(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性オレフィン組成であって：
（Ａ）ホモポリマーポリプロピレンを含む第１のポリマー組成と；
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化したポリプロピレンポリマーを含む第２のポリマー組成と；
（Ｃ）第１のエラストマーエチレンコポリマーを含む第３のポリマー組成と；そして
（Ｄ）サイジング組成で結合された炭素繊維を含む炭素繊維組成
を含み、
前記ホモポリマーポリプロピレンが、２３０℃、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）において、１０分当たり約１０００グラムから１０分当たり約３０００グラムの範囲の溶融流量を有する熱可塑性オレフィン組成。
【請求項２】
第１のエラストマーエチレンコポリマーが：
（Ａ）エチレン由来のユニットおよび
（Ｂ）Ｃ３からＣ１０アルファ−オレフィンから成るグループから選択される少なくとも１つのコモノマー由来のアルファ−オレフィンコモノマーを含む請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項３】
第１のエラストマーエチレンコポリマーが、１９０℃、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）において、１０分当たり０．２から３．０グラムのメルトインデックス、立方センチメートル当たり約０．８５０から約０．９００グラムの密度、約１０から約２０パーセントの全結晶化度および約−５５から約−５０℃のガラス転移温度を有するエチレン／オクテンコポリマーである請求項２に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項４】
炭素繊維に結合されたサイジング組成が、
（Ａ）エポキシ；
（Ｂ）ナイロン；および
（Ｃ）ウレタンから成るグループから選択される請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項５】
異相ポリプロピレンコモノマーを含む第４のポリマー組成をさらに含む請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項６】
異相ポリプロピレンコポリマーが２３０℃、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）において、１０分当たり約５０グラムから１０分当たり約２００グラムの範囲の溶融流量を有する請求項５に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項７】
第２のエラストマーエチレンコポリマーを含む第５のポリマー組成をさらに含む請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成であって、該第２のエラストマーエチレンコポリマーが、１９０℃、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）において、１０分当たり約３．０グラム以上から約１０．０グラムのメルトインデックス、立方センチメートル当たり約０．８５０から約０．９００グラムの密度、約１５から約２０パーセントの全結晶化度および約−５５から約−５０℃のガラス転移温度を有するエチレン／オクテンコポリマーである熱可塑性オレフィン組成。
【請求項８】
タルクを含む１つまたはそれ以上の無機充填材、及び１つまたはそれ以上の添加剤を含む添加剤の組成をさらに含む請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項９】
熱可塑性オレフィン組成が、２３０℃、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）において、１０分当たり１．５グラムから１０分当たり１１グラムの範囲の溶融流量を有する請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項１０】
熱可塑性オレフィン組成が、約０．０５パーセントから約０．２５パーセントの範囲のツール収縮（ＩＳＯ  ２５７７）を有する請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項１１】
熱可塑性オレフィン組成が、１２０℃で３０分後に、約０．０５パーセントから約０．３５パーセントの範囲のツール収縮を有する請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項１２】
熱可塑性オレフィン組成が、１．８ＭＰａ（ＩＳＯ  ７５）において、約８２℃から約１２０℃の範囲の熱変形温度と約０．３１×１０−５ｍｍ／ｍｍ／℃から約２．１×１０−５ｍｍ／ｍｍ／℃の範囲の線熱膨張係数（ＡＳＴＭ  Ｅ８３１）を有する請求項１に記載の熱可塑性オレフィン組成。
【請求項１３】
熱可塑性オレフィン組成であって：
（Ａ）ホモポリマーポリプロピレンを含み、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約１０から約２５重量パーセントの第１のポリマー組成；
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンポリマーを含み、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約０．２から約５．０重量パーセントの第２のポリマー組成；
（Ｃ）第１のエラストマーエチレンコポリマーを含み、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約１５から約４５重量パーセントの第３のポリマー組成；
（Ｄ）サイジング組成で結合された炭素繊維を含み、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約１から約２０重量パーセントの炭素繊維組成；
（Ｅ）異相ポリプロピレンコポリマーを含み、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約０から約２５重量パーセントの第４のポリマー組成；
（Ｆ）第２のエラストマーエチレンコポリマーを含み、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約０から約２５重量パーセントの第５のポリマー組成；
（Ｇ）無機充填材を含み、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約０から約４０重量パーセントの無機充填材組成；
（Ｈ）１つまたはそれ以上の添加剤を有し、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約０から約１０重量パーセントの添加剤組成
を含み、前記ホモポリマーポリプロピレンが、２３０℃、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）において、１０分当たり約１０００グラムから１０分当たり約３０００グラムの範囲の溶融流量を有する熱可塑性オレフィン組成。
【請求項１４】
自動車部品であって：     
（Ａ）ホモポリマーポリプロピレンを含む第1のポリマー組成；   
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンポリマーを含む第２のポリマ ー組成；   
（Ｃ）第１のエラストマーエチレン・コポリマーを含む第３のポリマー組成；および   （Ｄ）サイジング組成で結合された炭素繊維を含む炭素繊維組成、
を含み、前記ホモポリマーポリプロピレンが、２３０℃、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）において、１０分当たり約１０００グラムから１０分当たり約３０００グラムの範囲の溶融流量を有する自動車部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の詳細な説明
関連出願の相互参照
この出願は特許協力条約のもとに出願され、２０１４年８月２８日に出願された米国仮出願番号６２／０４３，２６６の利益をクレームするもので、その全開示を参照により本明細書に包含する。
【０００２】
