(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-03
(45)【発行日】2022-03-11
(54)【発明の名称】高い溶融流量を有するブテン-1重合体組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 23/20 20060101AFI20220304BHJP
C08F 10/08 20060101ALI20220304BHJP
C08F 4/6592 20060101ALI20220304BHJP
C09J 123/20 20060101ALI20220304BHJP
【FI】
C08L23/20
C08F10/08
C08F4/6592
C09J123/20
(21)【出願番号】P 2020505219
(86)(22)【出願日】2018-08-03
(86)【国際出願番号】 EP2018071110
(87)【国際公開番号】W WO2019025583
(87)【国際公開日】2019-02-07
【審査請求日】2020-01-30
(32)【優先日】2017-08-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】513076604
【氏名又は名称】バーゼル・ポリオレフィン・イタリア・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ
(74)【代理人】
【識別番号】100100354
【氏名又は名称】江藤 聡明
(72)【発明者】
【氏名】ロベルタ・マーチニ
(72)【発明者】
【氏名】ステファノ・スパタロ
(72)【発明者】
【氏名】ロベルタ・ピカ
【審査官】堀 洋樹
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/007279(WO,A1)
【文献】特開2006-298998(JP,A)
【文献】特表2011-515518(JP,A)
【文献】特開平01-144480(JP,A)
【文献】国際公開第2017/130895(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 1/00-101/14
C08F 4/00-246/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
2.16kgの荷重で、190℃においてISO 1133に従って測定したMFR値が20~100g/10分
未満である、ブテン-1重合体組成物であって:
A)
ブテン-1単独重合体、または共重合共単量体含量(C
A)が5モル%以
下であるエチレンおよびプロピレンから選択される1つ以上の共単量体とブテン-1の共重合体;
B) 共重合共単量体の含量(C
B)が6~20
モル%である、エチレンおよびプロピレンから選択される1つ以上の共単量体とブテン-1の共重合体を含み;
前記組成物は、総共重合共単量体含量がA)とB)の合計に対し、4~15モル
%であり、またA)とB)の総重量に対し、決定される0℃でキシレン中の可溶性画分の含量が75重量
%以下であ
り、及び
Mwが重量平均モル質量であり、Mnが数平均分子量であるMw/Mn値が、両方ともGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によって測定するとき、4以下であることを特徴とする、ブテン-1重合体組成物。
【請求項2】
A)とB)の総重量に対し、30~70重量
%のA)、および30~70重量
%のB)を含む、請求項1に記載のブテン-1重合体組成物。
【請求項3】
10℃/分に相応する走査速度で測定したDH TmII値が4~15J/gである、請求項1に記載のブテン-1重合体組成物。
【請求項4】
GPCによって測定するとき、Mz値が180,000g/mol以上である、請求項1に記載のブテン-1重合体組成物。
【請求項5】
Mw値が90,000g/mol以上である、請求項1に記載のブテン-1重合体組成物。
【請求項6】
請求項1に記載のブテン-1重合体組成物を製造するプロセスであって、
直列に連結された2つ以上の反応器で実行される少なくとも2つの連続段階を含み、ここで成分A)およびB)は、第1段階を除いては、形成された重合体および以前の段階で使用された触媒の存在下に各々の段階で作動する別個の後続段階で製造さ
れ、且つ
以下を接触させることによって得られるメタロセン触媒の存在下に実行されることを特徴とする、
プロセス:
-立体剛性メタロセン化合物;
-アルモキサンまたはアルキルメタロセンカチオンを形成し得る化合物;および任意選択的に、
-有機アルミニウム化合物。
【請求項7】
請求項1または2に記載のブテン-1重合体組成物からなるかまたはそれを含む、製造物品。
【請求項8】
フィルムまたは繊維の形態である、請求項
7に記載の製造物品。
【請求項9】
請求項1または2に記載のブテン-1重合体組成物からなるかまたはそれを含む、ホットメルト接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ブテン-1重合体組成物に関するものであり、本発明のブテン-1重合体は、2.16kgの荷重で190℃において標準ISO 1133に従って測定した溶融流量値が20g/分以上であり、よって溶融状態で高い流動性を有する。
