CN103038275B - 发泡体和发泡体用组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种硬度、尺寸稳定性、热成型性和机械强度优异且适合于鞋用中底、内底或外底等的发泡体。本发明涉及一种发泡体,其是将下述发泡体用组合物交联而成的,所述发泡体的比重为0.1~0.98g/cc,所述发泡体用组合物包含:(a)嵌段共聚物,其中,乙烯基芳香族烃为65~95质量%,共轭二烯为5~35质量%,乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%,动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E')为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下,在85℃以上且125℃以下存在1个以上动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度;(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶;(c)填充剂;和(d)发泡剂,(a)成分/(b)成分的质量比为1~30/70~99,相对于(a)成分与(b)成分的总量100质量份,所述发泡体用组合物含有(c)成分1~100质量份、(d)成分0.1~30质量份。
Description
技术领域
本发明涉及适合于鞋用中底、内底或外底用的材料的发泡体以及发泡体用组合物。
背景技术
对于用于运动鞋等的发泡体材料,要求具有缓冲性及冲击缓冲性、轻量性等特性。作为满足这样的特性的原料,一直以来使用了使橡胶组合物中含有气泡的鞋用交联发泡体,所述橡胶组合物在以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为主要成分的发泡体、以聚氨酯(PU)为主要成分的发泡体或基材橡胶中混配了二氧化硅、炭黑等填充剂。所述气泡可以通过发泡剂的发泡、微小中空球的混配等来含有,对于该鞋用交联发泡体,正在研究进一步的轻量化。
以往,提出了后述的各种发泡体材料。
例如,在专利文献1中,作为耐磨耗性优异、轻量且难以滑动的发泡橡胶鞋底,公开了一种含有间规立构1,2-聚丁二烯的材料。
专利文献2中,公开了一种目的在于轻量、且富于缓冲性通气性、隔音性等的嵌段共聚物系交联发泡体。
专利文献3中,作为在高温、低温环境下硬度变化也小、且缓冲性、冲击缓冲性优异的发泡体,公开了一种由含有苯乙烯含量为60%以下的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的材料构成的发泡体。
专利文献4中,作为成型性优异、且柔软性、成型性外观优异的成型组合物,公开了一种含有星型热塑性弹性体和线型热塑性弹性体以及1,2-聚丁二烯的组合物。
专利文献5中,公开了一种用于制造撕裂强度、耐压缩永久变形性、低回弹性、耐摩耗性优异的发泡体的氢化嵌段共聚物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭63-200702号公报
专利文献2:日本特开昭63-225638号公报
专利文献3:日本特开2001-340105号公报
专利文献4:日本特开2004-217846号公报
专利文献5:国际公开第2007/094216号
发明内容
发明要解决的问题
但是,上述以往公开的各种发泡体材料在硬度、尺寸稳定性、热成型性和机械强度方面均存在改善的余地,作为鞋用发泡体(鞋底)不具有充分的特性。
因此,本发明中,目的在于提供一种硬度、尺寸稳定性、热成型性和机械强度优异的、特别适合于鞋用中底、内底和外底的发泡体。
用于解决问题的方案
为了解决上述那样的与发泡体相关的现有技术问题,本发明人进行了反复深入的研究,结果发现:以特定的比例包含具有特定的粘弹性特性的含有乙烯基芳香族烃和共轭二烯的嵌段共聚物、特定的橡胶成分、填充剂以及发泡剂的发泡体;或者包含含有乙烯基芳香族烃和共轭二烯的嵌段共聚物、特定的橡胶成分、填充剂、发泡剂且在特定范围的比重下具有特定的硬度的发泡体能够达到上述目的,由此完成了本发明。
即,本发明如下所述。
〔1〕
一种发泡体,其是将下述发泡体用组合物交联而成的,所述发泡体的比重为0.1~0.98g/cc,
所述发泡体用组合物包含:
(a)嵌段共聚物,其含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段,其中,
乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%,共轭二烯的含量为5~35质量%,
嵌段共聚物中所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%,
动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下,并且在85℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度;
(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶;
(c)填充剂;和
(d)发泡剂,
所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的质量比为1~30/70~99,
相对于所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,所述发泡体用组合物含有1~100质量份所述(c)填充剂、0.1~30质量份所述(d)发泡剂。
〔2〕
如上述〔1〕所述的发泡体,其中,所述(a)嵌段共聚物在90℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度。
〔3〕
如上述〔1〕或〔2〕所述的发泡体,其中,所述(a)嵌段共聚物含有至少1个乙烯基芳香族烃含量为70质量%以上且小于100质量%的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段。
〔4〕
如上述〔1〕~〔3〕中任一项所述的发泡体,其中,所述(a)嵌段共聚物含有至少1个乙烯基芳香族烃含量为75质量%以上且98质量%以下的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段。
〔5〕
如上述〔1〕~〔4〕中任一项所述的发泡体,其中,相对于所述(a)嵌段共聚物和所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,含有2~90质量份所述(c)填充剂、0.5~20质量份所述(d)发泡剂。
〔6〕
如上述〔1〕~〔5〕中任一项所述的发泡体,其中,相对于所述(a)嵌段共聚物和所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,还含有1~100质量份(e)热塑性弹性体和/或热塑性树脂。
〔7〕
如上述〔1〕~〔6〕中任一项所述的发泡体,其中,所述发泡体的比重为0.1~0.7g/cc或者比重为0.8~0.98g/cc。
〔8〕
一种鞋底,其将上述〔1〕~〔7〕中任一项所述的发泡体成型而得到。
〔9〕
一种发泡体用组合物,其包含:
(a)嵌段共聚物,其含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段,其中,
乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%,共轭二烯的含量为5~35质量%,
嵌段共聚物中所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%,
动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下,并且在85℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度;
(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶;
(c)填充剂;和
(d)发泡剂,
所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的质量比为1~30/70~99,
相对于所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,所述发泡体用组合物含有1~100质量份所述(c)填充剂、0.1~30质量份所述(d)发泡剂。
〔10〕
一种发泡体,其包含:
(a’)嵌段共聚物,其含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段,其中,
乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%,共轭二烯的含量为5~35质量%,
