JP6876700B2 - 1,3−ジエンおよびエチレンまたはα−モノオレフィンの単官能またはテレケリックコポリマー - Google Patents

1,3−ジエンおよびエチレンまたはα−モノオレフィンの単官能またはテレケリックコポリマー Download PDF

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Description

本発明は、コポリマーが少なくとも1つの官能基を有する、共役ジエン/モノオレフィンコポリマーに関し、その調製のための方法に関する。
入手可能な新規なポリマーを有することは、既に入手可能な材料の範囲を広げ、既存の材料の機能性を改善するために、常に有利である。一般的には、新規なポリマーの開発は、既存の材料の性能を改善するための動機となる。
新規なポリマーへの手法の中で、既に公知であるポリマーの修飾が挙げられる。既に公知であるポリマーの修飾は、修飾が先に合成されたポリマーで行われる後重合修飾、例えば、水素化反応、またはポリマー鎖に沿った官能基のグラフト化など、官能性モノマーの共重合化、ポリマー鎖終止反応またはポリマー鎖開始反応における官能化剤の使用からなり得る。
出願会社は、例えば、特許出願EP 1,092,731、WO 2004/035639、WO 2005/028526、WO 2007/054223、およびWO 2007/054224に記載されている、共役ジエン/モノオレフィンコポリマーの合成を既に開発した。これらのコポリマーの特性を変化させる試みにおいて、出願会社は、少なくとも1つの官能基を、これらのコポリマーに提供し、このように新規なコポリマーの合成の利用を得ることを可能にする新規な方法を見出した。官能性移動剤を使用するこの方法は、コポリマーがコポリマー鎖の一方の末端に官能基を有する、共役ジエン/モノオレフィンコポリマーの合成だけでなく、テレケリックまたはヘテロテレケリック共役ジエン/モノオレフィンコポリマーの合成への道を開くことも可能にする。
したがって、本発明の第1の主題は、官能基B1およびB2からなる群から選択される官能基Bを有するコポリマー鎖Aを含むコポリマーであって、
・ コポリマー鎖Aが、モノマー単位M1およびモノマー単位M2を含むコポリマー鎖であり、M1が、共役ジエンであり、M2が、α−モノオレフィン、エチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーであり、
・ B1が、N(SiMe32、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)、パラ−C64(NMe2)、パラ−C64(OMe)、パラ−C64(N(SiMe32)、オルト−CH2−C64NMe2、オルト−CH2−C64OMe、C65、C37、C613、CH(OCH2CH2O)からなる群から選択され、
・ B2が、B1由来である官能基である、
コポリマーである。
本発明の別の主題は、本発明によるコポリマーを調製するための方法である。
本発明の別の主題は、本発明によるコポリマーの合成における式(III)
Y((CH2dB1)y (III)
(− yは、2または3に等しく、
− y=2の場合、記号Yは、アルカリ土類金属または亜鉛であり、y=3の場合、Yは、アルミニウムであり、
− dは、0〜50、有利には0〜11の整数であり、
− B1は、N(SiMe32、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)、パラ−C64(NMe2)、パラ−C64(OMe)、パラ−C64(N(SiMe32)、オルト−CH2−C64NMe2、オルト−CH2−C64OMe、C65、C37、C613、CH(OCH2CH2O)からなる群から選択される)
の移動剤の使用である。
本発明はまた、式(II)
Y(A−(CH2d−B1)y (II)
(式中、Y、d、y、AおよびB1は、上記に定義された通りである)
の化合物、本発明によるコポリマーの合成における中間体化合物に関する。
本発明はまた、本発明によるコポリマーを含むゴム組成物にも関する。
「a〜bの間」という表現によって表される任意の数値間隔は、「a」を超えて「b」未満の数値範囲を表し(言い換えると、限界値「a」および「b」は除かれる)、一方「a〜b」という表現によって表される任意の数値間隔は、「a」から「b」までに及ぶ数値範囲を意味する(言い換えると、厳密な限界値「a」および「b」は含まれる)。
「基づく組成物」という表現は、本明細書では、混合物および/または使用される種々の成分のインサイチュ反応生成物を含む組成物を意味すると理解されるべきであり、幾つかのこれらの基成分(例えば、タイヤの製造を意図したゴム組成物において従来から使用されるエラストマー、充填剤、または他の添加剤)は、タイヤの製造を意図した組成物の製造の種々の段階中に、少なくとも部分的に、反応することができる、または互いに反応することを意図している。
本発明によるコポリマーは、コポリマー鎖Aを含むことを本質的な特徴とする。コポリマー鎖Aは、モノマー単位M1およびモノマー単位M2を含み、M1は、共役ジエンであり、M2は、α−モノオレフィン、エチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーである。定義により、コポリマー鎖A中のモノマー単位M1およびモノマー単位M2それぞれのモルパーセントは、厳密に0超である。
モノマー単位M1は、特に1,2または1,4付加による、モノマーM1、共役ジエンの、成長するコポリマー鎖Aへの挿入から得られる。共役ジエン(「A」conjugated diene)は、1つまたは複数の共役ジエンを意味すると理解される。M1が、共役ジエンの混合物を表す場合、モノマー単位M1は、共役ジエンの各々の挿入から得られるモノマー単位を示す。
モノマー単位M2は、モノマーM2の、成長するコポリマー鎖Aへの挿入から得られ、M2は、エチレン、またはα−モノオレフィンとエチレンのモノマーの混合物であることが好ましい。α−モノオレフィン(「An」α−monoolefin)は、1つまたは複数のα−モノオレフィンを意味すると理解される。M2が、モノマー混合物、言い換えると幾つかのモノマーの混合物を表す場合、モノマー単位M2は、モノマー混合物のモノマーの各々の挿入から得られるモノマー単位を示す。
共役ジエンとして、1,3−ジエン、具体的には1,3−ブタジエン、イソプレン、およびこれらの混合物からなる群から選択される共役ジエンが挙げられる。好ましくは、M1は1,3−ブタジエンである。
α−モノオレフィンとしては、脂肪族または芳香族α−モノオレフィン、具体的には、好ましくは3〜18個の炭素原子を有する脂肪族α−モノオレフィン、例えばプロペン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ヘキサデセン、またはこれらの混合物などが好適である。
本発明の1つの実施形態によれば、モノマー単位M1は、コポリマーのモノマー単位の40モル%超、優先的には60モル%超を占める。
本発明の別の実施形態によれば、モノマー単位M1は、コポリマーのモノマー単位の35モル%未満を占める。
本発明の特定の実施形態によれば、エチレン単位は、コポリマーのモノマー単位の50モル%超、優先的には65モル%超を占める。
本発明の好ましい1つの実施形態によれば、モノマー単位M1は、80モル%超の、M1のコポリマー鎖へのトランス−1,4挿入から得られる部分を含有する。
本発明の実施形態のいずれか1つによれば、コポリマーは、好ましくは0.5モル%未満の脂肪族炭化水素系環状部分を含有し、より優先的にはこのような部分を含まない、ここで環状部分は、5または6個の炭素原子を有する環を含有する。
本発明の有利な1つの実施形態によれば、本発明によるコポリマーは、M1およびM2のコポリマー、具体的には、1,3−ブタジエンおよびエチレンのコポリマー、または1,3−ブタジエン、エチレンおよび上記に定義されたα−モノオレフィンのターポリマーである。
