説明

スチレンテトラブロックコポリマーおよびそのようなコポリマーをベースとするポリマーブレンド組成物

透明な、実質的にゲルを含まないポリマーフィルムを作製するために使用できる合成物は、少なくとも1つのスチレンブロックコポリマーおよび前記スチレンブロックコポリマー以外の熱可塑性樹脂を含んでいる。本スチレンブロックコポリマー(例えば、S−I−B−S)は、4つの別個かつ連続するブロック:第1スチレンブロック(S)、第1ジエンブロック(例えば、イソプレンもしくはI)、第1ジエンブロックとは相違する第2ジエンブロック(例えば、ブタジエンもしくはB)および第2スチレンブロック(S)を有する。本スチレンブロックコポリマーには、任意のランダムジエンブロック(例えば、ランダムイソプレン/ブタジエンブロック)が欠如するのが望ましい。スチレンブロックコポリマーには、有意なパーセンテージのトリブロックコポリマー(S−I−B)が欠如することもまた望ましい。本合成物は、エキステンダー材料、例えば白色鉱油もまた含むことができる。本組成物は、単層もしくは多層キャストフィルムまたはインフレーションフィルムを作製するために使用できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に少なくとも2つの相違するジエンモノマー、詳細にはブタジエン(B)およびイソプレン(I)の重合ブロックを含む中央部分を含有する新規なスチレンブロックコポリマー(SBC)に関する。スチレン(S)をスチレンモノマーとして、ならびにブタジエンおよびイソプレンの両方をジエンモノマーとして用いると、SBCはS−I−B−Sブロックコポリマーと言うことができる。本発明は、ポリマーブレンド組成物、詳細にはブレンド重量に基づいて多量(50重量パーセント(重量%)超)の新規なSBCを含有するポリマーブレンド組成物にさらに関する。本発明は、新規なSBCもしくはポリマーブレンド組成物から形成されたポリマーフィルムおよびシートにさらに関する。本明細書で使用する「シート」は20ミル(0.51mm)またはそれ以上の厚さを有し、「フィルム」は20ミル(0.51mm)未満の厚さを有する。
【背景技術】
【0002】
米国特許出願公開第2006/0155044号(Joleyら)は、ポリマーフィルムを製造する際に使用するために適合する合成物を開示している。本組成物は、(a)少なくとも65重量%のSBCと、(b)5重量%〜25重量%の第2熱可塑性樹脂と、(c)1重量%〜10重量%の可塑油とを含んでいるが、各重量%は組成物の重量に基づいており、全部を一緒にすると計100重量%となる。SBCは、30/70〜70/30の範囲内にあるI/B比を有する実質的にランダムなI/Bポリマー中央ブロックを含有していなければならず、摂氏−60度(℃)以下の、好ましくは−85℃〜−75℃のガラス転移温度(T)を有していなければならない。SBCは、SBC重量に基づいて28重量%〜31重量%の範囲内のS含量、および110,000〜160,000の範囲内の見かけの分子量を有する。Joleyらは、リビングジブロックセグメントの結合によるSBCの調製は一部のリビングS−I/Bジブロックセグメントを未結合状態で残すことがあることを認識しており、「一部」は好ましくはSBCの総モルに基づいて、20モルパーセント(モル%)以下である。第2熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、ポリスチレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、ポリインデン樹脂、ポリ(メチルインデン)樹脂、α−メチルスチレン樹脂、ポリフェニレン樹脂もしくはそのような樹脂の混合物またはスチレンと相溶性モノマー、例えばα−メチルスチレン、メチルスチレンもしくはビニルトルエンとのコポリマーであってもよい。ポリオレフィンには、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン/プロピレンコポリマーならびにエチレン、プロピレンおよび第3モノマー、例えば、EPDM中のようなジエンモノマーの共重合体が含まれる。
【0003】
欧州特許出願公開第1,674,489号(Trommelenら)は、a)式S−D−D−S(式中、SおよびSは同一もしくは相違する主にスチレンンのポリマーブロックを表し、DおよびDは少なくとも1つの主に共役ジエンに由来する相違するポリマーブロックを表す)によって表されるテトラブロックコポリマーと、b)式S−DまたはS−Dのジブロックコポリマーと、を含むブロックコポリマー組成物を提供する。[0029]段落では、好ましいブロックコポリマー組成物にはDおよびDブロックが実質的に純粋なブタジエンおよび実質的に純粋なイソプレンに各々由来しているブロックコポリマー組成物が含まれることを規定している。[0030]段落では、DもしくはDのいずれかが、ランダム法もしくはテーパー型法のいずれかで共役ジエンの混合物に由来するブロックであることを許容する。[0037]段落では、おそらくはその後に純粋イソプレンブロックが得られるランダムジエンポリマーブロックの調製について明確に教示している。表1の最後の列は、規定量(ポリマー3における13.9%対ポリマー1における27.3%)のS−Iジブロックコポリマーとの混合物中では非ランダムS−(I/B)−I−Sテトラブロックコポリマーであると思われる4つの例を含んでいる。
【0004】
米国特許第3,595,942号(Waldら)は、部分的に水素化されたブロックコポリマーについて開示している。このブロックコポリマーは、式A−(B−A)1−5(式中、Aはモノビニルアレーンポリマーブロックであり、各Bは共役ジエンポリマーブロックである)に一致する。式A−B−(B−A)1−5によって表されるブロックコポリマーでは、隣接Bブロックは単一ポリマーブロックを構成する。第3段落第5〜8行で、Waldらは、Bブロックが実質的にホモポリマーである、例えばスチレンおよびブタジエンのランダムコポリマーであってもよいが、ある程度分岐した共役ジエンブロックが好ましいと述べている。
【0005】
米国特許出願公開第2006/0205874号(Uzeeら)は、透明なエラストマー生成物を形成する弾性および熱可塑性モノビニリデン芳香族共役ジエンブロックコポリマーのブレンドについて教示している。これらのブレンドは、a)コポリマーの総重量に基づいて、50重量%未満のモノビニリデン芳香族含量を有する65重量部(pbw)〜92pbwの弾性モノビニリデン芳香族共役ジエンブロックコポリマーと、b)コポリマーの総重量に基づいて、少なくとも50重量%のモノビニリデン芳香族含量を有する8pbw〜35pbwの熱可塑性モノビニリデン芳香族共役ジエンブロックコポリマーと、c)0pbw〜30pbwのエキステンダー油とを含んでいる。a)、b)およびc)の量は、ブレンド重量に基づいており、計100pbwである。例示的なSBCには、SB、SBS、SI、SIS、SISIS、SBSBS、およびSISBSコポリマーが含まれる。
【0006】
米国特許第3,753,936号(Marrs)は、分枝状ゴム状ブロックコポリマー接着剤組成物に重点的に取り組んでいる。Marrsは、第4段落第13〜19行で、そのようなブロックコポリマーのエラストマーブロック部分は、共役ジエンのホモポリマー、2つまたはそれ以上の共役ジエンのコポリマー、または1つまたはそれ以上のモノビニル置換芳香族炭化水素のコポリマーであってもよいと言及している。Marrsは、幾つかの実施例を含んでいるが、各実施例は任意のブロックコポリマー中に1つの共役ジエンしか示していない。
【0007】
米国特許出願公開第2006/0151901号(Leffelaarら)は、包装用テープ接着剤組成物におけるSISI’テトラブロックコポリマーの使用について記載している。IおよびI’は、同一または相違する分子量のポリ(イソプレン)ブロックを表している。
