JP6960497B2 - ポリマーフォーム - Google Patents
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Description
本出願は、2014年5月30日に申請された米国暫定特許出願第62/005,613号明細書の非−暫定出願であり、2014年5月2日に申請された米国特許出願第14/268,826号明細書の一部継続出願である。
本開示の態様は一般的にポリマーから作られるフォームに関する。
種々の発泡用途のために、特に軽量エネルギー管理(lightweight energy management)又は緩衝作用を必要とする用途のためにポリマーを用いることができる。例には自動車部品、包装、荷敷き、断熱材及び衝撃が繰り返され得る安全用途が含まれる。
本開示の態様は、ポリマー組成物を含む。ポリマー組成物は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により測定される8より大きいかもしくはそれに等しい多分散度(M w /M n )を有するポリオレフィン及び金属アクリレート塩を含む。ポリマー組成物は以下の性質の1つもしくはそれより多くにより特徴付けられる:ASTM D−1238により測定される0.1g/10分〜10g/10分のメルトフローレート;ASTM D−1238により測定される2,000Pa.s〜6,000Pa.sのメルトフロー粘度;ASTM D−3835により測定される2〜8のダイスエル;ならびに0.3秒〜1.2秒のダイスエル特性時間(die swell characteristic time)。
導入及び定義
ここで詳細な記述を与える。記述は特定の態様、変形及び実施例を含むが、開示はこれらの態様、変形又は実施例に制限されず、これらの態様、変形又は実施例は、それらの情
報が利用可能な情報及び技術と組み合わされた時に、当該技術分野における通常の熟練者が本開示を作り且つ利用できるようにするために含まれる。
本開示において有用なポリマーにはスチレン性ポリマー及びポリオレフィンが含まれる。ポリオレフィンの例にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィンエラストマー及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限られない。ポリオレフィンエラストマーには、ポリイソプレン、ポリブタジエン、クロロプレン、ブチルゴム、スチレンブタジエン、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ポリアクリルゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フルオロエラストマー、ペルフルオロエラストマー、ポリエーテルブロックアミド、クロロスルホン化ポリエチレン及びエチレン−酢酸ビニルが含まれるが、これらに限られない。本開示において有用なポリオレフィンの制限ではない他の例には、例えば直鎖状低密度ポリエチレン、プラストマー、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリプロピレンコポリマーが含まれる。ポリマーには上記のものの官能基化変形、例えばマレイン酸化ポリプロピレンも含まれ得る。
ジエンあるいは脂肪族共役ジエンモノマー、例えばブタジエンモノマーのようなC4−C9ジエンを含むことができる。
ーは、例えば約15重量%もしくはそれより少量又は約12重量%もしくはそれより少量又は約10重量%もしくはそれより少量又は約6重量%もしくはそれより少量又は約5重量%もしくはそれより少量又は約4重量%もしくはそれより少量のキシレン可溶性材料(XS)(ASTM D5492−06により測定される)を含むことができる。ある態様において、プロピレンに基づくポリマーは、例えばGPCにより測定される約2〜約50、約6〜約30又は8より大きいかもしくはそれに等しい多分散度(Mw/Mn)を有することができる。これらのプロピレンに基づくポリマーは、例えば約0.01dg/分〜約20dg/分又は約0.01dg/分〜約10dg/分又は10dg/分より小さいメルトフローレート(MFR)(ASTM D−1238により、190℃及び2.16kgの加重(load)において測定される)を有することができる。
8により、190℃及び2.16kgの加重において測定される)を有することができる。
直鎖状低密度ポリエチレンを含む。1つもしくはそれより多い態様において、オレフィンに基づくポリマーは中密度ポリエチレンを含む。本明細書で用いられる場合、「中密度ポリエチレン」という用語は、例えばASTM D−792により測定される約0.92g/cc〜約0.94g/cc又は約0.926g/cc〜約0.94g/ccの密度を有するエチレンに基づくポリマーを指す。
でき、式中、R及びR1はアルキル及び/又はアリール基を示す。ペルオキシジカーボネ
ート過酸化物の制限ではない例にはジ(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジセチルペルオキシジカーボネート、ジミリスチルペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、イソプロピルsec−ブチルペルオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルペルオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)ペルオキシジカーボネート及びそれらの混合物が含まれるが、それらに限られ
