JP5357762B2 - 弾性体、その調製のための方法および使用 - Google Patents

弾性体、その調製のための方法および使用 Download PDF

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Description

本出願は、2006年10月17日付け出願の仮の米国特許出願番号第60/852,219号の優先権を主張し、そのすべての内容を本明細書に組み込む。
本開示の分野：本開示は、弾性体、弾性体の調製のための方法、および弾性体の使用、特にゴルフボールのコアの生産において、およびゴム調剤物においてのものに関する。
本開示の背景：ゴルフボールのコアは、概して、架橋されうる弾性ポリブタジエンを用いて作成される。典型的に、ポリブタジエンは非機能的な重合体であり、ゴルフボールのコアを作り上げる他の化合物とほとんど相互作用を持たない。ゴルフボールのコアとしての使用のための慣習的な重合体は、分枝および／または1,2ビニル基を含む中程度または高度のシス1,4-ポリブタジエンである。多くの場合、ポリブタジエンは、陰イオン（アニオン）または遷移金属（Ziegler-Natta（チーグラー-ナッタ））タイプ重合システム（系）によって調製される。
他の事例において、ポリブタジエンは天然ゴムまたは他の弾性体と架橋する。他の種類の弾性体は、ネオプレン、ポリイソプレン、およびエチレン-プロピレンジエン単量体およびその組合せを含みうる。架橋剤に関しては、亜鉛ジアクリレートおよび過酸化物は、ゴルフボールの用途のための架橋剤である。最後に、充填材または加工助剤のような他の化合物は、ゴム調剤物中にゴルフボールのコアを形成するために調合させうる。
ゴルフボールコアの生産において、等しく、およびおそらくより一層効果的であると期待される弾性体（エラストマー）についての継続した必要性がある。
本開示の概要：本開示は、最初の具体例において、少なくとも2種の異なる環状オレフィン単量体から構成する新しい弾性共重合体（エラストメリック・インターポリマー）に関し、その共重合体は開環複分解（リング・オープニング・メタセシス）重合の処理（ROMP、ring opening metathesis polymerization）によって調製され、および共重合体は本明細書に記載するDSC技術によって測定されるような非晶質であり、約-80℃より低いガラス転移温度（Tg）を持ち、および少なくとも40kg/モルの数平均分子量（Mn）を持つように特徴付けられる。
別の具体例において、本開示は、本発明の非晶質の環状オレフィン共重合体を調製する新しい方法に関し、それは、開環複分解重合（ROMP）処理を使用することを具え、それには、開環複分解重合触媒、および重合停止剤（ターミネーター）が含まれる。
別の具体例において、新しい環状オレフィン共重合体で、それは少なくとも2つの環状オレフィンの共重合体であり、それは少なくとも1種の官能基を備える。
別の具体例において、本開示は、ゴム合成物（コンパウンド）、タイヤ、ゴルフボール、ゴルフボールのコア（芯）、および同様なものの生産において、新しい共重合体の使用に関する。
別の具体例において、本開示は新しいゴム合成物および新しいゴルフボールおよびゴルフボールのコアで、少なくとも2種の異なる環状オレフィン単量体から構成する弾性共重合体を利用するものに関し、その共重合体は開環複分解重合処理（ROMP）によって調製され、および共重合体は、1具体例において0から約30%まで、および他の具体例において、0から25%まで、0から約20%まで、0から約10%まで、0から約5%まで、0から約2%まで、および0%で変動する結晶化度の量を、本明細書に記載するDSC技術によって測定されるように持ち、約-80℃よりも低いガラス転移温度（Tg）を持ち、および少なくとも40kg/モルの数平均分子量（Mn）を持つように特徴付けられる。これらの共重合体は、開環複分解重合（ROMP）処理を用いることによって調製されえ、それには開環複分解触媒、および重合停止剤が含まれる。
本開示は、最初の具体例において、少なくとも2種の異なる環状オレフィン単量体から構成する新しい弾性共重合体に関し、その共重合体は開環複分解重合（ROMP）処理によって調製され、および共重合体は、本明細書に記載するDSC技術によって測定されるように非晶質であり、約-80℃よりも低いガラスの転移温度（Tg）を持ち、および少なくとも40kg/モルの数平均分子量（Mn）を持つように特徴付けられる。
別の具体例において、本開示は、非晶質の環状オレフィン共重合体を調製する新しい方法に関し、それは、開環複分解重合（ROMP）処理を使用することを具え、それには開環複分解触媒、および重合停止剤が含まれる。非晶質の環状オレフィン共重合体を調製するための新しい方法は、少なくとも1種の環状オレフィン単量体が約15から約85までのモル%の量において存在し、および約85から約15までのモル%の残りの量が他の環状オレフィン単量体（群）から構成されることを必要とする。
別の具体例において、新しい非晶質の環状オレフィン共重合体は、それは少なくとも2つの環状オレフィンの共重合体であり、少なくとも1種の官能基を備える。
別の具体例において、本開示は、新しい共重合体を、ゴム合成物、タイヤ、ゴルフボール、ゴルフボールのコア、および同様のものの生産において使用することに関する。
別の具体例では、本開示は、新しいゴム合成物および新しいゴルフボールおよびゴルフボールのコアで、少なくとも2種の異なる環状オレフィン単量体から構成する弾性共重合体を利用するものに関し、その共重合体は開環複分解重合処理（ROMP）によって調製され、および共重合体は、1具体例において0から約30%まで、および他の具体例において、0から25%まで、0から約20%まで、0から約10%まで、0から約5%まで、0から約2%まで、および0％で変動する結晶化度の量を、本明細書に記載するDSC技術によって測定されるように持ち、-80℃より低いガラス転移温度（Tg）を持ち、および少なくとも40kg/モルの数平均分子量（Mn）を持つように特徴付けられる。これらの共重合体は、開環複分解重合（ROMP）処理を用いることによって調製されえ、それには開環複分解触媒、および重合停止剤が含まれる。
