JP2001247785A - 複合熱可塑性エラストマー組成物および成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スチレン系熱可塑性エラストマー成形体の硬度
の上昇を抑え、ゴム弾性を損なわずに、機械的強度が高
いスチレン系熱可塑性エラストマー組成物およびスチレ
ン系熱可塑性エラストマー成形体 【解決手段】スチレン系熱可塑性エラストマーと酸変性
スチレン系熱可塑性エラストマーとを混合してなる改質
スチレン系熱可塑性エラストマーに、繊維状の液晶ポリ
マーを配合して複合熱可塑性エラストマー組成物とした

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムの代替品に加
えて、電子光学材料や医用材料、特種化学機能材料とし
て、特に、加硫ゴムの代替品として使用される、スチレ
ン系熱可塑性エラストマー中に液晶ポリマーを繊維状で
分散させた複合熱可塑性エラストマー組成物および複合
熱可塑性エラストマー成形体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性エラストマーは、加熱によって
軟化し、外力によって変形するが、室温付近でゴム弾性
を示し、加硫ゴム三次元網目の架橋点に相当する拘束相
と、網目鎖としてエントロピー弾性を示すゴム成分とか
らなる多相高分子である。加硫ゴムに比べ成形が容易で
あり、再利用が可能なため、注目の材料である。

【０００３】熱可塑性エラストマーの用途は、ゴムの代
替用途に加えて、電子光学材料や医用材料、特種化学機
能材料としての用途が広がっている。特に、スチレン系
熱可塑性エラストマーは、低硬度化が可能なため、加硫
ゴムの代替えとして、広範に用いられている。そして、
熱可塑性エラストマーからなる成形体の機械的強度を上
げるためには、熱可塑性エラストマーに炭素、ガラス、
有機系等の短繊維や、炭素、無機系等の粉末などの補強
剤を配合した組成物を用いていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スチレ
ン系熱可塑性エラストマー組成物に、炭素、ガラス、有
機系等の短繊維や、炭素、無機系等の粉末などを配合す
ると、スチレン系熱可塑性エラストマー成形体の硬度が
大きく上昇し、ゴム弾性がなくなり、スチレン系熱可塑
性エラストマーの補強剤としては適切ではなかった。

【０００５】また、熱可塑性樹脂の補強方法として、液
晶ポリマーを分散させた熱可塑性樹脂組成物を押出成形
機にて押し出し、液晶ポリマーを熱可塑性樹脂成形体の
中に繊維状に形成し、流動方向に配向させて補強する方
法が知られている。しかし、この方法をスチレン系熱可
塑性エラストマーに用いた場合、繊維状に形成された液
晶ポリマーのアスペクト比（繊維長と直径の比）が小さ
く、補強効果が少なかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決したものであり、スチレン系熱可塑性エラストマー
成形体の硬度の上昇を抑え、ゴム弾性を損なわずに、機
械的強度が高いスチレン系熱可塑性エラストマー組成物
およびスチレン系熱可塑性エラストマー成形体を提供す
るものである。すなわち、スチレン系熱可塑性エラスト
マーと酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーとを混合
してなる改質スチレン系熱可塑性エラストマーに、繊維
状の液晶ポリマーを配合して複合熱可塑性エラストマー
組成物とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、スチレン系熱可塑性エ
ラストマー９９〜７５重量部と酸変性スチレン系熱可塑
性エラストマー１〜２５重量部とを混合した改質スチレ
ン系熱可塑性エラストマー１００重量部に、アスペクト
比１００以上の繊維状の液晶ポリマーが５〜１００重量
部配合されている複合熱可塑性エラストマー組成物であ
る。

【０００８】さらに、酸変性スチレン系熱可塑性エラス
トマーが、無水マレイン酸変性スチレン系熱可塑性エラ
ストマー、アクリル酸誘導体グラフトスチレン系熱可塑
性エラストマーあるいはメタクリル酸誘導体グラフトス
チレン系熱可塑性エラストマーである複合熱可塑性エラ
ストマー組成物である。