嵌段共聚物中所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%;
(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶;
(c)填充剂;和
(d)发泡剂,
在比重为0.1~0.7g/cc的情况下,所述发泡体以C型测定的硬度为45~98,
在比重为0.8~0.98g/cc的情况下,所述发泡体以A型测定的硬度为60~98。
发明效果
根据本发明,可以得到硬度、尺寸稳定性、热成型性和机械强度优异的、主要适合于鞋用中底、内底或外底等的发泡体。
具体实施方式
下面,对本发明的实施方式(下文中称为“本实施方式”)进行说明。需要说明的是,本发明并不限于以下的记载,可以在其要点范围内进行各种变形来实施。
〔发泡体〕
[第1实施方式的发泡体]
本实施方式的发泡体中的第1实施方式的发泡体含有下述成分(a)~成分(d)。
(a)嵌段共聚物,其含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段,其中,
乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%,共轭二烯的含量为5~35质量%,
嵌段共聚物中所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%,
动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下,并且在85℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度。
(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶。
(c)填充剂。
(d)发泡剂。
另外,本实施方式的发泡体是将下述发泡体用组合物交联而成的,所述发泡体的比重为0.1~0.98g/cc,所述发泡体用组合物中,所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的质量比为1~30/70~99,进而,相对于所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,所述发泡体用组合物含有所述(c)填充剂1~100质量份、所述(d)发泡剂0.1~30质量份。
下面,对成分(a)~成分(d)进行说明。
(成分(a):嵌段共聚物)
如上所述,成分(a)是含有乙烯基芳香族烃和共轭二烯的嵌段共聚物。
成分(a)中的乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%、优选为68~93质量%、更优选为70~90质量%。
成分(a)中的共轭二烯的含量为5~35质量%、优选为7~32质量%、更优选为10~30质量%。
若乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%、共轭二烯的含量为5~35质量%的范围,则发泡体的硬度与伸长率和热成型性的平衡优异,成为适合于鞋用的发泡体。
成分(a)中的乙烯基芳香族烃的含量和共轭二烯的含量通过使用紫外线分光光度计对针对特定波长的光的吸收光度进行测定而求出。
成分(a)所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%、优选为50~95质量%、更优选为60~90质量%。若乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%的范围,则尺寸稳定性和热成型性优异,适合作为鞋用的发泡体。
乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率可以通过成分(a)中的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物链的重量和乙烯基芳香族烃的含量(质量%)来调整。
构成成分(a)嵌段共聚物的无规共聚物链中所占的乙烯基芳香族烃量越多,则乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率越低,乙烯基芳香族烃量越少,则嵌段率越高。
乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率如下求出:利用将四氧化锇作为催化剂并通过叔丁基过氧化氢对成分(a)嵌段共聚物进行氧化分解的方法(氧化分解法:I.M.KOLTHOFF,et al.,J.Polym.Sci.1,429(1946)中记载的方法),分离乙烯基芳香族烃聚合物嵌段链成分(其中,平均聚合度为约30以下的乙烯基芳香族烃聚合物成分被除去),测定该乙烯基芳香族烃聚合物嵌段链的重量,通过下式求出。
嵌段率(质量%)=(嵌段共聚物中的乙烯基芳香族烃聚合物嵌段聚合链的重量/嵌段共聚物中的乙烯基芳香族烃的总重量)×100
需要说明的是,“嵌段共聚物中的乙烯基芳香族烃的总重量”由聚合时的投料比例、或者通过NMR等分析求出。
成分(a)具有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段。
对成分(a)的聚合物结构没有特别限制,例如可以使用下述通式表示的线状嵌段共聚物或星型嵌段共聚物、或者这些聚合物结构的任意的混合物。另外,在下述通式表示的星型嵌段共聚物中,进而,至少一个嵌段A和/或嵌段B可以与X键合。
(A-B)n+1、A-(B-A)n、B-(A-B)n+1、
[(A-B)k]m+1-X、[(A-B)k-A]m+1-X、
[(B-A)k]m+1-X、[(B-A)k-B]m+1-X、
上述各通式中,嵌段A由乙烯基芳香族烃聚合物构成,嵌段B由共轭二烯和乙烯基芳香族烃形成的共聚物构成。
上述通式中,X表示例如四氯化硅、四氯化锡、1,3双(N,N-缩水甘油基氨基甲基)环己烷、环氧化大豆油等偶联剂的残基、或者多官能有机锂化合物等引发剂的残基。
n、k和m分别为1以上的整数,一般为1~5的整数。另外,多个键合而成的聚合物链的结构可以相同,也可以不同。
构成发泡体所含有的上述成分(a)嵌段共聚物的嵌段B中的乙烯基芳香族烃与共轭二烯的共聚物中的乙烯基芳香族烃可以均匀地分布,也可以以锥(递减)状分布。
并且,在该共聚物中,乙烯基芳香族烃均匀地分布的部分和/或以锥状分布的部分可以在嵌段中分别共存两个以上。
成分(a)嵌段共聚物优选含有至少1个乙烯基芳香族烃含量为70质量%以上且小于100质量%(优选为75质量%以上且98质量%以下)的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段。
由此,得到硬度和尺寸稳定性良好的发泡体。
<成分(a)嵌段共聚物的制造方法>
成分(a)可以通过在烃溶剂中将有机锂化合物作为引发剂并使乙烯基芳香族烃与共轭二烯聚合来获得。
作为乙烯基芳香族烃,例如,有苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽、1,1-二苯基乙烯、N,N-二甲基-对氨基乙基苯乙烯、N,N-乙基-对氨基乙基苯乙烯等,特别是作为一般性的实例,可以举出苯乙烯。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上混合使用。
作为共轭二烯,为具有一对共轭双键的二烯烃,例如为1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯(异戊二烯)、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等,特别是作为一般性的实例,可以举出1,3-丁二烯、异戊二烯等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上混合使用。
作为烃溶剂,例如,可以使用正丁烷、异丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷等脂肪族烃类;环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、环庚烷、甲基环庚烷等脂环式烃类;以及苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香族烃等。它们可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
作为进行成分(a)的聚合时的聚合引发剂,一般可以使用已知对共轭二烯和乙烯基芳香族化合物具有阴离子聚合活性的脂肪族烃碱金属化合物、芳香族烃碱金属化合物、有机氨基碱金属化合物等。
作为构成它们的碱金属,可以举出锂、钠、钾等,作为适宜的有机碱金属化合物,可以举出碳原子数1~20的脂肪族和芳香族烃锂化合物中1分子中包含1个锂的化合物或1分子中包含两个以上锂的二锂化合物、三锂化合物、四锂化合物。