更に詳細には、本開示の新しい弾性共重合体は、少なくとも2種、またはそれよりも多くの、異なる環状オレフィン単量体の共重合体から構成される。2種またはそれよりも多くの異なる環状オレフィン単量体は開環複分解重合によって共重合される。開環複分解重合（ROMP）の新しい結果として生じる共重合体は、結晶化度を持たず（非結晶質で）、約-80℃よりも低いガラス転移温度（Tg）、および少なくとも約40kg/モルの数平均分子量（Mn）を持つことによって特徴付けられる。別の具体例では、ガラス転移温度（Tg）は、約-80℃から約-130℃まで、およびさらに別の具体例において、約-90℃から約-120℃まで及びうる。別の具体例において、数平均分子量（Mn）は、少なくとも約40kg/モルから約500kg/モルまで、別の具体例においては、約60kg/モルから約200kg/モルまで、別の具体例では、約60kg/モルから約150kg/モルまで、およびさらに別の具体例においては、約40kg/モルから約100kg/モルまで変動しうる。本明細書における共重合体の非晶質の特性の決定は、示差走査熱量測定（DSC）によって達成される。
共重合体を調製する際には、開環複分解重合を受けさせうる任意の2種、またはそれよりも多くの異なる環状オレフィン単量体を用いてよい。用いうる環状オレフィンの種類には、制限されないが、環状アルケン；環状ジエン、環状トリエン、環状ポリエンおよびその組合せが含まれる。用いうる単量体の特定の例には、制限されないが、シクロプロペン、シクロブテン、ベンゾシクロブテン、シクロペンテン、ジシクロペンタジエン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、シクロヘプテン、シクロオクテン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、シクロデセン、1,3-シクロオクタジエン、1,5-シクロオクタジエン、1,3-シクロヘプタジエン、［2.2.1］ビシクロヘプテン、［2.2.2］ビシクロオクテン、シクロヘキセニルノルボルネン、ノルボルネンジカルボキシル無水物、シクロドデセン、1,5,9-シクロドデカトリエン、それらの誘導体、および同様のもの、およびその組合せが含まれる。
別の具体例において、本明細書における新しい共重合体は、結晶化度を持たず、少なくとも1種またはそれよりも多くの官能基を備えうる。別の具体例において、共重合体は少なくとも2つの官能基を備える。別の具体例において、少なくとも1種の官能基は、共重合体の終端（terminal end）に位置しうる。別の具体例において、官能基はペンダント基であってよい。共重合体が多官能（多機能）である場合、官能基は、共重合体の終端（群）および/またはペンダント基（群）の任意の組合せにおいて位置しうる。別の具体例では、官能基はイオン基、およびさらなる具体例において、金属酸化物、好ましくは、ゴルフボールコアのゴム調剤物における充填材として用いる金属酸化物とイオン結合を形成することが可能な官能基でありうる。そのような官能基の例は、カルボン酸基である。他の適当な官能基の例には、アミド類、アミン類、エステル類、スルホン酸塩類、コハク酸無水物、ヒドロキシ基類、ニトリル類、およびカルボン酸の金属塩類が含まれる。多官能共重合体の場合には、前述の官能基はその任意の組合せにおいて存在しうる。ヒドロキシ基を、本明細書において-OH系列（grouping）ならびにH原子が1種またはそれよりも多くの原子によって置換された系列を記載するために用いる。
具体例において、本明細書での結晶化度を持たない新しい共重合体は、少なくとも約40kg/モルの数平均分子量（Mn）を持つ。別の具体例では、共重合体の平均分子量（Mn）は、約40kg/モルから約500kg/モルまで、別の具体例においては、約60kg/モルから約200kg/モルまで、別の具体例では、約60kg/モルから約150kg/モルまで、および別の具体例では、約40kg/モルから約100kg/モルまで及ぶ。別の具体例において、Mnは、少なくとも約49kg/モルであり、別の具体例では、少なくとも約75kg/モル、別の具体例においては、少なくとも約100kg/モル、および別の具体例においては、少なくとも約110kg/モルである。Mnは、適切なMark-Houwink（マーク-ハウインク）定数での普遍的な較正（universal calibration）を用いる標準的なGPC技術を使用して定まる。GPCの手順は本明細書に詳述する。
新しい共重合体を構成する2つまたはそれよりも多くの環状オレフィン単量体の相対的な量は、変動させうる。結果として生じる共重合体が非晶質であるならば、任意の量を用いうる。それらの量は、用いるべきである共重合体のための最終的目的の関数である。たとえば、特定の具体例において、コポリマー（共重合体）は、約3.0：1.0から約1.0：3.0まで、および別の具体例において、約2.0：1.0から約1.0：2.0まで、およびさらに別の具体例において、約1.5：1.0から約1.0：1.5まで、およびさらに約1.0：1.0から及ぶ単量体単位の比を構成する。
本開示の別の具体例において、少なくとも2つまたはそれよりも多くの環状オレフィン単量体を備える、結晶化度を持たない本明細書における共重合体を生産するための方法を提供する。この方法は、開環複分解重合触媒の存在において、少なくとも2つ、またはそれよりも多くの環状オレフィン単量体の開環複分解重合、および開環複分解重合（ROMP）を停止することを具える。ROMP反応において関与することができる任意の環状オレフィン単量体を用いうる。適切な環状オレフィン単量体の例は本明細書において記載してある。非晶質の環状オレフィン共重合体を調製するための新しい方法は、環状オレフィン単量体の少なくとも1種が約15から約85までのモル%の量において存在し、および約85から約15までのモル%の残りの量が他の環状オレフィン単量体（群）を構成することを必要とする。
典型的なROMPにおいて、開環複分解重合を受けることが可能な環状オレフィン単量体は反応容器において混合され、およびROMP複分解触媒と、ROMP複分解反応が起こる温度範囲にて撹拌しながら接触された。反応は、随意に、溶媒の存在下に実行される。溶媒を利用する場合、単量体の濃度は平衡単量体濃度より高い。反応を続け、それは単量体転換および分子量範囲の望ましいレベルが達成されるまで、または単量体濃度が平衡単量体濃度より低くなるまでである。この点で、触媒の非活性化を誘導し、および反応を停止させる。次いで、生成される重合体を反応容器から取り出す。