【0008】
米国特許出願公開第2003/0191241号(Fujiwaraら)は、組成物の重量に基づいて、イソプレンおよび1,3−ブタジエンを含む少なくとも1つのブロックおよび/またはイソプレン、1,3−ブタジエンおよびビニル芳香族炭化水素を含む少なくとも1つのコポリマーブロックを含む2pbw〜40pbwのブロックコポリマーと、ならびにスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、およびポリ(フェニレンエーテル)樹脂もしくはアスファルトとから選択される98pbw〜60pbwの少なくとも1つの熱可塑性樹脂を含む組成物について考察している。このブロックコポリマーは、ブロックコポリマーの重量に基づいて、5重量%〜60重量%未満のビニル芳香族炭化水素含量を有する。イソプレン/1,3−ブタジエンブロックは、95/5〜5/95の範囲内のI:Bの重量比を有する。[0036]段落は、イソプレン/1,3−ブタジエンブロックがランダムコポリマーであると規定していると思われる。
【0009】
国際公開第2006/036301号(Toneyら)は、アルケニルアレーンおよび共役ジエンの非対称性のテーパー型線状ブロックコポリマーならびにそのようなコポリマーとアルケニルアレーンポリマーおよびコポリマーとのブレンドについて開示している。これらのブロックコポリマーは、重合共役ジエンの中央ブロック(例えば、B、IまたはBおよびIの両方)を含有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】米国特許出願公開第2006/0155044号
【特許文献2】欧州特許出願公開第1,674,489号
【特許文献3】米国特許第3,595,942号
【特許文献4】米国特許出願公開第2006/0205874号
【特許文献5】米国特許第3,753,936号
【特許文献6】米国特許出願公開第2006/0151901号
【特許文献7】米国特許出願公開第2003/0191241号
【特許文献8】国際公開第2006/036301号
【発明の概要】
【0011】
本発明の第1態様は、ポリマーブレンド組成物、好ましくはフィルム形成ポリマーブレンド組成物であって、以下の成分:
a)組成物の重量に基づいて、55重量%〜、好ましくは65重量%〜92重量%のスチレンテトラブロックコポリマーであって、(1)S−I−B−S(式中、各Sは独立して主にスチレンのポリマーブロックであり、10,000〜15,000の見かけの分子量を有し、Iは主にイソプレンのポリマーブロックであり、Bは主にブタジエンのポリマーブロックであり、IおよびBは75:25〜15:85の範囲内に含まれるI:Bの重量比で存在している)と表される分子構造と、(2)テトラブロックコポリマーの重量に基づいて18重量%〜32重量%の範囲内の重合スチレン含量と、(3)100,000〜160,000の範囲内の見かけの分子量とを有するテトラブロックコポリマーと;
b)組成物の重量に基づいて、8重量%〜45重量%、好ましくは8重量%〜30重量%の、成分(a)とは相違する熱可塑性樹脂と;任意で、
c)組成物の重量に基づいて、0重量%〜20重量%、好ましくは0重量%〜10重量%の、エキステンダー材料とを含み、a)、b)およびc)の量は一緒にすると100重量%となる組成物である。
【0012】
第1態様の組成物の部分a)は、ある量の線状トリブロック(S−I−B)コポリマーを、本組成物のヒステリシス性能を実質的に劣化させることなく含むことができる。その量は、存在する場合、各々の場合に組成物の総重量に基づいて、適切には(0)重量%超〜15重量%以下、好ましくは0重量%〜10重量%以下および一層より好ましくは2重量%以下である。
【0013】
第1態様の組成物は、好ましくはポリマー単層フィルムまたは多層フィルムの少なくとも1つの層を形成するが、そのフィルムは本発明の第2態様を構成する。ポリマーフィルムを作製するために使用される組成物は、好ましくは、ランダムジエンブロックを組み込んでいるポリマーを用いて作製されたフィルムと比較して、ピーク力、無負荷力(unload force)、固化率および緩和の改良された平衡を有する。
【0014】
第2態様に関連する態様では、本発明は、上述した第1態様の組成物から調製された繊維、メッシュもしくは網状または不織布製品(例えば、布地)をさらに含んでいる。繊維は、単一成分を含んでいてもよいが、その場合には、第1態様の組成物は繊維ポリマー含量の実質的に全部、好ましくは全部を含んでいる。または、第1態様の組成物は、多成分繊維の少なくとも2つの成分のうちの1つを含んでいてもよい。
【0015】
本明細書を通して使用するように、後記の段落または本明細書のいずれかの場所に提示する用語の定義は、それらが最初に規定された場所に記載された意味を有する。
【0016】
本明細書での元素周期表についての言及は、2003年にCRC Press社によって発行され、著作権が保有されている元素周期表を参照されたい。さらに、1つまたは複数の族についての言及は、族をナンバリングするためのIUPACシステムを用いて元素周期表に反映された1つまたは複数の基に関するものとする。
【0017】
正反対のこと、その状況からの黙示、もしくは当分野における慣習についての記述がない限り、すべての部およびパーセントは重量に基づいている。米国特許の実施のために、本明細書に参照したあらゆる特許、特許出願、もしくは刊行物の内容は、詳細には合成技術の開示、用語の定義(本明細書に提供したすべての定義と一致する程度まで)および当分野における一般的知識に関して、これにより参照して全体として本明細書に組み込まれる(またはそれらの同等米国版が参照して同様に組み込まれる)。
【0018】
用語「含む」およびその派生語は、同一物が本明細書に開示されていてもいなくても、任意の追加の成分、工程もしくは手順の存在を排除することは意図していない。あらゆる疑いを回避するために、用語「含む」の使用を通して本明細書で主張したすべての組成物は、その反対について言及しない限り、ポリマーであろうとその他であろうと任意の追加の添加物、アジュバント、もしくは化合物を含むことができる。これとは対照的に、用語「〜から本質的になる」は、機能性にとって本質的ではないことを除いて、任意の後続の列挙の範囲から任意の他の成分、工程もしくは手順を排除する。用語「〜からなる」は、詳細に描写もしくは列挙されなかった任意の成分工程もしくは手順を排除する。用語「または」は、他に言及されない限り、個別ならびに任意の組み合わせで列挙したメンバーを言及している。
【0019】
範囲、例えば、2〜10が本明細書で記載される場合は、範囲の両端(2および10)は、他の方法で特別に排除されない限り、その範囲内に含まれる。
【0020】
温度は、摂氏温度(℃)でのそれの等価値を伴って華氏温度(°F)で、またはより典型的には単純に摂氏温度(℃)でのいずれかによって表示されてよい。
【0021】
分子量の表示は、「補正重量平均分子量」(M)を言及している。Mは、市販で入手できるポリスチレン校正標準を使用するサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、担体溶媒として1分間に付き1ミリリットル(mL/分)の速度で流動するHPLC(高性能液体クロマトグラフィー)等級のテトラヒドロフラン(THF)、G1362A屈折率検出器を備えるAgilent Model 1100シリーズの液体クロマトグラフ、G1314A可変波長検出器、1本のMixed−C、2本の10オングストローム(Å)(1×10−5メートル(m))、および1本の10Å(1×10−6m)を含む、5マイクロメートル(μm)粒子が充填された4本の300ミリメートル(mm)×7.5mmのPolymer Laboratories社製PLGel(商標)SECカラム、ならびにRunyon et al., Journal of Applied Polymer Science, Volume 13, pages 2359-2369 (1969)およびTung, L. H., Journal of Applied Polymer Science, Volume 24, pages 953-963 (1979)によって教示された分子量補正を用いて決定する。カラムおよび検出器は、45分間のラン時間、40℃の設定温度で作動させる。M値は、しばしば無次元数であると規定されるが、またはダルトンによって規定することができ、ダルトンは1モル当たりのグラム数(g/M)と等価である。
