JPH0711065A - 溶融混和性ブレンド - Google Patents

溶融混和性ブレンド

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JPH0711065A
JPH0711065A JP6076674A JP7667494A JPH0711065A JP H0711065 A JPH0711065 A JP H0711065A JP 6076674 A JP6076674 A JP 6076674A JP 7667494 A JP7667494 A JP 7667494A JP H0711065 A JPH0711065 A JP H0711065A
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copolymer
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Frank S Bates
フランク・スティーヴン・ベイツ
Jeffrey H Rosedale
ジェフリー・ハリス・ローズデイル
Mark F Schulz
マーク・フレデリック・シュルツ
Kristoffer Almdal
クリストファー・アルムダル
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University of Minnesota
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリオレフィン同士のブレンドの溶融混和性
を予測し、さらにブレンドの機械的特性を改良する事。 【構成】 a)ブレンドの重量に基づいて約50から約
99.8重量%の、第一ポリオレフィンのセグメント長
を有する第一のポリオレフィン、および b)ブレンドの重量に基づいて約0.2から約50重量
%の、少なくとも1種の改質ポリオレフィンを含む溶融
混和性ポリオレフィンブレンドであって、該改質ポリオ
レフィンが第一のポリオレフィンのセグメント長の約8
5%から約115%の改質ポリオレフィンセグメント長
を有する前記ポリオレフィンブレンド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明はポリオレフィンの新規なブレンド
に関する。より詳しくは、本発明は2種以上のポリオレ
フィンの溶融混和性ブレンド、および該ブレンドの製造
方法に関し、このブレンドはこれまでは混和性が有ると
も、一部混和性が有るとも知られていなかった。本発明
は更にポリプロピレンまたはエチレン−プロピレンコポ
リマーのような他のポリオレフィンと1種以上の改質ポ
リオレフィンとの溶融混和性(melt-miscible)ブレンド
の新規な組成物に関する。 本発明は更に他のポリマー
を含む溶融混和性ポリオレフィンブレンドに関する。本
発明に係るブレンドは、溶融状態において混和性を有
し、成形されたポリオレフィンの物品は透明性、耐衝撃
性、および加工性に優れている。
【0002】アイソタクチックポリプロピレンとポリエ
チレンは化学的によく似ているにも拘らず、どうして混
和しないのかは、今日までプラスチック業界の大きな謎
であった。あるポリオレフィンの他のポリオレフィン、
たとえばポリプロピレンとの、溶融混和性に影響する要
因を理解し、コントロールし、使用する事は当業界にお
いて長く切望されていた事であった。極性、水素結合、
またはイオン性相互作用を有するポリマー対における混
和性を説明する理論は多種存在する。これらの相互作用
は混合自由エネルギーについては多大な発熱(エンタル
ピー)的寄与を行うものである。しかし、ポリオレフィ
ンは混合自由エネルギーに大きなエンタルピー的寄与を
せず、ポリオレフィン同士が一般的に混和性に欠ける理
由を有効に説明する理論はない。また、ポリオレフィン
の混和挙動について我々が新たに見いだした知見に基づ
いてポリオレフィンの混和性ブレンドを製造するための
実際的な応用についても知られていなかった。
【0003】ポリオレフィン同士、特にPPがひとつの
ポリオレフィンである場合に、ブレンドの溶融混和性を
予測して達成すること、およびそれに付随する、得られ
るブレンドの機械的特性の改良という問題点は解決され
ていなかった。
【0004】本発明は、そのようなブレンドを提供し、
2種以上のポリオレフィンの混和性ブレンドの製造方法
を提供する。発明者はポリオレフィンの混和性の問題に
ついて応用可能であると立証されていないが、本発明に
関係するいくつかの理論的な背景を与えるいくつかの理
論について再検討した(Macromolecules, 1992, 25,554
7-5550)。 何人かの当業者は有用なポリマーブレンド
を製造する事を試みている(たとえば米国特許4,22
6,952号)。しかし、彼らはそのブレンドが混和性
であるかも知れないとは認識しなかったし、溶融状態で
は混和性であると現在では解さられている物を特定して
いない。本発明は他のポリマーとの混和性ブレンドの製
造方法に関し、さらに本発明の方法を利用して、混和性
のほとんどない対応するブレンドに比較して、優れた特
性を有するブレンドを製造する方法についても説明す
る。混和性であると考えられるポリオレフィンの応用
は、混和性ポリオレフィンセグメントを含む、官能化さ
れたフロックまたはグラフトポリマーを含む実際的なブ
レンドに帰着する。
【0005】有用な分子量を有するポリオレフィンは一
般には互いに混合せず、すなわち、それらは一般に溶融
状態で混和しないことはよく知られている。我々はこの
一般的現象を確認したが、その例外を発見した。我々の
見いだした方法により、我々はポリオレフィンの混和性
を決定する根元的な特性を理解し、利用する事ができる
ようになった。たとえば、我々は高分子のコンホメーシ
ョンが単位体積あたりで同様であれば、そのポリオレフ
ィンは溶融状態で混和することを見いだした。かかる知
見に基づいて、単位体積あたりの高分子のコンホメーシ
ョンが、ある共通の限定内で特性づけられた、規定され
予測される特定のサイズを有する場合は、ポリオレフィ
ンは溶融混和性であると予測する事ができる。そのよう
なコンホメーション特性は、ポリオレフィンのセグメン
ト長から定量的に決定される。「セグメント長」(SL
と略される)の用語は、後述されるように、統計的セグ
メント長(statistical segment length)として定義する
事ができる。溶融混和性ブレンドのポリオレフィンとし
ては、たとえばポリプロピレンやエチレン/プロピレン
コポリマーのようなエチレン/α−オレフィンランダム
コポリマーのような第一ポリオレフィンと、1−ブテ
ン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペ
ンテン、3−メチル−1−ブテン、エチレン−プロピレ
ンの交互共重合体(alternating ethylene-propylene)、
2−メチル−1−ブテン、およびこれらの類似物、およ
びそれらの混合物からなる群より選ばれる1種以上のモ
ノマー単位とエチレン単位の幅広い範囲のランダムコポ
リマーのような改質ポリオレフィンがあり、それぞれの
SLが定量的に測定される。定義された限界内で、マッ
チするSL(matched SL)を有する第一の、および選ばれ
た改質ポリオレフィンを溶融混合し、溶融混和性ブレン
ド組成物を得る。
【0006】SLは高分子の形(shape)のひとつの指標
であり、 特記のない場合はオングストローム単位で表
示される。一定の統計的セグメント体積(statistical s
egmentvolumn)が2つのポリマーのそれぞれについて画
定された場合、より大きなセグメント長を有するポリマ
ーはより伸張され、よりコイル状になっていないポリマ
ー鎖である。この概念について以下により詳細に説明す
る。融点以上の温度では、ポリマー分子のコイルはラン
ダムウォークのコンホメーションを採る。理論と実験の
どちらも、慣性半径Rg、これはコイルの平均の大きさ
の便利な指標である、が分子サイズの平方根に比例する
事を明確に示している。分子サイズは分子量、重合度、
または統計的セグメントの数によって特性づけられる。
統計的セグメントは、統計的セグメントの数Nと統計的
セグメントの分子量を乗ずると、ポリマーの分子量にな
るものとして定義される。上記のNの定義より、SLは
高分子溶融物に適用されるガウス統計学により導かれる
ように、 SL=Rg/(N/6)1/2 の式により定義される。本発明の目的のためには、任意
に選択された共通のセグメント体積(arbitrarily chose
n common segment volume)に基づいてポリオレフィンの
SLを決定する。SLを特定するためには実験的に求め
られるRg、これは小角中性子散乱により求める事がで
きる、およびポリマーの密度を必要とする。
【0007】予備的な例示として、いくつかのポリオレ
フィンのSLの計算値を表1に示す。SL値は後述され
る方法により、25℃でのセグメント体積を1.08×
10-2 2立方センチとして計算された。
【0008】
【表1】 ポリオレフィン標本及びセグメント長の計算値 セグメント長の ポリオレフィン 略語 計算値(オンク゛ストローム) ポリエチレン (PE) 8.8 ポリ(エチレン−プロピレン) (PEP) 7.3 ポリ(メチルエチルエチレン) (PMEE) 7.2* ポリプロピレン (PP) 6.2 ポリ(エチルエチレン) (PEE) 5.0 ポリ(イソプロピルエチレン) (PiPE) 5.3(4.2)* *は最も最近の値;表2A参照
【0009】我々は、たとえば水素化ポリブタジエンま
たはポリイソプレン単位の特定の組み合わせにおいて、
それぞれのSLが、6.2の近傍(すなわち数%の差)
である場合には、SLの計算値が6.2であるポリプロ
ピレンと完全に溶融混和性であることを見いだした。こ
のブレンドは混和可能な状態になることは知られていな
かった。我々がポリプロピレンと混和性であるとして示
すポリオレフィンの内のあるものは、組成物としては他
の場所で言及されたものであるが、いずれも混和性であ
ると認められるとも、混和性でありうるために好ましい
とも記載されていない。
【0010】最も広い意味では、本発明は、a)ブレン
ドの重量に基づいて約50から約99.8重量%の、第
一のポリオレフィンのセグメント長を有する第一のポリ
オレフィン(primary polyolefin)、およびb)ブレンド
の重量に基づいて約0.2から約50重量%の、少なく
とも1種の改質ポリオレフィンを含む溶融混和性ポリオ
レフィンブレンドであって、該改質ポリオレフィンが第
一のポリオレフィンのセグメント長の約85%から約1
15%の改質ポリオレフィンセグメント長を有する前記
ポリオレフィンブレンドを提供するものである。好まし
い溶融混和性ブレンドにおいては、第一のポリオレフィ
ンがポリプロピレンまたはエチレン/α−オレフィンコ
ポリマーであって、改質ポリオレフィンが低級オレフィ
ン、低級ジオレフィンおよびその混合物から選ばれる1
以上のモノマー単位とエチレンとのランダムコポリマー
である。低級オレフィンと低級ジオレフィンについては
以下でより詳細に説明される。
【0011】本発明はさらに上記記載の溶融混和性ポリ
オレフィンブレンドであって、a)第一のポリオレフィ
ンのセグメント長が絶対値で約4.2から約8.8オン
グストロームであり、b)改質ポリオレフィンのモノマ
ー単位ががプロピレン、1−ブテン、ブタジエン、1−
ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、イソプレン、
2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4
−メチル−1−ペンテン、およびそれらの混合物からな
る群より選ばれ、第一のポリオレフィンセグメント長と
改質ポリオレフィンセグメント長の範囲と絶対値が、
1.08×10-2 2立方センチの任意に選択された共通
のセグメント体積から決定される、 前記溶融混和性ポ
リオレフィンブレンドを提供する。
【0012】上記の溶融混和性ポリオレフィンブレンド
は、以下の関係を有する第一のポリオレフィンセグメン
ト長(SL−1)および改質ポリオレフィンセグメント
長(SL−X)を有する、前記溶融混和性ポリオレフィ
ンブレンドをも提供する。
【0013】 (SL−1またはSL−X)=Rg/(N/6)1/2 式中、Rgは第一のまたは改質ポリオレフィンそれぞれ
の測定慣性半径であり、Nは第一のまたは改質ポリオレ
フィンそれぞれの平均ポリマー鎖中の統計的セグメント
の数であり、該平均ポリマー鎖は重量平均分子量Mwを
有し、Nは以下の式により決定される:
【0014】N=(Mw/A)/(p×V) 式中、Aはアボガドロ数であり、pは測定密度、Vは任
意に選ばれた共通のセグメント体積であり、それぞれ第
一のまたは改質ポリオレフィンに関する物が使用され
る。
【0015】本発明はさらに、a)ブレンドの重量に基
づいて約50から約99.8重量%の、ポリプロピレン
またはエチレン/α−オレフィンコポリマーであり、絶
対値で約4.2から約8.8オングストロームの第一の
ポリオレフィンセグメント長を有する第一のポリオレフ
ィン、およびb)ブレンドの重量に基づいて約0.2か
ら約50重量%の、プロピレン、1−ブテン、ブタジエ
ン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、イソ
プレン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブ
テン、4−メチル−1−ペンテン、およびそれらの混合
物からなる群より選ばれる1種以上のモノマーとエチレ
ンとのランダムコポリマーを含む、少なくとも1種の改
質ポリオレフィンを溶融混合する溶融混和性ポリオレフ
ィンブレンドの製造方法であって、該改質ポリオレフィ
ンが第一のポリオレフィンのセグメント長の約85%か
ら約115%の改質ポリオレフィンセグメント長を有
し、第一のポリオレフィンセグメント長と改質ポリオレ
フィンセグメント長の範囲と絶対値が、 1.08×1
-22立方センチの任意に選ばれた共通のセグメント体
積から決定される、前記溶融混和性ポリオレフィンブレ
ンドの製造方法をも提供する。
【0016】本発明に係る組成物および製造方法により
得られるブレンドは、一般に改良された物理特性を有す
る。たとえば、溶融状態および凝固状態における透明性
を改良し、同様な統計的セグメント長を有しないポリオ
レフィンから作られたポリオレフィンブレンドの透明性
よりも優れた透明性を与える。いくつかの場合には、そ
れぞれのポリオレフィン成分の透明性よりも優れた透明
性を得る事ができる。本発明にかかるブレンドのうちの
特定の物は改良された耐衝撃性、および後述される他の
望ましい特性をも有する。さらにポリプロピレンの様な
第一のポリオレフィンと混和性の改質ポリオレフィン
は、ポリプロピレンの加工のための加工助剤として使用
する事もできる。この用途では、改質混和性ポリオレフ
ィンはポリプロピレンの結晶率を上昇させ、得られるブ
レンドの結晶を小さくして透明度を向上させると考えら
れている。いくつかのブレンドでは、結晶率の上昇は溶
融状態からのポリマーの固形化速度を大きくし、その結
果サイクルを早くして生産性を上げる。混和性の改質ポ
リオレフィンのいくつかは耐衝撃性改良剤としても作用
し、得られるポリオレフィンブレンドの耐衝撃性を向上
させつつ、透明度を保持し、またはより上昇させる。混
和性の改質ポリオレフィンは、得られるブレンドの低せ
ん断下での粘度を上昇させる一方、たとえば熱成形、ブ
ロー成形、フィルム押し出しなどのポリオレフィンブレ
ンドの成形の容易性に重要な、高せん断下での粘度を上
昇させることがない。
【0017】混和性改質ポリオレフィンは、改質ポリオ
レフィンに付いた他の基を第一のポリオレフィンと「相
溶化(compatibilization)」させ、 または「分散状態を
改良」するためにも使用できる。「相溶化」または「分
散状態を改良」することは、たとえば官能基またはある
極性ポリマーセグメント、またはそれらの組み合わせが
共有結合的に、またはイオン的に改質ポリオレフィンに
結合しているときに起こり得る。そのようにさらに改質
された改質ポリオレフィンは、ポリオレフィンブレンド
中での第一のポリオレフィン成分の溶融強度の向上、弾
性率の向上、および結晶化速度の増大のために使用する
事ができる。そのように改質されたポリオレフィンはさ
らに第一のポリオレフィンの極性に比較して表面の極性
を増大させることができ、それにより極性基体に対して
向上した塗装性、印刷性、および接着性が得られる。そ
のようにさらに改質された改質ポリオレフィンは相溶化
剤として作用し、第一のポリオレフィン、極性ポリマー
および無機基体とのブレンドよりも改良された特性を与
える。
【0018】「ポリオレフィン」の用語は、「飽和炭化
水素」として表現されることのできるポリマーをいい、
主鎖および側鎖が水素または重水素のみが結合した飽和
炭素の単位のみから構成されるものをいう。「ポリオレ
フィン」は、フリーラジカル、有機金属または他の公知
のオレフィンの重合方法により製造された飽和炭化水素
ポリマーをいい、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリー1ーブデン、およびポリ−4−メチル−1
−ペンテンなどを含む。さらに、他のオレフィンモノマ
ー、たとえばイソブチレン、1−ペンテン、1−ヘキセ
ン、1−オクテン、1−ドデセン、ビニルシクロヘキサ
ン、4−ビニルシクロヘキセン、およびシクロヘキセ
ン、ノルボルニレンなどのシクロアルケン類などとのラ
ンダムコポリマーを含み、さらに、ブタジエン、イソプ
レンなどのジエンモノマー、シクロペンタジエン、ジシ
クロペンタジエン、ノルボルニルジエンなどのシクロジ
エン類、などと重合し、水素化した「オレフィンポリマ
ー」もしばしばポリオレフィンと称される。エチレン−
プロピレンコポリマー、エチレンと1−ブテン、1−ヘ
キセン、1−ペンテン、1−オクテンおよび4−メチル
−1−ペンテンとのエチレンコポリマーのようなエチレ
ン/α−オレフィンも含まれ、一般に直鎖低密度ポリエ
チレンと呼ばれる高エチレン含量のコポリマーも、より
エチレン含量の少ないコポリマーも共に含まれる。
【0019】これらのいずれも本発明における第一のポ
リオレフィンとして使用可能である。しかし、利用可能
性、価格、および有用な特性の点から好ましい第一のポ
リオレフィンは、ポリプロピレン、プロピレンコポリマ
ー、またはエチレン/プロピレンコポリマーのようなエ
チレン/α−オレフィンランダムコポリマーである。ポ
リプロピレンおよびそのコポリマーはアイソタクチッ
ク、シンジオタクチック、アタクチックのいずれでも良
い。アイソタクチックが、商業的に広く利用可能であ
り、また幅広い用途があり好ましい。本発明において、
シンジオタクチック、およびアタクチックのものは特殊
な用途に使用する事ができる。
【0020】本発明において、「改質ポリオレフィン」
は、上記に列記されたオレフィンの1つ以上のモノマー
単位とエチレンを含む幅広い範囲のランダムコポリマー
から選択する事ができ、ブタジエンおよびイソプレンな
どのジオレフィン(ジエン)を含む事もできる。一般
に、低級オレフィンおよびジオレフィンを使用する事が
できる。「低級」の語は、オレフィンまたはジオレフィ
ン成分の最も長い鎖において炭素原子の数が最大12ま
での物を意味する。たとえば、ブタジエン類として2−
エチル−1,3−ブタジエン、2−プロピル−1,3−
ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンな
どが含まれ、ペンタジエン類としては、2−メチル−
1,3−ペンタジエン、3−または4−メチル−1,3
−ペンタジエン、2,3−または2,4−ジメチル−
1,3−ペンタジエンなどが含まれる。また、1,3−
ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、1,3−シクロ
ヘキサジエン、2−イソヘキ−3−セニル−1,3−ブ
タジエン、7−メチル−3−メチル−1,6−オクタジ
エンなどの他のジエンも含まれる。ジエンモノマーは重
合後水素化され、ポリオレフィンを生成する。ポリオレ
フィンブレンドの第一のポリオレフィンがポリプロピレ
ンである場合、改質ポリオレフィンとして好ましく使用
される物は、プロピレン、1−ブテン、ブタジエン、イ
ソプレン、2−メチル−1−ブテン、および3−メチル
−1−ブテンから選ばれるモノマー単位とエチレンとの
コポリマーである。
【0021】ブタジエンおよびイソプレンのような炭化
水素ジエンの重合により製造される不飽和ポリマーの水
素化または重水素化は、飽和炭化水素ポリマーを合成す
るために使用できるひとつのルートである。そのように
して合成されたポリマーは、本発明における「ポリオレ
フィン」の定義に含まれる。たとえば、ブタジエンの重
合は、1,2または1,4付加の形式で起こり、それを
水素化すると、ポリエチルエチレン(PEE;またはポ
リ1−ブテン)単位とポリエチレン単位を含むポリオレ
フィンが得られる。イソプレンの重合は3,4;1,
4;または1,2付加の形式で起こり、それを水素化す
るとポリイソプロピルエチレン(PiPE;またはポリ
3−メチル−1−ブテン)単位、ポリエチレンプロピレ
ン(交互共重合体)(PEP)単位、およびポリ−1−
メチル−1−エチルエチレン(PMEE)単位をそれぞ
れ有するポリオレフィンが得られる。表2はこれらの構
造のうちのいくつかの定義を示す。たとえば改質ポリオ
レフィン中の100個の炭素原子あたり最大1または2
個の、痕跡量の残存する二重結合は、その存在がポリマ
ー鎖全体としてのブレンドの混和性に影響を与えない限
り、含まれていて良い。後述するように、いくつかの用
途においては、残存する二重結合が利点をもたらすこと
