JP4132072B2 - グラフト化プロピレンホモ又はコポリマー及びその製法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、グラフト化プロピレンホモ及びコポリマー及びその製法に関する。
【0002】
グラフト化単位は、1,2ポリジエン類、ポリアルケニレン類及びエチレン−プロピレン(EPM)あるいは非共役ジエンモノマーを有するエチレン−プロピレン(EPDM)を共重合することから得られたアモルファス エラストマーから選択される。特に、本発明は、例えば、インテリア カードア パネルのような部品のための合成皮革として用いられるに適する樹脂に関する。
【0003】
【背景技術】
インテリア ドア パネル、ダッシュボード部品、インテリアトリム、コンソール及び同様の部品の製造は、通常、合成レザー層を支持部材に結合することにより行われる。2つの主な結合方法は、合成レザーを堅い支持部に接着すること、あるいは、合成レザーを成形型の中で加熱された熱可塑性支持部品と共にプレスし、成形することにより、行われる。
最近、出願人は、外皮(合成皮革を表す)と、必要な剛性を最終部品に与えるインナー支持層を共射出することにより、パネルあるいは同様の部材を製造する方法を開発した。
【0004】
そのような技術を用いて解決すべき問題の1つは、外皮材料の物理的特性にある。外皮材料は、快いタッチ(柔軟性)特性と易流動挙動性(射出成形のため)とを組合せたものでなければならない。快いタッチ性あるいは易流動性を有するポリマーはよく知られる。良好な快タッチ性を有するポリマーは、例えば、熱可塑性エラストマー(TPE)及びポリオレフィン熱可塑性エラストマー(PTE)であり、それは、EPあるいはEPDMブレンドポリオレフィンベースのものであり、その特性は、ゴムあるいは、自身熱可塑性エラストマーとして挙動する、新規なTPO(熱可塑性ポリオレフィン)材料と同様である。
【0005】
不幸なことに、それらの材料は、快いタッチ特性を備えているが、それらは、必要な易流動挙動性が欠けており、従って、それらは、射出成形法に使用できない。
易流動挙動性は、通常、反応分解を通して行われ、即ち、ポリマーの分子量(分子鎖長さ)を低減する作用により達成される。プロピレン ホモ及びコポリマーを、過酸化物あるいは非過酸化物ラジカル開始剤により選択的に分解することは知られている。
【0006】
ジクミルパーオキシド(DCUP)、ジ(3級−ブチル)パーオキシドのような過酸化物ラジカル開始剤を使用することにより、あるいは、0.1〜1.0重量%の濃度の、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニレタンあるいは3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサンのような、非−過酸化物ラジカル開始剤を使用することにより、プロピレンポリマーのレオロジー特性(易流動性)が改良される。この方法の欠点は、ポリマーの機械的特性(モジュラス及び衝撃強度)が低下すること、及び、低分子量の分子鎖を有する分子が副産物として生成することである。これらの生成物は、低融点であり、そして、低温で、成形製品の表面に向けて移動し、それを粘着性にし、使用するに適さなくする、粘性液となる。
【0007】
150℃〜300℃の範囲の温度で、アルファ−オレフィン ポリマー、及び、例えば、1−ブテンのようなコポリマーで、過酸化物ラジカル開始剤(ヨーロッパ特許第261.786号)あるいは非過酸化物ラジカル開始剤(ヨーロッパ特許第542.253号)の存在下で処理することにより、結晶性プロピレン ポリマーを変性(グラフト化)することが、知られている。両方の場合、低分子量ポリマー鎖を再構成することはないので、非常に低温(<60℃)でも、最終製品の粘着性を低下させることはない。
【0008】
プロピレン上にグラフト化されたポリアルケニレン類は、よく知られる(Plastic, Rubber and Composite Processing and Application 18, 47-58頁、1992及びヨーロッパ特許第642.622号)。この場合、得られた樹脂は、粘着性低減にもかかわらず、射出及び共−射出成形での処理性を排除するような基本的なメルト流動性低減を示すものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、要求の特性を備えるプロピレン ポリマーとその製法を与えることにより、上記の問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の目的は、請求項1に記載のプロピレンのホモポリマー及びコポリマーに関する本発明により達せられる。本発明は、請求項7に記載の上記の(コ)ポリマーの製法に関する。
