JP2003516885A - オレフィンポリマー材料からのガラス強化多層シート - Google Patents

オレフィンポリマー材料からのガラス強化多層シート

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JP2003516885A JP2001545083A JP2001545083A JP2003516885A JP 2003516885 A JP2003516885 A JP 2003516885A JP 2001545083 A JP2001545083 A JP 2001545083A JP 2001545083 A JP2001545083 A JP 2001545083A JP 2003516885 A JP2003516885 A JP 2003516885A
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  • Laminated Bodies (AREA)
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 オレフィンポリマー材料から製造された多層シートは、(1)(a)プロピレンポリマー、(b)ビニルモノマーがグラフト重合した、プロピレンポリマー材料の主鎖を含むグラフトコポリマー((a)又は(b)のいずれかは場合により核剤を含む)、又は(c)オレフィンポリマー組成物の少なくとも1つの外層、並びに(2)ガラス繊維マット及びプロピレンポリマー材料の代替層から製造された少なくとも1つの層を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の属する技術分野 本発明は、オレフィンポリマー材料から製造された多層ガラス強化シートに関
するものである。発明の背景 ガラス繊維マットを使用して、種々のポリオレフィン材料を強化している。例
えば、米国特許第3,437,550号には、結晶性ポリプロピレンフィルム及びガラス
繊維の複数の代替層を含むラミネートの製造が開示されている。ガラス繊維は、
不飽和酸又は無水物で改質された結晶性ポリプロピレン及びシランの反応生成物
により被覆される。米国特許第3,489,639号には、ポリエステル又はエポキシ樹
脂等の固形樹脂中に包埋されたガラス繊維の層、ガラス繊維及びポリプロピレン
繊維を含む織物及びポリプロピレンのシートを含む積層構造が開示されている。
米国特許第4,435,466号には、耐候性を強化するための添加剤及びシートの機械
的特性を強化するための充填剤を含むエラストマー合成樹脂の層の間に包埋され
たガラス織物強化挿入物を含む建築業用多層シールシートで、その外層が熱的に
及び/又は溶剤又は膨潤剤の使用により結合可能であるものが開示されている。
【0002】 米国特許第4,438,166号には、各層が表面シートに平行に配置されている層中
に配置された長ガラス繊維のマットが包埋された硬質発泡層へ付着した表面シー
ト、及び発泡層の他面側における第2表面シートを含む、断熱用途に有用な構造
積層体が開示されている。表面シートは、アスベスト、ガラス繊維又は金属等の
耐熱性材料から製造される。発泡形成材料は、例えば、ポリウレタン、ポリプロ
ピレン又はポリエチレンであってもよい。 米国特許第5,895,709号には、ポリプロピレン又はポリエステルフィルム等の
溶融ポリマー性フィルム1つ又はそれより多く及びガラス布材料の重層を、溶融
ポリマーがガラス布層に含浸するように加圧積層することにより製造した熱成形
性多層シート製品が開示されている。コア構造は、ニートポリマー層を用いて両
側を積層してもよく、即ち、一方が強化又は非強化充填剤のないものである。 しかしながら、依然として、高い曲げ弾性率、高い光沢層又はエンボス加工又
は型押された層等の美的に心地よい外層を有するポリマーシート材料が求められ
ている。
【0003】発明の概要 本発明の多層シートは、 (1)以下の(a)〜(c)からなる群から選ばれるプロピレンポリマー材料を
含む少なくとも1つの外層: (a)プロピレンホモポリマー、又はプロピレンとエチレン又はC4-8αオレフ
ィンとのコポリマー(コポリマーの重合エチレン又は重合αオレフィン含量は2
0%以下である)、及び場合により、約0.15〜約0.70%の核剤、 (b)プロピレンポリマー材料の主鎖であって、それにグラフト重合した、(i
)少なくとも1つのアクリル酸モノマー、(ii)少なくとも1つのスチレンモ
ノマー及び(iii)(i)と(ii)との混合物からなる群から選ばれる重合
モノマーを有する主鎖を含むグラフトコポリマー、及び場合により、約0.5〜
約1.5%の核剤、及び (c)(i)約10〜約60質量部の、80より高いアイソタクチック指数を有
する結晶性プロピレンホモポリマー、又はプロピレン及びエチレン、プロピ
レン、エチレン及びC4-8αオレフィン及びプロピレン及びC4-8αオレフィン
からなる群から選ばれるモノマーからの結晶性コポリマー(コポリマーは85質
量%より高い重合プロピレン含量及び85より高いアイソタクチック指数を有す
る);(ii)約5〜約25質量部の、室温でキシレンに不溶性のエチレンとプ
ロピレン又はC4-8αオレフィンとのコポリマー;及び(iii)約30〜約7
0質量部の、エチレン及びプロピレン、エチレン、プロピレン及びC4-8α
オレフィン及びエチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ばれるモノ
マーからのエラストマーコポリマー(コポリマーは、場合により、約0.5〜約
10質量%の重合ジエンを含み、70質量%未満の重合エチレンを含み、室温で
キシレンに可溶性であり、かつ、135℃のデカヒドロナフタレンにおいて測定
された極限粘度数約1.5〜約4.0dl/gを有する)を含むオレフィンポリ
マー組成物(全オレフィンポリマー組成物をベースとする(ii)及び(iii
)の合計が約50〜約90%であり、かつ、(ii)/(iii)の質量比が0
.4未満であり、組成物が少なくとも2つの段階の重合により製造され、150
MPa未満の曲げ弾性率を有する)
【0004】 並びに (2)(a)(i)プロピレンホモポリマー及び(ii)プロピレンとエチレン
又はC4-8αオレフィンとのコポリマーからなる群から選ばれるプロピレンポリ
マー材料(コポリマーの重合エチレン又は重合αオレフィン含量は20%以下で
あり、層(2)におけるプロピレンポリマー材料のメルトインデックスは層(1
)におけるプロピレンポリマー材料のメルトインデックスより高い)及び(b)
約0.5〜約4.5oz/ft2の単位面積あたりの質量を有するガラス繊維マ
ットの代替層を含む少なくとも1つの層(トップ及び底層としてプロピレンポリ
マー材料を有する) を含み、層(1)が約0.001〜約0.25インチの厚さを有する。
【0005】 本発明の多層シートを製造するための本発明の方法は、 (1)以下の(a)〜(c)からなる群から選ばれるプロピレンポリマー材料を
含むシートを押し出す工程(プロピレンポリマー材料のシートは約0.001〜
約0.25インチの厚さを有する): (a)プロピレンホモポリマー、又はプロピレンとエチレン又はC4-8αオレフ
ィンとのコポリマー(コポリマーの重合エチレン又は重合αオレフィン含量は2
0%以下である)、及び場合により、約0.15〜約0.70%の核剤、 (b)プロピレンポリマー材料の主鎖であって、それにグラフト重合した、(i
)少なくとも1つのアクリル酸モノマー、(ii)少なくとも1つのスチレンモ
ノマー及び(iii)(i)と(ii)との混合物からなる群から選ばれる重合
モノマーを有する主鎖を含むグラフトコポリマー、及び場合により、約0.5〜
約1.5%の核剤、 (c)(i)約10〜約60質量部の、80より高いアイソタクチック指数を有
する結晶性プロピレンホモポリマー、又はプロピレン及びエチレン、プロピ
レン、エチレン及びC4-8αオレフィン及びプロピレン及びC4-8αオレフィン
からなる群から選ばれるモノマーからの結晶性コポリマー(コポリマーは85質
量%より高い重合プロピレン含量及び85より高いアイソタクチック指数を有す
る);(ii)約5〜約25質量部の、室温でキシレンに不溶性のエチレンとプ
ロピレン又はC4-8αオレフィンとのコポリマー;及び(iii)約30〜約7
0質量部の、エチレン及びプロピレン、エチレン、プロピレン及びC4-8α
オレフィン及びエチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ばれるモノ
マーからのエラストマーコポリマー(コポリマーは、場合により、約0.5〜約
10質量%の重合ジエンを含み、70質量%未満の重合エチレンを含み、室温で
キシレンに可溶性であり、かつ、135℃のデカヒドロナフタレンにおいて測定
された極限粘度数約1.5〜約4.0dl/gを有する)を含むオレフィンポリ
マー組成物(全オレフィンポリマー組成物をベースとする(ii)及び(iii
)の合計が約50〜約90%であり、かつ、(ii)/(iii)の質量比が0
.4未満であり、組成物が少なくとも2つの段階の重合により製造され、150
MPa未満の曲げ弾性率を有する)、
【0006】 (2)(a)(i)プロピレンホモポリマー及び(ii)プロピレンとエチレン
又はC4-8αオレフィンとのコポリマーからなる群から選ばれるプロピレンポリ
マー材料のシート(コポリマーの重合エチレン又は重合αオレフィン含量は20
