JP6697883B2 - 界面活性剤を含む耐ブリード性油展オレフィンブロックコポリマー組成物 - Google Patents
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Description
用語「オレフィンブロックコポリマー」または「OBC」は、エチレン/α−オレフィンマルチブロックコポリマーであり、エチレンおよび重合形態の1つ以上の共重合性α−オレフィンコモノマーを含み、化学的または物理的特性において異なる2つ以上の重合モノマー単位の複数ブロックまたはセグメントによって特徴付けられる。用語「インターポリマー」および「コポリマー」は、本明細書において交換可能に使用される。いくつかの実施形態において、マルチブロックコポリマーは、以下の方程式によって表され得る。
(AB)n
方程式中、nが少なくとも1であり、好ましくは2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100以上などの1を超える整数であり、「A」が、硬質ブロックまたはセグメントを表し、「B」が、軟質ブロックまたはセグメントを表す。好ましくは、AおよびBは、実質的に分枝状または実質的に星形様式とは対象的に、実質的に直線様式で連結する。他の実施形態において、AブロックおよびBブロックは、ポリマー鎖に沿って無作為に分布する。言い換えると、ブロックコポリマーは、通常以下のような構造を有しない。
AAA−AA−BBB−BB
Tm>−2002.9+4538.5(d)−2422.2(d)2に対応し、および/または
dが0.850g/cc、または0.860、または0.866g/cc、または0.87g/cc、または0.880g/cc〜0.89g/cc、または0.91g/cc、または0.925g/ccであり、Tmが113℃、または115℃、または117℃、または118℃〜120℃、または121℃、または125℃であり、および/または
0超〜最大130J/gのΔHに対するΔT>−0.1299(ΔH)+62.81
130J/g超のΔHに対するΔT≧48℃を有し、
CRYSTAFピークが、少なくとも5パーセントの累積性ポリマーを用いて決定され、5パーセント未満のポリマーが識別可能なCRYSTAFピークを有する場合は、CRYSTAF温度が30℃であり、および/または
Re>1481−1629(d)を満たし、および/または
油展OBC組成物は、油を含む。油は、芳香油、鉱物油、ナフテン油、パラフィン油、ヒマシ油などのトリグリセリド系植物油、ポリプロピレン油などの合成炭化水素油、シリコーン油、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。好適な油の非限定例としては、商品名HYDROBRITE(登録商標)550(Sonneborn)、Kaydol(Sonneborn)、Britol50T(Sonneborn)、Clarion200(Citgo)、およびClarion500(Citgo)として販売される鉱物油が挙げられる。
油展OBC組成物は、界面活性剤を含む。用語「界面活性剤」は、本明細書で使用される場合、組成物の表面エネルギーを、組成物の表面に移行させることによって減少させる化合物であり、界面活性剤は、油またはOBCより低い表面エネルギーを有する。特定の理論に束縛されるものではないが、本組成物中の界面活性剤は、ポリマー表面の表面エネルギーを減少させ、したがって、ポリマー表面上にたまる油の性向を低減させることによって油ブリードを低減させると考えられる。十分な界面活性剤の供給は、全ポリマー表面に低エネルギー表面をもたらし、所望の低減された油ブリード、または油ブリードなしを達成する。
B.ポリシロキサン界面活性剤
25重量%、または26重量%、または30重量%〜33重量%、または35重量%、または39重量%、または40重量%、または45重量%のOBCを含み、
35重量%、または40重量%、または45重量%〜49重量%、または50重量%、または55重量%、または60重量%の油を含み、
0.01重量%、または0.1重量%、または0.013重量%、または0.016重量%、または1.0重量%〜1.5重量%、または2.0重量%の界面活性剤を含む。
正規化油ブリード指数=100・(サンプルグレイスケール%−対照グレイスケール%)/(100−対照グレイスケール%)
