JPH0782472A

JPH0782472A - ポリウレタンとポリプロピレンとを含有する熱可塑性組成物

Info

Publication number: JPH0782472A
Application number: JP6232513A
Authority: JP
Inventors: Bin Lee; ビン・リー; Harald Pielartzik; ハラルト・ピーラルツイク; Robert J Kumpf; ロバート・ジエイ・カンフ; Clifford J Lau; クリフオード・ジエイ・ロー; Raymond A Yourd; レイモンド・エイ・ユアード; Jeffrey S Wiggins; ジエフリー・エス・ウイギンズ
Original assignee: Miles Inc
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1995-03-28
Also published as: EP0641828A1; CA2131049A1; US5605961A

Abstract

(57)【要約】【構成】（１）熱可塑性ポリウレタン、ならびに
（２）その主鎖または側鎖中にカルボン酸；カルボン酸
エステル；カルボン酸無水物；カルボン酸塩；アミド；
エポキシ；ヒドロキシ；およびアシルオキシよりなるグ
ループから選択した官能基を有するランダム、ブロック
およびグラフトオレフィン共重合体よりなるグループか
ら選択した改質されたポリオレフィンとＣ_4-40ジカルボ
ン酸とＣ_4-50ジアミンとの縮合生成物であるポリアミド
樹脂を含有する、樹脂性の均一な熱可塑性混合物。【効果】本件混合物は成形用組成物としての改良され
た機械的性質を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は熱可塑性組成物に関するもので
あり、より特定的には混和性を改良されたポリプロピレ
ンとポリウレタンとの混合物に関するものである。

【０００２】

【発明の概要】ポリウレタンとポリオレフィンとの混和
性の混合物の製造に有用な熱可塑性の樹脂状混合物が開
示されている。この混合物は、（ｉ）熱可塑性ポリウレ
タン、および（ｉｉ）ポリアミドと改質ポリオレフィン
との間の反応の生成物である化学剤を含有する。

【０００３】本発明記載の混合物は、ポリオレフィン、
好ましくはポリプロピレンを含有する熱可塑性成形用組
成物の成分として使用することができる。改良された機
械的性質が、このようにして製造された成形用組成物の
特色である。

【０００４】

【発明の背景】熱可塑性ポリウレタン（本件明細書中で
はＴＰＵ）とアイソタクチックポリプロピレン（本件明
細書中ではｉ−ＰＰ）とは、一方の樹脂を他方に最低レ
ベルで組み入れた場合を除き、本来非混和性である。Ｔ
ＰＵ／ｉ−ＰＰ混合物が経費、加水分解安定性および熱
安定性、汚損抵抗性および溶媒抵抗性、機械的性質、な
らびにポリオレフィン基材への良好な接着性との関連で
の利点を与えることが暗示されてはいるが、これらの樹
脂の混合物は典型的には薄層に剥がれ易く、その機械的
性質は貧弱である。本件との関連での薄層剥がれは、成
形部品中での重合体混合物のその成分への分離を意味す
る。この現象は、ある種の物理的性質の測定値を各成分
の値以下の値に低下させることにより、または分離（た
とえば破砕または崩壊）の目視的観察により立証され
る。

【０００５】関連する組成物は、文献“ポリウレタン−
ポリプロピレン混合物（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ−Ｐ
ｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅＢｌｅｎｄｓ）”，ペトロ
ビッチ（Ｚ．Ｓ．Ｐｅｔｒｏｖｉｃ）ら，応用重合体科
学雑誌（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．）４２，
１９９１，７７９ページに開示されているが、これらの
混合物の製造は、特に３０％を超えるポリウレタンを含
有する混合物に関しては困難であることが注記されてい
る。

【０００６】米国特許第３，２７２，８９０号は、ポリ
ウレタンとポリエチレンとの混合物を開示している。こ
の混合物の製造方法は、バンベリーミキサー中でポリエ
チレンを融解、液化し、ついでポリウレタンを添加する
段階を包含している。ポリウレタン中に分散したポリエ
チレンを含有する系は、米国特許３，３１０，６０４；
３，３５１，６７６；および３，３５８，０５２に、他
の改良された加工性を有する関連する混合物は、米国特
許３，９２９，９２８に開示されている。

【０００７】米国特許４，４１０，５９５および４，４
２３，１８５は、熱可塑性ポリウレタンとポリオレフィ
ンとを含有し、その後者がカルボン酸無水物を含む官能
基により改質されている組成物を開示している。日本特
許出願７４，９８３１（ダーウェント（Ｄｅｒｗｅｎ
ｔ）抄録２４２１６Ｖ）は、ポリウレタンとポリエチレ
ンとを含有する改質イオノマー重合体混合物を開示して
いる。

【０００８】特に関連があるものは、ポリオレフィン、
熱可塑性ポリウレタン、および混和性改良剤としての改
質ポリオレフィンを含有する混和性の組成物を開示して
いる米国特許４，８８３，８３７である。ここで開示さ
れている改質ポリオレフィンは、官能基を含有するオレ
フィン共重合体である。

【０００９】説明的に述べれば、この官能基は、オレフ
ィン単量体と共重合させて、またはポリオレフィンにグ
ラフトさせて改質ポリオレフィンを形成させた不飽和単
量体の部分である。

【００１０】ポリオレフィンを含有する熱可塑性組成物
との関連で、混和性改良剤として有用な樹脂状混合物を
提供することが本発明の目的である。ＴＰＵとポリオレ
フィンとを含有し、改良された機械的性質を示す混和性
の組成物を提供することが本発明の他の目標である。

【００１１】改良された機械的性質を有する混和性のＴ
ＰＵ／ポリオレフィン混合物の製造に有用な樹脂状混合
物を製造する手段を提供することが、本発明の付加的な
目的である。

【００１２】ＴＰＵとｉ−ＰＰの、またはＴＰＵとｉ−
ＰＰおよび弾性体の混合物との混和性の混合物（本件明
細書中ではＴＰＯ）を含有する、改良された機械的性質
を有する熱可塑性成形用組成物を提供することが、本発
明のその他の目的である。

