JP3280805B2 - 改質シクロオレフィンコポリマー - Google Patents

改質シクロオレフィンコポリマー

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JP3280805B2
JP3280805B2 JP24167394A JP24167394A JP3280805B2 JP 3280805 B2 JP3280805 B2 JP 3280805B2 JP 24167394 A JP24167394 A JP 24167394A JP 24167394 A JP24167394 A JP 24167394A JP 3280805 B2 JP3280805 B2 JP 3280805B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L45/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having no unsaturated aliphatic radicals in side chain, and having one or more carbon-to-carbon double bonds in a carbocyclic or in a heterocyclic ring system; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シクロオレフィンコポ
リマー(COC)とコア/セル型ポリマー粒子とからな
るポリマーアロイに関する。これらのポリマーアロイ
は、純粋なCOCに比較して、改善された破断点伸び
率、曲げ強度および衝撃強さに特徴がある。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性シクロオレフィンコポリマーは
文献に多数説明されている(ヨーロッパ特許第203,
799号明細書、同第283,164号明細書、同第4
07,870号明細書、同第485,893号明細書、
同第503,422号明細書、同第610,815号明
細書、同第610,816号明細書、東独特許第22
2,317号明細書、同第231,070号明細書、同
第246,903号明細書、ヨーロッパ特許第156,
464号明細書)。これらは沢山の工業的に重要な性
質、例えば低い水吸収性、高い加熱撓み温度、高い弾性
率および耐加水分解性に特徴がある。
【0003】それ故にCOCは原則として工業的用途に
適している。しかしながらCOCは一般に脆弱でありそ
して衝撃強さ、曲げ強度および破断点伸び率が低く、こ
れらがCOCの用途分野を著しく制限している。
【0004】ポリマーの衝撃強さおよび破断点伸び率が
アロイ化によって改善できることは公知である。しかし
ながら、耐衝撃性ポリマーアロイの機械的性質は個々の
成分の性質が加算的に達成されているのではないので、
ポリマーの衝撃性改質は経験的作業であり、これを獲得
するには更なる研究および開発が必要である(C.B.
Bucknall in Comprehensive
Polymer Science、Pergamon
Press、1989、第34頁参照)。脆弱なポリ
マーの衝撃強さは、全部がまたは一部が低いガラス転移
温度を有するゴムで構成されるポリマー系とアロイ化す
ることによって改善できる(C.B.Bucknal
l、Toughened Plastics、Appl
iedScience Publischers、ロン
ドン1977、第4章)。
【0005】いわゆるコア/セル型ポリマー粒子は衝撃
性改善に適しており(Res.Discl.323、第
925〜926頁、ドイツ特許第4,040,986号
明細書、ヨーロッパ特許第390,144号明細書、同
第390,146号明細書、ヨーロッパ特許第4,00
5,172号明細書、ドイツ特許第3,842,796
号明細書、ヨーロッパ特許第411,822号明細書、
ドイツ特許第3,704,657号明細書、ヨーロッパ
特許第127,407号明細書)そして例えばPVCま
たはPMMAの衝撃性改質剤として公知である〔Gae
chter/Mueller、Kunststoff−
Additive(合成樹脂添加物)XXIX; Carl
Hanser、Munich、1983およびC.B.
Bucknall、Rubber−modified
Plastics、Comprehensive Po
lymer Science、Pergamon Pr
ess、1989、第27〜49頁参照〕。コア/セル
型ポリマー粒子の衝撃変性作用は沢山の種々のパラメー
タ、例えば粒度、マトリックスポリマーへの相密着性ま
たは弾性率に依存している。
【0006】適切な衝撃強さの達成に不可欠のことは良
好な相密着性またはマトリックスポリマーとコア/セル
型ポリマー粒子との混和性である(D.R.Paul
inEncyclopedia of Polymer
Science、第12巻(1984)、第437
頁;A.E.Platt in Comprehens
ive Polymer Science、Perga
mon Press、ニューヨーク、1989、第43
7頁)、M.Lu等、Polymer、34(199
3)第1874頁、M.E.Fowler等、Poly
mer 1987、28、1703)。
【0007】全てのポリオレフィンと同様に、COCも
他のポリマーとの混和性が悪く、それ故に他のポリマー
への相密着性が悪い。相容性およびそれ故のポリマーの
相密着性は、例えばD.W.van Krevelen
(Properties of Polymers E
lsevier、アムステルダム/オックスホード/ニ
ューヨーク、1976、第7章)による溶解性パラメー
タのデルタによって評価できる。この評価法では、CO
Cについて約13.5J1/2 cm3/2 の値が得られる。
これらの値は、典型的な衝撃性改質可能なポリマーの値
