマーと組み合わされた。SAPEC−1及びSAPEC−2は、約20のメルトフローレートにするために、ポリプロピレンと溶融ブレンドする前にまずビスブレークされた。ビスブレーキング(visbreaking)はポリプロピレンポリマーのメルトフローレートを増大させるために広く用いられ、良く受け入れられている手順である。この手順は、通常ある特定量の過酸化物(例えば、AtoFina, Organic Peroxides Divn., Philadelphia, PAからLuperox 101 として入手される2,5 ジメチル-2,5-di(t-ブチル ぺロキシ)ヘキサン (2,5 dimethyl-2,5-di (t-butyl peroxy) hexane))の存在下でプロピレンポリマーを溶融混合することを含む。
その量は、所望されるMFRの増大の程度による。ビスブレーキングは、更に結晶性を増すためにあるポリプロピレンの存在下で行われた(SAPECとメタロセンベースのプロピレンホモポリマーの割合が60/40のブレンド)。ポリプロピレンの存在は、押出しされたストランドを水浴中で急速に凝固させることによって、押出し混合ステップにおいて、ストランドをより容易にペレットに切断し、ペレットが自由に移送ラインを移動することを助ける。
実施例2:半非晶質プロピレンエチレンコポリマーSAPEC−1及びSAPEC−2のビスブレーキング
ビスブレーキング中に半非晶質プロピレンエチレンコポリマーと共に用いられるポリマーは、MFRが7.5dg/分及びメタロセン触媒を用いて生成されたMwが195,000を持つプロピレンホモポリマーであり、パイロット規模、2つの反応器、連続、攪拌タンク、バルク液相プロセスで生成された。前記使用された触媒はN',N'-ジエチル アニリン−トリ(ペルフルオロフェニル)ボロン(N',N'-di-ethyl aniline-tris (perfluorophenyl)boron)のシリカ結合活性剤により活性化されたラック ジメチルシラジルbis−(2−メチルー4−フェニルインデニル)ジルコニウム ジメチル(rac dimethyl siladiyl bis(2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium di methyl)である。 触媒は、ジルコニウムの割合は約0.117重量%であり、ボロンの割合は約0.12重量%である。反応器は重合熱を除去するためにジャケットを備えていた。反応器の温度は、先導反応器は74℃(165F)に設定され、後部の反応器では68℃(155F)に設定された。触媒は1.2g/時間で供給された。トリエチルアルミニウム(TEAL:ヘキサン溶媒中に1重量%溶液として反応器に供給された)は20ppmのレベルで捕捉剤として用いられた。触媒及びシリカと結合した活性剤は、上に述べた様に、鉱油中の10% スラリーとして供給され、プロピレンと共に反応器にフラッシュされた。プロピレンモノマーは先導反応器に79.5kg/時間(175 lb/時間)の割合で供給され、後部の反応器に30 kg/時間(65 lb/時間)の割合で供給された。水素は、分子量をコントロールするために、先導反応器に1970mppmで供給され、後部の反応器に2220 mppmで供給された。ポリマーの生成速度は、先導反応器で20.5kg/時間(45 lb/時間)であり、後部の反応器で10 kg/時間(22 lb/時間)であった。反応器の生成物は最終ポリマー製品を分離し、回収するために顆粒処理システムを経て搬送された。反応器から排出されたポリマーは7.5 dg/分(GPC Mw 195,000, Mw/Mn 2.0, Mz/Mw 1.54)のMFRであった。最終ポリマー製品の68%は第一段階のものであり、32%は第二段階のものであった。ポリマーは1500ppmのIrganox-2215 (Ciba-Geigy Corporation)により溶融均質化され、ペレット化された。ビスブレーキングはSAPEC−1及びSAPEC−2のブレンドで、上に検討した7.5MFRプロピレンホモポリマーにより実施された。ブレンドの比率は、60重量%がSAPECであり、60重量%がプロピレンホモポリマーであった。ビスブレーキングは単軸(60mm スクリュー径; L/D比は24;1;混合スクリュー)のReifenhauser押出し機で実施された。このビスブレーキング実験は表4に纏めた。
Figure 2008524391
実施例2−1及び2−2の両製品とも60重量%の半非晶質プロピレンエチレンコポリマーを含んでいた。実施例2−1及び2−2は、異なる量の半非晶質プロピレンエチレンコポリマーを含む別のブレンドを作るために用いられた。