油展OBC組成物は、オレフィン系ポリマーを含む。オレフィン系ポリマーは、オレフィンブロックコポリマーとは異なる。用語「オレフィン系ポリマー」は、本明細書で使用される場合、重合形態において、大半の量のオレフィンモノマー、例えば、エチレンまたはプロピレン(ポリマーの重量に基づく)を含み、かつ随意に1つ以上のコモノマーを含み得る、ポリマーを指す。
本明細書中の元素の周期表に対する全ての参照は、CRC Press,Inc.に著作権があり、2003年に出版された元素の周期表(Periodic Table of the Elements)を参照するものとする。また、群(複数可)に対するいずれの参照も、群を番号付けするためのIUPACシステムを使用して、この元素の周期表(the Periodic Table of the Elements)に反映される群(複数可)であるものとする。反対が述べられ、内容、または当該技術分野における慣例から暗示されない限り、全ての部およびパーセントは重量に基づく。米国特許実務の目的のため、本明細書で参照されるいかなる特許、特許出願、または公開の内容が、特に合成技法、定義(本明細書で提供されるいずれの定義とも矛盾しない範囲で)、および当該技術分野における一般的知識の開示に対して、それらの全てにおいて、参照によって本明細書に組み込まれる(またはそれらの同等の米国版が参照によって確かに組み込まれる)。
13C NMRを、OBCポリマーに実施し、硬質セグメント/軟質セグメントの重量パーセントを決定する。
サンプルを、約2.7gの保存溶媒を、10mmのNMRチューブ中の0.21gのサンプルに添加し、次にN2ボックス内で2時間パージすることによって調製する。保存溶媒を、4gのPDCBを、39.2gのODCBに、0.025Mのクロムアセチルアセトネート(緩和剤)と共に溶解することによって作製する。サンプルを、140〜150℃でチューブおよびその内容物を加熱することによって、溶解し、均質化する。
データを、Bruker Dual DUL高温CryoProbeを備えるBruker400MHz分光計を使用して収集する。データを、データファイル当たり320トランジェント、7.3秒パルス反復遅延(6秒遅延+1.3秒収集時間)、90度フリップ角、および120℃のサンプル温度での逆ゲート付きデカップリング(inverse gated decoupling)を用いて得る。全ての測定は、固定モードで非回転サンプルにおいて行われる。サンプルを、加熱済(125℃)NMRサンプル交換器に挿入するより前に、即座に均質化し、データ取得より前に15分間、プローブ中で熱的に平衡化させる。
示差走査熱量測定(DSC)を、ポリマー(例えば、エチレン系(PE)ポリマー)中の結晶化度を測定するために使用する。約5〜8mgのポリマーサンプルを計量し、DSC皿に配置する。蓋を皿に圧着し、密閉大気を確実にする。サンプル皿を、DSCセルに配置し、次に約10℃/分の速度で、PEに対して180℃の温度(PPに対して230℃)に加熱する。サンプルをこの温度で3分間保持する。次に、サンプルを、10℃/分の速度で、PEに対して−60℃(PPに対して−40℃)まで冷却し、その温度で3分間、等温的に保持する。サンプルを、次に、10℃/分の速度で、完全に融解するまで過熱する(第2の加熱)。結晶化度パーセントを、第2の加熱曲線から決定される融解熱(Hf)を、PEに対しては292J/g(PPに対しては165J/g)の理論的な融解熱で割り、この数量を、100で掛けることによって計算する(例えば、結晶化度%=(Hf/292J/g)×100(PEに対して))。
従来のGPC測定を使用して、ポリマーの重量平均(Mw)および数平均(Mn)分子量を決定し、かつMWD(=Mw/Mn)を決定する。「サンプルを、高温GPC器具(Polymer Laboratories,Inc.モデルPL220)で分析する。
Mポリエチレン=a*(Mポリスチレン)b。
1.約3×6−1/8×0.125インチの試料の形態である試験試料を、圧縮成形プラークから切断する。試料を、最小限の気泡/くぼみを含む領域から切断する。
2.圧縮成形の2時間以内に、試料を、横に並べた3枚のZigZag社タバコ紙で覆い、紙の縦方向を、試料の縦方向と垂直に配置する。マイラフィルムの1枚のシートを、マイラフィルム−紙−プラークでサンドイッチ状のものが形成されるように、紙の他方の側面に配置する。