本発明の実施形態のいずれか1つによれば、コポリマーは、好ましくは少なくとも5000g/モル、より優先的には少なくとも60,000g/モルの数平均分子量(Mn)を有し、最小値は、例えば、タイヤ用のゴム組成物中のエラストマーとして、コポリマーの使用に特に有利である。一般的には、その数平均分子量は、1,500,000g/モルを超えない、この値を超えると、コポリマーの粘度が、コポリマーの使用を困難にし得る。コポリマーは、好ましくは1.20〜3.00の間の、Mw/Mn(Mwが、質量平均分子量である)に等しい、多分散性指数Dを有する。Mn、MwおよびD値は、項II.1に記載される方法によって測定される。
コポリマー鎖Aは、官能基Bを有するという別の本質的な特徴を有する。官能基Bは、共有結合によって直接、または式(I)
−(CH2w− (I)
(式中、wは、1〜50、優先的には1〜11の整数である。有利には、wは3に等しい)
の二価の基を介して、コポリマー鎖に結合することができる。
好ましくは、官能基Bは、コポリマー鎖Aの末端に保持されている。
官能基Bは、官能基B1およびB2からなる群から選択される。B1は、N(SiMe32、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)、パラ−C64(NMe2)、パラ−C64(OMe)、パラ−C64(N(SiMe32)、オルト−CH2−C64NMe2、オルト−CH2−C64OMe、C65、C37、C613、CH(OCH2CH2O)からなる群から選択される。B2は、B1由来である官能基である。
B1由来である官能基は、当業者に公知の反応による、官能基B1の修飾によって得られる官能基を意味すると理解される。
官能基B1は、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)基、またはN(SiMe32基であることが有利である。官能基B2は、アミン、アンモニウム、およびケトンからなる群から選択されることが有利である。B2がアミンの場合、アミンは、当業者に周知の反応による、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)基、またはN(SiMe32基の脱保護、続いて任意選択でアルキル化によって典型的に得られる。B2がアンモニウムの場合、当業者に周知のプロセスによる、同じN(SiMe2CH2CH2SiMe2)、またはN(SiMe32基の修飾、例えば四級化反応によって得ることができる。B2がケトンの場合、CH(OCH2CH2O)アセタール官能基の脱保護によって有利に得られ、プロセスも、当業者に周知である。
本発明の1つの好ましい実施形態によれば、B2は、第一級、第二級または第三級アミン、好ましくは第一級アミンである。
本発明の特定の実施形態によれば、官能基Bは、官能基B1である。
本発明の変形例によれば、コポリマーは、第2の官能基である官能基Zを有する。官能基Zは、好ましくはコポリマーAの鎖末端に保持されている。コポリマーが、鎖末端に官能基Bおよび官能基Zの両方を有する場合、2つの官能基はそれぞれ異なる末端によって保持される。ZがBと異なる特定の場合、コポリマーは、テレケリック、またはヘテロテレケリックと称される。
本変形例の実施形態のいずれか1つによれば、官能基Zは、好ましくはハロゲン、不飽和炭素−炭素結合を含む基、およびS、N、Si、O、BおよびPから選択されるヘテロ原子を含有する官能基から選択される。
本発明の実施形態のいずれか1つによれば、コポリマーは、優先的には直鎖状である。
本発明によるコポリマーは、下記に記載される方法によって調製することができる。
コポリマーを調製するための方法は、下記の工程(a)、工程(b)、および適切な場合には工程(c):
・ (a)式(II)
Y(A−(CH2d−B1)y (II)
(式中、
− yは、2または3に等しく、
− y=2の場合、記号Yは、アルカリ土類金属または亜鉛であり、y=3の場合、Yは、アルミニウムであり、
− dは、0〜50、有利には0〜11の整数であり、
− 記号Aは、上記に記載されたコポリマー鎖Aを表し、
− B1は、N(SiMe32、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)、パラ−C64(NMe2)、パラ−C64(OMe)、パラ−C64(N(SiMe32)、オルト−CH2−C64NMe2、オルト−CH2−C64OMe、C65、C37、C613、CH(OCH2CH2O)からなる群から選択される)
の化合物の調製、
・ (b)コポリマー鎖Aを終止させるための反応、
・ (c)特に官能基B2を形成するために、官能基B1を修飾させるための反応
を含むという本質的な特徴を有する。
本方法の変形例によれば、工程(b)は、式(II)の化合物と、停止剤(stopper)(または停止剤(stopping agent))と称される酸性プロトンを含む化合物、との反応である。停止剤としては、水、カルボン酸、具体的にはC2−C18脂肪酸、例えば酢酸またはステアリン酸など、脂肪族または芳香族アルコール、例えばメタノール、エタノールまたはイソプロパノールなど、フェノール系酸化防止剤、第一級または第二級アミン、例えばジアミノフェニル部分を含む酸化防止剤などが挙げられる。コポリマーのコポリマー鎖Aが、方法の工程(a)によって提供される鎖の末端に官能基B1を有するので、本方法のこの変形例は、単官能コポリマー鎖を含むコポリマーを合成することを可能にする。
本方法の別の変形例によれば、工程(b)は、式(II)の化合物と、官能化剤との反応である。官能基化反応は、Yと、Yに隣接しコポリマー鎖Aに属する炭素によって形成された結合の破壊を伴う。官能化剤は、この結合に対する反応性、およびそれが有する官能基Zの化学的性質に関して、当業者によって選択される。次いで、工程(b)は、官能基化反応であり、コポリマー鎖Aの一方の末端が、工程(a)によって提供された官能基B1、他方の末端が、工程(b)によって提供された官能基Zを有するので、本方法は、この他の変形例によって、テレケリック、またはヘテロテレケリックコポリマーを得ることを可能にする。
一般的には、終止反応は、重合反応媒体を、停止剤または官能化剤であろうと終止剤と接触させることによって、コポリマーの所望のマクロ構造による、当業者によって選択されるモノマーの変換度で実行される。
工程(c)は、官能基B1を、特に官能基B2に変換することが望まれているかどうかに応じての任意選択の工程である。工程(c)を含む本方法の実施形態は、上記に記載された方法の2つの変形例に適用することができる。特定の極めて具体的な実施形態において、工程(c)は、工程(b)と同時に実行することができる。工程(b)と工程(c)が同時に生じる例としては、工程(b)が、酸化合物による終止のための反応であり、工程(c)が、酸性条件下で官能基B1の脱保護のための反応である場合が挙げられる。
本発明の1つの特定の実施形態によれば、工程(c)は、官能基B1を脱保護して、B2を得るための反応であり、脱保護される官能基B1の化学的性質に応じて、酸性または塩基性媒体中で実行される。例えば、アミン官能基を保護するトリメチルシリル基は、酸性または塩基性媒体中で加水分解することができる。脱保護条件は、当業者によって、脱保護される基質の化学構造を考慮に入れて賢明に選択される。
本発明による方法によって調製されるコポリマーは、当業者に周知のプロセスによって、例えば、減圧下での溶媒を蒸発させる操作によって、またはスチームストリッピング操作によって、工程(b)または(c)の反応媒体から分離することができる。
本発明による方法の工程(a)は、式(II)の化合物の調製を必要とする。式(II)の化合物は、式(III)
Y((CH2dB1)y (III)
(Y、B1、dおよびyは、上記に、特に、記載される本発明の種々の実施形態に定義された通りである)
の移動剤およびメタロセン触媒を含む触媒系の存在下で、モノマーM1およびモノマーM2を含有するモノマー混合物の共重合によって調製することができる。
