JP7252267B2 - 発泡ビーズ及び焼結発泡構造体 - Google Patents
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Description
元素周期表への任意の参照は、CRC Press,Inc.,1990-1991によって出版されたものへの参照である。この表の或るグループの元素への参照は、グループに番号を付す新たな表記法によるものである。米国特許慣例の目的で、任意の参照される特許、特許出願又は刊行物の内容は、特に、定義の開示(本開示に具体的に提供される任意の定義と矛盾しない程度において)及び当技術分野の一般的な知見に関して、それらの全体が参照により組み込まれる(又は、その米国版に相当するものが、参照によりそのように組み込まれる)。本明細書に開示される数値範囲は、下限値及び上限値からの全ての値を含み、また上限値及び下限値を含む。明示的な数値(例えば、1又は2、又は3~5、又は6、又は7)を含む範囲については、任意の2つの明示的な数値間の任意の部分範囲が含まれる(例えば、1~2、2~6、5~7、3~7、5~6等)。別段の記載がない限り、文脈から暗黙的であるか、又は当該技術分野で習慣的でない限り、全ての部及びパーセントは重量に基づき、全ての試験方法は、本開示の出願日の時点で最新のものある。
本発明の発泡ビーズは、(A)ブロック複合材料(BC)を含み得る。「ブロック複合材料」(「BC」)という用語は、次の3つのポリマー成分:
(i)エチレン系ポリマー(EP)中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、10モル%から90モル%未満のエチレン含有量を有するエチレン系ポリマー(EP)(軟質コポリマー)と、
(ii)アルファ-オレフィン系ポリマー(AOP)中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%を超えるアルファ-オレフィン含有量を有するアルファ-オレフィン系ポリマー(AOP)(硬質コポリマー)と、
(iii)エチレンブロック(EB)とアルファ-オレフィンブロック(AOB)とを有するブロックコポリマーとを含有するポリマーを指し、ここで、エチレンブロック(軟質ブロック/軟質セグメント)は、アルファ-オレフィンブロック(硬質ブロック/硬質セグメント)よりも多くの重合エチレンを含有し、
エチレンブロック(EB)は、成分(i)のエチレン系ポリマー(EP)と同じ又は類似するTmを有し、
アルファ-オレフィンブロック(AOB)は、成分(ii)のアルファ-オレフィン系ポリマー(AOP)と同じ又は類似するTmを有し、
「同一又は類似する」という句は、5℃以下、更には4℃以下、更には3℃以下、又は更には2℃以下の絶対Tm差を指す。
(i)エチレン含有量が10モル%から90モル%未満のエチレン系ポリマー(EP)(軟質コポリマー)と、
(ii)アルファ-オレフィン含有量が90モル%を超えるアルファ-オレフィン系ポリマー(AOP)(硬質コポリマー)と、
(iii)エチレンブロック(EB)及びアルファ-オレフィンブロック(AOB)を有するブロックコポリマーとを含み、
ブロックコポリマーのエチレンブロック(軟質ブロック/軟質セグメント)は、ブロック複合材料の成分(i)のエチレン系ポリマーと同じ組成を有し、ブロックコポリマーのアルファ-オレフィンブロック(硬質ブロック/硬質セグメント)は、ブロック複合材料の成分(ii)のアルファ-オレフィン系ポリマーと同じ組成を有する。「同じ組成」という用語は、同一のモノマー及びコモノマー含有量、同一の構造、並びに同一の物理的特性を有する2つの成分を指す。エチレン系ポリマー及びアルファ-オレフィン系ポリマーの量の間の組成分割は、ブロックコポリマー中の対応するブロック間のものと同じ又は本質的に同じとなる。好適なα-オレフィンの非限定的な例としては、例えば、C3、C4、C5、C6及びC8α-オレフィン等のC3~C10α-オレフィンが挙げられる。特定の実施形態では、α-オレフィンは、プロピレンである。更なる実施形態では、AOB及びEBはiPP-EPジブロックコポリマーであり得る。
(a)EPは、EPの総モル数に基づいて、10モル%、若しくは20モル%、若しくは30モル%、若しくは40モル%、若しくは50モル%、若しくは60モル%、若しくは65モル%、若しくは70モル%、若しくは73モル%から75モル%、若しくは80モル%、若しくは85モル%、若しくは89モル%の重合エチレン単位、及び逆量の重合プロピレン単位、又は11モル%、若しくは15モル%、若しくは20モル%、若しくは25モル%から27モル%、若しくは30モル%、若しくは35モル%、若しくは40モル%、若しくは50モル%、若しくは60モル%、若しくは70モル%、若しくは80モル%、若しくは90モル%の重合プロピレン単位を含有する;及び/又は
(b)iPPは、iPPの総重量に基づいて、100重量%、若しくは99.5重量%、若しくは99重量%から95重量%、若しくは90重量%、若しくは85重量%、若しくは80重量%、若しくは75重量%、若しくは70重量%、若しくは65重量%、60重量%、若しくは55重量%の重合プロピレン、及び逆量のエチレン、又は0重量%、若しくは0.5重量%から1重量%、若しくは5重量%、若しくは10重量%、若しくは15重量%、若しくは20重量%、若しくは25重量%、若しくは30重量%、若しくは35重量%、若しくは40重量%、若しくは45重量%の重合エチレンを含有する、及び/又は