【００１３】

【発明の詳細な記述】本発明に従えば、パーセントが樹
脂性混合物の重量に対するものであるとして、約１ない
し９９パーセントの、好ましくは約６０ないし８０パー
セントのＴＰＵ、および約９９ないし１パーセントの、
好ましくは約４０ないし２０パーセントの、ポリアミド
と改質ポリオレフィンとの間の反応生成物である化学剤
を含有する熱可塑性の、均一な樹脂状混合物が提供され
る。

【００１４】本件樹脂状混合物は、ポリオレフィン、特
にポリプロピレンを含有する、混和性を改良された熱可
塑性組成物の形成に使用することができる。

【００１５】本発明に適した熱可塑性ポリウレタンはポ
リエステルポリオール、またはポリエーテルポリオール
を基剤とするものを包含し、実質的に線形の重合体であ
り、熱可塑的な加工特性を有する。典型的には、これら
は有機ポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネー
トと、ポリカプロラクトンポリオールまたはポリエステ
ルポリオールが含まれ得るポリオール組成物、および連
鎖延長剤との反応から製造することができる。本件熱可
塑性ポリウレタンは、その示唆が本件明細書中に引用文
献として取り上げられている、米国特許３，２１４，４
１１および４，３７６，８３４に開示されている方法に
より製造することができる。これらの物質は当該技術で
周知されており、商業的に容易に入手することができ
る。ＴＰＵの製造を開示している代表的な文献には、ポ
リウレタン：化学と工学（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ：
ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ），ＩＩ部，ソンダース（Ｓａｕｎｄｅｒｓ）および
フリッシュ（Ｆｒｉｓｃｈ），１９６４，７６７ないし
７６９ページ，インターサイエンス出版（Ｉｎｔｅｒｓ
ｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，ＮｅｗＹｏｒ
ｋ，Ｎ．Ｙ．）、ならびにポリウレタンハンドブック
（ＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＨａｎｄｂｏｏｋ），エ
ルテル（Ｇ．Ｏｅｒｔｅｌ）編，１９８５，４０５ない
し４１７ページ，ハンザー出版（ＨａｎｓｅｒＰｕｂ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ），米国内取扱い：マクミラン出版
社（ＭａｃｍｉｌｌａｎＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣ
ｏ．，Ｉｎｃ．ＮｅｗＹｏｒｋ，Ｎ．Ｙ．）が含まれ
る。その開示が本件明細書中に引用文献として取り上げ
られている米国特許２，９２９，８００；２，９４８，
６９１；３，４９３，６３４；３，６２０，９０５；
３，６４２，９６４；３，９６３，６７９；４，１３
１，６１１４；４，１６９，１９６；Ｒｅ３１，６７
１；４，２４５，０８１；４，３７１，６８４；４，３
７９，９０４；４，４４７，５９０；４，５２３，００
５；４，６２１，１１３；および４，６３１，３２９も
関連がある。

【００１６】基本的には、本発明記載のＴＰＵは有機ジ
イソシアネート、少なくとも１種のポリエステルポリオ
ールまたはポリエーテルポリオール（好ましくはジオー
ル）、および少なくとも１種の二官能性延長剤から製造
することができる。予備重合体、準予備重合体により、
または関連する諸文献に記載されている方法に従うワン
ショット法により製造することもできる。

【００１７】本件ＴＰＵは、さらに少なくとも４ｇ／１
０分の、好ましくは少なくとも８ｇ／１０分の、より好
ましくは少なくとも１０ｇ／１０分の、かつ４０ｇ／１
０分以内の、好ましくは３５ｇ／１０分以内の、より好
ましくは３０ｇ／１０分以内の熔融流動速度を有するこ
とをも特色としている。熔融流動速度は、ＡＳＴＭＤ−
１２３８に従って測定する。

【００１８】使用し得るポリオールは、当該技術でＴＰ
Ｕ弾性体の製造に通常使用されるものである。これらは
４００ないし４，０００の、好ましくは５００ないし
３，０００の範囲に入る分子量（数平均）を有する。こ
れは異常なものではなく、ある場合には２種以上のこの
種のポリオールを使用することが有利であり得る。適当
なポリオールの例はポリエステルジオール、ポリエーテ
ルポリオール、ヒドロキシ末端ポリカーボネート、ヒド
ロキシ末端ポリブタジエン、ヒドロキシ末端ポリブタジ
エン−アクリロニトリル共重合体、およびジアルキルシ
ロキサンのヒドロキシ末端共重合体、ならびに上記のポ
リオールのいずれかが主要な（５０重量／重量％を超え
る）成分として使用されている、ポリエーテルポリオー
ルまたはアミノ末端ポリエーテル、およびアミノ末端ポ
リブタジエンアクリロニトリル共重合体との混合物であ
る。

【００１９】ポリエステルポリオールの説明的な例は、
エチレングリコール、エタノールアミン等のような開始
剤を用いるε−カプロラクトンの重合により製造された
もの、およびフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、グル
タル酸、アジピン酸、アゼライン酸等のような多価カル
ボン酸とエチレングリコール、ブタンジオール、シクロ
ヘキサンジメタノール等のような多価アルコールとのエ
ステル化により製造されたものである。

【００２０】特に有用なポリエステルポリオールは、二
価カルボン酸またはこれらの酸の無水物と少なくとも１
個の、好ましくは２個の第１級水酸基を有するグリコー
ルとから製造されたものである。適当な二価カルボン酸
にはコハク酸、スベリン酸、セバシン酸、シュウ酸、メ
チルアジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン
酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等、および
これらの無水物が含まれる。アジピン酸から製造された
ポリエステルポリオールが特に好ましい。

