JP2013144803A - エチレン/α−オレフィンブロック共重合体 - Google Patents

エチレン/α−オレフィンブロック共重合体 Download PDF

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Abstract

【課題】一群のエチレン/α−オレフィン共重合体を提供する。
【解決手段】本エチレン/α−オレフィン共重合体は、ゼロより大きくかつ約1.0までの平均ブロックインデックスABI、および約1.3より大きい分子量分布M/Wによって特徴付けられる。好ましくは、ブロックインデックスは約0.2〜約1である。これに加えて、またはこれに代えて、本ブロックエチレン/α−オレフィン共重合体は、昇温溶離分別法(「TREF」)によって得られる少なくとも1つの画分を持つことを特徴し、その画分は約0.3より大きくかつ約1.0までのブロックインデックスを持ち、そのエチレン/α−オレフィンン共重合体は約1.3より大きい分子量分布M/Mを持つ。
【選択図】なし

Description

本発明はエチレン/α−オレフィンブロック共重合体およびそのブロック共重合体から
作製される製品に関する。
ブロックコポリマーは、タイプの異なる配列に共有結合されている同一のモノマー単位
の配列(「ブロック」)を含む。ブロックは、さまざまな方法で、例えばジブロック構造
のA−B、トリブロック構造のA−B−Aなどとして、連結することができる(この場合
、Aは1つのブロックを表し、Bは異なるブロックを表す)。マルチブロックコポリマー
では、AおよびBをいくつかの異なる方法で連結することができ、それらを複数回繰り返
すことができる。タイプの異なる追加ブロックをさらに含むこともできる。マルチブロッ
クコポリマーは、線状マルチブロックポリマーであることも、マルチブロック星型ポリマ
ー(全てのブロックが同じ原子または同じ化学部分に結合するもの)であることもできる
ブロックコポリマーは、化学組成が異なる2またはそれ以上のポリマー分子を端と端と
で(in an end-to-end fashion)共有結合した場合に生成する。多種多様なブロックコポ
リマー構造が考えられるが、大半のブロックコポリマーでは、実質的に結晶性またはガラ
ス質である硬質プラスチックブロックの弾性ブロックへの共有結合により、熱可塑性エラ
ストマーが形成される。他のブロックコポリマー、例えばゴム−ゴム(エラストマー−エ
ラストマー)、ガラス質−ガラス質、およびガラス質−結晶性ブロックコポリマーなども
考えられ、商業的重要性を持ち得る。
ブロックコポリマーを作成する方法の1つは「リビングポリマー」を製造することであ
る。典型的なチーグラー・ナッタ重合プロセスとは異なり、リビング重合プロセスは、開
始ステップと生長ステップだけを伴い、基本的に連鎖停止副反応を含まない。これにより
、ブロックコポリマー中に、所定の、よく制御された所望の構造を合成することが可能に
なる。「リビング」系で生成したポリマーは、狭分子量分布または超狭分子量分布を持ち
、基本的に単分散である(すなわち分子量分布が基本的に1つである)。リビング触媒系
は、生長速度と同等か成長速度を超える開始速度、および停止反応または移動反応の不在
を特徴とする。また、これらの触媒系は、単一タイプの活性部位の存在を特徴とする。重
合プロセスで高収率のブロックコポリマーを製造するには、触媒が十分な程度でリビング
特徴を示さなければならない。
ブタジエン-イソプレンブロックコポリマーが、逐次モノマー添加技術により、アニオ
ン重合によって合成されている。逐次添加法では、モノマーの1つの特定量を触媒と接触
させる。その第1モノマーが実質的消失に至って第1ブロックを形成すると、第2モノマ
ーまたはモノマー分子種の特定量を導入し、それを反応させて、第2ブロックを形成させ
る。このプロセスは、同じアニオン重合可能モノマーまたは別のアニオン重合可能モノマ
ーを使って繰り返すことができる。しかし、エチレンと他のα−オレフィン(例えばプロ
ピレン、ブテン、1−オクテンなど)とは、アニオン技術によって直接的にブロック重合
されない。
したがって、エチレンおよびα−オレフィンに基づくブロックコポリマーに対する必要
性は満たされていない。そのようなブロックコポリマーを作製する方法も必要とされてい
る。
上述の必要性は本発明のさまざまな態様によって満たされる。一態様として、本発明は
、重合されたエチレン単位およびα−オレフィン単位を含むエチレン/α−オレフィン共
重合体であって、ゼロより大きくかつ約1.0までの平均ブロックインデックスおよび約
1.3より大きい分子量分布M/Mを特徴とする共重合体に関する。もう一態様とし
て、本発明は、重合されたエチレン単位およびα−オレフィン単位を含むエチレン/α−
オレフィン共重合体であって、平均ブロックインデックスは0より大きいが約0.4より
小さく、分子量分布M/Mが約1.3より大きいものに関する。好ましくは、本共重
合体は、少なくとも3つのブロックを持つ線状マルチブロックコポリマーである。また好
ましくは、共重合体中のエチレン含量は、少なくとも50モルパーセントである。
ある実施形態では、共重合体の平均ブロックインデックスが、約0.1〜約0.3、約
0.4〜約1.0、約0.3〜約0.7、約0.6〜約0.9、または約0.5〜約0.
7の範囲にある。別の実施形態では、共重合体が、約0.91g/cc未満の密度、例え
ば約0.86g/cc〜約0.91g/ccの密度を持つ。ある実施形態では、エチレン
/α−オレフィン共重合体中のα−オレフィンが、スチレン、プロピレン、1−ブテン、
1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、ノルボルネン、1−デセン、
1,5−ヘキサジエン、またはそれらの組み合わせである。別の実施形態では、分子量分
布M/Mが約1.5より大きいか、または約2.0より大きい。これは、約2.0〜
約8または約1.7〜約3.5の範囲に及び得る。
さらにもう一態様として、本発明は、重合されたエチレン単位およびα−オレフィン単
位を含むエチレン/α−オレフィン共重合体であって、昇温溶離分別法(「TREF」)
によって得られる少なくとも1つの画分を持つことを特徴とし、その画分が約0.3より
大きくかつ約1.0までのブロックインデックスを持ち、そのエチレン/α−オレフィン
共重合体が約1.3より大きい分子量分布M/Mを持つ共重合体に関する。さらにも
う一態様として、本発明は、重合されたエチレン単位およびα−オレフィン単位を含むエ
チレン/α−オレフィン共重合体であって、TREFによって得られる少なくとも1つの
画分を持つことを特徴とし、その画分が約0より大きくかつ約0.4までのブロックイン
デックスを持ち、そのエチレン/α−オレフィン共重合体が約1.3より大きい分子量分
布M/Mを持つ共重合体に関する。ある実施形態では、上記画分のブロックインデッ
クスが約0.4より大きいか、約0.5より大きいか、約0.6より大きいか、約0.7
より大きいか、約0.8より大きいか、または約0.9より大きい。
本共重合体は、1またはそれ以上のハードセグメントおよび1またはそれ以上のソフト
セグメントを含む。好ましくは、ハードセグメントは少なくとも98重量%のエチレンを
含み、ソフトセグメントは、95重量%未満、好ましくは50重量%未満のエチレンを含
む。ある実施形態では、ハードセグメントが共重合体の約5重量%〜約85重量%の量で
存在する。別の実施形態では、共重合体が、線状に連結されて線状鎖を形成する少なくと
も5個または少なくとも10個のハードセグメントおよびソフトセグメントを含む。好ま
しくは、ハードセグメントおよびソフトセグメントが鎖に沿ってランダムに分布する。あ
る実施形態では、ソフトセグメントもハードセグメントも、チップ(tip)セグメント(
そのセグメントの残りの部分とは化学組成が異なるもの)を包含しない。
本共重合体を作成する方法も本明細書に提供される。本発明のさらなる態様ならびに本
発明のさまざまな実施形態の特徴および特性は、以下の説明によって明白になる。
一般的定義
「ポリマー」とは、異なるタイプのモノマーであるか同じタイプのモノマーであるかを
問わず、モノマーを重合することによって調製されるポリマー化合物を意味する。「ポリ
マー」という総称は、用語「ホモポリマー」「コポリマー」「ターポリマー」および「共
重合体」を包含する。
「共重合体」とは、少なくとも2つの異なるタイプのモノマーの重合によって調製され
るポリマーを意味する。「共重合体」という総称は、用語「コポリマー」(通常は2つの
異なるモノマーから調製されるポリマーを指すために使用される)および用語「ターポリ
マー」(通常は3つの異なるタイプのモノマーから調製されるポリマーを指すために使用
される)を包含する。これは、4またはそれ以上のタイプのモノマーを重合することによ
って作成されるポリマーも包含する。
用語「エチレン/α−オレフィン共重合体」は、一般的にエチレンおよび3またはそれ
以上の炭素原子を持つα−オレフィンを含むポリマーを指す。好ましくは、エチレンはポ
リマー全体の過半モル分率を構成する。すなわちエチレンはポリマー全体の少なくとも約
50モルパーセントを構成する。より好ましくは、エチレンが少なくとも約60モルパー
セント、少なくとも約70モルパーセント、または少なくとも約80モルパーセントを構
成し、ポリマー全体の残りの部分の大半が、少なくとも1つの他のコモノマー(好ましく
は3またはそれ以上の炭素原子を持つα−オレフィン)を含む。多くのエチレン/オクテ
ンコポリマーに関して、好ましい組成は、ポリマー全体の約80モルパーセントより大き
いエチレン含量と、ポリマー全体の約10〜約15モルパーセント、好ましくは約15〜
約20モルパーセントのオクテン含量とを含む。ある実施形態では、本エチレン/α−オ
レフィン共重合体が、低収率で生成するもの、もしくは少量で生成するもの、またはある
化学プロセスの副生成物として生成するものを包含しない。本エチレン/α−オレフィン
共重合体は1またはそれ以上のポリマーと配合することができるが、製造したままのエチ
レン/α−オレフィン共重合体は実質的に純粋であり、多くの場合、重合プロセスの反応
生成物の主要成分を構成する。
「結晶性」という用語を使用する場合、これは、示差走査熱量測定(DSC)または等
価な技術によって決定される一次転移点または結晶融点(Tm)を有するポリマーまたは
セグメントを指す。この用語は、「半結晶性」という用語と互換的に使用することができ
る。「非晶質」という用語は、示差走査熱量測定(DSC)または等価な技術によって決
定される結晶融点を欠くポリマーを指す。
「マルチブロックコポリマー」または「セグメント状コポリマー(segmented copolyme
r)」という用語は、好ましくは線状に接合された2またはそれ以上の化学的に異なる領
域またはセグメント(「ブロック」ともいう)を含むポリマー、すなわち重合されたエチ
レン官能基に対して、ペンダント的またはグラフト的にではなく、端と端とで結合された
、化学的に区別される単位を含むポリマーを指す。好ましい実施形態では、ブロックは、
そこに組み込まれるコモノマーの量もしくはタイプ、密度、結晶化度の量、その組成のポ
リマーに起因すると考えられる結晶サイズ、立体規則性のタイプ(アイソタクチックまた
はシンジオタクチック)もしくは程度、位置規則性もしくは位置不規則性、分岐(長鎖分
岐または超分岐を包含する)の量、均質性、または他の任意の化学的もしくは物理的特性
が異なる。マルチブロックコポリマーは、そのコポリマーに特有の作製プロセスに起因す
る、多分散指数(PDIまたはM/M)、ブロック長分布、および/またはブロック
数分布の特異な分布によって特徴付けられる。より具体的に述べると、連続プロセスで製
造した場合、ポリマーは望ましくは約1.7〜約8、好ましくは約1.7〜約3.5、よ
り好ましくは約1.7〜約2.5、最も好ましくは約1.8〜約2.5または約1.8〜
約2.1のPDIを有する。バッチプロセスまたはセミバッチプロセスで製造した場合、
ポリマーは約1.0〜約2.9、好ましくは約1.3〜約2.5、より好ましくは約1.
4〜約2.0、最も好ましくは約1.4〜約1.8のPDIを有する。「ブロック」と「
セグメント」は本明細書では互換的に用いられることに注意されたい。
以下の説明において、本明細書に開示する数字は全て、「約」または「およそ」という
単語がそれと共に使用されているかどうかにかかわりなく概数である。これらは、1パー
セント、2パーセント、5パーセント、または時には10〜20パーセント変動しうる。
下限RLおよび上限RUを持つ数値範囲が開示される場合は常に、その範囲内に収まる任意
の数字が具体的に開示される。特に、その範囲内の以下の数字は具体的に開示される:R
=RL+k×(RU−RL)[式中、kは、1パーセント刻みで1パーセントから100パ
ーセントまで変動する変数である。すなわちkは、1パーセント、2パーセント、3パー
セント、4パーセント、5パーセント、・・・、50パーセント、51パーセント、52
パーセント、・・・、95パーセント、96パーセント、97パーセント、98パーセン
ト、99パーセント、または100パーセントである]。さらに、上に定義した2つのR
数によって規定される任意の数値範囲も、具体的に開示される。
本発明の実施形態は、新しい種類のエチレン/α−オレフィンブロック共重合体(以下
「本発明のポリマー」、「本発明の共重合体」、またはその変形)を提供する。このエチ
レン/α−オレフィン共重合体は、エチレンおよび1またはそれ以上の共重合可能なα−
オレフィンコモノマーを、重合された形で含み、化学的または物理的特性が異なる、2ま
たはそれ以上の重合されたモノマー単位からなる複数のブロックまたはセグメントによっ
て特徴付けられる。すなわち、本エチレン/α−オレフィン共重合体はブロック共重合体
、好ましくはマルチブロック共重合体またはマルチブロックコポリマーである。「共重合
体」および「コポリマー」という用語は本明細書では互換的に用いられる。ある実施形態
では、このマルチブロックコポリマーを以下の式で表すことができる:
(AB)
式中、nは少なくとも1、好ましくは1より大きい整数、例えば2、3、4、5、10
、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、またはそれ以上で
あり、「A」はハードブロックまたはハードセグメントを表し、「B」はソフトブロック
またはソフトセグメントを表す。好ましくは、AおよびBは、分岐状または星型状に連結
されるのではなく、線状に連結される。「ハード」セグメントとは、重合された単位のブ
ロックであって、エチレンが95重量パーセントより多い量、好ましくは98重量%より
多い量で存在するものを指す。言い換えると、ハードセグメント中のコモノマー含量は5
重量パーセント未満、好ましくは2重量パーセント未満である。ある実施形態では、ハー
ドセグメントが全てまたは実質的に全てエチレンで構成される。これに対して、「ソフト
」セグメントとは、重合された単位のブロックであって、コモノマー含量が5重量パーセ
ントより大きいもの、好ましくは8重量パーセントより大きいもの、10重量パーセント
より大きいもの、または15重量パーセントより大きいものを指す。ある実施形態では、
ソフトセグメント中のコモノマー含量が20重量パーセントを超えるか、25重量パーセ
ントを超えるか、30重量パーセントを超えるか、35重量パーセントを超えるか、40
重量パーセントを超えるか、45重量パーセントを超えるか、50重量パーセントを超え
るか、60重量パーセントを超える場合もある。
ある実施形態では、AブロックとBブロックがポリマー鎖に沿ってランダムに分布する
。言い換えると、ブロックコポリマーは通常、AAA−AA-BBB−BB
のような構造を持たない。
別の実施形態では、本ブロックコポリマーは通常第3のタイプのブロックを持たない。
さらに別の実施形態では、ブロックAおよびブロックBのそれぞれが、そのブロック内に
ランダムに分布したモノマーまたはコモノマーを持つ。言い換えると、ブロックAもブロ
ックBも、組成の異なる2またはそれ以上のセグメント(またはサブブロック)、例えば
そのブロックの残りの部分とは異なる組成を持つチップセグメントを含まない。
本エチレン/α−オレフィン共重合体は、ゼロより大きくかつ約1.0までの平均ブロ
ックインデックスABIおよび約1.3より大きい分子量分布M/Mによって特徴付
けられる。平均ブロックインデックスABIは、分取TREF(すなわち昇温溶離分別法
によるポリマーの分別)において20℃から110℃まで5℃刻み(ただし他の温度刻み
、例えば1℃、2℃、10℃なども使用することができる)で得られるポリマー画分のそ
れぞれについてのブロックインデックス(「BI」)の重量平均である:
ABI=Σ(wBI
[式中、BIは、分取TREFで得られた本発明のエチレン/α−オレフィン共重合体
のi番目の画分についてのブロックインデックスであり、wは、i番目の画分の重量百
分率である]。同様に、平均に関する2次モーメントの平方根(以下、2次モーメント重
量平均ブロックインデックスという)を、以下のように定義することができる。
Figure 2013144803
式中、Nはゼロより大きいBIを持つ画分の数と定義される。図9を参照して説明す
ると、各ポリマー画分について、BIは、以下の2つの式(どちらも同じBI値を与える
)のうちの一方によって定義される:
Figure 2013144803
式中、Tはi番目の画分についてのATREF(すなわち分析TREF)溶出温度(
好ましくはケルビンで表したもの)である。Pは、i番目の画分についてのエチレンモ
ル分率であり、これは後述のようにNMRまたはIRによって測定することができる。P
ABは、エチレン/α−オレフィン共重合体全体(分別前)のエチレンモル分率であり、
これもNMRまたはIRによって測定することができる。TおよびPは、純粋な「ハ
ードセグメント」(これは共重合体の結晶性セグメントを指す)についてのATREF溶
出温度およびエチレンモル分率である。近似値として、または「ハードセグメント」組成
が不明なポリマーについては、T値およびP値を、高密度ポリエチレンホモポリマー
についての値に設定する。
ABは、本発明のコポリマーと同じ組成(PABというエチレンモル分率を持つもの
)および分子量を持つランダムコポリマーについてのATREF溶出温度である。TAB
は、エチレンのモル分率(NMRによって測定されるもの)から以下の式を使って算出す
ることができる:
LnPAB=α/TAB+β
[式中、αおよびβは2つの定数であり、これらは、広組成分布(broad composition)
ランダムコポリマーのよく特徴付けられた分取TREF画分および/または狭組成分布(
narrow composition)を持つ適切に特徴付けられたランダムエチレンコポリマーをいくつ
か使って行われる検量線の作成によって、決定することができる]。αおよびβは装置毎
に変動しうることに注意すべきである。さらに、検量線を作成するために用いる分取TR
EF画分および/またはランダムコポリマーに関して適切な分子量範囲およびコモノマー
タイプを使用することにより、関心対象のポリマー組成に合った適切な検量線を作成する
必要がある。わずかな分子量効果がある。検量線が類似する分子量範囲から得られるので
あれば、そのような効果は本質的に無視することができる。図8に例示するようなある実
施形態では、ランダムエチレンコポリマーおよび/またはランダムコポリマーの分取TR
EF画分が、以下の関係を満たす。
LnP=−237.83/TATREF+0.639
上記の検量線式は、狭組成分布ランダムコポリマーおよび/または広組成ランダムコポ
リマーの分取TREF画分について、エチレンのモル分率Pを、分析TREF溶出温度T
ATREFに関係付ける。TX0は、同じ組成(すなわち同じモノマータイプおよびコモ
ノマー含量)および同じ分子量を持ち、Pというエチレンモル分率を有するランダムコ
ポリマーについてのATREF温度である。TX0は、測定されたPモル分率を使って
、LnP=α/TX0+βから算出することができる。逆に、PX0は、同じ組成(す
なわち同じコモノマータイプおよびコモノマー含量)および同じ分子量を持ち、Tとい
うATREF温度を有するランダムコポリマーについての、エチレンモル分率であり、こ
れは、Tの測定値を使って、LnPX0=α/T+βから算出することができる。
各分取TREF画分についてのブロックインデックス(BI)が得られると、ポリマー
全体についての重量平均ブロックインデックスABIを算出することができる。ある実施
形態では、ABIは、ゼロより大きいが約0.4よりは小さく、または約0.1〜約0.
3である。別の実施形態では、ABIが約0.4より大きくかつ約1.0までである。好
ましくは、ABIは、約0.4〜約0.7、約0.5〜約0.7、または約0.6〜約0
.9の範囲にある。ある実施形態では、ABIが、約0.3〜約0.9、約0.3〜約0
.8、または約0.3〜約0.7、約0.3〜約0.6、約0.3〜約0.5、約0.3
〜約0.4の範囲にある。別の実施形態では、ABIが、約0.4〜約1.0、約0.5
〜約1.0、または約0.6〜約1.0、約0.7〜約1.0、約0.8〜約1.0、ま
たは約0.9〜約1.0の範囲にある。
本発明のエチレン/α−オレフィン共重合体のもう1つの特徴は、本発明のエチレン/
α−オレフィン共重合体が、分取TREFによって得ることができる少なくとも1つのポ
リマー画分を含み、その画分が約0.1より大きくかつ約1.0までのブロックインデッ
クスを持つこと、および本ポリマーが約1.3より大きい分子量分布M/Mを持つこ
とである。ある実施形態では、上記ポリマー画分が、約0.6より大きくかつ約1.0ま
で、約0.7より大きくかつ約1.0まで、約0.8より大きくかつ約1.0まで、また
は約0.9より大きくかつ約1.0までのブロックインデックスを持つ。別の実施形態で
は、上記ポリマー画分が、約0.1より大きくかつ約1.0まで、約0.2より大きくか
つ約1.0まで、約0.3より大きくかつ約1.0まで、約0.4より大きくかつ約1.