実施例3:半非晶質プロピレンエチレンコポリマー及びポリプロピレンホモポリマーのブレンドの生成
実施例2−1及び2−2は、表5に示す幾つかのブレンドを生産するために、24 dg/分メルトフローレート(ASTM 1238, 2.16 kg, 230℃)、0.9g/ccの密度(ASTM D 792,)、及びMw/Mnが2のメタロセンベースのプロピレンホモポリマー(ExxonMobil Chemical Company、Houston, TexasからACHIEVE(登録商標)3854の商標名で入手)と溶融混合された。
Figure 2008524391
注:PPは、ビスブレーキング操作中に用いられた7.5 dg/分MFRメタロセンホモポリマーを指す。
実施例3−1(33.3重量%の半非晶質プロピレンエチレンコポリマー)、3−2(15重量%の半非晶質プロピレンエチレンコポリマー)及び3−3(27.5重量%の半非晶質プロピレンエチレンコポリマー)のポリマーブレンドは全て14重量%より多いエチレン(表1のSAPEC−1及びSAPEC−2)を含む半非晶質プロピレンエチレンコポリマーに基づくものである。これは〜12重量%までのエチレンの限界より高いものであり、この限界を超えるとプロピレン−エチレンコポリマーは、ポリプロピレンとブレンド中で混和しなくなると信じられている。この混和が不可能であることにより、異質ブレンドとなり、半非晶質プロピレンエチレンコポリマーがポリプロピレンマトリクス中に細かく分散する。この代表例を図1に示す。図1は実施例3−3に類似するブレンドポリマーの温度に対するtanδ(DMTAによる E”/E’)をプロットしたものである。
ブレンドは14.9重量%のエチレンを含む、33.3重量%の半非晶質プロピレンエチレンコポリマーと66.7重量%の半結晶性ポリマーを含む。半非晶質プロピレンエチレンコポリマーは実施例3−3(すなわち、SAPEC−1)で用いたものと同じものである。図はβ緩和(すなわち、Tg)領域でのtanδ反応を示す。二つの明確なピークが観察されるが、これはポリプロピレン(0℃)及び半非晶質プロピレンエチレンコポリマー(−25℃)の夫々のTgに対応するものである。実施例3−2及び実施例3−1のポリマーブレンドにおいて、SAPEC成分(すなわち、SAPEC−2)は実施例3−3よりも更に高いレベルのエチレンを含む(エチレン重量%が16.2重量%:14.9重量%)。その結果同様な2つのピークのtanδ反応が予想される。2つのtanδ反応ピークが観察されることは、半非晶質ポリマー及び半結晶性ポリマーの各ガラス温度に対応し、本発明のブレンドが異質の性質を持つことを示している。本発明のブレンドが異質の性質を持つことを示す更なる例には、図2に示すAFM顕微鏡写真に見ることができる。この図のブレンドは14.5重量%のエチレンを含む20重量%の半非晶質プロピレンエチレンコポリマー、及び80重量%の半結晶性プロピレンホモポリマーを含む。顕微鏡写真は、半結晶性ポリマー(明るい相)のマトリクス中に半非晶質プロピレンエチレンコポリマー(暗い相)が細かく分散しているのを示す。
既に述べた手順により、永久ひずみの測定(Permanent set measurement)は、33.3重量%の半非晶質プロピレンエチレンコポリマー及び66.7重量%の半結晶性ポリマーを含むブレンド組成物で行った。半非晶質プロピレンエチレンコポリマーは、14.5重量%のエチレンを含み、これはSAPEC−1(14.9重量%のエチレン)に相当する。このブレンドは187.5%の平均永久ひずみ(二つの標本の平均、各標本についてInstron機器で2回ヒステリシスサイクルを行う)を持っていた。第二回目の測定は40重量%の上記の半非晶質プロピレンエチレンコポリマー及び60重量%の半結晶性ポリマーのブレンドで行った。このブレンドの平均永久ひずみは166.5%であった。
これらの高い永久ひずみ数値は、本発明のブレンドが非弾性的性質であることを裏付ける。
実施例4:メタロセンベースランダムコポリマーを生成するための共重合
半非晶質プロピレンエチレンコポリマーブレンドのコンパレーター(comparator)として用いられるメタロセンベースランダムコポリマーは、ポリプロピレンコポリマーであり、MFRが6.4 dg/分、及びメタロセン触媒を用いて生成されたMwが224,000を持つものであり、パイロット規模、2つの反応器、連続、攪拌タンク、バルク液相プロセスで生産された。前記の触媒はN',N'-ジエチル アニリン−トリ(ペルフルオロフェニル)ボロン(N',N'-di-methyl aniline-tris (perfluorophenyl)boron)のシリカ結合活性剤により活性化されたラック ジメチルシラジルbis(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウム ジメチル(rac dimethyl siladiyl bis(2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium di methyl)である。