【００２１】例としては、アジピン酸を、少なくとも１
個の第１級水酸基を有する適当なグリコールまたはグリ
コールの混合物と縮合させる。約０．５ないし約２．０
の酸数に達したところで縮合を停止させる。反応中に生
成した水を同時に除去して、得られる生成物の最終的な
水分含有量を約０．０１ないし約０．０２重量パーセン
トに、好ましくは約０．０１ないし約０．０５重量パー
セントにする。

【００２２】たとえばエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、
ビス−（ヒドロキシメチルシクロヘキサン）、１，４−
ブタンジオール、ジエチレングリコール、２，２−ジメ
チルプロピレングリコール、１，３−プロピレングリコ
ール等のような、いかなる適当なグリコールもアジピン
酸との反応に使用することができる。これらのグリコー
ルに加えて、小量の、約１パーセント以内の三価アルコ
ール、たとえばトリメチロールプロパン、グリセリン、
ヘキサントリオール等も、グリコールとともに使用する
ことができる。ポリエステルポリオールの分子量は、所
望ならばさらにオキシラン、たとえば酸化エチレンまた
は酸化プロピレンと反応させて増大させることができ
る。

【００２３】適当なポリエーテルポリオールには、ポリ
オキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリ
コール、酸化エチレンと酸化プロピレンとの共重合体、
ポリテトラメチレングリコール、テトラヒドロフランと
酸化エチレンおよび／または酸化プロピレンとの共重合
体が含まれる。好ましいポリエーテルポリオールは酸化
エチレンと酸化プロピレンとの共重合体である。

【００２４】好ましいポリオールは少なくとも５００
の、より好ましくは少なくとも１２５０の、最も好まし
くは少なくとも２０００の、しかし２０，０００未満
の、好ましくは１０，０００未満の、より好ましくは８
０００未満の分子量を有する。ポリオールの官能性、す
なわち１分子あたりのイソシアネート反応性の水素数は
好ましくは６を超えず、より好ましくは官能性は２ない
し４の範囲である。

【００２５】ポリウレタンの製造に使用される有機のポ
リイソシアネートおよびジイソシアネートのいかなるも
のも、本発明記載のＴＰＵの製造に使用することができ
る。この種のイソシアネートの説明的な例は；４，４’
−異性体、２，４’−異性体およびこれらの混合物を含
むメチレンビス−（フェニルイソシアネート）、メタ−
およびパラフェニレンジイソシアネート、クロロフェニ
レンジイソシアネート、α，α’−キシリレンジイソシ
アネート、２，４−および２，６−トルエンジイソシア
ネートおよび市販されている後者の２種の異性体の混合
物、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、イ
ソホロンジイソシアネート、ならびに、４，４’−異性
体および２，４’−異性体、およびこれらの混合物を含
むメチレンビス−（シクロヘキシルイソシアネート）で
ある。

【００２６】好ましくは、本発明に有用なＴＰＵの製造
に使用する有機ポリイソシアネートは４，４’−異性体
および４，４’−異性体と（約７０重量パーセント以内
の量の）２，４’−異性体との混合物の形状のメチレン
ビス−（フェニルイソシアネート）、ならびにこれらの
ジイソシアネートの改良された形状である。後者は、環
境温度で安定な液体になるように処理された形状のメチ
レンビス−（フェニルイソシアネート）を意味する。こ
の種の生成物には、小量の（ポリフェニルポリイソシア
ネートの１当量あたり０．２当量以内の）脂肪族グリコ
ールまたは脂肪族グリコールの混合物と反応させたもの
が含まれ；この種の改質メチレンビス−（フェニルイソ
シアネート）は米国特許３，３９４，１６４；３，８８
３，５７１；４，１１５，４２９；４，１１８，４１１
および４，２９９，３４７に記載されており；また、米
国特許３，３８４，６５３に記載されているような、そ
の小量のジイソシアネートが対応するカルボジイミドに
転化しているものも含まれる。上記のポリイソシアネー
トの混合物も、所望ならば使用することができる。好ま
しい有機ジイソシアネートには、芳香族および環状脂肪
族のジイソシアネートが含まれる。４，４’−異性体、
２，４’−異性体およびこれらの混合物を含むメチレン
ビス−（フェニルイソシアネート）、ならびに上記の各
異性体を含むメチレンビス−（シクロヘキシルイソシア
ネート）が最も好ましい。

【００２７】使用する二官能性の延長剤には、上に開示
されているＴＰＵ技術で公知のいかなるものも可能であ
る。典型的には、延長剤には鎖中に２ないし１０個の炭
素原子を有する直鎖の、および枝分かれ鎖のジオールが
可能である。この種のジオールの説明的な例は、エチレ
ングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブ
タンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘ
キサンジオール、ネオペンチルグリコール等；１，４−
シクロヘキサンジメタノール；ハイドロキノンビス−
（ヒドロキシエチル）−エーテル；シクロヘキシレンジ
オール（１，４−、１，３−、および１，２−異性
体）、イソプロピリデンビス−（シクロヘキサノー
ル）；ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、エタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン
等；および上記のいずれかのものの混合物である。上記
のように、ある場合には小量の比率（約２０当量パーセ
ント未満）の二官能性延長剤を三官能性延長剤で、得ら
れるＴＰＵの熱可塑性を損なうにことなく置き換えるこ
ともでき；この種の延長剤の説明的な例はグリセロー
ル、トリメチロールプロパン等である。

【００２８】上記の、および上に例示したジオール延長
剤のいかなるものも単独で、または混合物中で使用する
ことができるが、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘ
キサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シ
クロヘキサンジメタノール、エチレングリコールおよび
ジエチレングリコールを単独で、または相互の、もしく
は上に挙げた１種または２種以上の脂肪族ジオールとの
混合物中で使用するのが好ましい。特に好ましいジオー
ルは１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオー
ルおよび１，４−シクロヘキサンジメタノールである。
ＴＰＵの製造に使用し得る連鎖延長剤の中には、ジオー
ルまたはトリオール１モルあたりカプロラクトン０．０
１ないし２モルのモル比の、脂肪族のジオールまたはト
リオール、たとえば１，４−シクロヘキサンジメタノー
ル、ネオペンチルグリコール、ヘキサン−１，２−ジオ
ール、エチレングリコール、ブタン−１，４−ジオー
ル、トリメチロールプロパン等とカプロラクトンとによ
り得られるアダクツも含まれる。