一般に、本開示は化学分野に関する。具体的には本開示は、金属置換複合材料として有用な熱可塑性オレフィン化合物に関する。とりわけ熱可塑性オレフィン化合物は自動車部品として有用である。
【背景技術】
【０００３】
ある自動車部品は工学的熱可塑材料とそのブレンドでできている。これらの適用は（ｉ）金属部品の線熱膨張（ＣＬＴＥ）を近似するＣＬＴＥ係数、（ｉｉ）低収縮および（ｉｉｉ）非常に高い剛性のようなある物理的特性を要求する。アルミのＣＬＴＥ値は２．５×１０−５ｍｍ／ｍｍ／°Ｋで、鋼のＣＬＴＥ値は１．１×１０−５ｍｍ／ｍｍ／°Ｋである。
【０００４】
このような自動車部品は車体パネル、引き上げゲート、構造部品およびその他の自動車部品を含む。工学的熱可塑材料とそのブレンドの例にはポリアミド（ＰＡ）、ポリアミド／アクリロニトリル・ブタジエンスチレン（ＰＡ／ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＰＣ／ＡＢＳ、ポリカーボネート／アクリロニトリルスチレンアクリレート（ＰＣ／ＡＳＡ）およびポリカーボネート／ポリブチレン・テレフタレート（ＰＣ／ＰＢＴ）が含まれる。
【発明の概要】
【０００５】
発明が解決しようとする手段
一般的な実施態様において本開示は、（Ａ）ホモポリマーポリプロピレン、（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化したポリプロピレンポリマー、（Ｃ）エラストマーエチレンコポリマー、おおよび（Ｄ）サイジング組織で結合された炭素繊維でできているまたはこれらを含む熱可塑性オレフィン組成を提供する。
【０００６】
いくつかの実施態様において、本開示は下記でできているまたはこれらを含む熱可塑性オレフィン組成を提供する：
（Ａ）ホモポリマーポリプロピレンでできているまたはこれを含む第１のポリマー組成；
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化したポリプロピレンポリマーでできているまたはこれを含む第２のポリマー組成；
（Ｃ）第１のエラストマーエチレンコポリマーでできているまたはこれを含む第３のポリマー組成；および
（Ｄ）サイジング組成で結合された炭素繊維でできているまたはこれを含む炭素繊維組成。
【０００７】
任意選択で、熱可塑性オレフィン組成はさらに、（ａ）異相ポリプロピレンコポリマーでできているまたはこれを含む第４のポリマー組成、（ｂ）第２のエラストマーエチレン組成でできているまたはこれを含む第５のポリマー組成、（ｃ）無機充填材組成、（ｄ）添加剤組成、または（ｅ）これらの組成の任意の組み合わせでできているかまたはこれらを含むことができる。熱可塑性オレフィン組成は、自動車の構成要素を含み金属置換構成要素としての使用に適している。
【０００８】
さらなる実施態様において、本開示は下記でできているまたはこれらを含む熱可塑性オレフィン組成を提供する：
（Ａ）ホモポリマーポリプロピレンからできているまたはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１０から２５重量パーセントの第１のポリマー組成；
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンポリマーからできているまたはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０．２から５．０重量パーセントの第２のポリマー組成；
（Ｃ）第１のエラストマーエチレンコポリマーでできているまたはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１５から４５重量パーセントの第３のポリマー組成；
（Ｄ）サイジング組成で結合された炭素繊維でできているまたはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１から２０重量パーセントの炭素繊維組成；
（Ｅ）異相ポリプロピレンコポリマーでできているまたはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から２５重量パーセントの第４のポリマー組成；
（Ｆ）第２のエラストマーエチレンコポリマーでできているまたはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から２５重量パーセントの第５のポリマー組成；
（Ｇ）無機充填材でできているまたはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から４０重量パーセントの無機充填材組成；および
（Ｈ）１つまたはそれ以上の添加剤を有する、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から１０重量パーセントの添加剤組成。
【０００９】
さらなる実施態様において、本開示は下記でできているまたはこれらを含む自動車部品を提供する：
（Ａ）ホモポリマーポリプロピレンでできた、またはこれを含む第１のポリマー組成；
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンポリマーでできた、またはこれを含む第２の組成；
（Ｃ）第１のエラストマーエチレンコポリマーでできた、またはこれを含む第３のポリマー組成；および
（Ｄ）サイジング組成で結合された炭素繊維でできているまたはこれを含む炭素繊維組成。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明を下記に十分に詳細に説明する。しかしこの発明は多くの異なる形態で具体化でき、ここに説明する実施態様に限定されると解釈してはならず；むしろこれらの実施態様はこの開示が適用される法的要求事項を満たすように提供される。したがって、実施態様は本発明の一般的範囲から逸脱することなく変更および修正を包含できることは当業者に明白であろう。添付の特許請求の範囲またはその同等の範囲内にあれば、このような修正および変更を含むことが意図されている。
【００１１】
本明細書および請求項で使用される単一の形態“ａ”、“ａｎ”および“ｔｈｅ”は、文脈がそうでないと明確に指示しない限り、複数形を含む。
【００１２】
この明細書および請求項で使用される用語“具備する”、“含有する”、または“含む”は、少なくとも名前のついた化合物、構成要素、材料、粒子または方法ステップなどが、その化合物、その品目またはその方法に存在することを意味し、請求項で明確に除外されない限り、その他のこのような化合物、構成要素、材料、粒子または方法ステップなどが名前のついた機能を有していたとしても、その他の化合物、構成要素、材料、粒子または方法ステップなどの存在を除外しない。1つまたはそれ以上の方法ステップの言及は、明示的に識別されたこれらのステップの間で、組み合わされ列挙されたステップまたは介在する方法ステップの前または後で、追加の方法ステップの存在を除外するものでないことを理解されたい。
【００１３】
さらに、プロセスステップまたは成分の文字は、離散的な活性または成分を識別するための便利な手段であり、記載された文字は、明示的に示されない限り、任意の順序で配列できることも理解されたい。
【００１４】
本記述とそれに続く請求項の目的から、指示の無い限り、額、量、百分率などを表すすべての数字は、すべての場合において“約”の用語で修飾されることを理解されたい。さらにすべての範囲は、開示された最大点と最小点の任意の組み合わせを含み、ここで特に列挙するまたはしない任意の範囲を含む。
【００１５】
定義
本記述において、“ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ”は、少なくとも１つの添加物でできた、またはそれを含む組成を参照する。
【００１６】
本記述において、用語“α−オレフィン”または“アルファ−オレフィン”は、化学式ＣＨ２＝ＣＨ−Ｒのオレフィンを意味し、ここにＲは１から１０の炭素原子を含むリニアアルキルまたは分岐アルキルである。α−オレフィンは例えばプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ドデセンなどから選択できる。
【００１７】
本記述において、用語“結合される”または“結合する”はサイジング組織の炭素繊維への接着を意味し、ここにサイジング組成は、炭素繊維に共有結合的に接着される、炭素繊維と物理的に絡ませる、炭素繊維間でまたはそれに沿って分配される、および／または炭素繊維に構造的に整列される。結合は、サイジング組成および炭素繊維の第２のおよび／または第３の構造を含む。