%以下であり、層(2)におけるプロピレンポリマー材料のメルトインデックス
は層(1)におけるプロピレンポリマー材料のメルトインデックスより高く、シ
ートは約0.01〜約0.1インチの厚さを有する)及び(b)約0.5〜約4
.5oz/ft2の単位面積あたりの質量を有するガラス繊維マットの代替層は
約140〜約200℃の温度に予備加熱されており、トップ及び底層としてプロ
ピレンポリマー材料のシートを有するが、これをレイアップし、その層を少なく
とも300psiの圧力で加圧し、及びその後この圧力を保持しながら冷却する
ことによりシートを形成する工程、及び (3)工程(1)及び(2)において製造したシートを、両方のシートを表面の
軟化により結合させるのに十分な温度で加熱すると同時に、工程(1)において
製造したシートを加圧することにより結合させる工程 を含む。 本発明の多層シートは、美的に心地よい外層及び高い曲げ弾性率を有し、軽量
である。 上記多層シート2つの間にはさまれた、ポリオレフィン気泡体又は合成樹脂ハ
ネカム材料等の中心コア材料を含む複合体材料は、本発明の他の実施態様である
【0007】発明の詳細な記載 本発明の多層シートの外層(1)に使用されるプロピレンポリマー材料は、プ
ロピレンホモポリマー、又はプロピレンとエチレン又はC4-8αオレフィンとの
コポリマーであってもよく、ここで、重合エチレン又は重合αオレフィンの全量
は20%以下である。典型的には、エチレン含量は、約1〜約10%、好ましく
は約1〜約5%である。αオレフィン含量は、好ましくは、16%未満である。
好ましいαオレフィンはブテン−1である。 本発明の多層シートの外層(1)に使用されるプロピレンポリマー材料は、ま
た、プロピレンポリマー材料の主鎖であって、それにグラフト重合した、(i)
少なくとも1つのアクリル酸モノマー、(ii)少なくとも1つのスチレンモノ
マー及び(iii)(i)と(ii)との混合物からなる群から選ばれるモノマ
ーを有する主鎖を含むグラフトコポリマーであってもよい。アクリル酸モノマー
が好ましい。
【0008】 グラフトコポリマーの主鎖として使用されるプロピレンポリマー材料は次のも
のであってもよい: (1)80より高い、好ましくは約85〜約99のアイソタクチック指数を有す
るプロピレンのホモポリマー; (2)プロピレンと、エチレン及びC4-10αオレフィンからなる群から選ばれる
オレフィンとのコポリマー、但し、オレフィンがエチレンである場合には重合エ
チレン含量は最大で約10%、好ましくは約4%であり、オレフィンがC4-10α
オレフィンである場合にはその重合オレフィン含量は最大で約20質量%、好ま
しくは約16%であり、コポリマーは85より高いアイソタクチック指数を有す
る; (3)プロピレンと、エチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ばれる
2つのオレフィンとのターポリマー、但し、重合C4-8αオレフィン含量は最大
で20質量%、好ましくは約16質量%であり、エチレンがオレフィンの1つで
ある場合には重合エチレン含量は最大で5質量%、好ましくは約4%であり、タ
ーポリマーは85より高いアイソタクチック指数を有する;
【0009】 (4)(a)約10〜約60質量%、好ましくは約15〜約55%の、80より
高い、好ましくは約85〜約98のアイソタクチック指数を有するプロピレンホ
モポリマー、又は(i)プロピレン及びエチレン、(ii)プロピレン、エチレ
ン及びC4-8αオレフィン及び(iii)プロピレン及びC4-8αオレフィンから
なる群から選ばれるモノマーのコポリマー(コポリマーは85質量%より高い、
好ましくは約90〜約99%の重合プロピレン含量及び85より高いアイソタク
チック指数を有する);(b)約5〜約25質量%、好ましくは約5〜約20%
の、室温でキシレンに不溶性のエチレンとプロピレン又はC4-8αオレフィンと
のコポリマー;及び(c)約30〜約70質量%、好ましくは約40〜約65%
の、(i)エチレン及びプロピレン、(ii)エチレン、プロピレン及びC4-8
αオレフィン及び(iii)エチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選
ばれるモノマーのエラストマーコポリマー(コポリマーは、場合により、約0.
5〜約10質量%の重合ジエンを含み、70質量%未満、好ましくは約10〜約
60%、最も好ましくは約12〜約55%の重合エチレンを含み、室温でキシレ
ンに可溶性であり、かつ、135℃のデカヒドロナフタレン(decahydronaphthal
ene)において測定された極限粘度数約1.5〜約4.0dl/gを有する)を含
むオレフィンポリマー組成物(全オレフィンポリマー組成物をベースとする(b
)及び(c)の合計量が約50〜約90%であり、かつ、(b)/(c)の質量
比が0.4未満、好ましくは0.1〜0.3であり、組成物が少なくとも2つの
段階の重合により製造され、150MPa未満の曲げ弾性率を有する);又は
【0010】 (5)(a)約10〜約60%、好ましくは約20〜約50%の、80より高い
アイソタクチック指数を有するプロピレンホモポリマー、又は(i)エチレン及
びプロピレン、(ii)エチレン、プロピレン及びC4-8αオレフィン及び(i
ii)エチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ばれるモノマーのコポ
リマー(コポリマーは、85質量%より高い重合プロピレン含量及び85より高
いアイソタクチック指数を有する);(b)約20〜約60%、好ましくは約3
0〜約50%の、(i)エチレン及びプロピレン、(ii)エチレン、プロピレ
ン及びC4-8αオレフィン及び(iii)エチレン及びC4-8αオレフィンからな
る群から選ばれるモノマーからの非結晶性コポリマー(コポリマーは、場合によ
り、約0.5〜約10%の重合ジエンを含み、70質量%未満の重合エチレンを
含み、かつ、室温でキシレンに可溶性である);及び(c)約3〜約40%、好
ましくは約10〜約20%の、室温でキシレンに不溶性のエチレンとプロピレン
又はC4-8αオレフィンとのコポリマーを含む熱可塑性オレフィン(熱可塑性オ
レフィンは150MPaより高く1200MPa未満、好ましくは約200〜約
1100MPa、最も好ましくは約200〜約1000MPaの曲げ弾性率を有
する)。
【0011】 室温(room or ambient temperature)は〜25℃である。 (4)及び(5)の製造において有用なC4-8αオレフィンとしては、例えば
、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチル−1−ペンテン及びオ
クテン−1が挙げられる。 ジエンは、存在するのなら、典型的には、ブタジエン、1,4−ヘキサジエン
、1,5−ヘキサジエン又はエチリデンノルボルネンである。 プロピレンポリマー材料(4)及び(5)は、少なくとも2段階の重合により
製造することができ、第1の段階では、プロピレン;プロピレン及びエチレン;
プロピレン及びαオレフィン;又はプロピレン、エチレン及びαオレフィンを重
合して(4)又は(5)の成分(a)を形成し、次の段階では、エチレン及びプ
ロピレン;エチレン及びαオレフィン;又はエチレン、プロピレン及びαオレフ
ィン及び場合によりジエンの混合物を、(a)の存在下で重合して、(4)又は
(5)の成分(b)及び(c)を形成する。 重合は、液相、気相又は液体−気体相において、別々の反応器を用いて行うこ
とができ、それらの全てがバッチ式又は連続式のいずれかで行うことができる。
例えば、希釈剤として液体プロピレンを用いて成分(a)の重合を行うこと、及
び気相において成分(b)及び(c)の重合を行うことが、プロピレンの部分脱
気以外の中間工程なしに可能である。全ての気相が好ましい方法である。
【0012】 プロピレンポリマー材料(4)の製造は、米国特許第5,212,246号及び第5,409
,992号により詳細に記載されており、これらの文献は本明細書に含まれるものと
する。プロピレンポリマー材料(5)の製造は、米国特許第5,302,454号及び第5
,409,992号により詳細に記載されており、これらの文献は本明細書に含まれるも
のとする。 プロピレンホモポリマーが、好ましいプロピレンポリマー主鎖材料である。 プロピレンポリマー材料主鎖上にグラフト重合可能なアクリル酸モノマーとし
ては、例えば、アクリル酸、アクリル酸エステル(例えば、メチル、エチル、ヒ
ドロキシエチル、2−エチルヘキシル及びブチルのアクリル酸エステル)、メタ
クリル酸、及びメタクリル酸エステル(例えば、メチル、エチル、ブチル、ベン
ジル、フェニルエチル、フェノキシエチル、エポキシプロピル、ヒドロキシプロ
ピルのメタクリル酸エステル)及びそれらの混合物が挙げられる。 プロピレンポリマー材料主鎖上にグラフト重合可能なスチレンモノマーとして
は、スチレン及びアルキル又はアルコキシ環置換スチレン(アルキル又はアルコ
キシ基はC1-4線状又は分枝状アルキル又はアルコキシ基である)及びそれらの
混合物が挙げられる。 アクリル酸及びスチレンモノマーの混合物を用いる場合には、アクリル酸モノ
マーのスチレンモノマーに対する比が約95/5〜約5/95であってもよい。 重合モノマーは、プロピレンポリマー材料100部あたりの部(pph)で約10
〜約120pph、好ましくは約30〜約95pph含まれる。