【0002】
ブテン-1重合体組成物は、測定可能な結晶性を依然として維持しながら、高い引張特性、低い硬度、低い曲げ弾性率および低いガラス転移温度を提供する。
【0003】
本発明のブテン-1重合体組成物は、適用分野が多様である。特に、本発明のブテン-1重合体組成物は、フィルムおよび繊維の製造時に、ホットメルト接着剤の成分として、重合体組成物の流動学的、機械的および光学的特性を向上させるための重合体添加剤として、または潤滑剤用流動化剤として使用することができる。
【背景技術】
【0004】
高い溶融流量を有するブテン-1重合体は、特にUS4,677,025、US4,960,820およびEP0314495に開示されている。これら重合体は、これらの極めて価値のある特性(例えば、化学的慣性、機械的特性および無毒性など)によって多くの適用分野で使用されてきた。
【0005】
特に、溶融状態でこれらの高い流動性および物性によって、高い溶融流量を有するブテン-1重合体は、フィルムおよび繊維の製造に、任意選択的に他のポリオレフィンとブレンドして使用することができ、様々な種類のホットメルト剤型に使用することができる。
【0006】
US4,677,025の説明のように、ブテン-1重合体の分子量および分子量分布が最終重合体特性に影響を与えた。
【0007】
共単量体含量が異なりかつ特定の少なくとも2つのブテン-1重合体を組み合わせることにより、そして溶融流量の適切な選択、任意選択的には分子量および分子量分布の適切な選択により、有利な特性のプロファイルが達成されるといことが明らかになった。これは、メタロセン触媒を用いることにより、可能になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0008】
したがって、本開示は、2.16kgの荷重で、190℃においてISO 1133に従って測定した溶融流量値(以下、「MFR」と称する)が20~100g/10分未満、好ましくは、25~95g/10分、より好ましくは、30~80g/10分であるブテン-1重合体組成物であって:
A) ブテン-1単独重合体、または共重合共単量体含量(CA)が5モル%以下、好ましくは、4モル%以下であるエチレンおよび高級アルファ-オレフィンから選択される1つ以上の共単量体とブテン-1の共重合体;
B) 共重合共単量体の含量(CB)が6~20モル%、好ましくは、8~18モル%である、エチレンおよび高級アルファ-オレフィンから選択される1つ以上の共単量体とブテン-1の共重合体を含み;
前記組成物は、総共重合共単量体含量がA)とBの合計に対し、4~15モル%、好ましくは、5~15モル%であり、またA)とB)の総重量に対し、決定される0℃でキシレン中の可溶性画分の含量が75重量%以下、好ましくは、70重量%以下である、ブテン-1重合体組成物を提供する。
【0009】
本明細書において提供されるブテン-1重合体組成物は、MFR値を増加させるために過酸化物のような遊離ラジカル発生剤の使用を必要とせずに重合において直接得ることができ、したがって、遊離ラジカル発生剤の導入から生じる化学的汚染および不快な臭いを回避する。
【0010】
かかるブテン-1重合体組成物は、低い硬度、低い曲げ弾性率、高い破断点伸び率値、および低いガラス転移温度を有し、これはフィルムおよび繊維において有用な特性であり、ここで本発明のブテン-1重合体組成物が他のポリオレフィンと、具体的には上記の物品を生産するにおいて通常的に使用されるプロピレン重合体とブレンドして使用することができ、ホットメルト組成物にも使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
A)およびB)の総重量に対し抽出によって測定される画分の重量含量として表される、本明細書において提供されているようなブテン-1重合体組成物に対し、0℃でキシレン中の可溶性画分の具体的な量は、35~75重量%、または35~70重量%、特に、40~70重量%、または40~65の重量%である。
【0012】
A)が共重合体である場合、共単量体含量の具体的な下限は、1モル%である。
【0013】
好ましくは、A)およびB)の両方が共重合体である場合、B)およびA)の共重合共単量体含量の百分率値間の差は、次の関係式を満足させる:
CB)-CA)≧5;または
CB)-CA)≧6。
【0014】
成分A)およびB)の相対的な量は、総共重合共単量体含量、単一成分の共単量体含量および0℃でキシレン中の可溶性画分含量の所望の値に応じて容易に決定することができる。
【0015】
好ましい量は、30~70重量%、好ましくは、35~65重量%のA)、および30~70重量%、好ましくは、35~75重量%のB)であり、すべてA)およびB)の総重量を基準とする。
【0016】
成分A)およびB)において、エチレンに加えて、またはその代替として、共単量体として存在し得る高級アルファ-オレフィンの具体例は、Rが炭素原子を3~8個または3~6個含有するメチルまたはアルキルラジカルである式CH2=CHRのアルファ-オレフィン、例えば、プロピレン、ヘキセン-1、オクテン-1である。