もある。
【0022】ポリマーブレンダーまたは押し出し機中に
おける場合のように、緊密に接触するポリオレフィン間
の相互作用は、比較的単純なファンデルワールス力によ
り支配される。混合物の挙動は正則溶液理論に近いと考
えるかも知れない。しかし、所定重量の高分子の長い分
子鎖は、同重量の小さな分子における場合のようには分
子配置の可能性は大きくはない。その結果として、混合
に際して、統計的な(エントロピー的な)寄与はほとん
どない。分子レベルで混和性であると従来示されていた
ポリマーは、極性、水素結合、またはイオン的な相互作
用を介して、混合に際して大きな熱的(エンタルピー
的)な寄与をしていた。後者の比較的強い相互作用によ
り得られる混和性ブレンドとしては、ポリ塩化ビニルと
ポリメチルメタクリレートのブレンド、ポリフェニレン
オキサイドとポリスチレンのブレンド、ポリエチレンオ
キサイドとポリメタクリル酸のブレンドなど、多くの例
が知られている。それらの挙動は理論と実際の両面から
理解されている。たとえば、Polymer-Polymer Miscibil
ity, O.Olabisi, およびL.Robeson M.Shaw, AcademicPr
ess Inc., 1979を参照のこと。 一方、ここで述べられ
たポリオレフィンに代表されるような飽和炭化水素にお
いては、エンタルピー的相互作用が小さく、事実上存在
しない。したがって、ポリオレフィンの混合において
は、混合の自由エネルギー△G、 △G=△H(エンタルピー項)− T△S(エントロピ
ー項) に対する寄与は、エンタルピーおよび/またはエントロ
ピーの相互作用の寄与以上の、他の効果によらなければ
ならない。
【0023】前にも述べたように、2種以上のポリオレ
フィンが、それらの相対的なセグメント長がほぼ等しい
場合には溶融混和性になり得るという知見が本発明完成
のためには絶対不可欠な事であるが、以下、これについ
てより詳細に説明する。
【0024】セグメント長(SL)の計算 計算によりSLを決定するためには、慣性半径(Rg)
と密度(p)の測定値が必要である。目的のために最も
適したSLは、たとえば中性子散乱データから得られる
溶融時の慣性半径である。これらのデータの例は、 Enc
yclopedia of Polymer Science and Technology, Secon
d Edition, Volumn 10, 112-184頁, John Wiley and So
ns, New York, 1987 の、G.D.Wignallの部分に含まれて
いる。中性子散乱のデータが利用できない場合でも、ポ
リマーが、そのポリマーの慣性半径が公知である単位の
ランダムコポリマーである場合には、構成成分モノマー
のポリマーのSL値の幾何平均の体積平均から計算する
事ができる。慣性半径を評価する他の方法としては、シ
ータ溶媒中でのサイズエクスクルージョン(size exclus
ion)クロマトグラフ測定または固有粘度測定を使用する
ことができる。しかし、バルク中でのポリマーの直接測
定ではないので上記の方法ほど好ましくはない。この範
疇に属する物は、ランダムウォークまたは他のモデルに
基づく理論的な方法であり、シータ溶媒中での光散乱デ
ータからのRgの決定のような他の実験的な方法も含ま
れる。(光散乱のRgデータは、たとえばSection VII
of Polymer Handbook, Third Edition, M.Kurata およ
びY.Tsunashima、J.Brandrup およびE.H.Immegut編集,
John Wiley and Sons, 1989 に記載されている。)S
L値を評価するための上記のすべての方法が、本発明の
範囲内である混和性のポリオレフィンブレンドの相対評
価と、引き続くブレンド実験において有用である。
【0025】密度は無定形状態のポリマーに基づくべき
である。密度は直接または容積熱膨張係数測定機(volum
etric thermal expansivity)を使用して溶融密度を外挿
することにより測定することができる。
【0026】ポリオレフィンのSL、以下ではSLは"
a"とも表される、は前述したように、そのガウスコイ
ルの慣性半径Rgを介して論じる事ができる、 Rg=a(N/6)1/2 [1] ここでNはポリマー鎖あたりの統計的セグメントの数で
ある。ブレンドされるポリオレフィン同士のa値を比較
するために、それぞれのポリマーのセグメント長および
Nを決定するには、同じ統計的容積を使用しなければな
らない。ここでは、SLを計算するための統計的セグメ
ント体積(statistical segment volumn)(”SSV”、
先に示した式および後述の式4中の”V”と同じであ
る)として、任意に108立方オングストロームを選択
し、先に列記されたポリオレフィンのSLを、各ポリオ
レフィンの特定分子量について公知のまたは測定された
Rgから計算した。SLの計算についての詳細を以下に
説明する。決定された”a”(SL)の絶対値は任意に
選択された統計的セグメント体積(SSV)の絶対値に
依存すると認められる。SSVと決定されるSLとの間
で整合性がある限り、実際に選択されたSSV値による
影響はほとんどない。
【0027】ランダムポリオレフィンコポリマー、ブロ
ックおよびグラフトコポリマーのセグメントについ
て、”a”(セグメント長)値を決定する事が可能であ
る。AおよびBセグメントを含むランダムコポリマーの
Rg2は、 AおよびBのホモポリマーのRgの体積幾何
平均(volumn geometric mean) であることがガウスの統
計理論より知られている。ここで、この関係はAとBの
コポリマーのa値、たとえば式2により決定されるa値
に拡張される(ガウスコイル近似)。
【0028】 a(コポリマー)=[φAA 2 + φBB 21/2 [2] 式中、φAとφBはコポリマー中のAおよびB成分の体積
分率であり、φA +φB=1である。式2はランダムに
位置する多数のモノマー単位を含むランダムコポリマー
に一般化する事ができる。すなわち、 a(コポリマー)=(Σφii 21/2 ただし、Σφi=1 式2によりa値を決定することにより、たとえばポリプ
ロピレンのような他のポリオレフィンと混和性のポリオ
レフィンを予測する事ができ、これにしたがってブレン
ドを製造し評価することができる。
【0029】統計的セグメント長、SL、(”a”)の
計算の詳細な説明 前述のように、本発明の本質的な部分は、2以上のポリ
オレフィンが、その統計的セグメント長”a”が近くマ
ッチする場合には、(典型的には互いに約±15%以内
の相違)場合には混和性であるという知見である。”
a”を本発明に利用する場合には”a”の計算、評価、
または”a”の測定が必要である。統計的セグメント
長”SL”または”a”は、上述のように一般には慣性
半径と分子量の関係、および密度から計算する事ができ
る。慣性半径(Rg)は分子量(Mw)の平方根に比例
する。比例定数Cはcm・g-1/2の単位を有する。Cの
値は文献に記載されており、たとえば前述の Encyclope
dia of Polymer Science and Technology の Wignall
のセクションに記載されている。慣性半径Rgは、ポリ
マーコイルの重心から分子鎖の末端までの平均距離と定
義される。Small AngleScattering of X-Rays, A.Guini
er and G.Fournet, Wiley, New York, 1955. 参照。中
性子散乱により測定された慣性半径は溶融物中の挙動と
整合性があり、これらの検討には最も好ましい。上記の
検討より式3が導かれる。 Rg=C × Mw1/2 [3] 反対に、Cは特定の分子量を有するポリマーについて測
定された慣性半径から計算する事ができる。
【0030】密度pは単位体積あたりの質量として表さ
れ、g/ccの単位を有する。 p=m/V [4] Vは統計的セグメント容積として定義され、ccの単位
を有する。統計的セグメント容積として1.08×10
-22ccが選択され使用された。 N=ポリマー鎖あたりの統計的セグメントの数、 A=1モルあたりの原子数(アボガドロ数)、 最初に統計的セグメントの質量mが、定義されたVを使
用して式4から計算される。 m=p×V 次いで、ポリマー鎖あたりの統計的セグメントの数Nが
計算される。 N=(質量/分子)/(質量/セグメント) N=(Mw/A)/(p×V)または(Mw/A)/
(m) aは上記の関係と式[1]とから以下のように定義され
る。 Rg=a × (N/6)1/2 [1] C×Mw1/2=a×{(Mw/A)/(6×p×V)}
1/2 上式において分子量がキャンセルされ、統計的セグメン
ト長SLまたはaが分子量と独立した形で定義される。 C=a/(6×A×p×V)1/2 a=C×(6×A×p×V)1/2 a=C×(6×6.023×1023×p×1.08×10-221/2 a=19.76×C×p1/2 [5] Cの単位はcm・g-1/2であり、aの単位はcmであ
る。
【0031】式5を利用したポリプロピレンのaの計算
例 ポリプロピレンは23℃において、 C=3.5×10-9cm・g-1/2 (encyclopedia of Polymer Science and Technology, S
econd Edition, vol.10, 112, John Wiley and Sons, N
ew York, 1987) p=0.852g/cc (体積熱膨張率計を使用して溶融密度から外挿した。) (Polymer Handbook, Third Edition, M.Kurata, Y.Tsun
ashima, J.Brandrup, E.H. Immergut 編集, Section V,
John Wiley and Sons,1989) a=19.76×3.5×10-9×(0.852)1/2 a=62.0×10-9cm a=6.20オングストローム 以下の表2に、サンプルとして準備されたポリオレフィ
ンの種々の構造をまとめ、物理特性、上記のようにして
決定されたSL(”a”)値とともに示す。
【0032】
【表2】
【0033】表1に示された種々のポリオレフィンの”
a”値も同様に計算された。統計的セグメント長を計算
するもう一つの方法は、構成モノマーから重合されたホ
モポリマーの統計的セグメント長の体積平均幾何平均を
使用する方法である。たとえば、70%のPEE単位と
30%のPE単位を有するコポリマーは、式2より以下
のSLを有すると計算できる。 SL=[0.7×SL(PEE)2+0.3×SL(PE)21/2 =[0.7×(5.0)2+0.3×(8.8)21/2 =6.38オングストローム このようにして、たとえばSLが6.2オングストロー
ムと計算されたポリプロピレンを第一のポリオレフィン
とした場合の、混和性となり得る改質ポリオレフィンを
決定できる。
【0034】小角中性子散乱(”SANS”)の測定 直接測定されたデータからの計算により各コポリマーの
セグメント長を確定し、式2中のガウスコイル近似の本
発明に係るブレンドの決定に際する正確性と広い有用性
を確認するために、コポリマーと本発明に係るブレンド
についてSANS実験を行った。後述の実施例と表4−
6に示したように、SANSの結果は上記の方法により
得られたSL値と実験誤差の範囲内にある事が確認され
た。
【0035】分子量とポリオレフィンブレンドの混和性
との関係 重量平均分子量のような平均分子量はSL自体の決定に
は影響がないが、一般にはブレンド中の溶融混和性はS
L−XとSL−1が近いほど向上し、さらにブレンド成
分のMwがより大きいものも許容される。ポリマーの実
際の(有限の)分子量に基づいて、第一の、または改質
ポリオレフィンのMwは、SLのマッチング範囲(match
ing ranges)に影響を与える可能性がある。 一般には、
たとえば約100,000ダルトン以上のようにMwが
大きくなれば、より近いSL−XがSL−1とマッチし
て混和性ブレンドを与える。幅広い応用の範囲におい
て、効果的なSL−Xのマッチングは、SL−1の約±
15%の範囲で起こる。当初は、最適のポリオレフィン
ブレンドの混和性を達成するためには、Mwが約20
0,000以上、好ましくは少なくとも400,000
では、SL−XはSL−1の±5%の範囲内であること
が好ましいと考えられていた。すなわち、改質ポリオレ
フィンのマッチングするセグメント長が第一のポリオレ
フィンのセグメント長の約95%から約105%であ
り、第一のポリオレフィンまたは改質ポリオレフィンの
どちらかが最大約400,000ダルトンの重量平均分
子量を有するときに、溶融混和性ポリオレフィンブレン
ドが得られる。
【0036】ブレンド成分の分子量に応じて、効果的な
SLの範囲を直接測定し、より厳密に特定する事も可能
である。上述され、以下において更に結果の説明がなさ
れるSANSの実験により、ブレンド混和性がブレンド
成分の分子量にいくらか依存する事が確認された。さら
に、Mw範囲は当初考えられていた範囲よりもより広
く、より大きなMw範囲の方に広がり、特にポリオレフ
ィンブレンド成分の体積分率に依存することが示され
た。ブレンド組成物が本質的に同じ密度を有するときに
は、体積分率が重量%に等しくなる事は銘記すべきであ
る。以下の公知の混和性の関係についての議論により、
SANSの実験により得られる結果の評価ができる。
【0037】直鎖ホモポリマーブレンドにおける混和性
を、重合度(N:「重合度」の語は、先に定義した10
8立方オングストロームの統計的セグメント容積基準の
ポリマー鎖あたりの統計的セグメントの数と等価であ
る)、体積分率(φ:文献では組成分率とも呼ばれ
る)、および相互作用パラメーター(χ)の関数として
予測することが知られている。たとえば、Bates の"Pol
ymer-Polymer Phase Behavior", Science, Vol.251 pp.
898-905,1991,を参照。 たとえば下記に記載したこの論
文中の式10と11が、ホモポリマーAおよびBの混合
物の臨界組成分率(φc)と臨界相互作用パラメーター
(χc)を計算するために使用される。ここでNAとN
BはホモポリマーAとBの重合度である。 φcはB成分
の臨界体積分率を表す。
【0038】
【式1】
【0039】χがχcよりも小さいときは、常に混和性
となることが知られている。 ホモポリマーAとBが同
じ重合度を有する(N=NA=NB)「シンメトリック」
な混合物である特別な場合は、臨界相互作用パラメータ
ーの式は以下のように簡単になる。 χc=2/N 式は変形され、 ホモポリマーAおよびBの混合物にお
いてNc以下であれば常に混和性となる、臨界重合度Nc
の一般的な定義を与える。 Nc=2/χc 式に統計的セグメントの質量mを乗ずると、Nが等しい
ホモポリマーAおよびBの混合物の臨界分子量、Mw,
cが得られ、この分子量以下では常に混和性となる。こ
れはSANSの測定で決定する事ができる。 Mw,c=mNc=2m/χc これらの式は古典的な統計的理論から、 臨界相互作用
パラメーターχcを使用して導かれる。 これにより、オ
フ臨界体積(off-critical volume fractions)と呼ばれ
ている、「臨界(50/50)体積分率」以外の体積分
率での混和性の限界を評価する事ができる。本発明にか
かる選ばれた混和性コポリマー50/50体積分率のχ
およびχcのSANSの結果(表7)、 および本発明に
かかるブレンドのいくつかの混和性を示すSANSおよ
び光学的な結果(表17)から、ブレンド成分のセグメ
ント長のパーセントの相違に基づいて分子量(Mw)の
ポリオレフィンブレンドの混和性への影響が評価され
た。
【0040】第一に、表7は、 SANSデータは測定
されたχが臨界Chi,χcよりも小さいことを示し、
したがってこの表に示された全てのブレンドは混和性の
均一ブレンドと特性づけられる。第二に、より明確な分
子量の効果として、SANSの結果から、ポリマーブレ
ンドの混和性を説明するために使用された上記の数学的
関係により、ポリオレフィン混合物中のSL値(”
a”)の比率の関数としてχの大きさについての定量的
な評価をし、分子量の効果との関連づけを行った。最近
の理論である[Bates,F.S.およびFredrickson, G.H.,
の"Conformational Asymmetry and Polymer-Polymer Th
ermodynamics", Macromolecules, 1994、印刷中]によ
れば、分子量の等しい(すなわち等しいN)成分につい
て、体積分率が0.5である場合、
【0041】
【式2】
【0042】Cは上記のBates/Fredericksonの文献で使
用されている記号であり、式3で使用されているCとは
異なるものである。エプシロンは以下の式で定義され、
SL(”a”)の比率により決定される。
【0043】
【式3】
【0044】PEP29(実施例2)とPEE70(実
施例1:この組合わせではエプシロンは1.3である)
について得られた”a”値、混合物について測定された
アイソトープ補正された(isotope-corrected) χパラメ
ーター(χ=0.0030)を使用して、C=0.17
6を得た。したがって、以下の式が得られる。
【0045】
【式4】
【0046】上記の評価により、5%の統計的セグメン
ト長の差(すなわちSLのマッチングの範囲が95から
105%、またはεが1.10)ではχε=0.000
42であることが解る。
【0047】臨界状態Nc=2/χcより、 Nc=480
0という混和性のための最大重合度が得られる。108
立方オングストロームのセグメント体積に基づいて、代
表的なポリオレフィンの密度のp=0.86g/cc
(25℃)を使用すると、 Nc=4800は分子量26
8,000g/モルに相当する。この分子量以下では、
混合自由エネルギーに対しての追加の寄与、例えば、混
合に際しての好ましくない体積変化またはMwが約50
00以下の様な小さなポリマーにおける分子末端効果(c
hain end effects)が無いとすると、 SLの差が5%未
満のポリオレフィン混合物は混和性である。この知見は
以下に要約されるブレンド実験の結果により支持され
る。
【0048】”オフ臨界ブレンド体積分率(off-critica
l blend volume fractions)”、 すなわち体積または重
量分率が0.5でない場合、においてはより混和性とな
りやすい。例えば、分子量が等しいホモポリマーAおよ
びBのブレンドで、5重量%のホモポリマーブレンド
(φBが約0.05)は、 分子量が臨界点の概略2倍ま
では混和性であることが予測される(Bates,1991,図3
参照)。 ゆえに、そのようなポリオレフィンブレンド
でのSLの5%(SLのマッチングが95から105
%)の差の時は、2×268,000g/モル、すなわ
ち536,000g/モルまでは混和性である。この点
は非常に重要である。なぜなら混和性を向上させたブレ
ンドの多くの実際の用途は、約2から20%のブレンド
重量のような低い濃度のブレンドのコポリマー成分(た
とえば改質ポリオレフィン)の形態であるからである。
【0049】分子量300,000ダルトンおよび60
0,000ダルトンを有するポリオレフィンA(第一ま
たは改質ポリオレフィンを表す)を50から98%、可
変の分子量を有するポリオレフィンB(同様に第一また
は改質ポリオレフィンを表す)を2から50%含む一部
混和性の臨界及びオフ臨界の、ポリマーブレンドについ
て混和性を予測するために計算を行った。この計算には
上述の様にブレンドの体積分率(φ=φB)、ポリマー
鎖あたりの統計的セグメント数、 NAおよびNB、およ
びχパラメーターが必要とされる。一般に、非圧縮性格
子(φA+φB=1)上のガウスコイルポリマー鎖の混合
にともなうポリマーセグメントあたりの自由エネルギー
ΔGmを以下の式により計算することができる。
【0050】
【式5】
【0051】上式中、kBは1.38×10-23J/K
のボルツマン定数であり、 Tは絶対温度Kである。ブ
レンド混和性は、ΔGの最小値がφ(ΔGm,min)
≧φBを満足する時、すなわち、加えられたポリマーB
の体積分率が臨界体積分率よりも少ない時には、非混和
性のブレンドになると予測される。 ゆえに、NAのセグ
メントを有するの(第一)ポリオレフィンの中の体積分
率φB において混和性であり安定な(改質)ポリオレフ
ィンのNBの最大値は、 所定のχにおいて、φ(ΔG
m,min)=φBの時である。 混和性ポリオレフィン
Bの最大分子量(MwB=55.83g/モル×NB
が、 種々の体積分率(φB=0.02,0.05,0.
10,0.20および0.50)、種々のχ(0.00
042,0.00159,および0.00340)につ
いて得られ、これらのChi値は、それぞれ±5,10
および15%のマッチング範囲での”%Δa”に相当す
る。
【0052】
【式6】
【0053】この表現は種々の指示されたセグメント長
のマッチング範囲を使用して、関係を計算するための便
利な方法である。計算されたχは上記のχε、εおよび
%Δaの関係から得られる。以下の計算例はポリオレフ
ィン分子量の本発明の混和性ブレンドへの影響を示すも
のである。
【0054】計算例1:aA=6.6オングストロー
ム、MwA=300,000g/モルを有するポリオレ
フィンAと混和性の、 aB=6.0オングストロームの
ポリオレフィンBの最大分子量が、 Bの体積分率φB
0.10以下の場合について計算された。サンプル中の
%Δaは10%、εは1.21であるので、χ=χε=
0.00159となる。φA+φB=1の関係から、φA
は0.9、MwA=55.83g/モル×NAからNA
約5373となる。 前記の式においてNBの値を約11
82とすると、φA=0.90またはφB=0.10の時
に、ΔGm/kBTは最小値、ΔGm/kBT(−6.