【0022】
テトラブロックコポリマー中のスチレンの重量%の決定は、上記で言及したRunyonらの教示ならびにYau et al., Modern Size-Exclusion Chromatography, ISBN-0-471-03387-1, John Wiley and Sons, New York, pages 404-412 (1979)の教示にしたがってSEC分析中に収集された、屈折率検出器からのシグナル対254ナノメートル(nm)に設定された可変波長検出器からのシグナルの比率に基づいている。
【0023】
本明細書に提示した一部の物理的特性データは、様々な米国材料試験協会(ASTM)標準規格に記載された手順に従っている。必要に応じて、特定のASTM標準規格が物理的特性データと結び付けられている。
【0024】
本明細書で使用する「弾性」および「エラストマー性」は、外部印加力下で伸長もしくは変形させられた場合に、その外部印加力が免除されると、その原寸もしくは原形を実質的に回復する材料に適用される。この状況で、「実質的に」は、20パーセント(%)以下、好ましくは15%以下およびより好ましくは10%以下の実質的に永久的な変形もしくは伸長を意味する。その延長として、「エラストマー」は、弾性もしくはエラストマー特性を示す任意の材料を意味する。
【0025】
本発明の組成物は、一部には、各々の場合に組成物の総重量に基づいて、少なくとも55重量%、好ましくは55重量%〜92重量%、より好ましくは65重量%〜90重量%および一層より好ましくは70重量%〜85重量%のスチレンテトラブロックコポリマーを含んでいる。各テトラブロックコポリマーは、2つの熱可塑性硬質ブロック、名称としてはSを分離するエラストマー軟質部分を含んでいる。エラストマー軟質部分は、順に、2つの相違するジエンモノマー、詳細にはBおよびIの別個かつ連続するブロックを含んでいる。そのようなテトラブロックコポリマーは、分子的もしくは構造的にS−I−B−Sと、またはジエンモノマーの添加順序を逆転させるとS−B−I−Sと表すことができる。各Sは、独立して少なくとも(≧)9,500g/M、より好ましくは≧9,800g/M、最も好ましくは≧10,000g/M、ならびに好ましくは35,000g/M以下(≦)、より好ましくは≦20,000g/Mおよび一層より好ましくは≦15,000g/M、特に好ましくは10,000g/M〜15,000g/Mの範囲内のピーク重量平均分子量を有する主にスチレンンのポリマーブロックである。実質的に同等のSブロックのM値を有するテトラブロックコポリマーは「対称性」の表示を有するが、「非対称性」のラベルは同等ではないSブロックのM値を有するテトラブロックコポリマーに適用される。IおよびBは、各々、主にイソプレンのポリマーブロックおよび主にブタジエンのポリマーブロックを意味する。これを言い換えると、Iブロックはイソプレン以外のモノマーを極めて少量しか、好ましくは全く含有しておらず、Bブロックはブタジエン以外のモノマーを極めて少量しか、好ましくは全く含有していない。それに基づいて、テトラブロックコポリマーは、ランダムI/Bコポリマーを極めて少量しか、好ましくは全く含有していない。IおよびBは、75:25〜15:85の範囲内、好ましくは65:35〜20:80の範囲内、一層より好ましくは50:50〜25:75の範囲内、および最も好ましくは40:60〜25:75の範囲内に含まれるI:Bの重量比によって相互に結び付いている。各ジエンブロックは、≧20,000g/M、より好ましくは≧25,000g/M、一層より好ましくは≧30,000g/M、ならびに好ましくは≦400,000g/M、より好ましくは≦200,000g/Mおよび一層より好ましくは≦150,000g/Mの分子量を有する。スチレンテトラブロックは、各々の場合にテトラブロックコポリマーの総重量に基づいて、50,000g/M〜400,000g/M、より好ましくは85,000g/M〜160,000g/Mの範囲内の全M、ならびに50重量%未満、好ましくは40重量%未満、より好ましくは35重量%未満および一層より好ましくは15重量%〜32重量%の範囲内の重合スチレン含量を有する。
【0026】
Sは好ましくはスチレンを意味するが、本発明の精神または範囲から逸脱せずに、スチレンの全部もしくは一部について他のモノビニリデン芳香族モノマーと置換できる。そのような他のモノビニリデン芳香族モノマーには、米国特許第4,666,987号、米国特許第4,572,819号、米国特許第4,585,825号および米国特許第5,721,320号に記載されたモノビニリデン芳香族モノマーが含まれ、それらの重要な教示は参照して本明細書に組み込まれる。例示的なモノビニリデン芳香族モノマーには、α−メチルスチレン、パラ−メチルスチレン、オルト−メチルスチレン、パラ−tert−ブチルスチレン、ジメチルスチレンおよびビニルナフタレンが含まれる。
【0027】
本明細書でスチレン、ブタジエンおよびイソプレンを修飾するために使用する「主に」は、1つのブロック、例えばスチレンが、好ましくは1重量%以下の、この場合にはスチレン以外のモノマーを含めて、およびより好ましくはこの場合にはスチレン以外のモノマーを含めずに、実質的画分のスチレンを含有することを意味している。
【0028】
本発明の組成物のスチレンテトラブロックコポリマー画分は、好ましくはテトラブロックコポリマー画分の重量に基づいて、本発明のためには、唯一のモノビニリデン芳香族モノマーブロック(S)および2つの別個の共役ジエンブロック(IおよびB)を含有するポリマーを構成するトリブロックポリマーを15重量%以下、より好ましくは5重量%以下、一層より好ましくは2重量%以下、および一層より好ましくは、実質的に全く含有していない。存在する場合、そのようなトリブロックコポリマー、名称ではS−I−BブロックコポリマーもしくはS−B−Iブロックコポリマーは、そのようなトリブロックコポリマーの欠如以外のあらゆる点で同一であるポリマーブレンド組成物と比較してポリマーブレンド組成物の物理的特性に有害な影響を及ぼす。例えば、5重量%を超えるS−I−Bトリブロックコポリマー含量は、本発明の組成物から調製されたエラストマー製品において200%伸び時の応力対30%伸び時の無負荷の低い比率を生じさせる。
【0029】
不活性有機溶媒中の連続アニオン重合は、それらの重要な教示が本明細書に参照して組み込まれる米国特許第5,242,984号および米国特許第5,134,968号に教示されているように、S−I−Bトリブロック含量を最小限に抑える、より好ましくは排除するための好ましい経路を提供する。簡単に言うと、連続アニオン重合は、第1スチレンモノマー、好ましくはスチレンをアニオン重合開始剤、好ましくは不活性有機溶媒中へ分散させたアルキルリチウム化合物、例えばn−ブチルリチウムへ加えることと、第1モノマーの重合が実質的に完了するまで進行させた後に第1ジエンモノマー、IもしくはBのいずれかを加えることと、重合が実質的に完了するまで再び進行させ、その後に順に第1ジエンモノマーとは相違する、例えば、第1ジエンモノマーがIである場合はBである第2ジエンモノマーの重合が実質的に完了するまで進行させ、さらにその後に、第1スチレンモノマーと同一であっても相違していてもよいスチレンモノマーの第2添加を行うことを含んでいる。第2添加によって加えられたスチレンモノマーが所望レベルの重合へ、好ましくは実質的完全重合へ進行させた後は、その後の重合をプロトン供与剤、例えばアルカノール、例えばエタノールもしくは水を加えることによって終結させる。