【０００９】さらに、前記複合熱可塑性エラストマー組
成物から成形される複合熱可塑性エラストマー成形体で
ある。本発明は、酸変性スチレン系熱可塑性エラストマ
ーを、スチレン系熱可塑性エラストマーと液晶ポリマー
の相溶化剤として混合したもので、両者の界面エネルギ
ーを低下させ、両相への親和力により成形時の液晶ポリ
マーの繊維形状化を促進させ、液晶ポリマーがより細長
く、アスペクト比の大きな繊維状の補強剤としてその流
動方向に高度に配向され、スチレン系熱可塑性エラスト
マーと液晶ポリマーの界面接着力も良好となったスチレ
ン系熱可塑性エラストマー組成物および成形体である。

【００１０】本発明の酸変性スチレン系熱可塑性エラス
トマーは、水添スチレン系熱可塑性エラストマーに、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボ
ン酸やこれらの無水物、アクリル酸、メタクリル酸、ク
ロトン酸、マレアミド酸などの酸およびこれらの誘導体
を付加して変性したものが挙げられる。なかでも、無水
マレイン酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体が
好適である。

【００１１】これらの酸および酸誘導体のスチレン系熱
可塑性エラストマーに付加される含有量については特定
するものではないが、スチレン系熱可塑性エラストマー
１００重量部に対し、酸および酸誘導体が０．1〜２０
重量部の範囲が好ましい。付加する方法は限定するもの
ではなく、過酸化物を使用して付加反応させる方法など
の公知の方法を採用できる。

【００１２】本発明の改質スチレン系熱可塑性エラスト
マーは、スチレン系熱可塑性エラストマー９９〜７５重
量部と酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー１〜２５
重量部とを混合したものが好ましい。酸変性スチレン系
熱可塑性エラストマーの配合量が２５重量部を越える
と、成形時の金型離型性がわるくなり、１重量部未満で
は相溶性の効果が少ない。

【００１３】本発明の液晶ポリマーは、改質スチレン系
熱可塑性エラストマー組成物中でアスペクト比が１００
以上の繊維状になり、改質スチレン系熱可塑性エラスト
マー１００重量部に対し、液晶ポリマーの配合量が５〜
１００重量部のものが、スチレン系熱可塑性エラストマ
ー成形体の硬度の上昇を抑え、ゴム弾性を損なわずに、
機械的強度を上げることができので好ましい。アスペク
ト比が１００未満では補強効果が少ない。また、液晶ポ
リマーの配合量が１００重量部を越えると成形体の硬度
が高くなりゴム弾性がなくなり、５重量部未満ではアス
ペクト比が１００以上であっても補強効果が少ない。

【００１４】本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー
は、スチレンと、ブタジエンやイソプレンなどのジエン
系モノマーとのブロック共重合体を水添したものであ
る。具体的には、スチレンブタジエンスチレンブロック
共重合体を水添したスチレン（エチレンブチレン）スチ
レンブロック共重合体、スチレンブタジエンブロック共
重合体を水添したスチレン（エチレンブチレン）ブロッ
ク共重合体、スチレンイソプレンスチレンブロック共重
合体を水添したスチレン（エチレンプロピレン）スチレ
ンブロック共重合体、スチレンイソプレンブロック共重
合体を水添したスチレン（エチレンプロピレン）ブロッ
ク共重合体およびこれらの混合物が挙げられる。

【００１５】本発明の液晶ポリマーは、スチレン系熱可
塑性エラストマーより融点が高いものであれば、特に限
定するものではないが、具体例としては、ベクトラ、エ
コール、ザイダー、ロッドラン、ノバキュレート等の商
品名で市販されている。

【００１６】また、本発明のスチレン系熱可塑性エラス
トマーの配合剤として、柔軟性や加工性などを付与する
目的で、通常のオイルなどの可塑剤や無機充填剤、補強
繊維、熱安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、滑剤、発泡
剤、他の少量の高分子材料などの添加剤を配合すること
ができる。

【００１７】本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー
組成物中で液晶ポリマーを繊維化させる製造方法は、通
常の押出成形機および射出成形装置等によって製造する
ことができる。所定の各種配合剤を計量した後に、リボ
ンブレンダーやタンブラー、スーパーミキサーなどで混
合してから、単軸押出成形機や二軸押出成形機、射出成
形装置などで溶融混練して調製することができる。ま
た、二軸押出成形機の場合、サイドフィードでシリンダ
ー途中から液晶ポリマーを投入しスチレン系熱可塑性エ
ラストマー組成物中で液晶ポリマーを繊維化させること
も可能である。液晶ポリマーを混練途中から投入するこ
とはスチレン系熱可塑性エラストマー組成物への熱的負
担を軽くし、劣化を防ぐ意味からも有効である。