触媒では、ジルコニウムの割合は約0.117重量%であり、ボロンの割合は約0.12重量%であった。反応器は重合熱を除去するためにジャケットを備えていた。反応器の温度は、先導反応器は64℃(148F)に設定され、後部の反応器では59℃(138F)に設定された。触媒は1.7g/時間の割合で供給された。トリエチルアルミニウム(TEAL:ヘキサン溶媒中に1重量%溶液として反応器に供給された)が20ppmのレベルで捕捉剤として用いられた。触媒及びシリカと結合した活性剤は、上に述べた様に、鉱油中の10% スラリーとして供給され、プロピレンと共に反応器にフラッシュされた。プロピレンモノマーは先導反応器に79.5kg/時間(175 lb/時間)の割合で供給され、後部の反応器に30 kg/時間(65 lb/時間)の割合で供給された。エチレンが両反応器に供給され、両反応器中のエチレンの蒸気相濃度は約10モル% であった。
水素は、分子量をコントロールするために、先導反応器に1129mppmで、後部の反応器に1641 mppmで加えられた。ポリマーの生成速度は、先導反応器で18.0 kg/時間(39.5 lb/時間)であり、後部の反応器で6.4 kg/時間(14.1 lb/時間)であった。反応器の生成物は最終ポリマー製品を分離し、回収するために顆粒処理システムを経て搬送された。反応器から排出されたポリマーは6.4 dg/分(GPC Mw 224,000, Mw/Mn 2.0, Mz/Mw 1.68)のMFRであった。エチレンの組み入れ率は先導反応器の製品で3.3重量%、後の反応器の製品で3.1重量%と測定された。最終ブレンド製品で測定されたエチレンは3.2重量%であった。
最終ポリマー製品の74%は第一段階のものであり、26% は第二段階のものであった。ポリマーは127.8℃でDSC融解ピークを示し、及び91.23℃でDSC結晶ピークを示した。ポリマーは500ppmのIrganox-2215 (Ciba-Geigy Corporation)により、及び300ppmのDHT -4A中和剤(Kyowa Chemical Industry Co., ltd., Osaka, Japan)によって溶融均質化され、上述した様に押出し機上で当初のMFR6.4から最終MFR24にビスブレークされた。最終的にビスブレークされたMFR24の製品はフィルム製造及びフィルムテストのコントロールとして用いられ、実施例4として標識を付された。
実施例5:チーグラー・ナッタベースのランダムコポリマー
商業的反応器で生産されたランダムコポリマーの顆粒(標準的商業チーグラー・ナッタ触媒、第二世代、非担持触媒)が、チーグラー・ナッタRCPコントロールを作るための開始材料として用いられた。製品は3.0重量%エチレンをコモノマーとして含んでいた。これらの顆粒は500ppmのIrganox-2215 安定剤(Ciba-Geigy Corporation)により、及び300ppmのDHT -4A中和剤(Kyowa Chemical Industry Co., ltd., Osaka, Japan)によって溶融均質化され、上述した様に、押出し機上でMFR1.0からMFR24に再びビスブレークされた。このMFRが 24、3.0重量%のエチレンコポリマーで、実施例5−1と標識を付されたものは、チーグラー・ナッタのコントロールとして用いられた。
他のチーグラー・ナッタランダムコポリマーコントロールは、ExxonMobil Chemical Company, Houston, TXのPD9282 E2である。市場で調達可能なこの製品は標準的な、担持されたチーグラー・ナッタ触媒である。それはMFRが5.0のプロピレンコポリマーであり、5.0重量%のエチレンを含む。それは通常DSCによる133℃の融点を持つ。また1800 ppmのIrganox 1010 安定剤(Ciba-Geigy Corporation)、300 ppmの DHT -4A中和剤、及び1000ppmの粘着防止剤の添加剤のセットを含む。PD9282 E2は実施例5−2と標識を付された。
実施例6:チーグラー・ナッタベースの衝撃コポリマー
従来の異質プロピレンコポリマー組成物の例として、チーグラー・ナッタ衝撃コポリマーPP7623 E7がコントロールとして選ばれた。この製品はMFRが 7.5dg/分及び全エチレン含有量が9重量%である。