【0030】
本発明の組成物は、各々の場合に組成物の総重量に基づいて、8重量%〜45重量%、より好ましくは8重量%〜30重量%、および一層より好ましくは10重量%〜15重量%の、スチレンテトラブロックコポリマーとは相違する熱可塑性樹脂をさらに含んでいる。熱可塑性樹脂は、ポリスチレン(詳細には100,000g/Mを超えるMを有するポリスチレン、例えばNova Chemicals社から市販で入手できるPS 3900)、耐衝撃性ポリスチレン(「HIPS」もしくはゴム改質ポリスチレンとしても公知である)、スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレンテトラブロックコポリマー以外のスチレンブロックコポリマー、好ましくはブロックコポリマーの重量に基づいて65重量%を超えるスチレン含量を有するスチレンブロックコポリマー、およびオレフィンポリマー樹脂から選択される好ましくは少なくとも1つの樹脂であり、最も好ましいのはポリスチレンである。オレフィンポリマー樹脂には、好ましくはエチレンをベースとするポリマーおよびプロピレンをベースとするポリマーが含まれる。適切なエチレンをベースとするポリマーには、高圧低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン/α−オレフィンコポリマーが含まれ、このときα−オレフィンは3〜20個の炭素原子およびエチレン/α−オレフィン共重合体(「オレフィンブロックコポリマー」もしくは「OBC」と呼ばれる場合もある)を含有している。望ましいプロピレンをベースとするポリマーには、ホモポリマーポリプロピレン、プロピレン/α−オレフィンコポリマーが含まれ、このときα−オレフィンは2もしくは4〜8個の炭素原子を含有している。
【0031】
米国特許出願公開第2006/0205874号(Uzeeら)は、65重量%過剰なスチレン含量を有するスチレンブロックコポリマーの適切な例を開示しており、その重要な教示は参照して本明細書に組み込まれる。そのようなスチレン含量を有する例示的な市販で入手できるスチレンブロックコポリマーには、Chevron Phillips Chemical社が供給し、「K−Resin」と指名されたスチレンブロックコポリマーが含まれる。
【0032】
その重要な教示は本明細書に組み込まれる国際公開第2005/090427号(Arriolaら)は、所望のオレフィンブロックコポリマーには、(a)摂氏温度(℃)での少なくとも1つの融点(T)、およびg/cm(g/cc)での密度(d)で1.7〜3.5の分子量分布(MWDもしくは重量平均分子量(Mw)対数平均分子量(Mn)の比もしくはMw/Mn)、を有し、このときTおよびdの数値は、Tが−2002.9+4538.5(d)−2422.2(d)2より大きい(>)ような関係に対応する;または
(b)1.7〜3.5のMWDを有し、1g当たりのジュール(J/g)での融解熱(ΔH)、および摂氏温度でのデルタ量(ΔT)を特徴とし、ΔTは最高値を有する示差走査熱量測定法(DSC)ピークに対応する温度と最高値を有する結晶化分析分別法(CRYSTAF)ピークに対応する温度との間の温度差であると規定されており、ΔTおよびΔHについての数値は以下の関係:
0超〜130J/gまでのΔHに対してはΔT>−0.1299(ΔH)+62.81、
130J/gより高いΔHに対してはΔT≧48℃、を有し、
CRYSTAFピークは少なくとも5重量%の共重合体が識別可能なCRYSTAFピークを有する場合、または5重量%未満のポリマーが同定可能なCRYSTAFピークを有する場合に決定され、CRYSTAFピーク温度は名目上は30℃である;または
(c)エチレン/α−オレフィン共重合体の圧縮成形フィルムを用いて測定された300%伸びおよび1サイクルでの%での弾性回復率(R)を特徴とし、g/ccでの密度(d)を有し、このときReおよびdの数値はRが>1481−1629(d)である関係を満たすが、このときこの共重合体は実質的に架橋相を含んでいない;または
(d)昇温溶離分別法(TREF)を用いて分別したときに40℃〜130℃で溶出する分子画分を有し、その画分が同一温度間で溶出する匹敵するランダムエチレン共重合体画分より少なくとも5重量%高いモルコモノマー含量を有することを特徴とし、このとき前記匹敵するランダムエチレン共重合体は同一コモノマーを有し、OBCの10%以内のメルト・インデックス、密度、およびモルコモノマー含量(共重合体全体に基づく)を有する;または
(e)25℃での貯蔵弾性率(G’(25℃))、および100℃での貯蔵弾性率(G’(100℃))を有するが、このとき(G’(25℃))対(G’(100℃))の比率は1:1〜9:1の範囲内にある、エチレン/α−オレフィンコポリマーが含まれると規定している。
【0033】
エチレン/α−オレフィン共重合体もしくはOBCはさらに:
(a)TREFを用いて分別させたときに40℃〜130℃で溶出し、その画分は少なくとも0.5〜約1までのブロック指数および約1.3より大きいMWDを有することを特徴とする分子画分を有する;または
(b)0超〜約1.0までの平均ブロック指数および約1.3より大きいMWDを有する可能性がある。
【0034】
CRYSTAFの決定には、PolymerChar社(スペイン国バレンシア)から市販で入手できるCRYSTAF 200ユニットを、1時間、160℃で1,2,4−トリクロロベンゼン中に溶解させ(0.66mg/mL)、95℃で45分間、安定化させた試験サンプルとともに使用する。サンプリング温度は、0.2℃/分の冷却速度を用いて95〜30℃の範囲に及ぶ。赤外線検出器を使用してポリマー溶液濃度を測定する。累積可溶濃度は、温度が低下する間にポリマーが結晶化するにつれて測定する。累積プロファイルの分析導関数は、ポリマーの短鎖分岐分布の存在を反映している。CRYSTAFのピーク温度および面積は、CRYSTAFソフトウエア(2001.bバージョン、PolymerChar社、スペイン国バレンシア)に含まれるピーク分析モジュールによって同定する。CRYSTAFピーク所見ルーチンは、dW/dTにおける最高値としてのピーク温度および導関数曲線における同定されたピークの両側での最大の正の変曲間の面積を同定する。CRYSTAF曲線を計算するために、好ましい処理パラメーターには、70℃の温度限界ならびに0.1の温度限界を超える、および0.3の温度限界未満の平滑化パラメーターを用いる。
【0035】
本発明の組成物は、任意でエキステンダー材料を含んでいる。エキステンダー材料は任意の成分を構成するので、存在する必要はなく、したがって、エキステンダー材料の適切な下限は0重量%である。存在する場合、好ましい下限は、各々の場合に組成物の総重量に基づいて、1重量%、より好ましくは2重量%、一層より好ましくは3重量%、および最も好ましくは4重量%であり、好ましい上限は20重量%、より好ましくは18重量%、一層より好ましくは15重量%、およびさらにより好ましくは10重量%である。
【0036】