より著しく小さい。
【0008】良好な相密着性を保証するべくCOCの衝
撃性改質のために、これまで、COCをゴム含有ポリマ
ーで架橋することが必要であった(特開平4−1704
53号公報、特開平4−170454号公報、JP−3
56353)。しかしながら形態ならびに架橋度および
関連した衝撃強さおよび流動特性を、この方法によって
確実にかつ再現性をもって調整するのには必ず困難があ
る。特に、上記性質の再現性は、例えば加工条件、架橋
剤含有量、温度および時間のようなパラメーターに過敏
に左右される。
【0009】更に、脆弱なポリマーの衝撃性改質のため
のコア/セル型ポリマー粒子の最適な粒度(マイクロメ
ーター)は次の関係に従って脆弱なポリマーのからみ合
い密度neに左右される(S.Wu、Polymer
International、29(1992)第22
9〜247頁):log(d)=1.19−14.1n
e。この関係の正当性は実験結果が裏付けている〔Po
lym.Eng.Sci.31(1991)213;
J.Appl.Polym.Sci.48(1993)
75〕。また、粒径が最適な粒径より僅かに小さいと、
既に衝撃改質作用がもはや生じないことも公知である
〔J.Appl.Polym.Sci.48(199
3)75〕。
【0010】COCの衝撃性改質に最適な粒径をS.W
uによって与えられた関係から決められる場合には、コ
ア/セル型ポリマー粒子が1〜3マイクロメーターの直
径を有しているべきである。しかしながら従来技術によ
ると、かゝる粒度は工業的には困難無く実現できない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、COCの衝撃強さを改良しそしてそれによって従来
技術の欠点を回避することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに、本発明
者はCOCと0.7マイクロメーターより小さい直径の
コア/セル型ポリマー粒子とのポリマーアロイが所望の
性質を示すことを見出した。
【0013】従って本発明は、a)1種以上のシクロオ
レフィンコポリマーとb)0.01〜0.7マイクロメ
ーターの直径を持つ1種以上のセル/コア型ポリマー粒
子を含むポリマーアロイに関する。
【0014】本発明のポリマーアロイは好ましくは1種
のCOCと1種以上のコア/セル型ポリマー粒子、特に
好ましくは1種のCOCと1種のコア/セル型ポリマー
粒子からなる。本発明のアロイは好ましくはCOC全量
を基準として0.1〜99重量%の、式I、II、III 、
IV、VまたはVI
【0015】
【化4】
【0016】〔式中、R1 、R2 、R3 、R4 、R5
6 、R7 およびR8 は互いに同じかまたは異なりそし
て水素原子またはC1 〜C20炭化水素残基、例えば直鎖
または分枝のC1 〜C8 −アルキル基、C6 〜C18−ア
リール基、C7 〜C20−アルキレンアリール基であるか
または2種以上の残基R1 〜R8 が1つの環を形成しそ
して色々な式I〜VI中の残基R1 〜R8 が異なる意味を
有し得る。〕で表される1種以上の多環式オレフィンか
ら誘導される構造単位、シクロオレフィンポリマーの総
重量を基準として0〜95重量% の、式VII
【0017】
【化5】
【0018】〔式中、nは2〜10の数である。〕で表
される1種以上の単環式オレフィンから誘導される構造
単位およびシクロオレフィンポリマーの総重量を基準と
して0〜99重量% の、式VIII
【0019】
【化6】
【0020】〔式中、R9 、R10、R11およびR12は互
いに同じかまたは異なりそして水素原子またはC1 〜C
20炭化水素残基、例えばC1 〜C8 −アルキル基または
6〜C12−アリール基である。〕で表される1種以上
の非環式オレフィンから誘導される構造単位を含む。
【0021】シクロオレフィンコポリマーは好ましく
は、1種以上の環式オレフィン、特に好ましくは式Iま
たはIII で表される多環式オレフィン、および式VIIIの
1種以上の非環式オレフィン、特に炭素原子数2〜20
のα−オレフィンから誘導される構造単位を含む。式I
またはIII で表される多環式オレフィンから誘導される
構造単位と式VIIIで表される非環式オレフィンから誘導
される構造単位とを含むシクロオレフィンコポリマーが
特に好ましい。
【0022】好ましいCOCは、ノルボルネン基礎構造
を有する多環式オレフィン、特に好ましくはノルボルネ
ンまたはテトラシクロドデセンから誘導される構造単位
を含むものである。末端二重結合を有する非環式オレフ
ィン、例えば炭素原子数2〜20のα−オレフィン、特
に好ましくはエチレンまたはプロピレンから誘導される
構造単位を含むCOCも好ましい。ノルボルネン/エチ
レン−およびテトラシクロドデセン/エチレンコポリマ
ーが特に好ましい。好ましくは式VIIIで表される非環式
オレフィンの含有率は、COC全量を基準として、0〜
99重量%、好ましくは5〜80重量%、特に好ましく
は10〜60重量%である。
【0023】COCは、−78〜150℃の温度で、
0.01〜64barの圧力下に、遷移金属化合物と場
合により助触媒とを含む1種以上の触媒の存在下に製造
される。適する遷移金属化合物は、メタロセン、特に立
体剛性メタロセン、およびチタンおよびバナジウムに基
づく化合物である。本発明の目的に適するCOCの製造
に適当な触媒系の例は、例えば、ヨーロッパ特許第20
3,799号明細書、同第283,164号明細書、同
第407,870号明細書、同第485,893号明細
書、同第503,422号明細書、東ドイツ特許第77
7,317号明細書、同第231,070号明細書に記
載されている。
【0024】使用される遷移金属化合物の例には以下の
ものがある:rac−ジメチルシリル−ビス−(1−イ
ンデニル)−ジルコニウムジクロリド、rac−ジメチ
ルゲルミル−ビス−(1−インデニル)−ジルコニウム
