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JP4382161B2 - ホットメルト接着剤 - Google Patents
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本主題発明はホットメルト接着剤(hot melt adhesives)に関する。特に、本主題発明は、1番目の少なくとも1種のエチレンポリマーおよび任意に少なくとも1種のワックスおよび/または粘着付与剤(tackifier)を含有して成るホットメルト接着剤に関する。特に、本発明は、エチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンから作られた少なくとも1種の均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマー(homogeneous linear or substantially linear interpolymer)を含んでいて上記インターポリマーが各々2.5未満の多分散性(polydispersity)を示すことをさらなる特徴とする低粘度のホットメルト接着剤に関する。好適な態様における本発明のホットメルト接着剤は150℃未満の付着温度(application temperatures)で取り付け可能である。本ホットメルト接着剤は特にケース(case)およびカートンのシーリング(sealing)および包装産業におけるトレー(tray)成形用途で用いるに有用である。また、上記ホットメルト接着剤の製造で用いるに適した2基反応槽方法(dual reactor process)も開示する。また、板紙またはボール紙(cardboard or paperboard)の接着で用いるに好適なホットメルト接着剤ばかりでなく上記ホットメルト接着剤で接着させる結果として得られる板紙またはボール紙含有包装品も開示する。
ホットメルト接着剤はケースおよびカートンのシーリング、トレー成形およびボックス成形の如き用途の包装産業で幅広く用いられている。接着させるべき基質にはバージンおよび再生利用クラフト(kraft)、高および低密度クラフト、チップボード(chipboard)、そしていろいろな種類の処理および被覆クラフトおよびチップボードが含まれる。アルコール飲料の包装などの如き包装用途ではまた複合材料も用いられている。このような複合材料には、アルミ箔に積層させそして更にフィルム材料、例えばポリエチレン、マイラー、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニルおよび他のいろいろな種類のフィルムに積層させたチップボードが含まれ得る。加うるにまたそのようなフィルム材料をチップボードまたはクラフトに直接接着させることも可能である。上述した基質は決して完全なリストを占めるものでない、と言うのは、包装産業では極めて多様な基質、特に複合材料が利用されているからである。
包装用のホットメルト接着剤は一般にピストンポンプまたはギアポンプ押出し加工装置を用いてビード(bead)形態で基質の上に押出し加工されている。ホットメルト付着装置は数社の供給業者から入手可能であり、そのような業者にはNordson、ITWおよびSlautterbackが含まれる。ホットメルト接着剤の取り付けではまたホィールアプリケーター(wheel applicators)も一般に用いられているが、その使用頻度は押出し加工装置の頻度よりも低い。
ホットメルトはパッケージ(package)を一緒にしっかりと保持するに充分なほど基質に接着する必要があり、多くの場合、ホットメルト接着剤の最終使用者は完全な繊維引裂き接着(full fiber tearing bonds)を要求しており、このことは、その接着部分(bond)を手で引き離した時に接着剤を付着させた長さ全体に沿って実質的に全ての繊維が基質から取り除かれることを意味する。完全な繊維引裂き接着を得ようとするには、一般に、ホットメルトを175℃またはそれ以上の温度で取り付ける必要がある。このことから、接着剤のオープン時間(open time)を長くしかつ基質への染み込みをより良好にするには接着剤の粘度を低くする必要がある。オープン時間は、接着剤が基質との接着を形成し得る時間の長さを指す。
顧客は接着要求に加えて他の領域、例えば熱安定性などでも性能がより高いことを要求する。熱安定性が良好なことは、製品がグルーポット(glue pot)内で高温に長期間さらされた時に暗色にならず、チャー(char)もスキン(skin)もゲルも生じずかつ実質的に経時的粘度変化を示さないことを意味する。ホットメルト接着剤の付着温度を高くすることに加えてそれを酸素に接触させるとそれの分解度合が大きくなり得る。この問題の軽減は、最も一般的には、抗酸化剤、例えばIrganox(商標)565、1010および1076[これらは所在地がHawthorne、NYのChiba−Geigyが製造しているヒンダードフェノール系抗酸化剤である]の使用で行われている。
チャー、スキン、ゲル生成、変色および粘度変化の度合を低くする別の方法は、ホットメルト接着剤の付着温度を低くする方法である。付着温度を低くすると、熱安定性が向上することに加えて、また、ホットメルト装置の作業者がひどい火傷を受ける危険性が低下し、接着剤の加熱に要する電気量が少なくなる結果としてエネルギーコストの節約がもたらされる可能性があり、保守費用が低くなり、かつ接着剤から揮発物が発生することによる臭気の度合も低くなる。接着剤が発生する臭気および煙りの減少は特に顧客およびホットメルト接着剤が定常的に(on regular basis)利用されているプラントで働く従業員にとって魅力のあるものである。
ホットメルト接着剤の取り付けは典型的に175℃の温度で行われている。上述した理由でホットメルト接着剤の取り付けを175℃未満、好適には135℃から150℃の温度で行うのが望ましい。付着温度を155℃未満にすることを意図してエチレンアクリル酸n−ブチル、エチレン酢酸ビニルおよびポリエチレンなどの如きポリマー類を基としたホットメルト接着剤を用いることは公知である。そのような接着剤では一般に低融点の原料、例えば粘着付与樹脂およびワックスなどが用いられているが、接着剤の重要な物性、例えば耐熱性などが犠牲になる傾向がある。付着温度を下げると、また、オープン時間が短くなる結果として基質への染み込み度合が低くなり、従ってホットメルト接着剤の接着性がより劣る可能性がある。
本技術分野で知られるホットメルト接着剤には一般に下記の3成分が含まれている:ポリマー、粘着付与剤およびワックス。各成分は2種以上の成分のブレンド物から成っている可能性がある、即ちポリマー成分は2種類の異なるポリマー類のブレンド物から成っている可能性がある。このポリマーが接着結合部(adhesive bond)に強度を与える。上記粘着付与剤が接着剤に粘着性を与え、これは接着剤が硬化を起こしている間にその接着させるべき品目をしっかりと固定する働きをしかつ系の粘度を下げて基質への接着剤取り付けをより容易にする働きをする。ワックスはオープン/クローズ(open/close)時間を短縮しかつ系の粘度を下げる。本技術分野で知られる特定のホットメルト接着剤には更に系の粘度を下げる油が含まれている。ホットメルト接着剤の基材として今まで使用されて来たポリマー類にはエチレンと酢酸ビニルのコポリマー類(EVA)、アタクティックポリプロピレン(APP)、低密度ポリエチレン(LDPE)および均一線状エチレン/α−オレフィンコポリマー類が含まれる。従来技術のホットメルト接着剤では典型的に粘着付与剤が系の粘度がそれを容易に基質に塗布することができるレベル、例えば約5000センチポイズ[50グラム/(cm・秒)]未満の粘度にまで下がるように高いレベルで用いられてきた。しかしながら、粘着付与剤は装置を腐食する傾向があって悪臭を放ちかつそれを含有するボール紙の再利用性を害することから、そのような粘着付与剤の使用には欠点があった。
被覆および未被覆ボール紙の両方に対して良好な接着性を示しかつ低温で良好な粘着性を示しそして/または高いせん断接着破壊温度(shear adhesion failure temperatures)(SAFT)を示すホットメルト接着剤が得られたならば、これは本産業にとって有利であろう。そのような特性を示すことに加えて粘着付与剤の使用量を最小限にすることができるホットメルト接着剤が得られたならば特に本産業にとって有利であろう。
1991年8月20日付けでOrnsteen他に発行された米国特許第5,041,482号には、グルーガン(glue guns)で用いるに適したグルースティック(glue stick)接着剤が開示されており、それは82℃から138℃の範囲、好適には121℃未満の付着温度で取り付け可能である。Ornsteenは750g/10分を越えるメルトインデックスを示すポリマー類であるエチレン酢酸ビニル、ポリエチレンおよびポリプロピレンを開示している。例示されているグルースティック接着剤組成物は高い粘度を有し、従って包装産業で幅広く用いられているピストンポンプまたはギアポンプ押出し加工型付着用装置では使用不能である。
1994年12月13日付けでOrnsteen他に発行された米国特許第5,373,049号にはクールメルト(cool melt)接着剤が教示されており、これも再びポリエチレン、ポリプロピレンおよびエチレン酢酸ビニルを基とした接着剤である。
1996年3月19日付けでLiedermooy他に発行された米国特許第5,550,472号には、低い付着温度用に設計されたホットメルト接着剤が教示されており、それはエチレンと酢酸ビニルから作られていて少なくとも600g/10分のメルトインデックスを示すコポリマー類と粘着付与用テルペンフェノール樹脂と低融点の合成Fischer−Tropschワックスを基とする接着剤である。他のポリマー状接着剤、例えば典型的に知られるエチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸メチル、エチレンアクリル酸、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−(ブテン−1−コ−エチレン)などおよびエチレンとアクリル酸n−ブチルから作られていて低いメルトインデックスを示すコポリマー類を少量、即ち20重量パーセント以下の量で添加してもよいと示唆されている。
1996年7月10日付けで公開されたヨーロッパ特許出願公開第0,721,006A1には、エチレンとアクリル酸n−ブチルから作られたメルトインデックスが少なくとも850g/10分のコポリマー類と粘着付与樹脂であるロジンエステルと微結晶性もしくはパラフィンワックスの組み合わせを基とする包装用ホットメルト接着剤が教示されており、その接着剤に、また、エチレンと酢酸ビニルのコポリマー類、エチレンとアクリル酸メチルのコポリマー類、エチレンとアクリル酸のコポリマー類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−(ブテン−1−コ−エチレン)およびエチレンとアクリル酸n−ブチルで作られていて低いメルトインデックスを示すコポリマー類を必須でない材料として含めることも可能である。例示されている接着剤組成物は35℃から40℃の範囲の繊維引裂きを示し、冷凍庫グレードの用途目的で設計されたものであり、高い耐熱性を示さない。
1994年7月5日付けでEsemplare他に発行された米国特許第5,326,413号には、ASTM D1238に従って300−500dg/分のメルトインデックスを示すポリマーと特定のワックスと粘着付与剤から成るホットメルト接着剤が請求されている。上記特許にはエチレンとビニルエステルから作られたコポリマー類の使用が教示されている。
1995年3月14日付けでLakshmanan他に発行された米国特許第5,397,843号には、エチレンとα−オレフィシから作られたコポリマーおよび非晶質ポリプロピレンおよび/または非晶質ポリオレフィンまたはそれらの混合物の混合物から成るブレンドポリマー組成物が教示されている。Lakshmananが挙げた実施例にはブレンドポリマーが高濃度、即ち少なくとも42.5重量パーセント入っている組成物が教示されている。ただ1つ例示されているエチレンとα−オレフィンから作られたコポリマーはUnion Carbideの「Flexomer 9042」であり、それの1−ブテン含有量は15重量パーセントで密度は0.900g/cm3である。そのようなポリエチレン型の配合物は堅くて低温特性が劣る傾向がある。本発明以前では、一般に、エチレンを基とするホットメルト接着剤組成物が示す接着能力はエチレンと酢酸ビニルを基とするホットメルト接着剤およびエチレンとアクリル酸n−ブチルを基とするホットメルト接着剤に比較して劣る傾向があった。非晶質のポリオレフィン類を用いると柔軟性は向上し得るが、そのようなポリマー類は不均一な分枝分布を有することから粘着的に非常に弱い傾向があり、かつまた予測不能な老化性の原因にある傾向がある。非晶質のポリオレフィン類はまた高温で有意に柔らかくなる傾向があり、その結果として、耐熱性が失われかつ輸送および貯蔵中に接着部分の破壊が起こる傾向がある。
1996年6月25日付けでTse他に発行された米国特許第5,530,054号には、(a)メタロセン(metallocene)とアルモキサン(alumoxane)を含む触媒組成物の存在下でエチレンと約6重量パーセントから約30重量パーセントのC3からC20α−オレフィンから作られた約20,000から約100,000のMwを示すコポリマーを30重量パーセントから70重量パーセントと(b)そこに示されているリストから選択される炭化水素である粘着付与剤を本質的に含むホットメルト接着剤組成物が請求されている。例示されている組成物は、比重が0.898g/cm3または0.901g/cm3いずれかのエチレン/ブテン−1コポリマーを45重量パーセント含む組成物である。その例示されている配合物は180℃で約10,000cps[100グラム/(cm・秒)]以上の粘度を示すことから、そのような配合物は低い付着温度のホットメルト接着剤としての使用に適さないばかりでなく典型的に押出し加工型の付着用装置で付着温度を180℃にしたとしても使用に適さない。更に、例示されている配合物に含まれている低融点のパラフィンワックス量は10重量パーセントのみであり、これは完成接着剤の粘度を下げる以外それの特性にほとんど影響を与えない。その配合物にワックスを含有させたとしても、それが180℃で示す粘度は約10,000cps[100グラム/(cm・秒)]以上であり、67,000cps[670グラム/(cm・秒)]の如き高い粘度に達する。
1996年8月20日付けでTse他に発行された米国特許第5,548,014号には、エチレン/α−オレフィンコポリマー類のブレンド物を含んでいて1番目のコポリマーが示すMwが約20,000から約39,000で2番目のコポリマーが示すMwが約40,000から約100,000であるホットメルト接着剤組成物が請求されている。例示されているホットメルト接着剤には各々コポリマー類のブレンド物が含まれていて、そのコポリマー類の少なくとも1つが示す多分散性は2.5以上である。更に、例示されている最低密度のコポリマーが有する比重は0.894g/cm3である。例示されているホットメルト接着剤は4,300cps[43グラム/(cm・秒)]から180,000cps[1800グラム/(cm・秒)]の範囲の高い粘度を示すホットメルト接着剤であり、その例の大部分は180℃で少なくとも10,000cps[100グラム/(cm・秒)]の粘度を示し、そのような配合物が示す粘度はあまりにも高いことからそれを低い付着温度の標準的なホットメルト押出し加工型付着用装置で用いるのは不可能である。
Tseは、Application of Adhesion Model for Developing Hot Melt Adhesives Bonded to Polyolefin Surfaces,Journal,of Adhesion,Vol.48,Issue 1-4,149-167頁,1995の中で、均一線状エチレン/α−オレフィンインターポリマー類を基とするホットメルト接着剤はエチレン−酢酸ビニルコポリマーを基とするホットメルト接着剤に比較して高い粘度を示しかつ劣った引張り強度を示すが、ポリオレフィン表面に対する接着強度は良好で、破壊時の歪みは高くかつ降伏応力は低いと述べている。
集合的に、これらの文献には、低密度の均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマー類を低い付着温度のホットメルト接着剤で用いることの教示は示されていない。また、これらの文献には、板紙またはボール紙基質の接着で用いるに好適なホットメルト接着剤の教示も示されていない。更に、高い耐熱性が要求される再パルプ化(repulping)操作にかなっており、低温特定が向上しておりかつ優れた熱安定性を示す低い付着温度のホットメルト接着剤が得られたならば、これは包装産業にとって有利である。本発明者らは、0.850g/cm3から0.895g/cm3の密度を有する特定の新規な均一線状もしくは実質的に線状であるエチレン/α−オレフィンインターポリマー類を用いてこれをホットメルト接着剤に配合すると従来技術に比較して向上した接着性能特性を示すホットメルト接着剤を得ることができることを見い出した。
本発明はホットメルト接着剤に関し、この接着剤に、
a)エチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンから作られていて2.5未満の多分散性および0.850から0.895g/cm3の密度を有する少なくとも1種の均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーを20重量パーセントから65重量パーセント、
b)少なくとも1種の粘着付与樹脂を10重量パーセントから60重量パーセント、および
c)ワックスを0から40重量パーセント、
含める。
この均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマー類が示すブルックフィールド(Brookfield)(商標)溶融粘度(スピンドル31を用いて速度を1.5rpmにした)は好適には2,000cps[20グラム/(cm・秒)]から18,000cps[180グラム/(cm・秒)]、より好適には5,000cpsから17,000cps[170グラム/(cm・秒)]、更により好適には7,000cps[70グラム/(cm・秒)]から16,000cps[160グラム/(cm・秒)]、最も好適には8,000cps[80グラム/(cm・秒)]から15,000cps[150グラム/(cm・秒)]である。各々が上記好適な範囲よりも高いか或は低い粘度を示し得るインターポリマー類のブレンド物も結果として生じるブレンド物が上記好適な範囲内の粘度を示す限り使用可能である。好ましくは、上記インターポリマー類に0.895g/cm3未満、好適には0.885g/cm3未満、より好適には0.875g/cm3未満の密度を持たせる。このインターポリマー類の密度を少なくとも0.850g/cm3、好適には少なくとも0.855g/cm3にする。このインターポリマー類に持たせる密度は結果として生じるブレンド物が上記好適な範囲内の密度を有する限り上記好適な範囲よりも高いか或は低くてもよい。
ポリマーの分子量は大きく耐熱性に貢献することから、比較的低いメルトインデックスを示すポリマーを用いると問題なく高い耐熱性が得られる。しかしながら、低い付着温度のホットメルトでは、ポリマーを実質的に少ない量で用いる必要があるか、或は別法として、より高いメルトインデックスを示す(より低い分子量を有する)ポリマー類を用いる必要がある。その結果として、このようなポリマーでは低い粘度と組み合わせて高い耐熱性を達成するのは困難なことから妥協を伴う。驚くべきことに、本発明の接着剤は、177℃の付着温度を持たせるように設計された標準的な包装グレードのホットメルト接着剤に比較して耐熱性を示す一方で150℃未満の付着温度にかなう粘度を有する。
結果として得たホットメルト接着剤が示す粘度は150℃で約5,000cps[50グラム/(cm・秒)]未満、好適には150℃で3,500cps[35グラム/(cm・秒)]未満、より好適には150℃で約2,000cps[20グラム/(cm・秒)]未満であり、このホットメルト接着剤は約150℃未満の温度、好適には135℃から150℃の範囲の温度で取り付け可能である。本接着剤は標準的な押出し加工型ホットメルト付着用装置、例えばNordson Corp.(アトランタ、GA)が製造している装置ばかりでなくMercer,Slautterback and ITWが製造している装置を用いて取り付け可能である。
本発明の新規な接着剤組成物は、更に、再利用および再パルプ化過程にかなう低い密度を有するとして特徴づけられる。本発明のホットメルト接着剤は優れた耐熱性を示し、40℃以上、好適には50℃以上、より好適には60℃以上の剥離値(peel)(PAFT)を示しかつ優れた低温柔軟性を示す。このような特性組み合わせから、本発明の接着剤組成物は、低い付着温度用の最新技術包装用接着剤に比較して有意に向上している。