本発明は更に、請求項14の記載に従う、インテリア カードア パネルあるいは他のインテリア部品を製造するために、上記のポリマーを使用することに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
好適な具体例により、プロピレン(コ)ポリマーは、グラフト化単位として、エチレン−プロピレン(EMP)あるいはエチレン−プロピレン ジエン モノマー(EPDM)の共重合化により得られた、5〜65重量%のグラフト化アモルファス エラストマーを有する。EPM及びEPDMポリマーは共にナフテン/パラフィンオイルを用いて展延することができる。
【0012】
他の具体例によると、プロピレン(コ)ポリマーは、また、0.1〜5重量%のビニルポリブタジエンをグラフト化単位として有する。
また、本発明の他の具体例によると、(コ)ポリマーは、過酸化物開始剤の存在下での熱分解により得られる。
【0013】
本発明による(コ)ポリマーは、上記の技術的問題を解決する:即ち、その流動性のため、射出あるいは共射出成形法に適し、こうして得られた最終製品は、粘着性を有さない。本発明の(コ)ポリマーは、また合成皮革あるいは、良好な柔軟性、即ち、快いタッチ特性を有するが、粘着性のない他の製品を製造するために適するものである。得られた合成皮革は、上記のような接着法(にかわ法)
あるいはホットプレス方法により、カートリムパネルを製造するために用いることができた。
【0014】
上記のように、プロピレン ホモ及びコポリマーは、ポリアルケニレン類、EPM及びEPDMポリマーあるいはそれらの混合物から選択されたグラフト化単位を用いることにより、グラフト化され、そして、ポリアルケニレン類の量は、1〜30重量%であり、EPM及び/あるいはEPDMポリマーの量は、全量の5〜65重量%である。
好適な具体例においては、ビニルブタジエン類、即ち、アルファ オレフィン ポリマーが、グラフト化単位として、上記のものに添加される。ビニルポリブタジエンの量は、0.01〜10重量%である。
【0015】
好適な出発原料のポリマーは、プロピレンポリマーであるが、他の出発原料のポリマーも使用できる。本発明の目的ポリマーは、反応性変換(分解)により製造でき、例えば、押出機により、あるいは、直接的に、射出あるいは共射出成形することにより製造できる。
原料の流動性は、一定に保持でき、上昇できあるいは低減できるが、一方では、その柔軟性は改良され、表面的な硬度に関しても改良され、また、熱可塑性エラストマーと同様になる。
【0016】
本発明の製法は、160℃〜310℃の温度範囲でプロピレン ポリマーとポリアルケニレン類及び/あるいはアモルファス エチレン−プロピレン コポリマー及び/あるいはエチレン−プロピレン−ジエンターポリマーを、そして任意にだが必然でなく、ラジカル開始剤の存在下でアルファ−オレフィン類ポリマーを混合させることである。
【0017】
プロピレンのホモポリマーでもコポリマーでも、プロピレン ポリマーの用語で表す。特に、適切なプロピレンポリマーは、0.1%より高いイソタクテック比率を有する(コ)ポリマーである。コポリマーは、2〜10個の炭素原子を有する1以上のアルファ−オレフィン類であり、例えば、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン;プロピレンの連続的な重合により得られたポリプロピレン組成物及びそのエチレン及び/あるいはアルファ−オレフィン類との混合物;シンジオタクテック プロピレン ポリマー;プロピレン(コ)ポリマーとEP(D)M(この場合、EP(D)Mポリマーはグラフト化単位として機能しない)との混合物である。
【0018】
プロピレン(コ)ポリマーは、溶融−流動−インデックス(MFI)を有し、それは、0.1乃至1000g/10分間の範囲であり、好適には、230℃/21.6Nで(ASTM1238によると)、0.2〜60の範囲である。プロピレン ポリマーの量は、通常、少なくとも10重量%である。