具体地说,可以举出正丙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、六亚甲基二锂、丁二烯基二锂、异戊二烯基二锂、二异丙烯基苯与仲丁基锂的反应产物、以及二乙烯基苯与仲丁基锂与少量的1,3-丁二烯的反应产物等。
此外,还可以使用美国专利第5,708,092号说明书、英国专利第2,241,239号说明书、美国专利第5,527,753号说明书等所公开的有机碱金属化合物。它们可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
制造成分(a)时的聚合温度一般为-10℃~150℃、优选为40℃~120℃。
聚合所需要的时间因条件而异,通常为10小时以内、特别适宜为0.5~5小时。
另外,聚合体系的气氛优选用氮气等惰性气体等进行置换。
关于聚合压力,只要在对在上述聚合温度范围内将单体和溶剂维持于液层而言充分的压力的范围内进行即可,没有特别限制。
此外,还优选留意不要使聚合体系内混入使催化剂和活性聚合物失活的杂质、例如水、氧、二氧化碳气体等。
成分(a)嵌段共聚物是含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段的嵌段共聚物。
为了形成这样的构成,在成分(a)嵌段共聚物的聚合工序中,只要对投入作为原料的单体的乙烯基芳香族化合物、共轭二烯化合物的时机进行控制即可。
成分(a)嵌段共聚物中,乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%,共轭二烯的含量为5~35质量%。
为了形成这样的构成,在成分(a)嵌段共聚物的聚合工序中,只要调整作为原料的单体的乙烯基芳香族化合物、共轭二烯化合物的投入量即可。
另外,成分(a)嵌段共聚物含有至少1个乙烯基芳香族烃含量为70质量%以上且小于100质量%(优选为75质量%以上且98质量%以下)的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段。
为了形成这样的构成,在成分(a)嵌段共聚物的聚合工序中,在无规嵌段的聚合工序中,只要调整作为原料的单体的投入量即可。
<成分(a)嵌段共聚物的物性>
如上所述,成分(a)嵌段共聚物在动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下,并且在85℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度。
优选的是,动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为5×108Pa以上且2.33×109Pa以下,并且在90℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度。
表示所述tanδ的峰的温度是指tanδ的值对于温度的变化量的一阶微分值为零的温度。
成分(a)嵌段共聚物在动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下、并且在85℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度的情况下,本实施方式的发泡体的硬度与伸长率和热成型性的平衡优异,适合于鞋底。
成分(a)在动态粘弹性测定中的储能弹性模量(E’)和tanδ可以利用后述的实施例中记载的方法测定。
例如,可以利用Rheology公司制造的粘弹性测定分析装置DVE-V4、或者东洋BALDWIN社制造的RHEOVIBRON DDV-3型等进行测定,具体地说,可以在振动频率为35Hz、升温速度为3℃/分钟的条件下使用厚度为0.5~2mm的试验片进行测定。
在构成上述成分(a)的由乙烯基芳香族烃聚合物构成的嵌段A、与由共轭二烯和乙烯基芳香族烃组成的共聚物构成的嵌段B的比例中,通过增加嵌段A,能够提高所述动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)。即,通过适宜调节构成成分(a)的嵌段A与嵌段B的比例,能够将30℃下的储能弹性模量(E’)控制在3×108Pa以上且2.35×109Pa以下的数值范围。
关于成分(a)的动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度,例如,通过增加成分(a)的乙烯基芳香族烃含量;增大成分(a)的分子量;使构成成分(a)的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段中的乙烯基芳香族烃的比例在70质量%以上且小于100质量%(优选为75质量%以上且98质量%以下)的范围并且在该范围内增加乙烯基芳香族烃的比例,能够较高地控制成分(a)的动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度;相反地,通过使构成成分(a)的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段中的乙烯基芳香族烃的比例在70质量%以上且小于100质量%(优选为75质量%以上且98质量%以下)的范围并且在该范围内减少乙烯基芳香族烃的比例,另外增加该无规共聚物嵌段相对于乙烯基芳香族烃均聚物嵌段的比例,能够较低地控制成分(a)的动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度。
即,通过进行上述各种调整,能够将成分(a)的动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度控制为85℃以上且125℃以下。
对成分(a)的分子量没有特别限定,凝胶渗透色谱法(GPC法)中利用聚苯乙烯换算得到的数均分子量优选为30,000~1,000,000、更优选为40,000~500,000、进一步优选为50,000~300,000。
通过使成分(a)的分子量在所述范围,可以得到流动性、加工性优异的发泡体用组合物。
(成分(b):异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶)
异戊二烯系橡胶是指天然橡胶和异戊二烯橡胶,二烯系橡胶是指苯乙烯·丁二烯共聚橡胶、聚丁二烯橡胶、丙烯腈·丁二烯共聚橡胶、乙烯·丙烯·二烯共聚橡胶等,作为构成本实施方式的发泡体的成分(b),它们可以单独使用,也可以合用2种以上。
成分(b)可以包含石蜡油、环烷烃油、芳香油等油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯等各种增塑剂。
作为所述石蜡油,可以举出出光兴产社制造的Diana Process Oil PW-90、PW-380、PS-32、PS-90、PS-430、富士兴产社制造的Fukkol Process P-100、P-200、P-300、P-400、P-500、日矿共石社制造的共石Process P-200、P-300、P-500、共石EPT750、1000、共石Process S90、壳牌化学社制造的Rublex26、Rublex100、Rublex460、埃克森美孚社制造的ESSO Process oil 815、ESSO Process oil 845、ESSO Process oil B-1、埃克森美孚社制造的Naplex 32、新日本石油社制造的Mitsubishi 10 Light Process Oil等。
作为所述环烷烃油,可以举出出光兴产社制造Diana Process Oil NS-24、NS-100、NM-26、NM-280、NP-24、埃克森美孚社制造Naplex 38、富士兴产社制造FukkolFLEX#1060N、#1150N、#1400N、#2040N、#2050N、日矿共石社制造共石Process R25、R50、R200、R1000、壳牌化学社制造壳牌Flex 371JY、Flex 371N、Flex 451、Flex N-40、Flex 22、Flex 22R、Flex 32R、Flex 100R、Flex 100S、Flex 100SA、Flex 220RS、Flex220S、Flex 260、Flex 320R、Flex 680、新日本石油社制造Komorex 2号Process oil、埃克森美孚社制造ESSO Process oil L-2、ESSO Process oil 765、新日本石油社制造Mitsubishi 20 Light Process Oil等。
作为所述芳香油,可以举出出光兴产社制造Diana Process Oil AC-12、AC460、AH-16、AH-58、埃克森美孚社制造Mobilsol K、Mobilsol 22、Mobilsol 130、日矿共石社制造共石Process X50、X100、X140、壳牌化学社制造レゾツクスNo.3、Dutrexes729UK、新日本石油社制造Komorex 200、300、500、700、埃克森美孚社制造ESSOProcess oil 110、ESSO Process oil 120、新日本石油社制造Mitsubishi 34 Heavy Processoil、Mitsubishi 44 Heavy Process oil、Mitsubishi 38 Heavy Process oil、Mitsubishi 39Heavy Process oil等。