これは600ppmのIrganox 1010安定剤、600ppmのIrgafos-168安定剤、及び300ppmのDHT-4A中和剤を含み、ExxonMobil ChemicalCompany, Houston, TXから入手可能である。PP7623 E7は実施例6−1と標識を付された。
フィルムを作るために用いられる実施例のポリマーについては表6に纏めて示す。上に検討した3つの異質SAPEC−ポリプロピレンブレンド、2つのチーグラー・ナッタRCP及び1つのチーグラー・ナッタICPに加え、メタロセンホモポリマーACHIEVE 3854(24 MFR; コントロール)がまた検討された。ACHIEVE 3854はMFRが 24dg/分(ASTM 1238 条件L, 2.16kg, 230℃)、密度が0.9g/cc(ASTM D792)及びMz/Mwが約2、のメタロセンベースランダムコポリマーであり、ExxonMobil Chemical Company、Houston, Texasから入手可能である。
Figure 2008524391
注:HPPはプロピレンホモポリマーである。
実施例7:フィルムの製造
表6の殆んどのポリマーから成形されるキャスト単層フィルムはKillion 共押出しキャストフィルムラインで製造された。ラインは3つの24:1L/D押出しを持ち(「A」押出し機は1インチ、又は25.4mm直径;「B」押出し機は0.75インチ、又は19.05mm直径;「C」押出し機は0.75インチ、又は19.05mm直径)ポリマーを原料ブロックに供給する。単層フィルムでは、「A」押出し機のみが用いられた。供給ブロックは各押出し機から溶融ポリマーを特定のチャンネルに持って行く。組み合わされた流れは8インチ(203.2mm)巾のCloeren金型に入る。溶融ポリマーは金型を出て、冷却されたロール(8インチ又は203.2mm直径及び10インチ又は254mmロール表面)上に流し込まれる。フィルムを引き取る(take-off)ユニットは、所望の異なる厚さのフィルムを得るため速度が可変である。約2ミル(50.8μm)のフィルムを生産する典型的なラインの操業条件を表7に示す。
Figure 2008524391
実施例6−1のICP製品のフィルムはBlack-Clawsonフィルムキャストラインで製造された。ラインは2つの、3.5インチ(89 mm)、30/1 L/D押出し機及び1つの2.5インチ(64mm)30/1 L/D押出し機を持つ。各押出し機からのフローは3層Cloeren供給ブロックで組み合わされる。単層フィルムに加え、種々の3層フィルムを作ることが出来る。金型(Extrusion Dies Inc., Chippewa Falls、Wisconsin)は42インチ(106.7 cm)巾で、コートハンガーデザインを用い、ダイリップ(die lip)が調整可能である。15から20ミル(381 から508μm)の金型ギャップが通常のものである。キャスティング部分は30又は36インチ(76から91cm)直径の主冷却ロールを用いる。1500fpm(457 mpm)までのライン速度で、0.4ミル(10μm)から10ミル(254 μm)を超える厚さのフィルムの製造が可能である。
実施例8:フィルムの特性
異なる特性を持つフィルムの試験方法を以下に概観する。フィルムの特性は通常そのフィルムの延伸との関係で同定される(例えば、機械方向、MD;又は、横断又は横方向、TD)。もしフィルムの特性が、関連するフィルムの方向を明示することなく示されている場合は、i) その方向性は関係がなく(例えば、破壊抵抗)、又はii) 数値は機械方向及び横断方向の平均値である。
Figure 2008524391
* 破壊抵抗及び破壊エネルギーテストはASTM D 5748-95に従った。ただし、以下については変更して適用するものとする。
i) 0.75インチ直径の梨型TFE-フッ化炭素被覆の深針(プローブ)に換えて、0.75インチ直径のつや消し仕上げをした伸張ステンレス鋼深針を使用し、
ii) 各テストサンプル標本のゲージを別々に測定することに換えて、テストサンプルで測定した平均ゲージ計測値を、そのサンプルで測定する全ての破壊測定のゲージ値として用いた。
表6のポリマー及びポリマーブレンドからの2.0ミル(50.8μm)キャスト単層フィルムの光学特性を表8に示す。フィルムは全て、低いヘーズを示すが、実施例3−1及び3−3のフィルムは、清澄剤又は核形成剤を含んでいない異質ブレンド組成物であるが、最良の透明度を持つと思われる。同様に、これらのSAPECブレンドフィルムの光沢は非常に良好と思われる。これらと同じポリマーのフィルム(約2ミル又は、50.8μm)の機械的特性を表9に示す。
Figure 2008524391
Figure 2008524391
Figure 2008524391