ビニル ポリブタジエン類即ち、ブタジエンの液ポリマーは、通常、溶媒中例えば、トルエン中の有機リチウム(オルガノリチウム)触媒を用いる、ブタジエンのアニオン性重合により、製造されるが、即ち、溶媒は、反応の終端で除去される。
ブタジエン モノマー、基本的構造単位は、次の化学式を有する。
【0019】
【化1】
【0020】
アニオン性重合あるいはブタジエンにより、3つの基本的に異なるタイプの構造を有するポリマー鎖となる。
【0021】
【化2】
【0022】
好適には、使用するポリブタジエン(以下、ビニルポリブタジエンと称する)は、少なくとも20%の1,2構造の含有率を有し、分子量(Mn)は、900〜10,000の範囲である。
本発明の製法に使用したビニルブタジエンの量は、好適には10重量%より大きくなく、好適には、樹脂全量の0.1〜5重量%である。
【0023】
用いた好適なポリアルケニレンは、ポリオクテニレンであり、これは、所謂、複分解重合により、シクロ−オクテンから製造される。それは、線形であり、環状であるマクロ分子よりなり、それは、分技されなく、また、8個の炭素原子当り1個の二重結合を含有する。二重結合は、トランス体あるいはシス体の立体形に配置され得る。結晶性の程度は、トランス体の含有率に依存している。
【0024】
これらのポリマーの例は、ハル社(Huls AG)により市販されているVestenamer 8012及び6213(TM)である。本発明の製法に使用されるポリアルケニレンの量は、広い範囲にわたり変化できる;一般的に、その量は、全組成物の30重量%以下であり、好適には、1〜20重量%の範囲である。
EPM及びEPDMポリマーは、エチレン−プロピレンの共重合により得られ、以下の基本単位になる。
【0025】
【化3】
【0026】
あるいはエチレン−プロピレン及び共役でないジエンモノマーとなり、以下の基本単位を与える。
【0027】
【化4】
【0028】
この種の原料の例は、エニケム エラストメリ(Enichem Elastomeri)により製造され、市販されるDutral CO及びDutral TER(TM)であり、EPM及びEPDMポリマーは、例えば、″乾燥″形で使用されるか、あるいは、オイルで展延され、例えば、パラフィン/ナフテン オイルが添加され、その柔軟性を高める。添加オイルの量は、EP(D)Mポリマーの重量%によると90〜100%に達し得る。″乾燥″形でのEPM及びEPDMの量は、全生成物の5〜65重量%の範囲であり、好適には、5〜45重量%で、もっとも好適には、8〜30重量%である。EP(D)Mポリマーへのオイル添加により、最終ポリマー組成物の柔軟性を高め、コストを低める。
【0029】
ラジカル開始剤は、過酸化物から選択でき、例えば、ジクミル−過酸化物(Akzo Nobelから市販されるPerkadox BC-FF(TM)あるいはPeroxid Chemie GmbHから市販されるDCUP(TM))、2,5−ビス(3級−ブチルパーオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン(Akzo Nobelから市販されるTrigonox 101(TM)あるいはPeroxid-Chemieから市販されるDHBP(TM))である。非過酸化物の中の、適切な開始剤には、2,3−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサン(Akzo Nobelにより市販されるPerkadox 58(TM)あるいはPeroxid-Chemieにより市販されるCCDFH(TM))、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(Akzo Nobelにより市販されるPerkadox 30(TM)あるいはPeroxid-Chemieにより市販されるCCDFB(TM))がある。
【0030】
本発明によるラジカル開始剤の含有量は、要求される効果に従って、広い範囲にわたり変えることができ、即ち、全組成物の、0.05〜3.5重量%の範囲、好適には、0.1〜2.5重量%の範囲に変えることができる。
反応過程の間に、酸化性熱分解現象を防止するために、抗−酸化剤及び安定剤を、用いる。第1級の、抗−酸化剤は、2,6−ジ−3級−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)及び2級アミンのような立体性ヒンダードフェノールが挙げられる。適当な第2級の抗−酸化剤は、チオエーテル、フォスファイト及びフォスフォナイト類である。抗−酸化剤の含有量は、通常、1.5重量%以上でなく、好適には、0.1〜1.0重量%である。