【0017】
しかしながら、エチレンは、特に、成分B)に対する好ましい共単量体である。
【0018】
本発明のブテン-1重合体組成物は、示差走査熱量計(DSC)パターンにおいて結晶性ブテン-1重合体の溶融温度ピークの存在によって立証されるように、測定可能な結晶性を有する。
【0019】
特に、本発明のブテン-1重合体は、第2のDSC加熱走査において1つ以上の溶融ピークを示す。このような温度ピークまたはピークらは、一般的に90℃以下、または85℃以下、特に、40℃~90℃、または40℃~85℃の温度で発生し、ブテン-1重合体の結晶形態II(TmII)の融点に起因し、ピーク(またはピークら)下の面積は、全体溶融エンタルピー(DH TmII)として見なされる。しかし、1つ以上のピークが存在すれば、最も高い(最も強い)ピークをTmIIとして見なされる。
【0020】
本発明のブテン-1重合体に対する特定の全体DH TmII値は、10℃/分に相応する走査速度で測定するとき、15J/g以下、特に、4~15J/gである。
【0021】
さらに、本発明のブテン-1重合体は、エージング後に実行されるDSC加熱走査において一般的に100℃以下、または90℃以下、特に、30℃~100℃、または30℃~90℃の温度で発生する1つ以上の溶融ピークを示す。このような温度ピークまたはピークらは、ブテン-1重合体(TmI)の結晶形態Iの融点に起因し、ピーク(または、ピークら)下の面積は,全体溶融エンタルピー(DH TmI)として見なされる。しかし、1つ以上のピークが存在すれば、最も高い(最も強い)ピークはTmIとして見なされる。
【0022】
本発明のブテン-1重合体に対する特定の全体DH TmI値は、10℃/分に相応する走査速度で測定するとき、50J/g以下、特に、25~50J/gまたは30~50J/gである。
【0023】
本発明のブテン-1重合体はまた、結晶形態IIIの検出可能な含量を有することができる。結晶形態IIIは、文献[Journal of Polymer Science Part B:Polymer Letters Volume 1, Issue 11,pages 587-591, November 1963],または文献[Macromolecules, Vol. 35, No. 7, 2002]に記載されるX-線回折法を介して検出可能である。
【0024】
本発明のブテン-1重合体に対する特定のX-線結晶性値は、10~50%、特に、15~45%である。
【0025】
成分A)およびB)に対する特定のMFR値は、全体組成物の上記MFR値が得られる限り、幅広く選択することができる。
【0026】
これと関連し、ポリオレフィンブレンドのMFR値、一般的にブテン-1重合体のブレンドのMFR値の対数は、単一成分の重量画分およびMFR値の対数の積の和に与えられることは良く知られている。
【0027】
したがって、上記成分A)およびB)のブレンドから製造される組成物のMFR値は、下記関係式によって決定される:
log MFR(A+B)=wA log MFR(A)+wB log MFR(B)
ここで、MFR(A+B)は、A)およびB)のブレンドに対するMFR値であり、MFR(A)およびMFR(B)は、各々成分A)およびB)のMFR値であり、wAおよびwBは、各々の重量分画である。例えば、ブレンドが50重量%の成分A)および50重量%の成分B)からなる場合、wAおよびwBは、両方とも0.5である。
【0028】
しかし、溶融状態で良好な流動性を得るためには、単一成分A)およびB)のMFR値を十分に高く、特に、10~200g/10分または15~150g/10分の範囲に維持させることが好ましい。
【0029】
さらに、本発明のブテン-1重合体組成物は、好ましくは、以下のさらなる特徴中、少なくとも1つを有する:
-135℃においてテトラヒドロナフタレン(THN)中において測定した固有粘度(IV)が0.98dl/g以下、0.95dl/g以下、特に、0.75dl/g~0.98dl/gまたは0.75dl/g~0.95dl/gである;
-Mwが重量平均モル質量であり、Mnが数平均分子量であるMw/Mn値が、両方ともGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によって測定するとき、4以下、特に、3.5以下、または2.5以下であり、下限は、すべての場合に1.5である;
-Mz値が180,000g/mol以上、または190,000g/mol以上、特に、180,000~350,000g/molまたは190,000~300,000g/molである;
-Mwが90,000g/mol以上、特に、90,000~200,000g/molである;
-150.91MHzで作動する13C-NMRで測定したアイソタクチックペンタッド(mmmm)が90%以上;特に、93%超過または95%超過である;
-4,1挿入物は、150.91MHzで作動する13C-NMRを使用して検出することができない;