* ACHIEVE 3854フィルムの落槍衝撃(dart impact) (ASTM D-1709; 26インチ又は、66cmの高さからの落下)数値は47g/ミル(1.85g/μm)である。
実施例3−1,3−2及び3−3のブレンドフィルムは優れた引裂き抵抗(Elmendorf引裂きテスト;ASTM D1922)、特に機械方向において示す。Elmendorf引裂き抵抗は、ポリプロピレンフィルムにおいては、通常比較対象となる程の数値を示さない。ACHIEVE 3854及び実施例5−1(Ziegler-Natta RCP)コントロール(機械方向に約30から約35 g/ミル)はキャストされたポリプロピレンフィルムにおいて典型的な数値である。
この様な前提において、本発明の100g/ミルMDより大きい引裂き抵抗を持つブレンドフィルム数値は全く予想されないものであった。本発明のフィルムはまたコントロール(実施例5−1及びACHIEVE 3854)より優れた、特出した衝撃強度(Kayeness全エネルギー衝撃試験機により測定した全エネルギー衝撃;ASTM D 4272-99)を示すものである。更に、このフィルムは、フィルムが低剛性であることを含み、良好な引張り特性(ASTM D882)を示す。
ブレンドフィルムは表10の実施例5−2に対して比較したものである。実施例5−2(5 MFR、5重量%エチレン)は実施例5−1と同様他のZiegler-Natta ベースRCPであるが、エチレンコモノマーをより高い割合で含む。
Figure 2008524391
表10のデータより、全エチレン含有量において匹敵する場合でも、このブレンドフィルムは機械方向に、より引裂き抵抗がある。本発明のブレンドフィルムは、ランダムコポリマーに対してその組成において不均一(異質)であるにも関わらず、低いヘーズ、高い引裂抵抗、高い衝撃抵抗及び比較的低い剛性という予期しない有利な特性を示す。チーグラー・ナッタ衝撃コポリマーのフィルム特性は、標準的な、異質プロピレンコポリマーの代表的なものと思われる。実施例6−1、PP7623 E7はBlack-Clawsonキャストフィルムラインでフィルムにキャストされた。フィルム特性は:
Figure 2008524391
* 内部ヘーズ(internal haze)は、フィルム表面のヘーズを除いたものである。フィルム表面は、フィルム表面のトポロジーによるヘーズを除くためにASTMで認められた不活性液体で被覆されている。ヘーズ測定の手順はASTM D 1003による。
表11のデータより、実施例6−1の異質ポリマーは、フィルムの引裂き抵抗及び透明性おいて本発明の異質ブレンドに対して守勢的である。
文献では、Catalloyベースの多層チーグラー・ナッタプロピレンポリマーは高い引裂強度(特にMD引裂き抵抗)を持つことが示された。データはP. Galliの論文「The Future Role of Ziegler-Natta Catalysts(In-situ Flexible Polyolefinic Alloys)」FLEXPO ’96 会報, Houston、TX、113-152 ページに見ることができる。同論文は参照により本明細書に組み入れられる。Adflex(登録商標) C 200 Fと同定されたプロピレンポリマーのキャスト単層フィルムのデータは、参考文献の論文の表9に示されている。Adflex C 200 Fでのキャストフィルムの特性を含むこのデータの一部も以下の表12に再生した。参考文献の論文の表9に示された元のデータとの唯一の違いは、英語の記載、及び/又は元の表で用いられているSI単位に対応するメータ単位の数値を含めたことである。
Figure 2008524391
Adflex C 200 FはBasell Polyolefins, Hoofddorp, The Netherlandsの6MFR異質衝撃コポリマーである。表12のデータは剛性の非常に低いフィルムを示しており、コポリマーゴムの割合が極めて大きいレベルの組成物であることを示唆している。単層フィルムは特出した引裂抵抗と衝撃抵抗、及び良好な軟度(すなわち、非常に低いフィルムモジュラス)を持っているが、フィルムのヘーズは極めて高い(20%より大きい)。結局、異質SAPECブレンドの例としての低いヘーズ、高い引裂き抵抗、高い衝撃抵抗及び比較的低い剛性という特性を持っていない。
全ての特許、特許出願、テストの手順(ASTMの方法の様に),優先権書類、論文、刊行物、マニュアル及び本明細書に引用された他の書類は、その開示が本発明と矛盾しない限りにおいて、及びその様な組み入れが許される全ての法体制下において、参照により本明細書に組み入れられる。