本主題発明は更に2つの板紙もしくはボール紙表面を接着させる時に用いるに有用なホットメルト接着剤にも関し、これに、
(a)0.880−0.895g/cm3の密度を有しかつ350度F(177℃)で3500から6000センチポイズ[35から60グラム/(cm・秒)]の溶融粘度(melt viscosity)を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーを25−100重量パーセント、
(b)粘着付与剤を0−50重量パーセント、
(c)好適にはパラフィン系ワックス、結晶性ワックス、0.885−0.970g/cm3の密度を有しかつ350度F(177℃)で100から1000センチポイズ[1から10グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一ワックス(homogenous wax)およびそれらの組み合わせから成る群から選択されるワックスを0−35重量パーセント、
含めるが、但し
上記粘着付与剤を20重量パーセント未満の量で存在させる時には上記均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーを少なくとも50重量パーセントの量で存在させることを条件とする。
本主題発明は、更に、
(a)0.865から0.875g/cm3未満の密度を有しかつ350度F(177℃)で3500から6000センチポイズ[35から60グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーを25から85重量パーセント、
(b)粘着付与剤を5から50重量パーセント、および
(c)好適にはパラフィン系ワックス、結晶性ワックス、0.885から0.970g/cm3の密度を有しかつ350度F(177℃)で100−1000センチポイズ[1から10グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一ワックスおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されるワックスを0から50重量パーセント、
含むが、但し
上記粘着付与剤が20重量パーセント未満の量で存在する時には上記ポリマーが少なくとも35重量パーセントの量で存在することを条件とする、
2つの板紙もしくはボール紙表面を接着させる時に用いるに有用なホットメルト接着剤にも関する。
本主題発明は、更に、
(a)0.860から0.880g/cm3未満の密度を有しかつ350度F(177℃)で1500から3500センチポイズ未満[15から34グラム/(cm・秒)未満]の溶融粘度を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーを25から85重量パーセント、
(b)粘着付与剤を5から50重量パーセント、および
(c)好適にはパラフィン系ワックス、結晶性ワックス、0.885から0.970g/cm3の密度を有しかつ350度F(177℃)で100−1000センチポイズ[1から10グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一ワックスおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されるワックスを0から50重量パーセント、
含むが、但し
上記粘着付与剤が20重量パーセント未満の量で存在する時には上記ポリマーが少なくとも35重量パーセントの量で存在することを条件とする、
2つの板紙もしくはボール紙表面を接着させる時に用いるに有用なホットメルト接着剤にも関する。
本主題発明は、更に、
(a)0.860から0.880g/cm3未満の密度を有しかつ350度F(177℃)で6000センチポイズ[60グラム/(cm・秒)]以上の溶融粘度を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーを25から85重量パーセント、
(b)粘着付与剤を5から50重量パーセント、および
(c)好適にはパラフィン系ワックス、結晶性ワックス、0.885から0.970g/cm3の密度を有しかつ350度F(177℃)で100−1000センチポイズ[1から10グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一ワックスおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されるワックスを0から50重量パーセント、
含む、
2つの板紙もしくはボール紙表面を接着させる時に用いるに有用なホットメルト接着剤にも関する。
本主題発明は、更に、
(a)0.880から0.895g/cm3の密度を有しかつ350度F(177℃)で1,500から3500センチポイズ未満[15から35グラム/(cm・秒)未満]の溶融粘度を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーを40から85重量パーセント、
(b)粘着付与剤を5から30重量パーセント、および
(c)好適にはパラフィン系ワックス、結晶性ワックス、0.885から0.970g/cm3の密度を有しかつ350度F(177℃)で100−1000センチポイズ[1から10グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一ワックスおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されるワックスを0から45重量パーセント、
含むが、但し
上記粘着付与剤が10重量パーセント未満の量で存在する時には上記ポリマーが少なくとも50量パーセントの量で存在することを条件とする、
2つの板紙もしくはボール紙表面を接着させる時に用いるに有用なホットメルト接着剤にも関する。
本主題発明は、更に、
(a)0.875から0.885g/cm3未満の密度を有しかつ350度F(177℃)で3,500から6,000センチポイズ[35から60グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーを30から85重量パーセント、
(b)好適にはパラフィン系ワックス、結晶性ワックス、0.885−0.970g/cm3の密度を有しかつ350度F(177℃)で100−1000センチポイズ[1−10グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一ワックスおよびそれらの組み合わせから成る群から選択されるワックスを0から50重量パーセント、および
(c)粘着付与剤を5から50重量パーセント、
含む、
2つの板紙もしくはボール紙表面を接着させる時に用いるに有用なホットメルト接着剤にも関する。
本主題発明は更に重合方法も提供し、この方法に、
a. 少なくとも1基の反応槽内でエチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンを拘束幾何(constrained geometry)触媒組成物の存在下の溶液重合条件下で接触させて反応させることで、エチレンと上記少なくとも1種のα−オレフィンから作られたインターポリマーであって0.850から0.895g/cm3の密度を有するとして特徴づけられる均一線状もしくは実質的に線状であるポリマーが入っている溶液を生じさせ、
b. 他の少なくとも1基の反応槽内でエチレンと任意に少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンを拘束幾何触媒組成物の存在下の溶液重合条件下で接触させて反応させることで、0.920から0.940g/cm3の密度を有する均一ワックスが入っている溶液を生じさせ、
c. その1番目の反応槽の溶液と2番目の反応槽の溶液を一緒にしてブレンド物が入っている溶液を生じさせ、
d. 段階(c)のブレンド物が入っている溶液から溶媒を除去することで上記ブレンド物を回収し、そして
e. 任意に粘着付与剤を段階(a)の反応槽にか、段階(b)の反応槽にか、或は段階(b)の反応後の任意地点で導入してもよい、
ことを含め、ここで、その結果として生じる組成物は、150℃で5000センチポイズ[50グラム/(cm・秒)]未満の粘度を有するとして特徴づけられる。
本主題発明は更に包装用品にも関し、これに本発明のホットメルト接着剤いずれかで2つの隣接表面を接着させた板紙またはボール紙を含め、これは、少なくとも80パーセントの初期紙引裂き(initial paper tear)を示すとして特徴づけられる。好適な大部分の包装用品は本発明のホットメルト接着剤いずれかで接着し、これは、室温で14日後の紙引裂きが少なくとも80パーセント、最も好適には50℃で14日後の紙引裂きが少なくとも80パーセントであるとして特徴づけられる。
特に明記しない限り、以下に示す試験手順を用いる。
密度をASTM D−792に従って測定する。測定を行う前24時間に渡ってサンプルに周囲条件下でアニーリングを受けさせる(annealed)。
メルトインデックス(I2)をASTM D−1238、条件190℃/2.16kg[以前は「条件(E)」として知られていた]に従って測定する。
分子量の測定を、混合多孔度カラム(Polymer Laboratories 103、104、105および106)が3本備わっているWaters 150℃高温クロマトグラフィー装置を140℃の装置温度で操作するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で行う。溶媒は1,2,4−トリクロロベンゼンであり、これを用いてサンプルが0.3重量パーセント入っている溶液を注入用として調製する。流量を1.0mL/分にし、そして注入量を100ミクロリットルにする。
溶離体積と協力させて、狭い分子量分布のポリスチレン標準(Polymer Laboratories製)を用いることで、分子量測定値を引き出す。下記の式:
Mポリエチレン=a*(Mポリスチレン)b
を引き出すに適切な、ポリエチレンとポリスチレンのMark−Houwink係数[WilliamsおよびWardが「Journal of Polymer Science」、Polymer Letters、6巻、621頁、1968の中で記述している如き]を用いて、ポリエチレンの相当する分子量を測定する。上記式中、a=0.4316およびb=1.0である。下記の式:
w=Σwi*Mi
[式中、wiおよびMiは、GPCカラムから溶離して来るi番目の画分それぞれの重量分率および分子量である]
に従う通常様式で、重量平均分子量Mwを計算する。
ポリマー成分の溶融粘度をBrookfield Laboratories DVII+ Viscometerを用いて使い捨て用アルミニウム製サンプルチャンバ内で下記の手順に従って測定する。使用したスピンドルは、10から100,000センチポイズ[0.1から1000グラム/(cm・秒)]の範囲の粘度測定で用いるに適切なホットメルト用SC−31スピンドルである。切削歯を用いてサンプルを幅が1インチで長さが5インチ(幅が2.5cmで長さが13cm)のサンプルチャンバに入れるに適合した充分に小さい片に裁断した。このサンプルを上記チャンバに入れ、このチャンバを次にBrookfield Thermoselに挿入して、それを、湾曲したニードルノーズプライヤー(bent needle−nose pliers)で適切な場所に固定する。このサンプルチャンバの底には、上記スピンドルを挿入して回転させた時に上記チャンバが回らないことを確保する目的で、上記Brookfield Thermoselの底に合う刻み目が付いている。このサンプルを350度F(177℃)に加熱し、その溶融したサンプルがサンプルチャンバ上部の下方約1インチ(2.5cm)の所に来るまでサンプルを追加的に加える。この粘度測定装置を下げて、上記スピンドルを上記サンプルチャンバの中に浸ける。粘度計に付いているブラケット(brackets)と上記Thermoselに付いているブラケットが整列するまで下げ続ける。粘度測定装置のスイッチを入れて、30から60パーセントの範囲のトルク読みをもたらすせん断速度に設定する。読み取りを1分毎に約15分間に渡ってか或は値が安定になるまで行い、最終読み値を記録する。
ホットメルト接着剤が示す溶融粘度の測定をBrookfield Thermosel Viscometer Model LVDV 2+で21号スピンドルを用いて行った。
剥離およびせん断(PAFTおよびSAFT)の測定を、剥離モードでは100グラムの重りをサンプルから吊しそしてせん断モードでは500グラムの重りをサンプルから吊すことを通して行う。温度を25℃の出発温度から25℃/時の加熱速度で100℃の最終温度にまで上昇させた。サンプルが破壊を起こす温度をオーブンで自動的に記録した。ガラス棒またはシム(shims)を用いて各サンプルを手でクラフト紙の上に位置させて覆った。その結果として生じた被覆物は幅が1インチ(2.5cm)で厚みが8−10ミルまたは0.008から0.010インチ(2.0から2.5cm)の帯状であった。各接着剤で最低限8サンプルを試験した。本発明の接着剤を市販組成物と比較した。
接着試験を下記の如く実施した。高性能段ボールおよび粘土被覆チップボードカートンストック(cartonstock)の両方に関して、約135℃の付着温度、1.5秒のオープン時間および1.5秒のセット時間(set time)または圧縮時間を用いそしてビードサイズ(bead size)を1インチの未圧縮状態の3/32(2.4mm)にして、接着結合部を生じさせた。次に、その結果として生じた接着物に条件付けを約40度F(4.5℃)で少なくとも24時間受けさせた後、手で引き剥がして、全結合部分(total bond)のパーセントを基準にした繊維引裂き(fiber tear)の量を測定した。各接着剤に関して最低限で6サンプルを試験した。接着剤性能を商業的に入手可能な異なる2種類の組成物と比較した。
熱安定性試験を下記の如く実施した。各接着剤のサンプル250グラムをガラスビーカーに入れた後、それを275度F(135℃)の強制空気オーブンに入れて、そのオーブンに96時間入れたままにした。24時間、48時間、72時間および96時間目に上記ビーカーから接着剤を少量(約10グラムから約20グラム)取り出した。次に、各時間間隔で粘度および溶融物のガードナー色を記録してサンプルの経時的変化を監視した。本明細書では96時間に渡る粘度変化および溶融物ガードナー色変化を報告する。
実施例24−93のホットメルト接着剤に関するせん断接着破壊温度(SAFT)を下記の手順に従って測定した。示したホットメルト接着剤をそれの溶融状態で用いてケースカートンに1インチx1インチ(2.5cmx2.5cm)のラップせん断接着部(lap shear bond)を生じさせる。サンプルを30℃の空気循環オーブンに入れて、その片の底から一定の重り(典型的には500グラムの重り)を吊すことで、それを垂直にぶら下げる。上記オーブンの温度を接着結合部が壊れるまで30分毎に5℃づつ上昇させる。せん断破壊温度は3回行ったSAFT測定の平均値である。
実施例24−93のホットメルト接着剤に関する剥離接着破壊温度[カンチレバー−モード(cantilever−mode)](PAFT c−モード)を下記の手順に従って測定した。示したホットメルト接着剤をそれの溶融状態で用いてケースカートンに1インチx1インチ(2.5cmx2.5cm)のラップせん断接着部を生じさせる。2本の金属ビーム(beams)を互いに2インチ離して平行に置く。1インチx1インチ(2.5cmx2.5cm)のラップせん断接着部が上記2本のビームの間の中心に来るように、その調製したサンプルを上記ビームを横切らせて置く。上記インチx1インチ(2.5cmx2.5cm)のラップせん断接着部の上に100グラムの重りを置く。このビームとサンプルを30℃の空気循環オーブンに入れる。上記オーブンの温度を接着結合部が壊れるまで30分毎に5℃づつ上昇させる。剥離破壊温度は3回行ったPAFT測定の平均値である。
オープン時間を下記の手順に従って測定する。所望のホットメルト接着剤を350度F(177℃)で溶融させる。Huckster Packaging(ヒューストン、TX)から入手可能な24pt Kraft「Post Tex Board」の11インチx4インチ(28cmx10cm)片を粘土側を上にして置く。この板紙の上に、溶融させたホットメルト接着剤の1インチ(2.5cm)ビードを位置させる。5秒後、この接着剤のビードの上に、24pt Kraft「Post Tex Board」の1インチx4インチ(2.5cmx10cm)片を繊維側を下にして位置させる。直ちに、この片に10ポンド(3.7kg)のローラーをかける。接着が起こらなくなるまで5秒毎に追加的「Post Tex Board」片を付着させてローラーをかける。上記板紙の両側に11インチx4インチ(28cmx10cm)の板紙を置いてしっかりと保持する。最初に付着させた片から始めて、紙の引裂き(tear)が起こらなくなるまで、各片をゆっくりと剥がす。接着剤の接触部分で紙の引裂きが均一に達成されなくなった地点を越えた秒数が上記時間である。
クローズ時間を下記の手順に従って測定する。所望のホットメルト接着剤を350度F(177℃)で溶融させる。Huckster Packaging(ヒューストン、TX)から入手可能な24pt Kraft「Post Tex Board」の11インチx4インチ(28cmx10cm)片を粘土側を上にして置く。この板紙の上に、溶融させたホットメルト接着剤の1インチ(2.5cm)ビードを位置させる。このビードの上に24pt Kraft「Post Tex Board」の1インチx4インチ(2.5cmx10cm)片を繊維側を下にして位置させた後直ちに10ポンド(3.7kg)のローラーをかける。5秒後、上記オープン時間の測定で示したのと同じ様式で片を引き剥がす。紙の引裂きが達成された場合には、クローズ時間は5秒以内である。紙の引裂きが達成されない場合には、片の引き剥がしを行う前に10秒間待った後、試験を繰り返す。紙の引裂きが達成されるまで上記試験を継続する。いくつかのサンプル、例えば感圧接着剤などは無限のクローズ時間を示すことを注目すべきである。
紙引裂きを下記の手順に従って測定する。所望のホットメルト接着剤を350度F(177℃)で溶融させる。Huckster Packaging(ヒューストン、TX)から入手可能な24pt Kraft「Post Tex Board」の11インチx4インチ(28cmx10cm)片を粘土側を上にして置く。この板紙の上に、溶融させたホットメルト接着剤の1インチ(2.5cm)ビードを位置させる。このビードの上に24pt Kraft「Post Tex Board」の1インチx4インチ(2.5cmx10cm)片を繊維側を下にして位置させた後直ちに10ポンド(3.7kg)のローラーをかける。初期紙引裂きでは、5秒後に、上記オープン時間の測定で示したのと同じ様式で片を引き剥がし、紙の引裂き度合を目で観察する。室温で14日後の紙引裂きの場合には、上記片を室温に14日間保持した後、初期紙引裂きの測定で示した様式と同じ様式でそれを引き剥がす。50℃で14日後の紙引裂きの場合には、上記片を50℃に14日間保持した後、初期紙引裂きおよび室温で14日後の紙引裂きの測定で示した様式と同じ様式でそれを引き剥がす。報告する値は各場合とも3回行った測定の平均である。
結晶度パーセントは式:
パーセントC=(A/292 J/g)x100
[式中、パーセントCは、結晶度パーセントを表し、そしてAは、エチレンポリマーを示差走査熱量測定(DSC)で測定した時の融解熱[1グラム当たりのジュール(J/g)]を表す]
で計算可能である。示差走査熱量測定(DSC)データは、各サンプル(5mg)をアルミニウム製鍋に入れ、このサンプルを160℃に加熱し、このサンプルを10℃/分で冷却しそしてPerkin Elmer DSC 7を用いて−30℃から140℃に及んで10℃/分で走査して吸熱を記録することを通して作成可能である。
図1は、本発明の代表的ホットメルト接着剤および比較ホットメルト接着剤の三軸図である。
図2は、本発明の代表的ホットメルト接着剤および比較ホットメルト接着剤の平均初期紙引裂きのグラフ図であり、そこに示されている点は図1の三軸図中の同じ相対位置における点に相当する。
図3は、本発明の代表的ホットメルト接着剤および比較ホットメルト接着剤の室温で14日後の紙引裂き平均値を示すグラフ図であり、そこに示されている点は図1の三軸図中の同じ相対位置における点に相当する。
図4は、本発明の代表的ホットメルト接着剤および比較ホットメルト接着剤の50℃で14日後の紙引裂き平均値を示すグラフ図であり、そこに示されている点は図1の三軸図中の同じ相対位置における点に相当する。
図5は、本発明の代表的ホットメルト接着剤および比較ホットメルト接着剤の配合が示す結晶度パーセント[示差走査熱量測定(DSC)で測定した時の]を示すグラフ図であり、そこに示されている点は図1の三軸図中の同じ相対位置における点に相当する。