-黄色指数が0未満;特に、0~-10または-1~-9または-1~-5である;
-ショアD値が50以下、または45以下、特に、15~50または15~45である;
-ISO 527にしたがって測定された破断点引張応力が10MPa~40MPa、特に、15MPa~35MPaである;
-ISO 527にしたがって測定された破断点引張伸び率が400%~1000%;特に、500%~900%である;
-ガラス転移温度が-22℃以下、特に、-23℃以下であり、その下限が-30℃である;
-密度が0.890g/cm3以上、特に、0.892g/cm3以上であり;その上限が0.899g/cm3である。
【0030】
ブテン-1重合体成分A)およびB)は、以下を接触させることによって得られるメタロセン触媒システムの存在下に単量体(等)を重合させることによって得ることができる:
-立体剛性メタロセン化合物;
-アルモキサンまたはアルキルメタロセンカチオンを形成し得る化合物;および任意選択的に、
-有機アルミニウム化合物。
【0031】
好ましくは、立体剛性メタロセン化合物は、下記化学式(I)に属する:
【化I】
【0032】
ここで:
Mは、4族に属するものから選択される遷移金属の原子であり;好ましくは、Mは、ジルコニウムであり;
Xは、互いに同一であるか、異なり、水素原子、ハロゲン原子、R、OR、OR’O、OSO2CF3、OCOR、SR、NR2またはPR2基であり、ここでRは、元素周期律表の13~17族に属するヘテロ原子を任意選択的に含む、線状もしくは分枝状の、飽和もしくは不飽和のC1-C20-アルキル、C3-C20-シクロアルキル、C6-C20-アリール、C7-C20-アルキルアリールまたはC7-C20-アリールアルキルラジカルであり、R’は、C1-C20-アルキリデン、C6-C20-アリーリデン、C7-C20-アルキルアリーリデン、またはC7-C20アリールアルキリデンラジカルであり;好ましくは、Xは、水素原子、ハロゲン原子、OR’OまたはR基であり;より好ましくは、Xは、塩素またはメチルラジカルであり;
R1、R2、R5、R6、R7、R8およびR9は、互いに同一であるか、異なり、水素原子、または元素周期律表の13~17族に属するヘテロ原子を任意選択的に含む、線状もしくは分枝状の、飽和もしくは不飽和のC1-C20-アルキル、C3-C20-シクロアルキル、C6-C20-アリール、C7-C20-アルキルアリールまたはC7-C20-アリールアルキルラジカルであるか;もしくはR5およびR6、および/またはR8およびR9は、飽和または不飽和の5員または6員環を選択的に形成することができ、前記環は、C1-C20-アルキルラジカルを置換基として有することができ;ただし、R6またはR7のうち、少なくとも1つは、元素周期律表の13~17族に属するヘテロ原子を選択的に含む、線状もしくは分枝状の、飽和または不飽和のC1-C20-アルキルラジカルであり;好ましくは、C1-C10-アルキルラジカルであり;
R3およびR4は、互いに同一であるか、異なり、元素周期律表の13~17族に属するヘテロ原子を任意選択的に含む、線状もしくは分枝状の、飽和もしくは不飽和のC1-C20-アルキルであり;好ましくは、R3およびR4は、互いに同一であるか、異なり、C1-C10-アルキルラジカルであり;より好ましくは、R3は、メチル、またはエチルラジカルであり;R4は、メチル、エチルまたはイソプロピルラジカルである。
【0033】
好ましくは、化学式(I)の化合物は、次の化学式(Ia)を有する:
【0034】
【0035】
ここで:
M、X、R1、R2、R5、R6、R8およびR9は、上記の通りであり;
R3は、元素周期律表の13~17族に属するヘテロ原子を任意選択的に含む、線状もしくは分枝状の、飽和もしくは不飽和のC1-C20-アルキルであり;好ましくは、R3は、C1-C10-アルキルラジカルであり;より好ましくは、R3は、メチル、またはエチルラジカルである。
【0036】
メタロセン化合物の具体例は、ジメチルシリル{(2,4,7-トリメチル-1-インデニル)-7-(2,5-ジメチル-シクロペンタ[1,2-b:4,3-b’]-ジチオフェン)}ジルコニウムジクロライド;ジメチルシランジイル{(1-(2,4,7-トリメチルインデニル)-7-(2,5-ジメチル-シクロペンタ[1,2-b:4,3-b’]-ジチオフェン)}ジルコニウムジクロライドおよびジメチルシランジイル{(1-(2,4,7-トリメチルインデニル)-7-(2,5-ジメチル-シクロペンタ[1,2-b:4,3-b’]-ジチオフェン)}ジルコニウムジメチルである。
【0037】
アルモキサンの例は、メチルアルモキサン(MAO)、テトラ-(イソブチル)アルモキサン(TIBAO)、テトラ-(2,4,4-トリメチル-ペンチル)アルモキサン(TIOAO)、テトラ-(2,3-ジメチルブチル)アルモキサン(TDMBAO)およびテトラ-(2,3,3-トリメチルブチル)アルモキサン(TTMBAO)である。
【0038】
アルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物の例は、式D+E-の化合物であり、D+は、プロトンを提供することができ、化学式(I)のメタロセンの置換基Xと非可逆的に反応することのできるブレンステッド酸であり、E-は、両立可能なアニオンであり、これは、2つの化合物の反応に起因する活性触媒種を安定化がすることができ、オレフィン系単量体によって除去され得る程度に十分に不安定である。好ましくは、アニオンE-は、1つ以上のホウ素原子を含む。
【0039】
有機アルミニウム化合物の例は、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリイソブチルアルミニウム(TIBA)、トリス(2,4,4-トリメチル-ペンチル)アルミニウム(TIOA)、トリス(2,3-ジメチルブチル)アルミニウム(TDMBA)およびトリス(2,3,3-トリメチルブチル)アルミニウム(TTMBA)である。
【0040】
上記の触媒システムおよびかかる触媒システムを使用する重合プロセスの例は、WO2004/099269およびWO2009/000637に見出すことができる。
【0041】
上記触媒の存在下に公知の重合条件下で操作することによって、本発明のブテン-1重合体組成物の2つの成分A)およびB)は、別々に製造した後、公知の重合体処理装置、例えば、1軸または2軸押出機を使用し、溶融状態でともにブレンドすることができる。
【0042】
しかし、上述したように、本発明のブテン-1重合体組成物は、重合反応において直接製造することができる。
【0043】
したがって、組成物を製造するための重合プロセスは、直列に連結された2つ以上の反応器において実行される少なくとも2つの連続段階を含み、ここで成分A)およびB)は、第1段階を除いては、形成された重合体および以前の段階で使用された触媒の存在下に各々の段階で作動する別個の後続段階で製造される。
【0044】
上記重合プロセスは、任意選択的に不活性炭化水素溶媒の存在下に液相で、または気相で、流動床または機械攪拌式気相反応器を使用して実行される。
【0045】
触媒は、第1反応器にのみ、または1つ以上の反応器に添加することができる。
【0046】
炭化水素溶媒は、芳香族(例えば、トルエン)または脂肪族(例えば、プロパン、ヘキサン、ヘプタン、イソブタン、シクロヘキサン、2,2,4-トリメチルペンタンおよびイソドデカン)のいずれかであり得る。
【0047】
好ましくは、重合プロセスは、液状ブテン-1を重合媒体として使用することによって実行される。重合温度は、20℃~150℃、特に、50℃~90℃、例えば、65℃~82℃であり得る。
【0048】
重合反応時に、液相中の水素濃度(モルppmH2/ブテン-1単量体)は、一般的に400ppm~950ppm、特に、450ppm~900ppmである。
【0049】
液相中の共単量体、特に、エチレンの量は、共重合体を製造するとき、重合反応器に存在する共単量体およびブテン-1単量体の総重量に対し、0.1~8重量%、特に0.2~6重量%であり得る。
【0050】
特に、成分A)の製造の場合、共単量体の量は、0.1~0.9重量%または0.2~0.8重量%であり得るが、成分B)の製造の場合、1~8重量%または1.5~6重量%であり得る。
【0051】
ホットメルト接着剤の用途において、本発明のブテン-1重合体組成物は、関連技術分野で通常的に使用される他の材料と任意選択的にブレンドすることができる。
【0052】
特に、ホットメルト接着剤ポリオレフィン組成物は、成分A)およびB)を含む本発明のブテン-1重合体組成物に加えて、下記任意選択の成分のうち、1つ以上を含むことができる:
I) 特に、非結晶性ポリ-アルファ-オレフィン、熱可塑性ポリウレタン、エチレン/(メタ)アクリレート共重合体、エチレン/ビニルアセテート共重合体およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも1つの追加重合体;
II) (I)と異なり、脂肪族炭化水素樹脂、テルペン/フェノール樹脂、ポリテルペン、ロジン、ロジンエステルおよびこれらの誘導体、ならびにこれらの混合物から選択される少なくとも1つの樹脂材料;
III) 特に、鉱物、パラフィン系またはナフテン系ワックス、あるいはオイルから選択される少なくとも1つのワックスまたはオイル;および
IV) 核剤。
【0053】
核剤の例は、アイソタックチックポリプロピレン、ポリエチレン、ステアリンアミドのようなアミド、またはタルクである。
【0054】
ホットメルト接着剤ポリオレフィン組成物の総重量に対して、前記任意選択の成分の重量当たりの好ましい量は、存在する場合、互いに独立的に:
- 0.1~25重量%、特に、1~25重量%のI);
- 10~75重量%、特に、10~40重量%のII);
- 0.1~50重量%、特に、1~30重量%のIII);
- 0.01~1重量%、特に0.1~1重量%のIV)である。
【0055】
上記成分は、1軸および2軸押出機のような公知の重合体処理装置を使用し、本発明のブテン-1重合体組成物とともに溶融状態で添加してブレンドすることができる。
【0056】
前記ホットメルト接着剤組成物は、複数の分野、例えば、紙および包装産業、例えば、エッジバンド、特に、スクエアバンド、および柔軟加工用途のための、高湿環境におけるパネルのための家具製造、および使い捨てオムツなどの不織布製品の製造に使用することができる。