数値の下限及び数値の上限が記載されている場合は、その全ての数値の下限から全ての数値の上限までの範囲が考慮の対象となる。
図1は、実施例3−3に類似のブレンドの動的機械的熱解析(Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA))テストのプロットである。これは、14.9重量%のエチレンを含む、33.3重量%の半非晶質プロピレン−エチレンコポリマーと66.7重量%の半結晶性プロピレンホモポリマーを含むブレンド組成物のtanδ対温度のプロットである。 図2は、実施例3−2のブレンド組成物に類似する、異質ブレンド組成物のAFM顕微鏡写真である。このブレンドは、14.5%のエチレンを含む20重量%の半非晶質プロピレン−エチレンコポリマーと、80重量%の半結晶性プロピレンホモポリマーを含む。

Claims (42)

  1. 異質のブレンドを含むフィルムであって、前記ブレンドは:
    1)60から99重量%の一以上の半結晶性ポリマー(半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーの重量に基づく)を含み、各半結晶性ポリマーはプロピレン及び0から5重量%のアルファオレフィンコモノマー(ポリマーの重量に基づく)を含み、前記半結晶性ポリマーは各々100から170℃の融点及び200dg/分以下のメルトフローレートを持ち;及び
    2)1から40重量%の一以上の半非晶質ポリマー(半結晶性ポリマー及び半非晶質ポリマーの重量に基づく)を含み、各半非晶質ポリマーはプロピレン及び10から25重量%の一以上のC2及び/又はC4からC10アルファオレフィンコモノマーを含み、前記半非晶質ポリマーは各々:
    a) 4から70J/gの融解熱、
    b) 0.1から200dg/分のメルトフローレート、
    c) ポリマーの重量の85%以上が一又は二の隣接する、可溶部分として分離されており、ポリマーの残りの部分はそれに直接先行し、又は後続する部分であり;これらの各々の部分は、コポリマーのコモノマー含有量の平均重量%に比べて20重量%を超えない範囲の重量%のコモノマー含有量であるヘキサン中の熱分画(thermal fractionation)により決定される分子間組成物分布、
    d) 1.5から4のMw/Mn、
    e) l3C NMR,により測定したプロピレン三つ組み立体規則性が75%以上、
    を持ち、
    前記ブレンドは:
    i) 0.5から100dg/分のメルトフローレート、及び
    ii) ポリマー及び充填剤の重量に基づき0から5重量%の充填剤、及び
    iii) 1mm厚さの射出成形チップで測定したヘーズが20%以下、及び
    iv) 65%より大きい永久ひずみ;
    を持ち、及び
    前記フィルムは0.1から25ミル(2.5から635ミクロン)の厚さ、及び
    10%以下のヘーズ、
    1度割線引張モジュラスが100,000から30,000psi,
    機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さが45g/ミル以上、
    横断方向のElmendorf引裂き(tear)強さが45g/ミル以上、
    全衝撃エネルギーが3J以上、及び
    45度の光沢が82以上、
    の特性を持つ。
  2. 前記半結晶性ポリマーがプロピレン及び1から3重量%のC2からC10のアルファオレフィンコモノマーを含む請求項1に記載のフィルム。
  3. 前記アルファオレフィンコモノマーがエチレン,ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、及びデセンよりなる群から選択される請求項2に記載のフィルム。
  4. 前記アルファオレフィンコモノマーはエチレン,ブテン、ヘキセン及びオクテンよりなる群から選択される請求項2に記載のフィルム。
  5. 前記アルファオレフィンコモノマーがエチレンである請求項2に記載のフィルム。
  6. 前記半結晶性ポリマーは0重量%のコモノマーを含む請求項1に記載のフィルム。
  7. 前記半結晶性ポリマーが120から170℃の融点を持つ請求項1乃至6のいずれか1項に記載のフィルム。
  8. 前記半結晶性ポリマーが1.5から4のMw/Mnを持つ請求項1乃至7のいずれか1項に記載のフィルム。
  9. 前記半非晶質ポリマーがプロピレン及び10から20重量%のC2からC10のアルファオレフィンコモノマーを含む請求項1乃至8のいずれか1項に記載のフィルム。
  10. 前記アルファオレフィンコモノマーがエチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、及びデセンよりなる群から選択される請求項9のフィルム。