ジクロリド、rac−フェニルメチルシリル−ビス−
(1−インデニル)−ジルコニウムジクロリド、rac
−フェニルビニルシリル−ビス−(1−インデニル)−
ジルコニウムジクロリド、1−シラシクロブチル−ビス
−(1−インデニル)−ジルコニウムジクロリド、ra
c−ジフェニルシリル−ビス−(1−インデニル)−ハ
フニウムジクロリド、rac−フェニルメチルシリル−
ビス−(1−インデニル)−ハフニウムジクロリド、r
ac−ジフェニルシリル−ビス−(1−インデニル)−
ジルコニウムジクロリド、rac−エチレン−1,2−
ビス−(1−インデニル)−ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−(9−フルオレニル)−(シクロペン
タジエニル)−ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシ
リル−(9−フルオレニル)−(シクロペンタジエニ
ル)−ジルコニウムジクロリド、ビス−(1−インデニ
ル)−ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−
(9−フルオレニル)−シクロペンタジエニルジルコニ
ウムジクロリド、イソプロピレン−(9−フルオレニ
ル)−シクロペンタジエニル−ジルコニウムジクロリ
ド、フェニルメチルメチレン−(9−フルオレニル)−
シクロペンタジエニル−ジルコニウムジクロリド、イソ
プロピレン−(9−フルオレニル)−(1−(3−イソ
プロピル)シクロペンタジエニル)−ジルコニウムジク
ロリド、イソプロピレン−(9−フルオレニル)(1−
(3−メチル)シクロペンタジエニル)−ジルコニウム
ジクロリド、ジフェニルメチレン−(9−フルオレニ
ル)(1−(3−メチル)シクロペンタジエニル)−ジ
ルコニウムジクロリド、メチルフェニルメチレン−(9
−フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジ
エニル)−ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−
(9−フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペン
タジエニル)−ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシ
リル−(9−フルオレニル)(1−(3−メチル)シク
ロペンタジエニル)−ジルコニウムジクロリド、ジフェ
ニルメチレン−(9−フルオレニル)(1−(3−t−
ブチル)シクロペンタジエニル)−ジルコニウムジクロ
リド、イソプロピレン−(9−フルオレニル)(1−
(3−t−ブチル)シクロペンタジエニル)−ジルコニ
ウムジクロリド、イソプロピレン−(シクロペンタジエ
ニル)−(1−インデニル)−ジルコニウムジクロリ
ド、ジフェニルカルボニル−(シクロペンタジエニル)
−(1−インデニル)−ジルコニウムジクロリド、ジメ
チルシリル−(シクロペンタジエニル)−(1−インデ
ニル)−ジルコニウムジクロリド、イソプロピレン−
(メチルシクロペンタジエニル)−(1−インデニル)
−ジルコニウムジクロリドおよび類似のハフノセン、四
塩化チタン、VOCl3 、VOCl2 (OCH3 )、V
OCl2 (OC2 5 )およびVOCl(OC2 5
2ここでは以下の化合物が特に好ましい:rac−ジメ
チルシリル−ビス−(1−インデニル)−ジルコニウム
ジクロリド、rac−フェニルメチルシリル−ビス−
(1−インデニル)−ジルコニウムジクロリド、rac
−フェニルビニルシリル−ビス−(1−インデニル)−
ジルコニウムジクロリド、rac−ジフェニルシリル−
ビス−(1−インデニル)−ジルコニウムジクロリド、
rac−エチレン−1,2−ビス−(1−インデニル)
−ジルコニウムジクロリド、イソプロピレン−(シクロ
ペンタジエニル)−(1−インデニル)−ジルコニウム
ジクロリド、ジフェニルカルボニル−(シクロペンタジ
エニル)−(1−インデニル)−ジルコニウムジクロリ
ド、ジメチルシリル−(シクロペンタジエニル)−(1
−インデニル)−ジルコニウムジクロリド、イソプロピ
レン−(メチルシクロペンタジエニル)−(1−インデ
ニル)−ジルコニウムジクロリド。
【0025】本発明の目的に適するCOCは、50〜2
50℃、好ましくは100〜200℃、特に好ましくは
100〜150℃のガラス転移温度を有している。本発
明の目的に適するCOCは、25〜200ml/g、好
ましくは40〜120ml/g、特に好ましくは40〜
80ml/gの粘度数(デカリン中で135℃で測定し
た)を有する。
【0026】本発明のポリマーアロイ中に含まれている
コア/セル型ポリマー粒子は、2つ(コアーと1つのシ
ェル)またはそれ以上(コアーと複数のシェル)の互い
に替えることができる異なるポリマー層を含む。これら
の粒子に共通の特徴は、個々の層が異なるガラス転移温
度Tgを有していることである。低いガラス転移温度を
有するポリマーは、ここではゴム相と呼び、また、高い
ガラス転移温度を有するポリアーは硬質相と呼ぶ。この
ような粒子は、例えば、乳化重合によって製造され得
る。1つ以上の層は、製造の間に化学的に架橋でき、そ
の結果、コア/セル型ポリマー粒子の形状および大きさ
は、続くCOCとのアロイ化の際に変化しない。
【0027】本発明の目的に適するコア/セル型ポリマ
ー粒子は0.01〜0.7マイクロメーター、好ましく
は0.02〜0.4マイクロメーター、特に好ましくは
0.05〜0.3マイクロメーターの平均径を有してい
る。
【0028】架橋ゴム相のための適する架橋していない
基礎材料は、0℃未満、好ましくは−20℃未満、特に
好ましくは−40℃未満のガラス転移温度を有するポリ
マー系である。このようなガラス転移温度を有し、コア
/セル型ポリマー粒子の合成に適しているポリマー全て