0まで、または約0.4より大きくかつ約1.0までのブロックインデックスを持つ。さ
らに別の実施形態では、上記ポリマー画分が、約0.1より大きくかつ約0.5まで、約
0.2より大きくかつ約0.5まで、約0.3より大きくかつ約0.5まで、または約0
.4より大きくかつ約0.5までのブロックインデックスを持つ。さらに別の実施形態で
は、上記ポリマー画分が、約0.2より大きくかつ約0.9まで、約0.3より大きくか
つ約0.8まで、約0.4より大きくかつ約0.7まで、または約0.5より大きくかつ
約0.6までのブロックインデックスを持つ。
平均ブロックインデックスおよび個々の画分のブロックインデックスの他にも、本エチ
レン/α−オレフィン共重合体は、以下に述べる1またはそれ以上の特性によって特徴付
けられる。
一態様では、本発明の実施形態で用いられるエチレン/α−オレフィン共重合体は、約
1.7〜約3.5のMw/Mn、少なくとも1つの融点Tm(℃)、および密度d(グラ
ム/立方センチメートル)を有し、この変数の数値は:
Tm>−2002.9+4538.5(d)−2422.2(d)、そして好まし
くは、
Tm≧−6288.1+13141(d)−6720.3(d)、そして好ましく
は、
Tm≧858.91−1825.3(d)+1112.8(d)
の関係に相当する。
このような融点/密度の関係は、図1に図示される。融点が密度とともに低下するエチ
レン/α−オレフィンの従来のランダムコポリマーとは異なり、特に密度が約0.87g
/cc〜約0.95g/ccである場合、本発明の共重合体(ひし形で示す)は、密度と
は実質的に独立した融点を示す。例えば、このようなポリマーの融点は、密度が約0.8
75g/cc〜約0.945g/ccにわたる場合、約110℃〜約130℃の範囲であ
る。ある実施形態では、このようなポリマーの融点は、密度が約0.875g/cc〜約
0.945g/ccにわたる場合、約115℃〜約125℃の範囲である。
別の態様では、このエチレン/α−オレフィン共重合体は、重合化された形態で、エチ
レンおよび1以上のα−オレフィンを含み、そして最高の示差走査熱量測定(「DSC」
)ピーク温度から最高の結晶分析分別(Crystallization Analys
is Fractionation)(「CRYSTAF」)ピークの温度を減算した温
度として規定されるΔT(℃)および融解熱ΔH(J/g)によって特徴付けられ、そし
てΔTおよびΔHの数値が、ΔHが130J/g以下の場合、以下の関係:
ΔT>−0.1299(ΔH)+62.81、そして好ましくは、
ΔT≧−0.1299(ΔH)+64.38、そしてより好ましくは、
ΔT≧−0.1299(ΔH)+65.95
を満たす。さらに、ΔTは、ΔHが130J/gより大きい場合、48℃以上である。C
RYSTAFピークは、累積ポリマーのうちの少なくとも5%を用いて決定され(すなわ
ち、このピークは、累積ポリマーの少なくとも5%に相当するはずである)、そしてこの
ポリマーの5パーセント未満が同定可能なCRYSTAFピークを有するならば、CRY
STAF温度が30℃であり、そしてΔHは、J/gである融解熱の数値である。より好
ましくは、最高のCRYSTAFピークは、累積ポリマーの少なくとも10パーセントを
含む。図2は、本発明のポリマーのプロットされたデータ、および比較例を示す。積分さ
れたピーク面積およびピーク温度は、機器製造業者によって供給されるコンピュータ図形
作成プログラムによって算出される。ランダムエチレン・オクテン比較例について示され
る対角線は、方程式ΔT=−0.1299(ΔH)+62.81に相当する。
さらに別の態様では、このエチレン/α−オレフィン共重合体は、昇温溶離分別法(T
emperature Rising Elution Fractionation)
(「TREF」)を用いて分画される場合に40℃と130℃との間で溶離する分子画分
を有し、この同じ温度の間で溶離する比較対象となるランダムエチレン共重合体画分のコ
モノマーモル含量よりも好ましくは少なくとも5パーセント高い、より好ましくは少なく
とも10パーセント高いコモノマーモル含量を有するという点で特徴付けられ、ここで、
この比較対象となるランダムエチレン共重合体は、同じコモノマー(単数または複数)を
有し、かつメルトインデックス、密度、およびコモノマーモル含量(ポリマー全体に基づ
く)をそのブロック共重合体のものから10パーセント以内に有する。好ましくは、この
比較対象となる共重合体のMw/Mnはまた、そのブロック共重合体のMw/Mnから1
0パーセント以内にあり、そして/またはこの比較対象となる共重合体は、そのブロック
共重合体のMw/Mnから10パーセント以内にMw/Mnを有する。
さらに別の態様では、このエチレン/α−オレフィン共重合体は、エチレン/α−オレ
フィン共重合体の圧縮成形フィルムで測定された、300パーセントのひずみかつ1サイ
クルでの弾性回復Re(パーセント)によって特徴付けられ、かつ密度d(グラム/立方
センチメートル)を有し、このReおよびdの数値は、エチレン/α−オレフィン共重合
体が実質的に架橋相を有さない場合、以下の関係、
Re>1481−1629(d);そして好ましくは、
Re≧1491−1629(d);そしてさらに好ましくは、
Re≧1501−1629(d);そしてよれより好ましくは、
Re≧1511−1629(d)
を満たす。
図3は、特定の本発明の共重合体および従来のランダムコポリマーから作製された未延
伸フィルムについての弾性回復率に対する密度の効果を示す。同じ密度について、本発明
の共重合体は、実質的により高い弾性回復率を有する。
ある実施形態では、エチレン/α−オレフィン共重合体は、10MPaを超える引張強
度、好ましくは11MPa以上の引張強度、より好ましくは13Mpa以上の引張強度、
および/または、11cm/分のクロスヘッド分離速度で、少なくとも600パーセント
、より好ましくは少なくとも700パーセント、特に好ましくは少なくとも800パーセ
ント、そして最も高度に好ましくは少なくとも900パーセントの破断点伸度を有する。
他の実施形態では、このエチレン/α−オレフィン共重合体は、(1)1〜50、好ま
しくは1〜20、より好ましくは1〜10という貯蔵弾性率G’(25℃)/G’(10
0℃);および/または(2)80パーセント未満、好ましくは70パーセント未満、特
に60パーセント未満、50パーセント未満、または40パーセント未満という70℃圧
縮永久ひずみを、0パーセントの圧縮永久ひずみまで下がって、有する。
さらに他の実施形態では、このエチレン/α−オレフィン共重合体は、80パーセント
未満、70パーセント未満、60パーセント未満、または50パーセント未満、という7
0℃圧縮永久ひずみを有する。好ましくは、共重合体の70℃圧縮永久ひずみは、40パ
ーセント未満、30パーセント未満、20パーセント未満であり、そして約0パーセント
まで下がってもよい。
ある実施形態では、このエチレン/α−オレフィン共重合体は、85J/g未満の融解
熱、および/または100ポンド/フィート(4800Pa)以下、好ましくは50ポ
ンド/フィート(2400Pa)以下、特に、5ポンド/フィート(240Pa)以
下、そして0ポンド/フィート(0Pa)程度のペレットブロッキング強度を有する。
他の実施形態では、このエチレン/α−オレフィン共重合体は、重合型で、少なくとも
50モルパーセントのエチレンを含み、そして80パーセント未満、好ましくは70パー
セント未満、または60パーセント未満、最も好ましくは40〜50パーセント、そして
ゼロパーセント近くまで下がるという70℃圧縮永久ひずみを有する。
ある実施形態では、このマルチブロックコポリマーは、ポアソン分布よりもシュルツ・
フローリー分布にあてはまるPDIを保有する。このコポリマーはさらに、多分散性ブロ
ック分布と多分散性ブロックサイズ分布との両方を有し、かつブロック長の最確分布を保
有すると特徴付けられる。好ましいマルチブロックコポリマーは、末端ブロックを含めて
、4以上のブロックまたはセグメントを含むものである。さらに好ましくは、このコポリ
マーは、末端ブロックを含めて、少なくとも5、10もしくは20のブロックまたはセグ
メントを含む。
さらに、本発明のブロック共重合体は、他の特徴または特性も持つ。1つの態様として
、本共重合体(好ましくは、エチレンおよび1またはそれ以上の共重合可能なコモノマー
を、重合された形で含むもの)は、化学的または物理的特性が異なる、2またはそれ以上
の重合されたモノマー単位からなる複数のブロックまたはセグメントを特徴とし(ブロッ
ク型共重合体)、最も好ましくはマルチブロックコポリマーであり、このブロック共重合
体は、TREFを使って分別した場合に、40℃と130℃の間で溶出する分子画分を持
ち、この分子画分はその画分が同じ温度の間で溶出する比較用ランダムエチレン共重合体
画分のコモノマーモル含量よりも高い(好ましくは少なくとも5パーセント高い、より好
ましくは少なくとも10パーセント高い)コモノマーモル含量を持つことを特徴する(こ
の場合、比較用ランダムエチレン共重合体は同じコモノマーを含み、かつブロック型共重
合体の値の10パーセント内にあたるメルトインデックス、密度、およびコモノマーモル
含量(ポリマー全体に基づく値)を持つ)。好ましくは、比較用共重合体のM/M
、ブロック型共重合体のM/Mの10パーセント内であり、および/または比較用共
重合体が、ブロック型共重合体の総コモノマー含量の10重量パーセント内にあたる総コ
モノマー含量を持つ。
コモノマー含量は、任意の適切な技術を用いて測定され得、好ましくは核磁気共鳴(「
NMR」)分光法に基づく技術による。さらに、比較的広範なTREF曲線を有するポリマ
ーまたはポリマーの混合物については、ポリマーは望ましくは、TREFを用いて、各々
が10℃以下の溶離温度範囲を有する画分に最初に分画される。すなわち、各々の溶離画
分は、10℃以下という収集温度領域(ウィンドウ)を有する。この技術を用いて、この
ようなブロック共重合体は、比較対象となる共重合体の対応する画分よりも高モルのコモ
ノマー含量を有する画分を、少なくとも1つ有する。
別の態様では、本発明のポリマーはオレフィン共重合体であって、好ましくは、重合化
された形態でエチレンおよび1以上の共重合性コモノマーを含み、化学的または物理的な
特性が異なる2以上の重合化されたモノマー単位の複数のブロック(すなわち、少なくと
も2つのブロック)またはセグメント(ブロック化された共重合体)によって特徴付けら
れ、最も好ましくはマルチブロックコポリマーである。このブロック共重合体は、40℃
〜130℃間に溶離するピーク(ただし単なる分子画分ではない)を有し(しかし、個々
の画分を収集および/または単離しない)、このピークが、半値全幅(full width/half
maximum)(FWHM)面積計算を用いて展開される場合に赤外線分光法によって評価さ
れるコモノマー含量を有し、同じ溶離温度において半値全幅(FWHM)面積計算を用い
て展開された比較対象となるランダムエチレン共重合体のピークのコモノマー含量よりも
高いコモノマー平均モル含量、好ましくは少なくとも5パーセント高い、より好ましくは
少なくとも10パーセント高いコモノマー平均モル含量を有する点で特徴づけられる。こ
こで、この比較対象となるランダムエチレン共重合体は、同じコモノマー(単数または複
数)を有し、かつメルトインデックス、密度、およびコモノマーのモル含量(ポリマー全
体に基づく)をそのブロック化共重合体のものから10パーセント以内に有する。好まし
くは、この比較対象となる共重合体のMw/Mnはまた、ブロック化共重合体のMw/M
nから10パーセント以内にあるか、そして/またはこの比較対象となる共重合体は、ブ
ロック化共重合体の総コモノマー含量から10重量パーセント以内に総コモノマー含量を
有する。半値全幅(FWHM)計算は、ATREF赤外検出器由来のメチレンに対するメ
チルの応答面積の比[CH/CH]に基づき、ここで、最も高(最高)のピークがベ
ースラインから特定され、次いでこのFWHM面積が決定される。ATREFピークを用
いて測定された分布については、FWHM面積は、TとTとの間の曲線下面積として
規定され、このTとTは、ピーク高さを2で割ること、次にATREF曲線の左部分
および右部分を横切る、ベースラインに対して水平な線を引くことによって、ATREF
ピークの左右に対してポイント決定される。コモノマー含量についての検量線は、ランダ
ムエチレン/α−オレフィンコポリマーを用い、TREFのピークのNMR対FWHM面
積の比からコモノマー含量をプロットして作成される。この赤外方法については、この検
量線は、目的の同じコモノマータイプについて作成される。本発明のポリマーのTREF
ピークのコモノマー含量は、TREFピークのFWHMのメチル:メチレン面積比[CH
/CH]を用いてこの検量線を参照することによって決定され得る。
コモノマー含量は、任意の適切な技術を用いて測定され得、好ましくは核磁気共鳴(「
NMR」)分光法に基づく技術による。この技術を用いて、このブロック化共重合体は、
対応する比較対象となる共重合体よりも高モルのコモノマー含量を有する。
好ましくは、エチレンおよび1−オクテンの共重合体について、このブロック共重合体
は、40℃と130℃の間で溶離するTREF画分のコモノマー含量を量(−0.201
3)T+20.07以上、より好ましくは量(−0.2013)T+21.07以上有し
、このTとは、℃で測定した、比較されているTREF画分のピーク溶離温度の数値であ
る。
図4はエチレンおよび1−オクテンのブロック共重合体の実施形態をグラフ表示してお
り、ここではいくつかの比較対象となるエチレン/1−オクテン共重合体(ランダムコポ
リマー)についてのコモノマー含量対TREF溶離温度のプロットが、(−0.2013
)T+20.07(実線)に相当する線に適合する。この式(−0.2013)T+21
.07についての線は、破線で示される。本発明のいくつかのブロックエチレン/1−オ
クテン共重合体(マルチブロックコポリマー)の画分のコモノマー含量も示される。ブロ
ック共重合体画分の全てが、同等の溶離温度でいずれの線より有意に高い1−オクテン含
量を有する。この結果は、本発明の共重合体の特徴であって、結晶性および非晶質の両方
の性質を有する、ポリマー鎖内の分化型のブロックの存在に起因すると考えられる。
図5は、後述する実施例5および比較例Fについて、TREF曲線とポリマー画分のコ
モノマー含量とをグラフに表したものである。どちらのポリマーについても、40〜13
0℃、好ましくは60℃〜95℃で溶出するピークを5℃刻みで分別する。実施例5に関
し、それらの画分のうちの3つについて実際のデータを三角で表す。さまざまなコモノマ
ー含量を持つ共重合体について、それらをATREF温度値に当てはめた適切な検量線を
作成しうることは当業者であれば理解することができる。好ましくは、同じモノマーの比
較用共重合体を使用して、好ましくは、メタロセンまたは他の均一系触媒組成物を使って
作成されるランダムコポリマーを使用してかかる検量線を得る。本発明の共重合体は、同
じATREF溶出温度で検量線から決定される値よりも大きい、好ましくは少なくとも5
パーセント大きい、より好ましくは少なくとも10パーセント大きい、コモノマーモル含
量を特徴とする。
上記の態様および本明細書に記載される特性に加えて、本発明のポリマーは、1以上の
さらなる特徴によって特徴付けられ得る。一態様では、本発明のポリマーは、オレフィン
共重合体であり、好ましくは、エチレンおよび1以上の共重合性コモノマーを重合化され
た形態で含み、化学的または物理的な特性において異なる2またはそれ以上の重合モノマ
ー単位の複数のブロックまたはセグメント(ブロック化された共重合体)によって特徴付
けられ、最も好ましくはマルチブロックコポリマーである。このブロック共重合体は、T
REF増分を用いて分画した場合に40℃〜130℃で溶離する分子画分を有し、この画
分が、同じ温度の間に溶離する比較対象となるランダムエチレン共重合体画分のコモノマ
ーモル含量よりも高いコモノマーモル含量、好ましくは少なくとも5パーセント高い、よ
り好ましくは少なくとも10、15または25パーセント高いコモノマーモル含量を有す
るという点で特徴づけられる。ここで、この比較対象となるランダムエチレン共重合体は
、同じコモノマー(単数または複数)(好ましくは、これは同じコモノマー(単数または
複数)である)およびメルトインデックス、密度、およびコモノマーモル含量(ポリマー
全体に基づく)をそのブロック化された共重合体のものから10パーセント以内に含む。
好ましくは、この比較対象となる共重合体のMw/Mnはまた、ブロック化された共重合
体のMw/Mnから10パーセント以内であるか、そして/またはこの比較対象となる共
重合体は、ブロック化された共重合体の総コモノマー含量から10パーセント以内の総コ
モノマー含量を有する。
好ましくは、上記の共重合体は、エチレンおよび少なくとも1つのα−オレフィンの共
重合体であり、特に、それらの共重合体は、約0.855〜約0.935g/cmの全
体ポリマー密度を有し、そしてより詳細には、約1モルパーセントを超えるコモノマーを
有するポリマーについては、このブロック化された共重合体は、40〜130℃間に溶離
するTREF画分のコモノマー含量を、量(−0.1356)T+13.89以上、より
好ましくは量(−0.1356)T+14.93以上、そして最も好ましくは、量(−0
.2013)T+21.07以上有し、ここでTは、℃で測定した、比較されているTR
EF画分のピークATREF溶離温度の数値である。
好ましくは、エチレンおよび少なくとも1つのα−オレフィンの上記の共重合体、特に
、0.855〜約0.935g/cmというポリマー全体密度を有する共重合体につい
て、そしてさらに詳細には、約1モルパーセントを超えるコモノマーを有するポリマーに
ついて、ブロック化された共重合体は、40℃〜130℃間に溶離するTREF画分のコ
モノマー含量を、量(−0.2013)T+20.07以上、より好ましくは量(−0.