【００１８】
本記述において、用語“ｄＸ値”でＸは５０または９８で、粒子分布の、質量でそれぞれボトム５０％または９８％に入る粒子に対する測定した粒子直径上限である。例えば、０．３μｍのｄ５０値は、分布中の質量で５０％の粒子が０．３μｍ以上の直径を有し、質量で５０％の粒子は０．３μｍ以下の直径を有する。ｄ５０値は中央値または平均粒子径とも言う。
【００１９】
本記述において、用語“エラストマー”は、ゴム様の特性と、約０から２０パーセントの範囲の結晶化度を有する高分子化合物を指す。ポリマーは約０から５パーセントの範囲の結晶化度を有することができる。
【００２０】
本記述において、用語“ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ”は、少なくとも１つのエラストマーエチレンコポリマーでできた、またはこれを含む構成要素を指す。
【００２１】
本記述において、用語“ｆｉｒｓｔ”は、そこに特定の種が存在する順序を示し、必ずしも“第２”の種が存在することを意味しない。例えば、“第１のポリマー組成”は、少なくとも１つのポリマー組成の第１のものを指す。用語は任意の他の方法で、優先度、重要性または有意性を反映しない。ここで使用されることのある任意の用語は、“第２”、“第３”、“第４”などを含む。
【００２２】
本記述において、用語“グラフト化されたポリオレフィン”は不飽和モノマーでグラフト化されたポリオレフィンを指す。不飽和モノマーは、不飽和の極性モノマーとすることができる。不飽和モノマーは、1つまたはそれ以上の酸素原子を含むことができる。
【００２３】
本記述において、用語“グラフト化されたポリオレフィン組成”は、少なくとも１つのグラフト化されたポリオレフィンでできた、またはそれを含む組成を指す。
【００２４】
本記述において、用語“異相ポリプロピレンコポリマー”は、エチレンとプロピレンをポリプロピレン・マトリックスに共重合させて作成したコポリマーを指す。基本ポリプロピレンは、ホモポリマーまたはコポリマーであってよい。
【００２５】
本記述において、用語“ホモポリマー”および類似の用語は、単一の種類のモノマー由来のすべてのユニットのみまたは実質的にすべてのユニットからなるポリマーを意味する。例えば、エチレン・ホモポリマーはエチレン由来のすべてのユニットのみまたは実質的にすべてのユニットからなるポリマーで、プロピレン・ホモポリマーは、プロピレンなど由来のすべてのユニットのみまたは実質的にすべてのユニットからなるポリマーを指す。
【００２６】
本記述において、用語“インターポリマー”は、少なくとも２つのタイプのモノマーまたはコポリマーの重合によって作られたポリマーを指す。これにはコポリマー（“インターポリマー”と置き換え可能で使用でき、３つまたはそれ以上のタイプのモノマーまたはコモノマーで作られたポリマーを指すことができるが、これは２つの異なるタイプのモノマーまたはコモノマーで作られたポリマーを指す）、ターポリマー（３つの異なるタイプのモノマーまたはコモノマーから作られたポリマーを指すことができる）、テトラポリマー（４つの異なるタイプのモノマーまたはコモノマーから作られたポリマーを指すことができる）などが含まれるがこれに限定されない。
【００２７】
本記述において、用語“モノマー”および“コモノマー”は互換的に使用される。この用語は、ポリマーを製造するためにリアクターに添加される重合可能な部分を有する任意の化合物を意味する。ポリマーが１つまたはそれ以上のモノマーでできていると記述されるこれらの場合、例えば、ポリマーがポリエチレンとエチレンを含み、ポリマーはもちろんモノマー由来のユニットを含み、例えば、−ＣＨ２−ＣＨ２−、そしてモノマーそれ自身、例えば、ＣＨ２＝ＣＨ２、でない。
【００２８】
本記述において、用語“ポリマー”は同じまたは異なるタイプの重合モノマーによって作られた高分子化合物を意味する。用語“ポリマー”はホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、インターポリマーなどを含む。
【００２９】
本記述において、用語“ポリマー組成”は少なくとも１つのポリマーから作られた組成またはそれを含む組成を意味する。
【００３０】
本記述において、用語“ポリオレフィン”は本明細書で広く使用され、ポリエチレン、エチレン−アルファ・オレフィンコポリマー（ＥＡＯ）、ポリプロピレン、ポリブテン、および酢酸ビニルのような少量のコポリマーで重合された約５０重量パーセントエチレンを有するエチレンコポリマーおよび“オレフィン”族の分類内のその他のポリマー樹脂を含む。
【００３１】
ポリオレフィンは、単一の、段階的なまたは連続リアクター、スラリ−、溶液および流動床プロセスを使用するバッチおよび連続プロセス、ならびに例えば異種および均質システムを含む１つ以上の触媒およびジーグラー、フィリップス、メタロセン、シングルサイトおよび異なる特性の組み合わせを有するポリマーを製造する制約された幾何解析を含みさまざまなプロセスで製造できる。このようなポリマーは高度に分岐されまたは実質的に線形で、分岐、分散度および平均分子量は、ポリマー技術の教示に従ってその製造のために選択したパラメータとプロセスに依存して変わることがある。
【００３２】
本記述において用語“室温”は、ほぼ２５℃の温度を指す。
【００３３】
本記述において用語“サイジング組成”は、炭素繊維を処理する物質を指す。この物質は、エポキシ、ナイロン、ウレタンなどを含み種々の材料で作られまたはそれらを含む。いくつかの実施態様において、サイジング組成は（ａ）水性樹脂分散体または（ｂ）有機溶剤に溶解した樹脂の溶液の形で適用される。
【００３４】
本記述において用語“熱可塑性ポリマー”は、加熱すると軟化し、室温まで冷却すると元の状態に戻るポリマーを指す。
【００３５】
試験
ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８の表題は“押し出し可塑度計による熱可塑性プラスチックの溶融流量の試験方法”である。本明細書で使用する用語“ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８”は、押し出し可塑度計による熱可塑性プラスチック溶融流量の決定の標準試験法を意味する。一般にこの試験法は、押し出し可塑度計を使用した溶融熱可塑性プラスチック樹脂の押し出し率の決定を扱っている。指定された余熱の後、所定の温度、負荷およびバレルにおけるピストン位置の条件のもとで、樹脂は指定された長さとオリフィス径のダイを通して押し出される。この試験法は２０１２年２月１日に承認され、２０１２年３月に出版された。その全開示を参照にによりここに包含する。参照したＡＳＴＭ標準についてはＡＳＴＭのウエブサイトｗｗｗ．ａｓｔｍ．ｏｒｇを参照するかまたはＡＳＴＭの顧客サービスｓｅｒｖｉｃｅ＠ａｓｔｍ．ｏｒｇ．に連絡されたい。
【００３６】
本記述と請求項を通じてポリエチレンポリマーのすべての標準メルトインデックス値は、２．１６ｋｇのピストン負荷を使用し１９０℃の温度でＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８に従って測定される。本記述と請求項を通じてポリプロピレンポリマーの標準溶融流量値は、２．１６ｋｇのピストン負荷を使用し２３０℃の温度でＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８に従って測定される。
【００３７】
ＡＳＴＭ  Ｄ  ３７６３の表題は“負荷と置換センサーを使用したプラスチックの高速穿刺特性の標準試験法”である。本明細書で使用する用語“ＡＳＴＭ  Ｄ  ３７６３”または“機器搭載落槍衝撃試験”は、試験速度の範囲にわたって硬質プラスチック穿刺特性の決定を扱う試験方法を指す。この試験方法は、衝撃速度における本質的に多軸の変形条件のもとにおけるプラスチックの負荷ｖｓ変形応答を提供するようにデザインされている。この試験方法は、衝撃を与える材料の速度感度の測定値も提供する。この測定法は２０１０年７月１日に承認され、２０１０年７月に出版された。その全開示を参照により本明細書に包含する。参照したＡＳＴＭ標準についてはＡＳＴＭのウエブサイトｗｗｗ．ａｓｔｍ．ｏｒｇを参照するかまたはＡＳＴＭの顧客サービスｓｅｒｖｉｃｅ＠ａｓｔｍ．ｏｒｇ．に連絡されたい。
【００３８】