【００２９】重合体ジオールの上記の延長剤に対する当
量比率は、ＴＰＵ生成物に望まれる硬度に応じてかなり
変化させることができる。一般的に述べれば、この比率
は約１：１ないし約１：２０の、好ましくは約１：２な
いし約１：１０の個別の範囲内に入る。同時に、イソシ
アネートの当量の活性水素含有物質の当量に対する全体
的な比率も０．９０：１ないし１．１０：１の、好まし
くは０．９５：１ないし１．０５：１の範囲内に入る。

【００３０】上記の、および上に例示したジオール延長
剤のいかなるものも単独で、または混合物中で熱可塑性
ポリウレタンの製造に使用することができるが、１，４
−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−
シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコール、お
よびジエチレングリコールを単独で、または相互の混合
物中で使用することが好ましい。

【００３１】本件ＴＰＵ形成性成分は、有機溶媒中で反
応させることもできるが、好ましくは、約１２５℃ない
し約２５０℃の、好ましくは約１６０℃ないし約２２５
℃の温度における熔融押出しにより無溶媒で反応させ
る。

【００３２】好ましくは、そのそれぞれをあらかじめ加
熱しておいた連鎖延長剤およびポリオールを最初に混合
し、得られる混合物を加熱したポリイソシアネートと混
合する。この方法は、延長剤とポリエステルとがポリイ
ソシアネートの導入の前には反応せず、したがってポリ
イソシアネートとの迅速な混合が容易になるという理由
から好ましい。

【００３３】有利には、いずれかの適当な触媒、たとえ
ば、全て本件明細書中に引用文献として取り上げられて
いる米国特許２，６２０，５１６；２，６２１，１６
６；および２，７２９，６１８に示されているような第
３級アミン等を反応混合物に添加して、反応速度を増加
させることができる。当該技術においてイソシアネート
と反応性水素含有化合物との反応を触媒させるために通
常使用されるいかなる触媒も、この目的に使用すること
ができる。たとえば、ソンダースら，ポリウレタン：化
学と工学，Ｉ部，インターサイエンス出版１９６３，２
２８ないし２３２ページを参照されたい。またブリテン
（Ｂｒｉｔａｉｎ）ら，応用重合体科学雑誌（Ｊ．Ａｐ
ｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ），４，
２０７−２１１，１９６０も参照されたい。この種の触
媒にはビスマス、鉛、スズ、鉄、アンチモニー、ウラニ
ウム、カドミウム、コバルト、トリウム、アルミニウ
ム、水銀、亜鉛、ニッケル、セリウム、モリブデン、バ
ナジウム、銅、マンガンおよびジルコニウムの有機およ
び無機の酸の塩、ならびに有機金属誘導体が、また、ホ
スフィンおよび第３級有機アミンも含まれる。代表的な
有機スズ触媒はオクタン酸スズ（ＩＩ）、オクタン酸ス
ズ（ＩＩ）、二オクタン酸ジブチルスズ、二ラウリン酸
ジブチルスズ等である。代表的な第３級有機アミン触媒
はトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルエチレンジアミン、Ｎ−メチ
ルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラメチルグアニジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−
テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールア
ミン等である。使用する触媒の量は一般に、反応剤の全
重量を基準にして約０．０２ないし約２．０重量パーセ
ントの範囲内である。

【００３４】本発明との関連で有用な熱可塑性ポリウレ
タンの製造用の他の技術は、本件明細書中に引用文献と
して取り上げられているソンダースおよびフリッシュの
文献“ポリウレタン：化学と工学，２巻，２９９−４５
２ページ，インターサイエンス出版（１９６４）に開示
されている。

【００３５】上記の、ならびに、全て本件明細書中に引
用文献として取り上げられている米国特許２，６２１，
１６６；２，７２９，６１８；３，２１４，４１１；
２，７７８，８１０および４，３７６，８３４、カナダ
特許第７５４，２３３；７３３，５７７および８４２，
３２５号に記載されているような他の熱可塑性ポリウレ
タンは本発明との関連で適当であり、本発明記載の熱可
塑性組成物の製造に使用することができる。

【００３６】本件との関連での化学剤は、下に特定する
ような改質オレフィンとポリアミドとの反応の生成物で
ある：（ｉ）改質オレフィンは、その主鎖または側鎖に官能
基、たとえばカルボン酸；Ｃ₁ないしＣ₈のカルボン酸エ
ステル、たとえばカルボメトキシ、カルボエトキシ、カ
ルボプロポキシ、カルボブトキシ、カルボペントキシ、
カルボヘキソキシ、カルボヘプトキシ、カルボオクトキ
シ、およびこれらの異性体形状；カルボン酸無水物；説
明的にはナトリウム、リチウム、マグネシウム、カルシ
ウム、鉄、ニッケル、亜鉛、およびアルミニウム、なら
びにこれらの混合物を含む周期表のＩ族、ＩＩ族、ＩＩ
Ｉ族、ＩＶ−Ａ族およびＶＩＩＩ族の金属イオンを用い
るカルボン酸基の中和により生成したカルボン酸塩；ア
ミド；エポキシ；ヒドロキシ；Ｃ₂ないしＣ₆のアシロキ
シ、たとえばアセトキシ、プロピロニルオキシ、ブチリ
ルオキシ等を有するランダム、ブロック、またはグラフ
トオレフィン共重合体のいかなるものであってもよく、
上記の官能基はオレフィン単量体と共重合して、または
ポリオレフィンにグラフトして改質ポリオレフィンを形
成させる不飽和単量体前駆体の一部である。