2013)T+21.07以上有し、ここでTは、℃で測定した、比較されているTRE
F画分のピーク溶離温度の数値である。
さらに別の態様では、本発明のポリマーは、オレフィン共重合体であり、好ましくは重
合化された形態でエチレンおよび1以上の共重合性コモノマーを含み、化学的または物理
的な特性が異なる2以上の重合化されたモノマー単位の複数のブロックまたはセグメント
(ブロック化された共重合体)によって特徴付けられ、最も好ましくはマルチブロックコ
ポリマーである。このブロック共重合体は、TREF増分を用いて分画した場合に40℃
〜130℃間に溶離する分子画分を有し、少なくとも約6モルパーセントのコモノマー含
量を有するあらゆる画分が約100℃より大きい融点を有するという点で特徴付けられる
。約3モルパーセント〜約6モルパーセントのコモノマー含量を有する画分については、
あらゆる画分が約110℃以上というDSC融点を有する。より好ましくは、このポリマ
ー画分は、少なくとも1モルパーセントのコモノマーを有し、式:
Tm≧(−5.5926)(画分中のコモノマーのモルパーセント)+135.90
に相当するDSC融点を有する。
さらに別の態様では、本発明のポリマーは、オレフィン共重合体であり、好ましくは、
重合化された形態でエチレンおよび1以上の共重合性コモノマーを含み、化学的または物
理的な特性が異なる2以上の重合化されたモノマー単位の複数のブロックまたはセグメン
ト(ブロック化された共重合体)によって特徴付けられ、最も好ましくはマルチブロック
コポリマーである。このブロック共重合体は、TREF増分を用いて分画した場合に40
℃〜130℃間に溶離する分子画分を有し、約76℃以上のATREF溶離温度を有する
あらゆる画分が、式:
融解熱(J/gm)≦(3.1718)(ATREF溶離温度(℃))−136.5

に相当する、DSCによって測定された融解エンタルピー(融解熱)を有するという点で
、特徴付けられる。
本発明のブロック共重合体は、TREF増分を用いて分画された場合に40℃〜130
℃間に溶離する分子画分を有し、40℃と約76℃未満との間のATREF溶離温度を有
するあらゆる画分が、式:
融解熱(J/gm)≦(1.1312)(ATREF溶離温度(℃))+22.97
に相当する、DSCによって測定された融解エンタルピー(融解熱)を有するという点で
特徴付けられる。
赤外線検出器によるATREFピークのコモノマー組成測定
TREFピークのコモノマー組成は、Polymer Char,Valencia,
Spain(http://www.polymerchar.com/)から入手可能
なIR4赤外検出器を用いて測定され得る。
検出器の「組成モード」は、測定センサー(CH)および組成センサー(CH)を
装備しており、これは2800〜3000cm−1の領域における狭帯域固定型赤外線フ
ィルタである。この測定センサーは、ポリマー上のメチレン(CH)カーボン(これは
、溶液中のポリマー濃度に直接関係する)を検出するが、組成センサーは、ポリマーのメ
チル(CH)基を検出する。組成シグナル(CH)を測定シグナル(CH)によっ
て除算した算術比は、溶液中の測定されるポリマーのコモノマー含量の影響を受けやすく
、その応答は、公知のエチレンα−オレフィンコポリマー標準を用いて較正される。
ATREF装置を用いる場合、検出器によって、TREFプロセスの間に溶離されたポ
リマーの濃度(CH)および組成(CH)シグナルの応答の両方が得られる。ポリマ
ー特異的な較正は、コモノマー含量が分かっている(好ましくはNMRによって測定され
る)を有するポリマーについてCH対CHの面積比を測定することによって作成され
得る。ポリマーのATREFピークのコモノマー含量は、個々のCHおよびCH応答
に対して面積比の比較較正を適用すること(すなわち、面積比CH/CH 対 コモ
ノマー含量)によって推定され得る。
ピーク面積は、適切なベースラインを適用してTREFクロマトグラムからの個々のシ
グナル応答を積分した後、半値全幅(FWHM)計算を用いて算出することができる。こ
の半値全幅算出は、ATREF赤外検出器からのメチル対メチレンの応答面積比[CH
/CH]の比に基づき、この最も高い(最高の)ピークはベースラインから特定され、
次いでFWHM面積が決定される。ATREFピークを用いて測定される分布については
、FWHM面積は、T1とT2との間の曲線下面積として規定され、ここでT1およびT
2は、ピーク高さを2で割ること、次にATREF曲線の左部分および右部分を横切る、
ベースラインに対して水平な線を引くことによって、ATREFピークの左右に対してポ
イント測定される。
このATREF赤外方法においてポリマーのコモノマー含量を測定するための赤外線分
光法の適用は、原理的には、以下の引用文献:Markovich,Ronald P.;Hazlitt,Lonnie G.;S
mith,Linley;「Development of gel-permeation chromatography-Fourier transform inf
rared spectroscopy for characterization of ethylene-based polyolefin copolymers
」.Polymeric Materials Science and Engineering(1991),65,98-100;およびDeslauriers
,P.J.;Rohlfing,D.C.;Shieh,E.T.;「Quantifying short chain branching microstructur
es in ethylene-1-olefin copolymers using size exclusion chromatography and Fouri
er transform infrared spectroscopy(SEC-FTIR)」,Polymer(2002),43,59-170、に記載さ
れるようなGPC/FTIRシステムのものと同様であり、その両方の引用文献とも、そ
の全体が本明細書において参照によって援用される。
上記の説明ではTREF画分を5℃刻みで取得しているが、他の温度刻みも考えられる
ことに注意すべきである。例えば、TREF画分は4℃刻み、3℃刻み、2℃刻み、また
は1℃刻みにすることができる。
エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーについては、本発明のポリマーは好ましく
は、
(1)少なくとも1.3、より好ましくは少なくとも1.5、少なくとも1.7、または
少なくとも2.0、そして最も好ましくは少なくとも2.6、5.0という最大値まで、
より好ましくは3.5の最大値まで、そして特に2.7という最大値までのPDI;
(2)80J/g以下の融解熱;
(3)少なくとも50重量パーセントのエチレン含量;
(4)−25℃未満、より好ましくは−30℃未満というガラス転移温度T、および/
または
(5)唯一のT
を保有する。
さらに、本発明のポリマーは、log(G’)が100℃の温度で400kPa以上、
好ましくは1.0MPa以上であるような貯蔵弾性率G’を単独で、または本明細書に開
示される任意の他の特性と組み合わせて有することができる。さらに、本発明のポリマー
は、0〜100℃の範囲で温度の関数として比較的平坦な貯蔵弾性率を保有し(図6に図
示される)、これは、ブロックコポリマーの特徴であるが、オレフィンコポリマー、特に
、エチレンおよび1またはそれ以上のC3−8脂肪族α−オレフィンのコポリマーについ
ては今まで知られていない。((この文脈での「比較的平坦な」という用語は、50と1
00℃の間、好ましくは0℃と100℃の間でのlogG’(パスカル)の減少が、1ケ
タ未満であることを意味する)。)。
本発明の共重合体は、少なくとも90℃の温度で1mmという熱機械分析針入深度、お
よび3kpsi(20MPa)〜13kpsi(90MPa)という曲げ弾性率によって
さらに特徴付けられ得る。あるいは、本発明の共重合体は、少なくとも104℃の温度で
1mmという熱機械分析針入深度、そして少なくとも3kpsi(20MPa)という曲
げ弾性率を有し得る。それらは、90mm未満という耐摩耗性(または容積減少)を有
することで特徴づけられ得る。図7は、他の公知のポリマーと比較した場合の、本発明の
ポリマーについてのTMA(1mm)対屈曲弾性率を示す。本発明のポリマーは有意に、
他のポリマーよりもずっとよい可撓性−耐熱性のバランスを有する。
さらに、エチレン/α−オレフィン共重合体は、0.01〜2000g/10分、好ま
しくは0.01〜1000g/10分、さらに好ましくは0.01〜500g/10分、
そして特に0.01〜100g/10分というメルトインデックスIを有し得る。特定
の実施形態では、このエチレン/α−オレフィン共重合体は、0.01〜10g/10分
、0.5〜50g/10分、1〜30g/10分、1〜6g/10分または0.3〜10
g/10分というメルトインデックスIを有する。特定の実施形態では、このエチレン
/α−オレフィン・ポリマーのメルトインデックスは、1g/10分、3g/10分また
は5g/10分である。
このポリマーは、1,000g/モル〜5,000,000g/モル、好ましくは1,
000g/モル〜1,000,000g/モル、より好ましくは10,000g/モル〜
500,000g/モル、そして特に10,000g/モル〜300,000g/モルの
分子量Mを有し得る。本発明のポリマーの密度は、0.80〜0.99g/cmであ
り得、そして好ましくは、エチレン含有ポリマーについては0.85g/cm〜0.9
7g/cmであり得る。特定の実施形態では、このエチレン/α−オレフィンポリマー
の密度は、0.860〜0.925g/cmまたは0.867g/cm〜0.910
g/cmにおよぶ。
このポリマーを作製するプロセスは、以下の特許出願に開示されている:2004年3
月17日出願の米国仮出願第60/553,906号;2005年3月17日出願の米国
仮出願第60/662,937号;2005年3月17日出願の米国仮出願第60/66
2,939号;2005年3月17日出願の米国仮出願第60/5662938号;20
05年3月17日出願のPCT出願第PCT/US2005/008916号;2005
年3月17日出願のPCT出願第2005/008915号;および2005年3月17
日出願のPCT出願第PCT/US2005/008917号;これらの全てはその全体
が本明細書において参照によって援用される。例えば、1つのこうした方法は、エチレン
および場合によっては1つまたはそれ以上のエチレン以外の付加重合可能なモノマーを付
加重合条件下で触媒組成物と接触させることを含み:
この触媒組成物は、
(A)高いコモノマー組み込みインデックスを有する第一のオレフィン重合触媒、
(B)触媒(A)のコモノマー組み込みインデックスの90パーセント未満、好ましく
は50パーセント未満、最も好ましくは5パーセント未満のコモノマー組み込みインデッ
クスを有する第二のオレフィン重合触媒、および
(C)可逆的連鎖移動剤(chain shuttling agent)
を併せることによって得られる混合物または反応生成物を含有する。
代表的な触媒および可逆的連鎖移動剤は以下のとおりである。
触媒(A1)は、WO03/40195、2003US0204017、USSN10
/429,024(2003年5月2日出願)、およびWO04/24740の教示に従
って調製した、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソ
プロピルフェニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン
)]ハフニウムジメチルである。
Figure 2013144803
触媒(A2)は、WO03/40195、2003US0204017、USSN10
/429,024(2003年5月2日出願)、およびWO04/24740の教示に従
って調製した、[N−2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−メチル
フェニル)(1,2−フェニレン−(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウム
ジメチルである。
Figure 2013144803
触媒(A3)は、ビス[N,N’’’−(2,4,6−トリ(メチルフェニル)アミド
)エチレンジアミン]ハフニウムジベンジルである。
Figure 2013144803
触媒(A4)は、US−A−2004/0010103の教示に実質的に従って調製さ
れた、ビス((2−オキソイル−3−(ジベンゾ−1H−ピロール−1−イル)−5−(
メチル)フェニル)−2−フェノキシメチル)シクロヘキサン−1,2−ジイルジルコニ
ウム(IV)ジベンジルである。
Figure 2013144803
触媒(B1)は、1,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチルフェニレン)(1−(N−
(1−メチルエチル)イミノ)メチル)(2−オキソイル)ジルコニウムジベンジル
Figure 2013144803
である。
触媒(B2)は、1,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチルフェニレン)(1−(N−
(2−メチルシクロヘキシル)−イミノ)メチル)(2−オキソイル)ジルコニウムジベ
ンジル
Figure 2013144803
である。
触媒(C1)は、米国特許第6,268,444号の教示に実質的に従って調製された
、(t−ブチルアミド)ジメチル(3−N−ピロリル−1,2,3,3a,7a−η−イ
ンデン−1−イル)シランチタニウムジメチル
Figure 2013144803
である。
触媒(C2)は、US−A−2003/004286の教示に実質的に従って調製され
た、(t−ブチルアミド)ジ(4−メチルフェニル)(2−メチル−1,2,3,3a,
7a−η−インデン−1−イル)シランチタニウムジメチル
Figure 2013144803
である。
触媒(C3)は、US−A−2003/004286の教示に実質的に従って調製され
た、(t−ブチルアミド)ジ(4−メチルフェニル)(2−メチル−1,2,3,3a,
8a−η−s−インダセン−1−イル)シランチタニウムジメチル
Figure 2013144803
である。
触媒(D1)は、Sigma−Aldrichから入手可能なビス(ジメチルジシロキ
サン)(インデン−1−イル)塩化ジルコニウム
Figure 2013144803
である。
可逆的移動剤(shuttling agent)。使用される可逆的移動剤としては、ジエチル亜鉛
、ジ(i−ブチル)亜鉛、ジ(n−ヘキシル)亜鉛、トリエチルアルミニウム、トリオク
チルアルミニウム、トリエチルガリウム、i−ブチルアルミニウムビス(ジメチル(t−
ブチル)シロキサン)、i−ブチルアルミニウムビス(ジ(トリメチルシリル)アミド)
、n−オクチルアルミニウムジ(ピリジン−2−メトキシド)、ビス(n−オクタデシル
)i−ブチルアルミニウム、i−ブチルアルミニウムビス(ジ(n−ペンチル)アミド)
、n−オクチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノキシド、n−オクチル
アルミニウムジ(エチル(1−ナフチル)アミド)、エチルアルミニウムビス(t−ブチ
ルジメチルシロキシド)、エチルアルミニウム(ジ(ビス(トリメチルシリル)アミド)
、エチルアルミニウムビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタンアミド
)、n−オクチルアルミニウムビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタ
ンアミド)、n−オクチルアルミニウムビス(ジメチル(t−ブチル)シロキシド、エチ
ル亜鉛(2,6−ジフェニルフェノキシド)およびエチル亜鉛(t−ブトキシド)が挙げ
られる。
好ましくは、前述のプロセスは、相互に交換できない複数の触媒を用いる、ブロックコ
ポリマー、特にマルチブロックコポリマー、好ましくは2以上のモノマーの線状マルチブ
ロックコポリマー、さらに詳細にはエチレンおよびC3−20オレフィンまたはシクロオ
レフィンの線状マルチブロックコポリマー、そして最も詳細にはエチレンおよびC4−2
α−オレフィンの線状マルチブロックコポリマーを形成するための連続溶液プロセスの
形態をとる。すなわち、これらの触媒は化学的に別個である。連続的な溶液重合条件のも
とで、このプロセスは理想的には、高いモノマー変換でのモノマーの混合物の重合に適し
ている。これらの重合条件のもとで、可逆的連鎖移動剤から触媒への可逆的移動(shuttl
ing)は、鎖成長に比較して有先され、そしてマルチブロックコポリマー、詳細には線状
マルチブロックコポリマーが高い効率で形成される。
本発明の共重合体は、逐次的モノマー付加、流動触媒、アニオンリビング重合技術また
はカチオンリビング重合技術により調製された、従来のランダムコポリマー、ポリマーの
物理的混合物、およびブロックコポリマーとは区別することができる。詳細には、同等の
結晶性または弾性率で同じモノマーおよびモノマー含量のランダムコポリマーと比較して
、本発明の共重合体は、融点で測定した場合にはより優れた(より高い)耐熱性を、動的
機械分析によって判定した場合にはより高いTMA針入温度、より高い高温引張強度、お
よび/またはより高い高温ねじり貯蔵弾性率(torsion storage modulus)を有する。同
じモノマーおよびモノマー含量を含有するランダムコポリマーと比較して、本発明の共重
合体は、より低い圧縮永久ひずみ(特に、高温で)、より低い応力緩和、より高い耐クリ
ープ性、より高い引裂強度、より高い耐ブロッキング性、より高い結晶化(固化)温度に
起因する迅速な硬化、より高い回復(特に高温で)、より良好な耐摩耗性、より高い収縮
力、ならびにより良好な油および充填剤の受け入れを有する。
本発明の共重合体はまた、固有の結晶化および分枝分布関係を示す。すなわち、本発明
の共重合体は、特に、同じモノマーおよびモノマーレベルを含むランダムコポリマーまた
は等価の総合密度でのポリマーの物理的ブレンド、例えば、高密度ポリマーと低密度コポ
リマーとのブレンドと比較して、CRYSTAFおよびDSCを用いて測定した融解熱の
関数として最高のピーク温度の間に比較的大きな差を有する。本発明の共重合体のこの固
有の特徴は、ポリマーの主鎖内のブロックにおけるコモノマーの独特の分布に起因すると
考えられる。詳細には、本発明の共重合体は、異なるコモノマー含量(ホモポリマーブロ
ックを含む)の交互のブロックを含んでもよい。本発明の共重合体はまた、異なる密度ま
たはコモノマー含量のポリマーブロックの数および/またはブロックサイズの分布を含ん
でもよく、これは、シュルツ−フローリー(Schultz-Flory)型の分布である。さらに、
本発明の共重合体はまた、固有のピーク融点および結晶化温度プロフィールを有し、これ
は実質的には、ポリマーの密度、弾性率(modulus)および形態とは独立している。好ま
しい実施形態では、ポリマーの微結晶性秩序は、特徴的な球晶およびラメラを示し、これ
は1.7未満、または1.5未満、1.3未満までのPDI値においてでさえ、ランダム
コポリマーまたはブロックコポリマーとは区別できる。
さらに、本発明の共重合体は、ブロッキネス(blockiness)の程度またはレベルに影響
する技術を用いて調製され得る。すなわち、コモノマーの量および各々のポリマーブロッ
クまたはセグメントの長さは、触媒および可逆的移動剤の比およびタイプ、ならびに重合
の温度および他の重合の変数を制御することによって変更され得る。この現象の驚くべき
利点は、ブロッキネスの程度が増大されるほど、得られたポリマーの光学的特性、引裂強
度および高温回復の特性が改善されるという発見である。詳細には、曇りは減少するが、
透明度、引裂強度および高温回復の特性は、ポリマーにおけるブロックの平均数の増大に
つれて増大する。所望の連鎖移送能力(高い可逆的移動(shuttling)速度、低レベルの
連鎖停止を伴う)を有する可逆的移動剤および触媒の組み合わせを選択することによって
、他の形態のポリマー停止は効率的に抑制される。従って、β水素化物脱離が、本発明の
実施形態によるエチレン/α−オレフィンコモノマー混合物の重合でほとんど観察されず
、そして得られた結晶ブロックは高度に、または実質的に完全に、線状であり、長鎖分枝
をほとんどまたはまったく保有しない。
高結晶性連鎖末端を有するポリマーは、本発明に実施形態によって選択的に調製され得
る。弾性用途では、非結晶性のブロックで終わるポリマーの相対量を減少させることによ
って、結晶性領域に対する分子間希薄化効果が減少される。この結果は、水素または他の
可逆的連鎖停止因子に対して適切な応答を有する可逆的連鎖移動剤および触媒を選択する
ことによって得ることができる。詳細には、高結晶性ポリマーを生成する触媒が、(例え
ば、より高いコモノマー組み込み、レジオ−エラー(regio-error)、またはアタクチッ
クポリマー形成によって)より少ない結晶性ポリマーセグメントを生成する原因となる触
媒よりも、(例えば、水素の使用により)連鎖停止を受けやすい場合には、高結晶性ポリ
マーセグメントが、そのポリマーの末端部分を優先的に占める。得られる末端基が結晶性
であるだけでなく、高結晶性のポリマー形成触媒部位は、停止の際にポリマー形成の再開
始にもう一度利用可能である。従って、最初に形成されたポリマーは、別の高結晶性のポ
リマーセグメントである。従って、得られたマルチブロックコポリマーの両方の末端は優
先的に高度に結晶性である。
本発明の実施形態で用いられるエチレンα−オレフィン共重合体は好ましくは、少なく
とも1つのC−C20α−オレフィンを有するエチレンの共重合体である。エチレンお
よびC−C20α−オレフィンのコポリマーが特に好ましい。この共重合体はさらに、
−C18ジオレフィンおよび/またはアルケニルベンゼンを含んでもよい。エチレン
との重合のために有用な適切な不飽和コモノマーとしては、例えば、エチレン性不飽和モ
ノマー、共役または非共役ジエン、ポリエン、アルケニルベンゼンなどが挙げられる。こ
のようなコモノマーの例としては、C−C20α−オレフィン、例えば、プロピレン、
イソブチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、
1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセンなどが挙げられる。1−ブテンお
よび1−オクテンが特に好ましい。他の適切なモノマーとしては、スチレン、ハロ−また
はアルキル−置換スチレン、ビニルベンゾシクロブタン、1,4−ヘキサジエン、1,7
−オクタジエン、およびナフテン類(naphthenics)(例えば、シクロペンテン、シクロ
ヘキセンおよびシクロオクテン)が挙げられる。
エチレン/α−オレフィン共重合体が好ましいポリマーであるが、他のエチレン/オレ
フィンポリマーも用いられ得る。本明細書において用いられるオレフィンとは、少なくと
も1つの炭素間二重結合を有する不飽和の炭化水素系化合物のファミリーをいう。触媒の
選択に依存して、オレフィンは、本発明の実施形態で用いられ得る。好ましくは、適切な
オレフィンは、ビニル不飽和を含むC−C20脂肪族および芳香族化合物、ならびに環
状化合物、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、ジシクロペンタジエン、およびノル
ボルネンであって、これには、限定はしないが、C−C20ヒドロカルビル基またはシ
クロヒドロカルビル基で5位および6位で置換されたノルボルネンが挙げられる。このよ
うなオレフィンの混合物、およびこのようなオレフィンとC−C40ジオレフィン化合
物との混合物も挙げられる。
オレフィンモノマーの例としては、限定はしないが、プロピレン、イソブチレン、1−
ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−
デセンおよび1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、
1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1
−ペンテン、4,6−ジメチル−1−ヘプテン、4−ビニルシクロヘキセン、ビニルシク
ロヘキセン、ノルボルナジエン、エチルイデンノルボルネン、シクロペンテン、シクロヘ