ＡＳＴＭ  Ｅ  ８３１の表題は“熱機械的分析による固形物の線熱膨張の標準試験法”である。本明細書で使用する用語“ＡＳＴＭ  Ｅ  ８３１”は、熱機械的分析技法を用いて固形物の線熱膨張の技術係数を決定する試験方法を意味する。この試験方法は、試験温度範囲にわたって十分な剛性を示す固形物に適用される。この試験方法は２０１３年に出版され、その全開示を参照により本明細書に包含する。参照したＡＳＴＭ標準については、ＡＳＴＭのウエブサイトｗｗｗ．ａｓｔｍ．ｏｒｇを参照するかまたはＡＳＴＭの顧客サービスｓｅｒｖｉｃｅ＠ａｓｔｍ．ｏｒｇ．に連絡されたい。
【００３９】
ＡＳＴＭ  Ｅ  １３５６の表題は“示差走査熱量測定によるガラス転移点の割り当ての標準試験法”である。本明細書で使用する用語“ＡＳＴＭ  Ｅ  １３５６”は、均質な材料における比熱容量の変化を決定する迅速試験法を指し、ここでガラス転移は比熱容量のステップ変化として現れる。この試験方法は、非結晶質の材料または、安定しておりガラス転移領域で分解または昇華を受けない、非結晶質の領域を含む部分的に結晶化された材料に適用できる。この試験方法は２００８年に出版され、その全開示を参照により本明細書に包含する。参照したＡＳＴＭ標準については、ＡＳＴＭのウエブサイトｗｗｗ．ａｓｔｍ．ｏｒｇを参照するかまたはＡＳＴＭの顧客サービスｓｅｒｖｉｃｅ＠ａｓｔｍ．ｏｒｇ．に連絡されたい。
【００４０】
ＩＳＯ  ７５の表題は“負荷時の変位の温度の決定”である。本明細書で使用する用語“ＩＳＯ  ７５”は、プラスチックの負荷時（３点負荷における曲げ応力）の変位の温度の決定のための試験法を指す。異なるタイプの材料に適するように、異なるタイプの試験片と異なる定荷重が定義されている。ＩＳＯ  ７５−２は、プラスチック（処理前の繊維長さが７．５ｍｍまでの充填プラスチックと繊維強化プラスチックを含む）とエボナイトの特定の要件を規定しており、ＩＳＯ  ７５−３は、繊維長さが７．５ｍｍ以上の高力価の熱硬化性の積層板および長繊維強化プラスチックに対して特定の要件を規定している。規定された方法は、特定の温度上昇率における負荷時の昇温における異なるタイプの材料の相対的挙動を評価するためのものである。実際には、時間、負荷条件および公称表面応力のような必須因子が試験条件により異なることがあるので、得られた結果は必ずしも最高適用可能温度を表しているものではない。データの真の整合性は、同じ室温の曲げ弾性率を有する材料に対して達成可能である。
【００４１】
ＩＳＯ  １７８の表題は“プラスチック−曲げ特性の決定”である。本明細書で使用される用語“ＩＳＯ  １７８”は、材料の曲げ特性をテストする標準試験法を指す。とりわけ、曲げ試験では３点負荷条件のもとでビームを曲げるのに必要な力を測定する。データを使用して、屈曲しないで負荷を支えるパーツの材料を選択する。曲げ弾性率は、屈曲した時の材料の剛性を示すのに用いられる。多くの材料の物理的特性は周囲温度によって変動するので、意図する最終使用環境を想定する温度において材料をテストするのが適切な場合がある。試験片をサポートスパン上に載せ、３点曲げを生じるローディングノーズを使って規定の割合で中央に負荷をかける。このテストのパラメーターは、サポートスパン、負荷をかける速さおよびテストの最大変位である。これらのパラメータは試験片の厚さに基づいており、ＡＳＴＭとＩＳＯでは定義が異なる。ＡＳＴＭ  Ｄ  ７９０では、試験片が５％変位に達した時または試験片が５％の前に壊れた時にテストを停止する。ＩＳＯ  １７８では、試験片が壊れた時にテストを停止する。壊れなかった試験片については、できる限りテストを継続し、３．５％における応力（従来の変位）を報告する。このテストには種々の試験片形状が使用でき、ＡＳＴＭでは３．２ｍｍ×１２．７ｍｍ×１２５ｍｍ（０．１２５”×０．５”×５．０”）およびＩＳＯでは１０ｍｍ×４ｍｍ×８０ｍｍである。屈曲試験を使用することによって、以下のデータが入手できる：降伏における曲げ応力、降伏における曲げ歪み、破損における曲げ応力、破損における曲げ歪み、３．５％（ＩＳＯ）または５．０％（ＡＳＴＭ）変位における曲げ応力および曲げ弾性率。
【００４２】
ＩＳＯ  １８０の表題は“アイゾット衝撃強度の決定”である。本明細書で使用する用語“ＩＳＯ  １８０”は、既定の条件下におけるプラスチックのアイゾット衝撃強度を決定する方法を指す。多数の異なるタイプの試験片と試験形態が規定されている。材料のタイプ、試験片のタイプおよびノッチのタイプにより異なるテストパラメータが規定されている。
【００４３】
ＩＳＯ  ５２７の表題は“プラスチック−引張特性の決定”である。本明細書で使用される用語“ＩＳＯ  ５２７”は、既定の条件下におけるプラスチックとプラスチック複合材の引張特性を決定するテスト方法を指す。異なるタイプの材料に適合するように、異なるタイプの試験片が規定されている。この方法は、試験片の引張挙動を調査し、既定の条件下における引張強度、引張係数および引張応力／歪みの関係のその他の様相を決定するのに使用される。
【００４４】
ＩＳＯ  １１８３の表題は“非発泡プラスチックの密度を決定する方法”である。本明細書で使用される用語“ＩＳＯ  １１８３”は、空隙なし形態の非発泡成形または押し出しプラスチックの密度を決定するテスト方法を指す。この勾配カラム法において、密度勾配カラムは２つの液体の混合物を含むカラムで、カラム中の密度は頂部から底部へ均一に増加する。
【００４５】
ＩＳＯ  ２５７７の表題は“プラスチック−熱硬化成形材料−収縮の決定”である。本明細書で使用される用語“ＩＳＯ  ２５７７”は成形収縮および熱硬化成形材料の成形された試験片の熱処理後の収縮を決定するテスト方法を指す。
【００４６】
組込不飽和モノマー（重量パーセント）：グラフト化されたポリオレフィンに組み込まれた不飽和モノマーの量は、湿式化学法（滴定など）またはフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）で測定できる。
【００４７】
“分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）”はゲル浸透クロマトグラフで測定される。ＭＷＤと比率Ｍｗ／Ｍｎは、１ｍｌ／ｍｉｎの流量で、１，２−ジクロロベンゼンを溶剤として（ＯＤＣＢ）（０．１ｖｏｌ．の２，６−ジ−ｔ−ブチルｐ−クレソール（ＢＨＴ）で安定化された）１３５℃で作動するＴＳＫカラムセット（タイプＧＭＨＸＬ−ＨＴ）を備えた、Ｗａｔｅｒｓ  １５０−Ｃ  ＡＬＣ／Ｇｅｌゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）システムを使用して決定される。サンプルは、温度１４０℃で１時間連続して撹拌して、ＯＤＣＢに溶解される。この溶液を０．４５μｍのテフロンメンブレンで濾過する。ろ液（濃度０．０８−１．２ｇ／ｌ、注入量３００μｌ）は、ＧＰＣに供する。（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓによって提供された）ポリスチレンの単分散留分を標準として使用する。
【００４８】
“Ｘ線結晶化度”は、固定スリットのＣｕ−Ｋαｌ放射を用いて  Ｘ線解析パワー回析計で測定し、６秒ごとに０．１ｏのステップで、回析角度２θ＝５ｏと２θ＝３５ｏ間のスペクトラムを収集する。測定は、約１．５から約２．５ｍｍの厚さと、約２．５ｃｍから約４．０ｃｍの直径のディスク形態のの圧縮成形試験片上で実施される。これらの試験片は、かなりの圧力が１０分間かかることなく、約２００℃±５℃の温度で圧縮成形プレスで得られ、次いで約１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を約数秒間かけ、この最後の作業を３回繰り返す。回析パターンを使って、全体のスペクトラムに適切な線形ベースラインを定義し、スペクトラムのプロファイルとベースライン間の、カウント／秒・２θで表される全面積（Ｔａ）を計算することによって、結晶化度に必要なすべてのコンポーネンツを引き出す。次いで、２相モデルに従って、非結晶領域を結晶領域から分離している全体のスペクトラムに沿って、適切な非結晶プロファイルが定義される。このようにカウント／秒・２θで表される非結晶面積（Ａａ）を、非結晶プロファイルとベースライン間の面積として計算でき、カウント／秒・２θで表される結晶面積（Ｃａ）をＣａ＝Ｔａ−Ａａとして表すことができる。次いでサンプルの結晶度を次式で計算する：
パーセントＣｒ＝１００×Ｃａ／Ｔａ
【００４９】