本明細書でのROMP処理について、平衡単量体濃度は、更なる重合がそれよりも低いと所定の温度で起こらない単量体の濃度である。さらにまた、触媒の非活性化は触媒の不活性化剤の使用によって誘導しえ、それは、触媒種と接触して置かれるとき、触媒種の活性を停止させる部分である。更なる情報について、ROMPはK.J Ivin（イビン）およびJ. C. MoI（モイ）、Olefin Metathesis and Metathesis Polymerization（オレフィン複分解および複分解重合）、Chap. 11（第11章）（1997年）において記載され、それを参照することによって本明細書に組み込む。
任意の開環複分解重合触媒を、開環複分解重合を開始するために用いうる。適切な種類のROMP複分解触媒には、インサイツ（原位置）触媒、担持複分解触媒、および単一部位触媒（single-site catalyst）が含まれる。インサイツ触媒の例は、ハロゲン化遷移金属およびアルキル化合物の反応生成物であり、IUPACグループIIIB元素、例は、B、Al、Ga、In、およびTlが含まれる。インサイツ触媒に関するより一層多くの背景について、K.J IvinおよびJ. C. MoI、Olefin Metathesis and Metathesis Polymerization、Chap. 11（1997）を、それを参照することによって本明細書に組み込む。
ROMP処理について、開環複分解重合に適切な担持複分解触媒がよく知られている。詳細には、担持ROMP複分解触媒は、任意の種類のROMP触媒であり、それは、支持物質基材において化学的に結合されるか、または物理的に含浸され、および複分解反応を開始させることが可能である。支持物質の例には、多孔性物質で、タルク、無機酸化物、無機塩化物、およびポリオレフィンまたは重合体合成物のような樹脂の材料のようなものが含まれる。担持ROMP複分解触媒に関する更なる情報のために、K.J IvinおよびJ. C. MoI、Olefin Metathesis and Metathesis Polymerization、（第2章）およびR.H. Grubbs（グラブス）（ed（編集））Handbook of Metathesis （複分解のハンドブック）Vol.（第2巻）、Chap. 2.10を参照し、それらのすべてにおいて参照することによって本明細書に組み込む。担持複分解触媒の例には、架橋されたポリスチレン結合ルテニウム金属カルベン、およびアルミナにおいて含浸される熱的に活性化されたモリブデン酸化物が含まれる。
さらにROMP処理について、触媒として、達成される環状オレフィン単量体の開環複分解のために適切な任意の単一部位触媒を用いうる。詳細には、単一部位触媒は、明確な単一触媒部位を含む1種の分子種から単独で構成される触媒として記載されうる。ROMP処理のための単一部位触媒はよく知られている。
単一部位ROMP処理触媒の例は、Grubbs-type（グラブス-タイプ）触媒およびSchrock-type（シュロック-タイプ）触媒と称される。グラブス-タイプおよびシュロック-タイプの触媒はよく知られた触媒である。
更に詳細には、Grubbs-type触媒は、ROMP複分解反応を開始させることが可能な単一部位遷移金属複合体触媒である。グラブス触媒の鍵となる構造の特長は、活性なカルベン金属-炭素二重結合および電子の豊富な、低酸化状態遷移金属中心原子で、ルテニウムまたはオスミウムのようなものの存在である。
Schrock-type触媒は、複分解反応を開始させることが可能な単一部位遷移金属複合体のクラス（部類）である。シュロック触媒の鍵となる構造の特長は活性なアルキリデン金属-炭素二重結合および電子-不足、高酸化状態初期遷移金属中心原子で、タングステンまたはモリブデンのようなものの存在である
Schrock-type触媒に関するより一層多くの情報のために、R.R. SchrockのAgnew. Chem. Int. Ed.（ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION（アンゲバンテ・ケミ-インターナショナル・エディション））（2006）、45、3748．“Multiple Metal-Carbon Bonds for Catalytic Metathesis Reactions（触媒複分解反応のための多重金属-炭素結合）”を参照し、その内容を参照によって本明細書に組み込む。
Grubbs-type触媒に関するより一層多くの情報のために、R.H.GrubbsのAgnew. Chem. Int. Ed. (2006) 45、3760．“Olefin-metathesis Catalysts for the Preparation of Molecules and Materials（分子の調製および複分解のためのオレフィン-複分解触媒）”を参照し、その内容を参照することによって本明細書に組み込む。
1種またはそれよりも多くの具体例において、ROMP触媒には、ルテニウムに基づく（系）またはオスミウムに基づくROMP触媒が含まれる。開環複分解重合（ROMP）反応のために効果的な任意のルテニウム系またはオスミウム系のROMP触媒を、用いることができる。
ROMP方法には、共重合体を分離（単離）することが含まれうる。模範的な技術は、それは共重合体を分離するために用いることができ、それには、共重合体をスチーム脱溶媒化（desolventizing）、ドラム乾燥すること、またはイソプロパノールのような適切な非溶媒物質において共重合体を凝固させること、または溶媒または未反応の単量体の蒸留が含まれる。
ROMP方法はまた、鎖末端（chain terminus）上、重合体（ポリマー）骨格（高分子骨格）上で、1種またはそれよりも多くの官能基、またはペンダント基として含む共重合体を生成するのに用いうる。1具体例において、機能化された共重合体は、少なくとも1種の単量体が一体の官能基（integral functional group）を含む環状オレフィン単量体の混合物の開環複分解重合から形成される。別の具体例において、機能化された共重合体は、環状オレフィン単量体および官能基を含む追加的なアルケンの混合物の開環複分解重合から形成される。ROMP反応が完了した後、骨格に沿って、または鎖端にて、少なくとも1種の官能基を重合体鎖に加えることもまた可能である。1具体例において、無水マレイン酸を重合体鎖に加え、コハク酸無水物基を生じる。