(c)ブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総重量に基づいて、5重量%、若しくは10重量%、若しくは25重量%、若しくは30重量%から70重量%、若しくは75重量%、若しくは90重量%、若しくは95重量%のEB、及び逆量、又は95重量%、若しくは90重量%、若しくは75重量%、若しくは70重量%から30重量%、若しくは25重量%、若しくは10重量%、若しくは5重量%のiPPブロックを含有する、及び/又は
(d)0.1、若しくは0.2、若しくは0.3、若しくは0.4から0.5、若しくは0.6、若しくは0.7、若しくは0.8、若しくは0.9、若しくは1.0のBCI、及び/又は
(e)0.1g/10分、若しくは5g/10分、若しくは10g/10分、若しくは15g/10分、若しくは18g/10分から20g/10分、又は30g/10分、又は50g/10分、又は1000g/10分のメルトフローレート(MFR)、及び/又は
(f)50000g/mol、若しくは80000g/mol、若しくは100000g/molから150000g/mol、若しくは200000g/mol、若しくは
300000g/mol、若しくは500000g/mol、若しくは1000000g/molの重量平均分子量(Mw)、及び/又は
(g)1.0、若しくは1.5、若しくは2.0、若しくは2.5、若しくは3.0、若しくは3.5、若しくは3.7から3.8、若しくは4.0、若しくは4.5、若しくは5.0のMw/Mn、及び/又は
(h)1グラムあたり20ジュール(J/g)、若しくは25J/g、若しくは30J/g、若しくは35J/g、若しくは50J/g、若しくは60J/g、若しくは70J/g、若しくは75J/g、若しくは80J/gから85J/g、若しくは90J/g、若しくは95J/g、若しくは100J/g、若しくは125J/gの融解熱(又は融解エンタルピー)、及び/又は
(i)70℃、若しくは75℃、若しくは80℃、若しくは85℃から90℃、若しくは95℃、若しくは100℃の結晶化温度Tc、及び/又は
(j)20℃、若しくは25℃、若しくは35℃、若しくは40℃から45℃、若しくは50℃、若しくは60℃の第1のピークTm1BC、及び/又は
(k)100℃、若しくは110℃、若しくは120℃、若しくは125℃から136℃、若しくは140℃、若しくは145℃、若しくは150℃の第2のピークTm2BC、及び/又は
(l)20℃超、又は40℃超、又は50℃超、又は60℃超である、Tm1BCとTm2BCとの差、及び/又は
(m)BCの総重量に基づいて、20重量%、若しくは25重量%、若しくは30重量%、若しくは33重量%から35重量%、若しくは40重量%、若しくは45重量%、若しくは50重量%のエチレン総含有量。
(a)0.1g/10分、若しくは5g/10分、若しくは10g/10分、若しくは15g/10分、若しくは18g/10分から20g/10分、若しくは30g/10分、若しくは50g/10分、若しくは1000g/10分のメルトフローレート(MFR)、及び/又は
(b)2つの溶融ピークを示す、及び/又は
(c)20℃、若しくは25℃、若しくは35℃、若しくは40℃から45℃、若しくは50℃、若しくは60℃の第1のピークTm1BC、及び/又は
(d)100℃、若しくは110℃、若しくは120℃、若しくは125℃から136℃、若しくは140℃、若しくは145℃、若しくは150℃の第2のピークTm2BC、及び/又は
(e)20℃超、若しくは40℃超、若しくは50℃超、若しくは60℃超であるTm1BCとTm2BCとの差。
本発明の発泡ビーズは、(B)結晶性ブロック複合材料(CBC)を含み得る。「結晶性ブロック複合材料」(「CBC」)という用語は、以下の3つのポリマー成分:
(i)結晶性エチレン系ポリマー(CEP)における重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%以上のエチレン含有量を有する、結晶性エチレン系ポリマー(CEP)(本明細書ではCBCの軟質ポリマーとも称される)と、
(ii)アルファ-オレフィン系ポリマー(CAOP)中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%超のアルファオレフィン含有量を有するアルファ-オレフィン系ポリマー(CAOP)(本明細書ではCBCの硬質コポリマーとも称される)と、
(iii)結晶性エチレンブロック(CEB)及び結晶性アルファ-オレフィンブロック(CAOB)を含むブロックコポリマーとを含有するポリマーを指し、
ここで、結晶性エチレンブロックは、成分(i)の結晶性エチレン系ポリマー(CEP)と同じ又は類似するTmを有し、
結晶性アルファ-オレフィンブロックは、成分(ii)の結晶性アルファ-オレフィン系ポリマー(CAOP)と同じ又は類似のTmを有し、
「同一又は類似」という句は、5℃以下、更には4℃以下、更には3℃以下、更には2℃以下の絶対Tm差を指す。