が、特に適している。
【0029】ゴム相が特に低いガラス転移温度Tgを有
しているコア/セル型ポリマー粒子は、低い温度で用い
られるポリマーアロイの製造に特に適している。ゴム相
のガラス転移温度自体は、しばしば測定できないが、問
題のモノマー組成物から乳化ポリマーを製造し、このポ
リマーを単離しそしてそのガラス転移温度を測定するこ
とによって測定され得る。ゴム相のガラス転移温度を測
定するための別の方法は、本発明によるポリマーアロイ
の動力学的機械的性質およびマトリックスポリマーそれ
自体の動力学的機械的性質の測定を含む。動的損失率曲
線の極大は、ガラス転移温度の目安と見なすことができ
る。
【0030】本発明の目的に適するコア/セル型ポリマ
ー粒子は、ゴム相を、粒子全容量を基準として、10〜
90容量%、好ましくは20〜70容量%、特に好まし
くは30〜60容量%で含む。
【0031】本発明の目的に適するコア/セル型ポリマ
ー粒子は、硬質相を、粒子全容量を基準として、90〜
10容量%、好ましくは80〜30容量%、特に好まし
くは70〜40容量%で含む。
【0032】コア/セル型ポリマー粒子の製造は周知で
あり、詳細には、例えば、米国特許第3,833,68
2号明細書、米国特許第3,787,522号、ドイツ
特許第2,116,653号明細書、同第2,253,
689号明細書、同第4,132,497号明細書4,
131,738号明細書、同第4,040,986号明
細書、米国特許第3,251,904号明細書、ドイツ
特許第3,300,526号明細書に記載されている。
【0033】2種以上のモノマーからなるホモポリマー
またはコポリマーを、コア/セル型ポリマー粒子のゴム
相として使用できる。これらのホモポリマーおよびコポ
リマーの共通の特徴は、0℃以下のガラス転移温度であ
る。
【0034】ホモポリマーおよびコポリマーは、次のモ
ノマーから誘導できる:共役ジエンモノマー、例えばブ
タジエン、イソプレンおよびクロロプレン、並びにモノ
エチレン系不飽和モノマー、例えば、アルキル−および
アリールアクリラート(これらモノマーのアルキル基は
線状、環状、分枝状であり、また、アリール基はそれ自
体さらに置換されていてもよい)、アルキル−およびア
リールメタクリレート(これらモノマーのアルキル基は
線状、環状または分枝状であり、またアリール基はそれ
自体さらに置換されていてもよい)、置換されているア
ルキル−およびアリールメタクリレートおよびアクリレ
ート(置換基は、線状、環状または分枝状のアルキル基
または置換されているアリール基である)、アクリロニ
トリルおよび置換アクリロニトリル(例えばメタクリロ
ニトリル、α−メチレングルタロニトリル、α−エチル
アクリロニトリル、α−フェニルアクリロニトリル)、
アルキル−およびアリールアクリルアミドおよび置換さ
れたアルキル−およびアリールアクリルアミド、ビニル
エステルおよび置換ビニルエステル、ビニルエーテルお
よび置換ビニルエーテル、ビニルアミドよび置換ビニル
アミド、ビニルケトンおよび置換ビニルケトン、ビニル
ハロゲン化物および置換ビニルハロゲン化物1つ以上の
不飽和二重結合を持つオレフィン、例えばオレフィンゴ
ムの製造のために使用されるようなもの、特にエチレ
ン、プロピレン、ブチレンおよび1,4−ヘキサジエ
ン、およびビニル−芳香族化合物、例えばスチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエン、ハロスチレンおよ
びt−ブチルスチレン。
【0035】次式
【0036】
【化7】
【0037】〔基中Rは、同一かまたは異なる、炭素原
子数1〜10のアルキル−またはアルケニル残基、アリ
ール残基または置換炭化水素残基である。〕で表される
オルガノポリシロキサンに基づくゴム相も、コア/セル
型ポリマー粒子を構成するために使用できる。ここでア
ルキル基およびアルケニル基は線状、分枝状または環状
であり得る。
【0038】更にフッ素化モノエチレン性不飽和化合
物、例えばテトラフルオロエチレン、ビニリデンフロリ
ド、ヘキサフルオロプロペン、クロロトリフルオロエチ
レンおよびペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)を
基礎とするゴム相もまた使用できる。
【0039】ゴム相も架橋させることができ、それのた
めに、例えばドイツ特許第2,116,653号明細
書、米国特許第3,787,522号明細書およびヨー
ロッパ特許第436,080号明細書に記載されている
ような多官能性不飽和化合物が使用できる。これらの刊
行物にはグラフトモノマーを用いることも記載されてい
る。これらの化合物は、可能な別のシェルを相下部に化
学的に結合するために──これが所望の場合に──使用
される。
【0040】ゴム相がブタジエンを基礎とするコア/セ
ル型ポリマー粒子は、低い温度でさえも良好な衝撃強さ
を示すポリマーアロイをもたらすのに好ましい。ゴム相
がアクリル酸エステルを基礎とするコア/セル型ポリマ
ー粒子は、良好な耐候性を示すポリマーアロイをもたら
すのに好ましい。
【0041】ゴム相がオルガノシロキサンを基礎とする
コア/セル型ポリマー粒子は、ポリマーアロイを、低温
での良好な衝撃強さ、良好な耐候性および溶融物から製
造および加工する際の良好な安定性を互いに組み合わせ
るべき場合に好ましい。。
【0042】ホモポリマーおよびコポリマーは、本発明
によるコア/セル型ポリマー粒子の硬質相に使用され得
る。コポリマーはここでは2種以上のモノマーから構成
され得る。対応するホモポリマーおよびコポリマーの共
通の特徴は、50℃以上でガラス状態である点である。
ホモポリマーおよびコポリマーはここでは、次のモノマ
ーから誘導することができる:モノエチレン系不飽和化
合物には、例えば以下のものがある:アルキル−および
アリールアクリレート(これら化合物のアルキル基は、
線状、環状または分枝状であって、アリール基はそれ自