共重合体を生成するためのROMP処理を遂行する際には、分子量を調節（コントロール）し、および／または共重合体鎖の端部上に官能性を配置するために、添加剤を導入することが可能である。1具体例において、添加剤はトランス-β-ヒドロムコン酸または同様のものである。
ROMPにおいて用いることができる溶媒の例には、制限されないが、ROMPの条件下で不活性である有機溶媒が含まれる。適切な溶媒には、芳香族炭化水素類、塩素化炭化水素類、エーテル類、脂肪族炭化水素類、アルコール類、ケトン類、またはその混合物が含まれる。有用な溶媒の例には、ベンゼン、トルエン、p-キシレン、塩化メチレン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、n-ヘキサン、シクロヘキサン、ヘキサン異性体、ヘプタン、ジエチルエーテル、ペンタン、またはその混合物が含まれる。1具体例において、溶媒は不活性雰囲気での脱気（ガス抜き）によって精製されうる。必要に応じて、溶媒は乾燥させうる。
ROMP反応は、広範囲にわたる温度で起こる。1具体例において、ROMP反応は、約マイナス50℃から環状オレフィン単量体混合物の天井温度（ceiling temperature）まで及ぶ温度にて遂行されうる。別の具体例において、温度はマイナス40℃から約120℃まで及ぶ。
ROMP反応は、典型的に、最も低い天井温度を持つオレフィン単量体の天井温度にて、またはそれよりも低い温度である温度で起こる。天井温度は、それを超えては特定の重合体が存在することができない温度である。天井温度で、解重合の速度は重合の速度と同じである。
ROMPが達成されるのを許す任意の量の触媒を用いることができ、および共重合体が調製される。1具体例において、用いる触媒の量は、100モルの単量体につき約0.0001モルの触媒から約10モルの触媒までである。
反応体がROMPにおいて組み合わされる順（order）は制限されない。1具体例において、オレフィン単量体は混合物を形成するために組み合わされ、それからROMP触媒が混合物に加えられる。
ROMP反応の経過は、標準的な技術、例は、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、HPLC、核磁気共鳴分光学および%全固形分分析によって監視することができる。1具体例において、反応は、ROMP触媒と反応する、エチルビニルエーテルのような触媒不活性化剤を加えることによって停止される。
共重合体を調製するためのROMP処理は、連続的、半連続的または回分式（batchwise）で実行されうる。
ROMP処理に関するすべての上記説明は、本明細書に記載する非晶質の弾性共重合体の調製を招く環状オレフィン単量体の特定量の使用を除いて、0%を超えるものから約30%まで及ぶ結晶化度レベルを持つ複分解弾性共重合体の調製に適用可能である。
本明細書においてゴム組成物を、0から約30%まで及ぶ結晶化度を持つ環状オレフィン共重合体のいずれかを組み込んで調製する際には、任意のゴムを用いうる。適切なゴムには、制限されないが、任意の天然ゴム、合成ゴムおよびその混合物が含まれる。合成弾性体は、典型的に共役ジエン単量体の重合から導き出される。これらの共役ジエン単量体は、ビニル芳香族単量体のような他の単量体と共重合されうる。他のゴム様（rubbery）弾性体は、エチレンを1種またはそれよりも多くのアルファ-オレフィンおよび随意に1種またはそれよりも多くのジエン単量体と一緒に重合することから導き出しうる。
有用なゴム様弾性体は、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン-コ-イソプレン、ネオプレン、ポリ（エチレン-コ-プロピレン）、ポリ（スチレン-コ-ブタジエン）、ポリ（スチレン-コ-イソプレン）、ポリ（スチレン-コ-イソプレン-コ-ブタジエン）、ポリ（イソプレン-コ-ブタジエン）、ポリ（エチレン-コ-プロピレン-コ-ジエン）、多硫化ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム、およびそれらの混合物が含まれる。これらの弾性体は、線状、分枝状および星状のものを含む無数の高分子構造を持つことができる。1具体例において、弾性体には、天然ゴム、イソプレン、スチレン-ブタジエンコポリマー、およびブタジエンゴム、およびそれらの混合物が、タイヤ産業におけるそれらの共通の使用の結果のようにして含まれる。
本明細書においてゴム組成物およびゴルフボールコア組成物は、この技術にて既知の任意の処理に従って調製されうる。たとえば、ゴム組成物は、この技術で慣習的に採用される混合設備および手順で、ニーダー、ロールミル、および押出機のようなものを用いて調合し、またはブレンドしうる。
ゴム組成物は、更なる原材料を含みえ、それは、既知であり、およびゴム組成物において慣習的なもので、充填剤のようなもの、および添加剤物質で、制限されないが、硬化剤（適切な加硫剤の一般的な開示について、あるものはKirk-Othmer（カーク-オトマー）、Encyclopedia of Chemical Technology（エンサイクロペディア・オブ・ケミカル・テクノロジー）、3rd ed.（第3版）、Wiley Interscience（ワイリー・インターサイエンス社）、N.Y.（ニューヨーク州）1982年、Vol. 20（第20巻）、pp. 365-468、特に“Vulcanization Agents and Auxiliary Materials（加硫の薬剤および補助的材料）”pp. 390-402に言及することができる）、活性剤、抑制剤および促進剤（アクセラレーター）のようなもの；加工添加剤（processing additives）で、オイルのようなもの；樹脂類で、粘着力付与樹脂（tackifying resins）を含むもの；可塑剤類；顔料類；追加的充填剤類、脂肪酸類；酸化亜鉛類；ワックス類；酸化防止剤類；オゾン劣化防止剤類；しゃく解剤類（素練り促進剤）；および同様のものである。この技術において熟練する者（当業者）に知られているように、上記添加剤類を選定し、および慣習的な量において普通に用いることができる。たとえば、制限を伴わずに、タイヤ構成要素の化合物には、典型的に弾性体類、充填剤類、加工油（プロセスオイル）/助剤類、劣化防止剤類（antidegradants）、酸化亜鉛、ステアリン酸（stearic aid）、イオウ、促進剤類およびカップリング剤（結合剤）類が含まれる。そのような化合物は、以下の量においてそのような追加的原材料を持つことができる。