(i)90モル%以上のエチレン含有量を有する結晶性エチレン系ポリマー(CEP)(本明細書では軟質ポリマーとも称される)と、
(ii)90モル%超のアルファ-オレフィン含有量を有する結晶性アルファ-オレフィン系ポリマー(CAOP)(本明細書では硬質ポリマーとも称される)と、
(iii)結晶性エチレンブロック(CEB)及び結晶性アルファ-オレフィンブロック(CAOB)を含むブロックコポリマーとを含み、
ここで、ブロックコポリマーの結晶性エチレンブロック(CEB)(軟質ブロック/軟質セグメント)は、ブロック複合材料の成分(i)の結晶性エチレン系ポリマー(CEP)と同じ組成を有し、ブロックコポリマーの結晶性アルファ-オレフィンブロック(CAOB)(硬質ブロック/硬質セグメント)は、ブロック複合材料の成分(ii)の結晶性アルファ-オレフィン系ポリマー(CAOP)と同じ組成を有する。CEP及びCAOPの量の間の組成分割は、ブロックコポリマー中の対応するブロック間のものと同じ又は本質的に同じになる。連続プロセスで製造される場合、CBCの多分散度指数(PDI)は、1.7、又は1.8から3.5、又は5、又は10、又は15を有する。かかるCBCは、例えば、いずれも2011年12月22日に公開された米国特許出願公開第2011/0313106号、同第2011/0313108号及び同第2011/0313108号、並びに2014年3月20日に公開されたPCT公開番号WO2014/043522A1に記載されており、これらはそれぞれ、CBCの説明、CBCを作製するためのプロセス、及びCBCを分析する方法に関して、参照により本明細書に組み込まれる。好適なα-オレフィンの非限定的な例としては、例えば、C3、C4、C5、C6及びC8α-オレフィン等のC3~C10α-オレフィンが挙げられる。特定の実施形態では、α-オレフィンは、プロピレンである。
(a)CEPは、CEPの総重量に基づいて、85重量%、若しくは89重量%から92重量%、若しくは95重量%、若しくは99重量%のエチレン、及び逆量のプロピレン、又は1重量%、若しくは5重量%、若しくは8重量%から11重量%、若しくは15重量%のプロピレンを含有する、及び/又は
(b)CEPは、CEPの総モル数に基づいて、90モル%、若しくは91モル%、若しくは92モル%から95モル%、若しくは96モル%、若しくは97モル%、若しくは98モル%、若しくは99モル%の重合エチレン単位、及び逆量の重合プロピレン単位、又は1モル%、若しくは2モル%、若しくは3モル%、若しくは4モル%、若しくは5モル%から8モル%、若しくは9モル%、若しくは10モル%の重合プロピレン単位を含有し、及び/又は
(c)iPPは、iPPの総重量に基づいて、100重量%、若しくは99.5重量%、若しくは99重量%から95重量%、若しくは90重量%、若しくは85重量%、若しくは80重量%、若しくは75重量%、若しくは70重量%、若しくは65重量%、60重量%、若しくは55重量%のプロピレン、及び逆量のエチレン、又は0重量%、若しくは0.5重量%から1重量%、若しくは5重量%、若しくは10重量%、若しくは15重量%、若しくは20重量%、若しくは25重量%、若しくは30重量%、若しくは35重量%、若しくは40重量%、若しくは45重量%のエチレンを含有する、及び/又は
(d)iPPは、iPPの総モル数に基づいて、90モル%、若しくは91モル%、若しくは92モル%、若しくは93モル%、若しくは94モル%、若しくは95モル%、若しくは96モル%、若しくは97モル%、若しくは98モル%から99モル%の重合プロピレン単位、及び逆量のエチレン単位、又は1モル%から2モル%、若しくは3モル%、若しくは4モル%、若しくは5モル%、若しくは6モル%、若しくは7モル%、若しくは8モル%、若しくは9モル%、若しくは10モル%の重合エチレン単位を含有し、及び/又は
(e)ブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの総重量に基づいて、5重量%、若しくは10重量%、若しくは25重量%、若しくは30重量%から50重量%、若しくは70重量%、若しくは75重量%、若しくは90重量%、若しくは95重量%のEB、及び逆量の、又は95重量%、若しくは90重量%、若しくは75重量%、若しくは70重量%、若しくは50重量%から30重量%、若しくは25重量%、若しくは10重量%、若しくは5重量%のiPPブロックを含有する、及び/又は
(f)0.1、若しくは0.2、若しくは0.3、若しくは0.4、若しくは0.5、若しくは0.6から0.7、若しくは0.8、若しくは0.9、若しくは1.0のCBCI、及び/又は
(g)0.1g/10分、若しくは5g/10分から10g/10分、若しくは15g/10分、20g/10分、又は40g/10分、又は50g/10分、又は1000g/10分のメルトフローレート(MFR)(230℃/2.16kg)、及び/又は
(h)50000g/mol、若しくは70000g/mol、若しくは80000g/mol、若しくは100000g/molから130000g/mol、若しくは150000g/mol、若しくは200000g/mol、若しくは300000g/mol、若しくは500000g/mol、若しくは1000000g/molの重量平均分子量(Mw)、及び/又は