キセン、ジシクロペンタジエン、シクロオクテン、C−C40ジエンが挙げられ、これ
には限定はしないが、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエ
ン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン、他のC−C
40α−オレフィンなどが挙げられる。特定の実施形態では、α−オレフィンは、プロピ
レン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンまたはそれらの組み合わ
せである。ビニル基を含む任意の炭化水素が本発明の実施形態で用いられてもよいが、実
際的な問題、例えば、モノマーの有効性、コスト、および得られたポリマーから未反応の
モノマーを都合よく除去する能力は、このモノマーの分子量が大きくなり過ぎると、さら
に問題となり得る。
本明細書に記載される重合プロセスは、スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルス
チレン、t−ブチルスチレンなどのモノビニリデン芳香族モノマーを含むオレフィンポリ
マーの生成に十分適している。詳細には、エチレンおよびスチレンを含む共重合体は、本
明細書の教示に従うことによって調製され得る。必要に応じて、エチレン、スチレンおよ
びC−C20αオレフィンを含み、必要に応じてC−C20ジエンを含み、改善され
た特性を有するコポリマーが調製され得る。
適切な非共役ジエンモノマーは、6〜15個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖または環
状炭化水素ジエンであり得る。適切な非共役ジエンの例としては、限定はしないが、直鎖
非環式ジエン、例えば、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、1,7−オクタ
ジエン、1,9−デカジエン、分枝鎖非環式ジエン(例えば、5−メチル−1,4−ヘキ
サジエン;3,7−ジメチル−1,6−オクタジエン;3,7−ジメチル−1,7−オク
タジエンならびにジヒドロミリセンおよびジヒドロオシネンの混合異性体)、単環脂環式
ジエン(例えば、1,3−シクロペンタジエン;1,4−シクロヘキサジエン;1,5−
シクロオクタジエンおよび1,5−シクロドデカジエン)、ならびに多環脂環式縮合およ
び架橋環ジエン、例えば、テトラヒドロインデン、メチルテトラヒドロインデン、ジシク
ロペンタジエン、ビシクロ−(2,2,1)−ヘプタ−2,5−ジエン;アルケニルノル
ボルネン、アルキリデンノルボルネン、シクロアルケニルノルボルネンおよびシクロアル
キリデンノルボルネン(例えば、5−メチレン−2−ノルボルネン(MNB);5−プロ
ペニル−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、5−(4−シク
ロペンテニル)−2−ノルボルネン、5−シクロヘキシリデン−2−ノルボルネン、5−
ビニル−2−ノルボルネンおよびノルボルナジエン)が挙げられる。EPDMを調製する
ために代表的に用いられるジエンのうち、特に好ましいジエンは1,4−ヘキサジエン(
HD)、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)、5−ビニリデン−2−ノルボル
ネン(VNB)、5−メチレン−2−ノルボルネン(MNB)およびジシクロペンタジエ
ン(DCPD)である。特に好ましいジエンは、5−エチリデン−2−ノルボルネン(E
NB)および1,4−ヘキサジエン(HD)である。
本発明の実施形態に従って作製され得る所望のポリマーの1クラスは、エチレン、C
−C20α−オレフィン(特にプロピレン)および必要に応じて1またはそれ以上のジエ
ンモノマーのエラストマー系共重合体である。本発明の実施形態で用いるための好ましい
α−オレフィンは、式CH=CHRで示され、Rは、1〜12個の炭素原子の直鎖
状または分枝したアルキル基である。適切なα−オレフィンの例としては、限定はしない
が、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル
−1−ペンテンおよび1−オクテンが挙げられる。特に好ましいα−オレフィンは、プロ
ピレンである。プロピレン系ポリマーは一般に、当分野では、EPポリマーまたはEPD
Mポリマーと呼ばれる。このようなポリマーを調製する際に使用する適切なジエン、特に
マルチブロックEPDM型のポリマーとしては、4〜20個の炭素を含む、共役または非
共役の、直鎖または分枝鎖の、環状または多環式のジエンが挙げられる。好ましいジエン
としては、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、5−エチリデン−2−ノルボ
ルネン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエンおよび5−ブチリデン−2−ノルボ
ルネンが挙げられる。特に好ましいジエンは5−エチリデン−2−ノルボルネンである。
ジエン含有ポリマーは交互のセグメントまたはブロックであって、より大量もしくは少
量のジエン(なしも含む)およびα−オレフィン(なしも含む)を含むセグメントまたは
ブロックを含むので、ジエンおよびα−オレフィンの総量は、その後にポリマーの特性を
失うことなく軽減され得る。すなわち、ジエンおよびα−オレフィンのモノマーは、ポリ
マー全体にわたって均一でもまたはランダムに組み込まれるよりもむしろ、ポリマーのブ
ロックの1タイプに優先的に組み込まれるので、それらは、より効率的に利用され、そし
て引き続きこのポリマーの架橋密度は、さらに良好に制御され得る。このような架橋可能
な弾性および硬化した生成物は、より高い引張強度およびより良好な弾性回復率が挙げら
れる有利な特性を有する。
ある実施形態では、種々の量のコモノマーを組み込んでいる2つの触媒で作製された本
発明の共重合体は、それによって形成されたブロックの重量比95:5〜5:95を有す
る。所望の弾性ポリマーは、ポリマーの総重量に基づいて、20〜90パーセントのエチ
レン含量、0.1〜10パーセントのジエン含量、そして10〜80パーセントのα−オ
レフィン含量を有する。さらに好ましくは、マルチブロック弾性ポリマーは、ポリマーの
総重量に対して、60〜90パーセントのエチレン含量、0.1〜10パーセントのジエ
ン含量、そして10〜40パーセントのα−オレフィン含量を有する。好ましいポリマー
は、高分子量のポリマーであって、これは、10,000〜約2,500,000、好ま
しくは、20,000〜500,000、より好ましくは20,000〜350,000
という平均分子量(Mw)、および3.5未満、より好ましくは3.0未満という多分散
性、そして1〜250のムーニー粘度(ML(1+4)125℃)を有する高分子量ポリ
マーである。さらに好ましくは、このようなポリマーは、65〜75パーセントのエチレ
ン含量、0〜6パーセントのジエン含量、および20〜35パーセントのα−オレフィン
含量を有する。
エチレン/α−オレフィン共重合体は、そのポリマー構造中に少なくとも1つの官能基
を組み込むことによって官能化され得る。例示的な官能基としては、例えば、エチレン不
飽和単官能性および二官能性のカルボン酸、エチレン不飽和単官能性および二官能性のカ
ルボン酸無水物、その塩およびそのエステルが挙げられ得る。このような官能基は、エチ
レン/α−オレフィン共重合体にグラフトされてもよいし、またはこれは、エチレンおよ
び任意のさらなるコモノマーと共重合されて、エチレンの共重合体、官能コモノマーおよ
び必要に応じて他のコモノマー(単数または複数)を形成してもよい。ポリエチレンに官
能基をグラフトする手段は、例えば、それらの特許の開示がその全体が参照によって本明
細書に援用される、米国特許第4,762,890号、同第4,927,888号および
同第4,950,541号に記載される。特に有用な官能基の1つは、リンゴ酸無水物で
ある。
官能性共重合体に存在する官能基の量は、変化し得る。官能基は代表的には、少なくと
も約1.0重量パーセント、好ましくは少なくとも約5重量パーセント、そしてさらに好
ましくは少なくとも約7重量パーセントの量でコポリマー型官能化共重合体に存在し得る
。この官能基は代表的には、コポリマー型官能化共重合体中に、約40重量パーセント未
満、好ましくは約30重量パーセント未満、そして最も好ましくは約25重量パーセント
未満の量で存在する。
ブロックインデックスに関する追加説明
ランダムコポリマーは以下の関係を満たす。P.J. Flory, Trans. Faraday Soc, 51, 84
8 (1955)を参照されたい(この文献は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる
)。
Figure 2013144803
式(1)では、結晶性モノマーのモル分率Pが、コポリマーの融解温度Tおよび純粋
な結晶性ホモポリマーの融解温度T に関係付けられている。この式は、エチレンとオ
レフィンとのさまざまな均一分岐コポリマーについて図8に示す、ATREF溶出温度(
°K)の逆数の関数としてのエチレンのモル分率の自然対数の関係と似ている。
図8に例示するように、種々の均一分岐コポリマーに関するATREFピーク溶出温度
およびDSC融解温度に対するエチレンモル分率の関係は、フローリーの式に類似してい
る。同様に、ほぼ全てのランダムコポリマーおよびランダムコポリマー配合物の分取TR
EF画分も同様に、小さな分子量効果を除けばこの線上に収まる。
フローリーによれば、エチレンのモル分率Pが、あるエチレン単位がもう1つのエチレ
ン単位の前または後ろにあるという条件付き確率に等しければ、そのポリマーはランダム
である。これに対し、任意の2つのエチレン単位が連続して存在するという条件付き確率
がPより大きければ、そのコポリマーはブロックコポリマーである。条件付き確率がPよ
り小さいという残りの場合は、交互コポリマーになる。
ランダムコポリマーにおけるエチレンのモル分率は、主として、エチレンセグメントの
特異的分布(specific distribution)を決定し、およびその結晶化挙動は、所与の温度
における最小平衡結晶厚さ(minimum equilibrium crystal thickness)によって支配さ
れる。したがって、本発明のブロックコポリマーのコポリマー融解温度およびTREF結
晶化温度は、図8におけるランダム関係からの逸脱の大きさに関係付けられ、そのような
逸脱は、所与のTREF画分が、そのランダム等価コポリマー(またはランダム等価TR
EF画分)と比較して、どの程度「ブロック性(blocky)」であるかを定量化するための
有用な方法になる。「ブロック性」という用語は、特定のポリマー画分またはポリマーが
、重合されたモノマーまたはコモノマーのブロックを含む程度を指す。2つのランダム等
価物(random equivalents)があり、1つは一定温度に対応し、1つは一定エチレンモル
分率に対応する。これらはブロックインデックスの定義を図解した図9に示すように、直
角三角形の辺を形成する。
図9において、点(T,P)は分取TREF画分を表し、この場合ATREF溶出
温度TおよびNMRエチレンモル分率Pは測定値である。ポリマー全体のエチレンモ
ル分率PABもNMRによって測定される。エチレンコポリマーに関して、「ハードセグ
メント」の溶出温度およびモル分率(T,P)は、エチレンホモポリマーの値と推定
するか、またはエチレンホモポリマーの値に設定することができる。TAB値は、測定さ
れたPABに基づいて算出されるランダムコポリマー等価ATREF溶出温度に相当する
。測定されたATREF溶出温度Tから、対応するラムダムエチレンモル分率PX0
算出することができる。ブロックインデックスの二乗は、(P,T)三角形と(T
,PAB)三角形の面積の比と定義される。これらの直角三角形は相似であるから、面積
の比は、(T,PAB)および(T,P)からランダム線への距離の比を二乗した
ものでもある。さらに、これらの直角三角形の相似性は、対応する辺のどちらか一方の長
さの比を、面積の代わりに使用することができるということも意味する。
Figure 2013144803
最も完全なブロック分布は点(T,PAB)に単一の溶出画分を持つポリマー全体に
相当するであろうことに注意すべきである。なぜなら、そのようなポリマーは、「ハード
セグメント」へのエチレンセグメント分布を保ちつつ、利用可能なオクテンの全てを(お
そらくはソフトセグメント触媒によって生成するものにほぼ一致する区間に)含有するか
らである。ほとんどの場合、「ソフトセグメント」は、ATREF(または分取TREF
)では結晶化しない。
応用例および最終用途
本発明のエチレン/α−オレフィンブロック共重合体は、少なくとも1つのフィルム層
を包含する物体、例えば注型、吹込、圧延、または押出コーティングプロセスによって調
製される単層フィルムまたは多層フィルム中の少なくとも1層;成形品、例えば吹込成形
、射出成形、または回転成形品;押出品;繊維;および織布または不織布などといった実
用品を調製するために、さまざまな通常の熱可塑性プラスチック二次加工プロセスに使用
することができる。本発明のポリマーを含む熱可塑性組成物には、他の天然または合成ポ
リマー、添加剤、補強剤、耐発火性添加剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤、増量剤、架橋
剤、発泡剤、および可塑剤との配合物が含まれる。少なくとも一部に本発明の実施形態に
よる1またはそれ以上のポリマーを含む外面層を持つ多成分繊維(芯鞘繊維など)は特に
有用である。
本発明のポリマーまたは配合物から調製することができる繊維として、ステープルファ
イバー、タウ糸、多成分繊維、芯鞘繊維、撚糸、およびモノフィラメントが挙げられる。
好適な繊維形成プロセスとして、米国特許第4,430,563号、同第4,663,2
20号、同第4,668,566号、および同第4,322,027号に開示されているス
ピンボンデッド(spinbonded)、溶融吹込技術;米国特許第4,413,110号に開示
されているゲルスパン(gel spun)繊維、米国特許第3,485,706号に開示されて
いる織布および不織布、またはそのような繊維から作成される構造物、例えばポリエステ
ル、ナイロンまたは綿などの他の繊維との配合物、熱成形品、押出形材(異形押出物およ
び同時押出物を包含する)、圧延品、および引抜き、撚りまたはけん縮糸または繊維が挙
げられる。本明細書に記載する新しいポリマーは、ワイヤおよびケーブル被覆作業、なら
びに真空成形作業用のシート押出、および成形品の形成(射出成形、吹込成形プロセス、
または回転成形プロセスの使用を包含する)にも有用である。本オレフィンポリマーを含
む組成物は、ポリオレフィン加工技術分野の当業者に周知の通常のポリオレフィン加工技
術を使って、上述したような二次加工品に成形することもできる。
本発明のポリマーまたはそれを含む調合物(formulation)を使って、水性または非水
性の分散系も形成させることができる。本発明のポリマーを含むフロストフォーム(frot
hed foam)も2004年8月25日に出願され、WO2005/021622として公開
されたPCT出願第PCT/US2004/027593号に開示されているように形成
させることができる。本ポリマーは、任意の既知手段によって、例えばペルオキシド、電
子ビーム、シラン、アジド、または他の架橋技術の使用などによって、架橋することもで
きる。本ポリマーは、例えばグラフト(例えば無水マレイン酸(MAH)、シラン、また
は他のグラフト剤の使用によるもの)、ハロゲン化、アミノ化、スルホン化、または他の
化学修飾法などによって、化学的に修飾することもできる。
添加剤および補助剤(adjuvant)は、本発明のポリマーを含む任意の調合物に包含する
ことができる。好適な添加剤として、充填剤、例えば有機または無機粒子、例えば粘土、
タルク、二酸化チタン、ゼオライト、金属粉末、有機または無機繊維、例えば炭素繊維、
窒化ケイ素繊維、鋼線またはスチール網、およびナイロン索またはポリエステル索、ナノ
サイズ粒子、粘土など;粘着付与剤、エキステンダー油、例えばパラフィン系油またはナ
フテン系油(napthelenic oil);ならびに他の天然および合成ポリマー(本発明の実施
形態による他のポリマーを包含する)が挙げられる。
本発明の実施形態によるポリマーと配合するのに好適なポリマーとして、天然ポリマー
および合成ポリマーを包含する熱可塑性ポリマーおよび非熱可塑性ポリマーが挙げられる
。例示的な配合用ポリマーとして、ポリプロピレン(耐衝撃性改質用ポリプロピレン、ア
イソタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、およびランダムエチレン
/プロピレンコポリマー)、さまざまなタイプのポリエチレン、例えば高圧フリーラジカ
ルLDPE、チーグラー・ナッタLLDPE、メタロセンPE、例えばマルチプルリアク
ター(multiple reactor)PE(チーグラー・ナッタPEとメタロセンPEの「リアクタ
ー内(in reactor)」配合物、例えば米国特許第6,545,088号、同第6,538
,070号、同第6,566,446号、同第5,844,045号、同第5,869,
575号、および同第6,448,341号に開示されている製品)、エチレン−酢酸ビ
ニル(EVA)、エチレン/ビニルアルコールコポリマー、ポリスチレン、耐衝撃性改質
ポリスチレン、ABS、スチレン/ブタジエンブロックコポリマーおよびその水素化誘導
体(SBSおよびSEBS)、ならびに熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。均質ポリマ
ー、例えばオレフィンプラストマーおよびエラストマー、エチレンおよびプロピレン系コ
ポリマー(例えばThe Dow Chemical CompanyからVERSIFY
(商標)という商品名で入手することができるポリマー、およびExxonMobil
Chemical Companyから入手することができるVISTAMAXX(商標
)も、本発明のポリマーを含む配合物中の成分として有用である。
上述の製品に好適な最終用途として、弾性フィルムおよび弾性繊維;ソフトタッチ(so
ft touch)製品、例えば歯ブラシの柄および電化製品の取っ手;ガスケットおよび異形材
;接着剤(ホットメルト接着剤および感圧接着剤を包含する);履き物(靴底および靴裏
地を包含する);自動車内装部品および異形材;フォーム製品(連続気泡および独立気泡
の両方);他の熱可塑性ポリマー(例えば高密度ポリエチレン、アイソタクチックポリプ
ロピレン、または他のオレフィンポリマー)用の耐衝撃性改質剤;引布;ホース;管:ウ
ェザーストリップ;キャップライナー;床材;および潤滑剤用の粘度指数調整剤(流動点
調整剤ともいう)が挙げられる。
ある実施形態では、熱可塑性マトリックスポリマー、特にアイソタクチックポリプロピ
レンと、本発明の実施形態によるエチレンと共重合可能なコモノマーとの弾性マルチブロ
ックコポリマーとを含む熱可塑性組成物が、封入されたハードポリマーのドメインの周り
に「シェル」を形成するソフトブロックまたは弾性ブロックによって取り囲まれたコア状
のハードな結晶性または半結晶性ブロックを持つコアシェル型粒子を形成するという特異
な能力を持つ。これらの粒子は、溶融混合または溶融ブレンド中に生じる力によってマト
リックスポリマー内に形成され、分散される。この非常に望ましい形態は、相溶性のポリ
マー領域(例えばマトリックスと、マルチブロックコポリマーの高コモノマー含量弾性領
域と)が、熱力学的な力により、溶融体中で自己集合することを可能にするというマルチ
ブロックコポリマーの特異な物理的特性によってもたらされると考えられる。混合時の剪
断力が、エラストマーによって取り囲まれた、分離されたマトリックスポリマーの領域を
生成させると考えられる。凝固すると、これらの領域は、ポリマーマトリックスに包まれ
た封入されたエラストマー粒子になる。
特に望ましい配合物は、熱可塑性ポリオレフィン配合物(TPO)、熱可塑性エラスト
マー配合物(TPE)、熱可塑性加硫物(TPV)およびスチレン系ポリマー配合物であ
る。TPEおよびTPV配合物は、本発明のマルチブロックポリマー(その官能化誘導体
または不飽和誘導体を包含する)を、随意のゴム(通常のブロックコポリマー、特にSB
Sブロックコポリマーを包含する)、および任意で架橋剤または加硫剤と組み合わせるこ
とによって、調製することができる。TPO配合物は、一般に、本発明のマルチブロック
コポリマーをポリオレフィン、および任意で架橋剤または加硫剤と配合することによって
調製される。上述の配合物は、成形物を形成させ任意で得られた成形品を架橋する際に使
用することができる。異なる成分を使った同様の手法が、先に米国特許第6,797,7
79号に開示されている。
この応用例に好適な通常のブロックコポリマーは、望ましくは、10〜135、より好
ましくは25〜100、最も好ましくは30〜80の範囲のムーニー粘度(ML1+4@
100℃)を有する。好適なポリオレフィンとして、特に線状または低密度ポリエチレン
、ポリプロピレン(アタクチック、アイソタクチック、シンジオタクチックおよびその耐
衝撃性改質型を包含する)およびポリ(4−メチル−1−ペンテン)が挙げられる。好適
なスチレン系ポリマーとして、ポリスチレン、ゴム改質ポリスチレン(HIPS)、スチ
レン/アクリロニトリルコポリマー(SAN)、ゴム改質SAN(ABSまたはAES)
およびスチレン無水マレイン酸コポリマーが挙げられる。
配合物は、各成分をその成分の一方または両方の融点温度付近かそれを超える温度で混
合または混練することによって調製することができる。大半のマルチブロックコポリマー
では、この温度が130℃より高く、最も一般的には145℃より高く、最も好ましくは
150℃より高い。所望の温度に到達して混合物を溶融可塑化することができる典型的な
ポリマー混合または混練装置を使用することができる。これらには、ロール機、混練機、
押出機(一軸スクリューおよび二軸スクリューの両方)、バンバリーミキサー、カレンダ
ーなどがある。混合順序および方法は最終組成に依存しうる。バンバリーミキサーの後に
ミルミキサー、次に押出機というようにバンバリーバッチミキサーと連続混合機とを併用
することもできる。通例、TPEまたはTPV組成物は、TPO組成物と比較して架橋可
能ポリマー(典型的には不飽和を含有する通常のブロックコポリマー)の添加量が高い。
一般に、TPEおよびTPV組成物の場合、マルチブロックコポリマーに対するブロック
コポリマーの重量比は、約90:10〜10:90、より好ましくは80:20〜20:
80、最も好ましくは75:25〜25:75である。TPO応用例の場合、ポリオレフ
ィンに対するマルチブロックコポリマーの重量比は、約49:51〜約5:95、より好
ましくは35:65〜約10:90である。改質スチレン系ポリマー応用例の場合も、ポ
リオレフィンに対するマルチブロックコポリマーの重量比は、約49:51〜約5:95
、より好ましくは35:65〜約10:90である。これらの比は、さまざまな成分の粘
度比を変えることによって変化させることができる。配合物の構成要素の粘度比を変える
ことによって相連続性を変化させるための技術を例示している文献はかなりあり、当業者
はそれらを必要に応じて参照することができる。
配合組成物は、プロセス油、可塑剤、および加工助剤を含有することができる。特定の
ASTM名称を持つゴムプロセス油およびパラフィン系、ナフテン系または芳香族系プロ
セス油は全て使用に適している。一般に、100部の総ポリマーにつき0〜150部、よ
り好ましくは0〜100部、最も好ましくは0〜50部の油が使用される。さらに多量の
油は、得られる生成物の加工性をいくつかの物理的特性を犠牲にして改善することになり
がちである。さらなる加工助剤として、通常のワックス、脂肪酸塩、例えばステアリン酸
カルシウムまたはステアリン酸亜鉛、グリコールを包含する(多価)アルコール、グリコ
ールエーテルを包含する(多価)アルコールエーテル、(ポリ)グリコールエステルを包
含する(ポリ)エステル、およびその金属塩誘導体、特に1族もしくは2族金属または亜
鉛塩誘導体が挙げられる。
非水素化ゴム、例えば重合された形のブタジエンまたはイソプレンを含むもの(ブロッ
クコポリマーを包含する)(以下、ジエンゴムという)は、ほとんど飽和したゴムまたは
高度に飽和したゴムと比較して、UV、オゾン、および酸化に対する耐性が低い。高濃度
のジエン系ゴムを含有する組成物から作成されるタイヤなどの応用例では、ゴム安定性を
