JP7729677B2 - エチレン/α-オレフィン共重合体およびそれを含む封止材フィルム用組成物 - Google Patents
エチレン/α-オレフィン共重合体およびそれを含む封止材フィルム用組成物Info
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Description
(1)本発明は、下記(a)~(d)条件を満たすエチレン/α-オレフィン共重合体を提供する。
(a)SAXS(X線小角散乱法;Small-Angle X-Ray Scattering)により測定された面間隔(d-spacing)が12nm以上であり、
(b)WAXS(X線広角散乱法;Wide-Angle X-ray Scattering)により測定された結晶化度が14%以下であり、
(c)40℃の条件で測定された硬度(shore A)が65以下であり、および
(d)DSC(示差走査熱量計;Differential Scanning calorimetry)により測定された溶融温度が70℃以下である。
(3)本発明は、硬度(shore A)が63以下である、前記(1)または(2)に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体を提供する。
(5)本発明は、密度が0.85~0.89g/ccである、前記(1)~(4)のいずれか一項に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体を提供する。
本発明の説明および特許請求の範囲で用いられている用語や単語は、通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈してはならず、発明者らは、自分の発明を最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができるという原則に則って、本発明の技術的思想に合致する意味と概念に解釈すべきである。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明のエチレン/α-オレフィン共重合体は、下記(a)~(d)条件を満たすことを特徴とする。
(a)SAXS(Small-Angle X-Ray Scattering)により測定されたd-spacingが12nm以上であり、
(b)WAXS(Wide-Angle X-ray Scattering)により測定された結晶化度が14%以下であり、
(c)40℃の条件で測定された硬度(shore A)が65以下であり、
(d)DSC(Differential Scanning calorimetry)により測定された溶融温度が70℃以下である。
具体的に、本発明のエチレン/α-オレフィン共重合体は、重合反応器内に遷移金属化合物、助触媒、エチレンおよびα-オレフィン系単量体を投入して重合させることで製造され、特にエチレン投入量に対するα-オレフィン系単量体の投入量が高いため、エチレン/α-オレフィン共重合体中の非結晶領域の割合が高く、結晶領域間の間隔が広いことを特徴とする。
q=4πsinθ/λ
qは、散乱ベクトルであり、θは、散乱角度の1/2値であり、λは、照射されたX線の波長である。
d-spacing=2π/q*
前記q*は、散乱ベクトル(q)によるI(q)×q2のグラフのピークにおける散乱ベクトル値を示す。
前記結晶化度は、WAXS(Wide-Angle X-ray Scattering)により測定することができる。Xenocs社製のモデル名Xeuss2.0のX線散乱装置を用いて、試料にX線を透過させ、散乱ベクトル(q)による散乱強度(I(q))を測定した。より具体的に、前記広角X線散乱測定(WAXS)は、検出器(Detector)から約0.7m離れた位置に試料を置き、X線を入射して測定した。検出器としては、Pilatus3 300K(2D検出器)を用いた。WAXSは、平行ビーム法(parallel beam method)であって、透過時に試料と衝突して発生するX線の干渉を測定することを原理として、結晶構造に起因したピークをassignし、全領域に対して結晶性ピークの領域がどれほど占めるかを計算して結晶化度を求める。
Imは、Mesophase Peakであり、
Icは、Crystal Peakであり、
Iaは、Amorphous halo Peakである。
本発明のエチレン/α-オレフィン共重合体は、重合反応器内に遷移金属化合物、助触媒、エチレンおよびα-オレフィン系単量体を投入して重合させるステップを含む製造方法により製造される。
前記エチレンおよびα-オレフィン系単量体を重合する方法は、特に限定されず、当該技術分野で広く用いられる通常の方法を適切に用いることができる。
R1は、水素;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数2~20のアルケニル;炭素数1~20のアルコキシ;炭素数6~20のアリール;炭素数7~20のアリールアルコキシ;炭素数7~20のアルキルアリール;または炭素数7~20のアリールアルキルであり、
R2およびR3は、それぞれ独立して、水素;ハロゲン;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数2~20のアルケニル;炭素数6~20のアリール;炭素数7~20のアルキルアリール;炭素数7~20のアリールアルキル;炭素数1~20のアルキルアミド;または炭素数6~20のアリールアミドであり、
R4およびR5は、それぞれ独立して、水素;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数6~20のアリール;または炭素数2~20のアルケニルであり、
R6~R9は、それぞれ独立して、水素;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数6~20のアリール;または炭素数2~20のアルケニルであり、
前記R6~R9のうち互いに隣接する2つ以上が互いに連結されて環を形成してもよく、
Q1は、Si、C、N、P、またはSであり、