3.サンドイッチ状のものを、40もしくは60℃のオーブン、または室温の実験室中に、マイラフィルム層を下にして配置する。サンプルを、次に、24時間、1週間、および2週間または3週間熟成する。サンプルプラークの上部に密集は存在しない、すなわち、紙上の力は、プラークおよび重力の密集のためである。サンプルは、実験室天板、オーブン室の底部、または熱オーブン中の金属ワイヤー棚のいずれかによって支持される。追加の支持表面が、ワイヤー棚上に存在しないので、マイラシートが力を幾分、分配するが、力は棚のワイヤーに集中する。ワイヤーは、約1/8インチの直径で、3/4インチ(中心間)で離間される。
4.熟成後、3枚のうちの1枚の紙を試料から除去し、試料を、3枚目の紙を熟成期間の終了時に除去するまで、オーブンに戻す。紙除去は、サンプルが多量に油ブリードしている場合は、紙が断裂しやすいので、困難であり、必要であれば、断裂した紙を可能な限りつなぎ合わせる。既定の試料から除去された紙を、非光沢黒色化合物から作製された標準約9×12インチのシートに接着する(両面テープを使用)。
5.紙を、下に記載する通りに、走査および分析する。最初に、対照サンプルを走査する(黒色プラークに取り付けられたタバコ紙の新たな1枚のシート)。次に、プラークサンドイッチ状のものからの紙サンプルを、サンドイッチ状のものから除去し、上述の通りに黒色プラーク上に据え付け、走査する。これを他のサンプルに対して繰り返す。全てのサンプルを、走査器のドリフトの可能性を最小限にするために、逐次、可能な限り迅速に走査する。同一の黒色プラークが全てのサンプルに使用されるので、据え付けおよび分析は経時的に行われることを留意する。
6.走査は、Xerox WorkCentre M118i複写機/ファックス/走査器を使用して実施される。画像を、200dpiの「テキスト」モードで走査し、TIFFファイルで保存する。
7.方法A TIFFファイルをMicrosoft Paintで開き、2つの側面を切り取り、次に保存する。画像を、次に、Adobe PhotoshopCS2(v.9)で開き、他方の2つの側面を切り取る。「テキストモード」画像は、白黒画像である。画像中の黒色ピクセルの百分率は、所望の結果であった。これは、グレイスケールヒストグラムが、たった2レベルのグレイスケール、0(黒色)〜255(白色)で作成され得るように最初にそれを8ビットのグレイスケール画像に変換することによって、このソフトウェアで、便利に得られる。ヒストグラムにおける0グレイスケールレベルの百分位数は、黒色ピクセルの百分率と同一である。(この値は、「グレイスケール%」と称されるが、実際は、百分位数であり、記載の方法では、白黒画像における「黒色ピクセル%」と同等である。本方法が機能するのは、キャッシュレベル2を使用し、それによって全白色〜全黒色の範囲の5グレイスケール色を作りだすときに4ピクセルを1グレイスケールピクセルへとまとめることによって、PhotoshopCS2が、大きな画像を圧縮するからであり、ヒストグラム中のグレイスケール百分位数は、したがって、白黒画像における黒色ピクセル百分率と同等である)。
方法B 方法Aの代替方法およびより直接的な方法として、白黒画像を、ImageJソフトウェア(v.1.41)(米国国立衛生研究所(National Institutes of Health))および選択ツールを使用して選択されたタバコ紙の地域で開く。分析/設定測定メニューを使用して、「領域分画」を所望の出力として選択する。次に、分析/測定メニューを使用して、領域%を、選択された画像領域のために報告する。この領域%は、選択された領域の黒色ピクセル%である。
8.この「グレイスケール%」(黒色ピクセル%と同等)を、ポリマー試料と接触する対照シートならびに紙シートの両方のExcelスプレッドシート中の画像と共に記録する。
1.約3×6−1/8×0.125インチの試料の形態である試験試料を、圧縮成形プラークから切断する。試料を、最小限の気泡/くぼみを含む領域から切断する。
2.圧縮成形の2時間以内に、試料を、横に並べた3枚のZigZag社タバコ紙で覆い、紙の縦方向を、試料の縦方向と垂直に配置する。マイラフィルムの1枚のシートを、マイラフィルム−紙−プラークでサンドイッチ状のものが形成されるように、紙の他方の側面に配置する。