【0013】 グラフト重合の間、モノマーが、また、重合して、ある量の遊離又は未グラフ
ト化ポリマーが形成される。グラフトコポリマーの形態は、プロピレンポリマー
材料が連続又はマトリックス相であり、かつ、重合モノマー、グラフトされた又
は未グラフトの両方が分散相であるようなものである。 グラフトコポリマーは、種々の方法のいずれかに従って製造することができる
。これらの方法のあるものは、遊離基重合開始剤であるペルオキシド又は他の化
学化合物での処理により、又は高エネルギー電離線の照射によりプロピレンポリ
マー材料上に活性グラフト部位を形成することを含む。化学的又は照射処理の結
果としてポリマー上に生じた遊離基により、ポリマー上に活性グラフト部位が形
成され、また、これらの部位でモノマーの重合が開始される。ペルオキシド開始
グラフト化法により製造されたグラフトコポリマーが好ましい。 ポリプロピレンを、有機ペルオキシド等の遊離基重合開始剤及びビニルモノマ
ーと接触させることによるグラフトコポリマーの製造が、米国特許第5,140,074
号により詳細に記載されており、この文献は本明細書に含まれるものとする。オ
レフィンポリマーを照射し、次いでビニルモノマーで処理することによるグラフ
トコポリマーの製造が、米国特許第5,411,994号により詳細に記載されており、
この文献は本明細書に含まれるものとする。
【0014】 層(1)におけるプロピレンポリマー材料がグラフトコポリマーである場合に
は、組成物は、また、組成物の全質量をベースとして約2〜約30%、好ましく
は約5〜約30%のゴム成分1種又はそれより多く、及び/又は組成物の全質量
をベースとして約15〜約50%、好ましくは約40〜約50%の分子量分布の
広いプロピレンポリマー材料を含んでいてもよい。 ゴム成分は、(i)オレフィンコポリマーゴム、(ii)モノアルケニル芳香
族炭化水素共役ジエンブロックコポリマー及び(iii)コア−シェルゴム(cor
e-shell rubber)からなる群の1つ又はそれより多くから選ばれる。これらのゴ
ム成分のいずれかが、酸又は無水物官能基を有していてもよく、又はこれらの官
能基を有していなくてもよい。好ましいゴム成分は、(i)又は(ii)、いず
れか1つ又は組み合せである。 適切なオレフィンコポリマーゴムとしては、例えば、飽和オレフィンコポリマ
ーゴム(例えばエチレン/プロピレンモノマーゴム(EPM)、エチレン/オク
テン−1及びエチレン/ブテン−1ゴム)、及び不飽和オレフィンコポリマーゴ
ム(例えばエチレン/プロピレン/ジエンモノマーゴム(EPDM))が挙げら
れる。好ましいオレフィンコポリマーゴムは、エチレン/プロピレン、エチレン
/ブテン−1、及びエチレン/オクテン−1コポリマーである。
【0015】 モノアルケニル芳香族炭化水素共役ジエンブロックコポリマーは、A−B(即
ちジブロック)構造、線状A−B−A(即ちトリブロック)構造、ラジカル(A
−B)nタイプ(式中、n=3〜20%)、又はこれらの構造タイプの組み合せ
の熱可塑性エラストマーであってもよく、その中において、各Aブロックはモノ
アルケニル芳香族炭化水素ポリマーブロックであり、各Bブロックは不飽和ゴム
ブロックである。このタイプのコポリマーの種々のグレードのものが商業的に入
手可能である。グレードにより、構造、中間及び最終ブロッグの分子量、及びモ
ノアルケニル芳香族炭化水素のゴムに対する比が異なる。ブロックコポリマーは
、また、水素化されていてもよい。典型的なモノアルケニル芳香族炭化水素モノ
マーは、スチレン、環−置換C1-4線状又は分枝状アルキルスチレン、及びビニ
ルトルエンである。スチレンが好ましい。適切な共役ジエンとしては、例えば、
ブタジエン及びイソプレンが挙げられる。好ましいブロックコポリマーは、水素
化スチレン/エチレン−ブテン−1/スチレントリブロックコポリマーが挙げら
れる。
【0016】 ブロックコポリマーの重量平均分子量(Mw)は、一般には、約45,000〜約260
,000g/モルの範囲内にあり、約50,000〜約125,000g/モルの範囲の平均分子
量が、それらにより衝撃強さ及び剛性の最良なバランスを有する組成物が得られ
ることから、好ましい。また、不飽和及び飽和ゴムブロックを有するブロックコ
ポリマーを使用することもできるが、飽和ゴムブロックを有するコポリマーが、
それらを含む組成物の衝撃性/剛性バランスの観点から、好ましい。ブロックコ
ポリマー中の、モノアルケニル芳香族炭化水素の共役ジエンゴムに対する質量比
は、約5/95〜約50/50、好ましくは約10/90〜約40/60の範囲
内にある。 コア−シェルボム成分は、相溶化シェル(compatibilizing shell)、通常は、
ガラス状ポリマー又はコポリマーにより覆われている架橋ゴム相の小粒子を含む
。コアは、典型的には、ジエンゴム(例えばブタジエン又はイソプレンゴム)、
又はポリアクリレートである。シェルは、典型的には、スチレン、メチルメタク
リレート及びアクリロニトリルから選ばれたモノマー2つ又はそれより多くのポ
リマーである。特に好ましいコア−シェルゴムは、ポリアクリレートコアを有す
る。
【0017】 好適な耐衝撃性改良剤としては、例えばDuPont-Dow Elastomersから市販され
ているEngage 8150又はEngage 8200エチレン/オクテン-1コポリマー、Polysar R
ubber Division of Miles, Incorporatedから市販されているEPM 306Pエチレン
/プロピレンコポリマー、及びShell Chemical Companyから市販されているKrat
on RP6912スチレン/エチレン-プロピレン/スチレントリブロックコポリマーゴ
ム及びKraton FG1901X無水マレイン酸で修飾したスチレン/エチレン-ブテン-1
/スチレントリブロックコポリマーゴムが挙げられる。 必要により含んでもよい他の成分は、約5から約60、好ましくは約5から約40の
Mw/Mn、約0.5から約50、好ましくは約1から30 g/10 minの溶融流量、及び25℃で
94%以上、好ましくは96%、最も好ましくは98%以上のキシレン不溶性を有する
広い分子量分布のプロピレンポリマー材料(BMWD PP)である。広い分子量分布
を有するプロピレンポリマー材料は、プロピレンのホモポリマー又はプロピレン
のエチレン/プロピレンゴム耐衝撃性改良ホモポリマーであってもよく、該プロ
ピレンホモポリマーは広い分子量分布を有する。
【0018】 BMWD PPは、活性化状態のハロゲン化マグネシウム上に担持されるZiegler-Nat
ta触媒の存在下で、少なくとも2つの工程の連続した重合によって調製される。
重合プロセスは個々の連続した工程で生じ、各工程において重合は前工程からの
ポリマー及び触媒の存在下で起こる。 重合プロセスは、公知の方法に従ってバッチ式又は連続式で行われ、不活性希
釈剤の存在下又は非存在下の液相、又は気相、又は液-気相、好ましくは気相で
実施する。BMWD PPの調製法は、米国特許第5,286,791号により詳細に記載され、
その内容は本明細書に組み込まれるものとする。 層(1)のプロピレンポリマー材料がプロピレンホモポリマー又はコポリマー
である場合、核剤は、存在する場合には、典型的には約0.15%から約0.70%、好
ましくは約0.2%から約0.4%の量で用いられる。層(1)のプロピレンポリマー
材料はグラフトコポリマーである場合、核剤は、存在する場合には、典型的には
約0.5%から約1.5%、好ましくは約0.7%から約1.3%の量で用いられる。必要に
より用いてもよい好適な核剤としては、例えばビス(3,4-ジメチルベンジリデン)
ソルビトール、安息香酸ナトリウム、ジベンジリデンソルビトール、1,3:2,4-メ
チルジベンジリデンソルビトール、Ashai Denkaから市販されているNA11(リン
酸エステルのナトリウム塩)、及びMitsui Chemicalsから市販されているNC-4(
ビス(P-エチルベンジリデン)ソルビトール)が挙げられる。
【0019】 また、層(1)のプロピレンポリマー材料は、以下を含むオレフィンポリマー
組成物であってもよい。 (a)80よりも大きい(好ましくは約85から約98)アイソタクチック指数を有す
る約10重量部から約60重量部(好ましくは約15部から約55部)の結晶性プロピレ
ンホモポリマー、又は(i)プロピレン及びエチレン、(ii)プロピレン、エチ
レン及びC4-C8α-オレフィン、及び(iii)プロピレン及びC4-C8α-オレフィン
からなる群から選択されるモノマーからなる結晶性コポリマーであって、該コポ
リマーは85重量%よりも多い(好ましくは約90%から約99%)重合プロピレン含
有量及び85よりも大きいアイソタクチック指数を有する。 (b)約5重量部から約25重量部(好ましくは約5部から約20部)のエチレン及び
プロピレン又はC4-C8α-オレフィンのコポリマーであって、該コポリマーは任意
の温度でキシレンに不溶性である。 (c)(i)エチレン及びプロピレン、(ii)エチレン、プロピレン及びC4-C8α-
オレフィン、及び(iii)エチレン及びC4-C8α-オレフィンからなる群から選択
されるモノマーからなる約30重量部から約70重量部(好ましくは約20部から約65
部)のエラストマーコポリマーであって、該コポリマーは必要により約0.5重量
%から約10重量%の重合化されるジエン及び70重量%未満(好ましくは約10%か