935×10-5)となる。1182よりも若干小さいN
Bとすると、 φA<0.9またはφB>0.10の時にΔ
Gm/kBTは最小値となる。同様に1182よりも若
干大きいNBとすると、φA>0.9またはφB<0.1
0の時にΔGm/kBTは最小値となる。 従って、1
182のNBはAと混和性の最大重合度の計算値であ
る。Bの絶対平均分子量(absolute average molecular
weight)の点から見ると、これは55.83g/モル×
1182=66,000g/モルと計算され、これが分
子量300,000g/モルを有し、%Δaが10%で
あるポリオレフィンA中に、体積分率0.1まで混和性
であるポリオレフィンBの最大分子量である。
【0055】計算例2:aA=6.3オングストロー
ム、MwA=600,000g/モルを有するポリオレ
フィンAと混和性の、 aB=6.0オングストロームの
ポリオレフィンBの最大分子量が、 Bの体積分率φB
0.05以下の場合について計算された。サンプル中の
%Δaは5%、εは1.10であるので、χ=χε=
0.00042となる。φA+φB=1の関係から、φA
は0.95、MwA=55.83g/モル×NAからNA
は約10,750となる。 前記の式においてNBの値を
約6900とすると、φA=0.95またはφB=0.0
5の時に、ΔGm/kBTは最小値、ΔGm/kBT
(−6.921×10-6)となる。6900よりも若干
小さいNBとすると、 φA<0.9またはφB>0.10
の時にΔGm/kBTは最小値となる。同様に6900
よりも若干大きいNBとすると、φA>0.9またはφB
<0.10の時にΔGm/kBTは最小値となる。従っ
て、MwB=55.83g/モル×6900=385,
000g/モルと計算され、これが分子量600,00
0g/モルを有し、%Δaが5%である第一のポリオレ
フィンA中に、体積分率0.05まで混和性である改質
ポリオレフィンの最大分子量である。
【0056】分子量が300,000および600,0
00の第一のポリオレフィンAとブレンドされる混和性
ポリオレフィンBの最大分子量を、例示のために表3お
よび表4に示した。さらに表3のデータを図1に図示し
た。
【0057】
【表3】 ポリオレフィンBの最大Mw対Δa範囲の限界でMw300,000の ポリオレフィンと混和性を有する%Δa ──────────────────────────────────── 添加体積率φBでの添加可能な最大Mw ─────────────────────────────── %Δa φB=0.02 φB=0.05 φB=0.10 φB=0.20 φB=0.50 ──────────────────────────────────── 5 730,000 550,000 430,000 310,000 240,000 10 120,000 89,000 66,000 42,000 32,000 15 53,000 39,000 28,000 18,000 12,000 ────────────────────────────────────
【0058】
【表4】 ポリオレフィンBの最大Mw対Δa範囲の限界でMw600,000の ポリオレフィンと混和性を有する%Δa ──────────────────────────────────── 添加体積率φBでの添加可能な最大Mw(g/mole) ─────────────────────────────── %Δa φB=0.02 φB=0.05 φB=0.10 φB=0.20 φB=0.50 ──────────────────────────────────── 5 510,000 385,000 290,000 190,000 160,000 10 110,000 82,000 61,000 39,000 27,000 15 51,000 37,000 27,000 17,000 11,000 ────────────────────────────────────
【0059】図1はセグメント長の、第一のポリオレフ
ィンのセグメント長との%差が減少するにつれて、ブレ
ンド混和性の改質ポリオレフィンの最大分子量の許容度
がどのように増大するかを定量的に示している。混和性
改質ポリオレフィンのMwの範囲は定量化でき、それは
%SL差(%Δa)と第一のポリオレフィンのMwに依
存する。%Δaがゼロに近づく極限においても、本発明
のポリオレフィンの分子量のブレンド混和性への許容度
は連続的に増大することも明らかである。例えば、図1
に基づいて推定すると、300,000までのMwの第
一のポリオレフィンについては、約2%以下の重量分率
では改質ポリオレフィンのMwはセグメント長の%差が
ゼロに近づくにつれて約1,200,000まで大きく
することができる。少なくとも1,000,000ダル
トンまでの第一または改質ポリオレフィンのMwでは、
本発明の範囲に含まれる。従って、先に定義された第一
のまたは改質ポリオレフィンは、±15%以内のマッチ
したセグメント長を有し、第一のポリオレフィンが最大
約300,000のMwを有し、改質ポリオレフィンが
ブレンド重量の約0.2から約50重量%の重量分率を
有し、Mwが最大約1,000,000ダルトンである
溶融混和性ポリオレフィンブレンドが提供される。第一
および改質ポリオレフィンは互換性を有するので、同様
に改質ポリオレフィンが最大約300,000のMwを
有し、第一のポリオレフィンがブレンド重量の約0.2
から約50重量%の重量分率を有し、Mwが最大約1,
000,000ダルトンである溶融混和性ポリオレフィ
ンブレンドも提供される。第一または改質ポリオレフィ
ンが約600,000までのMwを有する時は、改質ま
たは第一のポリオレフィンはそれぞれ約0.2から約5
0重量%の重量分率であることができ、またそれぞれ約
750,000までのMwとなることができる。
【0060】改質ポリオレフィン成分を選択するための
ひとつの方法は、たとえばモノマーの1種は第一のポリ
オレフィンよりも大きなSLを有するポリマーを提供
し、他のモノマーは第一のポリオレフィンよりも小さな
SLを有するような、2成分のコポリマーの構成をその
2つのモノマーから評価することである。ポリマーを提
供する。第一のポリオレフィンのSLとマッチするSL
を有する改質ポリオレフィンの組成は、以下の2式によ
り決定することができる。
【0061】 a(コポリマー)=[φAA 2+φBB 21/2 [2] a(コポリマー)2=φAA 2+φBB 2 φB=1−φA a(コポリマー)2=φAA 2+(1−φA)aB 2 a(コポリマー)2−aB 2=φA(aA 2−aB 2) φA=(a(コポリマー)2−aB 2)/(aA 2−aB 2) 例えば、ポリプロピレンのSL(6.2)とマッチする
PEE−PEコポリマー中のPEE分率は以下の様にし
て決定できる。
【0062】 φA=(a(コポリマー)2−aB 2)/(aA 2−aB 2) φPEE=(6.22−8.82)/(52−8.82),又は φPEE
0.74
【0063】2つのモノマーのコポリマーでは、第一の
ポリオレフィンのSLと正確にマッチさせるユニークな
解決策がある。もっとも第一のポリオレフィンのSLの
約15%以内、好ましくは約10%以内、より好ましく
は約5%以内になる場合は、有用な組成物の範囲であ
る。例えば、約66から約82%のPEE(すなわちポ
リ(1−ブテン)と約18%から約34%のPEの組成
を有する改質ポリオレフィンコポリマーは、ポリプロピ
レンのSL(5.9−6.5の範囲)の約5絶対%(ab
solute %)以内のSLを有する。第一のポリオレフィン
がポリプロピレンであって、約300,000のMwを
有する場合には、改質ポリオレフィンのMwが最大約7
30,000ダルトンの時、溶融混和性は低体積分率、
すなわち約0.02(約2重量%)で達成される。同様
に、マッチされたSLの10絶対%の範囲となるために
は、改質ポリオレフィンは約12から約41重量%のエ
チレンと約59から約88重量%の1−ブテンから誘導
されたポリ(エチレン/1−ブテン)コポリマーであ
り、重量平均分子量が最大約120,000ダルトンで
あればよい。先に示したように、300,000よりも
小さいMwを有する第一のポリオレフィンは、よりMw
の大きな改質ポリオレフィンを許容し、同様に、5%よ
りも近いSLマッチングでは、上記の例よりもより大き
なMwとより広い組成範囲が許容される。
【0064】改質ポリオレフィンの製造に際して3また
はそれ以上のモノマーが使用された場合(ターポリマー
またはより多成分コポリマーの場合)、マッチする1以
上の組成が存在する。この場合、計算は2モノマーの場
合と同様であり、若干複雑になるだけである。組成の決
定により、どのような組成がほぼマッチングするSLを
有するのかが明らかになる。第一のポリオレフィンとマ
ッチするSLを有する1以上の組成の存在は、例えば、
ガラス転移温度、結晶度のような、コポリマーの他の特
性に基づいて特定の用途に適当であるものを選択できる
という利点を与える。例えば、約300,000のMw
を有するPPと0.10体積分率の改質ポリオレフィン
とのブレンドで、SL差が±10%の場合、改質ポリオ
レフィンがポリ{エチレン−プロピレン(EP)/イソ
プロピルエチレン(iPE)/メチルエチルエチレン
(MEE)}のランダムコポリマーであって、約0から
約81重量%のエチレン−プロピレン、約16から約6
2重量%のイソプロピルエチレン、および約0から約8
4重量%のメチルエチルエチレンから誘導され、最大重
量平均分子量約66,000ダルトンを有する場合に
は、溶融混和性ポリオレフィンブレンドが得られる。改
質ポリオレフィンのMwが最大約430,000ダルト
ンの場合、SL−Xは最大約300,000のMwを有
するPPのSLの絶対値の好ましくは95−105%で
ある。好ましい改質ポリオレフィンは、ポリ{エチレン
−プロピレン(EP)/イソプロピルエチレン(iP
E)/メチルエチルエチレン(MEE)}のランダムコ
ポリマーであって、約0から約69重量%のエチレン−
プロピレン、約23から約52重量%のイソプロピルエ
チレン、および約0から約72重量%のメチルエチルエ
チレンから誘導される物である。
【0065】ポリオレフィンブレンド中で溶融混和性で
あるためのSLの基準に適合するコポリマーは、そのポ
リマーが第一のポリオレフィンのSLよりも大きなSL
を有する1種以上のモノマーと、そのポリマーが第一の
ポリオレフィンのSLよりも小さなSLを有する1種以
上のモノマーとを含む所定の組成を有するものである。
例えば、ポリプロピレン(PP)については、そのポリ
マーがPPのSLよりも大きなSLを有するモノマーと
しては、例えばエチレンおよびエチレン−プロピレン交
互重合体(ethylene-propylene alternating)がある。そ
のポリマーがPPのSLよりも小さなSLを有するモノ
マーとしては、例えばポリ−1−ブテンや小さなSLを
有する単純なポリオレフィンがある。非常に好ましいポ
リオレフィンブレンドの例は、第一のポリオレフィンが
ポリプロピレンであって、改質ポリオレフィンがエチレ
ン、1−ブテン、ブタジエンまたはイソプレンから誘導
されたものである。
【0066】本発明において使用することのできるコポ
リマーには、正確な(correct)、 すなわち計算値の1,
2付加の量を有するよう設計されたポリブタジエンの水
素化、または正確な比率の1,2−、1,4−、および
3,4−付加を有するよう設計されたイソプレンの水素
化により作ることができる。先に述べた基準と計算値か
ら決定される、たとえば1−ブテン、1−ヘキセン、1
−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン
などから選ばれる1種以上のモノマー単位とエチレンと
のランダムコポリマーの組合わせも使用できる。ブレン
ドに含まれるそれぞれのポリオレフィンのSLが本発明
でいうところのマッチしている限り、多くの組合わせが
可能である。
【0067】ポリオレフィン混和性を調節する要因の知
見は、種々の目的のために材料を設計することを可能と
した。本発明による効果と用途を、ポリプロピレンを第
一のポリオレフィンとして使用した場合を例として説明
する。第一のポリオレフィンは溶融混和性となることが
予測されるポリオレフィンのひとつとして見ることがで
き、限定するものではないが、典型的には、改質ポリオ
レフィンよりも多量に使用される。1種以上の第一の、
または改質ポリオレフィンが本発明に係る溶融混和性ブ
レンドに使用できる。
【0068】ポリプロピレンに本発明の混和性の基準を
満たす1種以上の改質ポリオレフィンをブレンドする
と、ポリプロピレンの加工工程において、サイクル時間
を改良することができる。アイソタクチックポリプロピ
レンが結晶性ポリマーであることは公知である。結晶性
は、ポリプロピレンの多くの好ましい特性に寄与し、た
とえば弾性率、強度、PPの高い使用温度に貢献してい
る。しかし、ポリプロピレンの結晶性はいくつかの欠点
をももたらす。そのひとつは、加工工程から加工された
物品をとりだす前に、結晶化工程が必要なことである。
典型的には、この結晶化工程は遅く、加工サイクルを長
くする。更に、ポリプロピレンは溶融状態から冷却され
るので、結晶化が起る温度を上昇させる添加剤は、一般
にサイクル時間を短縮する。本発明の混和性ポリオレフ
ィンは結晶化温度を上昇させ、それにより加工サイクル
を短くする。特に、PPの結晶化速度を大きくする改質
ポリオレフィンは、比較的小さい分子量を有するポリオ
レフィンである。例えば、SLの計算値が体積分率0.
02で5.9から6.5(約±5%)であり、約73
0,000ダルトン未満の分子量を有する改質ポリオレ
フィンは、300,000のMwを有するポリプロピレ
ンの結晶化温度を効果的に上昇させる。一般に、サイク
ル時間の減少についての最大の効果は混和性改質ポリオ
レフィンが約20%未満、好ましくは約12%未満、最
も好ましくは約8%未満の添加量で得られる。しかし、
いくつかのブレンドでは20重量%以上の添加をするこ
ともできる。
【0069】射出成形で加工されたポリプロピレン部
品、たとえばおもちゃ、自動車用バンパー、ホイールウ
ェル(wheel well)、液体容器、器械のハウジング、ファ
ングリル保護材、洗濯機のスピンタブと攪拌機、おけ、
ツールハンドル、ごみ容器、バスケット、ダンネージト
レイ(dunnage tray)などでは、サイクル時間の短縮によ
り経済的な効果が得られる。同様の効果は例えば、スー
ツケース、タイプライターのハウジング、冷却機のライ
ナー、シャワー周り、食器洗い機のタブなどの熱成形部
品、食品包装または他の用途の容器、自動車用燃料タン
ク、器械ハウジングなどのブロー成形部品についても得
ることができる。
【0070】ポリオレフィン、または結晶性ポリオレフ
ィンのブレンド品における結晶性による他の不利益は、
ブレンドの透明性に与える影響である。(可視光に影響
を与えるほど)大きな球状の結晶の存在は、透明性を悪
化させる。一般に透過光の波長に比較して球晶が大きく
なるほど、光散乱の効果が大きくなり、それに付随して
透過光が減少する。したがって球晶のサイズを小さくす
ることが、透過光を増やすために望ましい。ポリプロピ
レン用の核形成剤および/または透明化剤が存在する
が、これらは一般には結晶性ポリマー、または酸ないし
その塩である。溶融物に混和性の核形成剤は有用であろ
う。透明性には、透過透明性と、接触透明性がある。透
過透明性とは、試料を光が透過する時の透明性をいう。
これは標準的な透過光度計または濁りの測定により測定
できる。接触透明性とは、ブレンドの反対側の表面と接
触した物体の視認性をいう。測定は一般に、フィルムを
通してどのくらい明確に印刷された文字が読めるかによ
り定量的に評価される。本発明の混和性改質ポリオレフ
ィンは、たとえばブレンド中のポリプロピレンのような
第一のポリオレフィンの透明性を一般に向上させる。約
0.2から約10%、好ましくは約0.2から約5%の
改質ポリオレフィンの添加により、一般には十分な透明
性の改良効果が得られるが、より多量に使用することも
できる。透明性は、たとえば食品包装、ブリスター包装
(blister packaging)、液体容器、 共押出し容器、ノベ
ルティ商品、テープなどで利点となる。本発明の溶融混
和性ポリオレフィンブレンドから、射出成形、押出し成
形、押出しキャストフィルム、押出しブローフィルム、
ブロー成形、または熱成形により作られる物品は、ブレ
ンドの各成分の特性よりも優れた、有用かつ改良された
特性を示す。そのようにして成形された改良された特性
を有する物品としては、キャストフィルム、ブローフィ
ルム、テープ、コンテナー、シート、ボトル、およびタ
ブが挙げられる。
【0071】その結晶性と比較的シャープな融点のため
に、ポリプロピレンは他の加工上の困難さを有する。融
点以下ではPPは本質的に加工不能であるが、融点より
も数度高いと溶融物の強度が低くて商業的な装置では簡
単にPPを加工することができない。溶融物の強度を大
きくすることにより利点が得られる操作としては、例え
ば、熱成形、ブロー成形、およびブローまたはキャスト
フィルム押出し成形がある。PPとのブレンドでの用途
で適当な混和性改質ポリオレフィンには、PPのSL
(6.2)の±10%以内、好ましくは±5%以内のS
Lを有するものである。分子量は約300,000以上
が好ましいが、改良の程度は、ポリプロピレンと改質ポ
リオレフィンの相対的な分子量による。溶融物の強度を
改良する混和性改質ポリオレフィンのひとつの利点は、
高分子量ポリプロピレンとは異なり、しばしば酸化的な
ベータ分裂による劣化がほとんどないことである。上述
の熱成形およびブロー成形物品を加工する際の利点に加
えて、溶融物の強度を上げることは、木材代替品、遮音
材、食品容器、クッション材料および浮揚装置などの発
泡ポリプロピレン物品においても重要である。
【0072】本発明に係るブレンドでは、耐衝撃性も第
一のポリオレフィン単独のものよりも向上する。例え
ば、ポリプロピレンは一般に強靭なポリオレフィンと考
えられているが、PPはノッチ感受性(notch sensitivi
ty)を欠点として有し、 割れ目やクラック("ノッチ")
から、他の熱可塑性材料の破壊エネルギーよりも比較的
小さいエネルギーで破壊を起こす。PPの耐衝撃性を改
良するための改質剤を使用することができるが、それら
はPEまたはエチレン−プロピレン(EP)共重合体の
ような低いガラス転移温度を有するポリオレフィンであ
る。これらの低ガラス温度ポリオレフィンの一つの欠点
は、耐衝撃性が改良されるが、ブレンドの透明性を悪化
させることである。本発明に係る多くの混和性ポリオレ
フィンは、透明性を保ったまま、あるいは透明性を改良
しつつ、耐衝撃性を改良する。耐衝撃性を改良し、透明
性も向上させる適当な混和性改質ポリオレフィンは、P
PのSLの約10%以内、好ましくは約5%以内のSL
を有し、さらに約−10℃未満のガラス転移温度を有す
る。耐衝撃性を大きく改善し、良好な透明性を発現する
ための改質ポリオレフィンの添加量は、ブレンド重量の
約1から約25重量%、好ましくは約3から約15%で
あり、より多量に使用することもできる。自動車、器
械、包装、建造物、消費材およびビジネス器械部品とし
て使用されるポリプロピレン物品の多くにおいて、ブレ
ンドによる耐衝撃性の改良は利益となる。
【0073】上記の利点に加えて、改質ポリオレフィン
は他の、少量の難または非混和性のグループをポリオレ
フィンに導入するためのキャリアとしても作用する。第
一のポリオレフィンに導入されるグループには、他のポ
リオレフィン、小さな官能基、および極性ポリマーがあ
り、相溶化され、または分散される。相溶化されたグル
ープは、耐衝撃性、サイクル時間、透明性または溶融物
強度を向上させ、さらにブレンドに他の効果をももたら
す。それらの実施態様のうちのいくつかは以下で説明さ
れる。
【0074】溶融混和性改質ポリオレフィンブロックと
非混和性ポリオレフィンブロックからなるポリオレフィ
ンブロックコポリマーは第一のポリオレフィンの改質剤
として使用できる。ポリオレフィンブロックコポリマー
は、たとえば公知の逐次的なアニオン重合により容易に
合成できる。透明性、溶融強度、製造速度、および耐衝
撃性を向上させるために、本発明の改質ポリオレフィン
ブロックコポリマーを相溶化剤として使用し、2つのポ
リオレフィンのより緊密な混合物を製造することができ
る。例えば、実施例5のPEP−PEP29のようなテ
ーラードブロックポリオレフィンをポリプロピレンとエ
チレン−プロピレンコポリマーゴムにブレンドすると、
ゴムの分散が改良され、耐衝撃性と透明性のバランスが
向上する。混和性のさらなる向上のために、ポリオレフ
ィンゴムが第二ブロックのポリオレフィンと溶融混和性
であることがより好ましい。従って、ブロックコポリマ
ーを含むポリオレフィンブレンドの2つの組合わせが企
図される。ひとつは少なくとも1つの溶融混和性ポリオ
レフィンブレンド相を有し、他方は2つの分離した(す
なわち非混合または本質的に非相容性)ブレンド相であ
る。これらについては以下に述べる。
【0075】第一の物は、少なくとも1つの溶融混和性
ポリオレフィンブレンド相を有するポリオレフィンブレ
ンドであって、該ポリオレフィンブレンドが、a)ブレ
ンドの重量に基づいて約60から約99.8重量%の、
ポリプロピレンまたはエチレン/α−オレフィンコポリ
マーであり、絶対値で約4.2から約8.8オングスト
ロームの範囲内の定義されたセグメント長(SL−1)
を有する第一のポリオレフィン、およびb)ブレンドの
重量に基づいて約0.2から約40重量%の、少なくと
も2つのブロックを有し、それぞれのブロックがプロピ
レン、1−ブテン、ブタジエン、1−ペンテン、1−ヘ
キセン、1−オクテン、イソプレン、2−メチル−1−
ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペ
ンテン、およびそれらの混合物からなる群より選ばれる
1種以上のモノマーとエチレンから誘導されるブロック
コポリマーを含む、少なくとも1種の改質ポリオレフィ
ン、を含み、該改質ポリオレフィンのそれぞれのブロッ
クが少なくとも20,000ダルトンの重量平均分子量
を有し、該溶融混和性ポリオレフィンブレンド相が、S
L−1の約85%から約115%のブロックセグメント
長(SL−B)を有する少なくとも1つのブロックを有
し、SL−1の範囲とSL−1およびSL−Bの絶対値
が、1.08×10-22 立方センチの任意に選ばれた共
通のセグメント体積から決定される、前記ポリオレフィ