【００３７】（ｉｉ）本件ポリアミド反応剤は、少なく
とも１種のＣ_4-40ジカルボン酸と１種または２種以上の
Ｃ_4-50ジアミンとの縮合生成物である。このジアミン
は、任意にエーテル単位を含有していてもよい。好まし
くはこの反応生成物は等モルの各反応剤を包含するが、
アミン末端基を含有する生成物を得るために過剰のアミ
ンを使用することもできる。本件ポリアミドはナイロン
ｘ，ｙまたはナイロンｘ，ｙ，ｙ’と記述することがで
き、そのｘは４−５０の、好ましくは１−２０の、最も
好ましくは１−１０の整数であって、ジアミン残基の炭
素数から決定され、ｙおよびｙ’は独立に４ないし４０
の、好ましくは６−３６の整数であって、酸残基の炭素
数から決定される。

【００３８】ナイロン６，３６およびナイロン６，６，
３６が好ましい具体例である。カルボン酸無水物が
（ｉ）の官能基としてさらに好ましく、無水マレイン酸
が最も好ましい。

【００３９】本件改質オレフィンは、オレフィン単量体
の重合用の通常の技術を用いて容易に製造することがで
きる。重合体化学の製造技術（Ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ
ＭｅｔｈｏｄｓｏｆＰｏｌｙｍｅｒＣｈｅｍｉ
ｓｔｒｙ），ソレンソン（Ｒ．Ｓｏｒｅｎｓｏｎ）およ
びキャンベル（Ｔ．Ｗ．Ｃａｍｂｅｌｌ），１９６１，
インターサイエンス出版を参照されたい。官能基を含有
する不飽和単量体との共重合用の基本的なオレフィン単
量体の例は、エチレン、プロピレン、ブチレン、エチレ
ン／プロピレンの混合物、エチレン／ブチレンの混合
物、プロピレン／ブチレンの混合物、エチレン／Ｃ₃な
いしＣ₁₂のα，β−不飽和アルケンの混合物等である。
これに替えて、これらの単量体またはその混合物を最初
に、上記の官能基含有単量体を用いるグラフトに先立っ
てその対応するポリオレフィンに重合させることもあ
る。

【００４０】オレフィン重合体の分子量が約２，０００
ないし６００，０００の、より好ましくは３，０００な
いし３００，０００の範囲であることが重要である。

【００４１】グラフト形状の改質オレフィンの説明的な
具体例としては、上に示したビニル官能基含有単量体の
いずれか（好ましくは無水マレイン酸）をオレフィン重
合体（ポリエチレンおよびポリプロピレンを含む）のい
ずれかにグラフト重合させて誘導したものがあるが、ポ
リプロピレンが好ましい。上記のグラフトした官能基の
比率は、好ましくはオレフィン共重合体の重量に対して
０．００５ないし５パーセント、好ましくは１−２％の
モル範囲に入る。

【００４２】具体例の一つにおいて、ポリアミド反応剤
は、高純度二量体脂肪酸（ＤＦＡ）と１，６−ヘキサメ
チレンジアミン（ＨＭＤＡ）との反応生成物であるナイ
ロン６，３６単独重合体（ウニケマ（Ｕｎｉｃｈｅｍ
ａ）からプリアジット（Ｐｒｉａｄｉｔ）２０５３とし
て市販されている）である。これは、

【００４３】

【化１】

【００４４】に一致する。

【００４５】上記の単独重合体の好ましい、改質された
変形は、アジピン酸（ＡＡ）から誘導された、付加され
た構造単位を包含している。プリアジット２０５４とし
て商業的に入手し得る、これを基剤とする生成物は、百
分率が生成物の重量に対するものであるとしてＤＦＡ６
８％、ＨＭＤＡ２２％およびＡＡ１０％の組成を有する
ことが報告されている。上の（ｉｉ）の特に好適な化合
物を表すこの生成物は２２．３重量％のアミド含有量、
１６０℃の融点、１．１のアミン数および０．３の酸数
を有している。

【００４６】本件化学剤は、上の（ｉｉ）の化合物、た
とえばナイロン６，３６と（ｉ）の化合物、たとえばカ
ルボン酸グラフトポリプロピレンとの混合により製造す
ることができる。この反応性混合は混練機もしくは押出
し機中で、または当該技術で周知されている以下の同等
な方法で行うことができる。

【００４７】（ｉ）と（ｉｉ）との反応においては、ナ
イロンの連鎖の末端におけるアミノ基と改質されたポリ
オレフィンの酸無水物基または酸基とが縮合して、対応
するイミド結合またはアミド酸結合を形成する。得られ
るグラフト共重合体は、ＴＰＵとの樹脂状混合物中にお
いて本来非混和性の相の間の界面に集合して、ＴＰＵと
ポリオレフィンとの混和性を改良する機能を果たす。

【００４８】最適な反応剤（ｉｉ）と（ｉ）との間の重
量比、（ｉｉ）中のナイロン成分のアミン含有量、
（ｉ）中の官能基の含有量、およびオレフィン骨格の分
子量は、日常的な実験により容易に決定される。

【００４９】本発明の範囲内にある混和性の熱可塑性組
成物の製造に有用なポリプロピレンは、当業界で周知さ
れている。アタクチックポリプロピレンおよびシンジオ
タクチックポリプロピレンを含む全てのポリプロピレン
樹脂が好適であり、ポリプロピレンと弾性体との混合物
−一般にはＴＰＯと呼ばれるもの−も含まれる。本発明
は、特定的にはポリプロピレンおよび／またはＴＰＯを
含有する組成物を指向するものであるが、混和性改良効
果は、ポリエチレン（高密度ポリエチレン、低密度ポリ
エチレン、線形低密度ポリエチレンを含む）を含むポリ
オレフィンを含有する対応する混合物中で一般的には同
様に作用することが期待され、ポリブチレンおよびこれ
らの共重合体もポリプロピレンの部分的な、または全体
的な置き換えで使用された。

