CN107207685B - 氢化嵌段共聚物 - Google Patents

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Abstract

氢化嵌段共聚物,其为将嵌段共聚物进行加氢而得到的氢化嵌段共聚物,所述氢化嵌段共聚物包含聚合物嵌段(A)、聚合物嵌段(B)和聚合物嵌段(C),所述聚合物嵌段(A)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(B)包含源自法呢烯的结构单元,所述聚合物嵌段(C)包含源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元,前述嵌段共聚物包含至少2个前述聚合物嵌段(A)、至少1个前述聚合物嵌段(B)、以及至少1个前述聚合物嵌段(C),并且,至少1个前述聚合物嵌段(B)位于末端,前述聚合物嵌段(B)和前述聚合物嵌段(C)中的碳‑碳双键的加氢率为50mol%以上。

Description

氢化嵌段共聚物
技术领域
本发明涉及含有聚合物嵌段的氢化嵌段共聚物,所述聚合物嵌段包含源自法呢烯的结构单元。
背景技术
由包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段和包含源自共轭二烯的结构单元的聚合物嵌段构成的嵌段共聚物的加氢物不进一步硫化也会显示出与硫化橡胶同等的特性,制振性、柔软性、橡胶弹性和耐候性优异,因此被广泛用于日用百货、汽车用部件、各种工业用品等。
这种嵌段共聚物的加氢物通过将依次聚合例如芳香族乙烯基化合物和异戊二烯、丁二烯等共轭二烯而得到的嵌段共聚物进行加氢来获得(例如参照专利文献1~3)。
应予说明,专利文献4、5中记载了β-法呢烯的聚合物,但针对实用物性尚未充分研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第2777239号公报
专利文献2:日本特开2010-090267号公报
专利文献3:国际公开第2013/183570号公报
专利文献4:日本特表2012-502135号公报
专利文献5:日本特表2012-502136号公报。
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1、2中公开的嵌段共聚物的加氢物虽然成形加工性优异,但尚存改善的余地。
由此,本发明的课题在于,提供成形加工性更优异的新型氢化嵌段共聚物及其制造方法、以及包含前述氢化嵌段共聚物的氢化嵌段共聚物组合物。
此外,本发明的课题在于,提供使用了前述氢化嵌段共聚物或者前述氢化嵌段共聚物组合物的成形体、层叠体、膜、纤维、无纺布、粘接粘合剂和伸缩性部件。
进而,其课题在于,提供包含前述层叠体或前述膜的保护膜;包含前述层叠体、前述膜、前述纤维或前述无纺布的修饰成形用材料。
用于解决问题的方法
本发明以下述[1]~[12]作为主旨。
[1] 氢化嵌段共聚物,其为将嵌段共聚物进行加氢而得到的氢化嵌段共聚物,所述嵌段共聚物包含聚合物嵌段(A)、聚合物嵌段(B)和聚合物嵌段(C),所述聚合物嵌段(A)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(B)包含源自法呢烯的结构单元,所述聚合物嵌段(C)包含源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元,前述嵌段共聚物包含至少2个前述聚合物嵌段(A)、至少1个前述聚合物嵌段(B)和至少1个前述聚合物嵌段(C),并且,至少1个前述聚合物嵌段(B)位于末端,前述聚合物嵌段(B)和前述聚合物嵌段(C)中的碳-碳双键的加氢率为50mol%以上。
[2] 根据前述[1]所述的氢化嵌段共聚物的制造方法,其包括:通过依次制造前述聚合物嵌段(B)、前述聚合物嵌段(A)和前述聚合物嵌段(C)而得到嵌段共聚物的步骤;以及,将所得嵌段共聚物进行加氢的步骤。
[3] 氢化嵌段共聚物组合物,其包含:前述[1]所述的氢化嵌段共聚物;以及,选自聚烯烃树脂、赋粘树脂和软化剂中的至少1种。
[4] 成形体,其使用了前述[1]所述的氢化嵌段共聚物和前述[3]所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
[5] 层叠体,其包含:使用前述[1]所述的氢化嵌段共聚物和前述[3]所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者得到的层。
[6] 膜,其使用了前述[1]所述的氢化嵌段共聚物和前述[3]所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
[7] 保护膜,其包含前述[5]所述的层叠体或前述[6]所述的膜。
[8] 纤维,其使用了前述[1]所述的氢化嵌段共聚物和前述[3]所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
[9] 无纺布,其使用了前述[1]所述的氢化嵌段共聚物和前述[3]所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
[10] 修饰成形用材料,其包含前述[5]所述的层叠体、前述[6]所述的膜、前述[8]所述的纤维、或者前述[9]所述的无纺布。
[11] 粘接粘合剂,其使用了前述[1]所述的氢化嵌段共聚物和前述[3]所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
[12] 伸缩性部件,其是将含有氢化嵌段共聚物(I)的热塑性弹性体组合物进行成形而得到的伸缩性部件,
前述氢化嵌段共聚物(I)是嵌段共聚物(P)的加氢物,所述嵌段共聚物(P)包含聚合物嵌段(a)、聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c),所述聚合物嵌段(a)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(b)含有源自法呢烯的结构单元(b1)1~100质量%,并含有源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)99~0质量%,所述聚合物嵌段(c)中的源自法呢烯的结构单元(b1)的含量低于1质量%、源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)的含量为1~100质量%,
所述嵌段共聚物(P)包含至少2个前述聚合物嵌段(a)、至少1个前述聚合物嵌段(b)、以及至少1个前述聚合物嵌段(c),并且,至少1个前述聚合物嵌段(b)存在于末端,
前述聚合物嵌段(a)与前述聚合物嵌段(b)的质量比[(a)/(b)]为1/99~70/30,前述聚合物嵌段(a)与前述聚合物嵌段(b)与前述聚合物嵌段(c)的合计量的质量比[(a)/((b)+(c))]为1/99~70/30,
前述嵌段共聚物(P)中存在的源自法呢烯的碳-碳双键和源自法呢烯之外的共轭二烯的碳-碳双键的合计之中的50mol%以上进行了加氢,
使试验片在23℃的温度下拉伸100%后再使其收缩的变形和恢复的1个周期中的滞后损耗率为20%以下,所述试验片是由将前述热塑性弹性体组合物在240℃、10MPa载重下压缩成形3分钟而得到的厚度0.5mm的片冲切成宽度25mm、长度150mm的短条状而得到的。
发明的效果
根据本发明,能够提供成形加工性更优异的新型氢化嵌段共聚物及其制造方法、以及包含前述氢化嵌段共聚物的氢化嵌段共聚物组合物。
此外,本发明能够提供使用了前述氢化嵌段共聚物或前述氢化嵌段共聚物组合物的成形体、层叠体、膜、纤维、无纺布、粘接粘合剂和伸缩性部件。
进而,能够提供包含前述层叠体或前述膜的保护膜;包含前述层叠体、前述膜、前述纤维或前述无纺布的修饰成形用材料。
具体实施方式
[氢化嵌段共聚物]
本发明的氢化嵌段共聚物是将嵌段共聚物(以下也称为“嵌段共聚物(P)”)进行加氢而得到的氢化嵌段共聚物(以下也称为“氢化嵌段共聚物(HP)”),所述嵌段共聚物包含聚合物嵌段(A)、聚合物嵌段(B)和聚合物嵌段(C),所述聚合物嵌段(A)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(B)包含源自法呢烯的结构单元,所述聚合物嵌段(C)包含源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元,前述嵌段共聚物包含至少2个前述聚合物嵌段(A)、至少1个前述聚合物嵌段(B)和至少1个前述聚合物嵌段(C),并且,至少1个前述聚合物嵌段(B)位于末端,前述聚合物嵌段(B)和前述聚合物嵌段(C)中的碳-碳双键的加氢率为50mol%以上。
<聚合物嵌段(A)>
前述聚合物嵌段(A)由源自芳香族乙烯基化合物的结构单元构成。作为所述芳香族乙烯基化合物,可列举出例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、4-十二烷基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、2-乙基-4-苄基苯乙烯、4-(苯基丁基)苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、乙烯基蒽、N,N-二乙基-4-氨基乙基苯乙烯、乙烯基吡啶、4-甲氧基苯乙烯、单氯苯乙烯、二氯苯乙烯和二乙烯基苯等。这些芳香族乙烯基化合物可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。其中,更优选为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯,进一步优选为苯乙烯。
聚合物嵌段(A)可以包含源自除了芳香族乙烯基化合物之外的单体、例如构成后述聚合物嵌段(B)的共聚性单体、构成聚合物嵌段(C)的共聚性单体和/或其它共聚性单体等的结构单元。其中,聚合物嵌段(A)中的源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的含量优选为60质量%以上、更优选为70质量%以上、进一步优选为80质量%以上。
<聚合物嵌段(B)>
前述聚合物嵌段(B)由源自法呢烯的结构单元构成。此处,“由源自法呢烯的结构单元构成”是指源自法呢烯的结构单元的含量超过30质量%。作为所述法呢烯,可以为α-法呢烯或下述式(I)所示的β-法呢烯中的任一者,从嵌段共聚物(P)的制造容易性的观点出发,优选为β-法呢烯。应予说明,α-法呢烯与β-法呢烯可以组合使用。
[化1]
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聚合物嵌段(B)可以包含源自除了法呢烯之外的单体、例如构成聚合物嵌段(A)的共聚性单体、构成后述聚合物嵌段(C)的共聚性单体和/或其它共聚性单体等的结构单元。其中,聚合物嵌段(B)中的法呢烯的含量优选为50质量%以上、更优选为60质量%以上、进一步优选为70质量%以上、更进一步优选为80质量%以上。
<聚合物嵌段(C)>
前述聚合物嵌段(C)由源自除了法呢烯之外的共轭二烯的结构单元构成。作为所述共轭二烯,可列举出例如丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、2-苯基丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、1,3-辛二烯、1,3-环己二烯、2-甲基-1,3-辛二烯、1,3,7-辛三烯、月桂烯和氯丁二烯等。它们可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。其中,更优选为丁二烯、异戊二烯和月桂烯。应予说明,该聚合物嵌段(C)中的源自法呢烯的结构单元的含量必须为30质量%以下,根据源自法呢烯的结构单元的含量差异来明确区分聚合物嵌段(B)和(C)。
聚合物嵌段(C)可以包含源自“法呢烯之外的共轭二烯”之外的单体、例如构成聚合物嵌段(A)的共聚性单体、构成聚合物嵌段(B)的共聚性单体和/或其它共聚性单体等的结构单元。其中,聚合物嵌段(C)中的除了法呢烯之外的共轭二烯的含量优选超过50质量%、更优选为60质量%以上、进一步优选为70质量%以上、更进一步优选为80质量%以上。
<其它共聚性单体>
前述聚合物嵌段(A)、聚合物嵌段(B)和聚合物嵌段(C)中,在不损害本发明效果的范围内,还可以包含下述共聚性单体来作为其它共聚性单体。
作为所述共聚性单体,可列举出例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯等不饱和烃化合物;丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙烯酰基乙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-甲基丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基磺酸、乙酸乙烯酯、甲基乙烯基醚等含官能团的不饱和化合物等。它们可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。
前述嵌段共聚物(P)含有其它共聚性单体时,其含量从成形加工性的观点出发优选为40质量%以下、更优选为30质量%以下。
<嵌段共聚物(P)的特性>
从成形加工性、尤其是膜成形性和所得保护膜、粘合膜的粘合力、所得无纺布的机械强度的观点出发,前述聚合物嵌段(A)相对于前述聚合物嵌段(A)、前述聚合物嵌段(B)和前述聚合物嵌段(C)的合计的质量比[(A)/〔(A)+(B)+(C)〕]优选为5/100~80/100、更优选为10/100~50/100、进一步优选为12/100~40/100。
此外,从成形加工性、尤其是膜成形性和所得保护膜、粘合膜的粘合力的观点出发,前述聚合物嵌段(C)相对于前述聚合物嵌段(B)的质量比[(C)/(B)]优选为5/95~95/5、更优选为10/90~70/30、进一步优选为20/80~60/40、更进一步优选为30/70~50/50。
<氢化嵌段共聚物(HP)的特性>
氢化嵌段共聚物(HP)是包含至少2个前述聚合物嵌段(A)、至少1个前述聚合物嵌段(B)和至少1个前述聚合物嵌段(C)的嵌段共聚物(P)的加氢物,优选为包含2个以上聚合物嵌段(A)、2个以上聚合物嵌段(B)、1个以上聚合物嵌段(C)的嵌段共聚物(P)的加氢物。
此外,本发明的氢化嵌段共聚物是至少1个前述聚合物嵌段(B)位于末端的嵌段共聚物(P)的加氢物。通过使至少1个聚合物嵌段(B)位于聚合物链的末端,成形加工性提高。应予说明,本发明中,聚合物嵌段(A)、聚合物嵌段(B)和聚合物嵌段(C)的键合形态没有特别限定,可以为直线状、支链状、放射状、或者它们的两种以上的组合。本发明的氢化嵌段共聚物为直线状时,优选在其两个末端存在聚合物嵌段(B),本发明的氢化嵌段共聚物为支链状或放射状时,存在于末端的聚合物嵌段(B)的数量优选为2个以上、更优选为3个以上。
其中,从成形加工性的观点出发,优选为各嵌段键合成直线状而成的形态,例如,用A表示聚合物嵌段(A)、用B表示聚合物嵌段(B)、用C表示聚合物嵌段(C)时,可列举出〔B-A-C-A〕所示的四嵌段共聚物、〔B-A-C-A-B〕所示的五嵌段共聚物、〔B-A-(C-A)l-B〕、〔B-A-(C-A-B)m〕、〔B-(A-C-A-B)n〕(l、m、n各自独立地表示2以上的整数)所示的多嵌段共聚物及其混合物。其中,更优选在聚合物链的两个末端存在聚合物嵌段(B)的形态。
此处,本说明书中,同种聚合物嵌段介由2价的偶联剂等而键合成直线状时,所键合的聚合物嵌段整体可视作一个聚合物嵌段。由此,原本应该严密表述为〔A-X-A〕(X表示偶联剂残基)的聚合物嵌段以整体的形式示作A。本说明书中,由于如上那样地对待包含偶联剂残基的这种聚合物嵌段,因此,例如包含偶联剂残基且应该严密表述为〔B-A-C-X-C-A-B〕的嵌段共聚物被表述为〔B-A-C-A-B〕,可视作五嵌段共聚物的一例。
此外,嵌段共聚物(P)中具有的2个以上的聚合物嵌段(A)可以分别是包含相同结构单元的聚合物嵌段,也可以是包含不同结构单元的聚合物嵌段。同样地,嵌段共聚物(P)具有2个以上聚合物嵌段(B)或2个以上聚合物嵌段(C)时,各个聚合物嵌段可以是包含相同结构单元的聚合物嵌段,也可以是包含不同结构单元的聚合物嵌段。
此外,从成形加工性的观点出发,本发明的氢化嵌段共聚物优选为包含依次具有前述聚合物嵌段(B)、前述聚合物嵌段(A)和前述聚合物嵌段(C)的结构(即B-A-C的结构)的共聚物,更优选为具有前述结构的直线状共聚物。
从成形加工性的观点出发,氢化嵌段共聚物(HP)的峰位分子量(Mp)优选为10,000~1,500,000、更优选为50,000~1,200,000、进一步优选为70,000~1,100,000、更进一步优选为75,000~900,000、更进一步优选为80,000~600,000。