共役ジエンおよびモノオレフィン、例えばエチレン、α−モノオレフィン、またはこれらの混合物などを含有するモノマーの混合物の共重合は、特許出願EP 1,092,731、WO 2004/035639、WO 2005/028526、WO 2007/054223およびWO 2007/054224に従って、これらの文献に記載されている触媒系の助触媒が、この場合移動剤に置き換えられることを知って、実行することができる。その上、当業者は、これらの文献に記載されている重合条件を適合させて、コポリマー鎖Aの所望のミクロ構造およびマクロ構造を達成する。本発明の実施形態のいずれか1つによれば、移動剤とメタロセン触媒を構成する金属Metのモル比は、好ましくは1〜100に及ぶ範囲であり、より優先的には1以上10以下である。1から10未満に及ぶ値の範囲は、高分子量のコポリマーを得るために特により好ましい。
その上、当業者は、重合および種々の化学反応を実行するために使用される機器(器具、反応器)によって、重合条件および反応物質(触媒系の成分、モノマー、停止剤)の各々の濃度を適合させる。当業者に公知であるように、共重合、およびモノマー、触媒系および重合溶媒の取り扱いは、無水条件下および不活性雰囲気下で行われる。重合溶媒は、典型的には脂肪族または芳香族炭化水素系溶媒である。
モノマーM1は、好ましくは1,3−ブタジエン、イソプレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーであり、より優先的には1,3−ブタジエンである。
モノマーM2は、好ましくはエチレン、またはエチレンとα−モノオレフィンの混合物である。α−モノオレフィンとしては、先に挙げたもの、すなわち脂肪族または芳香族α−モノオレフィン、具体的には、好ましくは3〜18個の炭素原子を有する脂肪族α−モノオレフィン、例えばプロペン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ヘキサデセン、またはこれらの混合物などが好適である。
移動剤は、dが1〜11、好ましくは3に等しい、式(III−a)または(III−b)のものが好ましい。dが3に等しい実施形態は、移動剤の入手可能性の観点から特に有利であるが、これは、その合成に必要な反応物質が、商業製品、またはそれ自体が合成によっても容易に入手可能である生成物であるためである。
Mg[(CH2d−N(SiMe2CH2CH2SiMe2)]2 (III−a)
Mg[(CH2d−N(SiMe322 (III−b)
Yが、アルカリ土類金属または亜鉛の場合、移動剤は、金属、すなわち反応性のYの形態と、B1およびdが、上記に定義された通りであり、Xがハロゲン、好ましくは臭素原子である、基質または式X−(CH2d−B1、との反応によって調製することができる。
Yが、Alの場合、式(III)の移動剤は、好ましくはAlCl3と、上記に記載された式X−(CH2d−B1の化合物の誘導体との反応によって調製され、この誘導体は、リチウムまたはカリウムに基づくイオン塩、例えば、リチウムまたはカリウムに基づく有機金属化合物において周知である、それぞれの式Li(CH2d−B1、またはK(CH2d−B1、または溶媒を伴うこれらの錯体形態であることが可能である。
移動剤は、典型的には、有機金属化合物の合成に一般的に使用される操作条件下、言い換えると、無水条件下、不活性雰囲気下、エーテル溶媒中で、溶媒中に懸濁した反応物質への、基質の溶液の制御された添加、例えば滴下などによって、合成される。移動剤の回収は、本質的には公知の様式、例えば合成溶媒の蒸発によって、または溶媒もしくは溶媒の混合物中での再結晶によって、実行される。
本方法の第1の変形例によれば、メタロセン触媒は、式(IV−1)
P(Cp1)(Cp2)Met (IV−1)
(Metは、第4族金属原子または希土類金属原子であり、
Cp1およびCp2は、同一または異なり、シクロペンタジエニル基、インデニル基、およびフルオレニル基からなる群から選択され、基は、置換または非置換であり得て、
Pは、2つのCp1およびCp2基を架橋し、少なくとも1つのケイ素原子または炭素原子を含む基である)
の部分を含むメタロセンである。
式(IV−1)において、Met原子は、架橋Pにより互いに結合している2つのCp1およびCp2基からなる、リガンド分子に結合している。
本方法の第2の変形例によれば、メタロセン触媒は、式(IV−2)
(Cp1)(Cp2)Met (IV−2)
(Metは、第4族金属原子または希土類金属原子であり、
Cp1およびCp2は、同一または異なり、シクロペンタジエニル基、インデニル基、およびフルオレニル基からなる群から選択され、基は、置換または非置換であり得る)
の部分を含むメタロセンである。
希土類元素が、金属であり、元素スカンジウム、イットリウム、およびランタニドを意味し、これらの原子番号が、57〜71の範囲であることを意味することを記憶しなければならない。
置換シクロペンタジエニル、フルオレニル、およびインデニル基により、1〜6個の炭素原子を有するアルキルラジカル、または6〜12個の炭素原子を有するアリールラジカルで置換されるものが挙げられる。ラジカルの選択はまた、置換シクロペンタジエン、フルオレン、およびインデンである、対応する分子の入手可能性によって導かれるが、これは、前者は市販されている、または容易に合成され得るためである。
式(IV−1)の架橋されたメタロセンの場合、置換シクロペンタジエニル基として、位置2または3において置換されたもの、例えばテトラメチルシクロペンタジエニル、3−トリメチルシリルシクロペンタジエニル基などが特に挙げられる。位置2(または5)は、下記の図に表されているように、架橋Pが結合している炭素原子に隣接している炭素原子の位置を意味する。
Figure 0006876700
式(IV−1)の架橋されたメタロセンの場合、位置2において置換されたインデニル基として、位置2において置換されたもの、例えば2−メチルインデニル、2−フェニルインデニル基などが特に挙げられる。位置2は、下記の図に表されているように、架橋Pが結合している炭素原子に隣接している炭素原子の位置を意味する。
Figure 0006876700
式(IV−1)の架橋されたメタロセンの場合、置換フルオレニル基として、2,7−ジ(tert−ブチル)フルオレニル、および3,6−ジ(tert−ブチル)フルオレニル基がより具体的に挙げられる。位置2、3、6、および7はそれぞれ、下記の図に表されているように、環の炭素原子の位置を意味し、位置9は、架橋Pが結合している炭素原子に対応する。
Figure 0006876700
式(IV−2)の架橋されていないメタロセンの場合、置換シクロペンタジエニル基として、3−トリメチルシリルシクロペンタジエニル、テトラメチルシクロペンタジエニル基が挙げられ、置換インデニル基として、メチルインデニル、フェニルインデニル基が挙げられ、置換フルオレニル基として、2,7−ジ(tert−ブチル)フルオレニル、および3,6−ジ(tert−ブチル)フルオレニル基が挙げられる。
メタロセンが、式(IV−1)のものまたは(IV−2)のものにかかわらず、Cp1は、置換または非置換シクロペンタジエニル基を表し、Cp2は、置換または非置換フルオレニル基を表すのが有利である。さらに良いことには、Cp1は、非置換シクロペンタジエニル基を表し、Cp2は、非置換フルオレニル基を表す。
好ましくは、架橋という用語に際して示された、記号Pは、式MR12(Mは、ケイ素、または炭素原子、好ましくはケイ素原子を表し、R1およびR2は、同一または異なり、1〜20個の炭素原子を含むアルキル基を表す)に対応する。より優先的には、架橋Pは、式SiR12のものであり、R1およびR2は、上記に定義された通りである。さらにより優先的には、架橋Pは、式SiMe2に対応する。
メタロセンが、式(IV−1)のものまたは(IV−2)のものにかかわらず、記号Metは、好ましくは希土類金属原子、より優先的にはランタニド(Ln)原子を表し、これらの原子番号が、57〜71の範囲、さらにより優先的にはネオジム(Nd)原子である。
本発明の1つの好ましい実施形態によれば、メタロセン触媒は、式(IV−1a)または(IV−2b)