適切なエキステンダー材料(extender materials)には、炭化水素油、ナフタレン油、ならびにオレフィン不飽和を有し、イソプレンおよびブタジエンのうちの少なくとも1つと相溶性(compatible)であるモノマーに由来するポリマーもしくはオリゴマーが含まれる。例示的なエキステンダー材料には、Royal Dutch/Shell社によって供給されるSHELLFLEX(商標)、CATENEX(商標)およびONDINA(商標)油、Witco社によって供給されるKAYDOL(商標)油、Arco社によって供給されるTUFFLO(商標)油、Exxon/Mobil社によって供給されるPRIMOL(商標)油ならびにCrompton社によって供給されるHYDROBRITE(商標)が含まれる。その他の適切なエキステンダー材料には、相溶性液体粘着性付与性樹脂、例えばEastman社によって供給されるREGALREZ(商標)R−1018またはExxon/Mobil社によって供給されるESCOREZ(商標)粘着性付与性樹脂が含まれる。ESCOREZ(商標)およびREGALREZ(商標)炭化水素樹脂は、石油化学原料に由来する低分子量の部分的もしくは完全水素添加水−白色不活性熱可塑性樹脂である。さらに他の適切なエキステンダー材料には、約30,000g/M未満のMを有する液体ポリマー、例えば液体ポリブテン、液体イソプレンコポリマーおよび液体スチレン/イソプレンコポリマーならびに植物油、植物油誘導体、パラフィンおよび微結晶ワックスが含まれる。エキステンダー材料は、好ましくは白色鉱油である。
【0037】
必要ではないが、本発明のポリマーブレンド組成物は、1つまたはそれ以上の従来のゴム化合物添加物、加工処理助剤、例えば酸化防止剤およびオゾン劣化防止剤、紫外線安定剤および熱安定剤をさらに含むことができる。
【0038】
例示的な酸化防止剤には、一次酸化防止剤、例えば、ヒンダードフェノール、および二次酸化防止剤、例えばホスファイト誘導体の両方、もしくは一次酸化防止剤のブレンド、二次酸化防止剤のブレンド、または一次酸化防止剤および二次酸化防止剤の両方のブレンドが含まれる。市販で入手できる酸化防止剤の例には、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン(IRGANOX(商標)565、Ciba−Geigy社)、テトラキス−エチレン−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナメート)メタン(IRGANOX(商標)1010、Ciba−Geigy社)およびトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト(IRGAPHOS(商標)168、Ciba−Geigy社)が含まれる。その他の適切な酸化防止剤には、ブタジエン区画の劣化を最小限に抑えるために開発された酸化防止剤、例えば、2[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−テルペンチルフェニル)エチル)]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート(SUMILIZER(商標)GS、Sumitomo社)およびペンタエリトリチルテトラキス(3−ドデシルチオプロピオネート)(SUMILIZER(商標)T−PD、Sumitomo社)が含まれる。
【0039】
本発明のポリマーブレンド組成物は、スリップ剤、例えば米国特許第4,476,180号(Wnuk)に開示されているスリップ剤をさらに含むことができ、前記特許の重要な、特に第4段落第39〜47行の教示は参照して本明細書に組み込まれる。ポリマーフィルムの作製において使用されることの多い従来のスリップ剤には、12〜22個の炭素原子(C12−C22)脂肪酸のアミドに由来するスリップ剤が含まれる。典型的なスリップ剤の量は、各々の場合にポリマーブレンド組成物の総重量に基づいて、0.05重量%〜5重量%の範囲に及び、好ましくは3重量%以下である。
【0040】
本明細書で使用する「主に」は、実質的に純粋な、各々の場合にブロックの重量に基づいて、例えば少なくとも95重量%、より好ましくは少なくとも97重量%、および一層より好ましくは少なくとも99重量%のホモポリマーを意味する。
【0041】
本発明のフィルム形成ポリマーブレンド組成物の調製は、任意の特別な装置もしくは方法を使用することを必要としない。従来の混合装置、例えばBanburyミキサー、2本ロールミルおよび押出成形機、詳細には1軸および2軸押出成形機は、満足のできる結果を生じさせる。2つまたはそれ以上のブレンド組成物成分は、所望であれば、混合装置へ添加する前に予備混合もしくは予備配合することができる。エキステンダー材料は、使用する場合には、テトラブロックコポリマーの製造中に加える、もしくはそのような製造後に後ブレンドする、またはその両方を行うことができる。テトラブロックコポリマーの製造中に加える場合は、好都合の添加のタイミングは重合の終了後でテトラブロックコポリマーの回収およびその後の加工処理、例えばペレット化およびペレット形、多孔性ペレット形、パン粉形もしくは粉末形での製造に先行する。
【0042】
本発明の組成物は、中でも最終使用用途、単層フィルムもしくは多層フィルム構造の層のいずれかとしてのキャストフィルムおよびインフレーションフィルム両方の製造において有用性がある。当業者であれば、そのようなフィルムならびに装置、例えば、そのようなフィルムを作製するために使用される押出成形機およびダイの調製を容易に理解できる。フィルム、詳細には単層もしくは独立フィルムは、個人的衛生用途の使用に好都合な物理的特性のバランスを有する。
【0043】
以下の実施例では、本発明を具体的に説明するが、限定はしない。すべての部およびパーセンテージは、他に特に明記しない限り、重量に基づいている。全温度は、℃で表示する。本発明の実施例(Ex)はアラビア数字で指定されており、比較例(Comp Ex)はアルファベットの大文字で指定されている。特に明記しない限り、「室温」および「周囲温度」は、名目上は25℃である。
【0044】
BCP−1〜BCP−4のポリマー調製技術
A. BCP−1 − 本発明の代表的なエラストマーSIBSテトラブロックコポリマーの調製
【0045】
13.67キログラム(kg)のシクロヘキサンを不活性炭化水素溶媒として気体状窒素(N)雰囲気下で攪拌式18.5リットル(L)反応器へ加え、反応器の内容物を73℃の設定温度へ加熱し、その後に100.9グラム(g)のsec−ブチルリチウムの0.24モル(M)溶液および334gのスチレンモノマーを順に加える。スチレンモノマーを35分間、第1段階で重合させると、その間に反応器の内容物の温度は59℃に低下するので、その後に775.3gのイソプレンモノマーを加える。イソプレン重合を第2段階で29分間、発生させ、その間に反応器の内容物は76℃のピーク温度に達し、その後には再び59℃へ低下するが、これはイソプレンモノマーの重合が実質的に完了したことの指標である。775.3gのブタジエンモノマーを加え、それを第3段階で重合させ、その間に反応器の内容物の温度は76℃のピーク温度に達し、その後には再び59℃へ低下するが、これはブタジエン重合の実質的完了を示す。334gのスチレンモノマーを加え、それを第4段階で35分間、重合させ、その後に反応器の内容物へ3.5m.のイソプロパノールを加えることによってそれ以降の重合をクエンチさせると、生SIBSテトラブロックコポリマーが産生する。
【0046】
リン酸を1モルのsec−ブチルリチウムに付き0.8モルのモル比で加えることによって反応器の内容物を中和する。ポリマーを反応器から取り出し、中和した反応器の内容物、100万の1重量部(ppm)で表したSIBSテトラブロックコポリマーの1,250ppmの量にあるフェノール酸化防止剤(IRGANOX(商標)565)およびSIBSテトラブロックコポリマーの2,000ppmの量にあるホスファイト酸化防止剤(TNPP)に加え、次に反応器の内容物を取り出し、その内容物を少なくとも3時間、100℃の設定温度で作動させた真空オーブン中で蒸発させると、安定化かつ液化したSIBSテトラブロックコポリマーが産生する。
【0047】