改善するために、抗オゾン添加剤および酸化防止剤と一緒にカーボンブラックを組み入れ
ることが知られている。不飽和のレベルが極めて低い本発明のマルチブロックコポリマー
は、特に、通常のジエンエラストマー改質ポリマー組成物から成形された物品に付着させ
た保護表面層(被膜、同時押出または積層)または耐侯性フィルムとして、応用すること
ができる。
通常のTPO、TPV、およびTPE応用例の場合、UV吸収特性および安定化特性に
はカーボンブラックが最適な添加剤である。カーボンブラックの代表例として、ASTM
N110、N121、N220、N231、N234、N242、N293、N299
、S315、N326、N330、M332、N339、N343、N347、N351
、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650
、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908
、N990およびN991が挙げられる。これらのカーボンブラックは、9〜145g/
kgのヨウ素吸収量および10〜150cm/100gの平均細孔容積を持つ。一般に
コストを検討し、許す限り粒径の小さいカーボンブラックが使用される。そのような応用
例の多くについて、本マルチブロックコポリマーおよびその配合物は、カーボンブラック
をほとんどまたは全く必要としないので、設計がかなり自由になり代替顔料を包含したり
、顔料を全く包含させないことができる。多色タイヤまたは乗り物の色に合ったタイヤは
、実現できることの1つである。
本発明の実施形態による熱可塑性配合物などの組成物は、通常のゴム化学者に知られて
いるオゾン劣化防止剤または酸化防止剤も含有してよい。オゾン劣化防止剤は物理的保護
剤、例えば表面に現われて、その部分を酸素またはオゾンから保護するワックス様の物質
であるか、酸素またはオゾンと反応する化学的保護剤であることができる。好適な化学的
保護剤として、スチレン化フェノール類、ブチル化オクチル化フェノール、ブチル化ジ(
ジメチルベンジル)フェノール、p−フェニレンジアミン類、p−クレゾールおよびジシ
クロペンタジエン(DCPD)のブチル化反応生成物、ポリフェノール系酸化防止剤、ヒ
ドロキノン誘導体、キノリン、ジフェニレン酸化防止剤、チオエステル酸化防止剤、およ
びそれらの配合物が挙げられる。そのような製品の代表的な商品名をいくつか挙げると、
Wingstay(商標)S酸化防止剤、Polystay(商標)100酸化防止剤、
Polystay(商標)100AZ酸化防止剤、Polystay(商標)200酸化
防止剤、Wingstay(商標)L酸化防止剤、Wingstay(商標)LHLS酸
化防止剤、Wingstay(商標)K酸化防止剤、Wingstay(商標)29酸化
防止剤、Wingstay(商標)SN−1酸化防止剤、およびIrganox(商標)
酸化防止剤などがある。ある応用例では、使用される酸化防止剤およびオゾン劣化防止剤
が、好ましくは、非汚染性かつ無移行性である。
UV照射に対するさらなる安定性を付与するために、ヒンダードアミン系光安定剤(H
ALS)およびUV吸収剤を使用してもよい。好適な例として、Ciba Specia
lty Chemicalsから入手することのできるTinuvin(商標)123、
Tinuvin(商標)144、Tinuvin(商標)622、Tinuvin(商標
)765、Tinuvin(商標)770、およびTinuvin(商標)780、なら
びにCytex Plastics(米国テキサス州ヒューストン)から入手することの
できるChemisorb(商標)T944が挙げられる。優れた表面品質を達成するた
めに、米国特許第6,051,681号に開示されているように、HALS化合物と共に
、さらにルイス酸を包含してもよい。
ある組成物については、追加の混合プロセスを用いることにより、酸化防止剤、オゾン
劣化防止剤、カーボンブラック、UV吸収剤、および/または光安定剤を前もって分散し
てマスターバッチを形成させ、次にそこからポリマー配合物を形成させてもよい。
ここで使用するのに好適な架橋剤(硬化剤または加硫剤ともいう)として、硫黄系化合
物、ペルオキシド系化合物、またはフェノール系化合物が挙げられる。上述した物質の例
は、米国特許第3,758,643号、同第3,806,558号、同第5,051,4
78号、同第4,104,210号、同第4,130,535号、同第4,202,80
1号、同第4,271,049号、同第4,340,684号、同第4,250,273
号、同第4,927,882号、同第4,311,628号および同第5,248,72
9号などの文献に見出される。
硫黄系硬化剤を使用する場合は、促進剤および硬化活性化剤も同様に使用することがで
きる。促進剤は動的加硫に必要な時間および/または温度を制御し、結果として生じる架
橋品の特性を改善するために用いられる。ある実施形態では、単一の促進剤または一次促
進剤を使用する。一次促進剤は、総組成物重量に基づいて、約0.5〜約4、好ましくは
約0.8〜約1.5phrの総量で使用することができる。もう1つの実施形態では、活
性化すると共に硬化品の特性を改善するために、一次促進剤と二次促進剤とを併用し、そ
の際、二次促進剤の方を少量に、例えば約0.05〜約3phrの量で使用しても良い。
促進剤の組み合わせは、一般に、単一の促進剤を使って製造された物品よりも多少優れた
特性を持つ物品をもたらす。また、普通の加工温度による影響は受けないが、通常の加硫
温度では十分な硬化をもたらす遅延作用性促進剤を使用することもできる。また、加硫遅
延剤を使用してもよい。本発明において使用することのできる促進剤の好適なタイプは、
アミン類、ジスルフィド類、グアニジン類、チオ尿素類、チアゾール類、チウラム類、ス
ルフェンアミド類、ジチオカルバメート類、およびキサンテート類である。好ましくは、
一次促進剤はスルフェンアミドである。二次促進剤を使用する場合、二次促進剤は、好ま
しくは、グアニジン、ジチオカルバメートまたはチウラム化合物である。特定の加工助剤
および硬化活性化剤、例えばステアリン酸およびZnOなども使用することができる。ペ
ルオキシド系硬化剤を使用する場合は、それと組み合わせて補助活性化剤または助剤(co
agent)を使用してもよい。好適な助剤として、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTMA)、トリ
アリルシアヌレート(TAC)、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)などが挙げら
れる。部分または完全動的加硫に用いられるペルオキシド架橋剤および随意の助剤の使用
は当技術分野では知られており、例えば刊行物「Peroxide Vulcanization of Elastomer
」Vol.74, No 3, July-August 2001に開示されている。
マルチブロックコポリマー含有組成物を少なくとも部分的に架橋する場合、架橋度は組
成物を溶媒中に特定の時間溶解し、ゲルパーセントまたは抽出不能成分パーセントを算出
することによって測定することができる。ゲルパーセントは、通常、架橋レベルの増加と
共に増加する。本発明の実施形態による硬化品の場合、ゲル含量パーセントは、望ましく
は、5〜100パーセントの範囲にある。
本発明の実施形態によるマルチブロックコポリマーおよびその配合物は、先行技術の組
成物と比較して改善された加工性を有し、それは溶融粘度が低いせいであると考えられる
。したがって本組成物または配合物は、成形品または押出品に成形した場合には特に、改
善された外観を示す。それと同時に、本組成物およびその配合物は、他に類を見ないほど
改善された溶融強度特性を有し、それゆえに、本マルチブロックコポリマーおよびその配
合物、特にTPO配合物は、溶融強度が現在不十分であるフォームおよび熱成形応用例に
有効に使用することができる。
本発明の実施形態による熱可塑性組成物は、有機もしくは無機充填剤または他の添加剤
、例えばデンプン、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ポリマー繊維(ナイロン、レ
ーヨン、綿、ポリエステル、およびポリアラミドを包含する)、金属繊維、フレークまた
は粒子、膨潤性層状ケイ酸塩、リン酸塩または炭酸塩、例えば粘土、雲母、シリカ、アル
ミナ、アルミノケイ酸塩もしくはアルミノリン酸塩、カーボンウィスカー、炭素繊維、ナ
ノチューブを包含するナノ粒子、ケイ灰石、グラファイト、ゼオライト、およびセラミッ
クス、例えば炭化ケイ素、窒化ケイ素、またはチタニアも含有することができる。より良
い充填材結合のために、シラン系カップリング剤または他のカップリング剤も使用するこ
とができる。
本発明の実施形態による熱可塑性組成物(上述の配合物を包含する)は、通常の成形技
術、例えば射出成形、押出成形、熱成形、スラッシュ成形、オーバーモールディング、イ
ンサート成形、吹込成形、および他の技術によって加工することができる。フィルム(多
層フィルムを包含する)は、注型または幅出しプロセス(インフレーションフィルムプロ
セスを包含する)によって製造することができる。
上記に加えて、本ブロックエチレン/α−オレフィン共重合体は、以下の米国仮出願に
記述されている方法で使用することもでき、それら仮出願およびその継続出願、分割出願
および一部継続出願の開示は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる:
1)「Impact-Modification of Thermoplastics with Ethylene/α-Olefins」米国特許出
願第60/717,928号(2005年9月16日出願);
2)「Three Dimensional Random Looped Structures Made from Interpolymers of Ethy
lene/α-Olefins and Uses Thereof」米国特許出願第60/718,130号(2005
年9月16日出願);
3)「Polymer Blends from Interpolymer of Ethylene/α-Olefin」米国特許出願第60
/717,825号(2005年9月16日出願);
4)「Viscosity Index Improver for Lubricant Compositions」米国特許出願第60/
718,129号(2005年9月16日出願);
5)「Fibers Made from Copolymers of Ethylene/α-Olefins」米国特許出願第60/7
18,197号(2005年9月16日出願);
6)「Fibers Made from Copolymers of Propylene/α-Olefins」米国特許出願第60/
717,863号(2005年9月16日出願);
7)「Adhesive and Marking Compositions Made from Interpolymers of Ethylene/α-
Olefins」米国特許出願第60/718,000号(2005年9月16日出願);
8)「Compositions of Ethylene/α-Olefin Multi-Block Interpolymers Suitable For
Films」米国特許出願第60/718,198号(2005年9月16日出願);
9)「Rheology Modification of Interpolymers of Ethylene/α-Olefins and Articles
Made Therefrom」米国特許出願第60/718,036号(2005年9月16日出願
);
10)「Soft Foams Made From Interpolymers of Ethylene/α-Olefins」米国特許出願
第60/717,893号(2005年9月16日出願);
11)「Low Molecular Weight Ethylene/α-Olefin Interpolymer as Base Lubricant O
il」米国特許出願第60/717,875号(2005年9月16日出願);
12)「Foams Made From Interpolymers of Ethylene/α-Olefins」米国特許出願第60
/717,860号(2005年9月16日出願);
13)「Compositions of Ethylene/α-Olefin Multi-Block Interpolymer For Blown Fi
lms with High Hot Tack」米国特許出願第60/717,982号(2005年9月16
日出願);
14)「Cap Liners, Closures and Gaskets From Multi-Block Polymers」米国特許出願
第60/717,824号(2005年9月16日出願);
15)「Polymer Blends From Interpolymers of Ethylene/α-Olefins」米国特許出願第
60/718,245号(2005年9月16日出願);
16)「Anti-Blocking Compositions Comprising Interpolymers of Ethylene/α-Olefi
ns」米国特許出願第60/717,588号(2005年9月16日出願);
17)「Interpolymers of Ethylene/α-Olefins Blends and Profiles and Gaskets Mad
e Therefrom」米国特許出願第60/718,165号(2005年9月16日出願);
18)「Filled Polymer Compositions Made from Interpolymers of Ethylene/α-Olefi
ns and Uses Thereof」米国特許出願第60/717,587号(2005年9月16日
出願);
19)「Compositions Of Ethylene/α-Olefin Multi-Block Interpolymer For Elastic
Films and Laminates」米国特許出願第60/718,081号(2005年9月16日
出願);
20)「Thermoplastic Vulcanizate Comprising Interpolymers of Ethylene/α-Olefin
s」米国特許出願第60/718,186号(2005年9月16日出願);
21)「Multi-Layer, Elastic Articles」米国特許出願第60/754,087号(2
005年12月27日出願);および
22)「Functionalized Olefin Interpolymers, Compositions and Articles Prepared
Therefrom, and Methods for Making the Same」米国特許出願第60/718,184号
(2005年9月16日出願)。

実施例
本発明のポリマーの合成を例示するために以下の実施例を記載する。いくつかの既存ポ
リマーと特定の比較を行う。本実施例は、本発明の実施形態を例示するために記載するの
であって、ここに説明する特定の実施形態に本発明を限定しようとするものではない。別
段の表示がない限り、割合および百分率は全て重量による。数値は全て概数である。数値
範囲を記載した場合、明記した範囲外の実施形態であっても本発明の範囲に含まれる可能
性はあると理解すべきである。各実施例で述べる具体的詳細を、本発明に欠かすことので
きない特徴であるとみなしてはならない。
試験方法
以下の実施例では、以下の分析技術が使用される:
サンプル1〜4およびA〜CについてGPC法
160℃に設定された加熱針を装備した自動化液体処理ロボットを用いて、各々の乾燥
ポリマーサンプルに対して300ppmのIonolで安定化した十分な1,2,4−ト
リクロロベンゼンを添加して、30mg/mLという最終濃度を得る。小さいガラス撹拌
ロッドを各々のチューブに入れて、そのサンプルを、250rpmで回転する加熱式旋回
シェーカーを用いて160℃で2時間加熱する。次いで濃縮されたポリマー溶液を、自動
化液体処理ロボットおよび160℃に設定された加熱針を用いて1mg/mlに希釈する
Symyx Rapid GPCシステムを用いて各々のサンプルについての分子量デ
ータを決定する。2.0ml/分の流量に設定したGilson 350ポンプを用いて
、直列に配置され、160℃に加熱された3つのPlgel10マイクロメーター(μm
)MixedB300mm×7.5mmカラムを通して300ppmのIonolで安定
化させヘリウムでパージした1,2−ジクロロベンゼンを移動相としてポンプで送る。エ
バポレーターを250℃に設定し、ネブライザーを165℃に設定し、および窒素流量を
60〜80psi(400〜600kPa)Nの圧で1.8SLMに設定したPoly
mer Labs ELS 1000 Detectorを用いる。ポリマーサンプルを
160℃に加熱して、各々のサンプルを、液体処理ロボットおよび加熱ニードルを用いて
250μlのループに注入した。2つの切り替えループおよび重複注入を用いるポリマー
サンプルの連続的分析を用いる。このサンプルデータを収集して、Symyx Epoc
h(商標)ソフトウェアを用いて分析する。ピークを手技的に積分するが、報告された分
子量情報は、ポリスチレン標準検量線に対して未補正である。
標準的なCRYSTAF方法
分枝分布は、PolymerChar,Valencia,Spainから市販されて
いるCRYSTAF 200ユニットを用いて結晶分析分画(crystallization analysis
fractionation:CRYSTAF)によって決定する。このサンプルは、160℃で1,2,4
トリクロロベンゼン(0.66mg/mL)に1時間溶解させ、そして95℃で45分間安
定化させる。サンプリング温度は、0.2℃/分の冷却速度で95〜30℃におよぶ。赤
外線検出器を用いて、ポリマー溶液の濃度を測定する。累積溶解濃度は、温度の低下と同
時にポリマーが結晶化する間に測定する。累積されたプロフィールの分析導関数は、その
ポリマーの短鎖分枝分布を反映する。
CRYSTAFのピーク温度および面積は、CRYSTAFソフトウェア(Versi
on 2001.b,PolymerChar,Valencia,Spain)に含ま
れるピーク分析モジュールによって特定される。CRYSTAFピーク検出ルーチン(fi
nding routine)は、ピーク温度をdW/dT曲線の最大値として特定し、そしてこの微
分曲線におけるその特定したピークの片側の正の最大変曲間の面積を特定する。CRYS
TAF曲線を算出するために、好ましい処理パラメーターは、70℃の温度限界を有し、
ならびにその温度限界より上では0.1の、およびその温度限界より下では0.3の平滑
化パラメーターを有するものである。
DSC標準法(サンプル1〜4およびA〜Cを除く)
示差走査熱量測定法の結果は、RCS冷却アクセサリおよびオートサンプラーを装備し
たTAIモデルQ1000 DSCを用いて決定する。50ml/分という窒素パージガ
ス流を用いる。このサンプルを、薄膜にプレスして、約175℃でプレス内で溶融し、次
いで室温(25℃)まで空冷する。次いで3〜10mgの物質を6mmの直径のディスク
に切断し、正確に秤量し、軽量アルミのパンに入れ(約50mg)、次いで圧着する。サ
ンプルの熱挙動は、以下の温度プロフィールで検討する。このサンプルを180℃まで急
速に加熱して、3分間恒温に保持して、以前の熱履歴を除く。次いで、このサンプルを1
0℃/分の冷却速度で−40℃まで冷却し、−40℃で3分間保持する。次いで、このサ
ンプルを10℃/分の加熱速度で150℃まで加熱する。その冷却および第二の加熱曲線
を記録する。
DSC融解ピークは、−30℃と融解終点との間にひいた直線のベースラインに関する
熱流量(W/g)における最大として測定される。融解熱は直線のベースラインを用いて
−30℃と融解終点との間の融解曲線の下の面積として測定される。
DSCの較正は以下のように行う。まず、アルミニウムDSCパンにサンプルを何も入
れずに−90℃からDSCを行うことによってベースラインを得る。次に、7ミリグラム
の新鮮インジウムサンプルについて、サンプルを180℃まで加熱し、そのサンプルを1
0℃/分の冷却速度で140℃まで冷却した後、サンプルを140℃で恒温に1分間保ち
、次にサンプルを140℃から180℃に毎分10℃の加熱速度で加熱することによって
分析を行う。インジウムサンプルの融解熱および融解開始温度を決定し、融解開始温度に
ついては156.6℃から0.5℃以内であること、および融解熱については28.71
J/gから0.5J/g以内であることを確認した。次に、脱イオン水について、DSC
パン中の新鮮サンプルの小滴を25℃から−30℃まで毎分10℃の冷却速度で冷却する
ことによって分析を行う。サンプルを−30℃で恒温に2分間保ち、毎分10℃の加熱速
度で30℃まで加熱する。融解開始温度を決定し、0℃から0.5℃以内であることを確
認する。
GPC法(サンプル1〜4およびA〜Cを除く)
このゲル浸透クロマトグラフィーシステムは、Polymer Laboratori
es Model PL−210またはPolymer Laboratories M
odel PL−220のいずれかの装置から構成される。このカラムおよびカルーセル
の区画は、140℃で操作される。3つのPolymer Laboratories
10ミクロン Mixed−Bカラムを用いる。この溶媒は、1,2,4トリクロロベン
ゼンである。サンプルは、200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有
する50ミリリットルの溶媒中に0.1グラムというポリマー濃度で調製する。サンプル
は、160℃で2時間、軽く撹拌することによって調製する。用いられる注入容積は、1
00μlであり、そして流量は1.0ml/分である。
GPCカラムセットの較正は、個々の分子量の間の少なくとも10の隔たりがある6つ
の「カクテル(cocktail)」混合物で準備した、580〜8,400,000におよぶ分
子量を有する、21個の狭い分子量分布のポリスチレン標準物質で行われる。この標準物
質は、Polymer Laboratories(Shropshire,UK)から
購入する。ポリスチレン標準物質は、分子量1,000,000以上については、50ミ
リリットルの溶媒中に0.025グラムで、そして分子量1,000,000未満につい
ては50ミリリットル中に0.05グラムで調製する。このポリスチレン標準物質は、穏
やかに撹拌しながら80℃で30分間溶解する。狭い標準物質混合物を最初にランし、そ
して分解を最小にするために最も高い分子量の成分から低いものへと順番にランする。ポ
リスチレン標準物質ピーク分子量を、以下の式を用いてポリスチレン分子量に変換する(
Williams and Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Let.,6,621(1968)に記載のとおり):Mポリエ
チレン=0.431(Mポリスチレン)。
ポリエチレン等量分子量の計算は、Viscotek TriSECソフトウェアのV
ersion3.0を用いて行う。
圧縮永久ひずみ
圧縮永久ひずみは、ASTMD395に従って測定する。このサンプルは、総厚みが1
2.7mmに達するまで、3.2mm、2.0mmおよび0.25mmという厚みの25
.4mmの直径の丸いディスクを重ねることによって調製する。このディスクは、以下の
条件下においてホットプレスで成形した12.7cm×12.7cmの圧縮成形プラック
から切り出す:190℃で3分間ゼロ圧、続いて190℃で2分間86MPa、続いてプ
レス内部で冷水を流しながら86MPaで冷却。
密度
密度測定のためのサンプルは、ASTMD1928に従って調製する。測定は、AST
MD792、方法Bを用いて1時間内のサンプルプレスで行う。
屈曲/割線弾性率/貯蔵弾性率
サンプルは、ASTMD1928を用いて圧縮成形する。曲げ弾性率および2%の割線
弾性率を、ASTM D−790に従って測定する。貯蔵弾性率はASTM D5026
−01または等価な技術に従って測定する。
光学的特性
0.4mmの厚みのフィルムを、ホットプレス(Carver Model#4095
−4PR1001R)を用いて圧縮成形する。このペレットは、ポリテトラフルオロエチ
レンシートの間に置いて、190℃で55psi(380kPa)で3分間、続いて1.