図6は、本発明の代表的ホットメルト接着剤および比較の市販ホットメルト接着剤が示す溶融粘度(センチポイズ)を温度に対してプロットしたプロットである。
本発明のホットメルト接着剤は、エチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンから作られたインターポリマーである少なくとも1種の均一線状もしくは実質的に線状であるポリマーと任意に少なくとも1種のワックスおよび/または粘着付与剤を含有して成る。
本明細書では、コポリマーまたはターポリマーなどを示す目的で用語「インターポリマー」を用いる。即ち、エチレンを他の少なくとも1種のコモノマーと一緒に重合させるとインターポリマーが生じる。
この均一線状もしくは実質的に線状であるポリマーは、拘束幾何またはシングルサイト(single site)メタロセン触媒を用いて作られたエチレンポリマーである。用語「均一」は、所定インターポリマー分子内で如何なるコモノマーもランダムに分布しておりそしてインターポリマー分子の実質的に全部がそのインターポリマー内で同様なエチレン/コモノマー比を有することを意味する。この均一線状および実質的に線状であるエチレンポリマー類を示差走査熱量測定(DSC)で測定した時にそれが示す溶融ピークは、密度が低くなりそして/または数平均分子量が小さくなるにつれて広くなる。しかしながら、不均一ポリマー類とは異なり、均一ポリマーが115℃以上に溶融ピークを示す場合(0.940g/cm3以上の密度を有するポリマー類の場合など)、そのようなポリマー類は、典型的に、より低い温度に明確な溶融ピークを追加的に示さない。
この均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマー類は狭い分子量分布(Mw/Mn)を示すとして特徴づけられる。この線状および実質的に線状であるエチレンポリマー類の場合のMw/Mnは、好ましくは、1.5から2.5、好適には1.8から2.2である。
本発明で用いるに有用なエチレンポリマー類は高圧方法で作られた低密度のポリエチレンとは異なることを注目することが重要である。1つの観点で、低密度のポリエチレンは密度が0.900から0.935g/cm3のエチレンホモポリマーである一方、本発明で用いるに有用なエチレンポリマー類の密度を0.900から0.935g/cm3の範囲にまで下げるにはコモノマーを存在させる必要がある。
実質的に線状であるエチレンポリマー類は長鎖分枝を有する均一ポリマー類である。この長鎖分枝はポリマーのバックボーンと同様なコモノマー分布を示し、その長さはポリマーバックボーンの長さとほぼ同じ長さであり得る。本発明の実施で実質的に線状であるエチレンポリマーを用いる場合、そのようなポリマーはポリマーバックボーンが炭素1000個当たり0.1から3個の長鎖分枝で置換されているとして特徴づけられる。
長鎖分枝の存在量を測定する方法は定性的および定量的の両方とも本技術分野で公知である。
定性的測定方法に関しては、例えば米国特許第5,272,236号および5,278,272号[これらにはメルトフラクチャー(melt fracture)現象の識別で見掛けせん断速度に対する見掛けせん断応力のプロットを用いることが開示されている]を参照のこと。実質的に線状であるエチレンポリマー類は、(a)この実質的に線状であるエチレンポリマーの場合の表面メルトフラクチャーが起こり始める時の臨界せん断速度が、同じコモノマーまたはコモノマー類が用いられていて上記実質的に線状であるエチレンポリマーが示すI2、Mw/Mnおよび密度の10パーセント以内にあるI2、Mw/Mnおよび密度を有する線状エチレンポリマーの場合の表面メルトフラクチャーが起こり始める時の臨界せん断速度より、少なくとも50パーセント大きい[ここで、上記実質的に線状であるエチレンポリマーおよび上記線状エチレンポリマーの各々が示す臨界せん断速度は気体押し出しレオメーター(gas extrusion rheometer)を用いて同じ溶融温度で測定した臨界せん断速度である]か或は(b)気体押し出しレオメトリー(rheometry)で測定した時にグロス(gross)メルトフラクチャーが起こり始める時の臨界せん断速度が4x106ダイン/cm2(0.4MPa)以上であるような気体押し出しレオロジー(gas extrusion rheology)を示す。
定量的測定方法に関しては、例えば米国特許第5,272,236号および5,278,272号、Randall(Rev.Macromol.Chem.Phys.,C29(2&3),p.285-297)[これらには13C核磁気共鳴分光法を用いた長鎖分枝測定が考察されている]:Zimm.G.H.およびStockmayer,W.H.,J.Chem.Phys.,17,1301(1949);およびRudin,A.,Modern Methods of Polymer Characterization,John Wiley & Sons,New York(1991)103-112頁[これには低角レーザー光散乱検出器をつなげたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC−LALLS)および示差粘度測定検出器をつなげたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC−DV)の使用が考察されている]を参照のこと。
実質的に線状であるエチレンポリマー類は、更に、メルトフロー比(I10/I2)を多分散指数、即ち分子量分布(Mw/Mn)から独立させて変えることができるとして特徴づけられる。このような特徴は、実質的に線状であるエチレンポリマー類は狭い分子量分布を示すにも拘らず高い度合の加工性を有することに一致する。
この均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーはエチレンと少なくとも1種のα−オレフィンから作られたインターポリマーである。エチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィン(例えばプロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンチンおよび1−オクテンなど)から作られたインターポリマー類が好適であり、エチレンと少なくとも1種のC4−C20α−オレフィン、特に少なくとも1種のC6−C8α−オレフィンから作られたインターポリマー類が最も好適である。
本明細書で用いるに有用なエチレンの均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーは、密度が0.850g/cm3以上、好適には0.855g/cm3以上で0.895g/cm3未満、好適には0.885g/cm3未満、より好適には0.875g/cm3未満のインターポリマーである。1−オクテンをコモノマーとして用いる場合には、この1−オクテンを、ASTM D−5017に従うNMRで測定して、ポリマー中に好適には31重量パーセントを越える量で存在させる。より好適には、このインターポリマーの1−オクテンコモノマー含有量を33重量パーセント以上にし、最も好適には35重量パーセント以上にする。
本接着剤組成物に、好適には、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定して多分散指数(Mw/Mn)が約2.5以下、好適には約1.5から2.5、より好適には1.8から2.2であると言った狭い分子量分布を示すとして特徴づけられる均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーを含める。
この均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが示すメルトインデックス(190℃におけるI2)を、好適には200から2000g/10分、より好適には500から1500g/10分、最も好適には800から1200g/10分にする。
この均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーが350度F(177℃)で示すブルックフィールド(商標)溶融粘度(スピンドル31を用いて速度を1.5rpmにした)は、好ましくは、2,000cps[20グラム/(cm・秒)]から約18,000cps[180グラム/(cm・秒)]、好適には5,000cps[50グラム/(cm・秒)]から17,00cps[170グラム/(cm・秒)]、により好適には7,000cps[70グラム/(cm・秒)]から16,000cps[160グラム/(cm・秒)]、最も好適には8,000cps[80グラム/(cm・秒)]から15,000cps[150グラム/(cm・秒)]である。溶融粘度は、非常に高いメルトインデックスを示すポリマー類を正確に記述しようとする場合の好適なメルトインデックス表現である。
本発明は、別の態様において、インターポリマー類のブレンド物も包含し得、ここでは、結果として生じるインターポリマーブレンド物に、0.850g/cm3以上、好適には0.855g/cm3以上で0.895g/cm3未満、好適には0.885g/cm3未満、より好適には0.875g/cm3未満の密度を持たせる。結果として生じるブレンド物の粘度を5,000cps[50グラム/(cm・秒)]から18,000cps[180グラム/(cm・秒)]、好適には7,000cps[70グラム/(cm・秒)]から16,000[160グラム/(cm・秒)]、より好適には8,000cps[80グラム/(cm・秒)]から15,000[150グラム/(cm・秒)]にする。従って、結果として生じるインターポリマーブレンド物が好適な範囲内の密度および粘度またはメルトインデックスを示すことを条件として各インターポリマーに好適な範囲外の密度および/または粘度/メルトインデックスを持たせることも可能である。
この均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマー、特にホットメルト接着剤配合物に、好適には、極めて低い分子量を持たせる、即ち上記ポリマー類に11,000以内の数平均分子量(Mn)を持たせる。
本出願では極めて低い分子量のエチレン/α−オレフィンインターポリマー類を用いるのが特に有利である、と言うのは、それらは同じ密度を有する相当する高分子量材料が示すピーク結晶温度より高いピーク結晶温度を示すことを特徴とするがポリマーの粘度および配合物の粘度が低くなるからである。ホットメルト接着剤用途では、ピーク結晶温度が高いことはクローズ時間が短くなると解釈される、と言うのは、そのような材料は熱溶融物状態から迅速に結晶化し始めるからである。
均一に分枝している線状エチレン/α−オレフィンインターポリマー類は、均一な短鎖分枝分布をもたらす重合方法(例えばElstonが米国特許第3,645,992号に記述した如き方法)を用いて調製可能である。Elstonは、彼の重合方法で、可溶なバナジウム触媒系を用いて上記ポリマー類を製造している。しかしながら、Mitsui Petrochemical CompanyおよびExxon Chemical Companyなどの如き他社は、均一線状構造を持つポリマー類の製造でいわゆるシングルサイトメタロセン触媒系を用いている。均一線状エチレン/α−オレフィンインターポリマー類は現在Mitsui Petrochemical Companyから商標「Tafmer」の下で入手可能でありかつExxon Chemical Companyから商標「Exact」の下で入手可能である。
実質的に線状であるエチレン/α−オレフィンインターポリマー類はザ・ダウケミカル社(The Dow Chemical Company)からAffinity(商標)ポリオレフィンプラストマーとして入手可能である。実質的に線状であるエチレン/α−オレフィンインターポリマー類は米国特許第5,272,236号および米国特許第5,278,272号に記述されている技術に従って調製可能である。
極めて低い分子量を有するポリマー類は、本明細書の実施例に従い、以下に挙げる手順を用いて製造可能である。
上記1番目のポリマーは拘束幾何金属錯体を用いて適切に調製可能であり、例えば1990年7月3日付けで提出した米国出願連続番号545,403(ヨーロッパ特許出願公開第416,815号);1991年5月20日付けで提出した米国出願連続番号702,475(ヨーロッパ特許出願公開第514,828号)ばかりでなく、米国特許第5,470,993、5,374,696、5,231,106、5,055,438、5,057,475、5,096,867、5,064,802および5,132,380号に開示されている拘束幾何金属錯体を用いて調製可能である。1991年6月24日付けで提出した米国出願連続番号720,041(ヨーロッパ特許出願公開第514,828号)には、前記拘束幾何触媒の特定のボラン誘導体が開示されておりかつそれの製造方法が教示および請求されている。米国特許第5,453,410号に、カチオン性拘束幾何触媒とアルモキサンの組み合わせは適切なオレフィン重合用触媒であることが開示された。
チタンが+4酸化状態で存在している典型的な拘束幾何金属錯体には、これらに限定するものでないが、下記が含まれる:(n−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−ブチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−ブチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(シクロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(シクロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(シクロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(シクロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(1−アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(n−ブチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−ブチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(1−アダマンチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(n−ブチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(n−ブチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(シクロドデシルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(シクロドデシルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(2,4,6−トリメチルアニリド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル;(シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(1−アダマンチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;および(1−アダマンチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジベンジル。
チタンが+3酸化状態で存在する典型的な拘束幾何金属錯体には、これらに限定するものでないが、下記が含まれる:(n−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(n−ブチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(シクロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキシ(η5−2−メチルインデニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(n−ブチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(シクロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(1−アダマンチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(n−ブチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(シクロドデシルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;(2,4,6−トリメチルアニリド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル;および(1−アダマンチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(III)2−(N,N−ジメチルアミノ)ベンジル。
チタンが+2酸化状態で存在する典型的な拘束幾何金属錯体には、これらに限定するものでないが、下記が含まれる:(n−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(n−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(シクロドデシルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(IV)ジメチル;(1−アダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(1−アダマンチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(t−ブチルアミド)ジメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(n−ブチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(n−ブチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(シクロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(シクロドデシルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキシ(η5−2−メチル−インデニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(1−アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(1−アダマンチルアミド)ジイソプロポキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(n−ブチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(n−ブチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(シクロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(シクロドデシルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(1−アダマンチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(1−アダマンチルアミド)ジメトキシ(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(n−ブチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(n−ブチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(シクロドデシルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(シクロドデシルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;(2,4,6−トリメチルアニリド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン;(1−アダマンチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン;および(1−アダマンチルアミド)エトキシメチル(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタン(II)1,3−ペンタジエン。