应予说明,氢化嵌段共聚物(HP)的峰位分子量(Mp)可通过后述实施例记载的方法进行测定。
从成形加工性的观点出发,前述聚合物嵌段(A)的峰位分子量优选为2,000~100,000、更优选为4,000~50,000、进一步优选为5,000~30,000。
此外,从成形加工性的观点出发,前述聚合物嵌段(B)的峰位分子量优选为2,000~200,000、更优选为3,000~150,000、进一步优选为4,000~100,000。
进而,从成形加工性的观点出发,前述聚合物嵌段(C)的峰位分子量优选为4,000~200,000、更优选为4,500~150,000、进一步优选为5,000~100,000。
氢化嵌段共聚物(HP)的分子量分布(Mw/Mn)优选为1~4、更优选为1~3、进一步优选为1~2。如果分子量分布在前述范围内,则成形加工性进一步提高。
氢化嵌段共聚物(HP)的通过动态粘弹性测定求出的有序-无序转变温度(ODT)优选为290℃以下、更优选为280℃以下、进一步优选为260℃以下。如果有序-无序转变温度(ODT)在前述范围内,则成形加工性变得优异、能够以低温进行成形,因此,尤其是在熔喷成形中抑制成形过程中的劣化,所得熔喷无纺布的强度提高,抑制变色、异味。
应予说明,氢化嵌段共聚物(HP)的有序-无序转变温度(ODT)可通过后述实施例记载的方法进行测定。
[氢化嵌段共聚物(HP)的制造方法]
氢化嵌段共聚物(HP)例如可通过下述步骤来适合地制造:通过阴离子聚合来获得嵌段共聚物(P)的聚合步骤;以及,将该嵌段共聚物(P)中的聚合物嵌段(B)和聚合物嵌段(C)中的碳-碳双键加氢50mol%以上的步骤。
<聚合步骤>
嵌段共聚物(P)可通过溶液聚合法来适合地制造,可应用例如阴离子聚合、阳离子聚合等离子聚合法、自由基聚合法。其中,优选为阴离子聚合法。作为阴离子聚合法,在溶剂、阴离子聚合引发剂和根据需要的路易斯碱的存在下,依次添加芳香族乙烯基化合物、法呢烯、以及除了法呢烯之外的共轭二烯,得到嵌段共聚物(P)。
作为阴离子聚合引发剂,可列举出例如锂、钠、钾等碱金属;铍、镁、钙、锶、钡等碱土金属;镧、钕等镧系稀土类金属;含有前述碱金属、碱土金属、镧系稀土类金属的化合物等。其中,优选为碱金属和含有碱金属的化合物、有机碱金属化合物。
作为这种有机碱金属化合物,可列举出例如甲基锂、乙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、己基锂、苯基锂、均二苯代乙烯锂、二锂甲烷、二锂萘、1,4-二锂丁烷、1,4-二锂-2-乙基环己烷、1,3,5-三锂苯等有机锂化合物;钠萘、钾萘等。其中,优选为有机锂化合物,更优选为正丁基锂、仲丁基锂,特别优选为仲丁基锂。应予说明,有机碱金属化合物可以与二异丙胺、二丁胺、二己胺、二苄胺等仲胺发生反应而用作有机碱金属酰胺。
聚合中使用的有机碱金属化合物的用量还因要求的嵌段共聚物(P)的分子量而异,相对于要使用的共聚性单体的总量,为0.01~3质量%的范围。
作为溶剂,只要不对阴离子聚合反应造成不良影响,就没有特别限定,可列举出例如正戊烷、异戊烷、正己烷、正庚烷、异辛烷等饱和脂肪族烃;环戊烷、环己烷、甲基环戊烷等饱和脂环式烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。它们可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。溶剂的用量没有特别限定。
路易斯碱具有控制源自法呢烯的结构单元和源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元中的微结构的作用。作为所述路易斯碱,可列举出例如二丁醚、二乙醚、四氢呋喃、二噁烷、乙二醇二乙醚等醚化合物;吡啶;N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、三甲胺等叔胺;叔丁醇钾等碱金属醇盐;膦化合物等。使用路易斯碱时,其用量相对于阴离子聚合引发剂1摩尔优选为0.01~1000摩尔当量的范围。
聚合反应的温度通常为-80~150℃、优选为0~100℃、更优选为10~90℃的范围。聚合反应的形式可以为间歇式,也可以为连续式。通过以聚合反应体系中的芳香族乙烯基化合物、法呢烯、除了法呢烯之外的共轭二烯的存在量达到特定范围的方式向聚合反应液中连续或断续地供给各单体,或者以各单体在聚合反应液中达到特定比的方式依次进行聚合,从而能够制造嵌段共聚物(P)。
聚合反应可添加甲醇、异丙醇等醇作为阻聚剂来终止。通过将所得聚合反应液注入至甲醇等不良溶剂而使嵌段共聚物(P)析出、或者将聚合反应液用水清洗并分离后再进行干燥,从而能够分离出嵌段共聚物(P)。
如上所述,本发明的氢化嵌段共聚物优选包含依次具有前述聚合物嵌段(B)、前述聚合物嵌段(A)和前述聚合物嵌段(C)的结构,因此,更优选通过包括下述步骤的本发明的氢化嵌段共聚物制造方法来制造:通过依次制造前述聚合物嵌段(B)、前述聚合物嵌段(A)和前述聚合物嵌段(C)来获得嵌段共聚物的步骤;以及,对所得嵌段共聚物进行加氢的步骤。应予说明,本发明的氢化嵌段共聚物仅在聚合物链的一个末端具有聚合物嵌段(B)时,也可以通过使其它各聚合物嵌段以键合成直线状的方式进行聚合后,最后制造聚合物嵌段(B)的方法来获得。
此外,本发明的氢化嵌段共聚物是将包含至少2个前述聚合物嵌段(A)、至少1个前述聚合物嵌段(B)和至少1个前述聚合物嵌段(C)且至少1个前述聚合物嵌段(B)位于末端的嵌段共聚物(P)进行加氢而得到的。作为制造这种嵌段共聚物(P)的方法,可列举出:将前述聚合物嵌段(B)、前述聚合物嵌段(A)、前述聚合物嵌段(C)和前述聚合物嵌段(A)依次聚合的方法;或者,通过将前述聚合物嵌段(B)、前述聚合物嵌段(A)和前述聚合物嵌段(C)依次聚合,并使用偶联剂将前述聚合物嵌段(C)的末端彼此进行偶联来制造的方法等。本发明中,从有效制造的观点出发,优选为使用偶联剂的后述方法。
作为前述偶联剂,可列举出例如二乙烯基苯;环氧化1,2-聚丁二烯、环氧化大豆油、四缩水甘油基-1,3-双氨基甲基环己烷等多元环氧化合物;四氯化锡、四氯硅烷、三氯硅烷、三氯甲基硅烷、二氯二甲基硅烷、二溴二甲基硅烷等卤代物;苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸苯酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯、己二酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯等酯化合物;碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯等碳酸酯化合物;二乙氧基二甲基硅烷、三甲氧基甲基硅烷、三乙氧基甲基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四(2-乙基己基氧基)硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷等烷氧基硅烷化合物;2,4-甲苯二异氰酸酯等。
{改性共聚物}
本聚合步骤中,可以如上所述地得到未改性的嵌段共聚物(P),也可以如下所述地得到已改性的嵌段共聚物(P)。
也可以在后述加氢步骤之前将前述嵌段共聚物(P)进行改性。作为可导入的官能团,可列举出例如氨基、烷氧基甲硅烷基、羟基、环氧基、羧基、羰基、巯基、异氰酸酯基、酸酐等。
作为嵌段共聚物的改性方法,可列举出例如在添加阻聚剂之前,先添加能够与聚合活性末端发生反应的四氯化锡、四氯硅烷、二氯二甲基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、四缩水甘油基-1,3-双氨基甲基环己烷、2,4-甲苯二异氰酸酯等偶联剂、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、N-乙烯基吡咯烷酮等聚合末端改性剂、或者日本特开2011-132298号公报记载的其它改性剂的方法。此外,还可以在分离后的共聚物上接枝马来酸酐等并使用。
要导入官能团的位置可以为嵌段共聚物(P)的聚合末端,也可以为侧链。此外,上述官能团可以为1种或者组合2种以上。上述改性剂相对于阴离子聚合引发剂优选为0.01~10摩尔当量的范围。
<加氢步骤>
通过对利用前述方法得到的嵌段共聚物(P)进行加氢步骤,能够得到氢化嵌段共聚物(HP)。加氢方法可以使用公知的方法。例如,在使嵌段共聚物(P)溶解于不对加氢反应造成影响的溶剂而得到的溶液中存在齐格勒系催化剂;负载于碳、二氧化硅、硅藻土等的镍、铂、钯、钌、铑金属催化剂;具有钴、镍、钯、铑、钌金属的有机金属络合物等作为加氢催化剂来进行氢化反应。在加氢步骤中,可以向包含通过前述嵌段共聚物(P)的制造方法而得到的嵌段共聚物(P)的聚合反应液中添加加氢催化剂来进行加氢反应。本发明中,优选为使钯负载于碳而得到的钯碳。
加氢反应中,氢气压力优选为0.1~20MPa,反应温度优选为100~200℃,反应时间优选为1~20小时。
从获得耐热性、耐候性优异的氢化嵌段共聚物(HP)的观点出发,氢化嵌段共聚物(HP)中的聚合物嵌段(B)和聚合物嵌段(C)中的碳-碳双键的加氢率为50mol%以上、优选为70mol%以上、更优选为90mol%以上。应予说明,加氢率可通过后述实施例记载的方法来算出。
[氢化嵌段共聚物组合物]
本发明的氢化嵌段共聚物组合物包含本发明的氢化嵌段共聚物、以及选自聚烯烃树脂、赋粘树脂和软化剂中的至少1种。本发明的氢化嵌段共聚物组合物含有本发明的氢化嵌段共聚物,因此,成形加工性优异。应予说明,本说明书中,有时将本发明的氢化嵌段共聚物组合物称为“热塑性弹性体组合物”。
从成形加工性的观点出发,本发明的氢化嵌段共聚物组合物中的氢化嵌段共聚物的含量优选为1~99质量%。
<聚烯烃树脂>
作为聚烯烃树脂,优选使用例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯-1、聚己烯-1、聚-3-甲基-丁烯-1、聚-4-甲基-戊烯-1、由乙烯与碳原子数3~20的α-烯烃(例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、6-甲基-1-庚烯、异辛烯、异辛二烯、癸二烯等)中的1种或2种以上形成的共聚物、乙烯/丙烯/二烯共聚物(EPDM)、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。
应予说明,前述聚烯烃树脂可以为含有极性基团的聚烯烃系聚合物。作为前述含有极性基团的聚烯烃系聚合物的极性基团,可列举出例如源自乙酸乙烯酯、氯乙烯、氧化乙烯、氧化丙烯、丙烯酰胺、不饱和羧酸或其酯或酸酐的极性基团。
其中,优选为源自不饱和羧酸或其酯或酸酐的极性基团。作为不饱和羧酸或其酯或酸酐,可列举出例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、himic酸、himic酸酐等。含有极性基团的聚烯烃系聚合物可以具有1种或2种以上的这些极性基团。
前述含有极性基团的聚烯烃系聚合物的获取方法没有特别限定,可以使用例如如下产物等:使含有极性基团的化合物与市售的聚烯烃发生反应而将其改性得到的产物;将烯烃和含有极性基团的共聚性单体利用公知的方法进行无规共聚、嵌段共聚或接枝共聚而得到的产物;利用公知的方法对聚烯烃系树脂实施氧化或氯化等反应而得到的产物。
作为由烯烃与含有极性基团的共聚性单体形成的共聚物,可列举出例如乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的金属离子交联树脂(离聚物)等。
本发明的氢化嵌段共聚物组合物中,氢化嵌段共聚物相对于聚烯烃树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/聚烯烃树脂]优选为10/90~95/5、更优选为30/70~95/5、进一步优选为40/60~90/10。
<赋粘树脂>
作为赋粘树脂,可列举出例如松香系树脂、萜烯酚醛树脂、萜烯树脂、芳香族烃改性萜烯树脂、脂肪族系石油树脂、脂环式系石油树脂、芳香族烃树脂、香豆酮・茚树脂、酚系树脂、二甲苯树脂或它们的加氢物等。这些赋粘树脂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
从成形加工性的观点出发,前述赋粘树脂的软化点优选为85~160℃、更优选为100~150℃、进一步优选为105~145℃。
本发明的氢化嵌段共聚物组合物中,氢化嵌段共聚物相对于赋粘树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/赋粘树脂]优选为10/90~95/5、更优选为30/70~95/5、进一步优选为40/60~90/10。
<软化剂>
作为软化剂,可以使用例如链烷烃系、环烷烃系、芳香族系等烃系油;花生油、松香等植物油;磷酸酯;低分子量聚乙二醇;液态石蜡;低分子量聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚低聚物、液态聚丁烯、液态聚异戊二烯或其加氢物、液态聚丁二烯或其加氢物等烃系合成油等公知软化剂。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。其中,作为软化剂,优选使用链烷烃系烃系油、乙烯-α-烯烃共聚低聚物等烃系合成油。
从成形加工性的观点出发,软化剂的40℃下的运动粘度优选为5~1,000mm2/s、更优选为5~800mm2/s、进一步优选为30~600mm2/s。
本发明的氢化嵌段共聚物组合物中,氢化嵌段共聚物相对于软化剂的质量比[氢化嵌段共聚物/软化剂]优选为5/95~95/5、更优选为10/90~90/10、进一步优选为20/80~90/10。
本发明的氢化嵌段共聚物组合物也可以以油凝胶的形式使用,此时,氢化嵌段共聚物相对于软化剂的质量比[氢化嵌段共聚物/软化剂]优选为5/95~95/5、更优选为10/90~95/5、进一步优选为20/80~95/5。
<其它树脂>
本发明的氢化嵌段共聚物组合物可以在不损害本发明目的的范围内含有其它树脂。作为其它树脂,可列举出聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶等共轭二烯系树脂;聚苯乙烯、AS树脂、ABS树脂等苯乙烯系树脂;聚苯醚系树脂;尼龙6、尼龙66等聚酰胺树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂;聚氨基甲酸酯系树脂;聚乙烯醇缩醛、聚氧亚甲基均聚物、聚氧亚甲基共聚物等缩醛系树脂;聚甲基丙烯酸甲酯系树脂等丙烯酸系树脂等。
<其它的氢化嵌段共聚物>
本发明的氢化嵌段共聚物组合物可以含有除了本发明的氢化嵌段共聚物之外的其它氢化嵌段共聚物。
作为其它的氢化嵌段共聚物,可列举出例如将包含前述聚合物嵌段(A)和前述聚合物嵌段(C)的嵌段共聚物进行加氢而得到的氢化嵌段共聚物,所述聚合物嵌段(A)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(C)包含源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元。应予说明,其它氢化嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)、聚合物嵌段(C)和加氢率等的适合方案与本发明的氢化嵌段共聚物中的各聚合物嵌段和加氢率的适合方案相同。
本发明的氢化嵌段共聚物组合物含有其它氢化嵌段共聚物时,其含量相对于本发明的氢化嵌段共聚物100质量份优选为100质量份以下。
[成形体]
本发明的成形体使用了本发明的氢化嵌段共聚物或者本发明的氢化嵌段共聚物组合物。
作为成形体的形状,可列举出例如粒料、片、板、导管(pipe)、管道(tube)、棒状体、粒状体等各种形状。该成形体的制造方法没有特别限定,可列举出以往的各种成形法、例如注射成形、吹塑成形、加压成形、挤出成形、压延成形等。本发明的氢化嵌段共聚物和氢化嵌段共聚物组合物的成形加工性优异,因此可通过高频的注射成形来适合地获得成形体。
[层叠体]
本发明的层叠体包含使用本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物得到的层。
层叠体的形状没有特别限定,可列举出膜状、片状、管状等形状,其中优选为膜状的层叠体。
本发明的层叠体例如可通过将本发明的氢化嵌段共聚物或使用了本发明的氢化嵌段共聚物的膜与包含其它树脂的层进行层叠来获得。