  11. 前記アルファオレフィンコモノマーが、エチレン、ブテン、ヘキセン、及びオクテンよりなる群から選択される請求項9に記載のフィルム。
  12. 前記アルファオレフィンコモノマーがエチレンである請求項9に記載のフィルム。
  13. 前記半非晶質ポリマーが2から25%のパーセント結晶化度を持つ請求項1乃至12のいずれか1項に記載のフィルム。
  14. 前記半非晶質ポリマーが0.1から25dg/分のメルトフローレートを持つ請求項1乃至13のいずれか1項に記載のフィルム。
  15. 前記半非晶質ポリマーが30から80℃の融点を持つ請求項1乃至14のいずれか1項に記載のフィルム。
  16. 前記半非晶質ポリマーが4から12の立体規則性指数を持つ請求項1乃至15のいずれか1項に記載のフィルム。
  17. 前記半非晶質ポリマーが80%以上のプロピレン三つ組み立体規則性、好ましくは85%以上、好ましくは90%以上のプロピレン三つ組み立体規則性を持つ請求項1乃至16のいずれか1項に記載のフィルム。
  18. 前記ブレンドが15%以下のヘーズ、好ましくは12%以下、好ましくは10%以下のヘーズを持つ請求項1乃至17のいずれか1項に記載のフィルム。
  19. 前記フィルムが85単位以上の光沢、好ましくは89単位以上、好ましくは90単位以上の光沢を持つ請求項1乃至18のいずれか1項に記載のフィルム。
  20. 前記半非晶質ポリマーが11から25重量%のコモノマーを含み、及び15から40重量%で存在し、及び前記ブレンドが半結晶性ポリマーの連続相中で4μm未満のサイズの半非晶質ポリマーの分散を持ち、及び前記フィルムは機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さが60g/ミル(2.4g/μm)以上、ヘーズが2%以下、45度の光沢は87単位以上、1度割線引張モジュラスは75,000psi(517MPa)以下、及び全エネルギー衝撃が3J以上である請求項1乃至19のいずれか1項に記載のフィルム。
  21. 前記半非晶質ポリマーは11から25重量%のコモノマーを含み、及び25から40重量%で存在し、及び前記ブレンドが半結晶性ポリマーの連続相中で4μm未満のサイズの半非晶質ポリマーの分散を持ち、及び前記フィルムは機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さが100g/ミル(2.4g/μm)以上、ヘーズが1.5%以下、45度の光沢は88単位以上、1度割線引張モジュラスが50,000psi(517MPa)以下、及び全エネルギー衝撃が7J以上である請求項1乃至19のいずれか1項に記載のフィルム。
  22. 前記ブレンドの永久ひずみが165%以上、好ましくは175%以上、好ましくは200%以上である請求項1乃至21のいずれか1項に記載のフィルム。
  23. 前記ブレンドの3.18mm厚さの射出成形パッドはハンター色彩の応力白化に対する抵抗ΔLが20以下、好ましくは15以下、好ましくは10以下、好ましくは5以下である請求項1乃至22のいずれか1項に記載のフィルム。
  24. 前記フィルムのヘーズが4%以下、好ましくは3%以下、好ましくは2%以下である請求項1乃至23のいずれか1項に記載のフィルム。
  25. 前記フィルムは、ヘーズが5%以下、MDのElmendorf引裂き(tear)強さが50g/ミル以上、及び全エネルギー衝撃は3J以上である請求項23に記載のフィルム。
  26. 前記フィルムのヘーズが2%以下、MDのElmendorf引裂き(tear)強さは100g/ミル以上、及び全エネルギー衝撃は7J以上である請求項23に記載のフィルム。
  27. 前記フィルムが:
    a) 2%以下のヘーズを持ち、
    b) 機械方向の破断点引張り強さが40MPaより大きく、
    c) 横断方向の破断点引張り強さが40MPaより大きく、
    d) 機械方向の破断点伸びが500%より大きく、
    e) 横断方向の破断点伸びが500%より大きく、
    f) 機械方向のElmendorf引裂き(tear)強さが50から150g/ミル、
    g) 横断方向のElmendorf引裂き(tear)強さが100から400g/ミル
    h) 破壊抵抗が6から10 lb/ミル、及び
    i) 機械方向の引張モジュラスが350MPaより小さい
    請求項1乃至26のいずれか1項に記載のフィルム。
  28. 前記フィルムがキャストフィルム、ブロー成形フィルム又は積層フィルムである請求項1乃至27のいずれか1項に記載のフィルム。