ポリマーのキシレン可溶性（重量パーセント）：２．５ｇのポリマーを１３５℃で撹拌下で２５０ｍｌのキシレンに溶解する。２０分後にこの溶液を撹拌下で０℃に冷却し、３０分間放置して沈殿させる。沈殿物を濾紙で濾過し、溶液を窒素流のもとで蒸発させ、一定重量が得られるまで残渣を真空下で１４０℃で乾燥させる。次いで０℃におけるキシレン中のポリマー可溶物の重量パーセントを計算する。室温におけるキシレン中のポリマー可溶物の重量パーセントがこのポリマーのアイソタクチック指標と考えられる。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
一般的な実施態様において、本開示は以下でできた、またはこれらを含む熱可塑性オレフィン組成を提供する：
（Ａ）ホモポリマーポリプロピレンでできた、またはこれを含む第１のポリマー組成；
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンポリマーでできた、またはこれらを含む第２のポリマー組成；
（Ｃ）第１のエラストマーエチレンコポリマーでできた、またはこれを含む第３のポリマー組成；および
（Ｄ）サイジング組成に結合された炭素繊維をでできた、またはこれを含む炭素繊維組成。
【００５１】
一般的な実施態様において、本開示は以下でできた、またはこれらを含む熱可塑性オレフィン組成を提供する：
（Ａ）ホモポリマーポリプロピレンでできた、またはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１０から約２５重量パーセントの第１のポリマー組成；
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンモノマーでできた、またはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０．２から約５．０重量パーセントの第２のポリマー組成；
（Ｃ）第１のエラストマーエチレンコポリマーでできた、またはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１５から約４５重量パーセントの第３のポリマー組成；
（Ｄ）サイジング組成に結合された炭素繊維でできた、またはこれをを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１から約２０重量パーセントの炭素繊維組成；
（Ｅ）異相ポリプロピレレンコポリマーでできた、またはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から約２５重量パーセントの第４のポリマー組成；
（Ｆ）第２のエラストマーエチレンコポリマーできたまたはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から約２５重量パーセントの第５のポリマー組成；
（Ｇ）無機充填材でできた、またはこれを含む、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から約４０重量パーセントの無機充填材組成；および
（Ｈ）１つまたはそれ以上の添加剤を有する、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から約１０重量パーセントの添加剤組成。
【００５２】
第１のポリマー組成−ホモポリマーポリプロピレン
第１のポリマー組成は、ホモポリマーポリプロピレンでできておりまたはそれを含む。
【００５３】
ある実施態様において、第１のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１０から約２５重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施態様において、第１のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１５から約２５重量パーセントの量で存在する。その他の実施態様において、第１のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４または２５重量パーセントの量で存在する。
【００５４】
いくつかの実施態様において、ホモポリマーポリプロピレンは、１０分当たり約１０００グラムから１０分当たり約３０００グラムの範囲の溶融流量を有している。第３のホモポリマーポリプロピレンは、１０分当たり約１５００グラムから１０分当たり約２０００グラムの範囲の溶融流量を有している。
【００５５】
このようなホモポリマーポリプロピレンは、ＡＤＳＴＩＦＴＭ（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ）、ＭＥＴＯＣＥＮＥ（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ）およびＰＲＯＦＡＸＴＭ（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ）ポリマーとして市販されている。
【００５６】
第２のポリマー組成−不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレン
第２のポリマー組成は、不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンポリマーでできておりまたはそれを含む。
【００５７】
ある実施態様において、第２のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０．２から約５．０重量パーセントの量で存在する。その他の実施態様において第２のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０または５．０重量パーセントの量だけ存在する。
【００５８】
いくつかの実施態様において、不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンポリマーは、遊離開始剤の存在下または存在なしに、ポリプロピレンモノマーを昇温において不飽和モノマーと反応させることによって作られ、不飽和モノマーユニットをポリプロピレン・バックボーン上にグラフト化する。グラフト化反応は、窒素のような不活性ガスのもとで発生することができる。
【００５９】
ポリプロピレン・バックボーンはポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー、耐衝撃性改質ポリプロピレンなどおよびそれらのブレンドでとすることができる。
【００６０】
不飽和モノマーはエチレン的に不飽和のカルボン酸および酸誘導体、特にエステル、無水物、酸性塩などとすることができる。これらの例にはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ノルボルン５−エン−２，３−ジカルボン酸無水物、ナジック酸無水物、ヒミック無水物などおよびそれらの混合物とすることができる。その他の不飽和モノマーは米国特許６，３８５，７７７および米国特許出願２００７／００５４１４２に記述されており、その教示を参照により本明細書に包含する。
【００６１】
ポリプロピレンと不飽和モノマーの相対量は変動し、ポリプロピレンと不飽和モノマーの特質、反応条件、利用できる機器のような要素およびその他の要素によって決まる。いくつかの実施態様において、不飽和モノマーは、グラフト化されたポリプロピレンの全重量に基づいた約０．１から約１５重量パーセントの範囲内の量で使用される。不飽和モノマーは、約０．５から約６重量パーセントの範囲にあることができる。いくつかの実施態様意において、この範囲は約１から約３重量パーセントの範囲にあることができる。
【００６２】
ポリプロピレンへの不飽和モノマー（複数）のグラフト化は、その不飽和モノマー（複数）とポリプロピレンの混合物を加熱して達成できる。グラフト化されたポリプロピレンは、せん断衝撃押出機／リアクターの中でポリプロピレンを不飽和モノマーと溶融ブレンドすることによって作ることができる。グラフト化ステップを実施するには、商標ＺＳＫ−５３、ＺＳＫ−８３、ＺＳＫ−９０およびＺＳＫ−９２でＣｏｐｅｒｉｏｎが市販しているスクリュー押出機が有用である。有機過酸化物のような遊離基を使用できる。
【００６３】
このようなグラフト化されたポリプロピレンは、ＢＯＮＤＹＲＡＭ（Ｐｏｌｙｒａｍ）の商標で市販されている。
【００６４】
第３のポリマー組成−第１のエラストマーエチレンコポリマー