【００５０】本発明記載の混合物の製造は通常の方法で
行うことができる。たとえば、各成分を最初に乾燥混合
し、続いてこの混合物を公知の、固体を乾燥混合および
／または熔融混和するための手段にいずれかで液化す
る。本件混合物は、成形作業において完全に融解するも
のでなければならない。説明的に述べれば、ペレット形
状の各成分を混合し、樽または回転混合機、ゴムミル、
ヘンシェルミキサー、ダンベリーミキサー等を含む通常
の手段を用いて乾燥混合することができる。ついで、各
成分を適当な熔融押出し機等の中で混和する。この混合
および熔融混和は、各成分を熔融混和装置（たとえば単
スクリューまたは双スクリュー押出し機）内で直接に混
合して１段階で実行することも、ストランドを製造し、
ついで引き続くいずれかの成形段階の前に切断、ペレッ
ト化または他の方法で細分化することもできる。混和温
度または液化温度は厳密ではないが、三成分が同時に融
解し、熱的に分解しないことが必要である。有利には、
この混和は約１２５ないし約２３５℃で、好ましくは約
１５０ないし約２５０℃で行う。

【００５１】所望ならば、本発明記載の組成物に、製造
のいかなる適当な段階においても、ポリウレタン弾性体
との関連で一般的に使用されている添加剤、たとえば顔
料、充填剤、離型剤、潤滑剤、安定剤、酸化防止剤、着
色剤、難燃剤等を組み入れることもできる。

【００５２】本発明を以下の実施例によりさらに説明す
るが、これにより限定することを意図したものではな
い。実施例中の全ての部および百分率は、これと異なる
特定のない限り、重量部および重量百分率である。

【００５３】

【実施例】

実施例１本発明記載の樹脂状混合物を製造し、ポリオレフィンを
含有する組成物の混和性の改良におけるその有効性を測
定した。

【００５４】最初に、２３０℃で２５重量％のプリアジ
ット樹脂（ナイロン６．６．３６）を７５重量％のポリ
ボンド３００１樹脂と反応させて化学剤を製造した。

【００５５】得られた化学剤をＴＰＵおよびポリプロピ
レンと、ハーケ（Ｈａａｋｅ）混練機中で混合して熱可
塑性成形用組成物を形成させ、この組成物の以下の表に
示すような性質を測定した。同一の方法に従って、対応
する比較例の組成物をも製造し、試験した。実施例Ａを
除く全ての場合において、ＴＰＵ（６０重量パーセン
ト）はテキシン４８０−Ａであり、ポリプロピレン（３
５重量パーセント）は約１２ｇ／１０分の熔融流動性を
有するポリプロピレン樹脂であった。組成物Ａにおいて
は第３の成分は含有されておらず、組成物は６０％のテ
キシン４８０−Ａ樹脂と４０％のポリプロピレンとであ
った。組成物“Ｂ”は５％のポリボンド３００１を含有
し、組成物“Ｃ”は５％のプリアジット２０５４を含有
し、本発明記載の混和性を改良された組成物の代表例で
ある組成物“Ｄ”は、上記のようにして製造した化学剤
を含有していた。これら数種の組成物の引張り特性−Ａ
ＳＴＭＤ−４１２に従って測定した−は、下の表に示さ
れている：表１ＡＢＣＤ引張り強度（ｐｓｉ）５０４８２９１８９０２７１５伸長度（％）２０６２５２４１３４６５１００％モジュラス（ｐｓｉ）３８５７６０８７９２１４３このデータは、ＴＰＵ／ポリプロピレン混合物において
は本発明記載の混和性改良剤が、より高いレベルの機械
的性質に表わされる改良された混和性を混合物に与える
のに有効であることを、明らかに示している。

【００５６】実施例２以下に記述する本発明記載の数種の化学剤の製造に使用
した反応剤は：（ａ）プリアジット２０５４、および
（ｂ）ビーピー化学（ＢＰＣｈｅｍｉｃａｌ）の製品
である、約０．５重量％の無水マレイン酸含有量と約３
００，０００の分子量とを有するポリボンド３００１
（無水マレイン酸グラフトポリプロピレン）、および、
（ｃ）約４５００の分子量を有する改質ポリプロピレン
であるエポレンＥ−４３であった。

【００５７】本発明記載の化学剤を形成する反応生成物
を、２２０℃における反応性混合により製造した。得ら
れた反応生成物とＴＰＵとを含有する混合物を製造し、
これらをポリプロピレンを含有する熱可塑性成形用組成
物の製造に使用した。成形用組成物の製造は、各成分を
混練機中、２３０℃で１０分間混合する段階を包含して
いた。

【００５８】下の表は、ポリプロピレンの型およびその
諸成分の相対的な量に関して相互に異なる、数種の化学
剤を記述するものである。

【００５９】表２化学剤１２５％プリアジット２０５４、７５％ポリボンド３００１化学剤２５０％プリアジット２０５４、５０％ポリボンド３００１化学剤３７５％プリアジット２０５４、２５％ポリボンド３００１化学剤４７５％プリアジット２０５４、２５％エポレンＥ−４３化学剤５５０％プリアジット２０５４、５０％エポレンＥ−４３下の表は、上記の混和性改良剤の使用を含んで混和性を
改良したＴＰＵとポリプロピレンとの混合物の、機械的
性質の試験結果を概括している。

【００６０】表３混合物の組成（重量％）伸長度引張り強度ＴＰＵＰＰ化学剤１２３４５％ｐｓｉ６０４０２０６５０４６０３５５４６５２７１５６０３０１０４９７２７８１６０３５５１５４１３６４６０３０１０４３６２４７３６０２５１５４０５２６９９６０３５５３１４１７７２６０３０１０４８９２７６９６０３５５１４７１９９３６０３０１０３５２２２５５６０３５５２３１６１７６０３０１０３９１５２６各実施例に含まれるＴＰＵは、マイルズ社（Ｍｉｌｅｓ
Ｉｎｃ．）からテキシン（Ｔｅｘｉｎ）の商品名で入
手し得る熱可塑性ポリウレタン樹脂を基剤とするポリエ
ステルポリオールである。本発明記載の樹脂状混合物
は、化学剤を含有しない対照例の混合物との比較で見ら
れるように、改良された機械的性質を混合物に与える。