ら約60%、もっとも好ましくは約12%から約55%)の重合化されるエチレンを含
んでもよく、任意の温度でキシレンに可溶性であり、135℃で約1.5から約4.0 dl
/gのデカヒドロナフタレン中で測定される固有粘度を有する。 全オレフィンポリマー組成物を基準として、(b)及び(c)の合計は約50%から
約90%であり、(b)/(c)の重量比は0.4未満(好ましくは0.1から0.3)であり
、該組成物は少なくとも2つの工程の重合化により調製され、150 MPa未満の曲げ
弾性率を有する。
【0020】 (c)の重合化エチレンの合計量は、好ましくは約10重量%から約40重量%で
ある。 (c)の調製において有用なC4-8α-オレフィンとしては、例えばブテン-1、ペ
ンテン-1、ヘキセン-1、4-メチル-1-ペンテン及びオクテン-1が挙げられる。 ジエンは、存在する場合には、典型的にはブタジエン、1,4-ヘキサジエン、1,
5-ヘキサジエン又はエチリデンノルボルネンである。 室温又は任意の温度は、約25℃である。 オレフィンポリマー組成物は、少なくとも2つの工程の重合化によって調製さ
れ、第1工程において、プロピレン、又はプロピレン及びエチレン又はα-オレフ
ィン、又はプロピレン、エチレン及びα-オレフィンを重合して、成分(a)を形
成し、続く工程でエチレン及びプロピレン又はα-オレフィン、又はエチレン、
プロピレン及びα-オレフィンの混合物、及び必要によりジエンとの混合物を重
合化して、成分(b)及び(c)を形成する。 重合は、別々の反応器を用いて液相、気相又は液-気相で行い、そのすべては
バッチ式又は連続式によって行ってもよい。例えば、希釈剤として液体プロピレ
ンを用いて成分(a)の重合、及びプロピレンの部分脱気を除いて中間工程なし
に、気相で成分(b)及び(c)の重合を行うことは可能である。すべての気相プ
ロセスは好ましい方法である。
【0021】 オレフィンポリマー組成物の調製は、米国特許第5,212,246号及び第5,409,992
号により詳細に記載され、その内容は本明細書に組み込まれるものとする。 また、顔料、金属フレーク、スリップ剤、ワックス、油、粘着防止剤及び酸化
防止剤等の添加剤は、本発明の多層シートの層(1)を形成するために使用され
る組成物中に存在してもよい。 層(1)の厚さは、約0.001インチから約0.25インチ、好ましくは約0.02インチ
から約0.06インチである。 層(1)のプロピレンポリマー材料の溶融流量(MFR)は、典型的には約0.5か
ら約7 g/10 min、好ましくは5 g/10 min未満であり、ASTM法D-1238に従って、23
0℃及び2.16 kgで測定される。 本発明の多層シートの層(2)は、プロピレンポリマー材料及びガラスファイ
バーマットの別の層を含み、トップ及びボトム層としてプロピレンポリマー材料
を用いる。 プロピレンポリマー材料は、(i)プロピレンホモポリマー及び(ii)プロピ
レン及びエチレン又はC4-8α-オレフィンのコポリマーからなる群から選択され
、該コポリマーの重合化されるエチレン又は重合化されるα-オレフィン含有量
は20%以下である。プロピレンホモポリマーが好ましい。層(2)のプロピレン
ポリマー材料の溶融流量は、層(1)のプロピレンポリマー材料の溶融流量より
も大きい。
【0022】 ガラスファイバーマットは単層又は多層マットであってもよい。マット内のフ
ァイバーはある特定の方向に限定されない。マットの単位面積当たりの重量は、
約0.5から約4.5 oz/ft2、好ましくは約1.0から約3.5 oz/ft2の範囲内である。 また、カップリング剤は層(2)において使用してもよい。例えばカップリン
グ剤は、α,β-不飽和カルボン酸又は脂環式カルボン酸及びその誘導体(例えば
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、エンドシクロ
(2,2,1)-5-ヘプテン-2,3-カルボン酸、及びシス-4-シクロヘキセン-1,2-カルボ
ン酸及びその無水物、エステル、アミド及びイミド)で修飾されたポリプロピレ
ンであってもよい。種々の量の無水マレイン酸又はマレイン酸で修飾されたポリ
プロピレンが好ましく、例えばEastman Chemical Company及びAristech Chemica
lsから市販されている。修飾されたポリプロピレンは、一般に修飾されたポリマ
ーの合計重量を基準として、約0.5%から約10%、好ましくは約0.5%から約5%
のマレイン酸又は無水マレイン酸を含む。存在する場合には、カップリング剤は
、層(2)のポリマーの合計重量を基準として、約0.5%から約7%、好ましくは
約1%から約5%の量で使用される。
【0023】 プロピレンポリマー材料及びガラスマットの任意の数のシートは、レイアップ
(laying-up)層(2)で使用してもよが、プロピレンポリマー材料のシートは常
にトップ層及びボトム層である。好ましくは5層以下のプロピレンポリマー材料
及び3層以下のガラスマットである。層(2)の厚さは、多層シートが意図される
用途に依存する。
【0024】 本発明の多層シートの製造方法は以下の工程を含む。 (1)以下のものからなる群から選択されるプロピレンポリマー材料を含むシー
トを押し出し成形する工程。 (a)プロピレンホモポリマー、又はプロピレン及びエチレン又はC4-8α-オレフ
ィンのコポリマーであって、該コポリマーの重合化されるエチレン又は重合化さ
れるα-オレフィン含有量は20%以下であり、必要により約0.15%から約0.70%
、好ましくは約0.2%から約0.4%の核剤を含んでもよい。 (b)プロピレンポリマー材料の骨格を含み、グラフト重合化されているグラフ
トコポリマーであって、重合化されたモノマーは(i)少なくとも1つのアクリル
モノマー、(ii)少なくとも1つのスチレンモノマー、及び(iii)(i)及び(i
i)の混合物からなる群から選択され、必要により約0.5%から約1.5%、好まし
くは約0.7%から約1.3%の核剤を含んでもよい。 (c)以下のものを含むオレフィンポリマー組成物。 (i)80よりも多きい(好ましくは約85から約98)アイソタクチック指数を有す
る約10重量部から約60重量部(好ましくは15部から55部)の結晶性プロピレンホ
モポリマー、又は(1)プロピレン及びエチレン、(2)プロピレン、エチレン及
びC4-C8α-オレフィン、及び(3)プロピレン及びC4-C8α-オレフィンからなる
群から選択されるモノマーからなる結晶性コポリマーであって、該コポリマーは
85重量%よりも多い(好ましくは約90%から約99%)重合化されるプロピレン含
有量及び85よりも大きいアイソタクチック指数を有する。 (ii)約5重量部から約25重量部、好ましくは約5部から約20部のエチレン及びプ
ロピレン又はC4-C8α-オレフィンのコポリマーであって、任意の温度でキシレン
に不溶性である。 (iii)(1)エチレン及びプロピレン、(2)エチレン、プロピレン及びC4-C8α
-オレフィン、及び(3)エチレン及びC4-C8α-オレフィンからなる群から選択さ
れるモノマーからなる約30重量部から約70重量部、好ましくは約20部から約65部
のエラストマーコポリマーであって、該コポリマーは必要により約0.5重量%か
ら約10重量%の重合化されるジエンを含んでもよく、70重量%未満(好ましくは
約10%から約60%、最も好ましくは約12%から約55%)の重合化されるエチレン
を含み、任意の温度でキシレンに可溶性であり、135℃でデカヒドロナフタレン
中で測定される約1.5から約4.0 dl/gの固有粘度を有する。 全オレフィンポリマー組成物を基準として、(ii)及び(iii)の合計は約50%
から約90%であり、(ii)/(iii)の重量比は0.4未満(好ましくは0.1から0.3
)であり、該組成物は少なくとも2つの工程の重合化により調製され、150 MPa未
満の曲げ弾性率を有する。 プロピレンポリマー材料のシートは約0.001から約0.25インチ、好ましくは約0.0
2から約0.06インチの厚さを有する。 (2)(a)(i)プロピレンホモポリマー及び(ii)プロピレン及びエチレン又
はC4-8α-オレフィンのコポリマーからなる群から選択されるプロピレンポリマ
ー材料のシートであって、該コポリマーの重合化されるエチレン又は重合化され
るα-オレフィン含有量は20%以下であり、層(2)におけるプロピレンポリマー
材料の溶融流量は層(1)におけるプロピレンポリマー材料の溶融流量よりも大
きく、該シートは約0.01から約0.1インチ、好ましくは約0.02から約0.06インチ
の厚さを有し、及び(b)約0.5から約4.5 oz/ft2、好ましくは約0.1から約3.5 o
z/ft2の単位面積あたりの重量を有し、約140℃から約200℃、好ましくは約160℃
から約185℃の温度に予熱されているガラスファイバーマットの別のレイアップ
層によってシートを形成し、トップ層及びボトム層としてプロピレンポリマー材
料のシートを有し、少なくとも300 psi、好ましくは約500から約750 psiの圧力
で層を加圧し、次いでこの圧力を維持したまま冷却する工程。及び (3)接合する表面を軟化するのに充分な温度で両方のシートに熱をかけて工程
(1)及び(2)で製造されたシートを接合し、同時に工程(1)で製造されたシ
ートに圧力をかける工程。
【0025】 工程(3)において、加熱は、例えばホットエアーガンからの過熱空気を用い