相对于成分(b)100质量份,增塑剂的混配量优选为1~200质量份、更优选为10~100质量份、进一步优选为15~80质量份。
若增塑剂的混配量为1~200质量份,则本实施方式的发泡体的加工性优异。
作为成分(b),可以举出聚丁二烯作为优选例,作为聚丁二烯橡胶,还包括包含1,2键合(乙烯基)5%~20%、包含反式1,4键合0~3%、剩余成分为顺式1,4键合的乙烯基顺式聚丁二烯橡胶;或者包含顺式1,4键合92%以上、包含1,2键合0%~3%、剩余成分为反式1,4键合的橡胶的高顺聚丁二烯橡胶等。
本实施方式的第1实施方式的发泡体中,上述成分(a)与成分(b)的质量比(成分(a)/成分(b))=(1~30)/(70~99)、优选为(2~25)/(5~98)、更优选为(5~20)/(80~95)。
若成分(a)与成分(b)的质量比为(1~30)/(70~99),在发泡体中,能够得到优异的硬度和尺寸稳定性。
(成分(c):填充剂)
作为填充剂,例如,可以举出二氧化硅、碳酸钙、粘土、滑石、云母、硫酸钡、碳酸镁玻璃纤维、玻璃珠、钛酸钾、炭黑、碳-二氧化硅、双相填料等。
第1实施方式的发泡体中,相对于上述成分(a)与成分(b)的总量100质量份,填充剂的混配量为1~100质量份、优选为2~90质量份、更优选为3~75质量份、进一步优选为5~50质量份。
若成分(c)填充剂的混配量为1~100质量份,在本实施方式的发泡体中,能够得到适宜的硬度和优选的比重。
(成分(d):发泡剂)
作为发泡剂,例如,可以使用其自身公知的无机发泡剂或有机发泡剂。
例如,可以举出碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸铵、偶氮二甲酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺、二亚硝基对苯二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二羧酸钡、甲苯磺酰肼等磺酰肼类等。特别是,更优选偶氮二甲酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺、磺酰肼类、碳酸氢钠。这些发泡剂可以与尿素、尿素衍生物等公知的发泡助剂合用。
另外,作为发泡剂,可以使用热膨胀性微胶囊。
该热膨胀性微胶囊由热塑性的中空球体的发泡颗粒构成,是指由包含气体的热塑性树脂形成的壳(shell)所构成的物质。
若对该热膨胀性微胶囊进行加热,则热塑性的壳软化,气体增加压力,其结果,球体膨胀,起到发泡剂的作用。
作为构成所述微胶囊的壳的热塑性树脂,例如,可以举出偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、偏二氯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、偏二氯乙烯-甲基丙烯酸乙酯、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸乙酯等。
另外,作为通过加热而形成气体的化合物,可以举出异戊烷、异丁烷、异丙烷等。
热膨胀性微胶囊的质均粒径通常为10~100μm、优选为20~80μm左右。
作为热膨胀性微胶囊,例如,可以举出Japan Fillite co.,ltd.制造的EXPANCELDU,WU系列、松本油脂社制造的Microsphere F-30、F-50、F-80S、F-85等。
若使用热膨胀性微胶囊作为发泡剂,可以通过加热,随着各个微胶囊内含有的气体生成成分的气化而均匀地膨胀,从而得到均质的发泡体。
需要说明的是,作为发泡剂,通过合用放热性发泡剂和吸热性发泡剂,能够抑制发泡成型时的放热作用,因而优选。
作为放热性发泡剂,可以举出偶氮二甲酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺等。
另外,作为吸热性发泡剂,可以举出碳酸氢钠等,该情况下,产生气体为二氧化碳气体。
在第1实施方式的发泡体中,相对于上述成分(a)与成分(b)的总量100质量份,成分(d)发泡剂的混配量为0.1~30质量份、优选为0.5~20质量份、更优选为1~15质量份。
若成分(d)发泡剂的混配量为0.1~30质量份,则在本实施方式的发泡体中能够得到优异的硬度,并且比重为优选的值。
(成分(e):热塑性弹性体和/或热塑性树脂)
本实施方式的发泡体中,除了上述成分(a)~成分(d)以外,还可以含有成分(e)热塑性弹性体和/或热塑性树脂。
作为热塑性弹性体,例如,根据利用硬链段的化学组成所进行的分类,可以举出烯烃系热塑性弹性体(TPO)、氨基甲酸酯系热塑性弹性体(TPU)、酯系热塑性弹性体(TPEE)、酰胺系热塑性弹性体(TPAE)等。
另外,除此以外,还有聚氯乙烯系热塑性弹性体(TPVC)、离子簇型热塑性弹性体(离聚物)、包含氟树脂作为受限嵌段(拘束ブロツク)的氟系热塑性弹性体等(需要说明的是,在利用树脂/橡胶共混的热塑性弹性体中,通过将形成软链段的橡胶一边交联一边混炼并使橡胶分散粒径细小化从而提高了性能的动态交联所得到的TPO有时也称为TPV)。上述热塑性弹性体可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
另外,作为其它热塑性弹性体,可以使用除上述成分(a)或成分(b)以外的合成橡胶,可以举出氟橡胶、硅酮橡胶、卤化丁基橡胶(例如,氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶等)等,它们可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
作为热塑性树脂,只要是塑化温度为50~300℃的热塑性树脂,则可以无特别限制地使用。
例如,可以举出苯乙烯系树脂(例如,聚苯乙烯、丙烯腈·苯乙烯共聚物、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物等)、ABS树脂、AES树脂、AAS树脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯树脂、乙烯-丙烯酸乙酯树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丁烯、聚碳酸酯、聚缩醛、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、饱和聚酯树脂(例如,聚乳酸之类的羟基羧酸缩合物、聚丁二酸丁二醇酯之类的二醇与二羧酸的缩合物等)、聚酰胺树脂、氟树脂、聚砜、聚醚砜、聚芳酯、聚醚醚酮、液晶聚合物等。它们可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
在热塑性树脂中,优选聚苯乙烯、丙烯腈·苯乙烯共聚物、ABS树脂、AES树脂、AAS树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、饱和聚酯树脂、聚酰胺树脂。
通过混配这些热塑性树脂,在本实施方式的发泡体的成型体中,能够防止收缩下陷和变形,因而优选。
相对于成分(a)与成分(b)的总量100质量份,成分(e)热塑性弹性体和/或热塑性树脂的混配量优选为1~100质量份、更优选为3~75质量份、进一步优选为5~50质量份。
若成分(e)热塑性弹性体和/或热塑性树脂的混配量为1~100质量份,则在本实施方式的发泡体中,能够得到适宜的机械强度。
(发泡体用组合物)
用于得到本实施方式的第1方式的发泡体的发泡体用组合物包含上述成分(a)~成分(d),所述成分(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的质量比(成分(a)/成分(b))为(1~30)/(70~99)、优选为(2~25)/(5~98)、更优选为(5~20)/(80~95),相对于所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,含有所述(c)填充剂1~100质量份(优选为2~90质量份、更优选为3~75质量份、进一步优选为5~50质量份),含有所述(d)发泡剂0.1~30质量份(优选为0.5~20质量份、更优选为1~15质量份)。
另外,也可以含有成分(e),相对于成分(a)与成分(b)的总量100质量份,优选含有1~100质量份、更优选为3~75质量份、进一步优选为5~50质量份。
在制备发泡体用组合物时,可以使用现有公知的混炼机、挤出机等。
另外,作为(c)填充剂、(d)发泡剂等的混配方法、混配顺序,例如,可以举出下述方法:预先利用班伯里密炼机等于100~180℃将成分(a)、成分(b)溶融混炼,使用班伯里密炼机等将所得到的溶融混炼物与(c)填充剂混配后,使用辊等加入(d)发泡剂、交联剂等,但不限定于此。