(i)1.0、若しくは1.5、若しくは2.0、若しくは2.5から3.0、若しくは
3.5、若しくは3.8、若しくは4.0、若しくは4.5、若しくは5.0のMw/Mn、及び/又は
(j)20J/g、若しくは25J/g、若しくは30J/g、若しくは50J/g、若しくは60J/g、若しくは70J/g、若しくは75J/g、若しくは80J/g、若しくは85J/g、若しくは90J/gから100J/g、若しくは110J/g、若しくは115J/g、若しくは125J/gの融解熱(又は融解エンタルピー)、及び/又は
(k)70℃、若しくは75℃、若しくは80℃、若しくは85℃から90℃、若しくは95℃、若しくは100℃の結晶化温度Tc、及び/又は
(l)90℃、若しくは95℃、若しくは100℃、若しくは105℃から110℃、若しくは115℃、若しくは120℃、若しくは125℃、若しくは130℃、若しくは140℃、若しくは150℃の第1のピークTm1CBC、及び/又は
(m)100℃、若しくは110℃、若しくは120℃、若しくは130℃から135℃、若しくは140℃、若しくは145℃、若しくは150℃の第2のピークTm2CBC、及び/又は
(n)20℃超、又は40℃超、又は50℃超、又は60℃超である、Tm1CBCとTm2CBCとの差、及び/又は
(o)CBCの総重量に基づいて、20重量%、若しくは25重量%、若しくは28重量%から47重量%、若しくは50重量%、若しくは55重量%、若しくは60重量%、若しくは70重量%のエチレン総含有量。
(a)0.1g/10分、若しくは5g/10分から10g/10分、若しくは15g/10分、20g/10分、又は40g/10分、又は50g/10分、又は1000g/10分のメルトフローレート(MFR)(230℃/2.16kg)、及び/又は
(b)2つの溶融ピークを示す、及び/又は
(c)90℃、若しくは95℃、若しくは100℃、若しくは105℃から110℃、若しくは115℃、若しくは120℃、若しくは125℃、若しくは130℃、若しくは140℃、若しくは150℃の第1のピークTm1CBC、及び/又は
(d)100℃、若しくは110℃、若しくは120℃、若しくは130℃から135℃、若しくは140℃、若しくは145℃、若しくは150℃の第2のピークTm2CBC、及び/又は
(e)20℃超、又は40℃超、又は50℃超、又は60℃超である、Tm1CBCとTm2CBCとの差。
CBC及びBC(合わせて「複合材料成分」)は、従来のランダムコポリマー、ポリマーの物理的ブレンド、及び連続的なモノマー付加により調製されるブロックコポリマーとは区別され得る。複合材料成分は、同等量のコモノマーCBCI及びBCIのより高い溶融温度等の特徴により、ランダムコポリマーから区別され、CBCI BCI等、より良好な引張応力、改善された破壊強度、より微細な形態、改善された光学特性、及び/又は低温でのより大きな耐衝撃性強度等の特徴により、物理的ブレンドから区別され、分子量分布、レオロジー、剪断減粘性、レオロジー比、及びブロック多分散性の存在によって、連続モノマー付加により調製されたブロックコポリマーから区別される。例えば、複合材料成分は、直鎖状に結合された別個の領域又はセグメント(「ブロック」と称される)を有するブロックコポリマーを含む。ブロックは、例えば、ポリエチレン(PE)対ポリプロピレン(PP)等の結晶化度のタイプが異なる。ブロックコポリマーは、直鎖状又は分岐状であり得る。連続プロセスで製造される場合、複合材料成分は1.7、又は1.8から3.5、又は5、又は10 15のPDIを有する。バッチ又はセミバッチプロセスで製造される場合、複合材料成分は1.0、又は1.3、又は1.4から1.8、又は2.0、又は2.5、又は2.9のPDIを有する。
本発明の発泡ビーズは、1つ以上の任意の添加剤を含み得る。好適な添加剤の非限定的な例としては、核剤(例えば、タルク及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE))、加工助剤、潤滑剤、安定剤(酸化防止剤)、発泡助剤、界面活性剤、流動助剤、粘度調整剤、着色剤、銅抑制剤、無機充填剤(例えば、炭酸カルシウム(CaCO3)、二酸化チタン(TiO2))、エチレン系ポリマー、プロピレン系ポリマー、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、発泡ビーズは、発泡ビーズの総重量に基づいて、0重量%、又は0.01重量%から0.3重量%、又は0.5重量%、又は1重量%、又は2重量%、又は3重量%、又は5重量%の任意の添加剤を含む。
本発明の発泡ビーズは、次の成分:(A)ブロック複合材料、及び/又は(B)結晶性ブロック複合材料の少なくとも1つを含む。一実施形態では、発泡ビーズは、(C)1つ以上の任意の添加剤を更に含む。
(A)BC及び/又は(B)CBCのα-オレフィンはプロピレンである。
本開示は、焼結発泡構造体を提供する。焼結発泡構造体は、次の成分:(A)ブロック複合材料、及び/又は(B)結晶性ブロック複合材料の少なくとも1つを含む。