{P(Cp1)(Cp2)Met−G}b (IV−1a)
{(Cp1)(Cp2)Met−G}b (IV−2b)
(式中、
− Metは、希土類金属原子を表し、
− 記号Gは、塩素、フッ素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択されるハロゲンX、またはBH4である水素化ホウ素部分を含む基を示し、
− P、Cp1およびCp2は、上記に定義された通りであり、
− bは、1または2に等しい)
である。
メタロセンが、式(IV−1a)のものまたは(IV−2b)のものにかかわらず、記号Metは、好ましくはランタニド(Ln)原子を表し、これらの原子番号が、57〜71の範囲、より優先的にはネオジム(Nd)原子である。
メタロセンは、結晶性、または非結晶性粉体の形態、または単結晶の形態であり得る。メタロセンは、モノマー、またはダイマー形態であり得て、これらの形態は、例えば、特許出願WO 2007/054223、およびWO 2007/054224に記載されている、メタロセンの調製の方法によって決まる。メタロセンは、文献EP 1,092,731、WO 2007/054223、およびWO 2007/054224に記載されているものと類似のプロセスによって、具体的には、不活性および無水条件下で、好適な溶媒、例えばエーテルなど、例えばジエチルエーテル、またはテトラヒドロフラン、または当業者に公知の他の任意の溶媒中で、リガンドのアルカリ金属塩と、希土類金属塩、例えば希土類金属ハロゲン化物または水素化ホウ素物など、または第4族金属の塩との反応によって、従来から調製することができる。反応後、メタロセンは、当業者に公知の技術、例えば濾過、または第2の溶媒からの沈殿などによって、反応副生成物から分離される。最終的には、メタロセンは乾燥され、固体形態で単離される。
メタロセンが、式(IV−1a)のものまたは(IV−2b)のものにかかわらず、Cp1は、置換または非置換シクロペンタジエニル基を表し、Cp2は、置換または非置換フルオレニル基を表すのが有利である。さらに良いことには、Cp1は、非置換シクロペンタジエニル基を表し、Cp2は、非置換フルオレニル基を表す。非置換フルオレニル基は、式C138のものである。
記載される実施形態のいずれか1つによれば、メタロセン触媒は、好ましくは水素化ホウ素ランタニドメタロセン、またはハロゲン化ランタニドメタロセン、具体的には塩化ランタニドメタロセンである。
本発明の1つの特定の好ましい実施形態によれば、記号Gは、塩素、または式(IV):
(BH4(1+c)-c−Nx (IV)
(式中、
− Lは、リチウム、ナトリウム、およびカリウムからなる群から選択されるアルカリ金属を表し、
− Nは、エーテルの分子を表し、
− xは、整数であってもなくてもよく、0以上であり、
− cは、整数で、0以上である)
の基を示す。
アルカリ金属を錯体化する能力を有する任意のエーテル、具体的には、ジエチルエーテル、およびテトラヒドロフランが、エーテルとして好適である。
より優先的には、メタロセン触媒は、式(IV−3a)または(IV−3b)または(IV−3c)のものである。
[Me2Si(C54)(C138)NdCl] (IV−3a)
[Me2Si(C54)(C138)Nd(BH42Li(THF)] (IV−3b)
[Me2Si(C54)(C138)Nd(BH4)(THF)] (IV−3c)
したがって、本発明の別の主題である、移動剤の使用は、本発明による、鎖末端で単官能またはテレケリックにかかわらず、コポリマーを得ることを可能にする。このようなコポリマーは、以下の式(V)および(VI):
H−A−(CH2d−B (V)
Z−A−(CH2d−B (VI)
(Hは、水素原子を表し、
Aは、本発明の実施形態のいずれか1つによって、上記に定義されたコポリマー鎖を表し、
Bおよびdは、本発明の実施形態のいずれか1つによって、上記に定義された通りである)に特に対応する。
本発明の別の主題は、式(II)
Y(A−(CH2d−B1)y (II)
(yは、2または3に等しく、
y=2の場合、記号Yは、アルカリ土類金属または亜鉛であり、y=3の場合、Yは、アルミニウムであり、
dは、0〜50、有利には0〜11の整数であり、
記号Aは、記載される実施形態のいずれか1つによって定義されたコポリマー鎖Aを表し、
B1は、N(SiMe32、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)、パラ−C64(NMe2)、パラ−C64(OMe)、パラ−C64(N(SiMe32)、オルト−CH2−C64NMe2、オルト−CH2−C64OMe、C65、C37、C613、CH(OCH2CH2O)からなる群から選択される)
の化合物であって、その調製が、本発明による方法の工程(a)において必要とされる、式(II)の化合物である。
より具体的には、式(II)の化合物は、Yが、Mgであり、B1が、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)基、またはN(SiMe32基を表し、dが、1〜11の範囲である、または3に等しいようなものである。
本発明によるコポリマーは、特にエラストマーである場合、ゴム組成物、具体的にはタイヤ用の半製品に使用することができる。
本発明によるゴム組成物は、コポリマーに加えて、タイヤ用のゴム組成物に従来から使用されている任意の構成材料、例えば補強性充填剤、例えばカーボンブラックまたはシリカなど、可塑系、架橋系、具体的には加硫系、および1つまたは複数の酸化防止剤などを含有することができる。
本発明の上記特性、およびその他も、本発明の、実例により与えられ、限定はされない、幾つかの例示的実施形態の以下の説明を読んでより理解される。
II.1−特性評価方法:
サイズ排除クロマトグラフィー(SEC):
SEC分析を、高温(HT−SEC)で、3つのカラム(PLgel Olexis 300mmx7mm I.D.、Agilent Technologies)、および3つの検出器(屈折計、粘度計、および光散乱計)を備えたViscotek装置(Malvern Instruments)を使用して、実行した。5mg.ml-1の濃度の、200μlの試料の溶液を、150℃、1ml.min-1の流量を使用して、1,2,4−トリクロロベンゼン中で溶出させた。移動相を、2,6−ジ(tert−ブチル)−4−メチルフェノール(200mg.l-1)で安定化させた。OmniSECソフトウェアを使用して、データを取得し、分析した。数平均分子量Mn、および多分散性指数Dを、ポリスチレン標準を使用したユニバーサル較正によって、算出した。
核磁気共鳴(NMR):
高分解能NMR分光法を、プロトンNMRに対して400MHz、および炭素13NMRに対して101MHzで作動する、Bruker DRX 400分光計で実行した。取得を、363Kで、1H NMRに対して5mm QNPプローブ、13C NMRに対してPSEX 10mmプローブを使用して実行した。試料を、5〜15質量%の濃度で分析した。テトラクロロエチレン(TCE)、および重水素化ベンゼン(C66)の混合物(2/1 v/v)を、溶媒として使用した。化学シフトが、1H NMRの内部参照としてテトラメトキシシランに対して、また13C NMRのエチレン単位のシーケンスの30ppmでのメチレン信号に対して、ppm単位で与えられる。
エチレン/ブタジエンコポリマーのミクロ構造は、Macromolecules 2001, 34, 6304-6311に記載されている方法に準拠して、13C NMRによって決定される。
II.2−移動剤の調製の例:
(例1)
移動剤MgR2(R=1−プロピル−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタン、式−(CH23−N(SiMe2CH2CH2SiMe2)に対応する)の調製。
2.6g(2当量)のマグネシウム、次いで50mlの乾燥THFを、不活性アルゴン雰囲気下で、100mlの丸底フラスコに導入する。