M1は、Ti、Hf、またはZrであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、水素;ハロゲン;炭素数1~20のアルキル;炭素数2~20のアルケニル;炭素数6~20のアリール;炭素数7~20のアルキルアリール;炭素数7~20のアリールアルキル;炭素数1~20のアルキルアミノ;または炭素数6~20のアリールアミノであり、
R10は、水素;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数2~20のアルケニル;炭素数1~20のアルコキシ;炭素数6~20のアリール;炭素数7~20のアリールアルコキシ;炭素数7~20のアルキルアリール;または炭素数7~20のアリールアルキルであり、
R11a~R11eは、それぞれ独立して、水素;ハロゲン;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数2~20のアルケニル;炭素数1~20のアルコキシ;または炭素数6~20のアリールであり、
R12は、水素;ハロゲン;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数2~20のアルケニル;炭素数6~20のアリール;炭素数7~20のアルキルアリール;炭素数7~20のアリールアルキル;炭素数1~20のアルキルアミド;または炭素数6~20のアリールアミドであり、
R13およびR14は、それぞれ独立して、水素;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数6~20のアリール;または炭素数2~20のアルケニルであり、
R15~R18は、それぞれ独立して、水素;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数6~20のアリール;または炭素数2~20のアルケニルであり、
前記R15~R18のうち互いに隣接する2つ以上が互いに連結されて環を形成してもよく、
Q2は、Si、C、N、P、またはSであり、
M2は、Ti、Hf、またはZrであり、
X3およびX4は、それぞれ独立して、水素;ハロゲン;炭素数1~20のアルキル;炭素数2~20のアルケニル;炭素数6~20のアリール;炭素数7~20のアルキルアリール;炭素数7~20のアリールアルキル;炭素数1~20のアルキルアミノ;または炭素数6~20のアリールアミノである。
具体的に、前記化学式1中、M1は、Ti、Hf、またはZrであってもよい。
また、前記化学式2中、前記R10は、水素;炭素数1~20のアルキル;炭素数3~20のシクロアルキル;炭素数2~20のアルケニル;炭素数1~20のアルコキシ;炭素数6~20のアリール;炭素数7~20のアリールアルコキシ;炭素数7~20のアルキルアリール;または炭素数7~20のアリールアルキルであり、より具体的に、前記R10は、水素;炭素数1~20のアルキル;炭素数1~20のアルコキシ;炭素数6~20のアリール;炭素数7~20のアリールアルコキシ;炭素数7~20のアルキルアリール;または炭素数7~20のアリールアルキルであってもよい。
具体的に、前記化学式2中、Q2は、Si、C、N、P、またはSであり、より具体的に、Q2は、Siであってもよい。
中でも、前記α-オレフィン単量体は、1-ブテン、1-ヘキセン、または1-オクテンであってもよく、最も好ましくは1-ブテンであってもよい。
また、本発明は、前記エチレン/α-オレフィン共重合体を含む、封止材フィルム用組成物を提供する。前記封止材フィルム用組成物を用いて、変性樹脂組成物、例えば、シラン変性樹脂組成物またはアミノシラン変性樹脂組成物を製造することができる。
前記不飽和シラン化合物は、ラジカル開始剤などの存在下で、本発明の共重合体の単量体の重合単位を含む主鎖にグラフト(grafting)され、シラン変性樹脂組成物またはアミノシラン変性樹脂組成物に重合された形態で含まれてもよい。
前記不飽和シラン化合物および/またはアミノシラン化合物の含量は特に限定されない。
以下、実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は本発明を例示するためのものであって、本発明の範囲がこれらのみに限定されるものではない。
(1)リガンド化合物の製造
<N-tert-ブチル-1-(1,2-ジメチル-3H-ベンゾ[b]シクロペンタ[d]チオフェン-3-イル)-1,1-ジメチルシランアミンの合成>
(1)リガンド化合物の製造
<N-tert-ブチル-1-(1,2-ジメチル-3H-ベンゾ[b]シクロペンタ[d]チオフェン-3-イル)-1,1-(メチル)(フェニル)シランアミンの合成>
1.5Lの連続工程反応器に、ヘキサン溶媒を7.0kg/h、1-ブテンを1.09kg/hで投入しつつ135℃で予熱した。トリイソブチルアルミニウム化合物(0.045mmol/分)、前記製造例1および製造例2で得られた遷移金属化合物を3:7のモル比で混合した混合物(0.150μmol/分)、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)ボレート助触媒(0.30μmol/分)を同時に反応器に投入した。次いで、前記反応器内にエチレン(0.87kg/h)および水素ガス(20cc/分)を投入し、89barの圧力で、連続工程で135℃に60分以上維持させて共重合反応を行うことで共重合体を得た。その後、真空オーブンで12時間以上乾燥した後に物性を測定した。
重合条件を下記表1のように変更したことを除いては、実施例1と同様にエチレン/α-オレフィン共重合体を製造した。
前記実施例および比較例で製造されたエチレン/α-オレフィン共重合体に対し、下記の方法で物性を測定した。
ASTM D-792に準じて測定した。
ASTM D-1238(条件E、190℃、2.16kgの荷重)に準じて測定した。
ASTM D-1238に準じてMI10(190℃、10kgの荷重条件)およびMI2.16(190℃、2.16kgの荷重条件)を測定し、MI10/MI2.16により計算した。