体置換されていてもよい)、アルキル−およびアリール
メタクリレート(これら化合物のアルキル基は、線状、
環状または分枝状であって、アリール基はそれ自体置換
されていてもよい)、置換されたアルキル−およびアリ
ールメタクリレートおよび−アクリレート(置換基は、
線状、環状または分枝状のアルキル基または置換された
アリール基である)、アクリロニトリルおよび置換され
たアクリロニトリル(例えばメタクリロニトリル、α−
メチレングルタロニトリル、α−エチルアクリロニトリ
ル、α−フェニルアクリロニトリル、α−フェニルアク
リロニトリルおよびこれらの類似物)、アルキル−およ
びアリールアクリルアミド、ビニルエステルおよび置換
されたビニルエステル、ビニルエーテルおよび置換され
たビニルエーテル、ビニルアミドおよび置換されたビニ
ルアミド、ビニルケトンおよび置換されたビニルケト
ン、ビニルハロゲン化物および置換されたビニルハロゲ
ン化物、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、ブ
チレン)、環状オレフィン(例えばノルボルネン、テト
ラシクロドデセン、2−ビニルノルボルネン)、フッ素
化されたモノエチレン性不飽和化合物、例えばテトラフ
ルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、ヘキサフル
オロプロペン、クロロトリフルオロエチレンおよびペル
フルオロ(アルキルビニルエーテル)、および式
【0043】
【化8】
【0044】〔式中R1 、R2 およびR3 は水素、線
状、分枝状または環状アルキル基または置換されたもし
くは置換されていないアリール基であって、それらは同
一または異なることができ、そしてArは芳香族C6
18−基であって、それはさらに置換基、例えばアルキ
ル基またはハロゲン基を有することもできる。〕で表さ
れるビニル−芳香族化合物硬質相は架橋することがで
き、それのために、例えばドイツ特許第2,116,6
53号明細書、米国特許第3,787,522号明細書
およびヨーロッパ特許第436,080号明細書に記載
されているような多官能性不飽和化合物が使用できる。
これらの刊行物にはグラフトモノマーを用いることも記
載されている。これらの化合物は、可能な別のシェルを
相下部に化学的に結合するために──これが所望の場合
に──使用される。
【0045】硬質相のための可能な未架橋の基本材料に
は50℃以上、好ましくは80℃以上、特に好ましくは
100℃以上のガラス転移温度を有するあらゆるポリマ
ーがある。
【0046】本発明のポリマーアロイには市販のコア/
セル型ポリマー粒子、例えば武田化学工業のスタフィロ
イド(Staphyloid)タイプ、例えばJP17
514またはJP129266に記載されているもの、
カネカ製のKane−Aceタイプ、例えば製品パンフ
レットKane−ACE−Bに記載されているもの、製
品パンフレットMetablenに記載されているMe
tablen C、Metablen WおよびMeta
blen Eタイプ(製造元:METABLEN Co
mpay BV)、GE プスチックのBlendex
タイプまたはROHM & HAASのParaloi
dタンプ、例えばGaechterMuellerのK
unststoff−Additive(プラスチック
添加剤)、Carl Hanser社、ミュンヘン(1
983)第XXIX頁以降またはパンフレットPARALO
ID BTA733、Rohm & HaasからのI
mpact Modifier for Clear
Packaging(1987)またはRohm &
HaasからのパンフレットPARALOIDBTA-I
II N2 BTA−702 BTA 715(198
9)に記載されているものも含まれる。
【0047】本発明のポリマーアロイは、全アロイを基
準として、2〜50重量%、好ましくは10〜40重量
%、特に好ましくは10〜25重量%のコア/セル型ポ
リマー粒子を含む。
【0048】平均屈折率(容積平均)が1.52〜1.
55、好ましくは1.53〜1.54のコア/セル型ポ
リマー粒子が、ポリマーアロイの最も高い可能な透明度
を達成するのに適している。最適な粒子屈折率および粒
子の半径比のそれぞれの選択は、1つのコアーおよび1
つのシェルからなる粒子についてMakromol.C
hem.183(1990)に従って決定でき、または
マルチシェル粒子についてはM.Kerker、The
Scattering of Light、Acad
emic Press(1969)第5.4章によって
決定することができる。特に1つのコアおよびいくつか
のシェルを持つ多層構造のコア/シェル−改質剤は、透
明な耐衝撃性ポリマーアロイを得るのに特に適してい
る。
【0049】本発明によるポリマーアロイは、60〜3
50℃、好ましくは100〜150℃、特に好ましくは
110〜130℃のCOCのガラス転移温度より高い温
度で製造される。
【0050】本発明のポリマーアロイは、慣用の方法
(D.D.Malsh,Comprehensive
Polymer Science、Pergamon
Press、(1989)、第5.2章;J.L.Wh
ite & K.Min、Comprehensive
Polymer Science、Pergamon
Press、(1989)、第285頁以降)によって
製造され得る。特に、各成分は粉末または顆粒の状態
で、溶融物から一緒に押し出すことによって顆粒または
チップに加工でき、それを次いで成形構造物に、例えば
プレス成形、押出成形または射出成形によって賦形する
ことができる。本発明のポリマーアロイは、射出成形
−、射出ブロー成形−、押出ブロー成形−または押出成
形品の製造に特に適している。更に、本発明のポリマー
アロイからフィルムおよび繊維をも製造できる。
【0051】本発明のポリマーアロイは、特にいわゆる