〔发泡体〕
[第2实施方式的发泡体]
第2实施方式的发泡体含有下述成分(a’)~成分(d)。
(a’)嵌段共聚物,其含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段,其中,
乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%,共轭二烯的含量为5~35质量%,
嵌段共聚物中所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%。
(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶。
(c)填充剂。
(d)发泡剂。
对于第2实施方式的发泡体而言,在比重为0.1~0.7g/cc的情况下,以C型测定的硬度为45~98,在比重为0.8~0.98g/cc的情况下,以A型测定的硬度为60~98。
(成分(a’):嵌段共聚物)
如上所述,成分(a’)是含有乙烯基芳香族烃和共轭二烯的嵌段共聚物。
成分(a’)中的乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%、优选为68~93质量%、更优选为70~90质量%。
成分(a’)中的共轭二烯的含量为5~35质量%、优选为7~32质量%、更优选为10~30质量%。
若乙烯基芳香族烃的含量为65~95质量%、共轭二烯的含量为5~35质量%的范围,则发泡体的硬度与伸长率和热成型性的平衡优异,成为适合于鞋用的发泡体。
成分(a’)中的乙烯基芳香族烃的含量和共轭二烯的含量通过使用紫外线分光光度计对于针对特定波长的光的吸收光度进行测定而求出。
成分(a’)所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%、优选为50~95质量%、更优选为60~90质量%。若乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40~98质量%的范围,则尺寸稳定性和热成型性优异,适合作为鞋用的发泡体。
乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率可以通过成分(a’)中的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物链的重量和乙烯基芳香族烃的含量(质量%)来调整。
构成成分(a’)嵌段共聚物的无规共聚物链中所占的乙烯基芳香族烃量越多,则乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率越低,乙烯基芳香族烃量越少,则嵌段率越高。
乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率通过与上述成分(a)同样的方法求出。
成分(a’)具有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段。
对成分(a’)的聚合物结构没有特别限制,例如可以使用下述通式表示的线状嵌段共聚物或星型嵌段共聚物、或者这些聚合物结构的任意的混合物。另外,在下述通式表示的星型嵌段共聚物中,进而,至少一个嵌段A和/或嵌段B可以与X键合。
(A-B)n+1、A-(B-A)n、B-(A-B)n+1、
[(A-B)k]m+1-X、[(A-B)k-A]m+1-X、
[(B-A)k]m+1-X、[(B-A)k-B]m+1-X、
上述各通式中,嵌段A由乙烯基芳香族烃聚合物构成,嵌段B由共轭二烯和乙烯基芳香族烃形成的共聚物构成。
上述通式中,X表示例如四氯化硅、四氯化锡、1,3双(N,N-缩水甘油基氨基甲基)环己烷、环氧化大豆油等偶联剂的残基、或者多官能有机锂化合物等引发剂的残基。
n、k和m分别为1以上的整数,一般为1~5的整数。另外,多个键合而成的聚合物链的结构可以相同,也可以不同。
构成发泡体所含有的上述成分(a’)嵌段共聚物的嵌段B中的乙烯基芳香族烃与共轭二烯的共聚物中的乙烯基芳香族烃可以均匀地分布,也可以以锥(递减)状分布。
并且,在该共聚物中,乙烯基芳香族烃均匀地分布的部分和/或以锥状分布的部分可以在嵌段中分别共存两个以上。
成分(a’)嵌段共聚物优选含有至少1个乙烯基芳香族烃含量为70质量%以上且小于100质量%(优选为75质量%以上且98质量%以下)的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段。
由此,得到硬度和尺寸稳定性良好的发泡体。
<成分(a’)嵌段共聚物的制造方法>
成分(a’)可以通过与上述成分(a)同样的方法制造。
关于作为原料的乙烯基芳香族烃、共轭二烯、烃溶剂、聚合引发剂等,可以使用与成分(a)同样的材料。
此外,关于聚合温度、气氛等聚合条件,也可以选择与成分(a)同样的条件。
<成分(a’):嵌段共聚物的物性>
成分(a’)嵌段共聚物优选在动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下,并且优选在85℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度。
更优选的是,动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为5×108Pa以上且2.33×109Pa以下,并且更优选在90℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度。
由此,发泡体的硬度与伸长率和热成型性的平衡优异,适合于鞋底。
对成分(a’)的分子量没有特别限定,凝胶渗透色谱法(GPC法)中利用聚苯乙烯换算得到的数均分子量优选为30,000~1,000,000、更优选为40,000~500,000、进一步优选为50,000~300,000。
通过使成分(a’)的分子量在所述范围,能够得到流动性、加工性优异的发泡体用组合物。
关于构成第2实施方式的发泡体的成分(b)、成分(c)和成分(d),可以使用与上述第1实施方式的发泡体同样的材料。
另外,在第2实施方式的发泡体中,也可以含有成分(e)。
〔发泡体的制造方法〕
本实施方式的第1实施方式的发泡体以上述成分(a)、成分(b)、成分(c)和成分(d)作为必须成分,第2实施方式的发泡体以上述成分(a’)、成分(b)、成分(c)和成分(d)作为必须成分,并且分别根据需要加入成分(e)制备成发泡体用组合物,对该发泡体用组合物实施发泡和交联处理,从而得到发泡体。
(发泡和交联处理)
在使所述发泡体用组合物发泡的工序中,可以通过加入至特定的金属模具内并提高温度进行发泡,或者在使用挤出成型机成型为任意的形状后在加热槽内加热而进行发泡,由此得到发泡体。
关于该情况下的发泡,在进行1次发泡后,进行2次发泡,也能够提高发泡倍率。
关于发泡条件,优选使加热温度为120~300℃、更优选为140~200℃的范围,优选使加热时间为3~120分钟、更优选为5~60分钟的范围。
在所述发泡过程中,同时进行交联。
对本实施方式的发泡体的交联形态没有特别限制,例如,适用硫交联、过氧化物交联等。
从发泡体的成本和强度的观点来看,优选硫交联。
另外,根据需要,该发泡体可以适量混配甲硅烷基化剂、硅烷偶联剂、抗老化剂、硫化促进剂、交联助剂、着色剂等。
〔发泡体的物性〕
在第1实施方式和第2实施方式的发泡体中,本实施方式的发泡体的比重均为0.1~0.98g/cc、优选为0.1~0.95g/cc。
比重可以利用后述的实施例中记载的方法测定。具体地说,可以依据JIS K 7112测定。
比重为0.1~0.7g/cc的发泡体适宜用作要求缓冲性及冲击缓冲性、轻量性等特性的用途,例如运动鞋等的中底材料。
比重为0.8~0.98g/cc的发泡体适宜用作要求硬度、尺寸稳定性和机械强度的特性的用途、例如鞋用外底材料。
发泡体的比重可以通过对混配组成的(c)成分填充剂的量和(d)成分发泡剂的量进行调整来控制。
通过增加(c)成分填充剂的量,比重增大,通过增加(d)成分发泡剂的量,能够使比重减小。
另外,本实施方式的发泡体在比重为0.1~0.7g/cc的情况下,以C型测定的硬度为45~98、优选为48~90、更优选为50~85。
在比重为0.8~0.98g/cc的情况下,以A型测定的硬度为60~98、优选为63~90、更优选为65~85。
需要说明的是,以C型测定的硬度是指使用厚度为12mm的板状试验片并利用ASKER C型硬度计(C型)所测定的硬度。
另外,以A型测定的硬度是指使用厚度为12mm的板状试验片并根据JIS K 6301弹簧式硬度试验机A形(A型)所测定的硬度。
上述发泡体的硬度可以通过调整上述成分(a)~成分(d)、成分(a’)~成分(d)的组成和比重来控制。
例如,通过增加成分(c)填充剂的含量,能够提高硬度,通过增加成分(d)发泡剂的含量来提高发泡倍率,能够降低硬度。即,通过调整上述成分,能够将特定比重的发泡体的强度控制为上述特定的数值。