【００６１】実施例３下記の組成物の製造に使用した化学剤は、ポリボンド３
００５（約２％の無水マレイン酸を含有する改質ポリプ
ロピレン）とプリアジット２０５４との、上記の方法に
よる反応生成物である。ここでは、この混和性の組成物
は各成分を双スクリュー押出し機中、２００℃で熔融混
合して製造した。この組成物は５％の化学剤を含有し、
ポリプロピレンの量が注記されており、各組成の残部は
テキシン４８０−Ａ樹脂である。

【００６２】表４実施例ａｂｃｄｅポリプロピレン含有量（％） 15 20 25 30 35 硬度 47 49 56 60 60 引張り強度（psi） 6590 4205 3590 2729 2134 伸長度（％） 626 526 499 374 449 100％モジュラス（psi） 1789 1911 2159 2303 2273 曲げモジュラス（psi） 36 63 70 93 113 密度（g/cm³） 1.12 1.09 1.09 1.06 1.05 実施例４表５に示した組成物は全て１０重量％のＴＰＵ（テキシ
ン４８０−Ａ樹脂）を含有し、ＺＳＫ共回転双スクリュ
ー押出し機（ウェルナー・アンド・フライデラー（Ｗｅ
ｒｎｅｒ＆Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）中、１８０−２２０
℃での熔融混合により製造した。このようにして製造し
た組成物の評価により、ＴＰＵ等で混和性を改良した成
形用組成物中の混合成分としての、アイソタクチックポ
リプロピレンとＴＰＯとの間の比較が可能になった。化
学剤“Ａ”は、７５重量％のポリボンド３００５と２５
重量％のプリアジット２０５４との反応性混合により製
造した。化学剤“Ｂ”は、２５％のポリボンドを７５％
のプリアジットと反応させたことを除き、同様にして製
造した。このようにして混和性を改良した混合物の性質
を、９０／１０ポリオレフィン／ＴＰＵ（テキシン４８
０−Ａ樹脂）を含有する混和性未改良の組成物と比較し
た。これらの組成物の性質は表６に示されている。

【００６３】表５ポリオレフィン化学剤対照例１ＴＰＯ，９０％なし対照例２ポリプロピレン，９０％なし混合物１ＴＰＯ，８５％Ａ５％混合物２ポリプロピレン，８５％Ａ５％混合物３ＴＰＯ，８５％Ｂ５％混合物４ポリプロピレン，８５％Ｂ５％表６対照例混合物実施例 1 2 1 2 3 4 熔融流動性（g/10 分） 9.6 25.2 7.2 24.4 7.4 20.4 引張り破断（psi） 1449 1612 1932 1569 2428 2364 伸長度（％） 149 143 336 268 366 392 曲げモジュラス（psi） 109.7 157 198 231.5 132.4 218.2 イゾッド衝撃強度 4.55 0.56 6.18 0.86 2.95 0.65 (フィート/ポンド/インチ) 実施例５本発明を示すその他の組成物を製造し、その性質を評価
した。本件組成物は、同時回転双スクリュー押出し機
中、２００℃で混合した。

【００６４】対照例の組成物は９０％のＴＰＵと１０％
のポリプロピレンとを含有し、混和性の改良された混合
物は８５％のＴＰＵ、１０％のポリプロピレン、および
５％の、上の実施例４に記載した化学剤Ａを含有してい
た。組成物中には下記の２種の規格のＴＰＵを使用し
た：テキシン４８０Ａ樹脂−ポリエステルポリオールを
基剤とするＴＰＵ弾性体−およびテキシン９８５Ａ−ポ
リエーテルポリオールを基剤とするＴＰＵ。

【００６５】表７ＴＰＵの規格伸長度（％）対照例１４８０Ａ５１７対照例２９８５Ａ６３７混合物１４８０Ａ５３６混合物２９８５Ａ６６５破断時伸長度は、本発明記載の反応生成物を含有する組
成物の方が大きい。

【００６６】実施例６下に示した配合に従う組成物を同時回転双スクリュー押
出し機中で製造し、その性質を評価した。

【００６７】対照例の組成物は９０％のＴＰＵ（テキシ
ン９８５−Ａ樹脂）と１０％のポリプロピレンとを含有
しており、混和性を改良された混合物は８５％のＴＰＵ
（テキシン９８５−Ａ樹脂）、１０％のポリプロピレ
ン、および５％の、上の実施例４に記載されている化学
剤Ａまたは化学剤Ｂを含有していた。

【００６８】これらの性質は下の表に示されている：表８化学剤引張り破断（ｐｓｉ）曲げモジュラス（ｐｓｉ）対照例１なし２９３４７０３２混合物１Ａ６１１１１０９８０混合物２Ｂ４４５５９６６９以上、説明の目的で本発明を詳細に記述してきたが、こ
の種の詳細は単にこの目的のためのみのものであり、特
許請求の範囲により限定され得るものを除き、本発明の
精神および範囲からはずれることなく、その変更が当業
者によりなされ得ると理解すべきである。

【００６９】本発明の主なる特徴および態様は以下のと
おりである。

【００７０】１．百分率が混合物の重量に対するもので
あるとして、約１ないし９９％の熱可塑性ポリウレタン
および１ないし９９％の反応剤（ｉ）と反応剤（ｉｉ）
との反応の生成物を含む化学剤を含む、その（ｉ）が約
２，０００ないし６００，０００の分子量を有する、そ
の主鎖または側鎖中にカルボン酸；Ｃ₁ないしＣ₈のカル
ボン酸エステル；カルボン酸無水物；周期表のＩ族、Ｉ
Ｉ族、ＩＩＩ族、ＩＶ−Ａ族およびＶＩＩＩ族の金属イ
オンによるカルボン酸基の中和により生成するカルボン
酸塩；アミド；エポキシ；ヒドロキシ；ならびにＣ₂な
いしＣ₆のアシルオキシよりなるグループから選択した
官能基を有することを特徴とするランダム、ブロックお
よびグラフトオレフィン共重合体よりなるグループから
選択した改質されたポリオレフィンであって、その官能
基がオレフィン単量体と共重合して、またはポリオレフ
ィン上にグラフトして上記の改質されたポリオレフィン
を形成する不飽和単量体前駆体の一部であり、その（ｉ
ｉ）が１種または２種以上のＣ_4-40ジカルボン酸と１種
または２種以上のＣ_4-50ジアミンとの縮合生成物である
ポリアミド樹脂である、樹脂性の均一な熱可塑性混合
物。