【実施例】
【0057】
本明細書において提供されるような様々な実施形態、組成物および方法は、以下の実施例で説明する。これら実施例は、単に例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図しない。
【0058】
以下の分析方法は、重合体組成物を特性化するのに使用される。
【0059】
熱特性(溶融温度およびエンタルピー)
以下に記述するように、Perkin Elmer DSC-7装置を使用する示差走査熱量計(D.S.C.)によって決定した。
-TmII(第2加熱操作で測定した溶融温度)の決定のために、重合から得られる秤量した試料(5~10mg)をアルミニウムパン中に密封し、10℃/分に相応する走査速度で200℃において加熱した。試料を200℃で5分間維持し、すべての結晶体を完全に溶融させ、試料の熱履歴を消去した。次いで、10℃/分に相応する走査速度で-20℃まで冷却させた後、ピーク温度を結晶温度(Tc)として採用した。-20℃で5分間放置した後、試料を10℃/分に相応する走査速度で200℃において再度加熱をした。この2度目の加熱操作で、測定したピーク温度を(TmII)として採用した。1つ以上のピークが存在すれば、最も高い(最も強い)ピークをTmIIとして採用した。ピーク(またはピークら)下の面積は、全体溶融エンタルピー(DH TmII)として採用した。
-溶融エンタルピーおよび溶融温度は、Perkin Elmer DSC-7装置を使用する示差走査熱量計(D.S.C.)によって次のようにエージングなしで(熱履歴を消去せず)測定した。重合から得られる秤量した試料(5~10mg)をアルミニウムパン中に密封し、10℃/分に相応する走査速度で200℃において加熱した。試料を200℃で5分間維持し、すべての結晶体を完全に溶融させた。次いで、試料を室温で10日間保存した。10日後、試料をDSCに供して-20℃まで冷却した後、10℃/分に相応する走査速度で200℃において加熱した。この加熱操作において、ピーク温度を溶融温度(TmI)として採用した。1つ以上のピークが存在すれば、最も高い(最も強い)ピークをTmIとして採用した。ピーク(またはピークら)下の面積は、10日後、全体溶融エンタルピー(DH TmI)として採用した。
【0060】
MFR
190℃で2.16kgの荷重(標準ダイ)で、標準ISO 1133にしたがって決定した。
【0061】
固有粘度
135℃でテトラヒドロナフタレン中で標準ASTM D 2857にしたがって決定した。
【0062】
密度
試料の密度は、ISO 1183-1(ISO 1183-1方法A「非-細胞性プラスチックの密度を測定する方法-パート1:浸漬法、液体比重計法および滴定法」;方法A:ボイドのない形態の固体プラスチック(粉末を除く)の浸漬法)にしたがって測定した。試験片を密度測定を実行する前に10日間コンディショニングされた圧縮成形プラークから採取した。
【0063】
共単量体含量
共単量体の含量は、FT-IRを介して決定した。
【0064】
重合体の圧縮フィルムのスペクトルを吸光度対波数(cm-1)で記録した。以下の測定を使用し、エチレン含量を計算した:
a) フィルム厚さの分光標準化に使用される、4482~3950cm-1の組み合わせ吸収バンドの面積(At)。
b) メチレン基のシーケンスBEEとBEB(B:1,ブテン単位、E:エチレン単位)(CH2ロッキング振動)による吸収バンドと重合体試料のスペクトル間のデジタル減算の減算係数(FCRC2)。
c) C2PBスペクトルを減算した後、残余バンドの面積(AC2,ブロック)。これは、メチレン基のシーケンスEEE(CH2ロッキング振動)に由来する。
【0065】
装置
上記報告された分光測定値を提供することのできるフーリエ変換赤外分光計(FTIR)を使用した。
【0066】
200℃まで加熱可能なプラテンを有する油圧プレス(Carverまたは同等品)を使用した。
【0067】
方法
(BEB+BEE)シーケンスの較正
較正直線は、%(BEB+BEE)wt対FCRC2/Atをプロットして得られる。傾斜度Grおよび切片Irは、線形回帰から計算される。
【0068】
EEEシーケンスの較正
%(EEE)wt対AC2,ブロック/Atをプロットして較正直線が得られる。傾斜GHおよび切片IHは、線形回帰から計算される。
【0069】
試料準備
油圧プレスを使用し、2つのアルミニウムホイル間に約g1.5の試料をプレスして厚いシートを得る。均質性が問題であれば、少なくとも2回のプレス操作が推奨される。このシートから小さい部分を切断してフィルムを成形する。推奨されるフィルム厚さは、0.1~0.3mmの範囲である。
【0070】
プレス温度は140±10℃である。
【0071】
結晶相の変形は、時間の経過とともに起こるため、試料フィルムを成形する直後に、試料フィルムのIRスペクトルを収集することが推奨される。
【0072】
手順
機器データ収集パラメータは、次の通りである:
パージ時間: 最小30秒。
収集時間: 最小3分。
アポダイゼーション: Happ-Genzel。