第３のポリマー組成は第１のエラストマーエチレンコポリマーでできているかまたはそれを含む。
【００６５】
ある実施態様において、第３のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約１５から約４５重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施態様において、第３のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約１５から約２５重量パーセントの量で存在する。その他の実施態様において、第３のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約３５から約４５重量パーセントの量で存在する。
【００６６】
エラストマーエチレンコポリマーの例は、少なくとも１つのＣ３からＣ１０のアルファ−オレフィンコモノマーを持ったエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを含み、任意選択でポリエンコモノマーを含む。アルファ−オレフィンも、シクロヘキサンまたはシクロペンタンのような環状構造を有し、３−シクロヘキシル−１−プロピレン（アリル−シクロヘキサン）およびビニル−シクロヘキサンのようなアルファ−オレフィンに至る。いくつかの実施態様において、エラストマーエチレンコポリマーは、Ｃ３からＣ１０アルファ−オレフィンで構成されるグループから選択された少なくとも１つのコモノマー由来の（ａ）エチレン由来のユニットおよび（ｂ）アルファ−オレフィンコモノマーユニットを有するエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーである。その他の実施態様において、エラストマーエチレンコポリマーは、エチレン／オクタンコポリマーである。さらにその他の実施態様において、エチレン／オクタンコポリマーは、１０分当たり約０．２から約３．０グラムのメルトインデックス、立方センチメートル当たり約０．８５０から約０．９００グラムの密度、約１０から約２０パーセントの全結晶化度、および約−５５から約−５０℃のガラス転移温度を有する。
【００６７】
典型的なエラストマーエチレンコポリマーは、下記を含むがこれらに限定されない：エチレン／プロピレン、エチレン／ブテン、エチレン／１−オクテン、エチレン／５−エチリデン−２−ノルボルネン、エチレン／５−ビニル−２−ノルボルネン、エチレン／−１，７−オクタジエン、エチレン／７−メチル−１，６−オクタジエン、エチレン／スチレンおよびエチレン／１，３，５−ヘキサトリエン。典型的なエラストマーエチレン・ターポリマーは、エチレン／プロピレン／１−オクテン、エチレン／ブテン／１−オクテン、エチレン／プロピレン／５−エチリデン−２−ノルボルネン、エチレン／ブテン／５−エチリデン−２−ノルボルネン、エチレン／ブテン／スチレン、エチレン／１−オクテン／５−エチリデン−２−ノルボルネン、エチレン／プロピレン／１，３−ペンタジエン、エチレン／プロピレン／７−メチル−１，６−オクタジエン、エチレン／ブテン／７−メチル−１，６−オクタジエン、エチレン／１−オクテン／１，３−ペンタジエンおよびエチレン／プロピレン／１，３，５−ヘキサトリエンを含む。典型的なエラストマーエチレン・テトラポリマーは、エチレン／プロピレン／１−オクテン／ジエン、エチレン／ブテン／１−オクテン／ジエンおよびエチレン／プロピレン／混合ジエンを含む。
【００６８】
このようなエラストマーエチレンエチレンコポリマーはＥＮＧＡＧＥＴＭ（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＥＸＡＣＴＴＭ（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）またはＴＡＦＭＥＲＴＭ（三井化学）ポリマーの商標で市販されている。
【００６９】
第４のポリマー組成−異相ポリプロピレンコポリマー
第４のポリマー組成は、異相ポリプロピレンコポリマーでできているかまたはこれを含む。
【００７０】
ある実施態様において、第４のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から約２５重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施態様において、第４のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約１５から約２０重量パーセントの量で存在する。その他の実施態様において、第４のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４または２５重量パーセントの量で存在する。
【００７１】
ある実施態様において、異相ポリプロピレンコポリマーは、１０分当たり約５０グラムから１０分当たり約２００グラムの範囲の溶融流量を持つことができる。異相ポリプロピレンコポリマーは、１０分当たり約８０グラムから１０分当たり約１５０グラムの範囲の溶融流量を持つことができる。いくつかの実施態様において、溶融流量は１０分当たり約１００グラムから１０分当たり約１２０グラムの範囲にある。
【００７２】
ある実施態様において、ポリマーブレンドを作るのに使用する異相ポリプロピレンコポリマーは、異相ポリプロピレンコポリマーの全重量に基づいて、約５重量パーセントから約２０重量パーセントの範囲のパーセントキシレン可溶物を持つことができる。異相ポリプロピレンコポリマーは、異相ポリプロピレンコポリマーの全重量に基づいて、約５重量パーセントから約１５重量パーセントの範囲のパーセントキシレン可溶物を持つことができる。いくつかの実施態様において、異相ポリプロピレンコポリマーは、異相ポリプロピレンコポリマーの全重量に基づいて５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５重量パーセントのパーセントキシレン可溶物を有する。
【００７３】
異相ポリプロピレンコポリマーは、少なくとも２段の逐次重合によって、活性型のマグネシウムハロゲン化物上のＺｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ触媒担体の存在下で作ることができる。
【００７４】
連続またはバッチであり得る重合プロセスは、不活性希釈剤の存在下またはなしに、液相において、または気相で、または混合液−気技法で行われる。
【００７５】
立体特異的な重合触媒は、以下の反応の生成物を含む：１）チタン化合物を含む固形成分とマグネシウム二ハロゲン化物上で担持された電子供与体化合物（内部ドナー）；２）アルミアルキル化合物（触媒）；および任意選択で３）電子供与体化合物（外部ドナー）。
【００７６】
このような異相コポリマーは、ＨＩＦＡＸＴＭ（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ）およびＦＲＯＭＡＸＴＭ（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ）ポリプロピレンの商標で市販されている。
【００７７】
第５のポリマー組成−第２のエラストマーエチレンコポリマー
第５のポリマー組成は、第２のエラストマーエチレンコポリマーでできているかまたはそれを含む。
【００７８】
ある実施態様において、第５のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約０から約２５重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施態様において、第５のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約１５から約２５重量パーセントの量で存在する。その他の実施態様において、第５のポリマー組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４または２５重量パーセントの量で存在する。
【００７９】