(A)BC及び/又は(B)CBCに適したα-オレフィンの非限定的な例としては、例えば、C3、C4、C5、C6及びC8のα-オレフィンが挙げられる。一実施形態では、(A)BC及び/又は(B)CBCのα-オレフィンはプロピレンである。
アスカーC焼結発泡構造体の硬度を、ASTM D2240に従って、20cm(長さ)×10cm(幅)×1cm~2cm(厚さ)のプラーク(2つのスキン層を備えた元の焼結発泡構造体)に対して測定した。各例について1つのサンプルを試験した。各サンプルを、サンプルの表面全体(すなわち、サンプルに沿った異なる位置)で少なくとも3回(各測定の間に5秒の待ち時間で)測定した。平均を記録した。
示差走査熱量測定(DSC)を使用して、広範囲の温度にわたるポリマーの溶融、結晶化、及びガラス転移挙動を測定することができる。例えば、RCS(冷蔵冷却システム)及びオートサンプラを装備するTA Instruments Q1000 DSCを使用して、この分析を行った。試験中、50ml/分の窒素パージガス流量を使用した。各サンプルを薄いフィルムに190℃で溶融プレスし、次いで、溶融したサンプルを室温(25℃)まで空冷した。3mg~10mg、直径6mmの試験片を冷却したポリマーから抽出し、秤量し、軽量アルミニウムパン(50mg)内に置き、圧着して閉じた。次いで、その熱特性を決定するために分析を行った。
クロマトグラフィーシステムは、Precision Detectors(現在はAgilent Technologies)2角レーザ光散乱(LS)検出器モデル2040に結合された内部IR5赤外検出器(IR5)を備える、PolymerChar GPC-IR(スペイン国バレンシア)高温GPCクロマトグラフからなる。全ての光散乱測定について、15度角を測定目的で使用する。オートサンプラオーブンコンパートメントを摂氏160度に設定し、カラムコンパートメントを摂氏150度に設定した。使用したカラムは、4つのAgilent「Mixed A」30cm、20ミクロンの直線状混合床カラムであった。使用したクロマトグラフィー溶媒は、1,2,4-トリクロロベンゼンであり、200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有していた。溶媒源に、窒素注入した。使用した注入体積は200マイクロリットルであり、流量は1.0ミリリットル/分であった。
Mポリエチレン-A×(Mポリスチレン)B (等式1)
式中、Mは分子量であり、Aは0.4315の値を有し、Bは1.0に等しい。
高温液体クロマトグラフィー(HTLC)実験方法の計測手段を、軽微な修正を加えた、D.Lee et al.,J.Chromatogr.A 2011,1218,7173の方法従って実施した。2つのShimadzu(米国メリーランド州コロンビア)LC-20ADポンプを使用して、それぞれデカン及びトリクロロベンゼン(TCB)を送達した。各ポンプを、10:1の固定分流器(部品番号:620-PO20-HS、米国カリフォルニア州のAnalytical Scientific Instruments Inc.)に接続した。分流器は、製造業者によれば、H2O中0.1mL/分で1500psi(10.34MPa)の圧力降下を有した。両方のポンプの流量を、0.115mL/分に設定した。分流後、小流を、収集された溶媒を30分超の間計量することによって決定すると、デカン及びTCBの両方については0.01mL/分であった。収集された溶出液の体積を、室温での溶媒の質量及び密度によって決定した。小流をHTLCカラムに送達して、分離した。主流を溶媒貯蔵器に送り返した。50μLの混合機(Shimadzu)を分流器の後に接続して、Shimadzuポンプからの溶媒を混合させた。次いで、混合溶媒を、Waters(米国マサチューセッツ州ミルフォード)GPCV2000のオーブン内の注入器に送達した。Hypercarb(商標)カラム(2.1×100mm、粒径5μm)を、注入器と10ポートVICIバルブ(米国テキサス州ヒューストン)との間に接続した。バルブは、2つの60μLのサンプルループを備えた。このバルブを使用して、第1次元(D1)HTLCカラムから第2次元(D2)SECカラムへの連続的なサンプル溶出を行った。Waters GPCV2000のポンプ及びPLgel Rapid(商標)-Mカラム(10mm×100mm、粒径5μm)を、D2サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)のVICIバルブに接続した。文献(Y.Brun&P.Foster,J.Sep.Sci.2010、33、3501)に記載されるとおりに、接続には対称構成を使用した。二重角光散乱検出器(PD2040、米国カリフォルニア州サンタクララ)及びIR5赤外線吸収検出器をSECカラムの後に接続し、濃度、組成及び分子量を測定した。
0分~10分、100%デカン/0%TCB;
10分~651分、TCBは、0%TCB~80%TCBまで直線的に増加した。
1~217のそれぞれのSECクロマトグラムnは、HTLCクロマトグラムでX-Y対をもたらし、ここで、nは、画分番号である:
Xn=溶出体積(mL)=D1流量×n×tスイッチ
式中、tスイッチ=3分は、10ポートVICIバルブのスイッチ時間である。
(ALS15)及びIR測定シグナルの合計(AIR、測定)から決定した。