分解能: 2cm-1。
試料対空気背景のIRスペクトルを収集する。
【0073】
計算
エチレン単位のBEE+BEBシーケンスの重量当たりの濃度を計算する。
【0074】
【0075】
残余バンドのショルダー間の基準線を使用して上述の減算後に残余面積(AC2,ブロック)を計算する。
【0076】
エチレン単位のEEEシーケンスの重量当たりの濃度を計算する。
【0077】
【0078】
エチレン重量%の総量を計算する。
【0079】
【0080】
鎖構造のNMR分析
13C NMRスペクトルは、120℃でフーリエ変換モードで150.91MHzで作動する低温プローブを具備したBruker AV-600分光器で獲得した。
【0081】
Tβδ炭素(C. J. Carman, R. A. Harrington and C. E. Wilkes, Macromolecules, 10, 3, 536(1977)による命名法)のピークは、37.24ppmで内部基準として使用された。試料を1,1,2,2-テトラクロロエタン-d2に120℃において8%(wt/v)濃度で溶解させた。各スペクトルは、1H-13C結合を除去するためにパルスとCPD間に15秒の遅延、90°パルスで獲得した。約512個のトランジェントが9000 Hzのスペクトルウインドウを使用して32Kデータポイントに貯蔵された。
【0082】
スペクトルの割り当て、トライアッド分布の評価および組成は、以下を使用してKakugo [M. Kakugo, Y. Naito, K. Mizunuma and T. Miyatake, Macromolecules, 16, 4, 1160(1982)]およびRandall [J. C. Randall, Macromol. Chem Phys., C30, 211(1989)]にしたがって行った。
BBB = 100 (Tββ)/S = I5
BBE = 100Tβδ/S = I4
EBE = 100 Pδδ /S = I14
BEB = 100 Sββ/S = I13
BEE= 100 Sαδ/S = I7
EEE = 100(0.25 Sγδ+0.5 Sδδ)/S = 0.25 I9+ 0.5I10
【0083】
【0084】
最初の近似値に対して、mmmmは、次のように2B2炭素を使用して計算された。
【0085】
【0086】
GPCによるMw/MnおよびMz決定
1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)中にゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した。すべての試料に対する分子量パラメータ(Mn、Mw、Mz)および分子量分布Mw/Mnは、4つのPLgel Olexis混合床(Polymer Laboratories)およびIR5赤外線検出器(PolymerChar)のカラムセットを具備したPolymerCharによってGPC-IR装置を使用して測定した。カラムの寸法は、300×7.5mmであり、その粒径は、13μmであった。移動相流量を1.0mL/分で維持させた。すべての測定は、150℃で実行した。溶液濃度は、2.0mg/mL(150℃において)であり、分解を防止するために0.3g/Lの2,6-ジタールブチル-p-クレゾールを添加した。GPC計算のため、PolymerChar(266~1220000範囲のピーク分子量)によって提供される12個のポリスチレン(PS)標準試料を使用して汎用較正曲線を得た。3次多項式フィットを使用して実験データを補間し、関連する較正曲線を得た。データ収集および処理は、Empower3(Waters)を使用して実行した。Mark-Houwink関係を使用して分子量分布および関連平均分子量を決定した:PSおよびポリブテン(PB)のK値は、各々KPS=1.21×10-4dL/gおよびKPB=1.78×10-4dL/gであり、反面、Mark-Houwink指数は、PSの場合α=0.706であり、PBの場合α=0.725であった。
【0087】
ブテン/エチレン共重合体の場合、データ評価に関する限り、各試料に対し、組成が分子量の全体範囲において一定であり、Mark-Houwink関係式のK値は、以下に報告される線形組み合わせを使用して計算されるものと仮定した。
【0088】
【0089】
ここでKEBは、共重合体の定数であり、KPE(4.06×10-4dL/g)およびKPB(1.78×10-4dL/g)は、ポリエチレン(PE)およびPBの定数であり、xEおよびxBはエチレンおよびブテン重量相対量xE+xB=1である。Mark-Houwink指数α=0.725は、すべてのブテン/エチレン共重合体に、これらの組成に関して独立的に使用された。最終処理データの管理は、すべての試料に対して分子量換算で1000の画分を含むように固定した。1000未満の画分をGCを介して調査した。
【0090】
-0℃(XS-0℃)でキシレン中の可溶性および不溶性画分