PerkinElmer社製の示差走査熱量計(Differential Scanning Calorimeter、DSC 6000)を用いて得ることができる。具体的に、DSCを用いて、窒素雰囲気下で、共重合体に対して温度を150℃まで上昇させて1分間維持した後、-100℃まで冷却し、再び温度を150℃まで上昇させ、DSC曲線を観察した。この際、昇温速度および冷却速度はそれぞれ10℃/分とした。
前記エチレン/α-オレフィン共重合体を1Tの正方形の型に入れ、正面および背面を3Tの鋼板で覆った後、それを高温プレス機に投入した。190℃、25N/cm2で240秒間、6回の減圧/加圧脱気(degassing)、190℃、151N/cm2で240秒間連続して処理した後、分当り15℃下げつつ30℃に冷却し、この際、圧力を151N/cm2に維持した。30℃、151N/cm2で300秒間維持させ、試験片の製造を完了した。
q=4πsinθ/λ
qは、散乱ベクトルであり、θは、散乱角度の1/2値であり、λは、照射されたX線の波長である。
d-spacing=2π/q*
前記q*は、散乱ベクトル(q)によるI(q)×q2のグラフのピークにおける散乱ベクトル値を示す。
上記で製造された厚さ1mmの1cm×1cm(横×縦)の試験片に対し、Xenocs社製のモデル名Xeuss2.0のX線散乱装置を用いて、試料にX線を透過させ、散乱ベクトル(q)による散乱強度(I(q))を測定した。検出器(Detector)から約0.7m離れた位置に試料を置き、X線を入射して測定した。検出器としては、Pilatus3 300K(2D検出器)を用いた。WAXSは、平行ビーム法(parallel beam method)であって、透過時に試料と衝突して発生するX線の干渉を測定することを原理として、結晶構造に起因したピークを指定(assign)し、全領域に対して結晶性ピークの領域がどれほど占めるかを計算して結晶化度を求める。
上記の結果から、下記[数式3]を用いて結晶化度を計算した。
Imは、Mesophase Peakであり、
Icは、Crystal Peakであり、
Iaは、Amorphous halo Peakである。
前記エチレン/α-オレフィン共重合体を3Tの正方形の型に入れ、正面および背面を3Tの鋼板で覆った後、それを高温プレス機に投入した。190℃、25N/cm2で240秒間、6回の減圧/加圧脱気(degassing)、190℃、151N/cm2で240秒間連続して処理した後、分当り15℃下げつつ30℃に冷却し、この際、圧力を151N/cm2に維持した。30℃、151N/cm2で300秒間維持させ、試験片の製造を完了した。
(1)含浸完了時間
架橋剤の含浸は、Thermo Electron(Karlsruhe)GmbH社製のプラネタリーミキサを用いた。エチレン/α-オレフィン共重合体500gにt-ブチル1-(2-エチルヘキシル)モノパーオキシカーボネート(TBEC)1phr(parts per hundred rubber)、テトラキス(ビニルジメチルシロキシ)シラン(TVSS)0.5phr、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(MEMO)0.2phrを投入した後、40rpmで撹拌しつつ、時間に応じたトルク値の変化を観察し、トルク値が急激に増加する時点で含浸を終了した。架橋剤がエチレン/α-オレフィン共重合体の内部に吸収される前には、潤滑剤の役割をして低いトルク値を維持し、架橋剤が全て吸収されると、トルク値が増加するため、トルク値が急激に増加する時点を含浸完了時間と定義した。
架橋剤の含浸後、マイクロ押出機を用いて、高温架橋しない程度の低温(押出機のバレル温度が100℃以下の条件)で平均厚さ550μmの封止材フィルムを製造した。
Claims (8)
- 下記(a)~(d)条件を満たし、溶融指数(MI 2.16 、190℃、2.16kgの荷重条件)に対する溶融指数(MI 10 、190℃、10kgの荷重条件)値である溶融流動指数(MFRR、Melt Flow Rate Ratio、MI 10 /MI 2.16 )が8.0以下である、エチレン/α-オレフィン共重合体。
(a)SAXS(X線小角散乱法;Small-Angle X-Ray Scattering)により測定された面間隔(d-spacing)が12nm以上であり、
(b)WAXS(X線広角散乱法;Wide-Angle X-ray Scattering)により測定された結晶化度が14%以下であり、
(c)40℃の条件で測定された硬度(shore A)が65以下であり、および
(d)DSC(示差走査熱量計;Differential Scanning calorimetry)により測定された溶融温度が50~60℃である。 - 前記結晶化度が13%以下である、請求項1に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体。
- 前記硬度(shore A)が63以下である、請求項1に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体。
- 密度が0.85~0.89g/ccである、請求項1に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体。
- 溶融指数(Melt Index、MI、190℃、2.16kgの荷重条件)が1~100dg/分である、請求項1に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体。
- 前記α-オレフィンは、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、および1-エイコセンからなる群から選択された1種以上を含む、請求項1に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体。
- 前記α-オレフィンは、エチレン/α-オレフィン共重合体を基準として0超過99以下のモル%で含まれる、請求項1に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体を含む、封止材フィルム用組成物。
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