て(屋根材及びジオメンブラン(geomembrane)工業で2層のプラスチックシート
の熱溶接で使用されるものと同様の技術)、工程(1)及び(2)で製造されたシ
ートの表面に加えられる。圧力は、例えばゴムローラーの使用によって、工程(
1)によって製造されたシートに加えられる。加えられる圧力は、構造体の全厚
さ及び2つのシートが予熱される温度に依存する。より高い圧力はより厚い構造
体で要求される。広い多層シートは、オーブンで接合される表面を予熱し、次い
で連続供給積層ロールスタックにシートを通すことによって、連続式で製造して
もよい。 本発明の多層シートは、少なくとも1,000,000 psi(6,897 MPa)の曲げ弾性率
及び例えば高光沢層又はエンボス又はテクスチャー層等の外側表面の美的価値の
組み合わせを示す。 多層シートは、娯楽及びトラック、バス及び全地形車等の輸送手段のためのボ
ディパネル、船舶部品、及びバスタブ及びシャワー室等の衛生陶器等の利用のた
めのフラットシート形状で使用される。
【0026】 本発明の他の実施態様は、例えば合成樹脂ハニカム材料等のコア材料又は上述
の2つの多層シートで挟んだ低密度ポリオレフィン発泡層を含む多層材料である
。 好適な低密度ポリオレフィン発泡層は、約1から約15 lb/ft3の密度及び約1/8
インチから約4インチ、好ましくは1インチよりも大きく3インチ以下の厚さを有
する。低密度発泡層は押し出し成形された発泡シート又は板であり、又は層は発
泡ビーズから形成してもよい。低密度発泡層は、発泡層の単独の厚さ又は互いに
接着した(例えば熱的に(例えば“ホットナイフ”の使用により)、又は好適な
接着剤(例えば極性基(例えば不飽和カルボン酸又はその無水物誘導体(例えば
マレイン酸又はイタコン酸又はその無水物))を有する官能化不飽和モノマー又
は非官能化不飽和モノマーから製造される低分子量ポリオレフィン)、ホットメ
ルト接着剤、又は水又は溶媒ベース乳剤の使用によって)幾つかの薄層を含む。
例えば好適な結合剤としては、水素付加された炭化水素樹脂(Hercules Incorpo
ratedから市販されているRegalrez粘着性付与剤、及びArakawa Chemical(U.S.A
)Incorporatedから市販されているArkon P粘着付与剤)、Eastman Chemical Co
mpanyから市販されている1023PLアモルファスポリプロピレン粘着性付与剤、及
びエチレン/プロピレンゴム(EPR)として一般に知られている主としてアモル
ファスのエチレン/プロピレンコポリマーが挙げられる。
【0027】 発泡層および多層シートは別々に形成され、次いで、例えば熱的又は好適な接
着剤(例えば前のパラグラフで記載されたもの)の使用によって、接合される。 発泡層を形成するために使用されるポリオレフィンは、好ましくは歪硬化伸び
粘度(strain hardening elongational viscosity)を有する高い溶融強度のプ
ロピレンポリマーである。高い溶融強度のプロピレンポリマーは、好ましくは通
常は固体であり、高分子量であり、ゲルを含まず、主にアイソタクチックであり
、半結晶性プロピレンホモポリマー又はプロピレン及びエチレン又はC4-10α-オ
レフィンのコポリマーであるが、オレフィンがエチレンである場合、重合化され
るエチレンの最大含有量は5重量%、好ましくは約4重量%であり、オレフィンが
C4-10α-オレフィンである場合、重合化されるその最大含有量は約20重量%、好
ましくは約16重量%である。プロピレンホモポリマー及びコポリマーの枝分かれ
指数は1未満であり、両方とも歪硬化伸び粘度を有する。
【0028】 枝分かれ指数は長鎖枝分かれ度を定量化する。好ましい実施態様において、高
い溶融強度のプロピレンポリマーの枝分かれ指数は、好ましくは約0.9未満であ
り、最も好ましくは約0.3から0.5である。それは下記の式により定義される。 g'=([IV]Br/[IV]Lin)Mw 式中、g'は枝分かれ指数であり、[IV]Brは枝分かれしたプロピレンポリマー材料
の固有粘度であり、[IV]Linは通常は固体の、主にアイソタクチックの、半結晶
性の、実質的に同じ重量平均分子量の線状プロピレンポリマー材料の固有粘度で
あり、コポリマーの場合には、モノマー単位の実質的に同じ相対分子比率である
。 また、極限粘度数として知られる固有粘度は、その最も一般的な意味において
、ポリマー分子が溶液の粘度を増大する能力の尺度である。これは、溶解してい
るポリマー分子のサイズ及び形状の両方に依存する。実質的に同じ重量平均分子
量の非線状ポリマーと線状ポリマーとの比較において、固有粘度は非線状ポリマ
ー分子の配置の表示である。固有粘度の上記の比は、非線状ポリマーの枝分かれ
度の尺度である。プロピレンポリマー材料の固有粘度の決定方法は、Elliottら
によって、J. App. Poly. Sci., 14, 2947-2963 (1970) に記載される。固有粘
度は135℃でデカヒドロナフタレン中に溶解したポリマーで測定される。
【0029】 重量平均分子量は種々の方法によって測定される。しかし、本明細書で使用し
た好ましい方法は、低角レーザ光散乱測光法によるものであり、McConnellによ
って、Am. Lab., May 1978に、“Polymer Molecular Weights and Molecular We
ight Distribution by Low-Angle Laser Light Scattering”の標題で開示され
る。 伸び粘度は、流体又は半流体材料の伸びに対する抵抗である。それは、一定の
割合で引っ張り歪にさらした場合の溶融状態の材料の応力及び歪を測定する装置
によって決定される熱可塑性材料の融解特性である。そのような装置の1つは、M
unstedtによるJ. Rheology, 23, (4), 421-425 (1979)の図1に記載され、示され
る。同様の目的の市販の装置はRheometrics RER-9000伸展性レオメーターである
。溶融した高分子量線状プロピレンポリマー材料は、相対的に固定された点から
一定の比率で伸ばされ、又は引っ張られるため、伸びの比率に依存した距離で増
加し、これにより延性破壊又はネッキング破壊と呼ばれる、なくなるほど薄くな
くなるまで急激に減少する伸び粘度を示す。一方、対応する溶融した高分子量線
状プロピレンポリマー材料と実質的に同じ重量平均分子量の、及び実質的に同じ
試験温度で溶融したプロピレンポリマー材料は、相対的に固定された点から実質
的に同じ比率の伸びで伸ばされ、又は引っ張られるため、より長い距離に増加し
、脆性破損又は弾性破損と呼ばれる破断によって破れ又は破壊する伸び粘度を示
す。これらの特徴は歪硬化を示している。本発明のより長鎖枝分かれプロピレン
ポリマー材料は、伸び粘度のより大きい傾向を有し、伸長材料が破損するため増
大する。この後者の傾向は、枝分かれ指数が約0.8未満である場合に、明らかで
ある。
【0030】 高い溶融強度のポリマーは、低分解温度過酸化物又は例えば約15体積%未満の
活性酸素濃度が維持される環境の酸素雰囲気の実質的に非存在下で高エネルギー
イオン化放出を有する歪硬化伸び粘度を有さない、通常は固体の、主に結晶性プ
ロピレンポリマーを処理することによって製造される。次いで、過酸化物処理さ
れた又は照射されたプロピレンポリマーは、加熱され、又は酸素雰囲気の実質的
に非存在下の遊離ラジカル捕捉剤で処理されて、プロピレンポリマー中に存在す
る遊離ラジカルの実質的にすべてを不活性化する。 歪硬化伸び粘度を有する高い溶融強度のプロピレンポリマーの調製法は、米国
特許第5,047,446号及び第5,047,485号により詳細に記載され、その内容は本明細
書に組み込まれるものとする。
【0031】 あるいは、高い溶融強度のプロピレンポリマーは、(a)少なくとも1.0×106
のMz又は少なくとも3.0のMz/Mwの比、及び(b)少なくとも12×10-5 cm2/dyneの
平衡コンプライアンスJe0又は1 sec-1で少なくとも5×10-5 cm2/dyneの単位応力
当たりの回復可能なせん断歪Sr/Sの少なくとも1つにより特徴付けられる。 プロピレンポリマー材料のサンプルの分子量分布は、高温ゲル浸透クロマトグ
ラフィー(GPC)によって決定される。Waters 150 CV GPCクロマトグラフィーは
、135℃でキャリア溶媒としてトリクロロベンゼン及びWaters μ-Styragel HT、
103、104、105及び106カラムの組を用いて使用される。溶液の濃度は0.2%(w/v
)であり、流速は1 ml/minである。
【0032】 プロピレンポリマー材料のレオロジー特性は、プログラムレオメトリーメカニ
カルスペクトロメーター(RMS-800)で行われる。樹脂ペレットは、サンプルが
直径25 mmの円形ダイで打ち抜かれるシート状に圧縮成形される。試験は、1.4 m
mギャップを有する25 mの平行プレート構造を用いて210±1℃で行われる。クリ
ープデータは、0から300秒の間隔で、1000 dyne/cm2の一定の応力下で得られる
。クリープコンプライアンスJ(t)は、次式によって示される。 J(t)=τ(t)/σ0=Je0+t/η0 式中、 τ=歪 σ0=応力 Je0=平衡コンプライアンス η0=ゼロせん断粘度 平衡コンプライアンスJe0は、溶融弾性の尺度であり、一定の応力で時間に対す