ンブレンドである。さらに、ブロックの少なくとも1つ
が、二酸化炭素、酸化エチレン、酸化プロピレン、無水
琥珀酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、エピクロル
ヒドリン、カプロラクトン、およびアリルハライドから
選ばれる反応性末端分子から誘導される末端官能性残基
(terminal functional fragment)を有する。
【0076】第二のブロックコポリマーの組合わせは、
2つの別々の溶融混和性ポリオレフィンブレンド相を含
む2相ポリオレフィンブレンドであり、該2相ポリオレ
フィンブレンドが、a)2相ポリオレフィンブレンドの
重量に基づいて約60から約99.8重量%の第一のポ
リオレフィンブレンドであって、ポリプロピレンと、ポ
リエチレンおよびエチレン/α−オレフィンコポリマー
から選ばれた非混和性のポリオレフィンを含み、第一の
ポリオレフィンブレンド中のそれぞれのポリオレフィン
のセグメント長(それぞれSL−1、およびSL−2と
する)が、絶対値で約4.2から約8.8オングストロ
ームである第一のポリオレフィンブレンド、およびb)
2相ポリオレフィンブレンドの重量に基づいて約0.2
から約40重量%の、少なくとも2つのブロックを有
し、それぞれのブロックがプロピレン、1−ブテン、ブ
タジエン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテ
ン、イソプレン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル
−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、およびそれ
らの混合物からなる群より選ばれる1種以上のモノマー
とエチレンから誘導されるブロックコポリマーを含む、
少なくとも1種の改質ポリオレフィン、該改質ポリオレ
フィンのそれぞれのブロックが少なくとも20,000
ダルトンの重量平均分子量を有し、第一の溶融混和性ポ
リオレフィンブレンド相が、i)改質ポリオレフィンの
第一のブロックであり、SL−1の約85%から約11
5%の第一のブロックセグメント長(SL−B1)を有
する第一のブロック、およびii)SL−1のセグメン
ト長を有する第一のポリオレフィン、を含み、第二の溶
融混和性ポリオレフィンブレンド相が、i)改質ポリオ
レフィンの第一のブロックであり、SL−2の約85%
から約115%の第二のブロックセグメント長(SL−
B2)を有する第二のブロック、およびii)SL−2
のセグメント長を有する第一のポリオレフィン、を含
み、SL−1およびSL−2の範囲とSL−1、SL−
2、SL−B1およびSL−B2の絶対値が、1.08
×10-22 立方センチの任意に選ばれた共通のセグメン
ト体積から決定され、第一および第二の溶融混和性ポリ
オレフィン相が2相ポリオレフィンブレンド内で別々の
相にある、前記ポリオレフィンブレンドである。
【0077】また、2相ポリオレフィンブレンドは、改
質ポリオレフィンの少なくとも一つのブロック上におけ
る末端官能性残基の存在によって利点を得ることができ
る。すなわち、少なくとも一つの改質ポリオレフィンブ
ロックが、二酸化炭素、酸化エチレン、酸化プロピレ
ン、無水琥珀酸、無水マレイン酸、グルタル酸無水物、
エピクロロヒドリン、カプロラクトン又はアリルハロゲ
ン化物から選ばれる反応性末端分子から誘導される末端
官能性残基を含んでいる場合には利点を得ることができ
る。
【0078】上記した2相ポリオレフィンブレンドの有
用な例としては、非混和性エチレン/アルファ−オレフ
ィンコポリマーが、エチレン/プロピレンコポリマーの
重量を基準として、約40〜約70重量%のエチレンと
約30〜約60重量%のプロピレンを有するエチレン/
プロピレンコポリマーが挙げられる。他の例としては、
エチレン/アルファ−オレフィンコポリマーの重量を基
準として、約70〜約98重量%のエチレンと約2〜3
0重量%のアルファ−オレフィンモノマーを有する非混
和性エチレン/アルファ−オレフィンコポリマーが挙げ
られる。特に好ましい2相ポリオレフィンブレンドは、
ポリエチレンの低コスト化のため、非混和性エチレン/
アルファ−オレフィンコポリマーのエチレン含有量が9
0重量%以上、すなわち約90〜約98%のものであ
る。
【0079】さらに期待されるものとしては、溶融混和
性ポリオレフィンのブロック及び極性ポリマーのセグメ
ントを含む改質ポリオレフィンコポリマーが挙げられ
る。ここで、極性ポリマーのセグメントとしては、いず
れかの重合化手段によって、例えば、フリーラジカルグ
ラフト若しくはブロック重合、アニオン重合、又は当該
技術分野において公知の他の重合化方法によって、Mw
が少なくとも1,000ダルトンとなるように重合され
るモノマーの単独重合体鎖又はコポリマー鎖を挙げるこ
とができる。リビングポリジエンセグメント上に重合す
ることができるモノマーは、例えば、第二の極性ポリマ
ーセグメントの生成に適している。予備的に作られたポ
リオレフィンブロック上にフリーラジカル法によってグ
ラフト重合又はブロック重合することのできるモノマー
もまた、かかる使用に適している。極性ポリマー又はコ
ポリマーのセグメントは、例えば、スチレン及びα−メ
チルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチ
レン、ビニルメシチレン、p−ジメチルアミノスチレ
ン、p−クロロスチレン、p−ブロモスチレンなどの置
換スチレン類;ビニルナフタレン、ビニルビフェニル、
ビニルピリジン、イソプロペニルナフタレンなどの他の
ビニル芳香族;N−ビニルピロリドン;C1 〜C18アル
キルアクリル酸若しくはメタクリル酸(すなわち(メ
タ)アクリル)エステル類、特にC1 〜C8 アルキルア
クリル酸エステル類、例えば、メチル(メタ)アクリレ
ート、エチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メ
タ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリ
レート、オクタデシル(メタ)アクリレートなど;フェ
ニル若しくはベンジルメタクリレート;ジメチルアミノ
エチルメタクリレート;アクリロニトリル;メタクリロ
ニトリル;又はこれらのモノマーの混合物;の単位を含
んでいる。
【0080】提供される溶融混和性ポリオレフィンブレ
ンド相を有するポリオレフィンブレンドは、 a)絶対値で約4.2〜約8.8オングストロームの範
囲のセグメント長(SL−1)を有するポリプロピレン
又はエチレン/アルファ−オレフィンコポリマーから選
ばれる、ブレンドの重量を基準として、約60〜約9
9.8重量%の第一ポリオレフィン;並びに、 b)i.エチレンと、プロピレン、1−ブテン、ブタジ
エン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、イ
ソプレン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−
ブテン,4−メチル−1−ペンテン又はそれらの混合物
から選ばれる1以上のモノマー単位とから誘導される、
ブロック/セグメントコポリマーの重量を基準として、
約40〜約99重量%のブロック、及び ii.重量平均分子量が少なくとも1,000ダルトン
である極性ポリマーを含む、ブロック/セグメントコポ
リマーの重量を基準として、約1〜約60重量%の少な
くとも1つのセグメントであって、スチレン、置換スチ
レン、ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、C1
8 アルキルアクリル酸エステル、C1 〜C18アルキル
メタクリル酸エステル、フェニルメタクリレート、ベン
ジルメタクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル又はそれらの混合物から選ばれるモノマー単位か
ら誘導される極性ポリマーセグメント、を含む、ブロッ
ク/セグメントコポリマーを含んでなる、ブレンドの重
量を基準として、約0.2〜約40重量%の少なくとも
一つの改質ポリオレフィン;[ブロックはSL−1の約
85%〜約115%のセグメント長(SL−B)を有
し、SL−1及びSL−Bの絶対値は1.08×10
-22 cm3 の選ばれた共通のセグメント体積により決定
され、さらに、ブロック/セグメントコポリマーは少な
くとも20,000ダルトンの重量平均分子量を有す
る]を含んでなる。
【0081】また、本発明の改質溶融混和性ポリオレフ
ィンは、官能化して、該ポリオレフィンに更なる有用性
を付与することができる。官能化は、例えば、反応(す
なわち官能)基でアニオン重合工程を終了させることに
よって、又は、公知の "-ene" を介してポリジエン若し
くは水素化ポリジエンとオレフィンとを反応させること
により又はグラフト反応により生じさせることができ
る。例えば、典型的には、ジエンアニオン重合ではプロ
トンドナーで終了され、H−末端化ポリジエンを生成す
る。他の分子で終了し、ω−官能価及びαω−二官能価
(後者はジアニオンポリマーの場合)を付与することも
可能である。テレケリックポリマー(telechelic polyme
rs) 又はテロマー(telomers)として知られているかかる
ポリマーの製法は、公知である。末端官能性残基を生成
する反応性末端分子には、例えば、二酸化炭素(末端官
能性残基としてカルボキシレート又はカルボン酸を生成
する)、酸化エチレン、酸化プロピレンなどの環状エー
テル類(ヒドロキシル官能価)、無水琥珀酸、無水マレ
イン酸、グルタル酸無水物などの無水物(カルボキシレ
ート又はカルボン酸官能価)、エピクロロヒドリン(エ
ポキシ官能価)、プロピオラクトン若しくはカプロラク
トンなどのラクトン類(ヒドロキシル官能価)、臭化ア
リルなどのアリルハロゲン化物(ビニル官能価)を含
む。チオール、アミン(第一アミン及び第三アミン)及
びアンモニウム塩などの他の末端残基は、適当な反応性
停止剤を介して組み込むことができる。また、硫化エチ
レン、チエタン(thietanes) 、オキサゾリジンジオン、
ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ホスホランなどの
他の反応剤も使用できる。これらの官能ブロックは、逐
次ブロック重合と引き続くジエン先駆体ポリマーの水素
化によって生成することができる。極性ポリマーのセグ
メントが存在する一つの特有の態様においては、セグメ
ント極性ポリマーは、末端残基が存在しない場合に可能
性のある便利な手段である逐次アニオン重合では確実に
は生成されないが、水素化、官能化第一セグメント上で
の逐次的フリーラジカルグラフト又はブロック重合によ
ってより確実に生成されるだろう。しかしながら、製造
され、得られた飽和セグメントブロックコポリマーは、
前述のように、例えば、第一ポリオレフィンの表面改質
剤として有用である。このようにして、少なくとも一つ
の溶融混和性ポリオレフィンブレンド相を有する上記し
たポリオレフィンブレンドが提供されるが、改質ポリオ
レフィンブロック/セグメントコポリマーのブロック成
分は、二酸化炭素、酸化エチレン、無水琥珀酸、グルタ
ル酸無水物、エピクロロヒドリン、カプロラクトン又は
アリルハロゲン化物から選ばれた反応性末端分子から誘
導される末端官能性残基を含んでいる。この態様では、
改善された表面極性により、改善された塗装特性及び接
着性(bondability)並びに改善されたガラスとの付着性
を有する第一ポリオレフィン、特にポリプロピレンを提
供する。適用例としては、型押しされた自動車フェンダ
ー及び装置のハウジング並びにペイントされた自動車バ
ンパーのような強化部品が挙げられる。
【0082】さらに、本発明の他の態様では、改質ポリ
オレフィンのセグメント極性ポリマーは、該セグメント
が誘導される既述した極性モノマー単位のほかに、反応
性モノマー単位を含んでいてもよい。このようにして、
溶融混和性ポリオレフィンブレンド相を有するポリオレ
フィンブレンドが提供されるが、改質ポリオレフィンの
誘導される極性ポリマーセグメントは、さらに、アクリ
ル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、フマル酸、ヒドロキシエチルメ
タクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、第
三ブチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、メ
タクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキ
シプロピオン酸、カプロラクトン又はそれらの混合物か
ら選ばれる反応性モノマー単位を含んでいる。
【0083】1以上の上記した反応性モノマー単位を含
む改質ポリオレフィンは、適当な化学反応によって、極
性ポリマーと他の反応性ポリマーとを更に相溶化させる
ことが期待され、それによって本発明のポリオレフィン
ブレンドに今まで知られていない特性改善を付与する。
同様に、上記した末端官能化ポリオレフィンブロック
(すなわち、ブロック/セグメントコポリマーの第一成
分)及び1以上の反応性モノマー単位を含むセグメント
極性ポリマーを含んでなるポリオレフィンブレンドも、
本発明により企図されるポリオレフィンブレンドの効果
を奏する。そしてまた、溶融混和性ポリオレフィンブレ
ンド相を有するポリオレフィンブレンドが提供される
が、該ポリオレフィンブレンドは、上記した官能化極性
ポリマーセグメントと、二酸化炭素、酸化エチレン、酸
化プロピレン、無水琥珀酸、無水マレイン酸、グルタル
酸無水物、エピクロロヒドリン、カプロラクトン又はア
リルハロゲン化物から選ばれる反応性末端分子から誘導
される末端官能性残基をさらに含む改質ポリオレフィン
のブロックとを共に有している。
【0084】混和性改質ポリオレフィンには反応基によ
って更なる機能を発揮させることができる。これらの機
能のいくつかにより、例えばPPの表面に極性又は親水
性を与え、上記したようにPPを含むブレンドの印刷適
性及び塗装特性を改善するだけでなく、接着剤、エチレ
ンビニルアルコールコポリマー、アルミニウム及びガラ
スのような極性又は無機基質に対するポリプロピレンブ
レンドの付着性を改善し、さらには、それらから製造さ
れる製品に帯電防止性を付与する。反応基を用いる他の
利点は、”反応性相溶化”が可能だということである。
例えば、実用的には、反応基を、他のポリマー又は他の
分子上、例えば、ポリ(MMA)、ポリアミド(ナイロ
ン)、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリエ
ステル、ポリカーボネート又はこれらのポリマーの混合
物上、適当な相補的反応基と反応させ、例えば、それら
とポリプロピレンとの相溶化されたブレンドを生成する
ことができる。得られたブレンドは、PPの耐薬品性、
低密度及び加工性における利点と、極性ポリマーの弾性
率及び使用温度という利点を併せ持っている。説明する
特定の態様の全てにおける重大な要件は、第一ポリオレ
フィンと改質ポリオレフィンとの間のSLをほぼマッチ
ングさせることにより、ブレンドの1以上の成分と、混
和ないし相溶化を達成することであるということが理解
されるだろう。以下の更なる態様では、少なくとも一つ
の溶融混和性ポリオレフィン相及びさらに得られたブレ
ンドに更なる利点を付与する極性若しくは官能化成分を
有する本発明のポリオレフィンブレンドを例示し、説明
する。
【0085】これらの態様の一つでは、ブレンドが、典
型的には2相で、既述したブロック/セグメントコポリ
マーのいずれかを含み、さらに、C1 〜C8 アルキルア
クリル酸エステルポリマー、C1 〜C18アルキルメタク
リル酸エステルポリマー、C1 〜C8 アルキルアクリル
酸エステル及びC1 〜C18アルキルメタクリル酸エステ
ルの2以上の結合から誘導されるアルキルアクリル/メ
タクリル酸コポリマー、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(エ
チレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレー
ト)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレンポリマ
ー、スチレン/アクリロニトリルポリマー、ポリカーボ
ネート、ポリスチレン、ポリ(酸化エチレン)、ポリ
(カプロラクトン)、ポリ(フェニレンエーテル)若し
くはそれらの混合物から選ばれ、ポリオレフィンブレン
ドの重量を基準として約2〜約80重量%の極性ポリマ
ーを含む改質ポリオレフィンを有する溶融混和性ポリオ
レフィンブレンド相を含んでなり、さらに極性ポリマー
がブロック/セグメントコポリマーのセグメント極性ポ
リマーと相溶性を有している、ということを意図してい
る。
【0086】他の態様では、有用なポリオレフィンブレ
ンドが、ポリオレフィンブレンド重量を基準として約2
〜約80重量%の1種以上の上記記載の極性ポリマーと
前述の改質ポリオレフィンの極性ポリマーセグメント誘
導体から得られる溶融混和性ポリオレフィンブレンド相
を含むポリオレフィンブレンドとの混合物を含み、該極
性ポリマーセグメントが、既述した、反応性モノマー単
位、すなわち、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル
酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロ
ピルメタクリレート、第三ブチルアミノエチルメタクリ
レート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリシ
ジルメタクリレート、メタクリロキシプロピルトリエト
キシシラン、アクリロキシプロピオン酸、カプロラクト
ン又はそれらの混合物から選ばれる反応性モノマー単位
を含み、さらに該極性ポリマーがブロック/セグメント
コポリマーの極性ポリマーセグメントと相溶性を有して
いる、ということを意図している。また、有用なブレン
ドとしては、さらに、反応性末端分子、すなわち二酸化
炭素、酸化エチレン、酸化プロピレン、無水琥珀酸、無
水マレイン酸、グルタル酸無水物、エピクロロヒドリ
ン、カプロラクトン又はアリルハロゲン化物から選ばれ
る反応性末端分子から誘導される末端官能性残基を改質
ポリオレフィンのブロック上に含み、さらに極性ポリマ
ーがブロック/セグメントコポリマーの極性ポリマーセ
グメントと相溶性を有しているものが上記のものと同様
に提供される。
【0087】他の態様では、典型的には2相のブレンド
で、溶融混和性ポリオレフィン相を含み、さらに、誘導
されるセグメント極性ポリマーが、前記した反応性モノ
マー単位であり、ポリオレフィンブレンドがさらに、ポ
リ(メチルメタクリレート)、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、エチレン/ビニルアルコールコ
ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリカプロラクト
ン、ポリエチレンイミン又はそれらの混合物から選ば
れ、該ブレンドの重量を基準として約2〜約60重量%
の反応性ポリマーを含んでなる、ということを意図す
る。
【0088】上記した”官能化”(functionalized)ポリ
オレフィンブレンド、すなわち、改質ポリオレフィン中
に、ブロック/セグメント極性ポリマー、共重合化され
た反応性モノマー単位を有するブロック/セグメント極
性ポリマー、末端官能性残基を有するブロック、又はこ
れらの組み合わせを有するブレンド、及び官能性改質コ
ポリマーを含むポリオレフィンブレンド中に他の極性ポ
リマー若しくは反応性ポリマーをさらに有するブレンド
は、広い意味での本発明の溶融混和性ブレンドの範囲に
含まれ、射出成形品、ブロー成形品、押出品、又は熱成
形品に対し、前記したように、改善された外観、透明
性、又は機械的特性等の有用性を付与する。特に有用な
本発明の製品としては、インフレート又はキャストによ
るフィルム、テープ、容器及びシートが挙げられる。
【0089】以下の実施例により、本発明のポリオレフ
ィンブレンドの特性、製法、組合せ、使用法及び利点を
説明するが、これらの実施例は本発明を制限するもので
はない。
【0090】実施例 概略的説明及び手順 改質ポリオレフィンの製造 4つの型のポリオレフィンを、ジエンポリマー先駆体の
水素化(又はジュウテリウム置換)によって調製し、次
のポリオレフィン:ポリエチレン(PE)、ポリ(エチ
レン−プロピレン)(PEP)、ポリ(エチレン/エチ
ルエチレン)(PE/PEE)(ランダムコポリマー)
及びポリ(エチルエチレン)(PEE)を得た。これら
のポリマーを特徴づける正確な微細構造及び関連する物
理的パラメータは表2に掲げるとおりであり、これらの
製法の詳細な手順は以下で説明する。概略的には、これ
らのポリオレフィンを、公知の方法により炭酸カルシウ
ム担持パラジウム触媒上で、アニオン重合されたポリジ
エン(イソプレン及びブタジエン)を触媒反応で水素化
することによって製造した。以下でより詳細に説明する
ように、提供された重合化ステージにおけるカチオンを
錯化するための適当な極性添加剤の使用が生成物の微細
構造を制御し、このことは 1H及び13C NMR分析で
確認された。ジブロックコポリマーを、モノマー及び改
質剤の反応媒体への逐次添加により製造した。全ての%
は、特に示さない限り重量基準である。
【0091】PEP、PE/PEE及びPEEホモポリ
マーの密度を、公知の密度勾配管法(density gradient
column techniques)を用いて23℃で測定した。ポリエ
チレンの密度は、融点以上では外挿法により報告されて
いる。なお、7%の1,2単位及び93%の1,4単位
を含むポリブタジエンを水素化することによって製造さ
れる場合、PEの融点は108℃である。
【0092】改質ポリオレフィンの評価:ジエン/水素
化法により製造された各改質ポリマーについて報告され
た数平均分子量(Mn)は、反応の化学量論から、すな
わち、使用される開始剤(sec-ブチルリチウム)及びジ
エンモノマーの総量:分子量(g/モル)=(反応した
ジエンのグラム)/(開始剤のモル)から計算されたも
のである。また、ポリスチレン分子量標準試料でキャリ
ブレーションされたゲル透過クロマトグラフィー(GP
C)を使用して、総分子量範囲及び分散度(Mw/M
n)を評価した。GPC測定により、低分散度(<1.