【００７１】２．上記のもの以外にアイソタクチックポ
リプロピレン樹脂をも含有する１記載の混合物。

【００７２】３．上記のもの以外にシンジオタクチック
ポリプロピレン樹脂をも含有する１記載の混合物。

【００７３】４．上記のもの以外にＴＰＯをも含有する
１記載の混合物。

【００７４】５．上記の官能基がカルボン酸無水物であ
ることを特徴とする１記載の組成物。

【００７５】６．上記の無水物がマレイン酸無水物であ
ることを特徴とする５記載の組成物。

【００７６】７．分子量が約３，０００ないし３００，
０００であることを特徴とする１記載の混合物。

【００７７】８．反応が等モルの反応剤を使用するもの
であることを特徴とする１記載の混合物。

【００７８】９．反応が過剰の反応剤（ｉｉ）を使用す
るものであることを特徴とする１記載の混合物。

【００７９】１０．ポリアミドが、そのｘが１−２０の
整数であり、ｙが４ないし４０の整数であるナイロン
ｘ，ｙであることを特徴とする１記載の混合物。

【００８０】１１．ポリアミドが、そのｘが１−２０の
整数であり、ｙが４ないし４０の整数であり、ｙ’が３
６であるナイロンｘ，ｙ，ｙ’であることを特徴とする
１記載の混合物。

【００８１】１２．百分率が混合物の重量に対するもの
であるとして、上記の熱可塑性ポリウレタンが約６０な
いし８０％の量存在し、上記の化学剤が約４０ないし２
０％の量存在することを特徴とする１記載の樹脂性の均
一な熱可塑性混合物。

【００８２】１３．熱可塑性ポリウレタンがポリエステ
ルポリオールを基剤とするものであることを特徴とする
１記載の混合物。

【００８３】１４．熱可塑性ポリウレタンがポリエーテ
ルポリオールを基剤とするものであることを特徴とする
１記載の混合物。

【００８４】１５．百分率が混合物の重量に対するもの
であるとして約６０ないし８０％の熱可塑性ポリウレタ
ンと４０ないし２０％の化学剤とを含む、その化学剤が
反応剤（ｉ）と反応剤（ｉｉ）との反応の生成物を含む
ものであり、その（ｉ）が無水マレイン酸をグラフトし
た、約０．５％の無水マレイン酸含有量と約２，０００
ないし３００，０００の分子量とを有するポリプロピレ
ンであり、その（ｉｉ）がナイロン６，３６およびナイ
ロン６，６，３６よりなるグループから選択したポリア
ミド樹脂である、樹脂性の均一な熱可塑性混合物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロバート・ジエイ・カンフアメリカ合衆国ペンシルベニア州15237ピツツバーグ・ウツドビユウドライブ9020 (72)発明者クリフオード・ジエイ・ローアメリカ合衆国ペンシルベニア州15143ソーイツクリー・コロニアルストリート103 (72)発明者レイモンド・エイ・ユアードアメリカ合衆国ペンシルベニア州15234ピツツバーグ・フツドリツジドライブ251 (72)発明者ジエフリー・エス・ウイギンズアメリカ合衆国ペンシルベニア州15204ピツツバーグ・サクラメントアベニユー2960

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】百分率が混合物の重量に対するものであ
るとして、約１ないし９９％の熱可塑性ポリウレタンお
よび１ないし９９％の反応剤（ｉ）と反応剤（ｉｉ）と
の反応の生成物を含む化学剤を含む、その（ｉ）が約
２，０００ないし６００，０００の分子量を有する、そ
の主鎖または側鎖中にカルボン酸；Ｃ₁ないしＣ₈のカル
ボン酸エステル；カルボン酸無水物；周期表のＩ族、Ｉ
Ｉ族、ＩＩＩ族、ＩＶ−Ａ族およびＶＩＩＩ族の金属イ
オンによるカルボン酸基の中和により生成するカルボン
酸塩；アミド；エポキシ；ヒドロキシ；ならびにＣ₂な
いしＣ₆のアシルオキシよりなるグループから選択した
官能基を有することを特徴とするランダム、ブロックお
よびグラフトオレフィン共重合体よりなるグループから
選択した改質されたポリオレフィンであって、その官能
基がオレフィン単量体と共重合して、またはポリオレフ
ィン上にグラフトして上記の改質されたポリオレフィン
を形成する不飽和単量体前駆体の一部であり、その（ｉ
ｉ）が１種または２種以上のＣ_4-40ジカルボン酸と１種
または２種以上のＣ_4-50ジアミンとの縮合生成物である
ポリアミド樹脂である、樹脂性の均一な熱可塑性混合
物。
【請求項２】百分率が混合物の重量に対するものであ
るとして約６０ないし８０％の熱可塑性ポリウレタンと
４０ないし２０％の化学剤とを含む、その化学剤が反応
剤（ｉ）と反応剤（ｉｉ）との反応の生成物を含むもの
であり、その（ｉ）が無水マレイン酸をグラフトした、
約０．５％の無水マレイン酸含有量と約２，０００ない
し３００，０００の分子量とを有するポリプロピレンで
あり、その（ｉｉ）がナイロン６，３６およびナイロン
６，６，３６よりなるグループから選択したポリアミド
樹脂である、樹脂性の均一な熱可塑性混合物。