る第1プロット歪によって決定される。時間の関数としての歪は応力で割って、J
(t)を示す。Je0は時間プロットに対するJ(t)の切片である。
【0033】 また、単位応力当たりの回復可能なせん断歪Sr/Sは、高い溶融強度のプロピレ
ンポリマー材料を識別する。この量は、溶融弾性の基準尺度である。プログラム
レオメトリーメカニカルスペクトロメーターを用いて、ポリマーメルトはドライ
バーによって時計回りの回転せん断歪にさらされ、その結果せん断応力S及び第1
垂直応力N1はトランスデューサーによって測定される。せん断速度は0.01から10
s-1の範囲であり、測定前の時間は2.2分であり、測定時間は0.3分である。垂直
応力測定は各せん断速度で得られる。回復可能なせん断歪Srは第1垂直応力の差N 1 から得られる。 Sr=N1/2S 標準化された量Sr/S、すなわち単位応力当たりの回復可能なせん断歪は、溶融弾
性の尺度である。 押し出し成形された発泡シートは通常の方法によって、例えばタンデム押し出
し成形ラインを用いて製造される。プロセスは、高い溶融強度及び高い溶融弾性
を有するプロピレンポリマーを核剤と主に押し出し成形機で混合し、混合物を混
練し、天然の発泡剤を混合物に注入して発泡混合物を形成し、発泡混合物を第2
押し出し成形機に移し、発泡混合物を混合し、冷却し、環状又はフラットダイを
通して発泡混合物を連続発泡シートに押し出し成形する。好適な核剤としては、
クエン酸及び重炭酸ナトリウムの混合物、タルク及び二酸化チタンが挙げられる
。好適な発泡剤としては、ブタン及びイソペンタン等の炭化水素、塩素化炭化水
素、クロロフルオロカーボン、窒素、二酸化炭素及びその他の不活性ガスが挙げ
られる。
【0034】 発泡ビーズから成形された低密度発泡層は、例えば発泡剤(例えばペンタン、
ヘキサン、ジクロロトリフルオロエタン及び塩化メチレン)の存在下で高い溶融
強度のプロピレンポリマーを押し出し成形することによって予備発泡ビーズを製
造することによって製造される。タルク、コロイダルシリカ、重炭酸ナトリウム
又はクエン酸との混合物、及びアゾジカーボンアミド等の1つ以上核剤は、押し
出し成形前又はその際にポリマーに添加される。次いで、予備発泡ビーズは焼結
により熱成形される。所望の大きさを有する型に予備発泡ビーズを満たし、熱圧
縮ガス(例えば過熱蒸気)を型に通してビーズを加熱し、焼結及び製造した最終
製品を得る。このような方法は、例えば米国特許第5,324,753号に記載され、そ
の内容は本明細書に組み込まれるものとする。 合成樹脂ハニカム材料が中心コア層として使用される場合、多層シートと接合
されるハニカム材料の表面は、すべてのホコリ及びクズを最初にきれいにされる
。次いで、ハニカム材料の1つの面を典型的には約30秒間加熱し、同時に多層シ
ートの1つを典型的には約3分間230℃のホットプレート温度で加熱する。ハニカ
ム材料及び多層シートの加熱面は液圧プレスで互いにプレスされる。次いで、加
熱及び加圧工程を繰り返して、第2多層シートをハニカム材料のもう1つの面に接
着する。
【0035】 アイソタクチック指数はキシレンに不溶性のオレフィンポリマーの割合として
定義される。室温でキシレンに可溶性のオレフィンポリマーの重量%は、250 ml
のキシレンに2.5グラムのポリマーを室温で、撹拌器を備える容器内で溶解し、1
35℃で20分間撹拌しながら加熱することによって測定される。溶液は、撹拌しな
がら25℃に冷却され、次いで30分間撹拌しないで放置し、固体が沈殿する。固体
はフィルターペーパーで濾過され、残った溶液は窒素ストリームで処理すること
によって蒸発され、固体残留物は、一定の重量になるまで80℃で減圧乾燥される
。室温でキシレンに不溶性のポリマーの重量%はポリマーのアイソタクチック指
数である。この方法で得られる値は、定義によりポリマーのアイソタクチック指
数を定める沸騰n-ヘプタンでの抽出により決定されるアイソタクチック指数と実
質的に対応する。 固有粘度はデカヒドロナフタレン中で、135℃で測定される。 プロピレンポリマー材料の溶融流量は、ASTM法D-1238に従って、2.16 kgの重
量を用いて230℃で測定された。 本明細書において、すべての部及び%は他に断らない限り重量による。
【0036】実施例1及び比較例1 本実施例は、本発明の多層シートの製造を記載する。比較は、本発明のシート
の曲げ弾性率と合成樹脂中に埋め込まれたガラスマットの多層を含む市販のシー
ト材料の曲げ弾性率とで行った。 実施例1のシートのトップ層の組成を表1に示す。サンプルは40 mm同時回転
、かみ合いツインスクリュー Werner & Pfleiderer ZSK押し出し成形機で混合
した。
【0037】
【表1】 表1
【0038】 (a)0.4 dg/minの溶融流量(MFR)を有し、Basell USA Inc.(f/k/a Montell USA Inc.)から市販されているプロピレンホモポリマー100部、(b)0.1 pphの
Irgafos 168トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート酸化防止剤、(c
)0.10 pphのIrganox 1010テトラキス[メチレン-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロ
キシヒドロシンナメート)]メタン酸化防止剤、及び(d)2.5 dg/minのMFR(0.06
7 g/lbの樹脂)を生成するのに充分な量の、Elf Atochemから市販されているLup
ersol 101 2,5-ジメチル-2,5(t-ブチルペルオキシ)ヘキサンを含む混合物を混合
ヘッドを有する3.5”シングルスクリューに通すことにより、ビスブロークン(v
isbroken)ポリプロピレン(PP)を得た。両方の酸化防止剤はCiba Specialty C
hemicals Company から市販されている。
【0039】 LC20FF酸化防止剤は、50%のIrganox 1010酸化防止剤及び50%のIrgafos 12酸
化防止剤(Ciba Specialty Chemicals Companyから市販されている2,2',2"-ニト
リロトリエチル-トリス[3,3',5,5'-テトラ-tert-ブチル-1,1'-ビフェニル-2,2'-
ジイル]ホスフィット)の易流動性の形態の混合物である。Pationic 1240は乳酸
から誘導される変性カルシウム塩であり、Patco Polymer Additives Division o
f American Ingredients Companyから市販されている。Tinuvin 328 2-(2-ヒド
ロキシ-3,5-ti-ターシャリーアミルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール酸化防止
剤、Tinuvin 770 ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)セバケート酸化
防止剤及びChimassorb 119酸化防止剤は、すべてCiba Specialty Chemicals Com
panyから市販されている。Millad 3988 ビス(3,4-ジメチルベンジリデン)ソルビ
トール核剤はMilliken Chemical Companyから市販され、275℃の融点を有する。
添加剤パッケージは、12 dg/minのMFR及び室温でキシレンに4%の溶解度を有す
るプロピレンホモポリマーを含むキャリア中の5%濃厚物として添加され、Basel
l USA Inc.(f/k/a Montell USA Inc.)から市販されている。
【0040】 第1層は、460°F(238℃)の融解温度で単層シート押し出し成形のために設計
された12”スロットダイを備える1 1/2”Killian押し出し成形機で形成した。ダ
イからの押し出し成形物を1組の3つの高度磨きクロムメッキロールに通して、押
し出し成形物を冷却及び凝固し、シート表面を磨いた。 実施例1の多層シートの第2層は、3層の0.04”厚さのプロピレンホモポリマー
シート及び2層のE-Glassマットを、第1、第3及び第5層としてポリプロピレンシ
ートでレイアップすることによって調製した。プロピレンホモポリマーは5 dg/m
inのMFRを有し、Basell USA Inc.(f/k/a Montell USA Inc.)から市販されてい
る。ガラスマットは、単一方向性ガラスファイバー及びランダムファイバーから
形成され、3.3 oz/ft2の単位面積当たりの重量を有し、PPG Industriesから市販
されている。
【0041】 ポリプロピレンシート及びE-Glassマットの別の層は、以下の条件下で、ホッ
ト液圧プレス内で加圧成形される。 (a)ガラスマット及びポリプロピレンシートを180℃で10分間、成形プレス内で
予熱した。 (b)構造体を180℃から190℃の温度で10分間、約700 psiの圧力にさらした。 (c)密閉プレス内で構造体を冷却した。 接合される表面にホットエアーガンからの過熱空気をかけることによって、核
形成ポリプロピレンシートをガラス強化シートと接合した。圧力は、ゴムローラ
ーを使用して、核形成ポリプロピレンシートに同時に加えた。 核形成ポリプロピレンシートの光沢は、角度60°で光沢計を用いて測定し、60
よりも大きかった。 上述のようにして調製された多層シートは、PH10420という名の、Azdel, Inc.