サンプル調製:クロムアセチルアセトネート(緩和剤)中0.025Mであったテトラクロロエタン-d2/オルトジクロロベンゼンの50/50混合物、およそ2.6gを、10mmのNMRチューブ内のサンプル0.21gに添加することによって、サンプルを調製した。チューブ及びその内容物を135℃~140℃に加熱することにより、サンプルを溶解し、均質化した。
秤量した量の樹脂(2.0000±0.1000、g)を還流条件下で200mlのo-キシレンに溶解した。次いで、溶液を温度制御された水浴中で60分間25℃に冷却して、キシレン不溶性(XI)画分を結晶化させた。溶液が冷却され、不溶性画分が溶液から析出すると、キシレン不溶性画分(XI)からのキシレン可溶性(XS)画分の分離を、濾紙による濾過によって行った。キシレン溶液中の残りのo-キシレンを濾液から蒸発させ、
ASTM D5492-17に従って乾燥させた。乾燥キシレン可溶性画分中のエチレン含有量(キシレン可溶性中の重量%C2)を、本明細書で指定された13C NMR法を使用して測定した。
改良されたコモノマー含有量分布分析(iCCD)によって測定したアモルファスピーク
(1)iCCDでクロマトグラムを取得し、これは、「dWf/dT対溶出温度」を表示し、ここで、dWf/dTは、Tの温度で溶出するポリマーの重量分率(Wf)である。
(2)アモルファス成分Tアモルファスの溶出温度の谷を決定し、ここで、Tアモルファスは、アモルファス成分のピークがベースライン又はほぼベースラインに戻る溶出温度として定義される。iCCDクロマトグラムから、Tアモルファスは、積分下限と40℃の間のピークバレーでの溶出温度である(例えば、図5を参照されたい);
(3)アモルファスピークのピーク面積(%)を計算する;
(4)アモルファスピーク(w可溶性)の重量分率を次のように計算する
代表的な重合
サンプル複合材料成分BC2を、表1の反応条件で調製した。触媒は([[rel-2’、2’’’-[(1R、2R)-1,2-シクロヘキサンジイルビス(メチレンオキシ-κO)]ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)-5-メチル[1,1’-ビフェニル]-2-オラト-κO]](2-)]ジメチルハフニウム)。共触媒-1は、米国特許第5,919,983号の実施例2に実質的に開示されている、長鎖トリアルキルアミン(Akzo Nobel,Inc.から入手可能なArmeen(商標)M2HT)の反応によって調製したテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのメチルジ(C14~18アルキル)アンモニウム塩と、HClと、Li[B(C6F5)4]との混合物であり、これはBoulder Scientificから購入し、更に精製することなく使用した。共触媒-2は、変性メチルアルモキサン(MMAO)であり、Akzo Nobelから購入し、更に精製することなく使用した。「DEZ」は、鎖シャトリング剤であるジエチル亜鉛を指す。
CBCIは、ジブロック内のCEB対CAOBの比が、CBC全体におけるエチレン対α-オレフィンの比と同じであるという推定の下、ブCBC内のブロックコポリマーの量の推定値を提供する。この仮定は、本明細書に記載されるように、個別の触媒動態及び鎖シャトリング触媒作用を介したジブロックの形成のための重合機構の理解に基づいて、これらの統計的オレフィンブロックコポリマーに対して有効である。このCBCI分析は、ポリマーがプロピレンホモポリマー(これらの実施例ではCAOP)とポリエチレン(これらの実施例ではCEP)との単純なブレンドである場合よりも、単離PPの量が少ないことを示す。結果として、ポリエチレン画分は、ポリマーが単にポリプロピレンとポリエチレンとのブレンドである場合には存在しないであろうかなりの量のプロピレンを含有する。この「余分なプロピレン」を説明するために、質量平衡計算を行って、ポリプロピレン及びポリエチレン画分の量、並びにHTLCによって分離される画分の各々に存在するプロピレンの重量%からCBCIを推定することができる。CBC3に対応するCBCIの計算を表4に提供する。
重量%C3全体=wPP(重量%C3 PP+wPE(重量%C3 PE) 等式1
本明細書では、ブロック複合材料インデックス(BCI)という用語は、ブロックコポリマーの重量パーセンテージを100%で割ったもの(すなわち、重量分率)として定義される。BCIの値は、0~最大1.0の範囲とすることができ、1.0は、100%のブロックコポリマーに等しく、ゼロは、従来のブレンド又はランダムコポリマー等の材料についてのものとなり得る。別の言い方をすれば、キシレン不溶性画分については、BCIは1.0であり、キシレン可溶性画分については、BCIにはゼロの値が割り当てられる。
1. 13C NMR(全重量%C2合計)によってポリマー全体のエチレン含有量を測定する。
2. 重合プロセス中のモノマー及びコモノマーの供給速度から、PPブロックのエチレン含有量(PPブロック/ポリマー中の重量%C2、重量%C2 iPP硬質とも呼ばれる)を計算する。或いは、DSCのTmとランダムプロピレンエチレンコポリマー中のエチレン含有量との相関関係を使用して、DSC融解温度から計算することもできる。