作为所述其它树脂,可列举出聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、丙烯酸系树脂、聚氧亚甲基系树脂、苯乙烯系树脂、聚碳酸酯树脂、天然橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、丁基橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、氨基甲酸酯橡胶等。作为聚烯烃系树脂,可列举出例如聚丙烯(均聚丙烯、嵌段丙烯、无规丙烯)、丙烯-乙烯共聚物、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚物。作为聚酯系树脂,可列举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
本发明的层叠体可以是使用了本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物的层与布帛形成的层。此时的本发明层叠体的制造方法没有特别限定,可列举出:采用例如嵌入注射成形法、二色注射成形法、夹心注射成形法等注射成形方法;T模层压成形法、共挤出成形法、挤出覆盖法等挤出成形法;压延成形法;加压成形法;压缩成形法等伴有熔融的成形法,制造氢化嵌段共聚物组合物的片,将其与布帛重合,并利用压缩成形法使其层叠的方法。
前述布帛的布料种类没有特别限定,可列举出例如纺织物、编织物、毛毡、无纺布等。
此外,作为布帛的布料,可以为天然纤维,也可以为合成纤维,还可以为由天然纤维和合成纤维形成的布料。作为天然纤维,可列举出选自棉、丝绸(silk)、麻和毛中的1种或2种以上。
此外,作为合成纤维,优选为选自聚酯纤维、丙烯酸纤维(聚丙烯腈)、聚氨基甲酸酯纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维和维尼纶纤维中的至少1种。作为聚酰胺纤维,可列举出尼龙6、尼龙6・6等。作为聚烯烃纤维,可列举出聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等。
其中,从预测到进一步提高粘接力的效果的观点出发,优选含有10质量%以上的天然纤维,更优选含有20质量%以上、更优选含有30质量%以上、更优选含有40质量%以上、进一步优选含有70质量%以上、特别优选含有80质量%以上、最优选含有90质量%以上。
本发明的层叠体可以为仅由使用了本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物的层(以下称为“层(1)”)和布帛层(以下也称为“布帛(2)”)形成的2层,也可以为包含它们的3层以上。为包含它们的3层以上时,可列举出“层(1)/布帛(2)/层(1)”、“层(1)/层(1)/布帛(2)”(其中,2个层(1)包含不同的成分)等层结构。
进而,本发明的层叠体中,除了具有上述层(1)和布帛(2)之外,还可以具有其它的层(3)。具有其它的层(3)时,该层(3)可以存在于层(1)上,也可以存在于布帛(2)上,从以布帛(2)作为表层的观点出发,其它的层(3)优选存在于层(1)上,换言之,优选形成“布帛(2)/层(1)/层(3)”的层结构。
应予说明,其它的层(3)可以包含1层,也可以包含2层以上。
其它的层(3)的成分没有特别限定,可列举出例如热塑性树脂、各种金属、各种皮革、各种玻璃、各种木材等。其中,优选使用热塑性树脂、各种皮革。
本发明的层叠体中,可以通过在层(1)中含有发泡剂而使其发泡。作为此时可使用的发泡剂,可列举出例如碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、亚硝酸铵、硼氢化钠、叠氮化物类等无机系发泡剂;N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺、N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺等N-亚硝基系化合物、偶氮双异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡等偶氮系化合物、三氯单氟甲烷、二氯单氟甲烷等氟化烷烃、对甲苯磺酰基酰肼、二苯基砜-3,3’-二磺酰基酰肼、4,4’-氧基双(苯磺酰基酰肼)、烯丙基双(磺酰基酰肼)等磺酰基肼系化合物、对二苯乙烯磺酰基氨基脲、4,4’-氧基双(苯磺酰基氨基脲)等磺酰基氨基脲系化合物、5-吗啉基-1,2,3,4-噻三唑等三唑系化合物等有机系发泡剂;将异丁烷、戊烷等加热膨胀性化合物封入包含偏二氯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等热塑性树脂的微囊而成的热膨胀性微粒等。
作为热膨胀性微粒的市售品,可列举出松本油脂制药株式会社制造的“マイクロスフェア”(商品名、内含环氧树脂的微囊)、日本フィライト株式会社制造的“フィライト”(商品名、无机系微球)、AKZO NOBEL公司制造的“EXPANCEL”(商品名、有机系微球)等。上述发泡剂之中,从人体安全性的观点出发,优选为无机系发泡剂、偶氮系化合物或磺酰基肼系化合物。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
使用发泡剂时,其含量相对于氢化嵌段共聚物组合物整体的质量优选为0.1~3.0质量%、更优选为0.3~2.8质量%。发泡剂的含量低于0.1质量%时,有时所得发泡成形体的发泡倍率变得不充分而缺乏橡胶弹性,如果超过3.0质量%,则有可能发泡单元变得肥大化而无法获得具有适度独立发泡单元的成形体。
使用发泡剂时的发泡方法没有特别限定,可以使用通过发泡剂的分解或反应而使其发泡的化学方法;或者,将前述化学方法与超临界发泡、水发泡等物理方法组合使用。
本发明的层叠体也可以将包含氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物的层用于粘合层,并将包含其它树脂的层用于基材层而以层叠体的形式使用。
作为基材层,没有特别限定,从层叠体的性能、价格的观点出发,优选为聚烯烃系树脂和聚酯系树脂。
基材层的构成可以为一层,也可以为两层以上的多层构成。包含两层以上时,可以使用材质不同的两种以上的树脂。
基材层的厚度优选为500μm以下、更优选为200μm以下、进一步优选为100μm以下。
包含前述其它树脂的层中,在不损害本发明目的的范围内,根据需要可以进一步加入添加剂,例如热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、着色剂、抗静电剂、阻燃剂、拒水剂、防水剂、亲水性赋予剂、导电性赋予剂、导热性赋予剂、电磁波屏蔽性赋予剂、透光性调节剂、荧光剂、滑动性赋予剂、透明性赋予剂、抗粘连剂、金属惰化剂、防菌剂等。
本发明的层叠体的制造方法没有特别限定,可以采用例如多层T模法、多层吹胀法、挤出层压法等共挤出成形法;湿式层压、干式层压、加压成形等普通的多层片或膜成形法、注射吹塑等多层注射吹塑、多层直接吹塑等吹塑成形法、压延成形法等。此外,已成形的层叠体可以以未拉伸的形式直接使用,或者进行单轴拉伸、双轴拉伸后使用。即,可通过将本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物利用共挤出T模法、吹胀法、层压法、溶剂涂布法、压延成形法层叠在基材层上的方法等来获得。
作为通过共挤出T模法或层压法自T模挤出已加热熔融的氢化嵌段共聚物或氢化嵌段共聚物组合物、基材的方法,可列举出喂料块法(单歧管法)、多歧管法等。
通过溶剂涂布来制造层叠体时,可通过使本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物溶于有机溶剂中而制作溶液,将该溶液涂布于基材层后,进行干燥,从而得到层叠体。
有机溶剂没有特别限定,可列举出例如环己烷、甲基环己烷、正己烷、正庚烷、苯、甲苯、甲苯-乙醇混合溶剂、二甲苯、乙基苯、四氢呋喃等。这些溶剂可以单独使用,或者组合使用2种以上。
通过溶剂涂布来制造层叠体时,从涂布容易性、溶液的制造容易性、干燥容易性的观点出发,本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物在溶液中的浓度优选为5~50质量%、更优选为5~40质量%、进一步优选为5~30质量%。
将本发明的氢化嵌段共聚物组合物用于层叠体时,在前述氢化嵌段共聚物组合物含有聚烯烃树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于聚烯烃树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/聚烯烃树脂]优选为10/90~90/10、更优选为20/80~90/10。此外,在含有赋粘树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于赋粘树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/赋粘树脂]优选为40/60~95/5、更优选为60/40~95/5。进而,含有软化剂时,氢化嵌段共聚物相对于软化剂的质量比[氢化嵌段共聚物/软化剂]优选为30/70~95/5、更优选为50/50~90/10。
[膜]
本发明的膜使用了本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物,且包含单一的层。
本发明的膜可通过各种方法进行成形,其形状没有特别限定。作为成形法,可列举出例如吹塑成形、加压成形、挤出成形、或者上述层叠体的制造方法中列举出的成形法等。
将本发明的氢化嵌段共聚物组合物用于膜时,在前述氢化嵌段共聚物组合物含有聚烯烃树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于聚烯烃树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/聚烯烃树脂]优选为10/90~90/10、更优选为20/80~90/10。此外,在含有赋粘树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于赋粘树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/赋粘树脂]优选为40/60~95/5、更优选为60/40~95/5。进而,含有软化剂时,氢化嵌段共聚物相对于软化剂的质量比[氢化嵌段共聚物/软化剂]优选为30/70~95/5、更优选为50/50~90/10。
[保护膜]
本发明的保护膜包含本发明的层叠体或本发明的膜。保护膜可根据需要出于保护粘合面(粘合层之中要粘贴于被粘物一侧的表面)的目的而以该粘合面贴合有剥离衬垫的形态(带剥离衬垫的保护膜的形态)来提供。
作为剥离衬垫,可以使用纸、合成树脂膜等,从表面平滑性优异的观点出发,适合使用合成树脂膜。剥离衬垫的厚度例如可以设为5μm~200μm,优选为10μm~100μm。剥离衬垫之中要贴合于粘合层的表面也可以使用现有公知的脱模剂(例如硅酮系、氟系、长链烷基系、脂肪酸酰胺系等)或者二氧化硅粉等来实施脱模或防污处理。
将本发明的氢化嵌段共聚物组合物用于保护膜时,在前述氢化嵌段共聚物组合物含有聚烯烃树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于聚烯烃树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/聚烯烃树脂]优选为50/50~95/5、更优选为70/30~90/10。此外,在含有赋粘树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于赋粘树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/赋粘树脂]优选为50/50~95/5、更优选为70/30~95/5。进而,含有软化剂时,氢化嵌段共聚物相对于软化剂的质量比[氢化嵌段共聚物/软化剂]优选为60/40~95/5、更优选为70/30~90/10。
[纤维、无纺布]
本发明的纤维和无纺布使用了本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物。
本发明的纤维和无纺布的制造方法没有特别限定,从纤维和无纺布的强度、无纺布的致密性、品质、成本的观点出发,优选为熔喷法或纺粘法,从细纤维化、膜化、无纺布致密性的观点出发,更优选为熔喷法。
此外,从高均匀性(单位面积重量不均、开纤性)、透气性、起毛少、切断面的开线难易度、生产率的观点出发,优选为纺粘法。
将本发明的氢化嵌段共聚物组合物用于纤维或无纺布时,在前述氢化嵌段共聚物组合物含有聚烯烃树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于聚烯烃树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/聚烯烃树脂]优选为30/70~95/5、更优选为40/60~90/10。此外,在含有赋粘树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于赋粘树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/赋粘树脂]优选为30/70~95/5、更优选为40/60~90/10。进而,含有软化剂时,氢化嵌段共聚物相对于软化剂的质量比[氢化嵌段共聚物/软化剂]优选为20/80~95/5、更优选为30/70~90/10。
此外,将本发明的纤维或无纺布用于要求伸缩性能的用途时,在前述氢化嵌段共聚物组合物含有聚烯烃树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于聚烯烃树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/聚烯烃树脂]优选为30/70~95/5、更优选为40/60~90/10。对于聚烯烃树脂制的无纺布要求触感改良的情况下,[氢化嵌段共聚物/聚烯烃树脂]优选为5/95~50/50、更优选为10/90~30/70。
本发明的无纺布中,构成无纺布的纤维的纤维直径优选低于100μm、更优选为3~30μm、更进一步优选为5~20μm、更进一步优选为7~15μm。如果纤维直径为3μm以上,则纺丝中能够防止断线的发生,如果纤维直径低于3μm,则所得无纺布的致密性、强度有可能不足。
无纺布的单位面积重量优选为5~1000g/m2、更优选为10~500g/m2。如果单位面积重量为5g/m2以上,则能够得到强度高的无纺布,如果单位面积重量为1000g/m2以下,则能够以低成本制造无纺布。
无纺布的厚度优选为0.01~1.0mm、更优选为0.05~0.8mm。如果厚度为0.01mm以上,则能够得到强度高的无纺布,如果厚度为1.0mm以下,则能够得到柔软性高、处理性优异的无纺布。
[修饰成形用材料]
本发明的修饰成形用材料包含本发明的层叠体、膜、纤维或无纺布。
本发明的修饰成形用材料的厚度可适当设定,从修饰成形用材料的强度和粘接力的观点出发,优选为10~1000μm。
本发明的修饰成形用材料的成形加工性优异,因此,通过使用例如公知的加压成形机进行成形,可容易地制造修饰成形品。作为修饰成形品的制造方法,可列举出例如下述方法:将成形机的上模和下模加热至80~180℃后,以将本发明的修饰成形用材料和热固化性成形材料层叠在下模上的方式进行送料,关闭模具并以10~120kg/cm2的压力热压成形30秒~20分钟,使树脂固化后,进行脱模来获得修饰成形品的方法。
此外,通过将本发明的修饰成形用材料以沿着模具内形状的方式进行预成形而使其密合于模具内表面,然后将注射树脂注射入模具内的方法,也可以得到修饰成形品。
[粘接粘合剂]
本发明的粘接粘合剂使用了本发明的氢化嵌段共聚物或本发明的氢化嵌段共聚物组合物。
涂布于被粘物的涂布量可根据被粘物的种类和粘接气氛(温度、湿度等)等各种状况来适当设定。将本发明的粘接粘合剂涂布于被粘物的方法可列举出:例如,利用刷毛或辊来涂布使粘接粘合剂溶于有机溶剂而得到的溶液的方法(溶液涂布);使粘接粘合剂进行加热熔融,并利用加热枪进行涂布的方法(热熔涂布)等。
将本发明的氢化嵌段共聚物组合物用于粘接粘合剂时,在前述氢化嵌段共聚物组合物含有聚烯烃树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于聚烯烃树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/聚烯烃树脂]优选为40/60~95/5、更优选为50/50~90/10。此外,在含有赋粘树脂的情况下,氢化嵌段共聚物相对于赋粘树脂的质量比[氢化嵌段共聚物/赋粘树脂]优选为10/90~95/5、更优选为30/70~90/10。进而,含有软化剂时,氢化嵌段共聚物相对于软化剂的质量比[氢化嵌段共聚物/软化剂]优选为10/90~90/10、更优选为20/80~80/20。
[造型用原材料]
本发明的氢化嵌段共聚物组合物也可以用作造型用原材料。具体而言,可适合地用作所谓3D打印机用原材料、即热融解层叠方式三维造型用原材料。
造型用原材料的形状没有特别限定,可列举出长丝、粒料和粉末等。