〔发泡体的用途〕
本实施方式的发泡体作为鞋用中底、内底或外底材料、具体地说男式鞋、女式鞋、休闲鞋、跑鞋、慢跑鞋、田径鞋、各种竞技用鞋、登山鞋、礼服鞋、高尔夫鞋、室内鞋、拖鞋类、沙滩鞋类等所有鞋类的鞋底,即中底、内底或外底材料是有用的。
另外,根据需要,本实施方式的发泡体还可以用于带、汽车部件、建材部件、工业部件、玩具·杂货部件、运动·健康部件、护理用品等各种成型品、以及各种片材、膜、其它工业用品、缓冲材料、包装材料等。
另外,本实施方式的发泡体的尺寸精度优异,耐久性、缓冲性也优异,还能够应用于热成型海绵,在加工成该热成型海绵后还能够用于上述各种用途。热成型海绵是指如下制作的物质:将发泡体预切断成所需要的形状,在加热为100~150℃的金属模具内加热加压,使发泡体的外表面形成牢固的熔解皮膜后,将金属模具冷却而取出发泡体,从而制作热成型海绵。
实施例
下面,举出具体的实施例和比较例对本发明进行说明,但本发明并不限定于后述的实施例。
(成分(a)嵌段共聚物的制造例)
<嵌段共聚物A-1>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯18质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.091质量份、相对于正丁基锂为0.1倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给25分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯21质量份和1,3-丁二烯32质量份的环己烷溶液65分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯29质量份的环己烷溶液35分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-1。
<嵌段共聚物A-2>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯24质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.087质量份、相对于正丁基锂为0.1倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给30分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯22质量份和1,3-丁二烯27质量份的环己烷溶液60分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯27质量份的环己烷溶液35分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-2。
<嵌段共聚物A-3>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯31质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.082质量份、相对于正丁基锂为0.1倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给40分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯20质量份和1,3-丁二烯20质量份的环己烷溶液50分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯6质量份和1,3-丁二烯2质量份的环己烷溶液15分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯21质量份的环己烷溶液30分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-3。
<嵌段共聚物A-4>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯32质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.076质量份、相对于正丁基锂为0.3倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给40分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯21质量份和1,3-丁二烯12质量份的环己烷溶液40分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯8质量份和1,3-丁二烯3质量份的环己烷溶液15分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯24质量份的环己烷溶液30分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-4。
<嵌段共聚物A-5>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯26质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.052质量份、相对于正丁基锂为0.3倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给35分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯30质量份和1,3-丁二烯6.5质量份的环己烷溶液45分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯10质量份和1,3-丁二烯1.5质量份的环己烷溶液15分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯26质量份的环己烷溶液30分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-5。
<嵌段共聚物A-6>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯15质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.092质量份、相对于正丁基锂为0.1倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给20分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯16质量份和1,3-丁二烯38质量份的环己烷溶液60分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯6质量份和1,3-丁二烯2质量份的环己烷溶液15分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯23质量份的环己烷溶液30分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-6。
<嵌段共聚物A-7>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯39质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.054质量份、相对于正丁基锂为0.3倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给45分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯20质量份和1,3-丁二烯2质量份的环己烷溶液30分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯39质量份的环己烷溶液45分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-7。
<嵌段共聚物A-8>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯20质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.090质量份、相对于正丁基锂为0.1倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给25分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯16质量份和1,3-丁二烯32质量份的环己烷溶液55分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯8质量份和1,3-丁二烯2质量份的环己烷溶液15分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯22质量份的环己烷溶液30分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-8。