3MPaで3分間、次いで2.6MPaで3分間加熱する。次いで、このフィルムを、1
.3Mpaで1分間、冷水を流しながらプレス中で冷却する。この圧縮成形フィルムを、
光学測定、引張挙動、回復および応力緩和のために用いる。
透明度は、ASTMD1746で特定されたようにBYK Gardner Haze
−gardを用いて測定する。
45°光沢(gloss)は、ASTM D−2457に特定されたように、BYK Ga
rdner Glossmeter Microgloss45°を用いて測定する。
内部の曇り(internal haze)は、ASTMD1003手順Aに基づいてBYK Ga
rdner Haze−gardを用いて測定する。鉱油をこのフィルムの表面に塗布し
て、表面のスクラッチを除去する。
機械的特性−引張、ヒステリシス(履歴現象)および引裂
短軸引張における応力−ひずみ挙動を、ASTMD1708微小引張試験片(microten
sile specimens)を用いて測定する。サンプルは、21℃で1分あたり500%でIns
tronを用いて延伸する。引張強度および破断点伸度は、5つの試験片の平均から報告
される。
100%および300%のヒステリシスは、Instron(商標)装置でASTMD
1708微小引張試験片を用いて100%ひずみおよび300%ひずみまでの循環荷重か
ら決定される。サンプルに、21℃で3サイクル、1分あたり267%で荷重を負荷し、
除荷する。300%および80℃でのサイクル実験は、環境チャンバを用いて行う。80
℃の実験では、サンプルは、試験の前に試験温度で45分間、平衡化させる。21℃、3
00%ひずみのサイクル実験では、第一の除荷のサイクルからの150%のひずみでの収
縮性応力を記録する。全ての実験についての回復パーセントは、荷重がベースラインに戻
るひずみを用いて第一の除荷サイクルから算出する。回復パーセントは以下に規定される

回復%=(ε−ε)/ε×100
ここでεは、循環荷重に対してとったひずみであり、εは、1回目の除荷サイクル
の間に荷重がベースラインに戻る場合のひずみである。
応力緩和は、環境チャンバを装備したInstron(商標)装置を用いて、50%の
ひずみおよび37℃で12時間、測定する。ゲージの形状は76mm×25mm×0.4
mmであった。環境チャンバ中で37℃で45分間の平衡させた後、サンプルを1分あた
り333%で50%ひずみまで延伸した。応力は、時間の関数として12時間記録した。
12時間後の応力緩和パーセントは式:
応力緩和%=(L−L12)/L×100
を用いて算出した。
ここでLは、0時点での50%ひずみの荷重であり、そしてL12は、12時間後時
点の50%ひずみの荷重である。
引張ノッチ付引裂実験(tensile notched tear experiments)は、Instron(商
標)装置を用いて0.88g/cc以下の密度を有するサンプルで行う。この形状は、7
6mm×13mm×0.4mmのゲージ部分からなり、このサンプルにはその試験片の長
さの半分の位置に2mmの切込みが入っている。そのサンプルが壊れるまで、21℃で1
分あたり508mmで延伸させる。この引裂エネルギーは、最大荷重でのひずみまでの応
力−伸長曲線下面積として算出する。少なくとも3つの試験片の平均が報告される。
TMA
熱機械的分析(Thermal Mechanical Analysis)(針入温度)は、180℃および10
MPa成形圧で5分間形成され、次いで風で急速冷却された、30mm直径×3.3mm
厚みの圧縮成形ディスクで行う。用いた装置は、Perkin−Elmerから入手可能
なブランド、TMA7である。この試験では、1.5mmの半径の先端を有するプローブ
(P/N N519−0416)を、1Nの力を用いてサンプルディスクの表面に適用す
る。その温度を25℃から1分あたり5℃上昇させる。このプローブ針入距離は、温度の
関数として測定される。このプローブがサンプルに1mm針入した時、実験が終わる。
DMA
動的機械分析(Dynamic Mechanical Analysis)(DMA)は、180℃で10MPaの圧
力で5分間、ホットプレス中において成形され、次いで1分あたり90℃でこのプレス中
で水冷された圧縮成形ディスクで測定する。試験は、ねじり試験のための二重カンチレバ
ー固定具を装備したARES制御ひずみレオメーター(TA instrument)を
用いて行う。
1.5mmのプラックをプレスして、32×12mmの寸法のバーに切断する。そのサ
ンプルを10mm(グリップ間隔ΔL)ずつ隔てた固定具の間において両端でクランプし
て、−100℃〜200℃の逐次的温度段階(1段階あたり5℃)に供する。各々の温度
でねじり弾性率G’を、10rad/sの角周波数で測定し、このひずみ振幅は、トルク
が十分であること、そして測定値が直線状態のままあることを保証するために0.1パー
セント〜4パーセントの間で維持される。
10gという最初の静止力を維持して(自動引っ張り方式)、熱膨張が生じる時のサン
プル中のゆるみを防ぐ。結果として、グリップ間隔ΔLは、温度とともに、特に、ポリマ
ーサンプルの融点または軟化点より上で、増大する。試験は、最大温度か、または固定具
の間の隙間が65mmに達した時に終わる。
メルトインデックス
メルトインデックスIは、ASTM D1238,条件190℃/2.16kgに従
って測定する。メルトインデックスI10はまた、ASTM D1238、条件190℃
/10kgに従って測定する。
ATREF
分析的昇温溶離分画(analytical temperature rising elution fractionation)(A
TREF)分析を、その全体が参照によって本明細書に援用される、米国特許第4,79
8,081号およびWilde,L.;Ryle,T.R.;Knobeloch,D.C.;Peat,I.R.;Determination of B
ranching Distributions in Polyethylene and Ethylene Copolymer,J.Polym.Sci.,20,44
1〜455(1982)に記載された方法に従って行う。分析されるべき組成物を、トリクロロベン
ゼンに溶解して、1分あたり0.1℃の冷却速度で20℃までゆっくり温度を下げること
によって、不活性支持体(ステンレス鋼ショット)を含むカラム中で結晶させる。このカ
ラムには、赤外線検出器が装備されている。次いで、1分あたり1.5℃の速度で20か
ら120℃へ溶離溶媒(トリクロロベンゼン)の温度をゆっくり上昇させることによりカ
ラムから結晶化ポリマーサンプルを溶離することによって、ATREFのクロマトグラフ
ィー曲線を作成する。
13C NMR分析
サンプルを、10mmのNMRチューブ中で0.4gのサンプルに対してテトラクロロ
エタン−d/オルトジクロロベンゼンの50/50の混合物の約3gを添加することに
よって調製する。そのサンプルを、このチューブおよびその内容物を150℃に加熱する
ことによって溶解して、均質化する。100.5MHzという13Cの共鳴周波数に相当
する、JEOL ECLIPSE(商標)400MHz分光計、またはVarian U
nity PLUS(商標)400MHz分光計を用いてデータを収集する。そのデータ
を、6秒のパルス繰り返し時間遅延により1データ・ファイルについて4000の減衰シ
グナルを用いて得る。定量的分析のための最小のシグナル対ノイズ比を達成するために、
複数のデータファイルを一緒に加える。スペクトルの幅は25,000Hzであり、最小
のファイルサイズは32Kのデータ・ポイントである。このサンプルは、10mmの広帯
域プローブ中で130℃で分析する。コモノマーの取り込みは、Randallのトライアッド
法(Randall,J.C.;JMS-Rev.Macromol.Chem.Phys.,C29,201-317(1989)を用いて決定される
TREFによるポリマー分別(分取TREFとも呼ばれている)
大規模なTREF分画は、160℃で4時間撹拌することによって2リットルの1,2
,4−トリクロロベンゼン(TCB)中に15〜20gのポリマーを溶解することによっ
て行う。このポリマー溶液は、30−40メッシュ(600〜425μm)球状の、技術
的品質のガラスビーズ(Potters Industries,HC30 Box20
,Brownwood,TX,76801から入手可能)およびステンレス鋼、0.02
8”(0.7mm)の直径のカット・ワイア・ショット(Pellets,Inc.63
Industrial Drive,North Tonawanda,NY,141
20から入手可能)の60:40(v:v)混合物をパックした3インチ×4フィート(
7.6cm×12cm)のスチール・カラム上に15psig(100kPa)窒素によ
って圧入する。このカラムを、160℃に最初に設定した、熱制御されたオイルジャケッ
トに浸す。このカラムを125℃に弾道的に最初に冷却し、次いで1分あたり0.04℃
で20℃までゆっくり冷却して、1時間保持する。温度を1分あたり0.167℃で上昇
させながら、新鮮なTCBを1分あたり約65mlで導入する。
分取TREFカラムからの約2000mL分の溶離液を、16のステーションの加熱さ
れたフラクションコレクターに収集する。このポリマーを、約50〜100mlのポリマ
ー溶液が残るまで、ロータリーエバポレーターを用いて各々の画分中で濃縮させる。この
濃縮溶液を、一晩静置させて、その後に、過剰のメタノールを添加し、濾過して、洗浄す
る(最終の洗浄を含む約300〜500mlのメタノール)。濾過工程を、5.0μmの
ポリテトラフルオロエチレンコーティング濾紙(Osmonics Inc.から入手可
能、カタログ番号Z50WP04750)を用いて、3位置の真空利用濾過ステーション
で行う。濾過された画分を、60℃で真空オーブン中において一晩乾燥させて、さらなる
試験の前に化学天秤で秤量する。この方法に関する追加情報は、Wilde, L.; Ryle, T.R.;
Knobeloch, D.C.; Peat, I.R.「Determination of Branching Distributions in Polyet
hylene and Ethylene Copolymers」J. Polym. Sci., 20, 441-455 (1982)に教示されてい
る。
溶融強度
溶融強度(MS)を、2.1mmの直径、約45度の入口角を有する20:1のダイと
適合されたキャピラリー・レオメータを用いることによって測定する。190℃で10分
間サンプルを平衡化した後、このピストンを1分あたり1インチ(2.54cm/分)の
速度で動かす。標準試験温度は190℃である。サンプルを2.4mm/秒の加速を有
するダイの100mm下に配置される1セットの加速ニップに一軸に圧伸する。必要な張
力を、ニップ・ロールの巻き取り速度の関数として記録する。試験の間に到達する最大張
力が、溶融強度として規定される。引取共振を示すポリマー溶融の場合、引取共振の発生
の前の張力を溶融強度とした。溶融強度は、センチニュートン(centiNewton)(「cN
」)で記録される。
触媒
「一晩」という用語を用いる場合、約16〜18時間の時間をいい、「室温」とは、2
0〜25℃の温度をいい、そして「混合アルカン」という用語は、ExxonMobil
Chemical Companyから、IsoparE(登録商標)という商品名で
利用可能なC6−9脂肪族炭化水素の商業的に得られる混合物を指す。本明細書において
化合物の名称がその構造図に従わない場合には、構造図が優先するものとする。全ての金
属錯体の合成および全てのスクリーニング実験の準備を、ドライ・ボックス技術を用いて
乾燥窒素雰囲気で行った。用いた全ての溶媒は、HPLC等級であって、その使用前に乾
燥させた。
MMAOとは、Akzo−Noble Corporationから市販されている、
修飾メチルアルモキサン、トリイソブチルアルミニウム修飾メチルアルモキサンをいう。
触媒(B1)の調製は、以下のとおり行う。
a)(1−メチルエチル)(2−ヒドロキシ−3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)メ
チルイミンの調製
3,5−ジ−t−ブチルサリチルアルデヒド(3.00g)を10mLのイソプロピル
アミンに添加する。この溶液は急速に鮮黄色に変わる。周囲温度での3時間の撹拌後、揮
発性物質を減圧下で除去して、鮮黄色の結晶性固体を得る(97パーセント収率)。
b)1,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチルフェニレン)(1−(N−(1−メチル
エチル)イミノ)メチル)(2−オキソイル)ジルコニウムジベンジルの調製
(1−メチルエチル)(2−ヒドロキシ−3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)イミン
(605mg、2.2ミリモル)を5mLのトルエンに含有する溶液を、50mLのトル
エンにZr(CHPh)(500mg、1.1mmol)を含む溶液にゆっくり添加
する。得られた濃黄色の溶液を30分間撹拌する。溶媒を減圧下で除去して、所望の生成
物を赤褐色固体として得る。
触媒(B2)の調製は以下のとおり行う。
a)(1−(2−メチルシクロヘキシル)エチル)(2−オキソイル−3,5−ジ(t
−ブチル)フェニル)イミンの調製
2−メチルシクロヘキシルアミン(8.44mL、64.0mmol)をメタノール(
90mL)に溶解して、ジ−t−ブチルサリチルアルデヒド(10.00g、42.67
mmol)を添加する。その反応混合物を3時間撹拌し、次いで−25℃で12時間冷却
する。得られた黄色固体沈殿物を濾過によって収集して、冷メタノール(2×15mL)
で洗浄し、次いで、減圧下で乾燥させる。収量は、11.17gの黄色固体である。
NMRは、異性体の混合物として所望の生成物と一致する。
b)ビス−(1−(2−メチルシクロヘキシル)エチル)(2−オキソイル−3,5−
ジ(t−ブチル)フェニル)イミノ)ジルコニウムジベンジルの調製
(1−(2−メチルシクロヘキシル)エチル)2−オキソイル−3,5−ジ(t−ブチ
ル)フェニル)イミン(7.63g、23.2mmol)を含有する200mLのトルエ
ンの溶液を、600mLのトルエンに含有されるZr(CHPh)(5.28g、1
1.6mmol)の溶液にゆっくり添加する。得られた濃黄色の溶液を25℃で1時間撹
拌する。その溶液を680mLのトルエンでさらに希釈して、0.00783Mの濃度を
有する溶液を得る。
触媒1.実質的に米国特許第5,919,9883号、実施例2に開示されるように、
長鎖トリアルキルアミン(Armeen(商標)M2HT、Akzo−Nobel,In
cから入手可能)、HClおよびLi[B(C]の反応によって調製される、
テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(本明細書において以降ではホウ酸アー
メーニウム(armeenium))のメチルジ(C14−18アルキル)アンモニウム塩の混合
物。
触媒2.米国特許第6,395,671号、実施例16に従って調製された、ビス(ト
リス(ペンタフルオロフェニル)−アルマネ)−2−ウンデシルイミダゾリドの混合C
4−18アルキルジメチルアンモニウム塩。
可逆的移動剤。使用される可逆的移動剤としては、ジエチル亜鉛(DEZ、SA1)、
ジ(i−ブチル)亜鉛(SA2)、ジ(n−ヘキシル)亜鉛(SA3)、トリエチルアル
ミニウム(TEA,SA4)、トリオクチルアルミニウム(SA5)、トリエチルガリウ
ム(SA6)、i−ブチルアルミニウム ビス(ジメチル(t−ブチル)シロキサン)(
SA7)、i−ブチルアルミニウム ビス(ジ(トリメチルシリル)アミド)(SA8)
、n−オクチルアルミニウム ジ(ピリジン−2−メトキシド)(SA9)、ビス(n−
オクタデシル)i−ブチルアルミニウム(SA10)、i−ブチルアルミニウム ビス(
ジ(n−ペンチル)アミド)(SA11)、n−オクチルアルミニウム ビス(2,6−
ジ−t−ブチルフェノキシド)(SA12)、n−オクチルアルミニウム ジ(エチル(
1−ナフチル)アミド)(SA13)、エチルアルミニウム ビス(t−ブチルジメチル
シロキシド)(SA14)、エチルアルミニウム ジ(ビス(トリメチルシリル)アミド
)(SA15)、エチルアルミニウム ビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシク
ロヘプタンアミド)(SA16)、n−オクチルアルミニウム ビス(2,3,6,7−
ジベンゾ−1−アザシクロヘプタンアミド)(SA17)、n−オクチルアルミニウム
ビス(ジメチル(t−ブチル)シロキシド(SA18)、エチル亜鉛(2,6−ジフェニ
ルフェノキシド)(SA19)およびエチル亜鉛(t−ブトキシド)(SA20)が挙げ
られる。
実施例1−4、比較例A−C
一般的なハイスループット並列重合条件
重合を、Symyx technologies,Inc.から入手可能なハイスルー
プットの並列式重合反応装置(parallel polymerization reactor)(PPR)を用いて
行い、そして米国特許の6,248,540号、同第6,030,917号、同第6,3
62,309号、同第6,306,658号および同第6,316,663号に実質的に
従って操作する。エチレン共重合を、用いた総触媒に基づいて共触媒1の1.2当量(M
MAOが存在する場合1.1当量)を用いて、必要時にエチレンを用いて130℃かつ2
00psi(1.4MPa)で行う。一連の重合を、予め秤量したガラスチューブが取り
付けられている48の個々の反応セルを6×8配列で備えている並列式耐圧反応装置(P
PR)で行う。各々の反応装置セル中の作業容積は6000μLである。各々のセルは、
個々の撹拌パドルによって撹拌されながら、温度および圧力が制御される。モノマーのガ
スおよびクエンチガスをPPRユニットに直接配管して、自動バルブで制御する。液体試
薬を、シリンジによって各々の反応装置セルにロボット制御により添加して、そのリザー
バー溶媒は混合アルカンである。添加の順序は、混合アルカン溶媒(4ml)、エチレン
、1−オクテンコモノマー(1ml)、共触媒1または共触媒1/MMAO混合物、可逆
的移動剤、および触媒または触媒混合物である。共触媒1およびMMAOの混合物、また
は2つの触媒の混合物を用いる場合、それらの試薬を、反応装置への添加の直前に小さい
バイアル中で事前に混合する。実験で試薬が省略される場合、その他は上記の順序の添加
が維持される。重合を、所定のエチレン消費に到達するまで、約1〜2分間行う。COで
のクエンチング後、その反応装置を冷却して、ガラスチューブを取り外す。そのチューブ
を遠心分離/真空乾燥ユニットに移して、60℃で12時間乾燥する。乾燥されたポリマ
ーを含むチューブを秤量して、その重量と風袋重量との間の差違で、ポリマーの正味の収
量が得られる。結果は表1に含まれる。表1で、そして本出願のどこかでは、比較化合物
は、星印()によって示される。
実施例1〜4は、極めて狭いMWDの形成によって証明される、本発明による線状ブロ
ックコポリマー、特にDEZが存在する場合は単頂性のコポリマー、そしてDEZの非存
在下における二頂性の広い分子量分布の生成物(別々に生成されたポリマーの混合物)の
合成を実証する。触媒(A1)が触媒(B1)よりもオクテンを多く組み込むことが公知
であるという事実に起因して、本発明の得られたコポリマーの種々のブロックまたはセグ
メントは、分枝または密度に基づいて識別可能である。
Figure 2013144803
本発明に従って生成されるポリマーは、可逆的移動剤の非存在下で調製したポリマーよ
りも比較的狭い多分散性(Mw/Mn)および比較的大きいブロック−コポリマー含量(
三量体、四量体またはそれ以上)を有することが示され得る。
さらなる特性付けのために、図を参照して、表1のポリマーについてのデータを判定す
る。さらに詳細にはDSCおよびATREFの結果によって、以下が示される:
実施例1のポリマーについてのDSC曲線は、158.1J/gという融解熱で115
.7℃の融点(Tm)を示す。対応するCRYSTAF曲線は、34.5℃で最高のピー
クを示し、52.9パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafと
の間の相違は81.2℃である。
実施例2のポリマーのDSC曲線は、214.0J/gの融解熱で109.7℃の融点
(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、46.2℃で最高のピ
ークを示し、57.0パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystaf
との間の相違は63.5℃である。
実施例3のポリマーのDSC曲線は、160.1J/gの融解熱で120.7℃の融点
(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、66.1℃で最高のピ
ークを示し、71.8パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystaf
との間の相違は54.6℃である。
実施例4のポリマーのDSC曲線は、170.7J/gの融解熱で104.5℃の融点
(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、30℃で最高のピーク
を示し、18.2パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafとの
間の相違は74.5℃である。
比較例AのDSC曲線は、86.7J/gの融解熱で90.0℃の融点(Tm)を示
す。対応するCRYSTAF曲線は、48.5℃で最高のピークを示し、29.4パーセ
ントのピーク面積である。これらの値の両方とも、密度が低い樹脂と一致する。DSC
TmとTcrystafとの間の相違は41.8℃である。
比較例BのDSC曲線は、237.0J/gの融解熱で129.8℃の融点(Tm)
を示す。対応するCRYSTAF曲線は、82.4℃で最高のピークを示し、83.7パ
ーセントのピーク面積である。これらの値の両方とも、密度が高い樹脂と一致する。DS
C TmとTcrystafとの間の相違は47.4℃である。
比較例CのDSC曲線は、143.0J/gの融解熱で125.3℃の融点(Tm)
を示す。対応するCRYSTAF曲線は、34.7パーセントのピーク面積で81.8℃
で最高のピークを、そして52.4℃でより低い結晶ピークを示す。この2つのピークの
間の分離は、高結晶性および低結晶性のポリマーの存在と一致する。DSC TmとTc
rystafとの間の相違は43.5℃である。
実施例5−19、比較例D−F、連続的溶液重合、触媒A1/B2+DEZ
連続溶液重合は、内部スターラーを装備したコンピュータ制御のオートクレーブ反応装
置で行う。精製された混合アルカン溶媒(ExxonMobil Chemical C
ompanyから入手可能なIsopar(商標)E)、エチレン2.70lbs/時間
(1.22kg/時間)、1−オクテンおよび水素(用いる場合)を、温度制御のための
ジャケットおよび内部熱電対を装備した3.8Lの反応装置に供給する。この反応装置へ
供給された溶媒は、マスフローコントローラーによって測定する。変速ダイヤフラムポン
プが、溶媒流量および反応装置に対する圧を制御する。ポンプの排出の際に、側流をとっ
て触媒および共触媒1注入ラインのためのフラッシュフローならびに反応装置撹拌を設け
る。これらのフローは、Micro−Motionマスフローメーターによって測定して
、制御バルブによって、またはニードルバルブの手動調節によって制御する。得られた溶
媒を、1−オクテン、エチレンおよび水素(用いる場合)と合わせて、反応装置に供給す
る。マスフローコントローラーを用いて、必要な場合反応装置に水素を供給する。溶媒/
モノマー溶液の温度は、反応装置に入れる前、熱交換器の使用によって制御する。この流
れを反応装置の底に入れる。触媒成分溶液を、ポンプおよびマスフロー計を用いて測定し
て、触媒フラッシュ溶媒とあわせ、そして反応装置の底に入れる。その反応装置を激しく
撹拌しながら500psig(3.45MPa)で液体を満たして反応させる。生成物を
反応装置の頂部の出口ラインから取り出す。反応装置からの全ての出口ラインは蒸気トレ
ースおよび絶縁が施されている。重合を、任意の安定化剤または他の添加物とともに出口
ラインに少量の水を添加すること、および静的ミキサーを通じた混合物の通過によって、
停止させる。次いで、この生成物の流れを、揮発分除去(devolatilization)の前に熱交
換器を通過させることによって加熱する。ポリマー生成物は、揮発分除去押出機および水
冷ペレタイザーを用いる押出によって回収する。プロセスの詳細および結果は表2に含ま
れる。選択されたポリマーの特性を表3に提供する。
Figure 2013144803
Figure 2013144803
得られたポリマーは、前の実施例と同様に、DSCおよびATREFによって試験され
る。
結果は以下のとおりである:
実施例5のポリマーのDSC曲線は、60.0J/gの融解熱で119.6℃の融点(
Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、47.6℃で最高のピー
クを示し、59.5パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafと
の間のΔは72.0℃である。
実施例6のポリマーのDSC曲線は、60.4J/gの融解熱で115.2℃の融点(
Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、44.2℃で最高のピー
クを示し、62.7パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafと
の間のΔは71.0℃である。
実施例7のポリマーのDSC曲線は、69.1J/gの融解熱で121.3℃の融点を
有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、49.2℃で最高のピークを示し
、29.4パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafとの間のΔ
は72.1℃である。
実施例8のポリマーのDSC曲線は、67.9J/gの融解熱で123.5℃の融点(
Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、80.1℃で最高のピー
クを示し、12.7パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafと
の間のΔは43.4℃である。
実施例9のポリマーのDSC曲線は、73.5J/gの融解熱で124.6℃の融点(
Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、80.8℃で最高のピー
クを示し、16.0パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafと
の間のΔは43.8℃である。
実施例10のポリマーのDSC曲線は、60.7J/gの融解熱で115.6℃の融点
(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、40.9℃で最高のピ
ークを示し、52.4パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystaf
との間のΔは74.7℃である。
実施例11のポリマーについてのDSC曲線は、70.4J/gの融解熱で113.6
℃の融点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、25.2パー
セントのピーク面積で39.6℃で最高のピークを示す。DSC TmとTcrysta
fとの間のΔは74.1℃である。
実施例12のポリマーについてのDSC曲線は、48.9J/gという融解熱で113
.2℃の融点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、30℃以
上のピークを示さない。(従って、さらなる計算の目的のためのTcystafは30℃
に設定する)。DSC TmとTcrystafとの間のΔは83.2℃である。
実施例13のポリマーのDSC曲線は、49.4J/gの融解熱で114.4℃の融点
(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、33.8℃で最高のピ
ークを示し、7.7パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafと
の間のΔは84.4℃である。
実施例14のポリマーのDSC曲線は、127.9J/gの融解熱で120.8℃の融
点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、72.9℃で最高の
ピークを示し、92.2パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrysta
fとの間のΔは47.9℃である。
実施例15のポリマーのDSC曲線は、36.2J/gの融解熱で114.3℃の融点
(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、32.3℃で最高のピ
ークを示し、9.8パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystafと
の間のΔは82.0℃である。
実施例16のポリマーのDSC曲線は、44.9J/gの融解熱で116.6℃の融点
(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、48.0℃で最高のピ
ークを示し、65.0パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrystaf
との間のΔは68.6℃である。
実施例17のポリマーについてのDSC曲線は、47.0J/gの融解熱で116.0
℃の融点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、56.8パー
セントのピーク面積で43.1℃で最高のピークを示す。DSC TmとTcrysta
fとの間のΔは72.9℃である。
実施例18のポリマーについてのDSC曲線は、141.8J/gという融解熱で12
0.5℃の融点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、70.