热融解层叠方式三维造型机器(3D打印机)用长丝可通过通常公知的挤出成形来获得,长丝的粗度以适应要使用的3D打印机的方式进行自由调整即可,通常适合使用直径为1.5~2.0mm的长丝。
[伸缩性部件]
本实施方式所述的伸缩性部件是将含有氢化嵌段共聚物(I)的热塑性弹性体组合物进行成形而得到的伸缩性部件,
前述氢化嵌段共聚物(I)为嵌段共聚物(P)的加氢物,所述嵌段共聚物(P)包含聚合物嵌段(a)、聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c),所述聚合物嵌段(a)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(b)含有源自法呢烯的结构单元(b1)1~100质量%,并含有源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)99~0质量%,所述聚合物嵌段(c)中的源自法呢烯的结构单元(b1)的含量低于1质量%、源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)的含量为1~100质量%,
所述嵌段共聚物(P)包含至少2个前述聚合物嵌段(a)、至少1个前述聚合物嵌段(b)、以及至少1个前述聚合物嵌段(c),并且,至少1个前述聚合物嵌段(b)存在于末端,
前述聚合物嵌段(a)与前述聚合物嵌段(b)的质量比[(a)/(b)]为1/99~70/30,前述聚合物嵌段(a)相对于前述聚合物嵌段(b)和前述聚合物嵌段(c)的合计量的质量比[(a)/((b)+(c))]为1/99~70/30,
前述嵌段共聚物(P)中存在的源自法呢烯的碳-碳双键和源自法呢烯之外的共轭二烯的碳-碳双键的合计之中的50mol%以上进行了加氢,
使试验片在23℃的温度下拉伸100%后再使其收缩的变形和恢复的1个周期中的滞后损耗率为20%以下,所述试验片是由将前述热塑性弹性体组合物在240℃、10MPa载重下压缩成形3分钟而得到的厚度0.5mm的片冲切成宽度25mm、长度150mm的短条状而得到的。
<热塑性弹性体组合物>
本实施方式所述的热塑性弹性体组合物含有氢化嵌段共聚物(I)。
此外,该热塑性弹性体组合物可以含有除了氢化嵌段共聚物(I)之外的任意成分。作为该任意成分,可列举出例如聚苯乙烯树脂(II)、软化剂(III)等。
〔氢化嵌段共聚物(I)〕
本实施方式所述的氢化嵌段共聚物(I)是嵌段共聚物(P)的加氢物,
所述嵌段共聚物(P)包含聚合物嵌段(a)、聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c),所述聚合物嵌段(a)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(b)含有源自法呢烯的结构单元(b1)1~100质量%,并含有源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)99~0质量%,所述聚合物嵌段(c)中的源自法呢烯的结构单元(b1)的含量低于1质量%、源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)的含量为1~100质量%,
所述嵌段共聚物(P)包含至少2个前述聚合物嵌段(a)、至少1个前述聚合物嵌段(b)、以及至少1个前述聚合物嵌段(c),并且,至少1个前述聚合物嵌段(b)存在于末端,
前述聚合物嵌段(a)与前述聚合物嵌段(b)的质量比[(a)/(b)]为1/99~70/30,前述聚合物嵌段(a)相对于前述聚合物嵌段(b)与前述聚合物嵌段(c)的合计量的质量比[(a)/((b)+(c))]为1/99~70/30,
前述嵌段共聚物(P)中存在的源自法呢烯的碳-碳双键和源自法呢烯之外的共轭二烯的碳-碳双键的合计之中的50mol%以上进行了加氢。
前述聚合物嵌段(a)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元。
作为所述芳香族乙烯基化合物,可列举出例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、4-十二烷基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、2-乙基-4-苄基苯乙烯、4-(苯基丁基)苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、乙烯基蒽、N,N-二乙基-4-氨基乙基苯乙烯、乙烯基吡啶、4-甲氧基苯乙烯、单氯苯乙烯、二氯苯乙烯和二乙烯基苯等。这些芳香族乙烯基化合物可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。其中,更优选为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯,进一步优选为苯乙烯。
该聚合物嵌段(a)中,除了包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元之外,作为微量单元或杂质单元,也可以在不损害本发明效果的程度内包含其它结构单元,优选不包含微量单元或杂质单元。
聚合物嵌段(a)中的其它结构单元的含量优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下、进一步优选为1质量%以下。
此外,聚合物嵌段(a)中的源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的含量优选为90质量%以上、更优选为95质量%以上、进一步优选为99质量%以上。
从成形加工性的观点出发,聚合物嵌段(a)的峰位分子量(Mp)优选为1,000~200,000、更优选为5,000~150,000、进一步优选为6,000~100,000、更进一步优选为7,000~60,000。应予说明,本说明书中的峰位分子量(Mp)是指通过后述实施例记载的方法测定得到的值。
前述聚合物嵌段(b)含有源自法呢烯的结构单元(b1)1~100质量%、且含有源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)99~0质量%。结构单元(b1)可以为源自α-法呢烯或下述式(I)所示的β-法呢烯的结构单元中的任一者,从嵌段共聚物(P)的制造容易性的观点出发,优选为源自β-法呢烯的结构单元。应予说明,也可以将α-法呢烯与β-法呢烯组合使用。
[化2]
Figure 118065DEST_PATH_IMAGE002
作为构成源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)的共轭二烯,可列举出例如丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、2-苯基丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、1,3-辛二烯、1,3-环己二烯、2-甲基-1,3-辛二烯、1,3,7-辛三烯、月桂烯和氯丁二烯等。它们可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。其中,更优选为选自丁二烯、异戊二烯和月桂烯中的至少1种,进一步优选为丁二烯和/或异戊二烯,最优选为丁二烯。
聚合物嵌段(b)含有源自法呢烯的结构单元(b1)1~100质量%、且含有源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)99~0质量%。此处,“含有0质量%的结构单元(b2)”是指不含有结构单元(b2)。
如果聚合物嵌段(b)中的源自法呢烯的结构单元(b1)的含量((b1)/(b))低于1质量%,则无法获得弹性恢复性优异的伸缩性部件。聚合物嵌段(b)中的结构单元(b1)的含量优选为30~100质量%、更优选为45~100质量%、进一步优选为50~100质量%、更进一步优选为55~100质量%,例如优选为100质量%(聚合物嵌段(b)仅包含结构单元(b1))。
此外,聚合物嵌段(b)含有源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)时,结构单元(b2)的含量优选为70质量%以下、更优选为55质量%以下、进一步优选为50质量%以下、更进一步优选为45质量%以下。
聚合物嵌段(b)中的结构单元(b1)与结构单元(b2)的合计含量优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上、更进一步优选为99质量%以上、更进一步优选为100质量%。
嵌段共聚物(P)中,除了上述聚合物嵌段(a)和上述聚合物嵌段(b)之外,还包含源自法呢烯的结构单元(b1)的含量低于1质量%、且源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)的含量为1~100质量%的聚合物嵌段(c)。
这些结构单元(b1)的源头成分即法呢烯和(b2)的源头成分即共轭二烯如上所述。
通过在前述聚合物嵌段(b)的基础上包含聚合物嵌段(c),存在成形加工性优异的优点。
此处,聚合物嵌段(c)中的“源自法呢烯的结构单元(b1)的含量低于1质量%”还包括结构单元(b1)的含量为0质量%、即不含结构单元(b1)的情况。结构单元(b1)优选为0质量%。
聚合物嵌段(c)中的结构单元(b2)的含量优选为60~100质量%、更优选为80~100质量%、进一步优选为90~100质量%、更进一步优选超过99质量%且为100质量%、更进一步优选为100质量%。
聚合物嵌段(c)中的结构单元(b1)和结构单元(b2)的合计含量优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上、更进一步优选为99质量%以上、更进一步优选为100质量%。
多种聚合物嵌段的键合形态没有特别限定,可以为直线状、支链状、放射状、或者它们的2种以上的组合。其中,优选为各嵌段键合成直线状而得到的形态。
本实施方式所述的氢化嵌段共聚物(I)优选包含聚合物嵌段(a)、聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c),且呈现按照聚合物嵌段(b)、聚合物嵌段(a)和聚合物嵌段(c)的顺序具有嵌段的结构。即,用a表示聚合物嵌段(a)、用b表示聚合物嵌段(b)、用c表示聚合物嵌段(c)时,优选为b-a-c-a-b所示的五嵌段共聚物、b-a-c-a所示的四嵌段共聚物、b-a-(c-a)l-b、b-a-(c-a-b)m、b-(a-c-a-b)n(l、m、n各自独立地表示2以上的整数),更优选为b-a-c-a-b所示的五嵌段共聚物。
此外,嵌段共聚物(P)具有2个以上的聚合物嵌段(a)、2个以上的聚合物嵌段(b)或2个的以上(c)时,各个聚合物嵌段可以为包含相同结构单元的聚合物嵌段,也可以为包含不同结构单元的聚合物嵌段。
嵌段共聚物(P)中的聚合物嵌段(a)与聚合物嵌段(b)的质量比[(a)/(b)]为1/99~70/30。如果在该范围内,则能够得到弹性恢复性优异的伸缩性部件。从该观点出发,聚合物嵌段(a)与聚合物嵌段(b)的质量比[(a)/(b)]优选为1/99~60/40、更优选为10/90~55/45、进一步优选为10/90~50/50、更进一步优选为15/85~50/50。
嵌段共聚物(P)中的聚合物(a)相对于聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c)的质量比[(a)/((b)+(c))]优选为1/99~70/30。如果在该范围内,则能够得到弹性恢复性优异的伸缩性部件。从该观点出发,该质量比[(a)/((b)+(c))]更优选为1/99~60/40、进一步优选为10/90~40/60、更进一步优选为10/90~30/70、更进一步优选为15/85~25/75。
嵌段共聚物(P)中的聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c)的总量中的结构单元(b1)的含量[(b1)/((b)+(c))]优选为30~99质量%。如果在该范围内,则能够得到弹性恢复性优异的伸缩性部件。从该观点出发,该质量比[(b1)/((b)+(c))]优选为30~90质量%、更优选为40~80质量%、进一步优选为45~70质量%、更进一步优选为50~70质量%。
此处,质量比[(b1)/((b)+(c))]中的结构单元(b1)是聚合物嵌段(b)中包含的结构单元(b1)与聚合物嵌段(c)中包含的结构单元(b1)的合计量。
嵌段共聚物(P)中的聚合物嵌段(a)、聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c)的合计含量优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上、更进一步优选为99质量%以上、更进一步优选为100质量%。
从成形加工性的观点出发,氢化嵌段共聚物(I)的峰位分子量(Mp)优选为4,000~500,000、更优选为9,000~450,000、进一步优选为30,000~400,000、更进一步优选为50,000~380,000。应予说明,本说明书中的峰位分子量(Mp)是指通过后述实施例记载的方法测定得到的值。
氢化嵌段共聚物(I)的分子量分布(Mw/Mn)优选为1~4、更优选为1~3、进一步优选为1~2。如果分子量分布在前述范围内,则氢化嵌段共聚物(I)的粘度偏差小、容易处理。
嵌段共聚物(P)中,除了前述聚合物嵌段(a)、聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c)之外,在不损害本发明效果的范围内,还可以含有由其它单体构成的聚合物嵌段(d)。
作为所述其它单体,可列举出例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯等不饱和烃化合物;丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙烯酰基乙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-甲基丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基磺酸、乙酸乙烯酯、甲基乙烯基醚等含有官能团的不饱和化合物等。它们可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。
嵌段共聚物(P)具有聚合物嵌段(d)时,其含量优选为50质量%以下、更优选为40质量%以下、进一步优选为30质量%以下。
例如,一个方式所述的氢化嵌段共聚物(I)是包含前述聚合物嵌段(a)、前述聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c)的嵌段共聚物(P)的加氢物,前述聚合物嵌段(c)是(b1)的含量低于1质量%、且源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)的含量为1~100质量%的聚合物嵌段,前述聚合物嵌段(a)相对于前述聚合物嵌段(b)与前述聚合物嵌段(c)的合计量的质量比[(a)/((b)+(c))]为1/99~70/30,前述氢化嵌段共聚物(I)包含至少2个前述聚合物嵌段(a)、至少1个前述聚合物嵌段(b)和至少1个前述聚合物嵌段(c),且至少1个前述聚合物嵌段(b)存在于末端。
此处,将仅包含聚(β-法呢烯)的聚合物嵌段表述为F,将仅包含聚苯乙烯的聚合物嵌段表述为St,将仅包含聚异戊二烯的聚合物嵌段表述为Ip,将仅包含聚丁二烯的聚合物嵌段表述为Bd,将仅包含β-法呢烯和异戊二烯的聚合物嵌段表述为F/Ip,将仅包含β-法呢烯和丁二烯的聚合物嵌段表述为F/Bd。
此时,优选为F、St、Bd、St、F依次键合而成的五嵌段共聚物(F-St-Bd-St-F)的加氢物;以及,F、St、Ip、St、F依次键合而成的五嵌段共聚物(F-St-Ip-St-F)的加氢物。
[氢化嵌段共聚物(I)的制造方法]
氢化嵌段共聚物(I)例如可通过下述步骤来适合地制造:通过阴离子聚合来获得嵌段共聚物(P)的聚合步骤;以及,将该嵌段共聚物(P)中存在的源自法呢烯的碳-碳双键和源自法呢烯之外的共轭二烯的碳-碳双键进行加氢的步骤。
〔聚合步骤〕
嵌段共聚物(P)可通过溶液聚合法或者日本特表2012-502135号公报、日本特表2012-502136号公报记载的方法等进行制造。其中优选为溶液聚合法,可以应用例如阴离子聚合、阳离子聚合等离子聚合法、自由基聚合法等公知的方法。其中优选为阴离子聚合法。作为阴离子聚合法,在溶剂、阴离子聚合引发剂和根据需要的路易斯碱的存在下,依次添加芳香族乙烯基化合物、法呢烯和/或法呢烯之外的共轭二烯,从而得到嵌段共聚物(P)。