充填剤類：約0から約150までのphr（質量部）、および別の具体例において約30から約80までのphr、
加工油/助剤類：約0から約75までのphr、および別の具体例において約0から約40までのphr、
劣化防止剤類：約0から約10までのphr、および別の具体例において約0から約5までのphr、
ステアリン酸：約0から約5までのphr、および別の具体例において約0から約3までのphr、
酸化亜鉛：約0から約10までのphr、および別の具体例において約0から約30までのphr、
イオウ：約0から約10までのphr、および別の具体例において約0から約5までのphr、そして、
カップリング剤：約0から約30までのphr、および別の具体例において約5から約15までのphrである。
用いうる充填剤類には、カーボンブラック、ヒュームドシリカ、コロイド状シリカ、シリカ（二酸化ケイ素）、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、クレー（粘土）（水和したケイ酸アルミニウム）および澱粉が含まれる。
加工助剤類には普通に、加硫可能な組成物および加硫物を形成する処理の種々の観点を改善する広範な範疇の物質が含まれる。たとえば、加工助剤類は、充填剤の凝集を防ぎ、および粘性を減らしうる。
一定の追加的充填剤類は、クレー（水和したケイ酸アルミニウム）、タルク（水和したケイ酸マグネシウム）、アルミニウム水和物、マイカ（雲母）、および硫酸ナトリウムを含め、加工助剤類として利用さうる。1具体例において、主としてアルミナおよびシリカを含むマイカ類が用いられる。
ゴム硬化剤類を、イオウまたは過酸化物に基づく硬化システムを含めて採用しうる。硬化剤類は、Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 20, pp. 365-468, (3rd Ed. 1982)、特に、Vulcanization Agents and Auxiliary Materials, 390-402、およびA.Y. Coran（コラン）、Vulcanization in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering（バルカナイゼーション・イン・エンサイクロペディア・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・エンジニアリング） (2nd Ed. 1989)において記載され、これらを参照することにより本明細書において組み込む。加硫剤類は、それだけでまたは組合せで用いうる。
適切に用いうる促進剤類には、チアゾール、ジチオカルバマート、ジチオホスフェート、グアニジン、スルフェンアミド、スルフェンイミド、およびチウラムが含まれる。特定の例には、2-メルカプトベンゾチアゾール、2,2'-ジチオビス（ベンゾチアゾール）、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾール-スルフェンアミド（CBS）、N-タート-ブチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド（TBBS）、および1,3-ジフェニルグアニジンが含まれる。
オイル類、ワックス類、スコーチ抑制剤類（scorch inhibiting agents）、粘着付与樹脂類、強化用樹脂類（reinforcing resins）、脂肪酸類、しゃく解剤類、および酸化亜鉛をまた採用しうる。
ゴム組成物を調製する際には、1具体例において、初期のマスターバッチを調製し、それには、ゴム構成要素および強化用充填剤類、ならびに他の随意の非硬化性（non-curative）添加剤類で、加工油、酸化防止剤類、および同様のもののようなものが含まれる。マスターバッチの調製後、1種またはそれよりも多くの随意の再ミル段階（remill stages）を、いずれの原材料も最初の混合物に加えないで、または非硬化（non-curing）原材料の残りを、化合物の粘性を減らし、および強化用充填剤の分散性を改善するために1具体例において加えて、続けることができる。混合処理の最終的な工程は、混合物への加硫剤類の添加である。
さらに詳細には、マスターバッチ処理に関し、加硫可能なゴム組成物は、弾性体および他の原材料を含む初期のマスターバッチ組成を形成することによって調製しうる。時期尚早の加硫を防ぐために、この初期の組成は概して任意の加硫剤類を排除する。
一旦初期のマスターバッチ組成物が処理されれば、加硫剤類を、初期のマスターバッチ中に最終的な混合（ミックス）を形成するために導入し、およびブレンドしうる。追加的な原材料で、促進剤類のようなものは、最終的な混合に対してこの段階の間に加えうる。1具体例において最終的な混合は、加硫処理を開始させない低温で調製される。
ゴルフボール調剤物およびシステムに関して、以下のものが適する。ゴルフボールコアにおいて用いる典型的な硬化システムは、遊離基開始剤で、有機過酸化物、金属塩架橋剤のようなもの、および共硬化剤（co-curing agent）で、不飽和有機イミドのようなもの、または多官能単量体で、トリアリルシアヌレートのようなものからなる。金属塩架橋剤類の例には、亜鉛およびマグネシウムジアクリレートおよびジメタクリレートが含まれる。トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートおよびN,N-m-フェニレンジマレイミドのような共硬化剤は、使用するために入手可能である。過酸化物開始剤類で、過酸化ジクミルのようなものは、使用するために入手可能である。
ゴルフボールおよびゴルフボールのコアを調製する際には、ROMPによって調製される本明細書に記載する弾性共重合体を利用しうる。