上記錯体の製造はよく知られている合成技術を用いて実施可能である。反応を、妨害しない(noninterfering)適切な溶媒中、−100から300℃、好適には−78から100℃、最も好適には0から50℃の温度で実施する。金属に還元を受けさせて高い酸化状態から低い酸化状態にする目的で還元剤を用いることも可能である。適切な還元剤の例は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウムおよび亜鉛、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の合金、例えばナトリウム/水銀アマルガムおよびナトリウム/カリウム合金など、ナトリウムナフタレニド(naphthalenide)、カリウムグラファイト、リチウムアルキル類、リチウムもしくはカリウムアルカジエニル類、およびグリニヤール試薬などである。
上記錯体の生成で用いるに適切な反応媒体には、脂肪族および芳香族炭化水素、エーテル類および環状エーテル類、特に分枝鎖炭化水素、例えばイソブタンなど、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどおよびそれらの混合物、環状および脂環式炭化水素、例えばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタンなどおよびそれらの混合物、芳香族およびヒドロカルビル置換芳香族化合物、例えばベンゼン、トルエンおよびキシレンなど、C1-4ジアルキルエーテル類、(ポリ)アルキレングリコール類のC1-4ジアルキルエーテル誘導体およびテトラヒドロフランなどが含まれる。また、前記の混合物も適切である。
適切な活性化用共触媒および活性化技術は下記の文献にいろいろな金属錯体に関して以前に教示された:ヨーロッパ特許出願公開第277,003号、米国特許第5,153,157号、米国特許第5,064,802号、ヨーロッパ特許出願公開第468,651号(米国出願連続番号07/547,718に相当)、ヨーロッパ特許出願公開第520,732号(米国出願連続番号07/876,268に相当)、WO 95/00683(米国連続番号08/82,201に相当)およびヨーロッパ特許出願公開第520,732号(1992年5月1日付けで提出した米国出願連続番号07/884,966に相当)。
本明細書で用いるに適切な活性化用共触媒には、完全フッ素置換されているトリ(アリール)ホウ素化合物、最も特別にはトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン;ポリマー状でなく配位しない適合性のイオン形成化合物(このような化合物を酸化条件下で用いることを包含)が含まれ、特に、配位しない適合性アニオンのアンモニウム塩、ホスホニウム塩、オキソニウム塩、カルボニウム塩、シリリウム塩もしくはスルホニウム塩、そして配位しない適合性アニオンのフェロセニウム塩の使用が含まれる。適切な活性化技術にはバルク(bulk)電気分解の使用が含まれる。前記活性化用共触媒と技術の組み合わせも同様に利用可能である。
活性化用共触媒として使用可能なホウ素化合物の説明的非制限例は下記である:三置換アンモニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリメチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリエチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリプロピルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリ(n−ブチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリ(s−ブチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニウム、n−ブチルトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニウム、ベンジルトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニウム、テトラキス(4−(t−ブチルジメチルシリル)−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニウム、テトラキス(4−(トリイソプロピルシリル)−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニウム、ペンタフルオロフェノキシトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジエチルアニリニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチル−2,4,6−トリメチルアニリニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸トリメチルアンモニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸トリエチルアンモニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸トリプロピルアンモニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸トリ(n−ブチル)アンモニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸ジメチル(t−ブチル)アンモニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチルアニリニウム、テトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジエチルアニリニウム、およびテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジメチル−2,4,6−トリメチルアニリニウムなど;
二置換アンモニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ−(i−プロピル)アンモニウムおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジシクロヘキシルアンモニウムなど;
三置換ホスホニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリフェニルホスホニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリ(o−トリル)ホスホニウム、およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリ(2,6−ジメチルフェニル)ホスホニウムなど;
二置換オキソニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジフェニルオキソニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(o−トリル)オキソニウム、およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(2,6−ジメチルフェニル)オキソニウムなど;そして
二置換スルホニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジフェニルスルホニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(o−トリル)スルホニウム、およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ビス(2,6−ジメチルフェニル)スルホニウムなど。
他の共触媒には、これらに限定するものでないが、イオン性の活性化用共触媒として使用可能なホウ素化合物が含まれ、それらは三置換アンモニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸デシルジ(メチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ドデシルジ(メチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸テトラデシルジ(メチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ヘキサデシルジ(メチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸オクタデシルジ(メチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸エイコシルジ(メチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸メチルジ(デシル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸メチルジ(ドデシル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸メチルジ(テトラデシル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸メチルジ(ヘキサデシル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸メチルジ(オクタデシル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸メチルジ(エイコシル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリデシルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリドデシルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリテトラデシルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリヘキサデシルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリオクタデシルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリエイコシルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸デシルジ(n−ブチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ドデシルジ(n−ブチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸オクタデシルジ(n−ブチル)アンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジドデシルアニリニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N−メチル−N−ドデシルアニリニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸N,N−ジ(オクタデシル)(2,4,6−トリメチルアニリニウム)、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸シクロヘキシルジ(ドデシル)アンモニウムおよびテトラキス(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ホウ酸メチルジ(ドデシル)アンモニウムなどである。
また、同様な置換基を有する適切なスルホニウムもしくはホスホニウム塩、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(デシル)スルホニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸(n−ブチル)ドデシルスルホニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリデシルホスホニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(オクタデシル)メチルホスホニウム、およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリ(テトラデシル)ホスホニウムも挙げることができる。
最も好適な活性化用共触媒はトリスペンタフルオロフェニルボランおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(オクタデシル)メチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジ(オクタデシル)(n−ブチル)アンモニウムおよびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸(ビス(水添獣脂アルキル)メチルアンモニウム)である。
また、アルモキサン類、特にメチルアルモキサンまたはトリイソブチルアルミニウムで修飾したメチルアルモキサンも適切な活性化剤であり、上記金属錯体の活性化で用いることができる。
この金属錯体:活性化用共触媒の使用モル比を好適には1:1000から2:1、より好適には1:5から1.5:1、最も好適には1:2から1:1の範囲にする。金属錯体をトリスペンタフルオロフェニルボランおよびトリイソブチルアルミニウム修飾メチルアルモキサンで活性化させる好適なケースでは、チタン:ホウ素:アルミニウムのモル比を典型的には1:10:50から1:0.5:0.1、最も典型的にはほぼ1:3:5にする。
上記触媒を気相重合方法で用いる時には、支持体、特にシリカ、アルミナまたはポリマー[特にポリ(テトラフルオロエチレン)またはポリオレフィン]を用いてもよく、望ましくは用いる。この支持体を、好適には、触媒(金属を基準):支持体の重量比が1:100,000から1:10、より好適には1:50,000から1:20、最も好適には1:10,000から1:30になる量で用いる。大部分の重合反応で用いる触媒:重合し得る化合物のモル比は10-12:1から10-1:1、より好適には10-9:1から10-5:1である。
個々の材料ばかりでなく回収する触媒成分も常に酸素および水分から保護する必要がある。従って、酸素も水分も含まない雰囲気中で触媒成分および触媒の調製および回収を行う必要がある。従って、好適には、反応を不活性な乾燥ガス、例えば窒素などの存在下で実施する。
重合はバッチ式または連続式重合方法として実施可能であり、実質的に線状であるポリマー類を製造する場合には連続式重合方法を用いるべきである。連続式方法の場合には、エチレン、コモノマーおよび任意に溶媒およびジエンを反応ゾーンに連続供給しかつポリマー生成物をそこから連続的に取り出す。
均一線状もしくは実質的に線状であるポリマーの重合では、一般に、チーグラー・ナッタまたはカミンスキー・シン型重合反応条件、即ち大気圧から3500気圧(350MPa)の範囲の反応槽圧力下で重合を実施してもよい。反応槽の温度を80℃以上、典型的には100℃から250℃、好適には100℃から150℃にすべきであり、上記範囲の高い方の温度、即ち100℃以上の温度を用いると、より低い分子量のポリマーが生成し易くなる。
上記ポリマーの分子量は反応槽の温度に加えて水素:エチレンのモル比の影響を受け、水素のレベルを高くすればするほどポリマーの分子量が低くなる。所望ポリマーに1g/10分のI2を持たせようとする場合には、典型的に水素:エチレンのモル比を0:1にする。所望ポリマーに1000g/10分のI2を持たせようとする場合には、典型的に水素:エチレンのモル比を0.45:1から0.7:1にする。この水素:エチレンのモル比の上限は典型的に2.2−2.5:1である。
この重合方法を一般的には約10から約1000psi(70から7000kPa)、最も好適には約40から約60psi(30から300kPa)のエチレン差圧(differential pressure)で実施する。この重合を一般的には80から250℃、好適には90から170℃、最も好適には95℃以上から140℃の温度で実施する。
大部分の重合反応で用いる触媒:重合し得る化合物のモル比は10-12:1から10-1:1、より好適には10-9:1から10-5:1である。
溶液重合条件では個々の反応成分のための溶媒を用いる。好適な溶媒には反応温度で液状の鉱油およびいろいろな炭化水素が含まれる。有用な溶媒の説明的例にはアルカン類、例えばペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびノナンばかりでなくアルカン類の混合物[ケロセン、およびExxon Chemnicals Inc.から入手可能なIsopar−E(商標)が含まれる];シクロアルカン類、例えばシクロペンタンおよびシクロヘキサンなど;そして芳香族、例えばベンゼン、トルエン、キシレン類、エチルベンゼンおよびジエチルベンゼンなどが含まれる。
上記溶媒を反応槽内で相分離が起こらないようにするに充分な量で存在させる。この溶媒は熱を吸収する機能を果すことから、溶媒の量を少なくすればするほど結果として反応槽の断熱性が低くなる。この溶媒:エチレン比(重量基準)を典型的には2.5:1から12:1にし、この点を越えると触媒の効率が悪化する。最も典型的な溶媒:エチレン比(重量基準)は5:1から10:1の範囲である。
上記少なくとも1種の1番目のポリマーの製造を、更に、この上に記述した如き触媒を不活性支持体、例えばシリカなどに支持させた支持型として用いたスラリー重合方法で行うことも可能である。実用上の制限として、ポリマー生成物が実質的に不溶な液状希釈剤中でスラリー重合を行う。スラリー重合用の希釈剤は、好適には、炭素原子数が5未満の1種以上の炭化水素である。望まれるならば、飽和炭化水素、例えばエタン、プロパンまたはブタンなどを希釈剤として全体的または部分的に用いることができる。同様に、上記α−オレフィンモノマーまたはいろいろなα−オレフィンモノマー類から成る混合物を希釈剤として全体的または部分的に用いることも可能である。最も好適には希釈剤の少なくとも主要部分をその重合させるべきα−オレフィンモノマーまたはモノマー類で構成させる。
低温付着に適したホットメルト接着剤を製造しようとする場合には、均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマー類を上記接着剤に好ましくは20重量パーセントから65重量パーセント、好適には25重量パーセントから45重量パーセント、より好適には30重量パーセントから40重量パーセントの量で存在させる。
追加的にか或は別法として、上記均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーを他のエチレンホモポリマー類、コポリマー類およびターポリマー類[これらには低密度ポリエチレンばかりでなくグラフト化(grafted)およびマレエート化(malleated)品、エチレンと酢酸ビニルから作られたコポリマー類、エチレンとアクリル酸n−ブチルから作られたコポリマー類、エチレンとメタアクリレートから作られたコポリマー類が含まれる];プロピレンのホモポリマー類、コポリマー類およびターポリマー類;そしてゴム状のブロックコポリマー類[これらには一般構造A−B−Aトリブロック、A−B−A−B−A−Bマルチブロック、A−Bジブロックで表されるコポリマー類そしてラジアル(radial)ブロックコポリマー類が含まれる]と組み合わせることも可能である。このような追加的ポリマー類を本接着剤に約20重量パーセント以下の量、好適には本接着剤に約10重量パーセント以下の量で使用してもよい。
本明細書で用いるに有用なワックス類には、パラフィンワックス類、微結晶性ワックス類、低分子量の高密度ポリエチレンワックス類、副生成物であるポリエチレンワックス類、Fischer−Tropschワックス類、Fischer−Tropschワックスの酸化品、および官能化(functionalized)ワックス類、例えばヒドロキシステアリン酸アミドワックス類および脂肪アミドワックス類などが含まれ得る。本技術分野では、低分子量の高密度ポリエチレンワックス類、副生成物であるポリエチレンワックス類およびFischer−Tropschワックス類を包含させる目的で用語「高融点の合成ワックス類」を用いるのが通常である。
上記分類に入る典型的な低分子量高密度ポリエチレンワックス類には、Petrolite,Inc.(Tulsa、OK)からPolywax(商標)500、Polywax(商標)1500およびPolywax(商標)2000として入手可能なエチレンホモポリマー類が含まれる。Polywax(商標)2000の分子量は約2000で、Mw/Mnは約1.0で、16℃の粘度は約0.97g/cm3で、融点は約126℃である。