3.サンドイッチ状のものを、40もしくは60℃のオーブン、または室温の実験室中に、マイラフィルム層を下にして配置する。サンプルを、次に、24時間、1週間、および2週間または3週間熟成する。サンプルプラークの上部に密集は存在しない、すなわち、紙上の力は、プラークおよび重力の密集のためである。サンプルは、実験室天板、オーブン室の底部、または熱オーブン中の金属ワイヤー棚のいずれかによって支持される。追加の支持表面が、ワイヤー棚上に存在しないので、マイラシートが力を幾分、分配するが、力は棚のワイヤーに集中する。ワイヤーは、約1/8インチの直径で、3/4インチ(中心間)で離間される。
4.熟成後、3枚のうちの1枚の紙を試料から除去し、試料を、3枚目の紙を熟成期間の終了時に除去するまで、オーブンに戻す。紙除去は、サンプルが多量に油ブリードしている場合は、紙が断裂しやすいので、困難であり、必要であれば、断裂した紙を可能な限りつなぎ合わせる。既定の試料から除去された紙を、非光沢黒色化合物から作製された標準約9×12インチのシートに接着する(両面テープを使用)。
5.紙を、下に記載する通りに、走査および分析する。最初に、対照サンプルを、走査する(プラークに取り付けられたタバコ紙の新たな1枚のシート)。次に、プラークサンドイッチ状のものからの紙サンプルを、サンドイッチ状のものから除去し、上述の通りに黒色プラーク上に据え付け、走査する。これを他のサンプルに対して繰り返す。全てのサンプルを、走査器のドリフトの可能性を最小限にするために、逐次、可能な限り迅速に走査する。同一の黒色プラークが全てのサンプルに使用されるので、据え付けおよび分析は経時的に行われることを留意する。
6.走査は、Xerox WorkCentre M118i複写機/ファックス/走査器を使用して実施される。画像を、200dpiの「テキスト」モードで走査し、TIFFファイルで保存する。
7.方法A TIFFファイルをMicrosoft Paintで開き、2つの側面を切り取り、次に保存する。画像を、次に、Adobe PhotoshopCS2(v.9)で開き、他方の2つの側面を切り取る。「テキストモード」画像は白黒画像である。画像中の黒色ピクセルの百分率は、所望の結果であった。これは、グレイスケールヒストグラムが、たった2レベルのグレイスケール、0(黒色)〜255(白色)で作成され得るように最初にそれを8ビットのグレイスケール画像に変換することによって、このソフトウェアで、便利に得られる。ヒストグラムにおける0グレイスケールレベルの百分位数は、黒色ピクセルの百分率と同一である。(この値は、「グレイスケール%」と称されるが、実際は、百分位数であり、記載の方法では、白黒画像における「黒色ピクセル%」と同等である。本方法が機能するのは、キャッシュレベル2を使用し、それによって全白色〜全黒色の範囲の5グレイスケール色を作りだすときに4ピクセルを1グレイスケールピクセルへとまとめることによって、PhotoshopCS2が、大きな画像を圧縮するからであり、ヒストグラム中のグレイスケール百分位数は、したがって、白黒画像における黒色ピクセル百分率と同等である)。
方法B 方法Aの代替方法およびより直接的な方法として、白黒画像を、ImageJソフトウェア(v.1.41)(米国国立衛生研究所(National Institutes of Health))および選択ツールを使用して選択されたタバコ紙の地域で開く。分析/設定測定メニューを使用して、「領域分画」を所望の出力として選択する。次に、分析/測定メニューを使用して、領域%を、選択された画像領域のために報告する。この領域%は、選択された領域の黒色ピクセル%である。
8.この「グレイスケール%」(黒色ピクセル%と同等)を、ポリマー試料と接触する対照シートならびに紙シートの両方のExcelスプレッドシート中の画像と共に記録する。
正規化油ブリード指数=100(サンプルグレイスケール%−対照グレイスケール%)/(100−対照グレイスケール%)
○3000psiで2分
○5000psiで2分
○40,000psiで5分
○40,000psiで5分間冷却
●サンプルを、前述の通りに硬度および油ブリードのために試験する。