  29. 前記フィルムは共押し出しされるか、又は積層される請求項1乃至28のいずれか1項に記載のフィルム。
  30. 前記フィルムは2以上の層を持つ請求項1乃至29のいずれか1項に記載のフィルム。
  31. 前記フィルムが異質ブレンドを含むコア層を含む請求項1乃至30のいずれか1項に記載のフィルム。
  32. 前記フィルムは異質ブレンドを含む表面薄層を含む請求項1乃至31のいずれか1項に記載のフィルム。
  33. 前記半非晶質ポリマー及び半結晶性ポリマーのブレンドは更に、可塑剤、好ましくはポリアルファオレフィン、好ましくはポリデセンを含む請求項1乃至32のいずれか1項に記載のフィルム。
  34. 前記異質ブレンドは更に、スリップ剤、好ましくはCH3(CH2)7CH=CH(CH2)XCONH2の化学構造を持つ50から5000ppmのアミドを含むのが良く、ここでxは5から15である請求項1乃至33のいずれか1項に記載のフィルム。
  35. 前記異質ブレンドは、更に清澄剤を含み、好ましくは清澄剤は10ppmから10重量%(ブレンド組成物中の全ポリマーに基づき、より好ましくは25ppmから5重量%、より好ましくは50ppmから4000ppm)の有機リン酸、リン酸エステル、安息香酸ナトリウム、タルク、ソルビトール、アジピン酸、安息香酸(又はこれらの酸の金属塩)、無機充填剤を含み、好ましくは清澄剤は、ソルビトールをベースの剤、アルミニウム塩ベースの剤又はナトリウム塩ベースの剤、チーグラ・ナッターオレフィン製品又は他の高度に結晶性を持つポリマーを含むのが良く、好ましい清澄剤は
    ジナトリウム[2.2.1]ヘプタン ビシクロカルボン酸塩(disodium[2.2.1]heptane bicyclodicarboxylate), bis (3, 4 ジメチルベンジリデンソルビトール(bis (3, 4 dimethylbenzylidene) sorbitol), ナトリウム2,2’-メチレン−bis(4,6−di− tert−ブチルフェニル)燐酸塩(sodium 2,2'-methylene-bis (4,6-di-tert-butylphenyl) phosphate), (p−クロロ、p’メチル), ジベンジリデンソルビトール((p-chloro, p'methyl) dibenzylidene)sorbitol), bis(p-エチルベンジリデンソルビトール (bis(p-ethylbenzylidene sorbitol), 1,2,3,4-ジベンジリデンソルビトール(1,2,3,4-dibenzylidene sorbitol), 1,2,3,4-di- パラ−メチルベンジリデンソルビトール(1,2,3,4-di-para-methylbenzylidene sorbitol), 及び/又はアルミニウム2,2'−メチレン-bis(4,6-di -tert -ブチルフェニル)燐酸塩(aluminum 2,2'-methylene-bis(4,6-di-tert-butylphenyl) phosphateである
    請求項1乃至34のいずれか1項に記載のフィルム。
  36. 前記半非晶質ポリマーは、分子間組成分布が、1又は2の隣接する可溶部分として分離された部分がポリマーの重量の85% 以上、好ましくは90%以上で、ポリマーの残りの部分はこれに直接先行し、又は後続する部分であり、及びこれらの各々の部分はコポリマーのコモノマーの平均重量%の20重量%(相対的に)、好ましくは10重量%を超えない範囲の重量%のコモノマーを含有する請求項1乃至35のいずれか1項に記載のフィルム。
  37. 前記ブレンドは半非晶質ポリマーが、半結晶性ポリマーの連続層中で4μmより小さいサイズで分散し、好ましくはサイズが3μmより小さい、好ましくはサイズが2μmより小さい、好ましくはサイズが1μmより小さいサイズで分散している請求項1乃至36のいずれか1項に記載のフィルム。
  38. 前記フィルムはヘーズが1%以下である請求項1乃至37のいずれか1項に記載のフィルム。
  39. 前記フィルムは基質に積層されており、基質は好ましくは不織布、紙、ポリオレフィン、木材、カード紙、金属、金属フォイル、蒸着表面、ガラス及び/又はガラス被覆である請求項1乃至38のいずれか1項に記載のフィルム。
  40. 前記フィルムは基質に積層されており、基質はインク、色素及び/又は顔料で被覆されている請求項1乃至39のいずれか1項に記載のフィルム。
  41. 請求項1乃至40のいずれか1項に記載のフィルムを含む梱包。
  42. 請求項1から40のいずれか1項に記載のフィルムを含む、オムツ、医療用フィルム、または梱包フィルム。
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