エラストマーエチレンコポリマーの例には、少なくとも１つのＣ３からＣ１０アルファ−オレフィン・コモノマーを有するエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーが含まれ、任意選択でポリエン・コモノマーが含まれる。アルファ−オレフィンは、シクロヘキサンまたはシクロペンタンのような環状構造も有し、その結果３−シクロヘキシル−１−プロペン（アリル−シクロヘキサン）およびビニル−シクロヘキサンのようなアルファ−オレフィンに至る。いくつかの実施態様において、エラストマーエチレンコポリマーは、（ａ）エチレン由来のユニットおよび（ｂ）Ｃ３からＣ１０アルファ−オレフィンで構成されるグループから選択された少なくとも１つのコモノマー由来のアルファ−オレフィンコモノマーユニットを有するエチレン／アルファ−コポリマーである。その他の実施態様において、エラストマーエチレンコポリマーは、エチレン／オクテンコポリマーである。さらにその他の実施態様において、エチレン／オクテンコポリマーは、１０分当たり約３．０から約１０．０グラムのメルトインデックス、立方センチメートル当たり約０．８５０から約０．９００グラムの密度、約１５から約２０パーセントの全結晶化度、および約−５５から約−５０℃のガラス転移温度を有する。
【００８０】
典型的なエラストマーエチレンコポリマーは、下記を含むがこれに限定されない：エチレン／プロピレン、エチレン／ブテン、エチレン／１−オクテン、エチレン／５−エチリデン−２−ノルボルネン、エチレン／５−ビニル−２−ノルボルネン、エチレン／−１，７−オクタジエン、エチレン／７−メチル−１，６−オクタジエン、エチレン／スチレンおよびエチレン／１，３，５−ヘキサトリエン。典型的なエラストマーエチレン・ターポリマーは、エチレン／プロピレン／１−オクテン、エチレン／ブテン／１−オクテン、エチレン／プロピレン／５−エチリデン−２−ノルボルネン、エチレン／ブテン／５−エチリデン−２−ノルボルネン、エチエン／ブテン／スチレン、エチレン／１−オクテン／５−エチリデン−２−ノルボルネン、エチレン／プロピレン／１，３−ペンタジエン、エチレン／プロピレン／７−メチル−１，６−オクタジエン、エチエン／ブテン／７−メチル−１，６−オクタジエン、エチレン／１−オクテン／１，３−ペンタジエンおよびエチレン／プロピレン／１，３，５−ヘキサトリエンを含む。典型的なエラストマーエチレンテトラポリマーはエチレン／プロピレン／１−オクテン／ジエン、エチレン／ブテン／１−オクテン／ジエンおよびエチレン／プロピレン／混合ジエンを含む。
【００８１】
このようなエラストマーエチレンコポリマーは、ＥＮＧＡＧＥＴＭ（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、ＥＸＡＣＴＴＭ（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）またはＴＡＦＭＥＲＴＭ（三井化学）ポリマーの商標で市販されている。
【００８２】
炭素繊維組成
炭素繊維組成は、サイジング組成に結合された炭素繊維でできているかまたはこれを含む。
【００８３】
ある実施態様において、炭素繊維組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約１から約２０重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施態様において、炭素繊維組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して約１から約１０重量パーセントの量で存在する。その他の実施態様において、炭素繊維組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０重量パーセントの量で存在する。
【００８４】
使用する炭素繊維の相対量およびサイジング組成は変動する。いくつかの実施態様において、サイジング組成は、サイジング組成と結合された炭素繊維の全重量に基づき約１．０から約１０重量パーセントの範囲の量で使用される。サイジング組成は、約１．０から約７．０重量パーセントの範囲とすることができる。いくつかの実施態様において、サイジング組成は１、２、３、４、５、６または７重量パーセントの量で存在する。
【００８５】
いくつかの実施態様において、サイジング組成は、エポキシ、ナイロン、ウレタンなどで構成されるグループから選択された材料とすることができる。
【００８６】
いくつかの実施態様において、炭素繊維は約３ｍｍから約２５ｍｍの範囲の繊維長さとすることができる。その他の実施態様において、炭素繊維は約３ｍｍから約１２ｍｍの範囲の繊維長さとすることができる。いくつかの実施態様において、炭素繊維は３、４、５、６、７、８または９ｍｍの繊維長さとすることができる。
【００８７】
このような炭素繊維は、ＴＥＮＡＸＴＭ（帝人またはＴｏｈｏ  Ｔｅｎａｘ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｉｎｃ．）の商標で市販されている。
【００８８】
無機充填材組成
無機充填材組成は、無機充填材からできておりまたはそれを含む。
【００８９】
ある実施態様において、無機充填材組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から約４０重量パーセントの量で存在する。いくつかの実施態様において、無機充填材組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約２０から約３０重量パーセントの量で存在する。その他の実施態様において、無機充填材組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９または３０重量パーセント量で存在する。
【００９０】
無機充填材は、タルクを含む。このようなタルクは、ＵＬＴＲＡＴＭの商標で市販されている。
【００９１】
添加剤の組成
添加剤の組成は、１つまたはそれ以上の添加剤でできておりまたはそれらを含む。
【００９２】
ある実施態様において、添加剤組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、約０から約１０重量パーセントの量で存在する。その他の実施態様において、添加剤組成は、熱可塑性オレフィン組成の全重量に関して、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０重量パーセント量で存在する。
【００９３】
典型的な添加剤は、着色剤、付臭剤、消臭剤、可塑剤、衝撃改質剤、人工降雨剤、潤滑剤、界面活性剤、湿潤剤、難燃剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、殺生物剤、金属不活性剤、増粘剤、熱安定剤、消泡剤、カップリング剤、ポリマー合金相溶化剤、発泡剤、乳化剤、架橋結合剤、ワックス、粒子状物質、流れ促進剤および高分子化合物の処理可能性または最終使用特性を強化するために添加するその他の材料を含む。このような添加剤は、従来量で使用できる。いくつかの実施態様において、量は全組成の１０重量パーセントを超えない。
【００９４】
いくつかの実施例において、本開示は１９０℃における溶融流量が、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８）、１０分当たり約１．５グラムから１０分当たり約１１グラムの範囲にある熱可塑性オレフィン組成を提供する。いくつかの実施例において、熱可塑性オレフィン組成は、１０分当たり１．５、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１グラムの溶融流量を有することができる。
【００９５】
いくつかの実施態様において本開示は、立方センチメートル当たり約０．９８グラムから立方センチメートル当たり約１．２３グラムの範囲の密度（ＩＳＯ  １１８３）を有する熱可塑性オレフィン組成を提供する。その他の実施態様において、この熱可塑性オレフィン組成は、立方センチメートル当たり約１．１０グラムから立方センチメートル当たり約１．２０グラムの範囲の密度（ＩＳＯ  １１８３）を有することができる。
【００９６】
いくつかの実施態様において本開示は、降伏（ＩＳＯ  ５２７）における引張強度が約１８ＭＰａから約４０ＭＰａの範囲の熱可塑性オレフィン組成を提供する。
【００９７】
いくつかの実施態様において本開示は、約２７ＭＰａから約５０ＭＰａの範囲の曲げ応力（ＩＳＯ  １７８）を有する熱可塑性オレフィン組成を提供する。
【００９８】
いくつかの実施態様において本開示は、約２３００ＭＰａから約５０００ＭＰａの範囲の曲げ弾性率（ＩＳＯ  １７８）を有する熱可塑性オレフィン組成を提供する。その他の実施態様において、熱可塑性オレフィン組成は、約２５００ＭＰａから約４５００ＭＰａの範囲の曲げ弾性率を有することができる。