3. 重合プロセス中のモノマー及びコモノマーの供給速度から、EPブロック/ポリマー中のエチレン含有量(EPブロック/ポリマーの重量%C2、重量%C2 EP軟質とも呼ばれる)を計算する。或いは、DSCのTmとランダムプロピレンエチレンコポリマーのエチレン含有量との相関関係を使用して、DSC融解温度から計算することもできる。
4. 等式8からキシレン不溶性画分(重量%C2キシレン不溶性、又は重量%C2不溶性)中のエチレン含有量を計算し、ここで、w可溶性はiCCD法で測定されたアモルファスピークの重量分率、w不溶性は(1-w可溶性)に等しい不溶性ピークの重量分率である;キシレン可溶性画分中の重量%エチレン含有量(重量%C2可溶性)は、キシレン可溶性画分に対する13C NMRから測定される。
重量%C2全体=w不溶性(重量%C2不溶性)+w可溶性(重量%C2可溶性) 等式8
5. 材料全体の全体的なC2含有量は、等式9に従う。
重量%C2全体=wiPP硬質(重量%C2iPP)+wEP軟質(重量%C2EP軟質) 等式9
6. 等式10に従い、不溶性画分(XI)中の重量分率PP(XI中のwt PP、wiPP硬質)を(XI中の重量%C2からEPブロック中の重量%C2を引いたもの/ポリマー)/(PPブロック中の重量%C2/ポリマー-EPブロック中の重量%C2/ポリマー)として計算する:
wEP軟質=1-wiPP硬質 等式11
8. XI中のジブロックの重量分率(不溶性画分中の重量分率ジブロック)を、ブロック又はポリマーの重量分率EPで割ったXI中の重量分率EPとして計算する。
9. BCIは、(不溶性画分中のジブロックの重量分率)に(キシレン不溶性の重量分率)を掛けて計算される。
成分を、Werner&Pfleiderer ZSK 40 Mc Plus共回転噛み合い二軸スクリュー押出機のホッパーに供給した。温度プロファイルは次のとおりであった:180/180/180/180/185/185/185/180/180℃。
ペレットを、加熱ユニット及びガス注入バルブを備えたオートクレーブに供給した。オートクレーブを、下記表8に示す発泡温度まで加熱した。同時に、発泡剤(高圧CO2)を飽和するまで(0.5時間~2時間)オートクレーブに注入した。オートクレーブの圧力は樹脂の種類に応じて異なるが、通常は50バール~200バールである。ポリマーが発泡剤で完全に飽和した後、急速な減圧が起こり、発泡ビーズが形成された。発泡ビーズを室温(23℃)で数日間コンディショニングして、発泡ビーズの内側と外側の間でガス交換を可能にした。
焼結発泡構造体を、発泡ビーズから形成した。発泡ビーズを蒸気チェスト型(steam chesting mold)に真空吸引した。次いで、高圧蒸気を鋳型に注入して、発泡ビーズの表面を加熱/溶融した。同時に、ビーズ内焼結を達成するために鋳型を閉じた。蒸気圧は、発泡ビーズに含まれる樹脂の種類に依存した。焼結に続いて、水冷プロセス及び真空プロセスを行い、焼結発泡構造体から水を除去した。全体のサイクルタイムは2分~5分であった。調製された焼結発泡構造体は、次の寸法のプラークであった:20cm(長さ)×10cm(幅)×1cm~2cm(厚さ)。
なお、本発明は次の態様にも関する。
(1)以下の成分:(A)ブロック複合材料、及び/又は(B)結晶性ブロック複合材料、の少なくとも1つを含む発泡ビーズ。
(2)(A)前記ブロック複合材料を含む、上記(1)に記載の発泡ビーズ。
(3)(B)前記結晶性ブロック複合材料を含む、上記(1)又は(2)に記載の発泡ビーズ。
(4)前記発泡ビーズが、0.25:1.0~4.0:1.0の(A)前記ブロック複合材料と(B)前記結晶性ブロック複合材料との重量比を有する、上記(1)~(3)のいずれか一項に記載の発泡ビーズ。
(5)前記発泡ビーズが2つの溶融ピークを有する、上記(1)~(4)のいずれか一項に記載の発泡ビーズ。
(6)前記発泡ビーズが、第1の溶融ピーク(Tm1 FB )及び第2の溶融ピーク(Tm2 FB )を有し、Tm1 FB とTm2 FB との間の差が20℃以上である、上記(1)~(5)のいずれか一項に記載の発泡ビーズ。
(7)以下の成分:(A)ブロック複合材料、及び/又は(B)結晶性ブロック複合材料、の少なくとも1つを含む組成物から形成される、焼結発泡構造体。
(8)前記焼結発泡構造体が、0.20g/cc未満の発泡密度及び1.0%以下の線形収縮を有する、上記(7)に記載の焼結発泡構造体。
(9)(A)前記ブロック複合材料を含む、上記(7)又は(8)に記載の焼結発泡構造体。
(10)前記焼結発泡構造体が、4.5N/mm~15N/mmのタイプC引裂き、及び0.50MPa以上の平均破断応力を有する、上記(7)~(9)のいずれか一項に記載の焼結発泡構造体。
Claims (10)
- 以下の成分(A)及び(B)のうち少なくとも一つの成分を含む発泡ビーズ:
(A)以下の3つのポリマー成分を含むブロック複合材料:
(ai)エチレン系ポリマー中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、10モル%以上90モル%未満のエチレン含有量を有するエチレン系ポリマー、