作为阴离子聚合引发剂,可列举出例如锂、钠、钾等碱金属;铍、镁、钙、锶、钡等碱土金属;镧、钕等镧系稀土金属;含有前述碱金属、碱土金属、镧系稀土金属的化合物等。其中,优选为碱金属和含有碱金属的化合物,更优选为有机碱金属化合物。
作为前述有机碱金属化合物,可列举出例如甲基锂、乙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、己基锂、苯基锂、均二苯代乙烯锂、二锂甲烷、二锂萘、1,4-二锂丁烷、1,4-二锂-2-乙基环己烷、1,3,5-三锂苯等有机锂化合物;钠萘、钾萘等。其中,优选为有机锂化合物,更优选为正丁基锂、仲丁基锂,特别优选为仲丁基锂。应予说明,有机碱金属化合物可以与二异丙胺、二丁胺、二己胺、二苄胺等仲胺发生反应而用作有机碱金属酰胺。
聚合中使用的有机碱金属化合物的用量还因嵌段共聚物(P)的分子量而异,通常相对于芳香族乙烯基化合物、法呢烯和法呢烯之外的共轭二烯的总量为0.01~3质量%的范围。
作为溶剂,只要不对阴离子聚合反应造成不良影响,就没有特别限定,可列举出例如正戊烷、异戊烷、正己烷、正庚烷、异辛烷等饱和脂肪族烃;环戊烷、环己烷、甲基环戊烷等饱和脂环式烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。它们可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。溶剂的用量没有特别限定。
路易斯碱具有控制源自法呢烯的结构单元和源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元中的微结构的作用。作为所述路易斯碱,可列举出例如二丁醚、二乙醚、四氢呋喃、二噁烷、乙二醇二乙醚等醚化合物;吡啶;N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、三甲胺等叔胺;叔丁醇钾等碱金属醇盐;膦化合物等。使用路易斯碱时,其用量相对于阴离子聚合引发剂1摩尔通常优选为0.01~1000摩尔当量的范围。
聚合反应的温度通常为-80~150℃、优选为0~100℃、更优选为10~90℃的范围。聚合反应的形式可以为间歇式,也可以为连续式。通过以聚合反应体系中的芳香族乙烯基化合物、法呢烯和/或法呢烯之外的共轭二烯的存在量达到特定范围的方式,向聚合反应液中连续或断续地供给各单体,或者以各单体在聚合反应液中达到特定比的方式依次进行聚合,从而能够制造嵌段共聚物(P)。
聚合反应可添加甲醇、异丙醇等醇作为阻聚剂来终止。通过将所得聚合反应液注入至甲醇等不良溶剂而使嵌段共聚物(P)析出、或者将聚合反应液用水清洗并分离后再进行干燥,从而能够分离出嵌段共聚物(P)。
本聚合步骤中,如上所述,可以得到未改性的嵌段共聚物(P),也可以在后述加氢步骤之前,向前述嵌段共聚物(P)中导入官能团,从而得到已改性的嵌段共聚物(P),还可以在氢化嵌段共聚物(I)的时刻导入官能团,从而得到已改性的嵌段共聚物。作为可导入的官能团,可列举出例如氨基、烷氧基、甲硅烷基、羟基、环氧基、羧基、羰基、巯基、异氰酸酯基、酸酐等。
作为嵌段共聚物(P)的改性方法,可列举出:例如,在添加阻聚剂之前,添加能够与聚合活性末端发生反应的四氯化锡、四氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、四缩水甘油基-1,3-双氨基甲基环己烷、2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、N-乙烯基吡咯烷酮等改性剂、或者日本特开2011-132298号公报记载的其它改性剂的方法。此外,也可以在分离后的共聚物接枝马来酸酐等并使用。
要导入官能团的位置可以为嵌段共聚物(P)的聚合末端,也可以为侧链。此外,上述官能团可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。上述改性剂相对于阴离子聚合引发剂通常优选为0.01~10摩尔当量的范围。
〔加氢步骤〕
通过对利用前述方法得到的嵌段共聚物(P)或已改性的嵌段共聚物(P)实施加氢步骤,能够得到氢化嵌段共聚物(I)。加氢方法可以使用公知的方法。例如,在使嵌段共聚物(P)溶解于不对加氢反应造成影响的溶剂而得到的溶液中存在齐格勒系催化剂;负载于碳、二氧化硅、硅藻土等的镍、铂、钯、钌或铑金属催化剂;具有钴、镍、钯、铑或钌金属的有机金属络合物等作为加氢催化剂来进行氢化反应。在加氢步骤中,可以向包含通过前述嵌段共聚物(P)的制造方法而得到的嵌段共聚物(P)的聚合反应液中添加加氢催化剂来进行加氢反应。本发明中,优选为使钯负载于碳而得到的钯碳。
加氢反应中,氢气压力优选为0.1~20MPa,反应温度优选为100~200℃,反应时间优选为1~20小时。
从获得弹性恢复性优异的伸缩性部件的观点出发,聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c)中存在的源自法呢烯的碳-碳双键和源自法呢烯之外的共轭二烯的碳-碳双键的合计加氢率为50~100摩尔%。该加氢率优选为70~100摩尔%、更优选为80~100摩尔%、进一步优选为90~100摩尔%。
应予说明,加氢率可通过测定嵌段共聚物(P)和加氢后的氢化嵌段共聚物(I)的1H-NMR来算出。
〔聚苯乙烯树脂(II)〕
本实施方式所述的热塑性弹性体组合物中,除了含有氢化嵌段共聚物(I)之外,还可以含有聚苯乙烯树脂(II)。通过含有聚苯乙烯树脂(II),伸缩性部件的强度提高。
聚苯乙烯树脂(II)的重均分子量优选为100,000~400,000、更优选为120,000~350,000、进一步优选为150,000~300,000。如果聚苯乙烯树脂(II)的重均分子量为100,000以上,则耐热性提高,如果聚苯乙烯树脂(II)的重均分子量为400,000以下,则成形加工性提高。
本实施方式所述的热塑性弹性体组合物含有聚苯乙烯树脂(II)时,聚苯乙烯树脂(II)的含量相对于氢化嵌段共聚物(I)100质量份优选为1~70质量份的范围。如果聚苯乙烯树脂(II)在该范围内,则热塑性弹性体组合物的强度进一步提高。从该观点出发,聚苯乙烯树脂(II)的含量相对于氢化嵌段共聚物(I)100质量份更优选为1~50质量份、进一步优选为5~50质量份、更进一步优选为10~50质量份、更进一步优选为15~50质量份。
〔软化剂(III)〕
本发明的热塑性弹性体组合物可以进一步含有软化剂(III)。作为软化剂(III),通常可以使用橡胶、塑料中使用的软化剂。可列举出例如链烷烃系、环烷烃系、芳香族系工艺油;邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯等邻苯二甲酸衍生物;白油;矿物油;乙烯与α-烯烃的液态共低聚物;液态石蜡;聚丁烯;低分子量聚异丁烯;液态聚丁二烯、液态聚异戊二烯、液态聚异戊二烯/丁二烯共聚物、液态苯乙烯/丁二烯共聚物、液态苯乙烯/异戊二烯共聚物等液态聚二烯及其加氢物等。其中,从与氢化嵌段共聚物(I)相容的相容性的观点出发,优选为链烷烃系工艺油;乙烯与α-烯烃的液态共低聚物;液态石蜡;低分子量聚异丁烯及其加氢物,更优选为链烷烃系工艺油的加氢物。
软化剂(III)可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
本实施方式所述的热塑性弹性体组合物含有软化剂(III)时,软化剂(III)的含量相对于氢化嵌段共聚物(I)100质量份优选为1~150质量份的范围。如果软化剂(III)在该范围内,则热塑性弹性体组合物的柔软性、成形加工性进一步提高。从该观点出发,软化剂(III)的含量相对于氢化嵌段共聚物(I)100质量份更优选为5~150质量份、进一步优选为10~150质量份、更进一步优选为15~120质量份。
〔其它的氢化嵌段共聚物〕
本实施方式所述的热塑性弹性体组合物可以含有除了氢化嵌段共聚物(I)之外的其它氢化嵌段共聚物。
作为除了氢化嵌段共聚物(I)之外的其它氢化嵌段共聚物,可列举出例如将包含前述聚合物嵌段(a)和前述聚合物嵌段(c)的嵌段共聚物进行加氢而得到的氢化嵌段共聚物。应予说明,其它的氢化嵌段共聚物中的聚合物嵌段(a)、聚合物嵌段(c)和加氢率等的适合方案与氢化嵌段共聚物(I)中的各聚合物嵌段和加氢率的适合方案相同。
热塑性弹性体组合物含有其它的氢化嵌段共聚物时,其含量相对于氢化嵌段共聚物(I)100质量份优选为100质量份以下。
〔其它的任意成分〕
本实施方式所述的热塑性弹性体组合物中,在不损害本发明效果的范围内,根据需要可以含有其它热塑性聚合物、无机填充材料、粘合性赋予树脂、抗氧化剂、润滑剂、光稳定剂、加工助剂、颜料、色素等着色剂、阻燃剂、抗静电剂、消光剂、硅油、抗粘连剂、紫外线吸收剂、脱模剂、发泡剂、抗菌剂、防霉剂、香料。
含有其它热塑性聚合物时,其含量相对于氢化嵌段共聚物(I)100质量份优选为100质量份以下、更优选为50质量份以下、更优选为20质量份以下、进一步优选为10质量份以下。
为了改善本发明的热塑性弹性体组合物的耐热性、耐候性等物性、调整硬度、改善作为增量剂的经济性等,可以含有前述无机填充材料。作为无机填充材料,可列举出例如碳酸钙、滑石、氢氧化镁、氢氧化铝、云母、粘土、天然硅酸、合成硅酸、氧化钛、炭黑、硫酸钡、玻璃空心球、玻璃纤维等。无机填充材料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
含有无机填充材料时,其含量优选为不会损害热塑性弹性体组合物的柔软性的范围,相对于氢化嵌段共聚物(I)100质量份,优选为100质量份以下、更优选为70质量份以下、进一步优选为30质量份以下、特别优选为10质量份以下。
本发明的热塑性弹性体组合物的制造方法没有特别限定,只要是能够将氢化嵌段共聚物(I)和根据需要的聚苯乙烯树脂(II)、软化剂(III)、其它成分均匀混合的方法,就可以利用任意方法进行制造,优选使用熔融混炼法。熔融混炼可以使用例如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏合机、混料机、辊、班伯里密炼机等熔融混炼装置来进行,优选的是,可通过以170~270℃进行熔融混炼来获得本发明的热塑性弹性体组合物。
〔热塑性弹性体组合物的物性〕
本实施方式所述的热塑性弹性体组合物的试验片在23℃的温度下拉伸100%后再使其收缩的变形和恢复的1个周期中的滞后损耗率(第1周期的滞后损耗率)为20%以下,所述试验片是由将该热塑性弹性体组合物在240℃、10MPa载重下压缩成形3分钟而得到的厚度0.5mm的片冲切成宽度25mm、长度150mm的短条状而得到的。因此,将该热塑性弹性体组合物的物性进行成形而得到的伸缩性部件的弹性恢复性优异。该滞后损耗率优选为19%以下、更优选为17%以下、进一步优选为16%以下。
从同样的观点出发,将使前述试验片在23℃的温度下以100mm/分钟的速度拉伸100%后,再以100mm/分钟的速度使其收缩的操作进行2个周期时的前述变形和恢复的第2周期的滞后损耗率优选为15%以下、更优选为14%以下、进一步优选为13%以下、更进一步优选为12%以下。
此外,使伸缩性部件伸缩数次时,有时优选滞后损耗率没有明显变化。例如,将伸缩性部件用于纸尿布的收缩件(gather)时,优选的是,在穿戴纸尿布之前和之后,使用感没有明显变化。从该观点出发,第2周期的滞后损耗率(L2)相对于第1周期的滞后损耗率(L1)之比(L2/L1)优选为0.40以上、更优选为0.50以上、进一步优选为0.60以上、更进一步优选为0.70以上。
进而,在前述试验片的第1周期的滞后损耗率的测定中,从伸缩性部件的强度的观点出发,将试验片以23℃的温度拉伸100%时的拉伸应力(100%模量)优选为0.02MPa以上、更优选为0.05MPa以上、进一步优选为0.10MPa以上。
<伸缩性部件的形态>
本实施方式所述的伸缩性材料的形态没有特别限定,可根据用途、使用形态等而制成适合于各自的形态。例如,该伸缩性材料优选预先制成膜、无纺布、股线或带状体的形态。
在包含前述伸缩性材料的膜的情况下,其厚度、宽度没有特别限定,可以适当选择。一般来说,膜的厚度优选预先制成15μm~200μm左右的厚度。
在包含前述伸缩性材料的无纺布的情况下,也可以使构成无纺布的纤维的纤度、无纺布的单位面积重量等适合于各种用途等。一般来说,对于无纺布状的伸缩性材料而言,构成无纺布的纤维优选为纤度均匀的长纤维,这是因为力学特性优异。此外,从处理性等的观点出发,该无纺布的单位面积重量优选为5~300g/m2左右。该无纺布的平均纤维直径优选为1~30μm、更优选为5~20μm。
此外,伸缩性材料为股线时,可以预先制成截面为圆形、椭圆形、方形或除此之外的截面形状的线状体、绳状体等形态。伸缩性材料为带状体时,其厚度、宽度也没有特别限定,可以适当选择。一般来说,带状体的厚度优选为200μm~2mm左右。并且,伸缩性材料为无纺布时,也可以使构成无纺布的纤维的纤度、无纺布的单位面积重量等应用于各种用途等。一般而言,对于无纺布状的伸缩性材料而言,构成无纺布的纤维优选为纤度均匀的长纤维,这是因为力学特性优异。此外,从处理性等的观点出发,该无纺布的单位面积重量优选为5~200g/m2左右。
将前述热塑性弹性体组合物成形为伸缩性材料的方法可根据伸缩性材料的形态来适当选择,例如,伸缩性材料为膜、股线或无纺布的形态时,适合采用将热塑性聚合物材料成形为膜、股线或无纺布时通常使用的成形加工方法。
例如,成形为膜和股线时,可以使用单螺杆或双螺杆挤出成形机,分别成形为膜形状或股线形状。
此外,作为成形为无纺布的方法,例如,可通过利用通常的熔喷无纺布制造装置将热塑性弹性体组合物进行熔融纺丝,将其纤维组在捕集面上形成纤维网,从而制造熔喷无纺布。此外,也可以通过纺粘法来制造无纺布状的伸缩性材料。
本实施方式所述的伸缩性材料可以直接用作伸缩性部件,通过与选自可沿着至少一个方向伸长的伸长性布帛和带褶布帛中的至少1种可拉伸布帛进行层叠并粘接,能够得到形状稳定性提高,且纸尿布、梳妆运动裤、生理用品等卫生材料、湿布材的基材、伸缩性胶带、外科用绷带、手术服等医用材料所需复杂形态的伸缩性部件。
实施例
以下,通过实施例来说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。应予说明,β-法呢烯(纯度为97.6质量%,Amyris Biotechnology公司制)通过利用3Å的分子筛进行精制,并在氮气气氛下进行蒸馏,去除姜烯、没药烯、法呢烯环氧化物、法尼醇异构体、E,E-法尼醇、角鲨烯、麦角甾醇和法呢烯中的多种二聚物等烃系杂质,并用于下述聚合。
(1)重均分子量、分子量分布和峰位分子量(Mp)的测定
通过实施例1~3、比较例1~4和参考例1、2得到的氢化嵌段共聚物的重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)通过GPC(凝胶渗透色谱)以标准聚苯乙烯换算分子量来求出,由分子量分布的峰顶点的位置求出峰位分子量(Mp)。此外,各聚合物嵌段的峰位分子量可通过在添加构成各嵌段的单体之前之后采取聚合液,由通过所得样品的GPC测定而得到的峰位分子量的差值求出其数值。测定装置和条件如下所示。
・装置 :东曹株式会社制造的GPC装置“GPC8020”
・分离柱 :东曹株式会社制造的“TSKgelG4000HXL”
・检测器 :东曹株式会社制造的“RI-8020”
・洗脱液 :四氢呋喃
・洗脱液流量 :1.0ml/分钟
・样品浓度 :5mg/10ml
・柱温 :40℃。
(2)加氢率的测定方法
在实施例1~3、比较例1~4和参考例1、2中,将嵌段共聚物(P)和加氢后的氢化嵌段共聚物(HP)分别溶解于氘代氯仿溶剂,使用日本电子株式会社制造的“Lambda-500”,在50℃下测定1H-NMR。氢化嵌段共聚物(HP)中的聚合物嵌段(B)和(C)的加氢率通过下述式由所得光谱的4.5~6.0ppm处出现的碳-碳双键中具有的质子的峰来算出。
加氢率={1-(每1mol氢化嵌段共聚物(HP)中包含的碳-碳双键的mol数)/(每1mol嵌段共聚物(P)中包含的碳-碳双键的mol数)}×100(mol%)。
(3)有序-无序转变温度(ODT)
通过将实施例1~3、比较例1~4和参考例1、2中得到的氢化嵌段共聚物以200℃、1.0MPa压缩成形3分钟,从而得到片状成形体(长150mm、宽150mm、厚1mm)。由该片冲切出直径为25mm、高度为1mm的圆柱状试验片,使用Rheometric Scientific公司制造的“RDA3粘弹性测定装置”,按照基于JIS K7244-10的方法,在测定温度为100~350℃、频率为1Hz、形变为5%的条件下,测定剪切储能模量G’。其结果,在所得谱图中,将基线与剪切储能模量G‘开始降低的切线之间的交点处的温度记作有序-无序转变温度(ODT)。
(4)共挤出成形性
通过T模挤出法将实施例4~10和比较例5~12中得到的氢化嵌段共聚物和氢化嵌段共聚物组合物进行共挤出时,将粘合层产生龟裂而无法成形为均匀层叠体的情况记作〔1〕,将形成层叠体但产生厚度不均而无法获得均匀层叠体的情况记作〔2〕,将能够获得膜厚均匀的层叠体的情况记作〔3〕,从而评价共挤出成形性。
(5-1)剥离强度(i)