2.5gの重合体組成物および250cm3のキシレンを冷蔵庫および磁性攪拌機が具備されたガラスフラスコに導入した。温度は、溶媒の沸騰点まで30分内に上昇させる。次いで、このように得られた透明な溶液を還流下に維持し、さらに30分間撹拌する。次いで、密閉されたフラスコを空気中に100℃で10~15分間攪拌した後、60分間0℃の恒温水槽で30分間維持する。このように形成された固体を0℃で迅速濾過紙上で濾過する。濾過された液体100cm3を予め秤量したアルミニウム容器に注ぎ、窒素流下で加熱板上で加熱して蒸発させ、溶媒を除去した。したがって、残渣の平均重量から重合体可溶性(キシレン可溶分0℃=XS0℃)の重量%を計算する。0℃でo-キシレン中、不溶性画分(0℃でキシレン不溶分=XI%0℃)は、以下の通りである:
XI%0℃=100-XS%0℃。
【0091】
X線結晶性の決定
スリットを固定したCu-Kα1放射線を使用するX線回折粉末測定器(XDPD)でX線結晶性を測定した。毎6秒に0.1°段階で回折角2θ=5°および2θ=35°間のスペクトルを収集することができた。
【0092】
試料は、圧縮成形によって製造した約1.5~2.5mm厚さおよび2.5~4.0cm直径のディスケットである。ディスケットを室温(23℃)で96時間の間エージングした。
【0093】
このような準備後に、試料は、XDPD試料ホルダーに挿入する。回折角2θ=5°から2θ=35°まで0.1°段階で6秒の計数時間を使用して試料のXRPDスペクトルを収集し、最後には、最終スペクトルが収集されるようにXRPD装置を設定した。
【0094】
Taをカウント/秒・2θで表されるスペクトルプロファイルと基準線間の総面積として定義し、総非結晶領域としてAaをカウント/秒・2θで表す。Caは、カウント/秒・2θで表される総結晶領域である。
【0095】
スペクトルまたは回折パターンは、次の段階で分析される:
1)全体スペクトルに適した線形基準線を定義し、スペクトルプロファイルと基準線間の総面積(Ta)を計算する;
2)2つの位相モデルによって非結晶領域と結晶領域を分離する全体スペクトルにしたがって適した非結晶プロファイルを定義する;
3)非結晶プロファイルと基準線間の領域として非結晶領域(Aa)を計算する;
4)スペクトルプロファイルと非結晶プロファイル間の領域として結晶領域(Ca)をCa=Ta-Aaとして計算する、
5)下記式を使用して試料の結晶性(%Cr)を計算する:
%Cr = 100 x Ca / Ta
【0096】
曲げ弾性率
標準ISO 178にしたがって、成形後10日間測定する。
【0097】
ショアD
標準ISO 868にしたがって、成形後10日間測定する。
【0098】
引張応力および破断点伸び率
成形後10日目に圧縮成形プラークに対し、標準ISO 527にしたがって測定した。
【0099】
DMTA(動的機械的熱分析)を介するガラス転移温度ガラス転移温度
76mm×13mm×1mmの成形試料を引張応力のためにDMTA機械に固定する。試料の引張周波数と依存度は、1Hzで固定される。DMTAは、-100℃から始まって130℃まで試料の弾性応答を解釈する。このようにして、弾性応答対温度をプロットすることが可能である。粘弾性材料に対する弾性係数は、E=E’+iE”で定義される。DMTAは、2つの成分E’とE”をこれらの共鳴によって分割し、E’対温度、およびE’/E”=tan(δ)対温度にプロットする。
【0100】
ガラス転移温度Tgは、曲線E’/E”=tan(δ)対温度の最大値における温度とする。
【0101】
黄色指数
ASTM D1925にしたがって決定した。
【0102】
実施例1および比較例1
メタロセン触媒(A-1)の製造
ジメチルシリル{(2,4,7-トリメチル-1-インデニル)-7-(2,5-ジメチル-シクロペンタ[1,2-b:4,3-b’]-ジチオフェン)}ジルコニウムジクロライド(A-1)は、WO01/47939の実施例32にしたがって製造した。
【0103】
触媒溶液の製造
窒素雰囲気下に、イソドデカン中の、4.5%wt/vのTIBA(1.84モルのTIBA)の溶液8.1Lおよびトルエン中、30%wt/wtのMAO(3.65モルのMAO)の溶液760mLをアンカー攪拌機が装着された20Lジャケットガラス反応器に充填し、攪拌下に室温で約1時間反応させた。
【0104】
この時間後、メタロセンA-1(1.6g,2.75mmol)を添加して攪拌しながら、約30分間溶解させた。
【0105】
最終溶液は、固形残渣(存在する場合)を除去するためにフィルタを通って反応器からシリンダーに排出された。
【0106】
溶液の組成は、以下の通りである:
【0107】
【0108】
重合
重合は、液体ブテン-1が液体媒体を構成する直列に連結された2つの撹拌反応器を含むパイロットプラントで連続的に実行された。
【0109】
触媒溶液は、2つの反応器両方に供給した。
【0110】
重合条件は、表1に報告されている。
【0111】
【0112】
表2において最終生成物の性質が明示される。
【0113】
表2において、比較(比較例1)として採用したブテン-1重合体の特性を示しており、このブテン-1重合体は、6.8モル%のエチレンを含有する市版の共重合体であり、MFR値を増加させるために、チーグラー-ナッタ触媒で製造したあと、過酸化処理を行う。
【0114】