06)及び予想分子量範囲を確認し、そして、重合化及
び水素化(又はジュウテリウム置換)反応が良好に進行
し、反応が化学量論的に進み、及び予想平均分子量(M
wは10%の範囲内で、Mnとほぼ同じであった)が得
られていることを確認した。Mwは、一般的には分子量
の比較目的に用いられる。
【0093】ブレンド配合物 汎用のプロピレンホモポリマー(Himont ProFax (商品
名)6523、mfr=4、分子量約300,000、本明
細書では”HP−6523”と呼ぶ)を、水素化ジエン
改質ポリオレフィンと溶融ブレンドした。2つの酸化防
止剤、ヒンダードフェノール(トリス(4−t−ブチル
−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−s−
トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリ
オン、Cyanox(商品名)1790、American Cyanamid Co.)
及びホスフィット(トリス(2,4−ジ−t−ブチルフ
ェニル)ホスフィット、Irgafos (商品名)168 、Ciba
Geigy Corp.) を、それぞれ、全てのブレンドに、ブレ
ンドの重量を基準として0.25重量%添加した。改質
ポリオレフィンを、ブレンドの重量を基準として0.4
重量%〜10重量%の範囲で試験した。ブレンド工程及
びプレス工程を通過させて受け入れたポリプロピレンプ
ラックとして直接使用されるHP−6523ポリプロピ
レンペレットを対照とした。HP−6523ペレット
は、示差走査熱量法(下記で説明するDSC)で、結晶
温度が109℃で、再加熱溶融ピーク(rehat melting p
eak)(102.3J/g)の面積から測定された結晶化
度は49%であった。また、溶融ブレンド中で使用され
たポリプロピレンを、そのオリジナル特性との比較のた
め、下記の溶融ブレンド工程を通過させた。酸化防止剤
を含有させた。”溶融ブレンドの対照”を、HP−65
23を使用して3回試験した。3回のDSCのトレース
は、それぞれ、結晶温度が109℃、109℃及び10
7℃で、結晶化度が49%、50%及び50%を示し、
実質的に非溶融対照と同じであった。3回のノッチ付き
アイゾッドの平均値は21、23及び18J/mであっ
た。
【0094】溶融ブレンドの製法 約60gのブレンドを、直径7.5cm、長さ18cm
の2つのロールを有する電気ロール機で製造した。この
ロール機を195℃まで加熱した。ポリプロピレン及び
酸化防止剤をロール機に配置した。ポリプロピレンを溶
融して、水素化ポリジエンを回転バンクに添加した。取
扱いを簡易にするため、該ロールにくっつき易いブレン
ドを、約1gのHP−6523ポリプロピレンからなる
予め製造したフィルムで取り囲み、ポリプロピレンフィ
ルム重量を、ポリプロピレンの総充填量に算入した。材
料を溶融して、混合を5分間行った。
【0095】プラックの加工 ホットメルトをロール機から直接取り出し、195℃、
4.1MPa(600psi)で、熱圧プレス機中の3
×125×125mm(0.125×5×5インチ)の
型に入れた。3分間加圧した。型を冷圧プレス機に移
し、3分間加圧した。プラックを型から取り外して、切
り出し試験片にした。
【0096】衝撃強さ 試料を切り出して、ノッチを入れた。ノッチ付きアイゾ
ッド衝撃強さを、ASTM法D256により測定した。
【0097】透明度及び曇り度の測定 ロール機上の溶融体及び得られたプラックの透明度を検
討した。プラックをHP−6523対照プラックと比較
して評価した。それらを、3mm厚のプラックを透過す
る明るい光がどのくらいであるかということを比較する
ことによって、透視透明度を評価した(対照HP−65
23の透明度の評価は0)。また、プラックを、3mm
のプラックと接触する印刷面が該プラックを通してどの
くらい良好に読むことができるかということを比較する
ことによって、接触透明度を評価した(対照HP−65
23の透明度の評価は0)。改質ポリプロピレンのプラ
ックは、+4(最高)から−4(最低)と評価された。
小さな試料をプラックから切り出し、195℃で、厚み
の定量測定で厚さ20ミルまで試料をプレスした。曇り
度及び視感透過率(LT、ASTM法D−1003)を
測定した。
【0098】示差走査熱量法(DSC) 約20mgの試料をDSC(7Series Thermal Analysi
s System, Perkin Elmer Co.) で評価した。この試料を
208℃/分で200℃まで加熱した。この温度を5分
間保持した。そして、試料を10℃/分で冷却し、結晶
化発熱量(crystallization exotherm)を測定した。報告
値は最大結晶化(maximum crystallization) が発生した
温度である。試料を20℃/分で再加熱し(再加熱曲線
を得る)、溶融吸熱量(melting endotherm) を測定し
た。再加熱曲線から溶融吸熱温度及びエネルギーを測定
した。結晶化のパーセントを、100%の結晶性ポリプ
ロピレンの公知の209J/gでの分率として結晶化の
エネルギーから測定し、改質ポリオレフィンの含有量に
ついて補正した。
【0099】小角中性子散乱の考察(概略) ポリマーブレンドの混和性及び慣性半径(Rg)を、公
知の手段(例えば、前記した「the Wignall section of
Encyclopedia of Polymer Science and Engineerin
g」)である小角中性子散乱(SANS)実験を用いて
実験的に測定した。Oak Ridge National Laboratory
(ORNL)に設置された30mのSANS測定器を測
定のため使用した。この測定器の説明及び所望のデータ
を得るために使用された手段は、Bates 及びWignall
の"Absolute Calibration of Small-AngleNeutron Scat
tering Data" 、J. Appl. Cryst.20 、28〜40頁、1
987に説明されている。ジュウテリウム非含有ホモポリ
マー”A”とブレンドされたジュウテリウム含有ホモポ
リマー”A”とのガウスコイルの慣性半径(Rg)を、
SANSのデータに対してWignall により説明された方
法(上記参照;式38)を適用して測定する。また、ポ
リマーブレンドの混和化度(相互パラメータχによって
示される)を、一方のホモポリマーがジュウテリウムを
含んでなる”A”及び”B”ホモポリマーのブレンドか
ら得られたSANSデータに対して、Wignallの式42
を適用して測定する。本発明のポリマーの詳細なSAN
Sの結果を以下に示す。
【0100】詳細な製法及び製造結果 実施例1:”PEE−70”、ランダムポリエチルエチ
レン/ポリエチレンコポリマーの合成 重量平均分子量(Mw)が約25,000g/モルで、
70%の1,2−ポリブタジエンと30%の1,4−ポ
リブタジエンを反復単位として有するランダムコポリマ
ーを、シクロヘキサン1.5リットルとテトラメチルエ
チレンジアミン(TMEDA)0.338cc中、38
℃で、ブタジエン49.2gと sec−ブチルリチウム
1.97ミリモルとを反応させることによって合成し
た。反応を、メタノール2ccでリビング鎖を終了させ
ることによって、12時間後停止させた。約49gのポ
リマーをロータリエバポレーションによってシクロヘキ
サンを除去した後回収した。GPCは、Mw/Mn≒
1.05を示した。次に、ブタジエンポリマーを、シク
ロヘキサン1.5リットル中で22gのポリマーを50
gの炭酸カルシウム担持パラジウム金属触媒と共に、6
00psiのジュウテリウムガス雰囲気下、92℃で1
5時間、強く攪拌することにより、ジュウテリウムで飽
和させた(水素による飽和も同様の条件で行なった)。
該飽和ポリマーを、孔径0.20ミクロンのフィルター
で触媒粒子を除去し、ロータリエバポレーションにより
シクロヘキサンを除去することによって回収した。標準
手順を用いた1H NMR分光分析により、生成ポリエ
チレンポリマー(”PEE−70”)の完全飽和を確認
した。また、PEE−70のGPCは、この工程中では
分子量中の劣化が全く起きていないことを示した。表2
及び表5中に示された、得られた微細構造を、先駆体ジ
エンポリマーの 1H NMR分光分析により標準手順を
用いて測定した。その結果、PEE−70ポリマーは、
Mw≒25,000ダルトン及びMw/Mn≒1.05
で、約70%のポリ(エチルエチレン、”PEE”;又
は”1−ブテン”)及び30%のポリエチレン(”P
E”)を反復単位(ランダムに配置されている)として
有している。DSC(加熱率5℃/分)はPEE−70
のガラス転移温度(Tg)が−45℃であることを示し
た。PEE−70の算出されたSL(”a”)は約6.
38である(表5)。
【0101】実施例2:”PEP−29”、ポリ(エチ
レン/プロピレン)/ポリ(イソプロピルエチレン)/
ポリ(メチルエチルエチレン)のランダムコポリマーの
合成 重量平均分子量(Mw)が約25,000g/モルで、
約29%の1,4−ポリイソプレン、61%の3,4−
ポリイソプレン及び10%の1,2−ポリイソプレンを
反復単位として有するランダムコポリマーを、シクロヘ
キサン1.5リットルとテトラメチルエチレンジアミン
(TMEDA)0.326cc中、38℃で、イソプレ
ン47.4gと sec−ブチルリチウム1.90ミリモル
とを反応させることによって合成した。反応を、メタノ
ール2ccでリビング鎖を終了させることによって、1
0時間後停止させた。約47gのポリマーをロータリエ
バポレーションによってシクロヘキサンを除去した後回
収した(収率は約100%)。GPCは、Mw/Mn≒
1.05を示した。次に、このポリイソプレンを、シク
ロヘキサン1.4リットル中で22gのポリマーを51
gの炭酸カルシウム担持パラジウム金属触媒と共に、5
80psiのジュウテリウムガス雰囲気下、94℃で1
8時間、強く攪拌することにより、ジュウテリウムで飽
和させた(水素による飽和も同様の条件で行なった)。
該飽和ポリマーを、孔径0.20ミクロンのフィルター
で触媒粒子を除去し、ロータリエバポレーションにより
シクロヘキサンを除去することによって回収した。標準
手順を用いた 1H NMR分光分析により、生成ポリマ
ー(”PEP−29”;”H”又は”D”は、それぞ
れ、水素飽和コポリマー又はジュウテリウム飽和コポリ
マーを意味する)の完全飽和(>98%)を確認した。
また、PEP−29のGPCは、この工程中では分子量
中の劣化が全く起きていないことを示した。表5に表示
されている得られた微細構造を、先駆体ジエンポリマー
1H NMR分光分析により標準手順を用いて測定し
た。その結果、PEP−29ポリマーは、Mw約25,
000ダルトン及びMw/Mn≒1.05で、約29%
のポリ(エチレン−プロピレン)(”PEP”);61
%のポリ(イソプロピルエチレン)若しくは”PiP
E”、又はポリ(3−メチル−1−ブテン);及び10
%のポリ(メチルエチルエチレン)若しくは”PME
E”、又はポリ(2−メチル−1−ブテン)を反復単位
(ランダムに配置されている)として有している。DS
C(加熱率5℃/分)はPEP−29のTgが−7℃で
あることを示した。算出されたSL(”a”)は6.1
9である(表5)。
【0102】実施例3:Mw約100,000の”PE
E−70”の合成 実施例1と同様、70%の1,2−ポリブタジエンと3
0%の1,4−ポリブタジエンを反復単位として有する
が、重量平均分子量(Mw)が約100,000ダルト
ンであるランダムコポリマーを、シクロヘキサン1.5
リットルとTMEDA 0.112cc中、38〜39
℃で、ブタジエン65.4gと sec−ブチルリチウム
0.651ミリモルとを反応させることによって合成し
た。反応を、メタノール2ccでリビング鎖を終了させ
ることによって、12時間後停止させた。約600cc
(456g)のポリマー溶液を水素化のため分けてお
く。ポリマー溶液の残り(545g)をメタノール2.
5リットル中に沈殿させ、35.2gのポリマーを回収
した後真空乾燥した。これにより、水素化溶液を計算に
入れると、実質的に100%のモノマーの重合化率(6
4.7g)が得られた。GPCは、Mw/Mnが約1.
05を示した。溶液中のブタジエンポリマーを、添加し
た900ccのシクロヘキサン及び72.3gの炭酸カ
ルシウム上に担持されたパラジウム金属触媒(Strem Ch
emical) と共に、480psiの水素ガス雰囲気下、7
5℃で23時間、強く攪拌して水素で飽和させた。該飽
和ポリマーを、孔径0.20ミクロンのフィルターで触
媒粒子を除去し、メタノール2リットル/イソプロパノ
ール0.5リットル中で沈殿させ、さらに真空乾燥する
ことによって回収した(27.5g)。標準手順を用い
1H NMR分光分析により、生成ポリマー(”10
0K PEE−70”)の完全飽和を確認した。また、
100K PEE−70のGPCは、水素化中では分子
量の劣化が全く起きていないことを示した。得られた微
細構造を、実施例1と同様に、先駆体ブタジエンポリマ
ーの 1H NMR分光分析により標準手順を用いて測定
した。100KMwの”PEE−70”の測定されたS
L(”a”)は実施例1と同様に約6.38であった
(表5)。
【0103】実施例4:Mw約23,000(”23K
PEP”)のPEPポリマー、ポリ(エチレン/プロ
ピレン)ランダムコポリマーの合成 Mw≒23,000g/モルで、約95%の1,4−ポ
リイソプレンと約5%の3,4−ポリイソプレンを反復
単位(ランダムに配置される)として有してなるポリマ
ーを、シクロヘキサン2リットル中、40℃で、イソプ
レン41.1gと sec−ブチルリチウム1.81ミリモ
ルとを反応させることによって合成した。反応を、メタ
ノール2ccでリビング鎖を終了させることによって、
3時間後停止させた。シクロヘキサンをロータリエバポ
レーションによって除去したら、41.0g(収率10
0%)残った。GPCは、Mw/Mnが約1.05を示
し、分子量は、重合化化学量論によって決定された。”
23K KEP”を得る水素化を、200〜600ps
iの水素ガス雰囲気下、91℃で17時間、21.2g
の23K ポリイソプレンと、1.5リットルのシクロ
ヘキサン及び50.0gの触媒(上記参照)とを混合す
ることによって行なった。該飽和ポリマーを、孔径0.
20ミクロンのフィルター及びシクロヘキサンのロータ
リエバポレーションで触媒粒子を除去し、さらに真空乾
燥することによって回収した(20.2g)。標準手順
を用いた 1H NMR分光分析により完全飽和を確認し
た。表2の”23K PEP”の得られた微細構造を、
ポリイソプレン先駆体の 1HNMR分光分析により標準
手順を用いて測定した。また、23K PEPのGPC
は、水素化中では分子量中の劣化が全く起きていないこ
とを示した。23KPEPのSL(”a”)の測定値は
7.2である(94/6の微細構造を基準、表2、純粋
すなわち100%のエチレン/プロピレンランダムコポ
リマーの”a”7.3と比較)。
【0104】実施例5:”PEP−PEP29ジブロッ
クコポリマー”の合成 約95%の1,4−ポリイソプレンと5%の3,4−ポ
リイソプレンを単位として有する50,000g/モル
のA−ブロック(”PEP”ブロック)と、約29%の
1,4−ポリイソプレン及び61%の3,4−ポリイソ
プレンを単位として並びに10%の1,2−ポリイソプ
レンを反復単位として有する50,000g/モルのB
−ブロック(PEP−29ブロック)と、からなる重量
で50/50のA−Bジブロックコポリマーを次のよう
に合成した。最初に、実施例4の”PEP”について説
明した方法と同様、A−ブロックを、シクロヘキサン
1.5リットル中、40℃で、イソプレン57.4gと
sec−ブチルリチウム1.14ミリモルとを反応させる
ことによって合成した。実施例2の”PEP−29”に
ついて説明した方法と同様、3時間(>99%のコンバ
ーションに十分な時間)後、0.196ccのTMED
A及び57.0gのイソプレンを添加して38℃で反応
させ、B−ブロックを重合化した。反応を、メタノール
2ccでリビング鎖を終了させることによって、12時
間後停止させた。約310gのポリマー溶液を水素化の
ため分けておく。ポリマー溶液の残り(734g)をメ
タノール2.5リットル中に沈殿させ、78.5gの乾
燥ポリマーを回収した。これにより、水素化溶液を計算
に入れると、実質的に99%量(114g)の重合化モ
ノマーが得られた。ポリスチレン標準試料でキャリブレ
ーションしたGPCは、Mw/Mn≒1.05を示し
た。ジブロックコポリマー溶液を、添加した1.0リッ
トルのシクロヘキサン及び75.8gのパラジウム触媒
(実施例4と同様)と共に、335〜450psiの水
素ガス雰囲気下、79℃で22.5時間、強く攪拌して
水素で飽和させた。該飽和ポリマーを、孔径0.20ミ
クロンのフィルターで触媒粒子を除去し、メタノール2
リットル/イソプロパノール0.5リットル中で沈殿さ
せ、さらに真空乾燥することによって回収した(29.
9g)。標準手順を用いた 1H NMR分光分析によ
り、生成ポリマー(”PEP−PEP29”)の完全飽
和を確認した。また、PEP−PEP29のGPCは、
水素化中では分子量中の劣化が全く起きていないことを
示した。飽和ジブロックコポリマーの微細構造を、上記
の23K PEP及び25K PEP−29ポリマーと
同様の重合化条件で評価した。その結果、50重量%の
A−ブロックは、約95%のポリ(エチレン−プロピレ
ン)及び5%のポリ(イソプロピルエチレン)を反復単
位(ランダムに配置されている)として含んでおり、か
つ50重量%のB−ブロックは、約29%のポリ(エチ
レン−プロピレン)、61%のポリ(イソプロピルエチ
レン)、及び10%のポリ(メチルエチルエチレ
ン)(”PMEE”)を反復単位として含んでおり、該
ブロックの微細構造は表2及び表5に示されているとお
りであった。SLは、Aブロックが7.2でBブロック
が6.19である。
【0105】実施例6:ポリスチレン−PEP29ジブ
ロック(”セグメント化された”)コポリマーの合成 50,000g/モルのポリスチレンのセグメントと、
50,000g/モルの混合微細構造ポリイソプレン
(約29%の1,4−付加、61%の3,4−付加、1
0%の1,2−付加;すなわち実施例2のPEP−2
9)とを含む重量で50/50のジブロックコポリマー
を、アニオン重合により合成した。約100gのスチレ
ンモノマーを、約10gのCaH2 と共に一晩撹拌し、
約2gのジブチルマグネシウム上に2度溜出させ(それ
ぞれの溜出後0℃で2時間撹拌する)、さらに、47.