次いで、13.3ml(15g、1当量)の1−(3−ブロモプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタンを、室温で滴下する。
次いで、マグネシウム1−(3−ブロモプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタンの溶液を、アルゴン下でのSchlenkチューブへの溶液のパイプ移送によって回収して、未反応マグネシウムを除去する。
5.5ml(1.2当量)のジオキサンを、この溶液に添加して、Schlenk平衡をシフトさせて、化合物MgR2(R=1−プロピル−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタン)を形成して、MgBr2を沈殿させる。
次いで、この溶液を、アルゴン下で、セライト上で濾過して、THF中の溶液中のMgR2を回収する。100mlのBu2Oを、この溶液に添加し、真空下、室温でTHFを蒸留する。
このように、Bu2O中のMgR2の溶液を得る。
II.2−酸性プロトンを含む化合物との反応による終止工程(b)、および同時に官能基を修飾する工程(c)を伴う、単官能コポリマーの調製の例:
(例2)
例1によって調製された8.5ml(1.96mmol)のMgR2(ジブチルエーテル中0.23M)を、200mlの乾燥トルエンを含有する丸底フラスコに導入する。
溶液を、アルゴン雰囲気下で、250mlの反応器に移す。
次いで、31.3mgの[Me2SiFlu2Nd(BH42Li(THF)]錯体(Nd=49μmol、Mg/Nd=40)の溶液を移す。
アルゴンを、真空下で除去し、一定組成(5モル%の1,3−ブタジエン)を有するエチレン/1,3−ブタジエンモノマーの気体混合物によって、反応器を、70℃で、4バールに加圧する。
2時間の重合の後、反応器を脱気し、温度を20℃にする。
重合媒体を、1Mメタノール/HCl溶液に注ぎ、1時間撹拌する。
沈殿したポリマーを、トルエン中で溶解し、次いで、メタノール溶液から沈殿させて、このように洗浄する。最終的にポリマーを乾燥させる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH3Clを有する、23.6gのコポリマーを回収する。
数平均分子量を、HT−SEC分析によって、150℃で決定する:Mn=9085g.mol-1、D=2.18。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)でのアンモニウムのα位におけるメチレンの特有の信号、およびδ=8.59ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムのプロトンの特有の信号を示す。
コポリマーの組成物は、95.6モル%のエチレンである。24.7モル%の1,4−トランス、11.0モル%の1,2、および64.3モル%の環状形態を含有する1,3−ブタジエンを挿入する。
(例3)
このコポリマーの合成に関して、例2と同じ手順に従うが、20モル%の1,3−ブタジエンを含有するモノマー混合物を用いる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH3Clを有する、7.3gのコポリマーを回収する。
数平均分子量を、HT−SEC分析によって、150℃で決定する:Mn=6800g.mol-1、D=2.07。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)でのアンモニウムのα位におけるメチレンの特有の信号、およびδ=8.62ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムのプロトンの特有の信号を示す。
コポリマーの組成物は、80.0モル%のエチレンである。19.0モル%の1,4−トランス、44.5モル%の1,2、および36.5モル%の環状形態を含有する1,3−ブタジエンを挿入する。
(例4)
このコポリマーの合成に関して、例2と同じ手順に従うが、31.3mgの[Me2SiFlu2Nd(BH42Li(THF)]錯体(Nd=49μmol、Mg/Nd=10.3)当たり、2.2ml(0.51mmol)のMgR2(ジブチルエーテル中0.23M)を導入し、20モル%の1,3−ブタジエンを含有するモノマー混合物を使用する。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH3Clを有する、16.8gのコポリマーを回収する。
数平均分子量を、HT−SEC分析によって、150℃で決定する:Mn=25220g.mol-1、D=2.2。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)でのアンモニウムのα位におけるメチレンの特有の信号、およびδ=8.62ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムのプロトンの特有の信号を示す。
コポリマーの組成物は、80.1モル%のエチレンである。17.5モル%の1,4−トランス、45.2モル%の1,2、および37.3モル%の環状形態を含有する1,3−ブタジエンを挿入する。
(例5)
このコポリマーの合成に関して、例4と同じ手順に従うが、今回の重合は4時間続く。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH3Clを有する、27.6gのコポリマーを回収する。
数平均分子量を、HT−SEC分析によって、150℃で決定する:Mn=39730g.mol-1、D=2.3。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)でのアンモニウムのα位におけるメチレンを認めることを可能にする。
コポリマーの組成物は、79.3モル%のエチレンである。28.1モル%の1,4−トランス、38.7モル%の1,2、および33.2モル%の環状形態を含有する1,3−ブタジエンを挿入する。
(例6)
このコポリマーの合成に関して、例2と同じ手順に従うが、30モル%の1,3−ブタジエンを含有するモノマー混合物を用いる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH3Clを有する、7.3gのコポリマーを回収する。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)でのアンモニウムのα位におけるメチレンの特有の信号、およびδ=8.59ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムのプロトンの特有の信号を示す。
コポリマーの組成物は、75.3モル%のエチレンである。25.7モル%の1,4−トランス、44.2モル%の1,2、および30.1モル%の環状形態を含有する1,3−ブタジエンを挿入する。
(例7)
例1によって調製された1.24ml(284μmol)のMgR2(ジブチルエーテル中0.23M)を、200mlの乾燥トルエンを含有する丸底フラスコに導入する。溶液を、アルゴン雰囲気下で、250mlの反応器に移す。次いで、30.7mgの[Me2Si(C54)(C138)Nd(BH42Li(THF)]錯体(Nd=57μmol、Mg/Nd=5)を含有する溶液を移す。
アルゴンを、真空下で除去し、一定組成(20モル%の1,3−ブタジエン)を有するエチレン/1,3−ブタジエンモノマーの気体混合物によって、反応器を、80℃で、4バールに加圧する。90分の重合の後、反応器を脱気し、温度を20℃にする。重合媒体を、1Mメタノール/HCl溶液に注ぎ、1時間撹拌する。沈殿したポリマーを、トルエン中で再溶解し、次いで、メタノール溶液から沈殿させて、このように洗浄する。最終的にポリマーを乾燥させた。
鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、−NH3Cl官能基(または−NH2形態の官能基)を有する、9.89gのコポリマーを回収する。プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.53ppm(ブロード、−CH2−NH2)でのアミンのα位におけるメチレンの特有の信号、およびδ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)でのアンモニウムのα位におけるメチレンの特有の信号を示す。コポリマーの組成物は、67.6モル%のエチレン、および32.4モル%のブタジエンである。1,3−ブタジエンを、2つの形態で、97.4モル%の1,4−トランス部分、および2.6モル%の1,2単位で挿入する。
II.3−官能基を修飾する工程(c)を伴う、単官能コポリマーの調製の例:
(例8)
塩基性媒体中での加水分解反応である工程(C):
例2からのポリマーの画分を抜き取る(10g)。ポリマーをトルエン中で溶解し、次いでメタノール/NaOH溶液(1M)を使用して沈殿させて、室温で1時間撹拌する。
ポリマーを回収し、次いでメタノールで洗浄し、真空下で、60℃で乾燥させる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH2を有する、8.2gのコポリマーを回収する。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)およびδ=8.59ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムの特有の信号の消滅、δ=2.53ppm(ブロード、−CH2−NH2)でのアミンのα位におけるメチレンの特有の信号の優位を示す。
(例9)
塩基性媒体中での加水分解反応である工程(C):
例3からのポリマーの画分を抜き取る(8g)。ポリマーをトルエン中で溶解し、次いでメタノール/NaOH溶液(1M)を使用して沈殿させて、室温で1時間撹拌する。
ポリマーを回収し、次いでメタノールで洗浄し、真空下で、60℃で乾燥させる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH2を有する、7.8gのコポリマーを回収する。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)、およびδ=8.62ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムの特有の信号の消滅、δ=2.53ppm(ブロード、−CH2−NH2)でのアミンのα位におけるメチレンの特有の信号の優位を示す。
(例10)
塩基性媒体中での加水分解反応である工程(C):
例4からのポリマーの画分を抜き取る(7g)。ポリマーをトルエン中で溶解し、次いでメタノール/NaOH溶液(1M)を使用して沈殿させて、室温で1時間撹拌する。
ポリマーを回収し、次いでメタノールで洗浄し、真空下で、60℃で乾燥させる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH2を有する、5.3gのコポリマーを回収する。
(例11)
塩基性媒体中での加水分解反応である工程(C):
例5からのポリマーの画分を抜き取る(13g)。ポリマーをトルエン中で溶解し、次いでメタノール/NaOH溶液(1M)を使用して沈殿させて、室温で1時間撹拌する。
ポリマーを回収し、次いでメタノールで洗浄し、真空下で、60℃で乾燥させる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH2を有する、12.0gのコポリマーを回収する。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)で認められるアンモニウムの特有の信号の消滅、δ=2.53ppm(ブロード、−CH2−NH2)でのアミンのα位におけるメチレンの特有の信号の優位を示す。
(例12)
塩基性媒体中での加水分解反応である工程(C):
例6からのポリマーの画分を抜き取る(3g)。ポリマーをトルエン中で溶解し、次いでメタノール/NaOH溶液(1M)を使用して沈殿させて、室温で1時間撹拌する。
ポリマーを回収し、次いでメタノールで洗浄し、真空下で、60℃で乾燥させる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH2を有する、2.5gのコポリマーを回収する。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)、およびδ=8.59ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムの特有の信号の消滅、δ=2.53ppm(ブロード、−CH2−NH2)でのアミンのα位におけるメチレンの特有の信号の優位を示す。
II.4−官能化剤を用いる反応による終止工程(b)を伴う、テレケリックコポリマーの調製の例:
(例13)
20モル%の1,3−ブタジエンを含有する供給材料を用いた、テレケリックEBR、Z−EBR−(CH23−B(Z=I、B=NH3Cl)の調製
例1によって調製された8.5ml(1.96mmol)のMgR2(ジブチルエーテル中0.23M)を、200mlの乾燥トルエンを含有する丸底フラスコに導入する。
溶液を、アルゴン雰囲気下で、250mlの反応器に移す。
次いで、31.3mgの[Me2SiFlu2Nd(BH42Li(THF)]錯体の溶液を移す。
(Nd=49μmol、Mg/Nd=40)。
アルゴンを、真空下で除去し、一定組成(20モル%の1,3−ブタジエン)を有するエチレン/1,3−ブタジエンモノマーの気体混合物によって、反応器を、70℃で、4バールに加圧する。
2時間の重合の後、反応器を脱気し、反応媒体の温度を70℃に維持する。
官能化剤を用いる反応の前に基準コポリマー、この特定の場合は単官能コポリマー、を有するために、次いで100mlの反応媒体を抜き取る。この抜き取りを、1Mメタノール/HCl溶液に注ぎ、1時間撹拌する。沈殿した基準ポリマーを、トルエン中で溶解し、次いで、メタノール溶液から沈殿させて、このように洗浄する。
最終的にポリマーを乾燥させる。
コポリマー鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH3Clを有する、7.4gのコポリマーを回収する。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)でのアンモニウムのα位におけるメチレンの特有の信号、およびδ=8.58ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムのプロトンの特有の信号を示す。
基準コポリマーの組成物は、80.8モル%のエチレンである。18.7モル%の1,4−トランス、39.9モル%の1,2、および41.4モル%の環状形態を含有する1,3−ブタジエンを挿入する。
3.8gのヨウ素(15mmol)のTHF溶液(I/Mgモル比=15)を、反応媒体に添加し、混合物を70℃で2時間撹拌する。
温度を20℃にする。重合媒体を、1Mメタノール/HCl溶液に注ぎ、1時間撹拌する。
沈殿したポリマーを、トルエン中で溶解し、次いで、メタノール溶液から沈殿させて、このように洗浄する。
最終的にポリマーを乾燥させる。
一方の鎖の末端に、−(CH23−基によって鎖に結合している、官能基NH3Cl、および他方の鎖の末端の官能基Iを有する、6.3gのコポリマーを回収する。
プロトンNMRスペクトル(2/1 v/v TCE/C66、400MHz、363K)は、δ=2.68ppm(ブロード、−CH2−NH3Cl)でのアンモニウムのα位におけるメチレンの特有の信号、およびδ=8.52ppm(ブロード、−NH3Cl)でのアンモニウムのプロトンの特有の信号だけでなく、δ=2.94ppm(多重線、−CH2−I)でのヨウ素基のα位におけるメチレンの特有の信号も示す。
なお、本発明としては、以下の態様も好ましい。
〔1〕 官能基B1およびB2からなる群から選択される官能基Bを有するコポリマー鎖Aを含むコポリマーであって、