マスターバッチを経て製造され得る。この方法では、コ
ア/セル型ポリマー粒子を、ポリマーアロイ全量を基準
として20〜80重量%の量で、1種以上のCOC(好
ましくは一緒に押出成形することによって)と混合し、
次いでこの混合物を、1種以上のCOCと再び混合して
(好ましくは一緒に押出成形すことによって)所望の最
終濃度にする。この方法は、コア/セル型ポリマー粒子
の良好な分散性をもたし、アロイ全量を基準として3〜
25重量%のコア/セル型ポリマー粒子の含有率を有す
るポリマーアロイを製造する場合に有利に使用される。
【0052】本発明のポリマーアロイは、4〜200
%、好ましくは5〜100%、特に好ましくは10〜3
0%の破断点伸び率を有し、また、2.5〜100kJ
/m2、好ましくは4〜50kJ/m2 、特に好ましく
は10〜30kJ/m2 のノッチ付衝撃強さを有してい
る。このものは好ましくは透明でありそして2〜80
%、好ましくは2〜50% 、特に好ましくは2〜25%
の曇り点〔ASTM D1003−61に従って曇り度
(% )として測定される〕を有している。
【0053】本発明のポリマーアロイは、慣用の量で添
加剤、例えば可塑剤、UV安定剤、螢光増白剤、酸化防
止剤、帯電防止剤、熱安定剤または補強添加剤、例えば
ガラス繊維、炭素繊維または高弾性繊維、例えばポリア
ラミドまたは液晶ポリエステル等を含有していてもよ
い。本発明のポリマーアロイは、更に、充填剤、例えば
無機材料、タルク、二酸化チタン等を含んでいてもよ
い。
【0054】本発明のポリマーアロイは、多方面の用
途、例えばコンテナ、ボトル、飲料用コップ、医療用
途、例えばブリスタパック、または麻酔、呼吸、小児科
または医用供給装置のための射出成形部品、家庭用品、
例えば刃物、電子レンジ、冷凍庫コンテナ、ボウル、お
け、特にふろおけ、洗濯ばさみ、便座、給水栓、家具、
スーツケース、特にシェル形スーツケース、植木鉢、び
んのふた・栓、玩具、例えばビルディング・ブロックま
たはペダルカー、押出フィルム、例えば梱包用のもの、
コンデンサ用途、例えば被覆ターポリン、建築用途、例
えば窓枠、パネル、折りたたみ戸、ブラインドおよびフ
ローリング、航空用途、例えば航空機内部フィッティン
グ、織物用繊維、電気機器のハウジング、例えばプリン
ター、表示画面、キーボード、コンピュータ、電話、ハ
イファイ機器、ランプハウジング、衝撃ボール盤、ベル
ト研削盤、振動研削盤、丸のこ、低温時の用途、例えば
冷蔵庫インサートまたは冷凍庫キャビネット部品、ケー
ブルシース、管、スポーツ用品、例えば保護ヘルメッ
ト、ボート船体およびサーフボード、自動車の内部フィ
ッティング、例えば内張りまたはダッシュボード、自動
車の外部フィッィング、例えばバンパー、不透明な板張
りまたはハブわん、未完成製品、例えばシール、パイプ
コネクタまたはケーブルコネクタ、光学的用途、例えば
拡散板(diffusig disks)、レンズ、破
裂板および検査用眼鏡、シリンジ、ソーラーコレクター
用カバー、時計用ガラス、ダイビング用眼鏡、CDボッ
クス、カセットボックス、ヘッドランプ・カバー、LC
Dディスプレー用基材、積層パネル用フィルム、光学デ
ィスク、光学波ガイド(optical wave−g
uides)、透明なおもちゃ、自己粘着性フィルム、
事務用品、例えば透明カバー、プロッター用フィルムま
たはフロッピーディスク用ボックス、シャワー室、めが
ね形船尾骨材、屋根葺き用シート、例えば二重織りシー
ト、透明なドライバー用ハンドル、バイザーおよび家
具、例えばテーブルおよび椅子に適している。
【0055】本発明のポリマーアロイは高い曲げ強度お
よび高い耐応力亀裂性ならびに良好な溶融安定性を有し
ている。本発明のポリマーアロイは、良好な溶接強度お
よび良好な流動性を示し、これは射出成形用途に特に有
利である。機械的性質、例えば熱変形定性、破断点伸び
率およびノッチ付衝撃強さは広い範囲で変えることがで
き、その結果多くの用途分野に受け入れられ得る。更に
本発明のポリマーアロイは透明にすることができる。本
発明のポリマーアロイは、費用のかかるテストでCOC
のためのコア/セル型ポリマー粒子を最適にする必要な
しに、製造することができる。更に、本発明のポリマー
アロイの加工は工業的に容易に実施することができる。
【0056】
【実施例】 シクロオレフィンコポリマーおよびコア/セル型ポリマ
ー粒子を最初に乾燥し(90℃、24時間、減圧)、次
いで不活性ガス(アルゴン)雰囲気で色々な量比で押出
機(Haake、Rheocord System 9
0/Rheomex TW 100、Karlsruh
e、ドイツ連邦共和国)で一緒に押出成形する。顆粒の
形で得られたポリマーアロイを上述したように再び乾燥
し、次いで不活性ガス(アルゴン)雰囲気で射出成形し
て、引張試験片、衝撃試験片およびシートとする。ドイ
ツ連邦共和国、Munich所在のKrauss−Ma
ffei社の射出成形機KM 90−210Bを使用す
る。シクロオレフィンコポリマーおよびそれのポリマー
アロイとの物理的性質は次のように特徴づけられる。
【0057】ガラス転移温度は、ドイツ連邦共和国、U
eberlingen所在のPerkin Elmer
社の示差走査熱量測定器DSC7を用いて測定する。加
熱速度は20℃/分である。
【0058】ドイツ連邦共和国、Offenbach所
在のInstron社の引張応力/伸び試験機4302
を使用して機械的性質、例えば弾性率、破断点伸び率お
よびDIN53455による引張応力/伸び特性を測定
する。
【0059】ノッチ付衝撃強さを、ドイツ連邦共和国、
Ulm所在のZwick社製の測定器を用いて、ハンマ
ー振子5102を用いて、DIN53453に従って測
定する。
【0060】溶融粘度は、米国、ニュージャージー州、
Piscataway所在のRheometrics製
レオメターRDSを用いて測定する。使用したCOCの