【0031】
次に、本発明を更に下記の実施例により説明する。これらの実施例の目的は、本発明を制限するものではない。
【0032】
下記の実施例において、粘着力の比較値として、″曇り値″(それは、表面に向けて移動することができるポリマー短鎖のないことを意味する)を用いる。曇り値は、比較としてとりあげられる完全に透明なガラスシートを通して透過する光の割合として表され、物質が加熱後に、試料の表面に移動し、次に、ガラスシート上に移動し、析出するものである。透過値が低いほど、表面的な移動は、高くなる。
【0033】
[実施例]
[実施例1(参考例)]
500重量部のポリプロピレン コポリマー(0.6dg/分(ASTM1238/Lにより測定された)のメルトフローインデックス(MFI)、32(ASTM D 2240により測定)の硬度ショアD及び95%(DIN75201により測定)の曇り値を有する。モンテル(Montell)からの市販名Hifax CA10A(TM))を、0.75重量部の抗−酸化剤(チバガイギーにより製造され、市販されるIrganox 1035(TM))と、シリカ(アクゾ ノーベルによる市販名(TM)Trigonox 101-50d-pd)上に支持された、1.15重量部の過酸化物ラジカル開始剤2,5−ビス(3級−ブチルパーオキシ)−2,5−ジメチルヘキサンと混合した。混合物を30mmのツレッドで、19のL/D比率で、バウサノ(Bausano)によるトウィンスクリュー押出機MD30のホッパーに供給した。
【0034】
次に、混合物を、200〜220℃の範囲のスクリューシリンダー温度と、20Kg/時間の流速と、25rpmのスクリュー速度で、60〜180秒の停止時間で押出処理した。ポリマーを、その後、粒状化される糸形状に押出する。
製造されたペレットは、ASTM 1238/L規定(メルトフローインデックス)による特性が、16dg/分の値、硬度ショアD=35及び曇り値<75%(DIN75201)であった。その特性は、曇り値が大きく低下し、試料表面の粘着力が過剰であった。
両方の現象は、ラジカル開始剤を使用したための、ポリマー鎖分解(分子量低下)によるものである。
【0035】
[実施例2(参考例)]
更に、1.15重量部のトリゴノックスTrigonox 101/50(TM)を実施例1記載の混合物中に添加する。押出処理と粒状形成は、実施例1の方法による。ASTM 1238/L規定によるメルトフローインデックス特性値は、100dg/分、硬度ショアD(ASTM D2240による)は、38及び曇り値<70%である。
【0036】
[実施例3(参考例)]
5重量部の液体ビニル ポリブタジエン(2600の平均分子量で、25℃での粘度85ポイズで、Revertex社からLithene PH(TM)として製造、市販される)を、参考例2に記載の混合物に添加する。
ペレット製造は、実施例1の方法による。メルトフローインデックスは、20dg/分になった。硬度ショアD=35で、曇り値85%以下であった。
【0037】
[実施例4]
15重量部のポリアルケニレン(Vestenamer 8012(TM)として、Huls AGにより製造され、市販される)を実施例3の混合物中に添加した。押出とペレット製造は、実施例1により行った。
その特性値は、次の通りである。
−MFI=13dg/分;
−硬度ショアD=25;
−曇り値>93%
【0038】
[実施例5(参考例)]
25重量部のVestenamer 8012(TM)を実施例2の混合物中に添加した。ペレット製造は、実施例1により行った。
その特性値は、次の通りである。
−MFI=16dg/分;
−硬度ショアD=25;
−曇り値>95%
【0039】
[実施例6(参考例)]
メルトフロー速度230℃/2.16N(45g/10分の、ISO1133による)で、1350MPa(DIN 53457による)のフレキュラル モヂュラスで、曇り値>95%で、PCDポリマーからUSC1012Aとして製造、市販されるポリプロピレン コポリマー225重量部を、展延オイル含有量50重量%で、ムーネイ粘度ML(1+4)125℃で31の、Enichem ElastomerlからDutral CO 554(TM)として製造、市販されるアモルファス エチレン−プロピレン コポリマー(EPM)270重量部及び、フェノール性抗−酸化剤(Ciba-Geigyから製造、市販されたIrganox 1035(TM))0.75重量部及び、過酸化物ラジカル開始剤、DHBP−45 IC/G 2,5−ジメチル−2,5−ジ(3級ブチル パーオキシ)ヘキサン(チョークを45重量%を有する)(Peroxid Chemie社)により製造、市販される)0.75重量部と混合にかける。