【００１８】以下、実施例によって本発明を具体的に説
明する。

【実施例１〜９】表１に実施例１〜９の複合熱可塑性エ
ラストマー組成物の配合を示す。それぞれスチレン系熱
可塑性エラストマーと無水マレイン酸変性スチレン系熱
可塑性エラストマーと液晶ポリマーを４０ｍｍΦの単軸
押出成形機で混練し、複合熱可塑性エラストマー組成物
を得た。

【００１９】さらに、複合熱可塑性エラストマー組成物
を用いて、厚さ２ｍｍの板状に押出成形して、複合熱可
塑性エラストマー成形体を得た。

【００２０】表１に、液晶ポリマーが配向した方向の引
張り強度（ＪＩＳ Ｋ６２５１準拠）、硬度（ＪＩＳ Ｋ
６２５３、タイプＡデュロメータを使用）を測定した結
果をまとめた。また複合熱可塑性エラストマー成形体の
成形性として、流動性、離型性、表面状体の良好なもの
を○、不良なものを×として記し、また成形体内部の熱
可塑性エラストマーと液晶ポリマーの界面状態を観察し
た。更に、各々の複合熱可塑性エラストマー組成物をト
ルエン溶剤に浸し、スチレン系熱可塑性エラストマーを
溶解除去し、繊維状の液晶ポリマーのアスペクト比を測
定した。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【実施例１０〜１８】表２に実施例１０〜１８の複合熱
可塑性エラストマー組成物の配合を示す。それぞれスチ
レン系熱可塑性エラストマーとアクリル酸誘導体変性ス
チレン系熱可塑性エラストマーと液晶ポリマーを４０ｍ
ｍΦの単軸押出成形機で混練し、複合熱可塑性エラスト
マー組成物を得た。

【００２３】さらに得られた複合熱可塑性エラストマー
組成物を用いて、厚さ２ｍｍの板状に押出成形して、熱
可塑性エラストマー成形体を得た。

【００２４】表２に実施例１〜９と同様に測定評価した
結果をまとめた。

【表２】

【００２５】

【比較例１〜５】表３に比較例１〜５の熱可塑性エラス
トマー組成物の配合を示す。それぞれスチレン系熱可塑
性エラストマーと酸変性スチレン系熱可塑性エラストマ
ーと液晶ポリマーを４０ｍｍΦの単軸押出成形機で混練
し、熱可塑性エラストマー組成物を得た。さらに得られ
た組成物を用いて、厚さ２ｍｍの板状に押出成形して、
熱可塑性エラストマー成形体を得た。

【００２６】表３に上記実施例と同様に測定評価した結
果をまとめた。

【表３】 本発明の実施例は、比較例よりも硬度の上昇を伴わずに
強度が向上しており、さらに成形性も良好であった。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、特別な加工をすることなく、
スチレン系熱可塑性エラストマー組成物中に、アスペク
ト比が１００以上の繊維状の液晶ポリマーを配合するこ
とができる。この組成物によって成形された成形体は、
低硬度で高い機械的強度を示すものとなった。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】改質スチレン系熱可塑性エラストマーに、
   液晶ポリマーが配合されていることを特徴とする複合熱
   可塑性エラストマー組成物。
2. 【請求項２】改質スチレン系熱可塑性エラストマーが、
   スチレン系熱可塑性エラストマー９９〜７５重量部と酸
   変性スチレン系熱可塑性エラストマー１〜２５重量部と
   を混合してなり、そして液晶ポリマーが、アスペクト比
   １００以上の繊維状であり、改質スチレン系熱可塑性エ
   ラストマー１００重量部に対し、５〜１００重量部であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の複合熱可塑性エラ
   ストマー組成物。
3. 【請求項３】酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー
   が、無水マレイン酸変性スチレン系熱可塑性エラストマ
   ー、アクリル酸誘導体グラフトスチレン系熱可塑性エラ
   ストマーあるいはメタクリル酸誘導体グラフトスチレン
   系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項
   １あるいは２に記載の複合熱可塑性エラストマー組成
   物。
4. 【請求項４】請求項１、２あるいは３に記載の複合熱可
   塑性エラストマー組成物から成形されることを特徴とす
   る複合熱可塑性エラストマー成形体。