0℃で最高のピークを示し、94.0パーセントのピーク面積である。DSC TmとT
crystafとの間のΔは50.5℃である。
実施例19のポリマーのDSC曲線は、174.8J/gの融解熱で124.8℃の融
点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、79.9℃で最高の
ピークを示し、87.9パーセントのピーク面積である。DSC TmとTcrysta
fとの間のΔは45.0℃である。
比較例DのポリマーについてのDSC曲線は、31.6J/gの融解熱で37.3℃
の融点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、30℃以上のピ
ークを示さない。これらの値の両方とも、低密度である樹脂と一致する。DSC Tmと
Tcrystafとの間のΔは7.3℃である。
比較例EのポリマーについてのDSC曲線は、179.3J/gの融解熱で124.
0℃の融点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、79.3℃
で最高のピークを示し、94.6パーセントのピーク面積である。これらの値の両方とも
、高密度である樹脂と一致する。DSC TmとTcrystafとの間のΔは44.6
℃である。
比較例FのポリマーについてのDSC曲線は、90.4J/gの融解熱で124.8
℃の融点(Tm)を有するピークを示す。対応するCRYSTAF曲線は、77.6℃で
最高のピークを示し、19.5パーセントのピーク面積である。2つのピークの間の隔た
りは、高結晶性ポリマーと低結晶性ポリマーの両方の存在と一致する。DSC TmとT
crystafとの間のΔは47.2℃である。
物理的特性試験
ポリマーサンプルは、物理的特性、例えば、TMA温度試験によって証明されるような
高温耐性の特性、ペレットブロックキング強度、高温回復、高温圧縮永久ひずみ、および
貯蔵弾性率G’(25℃)/G’(100℃)について評価される。いくつかの市販のポ
リマーが、試験に含まれる:比較例Gは実質的に線状のエチレン/1−オクテンコポリ
マー(AFFINITY(登録商標)、The Dow Chemical Compa
nyから入手可能)であり、比較例Hは、弾性の実質的に線状のエチレン/1−オクテ
ンコポリマー(AFFINITY(登録商標)EG8100、The Dow Chem
ical Companyから入手可能)であり、比較例Iは、実質的に線状のエチレ
ン/1−オクテンコポリマー(AFFINITY(登録商標)PL1840、The D
ow Chemical Companyから入手可能)であり、比較例Jは、水素化
スチレン/ブタジエン/スチレントリブロックコポリマー(KRATON(商標)G16
52,KRATON Polymersから入手可能)であり、比較例Kは、熱可塑性
加硫物(TPV,架橋されたエラストマーをその中に分散して含むポリオレフィンブレン
ド)である。結果は表4に示す。
Figure 2013144803
表4では、比較例F(触媒A1およびB1を用いる同時の重合から生じる2つのポリ
マーの物理的な混合物である)は、約70℃という1mm針入温度であるが、実施例5〜
9は、100℃以上の1mm針入温度を有する。さらに実施例10〜19は全てが、85
℃より大きい1mm針入温度を有し、ほとんどが、90℃を超えるかまたはさらには10
0℃より大きい1mmのTMA温度を有する。これによって、新規なポリマーは、物理的
な混合物に比較して、より高い温度でより良好な寸法安定性を有することが示される。比
較例J(市販のSEBS)は、約107℃という良好な1mmのTMA温度を有し、た
だし、これは約100パーセントという極めて乏しい(高温70℃)圧縮永久ひずみを有
し、そしてまた高温(80℃)300パーセントひずみ回復の間に回復できない(サンプ
ルが壊れた)。従って、例示されたポリマーは、いくつかの市販の高性能の熱可塑性エラ
ストマーにおいてでさえ得ることができない特性の固有の組み合わせを有する。
同様に、表4は、本発明のポリマーについて、6以下という低い(良好な)貯蔵弾性率
G’(25℃)/G’(100℃)を示すが、物理的混合物(比較例F)は、9という
貯蔵弾性率比を有し、そして同様の密度のランダムなエチレン/オクテンコポリマー(比
較例G)は、1桁大きい貯蔵弾性率比を有する(89)。ポリマーの貯蔵弾性率比はで
きるだけ1に近いことが所望される。このようなポリマーは比較的温度によって影響され
ないし、このようなポリマーから作製される二次加工品は、広範な温度範囲にわたって有
用に使用され得る。低い貯蔵弾性率比および温度独立性のこの特徴は、弾性用途において
、例えば、感圧粘着剤配合物において、特に有用である。
表4のデータによってまた、本発明のポリマーが改善されたペレットブロッキング強度
を保有することが実証される。詳細には、実施例5は、0MPaというペレットブロッキ
ング強度を有し、このことは、このポリマーが、かなりのブロッキングを示す比較例F
および比較例Gに比較して、試験された条件下で自由流動することを意味する。ブロッ
キング強度は、重要である。なぜなら、大きいブロッキング強度を有するポリマーの貨物
輸送は、貯蔵または出荷の際に製品同上のくっつきまたは粘着を生じ、取り扱いの特性が
劣る。
本発明のポリマーの高温(70℃)圧縮永久ひずみは一般に良好であって、このことは
一般に約80パーセント未満、好ましくは約70%未満、そして特に約60パーセント未
満を意味する。対照的に、比較例F、G、HおよびJは全てが、100パーセン
トという70℃圧縮永久ひずみを有する(最大可能値、回復がないことを示す)。ガスケ
ット、窓枠、O−リングなどのような用途には、良好な高温圧縮永久ひずみ(低い数値)
が特に必要である。
Figure 2013144803
表5は、新規なポリマーについての機械的特性について、そして周囲温度での種々の比
較ポリマーについての結果を示す。本発明のポリマーは、ISO4649に従って試験し
た場合、極めて良好な耐磨耗性を有することが示され得、これは一般に、約90mm
満、好ましくは約80mm未満、そして特に、約50mm未満という容積減少を示す
。この試験では、数が大きいほど、大きい容積減少を示し、そして結果として低い耐磨耗
性を示す。
本発明のポリマーの引張ノッチ付引裂強度によって測定した引裂強度は一般に、表5に
示されるように、1000mJ以上である。本発明のポリマーの引裂強度は、3000m
J程度の高さ、または5000mJ程度の高さであってさえよい。比較ポリマーは一般に
、750mJ以下の引裂強度を有する。
表5によってまた、本発明のポリマーが、いくつかの比較例よりも150パーセントひ
ずみでより良好な収縮応力を有する(より高い収縮応力値によって実証される)ことが示
される。比較例F、GおよびHは、400kPa以下という150パーセントひず
みでの収縮応力値を有するが、本発明のポリマーは、500kPa(実施例11)から約
1100kPa(実施例17)程度の高さという150パーセントひずみでの収縮応力値
を有する。150パーセント収縮応力値よりも高い値を有するポリマーは、弾性を有する
用途、例えば、弾性の繊維および織物、特に不織物にかなり有用である。他の用途として
は、オムツ(diaper)、衛生および医療用衣類ウエストバンドの用途、例えば、タブおよ
び弾性バンドが挙げられる。
表5によってまた、応力緩和(50パーセントひずみ)がまた、例えば、比較例G
対して比較した場合、本発明のポリマーについて改善される(少ない)ことが示される。
応力緩和が低いとは、ポリマーがその力を、長期間にわたって体温における弾性特性の保
持が所望されるオムツおよび他の衣類のような用途において、より良好に保持していると
いうことを意味する。
光学的試験
Figure 2013144803
表6に報告される光学的特性は、実質的に配向性を欠く圧縮成形フィルムに基づく。ポ
リマーの光学的な特性は、重合において使用される可逆的連鎖移動剤の量の変動から生じ
る、結晶化サイズにおけるバリエーションに起因して広範な範囲で変化し得る。
マルチブロックコポリマーの抽出
実施例5、7のポリマーおよび比較例Eのポリマーの抽出研究を行う。この実験では
、ポリマーサンプルは、ガラス円筒濾紙(glass fritted extraction thimble)に秤量し
て、Kumagawa型の抽出機(extractor)に取り付ける。サンプルを含む抽出機を
窒素でパージして、500mLの丸底フラスコに350mLのジエチルエーテルを充填す
る。次いでフラスコをこの抽出機に取付ける。エーテルを撹拌しながら加熱する。エーテ
ルが円筒濾紙に凝縮し始める時点を書き留めて、抽出を窒素下で24時間進行させる。こ
の時点で、加熱を停止して、溶液を冷却させる。抽出機中に残っている全てのエーテルを
フラスコに戻す。フラスコ中のエーテルを周囲温度で減圧下でエバポレートして、得られ
た固体を窒素でパージ乾燥(purged dry)させる。残渣をヘキサンの連続的な洗浄を用い
て秤量ボトルに移す。次いで、合わせたヘキサン洗浄液を別の窒素パージしながらエバポ
レートさせて、残渣を40℃において減圧下で一晩乾燥させる。抽出機中に残留するエー
テルを窒素でパージ乾燥させる。
次いで350mLのヘキサンを充填した第二の清浄な丸底フラスコを、この抽出機に接
続する。円筒濾紙中でヘキサンの凝縮に最初に気付いた後、ヘキサンを撹拌しながら加熱
還流して、還流下で24時間維持する。次いで加熱を停止して、フラスコを冷却させる。
抽出機中に残っているヘキサンをフラスコに戻す。そのヘキサンを周囲温度で減圧下での
エバポレーションによって除去して、フラスコ中に残っている残渣を連続的なヘキサン洗
浄を用いて秤量ボトルに移す。フラスコ中のヘキサンを窒素パージによってエバポレート
して、その残渣を40℃で一晩減圧下で乾燥させる。
抽出後に円筒濾紙中に残っているポリマーサンプルを、円筒濾紙から秤量ボトルに移し
て、40℃で一晩減圧乾燥する。結果は表7に含まれる。
Figure 2013144803
さらなるポリマー実施例19A〜J、連続溶液重合、触媒A1/B2+DEZ
実施例19A〜I:コンピュータ制御のよく混合された反応装置で連続溶液重合を行う
。精製された混合アルカン溶媒(Exxon Mobil Chemical Compa
nyから入手可能なIsopar(商標)E)、エチレン、1−オクテンおよび水素(使
用する場合)を組み合わせて、27ガロン反応装置に供給する。反応装置への供給量は質
量流量制御器によって測定する。供給流の温度は、反応装置に入る前に、グリコール冷却
式熱交換器を使って制御する。触媒成分溶液はポンプおよび質量流量計を使って計量供給
する。反応装置を約550psigの圧力で液体を満たして反応させる。反応装置から出
た時点で、水および添加剤をポリマー溶液に注入する。水が触媒を加水分解して、重合反
応を停止させる。次に、二段階脱揮に備えて、反応装置後溶液を加熱する。溶媒および未
反応のモノマーは脱揮プロセス中に取り除かれる。水中ペレット切断を行うために、ポリ
マー溶融物をダイにポンプ輸送する。
実施例19J:内部スターラーを装備したコンピューター制御のオートクレーブ反応装
置で連続溶液重合を行う。精製された混合アルカン溶媒(ExxonMobil Che
mical Companyから入手可能なIsopar(商標)E)、2.70lbs
/時間(1.22kg/時)のエチレン、1−オクテンおよび水素(使用する場合)を、
温度制御のためのジャケットおよび内部熱電対を装備した3.8L反応装置に供給する。
この反応装置への溶媒供給量は質量流量制御器によって測定する。可変速ダイヤフラムポ
ンプによって溶媒流量および反応装置に対する圧を制御する。ポンプの排出時に、側流を
とって触媒および共触媒注入ラインならびに反応装置撹拌機のためのフラッシュフローを
設ける。これらのフローをMicro−Motion質量流量計で測定し、制御バルブに
よって制御するか、ニードルバルブの手動調節によって制御する。残っている溶媒を、1
−オクテン、エチレンおよび水素(使用する場合)と合わせて、反応装置に供給する。質
量流量制御器を使用し、必要に応じて反応装置に水素を供給する。溶媒/モノマー溶液の
温度は、反応装置に入る前に、熱交換器を使って制御する。この流れを反応装置の底に入
れる。触媒成分溶液をポンプおよび質量流量計を使って計量し、触媒フラッシュ溶媒と合
わせて反応装置の底に入れる。反応装置を激しく撹拌しながら500psig(3.45
MPa)で液体を満たして反応させる。生成物を反応装置の頂部の出口ラインから取り出
す。反応装置からの全ての出口ラインに蒸気トレースおよび絶縁を施す。少量の水を任意
の安定化剤または他の添加剤と共に出口ラインに添加し、混合物を静的ミキサーに通すこ
とによって重合を停止させる。次に、生成物流を脱揮前に熱交換器を通過させることによ
って加熱する。脱揮押出機および水冷ペレタイザーを用いる押出によって、ポリマー生成
物を回収する。
ポリマー実施例20〜23を、上記と同様の手順で作成した。プロセスの詳細および結
果を表8A〜Cに示す。選ばれたポリマーの特性を表9A〜Bに記載する。表9Cに、上
述の方法論で測定し算出したさまざまなポリマーのブロックインデックスを示す。ここで
行った計算に関して、Tは372°K、Pは1である。
Figure 2013144803
Figure 2013144803
Figure 2013144803
Figure 2013144803
Figure 2013144803
Figure 2013144803
表9Cに示すように、本発明のポリマーがいずれもゼロより大きい重量平均ブロックイ
ンデックスを持つのに対して、ランダムコポリマー(ポリマーF、L、およびM
は全て、ゼロまたは実質的にゼロ(例えば0.01)のブロックインデックスを持つ。
図10は、ポリマーF、ポリマー20、ポリマー8、およびポリマー5について、ブ
ロックインデックスの分布を、ATREF温度の関数として示したものである。ポリマー
の場合、どのATREF画分についても、ブロックインデックスはゼロまたは実質的
にゼロ(すなわち≦0.01)である。ポリマー20は比較的低レベルの可逆的移動剤ジ
エチル亜鉛(「DEZ」)を使って作成した。ポリマー全体についての重量平均ブロック
インデックスは約0.2であるが、このポリマーは、約0.7〜約0.9のブロックイン
デックスを持つ4つの画分を包含する。ポリマー5および8の場合、DEZレベルが約4
倍異なることを考えると、その重量平均ブロックインデックスに著しい相違はない(0.
52対0.59)。さらに、その画分の大半は、約0.6またはそれ以上のブロックイン
デックスを持つ。同様の結果がポリマー5とポリマー19Bの間にも認められ、それを図
11に図解する。しかし、約70℃〜約90℃に溶出する画分のブロックインデックスに
は、顕著な相違がいくつかある。ポリマー19Bは、ポリマー5よりも高レベル(約4倍
)のDEZを使って作成された。しかしポリマー5は、高いブロックインデックスを持つ
画分を、より多く持っている。これは、高いブロックインデックス(すなわち約0.6よ
り大きい値)を持つ画分の作成には、最適なDEZレベルが存在し得ることを示唆してい
るようである。
表9Cに記載するポリマーの一部について、DEZ濃度レベルが平均ブロックインデッ
クスに及ぼす影響を図12に図解する。これらのプロットは、最初はDEZの増加に伴っ
て平均ブロックインデックスも増加することを示唆しているようである。Zn/C
×1000が約0.5を超えると、平均ブロックインデックスは横ばい状態になり、DE
Zを使いすぎると平均ブロックインデックスの低下さえ起こりうる。
図13は、平均重量平均ブロックインデックス周りの2次モーメントの平方根を、[Z
n/C]×1000の関数としてプロットしたものである。これはDEZが増加す
るにつれて減少するように見える。これは、画分のブロックインデックスの分布がより狭
くなっている(すなわちより均質になっている)ことを示す。
TREFおよびNMRデータ
表10〜14に、ポリマー5、8、14、および19ならびに種々の比較ポリマーにつ
いて、TREF、DSC、IR、およびNMRデータを列挙する。
Figure 2013144803
Figure 2013144803
Figure 2013144803
Figure 2013144803
Figure 2013144803
ブロックインデックスの計算
図8〜9を参照して、ブロックインデックスの計算を、ポリマー5について例示する。
これらの計算では、以下の検量線式を使用する。
LnP=−237.8341/TATREF+0.6390
式中、Pはエチレンモル分率であり、TATREFはATREF溶出温度である。さら
に、以下のパラメータを使用する:
Figure 2013144803
表15にポリマー5に関する計算の詳細を示す。ポリマー5に関して、加重平均ブロッ
クインデックスABIは0.531であり、その加重平均に関する加重二乗偏差の和の平
方根は0.136である。ゼロより大きい画分BIを持つ重量の部分和(下記の注2参照
)は0.835である。
Figure 2013144803
ハードセグメントおよびソフトセグメントの重量パーセントの測定
上述のように、本ブロック共重合体はハードセグメントおよびソフトセグメントを含む
。ソフトセグメントは、ブロック共重合体中に、そのブロック共重合体の総重量の約1重
量パーセント〜約99重量パーセント、好ましくは約5重量パーセント〜約95重量パー
セント、約10重量パーセント〜約90重量パーセント、約15重量パーセント〜約85
重量パーセント、約20重量パーセント〜約80重量パーセント、約25重量パーセント
〜約75重量パーセント、約30重量パーセント〜約70重量パーセント、約35重量パ
ーセント〜約65重量パーセント、約40重量パーセント〜約60重量パーセント、また
は約45重量パーセント〜約55重量パーセント存在することができる。逆にハードセグ
メントも上記と同様の範囲で存在することができる。ソフトセグメント重量百分率(そし
てそれゆえにハードセグメント重量百分率)は、DSCまたはNMRによって測定するこ
とができる。
DSCによって測定されるハードセグメント重量分率
ハードセグメントおよびソフトセグメントを持つブロックポリマーの場合、ブロックポ
リマー全体の密度ρoverallは、以下の関係を満たす。
Figure 2013144803
式中、ρhardおよびρsoftは、それぞれハードセグメントおよびソフトセグメ
ントの理論密度である。χhardおよびχsoftは、それぞれハードセグメントおよ
びソフトセグメントの重量分率であって、合計すると1になる。ρhardがエチレンホ
モポリマーの密度、すなわち0.96g/ccに等しいと仮定し、上記の式を移項すると
、ハードセグメントの重量分率に関して、以下の式が得られる。
Figure 2013144803
上式において、ρoverallはブロックコポリマーから測定することができる。し
たがって、ρsoftがわかれば、それに応じてハードセグメント重量分率を算出するこ
とができる。一般に、ソフトセグメント密度は、特定の範囲にわたってDSCで測定する
ことができるソフトセグメント融解温度と、直線関係にある:
ρsoft=A×T+B
式中、AおよびBは定数であり、Tは、摂氏温度で表したソフトセグメント融解温度
である。AおよびBは、密度がわかっているさまざまなコポリマーでDSCを行って検量
線を得ることにより決定することができる。ブロックコポリマー中に存在する組成(コモ
ノマーのタイプと含量の両方)の範囲をまたぐソフトセグメント検量線を作成することが
好ましい。ある実施形態では、検量線が以下の関係を満たす。
ρsoft=0.00049×T+0.84990
したがって、摂氏温度で表したTがわかっている場合は、上記の式を使って、ソフト
セグメント密度を計算することができる。
あるブロックコポリマーについては、DSC中に、ソフトセグメントの融解と関連付け
られる同定可能なピークが存在する。この場合、ソフトセグメントのTを決定すること
は比較的簡単である。摂氏温度で表したTがDSCから決定されるとソフトセグメント
密度を算出することができ、したがってハードセグメント重量分率を算出することができ
る。
他のブロックコポリマーの場合、ソフトセグメントの融解に関連付けられるピークはベ
ースライン上の小さなこぶ(または隆起)であるか、時には、図14に例示するように目
には見えない。この問題は、図15に示すように通常DSCプロファイルを加重DSCプ
ロファイルに変換することによって克服することができる。通常DSCプロファイルを加
重DSCプロファイルに変換するには、以下の方法を使用する。
DSCでは、熱流が、特定の温度で溶解する物質の量と、温度依存性比熱容量とに依存
する。線状低密度ポリエチレンの融解領域における比熱容量の温度依存性は、コモノマー
含量の減少に伴う融解熱の増加をもたらす。すなわち、コモノマー含量の増加に伴って結
晶化度が低下するにつれて、融解熱の値は次第に低下する。Wild, L. Chang, S.; Shanke
rnarayanan, MJ.「Improved method for compositional
analysis of polyolefins by DSC」Polym. Prep 1990; 31: 270-1を参照されたい(この
文献は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる)。
DSC曲線中の所与の点(ワット/グラムで表された熱流と、摂氏温度で表した温度と
によって規定される)について、温度依存性融解熱(ΔH(T))に対する線状コポリマ
ーに予想される融解熱の比をとることにより、DSC曲線を重量依存的分布曲線に変換す
ることができる。
温度依存性融解熱曲線は、連続する2つのデータポイント間で積分された熱流を合計す
ることによって算出することができ、全体的に累積エンタルピー曲線によって表される。
所与の温度で線状エチレン/オクテンコポリマーの融解熱の間に予想される関係は、融
解熱対融解温度曲線によって示される。ランダムエチレン/オクテンコポリマーを使用す
ると、以下の関係を得ることができる。
融解エンタルピー(J/g)=0.0072×T (℃)+0.3138×T(℃
)+8.9767
積分されたデータポイントのそれぞれについて、所与の温度において、その温度で線状
コポリマーに予想される融解熱に対する、累積エンタルピー曲線から得られるエンタルピ
ーの比をとることにより、DSC曲線の各点に、分画重量(fractional weight)を割り
当てることができる。
上記の方法において、加重DSCは、0℃から融解の最後までの範囲で算出されること
に注意すべきである。この方法はエチレン/オクテンコポリマーに適用することができる
が、他のポリマーにも適合させることができる。
さまざまなポリマーに上記の方法論を適用することにより、ハードセグメントとソフト
セグメントの重量百分率を算出した。これを表16に列挙する。ハードセグメントが少量
のコモノマーを包含し得るという事実により、理論ハードセグメント密度には、ホモポリ
エチレンの密度を使用するのではなく、0.94g/ccを割り当てることが望ましい場
合があることに注意すべきである。
Figure 2013144803
NMRによって測定されるハードセグメント重量百分率
13C NMR分光法は、ポリマー中のコモノマー組み込みを測定するための当技術分
野でいくつか知られている技術の1つである。この技術の一例は、エチレン/α−オレフ
ィンコポリマーのコモノマー含量の決定に関して、Randall(Journal of Macromolecular