【0040】
次に、混合物を、170℃〜210℃のスクリューシリンダーでの温度で、40Kg/時の流速で、20rpmのスクリュー速度で、60〜180秒間の停止時間で押出処理にかける。
ポリマーを糸状に押出し、粒状にする。製造されたペレットは、ASTM 1238/L規定(メルトフローインデックス)による特性が、34dg/分の値で、曇り値>95%(DIN75201)であった。
【0041】
[実施例7(参考例)]
167.5重量部のポリプロピレン コポリマーUSC 1012Aを、332.5重量部のDutral CO 554と0.75重量部のIrganoxと1.75重量部のDHBP-45 IC/Gとを混合した。
ペレット製造を実施例6により行った。特性値は次の通りである。
−MFI=31dg/分;
−硬度ショアD=68;
−曇り値>95%
【0042】
[実施例8]
164.5重量部のプロピレン コポリマーUSC 1012Aを、325.5重量部のDutral CO 554と10重量部のビニルポリブタジエン(Revertex社のLithene PH(TM))と1.75重量部のDHBP-46 IC/Gとを混合した。ペレット製造は、実施例6により行った。得られた特性値は、次の通りである。
−MFI=18.5dg/分;
−硬度ショアA=68;
−曇り値>90%
Claims (15)
- グラフト化単位を含有するグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーであって、グラフト化単位として、ビニルポリブタジエン類を全重量の0.01〜10重量%の量で含有し、更に、ポリアルケニレン類、アモルファスEPM又はEPDMポリマー、又はこれらの混合物から選ばれるグラフト化単位を含有し、ポリアルケニレン類の量は全重量の1〜30重量%であり、EPM及び/又はEPDMポリマーの量は全重量の5〜65重量%である[ただし、(a)(i)90%を超えるアイソタクチック指標を有する結晶性ポリプロピレン、及び(ii)5%以下のエチレン含有量のエチレン−プロピレンランダムコポリマーから成る群から選択される10から70重量部のプロピレンポリマー物質、(b)20から60重量部の無定形エチレン−プロピレンコポリマーゴム、及び(c)室温においてキシレンに不溶性であり、90重量%を超えるエチレン含有量の、10から30重量部の半結晶性、低密度、本質的に線状のエチレン-プロピレンコポリマー(ここで(a)+(b)+(c)の全量は100重量部である)を含んで成り、(a)+(b)+(c)の100重量部に対して、(i)少なくとも50重量%の1,2構造を有する3から15重量部の1、2−ポリブタジエン及び(ii)EDPM中160℃で、3.3から20分の半減期を有する0.5から3重量部の過酸化物架橋剤を含む硬化システムにより、部分的に硬化された熱可塑性エラストマーを除く]ことを特徴とするグラフト化プロピレンホモ又はコポリマー。
- EPM又はEPDMポリマーが、EPM又はEPDMポリマーの重量の1〜60重量%の量で添加されたオイルにより展延されたものであることを特徴とする請求項1に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマー。
- ビニルポリブタジエン類0.1〜5.0重量%及びポリアルケニレン類1.5〜20重量%を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマー。
- ビニルポリブタジエン類が、1,2-構造含有率少なくとも20%を有するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマー。
- ポリアルケニレン類がポリオクテニレンであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマー。
- 出発原料のプロピレン(コ)ポリマーが、エチレン-プロピレンコポリマーであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマー。