本明細書で用いるに有用なパラフィンワックス類は約55℃から約85℃のリング(ring)およびボール(ball)軟化点を示すワックス類である。好適なパラフィンワックス類は、所在地がDoraville、GAのAstor Wax Corporationから入手可能なOkerin(商標)236 TP;Pennzoil Products Co.(ヒューストン、TX)から入手可能なPenreco(商標)4913;Moore & Munger(Shelton、CT)から入手可能なR−7152 Paraffin Wax;およびInternational Waxes,Ltd(オンタリオ州、カナダ)から入手可能なParaffin Wax 1297である。
他のパラフィンワックス類にはCP Hallから製品表示1230、1236、1240、1245、1246、1255、1260および1262の下で入手可能なワックス類が含まれる。CP Hall 1246パラフィンワックス類がCP Hall(Stow、OH)から入手可能である。CP Hall 1246パラフィンワックスの融点は143度F(62℃)で、210度F(99℃)の粘度は4.2センチポイズ[0.042グラム/(cm・秒)]で、73度F(23℃)の比重は0.915g/cm3である。
本明細書で用いるに有用な微結晶性ワックス類は、炭素30個分から100個分の範囲の長さを有する環状もしくは分枝アルカン類が50重量パーセント以上含まれているワックス類である。それらは一般にパラフィンワックス類およびポリエチレンワックス類よりも低い結晶性を示し、それの融点は約70℃以上である。その例にはPetrolite,Inc.(Tulsa、OK所在)から入手可能なVictory(商標)Amber Wax[融点が70℃のワックス];Bareco(シカゴ、IL)から入手可能なBareco(商標)ES−796 Amber Wax(融点が70℃のワックス);Astor Wax Corp.から入手可能なOkerinx(商標)177(融点が80℃のワックス);両方ともPetrolite,Inc.(Tulsa、OK)から入手可能なBesquare(商標)175および195Amber Wax[融点が80℃および90℃の微結晶性ワックス];Industrial Raw Materials(Smethport、PA所在)から入手可能なIndramic(商標)91(融点が90℃のワックス);そしてPetrowax PA,Inc.(ニューヨーク、NY所在)から入手可能なPetrowax(商標)9508 Light(融点が90℃のワックス)が含まれる。
本明細書で用いるに有用な高融点の合成(HMP)ワックス類は、低分子量の高密度ポリエチレンワックス類、副生成物であるポリエチレンワックス類およびFischer−Tropschワックス類である。好適なワックス類にはPetrolite Corp.から入手可能なPetrolite(商標)C−4040、Polywax(商標)1000、2000および3000(低分子量のポリエチレンワックス類);Exxon Chemical Co.から入手可能なEscomer(商標)H−101(修飾ポリエチレンワックス);Marcu Chemical Co.、即ちH.R.D.Corp.のデビジョン(ヒューストン、TX所在)から入手可能なMarcus(商標)100、200および300(副生成物である低分子量ポリエチレンワックス);Sasol−SA/Moore & Munger(Shelton、CT)から入手可能なParaflint(商標)H−1、H−4およびH−8(Fischer−Tropschワックス類);そしてBarecoから入手可能なPetrolite(商標)PX−100(Fischer−Tropschワックス)が含まれる。
特に本発明のホットメルト接着剤を2基反応槽方式で製造することを望む場合に好適なワックス類は、この上に挙げてそして以下の実施例に示す如き手順を利用して拘束幾何触媒またはシングルサイト触媒を用いて作られた均一ワックス類である。このようなポリマー類はエチレンのホモポリマー類であるか或はエチレンとコモノマー(これはC3−C20α−オレフィン、スチレン、アルキル置換スチレン、テトラフルオロエチレン、ビニルベンゾシクロブタン、非共役ジエンまたはナフテン系、好適にはC4−C20α−オレフィンまたはスチレン、より好適にはC6−C20α−オレフィンである)から作られたインターポリマー類である。
この均一ワックスが350度Fで示す溶融粘度を、ホットメルト接着剤配合で望まれる全体的粘度およびクローズ時間がもたらされるような粘度にする。この均一ワックスが350度F(177℃)で示す溶融粘度は、典型的に1000センチポイズ[10グラム/(cm・秒)]以下、好適には800センチポイズ[8グラム/(cm・秒)]以下であり、350度F(177℃)で示す溶融粘度が500センチポイズ[5グラム/(cm・秒)]以下の均一ワックス類が有用である。この均一ワックスが350度F(177℃)で示す溶融粘度は典型的に少なくとも100センチポイズ[1グラム/(cm・秒)]、典型的には少なくとも120センチポイズ[1.2グラム/(cm・秒)]、より典型的には少なくとも150センチポイズ[1.5グラム/(cm・秒)]であり、350度F(177℃)で示す溶融粘度が少なくとも200センチポイズ[2グラム/(cm・秒)]のワックス類が工程経済性の観点から特に好適である。
上記ポリマー類が示すMw/Mnは、好ましくは、伝統的なワックス類とは対照的に1.5から2.5、好適には1.8から2.2である。
この均一ワックスの密度は少なくとも0.885g/cm3、好適には少なくとも0.900g/cm3、より好適には少なくとも0.920g/cm3である。この均一ワックスの密度は0.970g/cm3以下、好適には0.965g/cm3以下、より好適には0.940g/cm3以下である。
特にホットメルト接着剤を150℃未満の温度で取り付けることができるように配合しようとする場合には、上記ワックス類を上記接着剤に0重量パーセントから40重量パーセント、好適には上記接着剤に15重量パーセントから35重量パーセント、最も好適には上記接着剤に20重量パーセントから30重量パーセントの量で用いるのが有用であり、そしてこれらは如何なる組み合わせで用いられてもよい。しかしながら、完成接着剤が示す硬化速度を改善し、粘度を下げ、耐熱性を高めかつ機械加工性を向上させるワックス類が有用である。このように、使用するワックスの量および種類は上記要因を基に決定されるであろう。
用語「粘着付与剤」を本明細書で用いる場合、これは炭化水素を基としていてホットメルト接着剤組成物に粘性を与える有用な数種の組成物のいずれかを意味する。例えば、数種類の粘着付与剤には、脂肪族C5樹脂、ポリテルペン樹脂、水添樹脂、混合脂肪族−芳香族樹脂、ロジンエステルおよび水添ロジンエステルが含まれる。
本明細書で用いるに有用な典型的粘着付与樹脂には、脂肪族、環状脂肪族および芳香族炭化水素、そして修飾炭化水素および水添品;テルペン類および修飾テルペン類および水添品;そしてロジン類およびロジン誘導体および水添品;そしてそれらの混合物が含まれる。このような粘着付与樹脂が示すリングおよびボール軟化点は70℃から150℃であり、そしてB型粘度計で測定した時に350度F(177℃)で示す粘度は典型的に2000センチポイズ(20グラム/cm・秒)以下である。それらはまたいろいろな水添レベルまたは飽和レベル(これは通常用いられている別の用語である)で入手可能である。有用な例には、Eastman Chemical Co.(Kingsport、テネシー州)から入手可能なEastotac(商標)H−100、H−115およびH−130(これらはそれぞれ軟化点が100℃、115℃および130℃の部分水添環状脂肪族石油炭化水素樹脂である)が含まれる。それらはEグレード、Rグレード、LグレードおよびWグレードで入手可能であり、このようなグレードはいろいろな水添レベルを示し、ここで、Eの水添度合が最低でWの水添度合が最大である。このEグレードが示す臭素価は15でRグレードが示す臭素価は5でLグレードが示す臭素価は3でWグレードが示す臭素価は1である。Eastman Chemical Co.から入手可能なEastotac(商標)H−142Rが示す軟化点は約140℃である。他の有用な粘着付与樹脂には、部分水添環状脂肪酸石油炭化水素樹脂であるEscorez(商標)5300および5400そして部分水添芳香族修飾石油炭化水素樹脂であるEscorez(商標)5600[これらは全部Exxon Chemical Co.(ヒューストン、TX)から入手可能である];Goodyear Chemical Co.(Akron、OH)から入手可能なWingtack(商標)Extra(これは脂肪芳香族石油炭化水素樹脂である);Hercules,Inc.(Wilmington、DE)から入手可能なHercolite(商標)2100(部分水添環状脂肪族石油炭化水素樹脂);そしてArizona Chemical Co.(Panama City、FL)から入手可能なZonatac(商標)105および501 Lite(これらはd−リモネンから作られたテルペン樹脂のスチレン化品である)が含まれる。
数多くの種類のロジン類および修飾ロジン類が存在していて、これらはいろいろな水添レベルで入手可能であり、それらにはガムロジン類、ウッドロジン類、トール油ロジン類、蒸留ロジン類、二量化ロジン類および重合ロジン類が含まれる。具体的な修飾ロジン類のいくつかにはウッドロジン類およびトール油ロジン類のグリセロールエステルおよびペンタエリスリトールエステルが含まれる。市販グレードには、これらに限定するものでないが、Arizona Chemical Co.から入手可能なSylvatac(商標)1103(ロジンのペンタエリスリトールエステル)、Union Camp(Wayne、NJ)から入手可能なUnitac(商標)R−100 Lite(ロジンのペンタエリスリトールエステル)、Herculesから入手可能なPermalyn(商標)305(エリスリトール修飾ウッドロジン)、そしてまたHerculesから入手可能なForal 105(ロジンのペンタエリスリトールエステルの高度水添品である)が含まれる。Sylvatac(商標)R−85および295は、Arizona Chemical Co.から入手可能な融点が85℃および95℃のロジン酸であり、そしてForal AXは、Hercules Inc.から入手可能な融点が70℃の水添ロジン酸である。Nirez V−2040はArizona Chemical Co.から入手可能なフェノール修飾テルペン樹脂である。
別の典型的な粘着付与剤であるPiccotac 115は350度F(177℃)で約1600センチポイズ[16グラム/(cm/秒)]の粘度を示す。他の典型的な粘着付与剤は350度F(177℃)で1600センチポイズ[16グラム/(cm/秒)]よりもずっと低い粘度を示し、例えば50から300センチポイズ[0.5から3グラム/(cm/秒)]の粘度を示す。
典型的な脂肪族樹脂には、商標EscorezTM,PiccotacTM,MercuresTM,WingtackTM,Hi-RezTM,QuintoneTM,TackirolTMなどの下で入手可能な樹脂が含まれる。典型的なポリテルペン樹脂には、商標NirezTM,PiccolyteTM,WingtackTM,ZonarezTMなどの下で入手可能な樹脂が含まれる。典型的な水添樹脂には、商標EscorezTM,ArkonTM,ClearonTMなどの下で入手可能な樹脂が含まれる。典型的な混合脂肪族−芳香族樹脂には、商標EscorezTM,RegaliteTM,HercuresTM,ARTM,ImprezTM,NorsoleneTMM,MarukarezTM,ArkonTMM,QuintoneTMなどの下で入手可能な樹脂が含まれる。他の粘着付与剤もそれらが上記均一線状もしくは実質的に線状であるエチレン/α−オレフィンインターポリマーおよび上記ワックスに相溶し得ることを条件として使用可能である。
特定の態様では、粘着付与剤を用いないか或は粘着付与剤を用いるとしても最小限の量で用いてホットメルト接着剤の調製を行う。粘着付与剤は悪臭を放ち、機械装置の腐食の原因になる傾向があり、かつ再生紙パルプから容易には分離され得ないことから、ホットメルト接着剤で用いる粘着付与剤の量を最小限にするのが有利である。更に、粘着付与剤は一般に高温で分解を起こすことから、粘着付与剤の使用量を最小限にしたホットメルト接着剤は向上した熱安定性を示すであろう。ホットメルト接着剤を2基反応槽配置で調製することが望まれる場合には、ホットメルト接着剤に含める粘着付与剤の量を20重量パーセント未満にするのが好ましく、好適には粘着付与剤の量を15重量パーセント未満にし、より好適には粘着付与剤の量を10重量パーセント未満にする。
しかしながら、特に、本発明のホットメルト接着剤が低い付着温度における使用に適するようにしようとする場合には、本発明の接着剤に粘着付着樹脂を含めてそれを本接着剤に10重量パーセントから60重量パーセント、好適には本接着剤に20重量パーセントから55重量パーセント、より好適には本接着剤に25重量パーセントから50重量パーセント、最も好適には本接着剤に30重量パーセントから40重量パーセントの量で存在させる。
また、この修飾配合物に添加剤、例えば抗酸化剤[例えばヒンダードフェノール系(例えばIrganox(商標)1010、Irganox(商標)1076)、ホスファイト系(例えばIrgafos(商標)168)]、抗ブロック添加剤、顔料、染料、蛍光剤および充填材などをそれらが本出願者が見い出した向上した配合特性を害さない度合で含めることも可能である。
安定剤および抗酸化剤の添加は、上記接着剤と酸素の反応で引き起こされる劣化(これは熱、光または原料に由来する残存触媒の如き物で誘発される)から上記接着剤を保護するためのものである。また、本発明の場合のように付着温度の低下も劣化度合の軽減に役立つ。そのような抗酸化剤はCiba−Geigy(Hawthorn、NY所在)から商業的に入手可能であり、それにはヒンダードフェノール系抗酸化剤であるIrganox(商標)565、1010および1076が含まれる。それらはフリーラジカル捕捉剤として働く一次抗酸化剤であり、これは単独でか或はそれを他の抗酸化剤、例えばCiba−Geigyから入手可能なIrgafos(商標)168の如きホスファイト系抗酸化剤などと組み合わせて用いることも可能である。ホスファイト系抗酸化剤は二次抗酸化剤であると見なされており、それは一般に単独では用いられず、主にパーオキサイド分解剤として用いられる。入手可能な他の抗酸化剤はCytec Industries(Stamford、CT)から入手可能なCyanox(商標)LTDPおよびAlbemarle Corp.(Baton Rouge、LA)から入手可能なEthanox(商標)1330である。他の数多くの抗酸化剤が入手可能であり、それらはそれら自身で使用可能であるか或は他のそのような抗酸化剤と組み合わせて使用可能である。このような抗酸化剤を用いる場合には、それを典型的にはホットメルト接着剤の全重量を基準にして0.5重量パーセント未満、好適には0.2重量パーセント未満の量で存在させる。
本ホットメルト接着剤に更に油を含有させることも可能である。典型的には本ホットメルト接着剤の粘度を下げる目的で油を用いる。油を用いる場合には、これを本ホットメルト接着剤の重量を基準にして15重量パーセント未満、好適には10重量パーセント未満、より好適には5重量パーセント未満の量で存在させる。典型的な種類の油にはホワイトミネラルオイル[例えばKaydol(商標)オイル(Witcoから入手可能)およびShellflex(商標)371ナフテン系オイル(Shell Oil Companyから入手可能)など]が含まれる。本ホットメルト接着剤の接着特性が意図した使用に有害なレベルにまで下がる度合で油を用いるべきでない。
本発明のホットメルト接着剤の調製は標準的な溶融ブレンド手順で実施可能である。詳細には、上記均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマー、ワックスおよび任意の粘着付与剤(類)を不活性ガスブランケット(blanket)下で均一な混合物が得られるまで高温(150から200℃)で溶融ブレンドしてもよい。ホットメルト成分の劣化を起こさせないで均一なブレンド物をもたらす如何なる混合方法も満足される方法であり、例えば撹拌機が備わっている加熱容器の使用などが満足される方法である。
更に、上記1番目のポリマー(類)、ワックス(類)および任意の粘着付与剤(類)を押出し加工コーター(coater)に供給して基質への取り付けを行うことも可能である。
別法として、ワックスが本明細書に記述する如き均一ワックスである場合には、2基反応槽配置を用いて1番目の反応槽内で均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーまたはワックスの一方を生じさせそして2番目の反応槽内で均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーまたはワックスのもう一方を生じさせそして典型的には上記2番目の反応槽の後方の1地点に位置させたサイドアーム(side−arm)押出し加工機で任意に粘着付与剤を供給することを通して、本ホットメルト接着剤の調製を行うのが好適であろう。上記反応槽は直列もしくは並列運転可能であることを特記する。本発明の方法に関連して、ホットメルト接着剤はペレット、ピロー(pillows)などの形態または他の如何なる所望形態で供給されてもよい。本開示の教示に従って均一線状(高分子量または超低分子量)または実質的に線状であるエチレン/α−オレフィンインターポリマーとワックスと任意の粘着付与剤から成るブレンド物を生じさせるに適合し得るそのような方法の例がWO 94/00500およびWO 94/01052に開示されている。
結果として得た接着剤は典型的にブルックフィールド(商標)粘度が150℃において5,000cps[50グラム/(cm・秒)]未満、好適には150℃において3,500cps[35グラム/(cm・秒)]未満、最も好適には150℃において2,000cps[20グラム/(cm・秒)]未満であることを特徴とし、このことから本接着剤は押出し加工型包装用装置、例えばNordson Corp.(アトランタ、GA)が製造している装置などで150℃以下、好適には約135℃から150℃の付着温度で用いるに理想的に適する。また、Mercer Corp.、Slautterback Corp.およびITWも押出し加工型包装用装置を製造している。
本発明の接着剤配合物は更に密度が低いことを特徴とする。上記インターポリマーは密度が低くて基質への染み込みがより良好なことから、より良好な接着がもたらされる。密度が低いことからそれらはまた再生利用にも理想的に適する。このように密度が低いことから再パルプ化過程における分離がより容易である。本発明の均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンインターポリマーの密度は0.895g/cm3未満、好適には0.885g/cm3未満、より好適には0.875g/cm3未満で、少なくとも0.850g/cm3、好適には少なくとも0.855g/cm3である。それとは対照的に、包装産業で用いられている標準的な基礎ポリマーであるエチレンと酢酸ビニルから作られたコポリマー類の密度は0.900g/cm3以上である。追加的に、最も通常に用いられているエチレンと酢酸ビニルから作られたコポリマー類の密度は0.940g/cm3以上であり、酢酸ビニル含有量が28パーセントのコポリマー類類の密度は0.950g/cm3以上である。また、エチレンアクリル酸n−ブチルおよびエチレンアクリル酸メチルの密度も0.900g/cm3以上である。
本発明のホットメルト接着剤は更に耐熱性が優れておりかつ柔軟性が優れていることを特徴とする。100グラム剥離値(peel values)は本接着剤組成物が耐熱性を示すことの例証である。剥離値(PAFT)は40℃以上、より好適には50℃以上、最も好適には60℃以上である。耐熱性が高いことに加えて低温特性が良好なことは、低温包装用接着剤に関する最新技術の有意な改良になる。
本ホットメルト接着剤は包装産業においてケースおよびカートンのシーリングおよびトレー成形で用いるに理想的に適する。このようなパッケージはバージンおよび再利用クラフト、高密度および低密度クラフト、チップボードおよびいろいろな種類の処理および被覆クラフトおよびチップボード、そしてこのような材料から作られた波形品(corrugated versions)などの如き材料から製造されている可能性がある。本接着剤はまた複合材料、例えばアルコール飲料の包装で用いられている種類のパッケージなどの接着でも使用可能である。このような複合材料には、アルミ箔を積層させそして更にフィルム材料、例えばポリエチレン、マイラー、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニルおよび他のいろいろな種類のフィルムなどを積層させたチップボードが含まれ得る。また、そのようなフィルム材料をアルミ箔の存在なしにチップボードまたはクラフトに直接接着させることも可能である。本分野の通常の技術者は本発明のホットメルト接着剤で接着させることができるいろいろな基質が包装産業で用いられていることを認識するであろう。