ゴルフボールのためのコアおよびゴルフボールの調製において用いるのに適切なものは、少なくとも2つの環状オレフィン単量体を備える弾性共重合体であり、そこでは共重合体は少なくとも2つの環状オレフィン単量体の開環複分解重合によって調製され、および共重合体は、結晶化度を持たず、-80℃より低いガラス転移温度（Tg）および少なくとも40kg/モルの数平均分子量（Mn）を持つことにより特徴付けられ、各々の特性は本明細書に記載の試験手順によって定まる。これらの共重合体に関し、Tgは、1具体例において、約-80℃から約-130℃まで及び、そして別の具体例において、約-90℃から約-120℃まで及びうる。さらに、Mnは、1具体例において、少なくとも約40kg/モルから約500kg/モルまで及び、そして別の具体例において、約60から約200までのkg/モル、そして約60から約150までのkg/モルに及びうる。
また、ゴルフボールのためのコアおよびゴルフボールの調製において用いるのに適切なものは、少なくとも2つの環状オレフィン単量体を備える弾性共重合体であり、そこでは共重合体は、少なくとも2つの環状オレフィン単量体の開環複分解重合によって調製され、および共重合体は、1具体例においては、0から約30%まで、および別の具体例において、0から25%まで、0から約20%まで、0から約10%まで、0から約5%まで、0から約2%まで、および0%で変動する結晶化度、-80℃より低いガラス転移温度（Tg）、および少なくとも40kg/モルの数平均分子量（Mn）を持つことによって特徴付けられ、各々の特性は本明細書に記載する試験手順によって定まる。これらの共重合体に関して、Tgは、1具体例において、約-80℃からおよそそれより高くまで、および別の具体例において、約-90℃から約-120℃まで及びうる。さらに、Mnは、1具体例において、少なくとも40kg/モルから約500kg/モルまで、および他の具体例において、約60から約200kg/モルまで、および約60から約150kg/モルまで及びうる。加えて、1具体例において、結晶化度は、0より高いものから約30%まで、および他の具体例において0から25%まで、0から約20%まで、0から約10%まで、0から約2%まで、および0%で変動しうる。
本明細書において複分解調製される共重合体は、結晶化度を持つか、または持たないかで、動ばね定数（dynamic stiffness）およびヒステリシス（履歴現象）の適切なバランス（均衡）を持つことが見込まれる。さらに、本発明での複分解調製される共重合体は、結晶化度を持つか、または持たないかで、有用なゴルフボールコアおよびゴルフボールが生産されうるように、反発係数および圧縮応答特性の満足なバランスを持つことが見込まれる。本発明の共重合体は、結晶化度を持つか、または結晶化度を持たないかでまた、タイヤのためにゴム、ならびにプラスチックまたはゴム合成物の他の種類の領域における適用をも持つことが見込まれる。興味のある特定のプラスチックには、ABSおよびHIPSが含まれる。
以下の例は、本開示を例示するために、および通常の熟練の者がそれを作成し、そして使用するのを補助するために示す。例は、どんな形であれ、開示の範囲を別に制限することを意図しない。
（試験手順）
（結晶化度およびガラス転移温度（Tg） ）-
環状オレフィンモノマー（単量体）のROMPによって本明細書において生成される共重合体の結晶化度の程度は以下の通りに定まる。環状オレフィンモノマーのROMPによって本明細書において生成される共重合体のガラス転移温度（Tg）は以下の通りに定まる：
共重合体の熱特性は、慣習的な示差走査熱量測定（DSC）によって測定された。TA Instruments（TAインスツルメンツ）DSC 2910を用いて、共重合体の10mgの試料を室温から-150℃まで、10℃/分の冷却速度で冷却し、および次いで10℃/分の速度で100℃まで加熱する。熱流量データ（heat flow data）を、加熱スキャンの間に収集し、共重合体の熱遷移（thermal transitions）を評価するのに用いた。
十分な鎖の立体規則性を持つポリマー（重合体）は、ガラス転移温度および融解温度の間の温度で結晶させることができる。しかし、低分子量の有機液体とは似ずに、完全な結晶化は決して可能ではなく、そしてそれゆえに結晶性ポリマーは、標準的な示差走査熱量測定（DSC）技術を用いて定まるように、15%から70%まで及ぶ結晶化度の典型的なレベルを有する半結晶質の材料と考えられる。普通に知られていているように、パーセント結晶化度（Xc）は、DSCによって、吸熱性融解ピーク(A)の領域で、それは下にある熱流量のベースライン（基線）に関して統合され、それから、興味ある重合体のための融合（ΔHf）の表にされた熱によるこの領域を分けることによって評価することができる。これは、次の式において指し示される：
Xc=100*A/ΔHf
双方のAおよびΔHfはJ/gの単位においてであり、およびXcは%で表される。
ここに請求されるポリマーについて、シス-1,4-ポリブタジエンのための融合の報告された熱は、パーセント結晶化度の決定のための最適な既知の値である。この値は、170.4J/gである［L. Mandelkern（マンデルケルン）およびR. G. Alamo（アラモ）、"Thermodynamic Quantities Governing Melting（サーモダイナミック・クオンティティーズ・ガバーニング・メルティング）"、J. E. Mark（マーク）での、ed.（編集）、 Physical Properties of Polymers Handbook（フィジカル・プロパティーズ・オブ・ポリマーズ・ハンドブック）(AIP Press（AIPプレス社）：Woodbury（ウッドベリー）、NY（米国ニューヨーク州）、1996年)］。
インターポリマー（共重合体）の結晶化度レベルを測定する際に、共重合体は非晶質であると考えられ、それは、上記のDSC技術を使用するとき、インターポリマーがガラス転移温度（Tg）を超える温度で吸熱性融解遷移（melting transition）を表示しない場合である。言い換えると、非晶質のインターポリマーのためにXc=0である。ガラス転移での熱流量対温度反応における段階変化が存在する。ガラス転移温度（Tg）は、標準的な実践に従う熱流量における吸熱性段階での中点に対応する温度として規定される。
数平均分子量（Mn）−環状モノマーのROMPによって本明細書において生成するインターポリマーの数平均分子量（Mn）は、以下の手順によって定まる：