発明の実施例1は、5phr(1.96重量%)のフルオロ界面活性剤(Zonyl FSN−100)の添加が、23℃および60℃それぞれで、9および34のNOBIと、24時間後に、著しく油ブリードを低減させることを示す。油ブリードはまた、23℃で1週間および3週間で低減するが、ブリードアウトは60℃で1および3週間後に高いままである。
Claims (15)
- 油展オレフィンブロックコポリマー組成物であって、
(i)エチレン及び(ii)直鎖または分枝状のC3〜C20α−オレフィンコモノマーのみからなる30重量%〜70重量%のオレフィンブロックコポリマーと、
30重量%〜70重量%の油と、
0.01重量%〜2.0重量%のポリシロキサン界面活性剤と、を含む、油展オレフィンブロックコポリマー組成物。 - 前記C3〜C20α−オレフィンコモノマーが、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、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、および1−エイコセンからなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。
- 前記オレフィンブロックコポリマーが、0.90g/cc以下の密度を有する、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記オレフィンブロックコポリマーが、0.85g/cc〜0.88g/ccの密度を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。
- 5〜50のショアA硬度を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
- 23℃で1週間後に30未満の正規化油ブリード指数を有する、請求項1〜5のいずれかに記載の組成物。
- 23℃で3週間後に30未満の正規化油ブリード指数(NOBI)を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の組成物。
- 油展オレフィンブロックコポリマー組成物であって、
(i)エチレン及び(ii)直鎖または分枝状のC3〜C20α−オレフィンコモノマーのみからなるオレフィンブロックコポリマーと、
70phr〜250phrの油と、
0.05phr〜5phrのポリシロキサン界面活性剤と、を含み、
5〜50のショアA硬度および23℃で3週間後に30以下の正規化油ブリード指数を有する、
油展オレフィンブロックコポリマー組成物。 - 前記C3〜C20α−オレフィンコモノマーが、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、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、および1−エイコセンからなる群より選択される、請求項8に記載の組成物。
- 150phrの油を含む、請求項8または9に記載の組成物。
- 0.5phr〜5phrのポリシロキサン界面活性剤を含む、請求項8〜10のいずれかに記載の組成物。
- 油展オレフィンブロックコポリマー組成物であって、
(i)エチレン及び(ii)直鎖または分枝状のC3〜C20α−オレフィンコモノマーのみからなる10重量%〜40重量%のオレフィンブロックコポリマーと、
5重量%〜25重量%のプロピレンホモポリマーと、
25重量%〜60重量%の油と、
0.01重量%〜2.0重量%のポリシロキサン界面活性剤と、を含む、油展オレフィンブロックコポリマー組成物。 - 前記C3〜C20α−オレフィンコモノマーが、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、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、および1−エイコセンからなる群より選択される、請求項12に記載の組成物。
- 前記オレフィン系ポリマーが、プロピレンホモポリマーである、請求項12または13に記載の組成物。
- 前記オレフィン系ポリマーが、高密度エチレン系ポリマーである、請求項12または13に記載の組成物。
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