実施例
本発明のホットメルト接着剤実施例を下記の様式で調製した。ポリマー以外の接着剤材料を強制空気型オーブンに入れて150℃から175℃の範囲で溶融させた。次に、本技術分野で直立またはライトニング(lightening)ミキサーとして知られるもの、例えばCaframo(Wiarton、オンタリオ州、カナダ)が製造しているStirrer Type RZRIなどに、上記溶融物を入れて、これにポリマーをゆっくりと加えた。このブレンド物を加熱用マントル、例えばGlas−Col(Terre Haute、IN)が製造している加熱用マントルなどで150℃から175℃の範囲の温度に保持した。次に、この配合物を滑らかで均一になるまで混合した。抗酸化剤を溶融段階中か或は混合段階中か或は両段階中に添加してもよい。
特に明記しない限り、本発明のHMA類で用いた均一エチレンポリマー類は米国特許第5,272,236号および5,278,272号の手順に従って生じさせたエチレン/1−オクテンインターポリマー類であった。密度が0.858g/cm3でI2が500g/10分[350度F(177℃)における溶融粘度が22,700cps(227グラム/(cm・秒))]のエチレン/オクテンポリマー類の場合に用いた添加剤パッケージは、触媒失活剤(catalyst kill)として水が100ppmでIrganox(商標)1010ヒンダードフェノール系抗酸化剤(Chiba Geigyから入手可能)が2000ppmであった。密度が0.873g/cm3でI2が500g/10分[350度Fにおける溶融粘度が18,750cps(188グラム/(cm・秒))]のエチレン/オクテンポリマー類、密度が0.862g/cm3でI2が1000g/10分[350度F(177℃)における溶融粘度が10,740cps(107グラム/(cm・秒))]のエチレン/オクテンポリマー類、および密度が0.870g/cm3でI2が1000g/10分[350度F(177℃)における溶融粘度が9,000cps(90グラム/(cm・秒))]のエチレン/オクテンポリマー類の場合に用いた添加剤パッケージは、触媒失活剤として水が3.5ppmでIrganox(商標)ヒンダードフェノール系抗酸化剤が2000ppmであった。
実施例1および2:
Figure 0004382161
Figure 0004382161
比較実施例A、BおよびCは、エチレンと酢酸ビニルを基としていて低い付着温度用に設計された市販接着剤である。実施例1および2で用いた材料を表Iに示す。実施例1および2は、100グラム剥離データ(PAFT)で明らかなように、市販接着剤に比べて有意に高い耐熱性を示しかつ低い比重を示す。実施例1は全ての温度で優れた接着性能を示し、これは全目的の接着剤として設計したものである。比較実施例Dの取り付けを177℃の付着温度で行った以外は、上記接着剤を135℃の付着温度で高性能の波形ボードストックに取り付けた。ここで、上記数値は、生じさせた接着部分全体の量として繊維引裂きパーセントを表す。例えば、接着部分の長さが6インチ(15cm)で6インチの中の3インチ(7.5cm)が繊維引裂きを示した場合の繊維引裂き接着(fiber tearing bond)は50パーセントである。実施例1および2は両方とも96時間に渡る粘度変化およびガードナー色変化で示されるように優れた熱安定性を示す。
比較実施例D
比較実施例DはH.B.Fuller Co.(St.Paul、MN所在)から商業的に入手可能である。これは本産業で標準的な包装用ホットメルト接着剤であり、エチレンと酢酸ビニルを基としていて177℃の付着温度用に設計されたものである。
表IIに示した他の全ての実施例の付着温度は135℃であるのとは対照的に、177℃の付着温度で接着部を生じさせた。また、熱安定性も他の実施例では135℃で行ったのとは対照的に177℃で行った。
この比較実施例は、本発明の接着剤を用いると驚くべきほど高い耐熱性が得られることを例証するものである。本発明の接着剤は、驚くべきことに、ずっと低い粘度を有する一方で、100グラム剥離値(PAFT)で示されるように、177℃の付着温度用に設計された市販の包装用接着剤と同等か或はそれよりも高い耐熱性を示す。
実施例3から20
Figure 0004382161
表IIIに、エチレンと少なくとも1種のC3からC20α−オレフィンから作られた数グレードのいろいろな均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーを含有させたいろいろな配合を示す。縦列の各々にいろいろな接着剤成分の使用量を示し、それを接着剤中の重量パーセントで表す。縦列2に密度が0.862g/cm3でメルトインデックスが1000g/10分の均一インターポリマーを示し、縦列3に密度が0.870g/cm3でメルトインデックスが1000g/10分の均一インターポリマーを示し、縦列4に密度が0.86g/cm3でメルトインデックスが500g/10分の均一インターポリマーを示し、そして縦列5に密度が0.87g/cm3でメルトインデックスが500g/10分の均一インターポリマーを示し、これらは各々この上に記述した均一インターポリマー類である。Eastotac(商標)H−130RおよびH−100Rはそれぞれ融点が130℃および100℃の炭化水素樹脂である。Bareco(商標)PX−100は高融点の合成Fischer−Tropschワックスであり、195 Microは融点が90℃の微結晶性ワックスであり、そして抗酸化剤はCiba−Geigyが販売しているIrganox 1010ヒンダードフェノール系抗酸化剤である。
Figure 0004382161
表IVに、表IIIに示した接着剤組成物各々に帰属する物性を示す。また、低密度のインターポリマー類を含有させた組成物で得られた剥離値(PAFT)は高密度のインターポリマー類を含有させた組成物のそれよりも低い。しかしながら、低密度のポリマー類の場合にも、エチレンと酢酸ビニルを基とした市販組成物より優れた剥離値(PAFT)を得ることができた。
実施例21から23
Figure 0004382161
上記実施例で用いた均一インターポリマー(この上に記述した)の密度は0.870g/cm3でメルトインデックスは1000g/10分である。EAA 5980は、Dow Chemical Co.がPrimacor(商標)5980の商標で販売しているエチレンアクリル酸である。Eastotac H130RはEastman Chemical Co.が販売している融点が130℃の炭化水素樹脂であり、Petrolite(商標)PX−100はBarecoが販売している高融点の合成Fischer−Tropschワックスであり、そして抗酸化剤はCiba−Geigyが販売しているIrganox1010ヒンダードフェノール系抗酸化剤である。
Figure 0004382161
実施例21−23を高性能波形ボードストックとの接着性に関して試験した。比較実施例Dは約175℃の付着温度用に設計された市販のエチレン酢酸ビニル製品である。この製品を基質に175℃で取り付ける一方で実施例21から23を135℃で取り付けた。表VIの数値は、生じさせた接着部全体のパーセントとして繊維引裂きを表す。これらの実施例は、本発明の接着剤を用いると包装産業で使用されている標準的なホットメルト接着剤に比べてずっと低い温度で付着が起こる一方で優れた接着性能を得ることができることを例証している。
また、超低分子量のエチレンポリマー類を含有させたホットメルト接着剤も調製した。この超低分子量エチレンポリマー類の調製手順は下記の通りである。
触媒調製1
パート1:TiCl 3 (DME) 1.5 の調製
フラッシュ取り付け(flush mounted)ボトムバルブ、五口の頭部、ポリテトラフルオロエチレン製ガスケット、クランプおよび撹拌機構成要素(軸受け、軸およびパドル)が備わっている10Lのガラス容器から成る装置(R−1と呼ぶ)をフード内で組み立てて窒素でパージ洗浄した。上記口に下記を取り付けた:中心の口に撹拌機構成要素を取り付け、そして外側の口に還流コンデンサ(ガス入り口/出口が上に付いている)、溶媒用入り口、熱電対およびストッパーを取り付けた。このフラスコに、脱酸素しておいた乾燥ジメトキシエタン(DME)を加えた(約5L)。ドライボックス内でTiCl3を700g重量測定して粉末添加用均圧漏斗に入れ、この漏斗に蓋をし、上記ドライボックスから取り出した後、これをストッパーの代わりに上記反応容器に取り付けた。撹拌しながら約10分かけてTiCl3を添加した。この添加が終了した後、追加的にDMEを用いて残りのTiCl3を洗浄して上記フラスコの中に入れた。この添加用漏斗をストッパーに代えて、上記混合物を還流にまで加熱した。色が紫色から淡い青色に変わった。この混合物を約5時間加熱し、室温に冷却し、固体を沈降させた後、この固体から上澄み液をデカンテーションで除去した。TiCl3(DME)1.5がR−1内に淡い青色の固体として残存した。
パート2:[(Me 4 5 )SiMe 2 N−t−Bu][MgCl] 2 の調製
フラスコの大きさを30Lにする以外はR−1で記述したのと同様にして装置(R−2と呼ぶ)を組み立てた。この頭部には口が7個備わっており、中心の口に撹拌機を取り付け、そして外側の口に、コンデンサ(窒素入り口/出口が上に付いている)、真空アダプタ、試薬添加用管、熱電対およびストッパーを含めた。このフラスコに、トルエンを4.5L、(Me45H)SiMe2NH−t−Buを1.14kgおよびEt2O中2Mのi−PrMgClを3.46kg加えた。次に、この混合物を加熱してエーテルを沸騰で除去して、−78℃に冷却されているトラップに入れた。4時間後、上記混合物の温度が75℃に到達した。この時間が終了した後、ヒーターを切って、この熱溶液を撹拌しながらこれにDMEを加えると、結果として白色固体が生じた。この溶液を室温に冷却し、材料を沈降させ、そしてこの固体から上澄み液をデカンテーションで除去した。[(Me45)SiMe2N−t−Bu][MgCl]2がR−2内にオフホワイト(off−white)の固体として残存した。
パート3:[(η 5 −Me 4 5 )SiMe 2 N−t−Bu]TiMe 2 の調製
R−1に入っている材料およびR−2に入っている材料をDMEに入れてスラリー状にした(R−1に3LのDMEおよびR−2に5LのDME)。10Lのフラスコのボトムバルブに連結させた移送用管および30Lのフラスコに備わっている頭部開口部の1つを用いて、R−1の内容物をR−2に移した。R−1に入っている残りの材料を追加的DMEで洗浄して移した。この混合物は迅速に暗色になって深赤色/褐色になり、そしてR−2の温度が21℃から32℃に上昇した。20分後、滴下漏斗を用いてCH2Cl2を160mL加えると、結果として色が緑色/褐色に変化した。その後、THF中3MのMeMgClを3.46kg加えると、温度が22℃から5℃上昇した。この混合物を30分間撹拌した後、溶媒を真空下で6L除去した。このフラスコにIsopar(商標)E炭化水素(6L)を加えた。この真空/溶媒添加サイクルを繰り返して、溶媒を4L除去してIsopar(商標)E炭化水素を5L加えた。最終真空段階で溶媒を更に1.2L除去した。材料を一晩かけて沈降させた後、液層をデカンテーションで別の30Lガラス容器(R−3)に入れた。R−3に入っている溶媒を真空下で除去すると褐色固体が残存し、これをIsopar(商標)Eで再抽出して、この材料を貯蔵用シリンダーに移した。分析の結果、この溶液(17.23L)はチタンに関して0.1534Mであることが示され、これは2.644モルの[(η5−Me45)SiMe2N−t−Bu]TiMe2に相当する。R−2に残存している固体を更にIsopar(商標)E炭化水素で抽出して、その溶液をR−3に移した後、真空下で乾燥させて再びIsopar(商標)E炭化水素で抽出した。この溶液を貯蔵用ボトルに移し、分析の結果、チタン濃度が0.1403Mで体積が4.3Lであることが示された[0.6032モルの[(η5−Me45)SiMe2N−t−Bu]TiMe2]。それによって全体収量は3.2469モルの[(η5−Me45)SiMe2N−t−Bu]TiMe2、即ち1063gになった。これはTiCl3として添加したチタンを基準にして72パーセントの全体収率である。
触媒調製2
パート1:TiCl 3 (DME) 1.5 の調製
フラッシュ取り付けボトムバルブ、五口の頭部、ポリテトラフルオロエチレン製ガスケット、クランプおよび撹拌機構成要素(軸受け、軸およびパドル)が備わっている10Lのガラス容器から成る装置(R−1と呼ぶ)をフード内で組み立てて窒素でパージ洗浄した。上記口に下記を取り付けた:中心の口に撹拌機構成要素を取り付け、そして外側の口に還流コンデンサ(ガス入り口/出口が上に付いている)、溶媒用入り口、熱電対およびストッパーを取り付けた。このフラスコに、脱酸素しておいた乾燥ジメトキシエタン(DME)を加えた(約5.2L)。ドライボックス内でTiCl3を300g重量測定して粉末添加用均圧漏斗に入れ、この漏斗に蓋をし、上記ドライボックスから取り出した後、これをストッパーの代わりに上記反応容器に取り付けた。撹拌しながら約10分かけてTiCl3を添加した。この添加が終了した後、追加的にDMEを用いて残りのTiCl3を洗浄して上記フラスコの中に入れた。次に、この過程を更にTiCl3を325g用いて繰り返し、これによってTiCl3の全体量は625gになった。この添加用漏斗をストッパーに代えて、上記混合物を還流にまで加熱した。色が紫色から淡い青色に変わった。この混合物を約5時間加熱し、室温に冷却し、固体を沈降させた後、この固体から上澄み液をデカンテーションで除去した。TiCl3(DME)1.5がR−1内に淡い青色の固体として残存した。
パート2:[(Me 4 5 )SiMe 2 N−t−Bu][MgCl] 2 の調製
フラスコの大きさを30Lにする以外はR−1で記述したのと同様にして装置(R−2と呼ぶ)を組み立てた。この頭部には口が7個備わっており、中心の口に撹拌機を取り付け、そして外側の口に、コンデンサ(窒素入り口/出口が上に付いている)、真空アダプタ、試薬添加用管、熱電対およびストッパーを含めた。このフラスコに、トルエンを7L、Et2O中2.17Mのi−PrMgClを3.09kg、THFを250mLおよび(Me45H)SiMe2NH−t−Buを1.03kg加えた。次に、この混合物を加熱してエーテルを沸騰で除去して、−78℃に冷却されているトラップに入れた。3時間後、上記混合物の温度が80℃に到達し、この時点で白色の沈澱物が生じた。次に、温度を30分かけて90℃にまで上昇させてその温度に2時間保持した。この時間が終了した後、ヒーターを切って、この熱溶液を撹拌しながらこれにDMEを2L加えると、結果として追加的沈澱物が生じた。この溶液を室温に冷却し、材料を沈降させ、そしてこの固体から上澄み液をデカンテーションで除去した。トルエンを加えて数分間撹拌した後に固体を沈降させてトルエン溶液をデカンテーションで除去することによる追加的洗浄を実施した。[(Me45)SiMe2N−t−Bu][MgCl]2がR−2内にオフホワイトの固体として残存した。
パート3:[(η 5 −Me 4 5 )SiMe 2 N−t−Bu]Ti(η 4 −1,3−ペンタジエン)の調製
R−1に入っている材料およびR−2に入っている材料をDMEに入れてスラリー状にした(この混合物全体の体積はR−1中の約5LとR−2中の12Lであった)。10Lのフラスコのボトムバルブに連結させた移送用管および30Lのフラスコに備わっている頭部開口部の1つを用いて、R−1の内容物をR−2に移した。R−1に入っている残りの材料を追加的DMEで洗浄して移した。この混合物は迅速に暗色になって深赤色/褐色になった。15分後、1050mLの1,3−ペンタジエンと2.60kgのTHF中2.03Mのn−BuMgClを同時に加えた。この添加中にフラスコ内の最大温度が53℃に到達した。この混合物を2時間撹拌した後、真空下で溶媒を約11L除去した。次に、ヘキサンを上記フラスコに全体体積が22Lになるように加えた。材料を沈降させ、そして液層(12L)をデカンテーションで別の30Lガラス容器(R−3)に入れた。ヘキサンをR−2に加えて50分間撹拌しそして再び沈降させてデカンテーションを行うことで生成物の溶液を更に15リットル集めた。この材料を最初にR−3内で抽出した材料と一緒にした。R−3に入っている溶媒を真空下で除去すると赤色/黒色固体が残存し、これを次にトルエンで抽出した。この材料を貯蔵用シリンダーに移した。分析の結果、この溶液(11.75L)はチタンに関して0.255Mであることが示され、これは3.0モルの[(η5−Me45)SiMe2N−t−Bu]Ti(η4−1,3−ペンタジエン)または1095gに等しい。これはTiCl3として添加したチタンを基準にして74パーセントの収率である。
超低分子量ポリマー類およびワックス類の重合
本発明のホットメルト接着剤の調製で用いるポリマー類の調製を表1に挙げる反応条件を用いて下記の手順に従って行った。
エチレンおよび水素を一緒にして1つの流れにした後、希釈剤混合物、即ちC8−C10飽和炭化水素、例えばISOPAR−E炭化水素混合物(Exxon Chemical Companyから入手可能)とコモノマーの混合物に導入した。このコモノマーは1−オクテンであった。この反応槽供給混合物を連続的に反応槽に注入した。
金属錯体と共触媒を一緒にして1つの流れにした後、これもまた連続的に上記反応槽に注入した。ポリマーAで用いた触媒は、この上に挙げた触媒調製1で調製した如き触媒であった。残りのポリマー類およびワックスで用いた触媒は、この上に挙げた触媒調製2で調製した如き触媒であった。各ポリマーおよびワックスで用いた共触媒はトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン[Boulder ScientificからIsopar(商標)−E混合炭化水素中3重量パーセント溶液として入手可能]であった。アルミニウムをヘプタン中の修飾メチルアルモキサン(MMAO型3A)溶液(Akzo Nobel Chemical Inc.から2重量パーセントのアルミニウム濃度で入手可能)の形態で供給した。
上記金属錯体と共触媒が重合反応槽に入る前にそれらが反応するに充分な滞留時間を設けた。各重合反応の反応槽圧力を約475psi(3.3MPa)で一定に保持した。各重合で定常状態に到達した後の反応槽に入っているエチレン含有量を表1に示す条件に保持した。
重合後、反応槽から出る流れを分離装置に送り込み、その中で溶融ポリマーから未反応のコモノマー(類)、未反応のエチレン、未反応の水素および希釈剤混合物流れを分離した。その後、上記溶融ポリマーをストランド状にして細断またはペレット状にし、水浴またはペレタイザー内で冷却した後、この固体状のペレットを集めた。表VIIに重合条件および結果として得たポリマーA、B、CおよびDのポリマー特性を記述する。
Figure 0004382161
ポリマーE、F、GおよびワックスAの製造を充分な混合が起こる再循環ループ型反応槽を用いた溶液重合方法で行った。
エチレンおよび水素(これらに加えて、分離装置からいくらか再循環して来るエチレンおよび水素)を一緒にして1つの流れにした後、希釈剤混合物、即ちC8−C10飽和炭化水素、例えばIsopar(商標)−E炭化水素(Exxon Chemical Companyから入手可能)とコモノマーである1−オクテンの混合物に導入した。
金属錯体と共触媒を一緒にして1つの流れにした後、これもまた連続的に上記反応槽に注入した。この触媒は、この上に挙げた触媒説明2で調製した如き触媒であり、主要な共触媒はトリ(ペンタフルオロフェニル)ボラン[Boulder ScientificからISOPAR−E混合炭化水素中3重量パーセント溶液として入手可能]であり、そして二次的な共触媒は修飾メチルアルモキサン(MMAO型3A)[Akzo Nobel Chemical Inc.からヘプタンにアルミニウムが2重量パーセント入っている溶液として入手可能]であった。
上記金属錯体と共触媒が重合反応槽に入る前にそれらが反応するに充分な滞留時間を設けた。反応槽の圧力を約475psi(3.3MPa)で一定に保持した。
重合後、反応槽から出る流れを分離装置に送り込み、その中で溶融ポリマーから未反応のコモノマー(類)、未反応のエチレン、未反応の水素および希釈剤混合物流れ[それを再循環させて新鮮なコモノマー、エチレン、水素および希釈剤と一緒にして反応槽に送り込む]を分離した。その後、上記溶融ポリマーをストランド状にして細断またはペレット状にし、水浴またはペレタイザー内で冷却した後、この固体状のペレットを集めた。表VIIIおよびIXに重合条件および結果として得たポリマーE、F、GおよびワックスAのポリマー特性を記述する。
Figure 0004382161
[式中、η=350度F(177℃)における溶融粘度]