粘度数は、DIN53728に従って測定する(デカヒ
ドロナフタレン、135℃)。
【0061】3点曲げ試験は、射出成形試験片で、DI
N53453/53457に従って行なった。光学的性
質、例えば曇り点、全光透過度および拡散透過度をAS
TM D1003に従って2mmの厚さの射出成形シー
トで測定する。
【0062】次にRohm&Haas(ドイツ国、フラ
ンクフルト)社から入手できる次の市販のコア/セル型
ポリマー粒子を使用する:Paraloid EXL3
647(R) (粒径:0.3マイクロメーター)、Par
aloid EXL2600(R) (粒径:0.1マイク
ロメーター)およびKANE ACE B582
(R)(粒径:0.1マイクロメーター)。
【0063】重合 例1 攪拌器を備えた、掃除され乾燥した75dm3 重合容器
を窒素でフラッシュ洗浄し、次いでエチレンでフラッシ
ュ洗浄しそして12kgのノルボルネンおよび15dm
3 のトルエンで満たす。300mlのトリイソブチルア
ルミニウム溶液(トルエン中20%w/w)を添加す
る。エチレン圧を18barの高圧に調整する。反応温
度を70℃に調整する。20mgのイソプロペニル(シ
クロペンタジエニル)(1−インデニル)−ジルコニウ
ムジクロリドを、メチルアルミノキサンのトルエン溶液
(凝固点降下法での測定で分子量1300g/molの
メチルアルミノキサン10重量%)500mlに溶解
し、次いでこの溶液を反応器に配量供給する。エチレン
圧を後からのエチレンの供給によって18barに保
つ。90分の重合時間後、反応器の内容物を、50dm
3 の水素化ディーゼル油留分(Exxsol、沸点範囲
100〜120℃、Exxon社製)に500gのシー
ライトおよび200mlの水が予め導入されている15
0dm3 の攪拌機付きタンクに移す。この混合物を60
℃で20分間攪拌する。10dm3 のExxsol中に
懸濁させた500gのシーライトのろ過ケーキ状物を、
120dm3 の加圧吸引フィルターの濾布上に集める。
ポリマー溶液を、加圧吸引フィルターを通してろ過す
る。2.8barの窒素圧を溶液上に掛ける。次いでこ
の混合物を鋼製ハウジング中に取付けたいくつかのフィ
ルターキャンドル(Fluid Dybnamics、
Dynalloy XS 64.5μm 0.1m2 /キ
ャンドル)を通してろ過する。ポリマー溶液を500d
3のアセトン中に入れて分散器(Ultraturrax) を用い
て攪拌し、これによりポリマー溶液から沈澱がある。こ
の懸濁物を、底部弁開口を有する680dm3 攪拌式加
圧吸引フィルターを通して循環させる。底部弁を閉めた
後、残留物を200dm3 のアセトンで3回洗浄した。
最後の洗浄の後に、生成物を窒素流中で60℃で予備乾
燥し、乾燥室で0.2barのもとで80℃で24時間
予備乾燥する。5.37kgのポリマーを得る。粘度数
は51ml/gであり、ガラス転移温度は105℃であ
る。
【0064】例2〜9 例1と同様に種々のシクロオレフィンコポリマーを、種
々のメタロセンを用いておよび反応条件を変えてノルボ
ルネンまたはテトラシクロドデセンとエチレンから同様
に製造する(表1.1)。生成物の性質を表1.2に示
す。例4および5の場合には、分子量を調節するため
に、いずれの場合にも900mlの水素を最初に反応容
器に導入する。用いる水素を後からの供給に交換する
(例4では700ml/時、例5では800ml/
時)。
【0065】表1.1
【0066】
【表1】
【0067】COCl(Apel 6015)およびC
OC9(Apel 7515)は三井石油化学株式会社
から入手できる市販品である。 K1:VOCl2 (1OC2 5 ) K2:イソプロピレン(1−インデニル)シクロペンタ
ジエニルジルコニウムジクロリド K3:ジフェニルメチレン(1−フルオレニル)シクロ
ペンタジエニル−ジルコニウムジクロリド K4:ジメチルシリルビス(1−インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド DMON:テトラシクロドデセン Nb:ノルボルネン Et:エチレン例10 次の表に、純粋なCOCおよびCOC−コア/セル型ポ
リマー粒子ポリマーアロイのノッチ付衝撃強さを総括掲
載する: 例11: 次の表に、純粋なCOCおよびCOC−コア/セル型ポ
リマー粒子ポリマーアロイの引張応力/伸び特性を総括
掲載する: 例12 白色光の全透過率を、2mmの厚さの射出成形シートに
ついてウルブリヒト−グローブ(Ulbricht g
lobe)によって測定する。次の値が測定される。
【0068】 例13 射出成形シートを用いて、溶融粘度を測定周波数W、温
度Tおよび熱に曝す時間tの関数として測定する。以下
の表から本発明のポリマーアロイが良好な溶融安定性を
有していることが判る。
【0069】 例14 例15: COCの衝撃強さを最適にするのに必要される粒度dを
次の式によるからみ合い密度neから算出する〔S.W
u Polymer International 2
9(1992)第229〜247頁〕: log(d)=1.19−14.1 ne d:マイクロメーター、ne:mmol/cm3 からみ合い密度neは次の様に計算される。Rはガス定
数であり、Tは480Kの測定温度でありそしてGN O
はプラトーモジュラス(plateau)である:ne
=GN O 1/RT プラトーモジュラスGN O はS.WuおよびR.Bec
kerbauerによって開示された方法で測定される
(この関係では、Polymer 33(1992)第
509頁;J.Polym.Sci.Phys.Ed
n.27(1989)第723頁;Polym.En
g.Sci.28(1988)第538頁参照〕。これ
に付いては、線状の粘弾性動的モジュラス−スペクトル
を480Kでの周波数の関数として測定する(米国、ニ
ュージャージー州のPiscataway所在のRhe