(aii)アルファ-オレフィン系ポリマー中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%を超えるアルファ-オレフィン含有量を有するアルファ-オレフィン系ポリマー、及び
(aiii)エチレンブロックとアルファ-オレフィンブロックとを有するブロックコポリマーであって、前記エチレンブロックは前記アルファ-オレフィンブロックよりも多くの重合エチレンを含有する、ブロックコポリマー(ここで、前記エチレンブロックと前記成分(ai)のエチレン系ポリマーとは5℃以下のTm差(絶対値)を有し、前記アルファ-オレフィンブロックと前記成分(aii)のアルファ-オレフィン系ポリマーとは5℃以下のTm差(絶対値)を有する);
及び/又は
(B)以下の3つのポリマー成分を含む結晶性ブロック複合材料:
(bi)結晶性エチレン系ポリマーにおける重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%以上のエチレン含有量を有する結晶性エチレン系ポリマー、
(bii)結晶性アルファ-オレフィン系ポリマー中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%超のアルファ-オレフィン含有量を有する結晶性アルファ-オレフィン系ポリマー、及び
(biii)結晶性エチレンブロック及び結晶性アルファ-オレフィンブロックを含むブロックコポリマー(ここで、前記結晶性エチレンブロックと前記成分(bi)の結晶性エチレン系ポリマーとは5℃以下のTm差(絶対値)を有し、前記結晶性アルファ-オレフィンブロックと前記成分(bii)の結晶性アルファ-オレフィン系ポリマーとは5℃以下のTm差(絶対値)を有する)。 - (A)前記ブロック複合材料を含む、請求項1に記載の発泡ビーズ。
- (B)前記結晶性ブロック複合材料を含む、請求項1又は請求項2に記載の発泡ビーズ。
- 前記発泡ビーズが、0.25:1.0~4.0:1.0の(A)前記ブロック複合材料と(B)前記結晶性ブロック複合材料との重量比を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の発泡ビーズ。
- 前記発泡ビーズが2つの溶融ピークを有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の発泡ビーズ。
- 前記発泡ビーズが、第1の溶融ピーク(Tm1FB)及び第2の溶融ピーク(Tm2FB)を有し、Tm1FBとTm2FBとの間の差が20℃以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の発泡ビーズ。
- 以下の成分(A)及び(B)のうち少なくとも1つを含む組成物から形成される、焼結発泡構造体:
(A)以下の3つのポリマー成分を含むブロック複合材料:
(ai)エチレン系ポリマー中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、10モル%以上90モル%未満のエチレン含有量を有するエチレン系ポリマー、
(aii)アルファ-オレフィン系ポリマー中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%を超えるアルファ-オレフィン含有量を有するアルファ-オレフィン系ポリマー、及び
(aiii)エチレンブロックとアルファ-オレフィンブロックとを有するブロックコポリマーであって、前記エチレンブロックは前記アルファ-オレフィンブロックよりも多くの重合エチレンを含有するブロックコポリマー(ここで、前記エチレンブロックと前記成分(ai)のエチレン系ポリマーとは5℃以下のTm差(絶対値)を有し、前記アルファ-オレフィンブロックと前記成分(aii)のアルファ-オレフィン系ポリマーとは5℃以下のTm差(絶対値)を有する);
及び/又は
(B)以下の3つのポリマー成分を含む結晶性ブロック複合材料:
(bi)結晶性エチレン系ポリマーにおける重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%以上のエチレン含有量を有する結晶性エチレン系ポリマー、
(bii)結晶性アルファ-オレフィン系ポリマー中の重合モノマー単位の総モル数に基づいて、90モル%超のアルファ-オレフィン含有量を有する結晶性アルファ-オレフィン系ポリマー、及び
(biii)結晶性エチレンブロック及び結晶性アルファ-オレフィンブロックを含むブロックコポリマー(ここで、前記結晶性エチレンブロックと前記成分(bi)の結晶性エチレン系ポリマーとは5℃以下のTm差(絶対値)を有し、前記結晶性アルファ-オレフィンブロックと前記成分(bii)の結晶性アルファ-オレフィン系ポリマーとは5℃以下のTm差(絶対値)を有する)。 - 前記焼結発泡構造体が、0.20g/cc未満の発泡密度及び1.0%以下の線形収縮を有する、請求項7に記載の焼結発泡構造体。
- (A)前記ブロック複合材料を含む、請求項7又は請求項8に記載の焼結発泡構造体。
- 前記焼結発泡構造体が、4.5N/mm~15N/mmのタイプC引裂き、及び0.50MPa以上の平均破断応力を有する、請求項7~9のいずれか一項に記載の焼結発泡構造体。
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