在平滑的丙烯酸树脂板(可乐丽株式会社制造的“コモグラスP”、厚度为3mm)上,以粘合层与丙烯酸树脂板粘接的方式粘贴将实施例4~10和比较例5~12中得到的层叠体裁切成宽25mm而得到的产物,作为试验片。使用2kg的橡胶辊,从该试验片的基材层侧以20mm/分钟的速度进行转压后,在23±1℃、湿度为50±5%的气氛下放置24小时。其后,按照JISZ0237,以300mm/分钟的剥离速度测定180°剥离强度。
(5-2)剥离强度(ii)
・使用了氢化嵌段共聚物组合物的膜制作
使用株式会社新藤金属工业所制造的压缩加压成形机“NF-37”,将特氟隆(注册商标)涂布金属框用作间隔物,将实施例11~16、24、25和比较例13~19、28、29中得到的氢化嵌段共聚物组合物以230℃、100kgf/cm2的载重压缩加压成形5分钟后,以18℃、15kgf/cm2的载重压缩加压成形1分钟,从而得到厚度为1mm的氢化嵌段共聚物组合物的膜。
・测定用试样(层叠体)的制作
<氢化嵌段共聚物组合物的膜与聚碳酸酯(PC)板的层叠体>
将长度75mm×宽度25mm×厚度1mm的聚碳酸酯(PC)板的两个表面用表面活性剂水溶液、蒸馏水依次清洗后,使其干燥。将该聚碳酸酯板与前述氢化嵌段共聚物组合物的膜与厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片依次重叠,配置成外径尺寸为200mm×200mm、内径尺寸为150mm×150mm、厚度为2mm的金属制间隔物的中央部。
将该重叠片和金属制间隔物用聚四氟乙烯制片夹持,进一步从外侧用金属板夹持,使用压缩成形机,在160℃的温度条件下以20kgf/cm2(2N/mm2)的载重压缩成形3分钟,从而得到包含PET/氢化嵌段共聚物组合物/聚碳酸酯板的层叠体。
<其它层叠体的制作>
除了使用聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)板、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)板、尼龙6(PA6)板、聚丙烯(PP)板或铝板来代替聚碳酸酯(PC)板之外,利用与前述方法相同的方法来得到层叠体。
应予说明,用于制作层叠体的各板的详情如下所示。
・聚碳酸酯(PC)板:三菱工程塑料株式会社制、ユーピロンS-3000R
・聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)板:EVONIC公司制、Plexiglas 6N
・丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂板:东丽株式会社制、トヨラック700
・尼龙6板:宇部兴产株式会社制、UBE Nylon6 1013B
・聚丙烯板:日本ポリプロ公司制、ノバテックPP MA3
・剥离强度测定方法
使用インストロン公司制造的“インストロン5566”,按照JIS K6854-2,在剥离角度为180°、拉伸速度为100mm/分钟的条件下进行剥离粘接强度试验,测定剥离强度。
(6)拉伸共振和熔融延展性
如下那样地测定实施例4~29和比较例5~32中得到的氢化嵌段共聚物和氢化嵌段共聚物组合物的熔融延展性和拉伸共振。使用キャピログラフ1D(株式会社东洋精机制作所制),在下述各温度下以10mm/分钟的挤出速度从长度为10mm、直径为1.0mm的模具挤出,针对将挤出的熔融树脂以10m/分钟的牵引速度进行牵引时的张力测定30秒钟,将从所得最大值减去最小值而得到的差值作为拉伸共振,此外,使牵引速度自2m/分钟起每隔2分钟各增速2m/分钟,将切断熔融树脂时的牵引速度作为熔融延展性,并作为成形性的指标。
<拉伸共振的温度条件>
实施例4~21、24、25、比较例5~25:220℃
实施例22、23、26~29、比较例26、27、30~32:120℃。
(7)挤出膜成形性
通过T模挤出法将实施例11~16、24、25和比较例13~19、28、29中得到的氢化嵌段共聚物和氢化嵌段共聚物组合物进行挤出时,将膜产生龟裂而无法成形的情况记作〔1〕,将形成膜但产生厚度不均而无法获得均匀的层叠膜的情况记作〔2〕,将能够得到膜厚均匀的膜的情况记作〔3〕,从而评价挤出膜成形性。
(8)熔喷成形性
将通过实施例17~21和比较例20~25得到的氢化嵌段共聚物和氢化嵌段共聚物组合物进行熔喷成形时,将构成所得无纺布的纤维的纤维直径为100μm以上的情况记作〔1〕,将低于100μm的情况作为〔2〕,从而评价熔喷成形性。
(9)热熔涂布性
对通过实施例22、23、26~29和比较例26、27、30~32得到的氢化嵌段共聚物和氢化嵌段共聚物组合物进行热熔涂布,测定3个所得粘接粘合剂层的厚度,将其平均值为25±3μm以上的情况作为〔1〕,将低于25±3μm的情况作为〔2〕,从而评价热熔涂布性。
(10)熔融粘度
针对通过实施例22、23、26~29和比较例26、27、30~32得到的氢化嵌段共聚物和氢化嵌段共聚物组合物,通过ブルックフィールド公司的B型粘度计(BROOKFIELD ENGINEERINGLABS. INC.制)测定160℃、180℃下的熔融粘度。
(11)注射成形性
利用注射成形机(“EC75SX”、东芝机械株式会社制),对通过实施例30~34和比较例33~35得到的氢化嵌段共聚物组合物的粒料进行注射成形,制作成长110mm、宽110mm、厚2mm的片状试验片。按照下述基准来评价所得片的外观(流痕)。
<基准>
无流痕 :3
一部分存在流痕 :2
整体存在流痕 :1。
(12)成形保持率
测定在前述注射成形性的评价中得到的片的MD(纵)向和TD(横)向的长度,评价相对于模具(11×11cm)的尺寸保持率。
(13)撕裂强度
评价在前述注射成形性的评价中得到的片的MD方向和TD方向的撕裂强度。应予说明,测定按照JIS K 6252,不带切痕地评价直角形撕裂强度。
(14)剥离强度(相对于聚氨基甲酸酯)
使用インストロン公司制造的“インストロン5566”,按照JIS K6854-2,在剥离角度为180°、拉伸速度为100mm/分钟的条件下进行剥离粘接强度试验,测定粘接强度(剥离强度)。
应予说明,剥离试验用样品按照下述方法来制作。
首先,通过注射成形机(东芝机械株式会社制造的“EC75SX”)来制作聚氨基甲酸酯的注射片,将该聚氨基甲酸酯片和实施例和比较例中得到的注射片切成25mm宽。接着,使用浸渗有底漆的布,在各片的表面上涂布底漆,以50℃干燥10分钟。在底漆干燥后,利用刷毛将粘接剂涂布在实施例和比较例的各片上,以50℃干燥10分钟。在粘接剂干燥后,将实施例和比较例的片以及聚氨基甲酸酯片立即用加压机进行压接处理(20kgf/cm2×15秒:25℃),从而得到剥离试验用样品。压接后,进行24±2小时的熟化后,评价剥离强度。
关于评价基准,剥离强度为50N/25mm以上时记作〔2〕,剥离强度低于50N/25mm时记作〔1〕。
以下示出制作前述剥离试验用样品时使用的聚氨基甲酸酯、底漆和粘接剂。
聚氨基甲酸酯:Elastollan 1190A(BASF公司制)
底漆:PE-120(ノーテープ工业株式会社制)/デスモジュールRFE(ノーテープ工业株式会社制)=95/5(质量比)
聚氨基甲酸酯:SK-1(ノーテープ工业株式会社制)
粘接剂 :5999(ノーテープ工业株式会社制)/デスモジュールRFE(ノーテープ工业株式会社制)=97/3(质量比)。
(15)硬度的测定
按照JIS K 6253,在实施例35~38和比较例36~39中,将通过压延成形加工得到的层叠前的氢化嵌段共聚物组合物的约0.3mm的片重叠20片,制成6mm以上的厚度来测定硬度。硬度计使用A类硬度计,测定值记录瞬间的数值。A类硬度优选为45以下、更优选为35以下、进一步优选为30以下时,所得层叠体或发泡层叠体的柔软性优异。
(16)粘接力的测定
将通过实施例35~38和比较例36~39得到的层叠体或发泡层叠体在23±1℃、湿度为(50±5)%的气氛下放置30分钟。其后,从该层叠体或发泡层叠体上冲切出长度为80mm、宽度为25mm的短条状试验片。使用该试验片,按照JIS K 6854记载的“180°剥离试验”,以300mm/分钟的剥离速度进行测定。
粘接力优选为10N/25mm以上、更优选为15N/25mm以上。应予说明,在试验时包含热塑性聚合物组合物的层(1)被破坏的情况下,表示粘接力充分。
(17)软化剂的抗渗出能力的评价
将通过实施例35~38和比较例36~39得到的层叠体或发泡层叠体在23±1℃、湿度为(50±5)%的气氛下进行放置,通过目视来确认软化剂有无渗出,按照下述评价基准进行评价。应予说明,作为评价,优选为B以上、更优选为A。
A:即使经过3个月,软化剂也不会渗出至布帛的表面。
B:在1~3个月的期间内,软化剂渗出至布帛的表面。
C:在1星期~低于1个月的期间内,软化剂渗出至布帛的表面。
D:制造层叠体或发泡层叠体后,软化剂立即渗出至布帛的表面。
(18)压延成形加工性
在实施例35~38和比较例36~39中,针对在压延成形加工中得到的层叠前的氢化嵌段共聚物组合物的片,按照下述基准进行评价。
A:针对所得片的厚度,随机地测定10处,所有的厚度均为0.3±0.02mm且均匀。
B:针对所得片的厚度,随机地测定10处,至少1处的厚度为0.3±0.02mm以上,不均匀。
(19)发泡成形性
将通过实施例38和比较例39得到的发泡层叠体用切刀沿着高度方向切成一半,通过目视来评价发泡单元尺寸的均匀性。
A:单元尺寸均匀且分散有微细的独立发泡。
B:由于压延加工性不充分,因此无法获得均匀的片,发泡单元尺寸明显不均匀。
(20)柔软性
通过以190℃、10MPa压缩成形3分钟,从而得到片(长80mm、宽50mm、厚1.5mm)。针对将该片弯曲时的手感,按照下述基准进行评价。
<基准>
A:柔软且能够简单地弯曲
B:能够弯曲
C:难以弯曲。
〔制造例1〕
<含有极性基团的聚烯烃系聚合物>
使用混料机,将聚丙烯“プライムポリプロF327”(MFR[230℃、载重为2.16kg(21N)]:7g/10分钟、株式会社プライムポリマー制)42g、马来酸酐160mg、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷42mg在180℃、螺杆转速为40rpm的条件下进行熔融混炼,从而得到含有马来酸酐基的聚丙烯。
所得含有极性基团的聚烯烃系聚合物的MFR[230℃、21N]为6g/10分钟,含有马来酸酐基的结构单元的比例为0.3质量%,熔点为138℃。应予说明,该含有马来酸酐基的结构单元的比例是使用氢氧化钾的甲醇溶液对所得含有极性基团的聚烯烃系聚合物进行滴定而得到的值。此外,熔点是根据以10℃/分钟进行升温时的差示扫描量热测定曲线的吸热峰读取的值。
〔制造例2〕
<聚乙烯醇缩醛树脂>
向溶解有平均聚合度为500、皂化度为99摩尔%的聚乙烯醇树脂的水溶液中添加正丁基醛和酸催化剂(盐酸),经搅拌来进行缩醛化反应。将析出的树脂水洗至pH达到6为止,接着添加中和剂来进行中和后,将通过中和而生成的盐进行清洗而去除。脱水后,将产物干燥至挥发成分达到0.3%为止,从而得到缩醛化度为80摩尔%的聚乙烯醇缩醛树脂。
〔实施例1〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)237.7g、作为路易斯碱的四氢呋喃500.2g,升温至50℃后,添加β-法呢烯7.91kg并进行2小时聚合,接着添加苯乙烯(1)3.12kg并使其聚合1小时,进而添加丁二烯4.57kg,并进行1小时的聚合。接着,通过向该聚合反应液中添加作为偶联剂二氯二甲基硅烷25.2g,并使其反应1小时,从而得到包含聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物(以下也称为“嵌段共聚物(P1)”)的反应液。在该反应液中添加相对于前述嵌段共聚物(P1)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物的加氢物(以下称为“氢化嵌段共聚物(HP1)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP1),测定上述物性。将结果示于表1。
〔实施例2〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)237.7g、作为路易斯碱的四氢呋喃500.2g,升温至50℃后,添加β-法呢烯7.02kg并进行2小时聚合,接着添加苯乙烯(1)3.12kg并使其聚合1小时,进而添加异戊二烯5.46kg,并进行1小时的聚合。接着,通过向该聚合反应液中添加作为偶联剂二氯二甲基硅烷25.2g,并使其反应1小时,从而得到包含聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物(以下,称为“嵌段共聚物(P2)“)的反应液。在该反应液中添加相对于前述嵌段共聚物(P2)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(HP2)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP2),测定上述物性。将结果示于表1。
〔实施例3〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)300.3g、作为路易斯碱的四氢呋喃600.2g,升温至50℃后,添加β-法呢烯6.92kg并进行2小时聚合,接着添加苯乙烯(1)4.68kg并使其聚合1小时,进而添加丁二烯4.00kg,并进行1小时的聚合。接着,通过向该聚合反应液中添加作为偶联剂二氯二甲基硅烷31.8g,并使其反应1小时,从而得到包含聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物(以下,称为“嵌段共聚物(P3)”)的反应液。在该反应液中添加相对于前述嵌段共聚物(P3)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(HP3)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP3),测定上述物性。将结果示于表1。
〔比较例1〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)53.5g,升温至50℃后,添加苯乙烯(1)1.40kg并使其聚合1小时,接着,添加β-法呢烯12.79kg并进行2小时聚合,进而添加苯乙烯(2)1.40kg添加并聚合1小时,从而得到包含聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物(以下,称为“嵌段共聚物(P4)”)的反应液。在该反应液中添加相对于前述嵌段共聚物(P4)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(HP4)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP4),测定上述物性。将结果示于表1。
〔比较例2〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)122.3g,升温至50℃后,添加苯乙烯(1)1.40kg并使其聚合1小时,接着添加β-法呢烯6.40kg与异戊二烯6.40kg的混合物并进行2小时聚合,进而添加苯乙烯(2)1.40kg并聚合1小时,从而得到包含聚苯乙烯-聚(β-法呢烯/异戊二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物(以下,称为“嵌段共聚物(P5)”)的反应液。在该反应液中添加相对于嵌段共聚物(P5)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚苯乙烯-聚(β-法呢烯/异戊二烯)三嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(HP5)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP5),测定上述物性。将结果示于表1。
〔比较例3〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)81.5g,升温至50℃后,添加苯乙烯(1)1.40kg并使其聚合1小时,接着,添加β-法呢烯4.43kg与异戊二烯8.36kg的混合物并进行2小时聚合,进而添加苯乙烯(2)1.40kg并聚合1小时,从而得到包含聚苯乙烯-聚(β-法呢烯/异戊二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物(以下,称为“嵌段共聚物(P6)”)的反应液。在该反应液中添加相对于嵌段共聚物(P6)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚苯乙烯-聚(β-法呢烯/异戊二烯)三嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(HP6)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP6),测定上述物性。将结果示于表1。