安定化かつ液化したSIBSテトラブロックコポリマーのSEC分析は、ポリスチレンキャリブレーションベースで98,121の数平均分子量(M)を有する単一主ピークおよびポリスチレンキャリブレーションベースで101,640のピーク重量平均分子量を明らかにしている。SIBSテトラブロックコポリマーは、テトラブロックの総重量に基づいて29.9重量%の名目スチレン含量を、50:50のブタジエン対イソプレン重量比とともに有する。スチレンブロックの分子量は、スチレンの全パーセントおよびポリマーの修正重量平均分子量に基づく推定値である。
【0048】
B. BCP−2 − 線状SIBトリブロックコポリマーの調製
【0049】
幾つかの変更を加えてBCP−1を複製する。最初に、シクロヘキサンの量を13.6kgへ減少させ、sec−ブチルリチウム溶液およびスチレンモノマーの量を各々195gおよび663.9gへ増加させ、第1段階重合時間を24分間へ短縮する。第2に、イソプレンモノマーの量を774.6gへ変化させ、重合を第2段階で23分間、継続させ、反応器の内容物の温度を69℃に到達させ、その後に774.6gのブタジエンモノマーを反応器の内容物へ加え、第3段階を開始させると、84.2℃のピーク温度が生じる。第4段階を省略すると、それにより生SIBトリブロックコポリマーが産生する。
【0050】
SEC分析は、50,745のMを有する単一の主ピークおよび51,840のピーク最高重量平均分子量を示している。SIBSトリブロックコポリマーは、トリブロックの総重量に基づいて28.2重量%の名目スチレン含量を、50:50のブタジエン対イソプレン重量比とともに有する。スチレンブロックの分子量は、スチレンの全パーセントおよびポリマーの修正重量平均分子量に基づく推定値である。
【0051】
C. BCP−3 − ランダムI/Bブロックを用いた線状S(I/B)Sトリブロックコポリマーの調製
【0052】
幾つかの変更を加えてBCP−1を複製する。最初に、シクロヘキサンの量を13.54kgへ減少させ、sec−ブチルリチウムおよびスチレンモノマーの量を第1段階重合のために各々101.3gおよび336.1gへ変化させるが、第1段階重合は第1段階における温度が69℃に達するように、BCP−1における35分間ではなく22分間継続させる。1,532gのイソプレンおよびブタジエンの50/50重量混合物を加え、それを第2段階(効果的にはBCP−1における第2段階および第3段階の組み合わせ)で29分間、重合させるが、その間に反応器の内容物は98.6℃のピーク温度に達する。336.1gのスチレンモノマーを第3重合段階(効果的にはBCP−1における第4段階と同等)に加え、BCP−1における35分間ではなく30分間継続させると、生S(I/B)Sトリブロックコポリマーが産生する。
【0053】
BCP−1におけるように生コポリマーを中和かつ安定化させるが、フェノール酸化防止剤を1,000ppmへ減少させ、ホスファイト酸化防止剤を5,000ppmへ増加する。
【0054】
SEC分析は、94,004のMを有する単一の主ピークおよび96,377のピーク最高重量平均分子量を示している。SEC分析はさらに、ポリマーが、トリブロックの総重量に基づいて30.8重量%の名目スチレン含量を、50:50のブタジエン対イソプレン重量比とともに有するエラストマーS−(I/B)−Sトリブロックコポリマーであることを示している。スチレンブロックの分子量は、スチレンの全パーセントおよびポリマーの修正重量平均分子量に基づく推定値である。
【0055】
D. BCP−4 − ランダムI/Bブロックを用いた線状S(I/B)Sジブロックコポリマーの調製
【0056】
2つの重合段階を提供するために幾つかの変更を加えてBCP−3を複製する。最初に、BCP−2におけるようにシクロヘキサンの添加量を13.6kgへ減少させ、sec−ブチルリチウム溶液の添加量を189.9gへ増加させ、スチレンモノマーの添加量を670.9gへ増加させ、58分間、重合を進行させる。第2に、反応器の内容物の温度が69℃の時点で、1,543gのイソプレンおよびブタジエンの50/50重量混合物を加え、80.6℃のピーク温度を通して重合を進行させると、生S−(I/B)ジブロックコポリマーが産生する。
【0057】
SEC分析は、49,917のMを有する単一の主ピークおよび50,660のピーク最高重量平均分子量を示している。S−(I/B)ジブロックコポリマーは、トリブロックの総重量に基づいて29.2重量%の名目スチレン含量を、50:50のブタジエン対イソプレン重量比とともに有する。スチレンブロックの分子量は、スチレンの全パーセントおよびポリマーの修正重量平均分子量に基づく推定値である。
【0058】
追加のテトラブロックコポリマーの調製
スチレン、イソプレンおよびブタジエンの相対比率を変更させてBCP−1を複製して、全部が以下の表1に示されているように、修正重量平均分子量、スチレン末端ブロック分子量およびSIBSテトラブロックコポリマー中のスチレンの重量パーセンテージおよびSIBSテトラブロックコポリマーの非スチレン中央ブロック部分におけるI対Bの相対重量パーセンテージを有する、8種のSIBSテトラブロックコポリマー、名目上はSIBS−1からSIBS−8を調製する。
【表1】

【0059】
以下の表2は、本発明のフィルム形成ポリマーブレンド組成物を作製するためにスチレンテトラブロックコポリマーと結び付けて使用できる多数の材料を列挙している。
【表2】


試験方法
【0060】
A. 引張強さおよび破断点伸び
50グラム(g)のアリコートのポリマーもしくはポリマー化合物を加熱した2本ロールミル上に配置する。2本ロールミルでの加工処理はポリマーもしくはポリマー化合物をロールの軸に垂直な機械方向(MD)およびロールの軸の方向に平行な横断方向(TD)を有する溶融シートもしくはブランケットに溶融させる。圧縮成形および試験を通してMDおよびMDの識別を維持する(例えば、ブランケットMDは試験プラーク(test laque)MDと同一である)。200℃の設定温度で作動させたPHI油圧プレスを使用し、7.5gの溶融シートもしくはブランケットを試験プラーク(およそ幅65mm×長さ115mm×厚さ0.94mm)に変換させる。米国材料試験協会(ASTM)D1822 L型の、1.28センチメートル(cm)タブを備えるダイを使用し、試験片の長手方向がプラークTDに平行となるようにサンプル試験片を成形プラークから切断する。ASTM試験方法D412−87にしたがってサンプル試験片の引張応力−歪み特性を決定し、3つのサンプルの平均値として結果を報告する。
【0061】
メガパスカル(MPa)での「引張強さ」は、「引張応力」とも呼ばれ、F対Aの比率を表すが、このときFは試験片の規定伸びで観察された力と等しく、Aは伸びの前の試験片の横断面積に等しい。
【0062】
「伸び率」もしくは「%E」は100(L−LO)/LOに等しく、式中Lは引き延ばした、もしくは伸びた試験片上のベンチマーク間で観察されたセンチメートル(cm)での距離に等しく、LOは引き延ばしもしくは伸びの前の試験片のベンチマーク間のcmでの距離に等しい。
【0063】
MPaでの「無負荷時の力」としても公知である「無負荷力」は、F’をAで割った商に等しく、このときF’はヒステリシス試験の第1サイクル中に引き延ばした、もしくは伸びた試験片が緩和(0%の伸び)状態へ回復中の規定伸びで観察された力であり、Aは上記のように規定されている。
【0064】
B. 硬さ試験
Shore Instruments社から入手できる716A型の押込み硬度計システムを用いてASTM D2240にしたがってショアーA押込み硬度を決定する。200℃の設定温度で作動させたPHI油圧プレスを用いて、試験方法A(上記で考察した)において調製した14gの溶融シートもしくはブランケットを円形の試験プラーク(およそ直径75mmおよび厚さ3.175mm)に変換させる。厚さ試験の前に2枚の3.175mmの圧縮成形サンプルプラークを積み重ねる。