- ラジカル開始剤及びグラフト化単位の存在下における選択的分解反応によって請求項1記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーを製造する方法であって、グラフト化単位として、全重量の0.01〜10重量%の量のビニルポリブタジエン類を使用し、さらに、ポリアルケニレン類、アモルファスEPM又はEPDMポリマー、又はこれらの混合物から選ばれるグラフト化単位を使用し、ポリアルケニレン類の量は全重量の1〜30重量%であり、EPM及び/又はEPDMポリマーの量は全重量の5〜65重量%である[ただし、(a)(i)90%を超えるアイソタクチック指標を有する結晶性ポリプロピレン、及び(ii)5%以下のエチレン含有量のエチレン−プロピレンランダムコポリマーから成る群から選択される10から70重量部のプロピレンポリマー物質、(b)20から60重量部の無定形エチレン−プロピレンコポリマーゴム、及び(c)室温においてキシレンに不溶性であり、90重量%を超えるエチレン含有量の、10から30重量部の半結晶性、低密度、本質的に線状のエチレン-プロピレンコポリマー(ここで(a)+(b)+(c)の全量は100重量部である)を含んで成り、(a)+(b)+(c)の100重量部に対して、(i)少なくとも50重量%の1,2構造を有する3から15重量部の1、2−ポリブタジエン及び(ii)EDPM中160℃で、3.3から20分の半減期を有する0.5から3重量部の過酸化物架橋剤を含む硬化システムにより、部分的に硬化された熱可塑性エラストマーを除く]ことを特徴とするグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーの製法。
- EPM又はEPDMポリマーが、EPM又はEPDMポリマーの重量の1〜60重量%の量で添加されたオイルにより展延されたものであることを特徴とする請求項7に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーの製法。
- グラフト化単位として、ビニルポリブタジエン類0.1〜5.0重量%及びポリアルケニレン類1.5〜20重量%を使用することを特徴とする請求項7又は8に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーの製法。
- ビニルポリブタジエン類が、1,2-構造含有率少なくとも20%を有するものであり、及びポリアルケニレン類がポリオクテニレンであることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーの製法。
- インテリア・カードア・パネル又はカートリム部品の製造における外皮材料としての、請求項1〜6のいずれか1項に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーの使用。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーで作られた外皮を有することを特徴とするインテリア・カードア・パネル又はカートリム部品。
- 共射出成形によって得られたことを特徴とする請求項12に記載のインテリア・カードア・パネル又はカートリム部品。
- 請求項1記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーが柔軟なタッチ性及び低い曇り特性を有するようにするためのプロピレンホモ又はコポリマーの選択的分解過程におけるグラフト化単位としてのポリアルケニレン類の使用方法であって、ポリアルケニレン類の量が、全重量の1〜30重量%であることを特徴とするポリアルケニレン類の使用方法。
- 請求項1記載のグラフト化プロピレンホモ又はコポリマーが柔軟なタッチ性及び低い曇り特性を有するようにするためのプロピレンホモ又はコポリマーの選択的分解過程におけるグラフト化単位としてのアモルファスEPM又はEPDMポリマーの使用方法であって、ただし、グラフト化プロピレンホモ又はコポリマーは、本質的にシンジオタクチック構造を有するポリプロピレンを含有しておらず、アモルファスEPM又はEPDMポリマーのエチレン含量が60重量%以下であり、EPM及び/又はEPDMポリマーの量が、全重量の5〜65重量%であることを特徴とするアモルファスEPM又はEPDMポリマーの使用方法。
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