1gのスチレンをモノマービュレット中に溜出させるこ
とによって精製した。約100gのイソプレンモノマー
を、約2gのジブチルマグネシウム上に溜出させ、0℃
で2時間撹拌し、約2gのn−ブチルリチウム上へ2度
溜出させ(それぞれの溜出後0℃で2時間撹拌する)、
さらに、46.7gのイソプレンをモノマービュレット
中に溜出させることによって精製した。約1.5リット
ルのシクロヘキサン溶媒を、アルゴン雰囲気下、ポリス
チリルリチウムから3リットルのガラス反応器中へ新た
に溜出させ、次に、0.95ミリモルのs−ブチルリチ
ウム開始剤及び全部で47.1gの溜出されたスチレン
モノマーを入れた。スチレンブロックを38±2℃で4
時間(スチレンの>99%コンバーションのために十分
な時間)重合化させた後、1.08ミリモルのTMED
Aを反応器へ添加し、次に全ての溜出されたイソプレン
モノマーを添加した。38±1℃で18時間ポリイソプ
レンブロックを重合化させた後、得られたポリスチレン
−ポリイソプレンブロックコポリマーを、2mlの脱ガ
スされたメタノールで終了させ、さらにメタノール2リ
ットル/イソプロパノール0.5リットルの混合物中へ
沈殿させた。約93.5gのポリマーを回収し(収率は
>99%)、さらに、室温で一晩真空乾燥した。GPC
による該ポリマーの分子量分布(Mw/Mn<1.1
0)は小さかった。ポリイソプレンブロックの微細構造
は、製法中反応条件が同様なので、実施例2のPEP2
9先駆体の微細構造と同じであると考えられる。
【0106】上記”PS−PI”(ポリスチレン−ポリ
イソプレン)ジブロックコポリマーのポリイソプレンブ
ロック用の選択的水素化は、次のように行うことができ
る。 1.アルゴンガスがパージされたパイレックスガラス反
応器へ: a.650ccのトルエン(空気を含まない)中に溶解
された20gのPS−PIジブロックポリマー; b.350ccのトルエン(空気を含まない)中に溶解
された0.70gのウイルキンソン触媒(Wilkinson's
Catalyst) (トリス(トリフェニルホスフィン)−ロジ
ウム(I)塩化物,99.99% Aldrich Chemical C
o.);を添加する。 2.水素で20PSIに昇圧する。 3.室温で約12時間強く撹拌する。 4.水素を排気し、ポリマー−リッチ相を室温で過剰メ
タノールにより抽出し、真空炉中で乾燥する。残留触媒
を回収するためには、5%のペンタン溶液からの沈殿工
程を付加することが欠かせない。 このようにして、スチレンの第二セグメント極性ポリマ
ーと、SL(”a”)が6.19(表5の”PEP−2
9”のSL)であり、飽和炭化水素の約50重量%の第
一セグメントと、を有するセグメント化されたコポリマ
ーを製造する。
【0107】実施例7:PMMA−PEP−29ジブロ
ック(セグメント化された)コポリマーの合成 32,000g/モルのポリ(メチルメタクリレート)
(PMMA)のブロック(セグメント)約32重量%及
び68,000g/モルのPEP−29のブロック(セ
グメント)約68重量%を含むジブロックコポリマー
を、前記したように、ベンゼン中でイソプレンをTME
DAと、次にベンゼン/テトラヒドロフラン中でメチル
メタクリレート(MMA)を、という2段階のアニオン
重合をすることにより合成することができる。メチルメ
タクリレートを、CaH2 と共に一晩撹拌し、トリエチ
ルアルミニウム(TEAl)上に溜出させることによっ
て精製する。イソプレンを実施例6で説明したように精
製する。ベンゼンをポリスチルリチウムからの溜出によ
って精製する。テトラヒドロフラン(THF)をナトリ
ウム金属及びベンゾフェノンからの溜出によって精製す
る。68,000g/モルの混合微細構造ポリイソプレ
ンブロック(実施例2のものに類似)を、38℃で12
時間強く撹拌し、次にアルゴンパージされた1リットル
のガラス反応器:ベンゼン160cc、 sec−ブチルリ
チウム0.390ミリモル、TMEDA23.4ミリモ
ル及びイソプレン26.7g中で重合化して、+99%
のコンバーションを得る。次に、ポリイソプレニルアニ
オンを、反応器中へモル比5:1のDPE: sec−ブチ
ルリチウム(1.95ミリモル)を注入することによっ
て、1,1−ジフェニルエチレン(DPE)と反応させ
る(一つのDPE分子が各ポリイソプレニルアニオン鎖
に付加する。該DPEはMMAの開始の間の副反応を抑
制するために必須である。)。次に、反応器に450c
cのTHFを添加し、−78℃まで冷却し、さらに1
2.3gのMMAを添加することによってメチルメタク
リレートを重合化する。1時間後、MMAは完全に重合
化され(>98%)、リビングジブロックコポリマー
は、2ccの脱ガスされたメタノールを注入することに
よって停止される。中間ポリMMA−ポリイソプレ
ン(”PMMA−PI”)ジブロックコポリマーを過剰
メタノール中に沈殿させ、次に真空乾燥することによっ
て回収する。
【0108】上記PMMA−PIジブロックコポリマー
のポリイソプレンブロックを選択的に水素化し、PMM
A−PEP29ジブロックポリマーを得るためには、前
記したような触媒的スキームで十分である。得られたP
EP29ブロックがポリプロピレンと混和するために
は、PI二重結合の100%の飽和が好ましいことでは
あるが、合計分子量しだいで必ずしも必須ではない(例
えば、5%の残留ランダム不飽和は、”a”を僅かに変
化させるだけで、ポリプロピレンとの完全な混和化にと
ってあまり大きな意義を持たないであろう)。公知の水
素化方法を適用して、PMMA−PIジブロックポリマ
ーを飽和させることができる。このようにして、メチル
メタクリレートセグメントと、SL(”a”)が6.1
9(表5の”PEP−29”のSL)であり、約68重
量%の飽和炭化水素の第一セグメントとを有するセグメ
ントコポリマーを製造する。
【0109】実施例8:カルボキシル化されたPEP2
9の合成 カルボン酸末端化”PEP−29”は、ポリ(イソプレ
ン)カルボキシレート(実施例7のように製造される
が、CO2 で終了せしめられる)を、低分子量化するた
めに、[P(C6533 RhCl又は[P(C6
5 )]3 RhHCOのような均質ロジウム触媒で、又
は上記したPd/CaCO3 のような不均質触媒で水素
化することによって合成することができる。このように
して、カルボン酸末端基を有し、SL(”a”)値が
6.19であるPEP−29ポリマーを製造する。
【0110】実施例9:Mw約50,000のPEPの
合成 50,000のPEPを、使用したイソプレンの量(8
5.5g)及び sec−ブチルリチウム開始剤の量(1.
71ミリモル)を除いて実施例4と同様の手段で製造し
た。
【0111】実施例10:ポリスチレン−PEE7
0(”セグメント化された”)ブロックコポリマーの合
成 重量平均分子量約100,000g/モルで、ポリスチ
レン(PS)ブロックセグメントが50重量%のPS−
PEE70ジブロックコポリマーを、アニオン重合し、
次に均質触媒を用いた水素化により合成した。ここで、
PSはアタクチックポリスチレンのセグメントを意味
し、PEE70は70%の1,2付加及び30%の1,
4付加からなる混合微細構造ポリブタジエンコポリマー
を十分に飽和させて提供されるランダムコポリマーを示
す。アニオン重合反応を、開始剤及び化学的改質剤の注
入用の気密ゴム隔壁(septaem) とOリングでシールされ
た取付部品とを有する3リットルの反応器中で行った。
シクロヘキサンを少なくとも1週間、硫酸と共に撹拌
し、精製アルゴン下、隔離された溜出ユニットに導入し
た。10mlのスチレン及び8mlのBuLi(1.
6M)をシクロヘキサン中へ注入し、次に混合物を還流
した。濃いオレンジ色の発色により純度が示された。ス
チレンモノマーを、水素化カルシムから1回、ジブチル
マグネシウムから2回真空下で溜出させ、次に気密ビュ
レットに移した。ブタジエンモノマーを、ジブチルマグ
ネシウムから真空溜出させ、次にnBuLiから2回真
空溜出させて、さらに気密ビュレット中で単離した。双
方のモノマービュレットを反応器上に取り付け、次に、
連結された反応器/溜出ユニットを精製アルゴン下に隔
離した。シクロヘキサン2リットルを反応器中に溜出さ
せ、40℃で保持した。0.906mlの1.225se
c BuLiを気密シリンジを用いて添加し、磁気駆動撹
拌棒(magnetically driven stir bar) を用いて撹拌し
た。続いて、55.5gのスチレンを反応器に添加し、
温度40℃を保持しつつ3時間反応させた。このスチレ
ン重合化工程後、0.191mlの脱ガスされたテトラ
メチルエチレンジアミン(TMEDA)を反応器中に注
入し、55.5gのブタジエンモノマーを添加した。ブ
タジエンの重合化は40℃で15時間40分続行され、
その後3mlの脱ガスされたメタノールを注入し、それ
によって反応が終了せしめられた。
【0112】PS−ポリブタジエン(PS−PB)生成
物を、メタノール中に沈殿させ、次に、真空炉中室温で
数日間乾燥することによって単離した。実験誤差10.
5%の範囲で100%の収率を得た。PS−PBジブロ
ックコポリマーのゲル透過クロマトグラフィー(GP
C)の特性表示は、生成物が、ホモポリマーが2%以下
で少なくとも98%がジブロックコポリマーであること
を示す本質的に単一の単分散溶離ピーク(Mw/Mn<
1.1)を示した。プロトンNMR分析の1,2及び
1,4微細構造に起因する共鳴から、ポリブタジエンブ
ロックの68+5%が1,2付加からなることが確認さ
れた(1,2付加の目標値70%に一致)。収率及びG
PCの結果から、化学量論的分子量は100,000g
/モルである。均質触媒水素化反応をPS−PBジブロ
ックコポリマー上で行った。15.6gのPS−PB
を、精製アルゴン下、グローブボックスに入れられたフ
ラスコ中の100mlの無水トルエンに添加した。ま
た、グローブボックス中、第二のフラスコに、0.80
7gのクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウ
ム、0.809gのトリフェニルホスフィンロジウム、
0.809gのトリフェニルホスフィン及び400ml
の無水トルエンを充填した。かかる2つのフラスコの内
容物を一晩溶解し、次に、各内容物を0.5リットルの
高圧反応器中に入れた。反応器を水素で100psiに
昇圧し、撹拌しながら加熱して7.5時間100℃で保
持した。この水素化ポリマーを、反応溶液にメタノール
を添加することによって沈殿させた。非溶剤としてメタ
ノールを使用したクロロホルムからの沈殿を3回行っ
て、残留触媒を除去した。次に、生成物を真空炉中室温
で乾燥した。プロトンNMRにより、ポリスチレンブロ
ックに影響を与えることなく、ポリブタジエンブロック
中、99.5%以上の二重結合が飽和されていることが
確認された。測定されたSL(”a”)はPEE−70
ブロックについては6.38である。表5に実施例1〜
10のいくつかの分子特性を示す。
【0113】
【表5】 実施例1〜10 微細構造及びセグメント長 実施例 微細構造 測定SL("a")(注1) (表2参照) 1. PEE70(Mw 25K) (PEE)70/(PE)30 6.38 6.4(注2) 2. PEP29(Mw 25K) (PEP)29/(PiPE)61/(PMEE)10 6.19 5.6(注2) 5.7 ±0.2(注3) 3. PEE70(Mw 100K) (PEE)70/(PE)30 6.38 6.4(注2) 6.5 ±0.2(注3) 4. PEP(Mw 23K) (PEP)94/(PiPE)6 7.2 5. PEP-PEP29ジロック 50:(PEP;実施例4)- 7.2 - 6.19 50:(PEP29;実施例2) ( 各ブロック) 6. PS-PEP29(ブロック/ 50:(ポリスチレン)- 6.19 セグメントコポリマー) 68:(PEP29;実施例2) (PEP29 セグメント) 7. PMMA-PEP29(ブロック/ 32:(PMMA)- 6.19 セグメントコポリマー) 68:(PEP29;実施例2) (PEP29 セグメント) 8. PEP29/CO2H [(PEP29;実施例2)-]-CO2H 6.19 (PEP29 セグメント) 9. PEP(Mw 50K) (PEP)94/(PiPE)6 7.2 10. PS-PEE-70(ブロック/ 50:(ポリスチレン)- 6.38 セグメントコポリマー) 50:(PEE-70; 実施例3) (PEE-70ブロック) 注:1.特に表示のない限りガウスコイル近似法を使用
して決定した。 2.3つのタイプの水素化ポリイソプレンランダムコポ
リマーが報告されているSANSの研究から、aPEP
7.3オングストローム、aPiPE=4.2オングストロ
ーム、及びaPMEE=7.2オングストロームと我々が評
価した、最新の最も優れた評価であるPiPEのSLか
ら計算した(L.J.Fetters, D.J.Lohse, D.Richter, T.
A.Witten, Macromolecules へ報告,1994) 。PiPE
のSL値の評価の減少により、PEP29の計算された
SL値は約0.6単位減少し、5.6まで減少した。 3.以下の詳細なSANS実施例の項で説明されるよう
なSANSの測定及び計算による。
【0114】SANS実験、セグメント長(SL又は”
a”)測定(詳細) A.SANS実施例1〜4の合成 PEE70(例えば、実施例1又は3)及びPEP29
(例えば実施例2)の統計的セグメント長(SL又は”
a”)を求めるため、小角中性子散乱(SANS)実験
を、これらの材料の水素化バージョン(H)及び部分的
にジュウテリウム置換されたバージョン(D)を用いて
行った。このうち十分に水素化された型は、先駆体ポリ
ジエンの不均質触媒水素化によって製造した。飽和反応
において水素をジュウテリウムで置換することによっ
て、部分的にジュウテリウムの標識付けを行った。2つ
のPEPコポリマーを、1,4ポリイソプレン(大部分
はシス)からMw≒25,000g/モル及びMw/M
n≒1.04、及び実施例4に詳述されている反応条件
で製造し、表5のSANS実施例1及び2のPEP29
(H)及びPEP29(D)を得た。また、Mw≒10
0,000及びMw≒25,000g/モルの1,2−
ポリブタジエン(Mw/Mn≒1.04)を、それぞれ
実施例3及び1と同様に製造し、それぞれ水素化し及び
ジュウテリウム置換して、表5のSANS実施例3及び
4に示すPEE70(H)及びPEE70(D)を得
た。飽和度を、溶液のNMR分析によって実質的に完全
(>99%)になったことを確認した。密度を測定し、
かつ23℃で行われる密度勾配測定器を用いてジュウテ
リウム含有量を測定した。表6にかかる4つのコポリマ
ーのいくつかのデータを示す。
【0115】
【表6】 小角中性子散乱の実験を行ったポリオレフィン SANS実施例(1) 化学式 N(2) p(25 ℃),g/cc 1. PEP29(H) 25K (C5H10)N 446 0.8742 2. PEP29(D) 25K (C5H6.07D3.93)N 446 0.9232 3. PEE70(H) 100K (C4H8)N 1790 0.8686 4. PEE70(D) 25K (C4H5.23D2.77)N 446 0.9115 注:1.上記したように製造した;微細構造は表2に示
されている。 2.概略的な重合度Nは、108立方オングストローム
のセグメント体積で規定される。
【0116】B.ブレンド及びSANSの研究 ブレンドのSANS用試験片を、シクロヘキサン中のブ
レンド成分を溶解して残留溶液を混合し、次に溶媒蒸発
及び真空下で24時間乾燥することによって製造した。
この実験のため、SANSブレンドのそれぞれは、各成
分を50容量%すなわち体積分率Φ1 =0.5を含んで
いた。中性子散乱セルを、石英光学平板(quartz optial
flats) の上に、直径2.5cm、1.5mm厚に乾燥
ブレンド混合物を置き、第二石英窓を用いて厚さ1.2
5mmまで該混合物をプレスすることによって製造し
た。厚みをアルミニウム製スペーサリングで保持した。
得られたアセンブリーを2成分エポキシ接着剤を使用し
てシールした。SANS実施例1〜4で製造されたSA
NSブレンドのリストを表7に示す。SANS測定をO
RNLに設置された30m計測器で行った。所望のデー
タを得るためのこの機械及び使用された手段の説明は、
上記したBates 及びWignall の文献になされている。こ
こに報告した測定は、精製成分のガラス転移温度以上の
23℃で行った。
【0117】C.セグメント長の確認のためのSANS
実験の結果 各ブレンドのSLの値(表7のSANS実施例1/2、
3/4、及び1/4)を、Wignall の文献中で説明され
ている標準手順にしたがって、実験データを分析するこ
とによって得た。表7はSANSの結果を示す。また、
各ブレンドの相互作用パラメータの臨界値(χc )が、
この表に示されている。SANSにより測定されたχパ
ラメータは各ブレンドの臨界値以下であり(χ<χ
c )、3つのブレンドの全てが混和性、均質ブレンドと
して特徴づけられている。表7は、一定のセグメント体
積ν=108立方オングストロームでの統計的セグメン
ト長が、aPEP29 =5.7オングストローム及びa
PEE70 =6.5オングストロームであり、各結果には±
0.2オングストロームの評価誤差があることを示して
いる。これらの値を前記したランダムコポリマー用のガ
ウスコイル近似法から計算されたものと比較することが
できる。aPE=8.8オングストローム(25℃に外挿
される)及びaPEE =5.0オングストロームを使用し
て計算したところ、aPE E70 =6.4オングストローム
であり、実験的に測定した値6.5±0.2オングスト
ロームの実験誤差の範囲内であった(表5)。同様に、
PEP29材料中に存在する微細構造のデータを使用し
て(表2及び5並びに表7の注2)計算したところ、a
PEP =5.6オングストロームであり、再び、SANS
測定値の実験誤差の範囲内であった。これらの結果か
ら、”a”(セグメント長)値を計算するためにガウス
コイル近似法が使用できることが示された。
【0118】
【表7】 ブレンドのSANS結果 SANS結果 ────────────────────── SANS実施例の 体積分率 χC SL, χ 混和性? コポリマーブレンド オングストローム χ<χC? SANS実施例1/2: PEP29(H)/PEP29(D) 0.5 0.0045 5.7±0.2 0.00085(1) あり 実施例3/4: PEE70(H)/PEE70(D) 0.5 0.0025 6.5±0.2 0.00080(1) あり 実施例1/4: PEP29(H)/PEE70(D) 0.5 0.0045 6.5±0.2 0.0038(2) あり (1)混合物[PEP29(H)/PEP29(D) 及びPEE70(H)/PEE70
(D) ]ではχ≒0.0008である。この値はアイソトープ効
果に原因がある(例えば、Bates 及びWignall の文献参
照のこと)。 (2)アイソトープ効果の補正がされる場合、SLの差
のためChi パラメータが0.0030であることに注意。
【0119】予備ブレンド混和実験:PPを有するPE
E−70(実施例1)及びPEP−29(実施例2) 予備混和実験を、Mentor, OhioのAmerican Polymer Sta
ndardsから入手したMw=47,500及びMn=2
1,300g/モルで特徴づけられるPPである、分画
されたアイソタクチックポリプロピレン(PP)(”P
P−45K”と呼ぶ)を使用して行った。PEE−70
(実施例1)及びPEP−29(実施例2)の試験片
を、脱ガスされたデカヒドロナフタレン中PP−45K
(50:50w/w)と別々にアルゴン下、1〜2時
間、125℃でそれぞれ溶解し、2%w/v溶液を得
て、さらにイソプロパノール中25℃で沈殿させた。次
に、沈殿され、完全に混合されたポリマーブレンドを、
真空下で一晩100℃で乾燥した。各沈殿ブレンドの小
片(5mg)を加熱ガラススライド(180〜200
℃)上に配置した。瞬間的に試料を溶融し、ガラスカバ
ースリップで覆った。2〜15分後、試料を25℃のメ
タノールで急冷することにより室温まで迅速に冷やし、
ポリマーブレンドの高温での構造に固定した。該構造
は、(急冷中にも生じる)ポリプロピレンの結晶化によ
り凍結される。対照実験を、同様に、純粋なPP−45
K及び非混和性ブレンド(PP−45K、SLは6.