・ コポリマー鎖Aが、モノマー単位M1およびモノマー単位M2を含むコポリマー鎖であり、M1が、共役ジエンであり、M2が、α−モノオレフィン、エチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーであり、
・ B1が、N(SiMe 3 2 、N(SiMe 2 CH 2 CH 2 SiMe 2 )、パラ−C 6 4 (NMe 2 )、パラ−C 6 4 (OMe)、パラ−C 6 4 (N(SiMe 3 2 )、オルト−CH 2 −C 6 4 NMe 2 、オルト−CH 2 −C 6 4 OMe、C 6 5 、C 3 7 、C 6 13 、CH(OCH 2 CH 2 O)からなる群から選択され、
・ B2が、B1由来である官能基である、
コポリマー。
〔2〕 官能基Bが、コポリマー鎖Aの末端に保持されている、〔1〕に記載のコポリマー。
〔3〕 官能基Bが、共有結合によって直接、または式(I)
−(CH 2 w − (I)
(式中、wは、1〜50の整数である)
の二価の基を介して、コポリマー鎖Aに結合している、〔1〕および〔2〕のいずれか1項に記載のコポリマー。
〔4〕 官能基Bが、官能基B1である、〔1〕から〔3〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔5〕 官能基B1が、N(SiMe 2 CH 2 CH 2 SiMe 2 )基またはN(SiMe 3 2 基である、〔1〕から〔4〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔6〕 wが、1〜11に及ぶ範囲内で変化し、好ましくは3に等しい、〔1〕から〔5〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔7〕 官能基B2が、アミン、アンモニウム、およびケトンからなる群から選択される、〔1〕から〔6〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔8〕 官能基B2が、アミン、好ましくは第一級アミンである、〔1〕から〔7〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔9〕 官能基Zをさらに有し、ただし官能基BおよびZが、コポリマーの鎖末端にある場合、官能基BおよびZが、それぞれ異なる末端によって保持されることを条件とする、〔1〕から〔8〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔10〕 官能基Zが、コポリマー鎖Aの末端に保持されている、〔9〕に記載のコポリマー。
〔11〕 M1が、1,3−ブタジエン、イソプレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマー、好ましくは1,3−ブタジエンである、〔1〕から〔10〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔12〕 M2が、エチレン、またはエチレンとα−モノオレフィンの混合物である、〔1〕から〔11〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔13〕 モノマー単位M1が、コポリマーのモノマー単位の40モル%超、優先的には60モル%超を占める、〔1〕から〔12〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔14〕 モノマー単位M1が、コポリマーのモノマー単位の35モル%未満を占める、〔1〕から〔12〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔15〕 エチレン単位が、コポリマーのモノマー単位の50モル%超、優先的には65モル%超を占める、〔1〕から〔14〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔16〕 モノマー単位M1が、80モル%超の、M1のコポリマー鎖へのトランス−1,4挿入から得られる部分を含有する、〔1〕から〔15〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔17〕 M1およびM2のコポリマーである、〔1〕から〔16〕までのいずれか1項に記載のコポリマー。
〔18〕 コポリマー鎖Aを含むコポリマーを調製するための方法であって、下記の工程(a)、工程(b)、および適切な場合には工程(c):
・ (a)式(II)
Y(A−(CH 2 d −B1) y (II)
(式中、
− yは、2または3に等しく、
− y=2の場合、記号Yは、アルカリ土類金属または亜鉛であり、y=3の場合、Yは、アルミニウムであり、
− dは、0〜50、有利には0〜11の整数であり、
− 記号Aは、モノマー単位M1およびモノマー単位M2を含むコポリマー鎖Aを表し、M1は、共役ジエンであり、M2は、α−モノオレフィン、エチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーであり、
− B1は、N(SiMe 3 2 、N(SiMe 2 CH 2 CH 2 SiMe 2 )、パラ−C 6 4 (NMe 2 )、パラ−C 6 4 (OMe)、パラ−C 6 4 (N(SiMe 3 2 )、オルト−CH 2 −C 6 4 NMe 2 、オルト−CH 2 −C 6 4 OMe、C 6 5 、C 3 7 、C 6 13 、CH(OCH 2 CH 2 O)からなる群から選択される)
の化合物の調製、
・ (b)コポリマー鎖Aを終止させるための反応、
・ (c)官能基B1を修飾させるための反応
を含む、方法。
〔19〕 式(II)の化合物が、式(III)の移動剤、および式(IV−1)または(IV−2)
Y((CH 2 d B1) y (III)
P(Cp 1 )(Cp 2 )Met (IV−1)
(Cp 1 )(Cp 2 )Met (IV−2)
(Metは、第4族金属原子または希土類金属原子であり、
Pは、2つのCp 1 およびCp 2 基を架橋する基であり、少なくとも1つのケイ素および炭素原子を含み、
Y、B1、dおよびyは、〔18〕に記載の通りであり、
Cp 1 およびCp 2 は、同一または異なり、シクロペンタジエニル基、インデニル基、およびフルオレニル基からなる群から選択され、これらの基は、置換または非置換であり得る)
の部分を含むメタロセン触媒を含む触媒系の存在下で、モノマーM1およびモノマーM2を含有するモノマー混合物の共重合によって調製される、〔18〕に記載の方法。
〔20〕 M1が、1,3−ブタジエン、イソプレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマー、好ましくは1,3−ブタジエンである、〔18〕および〔19〕のいずれか1項に記載の方法。
〔21〕 M2が、エチレン、またはエチレンとα−モノオレフィンの混合物である、〔18〕から〔20〕までのいずれか1項に記載の方法。
〔22〕 移動剤が、式(III−a)または(III−b)
Mg[(CH 2 d −N(SiMe 2 CH 2 CH 2 SiMe 2 )] 2 (III−a)
Mg[(CH 2 d −N(SiMe 3 2 2 (III−b)
(式中、dは1〜11の範囲である)
である、〔18〕から〔21〕までのいずれか1項に記載の方法。
〔23〕 dが、3に等しい、〔22〕に記載の方法。
〔24〕 Metが、希土類金属原子、好ましくは原子番号が57〜71の範囲であるランタニド原子Ln、より優先的にはネオジム原子を表す、〔19〕から〔23〕までのいずれか1項に記載の方法。
〔25〕 メタロセン触媒が、式(IV−1a)または(IV−2b):
{P(Cp 1 )(Cp 2 )Met−G} b (IV−1a)
{(Cp 1 )(Cp 2 )Met−G} b (IV−2b)