ometrics社のRDSレオメータを使用する)。
S.WuおよびR.Beckerbauerによると、
プラトーモジュラスは、tanδが最小を取る貯蔵モジ
ュラス〕である:GN O =(G’)tan δ-minimum ただしtan δ=G”/G’ 例16: 80重量% のCOC4と20重量% のParaloid
EXL2600との組成物を上述の様に押出成形する
ことによって顆粒を製造する。この顆粒を上記の通りに
乾燥しそして20マイクロメーターの厚さおよび10c
mの幅を持つフィルムに押出成形する。押出方向に対し
て平行におよび直角にフィルムを切断して帯び状物を得
る。この帯び状物は次の機械的性質を示す。
【0070】 例17: 以下のポリマーをHaake社の押出機で50:50の
重量比で混合する:COC2/PMMA、COC5/P
MMA、COC9/PMMA、COC2/ポリスチレ
ン、COC5/ポリスチレン、COC9/ポリスチレ
ン、COC2/ポリカルボナート、COC5/ポリカル
ボナート、COC9/ポリカルボナート。全ての場合
に、DSC測定(Perkin Elmer DSC−
7、Ueberkingen、ドイツ連邦共和国)によ
って、2つの成分の変わらないガラス転移温度が測定さ
れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・オサン ドイツ連邦共和国、65779 ケルクハイ ム、ハッテルスハイマー・ストラーセ、 27−29 (72)発明者 オットー・ヘルマン−シエーンヘル ドイツ連邦共和国、64625 ベンスハイ ム、グラーフエンストラーセ、15 審査官 柴田 昌弘 (56)参考文献 特開 平5−271519(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 45/00 C08L 51/00 - 51/08

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)1種以上のシクロオレフィンコポリ
    マーとb)0.01〜0.7マイクロメーターの直径を
    持つ1種以上のセル/コア型重合体粒子を含み、芳香族
    ポリエステルを含まないポリマーアロイ。
  2. 【請求項2】 シクロオレフィンコポリマーと1種以上
    のセル/コア型重合体粒子を含む請求項1に記載のポリ
    マーアロイ。
  3. 【請求項3】 シクロオレフィンコポリマーが該シクロ
    オレフィンコポリマーを総重量を基準として0.1〜9
    9重量% の、1種以上の多環式オレフィンから誘導され
    る構造単位、0〜95重量% の単環式オレフィンおよび
    0〜99重量% 非環式オレフィンを含む、請求項 1また
    は2に記載のポリマーアロイ。
  4. 【請求項4】 シクロオレフィンコポリマーが該シクロ
    オレフィンコポリマーを総重量を基準として0.1〜9
    9重量% の、式I、II、III 、IV、VまたはVI 【化1】 〔式中、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7
    よびR8 は互いに同じかまたは異なりそして水素原子ま
    たはC1 〜C20炭化水素残基であるかまたは2種以上の
    残基R1 〜R8 が1つの環を形成しそして色々な式I〜
    VI中の残基R1 〜R8 が異なる意味を有し得る。〕で表
    される1種以上の多環式オレフィンから誘導される構造
    単位、シクロオレフィンポリマーの総重量を基準として
    0〜95重量% の、式VII 【化2】 〔式中、nは2〜10の数である。〕で表される1種以
    上の単環式オレフィンから誘導される構造単位およびシ
    クロオレフィンポリマーの総重量を基準として0〜99
    重量% の、式VIII 【化3】 〔式中、R9 、R10、R11およびR12は互いに同じかま
    たは異なりそして水素原子またはC1 〜C20炭化水素残
    基である。〕で表される1種以上の非環式オレフィンか
    ら誘導される構造単位を含む、請求項1〜3 のいずれか
    一つに記載のポリマーアロイ。
  5. 【請求項5】 シクロオレフィンコポリマーが請求項4
    に記載の式I、II、III 、IV、VまたはVIで表される1
    種以上の多環式オレフィンから誘導される構造単位、請
    求項4に記載の式VII で表される1種以上の単環式オレ
    フィンから誘導される構造単位およびエチレンから誘導
    される構造単位を含む、請求項4に記載のポリマーアロ
    イ。
  6. 【請求項6】 a)1種以上のシクロオレフィンコポリ
    マーとb)0.01〜0.7マイクロメーターの直径を
    持つ1種以上のコア/セル型ポリマー粒子を互いに混合
    することを特徴とする、ポリマーアロイの製造方法。
  7. 【請求項7】 a)1種以上のシクロオレフィンコポリ
    マーとb)0.01〜0.7マイクロメーターの直径を
    持つ1種以上のコア/セル型ポリマー粒子を混合してマ
    スターバッチを形成し、得られる混合物を1種以上のシ
    クロオレフィンコポリマーと混合する、請求項6記載の
    方法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポ
    リマーアロイを成形品の製造に使用する方法。
  9. 【請求項9】 ポリマーアロイからなる成形品におい
    て、ポリマーアロイがa)1種以上のシクロオレフィン
    コポリアーとb)0.01〜0.7マイクロメーターの
    直径を持つ1種以上のコア/セル型ポリマー粒子を含
    み、芳香族ポリエステルを含まないことを特徴とする、
    上記成形品。
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