【００９９】
いくつかの実施態様において本開示は、約１２ＫＪ／ｍ２から約２０ＫＪ／ｍ２の範囲のノッチ付アイゾット衝撃（ＩＳＯ  １８０）を有する熱可塑性オレフィン組成を提供する。いくつかの実施態様において、熱可塑性オレフィン組成は約１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０ＫＪ／ｍ２のノッチ付アイゾット衝撃を有することができる。
【０１００】
いくつかの実施態様において本開示は、約０．０５パーセントから約０．２５パーセントの範囲のツール収縮（ＩＳＯ  ２５７７）を有する熱可塑性オレフィン組成を提供する。
【０１０１】
いくつかの実施態様において、本開示は１２０℃で３０分後のツール収縮が約０．０５パーセントから約０．３５パーセントの熱可塑性オレフィン組成を提供する。
【０１０２】
いくつかの実施態様において本開示は、約８２℃から約１２０℃の範囲の熱変形温度（ＨＤＴ）＠１．８ＭＰａ（ＩＳＯ  ７５）を有する熱可塑性オレフィン組成を提供する。
【０１０３】
いくつかの実施態様において本開示は、約０．３１×１０−５ｍｍ／ｍｍ／℃から約２．１×１０−５ｍｍ／ｍｍ／℃の範囲の線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）（ＡＳＴＭ  Ｅ  ８３１）を有する熱可塑性オレフィン組成を提供する。
【０１０４】
さらなる実施態様において本開示は、下記でできた、またはそれらを含む自動車部品を提供する：
（Ａ）ホモポリマープロピレンでできた、またはそれらを含む第１のポリマー組成；
（Ｂ）不飽和モノマーでグラフト化されたポリプロピレンポリマーでできた、またはそれらを含む第２のポリマー組成；
（Ｃ）第１のエラストマーエチレンコポリマーでできた、またはそれを含む第３のポリマー組成；および
（Ｄ）サイジング組成と結合された炭素繊維でできた、またはそれを含む炭素繊維組成。
【実施例】
【０１０５】
以下の実施例は、本発明の実施態様を実証するために含まれている。発明人によって発見された本技術に従う実施例で開示された技術は、本発明の実施に際して十分に機能することは当業者によって理解され、その実践に対する典型的なモードを構成すると考えることができる。しかし当業者は本開示に鑑み、開示された特定の実施態様において多くの変更が可能で、本発明の精神および範囲を逸脱することなく類似のまたは同様の結果が得られることを理解すべきである。
【０１０６】
本発明の実施態様の比較例と実施例に対して、試験片を準備するのに種々の化合物が考案された。材料は表１に示す重量パーセント混合した。
【０１０７】
ホモポリマーポリプロピレン：ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌのＭＥＴＯＣＥＮＥＴＭ  ＭＦ６５０Ｙ（２３０℃における溶融流量２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）：１０分当たり１８００グラム；立方センチメートル当たり０．９１グラムの密度；Ｍｗ／Ｍｎ：３．２；Ｍｎ：１．５６Ｅ＋０４；Ｍｗ：５．０Ｅ＋０４；Ｍｚ：１．０８Ｅ＋０５；およびＭｚ＋１：１．６８Ｅ＋０５）。
【０１０８】
不飽和モノマーでグラフト化したポリプロピレンポリマー：ＰｏｌｙｒａｍのＢＯＮＤＹＲＡＭＴＭ１００１無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン（２３０℃における溶融流量、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）：１０分当たり１００グラム：立方センチメートル当たり０．９０グラムの密度）。
【０１０９】
異相ポリプロピレンコポリマー：ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌのＰＲＯＦＡＸＴＭ  ＥＰ５０１Ｖ（２３０℃における溶融流量、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）：１０分当たり１００グラム；立方センチメートル当たり０．９００グラムの密度；パーセントキシレン可溶物（重量パーセント）：１１．７；Ｍｗ／Ｍｎ：５．４９；Ｍｎ：２．９９Ｅ＋０４；Ｍｗ：１．６４Ｅ＋０５；Ｍｚ：６．３４Ｅ＋０５；およびＭｚ＋１：１．４８Ｅ＋０６）。
【０１１０】
エラストマーエチレンコポリマー：Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＥＮＧＡＧＥＴＭ８１５０エチレン／オクテンコポリマー（１９０℃におけるメルトインデックス２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）：１０分当たり０．５グラム；密度：立方センチメートル当たり０．８６８グラム；Ｔｇ：−５２℃；結晶化度：１６；即ち第１のエラストマーエチレンコポリマー）およびＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＥＮＧＡＧＥＴＭ  ８２００エチレン／オクテンコポリマー（１９０℃におけるメルトインデックス２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）：１０分当たり５．０グラム；密度：立方センチメートル当たり０．８７０グラム；Ｔｇ：−５３℃；結晶化度：１９；即ち第２のエラストマーエチレンコポリマー）。
【０１１１】
炭素繊維：帝人のＴＥＮＡＸＴＭ−Ａ  ＨＴ  Ｃ８０４炭素繊維（繊維長：６．０ｍｍ；繊維径：７．０μｍ；サイジング：４．０％）。
【０１１２】
ガラス繊維：ＰＰＧのＣＨＯＰＶＡＮＴＡＧＥＴＭ  ３２９９  ガラス繊維（繊維長：３．２ｍｍ；繊維径：１３μｍ）。
【０１１３】
無機繊維：Ｉｍｉ  Ｆａｂｉ  ＵＬＴＲＡＴＭ  ５Ｃタルク（粒径中央値（ｄ５０）：０．６５μｍ；Ｔｏｐ  Ｃｕｔ（ｄ９８）：４．５μｍ）。
【０１１４】
添加剤：カーボンブラック・マスターバッチ（ポリエチレン中５０％カーボンブラック・マスターバッチ）；Ｂ２２５ＴＭ、これは立体的に込み合ったフェノール性抗酸化物質ＩＲＧＡＮＯＸＴＭ  １０１０の１：１ブレンドである、とＩＲＧＡＦＯＳＴＭ  １６８リン酸トリアリール処理安定剤；ステアリン酸カルシウム潤滑剤；およびスリップ剤。
【０１１５】
化合物の生成
プレコンパウンドの無い炭素繊維を、５０−ｍｍ  Ｗｅｒｎｅｒ  ＆  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ  ＺＳＫ  ２軸押し出し機で混ぜ合わせた。ポリエチレン樹脂、エラストマーおよび添加剤をメインフィーダーに加えた。タルクを下流で側方供給した。プレコンパウンドのストランドを水中に沈め、ペレット化した。その後、ペレットをブレンドして同質の製品を得た。
【０１１６】
ペレット化したプレコンパウンドを、炭素繊維を処理するようにデザインされた５０−ｍｍ  ２軸押し出し機に供給した。炭素繊維を下流に加えた。溶融合成物のストランドを水中に沈め、その後ペレット化した。ペレットをブレンドして、８５℃で２時間乾燥した。
【０１１７】
サンプルの生成
乾燥したペレットを、溶融温度２１５．５℃（４２０ｏＦ）でＶａｎ  Ｄｏｒｎ  １２０射出成形機で射出成型して、ＩＳＯの標準の引張りバーと１５２．４ｍｍ×１０１．６ｍｍ（６インチ×４インチ）の滑らかなプラークを作り、機械的テストに供した。
【０１１８】
【表１】
0006670300.tif 000002
【０１１９】
本発明とその利点を詳細に記述したが、付属の請求範囲に規定されている本発明の精神と範囲から逸脱することなく、種々の変更、置換および修正が可能であることを理解されたい。さらに本出願の範囲は、明細書に記載のプロセス、機械、製造、事項の組成、手段、方法およびステップの特定の実施態様を限定することを意図していない。当業者の一人が本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載の実施態様と実質的に同じ機能を実施し、実質的に同じ結果を達成する、現在存在するまたは後日開発されるプロセス、機械、製造、事項の組成、手段、方法またはステップは、本発明に従って利用できる。従って付属の請求項は、このようなプロセス、機械、製造、事項の組成、手段、方法またはステップを、その範囲に含むことを意図している。