<嵌段共聚物A-9>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯15质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.074质量份、相对于正丁基锂为0.3倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给20分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含1,3-丁二烯10质量份的环己烷溶液20分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯57质量份和1,3-丁二烯18质量份的环己烷溶液80分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-9。
<嵌段共聚物A-10>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯47质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.051质量份、相对于正丁基锂为0.3倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给55分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含1,3-丁二烯6质量份的环己烷溶液15分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯47质量份的环己烷溶液55分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-10。
<嵌段共聚物A-11>
使用具备搅拌机的高压釜,在氮气气氛下,向包含苯乙烯27质量份的环己烷溶液中添加正丁基锂0.083质量份、相对于正丁基锂为0.3倍摩尔的四甲基乙二胺,于70℃连续供给30分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯10质量份和1,3-丁二烯26质量份的环己烷溶液45分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯12质量份和1,3-丁二烯3质量份的环己烷溶液20分钟,进行聚合。
接着,于70℃连续供给包含苯乙烯22质量份的环己烷溶液25分钟,进行聚合。
之后,向聚合器中添加相对于正丁基锂为等摩尔的甲醇,作为稳定剂,相对于嵌段共聚物100质量份,加入0.3质量份2-〔1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基〕-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
之后,进行脱溶剂,得到嵌段共聚物A-11。
成分(a)嵌段共聚物A-1~A-11的结构、苯乙烯含量(质量%)、30℃的储能弹性模量(E’)和动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度、嵌段共聚物中所含有的苯乙烯的嵌段率分别示于下述表1。
(成分(a)嵌段共聚物的物性的测定方法)
<(1)苯乙烯含量(质量%)>
使用紫外线分光光度计(日立UV200),通过262nm的吸收强度算出。
<(2)30℃的储能弹性模量(E’)和动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度>
利用Rheology公司制造的粘弹性测定分析装置DVE-V4,在振动频率为35Hz、升温速度为3℃/分钟的条件下使用厚度为2mm的试验片对温度-50℃~150℃的范围进行测定,从而求出。
<(3)嵌段共聚物中所含有的苯乙烯的嵌段率>
利用将四氧化锇作为催化剂并通过叔丁基过氧化氢对嵌段共聚物进行氧化分解的方法(氧化分解法:I.M.KOLTHOFF,et al.,J.Polym.Sci.1,429(1946)中记载的方法),分离苯乙烯的嵌段链成分(其中,平均聚合度为约30以下的苯乙烯嵌段成分被除去),测定该苯乙烯嵌段链的重量,通过下式求出。
苯乙烯的嵌段率(质量%)=(嵌段共聚物中的苯乙烯嵌段聚合链的重量/嵌段共聚物中的苯乙烯的总重量)×100
[表1]
表1中,嵌段共聚物A-1~A-11的结构中A表示聚苯乙烯嵌段,B表示苯乙烯和丁二烯的无规共聚物嵌段,C表示聚丁二烯嵌段。
尾标(数字)用于区别各个部位,结构可以相同,也可以不同。
(发泡体的特性的测定方法、评价方法)
对实施例和比较例中制作的发泡体的特性的测定方法和评价方法进行说明。
<(4)比重>
根据JIS K 7112进行测定。
<(5)硬度(A型)>
使用厚度为12mm的板状试验片,根据JIS K 6301弹簧式硬度试验机A形(A型)进行测定。
<(6)硬度(C型)>
使用厚度为12mm的板状试验片,利用ASKER C型硬度计(C型)进行测定。
<(7)拉伸强度(Tb)、切断时伸长率(Eb)>
根据JIS K 6251对厚度为2mm的板状试验片进行测定。
Tb的单位为(MPa),Eb的单位为(%)。
<(8)尺寸稳定性(α)>
对于利用150(纵)×150(横)×4mm(厚)的金属模具进行2次成型所得到的片材,测定24小时后的收缩率。
并且,将比较例1设为100,计算出指数。
指数越小,则判断收缩率越小,尺寸稳定性越优异。
需要说明的是,比较例1中发泡后的收缩率为1.8%。
<(9)尺寸稳定性(β)>
对于利用150(纵)×150(横)×4mm(厚)的金属模具进行硫化发泡所得到的片材,测定24小时后的收缩率。
并且,将比较例10设为100,计算出指数。
指数越小,则判断收缩率越小,尺寸稳定性越优异。
需要说明的是,比较例10中发泡后的收缩率为1.2%。
<(10)热成型性>
通过目视调查2次加热成型后的成型品的状态。
○表示实用上没问题的状态;×表示凹凸状态差,作为制品不合格的状态。
〔实施例1~6〕、〔比较例1~5〕
使用成分(a)的嵌段共聚物A-1~A-11、作为成分(b)的BR和SBR,除此之外使用作为成分(c)的二氧化硅和作为成分(d)的发泡剂,进而使用其它添加剂,将它们的混配组成和发泡体物性示于下述表2。
在表2所示的混配组成中,将除发泡剂、其它添加剂外的混配材料用1.7L的试验用班伯里密炼机,并将最高温度调节为170~180℃进行混炼。
接着,对于该混炼物,在10英寸辊上添加发泡剂和其它添加剂进行混炼,将其以片状挤出后,于140℃进行1次加热模压成型(交联、发泡)。
关于模压条件,以1次成型品的内部硬度为35~50(C型)的方式适宜调整条件。
对于在该条件下制作的1次成型品,以30%的压缩率实施2次成型(于150℃加热模压7分钟、冷却15分钟),得到发泡体。
[表2]
上述表2中的符号等详细情况如下所述。
BR:聚丁二烯Nippon Zeon公司制造“Nipol BR1220”
SBR:苯乙烯-丁二烯共聚物KUMHO社制造“SBR1502”
二氧化硅:TOSOH SILICA公司制造“Nipsil VN3”
发泡剂1:P,P’-氧代双苯磺酰肼(OBSH)
发泡剂2:偶氮二甲酰胺(ADCA)
其它添加剂:聚乙二醇(山阳化成工业株式会社制造、商品名“PEG#4000”)1质量份
硬脂酸(旭电化株式会社制造)1质量份
发泡助剂(尿素衍生物、三协化成株式会社制造、商品名“celltonNF”)1质量份
DCP(98%过氧化二异丙苯、日本油脂株式会社制造、商品名“PERCUMYL D”0.4质量份
〔实施例7~10〕、〔比较例6~9〕
如表3所示,变化成分(a)的种类和量以及成分(b)、(c)、(d)的量,利用与实施例1同样的方法得到发泡体。
表3中的符号等详细情况与表2相同,物性的测定法也与上述相同。
[表3]
〔实施例11〕
对于上述〔实施例1〕的混配组成,相对于成分(a)与成分(b)100质量份,添加5质量份的EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、东曹社制造、EVAUE633,乙酸乙烯酯含量=20%、MI=20)。
关于其它条件,利用与实施例1同样的方法得到发泡体。
所得到的发泡体的比重为0.39g/cc,硬度为54,Tb为3.0MPa,Eb为390%,尺寸稳定性为93,热成型性为○,显示出良好的物性。
可知实施例1~11的发泡体均为硬度、尺寸稳定性、热成型性和机械强度优异的发泡体。
〔实施例12~17〕、〔比较例10~14〕
使用作为成分(a)的嵌段共聚物A-1~11、作为成分(b)的BR(顺式1,4聚丁二烯)即高顺聚丁二烯和S-SBR,使用作为成分(c)的二氧化硅和作为成分(d)的发泡剂,进而使用其它添加剂,将它们的混配组成和发泡体物性示于下述表4。