に従う溶融粘度相互関係を基準に計算
Figure 0004382161
少なくとも1種の超低分子量エチレンポリマーを含んでいて向上した低温性能を示すホットメルト接着剤
Haake Rheocord 40ミキサーに備わっている200g混合用ボール(bowl)を約130℃で1分当たり95回転に維持しながらこれにポリマー、粘着付与剤、ワックスおよび抗酸化剤を表Xに示した量で同時添加した。これらの材料をこれらが溶融するまで約5分間混合した。使用した抗酸化剤はIrganox(商標)1010であり、これを全配合量を基準にして2000ppmの量で用いた。
更に、表Xに、ホットメルト接着剤のいろいろな測定性能属性を挙げ、このような属性に、350度F(177℃)における溶融粘度、クローズ時間、オープン時間、PAFT、新しく調製したホットメルト接着剤が示す紙引裂きパーセント(初期紙引裂き)、サンプルを50℃で14日間老化させた時の紙引裂きパーセント(50℃で14日後の紙引裂き)を含める。上記実施例は各々90パーセント以上の初期紙引裂きを示した。更に、実施例25、26および27が示す14日後の紙引裂きは90パーセント以上であった。上記実施例は各々満足されるPAFTを示しそして更に大部分の用途で用いるに適したオープン時間およびクローズ時間も示した。
Figure 0004382161
表XIは、本発明のホットメルト接着剤が低温で示す粘度は350度F(177℃)において匹敵する溶融粘度を示す高酢酸ビニル含有量のEVAを基とするホットメルト接着剤配合物のそれに比較して向上していることを示している。各縦列に粘度を最初にセンチポイズで報告し、括弧内に粘度をグラム/(cm・秒)で示す。
Figure 0004382161
特に、表XIは、実施例27およびFuller 4316のホットメルト接着剤は各々350度F(177℃)において700から800センチポイズ(7から8グラム/(cm・秒))の範囲の溶融粘度を有し、実施例27は275度F(135℃)において市販接着剤であるFuller 4316が示す溶融粘度よりも400センチポイズ(4グラム/cm・秒)以上低い粘度を有することを示している。同様に、Fuller 5754および実施例24−26は各々350度F(177℃)において約1000から約1300センチポイズ(10から13グラム/(cm・秒))の範囲の溶融粘度を示す。それとは対照的に、実施例24−26の各々が275度F(135℃)において示す溶融粘度はFuller 5754のそれよりも有意に低い。比較ホットメルト接着剤であるEastman A 765およびNational Starch 2103は275度F(135℃)において容認される溶融粘度を示すが、それらは高いレベルの結晶度を有していて低温で脆くなることから最適な包装用接着剤ではないと考えている。
本発明のホットメルト接着剤が低温で示す溶融粘度が低いことは、作業温度を低くすることができると解釈され、これは、経済の観点から有利であるばかりでなくポット寿命(pot life)も向上する。本発明のホットメルト接着剤はクローズ時間が短いことが望まれている用途で用いるに特に有利である。本発明のホットメルト接着剤は、更に、低温で取り付け可能であるにも拘らず、加工中に生じるエンジェルヘア(angel hair)量が少ないと期待される。
板紙およびボール紙基質の接着で用いるに好適ないろいろなホットメルト接着剤を同様に開発し、それらを以下に挙げる。
350度F(177℃)における溶融粘度が5000センチポイズ[50グラム/(cm・秒)]で密度が0.880から0.895g/cm 3 の均一エチレンポリマーを含有させたホットメルト接着剤
Haake Rheocord 40ミキサーに備わっている200g混合用ボールを約130℃で1分当たり95回転に維持しながらこれにポリマー、粘着付与剤、ワックスおよび抗酸化剤を表XIIに示す量で同時添加した。これらの材料をこれらが溶融するまで約5分間混合した。使用した抗酸化剤はIrganox(商標)1010ヒンダードフェノール系安定剤であり、これを全配合量を基準にして2000ppmの量で用いた。
結果として得たホットメルト接着剤を、初期紙引裂き、室温で14日後の紙引裂き、50℃で14日後の紙引裂き、クローズ時間、オープン時間およびPAFTに関して評価した。この評価したホットメルト接着剤の配合ばかりでなく得たデータも表XIIに示す。
Figure 0004382161
好適なホットメルト接着剤、即ち少なくとも80パーセントの初期紙引裂きを示す接着剤は、統計学的モデルから引き出される下記の不等式:
Figure 0004382161
[式中、A、BおよびCは、それぞれ、ポリマー、粘着付与剤およびワックスのパーセント組成(percent composition)である]
に相当するとして特徴づけられる。
このような好適なHMA類には、表XIIに挙げた図表点:1、1A、1C、1F、5、11および2に相当するHMA類が含まれる。そのような好適なHMA類は一般に下記の配合のものである:均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが25重量パーセント以上でワックスが0から35重量パーセントで粘着付与剤が0から50重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が20重量パーセント未満の時には均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが少なくとも50重量パーセントの量で存在することを条件とする配合である。
より好適なホットメルト接着剤、即ち室温で14日後に示す紙引裂きが少なくとも80パーセントの接着剤は、統計学的モデルから引き出される下記の不等式:
Figure 0004382161
[式中、A、BおよびCは、それぞれ、ポリマー、粘着付与剤およびワックスのパーセント組成である]
に相当するとして特徴づけられる。
このようなより好適なホットメルト接着剤には、表XII中の下記の図表点:1、1A、1C、2、5およびJで表されるホットメルト接着剤が含まれる。そのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:ワックスが0から25重量パーセントで均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが30から100重量パーセントで粘着付与剤が0から50重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が5重量パーセント未満の時には上記ポリマーが80重量パーセント以上の量で存在することを条件とする配合である。
最も好適なホットメルト接着剤、即ち50℃で14日後に示す紙引裂きが少なくとも80パーセントの接着剤は、統計学的モデルから引き出される下記の不等式:
Figure 0004382161
[式中、A、BおよびCは、それぞれ、ポリマー、粘着付与剤およびワックスのパーセント組成である]
に相当するとして特徴づけられる。このような最も好適なホットメルト接着剤には、表XII中の下記の図表点:1、1A、1C、1F、5およびJに相当するホットメルト接着剤が含まれる。そのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:ワックズが0から25重量パーセントでポリマーが60から100重量パーセントで粘着付与剤が0から30重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が5重量パーセント未満の時には上記ポリマーが約80重量パーセント以上の量で存在することを条件とする配合である。
350度F(177℃)における溶融粘度が5000センチポイズ[50グラム/(cm・秒)]で密度が0.865から0880g/cm 3 未満の均一エチレンポリマーを含有させたホットメルト接着剤
Haake Rheocord 40ミキサーに備わっている200g混合用ボールを約130℃で1分当たり95回転に維持しながらこれにポリマー、粘着付与剤、ワックスおよび抗酸化剤を表XIIIに示す量で同時添加した。これらの材料をこれらが溶融するまで約5分間混合した。使用した抗酸化剤はIrganox(商標)1010ヒンダードフェノール系安定剤であり、これを全配合量を基準にして2000ppmの量で用いた。
結果として得たホットメルト接着剤を、初期紙引裂き、室温で14日後の紙引裂き、50℃で14日後の紙引裂き、クローズ時間、オープン時間およびPAFTに関して評価した。この評価したホットメルト接着剤の配合ばかりでなく得たデータも表XIIIに示す。
Figure 0004382161
Figure 0004382161
好適なホットメルト接着剤、即ち少なくとも80パーセントの初期紙引裂きを示す接着剤は、統計学的モデルから引き出される下記の不等式:
Figure 0004382161
[式中、A、BおよびCは、それぞれ、ポリマー、粘着付与剤およびワックスのパーセント組成である]
に相当するとして特徴づけられる。このような好適なホットメルト接着剤には、表XIIIに挙げた下記の図表番号:1、1C、1D、5、2、9および10に相当するホットメルト接着剤が含まれる。そのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが25から85重量パーセントでワックスが0から50重量パーセントで粘着付与剤が5から50重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が20重量パーセント未満の時には上記ポリマーが少なくとも35重量パーセントの量で存在することを条件とする配合である。
より好適なホットメルト接着剤、即ち室温で14日後に示す紙引裂きが80パーセント以上の接着剤には、表XIII中の下記の図表点:1、2、4、5、7、9、10および1Cに相当するホットメルト接着剤が含まれる。そのようなより好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが25から85重量パーセントでワックスが0から50重量パーセントで粘着付与剤が5から50重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が10重量パーセント未満の時には上記ポリマーが少なくとも40重量パーセントの量で存在することを条件とする配合である。
最も好適なホットメルト接着剤、即ち50℃で14日後に示す紙引裂きが少なくとも80パーセントの接着剤は、統計学的モデルから引き出される下記の不等式:
Figure 0004382161
[式中、A、BおよびCは、それぞれ、ホットメルト接着剤中に存在するポリマー、粘着付与剤およびワックスの重量パーセントである]
に相当するとして特徴づけられる。このような最も好適なホットメルト接着剤には、表XIII中の下記の図表点:2、4、5、9、10、1Bおよび1Cに相当するホットメルト接着剤が含まれる。そのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:ワックスが0から50重量パーセントでポリマーが25から70重量パーセントで粘着付与剤が0から50重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が5重量パーセント未満の時には上記ポリマーが50重量パーセント以上の量で存在することを条件とする配合である。更に、密度が0.865から0.875g/cm3未満のポリマーを用いる時には満足される配合比の範囲が密度がより高いポリマーを用いた時の満足される範囲よりも大きく広がることを注目することができる。
350度F(177℃)における溶融粘度が2500センチポイズ[25グラム/(cm・秒)]で密度が0.880から0.895g/cm 3 の均一エチレンポリマーを含有させたホットメルト接着剤
Haake Rheocord 40ミキサーに備わっている200g混合用ボールを約130℃で1分当たり95回転に維持しながらこれにポリマー、粘着付与剤、ワックスおよび抗酸化剤を表XIVに示す量で同時添加した。これらの材料をこれらが溶融するまで約5分間混合した。使用した抗酸化剤はIrganox(商標)1010ヒンダードフェノール系安定剤であり、これを全配合量を基準にして2000ppmの量で用いた。
結果として得たホットメルト接着剤を、初期紙引裂き、室温で14日後の紙引裂き、50℃で14日後の紙引裂き、クローズ時間、オープン時間およびPAFTに関して評価した。この評価したホットメルト接着剤の配合ばかりでなく得たデータも表XIVに示す。
Figure 0004382161
好適なホットメルト接着剤、即ち少なくとも80パーセントの初期紙引裂きを示す接着剤には、表XIVに挙げた下記の図表番号:1および1Cに相当するホットメルト接着剤が含まれる。表XIV中の図表点1に相当するホットメルト接着剤はポリマーを85重量パーセント、粘着付与剤を5重量パーセントおよびワックスを10重量パーセント含有する。図表点1Cに相当するホットメルト接着剤はポリマーを70重量パーセントおよび粘着付与剤を30重量パーセント含有する。更に、表XIV中の図表点4に相当するホットメルト接着剤は、80パーセントの初期紙引裂きを達成しなかったが、室温および50℃の両方で14日後に100パーセント紙引裂きを達成し、このことは、本発明のホットメルト接着剤として容認される性能を有することを示している。更にその上、表XIV中の図表点1Dに相当するホットメルト接着剤は、80パーセントの初期紙引裂きを達成しなかったが、50℃で14日後に85パーセント紙引裂きを達成し、このことは、本発明のホットメルト接着剤として容認される性能を有することを示している。表XIV中の図表点1、1C、1Dおよび4に相当するそのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが40から85重量パーセントでワックスが0から45重量パーセントで粘着付与剤が5から30重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が10重量パーセント未満の時には上記ポリマーが50重量パーセント以上の量で存在することを条件とする配合である。
350度F(177℃)における溶融粘度が1800センチポイズ[18グラム/(cm・秒)]で密度が0.860から0.880g/cm 3 未満の均一エチレンポリマーを含有させたホットメルト接着剤
Haake Rheocord 40ミキサーに備わっている200g混合用ボールを約130℃で1分当たり95回転に維持しながらこれにポリマー、粘着付与剤、ワックスおよび抗酸化剤を表XVに示す量で同時添加した。これらの材料をこれらが溶融するまで約5分間混合した。使用した抗酸化剤はIrganox(商標)1010ヒンダードフェノール系安定剤であり、これを全配合量を基準にして2000ppmの量で用いた。
結果として得たホットメルト接着剤を、初期紙引裂き、室温で14日後の紙引裂き、50℃で14日後の紙引裂き、クローズ時間、オープン時間およびPAFTに関して評価した。この評価したホットメルト接着剤の配合ばかりでなく得たデータも表XVに示す。
Figure 0004382161
好適なホットメルト接着剤、即ち少なくとも80パーセントの初期紙引裂きを示す接着剤には、表XV中の下記の図表点:1、1B、2、5、6、7、9および10に相当するホットメルト接着剤が含まれる。表XVに挙げたデータは、下記の配合のホットメルト接着剤が有用であることを実証している:ポリマーが25から85重量パーセントでワックスが10から50重量パーセントで粘着付与剤が0から50重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が5重量パーセント未満の時には上記ポリマーが45重量パーセント以上の量で存在することを条件とする配合。
より好適なホットメルト接着剤、即ち室温で14日後に少なくとも80パーセントの紙引裂きを示すホットメルト接着剤には、表XV中の下記の図表点:1、2、5、6、7、9、10および1Cで表されるホットメルト接着剤が含まれる。そのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:ワックスが0から50重量パーセントでポリマーが25から85重量パーセントで粘着付与剤が5から50重量パーセントであるが但しワックスの存在量が10重量パーセント未満の時には上記ポリマーが約60重量パーセント以上から80重量パーセント未満の量で存在しそして粘着付与剤の存在量が40重量パーセント以上の時には上記ポリマーが28重量パーセント以上から50重量パーセント未満の量で存在することを条件とする配合である。
最も好適なホットメルト接着剤、即ち50℃で14日後に少なくとも80パーセントの紙引裂きを示すホットメルト接着剤には、表XV中の下記の図表点:1、2、5、6、9、10および1Cで表されるホットメルト接着剤が含まれる。そのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:ワックスが0から50重量パーセントでポリマーが25から85重量パーセントで粘着付与剤が5から50重量パーセントであるが但しワックスの存在量が10重量パーセント未満の時には上記ポリマーが60重量パーセント以上から80重量パーセント未満の量で存在しそして粘着付与剤の存在量が10重量パーセント未満の時には上記ポリマーが60重量パーセント以上の量で存在することを条件とする配合である。
本発明のホットメルト接着剤に密度が0.865から0.880g/cm3未満で350度F(177℃)における溶融粘度が5000センチポイズ[50グラム/(cm・秒)]のポリマーを含有させた場合のように、密度が0.865から0.880g/cm3未満のポリマーを用いると、満足される配合比の範囲が密度がより高いポリマーを用いた時の満足される範囲よりも大きく広がることが期待されることを注目することができる。
350度F(177℃)における溶融粘度が12,000センチポイズ[120グラム/(cm・秒)]で密度が0.880から0.895g/cm 3 の均一エチレンポリマーを含有させたホットメルト接着剤
Haake Rheocord 40ミキサーに備わっている200g混合用ボールを約130℃で1分当たり95回転に維持しながらこれにポリマー、粘着付与剤、ワックスおよび抗酸化剤を表XVIに示す量で同時添加した。これらの材料をこれらが溶融するまで約5分間混合した。使用した抗酸化剤はIrganox(商標)1010ヒンダードフェノール系安定剤であり、これを全配合量を基準にして2000ppmの量で用いた。
結果として得たホットメルト接着剤を、初期紙引裂き、室温で14日後の紙引裂き、50℃で14日後の紙引裂き、クローズ時間、オープン時間およびPAFTに関して評価した。この評価したホットメルト接着剤の配合ばかりでなく得たデータも表XVIに示す。
Figure 0004382161
少なくとも80パーセントの初期紙引裂きを示す好適なホットメルト接着剤は表XVIに挙げた図表点4に相当する。このホットメルト接着剤は、更に、室温および50℃で14日後に少なくとも80パーセントの紙引裂きを示す。図表点4に相当するホットメルト接着剤はポリマーを43.5重量パーセント、ワックスを43.5重量パーセントおよび粘着付与剤を13重量パーセント含有する。表XVIの図表点11に相当するホットメルト接着剤は、初期紙引裂き試験にも50℃で14日後の紙引裂き試験にも合格しなかったが室温で14日後の紙引裂き試験に合格した。図表点4に相当するホットメルト接着剤は80パーセントの初期紙引裂きを達成しなかったが室温および50℃の両方において14日後の紙引裂きで100パーセントを達成し、このことは、本発明のホットメルト接着剤として容認される性能を有することを示している。図表点11に相当するホットメルト接着剤はポリマーを43.4重量パーセント、粘着付与剤を21.7重量パーセントおよびワックスを34.7重量パーセント含有する。
350度F(177℃)における溶融粘度が23,000から25,000センチポイズ[230−250グラム/(cm・秒)]で密度が0.865から0.880g/cm 3 未満の均一エチレンポリマーを含有させたホットメルト接着剤
Haake Rheocord 40ミキサーに備わっている200g混合用ボールを約130℃で1分当たり95回転に維持しながらこれにポリマー、粘着付与剤、ワックスおよび抗酸化剤を表XVIIに示す量で同時添加した。これらの材料をこれらが溶融するまで約5分間混合した。使用した抗酸化剤はIrganox(商標)1010ヒンダードフェノール系安定剤であり、これを全配合量を基準にして2000ppmの量で用いた。
結果として得たホットメルト接着剤を、初期紙引裂き、室温で14日後の紙引裂き、50℃で14日後の紙引裂き、クローズ時間、オープン時間およびPAFTに関して評価した。この評価したホットメルト接着剤の配合ばかりでなく得たデータも表XVIIに示す。
Figure 0004382161