ゲル浸透性クロマトグラフィー（GPC）を、屈折率検出機を有するWaters Model（ウォーターズ・モデル）150-Cを用い、テトラヒドロフラン溶媒において実行した。GPC測定は、ポリスチレン標準と比較して行い、および結果はそれから、固有の粘性の分子量依存性からのデータを使う普遍的な較正アプローチを適用することによって数の分子量データに変換した。シス-1 ,4-ポリブタジエンのためのMark-Houwink定数を、普遍的な較正のために用いた。数平均分子量（Mn）および重量平均分子量（Mw）は、これらの平均のよく知られた定義に基づく分子量分布から定めた。
圧縮試験−PGA圧縮を、上側および下側（upper and lower）のアンビル（鉄床）を用いる小さな圧縮の形態を持つ機器においてゴルフボールを配置することによって測定する。上部鉄床は200ポンド（90.7kg）のばねダイスに対して静止し、そして下側の鉄床はクランク機構を使って約0.300インチ（7.6mm）の線形運動（linear travel）の範囲を持つ。その開口位置において、鉄床間のギャップ（隙間）は、試験ボールの挿入の後、少なくとも0.100（2.5mm）インチのクリアランスを許すのに十分である。下側の鉄床がクランクによって上がるにつれ、そしてギャップが閉められ、機器は圧縮力を適用され、およびボールを、ばねを利用して力を加える（spring loaded）上側鉄床に対して押圧する。ばねの均衡点に達するとき、上側鉄床の偏差（deflection）は1マイクロメートルを用いて測られる。ボールを試験するとき、上側鉄床の偏差が0.200インチ（5.1mm）である場合、ボールは“0”のPGA圧縮を持つとみなされる（regarded as）。実際には、トーナメントの品質のボールは、約50から100までの圧縮等級（ratings）を持ち、それは、上側鉄床が0.150インチ（3.8mm）から0.100インチ（2.5mm）までの合計の偏差であったことを意味する。圧縮装置は、Sinking Spring（シンキング・スプリング）、PA（米国、ペンシルヴェニア州）のO K Automation（OKオートメーション社）によって製造される。
反発係数（COR）：−反発係数は、ゴルフボール（またはコア）の、エアカノン（空気砲）から1秒につき100から144までのフィート（30.5から45.7までのメートル/秒）の速度でコアを発射することによって測定される、入る速さ対出る速さの比率である。ボールは厚い固体鋼板からはね返り、そして2つの速さを電子的に測定する。機械は、Hye Precision Products（ヒエ・プレシジョン・プロダクト社）、Perry（ペリー）、GA（米国、ジョージア州）によって生産される。
（例1）
1.3kg（1.6L）のオレフィンフリーのシクロヘキサン、0.75kg（0.97L、11.0モル）のシクロペンテン、および0.51kg（0.57L、3.1モル）の1,5,9-シクロドデカトリエンから構成するバッチ混合物を、1-ガロン（米3.7853 リットル、英4.546 リットル）の容量の反応器中にチャージし、窒素を用いてパージして、撹拌した（49.5%の固体）。100mLの無水エタノール中での0.90gのトランス-β-ハイドロムコン酸の溶液（6.2mmol（ミリモル））を容器中にチャージし、そして反応器の内容を40℃にまで加熱した。50mLの脱気したトルエン中での0.21g（0.25mmol）のGrubbs 2nd Generation（グラブスの第2世代の）ルテニウム開環複分解重合触媒から構成する溶液を、反応器に加えた。20分以内に、モノマーの重合が起こり始め、そして43℃までの反応温度の増加が観察された。結果として生じる生成物を次いで追加の2時間一定の40℃の温度で撹拌した。このとき、4mLのエチルビニルエーテルを、重合を停止させるために加えた。追加的に12時間撹拌後、次いでインターポリマー溶液をイソプロパノール/BHT（ブチル化ヒドロキシトルエン）の混合物中に凝固させ、白色の、弾性固形物質を生成させた。結果として生じる弾性インターポリマーは、以下の特徴を持っていた。すなわち、非晶質、Mn=49.2kg/モル、Mw/Mn=1.6、Tg=-97.7℃。共重合体組成は、45：55モルパーセントのブテニル：ペンテニル単位であった。この例において利用される触媒は商業的に“Grubbs Second Generation Catalyst”と称される。この触媒は、Materia Inc.（マテリア社）（Pasadena（パサデナ）、CA（カリフォルニア州）USA（米国））によって製造され、そして触媒はSigma-Aldrich（シグマ-アルドリッチ社）（St. Louis（セント・ルイス）、MO（ミズーリ州）USA）によって販売される。触媒の化学名は、(1,3-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)-2-イミダゾリジニリデン)ジクロロ(フェニルメチレン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムである。
（例2）
1.1kg（1.4L）の脱オレフィン化（deolefinated）シクロヘキサン、0.73kg（0.95L、10.9モル）のシクロペンテン、および0.51kg（0.57、3.1モル）Lの1,5,9-シクロドデカトリエンから構成するバッチ混合物を、1-ガロンの容量の反応器中にチャージし、窒素を用いてパージして、撹拌した（52.6%の固体）。100mLの無水エタノール中での0.90gのトランス-β-ハイドロムコン酸の溶液（6.2mmol）を容器中にチャージし、そして反応器の内容を55℃にまで加熱した。50mLの脱気したトルエン中での0.49g（0.6mmol）のGrubbs 2nd Generation（グラブスの第2世代の）ルテニウム複分解重合触媒から構成する溶液を、反応器に加えた。10分以内に、モノマーの重合が起こり始め、そして71℃までの反応温度の増加が観察された。結果として生じるポリマー溶液を次いで40℃にまで冷却し、そして追加の2時間撹拌した。このとき、50mLのシクロヘキセン中でのエチルビニルエーテルの5mLの溶液を、重合を停止させるために加えた。追加的に12時間撹拌後、次いでポリマーをイソプロパノール/BHT（ブチル化ヒドロキシトルエン）の混合物中に凝固させることによって分離し、弾性固形物質を生成させた。結果として生じるポリマーは、以下の特徴を持っていた。すなわち、Mn=58.5kg/モル、Mw/Mn=1.67、Tg=-95.6℃であり、および非晶質であった。インターポリマー組成は、53：47パーセントのブテニル：ペンテニル単位であった。この例において利用される触媒は商業的に“Grubbs Second Generation Catalyst”と称される。この触媒は、Materia Inc.（Pasadena、CA、USA）によって製造され、そして触媒はSigma-Aldrich（St. Louis、MO USA）によって販売される。触媒の化学名は、(1,3-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)-2-イミダゾリジニリデン)ジクロロ(フェニルメチレン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ルテニウムである。