から市販されている連続ストランドガラスファイバーで強化されたポリプロピレ
ンの複合フィルムと比較した。表2で比較例1として市販の材料を示す。曲げ弾
性率はASTM D-790-86に従って測定された。結果を表2に示す。
【0042】
【表2】 表2
【0043】実施例2 本実施例は、本発明の2層の多層シートで挟まれた合成樹脂ハニカム材料を含
む多層材料の調製法を記載する。 2つの核形成ポリプロピレンシート、及びプロピレンホモポリマー及びガラス
ファイバーマットの別の層からなる2つのシートを実施例1に記載された通りに
調製した。 ハニカム材料はTubulam(Airex Corporationから市販されている、主としてポ
リプロピレン材料)である。該材料は以下の特性を有する。セル直径 0.33”、
厚さ 1.0”、単位面積当たりの重量 0.53 lb/ft2、せん断強さ 1160 psi、せ
ん断弾性率 58 psi、面に垂直な圧縮強度 159 psi、面に垂直な圧縮弾性率 1
5,080 psi。
【0044】 ガラス強化シートをハニカム材料に結合する前に、結合表面のすべてを、ホコ
リ及びクズを除いてきれいにした。ハニカム材料の1つの面を30秒間加熱し、1つ
のガラス強化シートを3分間230℃のホットプレート温度で加熱した。加熱は両方
の構造体に同時に加えた。ハニカム及びガラス強化シートの加熱面を15 psiの垂
直圧力下で5分間、液圧プレスを用いて互いに加圧した。これらの工程を繰り返
して、第2ガラス強化シートをハニカムのもう1つの面に接着した。約0.08”のハ
ニカムの厚さの減少は、加圧工程の際に観測された。 接合される表面にホットエアーガンからの過熱空気をかけることによって、核
形成ポリプロピレンシートをハニカム材料の1つの面でガラス強化シートと接合
した。圧力は、ゴムローラーを用いて核形成ポリプロピレンシートに同時に加え
た。該プロセスを繰り返して、ハニカム材料のもう1つの面で第2ポリプロピレン
シートをガラス強化シートに接合した。 多層構造体の特性を以下の表3に示す。
【0045】実施例3 本実施例は、本発明の2層の多層シートで挟んだポリオレフィン発泡層を含む
多層材料の調製法を記載する。 トップ層の核形成ポリプロピレンおよび第2層のポリプロピレン及びガラスフ
ァイバーマットの別の層を含む2つの多層シートを実施例1に記載される通りに
調製した。 ポリオレフィン発泡層は、歪硬化伸び粘度を有するポリプロピレンホモポリマ
ーからなる1.25”の厚さを有する押し出し成形されたシートの形体である。発泡
層は222 Kpsiの弾性率及び11 lb/ft3の密度を有し、Nomaco Inc.から市販されて
いる。 多層シート及び発泡コアを、Minnesota Mining and Manufacturing Companyか
ら市販されているHi-Strength 90接着剤で接合した。接合されるすべての表面を
、最初にアセトンでふき取ることによってきれいにした。取り扱い説明書に従っ
て、接合される両方の表面に、接着剤を吹き付けた。第2層の多層シート面のほ
とんどのガラスファイバーは、同じ配向であった。従って、多層シートが発泡コ
アと接合される場合には、各多層シートのガラスファイバーは同じ方向に整列さ
せることが望ましい。次いで、発泡コアの両面に多層シートを有する多層体を2
つの板金で締め付け、接着剤を24時間硬化させる。
【0046】 上述のようにして調製した多層構造体は、18”の長さ、2”の幅及び1.25”の
厚さであり、その端部で支持され、50 lbの負荷を室温でビームの中心に正確に
かけた。ASTM法C-393を用いてコアを除いた構造体で、全撓み(in)を測定した
。比較として、ハニカムコアを有し、実施例2に記載される通りに調製された多
層構造体について、撓みの値を測定した。また、全撓みの値を、400 Kpsiの弾性
率を有する発泡コアを含む多層体(Nomaco Inc.から市販されている)について
は、ASTM法C-393で与えられる式を用いて及び20 Mpsiの弾性率を有するスチール
ビーム及び8 Mpsiの弾性率を有するアルミニウムビームについては、単層構造体
についてのASTM法D-790で与えられる式を用いて計算した。結果を表3に示す。
【0047】
【表3】 表3
【0048】 データは、本発明の構造体が遥かに軽い重量であっても、負荷に対してスチー
ル及びアルミニウムビームと同様の耐性を提供することを示す。 本明細書に開示される本発明のその他の特徴、利点、及び実施態様は、前記開
示内容を読んだ後、当業者にとって容易に理解されるであろう。これに関して、
本発明の特定の実施態様がかなり詳細に記載されているが、これらの実施態様の
変形及び修正は、記載され、請求される本発明の意図及び範囲から離れることな
しに行ってもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 23/10 C08L 23/10 23/16 23/16 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN, YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4F100 AG00B AK03D AK03E AK07A AK07C AK12A AK25A AK64A AK64C AK66A AK66C AL01A AL04A AL05A BA03 BA05 BA06 CA06 CA13 CA19 CA30 DC02E DG15B DJ01D GB07 GB31 GB32 GB81 JA04C JA07A JA11A JA12A JJ03 JK01 JL01 YY00C 4J002 BB05Y BB12W BB14W BB14X BB15W BB15Y FD070 FD206

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多層シートであって、 (1)以下の(a)〜(c)からなる群から選ばれるプロピレンポリマー材料を
    含む少なくとも1つの外層: (a)プロピレンホモポリマー、又はプロピレンとエチレン又はC4-8αオレフ
    ィンとのコポリマー(コポリマーの重合エチレン又は重合αオレフィン含量は2
    0%以下である)、及び場合により、約0.15〜約0.70%の核剤、 (b)プロピレンポリマー材料の主鎖であって、それにグラフト重合した、(i
    )少なくとも1つのアクリル酸モノマー、(ii)少なくとも1つのスチレンモ
    ノマー及び(iii)(i)と(ii)との混合物からなる群から選ばれる重合
    モノマーを有する主鎖を含むグラフトコポリマー、及び場合により、約0.5〜
    約1.5%の核剤、及び (c)(i)約10〜約60質量部の、80より高いアイソタクチック指数を有
    する結晶性プロピレンホモポリマー、又はプロピレン及びエチレン、プロピ
    レン、エチレン及びC4-8αオレフィン及びプロピレン及びC4-8αオレフィン
    からなる群から選ばれるモノマーからの結晶性コポリマー(コポリマーは85質
    量%より高い重合プロピレン含量及び85より高いアイソタクチック指数を有す
    る);(ii)約5〜約25質量部の、室温でキシレンに不溶性のエチレンとプ
    ロピレン又はC4-8αオレフィンとのコポリマー;及び(iii)約30〜約7
    0質量部の、エチレン及びプロピレン、エチレン、プロピレン及びC4-8α
    オレフィン及びエチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ばれるモノ
    マーからのエラストマーコポリマー(コポリマーは、場合により、約0.5〜約
    10質量%の重合ジエンを含み、70質量%未満の重合エチレンを含み、室温で
    キシレンに可溶性であり、かつ、135℃のデカヒドロナフタレンにおいて測定
    された極限粘度数約1.5〜約4.0dl/gを有する)を含むオレフィンポリ
    マー組成物(全オレフィンポリマー組成物をベースとする(ii)及び(iii
    )の合計が約50〜約90%であり、かつ、(ii)/(iii)の質量比が0
    .4未満であり、組成物が少なくとも2つの段階の重合により製造され、150
    MPa未満の曲げ弾性率を有する) 並びに (2)(a)(i)プロピレンホモポリマー及び(ii)プロピレンとエチレン
    又はC4-8αオレフィンとのコポリマーからなる群から選ばれるプロピレンポリ
    マー材料(コポリマーの重合エチレン又は重合αオレフィン含量は20%以下で
    あり、層(2)におけるプロピレンポリマー材料のメルトインデックスは層(1
    )におけるプロピレンポリマー材料のメルトインデックスより高い)及び(b)
    約0.5〜約4.5oz/ft2の単位面積あたりの質量を有するガラス繊維マ