在下述表4所示的混配组成中,将除发泡剂、其它添加剂外的混配材料用1.7L的试验用班伯里密炼机,并将最高温度调节为170~180℃进行混炼。
接着,对于该混炼物,在10英寸辊上添加发泡剂和其它添加剂进行混炼,将其以片状挤出后,放入金属模具中并进行硫化(硫交联)、发泡,得到发泡体。硫化以160℃进行10分钟。
[表4]
上述表4中的符号等详细情况如下所述。
BR(顺式1,4聚丁二烯):日本合成橡胶株式会社制造“BR-18”
S-SBR:苯乙烯-丁二烯共聚物(旭化成化学株式会社制造“ASAPRENE 303”
二氧化硅:TOSOH SILICA公司制造“Nipsil VN3”
发泡剂1:P,P’-氧代双苯磺酰肼(OBSH)
发泡剂2:偶氮二甲酰胺(ADCA)
其它添加剂:聚乙二醇(山阳化成工业株式会社制造、商品名“PEG#4000”)1质量份
氧化锌3质量份
硬脂酸(旭电化株式会社制造)1质量份
二氧化钛(锐钛矿型)4质量份
发泡助剂(尿素衍生物、三协化成株式会社制造、商品名“celltonNF”)1质量份
DCP(98%过氧化二异丙苯、日本油脂株式会社制造、商品名
“PERCUMYL D”0.05质量份
硫0.05质量份
〔实施例18~21〕、〔比较例15~18〕
如下述表5所示,改变成分(a)的种类和量以及成分(b)、(c)、(d)的量,利用与上述实施例12同样的方法得到发泡体。
表5中的符号等详细情况与表4相同,物性的测定法也与上述相同。
[表5]
〔实施例22〕
对于上述〔实施例18〕的混配组成,相对于成分(a)与成分(b)100质量份,添加5质量份的EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、东曹社制造、EVAUE633,乙酸乙烯酯含量=20%、MI=20)。
关于其它条件,利用与〔实施例18〕同样的方法得到发泡体。
所得到的发泡体的比重为0.90g/cc,硬度为68,Tb为9.2MPa,Eb为110%,尺寸稳定性为95,显示出良好的物性。
可知实施例12~22的发泡体均为硬度、尺寸稳定性和机械强度优异的发泡体。
工业实用性
本发明的发泡体适合于鞋用中底、内底或外底材料,具体地说,作为男式鞋、女式鞋、休闲鞋等全部鞋类的鞋底材料具有工业实用性。
Claims (10)
1.一种发泡体,其是将下述发泡体用组合物交联而成的,所述发泡体的比重为0.1g/cc~0.98g/cc,
所述发泡体用组合物包含:
(a)嵌段共聚物,其含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段,其中,
乙烯基芳香族烃的含量为65质量%~95质量%,共轭二烯的含量为5质量%~35质量%,
嵌段共聚物中所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40质量%~98质量%,
动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下,并且在85℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度,所述储能弹性模量(E’)和函数tanδ的峰值温度的测定中,利用Rheology公司制造的粘弹性测定分析装置DVE-V4,在振动频率为35Hz、升温速度为3℃/分钟的条件下使用厚度为2mm的试验片对温度-50℃~150℃的范围进行测定;
(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶;
(c)填充剂;和
(d)发泡剂,
所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的质量比(a)/(b)为(1~30)/(70~99),
相对于所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,所述发泡体用组合物含有1质量份~100质量份所述(c)填充剂、0.1质量份~30质量份所述(d)发泡剂,
所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶中,异戊二烯系橡胶是指天然橡胶和异戊二烯橡胶,二烯系橡胶是指苯乙烯·丁二烯共聚橡胶、聚丁二烯橡胶、丙烯腈·丁二烯共聚橡胶、乙烯·丙烯·二烯共聚橡胶。
2.如权利要求1所述的发泡体,其中,所述(a)嵌段共聚物在90℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度。
3.如权利要求1或2所述的发泡体,其中,所述(a)嵌段共聚物含有至少1个乙烯基芳香族烃含量为70质量%以上且小于100质量%的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段。
4.如权利要求1或2所述的发泡体,其中,所述(a)嵌段共聚物含有至少1个乙烯基芳香族烃含量为75质量%以上且98质量%以下的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯构成的无规共聚物嵌段。
5.如权利要求1或2所述的发泡体,其中,相对于所述(a)嵌段共聚物和所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,含有2质量份~90质量份所述(c)填充剂、0.5质量份~20质量份所述(d)发泡剂。
6.如权利要求1或2所述的发泡体,其中,相对于所述(a)嵌段共聚物和所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,还含有1质量份~100质量份(e)热塑性弹性体和/或热塑性树脂。
7.如权利要求1或2所述的发泡体,其中,所述发泡体的比重为0.1g/cc~0.7g/cc或者比重为0.8g/cc~0.98g/cc。
8.一种鞋底,其将权利要求1~7中任一项所述的发泡体成型而得到。
9.一种发泡体用组合物,其包含:
(a)嵌段共聚物,其含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段,其中,
乙烯基芳香族烃的含量为65质量%~95质量%,共轭二烯的含量为5质量%~35质量%,
嵌段共聚物中所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40质量%~98质量%,
动态粘弹性测定中于30℃的储能弹性模量(E’)为3×108Pa以上且2.35×109Pa以下,并且在85℃以上且125℃以下存在至少1个动态粘弹性测定的函数tanδ的峰值温度,所述储能弹性模量(E’)和函数tanδ的峰值温度的测定中,利用Rheology公司制造的粘弹性测定分析装置DVE-V4,在振动频率为35Hz、升温速度为3℃/分钟的条件下使用厚度为2mm的试验片对温度-50℃~150℃的范围进行测定;
(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶;
(c)填充剂;和
(d)发泡剂,
所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的质量比(a)/(b)为(1~30)/(70~99),
相对于所述(a)嵌段共聚物与所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶的总量100质量份,所述发泡体用组合物含有1质量份~100质量份所述(c)填充剂、0.1质量份~30质量份所述(d)发泡剂,
所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶中,异戊二烯系橡胶是指天然橡胶和异戊二烯橡胶,二烯系橡胶是指苯乙烯·丁二烯共聚橡胶、聚丁二烯橡胶、丙烯腈·丁二烯共聚橡胶、乙烯·丙烯·二烯共聚橡胶。
10.一种发泡体,其包含:
(a’)嵌段共聚物,其含有至少2个乙烯基芳香族烃聚合物嵌段和至少1个由共轭二烯与乙烯基芳香族烃构成的共聚物嵌段,其中,
乙烯基芳香族烃的含量为65质量%~95质量%,共轭二烯的含量为5质量%~35质量%,
嵌段共聚物中所含有的乙烯基芳香族烃聚合物的嵌段率为40质量%~98质量%;
(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶;
(c)填充剂;和
(d)发泡剂,
在比重为0.1g/cc~0.7g/cc的情况下,所述发泡体以C型测定的硬度为45~98,
在比重为0.8g/cc~0.98g/cc的情况下,所述发泡体以A型测定的硬度为60~98,
所述(b)异戊二烯系橡胶和/或二烯系橡胶中,异戊二烯系橡胶是指天然橡胶和异戊二烯橡胶,二烯系橡胶是指苯乙烯·丁二烯共聚橡胶、聚丁二烯橡胶、丙烯腈·丁二烯共聚橡胶、乙烯·丙烯·二烯共聚橡胶。
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