ない。存在する場合、ペルオキシジカーボネート過酸化物は0.001〜3重量%のペルオキシジカーボネート過酸化物、0.01〜2.5重量%のペルオキシジカーボネート過酸化物又は2重量%より少ないかもしくはそれに等しいペルオキシジカーボネート過酸化物を含むことができる。
D−1238により、190℃及び2.16kgの加重において測定される0.1g/10分〜10g/10分又は1g/10分〜3.5g/10分又は1.5g/10分〜3g/10分であることができる。本開示のある態様において、ポリマー組成物のメルトフロー粘度は、ASTM D−1238により、190℃及び2.16kgの加重において測定される2,000Pa.s〜6,000Pa.s又は2,700Pa.s〜5,20
0Pa.sであることができる。ポリマー組成物のダイスエルは、ASTM D−3835により測定される2〜8又は3〜5であることができる。ダイスエル特性時間は0.3秒〜1.2秒又は0.4秒〜1.1秒であることができる。1つもしくはそれより多い態様において、ポリマー組成物を以下の性質の1つもしくはそれより多くにより特徴付けることができる:ASTM D−1238により、190℃及び2.16kgの加重において測定される0.1g/10分〜10g/10分又は1g/10分〜3.5g/10分又は1.5g/10分〜3g/10分のメルトフローレート;ASTM D−1238により、190℃及び2.16kgの加重において測定される2,000Pa.s〜6,000Pa.s又は2,700Pa.s〜5,200Pa.sのメルトフロー粘度;ASTM
D−3835により測定される2〜8又は3〜5のダイスエル;0.3秒〜1.2秒又は0.4秒〜1.1秒のダイスエル特性時間。
ポリマー組成物ブレンドはポリマー発泡シート又はフィルム中の発泡ポリマー層(下記で集合的に「ポリマーフォーム」と呼ぶ)の製造において有用である。ポリマー組成物及び発泡剤からポリマーフォームを製造することができる。ある態様において、ペレット化されたか又はペレット化されないポリマー組成物を発泡の前に酸化防止剤、光安定剤、酸掃去剤、潤滑剤、帯電防止添加剤、核形成/清澄剤、着色剤又はそれらの組み合わせのような添加物と合わせることができる。ポリマー組成物は本明細書で前に記載した型のものであることができる。発泡剤は、例えば物理的発泡剤、化学的発泡剤などのようなポリマー組成物の他の成分と適合するいずれの発泡剤であることもできる。物理的発泡剤は、典型的には組成物を迅速に排気させて組成物中に気孔を残すことができる難燃性の気体である。化学的発泡剤は、高められた温度で吸熱的に分解する化学化合物である。化学的発泡剤の分解は気体を発生し、それはポリマー組成物中に連行され、かくしてポリマー組成物内における気孔の形成に導く。本開示における使用に適した発泡剤の制限ではない例には、ペンタン、イソペンタン、二酸化炭素、窒素、水蒸気、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、2,3−ジメチルプロパン、1−ペンテン、シクロペンテン、n−ヘキサン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、2,3−ジメチルブタン、1−ヘキセン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、2−メチルヘキサン、2,2−ジメチルペンタン、2,3−ジメチルペンタン及びそれらの組み合わせが含まれるが、制限ではない。
30%より低い連続気泡含有率を有する。ある態様において、連続気泡でないポリマーフォーム中の気泡は独立気泡である。いくつかの態様において、ポリマーフォームシートの密度は0.50g/ccより低いか、0.25g/ccより低いか又は0.20g/ccより低い。ある態様において、ポリマーフォームシートは0.15〜0.20の密度及び30%〜40%の連続気泡含有率を有する。
6の多分散度(M w /M n )(以下、「MWD」ということもある)を有するポリプロピレンホモポリマーを発泡させた。ポリプロピレンホモポリマーを用いて3種のポリプロピレン組成物を調製した;ポリプロピレン組成物のメルトフロー比(melt flow ratios)、MWD、金属アクリレート塩組成及び添加物を表1に挙げる。次いでCO2を用いて3種のポリプロピレン組成物を発泡させた
。対応する密度及び連続気泡含有率パーセンテージを測定し、表2に挙げる。
商業的に入手可能な非分枝鎖状ポリプロピレン樹脂(Total PP 3354、Total PP 3462、Total miPP M328MZ、Total PP 3276、Total PP 3281、Total Finaplas(登録商標) 1471及びTotal Finaplas(登録商標) 1251)に関してメルトフローレート、メルトフロー粘度、ダイスエル及びダイスエル特性時間を測定した。商業的に入手可能な分枝鎖状ポリプロピレン樹脂(Borealis DaployTM WB140HMS及びMontell Pro−fax PF814)に関してもメルトフローレート、メルトフロー粘度、ダイスエル及びダイスエル特性時間を測定した。ポリプロピレンホモポリマーを用いて6種のポリプロピレン組成物を調製した;メルトフローレート