2、ポリ(エチレン−プロピレン)(”PEP”、SL
は7.2)の顕微鏡用試験片を作製して行った。
【0120】純粋なPP−45Kの試料を、光学顕微鏡
で100倍で観察したところ、急冷されたポリプロピレ
ンのセミクリスタル質(semicrystalline nature)による
僅かな不均質性が明らかになった。予期していたよう
に、PP−45K及びPEPポリマーの非混和性ブレン
ドには、はっきりと微細相分離が現れた。しかしなが
ら、PEE−70/PP−45K(それぞれSLは、
6.38及び6.2を有する)のブレンド及びPEP−
29/PP−45K(それぞれSLは、6.19及び
6.2を有する)のブレンドは、100倍で見えるほど
の相分離はなく、明らかに混和していた。さらに、後者
の2つのブレンドは、純粋なPP−45K試料よりも、
より光学的に透明で、PEE−70及びPEP−29ポ
リマーがポリプロピレンと混和していることを示してい
た。
【0121】PPを有するPEP、PEP29及びPE
E70の光学的考察 23K PEP(実施例4)、25K PEP29(実
施例2)及び25KPEE−70(実施例1)を有する
ポリプロピレン(Mwが約300,000で、安定化さ
れている、Himont Corp から入手した”HP−652
3”、又は”HP6501”と呼ばれる、最小限に安定
化されたHP−6523)のブレンド(φ=0.50w
/w)を、加熱デカヒドロナフタレン(120〜140
℃)中で一緒に溶解し、次に、イソプロパノール中で沈
殿させ、100℃で一晩真空乾燥することによって製造
した。それぞれ約0.5gの乾燥沈殿物を、まず、バイ
スで0.65mm厚までプレスし、次に、2つの加熱ガ
ラススライドの間で200℃で0.52mm厚までプレ
スして、10分間アニールした。次に、混合物をメタノ
ール浴中で急冷した。該混合物の透明性の測定は、約5
mmの印刷文字を、ポリマーフィルムを通して読むこと
のできる最大距離を測定することにより行った。結果を
以下の表8に示す。
【0122】
【表8】 5mmの印刷文字を判読可能なブレンド及び最大距離 ブレンド 最大距離 PP(HP-6523)+23k PEP 約 1mm ( 非常に不明瞭) PP(HP-6501)+25k PEP29 約 50cm ( わずかに不明瞭) PP(HP-6501)+25k PEE70 >5m ( 非常に明瞭)
【0123】上記のように、前記した改質ポリオレフィ
ンPEP29又はPEE70を有するポリプロピレンの
ブレンドの透明性は、PEPを有するPPの混合物の低
い透明性と比較すると、著しく向上している。これらの
試料中、透明性が最も改善されたのはSL値がそれぞれ
6.2及び6.38であるPP+PEE70ブレンドで
あった。
【0124】溶融ブレンド結果 ブレンド1:ポリプロピレン(SL=6.20)中の1
0%のPEE70(測定されたSL=6.38) 実施例1の10部のPEE70を、上記したロール機
上、90部のPP(HP−6523)とブレンドした。
プラックを、上記した成形機中でホットメルトをプレス
することにより製造した。測定された結晶化温度は11
3℃であった。ノッチ付きアイゾッド衝撃強さは36J
/mであった。
【0125】ブレンド2〜4:ポリプロピレン中のPE
E70 実施例1のPEE70を、ブレンド1で述べたようにし
て、製造されたポリプロピレン中に3回(0.4%、
1.2%及び3.5%)追加充填して評価した。ブレン
ド1〜4の実験結果を表9に示す。上記したこれらの結
果及び透明度の結果は、25,000分子量のPEE7
0が透明度を維持又は向上させながらも、衝撃強さと結
晶化率を向上させていることがわかる。結晶化温度を上
げるためには0.4%の低いレベルで十分であるが、顕
著な衝撃強さの向上のためにはより高いレベルが必要で
ある。
【0126】
【表9】 PEE70/ポリプロピレンブレンド 接触 視感 ノッチ付 結晶化 PPの ブレンド PEE70 透明度 透明度 透過率 アイゾッド 温度 結晶度 # % 等級 等級 % J/m ℃ % ──────────────────────────────────── 対照 0 0 0 90.83 23 109.1 50 1 0.4 2 4 90.41 20 112.9 50 2 1.2 0 0 91.12 22 116.6 47 3 3.5 2 4 90.75 24 112.6 53 4 10 3 4 91.19 36 113.3 57
【0127】ブレンド5〜8:ポリプロピレン(SL=
6.20)中のPEP29(SL=6.19) 実施例2のPEP29を、レベル0.4、1.2、3.
5及び9%でポリプロピレン(HP−6523)とブレ
ンドした。評価結果を表10に示す。25,000分子
量のPEP29は、0.4%の低いレベルで、結晶化温
度を向上させている。
【0128】
【表10】 PEP29/ポリプロピレンブレンド 接触 視感 ノッチ付 結晶化 PPの ブレンド PEP29 透明度 透明度 透過率 アイゾッド 温度 結晶度 # % 等級 等級 % J/m ℃ % ──────────────────────────────────── 対照 0 0 0 90.45 21 108.8 49 5 0.4 2 2 90.29 20 111.9 48 6 1.2 0 0 90.59 20 112.1 49 7 3.5 3 3 90.92 19 114.6 50 8 9 0 0 91.28 18 113.1 55
【0129】ブレンド9〜11:ポリプロピレン(SL
=6.20)中のPEP(SL=7.20) 実質的にPPのSLより長いSL=7.2を有するポリ
オレフィンである実施例4のPEPを、0.4、1.2
及び3.5%のレベルでポリプロピレン(HP−652
3)とブレンドした。評価結果を表11に示す。ポリプ
ロピレンのSLの約10%の範囲内のSLを有する改質
ポリオレフィンとは異なり、PEPは、結晶化温度を向
上させることはなく、かつ透明度もかなり劣っていた。
【0130】
【表11】 PEP/ポリプロピレンブレンド 接触 視感 ノッチ付 結晶化 PPの ブレンド PEP 透明度 透明度 透過率 アイゾッド 温度 結晶度 # % 等級 等級 % J/m ℃ % ──────────────────────────────────── 対照 0 0 0 90.69 18 106.8 50 9 0.4 -1 -1 90.74 - 108.1 48 10 1.2 0 -1 91.68 - 108.9 50 11 3.5 0 0 89.96 26 107.9 50
【0131】ブレンド12〜15:ポリプロピレン(S
L=6.20)中の100,000分子量のPEE70
(SL=6.38) 実施例3のMw100,000のPEE70を、ブレン
ド1で述べたようにして、ポリプロピレン中に4回
(0.4%、1.2%、3.5%及び10%)充填して
評価した。結果を表12に示すが、100,000分子
量のPEE70が透過率を維持又は向上させながらも衝
撃強さを向上させていることがわかる。
【0132】
【表12】 100,000分子量のPEE70/ポリプロピレンブレンド 接触 視感 ノッチ付 結晶化 PPの ブレンド PEE70 透明度 透明度 透過率 アイゾッド 温度 結晶度 # % 等級 等級 % J/m ℃ % ──────────────────────────────────── 対照 0 0 0 90.69 18 106.8 50 12 0.4 0 1 90.74 - 104.8 49 13 1.2 0 0 90.70 - 104.5 49 14 3.5 1 0 91.00 25 104.6 49 15 10 0 1 91.89 46 104.7 50
【0133】ブレンド16〜19:ポリプロピレン混和
性ブロック(PEP29、SL=6.38)及びポリプ
ロピレン非混和性ブロック(PEP、SL=7.30)
でセグメント化されたコポリマーである実施例5のジブ
ロックポリマーの評価 実施例5のPEP−PEP29ジブロックコポリマー
を、ブレンド1で述べたようにして、ポリプロピレン中
に4回(0.4%、1.2%、3.5%及び10%)充
填して評価した。結果を表7に示すが、改質ポリオレフ
ィンジブロックコポリマーが透過率を維持又は向上させ
ながらも衝撃強さを向上させていることがわかる。した
がって、少なくとも一つの溶融混和性ポリオレフィンブ
ロック(セグメント)を有するジブロック改質ポリマー
は、ポリプロピレンのような第一ポリオレフィンを改質
する場合に有効である。
【0134】
【表13】 ブロックコポリマー/ポリプロピレンブレンド 接触 視感 ノッチ付 結晶化 PPの ブレンド 実施例5 透明度 透明度 透過率 アイゾッド 温度 結晶度 # % 等級 等級 % J/m ℃ % ──────────────────────────────────── 対照 0 0 0 90.69 18 106.8 50 16 0.4 0 0 91.07 - 105.7 50 17 1.2 4 3 91.33 - 106.1 49 18 3.5 1 0 90.87 24 106.5 49 19 10 1 0 92.08 34 106.4 50
【0135】ブレンド20:2つの非混和性ポリオレフ
ィンのブレンドの相溶化剤としてのオレフィン−オレフ
ィンブロックコポリマー(PEP−PEP29)の評価 90%のPP、8.3%の実施例9のPEP(Mw 5
0,000)、及び1.7%のPEP−PEP29(実
施例5)のブレンドを、ブレンド1に関して説明した手
段で製造した。DSCは、ポリプロピレン成分に関し、
結晶化温度112℃及び結晶化度49%を示し、非混和
性PP/PEPブレンドと低いレベル(1.7%)のP
EP−PEP29改質ポリオレフィンジブロックポリマ
ー間にある程度の相溶化が生じたことが明らかになっ
た。
【0136】ブレンド21:PS−PEP29ブロック
コポリマーの評価 4gの実施例6のPS−PEP29ブロックコポリマー
を、96gのプロピレンホモポリマー(mfr=4、コ
ンディションL)と、195℃に設定された2本練りロ
ール機上でブレンドする。材料を溶融後、さらに3分混
合する。加熱材料を成形機に移して、0.15×24×
24cmのシートに成形する。たるみ試験を0.15×
10×10cm切片について次のように行う。この切片
を7.6cm四方の開きを有する金属型枠中にクランプ
する。金属製定規をたるみの測定のため該型枠に当て
る。型枠及びシートを190℃の強制空気炉中に入れ
る。該炉のドアの窓を通してシートのたるみの量を観察
する。PS−PEP29ブロックコポリマー(改質ポリ
オレフィン)で改質されたPPのブレンドから製造され
たシートは、同じ手段で試験された非改質ポリプロピレ
ンシートよりもゆっくりたるむ点で優れている。
【0137】ブレンド22〜23:PS−PEP29ブ
ロックコポリマーの評価 実施例6のブロックコポリマーを0.5%又は2%含む
ブレンドを製造し、ブレンド21と同様に評価する。こ
れらもまた、非改質ポリプロピレン対照よりもゆっくり
たるみ、PS−PEP29ブロックコポリマーが非常に
低いレベル(ブレンド重量の0.5又は2%)でPPの
たるみに影響を及ぼすことがわかる。
【0138】ブレンド24〜32:ポリプロピレン/ポ
リスチレンブレンドの相溶化剤としてのPS−PEP2
9ブロックコポリマーの評価 プロピレンホモポリマー(mfr=0.8)及びポリス
チレン(汎用ポリスチレン、mfr 8、比重1.0
5、Amoco Corpから入手)のブレンドを表14の配合に
より製造する。このブレンドを、Haake Rheocord中、2
10℃で混合する。次に、該ブレンドを粒状にし、22
0℃でプレスして0.3cm厚のシートにする。実施例
6のPS−PEP29ブロックコポリマーを含むこれら
のブレンドは全て、相溶化剤を含まない対応するブレン
ド(ブレンド24,27,30)よりも高い引張り強さ
をもっている。ブレンド25,26,28及び29は、
アセトン又はキシレン中への浸漬による影響が、非改質
ポリスチレン対照よりも少ない。ブレンド28,29,
31及び32は、測定した引張り弾性率によると、ポリ
プロピレン対照よりも硬い。
【0139】
【表14】 相溶化されたポリプロピレン/ポリスチレンブレンド ブレンド24 20% PP 80% PS - ブレンド25 19.5% PP 78% PS 2.5% PS-PEP29 ブレンド26 18% PP 72% PS 10% PS-PEP29 ブレンド27 50% PP 50% PS - ブレンド28 48% PP 48% PS 4% PS-PEP29 ブレンド29 45% PP 45% PS 10% PS-PEP29 ブレンド30 75% PP 25% PS - ブレンド31 72% PP 24% PS 4% PS-PEP29 ブレンド32 67.5% PP 22.5% PS 10% PS-PEP29
【0140】ブレンド33〜35:ポリプロピレン/ポ
リフェニレンエーテルブレンドの相溶化剤としてのPS
−PEP29ブロックコポリマーの評価 表15に掲げられたポリプロピレン/ポリフェニレンエ
ーテル[ポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキサイ
ド);比重1.1、General Electric Companyから入
手)]ブレンドを、ブレンド24〜32について説明し
た手段で製造する。ブレンド温度及びシート成形加工の
温度は240℃である。PS−PEP29ブロックコポ
リマーを含むこれらのブレンド(ブレンド34,35,
37及び38)は全て、相溶化剤を含まない対応するブ
レンド(ブレンド33又は36)よりも高い引張り強さ
をもっており、相溶性が改善されたことがわかる。ブレ
ンド34及び35は、イソプロピルアルコール又はアセ
トンによる影響が、非改質ポリフェニレンエーテル対照
よりも少ない。ブレンド37及び38は、非改質ポリプ
ロピレン対照と比較して硬く、またより高温で荷重を支
えることができる。
【0141】
【表15】 相溶化されたPP/ポリフェニレンエーテル(PPE) ブレンド ブレンド33 20% PP 80% PPE 0% PS-PEP29 ブレンド34 19.5% PP 78% PPE 2.5% PS-PEP29 ブレンド35 18% PP 72% PPE 10% PS-PEP29 ブレンド36 75% PP 25% PPE 0% PS-PEP29 ブレンド37 72% PP 24% PPE 4% PS-PEP29 ブレンド38 67.5% PP 22.5% PPE 10% PS-PEP29
【0142】ブレンド39〜41:PMMA−PEP2
9ブロックコポリマーの評価 PS−PEP29ブロックコポリマーに代えて実施例7
のPMMA−PEP29ブロックコポリマーを用いたこ
とを除いて、ブレンド21〜23のものと同じシートを
製造する。たるみ試験の結果から、PMMA−PEP2
9ブロックコポリマーが、PP対照と比較してたるみを
減少させたことがわかる。DSCからは、結晶化温度が
非改質ポリプロピレン対照よりも高いことがわかる。
【0143】ブレンド42〜57:相溶化剤としてのP
MMA−PEP29ブロックコポリマーの評価 ポリプロピレンと、ポリメチルメタクリレート(PMM
A、mfr 15(コンディションI)及び比重1.1
8)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン三元コ
ポリマー(ABS、mfr 5(コンディションI)及
び比重1.05)、ポリカーボネート(PC、mfr
16.5(コンディションO)、比重1.20)及びポ
リエチレンテレフタレート(PET、m.p.245
℃、比重1.4及び極限粘度数0.74)のブレンドを
ブレンド24〜32について説明したように製造する。
表16に掲げられた配合により、温度200℃から27
5℃で行う。全ての場合において、PMMA−PEP2
9は、引張り強さの向上から明らかなように、ブレンド
を相溶化させている。
【0144】
【表16】 相溶化されたポリプロピレンブレンド ブレンド42 25% PP 75% PMMA - ブレンド43 24% PP 72% PMMA 4% PMMA-PEP29 ブレンド44 75% PP 25% PMMA - ブレンド45 72% PP 24% PMMA 4% PMMA-PEP29 ブレンド46 25% PP 75% ABS - ブレンド47 24% PP 72% ABS 4% PMMA-PEP29 ブレンド48 75% PP 25% ABS - ブレンド49 72% PP 24% ABS 4% PMMA-PEP29 ブレンド50 25% PP 75% PC - ブレンド51 24% PP 72% PC 4% PMMA-PEP29 ブレンド52 75% PP 25% PC - ブレンド53 72% PP 24% PC 4% PMMA-PEP29 ブレンド54 25% PP 75% PET - ブレンド55 24% PP 72% PET 4% PMMA-PEP29 ブレンド56 75% PP 25% PET - ブレンド57 72% PP 24% PET 4% PMMA-PEP29
【0145】ブレンド58:ポリプロピレンの表面極性
の向上 20部の実施例8のカルボキシ末端化PEP29と80
部のポリプロピレンとのブレンドを、Haake Rheocord中
で製造し、ブレンド21に関して説明したようにプレス
してシートにする。非改質ポリプロピレンとの比較で
は、ペイントに対する挙動から、表面極性が向上してい
ることがわかる。溶媒ベースの(又は水ベース)のペイ
ントを塗布すると、改質シートはより均等な表面コーテ
ィングを示す。
【0146】ブレンド59:カルボキシ末端化ポリオレ
フィンの反応性配合 20部のPP、75部のナイロン6及び5部の実施例8
のカルボキシ末端化PEP29とのブレンドを、Haake
Rheocord中で配合し、ブレンド24〜32に関して説明
したように270℃でプレスしてシートにする。改質ブ
レンドの引張り強さは、改質ポリオレフィン相溶化剤を
含まない対照ブレンドのものよりも大きい。また、改質
ブレンドは、非改質ナイロン対照と比較した場合、湿気
のある環境中でのゆがみが少ない。
【0147】ブレンド60:カルボキシ末端化ポリオレ
フィンの反応配合 70部のPP、25部のナイロン6及び5部の実施例8
のカルボキシ末端化PEP29とのブレンドを、Haake
Rheocord中で配合し、ブレンド24〜32に関して説明
したように260℃でプレスしてシートにする。改質ブ
レンドの引張り強さは、改質ポリオレフィン相溶化剤を
含まない対照ブレンドのものよりも大きい。塗布された
シートは、非改質ポリプロピレンの塗布されたシートと
比較して、より均質な外観を有している。
【0148】ブレンド61〜64:ポリプロピレン添加
剤としてのPS−PEE70ブロックコポリマーの評価 100,000分子量のPS−PEE70ジブロックコ
ポリマー(実施例10)及びポリプロピレンホモポリマ
ーとのブレンド(ブレンド61)を製造し、評価した。
0.30gのPS−PEE70ジブロックコポリマー
を、59.70gのプロピレンホモポリマー(mfr=
4、条件L)と、195℃に設定された2本練りロール
機でブレンドした。酸化防止剤(1,3,5−トリアジ
ントリオン(Cyanox(商品名)1790)及びトリス(2,
3−ジ−第三ブチルフェニル)ホスフィットをそれぞれ
0.15g)をさらに添加した。材料を溶融後、さらに
3分混合する。加熱材料を熱圧プレス機に移して、0.