好適なホットメルト接着剤、即ち少なくとも80パーセントの初期紙引裂きを示す接着剤には、表XVII中の下記の図表点:1、5および9に相当するホットメルト接着剤が含まれる。更に、データ点1、5および9に相当するホットメルト接着剤は各々室温および50℃の両方で14日後の紙引裂き試験に合格した。表XVIIに挙げたデータは、下記の配合のホットメルト接着剤が有用であることを実証している:ポリマーが45から85重量パーセントでワックスが0から40重量パーセントで粘着付与剤が3から30重量パーセント。表XVIIに挙げたデータからはさらなる制限が全く見られないことから、容認される配合範囲は密度が0.870g/cm3で350度F(177℃)における溶融粘度が5000センチポイズ[50グラム/(cm・秒)]のポリマー類で報告した範囲にまで広がる、即ちワックスが0から50重量パーセントでポリマーが25から85重量パーセントで粘着付与剤が5から50重量パーセントの範囲にまで広がると期待される。
350度Fにおける溶融粘度が5,000センチポイズで密度が0.875から0.885g/cm 3 の均一エチレンポリマーを含有させたホットメルト接着剤
Haake Rheocord 40ミキサーに備わっている200g混合用ボールを約130℃で1分当たり95回転に維持しながらこれにポリマー、粘着付与剤、ワックスおよび抗酸化剤を表XVIIIに示す量で同時添加した。これらの材料をこれらが溶融するまで5分間混合した。使用した抗酸化剤はIrganox(商標)1010ヒンダードフェノール系安定剤であり、これを全配合量を基準にして2000ppmの量で用いた。
結果として得たHMA類を、初期紙引裂き、室温で14日後の紙引裂き、50℃で14日後の紙引裂き、クローズ時間、オープン時間およびPAFTに関して評価した。この評価したHMA類の配合ばかりでなく得たデータも表XVIIIに示す。
Figure 0004382161
好適なホットメルト接着剤、即ち少なくとも80パーセントの初期紙引裂きを示す接着剤には、表XVIII中の下記の図表点:1、2、11および1Cに相当するホットメルト接着剤が含まれる。表XVIIIに挙げたデータは、下記の配合のホットメルト接着剤が有用であることを実証している:ポリマーが30から85重量パーセントでワックスが0から35重量パーセントで粘着付与剤が5から50重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が10重量パーセント未満の時には上記ポリマーが70重量パーセント以上の量で存在しそして粘着付与剤の存在量が35重量パーセント以上の時には上記ポリマーが35重量パーセント以上から60重量パーセント未満の量で存在することを条件とする配合。
より好適なホットメルト接着剤、即ち室温で14日後に示す紙引裂きが少なくとも80パーセントの接着剤には、表XVIII中の下記の図表点:1、7、11および1Cで表されるホットメルト接着剤が含まれる。そのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:ワックスが0から50重量パーセントでポリマーが45から85重量パーセントで粘着付与剤が5から30重量パーセントであるが但しワックスの存在量が5重量パーセント未満の時には上記ポリマーが約65重量パーセント以上から約80重量パーセントの量で存在することを条件とする配合。
最も好適なホットメルト接着剤、即ち50℃で14日後に示す紙引裂きが少なくとも80パーセントの接着剤には、表XVIII中の下記の図表点:1、7および1Cで表されるホットメルト接着剤が含まれる。そのような好適なホットメルト接着剤は一般に下記の配合のものである:ワックスが0から50重量パーセントでポリマーが45から85重量パーセントで粘着付与剤が5から30重量パーセントであるが但し粘着付与剤の存在量が20重量パーセント以上の時には上記ポリマーが60重量パーセント以上から75重量パーセントの量で存在することを条件とする配合。
本分野の技術者は上記および他の態様を容易に確かめることができるであろう。従って、本主題発明を限定するのは下記の請求の範囲のみである。

Claims (33)

  1. 板紙またはボール紙の表面を接着させるホットメルト接着剤であって、
    a)エチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンから作られていて拘束幾何又はシングルサイト(single site)メタロセン触媒を用いて製造された0.850g/cm3から0.885g/cm3の密度を有する少なくとも1種の均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマー、および
    b)任意に少なくとも1種の粘着付与樹脂、および
    c)任意に少なくとも1種のワックス、
    を含んでいて150℃で5000cPs[5.0パスカル・秒(Pa・s)または50グラム/(cm・秒)]未満の粘度を有することを特徴とするホットメルト接着剤。
  2. 成分(a)が少なくとも2種類の均一エチレン/α−オレフィンインターポリマー類を含んでいてそれらの少なくとも1つが0.850g/cm3から0.885g/cm3の密度を有しそしてブレンド物の密度が0.850g/cm3から0.885g/cm3の範囲である請求の範囲第1項記載のホットメルト接着剤。
  3. 該均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーが、177℃において2000cPs[2.0パスカル・秒(Pa・s)または20グラム/(cm・秒)]から18000cPs[18パスカル・秒(Pa・s)または180グラム/(cm・秒)]の粘度を有する請求の範囲第1または2項記載の接着剤。
  4. 該均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーが、177℃において8000cps[8.0パスカル・秒(Pa・s)または80グラム/(cm・秒)]から15000cPs[15パスカル・秒(Pa・s)または150グラム/(cm・秒)]の粘度を有する請求の範囲第1および2項記載の接着剤。
  5. 該均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマーが0.875g/cm3未満の密度を有する請求の範囲第1〜4項いずれか記載の接着剤。
  6. 上記粘着付与樹脂が炭化水素を基とする粘着付与樹脂である請求の範囲第1〜5項いずれか記載の接着剤。
  7. 上記ワックスが、ポリエチレンワックス類、副生成物であるポリエチレンワックス類Fischer−Tropschワックス類、均一ワックス類およびそれらの混合物からなる群から選択される請求の範囲第1〜6項いずれか記載の接着剤。
  8. 100グラム剥離値(PAFT)が40℃以上である請求の範囲第1〜7項いずれか記載の接着剤。
  9. 該接着剤の粘度が150℃で2000cps[2.0パスカル・秒(Pa・s)または20グラム/(cm・秒)]未満である請求の範囲第1〜8項いずれか記載の接着剤。
  10. 該線状もしくは実質的に線状であるインターポリマー類のブレンド物が177℃において8000cps[8.0パスカル・秒(Pa・s)または80グラム/(cm・秒)]から15000cps[15パスカル・秒(Pa・s)または150グラム/(cm・秒)]の粘度を有する請求の範囲第2項記載の接着剤。
  11. 該均一線状もしくは実質的に線状であるインターポリマー類のブレンド物が0.875g/cm3未満の密度を有する請求の範囲第2項記載の接着剤。
  12. 該ホットメルト接着剤が150℃で約5000cps[5.0パスカル・秒(Pa・s)または50グラム/(cm・秒)]未満の粘度を有していて150℃未満の温度で取り付け可能である請求の範囲第1〜11項いずれか記載のホットメルト接着剤が利用されているカートン、ケースまたはトレー。
  13. 請求の範囲第1〜12項いずれか記載のホットメルト接着剤で接着している少なくとも1種の基質を含んで成るパッケージ。
  14. 請求の範囲第1項記載のホットメルト接着剤であって、
    成分(a)が該ホットメルト接着剤に25〜100重量パーセントの量で与えられており、
    成分(b)が0から50重量パーセントの量で与えられており、そして
    成分(c)が0から35重量パーセントの量で与えられているが、但し
    該粘着付与剤が20重量パーセント未満の量で存在している時には該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが少なくとも50重量パーセントの量で存在していることを条件とする、ホットメルト接着剤。
  15. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが該ホットメルト接着剤に30から100重量パーセントの量で存在しており、該ワックスが該ホットメルト接着剤に0から25重量パーセントの量で存在しており、そして該粘着付与剤が該ホットメルト接着剤に0から50重量パーセントの量で存在しているが、但し該粘着付与剤が5重量パーセント未満の量で存在している時には該ポリマーが80重量パーセント以上の量で存在していることを条件とする請求の範囲第14項記載のホットメルト接着剤。
  16. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが該ホットメルト接着剤に60から100重量パーセントの量で存在しており、該ワックスが該ホットメルト接着剤に0から25重量パーセントの量で存在しており、そして該粘着付与剤が該ホットメルト接着剤に0から30重量パーセントの量で存在しているが、但し該粘着付与剤が5重量パーセント未満の量で存在している時には該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが約80重量パーセント以上の量で存在していることを条件とする請求の範囲第14項記載のホットメルト接着剤
  17. 請求の範囲第1項記載のホットメルト接着剤であって、
    成分(a)が0.860から0.875g/cm3未満の密度を有しかつ350度F(177℃)で3500から6000センチポイズ[3.5から6.0パスカル・秒(Pa・s)または35から60グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーでありそしてそれが25から85重量パーセントの量で与えられており、
    成分(b)が5から50重量パーセントの量で与えられており、そして
    成分(c)が0から50重量パーセントの量で与えられているが、但し
    該粘着付与剤が20重量パーセント未満の量で存在している時には該ポリマーが少なくとも35重量パーセントの量で存在していることを条件とする、
    ホットメルト接着剤。
  18. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが25から85重量パーセントの量で存在しており、該ワックスが0から50重量パーセントの量で存在しており、そして該粘着付与剤が5から50重量パーセントの量で存在しているが、但し該粘着付与剤が10重量パーセント未満の量で存在している時には該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが40重量パーセント以上の量で存在していることを条件とする請求の範囲第17項記載の接着剤。
  19. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが25から70重量パーセントの量で存在しており、該ワックスが0から50重量パーセントの量で存在しており、そして該粘着付与剤が0から50重量パーセントの量で存在しているが、但し該粘着付与剤が5重量パーセント未満の量で存在している時には該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが50重量パーセント以上の量で存在していることを条件とする請求の範囲第17項記載の接着剤。
  20. 請求の範囲第1項記載のホットメルト接着剤であって、
    成分(a)が40から85重量パーセントの量で与えられており、
    成分(b)が5から30重量パーセントの量で与えられており、そして
    成分(c)が0から45重量パーセントの量で与えられているが、
    但し該粘着付与剤が10重量パーセント未満の量で与えられている時には該ポリマーが少なくとも50重量パーセントの量で与えられていることを条件とする、ホットメルト接着剤。
  21. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが0.860から0.880g/cm3未満の密度を有し、そして25から85重量パーセントの量で存在しており、該ワックスが0から50重量パーセントの量で存在しており、そして該粘着付与剤が5から50重量パーセントの量で存在しているが、但し該ワックスが10重量パーセント未満の量で存在している時には該ポリマーが60重量パーセント以上から80重量パーセント未満の量で存在しておりそして該粘着付与剤が40重量パーセント以上の量で存在している時には該ポリマーが28重量パーセント以上から50重量パーセント未満の量で存在していることを条件とする請求の範囲第20項記載のホットメルト接着剤。
  22. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが25から85重量パーセントの量で存在しており、該ワックスが0から50重量パーセントの量で存在しており、そして該粘着付与剤が5から50重量パーセントの量で存在しているが、但し該ワックスが10重量パーセント未満の量で存在している時には該ポリマーが60重量パーセント以上から80重量パーセント未満の量で存在しておりそして該粘着付与剤が10重量パーセント未満の量で存在している時には該ポリマーが60重量パーセント以上の量で存在していることを条件とする請求の範囲第20項記載のホットメルト接着剤。
  23. 請求の範囲第1項記載のホットメルト接着剤であって、
    成分(a)が0.860から0.880g/cm3未満の密度を有しかつ350度F(177℃)で6000センチポイズ[6.0パスカル・秒(Pa・s)または60グラム/(cm・秒)]以上の溶融粘度を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーでありそしてそれが25から85重量パーセントの量で与えられており、
    成分(b)が5から50重量パーセントの量で与えられており、そして
    成分(c)が0から50重量パーセントの量で与えられている、
    ホットメルト接着剤。
  24. 請求の範囲第1項記載のホットメルト接着剤であって、
    成分(a)が0.875から0.885g/cm3未満の密度を有しかつ350度F(177℃)で3,500から6,000センチポイズ[3.5から6.0パスカル・秒(Pa・s)または35から60グラム/(cm・秒)]の溶融粘度を示す均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーでありそしてそれが30から85重量パーセントの量で与えられており、
    成分(b)が5から50重量パーセントの量で与えられており、そして
    成分(c)が0から35重量パーセントの量で与えられているが、但し
    該粘着付与剤が10重量パーセント未満の量で存在している時には該ポリマーが70重量パーセント以上の量で存在しておりそして該粘着付与剤が35重量パーセント以上の量で存在している時には該ポリマーが35重量パーセント以上から60重量パーセント未満の量で存在していることを条件とする、
    ホットメルト接着剤。
  25. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが45から85重量パーセントの量で存在しており、該ワックスが0から50重量パーセントの量で存在しており、そして該粘着付与剤が5から30重量パーセントの量で存在しているが、但し該ワックスか5重量パーセント未満の量で存在している時には該ポリマーが65重量パーセント以上から80重量パーセント未満の量で存在していることを条件とする請求の範囲第24項記載のホットメルト接着剤。
  26. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが45から85重量パーセントの量で存在しており、該ワックスが0から50重量パーセントの量で存在しており、そして該粘着付与剤が5から30重量パーセントの量で存在しているが、但し該粘着付与剤が20重量パーセント以上の量で存在している時には該ポリマーが60重量パーセント以上から75重量パーセント未満の量で存在していることを条件とする請求の範囲第24項記載のホットメルト接着剤。
  27. 成分(A)の均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが0.880から0.885g/cm3の密度を有しそして該ホットメルト接着剤が下記の不等式:
    PT ≧ 102.902 * A−9.96395 * C+80.2846 * B+164.944 * *
    [式中、PTは、室温で14日後の紙引裂き値であり、そしてA、BおよびCは、それぞれ、該ホットメルト接着剤中の該ポリマー、粘着付与剤およびワックスの重量パーセントである]
    に相当するとして特徴づけられる請求の範囲第1項記載のホットメルト接着剤。
  28. 成分(A)の均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが0.880g/cm3未満の密度を有しそして該ホットメルト接着剤が下記の不等式:
    PT ≧ 101.746*A+38.2428*C+86.0133*B−56.2418**
    +55.2941**C+1350.15***
    [式中、PTは、室温で14日後の紙引裂き値であり、そしてA、BおよびCは、それぞれ、該ホットメルト接着剤中の該ポリマー、粘着付与剤およびワックスの重量パーセントである]
    に相当するとして特徴づけられる請求の範囲第1項記載のホットメルト接着剤。
  29. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーがエチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンから作られたインターポリマーであって、Mw/Mnが1.8から2.2であり、メルトインデックス(I2)が190℃で200から2000グラム/10分である請求の範囲第14〜28項いずれか記載のホットメルト接着剤。
  30. 該少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンがプロペン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテンから成る群から選択される請求の範囲第29項記載のホットメルト接着剤。
  31. 該均一線状もしくは実質的に線状であるエチレンポリマーが実質的に線状であるエチレン/α−オレフィンインターポリマーであり、炭素原子1000個あたり0.1から3個の長鎖分枝で置換された主鎖を有することを特徴とする請求の範囲第30項記載のホットメルト接着剤。
  32. 該1種以上の粘着付与剤が脂肪族C5樹脂、ポリテルペン樹脂、水添樹脂、および混合脂肪族−芳香族樹脂、ロジンエステル、水添ロジンエステルおよび芳香族C9樹脂から成る群から選択される請求の範囲第29項記載のホットメルト接着剤。
  33. 重合方法であって、
    a.少なくとも1基の反応槽内でエチレンと少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンを拘束幾何触媒組成物の存在下の溶液重合条件下で接触させて反応させることで、エチレンと該少なくとも1種のα−オレフィンから作られたインターポリマーであって0.850から0.885g/cm3の密度を有するとして特徴づけられる均一線状もしくは実質的に線状であるポリマーが入っている溶液を生じさせ、
    b.他の少なくとも1基の反応槽内でエチレンと任意に少なくとも1種のC3−C20α−オレフィンを拘束幾何触媒組成物の存在下の溶液重合条件下で接触させて反応させることで、0.920から0.940g/cm3の密度を有する均一ワックスが入っている溶液を生じさせ、
    c.その1番目の反応槽の溶液と2番目の反応槽の溶液を一緒にしてブレンド物が入っている溶液を生じさせ、
    d.段階(c)のブレンド物が入っている溶液から溶媒を除去することで該ブレンド物を回収し、そして
    e.任意に粘着付与剤を段階(a)の反応槽にか、段階(b)の反応槽にか、或は段階(b)の反応後の任意地点で導入してもよい、ことを含み、ここで、その結果として生じた組成物が150℃で5000センチポイズ[5.0パスカル・秒(Pa・s)または50グラム/(cm・秒)]未満の粘度を有することを特徴とする方法。
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