（例3）
例1のポリマーを、ゴルフボールコア調剤物において調合し、および硬化させた。調剤物は、ゴムの百分率当り100部（phr）のポリマー、23phrの亜鉛ジアクリレート、20phrの酸化亜鉛、0.2phrの酸化防止剤（Ciba Irganox（チバ・イルガノックス）1076）、および0.5phrの過酸化物（t-ブチルペルオキシジイソプロピル-ベンゼン；Vulcup（バルカップ）R、Geo Specialty Chemicals（ゲオ・スペシャルティ・ケミカルズ社）からのもの）を含有した。過酸化物以外のすべての原材料を、300グラムのバッチにおいて、Brabender Plasticorder（ブラベンダー・プラスチコーダー）の内部混合機（internal mixer）で5分間60rpmの混合速度で混ぜた。初期の温度は75℃で、そしてバッチの最終的な温度は105℃であった。過酸化物をその後、60℃で2つのロールミルを用いて調合物に加えた。1.54インチ（39.1mm）に等しい直径を有する球状のコアを、モルド（型）において160℃で20分間硬化させることによって、最終的な混合物から形成した。反発係数（COR）は、エアカノンを用いてコアについて定めた。この試験において、コアは鋼板に衝撃を与える前に、1秒につきおよそ143フィート（45.6m/s）の初速度を持つ。34の圧縮値および0.68のCORがこの例について測定された。
（例4）
例2のポリマーを、ゴルフボールコア調剤物において調合し、および硬化させた。調剤物は、ゴムの百分率当り100部（phr）の重合体、23phrの亜鉛ジアクリレート、20phrの酸化亜鉛、0.2phrの酸化防止剤（Ciba Irganox 1076）、および0.5phrの過酸化物（t-ブチルペルオキシジイソプロピル-ベンゼン；Vulcup R、Geo Specialty Chemicalsからのもの）を含有した。過酸化物以外のすべての原材料を、300グラムのバッチにおいて、Brabender Plasticorderの内部混合機で5分間60rpmの混合速度で混ぜた。初期の温度は75℃で、そしてバッチの最終的な温度は105℃であった。過酸化物をその後、60℃で2つのロールミルを用いて調合物に加えた。1/54インチ（39.1mm）に等しい直径を有する球状のコアを、モルドにおいて160℃で20分間硬化させることによって、最終的な混合物から形成した。反発係数（COR）は、エアカノンを用いてコアについて定めた。この試験において、コアは鋼板に衝撃を与える前に、1秒につきおよそ143フィート（45.6m/s）の初速度を持つ。32の圧縮値および0.69のCORがこの例について測定された。
模範的な具体例を好ましい具体例に関して記載した。明らかに、修飾および改変が、先行する詳細な説明を読み、そして理解することにより、他に対して思い浮かぶ。模範的な具体例がすべてのそのような修飾および改変を含むものとして、それらが添付の請求の範囲またはその等価物の範囲内になる限り、そう解釈されることは意図される。

Claims (8)

  1. 少なくとも２つの環状オレフィン単量体の開環メタセシス重合によって調製される弾性共重合体を含み、前記少なくとも２つの環状オレフィン単量体は、シクロプロペン、シクロブテン、ベンゾシクロブテン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、１，３−シクロオクタジエン、１，５−シクロオクタジエン、１，３−シクロヘプタジエン、シクロドデセン、１，５，９−シクロドデカトリエン、およびその混合物からなる群より選ばれ、前記共重合体は、０から３０％までの結晶化度、−８０℃よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）、および少なくとも４０ｋｇ／モルの数平均分子量（Ｍｎ）を有し、各々の特性は本明細書に記載の試験手順によって定まり、結晶化度およびガラス転移温度は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって定められ、数平均分子量はゲル浸透性クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって定められる、ゴルフボールのコア。
  2. 弾性共重合体は、０％の結晶化度、−８０℃よりも低いものから−１３０℃まで及ぶガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、および少なくとも４０ｋｇ／モルから５００ｋｇ／モルまで及ぶ数平均分子量（Ｍｎ）を有する、請求項１に記載のゴルフボールのコア。
  3. 共重合体は−８０℃よりも低いものから−１３０℃まで及ぶガラス転移温度（Ｔｇ）を有する、請求項１に記載のゴルフボールのコア。
  4. 共重合体は少なくとも４０ｋｇ／モルから５００ｋｇ／モルまでの数平均分子量を有する、請求項１に記載のゴルフボールのコア。
  5. 共重合体は０から２０％までの結晶化度を有する、請求項１に記載のゴルフボールのコア。
  6. 共重合体は０％の結晶化度を有する、請求項１に記載のゴルフボールのコア。
  7. 共重合体は、０％の結晶化度、−８０℃よりも低いものから−１３０℃までのガラス転移温度（Ｔｇ）、および少なくとも４０ｋｇ／モルから２００ｋｇ／モルまでの数平均分子量（Ｍｎ）を有する、請求項１に記載のゴルフボールのコア。
  8. コアは遊離基開始剤を用いて硬化される、請求項１に記載のゴルフボールのコア。
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