、メルトフロー粘度、ダイスエル及びダイスエル特性時間ならびにポリプロピレン組成物の成分を表3に挙げる。Perkadox 24LはAkzo Nobelにより製造されるジセチルペルオキシジカーボネートである。Total PP 3354、Total PP 3462、Total miPP M328MZ、Total PP 3276、Total PP 3281、Total Finaplas(登録商標) 1471及びTotal Finaplas(登録商標) 1251は、Total Petrochemicalsにより製造されるポリプロピレンホモポリマーである。SR351は、BASFにより製造されるプロペ−2−エン酸2,2−ビス(プロペ−2−エノイルオキシメチル)ブチルである。
市販のポリプロピレンフォーム樹脂及びPP組成物2から作られるフォームの曲げ特性を測定し、表4において表にする。
発泡剤としてCO2を用い、表5に挙げる実施例からの樹脂及びポリマー組成物をフォ
ームにした。フォームのフォーム密度も表5に挙げる。
Claims (20)
- GPCにより測定される8から13の多分散度(Mw/Mn)を有するポリプロピレン;及び
金属アクリレート塩
を含んでなるポリマー組成物であって、ここでポリマー組成物は以下の性質:
ASTM D−1238を用い190℃において2.16kgの加重で測定される4dg/分〜8dg/分のメルトフローレート;
により特徴付けられるポリマー組成物。 - さらに非極性ポリマーを含んでなる請求項1のポリマー組成物。
- 金属アクリレート塩が0.01〜6重量%の量でポリマー組成物中に存在する請求項1のポリマー組成物。
- 金属アクリレート塩が金属ジアクリレートである請求項1のポリマー組成物。
- 金属アクリレート塩が亜鉛ジアクリレート、亜鉛ジメチルアクリレート、銅ジアクリレート、銅ジメチルアクリレート、亜鉛ジ−エチルフマレート、銅ジエチルフマレート、アルミニウムトリアクリレート、アルミニウムトリメチルアクリレート、アルミニウムトリ−エチルフマレート、ジルコニウムテトラアクリレート、ジルコニウムテトラメチルアクリレート、ジルコニウムテトラ−エチルフマレート、ナトリウムアクリレート、ナトリウムメタクリレート、銀メタクリレート又はそれらの組み合わせである請求項1のポリマー組成物。
- ポリマー組成物がペルオキシジカーボネート過酸化物をさらに含む請求項1のポリマー組成物。
- ペルオキシジカーボネート過酸化物がジ(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジセチルペルオキシジカーボネート、ジミリスチルペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、イソプロピルsec−ブチルペルオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルペルオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)ペルオキシジカーボネート又はそれらの混合物である請求項6のポリマー組成物。
- ペルオキシジカーボネート過酸化物が0.01〜2.5重量%の量でポリマー組成物中に存在する請求項6のポリマー組成物。
- ポリマー組成物がさらに極性ポリマーを含む請求項1のポリマー組成物。
- 極性ポリマーがポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール又はそれらの混合物である請求項9のポリマー組成物。
- 極性ポリマーが0.01〜2.5重量%の量でポリマー組成物中に存在する請求項9のポリマー組成物。
- ポリマー組成物がASTM D−1238を用い190℃において2.16kgの加重で測定される2,000Pa.s〜6,000Pa.sのメルトフロー粘度を有する請求項1のポリマー組成物。
- ポリマー組成物が0.3秒〜1.2秒のダイスエル特性時間を有する請求項1のポリマー組成物。
- 請求項1のポリマー組成物を含んでなるフォーム。
- フォームがASTM−D−790により測定される1.5X104〜3.5X104psiの曲げ弾性率を有する請求項14のフォーム。
- ポリオレフィンフォームがASTM−D−790により測定される600〜1100psiの曲げ強さを有する請求項14のフォーム。
- フォームの密度が0.50g/ccより低い請求項14のフォーム。
- フォームの密度が0.20g/ccより低い請求項17のフォーム。
- 金属アクリレート塩及びGPCにより測定される8から13の多分散度(Mw/Mn)を有するポリプロピレン樹脂を含むポリマー組成物を供給し;そして
ポリマー組成物及び発泡剤を混合してポリマーフォームを製造する
ことを含んでなる方法であって、ここで
ポリマー組成物は以下の性質:
ASTM D−1238を用い190℃において2.16kgの加重で測定される4dg/分〜8dg/分のメルトフローレート;
により特徴付けられる方法。 - 発泡剤がペンタン、イソペンタン、二酸化炭素、窒素、水蒸気、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、2,3−ジメチルプロパン、1−ペンテン、シクロペンテン、n−ヘキサン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、2,3−ジメチルブタン、1−ヘキセン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、2−メチルヘキサン、2,2−ジメチルペンタン、2,3−ジメチルペンタン又はそれらの組み合わせである請求項19の方法。
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