〔比较例4〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)122.3g,升温至50℃后,添加苯乙烯(1)1.40kg并使其聚合1小时,接着,添加β-法呢烯7.13kg与丁二烯5.66kg的混合物并进行2小时聚合,进而添加苯乙烯(2)1.40kg并聚合1小时,从而得到包含聚苯乙烯-聚(β-法呢烯/丁二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物(以下,称为“嵌段共聚物(P7)”)的反应液。在该反应液中添加相对于嵌段共聚物(P7)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚苯乙烯-聚(β-法呢烯/丁二烯)三嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(HP7)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP7),测定上述物性。将结果示于表1。
〔参考例1〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)163.1g、作为路易斯碱的四氢呋喃360.3g,升温至50℃后,添加苯乙烯(1)2.08kg并使其聚合1小时,接着,添加异戊二烯16.64kg并进行2小时聚合,进而添加苯乙烯(2)2.08kg并聚合1小时,从而得到包含聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(以下,称为“嵌段共聚物(P8)”)的反应液。向该反应液中添加相对于嵌段共聚物(P8)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(HP8)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP8),测定上述物性。将结果示于表1。
〔参考例2〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷62.4kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)210.6g,升温至50℃后,添加苯乙烯(1)1.88kg并使其聚合1小时,接着,添加异戊二烯17.05kg并进行2小时聚合,进而添加苯乙烯(2)1.88kg并聚合1小时,从而得到包含聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(以下,称为“嵌段共聚物(P9)”)的反应液。向该反应液中添加相对于嵌段共聚物(P9)为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(HP9)”)。针对氢化嵌段共聚物(HP9),测定上述物性。将结果示于表1。
[表1]
Figure 101064DEST_PATH_IMAGE003
如表1所示那样,实施例1~3的氢化嵌段共聚物(HP1~3)的ODT均达到290℃以下。另一方面,比较例1~4的氢化嵌段共聚物(HP4~7)与本发明的聚合物骨架不同,且末端不存在聚合物嵌段(B),因此,呈现ODT为300℃以上的结果。
〔实施例4〕
作为基材层,使嵌段聚丙烯“PC684S”(サンアロマー株式会社制)的厚度达到30μm,作为粘合层,使氢化嵌段共聚物(HP1)的厚度达到10μm,利用T模挤出法进行共挤出,从而得到层叠体。针对所得层叠体进行上述评价。将结果示于表2。
〔实施例5~6、比较例5~8〕
除了将表2所示的氢化嵌段共聚物(HP2)~(HP7)用于粘合层之外,进行与实施例4相同的操作,从而得到层叠体。针对所得层叠体,进行上述评价。将结果示于表2。
〔实施例7~10〕
将氢化嵌段共聚物(HP1)、无规聚丙烯“プライムポリプロF327”(株式会社プライムポリマー制)、赋粘树脂“アルコンP-125”(荒川化学工业株式会社制)、加氢链烷烃系油“ダイアナプロセスオイルPW-90”(出光兴产株式会社制)分别以表2所示的比例进行配合,使用双螺杆挤出机,以200℃进行熔融混炼,从而得到氢化嵌段共聚物组合物。
此外,除了将前述氢化嵌段共聚物组合物用于粘合层之外,进行与实施例4相同的操作,从而得到层叠体。针对所得层叠体,进行上述评价。将结果示于表2。
〔比较例9~12〕
除了使用氢化嵌段共聚物(HP4)来代替氢化嵌段共聚物(HP1)之外,进行与实施例7~10相同的操作,从而得到层叠体。针对所得层叠体,进行上述评价。将结果示于表2。
[表2]
Figure 761853DEST_PATH_IMAGE004
如表2所示那样,在使用本发明范围的氢化嵌段共聚物(HP1~3)的情况下,无论是如实施例4~6那样地单独使用该氢化嵌段共聚物,还是如实施例7~10那样地用作含有其它成分的氢化嵌段共聚物组合物,共挤出成形性、剥离强度、拉伸共振、熔融延展性均显示出优异的结果。
另一方面,比较例5~12中,由于使用了不具有本发明的聚合物骨架的氢化嵌段共聚物(HP4~7),因此与实施例4~10相比,上述各物性均呈现非常差的结果。尤其是,针对比较例5、9~12,共挤出成形性非常差,直至设为10m/分钟的条件为止均无法退下熔融树脂,因此无法评价拉伸共振,此外,层叠体的粘合层产生龟裂,无法粘贴于被粘物,因此剥离强度也无法评价。
由该结果可以明确:本发明的氢化嵌段共聚物和使用了氢化嵌段共聚物的氢化嵌段共聚物组合物可适合地用作层叠体、尤其是保护膜。
<与膜有关的实施例和比较例>
〔实施例11〕
通过T模挤出法将氢化嵌段共聚物(HP1)以厚度达到50μm的方式进行挤出,从而得到膜。针对所得膜,进行上述评价。将结果示于表3。
〔实施例12~13、比较例13~16〕
除了使用表3所示的氢化嵌段共聚物(HP2)~(HP7)之外,进行与实施例11相同的操作,从而得到膜。针对所得膜,进行上述评价。将结果示于表3。
〔实施例14~16、24和25〕
将氢化嵌段共聚物(HP1)、通过制造例1得到的含有极性基团的聚烯烃系聚合物、通过制造例2得到的聚乙烯醇缩醛树脂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物“エルバロイAC1820”(三井・デュポンポリケミカル株式会社制)和氢化嵌段共聚物(HP8)分别以表3所示的比例进行配合,使用双螺杆挤出机,以230℃进行熔融混炼,从而得到氢化嵌段共聚物组合物。
除了使用上述氢化嵌段共聚物组合物之外,进行与实施例11相同的操作,从而得到膜。针对所得膜,进行上述评价。将结果示于表3。
〔比较例17~19、28和29〕
除了使用氢化嵌段共聚物(HP4)来代替氢化嵌段共聚物(HP1)之外,进行与实施例14~16、24和25相同的操作,从而得到膜。针对所得膜,进行上述评价。将结果示于表3。
[表3]
Figure 779487DEST_PATH_IMAGE005
如表3所示那样,在使用本发明范围的氢化嵌段共聚物(HP1~3)的情况下,无论是如实施例11~13那样地单独使用氢化嵌段共聚物,还是如实施例14~16那样地用作含有其它成分的氢化嵌段共聚物组合物,挤出膜成形性、拉伸共振、熔融延展性均呈现优异的结果。
另一方面,比较例13~19中,由于使用了不具有本发明的聚合物骨架的氢化嵌段共聚物(HP4~7),因此与实施例11~16相比,上述各物性均呈现非常差的结果。尤其是,比较例13、17~19的挤出成形性非常差,直至设为10m/分钟的条件为止均无法退下熔融树脂,因此无法评价拉伸共振。
实施例14和比较例17均以良好的平衡粘接于各被粘物,但比较例17与实施例14相比缺乏膜成形性,因此可知:其难以以膜形式粘接于各被粘物,不适合修饰成形材料等。
使用了氢化嵌段共聚物(HP8)的实施例24的剥离强度(粘接于各被粘物的粘接强度)得以提高,但同样地使用了氢化嵌段共聚物(HP8)的比较例28中,剥离强度未提高。
<与无纺布有关的实施例和比较例>
〔实施例17〕
将氢化嵌段共聚物(HP1)投入至挤出机中,以310℃进行熔融,使其从将孔径为0.3mm的孔以0.75mm的间距排成一列而得到的熔喷喷嘴中喷出,同时对该熔融树脂喷射310℃的热风,在成形传送带上捕集该熔喷纤维,从而得到熔喷无纺布。针对所得熔喷无纺布,进行上述评价。将结果示于表4。
〔实施例18~19、比较例20~23〕
除了使用表4所示的氢化嵌段共聚物(HP2)~(HP7)之外,进行与实施例17相同的操作,得到熔喷无纺布。针对所得熔喷无纺布,进行上述评价。将结果示于表4。
〔实施例20、21〕
将氢化嵌段共聚物(HP1)、通过制造例1得到的含有极性基团的聚烯烃系聚合物、以及乙烯-丙烯酸甲酯共聚物“エルバロイAC1820”(三井・デュポンポリケミカル株式会社制)分别以表4所示的比例进行配合,使用双螺杆挤出机,以230℃进行熔融混炼,从而得到氢化嵌段共聚物组合物。
除了使用上述氢化嵌段共聚物组合物之外,进行与实施例17相同的操作,得到熔喷无纺布。针对所得熔喷无纺布,进行上述评价。将结果示于表4。
〔比较例24、25〕
除了使用氢化嵌段共聚物(HP4)来代替氢化嵌段共聚物(HP1)之外,进行与实施例20、21相同的操作,从而得到熔喷无纺布。针对所得熔喷无纺布,进行上述评价。将结果示于表4。
[表4]
Figure 867529DEST_PATH_IMAGE006
如表4所示那样,在使用本发明范围的氢化嵌段共聚物(HP1~3)的情况下,无论是如实施例17~19那样地单独使用氢化嵌段共聚物,还是如实施例20~21那样地用作含有其它成分的氢化嵌段共聚物组合物,熔喷成形性、拉伸共振、熔融延展性均呈现优异的结果。
另一方面,比较例20~25中,由于使用了不具有本发明的聚合物骨架的氢化嵌段共聚物(HP4~7),因此与实施例17~21相比,上述各物性均呈现非常差的结果。尤其是,比较例20、24、25的挤出成形性非常差,直至设为10m/分钟的条件为止均无法退下熔融树脂,因此无法评价拉伸共振。
<与粘接粘合剂有关的实施例和比较例>
〔实施例22、23和26~29〕
将氢化嵌段共聚物(HP1)、赋粘树脂“アルコンP-125”(荒川化学工业株式会社制)、以及加氢链烷烃系油“ダイアナプロセスオイルPW-90”(出光兴产株式会社制)分别以表5所示的比例进行配合,使用双螺杆挤出机,以200℃进行熔融混炼,从而得到氢化嵌段共聚物组合物。针对该氢化嵌段共聚物组合物(粘接粘合剂),评价拉伸共振、熔融延展性,将结果示于表5。
进而,在180℃的条件下,使用热熔涂布机,将上述氢化嵌段共聚物组合物以25μm的厚度热熔涂布在厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(商品名 テイジンテトロンフィルムG2、帝人デュポンフィルム株式会社制)上,评价热熔涂布性。将结果示于表5。
〔比较例26~27和30~32〕
除了使用氢化嵌段共聚物(HP4)来代替氢化嵌段共聚物(HP1)之外,进行与实施例22、23和26~29相同的操作,得到氢化嵌段共聚物组合物(粘接粘合剂),进行上述评价。将结果示于表5。
[表5]
Figure 134562DEST_PATH_IMAGE007
如表5所示那样,如实施例22~23那样地使用本发明范围的氢化嵌段共聚物(HP1)时,所得氢化嵌段共聚物组合物(粘接粘合剂)的热熔涂布性、拉伸共振、熔融延展性均呈现优异的结果。
另一方面,比较例26~27中,由于使用了不具有本发明的聚合物骨架的氢化嵌段共聚物(HP4),因此与实施例22~23相比,上述各物性均呈现非常差的结果。
实施例26~28和比较例31~32激烈下降(drawdown),无法评价拉伸共振和熔融延展性。
实施例29通过添加氢化嵌段共聚物(HP9),拉伸共振和熔融延展性提高,成形性提高。
将配合相同的实施例与比较例进行对比时,实施例中的熔融粘度低,因此可知:实施例的粘接粘合剂能够在低温~高温的宽泛温度内进行热熔涂布。
由该结果可知:本发明的氢化嵌段共聚物和使用了氢化嵌段共聚物的氢化嵌段共聚物组合物可适合地用作粘接粘合剂、尤其是热熔粘接粘合剂。
<与油凝胶有关的实施例和比较例>
〔实施例30~34和比较例33~35〕
将氢化嵌段共聚物(HP1)或氢化嵌段共聚物(HP4)与软化剂1或软化剂2分别以表6所示的比例进行配合,使用双螺杆挤出机,以200℃进行熔融混炼,从而得到氢化嵌段共聚物组合物。针对该氢化嵌段共聚物组合物,评价注射成形性、成形保持率、撕裂强度和剥离强度(相对于聚氨基甲酸酯),将结果示于表6。
应予说明,软化剂1和2的详情如下所示。
软化剂1:链烷烃系工艺油(出光兴产株式会社制造的ダイアナプロセスオイルPW-32、40℃下的运动粘度:31mm2/s)
软化剂2:链烷烃系工艺油(出光兴产株式会社制造的ダイアナプロセスオイルPW-90、40℃下的运动粘度:95.54mm2/s)。
[表6]
Figure 785992DEST_PATH_IMAGE008
由表6的结果明确可知:实施例的氢化嵌段共聚物组合物的注射成形性、成形保持率均优异。此外可知:将配合量相同的实施例与比较例进行对比时,实施例的氢化嵌段共聚物组合物的撕裂强度优异。
此外,将配合量相同的实施例与比较例进行对比时,相对于聚氨基甲酸酯的粘接力相等,但比较例呈现注射成形性差、外观差的结果。进而,比较例中,呈现渗油变多、相对于聚氨基甲酸酯的粘接力降低的结果。
由上述结果可知:氢化嵌段共聚物组合物的组合物的注射成形性优异,并且,粘接于聚氨基甲酸酯的粘接性优异,因此适合于鞋底的缓冲材料等。
<与层叠体和发泡层叠体有关的实施例和比较例>
〔实施例35~38、比较例36~39〕
通过班伯里密炼机,将表7记载的各成分按照质量比在160℃下混炼5分钟,接着,利用两个辊的预热辊混炼3分钟后,利用L字形的四辊压延机,将前述氢化嵌段共聚物组合物以0.3mm的厚度粘贴于由布帛的布料形成且实施了基底加工的支承体片的基底面,从而得到层叠体。应予说明,作为软化剂,使用了出光兴产株式会社制造的ダイアナプロセスPW-32(40℃的运动粘度为31mm2/s),作为发泡剂(偶氮二甲酰胺),使用了永和化成工业株式会社制造的ビニホールAC#3。
针对实施例38和比较例39,将所得层叠体通入温度为210℃的发泡炉内2分钟,使包含前述氢化嵌段共聚物组合物的层进行发泡,从而得到具有厚度为0.5mm的发泡层的发泡层叠体。
针对通过压延成形加工得到的层叠前的氢化嵌段共聚物的片,进行硬度、压延成形加工性的评价,针对层叠体和发泡层叠体,进行粘接力、抗渗出能力和发泡成形性的评价。将结果示于表7。
[表7]
Figure 720450DEST_PATH_IMAGE009
由表7的结果可知:实施例35~38的层叠体与比较例36~39的层叠体相比,压延成形性优异。进而可知:实施例38的发泡层叠体与比较例39的发泡层叠体相比,发泡成形性优异。
<与无纺布有关的实施例和比较例>
〔实施例39~41、比较例40~42〕
将氢化嵌段共聚物(HP1)或氢化嵌段共聚物(HP4)与聚烯烃树脂分别以表8所示的比例进行配合,使用双螺杆挤出机,以200℃进行熔融混炼,从而得到氢化嵌段共聚物组合物。针对该氢化嵌段共聚物组合物,评价拉伸共振和柔软性,将结果示于表6。
应予说明,作为聚烯烃树脂,使用了株式会社プライムポリマー制造的プライムポリプロS119(MFR=60g/分钟)。
[表8]
Figure 917076DEST_PATH_IMAGE010
<与伸缩性部件有关的实施例和比较例>
与伸缩性部件有关的实施例和比较例中使用的各成分如下所示。
<氢化嵌段共聚物(I)>
后述的制造例3~4的氢化嵌段共聚物(I-1)~(I-2)
<氢化嵌段共聚物(I’)>
后述的制造例5~12的氢化嵌段共聚物(I’-1)~(I’-8)
<聚苯乙烯树脂(II)>
GPPS(商品名:679、PSジャパン株式会社制、MFR:18g/10分钟、重均分子量:199,000)
<软化剂(III)>
加氢链烷烃系工艺油(商品名:ダイアナプロセスオイルPW-90、出光兴产株式会社制、40℃下的运动粘度:95.54mm2/s)。
此外,制造例中的各测定方法的详情如下所示。
(1)分子量分布和峰位分子量(Mp)等的测定
氢化嵌段共聚物(I)或(I’)以及苯乙烯嵌段的峰位分子量(Mp)和分子量分布(Mw/Mn)通过GPC(凝胶渗透色谱)用标准聚苯乙烯换算分子量来求出,由分子量分布的峰顶点的位置求出峰位分子量(Mp)。测定装置和条件如下所示。
・装置 :东曹株式会社制造的GPC装置“GPC8020”
・分离柱 :东曹株式会社制造的“TSKgelG4000HXL”
・检测器 :东曹株式会社制造的“RI-8020”
・洗脱液 :四氢呋喃
・洗脱液流量 :1.0ml/分钟
・样品浓度 :5mg/10ml
・柱温 :40℃。
(2)加氢率的测定方法