【0065】
C. メルトフロー速度
ASTM D−1238にしたがって、200℃で5kg重量の直径2.0955mmの穴を備える標準ダイを用いて、組成物もしくはポリマーのメルトフロー速度(MFR)を決定する(以前は条件「G」として公知であった)。
【0066】
D.ヒステリシスもしくは応力緩和試験
室温(名目上は23℃)で、上記の試験方法Aおよび以下の試験プロトコールにしたがって調製したサンプル試験片を用いてヒステリシス特性を測定する:
(1)INSTRON(商標)1122型張力計を製造業者の取扱説明書にしたがって較正する;
(2)機器のゲージ長を1’’(2.54cm)に設定し、サンプル試験片を製造業者の取扱説明書にしたがって機器内に配置する;
(3)機器のクロスヘッド速度を10インチ/分(0.254m/分)の定速度に設定する;
(4)サンプル試験片を500%伸びへ予備歪みをかけ、次にサンプルを(500%伸び時の保持時間もしくは経過時間を伴わずに0%伸びへ戻し)、500%伸び時の測定ピーク力を記録する;
(5)サンプルを120秒間、休ませる;
(6)予備歪みをかけたサンプル試験片をつかみ直して試験片のたるみを取り除き、1’’(2.54cm)の標点距離で保持する;
(7)ヒステリシス試験を開始し、以下のようにデータを収集する:
a)サンプル試験片を10インチ/分(0.254/分)の速度で200%伸びへ伸長させ、200%伸び時の応力およびピーク力の両方を記録する;
b)伸長させた試験片を200%伸びの位置で30秒間、保持し、30秒間の保持後の応力を記録し、7a)と7b)との間の応力損失率として200%伸び時の緩和値を計算する;および
c)伸長させた試験片を10インチ/分(0.254m/分)の速度で0%伸びへ回復させ、0%伸びへの回復中の30%伸び時の無負荷応力を決定して記録した。
【0067】
報告もしくは記録された各結果は、3つのサンプル試験片からの結果の平均値を表している。
(実施例1および比較例A)
【0068】
50gのポリマー(実施例1についてはBCP−1および比較例AについてはBCP−3)は、およそ5mmの厚さを有する溶融シートへ、予備加熱した155℃のロール温度で作動させたLab Tech Engineering社製実験室用2本ロールミル(LRM−S−110−3E型)上でおよそ90秒間にわたってポリマーを処理することによって変換させる。溶融シートを2本ロールミルから取り出し、溶融シートのMDおよびTDの両方を注記し、7〜7.5gの溶融シートを、そのどちらも幅75mm×高さ115mm×厚さ0.94mmの(200℃へ)予備加熱された成形プレス(PHIモデルSB234C−X−MS−X24)のチェイス内に配置したポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が被覆されたガラスシートおよび金属製裏当て板の間に均一に分布させ、溶融シートを成形プロトコールを用いておよそ0.94mmの厚さを有する成形プラークもしくはシートへ変換させる。成形プロトコールは以下のとおりである:ゼロ圧力で3.0分間予備加熱する;圧力(10,000キログラム(kg)のラム圧)を0.5分間、印加する;圧力を20,000kgのラム圧へ増加させ、その圧力を3.0分間、維持する;印加された圧力の20,000kgラム圧をさらに4.5分間維持して成形プラークを周囲温度(名目23℃)の水冷を用いてプラークの取扱いに適する温度へ冷却させる;冷却させ、成形したプラークを成形プレスから取り出し、そのプラークを少なくとも24時間、23℃で貯蔵し、その後引張試験およびヒステリシス試験のためにASTM−D 1822 L型ダイを用いてプラークからサンプル試験片をダイ切断する。サンプル試験片は、25.4mmの初期標点距離を有している。
【0069】
実施例1および比較例Aの各々について3つのサンプル試験片をMD引張試験にかけ、実施例1および比較例Aについてさらに3つのサンプル試験片をTDヒステリシス試験にかけ、試験結果(3つの試験片についての試験結果の平均値)を以下の表3に要約した。
(実施例2および比較例B)
【0070】
実施例1を複製するが、実施例2および比較例B各々についてポリマーを変更する。実施例2は85重量%のBCP−1および15重量%のBCP−2のブレンドであり、各重量%はブレンドの重量に基づいている。比較例Bは85重量%のBCP−3および15重量%のBCP−4のブレンドであり、各重量%はブレンドの重量に基づいている。以下の表3は、試験結果を要約している。
(比較例C)
【0071】
実施例1に変更を加えて複製する。5gのPS(表2)、42.5gのBCP−3、2.5gのMO−325(表2)および0.5Lのトルエンを0.9472Lの瓶に入れ、この瓶を密封し、それを24時間、攪拌機上に配置し、ポリマー成分を溶液にさせる。この溶液を液化オーブン内に配置してトルエンを除去し、ポリマーブレンドを回収する。45gのポリマーブレンドを実施例1と同様に加工処理し、平均試験結果は以下の表3に記録した。
(比較例D)
【0072】
比較例Cを複製するが、ポリマーブレンドにBCP−3の量を36.125gに減少させ、6.375gのBCP−4を加えるという変更を加える。平均試験結果は以下の表3に記録した。
(実施例3)
【0073】
比較例Cを複製するが、BCP−1をBCP−3と取り替える。平均試験結果は以下の表4に記録した。
(実施例4)
【0074】
比較例Dを複製するが、BCP−1をBCP−3と、そしてBCP−2をBCP−4と取り替える。平均試験結果は以下の表4に記録した。
(実施例5)
【0075】
実施例3を複製するが、5gのLDPE(表2)を5gのPSと取り替える。LDPEはトルエン中では可溶性ではないので、LDPEは、液化オーブン内に溶液を配置する直前に攪拌ポリマー溶液に加える。平均試験結果は以下の表4に記録した。
(比較例E)
【0076】
比較例Dを複製するが、5.0gのLDPE(表2)を5.0gのPSと取り替える。LDPEは、液化オーブン内に溶液を配置する直前に攪拌ポリマー溶液に加える。平均試験結果は以下の表4に記録した。
(実施例6)
【0077】
比較例Cを複製するが、42.5gのBCP−1をBCP−3と、そして2.5gのLDPEを2.5gのPSと取り替える。LDPEは、比較例Gに記載するように加える。平均試験結果は以下の表4に記録した。
(比較例F)
【0078】
比較例Cを複製するが、2.5gのLDPEを2.5gのPSと取り替える。LDPEは、比較例Eに記載するように加える。平均試験結果は以下の表4に記録した。
(実施例7〜12)
【0079】
実施例1を複製するが、SIBS−1〜SIBS−6(表1)を実施例7〜12において各々BCP−1と取り替える。平均試験結果は以下の表5に記録した。
(比較例G)
【0080】
実施例1を複製するが、15.5gのSIS−1(表2)および34.5gのSBS−1(表2)をBCP−1と取り替える。平均試験結果は以下の表6に記録した。
(実施例13)
【0081】
実施例1を複製するが、SIBS−7をBCP−1と取り替える。平均試験結果は以下の表6に記録した。
(実施例14)
【0082】
実施例3を複製するが、SIBS−8をBCP−1と、そしてMO−200(表2)をMO−325と取り替える。平均試験結果は以下の表6に記録した。
(実施例15)
【0083】
実施例14を複製するが、5gのh(SIS)(表2)を5gのPSと取り替える。平均試験結果は以下の表6に記録した。
【表3】


試験片は、低伸び率のために早期に破損した。

【表4】


【表5】


【表6】


横断方向で試験した。

【0084】