15×24×24cmのシートに成形する。試料をDS
C中で200℃に加熱してから、10℃/分で冷却し
た。かかる条件では、最大の結晶化は112℃で生じ
た。これは、同様の方法で添加された酸化防止剤を有す
る非改質ポリプロピレン対照(ブレンド62)と比較し
て、6℃の向上である。PS−PEE70ジブロックコ
ポリマーは、ポリプロピレンの結晶化核剤として作用す
る。
【0149】同様の手段で、プロピレンホモポリマー
中、PS−PEE70ジブロックコポリマー1.5%の
ブレンド(ブレンド63)又は4%のブレンド(ブレン
ド64)を製造した。ブレンド64の試料を、透過電子
顕微鏡試験(TEM)用に、低温で薄い切片に切り出
し、四酸化ルテニウムに暴露することによって製造し
た。四酸化ルテニウムは選択的にスチレンを染色する。
PEE−70がポリプロピレンと混和性でないとした
ら、改質ポリオレフィンは大きなドメイン(domain)を形
成し、TEMではポリスチレンドメインは、PEE70
の塊(clump) 中に、寄せ集められて一緒になったものと
して現れるだろう。PEE70がポリプロピレンと混和
性であるとしたら、ポリプロピレン混和性PEE70の
部分を介して、ポリプロピレン中によく分散された個別
のポリスチレンのドメインを確認できるだろう。該ドメ
インの直径は、0.02ミクロン程度であろう。図2に
示されたTEMから、PEE70がポリプロピレンと混
和していることが確かにわかる。好ましい分散ポリスチ
レンドメインの大きさは0.02〜0.04ミクロン程
度である。
【0150】次の表17に、いくつかのブレンド成分、
及び、SANS又は光学的方法により測定され又は観察
されたそれらの分子量、各SL、SLの差(%Δa )、
及びそれらの50/50の容量/重量率での混和性が示
されている。かかるデータは、上記表3及び4に示され
たMwの限度内の分子量を有するいくつかの混和性ブレ
ンドの観察結果を示している。本発明の他の態様は、こ
こに開示された本発明の詳細な説明又は実施例を通じ
て、当業者には明らかであろう。詳細な説明及び実施例
は単なる例示であり、本発明の真の範囲及び精神は特許
請求の範囲に示されている。
【0151】
【表17】 実施例における50/50体積分率(φ=0.5)でのポリオレフィンの混和性 と%Δa ポリマー ポリマー "a"A "a"B % Δa ブレンド 混和性 "A",Mw "B",Mw オングス オングス A 及びB の測定 トローム トローム の混和性? 方法 ──────────────────────────────────── PEP29(H), PEP29(D), 5.7 5.7 0 あり SANS 25k 25k (SANS (SANS 実施例1) 実施例2) PEE70(H), PEE70(D), 6.5 6.5 0 あり SANS 100k 25k 実施例1 実施例1 PP(HP-6501), PEE70(D), 6.2 6.5 5 あり 光学的 300k 25k 観察 PP, 45k PEE70(D), 6.2 6.5 5 あり 光学的 25k 観察 PP, 45k PEP29(D), 6.2 5.7 9 あり 光学的 25k 観察 実施例2 PP(HP-6501), PEP29(D), 6.2 5.7 9 あり 光学的 300k 25k 観察 PEE70(D), PEP29(H), 6.5 5.7 14 あり SANS 25k 25k PEP, 23k PP(HP-6523), 7.2 6.2 16 なし 光学的 実施例4 300k 観察 PEP, 23k PP, 45k 7.2 6.2 16 なし 光学的 観察
【図面の簡単な説明】
【図1】表3のデータを図示した図
【図2】PS−PEE70のブレンドの粒子構造を示す
TEM写真
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー・ハリス・ローズデイル アメリカ合衆国ペンシルバニア州19106、 フィラデルフィア、ロウカスト・ストリー ト 200 アパートメント6−A (72)発明者 マーク・フレデリック・シュルツ アメリカ合衆国ミネソタ州55414、ミネア ポリス、エスイー ナンバー10 フィフス ストリート 516 (72)発明者 クリストファー・アルムダル デンマーク国、DK−4000、ロスキレ、ヒ ムメレフ、エヌワイブイイージェイ 29

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)ブレンドの重量に基づいて約50か
    ら約99.8重量%の、第一ポリオレフィンのセグメン
    ト長を有する第一のポリオレフィン、および b)ブレンドの重量に基づいて約0.2から約50重量
    %の、少なくとも1種の改質ポリオレフィンを含む溶融
    混和性ポリオレフィンブレンドであって、 該改質ポリオレフィンが第一のポリオレフィンのセグメ
    ント長の約85%から約115%の改質ポリオレフィン
    セグメント長を有する前記ポリオレフィンブレンド。
  2. 【請求項2】 第一のポリオレフィンがポリプロピレン
    またはエチレン/α−オレフィンコポリマーであって、
    改質ポリオレフィンが低級オレフィン、低級ジオレフィ
    ンおよびその混合物から選ばれる1以上のモノマー単位
    とエチレンとのランダムコポリマーを含む、請求項1記
    載のポリオレフィンブレンド。
  3. 【請求項3】 a)第一のポリオレフィンのセグメント
    長が絶対値で約4.2から約8.8オングストロームの
    範囲内であり、 b)改質ポリオレフィンがエチレン、プロピレン、1−
    ブテン、ブタジエン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1
    −オクテン、イソプレン、2−メチル−1−ブテン、3
    −メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、お
    よびそれらの混合物からなる群より選ばれるモノマー単
    位を含み、 第一のポリオレフィンセグメント長と改質ポリオレフィ
    ンセグメント長の範囲と絶対値が、1.08×10-22
    立方センチの任意に選択された共通のセグメント体積か
    ら決定される、 請求項1記載のポリオレフィンブレンド。
  4. 【請求項4】 第一のポリオレフィンセグメント長(S
    L−1)および改質ポリオレフィンセグメント長(SL
    −X)が以下の関係を有する請求項1記載のポリオレフ
    ィンブレンド: (SL−1またはSL−X)=Rg/(N/6)1/2 式中、Rgは第一のまたは改質ポリオレフィンそれぞれ
    の測定慣性半径であり、Nは第一のまたは改質ポリオレ
    フィンそれぞれの平均ポリマー鎖中の統計的セグメント
    の数であり、重量平均分子量Mwを有する平均ポリマー
    鎖において、Nは以下の式により決定される: N=(Mw/A)/(p×V) 式中、Aはアボガドロ数であり、pは測定密度、Vは任
    意に選ばれた共通のセグメント体積であり、それぞれ第
    一のまたは改質ポリオレフィンに関する物が使用され
    る。
  5. 【請求項5】 a)ブレンドの重量に基づいて約50か
    ら約99.8重量%の、ポリプロピレンまたはエチレン
    /α−オレフィンコポリマーであり、絶対値で約4.2
    から約8.8オングストロームの範囲の第一のポリオレ
    フィンセグメント長を有する第一のポリオレフィン、お
    よび b)ブレンドの重量に基づいて約0.2から約50重量
    %の、プロピレン、1−ブテン、ブタジエン、1−ペン
    テン、1−ヘキセン、1−オクテン、イソプレン、2−
    メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メ
    チル−1−ペンテン、およびそれらの混合物からなる群
    より選ばれる1種以上のモノマーとエチレンとのランダ
    ムコポリマーを含む、少なくとも1種の改質ポリオレフ
    ィンを混合する溶融混和性ポリオレフィンブレンドの製
    造方法であって、 該改質ポリオレフィンが第一のポリオレフィンのセグメ
    ント長の約85%から約115%の改質ポリオレフィン
    セグメント長を有し、 第一のポリオレフィンセグメント長と改質ポリオレフィ
    ンセグメント長の範囲と絶対値が、1.08×10-22
    立方センチの任意に選ばれた共通のセグメント体積に基
    づく、前記溶融混和性ポリオレフィンブレンドの製造方
    法。
  6. 【請求項6】 第一のポリオレフィンが最大300,0
    00ダルトンの重量平均分子量を有し、改質ポリオレフ
    ィンが最大1,000,000ダルトンの重量平均分子
    量を有する、請求項1記載のポリオレフィンブレンド。
  7. 【請求項7】 第一のポリオレフィンが最大600,0
    00ダルトンの重量平均分子量を有し、改質ポリオレフ
    ィンが最大750,000ダルトンの重量平均分子量を
    有する、請求項1記載のポリオレフィンブレンド。
  8. 【請求項8】 第一のポリオレフィンがポリプロピレン
    であり、改質ポリオレフィンがプロピレン、1−ブテ
    ン、ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1−ブテ
    ン、または3−メチル−1−ブテンから選ばれるモノマ
    ー単位とエチレンとのコポリマーである請求項3記載の
    ポリオレフィンブレンド。
  9. 【請求項9】 改質ポリオレフィンが、二酸化炭素、酸
    化エチレン、酸化プロピレン、無水琥珀酸、無水マレイ
    ン酸、無水グルタル酸、エピクロルヒドリン、カプロラ
    クトン、およびアリルハライドから選ばれる反応性末端
    分子から誘導される末端官能性残基を少なくとも1つ有
    する、請求項3記載のポリオレフィンブレンド。
  10. 【請求項10】 改質ポリオレフィンがエチレン、1−
    ブテン、ブタジエンまたはイソプレンから誘導される、
    請求項8記載のポリオレフィンブレンド。
  11. 【請求項11】 ポリプロピレンの重量平均分子量(M
    w)が、最大で約300,000ダルトンであり、改質
    ポリオレフィンが約12から約41重量%のエチレンと
    約59から約88重量%の1−ブテンを含む単位から誘
    導されたポリ(エチレン/1−ブテン)コポリマーであ
    り、最大約730,000ダルトンの重量平均分子量を
    有する、請求項10記載のポリオレフィンブレンド。
  12. 【請求項12】 ポリ(エチレン/1−ブテン)コポリ
    マーが、約18から約34重量%のエチレンと約66か
    ら約82重量%の1−ブテンを含む単位から誘導され
    た、請求項11記載のポリオレフィンブレンド。
  13. 【請求項13】 ポリプロピレンの重量平均分子量(M
    w)が、最大で約300,000ダルトンであり、改質
    ポリオレフィンがポリプロピレンセグメント長の約90
    %から約110%のセグメント長を有し、約0から81
    重量%のエチレン−プロピレン、約16から62重量%
    のイソプロピルエチレン、および約0から約84重量%
    のメチルエチルエチレンを含む単位から誘導されるポリ
    {エチレン−プロピレン(EP)/イソプロピルエチレ
    ン(iPE)/メチルエチルエチレン(MEE)}ラン
    ダムコポリマーを含み、最大約66,000ダルトンの
    Mwを有する、 請求項8記載のポリオレフィンブレンド。
  14. 【請求項14】 ポリプロピレンの重量平均分子量(M
    w)が、最大で約300,000ダルトンであり、改質
    ポリオレフィンがポリプロピレンセグメント長の約95
    %から約105%のセグメント長を有し、約0から69
    重量%のエチレン−プロピレン、約23から52重量%
    のイソプロピルエチレン、および約0から約72重量%
    のメチルエチルエチレンを含む単位から誘導されるポリ
    {エチレン−プロピレン(EP)/イソプロピルエチレ
    ン(iPE)/メチルエチルエチレン(MEE)}ラン
    ダムコポリマーを含み、最大約430,000ダルトン
    のMwを有する、 請求項8記載のポリオレフィンブレンド。
  15. 【請求項15】 請求項1記載の溶融混和性ポリオレフ
    ィンブレンドから、射出成形、押し出し成形、ブロー成
    形または熱成形により製造された物品。
  16. 【請求項16】 キャストフィルム、ブローフィルム、
    テープ、容器またはシートである請求項15記載の物
    品。
  17. 【請求項17】 少なくとも1つの溶融混和性ポリオレ
    フィンブレンド相を有するポリオレフィンブレンドであ
    って、該ポリオレフィンブレンドが、 a)ブレンドの重量に基づいて約60から約99.8重
    量%の、ポリプロピレンまたはエチレン/α−オレフィ
    ンコポリマーであり、絶対値で約4.2から約8.8オ
    ングストロームの定義されたセグメント長(SL−1)
    を有する第一のポリオレフィン、および b)ブレンドの重量に基づいて約0.2から約40重量
    %の、少なくとも2つのブロックを有し、それぞれのブ
    ロックがプロピレン、1−ブテン、ブタジエン、1−ペ
    ンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、イソプレン、2
    −メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−
    メチル−1−ペンテン、およびそれらの混合物からなる
    群より選ばれる1種以上のモノマーとエチレンから誘導
    されるブロックコポリマーを含む、少なくとも1種の改
    質ポリオレフィン、を含み該改質ポリオレフィンのそれ
    ぞれのブロックが少なくとも20,000ダルトンの重
    量平均分子量を有し、 該溶融混和性ポリオレフィンブレンド相が、SL−1の
    約85%から約115%のブロックセグメント長(SL
    −B)を有する少なくとも1つのブロックを有し、 SL−1の範囲とSL−1およびSL−Bの絶対値が、
    1.08×10-22 立方センチの任意に選ばれた共通の
    セグメント体積から決定される、前記ポリオレフィンブ
    レンド。
  18. 【請求項18】 2つのブロックのうちの少なくとも1
    つが、二酸化炭素、酸化エチレン、酸化プロピレン、無
    水琥珀酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、エピクロ
    ルヒドリン、カプロラクトン、およびアリルハライドか
    ら選ばれる反応性末端分子から誘導される末端官能性残
    基を有する、請求項17記載のポリオレフィンブレン
    ド。
  19. 【請求項19】 2つの別々の溶融混和性ポリオレフ
    ィンブレンド相を含む2相ポリオレフィンブレンドであ
    って、該2相ポリオレフィンブレンドが、 a)2相ポリオレフィンブレンドの重量に基づいて約6
    0から約99.8重量%の第一のポリオレフィンブレン
    ドであって、ポリプロピレンと、ポリエチレンおよびエ
    チレン/α−オレフィンコポリマーから選ばれた非混和
    性のポリオレフィンを含み、第一のポリオレフィンブレ
    ンド中のそれぞれのポリオレフィンのセグメント長(そ
    れぞれSL−1、およびSL−2とする)が、絶対値で
    約4.2から約8.8オングストロームの範囲である第
    一のポリオレフィンブレンド、および b)2相ポリオレフィンブレンドの重量に基づいて約
    0.2から約40重量%の、少なくとも2つのブロック
    を有し、それぞれのブロックがプロピレン、1−ブテ
    ン、ブタジエン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オ
    クテン、イソプレン、2−メチル−1−ブテン、3−メ
    チル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、および
    それらの混合物からなる群より選ばれる1種以上のモノ
    マーとエチレンから誘導されるブロックコポリマーを含
    む、少なくとも1種の改質ポリオレフィン、を含み、 該改質ポリオレフィンのそれぞれのブロックが少なくと
    も20,000ダルトンの重量平均分子量を有し、 第一の溶融混和性ポリオレフィンブレンド相が、i)改
    質ポリオレフィンの第一のブロックであり、SL−1の
    約85%から約115%の第一ブロックセグメント長
    (SL−B1)を有する第一のブロック、およびii)
    SL−1セグメント長を有する第一のポリオレフィン、
    を含み、 第二の溶融混和性ポリオレフィンブレンド相が、i)改
    質ポリオレフィンの第二のブロックであり、SL−2の
    約85%から約115%の第二のブロックセグメント長
    (SL−B2)を有する第二のブロック、およびii)
    SL−2のセグメント長を有する第一のポリオレフィ
    ン、を含み、 SL−1およびSL−2の範囲とSL−1、SL−2、
    SL−B1およびSL−B2の絶対値が、1.08×1
    -22 立方センチの任意に選ばれた共通のセグメント体
    積から決定され、第一および第二の溶融混和性ポリオレ
    フィン相が2相ポリオレフィンブレンド内で別々の相に
    ある、前記2相ポリオレフィンブレンド。
  20. 【請求項20】 少なくとも1つの改質ポリオレフィン
    ブロックが、二酸化炭素、酸化エチレン、酸化プロピレ
    ン、無水琥珀酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、エ
    ピクロルヒドリン、カプロラクトン、およびアリルハラ
    イドから選ばれる反応性末端分子から誘導される末端官
    能性残基を有する、請求項19記載の2相ポリオレフィ
    ンブレンド。
  21. 【請求項21】 非混和性エチレン/α−オレフィンコ
    ポリマーが、エチレン/プロピレンコポリマーであり、
    エチレン/プロピレンコポリマー重量に基づいて約40
    から約70重量%のエチレンと約30から約60重量%
    のプロピレンを含む、請求項19記載の2相ポリオレフ
    ィンブレンド。
  22. 【請求項22】 非混和性エチレン/α−オレフィンコ
    ポリマーが、エチレン/α−オレフィンコポリマー重量
    に基づいて約70から約98重量%のエチレンと約2か
    ら約30重量%のαオレフィンを含む、請求項19記載
    の2相ポリオレフィンブレンド。
  23. 【請求項23】 非混和性エチレン/α−オレフィンコ
    ポリマーが、約90から約98重量%のエチレンを含
    む、請求項22記載の2相ポリオレフィンブレンド。
  24. 【請求項24】 溶融混和性ポリオレフィンブレンド相
    を有するポリオレフィンブレンドであって、該ポリオレ
    フィンブレンドが、 a)ブレンドの重量に基づいて約60から約99.8重
    量%の第一のポリオレフィンブレンドであって、ポリプ
    ロピレンまたはエチレン/α−オレフィンコポリマーで
    あり、セグメント長(SL−1)が、絶対値で約4.2
    から約8.8オングストロームである第一のポリオレフ
    ィン、および b)ブレンドの重量に基づいて約0.2から約40重量
    %のブロック/セグメントコポリマーを含む少なくとも
    1つの改質ポリオレフィンであって、該ブロック/セグ
    メントコポリマーは、 i)ブロック/セグメントコポリマーの重量に基いて約
    40から約99重量%の、プロピレン、1−ブテン、ブ
    タジエン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテ
    ン、イソプレン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル
    −1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、およびそれ
    らの混合物から選ばれる1種以上のモノマー単位とエチ
    レンから誘導されるブロック、 ii)ブロック/セグメントコポリマーの重量に基づい
    て約1から約60重量%の、極性ポリマーを含む少なく
    とも1つのセグメントであって、重量平均分子量が少な
    くとも1,000ダルトンであり、スチレン、置換スチ
    レン、ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、アクリ
    ル酸のC1−C8アルキルエステル、メタアクリル酸のC
    1−C18アルキルエステル、 フェニルメタクリレート、
    ベンジルメタクリレート、アクリロニトリル、メタアク
    リロニトリルおよびそれらの混合物から選ばれるモノマ
    ー単位から誘導される極性ポリマーセグメントを含む前
    記のセグメント、を含み、 ブロックはSL−1の約85%から約115%のセグメ
    ント長(SL−B)を有し、SL−1およびSL−Bの
    絶対値が、1.08×10-22 立方センチの任意に選ば
    れた共通のセグメント体積から決定され、ブロック/セ
    グメントコポリマーが少なくとも20,000ダルトン
    の重量平均分子量を有する、前記ポリオレフィンブレン
    ド。
  25. 【請求項25】 ブロックが、二酸化炭素、酸化エチレ
    ン、酸化プロピレン、無水琥珀酸、無水マレイン酸、無
    水グルタル酸、エピクロルヒドリン、カプロラクトン、
    およびアリルハライドから選ばれる反応性末端分子から
    誘導される末端官能性残基を有する、請求項24記載の
    ポリオレフィンブレンド。
  26. 【請求項26】 改質ポリオレフィンの誘導された極性
    ポリマーセグメントが、アクリル酸、メタアクリル酸、
    クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン
    酸、フマル酸、ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒ
    ドロキシプロピルメタアクリレート、t−ブチルアミノ
    エチル メタアクリレート、ジメチルアミノエチル メ
    タアクリレート、グリシジルメタアクリレート、メタク
    リロキシプロピル トリエトキシシラン、アクリロキシ
    プロピオン酸、カプロラクトン、およびそれらの混合物
    から選ばれる反応性モノマー単位を更に含む、請求項2
    4記載のポリオレフィンブレンド。
  27. 【請求項27】 改質ポリオレフィンのブロックが、二
    酸化炭素、酸化エチレン、酸化プロピレン、無水琥珀
    酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、エピクロルヒド
    リン、カプロラクトン、およびアリルハライドから選ば
    れる反応性末端分子から誘導される末端官能性残基をさ
    らに含む、請求項26記載のポリオレフィンブレンド。
  28. 【請求項28】 アクリル酸のC1−C8アルキルエステ
    ルポリマー、メタアクリル酸のC1−C18アルキルエス
    テルポリマー、 アクリル酸のC1−C8アルキルエステ
    ルとメタアクリル酸のC1−C18アルキルエステルとか
    ら誘導される、 アクリル酸のアルキルエステルとメタ
    アクリル酸のアルキルエステルとのコポリマー、ポリ塩
    化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
    テレフタレート、アクリロニトリル/ブタジエン/スチ
    レンポリマー、スチレン/アクリロニトリルポリマー、
    ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンオキサ
    イド、ポリカプロラクトン、ポリフェニレンエーテルお
    よびこれらの混合物からなる群より選ばれる極性ポリマ
    ーを、ポリオレフィンブレンド重量に基づいて約2から
    約80重量%含み、該極性ポリマーがブロック/セグメ
    ントコポリマーの極性ポリマーセグメントと相溶性を有
    する、 請求項24記載のポリオレフィンブレンド。
  29. 【請求項29】 アクリル酸のC1−C8アルキルエステ
    ルポリマー、メタアクリル酸のC1−C18アルキルエス
    テルポリマー、 アクリル酸のC1−C8アルキルエステ
    ルとメタアクリル酸のC1−C18アルキルエステルとか
    ら誘導される、 アクリル酸のアルキルエステルとメタ
    アクリル酸のアルキルエステルとのコポリマー、ポリ塩
    化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
    テレフタレート、アクリロニトリル/ブタジエン/スチ
    レンポリマー、スチレン/アクリロニトリルポリマー、
    ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンオキサ
    イド、ポリカプロラクトン、ポリフェニレンエーテルお
    よびこれらの混合物からなる群より選ばれる極性ポリマ
    ーを、ポリオレフィンブレンド重量に基づいて約2から
    約80重量%含み、該極性ポリマーがブロック/セグメ
    ントコポリマーの極性ポリマーセグメントと相溶性を有
    する、 請求項26記載のポリオレフィンブレンド。
  30. 【請求項30】 アクリル酸のC1−C8アルキルエステ
    ルポリマー、メタアクリル酸のC1−C18アルキルエス
    テルポリマー、 アクリル酸のC1−C8アルキルエステ
    ルとメタアクリル酸のC1−C18アルキルエステルとか
    ら誘導される、 アクリル酸のアルキルエステルとメタ
    アクリル酸のアルキルエステルとのコポリマー、ポリ塩
    化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
    テレフタレート、アクリロニトリル/ブタジエン/スチ
    レンポリマー、スチレン/アクリロニトリルポリマー、
    ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンオキサ
    イド、ポリカプロラクトン、ポリフェニレンエーテルお
    よびこれらの混合物からなる群より選ばれる極性ポリマ
    ーを、ポリオレフィンブレンド重量に基づいて約2から
    約80重量%含み、該極性ポリマーがブロック/セグメ
    ントコポリマーの極性ポリマーセグメントと相溶性を有
    する、 請求項27記載のポリオレフィンブレンド。
  31. 【請求項31】 ポリメチルメタクリレート、ナイロ
    ン、ポリエステル、ポリカーボネート、エチレン/ビニ
    ルアルコールコポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポ
    リカプロラクトン、ポリエチレンイミン、およびそれら
    の混合物からなる群より選ばれる反応性ポリマーを、ポ
    リオレフィンブレンド重量に基づいて、約2から約60
    重量%含む、請求項26記載のポリオレフィンブレン
    ド。
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