在各实施例和比较例中,将嵌段共聚物(P)和加氢后的嵌段共聚物(氢化嵌段共聚物)(I)或(I’)分别溶解于氘代氯仿溶剂,使用日本电子株式会社制造的“Lambda-500”,以50℃测定1H-NMR。氢化嵌段共聚物(I)中的聚合物嵌段(b)和(c)的加氢率通过下述式由所得光谱的4.5~6.0ppm处出现的碳-碳双键中具有的质子的峰来计算。
加氢率(摩尔%)={1-(每1摩尔加氢后的嵌段共聚物(I)或(I’)中包含的碳-碳双键的摩尔数)/(每1摩尔嵌段共聚物(P)中包含的碳-碳双键的摩尔数)}×100。
(3)滞后损耗率和100%模量的测定方法
通过将实施例和比较例中得到的氢化嵌段共聚物(I)或(I’)、以及热塑性弹性体组合物以240℃、10MPa载重压缩成形3分钟,从而得到厚度约为0.5mm的片。由所得片冲切宽度为25mm、长度为150mm的短条状试验片,作为试验片。其中,评价熔喷无纺布的滞后损耗率和100%模量时,通过将暂时制作的无纺布进行再熔融而制成片状,由所得片制作上述尺寸的冲切试验片。
使用インストロン公司制造的拉伸试验机“3345模型”,在夹具间距离为40mm、试验温度为23℃、试验速度为100mm/分钟的条件下拉伸100%,其后,以100mm/分钟的试验速度收缩至0%,将上述操作实施2个周期。
将此时的第1周期的去路中的拉伸100%时的最大拉伸应力记作100%模量。
此外,测定第1周期的去路的100%拉伸能量[A1(去路100%)]、返回的100%拉伸能量[B1(回路100%)]、第2周期的去路的100%拉伸能量[A2(去路100%)]、返回的100%拉伸能量[B2(回路100%)]。通过下述式来求出第1周期的滞后损耗率、第2周期的滞后损耗率,作为弹性恢复性的指标。应予说明,下述值越低,则表示弹性恢复性优异。
第1周期的滞后损耗率(L1)=[(A1-B1)/A1]×100
第2周期的滞后损耗率(L2)=[(A2-B2)/A2]×100。
(4)无纺布的单位面积重量(g/m2
按照JIS L 1906,从平均宽度为1m的无纺布采取3片长20cm×宽20cm的试样片,利用电子天平来测定各试样片的质量,由3点的平均值除以试验片的面积400cm2,算出单位面积的质量,记作无纺布的单位面积重量。
(5)无纺布的平均纤维直径(μm)
针对无纺布中的任意部位,利用扫描型电子显微镜以300倍进行放大拍摄,将50根纤维直径的测定值的平均值记作平均纤维直径。
(6)熔喷成形性的评价方法
使用实施例和比较例中得到的氢化嵌段共聚物(I)或(I’)、以及热塑性弹性体组合物,通过后述方法来制作熔喷无纺布,根据其结果,按照下述3个阶段来评价熔喷成形性。
○:能够得到良好的无纺布,生产率优异。
△:能够得到无纺布,但产生大量飞絮(cotton fly),缺乏生产率。
×:无法获得无纺布。
<氢化嵌段共聚物(I)>
〔制造例3〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷50.0kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)190.5g(仲丁基锂20.0g)、作为路易斯碱的四氢呋喃400.0g,升温至50℃后,添加β-法呢烯6.34kg并进行2小时聚合,接着添加苯乙烯(1)2.50kg并使其聚合1小时,进而添加丁二烯3.66kg,并进行1小时的聚合。接着,通过向该聚合反应液中添加作为偶联剂二氯二甲基硅烷20.0g,并使其反应1小时,从而得到包含聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物的反应液。在该反应液中添加相对于前述嵌段共聚物为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(I-1)”。)。针对氢化嵌段共聚物(I-1),测定上述物性。将结果示于表9。
〔制造例4〕
使用异戊二烯来代替丁二烯,省略四氢呋喃的使用,并基于表9记载的配合,除此之外,与制造例3同样操作,从而制造聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(I-2)”)。针对所得氢化嵌段共聚物(I-2),进行上述评价。将结果示于表9。
<氢化嵌段共聚物(I’)>
〔制造例5〕
向进行氮气置换而使其干燥的耐压容器中投入作为溶剂的环己烷50.0kg、作为阴离子聚合引发剂的仲丁基锂(10.5质量%的环己烷溶液)16.9g(仲丁基锂1.8g),升温至50℃后,添加苯乙烯(1)2.22kg并进行1小时的聚合,接着,添加β-法呢烯1.11kg并聚合2小时,进而添加苯乙烯(2)2.22kg并进行1小时的聚合,从而得到包含聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的反应液。在该反应液中添加相对于前述嵌段共聚物为5质量%的钯碳(钯负载量:5质量%)来作为加氢催化剂,在氢气压力为2MPa、150℃的条件下进行10小时的反应。在放冷放压后,通过过滤而去除钯碳,将滤液浓缩,进而进行真空干燥,从而得到聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的加氢物(以下,称为“氢化嵌段共聚物(I’-1)”)。针对所得氢化嵌段共聚物(I’-1),进行上述评价。将结果示于表10。
〔制造例6、7〕
配合异戊二烯来代替β-法呢烯,并基于表10记载的配合,除此之外,与制造例5同样操作,从而制造氢化嵌段共聚物(I’-2)和(I’-3)。针对所得氢化嵌段共聚物(I’-2)和(I’-3),进行上述评价。将结果示于表10。
〔制造例8〕
配合丁二烯来代替β-法呢烯,向溶剂环己烷中混合四氢呋喃,并基于表10记载的配合,除此之外,与制造例5同样操作,从而制造氢化嵌段共聚物(I’-4)。针对所得氢化嵌段共聚物(I’-4),进行上述评价。将结果示于表10。
〔制造例9~12〕
配合异戊二烯与丁二烯的混合物来代替β-法呢烯,并基于表10记载的配合,除此之外,与制造例5同样操作,从而制造氢化嵌段共聚物(I’-5)~(I’-8)。针对所得氢化嵌段共聚物(I’-5)~(I’-8),进行上述评价。将结果示于表10。
[表9]
Figure 936985DEST_PATH_IMAGE011
*1:(a)/(b)表示结构单元(a)的总量与结构单元(b)的总量的质量比。
*2:(b1)/(b)表示源自共轭二烯的结构单元(b)的总量中的、源自法呢烯的结构单元(b1)的含量。
*3:F-St-Bd-St-F表示聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物。
F-St-Ip-St-F表示聚(β-法呢烯)-聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯-聚(β-法呢烯)五嵌段共聚物。
*4:加氢率表示源自共轭二烯的结构单元(b)中的碳-碳双键的加氢率。
[表10]
Figure 877259DEST_PATH_IMAGE012
〔实施例42~43和比较例43~50〕
将表11记载的各氢化嵌段共聚物用作热塑性弹性体组合物。
通过将各热塑性弹性体组合物以240℃、10MPa载重压缩成形3分钟,从而得到厚度约为0.5mm的片。针对所得片,如上所述地进行物性评价。将结果示于表11。
[表11]
Figure 666223DEST_PATH_IMAGE013
—:因成形不良而无法制作片。
〔实施例44~51和比较例51~60〕
将表12记载的各成分以表12中示出的比例,使用混料机在230℃和螺杆转速200rpm的条件下进行熔融混炼,从而制作热塑性弹性体组合物。
通过将所得热塑性弹性体组合物以240℃、10MPa载重压缩成形3分钟,从而得到厚度约为0.5mm的片。针对所得片,如上所述地进行物性评价。将结果示于表12。
[表12]
Figure 299330DEST_PATH_IMAGE014
〔实施例52~61和比较例61~62〕
(1)热塑性弹性体组合物的制作
将表13记载的各成分以表13中示出的比例,使用混料机在230℃和螺杆转速200rpm的条件下进行熔融混炼,从而制作热塑性弹性体组合物。
(2)熔喷无纺布的制作
将表13记载的热塑性弹性体组合物用40mmφ的单螺杆挤出机进行熔融后,送入至300℃的模具。使用由0.3mmφ的喷管以1mm的间距进行排列且两侧具有加热气体的喷射用狭缝的熔喷纺丝装置,以平均1孔为0.3g/分钟的喷出量喷出聚合物,将加热至300℃的空气以平均1m宽为2.8Nm3/分钟的热风量进行喷射从而细化。将其捕集在设置于喷嘴下方15cm的金属网带上,利用后方的卷取机进行牵引,从而得到无纺布(伸缩性部件)。所得无纺布的单位面积重量为150g/m2、长丝直径(平均纤维直径)为9μm。
(3)评价
使前述熔喷无纺布以240℃进行再熔融,其后,以10MPa载重压缩成形3分钟,从而得到厚度约为0.5mm的片。针对所得片,如上所述地进行物性评价。将结果示于表13。
[表13]
Figure 806535DEST_PATH_IMAGE015
实施例中记载的伸缩性部件的第1周期的滞后损耗率(L1)为20%以下,弹性恢复性优异。此外,实施例中记载的伸缩性部件的第2周期的滞后损耗率(L2)也低,此外,这些比值(L2/L1)高。
与此相对,比较例中记载的伸缩性部件的第1周期的滞后损耗率(1)均超过20%,弹性恢复性均比实施例中记载的伸缩性部件差。

Claims (24)

1.氢化嵌段共聚物,其为将嵌段共聚物进行加氢而得到的氢化嵌段共聚物,所述嵌段共聚物包含聚合物嵌段(A)、聚合物嵌段(B)和聚合物嵌段(C),所述聚合物嵌段(A)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(B)包含源自法呢烯的结构单元,所述聚合物嵌段(C)包含源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元,
所述嵌段共聚物包含至少2个所述聚合物嵌段(A)、至少1个所述聚合物嵌段(B)、以及至少1个所述聚合物嵌段(C),并且,至少1个所述聚合物嵌段(B)位于末端,
所述聚合物嵌段(B)和所述聚合物嵌段(C)中的碳-碳双键的加氢率为50mol%以上,
用A表示所述聚合物嵌段(A)、用B表示所述聚合物嵌段(B)、用C表示所述聚合物嵌段(C)时,所述氢化嵌段共聚物选自(i)〔B-A-C-A〕所示的四嵌段共聚物、(ii)〔B-A-C-A-B〕所示的五嵌段共聚物以及(iii)〔B-A-(C-A)l-B〕、〔B-A-(C-A-B)m〕或〔B-(A-C-A-B)n〕所示的多嵌段共聚物中的至少1种,其中l、m、n各自独立地表示2以上的整数。
2.根据权利要求1所述的氢化嵌段共聚物,其中,所述聚合物嵌段(B)中的碳-碳双键的加氢率为70mol%以上。
3.根据权利要求1或2所述的氢化嵌段共聚物,其中,所述聚合物嵌段(A)相对于所述聚合物嵌段(A)、所述聚合物嵌段(B)和所述聚合物嵌段(C)的合计的质量比[(A)/〔(A)+(B)+(C)〕]为5/100~80/100。
4.根据权利要求1或2所述的氢化嵌段共聚物,其中,所述芳香族乙烯基化合物为选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯和4-甲基苯乙烯中的至少1种。
5.根据权利要求1或2所述的氢化嵌段共聚物,其中,所述法呢烯之外的共轭二烯为选自丁二烯、异戊二烯和月桂烯中的至少1种。
6.根据权利要求1或2所述的氢化嵌段共聚物,其中,所述聚合物嵌段(C)相对于所述聚合物嵌段(B)的质量比[(C)/(B)]为5/95~95/5。
7.根据权利要求1或2所述的氢化嵌段共聚物,其中,所述聚合物嵌段(A)的峰位分子量为2,000~100,000,所述聚合物嵌段(B)的峰位分子量为2,000~200,000,所述聚合物嵌段(C)的峰位分子量为4,000~200,000。
8.根据权利要求1或2所述的氢化嵌段共聚物,其中,通过动态粘弹性测定求出的有序-无序转变温度(ODT)为290℃以下。
9.权利要求1~8中任一项所述的氢化嵌段共聚物的制造方法,其包括:通过依次制造所述聚合物嵌段(B)、所述聚合物嵌段(A)和所述聚合物嵌段(C)而得到嵌段共聚物的步骤;以及,将所得嵌段共聚物进行加氢的步骤。
10.氢化嵌段共聚物组合物,其包含:选自聚烯烃树脂、赋粘树脂和软化剂中的至少1种、以及权利要求1~8中任一项所述的氢化嵌段共聚物。
11.成形体,其使用了权利要求1~8中任一项所述的氢化嵌段共聚物和权利要求10所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
12.层叠体,其包含:使用权利要求1~8中任一项所述的氢化嵌段共聚物和权利要求10所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者得到的层。
13.膜,其使用了权利要求1~8中任一项所述的氢化嵌段共聚物和权利要求10所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
14.保护膜,其包含权利要求12所述的层叠体或权利要求13所述的膜。
15.纤维,其使用了权利要求1~8中任一项所述的氢化嵌段共聚物和权利要求10所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
16.无纺布,其使用了权利要求1~8中任一项所述的氢化嵌段共聚物和权利要求10所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
17.修饰成形用材料,其包含权利要求12所述的层叠体、权利要求13所述的膜、权利要求15所述的纤维、或者权利要求16所述的无纺布。
18.粘接粘合剂,其使用了权利要求1~8中任一项所述的氢化嵌段共聚物和权利要求10所述的氢化嵌段共聚物组合物中的任一者。
19.伸缩性部件,其是将含有氢化嵌段共聚物(I)的热塑性弹性体组合物进行成形而得到的伸缩性部件,
所述氢化嵌段共聚物(I)是嵌段共聚物(P)的加氢物,所述嵌段共聚物(P)包含聚合物嵌段(a)、聚合物嵌段(b)和聚合物嵌段(c),所述聚合物嵌段(a)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(b)含有源自法呢烯的结构单元(b1)1~100质量%,并含有源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)99~0质量%,所述聚合物嵌段(c)中的源自法呢烯的结构单元(b1)的含量低于1质量%、源自法呢烯之外的共轭二烯的结构单元(b2)的含量为1~100质量%,
所述嵌段共聚物(P)包含至少2个所述聚合物嵌段(a)、至少1个所述聚合物嵌段(b)、以及至少1个所述聚合物嵌段(c),并且,至少1个所述聚合物嵌段(b)存在于末端,
所述聚合物嵌段(a)与所述聚合物嵌段(b)的质量比[(a)/(b)]为1/99~70/30,所述聚合物嵌段(a)相对于所述聚合物嵌段(b)和所述聚合物嵌段(c)的合计量的质量比[(a)/((b)+(c))]为1/99~70/30,
所述嵌段共聚物(P)中存在的源自法呢烯的碳-碳双键和源自法呢烯之外的共轭二烯的碳-碳双键的合计之中的50mol%以上进行了加氢,
使试验片在23℃的温度下拉伸100%后再使其收缩的变形和恢复的1个周期中的滞后损耗率为20%以下,所述试验片是由将所述热塑性弹性体组合物在240℃、10MPa载重下压缩成形3分钟而得到的厚度0.5mm的片冲切成宽度25mm、长度150mm的短条状而得到的,
用A表示所述聚合物嵌段(a)、用B表示所述聚合物嵌段(b)、用C表示所述聚合物嵌段(c)时,所述氢化嵌段共聚物(I)选自(i)〔B-A-C-A〕所示的四嵌段共聚物、(ii)〔B-A-C-A-B〕所示的五嵌段共聚物以及(iii)〔B-A-(C-A)l-B〕、〔B-A-(C-A-B)m〕或〔B-(A-C-A-B)n〕所示的多嵌段共聚物中的至少1种,其中l、m、n各自独立地表示2以上的整数。
20.根据权利要求19所述的伸缩性部件,其中,相对于所述氢化嵌段共聚物(I)100质量份,含有1~50质量份的聚苯乙烯树脂(II)。
21.根据权利要求19或20所述的伸缩性部件,其中,相对于所述氢化嵌段共聚物(I)100质量份,含有1~150质量份的软化剂(III)。
22.根据权利要求19或20所述的伸缩性部件,其中,将使所述试验片在23℃的温度下以100mm/分钟的速度拉伸100%后再以100mm/分钟的速度收缩的操作进行2个周期时的所述变形和恢复的第2周期的滞后损耗率为15%以下。
23.根据权利要求22所述的伸缩性部件,其中,第2周期的滞后损耗率(L2)相对于第1周期的滞后损耗率(L1)之比(L2/L1)为0.40以上。
24.根据权利要求19或20所述的伸缩性部件,其中,所述氢化嵌段共聚物(I)的通过凝胶渗透色谱按照标准聚苯乙烯换算而求出的峰位分子量(Mp)为4,000~500,000。
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