    ットの代替層を含む少なくとも1つの層(トップ及び底層としてプロピレンポリ
    マー材料を有する) を含み、層(1)が約0.001〜約0.25インチの厚さを有する多層シート
  2. 【請求項2】 層(1)のグラフトコポリマー(b)における重合モノマー
    がメチルメタクリレート及びメチルアクリレートの混合物である請求項1に記載
    の多層シート。
  3. 【請求項3】 層(1)におけるグラフトコポリマー(b)の主鎖ポリマー
    であるプロピレンポリマー材料が、以下の(a)〜(e)からなる群から選ばれ
    る請求項1に記載の多層シート: (a)80より高いアイソタクチック指数を有するプロピレンのホモポリマー; (b)プロピレンとエチレン及びC4-10αオレフィンからなる群から選ばれるオ
    レフィンとのコポリマー(但し、オレフィンがエチレンである場合には重合エチ
    レン含量は最大で約10%であり、また、オレフィンがC4-10αオレフィンであ
    る場合にはその重合オレフィン含量は最大で約20質量%であり、コポリマーは
    85より高いアイソタクチック指数を有する); (c)プロピレンとエチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ばれる2
    種のオレフィンとのターポリマー(但し、重合C4-8αオレフィン含量は最大で
    20質量%であり、かつ、エチレンがオレフィンの1つである場合には重合エチ
    レン含量は最大で5質量%であり、ターポリマーは85より高いアイソタクチッ
    ク指数を有する); (d)(i)約10〜約60質量%の、80より高いアイソタクチック指数を有
    するプロピレンホモポリマー、又はプロピレン及びエチレン、プロピレン、
    エチレン及びC4-8αオレフィン及びプロピレン及びC4-8αオレフィンからな
    る群から選ばれるモノマーのコポリマー(コポリマーは、85質量%より高い重
    合プロピレン含量及び85より高いアイソタクチック指数を有する);(ii)
    約5〜約25質量%の、室温でキシレンに不溶性のエチレンとプロピレン又はC 4-8 αオレフィンとのコポリマー;及び(iii)約30〜約70質量%の、
    エチレン及びプロピレン、エチレン、プロピレン及びC4-8αオレフィン及び
    エチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ばれるモノマーのエラスト
    マーコポリマー(コポリマーは、場合により、約0.5〜約10質量%の重合ジ
    エンを含み、70質量%未満の重合エチレンを含み、室温でキシレンに可溶性で
    あり、かつ、135℃のデカヒドロナフタレンにおいて測定された極限粘度数約
    1.5〜約4.0dl/gを有する)を含むオレフィンポリマー組成物(全オレ
    フィンポリマー組成物をベースとする(ii)及び(iii)の合計量が約50
    〜約90%であり、かつ、(ii)/(iii)の質量比が0.4未満であり、
    組成物が少なくとも2つの段階の重合により製造され、150MPa未満の曲げ
    弾性率を有する);及び (e)(i)約10〜約60質量%の、80より高いアイソタクチック指数を有
    するプロピレンホモポリマー、又はエチレン及びプロピレン、エチレン、プ
    ロピレン及びC4-8αオレフィン及びエチレン及びC4-8αオレフィンからなる
    群から選ばれるモノマーのコポリマー(コポリマーは、85質量%より高い重合
    プロピレン含量及び85より高いアイソタクチック指数を有する);(ii)約
    20〜約60質量%の、エチレン及びプロピレン、エチレン、プロピレン及
    びC4-8αオレフィン及びエチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ば
    れるモノマーからの非結晶性コポリマー(コポリマーは、場合により、約0.5
    〜約10質量%の重合ジエンを含み、70質量%未満の重合エチレンを含み、か
    つ、室温でキシレンに可溶性である);及び(iii)約3〜約40%の、室温
    でキシレンに不溶性のエチレンとプロピレン又はC4-8αオレフィンとのコポリ
    マーを含む熱可塑性オレフィン(熱可塑性オレフィンは150MPaより高く1
    200MPa未満の曲げ弾性率を有する)。
  4. 【請求項4】 層(1)が常に複合体材料の外側に位置する、請求項1に記
    載の多層シート2つの間にはさまれた合成樹脂材料の中心コアを含む複合体材料
  5. 【請求項5】 コアが、ひずみ硬化伸び粘度を有するポリオレフィンから製
    造された気泡体である請求項4に記載の複合体材料。
  6. 【請求項6】 コアがポリオレフィンハネカム材料である請求項4に記載の
    複合体材料。
  7. 【請求項7】 多層シートを製造する方法であって、 (1)以下の(a)〜(c)からなる群から選ばれるプロピレンポリマー材料を
    含むシートを押し出す工程(プロピレンポリマー材料のシートは約0.001〜
    約0.25インチの厚さを有する): (a)プロピレンホモポリマー、又はプロピレンとエチレン又はC4-8αオレフ
    ィンとのコポリマー(コポリマーの重合エチレン又は重合αオレフィン含量は2
    0%以下である)、及び場合により、約0.15〜約0.70%の核剤、 (b)プロピレンポリマー材料の主鎖であって、それにグラフト重合した、(i
    )少なくとも1つのアクリル酸モノマー、(ii)少なくとも1つのスチレンモ
    ノマー及び(iii)(i)と(ii)との混合物からなる群から選ばれる重合
    モノマーを有する主鎖を含むグラフトコポリマー、及び場合により、約0.5〜
    約1.5%の核剤、 (c)(i)約10〜約60質量部の、80より高いアイソタクチック指数を有
    する結晶性プロピレンホモポリマー、又はプロピレン及びエチレン、プロピ
    レン、エチレン及びC4-8αオレフィン及びプロピレン及びC4-8αオレフィン
    からなる群から選ばれるモノマーからの結晶性コポリマー(コポリマーは85質
    量%より高い重合プロピレン含量及び85より高いアイソタクチック指数を有す
    る);(ii)約5〜約25質量部の、室温でキシレンに不溶性のエチレンとプ
    ロピレン又はC4-8αオレフィンとのコポリマー;及び(iii)約30〜約7
    0質量部の、エチレン及びプロピレン、エチレン、プロピレン及びC4-8α
    オレフィン及びエチレン及びC4-8αオレフィンからなる群から選ばれるモノ
    マーからのエラストマーコポリマー(コポリマーは、場合により、約0.5〜約
    10質量%の重合ジエンを含み、70質量%未満の重合エチレンを含み、室温で
    キシレンに可溶性であり、かつ、135℃のデカヒドロナフタレンにおいて測定
    された極限粘度数約1.5〜約4.0dl/gを有する)を含むオレフィンポリ
    マー組成物(全オレフィンポリマー組成物をベースとする(ii)及び(iii
    )の合計が約50〜約90%であり、かつ、(ii)/(iii)の質量比が0
    .4未満であり、組成物が少なくとも2つの段階の重合により製造され、150
    MPa未満の曲げ弾性率を有する)、 (2)(a)(i)プロピレンホモポリマー及び(ii)プロピレンとエチレン
    又はC4-8αオレフィンとのコポリマーからなる群から選ばれるプロピレンポリ
    マー材料のシート(コポリマーの重合エチレン又は重合αオレフィン含量は20
    %以下であり、層(2)におけるプロピレンポリマー材料のメルトインデックス
    は層(1)におけるプロピレンポリマー材料のメルトインデックスより高く、シ
    ートは約0.01〜約0.1インチの厚さを有する)及び(b)約0.5〜約4
    .5oz/ft2の単位面積あたりの質量を有するガラス繊維マットの代替層は
    約140〜約200℃の温度に予備加熱されており、トップ及び底層としてプロ
    ピレンポリマー材料のシートを有するが、これをレイアップし、その層を少なく
    とも300psiの圧力で加圧し、及びその後この圧力を保持しながら冷却する
    ことによりシートを形成する工程、及び (3)工程(1)及び(2)において製造したシートを、両方のシートを表面の
    軟化により結合させるのに十分な温度で加熱すると同時に、工程(1)において
    製造したシートを加圧することにより結合させる工程 を含む方法。
  8. 【請求項8】 層(1)のグラフトコポリマー(b)における重合モノマー
    がメチルメタクリレート及びメチルアクリレートの混合物である請求項7に記載
    の方法。
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