Science, Reviews in Macromolecular Chemistry and Physics, C29 (2 & 3), 201-317
(1989))に記述されており、この文献は、参照により、その全体が本明細書に組み込まれ
る。エチレン/オレフィン共重合体のコモノマー含量を決定するための基本的手順には、
あるサンプル中の異なる炭素に対応するピークの強度がそのサンプル中の寄与核の総数に
直接比例するような条件で、13C NMRスペクトルを取得することが含まれる。この
比例関係を確保するための方法は当技術分野では知られており、パルス後の緩和に十分な
時間をとること、ゲート付きデカップリング技術を使用すること、緩和剤を使用すること
などが含まれる。ピークまたはピーク群の相対強度は、実際にはコンピューターが生成す
るその積分値によって得られる。スペクトルを取得し、ピークを積分した後、コモノマー
に関連するピークを帰属させる。この帰属は、既知のスペクトルまたは文献を参照して行
うか、モデル化合物の合成と分析によって行うか、同位体で標識したコモノマーを使用す
ることによって行うことができる。コモノマーモル%は、上記Randallの文献に記述され
ているように、共重合体中の全てのモノマーのモル数に相当する積分値に対するコモノマ
ーのモル数に相当する積分値の比によって、決定することができる
ハードセグメントが持つコモノマーは一般に約2.0重量%未満であるため、ハードセ
グメントは、スペクトルに対して約30ppmにおける積分値にしか大きな寄与をしない
。30ppmでないピークへのハードセグメントの寄与は、分析の開始時点には無視でき
る程度であると仮定される。したがって出発点では、30ppmでないピークの積分値は
ソフトセグメントだけに由来すると仮定される。これらの積分値を、コポリマーに関する
一次のマルコフ統計モデルに、線形最小二乗最小化法を使って当てはめることにより、フ
ィッティングパラメータ(すなわち、オクテン後のオクテン挿入の確率Poo、およびエ
チレン後のオクテン挿入の確率Peo)を生成し、それを使って、30ppmピークへの
ソフトセグメントの寄与を算定する。測定された総30ppmピーク積分値と、算定され
た30ppmピークへのソフトセグメント積分値寄与分との差は、ハードセグメントから
の寄与である。したがって、実験スペクトルは、この時点で、それぞれソフトセグメント
およびハードセグメントを記述する2つの積分値リストに分解されている。ハードセグメ
ントの重量百分率の計算は簡単であり、スペクトル全体の積分値の和に対するハードセグ
メントスペクトルの積分値の和の比によって計算される。
分解されたソフトセグメント積分値リストから、例えばRandallの方法に従って、コモ
ノマー組成を算出することができる。スペクトル全体のコモノマー組成およびソフトセグ
メントのコモノマー組成から、質量収支を使って、ハードセグメントのコモノマー組成を
算定することができる。ハードセグメントのコモノマー組成から、ベルヌーイ統計を使っ
て、非30ppmピークの積分値へのハードセグメントの寄与を計算することができる。
通常、ハードセグメント中のオクテンは非常に少ない(典型的には約0〜約1モル%)の
で、ベルヌーイ統計は妥当でロバストな近似である。次に、非30ppmピークの実験積
分値から、これらの寄与を差し引く。次に、その結果得られる非30ppmピーク積分値
を、上の段落で説明したコポリマーに関する一次のマルコフ統計モデルに当てはめる。こ
の繰返し作業は以下のように行われる:総非30ppmピークを当てはめて、30ppm
ピークへのソフトセグメントの寄与を算定する;次に、ソフト/ハードセグメントスプリ
ットを算定して、非30ppmピークへのハードセグメントの寄与を算定する;次に、非
30ppmピークへのハードセグメントの寄与を補正し、その結果得られる非30ppm
ピークを当てはめる。これを、ソフト/ハードセグメントスプリットが最小誤差関数に収
束するまで繰り返す。各セグメントについて最終的なコモノマー組成を報告する。
いくつかのインサイチュー(in situ)ポリマー配合物の解析によってこれらの測定の
検証を行う。重合および触媒濃度の設計により、予想されるスプリットを測定されたNM
Rスプリット値と比較する。ソフト/ハード触媒濃度を74%/26%になるように処方
する。ソフト/ハードセグメントスプリットの測定値は78%/22%である。エチレン
オクテンポリマーに関する化学シフトの帰属を表17に示す。
Figure 2013144803
以下の実験手順を使用する。10mmNMRチューブに0.25gを2.5mLのスト
ック溶媒と共に加えることによって、サンプルを調製する。ストック溶媒は、1gの全重
水素化1,4−ジクロロベンゼンを30mLのオルト-ジクロロベンゼンに0.025M
クロムアセチルアセトナート(緩和剤)と共に溶解することによって調製する。チューブ
のヘッドスペースから酸素をパージ窒素で置き換えることによって取り除く。次に、サン
プルチューブを加熱ブロック中で150℃に加熱する。溶液が溶液カラムの上端から下端
までむらなく流れるようになるまで、サンプルチューブを繰返しボルテックスし、加熱す
る。次に、最適なサンプルの均質性が得られるように、サンプルチューブを加熱ブロック
に少なくとも24時間放置する。
Varian Inova Unity 400MHzシステムを使用し、プローブ温度
を125℃に設定して、13C NMRデータを収集する。励起バンド幅の中心を32.
5ppmに設定し、スペクトル幅を250ppmに設定する。データ取得パラメータは、
90°パルス、逆ゲート付きHデカップリング、データ取得時間1.3秒、遅延時間6
秒、およびデータ平均化のための8192スキャンなど、定量に最適化する。データ取得
に先だって、溶媒ピークの半値全幅で1Hz未満の線形が生じるように、磁場を注意深く
シム調整する。生データファイルをNUTS処理ソフトウェア(カルフォルニア州リバー
モアのAcorn NMR,Inc.から入手することができる)を使って処理して、積
分値の一覧を生成させる。
本発明のポリマー19Aを、ソフト/ハードセグメントスプリットおよびソフト/ハー
ドコモノマー組成について解析する。以下はこのポリマーに関する積分値の一覧である。
ポリマー19AのNMRスペクトルを図16に示す。
Figure 2013144803
Randallのトライアッド法を使って、このサンプルにおける総オクテン重量百分率は3
4.6%であると決定される。30.3〜29.0ppmの積分値を除く上記の積分値を
全て使って、一次のマルコフ統計モデルを当てはめることにより、PooおよびPeoの
値が、それぞれ0.08389および0.2051と決定される。これら2つのパラメー
タを使って算出される30ppmピークへのソフトセグメントからの積分値寄与は602
.586である。観察された30ppmピークの総積分値1177.893から602.
586を差し引くことにより、576.307という30ppmピークへのハードセグメ
ントの寄与が得られる。ハードセグメントの積分値として576.307を用いることに
より、ハードセグメントの重量百分率は26%と決定される。したがってソフトセグメン
ト重量百分率は100−26=74%である。PooおよびPeoについて上記の値を用
いることにより、ソフトウェアセグメントのオクテン重量百分率は47%と決定される。
総オクテン重量百分率およびソフトセグメントのオクテン重量百分率ならびにソフトセグ
メント重量百分率を用いることにより、ハードセグメントにおけるオクテン重量百分率は
−2重量%と算出される。この値は測定誤差内である。したがって、非30ppmピーク
へのハードセグメントの寄与を説明するために、元に戻って繰り返す必要はない。表18
にポリマー19A、B、FおよびGに関する計算結果を要約する。
Figure 2013144803
上に実証したように、本発明の実施形態は新しい種類のエチレンおよびα−オレフィン
ブロック共重合体を提供する。本ブロック共重合体は、ゼロより大きい(好ましくは0.
2より大きい)平均ブロックインデックスによって特徴付けられる。本ブロック共重合体
は、そのブロック構造ゆえに、他のエチレン/α−オレフィンコポリマーには見られない
特異な特性または特徴の組み合わせを持つ。さらに、本ブロック共重合体は、異なるブロ
ックインデックスを持つさまざまな画分を含む。そのようなブロックインデックスの分布
は、ブロック共重合体の全体的な物理的特性に影響を持つ。重合条件を調節することによ
ってブロックインデックスの分布を変えることが可能であり、そうすることにより、所望
のポリマーを仕立てることができる。そのようなブロック共重合体は、多くの最終用途に
応用される。例えば、本ブロック共重合体は、ポリマー配合物、繊維、フィルム、成形品
、潤滑剤、基油などを作成するために使用することができる。他の利点および特徴は当業
者には明白である。
本発明を限られた数の実施形態について説明したが、ある実施形態の具体的特徴が、本
発明の他の実施形態に起因すると考えてはならない。本発明の全ての態様を代表するよう
な単一の実施形態はない。ある実施形態では、組成物または方法が、本明細書では言及し
ていない数多くの化合物またはステップを含みうる。別の実施形態では、組成物または方
法が、本明細書に列挙されていない化合物またはステップを含まないか、実質的に含まな
い。ここに記述した実施形態からの変形および変更態様が存在する。樹脂を作成する方法
はいくつかの作業またはステップを含むと述べられている。これらのステップまたは作業
は、別段の表示がない限り、任意の配列または順序で実施することができる。最後に、本
明細書に開示する数字は、その数字を説明する際に「約」または「およそ」という語句を
使用するかどうかにかかわらず、いずれも概数であるとみなすべきである。添付の特許請
求の範囲は、これらの変更態様および変形の全てを、それらが本発明の範囲内にあるもの
として、包含するものとする。
融点/密度の関係を、本発明のポリマー(ひし形で表す)について、従来のランダムコポリマー(円で表す)およびチーグラー・ナッタコポリマー(三角で表す)と比較して示している。 デルタDSC−CRYSTAFをDSC融解エンタルピーの関数としてプロットしたものを、さまざまなポリマーについて示している。ひし形はランダムエチレン/オクテンコポリマーを表し;正方形はポリマー実施例1〜4を表し;三角はポリマー実施例5〜9を表し;円はポリマー実施例10〜19を表す。「×」印はポリマー例A−Fを表す。 本発明の共重合体(正方形および円で表す)および従来のコポリマー(Dow AFFINITY(登録商標)ポリマーであり、三角で表す)から作成された未延伸フィルムについて、弾性回復率に対する密度の効果を示している。正方形は本発明のエチレン/ブテンコポリマーを表し;円は本発明のエチレン/オクテンコポリマーを表す。 実施例5のポリマー(円で表す)ならびに比較ポリマーEおよびF(「×」印で表す)について、昇温溶離分別法(「TREF」)で分別されたエチレン/1−オクテンコポリマー画分のオクテン含量を、その画分のTREF溶出温度に対してプロットしたものである。ひし形は、従来のランダムエチレン/オクテンコポリマーを表す。 実施例5のポリマーおよび比較例Fについて、TREFで分別されたエチレン/1−オクテンコポリマー画分のオクテン含量を、その画分のATREF溶出温度に対してプロットしたものである。正方形はポリマー例Fを表し、三角はポリマー実施例5を表す。実施例5(曲線1)および比較例F(曲線2)に関して、ATREF温度分布も示す。 エチレン/1−オクテンコポリマー(曲線2)およびプロピレン/エチレンコポリマー(曲線3)、ならびに異なる量の可逆的連鎖移動剤(chain shuttling agent)を使って作成された本発明の実施形態による2つのエチレン/1−オクテンコポリマー(曲線1)の比較における、温度の関数としてのlog(貯蔵弾性率)のグラフである。 熱機械分析(「TMA」)(1mm)を曲げ弾性率に対してプロットしたものを、いくつかの本発明ポリマー(ひし形で表す)について、いくつかの既知ポリマーと比較して示している。三角はDow VERSIFY(登録商標)ポリマーを表し;円はランダムエチレン/スチレンコポリマーを表し;正方形はDow AFFINITY(登録商標)ポリマーを表す。 ランダムエチレン/α−オレフィンコポリマーのエチレンモル分率の自然対数を、DSCピーク融点またはATREFピーク温度の逆数の関数としてプロットしたものである。黒塗りの正方形は、ATREFにおいてランダム均一分岐エチレン/α−オレフィンコポリマーから得られたデータポイントを表し;白抜きの正方形は、DSCにおいてランダム均一分岐エチレン/α−オレフィンコポリマーから得られたデータポイントを表す。「P」はエチレンモル分率であり、「T」はケルビンで表した温度である。 「ブロックインデックス」の定義を図解するためにランダムエチレン/α−オレフィンコポリマーについてフローリー(Flory)の式に基づいて作成したプロットである。「A」は完全なランダムコポリマー全体を表し:「B」は純粋な「ハードセグメント」を表し;「C」は、「A」と同じコモノマー含量を持つ完全なブロックコポリマー全体を表す。A、B、およびCは三角形の領域を規定し、大半のTREF画分はその中に収まる。 4つのポリマーに関して、各TREF画分について算出したブロックインデックスのプロットである。ひし形は平均ブロックインデックスが0のポリマーFを表し;三角は平均ブロックインデックスが0.53のポリマー5を表し;正方形は平均ブロックインデックスが0.59のポリマー8を表し;「×」は平均ブロックインデックスが0.20のポリマー20を表す。 本発明の2つのポリマーに関して、各TREF画分について算出したブロックインデックスのプロットである。黒塗りの棒はポリマー18Bを表し;白抜きの棒はポリマー5を表す。 9個の異なるポリマーについて算出した平均ブロックインデックスを、「[Zn/C24]×1000」の形で表した重合時のジエチル亜鉛濃度の関数としてプロットしたものである。「×」は本発明のエチレン/プロピレンブロックコポリマー(ポリマー23)を表し;2つの三角は、2つの本発明のエチレン/ブチレンブロックコポリマー(ポリマー21およびポリマー22)を表し;正方形は、異なるジエチル亜鉛レベルで作成したエチレン/オクテンコポリマー(ジエチル亜鉛を使用せずに作成したものを包含する)を表す。 平均重量平均ブロックインデックス(mean weight average block index)を[Zn/C24]×1000の関数としてプロットしたものである。 本発明のポリマーに関する通常DSCプロファイルの図である。 図14を変換することによって得られる加重DSCプロファイルである。 ポリマー19Aの13C NMRスペクトルである。

Claims (36)

  1. ゼロより大きくかつ約1.0までの平均ブロックインデックスおよび約1.3より大き
    い分子量分布M/Mを特徴とする、重合されたエチレン単位およびα−オレフィン単
    位を含むエチレン/α−オレフィン共重合体。
  2. 平均ブロックインデックスは0より大きいが約0.4より小さく、分子量分布M/M
    が約1.3より大きい、重合されたエチレン単位およびα−オレフィン単位を含むエチ
    レン/α−オレフィン共重合体。
  3. 前記平均ブロックインデックスが約0.1〜約0.3の範囲にある、請求項1または2
    に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  4. 前記平均ブロックインデックスが約0.4〜約1.0の範囲にある、請求項1に記載の
    エチレン/α−オレフィン共重合体。
  5. 前記平均ブロックインデックスが約0.3〜約0.7の範囲にある、請求項1に記載の
    エチレン/α−オレフィン共重合体。
  6. 前記平均ブロックインデックスが約0.6〜約0.9の範囲にある、請求項1に記載の
    エチレン/α−オレフィン共重合体。
  7. 前記平均ブロックインデックスが約0.5〜約0.7の範囲にある、請求項1に記載の
    エチレン/α−オレフィン共重合体。
  8. 前記共重合体が約0.91g/cc未満の密度を持つ、請求項1または2に記載のエチ
    レン/α−オレフィン共重合体。
  9. 前記共重合体が約0.86g/cc〜0.91g/ccの範囲で密度を持つ、請求項1
    または2に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  10. 前記α−オレフィンがスチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテ
    ン、4−メチル−1−ペンテン、ノルボルネン、1−デセン、1,5−ヘキサジエン、ま
    たはそれらの組み合わせである、請求項1または2に記載のエチレン/α−オレフィン共
    重合体。
  11. 前記α−オレフィンが1−ブテンである、請求項1または2に記載のエチレン/α−オ
    レフィン共重合体。
  12. 前記α−オレフィンが1−オクテンである、請求項1または2に記載のエチレン/α−
    オレフィン共重合体。
  13. 前記Mw/Mnが約1.5より大きい、請求項1または2に記載のエチレン/α−オレ
    フィン共重合体。
  14. 前記Mw/Mnが約2.0より大きい、請求項1または2に記載のエチレン/α−オレ
    フィン共重合体。
  15. 前記Mw/Mnが約2.0〜約8である、請求項1または2に記載のエチレン/α−オ
    レフィン共重合体。
  16. 前記Mw/Mnが約1.7〜約3.5である、請求項1または2に記載のエチレン/α
    −オレフィン共重合体。
  17. 前記エチレン/α−オレフィン共重合体が摂氏温度で表した少なくとも1つの融点Tm
    、および密度d(g/cm)によって特徴付けられ、前記Tmおよびdの数値が、
    >−2002.9+4538.5(d)−2422.2(d)
    という関係を満たす、請求項1または2に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  18. 前記エチレン/α−オレフィン共重合体が、該エチレン/α−オレフィン共重合体の圧
    縮成形フィルムで測定した、300パーセントひずみかつ1サイクルでの弾性回復率Re
    (パーセント)、および密度d(g/cm)によって特徴付けられ、前記Reおよびd
    の数値がエチレン/α−オレフィン共重合体が実質的に架橋相を含まない場合に以下の関
    係:
    Re>1481−1629(d)
    を満たす、請求項1または2に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  19. 重合されたエチレン単位およびα−オレフィン単位を含むエチレン/α−オレフィン共
    重合体であって、昇温溶離分別法(「TREF」)によって得られる少なくとも1つの画
    分を持つことを特徴とし、前記画分が約0.3より大きくかつ約1.0までのブロックイ
    ンデックスを持ち、前記エチレン/α−オレフィン共重合体が約1.3より大きい分子量
    分布M/Mを持つエチレン/α−オレフィン共重合体。
  20. 重合されたエチレン単位およびα−オレフィン単位を含むエチレン/α−オレフィン共
    重合体であって、TREFによって得られる少なくとも1つの画分を持つことを特徴とし
    、前記画分が約0より大きくかつ約0.4までのブロックインデックスを持ち、前記エチ
    レン/α−オレフィン共重合体が約1.3より大きい分子量分布M/Mを持つエチレ
    ン/α−オレフィン共重合体。
  21. 前記画分のブロックインデックスが約0.4より大きい、請求項19または20に記載
    のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  22. 前記画分のブロックインデックスが約0.5より大きい、請求項19または20に記載
    のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  23. 前記画分のブロックインデックスが約0.6より大きい、請求項19または20に記載
    のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  24. 前記画分のブロックインデックスが約0.7より大きい、請求項19または20に記載
    のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  25. 前記画分のブロックインデックスが約0.8より大きい、請求項19または20に記載
    のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  26. 前記画分のブロックインデックスが約0.9より大きい、請求項19または20に記載
    のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  27. 前記エチレン含量が50モルパーセントより大きい、請求項1、2、19、または20
    に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  28. 前記共重合体が1またはそれ以上のハードセグメントおよび1またはそれ以上のソフト
    セグメントを含む、請求項1、2、19、または20に記載のエチレン/α−オレフィン
    共重合体。
  29. 前記ハードセグメントが共重合体の約5重量%〜約85重量%の量で存在する、請求項
    1、2、19、または20に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  30. 前記ハードセグメントが少なくとも98重量%のエチレンを含む、請求項1、2、19
    、または20に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  31. 前記ソフトセグメントが90重量%未満のエチレンを含む、請求項1、2、19、また
    は20に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  32. 前記ソフトセグメントが50重量%未満のエチレンを含む、請求項1、2、19、また
    は20に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  33. 前記共重合体が、線状に連結されて線状鎖を形成している少なくとも10個のハードセ
    グメントおよびソフトセグメントを含む、請求項1、2、19、または20に記載のエチ
    レン/α−オレフィン共重合体。
  34. 前記ハードセグメントおよびソフトセグメントが鎖に沿ってランダムに分布している、
    請求項33に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  35. 前記ソフトセグメントがチップセグメントを含まない、請求項1、2、19、または2
    0に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
  36. 前記ハードセグメントがチップセグメントを含まない、請求項1、2、19、または2
    0に記載のエチレン/α−オレフィン共重合体。
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