上記の表3に提示したデータは、幾つかの観察を支持している。第1に、実施例1と比較例Aとの比較は、本発明のテトラブロックコポリマー(実施例1)(このときIおよびBは実質的に別個のブロックとして存在する)は、トリブロックコポリマー(比較例A)(このとき、IおよびBはランダムブロック(S−(I/B)−S)の成分として存在する)に比較して改良されたヒステリシス性能(例えば、200%伸び時の負荷対30%伸び時の無負荷の低い比率)を提供することを示している。実施例2におけるような15重量%までの線状トリブロック(S−I−B)を備える本発明に代表的なテトラブロックコポリマーの希釈は、4.1から4.4への、200%伸び時の負荷対30%伸び時の無負荷への比率における増加によって証明されるようにヒステリシス性能におけるある程度の低下を生じさせるが、それでもまだ比較例Aより優れたヒステリシス性能を生じる。ランダムI/Bブロックを有するトリブロックコポリマーをランダムジブロックS(I/B)で希釈すると、比較例B対比較例A、および比較例D(PSおよびMO−325油をさらに含む)対比較例Bにおいて証明されたように、ヒステリシス性能がさらに低下する。表4は、ランダムI/Bブロックを備えるトリブロックコポリマーに比較して本発明の向上したテトラブロックコポリマーヒステリシス性能を支持する追加のデータを含んでいる。例えば、実施例3対比較例C、および実施例4対比較例Fを参照されたい。
【0085】
表5および6のデータは、実施例1と比較してヒステリシス性能を維持しながら、または一層改善しながら、ある範囲のメルトフロー速度、ショアーA硬さ値、引張試験特性を達成するために本発明のテトラブロックコポリマーにおけるスチレン含量を変化させられることを示している。当業者であれば、ヒステリシス性能は、200%伸び時の負荷対30%伸び時の無負荷の比率が低下するにつれて向上することを認識する。実施例12と類似のスチレン含量を有する比較例Gとの比較(比較例Gについての29.3重量%対実施例12についての29.2重量%)は、本発明の単一S−I−B−SテトラブロックコポリマーがSISブロックコポリマーとSBSブロックコポリマーとのブレンドより優れたヒステリシス性能を有することを示している。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリマーブレンド組成物であって、以下の成分:
a)組成物の重量に基づいて、55重量%〜92重量%のスチレンテトラブロックコポリマーであって、(1)S−I−B−S(式中、各Sは独立して主にスチレンのポリマーブロックであり、10,000〜15,000の見かけの分子量を有し、Iは主にイソプレンのポリマーブロックであり、Bは主にブタジエンのポリマーブロックであり、IおよびBは75:25〜15:85の範囲内に含まれるI:Bの重量比で存在している)として表される分子構造と、(2)テトラブロックコポリマーの重量に基づいて15重量%〜32重量%の範囲内の重合スチレン含量と、(3)85,000〜160,000の範囲内の見かけの分子量とを有するスチレンテトラブロックコポリマーと;
b)組成物の重量に基づいて、8重量%〜45重量%の、成分(a)とは相違する熱可塑性樹脂と;任意で、
c)組成物の重量に基づいて、0重量%〜20重量%のエキステンダー材料とを含み、a)、b)およびc)の量は一緒にすると100重量%となる組成物。
【請求項2】
前記熱可塑性樹脂(b)は、ポリスチレン、スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−ブタジエンコポリマー、およびオレフィンポリマー樹脂から選択される少なくとも1つの樹脂である、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記熱可塑性樹脂は、スチレン−イソプレンコポリマーもしくはスチレン−ブタジエンコポリマーであり、いずれの場合もコポリマーの重量に基づいて65重量%を超える重合スチレン含量を有する、請求項2に記載の組成物。
【請求項4】
前記熱可塑性樹脂は、エチレンをベースとするポリマーおよびプロピレンをベースとするポリマーから選択されるオレフィンポリマー樹脂である、請求項2に記載の組成物。
【請求項5】
前記熱可塑性樹脂は、高圧低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン/α−オレフィンコポリマーから選択されるエチレンをベースとするポリマーであり、前記α−オレフィンは3〜20個の炭素原子およびエチレン/α−オレフィン共重合体を含有している、請求項4に記載の組成物。
【請求項6】
前記熱可塑性樹脂は、ホモポリマーポリプロピレン、プロピレン/α−オレフィンコポリマーから選択されるプロピレンをベースとするポリマーであって、前記α−オレフィンは2個または4〜8個の炭素原子を含有している、請求項4に記載の組成物。
【請求項7】
前記エキステンダーは、炭化水素油、ナフタレン油、ならびにオレフィン不飽和を有し、イソプレンおよびブタジエンのうちの少なくとも1つと相溶性であるモノマーに由来するポリマーもしくはオリゴマーから選択される、請求項1に記載の組成物。
【請求項8】
前記炭化水素油は、白色鉱油である、請求項7に記載の組成物。
【請求項9】
前記エキステンダーは、組成物の重量に基づいて、1重量%〜18重量%の量で存在する、請求項7に記載の組成物。
【請求項10】
前記スチレンテトラブロックコポリマーは、組成物の重量に基づいて、65重量%〜92重量%の範囲内の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項11】
前記熱可塑性樹脂b)は、組成物の重量に基づいて、8重量%〜30重量%の範囲内の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項12】
前記エキステンダー材料c)は、組成物の重量に基づいて、0重量%超〜15重量%の範囲内の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項13】
請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物から調製された少なくとも1つの層を含むポリマーフィルム。
【請求項14】
前記層は、同一のタイプおよび量の熱可塑性樹脂およびエキステンダーから、しかし同一のスチレン、イソプレンおよびブタジエン含量を有し、前記イソプレンおよびブタジエンは実質的にランダムポリマーブロックとして存在するスチレンブロックコポリマーを用いて調製された層より小さい、200%伸び時の負荷対30%伸び時の無負荷の横断方向ヒステリシス試験比を有する、請求項13に記載のポリマーフィルム。
【請求項15】
前記横断方向ヒステリシス試験比は、約30重量%のスチレン含量、約35重量%のイソプレン含量および約35重量%のブタジエン含量を有する85重量%のテトラブロック(各テトラブロック重量%はテトラブロックの重量に基づく)、10重量%のポリスチレンおよびエキステンダーとしての5重量%の白色鉱油(テトラブロック、低密度ポリエチレンおよび鉱油の重量%は組成物の重量に基づく)を含む層組成物については5以下である、請求項13に記載のポリマーフィルム。

【公表番号】特表2010−510379(P2010−510379A)
【公表日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−538437(P2009−538437)
【出願日】平成19年10月24日(2007.10.24)
【国際出願番号】PCT/US2007/082389
【国際公開番号】WO2008/063807
【国際公開日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【出願人】(502141050)ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド (1,383)
【Fターム(参考)】