(記号Gは、塩素、フッ素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択されるハロゲンX、またはBH 4 である水素化ホウ素部分を含む基を示し、
P、Cp 1 およびCp 2 は、〔19〕に記載の通りであり、
Metは、〔24〕に記載の通りであり、
bは、1または2に等しい)
のものである、〔19〕から〔24〕までのいずれか1項に記載の方法。
〔26〕 記号Gが、塩素、または式(IV):
(BH 4 (1+c)- c −N x (IV)
(式中、
Lは、リチウム、ナトリウム、およびカリウムからなる群から選択されるアルカリ金属を表し、
Nは、エーテルの分子を表し、
xは、整数であってもなくてもよく、0以上であり、
cは、整数で、0以上である)
の基を示す、〔25〕に記載の方法。
〔27〕 Pが、式MR 1 2 (Mは、ケイ素または炭素原子を表し、R 1 およびR 2 は、同一または異なり、1〜20個の炭素原子を含むアルキル基を表す)に対応する、〔19〕から〔26〕までのいずれか1項に記載の方法。
〔28〕 Mが、Siであり、R 1 およびR 2 がそれぞれ、好ましくはメチル基を示す、〔27〕に記載の方法。
〔29〕 Cp 1 が、置換または非置換シクロペンタジエニル基を表し、Cp 2 が、置換または非置換フルオレニル基を表し、好ましくはCp 1 が、非置換シクロペンタジエニル基を表し、Cp 2 が、非置換フルオレニル基を表す、〔19〕から〔28〕までのいずれか1項に記載の方法。
〔30〕 メタロセン触媒が、式(IV−3a)、(IV−3b)、または(IV−3c)
[Me 2 Si(C 5 4 )(C 13 8 )NdCl] (IV−3a) [Me 2 Si(C 5 4 )(C 13 8 )Nd(BH 4 2 Li(THF)] (IV−3b)
[Me 2 Si(C 5 4 )(C 13 8 )Nd(BH 4 )(THF)] (IV−3c)のものである、〔19〕から〔29〕までのいずれか1項に記載の方法。
〔31〕 工程(b)が、式(II)の化合物と、酸性プロトンを含む化合物または官能化剤との反応である、〔18〕から〔30〕までのいずれか1項に記載の方法。
〔32〕 〔1〕から〔17〕までのいずれか1項に記載のコポリマーの合成における、〔19〕、〔22〕、または〔23〕に記載の移動剤の使用。
〔33〕 好ましくはYが、Mgであり、B1が、N(SiMe 2 CH 2 CH 2 SiMe 2 )基またはN(SiMe 3 2 基を表し、dが、1〜11の範囲であるか、または3に等しい、〔18〕に記載の式(II)の化合物。
〔34〕 〔1〕から〔17〕までのいずれか1項に記載のコポリマーを含むゴム組成物であって、コポリマーがエラストマーである、ゴム組成物。

Claims (7)

  1. コポリマー鎖Aを含むコポリマーを調製するための方法であって、下記の工程(a)、工程(b)、および適切な場合には工程(c):
    ・ (a)式(II)
    Y(A−(CH2d−B1)y (II)
    (式中、
    − yは、2または3に等しく、
    − y=2の場合、記号Yは、アルカリ土類金属または亜鉛であり、y=3の場合、Yは、アルミニウムであり、
    − dは、0〜50の整数であり、
    − 記号Aは、モノマー単位M1およびモノマー単位M2を含むコポリマー鎖Aを表し、M1は、共役ジエンであり、M2は、α−モノオレフィン、エチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーであり、
    − B1は、N(SiMe32、N(SiMe2CH2CH2SiMe2)、パラ−C64(NMe2)、パラ−C64(OMe)、パラ−C64(N(SiMe32)、オルト−CH2−C64NMe2、オルト−CH2−C64OMe、C65、C37、C613、CH(OCH2CH2O)からなる群から選択される)
    の化合物の調製、
    ・ (b)コポリマー鎖Aを終止させるための反応、
    ・ (c)官能基B1を修飾させるための反応
    を含む、方法。
  2. 式(II)の化合物が、式(III)の移動剤、および式(IV−1)または(IV−2)
    Y((CH2dB1)y (III)
    P(Cp1)(Cp2)Met (IV−1)
    (Cp1)(Cp2)Met (IV−2)
    (Metは、第4族金属原子または希土類金属原子であり、
    Pは、2つのCp1およびCp2基を架橋する基であり、少なくとも1つのケイ素原子または炭素原子を含み、
    Y、B1、dおよびyは、請求項に記載の通りであり、
    Cp1およびCp2は、同一または異なり、シクロペンタジエニル基、インデニル基、およびフルオレニル基からなる群から選択され、これらの基は、置換または非置換であり得る)
    の部分を含むメタロセン触媒を含む触媒系の存在下で、モノマーM1およびモノマーM2を含有するモノマー混合物の共重合によって調製される、請求項に記載の方法。
  3. 移動剤が、式(III−a)または(III−b)
    Mg[(CH2d−N(SiMe2CH2CH2SiMe2)]2 (III−a)
    Mg[(CH2d−N(SiMe322 (III−b)
    (式中、dは1〜11の範囲である)
    のものである、請求項に記載の方法。
  4. メタロセン触媒が、式(IV−1a)または(IV−2b):
    {P(Cp1)(Cp2)Met−G}b (IV−1a)
    {(Cp1)(Cp2)Met−G}b (IV−2b)
    (記号Gは、塩素、フッ素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択されるハロゲンX、またはBH4である水素化ホウ素部分を含む基を示し、
    P、Cp1およびCp2は、請求項に記載の通りであり、
    Metは、希土類金属原子であり、
    bは、1または2に等しい)
    のものである、請求項またはに記載の方法。
  5. Cp1が、置換または非置換シクロペンタジエニル基を表し、Cp2が、置換または非置換フルオレニル基を表す、請求項からまでのいずれか1項に記載の方法。
  6. 下記式(II)の化合物:
    Y(A−(CH 2 d −B1) y (II)
    (式中、
    − yは、2または3に等しく、
    − y=2の場合、記号Yは、アルカリ土類金属または亜鉛であり、y=3の場合、Yは、アルミニウムであり、
    − dは、0〜50の整数であり、
    − 記号Aは、モノマー単位M1およびモノマー単位M2を含むコポリマー鎖Aを表し、M1は、共役ジエンであり、M2は、α−モノオレフィン、エチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーであり、
    − B1は、N(SiMe 3 2 、N(SiMe 2 CH 2 CH 2 SiMe 2 )、パラ−C 6 4 (NMe 2 )、パラ−C 6 4 (OMe)、パラ−C 6 4 (N(SiMe 3 2 )、オルト−CH 2 −C 6 4 NMe 2 、オルト−CH 2 −C 6 4 OMe、C 6 5 、C 3 7 、C 6 13 、CH(OCH 2 CH 2 O)からなる群から選択される)。
  7. 下記式(II)の化合物:
    Y(A−(CH 2 d −B1) y (II)
    (式中、
    − yは、2であり、
    − Yは、Mgであり、
    − dは、1〜11の範囲であり、
    − 記号Aは、モノマー単位M1およびモノマー単位M2を含むコポリマー鎖Aを表し、M1は、共役ジエンであり、M2は、α−モノオレフィン、エチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーであり、
    − B1は、N(SiMe 3 2 及びN(SiMe 2 CH 2 CH 2 SiMe 2 )から選択される)。
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